KR20080060108A - Three dimensional image display panel and three dimensional image display device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래의 기술에 따른 배리어 타입의 입체 디스플레이 장치를 나타낸 구성도이고,1 is a block diagram showing a three-dimensional display device of the barrier type according to the prior art,
도2는 종래의 기술에 따른 렌티큘러 렌즈 타입의 입체 디스플레이 장치를 나타낸 구성도이며,2 is a block diagram showing a three-dimensional display device of the lenticular lens type according to the prior art,
도3은 본 발명에 따르는 입체영상표시장치의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of a stereoscopic image display device according to the present invention;
도4a 및 도4d는 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환 원리를 설명하기 위한 도면이며,4A and 4D are diagrams for explaining the principle of converting two-dimensional (3D) and three-dimensional (3D) displays.
도5 및 도6은 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining the effect of the present invention.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *Explanation of Signs of Major Parts of Drawings
10 : 표시패널 100 : 입체영상표시패널10: display panel 100: stereoscopic image display panel
110 : 제1기판소재 120 : 제1전극층110: first substrate material 120: first electrode layer
130 : 제1배향막 140 : 제1기판130: first alignment layer 140: first substrate
150 : 액정층 160 : 제2기판소재150: liquid crystal layer 160: second substrate material
170 : 제2전극층 180 : 굴절층170: second electrode layer 180: refractive layer
185 : 제2배향막 190 : 제2기판 185: second alignment layer 190: second substrate
본 발명은, 입체영상표시패널과 이를 포함하는 입체영상표시장치 관한 것으로, 보다 상세하게는, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환이 가능하며 화질이 개선된 입체영상표시패널과 이를 포함하는 입체영상표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a stereoscopic image display panel and a stereoscopic image display apparatus including the same. More particularly, a three-dimensional (3D) display and a three-dimensional (3D: three-dimensional) display conversion are possible and the image quality is improved. A display panel and a stereoscopic image display device including the same are provided.
입체 디스플레이 기술을 구현함에 있어서 가장 일반적으로 사용되는 방법 중의 하나는 좌우 양안 시차(Binocular display)를 이용하는 방법이다. 좌우 양안 시차를 이용하는 방법은 왼쪽 눈에 해당하는 카메라로 찍은 영상과 오른쪽 눈에 해당하는 카메라로 찍은 영상을 같은 디스플레이 모듈에서 표현하고, 이를 각각 시청자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 들어가게 만들어 주는 것으로서, 양쪽 눈에 각각 다른 각도에서 관찰된 영상이 입력되도록 함으로써 두뇌 작용을 통하여 시청자가 공간감을 인식할 수 있게 하는 것이다.One of the most commonly used methods for implementing a stereoscopic display technology is a method using binocular display. The method of using bilateral parallax is to express the image taken by the camera corresponding to the left eye and the image taken by the camera corresponding to the right eye on the same display module, and to make it enter the viewer's left eye and the right eye, respectively. By inputting images observed from different angles to the eyes, the viewer can recognize the sense of space through the brain.
이때, 영상을 시청자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 각각 나뉘어 들어가게 하는 방법으로는 크게 배리어(Barrier)를 사용하는 방법과 원통형 렌즈(cylindrical lens)의 일종인 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens)를 사용하는 방법이 있다.In this case, a method of dividing the image into the viewer's left eye and the right eye may be divided into a method of using a barrier and a method of using a lenticular lens, which is a kind of cylindrical lens. .
도1은 종래기술에 따른 배리어 타입의 입체 디스플레이 장치를 나타낸 구성도로서, 배리어를 사용하는 방법을 설명하기 위한 것이다.1 is a block diagram illustrating a barrier type stereoscopic display device according to the related art, and illustrates a method of using a barrier.
종래의 기술에 따른 배리어 타입의 입체 디스플레이 장치는 도1에 도시된 것처럼, 입체 화상 표시면으로서, 좌안 화상(L)과 우안 화상(R)이 표시되는 디스플레이 모듈(1), 일정한 간격(d)을 두고 디스플레이 모듈(1)과 마주하도록 배치되어 있으며 개구부(2a)와 차단부(2b)가 교대로 형성된 슬릿 배리어(Slit barrier, 2)를 포함한다.The barrier type stereoscopic display device according to the related art is a
배리어 타입은 슬릿 배리어(2)의 차광부(2b)를 이용하여 빛을 차단함으로써, 좌안 화상(L)과 우안화상(R)을 나누어 시청자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 각각 들어가도록 한다.In the barrier type, light is blocked using the
도2는 종래 기술에 따르는 렌티큘러 렌즈 타입이 입체 디스플레이 장치를 나타낸 구성도로서, 렌티큘러 렌즈를 사용하는 방법을 설명하기 위한 것이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a stereoscopic display apparatus in which a lenticular lens type according to the prior art is used to describe a method of using a lenticular lens.
종래의 기술에 따른 렌티큘러 렌즈 타입의 입체 디스플레이 장치는 도2에 도시된 바와 같이 좌안 화상(L)과 우안 화상(R)이 각각 표시되는 디스플레이 모듈(3)과, 디스플레이 모듈(3)의 일측에 부착된 렌티큘러 스크린(4)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the lenticular lens type stereoscopic display device according to the related art is provided with a
도1의 배리어 타입은 빛을 차단함으로써 좌안 및 우안 화상(R, L)을 나누는데 반하여, 도2의 렌티큘러 렌즈 타입은 렌티큘러 렌즈를 사용하여 광경로를 변경함으로써 자안 및 우안 화상(L, R)을 나누기 때문에 배리어 타입에 비하여 휘도가 저하되지 않는다는 장점이 있다.The barrier type of FIG. 1 divides left and right eye images (R, L) by blocking light, whereas the lenticular lens type of FIG. 2 uses autonomous and right eye images (L, R) by changing the optical path using a lenticular lens. The advantage is that the brightness is not lowered as compared with the barrier type.
그러나, 이와 같은 종래의 배리어 타입이나 렌티큘러 렌즈 타입의 입체 디스플레이 장치는 입체영상을 중심으로 구현되어 있어서 배리어나 렌티큘러 렌즈의기능을 온/오프(ON/OFF)하기가 어렵고, 그에 따라 평면화상과 입체화상을 상호 전환 하여 선택적으로 구현하기 어렵다는 단점이 있다.However, such a conventional barrier type or lenticular lens type stereoscopic display device is implemented based on a stereoscopic image, and thus it is difficult to turn on / off a function of the barrier or lenticular lens, and thus planar images and stereoscopic images are used. There is a disadvantage that it is difficult to selectively implement by switching the images.
따라서, 본 발명의 목적은, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환이 가능하며, 화질이 개선된 입체영상표시장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of converting two-dimensional (3D) and three-dimensional (3D) displays, and having improved image quality.
본 발명의 다른 목적은, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환이 가능하며, 화질이 개선된 입체영상표시패널을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a stereoscopic image display panel capable of converting two-dimensional (3D) and three-dimensional (3D) displays and improving image quality.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 표시패널과; 표시패널의 외부면에 부착되어 표시패널로부터의 영상을 3차원의 입체영상 또는 2차원의 평면영상으로 전환하는 입체영상표시패널을 포함하며, 입체영상표시패널은, 제1기판소재에 제1전극층이 형성되어 있는 제1기판과, 제2기판소재에 오목렌즈 형상의 굴절층이 형성되어 있으며 제1기판에 대향 부착되는 제2기판 및 제1전극층과 굴절층 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 굴절층의 굴절률(n)은 액정층의 굴절률(no)보다 0.8% 내지 4% 더 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided a display panel; And a stereoscopic image display panel attached to an outer surface of the display panel and converting an image from the display panel into a three-dimensional stereoscopic image or a two-dimensional planar image. The stereoscopic image display panel includes a first electrode layer on a first substrate material. And a concave lens-shaped refractive layer formed on the first substrate, the second substrate material, and a liquid crystal layer positioned between the first electrode layer and the refractive layer, the second substrate being opposite to the first substrate. The refractive index n of the refractive layer is achieved by a stereoscopic image display device, characterized in that 0.8% to 4% larger than the refractive index n o of the liquid crystal layer.
여기서, 제1전극층과 액정층 사이에 개재되어 있는 제1배향막과, 액정층과 굴절층 사이에 개재되어 있는 제2배향막 및 굴절층과 상기 제2기판소재 사이에 위치하는 제2전극층을 더 포함할 수 있다.The method may further include a first alignment layer interposed between the first electrode layer and the liquid crystal layer, a second alignment layer interposed between the liquid crystal layer and the refractive layer, and a second electrode layer positioned between the refractive layer and the second substrate material. can do.
그리고, 표시패널은 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 유기전계발광장치(OLED), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display) 중 어느 하나일 수 있다.The display panel may be any one of a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and a vacuum fluorescent display (VFD).
또한, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 굴절층의 굴절률(n)보다 클 수 있다.In addition, the refractive index n e in the long axis direction of the liquid crystal layer may be larger than the refractive index n of the refractive layer.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 표시패널과; 표시패널의 외부면에 부착되어 표시패널로부터의 영상을 3차원의 입체영상 또는 2차원의 평면영상으로 전환하는 입체영상표시패널을 포함하며, 입체영상표시패널은, 제1기판소재에 제1전극층이 형성되어 있는 제1기판과, 제2기판소재에 오목렌즈 형상의 굴절층이 형성되어 있으며 제1기판에 대향 부착되는 제2기판 및 제1전극층과 굴절층 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 굴절층의 굴절률(n)은 액정층의 단축방향 굴절률(no)보다 0.4% 내지 20% 더 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided a display panel; And a stereoscopic image display panel attached to an outer surface of the display panel and converting an image from the display panel into a three-dimensional stereoscopic image or a two-dimensional planar image. The stereoscopic image display panel includes a first electrode layer on a first substrate material. And a concave lens-shaped refractive layer formed on the first substrate, the second substrate material, and a liquid crystal layer positioned between the first electrode layer and the refractive layer, the second substrate being opposite to the first substrate. The refractive index n of the refractive layer is achieved by a stereoscopic image display device, characterized in that 0.4% to 20% larger than the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal layer.
여기서, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 굴절층의 굴절률(n)보다 클 수 있다.Here, the refractive index n e in the long axis direction of the liquid crystal layer may be larger than the refractive index n of the refractive layer.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따라, 제1기판소재에 제1전극층이 형성되어 있는 제1기판과; 제2기판소재에 오목렌즈 형상의 굴절층이 형성되어 있으며, 제1기판에 대향 부착되는 제2기판과; 제1전극층과 상기 굴절층 사이에 위치하는 액정층을 포함하며, 굴절층의 굴절률(n)은 액정층의 단축방향 굴절률(no)보다 0.4% 내지 20% 더 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시패널에 의하여 달성된다.Another object of the present invention, according to the present invention, the first substrate on which the first electrode layer is formed on the first substrate material; A second substrate having a concave lens-shaped refractive layer formed on the second substrate material, the second substrate being opposed to the first substrate; And a liquid crystal layer positioned between the first electrode layer and the refractive layer, wherein the refractive index n of the refractive layer is 0.4% to 20% larger than the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal layer. Achieved by the panel.
여기서, 굴절층의 굴절률(n)은 상기 액정층의 단축방향 굴절률(no)보다 0.8% 내지 4% 더 큰 것이 바람직하다.Here, the refractive index n of the refractive layer is preferably 0.8% to 4% larger than the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal layer.
그리고, 제1기판은 제1전극층과 상기 액정층 사이에 개재되어 있는 제1배향막을 더 포함하고, 제2기판은 액정층과 굴절층 사이에 개재되어 있는 제2배향막과, 굴절층과 제2기판소재 사이에 위치하는 제2전극층을 더 포함할 수 있다.The first substrate further includes a first alignment layer interposed between the first electrode layer and the liquid crystal layer, and the second substrate includes a second alignment layer interposed between the liquid crystal layer and the refractive layer, and the refractive layer and the second substrate. It may further include a second electrode layer positioned between the substrate material.
또한, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 굴절층의 굴절률(n)보다 클 수 있다.In addition, the refractive index n e in the long axis direction of the liquid crystal layer may be larger than the refractive index n of the refractive layer.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
본 발명에 따르는 입체영상표시장치는, 도3에 도시된 바와 같이, 영상을 표시하는 표시패널(10)과, 표시패널(10) 상에 배치되어 있는 입체영상표시패널(100)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the stereoscopic image display apparatus according to the present invention includes a
본 발명에 따르는 표시패널(10)은 통상의 액정표시장치(LIQUID CRYSTAL DISPLAY)와 동일하다. 구체적으로, 도3에 도시된 바와 같이, 표시패널(10)은 액정패널(50)과, 액정패널(50)의 후방에 위치하는 광원(60)을 포함한다. 액정패널(50)은 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판(20)과, 상기 박막트랜지스터 기판(20)에 대향 부착되며 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판(30) 및 양 기판(20, 30) 사이에 위치하는 액정층(40)을 포함한다. 이와 같은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 장치로 서, 광원(60)에서 조사되는 빛을 이용하여 액정패널(50)에 화상을 형성한다.The
본 발명의 실시예에서는 2차원 영상을 표시하는 장치로써 액정표시장치(Liquid Crystal Display)를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 유기전계발광장치(OLED), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등도 적용될 수 있음은 물론이다.In the exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display is used as an apparatus for displaying a 2D image as an example. However, the present invention is not limited thereto, and an organic light emitting diode (OLED), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), a vacuum fluorescent display (VFD), and the like may also be applied.
표시패널(10)의 외부면에는 입체영상표시패널(100)이 부착되어 이다. 구체적으로, 광원(60)이 위치하는 반대측에 입체영상표시패널(100)이 위치한다. The stereoscopic
본 발명에 따르는 입체영상표시패널(100)은, 도3에 도시된 바와 같이, 상호 대향 부착되어 있는 제1기판(140) 및 제2기판(190)과, 양 기판(140, 190) 사이에 개재되어 있는 액정층(150)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the stereoscopic
우선, 제1기판(140)에 대하여 설명한다.First, the
제1기판(140)은 제1기판소재(110) 상에 제1전극층(120)과 제1배향막(130)이 차례로 형성되어 있다.In the
제1기판소재(110)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어질 수 있다.The
제1기판소재(110) 상의 전면에는 제1전극층(120)이 형성되어 있다. 제1전극층(120)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다. 제1전극층(120)은 후술할 제2전극층(170)과 함께 수직전계를 형성하여 액정층(150)을 구성하는 액정분자(Liquid Crystal Molecular)를 수직방향으로 배열시킨다.The
제1전극층(120) 상에는 제1배향막(130)이 형성되어 있다. 제1배향막(130)은 액정층(150)을 이루는 액정분자(Liquid Crystal Molecular)들이 전계에 따라 용이하게 배열되도록 돕는다. 구체적으로, 제1배향막(130)의 표면에는 프리틸트각(pretilt angle)이 형성되어 있어, 프리틸트각에 따라 액정분자들의 배열위치 또는 배열방향이 미리 결정되어 전계에 대한 액정분자들의 응답속도가 빨라진다. 여기서, 프리틸트각이란 제1배향막(130)의 표면을 일정한 각도로 러빙(rubbing)함에 의하여 제1배향막(130)의 표면이 일정한 경사각을 형성하도록 하여, 러빙된 경사각에 따라 액정분자들이 빨리 배열될 수 있도록 하는 배향막의 표면에 형성된 경사각이다.The
다음, 제2기판(190)에 대하여 설명한다. Next, the
제2기판(190)은 제2기판소재(160) 상에 제2전극층(170), 굴절층(180) 및 제2배향막(185)이 차례로 형성되어 있다.In the
제2기판소재(160)는 상술한 제1기판소재(160)와 동일 또는 유사한 재질로 형성된다. The
제2기판소재(160) 상의 전면에는 제2전극층(170)이 형성되어 있다. 제2전극층(170)은 상술한 제1전극층(120)과 같이 은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다.The
제2전극층(170) 상에는 오목렌즈(concave lens) 형상의 굴절층(180)이 형성되어 있다. 여기서, 굴절층(180)은 고분자 유기물질로 제조될 수 있다. 그리고, 이러한 굴절층(180)을 구성하는 유기물질은 UV에 의하여 경화될 수 있다. 구체적으 로, 굴절층(180)은 예를 들어 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)과, 아크릴레이트(acrylate) 및 촉매(initiator)를 포함할 수 있다. 이러한 굴절층(180)은 고분자 유기물질을 제2전극층(170) 상에 도포한 후, 몰드(mold) 등을 이용하여 상기 고분자 유기물질에 오목렌즈(concave lens) 형상을 형성한 상태에서 상기 고분자 유기물질에 UV를 조사하여 경화시킴으로써 도3에 따른 굴절층(180)을 형성할 수 있다. 이는 하나의 예시적인 방법에 불과하며, 다른 방법에 의하여도 굴절층(180)을 제조할 수 있다. 이러한 굴절층(180)의 굴절률(n)은 액정층(150)의 단축방향 굴절률(n0) 보다 0.4% 내지 20% 더 크게 설정되어 있다. 더욱 바람직하게는 굴절층(180)의 굴절률(n)은 액정층(150)의 단축방향 굴절률(n0)보다 0.8% 내지 4% 더 크게 설정되어 있다. 이와 같은 수치는 액정의 종류 및 굴절층(180)의 재질 등에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 상기 굴절층의 굴절률(n)보다 큰 조건에서 만족한다. 한편, 굴절층(180)의 굴절률(n)이 액정층(150)의 굴절률(n0)보다 더 크게 설정되어야 하는 이유는 후술하는 본원발명의 효과를 설명하는 단락에서 구체적으로 설명하도록 한다.A
굴절층(180) 상에는 제2배향막(185)이 형성되어 있다. 제2배향막(185)은 제1배향막(130)과 동일 또는 유사한 구조 및 재질이며, 단지 러빙방향 또는 프리틸트각 등이 제1배향막(130)과 다를 수 있다. 여기서, 제2배향막(185)는 삭제될 수도 있다. 제2배향막(185)는 삭제되면 공정이 단순화되어 제조비용을 절감할 수 있다.The
도4a 및 도4d를 참고하여, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환 원리에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 액정분자의 장축방향의 굴절률을 ne, 액정분자의 단축방향의 굴절률을 n0, 굴절층(180)의 굴절률을 n으로 나타내기로 하며, 이들 사이의 대소관계는 n = n0 < ne과 같다고 가정하자. 여기서, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 상기 굴절층의 굴절률(n)보다 크다.4A and 4D, the principle of converting two-dimensional (3D) and three-dimensional (3D) displays will be described. In the following description, the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules will be represented by n e , the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules is represented by n 0 , and the refractive index of the
우선, 도4a를 참조하여 액정의 기본적인 성질을 간단히 설명한다. 일반적으로 액정분자는, 도4a와 같이, 장축과 단축을 갖는 막대형상으로 광학성질이 장축방향과 단축방향이 서로 다른 이방성을 갖는다. 즉, 액정분자는 유전율, 굴절률, 전도율, 점성율 등의 물성값이 액정분자의 장축에 평행한 방향과 액정분자의 장축에 수직인 방향이 서로 다르게 나타난다. 액정표시장치는 이러한 애정층의 이방성을 이용하여 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 구현한다. 굴절률과 관련하여, 액정분자는 장축방향의 굴절률(ne)이 단축방향의 굴절률(n0)보다 크다. First, the basic property of the liquid crystal will be briefly described with reference to FIG. 4A. In general, the liquid crystal molecules have an anisotropy in which the optical properties are different in the major axis direction and the minor axis direction in a rod shape having a major axis and a minor axis as shown in FIG. That is, in the liquid crystal molecules, properties such as dielectric constant, refractive index, conductivity, and viscosity are different from each other in the direction parallel to the long axis of the liquid crystal molecule and the direction perpendicular to the long axis of the liquid crystal molecule. The liquid crystal display implements an image by controlling light transmittance using the anisotropy of the love layer. With respect to the refractive index, the liquid crystal molecules have a refractive index n e in the long axis direction greater than the refractive index n 0 in the short axis direction.
이러한 액정층(150)을 이용하여 입체영상을 형성하는 원리에 대하여 도4a를 참조하여 설명한다. 도4a와 같이 제1 및 제2전극층(120, 170)에 전압이 인가되지 않은 경우, 액정층(150)을 이루는 액정분자들의 장축이 제1 및 제2배향막(130, 185)의 표면과 평행하게 배열되게 된다. 액정분자가 전체적으로 평행하게 배열된 경우 액정층(150)은 ne 굴절률을 나타내게 됨으로, 액정층(150)과 굴절층(180)의 굴절률 차이(n < ne)에 의하여 빛은 굴절되게 된다. 이에 따라, 액정층(150)과 굴절 층(180)은 볼록렌즈와 같은 기능을 하게 되고, 이를 이용하여 빛의 경로를 변화시켜 입체화상을 형성할 수 있다. The principle of forming a stereoscopic image using the
한편, 평면영상을 형성하는 원리에 대하여 도4b를 참조하여 설명한다. 도4b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2전극층(120, 170)에 전압이 인가되면, 액정층(150)의 액정분자는 제1 및 제2전극층(120, 170) 사이에 형성된 전계방향을 따라 배열된다. 즉, 액정층(150)을 이루는 복수의 액정분자는 액정분자의 장축이 제1기판소재(110)에 수직이 되도록 배열된다. 액정분자가 전체적으로 수직하게 배열된 경우 액정층(150)은 전체적으로 대략 n0 굴절률을 나타내게 됨으로, 액정층(150)과 굴절층(180)의 굴절률이 동일해져 빛은 액정층(150)과 굴절층(180)을 동일한 매질로 인식하여 빛은 굴절되지 않게 된다. 이에 따라, 평면의 화상은 입체영상표시패널(100)을 굴절없이 통과하여 평면의 화상이 구현된다.Meanwhile, the principle of forming the planar image will be described with reference to FIG. 4B. As shown in FIG. 4B, when voltage is applied to the first and second electrode layers 120 and 170, the liquid crystal molecules of the
이와 같이, 입체영상표시패널(100)의 제1 및 제2전극층(120, 170)에 전압을 인가 또는 차단함에 의하여 평면영상 또는 입체영상으로 용이하게 전환할 수 있다.In this way, by applying or blocking voltage to the first and second electrode layers 120 and 170 of the stereoscopic
상술한 원리에 의하여 입체영상과 평면영상 사이를 전환하기 위하여 굴절층(180)의 굴절률(n)은 액정분자의 단축방향의 굴절률(n0)을 동일하게 설정하고, 액정분자의 장축방향 굴절률(ne) 보다는 작게 설정한다.In order to switch between the stereoscopic image and the planar image according to the above-described principle, the refractive index n of the
그러나, 이렇게 설정된 경우 평면영상을 구현할 때 화질이 저하되는 문제점이 있다. 구체적으로, 도4d에 도시된 바와 같이, 제1전극층(120)과 제2전극층(170)에 전압이 인가되어 수직전계가 형성되면, 액정분자의 장축은 상기 제1 및 제2전극 층(120, 170)에 수직한 방향으로 배열된다. 그러나, 제1배향막(130)과 제2배향막(185)에 인접하여 위치하는 액정분자들은 제1배향막(130)과 제2배향막(185)의 표면의 영향을 받거나 또는 액정분자들 간의 결합력(anchoring energy)에 의하여 수직하게 배열되지 못하고, 도4d에 도시된 바와 같이 평행하거나 소정의 경사로 기울어진 상태로 배열되게 된다. 수평하게 배열되는 일부 액정분자들에 의하여 액정층(150)의 전체적인 굴절률(액정층의 평균 굴절률)은 n0보다 조금 크게 나타난다. 이에 따라, 액정층(150)과 굴절층(180)의 굴절률 차이에 의하여 액정층(150)과 굴절층(180)의 경계면에서 굴절이 발생하게 된다. 그러므로, 빛은 완벽한 평면화면을 구현하지 못하고 미세하게나마 입체영상이 구현되어 색얼룩과 같은 불량이 시인되어 전체적으로 화질이 저하된다.However, in this case, there is a problem that the image quality is degraded when implementing the planar image. Specifically, as shown in FIG. 4D, when a voltage is applied to the
상술한 바와 같은 화질저하의 문제점을 개선하기 위하여는 굴절층(180)의 굴절률(n)을 액정층(150)의 굴절률(no) 보다 크게 설정하여야 한다. 여기서, 액정층의 장축방향의 굴절률(ne)은 상기 굴절층의 굴절률(n)보다 큰 조건에서 만족한다.In order to improve the problem of deterioration of image quality as described above, the refractive index n of the
이에 본 발명에서는 굴절층(180)의 굴절률(n)을 액정층(150)의 굴절률(no)보다 0.4% 내지 20% 더 크도록 설정한다. 더욱 바람직하게는 굴절층(180)의 굴절률(n)을 액정층(150)의 굴절률(no)보다 0.8% 내지 4% 더 크도록 설정한다. Accordingly, in the present invention, the refractive index n of the
이하, 굴절층(180)의 굴절률(n)이 액정층(150)의 굴절률(no)보다 0.4% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 0.8% 내지 4% 더 크도록 설정하는 이유에 대하여 도5 및 도6을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the reason for setting the refractive index n of the
하기의 표1은 최적의 화질을 구현하기 위한 굴절층(180)의 굴절률(n)에 대한 액정층(150)의 굴절률(no)의 값을 확인하기 위한 실험 데이터이다.Table 1 below is experimental data for checking the value of the refractive index (n o ) of the
표 1Table 1
상술한 표에서 나타난 바와 같이, n /no의 값이 증가함에 따라 화질이 개선됨을 알 수 있다. 즉, n값이 no값 보다 클수록 화질이 개선됨을 알 수 있다. 실험예2와 실험예3을 비교하여 보면, 굴절층(180)의 굴절률(n)이 액정층(150)의 굴절률(no) 보다 크게 설정되는 것이 바람직함을 알 수 있다. As shown in the above table, it can be seen that the image quality is improved as the value of n / n o is increased. In other words, it can be seen that the image quality is improved as the n value is larger than the n o value. Comparing Experimental Example 2 with Experimental Example 3, it can be seen that the refractive index n of the
그러나, 굴절층(180)의 굴절률(n)이 액정층(150)의 굴절률(no) 보다 클수록 초점거리가 증가함을 알 수 있다. However, it can be seen that the focal length increases as the refractive index n of the
한편, 굴절층(180)의 굴절률(n)이 1.51이고, 곡률반경이 700um인 경우에 액정층(150)의 굴절률(no)을 변경하면서 평면화상(2Dimension image)의 만족도와 입체화상(3Dimension Display)의 시청거리(mm)를 측정하였다. Meanwhile, when the refractive index n of the
도5에 나타난 바와 같이, (n-no)/no의 값(%)이 증가함에 따라 평면화상의 만 족도는 증가하나, (n-no)/no의 값(%)이 약 1.6인 점을 기준으로 다시 평면화상의 만족도가 감소함을 알 수 있다. As shown in FIG. 5, the satisfaction level of the planar image increases as the value (%) of (nn o ) / n o increases, but the value (%) of (nn o ) / n o is about 1.6. As a result, it can be seen that the satisfaction level of the planar image decreases again.
그리고, 도6에 나타난 바와 같이, (n-no)/no의 값(%)이 증가함에 따라 입체화상의 시청거리(mm)가 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the viewing distance (mm) of the stereoscopic image increases as the value (%) of (nn o ) / n o increases.
이러한 데이터를 근거로 보면, (n-no)/no의 값(%)이 약 0.8% 내지 4%인 경우가 바람직함을 알 수 있다. (n-no)/no의 값(%)이 약 0.8% 이상 내지 4%이하인 경우에 약90% 이상의 평면화상의 만족도을 보이며, 입체화상 시청거리가 적절함을 알 수 있다. 그러나, 이와 같은 수치는 절대적인 것이 아니며, 액정층(150)의 종류, 재질특성, 충진량, 굴절층(180)의 재질특성, 곡률반경 등에 의하여 변동될 수 있다. 이러한 조건들을 감안하더라도, 약 80% 이상의 평면화상(2Dimension image) 만족도를 충족하면서 적절한 시청거리를 확보할 수 있는 조건은 (n-no)/no의 값(%)이 약 0.4% 내지 20%인 경우이다. (n-no)/no의 값(%)이 약 0.4%이면 평면화상(2Dimension image) 만족도가 나빠지며, 20%이상이면 시청거리가 너무 길어져 적절하지 못하며 평면화상(2Dimension image) 만족도도 저하된다.Based on these data, it can be seen that the value (%) of (nn o ) / n o is preferably about 0.8% to 4%. When the value (%) of (nn o ) / n o is about 0.8% or more and 4% or less, the satisfaction of the planar image is about 90% or more, and the stereoscopic viewing distance is appropriate. However, the numerical value is not absolute, and may vary depending on the type, material property, filling amount, material property of the
그러므로, (n-no)/no의 값(%)이 약 0.4% 내지 20%인 경우, 더욱 바람직하게, 약 0.8% 이상 내지 4%이하인 경우가 일정수준 이상의 입체 또는 평면화상을 구현하기에 적절하다.Therefore, when the value (%) of (nn o ) / n o is about 0.4% to 20%, more preferably, about 0.8% or more and 4% or less is suitable for implementing a certain level of stereoscopic or planar image. Do.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환이 가능하며, 화질이 개선된 입체영상표시장치가 제공된다. As described above, according to the present invention, a two-dimensional (3D) display and a three-dimensional (3D: three-dimensional) display conversion are possible, and a stereoscopic image display device having improved image quality is provided.
또한, 평면(2D : Two Dimensional) 및 입체(3D : Three Dimensional) 디스플레이 변환이 가능하며, 화질이 개선된 입체영상표시패널이 제공된다.In addition, two-dimensional (3D) and three-dimensional (3D) display conversion is possible, and a stereoscopic image display panel with improved image quality is provided.
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