KR20090027056A - 입체영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 편광안경을 이용하여 입체영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 입체영상표시장치는, 편광안경을 이용하여 입체영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 있어서, 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널과; 메인표시패널의 전방에 위치하며, 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 구동되어 입사된 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시키는 보조표시패널과; 메인표시패널의 후방으로 빛을 공급하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 공간효율성이 향상되며, 제조비용을 절감할 수 있는 입체영상표시장치가 제공된다.

Description

입체영상표시장치{THREE DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 편광안경을 이용하여 입체영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 편광안경을 이용하여 입체영상을 구현하는 입체영상표시장치(100)는, 도1에 도시된 바와 같이, 백색광을 발생시키는 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)과, 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)으로부터 조사된 광을 각각 반사시켜 출력하는 제1반사경(20a) 및 제2반사경(20b)과, 영상구동부(200)로부터 출력되는 좌영상데이터(LD)에 따라 좌측영상을 구현시키는 좌측용 액정표시소자(32)와, 영상구동부(200)로부터 출력되는 우영상데이터(RD)에 따라 우측영상을 구현시키는 우측용 액정표시소자(42)와, 하프밀러(60) 및 투사렌즈(70)를 포함한다.
여기서, 하프밀러(60)에는 우측용 액정표시소자(42)로부터 출력되는 우측용 영상신호와 좌측용 액정표시소자(32)로부터 출력되는 좌측용 영상신호가 입사된다. 하프밀러(60)는 입사된 우측용 영상신호의 편광성분을 변화시키지 않고 투사렌즈(70)로 출력하고, 입사된 좌측용 영상신호의 편광성분을 180도 위상을 바꾸어 투사렌즈(70)로 출력한다. 즉, 하프밀러(60)는 우측용 영상신호와 좌측용 영상신호의 편광방향이 서로 직교가 되도록 하여 투사렌즈(70)를 통해 스크린으로 영상을 투사 시킨다.
한편, 입체영상표시장치(100)는 좌측용 제1렌즈(31), 좌측용 제2렌즈(33), 우측용 제1렌즈(41), 우측용 제2렌즈(43), 좌측용 편광필터(50a), 우측용 편광필터(50b)를 더 포함할 수 있다.
이러한 입체영상표시장치(100)는 다음과 같이 동작한다. 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)에서 광이 발생되면, 제1반사경(20a) 및 제2반사경(20b)은 광을 각각 반사시켜 좌측용 액정표시소자(32)와 우측용 액정표시소자(42)의 후방으로 조사 시킨다. 좌측용 액정표시소자(32)와 우측용 액정표시소자(42)는 영상구동부(200)로부터 좌영상데이터(LD)와 우영상데이터(RD)를 각각 선택적으로 수신하여 좌측용 영상신호와 우측용 영상신호를 생성한다. 생성된 좌측용 영상신호는 편광방향의 변화 없이 하프밀러(60)를 투과하고, 우측용 영상신호는 하프밀러(60)에 의하여 편광방향이 180도 변경되어 투사렌즈(70)로 출력된다. 이에 따라, 우측용 영상신호와 좌측용 영상신호의 편광방향은 서로 직교가 되어 투사렌즈(70)를 통해 스크린으로 투사 된다.
이와 같이, 서로 수직의 위상차를 가진 영상을 스크린에 투사시키면 시청자는 좌측눈에 수직방향의 편광자와 우측눈에 수평방향의 편광자가 장착된 편광안경(250)을 착용하여 좌우안용의 분리된 영상을 인식하여 입체영상을 보게 된다.
그러나, 이러한 입체영상표시장치(100)는 해상도가 좋은 장점이 있으나, 부피가 너무 커서 공간효율성이 낮은 문제점이 있다. 즉, 공간적인 제약으로 인하여 좁은 장소에서는 입체영상을 시청할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 입체영상을 구현하기 위하여 반사경 등의 부품이 필요하여 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 이에 의하여, 공간효율성이 향상되며, 제조비용을 절감할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 편광안경을 이용하여 입체영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 있어서, 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널과; 메인표시패널의 전방에 위치하며, 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 구동되어 입사된 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시키는 보조표시패널과; 메인표시패널의 후방으로 빛을 공급하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치에 의하여 달성된다.
여기서, 보조표시패널은 서로 마주하고 있는 제1기판 및 제2기판과, 제1기판과 제2기판 사이에 위치하는 서브액정층을 포함할 수 있다.
그리고, 서브액정층은 복수의 액정분자를 포함하며, 보조표시패널이 구동되는 경우 액정분자는 제1기판과 제2기판에 대하여 실질적으로 수직으로 배열되고, 보조표시패널이 구동되지 않은 경우 액정분자는 TN(twisted nematic)구조로 배열될 수 있다.
또한, 서브액정층은 복수의 액정분자를 포함하며, 보조표시패널이 구동되는 경우 액정분자는 제1기판과 상기 제2기판에 대하여 실질적으로 수직으로 배열되고, 보조표시패널이 구동되지 않은 경우 액정분자는 제1기판과 제2기판에 대하여 실질 적으로 평행하게 배열될 수 있다.
그리고, 서브액정층은 균질한(homogeneous) 배열을 이루고 있으며, Δn×d=λ/2를 만족하는 것이 바람직하고, 여기서, d는 서브액정층의 셀갭(cell gap)이고, Δn는 서브액정층의 굴절율 이방성, λ는 서브액정층을 통과한 광의 파장임.
또한, 보조표시패널로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 보조표시패널의 러빙방향은 실질적으로 45도를 이루고 있을 수 있다.
그리고, 보조표시패널이 구동되지 않는 경우 입사된 좌영상 또는 우영상의 위상은 180도 변경될 수 있다.
여기서, 보조표시패널이 구동되지 않은 경우, 보조표시패널을 통과한 좌영상 또는 우영상의 편광축은 보조표시패널로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
그리고, 편광안경은 좌측편광렌즈와 우측편광렌즈를 포함하며, 좌측편광렌즈의 편광축은 우측편광렌즈의 편광축과 실질적으로 수직을 이루고 있을 수 있다.
또한, 보조표시패널로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 어느 하나의 편광축은 좌측편광렌즈의 편광축과 일치하고, 보조표시패널로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 다른 하나의 편광축은 우측편광렌즈의 편광축과 일치할 수 있다.
그리고, 메인표시패널은 120Hz이상으로 구동될 수 있다.
또한, 메인표시패널은 박막트랜지스터 기판과, 박막트랜지스터 기판과 대향 배치되어 있는 컬러필터 기판과, 박막트랜지스터 기판과 컬러필터기판 사이에 위치하는 메인액정층과, 박막트랜지스터 기판의 외부면에 부착된 제1편광판, 및 컬러필 터 기판의 외부면에 부착된 제2편광판을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널과; 메인표시패널의 후방으로 빛을 공급하는 광원과; 메인표시패널에서 발생된 좌영상과 우영상을 구분하여 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시키는 보조표시패널과; 보조표시패널에서 출사되는 좌영상 및 우영상의 편광상태에 따라 좌영상과 우영상을 구분하여 보기 위한 편광안경을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치에 의하여 달성된다.
그리고, 메인표시패널은 60개의 프레임을 갖도록 구동되며, 각 프레임은 좌영상을 표시하는 제1서브프레임과 우영상을 표시하는 제2서브프레임을 포함할 수 있다.
그리고, 보조표시패널은 메인표시패널의 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 온(ON) 될 수 있다.
또한, 보조표시패널이 온(ON) 된 경우, 보조표시패널은 메인표시패널에서 출력되는 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변화시키지 않고 출력시키고, 보조표시패널이 오프(OFF) 된 경우, 보조표시패널은 메인표시패널에서 출력되는 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시켜 출력시킬 수 있다.
그리고, 보조표시패널은 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축을 90도 회전시켜 출력시킬 수 있다.
또한, 메인표시패널은 120Hz이상으로 구동될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이에 의하여, 공간효율성이 향상되며, 제조비용을 절감할 수 있다
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
본 발명에 따르는 입체영상표시장치(300)는, 도2에 도시된 바와 같이, 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널(310)과, 메인표시패널(310)의 전방에 위치하는 보조표시패널(320)과, 메인표시패널(310)의 후방으로 빛을 공급하는 광원(330), 및 보조표시패널(320)에서 출력되는 좌영상 및 우영상을 편광상태에 따라 선택적으로 투과시켜 입체영상을 구현하는 편광안경(340)을 포함한다.
본 발명에 따르는 메인표시패널(310)은 입체영상을 구현하기 위하여 시청자의 좌안으로 입사될 좌영상과 우안으로 입사될 우영상을 번갈아 가며 표시한다. 메인표시패널(310)은 액정표시패널일 수 있으며, 본 발명에 따르는 메인표시패널(310)은 종래와 비교하여 2배 이상 빠르게 구동되는 것이 바람직하다. 일예로, 일반적인 액정표시패널이 60Hz로 구동되는 경우, 본 발명에 따르는 메인표시패널(310)는 120Hz로 구동되는 것이 바람직하다. 이는, 일정수준 이상의 입체영상의 화질을 확보하면서 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하기 위한 것이다. 본 발명에 따르는 메인표시패널(310)이 상술한 바와 같이 구동되기 위하여, 게이트선에 연결된 박막트랜지스터(TFT)는 2배 더 빨리 스위칭되고, 데이터선으로 인가되는 데이터 신호도 2배 빨리 공급된다. 여기서, 데이터 신호는 박막트랜지스터(TFT)의 스위칭 속도에 따라 좌안용 데이터 신호와 우안용 데이터 신호가 번갈아 가며 데이터선 에 인가된다.
구체적으로, 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 메인표시패널(310)은 60개의 프레임(frame)을 갖도록 구동되며, 각 프레임(frame)은 좌영상을 표시하는 제1서브프레임과 우영상을 표시하는 제2서브프레임을 포함한다. 첫번째 프레임 중에서, 0~8초 동안의 제1서브프레임에서는 좌영상이 표시되도록 메인표시패널(310)이 구동되고, 8~16초 동안의 제2서브프레임에서는 우영상이 표시되도록 메인표시패널(310)이 구동될 수 있다. 그리고, 두번째 프레임 중에서, 16~24초 동안의 제1서브프레임에서는 좌영상이 표시되록 메인표시패널(310)이 구동되고, 24~32초 동안의 제2서브프레임에서는 우영상이 표시되도록 메인표시패널(310)이 구동될 수 있다. 이와 같이, 60개의 프레임이 순차적으로 구동되어, 메인표시패널(310)은 입체영상을 구현하기 위한 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시할 수 있다.
이러한 메인표시패널(310)은 상술한 구동원리 이외에 통상의 액정표시패널과 동일하다. 메인표시패널(310)이 액정표시패널인 경우, 메인표시패널(310)은 박막트랜지스터 기판(311)과, 박막트랜지스터 기판(311)에 대향 배치되는 컬러필터 기판(312)과, 양 기판(311, 312)의 사이에 위치하는 메인액정층(313)과, 박막트랜지스터 기판(311)의 외부면에 부착된 제1편광판(314), 및 컬러필터 기판(312)의 외부면에 부착된 제2편광판(315)을 포함한다. 여기서, 제1편광판(314)과 제2편광판(315)은 편광축이 서로 직교하도록 배치되어 있다.
한편, 메인표시패널(310)은 액정표시패널 뿐만 아니라, PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시패널일 수도 있다.
메인표시패널(310)의 전방에는 보조표시패널(320)이 위치한다. 보조표시패널(320)은 서로 마주하고 있는 제1기판(321) 및 제2기판(322)과, 양 기판(321, 322) 사이에 위치하는 서브액정층(323)을 포함한다. 그리고, 도시되지 않았으나, 제1기판(321)과 제2기판(322)에는 서브액정층(323)의 배열을 제어하기 위한 전극층(미도시)과 배향막(미도시)이 각각 마련되어 있다. 전극층(미도시)은 어떠한 패턴이 없는 통자로 형성되어 있다. 보조표시패널(320)은 메인표시패널(310)의 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 구동되며, 입사된 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시킨다. 본 발명의 보조표시패널(320)은 단순히 메인표시패널(310)에서 형성된 좌영상 또는 우영상의 편광상태를 선택적으로 변경시켜준다. 이러한 보조표시패널(320)의 구동원리 및 기능에 대하여는 도6을 참조하여 설명하는 단락에서 구체적으로 설명하겠다.
이러한 보조표시패널(320)은 서로 다른 종류의 서브액정층(323)을 포함할 수 있다.
먼저, 도4에 도시된 바와 같이, 서브액정층(323)이 TN모드(twisted nematic mode)일 수 있다. 이 경우, 서브액정층(323)을 이루는 복수의 액정분자(323a)는 보조표시패널(320)이 오프(OFF) 되었을 때, 양 기판(321, 322)의 배향막(미도시)의 러빙방향(rubbing direction)에 따라 제1기판(321)과 제2기판(322) 사이에서 90도(TN구조) 또는 240도(STN구조, 미도시) 틀어지도록 배열된다. 그리고, 보조표시패널(320)이 온(ON) 되었을 때, 양 기판(321, 322) 사이에 형성된 전계에 의하여 액정분자(323a)는 제1기판(321)과 제2기판(322) 사이에서 수직으로 배열된다. 이 에 따라, 보조표시패널(320)이 오프(OFF STATE)된 경우, 좌영상 또는 우영상은 보조표시패널(320)을 통과하면서 편광축이 90도 회전된다. 즉, 보조표시패널(320)이 구동되지 않은 경우, 보조표시패널(320)을 통과한 좌영상 또는 우영상의 편광축은 보조표시패널(320)로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 실질적으로 수직을 이루도록 변화되어 출력된다. 이와 같이, 좌영상 또는 우영상의 편광축이 변화되는 이유는 서브액정층(323)의 굴절율 이방성(Δn) 때문이다. 액정분자(323a)는, 도3에 도시된 바와 같이, 장축과 단축이 서로 다른 굴절율을 보이는데, 이를 굴절율 이방성(Δn)이라고 한다. 굴절율 이방성(Δn)은 장축방향의 굴절율(ne)에서 단축방향의 굴절율(n0)을 뺀 값으로 정의된다(Δn = ne - n0). 액정분자(323a)가 도4에 도시된 바와 같이 90도 또는 240도 트위스트(twist)되어 배열됨에 따라, 입사된 빛은 서브액정층(323)의 굴절율 이방성(Δn)을 느끼며 진행하여 입사된 빛의 편광상태 또는 편광정보가 상술한 바와 같이 변화된다. 한편, 보조표시패널(320)이 온(ON STATE)된 경우, 보조표시패널(320)을 통과한 좌영상 또는 우영상의 편광축은 변화되지 않는다. 이는, 액정분자가 제1기판(321)과 제2기판(322)에 대하여 수직으로 배열됨에 따라, 서브액정층(323)을 통과하는 빛은 굴정율 이방성(Δn)이 아닌 단축방향의 굴절율(n0)만 느끼며 통과하기 때문에 편광상태 또는 편광정보가 변화되지 않는다.
다음, 도5a에 도시된 바와 같이, 서브액정층(323)은 균질한(homogeneous) 배열을 이루고 있을 수 있다. 이 경우, 보조표시패널(320)이 오프(OFF) 되었을 때, 액정분자(323a)는 제1기판(321)과 제2기판(322)에 대하여 실질적으로 평행하게 배 열된다. 그리고, 보조표시패널(320)의 러빙방향은 보조표시패널(320)로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축에 대하여 실질적으로 45도를 이루도록 마련되어 있다. 이에 따라, 보조표시패널(320)이 구동되지 않은 경우, 액정분자(323a)들은 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 45도 경사진 방향으로 제1기판(321)과 제2기판(322)에 대하여 평행하게 배열된다. 한편, 보조표시패널(320)이 온(ON) 되었을 때, 액정분자(323a)는 제1기판(321)과 제2기판(322)에 대하여 실질적으로 수직으로 배열된다. 서브액정층(320)이 균질한(homogeneous) 배열을 이루고 있는 경우, 서브액정층(320)은 Δn×d=λ/2를 만족하는 것이 바람직하다. 여기서, d는 상기 서브액정층의 셀갭(cell gap)이고, Δn는 상기 서브액정층의 굴절율 이방성, λ는 상기 서브액정층을 통과한 빛의 파장이다. 이와 같이, 서브액정층(320)이 Δn×d=λ/2를 만족하도록 마련되어야 하는 이유는, 입사된 좌영상 또는 우영상의 위상을 180도 변경하기 위한 것이다. 이에 따라, 도5 a에 도시된 바와 같이, 보조표시패널(320)이 오프상태(OFF STATE)인 경우, 보조표시패널(320)을 통과한 좌영상 또는 우영상은 보조표시패널(320)로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축에 대하여 실질적으로 수직을 이루는 편광축을 가지며 보조표시패널(320)의 외부로 출사되게 된다. 한편, 보조표시패널(320)이 온(ON STATE)된 경우, 보조표시패널(320)을 통과한 좌영상 또는 우영상의 편광축은 변화되지 않는다. 이는, 액정분자가 제1기판(321)과 제2기판(322)에 대하여 수직으로 배열됨에 따라, 서브액정층(323)을 통과하는 빛은 굴정율 이방성(Δn)이 아닌 단축방향의 굴절율(n0)만 느끼며 통과하기 때문에 편광 상태 또는 편광정보가 변화되지 않는다.
광원(330)은 메인표시패널(310)의 후방에 위치하여 메인표시패널(310)로 빛을 조사한다. 여기서, 광원(330)은 공지의 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type)일 수 있으며, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)가 사용되나, 고휘도, 저비용 및 저소비전력의 특성을 가지며 하나의 인버터(미도시)로 광원을 구동할 수 있는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)가 사용될 수도 있다. 그리고, 휘도가 좋고 색재현성이 우수한 발광다이오드(LED)가 광원으로 사용될 수도 있다.
편광안경(340)은 보조표시패널(320)에서 출사되는 좌영상 또는 우영상의 편광상태에 따라 좌영상과 우영상을 구분하여 입체영상을 보기 위한 것이다. 편광안경(340)은 좌측편광렌즈(341)와 우측편광렌즈(342)를 포함하며, 좌측편광렌즈(341)의 편광축은 우측편광렌즈(342)의 편광축과 실질적으로 수직을 이루도록 마련되어 있다. 그리고, 좌측편광렌즈(341)는 편광축이 보조표시패널(320)로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 어느 하나의 편광축과 일치하도록 마련되고, 우측편광렌즈(342)는 편광축이 보조표시패널(320)로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 다른 하나의 편광축과 일치하도록 마련되어 있다. 이에 따라, 보조표시패널(320)로부터 출력되는 좌영상과 우영상은 편광안경(340)에 의하여 좌영상과 우영상의 편광상태에 따라 구분되어 각각 시청자의 좌안과 우안으로 입사되게 되고, 시청자는 입체영상을 시청할 수 있게 된다.
이하, 도6을 참조하여 본 발명에 따르는 입체영상표시장치(300)의 구동원리 에 대하여 구체적으로 설명한다.
앞에서 언급한 바와 같이 메인표시패널(310)이 60개의 프레임(frame)을 갖도록 구동되는 경우를 예를 들어 설명한다. 각 프레임은 좌영상을 표시하는 제1서브프레임과 우영상을 표시하는 제2서브프레임을 포함한다.
그리고, 보조표시패널(320)은 메인표시패널(310)의 좌영상에 동기되어 온(ON) 되도록 마련되어 있고, 메인표시패널(310)이 우영상을 표시하는 동안에는 보조표시패널(320)은 구동되지 않도록 마련되어 있다. 한편, 도6에 도시된 실시예와 달리, 보조표시패널(320)은 우영상에 동기되어 온(ON)되도록 마련되고, 좌영상이 표시되는 동안에는 구동되지 않도록 마련될 수도 있다.
또한, 보조표시패널(320)이 온(ON) 된 경우, 보조표시패널(320)은 메인표시패널(310)에서 출력되는 좌영상의 편광정보를 변화시키지 않고 출력시키고, 보조표시패널(320)이 오프(OFF) 된 경우, 보조표시패널(320)은 메인표시패널(310)에서 출력되는 우영상의 편광정보를 변경시켜 출력시킨다.
구체적으로, 광원(330)에 출사된 빛은 메인표시패널(310)을 통과하여 보조표시패널(320)로 입사된다. 여기서, 메인표시패널(310)의 제1편광판(314)과 제2편광판(315)은 수직을 이루도록 마련되어 있다. 광원(330)으로부터 메인표시패널(310)로 향하는 빛은 제2편광판(315)의 편광축과 일하는 편광상태의 빛만이 메인표시패널(310)을 통과하게 된다.
그리고, 첫번째 프레임의 제1서브프레임 동안(0~8초)에는 보조표시패널(320)이 오프상태(OFF STATE)로 유지되어, 보조표시패널(320)을 통과한 빛의 편 광상태는 변경되게 된다. 즉, 보조표시패널(320)은 입사되는 좌영상의 편광축을 90도 회전하여 출력시킨다. 결과적으로, 출사된 좌영상의 편광상태는 제1편광판(314)을 통과한 빛의 편광상태와 동일해진다.
또한, 첫번째 프레임의 제2서브프레임 동안(8~16초)에는 보조표시패널(320)이 온상태(ON STATE)로 되어, 보조표시패널(320)을 통과한 빛의 편광상태는 변경되지 않는다. 즉, 보조표시패널(320)은 입사되는 우영상의 편광축과 동일한 편광축을 갖는 우영상을 출력시킨다.
이에 따라, 편광안경(340)의 좌측편광렌즈(341)의 편광축은 좌영상의 편광축과 일치하므로 출력된 좌영상은 시청자의 좌안으로 입사되나, 출력된 우영상의 편광축은 좌측편광렌즈(341)의 편광축과 수직을 이루고 있어 출력된 우영상은 좌안으로 입사되지 않는다. 그리고, 편광안경(340)의 우측편광렌즈(342)의 편광축은 우영상의 편광축과 일치하므로 출력된 우영상은 시청자의 우안으로 입사되나, 좌영상의 편광축은 우측편광렌즈(342)의 편광축과 수직을 이루고 있어 출력된 우영상은 우안으로 입사되지 않는다.
이와 같이, 서로 다른 편광축을 갖는 좌영상과 우영상이 시간차를 두어 형성되고, 형성된 좌영상 및 우영상 중 어느 하나의 편광상태가 변경되어 시청자에게 출력됨으로써, 시청자는 편광안경(340)을 이용하여 좌영상과 우영상을 편광상태에 따라 구분하여 볼 수 있게 된다. 이에 따라, 시청자는 입체영상을 시청할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명에 따르는 입체영상표시장치(300)는 종래의 입체영상표시장 치(100, 도1참조)와 비교하여 하나의 메인표시패널(310)로 좌영상과 우영상을 표시할 수 있고, 하나의 보조표시패널(320)로 좌영상과 우영상을 구분하여 편광상태를 변경시킬 수 있다. 그리고, 별도의 반사경을 사용할 필요가 없다. 이에 따라, 입체영상표시장치(100)의 전체적인 부피가 감소되어 좁은 공간에서도 입체영상을 시청할 수 있는 등 입체영상표시패널(300)의 공간효율성이 향상된다. 또한, 입체영상을 구현하기 위하여 반사경 등의 부품을 절감할 수 있고, 하나의 메인표시패널(310)과 보조표시패널(320)만으로 입체영상을 구현할 수 있어 제조비용이 절감된다.
도1은 종래의 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명에 따르는 입체영상표시장치의 구조를 설명하기 위한 도면,
도3은 액정분자의 굴절율 이방성을 설명하기 위한 도면,
도4는 보조표시패널이 TN모드의 서브액정층을 갖는 경우, 보조표시패널의 동작특성을 설명하기 위한 도면,
도5a는 보조표시패널이 균질한(homogeneous) 서브액정층을 갖는 경우, 보조표시패널의 동작특성을 설명하기 위한 도면,
도5b은 보조표시패널이 균질한(homogeneous) 서브액정층을 갖는 경우, 보조표시패널의 러빙방향을 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명에 따르는 입체영상표시장치의 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
300 : 입체영상표시패널 310 : 메인표시패널
311 : 박막트랜지스터 기판 312 : 컬러필터 기판
313 : 메인액정층 314 : 제1편광판
315 : 제2편광판 320 : 보조표시패널
321 : 제1기판 322 : 제2기판
323 : 서브액정층 330 : 광원
340 : 편광안경 341 : 좌안편광렌즈
342 :우안편광렌즈

Claims (18)

  1. 편광안경을 이용하여 입체영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 있어서,
    좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널과;
    상기 메인표시패널의 전방에 위치하며, 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 구동되어 입사된 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시키는 보조표시패널과;
    상기 메인표시패널의 후방으로 빛을 공급하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조표시패널은 서로 마주하고 있는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 서브액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브액정층은 복수의 액정분자를 포함하며,
    상기 보조표시패널이 구동되는 경우 상기 액정분자는 상기 제1기판과 상기 제2기판에 대하여 실질적으로 수직으로 배열되고,
    상기 보조표시패널이 구동되지 않은 경우 상기 액정분자는 TN(twisted nematic)구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 서브액정층은 복수의 액정분자를 포함하며,
    상기 보조표시패널이 구동되는 경우 상기 액정분자는 상기 제1기판과 상기 제2기판에 대하여 실질적으로 수직으로 배열되고,
    상기 보조표시패널이 구동되지 않은 경우 상기 액정분자는 상기 제1기판과 상기 제2기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서브액정층은 균질한(homogeneous) 배열을 이루고 있으며, Δn×d=λ/2를 만족하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
    여기서, d는 상기 서브액정층의 셀갭(cell gap)이고, Δn는 상기 서브액정층의 굴절율 이방성, λ는 상기 서브액정층을 통과한 빛의 파장임.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 보조표시패널로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 상기 보조표시패널의 러빙방향은 실질적으로 45도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 보조표시패널이 구동되지 않는 경우 입사된 좌영상 또는 우영상의 위상은 180도 변경되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 보조표시패널이 구동되지 않은 경우, 상기 보조표시패널을 통과한 좌영상 또는 우영상의 편광축은 상기 보조표시패널로 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축과 실질적으로 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 편광안경은 좌측편광렌즈와 우측편광렌즈를 포함하며,
    상기 좌측편광렌즈의 편광축은 상기 우측편광렌즈의 편광축과 실질적으로 수직을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조표시패널로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 어느 하나의 편광축은 상기 좌측편광렌즈의 편광축과 일치하고,
    상기 보조표시패널로부터 출력되는 좌영상 및 우영상 중 다른 하나의 편광 축은 상기 우측편광렌즈의 편광축과 일치하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 메인표시패널은 120Hz이상으로 구동되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 메인표시패널은 박막트랜지스터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 대향 배치되어 있는 컬러필터 기판과, 상기 박막트랜지스터 기판과 상기 컬러필터기판 사이에 위치하는 메인액정층과, 상기 박막트랜지스터 기판의 외부면에 부착된 제1편광판, 및 상기 컬러필터 기판의 외부면에 부착된 제2편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  13. 좌영상과 우영상을 번갈아 가며 표시하는 메인표시패널과;
    상기 메인표시패널의 후방으로 빛을 공급하는 광원과;
    상기 메인표시패널에서 발생된 좌영상과 우영상을 구분하여 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시키는 보조표시패널과;
    상기 보조표시패널에서 출사되는 좌영상 및 우영상의 편광상태에 따라 좌영상과 우영상을 구분하여 보기 위한 편광안경을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메인표시패널은 60개의 프레임을 갖도록 구동되며,
    각 프레임은 좌영상을 표시하는 제1서브프레임과 우영상을 표시하는 제2서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보조표시패널은 상기 메인표시패널의 좌영상 및 우영상 중 어느 하나에 동기되어 온(ON) 되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보조표시패널이 온(ON) 된 경우, 상기 보조표시패널은 상기 메인표시패널에서 출력되는 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변화시키지 않고 출력시키고,
    상기 보조표시패널이 오프(OFF) 된 경우, 상기 보조표시패널은 상기 메인표시패널에서 출력되는 좌영상 또는 우영상의 편광정보를 변경시켜 출력시키는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 보조표시패널은 입사되는 좌영상 또는 우영상의 편광축을 90도 회전시 켜 출력시키는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 메인표시패널은 120Hz이상으로 구동되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
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