KR20130034552A - 입체 영상 구현 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소라인이 구비된 액정표시장치와; 상기 액정표시장치의 일면에 구비되며, 상기 액정표시장치의 서로 이웃한 복수개의 화소라인을 하나의 그룹으로 하여 홀수번째 그룹과 짝수번째 그룹별로 상기 액정표시장치로부터 나온 빛을 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태의 빛으로 각각 변화시키는 역할을 하는 제 1 및 제 2 편광변조영역이 구비되며 상기 액정표시장치와 동조하여 화상표시의 프레임 단위로 상기 제 1 및 제 2 편광변조영역이 서로 바뀌는 것을 특징으로 하는 액티브 패턴드 리타더를 포함하는 3D 영상 구현 시스템 3D 영상 구현 시스템을 제공한다.

Description

입체 영상 구현 시스템{3 dimensional stereography image displayable system}
본 발명은 3D 디스플레이 구현 시스템에 관한 것으로, 특히 개구율 향상 및 상하 시야각을 개선시킨 3D 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다.
액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우, 액정분자내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 2D 영상을 표시할 수 있다.
한편, 최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 영상 구현이 가능한 액정표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 구현이 가능한 액정표시장치가 개발되고 있다.
일반적으로 3D를 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 액정표시장치가 제안되었다.
조금 더 상세히 3D 영상 구현에 대해 설명하면, 액정표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3D 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
액정표시장치 등과 같은 2D의 화상표시를 갖는 장치에서 3D 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
이중 특수 안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광 안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경방식 및 좌/우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다.
또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌/우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그라피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
이중, 특수 안경을 이용한 3D 영상 표시장치가 가장 많이 이용되고 있다.
도 1은 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 구현 시스템은 크게 화상을 표시하는 액정표시장치(10)와, 상기 액정표시장치(10)의 외측면에 부착된 λ/4 패턴드 리타더(40)와, 상기 액정표시장치(10)부터 상기 λ/4 패턴드 리타더(40)를 통과하여 나오는 화상을 선택적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 편광안경(45)으로 구성되고 있다.
우선, 상기 액정표시장치(10)는 어레이 기판(15)과, 컬러필터 기판(20)과 이들 두 기판(15, 20) 사이에 개재된 액정층(미도시)과, 상기 두 기판(15, 20) 각각의 외측면에 부착된 제 1 및 제 2 편광판(25, 30)과 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 편광판(25)의 외측면에 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 편광판(25, 30)은 그 투과축이 서로 수직 교차하도록 구성되고 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판(20)의 외측면에 부착된 상기 제 2 편광판(30)의 외측면에 구비된 패턴드 리타더(40)는 가로방향으로 홀수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 이들 화소영역(P)으로부터 상기 제 2 편광판(30)을 통해 나온 빛을 우원편광 상태가 되도록 하며, 짝수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 좌원편광 상태가 되도록 하는 역할을 하도록 그 내부적으로 위상을 변경시키는 복굴절 물질이 화소영역(P) 라인별로 교대하여 서로 다른 방향성을 갖도록 패턴된 것이 특징이다.
따라서, 전술한 종래의 3D 영상 구현 시스템(1)의 구성에 의해 상기 액정표시장치(10)는 상기 패턴드 리타더(40)를 통과한 후에는 홀수번째의 화소라인(OL)에 위치하는 화소영역으로부터는 우원편광 된 상태의 빛이 나오고, 짝수번째의 화소라인(EL)에 위치하는 화소영역으로부터는 좌원편광된 상태의 빛이 나오게 된다.
이때, 상기 액정표시장치(10)에 있어 홀수번째 화소라인(OL)에 위치하는 화소영역에 대해서는 사용자의 좌안으로 입사되는 좌안용 영상신호를, 짝수번째 화소라인(EL)에 위치하는 화소영역(P)에 대해서는 우안으로 입사되는 우안용 영상신호를 인가하도록 함으로써 3D 영상 구현이 가능하도록 하는 표시장치를 이루게 된다.
이러한 구성을 갖는 종래의 3D 영상 구현 시스템(1)은 패턴드 리타더(40)에 있어 액정표시장치(10)의 화소라인(OL, EL)별로 좌원편광 상태를 만드는 부분(이하 제 1 편광변조영역(A1)이라 칭함)과 우원편광 상태를 만드는 부분(이하 제 2 편광변조영역(A2)이라 칭함)이 교대하도록 구성됨으로서 제 1 편광변조영역(A1)과 제 2 편광변조영역(A2)의 경계에서 좌안용 영상과 우안용 영상의 섞임이 발생된다.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 액정표시장치(10)에 있어 상기 각 화소라인(OL, EL)의 경계에는 어느 정도 상하 시야각 차이가 발생되더라도 좌안용 및 우안용 영상의 섞임을 방지하고자 일반적인 2D 영상 시청용 액정표시장치 대비 더 상하 화소라인(OL, EL)간의 경계를 더 넓게 형성하고 있는 실정이며, 이러한 화소라인(OL, EL)간 경계는 빛을 차단하는 블랙매트릭스가 구비되며 이 경우 개구율이 저하되고 있는 실정이다.
또한, 이렇게 좌안용 및 우안용 영상을 선택적으로 투과 차단하는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(A1, A2)의 위치가 고정된 패턴드 리타더(40)가 구비되는 종래의 3D 영상 구현 시스템(1)의 경우, 좌안 및 우안으로 들어오는 영상의 위치가 항상 고정됨으로서 3D 영상 시청용 적정거리를 유지할 경우 문제되지 않지만, 적정거리보다 가까운 거리에서 시청하게 되면 단안 기준으로 블랙 가로줄이 영상에 표시됨으로써 3D 영상 표시품질을 저하시키고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 리터터를 통과한 좌안 및 우원 영상이 주기적으로 그 위치가 변하도록 하여 블랙 가로줄이 표시되는 불량을 억제하며, 상하 시야각 범위를 향상시키거나 또는 종래의 동일한 수준의 상하 시야각 범위를 갖는 경우 개구율을 향상시킬 수 있는 3D 영상 구현 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템은, 다수의 화소라인이 구비된 액정표시장치와; 상기 액정표시장치의 일면에 구비되며, 상기 액정표시장치의 서로 이웃한 복수개의 화소라인을 하나의 그룹으로 하여 홀수번째 그룹과 짝수번째 그룹별로 상기 액정표시장치로부터 나온 빛을 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태의 빛으로 각각 변화시키는 역할을 하는 제 1 및 제 2 편광변조영역이 구비되며 상기 액정표시장치와 동조하여 화상표시의 프레임 단위로 상기 제 1 및 제 2 편광변조영역이 서로 바뀌는 것을 특징으로 하는 액티브 패턴드 리타더를 포함한다.
이때, 상기 각 그룹은 상기 액정표시장치에 구비된 이웃한 2개 내지 상기 액정표시장치의 총 화소라인의 개수의 1/2 범위의 화소라인으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 액티브 패턴드 리타더는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 제 1 액정층으로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압차에 의해 상기 제 1 액정층 내의 액정분자의 배열상태를 바꾸어 이를 통과하는 빛이 상기 제 1 및 제 2 편광상태를 갖도록 하는 것이 특징이며, 상기 제 1 전극은 상기 그룹별로 패터닝 되어 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 액정표시장치는 상기 액티브 패턴드 리타더의 각 그룹에 대응하여 홀수번째와 짝수번째 그룹에 대해 각각 좌안용 및 우안용 영상을 표시하는 것이 특징이다.
그리고, 상기 액정표시장치는 상기 화소라인별로 다수의 화소영역이 구비된 어레이 기판과, 이와 대향하여 상기 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭가 구비되며 상기 블랙매트릭스로 둘러싸인 영역에 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판과 이들 두 기판 사이에 개재된 제 2 액정층으로 이루어지며, 상기 화소라인의 경계에는 제 1 폭을 갖는 블랙매트릭스가 구비되며, 상기 그룹별 경계에 대응해서는 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 블랙매트릭스가 구비된 것이 특징이다.
또한, 상기 액티브 패턴드 리터더를 통과하여 나온 제 1 및 제 2 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판을 구비한 안경을 포함한다.
본 발명에 따른 3D 영상 구현 시스템은, 액티브 패턴드 리타더를 구비함으로써 액정표시장치로부터 나온 좌안용 영상과 우안용 영상이 항상 좌안용 및 우안용 안경으로 입사되므로 프레임별 급격한 휘도 변화가 없으므로 플리커를 방지하는 효과가 있다.
나아가 액티브 패턴드 리타더 특성상 홀수 프레임과 짝수 프레임에서의 좌안용 영상과 우안용 영상의 위치가 그룹별로 반전 입사되므로 종래의 패턴드 리타더의 항상 고정된 위치로 화상이 입사됨으로서 가까운 거리에서 시청 시 단안 기준으로 발생되는 블랙 라인에 의한 표시품질 저하를 억제하는 효과가 있다.
또한, 액티브 패턴드 리타더의 경우, 좌안으로 입사되는 좌안용 영상과 우안으로 입사되는 우안용 영상을 액정패널의 화소라인별로 구비하지 않고 이웃한 복수개의 화소라인을 하나의 그룹으로 하여 그룹별로 좌안용 및 우안용 영상이 좌안용 및 우안용 안경으로 입사되도록 함으로서 패턴드 리타더의 경계의 개수를 줄임으로서 각 그룹내에서의 화소라인간 경계에 구비되는 블랙매트릭스 폭을 줄일 수 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있으며, 나아가 그 개수가 줄어든 그룹간 경계에 대해서는 각 화소라인별 경계 폭대비 더 큰 폭을 갖도록 함으로서 3D 영상 시청 시 상하 시야각 범위를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 2a 와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면으로서 각각 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임의 액티브 패턴드 리타더의 제 1 및 제 2 편광변조영역의 편광 상태를 함께 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템과 종래의 3D 영상 구현 시스템에 있어 액정표시장치와 패턴드 리타더의 구성의 차이를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템에 구비되는 액티브 패턴드 리타더의 단면도.
이하, 도면을 참조하며 본 발명에 따른 3D 영상 구현 시스템의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면으로서 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임 구동시 안경을 통해 나오는 화상의 위치를 함께 도시하였으며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템과 종래의 3D 영상 구현 시스템에 있어 액정표시장치와 패턴드 리타더의 구성의 차이를 도시한 도면으로 3D 영상의 상하 시야각의 범위를 함께 도시하였다.
본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템(100)은 크게 양 외측면에 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)을 구비한 화상을 표시하는 액정표시장치(110)와, 상기 액정표시장치(110)의 제 2 편광판(130) 외측면에 구비된 액티브 패턴드 리타더(140)와, 좌안용과 우안용의 서로 수직한 투과축을 갖도록 배치된 편광필름(미도시)과 1/4λ리타더(미도시)가 구비된 안경(145)으로 구성되고 있다.
우선, 상기 액정표시장치(110)는 어레이 기판(115)과, 컬러필터 기판(120)과 이들 두 기판(115, 120) 사이에 개재된 액정층(미도시)과, 상기 두 기판(115, 120) 각각의 외측면에 부착된 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)과 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(115)에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(116, 118)과 이들 두 배선(116, 118)과 연결되어 각 화소영역(P)에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며 화소전극(119)이 구비되고 있다.
상기 컬러필터 기판(120)에는 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(121)와, 각 화소영역(P)에 순차 대응하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(122)과, 컬러필터층(122)을 덮으며 공통전극(미도시)이 전면에 구비되고 있다.
이때, 액정표시장치(110)의 그 모드에 따라 상기 컬러필터 기판(120)의 전면에 구비된 공통전극(미도시)은 어레이 기판(115)의 각 화소영역(P)에 상기 화소전극(119)과 교대하며 형성될 수도 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)은 그 투과축이 서로 수직 교차하도록 구성되고 있는 것이 특징이다.
한편, 이러한 구성을 갖는 액정표시장치(110)는 화소라인(Ln1,Ln2,Ln3,Ln4)별 경계에 구비되는 블랙매트릭스(121)의 폭이 위치별로 서로 크기를 갖도록 형성되고 있는 것이 특징이다.
즉, 본 발명의 특징상 상기 액정표시장치(110)의 외측면에 구비되는 액티브 패턴드 리타더(140)의 경우 종래의 패턴드 리타더(40)와 같이 액정표시장치(10)의 홀수 화소라인(OL)과 짝수화소라인(EL)에 대응하여 각각 좌원편광(또는 우원편광) 상태와 우원편광(또는 좌원편광) 상태를 갖도록 하는 것이 아니라 2개 이상의 복수개의 라인((Ln1, Ln2), (Ln3, Ln4))을 하나의 그룹(gr1, gr2)으로 하여 홀수 그룹 라인(gr1)과 짝수 그룹 라인(gr2)별로 좌원편광(또는 우원편광)된 상태와 우원편광(또는 좌원편광)된 상태를 갖도록 한다.
일례로 도면에서는 이웃한 2개의 화소라인((Ln1, Ln2), (Ln3, Ln4))이 하나의 그룹(gr1, gr2)을 이룸을 보이고 있지만, 하나의 그룹(gr1, gr2)은 2개 이상 다수개의 화소라인(Ln1, Ln2, Ln3, Ln4)으로 이루질 수 있으며, 그 최대치는 상기 액정표시장치(110)에 구비되는 총 화소라인(Ln1, Ln2, Ln3, Ln4,...)의 개수의 1/2이 될 수 있다.
따라서, 이러한 액티브 패턴드 리타더(140)의 특성을 반영하여 상기 액정표시장치(110)에 있어서 동일한 그룹(gr1, gr2) 내에 구비되는 화소라인((Ln1, Ln2), (Ln3, Ln4))간의 경계는 제 1 폭을 갖는 블랙매트릭스(121a)가 구비되고, 그룹(gr1, gr2)간 경계에 대해서는 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 블랙매트릭스(121b)가 구비되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 3D 영상 구현 시스템에 있어서 가장 특징적인 것으로, 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에 구비되는 액티브 패턴드 리타더(140)는 가로방향으로 홀수번째 그룹라인(gr1)에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 이들 화소영역(P)으로부터 상기 제 2 편광판(30)을 통해 나온 빛을 좌원편광(또는 우원편광) 상태가 되도록 하며, 짝수번째 그룹라인(gr2)에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 우원편광(또는 좌원편광) 상태가 되도록 하는 역할을 하도록 그 내부적으로 위상을 변경시키는 복굴절 물질이 그룹라인(gr1, gr2)별로 교대하여 서로 다른 방향성을 갖도록 위치하는 것이 특징이다.
이때, 이러한 액티브 패턴드 리타더(140)에 대해 도 4(본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템에 구비되는 액티브 패턴드 리타더의 단면도)를 참조하여 조금 더 상세히 설명하면, 상기 액정표시장치(도 2a의 110)로부터 나온 빛에 대해 그 편광상태를 바꾸는 역할을 하는 것으로, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220)과 이들 두 기판(210, 220) 사이에 개재된 제 2 액정층(240)으로 구성되며, 상기 제 1 기판(210)의 내측면에는 상기 그룹라인(gr1, gr2)별로 패터닝 된 제 1 전극(213)이 구비되고 있으며, 제 2 기판(220)의 내측면에는 전면에 제 2 전극(223)이 구비되고 있다.
도 2a와 2b 및 도 3과 4를 참조하면, 이러한 구성을 갖는 액티브 패턴드 리타더(140)는 상기 액정표시장치(210)에 인가되는 화상신호에 동조되어 상기 제 1 및 제 2 전극(213, 223)의 전압 조절에 의해 제 2 액정층(240) 내의 액정분자(미도시)의 배열 방향을 조절함으로써 상기 액정표시장치(110)의 전체 화면에 화상이 표시되도록 하는 홀수번 프레임 동안에는 홀수번째 그룹라인(gr1)은 제 1 방향으로 액정분자들이 배열됨으로써 이를 통과하는 빛이 제 1 편광상태를 이루도록 하고, 동시에 짝수번째 그룹라인(gr2)은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 액정분자들이 배열됨으로써 이를 통과하는 빛이 제 2 편광상태를 이루도록 한다.
그리고, 그 다음 전체 화상이 표시되도록 하는 짝수번 프레임 동안에는 상기 홀수번째 그룹라인(gr1)은 상기 제 2 방향으로 액정분자들이 배열됨으로서 이를 통과하는 빛이 제 2 편광상태를 이루도록 하며, 동시에 짝수번째 그룹라인(gr2)은 상기 제 1 방향으로 액정분자들이 배열됨으로서 이를 통과하는 빛이 제 1 편광상태를 이루도록하는 역할을 한다.
따라서, 최종적으로 상기 액티브 패턴드 리타더(140)를 통과하여 나온 화상은 홀수번 프레임 동안에는 홀수번째 그룹라인(gr1)은 제 1 편광상태를 갖는 빛이 나오며 짝수번째 그룹라인(gr2)은 제 2 편광상태를 갖는 빛이 나오며, 짝수번 프레임 동안에는 홀수번째 그룹라인(gr1)은 제 2 편광상태를 갖는 빛이 나오며 짝수번째 그룹라인(gr2)은 제 1 편광상태를 갖는 빛이 나오게 되는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 편광상태는 일례로 좌원편광 상태가 되며, 상기 제 2 편광상태는 우원편광 상태가 될 수 있으며, 도면에서는 제 1 편광상태 및 제 2 편광상태가 각각 좌원 및 우원편광 상태가 되는 것을 일례로 도시하였다.
하지만, 상기 제 1 편광상태는 일례로 우원편광 상태가 되며, 상기 제 2 편광상태는 좌원편광 상태가 될 수 있다.
이렇게 액정표시장치(110) 및 상기 액티브 패턴드 리타더(140)를 통과하여 나오는 빛의 편광 상태가 달리하게 됨으로 편광상태를 달리하는 빛을 선택적으로 투과시키는 안경(145)을 착용하게 되면, 홀수번 프레임 동안에는 상기 3D 영상 구현용 안경의 좌안렌즈(145a)를 통해서는 제 1 편광상태를 갖는 홀수번째 라인(gr1)에 대응되는 좌안용 화상만이 선택적으로 투과되며 사용자의 좌안으로 입사되며, 우안렌즈(145b)를 통해서는 제 2 편광상태를 갖는 짝수번째 라인(gr2)에 대응되는 우안용 화상만이 선택적으로 투과되어 사용자의 우안으로 입사된다.
그리고, 짝수번 프레임 동안에는 상기 3D 영상 구현용 안경(145)의 좌안렌즈(145a)를 통해서는 제 1 편광상태를 갖는 짝수번째 라인에 대응되는 좌안용 화상만이 선택적으로 투과되며 사용자의 좌안으로 입사되며, 우안렌즈(145b)를 통해서는 제 2 편광상태를 갖는 홀수번째 라인에 대응되는 우안용 화상만이 선택적으로 투과되어 사용자의 우안으로 입사된다.
이 경우 단위 프레임 시간은 수 미리초(ms)가 되므로 사용자는 실질적으로 좌안과 우안으로 시간차 없이 동시에 화상정보가 입력되는 것과 같이 느끼게 되며, 좌안과 우안으로 받아들인 화상정보가 합성되어 3D 화상으로 보이게 된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템(100)은 액티브 패턴드 리타더(140)가 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임 별로 제 1 편광상태와 제 2 편광상태를 나타내는 부분이 서로 교대하게 됨으로써 사용자가 액정표시장치(110)를 바라보는 위치에서 항상 액정표시장치(110)의 동일한 화소라인의 빛이 고정적으로 입사됨으로서 발생되는 블랙 라인 표시 불량을 원천적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 액티브 패턴드 리타더(140)의 경우 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내도록 하는 부분이 서로 이웃하는 복수개의 화소라인((Ln1,Ln2), (Ln3, Ln4))을 하나의 그룹(gr1, gr2)으로 하여 이러한 그룹 단위의 폭을 가지며 교대하는 구성이 되고 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 액티브 패턴드 리타더(140)의 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(B1, B2)의 경계가 종래의 화소라인(OL, EL)별로 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(A1, A2)이 교대하도록 배치된 패턴드 리타더(40) 대비 줄어들게 됨으로서 이러한 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(B1, B2)의 경계에 대응하여 상기 액정표시장치(110)의 블랙매트릭스(121)의 폭을 증가시켜 상하 시야각을 확보하도록 하는 경우, 블랙매트릭스(121)의 폭을 증가시켜야 하는 부분이 상대적으로 줄어들게 됨으로써 개구율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 액정표시장치(110)로부터 나온 좌안용 영상과 우안용 영상이 항상 좌안용 및 우안용 안경으로 입사되므로 프레임별 급격한 휘도 변화가 없으므로 플리커를 방지하는 효과가 있다.
또한, 프레임 단위로 구동하면서도 액티브 패턴드 리타더(140)를 통과하는 빛이 각 프레임에 표시되는 화상이 1/2씩 좌안용 및 우안용 렌즈(145a, 145b)를 항상 투과하게 되므로 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임에서의 각 좌안용 및 우안용 안경을 통해 투과하는 빛의 급격한 휘도 차이를 갖지 않으므로 플리커를 억제하는 효과가 있다.
나아가, 상기 액티브 패턴드 리타더(140)의 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내도록 하는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(B1, B2)간 경계의 폭을 종래의 화소라인별로 제 1 및 제 2 편광상태를 나타내도록 하는 제 1 및 제 2 편광 변조 부분(A1, A2)을 갖는 패턴드 리타더(40)의 대비 더 큰 폭을 갖도록 형성하더라도 그 개수가 줄어듦에 의해 전체적인 개구율 저하는 발생하지 않으며, 이러한 구성에 의해 3D 영상 시청 시 상하 시야각을 향상시키는 효과가 있다.
종래의 패턴드 리타더(40)를 구비한 3D 영상 구현 시스템(1)의 경우 3D 영상 시청을 위한 상하 시야각의 범위가 정면을 기준으로 상하로 8도 정도가 되었지만 본 발명의 실시예에 따른 액티브 패턴드 리타더(140)를 구비한 3D 영상 구현 시스템(100)의 경우 3D 영상 시청을 위한 상하 시야각의 범위가 정면을 기준으로 상하로 9.5도 정도가 됨을 알 수 있었다.
100 : 3D 영상 구현 시스템 110 : 액정표시장치
115 : 어레이 기판 116 : 게이트 배선
118 : 데이터 배선 119 : 화소전극
120 : 컬러필터 기판 112 : 블랙매트릭스
122 : 컬러필터층 125 : 제 1 편광판
130 : 제 2 편광판 140 : 액티브 패턴드 리타더
141a, 141b : 제 1 및 제 2 편광변조부분
145 : 3D 영상 시청용 안경 145a : 좌안용 안경렌즈
145b : 우안용 안경렌즈
gr1, gr2 : 홀수번째 및 짝수번째 그룹(라인)
Ln1, Ln2, Ln3, Ln4 : 화소라인

Claims (6)

  1. 다수의 화소라인이 구비된 액정표시장치와;
    상기 액정표시장치의 일면에 구비되며, 상기 액정표시장치의 서로 이웃한 복수개의 화소라인을 하나의 그룹으로 하여 홀수번째 그룹과 짝수번째 그룹별로 상기 액정표시장치로부터 나온 빛을 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태의 빛으로 각각 변화시키는 역할을 하는 제 1 및 제 2 편광변조영역이 구비되며 상기 액정표시장치와 동조하여 화상표시의 프레임 단위로 상기 제 1 및 제 2 편광변조영역이 서로 바뀌는 것을 특징으로 하는 액티브 패턴드 리타더
    를 포함하는 3D 영상 구현 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 그룹은 상기 액정표시장치에 구비된 이웃한 2개 내지 상기 액정표시장치의 총 화소라인의 개수의 1/2 범위의 화소라인으로 이루어진 것이 특징인 3D 영상 구현 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 패턴드 리타더는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 제 1 액정층으로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압차에 의해 상기 제 1 액정층 내의 액정분자의 배열상태를 바꾸어 이를 통과하는 빛이 상기 제 1 및 제 2 편광상태를 갖도록 하는 것이 특징이며, 상기 제 1 전극은 상기 그룹별로 패터닝 되어 형성된 것이 특징인 3D 영상 구현 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 상기 액티브 패턴드 리타더의 각 그룹에 대응하여 홀수번째와 짝수번째 그룹에 대해 각각 좌안용 및 우안용 영상을 표시하는 것이 특징인 3D 영상 구현 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 상기 화소라인별로 다수의 화소영역이 구비된 어레이 기판과, 이와 대향하여 상기 각 화소영역의 경계에 블랙매트릭가 구비되며 상기 블랙매트릭스로 둘러싸인 영역에 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판과 이들 두 기판 사이에 개재된 제 2 액정층으로 이루어지며, 상기 화소라인의 경계에는 제 1 폭을 갖는 블랙매트릭스가 구비되며, 상기 그룹별 경계에 대응해서는 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 블랙매트릭스가 구비된 것이 특징인 3D 영상 구현 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 패턴드 리터더를 통과하여 나온 제 1 및 제 2 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판을 구비한 안경
    을 포함하는 3D 영상 구현 시스템.
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