KR20130043966A

KR20130043966A - 입체영상표시장치

Info

Publication number: KR20130043966A
Application number: KR1020110108180A
Authority: KR
Inventors: 김진영; 유성필
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-05-02
Also published as: US9507168B2; CN103064193A; CN103064193B; US20130100258A1; KR101818253B1

Abstract

본 발명의 실시예는, 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널; 표시패널의 표시면에 부착된 편광판; 편광판의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름; 및 편광판과 맞닿는 표시패널의 상부기판의 일면에 서브 픽셀들의 경계부에 대응하여 공기층이 마련된 패턴홈을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

Description

입체영상표시장치{Stereoscopic Image Display Device}

본 발명의 실시예는 입체영상표시장치에 관한 것이다.

입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 액정패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 액정패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.

패턴드 리타더필름은 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 입체영상을 표시하는 역할을 한다. 이를 위해, 패턴드 리타더필름은 홀수라인은 우원편광으로 짝수라인은 좌원편광(혹은 그 반대)으로 편광시켜 표시패널에 표시된 영상을 분리시킨다.

한편, 종래 패턴드 리타더필름은 홀수라인과 짝수라인 사이를 구분하고 상하 시야각 개선 역할을 하는 블랙스트라이프가 형성되어 있는데, 이는 이차원영상 표현시 투과율 저하에 따른 휘도 저하를 유발하므로 이의 개선이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 크로스토크를 일으키는 광의 경로를 바꾸어 전반사 및 난반사의 형태로 광을 분산시켜 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널; 표시패널의 표시면에 부착된 편광판; 편광판의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름; 및 편광판과 맞닿는 표시패널의 상부기판에 위치하고 서브 픽셀들의 경계부에 대응하여 공기층이 마련된 패턴홈을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널; 표시패널의 표시면 상에 위치하는 편광판; 편광판의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름; 및 표시패널과 편광판 사이에 부착되며 편광판과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들의 경계부에 대응하여 공기층이 마련된 패턴홈을 갖는 패턴필름을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층을 마련할 수 있다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하고 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 공기층을 마련할 수 있다.

삼각형을 이루는 세 변의 길이는 같거나 다를 수 있다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하고 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 공기층을 마련하고, 편광판과 맞닿는 한 변의 내각이 직각을 이룰 수 있다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하고 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 공기층을 마련하고, 다수의 산과 골에 연속 또는 불연속적인 패턴을 가질 수 있다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하고 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 사다리꼴을 이룸으로써 공기층을 마련할 수 있다.

서브 픽셀들은 메인 서브 픽셀과 메인 서브 픽셀보다 작은 영역을 갖는 액티브 블랙스트라이프를 각각 포함할 수 있다.

패턴홈은 액티브 블랙스트라이프 영역에 대응하여 형성될 수 있다.

패턴홈은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층을 마련하고, 다수의 산과 골의 길이 및 이들이 이루는 내각의 각도는 액티브 블랙스트라이프 영역의 폭에 따라 가변될 수 있다.

본 발명의 실시예는, 액정패널의 일면 또는 패턴필름의 일면에 공기층이 마련된 패턴홈을 이용하여 크로스토크를 일으키는 광의 경로를 바꾸어 전반사 및 난반사의 형태로 광을 분산시켜 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1의 액정패널에 형성된 서브 픽셀의 구성도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 패턴홈을 설명하기 위한 도면.
도 5는 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 6은 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 7은 불연속면을 갖는 삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 8은 사다리꼴 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부 단면도.
도 10은 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 11은 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 12는 불연속면을 갖는 삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.
도 13은 사다리꼴 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 액정패널에 형성된 서브 픽셀의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입체영상표시장치에는 영상 공급부(SBD), 타이밍 제어부(TCN), 구동부(DRV), 표시패널(PNL), 패턴드 리타더필름(FPR) 및 편광안경(GLS)이 포함된다.

영상 공급부(SBD)는 이차원 모드(2D 모드)에서는 2D 영상 프레임 데이터를 생성하고, 삼차원 모드(3D 모드)에서는 3D 영상 프레임 데이터를 생성한다. 영상 공급부(SBD)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE) 및 메인 클럭(Main Clock) 등의 타이밍 신호와 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다.

영상 공급부(SBD)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 선택에 따라 2D 또는 3D 모드로 선택되어 이에 대응되는 영상 프레임 데이터를 생성하고 이를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다. 유저 인터페이스는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함한다. 이하에서는 영상 공급부(SBD)가 3D 모드로 선택되어 3D 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급하는 것을 일례로 설명한다.

타이밍 제어부(TCN)는 영상 공급부(SBD)로부터 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 포함하는 3D 영상 프레임 데이터를 공급받는다. 타이밍 제어부(TCN)는 120Hz 이상의 프레임 주파수로 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 구동부(DRV)에 교번하여 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(TCN)는 영상 프레임 데이터에 대응되는 제어신호를 구동부(DRV)에 공급한다.

구동부(DRV)는 데이터라인들에 연결되어 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. 구동부(DRV)에 포함된 데이터구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터를 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 이와 달리, 구동부(DRV)에 포함된 게이트구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다.

표시패널(PNL)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 이차원 영상 또는 삼차원 영상을 표시하는 서브 픽셀들을 포함한다. 표시패널(PNL)은 백라이트유닛(BLU)과 액정패널(LCD)로 구성되거나 유기전계발광표시패널, 플라즈마표시패널 등과 같이 다양한 패널로 구성될 수 있다.

액정패널(LCD)에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 및 커패시터 등이 형성된 하부기판(이하, "TFT기판" 이라 함)과 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된 상부기판(이하 "컬러필터기판" 이라 함)이 포함된다. 액정패널(LCD)에는 TFT기판과 컬러필터기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 서브 픽셀들이 형성된다.

서브 픽셀들은 도 2와 같이 메인 서브 픽셀(MSP)과 메인 서브 픽셀(MSP)보다 작은 영역을 갖는 액티브 블랙스트라이프(ABS)를 각각 포함하는 서브 픽셀(SP)로 구성된다.

액정패널(LCD)이 2D 모드로 구동할 경우, 메인 서브 픽셀(MSP)과 액티브 블랙스트라이프(ABS)는 영상을 표시하도록 동등하게 구동을 한다. 반면 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동할 경우, 메인 서브 픽셀(MSP)은 영상을 표시하도록 구동을 하지만 액티브 블랙스트라이프(ABS)는 블랙을 표시하도록 구동을 한다. 즉, 액티브 블랙스트라이프(ABS)는 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동시 영상 간의 혼재를 방지하는 역할을 한다.

액정패널(LCD)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드 및 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의 액정모드로도 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 액정패널(LCD)의 TFT기판(비표시면)과 컬러필터기판(표시면)에는 하부편광판(POL1)과 상부편광판(POL2)이 각각 부착된다. 이와 같이 구성된 액정패널(LCD)은 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광에 의해 영상을 표시할 수 있게 된다.

백라이트유닛(BLU)은 영상 공급부(SBD) 또는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 구동되어 액정패널(LCD)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(BLU)은 광을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광을 액정패널(LCD)의 방향으로 안내하는 도광판, 도광판으로부터 출사된 광을 확산 및 집광 등을 수행하는 광학부재 등을 포함한다.

백라이트유닛(BLU)은 엣지형, 듀얼형, 쿼드형 및 직하형 등으로 구성된다. 엣지형은 광원이 액정패널(LCD)의 일측에 배치된 형태이고, 듀얼형은 광원이 액정패널(LCD)의 양측에 대향 배치된 형태이고, 쿼드형은 광원이 액정패널(LCD)의 사방에 배치된 형태이며, 직하형은 광원이 액정패널(LCD)의 하부에 배치된 형태이다.

패턴드 리타더필름(FPR)은 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴드 리타더필름(FPR)은 홀수 라인(또는 짝수 라인)은 우원편광(R)으로 짝수 라인(또는 홀수 라인)은 좌원편광(L)으로 편광시켜 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리시킨다.

편광안경(GLS)은 패턴드 리타더필름(FPR)을 통해 출사된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 역할을 한다. 편광안경(GLS)의 좌측 안경(LEFT)은 패턴드 리타더필름(FPR)을 통해 출사된 좌안영상만 투과시킨다. 이와 달리, 편광안경(GLS)의 우측 안경(RIGHT)은 패턴드 리타더필름(FPR)을 통해 출사된 우안영상만 투과시킨다.

위와 같은 구조에 따라, 액정패널(LCD)에 프레임별로 좌안영상과 우안영상이 교번하여 표시되면 패턴드 리타더필름(FPR)은 좌안영상과 우안영상을 분리하여 출사시키게 되고 사용자는 편광안경(GLS)을 통해 삼차원 입체영상을 감상할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 입체영상표시장치의 구조에 대해 더욱 자세히 설명한다.

<제1실시예>

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 패턴홈을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치에는 액정패널(LCD), 액정패널(LCD)의 표시면에 부착된 상부편광판(POL2) 및 상부편광판(POL2)의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름(FPR)이 포함된다.

액정패널(LCD)의 컬러필터기판(GLS2)에는 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련된 패턴홈(PP)이 형성된다. 여기서, 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부는 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동시 블랙을 표시하도록 구동하는 액티브 블랙스트라이프(ABS1)에 대응된다. 그러므로, 패턴홈(PP)은 액정패널(LCD)의 액티브 블랙스트라이프(ABS1)에 대응하도록 수평 방향으로 다수 형성된다.

액정패널(LCD)의 컬러필터기판(GLS2)의 일면에 형성된 패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층(AG)을 마련하도록 패턴된다. 패턴홈(PP)은 에칭이나 레이저 등의 방법으로 식각하여 형성할 수 있고, 형상에 따라 다른 방법을 이용할 수도 있다.

패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하고 상부편광판(POL2)과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 갖는 프리즘 형상을 이룸으로써 공기층(AG)을 마련하게 된다. 패턴홈(PP)이 공기층(AG)을 마련하는 프리즘 형상을 이루게 되므로 해당 영역을 지나는 광은 패턴홈(PP)의 구조적인 형상과 굴절률의 차에 의한 전반사 및 난반사에 의해 분산된다.

패턴홈(PP)의 구조적인 형상과 굴절률의 차에 의한 전반사 및 난반사에 대한 예를 들면 다음과 같다.

제2메인 서브 픽셀(MSP2)을 직선으로 통과하는 직선광(L1)의 경우, 이는 정상적으로 컬러필터기판(GLS2) 및 상부편광판(POL2)을 거처 패턴드 리타더필름(FPR)의 좌원편광영역(LA)을 통해 출사된다.

반면, 제2메인 서브 픽셀(MSP2)에서 이웃하는 서브 픽셀에 포함된 제1액티브 블랙스트라이프(ABS1)에 대응하는 패턴홈(PP)을 향하여 사선으로 통과하는 제1 및 제2사선광(L2, L3)의 경우, 이들은 다음과 같이 굴절된다.

제1사선광(L2)은 패턴홈(PP)에 의해 굴절되어 패턴드 리타더필름(FPR)의 좌원편광영역(LA)을 통해 출사된다.

제2사선광(L3)은 패턴홈(PP)에 의해 굴절되어 상부편광판(POL2)을 따라가다가 다음 영역에 있는 패턴드 리타더필름(FPR)의 좌원편광영역(LA)을 통해 출사되거나 컬러필터기판(GLS2) 또는 상부편광판(POL2) 등으로 재차 굴절된다. 여기서, RA는 패턴드 리타더필름(FPR)의 우원편광영역이다.

통상 유리로 구성된 컬러필터기판(GLS2)의 굴절률은 1.5, 공기층(AG)의 굴절률은 1.0, 상부편광판(POL2)이 굴절률은 1.3 ~ 1.4 정도가 된다. 그러므로, 위와 같이 공기층(AG)이 마련된 패턴홈(PP)에 접근하는 광에 전반사 및 난반사가 일어나는 이유는 패턴홈(PP)의 형상이 광각을 제어함과 더불어 컬러필터기판(GLS2), 공기층(AG) 및 상부편광판(POL2) 간에 굴절률 차가 존재하기 때문이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하고 상부편광판(POL2)과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 공기층(AG)을 형성한다. 여기서, 삼각형을 이루는 세 변(a, b, c)의 길이는 같거나 다를 수 있다. 또한, 삼각형을 이루는 세 변(a, b, c)이 만남으로써 형성되는 내각(r1, r2, r3)의 각도는 같거나 다를 수 있다. 즉, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이루되, 다양한 형상의 삼각형으로 형성된다.

한편, 패턴홈(PP)은 서브 픽셀들의 경계부인 액티브 블랙스트라이프 영역에 대응하여 형성된다. 그러므로, 패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층(AG)을 마련하되, 다수의 산과 골의 개수, 길이 및 이들이 이루는 내각의 각도는 컬러필터기판(GLS2) 및 상부편광판(POL2) 등의 재료와 액티브 블랙스트라이프 영역의 폭에 따라 가변될 수 있다. 즉, 패턴홈(PP)의 형상은 입체영상표시장치를 구성하는 재료와 설계 치에 대응하여 최적화될 수 있다.

이하, 컬러필터기판(GLS2)의 일면에 형성된 패턴홈(PP)의 다양한 예를 설명한다.

도 5는 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 7은 불연속면을 갖는 삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 8은 사다리꼴 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형으로 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형으로 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 불연속면을 갖는 삼각형으로 형성된다.

한편, 위의 설명에서는 패턴홈(PP)의 형상이 삼각형인 것을 일례로 하였다. 그러나 도 8에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 사다리꼴 형상으로 형성될 수도 있다.

<제2실시예>

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치에는 액정패널(LCD), 액정패널(LCD)의 표시면에 부착된 상부편광판(POL2), 상부편광판(POL2) 상에 부착된 패턴드 리타더필름(FPR) 및 액정패널(LCD)과 상부편광판(POL2) 사이에 부착된 패턴필름(PF)이 포함된다.

패턴필름(PF)에는 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련된 패턴홈(PP)이 형성된다. 여기서, 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부는 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동시 블랙을 표시하도록 구동하는 액티브 블랙스트라이프(ABS1)에 대응된다. 그러므로, 패턴홈(PP)은 액정패널(LCD)의 액티브 블랙스트라이프(ABS1)에 대응하도록 수평 방향으로 다수 형성된다.

패턴필름(PF)의 일면에 형성된 패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층(AG)을 마련하도록 패턴된다. 패턴홈(PP)은 에칭이나 레이저 등의 방법으로 식각하여 형성할 수 있고, 형상에 따라 다른 방법을 이용할 수도 있다.

제2메인 서브 픽셀(MSP2)을 직선으로 통과하는 직선광(L1)의 경우, 이는 정상적으로 컬러필터기판(GLS2), 패턴필름(PF) 및 상부편광판(POL2)을 거처 패턴드 리타더필름(FPR)의 좌원편광영역(LA)을 통해 출사된다.

패턴필름(PF)은 액정패널(LCD)의 컬러필터기판(GLS2)과 동일한 재료인 유리로 이루어지거나 폴리에스테르설폰(PES), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI) 및 폴리카보네이트(PC) 등과 같은 수지계열로 이루어질 수 있다. 따라서, 패턴필름(PF)이 유리로 이루어진 경우 굴절률은 1.5가 되고 수지계열로 이루어진 경우 굴절률은 1.3 ~ 1.4 정도가 된다.

패턴필름(PF)의 패턴홈(PP) 또한 제1실시예의 도 4와 같이, 다수의 산과 골을 포함하고 상부편광판(POL2)과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 공기층(AG)을 형성한다. 여기서, 삼각형을 이루는 세 변(a, b, c)의 길이는 같거나 다를 수 있다. 또한, 삼각형을 이루는 세 변(a, b, c)이 만남으로써 형성되는 내각(r1, r2, r3)의 각도는 같거나 다를 수 있다. 즉, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이루되, 다양한 형상의 삼각형으로 형성된다.

한편, 패턴홈(PP)은 서브 픽셀들의 경계부인 액티브 블랙스트라이프 영역에 대응하여 형성된다. 그러므로, 패턴홈(PP)은 다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 공기층(AG)을 마련하되, 다수의 산과 골의 개수, 길이 및 이들이 이루는 내각의 각도는 패턴필름(PF) 및 상부편광판(POL2) 등의 재료와 액티브 블랙스트라이프 영역의 폭에 따라 가변될 수 있다. 즉, 패턴홈(PP)의 형상은 입체영상표시장치를 구성하는 재료와 설계 치에 대응하여 최적화될 수 있다.

이하, 패턴필름(PF)의 일면에 형성된 패턴홈(PP)의 다양한 예를 설명한다.

도 10은 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 11은 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 12는 불연속면을 갖는 삼각형 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 13은 사다리꼴 구조의 패턴홈이 적용된 입체영상표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 일측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형으로 형성된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 타측 한 변의 내각이 직각을 갖는 직각삼각형으로 형성된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 불연속면을 갖는 삼각형으로 형성된다.

한편, 위의 설명에서는 패턴홈(PP)의 형상이 삼각형인 것을 일례로 하였다. 그러나 도 13에 도시된 바와 같이, 패턴홈(PP)은 상부편광판(POL2)과 맞닿는 일면에 서브 픽셀들(MSP1, MSP2)의 경계부에 대응하여 공기층(AG)이 마련되도록 사다리꼴 형상으로 형성될 수도 있다.

이하, 시뮬레이션을 통한 실시예의 효과를 설명한다.

도 14는 비교예 대비 실시예의 휘도 향상을 설명하기 위한 시뮬레이션 그래프이고, 도 15는 비교예 대비 실시예의 시야각 향상을 설명하기 위한 시뮬레이션 그래프이다.

비교예 및 실시예는 0.5T 유리 기판이 적용된 액정패널(LCD)에 180㎛ 두께의 편광판에 부착된 47인치 입체영상표시장치를 기반으로 한다. 여기서, 비교예는 패턴드 리타더필름(FPR)에 블랙스트라이프가 형성된 구조이고, 실시예는 액정패널(LCD)의 컬러필터기판(GLS2) 또는 패턴필름(PF)의 일면에 프리즘 형상의 패턴홈(PP)이 적용된 구조이다.

도 14와 같이, 비교예는 상하시야각의 중앙영역에서 휘도가 낮게 나타나는 반면 실시예는 상하시야각의 중앙영역에서 휘도가 비교예 대비 높게 나타난다. 여기서, 비교예 및 실시예의 최대 휘도가 60 니트를 밑도는 것으로 나타나는 것은 시료에 표시된 특정 영상에 의한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.

도 15와 같이, 비교예는 크로스토크 10% 지점에서 상하시야각이 ± 18도 가 나오는 반면 실시예는 크로스토크 10% 지점에서 상하시야각이 ± 32도 가 나온다.

위의 설명에서 알 수 있듯이, 실시예는 액정패널(LCD)의 컬러필터기판(GLS2) 또는 패턴필름(PF)의 일면에 형성된 패턴홈(PP)을 이용하여 좌안영상과 우안영상 간의 크로스토크를 유발하는 광의 경로에 변화를 주어 시야각 향상을 도모할 수 있게 된다. 그리고, 실시예는 패턴드 리타더필름(FPR) 적용시 좌안영상과 우안영상 간의 크로스토크를 방지하기 위해 사용되는 블랙스트라이프를 삭제하더라도 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명의 실시예는 액정패널의 일면 또는 패턴필름의 일면에 공기층이 마련된 패턴홈을 이용하여 크로스토크를 일으키는 광의 경로를 바꾸어 전반사 및 난반사의 형태로 광을 분산시켜 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 패턴드 리타더필름(FPR)에 형성된 블랙스트라이프를 삭제하더라도 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

SBD: 영상 공급부 TCN: 타이밍 제어부
DRV: 구동부 PNL: 표시패널
FPR: 패턴드 리타더필름 GLS: 편광안경
POL2: 상부편광판 PP: 패턴홈
AG: 공기층 PF: 패턴필름

Claims

서브 픽셀들을 포함하는 표시패널;
상기 표시패널의 표시면에 부착된 편광판;
상기 편광판의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름; 및
상기 편광판과 맞닿는 상기 표시패널의 상부기판의 일면에 상기 서브 픽셀들의 경계부에 대응하여 공기층이 마련된 패턴홈을 포함하는 입체영상표시장치.
서브 픽셀들을 포함하는 표시패널;
상기 표시패널의 표시면 상에 위치하는 편광판;
상기 편광판의 일면에 부착된 패턴드 리타더필름; 및
상기 표시패널과 상기 편광판 사이에 부착되며 상기 편광판과 맞닿는 일면에 상기 서브 픽셀들의 경계부에 대응하여 공기층이 마련된 패턴홈을 갖는 패턴필름을 포함하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴홈은
다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 상기 공기층을 마련하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴홈은
상기 다수의 산과 골을 포함하고 상기 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 상기 공기층을 마련하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제4항에 있어서,
상기 삼각형을 이루는 세 변의 길이는 같거나 다른 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴홈은
상기 다수의 산과 골을 포함하고 상기 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 상기 공기층을 마련하고,
상기 편광판과 맞닿는 한 변의 내각이 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴홈은
상기 다수의 산과 골을 포함하고 상기 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 삼각형을 이룸으로써 상기 공기층을 마련하고,
상기 다수의 산과 골에 연속 또는 불연속적인 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패턴홈은
상기 다수의 산과 골을 포함하고 상기 편광판과 맞닿는 부분과 함께 그 단면이 사다리꼴을 이룸으로써 상기 공기층을 마련하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 서브 픽셀들은
메인 서브 픽셀과 상기 메인 서브 픽셀보다 작은 영역을 갖는 액티브 블랙스트라이프를 각각 포함하는 입체영상표시장치.
제9항에 있어서,
상기 패턴홈은
상기 액티브 블랙스트라이프 영역에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제9항에 있어서,
상기 패턴홈은
다수의 산과 골을 포함하는 홈으로 상기 공기층을 마련하고,
상기 다수의 산과 골의 길이 및 이들이 이루는 내각의 각도는
상기 액티브 블랙스트라이프 영역의 폭에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.