KR20130107265A - 입체 액정 디스플레이 시스템 - Google Patents

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KR20130107265A
KR20130107265A KR1020137000357A KR20137000357A KR20130107265A KR 20130107265 A KR20130107265 A KR 20130107265A KR 1020137000357 A KR1020137000357 A KR 1020137000357A KR 20137000357 A KR20137000357 A KR 20137000357A KR 20130107265 A KR20130107265 A KR 20130107265A
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KR1020137000357A
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마이클 지 로빈슨
게리 디 샤프
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리얼디 인크.
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Abstract

입체 디스플레이 시스템 어셈블리는 패시브 원 분석 시네마 안경류에 의해 최적의 성능을 갖도록 구성된다. 입체 디스플레이 시스템 어셈블리는 안경류의 편광자 배향에 대하여 ±45°로 배향된 비틀림없는 전기 제어형 복굴절 액정 변조기를 포함한다. 예시적인 실시형태는 교차하는(즉, 무효로 하는) 1/4 파 막을 가진 단일의 반파 변조기를 포함한다. LCD의 자연 편광 상태는 회전될 수 있고, 수평 안경류 편광자 배향과 교차할 필요가 있을 때 클린업된다. 일 실시형태에 있어서, LC 변조기 기판은 반사방지 코팅 허용도, 내구성 및 터치 감도를 위하여 최외곽에 배치된다.

Description

입체 액정 디스플레이 시스템{STEREOSCOPIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY SYSTEMS}
본 발명은 일반적으로 입체 액정 디스플레이(LCD) 시스템에 관한 것으로, 특히 적당한 안경류(eyewear)와 호환성이 있는 시스템 어셈블리에 관한 것이다.
입체식, 즉 스테레오 3-D 디스플레이는 시청자의 각 눈에 다른 이미지를 제공함으로써 2-D 화면에 나타나는 이미지의 인지력을 향상시킨다. 시청자의 시각 기관은 깊이감을 생성하는 방식으로 상기 서로 다른 이미지를 융합시킨다. 3-D 효과를 생성하기 위해, 종래의 방법은 어떤 이미지 데이터가 왼쪽 눈으로 또는 오른쪽 눈으로 가는지를 결정하기 위해 안경류를 사용하였다. 한가지 종래의 3-D 시스템은 시간 순차적으로 투사되는 원편광(circularly-polarized) 이미지를 분리하기 위해 패시브 원편광 안경을 사용하는 리얼디(RealD) 시네마 시스템이다.
본 발명은 입체 액정 디스플레이 시스템을 제공하고자 한다.
입체 영상을 디스플레이하도록 동작하는 평판 디스플레이의 예시적인 실시형태에 있어서, 디스플레이는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광(encoded light)을 제공하도록 동작하는 액정 디스플레이(LCD) 패널을 포함한다. 디스플레이는 암호화 광을 수신하도록 위치되어 수신된 암호화 광의 편광 상태(state of polarization; SOP)를 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작하는 편광 제어 패널을 또한 포함하고, 상기 편광 제어 패널은 LC 변조 요소 및 지연 요소(retardation element)를 포함하고, LC 변조 요소 및 지연 요소는 서로 협력하여 수신된 광의 SOP를 실질적으로 원편광으로 변환하도록 동작한다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이는 LCD 패널로부터 입사하는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 수신하도록 위치되고 암호화 광의 편광 축을 회전시키도록 동작하는 편광 회전 요소를 또한 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 지연 요소 및 LC 변조 요소는 1/4 파(quarter wave)와 실질적으로 동일한 순지연(net retardation)을 제공하도록 구성된다.
입체 영상을 제공하는 평판 디스플레이의 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 디스플레이는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하도록 동작하는 액정 디스플레이(LCD) 패널 및 암호화 광을 수신하도록 위치된 편광 제어 패널을 포함할 수 있다. 편광 제어 패널은 수신된 암호화 광의 편광 상태(SOP)를 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작할 수 있다. 편광 제어 패널은 LC 변조 요소 및 지연 요소를 포함하고, LC 변조 요소 및 지연 요소는 서로 협력하여 수신된 광의 SOP를 실질적으로 원편광으로 변환하도록 동작한다. 또한 LC 변조 요소는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환(switch)하도록 동작하는 전기 제어형 셀을 포함할 수 있고, 상기 셀은 셀이 제1 상태 및 제2 상태에 있을 때 각각 제1 지연 및 제2 지연을 가지며, LC 변조 요소 및 지연 요소의 편광 축은 서로에 대해 실질적으로 직각이고, 지연 요소 및 LC 변조 요소는 1/4 파와 실질적으로 동일한 순지연을 제공하도록 구성된다.
또한, 이 명세서에서는 액정 디스플레이(LCD) 패널로부터 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하는 단계와, 편광 제어 패널에서 암호화 광을 수신하는 단계를 포함한 입체 영상 제공 방법이 개시된다. 이 방법은 수신된 암호화 광의 편광 상태(SOP)를 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 실질적으로 원편광으로 편광 제어 패널에 의해 선택적으로 변환하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 편광 제어 패널은 LC 변조 요소 및 지연 요소를 포함한다.
본 발명에 따라 입체 액정 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 LCD 디스플레이 시스템의 개략적 상면도이다.
도 2A는 본 발명에 따른, 일반적인 시네마 안경류 호환성 시간 순차적 입체 LCD 시스템의 개략적 정면도이다.
도 2B는 도 2A에 도시된 LCD 시스템을 분해하여 나타낸 개략적 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 단일 막 45도 편광 변환의 편광 완전성을 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른, 비용 효율성이 있는 실시형태의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 제2의 내구성이 있는 실시형태의 개략도이다.
도 1은 편광 제어 패널(polarization control panel; PCP)(104)에 근접하게 위치된 액정 디스플레이(LCD)(102)를 포함한 종래의 입체형 액정 디스플레이 시스템(100)을 개략적으로 보인 도이다. LCD(102)는 액정 PCP(104)에 의해 선택적으로 편광된 좌측 눈 영상 및 우측 눈 영상을 교대로 디스플레이할 수 있다. 그 다음에, 시청자가 착용한 패시브 편광 안경류(106)가 올바르지 않은 눈 영상으로부터의 광을 차단한다.
이 방법은 3D 시네마 시스템과 개념적으로 유사하지만, 3D 시네마 시스템의 영사기가 LCD로 교체된 점이 다르다. 그러나, LCD는 전형적으로 업데이트가 느리고 연속적인 스크롤에서 한 라인씩 어드레스된다. 따라서, 이러한 종래의 방법의 특정 양상(aspect)을 수정하지 않고서는 전체의 설치된 프레임을 분리하여 정확히 보거나 편광시키는 것이 어렵다. 인용에 의해 여기에 통합되는 미국 특허 공개 제2008/0316303호에는 선택적 교호 패널 어드레싱 및 백라이트 조명의 시간적 및 공간적 제어 기능이 있는 스크롤링 세그멘트화 편광 제어 패널을 제공하는 것에 대하여 개시되어 있다.
본 발명의 한가지 양태는 렌즈가 중립 수평 편광자에 결합된 단일의 직각으로 배향된 1/4 파 지연재 막(retarder film)을 포함하는 원편광 패시브 시네마 안경류와 호환될 수 있는 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 이 규정은 최적 성능을 위해 호환성 디스플레이로부터의 특수 입체 편광 상태를 분석하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 입체 편광 상태는, 일 실시형태에 있어서, 먼저 선형의 수직 편광을 직각으로, 예를 들면 ±45°로 배향된 변조 지연 요소에 보냄(launching)으로써 암호화될 수 있다. 이것은 편광 제어 패널 요소의 일부로서 "능동 지연재를 구비한 신규 편광자 안경형 3D 디스플레이"(A Novel Polarizer Glasses-Type 3D Displays with an Active Retarder), p.348·SID 09 DIGEST에서 인용된 비틀림형 네마틱 액정 변조기를 이용하는 것과 구별될 수 있다. 비틀림형 액정 변조기는 비틀림없는 성분에 의해 대략적으로만 분석되는 복합 출력 편광 상태를 제공한다. 시야각(viewing angle) 목적으로, 비틀림 네마틱 LCD 패널은 수직선에 대하여 ±45°로 배향된 출력 선형 편광을 갖는다. 안경류를 정합시키기 위해 이 배향을 수직 배향으로 바꾸는 것은 하나 이상의 지연재 막을 이용하여 달성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 이러한 방법은 불충분한 편광 충실도(polarization fidelity)를 제공한다. 따라서, 수직의 고투과성 '클린업'(clean-up) 편광자가 편광 제어 패널 앞에서 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 하나의 양태는 시네마 안경류와 정합되도록 LCD 패널에 의해 제공된 광의 편광 축을 회전시키는 것과 관계가 있다. 도 2A는 예시적인 디스플레이(200)의 정면도이다. 디스플레이(200)는 입체 영상을 디스플레이할 수 있고, 디스플레이(200)의 상부(202)와 하부(204)는 시청자 기준 프레임으로 정의된다. 수직 배향은 디스플레이(200)의 상부(202)로부터 하부(204)로 연장하는 선분(206)에 의해 정의되고, 디스플레이(200)의 상부 테두리(208) 및 하부 테두리(210)에 수직한다. 배향각은 디스플레이를 향하여 볼 때 수직선으로부터 정의된다. 이 명세서에서, 시계방향 회전은 양의 각이고 반시계방향 회전은 수직선으로부터 음의 각으로서 설명된다.
도 2B는 도 2A에 도시한 디스플레이(200)를 분해하여 보인 측면도이다. 도 2B에 도시된 것처럼, 디스플레이(200)는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하도록 동작하는 액정 디스플레이(LCD) 패널(220)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, LCD 패널(220)은 수직선과 평행하지 않은 편광 축을 가진 광을 제공하도록 동작하는 비틀림 네마틱 액정 디스플레이(TNLCD) 패널일 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, LCD 패널(220)에 의해 제공된 광은 수직선에 대하여 +45°또는 -45°로 배향되는 편광 축을 갖는다.
디스플레이(200)는 LCD 패널(220)로부터 입사하는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 수신하도록 위치되어 입사광의 편광 축을 실질적으로 수직 배향으로 회전시키도록 동작하는 편광 회전 요소(222)를 또한 포함할 수 있다. 디스플레이(200)은 편광 회전 요소(222)로부터 입사하는 광을 수신하도록 위치되어 수신된 광의 편광 상태(SOP)를 LCD 패널(220)에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작하는 편광 제어 패널 요소(224)를 또한 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, LCD 패널(220)은 대부분의 랩톱 컴퓨터 및 데스크톱 모니터에서 사용되는 것과 같은 저가의 비틀림 네마틱 액정 디스플레이(TNLCD)를 포함할 수 있다. 여기에서, TNLCD 패널(220)에서 빠져나온 광의 편광 축은 수직선에 대하여 -45°로 배향될 수 있다. 예시적인 편광 회전은 약 -22.5°로 배향된 단일 반파 지연재(Γ=Δn. d≒260nm ＠ λ=520nm)를 포함하는 편광 회전 요소(222)를 이용하여 달성될 수 있다. 그러한 실시형태에 있어서, 이 단일 막은 520 nm의 설계 파장에서 벗어나는 모든 가시성 파장에 대한 편광을 완전히 정확하게 변환하지 못할 수 있고, 따라서, 수직선에 평행하지 않은 편광 축을 가진 원치않은 광을 필터링하여 제거하고 광을 수직선 배향으로만 투과시키기 위해 수직으로 배향된 '클린업' 편광자(226)가 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 수직 편광 축을 가진 편광자(226)는 편광 회전 요소(222)와 편광 변조 요소(224) 사이에 위치될 수 있다.
편광 회전 요소(222)는 입사광의 편광 축을 수직 배향으로 회전시키기 위해 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 편광 회전 요소(222)에서 사용되는 지연재는 일부 실시형태에서 음 분산 보정막(negative dispersion compensation film)일 수 있다. 전술한 바와 같이, 편광 회전 요소(222)는 약 -22.5°로 배향된 단일 반파 지연재를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 편광 회전 요소(222)는 2개 이상의 반파 지연재의 적층 구조를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 편광 회전 요소(222)는 -32.5°로 배향된 제1 반파 지연재 및 -10.5°로 배향된 제2 반파 지연재를 구비한 적층 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 편광 회전 요소(222)는 -38.3°로 배향된 제1 반파 지연재, -21.6°로 배향된 제2 반파 지연재 및 -5.7°로 배향된 제3 반파 지연재를 구비한 적층 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 편광 회전 요소(222)는 2축 연신된(biaxially stretched) 지연재 막을 포함할 수 있다. 광을 LCD 패널로부터 편광 변조 요소(224)로 회전시키는 기능을 수행하는 다른 실시형태는 지연, 배향 및 층의 수에 있어서 다른 조합을 가질 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 이러한 지연재 적층 구조를 만들기 위한 설계 고려사항은 로빈슨 등이 공동으로 저술한 서적 'LCD 투사를 위한 편광 기술'(Polarization engineering for LCD Projection)(Wiley 2005)에서 찾아볼 수 있으며, 이 서적은 인용에 의해 이 명세서에 통합된 것으로 한다.
도 3은 위에서 설명한 단일 반파 막 실시형태에 대한 정상화 투과 윤곽(profile)을 보인 그래프(300)이다. 그래프(300)는 편광 회전 요소(222)를 통과한 가시 스펙트럼의 범위에 대한 45도 광 변환의 편광 완전성(integrity)을 보인 것이다. 도면에서 알 수 있는 것처럼, 투과율은 520nm의 설계 파장 부근에서 최대로 되지만, 파장이 증가함에 따라서 및 이 설계 파장으로부터 감소함에 따라서 더 적은 광이 투과된다. 이때 이상적인 중립 편광자를 통과하는 스펙트럼 투과는 변환의 편광 완전성의 척도이고 도 3에서 이러한 비용 효율적인 단일 폴리카보네이트 막 접근법에 대하여 도시되어 있다.
다시 도 2를 참조하면, 편광 제어 패널(224)은 암호화 광을 LCD 패널(220)로부터 직접적으로 또는 간접적으로 수신하도록 위치된다. 일 실시형태에 있어서, 편광 제어 패널(224)은 편광 회전 요소(222)에 의해 제공된 수직 편광을 수신 및 변조하도록 동작한다. 편광 제어 패널(224)은 수신된 광의 편광 상태(SOP)를 LCD 패널(220)에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작할 수 있다. 편광 제어 패널(224)은 LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)를 포함하고, LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)는, 서로 협력하여, 수신 광의 SOP를 원편광으로 변환하도록 동작할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, LC 변조 요소(228)는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환하도록 동작하는 비틀림없는(zero-twist) 액정 변조 셀을 포함하고, 상기 셀은 셀이 제1 상태 및 제2 상태에 있을 때 각각 제1 지연 및 제2 지연을 갖는다. 변조 셀은 고속 전기 제어형 복굴절(ECB) 모드(역평행 정렬됨), 또는 파이셀(pi-cell) 모드(평행 정렬됨)일 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 복잡성 및 비용 절감의 이유 때문에 스위칭 속도 목적의 파이셀과 같은 단일 반파(HW) 변조 셀의 사용이 선호될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, LC 변조 요소(228)의 배향은 +45°로 설정될 수 있고, 이것은, 일부 실시예에서, 우측 눈에 대하여 최저 누화 및 최상의 시야각 이미지를 가져온다.
원편광을 제공하기 위해, LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)의 편광 축은 실질적으로 직교 배향으로 정렬될 수 있고, LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)는 1/4 파와 실질적으로 동일한 순지연을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, LC 변조 요소(228)는 제로 내지 반파 파이셀을 포함하고, 지연 요소(230)는 반파 지연재 막을 포함한다. 이와 같이 구성됨으로써, 편광 제어 패널(224)은 대략 1/4 파의 순지연을 갖고, LC 변조 요소(228)의 셀을 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환하는 것은 각각 제1 및 제2 원편광을 가진 암호화 광을 제공한다. 여기에서 설명하는 실시형태들은 단순히 예일 뿐이고, 대략적으로 1/4 파의 순지연을 제공하기 위해 LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)의 각종 조합이 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 위에서 설명한 예시적인 실시형태에 있어서, 대략적으로 1/4 파의 순지연을 여전히 유지하면서 δ의 지연 값이 LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230) 둘 다에 추가될 수 있다. 그러나, 시야의 품질은 δ를 최소화함으로써 최적화된다는 것을 이해하여야 한다.
LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)의 각종 정렬이 사용될 수 있다는 것을 또한 이해하여야 한다. 일 실시형태에 있어서, LC 변조 요소(228)는 실질적으로 +45° 또는 -45°로 정렬되고, 지연 요소(230)는 LC 변조 요소(228)에 대하여 직교 배향으로 정렬될 수 있다. 예를 들면, LC 변조 요소(228)는 +45°로 정렬되고 지연 요소(230)는 -45°로 정렬될 수 있다. 비록 LC 변조 요소(228) 및 지연 요소(230)의 정렬이 +45° 또는 -45°로부터 편향될 수 있다 하더라도, 편향되는 양은 시청자에 의한 3D 인지(perception)의 품질에 역비례한다는 것을 이해하여야 한다.
일 실시형태에 있어서, 광각 보정막(232)이 비정규 시야각의 편광 충실도를 개선하기 위해 편광 제어 패널(224)에 부착될 수 있다. 파이셀의 경우에, 도시된 실시형태에서 나타난 것처럼, 보정은 셀(228)의 양측에 배치된 2개의 정합 막(matching film)(232)에 의해 제공될 수 있다. 정합 막은 중합성 디스코틱(discotic) 액정 물질과 같은 연속적으로 휘어진 음성 복굴절 물질로 구성될 수 있다. 휘어진 윤곽(bend porfile)을 반 전환(half switched)(1/4 파) 상태의 파이모드 액정의 휘어진 윤곽과 정합시키면 광각 충실도에 대한 하나의 해법을 제공한다. 이러한 막은 후지 필름에 의해 상업화되어 있다. 대안적인 해법은 더 널리 이용가능한 수직 정렬된 음성 복굴절 막을 사용한다. LCD 자체가 넓은 시야각을 요구하지 않는 저가 시스템에서는 보정막이 함께 제거될 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 광각 보정막(232)은 평면 복굴절의 외측을 조작할 수 있게 하는 2축 연신된 막을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 편광 제어 패널(224)은 반파 전기 제어형 복굴절(ECB) 변조기(즉 -45°로 배향됨)와 교차되는 지연 요소(230)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 지연 요소(230)는 안경류에 의해 사용되는 출력 원편광을 제공하는 1/4 파(QW) 지연재 막일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 그 지연은 안경류의 지연(약 125 nm)과 LC 셀의 고전압 잔류 지연(약 20 nm)의 합에 근접한다. 예시적인 실시형태에 있어서, 지연 요소(230)는 평면 복굴절의 외측을 조작할 수 있게 하는 2축 연신된 1/4 파 막을 포함할 수 있다. 최적의 축외 시청 성능(viewing performance)을 위하여, QW 지연재의 2축 지연재 막을 사용하는 것이 바람직하고, 여기에서 Rth는 약 300 nm이고,
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이며, 디스플레이 산업계에서 기판 제조자에 의해 공통으로 공급되는 숫자이며, nx, ny 및 nz는 직교하는 x, y 및 z 방향에서 늘려진 막의 굴절률이고 d는 막의 두께이다.
편광 제어 패널(224)을 구성하는 각종 구성요소의 순서는 유연적이다. 보정막은 전형적으로 LC 셀에 인접하지만 시청자와 관련한 막들의 순서는 변할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 양호한 지수 정합 본드 및 낮은 전면 반사를 갖는다는 가정하에 광출력에 대한 엄격한 시뮬레이션을 행한 경과 지연 요소(230)를 시청자에게 가장 가깝게 하는 것이 약간 더 좋았다.
도 4는 비틀림 네마틱(TN) 랩톱형 패널(420)을 구비한 디스플레이(400)의 실시형태를 개략적으로 보인 도이다. 도 4의 실시형태에 있어서 한가지 주목할 사항은 앞면 지연재 요소(430)의 노출이고, 이것은 전형적으로 환경적 퇴화 및 기계적 폐해(mechanical abuse)를 일으킬 수 있는 중합체 막이다. 습도는 중합체 막을 공격하여 팽창 및 얇은 조각으로 갈라지는 현상(delamination)을 일으킨다. 게다가, 이러한 중합체 막은 접촉에 의해 물리적으로 쉽게 손상된다. 그러므로, 실용성의 목적으로, 유리로 모든 중합체 막을 캡슐화하여 편광 제어 패널(424)의 LC 변조 요소(428)를 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 도 4의 실시형태의 수정예를 포함한 실시형태를 개략적으로 보인 도이다. 도 5의 디스플레이(500)는 광로를 따라 지연 요소(530) 다음에 LC 변조 요소(528)를 가진 편광 제어 패널(524)을 포함하고, 이러한 실시형태는 내구성이 더 크다. 지연 요소(530)를 더욱 보호하기 위해, 디스플레이(500)의 테두리 부분은 용접 밀봉에 의해 주변환경으로부터 분리될 수 있다. 도 5의 시스템의 다른 가능한 장점은 앞면이 중대한 배면 반사(back reflection)를 갖는 경우 개선된(즉, 더 낮은) 누화 성능이다. 이것은 저가 또는 반사 방지(AR) 코팅이 조립된 디스플레이의 외부 표면에 적용되지 않은 때의 경우이다. 광이 1/4 파(QW) 층 및 배면을 통과하게 하는 반사는 콘트라스트를 감소시키고 입체 누화를 증가시킨다. 안경류를 분석하면 반사광이 원하는 상태에 대하여 직교할 때 이 반사광이 틀린 눈으로 누설될 수 있다. 도 4 및 도 5의 실시형태의 대부분의 반사면은 LC 변조기의 내부 산화인듐주석(ITO) 표면 및 외부 표면일 수 있다. LCD로부터의 반사는 '클린업' 편광자(426)에 의해 올바르게 재편광될 수 있고 누설을 일으키지 않으며, 한편 다른 표면 반사는 지수 정합 본딩으로부터 무시할 수 있다. 도 5의 실시형태에서 나타나는 실용적으로 바람직한 특징은 지연 요소(530)의 일측에 고도의 반사면을 갖는 것이다.
LC 변조 요소(528)를 최외곽에 배치하여 시청자와 대면하게 하는 것의 다른 장점은 셀 변형을 통하여 터치를 잠재적으로 검출하는 것이다. LC 전도성 기판의 산화인듐주석(ITO)을 직각으로 벗겨내면 현대의 컴퓨터 인터페이싱에 의해 가끔 사용되는 정확한 위치적 터치 감지를 가능하게 할 수 있다. 벗겨진 산화인듐주석(ITO)은 입체 디스플레이 동작을 스크롤하기 위해 사용될 수 있다(예를 들면, 미국 특허 공개 제2008/0316303호를 참조한다. 이 특허 공개는 인용에 의해 본원에 통합된다). 단일 변조 요소에 의한 터치 및 입체 디스플레이 능력은 매력적일 수 있다.
내구성 및 성능상의 이유로 LC 변조 요소(528)를 LCD 편광 제어 패널 어셈블리의 외측에 배치하는 이러한 기초적인 개념은 다른 관련된 입체 디스플레이 시스템에도 또한 적용할 수 있다. 이것은 수직 출력 편광이 회전 및 클린업 막의 필요성을 최소화하거나 실질적으로 제거하는 TV LCD 패널을 사용하는 경우를 포함한다. 다른 시스템들은 비틀림 네마틱 LCD의 자연 출력 편광과 정합하는 45°회전된 시네마 원편광 렌즈를 구비한 대안적인 1/4 파 분석 안경류를 이용한다. 그러한 실시형태에 있어서, 편광 제어 패널(524)은 각각 0°(즉, 수직) 및 90°로 배향된 단일 1/4 파(QW) 막(530) 및 전기 제어형 복굴절(ECB) LC 변조 요소(528)를 포함할 수 있다.
전술한 것과 관련된 실시형태는 특히 직각이 아닌 방향에서 개선된 편광 제어를 위한 여분의 막을 구비한 경우를 포함할 수 있다.
지금까지 본 발명의 원리에 따른 각종 실시형태를 설명하였지만, 이들은 예로서 주어진 것이고 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 전술한 임의의 예시적인 실시형태에 의해 제한되어서는 안되고 특허청구범위 및 본 명세서로부터 유도되는 등가물에 따라서만 한정되어야 한다. 더 나아가, 전술한 장점 및 특징이 전술한 실시형태에서 제공되지만, 그러한 유도된 특허청구범위의 적용을 전술한 장점의 일부 또는 전부를 달성하는 처리 및 구조로 제한하지 않는다.
게다가, 여기에서의 섹션 제목은 37 C.F.R. 1.77하의 제안과의 일관성을 위해, 또는 다른 경우에 조직적 단서(organizational cue)를 제공하기 위해 제공된다. 이 제목들은 이 명세서로부터 유도되는 임의의 청구항에 기재된 본 발명을 제한하거나 특징화하지 않는다. 구체적으로, 예를 들면, 비록 제목이 "기술분야"를 인용하지만, 청구항은 소위 기술분야를 설명하기 위해 이 제목하에서 선택된 언어에 의해 제한되지 않아야 한다. 또한, "배경기술"에서의 기술의 설명은 그 기술이 이 명세서에서의 임의 발명보다 앞선 기술임을 용인하는 것으로서 해석되지 않는다. "발명의 내용"(summary)은 특허청구범위에 기재된 발명의 특징으로서 생각되지 않는다. 더 나아가, 이 명세서에서 "발명"에 대한 단수형의 임의의 인용은 이 명세서에서 신규성이 한군데뿐임을 주장하는 것으로 사용되어서는 안된다. 복수의 발명이 이 명세서로부터 유도되는 복수의 청구항의 제한에 따라 설명될 수 있고, 따라서 그러한 청구항은 보호되어야 하는 발명 및 그 등가물을 정의한다. 모든 경우에, 그러한 청구항의 범위는 이 명세서에 비추어 그 자신의 장점으로 간주되지만, 여기에서의 제목에 의해 제한되어서는 안된다.
200: 디스플레이
220: 액정 디스플레이(LCD) 패널
222: 편광 회전 요소
224: 편광 제어 패널
226: 편광자

Claims (20)

  1. 입체 화상(stereoscopic imagery)을 디스플레이하도록 동작하는 평판 디스플레이에 있어서,
    좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하도록 동작하는 액정 디스플레이(LCD) 패널과;
    암호화 광을 수신하도록 위치되어 수신된 암호화 광의 편광 상태(state of polarization; SOP)를 상기 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작하는 편광 제어 패널을 포함하고,
    상기 편광 제어 패널은 LC 변조 요소와 지연 요소를 포함하며, 상기 LC 변조 요소와 상기 지연 요소는 서로 협력하여 수신 광의 SOP를 실질적으로 원편광(circularly polarized light)으로 변환하도록 동작하는 것인 평판 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LCD 패널로부터 입사하는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 수신하도록 위치되어 암호화 광의 편광 축을 회전시키도록 동작하는 편광 회전 요소를 더 포함한 평판 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 LCD 패널과 상기 편광 제어 패널 사이에 위치된 클린업(clean-up) 편광자를 더 포함한 평판 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 상기 LC 변조 요소는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환하도록 동작하는 전기 제어형 셀을 포함하고, 상기 셀은 셀이 제1 상태 및 제2 상태에 있을 때 각각 제1 지연 및 제2 지연을 갖는 것인 평판 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 지연 요소와 상기 LC 변조 요소는 1/4 파와 실질적으로 동일한 순지연(net retardation)을 제공하도록 구성된 것인 평판 디스플레이.
  6. 제5항에 있어서, 상기 LC 변조 요소는 제로 내지 반파 파이셀을 포함하고, 상기 지연 요소는 1/4 파 지연재 막을 포함한 것인 평판 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 LC 변조 요소는 편광 축을 갖는 것이고 상기 지연 요소는 편광 축을 갖는 것이며, 상기 LC 변조 요소와 상기 지연 요소의 편광 축은 서로에 대하여 실질적으로 직교하는 것인 평판 디스플레이.
  8. 제7항에 있어서, 상기 LC 변조 요소의 편광 축은 +45° 또는 -45°로 배향된 것인 평판 디스플레이.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편광 제어 패널은 2개의 광각 지연재 막을 더 포함한 것인 평판 디스플레이.
  10. 제1항에 있어서, 상기 LC 변조 요소는 수신 광의 경로에서 상기 지연 요소 다음에 있는 것인 평판 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 상기 디스플레이의 테두리부는 용접 밀봉에 의해 주변환경으로부터 분리된 것인 평판 디스플레이.
  12. 제1항에 있어서, 상기 지연 요소는 수신 광의 경로에서 상기 LC 변조 요소 다음에 있는 것인 평판 디스플레이.
  13. 제12항에 있어서, 상기 편광 제어 패널은 상기 LC 변조 요소를 사이에 둔 2개의 광각 지연재 막을 더 포함한 것인 평판 디스플레이.
  14. 제1항에 있어서, 상기 지연 요소는 2축 연신된(biaxially stretched) 막을 포함한 것인 평판 디스플레이.
  15. 입체 화상을 디스플레이하도록 동작하는 평판 디스플레이에 있어서,
    좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하도록 동작하는 액정 디스플레이(LCD) 패널과;
    암호화 광을 수신하도록 위치되어 수신된 암호화 광의 편광 상태(state of polarization; SOP)를 상기 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 선택적으로 변환하도록 동작하는 편광 제어 패널을 포함하고, 상기 편광 제어 패널은 LC 변조 요소와 지연 요소를 포함하며, 상기 LC 변조 요소와 상기 지연 요소는 서로 협력하여 수신 광의 SOP를 실질적으로 원편광으로 변환하도록 동작하는 것이고;
    상기 LC 변조 요소는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환하도록 동작하는 전기 제어형 셀을 포함하고, 상기 셀은 셀이 제1 상태 및 제2 상태에 있을 때 각각 제1 지연 및 제2 지연을 갖는 것이며;
    상기 LC 변조 요소와 상기 지연 요소의 편광 축은 서로에 대해 실질적으로 직교하는 것이고, 상기 지연 요소와 상기 LC 변조 요소는 1/4 파와 실질적으로 동일한 순지연을 제공하도록 구성된 것인 평판 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 상기 LCD 패널로부터 입사하는 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 수신하도록 위치되어 암호화 광의 편광 축을 회전시키도록 동작하는 편광 회전 요소를 더 포함한 평판 디스플레이.
  17. 제15항에 있어서, 상기 LCD 패널과 상기 편광 제어 패널 사이에 위치된 클린업 편광자를 더 포함한 평판 디스플레이.
  18. 입체 화상을 제공하는 방법에 있어서,
    액정 디스플레이(LCD) 패널로부터 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광을 제공하는 단계와;
    편광 제어 패널에서 암호화 광을 수신하는 단계와;
    수신된 암호화 광의 편광 상태(SOP)를, 상기 LCD 패널에 의해 제공된 좌측 눈 및 우측 눈 이미지 암호화 광과 동기되게 실질적으로 원편광으로 상기 편광 제어 패널에 의해 선택적으로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 편광 제어 패널은 LC 변조 요소 및 지연 요소를 포함한 것인 입체 화상 제공 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 LC 변조 요소는 전기 제어형 셀을 포함하고, 상기 방법은 상기 LC 변조 요소의 셀을 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환시키는 단계를 더 포함하며, 상기 셀은 셀이 제1 상태 및 제2 상태에 있을 때 각각 제1 지연과 제2 지연을 갖는 것인 입체 화상 제공 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 지연 요소와 상기 LC 변조 요소는 1/4 파와 실질적으로 동일한 순지연을 제공하도록 구성된 것이고, 상기 LC 변조 요소의 셀을 제1 상태와 제2 상태 사이에서 전환시키는 단계는 제1 원편광과 제2 원편광을 각각 갖는 암호화 광을 제공하며, 상기 제1 원편광과 상기 제2 원편광은 서로 다른 것인 입체 화상 제공 방법.
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