KR20130112521A - 퀀텀 로드 소자를 포함하는 삼차원 영상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상에 제 1 또는 제 2 방향으로 그 장축이 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층을 구비한 퀀텀로드 표시소자와; 좌안 및 우안렌즈에 각각 제 1 및 제 2 편광필름을 구비한 편광안경을 포함하며, 동일한 열에 구비된 다수의 화소영역을 화소라인이라 정의할 때, 홀수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열되며, 짝수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향과 수직한 상기 제 2 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열된 것이 특징인 3D 영상 표시장치를 제공한다.

Description

퀀텀 로드 소자를 포함하는 삼차원 영상 표시장치{3 dimensional stereography image displayable system including quantum rod luminescent display device}

본 발명은 3차원 영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 3차원 영상시청 시야각을 향상시키고, 입체영상의 상하 크로스토크 현상을 억제하며, 나아가 광효율을 극대화시킨 퀀텀 로드 소자를 포함하는 삼차원 영상 표시장치에 관한 것이다.

최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 영상 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 표현이 가능한 표시장치가 개발되고 있다.

일반적으로 3D 영상은 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 표시장치가 제안되었다.

조금 더 상세히 3D 화상 구현에 대해 설명하면, 표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 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 같이 2D의 화상 표시화면을 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.

도 1은 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 표시장치를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 표시장치(1)는 크게 화상을 표시하는 액정표시장치(10)와, 상기 액정표시장치(10)의 외측면에 부착된 패턴드 리타더(40)와, 상기 패턴드 리타더 외측면에 구비된 투명한 보조기판(미도시)과, 상기 액정표시장치(10)부터 상기 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 화소라인(OL)에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 이들 화소영역(P)으로부터 상기 제 2 편광판(30)을 통해 나온 빛을 우원편광 상태가 되도록 하며, 짝수번째 화소라인(EL)에 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 표시장치(1)의 구성에 의해 상기 액정표시장치(10)는 상기 패턴드 리타더(40)를 통과한 후에는 홀수번째의 화소라인(OL)에 위치하는 화소영역(P)으로부터는 우원편광 된 상태의 빛이 나오고, 짝수번째의 화소라인(EL)에 위치하는 화소영역(P)으로부터는 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 인가하며, 최종적으로 상기 편광안경(45)을 통해 선택적으로 우원 편광된 좌안용 영상신호는 사용자의 좌안으로 입사되고 좌원 편광된 우안용 영상신호는 사용자의 우안으로 입사되도록 함으로써 3D 영상 구현이 가능하도록 하는 표시장치를 이루게 된다.

도 2는 종래의 3D 영상 표시장치의 일부에 대한 단면도로서 편광안경과 빛의 진행 방향을 함께 도시하였다.

도시한 바와같이, 전술한 구성을 갖는 종래의 3D 영상 구현 시스템(1)은 패턴드 리타더(40)에 있어 액정표시장치(10)의 화소라인(OL, EL)별로 우원편광 상태를 만드는 부분(이하 제 1 편광변조영역(A1)이라 칭함)과 좌원편광 상태를 만드는 부분(이하 제 2 편광변조영역(A2)이라 칭함)이 교대하도록 구성됨으로서 상기 액정표시장치(10)의 정면을 기준으로 상하로 3D 영상 시청이 가능한 시야각 범위가 정해지게 되며, 이러한 3D 영상 시청이 가능한 시야각 범위를 벗어나는 경우 좌안용 화상과 우안용 화상의 섞임에 의한 수직 크로스토크가 발생하여 3D 영상 표시 품질이 저하되고 있는 실정이다.

즉, 도면에 일례로 도시한 것과 같이, 액정표시장치(10)의 홀수번째 화소라인(OL)에서 나온 좌안용 영상신호가 상기 패턴드 리타더(40)의 제 1 편광변조영역(A1)으로 입사되지 않고 제 2 편광변조영역(A2)으로 입사됨으로써 우원편광된 상태를 이루게 되며, 이러한 우원편광된 빛은 우원편광된 빛만을 선택적으로 받아들이는 편광안경의 우안렌즈(45b)로 입사됨으로써 좌우화상 섞임에 의한 3D 영상 표시 품질이 저하되는 문제가 발생되고 있다.

이러한 문제를 해결하고자 액정표시장치(10)의 각 화소라인(OL, EL)별 경계 더욱 정확히는 각 화소영역(P) 간의 경계에는 블랙매트릭스(21)가 구비됨으로써 화상 섞임이 발생되는 것을 방지하지만, 블랙매트릭스(21)의 폭을 크게 하는 경우 개구율 저하가 발생됨으로써 블랙매트릭스(21) 폭을 통해 3D 수직 크로스토크 발생을 억제하는 것은 한계가 있는 실정이다.

또 다른 방법으로 상기 블랙매트릭스(21)의 폭은 늘리지 않고, 상기 패턴드리타더(40)에 있어 좌원편광와 우원편광된 빛을 만드는 제 1 편광변조영역(A1)과 제 2 편광변조영역(A2) 사이에 블랙스트라이프(미도시)를 구비되도록 하여 상하 시야각을 늘림으로써 상하 시야각을 넓혀 수직 크로스토크를 억제하여 3D 영상 표시품질을 향상시키고 있지만, 이 또한 상기 패턴드 리타더(40)에 구비되는 블랙스트라이프(미도시)에 의해 개구율 저하가 발생되고 있는 실정이다.

3D 영상을 표시하는데 있어서는 전술한 바와같은 수직 크로스토크가 발생하는 것은 액정패널(11)과 제 2 편광판(30)이 이격하여 형성되고, 나아가 상기 제 2 편광판(30)과 패턴드 리타더(40)가 이격하여 형성됨에 기인한다 할 것이다.

본 발명은, 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 개구율 저하없이 3D 영상 시청의 상하 시야각을 향상시키며, 3D 영상의 수직 크로스토크를 억제할 수 있는 3D 영상 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상에 제 1 또는 제 2 방향으로 그 장축이 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층을 구비한 퀀텀로드 표시소자와; 좌안 및 우안렌즈에 각각 제 1 및 제 2 편광필름을 구비한 편광안경을 포함하며, 동일한 열에 구비된 다수의 화소영역을 화소라인이라 정의할 때, 홀수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열되며, 짝수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향과 수직한 상기 제 2 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열된 것이 특징이다.

이때, 상기 편광안경에 구비되는 상기 제 1 및 제 2 편광필름은 서로 수직한 방향으로 편광축을 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 퀀텀로드 표시소자의 일측에는 λ/4 위상판이 구비되며, 상기 편광안경의 상기 제 1 및 제 2 편광필름의 외측면(상기 퀀텀로드 표시소자와 마주하는 면)에는 서로 수직한 광축을 갖는 제 1 λ/4 위상필름 및 제 2 λ/4 위상필름이 부착된 것이 특징이다.

그리고 상기 제 1 λ/4 위상필름은 -λ/4만큼의 위상을 변경시키고, 상기 제 2 λ/4 위상필름은 +λ/4만큼의 위상을 변경시키며, 상기 편광안경에 구비되는 상기 제 1 및 제 2 편광필름은 서로 동일한 방향의 편광축을 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 퀀텀로드 표시소자의 홀수번째 화소라인으로부터 나온 빛은 상기 λ/4 위상판을 통과한 후에는 좌원 편광된 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 λ/4 위상필름을 각각 통과한 후에는 제 3 방향과 이와 수직한 제 4 방향의 직선 편광된 상태를 이루며, 상기 퀀텀로드 표시소자의 짝수번째 화소라인으로부터 나온 빛은 상기 λ/4 위상판을 통과한 후에는 우원 편광된 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 λ/4 위상필름을 각각 통과한 후에는 상기 제 4 방향과 이와 수직한 상기 제 3 방향의 직선 편광된 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 편광필름은 각각 상기 제 3 방향으로 직선 편광된 빛만 투과시키는 것이 특징이다.

그리고, 상기 제 1 기판의 상의 각 화소영역에는 바(bar) 형태를 가지며 나란하게 교대하며 형성된 다수의 제 1 및 제 2 전극이 구비되며, 상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1 및 제 2 전극 상에 형성되며, 상기 홀수번째 화소라인에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 상기 제 2 방향으로 배치되며, 상기 짝수번째 화소라인에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 상기 제 1 방향으로 배치된 것이 특징이다.

이때, 상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역의 경계에는 일 방향으로 연장하는 게이트 배선 및 이와 이격하는 공통배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 교차하는 데이터 배선이 구비되며, 각 화소영역에는 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 다수의 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 다수의 제 2 전극은 상기 공통배선과 전기적으로 연결된 것이 특징이다.

또한, 상기 퀀텀 로드층은 각 화소영역별로 패터닝되어 형성되며, 상기 화소영역은 적, 녹, 청색을 발광하는 제 1, 2, 3 화소영역으로 나뉘며, 상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1, 2, 3 화소영역별로 서로 다른 크기를 갖는 퀀텀 로드를 구비한 것이 특징이다.

그리고, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판이 구비되며, 상기 제 1 기판의 배면에는 백라이트 유닛이 구비된 것이 특징이다.

본 발명에 따른 3D 영상 표시장치는 2매의 편광판을 필수적으로 필요로 하는 액정표시장치를 대신하여 자체적으로 서로 다른 방향의 편광된 빛을 출시시킬 수 있는 특성을 갖는 퀀텀 로드 표시장치를 구비함으로써 3D 영상 시청을 통한 상하 시야각을 향상시키는 효과가 있다.

나아가 3D 영상 시청을 위한 상하 시야각이 실질적으로 2D 영상 시청을 위한 시야각과 동일한 수순이 되므로 수식 크로스토크는 거의 발생되지 않으므로 3D 영상 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

나아가 편광판을 구성하지 않으므로 제조 비용을 저감시킬 수 있으며, 종래의 액정패널과 편광판과의 이격간격에 기인하는 상하시야각 향상을 위해 구비되는 블랙매트릭스 또는 블랙스트라이프를 필요로 하지 않으므로 개구율 및 투과율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 특수 안경을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 2는 종래의 3D 영상 구현 시스템의 일부에 대한 단면도.
도 3은 퀀텀 로드의 일반적인 형태를 도시한 도면.
도 4는 퀀텀 로드에 전기장을 인가하기 전과 후의 전자와 전공 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 일 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자의 표시영역 일부에 대한 평면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 일 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자에 있어 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 구비한 3D 영상 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 구비한 3D 영상 표시장치에 구비되는 가장 특징적인 구성인 퀀텀 로드 표시소자를 이루는 중요 구성요소 중 하나인 퀀텀 로드에 대해 간단히 설명한다.

도 3은 퀀텀 로드의 일반적인 형태를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 퀀텀 로드(quantum rod)(156)는 중심을 이루는 코어(core)(157)와 상기 코어(157)를 감싸는 쉘(shell)(158)로 이루어지고 있다. 이때, 도면에서는 상기 퀀텀 로드(156)는 코어(157)와 이를 감싸는 쉘(158)로 이루어지는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 쉘(158)은 생략될 수 있으며, 이 경우, 상기 퀀텀 로드는 코어(157)만으로 이루어질 수도 있다.

상기 코어(157)는 그 형상이 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 도면에서는 일례로 구 형태를 이루는 것을 도시하였다.

한편, 코어(157)만으로 퀀텀 로드(156)를 이루는 경우, 상기 코어(157)는 타원구 또는 막대 형태를 이루는 것이 특징이다.

또한, 상기 퀀텀 로드(156)가 코어(157)를 감싸는 쉘(158)을 포함하는 경우, 상기 코어(157)는 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 형태를 이룰 수 있으며, 이를 감싸는 상기 쉘(158)은 장축과 단축을 가는 로드(rod) 형태를 가지며, 상기 퀀텀 로드(156)의 단축 방향으로 절단한 절단면이 원, 타원, 다각형 형태 중 어느 하나의 형태를 이룰 수 있다.

이때, 상기 쉘(158)은 그 단축 대 장축의 비율이 1:1.1 내지 1:30의 범위를 가짐으로써 다양한 비율을 가질 수 있는 것이 특징이다.

또한, 이러한 구성을 갖는 퀀텀 로드(156)의 한 구성요소인 코어(157)는 주기율 표의 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-V, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ, Ⅳ 족의 반도체, 합금 혹은 그것의 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.

상기 퀀텀 로드(156)의 코어(157)가 주기율표의 Ⅱ-Ⅵ족으로 이루어지는 경우, CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 퀀텀 로드(156)의 코어(157)가 주기율표의 Ⅲ-V 족으로 이루어지는 경우, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 퀀텀 로드(156)의 코어(157)가 주기율표의 Ⅵ-Ⅳ족으로 이루어지는 경우, PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl₂SnTe₅ 중 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.

이러한 물질과 장축 대 단축 비율을 갖는 퀀텀 로드(156)는 동일한 물질의 코어(157)로 구성되더라도 상기 코어(157)의 크기에 따라 형광 파장이 달라지는 특징을 갖는다.

즉, 상기 코어(157)의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 형광을 내며 크기가 커질수록 긴 파장의 형광을 발생시킨다.

따라서 퀀텀 로드는 코어(157) 크기를 조절함으로써 원하는 가시광선 영역대의 빛을 거의 다 형광 할 수 있는 것이 특징이다.

전술한 바와 같은 물질로 이루어지는 퀀텀 로드(156)는 도 4(퀀텀 로드에 전기장을 인가하기 전과 후의 전자와 전공 상태를 나타낸 도면)에 도시한 바와같이, 코어(157) 그 자체 또는 상기 코어(157)를 감싸는 쉘(158)은 장축과 단축을 갖는 형태를 이루고 있다.

따라서, 상기 장축과 단축을 갖는 쉘(158) 또는 코어(157)의 장축 방향으로 전기장을 인가하기 전에는 상기 코어(157) 내에 전자와 정공이 결합된 상태를 이루고 있지만, 상기 쉘(158) 또는 코어(157)의 장축 방향으로 전기장이 가해지면 전자(e)와 정공(h)이 상기 코어(157) 내부 또는 상기 코어(157)와 쉘(158) 사이에서 공간적으로 분리됨으로써 밴드 갭의 분리를 유도할 수 있는 것이 특징이며, 이에 따라 퀀텀 로드(156)로부터 발광되는 형광량 또는 발광량 조절이 가능함으로써 이러한 퀀텀 로드로 이루어진 퀀텀 로드층으로부터 발광되는 빛은 그레이 레벨을 구현할 수 있는 것이다.

이러한 퀀텀 로드(156)는 자체 양자효율(quantum yield)이 이론상으로 100%가 되므로 매우 센 형광을 발생시킬 수 있는 것이 또 다른 특징이다.

이후에는 전술한 특성을 갖는 퀀텀 로드를 구비함으로써 표시소자로서 역할을 하는 퀀텀 로드 표시소자를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 구성에 대해 간단히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 일 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자의 표시영역 일부에 대한 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 크게 홀수번째 화소라인(OL)과 짝수번째 화소라인(EL)이 서로 직교하는 방향으로 퀀텀 로드(156)의 장축이 배열된 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드 표시소자(102)와, 서로 수직한 방향의 편광축을 갖는 좌안렌즈 및 우안렌즈로 이루어진 편광안경(240)으로 구비되고 있다.

이때, 상기 편광안경(240)에 있어 좌안용 렌즈에는 상기 퀀텀로드 표시장치(102)의 홀수번째 화소라인(OL)에 퀀텀 로드(156)가 배열된 방향과 수직한 편광축을 갖는 제 1 편광필름(244a)이 구비되며, 상기 우안용 렌즈에는 가지며, 상기 퀀텀 로드 표시장치(102)의 짝수번째 화소라인(EL)에 퀀텀 로드(156)가 배열된 방향과 수직한 편광축을 갖는 제 2 편광필름(244b)이 구비되고 있는 것이 특징이다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 종래의 액정표시장치(도 1의 10)를 구비한 3D 영상 표시장치(도 1의 1) 대비 제 1 및 제 2 편광판(도 1의 25, 30)을 필요로 하지 않으며, 더욱이 제 1 위상변조영역(도 2의 A1)과 제 2 위상변조영역(도 2의 A2) 및 블랙스프라이프(미도시)를 구비한 패턴드 리타더(도 1의 40) 또한 필요치 않으므로 액정패널(도 1의 11)과 제 2 편광판(도 2의 )의 이격거리와, 상기 제 2 편광판(도 1의 30)과 패턴드 리타더(도 1의 40)간의 이격거리에 기인한 3D 영상의 수직 크로스토크 현상을 원천적으로 억제할 수 있으며, 상하 시야각이 실질적으로 2D 표시장치의 상하 시야각 범위인 8도 내지 172 정도가 되므로 상하 시야각의 제약이 거의 없는 것이 특징이다.

이러한 특성이 가능하도록 한 본 발명의 3D 영상 표시장치(100)에 있어 가장 특징적인 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자(102)의 구성에 대해 조금 더 상세히 설명한다.

우선, 도 6을 참조하면, 상기 퀀텀 로드 표시소자(102)의 평면 구성을 살펴보면, 투명한 기판(미도시) 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)이 형성되고 있으며, 상기 게이트 배선(103)과 나란하게 공통배선(108)이 형성되고 있다.

그리고, 각 화소영역(P)에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 상기 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 전기적으로 연결되며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 화소전극(150)과 상기 공통배선(108)과 전기적으로 연결되며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극(161)이 상기 다수의 화소전극(150)과 교대하며 배치되고 있다.

이때, 상기 다수의 바(bar) 형태의 화소전극(150)은 일끝단이 화소보조패턴(149)에 의해 연결되고 있으며, 상기 화소보조패턴(149)은 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하고 있다.

또한, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극(161) 또한 그 일끝단이 공통보조패턴(160)에 의해 연결되고 있으며, 상기 공통보조패턴(160)은 상기 공통배선(108)과 공통콘택홀(145)을 통해 접촉하고 있다.

그리고, 상기 각 화소영역(P)에 대응해서는 다수의 퀀텀 로드(156)를 포함하는 퀀텀 로드층(미도시)이 형성되고 있다. 이때, 상기 퀀텀 로드층(미도시) 내의 퀀텀 로드(156)는 그 장축이 동일한 화소영역(P) 내에서는 동일한 방향으로 정렬되고 있는 것이 특징이며, 적, 녹, 청색을 표현하기 위해 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역(P)별로 서로 다른 크기를 갖는 퀀텀 로드(156)가 배치되고 있는 것이 특징이다.

나아가 또 다른 특징으로서 동일한 하나의 게이트 배선(103)과 연결된 모든 화소영역(P)을 화소라인(OL, EL)이라 정의할 때, 홀수번째 게이트 배선(103)과 연결된 홀수번째 화소라인(OL)과, 짝수번째 게이트 배선(103)과 연결된 짝수번째 화소라인(EL)에서의 상기 퀀텀 로드(156)의 정렬 방향은 서로 수직한 것이 특징이다.

일례로 도면에 있어서는 상기 홀수번째 화소라인(OL)에 대응해서는 퀀텀 로드(156)가 상기 게이트 배선(103)의 길이방향과 나란하게 배열되며, 상기 짝수번쩨 화소라인(EL)에 대응해서는 상기 퀀텀 로드(156)가 상기 게이트 배선(103)의 길이방향과 수직한 방향으로 배열되고 있는 것을 나타내고 있다. 이때, 상기 홀수번째 화소라인(OL)과 짝수번째 화소라인(EL)에서의 퀀텀 로드(156)의 배열 방향은 서로 바뀔 수 있다.

또한, 이렇게 퀀텀 로드(156)가 상기 홀수번째 및 짝수번째 화소라인(OL, EL)에 대응하여 서로 수직한 배열을 하도록 형성됨으로써 상기 홀수번째 화소라인(OL)에 구비되는 각 화소영역(P)에 있어서는 상기 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 공통전극(161)이 상기 게이트 배선(103)과 수직한 방향으로 배치되고 있으며, 상기 짝수번째 화소라인(EL)에 구비되는 각 화소영역(P)에 있어서는 상기 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 공통전극(161)이 상기 게이트 배선(103)과 나란한 방향으로 배치되고 있는 것이 특징이다.

이는 이웃하여 서로 이격하는 화소전극(150)과 공통전극(161)에 의해 발현되는 전계가 상기 퀀텀 로드(156)의 장축과 나란한 방향으로 형성되도록 하여, 상기 퀀텀 로드(156)가 빛을 받아 형광되는 빛량을 조절하여 그레인 레벨을 표현하기 위함이다.

한편, 이러한 구성을 갖는 퀀텀 로드 표시소자(102)는 그 자체적으로 홀수번째 및 짝수번째 화소라인(OL, EL)에서의 퀀텀 로드(156) 배열에 의해 홀수번째 화소라인(OL)을 통해서는 제 1 방향으로 직선 편광된 빛이 나오게 되며, 짝수번째 화소라인(EL)을 통해서는 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 직선 편광된 빛이 나오게 된다.

따라서, 도 5와 도 6을 참조하면, 좌안렌즈에는 제 1 방향으로 직선 편광된 빛만을 투과시키는 제 1 편광필름(244a)이 구비되며, 우안렌즈에는 상기 제 2 방향으로 직선 편광된 빛만을 투과시키는 제 2 편광필름(244b)이 구비된 편광안경(240)을 사용자가 착용하고, 상기 퀀텀 로드 표시장치(102)를 바라보면, 좌안으로는 홀수번째 화소라인(OL)으로부터 나온 빛만이 선택적으로 통과되어 입사되며, 우안으로는 짝수번째 화소라인(EL)으로부터 나온 빛만을 선택적으로 통과되어 입사되므로 스테레오 그라피 원리에 의해 3D 입체영상을 시청할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 별도의 편광판을 필요로 하지 않고, 나아가 패턴드 리타더 또한 필요로 하지 않음으로 이들 두 구성요소를 통과하며 발생되는 투과량 저하 및 개구율 저하를 원천적으로 억제할 수 있으며, 나아가 3D 영상 시청을 위한 상하 시야각은 8도 내지 172도가 되므로 상하 시야각에 기인한 수직 크로스토크 또한 원천적으로 억제하는 효과를 갖는다.

이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 3D 영상 표시장치에 있어 퀀텀로드 표시소자의 단면 구성에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 일 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자에 있어 하나의 화소영역에 대한 단면도이며, 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 구비되는 영역을 스위칭 영역(TrA)이라 정의하였다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 일 구성요소인 퀀텀 로드 표시소자(102)는 화소영역(P)별로 다수의 바(bar) 형태를 가지며 교대하는 화소전극(150) 및 공통전극(161)과, 홀수번째 및 짝수번째 화소라인별로 그 장축의 방향을 달리하며, 나아가 적, 녹, 청색을 나타내는 화소영역(P)별로 그 크기를 달리하는 다수의 퀀텀 로드(156)가 구비된 퀀텀 로드층(155)이 구비되는 제 1 기판(110)과, 상기 제 1 기판(110)과 대향하는 제 2 기판(170)으로 이루어진 퀀텀 로드 표시장치(102)와, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 퀀텀로드 표시장치의 하부(일 외측면)에 구비된 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.

이러한 구성을 갖는 퀀텀 로드 표시소자(102)는 상기 백라이트 유닛(미도시)으로 나온 빛을 상기 퀀텀 로드층(155)이 흡수하여 내부적으로 전자와 정공의 재결합이 이루어져 빛을 형광시키게 된다.

이때, 상기 퀀텀 로드 표시소자(102)는 상기 퀀텀 로드층(155) 하부로 서로 이격하는 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 공통전극(161)에 인가되는 전압 크기를 달리하여 이들 두 전극(150, 161) 사이의 전계의 세기를 달리함으로써 상기 퀀텀 로드층(155)을 이루는 다수의 퀀텀 로드(156) 각각의 내부에서 전자와 정공의 재결합율을 조절하여 그레이 레벨을 표시한다.

그리고, 상기 퀀텀 로드층(155)은 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역(P)별로 상기 퀀텀 로드(156)의 크기가 달리 형성됨으로써 적, 녹, 청색을 발생시킬 수 있으므로 풀 컬러의 화상을 표시하게 된다.

우선, 투명한 절연 기판 예를들면 투명한 유리재질의 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판으로 이루어진 상기 제 1 기판(110) 상에는 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질로써 가로 방향으로 연장하는 게이트 배선(도 6의 103)과 이와 나란하게 공통배선(도 6의 108)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1 기판(110) 위로 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(도 6의 103)과 연결되며 게이트 전극(105)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 게이트 배선(도 6의 103)과 공통배선(도 6의 108) 및 게이트 전극(105) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다.

또한, 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 전극(105)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 상기 액티브층 상부에서 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120) 또는 산화물 반도체물질로 이루어진 단층 구조의 산화물 반도체층(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(120) 상부에는 서로 이격하며 상기 오믹콘택층(120b)(산화물 반도체층(미도시)인 경우는 상기 산화물 반도체층(미도시))과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로는 상기 액티브층(120a)이 노출되고 있다.

한편, 상기 각 화소영역(P) 내에 구비된 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(115)과 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.

그리고, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(도 6의 103)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 세로 방향으로 연장하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(133)과 연결되며 형성되어 있다.

이때, 상기 데이터 배선(130) 하부에는 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(121a, 121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 제조 공정 상의 특징에 의해 일례를 보인 것이며, 상기 더미패턴(121)은 생략될 수도 있다.

한편, 도면에 있어서는 상기 박막트랜지스터(Tr)는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)의 반도체층(120)을 포함하여 게이트 전극(105)이 가장 하부에 위치하는 보텀 게이트 타입(bottom gate type)을 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층을 구비함으로써 폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 상기 반도체층을 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 층간절연막과, 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 폴리실리콘의 반도체층과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극이 순차 적층된 구조를 갖는 탑 게이트 타입(top gate type)으로 이루어 질 수도 있다.

전술한 구조를 갖는 탑 게이트 타입의 박막트랜지스터가 구비되는 경우, 상기 게이트 배선(미도시)은 게이트 전극이 형성된 게이트 절연막 상부에 구비되며, 데이터 배선은 상기 층간절연막 상에 구비된다.

다음, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136) 상부에는 평탄한 표면을 갖는 제 1 보호층(140)이 구비되고 있다. 이때, 상기 제 1 보호층(140)에는 각 화소영역(P) 별로 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되어 있으며, 상기 제 1 보호층(140)과 상기 게이트 절연막(115)에는 상기 공통배선(도 6의 108)을 노출시키는 공통 콘택홀(도 6의 145)이 구비되어 있다.

또한, 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 투명 도전성 물질로 이루어지며, 각 화소영역(P) 내에 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소보조패턴(도 6의 149)이 구비되고 있으며, 상기 화소보조패턴(도 6의 149)에서 분기하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 화소전극(150)이 일정간격 이격하며 형성되어 있다.

또한, 상기 보호층(140) 상부에는 상기 화소전극(150) 및 화소보조패턴(도 6의 149)과 동일한 물질로 이루어지며 상기 공통콘택홀(도 6의 145)을 통해 상기 공통배선(도 6의 108)과 접촉하는 공통보조패턴(도 6의 160)이 상기 화소보조패턴(도 6의 149)과 각 화소영역(P) 내에서 마주하도록 형성되고 있으며, 상기 공통보조패턴(도 6의 160)에서 분기하여 상기 바(bar) 형태를 갖는 화소전극(150)과 나란하게 교대하며 다수의 바(bar) 형태의 공통전극(161)이 형성되고 있다.

이때, 특징적인 구성 중 하나로서, 상기 바(bar) 형태를 갖는 화소전극(150) 및 공통전극(161)과, 상기 화소보조패턴(도 6의 149) 및 공통보조패턴(도 6의 160)은 홀수번째 및 짝수번째 게이트 배선(도 6의 103)과 연결된 화소라인(도 6의 OL, EL) 별로 서로 다른 방향으로 배치되고 있는 것이 특징이다. 이러한 화소전극(150)과 공통전극(161)의 배치 방향에 대해서는 앞서 평면도를 통해 설명했으므로 생략한다.

한편, 상기 바(bar) 형태의 공통전극(161)과 화소전극(150) 위로 각 화소영역(P)에 대응하여 퀀텀 로드층(155)이 형성되고 있다. 이때, 상기 퀀텀 로드층(155)은 각 화소영역(P)별로 그 경계에 형성된 뱅크(147) 등에 의해 분리되어 형성될 수도 있으며, 또는 상기 뱅크(147) 없이 표시영역 전면에 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어 또 다른 특징적인 것은, 상기 퀀텀 로드층()을 이루는 다수의 퀀텀 로드(156) 또한 홀수번째 및 짝수번째 화소라인(OL, EL) 별로 그 장축의 배치 방향이 달리하는 것이다. 상기 퀀텀 로드(156)는 각 화소영역(P)에 대응하여 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 공통전극(161)의 길이방향에 대해 수직한 방향으로 그 장축이 배치되고 있는 것이 특징이다. 즉, 각 퀀텀 로드(156)의 양끝단이 각각 서로 인접하는 화소전극(150) 및 공통전극(161)과 인접하도록 배치되는 것이 특징이다.

이러한 구성에 의해 상기 퀀텀 로드(156)는 서로 인접하는 상기 화소전극(150)과 공통전극(161)에 의해 발생하는 전계와 나란하게 장축이 위치하게 되며 이에 의해 상기 퀀텀 로드(156) 내부에서 전자(e)와 정공(h)이 상기 코어(도 3의 157) 내부 또는 상기 코어(도 3의 157)와 쉘(도 3의 158) 사이에서 공간적으로 분리됨으로써 밴드 갭의 분리를 유도하게 되고 이에 의해 형광량이 조절되는 것이다.

그리고, 전술한 구성을 갖는 상기 퀀텀 로드층(155) 위로 상기 퀀텀 로드층(155)의 보호를 위해 제 2 보호층(169)이 구비되고 있다. 이러한 제 2 보호층(169)은 생략될 수 있다.

다음, 전술한 구성을 갖는 제 1 기판(110) 위로 상기 제 1 기판(110)에 구비되는 구성요소의 보호를 위해 인캡슐레이션을 위한 투명한 재질의 제 2 기판(170)이 구비됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자(102)가 완성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 유리재질, 플라스틱 재질 또는 필름재질로 이루어질 수 있다.

이러한 구성을 갖는 퀀텀로드 표시소자(102)는 상기 퀀텀 로드층(155)을 이루는 퀀텀 로드(156)가 일방향으로 배치됨에 의해 상기 퀀텀 로드(156)의 배열 방향에 따라 직선 편광된 빛이 발생되며, 나아가 퀀텀 로드(156)의 크기별로 서로 다른 파장대의 빛을 발생시킴으로서 홀수번째 화소라인(도 6의 OL)과 짝수번째 화소라인(도 6의 EL)별로 서로 수직한 방향으로 직선 편광된 성질을 갖는 풀 컬러의 영상을 구현하게 된다.

따라서, 좌안렌즈와 우안렌즈에 서로 수직한 편광축을 갖는 편광안경(도 6의 240)을 통해 상기 퀀텀로드 표시소자(102)를 바라보게 되는 경우, 수직 크로스토크 발생없는 우수한 상하 시야각을 갖는 3D 영상을 시청할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 홀수번째 화소라인(OL)과 짝수번째 화소라인(EL)에서 서로 수직한 방향 즉 제 1 및 제 2 방향으로 직선 편광된 빛이 나오며 이러한 서로 수직한 편광축을 갖는 빛을 서로 수직한 편광상태를 갖는 제 1 편광필름(244a) 및 제 2 편광필름(244b)이 부착된 좌안렌즈와 우안렌즈를 구비한 편광안경(240)을 통해 바라봄으로서 수직 크로스토크가 없이 우수한 8도 내지 172의 상하 시야각을 갖는 3D 영상을 시청할 수 있다.

하지만, 직선 편광된 빛의 특성에 의해 상기 편광안경(240)은 상기 퀀텀 로드 표시소자(102)를 바라보며 좌안 및 우안 렌즈가 어느 한측으로 기울지지 않은 수평한 상태를 유지해야 우수한 품질의 3D 영상을 시청할 수 있으며, 만약 상기 편광안경(240)이 좌측 또는 우측으로 비스듬한 상태에서 바라보면 급격히 투과율이 작아지거나 또는 우안용 및 좌안용 영상의 섞임이 발생되어 3D 영상 표시품질이 저하될 수 있다.

이러한 편광안경(240)의 수평 상태를 유지해야만 우수한 품질의 3D 영상의 시청이 가능한 제 1 실시예의 취약점을 보완할 수 있는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 제안한다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 베이스로 한 3D 영상 표시장치에 대한 사시도이다. 이때, 상기 퀀텀 로드 표시소자(102)의 구성은 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 이의 구성에 대해서는 설명을 생략하며, 제 1 실시예와 차이가 있는 구성요소를 위주로 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자(102)를 베이스로 한 3D 영상 표시장치(300)는 제 1 실시예를 통해 설명한 퀀텀 로드 표시소자(102)와 λ/4의 위상변화를 발생시키는 λ/4 위상판(310), 제 1 및 제 2 λ/4 위상필름(342a, 342b) 및 제 1 및 제 2 편광필름(344a, 344b)이 부착된 편광안경(340)으로 구성되는 것이 특징이다.

제 1 실시예와 차별점인 부분은 상기 퀀텀로드 표시소자(102)에 부가하여 상기 λ/4 위상판(310)이 부착되며, 상기 편광안경(340)에 있어 제 1 및 제 2 편광필름(344a, 344b) 이외에 이의 외측 더욱 정확히는 상기 퀀텀로드 표시소자(102) 마주하는 면에 제 1 및 제 2 λ/4위상필름(342a, 342b)이 더욱 구비되고 있다는 점과, 상기 편광안경(340)에 구비되는 제 1 및 제 2 편광필름(344a, 344b)은 좌안렌즈와 우안렌즈가 동일한 방향의 편광축을 갖는다는 것이다.

상기 퀀텀로드 표시소자(102)에 부착되는 상기 λ/4위상판(310)은 상기 퀀텀로드 표시소자(102)로부터 나온 직선편광된 빛을 원편광 상태로 만드는 역할을 하는 것이 특징이다. 이때, 상기 λ/4위상판(310)은 상기 퀀텀로드 표시소자(102)의 홀수번째 및 짝수번째 화소라인(OL, EL)의 구별없이 표시영역 전면에 대응하여 동일한 위상변조층(미도시)이 구비되는 것이 특징이다.

이 경우, 상기 퀀텀로드 표시소자(102)를 통해 홀수번째 화소라인(OL)과 짝수번째 화소라인(EL)을 통해 나오는 빛은 그 직선 편광된 상태가 수직한 방향이 되며, 이러한 직선 편광된 상태의 차이에 의해 상기 λ/4위상판(310)을 통과하게 되면, 상기 제 1 직선 편광 상태를 갖는 홀수번째 화소라인(OL)으로부터 나온 빛은 좌원(또는 우원) 편광된 상태가 되며, 상기 제 1 직선 편광 상태와 수직한 제 2 직선 편광 상태를 갖는 짝수번째 화소라인(EL)으로부터 나온 빛은 우원(또는 좌원) 편광된 상태를 갖게 된다.

그리고, 이렇게 상기 λ/4위상판(310)을 통과하여 좌원 또는 우원 편광상태가 된 빛은 상기 편광안경(340)의 좌안 및 우안렌즈에 각각 구비된 제 1 λ/4위상 필름(342a)과 제 2 λ/4위상 필름(342b)을 선택적으로 통과하게 됨으로서 모두 제 3 직선 편광된 상태를 갖는 빛이 되며, 최종적으로 상기 좌안렌즈 및 우안렌즈에 구비되는 동일한 편광축을 갖는 상기 제 1 및 제 2 편광필름(344a, 344b)을 통과하게 된다.

이때, 상기 제 1 λ/4위상필름(342a)은 -λ/4 만큼의 위상을 변화시키며, 상기 제 2 λ/4위상필름(342b)은 +λ/4만큼의 위상을 변화시키는 역할을 하게 된다.

좌원편광된 상태의 빛은 -λ/4만큼의 위상 변화를 발생시키는 상기 제 1 λ/4 위상필름(342a)을 투과하게 되면 상기 제 3 직선 편광된 상태가 되는 반면, +λ/4만큼의 위상 변화를 발생시키는 상기 제 2 λ/4 위상필름(342b)을 통과하게 되면 상기 제 3 직선 편광된 상태와 수직한 제 4 직선 편광된 상태를 이루게 되며, 이 경우 상기 제 3 직선 편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 상기 제 1 편광필름(344a)은 통과하지 못한다.

또한, 우원 편광된 상태의 빛은 +λ/4만큼의 위상 변화를 발생시키는 상기 제 2 λ/4 위상필름(342b)을 투과하게 되면 상기 제 3 직선 편광된 상태가 되는 반면, -λ/4만큼의 위상 변화를 발생시키는 상기 제 1 λ/4 위상 필름(342a)을 통과하게 되면 상기 제 3 직선 편광된 상태와 수직한 제 4 직선 편광된 상태를 이루게 되며, 이 경우 상기 제 3 직선 편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 상기 제 2 편광필름(344b)은 통과하지 못한다.

따라서, 전술한 원리에 의해 상기 제 1 및 제 2 λ/4 위상 필름(342a, 342b)과 동일한 편광축을 갖는 제 1 및 제 2 편광필름(344a, 344b)을 구비한 편광안경(340)은 사용자가 반드시 상기 퀀텀로드 표시소자(102)에 표시영역에 수평한 상태를 유지할 필요없이 일측으로 기울어진 자세 예를들면 누은 자세에서도 투과율이 급격히 떨어지는 등의 표시품질 저하없는 우수한 3D 영상을 시청할 수 있다.

이러한 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(300)의 경우도, 수직 크로스코크는 제 1 실시예와 동일한 이유로 발생되지 않으며, 수직 시야각 또한 0도 내지 180도가 되므로 상하 시야각에 제한이 없는 3D 영상 시청이 가능하다.

그 이외의 구성요소는 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.

한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀로드 표시소자를 베이스로 한 3D 영상 표시장치는 동일한 광량을 갖는 백라이트 유닛이 구비된 경우, 종래의 액정표시장치를 베이스로 한 3D 영상 표시장치 대비 휘도 특성이 2배 정도 더 향상되었음을 실험적으로 알 수 있었다.

종래의 액정표시장치를 베이스로 한 3D 영상 표시장치는 3D 영상 시청 시 평균적인 휘도가 264cd/m² 정도로 측정되었지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 베이스로 한 3D 영상 표시장치는 3D 영상 시청 시 평균적인 휘도가 500cd/m² 정도가 됨으로써 약 2배 정도 향상되었음을 알 수 있었다.

그리고, 상하 시야각(통상 3D 영상 시청시 수직 크로스토크가 발생율이 10% 이하가 되는 각도)의 경우, 종래의 액정표시장치를 베이스로 한 3D 영상 표시장치는 24도 정도가 되었지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 베이스로 한 3D 영상 표시장치는 이론적으로는 180도가 되지만, 측정 결과 약 164도 정도가 됨을 알 수 있었다.

따라서, 투과율을 반영한 휘도 측면과 상하 시야각 측면에서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시소자를 베이스로 한 3D 영상 표시장치가 종래의 액정표시장치를 베이스로 한 3D 영상 표시장치 대비 월등한 효과를 가짐을 알 수 있었다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.

100 : 3D 영상 표시장치
102 : 퀀텀 로드 표시소자
156 : 퀀텀 로드
240 : 편광안경
244a, 244b : 제 1 및 제 2 편광필름
EL : 짝수번째 화소라인
OL : 홀수번째 화소라인

Claims (10)

1. 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상에 제 1 또는 제 2 방향으로 그 장축이 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층을 구비한 퀀텀로드 표시소자와;
   좌안 및 우안렌즈에 각각 제 1 및 제 2 편광필름을 구비한 편광안경
   을 포함하며, 동일한 열에 구비된 다수의 화소영역을 화소라인이라 정의할 때, 홀수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열되며, 짝수번째 화소라인에 대해서는 상기 제 1 방향과 수직한 상기 제 2 방향으로 상기 퀀텀 로드의 장축이 배열된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 편광안경에 구비되는 상기 제 1 및 제 2 편광필름은 서로 수직한 방향으로 편광축을 갖는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 퀀텀로드 표시소자의 일측에는 λ/4 위상판이 구비되며,
   상기 편광안경의 상기 제 1 및 제 2 편광필름의 외측면(상기 퀀텀로드 표시소자와 마주하는 면)에는 서로 수직한 광축을 갖는 제 1 λ/4 위상필름 및 제 2 λ/4 위상필름이 부착된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 λ/4 위상필름은 -λ/4만큼의 위상을 변경시키고, 상기 제 2 λ/4 위상필름은 +λ/4만큼의 위상을 변경시키는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 편광안경에 구비되는 상기 제 1 및 제 2 편광필름은 서로 동일한 방향의 편광축을 갖는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 퀀텀로드 표시소자의 홀수번째 화소라인으로부터 나온 빛은 상기 λ/4 위상판을 통과한 후에는 좌원 편광된 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 λ/4 위상필름을 각각 통과한 후에는 제 3 방향과 이와 수직한 제 4 방향의 직선 편광된 상태를 이루며,
   상기 퀀텀로드 표시소자의 짝수번째 화소라인으로부터 나온 빛은 상기 λ/4 위상판을 통과한 후에는 우원 편광된 상태를 이루며, 상기 제 1 및 제 2 λ/4 위상필름을 각각 통과한 후에는 상기 제 4 방향과 이와 수직한 상기 제 3 방향의 직선 편광된 상태를 이루며,
   상기 제 1 및 제 2 편광필름은 각각 상기 제 3 방향으로 직선 편광된 빛만 투과시키는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 기판의 상의 각 화소영역에는 바(bar) 형태를 가지며 나란하게 교대하며 형성된 다수의 제 1 및 제 2 전극이 구비되며,
   상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1 및 제 2 전극 상에 형성되며,
   상기 홀수번째 화소라인에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 상기 제 2 방향으로 배치되며, 상기 짝수번째 화소라인에는 상기 제 1 및 제 2 전극이 상기 제 1 방향으로 배치된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역의 경계에는 일 방향으로 연장하는 게이트 배선 및 이와 이격하는 공통배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 교차하는 데이터 배선이 구비되며,
   각 화소영역에는 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터가 구비되며,
   상기 다수의 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 다수의 제 2 전극은 상기 공통배선과 전기적으로 연결된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 퀀텀 로드층은 각 화소영역별로 패터닝되어 형성되며, 상기 화소영역은 적, 녹, 청색을 발광하는 제 1, 2, 3 화소영역으로 나뉘며, 상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1, 2, 3 화소영역별로 서로 다른 크기를 갖는 퀀텀 로드를 구비한 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판이 구비되며,
    상기 제 1 기판의 배면에는 백라이트 유닛이 구비된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.

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