KR20140002144A - 평면 및 입체 영상 구현 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 화상을 표시하는 표시장치와; 상기 표시장치 상부에 위치하며 10nm 내지 40nm의 리타데이션을 갖는 물질로 이루어진 것 플라스틱 또는 필름 재질의 제 1 및 제 2 기판과, 이들 두 기판 사이에 개재된 제 1 액정층을 포함하는 편광 조절 패널과; 상기 편광 조절 패널 상부에 위치하며 이방성 특성을 갖는 다수의 렌즈와 상기 다수의 렌즈를 덮으며 등방성 특성을 갖는 등방성 물질층으로 구성된 렌즈층을 포함하는 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치를 제공한다.

Description

평면 및 입체 영상 구현 표시장치{2 and 3 dimensional stereography image displayable device}
본 발명은 2차원 및 3차원 구현이 가능한 표시장치에 관한 것으로, 특히 제조 비용을 저감시킬 수 있는 구성을 갖는 2차원 및 3차원 영상 구현이 가능한 표시장치에 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 표현이 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 영상 표시를 갖는 장치에서 3D 화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 입체화상 표시장치, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 표시장치 방식이 있다.
이 중 특수 안경을 이용한 입체화상 표시장치가 현재 많이 상용화되고 있지만, 사용자가 안경을 반드시 착용해야 3D 화상을 시청할 수 있기 때문에 최근에 무안경 방식의 표시장치에 관심이 고조되고 있다.
무안경식 3D 화상 표시장치는 좌우안에 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(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
이중 좌/우안용 스테레오이미지(stereo image)를 각각 분리하여 볼 수 있게 함으로서 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스 방식 및 렌티큘러 방식이 주로 채택되고 있으며, 근래들어 편광 조절용 패널과 이방성 특성을 갖는 렌즈를 구비하여 2D와 3D 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제안되었다.
상기 편광 조절용 패널은 리타데이션이 없는 유리 재질의 두 기판에 각각 전극층을 형성하고, 이들 서로 마주하는 전극층 사이에 액정층을 형성한 것이 특징이며, 이러한 구성에 의해 상기 편광 조절용 패널은 전압 온/오프 조절에 의해 이를 통과하는 빛에 대해 선택적으로 0과 λ/2의 리타데이션의 변화를 갖도록 함으로써 최종적으로 상기 편광 조절용 패널 상부에 위치하는 이방성 특성을 갖는 렌즈를 통과하면서 2D 또는 3D 영상을 표현하게 된다.
하지만, 이러한 구성을 갖는 종래의 2D 및 3D 스윗처블 영상 표시장치는 2D를 표시하는 표시장치와, 편광 조절용 패널과, 이방성 렌즈로 구성되고 있으며, 특히 편광 조절용 패널을 구성하는데 유리 기판이 이용됨으로써 최근의 표시장치의 트렌드인 경량 박형을 구현하기 어려우며, 상대적으로 비싼 유리 기판을 이용함으로써 제조 비용이 상승되어 제품의 경쟁력이 저하되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제조 비용을 저감하면서 경량 박형을 구현할 수 있는 2D 및 3D 영상 구현이 가능한 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치는, 화상을 표시하는 표시장치와; 상기 표시장치 상부에 위치하며 10nm 내지 40nm의 리타데이션을 갖는 물질로 이루어진 것 플라스틱 또는 필름 재질의 제 1 및 제 2 기판과, 이들 두 기판 사이에 개재된 제 1 액정층을 포함하는 편광 조절 패널과; 상기 편광 조절 패널 상부에 위치하며 이방성 특성을 갖는 다수의 렌즈와 상기 다수의 렌즈를 덮으며 등방성 특성을 갖는 등방성 물질층으로 구성된 렌즈층을 포함한다.
이때, 상기 표시장치는, 다수의 화소영역이 정의되며 각 화소영역에 박막트랜지스터와 이와 연결된 화소전극을 갖는 어레이 기판과, 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판과, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재된 제 2 액정층을 포함하며, 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에는 공통전극이 구비되며, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외측면에 각각 서로 수직한 편광축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 구비된 액정표시장치인 것이 특징이다.
그리고, 상기 10nm 내지 40nm의 리타데이션을 갖는 물질은 PC(poly carbonate)인 것이 특징이다.
또한, 상기 편광 조절 패널은 전압 온/오프에 의해 이를 통과하는 빛에 대해 0과 λ/2의 리타데이션 변화가 발생되도록 하는 것이 특징이다.
또한, 상기 편광 조절 패널은 상기 제 1 기판의 내측면에 투명한 제 1 전극과 제 1 배향막이 구비되며, 상기 제 2 기판의 내측면에 투명한 제 2 전극과 제 2 배향막이 구비되며, 상기 제 1 액정층은 상기 제 1 및 제 2 배향막 사이에 개재된 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 기판의 광축은 상기 제 1 액정층 내의 액정분자의 배향 방향과 수직하도록 배치된 것이 특징이다.
그리고, 상기 편광 조절 패널은 상기 제 1 및 제 2 기판이 그 자체로 10nm 내지 40nm의 리타데이션를 가짐으로서 상기 제 1 및 제 2 배향막의 엔커링 에너지에 기인하는 상기 제 1 액정층의 잔여 리타데이션을 보상하는 것이 특징이다.
또한, 상기 렌즈층의 상기 렌즈는 제 1 방향으로 편광된 빛은 제 1 굴절율을 가지며 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광된 빛은 제 2 굴절율을 갖도록 빛을 통과시키며, 상기 등방성 물질층은 제 2 굴절율을 가짐으로서 제 1 방향으로 편광된 빛은 상기 렌즈와 등방성 물질층의 경계에서 굴절율 차이로 인해 굴절되며 상기 제 2 방향으로 편광된 빛은 상기 렌즈와 등방성 물질층의 경계에서 굴절없이 투과하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치는 편광 조절 패널을 유리 기판 대비 경량 박형의 특성을 가지며 상대적으로 저가인 플라스틱 또는 필름으로 구성함으로써 경량 박형을 구현하며, 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.
나아기 편광 조절 패널에 있어 배향막의 엔커링 에너지에 의한 액정층의 리타데이션 변화를 감안하여 플라스틱 또는 필름 자체가 10nm 내지 40nm의 리타데이션값을 갖는 재질로 이루어지도록 함으로써 광학 보상이 이루어지도록 하여 상기 편광 조절 패널이 전압 온/오프시의 리타데이션 변화를 보다 정확히 구현되도록 하여 표시품질을 향상시키는 효과가 있으며, 나아가 편광 조절 패널의 리타데이션 변화의 정확성에 의해 상기 편광 조절 패널의 구동 전압을 낮추는 효과가 있다.
도 1a와 1b는 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치의 개략적인 단면도로서, 각각 3D 화상 구현 시와 2D 화상 구현시의 빛의 투과 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치에 구비되는 편광 조절 패널에 대한 단면도.
도 3a와 도 3b는 제 1 표시장치의 제 2 편광판과 편광 조절 패널 및 렌즈층에서의 빛의 상태 변화를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1a와 1b는 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치의 개략적인 단면도로서, 각각 3D 화상 구현 시와 2D 화상 구현 시의 빛의 투과 상태를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치에 구비되는 편광 조절 패널에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)는 크게 2D 화상을 표시하는 제 1 표시장치(110)와, 편광 조절 패널(140)과, 이방성 특성을 갖는 다수의 렌즈(161)와 등방성 물질층(165)을 포함하는 렌즈층(160)으로 구성되고 있다.
상기 제 1 표시장치(110)는 일례로 다수의 화소영역(미도시)이 정의되며, 각 화소영역(미도시)에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)와 이와 연결된 화소전극(112)을 구비한 어레이 기판(111)과, 이에 대응하여 각 화소영역(미도시)에 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 대응되는 컬러필터층(미도시)을 포함하는 컬러필터 기판(121)과, 이들 두 기판(111, 121) 사이에 개재된 제 1 액정층(125)을 포함하는 액정표시장치가 될 수 있다.
이때, 상기 어레이 기판(111)과 컬러필터 기판(121)의 경우, 리타데이션 값이 거의 0에 가까운 유리 재질로 이루어지는 것이 특징이다.
이러한 제 1 표시장치(110)에는 상기 화소전극(112)에 대응하여 상기 컬러필터 기판(121)의 표시영역 전면에 투명한 공통전극(122)이 형성될 수도 있으며, 또는 상기 어레이 기판(111) 상에 각 화소영역(미도시)에 상기 화소전극(미도시)과 교대하는 형태로 투명한 공통전극(미도시)이 형성될 수도 있으며, 이 경우 각 화소영역(미도시)에 구비되는 화소전극과 공통전극은 바(bar) 형태를 이루는 것이 특징이다.
상기 투명한 공통전극(122)이 컬러필터 기판(121)에 구성되는 경우, 상기 제 1 표시장치(미도시)110는 수직 전계를 발현시키게 되므로, TN(Twist nematic)모드 또는 ECB((Electrically Controlled Birefringence)모드로 동작하며, 상기 투명한 공통전극(122)이 상기 화소전극(112)이 구비된 어레이 기판(111)에 구비되는 경우, 횡전계를 발현시키게 되므로 횡전계 모드로 동작하게 된다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 액정층(125)의 하면 및 상면과 각각 접촉하며 제 1 및 제 2 배향막(미도시)이 더욱 구비되고 있다.
또한, 상기 제 1 표시장치(110)의 상기 어레이 기판(111)과 컬러필터 기판(121) 각각의 외측면에는 서로 수직한 편광축을 가지며 제 1 및 제 2 편광판(113, 123)이 구비되고 있다.
그리고, 이러한 구성을 갖는 상기 제 1 표시장치(110) 상부에는 그 각각이 이를 통과하는 빛에 대해 10nm 내지 40nm의 리타데이션 변화를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 또는 필름 재질로 이루이진 제 1 및 제 2 기판(141, 151)과, 이들 두 기판(141, 151) 각각의 내측면에 각각 구비되는 제 1 투명 전극(143) 및 제 2 투명 전극(153)과, 상기 제 1, 2 투명 전극(143, 153) 사이에 개재된 제 2 액정층(149)으로 이루어진 편광 조절 패널(140)이 구비되고 있다.
이때, 상기 제 1 투명 전극(143)과 상기 제 2 액정층(149) 사이에는 제 3 배향막(145)이 구비되며, 상기 제 2 액정층(149)과 제 2 투명 전극(153) 사이에는 제 4 배향막(155)이 구비되고 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 편광 조절 패널(140)에 있어 상기 플라스틱 또는 필름 재질은 일례로 PC(poly carbonate)인 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 2 액정층(149)은 TN 모드용 액정, ECB 모드용 액정이 될 수 있으며, 나아가 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal: PDLC) 또는 폴리머 액정(polymer liquid crystal)이 될 수도 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 편광 조절 패널(140)의 상부에는 이방성 특성을 갖는 물질이 일 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 렌즈(161)와, 상기 다수의 렌즈(161) 주변에 대응하여 등방성의 물질로 채워진 등방성 물질층(165)으로 구성된 렌즈층(160)이 구비되고 있다.
이때, 이방성 특성을 갖는 상기 렌즈(161)를 이루는 물질은 리액티브 메소겐(reactive mesogen : RM)인 것이 바람직하다.
한편, 상기 렌즈층(160)을 이루는 하나의 구성요소인 렌즈(161)는 제 1 방향으로 편광된 빛에 대해서는 제 1 굴절율을 갖도록 진행시키며, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광된 빛에 대해서는 제 2 굴절율을 갖도록 진행시키는 것이 특징이다.
그리고 상기 등방성 물질로 이루어진 등방성 물질층(165)의 굴절율은 상기 렌즈(161)를 통과하는 제 2 방향으로 편광된 빛이 느끼는 상기 제 2 굴절율을 갖는 것이 특징이다.
이러한 특성을 갖는 상기 렌즈층(160)은 그 하부로부터 입사되는 빛에 있어 상기 이방성 특성을 갖는 렌즈(161)로 제 1 방향으로 편광된 빛이 입사되면, 이에 대해서는 제 1 굴절율을 갖게되어 상기 제 2 굴절율을 갖는 등방성 물질로 이루어진 등방성 물질층(165)과의 경계에서 굴절율의 차이로 인해 굴절되어 통과시킨다.
그리고, 이방성 특성을 갖는 상기 렌즈(161)로 제 2 방향으로 편광된 빛이 입사되면 제 2 굴절율을 갖게 되며, 이는 등방성 물질층(165)의 굴절율과 같으므로 상기 렌즈(161)와 등방성 물질층(165)과의 경계면에서 굴절됨 없이 그대로 통과시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)는 이러한 렌즈층(160)의 역할에 의해 하부로부터 입사되는 빛을 특정 방향으로 굴절시키는 경우, 이러한 굴절된 빛이 모이는 곳이 3D 영상 시청을 위한 시역이 되며, 사용자는 상기 시역 내에서 3D 영상을 시청할 수 있으며, 빛을 굴절시키지 않고 그대로 통과시키는 경우는 특정 위치로 빛이 모이지 않으므로 사용자는 2D 영상을 시청할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)에 있어 가장 특징적인 구성요소인 편광 조절 패널(140)의 구성에 대해 조금 더 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 편광 조절 패널(140)은 유연한 특성을 가지며 투명한 플라스틱 또는 필름으로 이루어진 제 1 및 제 2 기판(141, 151)이 서로 마주하고 있다. 이때 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 기판(141)의 외측면에는 제 1 표시장치(도 1a의 110)와의 접착을 위해 접착층(미도시)이 구비되고 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151)의 내측면에는 각각 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 제 1 및 제 2 투명 전극(143, 153)이 구비되고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 투명 전극(143, 153)의 내측면에는 각각 제 3 및 제 4 배향막(145, 155)이 구비되고 있다.
그리고, 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155) 사이에는 제 2 액정층(149)이 구비되고 있다.
이때, 상기 편광 조절 패널(140)에 있어 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151)을 이루는 재질인 플라스틱 또는 필름은 PC(poly carbonate)로 이루어진 것이 특징이다. 그리고 이러한 PC(poly carbonate) 재질로 이루어진 제 1 및 제 2 기판(141, 151) 각각은 그 자체로 이를 통과하는 빛에 대해 10nm 내지 40nm의 리타데이션 변화를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 PC(poly carbonate)로 이루어진 제 1 및 제 2 기판(141, 151)은 제조 특성상 연신이 발생되며 따라서 이러한 연신 공정에 의해 이를 통과하는 빛에 대해서는 10nm 내지 40nm 정도의 리타데이션 변화를 발생시키게 된다.
PC(poly carbonate) 재질로 이루어진 제 1 및 제 2 기판(141, 151)은 표면처리 등을 통해 10nm보다 작은 리타데이션 변화를 갖도록 형성할 수도 있지만, 별도의 표면처리 공정을 실시해야 하는 제조 공정 특성 상 제조 비용이 급상승되므로 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)의 제조 비용 상승을 초래하여 제품의 가격 경쟁력을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)에 이용되는 상기 편광 조절 패널(140)에 있어서는 제조 비용 상승의 요인을 없애고자 10nm 내지 40nm 정도의 리타데이션 변화를 야기하는 PC(poly carbonate) 재질로 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151)을 이루도록 한 것이 특징이다.
이때, 상기 10nm 내지 40nm 정도의 리타데이션 변화를 갖는 상기 제 1, 2 기판(141, 151)의 광축과 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155)의 배향 방향은 서로 수직하게 배치되는 것이 특징이다. 이에 의해 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151)의 광축과 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155)에 의해 배열되는 상기 제 2 액정층(149)의 초기 액정 분자의 배향 방향은 수직한 상태를 이루는 것이 특징이다.
한편, 이렇게 제 1 및 제 2 기판(141, 151) 자체가 각각 10nm 내지 40nm 정도의 리타데이션 변화를 야기하는 PC(poly carbonate) 재질로 이루어지는 경우, 제 2 액정층(149)을 주요 리타데이션 변화를 위한 구성 요소로 이용하는 편광 조절 패널(140)에 있어서 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155)과 접촉하는 제 2 액정층(149)의 적층 구조 특성에 기인한 잔여 리타데이션을 상쇄시키는 역할을 하게 됨으로서 상기 편광 조절 패널(140) 자체의 리타데이션 변화를 더욱 정확히 수행하는 효과를 갖는 것이 특징이다.
즉, 상기 편광 조절 패널(140) 내에 구비되는 상기 제 2 액정층(149)은 그 양 표면과 접촉하며 제 3 및 제 4 배향막(145, 155) 사이에 위치하게 되며, 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155)은 그 표면에서 엔커링 에너지를 갖게 됨으로써 상기 제 2 액정층(149)은 전압 인가 시 30nm 내지 40nm의 잔여 리타데이션 값을 갖게 된다.
따라서 이러한 구성에 의해 일반적인 편광 조절 패널(종래의 리타데이션 변화가 거의 없는 유리기판을 이용한 편광 조절 패널)은 전압 인가 시에는 이를 통과하는 빛이 30nm 내지 40nm 정도의 리타테이션 변화를 초래하게 됨으로써 실질적으로 전압 온/오프 시 30nm 내지 40nm과 λ/2의 리타데이션 변화를 야기시키게 되며, 이로 인해 특히 전압 인가 시 렌즈층(160) 통과 시 소정의 빛에 대해서는 정확한 굴절이 발생되지 않아 3D 영상 시청 시 표시품질 저하가 발생된다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)에 이용되는 편광 조절 패널(140)은 제 1, 2 기판(141, 151) 자체가 리타데이션 값을 갖고 있으며, 특히 제 1, 2 기판(141, 151)의 리타데이션 값이 15nm 내지 20nm인 경우, 전압 인가 시 제 2 액정층(149)에서 발생되는 30nm 내지 40nm의 잔여 리타데이션 변화를 상쇄시키게 됨으로써 유리 재질의 제 1, 2 기판을 구비한 종래의 편광 조절 패널(미도시) 대비 전압 오프 시 더욱 0nm의 리타데이션 값을 갖게 되므로 렌즈층(160)을 통과하는 모든 빛에 대해 렌즈(161)와 등방성 물질층(165)의 경계에서 정확한 굴곡이 발생됨으로써 사용자는 더욱 우수한 품질의 3D 영상을 시청할 수 있다.
이때, 상기 제 2 액정층(149)의 셀갭을 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151) 자체의 리타데이션 값을 반영하여 설계하는 경우 전압 온/오프 시의 리타데이션 변화를 더욱 정확히 수행되도록 할 수도 있다.
일례로, 상기 제 1 및 제 2 기판(141, 151)의 리타데이션 값이 각각 40nm인 것을 사용하는 경우, 상기 제 2 액정층(149)의 리타데이션 값은 λ/2 + 80nm를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.
나아가 본 발명의 실시예에 따른 2D 및 3D 스윗처블 표시장치(100)의 경우 편광 조절 패널(140)을 상대적으로 무겁고 두꺼운 유리 기판 대신 가볍고 얇은 플라스틱 또는 필름을 이용하게 됨으로써 경략 박형을 구현하는 장점을 가지며, 더욱이 상기 제 3 및 제 4 배향막(145, 155) 사이에 제 2 액정층(149)이 형성되는 구성에 기인한 잔여 리타테이션을 상쇄 시킬 수 있는 구조가 됨으로써 편광 조절 패널(140)의 구동 전압을 저감시키는 효과를 갖는다.
도 3a와 도 3b는 제 1 표시장치의 제 2 편광판과 편광 조절 패널 및 렌즈층만에서의 빛의 상태 변화를 도시한 도면으로서, 각각 편광 조절 패널에 전압을 인가하지 않았을 경우와 인가했을 경우를 도시하였다.
우선, 도 3a를 참조하면, 제 1 표시장치(110)의 제 2 편광판(123)을 투과한 빛은 제 1 방향으로 편광된 빛이 된다.
이러한 빛은 전압 오프 상태의 편광 조절 패널(140)로 입사되며, 전체적으로 λ/2의 리타데이션 변화를 통해 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광된 빛이 된다.
이때, 이러한 제 2 방향으로 편광된 빛은 렌즈(161)와 등방성 물질층(165)에서 모두 동일한 제 2 굴절율을 갖게 됨으로써 상기 렌즈(161)와 등방성 물질층(165)의 경계에서 굴절이 발생되지 않게 되므로 사용자는 제 1 표시장치(110)로부터 나온 2D 영상을 그대로 시청하게 된다.
그리고, 도 3b를 참조하면, 제 1 표시장치(110)의 제 2 편광판(123)을 투과한 빛은 제 1 방향으로 편광된 빛이 되며, 이러한 빛은 전압 온 상태의 편광 조절 패널(140)로 입사된다.
이 경우, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛은 전압 온 상태의 편광 조절 패널로 입사되는 경우 리타데이션의 변화를 갖지 않으므로 상기 제 1 방향으로 편광된 상태를 그대로 유지한 채 상기 편광 조절 패널(140)을 나오게 된다.
한편, 이러한 제 1 방향으로 편광된 빛은 상기 렌즈층(160)의 렌즈(161)를 통과 시 제 1 굴절율을 갖게 되며 제 2 굴절율을 갖는 등방성 물질층(165)과의 경계에서 굴절율 차이로 굴절되어 특정 시역으로 빛이 모이게 되므로 사용자는 3D 영상을 시청하게 된다.
본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 2D 및 3D 스윗처블 표시장치
110 : 제 1 표시장치
111 : 어레이 기판
112 : 화소전극
113 : 제 1 편광판
121 : 컬러필터 기판
122 : 공통전극
123 : 제 2 편광판
125 : 제 2 액정층
140 : 편광 조절 패널
141 : 제 1 기판
149 : 제 2 액정층
151 : 제 2 기판
160 : 렌즈층
161 : (이방성 특성을 갖는)렌즈
165 : 등방성 물질층

Claims (8)

  1. 화상을 표시하는 표시장치와;
    상기 표시장치 상부에 위치하며 10nm 내지 40nm의 리타데이션을 갖는 물질로 이루어진 것 플라스틱 또는 필름 재질의 제 1 및 제 2 기판과, 이들 두 기판 사이에 개재된 제 1 액정층을 포함하는 편광 조절 패널과;
    상기 편광 조절 패널 상부에 위치하며 이방성 특성을 갖는 다수의 렌즈와 상기 다수의 렌즈를 덮으며 등방성 특성을 갖는 등방성 물질층으로 구성된 렌즈층
    을 포함하는 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시장치는,
    다수의 화소영역이 정의되며 각 화소영역에 박막트랜지스터와 이와 연결된 화소전극을 갖는 어레이 기판과, 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판과, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재된 제 2 액정층을 포함하며, 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에는 공통전극이 구비되며, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 외측면에 각각 서로 수직한 편광축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판이 구비된 액정표시장치인 것이 특징인 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 10nm 내지 40nm의 리타데이션을 갖는 물질은 PC(poly carbonate)인 것이 특징인 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 편광 조절 패널은 전압 온/오프에 의해 이를 통과하는 빛에 대해 0과 λ/2의 리타데이션 변화가 발생되도록 하는 것이 특징인 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 편광 조절 패널은 상기 제 1 기판의 내측면에 투명한 제 1 전극과 제 1 배향막이 구비되며, 상기 제 2 기판의 내측면에 투명한 제 2 전극과 제 2 배향막이 구비되며, 상기 제 1 액정층은 상기 제 1 및 제 2 배향막 사이에 개재된 것이 특징인 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판의 광축은 상기 제 1 액정층 내의 액정분자의 배향 방향과 수직하도록 배치된 것이 특징인 2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 편광 조절 패널은 상기 제 1 및 제 2 기판이 그 자체로 10nm 내지 40nm의 리타데이션를 가짐으로서 상기 제 1 및 제 2 배향막의 엔커링 에너지에 기인하는 상기 제 1 액정층의 잔여 리타데이션을 보상하는 것이 특징인2D 및 3D 영상 스윗처블 표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈층의 상기 렌즈는 제 1 방향으로 편광된 빛은 제 1 굴절율을 가지며 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광된 빛은 제 2 굴절율을 갖도록 빛을 통과시키며, 상기 등방성 물질층은 제 2 굴절율을 가짐으로서 제 1 방향으로 편광된 빛은 상기 렌즈와 등방성 물질층의 경계에서 굴절율 차이로 인해 굴절되며 상기 제 2 방향으로 편광된 빛은 상기 렌즈와 등방성 물질층의 경계에서 굴절없이 투과하는 것이 특징인 3D 영상 스윗처블 표시장치.
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