KR20140064556A - 경계부 오류광을 제거한 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 평판형 입체 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 렌티큘라 렌즈가 배열되되 그 경계부에서 발생할 수 있는 오류광을 제거한 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는, 단위 화소 영상을 n(n은 2보다 큰 정수)개로 나누어 표현하는 n개의 단위 화소들을 포함하는 단위 화소 그룹을 구비한 표시 패널; 그리고 상기 표시 패널 전면에 배치되며, 상기 단위 화소 그룹에 상응하는 폭을 갖는 단위 렌즈와, 상기 단위 렌즈들 사이에 배치된 광 차단층을 구비한 렌티큘라 렌즈 필름을 포함한다. 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는 경계부 오류광을 제거한 렌티큘라 렌즈 필름을 구비하여, 크로스-토크가 없는 양질의 입체 영상을 제공한다.

Description

경계부 오류광을 제거한 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 평판형 입체 표시장치 {Flat Type 3D Display Having Lenticular Lens Film Eliminating Error Light At Edge}

본 발명은 복수 개의 렌티큘라 렌즈가 배열되되 그 경계부에서 발생할 수 있는 오류광을 제거한 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무안경 방식의 입체 영상 표시장치에 사용되는 필름형 렌티큘라 렌즈에서 단위 렌즈들 사이의 경계부 (혹은, 밸리(Valley)부)에서 발생하는 오류광을 제거한 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경 방식과 무안경 방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더(patterned retarder) 방식이 있다. 또한, 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경(shutter glasses) 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 또는 렌티큘라 렌즈(lenticular lens) 등의 광학판을 사용하여 좌우 시차 영상을 분리하여 입체영상을 구현한다.

사용자가 셔터안경이나 편광안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 편의성 때문에, 최근에 무안경 방식은 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 및 노트북(notebook) 등의 중소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다. 무안경 방식은 광학판을 이용하여 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 각 n 개의 뷰 영역들에 표시함으로써 입체영상을 구현한다.

도 1은 일반적인 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 광학판(30), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 데이터 처리부(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 구비한다. 입체영상 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시 예에서 입체영상 표시장치가 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다.

표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부기판과 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(DL)들과 게이트 라인(GL)들 (또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 액정 셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이의 액정 셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다.

표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부기판상에 형성될 수 있다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.

표시패널(10)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

광학판(30)은 표시패널(10) 상에 배치되어 표시패널(10)의 서브 픽셀들에 표시되는 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 진행시킨다. 즉, 광학판(30)은 서브 픽셀들에 표시되는 제k 뷰 영상(Vk)을 제k 뷰 영역(VPk)으로 진행시킨다. 광학판(30)은 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 스위쳐블 배리어(switchable barrier), 렌티큘라 렌즈(lenticular lens), 또는 스위쳐블 렌즈(switchable lens)로 구현될 수 있다.

광학판(30)이 스위쳐블 배리어 또는 스위쳐블 렌즈로 구현되는 경우, 광학판(30)을 구동하기 위한 광학판 구동회로가 필요하다. 이 경우, 광학판 구동회로는 광학판(30)에 구동전압을 공급함으로써 광학판(30)의 광분리를 제어한다. 또한, 광학판(30)은 슬랜티드 방식 또는 버티컬 방식으로 배치될 수 있다. 슬랜티드 방식은 광학판(30)이 표시패널(10)의 서브 픽셀들 대비 기 정해진 일정 각도로 비스듬하게 형성되는 방식이고, 버티컬 방식은 광학판(30)이 표시패널(10)의 서브 픽셀들의 수직 방향으로 형성되는 방식이다.

구조가 간단하고, 비용이 저렴한 방식으로, 복수 개의 렌티큘라 렌즈들이 배열된 필름 렌즈로 광학판(30)을 구현하는 것이 바람직하다. 이하에서, 도 2를 참조하여 필름형 렌티큘라 렌즈를 광학판(30)에 이용한 입체영상 구현방법을 상세히 살펴본다.

도 2는 종래 기술에 의한 무안경 방식의 입체영상 구현방법을 보여주는 도면이다. 도 2에서는 표시 패널(10)이 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 표시하고, 광학판(30)의 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4) 각각을 4 개의 뷰 영역들(VP1, VP2, VP3, VP4)로 진행시키는 것을 중심으로 설명한다. 도 2를 참조하면, 광학판(30)은 서브 픽셀들에 표시되는 제1 뷰 영상(V1)을 제1 뷰 영역(VP1)으로 진행시키고, 서브 픽셀들에 표시되는 제2 뷰 영상(V2)을 제2 뷰 영역(VP2)으로 진행시키며, 서브 픽셀들에 표시되는 제3 뷰 영상(V3)을 제3 뷰 영역(VP3)으로 진행시키고, 서브 픽셀들에 표시되는 제4 뷰 영상(V4)을 제4 뷰 영역(VP4)으로 진행시킨다.

사용자의 좌안이 제k 뷰 영역(VPk)에 위치하고, 우안이 제k-1 뷰 영역(VPk-1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제k 뷰 영상(Vk)을 시청하고, 우안으로 제k-1 뷰 영상의 인접 뷰 영상을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 사용자의 좌안이 제2 뷰 영역(VP2)에 위치하고, 우안이 제1 뷰 영역(VP1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제2 뷰 영상(V2)을 시청하고, 우안으로 제1 뷰 영상(V1)을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다.

하지만, 무안경 방식은 광학판의 설계 에러로 인한 광분리 오차 등으로 인해 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상이 보일 수 있다. 예를 들어, 제k 뷰 영역에서 제k 영상에 인접한 뷰 영상인 제k-1 뷰 영상 또는 제k+1 뷰 영상이 보일 수 있다. 이 경우, 사용자는 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상뿐만 아니라 인접한 뷰 영상을 시청할 수 있으므로, 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐보이는 3D 크로스-토크(Cross-Talk)를 느낄 수 있다. 또한, 3D 크로스-토크로 인해, 무안경 방식은 입체영상의 품질이 저하될 수 있다.

이러한, 3D 크로스-토크의 원인에는 여러 가지가 있을 수 있다. 특히, 광학판(30)에 필름형 렌티큘라 렌즈 (혹은, 렌티큘라 렌즈 필름)를 사용하는 경우에는 렌즈와 렌즈 사이의 미세 공간에 의하여 발생할 수 있다. 도 3은 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타낸 확대 사시도이다. 도 3을 참조하여, 필름형 렌티큘라 렌즈에 대해서 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 기저부(BA)와 기저부(BA)의 일측 표면에 형성된 다수의 단위 렌즈(LS)들을 포함한다. 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)를 형성하는 방법에 따라 다소의 차이가 있지만, 보편적으로 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS) 사이인 밸리부(VA)에는 약 1.0 ~ 1.6㎛(마이크로미터) 정도의 공극이 존재한다. 이는 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS) 사이가 정확하게 일치하여 형성할 수 없기 때문에 발생하는 것으로서, 렌즈 패턴을 형성하기 위한 금형의 기계적 가공 오차에 의해 필연적으로 발생한다.

이러한 단위 렌즈(LS) 사이의 밸리부(VA) 특히, 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS) 사이의 공극부로 빛이 들어오는 경우, 광 경로가 정상적으로 제어되지 못하고, 무작위적으로 산란된다. 즉, 단위 렌즈(LS) 사이의 경계부로 입사한 빛은 오류광을 발생시켜, 3D 크로스-토크 문제를 더 빈번하게 증가시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 복수 개의 렌티큘라 렌즈가 배열된 경계부에서 발생할 수 있는 오류광을 제거한 필름 렌즈를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 복수 개의 렌티큘라 렌즈가 배열된 경계부에서 발생할 수 있는 오류광을 제거하여 3D 크로스 토크 문제를 해결한 광학 필름을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는, 단위 화소 영상을 n(n은 2보다 큰 정수)개로 나누어 표현하는 n개의 단위 화소들을 포함하는 단위 화소 그룹을 구비한 표시 패널; 그리고 상기 표시 패널 전면에 배치되며, 상기 단위 화소 그룹에 상응하는 폭을 갖는 단위 렌즈와, 상기 단위 렌즈들 사이에 배치된 광 차단층을 구비한 렌티큘라 렌즈 필름을 포함한다.

상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이의 밸리부의 폭에 상응하는 폭 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 광 차단층은 레진 물질, 염료 물질 및 감광 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이로 조사되는 빛을 흡수하는 블랙 감광물질을(Black Photo-imageable Solder Resist) 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이로 조사되는 빛을 반사하는 화이트 감광물질을(White Photo-imageable Solder Resist) 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단위 렌즈는 상기 단위 화소들이 배열된 수직 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기 단위 렌즈는 상기 단위 화소들이 배열된 수직 방향에 대해서 일정 각도 경사져 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기 렌티큘라 렌즈 필름은, 기저부를 포함하고, 상기 단위 렌즈는 상기 기저부의 일측면에 형성되고, 상기 광 차단부는 상기 기저부의 타측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 렌티큘라 렌즈 필름은, 일측면에 오목 렌즈 형상의 함몰부를 갖는 기저부를 포함하고, 상기 단위 렌즈는 상기 함몰부를 채워 형성되며, 상기 광 차단부는 상기 함몰부 사이의 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 단위 렌즈는 복굴절율을 갖는 물질을 포함하고, 상기 복굴절율 중 적어도 어느 한 굴절율은 상기 기저부의 굴절율과 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 필름 렌즈는, 단위 렌즈 사이의 공극으로 빛이 유입되는 것을 차단하는 광 차단층을 더 구비한다. 따라서, 단위 렌즈 사이의 공간으로 빛이 유입되어 산란됨으로써 발생하는 3D 크로스-토크를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는 경계부 오류광을 제거한 렌티큘라 렌즈 필름을 구비하여, 크로스-토크가 없는 양질의 입체 영상을 제공한다.

도 1은 일반적인 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 종래 기술에 의한 무안경 방식의 입체영상 구현방법을 보여주는 도면.
도 3은 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타낸 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈를 구비한 입체 영상 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제5 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 멀티뷰 영상 표시장치를 나타내는 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 살펴본다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제1 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 기저부(BA)와 기저부(BA)의 일측 표면에 형성된 다수의 단위 렌즈(LS)들을 포함한다. 또한, 기저부(BA)의 배면에는 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS) 사이의 밸리부(VA)에 대응하는 영역을 차지하는 광 차단막(LB)이 형성되어 있다. 도면에서 기저부(BA)의 두께가 단위 렌즈(LS)의 높이 보다 얇게 표현되어 있으나, 이것은 편의상 그러한 것이고, 실제로는 기저부(BA)의 두께가 훨씬 더 두껍다.

광 차단막(LB)의 폭은 밸리부(VA)의 크기보다 약간 더 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 밸리부(VA)의 크기가 대략 1.0 ~ 1.6㎛(마이크로미터)이므로, 광 차단막(LB)의 폭은 1.5 ~ 2㎛인 것이 바람직하다. 광 차단막(LB)은 밸리부(VA) 영역으로 조사되는 빛을 흡수하거나 반사시켜 차단할 수 있는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 광 차단막(LB)의 물질로는 블랙 레진 물질, 블랙 염료 등으로 광 차단막(LB)을 사용할 수도 있고, 포토리소그래피 공정에서 사용하는 감광제인 PSR(Photo-imageable Solder Resist)을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 흑색 PSR은(Black PSR) 빛을 흡수하여 빛이 밸리부(VA)로 통과하지 못하도록 한다. 또한, 백색 PSR은(White PSR) 빛을 반사하여 빛이 밸리부(VA)로 통과하지 못하도록 한다.

도 4를 참조하면, 백 라이트 유닛에서 출사한 빛 중에서 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)의 밸리부(VA)로 입사하는 빛은 광 차단막(LB)에 의해 차단된다. 단위 렌즈(LS)로 입사되는 빛만 정상적으로 입사되어 렌즈들(LS)에 의해 빛의 진행 방향이 조절되어 진행한다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 살펴본다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 오목 렌즈 형상을 갖는 기저부(BA)와 기저부(BA)의 오목 렌즈부를 채우는 단위 렌즈부(LS)를 포함한다. 그리고 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS)의 사이에는 광 차단막(LB)이 형성된다.

기저부(BA)는 UV(UltraViolet) 레진(Resin)과 같은 투명 물질로 굴절율은 1.53의 수준을 갖는다. 그리고, 오목 렌즈부를 채우는 단위 렌즈(LS)의 물질로는 복굴절을 갖는 액정물질 혹은 RM(Reactive Mesogen)과 같은 물질을 사용한다. 이때 단위 렌즈(LS)가 갖는 복굴절값 중 적어도 어느 한 굴절율의 값이 기저부(BA)의 굴절율과 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단위 렌즈(LS)를 채우는 물질은 제1 굴절율(ne)와 제2 굴절율(no)을 갖는 복굴절 물질이고, 기저부(BA)의 굴절율은 제1 굴절율(ne) 및 제2 굴절율(no) 중 어느 하나와 동일하도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 광 차단막(LB)은 단위 렌즈(LS)의 하면에 형성되어 있으나, 실제로는 기저부(BA)에 형성된 단위 렌즈(LS) 사이의 돌출부에 형성된 것이다. 이는 제조 방법에 의해 설명할 수 있다. 예를 들어, 먼저, 상부면은 평탄하고, 하부면에 단위 렌즈(LS)의 형상에 상응하는 다수의 오목부들을 갖도록 기저부(BA)를 형성한다. 그러면, 단위 렌즈(LS)의 형상에 상응하는 오목부들 사이에는 뾰족한 돌출부가 형성된다. 이 돌출부에 블랙 레진 혹은 블랙 염료를 찍어서 경화시켜 광 차단막(LB)을 형성한다. 이후에, 오목부를 단위 렌즈(LS) 물질로 채워서 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)를 완성한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 렌즈 필름의 상면과 하면이 모두 편평한 표면을 갖는다. 따라서, 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)를 다른 구성 요소들과 적층하더라도 단위 렌즈(LS)의 볼록면이 압력을 받아 찌그러지거나 변형되는 문제도 발생하지 않아 더 정확한 표시 품질을 제공할 수 있다.

이하, 도 6 내지 8을 참조하여, 본 발명에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)를 구비한 입체 영상 표시장치에 대하여 설명한다. 본 발명에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 의한 두 가지가 제공되었으나, 이하의 설명에서는 편의상 제1 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈로 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈를 구비한 입체 영상 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 8은 본 발명의 제5 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 멀티뷰 영상 표시장치를 나타내는 평면도이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈를 구비한 입체 영상 표시장치는 표시 패널(LP)과 표시 패널(LP)의 전면에 배치된 렌티큘라 렌즈 필름(LEN)을 포함한다. 표시 패널(LP)은 다수 개의 화소(PXL)들이 매트릭스 형상으로 배치된다. 특히, 우안 영상용 화소(R)와 좌안 영상용 화소(L)가 교대로 배치된다. 그리고 렌티큘라 렌즈 필름(LEN)은, 본 발명의 제1 실시 예의 것으로, 기저부(BA), 단위 렌즈(LS) 그리고 단위 렌즈(LS) 사이에 배치된 광 차단막(LB)을 포함한다.

특히, 단위 렌즈(LS)의 배열 피치는, 하나의 좌안 영상용 화소(R)와 하나의 좌안 영상용 화소(L)를 포함하는 한 단위 영상 화소 그룹에 상응한다. 제3 실시 예에서, 한 단위 영상 화소 그룹이란 입체 영상 한 화소를 표현하는 기본 단위 화소 그룹을 말한다. 우안 영상 화소(R)로 들어가는 우안 영역 입사광(100)은 단위 렌즈(LS)에 의해 광 경로가 바뀌어 우안 영역 출사광(110)으로 진행한다. 그리고 좌안 영상 화소(L)로 들어가는 좌안 영역 입사광(200)은 단위 렌즈(LS)에 의해 광 경로가 바뀌어 좌안 영역 출사광(210)으로 진행한다. 우안 영역 출사광(110)은 시청자의 우안으로 진행하고, 좌안 영역 출사광(210)은 시청자의 좌안으로 진행하여 입체 영상을 구현할 수 있다.

화소(PXL)들 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 그리고 단위 렌즈(LS)는 두 개의 화소들에 걸쳐 배치된다. 따라서, 도 6에 도시된 것처럼, 광 차단층(LB)이 블랙 매트릭스(BM)와 일치하여 배치될 수 있다. 이 경우, 광 차단층(LB)이 없더라도 블랙 매트릭스(BM)에 의해 밸리부(VA)로 입사하는 빛을 차단할 수 있다.

그러나 이는 경우에 따라 항상 그러한 것은 아니다. 표시 패널(LP)의 해상도 및 표시 패널(LP)의 크기에 따라, 블랙 매트릭스(BM)의 폭은 다양한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, VGA(640x480)나 SD(800x600)급의 해상도를 갖는 표시 패널(LP)에서, 블랙 매트릭스(BM)의 폭은, 패널의 크기에 따라 다르겠지만, 5 ~ 25㎛로 다양하게 설정된다. 이 경우, 광 차단층(LB)의 폭 (2㎛ 이하)보다 블랙 매트릭스(BM)의 폭이 더 넓으므로, 블랙 매트릭스(BM)가 광 차단층(LB)의 기능을 대신할 수도 있다.

하지만, Full HD(1270x1024)나 UD(2540x2048)급 이상의 초고해상도를 표시할 수 있는 표시 패널(LP)에서는, 블랙 매트릭스(BM)의 폭은, 역시 패널의 크기에 따라 다르지만, 1㎛ ~ 십수㎛의 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 단위 렌즈(LS)와 화소(PXL)가 정확하게 배치되더라도, 블랙 매트릭스(BM)로 밸리부(VA)로 입사되는 빛을 효과적으로 차단할 수 없다. 따라서, 초고 해상도를 구현하는 입체 영상 표시장치에 적용하기 위해서는, 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 반드시 광 차단층(LB)을 구비하는 것이 바람직하다.

더욱이, 단위 렌즈(LS)의 피치가 단위 영상 픽셀을 나타내는 단위 픽셀 그룹의 폭보다 약간 작게 설계하는 경우에는 단위 렌즈(LS)의 경계부가 블랙 매트릭스(BM)의 배열과 관계없이 배치된다. 따라서, 밸리부(VA)로 백 라이트가 유입되는 것을 방지하기 위해서는 광 차단층(LB)이 반드시 필요하다.

또한, 다른 이유에서도 본 발명에 의한 필름형 렌티큘라 렌즈(LEN)는 광 차단층(LB)을 구비하는 것이 바람직하다. 이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름을 구비한 입체 영상 표시장치에 대하여 설명한다. 제4 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름은 기본적인 구성은 제3 실시 예에 의한 일반(수직형) 렌티큘라 렌즈 필름과 동일하다. 차이가 있다면, 단위 (렌티큘라) 렌즈(LS)의 배열 방향이 수직 방향에서 일정 각도 경사진 것에 차이가 있다. 즉, 기본 구성은 제3 실시 예의 렌티큘라 렌즈 필름과 동일하며, 차이는 표시 패널(LP)와 배열된 관계에 차이가 있다.

도 7은 표시 패널(LP)의 앞면에 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름(SLEN)이 배치된 상태를 개략적으로 나타낸다. 표시 패널(LP)은 우안 영상용 화소(R)와 좌안 영상용 화소(L)가 교대로 배치되어 있고, 화소(PXL) 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 배치되어 있다. 단위 렌즈(LS)는 단위 영상 화소에 상응하여 배치되며, 단위 렌즈(LS)는 수직 방향에 대해 일정 각도 경사진 방향으로 배열된다. 그리고 단위 렌즈(LS) 사이에는 광 차단막(LB)이 배치되어 있다.

이 경우, 단위 렌즈(LS)와 단위 렌즈(LS) 사이인 밸리부(VA)에 배치된 광 차단층(LB)이 수직 방향의 블랙 매트릭스(BM)에 대해 일정 각도 경사진 방향으로 배열된다. 따라서, 블랙 매트릭스(BM)의 유무에 관계없이, 또한 블랙 매트릭스(BM)의 폭의 좁고 넓음에 상관없이, 밸리부(VA)로 빛이 유입된다. 즉, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름(SLEN)에는 반드시 광 차단층(LB)을 포함하는 것이 바람직하다.

특히, 광 차단층(LB)은 단위 렌즈(LS) 사이의 밸리부(VA) 영역에 대응하도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 광 차단층(LB)은 백 라이트가 투과되는 것을 방지하는 것이므로, 표시 패널(LP)의 전면 휘도를 감소시킨다. 따라서, 광 차단층(LB)의 폭이 너무 넓으면 표시 품질이 저하될 수 있다. 그러므로 광 차단층(LB)은 밸리부(VA)의 폭과 실질적으로 동일하거나 약간 더 큰 것이 바람직하다.

이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제5 실시 예에 대하여 설명한다. 도 8은 7개의 뷰 영상들(V1 ~ V7)을 표시하는 표시 패널(LP)을 구비한다. 그리고 표시 패널(LP)앞에는 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름(SLEN)이 배치된다.

도 8에서는 표시 패널(LP)의 픽셀들이 7 개의 뷰 영상들을 표시하는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 표시 패널(LP)의 픽셀들은 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 뷰 영상들을 표시할 수 있다. 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름(SLEN)은 슬랜티드 배리어, 표시패널의 서브 픽셀들의 수직 방향으로 형성된 버티컬 렌즈, 또는 버티컬 배리어로 구현될 수 있다.

도 8을 참조하면, 표시 패널(LP)의 픽셀(PXL)들 각각은 적색(red), 녹색(green), 및 청색(blue) 서브 픽셀들(R, G, B)을 포함한다. 표시 패널(LP)의 픽셀(PXL)들은 제1 내지 제7 뷰 영상들(V1~V7)을 표시한다. 슬랜티드 단위 렌즈(LS)는 제1 내지 제7 렌즈 영역들(LA1~LA7)을 포함한다. 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 렌즈 영역(LAk)에는 제k 뷰 영상을 표시하는 픽셀들이 배치된다. 이로 인해, 제k 렌즈 영역(LAk)은 제k 뷰 영상(Vk)을 제k 뷰 영역(VPk)으로 굴절시킨다. 예를 들어, 제1 렌즈 영역(LA1)은 픽셀들의 제1 뷰 영상(V1)을 제1 뷰 영역(VP1)으로 굴절시킨다.

표시 패널(LP)은 화소(PXL)들이 매트릭스 방식으로 배열되어 있다. 그리고 제5 실시 예에서는 7개의 화소(PXL)들이 각각 7개의 뷰 영상들(V1~V7)을 표시한다. 특히, 7개의 화소(PXL)들은 세로방향으로 상부에 4개 그리고 아래에 3개가 배열된 구조를 갖는다.

또한, 슬랜티드 렌티큘라 렌즈 필름(SLEN)의 단위 렌즈(LS) 하나는 한 단위 영상 화소 그룹인 7개의 뷰 영상들(V1~V7)을 표시하는 화소들(PXL)을 포함하는 폭을 갖는다. 그리고 단위 화소들(PXL) 사이에는 광 차단막(BS)이 배치된다.

즉, 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는, n(n은 2 이상의 자연수) 개의 뷰 영상들을 표현하는 단위 화소(PXL) 그룹을 구비하는 표시 패널(LP)과, n개의 뷰 영상을 표현하는 단위 화소 그룹에 상응하는 폭을 갖는 단위 렌즈(LS)를 구비한 렌티큘라 렌즈 필름(LEN), 그리고 단위 렌즈(LS)들 사이에 배치된 광 차단층(LB)을 포함한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10: 표시패널 30: 광학판
110: 게이트 구동회로 120: 데이터 구동회로
130: 타이밍 콘트롤러 140: 영상 처리부
150: 호스트 시스템 V1 ~ V7: 뷰 영상들
VP1 ~ VP7: 뷰 영역들 LEN: 필름형 렌티큘라 렌즈
BA: 기저부 LS: 단위 렌즈
VA: 밸리(Valley) 부 LB: 광 차단막
100: 우안 영역 입사광 200: 좌안 영역 입사광
110: 우안 영역 출사광 210: 좌안 영역 출사광
PXL: 화소 BM: 블랙 매트릭스
R: 우안 영상 화소 L: 좌안 영상 화소

Claims (10)

1. 단위 화소 영상을 n(n은 2보다 큰 정수)개로 나누어 표현하는 n개의 단위 화소들을 포함하는 단위 화소 그룹을 구비한 표시 패널; 그리고
   상기 표시 패널 전면에 배치되며, 상기 단위 화소 그룹에 상응하는 폭을 갖는 단위 렌즈와, 상기 단위 렌즈들 사이에 배치된 광 차단층을 구비한 렌티큘라 렌즈 필름을 포함하는 입체 영상 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이의 밸리부의 폭에 상응하는 폭 값을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 광 차단층은 레진 물질, 염료 물질 및 감광 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이로 조사되는 빛을 흡수하는 블랙 감광물질을(Black Photo-imageable Solder Resist) 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 광 차단층은 상기 단위 렌즈들 사이로 조사되는 빛을 반사하는 화이트 감광물질을(White Photo-imageable Solder Resist) 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위 렌즈는 상기 단위 화소들이 배열된 수직 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위 렌즈는 상기 단위 화소들이 배열된 수직 방향에 대해서 일정 각도 경사져 배열되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌티큘라 렌즈 필름은,
   기저부를 포함하고,
   상기 단위 렌즈는 상기 기저부의 일측면에 형성되고,
   상기 광 차단부는 상기 기저부의 타측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌티큘라 렌즈 필름은,
   일측면에 오목 렌즈 형상의 함몰부를 갖는 기저부를 포함하고,
   상기 단위 렌즈는 상기 함몰부를 채워 형성되며,
   상기 광 차단부는 상기 함몰부 사이의 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단위 렌즈는 복굴절율을 갖는 물질을 포함하고, 상기 복굴절율 중 적어도 어느 한 굴절율은 상기 기저부의 굴절율과 동일한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.

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