KR20140071841A - Stereoscopic image display device - Google Patents

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Abstract

2차원/3차원 영상 출력 변환이 가능한 입체 영상 표시 장치는 영상이 표시되는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 배치되고, 영상 표시 모드에 따라 상기 표시 패널에서 제공되는 광을 그대로 통과시키거나 굴절시키는 편광렌즈 패널; 및 상기 표시 패널과 상기 편광렌즈 패널 사이에 배치되고, 상기 표시 패널로부터 입사되는 광의 편광상태를 제어하는 편광렌즈 제어 패널을 포함한다. 상기 편광렌즈 제어 패널은, 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 제2 기판 하에 형성된 상부 전극; 및 상기 하부 전극 및 상부 전극 사이에 배치되고, 폴리머 및 액정이 혼합된 폴리머 액정으로 이루어진 폴리머 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A stereoscopic image display device capable of two-dimensional / three-dimensional image output conversion includes a display panel on which an image is displayed; A polarizing lens panel disposed on the display panel and adapted to pass or refract light directly provided in the display panel according to a video display mode; And a polarization lens control panel disposed between the display panel and the polarization lens panel and controlling a polarization state of light incident from the display panel. The polarizing lens control panel includes: a first substrate and a second substrate; A lower electrode formed on the first substrate; An upper electrode formed under the second substrate; And a polymer liquid crystal layer disposed between the lower electrode and the upper electrode and made of a polymer liquid crystal mixed with a polymer and a liquid crystal.

Description

입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}[0001] STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE [0002]

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a stereoscopic image display apparatus, and more particularly, to a stereoscopic image display apparatus capable of viewing a stereoscopic image without glasses.

입체(또는 3D) 영상 표시 장치는 시청자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상을 제공함으로써 시청자가 좌안과 우안의 양안 시차(Binocular Parallax)에 의해 입체 영상을 시청할 수 있도록 하는 장치이다.The stereoscopic (or 3D) image display device is a device that enables a viewer to view a stereoscopic image by binocular parallax between the left and right eyes by providing different images to the left and right eyes of a viewer.

최근에는, 입체 안경을 착용하지 않는 무안경 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무안경 방식으로는, 원통형의 렌즈 어레이를 이용해 좌안과 우안 영상을 분리하는 렌티큘러(Lenticular) 방식과 배리어(Barrier)를 이용하여 좌안과 우안 영상을 분리하는 배리어 방식이 있다.In recent years, studies have been actively conducted on the non-eyeglass system in which stereoscopic glasses are not worn. In the non-eyeglass system, there is a lenticular system for separating the left eye and right eye images using a cylindrical lens array, and a barrier system for separating the left eye and the right eye image using a barrier.

배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 슬릿 모양의 개구부가 나란히 배열된 배리어를 표시패널 상에 일정한 간격을 두고 배치함으로써, 좌안 영상 및 우안 영상이 배리어에 의하여 분리되어 시청자의 좌안 및 우안에 각각 입사되도록 한다. 이러한 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 제작이 용이하나 배리어에 의하여 광이 차단되기 때문에 화면의 밝기저하가 심하다는 문제점이 있다.In the barrier type stereoscopic image display device, the barrier in which the slit-shaped openings are arranged side by side is disposed at a constant interval on the display panel so that the left eye image and the right eye image are separated by the barrier and incident on the left and right eyes of the viewer . Such a barrier type stereoscopic image display device is easy to manufacture, but has a problem in that the brightness of the screen is significantly lowered because the light is blocked by the barrier.

렌티큘러 렌즈 방식의 입체 영상 표시 장치는 투명한 반원통 형상을 갖는 렌티큘러 렌즈를 표시패널 상에 배치하고, 상기 렌티큘러 렌즈에 의하여 좌안 영상 및 우안 영상이 분리되어 시청자의 좌안 및 우안으로 입사되도록 한다.In a stereoscopic image display apparatus using a lenticular lens system, a lenticular lens having a transparent semicylindrical shape is arranged on a display panel, and the left eye image and the right eye image are separated by the lenticular lens so as to be incident on the left and right eyes of a viewer.

이러한 렌티큘러 렌즈 방식의 입체 영상 표시 장치는 배리어 방식과 달리 화면 밝기가 저하되지는 않으나, 2차원/3차원 영상 출력 변환이 불가능하다는 단점이 있다.Such a lenticular lens type stereoscopic image display device is disadvantageous in that it can not perform 2D / 3D image output conversion although the brightness of the screen does not deteriorate unlike the barrier type.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2차원/3차원 영상 출력 변환이 가능한 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a stereoscopic image display device capable of two-dimensional / three-dimensional image output conversion.

또한, 본 발명은 두께를 감소시켜 슬림화할 수 있도록 한 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of reducing the thickness of the stereoscopic image display device.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims. In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 영상이 표시되는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 배치되고, 영상 표시 모드에 따라 상기 표시 패널에서 제공되는 광을 그대로 통과시키거나 굴절시키는 편광렌즈 패널; 및 상기 표시 패널과 상기 편광렌즈 패널 사이에 배치되고, 상기 표시 패널로부터 입사되는 광의 편광상태를 제어하는 편광렌즈 제어 패널을 포함한다. 상기 편광렌즈 제어 패널은, 하부 기판 및 상부 기판; 상기 하부 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 상부 기판 하에 형성된 상부 전극; 및 상기 하부 전극 및 상부 전극 사이에 배치되고, 폴리머 및 액정이 혼합된 폴리머 액정으로 이루어진 폴리머 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic image display apparatus including a display panel on which an image is displayed; A polarizing lens panel disposed on the display panel and adapted to pass or refract light directly provided in the display panel according to a video display mode; And a polarization lens control panel disposed between the display panel and the polarization lens panel and controlling a polarization state of light incident from the display panel. The polarizing lens control panel includes: a lower substrate and an upper substrate; A lower electrode formed on the lower substrate; An upper electrode formed under the upper substrate; And a polymer liquid crystal layer disposed between the lower electrode and the upper electrode and made of a polymer liquid crystal mixed with a polymer and a liquid crystal.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 영상이 표시되는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 영상 표시 모드에 따라 상기 표시 패널로부터 입사되는 광을 편광상태를 제어하여 그대로 통과시키거나 굴절시키는 편광렌즈 통합 패널을 포함한다. 상기 편광렌즈 통합 패널은, 제1 기판, 제2 기판, 및 제3 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 제2 기판 하에 형성된 상부 전극; 상기 하부 전극 및 상부 전극 사이에 배치되고, 폴리머 및 액정이 혼합된 폴리머 액정으로 이루어진 폴리머 액정층; 및 상기 제2 기판 및 제3 기판 사이에 배치되고, 광학적 이방성을 가지는 물질로 이루어진 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic image display device including a display panel on which an image is displayed; And a polarizing lens integrated panel disposed on the display panel for controlling the polarization state of the light incident from the display panel according to the image display mode and passing or refracting the light. The polarizing lens integrating panel includes a first substrate, a second substrate, and a third substrate; A lower electrode formed on the first substrate; An upper electrode formed under the second substrate; A polymer liquid crystal layer disposed between the lower electrode and the upper electrode and made of a polymer liquid crystal mixed with a polymer and liquid crystal; And a liquid crystal layer disposed between the second substrate and the third substrate and made of a material having optical anisotropy.

본 발명에 따르면, 유리 기판이 아닌 필름을 사용함으로써 입체 영상 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the thickness of the stereoscopic image display device can be reduced by using a film that is not a glass substrate.

또한, 본 발명에 따르면, 편광렌즈 패널과 편광렌즈 제어 패널을 하나의 필름으로 제작할 수 있기 때문에 제조 공정을 단순화하여 입체 영상 표시 장치의 제조효율을 향상시킬 수 있다는 다른 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the polarizing lens panel and the polarizing lens control panel can be manufactured as a single film, the manufacturing process can be simplified to improve the manufacturing efficiency of the stereoscopic image display device.

또한, 본 발명에 따르면, 부품 절감에 따라 생산비용을 절감할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.Further, according to the present invention, there is another effect that the production cost can be reduced as the parts are reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 평면 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 패널 및 편광렌즈 제어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 입체 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 패널 및 편광렌즈 제어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다
도 4은 폴리머와 액정의 혼합 비율에 따른 헤이즈를 측정한 실험데이터를 보여주는 도면이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 평면 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 통합 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 입체 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 통합 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a schematic view for explaining a stereoscopic image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a polarizing lens panel and a polarizing lens control panel in a planar image display mode.
3 is a view schematically showing a polarizing lens panel and a polarizing lens control panel in a stereoscopic image display mode
4 is a graph showing experimental data measuring haze according to the mixing ratio of polymer and liquid crystal.
5 is a view schematically showing a stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a polarizing lens integrated panel in a planar image display mode.
7 is a view schematically showing a polarizing lens integrated panel in a stereoscopic image display mode.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에" 또는 "하에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.In describing an embodiment of the present invention, when it is described that a structure is formed "on" or "under" another structure, such a substrate is not limited to the case where these structures are in contact with each other, The present invention is not limited thereto. However, if the terms "directly above" or "directly below" are used, these structures should be construed as limited to being in contact with each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a schematic view illustrating a stereoscopic image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(100)는 표시 패널(120), 표시 패널(120) 하에 배치되어 표시 패널(120)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(110), 편광렌즈 제어 패널(130) 및 편광렌즈 패널(140)을 포함한다. 이때, 표시 패널(120)이 광을 직접 발광하는 장치라면, 백라이트 유닛(110)은 생략될 수 있다.1, a stereoscopic image display apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a display panel 120, a backlight unit 110 disposed below the display panel 120 and supplying light to the display panel 120, A polarizing lens control panel 130, and a polarizing lens panel 140, as shown in FIG. At this time, if the display panel 120 emits light directly, the backlight unit 110 may be omitted.

먼저, 표시 패널(120)은 평면(또는 2D) 영상 표시 모드와 입체(또는 3D) 영상 표시 모드의 변환이 가능한 것으로, 평면 영상 표시 모드에 따라 소정의 평면 영상을 표시하거나, 입체 영상 표시 모드 따라 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 한 화면에 교번적으로 표시한다.First, the display panel 120 is capable of converting a plane (or 2D) image display mode and a stereoscopic (or 3D) image display mode. The display panel 120 displays a predetermined plane image according to the plane image display mode, The left eye image and the right eye image are separated and displayed alternately on one screen.

이러한 표시 패널(120)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display apparatus), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등의 평판 표시 장치가 사용될 수 있다.The display panel 120 may include a liquid crystal display apparatus (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (PDP), a light emitting diode (PDP) Or the like may be used.

이때, 표시 패널(120)이 액정표시장치를 사용하는 경우 액정 모드, 즉 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment: VA) 모드에 상관없이 적용이 가능하다.In this case, when the display panel 120 uses a liquid crystal display device, the liquid crystal mode, that is, the twisted nematic (TN) mode, the in-plane switching mode (IPS) mode, and the vertical alignment mode Can be applied without.

한편, 표시 패널(220)이 액정표시장치인 경우에는, 도 1에 도시되어 있지 않지만, 하부 편광판(미도시), 상부 편광판(미도시), 및 하부 편광판과 상부 편광판 사이에 배치된 액정층(미도시)으로 구성될 수 있다.1, a liquid crystal layer (not shown), an upper polarizer (not shown), and a liquid crystal layer (not shown) disposed between the lower polarizer and the upper polarizer Not shown).

이때, 백라이트 유닛(210)으로부터 표시 패널(220)로 입사되는 광은 하부 편광판(미도시)의 투과축과 나란한 광만이 하부 편광판(미도시)을 지나 액정층(미도시)을 통과하게 된다. 그리고, 액정층(미도시)을 통과하면서 광은 하부 편광판(미도시)의 투과축에 대해 90° 틀어진 방향의 선편광이 되어, 상부 편광판(미도시)의 편광층을 통과하게 된다.At this time, the light incident from the backlight unit 210 to the display panel 220 passes through the liquid crystal layer (not shown) through the lower polarizer (not shown) only in parallel with the transmission axis of the lower polarizer (not shown). Then, while passing through the liquid crystal layer (not shown), the light becomes linearly polarized light in a direction shifted by 90 degrees with respect to the transmission axis of the lower polarizer (not shown), and passes through the polarizing layer of the upper polarizer (not shown).

다음, 편광렌즈 패널(140)은 표시 패널(120)에 표시되는 영상을 평면 영상 표시 모드에서는 그대로 통과시키고, 입체 영상 모드에서는 좌안 영상과 우안 영상으로 분리함으로써 시청자에게 평면 영상 또는 입체 영상을 공급한다.Next, the polarizing lens panel 140 passes the image displayed on the display panel 120 in the planar image display mode as it is, and separates the left eye image and the right eye image in the stereoscopic image mode, thereby supplying a flat image or a stereoscopic image to the viewer .

다음, 편광렌즈 제어 패널(130)은 표시 패널(120)과 편광렌즈 패널(140) 사이에 배치되어, 표시 패널(120)로부터 편광렌즈 패널(140)로 입사되는 광의 편광 방향을 제어한다.The polarizing lens control panel 130 is disposed between the display panel 120 and the polarizing lens panel 140 to control the polarization direction of the light incident on the polarizing lens panel 140 from the display panel 120.

이하에서는 편광렌즈 제어 패널(130) 및 편광렌즈 패널(140)을 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the polarizing lens control panel 130 and the polarizing lens panel 140 will be described in more detail with reference to Figs. 2 to 4. Fig.

도 2는 평면 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 패널 및 편광렌즈 제어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 입체 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 패널 및 편광렌즈 제어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.2 is a view schematically showing a polarizing lens panel and a polarizing lens control panel in a planar image display mode. 3 is a view schematically showing a polarizing lens panel and a polarizing lens control panel in a stereoscopic image display mode.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 편광렌즈 패널(140)은 제1 기판(142a), 제2 기판(142b), 및 제1 기판(142a)와 제2 기판(142b) 사이에 형성된 굴절층(146) 및 액정층(144)을 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 2 and 3, the polarizing lens panel 140 includes a first substrate 142a, a second substrate 142b, and a second substrate 142b. The first substrate 142a, the second substrate 142b, A layer 146 and a liquid crystal layer 144. [

제1 기판(142a) 및 제2 기판(142b)은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진 필름으로 형성된다.The first substrate 142a and the second substrate 142b are formed of a film made of a transparent material capable of transmitting light.

굴절층(146)은 제2 기판(142b) 하에 배치되어 반전된 반원통형의 오목렌즈 형상을 가진다. 이러한 굴절층(146)은 UV 경화성 고분자 물질로 이루어질 수 있다.The refraction layer 146 is disposed under the second substrate 142b and has an inverted semi-cylindrical concave lens shape. The refraction layer 146 may be made of a UV curable polymer material.

액정층(144)은 제1 기판(142a)와 굴절층(146) 사이에 형성되어, 굴절층(146)의 형상에 의하여 볼록 렌즈와 같은 형상을 갖는다. 이러한 액정층(144)은 광학적 이방성을 가지는 액정(145) 및 RM(reactive mesogen)의 혼합물로 형성된다.The liquid crystal layer 144 is formed between the first substrate 142a and the refraction layer 146 and has the same shape as the convex lens due to the shape of the refraction layer 146. [ This liquid crystal layer 144 is formed of a mixture of the liquid crystal 145 having optical anisotropy and a reactive mesogen RM.

상기 RM은 광반응성 화합물로서, 자외선(UV)와 같은 광에 반응하여 제1 기판(142a) 상에 경화된다. 이때, 상기 혼합물에 포함된 액정(145)은 RM이 경화되면서 초기 배열된 방향으로 고정된다.The RM is a photoreactive compound and is cured on the first substrate 142a in response to light such as ultraviolet (UV) light. At this time, the liquid crystal 145 included in the mixture is fixed in the initial arrangement direction while the RM is cured.

한편, 액정층(144)은 액정(145)의 광학적 이방성에 의하여 액정의 장축 굴절률(ne)과 단축 굴절률(no)을 가진다. 굴절층(146)은 액정의 단축 굴절률(no) 및 장축 굴절률(ne) 중 어느 하나의 굴절률과 동일하게 형성된다.On the other hand, the liquid crystal layer 144 has a long axis refractive index n e and a single axis refractive index n o of the liquid crystal due to the optical anisotropy of the liquid crystal 145. The refraction layer 146 is formed to have the same refractive index as any one of the uniaxial refractive index (n o ) and the long axis refractive index (n e ) of the liquid crystal.

이에 따라, 굴절층(146)의 축 방향으로 진동하는 광은 굴절층(146)과 액정층(144)의 굴절률을 다르게 느껴 그 경계에서 굴절되나, 굴절층(146)의 축과 수직한 방향으로 진동하는 광은 굴절층(146)과 액정층(144)의 굴절률을 동일하게 느껴 그 경계에서 굴절되지 않는다. 이러한 특성을 이용하여, 제1 편광렌즈 패널(140)은 시청자에게 평면 영상과 입체 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.Accordingly, the light that vibrates in the axial direction of the refraction layer 146 is refracted at the boundary between the refraction layer 146 and the liquid crystal layer 144 because the refraction index of the refraction layer 146 is different from that of the liquid crystal layer 144. However, The vibrating light has the same refractive indexes of the refraction layer 146 and the liquid crystal layer 144 and is not refracted at its boundary. Using this characteristic, the first polarizing lens panel 140 can selectively display the planar image and the stereoscopic image to the viewer.

다음, 편광렌즈 제어 패널(130)은 평면 영상을 표시할 것인지 입체 영상을 표시할 것인지 선택하는 역할을 한다. 이러한 편광렌즈 제어 패널(130)은 제3 기판(132a), 제4 기판(132b), 하부 전극(134a), 상부 전극(134b), 및 하부 전극(134a)과 상부 전극(134b) 사이에 형성된 폴리머 액정층(136)을 포함하여 구성된다.Next, the polarization lens control panel 130 selects whether to display a plane image or a stereoscopic image. The polarization control panel 130 includes a third substrate 132a, a fourth substrate 132b, a lower electrode 134a, an upper electrode 134b, and a lower electrode 134b formed between the lower electrode 134a and the upper electrode 134b. And a polymer liquid crystal layer (136).

제3 기판(132a) 및 제4 기판(132b)은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진 필름으로 형성된다.The third substrate 132a and the fourth substrate 132b are formed of a film made of a transparent material capable of transmitting light.

하부 전극(134a)은 제3 기판(132a) 상에 배치되고, 광을 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어진다.The lower electrode 134a is disposed on the third substrate 132a and is made of a transparent conductive material capable of transmitting light such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).

그리고, 상부 전극(134b)은 제4 기판(132b) 하에 배치되고, 광을 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어진다.The upper electrode 134b is disposed under the fourth substrate 132b and is made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).

이러한 하부 전극(134a) 및 상부 전극(134b)은 외부로부터 전압이 공급되면, 수직 전계를 형성한다.The lower electrode 134a and the upper electrode 134b form a vertical electric field when a voltage is supplied from the outside.

폴리머 액정층(136)은 하부 전극(134a) 및 상부 전극(134b) 사이에 배치되어 폴리머 및 액정의 혼합물로 형성된다. 상기 폴리머는 광반응성 화합물로서, 편광 UV가 조사되면 액정의 배향 방향을 결정함과 동시에 액정을 고정시키게 된다.The polymer liquid crystal layer 136 is disposed between the lower electrode 134a and the upper electrode 134b and is formed of a mixture of a polymer and a liquid crystal. The polymer is a photoreactive compound. When the polarized UV is irradiated, the orientation of the liquid crystal is determined and the liquid crystal is fixed.

이러한 폴리머 액정의 특성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광렌즈제어 패널(130)은 제3 기판(132a) 및 제4 기판(132b)를 필름 형태로 구현할 수 있다.According to the characteristics of the polymer liquid crystal, the polarizing lens control panel 130 according to an embodiment of the present invention can realize the third substrate 132a and the fourth substrate 132b in a film form.

한편, 네마틱 액정을 사용하는 경우에는 액정의 유동성 때문에 편광렌즈 제어 패널(130)의 제3 기판(132a) 및 제4 기판(132b)을 필름으로 제작하기 어렵고 유리 기판을 사용하게 되는데, 이로 인하여 편광렌즈 제어 패널의 두께가 두껍고, 무게가 무겁다는 단점이 있다.On the other hand, in the case of using a nematic liquid crystal, it is difficult to make the third substrate 132a and the fourth substrate 132b of the polarizing lens control panel 130 as a film because of the liquidity of the liquid crystal, and a glass substrate is used The polarizing lens control panel has a thick thickness and a heavy weight.

반면, 폴리머 액정을 사용하는 경우에는 상술한 바와 같은 이유로 편광렌즈 제어 패널(130)의 제3 기판(132a) 및 제4 기판(132b)을 필름으로 제작할 수 있기 때문에 편광렌즈 제어 패널(130)의 두께가 얇아지고, 무게도 가벼워질 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, in the case of using the polymer liquid crystal, since the third substrate 132a and the fourth substrate 132b of the polarizing lens control panel 130 can be made of a film for the reasons described above, The thickness can be thinned and the weight can be reduced.

한편, 폴리머 액정층(136)의 액정 배향 상태는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment: VA) 모드가 가능하다.On the other hand, the liquid crystal alignment state of the polymer liquid crystal layer 136 may be a twisted nematic (TN) mode, an in-plane switching mode (IPS) mode, and a vertical alignment mode.

이러한 폴리머 액정층(136)은 전압 인가 여부에 따라 액정의 배열 방향을 제어함으로써 표시 패널(120)로부터 입사되는 광의 편광 방향을 조절한다.The polymer liquid crystal layer 136 controls the alignment direction of the liquid crystal according to whether the voltage is applied or not, thereby adjusting the polarization direction of the light incident from the display panel 120.

일 실시예에 있어서, 폴리머 액정층(136)은 전압 인가여부와 무관하게 투명성이 유지되도록 폴리머의 함유비율을 조절할 수 있다. 입체 영상 표시 장치(100)는 표시 패널(120)에 디스플레이되는 평면 영상 또는 입체 영상을 시청자에게 선명한 화질로 보여주어야 한다. 이를 위하여, 폴리머 액정층(136)은 전압 인가 여부와 무관하게 항상 투명하여야 하기 때문이다.In one embodiment, the polymer liquid crystal layer 136 can control the content of polymer so that transparency is maintained regardless of whether or not a voltage is applied. The stereoscopic image display apparatus 100 should display a flat image or a stereoscopic image displayed on the display panel 120 to a viewer with a clear image quality. For this, the polymer liquid crystal layer 136 must be transparent at all times regardless of whether a voltage is applied or not.

예를 들어 설명하면, 폴리머와 액정 혼합비에 따른 헤이즈와 투과도가 도 4와 같다면, 폴리머 액정층(136)은 폴리머의 함유비율이 40% 이상인 것이 바람직하다. 폴리머 액정층(136)은 폴리머의 함유비율이 40% 이상이면, 헤이즈(Haze)가 0%로 투명한 반면, 폴리머의 함유비율이 40% 보다 작으면, 헤이즈가 증가하여 혼탁해지고, 시청자가 평면 영상 또는 입체 영상을 시청함에 있어 화질이 저하된다는 문제가 발생할 수 있다.For example, if the haze and the transmittance according to the mixing ratio of the polymer and the liquid crystal are the same as in FIG. 4, the polymer liquid crystal layer 136 preferably has a polymer content of 40% or more. When the content of the polymer is greater than 40%, the polymer liquid crystal layer 136 is transparent to 0%, whereas when the content of the polymer is less than 40%, the haze increases to become hazy, Or a problem that the image quality deteriorates in viewing a stereoscopic image may occur.

이러한 폴리머 액정층(136)에 포함된 폴리머 및 액정의 혼합비는 폴리머 또는 액정의 종류 및 물성에 따라 달라질 수 있다.The mixing ratio of the polymer and the liquid crystal contained in the polymer liquid crystal layer 136 may vary depending on the type and physical properties of the polymer or liquid crystal.

이하에서는 전압 인가 여부에 따라 평면 영상 또는 입체 영상이 구현되는 예를 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, an example in which a planar image or a stereoscopic image is implemented according to whether a voltage is applied will be described in detail.

편광렌즈 패널(140)에 포함된 액정층(144)은 액정(145)의 광학적 이방성에 의하여 액정의 장축 굴절률(ne)과 단축 굴절률(no)을 가지고, 굴절층(146)은 액정층(144)에 포함된 액정(145)의 단축 굴절률(no) 동일하게 형성된다고 가정한다.The liquid crystal layer 144 included in the polarizing lens panel 140 has a long axis refractive index n e and a single axis refractive index n o of the liquid crystal due to the optical anisotropy of the liquid crystal 145, (N o ) of the liquid crystal 145 included in the liquid crystal layer 144 is formed to be the same.

도 2에 도시된 바와 같이, 하부 전극(134a) 및 상부 전극(134b)에 전압이 인가되지 않으면, 표시 패널(120)로부터 입사되는 광은 편광상태가 편광렌즈 제어 패널(130)에 의하여 90° 변환된다.2, when the voltage is not applied to the lower electrode 134a and the upper electrode 134b, the light incident from the display panel 120 is polarized by 90 degrees by the polarizing lens control panel 130 .

그리고, 편광렌즈 패널(140)에 입사되는 광은 액정층(144)에 포함된 액정(145)의 단축방향과 동일한 방향을 갖게 되어, 액정(145)의 단축 굴절률(no)을 겪게 된다.The light incident on the polarizing lens panel 140 has the same direction as the minor axis direction of the liquid crystal 145 included in the liquid crystal layer 144 and experiences the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal 145.

액정(145)의 단축 굴절률(no)과 굴절층(146)의 굴절률(n)은 실절적으로 동일하므로, 광은 액정층(144)과 굴절층(146)을 동일한 매질로 인식하여 굴절없이 진행하게 된다. 이에 따라, 평면 영상이 구현된다.The single refraction index n o of the liquid crystal 145 and the refraction index n of the refraction layer 146 are substantially equal to each other so that the light recognizes the liquid crystal layer 144 and the refraction layer 146 as the same medium, . Thus, a planar image is realized.

반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 전극(134a) 및 상부 전극(134b)에 전압이 인가되면, 표시 패널(120)로부터 입사되는 광은 편광상태의 변화 없이 편광렌즈 패널(140)에 입사된다.3, when a voltage is applied to the lower electrode 134a and the upper electrode 134b, the light incident from the display panel 120 enters the polarizing lens panel 140 without changing the polarization state, do.

그리고, 편광렌즈 패널(140)에 입사되는 광은 액정층(144)에 포함된 액정(145)의 장축 방향과 동일한 방향을 갖게 되어, 액정(145)의 장축 굴절률(ne)을 겪게 된다.The light incident on the polarizing lens panel 140 has the same direction as the long axis direction of the liquid crystal 145 included in the liquid crystal layer 144 and undergoes the long axis refractive index n e of the liquid crystal 145.

액정(145)의 장축 굴절률(ne)이 굴절층(146)의 굴절률(n) 보다 크므로, 광은 굴절된다. 이에 따라, 볼록렌즈 형상을 가진 액정층(144)은 볼록렌즈와 같이 기능을 하게 되고, 표시 패널(120)에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 시청자에게 제공함으로써 입체 영상이 구현된다.
Since the long axis refractive index n e of the liquid crystal 145 is larger than the refractive index n of the refractive layer 146, the light is refracted. Accordingly, the liquid crystal layer 144 having a convex lens shape functions like a convex lens, and a stereoscopic image is realized by separating the left eye image and the right eye image displayed on the display panel 120 and providing them to the viewer.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.5 is a schematic view illustrating a stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200)는 표시 패널(210), 표시 패널(210) 하에 배치되어 표시 패널(220)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(210), 및 편광렌즈 통합 패널(230)을 포함한다. 이때, 표시 패널(220)이 직접 발광하는 장치라면, 백라이트 유닛(210)은 생략될 수 있다.5, a stereoscopic image display apparatus 200 according to another exemplary embodiment of the present invention includes a display panel 210, a backlight unit (not shown) disposed under the display panel 210 to supply light to the display panel 220 210, and a polarizing lens integrating panel 230. At this time, if the display panel 220 emits light directly, the backlight unit 210 may be omitted.

먼저, 표시 패널(220)은 평면(또는 2D) 영상 표시 모드와 입체(또는 3D) 영상 표시 모드의 변환이 가능한 것으로, 평면 영상 표시 모드에 따라 소정의 평면 영상을 표시하거나, 입체 영상 표시 모드 따라 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 한 화면에 교번적으로 표시한다.First, the display panel 220 is capable of converting a plane (or 2D) image display mode and a stereoscopic (or 3D) image display mode. The display panel 220 displays a predetermined plane image according to the plane image display mode, The left eye image and the right eye image are separated and displayed alternately on one screen.

이러한 표시 패널(220)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display apparatus), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등의 평판 표시 장치가 사용될 수 있다.The display panel 220 may be a liquid crystal display apparatus (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (PDP), a light emitting diode (PDP) Or the like may be used.

이때, 표시 패널(220)이 액정표시장치를 사용하는 경우 액정 모드, 즉 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment: VA) 모드에 상관없이 적용이 가능하다.In this case, when the display panel 220 uses a liquid crystal display device, the liquid crystal mode, that is, the twisted nematic (TN) mode, the in-plane switching mode (IPS) mode, and the vertical alignment mode Can be applied without.

한편, 표시 패널(220)이 액정표시장치인 경우에는, 도 5에 도시되어 있지 않지만, 하부 편광판(미도시), 상부 편광판(미도시), 및 하부 편광판과 상부 편광판 사이에 배치된 액정층(미도시)으로 구성될 수 있다.5, a lower polarizer (not shown), an upper polarizer (not shown), and a liquid crystal layer (not shown) disposed between the lower polarizer and the upper polarizer (not shown) Not shown).

이때, 백라이트 유닛(210)으로부터 표시 패널(220)로 입사되는 광은 하부 편광판(미도시)의 투과축과 나란한 광만이 하부 편광판(미도시)을 지나 액정층(미도시)을 통과하게 된다. 그리고, 액정층(미도시)을 통과하면서 광은 하부 편광판(미도시)의 투과축에 대해 90° 틀어진 방향의 선편광이 되어, 상부 편광판(미도시)의 편광층을 통과하게 된다.At this time, the light incident from the backlight unit 210 to the display panel 220 passes through the liquid crystal layer (not shown) through the lower polarizer (not shown) only in parallel with the transmission axis of the lower polarizer (not shown). Then, while passing through the liquid crystal layer (not shown), the light becomes linearly polarized light in a direction shifted by 90 degrees with respect to the transmission axis of the lower polarizer (not shown), and passes through the polarizing layer of the upper polarizer (not shown).

다음, 편광렌즈 통합 패널(230)은 표시 패널(220)로부터 입사되는 광의 편광방향을 제어하여 표시 패널(220)에 표시되는 영상을 평면 영상 표시 모드에서는 그대로 통과시키고, 입체 영상 모드에서는 좌안 영상과 우안 영상으로 분리한다. 이에 따라, 편광렌즈 통합 패널(230)은 시청자에게 평면 영상과 입체 영상을 선택적으로 제공한다.Next, the polarizing lens integrating panel 230 controls the polarization direction of the light incident from the display panel 220 to allow the image displayed on the display panel 220 to pass through in the planar image display mode. In the stereoscopic image mode, The right eye image is separated. Accordingly, the polarizing lens integrating panel 230 selectively provides a flat image and a stereoscopic image to the viewer.

이러한 편광렌즈 통합 패널(230)은 전압 인가 여부에 따라 평면 영상 또는 입체 영상이 구현된다. 일 예로, 전압이 인가되는 경우에는 입체 영상을 구현하고, 전압이 인가되지 않는 경우에는 평면 영상을 구현한다. 물론, 이와 반대의 시스템으로 구동할 수도 있다.In the polarizing lens integration panel 230, a planar image or a stereoscopic image is implemented depending on whether a voltage is applied or not. For example, a stereoscopic image is implemented when a voltage is applied, and a planar image is implemented when a voltage is not applied. Of course, you can also run on the opposite system.

이하에서는 편광렌즈 통합 패널(230)을 도 6 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the polarizing lens integrating panel 230 will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 7. FIG.

도 6은 평면 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 통합 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7은 입체 영상 표시 모드에서의 편광렌즈 통합 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.6 is a view schematically showing a polarizing lens integrated panel in a planar image display mode. 7 is a view schematically showing a polarizing lens integrated panel in a stereoscopic image display mode.

도 6 및 도 7을 참조하면, 편광렌즈 통합 패널(230)은 편광렌즈 패널과 편광렌즈 제어 패널의 기능을 하나의 셀로 구현한다.Referring to FIGS. 6 and 7, the polarizing lens integrating panel 230 implements the functions of the polarizing lens panel and the polarizing lens control panel in one cell.

구체적으로, 편광렌즈 통합 패널(230)은 제1 기판(232a), 제2기판(232b), 하부 전극(234a), 상부 전극(234b), 및 하부 전극(234a)과 상부 전극(234b) 사이에 형성된 폴리머 액정층(235)으로 구성되어 편광렌즈 제어 패널의 기능을 구현한다.Specifically, the polarizing lens integrating panel 230 includes a first substrate 232a, a second substrate 232b, a lower electrode 234a, an upper electrode 234b, and a lower electrode 234b between the lower electrode 234a and the upper electrode 234b And a polymer liquid crystal layer 235 formed on the polarizing lens control panel.

또한, 편광렌즈 통합 패널(230)은 제3 기판(232c), 액정층(236) 및 굴절층(239)으로 구성되어 편광렌즈 패널의 기능을 구현한다.The polarizing lens integrating panel 230 includes a third substrate 232c, a liquid crystal layer 236, and a refraction layer 239 to implement the function of the polarizing lens panel.

제1 기판(232a) 및 제2기판(232b)은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진 필름으로 형성된다.The first substrate 232a and the second substrate 232b are formed of a film made of a transparent material capable of transmitting light.

하부 전극(234a)은 제1 기판(232a) 상에 배치되고, 광을 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어진다.The lower electrode 234a is disposed on the first substrate 232a and is made of a transparent conductive material capable of transmitting light such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).

그리고, 상부 전극(234b)은 제2 기판(232b) 하에 배치되고, 광을 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어진다.The upper electrode 234b is disposed under the second substrate 232b and is made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).

이러한 하부 전극(234a) 및 상부 전극(234b)은 외부로부터 전압이 공급되면, 수직 전계를 형성한다.The lower electrode 234a and the upper electrode 234b form a vertical electric field when a voltage is supplied from the outside.

다음, 폴리머 액정층(235)은 하부 전극(234a) 및 상부 전극(234b) 사이에 배치되어 폴리머 및 액정의 혼합물로 형성된다. 상기 폴리머는 광반응성 화합물로서, 편광 UV가 조사되면 액정의 배향 방향을 결정함과 동시에 액정을 고정시키게 된다.Next, the polymer liquid crystal layer 235 is disposed between the lower electrode 234a and the upper electrode 234b and is formed of a mixture of polymer and liquid crystal. The polymer is a photoreactive compound. When the polarized UV is irradiated, the orientation of the liquid crystal is determined and the liquid crystal is fixed.

이러한 폴리머 액정의 특성에 의하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광렌즈 통합 패널(230)은 제1 기판(232a) 및 제2기판(232b)을 필름 형태로 구현할 수 있다. 이로 인하여, 편광렌즈 통합 패널(230)은 두께가 얇아지고, 무게도 가벼워질 수 있다는 장점이 있다.According to the characteristics of the polymer liquid crystal, the polarizing lens integrating panel 230 according to another embodiment of the present invention can realize the first substrate 232a and the second substrate 232b in a film form. Therefore, the polarizing lens integrating panel 230 can be made thinner and lighter in weight.

한편, 폴리머 액정층(235)의 액정 배향 상태는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment: VA) 모드가 가능하다.On the other hand, the liquid crystal alignment state of the polymer liquid crystal layer 235 can be a twisted nematic (TN) mode, an in-plane switching mode (IPS) mode, and a vertical alignment mode.

이러한 폴리머 액정층(235)은 전압 인가 여부에 따라 액정의 배열 방향을 제어함으로써 표시 패널(220)로부터 입사되는 광의 편광 방향을 조절한다.The polymer liquid crystal layer 235 adjusts the polarization direction of light incident from the display panel 220 by controlling the arrangement direction of the liquid crystal according to whether a voltage is applied or not.

일 실시예에 있어서, 폴리머 액정층(136)은 전압 인가여부와 무관하게 투명성이 유지되도록 폴리머의 함유비율을 조절할 수 있다. 입체 영상 표시 장치(100)는 표시 패널(120)에 디스플레이되는 평면 영상 또는 입체 영상을 시청자에게 선명한 화질로 보여주어야 한다. 이를 위하여, 폴리머 액정층(136)은 전압 인가 여부와 무관하게 항상 투명하여야 하기 때문이다.In one embodiment, the polymer liquid crystal layer 136 can control the content of polymer so that transparency is maintained regardless of whether or not a voltage is applied. The stereoscopic image display apparatus 100 should display a flat image or a stereoscopic image displayed on the display panel 120 to a viewer with a clear image quality. For this, the polymer liquid crystal layer 136 must be transparent at all times regardless of whether a voltage is applied or not.

예를 들어 설명하면, 폴리머와 액정 혼합비에 따른 헤이즈와 투과도가 도 4와 같다면, 폴리머 액정층(136)은 폴리머의 함유비율이 40% 이상인 것이 바람직하다. 폴리머 액정층(136)은 폴리머의 함유비율이 40% 이상이면, 헤이즈(Haze)가 0%로 투명한 반면, 폴리머의 함유비율이 40% 보다 작으면, 헤이즈가 증가하여 혼탁해지고, 시청자가 평면 영상 또는 입체 영상을 시청함에 있어 화질이 저하된다는 문제가 발생할 수 있다.For example, if the haze and the transmittance according to the mixing ratio of the polymer and the liquid crystal are the same as in FIG. 4, the polymer liquid crystal layer 136 preferably has a polymer content of 40% or more. When the content of the polymer is greater than 40%, the polymer liquid crystal layer 136 is transparent to 0%, whereas when the content of the polymer is less than 40%, the haze increases to become hazy, Or a problem that the image quality deteriorates in viewing a stereoscopic image may occur.

이러한 폴리머 액정층(136)에 포함된 폴리머 및 액정의 혼합비는 폴리머 또는 액정의 종류 및 물성에 따라 달라질 수 있다.The mixing ratio of the polymer and the liquid crystal contained in the polymer liquid crystal layer 136 may vary depending on the type and physical properties of the polymer or liquid crystal.

다음, 제3 기판(232c)은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진 필름으로 형성된다.Next, the third substrate 232c is formed of a film made of a transparent material capable of transmitting light.

굴절층(239)은 제3 기판(232c) 하에 배치되어 반전된 반원통형의 오목렌즈 형상을 가진다. 이러한 굴절층(239)은 UV 경화성 고분자 물질로 이루어질 수 있다.The refraction layer 239 is disposed under the third substrate 232c and has an inverted semi-cylindrical concave lens shape. The refractive layer 239 may be made of a UV curable polymer material.

액정층(236)은 제2 기판(232b)와 굴절층(239) 사이에 형성되어, 굴절층(239)의 형상에 의하여 볼록 렌즈와 같은 형상을 갖는다. 광학적 이방성을 가지는 액정(237) 및 RM(reactive mesogen)의 혼합물로 형성된다.The liquid crystal layer 236 is formed between the second substrate 232b and the refraction layer 239 and has the same shape as the convex lens due to the shape of the refraction layer 239. [ A liquid crystal 237 having optical anisotropy, and a reactive mesogen RM.

상기 RM은 광반응성 화합물로서, 자외선(UV)와 같은 광에 반응하여 제2 기판(232a) 상에 경화된다. 이때, 상기 혼합물에 포함된 액정(237)은 RM이 경화되면서 초기 배열된 방향으로 고정된다.The RM is a photoreactive compound and is cured on the second substrate 232a in response to light such as ultraviolet (UV) light. At this time, the liquid crystal 237 included in the mixture is fixed in the initial arrangement direction while the RM is cured.

한편, 액정층(236)은 액정(237)의 광학적 이방성에 의하여 액정의 장축 굴절률(ne)과 단축 굴절률(no)을 가진다. 굴절층(239)은 액정의 단축 굴절률(no) 및 장축 굴절률(ne) 중 어느 하나의 굴절률과 동일하게 형성된다.On the other hand, the liquid crystal layer 236 has the long axis refractive index n e and the single axis refractive index n o of the liquid crystal due to the optical anisotropy of the liquid crystal 237. The refraction layer 239 is formed to have the same refractive index as any one of the uniaxial refractive index (n o ) and the long axis refractive index (n e ) of the liquid crystal.

이에 따라, 굴절층(239)의 축 방향으로 진동하는 광은 굴절층(239)과 액정층(236)의 굴절률을 다르게 느껴 그 경계에서 굴절되나, 굴절층(239)의 축과 수직한 방향으로 진동하는 광은 굴절층(239)과 액정층(236)의 굴절률을 동일하게 느껴 그 경계에서 굴절되지 않는다. 이러한 특성을 이용하여, 편광렌즈 통합 패널(230)은 시청자에게 평면 영상과 입체 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.Accordingly, the light that vibrates in the axial direction of the refraction layer 239 is refracted at the boundary between the refraction layer 239 and the liquid crystal layer 236 because the refraction index of the refraction layer 239 is different from that of the liquid crystal layer 236, The vibrating light has the same refractive index as that of the refraction layer 239 and the liquid crystal layer 236 and is not refracted at the boundary. Using this characteristic, the polarizing lens integrating panel 230 can selectively display the planar image and the stereoscopic image to the viewer.

이하에서는 전압 인가 여부에 따라 평면 영상 또는 입체 영상이 구현되는 예를 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, an example in which a planar image or a stereoscopic image is implemented according to whether a voltage is applied will be described in detail.

편광렌즈 통합 패널(230)에 포함된 액정층(236)은 액정(237)의 광학적 이방성에 의하여 액정의 장축 굴절률(ne)과 단축 굴절률(no)을 가지고, 굴절층(239)은 액정층(236)에 포함된 액정(237)의 단축 굴절률(no) 동일하게 형성된다고 가정한다.The liquid crystal layer 236 included in the polarizing lens integrating panel 230 has a long axis refractive index n e and a single axis refractive index n o of the liquid crystal due to the optical anisotropy of the liquid crystal 237, It is assumed that the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal 237 included in the layer 236 is formed identically.

도 6에 도시된 바와 같이, 하부 전극(234a) 및 상부 전극(234b)에 전압이 인가되지 않으면, 표시 패널(220)로부터 입사되는 광은 편광상태가 폴리머 액정층(235)에 의하여 90° 변환된다.6, when the voltage is not applied to the lower electrode 234a and the upper electrode 234b, the polarization state of light incident from the display panel 220 is changed by 90 degrees by the polymer liquid crystal layer 235 do.

그리고, 액정층(236)에 입사되는 광은 액정(237)의 단축 방향과 동일한 방향을 갖게 되어, 액정(237)의 단축 굴절률(no)을 겪게 된다.The light incident on the liquid crystal layer 236 has the same direction as the minor axis direction of the liquid crystal 237 and undergoes the uniaxial refractive index n o of the liquid crystal 237.

액정(237)의 단축 굴절률(no)과 굴절층(239)의 굴절률(n)은 실절적으로 동일하므로, 광은 액정층(237)과 굴절층(239)을 동일한 매질로 인식하여 굴절없이 진행하게 된다. 이에 따라, 평면 영상이 구현된다.The single refraction index n o of the liquid crystal 237 and the refraction index n of the refraction layer 239 are substantially equal to each other so that the light is recognized as the same medium in the liquid crystal layer 237 and the refraction layer 239, . Thus, a planar image is realized.

반면, 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 전극(234a) 및 상부 전극(234b)에 전압이 인가되면, 표시 패널(220)로부터 입사되는 광은 편광상태 변화 없이 액정층(236)에 입사된다.7, when a voltage is applied to the lower electrode 234a and the upper electrode 234b, the light incident from the display panel 220 is incident on the liquid crystal layer 236 without changing the polarization state.

그리고, 액정층(236)에 입사되는 광은 액정(237)의 장축 방향과 동일한 방향을 갖게 되어, 액정(237)의 장축 굴절률(ne)을 겪게 된다.The light incident on the liquid crystal layer 236 has the same direction as the long axis direction of the liquid crystal 237 and undergoes the long axis refractive index n e of the liquid crystal 237.

액정(236)의 장축 굴절률(ne)이 굴절층(239)의 굴절률(n) 보다 크므로, 광은 굴절된다. 이에 따라, 볼록렌즈 형상을 가진 액정층(236)은 볼록렌즈와 같이 기능을 하게 되고, 표시 패널(220)에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 시청자에게 제공함으로써 입체 영상이 구현된다.Since the long axis refractive index n e of the liquid crystal 236 is larger than the refractive index n of the refractive layer 239, the light is refracted. Accordingly, the liquid crystal layer 236 having a convex lens shape functions as a convex lens, and the left eye image and the right eye image displayed on the display panel 220 are separated from each other and provided to viewers, thereby realizing a stereoscopic image.

도면에 도시하지 않았지만, 편광렌즈 통합 패널(230)은 배향막(미도시)을 더 형성하여 폴리머 액정층(235)에 포함된 액정들을 일정한 방향으로 배향시킬 수 있다.Although not shown in the drawing, the polarizing lens integrating panel 230 may further form an alignment film (not shown) to align liquid crystals included in the polymer liquid crystal layer 235 in a predetermined direction.

상기 배향막(미도시)은 일 예로, 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 박막을 형성한 후, 이를 경화시키고, 표면에 러빙처리를 함으로써 미소한 홈이 형성되는 과정을 걸쳐 완성될 수 있다.For example, the alignment layer (not shown) may be formed by forming a thin film of polyimide, curing the thin film, and rubbing the surface to form a minute groove.

이러한 배향막(미도시)은 하부 전극(234a) 상에 형성된 제1 배향막(미도시), 및 상부 전극(234b) 하에 형성된 제2 배향막(미도시)을 포함할 수 있다.The alignment layer (not shown) may include a first alignment layer (not shown) formed on the lower electrode 234a and a second alignment layer (not shown) formed under the upper electrode 234b.

또한, 편광렌즈 통합 패널(230)은 액정층(236)의 외곽을 따라 형성된 배향막(미도시)을 더 포함하여 액정층(236)에 포함된 액정들(237)을 일정한 방향으로 배향시킬 수 있다. The polarizing lens integrating panel 230 may further include an alignment layer (not shown) formed along the outer periphery of the liquid crystal layer 236 to align the liquid crystals 237 included in the liquid crystal layer 236 in a predetermined direction .

이러한 배향막(미도시)는 제2 기판(232b) 상에 형성된 제3 배향막(미도시), 및 액정층(236)과 굴절층(239) 사이에 형성된 제4 배향막(미도시)을 포함할 수 있다.The alignment layer (not shown) may include a third alignment layer (not shown) formed on the second substrate 232b and a fourth alignment layer (not shown) formed between the liquid crystal layer 236 and the refraction layer 239 have.

한편, 도면에는 액정층(236)이 볼록렌즈 형상을 가지는 것으로 도시하고 있으나, 다른 일 실시예에서는 프리넬 렌즈(Fresnel lens) 형상을 가질 수도 있고, 또 다른 일 실시예에서는 오목렌즈 형상을 가질 수도 있다.Although the liquid crystal layer 236 is shown as having a convex lens shape in the drawing, it may have a Fresnel lens shape in another embodiment, or may have a concave lens shape in another embodiment have.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200)는, 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(100)와 비교하였을 때, 편광렌즈 패널(140)과 편광렌즈 제어 패널(130)을 하나의 편광렌즈 통합 패널(230)로 구현하고 있다.The stereoscopic image display apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a polarizing lens panel 140 and a polarizing lens control panel 130 as compared with the stereoscopic image display apparatus 100 according to an embodiment. Is implemented by a single polarizing lens integrating panel 230.

편광렌즈 통합 패널(230)은 편광렌즈 제어 패널(130) 상에 편광렌즈 패널(140)을 단순히 증착한 것이 아니라, 하나의 기판을 제거하여 두께가 슬림해지고, 부품 절감에 제작비용 절감 및 제조공정의 단순화를 구현할 수 있다는 효과가 있다.The polarizing lens integrating panel 230 is formed not by simply depositing the polarizing lens panel 140 on the polarizing lens control panel 130 but by removing one substrate to make the thickness thinner, Can be realized.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

110, 210: 백라이트 유닛 120, 220: 표시 패널
130: 편광렌즈 제어 패널 140: 편광렌즈 패널
230: 편광렌즈 통합 패널110, 210: backlight unit 120, 220: display panel
130: polarized lens control panel 140: polarized lens panel
230: Polarizing lens integrated panel

Claims (10)

영상이 표시되는 표시 패널;
상기 표시 패널 상에 배치되고, 영상 표시 모드에 따라 상기 표시 패널에서 제공되는 광을 그대로 통과시키거나 굴절시키는 편광렌즈 패널; 및
상기 표시 패널과 상기 편광렌즈 패널 사이에 배치되고, 상기 표시 패널로부터 입사되는 광의 편광상태를 제어하는 편광렌즈 제어 패널을 포함하고,
상기 편광렌즈 제어 패널은,
제1 기판 및 제2 기판;
상기 제1 기판 상에 형성된 하부 전극;
상기 제2 기판 하에 형성된 상부 전극; 및
상기 하부 전극 및 상부 전극 사이에 배치되고, 폴리머 및 액정이 혼합된 폴리머 액정으로 이루어진 폴리머 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.A display panel on which an image is displayed;
A polarizing lens panel disposed on the display panel and adapted to pass or refract light directly provided in the display panel according to a video display mode; And
And a polarizing lens control panel disposed between the display panel and the polarizing lens panel and controlling a polarization state of light incident from the display panel,
Wherein the polarizing lens control panel comprises:
A first substrate and a second substrate;
A lower electrode formed on the first substrate;
An upper electrode formed under the second substrate; And
And a polymer liquid crystal layer disposed between the lower electrode and the upper electrode and made of a polymer liquid crystal mixed with a polymer and a liquid crystal. 영상이 표시되는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상에 배치되고, 영상 표시 모드에 따라 상기 표시 패널로부터 입사되는 광을 편광상태를 제어하여 그대로 통과시키거나 굴절시키는 편광렌즈 통합 패널을 포함하고,
상기 편광렌즈 통합 패널은,
제1 기판, 제2 기판, 및 제3 기판;
상기 제1 기판 상에 형성된 하부 전극;
상기 제2 기판 하에 형성된 상부 전극;
상기 하부 전극 및 상부 전극 사이에 배치되고, 폴리머 및 액정이 혼합된 폴리머 액정으로 이루어진 폴리머 액정층; 및
상기 제2 기판 및 제3 기판 사이에 배치되고, 광학적 이방성을 가지는 물질로 이루어진 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.A display panel on which an image is displayed; And
And a polarizing lens integrated panel which is arranged on the display panel and controls the polarization state of the light incident from the display panel according to the image display mode,
Wherein the polarizing lens integrating panel comprises:
A first substrate, a second substrate, and a third substrate;
A lower electrode formed on the first substrate;
An upper electrode formed under the second substrate;
A polymer liquid crystal layer disposed between the lower electrode and the upper electrode and made of a polymer liquid crystal mixed with a polymer and liquid crystal; And
And a liquid crystal layer disposed between the second substrate and the third substrate and made of a material having optical anisotropy. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리머 액정층은 전압 인가여부와 상관없이 투명한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polymer liquid crystal layer is transparent regardless of whether a voltage is applied or not. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리머 액정층은 전압 인가 여부에 따라 상기 액정의 배열 방향이 변하는 것을 특징으로 입체 영상 표시 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the alignment direction of the liquid crystal is changed according to whether a voltage is applied to the polymer liquid crystal layer. 제4항에 있어서,
상기 폴리머 액정층은 전압이 인가되지 않으면 상기 액정의 단축이 상기 표시 패널로부터 입사되는 광의 편광방향과 동일한 방향으로 배향되고, 전압이 인가되면, 상기 액정의 장축이 상기 표시 패널로부터 입사되는 광의 편광방향과 동일한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the short axis of the liquid crystal is oriented in the same direction as the polarization direction of the light incident from the display panel when the voltage is not applied and the long axis of the liquid crystal is polarized in the polarization direction of the light incident from the display panel And the second direction is oriented in the same direction as the first direction. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리머 액정층은 상기 액정의 배향 상태가 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 횡전계(In Plane Switching: IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment: VA) 모드 중 하나인 것을 특징으로 입체 영상 표시 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The polymer liquid crystal layer is characterized in that the alignment state of the liquid crystal is one of Twisted Nematic (TN), In Plane Switching (IPS) and Vertical Alignment (VA) . 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리머 액정층은 편광 UV를 조사하여 상기 액정을 일정한 방향으로 정렬한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polymer liquid crystal layer is irradiated with polarized UV to align the liquid crystal in a predetermined direction. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 기판 및 제2 기판은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first substrate and the second substrate are formed of a film made of a transparent material capable of transmitting light. 제2항에 있어서,
상기 액정층은 볼록 렌즈 형상, 오목 렌즈 형상, 및 프리넬 렌즈 형상 중 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the liquid crystal layer has one of a convex lens shape, a concave lens shape, and a Fresnel lens shape. 제2항에 있어서,
상기 액정층은 액정 및 RM(reactive mesogen)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the liquid crystal layer is a mixture of a liquid crystal and a reactive mesogen (RM).
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