KR101933455B1 - 입체영상 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 좌안광원 및 우안광원과 좌안광원과 우안광원의 광을 지향성으로 발광하는 도광판을 포함하는 백라이트부와, 백라이트부의 광을 전달받아 2D 영상 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 패널부와, 백라이트부에 대향하게 구비되고, 광을 일정각도로 디스플레이 패널부 측으로 출사하는 양면형 프리즘 필름 및 디스플레이 패널부와 양면형 프리즘 필름 사이에 위치되고, 2D 모드 또는 3D 모드에 따라 온/오프되어 시야각을 달리하는 광을 출사하는 스위처블 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

입체영상 디스플레이 장치{AUTOSTEREOSCROPIC DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히, 2D 모드시 공간적 균일성(spatial uniformity)을 향상시키고, 3D 모드시 좌안과 우안으로 유입되는 이미지 혼선(cross-talk)을 방지할 수 있도록 하는 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
3차원 영상을 구현하는 일반적인 방법은 시청자의 양안시차를 이용하는 것이다. 양안시차를 이용한 3차원 영상 구현 방법에는 스테레오스코픽 (Stereoscopic) 방법과, 오토스테레오스코픽(Autostereoscoic) 방법이 있다.
스테레오스코픽 방법은 편광안경, LC 셔터(LC shutter) 안경 등과 같은 3차원 영상을 표시하기 위한 안경을 착용하는 방법이다. 이러한 스테레오스코픽 방법은 편광 프로젝터를 이용하여 주로 극장과 같은 여러 사람이 시청하는 곳에 응용되고 있다. 오토스테레오스코픽 방법은 렌티큘라 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(Parallax barrier), 패럴랙스 일루미네이션(Parallax illumination) 등의 장치를 이용하여 맨눈으로 관측하는 방법이다. 이러한 오토스테레오스코픽 방법은 개인이나 소수의 사람들이 사용하는 게임용 디스플레이, 가정용 TV, 전시용 디스플레이 등에 응용되고 있다.
종래의 오토스테레오스코픽 방법에 관한 기술은 대한민국 공개특허 제10-2011-0036916호(공개일: 2011.04.12, 발명의 명칭: 오토스테레오스코픽 디스플레이 디바이스) 및 대한민국 공개특허 제10-2011-0016461호(공개일: 2011.02.17, 발명의 명칭: 광학 장치 및 광학 장치를 포함하는 오토스테레오스코픽 디스플레이 디바이스)등에 개시되어 있다.
또한 최근에는 2D와 3D를 겸용하여 사용하는 전자 기기들이 개발되고 있는 추세이다. 종래의 2D-3D호환 디스플레이 장치는 대한민국 공개특허 제10-2009-0047070호(공개일: 2009.05.12, 발명의 명칭: 2D-3D 컨버터블 디스플레이 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
그러나, 패럴랙스 배리어 방식을 이용한 3D의 경우, 좁은 스위트 스팟(Sweet Spot)이나 뷰 리버설(View Reversal)등의 문제로 인해 눈의 피로를 쉽게 유발하여 장시간 사용이 불편한 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 지향성 광원 (Directional Backlight)을 이용한 3D 기술이 연구되고 있다.
이러한 종래 지향성 광원을 이용한 3D 기술은 대한민국 공개특허 제10-2010-0139017호(공개일: 2010.12.31, 발명의 명칭: 프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이)에 개시되어 있다.
그러나, 종래의 디렉셔널 백라이트를 이용한 3D의 경우, LCD 패널의 픽셀(pixel)과, 도광판(LightGuide Panel) 패턴 간의 간섭으로 인해 모아레 현상 (Moire Effect) 발생되는 문제점이 있다.
또한, 지향성 광원을 이용한 3D의 경우, 좌우 영상의 좁은 시야각(viewing angle)을 형성하여 좌우안의 영상을 분리해야 하는 특성상 디퓨저(diffuser)를 사용할 수 없는 문제점이 있다. 이로 인해, 2D 모드로 디스플레이 장치를 사용하는 경우, 공간적 균일성(spatial uniformity)이 저하되고, 블랙밴드(Blackband) 현상이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 디퓨저를 사용하게 되는 경우, 좌우안의 영상이 섞이는 이미지 혼선(cross-talk)현상이 심해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 스위처블 디퓨저를 이용하여, 2D 모드시 공간적 균일성을 향상시킴은 물론 3D 모드시 좌안과 우안으로 유입되는 이미지의 혼선을 방지할 수 있는 하는 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 좌안광원 및 우안광원과 상기 좌안광원과 상기 우안광원의 광을 지향성으로 발광하는 도광판을 포함하는 백라이트부; 상기 백라이트부의 광을 전달받아 2D 영상 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 패널부; 상기 백라이트부에 대향하게 구비되고, 광을 일정각도로 상기 디스플레이 패널부 측으로 출사하는 양면형 프리즘 필름; 및 상기 디스플레이 패널부와 상기 양면형 프리즘 필름 사이에 위치되고, 2D 모드 또는 3D 모드에 따라 온/오프되어 시야각을 달리하는 광을 출사하는 스위처블 디퓨저를 포함한다.
바람직하게는, 상기 백라이트부에는 상기 좌안광원과 상기 우안광원을 교번되게 발광시키는 백라이트 구동부가 포함되고, 상기 디스플레이 패널부에는 상기 좌, 우안이미지를 상기 좌, 우안이미지 송출 타이밍에 동기화시키는 패널구동부가 더 포함된다.
더 바람직하게는, 2D 모드시, 상기 패널구동부는 상기 좌안이미지 송출타이밍과 상기 우안이미지 송출타이밍에 상기 좌, 우안이미지를 함께 상기 디스플레이 패널부에 전송되도록 구동되며, 3D 모드시 상기 패널구동부는 상기 좌안이미지 송출타이밍에 상기 좌안이미지를 상기 우안이미지 송출타이밍에 상기 우안이미지를 각각 상기 디스플레이 패널부에 전송되도록 구동된다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저는, 서로 대향하게 구비되는 기판부; 상기 기판부 상에 형성되어 서로 대향하는 전극부; 및 상기 전극부 사이에 형성되고, 고분자와 액정을 포함하는 고분자 분산형 액정층을 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저에 전원이 오프되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 상기 고분자 분산형 액정층에 의해 산란되고, 산란된 광에 의해 넓은 시야각을 갖는 광은 상기 디스플레이 패널부를 통해 2D 영상을 디스플레이하고, 상기 스위처블 디퓨저에 전원이 온되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 발광되는 방향을 따라 그대로 상기 고분자 분산형 액정층을 투과하여 좁은 시야각을 가지며, 좁은 시야각은 갖는 광은 상기 디스플레이 패널부를 통해 3D 영상을 디스플레이한다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저에는 2D 모드나 3D 모드에 따라 상기 스위처블 디퓨저를 온/오프시키는 스위치부가 더 포함된다.
더 바람직하게는, 상기 백라이트 구동부 및 상기 스위치부와 상기 패널 구동부의 전압인가여부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저와 상기 디스플레이 패널부 사이에는 상기 백라이트부에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 접착수단이 더 포함된다.
더 바람직하게는, 상기 접착수단은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin)을 포함하여 이루어진다.
상기 스위처블 디퓨저에는 상기 백라이트부에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 코팅층이 더 포함된다.
더 바람직하게는, 상기 코팅층은 상기 스위처블 디퓨저의 적어도 하나 이상의 면에 형성된다.
상기 코팅층은 무반사(AR:Anti-Reflection )코팅 또는 저반사(LR:Low Reflection)코팅을 포함하여 이루어진다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal), PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture), SPD(Suspend Particle Device) 중 적어도 어느 하나로 포함하여 이루어진다.
상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 입체영상 디스플레이 장치는 지향성의 광을 출사하는 발광부재; 발광된 광을 2D 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 패널부; 및 상기 발광부재와 상기 디스플레이 패널부 사이에 위치되고, 온/오프의 여부에 따라 2D 또는 3D 영상의 시야각으로 광을 출사하는 스위처블 디퓨저를 포함한다.
바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저에 전원이 오프되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 넓은 시야각으로 산란되어 상기 디스플레이 패널부를 통해 2D 영상을 디스플레이하고, 상기 스위처블 디퓨저에 전원이 온되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 발광되는 방향을 따라 그대로 상기 스위처블 디퓨저를 투과하고, 좁은 시야각을 갖는 상기 디스플레이 패널부를 통해 3D 영상을 디스플레이한다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal), PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture), SPD(Suspend Particle Device) 중 적어도 어느 하나로 포함하여 이루어진다.
더 바람직하게는, 2D 모드나 3D 모드에 따라 상기 스위처블 디퓨저, 상기 발광부재, 상기 디스플레이 패널부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저와 상기 디스플레이 패널부 사이에는 상기 발광부재에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 접착수단이 더 포함된다.
더 바람직하게는, 상기 접착수단은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin)을 포함하여 이루어진다.
더 바람직하게는, 상기 스위처블 디퓨저의 적어도 하나 이상의 면에는 상기 발광부재에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 코팅층이 더 포함된다.
더 바람직하게는, 상기 코팅층은 무반사(AR:Anti-Reflection)코팅 또는 저반사(LR:Low Reflection)코팅을 포함하여 이루어진다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 스위처블 디퓨저를 2D 및 3D 모드에 따라 선택적으로 적용함으로써, 2D 모드시에는 공간적 균일성을 향상시킨 영상을 구현할 수 있으며, 3D 모드시에는 이미지 혼선 등으로 인해 뷰 리버설 현상의 발생을 방지할 수 있는 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스위처블 디퓨저에 의해 2D 모드시 디스플레이 패널부에 발생되는 블랙밴드 현상을 방지함은 물론 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 3D 모드시 해상도 저하의 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 스위처블 디퓨저를 디스플레이 패널부에 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin) 등으로 접착시킴으로써, 2D 또는 3D모드 시, 백라이트부에서 발광된 광의 투과율이 저하되는 것을 제한하여, 높은 투과율을 가질 수 있는 효과가 있다.
또한, 스위처블 디퓨저가 디스플레이 패널부의 하방에 배치 시, 스위처블 디퓨저의 일면 또는 양측면에 무반사(AR: Anti-Reflection)코팅 또는 저반사(LR: Low Reflection)코팅을 함으로써, 스위처블 디퓨저를 디스플레이 패널부에 접착수단을 통해 접착하는 것과 같은 효과를 가질 수 있다. 즉, 2D 또는 3D모드 시, 백라이트부에서 발광된 광이 스위처블 디퓨저의 일면 또는 양측면의 코팅층에 의해, 투과율이 저하되는 것을 제한한다. 따라서, 백라이트부에서 발광된 광의 투과율의 저하 없이 높은 투과율을 가질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 타이밍도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저를 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저의 온/오프 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 2D 모드시의 구동상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 2D 모드시 스위처블 디퓨저의 구동상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 3D 모드시의 구동상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 3D 모드시 스위처블 디퓨저의 구동상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 접착수단에 의해 스위처블 디퓨저가 디스플레이 패널부에 접착된 상태를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저에 코팅층이 형성된 상태를 나타내는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 일 실시예를 설명하기로 한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 블럭도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치(1)는 발광부재(10, 20), 디스플레이 패널부(40), 스위처블 디퓨저(30)를 포함한다.
발광부재(10, 20)는 백라이트부(10)와, 양면형 프리즘 필름(20)을 포함한다. 발광부재(10, 20)는 디스플레이 패널부(40) 후면에 위치되어, 후술하는 디스플레이 패널부(40) 측을 향하여 지향성의 광을 출사한다.
좌, 우안광원(11, 13)은 도광판(12)의 좌, 우측에 구비된다. 좌안광원(11)은 도광판(12)의 좌측에서 도광판(12)으로 광을 발광하여 디스플레이 패널부(40)로 좌안이미지를 제공한다. 우안광원(13)은 도광판(12)의 우측에서 도광판(12)으로 광을 발광하여 디스플레이 패널부(40)로 우안이미지를 제공한다. 도광판(12)은 좌, 우안광원(11, 13)의 광을 입사받아 지향성의 광으로 양면형 프리즘 필름(20) 측으로 출사한다. 백라이트부(10)에는 백라이트부(10) 구동을 조절하는 백라이트 구동부(14)가 구비되고, 백라이트 구동부(14)는 후술하는 제어부(50)에 따라 제어된다. 백라이트 구동부(14)는 2D 모드 및 3D 모드의 구별없이 후술하는 패널구동부(41)의 구동에 맞추어 좌안광원(11)과 우안광원(13)을 구동시킨다.
2D 모드시, 백라이트 구동부(14)는 디스플레이 패널부(40)의 좌, 우안이미지 송출타이밍(Left timing, Right timing)에 좌, 우안이미지가 함께 송출될 수 있도록 좌, 우안광원(11, 13)을 구동되고, 3D 모드시, 백라이트 구동부(14)는 디스플레이 패널부(40)의 좌, 우안이미미 송출타이밍에 맞게 각각 좌, 우안이미지가 송출될 수 있도록 구동된다(도 3 참조).
양면형 프리즘 필름(20)은 백라이트부(10)에 대향하게 구비되며, 본 실시예에서는 도광판(12)에 대향하게 구비된다. 양면형 프리즘 필름(20)은 도광판(12)으로부터 입사된 광을 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사한다. 양면형 프리즘 필름(20)은 광을 지향성으로 변경시켜 출사한다. 즉, 양면형 프리즘 필름(20)은 사용자의 좌안과 우안에 각각 좌, 우안이미지가 제공되도록 광의 시야각을 좁은 시야각의 지향성으로 변경시켜 후술하는 스위처블 디퓨저(30) 측으로 출사한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 타이밍도 나타낸다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 패널부(40)는 백라이트부(10)의 광을 양면형 프리즘 필름(20) 및 후술하는 스위처블 디퓨저(30)를 통해 전달받아 2D 영상 또는 3D 영상으로 디스플레이한다(도 1 참조). 디스플레이 패널부(40)에는 패널구동부(41)가 구비되고, 패널구동부(41)는 제어부(50)에 의해 2D 모드 또는 3D 모드에 맞게 2D 영상 또는 3D 영상을 송출하도록 제어된다. 즉, 2D 모드의 경우, 패널구동부(41)에 의해 좌, 우안이미지를 좌안이미지 송출타이밍과 우안이미지 송출타이밍에 함께 송출되도록 동기화되어, 디스플레이 패널부(40)는 2D 영상을 디스플레이한다. 또한, 3D 모드의 경우, 패널구동부(41)에 의해 좌안이미지 송출타이밍에 좌안이미지를, 우안이미지 송출타이밍에 우안이미지를 송출하도록 동기화되어, 디스플레이 패널부(40)는 3D 영상을 디스플레이한다.
도 3에서, VSYNC(Vertical Synchronizing Signal) 및 HSYNC(Horizontal Synchronization Signal)는 수직, 수평 동기화를 일컫는다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저의 온/오프 상태를 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 스위처블 디퓨저(30)는 양면형 프리즘 필름(20)과, 디스플레이 패널부(40) 사이에 위치되고, 전압 인가 여부에 따라 온/오프되어 입사되는 광의 시야각의 방향을 변경시켜 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사한다.
스위처블 디퓨저(30)에는 2D 모드와 3D 모드에 따라 스위처블 디퓨저(30)를 온/오프시키는 스위치부(34)가 구비되고, 스위치부(34)는 제어부(50)에 의해 제어된다(도 2 참조). 스위처블 디퓨저(30)는 양면형 프리즘 필름(20)에서 출사되는 좁은 시야각을 갖는 지향성 광의 시야각을 2D 모드시와 3D 모드시에 각각 달리하여 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사한다.
본 실시예에서 스위처블 디퓨저(30)는 기판부(31)와 전극부(32) 및 고분자 분산형 액정층(33)을 포함하는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal)로 구성된다. 기판부(31)는 서로 대향하고, 기판부(31) 상에는 서로 대향하는 방향으로 전극부(32)가 각각 형성된다. 또한, 서로 대향하는 전극부(32) 사이로 고분자(33a)와 액정(33b)을 포함하는 고분자 분산형 액정층(33)이 구비된다. 전극부(32)가 형성되는 기판부(31)는 투명한 도전성 물질로 이루어져, 양면형 프리즘 필름(20)과 디스플레이 패널부(40) 사이에서 광을 투과시킬 수 있도록 한다. 투명한 도전성 물질의 일례로는 ITO(Indium-Tin-Oxide)가 있다.
스위처블 디퓨저(30)로 전압의 인가 유무에 따라, 고분자 분산형 액정층(33)의 내의 고분자 배열이 바뀐다(도 7 및 도 9 참조). 2D 모드의 경우(도 7 참조), 고분자(33a)가 자유로운 배열을 형성하며, 3D 모드의 경우(도 9 참조) 고분자(33a)가 층 구조를 가지며 일정한 배열을 형성한다. 즉, 2D 모드의 경우, 스위처블 디퓨저(30)에 전원이 오프되고(도 5의 우측 사진 참조), 스위처블 디퓨저(30)는 디퓨저(30) 기능을 한다. 고분자 분산형 액정층(33)의 고분자 배열은 자유로운 형태의 배열을 가지면서 분산된다. 이 상태에서 양면형 프리즘 필름(20) 측의 기판부(31)를 통해 유입되는 광은 고분자에 의해 산란되고, 넓은 시야각을 갖는 광이 기판부(31)를 통해 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사된다. 3D 모드의 경우, 스위처블 디퓨저(30)에 전원이 온되고(도 5의 좌측 사진 참조), 분자 분산형 액정층(33)의 고분자 배열이 층 구조를 형성하면서 일정하게 정렬된다. 이 상태에서 양면형 프리즘 필름(20) 측의 기판부(31)를 통해 유입되는 광은 그대로 고분자 분산형 액정층(33)을 투과하여 기존의 좁은 시야각을 갖는 광을 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사된다.
본 실시예에서 스위처블 디퓨저(30)는 PDLC를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 온/오프에 따라 입사되는 광을 그대로 투과시키거나 입사되는 광을 산란시켜 출사시킬 수 있는 구성이라면 예를 들어, PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture), SPD(Suspend Particle Device) 등의 다른 구성으로 얼마든지 변경 가능함은 물론이다.
제어부(50)는 스위치부(34), 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)를 2D 모드와 3D 모드에 맞게 제어한다(도 2참조). 2D 모드의 경우, 제어부(50)는 스위처블 디퓨저(30)를 오프되게 스위치부(34)를 제어하고, 백라이트부(10)의 좌, 우안이미지를 디스플레이 패널부(40)의 좌, 우안이미지 송출타이밍에 함께 송출되도록 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)를 제어한다.
3D 모드의 경우, 제어부(50)는 스위처블 디퓨저(30)를 온되게 스위치부(34)를 제어하고, 좌안이미지는 좌안이미지 송출타이밍에, 우안이미지는 우안이미지 송출타이밍에 송출되도록 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)를 제어한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 2D 모드시의 구동상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 2D 모드시 스위처블 디퓨저(30)의 구동상태를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 2D 모드의 경우, 제어부(50)는 스위치부(34), 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)를 2D 모드에 맞게 제어하여, 스위치부(34), 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)가 각각 스위처블 디퓨저(30), 디스플레이 패널부(40) 및 백라이트부(10)를 2D 모드로 구동시킨다.
우선, 스위치부(34)는 스위처블 디퓨저(30)를 오프시킨다. 패널구동부(41)는 좌, 우안이미지 송출타이밍에 좌, 우안이미지가 함께 송출되게 동기화시킨다. 백라이트 구동부(14)는 2D모드나 3D 모드의 구별없이 패널구동부(41)의 구동에 맞추어 좌, 우안광원(11, 13)을 구동시킨다(도 9 참조).
이로 인해, 스위치부(34)에 의해 스위처블 디퓨저(30)는 오프된다. 스위처블 디퓨저(30)의 전극부(32)에는 전압이 인가되지 않고, 고분자 분산형 액정층(33)의 고분자(33a)는 자유롭게 배열된다. 백라이트부(10)를 통해 출사되는 지향성의 광은 스위처블 디퓨저(30)의 고분산 분산형 액정층(33)을 관통하면서 고분자(33a)에 의해 산란된다. 산란된 광은 스위처블 디퓨저(30)로 입사되는 광의 시야각보다 넓은 시야각을 갖는다. 따라서, 넓은 시야각을 갖는 광이 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사된다. 또한, 좌, 우안이미지는 좌, 우안이미지 송출타이밍에 함께 송출됨으로써, 디스플레이 패널부(40)는 2D 영상을 디스플레이한다. 따라서, 사용자는 블랙밴드 현상이 발생되지 않고, 모아레 현상이 발생되지 않은 공간적 균일성을 갖는 2D 영상을 디스플레이 패널부(40)를 통해 볼 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 3D 모드시의 구동상태를 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 3D 모드시 스위처블 디퓨저의 구동상태를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 3D 모드의 경우, 제어부(50)는 스위치부(34), 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)를 3D 모드에 맞게 제어하여, 스위치부(34), 패널구동부(41) 및 백라이트 구동부(14)가 각각 스위처블 디퓨저(30), 디스플레이 패널부(40) 및 백라이트부(10)를 3D 모드로 구동시킨다.
우선, 스위치부(34)는 스위처블 디퓨저(30)를 온시킨다. 패널구동부(41)는 좌안이미지 송출타이밍에 좌안이미지를 송출하도록, 우안이미지 송출타이밍에 우안이미지를 송출하도록 동기화시킨다. 백라이트 구동부(14)는 2D모드나 3D 모드의 구별없이 패널구동부(41)의 구동에 맞추어 좌, 우안광원(11, 13)을 교번 발광되게 구동시킨다(도 9 참조).
스위처블 디퓨저(30)의 전극부(32)에는 전압이 인가됨으로써, 전극부(32) 사이의 고분자 분산형 액정층(33)의 고분자(33a)는 층 구조를 형성하면서 일정하게 정렬된다. 양면형 프리즘 필름(20)을 통해 출사되는 지향성의 광은 그대로 고분자 분산형 액정층(33)을 투과한다. 따라서, 양면형 프리즘 필름에서 출사되는 광은 스위처블 디퓨저(30)에 의한 시야각의 변경이 발생되지 않고, 기존의 좁은 시야각을 갖는 광으로 디스플레이 패널부(40) 측으로 출사된다. 패널구동부(41)에 의해 좌안이미지 송출타이밍에는 좌안이미지를, 우안이미지 송출타이밍에는 우안이미지를 송출하도록 동기화됨으로써, 디스플레이 패널부(40)는 해상도 저하나, 뷰 리버설 현상이 발생하지 않으며, 뷰 리버설 현상이 발생되지 않는 3D 영상을 디스플레이한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 접착수단에 의해 스위처블 디퓨저가 디스플레이 패널부에 접착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 백라이트부(10)에서 발광된 광은 스위처블 디퓨저(30)나, 스위처블 디퓨저(30)와 디스플레이 패널부(40) 사이의 공간에 공기 등에 의해 광의 투과율이 저하되는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해, 스위처블 디퓨저(30)와 디스플레이 패널부(40) 사이에는 스위처블 디퓨저(30)를 디스플레이 패널부(40)의 저면에 부착시키는 접착수단(60)이 더 포함된다. 접착수단(60)은 스위처블 디퓨저(30) 및 스위처블 디퓨저(30)와 디스플레이 패널부(40) 사이의 공간에서 발생되는 광의 굴절률 저하를 방지하도록 스위처블 디퓨저(30)를 디스플레이 패널부(40)에 접착시킨다.
본 실시예에서, 접착수단(60)은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin)을 포함하여 이루어지는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.즉, 예를 들어, 후술하는 코팅층(70), 더 구체적으로 스위처블 디퓨저(30)의 양면 또는 일면에 무반사 또는 저반사 코팅을 하여 광의 투과율 저하를 방지할 수도 있는 것과 같이, 백라이트부(10)에서 발광된 광이 디스플레이 패널부(40)로 최종 투과되는 광의 투과율의 저하를 제한하는 구성이라면 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.
또한, 본 실시예에서, 접착수단(60)은 투과율 저하를 방지하도록 스위처블 디퓨저(30)와 디스플레이 패널부(40) 사이를 접착하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 접착수단(60)은 스위처블 디퓨저(30)와 디스플레이 패널부(40) 사이에 배치되고, 스위처블 디퓨저(30)의 타면에 후술하는 무반사 코팅이나 저반사 코팅 함으로써, 스위처블 디퓨저(30)와 양면형 프리즘 필름(20) 사이에서 발생되는 투과율 저하를 방지시킬 수도 있는 등, 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에서 스위처블 디퓨저에 코팅층이 형성된 상태를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 스위처블 디퓨저(30)의 양면에는 백라이트부(10)에서 발광된 광의 투과율의 저하를 제한하는 코팅층(70)이 더 포함된다. 본 실시예에서, 코팅층(70)은 스위처블 디퓨저(30)의 상면에 형성되는 제1코팅층(71) 및 하면에 배치되는 제2코팅층(72)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코팅층(70)이 스위처블 디퓨저(30)의 상면 또는 하면 중 적어도 하나 이상의 면에 형성되어, 백라이트부(10)에서 발광된 광의 투과율이 저하되는 것을 방지할 수도 있는 등 코팅층(70)이 형성되는 위치나 구성은 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
또한, 본 실시예에서, 코팅층(70)은 무반사(AR:Anti-Reflection )코팅 또는 저반사(LR:Low Reflection)코팅을 포함하여 이루어지는 것을 예를 들어 설명한다.
예를 들어, 스위처블 디퓨저(30)의 양면에 무반사 코팅 또는 저반사 코팅을 하거나, 상면 또는 하면에만 무반사 코팅 또는 저반사 코팅을 할 수도 있다. 또한, 스위처블 디퓨저(30)의 상면과 하면 중 어느 한면에는 무반사 코팅을 하고, 다른면에는 저반사 코팅을 하는 등, 스위처블 디퓨저에 의한 광의 투과율 저하를 방지할 수 있는 구성이라면, 코팅층(70)의 종류와 형태는 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
따라서, 도 10이나 도 11과 같이, 스위처블 디퓨저(30)를 OCA 나 SVR과 같은 접착수단(60)을 통해 디스플레이 패널부(40)에 접착시키거나, 스위처블 디퓨저(30)의 양면에 무반사 코팅 또는 저반사 코팅 등의 코팅층(70)을 형성함으로써, 스위처블 디퓨저(30)에 의한 광의 투과율 저하를 방지할 수 있게 된다.
1: 입체영상 디스플레이 장치 10: 백라이트부
11: 좌안광원 12: 도광판
13: 우안광원 14: 백라이트 구동부
20: 양면형 프리즘 필름 30: 스위처블 디퓨저
31: 기판부 32: 전극부
33: 고분자 분산형 액정층 34: 스위치부
40: 디스플레이 패널부 41: 패널구동부
50: 제어부 60: 접착수단
70: 코팅층

Claims (21)

  1. 입체영상 디스플레이 장치에 있어서,
    좌안광원 및 우안광원과 상기 좌안광원과 상기 우안광원의 광을 지향성으로 발광하는 도광판을 포함하는 백라이트부;
    상기 백라이트부의 광을 전달받아 2D 영상 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 패널부;
    상기 백라이트부에 대향하게 구비되고, 광을 일정각도로 상기 디스플레이 패널부 측으로 출사하는 양면형 프리즘 필름; 및
    상기 디스플레이 패널부와 상기 양면형 프리즘 필름 사이에 위치되고, 2D 모드 또는 3D 모드에 따라 온/오프되어 시야각을 달리하는 광을 출사하는 스위처블 디퓨저를 포함하고,
    상기 스위처블 디퓨저에는 상기 백라이트부에서 발광된 광의 투과율 저하를 제한하는 코팅층이 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트부에는 상기 좌안광원과 상기 우안광원을 교번되게 발광시키는 백라이트 구동부가 포함되고,
    상기 디스플레이 패널부에는 상기 좌, 우안이미지를 상기 좌, 우안이미지 송출 타이밍에 동기화시키는 패널구동부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    2D 모드시, 상기 패널구동부는 상기 좌안이미지 송출타이밍과 상기 우안이미지 송출타이밍에 상기 좌, 우안이미지를 함께 상기 디스플레이 패널부에 전송되도록 구동되며,
    3D 모드시 상기 패널구동부는 상기 좌안이미지 송출타이밍에 상기 좌안이미지를 상기 우안이미지 송출타이밍에 상기 우안이미지를 각각 상기 디스플레이 패널부에 전송되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스위처블 디퓨저는,
    서로 대향하게 구비되는 기판부;
    상기 기판부 상에 형성되어 서로 대향하는 전극부; 및
    상기 전극부 사이에 형성되고, 고분자와 액정을 포함하는 고분자 분산형 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저에 전원이 오프되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 상기 고분자 분산형 액정층에 의해 산란되고, 산란된 광에 의해 넓은 시야각을 갖는 광은 상기 디스플레이 패널부를 통해 2D 영상을 디스플레이하고,
    상기 스위처블 디퓨저에 전원이 온되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 발광되는 방향을 따라 그대로 상기 고분자 분산형 액정층을 투과하여 좁은 시야각을 가지며, 좁은 시야각은 갖는 광은 상기 디스플레이 패널부를 통해 3D 영상을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저에는 2D 모드나 3D 모드에 따라 상기 스위처블 디퓨저를 온/오프시키는 스위치부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부 및 상기 스위치부와 상기 패널 구동부의 전압인가여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저와 상기 디스플레이 패널부 사이에는 상기 백라이트부에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 접착수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 접착수단은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 스위처블 디퓨저의 적어도 하나 이상의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코팅층은 무반사(AR:Anti-Reflection )코팅 또는 저반사(LR:Low Reflection)코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal), PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture), SPD(Suspend Particle Device) 중 적어도 어느 하나로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  14. 입체영상 디스플레이 장치에 있어서,
    지향성의 광을 출사하는 발광부재;
    발광된 광을 2D 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 디스플레이 패널부; 및
    상기 발광부재와 상기 디스플레이 패널부 사이에 위치되고, 온/오프의 여부에 따라 2D 또는 3D 영상의 시야각으로 광을 출사하는 스위처블 디퓨저를 포함하고,
    상기 스위처블 디퓨저의 적어도 하나 이상의 면에는 상기 발광부재에서 발광된 광의 투과율 저하를 제한하는 코팅층이 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저에 전원이 오프되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 넓은 시야각으로 산란되어 상기 디스플레이 패널부를 통해 2D 영상을 디스플레이하고,
    상기 스위처블 디퓨저에 전원이 온되면, 상기 스위처블 디퓨저로 입사된 광은 발광되는 방향을 따라 그대로 상기 스위처블 디퓨저를 투과하고, 좁은 시야각을 갖는 상기 디스플레이 패널부를 통해 3D 영상을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저는 PDLC(Polymer dispersed Liquid Crystal), PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture), SPD(Suspend Particle Device) 중 적어도 어느 하나로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    2D 모드나 3D 모드에 따라 상기 스위처블 디퓨저, 상기 발광부재, 상기 디스플레이 패널부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 스위처블 디퓨저와 상기 디스플레이 패널부 사이에는 상기 발광부재에서 발광된 광의 굴절률 저하를 제한하는 접착수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 접착수단은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 SVR(Super View Resin)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  20. 삭제
  21. 제14항에 있어서,
    상기 코팅층은 무반사(AR:Anti-Reflection)코팅 또는 저반사(LR:Low Reflection)코팅을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.

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