KR102202796B1 - 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치 - Google Patents

편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102202796B1
KR102202796B1 KR1020140132073A KR20140132073A KR102202796B1 KR 102202796 B1 KR102202796 B1 KR 102202796B1 KR 1020140132073 A KR1020140132073 A KR 1020140132073A KR 20140132073 A KR20140132073 A KR 20140132073A KR 102202796 B1 KR102202796 B1 KR 102202796B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
control unit
polarization control
electrode
display panel
Prior art date
Application number
KR1020140132073A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160039103A (ko
Inventor
윤아라
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020140132073A priority Critical patent/KR102202796B1/ko
Priority to CN201410753447.6A priority patent/CN105739112B/zh
Priority to US14/574,109 priority patent/US20160091726A1/en
Publication of KR20160039103A publication Critical patent/KR20160039103A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102202796B1 publication Critical patent/KR102202796B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F5/00Screening processes; Screens therefor
    • G03F5/22Screening processes; Screens therefor combining several screens; Elimination of moiré
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

본 발명은 모아레 현상을 방지할 수 있는 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 관한 것이다. 편광제어 유닛은 제 1 기판, 제 2 기판, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 고분자 분산형 액정층을 포함한다. 제 2 기판은 제 1 기판과 대향 배치된다. 제 1 전극은 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 기판의 대향면에 형성되고, 제 2 전극은 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 대향면에 형성된다. 고분자 분산형 액정층은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되어 제 1 및 제 2 기판들을 지지하는 격벽과, 격벽에 의해 구획되는 공간에 배열되는 액정분자들을 포함한다. 복수의 격벽들은 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대하여 미리 정해진 경사각을 갖도록 배열된다.

Description

편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치{POLARIZTION CONTROL UNIT AND 2-DIMENSIONAL AND 3-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 모아레 현상을 방지할 수 있는 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다.
안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꾸는 방식 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다.
패럴렉스 배리어 방식은 배리어를 이용하여 표시패널로부터 입사되는 광을 선택적으로 차단함으로써 좌안 영상과 우안 영상을 나누어 입체 영상을 구현하는 방식으로, 배리어에서 투과되는 광이 입사광 대비 대략 50% 이하로 줄기 때문에 휘도 손실이 많은 단점이 있다. 또한, 렌티큘러 방식은 표시패널과 시청자 사이에 위치하는 렌티큘러 렌즈가 우안 영상과 좌안 영상을 분리하여 입체영상을 구현하는 방식으로, 패럴렉스 배리어 방식에 비해 휘도손실이 작은 장점이 있다.
그러나, 전술한 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 방식은 광 분리를 온/오프할 수 없으므로 입체 영상 외에 2D 영상을 구현할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라, 휘도 손실이 없으며, 2D 및 3D 영상이 호환가능한 스위처블(Switchable) 방식이 제안되고 있다.
스위처블 방식은 액정을 전압으로 제어하여 2D 및 3D 영상을 스위칭하는 방식으로 영상표현을 위한 표시패널과, 3D 구현을 위한 편광제어 유닛(polarization control unit)과, 편광렌즈를 포함한다.
종래의 편광제어 유닛은 서로 대향하는 면에 각각 전극이 형성된 상부 기판 및 하부 기판과, 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치되는 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC)으로 이루어지는 액정층을 포함한다. 이와 같은 편광제어 유닛에 전압을 인가하면 액정층 내의 고분자 배열을 제어할 수 있기 때문에 광의 산란 및 투과를 제어할 수 있다.
이와 같은 종래의 편광제어 유닛은 최근 전자장치의 소형화 및 유연성을 추구하는 추세에 따라 플라스틱 제품을 사용하는 것이 일반적이고, 이에 따라 외력 또는 기판 자체의 무게 때문에 상하부 기판들 상에 각각 형성된 전극들이 서로 접촉할 가능성이 높아졌다. 따라서, 편광제어 유닛의 전극들이 접촉하지 않도록 적절한 격벽을 형성할 필요성이 발생하였으나, 전극들간의 접촉을 방지하기 위해 격벽을 배치할 경우 하부에 위치하는 표시장치의 화소전극들과 간섭현상을 일으켜 모아레 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 편광제어 유닛의 격벽들과 표시장치의 화소전극 사이의 간섭에 의한 모아레 현상을 방지할 수 있는 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 달성을 위해 본 발명의 편광제어 유닛은, 제 1 기판, 제 2 기판, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 고분자 분산형 액정층을 포함한다. 제 2 기판은 제 1 기판과 대향 배치된다. 제 1 전극은 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 기판의 대향면에 형성되고, 제 2 전극은 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 대향면에 형성된다. 고분자 분산형 액정층은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되어 제 1 및 제 2 기판들을 지지하는 격벽과, 격벽에 의해 구획되는 공간에 배열되는 액정분자들을 포함한다. 복수의 격벽들은 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대하여 미리 정해진 경사각을 갖도록 배열된다.
상기 구성에서 복수의 격벽들은 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대해 일정 경사각을 갖도록 배열된 제 1 격벽들과, 제 1 격벽들에 수직으로 교차하도록 배열된 제 2 격벽들을 포함할 수 있다.
이와 달리, 복수의 격벽들은 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대해 일정 경사각을 가지며, 동일 방향으로 서로 평행하도록 배열될 수도 있다.
또한, 미리 정해진 경사각은 10°~33° 범위 및 45°~65°범위에서 결정될 수 있다.
상기 목적 달성을 위해 본 발명의 2D/3D 영상 표시장치는 표시패널, 편광제어 유닛, 및 스위처블 렌즈 유닛을 포함한다. 표시패널은 제 1 방향으로 선편광된 빛으로 영상을 표시한다. 편광제어 유닛은 제 1 방향의 빛을 이와 직교하는 제 2 방향의 선편광된 빛으로 선택적으로 스위칭하며, 상술한 편광제어 유닛의 구성을 갖도록 형성된다. 스위처블 렌즈 유닛은 굴절율 차이를 이용해서 편광제어 유닛에서 입사되는 빛을 굴절시켜 좌안 영상용 빛과 우안 영상용 빛을 분리해 3D 영상을 구현하거나, 그대로 투과시켜 2D 영상을 구현한다.
상기 구성에서, 편광제어 유닛의 격벽들 사이의 간격은 상기 표시패널의 화소전극의 정수배일 수 있다.
본 발명에 따르는 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 의하면, 편광제어 유닛의 격벽들을 수직면에 대해 일정 경사각을 갖도록 배열함으로써 표시장치의 화소전극 과의 사이에 발생하는 간섭현상을 제거하여 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛을 개략적으로 도시한 단면도,
도 2a는 도 1에 도시된 편광제어 유닛의 격벽의 일례를 도시한 평면도,
도 2b는 도 1에 도시된 편광제어 유닛의 격벽의 다른 예를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛을 구비하는 2D/3D 영상 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4a는 도 3에 도시된 편광제어 유닛에 전계가 인가되지 않은 상태에서 빛의 편광 방향을 설명하기 위한 단면도,
도 4b는 도 3에 도시된 편광제어 유닛에 전계가 인가된 상태에서 빛의 편광 방향을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 표시패널의 화소전극들과 편광제어 유닛의 관계를 도시한 일례를 개략적으로 도시한 평면도,
도 6은 도 3에 도시된 표시패널의 화소전극들과 편광제어 유닛의 관계를 도시한 다른 예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 2D/3D 영상 표시장치에서 편광제어 유닛의 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대한 격벽들의 경사각에 따라 나타나는 모아레 인식영역과 모아레 미인식 영역을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 2D/3D 영상 표시장치와 종래의 2D/3D 영상 표시장치의 화면을 비교한 사진.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
우선, 도 1 내지 도 2b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 편광제어 유닛의 격벽을 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛은 제 1 기판(SUB1), 제 1 기판(SUB1)과 대향 배치된 제 2 기판(SUB2), 서로 대향하는 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)의 대향면 상에 각각 형성된 제 1 전극(E1) 및 제 2 전극(E2), 제 1 및 제 2 전극들(E1, E2) 사이에 배치된 고분자 분산형 액정층(PDLC), 고분자 분산형 액정층(PDLC)에 배치되는 격벽(PW)을 포함한다.
제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)은 투명한 광등방성 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어 COP(Cyclo Ollefin Polymer), TAC(Triacetyl Cellulose), PC(Polycarbonate) 등의 플라스틱 재질의 필름(film)으로 이루어질 수 있다. 그러나 그 재료가 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)은 투명한 광등방성 재료라면 유기, 무기 복합재료 등으로도 형성될 수 있다.
제 1 전극(E1)과 제 2 전극(E2)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성된다.
고분자 분산형 액정층(PDLC)은 액정물질(LC)과 복수의 격벽들(PW)로 이루어진다. 격벽들(PW)은 액정물질과 모노머 상태의 고분자 물질을 액체상태로 혼합한 후 포토마스크를 이용한 자외선 경화에 의해 형성된다. 즉, 광차단부와 광 투과부를 갖는 포토마스크를 이용하여 자외선을 조사하면, 광 투과부를 통해 입사된 광이 고분자 물질을 경화시켜 도 2a 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 윈도우(W)를 갖는 격벽들(PW)을 형성할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 편광제어 유닛의 격벽들(PW)은 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2) 사이의 수직면(VS)에 대한 경사각(θ)이 미리 정해진 각도를 갖도록 설정된 제 1 격벽들(PW1)과, 제 1 격벽들(PW1)에 대략 수직으로 교차하도록 배열된 제 2 격벽들(PW2)을 포함한다. 제 1 격벽들 사이의 간격(수평피치)과 제 2 격벽들 사이의 간격(수직피치)는 표시장치의 화소전극의 정수배의 크기를 갖도록 설정된다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5 및 도 6과 관련한 설명에서 후술하기로 한다.
도 2b를 참조하면, 편광제어 유닛의 격벽들(PW)의 각각은 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2) 사이의 수직면(VS)에 대한 경사각(θ)이 미리 정해진 각도를 갖도록 설정되어 있으며, 동일한 방향으로 서로 나란하게 배열되어 있다.
도 2a 및 도 2b의 예에 도시된 각 격벽의 경사각(θ)은 10°~33° 범위 및 15°~65°범위에서 설정될 수 있다. 또한 각 격벽의 두께는 편광제어 유닛의 헤이즈(haze)에 영향을 주지 않도록 1~7㎛ 범위로 설정된다.
도 2a 및 도 2b에서 격벽들(PW)에 의해 형성되는 윈도우(W)는 장방형을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
이 격벽들(PW)은 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2) 사이에 배치되어 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)을 지지하므로, 제 1 및 제 2 기판들(SUB1, SUB2)의 휨 현상이나 외부 압력에 의해 제 1 및 제 2 전극들(E1, E2)의 쇼트를 방지할 수 있다.
또한, 이러한 구성을 갖는 격벽들(PW)을 갖는 편광제어 유닛은 후술하는 바와 같이 2D/3D 영상 표시장치에 적용될 경우, 편광제어 유닛과 표시장치의 화소전극 사이의 간섭현상에 의해 발생하는 모아레 현상(Moire phenomenon)을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛을 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 대하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛을 구비하는 2D/3D 영상 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 편광제어 유닛에 전계가 인가되지 않은 상태에서 빛의 편광 방향을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4b는 도 3에 도시된 편광제어 유닛에 전계가 인가된 상태에서 빛의 편광 방향을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 표시패널의 화소전극들과 편광제어 유닛의 관계를 도시한 일례를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 표시패널의 화소전극들과 편광제어 유닛의 관계를 도시한 다른 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 2D/3D 영상 표시장치는 표시패널(100), 편광제어 유닛(200) 및 스위처블 렌즈 유닛(300)을 포함한다.
표시패널(100)은 2D 영상과 3D 영상 데이터를 표시하는 표시장치로서, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 무기 전계발광 표시장치와 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치를 포함한다. 이하의 설명에서는, 표시패널(100)이 액정 표시장치인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
표시패널(100)은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 포함하는 화소 어레이가 형성되어 있는 박막 트랜지스터(TFT) 기판과, 컬러를 구현하는 컬러필터들이 형성되어 있는 컬러필터 기판과, 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 표시패널(100)의 TFT 기판과 컬러필터 기판의 표면에는 광흡수축이 서로 90°를 이루는 편광판들이 부착되어 있다. 이에 따라, 수평방향 또는 수직 방향 중 어느 한 방향에서 표시패널(100)로 입사된 빛은 입사된 빛의 광 흡수측과 90°를 이루는 방향으로 선 편광되어 표시패널(100) 밖으로 나온다.
편광제어 유닛(200)은 표시패널(100) 상에 배치되며, 표시패널(100)에서 공급되는 빛을 그대로 투과시키거나 90°만큼 선 편광시킨 후 스위처블 렌즈 장치(300)에 공급한다. 이 편광제어 유닛(200)은 TN 모드(Twisted Nematic mode), VA 모드 (Vertical Alignment mode), IPS 모드(In-Plane Switching mode), FFS 모드(Fringe Field Switching mode)로 구동되는 액정패널에 적용될 수 있다.
도 4a, 4b를 참조하면, 편광제어 유닛에 전계가 인가되지 않은 상태에서는 액정분자들은 도 4a에 도시된 바와 같이 입사된 빛의 수직방향(ⓧ) 선평광을 90°만큼 회전시켜 수평방향(↔) 선편광으로 변화시키도록 배열된다. 반면, 편광제어 유닛에 전계가 인가되면 액정분자들은 도 4b에 도시된 바와 같이 빛을 그대로 투과시키도록 배열된다. 이에 따라, 전계가 인가되지 않은 상태에서, 도 4a에 도시된 바와 같이 편광제어 유닛은 수직방향(ⓧ)의 편광축을 갖는 빛을 수평방향(↔)의 편광축을 갖는 빛으로 선편광시켜서 투과시킨다. 그리고, 전계가 인가된 상태에서, 편광제어 유닛은 도 4b에 도시된 바와 같이 수직방향(ⓧ)의 편광축을 갖는 빛을 그대로 투과시켜 투과된 빛의 편광축 역시 수직 방향으로 된다.
스위처블 렌즈 유닛(300)은 편광제어 유닛(200) 상에 배치되며, 편광제어 유닛(200)에서 공급된 빛의 편광 방향에 따라, 빛을 그대로 투과시켜 2D 영상을 표시하거나, 우안 영상에 해당하는 빛과 좌안 영상에 해당하는 빛의 진행경로를 분리시켜 3D 영상을 표시한다. 스위처블 렌즈 유닛(300)은 종래부터 알려져 있는 공지의 구성이므로 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
다음으로 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛(200)의 격벽(PW)과 표시패널(100)의 화소전극(P)의 관계를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 편광제어 유닛(200)의 복수의 격벽들(PW)은 도 1에 도시된 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2) 사이의 수직면(VS)에 대한 경사각(θ)이 미리 정해진 각도를 갖도록 설정된 제 1 격벽들(PW1)과, 제 1 격벽들(PW1)에 수직으로 교차하도록 배열된 제 2 격벽들(PW2)을 포함한다.
도 5의 예에서 경사각(θ)은 10°~33° 범위 및 15°~65°범위에서 결정된다.
제 1 격벽들(PW1) 사이의 거리(수평피치)는 표시패널(100)의 화소전극(P) 폭(도면에서 수평방향)의 정수배의 크기를 갖도록 설정된다. 또 제 2 격벽들(PW2) 사이의 거리(수직피치)는 표시패널(100)의 화소전극(P) 높이(도면에서 수직방향)의 정수배의 크기를 갖도록 설정된다.
도 6을 참조하면, 편광제어 유닛(200)의 복수의 격벽들(PW) 각각은 도 1에 도시된 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2) 사이의 수직면(VS)에 대한 경사각(θ)이 소정의 각도를 갖도록 설정된다. 도 6의 예에서도 도 5의 예와 마찬가지로 경사각(θ)은 10°~33° 범위 및 45°~65°범위에서 설정된다. 복수의 격벽들(PW) 사이의 거리(수평피치)는 도 5의 제 1 격벽들(PW1) 사이의 거리와 마찬가지로 표시패널(100)의 화소전극(P) 폭(도면에서 수평방향)의 정수배의 크기를 갖도록 설정된다.
다음의 도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 2D/3D 영상 표시장치에서 편광제어 유닛의 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 수직면에 대한 격벽들의 경사각에 따라 나타나는 모아레 인식영역과 모아레 미인식 영역을 도시한 도면이다. 도 7로 부터, 경사각이 10°~33° 범위 및 45°~65의 범위에서는 모아레 현상이 발생하지 않았으나, 나머지 경사각에서는 모아레 현상이 발생하였음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따르는 2D/3D 영상 표시장치와 종래의 2D/3D 영상 표시장치의 화면을 비교한 사진이다. 본 발명의 실시예에 따르는 2D/3D 영상 표시장치의 화면을 촬영한 도 8의 (a)에서는 모아레 현상이 인식되지 않았으나, 종래의 2D/3D 영상 표시장치의 화면을 촬영한 도 8의 (b)에서는 모아레 현상이 인식되었음을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르는 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2D/3D 영상 표시장치에 의하면, 편광제어 유닛의 격벽들을 수직면에 대해 일정 경사각을 갖도록 배열함으로써 표시장치의 화소전극 과의 사이에 발생하는 간섭현상을 제거하여 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시패널 200: 편광제어 유닛
300: 스위처블 렌즈 유닛 P: 화소전극
SUB1: 제 1 기판 SUB2: 제 2 기판
E1: 제 1 전극 E2: 제 2 전극
LC: 액정 PW: 격벽
PDLC: 고분자 분산형 액정층

Claims (6)

  1. 매트릭스로 배열된 복수의 화소전극을 포함하고, 빛으로 영상을 표시하는 표시패널; 및
    상기 표시패널 상에 배치되어 상기 빛의 편광 방향을 선택적으로 스위칭하는 편광제어 유닛;을 포함하고,
    상기 편광제어 유닛은
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 기판의 대향면에 형성되는 제 1 전극;
    상기 제 1 기판과 대향하는 상기 제 2 기판의 대향면에 형성되는 제 2 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 액정층을 포함하고,
    상기 고분자 분산형 액정층은 상기 제 1 및 제 2 기판들을 지지하는 복수의 격벽들과, 상기 복수의 격벽들에 의해 구획되는 공간에 배열되는 액정분자들을 포함하며,
    상기 복수의 격벽들은 상기 복수의 화소전극의 열 방향에 대하여 미리 정해진 경사각을 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는 2D/3D 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 격벽들은 상기 복수의 화소전극의 열 방향에 대해 상기 경사각을 갖도록 배열된 제 1 격벽들과, 상기 제 1 격벽들에 수직으로 교차하도록 배열된 제 2 격벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 격벽들은 상기 복수의 화소전극의 열 방향에 대해 상기 경사각을 가지며, 동일 방향으로 서로 평행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 2D/3D 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사각은 10°~33° 범위 및 45°~65°범위에서 결정되는 것을 특징으로 하는 2D/3D 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광제어 유닛의 상기 복수의 격벽들 사이의 간격은 상기 화소전극의 정수배인 것을 특징으로 하는 2D/3D 디스플레이 패널.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항 기재의 2D/3D 디스플레이 패널; 및
    굴절율 차이를 이용해서 상기 편광제어 유닛에서 입사되는 빛을 굴절시켜 좌안 영상용 빛과 우안 영상용 빛을 분리해 3D 영상을 구현하거나, 그대로 투과시켜 2D 영상을 구현하는 스위처블 렌즈 유닛; 을 포함하는 2D/3D 영상 표시장치.
KR1020140132073A 2014-09-30 2014-09-30 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치 KR102202796B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140132073A KR102202796B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치
CN201410753447.6A CN105739112B (zh) 2014-09-30 2014-12-10 偏振控制单元以及具有该设备的2d和3d图像显示设备
US14/574,109 US20160091726A1 (en) 2014-09-30 2014-12-17 Polarization control unit and 2d and 3d image display device having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140132073A KR102202796B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160039103A KR20160039103A (ko) 2016-04-08
KR102202796B1 true KR102202796B1 (ko) 2021-01-15

Family

ID=55584205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140132073A KR102202796B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160091726A1 (ko)
KR (1) KR102202796B1 (ko)
CN (1) CN105739112B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106773233B (zh) * 2016-12-12 2019-07-26 宁波万维显示科技有限公司 立体显示装置及切换单元
JP7083102B2 (ja) * 2017-11-29 2022-06-10 Tianma Japan株式会社 光線方向制御デバイス及び表示装置
CN109143663B (zh) * 2018-09-05 2021-09-24 上海天马微电子有限公司 一种液晶面板及3d打印机
JP7379262B2 (ja) * 2019-05-08 2023-11-14 大日本印刷株式会社 空間光位相変調用液晶配向部材、空間光変調素子及び立体表示装置
KR102566331B1 (ko) 2019-10-10 2023-08-22 주식회사 엘지화학 광변조 디바이스
DE102020100055A1 (de) * 2020-01-03 2021-07-08 Audi Aktiengesellschaft Anzeigevorrichtung mit einem transparenten Bildschirmelement, Kraftfahrzeug
TWI787123B (zh) * 2022-05-03 2022-12-11 幻景啟動股份有限公司 集成式立體影像顯示裝置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090231251A1 (en) * 2004-12-08 2009-09-17 Bridgestone Corporation Information display panel

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223036A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Sumitomo Chem Co Ltd 電磁波遮蔽透明板及びプラズマディスプレイ装置
KR100609745B1 (ko) * 2000-02-03 2006-08-09 엘지.필립스 엘시디 주식회사 광시야각을 가지는 액정표시장치 및 그의 제조방법
JP3805180B2 (ja) * 2000-09-14 2006-08-02 株式会社東芝 表示素子
TW200624906A (en) * 2005-01-06 2006-07-16 Au Optronics Corp LCD device having adjustable viewing angles
JP4682767B2 (ja) * 2005-09-21 2011-05-11 ブラザー工業株式会社 電気泳動表示媒体の隔壁とスペーサとを基板上に形成する形成方法、及び、隔壁及びスペーサが電気泳動表示媒体の隔壁とスペーサとを基板上に形成する形成方法によって形成された電気泳動表示媒体
TWI383180B (zh) * 2007-08-31 2013-01-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 液晶顯示裝置及其稜鏡片
WO2011103581A2 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Reald Inc. Bendable liquid crystal polarization switch for direct view stereoscopic display
KR101535823B1 (ko) * 2011-12-15 2015-07-13 엘지디스플레이 주식회사 터치 및 입체 영상 표시 기능을 갖는 액정표시장치 및 그의 제조 방법
KR20140015187A (ko) * 2012-07-25 2014-02-06 엘지디스플레이 주식회사 스위처블 렌즈 장치 및 그 제조방법과, 이를 이용한 2d/3d 영상 표시장치
US9164289B2 (en) * 2012-12-04 2015-10-20 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display device
CN103926748B (zh) * 2013-06-28 2016-12-07 天马微电子股份有限公司 液晶透镜及其制作方法、立体显示装置及其制作方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090231251A1 (en) * 2004-12-08 2009-09-17 Bridgestone Corporation Information display panel

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160039103A (ko) 2016-04-08
CN105739112B (zh) 2018-06-22
US20160091726A1 (en) 2016-03-31
CN105739112A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102202796B1 (ko) 편광제어 유닛 및 그를 구비하는 2d/3d 영상 표시장치
KR101869563B1 (ko) 표시 장치 및 광 배리어 소자
KR101729682B1 (ko) 광학 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101852121B1 (ko) 전자 영상 기기
KR101915623B1 (ko) 액정 렌즈 패널 및 이를 구비하는 표시 장치
US9213203B2 (en) Three-dimensional image display
US20150362741A1 (en) Stereoscopic image display apparatus
US20140049706A1 (en) Stereoscopic Image Display Device
JP6200789B2 (ja) 表示装置
KR102161620B1 (ko) 편광제어 유닛
US9086575B2 (en) Stereoscopic image display device and method
US20150241711A1 (en) 3d display apparatus
JP6125027B2 (ja) 立体表示装置
KR20120059953A (ko) 크로스 토크를 줄인 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치
KR101779596B1 (ko) 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치
KR102303956B1 (ko) 스위처블 편광렌즈 및 그 제조방법과, 그를 이용한 2d/3d 영상 표시장치
US9575326B2 (en) Stereoscopic image display apparatus
US9134541B2 (en) Stereoscopic display system with active switchable retarder
KR101961942B1 (ko) 편광제어 셀, 그의 제조방법, 및 그를 이용한 입체영상 표시장치
KR101266218B1 (ko) 입체 영상 표시 장치
KR102636566B1 (ko) 무안경 입체 영상 표시장치
US20130050609A1 (en) Display device, barrier device, retardation film and electronic apparatus
KR20140060835A (ko) 스윗처블 입체 영상 표시장치
KR101854746B1 (ko) 입체 영상 표시장치
KR102156344B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right