KR20060075842A

KR20060075842A - 입체영상 표시장치

Info

Publication number: KR20060075842A
Application number: KR1020040115208A
Authority: KR
Inventors: 이성중
Original assignee: (주)파버나인
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-07-04
Also published as: KR100727539B1

Abstract

본 발명은 전기신호를 ON/OFF시켜 3D 패널에서 위상차가 발생되도록 함으로써 간편하게 3D 패널을 생산할 수 있으면서 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있는 편광안경식 입체영상장치에 관한 것이다.

본 발명의 주요구성은 일반 영상 패널(TFT LCD 패널)상에, 홀수행에는 좌안용 영상을 표시하고, 짝수행에는 우안용 영상을 표시한 후, 영상 패널로부터 출사되는 빛을 홀수행과 짝수행이 각각 편광안경으로 구분되어 좌안과 우안에 보이도록 하여 입체감을 느낄 수 있게 하는 편광안경식 입체영상 표시장치에 있어서, 3D 패널은 양측면이 투명판으로 형성되고, 투명판의 내부에 투명전극이 있는 부분과 투명전극이 없는 부분이 순차적으로 형성되며, 투명판 사이에는 입사된 빛의 편광방향을 90도 회전시키는 액정층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 3D 패널의 투명전극이 있는 부분에 전기신호를 인가하고 편광안경을 착용하면 입체 영상을 볼 수 있고, 전기신호를 OFF하고 편광안경을 벗으면 일반영상을 볼 수 있는 2D/3D 겸용 편광안경식 입체영상 표시장치로 사용할 수 있다.

입체영상, 표시장치, TN LCD, 편광안경식, 액정층

Description

입체영상 표시장치{Stereoscopic Video Display Device}

도 1은 종래 편광안경식 3D 원리를 설명하는 도면.

도 2는 종래 편광안경식 3D 구조 단면도.

도 3은 본 발명의 편광안경식 3D 사시도.

도 4는 본 발명의 편광안경식 3D 구조 단면도.

도 5는 본 발명의 편광안경식 3D 원리를 설명하는 도면.

< 주요구성의 도면부호 설명>

10 : TFT LCD 11 : TFT LCD 액정층

12,14 : 투명판 13,15 : 편광판

16 : 백라이트 20,40 : 편광안경식 3D 패널

201 : 투명부분 202 : 위상지연판

21 : 위상지연판용 유리 22 : 무반사 필름

30 : 편광안경 41 : 3D 패널 액정층

42,43 : 3D 패널용 투명판 45,46 : 투명전극

본 발명은 입체영상장치에 관한 것이다. 상세하게는 투명전극의 패턴 형상을 가로줄 패턴형상의 격자 구조로 설계하고, 전기신호를 ON/OFF시켜 3D 패널에서 위상차가 발생되도록 함으로써 TN LCD 기본구조에서 상하 투명판 양쪽 표면의 편광판 2장을 모두 제거한 형태의 편광안경식 3D 패널을 사용한 입체영상장치에 관한 것이다.

입체영상 디스플레이 기술에는 안경방식과 무안경방식이 있다. 안경방식에는 편광방식과 시분할방식이 있고, 무안경 방식에는 패럴랙스 배리어 방식과 렌티큘라 방식이 있다. 편광방식은 1935년 E.H.Land가 편광판을 사용한 입체필름 방식을 발표하여 오늘날 널리 사용되고 있는 편광 필터에 의한 입체표시방식이다. 무안경 방식은 1903년 미국의 F.E.Ives가 패럴랙스 스테레오그램으로 불리는 입체시법을 제안한 후 여러 사람의 연구가 진행되어 오다가, 미국 DTI사와 일본 SHARP사, 국내 폐사가 개발한 패럴랙스 배리어 방식의 퍼스널 컴퓨터용 입체영상 디스플레이 장치가 시판되고 있다.

편광안경식 3D 디스플레이관련 종래 기술은 위상지연판 (Retarder)소재를 사용한 방식이 있다. 위상지연판 방식에는400 ~ 1200 미크론의 특수필름(2축 방향 연신방법의 폴리카보네이트, PVA)을 사용하거나 Mesogen(특수액정)을 사용하는데, 이 방식은 유리판 위에 얇은 필름 타입의 위상지연판을 부착한 후, 뜨거운 물이나 초경 칼날등으로 가공하거나, 액정 물질의 일종인 mesogen을 유리판에 도포한 후 여 러 과정을 거쳐서 제작하여 사용한다. 그러나, 2가지 방법 모두 불량률이 높고 생산 가격이 높다는 단점이 있다. 또한, 3D 모니터의 생산시, 위상지연판 소재면이 노출되어 있어서 생산 공정 중에서 표면손상 관리에 매우 주의를 해야 하고, 필름 부착면에서 점착 성분이 노출되어 있어서 생산시 주변 오염 가능성이 높아 생산성이 매우 떨어진다.

도 1은 종래 편광안경식 3D 원리를 설명하는 사시도이고, 도 2는 종래 편광안경식 3D 구조의 단면도이다.

도 1은 위상지연판 타입의 편광안경식 3D 원리를 나타내고 있는데, 일반 TFT LCD(10)에 종래의 편광안경식 3D 패널(20)인 박판 필름형 위상지연판 타입의 3D 패널을 부착하여 입체영상을 볼 수 있게 되는데, 3D 패널에 사용되는 소재는 박판 필름, 또는 mesogen을 사용하였으며, 영상 패널(10)의 가로 방향으로 홀수행(L)에는 좌안용의 영상을 표시하고, 짝수행(R)에는 우안용 영상을 표시한 후, 기존의 편광안경식 3D 패널(20)을 영상 패널의 전면에 부착하여, 좌안용 화소로부터 나온 빛은 3D 패널(20)의 위상지연판이 있는 부분(202)을 통과하면서 편광방향이 90도 회전되어 나오게 되고, 우안용 화소로부터 나온 빛은 3D 패널(20)의 위상지연판이 없는 부분(201)을 그대로 통과하게 된다. 이때 관찰자는 좌안용 화소로부터 나온 빛이 3D 패널(20)의 위상지연판이 있는 부분(202)을 통과하면서 편광방향이 90도 회전되어 나온 빛이 통과할 수 있는 편광판을 왼쪽 눈앞에 위치시키고, 우안용 화소로부터 나온 빛이 통과할 수 있는 편광판을 오른쪽 눈앞에 위치시켜서 편광안경(30)으로 관찰하면 입체영상을 볼 수 있게 된다.

상기의 선행 기술로는 한국 특허로서 "출원번호 10-2001-0002052, 3D 영상표시체의 제조방법 및 3D 영상표시체 형성용 필름"이며, 내용은 박판 형태의 위상지연판을 유리에 접착한 후 뜨거운 물에 침지시켜서 위상지연판의 기능을 부분적으로 소멸 시켜서 3D 패널을 만드는 방법이며, "출원번호 10-2001-00022878, 3D 영상표시체의 제조방법"은 내용은 박판 형태의 위상지연판을 유리에 접착한 후, 초경칼날을 사용하여 위상지연판의 일부를 부분적으로 절삭 제거하여 3D 패널을 만드는 방법을 제시하였다.

도 2는 도 1의 단면도로 종래의 TFT LCD(10)는 중앙의 TFT LCD 액정층(11)양측에 유리(12, 14)가 부착되고 상기 유리에는 편광판(13, 15)이 각각 부착된다, 편광판(13)의 밑에는 백라이트(16)가 부착된다. 상기 편광판(15)위에 종래의 편광안경식 3D 패널(20)이 부착되는데, 이 편광안경식 3D 패널(20)은, 유리(21)의 아래면에는 위상지연판이 있는 부분(202)과, 위상지연판이 제거된 부분(201)이 있으며, 윗면에는 AR필름(22)이 부착되어 있다.

그러나, 기존의 3D 패널에 사용되는 소재가 박판 필름, 또는 mesogen을 사용하고는 있으나, 2가지 방법 모두 불량률이 높고 생산 가격이 높다는 단점이 있다. 또한, 3D 모니터의 생산시 위상지연판 소재면이 노출되어 있어서 생산 공정 중에서 표면손상 관리에 매우 주의를 해야 하고, 필름 부착면에서 점착 성분이 노출되어 있어서 생산시 주변 오염 가능성이 높아 생산성이 매우 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기신호를 ON/OFF시켜 3D 패널에서 위상차가 발생되도록 함으로써 간편하게 3D 패널을 생산할 수 있으면서 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있는 편광안경식 입체영상장치를 제공함에 있다

본 발명의 다른 목적은 3D 패널의 투명전극이 있는 부분에 전기신호를 인가하고 편광안경을 착용하면 입체 영상을 볼 수 있고, 전기신호를 OFF하고 편광안경을 벗으면 일반영상을 볼 수 있는 2D/3D 겸용 편광안경식 입체영상 표시장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일반 영상 패널(TFT LCD 패널)상에, 홀수행에는 좌안용 영상을 표시하고, 짝수행에는 우안용 영상을 표시한 후, 상기 영상 패널로부터 출사되는 빛을 홀수행과 짝수행이 각각 편광안경으로 구분되어 좌안과 우안에 보이도록 하여 입체감을 느낄 수 있게 하는 편광안경식 입체영상 표시장치에 있어서, 상기 3D 패널은 양측면이 투명판으로 형성되고, 상기 투명판의 내부에 투명전극이 있는 부분과 투명전극이 없는 부분이 순차적으로 형성되며, 상기 투명판 사이에는 입사된 빛의 편광방향을 90도 회전시키는 액정층이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 액정층은 네마틱 액정인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 편광안경식 3D 사시도이고, 도 4는 본 발명의 편광안경식 3D 단면도이며, 도 5는 TN LCD 구조의 편광안경식 3D 원리를 상세하게 나타내고 있는 그림이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 영상 패널(10)의 가로 방향으로 홀수행에는 좌안용의 영상을 표시하고, 짝수행에는 우안용 영상을 표시한 후, 본 발명의 편광안경식 3D 패널(40)을 영상 패널(10)의 전면에 부착된다.

편광안경식 3D 패널(40)은 양측면이 투명판(42,43)으로 형성되고, 투명판(42,43)의 내부에 투명전극이 없는 부분(402)과 투명전극이 있는 부분(401)을 영상 패널의 홀수행과 짝수행에 대응되도록 교대로 형성되며, 투명판(42,43) 사이에는 입사된 빛의 편광방향을 90도 회전시키는 액정층(41)이 형성된다. 이때, 투명판은 유리인 것이 바람직하다.

이에 따라, 좌안용 화소로부터 나온 빛은 3D 패널(40)의 투명전극이 없는 부분(402)을 통과하면서 편광방향이 90도 회전되어 나오게 되고, 우안용 화소로부터 나온 빛은 3D 패널의 투명전극이 있는 부분(401)을 그대로 통과하게 된다. 이때 관찰자는 좌안용 화소로부터 나온 빛이 3D 패널의 투명전극이 없는 부분을 통과하면서 편광방향이 90도 회전되어 나온 빛이 통과할 수 있는 편광판을 왼쪽 눈앞에 위치시키고, 우안용화소로부터 나온 빛이 통과할 수 있는 편광판을 오른쪽 눈앞에 위치시켜서 편광안경(30)으로 관찰하면 입체영상을 볼 수 있게 된다.

도 5를 참조하여 본 발명에 대한 좀 더 상세한 원리를 설명하면, 본 발명의 편광안경식 3D 패널(40)의 구조에서 투명전극이 없는 부분(402)과 투명전극(45,46)이 있는 부분(401)이 형성된다.

투명전극이 없는 부분(402)에서는 편광판(15)을 통과한 빛은 투명판(42)을 통과한 후, 액정층(41)을 통과하면서 네마틱 액정들에 의해 편광방향이 90도 회전한 후, 투명판(43)을 통과하여 편광안경(30)의 좌안용 편광판을 통과한 다음 좌안에 이르게 된다.

한편, 투명전극(45,46)이 있는 부분(401)에서는 편광판(15)을 통과한 빛은 투명판(42)을 통과한 후, 액정층(41)의 전후에 형성된 투명전극 양단에 걸려 있는 전계에 의해서 네마틱 액정들이 정렬되어져서 편광방향이 바뀌지 않은 상태로 액정층(41)을 통과하고, 또 그 다음 투명판(43)을 통과하여 편광안경(30)의 우안용 편광판을 통과하여 우안에 이르게 되어 관찰자는 좌안과 우안에 합당한 서로 다른 영상을 볼 수 있기 때문에 입체감을 느끼게 되는 것이다. 여기에서 편광안경(30)은 좌안과 우안이 편광방향이 서로 90도 차이가 나는 구조로 제작되어 있다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당 업자라면 본 발명의 기술사상의 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경 등이 가능하며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면, 3D 패널의 투명전극이 있는 부분에 전기신호를 인가하고 편광안경을 착용하면 입체 영상을 볼 수 있고, 전기신호를 OFF하고 편광안경을 벗으면 일반영상을 볼 수 있는 2D/3D 겸용 편광안경식 입체영상 표시장치로 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, TN LCD 구조의 패턴 형상 격자 구조가 가로줄 패턴 형상이고, TN LCD 기본 구조에서 양쪽의 편광판 2장 모두가 제거되어 가격이 저렴해지는 장점이 있다.

또한, 패널에 형성된 액정층이 2장의 투명판 사이에 있고 양쪽 표면이 투명면이기 때문에 오염이나 클리닝에 문제가 없어서 불량률이 낮고 작업성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

홀수행에는 좌안용 영상을 표시하고, 짝수행에는 우안용 영상을 표시하는 영상 패널과, 이 영상 패널의 표면에 본 발명의 3D 패널을 부착하여, 영상 패널로부터 출사되는 빛을 홀수행과 짝수행이 각각 편광안경으로 구분되어 좌안과 우안에 보이도록 하여 입체감을 느낄 수 있게 하는 편광안경식 입체영상 표시장치에 있어서,

상기 3D 패널은 양측면이 투명판으로 형성되고, 상기 투명판의 내부에 투명전극이 있는 부분과 투명전극이 없는 부분이 순차적으로 형성되며, 상기 투명판 사이에는 입사된 빛의 편광방향을 90도 회전시키는 액정층이 형성된 것을 특징으로 하는 편광안경식 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 액정층은 네마틱 액정인 것을 특징으로 편광안경식 입체영상 표시장치.