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KR101071137B1 - 렌티큘러방식 입체영상표시장치 - Google Patents

렌티큘러방식 입체영상표시장치 Download PDF

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KR101071137B1
KR101071137B1 KR1020050057084A KR20050057084A KR101071137B1 KR 101071137 B1 KR101071137 B1 KR 101071137B1 KR 1020050057084 A KR1020050057084 A KR 1020050057084A KR 20050057084 A KR20050057084 A KR 20050057084A KR 101071137 B1 KR101071137 B1 KR 101071137B1
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KR
South Korea
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lenticular
display device
stereoscopic image
color
transparent conductive
Prior art date
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KR1020050057084A
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KR20070001528A (ko
Inventor
정진희
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Publication of KR20070001528A publication Critical patent/KR20070001528A/ko
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Abstract

본 발명은 평면영상을 표시하는 2D(2-dimension) 모드와 입체영상을 표시하는 3D(3-dimension) 모드의 전환이 가능하며, 이중 특히 3D 모드에 있어서 각 컬러별 파장대에 따른 색수차(chromatic aberration)를 제거하여 보다 개선된 입체화상을 제공하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 둘 이상의 서로 다른 컬러영역이 정의된 메인표시장치와; 상기 각 컬러영역에 일대일 대응되며 서로 다른 초점거리를 나타내는 렌티큘러렌즈가 구비된 렌티큘러어레이를 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치를 제공하며, 특히 이중 렌티큘러어레이는 일면이 마주보는 투명 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 일면에 각각 형성되어 서로 마주보고, 이들 서로 마주보는 대향면 사이공간으로 상기 각 렌티큘러렌즈와 동일형상의 셀 공간을 정의하는 제 1 및 제 2 투명도전층과; 상기 셀 공간에 충진된 액정층을 포함할 수 있다.
그 결과 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 3D 모드에 있어서 색수차를 제거하여 보다 개선된 화질의 입체화상을 제공할 수 있고, 사용자의 선택에 따라 2D와 3D 모드를 자유로이 선택 표시할 수 있는 바, 그 활용도가 크게 향상되는 장점이 있다.

Description

렌티큘러방식 입체영상표시장치{lenticular type 3 dimension display device}
도 1은 일반적인 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 대한 단면모식도.
도 2는 일반적인 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치에 대한 단면모식도.
도 3은 색수차 현상을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 대한 단면모식도.
도 5는 본 발명에 따른 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치에 대한 단면모식도.
도 6a와 도 6b는 각각 본 발명에 따른 2D/3D 모드변환이 가능한 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치의 2D, 3D 모드에 대한 단면모식도.
도 7a와 도 7b는 각각 본 발명의 변형예에 따른 2D/3D 모드변환이 가능한 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치의 2D, 3D 모드에 대한 단면모식도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 메인표시장치 112,114,116 : RGB 컬러영역
120 : 렌티큘러어레이 124,126,128 : 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈
본 발명은 렌티큘러방식 입체영상표시장치(lenticular type 3 dimension display device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 평면영상을 표시하는 2D(2-dimension) 모드와 입체영상을 표시하는 3D(3-dimension) 모드의 전환이 가능하며, 이중 특히 3D 모드에 있어서 각 컬러별 파장대에 따른 색수차(chromatic aberration)를 제거하여 보다 개선된 입체화상을 제공하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 관한 것이다.
평면영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원 입체영상 구현기술은 디스플레이(display) 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(High Definition Television) 이상이 될 것으로 기대되고 있다.
인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 3차원 입체영상 구현기술 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 화상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 깊이화상방식, 3차원 화상방식, 입체화상방식으로 구분된다.
이중 깊이화상방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원 근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 듯한 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있으며, 가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원 화상방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피와 같은 홀로그래픽 방식으로 대표될 수 있다.
하지만 이들 깊이화상방식이나 3차원 화상방식은 공간 해상도를 높이기 위한 비용과 장치적 지출이 크고 대용량의 데이터를 요구하는 제약이 뒤따르는 바, 현재로서는 양안(兩眼)의 생리적 요인을 이용하는 입체화상방식이 가장 널리 이용되고 있다.
입체화상방식의 3차원 입체영상 구현원리는 간단히, 약 65㎜정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안(左右眼)에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것으로, 다르게는 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패러렉스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있고, 이중에서도 특수안경 등의 별도 착용물이 불필요하여 상대적으로 간편한 후자의 무안경 방식이 선호되고 있다.
첨부된 도 1은 이중 렌티큘러방식 입체영상표시장치의 화상구현원리를 설명하기 위해 그 단면구조를 간략하게 나타낸 모식도로서, 좌우안용 이미지 정보가 담긴 평면영상을 표시하는 메인표시장치(10) 그리고 상기 평면영상에 광학적 변별 지향성을 부여하는 렌티큘러어레이(20)를 포함한다.
이때 메인표시장치(10)는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)이나 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD) 등의 평면영상을 표시하는 모든 종류의 디스플레이 장치가 가능하며, 일례로 이의 RGB 화소는 각각 (RR, RL), (GR, GL), (BR, BL)와 같이 좌우안 용으로 구분되고, 렌티큘러어레이(20)는 통상 반원통 형상의 렌티큘러렌즈(22)가 평면상에 규칙적으로 배열된 형태를 나타낸다.
그 결과 메인표시장치(10)로부터 출사된 빛은 렌티큘러렌즈어레이(20)의 작용에 의해 관찰자(2) 좌우안에 각각 도달되고, 이를 통해 관찰자(2)는 스테레오그래픽에 의한 입체영상을 인식한다.
한편, 상술한 내용은 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 대한 가장 간단한 예로서 렌티큘러어레이(20)에 대해 어느 한 방향의 관찰자(2)만이 입체영상을 관찰할 수 있는 반면, 둘 이상의 서로 다른 위치에서 각각 컬러입체영상을 관찰할 수 있는 이른바 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치가 소개된 바 있다.
도 2는 이러한 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치 중 일례로 세 방향에서 컬러입체영상을 관찰할 수 있는 경우에 대한 단면모식도로서, 앞서의 도 1 에서 설명한 부분과 동일한 역할을 하는 부분에는 동일부호를 부여하여 중복된 설명은 생략하고 차이점만을 살펴보면, 메인표시장치(10) 상의 RGB 화소가 각 시점별로 구분되어 있다.
즉, 일반적인 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치는 동일형태의 렌티큘러렌즈(22)가 규칙적으로 배열된 렌티큘러어레이(20)를 이용하는 것은 마찬가지이지만, 임의로 서로 다른 제 1 내지 제 3 시점(4,6,8)에서 각각 컬러입체영상을 관찰할 수 있도록 메인표시장치(10)의 RGB 화소가 시점별로 구분 배열되며, 그 결과 제 1 시점(4)의 관찰자의 좌안에는 R1,G1,B1 화소 그리고 우안에는 R2,G2,B2화소의 화상이 보여지고, 제 2 시점(6)의 관찰자의 좌안에는 R3,G3,B3 화소 그리고 우안에는 R4,G4,B4 화소의 화상이 보여지며, 제 3 시점(8)의 관찰자의 좌안에는 R1,G2,B1 화소 그리고 우안에는 R2,G2,B2 화소의 화상이 보여진다.
이때 R1,R2,R3,G1 G2,G3,B1,B2, B3 화소는 각각 좌우안용으로 또 다시 구분된다.
하지만 이상에서 설명한 일반적인 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치는 몇 가지 문제점을 나타내는데, 렌티큘러렌즈(22)가 영구 고정된 렌티큘러어레이(20)를 이용하여 입체화상을 구현함에 따라 3D 전용으로만 활용범위가 제한된다.
하지만 양안시차에 의한 스테레오그라피를 통해 유도된 입체영상을 장시간 시청할 경우 관찰자는 메스꺼움이나 피로감 등을 느낄 수 있는 바, 평면영상의 2D 모드로 변환하기 위해서는 매번 렌티큘러어레이(20)를 제거하여야만 하는 불편함이 있다.
또한 3D 모드에 있어서도, RGB 화소에서 출사된 RGB 컬러광은 파장대가 상이하여 서로 다른 굴절율을 나타냄에도 불구하고 동일형태의 렌티큘러렌즈(22)를 투과하므로 색수차(chromatic aberration)가 나타나며, 이로 인해 화질이 저하된다.
참고로, 첨부된 도 3은 색수차 현상을 설명하기 위한 모식도로서, 렌즈(30)를 통과한 빛은 각 컬러별 고유 파장대에 따른 굴절률 차이를 원인으로 컬러별로 분해되어 각각의 초점위치가 달라지는 색수차 현상을 보여주고 있다. 이 같은 색수차 현상은 주지된 내용으로서 주로 배율색수차(chromatic difference of magnification)에 의하는데, 이는 일반적인 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치에도 동일하게 나타나는 바, RGB 각 화소에서 출사된 RGB 컬러광은 그 파장대가 서로 다름에도 불구하고 동일형태의 렌티큘러렌즈(22)를 통과하게 되고, 그 결과 각 컬러별 초점위치가 틀려지는 색수차 현상 및 이로 인한 화질저하가 나타난다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 평면영상을 표시하는 2D 모드와 입체영상을 표시하는 3D 모드의 용이한 전환이 가능하고, 이중 3D 모드에 있어서 각 컬러별 파장대에 따른 색수차를 제거하여 보다 개선된 입체화상을 구현하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 둘 이상의 서로 다른 컬러영역이 정의된 메인표시장치와; 상기 각 컬러영역에 일대일 대응되며 서로 다른 초점거리를 나타내는 렌티큘러렌즈가 구비된 렌티큘러어레이를 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치를 제공한다.
이때 상기 서로 다른 컬러영역은 RGB(Red, Green, Blue) 또는 CMY(Cyan, Magenta, Yellow)인 것을 특징으로 하고, 상기 컬러영역은 각각 해당 컬러의 화소들이 군집된 화소 군(群)으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 화소 군 내의 각 화소는 둘 이상의 시점별로 구분된 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 컬러영역과, 상기 화소 군과, 상기 각 화소는 매트릭스 형태로 반복 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 서로 다른 초점거리는 상기 각 컬러별 파장대에 따른 색수차를 보상하기 위한 것을 특징으로 하고, 상기 서로 다른 초점거리는 상기 렌티큘러렌즈의 재질에 따른 굴절률이나 형태변화 또는 이들 모두를 통해 조절되는 것을 특징으로 하며, 상기 형태변화는 상기 렌티큘러렌즈의 두께나 곡률반경 또는 이들 모두의 변화인 것을 특징으로 하다.
또한 상기 렌티큘러어레이는, 일면이 마주보는 투명 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 일면에 각각 형성되어 서로 마주보고, 이들 서로 마주보는 대향면 사이공간으로 상기 각 렌티큘러렌즈와 동일형상의 셀 공간을 정의하는 제 1 및 제 2 투명도전층과; 상기 셀 공간에 충진된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하다.
이때 상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나는 ITO층을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나의 대향면에 개재된 배향막을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나에는 상기 각 렌티큘러렌즈와 동일형상의 셀 공간을 정의하는 레플리카층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는 상기 제 1 및 제 2 투명전도층 중 적어도 하나는 전도성고분자로 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 전도성고분자로 이루어진 상기 제 1 투명도전층 또는 상기 제 2 투명도전층이나 이들 모두의 대향면은 러빙 처리된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메인표시장치는 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치, 전기발광표시장치, 브라운관 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
첨부된 도 4는 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 대한 단면구조를 간략하게 나타낸 모식도로서, 이해를 돕기 위해 단순화된 일 형태로서 한 방향의 관찰자(102)가 입체영상을 관찰할 수 있는 단일시점의 경우를 나타내었다.
이에 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 평면영상을 표시하는 메인표시장치(110) 및 이의 평면영상에 광학적인 변별 지향성을 부여하는 렌티큘러어레이(120)를 포함한다.
이중 메인표시장치(110)는 둘 이상의 서로 다른 컬러화소, 일례로 RGB 화소가 매트릭스 형태로 배열된 능동행렬방식(Active Matrix type)을 나타내며, 이들 RGB 화소는 각각 좌우안용 이미지 정보를 표시하는 좌우안 픽셀, (RL, RR), (GL, GR), (BL, BR)로 구분되어 있다.
다음은 렌티큘러어레이(120)로서, 제 1 초점거리를 나타내고 R 화소의 좌우안 픽셀 (RL, RR)에 대응되는 제 1 렌티큘러렌즈(124)와, 제 2 초점거리를 나타내고 G 화소의 좌우안 픽셀 (GL, GR)에 대응되는 제 2 렌티큘러렌즈(126)와, 제 3 초점거리를 나타내고 B 화소의 좌우안 픽셀 (BL, BR)에 대응되는 제 3 렌티큘러렌즈(128)가 규칙적으로 배열된 형태를 나타내는 바, 이들 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈(124,126,128)의 제 1 내지 제 3 초점거리는 RGB 각 컬러에 따라 달리 나타나는 파장대를 고려하여 상기 RGB 각 화소의 RGB 컬러광이 동일 위치에 초점이 맺어지도록 조절된다. 그 결과 색수차가 제거되는 효과를 얻을 수 있다.
이를 위해 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈(124,126,128)는 도면에서 확인할 수 있는 것과 같이 두께 및 곡률반경(curvature radius)을 달리하는 방법 또는 두께 및 곡률반경은 동일하되 재질을 달리하여 굴절률이 차이나게 하는 방법이 사용될 수 있고, 아울러 형태적 측면인 두께 및 곡률반경과 함께 재질에 의한 굴절률을 모두 달리하는 방법이 사용될 수 있다.
정리하면, 본 발명의 첫 번째 기술적 사상은 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치에 있어서, 각 컬러별 서로 다른 파장대에 따른 굴절률 차이로 인한 색수차를 제거하기 위해 각 컬러광이 통과하는 렌티큘러렌즈(124,126,128)의 형태 및 재질을 달리하는 것으로, 그 결과 모든 컬러광의 초점위치를 동일하게 조절할 수 있고, 이를 통해 보다 개선된 입체영상을 제공하게 된다. 즉, 각 컬러별 고유의 파장대에 따라 초점거리가 달리지는 것을 방지하기 위해 본 발명에서는 각각에 대응되는 렌티큘러렌즈(124,126,128)의 재질변경을 통한 굴절률 차이 또는 두께 및 곡률반경 과 같은 형태변경을 통해 그 초점거리를 동일하게 한다.
다음으로 첨부된 도 5는 본 발명에 따른 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치의 또 다른 일 형태에 대한 단면구조를 개략적으로 나타낸 모식도로서, 적어도 두 방향에서 컬러영상을 관찰할 수 있는 이른바 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치에 해당되는 도면이다.
이때 이해를 돕기 위해 임의로 3 방향, 즉 제 1 내지 3 시점에서 컬러영상을 관찰할 수 있는 경우를 나타내었으며, 앞서와 동일한 역할을 하는 동일부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 중복된 설명을 생략하는 바, 차이점만을 살펴보면, 메인표시장치(110)의 RGB 화소가 각 시점별로 구분됨과 동시에 각 컬러 화소군(群)이 연이어 배열되어 있다. 이때 편의상 각 시점별 RGB 화소의 좌우안 픽셀은 표시하지 않았다.
그 결과 도면에 보여지는 바와 메인표시장치(110)는 크게 RGB 컬러영역 (112,114,116)으로 구분되며, 이중 R 컬러영역(112)에는 각 시점별 R 화소인 R1, R2, R3, R4가, G 컬러영역(114)에는 각 시점별 G 화소인 G1, G2, G3, G4가, B 컬러영역(116)에는 각 시점별 B 화소인 B1, B2, B3, B4가 배치되어 있다.
다음으로 렌티큘러어레이(120)는 각 컬러영역(112,114,116)에 대응되며 서로 다른 초점거리를 나타내는 제 1 내지 3 렌티큘러렌즈(124,126,128)가 규칙적으로 배열된 형태를 나타내는데, 즉, 제 1 초점거리를 나타내는 제 1 렌티큘러렌즈(124)는 각 시점별 R 화소(R1, R2, R3, R4)로 이루어진 R 컬러영역(112)에 대응되고, 제 2 초점거리를 나타내는 제 2 렌티큘러렌즈(126)는 각 시점별 G 화소(G1, G2, G3, G4)로 이루어진 G 컬러영역(114)에 대응되며, 제 3 초점거리를 나타내는 제 3 렌티큘러렌즈(128)는 각 시점별 B 화소(B1, B2, B3, B4)로 이루어진 B 컬러영역(128)에 대응된다.
그리고 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈(124,126,128)의 제 1 내지 3 굴절률은 RGB 각 컬러별 고유 파장대에 따른 색수차를 제거하여 각 시점별로 동일지점에 초점이 맺히도록 조절되며, 조절변수는 앞서와 같이 재질에 의한 굴절률 차이나 두께 및 곡률반경 등과 같은 형태 변경이 가능하다.
즉, 본 발명에 따른 다시점 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 메인표시장치(110)의 RGB 화소를 시점별-컬러별로 구분함과 동시에 각 컬러별 화소를 군집시켜 각각의 집합체인 RGB 컬러영역(112,114,116)으로 구획하고, 렌티큘러렌즈어레이(120)에는 각 컬러영역(112,114,116)에 대응되며 서로 다른 초점거리를 나타내는 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈(124,126,128)를 배열시킨 것으로, 이를 통해서 각 시 점별로 색수차가 제거된 컬러입체영상을 관찰토록 한다.
덧붙이면, 앞서 설명에서 사용된 RGB는 컬러를 구분하기 위한 일례로서 그 외에 CMY(Cyan, Magenta, Yellow) 방식도 가능함은 물론이고, 첨부된 도 4와 도 5가 단면도인 관계로 정확하게 표시되지는 않았지만 메인표시장치(110)의 RGB 컬러영역(112,114,116)을 비롯한 RGB 화소 군 그리고 상기 RGB 화소군 내의 각 RGB 화소와 함께 제 1 내지 제 3 렌티큘러렌즈(124,126,128) 역시 소정 규칙의 매트릭스 형태로 배치될 수 있음은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다. 아울러 메인표시장치(110)는 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치, 전기발광표시장치, 브라운관 외에도 컬러영상을 표시할 수 있는 모든 종류의 디스플레이장치가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 2D와 3D 모드를 용이하게 선택 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 바, 이에 대하여 도 6a와 도 6b를 참조하여 설명한다. 이때 도 6a와 도 6b는 각각 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치의 2D와 3D 모드에서의 렌티큘러어레이에 대한 단면구조를 보다 구체적으로 나타낸 것으로, 여기에 포함된 렌티큘러렌즈는 편의상 동일하게 나타내었지만 앞서의 설명을 토대로 할 경우 각 컬러별로 서로 다른 초점거리를 나타날 수 있다.
보이는 바와 같이 본 발명에 따른 렌티큘러어레이(120)는 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(132,134) 그리고 이들 사이로 형성되어진 렌티큘러렌즈(122)를 포함한다. 이때 렌티큘러렌즈(122)는 2D 모드의 경우 메인표시장치(110)의 평면영상이 그대로 표시되도록 빛이 단순 투과되는 투명층 역할을 하지만(도 6a 참조), 3D 모드의 경우 메인표시장치(110)의 평면영상이 입체영상으로 표시되도록 이에 충분한 굴절률을 나타내는 것을 특징으로 하는 바, 이를 위해 광학적 이방성과 분극성질에 의한 상광 굴절률(ordinary refractive index)과 이상광 굴절률(extra ordinary refractive index)을 나타내는 액정을 사용한다.
즉, 본 발명에 따른 렌티큘러렌즈어레이(120)는 서로 대면된 제 1 및 제 2 기판(132,134)과, 이들 제 1 및 제 2 기판(132,134)의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되어 대향됨과 동시에 각각의 대향면 사이공간으로 액정이 충진될 수 있는 셀 공간(A)을 형성하는 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150) 그리고 상기 셀 공간(A)에 충진된 액정층(160)을 포함하는데, 이중 특히 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150)의 대향면은 소정형태로 굴곡짐으로써 이들에 의해 정의되는 셀 공간(A)이 렌티큘러렌즈(122) 형상을 나타내게 된다.
이때 편의상 도면에 있어서 제 1 기판(132)에 형성된 제 1 투명전도층(140)의 대향면을 평면으로 표시하고, 제 2 기판(134)에 형성된 제 2 투명전도층(150)의 대향면이 소정형태로 굴곡지게 나타내었지만, 이와 달리 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150) 모두의 대향면이 각각 소정형태로 굴곡져 이들 사이에 형성된 셀 공간(A)이 렌티큘러렌즈(122) 형상을 나타내도록 하는 것도 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다.
그리고 이러한 셀 공간(A)에 충진되는 액정층(160)은 일례로 네마틱 물질이 사용될 수 있고, 이는 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150) 사이의 전기장에 의해 2D 모드에서는 투광면 역할을 하는 반면, 3D 모드에서는 렌티큘러렌즈(122)로 작용하게 된다. 즉, 주지된 바와 같이 액정은 광학적 이방성과 분극성질을 나타내며 이들에 의해 분자배열이 변화될 경우에 굴절률의 차이를 수반하는 바, 일례로 상기 액정층(160)의 구동에 의한 상광굴절률이 제 1 및 제 2 투명도전층(140,150)의 굴절률과 매칭(matching)된 경우에는 3D 모드를 위한 렌티큘러렌즈(122)로 작용 가능하고, 이상광굴절률이 제 1 및 제 2 투명도전층(140,150)이 굴절률과 매칭된 경우에는 2D 모드를 위한 단순 투광면으로 작용된다.
따라서 도 6a와 같은 2D 모드는 액정층(160)의 오프(off)상태, 다시 말해 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150)으로 전압이 인가되지 않은 상태가 될 수 있고, 도 6b의 3D 모드는 액정층(160)의 온 상태, 다시 말해 제 1 및 제 2 투명전도층(140,150)으로 전압이 인가되어 이들 사이의 전기장을 따라 분자배열이 변화된 상태가 될 수 있다.
한편, 이러한 본 발명에 따른 렌티큘러어레이는 제 1 및 제 2 투명전도층의 구체적인 구성에 따라 몇 가지의 실시예로 구분될 수 있는데, 먼저 상기 도 6a와 도 6b에 나타낸 일 형태로서, 제 1 및 제 2 기판(132,134) 내면으로 각각 제 1 및 제 2 ITO 층(142,152)이 적층되어 있다.
그리고 이중 제 2 기판(134)의 제 2 ITO층(152)을 덮어 셀 공간(A)을 정의하 는 투명 레플리카층(replica layer: 154)이 형성되고, 바람직하게는 제 1 기판(132)의 제 1 ITO층(142)과 제 2 기판(134)의 레플리카층(154)을 덮는 제 1 및 제 2 배향막(144,156)이 개재될 수 있다. 이때 레플리카층(154)은 셀 공간(A)에 렌티큘러렌즈(122) 형상을 부여하기 위한 역할만을 담당하며 전기적인 아무런 작용이 없다.
이때 비록 별도의 도면으로 표시하지는 않았지만 각 렌티큘러렌즈(122)가 동일재질 및 동일형태를 나타낸다면 제 1 또는 제 2 ITO 층(142,152) 중 적어도 하나가 각각의 렌티큘러렌즈(1222)에 일대일 대응되도록 구분 구획한 후, 각각에 인가되는 전압의 차이를 달리하는 것도 가능함은 물론이다.
다음으로 도 7a와 도 7b는 각각 본 발명의 또 다른 형태에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 있어서, 2D, 3D 모드에서의 렌티큘러어레이(120)에 대한 단면구조를 간략하게 나타낸 모식도이다.
이때 앞서의 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 부분과 동일한 역할을 하는 부분에 대해서는 동일부호를 부여하였는바, 제 1 기판(132) 내면에는 앞서의 도 6a 및 도 6b와 마찬가지로 제 1 ITO층(142) 및 이를 덮는 제 1 배향막(144)이 형성되어 있다.
반면, 제 2 기판(134) 내면에는 전도성고분자층(158)이 형성되어 있는데, 이를 앞서의 도 6a 및 도 6b와 비교하면 제 2 기판(134)의 제 2 ITO 층(152)과 레플리카층(154) 그리고 제 2 배향막(156) 역할을 모두 담당한다. 이를 위해 전도성 고분자층(158)의 외면, 즉 제 1 기판(132)을 향하는 대향면은 소정형태로 굴곡져 셀 공간(A)에 렌티큘러렌즈(122) 형상을 부여하고, 상기 대향면은 러빙(rubbing)되며, 전도성고분자물질 고유의 특성에 의해 전압인가 시 전극역할이 가능하다.
그리고 이러한 도 7a 및 도 7b와 같은 구성을 나타낼 경우, 도 6a 및 도 6b와 비교하여 공정단순화는 물론 전극역할의 전도성고분자층(158)이 액정층(160)에 보다 가까우므로 상대적으로 적은 전압으로도 안정적인 구동이 가능하다.
한편, 별도의 도면을 첨부하지는 않았지만, 도 7a 및 도 7b에 있어서 제 1 기판(132)의 제 1 ITO층(142) 및 제 1 배향막(144) 역시 또 다른 전도성고분자층으로 대체될 수 있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 텐데, 이 경우 제 1 기판(132)의 전도성고분자층 역시 그 표면을 러빙 처리함으로써 배향막 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 전술한 구성의 렌티큘러어레이를 구비함에 따라 2D 및 3D 모드로 변환이 가능하고, 아울러 3D 모드에 있어서 각 컬러별 색수차를 제거함으로써 보다 개선된 입체영상을 구현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 둘 이상의 서로 다른 컬러영역이 정의된 메인표시장치와;
    상기 각 컬러영역에 일대일 대응되며 서로 다른 초점거리를 나타내는 렌티큘러렌즈가 구비된 렌티큘러어레이
    를 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서로 다른 컬러영역은 RGB(Red, Green, Blue) 또는 CMY(Cyan, Magenta, Yellow)인 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러영역은 각각 해당 컬러의 화소들이 군집된 화소 군(群)으로 이루어진 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화소 군 내의 각 화소는 둘 이상의 시점별로 구분된 렌티큘러방식 입체 영상표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 컬러영역과, 상기 화소 군과, 상기 각 화소는 매트릭스 형태로 반복 배열되는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 서로 다른 초점거리는 상기 각 컬러별 파장대에 따른 색수차를 보상하기 위한 것인 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 서로 다른 초점거리는 상기 렌티큘러렌즈의 재질에 따른 굴절률이나 형태변화 또는 이들 모두를 통해 조절되는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 형태변화는 상기 렌티큘러렌즈의 두께나 곡률반경 또는 이들 모두의 변 화인 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 하나의 선택된 항에 있어서,
    상기 렌티큘러어레이는,
    일면이 마주보는 투명 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 및 제 2 기판 일면에 각각 형성되어 서로 마주보고, 이들 서로 마주보는 대향면 사이공간으로 상기 각 렌티큘러렌즈와 동일형상의 셀 공간을 정의하는 제 1 및 제 2 투명도전층과;
    상기 셀 공간에 충진된 액정층
    을 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나는 ITO층을 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나의 대향면에 개재된 배향막을 더욱 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명도전층 중 적어도 하나에는 상기 각 렌티큘러렌즈와 동일형상의 셀 공간을 정의하는 레플리카층을 더욱 포함하는 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명전도층 중 적어도 하나는 전도성고분자로 이루어진 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 전도성고분자로 이루어진 상기 제 1 투명도전층 또는 상기 제 2 투명도전층이나 이들 모두의 대향면은 러빙 처리된 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 메인표시장치는 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치, 전기발광표시장치, 브라운관 중 선택된 하나인 렌티큘러방식 입체영상표시장치.
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