KR101779596B1 - 3 Dimensional Display Device Having Patterned Retarder Having Wide View Angle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더 방식의 3차원 영상 표시장치의 구조에 관한 것이다. 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는, 표시패널; 상기 표시패널의 외측부에 부착된 패턴드 리타더; 그리고 상기 패턴드 리타더 위에 부착된 렌즈층을 포함한다. 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는 패턴드 리타더를 통과하여 좌안 영상과 우안 영상이 서로 다른 편광축으로 구분된 이후에, 확산 렌즈를 통해 확산되어 출사됨으로써 광 시야각을 구현할 수 있다.The present invention relates to a structure of a patterned retarder type three-dimensional image display device having a wide viewing angle. A three-dimensional image display apparatus using a pattern reliader according to the present invention includes a display panel; A pattern drifter attached to an outer side of the display panel; And a lens layer attached on the pattern reliader. The three-dimensional image display apparatus using the pattern reliader according to the present invention diffuses the left eye image and the right eye image through different polarizing axes through the patterned retarder and diffuses through the diffusion lens to emit a wide viewing angle .
Description
본 발명은 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더(Patterned Retarder) 방식의 3차원 영상 표시장치의 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스-토크를 줄이기 위해 넓은 블랙 매트릭스를 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치에서 광 시야각을 구현한 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a structure of a patterned retarder type three-dimensional image display device having a wide viewing angle. In particular, the present invention relates to a structure for realizing a wide viewing angle in a three-dimensional image display device using a patterned retarder having a wide black matrix in order to reduce cross-talk between a left eye image and a right eye image.
최근, 다양한 비디오 콘텐츠의 개발에 힘입어 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현할 수 있는 표시장치가 대두되고 있다. 3D 영상 구현을 위해, 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용한다.2. Description of the Related Art In recent years, a display device capable of selectively implementing a 2D image and a 3D image has been emerging due to the development of various video contents. For 3D image implementation, the display device uses either a stereoscopic technique or an autostereoscopic technique.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌/우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.In the binocular parallax system, parallax images of left and right eyes having large stereoscopic effect are used, and both glasses and non-glasses are used. The spectacle method realizes a stereoscopic image by using polarizing glasses or liquid crystal shutter glasses by changing the polarization direction of the right and left parallax images to a direct view type display device or projector and displaying them in a time division manner. And an optical plate such as a parallax barriers for separating the display screen is installed in front of or behind the display screen.
안경방식의 일 예로서, 표시패널 상에 패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 배치한 3차원 영상 표시장치가 있다. 이 3차원 영상 표시장치는 패턴드 리타더의 편광 특성과, 사용자가 착용한 편광 안경의 편광특성을 이용하여 3D 영상을 구현하여 다른 입체 영상 구현 방법에 비하여, 3D 영상에서 좌안과 우안의 크로스토크가 작고 휘도가 뛰어나 화질이 우수하다는 장점이 있다.As an example of a spectacle method, there is a three-dimensional image display apparatus in which a patterned retarder is disposed on a display panel. The three-dimensional image display device realizes a 3D image by using the polarization characteristics of the patterned retarder and the polarization characteristics of the polarizing glasses worn by the user, Is small and has excellent luminance and excellent image quality.
그러나, 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 한 화면에서 동시에 표현하기 때문에, 공간적 제약으로 인해 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스 토크가 여전히 존재한다. 또한, 크로스 토크를 줄이기 위해서는 좌안 영상과 우안 영상을 표현하는 영역을 줄여 서로 간섭이 일어 나지 않도록 하는데, 이럴 경우 좌안 영상을 표시하는 영역 및 우안 영상이 확대되는 시야각이 좁아지는 문제가 발생한다.However, since the three-dimensional image display device using the patterned retarder simultaneously displays the left eye image and the right eye image on one screen, crosstalk between the left eye image and the right eye image still exists due to the spatial restriction. In order to reduce the crosstalk, the area for expressing the left eye image and the right eye image is reduced so that interference does not occur. In this case, there arises a problem that the viewing area in which the left eye image is displayed and the viewing angle in which the right eye image is enlarged becomes narrow.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더 방식의 3차원 영상 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 크로스 토크를 줄이면서, 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더 방식의 3차원 영상 표시장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-dimensional image display apparatus of a pattern-driven retarder type having a wide viewing angle. It is another object of the present invention to provide a patterned retarder type three-dimensional image display device having a wide viewing angle while reducing crosstalk.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는, 표시패널; 상기 표시패널의 외측부에 부착된 패턴드 리타더; 그리고 상기 패턴드 리타더 위에 부착된 렌즈층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display apparatus using pattern reliaders, including: a display panel; A pattern drifter attached to an outer side of the display panel; And a lens layer attached on the pattern reliader.
상기 렌즈층은 확산 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the lens layer includes a diffusion lens.
상기 표시패널은 좌안 영상을 표현하는 좌안 화소 영역과, 우안 영상을 표현하는 우안 화소 영역을 포함하고; 상기 패턴드 리타더는 상기 좌안 화소 영역에 할당된 제1 리타더와 상기 우안 화소 영역에 할당된 제2 리타더를 포함하고; 상기 렌즈층은 상기 제1 리타더에 할당된 제1 확산 렌즈와 상기 제2 리타더에 할당된 제2 확산 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the display panel includes a left eye pixel region representing a left eye image and a right eye pixel region representing a right eye image; Wherein the pattern reliader includes a first retarder assigned to the left eye pixel region and a second retarder assigned to the right eye pixel region; And the lens layer includes a first diffusion lens assigned to the first retarder and a second diffusion lens assigned to the second retarder.
상기 좌안 화소 영역 및 상기 우안 화소 영역은 각각 상기 표시패널의 가로 방향으로 진행하고, 세로 방향으로 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 한다.The left eye pixel region and the right eye pixel region each proceed in the horizontal direction of the display panel and are alternately arranged in the vertical direction.
상기 렌즈층은 상기 제1 리타더 영역과 상기 제2 리타더 영역 각각에 걸쳐 형성된 반원통형 렌티큘라 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.And the lens layer has a semi-cylindrical lenticular lens shape formed over each of the first retarder region and the second retarder region.
상기 표시패널은 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 사이에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The display panel may further include a first black matrix formed between the left eye pixel region and the right eye pixel region.
상기 패턴드 리타더는 상기 제1 리타더와 상기 제2 리타더 사이에 형성된 제2 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The pattern reliader further comprises a second black matrix formed between the first retarder and the second retarder.
상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 2 블랙 매트릭스는 동일한 크기를 갖고, 서로 완전 중첩되는 것을 특징으로 한다.The first black matrix and the second black matrix have the same size and are completely overlapped with each other.
상기 제1 블랙 매트릭스는 상기 제2 블랙 매트릭스보다 작은 크기를 갖고 상기 제2 블랙 매트릭스 영역 내에서 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.And the first black matrix has a smaller size than the second black matrix and is formed to overlap in the second black matrix area.
상기 표시패널은, 액정표시패널, 전계발광표시패널, 플라즈마 표시패널, 유기발광다이오드 표시패널, 그리고 무기발광다이오드 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.The display panel includes a liquid crystal display panel, an electroluminescence display panel, a plasma display panel, an organic light emitting diode display panel, and an inorganic light emitting diode display panel.
또한, 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는, 표시패널; 그리고, 상기 표시패널의 외측에 부착된 렌즈형 패턴드 리타더를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display device using a patterned retarder, including: a display panel; And a lens-shaped pattern reliader attached to the outside of the display panel.
상기 렌즈형 패턴드 리타더는 확산 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.The lenticular pattern reliader is characterized by having a diffusion lens shape.
상기 표시패널은 좌안 영상을 표현하는 좌안 화소 영역과, 우안 영상을 표현하는 우안 화소 영역을 포함하고; 상기 렌즈형 패턴드 리타더는 상기 좌안 화소 영역에 할당된 제1 렌즈형 리타더와 상기 우안 화소 영역에 할당된 제2 렌즈형 리타더를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the display panel includes a left eye pixel region representing a left eye image and a right eye pixel region representing a right eye image; Wherein the lens-shaped pattern reliader includes a first lens-shaped retarder allocated to the left eye pixel region and a second lens-shaped retarder allocated to the right eye pixel region.
상기 좌안 화소 영역 및 상기 우안 화소 영역은 각각 상기 표시패널의 가로 방향으로 진행하고, 세로 방향으로 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 한다.The left eye pixel region and the right eye pixel region each proceed in the horizontal direction of the display panel and are alternately arranged in the vertical direction.
상기 렌즈형 패턴드 리타더는 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 각각에 걸쳐 형성된 반원통형 렌트큘라 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the lens-shaped pattern drifter comprises a semi-cylindrical lenticular lens formed over the left eye pixel region and the right eye pixel region, respectively.
상기 표시패널은 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 사이에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The display panel may further include a first black matrix formed between the left eye pixel region and the right eye pixel region.
상기 렌즈형 패턴드 리타더는 상기 제1 렌즈형 리타더와 상기 제2 렌즈형 리타더 사이에 형성된 제2 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And the lens-shaped pattern drifter further comprises a second black matrix formed between the first lens-type retarder and the second lens-type retarder.
상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 제2 블랙 매트릭스는 동일한 크기를 갖고, 서로 완전 중첩되는 것을 특징으로 한다.The first black matrix and the second black matrix have the same size and are completely overlapped with each other.
상기 제1 블랙 매트릭스는 상기 제2 블랙 매트릭스보다 작은 크기를 갖고 상기 제2 블랙 매트릭스 영역 내에서 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.And the first black matrix has a smaller size than the second black matrix and is formed to overlap in the second black matrix area.
본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는 패턴드 리타더를 통과하여 좌안 영상과 우안 영상이 서로 다른 편광축으로 구분된 이후에, 확산 렌즈를 통해 확산되어 출사됨으로써 광 시야각을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 블랙 매트릭스에 의해 좌안 영상과 우안 영상이 서로 다른 편광축을 갖도록 분리되어 크로스 토크 요소를 삭제한 후에, 각 영상 영역에서 확산되어 출사됨으로써 크로스 토크가 없는 광 시야각을 구현할 수 있다.The three-dimensional image display apparatus using the pattern reliader according to the present invention diffuses the left eye image and the right eye image through different polarizing axes through the patterned retarder and diffuses through the diffusion lens to emit a wide viewing angle . Further, according to the present invention, the left eye image and the right eye image are separated by the black matrix so as to have different polarization axes, and after the crosstalk elements are eliminated, they are diffused and emitted in respective image areas, thereby realizing a wide viewing angle without crosstalk.
도 1은 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 시스템의 구조를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예 1에 의한 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예 2에 의한 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널의 구조를 나타내는 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a structure of a three-dimensional imaging system using a pattern reliader according to the present invention; FIG.
2 is a sectional view showing the structure of a three-dimensional image display panel using a patterned retarder having a wide viewing angle according to Embodiment 1 of the present invention.
3 is a sectional view showing the structure of a three-dimensional image display panel using a patterned retarder having a wide viewing angle according to Embodiment 2 of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 시스템을 보여준다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 영상 시스템은, 2D 혹은 3D 영상을 구현하는 표시패널(DP), 표시패널(DP)의 앞 표면에 부착된 패턴드 리타더(PR), 그리고 편광 안경(PG) 등을 구비한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 shows a three-dimensional imaging system using a patterned retarder according to the present invention. 1, a three-dimensional image system according to the present invention includes a display panel DP for implementing 2D or 3D images, a patterned retarder PR attached to the front surface of the display panel DP, Glasses (PG), and the like.
표시패널(DP)은 액정표시패널, 전계방출 표시패널(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 및 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광표시패널 (Electroluminescence Device, EL) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하에서는 표시패널(DP)이 액정표시패널로 구현되는 경우를 예로 하여 설명한다. 패턴드 리타더(PR) 및 편광 안경(PG)은 3D 구동소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 분리하여 양안 시차를 구현한다.The display panel DP includes a liquid crystal display panel, a field emission display panel, a plasma display panel, and an organic electroluminescent display device including an inorganic electroluminescent device and an organic light emitting diode (OLED) And a flat panel display device such as a light emitting display panel (Electroluminescence Device, EL). Hereinafter, a case where the display panel DP is implemented as a liquid crystal display panel will be described as an example. The patterned retarder (PR) and the polarizing glasses (PG) are 3D driving elements to separate a left eye image and a right eye image to realize a binocular parallax.
표시패널(DP)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층(LC)이 형성된다. 표시패널(DP)은 데이터 배선들과 게이트 배선들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 포함한다. 표시패널(DP)의 하부 유리기판(SL)에는 데이터 배선들, 게이트 배선들, TFT, 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)를 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극들과, 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(DP)의 상부 유리기판(SU) 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 표시패널(DP)의 상부 유리기판(SU)과 하부 유리기판(SL) 각각의 내부에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DP)의 상부 유리기판(SU)과 하부 유리기판(SL) 각각의 외부에는 상부 편광필름(PU) 및 하부 편광필름(PL)이 부착된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판(SU) 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판(SL) 상에 형성된다. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.In the display panel DP, a liquid crystal layer LC is formed between two glass substrates. The display panel DP includes liquid crystal cells arranged in a matrix form by an intersection structure of data wirings and gate wirings. A pixel array including data wirings, gate wirings, TFTs, pixel electrodes, and storage capacitors is formed on the lower glass substrate SL of the display panel DP. The liquid crystal cells are driven by the electric field between the pixel electrodes connected to the TFT and the common electrode. On the upper glass substrate SU of the display panel DP, a black matrix, a color filter, and a common electrode are formed. An alignment film for setting a pre-tilt angle of liquid crystal is formed in each of the upper glass substrate SU and the lower glass substrate SL of the display panel DP. An upper polarizing film PU and a lower polarizing film PL are attached to the outer sides of the upper glass substrate SU and the lower glass substrate SL of the display panel DP. The common electrode is formed on the upper glass substrate SU in a vertical electric field driving mode such as a TN (Twisted Nematic) mode and a VA (Vertical Alignment) mode. The common electrode is divided into an IPS (In Plane Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) And is formed on the lower glass substrate SL together with the pixel electrodes in the same horizontal electric field driving method. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell may be formed between the glass substrates.
표시패널(DP)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백 라이트 유닛이 필요하다. 백 라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.The display panel DP may be implemented in any liquid crystal mode as well as a TN mode, a VA mode, an IPS mode, and an FFS mode. The liquid crystal display element of the present invention can be implemented in any form of a transmissive display element, a transflective display element, a reflective display element, and the like. In the transmissive display element and the semi-transmissive display element, a backlight unit is required. The backlight unit may be implemented as a direct type backlight unit or an edge type backlight unit.
패턴드 리타더(PR)는 표시패널(DP)의 상부 편광필름(PU) 외측에 부착된다. 패턴드 리타더(PR)는 표시패널(DP)의 가로 방향으로 배열된 1줄의 화소들을 기본 단위로 하는 각 라인에 대응하는 단위 리타더들이 배열되어 있다. 예를 들어, 어느 한 게이트 배선별에 공통으로 연결된 화소들의 영역에 상응하여 한 단위 리타더가 할당된다. 특히, 패턴드 리타더(PR)의 기수 라인들에는 제1 리타더(RT1)가 할당되어 형성되고, 패턴드 리타더(PR)의 우수 라인들에는 제2 리타더(RT2)가 할당되도록 형성된다. 제1 리타더(RT1)의 광 투과축과 제2 리타더(RT2)의 광 투과축은 서로 직교한다. 제1 리타더(RT1)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제1 편광(원편광 또는 선편광)을 투과시킨다. 제2 리타더(RT2)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제2 편광(원편광 또는 선편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(PR)의 제1 리타더(RT1)는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(PR)의 제2 리타더(RT2)는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.The pattern reliader PR is attached to the outside of the upper polarizing film PU of the display panel DP. The pattern reliader PR has unit retarders corresponding to each line whose basic unit is one row of pixels arranged in the horizontal direction of the display panel DP. For example, a unit retarder is allocated corresponding to a region of pixels commonly connected to each gate line. Particularly, the first retarder RT1 is assigned to the odd number lines of the pattern reliader PR and the second retarder RT2 is allocated to the even lines of the pattern reliader PR do. The light transmission axis of the first retarder RT1 and the light transmission axis of the second retarder RT2 are orthogonal to each other. The first retarder RT1 transmits the first polarized light (circularly polarized light or linearly polarized light) of the light incident from the pixel array. The second retarder RT2 transmits the second polarized light (circularly polarized light or linearly polarized light) of the light incident from the pixel array. The first retractor RT1 of the patterned retarder PR can be realized as a polarizing filter transmitting the left-handed circularly polarized light and the second retarder RT2 of the patterned retarder PR can transmit the right- And can be implemented with a polarization filter.
편광 안경(PG)은 제1 편광필터(P1)를 갖는 좌안경창(LG)과, 제2 편광필터(P2)를 갖는 우안경창(RG)을 구비한다. 제1 편광필터(P1)는 패턴 리타더(PR)의 제1 리타더(RT1)와 동일한 광 투과축을 가진다. 제2 편광필터(P2)는 패턴 리타더(PR)의 제2 리타더(RT2)와 동일한 광 투과축을 가진다. 예들 들면, 편광 안경(PG)의 제1 편광필터(P1)는 좌원 편광필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(PG)의 제2 편광필터(P2)는 우원 편광필터로 선택될 수 있다.The polarizing glasses PG are provided with a left eye shading LG having a first polarizing filter P1 and a right eye shading RG having a second polarizing filter P2. The first polarizing filter P1 has the same light transmission axis as the first retarder RT1 of the pattern retarder PR. The second polarizing filter P2 has the same light transmission axis as the second retarder RT2 of the pattern retarder PR. For example, the first polarizing filter P1 of the polarizing glasses PG can be selected as a left circular polarization filter, and the second polarizing filter P2 of the polarizing glasses PG can be selected as a right circularly polarizing filter.
이와 같은 구조에서, 제1 리타더(RT1)에 해당하는 화소들에서는 좌안 영상을, 제2 리타더(RT2)에 해당하는 화소들에서는 우안 영상을 표시함으로써, 3차원 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제1 리타더(RT1)가 좌원 편광필터와 동일한 패턴을 갖으면, 좌안 영상은 좌원 편광된 상태로 출사되고, 편광 안경(PG)의 제1 편광필터(P1)에 의해서만 사용자의 좌안으로 인식된다. 이와 동시에, 제2 리타더(RT2)가 우원 편광필터와 동일한 패턴을 갖으면, 우안 영상은 우원 편광된 상태로 출사되고, 편광 안경(PG)의 제2 편광필터(P2)에 의해서만 사용자의 우안으로 인식된다.In such a structure, a three-dimensional image can be realized by displaying the left eye image in the pixels corresponding to the first retarder RT1 and the right eye image in the pixels corresponding to the second retarder RT2. For example, if the first retarder RT1 has the same pattern as the left circular polarization filter, the left eye image is emitted in a left circularly polarized state, and only the first polarizing filter P1 of the polarizing glasses PG It is recognized as the left eye. At the same time, if the second retarder RT2 has the same pattern as the right-handed circularly polarized light filter, the right-eye image is emitted in a right circularly polarized state, and only the second polarizing filter P2 of the polarizing glass .
이하, 패턴드 리타더가 장착된 표시패널 부분의 확대 단면도들을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예들을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예 1에 의한 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널의 구조를 나타내는 단면도이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to enlarged sectional views of a display panel portion equipped with a patterned retarder. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a 3D image display panel using a patterned retarder having a wide viewing angle according to Embodiment 1 of the present invention.
본 발명의 실시 예 1에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광 표시장치, 플라즈마 디스플레이 등과 같은 평판 표시장치를 포함한다. 여러 평판 표시장치들이 사용될 수 있으므로, 이하 설명에서는 액정표시장치의 경우를 대표적으로 설명한다. 액정표시패널은 칼라 필터가 형성된 상부 기판, 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판, 그리고 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 여기서는, 편의상 칼라 필터가 형성된 상부 기판을 중심으로 설명한다.The three-dimensional image display panel using the patterned retarder according to the first embodiment of the present invention includes a flat panel display device such as a liquid crystal display panel, an organic light emitting display, a plasma display and the like. Since a plurality of flat panel display devices can be used, a liquid crystal display device will be exemplarily described in the following description. The liquid crystal display panel includes an upper substrate on which a color filter is formed, a lower substrate on which a thin film transistor is formed, and a liquid crystal layer interposed between the upper substrate and the lower substrate. Here, the upper substrate for which a color filter is formed will be mainly described.
도 2에 도시한 바와 같이, 상부 기판(SU)의 내측 표면에는 화소 영역에 할당된 칼라 필터(CF)가 형성되어 있고, 칼라 필터(CF)들 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 색상의 혼재를 방지하기 위해 형성되어 있다. 상부 기판(SU)의 외측 표면에는 상부 편광판(PU)이 부착되어 있다. 상부 편광판(PU) 위에는 패턴드 리타더(PR)가 부착되어 있다. 그리고, 패턴드 리타더(PR) 위에는 다수개의 확산 렌즈가 형성된 렌즈층(LE)이 부착되어 있다.2, a color filter CF assigned to the pixel region is formed on the inner surface of the upper substrate SU, and a black matrix BM is formed between the color filters CF to form a mixed color . An upper polarizer PU is attached to the outer surface of the upper substrate SU. A patterned retarder (PR) is attached on the upper polarizer (PU). A lens layer LE having a plurality of diffusion lenses is attached on the patterned retarder PR.
패턴드 리타더(PR)의 기수 라인들에는 제1 리타더(RT1)가 할당되어 형성되고, 패턴드 리타더(PR)의 우수 라인들에는 제2 리타더(RT2)가 할당되도록 형성된다. 예를 들어, 제1 리타더(RT1)는 좌안 화소의 칼라 필터(L)에 할당되고, 제2 리타더(RT2)는 우안 화소의 칼라 필터(R)에 할당될 수 있다. 제1 리타더(RT1)와 제2 리타더(RT2) 사이에도 블랙 매트릭스(BMP)가 형성되어 있어, 우안 영상이 제1 리타더(RT1)으로 입사되거나 좌안 영상이 제2 리타더(RT2)로 입사되지 않도록 차단하여 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스 토크를 방지한다.The first retarder RT1 is formed to be assigned to the odd number lines of the pattern reliader PR and the second retarder RT2 is allocated to the even lines of the pattern reliader PR. For example, the first retarder RT1 may be assigned to the color filter L of the left eye pixel and the second retarder RT2 may be assigned to the color filter R of the right eye pixel. A black matrix BMP is formed between the first retractor RT1 and the second retarder RT2 so that the right eye image is incident on the first retarder RT1 or the left eye image is incident on the second retarder RT2, So as to prevent crosstalk between the left eye image and the right eye image.
패턴드 리타더(PR)에 형성된 블랙 매트릭스(BMP)는 적어도 칼라 필터(CF) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(BM)과 동일한 크기를 갖고, 동일한 영역에서 서로 완전 중첩되도록 형성하여야 크로스 토크를 방지할 수 있다. 더 바람직하게는, 패턴드 리타더(PR)에 형성된 블랙 매트릭스(BMP)는 칼라 필터(CF) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(BM)보다 좀더 넓은 폭을 갖는 것이 좋다. 이 경우, 칼라 필터(CF) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(BM)가 패턴드 리타더(PR)에 형성된 블랙 매트릭스(BMP)의 영역 내 위치하면서 중첩되도록 배치하여야 한다.The black matrix BMP formed on the patterned retarder PR has the same size as that of the black matrix BM formed between the color filters CF and has to be formed so as to completely overlap each other in the same area to prevent crosstalk have. More preferably, the black matrix BMP formed on the patterned retarder PR has a wider width than the black matrix BM formed between the color filters CF. In this case, the black matrix BM formed between the color filters CF should be arranged so as to be overlapped while being positioned in the area of the black matrix BMP formed in the pattern reliader PR.
이와 같이, 패턴드 리타더(PR)에는 표시패널의 블랙 매트릭스(BM)와 같거나 더 넓은 블랙 매트릭스(BMP)가 형성되어 있으므로, 시야각이 상당히 줄어든다. 도 2에서 ⓐ로 표시한 부분이 패턴드 리타더(PR)의 블랙 매트릭스(BMP)에 의해 결정된 좌안 영상의 상하 시야각 범위를 나타낸다. 도 2에서 알 수 있듯이, 패턴드 리타더(PR)에 블랙 매트릭스(BMP)가 없는 경우를 고려하면, 시야각이 협소해 지는 것을 알 수 있다. 도 2에서 화살표는 좌안 화소의 칼라 필터(L)에서 출사한 빛의 진행 경로를 나타낸다.As described above, since the patterned retarder PR is formed with the black matrix BMP which is equal to or wider than the black matrix BM of the display panel, the viewing angle is considerably reduced. In FIG. 2, the portion indicated by reference symbol a in FIG. 2 represents the upper and lower viewing angle ranges of the left eye image determined by the black matrix BMP of the pattern reliever PR. As can be seen from Fig. 2, when the case where the patterned retarder PR has no black matrix (BMP) is considered, the viewing angle is narrowed. In Fig. 2, the arrow indicates the traveling path of the light emitted from the color filter L of the left eye pixel.
그러나, 본 발명의 실시 예 1에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널은 확산 렌즈층(LE)을 더 구비한다. 확산 렌즈층(LE)은 패턴드 리타더(PR)의 제1 리타더(RT1)에 해당하는 부분에 형성된 제1 확산 렌즈(L1)와 제2 리타더(RT2)에 해당하는 부분에 형성된 제2 확산 렌즈(L2)를 포함한다. 제1 리타더(RT1)와 제2 리타더(RT2) 각각이 가로 방향으로 배열된 화소 영역들의 집합을 기본 단위로 하고 있으므로, 제1 확산 렌즈(L1) 및 제2 확산 렌즈(L2) 각각은 가로 방향으로 진행하는 반원통형의 렌티큘라 렌즈인 것이 바람직하다. 특히, 확산 렌즈층(LE)으로 입사하는 광을 확산 시켜야 하므로, 단면 형상이 오목렌즈 형태를 갖는 렌티큘라 렌즈인 것이 바람직하다. However, the 3D image display panel using the patterned retarder according to the first embodiment of the present invention further includes a diffusion lens layer (LE). The diffusion lens layer LE is formed on the portion corresponding to the first diffuser lens L1 and the second retarder RT2 formed on the portion corresponding to the first retarder RT1 of the patterned retarder PR 2 diffusion lens L2. Since the first retarder RT1 and the second retarder RT2 each have a set of pixel regions arranged in the lateral direction as a basic unit, each of the first diffusion lens L1 and the second diffusion lens L2 Cylindrical lenticular lens that travels in the transverse direction. Particularly, since the light incident on the diffusion lens layer LE must be diffused, it is preferable that the cross-sectional shape is a lenticular lens having a concave lens shape.
본 발명의 실시 예 1에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치에서는, 실제적인 시야각이 확산 렌즈층(LE)에 의해 상하 범위로 더 넓은 시야각을 갖게됨을 알 수 있다. 도 2에서 ⓑ로 표시한 부분이 확산 렌즈층(LE)에 의해 확산된 좌안 영상의 상하 시야각 범위를 나타낸다. 도 2에서 알 수 있듯이, 확산 렌즈(LE)에 의해 협시야각(ⓐ) 범위를 갖던 좌안 영상은 광시야각(ⓑ) 범위를 갖는다.
In the three-dimensional image display device using the patterned retarder according to the first embodiment of the present invention, it can be seen that the actual viewing angle has a wider viewing angle in the upper and lower ranges by the diffusion lens layer LE. In FIG. 2, a portion indicated by (b) represents a range of upper and lower viewing angles of a left eye image diffused by the diffusion lens layer LE. As can be seen from FIG. 2, the left eye image having a narrow viewing angle (a) range by the diffusion lens LE has a wide viewing angle (b) range.
실시 예 1에서는 패턴드 리타더(PR)의 표면에 확산 렌즈층(LE)을 더 구비한 경우를 설명하였다. 그러나, 필요한 경우라면, 확산 렌즈층(LE)을 별도로 구성하지 않고, 패턴드 리타더(PR) 자체를 확산 렌즈의 형태로 구성할 수도 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예 2에 의한 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시패널의 구조를 나타내는 단면도이다.In the first embodiment, the case where the diffusion lens layer LE is further provided on the surface of the patterned retarder PR has been described. However, if necessary, the pattern reliader PR itself may be formed in the form of a diffusion lens without separately configuring the diffusion lens layer LE. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a three-dimensional image display panel using a patterned retarder having a wide viewing angle according to a second embodiment of the present invention.
실시 예 2에서는 별도의 확산 렌즈층(LE)을 구비하지 않고, 패턴드 리타더 자체를 확산 렌즈의 형태로 패턴한 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)를 포함한다. 즉, 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)는 좌안 화소 영역(L)에 해당하는 부분에 형성된 확산 렌즈형 제1 리타더(LRT1))와 우안 화소 영역(R)에 해당하는 부분에 형성된 확산 ㄹ렌즈형 제2 리타더(LRT2)를 포함한다. 좌안 화소 영역(L)과 우안 화소 영역(R) 각각이 가로 방향으로 배열되어 있으므로, 확산 렌즈형 제1 리타더(LRT1) 및 확산 렌즈형 제2 리타더(LRT2) 각각은 가로 방향으로 진행하는 반원통형의 렌티큘라 렌즈 형상을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)로 입사하는 광을 확산 시켜야 하므로, 단면 형상이 오목렌즈 형태를 갖는 렌티큘라 렌즈인 것이 바람직하다.The second embodiment includes a lenticular pattern relief (LPR) in which the pattern reliader itself is patterned in the form of a diffusion lens without an additional diffusion lens layer LE. That is, the lens-shaped pattern reliever (LPR) is a diffusion lens type first retarder (LRT1) formed in a portion corresponding to the left eye pixel region L) and a diffusion formed in a portion corresponding to the right eye pixel region And a lens-shaped second retarder LRT2. Since the left eye pixel region L and the right eye pixel region R are arranged in the horizontal direction, the diffusion lens type first retarder LRT1 and the diffusion lens type second retarder LRT2 respectively proceed in the horizontal direction It is preferable to have a semi-cylindrical lenticular lens shape. In particular, since the light incident on the lens-shaped pattern relieving device (LPR) must be diffused, it is preferable that the lenticular lens has a cross-sectional shape of a concave lens shape.
본 발명의 실시 예 2에 의한 렌즈형 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치에서는, 실제적인 시야각이 확산 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)에 의해 상하 범위로 더 넓은 시야각을 갖게됨을 알 수 있다. 도 3에서 ⓐ로 표시한 부분이 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)의 블랙 매트릭스(BMP)에 의해 결정된 좌안 영상의 상하 시야각 범위를 나타낸다. 도 3에서 ⓑ로 표시한 부분이 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)에 의해 확산된 좌안 영상의 상하 시야각 범위를 나타낸다. 도 3에서 알 수 있듯이, 렌즈형 패턴드 리타더(LPR)에 의해 협시야각(ⓐ) 범위를 갖던 좌안 영상은 광시야각(ⓑ) 범위를 갖는다.In the three-dimensional image display apparatus using the lens-shaped pattern reliader according to the second embodiment of the present invention, it is understood that the actual viewing angle has a wider viewing angle in the upper and lower ranges by the diffusion lens-type pattern drift (LPR) have. 3 shows the upper and lower viewing angle ranges of the left eye image determined by the black matrix BMP of the lens-shaped pattern reliever (LPR). In Fig. 3, the portion indicated by (b) represents the upper and lower viewing angle ranges of the left eye image diffused by the lens-shaped pattern reliever (LPR). As can be seen from FIG. 3, the left eye image having a narrow viewing angle (a) range by the lens-shaped pattern reliever (LPR) has a wide viewing angle (b) range.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 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 정해져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
DP: 표시패널 SL: 하부 유리기판
SU: 상부 유리기판 PL: 하부 편광필름
PU: 상부 편광필름 PG: 편광안경
P1: 제1 편광필터 P2: 제2 편광필터
RG: 우안경창 LG: 좌경창
PR: 패턴드 리타더 RT1: 제1 리타더
RT2: 제2 리타더 LPR: 렌즈형 패턴드 리타더
L1: 제1 확산 렌즈 L2: 제2 확산 렌즈
LRT1: 확산 렌즈형 제1 리타더 LRT2: 확산 렌즈형 제2 리타더
BM: (칼라필터의)블랙 매트릭스
BMP: (패턴드 리타더의)블랙 매트릭스
L: 좌안 화소의 칼라 필터 R: 우안 화소의 칼라 필터DP: display panel SL: lower glass substrate
SU: upper glass substrate PL: lower polarizing film
PU: Upper polarizing film PG: Polarizing glasses
P1: first polarizing filter P2: second polarizing filter
RG: Wan Yongchang LG: left window
PR: pattern-retarder RT1: first retarder
RT2: Second retarder LPR: Lens type pattern drier
L1: first diffusion lens L2: second diffusion lens
LRT1: diffusion lens type first retarder LRT2: diffusion lens type second retarder
BM: Black matrix (of color filter)
BMP: Black Matrix (pattern of retarder)
L: color filter of the left eye pixel R: color filter of the right eye pixel
Claims (20)
상기 표시패널의 외측부에 부착되며, 상기 좌안 화소 영역에 할당된 제1 리타더와 상기 우안 화소 영역에 할당된 제2 리타더를 구비한 패턴드 리타더; 그리고
상기 패턴드 리타더 위에 부착되며, 상기 제1 리타더에 할당된 제1 확산 렌즈와 상기 제2 리타더에 할당된 제2 확산 렌즈를 구비한 렌즈층을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
A display panel having a left eye pixel region representing a left eye image and a right eye pixel region representing a right eye image;
A pattern reliader attached to an outer side of the display panel and having a first retarder assigned to the left eye pixel region and a second retarder assigned to the right eye pixel region; And
And a lens layer attached on the patterned retarder and having a first diffusion lens assigned to the first retarder and a second diffusion lens assigned to the second retarder, Device.
상기 좌안 화소 영역 및 상기 우안 화소 영역은 각각 상기 표시패널의 가로 방향으로 진행하고, 세로 방향으로 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the left eye pixel region and the right eye pixel region respectively proceed in the horizontal direction of the display panel and are alternately arranged in the vertical direction.
상기 렌즈층은 상기 제1 리타더 영역과 상기 제2 리타더 영역 각각에 걸쳐 형성된 반원통형 렌티큘라 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the lens layer has a semi-cylindrical lenticular lens shape formed over each of the first retarder region and the second retarder region.
상기 표시패널은 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 사이에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the display panel further comprises a first black matrix formed between the left eye pixel region and the right eye pixel region.
상기 패턴드 리타더는 상기 제1 리타더와 상기 제2 리타더 사이에 형성된 제2 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
The method according to claim 6,
Wherein the patterned retarder further comprises a second black matrix formed between the first retarder and the second retarder.
상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 제2 블랙 매트릭스는 동일한 크기를 갖고, 서로 완전 중첩되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the first black matrix and the second black matrix have the same size and are completely overlapped with each other.
상기 제1 블랙 매트릭스는 상기 제2 블랙 매트릭스보다 작은 크기를 갖고 상기 제2 블랙 매트릭스 영역 내에서 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the first black matrix has a smaller size than the second black matrix and is formed to overlap in the second black matrix region.
상기 표시패널은, 액정표시패널, 전계발광표시패널, 플라즈마 표시패널, 유기발광다이오드 표시패널, 그리고 무기발광다이오드 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the display panel includes a liquid crystal display panel, an electroluminescence display panel, a plasma display panel, an organic light emitting diode display panel, and an inorganic light emitting diode display panel.
상기 표시패널의 외측에 부착되며, 상기 좌안 화소 영역에 할당된 제1 확산 렌즈형 리타더와 상기 우안 화소 영역에 할당된 제2 확산 렌즈형 리타더를 구비한, 렌즈형 패턴드 리타더를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
A display panel having a left eye pixel region representing a left eye image and a right eye pixel region representing a right eye image; And
And a second diffusion lens type retarder attached to the outside of the display panel, the first diffusion lens type retarder being allocated to the left eye pixel region and the second diffusion lens type retarder being allocated to the right eye pixel region Dimensional image display device.
상기 좌안 화소 영역 및 상기 우안 화소 영역은 각각 상기 표시패널의 가로 방향으로 진행하고, 세로 방향으로 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the left eye pixel region and the right eye pixel region respectively proceed in the horizontal direction of the display panel and are alternately arranged in the vertical direction.
상기 렌즈형 패턴드 리타더는 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 각각에 걸쳐 형성된 반원통형 렌트큘라 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the lens-shaped pattern drifter comprises a semi-cylindrical lenticular lens formed over the left eye pixel region and the right eye pixel region, respectively.
상기 표시패널은 상기 좌안 화소 영역과 상기 우안 화소 영역 사이에 형성된 제1 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the display panel further comprises a first black matrix formed between the left eye pixel region and the right eye pixel region.
상기 렌즈형 패턴드 리타더는 상기 제1 확산 렌즈형 리타더와 상기 제2 확산 렌즈형 리타더 사이에 형성된 제2 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
17. The method of claim 16,
Wherein the lens-shaped pattern drifter further comprises a second black matrix formed between the first diffusion lens-type retarder and the second diffusion lens-type retarder.
상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 제2 블랙 매트릭스는 동일한 크기를 갖고, 서로 완전 중첩되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the first black matrix and the second black matrix have the same size and are completely overlapped with each other.
상기 제1 블랙 매트릭스는 상기 제2 블랙 매트릭스보다 작은 크기를 갖고 상기 제2 블랙 매트릭스 영역 내에서 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the first black matrix has a smaller size than the second black matrix and is formed to overlap in the second black matrix region.
상기 표시패널은, 액정표시패널, 전계발광표시패널, 플라즈마 표시패널, 유기발광다이오드 표시패널, 그리고 무기발광다이오드 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시장치.12. The method of claim 11,
Wherein the display panel includes a liquid crystal display panel, an electroluminescence display panel, a plasma display panel, an organic light emitting diode display panel, and an inorganic light emitting diode display panel.
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