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KR102512629B1 - 입체영상 표시 장치 - Google Patents

입체영상 표시 장치 Download PDF

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KR102512629B1
KR102512629B1 KR1020170109656A KR20170109656A KR102512629B1 KR 102512629 B1 KR102512629 B1 KR 102512629B1 KR 1020170109656 A KR1020170109656 A KR 1020170109656A KR 20170109656 A KR20170109656 A KR 20170109656A KR 102512629 B1 KR102512629 B1 KR 102512629B1
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KR
South Korea
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light
display panel
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KR1020170109656A
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허수정
권재중
김범식
하주화
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

입체영상 표시장치는 표시 패널, 모드 선택 패널, 및 광 제어층을 포함한다. 상기 표시 패널은 선편광된 광을 출사한다. 상기 모드 선택 패널은 서로 다른 제1 모드 및 제2 모드를 반복적으로 동작하고, 상기 표시 패널 상에 배치된다. 상기 광 제어층은 상기 모드 선택 패널 상에 배치된다. 상기 광 제어층은 굴절률 제어층 및 수지층을 포함할 수 있다. 상기 굴절률 제어층은 굴절률 이방성을 갖는 물질을 포함하고, 상기 표시 패널의 일면에 대해 경사진 프리즘면을 가질 수 있다. 상기 수지층은 상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질의 단축 방향 굴절률 및 장축 방향 굴절률 중 어느 하나와 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 상기 제1 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향과 상기 제2 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향은 서로 상이할 수 있다.

Description

입체영상 표시 장치{3D DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 입체영상 표시 장치에 관한 것으로, 복수의 시점수를 표시하는 입체영상 표시 장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 사용자의 좌안과 우안에 각각 서로 다른 영상을 제공하는 양안시차방식(Binocular Disparity Techiquestereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3차원 영상을 구현한다.
입체영상 표시장치는 복수의 시점 영상들을 표시하고, 사용자는 복수의 시점 영상들 중 좌안과 우안에 각각 하나의 시점 영상을 시인함으로써 입체감을 시인하게 된다.
시점 영상들의 시점수가 많아질수록 사용자는 더욱 입체감을 선명하게 시인할 수 있다. 시점수를 증가시키기 위해서는 할당되는 표시 패널의 화소 수가 많아져 시점 해상도가 감소한다.
본 발명은 표시 패널의 화소들에서 표시할 수 있는 영상의 시점수를 2배로 향상시킬 수 있는 입체영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시 장치는 표시 패널, 모드 선택 패널, 광 제어층을 포함한다.
상기 표시 패널은 선편광된 광을 출사한다.
상기 모드 선택 패널은 서로 다른 제1 모드 및 제2 모드를 반복적으로 동작하고, 상기 표시 패널 상에 배치된다.
상기 광 제어층은 상기 모드 선택 패널 상에 배치다.
상기 광 제어층은, 굴절률 제어층 및 수지층을 포함할 수 있다.
상기 굴절률 제어층은 굴절률 이방성을 갖는 물질을 포함하고, 상기 표시 패널의 일면에 대해 경사진 프리즘면을 가질 수 있다.
상기 수지층은 상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질의 단축 방향 굴절률 및 장축 방향 굴절률 중 어느 하나와 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향과 상기 제2 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향은 서로 상이할 수 있다.
상기 입체영상 표시장치는 제1 모드에서 하나의 그룹을 이루는 제1 시점 영상들을 표시하고, 상기 제2 모드에서 하나의 그룹을 이루고, 상기 제1 시점 영상들과 다른 시점을 갖는 제2 시점 영상들을 표시한다.
상기 입체영상 표시장치는 상기 제1 시점 영상 및 상기 제2 시점 영상을 이용하여 상기 입체 영상을 표시한다.
상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질은 반응성 메조겐일 수 있다.
상기 굴절률 제어층은 복수의 프리즘들을 포함할 수 있다. 상기 프리즘면은 상기 프리즘들과 상기 수지층의 경계일 수 있다.
상기 모드 선택 패널은, 제1 전극, 제2 전극, 및 액정층을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제1 모드 동안 구동 전압을 수신할 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 동안 공통 전압을 수신할 수 있다. 상기 액정층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가된 전압에 의해 배향 방향을 결정하는 액정 분자들을 포함할 수 있다.
상기 제1 모드 동안, 상기 표시 패널에서 출사된 제1 광과 상기 제1 광 중 상기 모드 선택 패널을 투과한 제2 광은 서로 동일한 편광 방향을 가질 수 있다. 상기 제2 모드 동안, 상기 표시 패널에서 출사된 제3 광과 상기 제3 광 중 상기 모드 선택 패널을 투과한 제4 광은 서로 직교하는 편광 방향을 가질 수 있다.
상기 표시 패널은 입사된 광을 선편광시키는 편광층을 포함할 수 있다.
상기 광 제어층은 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 동안 입사된 광을 서로 다른 각도로 굴절시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시 장치는 모드 선택 패널이 제1 모드와 제2 모드를 반복적으로 동작함으로써 단위 렌즈에 대응하는 표시 패널의 화소들에서 표시할 수 있는 영상의 시점수를 2배로 향상시킬 수 있다.
또는 입체영상 표시 장치는 모드 선택 패널이 제1 모드와 제2 모드를 반복적으로 동작함으로써 시점수를 일정하게 유지하면서도 단위 렌즈의 폭을 절반으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 입체영상 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 모드 선택 패널, 광 제어층, 및 렌즈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 모드 선택 패널이 제1 모드로 동작할 때 표시 패널에서 출사된 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 5a는 두께 방향에서 바라본 액정 분자를 도시한 도면이고, 도 5b는 두께 방향에서 바라본 반응성 메조겐을 도시한 도면이다
도 6는 본 발명의 실시예에서 모드 선택 패널이 제2 모드로 동작할 때 표시 패널에서 출사된 광의 경로를 도시한 도면이다.
도 7a는 두께 방향에서 바라본 액정 분자를 도시한 도면이고, 도 7b는 두께 방향에서 바라본 반응성 메조겐을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 표시 장치와 표시 장치에서 표시하는 시점 영상들을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 및 표시 패널을 도시한 평면도들이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결 된다”, 또는 “결합 된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 입체영상 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 입체영상 표시장치(1000)는 표시 패널(DP), 모드 선택 패널(MP), 광 제어층(RCL), 및 렌즈(LZ)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 3차원 영상을 표시할 수 있다. 3차원 영상은 사용자에게 입체영상으로 인식된다. 입체영상은 홀로그램 영상일 수 있다.
표시패널(DP)은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 액정 표시패널(liquid crystal display panel), 유기발광 표시패널(organic light emitting display panel), 전기영동 표시패널(electrophoretic display panel), 일렉트로웨팅 표시패널(electrowetting display panel) 등이 채용될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널인 것을 예시적으로 설명한다.
모드 선택 패널(MP)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 모드 선택 패널(MP)은 제1 모드 및 제2 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 제1 모드 동안 모드 선택 패널(MP)을 통과한 광의 위상과 제2 모드 동안 모드 선택 패널(MP)을 통과한 광의 위상은 서로 상이할 수 있다. 이하, 제1 모드와 제2 모드는 모드 선택 패널(MP)의 모드인 것으로 설명한다.
광 제어층(RCL)은 모드 선택 패널(MP) 상에 배치된다. 광 제어층(RCL)은 제1 모드 및 제2 모드 동안 입사된 광을 서로 다른 각도로 굴절시킨다.
렌즈(LZ)는 광 제어층(RCL) 상에 배치된다. 렌즈(LZ)는 표시 패널(MP)로부터 출사되어 모드 선택 패널(MP) 및 광 제어층(RCL)을 통과한 광을 굴절시켜 사용자의 좌안 또는 우안에 상이 맺히도록 한다. 렌즈(LZ)는 각각이 하나의 그룹을 이루는 시점 영상들에 대응하는 단위 렌즈들을 포함할 수 있다. 하나의 그룹을 이루는 시점 영상들은 서로 다른 시점을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 도시한 단면도이다.
표시 패널(DP)은 기판(100), 구동층(200), 표시소자층(300), 봉지층(400), 터치 감지 유닛(TS), 및 편광층(PL)을 포함할 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 표시패널(DP)은 기판(100) 하부에 배치된 보호부재 및 편광층(PL) 상에 배치된 윈도우 부재를 더 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다.
기판(100)은 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
구동층(200)은 기판(100) 상에 배치된다. 구동층(200)은 표시소자층(300)을 동작시키기 위해 필요한 신호 라인들, 트랜지스터, 및 커패시터들을 포함할 수 있다.
표시소자층(300)은 구동층(200) 상에 배치된다. 표시소자층(300)은 표시 소자를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 표시 소자는 유기발광 다이오드일 수 있다. 유기발광 다이오드는 애노드, 캐소드, 및 유기 발광층을 포함할 수 있다. 유기 발광층은 애노드와 캐스드 사이에 배치될 수 있다. 애노드는 구동층(200)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 애노드와 캐소드의 전압차에 따라 유기 발광층 내부에서 전자와 정공이 결합하여 생성된 여기자(exiton)가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 발광한다.
표시소자층(300)은 화소 정의막과 같은 유기막을 더 포함할 수 있다.
봉지층(400)은 표시소자층(300)을 밀봉한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막)을 더 포함할 수 있다. 봉지 무기막은 수분/산소로부터 표시소자층(300)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 표시소자층(300)을 보호한다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층 및 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 봉지 유기막은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
터치 감지 유닛(TS)은 외부입력의 좌표정보를 획득한다. 터치 감지 유닛(TS)은 봉지층(400) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 명세서에서 "직접 배치된다"는 것은 별도의 접착층을 이용하여 부착하는 것을 제외하며, 연속공정에 의해 형성된 것을 의미한다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 터치 감지 유닛(TS)은 별도의 독립 모듈로서 접착제를 통해 봉지층(400) 상에 부착될 수 있다.
터치 감지 유닛(TS)은 예컨대, 정전용량 방식으로 외부입력을 감지할 수 있다. 본 발명에서 터치 감지 유닛(TS)의 동작방식은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에서 터치 감지 유닛(TS)은 전자기 유도방식 또는 압력 감지방식으로 외부입력을 감지할 수도 있다.
편광층(PL)은 터치 감지 유닛(TS) 상에 배치될 수 있다. 편광층(PL)은 입사된 광을 적어도 선편광시킬 수 있다. 구체적으로, 편광층(PL)은 원편광판과 선편광판이 터치 감지 유닛(TS) 상에 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 따라서, 표시소자층(300)에서 출사되어 편광층(PL)을 통과한 광은 선편광될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 표시 패널이 액정 표시 패널인 경우, 액정층 상부에 선편광판이 배치되고, 마찬가지로 표시 패널 상부로 출사된 광은 선편광될 수 있다.
도 3은 도 1의 모드 선택 패널, 광 제어층, 및 렌즈의 일부를 도시한 단면도이다.
모드 선택 패널(MP)은 제1 기판(SB1), 구동 회로층(DRL), 제1 전극(EL1), 액정층(LC), 제2 전극(EL2), 제2 기판(SB2), 및 배향막(AL)을 포함할 수 있다.
제1 기판(SB1)은 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
구동 회로층(DRL)은 제1 기판(SB1) 상에 배치될 수 있다. 구동 회로층(DRL)은 제1 전극(EL1)에 구동 전압을 인가하기 위한 신호 라인들 및 트랜지스터를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 구동 회로층(DRL)은 생략될 수 있다. 이때, 제1 전극(EL1)은 외부, 예를 들어 표시 패널(DP)로부터 직접 구동 전압을 수신할 수 있다.
제1 전극(EL1)은 구동 회로층(DRL) 및 제1 기판(SB1) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 제1 기판(SB1) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 전극(EL1)은 복수 개로 분할되어 독립적으로 구동될 수 있다.
제1 모드 동안 제1 전극(EL1)은 구동 전압을 수신하고, 제2 모드 동안 제1 전극(EL1)은 구동 전압을 수신하지 않을 수 있다.
액정층(LC)은 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된다. 액정층(LC)은 액정 분자들을 포함하고, 액정 분자들은 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 형성된 전계에 의해 제어될 수 있다. 액정층(LC)은 수직 전계에 의해 제어되는 모드로 구현될 수 있다. 예를 들어, 액정층(LC)은 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 모드 또는 수직 배향 모드(Vertical Alignment)로 동작할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 액정층(LC)의 액정 분자들은 트위스티드 네마틱 배열 구조를 갖는 것을 예시적으로 설명한다.
제2 전극(EL2)은 액정층(LC) 상에 배치된다. 제2 전극(EL2)은 제2 기판(SB2) 하부에 전면적으로 형성될 수 있다. 제2 전극(EL2)은 일정한 공통 전압을 수신할 수 있다. 제1 모드 및 제2 모드 동안 제2 전극(EL2)은 일정한 공통 전압을 수신할 수 있다.
제2 기판(SB2)은 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
배향막(AL)은 제2 기판(SB2) 상에 제공된다. 배향막(AL)은 광 제어층(RCL)의 굴절률 제어층(RM)의 반응성 메조겐들의 배향 방향을 제어할 수 있다.
광 제어층(RCL)은 굴절률 제어층(RM) 및 수지층(PP)을 포함할 수 있다.
굴절률 제어층(RM)은 굴절률 이방성을 갖는 물질을 포함한다. 굴절률 이방성을 갖는 물질은 반응성 메조겐일 수 있다. 굴절률 제어층(RM)은 프리즘 형상을 가질 수 있다. 굴절률 제어층(RM)은 복수의 프리즘들(PM)을 포함하고, 각 프리즘들(PM)은 제1 기판(SB1), 제2 기판(SB2)의 일면, 표시 패널(DP)의 일면과 경사진 프리즘면(PS)을 포함할 수 있다.
수지층(PP)은 굴절률 제어층(RM) 상에 배치된다. 수지층(PP)은 프리즘면(PS)과 접촉할 수 있다. 수지층(PP)은 다양한 물질의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 수지층(PP)은 반응성 메조겐의 단축 방향 굴절률 및 장축 방향 굴절률 중 어느 하나와 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 수지층(PP)의 굴절률은 표시되는 영상의 시점 위치에 따라 선택될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서, 수지층(PP)은 반응성 메조겐의 단축 방향 굴절률과 실질적으로 동일한 것을 예시적으로 설명한다.
광 제어층(RCL)의 제조 방법을 설명하면, 먼저 역프리즘 형상의 일면을 갖는 수지층(PP)을 형성한다. 이후, 수지층(PP)의 역프리즘 형상의 일면에 반응성 메조겐을 갖는 경화성 물질을 도포한다. 경화성 물질은 광 경화성 물질 또는 열 경화성 물질일 수 있다. 이후, 배향막(AL) 상에 경화성 물질이 접촉하도록 배치한다. 배향막(AL)에 의해 반응성 메조겐의 배향 방향이 결정된다. 이후 경화성 물질을 경화시킨다.
렌즈(LZ)는 수지층(PP) 상에 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 모드 선택 패널이 제1 모드로 동작할 때 표시 패널에서 출사된 광의 경로를 도시한 도면이다. 도 5a는 두께 방향에서 바라본 액정 분자를 도시한 도면이고, 도 5b는 두께 방향에서 바라본 반응성 메조겐을 도시한 도면이다. 도 4에서 편의상 광 경로를 설명하기 위해 필요한 제1 전극, 제2 전극, 액정층, 및 광 제어층을 예시적으로 도시하였다.
이하의 설명에서 두께 방향(DRZ)은 도 1의 표시 패널(DP), 모드 선택 패널(MP), 광 제어층(RCL) 각각의 두께 방향으로 정의된다.
표시 패널(DP)에서 출사된 광은 선편광 되어 특정 방향으로 진동하는 제1 광(L1)일 수 있다. 제1 모드 동안 제1 전극(EL1)은 공통 전압 보다 큰 구동 전압을 수신한다. 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 형성된 전계에 따라 액정층(LC)의 액정 분자(ML)는 수직 배향된다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, 제1 광(L1)이 액정층(LC)을 통과한 제2 광(L2)은 제1 광(L1)과 동일한 편광 방향을 갖는다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 반응성 메조겐(MR)은 굴절률 이방성 특성을 가질 수 있다. 반응성 메조겐(MR)의 단축은 제1 굴절률(no)을 갖고, 장축은 제2 굴절률(ne)을 가질 수 있다.
제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 편광 방향은 반응성 메조겐(MR)의 장축의 배향 방향과 90 도를 이룰 수 있다.
굴절률 제어층(RM)에 입사된 제2 광(L2)은 굴절률 제어층(RM)을 통과하면서 제1 굴절률(no)을 느낄 수 있다.
수지층(PP)은 제1 굴절률(no)과 동일한 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
따라서, 제1 모드 동안 제2 광(L2)은 굴절률 제어층(RM)과 수지층(PP)의 계면인 프리즘면(PS)에서 굴절률 차를 느끼지 않고, 굴절되지 않는다.
도 6는 본 발명의 실시예에서 모드 선택 패널이 제2 모드로 동작할 때 표시 패널에서 출사된 광의 경로를 도시한 도면이다. 도 7a는 두께 방향에서 바라본 액정 분자를 도시한 도면이고, 도 7b는 두께 방향에서 바라본 반응성 메조겐을 도시한 도면이다. 도 6에서 편의상 광 경로를 설명하기 위해 필요한 제1 전극, 제2 전극, 액정층, 및 광 제어층을 예시적으로 도시하였다.
표시 패널(DP)에서 출사된 광은 선편광 되어 특정 방향으로 진동하는 제3 광(L3)일 수 있다. 제3 광(L3)은 도 4를 참조하여 설명한 제1 광(L1)과 동일한 위상 및 편광 방향을 가질 수 있다.
제2 모드 동안 제1 전극(EL1)에 구동 전압이 인가되지 않거나, 공통 전압이 인가될 수 있다. 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 전계가 형성되지 않고, 액정층(LC)의 액정 분자들(ML1, ML2, ML3)의 장축은 두께 방향(DRZ)으로 순차적으로 90 도 틀어지게 배열될 수 있다.
도 5 및 도 7a를 참조하면, 두께 방향(DRZ)으로 순차적으로 배치된 액정 분자들(ML1, ML2, ML3)은 예시적으로 3개를 도시하였다. 제1 전극(EL1)에 가장 인접한 액정 분자(ML1)은 제3 광(L3)의 편광 방향과 동일한 장축을 갖고, 제2 전극(EL2)에 가장 인접한 액정 분자(ML3)은 제3 광(L3)의 편광 방향과 90 도 틀어진 장축을 갖고, 액정 분자들(ML1, ML3) 사이의 액정 분자(ML2)는 제3 광(L3)의 편광 방향과 45 도 틀어진 장축을 갖도록 배열된 것을 예시적으로 도시하였다.
제3 광(L3)이 액정층(LC)을 통과한 제4 광(L4)은 제3 광(L3)과 편광 방향이 서로 직교한다.
제4 광(L4)의 편광 방향은 반응성 메조겐(MR)의 장축의 배향 방향과 일치할 수 있다.
굴절률 제어층(RM)에 입사된 제4 광(L4)은 굴절률 제어층(RM)을 통과하면서 제2 굴절률(ne)을 느낄 수 있다.
수지층(PP)은 제1 굴절률(no)과 동일한 굴절률을 가지므로, 제2 모드 동안 제4 광(L4)은 프리즘면(PS)에서 굴절률 차를 느끼고 굴절된다. 제4 광(L4)의 프리즘면(PS)에서 굴절 정도는 프리즘면(PS)의 슬로프 각도, 반응성 메조겐(MR)의 굴절률을 제어함으로써 다양하게 설정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 표시 장치와 표시 장치에서 표시하는 시점 영상들을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 입체영상 표시 장치(1000)는 복수의 시점 영상들을 표시하여 입체 영상을 표시한다. 구체적으로, 복수의 시점 영상들 중 서로 다른 두 개의 시점 영상들 각각이 사용자의 좌안과 우안에 시인되어 사용자는 입체감을 느끼게 된다.
모드 선택 패널(MP)이 제1 모드로 동작할 때 입체영상 표시 장치(1000)는 제1 시점 영상들(IMS1)을 표시하고, 모드 선택 패널(MP)이 제2 모드로 동작할 때 입체영상 표시 장치(1000)는 제2 시점 영상들(IMS2)을 표시할 수 있다.
제1 시점 영상들(IMS1)과 제2 시점 영상들(IMS2)은 서로 다른 시점을 표현한다. 도 8에서 제1 시점 영상들(IMS1) 및 제2 시점 영상들(IMS2)은 서로 다른 n 개의 시점 영상들을 포함하는 것을 예시적으로 도시하였다. N은 자연수이다.
모드 선택 패널(MP)은 제1 모드와 제2 모드를 교대로 반복적으로 동작할 수 있다.
모드 선택 패널(MP)이 제1 모드 및 제2 모드를 각각 한번씩 동작하는 하나의 주기 동안 단위 렌즈(UZ)를 통해 표시되는 시점 영상들의 시점 개수는 2n일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치(1000)는 모드 선택 패널(MP)이 제1 모드와 제2 모드를 반복적으로 동작함으로써 단위 렌즈(UZ)에 대응하는 표시 패널(DP)의 화소들에서 표시할 수 있는 영상의 시점수를 2배로 향상시킬 수 있다. 또는 입체영상 표시장치(1000)는 모드 선택 패널(MP)이 제1 모드와 제2 모드를 반복적으로 동작함으로써 시점수를 일정하게 유지하면서도 제1 방향(DRX)으로 단위 렌즈(UZ)의 폭을 절반으로 감소시킬 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예들에 따른 렌즈 및 표시 패널을 도시한 평면도들이다.
도 9a 내지 도 9c의 실시예들에서 표시 패널(DP)은 평면상에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장하는 4 변을 갖는 사각 형상을 갖는 것을 예시적으로 설명한다. 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)은 서로 직교하는 방향일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 렌즈(LZ1)는 복수의 단위 렌즈들(LZ1~LZ5)를 포함할 수 있다. 단위 렌즈들(LZ1~LZ5)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배치될 수 있다. 단위 렌즈들(LZ1~LZ5) 사이의 경계는 제1 및 제2 방향(DR1, DR2)과 교차하는 제3 방향(DR3)으로 연장될 수 있다.
단위 렌즈들(LZ1~LZ5)의 경계가 제3 방향(DR3)으로 연장된 구조를 가짐으로써 모아레 현상이 개선될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 렌즈(LZ2)는 복수의 단위 렌즈들(LZ11~LZ14)를 포함할 수 있다. 단위 렌즈들(LZ1~LZ4)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배치될 수 있다. 단위 렌즈들(LZ1~LZ4) 사이의 경계는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다.
도 9c를 참조하면, 렌즈(LZ3)는 복수의 단위 렌즈들(LZ21~LZ212)를 포함할 수 있다. 단위 렌즈들(LZ21~LZ212)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 분리된 형상을 가질 수 있다. 예시적으로, 단위 렌즈들(LZ21~LZ212)은 3 X 4 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1000: 입체영상 표시 장치 100: 기판
200: 구동층 300: 표시소자층
400: 봉지층 DP: 표시 패널
MP: 모드 선택 패널 RCL: 광 제어층

Claims (19)

  1. 선편광된 광을 출사하는 표시 패널;
    서로 다른 제1 모드 및 제2 모드를 반복적으로 동작하고, 상기 표시 패널 상에 배치된 모드 선택 패널; 및
    상기 모드 선택 패널 상에 배치된 광 제어층을 포함하고,
    상기 광 제어층은,
    상기 모드 선택 패널 상에 배치되고, 굴절률 이방성을 갖는 물질을 포함하고, 상기 표시 패널의 일면에 대해 경사진 프리즘면을 갖는 굴절률 제어층; 및
    상기 굴절률 제어층 상에 배치되고, 상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질의 단축 방향 굴절률 및 장축 방향 굴절률 중 어느 하나와 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 수지층을 포함하고,
    상기 제1 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향과 상기 제2 모드 동안 상기 모드 선택 패널을 투과한 광의 편광 방향은 서로 상이하며,
    상기 제1 모드에서 하나의 그룹을 이루는 제1 시점 영상들을 표시하고, 상기 제2 모드에서 하나의 그룹을 이루고, 상기 제1 시점 영상들과 다른 시점을 갖는 제2 시점 영상들을 표시하며, 상기 제1 및 제2 시점 영상들을 이용하여 입체 영상을 표시하고,
    상기 수지층 상에 배치된 렌즈를 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질은 반응성 메조겐인 입체영상 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모드 선택 패널은,
    상기 제1 모드 동안 구동 전압을 수신하는 제1 전극;
    상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 동안 공통 전압을 수신하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가된 전압에 의해 배향 방향을 결정하는 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하는 입체영상 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액정층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 입체영상 표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 모드 동안 상기 제1 전극은 상기 구동 전압을 수신하지 않거나, 공통 전압을 수신하는 입체영상 표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 액정층의 상기 액정 분자들은 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 배열 구조를 갖는 입체영상 표시장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 모드 선택 패널은,
    상기 표시 패널과 상기 제1 전극 사이에 배치된 제1 기판; 및
    상기 제2 전극과 상기 광 제어층 사이에 배치된 제2 기판을 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 기판 상에 전면적으로 배치되고,
    상기 제2 전극은 상기 제2 기판 상에 전면적으로 배치된 입체영상 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 모드 선택 패널은,
    상기 제2 기판 상에 배치된 배향막을 더 포함하고,
    상기 배향막에 의해 상기 굴절률 이방성을 갖는 상기 물질의 배향 방향이 결정되는 입체영상 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모드 동안, 상기 표시 패널에서 출사된 제1 광과 상기 제1 광 중 상기 모드 선택 패널을 투과한 제2 광은 서로 동일한 편광 방향을 갖고,
    상기 제2 모드 동안, 상기 표시 패널에서 출사된 제3 광과 상기 제3 광 중 상기 모드 선택 패널을 투과한 제4 광은 서로 직교하는 편광 방향을 갖는 입체영상 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 입사된 광을 선편광시키는 편광층을 포함하는 입체영상 표시장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 각각이 상기 제1 시점 영상들 및 상기 제2 시점 영상들에 대응하는 단위 렌즈들을 포함하는 입체영상 표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 시점 영상들 및 상기 제2 시점 영상들 각각의 시점 개수가 n 개로 정의되고, n은 자연수이고,
    상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 동안 상기 단위 렌즈를 통해 표시되는 상기 입체 영상의 시점 개수는 2n인 입체영상 표시장치.
  15. 제13항에 있어서,
    평면상에서 상기 표시 패널은 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향으로 연장된 변들을 포함하고,
    상기 단위 렌즈들 사이의 경계는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 연장되는 입체영상 표시장치.
  16. 제13항에 있어서,
    평면상에서 상기 표시 패널은 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향으로 연장된 변들을 포함하고,
    상기 단위 렌즈들 사이의 경계는 상기 제2 방향으로 연장되는 입체영상 표시장치.
  17. 제13항에 있어서,
    평면상에서 상기 표시 패널은 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향으로 연장된 변들을 포함하고,
    상기 단위 렌즈들은 m x k 매트릭스 형태로 배열되고, m 및 k는 자연수인 입체영상 표시장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 광 제어층은 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 동안 입사된 광을 서로 다른 각도로 굴절시키는 입체영상 표시장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 굴절률 제어층은 복수의 프리즘들을 포함하고,
    상기 프리즘면은 상기 프리즘들과 상기 수지층의 경계이며, 상기 프리즘면은 상기 표시 패널의 상기 일면에 대하여 일정한 방향으로 경사진 입체영상 표시장치.
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