KR20100064864A

KR20100064864A - 디스플레이 장치 및 3차원 입체 영상 필터

Info

Publication number: KR20100064864A
Application number: KR1020080123509A
Authority: KR
Inventors: 황차원; 홍종기; 이상미; 백승구
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-15
Also published as: EP2194419A1; US20100142043A1; CN101750749A

Abstract

본 발명은 편광 안경 착용으로 3차원 입체 영상을 감상할 수 있는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

본 발명의 디스플레이 장치는, 좌안 영상과 우안 영상을 구현하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 전면에 구비되어, 상기 디스플레이 패널의 자연광을 선편광으로 편광시키는 선편광층, 및 상기 선편광층에 구비되어, 상기 선편광을 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상에 대응하는 좌 원편광과 우 원편광으로 각각 편광시키는 위상차층을 포함한다.

선편광층, 위상차층, 편광 안경, 위상차

Description

디스플레이 장치 및 3차원 입체 영상 필터 {DISPLAY DEVICE AND THREE DIMENSIONAL IMAGE FILTER}

본 발명은 디스플레이 장치 및 3차원 입체 영상 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광 안경을 착용하고 3차원 입체 영상을 감상할 수 있는 디스플레이 장치 및 3차원 입체 영상 필터에 관한 것이다.

3차원 입체 영상 구현 방식에는 여러 가지가 있다. 예를 들면, 액정 셔터 안경 방식이 그 중 하나이다.

액정 셔터 안경 방식은 3차원 입체 영상 구현을 위하여, 디스플레이 외에 별도의 3차원 송신기 및 수신기를 필요로 한다.

액정 셔터 안경 방식은 디스플레이 및 송신기와 수신기를 구비하므로 비용을 상승시키고, 또한 송신기를 디스플레이 외부에 설치해야 하므로 불편하며, 또한 송수신 파장에 따라 오작동을 일으킬 수 있다.

또한 안경이 액정 셔터 방식이므로 무겁고, 이로 인하여 착용시 불편하다. 또한 좌우 시야각 및 시청 거리에 제한이 있다.

본 발명의 일 실시예는 편광 안경 착용으로 3차원 입체 영상을 감상할 수 있는 디스플레이 장치 및 3차원 입체 영상 필터에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 좌안 영상과 우안 영상을 구현하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 전면에 구비되어, 상기 디스플레이 패널의 자연광을 선편광으로 편광시키는 선편광층, 및 상기 선편광층에 구비되어, 상기 선편광을 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상에 대응하는 좌 원편광과 우 원편광으로 각각 편광시키는 위상차층을 포함할 수 있다.

상기 위상차층은, 상기 선편광을 좌 원편광으로 편광시키는 좌 원편광부와, 상기 선편광을 우 원편광으로 편광시키는 우 원편광부를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널은 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상을 각각 구현하는 좌안 영상부와 우안 영상부을 포함하며, 상기 좌 원평광부와 상기 우 원편광부는 각각 상기 좌안 영상부와 상기 우안 영상부에 대응할 수 있다.

상기 좌 원평광부와 상기 우 원편광부는, 상기 제1 방향을 따라 교호적으로 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 각각 길게 형성될 수 있다.

상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널로 형성될 수 있다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 마주하여 배치되는 전면기판과 배면기판, 상기 전면기판과 상기 배면기판 사이에 배치되어 방전셀들을 형성하는 격벽, 상기 방전셀에 대응하여 제1 방향으로 배치되는 어드레스전극, 및 상기 방전셀에 대응하여 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되는 표시전극을 포함할 수 있다.

상기 좌안 영상부 및 상기 우안 영상부는 상기 제2 방향을 따라 각각 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 교호적으로 배치되는 좌안 방선셀들 및 우안 방전셀들을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 입체 영상 필터는, 좌안 영상과 우안 영상의 자연광을 선편광으로 편광시키는 선편광층, 및 상기 선편광층에 구비되어, 상기 선편광을 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상에 대응하는 좌 원편광과 우 원편광으로 각각 편광시키는 위상차층을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선편광층과 위상차층을 구비하여, 디스플레이 패널에서 방사되는 자연광을 선편광으로, 선편광을 좌, 우 원편광으로 편광시키는 효과가 있다.

디스플레이 패널의 자연광은 선편광층을 통과하면서 편광되어 선편광을 형성한다. 선편광은 위상차층의 좌, 우 원편광부를 통과하면서 각각 좌, 우 원편광을 형성한다. 좌, 우 원편광은 편광 안경의 좌, 우 원편광 렌즈를 통과하면서 각각 좌, 우 원편광을 형성한다.

좌, 우 원편광은 서로 구분되어, 사용자의 좌, 우 안(眼)에 각각 착상된다. 따라서 사용자는 3차원 입체 영상을 감상할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이고, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 실시예에서 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(100)과 3차원 입체 영상 필터(200)를 포함한다.

디스플레이 패널(100)은 좌안 영상과 우안 영상을 각각 별도로 구현할 수 있는 디스플레이 패널을 의미하며, 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD) 또는 전계방출표시장치(Field Emission Display, FED)로 형성될 수 있다.

편의상, 본 실시예에서는 주로 플라즈마 디스플레이 패널을 디스플레이 패널(100)의 예로 들어 설명한다.

디스플레이 패널(100)은 서로 마주하여 봉착(封着)되는 배면기판(10)과 전면기판(20) 및 이 기판들(10, 20) 사이를 구획하여 방전셀들(17)을 형성하는 격벽(16)을 포함한다.

방전가스(일례로 네온(Ne)과 제논(Xe) 등을 포함하는 혼합가스)는 방전셀(17) 내에 충전되어, 기체방전시 진공자외선을 발생시킨다. 형광체층(19)은 방전셀(17) 내에 형성되어, 진공자외선을 흡수하여 가시광을 방출한다.

디스플레이 패널(100)은 기체방전을 구현하기 위하여, 배면기판(10)과 전면기판(20) 사이에서 각 방전셀(17)에 대응하여 배치되는 어드레스전극(11)과, 표시전극, 즉 제1 전극(이하 "유지전극"이라 한다)(31) 및 제2 전극(이하 "주사전극"이라 한다)(32)을 포함한다.

일례를 들면, 어드레스전극(11)은 배면기판(10)의 내부 표면에 제1 방향(도면의 y축 방향)을 따라 신장(伸長) 형성되어, y축 방향으로 인접하는 방전셀들(17)에 연속적으로 배치된다.

제1 유전층(13)은 어드레스전극들(11) 및 배면기판(10)의 내부 표면을 덮는다. 제1 유전층(13)은 기체방전시, 양이온 또는 전자가 어드레스전극(11)에 직접 충돌하는 것을 방지하여 어드레스전극(11)의 손상을 방지하고, 벽전하의 형성 및 축적 공간을 제공한다.

어드레스전극(11)은 배면기판(10)에 배치되어 가시광이 전방으로 조사되는 것을 방해하지 않으므로 불투명 전극 즉, 통전성이 우수한 금속 전극으로 형성될 수 있다.

격벽(16)은 배면기판(10)의 제1 유전층(13) 상을 구획하여 방전셀들(17)을 형성한다. 격벽(16)은 y축 방향으로 신장 형성되는 제1 격벽부재들(16a)과, 제1 격벽부재들(16a) 사이에서 y축 방향을 따라 간격을 두고 배치되어 x축 방향으로 신장 형성되는 제2 격벽부재들(16b)을 포함한다. 따라서 방전셀들(17)은 매트릭스(matrix) 구조를 형성한다.

또한, 격벽은 y축 방향으로 신장 형성되는 제1 격벽부재들로 형성될 수 있다. 따라서 방전셀들을 스트라이프(stripe) 구조를 형성할 수 있다(미도시).

형광체층(19)은 방전셀들(17) 각각에 형성되며, 즉 격벽(16)의 측면과 격벽들(16)로 둘러싸인 제1 유전층(13)의 표면에 형광체 페이스를 도포하고, 이를 건조 및 소성함으로써 형성된다.

형광체층(19)은 y축 방향을 따라 형성되는 방전셀들(17)에서 동일 색상의 가시광을 구현하는 형광체로 형성된다. x축 방향을 따라 배치되는 방전셀들(17)에 대하여, 형광체층(19)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 가시광을 구현하는 3가지 형광체를 반복적으로 배치하여 형성된다.

도3은 도1의 평면도이다.

도3을 참조하여 설명하면, 유지전극(31)과 주사전극(32)은 전면기판(20)의 내부 표면에 제1 방향과 교차하는 제2 방향(도면의 x축 방향)을 따라 신장(伸長) 형성되어, x축 방향으로 인접하는 방전셀들(17)에 연속적으로 배치된다.

또한 유지전극(31)과 주사전극(32)은 각 방전셀(17)에 대응하여 y축 방향을 따라 서로 마주하는 면방전 구조를 형성한다.

유지전극(31)과 주사전극(32)은 방전을 일으키는 투명전극(31a, 32a)과, 투명전극(31a, 32a)에 전압 신호를 각각 인가하는 버스전극(31b, 32b)을 포함한다.

투명전극들(31a, 32a)은 방전셀(17) 내부에서 면방전을 일으키는 부분으로서, 방전셀(17)의 개구율 확보를 위하여 투명한 소재(일례로서 ITO: Indium Tin Oxide)로 형성된다.

버스전극들(31b, 32b)은 투명전극들(31a, 32a)의 높은 전기 저항을 보상하도록 통전성이 우수한 금속 소재로 형성된다.

투명전극들(31a, 32a)은 y축 방향을 따라 방전셀(17)의 외곽에서 중심으로 돌출되어 각 폭(W31, W32)을 가지며, 각 방전셀(17)의 중심 부분에서 방전갭(DG)을 형성한다.

버스전극들(31b, 32b)은 방전셀(17)의 y축 방향 외곽 측에서 투명전극들(31a, 32a) 상에 각각 배치되어, x축 방향으로 신장 형성된다. 버스전극들(31b, 32b)에 전압 신호를 인가하면, 각 버스전극들(31b, 32b)에 연결되는 투명전극들(31a, 32a)에 전압 신호가 인가된다.

다시, 도1 및 도2를 참조하면, 제2 유전층(21)은 전면기판(20)의 내부 표면 및 유지전극(31)과 주사전극(32)을 덮는다. 제2 유전층(21)은 유지전극(31) 및 주사전극(32)을 기체방전으로부터 보호하고, 방전시 벽전하의 형성 및 축적 공간을 한다.

보호막(23)은 제2 유전층(21)을 덮는다. 예를 들면, 보호막(23)은 제2 유전층(21)을 보호하는 투명한 MgO를 포함하여, 방전시 이차전자방출계수를 증가시킨 다.

예를 들면, 디스플레이 패널(100) 구동시, 리셋 기간에는 주사전극(32)에 인가되는 리셋 펄스에 의하여 리셋 방전이 일어난다. 리셋 기간에 이어지는 스캔 기간(어드레싱 기간)에는 주사전극(32)에 인가되는 스캔 펄스와 어드레스전극(11)에 인가되는 어드레스 펄스에 의하여 어드레스 방전이 일어난다. 그 후, 유지 기간에는 유지전극(31)과 주사전극(32)에 인가되는 유지 펄스에 의하여 유지 방전이 일어난다.

유지전극(31)과 주사전극(32)은 유지 방전에 필요한 유지 펄스를 인가하는 전극의 역할을 한다. 주사전극(32)은 리셋 펄스 및 스캔 펄스를 인가하는 전극의 역할을 한다. 어드레스전극(11)은 어드레스 펄스를 인가하는 전극의 역할을 한다. 유지전극(31), 주사전극(32) 및 어드레스전극(11)은 각각에 인가되는 전압 파형에 따라 그 역할을 달리할 수 있으므로 반드시 이 역할들에 한정되는 것은 아니다.

디스플레이 패널(100)은 어드레스전극(11)과 주사전극(32)의 상호 작용으로 인한 어드레스 방전에 의하여 켜질 방전셀(17)을 선택하고, 선택된 방전셀(17)에 배치되는 유지전극(31)과 주사전극(32)의 상호 작용으로 인한 유지 방전에 의하여 선택된 방전셀(17)을 구동시켜, 화상을 구현한다. 즉 디스플레이 패널(100)은 편향되지 않은 자연광을 발생시킨다.

한편, 3차원 입체 영상 필터(200)는 디스플레이 패널(100)의 전면기판(20) 외부 표면에 부착된다. 3차원 입체 영상 필터(200)는 디스플레이 패널(100)에서 방사되는 자연광(NL)을 선편광(LP)으로 편광시키고, 다시 선편광(LP)을 좌, 우 원편 광(LCP, RCP)으로 편광시켜, 편광 안경(300)을 착용하는 경우, 3차원 입체 영상을 감상할 수 있게 한다(도5 참조).

이를 위하여, 일례의 3차원 입체 영상 필터(200)는 전면기판(20)의 전방에 구비되는 선편광층(210)과 위상차층(220)을 포함한다. 선편광층(210)은 디스플레이 패널(100)의 자연광(NL)을 선편광(LP)으로 편광시킨다. 위상차층(220)은 일례의 위상차 필름으로 형성되어, 선편광(LP)을 λ/4만큼 편광시킨다. 즉, 선편광(LP)는 좌, 우 원편광(LCP, RCP)로 편광된다.

또한, 도3을 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 3차원 입체 영상 구현을 위하여, 서로 다른 좌안 영상과 우안 영상을 각각 구현하는 좌안 영상부(110)와 우안 영상부(120)를 포함한다.

좌안 영상부(110)에서 방사되는 좌안 영상은 최종적으로 좌 원편광(LCP)으로 편광되어 좌안에 인식된다. 우안 영상부(120)에서 방사되는 우안 영상은 최종적으로 우 원편광(RCP)으로 편광되어 우안에 인식된다.

도4는 원편광층과 방전셀의 대응관계를 도시한 사시도이다.

도4를 참조하면, 디스플레이 패널(100)에서, 좌안 영상부(110) 및 우안 영상부(120)는 각각 x축 방향을 따라 길게 형성되고, y축 방향을 따라 교호적으로 배치된다.

다시 도3을 참조하여 구체적으로 보면, 좌안 영상부(110)는 x축 방향향으로 배치되는 좌안 방전셀들(171)로 형성되고, 우안 영상부(120)는 x축 방향으로 배치되는 우안 방전셀들(172)로 형성된다.

즉 방전셀들(17)은 좌안 발전셀들(171)과 우안 방전셀들(172)로 형성된다. 좌안 방전셀들(171)과 우안 방전셀들(172)은 각각 x축 방향을 따라 배치되고, 또한 y축 방향을 따라 교호적으로 배치된다.

일례를 들면, 좌안 영상부(110)의 좌안 방전셀들(171)은 단거리 영상을 구현하고, 우안 영상부(120)의 우안 방전셀들(172)은 원거리 영상을 구현한다.

디스플레이 패널(100)에 대응하는 3차원 입체 영상 필터(200)에서, 위상차층(220)은 좌 원편광부(221)와 우 원편광부(222)를 포함한다.

도4에 도시된 바와 같이, 위상차층(220)에서 좌 원편광부(221)는 좌안 영상부(110)에 대응하여 형성되고, 우 원편광부(222)는 우안 영상부(120)에 대응하여 형성된다.

즉, 좌 원평광부(221)와 우 원편광부(222)는 x축 방향을 따라 각각 길게 형성되면서, y축 방향을 따라 교호적으로 배치된다.

따라서 좌 원편광부(221)는 선편광층(210)에서 편광된 선편광(LP)을 좌 원편광(LCP)으로 편광시킨다. 우 원편광부(222)는 선편광층(210)에서 편광된 선편광(LP)을 우 원편광(RCP)으로 편광시킨다.

도5는 자연광, 선편광, 원편광 및 좌, 우 원편광의 변화 과정을 나타내는 상태도이다.

도5를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 편향되지 않은 자연광(NL)을 방사한다. 이때 디스플레이 패널(100)은 좌안 영상부(110)와 우안 영상부(120)에서 각각 좌안 영상과 우안 영상을 방사한다.

선편광층(210)은 좌안 영상과 우안 영상의 자연광(NL)을 편광시켜, 선편광(Linear Polarized Light, LP)을 형성한다.

위상차층(220)은 선편광(LP)을 λ/4만큼 편광시켜, 좌안 영상 및 우안 영상에 각각 대응하도록 좌 원편광(Left Circular Polarized Light, LCP)과 우 원편광(Right Circular Polarized Light, RCP)을 형성한다. 이때, 좌 원편광부(221)는 좌 원편광(LCP)을 형성하고, 우 원편광부(222)는 우 원편광(RCP)을 형성한다.

좌 원편광(LCP)과 우 원편광(RCP)은 편광 안경(300)의 좌 원편광 렌즈(310)와 우 원평광 렌즈(320)에 이른다. 그러나 좌 원편광 렌즈(310)는 우 원편광(RCP)을 차단하고 좌 원편광(LCP)을 통과시킨다. 또한 우 원편광 렌즈(320)는 좌 원편광(LCP)을 차단하고 우 원편광(RCP)을 통과시킨다.

따라서 좌안에는 단거리 영상인 좌 원편광(LCP)이 인식되고, 우안에는 원거리 영상인 우 원편광(RCP)이 인식되므로, 사용자는 3차원 입체 영상을 감상하게 된다.

이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다.

도3은 도1의 평면도이다.

도4는 원편광층과 방전셀의 대응관계를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 디스플레이 장치 100 : 디스플레이 패널

110, 120 : 좌, 우안 영상부 200 : 3차원 입체 영상 필터

210 : 선편광층 220 : 위상차층

221, 222 : 좌, 우 원편광부 300 : 편광 안경

310 : 좌 원평광 렌즈 320 : 우 원편광 렌즈

10, 20 : 배면, 전면기판 11 : 어드레스전극

13, 21 : 제1, 제2 유전층 16 : 격벽

17 : 방전셀 171, 172 : 좌, 우안 방전셀

19 : 형광체층 31 : 제1 전극(유지전극)

32 : 제2 전극(주사전극) LP : 선편광

LCP, RCP : 좌, 우 원편광

Claims

좌안 영상과 우안 영상을 구현하는 디스플레이 패널;

상기 디스플레이 패널의 전면에 구비되어, 상기 디스플레이 패널의 자연광을 선편광으로 편광시키는 선편광층; 및

상기 선편광층에 구비되어, 상기 선편광을 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상에 대응하는 좌 원편광과 우 원편광으로 각각 편광시키는 위상차층을 포함하는 디스플레이 장치.
제1 항에 있어서,

상기 위상차층은,

상기 선편광을 좌 원편광으로 편광시키는 좌 원편광부와

상기 선편광을 우 원편광으로 편광시키는 우 원편광부를 포함하는 포함하는 디스플레이 장치.
제2 항에 있어서,

상기 디스플레이 패널은 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상을 각각 구현하는 좌안 영상부와 우안 영상부을 포함하며,

상기 좌 원평광부와 상기 우 원편광부는 각각 상기 좌안 영상부와 상기 우안 영상부에 대응하는 디스플레이 장치.
제3 항에 있어서,

상기 좌 원평광부와 상기 우 원편광부는, 상기 제1 방향을 따라 교호적으로 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 각각 길게 형성되는 플라즈마 디스플레이 장치.
제3 항에 있어서,

상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널로 형성되는 디스플레이 장치.
제5 항에 있어서,

상기 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 마주하여 배치되는 전면기판과 배면기판,

상기 전면기판과 상기 배면기판 사이를 구획하여 방전셀들을 형성하는 격벽,

상기 방전셀에 대응하여 제1 방향으로 배치되는 어드레스전극, 및

상기 방전셀에 대응하여 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되는 표시전극을 포함하는 디스플레이 장치.
제6 항에 있어서,

상기 좌안 영상부 및 상기 우안 영상부는.

상기 제2 방향을 따라 각각 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 교호적으로 배치되는 좌안 방선셀들 및 우안 방전셀들을 포함하는 디스플레이 장치.
좌안 영상과 우안 영상의 자연광을 선편광으로 편광시키는 선편광층; 및

상기 선편광층에 구비되어, 상기 선편광을 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상에 대응하는 좌 원편광과 우 원편광으로 각각 편광시키는 위상차층을 포함하는 3차원 입체 영상 필터.
제8 항에 있어서,

상기 위상차층은,

상기 선편광을 좌 원편광으로 편광시키는 좌 원편광부와

상기 선편광을 우 원편광으로 편광시키는 우 원편광부를 포함하는 포함하는 3차원 입체 영상 필터.
제9 항에 있어서,

상기 좌 원평광부와 상기 우 원편광부는,

상기 제1 방향을 따라 교호적으로 배치되고,

상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 각각 길게 형성되는 3차원 입체 영상 필터.