KR101799935B1 - 3디 영상 구현 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 액정패널과, 상기 제 1 액정패널의 양 외측면에 일 외측면에 제 1 투과축을 가지며 형성된 제 1 편광판과, 타 외측면에 상기 제 1 투과축과 직교하는 제 2 투과축을 가지며 형성된 제 2 편광판으로 구성된 액정표시장치와; 상기 제 2 편광판 외측면에 구비되며 직선 편광된 빛을 원편광된 빛으로 바꿔주는 제 1 λ/4 위상차 필름과; 그 각각이 제 2 액정패널과 이의 양 외측면에 각각 구비되며 서로 직교하는 제 3 및 제 4 투과축을 갖는 제 3 및 제 4 편광판으로 구성된 좌안렌즈 및 우안렌즈로 구성되며, 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 무선 동조되어 상기 액정표시장치로 나온 빛을 프레임별로 선택적으로 상기 좌안렌즈와 우안렌즈로 투과 및 차단시키는 셔터안경과; 상기 좌안렌즈 및 우안렌즈의 각각의 제 3 편광판의 외측면에 부착되며 상기 제 1 λ/4 위상차 필름을 나온 원편광 된 빛을 직선 편광된 빛을 바꿔주는 제 2 λ/4 위상차 필름을 포함하는 3D 영상 구현 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 3D 디스플레이 구현 시스템에 관한 것으로, 특히 패턴드 리타더를 구비한 영상표시장치와 안경을 구비한 3D 디스플레이 구현 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정분자내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 2D 영상을 표시할 수 있다.
한편, 최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 영상 구현이 가능한 액정표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 표현이 가능한 액정표시장치가 개발되고 있다.
일반적으로 3D를 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 액정표시장치가 제안되었다.
조금 더 상세히 3D 영상 구현에 대해 설명하면, 액정표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3D 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
액정표시장치 등과 같은 2D의 화상 표시를 갖는 장치에서 3D 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
이중 특수 안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광 안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경방식 및 좌/우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다.
또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌/우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그라피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
이중, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 표시장치가 가장 많이 이용되고 있다.
도 1은 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면이며, 도 2는 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(1)은 크게 화상을 표시하는 액정표시장치(10)와, 상기 액정표시장치(10)로부터 나온 빛을 선택적으로 사용자의 좌안 또는 우안으로 입사시킬 수 있도록 액정표시장치(10)의 구동과 동조하는 렌즈(50a, 50b)를 구비한 셔터안경(50)으로 구성되고 있다.
상기 액정표시장치(10)는 어레이 기판(15)과 컬러필터 기판(20) 및 이들 두 기판 사이에 개재된 제 1 액정층(미도시)을 포함하는 제 1 액정패널(21)과, 상기 제 1 액정패널(21) 외측면에 부착되며 투과축이 서로 직교하는 제 1 및 제 2 편광판(25, 30)과, 상기 제 1 편광판(25)의 외측면에 구비된 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.
한편, 상기 셔터안경(50)을 구성하는 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b) 각각은 서로 마주하는 제 3 및 제 4 기판(60, 65)과 이들 두 기판(60, 65) 사이에 개재된 제 2 액정층(미도시)과 을 포함하는 제 2 액정패널(66)과, 상기 제 2 액정패널(66) 외측면에 서로 투과축이 직교하는 형태로 부착된 제 3 및 제 4 편광판(70, 75)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 3 기판(60)의 내측면에는 제 1 전극(미도시)이, 상기 제 4 기판(65)의 내측면에는 제 2 전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시)에 가해지는 전압차에 의해 상기 제 2 액정층(미도시) 내의 액정분자의 상태를 바꿈으로써 상기 액정표시장치(10)로부터 나오는 빛을 선택적으로 투과시키거나 차단하게 된다.
하지만, 전술한 구성을 갖는 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(1)은, 상기 액정표시장치(10)는 일반적으로 고정되어 있으며, 따라서 상기 액정표시장치(10)로부터 출력되는 화상은 최종적으로 상기 제 2 편광판(30)을 통해 나오게 되므로 상기 제 2 편광판(30)의 투과축 방향과 일치된 광원을 갖는 화상이 나오고 있다.
하지만, 셔터안경(50)은 사용자가 눈에 착용하게 되므로 사용자의 움직임에 따라 상기 셔터안경(50)에 구비된 제 3 및 제 4 편광판(70, 75)의 투과축이 변화하게 된다. 따라서 셔터안경(50)의 수평각(통상적으로 사용자가 정 자세로 액정표시장치를 바라보았을 때 셔터안경의 지면과 이루는 각도로서 지면과 0도를 이룸)을 기준으로 틀어진 각도에 따른 관찰되는 화상의 휘도가 변하게 되며 이로인해 시청자는 상기 액정표시장치(10)에 구비된 제 2 편광판(30)의 투과축 대비 상기 셔터안경(50)에 구비된 제 3 편광판(70)의 투과축의 위치변화에 따라 휘도 특성 및 3D 영상의 표시품질 차이가 발생하는 화상을 시청하게 된다.
즉, 액정표시장치로(10)부터 표시되는 화상을 바른 자세로 움직임 없이 시청하는 경우, 3D 화상이 고른 휘도를 가지게 됨으로써 문제되지 않지만, 셔터안경(50)을 착용하고 이동하며 시청하거나, 또는 고개를 돌려 시청하는 경우 휘도 및 3D 영상의 급격히 품질 저하가 발생한 화상을 시청하게 되는 문제가 발생하고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사용자가 셔터렌즈를 구비한 안경을 착용한 상태에서 화상을 표시하는 액정표시장치를 움직이거나 또는 고개를 돌려 다른 위치에서 시청하는 경우에도 항상 고른 휘도 특성을 갖는 3D 화상을 시청할 수 있는 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템은, 제 1 액정패널과, 상기 제 1 액정패널의 양 외측면에 일 외측면에 제 1 투과축을 가지며 형성된 제 1 편광판과, 타 외측면에 상기 제 1 투과축과 직교하는 제 2 투과축을 가지며 형성된 제 2 편광판으로 구성된 액정표시장치와; 상기 제 2 편광판 외측면에 구비되며 직선 편광된 빛을 원편광된 빛으로 바꿔주는 제 1 λ/4 위상차 필름과; 그 각각이 제 2 액정패널과 이의 양 외측면에 각각 구비되며 서로 직교하는 제 3 및 제 4 투과축을 갖는 제 3 및 제 4 편광판으로 구성된 좌안렌즈 및 우안렌즈로 구성되며, 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 무선 동조되어 상기 액정표시장치로 나온 빛을 프레임별로 선택적으로 상기 좌안렌즈와 우안렌즈로 투과 및 차단시키는 셔터안경과; 상기 좌안렌즈 및 우안렌즈의 각각의 제 3 편광판의 외측면에 부착되며 상기 제 1 λ/4 위상차 필름을 나온 원편광 된 빛을 직선 편광된 빛을 바꿔주는 제 2 λ/4 위상차 필름을 포함한다.
상기 제 1 액정패널은 서로 마주하는 어레이 기판과 컬러필터 기판 및 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 어레이 기판에는 화소전극이 구비되며, 상기 컬러필터 기판에는 공통전극이 구비된 것이 특징이며, 이때, 상기 제 2 편광판의 제 2 투과축은 지면과 45의 각도를 이루며, 상기 제 1 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 0도 또는 90도의 각도를 이루며, 상기 제 2 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 90도 또는 0도의 각도를 이루며, 상기 제 3 편광판의 제 3 투과축은 상기 지면과 45도의 각도를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 액정패널은 서로 마주하는 어레이 기판과 컬러필터 기판 및 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 어레이 기판에 서로 교대하는 형태로 화소전극과 공통전극이 구비된 것이 특징이며, 이때, 상기 제 2 편광판의 제 2 투과축은 지면과 90의 각도를 이루며, 상기 제 1 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 135도 또는 45도의 각도를 이루며, 상기 제 2 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 45도 또는 135의 각도를 이루며, 상기 제 3 편광판의 제 3 투과축은 상기 지면과 90도의 각도를 이루는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템은 사용자가 셔터렌즈를 구비한 안경을 착용한 상태에서 화상을 표시하는 액정표시장치를 움직이거나 또는 고개를 돌려 다른 위치에서 시청하는 경우에도 항상 고른 휘도 특성을 갖는 3D 화상을 시청할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 2는 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면.
도 2는 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하며 본 발명에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(100)은 크게 화상을 표시하는 액정표시장치(110)와, 상기 액정표시장치(110)로 나온 빛을 원편광 상태로 만드는 것을 특징으로 하는 제 1 λ/4 위상차 필름(140)과, 제 1 λ/4 위상차 필름(140)을 통해 나온 원편광된 빛을 직선 편광된 빛으로 바꾸는 역할을 하는 제 2 λ/4 위상차 필름(180)과, 상기 제 2 λ/4 위상차 필름(180)을 투과하여 나온 직선 편광된 빛을 선택적으로 좌안 또는 우안으로 입사시킬 수 있도록 상기 액정표시장치(110)의 구동과 동조하는 좌안 및 우안렌즈(150a, 150b)를 구비한 셔터안경(150)으로 구성되고 있다.
조금 더 구체적으로 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(100)의 구성에 대해 설명한다.
상기 액정표시장치(110)는 제 1 액정패널(117)과, 상기 제 1 액정패널(117) 외측면에 부착되며 투과축이 서로 직교하는 제 1 및 제 2 편광판과, 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 상기 제 1 액정패널(117)은 어레이 기판(115)과, 컬러필터 기판(120)과 이들 두 기판(115, 120) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(115)에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(116, 118)과, 이들 두 배선(116, 118)과 연결되며 상기 각 화소영역(P)에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 각 화소영역에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 연결되며 화소전극(119)이 구비되고 있다.
상기 컬러필터 기판(120)에는 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(121)가 구비되고 있으며, 각 화소영역(P)에 대응하여 순차 반복적으로 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(122)과, 상기 컬러필터층(122)을 덮으며 공통전극(미도시)이 전면에 구비되고 있다.
이러한 구성을 갖는 상기 제 1 액정패널(117)은 서로 다른 기판에 구비된 상기 화소전극(119)과 공통전극(미도시) 간에 발생하는 수직전계에 의해 상기 제 1 액정층(미도시) 내의 액정분자가 움직임으로써 컬러 화상을 표시하는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 제 1 액정패널(117)의 양 외측면에는 각각 그 투과축이 직교하는 형태로 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)이 부착되고 있으며, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에는 백라이트 유닛(미도시)이 구비되고 있다.
이때, 상기 제 상기 제 2 편광판(130)의 투과축은 제 1 액정패널(117)을 정면에서 바라볼 때 통상 지면과 나란하게 배치되는 상기 게이트 배선(116)과 45도의 각도를 이루는 것이 특징이다.
이렇게 지면과 나란한 게이트 배선(116) 45도의 각도를 이루도록 투과축이 배치된 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에는 상기 제 2 편광판(130)을 투과하여 나온 직선 편광된 빛을 원편광으로 바꾸는 역할을 하도록, 상기 제 2 편광판(130)의 투과축과 +45도 또는 -45도의 각도를 이루는 광축을 갖는 제 1 4/λ 위상차 필름(140)이 구비되고 있는 것이 특징이다.
이러한 제 1 4/λ 위상차 필름(140)은 이의 광축이 상기 지면과 나란한 상기 게이트 배선(116)과 0도 즉, 평행하게 배치되는 경우 상기 제 2 편광판(130)을 투과한 빛을 우원 편광된 광으로 변환시키며, 상기 게이트 배선(116)과 90도를 이루도록 배치되는 경우는 상기 제 2 편광판(130)을 투과한 빛을 좌원 편광된 광으로 변환시키게 된다.
한편, 이러한 구성을 갖는 액정표시장치(110)와 제 1 λ/4 위상차 필름(140)에 대응하여 사용자가 착용하게 되는 셔터안경(150은 그 내측면 전면에 제 1 전극(미도시)이 구비된 제 3 기판(160)과 상기 제 1 전극(미도시)과 마주하도록 제 2 전극(미도시)이 구비된 제 4 기판(165)과 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시) 사이에 개재된 제 2 액정층(미도시)으로 각각 구성된 좌안렌즈(150a) 및 우안렌즈(150b)와, 상기 각 렌즈(150a, 150b)의 외측면에 각각 부착되며 서로 투과축이 직교하는 형태의 제 3 및 제 4 편광판(170, 175)을 포함하여 구성되고 있다. 이때, 상기 제 3 편광판(170)은 그 투과축이 지면(또는 게이트 배선(116)과 45도의 각도를 갖도록 배치되고 있는 것이 특징이다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 또 다른 특징적인 구성으로서 상기 제 3 편광판(170)의 외측면에 원편광된 빛을 직선 편광으로 바꾸기 위한 제 2 4/λ 위상차 필름(180)이 부착되고 있는 것이 특징이다
즉, 원편광을 다시 선편광으로 변환하기 위해 안경의 좌안렌즈(150a) 및 우원렌즈(150b)에 있어 상기 각 제 3 편광판(170)의 투과축(통상 지면과 45도의 각도를 이룸)과 45도 틀어진 광축을 갖는 제 2 4/λ 위상차 필름(180)이 부착되고 있는 것이 특징이다.
이때, 우원 또는 좌원 편광된 광을 순서대로 상기 제 2 4/λ 위상차 필름(180)의 광축 각도가 지면과 90도 또는 0도인 제 2 4/λ 위상차 필름(180)을 부착하여 지면에 대해 45 편광된 광을 만들어 주는 것이다
따라서 이러한 구성에 의해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(100)은 시청자의 움직임에 따라 변하는 셔터안경(150)의 각도에 상관없이 일정한 휘도 품질 및 3D 품질을 갖는 영상의 시청이 가능한 것이 특징이다.
즉, 액정표시장치(110)로부터 광원의 편광 상태를 제 1 원편광으로 바꾸어 주고, 원편광의 경우 안경의 각도에 관계없이 원하는 선편광 상태로 변환이 가능한 원리를 이용하여 상기 셔터안경(150)에서 상기 제 1 원편광 된 빛을 제 3 편광판(170)의 투과축과 일치하는 선편광으로 바꾸어 줌으로써 전술한 바와 같은 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(도 1의 1)의 사용자의 위치별 휘도 특성 및 3D 영상 특성 저하의 문제를 해결한 것이 특징이다.
한편, 선편광에서 원편광, 원편광에서 다시 선편광으로 바꾸는 역할을 하는 제 1 및 제 2 4/λ 위상차 필름(140, 180)은 COP(Cyclo-olefin Polymer), PC(polycarbonate), RM(Reactive Mesogen) 중 어느 하나의 물질을 베이스를 이루는 투명한 필름에 코팅을 실시함으로써 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템에 있어 제 2 편광판과 제 1 λ/4 위상차 필름과 제 2 λ/4 위상차 필름 및 제 3 편광판에서의 광의 위상 변화를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템은 그 구성이 제 1 실시예와 유사하므로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
우선, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(100)은 제 1 액정패널(117)의 경우 제 1 실시예와 다른 구성은 공통전극(190)과 화소전극(119)에 있다. 즉, 어레이 기판(115|)에 있어 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 다수의 바(bar) 형태의 화소전극(119)이 구비되고 있으며, 상기 다수의 바(bar) 형태의 화소전극(119)과 교대하며 일정간격 이격하며 바(bar) 형태의 공통전극(190)이 형성되어 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 바(bar) 형태의 공통전극(190)은 각 화소영역(P)을 관통하며 상기 게이트 배선(116)과 나란하게 형성된 공통배선(191)과 연결되도록 형성되고 있는 것이 특징이다.
따라서, 제 2 실시예의 경우 컬러필터 기판(120에는 블랙매트릭스(121)와 컬러필터층(122)만이 형성되어 있으며 공통전극(190)은 어레이 기판(115)에 형성되었으므로 생략되고 있는 것이 특징이다.
전술한 바와같이, 화소전극(119|)과 공통전극(190)이 어레이 기판(115||) 상에 형성됨으로써 상기 제 1 액정패널(117)은 횡전계에 의해 제 1 액정층(미도시) 내의 액정분자들이 움직이는 것이 특징이다.
또한, 이러한 구성을 갖는 제 1 액정패널(117)의 양 외측면에 투과축이 수직하게 교차하도록 배치된 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)이 부착되고 있다. 이때, 컬러필터 기판(120)의 외측면에 구비되는 제 2 편광판(130)의 투과축은 지면 또는 이와 나란하게 배치된 게이트 배선(116)과 수직하게 배치되고 있는 것이 특징이다.
또한, 상기 지면과 수직하게 배치된 투과축을 갖는 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에는 상기 제 2 편광판(130)의 투과축과 +45도 또는 -45도 틀어진 광축을 갖는 제 1 λ/4 위상차 필름(140)이 구비되고 있는 것이 특징이다.
한편, 셔터안경(150)은 제 1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 상기 셔터안경(150)을 구성하는 좌안 및 우안렌즈(150a, 150b)는 서로 마주하는 제 3 및 제 4 기판(160, 165)과 이들 두 기판(160, 165) 사이에 개재된 제 2 액정층(미도시)과 을 포함하는 제 2 액정패널(163)과, 상기 제 2 액정패널(163) 외측면에 서로 투과축이 직교하는 형태로 부착된 제 3 및 제 4 편광판(170, 175)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 3 기판(170)의 내측면에는 제 1 전극(미도시)이, 상기 제 4 기판(175)의 내측면에는 제 2 전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시)에 가해지는 전압차에 의해 제 2 액정층(미도시) 내의 액정분자의 상태를 바꿈으로써 상기 액정표시장치(110)로부터 나오는 빛을 선택적으로 투과시키거나 차단하게 된다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 있어서 또 다른 특징적인 구성으로서 액정표시장치(110) 및 제 1 λ/4 위상치 필름(140)을 통해 나온 원편광을 다시 선편광으로 변환하기 위해 상기 셔터안경(150)의 좌안렌즈(150a) 및 우원렌즈(150b)에 있어 상기 각 제 3 편광판(170)의 투과축(지면과 90도의 각도를 이룸)과 45도 틀어져 지면과 45도 또는 135도의 각도를 이루는 광축을 갖는 제 2 4/λ 위상차 필름(180)이 부착되고 있는 것이 특징이다
이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(100) 또한 제 1 실시예와 동일하게 사용자의 움직임에 따라 변하는 셔터안경(150)의 각도에 상관없이 일정한 휘도 품질 및 3D 품질을 갖는 영상의 시청이 가능한 것이 특징이다.
즉, 액정표시장치(110)로부터 광원의 편광 상태를 제 1 원편광으로 바꾸어 주고, 원편광은 셔터안경(150)의 각도에 관계없이 원하는 선편광 상태로 변환이 가능한 원리를 이용하여 상기 셔터안경(150)에서 상기 제 1 원편광 된 빛을 제 3 편광판(170)의 투과축과 일치하는 선편광으로 바꾸어 줌으로써 종래의 시분할 안경방식을 이용한 3D 영상 구현 시스템(도 1의 1)의 사용자의 위치별 휘도 특성 및 3D 영상 특성 저하의 문제를 해결한 것이 특징이다.
100 : 3D 영상 구현 시스템 110 : 액정표시장치
115 : 어레이 기판 117 : 제 1 액정패널
120 : 컬러필터 기판 125 : 제 1 편광판
130 : 제 2 편광판 140 : 제 1 λ/4 위상차 필름
150 : 셔터안경 150a : 좌안용 렌즈
160 : 제 1 기판 163 : 제 2 액정패널
165 : 제 2 기판 170 : 제 3 편광판
175 : 제 4 편광판 180 : 제 2 λ/4 위상차 필름
115 : 어레이 기판 117 : 제 1 액정패널
120 : 컬러필터 기판 125 : 제 1 편광판
130 : 제 2 편광판 140 : 제 1 λ/4 위상차 필름
150 : 셔터안경 150a : 좌안용 렌즈
160 : 제 1 기판 163 : 제 2 액정패널
165 : 제 2 기판 170 : 제 3 편광판
175 : 제 4 편광판 180 : 제 2 λ/4 위상차 필름
Claims (6)
- 제 1 액정패널과, 상기 제 1 액정패널의 일 외측면에 제 1 투과축을 가지며 형성된 제 1 편광판과, 타 외측면에 상기 제 1 투과축과 직교하는 제 2 투과축을 가지며 형성된 제 2 편광판으로 구성된 액정표시장치와;
상기 제 2 편광판 외측면에 구비되며 직선 편광된 빛을 원편광된 빛으로 바꿔주는 제 1 λ/4 위상차 필름과;
각각이 제 2 액정패널과 이의 양 외측면에 각각 구비되며 서로 직교하는 제 3 및 제 4 투과축을 갖는 제 3 및 제 4 편광판으로 구성된 좌안렌즈 및 우안렌즈로 구성되며, 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 무선 동조되어 상기 액정표시장치를 통과한 빛을 프레임별로 선택적으로 상기 좌안렌즈 및 우안렌즈로 투과 및 차단시키는 셔터안경과;
상기 좌안렌즈 및 우안렌즈 각각의 제 3 편광판의 외측면에 부착되며 상기 제 1 λ/4 위상차 필름을 통과한 원편광 된 빛을 직선 편광된 빛으로 바꿔주는 제 2 λ/4 위상차 필름
을 포함하고,
상기 제 2 편광판의 제 2 투과축과 상기 제3편광판의 제 3 투과축은 서로 평행하고,
상기 제 1 λ/4 위상차 필름의 광축과 상기 제 2 λ/4 위상차 필름의 광축은 서로 직교하고,
상기 제 2 편광판의 제 2 투과축은 지면과 45도의 각도를 이루며,
상기 제 1 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 0도 또는 90도의 각도를 이루며,
상기 제 2 λ/4 위상차 필름의 광축은 상기 지면과 90도 또는 0도의 각도를 이루며,
상기 제 3 편광판의 제 3 투과축은 상기 지면과 45도의 각도를 이루는 3D 영상 구현 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 액정패널은 서로 마주하는 어레이 기판과 컬러필터 기판 및 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며,
상기 어레이 기판에는 화소전극이 구비되며, 상기 컬러필터 기판에는 공통전극이 구비된 것이 특징인 3D 영상 구현 시스템.
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