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KR101751342B1 - Stereoscopic 3d display device - Google Patents

Stereoscopic 3d display device Download PDF

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KR101751342B1
KR101751342B1 KR1020100130885A KR20100130885A KR101751342B1 KR 101751342 B1 KR101751342 B1 KR 101751342B1 KR 1020100130885 A KR1020100130885 A KR 1020100130885A KR 20100130885 A KR20100130885 A KR 20100130885A KR 101751342 B1 KR101751342 B1 KR 101751342B1
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KR
South Korea
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liquid crystal
lens
substrate
layer
panel
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KR1020100130885A
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Inventor
손현성
이준호
진현석
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 입체영상표시장치는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 액정을 사용한 배리어 타입의 입체영상표시장치에 있어, 영상패널의 편광판 외측에 시야각 보상층을 구성하여 시차 배리어에 의한 빛샘을 최소화함으로써 선명한 3D 영상을 구현하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 입체영상표시장치는 TN 액정을 액정렌즈의 액정층으로 사용함에 따라 발생하는 빛샘을 최소화함으로써 크로스토크(crosstalk)를 억제하여 선명한 3D 영상을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
The stereoscopic image display apparatus of the present invention is a barrier type stereoscopic image display apparatus using a twisted nematic (TN) liquid crystal, in which a view angle compensation layer is formed outside a polarizing plate of an image panel to minimize light leakage due to a parallax barrier Thereby realizing a clear 3D image.
The stereoscopic image display device of the present invention minimizes the light leakage caused by using the TN liquid crystal as the liquid crystal layer of the liquid crystal lens, thereby suppressing crosstalk and providing a clear 3D image.

Description

입체영상표시장치{STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE}[0001] STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE [0002]

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 액정을 사용한 배리어 타입의 입체영상표시장치에 있어, 시차 배리어에 의한 빛샘을 최소화 한 입체영상표시장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a stereoscopic image display apparatus, and more particularly, to a stereoscopic image display apparatus using a twisted nematic (TN) liquid crystal in which a light leakage due to a parallax barrier is minimized .

3D 디스플레이(display)란 간단히 정의를 내리자면 "인위적으로 3D화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체"라고 할 수 있다.A simple definition of 3D display is "the total system that artificially reproduces the 3D screen".

여기서, 시스템이란 3D로 보여질 수 있는 소프트웨어적인 기술과 그 소프트웨어적 기술로 만든 컨텐츠를 실제로 3D로 구현해내는 하드웨어를 동시에 포함한다. 소프트웨어 영역까지 포함시키는 이유는 3D 디스플레이 하드웨어의 경우 각각의 입체 구현방식마다 별도의 소프트웨어적 방식으로 구성된 컨텐츠가 따로 필요하기 때문이다.Here, the system includes a software technique that can be viewed in 3D and a hardware that actually realizes the content created by the software technique in 3D. The reason for incorporating the software area is that the 3D display hardware requires separately configured contents in a separate software manner for each stereoscopic implementation method.

또한, 가상 3D 디스플레이는 사람이 입체감을 느끼는 여러 요인 중 우리 눈이 가로방향으로 약 65mm 떨어져 있어서 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 평면적인 디스플레이 하드웨어에서 말 그대로 가상적으로 입체감을 느낄 수 있게 하는 시스템의 총체이다. 다시 말해 우리의 눈은 양안시차 때문에 똑같은 사물을 바라보더라도 각각 약간은(정확히 말하면 좌우의 공간적 정보를 약간씩 나눠 가지고 있는) 다른 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합시킴으로써 우리가 입체감을 느낄 수 있게 되는데, 그것을 이용하여 2D 디스플레이 장치에서 좌우 화상 2개를 동시에 표시하여 각각의 눈으로 보내는 설계를 통해 가상적인 입체감을 만들어 내는 것이 바로 가상 3D 디스플레이인 것이다.In addition, the virtual 3D display makes it possible to literally feel the stereoscopic effect in the flat display hardware by using the binocular disparity which is caused when the eye is about 65 mm away from the horizontal direction among the various factors of the human feeling of three-dimensional feeling System. In other words, our eyes see a different image (a little bit of space between the left and the right, respectively) even if we look at the same things because of binocular parallax. When these two images are transmitted to the brain through the retina, By fusing them exactly, we can feel the stereoscopic effect. It is the virtual 3D display that uses it to create a virtual stereoscopic effect through a design that simultaneously displays two left and right images on a 2D display device and sends them to each eye.

이러한 가상 3D 디스플레이 하드웨어 장치에서 하나의 화면으로 두 채널의 화상을 나타내기 위해서는 대부분의 경우 하나의 화면에서 가로나 세로의 한쪽 방향으로 줄을 한 줄씩 바꿔가며 한 채널씩 출력하게 된다. 그렇게 동시에 두 채널의 화상이 하나의 디스플레이 장치에서 출력되면 하드웨어적 구조상 무안경 방식의 경우에는 오른쪽 화상은 그대로 오른쪽 눈으로 들어가고, 왼쪽 화상은 왼쪽 눈으로만 들어가게 된다. 또한, 안경을 착용하는 방식의 경우에는 각각의 방식에 맞는 특수한 안경을 통하여 오른쪽 화상은 왼쪽 눈이 볼 수 없게 가려주고, 왼쪽 화상은 오른쪽 눈이 볼 수 없게 각각 가려주는 방법을 사용한다.In order to display images of two channels on one screen in such a virtual 3D display hardware device, in most cases, one channel is changed one line at a time horizontally or vertically in one screen. At the same time, when images of two channels are output from one display device, in the case of a non-eyeglass system due to the hardware structure, the right image enters the right eye as it is, and the left image enters only the left eye. In addition, in the case of wearing the glasses, the right image is visually obscured by the special glasses suitable for each method, and the left image is obscured by the right eye so that the right eye can not be seen.

이와 같이 사람이 입체감과 깊이감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 입체 구현방식 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.As mentioned above, the binocular parallax due to the interval between the two eyes is the most important factor for the person to feel the three-dimensional feeling and the depth feeling, but there is also a deep relationship with the psychological and memory factors. Accordingly, Dimensional image information, a volumetric type, a holographic type, and a stereoscopic type based on whether the three-dimensional image information can be provided.

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 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 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.The volume expression method is a method for making the depth direction perceive by the psychological factors and the suction effect, and is a three-dimensional computer graphic which displays the perspective method, overlapping, shading, contrast, and movement by calculation, So-called IMAX films, which give rise to an optical illusion that it is sucked into the space by providing a large screen.

가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피(holography) 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.The three-dimensional representation known as the most complete stereoscopic imaging technique can be represented by laser light reproduction holography or white light reproduction holography.

그리고, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 전술한 바와 같이 약 65㎜ 떨어져 존재하는 인간의 좌, 우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 입체 사진술(stereography)을 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.As described above, when an association image of a plane including parallax information is displayed on the left and right sides of a human being present at a distance of about 65 mm as described above, the brain expresses three-dimensional images using the physiological factors of both eyes. And the ability to generate spatial information before and after the display surface in the process of fusing them to sense a stereoscopic effect, that is, stereography. Such a three-dimensional expression system is largely classified into a system in which glasses are worn and a system in which glasses are not worn.

안경을 착용하지 않는 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 판을 표시패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과 패러렉스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.Representative examples of a method of not wearing glasses include a lenticular method and a parallax barrier method in which a lenticular lens plate vertically arranging a cylindrical lens is disposed in front of the display panel.

도 1은 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a typical lenticular lens type stereoscopic image display apparatus.

도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 상, 하부 기판(12, 14)과 그 사이에 액정(13)이 충진된 액정패널(10)과 상기 액정패널(10)의 후면(後面)에 위치하여 광을 조사하는 백라이트 유닛(30) 및 입체영상의 구현을 위해 상기 액정패널(10) 전면(前面)에 위치하는 렌티큘러 플레이트(20)를 포함하여 이루어진다.As shown in the drawing, a typical lenticular lens type stereoscopic image display apparatus includes a liquid crystal panel 10 in which upper and lower substrates 12 and 14, liquid crystal 13 are filled therebetween, And a lenticular plate 20 positioned on a front surface of the liquid crystal panel 10 for realizing a stereoscopic image.

이때, 상기 상부 기판(12)의 상부 면과 상기 하부 기판(14)의 하부 면에는 각각 제 1, 제 2 편광판(11, 15)이 부착되어 있다.At this time, first and second polarizers 11 and 15 are attached to the upper surface of the upper substrate 12 and the lower surface of the lower substrate 14, respectively.

상기 렌티큘러 플레이트(20)는 평평한 기판 상에, 그 상부 표면이 볼록렌즈 형상의 물질층이 형성되어 이루어진다.The lenticular plate 20 is formed by forming a material layer of a convex lens shape on an upper surface of a flat substrate.

여기서, 상기 액정패널(10)을 투과한 영상 이미지는 상기 렌티큘러 플레이트(20)를 통과하여 최종 관찰자의 각 눈으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여, 3차원의 입체영상을 느낄 수 있게 된다.Here, the image image transmitted through the liquid crystal panel 10 passes through the lenticular plate 20 and another group of images comes into each eye of the final observer, so that a three-dimensional stereoscopic image can be felt.

이러한 일반적인 입체영상표시장치는 상기 액정패널(10)과 렌티큘러 플레이트(20)가 기구물(미도시) 등에 의해 지지되어, 상기 액정패널(10)상의 제 1 편광판(11)과 상기 렌티큘러 플레이트(20) 사이가 소정 간격 이격되어 있다.The liquid crystal panel 10 and the lenticular plate 20 are supported by an instrument or the like so that the first polarizer 11 on the liquid crystal panel 10 and the lenticular plate 20 on the liquid crystal panel 10, Are spaced apart from each other by a predetermined distance.

이 경우, 상기 액정패널(10)상의 제 1 편광판(11)과 상기 렌티큘러 플레이트(20) 사이의 공간으로 상기 액정패널(10) 또는 상기 렌티큘러 플레이트(20)가 처지거나 휘는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 휨 현상이 발생하면, 최종적으로 백라이트 유닛(30), 액정패널(10) 및 렌티큘러 플레이트(20)를 투과하는 광 경로의 이상이 발생되어, 화질을 저하시키는 문제점이 있다.In this case, the liquid crystal panel 10 or the lenticular plate 20 may be sagged or bent into a space between the first polarizer 11 and the lenticular plate 20 on the liquid crystal panel 10. If such a bending phenomenon occurs, there is a problem that the light path that finally passes through the backlight unit 30, the liquid crystal panel 10, and the lenticular plate 20 is generated and the image quality is lowered.

또한, 상기 패러렉스 배리어 방식을 이용하면, 안경을 쓰지 않고 시청할 수 있는 장점을 가지고 있는 반면, 2D와 3D 전환이 불가능한 단점을 가지고 있다.In addition, using the parallax barrier method has the advantage that it can be watched without wearing glasses, but it has a disadvantage that 2D and 3D conversion is impossible.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 렌티큘러 렌즈 대신에 액정렌즈를 시차 배리어로 사용한 입체영상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stereoscopic image display apparatus using a liquid crystal lens as a parallax barrier instead of a lenticular lens.

본 발명의 다른 목적은 상기 시차 배리어에 의한 빛샘을 최소화하도록 한 입체영상표시장치를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a stereoscopic image display device which minimizes light leakage caused by the parallax barrier.

본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the following description of the invention and claims.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 입체영상표시장치는 전압 인가에 따라 TN(Twisted Nematic) 액정으로 이루어진 액정층이 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정렌즈, 상기 액정렌즈 하부에 위치하여 2차원 영상 정보를 출사하는 영상패널, 상기 영상패널의 상부 및 하부에 각각 부착된 제1 편광판 및 제 2 편광판, 상기 액정렌즈의 상부에 부착되며, 상기 제 1 편광판의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가지는 제 3 편광판 및 상기 액정렌즈와 상기 영상패널 사이의 상기 제 1 편광판의 외측에 배치되는 디스코틱 액정층(Discotic Liquid Crystal; DLC)을 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic image display device including a liquid crystal lens driven by a liquid crystal layer made of TN (Twisted Nematic) liquid crystal according to a voltage applied thereto, A first polarizing plate and a second polarizing plate attached to upper and lower portions of the image panel, respectively, and a second polarizing plate attached to the upper portion of the liquid crystal lens, wherein light absorption in a direction perpendicular to a light absorption axis of the first polarizing plate A third polarizer having an axis and a discotic liquid crystal (DLC) disposed outside the first polarizer between the liquid crystal lens and the image panel.

이때, 상기 영상패널 하부에 위치하여 상기 영상패널로 광을 전달하는 광원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the light source further includes a light source positioned below the image panel and transmitting light to the image panel.

상기 액정렌즈는 다수의 부분영역을 갖는 다수의 렌즈영역이 정의되어 서로 마주보며 이격된 제 1 기판과 제 2 기판; 상기 각 렌즈영역들에 대하여, 상기 제 1 기판의 내측 면에 형성된 다수의 제 1 전극과 상기 제 2 기판의 내측 면에 형성된 다수의 제 2 전극; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal lens includes: a first substrate and a second substrate which are defined by a plurality of lens regions having a plurality of partial regions and are spaced apart from each other; A plurality of first electrodes formed on an inner surface of the first substrate and a plurality of second electrodes formed on an inner surface of the second substrate, for each of the lens regions; And a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.

상기 영상패널로 액정표시장치를 사용하는 경우 상기 영상패널의 하부에 부착되는 제 2 편광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second polarizer attached to a lower portion of the image panel when the liquid crystal display device is used as the image panel.

상기 액정렌즈의 상부 외측에 부착되는 제 3 편광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.And a third polarizer attached to the outside of the upper portion of the liquid crystal lens.

이때, 상기 제 3 편광판은 상기 제 1 편광판의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가지는 것을 특징으로 한다.In this case, the third polarizing plate has a light absorption axis in a direction perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate.

상기 액정렌즈의 하부에 부착되어 상기 액정렌즈를 상기 영상패널과 접착하는 점착층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.And an adhesive layer adhered to a lower portion of the liquid crystal lens and adhering the liquid crystal lens to the image panel.

이때, 상기 점착층은 상기 제 1 편광판과 상기 영상패널 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 점착층은 상기 액정렌즈와 상기 DLC층 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.In this case, the adhesive layer is located between the first polarizer and the image panel. Alternatively, the adhesive layer is located between the liquid crystal lens and the DLC layer.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상표시장치는 액정렌즈를 시차 배리어로 사용함에 따라 2D와 3D 사이의 전환이 자유로우며, 휨 현상이 발생하지 않아 화질이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the stereoscopic image display apparatus of the present invention, since the liquid crystal lens is used as a parallax barrier, switching between 2D and 3D is freely performed, and there is no warping phenomenon, thereby improving image quality.

본 발명에 따른 입체영상표시장치는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 액정을 액정렌즈로 사용함에 따라 발생하는 빛샘을 최소화함으로써 크로스토크(crosstalk)를 억제하여 선명한 3D 영상을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.The stereoscopic image display device according to the present invention minimizes crosstalk caused by using a Twisted Nematic (TN) liquid crystal as a liquid crystal lens, thereby providing an effect of realizing a clear 3D image by suppressing crosstalk do.

도 1은 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 상기 도 2에 도시된 액정렌즈의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 시야각 보상 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 시야각 보상 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 8 및 도 9는 블랙 상태에서의 빛샘을 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내는 사진.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing a stereoscopic image display apparatus of a general lenticular lens system. Fig.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a stereoscopic image display apparatus.
3 is a cross-sectional view illustrating the structure of the liquid crystal lens shown in FIG. 2, for example.
4 is a cross-sectional view schematically showing a stereoscopic image display apparatus of a liquid crystal lens type according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a view angle compensation structure in a liquid crystal lens type stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention shown in FIG.
6 is a cross-sectional view schematically showing a stereoscopic image display apparatus of a liquid crystal lens type according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a viewing angle compensation structure in a liquid crystal lens type stereoscopic image display apparatus according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. 6; FIG.
8 and 9 are photographs showing the result of simulating light leakage in a black state.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 입체영상표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a stereoscopic image display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

기존의 렌티큘러 렌즈 등의 경우에는 렌즈 모양이 고정(fix)되어 있어 렌즈의 이동이 불가능하지만 본 발명의 경우에는 평면 렌즈 형상에서 기울기를 가진 굴절률 변화에 의해 액정렌즈를 형성함으로써 전압의 제어만으로 액정렌즈의 이동이 가능하게 된다.In the case of a conventional lenticular lens or the like, the shape of the lens is fixed and the movement of the lens is not possible. However, in the case of the present invention, the liquid crystal lens is formed by the refractive index change having a slope in the shape of the plane lens, .

즉, 일반적인 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절률 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것이다. 그런데, 이러한 물리적 형상의 렌즈를 구성하지 않고, 액정층에 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 위치별로 서로 다른 수직전계에 의하여 액정층이 구동되도록 구성할 수 있다. 그러면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다. 이와 같이 수직전계를 인가하여 액정의 구동에 의해 광의 투과가 렌즈를 투과하는 바와 같이 얻어질 때, 액정 및 이를 구동하는 전극들을 포함하는 어레이 구조를 액정렌즈라 한다.That is, a general lens controls the path of the incident light according to the position by using the refractive index difference between the material constituting the lens and air. However, it is possible to configure the liquid crystal layer to be driven by different vertical electric fields for each position by applying different voltages to the liquid crystal layers at different positions without forming the lens of such a physical shape. Then, the incident light incident on the liquid crystal layer experiences a different phase change for each position, and as a result, the liquid crystal layer can control the path of the incident light like an actual lens. An array structure including a liquid crystal and electrodes for driving the liquid crystal is called a liquid crystal lens when the vertical electric field is applied and the transmission of light by the driving of the liquid crystal is achieved as it is transmitted through the lens.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 액정렌즈를 시차 배리어로 사용한 입체영상표시장치를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a stereoscopic image display apparatus of a liquid crystal lens type according to a first embodiment of the present invention, and shows a stereoscopic image display apparatus using the liquid crystal lens as a parallax barrier.

도 3은 상기 도 2에 도시된 액정렌즈의 구조를 예를 들어 나타내는 단면도이다. 다만, 본 발명이 상기 도 3에 도시된 액정렌즈의 전극 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 전극 구조를 통해 본 발명에 따른 액정렌즈를 구현할 수 있다.3 is a cross-sectional view illustrating the structure of the liquid crystal lens shown in FIG. 2, for example. However, the present invention is not limited to the electrode structure of the liquid crystal lens shown in FIG. 3, and the liquid crystal lens according to the present invention can be implemented through various electrode structures.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상표시장치는 전압 인가에 따라 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정렌즈(120)와 상기 액정렌즈(120) 하부에 위치하여 2차원 영상 정보를 출사하는 영상패널(110) 및 상기 영상패널(110) 하부에 위치하여 상기 영상패널(110)로 광을 전달하는 광원(130)을 포함하여 이루어진다.As shown in the drawing, the stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a liquid crystal lens 120 driven by a voltage applied thereto and having a lens function, And a light source 130 disposed below the image panel 110 and transmitting light to the image panel 110. The image panel 110 includes a light source 130,

이때, 경우에 따라 상기 영상패널(110)이 광을 직접 발광하는 장치라면, 상기 광원(130)의 생략이 가능하다.In this case, if the image panel 110 directly emits light, the light source 130 may be omitted.

상기 영상패널(110)에는 제 1 및 제 2 영상을 각각 표시하는 제 1 및 제 2 영상화소가 순차적으로 반복 배열되어 있으며, 이러한 영상패널(110)로는 직시형이나 투영형의 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display; OLED), 전계발광표시장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마영상표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전기발광표시장치(Electroluminescent Display; EL) 등의 평판표시장치가 사용될 수 있다.The first and second image pixels, which respectively display the first and second images, are sequentially and repeatedly arranged in the image panel 110. The image panel 110 may be a liquid crystal display device of a direct view type or a projection type, An organic light emitting diode display (OLED), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an electroluminescent display Display (EL) may be used.

이때, 상기 영상패널(110)로 액정표시장치를 사용하는 경우 액정 모드, 즉 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN), 횡전계(In Plane Switching; IPS) 및 수직배향(Vertical Alignment; VA) 모드에 상관없이 적용 가능하다.When a liquid crystal display device is used as the image panel 110, a liquid crystal mode, i.e., a twisted nematic (TN) mode, an in-plane switching mode (IPS) mode and a vertical alignment mode It is applicable regardless.

이 경우 상기 영상패널(110)은 크게 컬러필터(color filter) 기판(112)과 어레이(array) 기판(114) 및 상기 컬러필터 기판(112)과 어레이 기판(114) 사이에 형성된 액정층(113)으로 구성된다.In this case, the image panel 110 includes a color filter substrate 112 and an array substrate 114, and a liquid crystal layer 113 formed between the color filter substrate 112 and the array substrate 114 ).

그리고, 상기 영상패널(110)의 상부 및 하부에는 각각 제 1 편광판(111) 및 제 2 편광판(115)이 부착되어 있다. 여기서, 상기 영상패널(110)의 상부와 하부는 특정 위치를 한정하는 것은 아니며, 따라서 상기 영상패널(110)의 하부에 제 1 편광판(111)이 위치하고 상기 영상패널(110)의 상부에 제 2 편광판(115)이 위치할 수도 있다.A first polarizing plate 111 and a second polarizing plate 115 are attached to the upper and lower portions of the image panel 110, respectively. The upper and lower portions of the image panel 110 are not limited to specific positions and thus the first polarizer 111 is positioned below the image panel 110 and the second polarizer 111 is disposed on the upper portion of the image panel 110. [ The polarizing plate 115 may be positioned.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈(120)는 2차원 영상 신호를 렌즈 면의 프로파일(profile)과 같이 3차원 영상 신호로 출사하는 기능을 갖는 것으로, 상기 2차원을 구현하는 영상패널(110) 상부에 위치하며, 전압 인가 여부에 따라 선택적으로 3차원 영상 신호의 출사 혹은 2차원 영상 신호를 그대로 출사하는 기능을 한다. 즉, 전압 무인가 시 광이 투과되는 특성을 이용하여, 전압 무인가 시는 2차원 표시, 전압 인가 시는 3차원 표시와 같은 스위칭 기능을 겸용할 수 있다.The liquid crystal lens 120 according to the first embodiment of the present invention has a function of emitting a two-dimensional image signal as a three-dimensional image signal as a profile of a lens surface, 110 and selectively emits a three-dimensional image signal or a two-dimensional image signal according to whether a voltage is applied or not. That is, by using the characteristic that the light is transmitted when the voltage is not applied, the switching function such as the two-dimensional display when the voltage is not applied and the three-dimensional display when the voltage is applied can be used.

이하, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈(120)의 구조를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the liquid crystal lens 120 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈(120)는 다수의 렌즈영역이 정의되어 서로 마주보며 이격된 제 1 기판(122)과 제 2 기판(124) 및 상기 제 1 기판(122)과 제 2 기판(124) 사이에 형성된 액정층(123)으로 구성된다.The liquid crystal lens 120 according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a first substrate 122 and a second substrate 124 having a plurality of lens regions defined and spaced apart from each other, And a liquid crystal layer 123 formed between the two substrates 124.

이때, 상부 기판인 상기 제 1 기판(122)에는 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극(125), 즉 제 1 전극이 상기 제 1 기판(122) 전면에 형성되어 있다.At this time, a common electrode 125 made of a transparent conductive material, that is, a first electrode is formed on the entire surface of the first substrate 122 on the first substrate 122 as an upper substrate.

그리고, 상기 제 1 기판(122)에 대해 이와 마주하는 하부 기판인 상기 제 2 기판(124)의 내측 면에는 상기 각 렌즈영역들에 대하여, 다수의 제 2 전극(127a, 127b)이 절연층(126)을 사이에 두고 이격하며 형성되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 아니며, 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)은 하나의 층상에 서로 이격하며 형성될 수도 있다. 이때, 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.A plurality of second electrodes 127a and 127b are formed on an inner surface of the second substrate 124 which is a lower substrate facing the first substrate 122 with respect to the respective lens regions, 126 are spaced apart from each other. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of second electrodes 127a and 127b may be spaced apart from each other on a single layer. At this time, the plurality of second electrodes 127a and 127b may be made of a transparent conductive material.

이러한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(122) 및 제 2 기판(124)의 내측 면에는 각각 제 1 배향막(129) 및 제 2 배향막(128)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 배향막(129)과 제 2 배향막(128)이 형성된 상기 제 1 기판(122)과 제 2 기판(124) 사이에 액정층(123)이 형성되게 된다. 이때, 상기 액정층(123)은 TN 액정으로 이루어질 수 있다.A first alignment layer 129 and a second alignment layer 128 are formed on inner surfaces of the first substrate 122 and the second substrate 124 having such a structure. A liquid crystal layer 123 is formed between the first substrate 122 and the second substrate 124 on which the two orientation films 128 are formed. At this time, the liquid crystal layer 123 may be made of a TN liquid crystal.

이때, 상기 렌즈영역의 중심에 위치한 제 2 전극(127a, 127b)에는 대략 문턱 전압에 상당하는 제 1 전압(Vmin)이 인가되며, 상기 렌즈영역들의 에지부에 위치한 제 2 전극(127a, 127b)에는 가장 큰 제 n 전압(Vmax)이 인가된다. 이 경우, 상기 렌즈영역의 중심과 에지부 사이에 위치하는 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)에 인가하는 전압은 상기 렌즈영역의 문턱 전압(Vmin)에서 제 n 전압(Vmax) 사이에서, 상기 렌즈영역의 중심에서 멀어질수록 점점 커지는 값의 전압이 인가된다. 이와 같이 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)에 전압이 인가된 상태에서, 상기 공통전극(125)에 접지 전압을 인가하게 되면 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)들과 상기 공통전극(125) 사이에 수직 전계가 형성되게 된다.At this time, a first voltage Vmin corresponding to a substantially threshold voltage is applied to the second electrodes 127a and 127b positioned at the center of the lens region, and the second electrodes 127a and 127b positioned at the edge portions of the lens regions, The highest n-th voltage Vmax is applied. In this case, a voltage applied to the plurality of second electrodes 127a and 127b positioned between the center of the lens region and the edge portion is set to a value between the nth voltage Vmax and the threshold voltage Vmin of the lens region, A voltage having a value gradually increasing toward the center of the lens region is applied. When a ground voltage is applied to the common electrode 125 in a state where a voltage is applied to the plurality of second electrodes 127a and 127b, the plurality of second electrodes 127a and 127b, A vertical electric field is formed between the first electrode 125 and the second electrode 125.

이러한 방식으로 전압을 인가할 때, 서로 인접한 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)들간에 인가되는 전압 차는 1V 이하로 하여 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)들간에 조성되는 수평 전계가 크게 발생하지 않도록 한다.When a voltage is applied in this manner, the voltage difference applied between the plurality of second electrodes 127a and 127b adjacent to each other becomes 1V or less, and a horizontal electric field formed between the plurality of second electrodes 127a and 127b It should not occur to a large extent.

이와 같이 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)에 대하여 렌즈영역의 에지부로부터 중앙까지 점점 작아지는 전압 인가에 의해, 전체적으로 상기 다수의 제 2 전극(127a, 127b)들과 상기 공통전극(125) 사이에 수직 전계가 완만하게 조성되어 그 전체가 볼록한 반원 또는 포물선 형태를 갖는 볼록렌즈와 같은 위상변화를 갖게 된다.The second electrodes 127a and 127b are electrically connected to the common electrodes 125a and 127b as a whole by applying a voltage to the plurality of second electrodes 127a and 127b gradually decreasing from the edge portion to the center of the lens region. ), And the entirety thereof has the same phase change as a convex lens having a convex semicircular or parabolic shape.

이와 같이 구성된 상기 액정렌즈(120)의 상부 외측에는 제 3 편광판(121)이 부착되는 한편, 상기 액정렌즈(120)의 하부에는 점착층(adhesive layer)(150)이 부착되어 상기 액정렌즈(120)를 하부의 영상패널(110)과 접착하게 한다.A third polarizing plate 121 is attached to the upper portion of the liquid crystal lens 120 and an adhesive layer 150 is attached to the lower portion of the liquid crystal lens 120, To adhere to the lower image panel 110.

이때, 상기 액정렌즈(120)의 액정층(123)으로 TN 액정을 사용함에 따라 상기 제 3 편광판(121)은 상기 제 1 편광판(111)의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가질 수 있다.At this time, the TN liquid crystal is used as the liquid crystal layer 123 of the liquid crystal lens 120 so that the third polarizer 121 can have a light absorption axis in a direction perpendicular to the light absorption axis of the first polarizer 111 have.

그리고, 상기 제 1 편광판(111)과 제 2 편광판(115) 및 제 3 편광판(121)은 각각 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성된 편광층과 상기 편광층의 양 측면에 형성되어 편광층을 보호하고 지지하는 제 1 TAC(tri-acetatecellulose) 필름 및 제 2 TAC 필름으로 구성될 수 있다.The first polarizing plate 111, the second polarizing plate 115, and the third polarizing plate 121 are respectively provided with a polarizing layer having a polarization axis for changing a polarization characteristic of light and a polarizing layer formed on both sides of the polarizing layer, A first TAC (tri-acetatecellulose) film and a second TAC film to protect and support the second TAC film.

한편, TN 액정의 경우 전압 인가 시 액정이 전계 방향으로 수직하게 배열되어 블랙(black)을 구현하나, 시야각에서 위상차(retardation; Δnd)로 인해 빛샘이 발생하게 된다. 이에 따라 입체영상표시장치의 영상에 크로스토크(crosstalk)가 발생하여 3D 영상이 선명하게 구현되지 않을 수도 있다.On the other hand, in the case of a TN liquid crystal, the liquid crystal is arranged vertically in the direction of the electric field when a voltage is applied to implement black, but a light leakage occurs due to a retardation (Δnd) in a viewing angle. As a result, crosstalk occurs in the image of the stereoscopic image display device, so that the 3D image may not be clearly realized.

이에 따라, 제 1 편광판 외측에 TN 시야각 보상층을 구성함으로써 상기 시야각 빛샘을 개선하고자 하는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.Accordingly, the TN viewing angle compensation layer is formed outside the first polarizer plate to improve the viewing angle light leakage, which will be described in detail in the following second and third embodiments of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 점착층과 제 1 편광판 사이에 디스코틱 액정(Discotic Liquid Crystal; DLC)층이 삽입된 것을 제외하고는 실질적으로 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상표시장치와 동일한 구성으로 이루어져 있다.4 is a cross-sectional view schematically showing a stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which a discotic liquid crystal (DLC) layer is inserted between an adhesive layer and a first polarizing plate The stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention is substantially the same as the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 시야각 보상 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a view angle compensation structure in a liquid crystal lens type stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체영상표시장치는 전압 인가에 따라 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정렌즈(220)와 상기 액정렌즈(220) 하부에 위치하여 2차원 영상 정보를 출사하는 영상패널(210) 및 상기 영상패널(210) 하부에 위치하여 상기 영상패널(210)로 광을 전달하는 광원(230)을 포함하여 이루어진다.As shown in the figure, the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a liquid crystal lens 220 driven by a voltage applied thereto and having a lens function, And a light source 230 disposed below the image panel 210 and transmitting light to the image panel 210. The image panel 210 includes a light source 230,

이때, 경우에 따라 상기 영상패널(210)이 광을 직접 발광하는 장치라면, 상기 광원(230)의 생략이 가능하다.In this case, if the image panel 210 directly emits light, the light source 230 may be omitted.

전술한 바와 같이, 상기 영상패널(210)로 액정표시장치를 사용하는 경우 액정 모드에 상관없이 적용 가능하며, 이 경우 상기 영상패널(210)은 크게 컬러필터 기판(212)과 어레이 기판(214) 및 상기 컬러필터 기판(212)과 어레이 기판(214) 사이에 형성된 액정층(213)으로 구성된다.In this case, the image panel 210 may include a color filter substrate 212 and an array substrate 214. The color filter substrate 212 may be formed of a transparent material, And a liquid crystal layer 213 formed between the color filter substrate 212 and the array substrate 214.

그리고, 상기 영상패널(210)의 상부 및 하부에는 각각 제 1 편광판(211) 및 제 2 편광판(215)이 부착되어 있다.A first polarizing plate 211 and a second polarizing plate 215 are attached to the upper and lower portions of the image panel 210, respectively.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈(220)는 다수의 렌즈영역이 정의되어 서로 마주보며 이격된 제 1 기판(222)과 제 2 기판(224) 및 상기 제 1 기판(222)과 제 2 기판(224) 사이에 형성된 액정층(223)으로 구성된다. 이때, 상기 액정층(223)은 TN 액정으로 이루어질 수 있다.The liquid crystal lens 220 according to the second embodiment of the present invention includes a first substrate 222 and a second substrate 224 having a plurality of lens regions defined and spaced apart from each other, And a liquid crystal layer 223 formed between the two substrates 224. At this time, the liquid crystal layer 223 may be made of a TN liquid crystal.

도면에는 도시하지 않았지만, 상부 기판인 상기 제 1 기판(222)에는 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극, 즉 제 1 전극이 상기 제 1 기판(222) 전면에 형성되어 있다.Although not shown in the drawing, a common electrode, that is, a first electrode made of a transparent conductive material, is formed on the entire surface of the first substrate 222 on the first substrate 222 as an upper substrate.

그리고, 상기 제 1 기판(222)에 대해 이와 마주하는 하부 기판인 상기 제 2 기판(224)의 내측 면에는 상기 각 렌즈영역들에 대하여, 다수의 제 2 전극이 절연층을 사이에 두고 이격하며 형성되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 아니며, 상기 다수의 제 2 전극은 하나의 층상에 서로 이격하며 형성될 수도 있다. 이때, 상기 다수의 제 2 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.On the inner surface of the second substrate 224, which is a lower substrate facing the first substrate 222, a plurality of second electrodes are spaced apart from each other with the insulating layer interposed therebetween Respectively. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of second electrodes may be formed to be spaced apart from each other on one layer. At this time, the plurality of second electrodes may be made of a transparent conductive material.

이와 같이 구성된 상기 액정렌즈(220)의 상부 외측에는 제 3 편광판(221)이 부착되는 한편, 상기 액정렌즈(220)의 하부에는 점착층(250)이 부착되어 상기 액정렌즈(220)를 하부의 영상패널(210)과 접착하게 한다.A third polarizing plate 221 is attached to the upper portion of the liquid crystal lens 220 and an adhesive layer 250 is attached to the lower portion of the liquid crystal lens 220, To adhere to the image panel 210.

이때, 상기 액정렌즈(220)의 액정층(223)으로 TN 액정을 사용함에 따라 상기 제 3 편광판(221)은 상기 제 1 편광판(211)의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가질 수 있다.At this time, the TN liquid crystal is used as the liquid crystal layer 223 of the liquid crystal lens 220 so that the third polarizer 221 can have a light absorption axis in a direction perpendicular to the light absorption axis of the first polarizer 211 have.

그리고, 상기 제 1 편광판(211)과 제 2 편광판(215) 및 제 3 편광판(221)은 각각 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성된 편광층과 상기 편광층의 양 측면에 형성되어 편광층을 보호하고 지지하는 제 1 TAC(tri-acetatecellulose) 필름 및 제 2 TAC 필름으로 구성될 수 있다.The first polarizing plate 211, the second polarizing plate 215, and the third polarizing plate 221 are each formed of a polarizing layer having a polarization axis for changing the polarization characteristic of light and a polarizing layer formed on both sides of the polarizing layer, A first TAC (tri-acetatecellulose) film and a second TAC film to protect and support the second TAC film.

특히, 상기 본 발명의 제 2 실시예의 경우에는 상기 제 1 편광판(211)의 최상층에 상기 액정렌즈(220)의 시야각 빛샘을 보상하기 위한 DLC층(260)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 한다.In particular, in the case of the second embodiment of the present invention, a DLC layer 260 for compensating the viewing angle light leakage of the liquid crystal lens 220 is additionally formed on the uppermost layer of the first polarizer 211.

즉, 상기 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 편광판(211)은 TAC 필름으로 이루어진 제 1 보호층(211-1), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol; PVA)을 포함하는 편광필름(211-2), 상기 TAC 필름으로 이루어진 제 2 보호층(211-3) 및 상기 제 1 보호층(211-1) 상부에 형성된 DLC층(260)을 포함한다.That is, the first polarizing plate 211 of the second embodiment of the present invention includes a first protective layer 211-1 made of a TAC film, a polarizing film 211-2 having polyvinyl alcohol (PVA) A second protective layer 211-3 made of the TAC film, and a DLC layer 260 formed on the first protective layer 211-1.

상기 제 1 보호층(211-1)과 제 2 보호층(211-3)은 상기 편광필름(211-2)을 각각 상부와 하부에서 밀착하여 보호하고 상기 편광필름(211-2)을 지지하는 역할을 한다. 상기 PVA를 포함하는 상기 편광필름(211-2)은 PVA 재질의 필름을 한쪽 방향으로 늘린 후, 요오드나 이색성 염료를 흡착하여 제작된다. 이때 연장축 방향이 상기 편광필름(211-2)의 흡수축이 된다.The first protective layer 211-1 and the second protective layer 211-3 protect the polarizing film 211-2 by closely contacting the polarizing film 211-2 at the upper portion and the lower portion, It plays a role. The polarizing film 211-2 including the PVA is produced by stretching a PVA film in one direction and then adsorbing iodine or a dichroic dye. At this time, the extension axis direction becomes the absorption axis of the polarizing film 211-2.

상기 DLC층(260)은 디스코틱 액정분자와 상기 디스코틱 액정분자를 방위각 방향으로 꼬이게(twist) 하기 위한 도펀트(dopant)가 포함된 액상의 솔벤트를 상기 제 1 보호층(211-1)에 도포하고 열을 가하여 기화시킨다. 이때, 상기 액상의 솔벤트를 상기 제 1 보호층(211-1)에 도포하는 방법으로는 스핀코팅 방법이 적절하며, 가열온도는 대략 130℃가 적절하다.The DLC layer 260 is formed by applying a liquid solvent containing a discotic liquid crystal molecule and a dopant for twisting the discotic liquid crystal molecules in the azimuthal direction to the first protective layer 211-1 And heat it to evaporate. At this time, as a method of applying the liquid solvent to the first protective layer 211-1, a spin coating method is suitable, and a heating temperature of about 130 DEG C is suitable.

이후 러빙에 의해 상기 디스코틱 액정분자를 틸트(tilt)시키고, 자외선을 조사하여 상기 디스코틱 액정분자들을 상호 링크(link)시킴으로써 형성될 수 있다.Then tilting the discotic liquid crystal molecules by rubbing, and irradiating ultraviolet rays to link the discotic liquid crystal molecules with each other.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 액정렌즈와 제 1 편광판 사이에 DLC층이 삽입된 것을 제외하고는 실질적으로 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 입체영상표시장치와 동일한 구성으로 이루어져 있다.6 is a cross-sectional view schematically showing a stereoscopic image display apparatus of a liquid crystal lens type according to a third embodiment of the present invention, except that the DLC layer is interposed between the liquid crystal lens and the first polarizer plate. Dimensional image display apparatus according to the first embodiment and the second embodiment.

도 7은 상기 도 6에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 시야각 보상 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a view angle compensation structure in a liquid crystal lens type stereoscopic image display apparatus according to a third embodiment of the present invention shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입체영상표시장치는 전압 인가에 따라 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정렌즈(320)와 상기 액정렌즈(320) 하부에 위치하여 2차원 영상 정보를 출사하는 영상패널(310) 및 상기 영상패널(310) 하부에 위치하여 상기 영상패널(310)로 광을 전달하는 광원(330)을 포함하여 이루어진다.As shown in the figure, the stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment of the present invention includes a liquid crystal lens 320 driven by a voltage applied thereto and having a lens function, And a light source 330 positioned below the image panel 310 and transmitting light to the image panel 310. The image panel 310 includes a light source 330,

이때, 경우에 따라 상기 영상패널(310)이 광을 직접 발광하는 장치라면, 상기 광원(330)의 생략이 가능하다.In this case, if the image panel 310 directly emits light, the light source 330 may be omitted.

전술한 바와 같이, 상기 영상패널(310)로 액정표시장치를 사용하는 경우 액정 모드에 상관없이 적용 가능하며, 이 경우 상기 영상패널(310)은 크게 컬러필터 기판(312)과 어레이 기판(314) 및 상기 컬러필터 기판(312)과 어레이 기판(314) 사이에 형성된 액정층(313)으로 구성된다.In this case, the image panel 310 may include a color filter substrate 312 and an array substrate 314. The color filter substrate 312 and the array substrate 314 may be made of any material, And a liquid crystal layer 313 formed between the color filter substrate 312 and the array substrate 314.

그리고, 상기 영상패널(310)의 하부에는 제 2 편광판(315)이 부착되어 있다.A second polarizing plate 315 is attached to the lower portion of the image panel 310.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈(320)는 다수의 렌즈영역이 정의되어 서로 마주보며 이격된 제 1 기판(322)과 제 2 기판(324) 및 상기 제 1 기판(322)과 제 2 기판(324) 사이에 형성된 액정층(323)으로 구성된다. 이때, 상기 액정층(323)은 TN 액정으로 이루어질 수 있다.The liquid crystal lens 320 according to the second embodiment of the present invention includes a first substrate 322, a second substrate 324, a first substrate 322, And a liquid crystal layer 323 formed between the two substrates 324. At this time, the liquid crystal layer 323 may be made of a TN liquid crystal.

도면에는 도시하지 않았지만, 상부 기판인 상기 제 1 기판(322)에는 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극, 즉 제 1 전극이 상기 제 1 기판(322) 전면에 형성되어 있다.Although not shown in the drawing, a common electrode, that is, a first electrode made of a transparent conductive material, is formed on the entire surface of the first substrate 322 on the first substrate 322 as an upper substrate.

그리고, 상기 제 1 기판(322)에 대해 이와 마주하는 하부 기판인 상기 제 2 기판(324)의 내측 면에는 상기 각 렌즈영역들에 대하여, 다수의 제 2 전극이 절연층을 사이에 두고 이격하며 형성되어 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 아니며, 상기 다수의 제 2 전극은 하나의 층상에 서로 이격하며 형성될 수도 있다. 이때, 상기 다수의 제 2 전극은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.On the inner surface of the second substrate 324, which is a lower substrate facing the first substrate 322, a plurality of second electrodes are spaced apart from each other with the insulating layer interposed therebetween Respectively. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of second electrodes may be formed to be spaced apart from each other on one layer. At this time, the plurality of second electrodes may be made of a transparent conductive material.

이와 같이 구성된 상기 액정렌즈(320)의 상부 외측에는 제 3 편광판(321)이 부착되는 한편, 상기 액정렌즈(320)의 하부 외측에는 DLC층(360)을 포함하는 제 1 편광판(311)이 부착되어 있다. 이 경우 점착층(350)은 상기 제 1 편광판(311)의 하부에 부착되어 상기 액정렌즈(320)를 하부의 영상패널(310)과 접착하게 한다.A third polarizing plate 321 is attached to the outside of the upper portion of the liquid crystal lens 320 and a first polarizing plate 311 including a DLC layer 360 is attached to the lower side of the liquid crystal lens 320 . In this case, the adhesive layer 350 is attached to the lower portion of the first polarizer 311 to adhere the liquid crystal lens 320 to the lower image panel 310.

이때, 상기 액정렌즈(320)의 액정층(323)으로 TN 액정을 사용함에 따라 상기 제 3 편광판(321)은 상기 제 1 편광판(311)의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가질 수 있다.At this time, the TN liquid crystal is used as the liquid crystal layer 323 of the liquid crystal lens 320, so that the third polarizing plate 321 can have a light absorption axis in a direction perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing plate 311 have.

그리고, 상기 제 1 편광판(311)과 제 2 편광판(315) 및 제 3 편광판(321)은 각각 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성된 편광층과 상기 편광층의 양 측면에 형성되어 편광층을 보호하고 지지하는 제 1 TAC 필름 및 제 2 TAC 필름으로 구성될 수 있다.The first polarizing plate 311, the second polarizing plate 315, and the third polarizing plate 321 are respectively provided with a polarizing layer having a polarization axis for changing a polarization characteristic of light and a polarizing layer formed on both sides of the polarizing layer, A first TAC film that protects and supports the first TAC film, and a second TAC film that protects and supports the second TAC film.

특히, 상기 본 발명의 제 3 실시예의 경우에는 상기 제 1 편광판(311)의 최상층에 상기 액정렌즈(320)의 시야각 빛샘을 보상하기 위한 DLC층(360)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 한다.Particularly, in the case of the third embodiment of the present invention, a DLC layer 360 for compensating the viewing angle light leakage of the liquid crystal lens 320 is further formed on the uppermost layer of the first polarizing plate 311.

즉, 상기 본 발명의 제 3 실시예의 제 1 편광판(311)은 TAC 필름으로 이루어진 제 1 보호층(311-1), PVA를 포함하는 편광필름(311-2), 상기 TAC 필름으로 이루어진 제 2 보호층(311-3) 및 상기 제 1 보호층(311-1) 상부에 형성된 DLC층(360)을 포함한다.That is, the first polarizing plate 311 of the third embodiment of the present invention includes a first protective layer 311-1 made of a TAC film, a polarizing film 311-2 including a PVA, And a DLC layer 360 formed on the protective layer 311-3 and the first passivation layer 311-1.

상기 제 1 보호층(311-1)과 제 2 보호층(311-3)은 상기 편광필름(311-2)을 각각 상부와 하부에서 밀착하여 보호하고 상기 편광필름(311-2)을 지지하는 역할을 한다. 상기 PVA를 포함하는 상기 편광필름(311-2)은 PVA 재질의 필름을 한쪽 방향으로 늘린 후, 요오드나 이색성 염료를 흡착하여 제작된다. 이때 연장축 방향이 상기 편광필름(311-2)의 흡수축이 된다.The first protective layer 311-1 and the second protective layer 311-3 protect the polarizing film 311-2 in close contact with the upper and lower portions of the polarizing film 311-2, It plays a role. The polarizing film 311-2 including the PVA is produced by stretching a PVA film in one direction and then adsorbing iodine or a dichroic dye. At this time, the extension axis direction becomes the absorption axis of the polarizing film 311-2.

상기 DLC층(360)은 디스코틱 액정분자와 상기 디스코틱 액정분자를 방위각 방향으로 꼬이게(twist) 하기 위한 도펀트(dopant)가 포함된 액상의 솔벤트를 상기 액정렌즈(320)의 제 2 기판(324)에 도포하고 열을 가하여 기화시킨다. 이때, 상기 액상의 솔벤트를 상기 액정렌즈(320)의 제 2 기판(324)에 도포하는 방법으로는 스핀코팅 방법이 적절하며, 가열온도는 대략 130℃가 적절하다.The DLC layer 360 may be formed by a liquid solvent containing a dopant for twisting the discotic liquid crystal molecules and the discotic liquid crystal molecules in the azimuthal direction to the second substrate 324 of the liquid crystal lens 320 ) And heated to vaporize. At this time, as a method of applying the liquid solvent on the second substrate 324 of the liquid crystal lens 320, a spin coating method is suitable, and a heating temperature of about 130 ° C is suitable.

이후 러빙에 의해 상기 디스코틱 액정분자를 틸트시키고, 자외선을 조사하여 상기 디스코틱 액정분자들을 상호 링크시킴으로써 형성될 수 있다.And then tilting the discotic liquid crystal molecules by rubbing and irradiating ultraviolet rays to link the discotic liquid crystal molecules with each other.

이와 같이 구성된 상기 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 입체영상표시장치는 제 1 편광판의 외측에 DLC층을 구성하여 시차 배리어에 의한 빛샘을 최소화함으로써 선명한 3D 영상을 구현할 수 있게 된다.In the stereoscopic image display device according to the second and third embodiments of the present invention configured as described above, a DLC layer is formed outside the first polarizing plate to minimize light leakage due to the parallax barrier, thereby realizing a clear 3D image .

도 8 및 도 9는 블랙 상태에서의 빛샘을 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내는 사진으로써, 제 1 편광판의 외측에 DLC층을 구성하지 않은 경우와 DLC층을 구성한 경우의 시뮬레이션 결과를 각각 나타내고 있다.FIGS. 8 and 9 are photographs showing simulation results of light leakage in a black state. FIGS. 8 and 9 show simulation results when the DLC layer is not formed outside the first polarizing plate and when the DLC layer is constituted.

도면에 도시된 바와 같이, 제 1 편광판의 외측에 DLC층을 구성하여 시차 배리어에 의한 빛샘을 보상한 경우에는 블랙 표시 상태에서 휘도가 줄어들었으며, 대각 방향의 빛샘이 상기 DLC층을 구성하지 않은 경우와 비교하여 현저히 줄어든 것을 알 수 있다.As shown in the figure, when the DLC layer is formed outside the first polarizer to compensate for the light leakage caused by the parallax barrier, the brightness decreases in the black display state and the light leakage in the diagonal direction does not constitute the DLC layer As shown in FIG.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While a great many are described in the foregoing description, it should be construed as an example of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.

110~310 : 영상패널 111~311 : 제 1 편광판
112~312 : 컬러필터 기판 113~313,123~323 : 액정층
114~314 : 어레이 기판 115~315 : 제 2 편광판
120~320 : 액정렌즈 121~321 : 제 3 편광판
122~322 : 제 1 기판 124~324 : 제 2 기판
150~350 : 점착층 160~360 : 디스코틱 액정층
110 to 310: Image panel 111 to 311: First polarizing plate
112 to 312: Color filter substrate 113 to 313, 123 to 323:
114 to 314: array substrate 115 to 315: second polarizer plate
120 to 320: liquid crystal lenses 121 to 321: third polarizer plate
122 to 322: first substrate 124 to 324: second substrate
150 to 350: Adhesive layer 160 to 360: Discotic liquid crystal layer

Claims (9)

전압 인가에 따라 TN(Twisted Nematic) 액정으로 이루어진 액정층이 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정렌즈;
상기 액정렌즈 하부에 위치하여 2차원 영상 정보를 출사하는 영상패널;
상기 영상패널의 상부 및 하부에 각각 부착된 제1 편광판 및 제 2 편광판;
상기 액정렌즈의 상부에 부착되며, 상기 제 1 편광판의 광흡수축에 수직한 방향의 광흡수축을 가지는 제 3 편광판; 및
상기 액정렌즈와 상기 영상패널 사이의 상기 제 1 편광판의 외측에 배치되는 디스코틱 액정층(Discotic Liquid Crystal; DLC)을 포함하는 입체영상표시장치.
A liquid crystal lens having a lens function by driving a liquid crystal layer made of TN (Twisted Nematic) liquid crystal according to a voltage application;
A video panel positioned below the liquid crystal lens and emitting two-dimensional image information;
A first polarizing plate and a second polarizing plate respectively attached to upper and lower portions of the image panel;
A third polarizer attached to an upper portion of the liquid crystal lens and having a light absorption axis in a direction perpendicular to a light absorption axis of the first polarizer; And
And a discotic liquid crystal layer (DLC) disposed outside the first polarizer plate between the liquid crystal lens and the image panel.
제 1 항에 있어서, 상기 영상패널 하부에 위치하며, 상기 영상패널로 광을 전달하는 광원을 추가로 포함하는 입체영상표시장치.The stereoscopic image display apparatus of claim 1, further comprising a light source positioned below the image panel and transmitting light to the image panel. 제 1 항에 있어서, 상기 액정렌즈는,
다수의 부분영역을 갖는 다수의 렌즈영역이 정의되어 서로 마주보며 이격된 제 1 기판과 제 2 기판;
상기 각 렌즈영역들에 대하여, 상기 제 1 기판의 내측 면에 형성된 다수의 제 1 전극과 상기 제 2 기판의 내측 면에 형성된 다수의 제 2 전극; 및
상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 상기 TN 액정으로 이루어진 액정층을 포함하여 구성되는 입체영상표시장치.
The liquid crystal display device according to claim 1,
A first substrate and a second substrate having a plurality of lens regions having a plurality of partial regions defined and spaced apart from each other;
A plurality of first electrodes formed on an inner surface of the first substrate and a plurality of second electrodes formed on an inner surface of the second substrate, for each of the lens regions; And
And a liquid crystal layer made of the TN liquid crystal between the first substrate and the second substrate.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 액정렌즈와 상기 영상패널 사이에 구비되어 상기 액정렌즈와 상기 영상패널을 접착하는 점착층을 추가로 포함하는 입체영상표시장치.The stereoscopic image display apparatus of claim 1, further comprising an adhesive layer provided between the liquid crystal lens and the image panel to adhere the liquid crystal lens to the image panel. 제 7 항에 있어서, 상기 점착층은 상기 제 1 편광판과 상기 영상패널 사이에 위치하는 입체영상표시장치.The stereoscopic image display apparatus of claim 7, wherein the adhesive layer is positioned between the first polarizer and the image panel. 제 7 항에 있어서, 상기 점착층은 상기 액정렌즈와 상기 DLC층 사이에 위치하는 입체영상표시장치.The stereoscopic image display apparatus of claim 7, wherein the adhesive layer is positioned between the liquid crystal lens and the DLC layer.
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