光学ユニット及びこれを含む表示装置
【課題】眼鏡方式及び無眼鏡方式を選択することができる光学ユニット及びこれを含む表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、イメージを表示する表示ユニット100と、前記表示ユニット上に位置する第1基板210、前記第1基板上に位置する第1電極220、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層240、前記液晶層上に位置する第2電極260、前記第2電極上に位置する絶縁層270、前記絶縁層上に位置する第3電極280、及び前記第3電極上に位置する第2基板290を含む光学ユニットとを含む。
【解決手段】表示装置は、イメージを表示する表示ユニット100と、前記表示ユニット上に位置する第1基板210、前記第1基板上に位置する第1電極220、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層240、前記液晶層上に位置する第2電極260、前記第2電極上に位置する絶縁層270、前記絶縁層上に位置する第3電極280、及び前記第3電極上に位置する第2基板290を含む光学ユニットとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ユニットに関し、より詳しくは、表示ユニットに表示されるイメージを立体イメージの3Dイメージと認識させる光学ユニット及びこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、3D表示装置は、医療、ゲーム、広告、教育、軍事などの色々な分野で多様に適用されており、3Dイメージを表示するための方式として、ホログラフィーやステレオスコピ(stereoscopy)方式が幅広く研究されている。
【0003】
この中で、ステレオスコピ方式は、両眼視差を有する二つの2Dイメージを使用者の左眼及び右眼にそれぞれ分離して見せることによって、人に3Dイメージを認識させる方式である。このようなステレオスコピ方式には、両眼でそれぞれ分離されたイメージを見るための手段として、偏光及びシャッターを使用する眼鏡方式と、ディスプレイで直接イメージを分離させて視域を形成させる無眼鏡方式とがある。
【0004】
しかし、眼鏡方式は、眼鏡着用に拒否感のある使用者に不便を与える問題点があり、無眼鏡方式は、ディスプレイで直接イメージを分離させるため、解像度が低下すると共に、視野角が狭い問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の一実施形態は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、眼鏡方式及び無眼鏡方式を選択することができる光学ユニット及びこれを含む表示装置を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した技術的課題を達成するための本発明の第1側面は、イメージを表示する表示ユニットと、前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニットとを含む表示装置を提供する。
【0007】
前記第1電極は、相互離隔して第1方向に延長された複数の第1サブ電極、前記複数の第1サブ電極それぞれの端部を接続する第1接続電極、隣接する前記第1サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第1方向に延長された複数の第2サブ電極、及び前記第2サブ電極を介在して前記第1接続電極と離隔しており、前記複数の第2サブ電極それぞれの端部を接続する第2接続電極を含むことができる。
【0008】
前記第3電極は板状とすることができる。
【0009】
前記液晶層には前記垂直電界を形成することができる。
【0010】
前記第3電極には第1電圧が印加され、前記第1サブ電極には前記第1電圧より大きい第2電圧を印加することができる。
【0011】
前記第2電極及び前記第2サブ電極には前記第1電圧を印加することができる。
【0012】
前記液晶層は液晶を含み、隣接する前記第1サブ電極の間に対応する前記液晶はレンズ形態に配列され、前記表示ユニットは、隣接する前記第1サブ電極の間に前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示することができる。
【0013】
前記液晶層には前記水平電界を形成することができる。
【0014】
前記光学ユニットは、前記第1電極と前記液晶層との間及び前記第2電極と前記液晶層との間のうちの一つ以上の間に位置し、前記第1方向と交差する第2方向にラビングされた配向層をさらに含むことができる。
【0015】
前記第2電極は、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第3サブ電極を含むことができる。
【0016】
前記第3サブ電極は、前記第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部を含むことができる。
【0017】
前記複数の第3サブ電極のうちの前記第2基板の一端部と隣接する第3サブ電極から、前記第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極まで、順次に第3電圧が印加され、前記第3電極には第4電圧が印加されることができる。
【0018】
前記液晶層は液晶を含み、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、前記表示ユニットは、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応して、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示することができる。
【0019】
前記第2電極は、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第4サブ電極、前記複数の第4サブ電極それぞれの端部を接続する第3接続電極、隣接する前記第4サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第5サブ電極、及び前記第5サブ電極を介在して前記第3接続電極と離隔しており、前記複数の第5サブ電極それぞれの端部を接続する第4接続電極を含むことができる。
【0020】
前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極には第5電圧を印加することができる。
【0021】
前記液晶層は液晶を含み、前記第5電圧が印加された前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、前記表示ユニットは前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示することができる。
【0022】
前記光学ユニットと対向し、前記第1方向と平行な第1光軸及び前記第2方向と平行な第2光軸のいずれか一つの光軸を有する左眼用偏光板と、前記第1光軸及び前記第2光軸のうちの他の一つの光軸を有する右眼用偏光板とを含む偏光眼鏡をさらに含むことができる。
【0023】
前記光学ユニットは前記第2基板上に位置する第1位相差板をさらに含み、前記偏光眼鏡は、前記左眼用偏光板及び前記右眼用偏光板上に位置して、前記第1位相差板と対向する第2位相差板をさらに含むことができる。
【0024】
前記第1位相差板及び前記第2位相差板は1/4波長板とすることができる。
【0025】
また、本発明の第2の側面は、イメージを表示する表示ユニットと対向する光学ユニットにおいて、前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニットを提供する。
【発明の効果】
【0026】
上述した本発明の課題の解決手段の一部実施形態のいずれか一つによれば、眼鏡方式と無眼鏡方式を選択することができる光学ユニット及びこれを含む表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第1実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図2】図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】液晶層に垂直電界が形成された図2のA部分の拡大図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係る表示装置で無眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【図5】液晶層に水平電界が形成された図1のV−V線に沿った断面図である。
【図6】図5に示された液晶層を上から見た図面である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る表示装置で眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【図8】本発明の第2実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態に係る表示装置で表示ユニットから出射したイメージが偏光眼鏡に入射する経路を示す図面である。
【図10】本発明の第2実施形態に係る表示装置の効果を説明するための図面である。
【図11】本発明の第3実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図12】図11のXII−XII線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付した図面を参照して、本発明の種々の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
【0029】
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付ける。
【0030】
また、種々の実施形態において、同一の構成を有する構成要素に対しては同一の符号を付けて、代表的に第1実施形態で説明し、その他の実施形態では第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【0031】
また、図面における各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意で示したので、本発明が必ずしも図示したものに限られることではない。
【0032】
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。また、図面において、説明の便宜のために、一部層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるという場合、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。
【0033】
また、明細書の全体において、ある部分がある構成要素を“含む”という場合、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。また、明細書の全体において、“〜上に”というのは、対象となる部分の上または下に位置することを意味し、必ずしも重力方向を基準として上側に位置するのを意味することではない。
【0034】
以下、図1乃至図7を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000について説明する。
【0035】
図1は、本発明の第1実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図1では、説明の便宜のために、光学ユニットの第2基板の内側が表示されるように、光学ユニットの第2基板を誘導線に沿って180度回転させて示した。
【0036】
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、無眼鏡方式の3Dイメージ、眼鏡方式の3Dイメージ、及び2Dイメージのいずれか一つのイメージを選択的に表示し、表示ユニット100、光学ユニット200、及び偏光眼鏡300を含む。ここで、偏光眼鏡300は、表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時に利用され、表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時は利用されない。
【0037】
表示ユニット100は、イメージを表示し、有機発光表示装置(organic light emitting diode display、OLED)、液晶表示装置(liquid crystal display device、LCD)、またはプラズマ表示パネル(plasma display panel、PDP)などとすることができる。
【0038】
より詳細に、表示ユニット100は、3Dイメージを使用者に認識させるために、イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示するか、または2Dイメージを使用者に認識させるために、イメージとして両眼用イメージを選択的に表示する。
【0039】
表示ユニット100が液晶表示装置の場合、表示ユニット100は、両基板、両基板の間に位置する液晶を含む表示パネル、及び表示パネルにイメージを照射するバックライトユニットを含む。ここで、両基板は、ガラス(glass)、プラスチック、または金属などからなる基板本体、基板本体上に形成されて、電極として利用される金属パターン、及びカラーフィルタなどを含むことができ、両基板の間の空間に垂直電界または水平電界が形成されて、液晶層が垂直電界または水平電界によってシャッターの役割を果たすことにより、表示ユニット100が2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。また、表示ユニット100が有機発光表示装置の場合、表示ユニット100は、両基板、及び両基板の間に位置する有機発光素子(organic light emitting diode)を含む。ここで、有機発光素子は自発光素子であり、有機発光素子に含まれている有機発光層が発光して、2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。また、表示ユニット100がプラズマ表示パネルの場合、表示ユニット100は、隔壁を形成する両基板、及び隔壁内に位置するプラズマを含む。このプラズマが発光することにより、表示ユニット100は2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。
【0040】
図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。
【0041】
図1及び図2に示すように、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージとして認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、及び第2基板290を含む。
【0042】
第1基板210は、ガラスまたはプラスチックなどの透光性基板で形成され、可撓性(flexibility)を有することができる。第1基板210上には第1電極220が位置している。
【0043】
第1電極220は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第1基板210に形成されており、第1サブ電極221、第1接続電極222、第2サブ電極223、及び第2接続電極224を含む。
【0044】
第1サブ電極221は、図1に示したx軸方向の第1方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第1サブ電極221は帯状(stripe)に相互離隔して、第1方向に延長されている。
【0045】
第1接続電極222は、複数の第1サブ電極221それぞれの端部を接続しており、第1接続電極222に電圧が印加されると、第1接続電極222に接続された複数の第1サブ電極221にも電圧が印加される。
【0046】
第2サブ電極223は、複数の第1サブ電極221のうちの隣接する第1サブ電極221の間に位置し、第1方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第2サブ電極223は複数の第1サブ電極221と相互交互に配置されている。
【0047】
第2接続電極224は、複数の第1サブ電極221及び複数の第2サブ電極223を介在して第1接続電極222と離隔しており、複数の第2サブ電極223それぞれの端部を接続している。第2接続電極224に電圧が印加されると、第2接続電極224に接続された複数の第2サブ電極223にも電圧が印加される。
【0048】
以上のような第1電極220上に、第1配向層230が位置している。
【0049】
第1配向層230は、第1基板210に形成されて、第1電極220と液晶層240との間に位置しており、第1電極220を覆うように形成されている。第1配向層230は、液晶層240に含まれている液晶241の配向のために第1方向と交差する、図1に示されたy軸方向である第2方向にラビング(rubbing)されている。第1配向層230は液晶層240と接触しており、第1配向層230によって液晶層240に含まれている液晶241は、液晶層240に電界が印加されない一般的な状態で、長軸が第2方向と平行に配列される。第1配向層230上には液晶層240が位置している。
【0050】
液晶層240は、第1電極220と第2電極260との間に位置し、液晶241(liquid crystal)を含む。第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に印加される電圧によって、液晶層240には垂直電界または水平電界が選択的に形成され、この形成された垂直電界または水平電界によって液晶241がチルト(tilt)されることにより、液晶241の長軸が再配列される。この時、表示ユニット100がイメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのうちの一つ以上のイメージを表示することによって、表示装置1000は3Dイメージを表示するようになる。また、液晶層240に電界が印加されない場合には、表示ユニット100がイメージとして両眼用イメージを表示することによって、表示装置1000は2Dイメージを表示するようになる。このような、液晶層240に形成される垂直電界または水平電界によって液晶241が再配列する状態、及びこれによって表示ユニット100が表示するイメージについては後述する。液晶層240上には第2配向層250が位置している。
【0051】
第2配向層250は、第2基板290に形成されて、液晶層240と第2電極260との間に位置しており、第2電極260を覆うように形成されている。第2配向層250は、液晶層240に含まれている液晶241の配向のために第1方向と交差する、図1に示されたy軸方向である第2方向にラビングされている。第2配向層250は液晶層240と接触しており、第2配向層250によって液晶層240に含まれている液晶241は、液晶層240に電界が印加されない一般的な状態で、長軸が第2方向と平行に配列される。第2配向層250上には第2電極260が位置している。
【0052】
第2電極260は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第2基板290に形成されており、第3サブ電極261を含む。
【0053】
第3サブ電極261は、図1に示されたy軸方向である第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。複数の第3サブ電極261のそれぞれには、帯状で第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部262が形成されている。この開口部262によって複数の第3サブ電極261のそれぞれは、隣接する開口部262の間に位置する複数のサブ電極を含む。
【0054】
即ち、第1電極220に含まれている第1サブ電極221及び第2サブ電極223と、第2電極260含まれている第3サブ電極261それぞれの延長方向は相互交差している。
【0055】
第2電極260上には絶縁層270が位置している。
【0056】
絶縁層270は、第2基板290に形成されて、第2電極260と第3電極280との間に位置している。絶縁層270は、第2電極260と第3電極280の短絡を防止する役割を果たす。
【0057】
第3電極280は、板状に第2基板290の全体にわたって形成されて、絶縁層270と第2基板290との間に位置している。第3電極280は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含む。
【0058】
第2基板290は、第1基板210と同様にガラスまたはプラスチックなどの透光性基板で形成され、可撓性を有することができる。
【0059】
以上のような光学ユニット200と対向して、偏光眼鏡300が位置できるが、偏光眼鏡300は、表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時だけ利用される。
【0060】
偏光眼鏡300は光学ユニット200と対向し、図1に示されたx軸である第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310と、図1に示されたy軸である第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320とを含む。これとは反対に、偏光眼鏡300の左眼用偏光板310は第2光軸を有することができ、右眼用偏光板320は第1光軸を有することができる。
【0061】
以上のような本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、無眼鏡方式の3Dイメージ、眼鏡方式の3Dイメージ、及び2Dイメージを表示するが、まず図3及び図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時には、偏光眼鏡300は利用されない。
【0062】
最初に、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0063】
図3は、液晶層に垂直電界が形成された図2のA部分の拡大図である。
【0064】
図3に示すように、液晶層240には第1電極220及び第3電極280それぞれに印加される互いに異なる電圧によって垂直電界が形成され、この垂直電界によって液晶241はレンズ形態に配列される。より詳細には、板状の第3電極280に第1電圧(V1)が印加され、第1電極220のうちの第1サブ電極221に第1電圧(V1)より大きい第2電圧(V2)が印加され、第2サブ電極223及び第2電極260が電圧の印加されないフローティング(floating)状態となれば、第3電極280と第1電極220の第1サブ電極221に印加される互いに異なる電圧により、液晶層240にはレンズ形態の垂直電界が形成され、液晶241はレンズ形態の垂直電界によって液晶241の長軸がチルトされることにより、図3に示された形態のレンズ形態に配列される。
【0065】
一方、第1電極220の第1サブ電極221に第2電圧(V2)が印加され、第3電極280に第1電圧(V1)が印加され、第2電極260及び第1電極220の第2サブ電極223に第1電圧(V1)が印加された状態でも、液晶層240にはレンズ形態の垂直電界が形成されることができ、この垂直電界によって液晶241はレンズ形態に配列されることができる。
【0066】
即ち、第3電極280に第1電圧(V1)を印加し、第1電極220の第1サブ電極221に第2電圧(V2)を印加した状態で、選択的に第2電極260及び第1電極220の第2サブ電極223に第1電圧(V1)を印加することにより、液晶層240に形成される垂直電界を微細に調節することができるので、液晶層240に含まれている液晶241が配列されるレンズ形態を微細に調節することができる。
【0067】
次に、上述のように液晶層240の液晶241がレンズ形態に配列される時の表示ユニット100の表示形態について説明する。
【0068】
図4は、本発明の第1実施形態に係る表示装置で無眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【0069】
図4に示すように、光学ユニット200の液晶層240の液晶241が、隣接する第1サブ電極221の間でレンズ形態に配列される時、表示ユニット100は隣接する第1サブ電極221の間にイメージとして左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示し、この時、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)それぞれを使用者の左眼及び右眼それぞれに分離して認識させる視域分離ユニットとして機能する。
【0070】
より詳細に、上述したように、液晶層240に形成される垂直電界によって液晶241が隣接する第1サブ電極221の間でレンズ形態に配列されることにより、液晶層240には複数のレンズ(Lens)が形成されるが、この時、液晶層240に形成された複数のレンズそれぞれと対応する位置で、表示ユニット100が左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示するようになると、左眼用イメージ(L)は液晶層240を経ながら屈折して使用者の左眼に視認され、右眼用イメージ(R)は液晶層240を経ながら屈折して使用者の右眼に視認されることにより、使用者は両眼視差によって表示装置1000から視認されるイメージを3Dイメージと認識する。
【0071】
一方、光学ユニット200の液晶層240に電界が形成されない状態で、表示ユニット100が両眼用イメージを表示する場合、表示ユニット100から表示される両眼用イメージそのまま光学ユニット200を経て使用者の両眼に視認されることにより、使用者は表示装置1000から2Dイメージを認識する。
【0072】
このように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、光学ユニット200の液晶層240に垂直電界を形成して液晶層240に複数のレンズを形成することにより、表示ユニット100から光学ユニット200を経て使用者に視認されるイメージの屈折程度を調節して、3Dイメージを使用者に認識させられる。即ち、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。
【0073】
次に、図5乃至図7を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時には、偏光眼鏡300が利用される。
【0074】
最初に、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0075】
図5は、液晶層に水平電界が形成された図1のV−V線に沿った断面図である。図6は、図5に示された液晶層を上から見た図面である。
【0076】
図5及び図6に示すように、液晶層240には第2電極260及び第3電極280それぞれに印加される同一または互いに異なる電圧によって水平電界が形成され、この水平電界によって、液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。より詳細には、複数の第3サブ電極261のうちの第2基板290の一端部と隣接する第3サブ電極261から、第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極261まで順次に第3電圧(V3)が印加され、第3電極280に第3電圧(V3)と同一であるか、または同一でない第4電圧(V4)が印加されると、第3電圧(V3)が印加されない第3サブ電極261に対応する第1液晶241の長軸は、第1配向層230及び第2配向層250のラビング方向であるy軸の第2方向と平行な方向に配列されるが、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応する第2液晶241は、水平電界によって第2液晶241の長軸がチルトされることにより、第2液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。即ち、複数の第3サブ電極261に順次に第3電圧(V3)が印加される時、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応する液晶241の長軸は、水平電界によって第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に配列される。
【0077】
次に、上述したように、液晶層240の液晶241の長軸が第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に順次に配列される時の表示ユニット100の表示形態について説明する。
【0078】
図7は、本発明の第1実施形態に係る表示装置にで眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【0079】
図7に示すように、光学ユニット200の液晶層240の液晶241の長軸が、順次に第3電圧(V3)が印加される第3サブ電極261に対応して、第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に順次に配列される時、表示ユニット100は、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応して、イメージとして左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの左眼用イメージ(L)を表示し、第3電圧(V3)が印加されない第3サブ電極261に対応して、右眼用イメージ(R)を表示する。表示ユニット100から出射した左眼用イメージ(L)は、水平電界が形成された領域に対応する液晶層240を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するイメージとして線偏光され、表示ユニット100から出射した右眼用イメージ(R)は、水平電界が形成されない領域に対応する液晶層240を透過しながら、第1方向と交差する第2方向と平行な光軸を有するイメージとして線偏光される。
【0080】
この時、偏光眼鏡300を着用した使用者は、光学ユニット200を透過して第1方向と平行な光軸を有する左眼用イメージ(L)を、第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310を通じて左眼に視認すると同時に、光学ユニット200を透過して第2方向と平行な光軸を有する右眼用イメージ(R)を、第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320を通じて右眼に視認することにより、使用者は表示装置1000から3Dイメージを認識するようになる。即ち、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のそれぞれの光軸を互いに異なるように変える偏光スイッチユニットとして機能する。
【0081】
一方、一例として、60ヘルツ(Hz)のスキャン速度を有する3Dイメージを表示する時、表示ユニット100に120ヘルツ(Hz)のスキャン速度で左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示し、光学ユニット200をこれに同期化させれば、使用者は60ヘルツ(Hz)のスキャン速度を有するイメージを認識することにより、使用者が認識する全体的な解像度の低下が発生しない。
【0082】
このように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、光学ユニット200の液晶層240に水平電界を形成して、液晶241の長軸方向を既存の配向方向と異なる方向に配列することにより、表示ユニット100から光学ユニット200を経て使用者に視認されるイメージの光軸を調節して、偏光眼鏡300を通じて3Dイメージを使用者に認識させることができる。即ち、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、眼鏡方式の3Dイメージを表示する。
【0083】
以上のように、本発明が第1実施形態に係る表示装置1000は、第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に電圧を印加して、液晶層240に垂直電界または水平電界を形成して液晶241の配列を異なるようにすることで、一つの表示装置1000に選択的に眼鏡方式の3Dイメージを表示したり無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。即ち、使用者が眼鏡方式または無眼鏡方式を選択できる表示装置1000が提供される。
【0084】
以下、図8乃至図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002について説明する。
【0085】
図8は、本発明の第2実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【0086】
図8に示すように、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージに認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、第2基板290、及び第1位相差板295を含む。
【0087】
第1位相差板295は、第2基板290上に位置し、1/4波長板である。第1位相差板295の光軸は、x軸の第1方向対比45度または135度ほどねじられており、表示ユニット100から出射して水平電界が形成された液晶層240を透過して線偏光された左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)は、第1位相差板295を透過しながら円偏光される。即ち、表示ユニット100から出射して液晶層240及び第1位相差板295を順次に通したイメージは円偏光され、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通したイメージは円偏光された光軸を有する。
【0088】
偏光眼鏡300は、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれの上に位置し、第1位相差板295と対向する第2位相差板330をさらに含む。
【0089】
第2位相差板330は、第1位相差板295と同一の1/4波長板である。第2位相差板330の光軸は、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれ対比45度または134どほどねじられており、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通した円偏光された光軸を有するイメージは、第2位相差板330を透過しながら線偏光される。即ち、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通して円偏光された光軸を有するイメージは、第2位相差板330を透過しながらさらに線偏光され、この線偏光されたイメージは、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれを通じて、使用者の左眼及び右眼それぞれに視認される。
【0090】
以下、図9を参照して、上述したような表示ユニット100から偏光眼鏡300までのイメージの経路について詳細に説明する。
【0091】
図9は、本発明の第2実施形態に係る表示装置において、表示ユニットから出射したイメージが偏光眼鏡に入射する経路を示した図面である。
【0092】
図9に示すように、表示ユニット100から出射したイメージ(IM)は、水平電界が形成された液晶層240を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するか、または第2方向と平行な光軸を有するように線偏光される。この線偏光されたイメージ(IM)は、さらに1/4波長板である第1位相差板295を透過しながら、左円偏光されるか、または右円偏光される。
【0093】
そして、この左円偏光または右偏光されたイメージ(IM)は、さらに偏光眼鏡300の第2位相差板330を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するか、または第2方向と平行な光軸を有するように線偏光され、この線偏光されたイメージ(IM)は左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を透過して、使用者の左眼または右眼に認識される。
【0094】
即ち、表示ユニット100から液晶層240を透過した線偏光されたイメージは、第1位相差板295及び第2位相差板330を透過しながら円偏光された後、さらに線偏光され、この線偏光されたイメージが左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を透過して、使用者の左眼または右眼に認識される。
【0095】
以下、図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002の効果について説明する。
【0096】
図10は、本発明の第2実施形態に係る表示装置の効果を説明するための図面である。
【0097】
図10の(a)及び(b)に示すように、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002は、表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が正面と対向する状態、及び表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が傾いた状態でも、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージが円偏光されており、この円偏光されたイメージが円偏光された状態で偏光眼鏡300に入射するため、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージの光軸と、偏光眼鏡300の左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれの光軸に差が発生しない。即ち、最初の表示ユニット100から出射して、光学ユニット200を透過して線偏光されたイメージは、第1位相差板295を透過しながら円偏光されて偏光眼鏡300に入射し、偏光眼鏡300に入射した円偏光されたイメージは、第2位相差板330を透過しながらさらに線偏光されて、左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を通じて使用者の左眼または右眼に認識されるので、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージは、偏光眼鏡300を透過するまで輝度が低下しない。
【0098】
以上のように、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002は、表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が傾いた状態でも、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージが偏光眼鏡300に入射する時、輝度が低下しない。
【0099】
以下、図11及び図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003を説明する。
【0100】
図11は、本発明の第3実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図11においては、説明の便宜のために光学ユニットの第2基板の内側が表示されるように、光学ユニットの第2基板を誘導線に沿って180度回転させて示した。図12は図11のXII−XII線に従った断面図である。
【0101】
図11及び図12に示すように、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003の光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージと認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、及び第2基板290を含む。
【0102】
第2電極260は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第2基板290に形成されており、第4サブ電極266、第3接続電極267、第5サブ電極268、及び第4接続電極269を含む。
【0103】
第4サブ電極266は、y軸方向の第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第4サブ電極266は帯状に相互離隔して第2方向に延長されている。
【0104】
第3接続電極267は、複数の第4サブ電極266それぞれの端部を接続しており、第3接続電極267に電圧が印加されると、第3接続電極267に接続された複数の第4サブ電極266にも電圧が印加される。
【0105】
第5サブ電極268は、複数の第4サブ電極266のうちの隣接する第4サブ電極266の間に位置し、第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第5サブ電極268は複数の第4サブ電極266と相互交互に配置されている。
【0106】
第4接続電極269は、複数の第4サブ電極266及び複数の第5サブ電極268を介在して第3接続電極267と離隔しており、複数の第5サブ電極268それぞれの端部を接続している。第4接続電極269に電圧が印加されると、第4接続電極269に接続された複数の第5サブ電極268にも電圧が印加される。
【0107】
以下、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003が、眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。
【0108】
最初に、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0109】
液晶層240には第2電極260に印加される電圧によって水平電界が形成され、この水平電界によって液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。より詳細には、複数の第4サブ電極266及び複数の第5サブ電極268に同一の第5電圧が印加されるか、または複数の第4サブ電極266に第5電圧が印加され、複数の第5サブ電極268に第5電圧と異なる第6電圧が印加されて、液晶層240に水平電界が形成されると、液晶層240の液晶241は水平電界によって液晶241の長軸がチルトされることによって、液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。即ち、第2電極260に電圧が印加される時、液晶層240の液晶241の長軸は、水平電界によって第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に配列される。この時、表示ユニット100は左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの左眼用イメージ(L)を表示する。一方、第2電極260に電圧が印加されなくて、液晶層240の液晶241の長軸が第2方向と平行な状態の時、表示ユニット100は左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの右眼用イメージ(R)を表示する。
【0110】
即ち、第2電極260に電圧が印加されて液晶層240に水平電界が形成される時、表示ユニット100から出射した左眼用イメージ(L)は、液晶層240を透過しながら第1方向と平行な光軸を有するイメージに線偏光され、第2電極260に電圧が印加されなくて、液晶層240に水平電界が形成されない時、表示ユニット100から出射した右眼用イメージ(R)は、液晶層240を透過しながら第2方向と平行な光軸を有するイメージに線偏光される。
【0111】
この時、偏光眼鏡300を着用した使用者は、光学ユニット200を透過して第1方向と平行な光軸を有する左眼用イメージ(L)を、第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310を通じて左眼に視認すると同時に、光学ユニット200を透過して第2方向と平行な光軸を有する右眼用イメージ(R)を、第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320を通じて右眼に視認するようになり、これによって使用者は表示装置1003から3Dイメージを認識するようになる。即ち、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のそれぞれの光軸を互いに異なるように変える偏光スイッチユニットとして機能する。
【0112】
以上のように、本発明が第3実施形態に係る表示装置1003は、第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に電圧を印加して、液晶層240に垂直電界または水平電界を形成して液晶241の配列を異なるようにすることで、一つの表示装置1003に選択的に眼鏡方式の3Dイメージを表示するか、または無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。即ち、使用者が眼鏡方式または無眼鏡方式を選択できる表示装置1003が提供される。
【0113】
本発明を上述した好ましい実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、次に記載する特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であることを、本発明が属する技術分野における者であれば簡単に理解できる。
【符号の説明】
【0114】
100 表示ユニット
200 光学ユニット
210 第1基板
220 第1電極
230 第1配向層
240 液晶層
250 第2配向層
260 第2電極
270 絶縁層
280 第3電極
290 第2基板
300 偏光眼鏡
1000 表示装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学ユニットに関し、より詳しくは、表示ユニットに表示されるイメージを立体イメージの3Dイメージと認識させる光学ユニット及びこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、3D表示装置は、医療、ゲーム、広告、教育、軍事などの色々な分野で多様に適用されており、3Dイメージを表示するための方式として、ホログラフィーやステレオスコピ(stereoscopy)方式が幅広く研究されている。
【0003】
この中で、ステレオスコピ方式は、両眼視差を有する二つの2Dイメージを使用者の左眼及び右眼にそれぞれ分離して見せることによって、人に3Dイメージを認識させる方式である。このようなステレオスコピ方式には、両眼でそれぞれ分離されたイメージを見るための手段として、偏光及びシャッターを使用する眼鏡方式と、ディスプレイで直接イメージを分離させて視域を形成させる無眼鏡方式とがある。
【0004】
しかし、眼鏡方式は、眼鏡着用に拒否感のある使用者に不便を与える問題点があり、無眼鏡方式は、ディスプレイで直接イメージを分離させるため、解像度が低下すると共に、視野角が狭い問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の一実施形態は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、眼鏡方式及び無眼鏡方式を選択することができる光学ユニット及びこれを含む表示装置を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した技術的課題を達成するための本発明の第1側面は、イメージを表示する表示ユニットと、前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニットとを含む表示装置を提供する。
【0007】
前記第1電極は、相互離隔して第1方向に延長された複数の第1サブ電極、前記複数の第1サブ電極それぞれの端部を接続する第1接続電極、隣接する前記第1サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第1方向に延長された複数の第2サブ電極、及び前記第2サブ電極を介在して前記第1接続電極と離隔しており、前記複数の第2サブ電極それぞれの端部を接続する第2接続電極を含むことができる。
【0008】
前記第3電極は板状とすることができる。
【0009】
前記液晶層には前記垂直電界を形成することができる。
【0010】
前記第3電極には第1電圧が印加され、前記第1サブ電極には前記第1電圧より大きい第2電圧を印加することができる。
【0011】
前記第2電極及び前記第2サブ電極には前記第1電圧を印加することができる。
【0012】
前記液晶層は液晶を含み、隣接する前記第1サブ電極の間に対応する前記液晶はレンズ形態に配列され、前記表示ユニットは、隣接する前記第1サブ電極の間に前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示することができる。
【0013】
前記液晶層には前記水平電界を形成することができる。
【0014】
前記光学ユニットは、前記第1電極と前記液晶層との間及び前記第2電極と前記液晶層との間のうちの一つ以上の間に位置し、前記第1方向と交差する第2方向にラビングされた配向層をさらに含むことができる。
【0015】
前記第2電極は、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第3サブ電極を含むことができる。
【0016】
前記第3サブ電極は、前記第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部を含むことができる。
【0017】
前記複数の第3サブ電極のうちの前記第2基板の一端部と隣接する第3サブ電極から、前記第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極まで、順次に第3電圧が印加され、前記第3電極には第4電圧が印加されることができる。
【0018】
前記液晶層は液晶を含み、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、前記表示ユニットは、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応して、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示することができる。
【0019】
前記第2電極は、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第4サブ電極、前記複数の第4サブ電極それぞれの端部を接続する第3接続電極、隣接する前記第4サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第5サブ電極、及び前記第5サブ電極を介在して前記第3接続電極と離隔しており、前記複数の第5サブ電極それぞれの端部を接続する第4接続電極を含むことができる。
【0020】
前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極には第5電圧を印加することができる。
【0021】
前記液晶層は液晶を含み、前記第5電圧が印加された前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、前記表示ユニットは前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示することができる。
【0022】
前記光学ユニットと対向し、前記第1方向と平行な第1光軸及び前記第2方向と平行な第2光軸のいずれか一つの光軸を有する左眼用偏光板と、前記第1光軸及び前記第2光軸のうちの他の一つの光軸を有する右眼用偏光板とを含む偏光眼鏡をさらに含むことができる。
【0023】
前記光学ユニットは前記第2基板上に位置する第1位相差板をさらに含み、前記偏光眼鏡は、前記左眼用偏光板及び前記右眼用偏光板上に位置して、前記第1位相差板と対向する第2位相差板をさらに含むことができる。
【0024】
前記第1位相差板及び前記第2位相差板は1/4波長板とすることができる。
【0025】
また、本発明の第2の側面は、イメージを表示する表示ユニットと対向する光学ユニットにおいて、前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニットを提供する。
【発明の効果】
【0026】
上述した本発明の課題の解決手段の一部実施形態のいずれか一つによれば、眼鏡方式と無眼鏡方式を選択することができる光学ユニット及びこれを含む表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第1実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図2】図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】液晶層に垂直電界が形成された図2のA部分の拡大図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係る表示装置で無眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【図5】液晶層に水平電界が形成された図1のV−V線に沿った断面図である。
【図6】図5に示された液晶層を上から見た図面である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る表示装置で眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【図8】本発明の第2実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態に係る表示装置で表示ユニットから出射したイメージが偏光眼鏡に入射する経路を示す図面である。
【図10】本発明の第2実施形態に係る表示装置の効果を説明するための図面である。
【図11】本発明の第3実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図12】図11のXII−XII線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付した図面を参照して、本発明の種々の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
【0029】
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付ける。
【0030】
また、種々の実施形態において、同一の構成を有する構成要素に対しては同一の符号を付けて、代表的に第1実施形態で説明し、その他の実施形態では第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【0031】
また、図面における各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意で示したので、本発明が必ずしも図示したものに限られることではない。
【0032】
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。また、図面において、説明の便宜のために、一部層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるという場合、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。
【0033】
また、明細書の全体において、ある部分がある構成要素を“含む”という場合、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。また、明細書の全体において、“〜上に”というのは、対象となる部分の上または下に位置することを意味し、必ずしも重力方向を基準として上側に位置するのを意味することではない。
【0034】
以下、図1乃至図7を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000について説明する。
【0035】
図1は、本発明の第1実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図1では、説明の便宜のために、光学ユニットの第2基板の内側が表示されるように、光学ユニットの第2基板を誘導線に沿って180度回転させて示した。
【0036】
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、無眼鏡方式の3Dイメージ、眼鏡方式の3Dイメージ、及び2Dイメージのいずれか一つのイメージを選択的に表示し、表示ユニット100、光学ユニット200、及び偏光眼鏡300を含む。ここで、偏光眼鏡300は、表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時に利用され、表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時は利用されない。
【0037】
表示ユニット100は、イメージを表示し、有機発光表示装置(organic light emitting diode display、OLED)、液晶表示装置(liquid crystal display device、LCD)、またはプラズマ表示パネル(plasma display panel、PDP)などとすることができる。
【0038】
より詳細に、表示ユニット100は、3Dイメージを使用者に認識させるために、イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示するか、または2Dイメージを使用者に認識させるために、イメージとして両眼用イメージを選択的に表示する。
【0039】
表示ユニット100が液晶表示装置の場合、表示ユニット100は、両基板、両基板の間に位置する液晶を含む表示パネル、及び表示パネルにイメージを照射するバックライトユニットを含む。ここで、両基板は、ガラス(glass)、プラスチック、または金属などからなる基板本体、基板本体上に形成されて、電極として利用される金属パターン、及びカラーフィルタなどを含むことができ、両基板の間の空間に垂直電界または水平電界が形成されて、液晶層が垂直電界または水平電界によってシャッターの役割を果たすことにより、表示ユニット100が2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。また、表示ユニット100が有機発光表示装置の場合、表示ユニット100は、両基板、及び両基板の間に位置する有機発光素子(organic light emitting diode)を含む。ここで、有機発光素子は自発光素子であり、有機発光素子に含まれている有機発光層が発光して、2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。また、表示ユニット100がプラズマ表示パネルの場合、表示ユニット100は、隔壁を形成する両基板、及び隔壁内に位置するプラズマを含む。このプラズマが発光することにより、表示ユニット100は2Dイメージまたは3Dイメージを選択的に表示する。
【0040】
図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。
【0041】
図1及び図2に示すように、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージとして認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、及び第2基板290を含む。
【0042】
第1基板210は、ガラスまたはプラスチックなどの透光性基板で形成され、可撓性(flexibility)を有することができる。第1基板210上には第1電極220が位置している。
【0043】
第1電極220は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第1基板210に形成されており、第1サブ電極221、第1接続電極222、第2サブ電極223、及び第2接続電極224を含む。
【0044】
第1サブ電極221は、図1に示したx軸方向の第1方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第1サブ電極221は帯状(stripe)に相互離隔して、第1方向に延長されている。
【0045】
第1接続電極222は、複数の第1サブ電極221それぞれの端部を接続しており、第1接続電極222に電圧が印加されると、第1接続電極222に接続された複数の第1サブ電極221にも電圧が印加される。
【0046】
第2サブ電極223は、複数の第1サブ電極221のうちの隣接する第1サブ電極221の間に位置し、第1方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第2サブ電極223は複数の第1サブ電極221と相互交互に配置されている。
【0047】
第2接続電極224は、複数の第1サブ電極221及び複数の第2サブ電極223を介在して第1接続電極222と離隔しており、複数の第2サブ電極223それぞれの端部を接続している。第2接続電極224に電圧が印加されると、第2接続電極224に接続された複数の第2サブ電極223にも電圧が印加される。
【0048】
以上のような第1電極220上に、第1配向層230が位置している。
【0049】
第1配向層230は、第1基板210に形成されて、第1電極220と液晶層240との間に位置しており、第1電極220を覆うように形成されている。第1配向層230は、液晶層240に含まれている液晶241の配向のために第1方向と交差する、図1に示されたy軸方向である第2方向にラビング(rubbing)されている。第1配向層230は液晶層240と接触しており、第1配向層230によって液晶層240に含まれている液晶241は、液晶層240に電界が印加されない一般的な状態で、長軸が第2方向と平行に配列される。第1配向層230上には液晶層240が位置している。
【0050】
液晶層240は、第1電極220と第2電極260との間に位置し、液晶241(liquid crystal)を含む。第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に印加される電圧によって、液晶層240には垂直電界または水平電界が選択的に形成され、この形成された垂直電界または水平電界によって液晶241がチルト(tilt)されることにより、液晶241の長軸が再配列される。この時、表示ユニット100がイメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのうちの一つ以上のイメージを表示することによって、表示装置1000は3Dイメージを表示するようになる。また、液晶層240に電界が印加されない場合には、表示ユニット100がイメージとして両眼用イメージを表示することによって、表示装置1000は2Dイメージを表示するようになる。このような、液晶層240に形成される垂直電界または水平電界によって液晶241が再配列する状態、及びこれによって表示ユニット100が表示するイメージについては後述する。液晶層240上には第2配向層250が位置している。
【0051】
第2配向層250は、第2基板290に形成されて、液晶層240と第2電極260との間に位置しており、第2電極260を覆うように形成されている。第2配向層250は、液晶層240に含まれている液晶241の配向のために第1方向と交差する、図1に示されたy軸方向である第2方向にラビングされている。第2配向層250は液晶層240と接触しており、第2配向層250によって液晶層240に含まれている液晶241は、液晶層240に電界が印加されない一般的な状態で、長軸が第2方向と平行に配列される。第2配向層250上には第2電極260が位置している。
【0052】
第2電極260は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第2基板290に形成されており、第3サブ電極261を含む。
【0053】
第3サブ電極261は、図1に示されたy軸方向である第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。複数の第3サブ電極261のそれぞれには、帯状で第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部262が形成されている。この開口部262によって複数の第3サブ電極261のそれぞれは、隣接する開口部262の間に位置する複数のサブ電極を含む。
【0054】
即ち、第1電極220に含まれている第1サブ電極221及び第2サブ電極223と、第2電極260含まれている第3サブ電極261それぞれの延長方向は相互交差している。
【0055】
第2電極260上には絶縁層270が位置している。
【0056】
絶縁層270は、第2基板290に形成されて、第2電極260と第3電極280との間に位置している。絶縁層270は、第2電極260と第3電極280の短絡を防止する役割を果たす。
【0057】
第3電極280は、板状に第2基板290の全体にわたって形成されて、絶縁層270と第2基板290との間に位置している。第3電極280は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含む。
【0058】
第2基板290は、第1基板210と同様にガラスまたはプラスチックなどの透光性基板で形成され、可撓性を有することができる。
【0059】
以上のような光学ユニット200と対向して、偏光眼鏡300が位置できるが、偏光眼鏡300は、表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時だけ利用される。
【0060】
偏光眼鏡300は光学ユニット200と対向し、図1に示されたx軸である第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310と、図1に示されたy軸である第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320とを含む。これとは反対に、偏光眼鏡300の左眼用偏光板310は第2光軸を有することができ、右眼用偏光板320は第1光軸を有することができる。
【0061】
以上のような本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、無眼鏡方式の3Dイメージ、眼鏡方式の3Dイメージ、及び2Dイメージを表示するが、まず図3及び図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時には、偏光眼鏡300は利用されない。
【0062】
最初に、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が無眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0063】
図3は、液晶層に垂直電界が形成された図2のA部分の拡大図である。
【0064】
図3に示すように、液晶層240には第1電極220及び第3電極280それぞれに印加される互いに異なる電圧によって垂直電界が形成され、この垂直電界によって液晶241はレンズ形態に配列される。より詳細には、板状の第3電極280に第1電圧(V1)が印加され、第1電極220のうちの第1サブ電極221に第1電圧(V1)より大きい第2電圧(V2)が印加され、第2サブ電極223及び第2電極260が電圧の印加されないフローティング(floating)状態となれば、第3電極280と第1電極220の第1サブ電極221に印加される互いに異なる電圧により、液晶層240にはレンズ形態の垂直電界が形成され、液晶241はレンズ形態の垂直電界によって液晶241の長軸がチルトされることにより、図3に示された形態のレンズ形態に配列される。
【0065】
一方、第1電極220の第1サブ電極221に第2電圧(V2)が印加され、第3電極280に第1電圧(V1)が印加され、第2電極260及び第1電極220の第2サブ電極223に第1電圧(V1)が印加された状態でも、液晶層240にはレンズ形態の垂直電界が形成されることができ、この垂直電界によって液晶241はレンズ形態に配列されることができる。
【0066】
即ち、第3電極280に第1電圧(V1)を印加し、第1電極220の第1サブ電極221に第2電圧(V2)を印加した状態で、選択的に第2電極260及び第1電極220の第2サブ電極223に第1電圧(V1)を印加することにより、液晶層240に形成される垂直電界を微細に調節することができるので、液晶層240に含まれている液晶241が配列されるレンズ形態を微細に調節することができる。
【0067】
次に、上述のように液晶層240の液晶241がレンズ形態に配列される時の表示ユニット100の表示形態について説明する。
【0068】
図4は、本発明の第1実施形態に係る表示装置で無眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【0069】
図4に示すように、光学ユニット200の液晶層240の液晶241が、隣接する第1サブ電極221の間でレンズ形態に配列される時、表示ユニット100は隣接する第1サブ電極221の間にイメージとして左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示し、この時、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)それぞれを使用者の左眼及び右眼それぞれに分離して認識させる視域分離ユニットとして機能する。
【0070】
より詳細に、上述したように、液晶層240に形成される垂直電界によって液晶241が隣接する第1サブ電極221の間でレンズ形態に配列されることにより、液晶層240には複数のレンズ(Lens)が形成されるが、この時、液晶層240に形成された複数のレンズそれぞれと対応する位置で、表示ユニット100が左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示するようになると、左眼用イメージ(L)は液晶層240を経ながら屈折して使用者の左眼に視認され、右眼用イメージ(R)は液晶層240を経ながら屈折して使用者の右眼に視認されることにより、使用者は両眼視差によって表示装置1000から視認されるイメージを3Dイメージと認識する。
【0071】
一方、光学ユニット200の液晶層240に電界が形成されない状態で、表示ユニット100が両眼用イメージを表示する場合、表示ユニット100から表示される両眼用イメージそのまま光学ユニット200を経て使用者の両眼に視認されることにより、使用者は表示装置1000から2Dイメージを認識する。
【0072】
このように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、光学ユニット200の液晶層240に垂直電界を形成して液晶層240に複数のレンズを形成することにより、表示ユニット100から光学ユニット200を経て使用者に視認されるイメージの屈折程度を調節して、3Dイメージを使用者に認識させられる。即ち、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。
【0073】
次に、図5乃至図7を参照して、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時には、偏光眼鏡300が利用される。
【0074】
最初に、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0075】
図5は、液晶層に水平電界が形成された図1のV−V線に沿った断面図である。図6は、図5に示された液晶層を上から見た図面である。
【0076】
図5及び図6に示すように、液晶層240には第2電極260及び第3電極280それぞれに印加される同一または互いに異なる電圧によって水平電界が形成され、この水平電界によって、液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。より詳細には、複数の第3サブ電極261のうちの第2基板290の一端部と隣接する第3サブ電極261から、第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極261まで順次に第3電圧(V3)が印加され、第3電極280に第3電圧(V3)と同一であるか、または同一でない第4電圧(V4)が印加されると、第3電圧(V3)が印加されない第3サブ電極261に対応する第1液晶241の長軸は、第1配向層230及び第2配向層250のラビング方向であるy軸の第2方向と平行な方向に配列されるが、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応する第2液晶241は、水平電界によって第2液晶241の長軸がチルトされることにより、第2液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。即ち、複数の第3サブ電極261に順次に第3電圧(V3)が印加される時、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応する液晶241の長軸は、水平電界によって第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に配列される。
【0077】
次に、上述したように、液晶層240の液晶241の長軸が第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に順次に配列される時の表示ユニット100の表示形態について説明する。
【0078】
図7は、本発明の第1実施形態に係る表示装置にで眼鏡方式により3Dイメージが認識されることを説明するための図面である。
【0079】
図7に示すように、光学ユニット200の液晶層240の液晶241の長軸が、順次に第3電圧(V3)が印加される第3サブ電極261に対応して、第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に順次に配列される時、表示ユニット100は、第3電圧(V3)が印加された第3サブ電極261に対応して、イメージとして左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの左眼用イメージ(L)を表示し、第3電圧(V3)が印加されない第3サブ電極261に対応して、右眼用イメージ(R)を表示する。表示ユニット100から出射した左眼用イメージ(L)は、水平電界が形成された領域に対応する液晶層240を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するイメージとして線偏光され、表示ユニット100から出射した右眼用イメージ(R)は、水平電界が形成されない領域に対応する液晶層240を透過しながら、第1方向と交差する第2方向と平行な光軸を有するイメージとして線偏光される。
【0080】
この時、偏光眼鏡300を着用した使用者は、光学ユニット200を透過して第1方向と平行な光軸を有する左眼用イメージ(L)を、第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310を通じて左眼に視認すると同時に、光学ユニット200を透過して第2方向と平行な光軸を有する右眼用イメージ(R)を、第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320を通じて右眼に視認することにより、使用者は表示装置1000から3Dイメージを認識するようになる。即ち、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のそれぞれの光軸を互いに異なるように変える偏光スイッチユニットとして機能する。
【0081】
一方、一例として、60ヘルツ(Hz)のスキャン速度を有する3Dイメージを表示する時、表示ユニット100に120ヘルツ(Hz)のスキャン速度で左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)を表示し、光学ユニット200をこれに同期化させれば、使用者は60ヘルツ(Hz)のスキャン速度を有するイメージを認識することにより、使用者が認識する全体的な解像度の低下が発生しない。
【0082】
このように、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、光学ユニット200の液晶層240に水平電界を形成して、液晶241の長軸方向を既存の配向方向と異なる方向に配列することにより、表示ユニット100から光学ユニット200を経て使用者に視認されるイメージの光軸を調節して、偏光眼鏡300を通じて3Dイメージを使用者に認識させることができる。即ち、本発明の第1実施形態に係る表示装置1000は、眼鏡方式の3Dイメージを表示する。
【0083】
以上のように、本発明が第1実施形態に係る表示装置1000は、第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に電圧を印加して、液晶層240に垂直電界または水平電界を形成して液晶241の配列を異なるようにすることで、一つの表示装置1000に選択的に眼鏡方式の3Dイメージを表示したり無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。即ち、使用者が眼鏡方式または無眼鏡方式を選択できる表示装置1000が提供される。
【0084】
以下、図8乃至図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002について説明する。
【0085】
図8は、本発明の第2実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【0086】
図8に示すように、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージに認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、第2基板290、及び第1位相差板295を含む。
【0087】
第1位相差板295は、第2基板290上に位置し、1/4波長板である。第1位相差板295の光軸は、x軸の第1方向対比45度または135度ほどねじられており、表示ユニット100から出射して水平電界が形成された液晶層240を透過して線偏光された左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)は、第1位相差板295を透過しながら円偏光される。即ち、表示ユニット100から出射して液晶層240及び第1位相差板295を順次に通したイメージは円偏光され、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通したイメージは円偏光された光軸を有する。
【0088】
偏光眼鏡300は、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれの上に位置し、第1位相差板295と対向する第2位相差板330をさらに含む。
【0089】
第2位相差板330は、第1位相差板295と同一の1/4波長板である。第2位相差板330の光軸は、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれ対比45度または134どほどねじられており、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通した円偏光された光軸を有するイメージは、第2位相差板330を透過しながら線偏光される。即ち、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を通して円偏光された光軸を有するイメージは、第2位相差板330を透過しながらさらに線偏光され、この線偏光されたイメージは、左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれを通じて、使用者の左眼及び右眼それぞれに視認される。
【0090】
以下、図9を参照して、上述したような表示ユニット100から偏光眼鏡300までのイメージの経路について詳細に説明する。
【0091】
図9は、本発明の第2実施形態に係る表示装置において、表示ユニットから出射したイメージが偏光眼鏡に入射する経路を示した図面である。
【0092】
図9に示すように、表示ユニット100から出射したイメージ(IM)は、水平電界が形成された液晶層240を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するか、または第2方向と平行な光軸を有するように線偏光される。この線偏光されたイメージ(IM)は、さらに1/4波長板である第1位相差板295を透過しながら、左円偏光されるか、または右円偏光される。
【0093】
そして、この左円偏光または右偏光されたイメージ(IM)は、さらに偏光眼鏡300の第2位相差板330を透過しながら、第1方向と平行な光軸を有するか、または第2方向と平行な光軸を有するように線偏光され、この線偏光されたイメージ(IM)は左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を透過して、使用者の左眼または右眼に認識される。
【0094】
即ち、表示ユニット100から液晶層240を透過した線偏光されたイメージは、第1位相差板295及び第2位相差板330を透過しながら円偏光された後、さらに線偏光され、この線偏光されたイメージが左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を透過して、使用者の左眼または右眼に認識される。
【0095】
以下、図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002の効果について説明する。
【0096】
図10は、本発明の第2実施形態に係る表示装置の効果を説明するための図面である。
【0097】
図10の(a)及び(b)に示すように、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002は、表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が正面と対向する状態、及び表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が傾いた状態でも、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージが円偏光されており、この円偏光されたイメージが円偏光された状態で偏光眼鏡300に入射するため、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージの光軸と、偏光眼鏡300の左眼用偏光板310及び右眼用偏光板320それぞれの光軸に差が発生しない。即ち、最初の表示ユニット100から出射して、光学ユニット200を透過して線偏光されたイメージは、第1位相差板295を透過しながら円偏光されて偏光眼鏡300に入射し、偏光眼鏡300に入射した円偏光されたイメージは、第2位相差板330を透過しながらさらに線偏光されて、左眼用偏光板310または右眼用偏光板320を通じて使用者の左眼または右眼に認識されるので、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージは、偏光眼鏡300を透過するまで輝度が低下しない。
【0098】
以上のように、本発明の第2実施形態に係る表示装置1002は、表示ユニット100及び光学ユニット200に対して偏光眼鏡300が傾いた状態でも、表示ユニット100から出射して光学ユニット200を透過したイメージが偏光眼鏡300に入射する時、輝度が低下しない。
【0099】
以下、図11及び図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003を説明する。
【0100】
図11は、本発明の第3実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図11においては、説明の便宜のために光学ユニットの第2基板の内側が表示されるように、光学ユニットの第2基板を誘導線に沿って180度回転させて示した。図12は図11のXII−XII線に従った断面図である。
【0101】
図11及び図12に示すように、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003の光学ユニット200は、表示ユニット100が表示するイメージが使用者に3Dイメージと認識されるように、光学的にイメージを変換させる役割を果たし、第1基板210、第1電極220、第1配向層230、液晶層240、第2配向層250、第2電極260、絶縁層270、第3電極280、及び第2基板290を含む。
【0102】
第2電極260は、インジウムチンオキシド(ITO)またはインジウムジンクオキシド(IZO)などの透光性導電物質を含んで第2基板290に形成されており、第4サブ電極266、第3接続電極267、第5サブ電極268、及び第4接続電極269を含む。
【0103】
第4サブ電極266は、y軸方向の第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第4サブ電極266は帯状に相互離隔して第2方向に延長されている。
【0104】
第3接続電極267は、複数の第4サブ電極266それぞれの端部を接続しており、第3接続電極267に電圧が印加されると、第3接続電極267に接続された複数の第4サブ電極266にも電圧が印加される。
【0105】
第5サブ電極268は、複数の第4サブ電極266のうちの隣接する第4サブ電極266の間に位置し、第2方向に複数個が相互離隔して延長されている。即ち、複数の第5サブ電極268は複数の第4サブ電極266と相互交互に配置されている。
【0106】
第4接続電極269は、複数の第4サブ電極266及び複数の第5サブ電極268を介在して第3接続電極267と離隔しており、複数の第5サブ電極268それぞれの端部を接続している。第4接続電極269に電圧が印加されると、第4接続電極269に接続された複数の第5サブ電極268にも電圧が印加される。
【0107】
以下、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003が、眼鏡方式の3Dイメージを表示することについて詳細に説明する。
【0108】
最初に、本発明の第3実施形態に係る表示装置1003が眼鏡方式の3Dイメージを表示する時、光学ユニット200の制御について説明する。
【0109】
液晶層240には第2電極260に印加される電圧によって水平電界が形成され、この水平電界によって液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。より詳細には、複数の第4サブ電極266及び複数の第5サブ電極268に同一の第5電圧が印加されるか、または複数の第4サブ電極266に第5電圧が印加され、複数の第5サブ電極268に第5電圧と異なる第6電圧が印加されて、液晶層240に水平電界が形成されると、液晶層240の液晶241は水平電界によって液晶241の長軸がチルトされることによって、液晶241の長軸はx軸の第1方向と平行な方向に配列される。即ち、第2電極260に電圧が印加される時、液晶層240の液晶241の長軸は、水平電界によって第2方向と平行な状態で、第1方向と平行な状態に配列される。この時、表示ユニット100は左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの左眼用イメージ(L)を表示する。一方、第2電極260に電圧が印加されなくて、液晶層240の液晶241の長軸が第2方向と平行な状態の時、表示ユニット100は左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のうちの右眼用イメージ(R)を表示する。
【0110】
即ち、第2電極260に電圧が印加されて液晶層240に水平電界が形成される時、表示ユニット100から出射した左眼用イメージ(L)は、液晶層240を透過しながら第1方向と平行な光軸を有するイメージに線偏光され、第2電極260に電圧が印加されなくて、液晶層240に水平電界が形成されない時、表示ユニット100から出射した右眼用イメージ(R)は、液晶層240を透過しながら第2方向と平行な光軸を有するイメージに線偏光される。
【0111】
この時、偏光眼鏡300を着用した使用者は、光学ユニット200を透過して第1方向と平行な光軸を有する左眼用イメージ(L)を、第1方向と平行な第1光軸を有する左眼用偏光板310を通じて左眼に視認すると同時に、光学ユニット200を透過して第2方向と平行な光軸を有する右眼用イメージ(R)を、第2方向と平行な第2光軸を有する右眼用偏光板320を通じて右眼に視認するようになり、これによって使用者は表示装置1003から3Dイメージを認識するようになる。即ち、光学ユニット200は、表示ユニット100が表示する左眼用イメージ(L)及び右眼用イメージ(R)のそれぞれの光軸を互いに異なるように変える偏光スイッチユニットとして機能する。
【0112】
以上のように、本発明が第3実施形態に係る表示装置1003は、第1電極220、第2電極260、及び第3電極280に選択的に電圧を印加して、液晶層240に垂直電界または水平電界を形成して液晶241の配列を異なるようにすることで、一つの表示装置1003に選択的に眼鏡方式の3Dイメージを表示するか、または無眼鏡方式の3Dイメージを表示する。即ち、使用者が眼鏡方式または無眼鏡方式を選択できる表示装置1003が提供される。
【0113】
本発明を上述した好ましい実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、次に記載する特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であることを、本発明が属する技術分野における者であれば簡単に理解できる。
【符号の説明】
【0114】
100 表示ユニット
200 光学ユニット
210 第1基板
220 第1電極
230 第1配向層
240 液晶層
250 第2配向層
260 第2電極
270 絶縁層
280 第3電極
290 第2基板
300 偏光眼鏡
1000 表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
イメージを表示する表示ユニット;及び
前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を有する光学ユニットを含む表示装置。
【請求項2】
前記第1電極は、
相互離隔して第1方向に延長された複数の第1サブ電極;
前記複数の第1サブ電極それぞれの端部を接続する第1接続電極;
隣接する前記第1サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第1方向に延長された複数の第2サブ電極;及び
前記第2サブ電極を介在して前記第1接続電極と離隔しており、前記複数の第2サブ電極それぞれの端部を接続する第2接続電極を含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第3電極は板状である、請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記液晶層には前記垂直電界が形成される、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第3電極には第1電圧が印加され、
前記第1サブ電極には前記第1電圧より大きい第2電圧が印加される、請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第2電極及び前記第2サブ電極には前記第1電圧が印加される、請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記液晶層は液晶を含み、
隣接する前記第1サブ電極の間に対応する前記液晶はレンズ形態に配列され、
前記表示ユニットは、隣接する前記第1サブ電極の間に、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示する、請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記液晶層には前記水平電界が形成される、請求項3に記載の表示装置。
【請求項9】
前記光学ユニットは、
前記第1電極と前記液晶層との間及び前記第2電極と前記液晶層との間のうちの一つ以上の間に位置し、前記第1方向と交差する第2方向にラビングされた配向層をさらに含む、請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
前記第2電極は、
相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第3サブ電極を含む、請求項9に記載の表示装置。
【請求項11】
前記第3サブ電極は、
前記第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部を含む、請求項10に記載の表示装置。
【請求項12】
前記複数の第3サブ電極のうちの前記第2基板の一端部と隣接する第3サブ電極から、前記第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極まで、順次に第3電圧が印加され、
前記第3電極には第4電圧が印加される、請求項11に記載の表示装置。
【請求項13】
前記液晶層は液晶を含み、
前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、
前記表示ユニットは、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応して、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示する、請求項12に記載の表示装置。
【請求項14】
前記第2電極は、
相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第4サブ電極;
前記複数の第4サブ電極それぞれの端部を接続する第3接続電極;
隣接する前記第4サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第5サブ電極;及び
前記第5サブ電極を介在して前記第3接続電極と離隔しており、前記複数の第5サブ電極それぞれの端部を接続する第4接続電極を含む、請求項9に記載の表示装置。
【請求項15】
前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極には第5電圧が印加される、請求項14に記載の表示装置。
【請求項16】
前記液晶層は液晶を含み、
前記第5電圧が印加された前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、
前記表示ユニットは、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示する、請求項15に記載の表示装置。
【請求項17】
前記光学ユニットと対向し、前記第1方向と平行な第1光軸及び前記第2方向と平行な第2光軸のいずれか一つの光軸を有する左眼用偏光板と、前記第1光軸及び前記第2光軸のうちの他の一つの光軸を有する右眼用偏光板とを含む偏光眼鏡をさらに含む、請求項9〜16のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項18】
前記光学ユニットは、前記第2基板上に位置する第1位相差板をさらに含み、
前記偏光眼鏡は、前記左眼用偏光板及び前記右眼用偏光板上に位置して、前記第1位相差板と対向する第2位相差板をさらに含む、請求項17に記載の表示装置。
【請求項19】
前記第1位相差板及び前記第2位相差板は1/4波長板である、請求項17に記載の表示装置。
【請求項20】
イメージを表示する表示ユニットと対向する光学ユニットにおいて、
前記表示ユニット上に位置する第1基板;
前記第1基板上に位置する第1電極;
前記第1電極上に位置し、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層;
前記液晶層上に位置する第2電極;
前記第2電極上に位置する絶縁層;
前記絶縁層上に位置する第3電極;及び
前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニット。
【請求項1】
イメージを表示する表示ユニット;及び
前記表示ユニット上に位置する第1基板、前記第1基板上に位置する第1電極、前記第1電極上に位置して、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層、前記液晶層上に位置する第2電極、前記第2電極上に位置する絶縁層、前記絶縁層上に位置する第3電極、及び前記第3電極上に位置する第2基板を有する光学ユニットを含む表示装置。
【請求項2】
前記第1電極は、
相互離隔して第1方向に延長された複数の第1サブ電極;
前記複数の第1サブ電極それぞれの端部を接続する第1接続電極;
隣接する前記第1サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第1方向に延長された複数の第2サブ電極;及び
前記第2サブ電極を介在して前記第1接続電極と離隔しており、前記複数の第2サブ電極それぞれの端部を接続する第2接続電極を含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第3電極は板状である、請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記液晶層には前記垂直電界が形成される、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第3電極には第1電圧が印加され、
前記第1サブ電極には前記第1電圧より大きい第2電圧が印加される、請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第2電極及び前記第2サブ電極には前記第1電圧が印加される、請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記液晶層は液晶を含み、
隣接する前記第1サブ電極の間に対応する前記液晶はレンズ形態に配列され、
前記表示ユニットは、隣接する前記第1サブ電極の間に、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージを表示する、請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記液晶層には前記水平電界が形成される、請求項3に記載の表示装置。
【請求項9】
前記光学ユニットは、
前記第1電極と前記液晶層との間及び前記第2電極と前記液晶層との間のうちの一つ以上の間に位置し、前記第1方向と交差する第2方向にラビングされた配向層をさらに含む、請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
前記第2電極は、
相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第3サブ電極を含む、請求項9に記載の表示装置。
【請求項11】
前記第3サブ電極は、
前記第2方向に延長されて相互離隔した複数の開口部を含む、請求項10に記載の表示装置。
【請求項12】
前記複数の第3サブ電極のうちの前記第2基板の一端部と隣接する第3サブ電極から、前記第2基板の他端部と隣接する第3サブ電極まで、順次に第3電圧が印加され、
前記第3電極には第4電圧が印加される、請求項11に記載の表示装置。
【請求項13】
前記液晶層は液晶を含み、
前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、
前記表示ユニットは、前記第3電圧が印加された前記第3サブ電極に対応して、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示する、請求項12に記載の表示装置。
【請求項14】
前記第2電極は、
相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第4サブ電極;
前記複数の第4サブ電極それぞれの端部を接続する第3接続電極;
隣接する前記第4サブ電極の間に位置し、相互離隔して前記第2方向に延長された複数の第5サブ電極;及び
前記第5サブ電極を介在して前記第3接続電極と離隔しており、前記複数の第5サブ電極それぞれの端部を接続する第4接続電極を含む、請求項9に記載の表示装置。
【請求項15】
前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極には第5電圧が印加される、請求項14に記載の表示装置。
【請求項16】
前記液晶層は液晶を含み、
前記第5電圧が印加された前記第4サブ電極及び前記第5サブ電極に対応する前記液晶は、長軸が前記第1方向と平行な方向に配列され、
前記表示ユニットは、前記イメージとして左眼用イメージ及び右眼用イメージのいずれか一つのイメージを表示する、請求項15に記載の表示装置。
【請求項17】
前記光学ユニットと対向し、前記第1方向と平行な第1光軸及び前記第2方向と平行な第2光軸のいずれか一つの光軸を有する左眼用偏光板と、前記第1光軸及び前記第2光軸のうちの他の一つの光軸を有する右眼用偏光板とを含む偏光眼鏡をさらに含む、請求項9〜16のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項18】
前記光学ユニットは、前記第2基板上に位置する第1位相差板をさらに含み、
前記偏光眼鏡は、前記左眼用偏光板及び前記右眼用偏光板上に位置して、前記第1位相差板と対向する第2位相差板をさらに含む、請求項17に記載の表示装置。
【請求項19】
前記第1位相差板及び前記第2位相差板は1/4波長板である、請求項17に記載の表示装置。
【請求項20】
イメージを表示する表示ユニットと対向する光学ユニットにおいて、
前記表示ユニット上に位置する第1基板;
前記第1基板上に位置する第1電極;
前記第1電極上に位置し、垂直電界または水平電界が選択的に形成される液晶層;
前記液晶層上に位置する第2電極;
前記第2電極上に位置する絶縁層;
前記絶縁層上に位置する第3電極;及び
前記第3電極上に位置する第2基板を含む光学ユニット。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−98689(P2012−98689A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−6735(P2011−6735)
【出願日】平成23年1月17日(2011.1.17)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月17日(2011.1.17)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】
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