KR102144733B1 - 입체 영상 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 픽셀을 복수의 서브픽셀로 분할하고, 각각의 서브픽셀을 개별적으로 구동시켜 2D/3D 영상의 표시품질을 높일 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 베리어 영역, 2D 서브픽셀 및 3D 서브픽셀로 구성된 픽셀; 상기 2D 서브픽셀을 구동시키기 위한 2D TFT; 상기 3D 서브픽셀을 구동시키기 위한 3D TFT; 상기 픽셀에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 라인; 상기 2D TFT를 스위칭을 위한 스캔 신호가 공급되는 2D 게이트 라인; 상기 3D TFT를 스위칭을 위한 스캔 신호가 공급되는 3D 게이트 라인; 상기 픽셀에 공통 전압을 공급하기 위한 공통 전압 라인; 및 디스플레이 패널 상에 형성된 렌티큘러 필름을 포함한다.

Description

입체 영상 디스플레이 장치{STEREOPSIS IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 렌티큘러 필름(lenticular film)을 적용하여 멀티뷰(multi view)로 3D 영상을 표시하는 무안경 3D 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히, 하나의 픽셀을 복수의 서브픽셀로 분할하고, 각각의 서브픽셀을 개별적으로 구동시켜 2D/3D 영상의 표시품질을 높일 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
실감 있는 영상에 대한 사용자들의 요구가 증대되어, 2차원(2D) 영상뿐만 아니라, 3차원(3D) 영상을 표시할 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치가 개발되고 있다.
2차원 영상 디스플레이 장치는 그 해상도와 시야각 등 표시 영상 품질 면에서 큰 발전을 하였으나, 2차원의 영상을 디스플레이 함으로 인해 영상의 깊이 정보는 디스플레이 할 수 없는 제약이 있다.
반면에, 3차원 영상 디스플레이 장치는 2차원 평면이 아닌 영상을 3차원의 입체 영상으로 표시할 수 있으므로, 물체 본래의 3차원 정보를 온전히 사용자에게 전달해 줄 수 있다. 따라서, 기존의 2차원 디스플레이 장치보다 훨씬 현실감 있고 실감 있는 입체 영상의 표현이 가능하다.
3D 영상 디스플레이 장치는 크게 입체용 특수 안경을 이용하는 3D 안경 방식과 입체용 특수 안경을 이용하지 않는 무 안경식으로 구분할 수 있다. 무 안경 방식의 3D 디스플레이 장치는 양안 시차를 이용하여 시청자에게 영상의 입체감을 준다는 측면에서는 특수 안경 방식과 동일하지만, 3D 안경을 착용할 필요가 없다는 점에서 차별화된다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 멀티뷰(multi view) 구현 방법을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치는 R, G, B 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널(10)을 통해 화상을 표시하고, 디스플레이 패널(10) 상에 렌티큘러 필름(20)을 배치하여 멀티뷰(multi view)로 3D 영상의 시청이 가능하도록 한다.
렌티큘러 렌즈의 한 피치(pitch) 내에 N개의 픽셀(pixel)로 영상을 분리하여 표시함으로써, N개의 시점에서 시청자(30)가 3D 영상을 시청하도록 한다. 시청자(30)는 정해진 뷰 위치에 있을 경우 시청자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상이 투사되어 양안시차에 의하여 입체감을 느끼게 된다.
이러한, 렌티큘러 방식의 3D 디스플레이 장치는 멀티뷰의 개수만큼 3D 영상의 해상도가 감소하며, 2D 영상을 시청할 때에도 해상도가 1/N로 감소하여 2D 영상을 시청할 때 화질이 저하된다.
도 3은 렌티큘러 렌즈를 일정 각도로 기울여 디스플레이 패널에 부착시킬 때 3D 크로스토크가 발생하는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 패널에 고정된 렌티큘러 필름(20)을 부탁하여 2D/3D 영상을 구현하는 방식은 렌티큘러 필름(20)을 일정 각도로 기울여 부착하고 있다.
이와 같이, 렌티큘러 필름(20)을 일정 각도로 기울여 부착하면 시청자에게 1개의 뷰만 보이는 것이 아니라 다른 뷰의 영상이 끼어들어 3D 크로스토크가 발생하고, 이로 인해 3D 표시 품질이 떨어지는 문제점이 있다.
디스플레이 패널의 크기에 따라서 렌티큘러 렌즈의 피치 폭(pitch width)이 넓어져 적정 시청거리를 유지하기 위해, 갭 글라스(gap glass) 또는 갭 필름(gap film)을 적용해야 하는 문제점이 있다.
또한, 렌티큘러 필름(20)의 밴딩에 자유롭지 못하고, 3D 영상의 풍부한 깊이감을 적용할 수 없어 안경 방식의 3D 영상 대비 실감나는 3D 영상을 구현하지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3D 크로스토크의 발생을 방지할 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 렌티큘러 필름의 밴딩에 자유로운 입체 영상 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3D 영상의 적정 시청거리를 유지해 적용되었던 갭 글라스(gap glass) 또는 갭 필름(gap film)을 삭제하여 제조 비용 및 두께를 줄일 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 렌티큘러 필름을 수직 방향으로 배치할 수 있는 입체 영상 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 베리어 영역, 2D 서브픽셀 및 3D 서브픽셀로 구성된 픽셀; 상기 2D 서브픽셀을 구동시키기 위한 2D TFT; 상기 3D 서브픽셀을 구동시키기 위한 3D TFT; 상기 픽셀에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 라인; 상기 2D TFT를 스위칭을 위한 스캔 신호가 공급되는 2D 게이트 라인; 상기 3D TFT를 스위칭을 위한 스캔 신호가 공급되는 3D 게이트 라인; 상기 픽셀에 공통 전압을 공급하기 위한 공통 전압 라인; 및 디스플레이 패널 상에 형성된 렌티큘러 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 3D 영상 모드일 때에는 상기 3D 서브픽셀은 온(on) 구동시키고, 상기 2D 서브픽셀은 오프(off) 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 2D 영상 모드일 때에는 상기 3D 서브픽셀 및 상기 2D 서브픽셀을 온(on) 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 2D TFT는 상기 픽셀의 하측에 형성되고, 상기 3D TFT는 상기 픽셀의 상측에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 2D 게이트 라인은 상기 픽셀의 하측에 형성되고, 상기 3D 게이트 라인은 상기 픽셀의 상측에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에서, 상기 2D 서브픽셀과 상기 3D 서브픽셀은 동일 면적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에서, 상기 3D 서브픽셀의 면적보다 상기 2D 서브픽셀의 면적이 2배 넓게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에서, 상기 3D 서브픽셀의 면적보다 상기 2D 서브픽셀의 면적이 3배 넓게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에서, 상기 렌티큘러 필름은 상기 픽셀과 수직한 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에서, 상기 렌티큘러 필름에 형성된 복수의 렌즈의 피치는 2픽셀의 폭과 일치하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 3D 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 렌티큘러 필름의 밴딩에 자유로운 입체 영상 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 3D 영상의 적정 시청거리를 유지해 적용되었던 갭 글라스(gap glass) 또는 갭 필름(gap film)을 삭제하여 제조 비용 및 두께를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 깊이감이 풍부한 고품질의 3D 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 렌티큘러 필름을 수직 방향으로 배치할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 멀티뷰(multi view) 구현 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 렌티큘러 렌즈를 일정 각도로 기울여 디스플레이 패널에 부착시킬 때 3D 크로스토크가 발생하는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 것으로, 2D 영상의 화질 저하 없이 3D 영상을 구현할 수 있는 픽셀 구조를 도시하고 있다.
도 6은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 것으로, 3D 서브픽셀의 면적보다 2D 서브픽셀의 면적이 2배 넓게 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 것으로, 3D 서브픽셀의 면적보다 2D 서브픽셀의 면적이 3배 넓게 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 2D 서브픽셀과 3D 서브픽셀의 레이아웃 및 2D 영상과 3D 영상을 표시하기 위한 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 3D 영상 모드로 구동된 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 2D 영상 모드로 구동된 것을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도면을 참조한 설명에 앞서, 디스플레이 패널은 액정의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양하게 개발되어 있다.
본 발명의 입체 영상 디스플레이 장치의 구동 방법은 디스플레이의 모드에 제한 없이 상기 TN 모드, VA 모드, IPS 모드 및 FFS 모드가 모두 적용될 수 있으며, 액정 패널 이외의 다른 평판 디스플레이 패널에도 적용이 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 3D 영상의 크로스토크를 줄이고, 2D 영상의 화질을 높이는 것이 중요한 사항이므로, 3D 영상의 크로스토크 및 2D 영상의 화질과 관련 없는 사항들의 상세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 것으로, 2D 영상의 화질 저하 없이 3D 영상을 구현할 수 있는 픽셀 구조를 도시하고 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 멀티뷰(multi view)로 2D/3D 영상을 시청할 수 있도록 배열된 픽셀 구조를 도시하고 있다. 렌티큘러 필름이 적용된 무안경 디스플레이 장치로 2D/3D 영상을 시청 시 3D 크로스토크 없이 고 품질을 영상을 표시할 수 있다. 또한, 2D 영상의 시청 시 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 백라이트 유닛 및 구동 회로부의 도시는 생략하였다. 디스플레이 패널을 구동시키는 구동 회로부는 타이밍 컨트롤러(T-con), 데이터 드라이버(D-IC), 게이트 드라이버(G-IC), 백라이트 구동부 및 전원 공급부를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널에는 복수의 픽셀(100)이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 디스플레이 패널 상부에는 복수의 렌즈(150)가 형성된 렌티큘러 필름이 부착되어 있다.
디스플레이 패널은 하부기판(TFT 어레이 기판), 상부기판(컬러필터 어레이 기판) 및 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
하부기판(TFT 어레이 기판)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하도록 형성되어 복수의 픽셀이 정의되고, 상기 복수의 픽셀에는 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor), 스토리지 커패시터(Cst) 및 픽셀 전극이 형성되어 있다. 상부기판(컬러필터 어레이 기판)에는 레드, 그린 및 블루의 컬러필터가 형성되고, 하부기판(TFT 어레이 기판)에 형성된 픽셀 전극과 대응되는 공통 전극이 형성된다.
디스플레이 패널의 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계에 의해 액정층의 액정 배향이 조절되어 백라이트 유닛으로부터 입시된 빛의 투과율을 조절함으로써, 영상을 표시하게 된다.
상술한 구성을 포함하는 디스플레이 패널은 입력되는 영상 데이터에 따라 복수의 픽셀을 구동시켜 화상을 표시한다. 복수의 픽셀은 레드 픽셀들, 그린 픽셀들 및 블루 픽셀들로 구성되며, 3개의 컬러 픽셀 즉, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀로 하나의 단위 픽셀을 구성하여 영상을 표시하게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 지그재그 형태로 배열하였다. 여기서, 상부 기판에 형성된 컬러필터(CF) 어레이의 개구 폭을 축소하여 렌티큘러 렌즈의 피치(pitch)를 조절할 수 있다.
동일한 뷰(view)를 구현함에 있어 렌티큘러 렌즈의 피치를 줄일 수 있어 갭 글라스(gap glass) 및 갭 필름(gap film)을 삭제할 수 있다. 뷰 맵핑 설정을 변경하여 종래 기술과 동일한 렌즈 피치로 더 많은 수의 뷰(view)를 형성할 수 있다.
여기서, 렌티큘러 필름에 형성된 복수의 렌즈의 도트(dot) 사이의 간격을 0(no gap)으로 형성하고, 렌즈의 피치는 2픽셀의 폭과 일치하도록 형성된다.
도 6은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 6을 결부하여 설명하면, 하나의 픽셀은 3개의 영역으로 분할되어 있다. 하나의 픽셀(100)은 광이 차단되는 베리어 영역(110), 2D 서브픽셀(130) 및 3D 픽셀(120)을 포함한다.
베리어 영역(110)은 실제로 구동 소자가 형성되어 있지 않으며, 상부 기판에서 블랙매트릭스(140, BM)으로 가려져 광을 차단하는 베리어가 된다.
하나의 픽셀 영역이 3등분되어 베리어 영역, 3D 픽셀(120) 및 2D 서브픽셀(130)으로 나뉘어져 있다. 3등분 된 영역들 중에서 하나의 서브픽셀은 2D 영상 모드 및 3D 영상 모드에 제약 없이 구동되어 화상을 표시한다. 그리고, 다른 하나의 서브픽셀은 3D 영상 모드일 때는 발광 하도록 구동되고 2D 영상 모드일 때는 오프(off)된다. 이때, 2D 서브픽셀(130)과 3D 서브픽셀(120)은 동일한 면적으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 3D 영상 모드일 때에는 3D 서브픽셀(120)을 온(on) 구동시키고, 2D 서브픽셀을 오프(off) 구동시킨다. 그리고, 2D 영상 모드일 때에는 3D 서브픽셀(120) 및 2D 서브픽셀(130)을 모두 온(on) 구동시킨다.
3D 서브픽셀(120)은 3D 영상 모드일 때 구동되어 화상을 표시한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 2D 영상 모드일 때에도 3D 서브픽셀(120)은 구동되어 화상을 표시한다.
2D 서브픽셀(130)은 2D 영상 모드일 때 구동된다. 그리고, 2D 서브픽셀(130)은 3D 서브픽셀(120)에서 표시되는 화상이 3D 영상으로 분리될 수 있도록 3D 영상 모드일 때는 구동하지 않아 베리어가 된다.
즉, 3D 영상 모드일 때에는 3D 서브픽셀(120)만 구동되어 3D 영상을 표시한다. 그리고, 2D 영상 모드일 때에는 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)모두 구동되어 2D 영상을 표시한다.
이와 같이, 하나의 픽셀을 n개(예로서, 3개)의 영역으로 분할하고, 3D 영상 모드일 때 하나의 서브픽셀이 켜지도록 동작시켜 렌즈의 피치를 감소시킨다. 이를 통해, 갭 글라스(gap glass) 또는 갭 필름(gap film) 없이 적정 시청 거리를 유지할 수 있도록 한다.
3D 크로스토크를 저감시키기 위해서, 홀수 번째 수평 라인에 배열된 3D 서브픽셀들과 짝수 번째 수평 라인에 배열된 3D 서브픽셀들이 수직 라인 상에서 일치하도록 전체 픽셀들이 배열되어 있다.
레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 한 픽셀의 폭의 1/2, 1/3 또는 1/4만큼 쉬프트 시킬 수 있다.
1뷰(1view) 픽셀에 구성된 3D 서브픽셀의 바로 아래쪽에는 다른 뷰의 픽셀에 구성된 3D 서브픽셀이 배치되지 않으며, 1뷰(1view) 픽셀에 구성된 3D 서브픽셀의 바로 아래쪽에는 다른 픽셀에 구성된 2D 서브픽셀 또는 베리어 영역이 배치되도록 한다.
여기서, 렌티큘러 필름은 기울어 지지 않고 픽셀과 수직한 방향으로 부착되어 있다.
3D 크로스토크 및 라인 디텍트를 제거하기 위해 픽셀의 가로 폭을 1/n로 나누어 개구 영역을 설정할 수 있다. 픽셀에 대응하는 가로 폭에 따른 시청거리를 조절함으로써, 갭 글라스 및 갭 필름을 삭제하거나 두께를 조절할 수 있다.
이와 같이, 전체 픽셀들이 1/2, 1/3 또는 1/4 픽셀 폭만큼 쉬프트된 지그재그 형태로 배열하고 렌티큘러 필름을 수직방향으로 똑바르게 부착함으로써, 렌티큘러 필름에 형성된 복수의 렌티큘러 렌즈의 도트(dot) 사이의 간격을 0(no gap)으로 형성하여 밴딩 발생을 방지할 수 있다.
2D 영상 모드일 때는 휘도 감소를 최소화시키고, 3D 영상 모드일 때는 3D 영상이 잘 분리되도록 하여 2D 영상 및 3D 영상의 화질을 모두 향상시킬 수 있다.
또한, 렌티큘러 렌즈가 수직방향으로 똑바르게 배치되어 있어 렌티큘러 렌즈의 기울어짐으로 인해 발생하는 뷰(view) 겹침의 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다. 이를 통해, 안경 방식의 3D 디스플레이 장치와 동등 수준으로 깊이감이 풍부한 고품질의 3D 영상을 구현할 수 있다.
도 7은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 것으로, 3D 서브픽셀의 면적보다 2D 서브픽셀의 면적이 2배 넓게 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 하나의 픽셀은 3개의 영역으로 분할되어 있다. 하나의 픽셀(100)은 광이 차단되는 베리어 영역(110), 2D 서브픽셀(130) 및 3D 픽셀(120)을 포함한다.
여기서, 3D 서브픽셀(120)의 면적보다 2D 서브픽셀(130)의 면적이 2배 넓게 형성되어 있다.
베리어 영역(110)은 실제로 구동 소자가 형성되어 있지 않으며, 상부 기판에서 블랙매트릭스(BM)으로 가려져 광을 차단하는 베리어가 된다.
3개의 영역 중에서 하나의 서브픽셀은 2D 영상 모드 및 3D 영상 모드에 제약 없이 구동되어 화상을 표시한다. 그리고, 다른 하나의 서브픽셀은 3D 영상 모드일 때는 발광 하도록 구동되고 2D 영상 모드일 때는 오프(off)된다.
3D 서브픽셀(120)은 3D 영상 모드일 때 구동되어 화상을 표시한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 2D 영상 모드일 때에도 3D 서브픽셀(120)은 구동되어 화상을 표시한다.
2D 서브픽셀(130)은 2D 영상 모드일 때 구동된다. 그리고, 2D 서브픽셀(130)은 3D 서브픽셀(120)에서 표시되는 화상이 3D 영상으로 분리될 수 있도록 3D 영상 모드일 때는 구동하지 않아 베리어가 된다.
즉, 3D 영상 모드일 때에는 3D 서브픽셀(120)만 구동되어 3D 영상을 표시한다. 그리고, 2D 영상 모드일 때에는 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)모두 구동되어 2D 영상을 표시한다.
도 8은 하나의 픽셀이 3개의 영역으로 분할된 픽셀 구조를 나타내는 것으로, 3D 서브픽셀의 면적보다 2D 서브픽셀의 면적이 3배 넓게 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 하나의 픽셀은 3개의 영역으로 분할되어 있다. 하나의 픽셀(100)은 광이 차단되는 베리어 영역(110), 2D 서브픽셀(130) 및 3D 픽셀(120)을 포함한다.
여기서, 3D 서브픽셀(120)의 면적보다 2D 서브픽셀(130)의 면적이 3배 넓게 형성되어 있다.
베리어 영역(110)은 실제로 구동 소자가 형성되어 있지 않으며, 상부 기판에서 블랙매트릭스(BM)으로 가려져 광을 차단하는 베리어가 된다.
3개의 영역 중에서 하나의 서브픽셀은 2D 영상 모드 및 3D 영상 모드에 제약 없이 구동되어 화상을 표시한다. 그리고, 다른 하나의 서브픽셀은 3D 영상 모드일 때는 발광 하도록 구동되고 2D 영상 모드일 때는 오프(off)된다.
3D 서브픽셀(120)은 3D 영상 모드일 때 구동되어 화상을 표시한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 2D 영상 모드일 때에도 3D 서브픽셀(120)은 구동되어 화상을 표시한다.
2D 서브픽셀(130)은 2D 영상 모드일 때 구동된다. 그리고, 2D 서브픽셀(130)은 3D 서브픽셀(120)에서 표시되는 화상이 3D 영상으로 분리될 수 있도록 3D 영상 모드일 때는 구동하지 않아 베리어가 된다.
즉, 3D 영상 모드일 때에는 3D 서브픽셀(120)만 구동되어 3D 영상을 표시한다. 그리고, 2D 영상 모드일 때에는 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)모두 구동되어 2D 영상을 표시한다.
도 9는 2D 서브픽셀과 3D 서브픽셀의 레이아웃 및 2D 영상과 3D 영상을 표시하기 위한 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 게이트 라인(gate line)과 공통 전압 라인(Vcom line)이 가로 방향으로 형성되어 있다. 그리고, 데이터 라인(data line)이 수직 방향으로 형성되어 있다. 게이트 라인(gate line)과 데이터 라인(data line)의 교차에 의해 픽셀 영역이 정의된다.
여기서, 2D 서브픽셀(130)과 3D 서브픽셀(120)을 독립적으로 구동시키기 위해서, 2D 게이트 라인(2D gate line)과 3D 게이트 라인(3D gate line)이 형성되어 있다. 2D 게이트 라인(2D gate line)은 픽셀의 상측에 형성되어 있고, 3D 게이트 라인(3D gate line)은 픽셀의 하측에 형성되어 있다.
하나의 픽셀은 3개의 영역으로 분할되어 있다. 하나의 픽셀(100)은 광이 차단되는 베리어 영역(110), 2D 서브픽셀(130) 및 3D 픽셀(120)을 포함한다.
베리어 영역(110)은 실제로 구동 소자가 형성되어 있지 않으며, 상부 기판에서 블랙매트릭스(BM)으로 가려져 광을 차단하는 베리어가 된다. 베리어 영역(110) 영역에 데이터 라인(data line)이 형성되어 있다.
베리어 영역(110)과 인접하게 3D 서브픽셀(120)이 배치되어 있고, 3D 서브픽셀(120)의 우측에 2D 서브픽셀(130)이 배치되어 있다.
2D 서브픽셀(130)을 구동시키기 위한 2D TFT(170)가 형성되어 있고, 3D 서브픽셀(120)을 구동시키기 위한 3D TFT(160)가 형성되어 있다.
3D TFT(160)는 픽셀의 하측에 형성되어 있고, 2D TFT(170)는 픽셀의 상측에 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 2D TFT(160)과 3D TFT(170)이 형성된 위치는 서로 바뀔 수 있다.
공통 전극(Vcom electrode)은 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)에 공통으로 형성되어 있다.
한편, 픽셀 전극은 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120) 각각에 형성되어 있다. 3D 픽셀 전극(3D PXL)은 픽셀의 하측에 형성된 3D TFT(160)의 드레인과 컨택되고, 3D 서브픽셀(120)에 형성되어 있다. 2D 픽셀 전극(2D PXL)은 픽셀의 상측에 형성된 2D TFT(170)의 드레인과 컨택되고, 2D 서브픽셀(130)에 형성되어 있다.
이와 같이, 3D TFT(160) 및 3D 픽셀 전극(3D PXL)을 별도로 형성하여 3D 서브픽셀(120)을 독립적으로 구동시킬 수 있다. 그리고, 2D TFT(170) 및 2D 픽셀 전극(2D PXL)을 별도로 형성하여 2D 서브픽셀(130)을 독립적으로 구동시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 3D 영상 모드로 구동된 것을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 3D 영상 모드일 때, 데이터 라인(data line)에 데이터 전압이 인가되면 3D 게이트 라인(3D gate line)에만 스캔 신호가 인가되어 3D TFT(160)를 턴온(turn on)시킨다.
3D TFT(160)가 턴온(turn on)되면 데이터 라인에 인가된 데이터 전압이 3D 서브픽셀(120)에 충전되어, 3D 서브픽셀(120)에서 3D 영상이 표시된다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 2D 영상 모드로 구동된 것을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 2D 영상 모드일 때, 데이터 라인(data line)에 데이터 전압이 인가되면 2D 게이트 라인(2D gate line) 및 3D 게이트 라인(3D gate line) 모두에 스캔 신호가 인가되어 2D TFT(170) 및 3D TFT(160)를 턴온(turn on)시킨다.
2D TFT(170)가 턴온(turn on)되면 데이터 라인에 인가된 데이터 전압이 2D 서브픽셀(130)에 충전된다. 그리고, 3D TFT(160)가 턴온(turn on)되면 데이터 라인에 인가된 데이터 전압이 3D 서브픽셀(120)에 충전된다.
이와 같이, 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)을 모두 구동시켜, 2D 서브픽셀(130) 및 3D 서브픽셀(120)에서 2D 영상이 표시되도록 한다.
상술한, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 하나의 픽셀을 복수의 서브픽셀로 분할하고, 각각의 서브픽셀을 개별적으로 구동시켜 2D/3D 영상의 표시품질을 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 렌티큘러 필름의 밴딩에 자유로우며, 3D 크로스토크의 발생을 방지한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 3D 영상의 적정 시청거리를 유지해 적용되었던 갭 글라스(gap glass) 또는 갭 필름(gap film)을 삭제하여 제조 비용 및 두께를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 렌티큘러 필름을 수직 방향으로 배치하고, 깊이감이 풍부한 고품질의 3D 영상을 표시할 수 있다.
상술한 설명에서는 디스플레이 패널이 액정을 이용하여 광 투과율을 조절하는 액정 패널인 것으로 설명하였지만, 이는 본 발명의 여러 실시 예들 중에서 일 예를 설명한 것이다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 디스플레이 패널로써 유기발광 다이오드(OLED) 디스플레이 패널이 적용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 픽셀 110: 베리어 영역
120: 3D 서브픽셀 130: 2D 서브픽셀
140: BM 150: 렌즈
160: 3D TFT 170: 2D TFT

Claims (12)

  1. 기판 위에 제1 방향으로 배열된 데이터 라인;
    상기 기판 위에 제2 방향으로 배열된 2D 게이트 라인 및 3D 게이트 라인;
    상기 데이터 라인, 상기 2D 게이트 라인 및 상기 3D 게이트 라인으로 둘러싸여 정의되며, 수평 방향으로 배열된 배리어 영역, 2D 서브픽셀 및 3D 서브 픽셀을 구비하는 픽셀;
    상기 픽셀 내에 배치되며, 상기 데이터 라인, 상기 2D 게이트 라인 및 상기 2D 서브픽셀에 연결된 2D TFT;
    상기 픽셀 내에 배치되며, 상기 데이터 라인, 상기 3D 게이트 라인 및 상기 3D 서브픽셀에 연결된 3D TFT를 구비하는 디스플레이 패널; 그리고
    상기 디스플레이 패널 상에 형성된 렌티큘러 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    3D 영상 모드일 때에는 상기 3D 서브픽셀은 온(on) 구동시키고, 상기 2D 서브픽셀은 오프(off) 구동시키는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    2D 영상 모드일 때에는 상기 3D 서브픽셀 및 상기 2D 서브픽셀을 온(on) 구동시키는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 2D TFT는 상기 픽셀의 하측 및 상측 중 어느 하나에 형성되고,
    상기 3D TFT는 상기 픽셀의 상기 하측 및 상기 상측 중 다른 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 2D 게이트 라인은 상기 픽셀의 하측 및 상측 중 어느 하나에 형성되고,
    상기 3D 게이트 라인은 상기 픽셀의 상기 하측 및 상기 상측 중 다른 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 2D 서브픽셀과 상기 3D 서브픽셀은 동일 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 3D 서브픽셀의 면적보다 상기 2D 서브픽셀의 면적이 2배 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 3D 서브픽셀의 면적보다 상기 2D 서브픽셀의 면적이 3배 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 필름은 상기 픽셀과 수직한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 필름에 형성된 복수의 렌즈의 피치는 2픽셀의 폭과 일치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 2D 게이트 라인은, 상기 2D TFT를 스위칭하기 위한 스캔 신호가 공급되며,
    상기 3D 게이트 라인은, 상기 3D TFT를 스위칭하기 위한 스캔 신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  12. 1 항에 있어서,
    상기 제2 방향으로 배열되어 상기 픽셀에 공통 전압을 공급하기 위한 공통 전압 라인을 더 포함하는 입체 영상 디스플레이 장치.
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