KR102302455B1 - 배리어 패널 및 입체영상 표시장치 - Google Patents

배리어 패널 및 입체영상 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 영상 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 베리어 패널으로, 액정층, 액정층의 상부에 위치하는 기준 전극 및 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 구동되는 다수의 구동전극 채널들을 포함하는 배리어 패널 및 그 입체영상 표시장치를 제공한다.

Description

배리어 패널 및 입체영상 표시장치{BARRIOR PANEL AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 무안경 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
최근 들어, 현장감 있고 실감나는 영상에 대한 사용자들의 요구가 증대됨에 따라 2차원(2D)영상뿐만 아니라 3차원(3D)영상을 표시할 수 있는 입체영상 표시장치가 개발되고 있다.
2차원 영상 표시장치는 그 해상도와 시야각 등 표시 영상 품질 면에서 큰 발전을 하였으나, 2차원의 영상을 표시함에 따라 영상의 깊이(Depth)정보를 표시할 수 없는 제약이 있다.
반면에, 입체영상 표시장치는 영상을 2차원 평면이 아닌 3차원의 입체적으로 표시함으로써 2차원 표시장치보다 훨씬 현실감 있고 실감나는 입체영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
입체영상 표시장치는 입체 안경을 이용하는 안경 방식과 입체 안경을 이용하지 않는 무안경 방식으로 구분될 수 있다. 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 양안 시차를 이용하여 사용자에게 영상의 입체감을 준다는 측면에서는 안경 방식과 동일하지만, 입체 안경을 착용할 필요가 없다는 점에서 장점이 있다.
입체영상 표시장치는 배리어 패널을 이용하여 영상 패널로부터 입사되는 빛을 좌안 영상의 빛과 우안 영상의 빛으로 공간적으로 분리한다. 배리어 패널은 영상패널로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하기 위해 스위쳐블 배리어(switchable barrier)를 구비한다.
그런데, 전술한 입체영상 표시장치는 스위쳐블 배리어 내에서 휘도 편차가 발생하여 입체 영상의 품질을 저하시키고 시각 피로(visual fatigue)를 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도를 보상함으로써 표시 품질을 향상시키고 시각 피로를 크게 줄이는 배리어 패널 및 그 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 일측면에서 본 발명은, 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 영상 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 베리어 패널로, 액정층, 액정층의 상부에 위치하는 기준 전극 및 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 구동되는 다수의 구동전극 채널들을 포함하는 배리어 패널을 제공한다.
다른 측면에서 본 발명은, 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 영상 패널, 액정층, 액정층의 상부에 위치하는 기준 전극 및 상기 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 구동되는 다수의 구동전극 채널들을 포함하여 상기 영상 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 베리어 패널 및 기준 전극에 기준 전압을 공급하고 구동전극 채널들에 채널 구동전압을 인가하여, 배리어 패널의 구동전극 채널들에 차단 영역과 투과 영역을 구현하는 구동부를 포함하는 입체영상 표시장치를 제공한다.
이때 구동전극 채널들은 제1 간격만큼 기준전극과 이격된 제1전극채널들과 제1 간격보다 큰 제2 간격만큼 기준전극과 이격된 제2전극채널들을 포함한다. 또한 수직방향으로 인접한 제1전극채널들과 제2전극채널들 사이 수직방향으로 스페이스 영역 및 오버랩 영역 또는 경계가 일렬이 되는 구조를 포함한다.
본 발명은 입체영상 표시장치에서, 구동전극 채널들 사이 스페이스 영역과 오버랩 영역 또는 경계가 일렬이 되는 구조를 포함하므로 수직방향으로 인접한 두개의 구동전극 채널들 사이 블랙 밴드와 화이트 밴드에 의해 휘도를 보상함으로써 표시 품질을 향상시키고 시각 피로를 크게 줄일 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 입체영상 표시장치를 포함하는 전자제품을 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 입체영상 표시장치의 구성도이다.
도 3은 도 1의 표시패널을 단면도이다.
도 4는 화소들과 구동전극 채널들, 렌즈들의 관계도이다.
도 5는 표시장치(110)에서 입체영상을 표시하는 원리를 설명한 도면이다.
도 6은 배리어 패널의 평면도이다.
도 7은 도 6의 AA’선의 단면도이다.
도 8은 도 6의 BB’선의 단면도이다.
도 9는 비교예에 따른 배리어 패널의 평면도이다.
도 10은 도 9의 CC’선의 단면도이다.
도 11a는 도 9 및 도 10에 도시한 비교예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과이다.
도 11b는 도 6 내지 도 8에 도시한 일 실시예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 배리어 패널의 평면도이다.
도 13은 도 12의 DD 선의 단면도이다.
도 14은 또다른 실시예에 따른 배리어 패널의 평면도이다.
도 15는 도 14의 EE’선의 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b)등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 입체영상 표시장치를 포함하는 전자제품을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 전자제품(100)은 본 실시예들에 따른 입체영상 표시장치(110)를 포함한다. 입체영상 표시장치(110)는 영상을 2차원 평면이 아닌 3차원의 입체적으로 표시함으로써 2차원 표시장치보다 훨씬 현실감 있고 실감나는 입체영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
전자제품(100)은 카메라를 포함하는 아이 트래킹 수단(120)를 포함하고 있다. 전자제품(100)은 사용자의 눈의 위치 정보를 아이 트래킹 수단(120)에 의해 인지하고, 예를 들어 홀수 라인으로부터의 빛은 사용자의 좌안을 향하고 짝은 라인으로부터의 빛은 사용자의 우안을 향하도록 입체영상 표시장치(110)를 제어한다.
전자제품(100)은 아이 트래킹 수단(120)에 의해 촬영된 표시장치(110) 전면의 이미지를 분석하여 사용자의 눈의 위치 정보를 검출한다. 전자제품(100)이 사용자의 눈의 위치 정보를 검출함으로써, 사용자의 눈의 위치에 따라 뷰 윈도우를 이동시키는 "아이 트래킹(eye tracking) 기술"을 적용할 수 있다.
본 실시예들에 따른 영상표시 표시장치(110)를 포함하는 전자제품(100)은, 텔레비젼 시스템, 홈 시어터 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 폰 시스템(Phone system), 노트북, 모니터 등 어떤 전자제품일 수 있다.
도 2는 도 1의 입체영상 표시장치의 구성도이다. 도 3은 도 1의 표시패널을 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치(110)는 제어부(210), 구동부(220)및 표시패널(230)를 구비한다.
표시패널(230)는 영상 패널(240)과 배리어 패널(250), 렌즈 어레이(260)을 포함한다. 표시패널(230)는 배리어 패널(250)을 이용하여 영상 패널(240)로부터 입사되는 빛을 좌안 영상의 빛과 우안 영상의 빛으로 공간적으로 분리한다. 배리어 패널(250)은 좌안 영상의 빛을 사용자의 좌안으로만 안내하고, 우안 영상의 빛을 사용자의 우안으로만 안내하여 3D 영상을 구현한다.
영상 패널(240)은 액정표시패널, 전계 방출 표시패널, 플라즈마 디스플레이 패널 유기발광다이오드 표시패널, 전기영동 표시패널 등의 평판표시패널로 구현될 수 있다.
영상 패널(240)은 제1영상 기판(242)과 제2영상 기판(244)사이에 형성되는 다수의 화소들(PXL)을 구비한다. 화소들(PXL)은 다수의 게이트라인들과 다수의 데이터라인들의 교차 영역에 형성되어 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 교대로 표시한다.
도 3에 도시한 바와 같이 배리어 패널(250)은 2개의 제1 및 제2 배리어 기판들 (251a, 251b) 사이에 별도로 형성된 후 접착층을 통해 영상 패널(240)의 상에 합착될 수도 있다. 한편 배리어 패널(250)은 영상 패널(240)에 일체화될 수 있다. 다시 말해 배리어 패널(250)은 영상 패널(240)의 제 2영상 기판(244)상에 직접 형성될 수도 있다.
배리어 패널(250)은 영상 패널(240)로부터 입사되는 빛을 좌안 영상의 빛과 우안 영상의 빛으로 분리하기 위해 스위쳐블 배리어(switchable barrier)를 구비한다. 배리어 패널(250)은 액정층(LC), 액정층(LC)의 상부에 위치하는 기준 전극(254), 및 액정층(LC)의 하부에 위치하며 각각이 독립적으로 제어되는 다수의 구동전극 채널들(252)을 포함한다.
기준 전극(254)은 ITO, IZO 등의 산화물 투명재질 또는, 투명한 금속재질을 포함하여 제2배리어 기판(251b)에 통판 형태로 형성될 수 있다. 기준 전극(254)에는 기준전압이 인가된다. 구동전극채널들(252)은 ITO, IZO 등의 산화물 투명재질 또는, 투명한 금속재질을 포함하여 영상 패널(240)상에 다중 레이어(2중 또는 3중 레이어 등)로 패터닝될 수 있다. 구동전극 채널들(252)이 2중 레이어로 형성되는 경우, 구동전극 채널들(252)은 절연층(256)을 사이에 두고 상하에서 서로 지그재그로 패터닝된 2개의 제1 및 제2전극채널들(252a, 252b)을 포함할 수 있다.
액정층(LC)의 액정들은 기준 전극(254)에 인가되는 기준전압과 구동전극 채널들(252)에 인가되는 구동전압 간 전위차가 작을수록 투과율이 높아지는 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 구동될 수 있다. 이 경우, 기준전압과 구동전압 간 전위차가 최대인 영역에 형성된 액정들은 입사광을 차단하여 배리어로 기능하는 반면, 기준전압과 구동전압 간 전위차가 최소인 영역에 형성된 액정들은 입사광을 통과시킨다.
한편, 액정층(LC)의 액정들은 기준 전극(254)에 인가되는 기준전압과 구동전극 채널들(252)에 인가되는 구동전압 간 전위차가 작을수록 투과율이 낮아지는 노멀리 블랙 모드(Normally Black Mode)로 구동될 수도 있다. 이 경우, 기준전압과 구동전압 간 전위차가 최소인 영역에 형성된 액정들은 입사광을 차단하고, 기준전압과 구동전압 간 전위차가 최대인 영역에 형성된 액정들은 입사광을 통과시킨다. 이하에서는, 편의상 노멀리 화이트 모드를 대상으로 설명한다. 본 발명의 스위쳐블 배리어에서, 구동전극 채널들(252)에 인가되는 구동전압에 의해 액정층(LC)이 빛을 차단하도록 구동될 때 그 영역은 차단 영역이 되고, 구동전극 채널들(252)에 인가되는 구동전압에 의해 액정층(LC)이 빛을 투과하도록 구동될 때 그 영역은 투과 영역이 된다.
렌즈 어레이(260)는 화소(PXL)들에 표시되는 영상을 뷰 맵에 대응되는 복수의 시청 영역으로 분리함으로써 시청자가 복수의 시청 영역에서 입체 영상을 시청할 수 있도록 한다. 이때, 시청자는 정해진 시청 영역에서 자신의 좌안에 인식되는 좌안 영상(L)과 우안에 인식되는 우안 영상(R)의 양안시차에 의하여 입체감을 느끼게 된다. 또한 렌즈 어레이(260)는 시야각(viewing angle)을 넓히는 역할을 한다.
렌즈 어레이(260)는 복수의 렌드(262)를 포함한다. 복수의 렌즈(262)는 볼록하게 형성되어 일정한 방향으로 길게 연장되는 기둥 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 렌즈(262)는 반원 형태 또는 일정한 곡률을 갖는 블록 렌즈의 단면을 가질 수 있다.
복수의 렌즈(262) 각각의 피치 폭(Pitch width)은 입체영상 표시장치(110)가 구현하는 멀티-뷰(Multi-view)(또는 시청 영역)의 수 및 화소의 크기에 대응될 수 있다. 한편 복수의 렌즈(262) 각각의 피치 폭(Pitch width)은 둘 이상의 화소의 크기에 대응될 수도 있다.
본 발명은 입체영상 표시장치(110)의 움직임이나 사용자의 움직임에 따른 시청위치 변화를 효과적으로 보상하기 위해, 전술했듯이 구동전극 채널들(252)을 다중 레이어로 형성하고 자이로 센서(gyro sensor)또는 아이 트래킹(eye tracking)기술과 접목된 동적 배리어(dynamic barrier)기술을 이용한다. 동적 배리어에 의해, 본 발명은 입체영상 표시장치(110)의 움직임정보와 사용자의 양안 위치정보 중 적어도 어느 하나를 알아내고 그에 따라 배리어의 위치를 원하는 만큼 변경하여 시야각 개선과 해상도 저하를 보상한다.
제어부(210)는 3D(입체영상)데이터를 발생하여 영상 패널(240)에 공급하고, 타이밍 제어신호들을 이용하여 영상 패널(240)의 동작 타이밍을 제어한다. 제어부(210)는 자이로 센서와 같은 움직임 센서(212)를 포함하여 표시패널(230)의 움직임을 센싱하고, 이 센싱 결과에 따른 표시패널(230)의 움직임정보를 출력한다. 제어부(210)는 웹 카메라를 포함한 아이 트래킹 수단(120)을 더 구비하여 사용자의 눈의 위치 정보를 출력할 수도 있다. 도 2에 도시된 "ITG"는 표시패널(130)의 움직임정보 및/또는 사용자의 양안 위치정보를 지시한다.
구동부(220)는 제어부(210)로부터 3D 데이터를 입력받고, 이 3D 데이터를 좌안 및 우안 데이터전압(LDATA, RDATA)으로 변환하여 영상 패널(240)의 데이터라인들에 공급한다. 구동부(220)는 좌안 및 우안 데이터전압(LDATA, RDATA)의 공급 타이밍에 맞게 스캔펄스를 발생하여 영상 패널(240)의 게이트라인들에 공급한다.
구동부(220)는 제어부(210)로부터 입력되는 표시패널(130)의 움직임정보로부터 시청 위치 변화를 계산하고, 변화된 시청 위치에 맞게 배리어의 위치를 변경하기 위한 채널 구동전압(CV)을 배리어 패널(250)에 공급할 수 있다. 또한, 구동부(220)는 제어부(210)로부터 입력되는 사용자의 양안 위치정보로부터 시청 위치 변화를 계산하고, 변화된 시청 위치에 맞게 배리어의 위치를 변경하기 위한 채널 구동전압(CV)을 배리어 패널(250)의 구동전극 채널들(252)에 공급할 수 있다. 구동부(220)는 기준 전압을 발생하여 배리어 패널(250)의 기준전극(254)에 공급한다.
도 4는 화소들과 구동전극 채널들, 렌즈들의 관계도이다. 도 5는 표시장치(110)에서 입체영상을 표시하는 원리를 설명한 도면이다.
각 화소(PXL)는 둘 이상의 서브화소들, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 R, G, B 서브화소들을 포함한다. 각 서브화소의 피치 폭은 N개(N은 1보다 큰 정수)의 제1 및 제2전극채널들의 피치 폭과 동일할 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 각 서브화소는 2개의 제1전극채널들(252a)과 2개의 제2전극채널들(252b)의 피치 폭과 동일할 수 있다.
렌즈 어레이(260)가 베리어 패널(250) 상에 위치하고 렌즈 어레이(260)에 배치되는 각 렌즈(262)의 피치 폭은 영상 패널(230)에 배치되는 각 화소(PXL)의 피치 폭과 동일 또는 실질적으로 동일할 수 있다. 3D 영상의 수평 해상도가 2D 영상과 동일하도록 각 화소의 크기의 렌즈(262)를 사용할 수 있다.
표시장치(110)는 사용자의 눈의 위치에 적합한 투과영역을 통해 화소 정보(색깔, 휘도)를 전달한다. 즉 베리어 패널(250)의 투과 위치에 따라 광원 방향이 결정된다.
홀수 라인에 표시되는 좌안 영상은 도 5에 도시한 바와 같이 배리어 패널(250)에서 선택된 투과영역을 통하여 영상 패널(240)의 R, G, B 서브화소들을, 짝수 라인의 우안은 좌안에서 선택되는 투과영역을 제외한 영역을 통하여 R, G, B 서브화소들을 구현할 수 있다.
도 6은 배리어 패널의 평면도이다. 도 7은 도 6의 AA’선의 단면도이다. 도 8은 도 6의 BB’선의 단면도이다.
배리어 패널(250)의 투과영역 또는 차단영역 역할을 하는 구동전극 채널들(252)에서 제1전극채널들(252a)와 제2전극채널들(252b)의 패턴 간 스페이스(Space) 영역(SP)과 오버랩(Overlap) 영역(OL)이 존재한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 짝수 라인들에서 제1전극채널들(252a) 각각의 전극폭과 제2전극채널들(252b) 각각의 전극폭이 홀수 라인들에서 제2전극채널들(252a) 각각의 전극폭과 제1전극채널들(252b) 각각의 전극폭보다 넓어 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 오버랩 영역(OL)이 존재한다.
짝수 라인들의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 오버랩 영역(OL)을 통해 빛이 차단되어 휘도가 부분적으로 하강하여 블랙 밴드(black band)를 형성한다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 홀수 라인들에서 제1전극채널들(252a) 각각의 전극폭과 제2전극채널들(252b) 각각의 전극폭이 짝수 라인들에서 제2전극채널들(252a) 각각의 전극폭과 제1전극채널들(252b) 각각의 전극폭보다 좁아 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 스페이스 영역(SP)이 존재한다.
홀수 라인들의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 스페이스 영역(SP)을 통해 빛이 유출되어 휘도가 부분적으로 상승하여 화이트 밴드(white band)를 형성한다.
정리하면, 홀수 라인들과 짝수 라인들의 수직방향으로 인접한 제1전극채널들(252a)와 제2전극채널들(252b) 사이 수직방향으로 오버랩 영역(OL)과 스페이스 영역(SP)이 모두 존재하므로 화이트 밴드와 블랙 밴드가 휘도를 보상한다.
전술한 예에서 오버랩 영역(OL)이 존재하는 라인이 짝수 라인들이고 스페이스 영역(SP)이 존재하는 라인이 홀수 라인들인 것으로 설명하였으나 반대로 오버랩 영역(OL)이 존재하는 라인이 홀수 라인들이고 스페이스 영역(SP)이 존재하는 라인이 짝수 라인들일 수도 있다. 구조적으로 홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 제1전극채널들 각각의 전극폭과 제2전극채널들 각각의 전극폭은 홀수 라인들 및 짝수 라인들의 다른 하나에서 제1전극채널들 각각의 전극폭과 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓다.
전술한 예에서 배리어 패널(230)을 제조할 때 제1전극채널들과 제2전극채널들의 패턴에 대응하는 마스크를 이용하여 리소그래피 공정을 통해 구동전극 채널들을 형성할 수 있다.
도 9는 비교예에 따른 배리어 패널의 평면도이다. 도 10은 도 9의 CC’선의 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 비교예에 따른 배리어 패널(350)은 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 동일하게 액정층(LC), 액정층(LC)의 상부에 위치하는 기준 전극(254), 및 액정층(LC)의 하부에 위치하며 각각이 독립적으로 제어되는 다수의 구동전극 채널들(352)을 포함한다.
구동전극 채널들(352)이 2중 레이어로 형성되는 경우, 구동전극 채널들(352)은 절연층(256)을 사이에 두고 상하에서 서로 지그재그로 패터닝된 2개의 제1 및 제2전극채널들(352a, 352b)을 포함할 수 있다.
절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 이웃한 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)은 서로 오버랩되지도 않고 서로 떨어져 있지도 않는다. 도 10에 도시한 바와 같이 절연층(256)을 사이에 두고 수직방향으로 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)은 경계가 일렬이 되는 구조이다. 다시 말해 절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 이웃한 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b) 사이에 오버랩 영역(OL)과 스페이스 영역(SP)이 존재하지 않는다. 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b) 간 휘도 차이(편차)를 없애기 위해서 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)은 동일한 전극폭의 패턴들을 적용한다.
이때 본 명세서에서 절연층(256)을 사이에 두고 수직방향으로 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)이 경계가 일렬이 되는 구조라는 것은 수직방향으로 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)이 완전히 중첩하지 않거나, 제조 공차(또는 제조 마진)에 의해 실질적으로 일부 중첩되거나 일부 떨어진 구조를 포함한다.
이때 동일한 전극폭의 패턴들을 적용한 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)을 포함하는 영상 패널(350)로 3D 구현 시 블랙 또는 화이트 띠의 LD가 발생할 수 있다. 다시 말해 도 10에 도시한 바와 같이 인접한 제1전극채널(352a)와 제2전극채널(352b) 사이 전계 차이로 인하여 투과영역과 차단영역의 경계가 명확하지 않아 3D 구현 시 블랙 또는 화이트 띠의 LD(Luminance Difference)가 발생하게 된다. 결과적으로 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b)을 포함하는 영상 패널(350)로 3D 구현 시 제1전극채널(352a)와 제2전극채널(352b)의 투과영역과 차단영역의 전극폭이 동일하지 않으므로 이로 인한 휘도 차이(편차)가 발생할 수 있다.
도 11a는 도 9 및 도 10에 도시한 비교예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과이다. 도 11b는 도 6 내지 도 8에 도시한 일 실시예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과이다.
도 9 및 도 10에 도시한 비교예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과, 도 11a에 도시한 바와 같이 절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 이웃한 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b) 사이에 오버랩 영역(OL)과 스페이스 영역(SP)이 존재하지 않는 비교예에 따른 배리어 패널(350)을 적용한 표시장치는 전압 인계 시 투과영역과 차단영역의 경계가 명확하지 않아 3D 구현 시 블랙 또는 화이트 띠의 LD(Luminance Difference)가 발생하여 휘도 차이(편차)가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
반면에 도 6 내지 도 8에 도시한 일 실시예에 따른 배리어 패널을 적용한 표시장치의 시뮬레이션 결과, 도 11b에 도시한 바와 같이 절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 이웃한 제1전극채널들(352a)과 제2전극채널들(352b) 사이에 오버랩 영역(OL)과 스페이스 영역(SP)이 존재하는 일 실시예에 따른 배리어 패널(250)을 적용한 표시장치는 전압 인계 시 오버랩 영역(OL)에 의한 블랙 밴드와 스페이스 영역(SP)에 의한 화이트 밴드가 서로 휘도 보상하므로 휘도 차이(편차)가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
도 12는 다른 실시예에 따른 배리어 패널의 평면도이다. 도 13은 도 12의 DD 선의 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 배리어 패널(450)은 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 동일하게 액정층(LC), 액정층(LC)의 상부에 위치하는 기준 전극(254), 및 액정층(LC)의 하부에 위치하며 각각이 독립적으로 제어되는 다수의 구동전극 채널들(452)을 포함한다.
구동전극 채널들(452)이 2중 레이어로 형성되는 경우, 구동전극 채널들(352)은 절연층(256)을 사이에 두고 상하에서 서로 지그재그로 패터닝된 2개의 제1 및 제2전극채널들(452a, 452b)을 포함할 수 있다.
이때 짝수 라인들에서 제1전극채널들(252a) 각각의 전극폭이 홀수 라인들에서 제1전극채널들(252b) 각각의 전극폭보다 넓고 홀수 라인들과 짝수 라인들에서 제2전극채널들(252b) 각각의 전극폭이 동일하다. 다시 말해 제2전극채널들의 전극폭은 일정하고 제1전극채널들(252a)는 짝수 라인들에서 전극폭이 넓다. 따라서, 홀수 라인들에서 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 스페이스 영역(SP)이 존재하고, 짝수 라인들에서 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 경계가 일렬이 되는 구조가 된다.
도 13을 참조하면, 배리어 패널(450)의 투과영역 또는 차단영역 역할을 하는 구동전극 채널들(452)에서 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 동일하게 제1전극채널들(452a)와 제2전극채널들(452b)의 패턴 간 스페이스 영역(SP)이 존재한다. 한편, 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 상이하게 절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 제1전극채널들(452a)와 제2전극채널들(452b)은 경계가 일렬이 되는 구조를 포함한다.
홀수 라인들의 제1전극채널(452a)과 제2전극채널(452b) 사이 스페이스 영역(SP)을 통해 빛이 유출되어 휘도가 부분적으로 상승하여 화이트 밴드(white band)를 형성하고, 짝수 라인들의 제1전극채널(452a)과 제2전극채널(452b) 사이 경계가 일렬이 되는 구조를 통해 빛이 차단되어 휘도가 부분적으로 하강하여 블랙 밴드(black band)를 형성한다.
도 14은 또다른 실시예에 따른 배리어 패널의 평면도이다. 도 15는 도 14의 EE’선의 단면도이다.
도 14를 참조하면 다른 실시예에 따른 배리어 패널(550)은 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 동일하게 액정층(LC), 액정층(LC)의 상부에 위치하는 기준 전극(254), 및 액정층(LC)의 하부에 위치하며 각각이 독립적으로 제어되는 다수의 구동전극 채널들(552)을 포함한다.
구동전극 채널들(552)이 2중 레이어로 형성되는 경우, 구동전극 채널들(352)은 절연층(256)을 사이에 두고 상하에서 서로 지그재그로 패터닝된 2개의 제1 및 제2전극채널들(552a, 552b)을 포함할 수 있다.
이때 짝수 라인들에서 제2전극채널들(252b) 각각의 전극폭이 홀수 라인들에서 제2전극채널들(252b) 각각의 전극폭보다 넓고 홀수 라인들과 짝수 라인들에서 제1전극채널들(252a) 각각의 전극폭이 동일하다. 다시 말해 제1전극채널들(252a)의 전극폭은 일정하고 제2전극채널들(252b)는 짝수 라인들에서 전극폭이 넓다. 따라서, 홀수 라인들에서 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 스페이스 영역이 존재하고, 짝수 라인들에서 각각의 제1전극채널(252a)과 제2전극채널(252b) 사이 경계가 일렬이 되는 구조가 된다.
도 15를 참조하면, 배리어 패널(550)의 투과영역 또는 차단영역 역할을 하는 구동전극 채널들(552)에서 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 동일하게 제1전극채널들(552a)와 제2전극채널들(552b)의 패턴 간 스페이스 영역(SP)이 존재한다. 한편, 일실시예에 따른 배리어 패널(250)과 상이하게 절연층(256)을 사이에 두고 수직으로 제1전극채널들(552a)와 제2전극채널들(552b)은 경계가 일렬이 되는 구조를 포함한다.
전술한 예들에서 경계가 일렬이 되는 구조가 존재하는 라인이 짝수 라인들이고 스페이스 영역(SP)이 존재하는 라인이 홀수 라인들인 것으로 설명하였으나 반대로 경계가 일렬이 되는 구조가 존재하는 라인이 홀수 라인들이고 스페이스 영역(SP)이 존재하는 라인이 짝수 라인들일 수도 있다.
다시 말해 홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 짝수 라인들의 다른 하나에서 제1전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고, 제2전극채널들 각각의 전극폭은 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정할 수 있다. .
반대로 홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 제2전극채널들 각각의 전극폭은 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고, 제1전극채널들 각각의 전극폭은 제1전극채널들 각각의 전극폭은 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정할 수 있다.
전술한 예들에서 배리어 패널(430, 530)을 제조할 때 제1전극채널들과 제2전극채널들의 패턴에 대응하는 마스크를 이용하여 리소그래피 공정을 통해 구동전극 채널들을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치(100)는 다중 레이어로 형성된 구동전극 채널들을 포함하여 멀티 채널 기반의 동적 배리어 기술을 적용할 때에 있어, 구동전극 채널들 사이 스페이스 영역과 오버랩 영역 또는 경계가 일렬이 되는 구조를 포함하므로 수직방향으로 인접한 두개의 구동전극 채널들 사이 블랙 밴드와 화이트 밴드에 의해 휘도를 보상함으로써 표시 품질을 향상시키고 시각 피로를 크게 줄일 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210: 제어부
220: 구동부
230: 표시패널
240: 영상패널
250, 350, 450, 550: 배리어 패널
260: 렌즈 어레이

Claims (10)

  1. 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 영상 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 배리어 패널로,
    액정층;
    상기 액정층의 상부에 위치하는 기준 전극; 및
    상기 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 구동되는 다수의 구동전극 채널들을 포함하고,
    상기 구동전극 채널들은 제1 간격만큼 상기 기준전극과 이격된 제1전극채널들과, 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격만큼 상기 기준전극과 이격된 제2전극채널들을 포함하고,
    수직방향으로 인접한 제1전극채널들과 제2전극채널들 사이 수직방향으로 스페이스 영역 및 오버랩 영역 또는 경계가 일렬이 되는 구조를 포함하고,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭과 상기 제2전극채널들 각각의 전극 폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭과 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓은 배리어 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극채널들과 상기 제2전극채널들은 둘 이상의 레이어들에 위치하며, 상기 제1 전극채널들과 상기 제2전극채널들 사이에는 절연층이 형성되는 배리어 패널.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고,
    상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정한 배리어 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고,
    상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정한 배리어 패널.
  6. 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 영상 패널;
    액정층, 상기 액정층의 상부에 위치하는 기준 전극, 및 상기 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 구동되는 다수의 구동전극 채널들을 포함하여, 상기 영상 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 배리어 패널; 및
    상기 기준 전극에 기준 전압을 공급하고 상기 구동전극 채널들에 채널 구동전압을 인가하여, 상기 배리어 패널의 구동전극 채널들에 차단 영역과 투과 영역을 구현하는 구동부를 구비하고;
    상기 구동전극 채널들은 제1 간격만큼 상기 기준전극과 이격된 제1전극채널들과, 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격만큼 상기 기준전극과 이격된 제2전극채널들을 포함하고,
    수직방향으로 인접한 제1전극채널들과 제2전극채널들 사이 수직방향으로 스페이스 영역 및 오버랩 영역 또는 경계가 일렬이 되는 구조를 포함하고,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭과 상기 제2전극채널들 각각의 전극 폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭과 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓은 입체영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극채널들과 상기 제2전극채널들은 둘 이상의 레이어들에 위치하며, 상기 제1 전극채널들과 상기 제2전극채널들 사이에는 절연층이 형성되는 입체영상 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고,
    상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정한 입체영상 표시장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    홀수 라인들 및 짝수 라인들의 하나에서 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들의 다른 하나에서 상기 제2전극채널들 각각의 전극폭에 비해 넓고,
    상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 제1전극채널들 각각의 전극폭은 상기 홀수 라인들 및 상기 짝수 라인들 모두에서 일정한 입체영상 표시장치.
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