KR20060076986A - 입체영상 표시장치 - Google Patents

입체영상 표시장치 Download PDF

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KR20060076986A
KR20060076986A KR1020040115616A KR20040115616A KR20060076986A KR 20060076986 A KR20060076986 A KR 20060076986A KR 1020040115616 A KR1020040115616 A KR 1020040115616A KR 20040115616 A KR20040115616 A KR 20040115616A KR 20060076986 A KR20060076986 A KR 20060076986A
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 동일 프레임에 평면영상(2D)과 입체영상(3D)을 동시에 구현할 수 있도록 한 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 영상을 표시하는 표시패널; 및 상기 표시패널에 부착되어, 전기신호의 인가 유무에 따라 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 선택적으로 구현하는 스위칭패널을 포함하여 구성된 입체영상 표시장치를 제공한다.
2D, 3D, 입체영상 표시장치, 패러랙스 배리어,

Description

입체영상 표시장치{AUTOSTEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE}
도 1은 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 스위칭패널을 상세하게 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 실시예를 나타낸 도면으로, 도 4a는 평면도이고, 도 4는 도 6의 I-I'의 단면도.
도 6a 및 도 6b는 신호인가 유무에 따른 스위칭패널의 구동을 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 도 7은 평면도이고, 도 8은 도 7의 II-II'의 단면도.
도 9a 및 도 9b는 신호인가 유무에 따른 스위칭패널의 구동을 나타낸 도면.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
101, 201: 게이트라인 103, 203: 데이터라인
107, 207: 제1투명전극 109, 209: 스위칭소자
110, 210; 제1투명기판 120, 220; 스위칭패널
130, 230; 표시패널 140, 240: 액정층
145: 유기패턴 150, 250: 제2투명기판
157, 257: 제2투명전극
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히, 평면영상(2D)와 입체영상(3D)를 한 프레임(FRAME)에 동시에 구현할 수 있도록 한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
사람이 입체감을 느끼는 요인은 생리적인 요인과 심리적인 요인이 있는데, 입체영상 표시기술에서는 일반적으로 근거리에서의 입체감을 발생시키는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 발생시킨다.
입체 영상의 표시방식으로서는 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 방식이 있다.
안경을 착용하는 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 아나그리프(anaglyph) 방식과, 각각 편광이 다른 안경을 쓰는 편광방식, 그리고, 시간 분할된 편광을 주기적으로 반복시키고, 이 주기에 동기시킨 편광셔터가 설치된 안경을 쓰는 시분할방식이 있다. 그러나, 안경을 착용하는 방식은 안경을 써야하는 불편함과 화상 이외의 다른 사물을 관찰하는 데 어려움을 받는 등의 문제점이 있다.
따라서, 근래에는 안경을 착용하지 않는 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 안경을 착용하지 않는 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는, 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큐라(lenticular) 렌즈판을 표시패널 전방에 설치하는 렌티큐라 방식과, 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.
더욱이, 액정표시장치 기술의 발달과 더불어 기계식 셔터가 액정셔터로 대체되고, 이에 따라 입체영상과 평면영상을 선택적으로 전환하여 사용할 수 있게 되었다.
도1은 패러랙스 베리어방식에 의한 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 특히, 입체영상과 평면영상을 선택적으로 스위칭할 수 있도록 한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 입체영상 표시장치(1)는 백라이트 광원(40), 표시패널(30) 및 스위칭패널(20)로 구성된다. 스위칭패널(20)은 전기신호를 인가하였을때, 소정의 폭을 가지고 불투명해지는 불투명슬릿부와 투명한 투명슬릿부로 이루어져 있으며, 상기 불투명슬릿부와 투명슬릿부는 교대로 배치되어 있다.
관찰자(10)는 스위칭패널(20)의 투명슬릿부를 통해 표시패널(30)을 보게 되는데, 이때, 관찰자(10)의 좌안(L)은 스위칭패널(20)의 투명슬릿부를 통해 표시패널(30)의 좌안영역(Lp)을 보게되고, 관찰자(10)의 우안(R)은 스위칭패널(20)의 투명슬릿부를 통해 표시패널(30)의 우안영역(Rp)을 보게 된다.
이와 같이, 관찰자(10)의 좌안(L)과 우안(R)은 각각 표시패널(30)의 다른 영역을 보게 되는데, 이때, 표시패널(30)은 관찰자(10)의 좌안과 우안에 대응되는 영상을 각각 좌안영역(Lp)과 우안영역(Rp)에 표시하게 된다. 이로써, 관찰자는 양안시차(binorcular parallax)에 의해 입체감을 느끼게 된다.
상기와 같은 종래의 입체영상 표시장치의 스위칭패널(20)의 구조를 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 입체영상 표시장치의 스위칭패널(20)는 투명한 제1기판(21) 및 제2기판(26), 그리고, 상기 제1기판(21)과 제2기판(26) 사이에 형성된 액정층(25)으로 구성된다. 상기 제1기판(21) 및 제2기판(26)의 외측에는 각각 편광판(22,27)이 부착되어 있고, 상기 제1기판(21)의 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1전극(23)이 패터닝되어 형성되어 있으며, 상기 제2기판(26)의 내측 전면에는 상기 제1전극(23)과 동일한 물질로 이루어진 제2전극(28)이 형성되어 있다.
상기 제1전극(23) 및 제2전극(28)에 전기신호를 인가하게 되면, 상기 제1전극 및 제2전극(28) 사이에 형성된 액정이 구동하여 불투명슬릿부를 형성하게 된다.
이로써, 상기 제1전극 및 제2전극(28)에 전기신호의 인가유무에 따라, 입체영상모드와 평면영상모드를 선택적으로 스위칭할 수 있다. 즉, 상기 제1전극(23) 및 제2전극(28)에 신호를 인가하는 경우, 상기 제1전극(23)이 형성된 영역이 불투명슬릿부가 형성되어 입체영상모드가 구현되고, 상기 제1전극(23) 및 제2전극(28)에 신호를 인가하는 경우, 상기 제1전극(23)영역이 투명하게 되어, 평면영상모드가 구현된다.
그러나, 상기한 바와 같은 입체영상 표시장치는 직선 또는 글씨(text)등을 표시하는 데 있어서, 기존의 평면 표시장치에 비해 선명도가 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 입체영상 표시장치는 영상을 입체적으로 볼 수 있는 잇점이 있는 반면에, 특히, 직선이나 글씨등이 명확하게 표현할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 동일 프레임에 입체영상과 평면영상을 동시에 구현할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 입체영상 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널; 및 상기 표시패널에 부착되어, 전기신호의 인가 유무에 따라 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 선택적으로 구현하는 스위칭패널을 포함하여 구성된다.
제1항에 있어서, 상기 스위칭패널은, 제1 및 제2투명기판; 상기 제1투명기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인; 상기 게이트라인과 수직으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되어, 각 화소를 스위칭하기 위한 스위칭소자; 상기 화소영역에 적어도 하나의 투광영역과 비투광영역을 구분하는 제1투명전극; 상기 제2투명기판 상에 형성된 제2투명전극; 및 상기 제1 및 제2투명기판 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2투명전극에 의해 비투광영역을 발생시키는 액정층을 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 투광영역에 형성되며, 제1 및 제2투명기판 사이의 갭을 유지하는 포토아크릴(photo acryl)과 같은 투명한 유기패턴을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 게이트라인의 일단에 게이트신호를 인가하는 게이트구동회로가 형성되어 있으며, 상기 데이터라인의 일단에는 데이터신호를 인가하는 데이터구동회로가 형성되어 있다.
상기 스위칭소자는 박막트랜지스터로써, 상기 제1투명기판에 형성된 게이트전과, 상기 게이트전극 상에 형성된 게이트절연막과, 상기 게이트절연막 상에 형성된 반도체층 및 상기 반도체층 상에 형성된 소스 및 드레인전극으로 구성되며, 상기 드레인전극은 상기 제1투명전극과 전기적으로 연결된다.
한편, 제1항에 있어서, 상기 스위칭패널은, 투명한 제1 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인; 상기 게이트라인과 수직으로 배치되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 배치되어, 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자; 상기 화소영역에 적어도 하나의 투광영역을 정의하는 제1투명전극; 상기 화소영역의 제1투명전극 사이에 정의된 비투광영역; 상기 제2투명기판 상에 형성되며, 제1투명전극과 대응하는 영역에 형성되는 제2투명전극; 및 상기 제1 및 제2투명기판 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2투명전극에 의해 비투광영역을 발생시키는 액정층을 포함하여 구성될 수도 있다.
아울러, 상기 표시패널은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널이거나, PDP(Plasma Display Panel)패널, FED(Field Emission Display)패널, EL(Electric Luminescence)패널 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)패널 중의 하나일 수도 있 다.
이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 입체영상 표시장치 및 그 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 입체영상 표시장치(100)는 투광영역(T)과 비투광영역(B)이 반복적으로 배열된 스위칭패널(120)이 표시패널(130) 전방에 배치된다. 또는, 상기 스위칭패널(120)은 표시패널(130)의 후방에 배치될 수도 있다.
상기 표시패널(130)은 LCD(Liquid Crystal Display)패널, PDP(Plasma Display Panel)패널, FED(Field Emission Display)패널, EL(Electric Luminescence)패널 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)패널 중의 하나로 선택될 수 있으며, 이밖에도, 모든 평판표시패널을 적용할 수 있다. 그리고, 상기 LCD(Liquid Crystal Display)패널과 같이 비발광 패널을 표시패널(130)로 사용되는 경우, 상기 표시패널(130)에 광을 발생시키는 백라이트가 별도로 구성되어야 한다.
상기 스위칭패널(120)은 액정의 구동에 따라, 투광영역(T)과 비투광영역(B)을 형성하고, 상기 표시패널(130)은 상기 스위칭패널(120)에 의해 입체영상(3D) 또는 평면영상(2D)을 선택적으로 표시하게 된다.
더욱이, 상기 스위칭패널(120)은 비투광영역(B)을 부분적으로 발생시킴으로써, 상기 표시패널(130)이 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 선택적으로 표시할 수 있도록 한다.
여기서, 비투광영역(B)은 표시패널(130)에 나타낸 이미지를 관찰자가 보지 못하도록 차단되는 영역을 의미하며, 상기 투광영역(T)은 상기 표시패널(130)에 표시된 이미지를 그대로 볼 수 있도록 투명하게 이루어진 영역을 의미한다.
즉, 상기 스위칭패널(120)에 비투광영역이 형성되지 않는 경우, 관찰자(110)는 표시패널(130)에 나타나는 이미지를 스위칭패널(120)을 통해 통해 그대로 보게 되며, 이때, 관찰자(110)는 평면영상을 보게된다. 그러나, 상기 스위칭패널(130)에 부분적으로 비투광영역이 형성된 경우, 상기 스위칭패널(120)은 비투광영역(B)이 일정거리를 두고 규칙적으로 형성되기 때문에, 관찰자(110)는 입체영상을 보게된다.
이를 좀더 상세하게 설명하면, 관찰자(110)는 상기 스위칭패널(120)의 투광영역(T)을 통해 표시패널(130)로 디스플레이되는 화상을 보게 되는데, 관찰자(110)의 좌안(Left Eye)과 우안(Right Eye)은 동일한 투광영역(T)을 통하더라도, 각각 표시패널(130)의 다른영역을 보게된다. 즉, 좌안은 표시패널(130)에서 좌안 대응화소를 보게되고, 우안은 표시패널(130)의 우안 대응화소를 각각 보게된다. 따라서, 이미지처리기(미도시)에 의해 표시패널(130)의 대응화소에는 좌안과 우안에 해당하는 영상이 디스플레이되어 관찰자(110)이 입체감을 느끼게 된다.
이때, 상기 스위칭패널(120)은 선택된 영역에서만 부분적으로 비투광영역 또는 투광영역을 형성할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이, 스위칭패널(120)이 전면에 걸쳐서 반복적인 불투광영역을 형성하지 않고, 특정영역에만 불투광영역을 형성하게 되면, 관찰자는 상기 표시패널(130)을 통해 입체영상과 평면영상을 동시에 관찰할 수 있게 된다. 즉, 불투광영역이 반복적으로 형성된 영역은 입체영상이 관찰되고, 투광영역만이 형성된 영역은 평면영상이 관찰된다.
따라서, 입체영상모드에서 선명도가 떨어지는 직선 또는 글씨(text)등을 표시할때, 상기 스위칭패널을 부분적으로, 투광영역으로 만들어줌으로써, 관찰자가 선명한 글씨를 관찰할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 표시패널이 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 동시에 구현할 수 있도록 하기 위해서, 스위칭패널을 복수의 화소영역으로 나누고, 상기 각 화소를 독립적으로 스위칭시키는 스위칭소자를 구성한다.
다시말해, 상기 스위칭소자의 구동에 의해 상기 화소영역 내에 적어도 하나의 투광영역과 비투광영역을 형성할 수 있도록 하고, 상기 화소를 개별적으로 스위칭시킴으로써, 부분적으로 입체영상과 평면영상을 구현하도록 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 스위칭패널을 나타낸 것으로, 도 4는 스위칭패널을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 I-I'의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스위칭패널(120)은 제1투명기판(110)과 제2투명기판(150) 그리고, 상기 제1 및 제2투명기판(110,150) 사이에 형성된 액정층(140)으로 구성된다. 설명의 편의를 위해 도 4에 도시된 평면도에는 제2투명기판을 생략하였다.
상기 제1투명기판(110)는 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인(101)과 상기 게이트라인(101)과 수직으로 배열된 복수의 데이터라인(103)이 형성되어 있으며, 이들은 복수의 화소영역을 정의한다.
이때, 상기 게이트라인(101)과 데이터라인(103)이 교차하는 영역에는 각 화소를 스위칭하기 위한 스위칭소자(109)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭소자(109)는 박막트랜지스터로써, 게이트전극(101a)과, 상기 게이트전극(101a) 상에 형성된 반도체층(105) 및 상기 반도체층(105) 상에 형성된 소스/드레인전극(102a,102b)으로 구성된다. 이때, 상기 게이트전극(101a)과 반도체층(105)은 게이트절연막(108)에 의해 절연되어 있으며, 상기 게이트절연막(108)은 제1투명기판(110) 전면에 걸쳐서 형성된다. 그리고, 상기 스위칭소자(109)를 포함하는 제1투명기판(110) 전면에는 보호막(111)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(111) 상에는 상기 소스전극(102b)과 전기적으로 접속하는 제1투명전극(107)이 형성되어 있다.
아울러, 상기 화소영역에는 투광영역(T)을 형성하는 투명한 유기패턴(145)이 형성되어 있으며, 상기 유기패턴(145)에 의해 제1투명기판(110)과 제2투명기판(150) 사이의 갭(gap)이 형성되고, 상기 유기패턴(145)에 의해 형성된 상기 제1 및 제2투명기판(110,150) 사이에 액정층(140)이 형성된다. 이때, 상기 유기패턴(145)은 포토아크릴(Photo Acryl)등을 사용할 수 있으며, 이외에 BCB(benzocyclobutene)와 같이 투명한 유기물이라면, 어떠한 물질이라도 가능하다.
또한, 상기 제2투명기판(150)에는 상기 제1투명전극(107)과 함께 액정(140)을 구동시키는 제2투명전극(157)이 형성되어 있으며, 상기 액정(140)은 제1 및 제2투명전극(107,157)에 신호가 인가됨에 따라, 광을 차단하는 비투광영역(B)을 형성한다. 이때, 상기 제1 및 제2투명전극(107,157)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium tin oxide)과 같은 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았지만, 제1 및 제2투명기판(110,150)의 배면에는 각각 제1 및 제2편광판이 배치되어 있으며, 상기 제1 및 제2투명전극(107,157) 상에는 액정의 초기방향을 결정하는 제1 및 제2배향막이 형성되어 있다.
이때, 상기 제1 및 제2배향막의 러빙방향은 서로 반대방향이며, 상기 제1 및 편광판의 편광방향은 러빙방향과 일치한다. 즉, 상기 제1편광판의 편광방향은 제1투명기판(110)의 러빙방향과 동일하고, 상기 제2편광판의 편광방향은 제2투명기판의 러빙방향과 동일하며, 리빙방향은 기판에 대하여 대각선 방향을 갖는다.
상기한 바와 같이 구성된 스위칭패널(120)은, 상기 제1 및 제2투명전극(107,157)에 신호인가 유무에 따라, 입체영상모드와 평면영상모드를 스위칭하게 된다. 즉, 상기 제1 및 제2투명전극(107,157)에 신호가 인가되면, 상기 제1 및 제2투명전극(107,157)의 전계방향을 따라, 액정이 구동하여, 비투광영역(B)을 형성하기 때문에, 유기패턴(145)이 형성된 투광영역(T)과 액정의 구동에 의해 형성된 비투광영역(B)이 교대로 배치되는 패러랙스 배리어방식의 입체영상 표시장치를 구현하게 된다.
반면에, 제1 및 제2투명전극(107,157)에 신호가 인가되지 않으면, 상기 액정(140)은 광을 그대로 투과시키기 때문에, 평면영상을 구현하게 된다.
도 6a 및 도 6b는 제1 및 제2투명전극의 신호인가 유무에 따른 액정의 구동을 각각 나타낸 것이다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2투명전극(107,157)에 전압이 인가되면, 제1투명전극(107)과 제2투명전극(157) 사이에 전계가 형성되고, 액정(140) 은 전계방향을 따라 구동하게 된다. 이때, 액정은 전압의 세기에 따라 빛의 투과량을 조절하게 되는데, 액정이 수직방향(전계방향)으로 배열될 때, 블랙화면을 나타낸다. 즉, 비투광영역(B)을 형성하게 된다.
반면에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2투명전극(107,157)에 전압이 인가되지 않으면, 액정(140)은 제1 및 제2기판(110,150)의 러빙방향을 따라 배열되며, 상부액정과 하부액정은 서로 반대방향으로 배열되어, 상하부 액정이 꼬여있는 상태가 된다. 따라서, 백라이트로부터 입사되는 빛은 상기 제2편광판, 액정층 및 제1편광판을 통해 그대로 투과되며, 화면상에 화이트를 나타낸다. 즉, 투광영역(T)을 형성하게 된다.
이때, 상기 각 화소는 스위칭소자에 의해 독립적으로 구동하기 때문에, 비투광영역(T)을 독립적으로 형성할 수가 있다. 예를 들어, 이미지와 텍스트가 동시에 표시되는 경우, 상기 이미지가 표시되는 영역은 입체영상모드로 구현하고, 상기 텍스트가 표시되는 영역은 평면영상모드로 구현하여, 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 동시에 구현할 수가 있다.
이를 좀더 상세하게 설명하면, 표시패널의 이미지가 표시되는 영역과 대응하는 스위칭패널의 화소(액정)를 구동시켜, 투광영역(T)과 비투광영역(B)이 교대로 배치되는 패러랙스 배리어를 형성함으로써, 입체영상을 구현하고, 표시패널의 텍스트가 표시되는 영역과 대응하는 스위칭패널의 화소는 구동시키지 않고, 부분적으로, 투광영역(T)을 형성하여, 평면영상을 구현함으로써, 입체영상과 평면영상을 동일 프레임 상에 표시할 수 있다.
따라서, 상기 스위칭패널(120)에 형성된 게이트라인 및 데이터라인의 일측에는 게이트신호 및 데이터신호를 게이트라인 및 데이터라인 각각 인가하기 위한 게이트구동회로와 데이터구동회로가 구성되어야 한다. 그리고, 상기 구동회로들은 표시패널의 영상 즉, 이미지 또는 텍스트(직선, 글씨등..)의 데이터신호에 따라, 화소별로 입체영상모드와 평면영상모드를 선택해야 하기 때문에, 표시패널의 구동회로와도 연결되어야 한다.
한편, 항상 투광영역(T)을 형성하는 유기패턴 대신에, 상기 제1 및 제2투명전극의 화소내에 부분적으로 형성함으로써, 화소내에 투광영역과 비투광영역을 선택적으로 구현할 수가 있다. 즉, 상기 유기패턴과 대응하는 영역에 투명전극을 형성하지 않고, 제1 및 제2투명전극을 부분적으로 형성하여, 패러랙스 베리어를 구현할 수가 있다.
도 7 및 도 8은 유기패턴이 형성되지 않은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도 7은 단위화소를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7의 II-II'의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 스위칭패널(220)은 제1투명기판(210)과 제2투명기판(250) 그리고, 상기 제1 및 제2투명기판(210,250) 사이에 형성된 액정층(240)으로 구성된다. 설명의 편의를 위해 단위화소만을 나타내었다.
상기 제1투명기판(210)는 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인(201)과 상기 게이트라인(201)과 수직으로 배열된 복수의 데이터라인(203)이 형성되어 있으며, 이들은 복수의 화소영역을 정의한다.
이때, 상기 게이트라인(201)과 데이터라인(203)이 교차하는 영역에는 각 화소를 스위칭하기 위한 스위칭소자(209)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭소자(209)는 박막트랜지스터로써, 게이트전극(201a)과, 상기 게이트전극(2 01a) 상에 형성된 반도체층(205) 및 상기 반도체층(205) 상에 형성된 소스/드레인전극(202a,202b)으로 구성된다. 상기 게이트전극(201a)과 반도체층(205)은 게이트절연막(208)에 의해 절연되어 있으며, 상기 게이트절연막(208)은 제1투명기판(210) 전면에 걸쳐서 형성된다. 그리고, 상기 스위칭소자(209)를 포함하는 제1투명기판(210) 전면에는 보호막(211)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(211) 상에는 상기 소스전극(202b)과 전기적으로 접속하는 제1투명전극들(207)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1투명전극들(207)은 소정간격 이격되어 형성되어 있으며, 이들은 서로 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 제2투명기판(250)에는 상기 제1투명전극(207)과 함께 액정(240)을 구동시키는 제2투명전극(257)이 형성되어 있으며, 상기 액정(240)은 제1 및 제2투명전극(207,257)에 신호가 인가됨에 따라, 광을 차단하는 비투광영역(B)을 형성한다. 즉, 상기 제1 및 제2투명전극(207,257)이 형성된 영역에 전계가 인가되면, 이영역은 비투광영역(B)으로 바뀌게되고, 투명전극이 형성되지 않은 영역은 전계가 발생하지 않기 때문에 투광영역(T)을 그대로 유지하게 된다. 이때, 상기 제1 및 제2투명전극(207,257)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium tin oxide)과 같은 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았지만, 제1 및 제2투명기판(210,250)의 배면에는 각각 제1 및 제2편광판이 배치되어 있으며, 상기 제1 및 제2투명전극(207,257) 상에는 액정의 초기방향을 결정하는 제1 및 제2배향막이 형성되어 있다.
이때, 상기 제1 및 제2배향막의 러빙방향은 서로 반대방향이며, 상기 제1 및 편광판의 편광방향은 러빙방향과 일치한다. 즉, 상기 제1편광판의 편광방향은 제1투명기판(210)의 러빙방향과 동일하고, 상기 제2편광판의 편광방향은 제2투명기판의 러빙방향과 동일하며, 리빙방향은 기판에 대하여 대각선 방향을 갖는다.
상기한 바와 같이 구성된 스위칭패널(220)은, 상기 제1 및 제2투명전극(207,257)에 신호인가 유무에 따라, 입체영상모드와 평면영상모드를 스위칭하게 된다. 즉, 상기 제1 및 제2투명전극(207,257)에 신호가 인가되는 화소는 액정이 구동하여, 비투광영역(B)을 형성하기 때문에, 전극이 형성되지 않은 투광영역(T)과 액정의 구동에 의해 형성된 비투광영역(B)이 교대로 배치되는 패러랙스 배리어방식의 입체영상 표시장치를 구현하게 된다.
반면에, 제1 및 제2투명전극(207,257)에 신호가 인가되지 않는 화소는 평면영상을 구현하게 된다.
도 9a 및 도 9b는 제1 및 제2투명전극의 신호인가 유무에 따른 액정의 구동을 각각 나타낸 것으로, 이전 실시예와 그 구동이 동일하다.
먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2투명전극(207,257)에 전압이 인가되면, 제1투명전극(207)과 제2투명전극(257) 사이에 전계가 형성되고, 액정(240)은 전계방향을 따라 구동하게 된다. 이때, 액정은 전압의 세기에 따라 빛의 투과량을 조절하게 되는데, 액정이 수직방향(전계방향)으로 배열될 때, 블랙화면을 나타 낸다. 즉, 비투광영역(B)을 형성하게 되고, 상기 전극들이 이격된 영역에는 투광영역(T)이 형성된다. 상기 제2투명전극(257)은 제2기판(250) 전면에 형성될 수도 있다.
반면에, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2투명전극(207,257)에 전압이 인가되지 않으면, 액정(240)은 제1 및 제2기판(210,250)의 러빙방향을 따라 배열되며, 상부액정과 하부액정은 서로 반대방향으로 배열되어, 상하부 액정이 꼬여있는 상태가 된다. 따라서, 백라이트로부터 입사되는 빛은 상기 제2편광판, 액정층 및 제1편광판을 통해 그대로 투과되어, 스위칭패널 전체가 투광영역(T)이 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 입체영상모드와 평면영상모드를 선택적으로 사용할 수 있도록 한 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 특히, 스위칭패널을 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소로 구성하고, 각 화소를 개별적으로 스위칭하는 스위칭소자를 구성함으로써, 입체영상(3D)과 평면영상(2D)이 화소별로 스위칭할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 기본 개념은 개별적으로 구동이 가능한 화소를 스위칭패널로 구성하는 것으로, 입체영상모드에서 선명도가 떨어지는 영상(직선, 텍스트등)영역만 평면영상으로 구현하여 과화질의 입체영상표시장치를 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 부분적으로 구현할 수 있도록 함으로써, 관찰자가 더욱 선명한 화상을 관찰할 수 있도록 한다. 즉, 입체영상에 의해 선명도가 떨어지는 영상에 대해 부분적으로 평면영상을 구현함으로써, 입체영상모드에서의 해상도를 더욱 향상시킬 수가 있다.

Claims (11)

  1. 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널에 부착되어, 전기신호의 인가 유무에 따라 동일 프레임 상에 입체영상과 평면영상을 선택적으로 구현하는 스위칭패널을 포함하여 구성된 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭패널은,
    제1 및 제2투명기판;
    상기 제1투명기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인;
    상기 게이트라인과 수직으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되어, 각 화소를 스위칭하기 위한 스위칭소자;
    상기 화소영역에 적어도 하나의 투광영역과 비투광영역을 구분하는 제1투명전극;
    상기 제2투명기판 상에 형성된 제2투명전극; 및
    상기 제1 및 제2투명기판 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2투명전극에 의해 비투광영역을 발생시키는 액정층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투광영역에 형성되며, 제1 및 제2투명기판 사이의 갭을 유지하는 투명한 유기패턴을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유기패턴은 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 게이트라인의 일단에 형성되어 게이트신호를 인가하는 게이트구동회로를 더 포함하여 구성된 입체영상 표시장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 데이터라인의 일단에 형성되어 데이터신호를 인가하는 데이터구동회로를 더 포함하여 구성된 입체영상 표시장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 스위칭소자는,
    제1투명기판에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극을 포함하는 제1투명기판 전면에 형성하는 게이트절연막;
    상기 게이트절연막 상에 형성된 반도체층; 및
    상기 반도체층 상에 형성된 소스 및 드레인전극을 포함하여 구성된 입체영상 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1투명전극은 상기 드레인전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스위칭패널은,
    투명한 제1 및 제2기판;
    상기 제1기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인;
    상기 게이트라인과 수직으로 배치되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터라인;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 배치되어, 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자;
    상기 화소영역에 적어도 하나의 투광영역을 정의하는 제1투명전극;
    상기 화소영역의 제1투명전극 사이에 정의된 비투광영역;
    상기 제2투명기판 상에 형성되며, 제1투명전극과 대응하는 영역에 형성되는 제2투명전극; 및
    상기 제1 및 제2투명기판 사이에 형성되며, 상기 제1 및 제2투명전극에 의해 비투광영역을 발생시키는 액정층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은 LCD(Liquid Crystal Display) 패널인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은,
    PDP(Plasma Display Panel)패널, FED(Field Emission Display)패널, EL(Electric Luminescence)패널 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)패널 중의 하나인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
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