KR20140040554A

KR20140040554A - 3차원영상 표시장치

Info

Publication number: KR20140040554A
Application number: KR1020120107403A
Authority: KR
Inventors: 이영복; 박형주; 남정림
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-03

Abstract

본 발명은, 서로 마주보며 이격되고, 제1 내지 제4화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 내면에 형성되는 게이트배선과; 상기 게이트배선과 교차하는 제1 내지 제4데이터배선과; 상기 게이트배선에 연결되고, 상기 제1 내지 제4데이터배선에 각각 연결되는 제1 내지 제4박막트랜지스터와; 상기 제1 내지 제4박막트랜지스터 각각에 연결되고, 상기 제1 내지 제4화소영역 각각에 형성되는 화소전극과; 상기 제2기판 내면에 형성되는 공통전극과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 제1액정층과; 상기 제2기판의 외면에 배치되고, 스트라이프 형태로 교대로 배열되는 제1 및 제2투과부와 제1 및 제2차단부를 포함하는 베리어패널을 포함하고, 상기 제1차단부는 상기 제1 및 제2박막트랜지스터와 상기 제1 및 제2데이터배선을 덮도록 배치되고, 상기 제2차단부는 상기 제3 및 제4박막트랜지스터와 상기 제3 및 제4데이터배선을 덮도록 배치되는 3차원영상 표시장치를 제공한다.

Description

3차원영상 표시장치 {Three Dimensional Image Display Device}

본 발명은 3차원영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 베리어패널의 차단부 하부에 표시패널의 데이터배선 및 박막트랜지스터가 위치하도록 함으로써, 3차원영상의 휘도가 개선되는 3차원영상 표시장치에 관한 것이다.

2차원영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원영상의 구현기술은 디스플레이(display) 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(High Definition Television) 이상이 될 것으로 기대되고 있다.

인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 3차원영상 구현기술 역시 어떤 원리로 관찰자에게 3차원영상을 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이 방향에 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.

그리고, 가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.

또한, 입체감표현방식은 양안(兩眼)의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼게 하는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안(左右眼)에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다.

이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.

이중에서 패럴랙스 베리어 또는 렌즈 어레이를 이용한 무안경 방식 3차원영상 표시장치의 3차원영상 구현원리를 간략하게 살펴보면, 좌/우안용 스테레오영상을 동시에 표시하는 표시패널과 사용자 사이에, 스트라이프(stripe) 형태의 슬릿(slit)과 베리어(barrier)를 배치하거나 다수의 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈를 배치하여 관찰자가 입체감을 느끼게 하는 방식이다.

이러한 무안경 방식 중에서 베리어를 사용하는 3차원영상 표시장치를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 3차원영상 표시장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 II-II에 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 3차원영상 표시장치(10)는, 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 표시패널(12)과, 표시패널(12)로부터 출사되는 좌안영상 및 우안영상을 분리하는 베리어패널(14)을 포함하는데, 표시패널(12)과 베리어패널(14)은 그 사이에 접착층(16)을 개재하여 합착 된다.

표시패널(12)은, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(20, 50)과, 제1 및 제2기판(20, 50) 사이에 개재되는 액정층(58)을 포함한다.

제1 및 제2기판(20, 50)은 제1 내지 제4화소영역(P1 내지 P4)을 포함하는 다수의 화소영역을 갖는다.

제1기판(20)의 내면에는 게이트배선(30)과, 게이트배선(30)에 연결되는 게이트전극(32)이 형성되고, 게이트배선(30) 및 게이트전극(32) 상부에는 게이트절연층(34)이 형성된다.

게이트전극(32)에 대응되는 게이트절연층(34) 상부에는 반도체층(36)이 형성되고, 반도체층(36)의 양단 상부에는 서로 마주보며 이격되는 소스전극(42) 및 드레인전극(44)이 형성된다.

게이트전극(32), 반도체층(36), 소스전극(42) 및 드레인전극(44)은 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 형성하는데, 박막트랜지스터는 다수의 화소영역 각각에 하나씩 형성되어 스위칭 소자의 역할을 한다.

예를 들어, 제1 내지 제4화소영역(P1 내지 P4)에는 각각 제1 내지 제4박막트랜지스터(T1 내지 T4)가 형성된다.

그리고, 소스전극(42)에 연결되는 데이터배선(40)이 게이트절연층(34) 상부에 형성되는데, 데이터배선(40)은 게이트배선(30)과 교차하여 다수의 화소영역을 정의한다.

박막트랜지스터 상부에는 보호층(46)이 형성되고, 보호층(46) 상부에는 보호층(46)의 콘택홀을 통하여 드레인전극(44)에 연결되는 화소전극(48)이 다수의 화소영역 각각에 형성된다.

제2기판(50)의 내면에는 게이트배선(30), 데이터배선(40) 및 박막트랜지스터에 대응되는 블랙매트릭스(52)가 형성되고, 블랙매트릭스(52) 하부에는 컬러필터층(54)이 형성되며, 컬러필터층(54) 하부에는 공통전극(56)이 형성된다.

컬러필터층(54)은, 다수의 화소영역에 각각 대응되는 적, 녹, 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다.

베리어패널(14)은, 스트라이프 형태로 교대로 배열되는 투과부(TA)와 차단부(BA)를 포함하는데, 차단부(BA)는 표시패널(12)의 인접한 2개의 화소영역 각각의 반에 대응되도록 배치된다.

예를 들어, 차단부(BA)는 제1화소영역(P1)의 우반부와 제2화소영역(P2)의 좌반부를 덮도록 배치되고, 제3화소영역(P3)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 좌반부를 덮도록 배치된다.

이와 같은 종래의 3차원영상 표시장치(10)에서는, 표시패널(12)의 인접한 2개의 화소영역이 각각 좌안영상 및 우안영상을 표시하고, 베리어패널(14)이 좌안영상 및 우안영상을 분리하여 서로 다른 시역(viewing zone)으로 전달하며, 서로 다른 시역에 양안이 각각 위치하는 사용자는 3차원영상을 감지한다.

예를 들어, 제1 및 제3화소영역(P1, P3)이 좌안영상을 표시하고, 제2 및 제4화소영역(P2, P4)이 우안영상을 표시한다.

그런데, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(14)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분이 서로 상이하고, 베리어패널(14)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분이 서로 상이하며, 이에 따라 좌안영상 및 우안영상의 휘도 및 색감에 편차가 발생하고, 이러한 편차는 3차원영상의 표시품질 저하의 원인으로 작용한다.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 베리어패널(14)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분은, 제1화소영역(P1)의 좌반부, 제2화소영역(P2)의 우반부, 제3화소영역(P3)의 좌반부, 제4화소영역(P4)의 우반부인데, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부에는 제1 및 제3박막트랜지스터(T1, T3)가 형성되어 있는 반면, 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부에는 박막트랜지스터가 형성되어 있지 않다.

하나의 화소영역에서 박막트랜지스터가 형성되는 부분은 빛이 통과하지 못하는 부분으로 영상표시에 사용되지 않으며, 개구율을 실질적으로 저하시키는 요인 중 하나이다.

따라서, 박막트랜지스터를 포함하는 상태로 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부의 실질적인 개구율은, 박막트랜지스터를 포함하지 않는 상태로 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부의 실질적인 개구율보다 작고, 그 결과 좌안영상의 휘도가 우안영상의 휘도보다 낮아져서 3차원영상 전체의 휘도가 저하되고 3차원영상의 표시품질이 저하되는 문제가 있다.

또한, 컬러필터층(54)을 고려하면, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부가 표시하는 색상과 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부가 표시하는 색상이 서로 차이가 있게 되고, 그 결과 좌안영상 및 우안영상의 색상에 편차가 발생하여 3차원영상 전체의 색감이 저하되고 3차원영상의 표시품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 베리어패널의 차단부 하부에 표시패널의 데이터배선 및 박막트랜지스터가 위치하도록 함으로써, 3차원영상의 휘도 및 색감이 개선되는 3차원영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 서로 마주보며 이격되고, 제1 내지 제4화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 내면에 형성되는 게이트배선과; 상기 게이트배선과 교차하는 제1 내지 제4데이터배선과; 상기 게이트배선에 연결되고, 상기 제1 내지 제4데이터배선에 각각 연결되는 제1 내지 제4박막트랜지스터와; 상기 제1 내지 제4박막트랜지스터 각각에 연결되고, 상기 제1 내지 제4화소영역 각각에 형성되는 화소전극과; 상기 제2기판 내면에 형성되는 공통전극과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 제1액정층과; 상기 제2기판의 외면에 배치되고, 스트라이프 형태로 교대로 배열되는 제1 및 제2투과부와 제1 및 제2차단부를 포함하는 베리어패널을 포함하고, 상기 제1차단부는 상기 제1 및 제2박막트랜지스터와 상기 제1 및 제2데이터배선을 덮도록 배치되고, 상기 제2차단부는 상기 제3 및 제4박막트랜지스터와 상기 제3 및 제4데이터배선을 덮도록 배치되는 3차원영상 표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 제1화소영역은 상기 제1데이터배선의 좌측에 배치되고, 상기 제2화소영역은 상기 제2데이터배선의 우측에 배치되고, 상기 제3화소영역은 상기 제3데이터배선의 좌측에 배치되고, 상기 제4화소영역은 상기 제4데이터배선의 우측에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 다수의 화소영역 중 인접한 2개는 각각 좌안영상 및 우안영상을 표시할 수 있다.

또한, 상기 베리어패널은, 접착층에 의하여 상기 제2기판의 외면에 부착될 수 있다.

그리고, 상기 베리어패널은, 서로 마주보며 이격된 제3 및 제4기판과; 상기 제3기판의 내면에 형성되는 제1전극과; 상기 제4기판의 내면에 형성되는 제2전극과; 상기 제3 및 제4기판 사이에 형성되는 제2액정층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2전극에 서로 상이한 전압을 인가하여 상기 제1전극에 대응되는 영역이 상기 차단부로 작용할 수 있다.

그리고, 상기 베리어패널은, 상기 제1전극의 상부에 형성되는 절연층과; 상기 절연층의 상부에 형성되는 제3전극을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 3차원영상 표시장치는, 상기 제1기판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛과; 상기 제1 및 제2기판의 외면에 각각 부착되는 제1 및 제2편광판과; 상기 제2기판과 상기 공통전극 사이에 형성되는 컬러필터층을 더 포함할 수 있다.

본 발명은, 표시패널의 인접 화소영역의 데이터배선 및 박막트랜지스터를 모아서 배치하고, 베리어패널의 차단부 하부에 표시패널의 인접 화소영역의 데이터배선 및 박막트랜지스터가 위치하도록 함으로써, 3차원영상의 휘도 및 색감이 개선 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 3차원영상 표시장치를 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 절단선 II-II에 따라 절단한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원영상 표시장치를 도시한 평면도.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV에 따라 절단한 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원영상 표시장치를 도시한 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기습윤소자를 포함하는 표시장치를 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원영상 표시장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV에 따라 절단한 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원영상 표시장치(110)는, 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 표시패널(112)과, 표시패널(112)로부터 출사되는 좌안영상 및 우안영상을 분리하는 베리어패널(114)을 포함하는데, 표시패널(112)과 베리어패널(114)은 그 사이에 접착층(116)을 개재하여 합착 될 수 있다.

표시패널(112)은, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(120, 150)과, 제1 및 제2기판(120, 150) 사이에 개재되는 액정층(158)을 포함한다.

제1 및 제2기판(120, 150)은 제1 내지 제4화소영역(P1 내지 P4)을 포함하는 다수의 화소영역을 갖는다.

제1기판(120)의 내면에는 게이트배선(130)과, 게이트배선(130)에 연결되는 게이트전극(132)이 형성되고, 게이트배선(130) 및 게이트전극(132) 상부에는 게이트절연층(134)이 형성된다.

게이트전극(132)에 대응되는 게이트절연층(134) 상부에는 반도체층(136)이 형성되고, 반도체층(136)의 양단 상부에는 서로 마주보며 이격되는 소스전극(142) 및 드레인전극(144)이 형성된다.

게이트전극(132), 반도체층(136), 소스전극(142) 및 드레인전극(144)은 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 형성하는데, 박막트랜지스터는 다수의 화소영역 각각에 하나씩 형성되어 스위칭 소자의 역할을 한다.

그리고, 소스전극(142)에 연결되는 데이터배선(140)이 게이트절연층(314) 상부에 형성되는데, 데이터배선(140)은 인접한 2개의 화소영역 마다 2개씩 형성된다.

예를 들어, 제1 및 제2화소영역(P1, P2) 사이에는 제1 및 제2데이터배선(140a, 140b)이 서로 이격되며 형성되고, 제3 및 제4화소영역(P3, P4) 사이에는 제3 및 제4데이터배선(140c, 140d) 서로 이격되며 형성되는 반면에, 제2 및 제3화소영역(P2, P3) 사이에는 데이터배선이 형성되지 않는다.

이러한 데이터배선(140)은 게이트배선(130)과 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는데, 구체적으로 하나의 데이터배선(140)이 하나의 게이트배선(130)과 교차하여 인접한 2개의 화소영역을 정의한다.

따라서, 박막트랜지스터와 데이터배선(140)은 인접한 2개의 화소영역 마다 2개씩 모여서 형성된다.

박막트랜지스터 상부에는 보호층(146)이 형성되고, 보호층(146) 상부에는 보호층(146)의 콘택홀을 통하여 드레인전극(144)에 연결되는 화소전극(148)이 다수의 화소영역 각각에 형성된다.

화소전극(148)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin oxide: ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide: IZO)와 같은 투명도전성 물질로 이루어질 수 있다.

제2기판(150)의 내면에는 게이트배선(130), 데이터배선(140) 및 박막트랜지스터에 대응되는 블랙매트릭스(152)가 형성되고, 블랙매트릭스(152) 하부에는 컬러필터층(154)이 형성되며, 컬러필터층(154) 하부에는 공통전극(156)이 형성된다.

컬러필터층(154)은, 다수의 화소영역에 각각 대응되는 적, 녹, 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 표시패널(112)의 하부에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛이 배치될 수 있으며, 제1 및 제2기판(120, 150)의 외면에는 각각 제1 및 제2편광판이 부착될 수 있다.

베리어패널(114)은, 수직 스트라이프 형태로 교대로 배열되는 투과부(TA)와 차단부(BA)를 포함하는데, 차단부(BA)는 표시패널(112)의 인접한 2개의 화소영역 각각의 반에 대응되도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 하나의 차단부(BA)가 제1화소영역(P1)의 우반부와 제2화소영역(P2)의 좌반부를 덮고, 다른 하나의 차단부(BA)가 제3화소영역(P3)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 좌반부를 덮도록 배치되고, 하나의 투과부(TA)가 제2화소영역(P2)의 우반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부를 노출하도록 배치될 수 있다.

그리고, 차단부(BA)는 표시패널의 인접한 2개의 박막트랜지스터와 인접한 2개의 데이터배선(140)을 덮도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 하나의 차단부(BA)가 인접한 제1 및 제2박막트랜지스터(T1, T2)와 인접한 제1 및 제2데이터배선(140a, 140b)를 덮도록 배치되고, 다른 하나의 차단부(BA)가 인접한 제3 및 제4박막트랜지스터(T3, T4)와 인접한 제3 및 제4데이터배선(140c, 140d)를 덮도록 배치되고, 하나의 투과부(TA)가 제2 및 제3화소영역(P2, P3)의 화소전극(148)을 노출하도록 배치될 수 있다.

따라서, 표시패널(112)의 박막트랜지스터 및 데이터배선(140)은 모두 베리어패널(114)의 차단부(BA)에 의하여 덮여서 베리어패널(114)의 투과부(TA)를 통하여 노출되지 않는다.

그리고, 표시패널(112)의 인접한 2개의 화소영역의 폭은 베리어패널(114)의 차단부(BA)의 피치보다 크게 형성될 수 있다.

예를 들어, 표시패널(112)의 하나의 화소영역이 제1폭(w1)을 가지고, 베리어패널(114)의 투과부(TA) 및 차단부(BA)가 각각 제2 및 제3폭(w2, w3)을 가질 경우, 2개의 화소영역의 폭(2w1)은 베리어패널(114)의 투과부(TA) 및 차단부(BA)의 폭의 합(w2+w3)보다 클 수 있다. (2w1 > w2+w3)

이와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원영상 표시장치(110)에서는, 표시패널(112)의 인접한 2개의 화소영역이 각각 좌안영상 및 우안영상을 표시하고, 베리어패널(114)이 좌안영상 및 우안영상을 분리하여 서로 다른 시역(viewing zone)으로 전달하며, 서로 다른 시역에 양안이 각각 위치하는 사용자는 3차원영상을 감지한다.

한편, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(114)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분이 서로 동일하고, 베리어패널(114)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분이 서로 동일하므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도 및 색감에 편차가 방지되고, 그 결과 3차원영상의 표시품질이 개선된다.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 베리어패널(114)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분은, 제1화소영역(P1)의 좌반부, 제2화소영역(P2)의 우반부, 제3화소영역(P3)의 좌반부, 제4화소영역(P4)의 우반부인데, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부에는 제1 및 제3박막트랜지스터(T1, T3)가 형성되어 있지 않고, 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부에도 제2 및 제4박막트랜지스터(T2, T4)가 형성되어 있지 않다.

따라서, 박막트랜지스터를 포함하지 않는 상태로 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부의 실질적인 개구율은, 박막트랜지스터를 포함하지 않는 상태로 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부의 실질적인 개구율과 동일하고, 그 결과 좌안영상의 휘도와 우안영상의 휘도가 서로 동일하게 되어 3차원영상의 표시품질이 개선된다.

그리고, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(114)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(140)이 형성되고, 베리어패널(114)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(140)이 형성되지 않으므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도가 개선되고, 그 결과 3차원영상의 표시품질이 개선된다.

즉, 베리어패널(114)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 화소전극(148)만이 형성되어 노출된 부분 전체를 좌안영상 및 우안영상의 표시에 사용할 수 있으므로, 3차원영상 전체의 휘도가 개선된다.

또한, 컬러필터층(154)을 고려하면, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부가 표시하는 색상과 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부가 표시하는 색상이 서로 동일하게 되고, 그 결과 좌안영상 및 우안영상의 색상의 편차가 방지되어 3차원영상 전체의 색감이 개선되고, 3차원영상의 표시품질이 개선된다.

한편, 전기적 제어에 의하여 차단부가 형성되거나 형성되지 않도록 베리어패널을 형성할 수 있으며, 그 경우 표시장치는 2차원영상 표시모드 또는 3차원영상 표시모드로 구동될 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원영상 표시장치를 도시한 단면도로서, 각각 2차원영상 표시모드 및 3차원영상 표시모드로 구동될 경우를 도시하며, 표시패널의 구성 및 동작은 제1실시예와 동일하므로 구체적 설명을 생략한다.

도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 영상 표시장치(210)는, 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 표시패널(212)과, 표시패널(212)로부터 출사되는 좌안영상 및 우안영상을 분리하는 베리어패널(214)을 포함하는데, 표시패널(212)과 베리어패널(214)은 그 사이에 접착층(216)을 개재하여 합착 될 수 있다.

베리어패널(214)은, 서로 마주보며 이격되는 제3 및 제4기판(260, 270)과, 제3 및 제4기판(260, 270) 사이에 개재되는 제2액정층(274)을 포함한다.

제3기판(260) 내면에는 제1 및 제2전극(262a, 262b)이 형성되고, 제4기판(270)의 내면 전면에는 제3전극(272)이 형성되는데, 제1 및 제2전극(262a, 262b)은 수직 스트라이프 형태로 교대로 배열될 수 있다.

제1 내지 제3전극(262a, 262b, 272)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin oxide: ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide: IZO)와 같은 투명도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 다른 실시예에서는 제2전극(262b)이 생략될 수 있다.

도시하지는 않았지만, 제3 및 제4기판(260, 270)의 외면에는 각각 제3 및 제4편광판이 부착될 수 있다.

베리어패널(214)을 노멀리 화이트(normally white) 방식으로 제조할 경우, 도 5a에 도시한 바와 같은 2차원영상 표시모드에서는, 제1 및 제2전극(262a, 262b)에 전압을 인가하지 않거나, 제1 및 제2전극(262a, 262b)에 제3전극(272)에 인가되는 전압과 동일한 전압을 인가할 수 있다.

이때, 제2액정층(274)의 제1전극(262a) 상부의 제1액정분자(276a)와 제2전극(262b) 상부의 제2액정분자(276b)는 초기 배열상태를 유지하여 빛을 통과시키고, 베리어패널(214)의 전영역은 투과부(TA)로 작용한다.

따라서, 베리어패널(214)은, 표시패널(212)의 다수의 화소영역이 각각 표시하는 2차원영상을 그대로 통과시키고, 사용자는 2차원영상을 시청할 수 있다.

한편, 도 5b에 도시한 바와 같은 3차원영상 표시모드에서는, 제1전극(262a)에는 제3전극(272)에 인가되는 전압과 상이한 전압을 인가하고, 제2전극(262b)에는 전압을 인가하지 않거나, 제3전극(272)에 인가되는 전압과 동일한 전압을 인가할 수 있다.

이때, 제2액정층(274)의 제1전극(262a) 상부의 제1액정분자(276a)는 제1 및 제3전극(262a, 272) 사이에 생성된 전기장에 의하여 재배열되어 빛을 차단하고, 제2전극(262b) 상부의 제2액정분자(276b)는 초기 배열상태를 유지하여 빛을 통과시킴으로써, 베리어패널(214)의 제1전극(262a)에 대응되는 영역은 차단부(BA)로 작용하고 베리어패널(214)의 제2전극(262b)에 대응되는 영역은 투과부(TA)로 작용한다.

따라서, 베리어패널(214)은, 표시패널(212)의 다수의 화소영역이 각각 표시하는 좌안영상 및 우안영상을 분리하고, 사용자는 3차원영상을 시청할 수 있다.

여기서, 제1전극(262a)에 의하여 생성되는 차단부(BA)는, 표시패널(212)의 인접한 2개의 화소영역 각각의 반에 대응되도록 배치될 수 있으며, 표시패널(212)의 인접한 2개의 박막트랜지스터와 인접한 2개의 데이터배선(240)을 덮도록 배치될 수 있다.

즉, 제1전극(262a)이 표시패널(212)의 인접한 2개의 박막트랜지스터와 인접한 2개의 데이터배선(240)을 덮도록 배치될 수 있다.

따라서, 표시패널(212)의 박막트랜지스터 및 데이터배선(240)은 모두 베리어패널(214)의 차단부(BA)에 의하여 덮여서 베리어패널(214)의 투과부(TA)를 통하여 노출되지 않는다.

이와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 영상 표시장치(210)에서는, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(214)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분이 서로 동일하고, 베리어패널(214)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분이 서로 동일하므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도 및 색감에 편차가 방지되고, 그 결과 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

그리고, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(214)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(240)이 형성되고, 베리어패널(214)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(240)이 형성되지 않으므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도가 개선되고, 그 결과 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

즉, 베리어패널(214)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 화소전극(248)만이 형성되어 노출된 부분 전체를 좌안영상 및 우안영상의 표시에 사용할 수 있으므로, 3차원 영상 전체의 휘도가 개선된다.

또한, 컬러필터층(254)을 고려하면, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부가 표시하는 색상과 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부가 표시하는 색상이 서로 동일하게 되고, 그 결과 좌안영상 및 우안영상의 색상의 편차가 방지되어 3차원 영상 전체의 색감이 개선되고, 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

한편, 2실시예의 베리어패널의 제1 및 제2전극은 절연층을 개재한 미세패턴의 이중층으로 형성할 수도 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3실시예에 따른 3차원영상 표시장치를 도시한 단면도로서, 각각 2차원영상 표시모드 및 3차원영상 표시모드로 구동될 경우를 도시하며, 표시패널의 구성 및 동작은 제1 및 제2실시예와 동일하므로 구체적 설명을 생략한다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 3차원 영상 표시장치(310)는, 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 표시패널(312)과, 표시패널(312)로부터 출사되는 좌안영상 및 우안영상을 분리하는 베리어패널(314)을 포함하는데, 표시패널(312)과 베리어패널(314)은 그 사이에 접착층(316)을 개재하여 합착 될 수 있다.

베리어패널(314)은, 서로 마주보며 이격되는 제3 및 제4기판(360, 370)과, 제3 및 제4기판(360, 370) 사이에 개재되는 제2액정층(374)을 포함한다.

제3기판(360) 내면에는 서로 이격되는 다수의 제1전극(362)이 형성되고, 다수의 제1전극(362) 상부에는 절연층(364)이 형성되고, 절연층(364) 상부에는 서로 이격되는 다수의 제2전극(366)이 형성된다.

다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)은 각각 미세패턴으로 형성되며, 제1전극(362)과 제2전극(366)은 가장자리가 서로 중첩되도록 배치될 수 있으며, 제1전극(362)과 제2전극(366)은 수직 스트라이프 형태로 교대로 배열될 수 있다.

이와 같이 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)을 절연층(364)을 개재한 이중층으로 구성할 경우, 베리어패널(314)의 전 영역을 투과부(TA) 또는 차단부(BA)로 활용할 수 있으며, 제3 및 제4기판(350, 370) 합착 시의 오정렬(misalignment)에 의한 투과부(TA) 및 차단부(BA)의 위치 이탈을 전기적 신호가 인가되는 전극을 변경하여 보상할 수 있는 장점이 있다.

다른 실시예에서는, 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)을 차단부(BA)가 될 영역과 그 주변에만 형성하고 투과부(TA)가 될 영역에서는 생략할 수도 있다.

그리고, 제4기판(370)의 내면 전면에는 제3전극(372)이 형성된다.

제1 내지 제3전극(362, 366, 372)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin oxide: ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide: IZO)와 같은 투명도전성 물질로 이루어질 수 있다.

도시하지는 않았지만, 제3 및 제4기판(360, 370)의 외면에는 각각 제3 및 제4편광판이 부착될 수 있다.

베리어패널(314)을 노멀리 화이트(normally white) 방식으로 제조할 경우, 도 6a에 도시한 바와 같은 2차원영상 표시모드에서는, 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)에 전압을 인가하지 않거나, 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)에 제3전극(372)에 인가되는 전압과 동일한 전압을 인가할 수 있다.

이때, 제2액정층(374)의 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366) 상부의 제1 및 제2액정분자(376a, 376b)는 초기 배열상태를 유지하여 빛을 통과시키고, 베리어패널(314)의 전영역은 투과부(TA)로 작용한다.

따라서, 베리어패널(314)은, 표시패널(312)의 다수의 화소영역이 각각 표시하는 2차원영상을 그대로 통과시키고, 사용자는 2차원영상을 시청할 수 있다.

한편, 도 6b에 도시한 바와 같은 3차원영상 표시모드에서는, 차단부(BA)가 될 영역의 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)에는 제3전극(372)에 인가되는 전압과 상이한 전압을 인가하고, 투과부(BA)가 될 영역의 다수의 제1전극(362)과 다수의 제2전극(366)에는 전압을 인가하지 않거나, 제3전극(372)에 인가되는 전압과 동일한 전압을 인가할 수 있다.

이때, 제2액정층(374)의 차단부(BA)의 제1액정분자(376a)는, 다수의 제1전극(362)과 제3전극(372) 사이 및 다수의 제2전극(366)과 제3전극(372) 사이에 생성된 전기장에 의하여 재배열되어 빛을 차단하고, 제2액정층(374)의 투과부(TA)의 제2액정분자(376b)는 초기 배열상태를 유지하여 빛을 통과시킨다.

따라서, 베리어패널(314)은, 표시패널(312)의 다수의 화소영역이 각각 표시하는 좌안영상 및 우안영상을 분리하고, 사용자는 3차원영상을 시청할 수 있다.

여기서, 차단부(BA)는, 표시패널(312)의 인접한 2개의 화소영역 각각의 반에 대응되도록 배치될 수 있으며, 표시패널(312)의 인접한 2개의 박막트랜지스터와 인접한 2개의 데이터배선(340)을 덮도록 배치될 수 있다.

따라서, 표시패널(312)의 박막트랜지스터 및 데이터배선(340)은 모두 베리어패널(314)의 차단부(BA)에 의하여 덮여서 베리어패널(314)의 투과부(TA)를 통하여 노출되지 않는다.

이와 같은 본 발명의 제3실시예에 따른 3차원 영상 표시장치(310)에서는, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(314)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분이 서로 동일하고, 베리어패널(314)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분이 서로 동일하므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도 및 색감에 편차가 방지되고, 그 결과 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

그리고, 좌안영상 및 우안영상을 각각 표시하는 인접한 2개의 화소영역에서, 베리어패널(314)의 차단부(BA)에 의하여 가려지는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(340)이 형성되고, 베리어패널(314)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 박막트랜지스터 및 데이터배선(340)이 형성되지 않으므로, 좌안영상 및 우안영상의 휘도가 개선되고, 그 결과 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

즉, 베리어패널(314)의 투과부(TA)를 통하여 노출되는 부분에는 화소전극(348)만이 형성되어 노출된 부분 전체를 좌안영상 및 우안영상의 표시에 사용할 수 있으므로, 3차원 영상 전체의 휘도가 개선된다.

또한, 컬러필터층(354)을 고려하면, 좌안영상을 표시하는 제1화소영역(P1)의 좌반부와 제3화소영역(P3)의 좌반부가 표시하는 색상과 우안영상을 표시하는 제2화소영역(P2)의 우반부와 제4화소영역(P4)의 우반부가 표시하는 색상이 서로 동일하게 되고, 그 결과 좌안영상 및 우안영상의 색상의 편차가 방지되어 3차원 영상 전체의 색감이 개선되고, 3차원 영상의 표시품질이 개선된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 3차원영상 표시장치 112: 표시패널
114: 베리어패널
T1, T2, T3, T4: 제1 내지 제4박막트랜지스터
140a, 140b, 140c, 140d: 제1 내지 제4데이터배선
TA: 투과부 BA: 차단부

Claims

서로 마주보며 이격되고, 제1 내지 제4화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과;
상기 제1기판의 내면에 형성되는 게이트배선과;
상기 게이트배선과 교차하는 제1 내지 제4데이터배선과;
상기 게이트배선에 연결되고, 상기 제1 내지 제4데이터배선에 각각 연결되는 제1 내지 제4박막트랜지스터와;
상기 제1 내지 제4박막트랜지스터 각각에 연결되고, 상기 제1 내지 제4화소영역 각각에 형성되는 화소전극과;
상기 제2기판 내면에 형성되는 공통전극과;
상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 제1액정층과;
상기 제2기판의 외면에 배치되고, 스트라이프 형태로 교대로 배열되는 제1 및 제2투과부와 제1 및 제2차단부를 포함하는 베리어패널
을 포함하고,
상기 제1차단부는 상기 제1 및 제2박막트랜지스터와 상기 제1 및 제2데이터배선을 덮도록 배치되고,
상기 제2차단부는 상기 제3 및 제4박막트랜지스터와 상기 제3 및 제4데이터배선을 덮도록 배치되는 3차원영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1화소영역은 상기 제1데이터배선의 좌측에 배치되고, 상기 제2화소영역은 상기 제2데이터배선의 우측에 배치되고, 상기 제3화소영역은 상기 제3데이터배선의 좌측에 배치되고, 상기 제4화소영역은 상기 제4데이터배선의 우측에 배치되는 3차원영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 화소영역 중 인접한 2개는 각각 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 3차원영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 베리어패널은, 접착층에 의하여 상기 제2기판의 외면에 부착되는 3차원영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 베리어패널은,
서로 마주보며 이격된 제3 및 제4기판과;
상기 제3기판의 내면에 형성되는 제1전극과;
상기 제4기판의 내면에 형성되는 제2전극과;
상기 제3 및 제4기판 사이에 형성되는 제2액정층
을 포함하는 3차원영상 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 및 제2전극에 서로 상이한 전압을 인가하여 상기 제1전극에 대응되는 영역이 상기 차단부로 작용하는 3차원영상 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 베리어패널은,
상기 제1전극의 상부에 형성되는 절연층과;
상기 절연층의 상부에 형성되는 제3전극
을 더 포함하는 3차원영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1기판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛과;
상기 제1 및 제2기판의 외면에 각각 부착되는 제1 및 제2편광판과;
상기 제2기판과 상기 공통전극 사이에 형성되는 컬러필터층
을 더 포함하는 3차원영상 표시장치.