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KR101899134B1 - 듀얼 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

듀얼 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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KR101899134B1
KR101899134B1 KR1020120033801A KR20120033801A KR101899134B1 KR 101899134 B1 KR101899134 B1 KR 101899134B1 KR 1020120033801 A KR1020120033801 A KR 1020120033801A KR 20120033801 A KR20120033801 A KR 20120033801A KR 101899134 B1 KR101899134 B1 KR 101899134B1
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KR
South Korea
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electrodes
crystal barrier
barrier
operates
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김범식
남희
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

듀얼 액정 배리어는 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판, 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 이 때, 듀얼 액정 배리어는 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 및 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작한다.

Description

듀얼 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 {DUAL LIQUID CRYSTAL BARRIER AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 시분할 액정 배리어 및 공간분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작하는 듀얼 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
입체 영상 표시 기술은 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 이미지(즉, 좌안 이미지과 우안 이미지)를 제공하여 사용자로 하여금 보는 영상에 거리감과 입체감을 느끼게 한다. 일반적으로, 입체 영상 표시 장치에는 크게 안경 방식과 무안경 방식이 있는데, 최근에는 시청자의 편의성을 고려한 무안경 방식이 주목받고 있으며, 무안경 방식 중에서 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치가 널리 사용되고 있다.
구체적으로, 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어에 기초하여 광 투과부들을 통해 좌안 이미지와 우안 이미지를 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공함으로써 입체 영상을 구현할 수 있다. 이 때, 공간분할 액정 배리어의 경우 광 투과부들과 광 차단부들이 고정되어 있는 반면, 시분할 액정 배리어의 경우 광 투과부들과 광 차단부들이 시간에 따라 교대로 변경된다.
일반적으로, 공간분할 액정 배리어의 경우에는 액정층에서 광 차단부들과 광 투과부들이 고정되어 입체 영상의 해상도(resolution)가 저하된다는 단점이 있고, 시분할 액정 배리어의 경우에는 액정층에서 광 투과부들과 광 차단부들의 변환 동작이 고속으로 이루어지기 때문에, 외부 온도가 낮아져서 액정의 응답 속도가 떨어지는 경우, 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생하여 입체 영상의 화질이 저하된다는 단점이 있다.
본 발명의 일 목적은 외부 온도 또는 외부 입력에 따라 선택적으로 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 듀얼 액정 배리어를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 듀얼 액정 배리어를 포함하는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 액정 배리어는 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판, 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 듀얼 액정 배리어는 상기 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 및 상기 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 제 1 외부 입력이 수신되면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 제 2 외부 입력이 수신되면 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제 1 전극들에 구동 전압이 인가되고, 상기 제 2 전극들에 기준 전압이 인가되며, 상기 제 3 및 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공간분할 액정 배리어는 노말리 화이트(normally white) 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액정층에서 상기 제 1 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 2 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제3 및 제 4 전극들에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극들에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 1 기간 동안 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하며, 제 2 기간 동안 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 상기 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판, 및 상기 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치는 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 및 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작하는 듀얼 액정 배리어, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작할 때, 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 고정시키고, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 시분할 액정 배리어로서 동작할 때, 상기 시분할 액정 배리어의 구동에 동기하여 상기 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 상기 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교대로 변경시키는 표시 패널, 및 상기 듀얼 액정 배리어의 동작과 상기 표시 패널의 동작을 제어하는 주변 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 상기 광 투과부들 및 상기 광 차단부들을 형성하기 위한 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 상기 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판, 상기 광 투과부들 및 상기 광 차단부들을 형성하기 위한 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 상기 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판, 및 상기 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어는 제 1 외부 입력이 수신되면 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 제 2 외부 입력이 수신되면 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제 1 전극들에 구동 전압이 인가되고, 상기 제 2 전극들에 기준 전압이 인가되며, 상기 제 3 및 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공간분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액정층에서 상기 제 1 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 2 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제3 및 제 4 전극들에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극들에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 1 기간 동안 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하며, 제 2 기간 동안 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 액정 배리어는 액정층을 사이에 둔 제 1 기판과 제 2 기판에 각각 공간분할 전극들과 시분할 전극들이 형성된 구조를 가짐으로써, 외부 온도 또는 외부 입력에 따라 선택적으로 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 듀얼 액정 배리어를 포함함으로써, 외부 온도가 낮아지더라도 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생하지 않도록 할 수 있다. 이에, 입체 영상 구현시 입체 영상의 화질이 크게 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 액정 배리어를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부의 공간분할 전극들을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부의 시분할 전극들을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 공간분할 전극들에 소정의 전압이 인가되는 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2의 공간분할 전극들에 의하여 액정층에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 시분할 전극들에 소정의 전압이 인가되는 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 3의 시분할 전극들에 의하여 액정층에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부에 시분할 전극들이 영역 별로 분리되어 배치되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 듀얼 액정 배리어를 외부 온도에 기초하여 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작시키는 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 1의 듀얼 액정 배리어를 외부 입력에 기초하여 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작시키는 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 입체 영상 표시 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 액정 배리어를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 듀얼 액정 배리어(100)는 제 1 기판(120), 제 2 기판(140) 및 액정층(160)을 포함할 수 있다. 다만, 도 1에서는 제 1 기판(120)이 상부 기판이고, 제 2 기판(140)이 하부 기판인 것으로 도시되어 있으나, 듀얼 액정 배리어(100)의 구조는 그에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 제 1 기판(120)이 하부 기판이고, 제 2 기판(140)이 상부 기판일 수 있다.
제 1 기판(120)은 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(126)로 구성된 공간분할 전극들을 구비할 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)의 너비(width)는 제 2 전극들(126)의 너비보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면, 듀얼 액정 배리어(100)는 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자에 의하여 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하게 하는 제 2 외부 입력이 수신되면, 듀얼 액정 배리어(100)는 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 일반적으로, 외부 온도가 낮아지게 되면, 액정의 응답 속도가 떨어지기 때문에, 시분할 액정 배리어에서는 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생하게 된다. 이에, 외부 온도가 낮은 경우 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크에 의하여 입체 영상의 화질이 저하되게 된다. 따라서, 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도(즉, 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생할 수 있는 온도)보다 작거나, 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 1 전극들(124)에 구동 전압이 인가되고, 제 2 전극들(126)에 기준 전압이 인가되며, 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에는 공통 전압이 인가되는 방식으로 듀얼 액정 배리어(100)는 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 듀얼 액정 배리어(100)는 제 1 기판(120)의 일측(예를 들어, 도 1에서는 상측)에 형성되는 제 1 편광판(180_1)을 더 포함할 수 있다.
제 1 기판(120)은 투명 기판(122) 예를 들어, 유리 기판으로 형성될 수 있고, 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(126)은 투명 전극들에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(126)은 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO)로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(120)에 형성되는 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(126)은 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(126)의 길이 방향은 지면에 수직인 방향(즉, 스트라이프 패턴)이다. 상술한 바와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하기 위하여, 제 1 전극들(124)에 구동 전압이 인가되고, 제 2 전극들(126)에 기준 전압이 인가되며, 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 듀얼 액정 배리어(100)는 노말리 화이트(normally white) 모드로 동작하고, 구동 전압은 액정층(160)에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 기준 전압 및 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다. 그 결과, 액정층(160)에서 제 1 전극들(124)에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 제 2 전극들(126)에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 다만, 상기에서는 듀얼 액정 배리어(100)가 오프(off) 상태에서 빛을 투과하고 온(on) 상태에서 빛을 차단하는 노말리 화이트 모드로 동작하는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 그에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 듀얼 액정 배리어(100)는 오프 상태에서 빛을 차단하고 온 상태에서 빛을 투과하는 노말리 블랙 모드로 동작할 수도 있다.
제 2 기판(140)은 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(146)로 구성된 시분할 전극들을 구비할 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)의 너비는 제 4 전극들(146)의 너비와 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면, 듀얼 액정 배리어(100)는 시분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자에 의하여 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하게 하는 제 1 외부 입력이 수신되면, 듀얼 액정 배리어(100)는 시분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 일반적으로, 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 액정층(160)에서 광 차단부들과 광 투과부들이 고정되기 때문에 입체 영상의 해상도(resolution)가 저하될 수 있다. 이에, 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생하지 않는 충분한 온도를 갖거나(즉, 기 설정된 온도보다 크거나), 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가(예를 들어, 제 3 전극들(144)에 구동 전압이 인가되면, 제 4 전극들(146)에는 기준 전압이 인가되고, 제 4 전극들(146)에 구동 전압이 인가되면, 제 3 전극들(144)에는 기준 전압이 인가)되고, 제 1 및 제 2 전극들(124, 126)에는 공통 전압이 인가되는 방식으로 듀얼 액정 배리어(100)는 시분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 듀얼 액정 배리어(100)는 제 2 기판(140)의 일측(예를 들어, 도 1에서는 하측)에 형성되는 제 2 편광판(180_2)을 더 포함할 수 있다.
제 2 기판(140)은 투명 기판(142) 예를 들어, 유리 기판으로 형성될 수 있고, 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(146)은 투명 전극들에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(126)은 인듐 틴 산화물(ITO) 또는 인듐 징크 산화물(IZO)로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(140)에 형성되는 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(146)은 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(146)의 길이 방향은 지면에 수직인 방향(즉, 스트라이프 패턴)이다. 상술한 바와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하기 위하여, 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가되고, 제 1 및 제 2 전극들(124, 126)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 듀얼 액정 배리어(100)는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 구동 전압은 액정층(160)에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 기준 전압 및 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다. 그 결과, 제 1 기간 동안, 액정층(160)에서 제 3 전극들(144)에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 제 4 전극들(146)에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 또한, 제 2 기간 동안, 액정층(160)에서 제 3 전극들(144)에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하고, 제 4 전극들(146)에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있다. 이 때, 제 1 기간과 제 2 기간의 합은 한 프레임(frame)에 상응할 수 있고, 한 프레임은 시청자가 플리커(flicker)를 느끼지 않는 짧은 시간으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기간과 제 2 기간은 1/120초가 될 수 있고, 한 프레임은 1/60초가 될 수 있다.
액정층(160)은 상부 기판(120)과 하부 기판(140) 사이에 위치할 수 있다. 도 1에는 도시되지 않았지만, 상부 기판(120)과 액정층(160) 사이에 제 1 배향판이 위치할 수 있고, 하부 기판(140)과 액정층(160) 사이에 제 2 배향판이 위치할 수 있다. 액정층(160)에서는 액정의 분자 배열이 변화되는 것에 기초하여 광 투과부들과 광 차단부들이 형성된다. 구체적으로, 액정층(160)에 인접하는 제 1 내지 제 4 전극들(124, 126, 144, 146)에 인가되는 소정의 전압에 따라 액정의 분자 배열이 변화될 수 있다. 그 결과, 분자 배열의 변화에 따른 복굴절성, 시광성, 이색성, 광산란성 등과 같은 광 변조가 액정층(160) 내에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되도록 한다. 상술한 바와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 구동 전압이 인가되는 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)에 의해서 액정층(160) 내에 광 차단부들이 형성될 수 있고, 기준 전압이 인가되는 상부 기판(120)의 제 2 전극들(126)에 의해서 액정층(160) 내에 광 투과부들이 형성될 수 있다. 반면에, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 제 1 기간 동안, 구동 전압이 인가되는 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 의해서 액정층(160) 내에 광 차단부들이 형성될 수 있고, 기준 전압이 인가되는 하부 기판(140)의 제 4 전극들(146)에 의해서 액정층(160) 내에 광 투과부들이 형성될 수 있다. 또한, 제 2 기간 동안, 구동 전압이 인가되는 하부 기판(140)의 제 4 전극들(146)에 의해서 액정층(160) 내에 광 차단부들이 형성될 수 있고, 기준 전압이 인가되는 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 의해서 액정층(160) 내에 광 투과부들이 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기에서는 듀얼 액정 배리어(100)가 노말리 화이트 모드로 동작하는 것을 설명하고 있으나, 듀얼 액정 배리어(100)는 노말리 블랙 모드로 동작할 수도 있음을 이해하여야 할 것이다.
이와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)는 액정층(160)을 사이에 둔 제 1 기판(120)과 제 2 기판(140)에 각각 공간분할 전극들(124, 126)과 시분할 전극들(144, 146)이 형성된 구조를 가짐으로써, 외부 온도 또는 외부 입력에 따라 선택적으로 공간분할 액정 배리어 또는 시분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 그 결과, 듀얼 액정 배리어(100)를 포함하는 입체 영상 표시 장치는 외부 온도가 낮아지더라도 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생하지 않도록 할 수 있어 입체 영상 구현시 입체 영상의 화질을 크게 개선시킬 수 있고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에는 고해상도의 입체 영상을 출력할 수 있다. 한편, 도 1에서는 공간분할 전극들(124, 126)이 형성되는 제 1 기판(120)이 상부 기판으로 도시되어 있고, 시분할 전극들(144, 146)이 형성되는 제 2 기판(140)이 하부 기판으로 도시되어 있으나, 이것은 하나의 예시에 불과한 것이다. 따라서, 공간분할 전극들(124, 126)이 형성되는 제 1 기판(120)이 하부 기판에 상응하고, 시분할 전극들(144, 146)이 형성되는 제 2 기판(140)이 상부 기판에 상응할 수 있다.
도 2는 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부의 공간분할 전극들을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부의 시분할 전극들을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 듀얼 액정 배리어(100) 내부의 공간분할 전극들(S1, S2)(124, 126)을 보여주고 있고, 도 3은 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부의 시분할 전극들(T1, T2)(144, 146)을 보여주고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(120)에서 제 1 전극들(124)의 너비는 제 2 전극들(126)의 너비보다 클 수 있다. 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작거나, 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 1 전극들(124)에 구동 전압이 인가되고, 제 2 전극들(126)에 기준 전압이 인가되며, 제 2 기판(140)의 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 이에, 제 1 전극들(124)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있고, 제 2 전극들(126)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 이와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에는, 광 차단부들과 광 투과부들은 고정되어 있다. 일 실시예에서, 제 1 전극들(124)의 너비와 제 2 전극들(126)의 너비를 조절함으로써 개구율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 제 1 전극들(124)의 너비가 제 2 전극들(126)의 너비보다 크므로, 개구율은 50% 이하가 될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(140)에서 제 3 전극들(144)의 너비와 제 4 전극들(146)의 너비는 실질적으로 동일할 수 있다. 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크거나, 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가(예를 들어, 제 3 전극들(144)에 구동 전압이 인가되면, 제 4 전극들(146)에는 기준 전압이 인가되고, 제 4 전극들(146)에 구동 전압이 인가되면, 제 3 전극들(144)에는 기준 전압이 인가)되고, 제 1 및 제 2 전극들(124, 126)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 일반적으로, 제 1 기간과 제 2 기간의 합이 한 프레임(frame)에 상응한다. 이에, 제 1 기간 동안 제 3 전극들(144)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있고, 제 4 전극들(146)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 제 2 기간 동안, 제 3 전극들(144)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들로서 동작할 수 있고, 제 4 전극들(146)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들로서 동작할 수 있다. 이와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에, 액정층(160)에서 광 차단부들과 광 투과부들의 위치는 시간에 따라 교번할 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(146) 사이의 간격이 실질적으로 0에 가까운 경우, 개구율은 실질적으로 50%가 될 수 있다.
도 4는 도 2의 공간분할 전극들에 소정의 전압이 인가되는 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 2의 공간분할 전극들에 의하여 액정층에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작거나, 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 1 전극들(S1)(124)에 구동 전압이 인가되고, 제 2 전극들(S2)(126)에 기준 전압이 인가되며, 제 2 기판(140)의 제 3 및 제 4 전극들(T1, T2)(144, 146)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 전극들(124)에 인가되는 구동 전압은 제 1 기간(FP)에서는 양의 구동 전압(+V)에 상응하고, 제 2 기간(SP)에서는 음의 구동 전압(-V)에 상응할 수 있다. 이것은 액정층(160)에 한 방향으로만 전압이 인가되는 경우, 액정층(160)이 열화될 수 있으므로, 제 1 전극들(124)에 양의 구동 전압(+V)과 음의 구동 전압(-V)이 교번하여 인가되는 것이다. 또한, 제 2 전극들(126)에 인가되는 기준 전압은 0볼트(V)로 유지될 수 있다. 나아가, 제 2 기판(140)의 제 3 및 제 4 전극들(144, 146)에 인가되는 공통 전압도 0볼트(V)로 유지될 수 있다. 그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 전극들(S1)(124)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들(OBR)로서 동작할 수 있고, 제 2 전극들(S2)(126)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들(TBR)로서 동작할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 전극들(124)의 너비와 제 2 전극들(126)의 너비를 조절함으로써 개구율을 조절할 수 있으며, 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에 광 차단부들(OBR)과 광 투과부들(TBR)은 고정될 수 있다. 다만, 상기에서는 듀얼 액정 배리어(100)가 오프 상태에서 빛을 투과하고 온 상태에서 빛을 차단하는 노말리 화이트 모드로 동작하는 것으로 설명되었으나, 듀얼 액정 배리어(100)는 오프 상태에서 빛을 차단하고 온 상태에서 빛을 투과하는 노말리 블랙 모드로 동작할 수도 있다.
도 6은 도 3의 시분할 전극들에 소정의 전압이 인가되는 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 3의 시분할 전극들에 의하여 액정층에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크거나, 또는 사용자가 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작시키려고 하는 경우, 제 3 및 제 4 전극들(T1, T2)(144, 146)에 구동 전압과 기준 전압이 교번하여 인가(예를 들어, 제 3 전극들(T1)(144)에 구동 전압이 인가되면, 제 4 전극들(T2)(146)에는 기준 전압이 인가되고, 제 4 전극들(T2)(146)에 구동 전압이 인가되면, 제 3 전극들(T1)(144)에는 기준 전압이 인가)되고, 제 1 및 제 2 전극들(S1, S2)(124, 126)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 이 때, 기준 전압과 공통 전압은 모두 0볼트(V)로 유지될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 프레임(FF)의 제 1 기간(FP) 동안에는 제 3 전극(144)에 양의 구동 전압(+V)이 인가되고, 제 4 전극(146)에 기준 전압이 인가될 수 있다. 반면에, 제 1 프레임(FF)의 제 2 기간(SP) 동안에는 제 3 전극(144)에 기준 전압이 인가되고, 제 4 전극(146)에 양의 구동 전압(+V)이 인가될 수 있다. 나아가, 제 2 프레임(SF)의 제 1 기간(FP) 동안에는 제 3 전극(144)에 음의 구동 전압(-V)이 인가되고, 제 4 전극(146)에 기준 전압이 인가될 수 있다. 반면에, 제 2 프레임(SF)의 제 2 기간(SP) 동안에는 제 3 전극(144)에 기준 전압이 인가되고, 제 4 전극(146)에 음의 구동 전압(-V)이 인가될 수 있다. 이와 같이, 도 6에서는 제 1 프레임(FF)과 제 2 프레임(SF)에 인가되는 구동 전압의 극성이 다르게 되는데, 이것은 액정층(160)에 한 방향으로만 전압이 인가되는 경우, 액정층(160)이 열화될 수 있기 때문이다.
그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 프레임(FF, SF) 내에서 제 1 기간(FP) 동안, 제 3 전극들(T1)(144)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들(OBR)로서 동작할 수 있고, 제 4 전극들(T2)(146)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들(TBR)로서 동작할 수 있다. 반면에, 제 1 및 제 2 프레임(FF, SF) 내에서 제 2 기간(SP) 동안, 제 3 전극들(T1)(144)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 투과부들(TBR)로서 동작할 수 있고, 제 4 전극들(T2)(146)에 상응하는 액정층(160)의 위치는 광 차단부들(OBR)로서 동작할 수 있다. 이와 같이, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에는, 액정층(160)에서 광 차단부들(OBR)과 광 투과부들(TBR)의 위치는 시간에 따라 교번할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 3 전극들(144)의 너비와 제 4 전극들(146)의 너비는 실질적으로 동일할 수 있으며, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에 광 차단부들(OBR)과 광 투과부들(TBR)은 고정되지 않고, 표시 패널에서 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들이 교번하는 것에 동기하여 교번할 수 있다. 다만, 상기에서는 듀얼 액정 배리어(100)가 오프 상태에서 빛을 투과하고 온 상태에서 빛을 차단하는 노말리 화이트 모드로 동작하는 것으로 설명되었으나, 듀얼 액정 배리어(100)는 오프 상태에서 빛을 차단하고 온 상태에서 빛을 투과하는 노말리 블랙 모드로 동작할 수도 있다.
도 8은 도 1의 듀얼 액정 배리어 내부에 시분할 전극들이 영역 별로 분리되어 배치되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제 2 기판(140)에 형성되는 시분할 전극들(144, 146)은 영역 별로 분리되어 배치될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스캔 방향은 시분할 전극들(144, 146)의 길이 방향과 수직이며, 시분할 전극들(144, 146)의 영역들(FER, SER, TER, FFER)은 4개로 분리되어 있다. 일반적으로, 액정 표시(liquid crystal display; LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display; OLED) 장치 등과 같은 홀딩(holding) 타입의 디스플레이에서는 일 프레임 동안 영상이 한번에 바뀌는 것이 아니라 순차적으로 바뀌기 때문에, 그에 응답하여 시분할 전극들(144, 146)을 영역 별로 구동함으로써 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 한편, 시분할 전극들(144, 146)의 영역들의 개수는 요구되는 조건에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 다만, 시분할 전극들(144, 146)의 영역들의 개수가 증가할수록 휘도가 증가하지만 배선이 복잡해지는 등의 단점이 있으므로, 이러한 트레이드-오프 관계를 고려하여 적절하게 결정될 수 있다. 한편, 제 2 기판(140)에 형성되는 시분할 전극들(144, 146)은 영역 별로 분리되어 배치되더라도, 제 1 기판(120)에 형성되는 공간분할 전극들(124, 126)은 영역 별로 분리되지 않을 수 있다.
도 9는 도 1의 듀얼 액정 배리어를 외부 온도에 기초하여 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작시키는 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 도 9의 제어 방법은 우선 외부 온도를 측정(Step S120)할 수 있다. 이 때, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 큰지 여부를 판단(Step S140)하여, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 큰 경우에 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작하도록 제어(Step S160)하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작은 경우에 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작하도록 제어(Step S180)할 수 있다. 상술한 바와 같이, 외부 온도가 낮아지게 되면, 액정의 응답 속도가 떨어지기 때문에, 시분할 액정 배리어에서는 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 발생할 수 있다. 따라서, 도 9의 제어 방법은 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작은 경우, 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작시켜 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크에 의하여 입체 영상의 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 반면에, 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우에는 액정층에서 광 차단부들과 광 투과부들이 고정되기 때문에 입체 영상의 해상도가 저하될 수 있다. 따라서, 도 9의 제어 방법은 외부 온도가 기 설정된 온도보다 큰 경우, 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작시켜 높은 해상도를 확보할 수 있다.
도 10은 도 1의 듀얼 액정 배리어를 외부 입력에 기초하여 시분할 액정 배리어 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작시키는 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 도 10의 제어 방법은 우선 외부 입력을 수신(Step S220)할 수 있다. 이 때, 외부 입력이 도 1의 듀얼 액정 배리어를 시분할 액정 배리어로서 동작하게 하는 제 1 외부 입력인지 여부를 판단(Step S240)하여, 외부 입력이 제 1 외부 입력인 경우에 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작하도록 제어(Step S260)하고, 외부 입력이 제 1 외부 입력이 아닌 경우(즉, 제 2 외부 입력인 경우)에는 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 공간분할 액정 배리어로서 동작하도록 제어(Step S280)할 수 있다. 이와 같이, 도 10의 제어 방법은 사용자로 하여금 도 1의 듀얼 액정 배리어(100)를 시분할 액정 배리어로서 동작시킬 것인지, 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작시킬 것인지를 선택하게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 입체 영상 표시 장치(200)는 듀얼 액정 배리어(100), 표시 패널(220) 및 주변 회로(230)를 포함할 수 있다. 이 때, 주변 회로(230)는 게이트 드라이버(240), 소스 드라이버(260), 타이밍 컨트롤러(280), 입체 영상 컨트롤러(290) 등을 포함할 수 있다.
듀얼 액정 배리어(100)는 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 또는 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작할 수 있다. 이를 위하여, 듀얼 액정 배리어(100)는 광 투과부들 및 광 차단부들을 형성하기 위한 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판, 광 투과부들 및 광 차단부들을 형성하기 위한 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 나아가, 실시예에 따라, 듀얼 액정 배리어(100)는 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판 및 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 듀얼 액정 배리어(100)는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 듀얼 액정 배리어(100)는 제 1 외부 입력이 수신되면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 제 2 외부 입력이 수신되면 공간분할 액정 배리어로서 동작할 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
표시 패널(220)은 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작할 때, 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 고정시키고, 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작할 때, 시분할 액정 배리어의 구동에 동기하여 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교대로 변경시킬 수 있다. 그 결과, 입체 영상 표시 장치(200)는 듀얼 액정 배리어(100)가 공간분할 액정 배리어로서 동작할 때, 좌안 이미지와 우안 이미지를 액정층의 고정된 광 투과부들을 통해 각각 좌안과 우안에 제공함으로써, 시청자로 하여금 입체 영상을 보는 것처럼 느끼게 할 수 있다. 또한, 입체 영상 표시 장치(200)는 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작할 때, 제 1 기간에 좌안 이미지(또는, 우안 이미지)를 액정층의 광 투과부들을 통해 좌안(또는, 우안)에 제공하고, 제 2 기간에 우안 이미지(또는, 좌안 이미지)를 액정층(160)의 광 투과부들을 통해 우안(또는, 좌안)에 제공함으로써, 시청자로 하여금 입체 영상을 보는 것처럼 느끼게 할 수 있다. 따라서, 표시 패널(220)은 듀얼 액정 배리어(100)가 시분할 액정 배리어로서 동작하는지 또는 공간분할 액정 배리어로서 동작하는지에 따라, 표시 패널(220) 내에 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교번시킬지 또는 고정시킬지를 결정할 수 있다.
주변 회로(230)는 듀얼 액정 배리어(100)의 동작과 표시 패널(220)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 드라이버(240)는 게이트 신호(GS)를 표시 패널(220)에 제공하고, 소스 드라이버(260)는 데이터 신호(DS)를 표시 패널(220)에 제공하며, 타이밍 컨트롤러(280)는 게이트 드라이버(240) 및 소스 드라이버(260)에 제어 신호들(TCL1, TCL2)을 제공하고, 입체 영상 컨트롤러(290)는 표시 패널(220)에 제어 신호(CTL)를 제공함으로써 표시 패널(220)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 입체 영상 컨트롤러(290)는 듀얼 액정 배리어(100)에 제어 신호(CTL1)를 제공함으로써 듀얼 액정 배리어(100)의 동작을 제어할 수 있다. 다만, 주변 회로(230)의 구성은 설명의 편의를 위해 간략화된 것으로서, 표시 패널(220)의 종류에 따라 계조 전압 생성기 등과 같은 추가적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 표시 패널(220)은 음극선관(CRT)의 패널, 액정 표시 장치(LCD)의 패널, 유기 발광 표시 장치(OLED)의 패널 등에 상응할 수 있다.
도 12는 도 11의 입체 영상 표시 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 전자 기기(1000)는 프로세서(1010), 메모리 장치(1020), 저장 장치(1030), 입출력 장치(1040), 파워 서플라이(1050) 및 입체 영상 표시 장치(1060)를 포함할 수 있다. 이 때, 입체 영상 표시 장치(1060)는 도 11의 입체 영상 표시 장치(200)에 상응할 수 있다. 나아가, 전자 기기(1000)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1010)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 마이크로프로세서(micro processor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(1010)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(1020)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1020)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치(1030)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다.
입출력 장치(1040)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단, 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 입체 영상 표시 장치(1060)는 입출력 장치(1040) 내에 구비될 수도 있다. 파워 서플라이(1050)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다. 입체 영상 표시 장치(1060)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 입체 영상 표시 장치(1060)는 입체 영상을 구현하기 위해 듀얼 액정 배리어에 기초하여 좌안 이미지와 우안 이미지를 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공할 수 있다. 이 때, 듀얼 액정 배리어는 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 또는 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작할 수 있다. 이를 위하여, 듀얼 액정 배리어는 광 투과부들 및 광 차단부들을 형성하기 위한 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판, 광 투과부들 및 광 차단부들을 형성하기 위한 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판, 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 나아가, 실시예에 따라, 듀얼 액정 배리어는 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판 및 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 더 포함할 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 입체 영상 표시 장치를 구비하는 모든 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, 스마트폰, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), MP3 플레이어, 네비게이션, 비디오폰 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 듀얼 액정 배리어 120: 제 1 기판
122: 투명 기판 124: 제 1 전극들
126: 제 2 전극들 140: 제 2 기판
142: 투명 기판 144: 제 3 전극들
146: 제 4 전극들 160: 액정층
180_1: 제 1 편광판 180_2: 제 2 편광판

Claims (20)

  1. 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판;
    제 3 및 제 4 전극들로 구성된 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 및 상기 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작하며,
    상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제 1 전극들에 구동 전압이 인가되고, 상기 제 2 전극들에 기준 전압이 인가되며, 상기 제 3 및 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가되고,
    상기 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제3 및 제 4 전극들에 상기 구동 전압과 상기 기준 전압이 교번하여 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극들에는 상기 공통 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  2. 제 1 항에 있어서, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 외부 입력이 수신되면 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 제 2 외부 입력이 수신되면 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 공간분할 액정 배리어는 노말리 화이트(normally white) 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정되는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 액정층에서 상기 제 1 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 2 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 시분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정되는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 1 기간 동안, 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하며,
    제 2 기간 동안, 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판; 및
    상기 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 액정 배리어.
  11. 공간분할 전극들에 기초한 공간분할 액정 배리어 및 시분할 전극들에 기초한 시분할 액정 배리어로서 선택적으로 동작하는 듀얼 액정 배리어;
    상기 듀얼 액정 배리어가 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작할 때, 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 고정시키고, 상기 듀얼 액정 배리어가 상기 시분할 액정 배리어로서 동작할 때, 상기 시분할 액정 배리어의 구동에 동기하여 상기 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 상기 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교대로 변경시키는 표시 패널; 및
    상기 듀얼 액정 배리어의 동작과 상기 표시 패널의 동작을 제어하는 주변 회로를 포함하고,
    상기 듀얼 액정 배리어는
    광 투과부들 및 광 차단부들을 형성하기 위한 제 1 및 제 2 전극들로 구성된 상기 공간분할 전극들을 구비하는 제 1 기판;
    상기 광 투과부들 및 상기 광 차단부들을 형성하기 위한 제 3 및 제 4 전극들로 구성된 상기 시분할 전극들을 구비하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며,
    상기 듀얼 액정 배리어가 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제 1 전극들에 구동 전압이 인가되고, 상기 제 2 전극들에 기준 전압이 인가되며, 상기 제 3 및 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가되고,
    상기 듀얼 액정 배리어가 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하는 경우, 상기 제3 및 제 4 전극들에 상기 구동 전압과 상기 기준 전압이 교번하여 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극들에는 상기 공통 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 듀얼 액정 배리어는
    상기 제 1 기판의 일측에 형성되는 제 1 편광판; 및
    상기 제 2 기판의 일측에 형성되는 제 2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 듀얼 액정 배리어는 외부 온도가 기 설정된 온도보다 크면 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 외부 온도가 기 설정된 온도보다 작으면 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 듀얼 액정 배리어는 제 1 외부 입력이 수신되면 상기 시분할 액정 배리어로서 동작하고, 제 2 외부 입력이 수신되면 상기 공간분할 액정 배리어로서 동작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 공간분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 액정층에서 상기 제 1 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 2 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 시분할 액정 배리어는 노말리 화이트 모드로 동작하고, 상기 구동 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않도록 하는 범위 내에서 결정되며, 상기 기준 전압 및 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 제 1 기간 동안, 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하며,
    제 2 기간 동안, 상기 액정층에서 상기 제 3 전극들에 상응하는 위치는 광 투과부들로서 동작하고, 상기 제 4 전극들에 상응하는 위치는 광 차단부들로서 동작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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