KR102059469B1

KR102059469B1 - 입체 표시 장치

Info

Publication number: KR102059469B1
Application number: KR1020190140522A
Authority: KR
Inventors: 이종오; 이교현
Original assignee: 주식회사 오버다임
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-02-11

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치는, 신호처리에 따라 단위픽셀들이 배열되는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 일면에 배치되는 상기 패널에 형성된 단위픽셀들을 노출시키는 복수의 투광부 및 상기 단위픽셀들을 차단시키는 복수의 차광부를 구비하는 패럴랙스 배리어를 포함하고,
z(z는 3, 4)개의 서브픽셀들이 하나의 상기 단위픽셀로 정의되며, 1 내지 n 시점의 영상을 각각 표시하는 n개의 단위픽셀이 복수의 행(p행)과 복수의 열(q열)로 배열되어 하나의 픽셀그룹을 구성하고, 상기 픽셀그룹이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 오른쪽 또는 왼쪽으로 시프트 되도록 배열되어 n 시점을 구현하는 입체 표시 장치.

Description

입체 표시 장치{STEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 입체 표시 장치에 관한 것이다.

3차원 영상 표시 기술은, 좌안과 우안의 영상에 서로 차이가 발생하는 양안 시차(binocular parallax)에 의하여 입체감을 느끼게 하는 기술이다. 3차원 영상을 보는 방식은 크게 안경 방식과 무안경 방식 등으로 구별될 수 있다. 안경 방식은 안경을 써야 하는 불편함이 있으며, 안경을 쓴 상태로 입체 영상 외의 다른 사물을 관찰하기 어려울 수 있다. 이에 따라 무안경 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무안경 방식은 크게 원통형의 렌즈를 사용하는 렌티큘러(lenticular) 방식과, 투광부와 차광부를 사용하는 패럴랙스 배리어 방식으로 나눌 수 있다. 렌티큘러 방식에서는 렌즈를 사용하기 때문에 영상의 왜곡 문제가 발생할 수 있다. 반면, 패럴랙스 배리어 방식은 여러 위치에서 입체적인 관람이 가능한 장점이 있다.

다만, 패럴랙스 배리어 방식을 이용하여 다시점(multi-view)의 입체 영상을 구현하게 되면 투광부의 비율이 매우 낮다. 즉, n개의 시점수를 구현할 경우 투광부 : 차광부 비율이 1 : (n-1)이 되어, 투광부의 비율이 매우 낮아질 수 밖에 없다. 이와 같이 투광부의 비율이 낮아지면 표시 장치에서 영상을 표시하는 부분의 비율이 작아지는 바, 해상도가 저하될 수 있다.

이를 극복하기 위하여 본 출원인은 특허 제 101076705호와 제101076706호에서 패럴랙스 배리어 및 이를 포함하는 입체 표시 장치를 등록받은 바 있다.

도 1을 참고하면, 상기 특허들에는 n시점을 구현하기 위해서 상기 n을 2의 배수로 하며, p행×q열로 R, G, B의 서브픽셀(210)을 배열하는 입체디스플레이 장치와, 이에 경사진 투광부로 상기 서브픽셀(210)들을 투광시키는 투광부를 가지는 패럴랙스 배리어 및 입체표시장치를 제안하였다. 그러나 전술한 특허의 입체디스플레이 패널은 그 명세서에 기재된 바와 같이 q가 3의 배수인 상태에서 입체에 대한 신호처리를 진행할 경우 예를 들면, p가 2이고, q가 3인 6시점(view)의 경우 R, G, B의 배열상 행방향으로 동일한 색상을 반복되므로 입체 구현에 어려움이 있었다.

즉, 동일한 색상이 반복적으로 같은 시점이 될 경우 시차영역에 따른 색상이 동일한 색상을 갖게 되므로 그에 따른 가로줄이 형성되고, 3D 구현이 어려운 문제가 발생하였다.

또한 입체디스플레이는 영상데이터인 콘텐츠를 영상신호로 전달받음으로써 표시되는데, 이 때 전술한 특허의 입체디스플레이 패널에 사용될 콘텐츠는 서브픽셀 단위로 신호처리가 되므로 코덱을 통한 데이터압축이 불가능하였다. 이는 코덱의 기본압축방식이 픽셀단위의 압축방식이므로 서브픽셀(R,G,B) 각각의 데이터는 코덱을 이용하여 보존하기 어렵기 때문이다.

한국특허공개 제10-2007-0001378호 한국특허등록 제10-1476884호

본 발명의 실시예들은 다시점 구현시 발생하는 시점의 제약을 극복하면서도 휘도 및 해상도를 향상할 수 있는 패럴랙스 배리어 및 이를 포함하는 입체 표시 장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 실시예들은 가로보기 및 세로보기가 모두 가능한 패럴랙스 배리어 및 이를 포함하는 입체 표시 장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 실시예들은 해상도가 높은 입체표시장치를 제공하고자 하며, 입체표시장치에 사용되는 신호처리 방법을 이용한 영상데이터(콘텐츠)가 코덱을 통해 압축되어 저사양의 2D 표시장치에도 구동될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한,

본 발명의 일측면은,

신호처리에 따라 단위픽셀들이 배열되는 디스플레이 패널;및

상기 디스플레이 패널의 일면에 배치되는 상기 패널에 형성된 단위픽셀들을 노출시키는 복수의 투광부 및 상기 단위픽셀들을 차단시키는 복수의 차광부를 구비하는 패럴랙스 배리어를 포함하고,

z(z는 3 또는 4)개의 서브픽셀들이 하나의 상기 단위픽셀로 정의되며, 1 내지 n 시점의 영상을 각각 표시하는 n개의 단위픽셀이 복수의 행(p행)과 복수의 열(q열)로 배열되어 하나의 픽셀그룹을 구성하고, 상기 픽셀그룹이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 오른쪽 또는 왼쪽으로 시프트 되도록 배열되어 n 시점을 구현하는 입체 표시 장치를 제공한다.

이 때, 상기 단위픽셀은 서브픽셀이 버티칼 스트립(vertical strip)형태로 배열될 수 있다.

또한, 상기 단위픽셀은 서브픽셀이 호리존탈 스트립(horizontal strip)형태로 배열될 수 있다.

이 때, 상기 n이 4 이상의 정수이며 2의 배수이고, 상기 p가 2이고, 상기 q가 3의 배수일 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점의 영상 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제1 단위 행에 순차적으로 투사되고, 상기 n 시점의 영상 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제2 단위 행에 순차적으로 투사되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되고, 위쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사될 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되고, 위쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사될 수 있다.

이 때, 상기 패럴랙스 배리어는,

유리를 포함하는 투명 기판; 및

상기 투명 기판 상에 형성된 배리어 패턴

을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 패럴랙스 배리어 및 입체표시장치를 사용하면, 시점수의 제약없이 n개의 다시점을 구현할 수 있다. 즉, 특정 시점수에서도 디스플레이 패널에서 구현되는 영상에 가로줄이 발생하는 것을 방지된다,

또한 주픽셀 단위의 영상 신호처리에 의해 R. G B를 포함하는 주픽셀 단위로 영상신호가 처리되므로 코덱을 이용한 영상데이터(콘텐츠) 압축이 가능하게 되어 낮은 2D 디스플레이 사양에서도 구동가능하며, 타일방식이 아닌 1:1 매칭 컨텐츠로 제작할 수 있게 되어 3D디스플레이에서 구동할 경우에는 높은 해상도를 가질 수 있게 된다.

또한, 본 실시예들에서는 단위픽셀이 RGB를 모두 가지므로 가로보기 설계와 세로 보기 설계가 모두 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이 배열구조를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 영상 분포를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 영상 분포를 나타낸 도면이다.
도 8은 종래의 디스플레이 패널의 영상분포 픽셀들과 이에 대응하는 종래의 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 패럴랙스 배리어 및 이를 포함하는 입체 표시 장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 입체 표시 장치(10)는 복수의 단위 픽셀들 이 정의되며 다시점을 구현하는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)의 구동을 제어하는 구동부(300)와, 디스플레이 패널(100)의 일면(좀더 정확하게는 전면(前面))에 배치되는 패럴랙스 배리어(20)를 포함할 수 있다.

일례로, 디스플레이 패널(100)로는 액정 디스플레이 패널(liquid crystal display, LCD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 이용한 디스플레이 패널 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식의 디스플레이 패널(100)을 사용할 수 있음은 물론이다.

이러한 디스플레이 패널(100)에는 행 방향 및 열 방향 각각으로 복수의 단위 픽셀들(210)이 정의되며, 본 실시예에서는 디스플레이 패널(100)이 다시점의 영상을 구현한다. 이하에서는 편의를 위하여 디스플레이 패널(100)의 시점수를 n개라고 한다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.

구동부(300)는 디스플레이 패널(100)의 구동을 제어하기 위한 것으로서, 다시점의 영상 신호를 디스플레이 패널(100)에 제공하여 다시점에 의한 입체 영상을 구현할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 구동부(300)는 단위픽셀들이 복수의 행과 복수의 열로 배열되어 이루는 픽셀그룹들에 의해 다시점의 영상을 구현하도록 제어하는데, 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.

디스플레이 패널(100)의 전면에 위치하는 패럴랙스 배리어(20)는 다시점의 영상을 선택적으로 투과시켜 관찰자의 양안에서 서로 다른 영상을 볼 수 있도록 시차 장벽을 형성한다. 이를 위하여 패럴랙스 배리어(20)는 디스플레이 패널(100)의 단위 픽셀들(210)에 각기 대응하는 복수의 투광부(110) 및 복수의 차광부(120)를 포함한다.

좀더 상세하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(20)는 투명 기판(130), 이 투명 기판(130) 상에 형성된 배리어 패턴(125)을 포함할 수 있다.

여기서, 배리어 패턴(125)은 자외선 잉크 또는 열경화성 잉크를 도포 및 건조한 후 패터닝하여 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배리어 패턴(125)이 형성된 부분이 차광부(120)를 구성하고, 배리어 패턴(125)이 형성되지 않은 부분이 투광부(110)를 구성한다. 차광부(120)와 투광부(110)의 평면적인 배치에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.

투명 기판(130)은 일례로 유리 기판일 수 있다. 투명 기판(130)으로 유리 기판을 사용하면 높은 투과율을 가지며 별도의 기판을 사용하지 않아도 된다. 따라서, 디스플레이 패널(100)에서 구현되는 영상이 왜곡 등의 문제 없이 높은 투과율로 투과될 수 있도록 한다.

반면, 종래의 패럴랙스 배리어는 패터닝된 고분자 필름(일례로, 폴리에틸렌프탈레이트(poly ethylene phthalate, PET) 필름)을 접착제를 이용하여 강화 유리에 라미네이팅(laminating)하여 사용되었다. 일반적으로 고분자 필름, 강화 유리 등의 투과율은 일반 유리의 투과율보다 낮은 수준이며, 이를 함께 사용한 종래의 패럴랙스 배리어는 현저하게 낮은 투과율을 가질 수 밖에 없다. 또한, 고분자 필름, 강화 유리 및 접착제의 굴절률 차이에 의하여 상쇄 간섭이 일어날 수 있고 이에 의하여 무아레(moire) 현상이 발생할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 투명 기판(130)을 유리 기판으로 형성하여 영상 왜곡 없이 높은 투과율을 가질 수 있도록 한다. 그러나 본 발명이 투명 기판(130)의 물질에 한정되는 것은 아니며 투명 기판(130)으로 다양한 물질을 사용할 수 있다.

이러한 패럴랙스 배리어(20)는 접착층(140)에 의하여 디스플레이 패널(100)의 전면에 부착 고정된다. 접착층(140)으로는 다양한 물질을 사용할 수 있으며, 일례로, 자외선 접착제, 가시광 접착제, 적외선 접착제 및 열 접착제 등의 물질을 사용할 수 있다.

이러한 접착층(140)은 투명 기판(130)의 굴절률과 유사한 굴절률을 가져 무아레를 최소화하고 뉴튼링(Newton Ring) 발생을 방지하는 것이 바람직하다. 일례로, 투명 기판(130)이 유리 기판으로 이루어질 경우에, 접착층(140)은 유리 기판의 굴절률과 유사한 약 1.48~1.54의 굴절률을 가질 수 있다.

도 2 및 상술한 설명에서는 패럴랙스 배리어(20)가 투명 기판(130), 이 투명 기판(130) 상에 형성된 배리어 패턴(125)로 이루어진 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 변형예로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(22)가 투명 기판(130) 및 배리어 패턴(125)과, 이 투명 기판(130)과 배리어 패턴(125) 상에 형성된 접착층(140)과, 이 접착층(140)에 의해 접착되는 별도의 투명 기판(150)을 포함할 수 있다. 상술한 별도의 투명 기판(150)은 투명 기판(130)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 본 변형예에서 패럴랙스 배리어(22)와 디스플레이 패널(100)은 접착층(도시하지 않음) 또는 고정 부재(도시하지 않음)에 의해 결합될 수 있다. 이 외에도 다양한 단면 구조를 가지는 패럴랙스 배리어를 사용할 수 있음은 물론이다.

상술한 패럴랙스 배리어(20)의 평면 구조와, 이러한 패럴랙스 배리어(20)가 사용되는 디스플레이 패널(100)을 구동하는 방법을 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 또한 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 픽셀 분포를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에서 디스플레이 패널(100)에는 복수의 단위 픽셀들(250)이 정의된다. 좀더 구체적으로, 복수의 단위 픽셀들(250)은 행 방향(도면의 x축 방향)에서 복수의 열을 가지고 열 방향(도면의 y축 방향)에서 복수의 행을 가지면서 배치된다. 이러한 단위 픽셀(20)은 적색 광을 방출하는 적색 서브픽셀(R), 녹색 광을 방출하는 녹색 서브픽셀(G), 청색 광을 방출하는 청색 서브픽셀(B)을 포함한다. 일례로, 행 방향으로 인접한 하나의 적색 서브픽셀, 하나의 녹색 픽셀 및 하나의 청색 서브픽셀이 하나의 단위픽셀을 이루어 영상을 표시할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 따라서, 적색, 녹색, 청색 이외의 색, 예를 들면 백색을 포함하여 하나의 단위픽셀을 이루는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 단위픽셀(250)은 R, G, B의 특정 색상을 구현하는 하나의 서브픽셀을 의미하는 것이 아니라, 구현하고자 하는 색상을 표현하는 단위로서 z개의 서브픽셀로 이루어진 주픽셀을 의미한다. 주픽셀은 통상 3개(z=3)의 RGB서브픽셀로 이루어지나 디스플레이에 따라 다양한 서브픽셀들로 이루어질 수 있다. 이점에서 전술한 특허에서 서브픽섹을 단위픽셀로 정의한 것과 구별된다.

또한 본 명세서에서 단위픽셀들이 n시점을 구현하기 위해 이루는 그룹을 픽셀그룹(230)으로 정의한다. 즉, 도면에서 6시점을 구현하기 위해서는 6개 시점의 영상이 필요하며 하나의 픽셀그룹(6개의 단위픽셀 =18개의 서브픽셀)이 6개 시점의 영상을 각각 구현하는 데, 6개 시점의 영상을 표현하는 최소단위로서 6개의 단위픽셀로 이루어진 배열을 하나의 픽셀그룹(230)으로 정의한다.

본 실시예의 디스플레이 패널(100)에서는 n개의 시점수를 가지는 영상을 표시할 때, z개의 서브픽셀들로 이루어진 n개의 단위픽셀(250)로 이루어진 픽셀그룹(230)에서 구현된다.

이 때, 픽셀그룹의 n 시점은 p행 × q열로 배열된 n개의 단위 픽셀들로 이루어진 픽셀그룹(n*z개의 서브픽셀로 구성)을 단위로 하여 구현된다.

여기서, n은 2 이상의 정수이며, p와 q는 n의 약수로서 p와 q의 곱이 n이 되며, z은 정수이다. 좀더 정확하게는, p 행과 q 열을 이루는 단위픽셀(250)의 배열인 픽셀그룹(230)을 이용하여 n 시점을 구현하는바, 최소 2개의 행과 2개의 열을 구비하여야 하므로 n이 4 이상의 정수이고, z은 단위픽셀을 이루는 서브픽셀의 갯수를 의미한다.

도 6 내지 7에서 단위픽셀이 2행 3열로 배열되어 6시점의 픽셀그룹을 가지는 픽셀배열을 상세히 도시한다. 즉, 행 방향으로 인접한 3개의 단위 픽셀로 이루어지는 단위 행을 2개 이용하면, 총 6개의 단위 픽셀을 가지게 되므로 6개의 시점을 구현할 수 있게 된다. 이 때, 각 단위 픽셀은 3개의 서브픽셀을 가지므로 6개의 시점을 구현하는 서브픽셀의 갯수(z)는 18개이며, q는 3이 되고, p가 2가 된다.

여기서, n이 2의 배수이고, p가 2가 바람직하다. 그러면, 행 방향으로 인접한 q개의 단위 픽셀을 포함하는 제1 단위 행(이하 “홀수 행”)(211)과, 홀수 행에 인접하며 행 방향으로 인접한 q개의 단위 픽셀을 포함하는 제2 단위 행(이하 “짝수 행”)(212)으로 이루어지는 픽셀그룹 단위로 배열함으로써 n시점을 시점수 제약없이 구현할 수 있다.

이 때 전술한 바와 같이 본 실시예들에서는 R, G, B등의 R, G, B 각 서브픽셀을 합하여 단위픽셀로 정의하고, 단위픽셀이 2개 이상의 행과 열로 배열된 픽셀그룹의 배열을 통하여 시점의 제약을 극복하였다. 즉, 전술한 바와 같은 배열을 통하여 신호 처리시에도 가로줄이 발생하지 않게 함으로써 입체영상을 구현할 수 있다.

또한 R, G, B등의 R, G, B 각 서브픽셀을 합하여 단위픽셀하는 픽셀방식의 신호처리를 이용함으로써 코덱을 이용한 영상데이터 압축이 가능하게 된다. 통상 코덱을 이용한 압축은 주픽셀단위의 압축방식을 취하기 때문에 서브픽셀 각각의 데이터는 코덱을 이용하여 보존하기 어려웠다.

이에 따라 종래에는 영상데이터(콘텐츠)를 2D 디스플레이로 구동할 경우 무압축으로 제작하여야 하였고, 이 때 디스플레이는 고사양의 하드웨어가 필요하였다. 또한 종래에는 영상데이터(콘텐츠)를 3D 디스플레이로 구동할 경우에는 타일링에 의한 영상데이터(콘텐츠)를 제작하여 해상도가 낮아지게 되었다.

그러나 본 실시예들에 의할 경우 영상데이터(콘텐츠)를 코덱을 통해 압축가능하게 됨에 따라 구동되는 2D 디스플레이의 사양이 낮아질 수 있고, 3D디스플레이의 경우 1:1 매칭 컨텐츠로 제작할 수 있게 되어 높은 해상도를 가질 수 있게 된다.

또한 본 실시예들에 따른 디스플레이는 신호처리의 변화 없이 가로보기 및 세로보기가 가능하다. 도 6은 가로보기의 경우 서브픽셀이 버티칼 스트립(vertical strip)형태를 도시하고, 도 7은 세로보기의 경우 서브픽셀이 호리존탈 스트립(horizontal strip)형태를 도시한다. 또한 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.

통상의 서브픽셀의 폭과 길이를 고려하면 정사각형 형태를 띠게 되고, 픽셀의 기본 구성은 RGB를 하나의 픽셀로 보게 되므로, RGB가 갖게 되는 신호처리는 변화가 없으므로 가로보기 설계와 세로 보기 설계가 가능하다.

반면 도 8에서 보는 바와 같이 종래특허에서는 패럴릭스 배리어를 사용하고 n이 2의 배수인 경우, p가 짝수이고, q가 홀수, 특히 3의 배수인 경우에서 신호처리를 할 경우 행방향으로 동일한 색상이 연속되므로 디스플레이 패널에서 구현되는 영상에 가로줄이 발생하고, 이에 따라 시점의 제약이 발생하였다.

또한 종래와 같이 단위픽셀을 각각의 R, G, B 서브픽셀로 하는 경우, 기본적인 가로 보기인 경우 가로배열이 RGB순으로 이루어지고, 세로 보기인 경우 반대로 가로 배열이 같은 색상의 각각 R, G, B 만을 갖게 되므로 그에 따른 신호처리를 달리하여야 하고 베리어 설계 또한 달라지게 된다.

즉, 가로보기에서의 신호처리를 세로 보기로 돌린 경우 RGB에서 R만 본 경우 가로 비율이 증가하고 세로 비율이 가로 비율에 1/3정도밖에 되지 않기 때문에 입체(3D)를 구현할 경우 색상이 서로 겹치는 문제가 발생하게 되어 실질적으로 가로보기 및 세로보기를 모두 하는 것은 어려운 배열이 된다.

다시 도 5를 참조하여 구동방식을 살펴보면 n 시점 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상을 제1 단위 행(211)에 순차적으로 위치시키고, n 시점 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상을 제2 단위 행(212)에 순차적으로 투사되도록 한다. 즉, 6시점인 경우를 예로 들면, 제1 단위 행(211)의 단위픽셀(P11)에 제5시점영상, 단위픽셀(P12)에 제3시점영상, 단위 픽셀(P13)에 제1 시점영상이 투사되고, 제2 단위 행(212)의 단위픽셀(P21)에 제6시점영상, 단위픽셀(P22)에 제4시점영상, 단위 픽셀(P23)에 제2시점 영상이 투사될 수 있다. 이 때, 각 시점 영상에 R, G, B 영상 모두를 투사한다.

좀더 구체적으로, 전체적인 디스플레이 패널(100)에서 투사되는 영상을 살펴보면 다음과 같다. 다시 도 6 및 도 7을 참조하면 n 시점을 구현하는 픽셀그룹은 위쪽으로 가면서 하나의 단위 픽셀만큼 오른쪽으로 시프트(shift)되는 사선 형태를 가질 수 있다. 이 경우에는 픽셀그룹을 제1 및 제2 단위 행 중에 아래에 위치한 단위 행(P1)에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제1, 3, 5 영상이 위치하고, 위에 위치한 단위 행(P2)에 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제2, 4, 6 영상이 위치할 수 있다. 이 때, 단위 픽셀은 버티컬(vertical) 방향으로 배열되는 서브픽셀들로 구성된다.

또한 다른 예로 n 시점을 구현하는 픽셀그룹은 위쪽으로 가면서 하나의 단위 픽셀만큼 왼쪽으로 시프트(shift)되는 사선 형태를 가질 수 있다.(미도시)

이러한 디스플레이 패널(100)에 사용되는 패럴랙스 배리어(20)에서는, 행 방향으로 볼 때 투광부(110)에 대응하는 단위 픽셀 한 개와 차광부(120)에 대응하는

단위 픽셀 m 개가 반복 배치된다. 여기서, m은 q에서 1을 뺀 수이다. 이와 같이 n 시점을 q개의 열과 p개의 행으로 구현하면, 투광부(110) : 차광부(120)의 비율이 1 : m(즉, 1 : (q-1))이므로, 차광부(120)의 비율을 줄이고 투광부(110)의 비율을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 투광부(110)의 비율을 증가시키는 것에 의하여 휘도 및 해상도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 실시예에서는 시점수에 제한을 받지 않고, 동일한 신호처리로 가로보기와 세로보기를 구현하면서도 패럴랙스 배리어(20)에서의 투광부(110) 비율은 종래와 같이 유지할 수 있다.

도면에서는 간략한 설명을 위하여 투광부(110)와 단위 픽셀(250)이 서로 동일한 크기를 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실제로는 각 단위 픽셀(250)에 대응하는 투광부(110)의 크기가 각 단위 픽셀(250)의 크기보다 작을 수 있다.

그리고 시점수가 작은 경우보다 시점수가 큰 경우 투광부(110)의 크기 비율을 상대적으로 크게 할 수 있다. 이는 하나의 단위 픽셀(250)에 대하여 빛의 파장이 일정한 횟수로 통과할 수 있도록 설계하여 간섭 현상을 최소화하고, 결과적으로 무아레 현상을 최소화하기 위한 것이다. 이와 함께 공정 오차 등을 고려하면, 투광부(110) : 차광부(120)의 폭 비율이 0.95 : (m+0.05) ~ 1.33 : (m-1.33) 일 수 있다. 좀더 바람직하게는 0.95 : (m+0.05) ~ 1.2 : (m-1.2)일 수 있다.

본 실시예에서는 투광부(110)가 디스플레이 패널(100)의 사선 방향을 따라 형성되어, 다시점 영상이 부드럽게 표현될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 본 실시예의 팰럭랙스 배리어(20)는 투과율 및 굴절율 특성을 우수하게 하였으므로, 무아레 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 p개의 행과 q개의 단위픽셀들이 배열된 픽셀그룹이 다시점을 구현하게 되면, 행 방향에 따른 단위 픽셀의 폭(w)을 A, 열 방향에 따른 단위 픽셀의 길이(l)를 B라 할 때, 투광부(110)의 기울기인 C는 이론적으로 다음의 수학식 1에 따른다.

<수학식 1>

C = (p*B)/A

실제적으로는 오차 등이 있을 수 있음을 고려할 때, 투광부(110)의 기울기인 C는 다음의 수학식 2에 따른다.

<수학식 2>

0.95 * {(p*B)/A} ≤ C ≤ 1.05 * {(p*B/A)}

상용화된 단위 픽셀의 길이(l) 및 폭(w)을 고려하면, 투광부(110)의 기울기가 62 내지 65도 일 수 있다.

도 10에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 패럴랙스 배리어에서 차광부와 투광부의 경계선의 적어도 일부가 단위 픽셀들의 경계를 따르는 계단 형상을 가지면서 전체적으로 디스플레이 패널의 사선 방향을 따라 형성될 수도 있다. 즉, 본 명세서에서 사선 방향은 전체적인 방향을 의미하며, 실질적인 형상은 선의 형상을 가질 수도 있고, 계단형상일 수도 있다.

본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 외에도 다양한 형상의 투광부가 형성될 수 있음은 물론이다.

또한, 백라이트 유닛(도시하지 않음)을 사용하는 수동 발광 입체 표시 장치(12)에서는, 도 11 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(20)가 디스플레이 패널(100)의 후면에 위치할 수도 있다. 이때는, 패럴랙스 배리어(20)의 투광부(110)의 폭을 단위 픽셀의 폭보다 크게 할 수 있다. 이에 의하여 사용자에게 배리어 라인이 보이지 않게 할 수 있어, 배리어 라인에 의해 발생될 수 있는 사용자의 거부감을 없앨 수 있다.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

R(적색), G(녹색), B(청색) 또는 R(적색), G(녹색), B(청색), W(백색)의 서브픽셀들이 횡방향 또는 종방향으로 배열되어 하나의 단위픽셀로 정의되며, 1 내지 n 시점의 영상을 각각 표시하는 n개의 단위픽셀이 복수의 행(p행)과 복수의 열(q열)로 배열되어 하나의 픽셀그룹을 구성하고, 상기 픽셀그룹이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 오른쪽 또는 왼쪽으로 시프트 되는 사선방향으로 배열되어 n 시점을 구현하는 신호처리에 따라 단위픽셀들이 배열되는 디스플레이 패널;및
상기 디스플레이 패널의 일면에 배치되는 상기 패널에 형성된 단위픽셀들을 노출시키는 복수의 투광부 및 상기 단위픽셀들을 차단시키는 복수의 차광부를 구비하는 패럴랙스 배리어를 포함하고,
상기 패럴랙스 배리어는,
상기 n이 4이상의 정수이고, 상기 p와 상기 q이 2 이상의 정수이며,
상기 n을 상기 n의 약수인 p로 나눈 값인 q에서 1을 뺀 값을 m이라 할 때, 행 방향에서 상기 투광부에 대응하는 단위 픽셀 1개와 상기 차광부에 대응하는 단위 픽셀 m개가 반복 배치되며, 상기 행 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 폭을 A, 열 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 길이를 B라 할 때, 상기 투광부의 기울기 C는 다음의 수학식의 범위를 가지며,
상기 투광부와 상기 차광부의 폭 비율은 0.95 : (m+0.05) ~ 1.33 : (m-1.33)로 이루어지는 입체 표시 장치.
<수학식>
0.95 * {(p*B)/A} ≤ C ≤ 1.05 * {(p*B/A)}
제1항에 있어서,
상기 단위픽셀은 서브픽셀이 버티칼 스트립(vertical strip)형태로 배열되는 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 단위픽셀은 서브픽셀이 호리존탈 스트립(horizontal strip)형태로 배열되는 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 n이 2의 배수이고, 상기 p가 2이고, 상기 q가 3의 배수인 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점의 영상 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 픽셀그룹의 제1 단위 행에 순차적으로 투사되고, 상기 n 시점의 영상 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 픽셀그룹의 제2 단위 행에 순차적으로 투사되는 입체 표시 장치.
제5항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되고, 위쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되는 입체 표시 장치.
제5항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되고, 위쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 오른쪽으로부터 왼쪽으로 순차적으로 투사되는 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 패럴랙스 배리어는,
유리를 포함하는 투명 기판; 및
상기 투명 기판 상에 형성된 배리어 패턴을 포함하는 입체 표시 장치.