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KR20200082838A - 광원 유닛 및 표시 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

광원 유닛 및 표시 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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KR20200082838A
KR20200082838A KR1020180173814A KR20180173814A KR20200082838A KR 20200082838 A KR20200082838 A KR 20200082838A KR 1020180173814 A KR1020180173814 A KR 1020180173814A KR 20180173814 A KR20180173814 A KR 20180173814A KR 20200082838 A KR20200082838 A KR 20200082838A
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KR
South Korea
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light
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stereoscopic image
display device
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KR1020180173814A
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박명수
박주성
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 광원 유닛 상에 위치하는 표시 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 상기 표시 패널 상에는 출광 제어 부재가 위치할 수 있다. 상기 광원 유닛과 상기 표시 패널 사이에는 입광 제어 부재가 위치할 수 있다. 상기 입광 제어 부재는 각 프레임에서 상기 표시 패널로 입사되는 빛의 위치를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 인접한 프레임에서 상기 표시 패널로부터 방출되는 빛의 각도가 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 각해상도(angular resolution)가 향상될 수 있다.

Description

광원 유닛 및 표시 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치{Stereoscopic Display apparatus having a light source unit and a display panel}
본 발명은 광원 유닛 상에 표시 패널이 위치하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 이미지를 구현하는 표시 패널을 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 액정을 포함하는 액정 패널 및/또는 발광 소자를 포함하는 OLED 패널을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 표시 패널에 의해 구현된 이미지를 배리어 패널로 분리할 수 있다. 예를 들어, 사용자에게 입체 영상을 제공하는 입체 영상 표시 장치는 표시 패널 상에 위치하는 배리어 패널에 의해 사용자의 좌안과 우안에 다른 이미지를 제공할 수 있다.
상기 배리어 패널은 이미지의 분리를 위하여 투광 영역들 및 차광 영역들을 포함할 수 있다. 상기 투광 영역들 및 상기 차광 영역들은 평행하게 위치하는 채널 전극들에 공급되는 전압에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배리어 패널은 상기 표시 패널로부터 방출된 빛이 통과하는 액티브 영역을 가로지르는 채널 전극들을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 입체 영상 표시 장치에서는 상기 배리어 패널의 상기 차광 영역들에 의해 상기 표시 패널로부터 방출된 빛의 일부가 차단되므로, 전체적인 휘도 및 해상도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 입체 영상 표시 장치에서는 구현되는 입체 영상의 볼륨감을 향상하기 위하여 각 단위 화소의 크기가 감소되면, 시야각이 감소될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시야각의 저하 없이, 구현되는 입체 영상의 품질을 향상할 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 표시 패널의 각 단위 화소의 크기를 변경하지 않고, 각 해상도(angular resolution)를 높일 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치는 광원 유닛을 포함한다. 광원 유닛 상에는 표시 패널이 위치한다. 표시 패널은 다수의 단위 화소를 포함한다. 표시 패널 상에는 출광 제어 부재가 위치한다. 광원 유닛과 표시 패널 사이에는 입광 제어 부재가 위치한다. 입광 제어 부재는 입광 제어 영역들을 포함한다. 각 입광 제어 영역은 표시 패널의 각 단위 화소와 중첩한다. 입광 제어 부재는 입광 제어부에 의해 제어된다.
출광 제어 부재는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈의 초점 거리는 입광 제어 부재와 렌즈 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
출광 제어 부재는 적어도 하나의 렌즈를 지지하는 기재 기판을 포함할 수 있다. 기재 기판의 위상 지연값(retardation)은 0일 수 있다.
기재 기판은 트리아세테이트 셀룰로어스(TAC)일 수 있다.
입광 제어 부재는 순서대로 적층된 제 1 제어 기판, 채널 전극들, 제어 액정층, 공통 전극층 및 제 2 제어 기판을 포함할 수 있다.
표시 패널은 제 1 표시 기판과 제 2 표시 기판 사이에 위치하는 표시 액정층을 포함할 수 있다. 표시 액정층은 제어 액정층과 다른 모드의 액정을 포함할 수 있다.
각 입광 제어 영역은 제 1 제어 영역 및 제 2 제어 영역을 포함할 수 있다. 입광 제어부에 의해 제 2 제어 영역에는 제 1 제어 영역과 다른 전압이 인가될 수 있다.
제 2 제어 영역 내에 위치하는 채널 전극들의 수는 제 1 제어 영역 내에 위치하는 채널 전극들의 수와 동일할 수 있다.
입광 제어부는 제 1 제어 영역 및 제 2 제어 영역에 인가하는 전압을 각 프레임 마다 변경할 수 있다.
홀수번째 프레임에서 입광 제어부에 의해 제 1 제어 영역에 인가되는 전압은 짝수번째 프레임에서 입광 제어부에 의해 제 2 제어 영역에 인가되는 전압과 동일할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치는 입광 제어 부재 및 입광 제어부에 의해 각 프레임 마다 표시 패널의 다른 영역에 빛이 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 n번째 프레임과 n+1번째 프레임에서 표시 패널로부터 방출되는 빛의 진행 방향이 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 표시 패널의 각 단위 화소의 크기를 유지하며, 구현되는 입체 영상의 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 광원 유닛, 입광 제어 부재, 표시 패널 및 출광 제어 부재를 나타낸 도면이다.
도 3a는 도 2의 P 영역을 확대한 단면이다.
도 3b는 도 2의 R 영역을 확대한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서 프레임별 빛의 이동 경로를 나타낸 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다"　또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
(실시 예)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 광원 유닛, 입광 제어 부재, 표시 패널 및 출광 제어 부재를 나타낸 도면이다. 도 3a는 도 2의 P 영역을 확대한 단면이다. 도 3b는 도 2의 R 영역을 확대한 도면이다.
도 1, 2, 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널(100), 입광 제어 부재(200), 표시 구동부(300), 입광 제어부(600), 광원 유닛(800) 및 출광 제어 부재(900)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 시청자에게 제공될 이미지를 생성할 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 상기 광원 유닛(800) 상에 위치할 수 있다. 상기 광원 유닛(800)은 상기 표시 패널(100)로 빛을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원 유닛(800)은 백라이트 유닛일 수 있다. 상기 광원 유닛(800)은 도광판(820)의 일측 측면 상에 위치하는 광원(810)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(100)을 향한 상기 도광판(820)의 표면 상에 광학 부재(830)가 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원 유닛(800)은 에지형 백라이트 유닛일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 상기 광원 유닛(800)에 의해 제공된 빛을 이용하여 특정 이미지를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 제 1 표시 기판(110)과 제 2 표시 기판(120) 사이에 위치하는 표시 액정층(130)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 표시 패널(100)은 액정 패널일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 다수의 단위 화소(PA)를 포함할 수 있다. 각 단위 화소(PA)는 인접한 단위 화소(PA)와 다른 색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 각 단위 화소(PA) 내에는 해당 영역의 표시 액정층(130)을 제어하기 위한 구동 회로가 위치할 수 있다. 상기 구동 회로는 게이트 신호 및 데이터 신호에 따라 해당 표시 액정층(130)의 액정을 회전할 수 있다. 예를 들어, 각 단위 화소(PA)의 구동 회로는 상기 제 1 표시 기판(110)과 상기 표시 액정층(130) 사이에 위치하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(140)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 표시 기판(110)과 상기 표시 액정층(130) 사이에는 각 단위 화소(PA)의 구동 회로와 전기적으로 연결되는 픽셀 전극들(160)과 공통 전극층(150)이 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 공통 전극층(150)은 각 단위 화소(PA)의 박막 트랜지스터(140)를 덮는 오버 코트층(112) 상에 위치하고, 상기 픽셀 전극들(160)은 상기 공통 전극층(150)을 덮는 중간 절연막(114) 상에 위치할 수 있다. 각 픽셀 전극(160)은 해당 구동 회로의 박막 트랜지스터(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 표시 패널(100)의 각 픽셀 전극(160)에 인가되는 전압의 조절을 통해 각 단위 화소(PA)가 제어될 수 있다.
상기 표시 액정층(130)과 상기 제 2 표시 기판(120) 사이에는 블랙 매트릭스(171), 컬러 필터(172) 및 캡핑층(180)이 위치할 수 있다. 상기 컬러 필터(172)는 상기 블랙 매트릭스(171) 사이에 위치할 수 있다. 상기 캡핑층(180)은 상기 블랙 매트릭스(171) 및 상기 컬러 필터(172)와 상기 표시 액정층(130) 사이에 위치할 수 있다.
상기 픽셀 전극(160) 및 상기 공통 전극층(150)이 형성된 상기 제 1 표시 기판(110)과 상기 블랙 매트릭스(171) 및 상기 컬러 필터(172)가 형성된 상기 제 2 표시 기판(120) 사이에는 스페이서(190)가 위치할 수 있다. 상기 표시 액정층(130)의 수직 높이는 상기 스페이서(190)에 의해 유지될 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 상기 표시 구동부(300)에 의해 구동될 수 있다. 상기 표시 구동부(300)는 이미지의 구현을 위한 다양한 신호를 상기 표시 패널(100)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 구동부(300)는 데이터 구동부(310) 및 스캔 구동부(320)를 포함할 수 있다.
상기 데이터 구동부(310)는 상기 표시 패널(100)로 데이터 신호를 인가할 수 있다. 상기 스캔 구동부(320)는 상기 표시 패널(100)로 스캔 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 상기 데이터 구동부(310)에 의해 인가되는 데이터 신호는 상기 스캔 구동부(320)에 의해 공급되는 스캔 신호와 동기될 수 있다.
상기 표시 구동부(300)는 타이밍 제어부(400)로부터 필요한 신호를 전달받을 수 있다. 예를 들어, 상기 타이밍 제어부(400)는 상기 데이터 구동부(310)로 디지털 비디오 데이터들 및 소스 타이밍 제어 신호를 전달하고, 상기 스캔 구동부(320)로 클럭 신호들, 리셋클럭 신호들 및 스타트 신호들을 전달할 수 있다.
상기 타이밍 제어부(400)는 시청자 위치 감지부(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 시청자 위치 감지부(500)는 시청자의 위치 정보를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 시청자 위치 감지부(500)는 카메라를 포함할 수 있다. 상기 타이밍 제어부(400)로부터 상기 표시 구동부(300)로 전달되는 신호는 상기 시청자 위치 감지부(500)에 의해 감지된 시청자의 위치에 따라 변경될 수 있다.
상기 입광 제어 부재(200)는 상기 광원 유닛(800)과 상기 표시 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 상기 입광 제어 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 각 단위 화소(PA)에 입사하는 빛을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 입광 제어 부재(200)는 순서대로 적층된 제 1 제어 기판(210), 채널 전극들(CH1-CHn), 제어 액정층(230), 공통 전극층(250) 및 제 2 제어 기판(220)을 포함할 수 있다.
상기 광원 유닛(800)과 상기 입광 제어 부재(200) 사이에는 제 1 편광판(710)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 편광판(710)은 상기 입광 제어 부재(200)의 상기 제 1 제어 기판(210)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 입광 제어 부재(200)와 상기 표시 패널(100) 사이에는 제 2 편광판(720)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 편광판(720)은 상기 입광 제어 부재(200)의 상기 제 2 제어 기판(220)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 2 편광판(720)은 상기 제 1 편광판(710)과 수직하는 투과축을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 입광 제어 부재(200)를 이용한 상기 표시 패널(100)에 제공되는 빛의 제어가 효과적으로 수행될 수 있다.
상기 입광 제어 부재(200)와 대향하는 상기 표시 패널(100)의 표면 상에는 제 3 편광판(730)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 상기 제 2 편광판(720)과 상기 제 3 편광판(730) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 3 편광판(730)은 상기 표시 패널(100)의 상기 제 2 표시 기판(120)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 3 편광판(730)은 상기 제 2 편광판(720)과 수직하는 투과축을 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 입광 제어 부재(200) 및 상기 표시 패널(100)이 상기 입광 제어 부재(200)와 상기 표시 패널(100) 사이에 위치하는 상기 제 2 편광판(720)을 공유할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 입광 제어 부재(200) 및 상기 표시 패널(100)에 의해 구현되는 이미지의 품질이 향상되며, 공정 비용이 절감될 수 있다.
상기 제 1 제어 기판(210)은 상기 광원 유닛(800)에 가까이 위치할 수 있다. 상기 제 1 제어 기판(210)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 제어 기판(210)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 제어 기판(210)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 제 2 제어 기판(220)은 상기 제 1 제어 기판(210) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 제어 기판(220)은 상기 제 1 제어 기판(210)과 상기 표시 패널(100)의 상기 제 1 표시 기판(110) 사이에 있다. 상기 제 1 표시 기판(110)은 상기 제 2 제어 기판(220)과 평행할 수 있다.
상기 제 2 제어 기판(220)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 제어 기판(220)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 제어 기판(220)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 상기 제 2 제어 기판(220)은 상기 제 1 제어 기판(210)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제어 액정층(230)은 상기 채널 전극들(CH1-CHn)과 상기 공통 전극층(250) 사이에 형성된 수직 전계에 의해 회전될 수 있다. 상기 제어 액정층(230)은 액정을 포함할 수 있다. 상기 제어 액정층(230) 내에 위치하는 액정은 상기 표시 액정층(130)에 위치하는 액정과 다른 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 액정층(130)은 ECB 모드의 액정을 포함하고, 상기 제어 액정층(230)은 TN 모드의 액정을 포함할 수 있다.
상기 채널 전극들(CH1-CHn) 및 상기 공통 전극층(250)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 채널 전극들(CH1-CHn) 및 상기 공통 전극층(250)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 전극들(CH1-CHn) 및 상기 공통 전극층(250)은 ITO 및 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 형성된 투명 전극일 수 있다.
상기 채널 전극들(CH1-CHn)은 서로 이격될 수 있다. 상기 채널 전극들(CH1-CHn)은 서로 다른 층에 위치하는 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn) 및 제 2 채널 전극들(CH2, CH4, ??, CHn-1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 채널 전극들(CH2, CH4, ??, CHn-1)은 채널 절연막(242)에 의해 상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn)과 절연될 수 있다. 상기 채널 절연막(242)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물과 같은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 채널 전극들(CH2, CH4, ??, CHn-1)은 상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn) 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 채널 전극들(CH1-CHn) 사이의 간격이 최소화될 수 있다.
상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn)은 상기 제 1 제어 기판(210)과 상기 채널 절연막(242) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 1 제어 기판(210)과 상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn) 사이에는 채널 버퍼막(241)이 위치할 수 있다. 상기 채널 버퍼막(241)은 상기 채널 전극들(CH1-CHn)의 형성 공정 시, 상기 제 1 제어 기판(210)에 의한 오염을 방지할 수 있다. 상기 채널 버퍼막(241)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 버퍼막(241)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 채널 버퍼막(241) 및 상기 채널 절연막(242)을 포함하는 제어 절연막(240)을 이용하여 상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn)과 상기 제 2 채널 전극들(CH2, CH4, ??, CHn - 1)의 형성 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 채널 버퍼막(241)에 의해 상기 제 1 채널 전극들(CH1, CH3, ??, CHn)과 상기 제 2 채널 전극들(CH2, CH4, ??, CHn-1)의 전도율 편차가 방지될 수 있다.
상기 공통 전극층(250)은 상기 채널 액정층(230)과 상기 제 2 제어 기판(220) 사이로 연장할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 채널 전극들(CH1-CHn)에 인가되는 전압을 통해 해당 제어 액정층(230)의 투과율이 조절될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 입력 제어부(600)가 상기 채널 전극들(CH1-CHn)에 인가되는 전압을 제어하여, 상기 입력 제어 부재(200)에 차광부 및 투광부를 형성할 수 있다.
상기 입력 제어 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 각 단위 화소(PA)와 중첩하는 제어 영역들(CA)을 포함할 수 있다. 각 제어 영역(CA)은 제 1 제어 영역(R1) 및 제 2 제어 영역(R2)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 제어 영역(R2) 내에 위치하는 채널 전극들(CH1-CHn)의 수는 상기 제 1 제어 영역(R1) 내에 위치하는 채널 전극들(CH1-CHn)의 수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 제어 영역(R2)은 상기 제 1 제어 영역(R1)과 동일한 수평 폭을 가질 수 있다.
상기 입력 제어부(600)에 의해 각 제어 영역(R1, R2)에 인가되는 전압은 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 제어부(600)는 각 입력 제어 영역(CA)의 제 1 제어 영역(R1) 또는 제 2 제어 영역(R2)을 차광부로 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 각 입력 제어 영역(CA)의 상기 제 1 제어 영역(R1)과 상기 제 2 제어 영역(R2) 중 하나가 투광부로 기능할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 입력 제어부(600)에 의해 상기 표시 패널(100)의 각 단위 화소(PA)에 각 입광 제어 영역(CA)의 상기 제 1 제어 영역(R1) 또는 상기 제 2 영역(R2)을 통과한 빛만이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 각 프레임에서 표시 패널(100)에 빛이 제공되는 영역이 변경될 수 있다.
상기 입력 제어부(600)는 각 입력 제어 영역(CA)의 상기 제 1 제어 영역(R1) 및 상기 제 2 제어 영역(R2)에 인가되는 전압을 프레임 별로 변경할 수 있다. 예를 들어, 홀수번째 프레임에서 상기 입광 제어부(600)에 의해 상기 제 1 제어 영역(R1)에 인가되는 전압은 짝수번째 프레임에서 상기 입광 제어부(600)에 의해 상기 제 2 제어 영역(R2)에 인가되는 전압과 동일할 수 있다.
도 4a는 홀수번째 프레임에서 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 빛의 이동 경로를 나타낸 도면이다. 도 4b는 짝수번째 프레임에서 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 빛의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 홀수번째 프레임에서 입광 제어 부재(200)의 제 2 제어 영역(R2)이 차광부로 기능하고, 짝수번째 프레임에서 입광 제어 부재(200)의 제 1 제어 영역(R1)이 차광부로 기능할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 홀수번째 프레임에서 입광 제어 부재(200)의 제 1 제어 영역(R1)을 통과한 빛만이 표시 패널(100)의 각 단위 화소(PA)에 제공되고, 짝수번째 프레임에서 입광 제어 부재(200)의 제 1 제어 영역(R2)을 통과한 빛만이 표시 패널(100)의 각 단위 화소(PA)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 홀수번째 프레임에서 표시 패널(100)로부터 방출되는 빛의 각도(θ1)와 짝수번째 프레임에서 상기 표시 패널(100)로부터 방출되는 빛의 각도(θ2)가 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널(100)의 단위 화소의 크기를 유지하며, 구현되는 이미지의 각 해상도(angular resolution)를 증가할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 제 1 제어 영역(R1)의 수평 폭(d1)과 제 2 제어 영역(R2)의 수평 폭(d2)이 동일하므로, 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임에서 구현되는 이미지의 품질 편차가 방지될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 홀수번째 프레임과 짝수번째 프레임에 다른 뷰 맵 데이터(view map data)를 표시할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 표시 패널(100)이 입광 제어 부재(200)와 동기화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 라이트 필드 방식으로 입체 영상이 구현될 수 있다.
상기 출광 제어 부재(900)는 상기 표시 패널(100)의 외측 표면 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 상기 입광 제어 부재(200)와 상기 출광 제어 부재(900) 사이에 위치할 수 있다. 상기 출광 제어 부재(900)는 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛을 이용하여 특정 이미지를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 출광 제어 부재(900)는 적어도 하나의 렌즈(920)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈(920)는 마이크로 렌즈 및 렌티큘러 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 렌즈(920)의 초점 거리는 상기 입광 제어 부재(200)와 상기 렌즈(920) 사이의 이격 거리(920f)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈(920)의 초점을 상기 표시 패널(100)을 향한 상기 입광 제어 부재(200)의 표면에 위치할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 출광 제어 부재(900)로 사용되는 렌즈(920)의 초점이 표시 패널(100)보다 광원 유닛(800) 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 구현되는 이미지의 입체감이 향상될 수 있다.
상기 출광 제어 부재(900)는 상기 렌즈(920)를 지지하기 위한 기재 기판(910)을 포함할 수 있다. 상기 기재 기판(910)은 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛의 편광 상태에 영향을 주지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 기판(910)의 위상 지연값(retardation)은 0일 수 있다. 상기 기재 기판(910)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 기판(910)은 트리아세테이트 셀룰로어스(TAC)일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 출광 제어 부재(900)에 의한 휘도 손실 및 이미지의 품질 저하가 최소화될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 입광 제어 부재(200)를 이용하여 광원 유닛(800)에 의해 표시 패널(100)에 제공되는 빛의 위치를 조절하여, 각 프레임에서 상기 표시 패널(100)로부터 방출되는 빛의 각도를 변경할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 각 해상도가 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 표시 패널(100)의 외측 표면 상에 위치하는 렌즈(920)의 초점이 상기 표시 패널(100)을 향한 상기 입광 제어 부재(200)의 표면에 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 구현되는 이미지의 입체감이 효과적으로 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 광원 유닛(800)이 에지형 백라이트 유닛인 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 다양한 형태의 광원 유닛(800)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 직하형 백라이트 유닛인 광원 유닛(800)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 입광 제어 부재(200)를 통해 표시 패널(100)에 빛을 제공하는 광원 유닛(800)에 대한 자유도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 출광 제어 부재(900)가 적어도 하나의 렌즈(920)를 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 배리어 패널(950)이 출광 제어 부재로 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 구현되는 이미지의 입체감을 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 사용자에게 제공되는 이미지의 품질이 효과적으로 향상될 수 있다.
100: 표시 패널 200: 입광 제어 부재
800: 광원 유닛 900: 출광 제어 부재
920: 렌즈

Claims (10)

  1. 광원 유닛 상에 위치하고, 다수의 단위 화소를 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 위치하는 출광 제어 부재;
    상기 광원 유닛과 상기 표시 패널 사이에 위치하고, 각 단위 화소와 중첩하는 입광 제어 영역들을 포함하는 입광 제어 부재; 및
    상기 입광 제어 부재를 제어하는 입광 제어부를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출광 제어 부재는 적어도 하나의 렌즈를 포함하되,
    상기 렌즈의 초점 거리는 상기 입광 제어 부재와 상기 렌즈 사이의 이격 거리와 동일한 입체 영상 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출광 제어 부재는 적어도 하나의 렌즈를 지지하는 기재 기판을 더 포함하되,
    상기 기재 기판의 위상 지연값(retardation)은 0인 입체 영상 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기재 기판은 트리아세테이트 셀룰로어스(TAC)인 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입광 제어 부재는 순서대로 적층된 제 1 제어 기판, 채널 전극들, 제어 액정층, 공통 전극층 및 제 2 제어 기판을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제 1 표시 기판과 제 2 표시 기판 사이에 위치하는 표시 액정층을 포함하되,
    상기 표시 액정층은 상기 제어 액정층과 다른 모드의 액정을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    각 입광 제어 영역은 제 1 제어 영역 및 제 2 제어 영역을 포함하되,
    상기 입광 제어부는 상기 제 2 제어 영역에 상기 제 1 제어 영역과 다른 전압을 인가하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 영역 내에 위치하는 채널 전극들의 수는 상기 제 1 제어 영역 내에 위치하는 채널 전극들의 수와 동일한 입체 영상 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 입광 제어부는 상기 제 1 제어 영역 및 상기 제 2 제어 영역에 인가하는 전압을 각 프레임 마다 변경하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    홀수번째 프레임에서 상기 입광 제어부에 의해 상기 제 1 제어 영역에 인가되는 전압은 짝수번째 프레임에서 상기 입광 제어부에 의해 상기 제 2 제어 영역에 인가되는 전압과 동일한 입체 영상 표시 장치.
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JP2012042879A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 Dainippon Printing Co Ltd レンズシート、面光源装置、透過型表示装置、レンズシートの製造方法
KR20130048070A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
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