KR101112546B1 - Switching panel for 3d display and 3d display apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 스위칭 패널에 터치 스크린 기능을 형성한 3차원 표시 장치용 스위칭패널 및 3차원 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a switching panel and a three-dimensional display device for a three-dimensional display device having a touch screen function on the switching panel.
3차원 표시 장치의 스위칭패널에 센싱 트랜지스터를 형성하여 터치 스크린 기능을 포함하도록 하며, 표시 패널의 배선 및 박막 트랜지스터 위치의 상부에 형성함으로써 개구율의 감소를 최소화 할 수 있다.The sensing transistor may be formed on the switching panel of the 3D display device to include a touch screen function, and the reduction of the aperture ratio may be minimized by forming the sensing transistor on the wiring and the thin film transistor.
스위칭 패널, 3차원, 표시 장치, 입체Switching panel, 3d display, stereoscopic
Description
도 1은 본 발명에 따른 실시예인 3차원 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a three-dimensional display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 3차원 표시 장치용 스위칭패널의 배치도이다.2 is a layout view of a switching panel for a 3D display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 III-III'선을 자른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III ′ of FIG. 2.
도 4는 도 2의 센싱TFT의 회로도이다.4 is a circuit diagram of the sensing TFT of FIG. 2.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표시 장치용 스위칭패널의 배치도이다.5 is a layout view of a switching panel for a 3D display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 VI-VI'선을 자른 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of FIG. 5.
도 7은 도 5의 센싱TFT의 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram of the sensing TFT of FIG. 5.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
12: 하부 편광판 22: 상부 편광판12: lower polarizer 22: upper polarizer
121: 게이트선 124: 연결 돌기121: gate line 124: connecting projection
123: 게이트 오프선 125: 게이트 오프 전극123: gate off line 125: gate off electrode
126: 게이트 전극 140: 게이트 절연막126: gate electrode 140: gate insulating film
154: 반도체층 163, 165: 저항성 접촉층
154:
171: 리드아웃선 173: 소스 전극171: lead-out line 173: source electrode
175: 드레인 전극 180: 보호막175: drain electrode 180: protective film
187: 유기 절연막 190: 스위칭패널 하부 전극187: organic insulating layer 190: lower electrode of switching panel
182, 183: 접촉구멍 199: 개구부182 and 183:
200: 백라이트 유닛 300: 표시 패널200: backlight unit 300: display panel
310: 박막 트랜지스터 기판 320: 상부 기판310: thin film transistor substrate 320: upper substrate
330: 액정 340: 컬러 필터330: liquid crystal 340: color filter
400: 렌티큘러 렌즈 기판 410: 렌티큘러 렌즈400: lenticular lens substrate 410: lenticular lens
420: 폴리머 430: 렌티큘러 렌즈 기판 하부 기판420: polymer 430: lenticular lens substrate lower substrate
440: 렌티큘러 렌즈 기판 상부 기판440: lenticular lens substrate upper substrate
500: 스위칭패널 510: 스위칭패널 하부 기판500: switching panel 510: switching panel lower substrate
520: 스위칭패널 상부 기판 530: 스위칭패널 액정520: switching panel upper substrate 530: switching panel liquid crystal
590: 스위칭패널 상부 전극 600: 접착제590: switching panel upper electrode 600: adhesive
본 발명은 3차원 표시 장치용 스위칭패널 및 3차원 표시 장치에 대한 발명이다.The present invention relates to a switching panel and a three-dimensional display device for a three-dimensional display device.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축된 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같은 단순히 듣고 말하는 서비스로부터 문자, 음성, 영 상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한 보고 듣는 멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는 시공간을 초월하여 실감있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.The services to be realized for the high speed of information based on the high-speed information communication network today are the multimedia service centering on the digital terminal which processes text, voice, and video at high speed from the simple listening and speaking service such as the current telephone. It is expected to develop into a super-spatial 3D stereoscopic information communication service that ultimately transcends time and space, and experiences, sees, feels and enjoys realistic and three-dimensionally.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체 영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.In general, three-dimensional images representing three-dimensional image is made by the principle of stereo vision through two eyes. The parallax of two eyes, that is, binocular disparity that appears because two eyes are about 65mm apart, is the most important factor of three-dimensional effect. This can be called. In other words, the left and right eyes each look at different two-dimensional images, and when these two images are transmitted to the brain through the retina, the brain accurately fuses each other to reproduce the depth and reality of the original three-dimensional image. This ability is commonly referred to as stereography.
입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로 관찰자의 별도의 안경착용 여부에 따라 안경식(stereoscopic)의 편광 방식과 시분할 방식, 비안경식(autostereoscopic)의 패럴랙스-배리어방식, 렌티큘러(lenticular) 렌즈방식 및 블린킹 라이트(blinking light) 방식이 있다.The stereoscopic image display device uses binocular disparity, and according to whether the viewer wears separate glasses, stereoscopic polarization and time division, autostereoscopic parallax-barrier, lenticular lens, and blyne There is a king light (blinking light).
전자는 많은 인원이 입체 영상을 즐길 수 있으나, 별도의 편광 안경 또는 액정 셔터 안경을 착용해야 하고, 후자는 디스플레이에 각각 이미지 스플리터(image splitter), 실린더리컬 렌즈 어레이(cylindrical lens array)인 렌티큘러 렌즈, 또는 패랠랙스 베리어가 결합된 구조로 관찰 범위가 고정되어 소수 인원에 한정되지만 별도의 안경을 착용하지 않는 편리함이 있어 선호된다. 즉, 안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하므로 불편함과 부자연스러움을 발생시킨다. 반면, 비안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 직접 스크린을 주시하는 것만으로 입체 영상을 관찰할 수 있어서 전술한 바와 같은 단점이 사라지기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.While the former can enjoy stereoscopic images, a large number of people should wear separate polarized glasses or liquid crystal shutter glasses, and the latter have an image splitter, a cylindrical lens array, a lenticular lens, Or it is a structure that combines parallax barriers, and the observation range is fixed to a small number of people, but it is preferred because it does not need to wear extra glasses. That is, the spectacle stereoscopic image display device causes inconvenience and unnaturalness because the viewer must wear special glasses. On the other hand, many studies have been conducted on the non-glass type stereoscopic image display apparatus because the observer can observe the stereoscopic image simply by staring at the screen, thereby eliminating the disadvantages described above.
비안경식 입체 영상 표시 장치는 이미지 패널에 3차원 이미지 형성 장치을 정렬하여 입체 영상을 표시한다. 3차원 이미지 형성 장치는 대표적으로 렌티큘러 렌즈나 패럴랙스 베리어 등이다. 경우에 따라, 3차원 이미지 형성 장치는 3차원 이미지를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이차원 이미지도 표시할 수 있도록 전환 수단이 결합되거나 부가될 수 있다. 예컨데, 굴절율 이방성을 갖는 렌티큘러 렌즈에 스위칭패널이 부가되거나(WO 03/015424-A2 참고), 스위칭패널 및 위상 지연판(retarder) (US 6046849, US 6055103, US 6437915 참고)또는 슬릿이 형성된 편광판과 스위칭패널(US 4717949, US 6157424 참고)이 결합하여 이미지를 이차원 또는 3차원으로 전환할 수 있는 3차원 이미지 형성 장치를 이룰 수 있다. A non-stereoscopic 3D image display device displays a 3D image by arranging a 3D image forming apparatus on an image panel. The three-dimensional image forming apparatus is typically a lenticular lens or parallax barrier. In some cases, the three-dimensional image forming apparatus may combine or add a switching means to not only form a three-dimensional image but also display a two-dimensional image. For example, switching panels may be added to lenticular lenses with refractive anisotropy (see WO 03 / 015424-A2), switching panels and retarders (see US 6046849, US 6055103, US 6437915), Switching panels (see US 4717949, US 6157424) can be combined to form a three-dimensional image forming apparatus capable of converting an image to two or three dimensions.
비안경식의 경우 다양한 방식 중에 표시 장치의 두께와 개구율을 고려할 때 렌티큘러 렌즈를 사용하는 입체 표시 장치가 가장 적합하여 중점적으로 개발되고 있다. 즉, 렌티큘러 렌즈를 사용하는 경우에는 표시 장치의 두께가 얇게 형성할 수 있으며, 렌즈를 사용함으로써 표시 장치를 가리지 않는 장점이 있다.In the case of the non-glass type, a stereoscopic display device using a lenticular lens is most appropriately developed in consideration of the thickness and aperture ratio of the display device among various methods. That is, when the lenticular lens is used, the thickness of the display device may be thin, and the use of the lens does not cover the display device.
한편, 전자기기에서 마우스나 키보드 등의 입력장치말고 표시 장치의 표면을 터치하는 방식으로 입력신호를 인가하는 터치 스크린 패널이 발명되어 있다. 이러한 터치 스크린 기능은 전자기기의 입력 신호를 용이하게 입력할 수 있다는 장점이 있으나 표시 장치에서 사용하기 위해서는 별도의 배선을 형성하여야 하며, 이러한 배선으로 인하여 표시 장치의 개구율이 급감하는 단점이 있다. On the other hand, a touch screen panel has been invented in which an electronic device applies an input signal by touching the surface of the display device instead of an input device such as a mouse or a keyboard. Such a touch screen function has an advantage in that an input signal of an electronic device can be easily input. However, in order to use the display device, a separate wiring must be formed, and the opening ratio of the display device is drastically reduced due to such wiring.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개구율이 감소되지 않으며 터치 스크린 기능이 가능한 3차원 표시 장치용 스위칭패널 및 3차원 표시 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a switching panel and a three-dimensional display device for a three-dimensional display device in which an aperture ratio is not reduced and a touch screen function is possible.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 스위칭 패널에 터치 스크린 기능을 형성한 3차원 표시 장치용 스위칭패널 및 3차원 표시 장치를 제공한다.In order to solve this problem, the present invention provides a switching panel and a three-dimensional display device for a three-dimensional display device having a touch screen function on the switching panel.
구체적으로는, 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 형성되어 있으며, 렌티큘러 렌즈를 포함하는 렌티큘러 렌즈 기판, 상기 렌티큘러 렌즈 기판 위에 형성되어 있으며, 터치 스크린 기능을 가지는 스위칭 패널을 포함하는 3차원 표시 장치에 대한 것이며,Specifically, the present invention relates to a three-dimensional display device including a display panel, a lenticular lens substrate formed on the display panel and including a lenticular lens, and a switching panel formed on the lenticular lens substrate and having a touch screen function. ,
제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 센싱 박막 트랜지스터, 상기 센싱 박막 트랜지스터 위에 형성되어 있는 하부 전극, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 상부 전극을 포함하는 3차원 표시 장치용 스위칭패널에 대한 것이다.A first substrate, a sensing thin film transistor formed on the first substrate, a lower electrode formed on the sensing thin film transistor, a second substrate facing the first substrate, and an upper electrode formed on the second substrate. The switching panel for a three-dimensional display device.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 3차원 표시 장치용 스위칭패널 및 3차원 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a switching panel and a 3D display device for a 3D display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 3차원 입체 영상의 표시가 가능한 3차원 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a 3D display device capable of displaying a 3D stereoscopic image.
본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 3차원 표시 장치는 표시 패널(300), 렌티큘러 렌즈 기판(400), 스위칭패널(500) 뿐만 아니라 상하 편광판(12, 22)을 포함한다. 표시 패널(300)과 렌티큘러 렌즈 기판(400)은 접착제(600)에 의하여 결합되어 있고, 렌티큘러 렌즈 기판(400)과 스위칭패널(500)도 접착제(600)에 의하여 결합되어 있다. 상하 편광판(12, 22)은 각각 스위칭패널(500)의 위와 표시 패널(300)의 아래에 배치되어 있다.The 3D display device manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention includes the
그러면, 이미지 패널인 표시 패널(300)에 대하여 상세히 설명한다.Next, the
표시 패널(300)은 박막 트랜지스터 기판(310), 상부 기판(320) 및 액정(330)을 포함한다.The
우선, 박막 트랜지스터 기판(310)은 게이트선 및 데이터선 등의 신호선을 포함하며, 게이트선과 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 박막 트랜지스터 (도시하지 않음) 및 화소 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 여기서 박막 트랜지스터는 게이트선을 따라 전송되는 주사 신호에 따라 데이터선을 따라 전송되는 화상 신호를 스위칭하여 화소 전극에 인가 또는 차단한다. First, the thin
여기서 표시 패널(300)은 화소 전극의 형태에 따라서 투과형 표시 패널, 반사형 표시 패널 및 양자의 형태가 모두 가능한 반투과형 표시 패널로 구분되는데, 어떠한 방식의 표시 패널도 본 발명의 실시예에 따른 3차원 표시 장치에 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 투과형을 중심으로 기술한다.The
다음, 상부 기판(320)은 박막 트랜지스터 기판(310)과 소정의 간격을 두고 마주보고 있다. 상부 기판(320)에는 컬러 필터(340)가 형성되어 있으며, 도시하지 않았으나, 블랙 매트릭스 및 공통전극 등이 형성되어 있다. Next, the
컬러 필터(340)는 동일한 컬러 필터 화소 행을 따라 나타나도록 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터를 배치하는 것이 보통이나 이외에도 여러 다양한 배치가 가능하다. 여기서 화소 행은 데이터선을 따라 늘어선 화소들로 이루어진다. The
박막 트랜지스터 기판(310)과 상부 기판(320)의 사이에는 액정 물질이 주입되어 있어서 액정층(330)을 이룬다. 액정층(330)의 액정 배향 상태는 TN(Twisted nematic) 모드, ECB(Electrically controlled birefringence) 모드 및 VA(vertically aligned) 모드 등이 가능하며, 본 실시예는 TN 모드인 경우를 예로 들어 설명하며, 액정층(330)에 전계가 인가되지 않은 상태에서 90도의 편광축 회전을 유발하는 리타데이션을 가진다.A liquid crystal material is injected between the thin
다음, 입체 이미지를 형성하는 핵심 부분인 렌티큘러 렌즈 기판(400)에 대 해서 자세하게 살펴본다. Next, the
렌티큘러 렌즈 기판(400)은 표시 패널(300)에서 나오는 빛을 굴절시켜 양쪽 눈으로 분배하여 3차원 이미지를 형성하는 역할을 한다.The
상기 렌티큘러 렌즈 기판(400)는 렌티큘러 렌즈(410)와 폴리머(420)로 이루어지며, 이를 지지하기 위한 상부 기판(440) 및 하부 기판(430)을 포함한다. 렌티큘러 렌즈(410)는 굴절률 이방성을 가지며, 폴리머(420)는 굴절율 등방성을 가진다. 렌티큘러 렌즈(410)의 단축 방향의 굴절률과 장축 방향의 굴절률은 서로 다르며, 단축 방향의 굴절률과 장축 방향의 굴절률 중 어느 하나는 폴리머(420)의 굴절률과 동일하게 형성한다. 즉, 렌티큘러 렌즈(410)는 폴리머(420)의 축방향(이하에서는 "Y축 방향"이라 한다.)으로 진동하는 빛은 렌티큘러 렌즈(410)와 폴리머(420)의 굴절률이 동일한 것으로 느껴 그 경계에서 굴절되지 않으나, 폴리머(420)의 축과 수직한 방향(이하에서는 "X축 방향"이라 한다.)으로 진동하는 빛은 렌티큘러 렌즈(410)와 폴리머(420)의 굴절률을 다르게 느껴 그 경계에서 굴절된다. 이러한 특성을 이용하여 2차원 영상과 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.The
스위칭패널(500)에 대하여 상세히 설명한다.The switching
스위칭패널(500)은 2차원 영상을 표시할 것인가 3차원 영상을 표시할 것인가를 선택하는 역할을 한다.The switching
스위칭패널(500)은 상하부 기판(520, 510)과 상하부 기판(520, 510) 각각에 형성되어 있는 상부 전극(590)과 하부 전극(190), 그 사이에 주입되어 있는 액정층(530)을 포함하며, 상기 하부 기판(510)과 하부 전극(190)의 사이에 터치 스크린 기능을 수행하는 배선과 센싱 트랜지스터가 형성되어 있다. 터치 스크린 기능을 수행하는 배선 및 센싱 트랜지스터에 대해서는 후술한다. 액정층(530)은 TN 모드, ECB 모드 또는 VA 모드 등을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 TN 모드로 배향된 경우를 예로 제시하며, 액정층(530)은 빛의 편광을 90도 회전시킬 수 있는 리타데이션 값을 가진다. The switching
스위칭패널(500)의 위에 배치되어 있는 상부 편광판(22)은 렌즈 수지의 축과 나란한 편광을 흡수하도록 배치되어 있다. 즉, 상부 편광판(22)의 흡수축이 Y축 방향이고 투과축은 X축 방향이 되도록 형성한다. 상부 편광판(22)의 흡수축 방향은 3차원 표시 장치가 기본 모드[스위칭패널(500)의 두 전극에 전압을 인가하지 않은 상태]에서 2차원 영상을 표시하도록 할 것이냐 또는 3차원 영상을 표시하도록 할 것이냐에 따라 달라질 수 있는데, 본 실시예는 2차원 영상을 기본 모드로 표시하는 경우이다.The upper
표시 패널(300)의 아래쪽에 배치되어 있는 하부 편광판(12)의 투과축도 렌즈수지의 축과 수직을 이룬다. 즉, 투과축이 X축이다. 하부 편광판(12)의 투과축 방향도 2차원 영상을 노멀리 화이트[액정층(330)에 전계를 인가하지 않은 상태에서 화이트 표시]로 할 것인가 노멀리 블랙[액정층(330)에 전계 인가하지 않은 상태에서 블랙 표시]으로 할 것인가에 따라 달라질 수 있다. 여기서는 2차원 영상을 노멀리 화이트로 표시하는 경우를 예시한다.The transmission axis of the lower
도 1에 도시된 실시예에서는 접착제(600)를 사용하여 각각의 파트를 부착하는 방식을 이용하였으나, 이와 달리 표시 패널(300)의 상부 기판(320)과 렌티큘러 렌즈 기판(400)의 하부 기판(430)을 하나의 기판으로 형성할 수 있으며, 또한, 렌티큘러 렌즈 기판(400)의 상부 기판(440)과 스위칭패널(500)의 하부 기판(510)을 하나의 기판으로 형성할 수 있다.In FIG. 1, the adhesive 600 is used to attach each part. However, the
그러면 이러한 3차원 표시 장치의 동작에 대하여 간단히 설명한다.Next, the operation of the three-dimensional display device will be briefly described.
먼저, 2차원 영상을 표시하는 경우를 설명한다. 이 경우에는 스위칭패널(500)에는 전압을 인가하지 않는다(Vs=0).First, a case of displaying a two-dimensional image will be described. In this case, no voltage is applied to the switching panel 500 (Vs = 0).
2차원 영상의 화이트를 표시하는 경우, 표시 패널(300)의 액정층(330)에도 전계를 인가하지 않는다. 따라서 광원으로부터 오는 빛은 하부 편광판(12)에 의하여 X축 선편광만 남게되고, 이 빛이 액정층(330)을 통과하면서 Y축 선편광으로 변환된다. Y축 선편광은 렌티큘러 렌즈(410)와 폴리머(420)의 경계를 인식하지 못하고 그대로 통과하여 다시 스위칭패널(500)의 액정층(530)을 통과하면서 X축 선편광으로 변환되고, 이어서 상부 편광판(22)에 의하여 차단되지 않고 그대로 통과하여 화이트를 표시한다.When white of the 2D image is displayed, no electric field is applied to the
다음, 2차원 영상의 블랙을 표시하는 경우, 표시 패널(300)의 액정층(330)에 전계를 인가하여 액정의 배향을 수직 배향으로 변경함으로써 액정층(330)을 통과하는 빛이 리타데이션을 느끼지 못하도록 한다. 이렇게 하면, 광원으로부터 오는 빛은 하부 편광판(12)에 의하여 X축 선편광만 남게되고, 이 빛은 액정층(330)에 영향을 받지 않고 그대로 통과하여 렌티큘러 렌즈 기판(400)에서 굴절되어 양쪽 눈 방향으로 분산된다. 분산된 빛은 여전히 X축 선편광이므로 스위칭패널(500)의 액정층(530)을 통과하면서 Y축 선편광으로 변환된다. 이 빛은 상부 편광판(22)에 의하 여 모두 차단됨으로서 블랙을 표시하게 된다. Next, when the black of the 2D image is displayed, light passing through the
이어서, 3차원 영상을 표시하는 경우를 설명한다. 이 경우에는 스위칭패널(500)에 전압을 인가하여(Vs=V) 액정이 수직 배향되도록 함으로써 액정층(530)을 통과하는 빛이 리타데이션을 느끼지 못하도록 한다.Next, the case where a 3D image is displayed is demonstrated. In this case, a voltage is applied to the switching panel 500 (Vs = V) so that the liquid crystal is vertically aligned so that light passing through the
3차원 영상의 화이트를 표시하는 경우, 표시 패널(300)의 액정층(330)에도 전계를 인가하여 액정의 배향을 수직 배향으로 변경함으로써 액정층(330)을 통과하는 빛이 리타데이션을 느끼지 못하도록 한다. 이렇게 하면, 광원으로부터 오는 빛은 하부 편광판(12)에 의하여 X축 선편광만 남게되고, 이 빛은 액정층(330)에 영향을 받지 않고 그대로 통과하여 렌티큘러 렌즈 기판(400)에서 굴절되어 양쪽 눈 방향으로 분산된다. 분산된 빛은 여전히 X축 선편광이고, 스위칭패널(500)의 액정층(530)을 그대로 통과하여 상부 편광판(22)에 의하여 차단됨이 없이 모두 출사함으로써 화이트를 표시하게 된다. When displaying the white of the 3D image, an electric field is also applied to the
3차원 영상의 블랙을 표시하는 경우, 표시 패널(300)의 액정층(330)에는 전계를 인가하지 않는다. 따라서 광원으로부터 오는 빛은 하부 편광판(12)에 의하여 X축 선편광만 남게되고, 이 빛이 액정층(330)을 통과하면서 Y축 선편광으로 변환된다. Y축 선편광은 렌티큘러 렌즈(410)와 폴리머(420)의 경계를 인식하지 못하고 그대로 통과하고, 다시 스위칭패널(500)의 액정층(530)도 그대로 통과하여 Y축 선편광이 유지된다. 따라서 상부 편광판(22)에 의하여 모두 차단되어 블랙을 표시한다.When the black of the 3D image is displayed, no electric field is applied to the
도 2 내지 도 4는 3차원 표시 장치용 스위칭패널의 한 실시예를 도시하고 있 다.2 to 4 illustrate one embodiment of a switching panel for a 3D display device.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 3차원 표시 장치용 스위칭패널의 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III'선을 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 센싱TFT의 회로도이다.2 is a layout view of a switching panel for a 3D display device according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a circuit diagram of the sensing TFT of FIG. 2.
본 발명의 한 실시예에 따른 스위칭패널은 하부 기판(510)과 이와 마주보고 있는 상부 기판(520), 상하부 기판(510, 520)에 형성되어 있는 상부 전극(590) 및 하부 전극(190), 그 사이에 들어 있는 액정(530)을 포함하며, 하부 기판(510)과 하부 전극(190) 사이에는 배선 및 센싱 박막 다이오드가 형성되어 있다. The switching panel according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
먼저, 하부 기판(510)에는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 하부 기판(510) 위에 복수의 주사선(121)과 게이트 전극(126)가 형성되어 있다.First, as illustrated in FIGS. 2 and 3, a plurality of
주사선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 영상 주사 신호를 전달하며, 복수의 연결 돌기(124)을 포함한다. 게이트 전극(126)은 주사선(121)과 일정거리를 두고 세로 방향으로 길게 형성되며, 연결 돌기(124)의 우상방향에 형성되어 있다. 게이트 전극(126)의 위에는 센싱 박막 다이오드가 형성된다.The
주사선(121) 및 게이트 전극(126)은 알루미늄과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 주사선(121) 및 게이트 전극(126)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(도시하지 않음)과 그 위의 상부막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
The
주사선(121) 및 게이트 전극(126)의 측면은 기판(510)의 표면에 대하여 경사져 있으며, 그 경사각은 기판(510)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.Side surfaces of the
주사선(121) 및 게이트 전극(126) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.An insulating
절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154)가 형성되어 있다. A plurality of
섬형 반도체(154)는 게이트 전극(126)의 하단의 상부에 형성되며, 게이트 전극(126)보다 넓은 폭으로 형성되어 있다. 반도체(154)는 연결 돌기(124)와 중첩되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 섬형 반도체(154)는 센싱 박막 다이오드의 채널이 된다.The island-
반도체(154)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 섬형 저항성 접촉 부재(163, 165)는 서로 대향하며 반도체(154)위에 위치한다. A plurality of island-like
반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면 역시 기판(510)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 절연막(140) 위에는 복수의 리드 아웃선(Read-out line)(171), 복수의 입력 단자 전극(175)이 형성되어 있다. A plurality of read-out
리드 아웃선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 주사선(121)과 교차하며 감지 신호를 전달한다.The lead out
각 출력 단자 전극(173)은 리드아웃선(171)에서 돌출되어 있으며, 게이트 전극(126) 일부와 저항성 접촉 부재(163)를 덮도록 형성되어 있다. 출력 단자 전극(173)은 게이트 전극(126)와 접촉 구멍(183)을 통하여 전기적으로 연결되어 있으며, 저항성 접촉 부재(163)의 위에서 출력측 전극 역할을 수행한다. Each
저항성 접촉 부재(163)의 위에 형성된 출력 단자 전극(173)에 대향하여 입력 단자 전극(175)이 형성되어 있다. 입력 단자 전극(175)의 일단은 저항성 접촉 부재(165) 위에 형성되어 있으며, 타단은 연결 돌기(124)의 상부까지 연장되어 있으며, 접촉 구멍(182)을 통하여 연결 돌기(124)과 전기적으로 연결되어 있다. The
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)은 크롬 또는 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr) 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 알루미늄 계열 금속인 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다.The lead-out
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)도 주사선(121)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.The lead-out
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 상부의 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. The
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)과 노출된 반 도체(154) 부분의 위에는 무기 물질인 질화 규소나 산화 규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질로 이루어진 유기 절연막(187)이 형성되어 있다. A
유기 절연막(187) 위에는 하부 전극(190)이 형성되어 있다. 하부 전극(190)은 투명한 도전 물질인 ITO 또는 IZO로 이루어져 있다.The
한편 반도체(154) 상부에는 유기 절연막(187) 및 하부 전극(190)이 제거되어 반도체(154)를 외부 광에 노출시키는 개구부(199)가 형성되어 있다. 그러므로 하부 전극(190)은 개구부(199)를 제외한 하부 기판(510)의 전 표면에 형성되어 있다. An
한편, 스위칭패널(500)의 상부 기판(520)에는 상부 전극(590)이 형성되며 상부 전극(590)과 하부 전극(190)의 사이에는 액정(530)이 주입된다. 상부 전극(590)과 하부 전극(190)은 스위칭패널(500) 외부의 전압 인가부와 연결되어 전압이 인가되며, 전압의 인가 여부에 따라서 액정(530)이 회전하며, 이로 인하여 2D 또는 3D 영상이 표시된다.The
이상에서 설명한 스위칭 패널(500)의 상부 기판(520) 및 하부 기판(510)의 배치 및 층상구조에서 다이오드 부분만을 독립적으로 분리하여 회로도로 나타내면 도 4와 같다.Referring to FIG. 4, only a diode part is independently separated from a layout and a layer structure of an
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 센싱 박막 다이오드는 게이트 전극측과 출력측은 연결되어 있다. 센싱 박막 다이오드는 개구부(199)를 통하여 외부로 노출되어 있는 반도체(154)가 빛을 감지하여 입력측 신호를 전달하는 양이 변화되는 것을 감지하는 방식으로 동작한다.As illustrated in FIG. 4, the sensing thin film diode is connected to a gate electrode side and an output side. The sensing thin film diode operates in such a manner that the
즉, 주사선(121)은 표시패널(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 신호가 전송되며, 주기적으로 게이트 신호가 센싱 다이오드를 통하여 리드아웃선(171)으로 전달된다. 그러나 센싱 다이오드의 반도체(154)에서 감지되는 빛의 양이 줄어들게 되면 리드 아웃선(171)으로 전달되는 게이트 신호 크기가 변화되며 이 변화를 감지하여 해당 부분이 터치되었음을 인식하게된다.That is, the
이하에서는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 대하여 살펴본다. Hereinafter, a look at another embodiment according to the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표시 장치용 스위칭패널의 배치도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'선을 자른 단면도이고, 도 7은 도 5의 센싱TFT의 회로도이다.FIG. 5 is a layout view of a switching panel for a 3D display device according to still another exemplary embodiment, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of FIG. 5, and FIG. 7 is a circuit diagram of the sensing TFT of FIG. 5. .
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스위칭패널(500)은 하부 기판(510)과 이와 마주보고 있는 상부 기판(520), 상하부 기판(510, 520)에 형성되어 있는 상부 전극(590) 및 하부 전극(190), 그 사이에 들어 있는 액정(530)을 포함하며, 하부 기판(510)과 하부 전극(190) 사이에는 배선 및 센싱 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. According to another exemplary embodiment of the present invention, the switching
먼저, 하부 기판(510)에는 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 기판(510) 위에 복수의 주사선(121)과 게이트 오프선(123)이 형성되어 있다.First, as illustrated in FIG. 5, a plurality of
주사선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 영상 주사 신호를 전달하며, 복수의 연결 돌기(124)을 포함한다. 또한 게이트 오프선(123)도 가로 방향으로 뻗어 있으며 센싱 박막 트랜지스터가 턴 오프될 정도의 전압이 인가되고, 복수의 게이트 오프 전극(125)을 포함한다. 게이트 오프선(123)은 주사선(121)과 일정 거리 만큼 떨어져서 서로 연결되지 않도록 형성된다. 또한, 연결 돌기(124)과 게이트 오프 전극(125)도 서로 중첩되지 않도록 형성되며, 가로 방향으로 일정 거리만큼 떨어져서 형성되어 있다. 게이트 오프 전극(125)의 위에 센싱 박막 트랜지스터가 형성된다.The
주사선(121) 및 게이트 오프선(123)은 알루미늄과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 주사선(121) 및 게이트 오프선(123)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(도시하지 않음)과 그 위의 상부막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. The
주사선(121) 및 게이트 오프선(123)의 측면은 기판(510)의 표면에 대하여 경사져 있으며, 그 경사각은 기판(510)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.Sides of the
주사선(121) 및 게이트 오프선(123) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.An insulating
절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154)가 형성되어 있다. A plurality of
섬형 반도체(154)는 게이트 오프 전극(125)의 상부에 형성되며, 게이트 오프 전극(125)보다 넓은 폭으로 형성되어 있다. 반도체(154)는 연결 돌기(124)와 중첩하지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 섬형 반도체(154)는 센싱 박막 트랜지스터 의 채널이 된다.The
반도체(154)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 섬형 저항성 접촉 부재(163, 165)는 서로 대향하며 반도체(154)위에 위치한다. A plurality of island-like
반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면 역시 기판(510)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 절연막(140) 위에는 복수의 리드 아웃선(Read-out line)(171), 복수의 입력 단자 전극(175)이 형성되어 있다. A plurality of read-out
리드 아웃선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 주사선(121) 및 게이트 오프선(123)과 절연되어 교차하며 감지 신호를 전달한다.The lead-out
각 출력 단자 전극(173)은 리드아웃선(171)에서 돌출되어 있으며, 저항성 접촉 부재(163)를 덮도록 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(163)의 위에서 출력측 전극 역할을 수행한다. Each
출력 단자 전극(173)에 대향하여 입력 단자 전극(175)이 형성되어 있다. 입력 단자 전극(175)의 일단은 저항성 접촉 부재(165) 위에 형성되어 있으며, 타단은 연결 돌기(124)의 상부까지 연장되어 있으며, 접촉 구멍(182)을 통하여 연결 돌기(124)과 전기적으로 연결되어 있다. An
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)은 크롬 또는 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바 람직하며, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr) 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 알루미늄 계열 금속인 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다.The lead-out
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)도 주사선(121) 및 게이트 오프선(123)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.Like the
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 상부의 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. The
리드아웃선(171), 출력 단자 전극(173) 및 입력 단자 전극(175)과 노출된 반도체(154) 부분의 위에는 무기 물질인 질화 규소나 산화 규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질로 이루어진 유기 절연막(187)이 형성되어 있다. 이때, 유기 절연막(187)의 표면은 평평하게 형성한다. A
유기 절연막(187) 위에는 하부 전극(190)이 형성되어 있다. 하부 전극(190)은 투명한 도전 물질인 ITO 또는 IZO로 이루어져 있다.The
한편 반도체(154) 상부에는 유기 절연막(187) 및 하부 전극(190)이 제거되어 반도체(154)를 외부 광에 노출시키는 개구부(199)가 형성되어 있다. 그러므로 하부 전극(190)은 개구부(199)를 제외한 하부 기판(510)의 전 영역에 형성된다.
An
한편, 스위칭패널(500)의 상부 기판(520)에는 상부 전극(590)이 형성되며 상부 전극(590)과 하부 전극(190)의 사이에는 액정(530)이 주입된다. 상부 전극(590)과 하부 전극(190)은 스위칭패널(500) 외부의 전압 인가부와 연결되어 전압이 인가되며, 전압의 인가 여부에 따라서 액정(530)이 회전하며, 이로 인하여 2D 또는 3D 영상이 표시된다.The
이상에서 설명한 스위칭 패널(500)의 상부 기판(520) 및 하부 기판(510)의 배치 및 층상구조에서 트랜지스터 부분만을 독립적으로 분리하여 회로도로 나타내면 도 7과 같다.Referring to FIG. 7, only the transistor part is separated from the arrangement and layer structure of the
도 7에 도시되어 있는 바와 같이 센싱 박막 트랜지스터는 개구부(199)를 통하여 외부로 노출되어 있는 반도체(154)가 빛을 감지하여 입력측 신호를 전달하는 양이 변화되는 것을 감지하는 방식으로 동작한다. As illustrated in FIG. 7, the sensing thin film transistor operates by sensing that the amount of transfer of the input side signal is changed by the
즉, 주사선(121)은 표시패널(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 신호를 전송하며, 게이트 오프선(123)은 센싱 트랜지스터의 턴 오프 전압을 인가한다. 여기서 주기적으로 게이트 신호가 센싱 트랜지스터의 입력 전극(175)으로 전달되며, 채널에서 누설되어 출력 전극(173)을 통하여 리드아웃선(171)으로 전달된다. 그러나 센싱 트랜지스터의 반도체(154)에서 감지되는 빛의 양이 줄어들게 되면 리드 아웃선(171)으로 전달되는 게이트 신호 크기가 변화되며 이를 감지하여 해당 부분이 터치되었음을 인식하게된다.That is, the
이상과 같이 스위칭 패널(500)을 형성함으로써, 2차원 영상과 3차원 영상으로 스위칭만 하던 스위칭 패널이 터치 스크린의 기능도 포함하게 된다.
By forming the
또한, 스위칭 패널(500)의 주사선(121)과 리드아웃선(171)을 표시 패널(300)의 게이트선과 데이터선의 상부에 형성하며, 센싱 박막 트랜지스터도 표시 패널(300)의 박막 트랜지스터의 상부에 형성하여 개구율의 감소를 최소화 할 수 있다.In addition, the
본 발명에서는 센싱 박막 다이오드나 센싱 박막 트랜지스터만을 사용하여 터치 스크린 기능을 수행하는 실시예를 제시하였으나, 이와 달리 센싱 박막 트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하여 터치 스크린 기능을 수행하게 할 수도 있다.In the present invention, an embodiment of performing a touch screen function using only a sensing thin film diode or a sensing thin film transistor is provided. Alternatively, the sensing thin film transistor and the switching thin film transistor may be formed to perform a touch screen function.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
이상과 같이 3차원 표시 장치의 스위칭패널에 센싱 트랜지스터를 형성하여 터치 스크린 기능을 포함하도록 하며, 표시 패널의 배선 및 박막 트랜지스터 위치의 상부에 형성함으로써 개구율의 감소를 최소화 할 수 있다.As described above, the sensing transistor is formed on the switching panel of the 3D display device to include a touch screen function, and the reduction of the aperture ratio can be minimized by forming the sensing transistor on the wiring and the thin film transistor.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1020040104435A KR101112546B1 (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Switching panel for 3d display and 3d display apparatus |
Publications (2)
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KR1020040104435A KR101112546B1 (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Switching panel for 3d display and 3d display apparatus |
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