JP2010026499A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混線の発生を最小化し、輝度を均一化させることにより表示品質を向上させることができる立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】立体画像表示装置において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。表示パネルは、第１方向に沿ってジグザグ形状に形成された単位ピクセルを含み、画像変換シートは第１方向に沿って延長され表示パネル上に第１方向と異なる第２方向に配置された複数個の単位レンズを含む。これによって、輝度分布及び混線分布を改善され、表示装置の表示品質を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は立体画像表示装置に関し、より詳細にはレンティキュラー（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）方式の立体画像表示装置に関する。

ゲーム、映画などのような分野において、３次元立体画像に対する需要が増加するに従って、３次元立体画像を表示する立体画像表示装置が漸次発展しきている。立体画像表示装置は、観察者の両眼に対して互いに異なる２次元平面画像を表示することにより立体画像を視認することができる。即ち、観察者は、両眼を通じて一対の２次元平面画像を見て、脳で前記平面画像を融合して立体画面を視認する。

立体画像表示装置は、観察者の特殊眼鏡の着用可否によって眼鏡式（ｓｔｅｒｅｏ−ｓｃｏｐｉｃ）及び非眼鏡式（ａｕｔｏ ｓｔｅｒｅｏ−ｓｃｏｐｉｃ）に区分することができる。一般的に、フラットパネル表示装置では、バリヤー方式、レンティキュラー方式などのような非眼鏡式の立体画像装置が主に用いられている。

バリヤー方式は、視差障壁を用いて左側ピクセル及び右側ピクセルを通過する光を遮断及び透過させることにより、左側ピクセルを観察者の左眼で認識させ、右側ピクセルを観察者の右眼で認識させて立体画像を表示することができる。レンティキュラー方式は、レンズを用いて左側ピクセル及び右側ピクセルを通過する光を屈折させることにより立体画像を表示することができる。

バリヤー方式によると、光の一部が遮断されるので、輝度が約５０％程度減少され表示品質が低下してしまう。一方、レンティキュラー方式によると、レンズを通じて光が大部分通過するので、バリヤー方式による輝度の減少に比べて輝度の減少を最小化させることができる。

レンティキュラー方式に用いられるレンズは、表示パネルとレンズ軸との位置関係によって垂直レンズ及び傾斜レンズを含む。垂直レンズは、そのレンズ軸が表示パネルと垂直であり、量産しやすいので、立体画像表示装置の製造が容易である反面、輝度の均一性が低く、表示品質を低下させる。

傾斜レンズは、輝度の均一性は垂直レンズを用いる場合に対して相対的に向上するが、そのレンズ軸を表示パネルに対して傾斜するように製造しなければならないので、レンズ製造に高い信頼性が要求されるという問題点がある。特に、傾斜レンズを用いながら多視点立体画像を表示する場合には、互いに隣接する視点間の混線（ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）が発生して表示品質を低下させる恐れがある。

本発明の技術的課題は、このような点を解決するためのもので、本発明の目的は、混線の発生を最小化し、輝度を均一化させることにより表示品質を向上させることができる立体画像表示装置を提供することにある。

前記した本発明の目的を実現するための実施形態による立体画像表示装置において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。表示パネルは、第１方向に沿ってジグザグ形状に形成された単位ピクセルを含む。画像変換シートは、第１方向に沿って延長されて表示パネル上に第１方向と異なる第２方向に並列に配置された複数個の単位レンズを含む。

一例として、単位レンズのそれぞれは、レンズ軸を基準として左右対称であってもよい。レンズ軸は、第１方向に延長されてもよい。この際、第１方向及び第２方向は互いに垂直であってもよい。

他の例として、単位ピクセルは互いに異なるカラーを表示する第１乃至第３カラーピクセルを含み、第１カラーピクセルの上下左右には第２カラーピクセル及び第３カラーピクセルが配置されてもよい。

単位レンズは、第２方向に配列された２個以上４０個以下の単位ピクセルに対応して配置されてもよい。

表示パネルは、互いに隣接した単位ピクセルの境界部に各単位ピクセルの外周面に沿ってジグザグ型に形成された遮光パターンを含んでもよい。

表示パネルは、互いに向き合う表示基板及び対向基板を含み、単位ピクセルのそれぞれは、表示基板に第１方向に沿ってジグザグ型に形成された画素電極を含んでもよい。

このような立体画像表示装置によると、ジグザグ型の単位ピクセルを含む表示パネルによって、ゲートラインの延長方向と垂直な方向に形成された構成要素を最小化させることにより混線の発生を最小化させることができる。

又、バックライトを遮断しないレンズを用いることにより、輝度の減少を最小化し、均一な輝度を実現することができる。これにより、表示品質が向上される。

本発明の一実施形態による立体画像表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による立体画像表示装置を説明するための平面図である。 図２のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した断面図である。 図２の画像変換シートを説明するための斜視図である。 図２のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した断面図である。 図２に図示された単位ピクセルの一例を示す平面図である。 図２に図示された単位ピクセルの他の例を示す平面図である。 図７に図示された単位ピクセルを含む表示パネルの立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 図７に図示された単位ピクセルを含む表示パネルの立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 比較例１による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 比較例１による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 比較例２による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 比較例２による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。 本発明の他の実施形態による立体画像表示装置の単位ピクセルを説明するための平面図である。

以下に図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本発明は多様に変更することができ、多様な形態を有することができること、特定の実施形態を図面に例示して本文に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、乃至代替物を含むことを理解すべきである。各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して付与した。図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して示した。第１、第２等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用することができるが、構成要素は用語によって限定されない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなしに、第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、同様に第２構成要素も第１構成要素に称されてもよい。単数の表現は、文脈上、明白に相違が示されない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを意図するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないことを理解しなければならない。

なお、異なるものとして定義しない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に定義されない限り、過度に形式的な意味に解釈されない。

図１は、本発明の一実施形態による立体画像表示装置の断面図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による立体画像表示装置５００は、表示パネル１００、画像変換シート２００、及びバックライトアセンブリ３００を含む。

表示パネル１００は、表示基板１１０、表示基板１１０と対向する対向基板１２０、及び表示基板１１０と対向基板１２０との間に介在された液晶層１３０を含む。表示パネル１００は、液晶層１３０に印加された電界によって光の透過率を制御する方式で画像を表示することができる。表示パネル１００は、画像を表示する複数個の単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…、図２参照）を含む。

単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）のそれぞれは、信号配線と接続されたスイッチング素子（ＴＦＴ、図６参照）、スイッチング素子と電気的に接続された液晶キャパシタ、ストレージキャパシタ、及びカラーフィルタ（ＣＦ、図６参照）を含む。単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）のそれぞれの具体的な細部構造については図６及び図７を参照して後述する。

表示パネル１００は、外部装置から少なくとも２以上の視点信号を受信して１つの立体画像を表示する。視点信号は、１つの固定された視域において、観察者の両眼を通じて立体画像を視認するために必要な画像信号である。

一例として、９視点の立体画像表示装置５００において、視点信号は、立体構造の被写体を９個の視点で撮影した９個の画像信号であってもよい。９個の画像信号を通じて、表示パネル１００は互いに異なる９個のイメージを表示し、イメージは画像変換シート２００の単位レンズ２１０によって空間分割される。これによって、観察者は、複数個の領域（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９）で立体画像を視認することができる。

図１においては、１つの単位レンズ２１０に対応する表示パネル１００を通じて表示されるイメージが、前記１つの単位レンズ２１０によって９個の領域（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９）に分割されることを一例として図示したが、画像変換シート２００に含まれる単位レンズ２１０のそれぞれに適用されることができる。

画像変換シート２００は、表示パネル１００上に配置される。例えば、画像変換シート２００は、対向基板１２０の上部に配置されてもよい。画像変換シート２００は、複数個の単位レンズ２１０を含む。各単位レンズ２１０は、少なくとも２つ以上の単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）と対応するように配置される。

図示していないが、対向基板１２０の上部には偏光板が更に配置されてもよく、この場合、画像変換シート２００は偏光板の上部に配置されてもよい。又、画像変換シート２００の上部には画像変換シート２００を保護するための保護カバーが配置されてもよい。

バックライトアセンブリ３００は、表示パネル１００の下部に配置される。バックライトアセンブリ３００は、表示パネル１００に光を提供することができる光源（図示せず）を含む。光源は、例えば、蛍光ランプ、発光ダイオードなどであってもよい。

以下では、図２及び図３を参照して表示パネル及び画像変換シートをより具体的に説明する。

図２は、本発明の一実施形態による立体画像表示装置を説明するための平面図で、図３は図２のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。

図２及び図３を参照すると、単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）は、それぞれ立体画像表示装置５００の第１方向Ｄ１にジグザグ形状に形成される。単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）は、例えば、それぞれＷ字型であってもよい。ジグザグ方向は、第１方向Ｄ１を基準に斜線方向であってもよい。ジグザグ方向は、例えば、第１方向Ｄ１を基準に約４５°傾いた方向であってもよい。

単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）は、第１単位ピクセルＰ１を基準に第１方向Ｄ１に平行に配列され、第１方向Ｄ１と異なる第２方向Ｄ２に並列に配列される。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは互いに直交する。

第１単位ピクセルＰ１の第１方向Ｄ１には第２単位ピクセルＰ２及び第３単位ピクセルＰ３が順次に配列されてもよく、第１単位ピクセルＰ１の第２方向Ｄ２には第４単位ピクセルＰ４が配置されてもよい。第４単位ピクセルＰ４の第１方向Ｄ１には第５単位ピクセルＰ５及び第６単位ピクセルＰ６が順次に配列されてもよく、第４単位ピクセルＰ４の第２方向Ｄ２には第７単位ピクセルＰ７が配置されてもよい。第７単位ピクセルＰ７の第１方向Ｄ１には第８単位ピクセルＰ８及び第９単位ピクセルＰ９が順次に配列されてもよい。

第１乃至第９単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）は、互いに異なるカラーを示す第１カラーピクセル、第２カラーピクセル、及び第３カラーピクセルを含んでもよい。

第１カラーピクセルは第１カラーを示す単位ピクセルであり、第１カラーは、例えば、レッドであってもよい。第２カラーピクセルは、第１カラーと異なる第２カラーを示す単位ピクセルで、第２カラーは、例えば、グリーンであってもよい。又、第３カラーピクセルは、第１及び第２カラーと異なる第３カラーを示す単位ピクセルであり、第３カラーは、例えば、ブルーであってもよい。

一例として、第１単位ピクセルＰ１は第１カラーピクセルで、第２単位ピクセルＰ２は第２カラーピクセルで、第３単位ピクセルＰ３は第３カラーピクセルであってもよい。第４単位ピクセルＰ４は、第３カラーピクセルで、第５単位ピクセルＰ５は第１カラーピクセルで、第６単位ピクセルＰ６は第２カラーピクセルであってもよい。又、第７単位ピクセルＰ７は第２カラーピクセルで、第８単位ピクセルＰ８は第３カラーピクセルで、第９単位ピクセルＰ９は第１カラーピクセルであってもよい。

第１乃至第９単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）はモザイク式に配列されてもよい。

具体的に、いずれか１つの第１カラーピクセル、例えば、第５単位ピクセルＰ５を基準として、第５単位ピクセルＰ５の左右には、第２カラーピクセルである第２単位ピクセルＰ２及び第３カラーピクセルである第８単位ピクセルＰ８が配置されてもよい。又、第５単位ピクセルＰ５の上下には、第３カラーピクセルである第４単位ピクセルＰ４及び第２カラーピクセルである第６単位ピクセルＰ６が配置されてもよい。即ち、第１カラーピクセルである第１単位ピクセルＰ１、第５単位ピクセルＰ５、及び第９単位ピクセルＰ９は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２を基準に斜線に配列されてもよい。

第１乃至第９単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）の位置関係は図２に図示される。

互いに隣接した単位ピクセル、例えば、第１単位ピクセルＰ１と第２単位ピクセルＰ２との間、及び第１単位ピクセルＰ１と第４単位ピクセルＰ４との間には遮光パターンＢＬが配置される。遮光パターンＢＬは、第１乃至第９単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、…）を区画し、バックライトアセンブリ３００から照射された光が表示パネル１００を通過することを遮断する。遮光パターンＢＬは、表示パネル１００に形成されたブラックマトリックスパターンを含んでもよい。

一方、第１乃至第３単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が１つのセットで第１方向Ｄ１に反復して配列され、第４乃至第６単位ピクセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）が１つのセットで第１方向Ｄ１に反復して配列されてもよい。又、第７乃至第９単位ピクセル（Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）が１つのセットで第１方向Ｄ１に反復して配列されてもよい。

第１乃至第３単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を含む第１方向Ｄ１のパターンを「第１パターン」、第４乃至第６単位ピクセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）を含む第１方向Ｄ１のパターンを「第２パターン」、第７乃至第９単位ピクセル（Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）を「第３パターン」とするとき、第１パターン乃至第３パターンは第２方向Ｄ２に互いに順次に並列に配置される。

又、第３パターンの第２方向Ｄ２には順次に第４パターン、第５パターン、第６パターン、第７パターン、及び第９パターンが並列に配置される。第４乃至第９パターンも第１乃至第３パターンのそれぞれのように第１方向Ｄ１に延長されたジグザグ形状を有する。

画像変換シート２００の各単位レンズ２１０は、第１乃至第９パターンと対応して前記表示パネル１００上に配置されてもよい。

具体的に、単位レンズ２１０は、第１方向Ｄ１に延長され、第２方向Ｄ２に複数個が並列に配列される。第１乃至第９パターンがジグザグ形状を有することによって、第１パターンの外側及び第９パターンの外側は単位レンズ２１０の第２方向Ｄ２の両端部と一致しない。即ち、第１パターンの外側及び前記第９パターンの外側は、それぞれ単位レンズ２１０の第２方向Ｄ２の両端部と部分的に重なってもよい。

本発明では９視点立体画像表示装置５００を一例として説明したが、視点の数によって単位レンズの幅及び単位レンズ２１０と対応する第２方向Ｄ２に配列される単位ピクセルの数は変更されてもよい。

一例として、３視点立体画像表示装置では、表示パネルが第１方向Ｄ１にジグザグ形状に延長された第１パターン、第１パターンと第２方向Ｄ２に隣接した第２パターン及び第３パターンを含み、単位レンズ２１０は第１乃至第３パターンに対応して配置されてもよい。又、１２視点立体画像表示装置では、表示パネルが第１乃至第１２パターンを含み、各単位レンズは第１乃至第１２パターンに対応して配置されてもよい。

第２方向Ｄ２に配列された単位ピクセルの数は、両眼視差を確保するために少なくとも２つ以上であるべきである。又、第２方向Ｄ２に配列された単位ピクセルの数は立体画像を表示することによって減少する解像度を最適化するために４０個以下であることが好ましい。従って、第２方向Ｄ２に配列される単位ピクセルの数は２個以上４０個以下であることが好ましい。

図４は、図２の画像変換シートを説明するための斜視図である。

図４を参照すると、画像変換シート２００の単位レンズ２１０は、表示パネル１００の上部と平行な底面から第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と垂直な第３方向Ｄ３に突出された曲面を有する。単位レンズ２１０は、曲面を通じて第１乃至第９パターンが表示するイメージを複数個の空間（Ｖ１〜Ｖ９）に分割して表示することができる。

単位レンズ２１０は、第１方向Ｄ１のレンズ軸Ａｘを有する。レンズ軸Ａｘの方向は、第１方向Ｄ１と一致する。具体的に、単位レンズ２１０のレンズ軸Ａｘは、第１単位ピクセルＰ１と第２単位ピクセルＰ２の境界部に形成される遮光パターンＢＬに平行に配置される。

単位レンズ２１０の曲面は、レンズ軸Ａｘを基準に左右対称である。

画像変換シート２００は、高分子樹脂を加工して製造してもよい。画像変換シート２１０は、例えば、アクリル樹脂で製造されてもよい。

図５は、図２のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した断面図である。

図５を参照すると、本発明による立体画像表示装置５００を観察する観察者は、第１パターン及び第２パターンの境界で遮光パターンＢＬを視認することができる。のみならず、観察者は、前記境界で第１パターンに含まれた第１乃至第３単位ピクセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）及び第２パターンに含まれた第４乃至第６単位ピクセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）の一部を視認することができる。即ち、本発明によると、第１パターン及び第２パターンの境界であっても、ジグザグ形状の単位ピクセル（Ｐ１〜Ｐ６）によって、前記境界で少なくとも部分的なイメージを視認することができることになる。

このように、本発明による立体画像表示装置によると、観察者が画像を観察する位置を変更する場合に、前記境界に対応する位置に視線が位置しても立体画像を視認することができるので、観察者は表示パネル１００が表示する立体画像を連続的に視認することができる。

図６は図２に図示された単位ピクセルの一例による平面図で、図７は図２に図示された単位ピクセルの他の例による平面図である。

まず、図６を参照すると、本発明の単位ピクセルは、液晶層３００、画素電極ＰＥ、及び共通電極（図示せず）を含む液晶キャパシタ、スイッチング素子ＴＦＴ、及びストレージキャパシタＣｓｔを含む。単位ピクセルは、カラーフィルタＣＦを含んでもよい。

画素電極ＰＥは、表示パネル１００の第１方向Ｄ１にジグザグ形状に形成される。単位ピクセルは、画素電極ＰＥの形状によって形状が定義されてもよい。又、画素電極ＰＥの形状に対応して形成されるカラーフィルタＣＦの形状によって単位ピクセルの形状が定義されてもよい。

共通電極は、画素電極ＰＥと対向して形成される。一例として、画素電極ＰＥは、表示基板１１０の第１ベース基板（図示せず）上に形成され、共通電極は対向基板１２０の第２ベース基板（図示せず）上に形成されてもよい。共通電極は、画素電極ＰＥの中央部と対応するジグザグ型の切開部を含んでもよい。

液晶層３００は、画素電極ＰＥと共通電極との間に配置される。

互いに隣接した単位ピクセルの境界部には、ブラックマトリックスパターンＢＭが形成される。ブラックマトリックスパターンＢＭは、各単位ピクセルに対応する開口部を含む。即ち、画素電極ＰＥは、ブラックマトリックスパターンＢＭの開口部に対応して配置される。カラーフィルタＣＦも開口部に対応して配置される。ブラックマトリックスパターンＢＭは、第２ベース基板上に形成されてもよい。

より具体的に図２を参照してブラックマトリックスパターンＢＭを説明すると、第１単位ピクセルＰ１と第４単位ピクセルＰ４との間にブラックマトリックスパターンＢＭが第１方向Ｄ１にジグザグ形状に延長されて形成される。又、第１単位ピクセルＰ１と第２単位ピクセルＰ２との間にブラックマトリックスパターンＢＭが第２方向Ｄ２にストライプ形状に延長されて形成されてもよい。

画素電極ＰＥの外郭には光漏れを防止するための光遮断パターンＬＢＰが形成されてもよい。光遮断パターンＬＢＰは、ブラックマトリックスパターンＢＭに対応して形成されてもよい。

第１ベース基板にはゲートラインＧＬ１、ＧＬ２及びゲートラインＧＬ１、ＧＬ２と交差するデータラインＤＬ１、ＤＬ２が形成される。

ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２は第２方向Ｄ２に延長される。ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２は、ブラックマトリックスパターンＢＭに対応して形成される。ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２のうち、第１ゲートラインＧＬ１は画素電極ＰＥの一端部に配置され、第１ゲートラインＧＬ１の第１方向Ｄ１には第２ゲートラインＧＬ２が配置されてもよい。即ち、第２ゲートラインＧＬは、前記画素電極ＰＥの他端部に配置されてもよい。

データラインＤＬ１、ＤＬ２のうち、第１データラインＤＬ１は画素電極ＰＥと一部が重なってもよく、第１データラインＤＬ１の第２方向Ｄ２に配置された第２データラインＤＬ２も画素電極ＰＥと一部が重なってもよい。

第１及び第２データラインＤＬ１、ＤＬ２は、それぞれ第１直線部ＳＬ１、第２直線部ＳＬ２、及び斜線部ＣＬを含む。

第１直線部ＳＬ１は、第１ゲートラインＧＬ１又は第２ゲートラインＧＬ２と交差し、第１方向Ｄ１に対して直線に延長される。第１直線部ＳＬ１は、画素電極ＰＥと一部重なってもよい。

第２直線部ＳＬ２は、第１直線部ＳＬ１と平行に第２方向Ｄ２に離隔して配置される。第２直線部ＳＬ２は、画素電極ＰＥと一部重なってもよい。

斜線部ＣＬは、第１方向Ｄ１を基準に斜めに形成され、第１直線部ＳＬ１及び第２直線部ＳＬ２を連結する。斜線部ＣＬの延長方向はジグザグ形態状の画素電極ＰＥのジグザグ方向のうちいずれか１つの方向と平行であってもよい。即ち、斜線部ＣＬは、画素電極ＰＥと平行に形成される。第１データラインＤＬ１の斜線部ＣＬは、画素電極ＰＥと完全に重なってもよい。第２データラインＤＬ２の斜線部は、画素電極ＰＥの第２方向Ｄ２に配置された他の画素電極と完全に重なってもよい。

スイッチング素子ＴＦＴは、第２ゲートラインＧＬ２及び第１データラインＤＬ１と接続される。スイッチング素子ＴＦＴは、第２ゲートラインＧＬ２と接続されたゲート電極ＧＥ、第１データラインＤＬ１と接続されたソース電極ＳＥ、及びソース電極ＳＥと離隔したドレイン電極ＤＥを含む。ドレイン電極ＤＥと接続されたコンタクト部ＣＮＴで画素電極ＰＥとドレイン電極ＤＥとがコンタクトすることにより、画素電極ＰＥと記スイッチング素子ＴＦＴとが電気的に接続される。

ストレージキャパシタＣｓｔは、画素電極ＰＥ、画素電極ＰＥと重なるストレージラインＳＴＬ、及び画素電極ＰＥとストレージラインＳＴＬとの間の絶縁層（図示せず）を含む。ストレージラインＳＴＬのうち、画素電極ＰＥと重なる領域がストレージキャパシタＣｓｔの第１電極になり、画素電極ＰＥが第１電極と対向する第２電極になり、絶縁層が第１電極及び第２電極の間に介在された誘電体になる。これにより、ストレージキャパシタは、画素電極ＰＥに印加された電圧を充電することができる。

図７を参照して、本発明の単位ピクセル構造の他の例を説明する。図７において、画素電極ＰＥ、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３を除いた構成要素は、図６で説明したことと実質的に同じなので、重複する具体的な説明は省略する。

図７を参照すると、本発明の単位ピクセルは、画素電極ＰＥ、画素電極ＰＥと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びカラーフィルタＣＦを含む。

画素電極ＰＥは、全体的には第１方向Ｄ１にジグザグ形状に形成される。ブラックマトリックスパターンＢＭは、画素電極ＰＥの外郭に沿って画素電極ＰＥの全体形状のようにジグザグ形状に形成される。

画素電極ＰＥは、第１サブ電極ＬＰＥ及び第２サブ電極ＨＰＥを含んでもよい。例えば、第２サブ電極ＨＰＥはＶ字型に形成され、第１サブ電極ＬＰＥは第２サブ電極ＨＰＥの外郭を囲むようにＷ字型に形成されてもよい。

ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３は、第１方向Ｄ１に延長され、第２方向Ｄ２に平行に配列された第１、第３、及び第２ゲートラインＧＬ１、ＧＬ３、ＧＬ２を含む。

第１ゲートラインＧＬ１は第２サブ電極ＨＰＥの一端部に配置され、第２ゲートラインＧＬ２は第１ゲートラインＧＬ１と隣接するように第２サブ電極ＨＰＥの他端部に配置され、第２サブ電極ＨＰＥと電気的に接続される。又、第３ゲートラインＧＬ３は、第１ゲートラインＧＬ１及び第２ゲートラインＧＬ２の間に配置され、第２サブ電極ＨＰＥと重なる。第３ゲートラインＧＬ３は、第１サブ電極ＬＰＥと電気的に接続される。

スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、第１トランジスタＳＷ１及び第２トランジスタＳＷ２を含む。

第１トランジスタＳＷ１は、第２ゲートラインＧＬ２及び第１データラインＤＬ１と電気的に接続される。具体的に、第１トランジスタＳＷ１は、第２ゲートラインＧＬ２と接続された第１ゲート電極ＧＥ１、第１データラインＤＬ１と接続された第１ソース電極ＳＥ１及び第１ソース電極ＳＥ１と離隔した第１ドレイン電極ＤＥ１を含む。第１ドレイン電極ＤＥ１と接続された第１コンタクト部ＣＮＴ１と第１サブ電極ＬＰＥがコンタクトしてすることにより、第１トランジスタＳＷ１は第１サブ電極ＬＰＥと電気的に接続される。

第２トランジスタＳＷ２は、第３ゲートラインＧＬ３及び第１データラインＤＬ１と電気的に接続される。具体的に、第２トランジスタＳＷ２は、第３ゲートラインＧＬ３と接続された第２ゲート電極ＧＥ２、第１データラインＤＬ１と接続された第２ソース電極ＳＥ２、及び第２ソース電極ＳＥ２と離隔した第２ドレイン電極ＤＥ２を含む。第２ドレイン電極ＤＥ２と接続された第２コンタクト部ＣＮＴ２と第２サブ電極ＨＰＥがコンタクトすることにより、第２トランジスタＳＷ２は、第２サブ電極ＨＰＥと電気的に接続される。

以下では、図８、図９、図１０、図１１、図１２、及び図１３を参照して本発明の輝度向上及び混線改善に関する効果を具体的に説明する。

図８、図９、図１０、図１１、図１２、及び図１３において、ｘ軸は表示パネルの正面を「０」とし、正面から左側方向への距離を「−」距離で示し、正面から右側方向への距離を「＋」距離で示すもので、単位はｍｍである。又、図８、図１０、及び図１２のそれぞれは輝度分布を示すもので、図９、図１１、及び図１３のそれぞれは混線分布を示すものである。輝度分布は表示パネルの最も明るい輝度値を１とし、最も暗い輝度値を０として各領域の輝度の相対的な輝度値を示すものであり、混線分布は混線が最も激しく生じていることを示す程度を１とし、混線がほとんど生じていないことを示す程度を０として、各領域の混線の相対的な値を示すものである。輝度分布の平均値が約「１」に近いほど、表示装置の輝度均一性が向上されていることを示す。混線分布の平均値が約「０」に近いほど、表示装置に混線が発生することが防止されていることを示す。

図８及び図９は、図７に図示された単位ピクセルを含む表示パネルの立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。

図８及び図９を参照すると、本発明の立体画像表示装置の輝度分布は、正面から左右にそれぞれ約２００ｍｍ乃至約２００ｍｍの領域は輝度分布が約１の値に均一に分布される。本発明の立体画像表示装置の輝度分布の平均値は約０．８９である。又、本発明の立体画像表示装置の混線分布の平均値は約０．３５である。

図１０及び図１１は、比較例１による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。

比較例１による立体画像表示装置は、傾斜レンズが長方形の単位ピクセルを含む表示パネル上に配置された第１立体画像表示装置である。

図１０及び図１１を参照すると、第１立体画像表示装置の輝度分布は約１の値に均一に分布されており、輝度分布の平均値は約０．９３である。第１立体画像表示装置の混線分布の平均値は約０．６３で、第１立体画像表示装置の全領域で混線が現れる。

図１０は、比較例２による立体画像表示装置の視点による輝度分布及び混線分布を説明するためのグラフである。

比較例２による立体画像表示装置は、垂直レンズが長方形の単位ピクセルを含む表示パネル上に配置された第２立体画像表示装置である。

図１２及び図１３を参照すると、第２立体画像表示装置の輝度分布は約０．４から約１まで変化幅が大きく、輝度分布の平均値は約０．７３である。図１０と比較すると、垂直レンズを用いると、輝度分布の均一性が低下することがわかる。第２立体画像表示装置の混線分布の平均値は約０．２１で、図１１と比較すると、垂直レンズを用いることにより混線が改善されていることがわかる。

このように図８乃至図１３を参照すると、本発明の実施形態による立体画像映像表示装置が垂直レンズを用いるにもかかわらず、輝度分布が均一であり、混線分布が第２立体画像表示装置の混線分布と同じ水準であることがわかる。

本発明によると、単位ピクセルの配列方向と一致するレンズ軸を有する単位レンズ（垂直レンズ）を用いても輝度均一性は第１立体画像表示装置の水準に最適化させることができる。又、垂直レンズを使用することにより混線分布を第２立体画像表示装置の水準に最適化させることができる。

更に、本発明によると、単位ピクセルをジグザグ形状に形成することにより、表示パネルでイメージを表示しない領域に形成された遮光パターンが視認されることを最小化させることができる。これにより、観察者が観察位置を変更するとき、特定位置で遮光パターンが視認されることにより立体画像が不連続的に見えることを防止することができる。

図１４は、本発明の他の実施形態による立体画像表示装置の単位ピクセルを説明するための平面図である。

図１４を参照すると、単位ピクセルは第１方向Ｄ１にジグザグ形状に形成され、第１方向Ｄ１と異なる第２方向Ｄ２に複数個が並列に配列される。単位ピクセルは、第１方向Ｄ１にジグザグ形状に形成されたＺ字型を有してもよい。Ｚ字型の単位ピクセルを有する表示パネル及び垂直レンズを用いて立体画像表示装置を構成することにより、輝度を向上させて混線の発生を減少させることができる。

図１４に図示された単位ピクセルは、画素電極の形状及びブラックマトリックスパターンの形状を除いては、図６又は図７に図示された単位ピクセルと同じなので、重複する具体的な説明は省略する。

図示していないが、本願発明の更に他の実施形態として単位ピクセルをＶ字型に形成してもよい。Ｖ字型の単位ピクセルを有する表示パネル及び垂直レンズを用いて立体画像表示装置を構成することにより輝度を向上させて混線の発生を減少させることができる。

本発明による立体画像表示装置によると、ジグザグ型の単位ピクセルを含む表示パネルによって、ゲートラインの延長方向を基準としてゲートラインの延長方向と垂直な方向に形成された構成要素を最小化させることにより混線の発生を最小化させることができる。又、バックライトからの光を遮断しないレンズを用いることにより、輝度の減少を最小化し、均一な輝度を実現することができる。これによって、表示品質を向上させることができる。

本発明による立体画像表示装置は、液晶表示装置のみならず、携帯型ディスプレイ機器、ＰＤＰ表示装置、フラットパネル表示装置、３次元（３Ｄ）立体ゲーム画像装置、放送用３Ｄテレビ、軍事用３Ｄディスプレイ、シミュレーション訓練用３Ｄディスプレイ、及び医療用３次元ディスプレイなどに多様に適用されることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 表示パネル
１１０ 表示基板
１２０ 対向基板
１３０ 液晶層
２００ 画像変換シート
２１０ 単位レンズ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９ 単位ピクセル
ＢＬ 遮光パターン
Ａｘ レンズの軸
ＢＭ ブラックマトリックスパターン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 第１、第２、第３方向
ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３ 第１、第２、第３ゲートライン
ＤＬ１、ＤＬ２ 第１、第２データライン
ＳＬ１、ＳＬ２ 第１、第２直線部
ＣＬ 斜線部
ＴＦＴ スイッチング素子
ＰＥ 画素電極
ＣＦ カラーフィルタ
ＬＰＥ 第１サブ電極
ＨＰＥ 第２サブ電極
ＳＷ１、ＳＷ２ 第１、第２トランジスタ
ＬＢＰ 光遮断パターン

Claims (10)

1. 第１方向に沿ってジグザグ形状に形成された単位ピクセルを含む表示パネルと、
   前記第１方向に沿って延長され前記表示パネル上に前記第１方向と異なる第２方向に並列に配置された複数の単位レンズを含む画像変換シートと、
   を含む立体画像表示装置。
2. 前記単位レンズはレンズ軸を基準に左右対称であり、前記レンズ軸は前記第１方向に延長されることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
3. 前記単位レンズのそれぞれは、前記表示パネルから突出する曲面を有することを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
4. 前記単位ピクセルは、
   互いに異なるカラーを表示する第１カラーピクセル、第２カラーピクセル、及び第３カラーピクセルを含み、
   前記第１カラーピクセルの上下左右には前記第２カラーピクセル及び前記第３カラーピクセルが配置されることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
5. 前記単位ピクセルは、
   前記第１方向に前記第１カラーピクセル、前記第２カラーピクセル、及び前記第３カラーピクセルが順次に配列されることを特徴とする請求項４記載の立体画像表示装置。
6. 前記表示パネルは互いに向き合う表示基板及び対向基板を含み、
   前記単位ピクセルは前記表示基板に形成され、ジグザグ型の外周を有する画素電極と、前記対向基板に形成された共通電極と、前記画素電極と共通電極との間に介在された液晶層を含むことを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
7. 前記表示基板は、
   前記第１方向に延長されて前記画素電極と一部が重なったデータラインと、
   前記第２方向に延長されたゲートラインと、を含むことを特徴とする請求項６記載の立体画像表示装置。
8. 前記データラインは、
   前記第１方向に延長された第１直線部と、
   前記第１直線部と平行に前記第２方向に離隔した第２直線部と、
   前記第１方向を基準に斜めに形成されて前記第１直線部及び第２直線部を連結する斜線部と、を含むことを特徴とする請求項７記載の立体画像表示装置。
9. 前記ゲートラインは、
   前記画素電極と電気的に接続され、前記画素電極の一端部に配置された第１ゲートラインと、
   前記第１ゲートラインと隣接し、前記画素電極の前記第１方向の他端部に配置された第２ゲートラインと、を含むことを特徴とする請求項７記載の立体画像表示装置。
10. 前記画素電極は、
    第１サブ電極及び前記第１サブ電極と離隔される第２サブ電極を含むことを特徴とする請求項７記載の立体画像表示装置。

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