JP2011043785A - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表示パネルによる光の反射を抑制して、立体映像の画質を改善した立体映像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による立体映像表示装置は、映像を表示する表示パネルと、前記表示パネル上に位置して、透明セルまたは不透明セルになるように選択的に駆動される複数の液晶セルを含むバリアと、前記表示パネルと前記バリアとの間に位置する偏光板と、前記偏光板と前記表示パネルとの間に位置する位相遅延板とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体映像表示装置に関し、より詳しくは、立体映像を表示する立体映像表示装置に関するものである。

一般に、人が立体感を認識する要因は、生理的な要因及び経験的な要因があるが、３次元映像表示技術では、近距離で立体感を認識する最も大きな要因である両眼視差（ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｐａｒａｌｌａｘ）を利用して物体の立体感を認識させる。このような両眼視差を利用する方式としては、大きく分けて眼鏡を着用する眼鏡着用方式（ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｙ）及び眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式（ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｙ）がある。

眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式では、一般に、表示パネル上に配置されたバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）を利用して左眼映像及び右眼映像を分離して立体効果を示す。このようなバリアには、不透明な領域及び透明な領域が反復配列されており、表示パネルには、右眼に対応するピクセル及び左眼に対応するピクセルが形成されている。この時、ユーザーは、バリアの透明領域を通して表示パネルに表示される画像を見ることになるが、ユーザーの左眼及び右眼は同じ透明領域を通しても各々表示パネルの異なる領域を視認するので、ユーザーは立体映像を認識するようになる。

最近、バリアとして液晶パネルを用いる技術が開発された。

しかし、液晶パネルを透過した外部光または液晶パネルによって反射された光が表示パネルによって再び反射された後で液晶パネルを透過してユーザーに視認されるので、立体映像の画質が劣化する問題があった。

本発明は、前述した背景技術の問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、表示パネルによる光の反射を抑制して、立体映像の画質を改善した立体映像表示装置を提供することである。

本発明の一側面は、映像を表示する表示パネルと、前記表示パネル上に位置して、透明セルまたは不透明セルになるように選択的に駆動される複数の液晶セルを含むバリアと、前記表示パネルと前記バリアとの間に位置する偏光板と、前記偏光板と前記表示パネルとの間に位置する位相遅延板とを含む立体映像表示装置を提供する。

前記偏光板は前記バリアに付着され、前記位相遅延板は前記偏光板に付着される。

前記位相遅延板と前記表示パネルとの間には空気層が形成される。

前記偏光板を通過して直線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わる。

前記位相遅延板は１／４波長板であり、前記位相遅延板の光軸と前記偏光板の偏光軸との間の交角は４５度である。

前記バリアを間において前記偏光板と対向する外部偏光板をさらに含むことができる。

前記表示パネルは、第１表示基板と、前記第１表示基板と対向する第２表示基板と、前記第１表示基板と前記第２表示基板との間に位置して、前記映像を表示する有機発光素子とを含むことができる。

前記バリアは、第１バリア基板と、前記第１バリア基板と対向する第２バリア基板と、前記第１バリア基板と前記第２バリア基板との間に位置して、前記複数の液晶セルを形成する液晶層とを含むことができる。

前記バリアを駆動するバリア駆動部と、前記表示パネルの駆動する表示パネル駆動部と、前記バリア駆動部及び前記表示パネル駆動部を制御する制御部とをさらに含むことができる。

本発明により、立体映像表示装置が偏光板及び位相遅延板を含むことによって、表示パネルの反射による画質の劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による立体映像表示装置を概略的に示した図である。 本発明の第１実施形態による立体映像表示装置を示した断面図である。 図２の表示パネルの駆動回路部及び有機発光素子の回路配置を示した配置図である。 本発明の第１実施形態による立体映像表示装置においてユーザーに立体映像が視認されることを説明するための図である。 本発明の第１実施形態による映像表示装置において表示素子方向への光経路を示した構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の多様な実施形態について、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が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。

また、多様な実施形態において、同じ構成を有する構成要素については同じ符号を付けて代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態は第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似した構成要素については、同じ参照符号を付けた。

また、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜上任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示されたものに限られるのではない。

図面では、多様な層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。そして、図面においては、説明の便宜上、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」または「上部」あるという時、これはある部分の「真上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「真上」にあるという時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。

以下、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は本発明の第１実施形態による立体映像表示装置を概略的に示した図である。図２は本発明の第１実施形態による立体映像表示装置を示した断面図である。

図１及び図２に示したように、本発明の第１実施形態による立体映像表示装置は、表示パネル１００と、バリア２００と、外部偏光板３００と、偏光板４００と、位相遅延板５００と、制御部６００と、バリア駆動部７００と、表示パネル駆動部８００とを含む。

表示パネル１００は、第１表示基板１１０と、第２表示基板１２０と、駆動回路部（ＤＣ）と、有機発光素子（Ｌ１）とを含む。

第１表示基板１１０及び第２表示基板１２０は、駆動回路部（ＤＣ）及び有機発光素子（Ｌ１）を間において互いに離隔して対向している。

駆動回路部（ＤＣ）は、一般に、図３のような配置構造を有する。

図３は図２の表示パネルの駆動回路部及び有機発光素子の回路配置を示した配置図である。

具体的には、図３に示したように、駆動回路部（ＤＣ）は、２つ以上の薄膜トランジスター（Ｔ１、Ｔ２）及び一つ以上の保存キャパシター（Ｃ１）を含む。薄膜トランジスターは、基本的にスイッチングトランジスター（Ｔ１）及び駆動トランジスター（Ｔ２）を含む。

スイッチングトランジスター（Ｔ１）は、スキャンライン（ＳＬ１）及びデータライン（ＤＬ１）と接続して、スキャンライン（ＳＬ１）に入力されるスイッチング電圧に応じてデータライン（ＤＬ１）から入力されるデータ電圧を駆動トランジスター（Ｔ２）に伝送する。保存キャパシター（Ｃ１）は、スイッチングトランジスター（Ｔ１）及び電源ライン（ＶＤＤ）と接続して、スイッチングトランジスター（Ｔ１）から伝送された電圧と電源ライン（ＶＤＤ）に供給される電圧との差に相当する電圧を保存する。

駆動トランジスター（Ｔ２）は、電源ライン（ＶＤＤ）及び保存キャパシター（Ｃ１）と接続して、保存キャパシター（Ｃ１）に保存された電圧としきい電圧との差の自乗に比例する出力電流（Ｉ_ＯＥＬＤ）を有機発光素子（Ｌ１）に供給し、有機発光素子（Ｌ１）は出力電流（Ｉ_ＯＬＥＤ）によって発光する。

駆動トランジスター（Ｔ２）は、ソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極を含む。

有機発光素子（Ｌ１）は、互いに対向する電極、及び対向する電極間に形成された有機発光層を含む。対向する電極のうちの一つの電極はアノード電極となり、他の電極はカソード電極となる。また、有機発光素子（Ｌ１）のアノード電極が駆動トランジスター（Ｔ２）のドレイン電極と接続される。また、アノード電極及びカソード電極のうちの一つ以上の電極は半透過型または反射型に形成されて、光を反射する。

また、本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の表示パネル１００は、有機発光素子（Ｌ１）がバリア２００方向に光を放出して、映像を表示する。つまり、表示パネル１００は、前面発光型に製造される。

また、本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の表示パネル１００は、スキャンライン（ＳＬ１）及びデータライン（ＤＬ１）が各々交差する領域に形成される複数の表示セル１０１（図１に表示）を含む。この複数の表示セル１０１は、後述するバリア２００の液晶セル２０１（図１に表示）の構造に合わせて調節される。例えば、バリア２００の全体的な液晶セル２０１の構造がストライプ状であれば、表示パネル１００の全体的な表示セル１０１は、ストライプ状の液晶セル２０１と連動してユーザーの左眼（ｌｅｆｔ ｅｙｅ）及び右眼（ｒｉｇｈｔ ｅｙｅ）に視認される各々異なるイメージを表示し、これによって、ユーザーは、最終的に立体イメージを認識するようになる。

一方、駆動回路部（ＤＣ）及び有機発光素子（Ｌ１）の構成は前述した例に限定されず、当該技術分野の専門家が容易に実施できる公知された構成に多様に変形される。

表示パネル１００上には、表示パネル１００と対向してバリア２００が位置している。

バリア２００は、第１バリア基板２１０と、第２バリア基板２２０と、第１バリア基板２１０と第２バリア基板２２０との間に位置する液晶層２３０とを含む。

液晶層２３０は、複数の液晶セル２０１を形成するが、バリア２００は、液晶セル２０１が第１バリア基板２１０または第２バリア基板２２０のうちの一つに形成された薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ）及び保存キャパシタを含む能動型マトリックスであってもよく、列電極及び行電極が交差する領域に液晶セル２０１が形成された単純マトリックス型であってもよい。従って、バリア２００が能動型マトリックスである場合には、一般的なＴＦＴ液晶表示装置の駆動方法に基づいて駆動され、単純マトリックス型である場合には、一般的な単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法に基づいて駆動される。

このように、本発明によるバリア２００は、制御部６００で選択されたバリア２００の形態に基づいた駆動信号によってバリア２００の液晶セル２０１が選択的に不透明セルまたは透明セルになってバリア２００の形態が変更される「アクティブバリア」である。

バリア２００の表面には外部偏光板３００が付着されている。

外部偏光板３００は、偏光軸を有し、偏光軸方向に光を直線偏光させる。具体的には、外部偏光板３００は、偏光軸と一致する光は通過させ、偏光軸と一致しない光は吸収する。これによって、光が外部偏光板３００を通過すると偏光軸方向に直線偏光される。外部偏光板３００の偏光軸は、後述するバリア２００と表示パネル１００との間に位置する偏光板４００の偏光軸と所定の角度の交角を有する。

偏光板４００は、表示パネル１００とバリア２００との間に位置して、バリア２００に付着されている。偏光板４００は、偏光軸を有し、偏光軸方向に光を直線偏光させる。具体的には、偏光板４００は、偏光軸と一致する光は通過させ、偏光軸と一致しない光は吸収する。これによって、光が偏光板４００を通過すると偏光軸方向に直線偏光される。

位相遅延板５００は、偏光板４００と表示パネル１００との間に位置して、偏光板４００に付着されている。位相遅延板５００は１／４波長板であり、偏光板４００の偏光軸から実質的に４５度程度ずれた光軸を有する。つまり、位相遅延板５００の光軸と偏光板４００の偏光軸との間の交角は４５度程度になる。これによって、偏光板４００を通過して直線偏光された光は、位相遅延板５００を通過して円偏光される。位相遅延板５００の光軸と偏光板４００の偏光軸との間の交角が４５度に近いほど、偏光板４００を通過して直線偏光された光は位相遅延板５００を通過すると円偏光に近くなる。また、位相遅延板５００は、偏光板４００に付着されているため、位相遅延板５００と表示パネル１００との間には実質的に空気層（ＡＬ）が形成される。

前述した偏光板４００及び位相遅延板５００によって、表示パネル１００で反射される光が立体映像表示装置の外部から視認されないが、これについては後述する。

図１に示したように、制御部６００は、映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ ｄａｔａ）、水平同期信号、垂直同期信号などを受信して、バリア制御信号及び表示パネル制御信号を生成して、バリア駆動部７００及び表示パネル駆動部８００に各々伝達する。また、制御部６００は、入力される映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ ｄａｔａ）またはユーザーの選択に基づいて表示パネル１００及びバリア２００の表示形態を決定して、バリア駆動部７００及び表示パネル駆動部８００に各々伝達する。より詳細には、制御部６００は、入力される映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ ｄａｔａ）が２Ｄ信号であるか３Ｄ信号であるか、または２視点３Ｄ映像信号であるか多視点３Ｄ映像信号であるかを判断し、入力される映像信号に合わせて表示パネル１００及びバリア２００が駆動されるように制御信号を表示パネル駆動部８００及びバリア駆動部７００に各々伝達する。

バリア駆動部７００は、制御部６００から制御信号を受信して、バリア２００を駆動する。具体的には、バリア駆動部７００は、制御部６００で決定されたバリアの表示形態に基づいて、バリア２００の複数の液晶セル２０１が各々選択的に不透明セルまたは透明セルになって、バリア２００がストライプ状、碁盤状、階段状、または多視点形態などになるようにバリア２００を駆動する。

例えば、バリア駆動部７００は、メモリ、列駆動部、及び行駆動部を含む。メモリは、制御部６００から伝えられる制御信号に応じて表示形態に対応してバリア２００が駆動されるように表示形態に対応する駆動信号を保存し、制御部６００から伝えられた制御信号に基づいて表示形態を決定して、表示形態に対応する駆動信号を各々列駆動部及び行駆動部に出力する。列駆動部及び行駆動部は、メモリから伝えられた駆動信号に基づいてバリア２００の複数の液晶セル２０１が各々不透明セル及び透明セルになって制御部６００で選択されたバリア２００の表示形態になるようにバリア２００を駆動する。つまり、列駆動部及び行駆動部は、バリア２００の行及び列に各々選択的に駆動電圧を印加することによって、バリア２００の表示形態を形成する。

表示パネル駆動部８００は、制御部６００から制御信号を受信して、表示パネル１００を駆動する。具体的には、表示パネル駆動部８００は、入力される映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ ｄａｔａ）が表示パネル１００に正常に表示されるように表示パネル１００を駆動する。

以下、図４を参照して、本発明の第１実施形態による立体映像表示装置によって立体映像が視認されることについて説明する。

図４は本発明の第１実施形態による立体映像表示装置において、ユーザーに立体映像が視認されることを説明するための図である。

図４に示したように、バリア２００の複数の液晶セル２０１が各々選択的に透明セル及び不透明セルとして駆動されてバリア２００が碁盤状を表示する場合、表示パネル１００が碁盤状のバリア２００に対応して複数の表示セル１０１にバリア２００を通してユーザーの左眼または右眼に視認される映像が表示される。つまり、バリア２００によって立体映像表示装置の適正観察距離上に仮想の観察窓（ｖｉｒｔｕａｌ ｖｉｅｗｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）（ＶＷ）が存在すると見なせるが、この観察窓（ＶＷ）に表示される映像がユーザーの左眼及び右眼に各々別に形成されることによって、ユーザーは立体映像が視認されることを認識する。

本発明の第１実施形態では、説明の便宜上、バリア２００の表示形態を碁盤状に表示したが、これに限定されず、ストライプ状、階段状、または多視点形態などの多様な形態がバリア２００に表示形態として表示され、各場合に対応して表示パネル１００に表示される映像も多様に表示される。

本発明の第１実施形態による立体映像表示装置は、バリア２００と表示パネル１００との間に位置する偏光板４００及び位相遅延板５００によって立体映像の劣化が抑制されるが、これについては下記の図５を参照して説明する。

図５は本発明の第１実施形態による映像表示装置において表示素子方向への光経路を示した構成図である。

図５に示したように、バリア２００を通過した外部光または表示パネル１００から出射されてバリア２００に反射された光は、偏光板４００を通過して偏光板４００の偏光軸方向に直線偏光される。直線偏光された光は、再び１／４波長板の位相遅延板５００を通過して円偏光に変わる。この時、位相遅延板５００の光軸は偏光板４００の偏光軸より４５度程度ずれている。つまり、位相遅延板５００の光軸と偏光板４００の偏光軸との間の交角は４５度である。

このように、直線偏光された光の軸方向と位相遅延板５００の光軸方向との間の交角が４５度になるため、直線偏光された光が位相遅延板５００を通過して円偏光に変わる。この時の円偏光は左円偏光である。しかし、本発明による実施形態がこれに限定されるのではない。従って、位相遅延板５００を通過した光が右円偏光になるように位相遅延板５００を配置することもできる。

そして、左円偏光された光は、表示パネル１００内の有機発光素子（Ｌ１）の電極に反射される。また、光は、有機発光素子（Ｌ１）の電極だけでなく、その他の金属配線にも反射される。

左円偏光された光が有機発光素子（Ｌ１）の電極またはその他の金属配線に反射されて右円偏光されて、位相が１８０度変わる。そして、右円偏光に変わった光は、再び位相遅延板５００を通過して直線偏光に変わる。この時、直線偏光された光の軸方向は偏光板４００の偏光軸方向と反対方向であるため、そのまま偏光板４００に吸収される。

このように、バリア２００を通過した外部光または表示パネル１００から出射されてバリア２００に反射された光は、偏光板４００、位相遅延板５００、反射、再び位相遅延板５００を経て偏光板４００に吸収されることによって、外部から視認されなくなる。つまり、バリア２００または表示パネル１００の屈折されたイメージを有する光が外部から視認されないので、立体映像表示装置の画質の劣化が抑制される。

一方、位相遅延板５００がバリア２００に付着された偏光板４００に付着されているため、位相遅延板５００と表示パネル１００との間には必然的に空気層（ＡＬ）が形成され、この空気層（ＡＬ）は、光の光軸を変化させて、画質の劣化の原因となりうる。しかし、本発明の第１実施形態による偏光板４００及び位相遅延板５００は、表示パネル１００に付着されずにバリア２００に付着されているため、位相遅延板５００と表示パネル１００との間に位置した空気層（ＡＬ）の光軸干渉による画質の劣化が生じない。より詳しくは、表示パネル１００によって反射された光の光軸が空気層（ＡＬ）によって変化しても、位相遅延板５００及び偏光板４００が互いに付着されているため、表示パネル１００によって反射された光は位相遅延板５００を経て偏光板４００に吸収される。

以上のような構成により、本発明の実施形態による立体映像表示装置は、表示パネル１００による光の反射が抑制されて、立体映像の画質の劣化が抑制される。

以上で、本発明を望ましい実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の概念及び範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であることが、本発明が属する技術分野に従事する者には簡単に理解される。

１００ 表示パネル
１０１ 表示セル
１１０、１２０ 表示基板
２００ バリア
２０１ 液晶セル
２１０、２２０ バリア基板
２３０ 液晶層
３００ 外部偏光板
４００ 偏光板
５００ 位相遅延板
６００ 制御部
７００ バリア駆動部
８００ 表示パネル駆動部
ＤＣ 駆動回路部
Ｌ１ 有機発光素子
Ｔ１、Ｔ２ 薄膜トランジスター
Ｃ１ 保存キャパシター
ＳＬ１ スキャンライン
ＤＬ１ データライン
ＶＤＤ 電源ライン
ＡＬ 空気層

Claims (9)

1. 映像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネル上に位置して、透明セルまたは不透明セルになるように選択的に駆動される複数の液晶セルを含むバリアと、
   前記表示パネルと前記バリアとの間に位置する偏光板と、
   前記偏光板と前記表示パネルとの間に位置する位相遅延板とを含むことを特徴とする、立体映像表示装置。
2. 前記偏光板は前記バリアに付着され、
   前記位相遅延板は前記偏光板に付着されることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像表示装置。
3. 前記位相遅延板と前記表示パネルとの間には空気層が形成されることを特徴とする、請求項２に記載の立体映像表示装置。
4. 前記偏光板を通過して直線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わることを特徴とする、請求項３に記載の立体映像表示装置。
5. 前記位相遅延板は１／４波長板であり、
   前記位相遅延板の光軸と前記偏光板の偏光軸との間の交角は４５度であることを特徴とする、請求項４に記載の立体映像表示装置。
6. 前記バリアを間において前記偏光板と対向する外部偏光板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の立体映像表示装置。
7. 前記表示パネルは、
   第１表示基板と、
   前記第１表示基板と対向する第２表示基板と、
   前記第１表示基板と前記第２表示基板との間に位置して、前記映像を表示する有機発光素子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の立体映像表示装置。
8. 前記バリアは、
   第１バリア基板と、
   前記第１バリア基板と対向する第２バリア基板と、
   前記第１バリア基板と前記第２バリア基板との間に位置して、前記複数の液晶セルを形成する液晶層とを含むことを特徴とする、請求項７に記載の立体映像表示装置。
9. 前記バリアを駆動するバリア駆動部と、
   前記表示パネルを駆動する表示パネル駆動部と、
   前記バリア駆動部及び前記表示パネル駆動部を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の立体映像表示装置。

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