전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 영상을 시분할(時分割)하며 좌안용 영상 및 우안용 영상을 표시하는 패널, 패널에 수직 신호 및 수평 신호를 포함하는 디스플레이 제어 신호를 인가하여 패널을 제어하는 패널 제어부, 패널의 어느 한 면에 대향 배치되어 패널의 영상을 사용자의 좌안과 우안으로 분리하는 배리어 및 배리어를 제어하는 배리어 제어부를 포함하고, 패널은 포트레이트형인 제1 모드 또는 랜드스케이프형인 제2 모드로 변환이 가능하고, 배리어는 패널의 모드 변환에 대응하여 구동할 수 있다.
이 경우, 배리어는 제1 기판, 제1 기판 위에 제1 방향으로 형성되는 제1 전극들, 제1 기판 위에 각각 인접한 제1 전극들 사이에 형성되는 제2 전극들, 제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되며 제1 방향에 수직한 방향인 제 2 방향으로 형성되는 제3 전극들, 제2 기판 위에 각각 인접한 제3 전극들 사이에 형성되는 제4 전극들 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있다.
또한, 배리어 제어부는 수직 신호에 동기하는 배리어 제어 신호에 따라 제1 전극들, 제2 전극들, 제3 전극들 및 제4 전극들에 기준 전압 또는 액정 구동 전압을 인가할 수 있다.
수직 신호는 제1 기간동안 하이레벨 전압을 가지고, 제1 기간에 연하는 제2 기간동안 로우레벨 전압을 가지며, 제2 기간에 연하는 제3 기간동안 하이레벨 전압을 가지고, 제3 기간에 연하는 제4 기간동안 로우레벨 전압을 가지며, 제1 기간, 제2 기간, 제3 기간 및 제4 기간이 순서대로 반복될 수 있다.
패널은 제1 기간에는 좌안용 영상 및 우안용 영상을 포함하는 제1 영상을 표시하고, 제3 기간에는 좌안용 영상 및 우안용 영상의 패턴이 제1 영상의 좌안용 영상 및 우안용 영상의 패턴과 역(逆)으로 형성되는 제2 영상을 표시할 수 있다.
또한, 패널은 제1 모드에서 제2 방향을 따라 형성되고, 제1 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 픽셀열과 제2 픽셀열을 포함하며, 제1 기간 동안 제1 픽셀열에 좌안용 영상을 표시하며, 제2 픽셀열에 우안용 영상을 표시하고, 제3 기간 동안 제1 픽셀열에 우안용 영상을 표시하며, 제2 픽셀열에 좌안용 영상을 표시하고, 제2 모드에서 제1 방향을 따라 형성되고, 제2 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 픽셀행과 제2 픽셀행을 포함하며, 제1 기간 동안 제1 픽셀행에 좌안용 영상을 표시하며, 제2 픽셀행에 우안용 영상을 표시하고, 제3 기간 동안 제1 픽셀행에 우안용 영상을 표시하며, 제2 픽셀행에 좌안용 영상을 표시할 수 있다.
이 경우, 제1 모드에서 제1 기간 내지 제4 기간 동안 제1 전극들 및 제2 전극들에는 기준 전압을 인가하고, 제1 기간에는 제3 전극들에 액정 구동 전압을 인가하며, 제3 기간에는 제4 전극들에 액정 구동 전압을 인가하고, 제2 모드에서 제1 기간 내지 제4 기간 동안 제3 전극들 및 제4 전극들에는 기준 전압을 인가하고, 제1 기간에는 제1 전극들에 액정 구동 전압을 인가하며, 제3 기간에는 제2 전극들에 액정 구동 전압을 인가할 수 있다.
한편, 배리어는 제1 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극, 제2 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극, 제3 전극들을 전기적으로 연결하는 제3 연결 전극 및 제4 전극들을 전기적으로 연결하는 제4 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 패널은 서브 픽셀별 또는 픽셀별로 좌안용 영상과 우안용 영상을 분리할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 디스플레이 제어 신호가 패널 및 배리어 제어부에 인가되는 단계, 배리어 구동 신호가 배리어에 인가되는 단계, 배리어 구동 신호에 따라 배리어의 전극들에 기준 전압 또는 액정 구동 전압을 인가하는 단계, 액정 구동 전압에 의해 액정층이 구동하여 배리어에 광 투과부와 광 차단부가 형성되고, 디스플레이 제어 신호가 패널에 표시되는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 기준 전압은 접지 전압이고, 액정 구동 전압은 일정한 크기의 양전 압 또는 음전압으로 할 수 있고, 액정 구동 전압은 특정 주파수로 양의 전압과 음의 전압으로 반전되는 전압으로 할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 도시하였다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 패널(100), 패널 제어부(110), 배리어(200) 및 배리어 제어부(210)를 포함한다.
패널 제어부(110)는 영상 신호(R, G, B data), 수평 신호, 수직 신호를 포함하는 디스플레이 제어 신호(D)를 배리어 제어부(210) 및 패널(100)에 각각 전달한다.
패널 제어부(110)에서 인가된 디스플레이 제어 신호(D)에 의해 패널(100)은 소정의 패턴을 갖는 좌안용 영상과 우안용 영상을 표시한다. 이 경우, 패널(100)에 나타나는 좌안용 영상 및 우안용 영상의 패턴이 서로 다른 제1 영상과 제2 영상이 소정의 주파수를 가지면서 반복하여 표시된다.
패널(100)은 지금까지 개발된 모든 표시 장치가 사용될 수 있다. 일례로, 패널(100)은 음극선관(CRT), 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방출 표시 장치(FED) 및 유기전계 발광소자(OLED) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
배리어 제어부(210)는 패널 제어부(100)로부터 디스플레이 제어 신호(D)를 수 신하여 배리어(200)를 구동한다. 배리어(200)의 전극들은 패널(100)이 포트레이트(portrait)형인 제1 모드(M1) 또는 랜드스케이프(landscape)형인 제2 모드(M2)에서 좌안용 영상과 우안용 영상을 분리할 수 있는 구조로 형성된다. 이러한 배리어(200) 전극의 상세한 구조에 대하여 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배리어(200)의 부분 단면을 도시하였다. 도 2에 도시한 바와 같이, 배리어(200)는 임의의 간격을 사이에 두고 배치되는 제1 기판(10) 및 제2 기판(12)을 포함한다. 본 실시예에서 제1 기판(10) 및 제2 기판(12)은 한 쌍의 단변들과 장변들을 갖는 직사각형의 형태의 유리 기판으로 형성될 수 있다.
여기서 제1 기판(10)과 제2 기판(12)이 서로 마주보는 각각의 면에는 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에 배치되는 액정(22)을 구동시키기 위한 전극들이 형성된다. 제1 기판(10)에는 제1 전극(14) 및 제2 전극(미도시)이 형성되고, 제2 기판(12)에는 제3 전극(18) 및 제4 전극(20)이 형성된다. 이러한 전극들은 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명 재질로 구성될 수 있는 것으로, 이하에서는 전극들의 구조에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에는 제1 기판(10)에 형성된 전극들의 구조를 나타내었다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 기판(10) 위에 형성되는 제1 전극들(14)은 제1 기판(10)의 단변에 대응하는 제1 방향(도면의 X축 방향)을 따라 길게 형성된다. 제1 전극들(14)은 스트라이프 패턴으로 형성되면서 그들 사이에 임의의 간격을 두고 제1 기판(10)에 배열된다. 또한 제1 기판(10) 위에는 제1 전극들(14)을 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극(14a)이 제1 방향과 수직하는 제2 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 형성되어 제1 전극들(14)의 일단에 연결된다.
마찬가지로, 제1 기판(10) 상에는 제2 전극들(16) 및 제2 전극들(16)을 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극(16a)이 형성된다. 구체적으로 제1 기판(10) 위에 형성되는 제2 전극들(16)은, 제1 기판(10)의 제1 방향(도 3의 X축 방향)을 따라 길게 배치된다. 제2 전극들(16)은 스트라이프 패턴으로 형성되면서 제1 전극들(14) 사이에 각각 배열된다. 또한 제1 기판(10) 위에는 제2 연결 전극(16a)이 제1 방향과 수직하는 제2 방향(도면의 Y축 방향)으로 길게 뻗어 있으며, 제2 전극들(16)의 일단에 연결된다.
이와 같이 제1 기판(10) 상에 형성된 전극들은 인접한 제1 전극(14)과 제2 전극(16) 사이의 소정 간격을 제외하고, 패널(100)의 표시 영역에 대응하는 영역 전체를 실질적으로 덮도록 형성된다.
도 4에는 제2 기판(12)에 형성된 전극들의 구조를 도시하였다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 기판(12)의 일 방향을 따라 임의의 간격을 사이에 두고 배치되는 다수의 제3 전극들(18) 및 제4 전극들(20), 제3 전극들(18)을 전기적으로 연결하는 제3 연결 전극(18a) 및 제4 전극들(20)을 전기적으로 연결하는 제4 연결 전극(20a)을 포함한다.
여기서 제3 전극들(18)과 제4 전극들(20)은 제1 전극들(14) 및 2 전극들(16)과는 달리, 제1 방향(도면의 X축 방향)에 대해 수직한 제2 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 배치된다. 즉, 제1 전극들(14), 제2 전극들(16)과 제3 전극들(18), 제4 전극들(20)은 서로 제1 기판(10)과 제2 기판(12)이 결합되었을 때, 직각을 이루는 상태로 교차하도록 배치된다.
이와 같이, 제2 기판(12) 상에 형성된 전극들은 인접한 제3 전극(18)과 제4 전극(20) 사이의 소정 간격을 제외하고 패널(100)의 표시 영역에 대응하는 영역 전체를 실질적으로 덮도록 형성된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치가 제1 모드(M1) 및 제2 모드(M2)에서 구동되는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치가 적용된 휴대 전화기의 제1 모드(M1)에서의 모습을 도시하였다. 도시한 바와 같이, 제1 모드(M1)에서 패널은 포트레이트형으로 영상을 표시하게 된다. 이 경우, 배리어는 패널의 동작에 대응하여 회전하며 구동하게 된다. 이하에서 구체적인 구동 방법을 설명한다.
도 6에는 제1 모드(M1)에서 수직 신호, 제3 전극 및 제4 전극에 인가되는 전압간의 관계를 도시하였다. 패널 제어부에서 인가되는 수직 신호는 온타임(on time)인 제1 기간(T1)동안 일정한 하이레벨 전압이 바이어스되고, 블랭크타임(blank time)인 제2 기간(T2)동안 로우레벨 전압이 바이어스되고, 다시 온타임인 제3 기간(T3)동안에 하이레벨 전압이 바이어스되고, 블랭크타임인 제4 기간(T4)동안 로우레벨 전압이 바이어스된다.
이러한 수직 신호에 동기하는 배리어 구동 신호에 의해 배리어가 구동된다. 구체적으로, 제3 전극들에는 제1 기간(T1)동안 일정한 크기의 액정 구동 전압이 인가되고, 제4 전극들에는 제3 기간(T3)동안 액정 구동 전압이 인가된다.
다음으로, 제1 모드(M1)에서 패널의 작동을 설명한다. 도 7a 및 도 7b에는 수직 신호에 따른 각각 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀들의 배열을 도시하였다. 제1 모드(M1)에서는 제2 방향(도면의 Y축 방향)을 따라서 길게 형성되는 제1 픽셀열(30) 및 제2 픽셀열(32)이 제1 방향(도면의 X축 방향)을 따라 교대로 반복 배치된다.
7a에 도시한 바와 같이, 제1 기간(T1)에는 제1 픽셀열(30)은 좌안용 영상 신호에 대응하여 좌안용 영상을 표시하고, 제2 픽셀열(32)은 우안용 영상 신호에 대응하여 우안용 영상을 표시한다. 이와 같이 제1 기간(T1)동안 패널에는 제1 모드(M1)의 제1 영상이 표시된다.
한편, 7b에 도시한 바와 같이, 제3 기간(T3)에는 제1 기간(T1)과는 반대로, 제1 픽셀열(30)에 우안용 영상 신호에 대응하여 우안용 영상을 표시하고, 제2 픽셀열(32)에는 좌안용 영상 신호에 대응하여 좌안용 영상을 표시한다. 이와 같이 제3 기간(T3)동안 패널에는 제1 모드(M1)의 제2 영상이 표시된다.
다음으로, 제1 모드(M1)에서 각 전극들의 구동을 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 제1 모드(M1)에서 각 전극들에 인가되는 전압을 도시하였다. 도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 전극들(14)과 제2 전극들(16)에는 각각 제1 연결 전극(14a) 및 제2 연결 전극(16a)을 통해 기준 전압, 일례로 접지 전압이 인가된다. 이에 따라 제1 전극들(14)과 제2 전극들(16)은 하나의 통전극처럼 작용하게 된다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 패널이 제1 영상을 표시하는 제1 기간(T1)에는 제3 전극들(18)에는 제3 연결 전극(18a)을 통해 액정 구동 전압이 인가되고, 제4 전극들(20)에는 제4 연결 전극(20a)을 통해 기준 전압, 일례로 접지 전압이 인가된다.
액정 구동 전압은 도 8b에는 일례로 일정한 크기의 양전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 이와 달리 일정한 크기의 음전압이 인가될 수 있고, 특정 주파수로 양전압과 음전압으로 반전되는 전압일 수 있다.
이와 같이 구동함으로써, 제1 모드(M1)의 제1 기간(T1)동안 제1 기판(10)의 표시영역을 실질적으로 덮고 있는 제1 전극들(14) 및 제2 전극들(16)은 공통 전극으로서의 역할을 수행하고, 제2 기판(12)의 제3 전극은 액정을 구동하는 전극으로서의 역할을 수행한다.
배리어(200)의 액정이 노말리 블랙 상태인 경우, 제1 기간(T1)동안 제3 전극들(18)이 위치하는 영역은 광투과 영역이 되고, 제4 전극들(20)이 위치하는 영역은 광차단 영역이 된다. 또한, 배리어의 액정이 노말리 화이트 상태인 경우에는 이와 반대의 패턴으로 광투과 영역과 광차단 영역이 형성된다. 따라서 배리어는 광투과 영역이 제2 방향(도면의 Y축 방향)으로 길게 형성된 스트라이프 형태의 배리어로 구동된다.
한편, 도시하지 않았으나 패널이 제2 영상을 표시하는 제3 기간(T3)에는 제3 전극들(18)에는 제3 연결 전극(18a)을 통해 기준 전압이 인가되고, 제4 전극들(20)에는 제4 연결 전극(20a)을 통해 액정 구동 전압이 인가된다.
따라서 이 경우, 제1 모드(M1)의 제3 기간(T3)동안 제1 전극들(14) 및 제2 전극들(16)은 공통 전극으로서의 역할을 수행하고, 제4 전극들(20)은 액정을 구동하는 전극으로서의 역할을 수행한다. 이에 따라, 전술한 제1 기간(T1)과는 반대의 패턴으로 광투과 영역과 광차단 영역이 형성된다. 이와 같은 방식에 따라 패널의 픽셀 배열과 배리어가 서로 대응하게 된다.
이와 같은 패널과 배리어 전극의 구동에 의해, 사용자의 좌안은 제1 기간(T1)동안 제1 픽셀열(30)의 이미지를 보게 되고, 제3 기간(T3)동안 제2 픽셀열(32)의 이미지를 보게 된다. 또한, 사용자의 우안은 이와 반대로 제1 기간(T1)동안 제2 픽셀열(32)의 이미지를 보게 되고, 제3 기간(T3)동안 제1 픽셀열(30)의 이미지를 보게 된다. 따라서 사용자는 2D와 같은 해상도를 갖는 입체 영상을 볼 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치가 제2 모드(M2)에서 구동되는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치가 적용된 휴대 전화기의 제2 모드(M2)에서의 모습을 도시하였다. 도시한 바와 같이, 제2 모드(M2)에서 패널은 랜드스케이프형으로 영상을 표시하게 된다. 이 경우, 배리어는 패널의 동작에 대응하여 구동하게 된다. 이하에서 구체적인 구동 방법을 설명한다.
도 10에는 제2 모드(M2)에서 수직 신호, 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압간의 관계를 도시하였다. 패널 제어부에서 인가되는 수직 신호는 전술한 제1 모드(M1)과 마찬가지로, 온타임(on time)인 제1 기간(T1)동안 일정한 하이레벨 전압이 바이어스되고, 블랭크타임(blank time)인 제2 기간(T2)동안 로우레벨 전압이 바이어스되고, 다시 온타임인 제3 기간(T3)동안에 하이레벨 전압이 바이어스되고, 블랭크타임인 제4 기간(T4)동안 로우레벨 전압이 바이어스된다.
또한, 제1 전극들에는 제1 기간(T1)동안 액정 구동 전압이 인가되고, 제2 전극들에는 제3 기간(T3)동안 액정 구동 전압이 인가된다.
도 11a 및 도 11b에는 수직 신호에 따른 패널 픽셀들의 배열을 도시하였다. 제2 모드(M2)에서는 제2 방향(도면의 Y축 방향)을 따라서 길게 형성되는 제1 픽셀행(34) 및 제2 픽셀행(36)이 제1 방향(도면의 X축 방향)을 따라 교대로 반복 배치된다.
11a에 도시한 바와 같이, 제1 기간(T1)에는 제1 픽셀행(34)은 좌안용 영상 신호에 대응하여 좌안용 영상을 표시하고, 제2 픽셀행(36)은 우안용 영상 신호에 대응하여 우안용 영상을 표시한다. 이와 같이 제1 기간(T1)동안 패널에는 제2 모드(M2)의 제1 영상이 표시된다.
한편, 11b에 도시한 바와 같이, 제3 기간(T3)에는 제1 기간(T1)과는 반대로, 제1 픽셀행(34)은 우안용 영상 신호에 대응하여 우안용 영상을 표시하고, 제2 픽셀행(36)은 좌안용 영상 신호에 대응하여 좌안용 영상을 표시한다. 이와 같이 제3 기간(T3)동안 패널에는 제2 모드(M2)의 제2 영상이 표시된다.
도 12a 및 도 12b는 제2 모드에서 각 전극들에 인가되는 전압을 도시하였다. 도 12a에 도시한 바와 같이, 패널이 제1 영상을 표시하는 제1 기간(T1)에는 제1 전극들(14)에는 제1 연결 전극(14a)을 통해 액정 구동 전압이 인가되고, 제2 전극들(16)에는 제2 연결 전극(16a)을 통해 기준 전압, 일례로 접지 전압이 인가된다.
액정 구동 전압은 도 12a에는 일례로 일정한 크기의 양전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 이와 달리 일정한 크기의 음전압이 인가될 수 있고, 특정 주파수로 양전압과 음전압으로 반전되는 전압일 수 있다.
도 12b에 도시한 바와 같이, 제3 전극들(18)과 제4 전극들(20)에는 각각 제3 연결 전극(18a) 및 제4 연결 전극(20a)을 통해 기준 전압, 일례로 접지 전압이 인가된다. 이에 따라 제3 전극들(18)과 제4 전극들(20)은 하나의 통전극처럼 작용하게 된다.
이와 같이 구동함으로써, 제2 모드(M2)의 제1 기간(T1)동안 제1 전극들(14) 은 액정을 구동하는 전극으로서의 역할을 수행하고, 제2 기판(12)의 제3 전극들(18) 및 제4 전극들(20)은 공통 전극으로서의 역할을 수행한다.
배리어(200)의 액정이 노말리 블랙 상태인 경우, 제1 기간(T1)동안 제1 전극들(14)이 위치하는 영역은 광투과 영역이 되고, 제2 전극들(16)이 위치하는 영역은 광차단 영역이 된다. 또한, 배리어의 액정이 노말리 화이트 상태인 경우에는 이와 반대의 패턴으로 광투과 영역과 광차단 영역이 형성된다. 따라서 배리어는 광투과 영역이 제2 방향(도면의 Y축 방향)으로 길게 형성된 스트라이프 형태의 배리어로 구동된다.
한편, 도시하지 않았으나 패널이 제2 영상을 표시하는 제3 기간(T3)에는 제1 전극들(14)에는 제3 연결 전극(14a)을 통해 기준 전압이 인가되고, 제2 전극들(16)에는 제2 연결 전극(16a)을 통해 액정 구동 전압이 인가된다.
따라서 이 경우, 제2 모드(M2)의 제3 기간(T3)동안 제2 전극들(16)은 액정을 구동하는 전극으로서의 역할을 수행하고, 제3 전극들(18) 및 제4 전극들(20)은 공통 전극으로서의 역할을 수행한다. 이에 따라, 전술한 제1 기간(T1)과는 반대의 패턴으로 광투과 영역과 광차단 영역이 형성된다. 이와 같은 방식에 따라 패널의 픽셀 배열과 배리어가 서로 대응하게 된다.
이와 같은 패널과 배리어 전극의 구동에 의해, 사용자의 좌안은 제1 기간(T1)동안 제1 픽셀행(34)의 이미지를 보게 되고, 제3 기간(T3)동안 제2 픽셀행(36)의 이미지를 보게 된다. 또한, 사용자의 우안은 이와 반대로 제1 기간(T1)동안 제2 픽셀행(36)의 이미지를 보게 되고, 제3 기간(T3)동안 제1 픽셀행(34)의 이미지를 보게 된다. 따라서 사용자는 패널의 제2 모드(M2) 즉, 랜드스케이프형에서도 2D와 같은 해상도를 갖는 입체 영상을 볼 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에서는 영상을 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 이루어진 픽셀 단위로 분리하는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법은 영상을 각각의 서브 픽셀로 분리하는 경우에도 적용이 가능하며, 2개의 서브 픽셀 단위로 분리하는 경우에도 역시 적용이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.