KR101451933B1 - 표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트 - Google Patents

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Abstract

입체 영상의 혼선이 개선되고 휘도 분포의 균일성이 높아져 입체 영상의 화질을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트가 제공된다. 표시 장치는, 화소가 매트릭스 방식으로 배열된 표시 패널 및 상기 표시 패널 상부에 배치되고 다각 기둥형 렌즈가 형성된 렌티큘러 시트를 포함한다.
표시 장치, 렌티큘러 시트, 평면부

Description

표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트{Display apparatus and lenticular sheet included therein}
본 발명은 표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체 영상의 혼선이 개선되고 휘도 분포의 균일성이 높아져 입체 영상의 화질을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라 표시 장치는 대형화 및 박형화에 대한 시장의 요구에 직면하고 있으며, 종래의 CRT 장치로는 이러한 요구를 충분히 만족시키지 못함에 따라 PDP(Plasma Display Panel) 장치, PALC(Plasma Address Liquid Crystal display panel) 장치, LCD(Liquid Crystal Display) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치 등으로 대표되는 평판 표시 장치에 대한 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
최근에는 표시 장치의 화질이 실사에 가까울 정도로 향상되고 있으며, 이차원 영상은 물론 삼차원 영상을 표시 할 수 있는 표시 장치가 개발되고 있다. 이와 같은 삼차원 영상을 표시하는 표시 장치는 두 눈이 인식하는 시각차에 의해 입체감 을 인식할 수 있도록 하는 장치이다.
삼차원 입체 화상을 구현하는 방법으로는 입체용 특수 안경을 이용하거나 홀로그램을 이용하는 방식이 있으며, 렌티큘러(lenticular) 시트 또는 베리어(barrier)를 이용하는 방식이 있다.
그 중에서 렌티큘러를 이용하는 방식은 렌티큘러를 이용하여 평면의 영상을 우안 및 좌안의 영상으로 분리하여, 우안 및 좌안에 인식되는 영상의 시각차에 의하여 물체를 입체적으로 인식할 수 있게 한다. 그러나 이와 같은 렌티큘러를 이용하여 입체 영상을 구현하는 방식은 일정한 주기로 블랙매트릭스(black matrix)가 시인되는 블랙 매트릭스 모아레(black matrix moire)가 발생할 수 있으며, 이로 인해 전체적인 휘도가 저하되고 시야각이 좁하지며 색의 번짐이 발생하여 입체 화상의 화질이 전체적으로 저하되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 입체 영상의 혼선이 개선되고 휘도 분포의 균일성이 높아져 입체 영상의 화질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 입체 영상의 혼선이 개선되고 휘도 분포의 균일성이 높아져 입체 영상의 화질을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 화소가 매트릭스 방식으로 배열된 표시 패널 및 상기 표시 패널 상부에 배치되고 다각 기둥형 렌즈가 형성된 렌티큘러 시트를 포함한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트는, 베이스 및 상기 베이스 상에 배치되며 다각 기둥형(cylinder type) 렌즈를 포함한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 도 1 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이고, 도 3은 도 1의 표시 장치를 III-III'선으로 절단한 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 관찰 위치에 따른 광경로를 도시한 도면이다.
먼저 도 1 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치(1)는 렌티큘러 시트(100a), 표시 패널(30) 및 백라이트 어셈블리(10)를 포함한다.
렌티큘러(lenticular) 시트(100a)는 관찰 위치에 따라 표시 패널(30) 상의 화소(35a)가 선택적으로 인식될 수 있도록 하는 역할을 하며, 베이스(110)와, 베이스(110) 상에 형성된 다각 기둥형 렌즈(120a)를 포함한다. 다각 기둥형 렌즈(120a)는 화소(35a)의 배열 방향과 수직으로 배열되거나 소정의 경사각을 갖고 배열될 수 있다.
베이스(110)는 렌티큘러 시트(100a)의 구조를 이루는 부분으로서, 다각 기둥 형 렌즈(120a)의 형상을 유지할 수 있도록 한다. 이와 같은 베이스(110)는 투명 재질로 형성되며, 다각 기둥형 렌즈(120a)와 일체로 형성될 수 있다.
다각 기둥형 렌즈(120a)는 베이스(110)의 상부 또는 하부로 볼록하게 형성되어 일정한 방향으로 연장되어 형성된 렌즈를 말한다. 즉, 본 명세서 상에서 설명하는 다각 기둥형 렌즈(120a)는 원기둥 또는 타원기둥의 일부분을 종단하여 형성된 형상일 수 있다. 다만, 이에 한정될 것은 아니고 렌즈의 초점이 다양한 위치에 형성된 다초점 렌즈로 형성되거나, 다수의 절단면으로 형성된 렌즈일 수도 있다. 렌티큘러 시트(100a)에 관해서는 구체적으로 후술한다.
표시 패널(30)은 영상을 표시하는 부분으로서 복수의 화소(35a)를 포함한다. 이와 같은 표시 패널(30)에는 화소(35a)가 매트릭스 형식으로 배열된다. 즉, 가로 방향과 세로 방향으로 소정의 규칙을 따라 일정하게 배열될 수 있다. 각 화소(35a)는 영상을 표시하는 하나의 화소를 형성하며, 각 화소(35a)는 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 나타낼 수 있다. 이와 같은 표시 패널(30)은 PDP(Plasma Display Panel), PALC(Plasma Address Liquid Crystal display panel), LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 등으로 형성될 수 있다. 다만, 설명의 편의상 본 명세서 상에서는 액정 패널을 기준으로 설명한다.
표시 패널(30)의 하부에는 백라이트 어셈블리(10)가 배치된다. 즉, 액정 패널과 같은 수동 화소의 경우에는 별도의 광원을 필요하기 때문에 표시 패널(30)의 하부에서 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(10)가 배치된다.
백라이트 어셈블리(10)가 빛을 표시 패널(30)에 공급하면, 표시 패널(30)은 다양한 영상을 표시하게 된다. 표시 패널(30)에 표시되는 다양한 영상은 렌티큘러 시트(100a)에 의하여 관찰차의 위치에 따라 서로 다른 영상으로 표시된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 다각 기둥형 렌즈(120a)와 화소(35a)에 대하여 구체적로 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이 화소(35a)는 매트릭스 형태로 가로 방향 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열된다. 각 화소(35a)는 서로 다른 색상을 표시할 수 있으며, 인접한 화소(35a)는 서로 다른 각도에서 관찰하는 영상을 표시 할 수 있다.
화소(35a) 상부에는 렌티큘러 시트(100a)가 배치되며, 렌티큘러 시트(100a)에 형성된 다각 기둥형 렌즈(120a)를 통하여 화소(35a)가 관찰될 수 있다. 다각 기둥형 렌즈(120a)는 렌즈면에 복수의 평면부를 포함할 수 있다. 이와 같은 복수의 평면부는 편의상 제1면(121a), 제2면(122a) 및 제3면(123a)으로 칭한다. 다만, 제1면(121a), 제2면(122a) 및 제3면(123a)은 반드시 평평하게 형성된 평면부만을 의미하지 않을 수 있으며, 필요에 따라 곡면부를 칭할 수도 있다.
다각 기둥형 렌즈(120a)의 초점 거리는 관찰하고자 하는 화소(35a)와 일치하도록 형성할 수 있으며, 다각 기둥형 렌즈(120a)의 각 부위에 따라 초점 거리가 서로 다를 수도 있다. 한편, 제1면(121a), 제2면(122a) 및 제3면(123a)은 렌즈의 굴절율, 관찰자의 거리 및 위치 등에 따라 절단면의 각도를 적절하게 설계할 수 있다.
다각 기둥형 렌즈(120a)의 하부에는 화소(35a)가 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 화소(35a) 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 형성되어 빛을 차단할 수 있다. 다각 기둥형 렌즈(120a)는 렌즈의 축방향과 평행한 방향을 따라 멀티 시점(multi-view)을 형성한다. 즉, 하나의 다각 기둥형 렌즈(120a)를 바라보는 시각에 따라 관찰되는 화소(35a)가 서로 다르도록 다각 기둥형 렌즈(120a)를 형성할 수 있다. 이와 같은 멀티 시점을 형성하기 위해서는 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향과 수직 방향으로 다각 기둥형 렌즈(120a)와 다수의 화소(35a)를 중첩시켜 각 관찰 각도에 따라 서로 다른 화소가 시인될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 화소(35a)는 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향에 수직인 방향으로 다각 기둥형 렌즈(120a)의 면의 수만큼 중첩되도록 할 수 있다.
이와 같은 다각 기둥형 렌즈(120a)는 굴절율이 가변되는 렌즈로 형성할 수 있다. 즉, 액정 렌즈나 유체 렌즈를 이용하면 굴절율을 조절할 수 있어, 이차원 영상 및 삼차원 영상을 모두 표현할 수 있으며, 멀티 시점의 조절이 용이하여 보다 풍부한 화상을 표현할 수 있게 된다.
도 4a를 참조하면, 관찰자가 렌즈의 좌측 위치(E1)에서 다각 기둥형 렌즈(120a)를 바라보면, 다각 기둥형 렌즈(120a)와 중첩된 영역 중에서 우측으로 편향된 영역(A1)이 관찰된다. 이러한 영역(A1)에 관찰하고자 하는 화소(35a)를 형성할 수 있다. 이때, 화소(35a) 외에도 화소(35a)를 둘러싸는 블랙 매트릭스(BM) 및 인접한 화소(35a)까지도 일부 시인될 수 있다.
다음으로 도 4b를 참조하면, 관찰자가 렌즈의 중앙 위치(E2)에서 다각 기둥형 렌즈(120a)를 바라보면, 다각 기둥형 렌즈(120a)와 중첩된 영역 중에서 가운데 영역(A2)이 관찰된다. 이러한 영역에 관찰하고자 하는 화소(35a)를 형성할 수 있으 며, 각 화소(35a)의 경계가 되는 블랙 매트릭스(BM)가 위치할 수도 있다. 이 경우에도 관찰되는 영역에는 블랙 매트릭스(BM)뿐만 아니라 인접 화소(35a)가 일부 시인될 수 있다.
다음으로 도 4c를 참조하면, 관찰자가 렌즈의 우측 위치(E3)에서 다각 기둥형 렌즈(120a)를 바라보면, 다각 기둥형 렌즈(120a)와 중첩된 영역 중에서 좌측으로 편향된 영역(A3)이 관찰된다. 이러한 영역(A3)에는 관찰하고자 하는 화소(35a)가 배치될 수 있다. 이때에도 관찰하고자 하는 화소(35a) 외에도 화소를 둘러싸는 블랙 매트릭스(BM) 및 인접한 화소(35a)까지도 일부 시인될 수 있다.
다시 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명하면, 다각 기둥형 렌즈(120a)를 바라보는 각도에 따라 관찰되는 주화상에 차이가 발생한다. 따라서, 도 4a 및 도 4c에 도시된 바와 같은 위치(E1, E3)에 관찰자의 양안을 배치하면, 각각의 눈에 관찰되는 주화상이 서로 다르게 된다. 이때, 각 화상의 위치에 서로 다른 위치에서 바라본 물체에 대한 화상을 배치하면, 관찰자는 입체감있는 물체를 인식할 수 있게 된다.
한편, 다각 기둥형 렌즈(120a)의 제1면(121a), 제2면(122a) 및 제3면(123a)의 각도를 적절하게 배열하거나 추가적인 평면부를 더 형성함으로써, 각 위치에서 관찰되는 화상을 조절할 수 있게 된다. 예를 들면, 인접 위치에서 관찰되는 화상 간에 다소간 중첩 영역을 형성함으로써, 관찰 위치의 이동에 따라 화상이 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 화소(35a) 사이의 블랙 매트릭스(BM) 만이 관찰되는 블랙 매트릭스 모아레 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 다각 기둥형 렌즈(120a)와 하부에 배치되는 화소(35a)의 배열 방식에 따라 멀티 시점을 갖는 표시 장치(1)를 형성할 수 있으며, 더욱 풍부한 입체감을 나타내는 영상을 얻을 수도 있다. 이와 같은 멀티 시점을 갖는 표시 장치(1)이 경우 움직이는 영상을 나타낼 수도 있다.
이하, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 변형례들에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 5a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 변형예이고, 도 5b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 다른 변형예이고, 도 5c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 또 다른 변형예이다. 설명의 편의상 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 동일 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
먼저 도 5a를 참조하면, 렌티큘러 시트(100b)는 제1면(121b), 제2면(122b), 제3면(123b), 제4면(124b) 및 제5면(125b)을 포함한다. 제1면 내지 제5면(121b, 122b, 123b, 124b, 125b)은 다각 기둥형 렌즈(120b)에 형성된 평면부로서, 다각 기둥형 렌즈(120b)의 면을 형성한다. 이와 같은 제1면 내지 제5면(121b, 122b, 123b, 124b, 125b)은 각각 하나의 화소(도 1의 35a 참조)를 향해 빛을 굴절시키는 역할을 할 수 있으며, 5개의 시점을 형성할 수 있다. 이때, 제1면 내지 제5면(121b, 122b, 123b, 124b, 125b)은 각각 평면부로서, 곡률 반경의 절대값이 무한대인 엄격한 의미의 평면부뿐만 아니라, 평면부의 곡률 반경이 다각 기둥형 렌즈(120b)의 평균적인 곡률 반경의 두 배 이상으로 형성되는 경우를 포함한다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 렌티큘러 시트(100c)는 각 다각 기둥형 렌즈(120c)에 라운딩 처리가 되어 있다. 즉, 다각 기둥형 렌즈(120c)는 곡면부와 평면부로 형성된 제1면 내지 제5면(121c, 122c, 123c, 124c, 125c)을 포함한다. 즉, 평면부로 형성된 제1면(121c), 제3면(123c) 및 제5면(125c) 사이에 곡면부로 형성된 제2면(122c) 및 제4면(124c)이 형성될 수 있다.
제1면(121c), 제3면(123c) 및 제5면(125c)은 평면부로서, 곡률 반경의 절대값이 무한대거나 다각 기둥형 렌즈(120c)의 평균적인 곡률 반경의 두 배 이상으로 형성될 수 있다. 여기서, 곡률 반경은 반드시 상부로 볼록한 양의 반경 만을 의미하는 것은 아니며 하부로 오목하게 형성된 음의 반경을 포함할 수 있다.
한편, 제2면(122c) 및 제4면(124c)은 곡면부로서, 소정의 곡률 반경을 갖을 수 있다. 이때, 제2면(122c) 및 제4면(124c)의 곡률 반경은 반드시 동일할 필요는 없으며, 필요에 따라 각 위치의 곡률 반경을 조절할 수 있다. 또한, 제1면 내지 제5면(121c, 122c, 123c, 124c, 125c)의 곡률 반경을 모두 다르도록 형성할 수 있다. 이와 같이 다각 기둥형 렌즈(120c)의 각 면의 곡률 반경을 조절함에 따라 각 관찰 위치에서 관찰되는 화상을 조절할 수 있게 된다. 따라서, 블랙 매트릭스 모아레 또는 색상의 번짐 현상 등을 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 렌티큘러 시트(100d)는 프리넬(fresnel) 렌즈 형태의 기둥를 포함할 수 있다. 즉, 프리넬 렌즈란 볼록 또는 오목 렌즈 역할을 하는 렌즈 면을 분할하여 일정한 높이를 이루도록 배열한 렌즈를 말한다. 여기서, 다각 기둥형 렌즈(120d)는 제1면 내지 제5면(121d, 122d, 123d, 124d, 125d)을 포함 한다. 여기서, 제1면(121d) 및 제3면(123d)은 빗면이 되며, 제2면(122d) 및 제4면(124d)은 제1면(121d) 및 제3면(123d)에 각각 인접한 수직면이 된다. 제1면(121d) 및 제3면(123d)은 상술한 바와 같이 화소(도 1의 35a 참조)로부터 빛이 굴절되어 나가는 면이 되며, 제2면(122d) 및 제4면(124d)은 전반사면이 되어 특정 영역으로 빛이 나가는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 제5면(125d)은 평면부로서, 다각 기둥형 렌즈(120d)의 가운데 부분을 관찰할 수 있도록 한다.
프리넬 렌즈는 렌티큘러 시트(100d)의 두께를 감소시킬 수 있으며, 전체적인 높이의 균일도가 높아지도록 할 수 있다.
이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이고, 도 6b는 도 6a의 렌티큘러 시트에 육안으로 관찰되는 화소를 도시한 부분도이다. 설명의 편의상 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 동일 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(1)는 화소(35b)가 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 서로 어긋나게 배치된다.
먼저 도 6a를 참조하면, 화소(35a)는 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라서는 서로 어긋나게 정렬되어 있으나, 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향과 수직인 방향으로는 일렬로 정렬된다.
다음으로 도 6b를 참조하면, 도 6b의 다각 기둥형 렌즈(120a)에 관찰되는 화 상은 특정한 위치에서 다각 기둥형 렌즈(120a)를 보는 경우에 인식되는 화상을 나타내는 것으로서, 하나의 화소(35b)가 다각 기둥형 렌즈(120a)에 가득찬 형태로 관찰된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 특정한 위치에서 관찰되는 화상은 화소(35b)와 블랙 매트릭스(BM)가 모자이크 형상으로 배열된 형태가 된다. 즉, 다각 기둥형 렌즈(120a)를 통해 관찰되는 화상은 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향으로 분할된 화면을 관찰하는 것이므로, 화소(35b)를 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 서로 어긋나게 배열함으로써, 축방향으로 분할된 화면 중에는 블랙 매트릭스(BM)만으로 이루어진 화상이 없도록 형성될 수 있다. 따라서, 블랙 매트릭스(BM) 만이 다각 기둥형 렌즈(120a)에 가득차도록 인식되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이 블랙 매트릭스(BM) 만이 인식되는 것을 방지함으로써, 일정한 위치에서 관찰시 화면이 어둡게 인식되는 블랙 매트릭스 모아레를 방지할 수 있게 된다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이다. 설명의 편의상 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 동일 부재는 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트(100a)의 화소(35c)는 인접한 화소(35c)와 서도 다른 색으로 배치된다. 여기서, 화소(35c)는 매트릭스 방식으로 정렬되어 배열되며, 각 화소(35c)의 색상은 적어도 인접한 화소(35c)의 색상과 다르도록 모자이크 방식으로 배열한다. 이와 같이 인접 화 소(35c) 간의 색상을 변화시키면 특정한 색상이 도드라져 보이거나 색번짐 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 화소(35c)를 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 지그재그 형태로 배열하거나 서로 어긋나게 배열할 수 있다. 이와 같은 방식으로 색번짐과 블랙 매트릭스 모아레를 모두 방지할 수 있게 된다.
이하, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이고, 도 8b는 도 8a의 렌티큘러 시트에 육안으로 관찰되는 화소를 도시한 부분도이다. 설명의 편의상 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 동일 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치(1)는 화소(35a)가 지그재그 형태로 굽은 형상으로 형성된다.
먼저 도 8a를 참조하면, 화소(35d)는 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 지그재그 형태로 굽은 형태로 형성된다. 즉, 화소(35d)가 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 지그재그로 굽은 형태로 형성됨에 따라 화소(35d)와 다각 기둥형 렌즈(120a)가 소정의 각도를 갖도록 배치되는 효과가 발생된다. 이 경우, 화소(35d)가 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 지그재그 형태로 굽은 경우뿐만 아니라, 화소(35d)가 축방향과 다른 방향으로 굽은 형태로 형성된 것도 포함한다.
다음으로 도 8b를 참조하면, 도 8b의 다각 기둥형 렌즈(120a)에 관찰되는 화상은 특정한 위치에서 다각 기둥형 렌즈(120a)를 보는 경우, 인식되는 화상을 나타내는 것으로서, 하나의 화소(35d)가 다각 기둥형 렌즈(120a)에 가득찬 형태로 관찰된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 특정한 위치에서 관찰되는 화상은 지그재그 형태의 화소(35d)가 가로 방향으로 길게 연장된 형상이며, 화소(35d)의 양측부에 블랙 매트릭스(BM)와 인접한 화소(35d)가 일부 관찰된다. 이와 같이 지그재그 형태로 굽은 화소(35d)를 형성하는 경우, 특정 관찰 위치에서 시인되는 화상은 주화상에 대한 화소(35d), 블랙 매트릭스(BM) 및 인접한 화소(35d)가 되며 이때 주화상에 대한 화소(35d)가 시인되는 영역의 대부분을 차지하게 된다. 즉, 블랙 매트릭스(BM) 및 인접한 화소(35d)의 관찰 영역은 상대적으로 적게 된다.
이와 같이, 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 따라 지그재그 형태로 배열된 화소(35d)를 배열하는 경우, 특정 관찰 위치에서 블랙 매트릭스(BM) 만이 인식되는 블랙 매트릭스 모아레를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 주화상과 함께 인접 화소의 화상이 약간씩 중첩됨으로써, 화면의 부드러운 전환이 가능하여 더욱 풍부한 입체감을 얻을 수 있으며 부드러운 동화상의 구현이 가능하게 된다.
한편, 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 화소(35d)와 예각을 이루도록 형성할 수 있다. 이와 같이 다각 기둥형 렌즈(120a)의 축방향을 화소(35d)와 예각을 이루면 블랙 매트릭스 모아래를 방지하고 화상의 색번짐 현상을 방지할 수 있게 된다.
이하 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 표시 장치에 대하여 상세히 설명 한다. 여기서, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)가 형성된 하부 표시판(31), 이와 마주보고 있는 상부 표시판(36) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(1)는 렌티큘러 시트(100a), 표시 패널 어셈블리(20), 백라이트 어셈블리(10), 중간 프레임(50), 상부 수납 용기(40) 및 하부 수납 용기(95)를 포함한다.
그리고, 표시 패널 어셈블리(20)는 하부 표시판(31), 상부 표시판(36)을 포함하는 표시 패널(30), 액정층(미도시), 게이트 구동 IC(integrated circuit)(21), 데이터 칩 필름 패키지(22) 및 인쇄회로기판(23) 등으로 구성된다.
표시 패널(30)은 게이트 라인(미도시), 데이터 라인(미도시), 박막 트랜지스터 어레이, 화소 전극 등을 포함하는 하부 표시판(31)과, 컬러 필터, 블랙 매트릭스(black matrix), 공통 전극 등을 포함하고 하부 표시판(31)에 대향하도록 설치된 상부 표시판(36)을 포함한다. 여기서 컬러 필터, 공통 전극 등은 하부 표시판(31) 상에 형성될 수도 있다. 이와 같은 표시 패널()의 상부에는 기둥형 렌즈(120a)가 형성된 렌티큘러 시트(100a)가 배치된다.
그리고, 게이트 구동 IC(21)는 하부 표시판(31) 상에 집적되어 형성되며 하부 표시판(31)에 형성된 각 게이트 라인(미도시)에 접속되고, 데이터 칩 필름 패키지(22)는 하부 표시판(31)에 형성된 각 데이터 라인(미도시)에 접속된다. 여기서 데이터 칩 필름 패키지(22)는 반도체 칩이 베이스 필름 상에 형성된 배선 패턴과 탭(TAB, Tape Automated Bonding) 기술에 의해 접합된 탭 테이프(TAB tape)를 포함한다. 예를 들어 이러한 칩 필름 패키지로는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, 이하 TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film, 이하 COF) 등이 사용될 수 있다. 다만 위에서 언급한 칩 필름 패키지는 예시적인 것에 불과하다.
한편, 인쇄회로기판(23)에서는 게이트 구동 IC(21)에 게이트 구동 신호 및 데이터 칩 필름 패키지(22)에 데이터 구동 신호를 입력가능하도록 하는 게이트 구동신호 및 데이터 구동신호를 모두 처리하기 위한 여러 구동 부품이 실장된다.
그리고, 백라이트 어셈블리(10)은 광학 시트(60), 도광판(70), 광원(80), 반사시트(90) 등으로 구성된다.
도광판(70)은 광원(80)으로부터 공급되는 빛을 표시 패널 어셈블리(20)로 안내하는 역할을 한다. 도광판(70)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어 광원으로부터 발생한 빛을 도광판 상부에 안착되는 표시 패널(30) 쪽으로 진행되도록 한다.
광원(80)은 표시 패널(30)에 빛을 공급하는 역할을 하는 것으로서, 백라이트 어셈블리(10)에는 적어도 하나 이상의 광원(80)이 포함된다. 여기서, 광원으로 사용되는 광원(80)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등의 점광원을 사용할 수 있다.
반사 시트(90)는 도광판(70)의 하부면에 설치되어 도광판(70)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 반사판(90)은 도광판(70)의 하부면에 위치하며, 도광판(70)의 저면으로 출광된 빛을 도광판(70) 내부로 반사시키거나 도광판(70)을 통 과하여 표시 패널(30)로 반사시킴으로써, 광원(80)으로부터 방출되는 빛의 손실을 최소화하고 도광판(70)을 통하여 표시 패널(30)로 공급하는 빛의 균일도를 향상시키는 역할을 한다.
그리고, 광학 시트(60)는 도광판(70)의 상부면에 설치되어 도광판(70)으로부터 전달되는 빛을 확산하고 집광하는 역할을 한다. 광학 시트(60)는 필요에 따라 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등 중에서 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 확산 시트는 도광판(70)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있다. 프리즘 시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 확산 시트로부터 확산된 빛을 표시 패널(30)에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 이에 따라서, 프리즘 시트를 통과하는 빛은 거의 대부분 수직하게 진행하게 되어 보호 시트 상의 휘도 분포는 균일하게 얻어진다. 또한, 보호 시트는 프리즘 시트의 표면을 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 빛을 확산시키는 역할을 수행한다.
하부 수납 용기(95) 내에는 순차적으로 반사 시트(90), 광원(80), 도광판(70) 및 광학 시트(60)가 수납된다. 하부 수납 용기(95)는 외부 충격에 대한 강도와 접지 능력을 확보하기 위하여 예를 들어 샤시(chassis) 등과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
중간 프레임(50)은 직사각형의 틀 형상을 가지도록 4개의 측벽들로 이루어져 있다. 중간 프레임(50)은 하부 수납 용기(95) 위로부터 아래로 내려와 하부 수납 용기(95)의 측벽의 외측에 배치된다.
표시 패널(30)은 보호 시트 위에 배치되며 중간 프레임(50) 내에 안착된다. 중간 프레임(50)에 의해 고정되는 부품들이 파손되는 것을 방지하기 위해 중간 프레임(50)는 플라스틱 재질의 몰드 프레임으로 형성할 수 있다.
중간 프레임(50)에 수납된 표시 패널(30)의 상면을 덮도록 상부 수납 용기(40)가 위로부터 내려와 하부 수납 용기(95)와 결합된다. 상부 수납 용기(40)의 상부면에는 액정 패널(30)을 외부로 노출시키는 윈도우가 형성되어 있다. 상부 수납 용기(40)는 하부 수납 용기(95)와 마찬가지로 외부 충격에 대한 강도와 접지 능력을 확보하기 위하여 예를 들어 샤시 등과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다. 상부 수납 용기(40)는 하부 수납 용기(95)와 후크 결합을 할 수 있는데,
그리고, 표시 패널 어셈블리(20)의 인쇄회로기판(23)은 중간 프레임(50)의 외측면을 따라 절곡되어 하부 수납 용기(95)의 측면 또는 배면에 안착된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치를 III-III'선으로 절단한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 관찰 위치에 따른 광경로를 도시한 도면이다.
도 5a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 변형예이다.
도 5b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 다른 변형예이다.
도 5c는 도 1의 표시 장치에 포함되는 렌티큘러 시트의 또 다른 변형예이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이다.
도 6b는 도 6a의 렌티큘러 시트에 육안으로 관찰되는 화소를 도시한 부분도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이다.
도 8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소와 렌티큘러 시트의 부분도이다.
도 8b는 도 8a의 렌티큘러 시트에 육안으로 관찰되는 화소를 도시한 부분도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 표시 장치 10: 백라이트 어셈블리
20: 표시 패널 어셈블리 30: 표시 패널
35a: 화소 40: 상부 수납 용기
50: 중간 프레임 60: 광학 시트
70: 도광판 80: 광원
95: 하부 수납 용기 100a: 렌티큘러 시트
110: 베이스 120a: 다각 기둥형 렌즈
121a: 제1 면 122a: 제2 면
123a: 제3 면

Claims (15)

  1. 화소가 매트릭스 방식으로 배열된 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상부에 배치되고 제1면, 제2면 및 제3면을 포함한 다각 기둥형 렌즈가 형성된 렌티큘러 시트를 포함하고,
    상기 제1면, 상기 제2면 및 상기 제3면은, 상기 다각 기둥형 렌즈의 축방향을 따라 상호 평행하게 연장되고,
    상기 화소는, 상기 축방향 및 상기 축방향에 수직인 방향을 따라 일렬로 배열된 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈는 모서리부가 라운딩 처리된 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화소는 인접한 화소와 다른 색으로 배치되는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소의 형상은 상기 다각 기둥형 렌즈의 축방향과 다른 방향으로 굽은 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화소의 형상은 상기 다각 기둥형 렌즈의 축방향을 따라 지그재그로 굽은 형태로 형성된 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈의 축방향은 상기 화소의 테두리선 중 적어도 하나와 예각을 형성하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈는 굴절율이 가변되는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈는 유체 렌즈 또는 액정 렌즈인 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈는 프리넬(fresnel)형 렌즈인 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화소는 상기 다각 기둥형 렌즈의 축방향에 수직인 방향으로 상기 다각 기둥형 렌즈의 면의 수만큼 중첩되는 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다각 기둥형 렌즈의 면 중 적어도 하나의 곡률 반경의 절대값은 상기 다각 기둥형 렌즈의 평균적인 곡률 반경의 적어도 두 배 이상인 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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