KR101469474B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형경량화가 가능하며, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표시 장치는 액정을 사이에 두고 대면하는 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 표시 패널과; 상기 액정 표시 패널의 상부 기판 상에 형성된 하부 전극과, 상기 상부 기판과 마주보는 스위칭 기판과, 상기 스위칭 기판 상에 형성되며 상기 하부 전극과 마주보도록 다수의 영역으로 구분되어 형성된 상부 전극을 포함하는 스위칭 패널과; 상기 액정 표시 패널의 하부 기판의 배면과 상기 스위칭 기판의 전면 각각에만 부착되는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
3D, 스위칭 패널의 상부 전극, 영역별 선택 구동부

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 2차원 및 3차원 화상을 표시할 수 있는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 박형경량화가 가능하며, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
최근 실제감이 풍부한 영상을 표시하는 2차원 표시 장치는 의학, 교육, 게임 등 여러 분야에 응용되고 있다. 3차원 표시 장치는 관람자의 오른눈과 왼눈에 보이는 영상을 다르게 표시하여 관람자가 느끼는 양쪽 눈의 시차로 하여금 입체감을 인식하게 된다.
입체 영상(3-dimension; 이하, 3D)을 표시하는 방법으로는 특수 안경을 사용하는 방식, 특수 안경을 사용하지 않는 방식, 그리고 홀로그래피 방식이 있다. 앞의 두 가지 방식은 양쪽 눈의 시차 원리를 이용한 것으로 기존의 2차원 영상 표시 기술을 그대로 이용할 수 있다. 홀로그래피를 이용한 입체 영상 광학적으로 물체의 3차원적인 파형을 3차원 공간에 재생시켜 입체상을 구현하지만 실용화가 어렵고, 특수 안경을 사용하는 방식은 특수 안경을 사용해야하는 불편함이 있다.
특수 안경을 사용하지 않고도 입체 영상을 시청할 수 있는 오토 스테레오그 라피(autostereoscopic) 방식으로 렌티큘러 (lenticular sheet) 방식, 패렐렉스 배리어(parallax barrier) 방식, 백라이트 분배(back light distribution) 방식 등이 있다.
이때, 패렐렉스 배리어 방식은 액정 표시 패널, 스위칭 패널 및 백라이트 유닛으로 구성된다. 스위칭 패널은 스위칭 패널의 상부 및 하부 기판에 전압을 인가하였을 때, 소정의 폭을 가지고 불투명해지는 배리어 영역과, 투명한 슬릿 영역으로 이루게되며, 배리어 영역과 슬릿 영역이 교대로 배치되어 3D를 구현할 수 있다. 이와 같이 스위칭 패널의 전압 인가 유무에 따라 2D를 표시하거나 3D를 표시할 수 있다.
그러나, 표시 장치는 스위칭 패널이 차지하는 두께만큼 제품의 두께가 증가하여 박형경량화가 어려운 문제점이 있다. 또한, 표시 장치는 2D를 표시하다가 3D를 표시할 경우에 사용자가 선택한 영역 외에 배리어가 발생되어 표시 품질이 나빠진다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 박형경량화가 가능하며, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 액정을 사이에 두고 대면하는 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 표시 패널과; 상기 액정 표시 패널의 상부 기판 상에 형성된 하부 전극과, 상기 상부 기판과 마주보는 스위칭 기판과, 상기 스위칭 기판 상에 형성되며 상기 하부 전극과 마주보도록 다수의 영역으로 구분되어 형성된 상부 전극을 포함하는 스위칭 패널과; 상기 액정 표시 패널의 하부 기판의 배면과 상기 스위칭 기판의 전면 각각에만 부착되는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 표시 장치는 액정 표시 패널의 상부 기판 상에 스위칭 패널의 하부 전극을 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치는 종래 스위칭 패널의 상부 및 하부 기판 중 하나의 기판을 제거함으로써 박형경량화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치는 스위칭 패널의 상부 전극을 영역별로 형성하여 구동함으로써 사용자가 원하는 영역에만 선택적으로 전압을 인가해줄 수 있어 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
그리고, 스위칭 패널의 상부 전극을 영역별로 구동함으로써 사용자가 원하는 영역에만 3D를 표시할 수 있어 3D를 표시하는 영역 외에 나머지 영역에 배리어 현상이 나타나지 않으므로 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스위칭 패널의 상부 전극을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 스위칭 패널의 하부 전극을 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 표시 장치(150)는 액정 표시 패널(110)과, 액정 표시 패널(110)에 탑재된 스위칭 패널(130)과, 액정 표시 패널(110)의 배면과 스위칭 패널(130)의 전면에 형성된 편광판(102,104)과, 액정 표시 패널(110)로 광을 제공하는 백라이트(100)를 구비한다.
액정 표시 패널(110)은 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막 트랜지스터와, 칼러 구현을 위한 칼러 필터(124)와, 박막 트랜지스터와 접속되며 칼라 필터(124)와 중첩되는 화소 전극(114)과, 화소 전극(114)과 수직 전계를 형성하는 공통 전극(122)을 구비한다.
칼러 필터(124)는 블랙 매트릭스을 기준으로 색이 구분되도록 상부 기판(132) 배면 상에 형성된다. 이 칼러 필터(132)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.
공통 전극(122)은 상부 기판(132)의 배면 상에 화소 전극(114)과 동일한 투명 도전막으로 형성된다. 이러한 공통 전극(122)에는 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통 전압이 공급된다.
한편, 상부 기판(132)의 배면 상에는 칼러 필터(124)를 R,G,B 화소별로 구분하는 블랙매트릭스(도시하지 않음)가 형성된다.
박막 트랜지스터는 하부 기판(112) 상에 형성되며 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 선택적으로 화소 전극(114)에 공급한다. 이를 위해, 박막 트랜지스터는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 화소 전극(114)과 접속된 드레인 전극, 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 그 활성층과 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층을 구비한다.
화소 전극(114)은 각 화소 영역에서 칼라 필터(R, G, B)와 중첩되도록 독립적으로 형성되고, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속된다. 또한, 화소 전극(114)은 액정층(120)을 사이에 두고 공통 전극(122)과 중첩되어 수직 전계를 형성한다. 이러한 화소 전극(114)은 박막 트랜지스터를 통해 비디오 신호가 공급되면, 공통 전압이 공급된 공통 전극(122)과 수직 전계를 형성하여 수직 방향으로 배열된 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.
백라이트 유닛(100)은 인버터(미도시)에 의해 구동되어 액정 표시 패널(110)에 빛을 공급한다. 인버터는 외부로부터의 인버터 구동 전압을 설정된 구동 주파수를 갖는 교류 구동 전압으로 변환하고 승압하여 교류 관전류를 백라이트(100)에 공급함으로써 백라이트(100)을 구동한다.
하부 편광판(102)은 액정 표시 패널(110)의 하부 기판(112)의 배면에 부착된다. 이러한 하부 편광판(102)은 백라이트 유닛(100)으로부터 입사되는 광에 대해 투과 광량 및 편광 상태를 제어한다.
상부 편광판(104)은 액정 표시 패널(110)로부터 입사되는 광에 대해 투과 광량 및 편광 상태를 제어한다.
스위칭 패널(130)은 상부 기판(132)의 전면 상에 스트라이프 형태로 형성된 하부 전극(134)과, 스위칭 기판(138)의 배면 상에 영역별로 형성된 상부 전극(136)을 구비한다.
하부 전극(134)은 상부 기판(132)의 전면 상에 상부 전극(136)과 마주보도록 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 형성된다. 이와 같이, 상부 기판(132)의 전면 상에 하부 전극(134)을 형성함으로써 표시 장치(150)의 두께를 줄일 수 있어 표시 장치(150)의 박형경량화가 가능하다.
상부 전극(136)은 스위칭 기판(138)의 배면 상에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 적어도 하나의 영역으로 구분되어 형성된다. 이러한, 상부 전극(136)은 도 2에 도시된 바와 같이 행방향으로 N만큼 열방향으로 M만큼 영역을 구분하여 영역별로 형성된다. 예를 들어, 상부 전극(136)을 행방향으로 4등분하고, 열방향으로 3등분하여 제1 내지 제12 영역(Ⅰ 내지 Ⅲ″)으로 나눠질 수 있다.
여기서, 제1 내지 제12 영역(Ⅰ 내지 Ⅲ″)의 상부 전극(136) 각각은 영역별 선택 구동부(140)로부터 영역별로 전압을 공급받기 위해 신호 공급 라인(142)과 접속된다.
한편, 스위칭 패널(130)은 상부 기판(132) 및 스위칭 기판(138) 간에 인가되는 전압의 정도에 따라 2D/3D 변환된다.
다시 말하여, 스위칭 패널(130)의 상부 기판(132) 및 스위칭 기판(138) 간에 전계가 인가되지 않는 경우에 표시 장치(150)는 2D를 표시하게 되고, 스위칭 패널(130)의 상부 기판(132) 및 스위칭 기판(138) 간에 전계가 인가될 경우에 표시 장치는 영역별로 3D를 표시하게 된다.
구체적으로, 제1 내지 제12 영역(Ⅰ 내지 Ⅲ″) 중 적어도 하나의 영역을 선택적으로 3D를 구현할 수 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 내지 제12 영역(Ⅰ 내지 Ⅲ″) 중 제6 영역(Ⅱ´)만 3D를 구현하고, 나머지 영역은 2D를 구현할 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
제6 영역(Ⅱ´)의 상부 전극(136a)은 영역별 선택 구동부(140)로부터 신호 공급 라인(142)을 통해 전압을 공급받게 되며, 제6 영역(Ⅱ´)의 상부 전극(136a)을 제외하고 나머지 영역의 상부 전극(136)에는 전압이 인가되지 않는다.
이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 스위칭 기판(138) 상에 제6 영역(Ⅱ´)의 상부 전극(136a)과, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 기판(132)의 제6 영역(Ⅱ´)과 대응되는 스트라이프 형태의 하부 전극(134a) 간에 수직 전계에 의해 액정이 소정의 각도로 움직이게 된다.
그리고, 스위칭 패널(130)의 상측에 구비된 편광판(104)에 의해 스트라이프 형태의 하부 전극(134a) 간격으로 빛을 투과하는 슬릿과 빛을 차단하는 배리어가 소정 간격으로 배열된 것과 같은 표시하게 되어 제6 영역(Ⅱ´)과 대응되는 도 4에 도시된 바와 같이 표시 화면에는 3D를 구현하게 된다.
또한, 제1 내지 제12 영역(Ⅰ 내지 Ⅲ″) 중 제6 영역(Ⅱ´)을 제외한 영역은 2D를 구현하게 된다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 3D 구현시 먼저 관찰자의 좌안을 향하는 빛은 액정 표시 패널(110)의 좌안용 픽셀(L)을 통해 스위칭 패널(130)의 슬릿을 통과하여 관찰자의 좌안에 도달하는 빛이 된다. 이때, 액정 표시 패널(110)의 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛 중 관찰자의 우안으로 향하는 빛은 배리어에 의해 차단되어 관찰자에게 전달되지 못하게 된다.
이와 같은 방법으로, 관찰자의 우안용 픽셀(R)을 통해 스위칭 패널(130)의 슬릿을 통과하여 관찰자의 우안에 도달하는 빛이 있으며, 액정 표시 패널(110)의 우안용 픽셀(R)을 통과하였다 하여도 관찰자의 좌안을 향하는 빛은 배리어에 의해 차단되게 된다.
이에 따라, 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛은 관찰자의 좌안에만 전달되며, 우안용 픽셀(R)을 통과한 빛은 관찰자의 우안에만 전달되어 관찰자는 3차원 영상을 볼 수 있게 된다.
이와 같이, 스위칭 패널(130)의 상부 전극(136)을 영역별로 나누어 구동함으로써 3D를 원하는 영역별로 표시할 수 있다. 즉, 스위칭 패널(130)의 상부 전극(136)을 영역별로 구동함으로써 2D에서 3D를 표시할 경우에 사용자가 원하는 영 역 외에 스트라이프 형태의 하부 전극(134)에 의해 발생된 배리어 현상이 표시되지 않을 수 있다.
이에 따라, 표시 장치(150)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 영역별 선택 구동부(140)에 의해 원하는 영역에만 전압을 인가함으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스위칭 패널의 상부 전극을 나타낸 평면도다.
도 3은 도 1에 도시된 스위칭 패널의 하부 전극을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 상부 및 하부 전극의 구동에 의해 Ⅱ´에만 3D를 표시하는 표시 장치를 나타내고 있다 .
도 5는 본 발명에 실시 예에 따른 3차원 영상을 구현하는 것을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 유닛 102,104 : 편광판
110 : 액정 표시 패널 112 : 하부 기판
114 : 화소 전극 120 : 액정
130 : 스위칭 패널 122 : 공통 전극
124 : 칼러 필터 132 : 상부 기판
134 : 하부 전극 136 : 상부 전극
138 : 스위칭 기판 150 : 표시 장치

Claims (5)

  1. 액정을 사이에 두고 대면하는 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 표시 패널과;
    상기 액정 표시 패널의 상부 기판 상에 스트라이프 형태로 형성된 하부 전극과, 상기 상부 기판과 마주보는 스위칭 기판과, 상기 스위칭 기판 상에 형성되며 상기 하부 전극과 마주보도록 다수의 영역으로 구분되어 형성된 상부 전극을 포함하는 스위칭 패널과;
    상기 액정 표시 패널의 하부 기판의 배면과 상기 스위칭 기판의 전면 각각에만 부착되는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 영역으로 구분되는 상부 전극은 행방향으로 N(여기서, N은 1보다 큰 자연수)만큼 열방향으로 M(여기서, M은 1보다 큰 자연수)만큼 나누어 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극은 상기 액정 표시 패널의 상부 기판 상에 스트라이프 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 영역별로 전압을 인가하는 영역별 선택 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    적어도 하나의 영역 중 사용자가 원하는 영역의 상부 전극에만 상기 영역별 선택 구동부로부터 전압을 인가받아 상기 하부 전극과 수직 전계를 이루어 3차원 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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KR100824539B1 (ko) * 2007-01-02 2008-04-24 삼성에스디아이 주식회사 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치

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