KR101649235B1 - 입체 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 교차하는 배리어(barrier)를 양 기판 상에 형성하고, 상기 배리어 패턴에 전압을 인가하여 양 기판 사이의 액정을 구동하여 일종의 배리어를 선택적으로 구동하게 하여, 입체 표시와 듀얼 뷰 표시를 선택적으로 할 수 있는 입체 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 입체 표시 장치는 표시 패널; 및 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 상에 각각 서로 교차하는 방향으로 형성된 제 1, 제 2 배리어와 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 전압 인가에 따라 상기 제 1 배리어와 제 2 배리어가 선택적으로 기능하여, 상기 제 1 배리어가 기능시 입체 표시를 수행하고, 상기 제 2 배리어가 기능시 서로 다른 위치의 시청자가 다른 영상을 시인을 듀얼 뷰를 수행하는 배리어 셀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
입체 표시 장치, 듀얼 뷰(dual view), 배리어(barrier), 배리어 셀, 배면 거리, 2D(dimension)/3D(dimension)
Description
본 발명은 액정 전계 렌즈에 관한 것으로 특히, 서로 교차하는 배리어(barrier)를 양 기판 상에 형성하고, 상기 배리어 패턴에 전압을 인가하여 양 기판 사이의 액정을 구동하여 일종의 배리어를 선택적으로 구동하게 하여, 입체 표시와 듀얼 뷰 표시를 선택적으로 할 수 있는 입체 표시 장치에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시 차(binocular disparity)라고 한다. 그리고, 3차원 입체 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 한다.
즉, 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 표시 장치라 한다.
한편, 입체 표시 장치는 3D(3-dimension)을 구현하는 렌즈를 이루는 구성요소에 따라 구분될 수 있으며, 일 예로, 액정층을 이용하여 렌즈를 구성하는 방식을 액정 전계 렌즈 방식이라 한다.
일반적으로 액정 표시 장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정 분자는 분극 성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는다. 여기서, 분극 성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정 분자내의 전하가 액정 분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자 배열 방향이 변환되는 것을 말하며, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사 방향이나 편광 상태에 따라 출사광의 경로나 편광 상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다.
최근에 이러한 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정 전계 렌즈(liquid crystal lens electrically driven)가 제안되었다.
즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절율 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 액정층에 전극의 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 전기장를 조성하여 액정층이 구동되도록 하면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 전계 렌즈를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 입체 표시 장치의 일예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 단면도와, 도 2는 도 1의 액정 전계 렌즈 형성시 전압 인가 후 전위 분포를 나타낸 도면이다.
도 1과 같이, 종래의 액정 전계 렌즈는 마주보는 제 1 및 제 2 기판(10, 20)과, 상기 제 1, 제 2 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(30)으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(10) 상에는 서로 제 1 이격 거리로 제 1 전극(11)이 형성된다. 이 때, 인접한 제 1 전극(11)들간에 있어서, 일측 제 1 전극(11)의 중심으로부터 타측 제 1 전극(11)의 중심까지의 거리를 피치(pitch)라 하며, 상기 피치를 주기로 동일한 패턴(제 1 전극)이 반복되어 형성된다.
상기 제 1 기판(10)상에 대향되는 제 2 기판(20) 상에는 전면 제 2 전극(21)이 형성된다.
상기 제 1, 제 2 전극(11, 21)은 투명 금속으로 이루어진다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전극(11, 21) 사이의 이격 공간에는 액정층(30)이 형성되며, 이러한 액정층(30)을 이루는 액정 분자는 전기장의 세기 및 분포에 따라 반응하는 특성에 의해 포물선상의 전위면을 갖게 되고, 이에 상관하여 도 2와 같은 액정 전계 렌즈와 유사한 위상분포를 갖게 된다.
이러한 액정 전계 렌즈는 상기 제 1 전극(11)에 고전압을 인가하고, 상기 제 2 전극(21)을 접지시키는 조건에서 형성되는 것으로, 이러한 전압 조건에 의해 제 1 전극(11)의 중심에서 가장 강한 수직 전계가 형성되고, 상기 제 1 전극(11)으로부터 멀어질수록 약한 수직 전계가 형성된다. 이에 따라, 액정층(30)을 이루는 액정 분자가 양의 유전율 이방성을 가질 때, 상기 액정 분자는 전계에 따라 배열되어, 상기 제 1 전극(11)의 중심에서는 서있게 되고, 상기 제 1 전극(11)과 멀어질수록 수평에 가깝게 기울어진 배열을 갖게 된다. 따라서, 광의 전달의 입장에서는 도 2와 같이, 상기 제 1 전극(11)의 중심에서 광경로가 짧게 되고, 상기 제 1 전극(11)으로 멀어지면 멀어질수록 광경로가 길어지게 되며, 이를 위상면으로 나타냈을 때, 표면이 포물면을 갖는 렌즈와 유사한 광 전달 효과를 갖게 된다.
여기서, 상기 제 2 전극(21)은 액정 전계의 거동을 유발하여, 전체적으로 빛이 느끼는 굴절율을 공간적으로 포물 함수가 되도록 유도하며, 제 1 전극(11)은 렌즈의 모서리부(에지 영역)를 형성토록 한다.
이 때, 제 1 전극(11)은 제 2 전극(21)에 비해 다소 높은 전압이 인가되며, 따라서, 도 2와 같이, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(21) 사이에는 전위차가 발생함으로써, 특히, 상기 제 1 전극(11) 부위에는 급격한 측면 전장을 유발하게 된다. 이에 따라, 액정은 완만한 분포를 이루지 못하고, 다소 왜곡된 형태의 분포를 이룸으로써, 공간적인 굴절율 분포를 포물면 형태로 이루지 못하거나, 혹은 전압에 대해 매우 민감하게 움직이는 특징이 있다.
이러한 액정 전계 렌즈는 물리적으로 포물면의 표면을 갖는 렌즈의 구비없이, 액정과 상기 액정을 사이에 두고 양 기판 상에 전극을 형성하고, 이에 전압을 인가함에 의해 얻어질 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 액정 전계 렌즈는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 액정 전계 렌즈는 하판에 형성되는 전극이 렌즈 영역의 극히 일 부분에만 형성되어, 상기 전극에 대응되는 렌즈 에지 영역과 이와 멀어지는 렌즈 중심 영역 사이의 전계가 완만하게 형성되지 않고, 급격한 측면 전장을 유발시켜 다소 왜곡된 위상의 액정 전계 렌즈를 갖도록 형성한다. 특히, 액정 전계에 의해 형성하는 액정 전계 렌즈에 있어서, 렌즈 영역의 피치가 늘면 늘수록 고전압이 인가되는 전극이 유한하기 때문에, 렌즈 영역에 상기 고전압이 인가되는 전극과 대향기판 사이에 걸리는 전계가 충분하지 않아, 렌즈와 동일 효과를 갖는 완만한 포물면의 액정 전계 렌즈의 형성이 점점 어려워진다.
둘째, 상술한 종래의 액정 전계 렌즈는 한 방향성만을 갖는 입체 표시만 가능하여, 다양한 표시 구현에 적합하지 않다.
특히, 최근 듀얼 뷰(dual view)와 같이, 시청자가 서로 다른 위치에 있을 때 서로 다른 영상을 시인할 수 있는 표시 장치에 대한 요구가 있어, 이에 대한 연구가 이루어지고 있는 실정이다.
한편, 기존의 배리어 방식의 입체 표시에서는 3D를 표시 가능하나 양안 시차 범위에서 조금만 벗어나거나 시야각이 낮아지면 다른 이미지나 색을 인식하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 서로 교차하 는 배리어(barrier)를 양 기판 상에 형성하고, 상기 배리어 패턴에 전압을 인가하여 양 기판 사이의 액정을 구동하여 일종의 배리어를 선택적으로 구동하게 하여, 입체 표시와 듀얼 뷰 표시를 선택적으로 할 수 있는 입체 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 표시 장치는 표시 패널; 및 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 상에 각각 서로 교차하는 방향으로 형성된 제 1, 제 2 배리어와 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 전압 인가에 따라 상기 제 1 배리어와 제 2 배리어가 선택적으로 기능하여, 상기 제 1 배리어가 기능시 입체 표시를 수행하고, 상기 제 2 배리어가 기능시 서로 다른 위치의 시청자가 다른 영상을 시인을 듀얼 뷰를 수행하는 배리어 셀을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제 1 배리어는 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 형성되며, 서로 동일 간격으로 이격되며 동일 폭을 갖는 복수개의 제 1 전극으로 이루어지며, 상기 제 2 배리어는 상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로, 서로 동일 간격으로 이격되며 동일 폭을 갖는 복수개의 제 2 전극으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제 1 전극들과 제 2 전극들의 전압 무인가시 상기 배리어 셀은 상기 표시 패널의 영상을 그대로 출사시킨다.
그리고, 상기 제 1 배리어가 기능시 상기 제 2 전극들에 공통 전압을 인가하 고, 상기 제 1 전극들에 상기 공통 전압보다 큰 전압을 인가한다.
또한, 상기 제 2 배리어가 기능시 상기 제 1 전극들에 공통 전압을 인가하고, 상기 제 2 전극들에 상기 공통 전압보다 큰 전압을 인가한다.
여기서, 상기 제 1 배리어의 기능시와 상기 제 2 배리어의 기능시의 상기 액정 전계 렌즈와 표시 패널간 셀간 배면거리는 서로 동일하다.
그리고, 상기 제 2 배리어가 기능시 상기 듀얼 뷰가 수행될 때, 2인의 시청자가 동일 배면거리로, 서로 일정의 간격으로 이격하여 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 배리어 기능시의 시청 거리가 상기 제 1 배리어의 기능시의 시청거리보다 긴 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 제 2 전극들은 투명 전극으로 이루어진다.
한편, 상기 제 1 전극들과 제 2 전극들은 서로 다른 폭과 간격으로 배치될 수도 있다.
그리고, 상기 배리어 셀은 노멀리 화이트(normally white) 모드인 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 입체 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
배리어 셀 내에 구비된 서로 교차하는 제 1, 제 2 배리어를 전압 인가에 따른 스위칭에 의해 구현하여, 상기 제 1 배리어 구현시에는 입체 표시를 수행하고, 제 2 배리어 구현시에는 동일 배면거리에 위치하며 일정한 시청거리를 갖고 위치한 시청자가 서로 다른 영상을 시인하는 듀얼 뷰 표시를 선택적으로 수행할 수 있다.
이 경우, 추가적인 패널을 구비하는 것이 아니라 하나의 배리어 셀을 이용하여, 스위칭 전환하여 입체 표시와 듀얼 뷰 표시를 수행할 수 있어, 다양한 표시 요구를 비용 증가 없이 부응한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 입체 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 입체 표시 장치의 합착 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 입체 표시 장치(200)는 R, G, B 등의 서브 픽셀을 구비하여 컬러 영상 표시가 가능한 표시 패널(300) 및 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(100, 200)과, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 200) 상에 각각 서로 교차하는 방향으로 형성된 제 1, 제 2 배리어와 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층(미도시)이 구비되어 전압 인가에 따라 상기 제 1 배리어와 제 2 배리어가 선택적으로 기능하여, 상기 제 1 배리어가 기능시 입체 표시를 수행하고, 상기 제 2 배리어가 기능시 서로 다른 위치의 시청자가 다른 영상을 시인할 수 있도록 듀얼 뷰를 수행하는 배리어 셀(1000)을 포함하여 이루어진다.
이 경우, 표시 패널(300)은 액정표시소자(Liquid crystal Display Device: LCD), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 플라즈마 표시 소자(Plasma Display Panel: PDP), 전계발광소자(Field Emission Display Device: FED) 등의 평판 표시 장치가 사용될 수 있다. 이러한 표시 패널(300)이 예를 들어, 액정 패널일 때는, 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과 그 사이에 충진된 별도의 액정층과 상기 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터 어레이와 상기 제 2 기판 상의 컬러 필터 어레이를 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 예는 상기 표시 패널(300) 상에 배리어 셀(1000)이 위치한 예를 도시하였지만, 상기 배리어 셀(1000)이 상기 표시 패널(300) 하측에 위치하여 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 제 1 배리어는 상기 제 1 기판(100) 상에 제 1 방향으로 형성되며, 서로 동일 간격으로 이격되며 동일 폭을 갖는 복수개의 제 1 전극(110)으로 이루어지며, 상기 제 2 배리어는 상기 제 2 기판(200) 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로, 서로 동일 간격으로 이격되며 동일 폭을 갖는 복수개의 제 2 전극(210)으로 이루어진다.
이 경우, 상기 제 1 배리어는 상기 제 1 전극(110)들에 전압 인가시 스위칭되어 제 1 전극(110)의 방향으로 동작하는 일종의 차광 패턴으로, 이는 상기 제 1 전극(110)들에 전압 인가에 따라 제 1, 제 2 기판(100, 200) 사이에 액정층의 동작에 따라 노멀리 화이트(normally white)로 있던 상기 배리어 셀(1000)의 액정들이 일방향으로 정렬되어, 상기 제 1 전극(110) 상에 대응된 부위가 광이 통과하지 않게 배향되게 되어 동작하는 것이다.
그리고, 상기 제 2 배리어는 상기 제 2 전극(210)들에 전압 인가시 스위칭되어 제 2 전극(210)의 방향으로 동작하는 일종의 차광 패턴으로, 상기 제 1 배향과 교차하는 제 2 방향으로 액정들이 배향되어, 상기 제 2 전극(210)들 사이에만 광이 통과되도록 하여 동작하는 것이다.
한편, 상기 제 1 전극들(110)과 제 2 전극들(210)의 전압 무인가시 상기 배리어 셀(1000)은 상기 표시 패널(300)의 영상을 그대로 출사시킨다. 전압 무인가시 즉, 상기 제 1, 제 2 전극들(110, 210)을 영상이 출사되도록 상기 제 1, 제 2 전극들(110, 210)은 투명 전극으로 이루어진다.
한편, 상기 제 1 전극들(110)과 제 2 전극들(210)은 구현하고자 하는 입체 영상의 뷰(view) 수와 듀얼 뷰(dual view)의 영상 시청 거리 등을 고려하여, 그 간격과 폭을 설정한다.
도 5는 본 발명의 입체 표시 장치를 이용하여 3D 표시를 한 상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5의 시청 원리를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6과 같이, 그리고, 상기 제 1 배리어가 기능시 상기 제 2 전극들(210)에 공통 전압(Vcom)을 인가하고, 상기 제 1 전극들(110)에 상기 공통 전압보다 큰 제 1 전압(V1)을 인가한다.
여기서, 상기 공통 전압은 0V이거나 2V를 넘지않는 일정 레벨의 상전압으로 정한다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전압(V1, V2)은 상기 제 1, 제 2 전극들 사이에 수직 전계가 인가되도록 상기 공통 전압(Vcom)보다는 큰 전압 값을 갖는다.
이러한 3D 표시시(입체 표시시)에는 양안 시차(65mm) 범위에서는 상기 제 1 전극(110)들 사이의 간격이 슬릿으로 역할하여, 상기 제 1 전극들(110) 내의 공간을 통해 좌안과 우안 영상을 개별적으로 인식하여 입체 표시를 시감할 수 있다.
이 경우, 입체 표시의 시청자 시청거리가 D1이고, 배면거리(배리어 셀과 표시 패널과 거리)와의 거리가 S라고 하고, 양안 시차가 E라고 하고, 배리어 셀의 제 1 전극 피치가 P1이라고 할 때 다음 식을 만족하여야 한다. 즉, D1=S*E/P1. 여기서, E는 일정한 값으로 65mm를 이용하고, 이 때 배면 거리(S)는 일정 값으로 하고, 상기 배리어 셀의 제 1 전극 피치 P1 와 입체 표시 시청 거리(D1)를 변수로 하여 이를 정한다.
도 7은 본 발명의 입체 표시 장치를 이용하여 듀얼 뷰 표시를 한 상태를 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7의 시청 원리를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8과 같이, 또한, 상기 제 2 배리어가 기능시 상기 제 1 전극들에 공통 전압을 인가하고, 상기 제 2 전극들에 상기 공통 전압(Vcom)보다 큰 제 2 전압(V2)을 인가한다.
이 경우는 서로 동일한 시청거리를 갖고 일정 간격으로 이격하여 있는 시청자들이 있는 서로 다른 영상을 시인하도록 하는 듀얼 뷰(dual view)가 수행되는데, 이는 서로 다른 영상이 나오는 다른 부위를 다른 위치의 시청자가 보기 때문에 가능하다.
이 때, 시청자는 상대적으로 도 5, 6의 경우에 비해 시청거리를 멀리한 위치에 있는 것으로, 이 때 배면 거리(S)는 상술한 경우의 입체 표시시와 듀얼 뷰 표시가 동일하여야 한다.
이러한 듀얼 뷰 표시에 필요한 조건은 D2= S*VD(듀얼 뷰 표시시 시청 거리에서의 서로 다른 뷰간 간격)/P2(제2 전극간의 피치)이다.
이 경우, 본 발명의 입체 표시 장치에 있어서는, 동일한 배리어 셀(1000)로 입체 표시와 듀얼 뷰 표시가 가능한 것으로, 표시 패널과 배리어 셀(1000)간의 배면 거리(S)는 서로 동일하여야 한다.
설계자는 필요 조건에 따라, D1과 D2, VD, P1, P2 값을 변경할 수 있다.
예를 들어, 시청자간 거리가 650mm일 때는 양안시차의 약 10배로, 상기 제 2 전극간 피치(P2)를 제 1 전극간 피치(P1)에 10배로 설계할 수 있다.
또한, 상기 제 1 전극, 제 2 전극의 피치(P1,P2)를 동일하게 할 경우에는 시청자간 거리(듀얼 뷰 표시시 시청 거리에서의 서로 다른 뷰간 간격)(VD)가 650mm일 때, 상기 듀얼 뷰시의 시청거리 D2를 입체 표시시의 시청거리 D1의 10배로 할 수 있다.
이와 같이, 입체 표시시의 시청자의 위치(D1)와 듀얼 뷰시의 시청자간 거리(VD), 듀얼 뷰 시의 시청자 위치(D2), 제1, 제 2 전극의 피치(P1, P2)는 해당 어플리케이션에 따라 변경하여 설계할 수 있다. 어느 경우이나 상기 배면 거리를 같은 값으로 유지할 것이다.
설계의 편의상 상기 제 2 배리어 기능시의 시청 거리가 상기 제 1 배리어의 기능시의 시청거리보다 길게 하는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 배면거리는 상기 배리어 셀(1000)과 표시 패널(300)간의 합착시에 고정된 값이나 상기 제 1, 제 2 전극들의 폭 및 간격에 의한 배리어 피치 및 슬릿 폭은 변화 가능한 값들이다.
따라서, 변수 P와 E(양안 시차/시청자간 거리)를 변경시키며, 한개의 배리어 셀(1000)로 전압 인가에 따라 입체 표시와 듀얼 뷰 표시가 가능한 것이다.
한편, 하기 표 1, 2는 실제 15인치와 47인치 모델에서, 3D 표시와, 듀얼 뷰 표시 상태에서의 픽셀 간격(표시 패널), 양안 간격, 시청 좌우 마진, 시청 거리, 배면 거리, 배리어 폭(전극의 폭), 슬릿 폭(전극간 이격간격)을 값을 설정한 바를 나타낸다. 이들 표 1, 2를 통해 해당 모델들에서 입체 표시시와 듀얼 뷰 표시에서 모두 동일한 배면거리를 갖는 점을 확인할 수 있었다.
여기서, 15인치와 47인치 모델에서 각각의 시청거리는 각각 모니터와 대형 TV에 적합하게 적용한 것으로 사용자가 가장 편하게 시청할 수 있는 거리로 선택하여 차이가 있다.
| 15인치 | 3D 시청시 | 듀얼 뷰 시청시 |
| P(Pixel pitch) | 99㎛ | 297㎛ |
| E(양안/시청자간격) | 6.5cm | 65cm |
| 2R(시청 좌우마진) | 6cm | 60cm |
| 시청거리(D) | 38.3cm | 128cm |
| 배면거리(S) | 583.3㎛ | 583.3㎛ |
| 배리어 폭(M) | 166.1㎛ | 530.9㎛ |
| 슬릿 폭(Q) | 31.5㎛ | 62.8㎛ |
| 47인치 | 3D 시청시 | 듀얼 뷰 시청시 |
| P(Pixel pitch) | 180.5㎛ | 541.5㎛ |
| E(양안/시청자간격) | 6.5cm | 65cm |
| 2R(시청 좌우마진) | 6cm | 60cm |
| 시청거리(D) | 150cm | 500cm |
| 배면거리(S) | 4165.3㎛ | 4165.3㎛ |
| 배리어 폭(M) | 306.0㎛ | 973.7㎛ |
| 슬릿 폭(Q) | 53.9㎛ | 108.8㎛ |
이와 같이, 배리어 셀 내에 구비된 서로 교차하는 제 1, 제 2 배리어를 전압 인가에 따른 스위칭에 의해 구현하여, 상기 제 1 배리어 구현시에는 입체 표시를 수행하고, 제 2 배리어 구현시에는 동일 배면거리에 위치하며 일정한 시청거리를 갖고 위치한 시청자가 서로 다른 영상을 시인하는 듀얼 뷰 표시를 선택적으로 수행할 수 있다.
이 경우, 추가적인 패널을 구비하는 것이 아니라 하나의 배리어 셀을 이용하여, 스위칭 전환하여 입체 표시와 듀얼 뷰 표시를 수행할 수 있어, 다양한 표시 요구를 비용 증가 없이 부응한 것이다.
즉, 기존의 배리어 방식의 입체 표시에서는 3D를 표시 가능하나 양안 시차 범위에서 조금만 벗어나거나 시야각이 낮아지면 다른 이미지나 색을 인식하게 되는 문제가 있었는데, 본 발명에서는 배리어를 픽셀 단위로 형성하게 되면 R, G, B 영상을 동시에 볼 수 있고, 양안 시차 내에서는 3D 표시를, 스위칭하여 듀얼 뷰로 전환하였을 때에는 일정 거리로 이격한 시청자간에는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 인식하여 각각의 독립의 이미지로 듀얼 뷰 인식이 가능하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래의 입체 표시 장치의 일예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 액정 전계 렌즈 형성시 전압 인가 후 전위 분포를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 입체 표시 장치의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 입체 표시 장치의 합착 상태를 나타낸 평면도
도 5는 본 발명의 입체 표시 장치를 이용하여 3D 표시를 한 상태를 나타낸 도면
도 6은 도 5의 시청 원리를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 입체 표시 장치를 이용하여 듀얼 뷰 표시를 한 상태를 나타낸 도면
도 8은 도 7의 시청 원리를 나타낸 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 제 1 기판 110 : 제 1 배리어
200: 제 2 기판 210 : 제 2 배리어
300: 표시 패널 1000: 배리어 셀
2000: 입체 표시 장치
Claims (12)
- 표시 패널; 및상기 표시 패널 상측에, 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 상에 각각 서로 교차하는 방향으로 형성된 복수개의 제 1 전극과, 복수개의 제 2 전극 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비된 배리어 셀을 포함하며,상기 배리어 셀은, 상기 제 2 전극들에 공통 전압을 인가하고, 상기 제 1 전극들에 상기 공통 전압보다 큰 제 1 구동 전압을 인가하여 상기 제 1 전극들 사이로 광을 투과시키는 제 1 배리어로 기능시켜 입체 표시를 수행하며,상기 제 1 전극들에 공통 전압을 인가하고, 상기 제 2 전극들에 상기 공통 전압보다 큰 제 2 구동 전압을 인가하여 상기 제 2 전극들 사이로 광을 투과시키는 제 2 배리어로 기능시켜, 서로 다른 위치의 시청자가 다른 영상을 시인할 수 있도록 듀얼 뷰를 수행하고,상기 배리어 셀은 노멀리 화이트 모드(normally white mode)이며,상기 제 2 배리어 구동시, 듀얼 뷰 표시시 시청거리는, 상기 배리어 셀과 표시 패널과의 거리에, 듀얼 뷰 시청거리에서 뷰간 간격을 곱하고, 상기 제 2 전극들의 피치를 나눈 값 (D2=S*VD/P2) (D2는 듀얼 뷰를 시청하는 시청 거리, S는 배리어 셀과 표시 패널과의 거리, VD는 듀얼 뷰 표시시 시청 거리에서의 서로 다른 뷰간 간격, P2는 상기 제 2 전극들의 피치)에 상당한 입체 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 복수개의 제 1 전극들은 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 형성되며, 서로 제 1 간격으로 이격되며 제 1 폭을 가지며,상기 복수개의 제 2 전극들은, 상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로, 서로 제 2 간격으로 이격되며 제 2 폭을 갖는 입체 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 전극들과 제 2 전극들에 전압 무인가시 상기 배리어 셀은 상기 표시 패널의 영상을 그대로 출사시키는 입체 표시 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 배리어의 기능시와 상기 제 2 배리어의 기능시의 상기 배리어 셀과 표시 패널간의 거리는 서로 동일한 입체 표시 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 배리어 기능시의 시청 거리가 상기 제 1 배리어의 기능시의 시청거리보다 긴 입체 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1, 제 2 전극들은 투명 전극으로 이루어진 입체 표시 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 배리어 구동시, 입체 표시의 시청 거리(D1)는 상기 배리어 셀과 표시 패널과의 거리에 시청자의 양안 간격을 곱하고, 상기 제 1 전극들의 피치를 나눈 값(D1=S*E/P1) (D1은 입체 표시시 시청자의 시청 거리, S 는 상기 배리어 셀과 표시 패널과의 거리, E는 상기 시청자의 양안 간격, P1는 상기 제 1 전극들의 피치)에 상당한 입체 표시 장치.
- 삭제
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