KR101746859B1 - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 이미지 패널, 액정층, 액정층의 상부에 위치하여 기준전압을 공급받는 제1 전극, 및 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 제어되는 다수의 제2 전극들을 포함하여 이미지 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 스위쳐블 베리어를 갖는 베리어 패널, 이미지 패널과 베리어 패널을 포함한 표시소자의 기울기를 센싱하고, 이 센싱 결과를 토대로 기울기정보를 출력하는 콘트롤러 및 기울기 정보에 따라, 스위쳐블 베리어의 제1 영역에서 제1 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제1 베리어폭 제어전압을 발생하고, 스위쳐블 베리어의 제2 영역에서 제2 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제2 베리어폭 제어전압을 발생하며, 스위쳐블 베리어의 제3 영역에서 제3 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제3 베리어폭 제어전압을 발생하는 베리어전압 발생부를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치{3D IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 3차원 입체영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3D 영상을 구현한다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있다. 안경 방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 3D 영상을 구현한다. 안경방식은 3D 영상을 관람하기 위한 별도의 안경이 필요하다. 무안경 방식은 별도의 안경이 필요없는 방식으로 패럴랙스 베리어 타입(Parallax Barrier type)과 렌티큘라 타입(Lenticular type)이 있으며, 최근 이들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
패럴랙스 베리어 타입의 입체 영상표시장치는 도 1과 같이 베리어 패널을 이용하여 이미지 패널로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하여 좌안 영상과 우안 영상으로 나눔으로써 3D 영상을 구현한다. 베리어 패널과 이미지 패널은 일체화되어 표시소자로 기능한다. 베리어 패널은 이미지 패널로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하기 위해 스위쳐블 베리어(switchable barrier)를 구비한다. 스위쳐블 베리어는 액정층(LC)과, 액정층(LC)의 하부에 패터닝된 제1 전극패턴(E1)과, 액정층(LC)의 상부에 패터닝된 제2 전극패턴(E2)을 포함한다. 제1 전극패턴(E1)에는 액정층(LC)을 ON 시키기 위한 구동전압이 인가되고, 제2 전극패턴(E2)에는 기준전압이 인가된다. 스위쳐블 베리어에서, 액정층(LC)을 사이에 두고 전극패턴들(E1,E2)이 마주하는 영역은 차단 영역(BA)이 되고, 액정층(LC)만을 포함하는 영역은 투과 영역(OA)이 된다. 차단 영역(BA)의 액정층(LC)은 제1 전극패턴(E1)에 인가되는 구동전압과 제2 전극패턴(E2)에 인가되는 기준전압에 의해 구동됨으로써 입사광을 차단한다. 투과 영역(OA)의 액정층(LC)은 비 구동되어 입사광을 통과시킨다.
이러한 스위쳐블 베리어의 경우, 투과 영역(OA)과 차단 영역(BA)은 각각 설계 당시의 크기로 결정된 채 고정된다. 통상 투과 영역(OA)과 차단 영역(BA) 간 크기의 비는 소정의 시청 거리를 고려하여 일정한 비율로 정해진다. 이에 따라, 종래 패럴랙스 베리어 타입의 입체 영상표시장치에서는 시청거리에 따라 3D 영상의 표시품위가 달라질 수밖에 없다.
예컨대, 도 2와 같이 투과 영역(OA)과 차단 영역(BA)의 크기가 제1 시청거리(D1)를 기반으로 결정된 표시소자를 제2 시청거리(D2)에서 관람하면, P1 및 P2 등에서 3D 크로스토크가 발생된다. P1에서의 3D 크로스토크는 이미지 패널로부터 입사되는 좌안 영상(L)이 차단 영역(BA)에서 완전히 차단되지 못한 채 그 일부가 사용자의 우안에 입사되기 때문에 발생된다. P2에서의 3D 크로스토크는 이미지 패널로부터 입사되는 우안 영상(R)이 차단 영역(BA)에서 완전히 차단되지 못한 채 그 일부가 사용자의 좌안에 입사되기 때문에 발생된다. 이러한 3D 크로스토크가 발생되는 원인은 양호한 화질 구현을 위해 제1 시청거리(D1)에 맞게 고정된 투과 영역(OA)과 차단 영역(BA)의 크기가 제2 시청거리(D2)와 맞지 않기 때문이다. 3D 크로스토크는 사용자의 좌안 및 우안 각각에서 좌우안 영상의 혼재를 야기하여 3D 영상의 표시품위를 떨어뜨린다.
이러한 시청거리 가변에 따른 3D 크로스토크의 발생 문제는 사용자의 눈을 기준으로 표시소자가 상하로 기울어진 경우에 특히 심각하다. 즉, 표시소자의 상부 및 하부 중 어느 하나가 눈과 가깝게 위치하고 나머지 하나가 눈과 멀리 위치하는 경우, 표시소자의 상부 및 하부에서 3D 크로스토크의 정도가 달라져 3D 영상의 화질 저하가 심각하다.
따라서, 본 발명의 목적은 시청거리에 따라 스위쳐블 베리어의 투과 영역과 차단 영역의 크기를 적응적으로 가변시켜 3D 영상의 표시품위를 높일 수 있도록 한 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 이미지 패널; 액정층, 상기 액정층의 상부에 위치하여 기준전압을 공급받는 제1 전극, 및 상기 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 제어되는 다수의 제2 전극들을 포함하여 상기 이미지 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 스위쳐블 베리어를 갖는 베리어 패널; 상기 이미지 패널과 베리어 패널을 포함한 표시소자의 기울기를 센싱하고, 이 센싱 결과를 토대로 기울기정보를 출력하는 콘트롤러; 및 기울기 정보에 따라, 상기 스위쳐블 베리어의 제1 영역에서 제1 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제1 베리어폭 제어전압을 발생하고, 상기 스위쳐블 베리어의 제2 영역에서 제2 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제2 베리어폭 제어전압을 발생하며, 상기 스위쳐블 베리어의 제3 영역에서 제3 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제3 베리어폭 제어전압을 발생하는 베리어전압 발생부를 구비한다.
상기 제1 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제1 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제1 영역의 액정층을 선택적으로 구동시키고; 상기 제2 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제2 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제2 영역의 액정층을 선택적으로 구동시키며; 상기 제3 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제3 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제3 영역의 액정층을 선택적으로 구동시킨다.
상기 제1 내지 제3 베리어폭 제어전압 각각은, 상기 기준전압; 및 상기 기준전압과 다른 레벨의 구동전압을 포함한다.
상기 제1 영역에서, 상기 제1 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제1 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가되며; 상기 제2 영역에서, 상기 제2 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제2 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가되며; 상기 제3 영역에서, 상기 제3 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제3 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가된다.
상기 제1 영역은 상기 표시소자의 상부에 대응되고, 상기 제2 영역은 상기 표시소자의 중간부에 대응되며, 상기 제3 영역은 상기 표시소자의 하부에 대응된다.
상기 표시소자의 상부에 비해 상기 표시소자의 하부에서 시청거리가 더 가깝게 상기 표시소자가 기울어진 경우, 상기 제1 폭의 베리어들이 가장 넓게 형성되고, 상기 제3 폭의 베리어들이 가장 좁게 형성된다.
상기 표시소자의 하부에 비해 상기 표시소자의 상부에서 시청거리가 더 가깝게 상기 표시소자가 기울어진 경우, 상기 제1 폭의 베리어들이 가장 좁게 형성되고, 상기 제3 폭의 베리어들이 가장 넓게 형성된다.
상기 콘트롤러는 상기 표시소자의 기울기를 센싱하기 위하여 기울기 센서를 포함한다.
상기 베리어전압 발생부는, 상기 기울기정보를 기반으로 상기 표시소자의 기울기 각도를 계산하고, 상기 산출된 기울기 각도에 따라 영역별 베리어폭 제어전압을 다르게 발생한다.
상기 제2 전극들은 절연층을 사이에 두고 상하 지그재그로 패터닝된다.
상기 베리어 패널은 상기 이미지 패널의 배면에 직접 형성되거나 또는, 베리어 기판들 사이에 별도로 형성된 후 접착층을 통해 상기 이미지 패널의 배면에 합착된다.
상기 베리어전압 발생부는 소정 기간을 주기로 상기 구동전압의 레벨을 상기 기준전압보다 높거나 또는 낮게 인버젼시킨다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 표시소자에서 영역별로 시청거리가 달라지는 경우 그에 맞춰 베리어들의 폭이 영역 단위로 다르게 조정되도록 함으로써 3D 크로스토크를 방지하여 3D 영상의 표시품위를 높일 수 있다.
도 1은 종래 패럴랙스 베리어 타입의 입체 영상표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 오픈 영역과 베리어 영역의 크기가 고정된 종래 스위쳐블 베리어에서 시청거리에 따라 3D 영상의 표시품위가 떨어지는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.
도 4a 및 도 4b는 표시소자의 단면을 보여주는 도면들.
도 5는 드라이버 IC의 세부 구성을 보여주는 도면.
도 6은 베리어 형성을 위한 채널들을 보여주는 도면.
도 7 내지 도 10은 표시소자가 기울이진 경우에 있어 영역별 베리어 폭이 다르게 형성되는 예들을 보여주는 도면들.
도 11은 베리어 형성시 고려되는 베리어 형성 기준을 보여주는 도면.
이하, 도 3 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여준다. 도 4a 및도 4b는 표시소자의 단면을 보여준다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 콘트롤러(10), 드라이버 IC(20) 및 표시소자(30)를 구비한다.
표시소자(30)는 이미지 패널(32)과 베리어 패널(34)을 포함한다. 표시소자(30)는 베리어 패널(34)을 이용하여 이미지 패널(32)로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하여 좌안 영상과 우안 영상으로 나눔으로써 3D 영상을 구현한다.
이미지 패널(32)은 액정표시패널, 전계 방출 표시패널, 플라즈마 디스플레이 패널 유기발광다이오드 표시패널, 전기영동 표시패널 등의 평판표시패널로 구현될 수 있다.
유기발광다이오드 표시패널로 이미지 패널(32)을 구현하는 경우, 이미지 패널(32)은 도 4a 및 도 4b와 같이 제1 이미지 기판(IGLS1)과 제2 이미지 기판(IGLS2) 사이에 형성되는 다수의 화소들(PXL)을 구비한다. 화소들(PXL)은 다수의 게이트라인들과 다수의 데이터라인들의 교차 영역에 형성되어 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 교대로 표시한다. 화소들(PXL) 각각은 자발광 소자인 유기발광다이오드와, 구동 TFT(Thin Film Transistor), 적어도 한 개 이상의 스위치 TFT, 스토리지 커패시터 등을 가진다. 유기발광다이오드는 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 구비한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함한다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다. 구동 TFT는 자신의 게이트-소스간 전압에 따라 유기발광다이오드에 흐르는 구동전류를 제어한다. 스위치 TFT는 구동 TFT의 게이트 노드에 걸리는 전압을 프로그래밍한다. 스토리지 커패시터는 구동 TFT의 게이트 노드에 걸리는 전압을 일정하게 유지시킨다.
베리어 패널(34)은 이미지 패널(32)에 일체화된다. 베리어 패널(34)은 도 4a와 같이 이미지 패널(32)의 배면에 직접 형성되거나 또는 도 4b와 같이 베리어 기판들(BGLS1,BGLS2) 사이에 별도로 형성된 후 접착층(SUV)을 통해 이미지 패널(32)의 배면에 합착될 수 있다.
베리어 패널(34)은 이미지 패널(32)로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하기 위해 스위쳐블 베리어(switchable barrier)를 구비한다. 스위쳐블 베리어는 도 4a 및 도 4b와 같이 액정층(LC), 액정층(LC)의 상부에 위치하는 제1 전극(CPTN), 및 액정층(LC)의 하부에 위치하며 개별적으로 제어되는 다수의 제2 전극들(BPTN)을 포함한다.
제1 전극(CPTN)은 ITO, IZO 등의 산화물 투명재질 또는, 투명한 금속재질을 포함하여 베리어 기판(BGLS,BGLS2)에 통판 형태로 형성될 수 있다. 제1 전극(CPTN)에는 기준전압이 인가된다. 제2 전극들(BPTN)은 ITO, IZO 등의 산화물 투명재질 또는, 투명한 금속재질을 포함하여 도 4a와 같이 이미지 패널(32)의 배면에 패터닝되거나 또는, 도 4b와 같이 베리어 기판(BGLS1) 상에 패터닝된다. 제2 전극들(BPTN)은 제1 절연층(INS1)을 사이에 두고 상하 지그재그로 미세하게 패터닝된다. 만약, 제2 전극들(BPTN)을 동일층 상에 형성하는 경우 제2 전극들(BPTN)이 독립적으로 제어되기 위해 전극패턴 간 스페이스(3㎛~4㎛)가 반드시 필요하다. 이 경우 상기 스페이스 영역에서 액정의 디스클리네이션(disclination)이 생기며, 그 결과 베리어 형성이 불완전하여 3D 크로스토크가 발생될 수 있다. 제2 전극들(BPTN) 상에는 제2 절연층(INS2)이 형성된다.
액정층(LC)의 액정들은 제1 전극(CPTN)에 인가되는 기준전압과 제2 전극들(BPTN)에 인가되는 구동전압 간 전위차가 클수록 투과율이 낮아지는 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 구동된다. 구동전압이 인가되는 제2 전극들(BPTN)과 기준전압이 인가되는 제1 전극(CPTN) 사이에 배치된 액정들은 구동되어 입사광을 차단한다. 동일한 기준전압이 인가되는 제2 전극들(BPTN)과 제1 전극(CPTN) 사이에 배치된 액정들은 비 구동되어 입사광을 투과시킨다.
스위쳐블 베리어는 영역 단위로 독립 구동된다. 스위쳐블 베리어는 표시소자(30)의 상부에 대응되는 제1 영역(AR1)에서의 베리어 폭과, 표시소자(30)의 중간부에 대응되는 제2 영역(AR2)에서의 베리어 폭과, 표시소자(30)의 하부에 대응되는 제3 영역(AR3)에서의 베리어 폭이 각각 다르게 형성되도록 구동될 수 있다.
콘트롤러(10)는 3D 데이터를 발생하여 이미지 패널(32)에 공급하고, 타이밍 제어신호들을 이용하여 이미지 패널(32)의 동작 타이밍을 제어한다. 콘트롤러(10)는 기울기 센서(12)를 포함하여 표시소자(30)의 기울기를 센싱하고, 이 센싱 결과에 따른 기울기정보(DI)를 출력한다. 콘트롤러(10)는 카메라를 포함한 아이 트래킹(eye tracking) 수단을 더 구비하여 사용자의 눈의 위치 정보를 출력할 수도 있다.
드라이버 IC(20)는 콘트롤러(10)로부터 3D 데이터를 입력받고, 이 3D 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 이미지 패널(32)의 데이터라인들에 공급한다. 드라이버 IC(20)는 3D 데이터의 공급 타이밍에 동기하여 스캔펄스를 발생하여 이미지 패널(32)의 게이트라인들에 공급한다. 드라이버 IC(20)는 콘트롤러(10)로부터의 기울기정보(DI)를 기반으로 표시소자(30)의 기울기 각도를 계산하고, 산출된 기울기 각도에 따라 영역별 베리어폭 제어전압(VBF1,VBF2,VBF3)을 다르게 발생한다.
도 5는 드라이버 IC(20)의 세부 구성을 보여준다. 도 6은 베리어 형성을 위한 채널들을 보여준다.
도 5를 참조하면, 드라이버 IC(20)는 데이터전압 발생부(22), 베리어전압 발생부(24) 및 룩업 테이블(26)을 구비한다.
데이터전압 발생부(22)는 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함하여, 콘트롤러(10)로부터 입력되는 디지털 좌안 영상 데이터를 아날로그 좌안 영상 데이터(좌안 데이터전압, LDATA)와 디지털 우안 영상 데이터를 아날로그 우안 영상 데이터(우안 데이터전압, RDATA)로 변환한 후, 변환된 아날로그 데이터(LDATA,RDATA)를 데이터라인들에 공급한다.
베리어전압 발생부(24)는 콘트롤러(10)로부터 입력되는 기울기정보(DI)를 기반으로 표시소자의 기울기 각도를 산출한다. 베리어전압 발생부(24)는 산출된 기울기 각도에 따라 룩업 테이블(26)을 참조하여 영역별 베리어폭 제어전압(VBF1,VBF2,VBF3)을 다르게 발생한다. 베리어폭 제어전압(VBF1,VBF2,VBF3) 각각은 기준전압, 및 기준전압과 다른 레벨의 구동전압을 포함한다.
룩업 테이블(26)에는 표시소자(30)의 기울기 각도에 따라 영역별 베리어폭 제어전압(VBF1,VBF2,VBF3)을 다르게 발생하기 위한 다수의 스텝 정보(STEP1~STEPn)들이 미리 저장되어 있다. 예컨대, 베리어 형성을 위한 채널이 도 6과 같이 10개(CH1~CH10)라고 가정할 때, 스텝 1에는 표시소자(30)가 기울어지지 않는 경우에 대응하여 채널 1~4에는 0V 또는 5V의 구동전압 발생을 위한 제어 데이터가, 채널 5~7에는 2.5V의 기준전압 발생을 위한 제어 데이터가, 채널 8~10에는 0V 또는 5V의 구동전압 발생을 위한 제어 데이터가 저장되고, 스텝 2에는 표시소자(30)가 5°기울어진 경우에 대응하여 채널 1~3에는 0V 또는 5V의 구동전압 발생을 위한 제어 데이터가, 채널 4~8에는 2.5V의 기준전압 발생을 위한 제어 데이터가, 채널 9~10에는 0V 또는 5V의 구동전압 발생을 위한 제어 데이터가 저장될 수 있다. 베리어전압 발생부(24)는 소정 기간을 주기로 구동전압의 레벨을 기준전압(2.5V)보다 높거나(5V) 또는 낮게(0V) 인버젼시켜 액정층(LC)의 열화를 방지한다.
베리어전압 발생부(24)는 룩업 테이블(26) 참조하에 기울기 각도에 따라, 스위쳐블 베리어의 제1 영역(AR1)에서 제1 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제1 베리어폭 제어전압(VBF1)을 발생하고, 스위쳐블 베리어의 제2 영역(AR2)에서 제2 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제2 베리어폭 제어전압(VBF2)을 발생하며, 스위쳐블 베리어의 제3 영역(A3)에서 제3 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제3 베리어폭 제어전압(VBF3)을 발생한다.
스위쳐블 베리어에서, 제1 영역(AR1)에 형성된 제2 전극들은 제1 베리어폭 제어전압(VBF1)에 따라 제1 영역(AR1)의 액정층을 선택적으로 구동시킨다. 제1 영역(AR1)에서, 제1 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 구동전압이 인가되고, 제1 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 기준전압이 인가된다.
제2 영역(AR2)에 형성된 제2 전극들은 제2 베리어폭 제어전압(VBF2)에 따라 제2 영역(AR2)의 액정층을 선택적으로 구동시킨다. 제2 영역(AR2)에서, 제2 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 구동전압이 인가되고, 제2 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 기준전압이 인가된다.
제3 영역(AR3)에 형성된 제2 전극들은 제3 베리어폭 제어전압(VBF3)에 따라 제3 영역(AR3)의 액정층을 선택적으로 구동시킨다. 제3 영역(AR3)에서, 제3 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 구동전압이 인가되고, 제3 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 기준전압이 인가된다.
도 7 내지 도 10은 표시소자가 기울이진 경우에 있어 영역별 베리어 폭이 다르게 형성되는 예들을 보여준다.
스위쳐블 베리어에서, 제1 영역(AR1)은 표시소자(30)의 상부에 대응되고, 제2 영역(AR2)은 표시소자(30)의 중간부에 대응되며, 제3 영역(AR3)은 표시소자(30)의 하부에 대응된다.
도 7의 (A)와 같이 표시소자(30)가 기울어지지 않고 평행한 경우, 도 9의 (A)와 같이 제1 내지 제3 영역(AR1~AR3)에 형성되는 베리어들 각각의 폭은 서로 동일하다.
반면, 도 7의 (B)와 같이 표시소자(30)의 상부에 비해 표시소자(30)의 하부에서 시청거리가 더 가깝게 표시소자(30)가 기울어진 경우, 도 9의 (B)와 같이 기울기 각도(θ1)에 따라 제1 영역(AR1)의 베리어들이 가장 넓게 형성되고, 제2 영역(AR2)의 베리어들의 폭이 그 다음으로 넓게 형성되며, 제3 영역(AR3)의 베리어들의 폭이 가장 좁게 형성된다. 이렇게 본 발명은 표시소자(30)에서 영역별로 시청거리가 달라지는 경우 그에 맞춰 베리어들의 폭이 영역 단위로 다르게 조정되도록 함으로써 3D 크로스토크를 방지하여 3D 영상의 표시품위를 높인다.
또한, 도 8의 (A)와 같이 표시소자(30)가 기울어지지 않고 평행한 경우, 도 10의 (A)와 같이 제1 내지 제3 영역(AR1~AR3)에 형성되는 베리어들 각각의 폭은 서로 동일하다.
반면, 도 8의 (B)와 같이 표시소자(30)의 하부에 비해 표시소자(30)의 상부에서 시청거리가 더 가깝게 표시소자(30)가 기울어진 경우, 도 10의 (B)와 같이 기울기 각도(θ2)에 따라 제3 영역(AR3)의 베리어들이 가장 넓게 형성되고, 제2 영역(AR2)의 베리어들의 폭이 그 다음으로 넓게 형성되며, 제1 영역(AR1)의 베리어들의 폭이 가장 좁게 형성된다. 이렇게 본 발명은 표시소자(30)에서 영역별로 시청거리가 달라지는 경우 그에 맞춰 베리어들의 폭이 영역 단위로 다르게 조정되도록 함으로써 3D 크로스토크를 방지하여 3D 영상의 표시품위를 높인다.
도 11은 베리어 형성시 고려되는 베리어 형성 기준을 보여준다.
도 11을 참조하면, 사용자의 좌안에는 좌안 영상(L)만 입사되고, 사용자의 우안에는 우안 영상(R)만 입사되도록 하는 베리어 형성 기준은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112010084889664-pat00001
수학식 1에서, 'A'는 베리어 폭을, 'T'는 투과부 폭을, 'S'는 이미지 패널로부터 베리어까지의 높이를, 'D'는 시청거리를, 'E'는 좌안 및 우안 간 거리를, 'P'는 픽셀 피치를 각각 나타낸다.
수학식 1에서, 'S', 'E' 및 'P'는 고정값이고, 'D', 'A' 및 'T'는 표시소자의 기울기 각도에 따라 가변되는 값이다. 수학식 1을 통해 쉽게 알 수 있듯이, 3D 크로스토크를 방지하기 위해서는 시청거리(D)가 커질 때 베리어 폭(A)은 넓어져야 하고 투과부 폭(T)은 반대로 좁아져야 하며, 시청거리(D)가 작아질 때 베리어 폭(A)은 좁아져야 하고 투과부 폭(T)은 반대로 넓어져야 한다.
본 발명은 위에서 언급했듯이 시청거리가 먼 영역의 베리어 폭을 시청거리가 가까운 영역의 베리어 폭에 비해 넓게 함으로써, 상기 수학식 1에 부합한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 표시소자에서 영역별로 시청거리가 달라지는 경우 그에 맞춰 베리어들의 폭이 영역 단위로 다르게 조정되도록 함으로써 3D 크로스토크를 방지하여 3D 영상의 표시품위를 높일 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.
10 : 콘트롤러 12 : 기울기 센서
20 : 드라이버 IC 22 : 데이터전압 발생부
24 : 베리어전압 발생부 26 : 룩업 테이블
30 : 표시소자 32 : 이미지 패널
34 : 베리어 패널

Claims (12)

  1. 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 이미지 패널;
    액정층, 상기 액정층의 상부에 위치하여 기준전압을 공급받는 제1 전극, 및 상기 액정층의 하부에 위치하며 개별적으로 제어되는 다수의 제2 전극들을 포함하여 상기 이미지 패널로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 스위쳐블 베리어를 갖는 베리어 패널;
    상기 이미지 패널과 베리어 패널을 포함한 표시소자의 기울기를 센싱하고, 이 센싱 결과를 토대로 기울기정보를 출력하는 콘트롤러; 및
    기울기 정보에 따라, 상기 스위쳐블 베리어의 제1 영역에서 제1 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제1 베리어폭 제어전압을 발생하고, 상기 스위쳐블 베리어의 제2 영역에서 제2 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제2 베리어폭 제어전압을 발생하며, 상기 스위쳐블 베리어의 제3 영역에서 제3 폭의 베리어들을 형성하기 위한 제3 베리어폭 제어전압을 발생하는 베리어전압 발생부를 구비하고,
    상기 스위쳐블 베리어는,
    상기 액정층의 하부에 배치되는 제1 절연층과,
    상기 액정층과 상기 제1 절연층 사이에 배치되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 제2 전극들은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 각각에 일정한 간격으로 배치되고,
    상기 제2 절연층에 배치되는 상기 제2 전극들은 상기 제1 절연층에 배치되는 상기 제2 전극들 사이마다 위치하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제1 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제1 영역의 액정층을 선택적으로 구동시키고;
    상기 제2 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제2 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제2 영역의 액정층을 선택적으로 구동시키며;
    상기 제3 영역에 형성된 제2 전극들은 상기 제3 베리어폭 제어전압에 따라 상기 제3 영역의 액정층을 선택적으로 구동시키는 입체영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 베리어폭 제어전압 각각은,
    상기 기준전압; 및
    상기 기준전압과 다른 레벨의 구동전압을 포함하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 영역에서, 상기 제1 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제1 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가되며;
    상기 제2 영역에서, 상기 제2 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제2 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가되며;
    상기 제3 영역에서, 상기 제3 폭의 베리어들에 대응되는 제2 전극들에는 상기 구동전압이 인가되고, 상기 제3 폭의 베리어들 사이에 대응되는 제2 전극들에는 상기 기준전압이 인가되는 입체영상 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 표시소자의 상부에 대응되고, 상기 제2 영역은 상기 표시소자의 중간부에 대응되며, 상기 제3 영역은 상기 표시소자의 하부에 대응되는 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 표시소자의 상부에 비해 상기 표시소자의 하부에서 시청거리가 더 가깝게 상기 표시소자가 기울어진 경우, 상기 제1 폭의 베리어들이 가장 넓게 형성되고, 상기 제3 폭의 베리어들이 가장 좁게 형성되는 입체영상 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 표시소자의 하부에 비해 상기 표시소자의 상부에서 시청거리가 더 가깝게 상기 표시소자가 기울어진 경우, 상기 제1 폭의 베리어들이 가장 좁게 형성되고, 상기 제3 폭의 베리어들이 가장 넓게 형성되는 입체영상 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 표시소자의 기울기를 센싱하기 위하여 기울기 센서를 포함하는 입체영상 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어전압 발생부는,
    상기 기울기정보를 기반으로 상기 표시소자의 기울기 각도를 계산하고, 상기계산된 기울기 각도에 따라 영역별 베리어폭 제어전압을 다르게 발생하는 입체영상 표시장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어 패널은 상기 이미지 패널의 배면에 직접 형성되거나 또는, 베리어 기판들 사이에 별도로 형성된 후 접착층을 통해 상기 이미지 패널의 배면에 합착되는 입체영상 표시장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 베리어전압 발생부는 소정 기간을 주기로 상기 구동전압의 레벨을 상기 기준전압보다 높거나 또는 낮게 인버젼시키는 입체영상 표시장치.
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