KR102008905B1 - 입체 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 단위 화소 및 상기 단위 화소의 그룹으로 정의되는 화소가 형성된 제 1 기판과;상기 단위 화소 상에 배열된 적, 녹, 청 컬러 필터와;상기 화소의 두 가장자리 이상을 따라 형성되는 변형 백 컬러 필터와;상기 적, 녹, 청 컬러 필터 및 상기 변형 백 컬러 필터의 경계에 형성되는 종측 블랙 매트릭스 및 횡측 블랙 매트릭스와;투명층에 의해 상기 제 1 기판을 덮는 위치에 점착되는 제 2 기판과;상기 제 2 기판의 외면에 위치하며, 일 패턴 영역이 상기 일 화소에 대응하고, 상기 일 패턴 영역은 상,하,좌,우측으로 이웃한 일 패턴 영역의 위상과 다르게 형성된 편광 패턴층을 포함하는 입체 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

입체 디스플레이 장치{3D Display Device}
본 발명은 백 컬러필터에서 빛을 방출하거나 차단하여 크로스토크를 최소화할 수 있는 입체 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래의 디스플레이 장치는 높은 명암도와 화질을 개선하는 방향으로 연구되었으나, 근래에는 입체 영상이 재생되어 실물감을 느끼게 할 수 있는 입체 디스플레이 장치가 연구되고 있다.
상기 입체 디스플레이 장치는 주로 안경을 사용하는 방식과, 입체 영상 효과를 주기 위해 블랙 매트릭스, 또는 렌즈와 같은 물질을 추가하는 무안경 방식으로 나뉜다.
여기서, 안경을 사용하는 방식은 편광판을 이용하여 좌안과 우안의 영상을 분리함으로써 스테레오그라피(Stereography)를 구현하는 편광(Polarizaion) 방식과, 안경의 렌즈부에 액정 패널을 삽입하여 좌안과 우안을 순차적으로 가림으로써 스테레오그라피를 구현하는 셔터(Shutter) 방식으로 구분할 수 있다.
상기 편광 방식을 사용하여 스테레오그라피를 구현하기 위해서는 디스플레이 장치에 편광 안경에 대응하는 편광 필름을 부착한다. 이때의 구조를 도 1을 첨부하여 설명하도록 한다.
도 1은 편광 방식 입체 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 편광 방식 입체 디스플레이 장치의 디스플레이 패널(10)은 빛을 방출할 수 있는 단위 화소(SP)가 구성된 다수의 화소(P)가 형성된 제 1 기판(11)과, 상기 제 1 기판(11)에 형성된 단위 화소(SP)와 마주보는 면에 위치하는 제 2 기판(12)과, 상기 제 2 기판(12)에 점착되는 편광 패턴 필름(14)으로 구성될 수 있다.
이때, 편광 패턴 필름(14)은 각 화소(P)에 대응하는 영역마다 패턴 방향이 서로 수직하도록 형성되어 모자이크 형태를 나타내는 것으로, 이를 시청하기 위해서 편광 패턴 필름(14)에 형성된 두 종류의 패턴과 동일한 형태의 패턴이 좌측과 우측에 각각 형성된 편광 안경(19)을 필요로 한다.
화소(P) 내에 형성된 단위 화소(SP)는 적, 녹, 청, 백 컬러필터(R,G,B,W)가 형성되고, 이들의 경계에는 블랙 매트릭스(20)가 형성된다.
블랙 매트릭스(20)는 종측 블랙 매트릭스(Y)와 횡측 블랙 매트릭스(X)의 폭이 서로 다른 것으로 가독성을 높이기 위해 횡측 블랙 매트릭스(X)의 폭이 종측 블랙 매트릭스(Y)의 폭에 비해 넓게 형성된다.
그러나, 이와 같은 구조를 가진 입체 디스플레이 장치는 종측 블랙 매트릭스(Y)의 폭이 좁아 입체 시야각이 줄어들고, 이에 따라 크로스토크가 증가하는 경향이 있다. 이는 아래 도 2a 내지 도 2c를 첨부하여 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2c는 입체 디스플레이 장치의 화소 영역과 위치별 입체 시야각을 나타낸 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 입체 디스플레이 장치에 형성된 각각의 화소(P)에는 적, 녹, 청, 백 컬러필터(R,G,B,W)와 이들의 경계에 형성된 블랙 매트릭스(20)가 위치한다.
화소(P) 영역의 상면에는 편광 패턴 필름이 위치하는데, 이는 각 화소 영역의 크기에 대응하도록 편광 패턴된 것으로, 일 화소 영역에서 나타나는 제 1 측 편광 특성(31)은 이웃하는 화소 영역의 제 2 측 편광 특성(32)과 수직하게 나타나게 된다.
제 1 측 편광 특성(31)과 제 2 측 편광 특성(32)은 빛의 간섭 현상을 최소화하기 위해 각 화소(P)의 외측에 위치한 종측 블랙 매트릭스(Y)의 중앙부와 횡측 블랙 매트릭스(X)의 중앙부를 기준으로 하여 구분된다.
이와 같이 형성된 입체 디스플레이 장치는 제 1 방향(Ⅰ)과 제 2 방향(Ⅱ)에서 시청시 발생하는 크로스토크의 정도에 차이가 발생하는데, 이는 도 2b와 도 2c를 들어 설명하도록 한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 방향(Ⅰ)에서 입체 디스플레이 장치를 시청하는 경우, 횡측 블랙 매트릭스(X)에 의해 대부분의 누설광(15)이 차단되어 편광 특성이 혼합되지 않고 정상적으로 출력되는 영역이 넓게 형성된다.
그러나, 도 2c에 도시된 바와 같이, 입체 디스플레이 장치를 제 2 방향(Ⅱ)에서 시청하는 경우, 종측 블랙 매트릭스(Y)의 폭이 좁아 누설광(15)이 타측 편광 패턴을 통과하게 되어 좌안 영상과 우안 영상이 혼합되는 현상이 발생된다.
이와 같이 좁은 폭으로 형성되는 종측 블랙 매트릭스(Y)에 의해 입체 디스플레이 장치를 시청시 크로스토크가 증가하게 되어 정상적인 시청이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 좁은 폭으로 형성되는 종측 블랙 매트릭스에 의해 크로스토크가 발생하는 입체 디스플레이 장치를 개선하여 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위하여, 단위 화소 및 상기 단위 화소의 그룹으로 정의되는 화소가 형성된 제 1 기판 및 상기 제 1 기판을 덮는 제 2 기판과; 상기 단위 화소 상에 각각 배열된 적, 녹, 청 컬러 필터와; 상기 화소의 두 가장자리 이상을 따라 형성되는 변형 백 컬러 필터와; 상기 적, 녹, 청 컬러 필터 및 상기 변형 백 컬러 필터의 경계에 형성되는 종측 블랙 매트릭스 및 횡측 블랙 매트릭스와; 상기 제 2 기판의 일측에 위치하며, 일 패턴 영역이 상기 일 화소에 대응하고, 상기 일 패턴 영역은 상,하,좌,우측으로 이웃한 일 패턴 영역의 위상과 다르게 형성된 편광 패턴층 을 포함하는 입체 디스플레이 장치를 제공한다.
그리고, 상기 편광 패턴층은 λ/4편광을 나타내는 일 패턴 영역과, -λ/4 편광을 나타내는 일 패턴 영역이 연속하여 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 변형 백 컬러필터는 평면 영상 구동시 정상 상태를 나타내도록 전압을 인가하고, 입체 영상 구동시 오프 상태를 나타내도록 전압을 인가하거나 차단하는 제어부와 연결되는 것을 더욱 포함한다.
또한, 상기 변형 백 컬러 필터는 상기 정상 상태에서 인가되는 전압에 따라 빛을 방출하고, 상기 오프 상태에서 최소 계조를 표현하도록 전압을 인가하거나 차단하는 것을 포함한다.
그리고, 상기 변형 백 컬러 필터는 화소의 경계면을 따라 꺾임 구조로 형성되며, 상기 종측 블랙 매트릭스와 수직하는 면이 상기 횡측 블랙 매트릭스와 수직하는 면에 비해 면적이 넓은 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 기판은 투명층을 더욱 포함하여 제 1 기판과 점착되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 편광 패턴층은 상기 제 2 기판의 내면, 또는 외면에 형성되는 것을 포함한다.
또한, 상기 편광 패턴층은 상기 제 2 기판에 형성되는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 입체 디스플레이 장치는 평면 영상 구동시 변형 백 컬러필터가 온 상태가 되어 높은 휘도와 가독성이 높은 화면을 제공하고, 입체 영상 구동시 변형 백 컬러 필터가 오프 상태가 되는 구조에 따라 각 화소 영역의 경계에 위치하는 종측 블랙 매트릭스의 폭이 증가하는 효과가 나타나며, 이에 따라 더 많은 누설 광을 차단할 수 있게 되어 크로스토크가 발생하는 영역을 감소시키고, 정상 출력되는 영역을 확장하는 효과가 있다.
도 1은 편광 방식 입체 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2a 내지 도 2c는 입체 디스플레이 장치의 화소 영역과 위치별 입체 시야각을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치 및 화소 영역을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치 및 화소 영역을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치에서 관측되는 빛을 나타낸 도면이다.
도 7은 종래의 입체 디스플레이 장치의 시야각 범위와 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 입체 시야각 범위를 비교하여 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치 및 화소 영역을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치는 단위 화소(SP)를 포함하며, 이들 각각의 상부에 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)와 변형 백 컬러 필터(MW)가 형성된 제 1 기판(111)과, 평면 영상 구동과 입체 영상 구동을 구별하여 구동 상태에 맞는 신호를 생성하는 제어부(미도시)와, 제 1 기판(111)을 덮도록 제 2 기판(112)을 제 1 기판(111)에 점착하는 투명층(113)과, 제 2 기판(112)의 외면에 점착된 편광 패턴층(130)으로 형성된다.
입체 디스플레이 장치에 형성되는 편광 패턴층(130)은 제 2 기판(112)의 외면에 점착되는 편광 패턴부(130c)을 포함하며,, λ/4 파장판(130a), λ/2 파장판(130b)을 더욱 포함할 수 있다.
편광 패턴부(130c)의 일 영역은 디스플레이 패널(110)에 형성된 일 화소(P)에 각각 대응하는 크기이다. 이는 편광 패턴부(130c)에 형성된 일 영역과, 상측과 하측에 이웃하는 영역의 패턴의 위상이 각각 180°차이나는 것으로, 각 패턴이 λ/4와 - λ/4를 나타내도록 반복되는 것이 바람직하다.
이러한 입체 디스플레이 장치는 입체 영상 구동시 이를 시청하기 위한 편광 안경(119)을 포함한다.
디스플레이 패널(110)은 제 2 기판(112)으로 빛이 방출되는 유기 발광 다이오드 디스플레이 방식인 것이 바람직하나, 제 1 기판(111)으로 빛이 방출되는 구조의 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치, 또는 배면에 광원 장치를 구비하는 액정표시장치로도 사용할 수 있다. 이 경우, 편광 패턴층(130)은 빛이 방출되는 면에 위치한다.
디스플레이 패널(110)에 형성된 각각의 적, 녹, 청, 변형 백 컬러필터(R,G,B,MW)는 각 단위 화소(SP)를 나타내며 빛을 방출할 수 있는 것으로, 변형 백 컬러 필터(MW)와 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)가 횡측 블랙 매트릭스(X)와 종측 블랙 매트릭스(Y)에 의해 구분되도록 형성된 것을 나타낸다.
변형 백 컬러필터 확장부(EW)를 갖는 변형 백 컬러필터(MW)는 화소(P) 영역의 두 경계선을 따라 형성되는데, 도면상에는 화소(P) 영역의 일 경계선과 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)의 하부에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 화소(P) 영역의 일 경계선과 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 변형 백 컬러 필터(MW)는 횡측 블랙 매트릭스(X)와 수직하는 면의 폭이 좁게 형성되는 것으로, 감소한 폭에 따른 휘도를 보상하기 위하여 횡측 블랙 매트릭스(X)에 형성된 변형 백 컬러필터 확장부(EW)를 더욱 갖는다.
λ/4 파장판(130a)과 λ/2 파장판(130b)은 디스플레이 패널(110) 내로 입사하여 반사되면서 누설광을 발생시키는 외부 광을 막기 위해 위치하는 것으로, λ/4 파장판(130a)과 λ/2 파장판(130b)을 통과한 외부 광은 제 1 기판(111)에서 반사되면서 λ/2 파장판(130b)의 편광 특성에 의해 흡수되어 누설광을 발생시키지 못한다.
편광 패턴부(130c)는 패턴 영역이 각 화소(P)와 중첩되도록 위치하는 것으로, 일 패턴 영역의 크기가 각 화소(P)의 크기와 동일하며, 일 패턴 영역과 서로 이웃하는 패턴 영역이 나타내는 편광 특성이 수직되는 것이다.
편광 패턴부(130c)는 이를 통과한 빛의 파장이 선 편광 특성을 나타내도록 형성될 수도 있으나, 원 편광 특성을 나타내도록 원 편광 패턴이 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
이처럼 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치는 화소 영역의 일 경계선과 적, 녹, 청 컬러필터의 하부, 또는 상부에 형성되는 형태의 변형 백 컬러필터를 포함하는 것을 나타낸다. 그러나, 이러한 변형 백 컬러필터의 형태는 다른 형태로도 변형시킬 수 있는 것으로, 이하 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치를 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치 및 화소 영역을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터와 적, 녹, 청 컬러필터(R, G, B)와 변형 백 컬러 필터(MW)가 형성된 제 1 기판(211)과, 평면 영상 구동과 입체 영상 구동을 구별하여 구동 상태에 맞는 신호를 생성하는 제어부(미도시)와, 제 1 기판(211)을 덮도록 제 2 기판(212)을 제 1 기판(211)에 점착하는 투명층(213)을 포함하는 디스플레이 패널(210)과, 제 2 기판(212)의 외면에 점착된 편광 패턴층(230)으로 형성되어 있다.
입체 디스플레이 장치에 형성되는 편광 패턴층(230)은 제 2 기판(212)의 외면에 점착되는 편광 패턴부(230c)을 포함하며, λ/4 파장판(230a), λ/2 파장판(230b)을 더욱 포함할 수 있다.
편광 패턴부(230c)의 일 영역은 디스플레이 패널(210)에 형성된 일 화소(P)에 각각 대응하는 크기이다. 이는 편광 패턴부(230c)에 형성된 일 영역과, 상측과 하측에 이웃하는 영역의 패턴의 위상이 각각 180°차이나는 것으로, 각 패턴이 λ/4와 - λ/4를 나타내도록 반복되는 것이 바람직하다.
이러한 입체 디스플레이 장치는 입체 영상 구동시 이를 시청하기 위한 편광 안경(219)을 포함한다.
디스플레이 패널(210)은 제 2 기판(212)으로 빛이 방출되는 유기 발광 다이오드 디스플레이 방식인 것이 바람직하나, 제 1 기판(211)으로 빛이 방출되는 구조의 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치, 또는 배면에 광원 장치를 구비하는 액정표시장치로도 사용할 수 있다. 이 경우, 편광 패턴층(230)은 빛이 방출되는 면에 위치한다.
디스플레이 패널(210)에 형성된 각각의 적, 녹, 청, 변형 백 컬러필터(R,G,B,MW)는 각 단위 화소(SP)를 나타내며 빛을 방출할 수 있는 것으로, 변형 백 컬러 필터(MW)와 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)가 횡측 블랙 매트릭스(X)와 종측 블랙 매트릭스(Y)에 의해 구분되도록 형성된 것을 나타낸다.
변형 백 컬러필터 확장부(EW)를 갖는 변형 백 컬러필터(MW)는 화소(P)의 두 경계선을 따라 형성되는데, 도면상에는 화소(P)의 양 측면과 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)의 하부에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 화소(P) 영역의 두 경계선과 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 변형 백 컬러 필터(MW)는 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)와 이웃하는 면의 폭이 좁게 형성되는 것으로, 감소한 폭에 따른 휘도를 보상하기 위하여 횡측 블랙 매트릭스(X)에 형성된 변형 백 컬러필터 확장부(EW)를 더욱 갖는다.
λ/4 파장판(230a)과 λ/2 파장판(230b)은 입체 디스플레이 장치 내로 입사하여 반사되면서 누설광(115)을 발생시키는 외부 광을 막기 위해 위치하는 것으로, λ/4 파장판(230a)과 λ/2 파장판(230b)을 통과한 외부 광은 제 1 기판(211)에서 반사되면서 λ/2 파장판(230b)의 편광 특성에 의해 흡수되어 누설광(215)을 발생시키지 못한다.
한편, 상기 편광 패턴부(230c)는 제 2 기판(212)의 내면에 형성되는 것으로, 도면상에는 편광 패턴부(230c)가 제 2 기판(212)의 내면에 점착된 것으로 도시되어 있으나, 이는 제 2 기판(212)의 내면에 패턴을 새겨넣는 유리 편광 패턴(GPR, Glass Patterned Retarder)을 사용할 수 있다.
이와 같이 형성되는 입체 디스플레이 장치는 평면 영상과 입체 영상을 구동시 구동 상태에 따라 화면의 품질을 높이기 위하여 변형 백 컬러필터(MW)의 상태를 변경할 수 있다. 이는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명하도록 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치는 변형 백 컬러필터(MW)를 정상 상태, 또는 오프 상태로 변환 구동이 가능한 것으로, 평면 영상 구동시 정상 상태를 유지하고, 입체 영상 구동시 오프 상태를 유지하는 것이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 입체 디스플레이 장치가 평면 영상을 구동할 경우, 입체 디스플레이 장치는 화소(P)에 구성된 변형 백 컬러필터(MW)를 정상 상태로 유지하게 된다.
정상 상태로 구동하는 변형 백 컬러필터(MW)는 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B) 뿐만 아니라 변형 백 컬러필터(MW) 또한 인가되는 전압에 따라 빛을 방출하는 것으로, 시청시 가독성과 휘도가 높은 화면을 제공할 수 있게 된다.
이때, 변형 백 컬러필터(MW)는 종측 블랙 매트릭스(Y)와 이웃하는 것으로, 형성된 면적이 작아 방출하는 휘도가 적은 편이나, 횡측 블랙 매트릭스(X)와 이웃하는 면에 변형 백 컬러필터 확장부(EW)가 형성되어 있어 화소(P) 내에서 표현하는 변형 백 컬러필터(MW)의 휘도값을 정상적으로 유지할 수 있다.
한편, 도 5b에 도시된 바와 같이, 입체 디스플레이 장치가 입체 영상을 구동하는 경우, 입체 디스플레이 장치는 화소에 구성된 변형 백 컬러필터(MW)를 오프 상태로 유지하게 된다.
오프 상태로 구동하는 변형 백 컬러필터(MW)는 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)에 인가되는 전압량에 관계없이 최소 계조를 유지하게 된다.
이때, 변형 백 컬러필터(MW)는 최소 계조를 유지함으로써 좁은 면적을 갖도록 형성된 종측 블랙 매트릭스(Y)와 변형 백 컬러필터 확장부(EW)에 의해 감소된 면적을 갖는 횡측 블랙 매트릭스(X)를 보상하게 되는데, 이는 아래 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하도록 한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치에서 관측되는 빛을 나타낸 도면이다.
정면 관측시 빛의 진행을 도시한 도 6a과 같이, 입체 영상을 구동하기 위해 변형 백 컬러필터(MW)를 오프 상태로 유지하는 경우, 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)에서 빛을 방출하고, 변형 백 컬러필터(MW)에서 최소 계조를 나타내게 되어 종측 블랙 매트릭스(Y)의 폭을 변형 백 컬러필터(MW)의 종측 폭 만큼 더욱 확보할 수 있다.
이러한 종측 블랙 매트릭스(Y)의 폭은 이를 보상하는 변형 백 컬러필터(MW)에 의해 제 1 길이(L1)에서 제 2 길이(L2)로 확장된 효과가 나타나며, 이에 따라 실질적인 누설광(115)을 차단할 수 있는 영역을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 정면 관측시, 오프 상태를 유지하는 변형 백 컬러필터(MW)에 의해 누설광(115)이 크로스토크가 적은 입체 시야각을 더욱 확보할 수 있는 효과가 발생한다.
또한, 측면 관측시 빛의 진행을 도시한 도 6b과 같이, 입체 영상을 구동하기 위해 변형 백 컬러필터(MW)를 오프 상태로 유지하는 경우, 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)에서 빛을 방출하고, 변형 백 컬러필터(MW)에서 최소 계조를 나타내게 되어 횡측 블랙 매트릭스(X)의 폭을 변형 백 컬러필터(MW)의 횡측 폭 만큼 더욱 확보할 수 있다.
이러한 횡측 블랙 매트릭스(X)의 폭은 이를 보상하는 변형 백 컬러필터(MW)에 의해 제 1 길이(L1)에서 제 2 길이(L2)로 확장된 효과가 나타나며, 이에 따라 실질적인 누설광(115)을 차단할 수 있는 영역을 확보할 수 있게 된다.
또한, 변형 백 컬러필터(MW)의 오프 상태로 인한 휘도 보상을 위해 누설광(115)을 차단할 수 있는 범위 내에서 적, 녹, 청 컬러필터(R,G,B)의 크기를 더욱 확장할 수 있다.
상기한 구조에 의해 구동되는 입체 디스플레이 장치는 횡측 블랙 매트릭스(X)와 오프 상태의 변형 백 컬러필터(MW)에 의해 입체 시야각이 종래에 비해 큰 폭으로 증가하게 되는데, 이는 아래 도 7을 들어 설명하도록 한다.
도 7은 종래의 입체 디스플레이 장치의 시야각 범위와 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 입체 시야각 범위를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 입체 디스플레이 장치의 입체 시야각 범위는 입체 영상 구동시에도 백 컬러필터가 정상 상태로 구동되어 50㎛의 폭으로 형성된 블랙 매트릭스에 의해 누설광이 차단되면서 입체 시야각이 12°를 나타내는 것을 알 수 있다.
그러나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 입체 시야각 범위는 입체 영상 구동시 변형 백 컬러필터가 오프 상태가 되어 폭이 150㎛로 확장된 블랙 매트릭스에 의해 누설광이 차단되면서 입체 시야각이 22°로 증가하는 효과가 발생하는 것을 볼 수 있다.
즉, 이와 같이 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예와 같은 방법으로 종측 블랙 매트릭스와 횡측 블랙 매트릭스의 폭을 보상하는 경우, 입체 디스플레이 장치에서 표현하는 누설광은 감소하고, 입체 시야각이 증가하는 효과가 있으며, 평면 영상 구동시 휘도를 보상할 수 있어 평면 영상 구동뿐만 아니라 입체 영상 구동시에도 낮은 크로스토크를 나타내며, 높은 품질의 화면을 구현할 수 있다.
또한, 제 1 실시예와 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, λ/4, -λ/4 패턴이 체크 형태로 형성된 편광 패턴부와 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 입체 디스플레이 장치의 화소 구조는 장치의 시청 방향에 제한되지 않고 넓은 입체 시야각을 제공함으로써, 장치의 회전에도 대응할 수 있는 효과를 갖는다.
이상, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 입체 디스플레이 패널 111 : 제 1 기판
112 : 제 2 기판 113 : 투명층
115 : 누설광 130 : 편광 패턴층
MW : 변형 백 컬러필터 R,G,B : 적, 녹, 청 컬러필터
EW : 변형 백 컬러필터 확장부 X : 횡측 블랙 매트릭스
Y : 종측 블랙 매트릭스

Claims (9)

  1. 단위 화소 및 상기 단위 화소의 그룹으로 정의되는 화소가 형성된 제 1 기판 및 상기 제 1 기판을 덮는 제 2 기판과;
    상기 단위 화소 상에 각각 배열된 적, 녹, 청 컬러 필터와;
    상기 화소의 두 가장자리 이상을 따라 형성되는 변형 백 컬러 필터와;
    상기 적, 녹, 청 컬러 필터 및 상기 변형 백 컬러 필터의 경계에 형성되는 종측 블랙 매트릭스 및 횡측 블랙 매트릭스와;
    상기 제 2 기판의 일측에 위치하며, 일 패턴 영역이 일 화소에 대응하고, 상기 일 패턴 영역은 상,하,좌,우측으로 이웃한 일 패턴 영역의 위상과 다르게 형성된 편광 패턴층
    을 포함하고,
    상기 변형 백 컬러 필터는, 상기 적, 녹, 청 컬러 필터의 좌우측 중 하나에 배치되는 제1부분과, 상기 적, 녹, 청 컬러 필터의 상하측 중 하나에 배치되는 제2부분과, 상기 적, 녹, 청 컬러 필터의 좌우측 중 다른 하나에 배치되는 제3부분을 포함하고,
    상기 변형 백 컬러 필터의 상기 제1부분의 폭은 상기 적, 녹, 청 컬러 필터 각각의 폭보다 작고,
    상기 변형 백 컬러 필터는, 종측 블랙 매트릭스와 수직하는 상기 제2부분이 상기 횡측 블랙 매트릭스와 수직하는 상기 제1 및 제3부분 각각에 비해 면적이 넓은 입체 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 패턴층은 λ/4편광을 나타내는 일 패턴 영역과, -λ/4 편광을 나타내는 일 패턴 영역이 연속하여 형성된 것을 특징으로 하는 입체 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변형 백 컬러필터는 평면 영상 구동시 정상 상태를 나타내도록 전압을 인가하고, 입체 영상 구동시 오프 상태를 나타내도록 전압을 인가하거나 차단하는 제어부와 연결되는 것을 더욱 포함하는 입체 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 변형 백 컬러 필터는 상기 정상 상태에서 인가되는 전압에 따라 빛을 방출하고, 상기 오프 상태에서 최소 계조를 표현하도록 전압을 인가하거나 차단하는 것을 포함하는 입체 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변형 백 컬러 필터는 화소의 경계면을 따라 꺾임 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 투명층을 더욱 포함하여 제 1 기판과 점착되는 것을 특징으로 하는 입체 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 패턴층은 상기 제 2 기판의 내면, 또는 외면에 형성되는 것을 포함하는 입체 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 편광 패턴층은 상기 제 2 기판에 형성되는 것을 포함하는 입체 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 변형 백 컬러 필터의 상기 제3부분의 폭은 상기 적, 녹, 청 컬러 필터 각각의 폭보다 작은 입체 디스플레이 장치.
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