KR102455583B1 - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라이트 필드 방식으로 동작하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 표시 패널 상에 광선 제어 유닛을 배치하여, 상기 표시 패널로부터 방출된 빛을 인접한 프레임에서 다른 방향으로 방출함으로써, 해상도의 저하 없이, 사용자에게 제공되는 입체 영상의 시인성을 향상하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

입체 영상 표시 장치{Stereoscopic Display apparatus}
본 발명은 라이트 필드 방식으로 입체 영상을 구현하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 영상을 구현하는 표시 패널을 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 액정을 포함하는 액정 패널 및/또는 발광 소자를 포함하는 OLED 패널을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 사용자에게 입체 영상을 제공할 수 있다. 상기 입체 영상은 상기 표시 패널에 의해 사용자의 좌안 및 우안에 각기 다른 영상을 제공하는 양안 시차 방식을 통해 구현될 수 있다. 상기 입체 영상은 실제 이미지 상에 구현될 수 있다. 그러나, 양안 시차 방식에 의한 입체 영상은 상기 표시 패널에 의해 구현된 입체 영상과 실제 이미지 사이의 초점-수렴 불일치가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 입체 영상 표시 장치에서는 입체 영상의 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 입체 영상의 시인성을 향상할 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 실제 이미지 상에 구현된 입체 영상이 상기 실제 이미지와 초점-수렴이 일치할 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널은 디스플레이 구동부에 의해 구동된다. 표시 패널 상에는 광선 제어 패널이 위치한다. 광선 제어 패널은 제어 패널 구동부에 의해 제어된다. 광선 제어 패널을 통과한 빛의 진행 방향은 제어 패널 구동부에 의해 각 프레인 마다 변경된다.
표시 패널은 디스플레이 구동부에 의해 특정 영상을 시분할로 표시할 수 있다.
광선 제어 패널은 제 1 제어 기판과 제 2 제어 기판 사이에 적층된 워터층 및 오일층을 포함할 수 있다.
워터층과 오일층 사이의 계면은 각 프레임마다 변경될 수 있다.
광선 제어 패널은 제 2 제어 기판 상에 위치하는 제 1 제어 전극 및 제 2 제어 전극을 더 포함할 수 있다. 제 2 제어 전극은 제 1 제어 전극과 이격될 수 있다. 오일층은 제 1 제어 전극과 상기 제 2 제어 전극 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 1 제어 전극과 상기 제 2 제어 전극 사이의 전압 차는 제어 패널 구동부에 의해 각 프레임마다 변경될 수 있다.
표시 패널은 제 1 표시 기판과 제 2 표시 기판 사이에 위치하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
표시 패널과 광선 제어 패널 사이에는 마이크로 렌즈 어레이가 위치할 수 있다.
광선 제어 패널 상에는 볼록 렌즈가 위치할 수 있다. 볼록 렌즈 상에는 컴바이너(combiner)가 위치할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치는 광선 제어 패널에 의한 라이트 필드(light field) 방식을 통해 입체 영상을 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치는 실제 이미지 상에 구현되는 입체 영상이 상기 실제 이미지와 초점-수렴이 일치할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 사용자에게 제공되는 입체 영상의 시인성이 향상될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 표시 패널 및 광선 제어 패널의 상대적 위치 및 상기 광선 제어 패널을 통과한 빛의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1b의 P 영역을 확대한 도면이다.
도 2b는 도 1b의 R 영역을 확대한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 광선 제어 패널의 상태에 따른 빛의 방출 방향을 나타낸 도면들이다.
도 4, 5a 및 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 광선 제어 패널 및 빛의 방출 방향을 나타낸 도면들이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 표시 패널 및 광선 제어 패널의 상대적 위치 및 상기 광선 제어 패널을 통과한 빛의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다"　또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
(실시 예)
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 표시 패널 및 광선 제어 패널의 상대적 위치 및 상기 광선 제어 패널을 통과한 빛의 이동 경로를 나타낸 도면이다. 도 2a는 도 1b의 P 영역을 확대한 도면이다. 도 2b는 도 1b의 R 영역을 확대한 도면이다.
도 1a, 1b, 2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널(100)을 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 특정한 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 제 1 표시 기판(110)과 제 2 표시 기판(180) 사이에 발광 소자(140)가 위치하는 OLED 패널일 수 있다.
상기 제 1 표시 기판(110)은 상기 발광 소자(140)를 지지할 수 있다. 상기 제 1 표시 기판(110)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 표시 기판(110)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(140)는 특정한 색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(140)는 상기 제 1 표시 기판(110) 상에 순서대로 적층된 제 1 표시 전극(141), 발광층(142) 및 제 2 표시 전극(143)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 표시 전극(141)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 표시 전극(141)은 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 표시 전극(141)은 알루미늄(Al) 및 은(Ag)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 제 1 표시 전극(141)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 표시 전극(141)은 ITO, IZO와 같은 투명한 도전성 물질을 포함하는 투명 전극들 사이에 반사율이 높은 물질을 포함하는 반사 전극이 위치하는 구조일 수 있다.
상기 발광층(142)은 상기 제 1 표시 전극(141)과 상기 제 2 표시 전극(143) 사이의 전압 차에 대응하는 휘도의 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(142)은 발광 물질을 포함하는 발광 물질층(Emission Material Layer; EML)을 포함할 수 있다. 상기 발광 물질은 무기 물질, 유기 물질 또는 하이브리드 물질을 포함할 수 있다. 상기 발광층(142)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(142)은 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL), 정공 수송층(Hole Transporting Layer; HTL), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 표시 전극(143)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 표시 전극(143)은 상기 제 1 표시 전극(141)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 표시 전극(143)은 ITO, IZO와 같은 투명한 도전성 물질을 포함하는 투명 전극일 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자(140)에서는 상기 발광층(142)에 의해 생성된 빛이 상기 제 2 표시 전극(143)을 통해 방출될 수 있다.
상기 제 1 표시 기판(110)과 상기 발광 소자(140) 사이에는 박막 트랜지스터(120)가 위치할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(120)는 게이트 라인을 통해 전달되는 게이트 신호에 따라 턴-온/오프될 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 상기 박막 트랜지스터(120)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터(120)는 데이터 라인을 통해 전달되는 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 상기 발광 소자(140)의 상기 제 1 표시 전극(141)에 인가할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(120)는 반도체 패턴, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(120)와 상기 발광 소자(140) 사이에는 오버 코트층(130)이 위치할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(120)에 의한 단차를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 표시 기판(110)과 대향하는 상기 오버 코트층(130)의 상부면은 평평한 평면(flat surface)일 수 있다. 상기 발광 소자(140)의 상기 제 1 표시 전극(141)은 상기 박막 트랜지스터(120)의 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(120)의 상기 드레인 전극을 부분적으로 노출하는 전극 컨택홀을 포함할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(130)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 오버 코트층(130) 상에는 뱅크 절연막(150)이 위치할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(150)은 상기 발광 소자(140)가 독립적으로 구동되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 뱅크 절연막(150)은 상기 제 1 표시 전극(141)의 가장 자리를 덮을 수 있다. 상기 발광층(142) 및 상기 제 2 표시 전극(143)은 상기 뱅크 절연막(150)에 의해 노출된 상기 제 1 표시 전극(141)의 일부 영역 상에 적층될 수 있다. 상기 발광층(142) 및/또는 상기 제 2 표시 전극(143)은 상기 뱅크 절연막(150) 상으로 연장할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(150)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 뱅크 절연막(150)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(150)은 상기 오버 코트층(130)과 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(140) 상에는 상부 보호막(160)이 위치할 수 있다. 상기 상부 보호막(160)은 외부 충격 및 수분으로부터 상기 발광 소자(140)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 보호막(160)은 상기 제 2 표시 기판(180)과 마주보는 상기 제 2 표시 전극(143)의 전체 표면을 덮을 수 있다. 상기 상부 보호막(160)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 상부 보호막(160)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 보호막(116)은 무기 물질을 포함하는 무기막들 사이에 유기 물질을 포함하는 유기막이 위치하는 구조일 수 있다.
상기 제 2 표시 기판(180)은 상기 상부 보호막(160) 상에 위치할 수 있다. 상기 제 2 표시 기판(180)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 표시 기판(180)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 표시 기판(180)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자(140)로부터 방출된 빛은 상기 제 2 표시 기판(180)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 상부 보호막(160)과 상기 제 2 표시 기판(180) 사이에는 접착층(170)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 표시 기판(180)은 상기 접착층(170)에 의해 상기 발광 소자(140)가 형성된 상기 제 1 표시 기판(110)과 결합될 수 있다. 상기 접착층(170)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(170)은 순서대로 적층된 하부 접착층(171) 및 상부 접착층(172)을 포함할 수 있다. 상기 상부 접착층(172)은 흡습 물질(170p)을 포함할 수 있다. 상기 하부 접착층(171)은 상기 흡습 물질(170p)의 팽창에 의해 상기 발광 소자(140)에 가해지는 응력(stress)을 완화할 수 있다.
상기 표시 패널(100) 상에는 광선 제어 패널(200)이 위치할 수 있다. 상기 광선 제어 패널(200)은 통과하는 빛의 진행 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광선 제어 패널(200)는 제 1 제어 기판(210)과 제 2 제어 기판(220) 사이에 적층된 워터층(260) 및 오일층(270)을 포함할 수 있다. 상기 광선 제어 패널(200)을 통과하는 빛의 진행 방향은 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)에 영향을 받을 수 있다.
도 3a 내지 3c는 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)에 따른 상기 광선 제어 패널(200)을 통과하는 빛의 진행 방향을 나타낸 도면들이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 상기 제 2 제어 기판(220)을 향한 상기 제 1 제어 기판(210)의 상부면과 평행하면, 상기 워터층(260)을 통과한 빛은 진행 방향의 변경 없이 상기 오일층(270)을 통과할 수 있다.
도 3b 및 3c에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 일측 방향으로 기울어지면, 상기 워터층(260)으로 입사한 빛의 굴절될 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 오른쪽 방향으로 기울어지면, 상기 오일층(270)을 통과하는 빛의 진행 방향은 상기 워터층(260)으로 입사한 빛의 진행 방향으로부터 오른쪽 방향으로 기울어질 수 있다. 예를 들어, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 왼쪽 방향으로 기울어지면, 상기 오일층(270)을 통과하는 빛의 진행 방향은 상기 워터층(260)으로 입사한 빛의 진행 방향으로부터 왼쪽 방향으로 기울어질 수 있다. 상기 오일층(270)을 통과한 빛이 기울어지는 경사(θ1, θ2)는 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 기울어진 경사(θ1, θ2)와 동일할 수 있다.
상기 광선 제어 패널(200)은 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)을 제어하기 위한 제어 전극들(230, 241, 242)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광선 제어 패널(200)에서는 상기 제 1 제어 기판(210)의 상기 상부면 상에 하부 제어 전극들(230)이 위치하고, 상기 제 1 제어 기판(210)을 향한 상기 제 2 제어 기판(220)의 하부면 상에 제 1 상부 제어 전극(241) 및 및 제 2 상부 제어 전극(242)이 위치할 수 있다. 상기 제 2 상부 제어 전극(242)은 상기 제 1 상부 제어 전극(241)과 이격될 수 있다. 상기 하부 제어 전극들(230)과 상기 제 1 상부 제어 전극(241) 사이 및 상기 하부 제어 전극들(230)과 상기 제 2 상부 제어 전극(242) 사이에는 절연층(250)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 상부 제어 전극(241) 및 상기 제 2 상부 제어 전극(242)은 상기 절연층(250)에 의해 상기 하부 제어 전극들(230)과 절연될 수 있다. 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270)은 상기 제어 전극들(230, 241, 242)과 상기 절연층(250)에 의해 정의된 공간 내에 위치할 수 있다.
상기 워터층(260)은 상기 하부 제어 전극들(230) 사이에 위치할 수 있다. 상기 하부 제어 전극들(230)에는 동일한 전압이 인가될 수 있다. 상기 오일층(270)은 상기 제 1 상부 제어 전극(241)과 상기 제 2 상부 제어 전극(242) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 2 상부 제어 전극(242)에는 상기 제 1 상부 제어 전극(241)과 다른 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 상부 제어 전극(241)에 인가되는 전압이 상기 제 2 상부 제어 전극(242)에 인가되는 전압보다 높으면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 오른쪽 방향으로 기울어질 수 있다. 상기 제 1 상부 제어 전극(241)에 인가되는 전압이 상기 제 2 상부 제어 전극(242)에 인가되는 전압보다 낮으면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)이 왼쪽 방향으로 기울어질 수 있다. 상기 제 1 상부 제어 전극(241) 및 상기 제 2 상부 제어 전극(242)에 인가되는 전압은 상기 하부 제어 전극들(230)에 인가되는 전압보다 클 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 광선 제어 패널(200)의 상기 제어 전극들(230, 241, 242)에 인가되는 전압을 통해 상기 광선 제어 패널(200)을 통과한 빛의 진행 경로가 제어될 수 있다.
도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 상기 표시 패널(100)은 디스플레이 구동부(300)에 의해 제어될 수 있다. 상기 디스플레이 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)에 영상을 구현하기 위한 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 구동부(300)는 데이터 구동부(310) 및 스캔 구동부(320)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 구동부(310)는 상기 표시 패널(100)로 데이터 신호를 공급할 수 있다. 상기 스캔 구동부(320)는 상기 표시 패널(100)로 스캔 신호를 순차적으로 인가할 수 있다. 상기 데이터 구동부(310)에 의해 공급되는 데이터 신호는 상기 스캔 구동부(320)에 의해 인가되는 상기 스캔 신호들과 동기될 수 있다.
상기 디스플레이 구동부(300)는 특정 영상이 시분할로 표시되도록 상기 표시 패널(100)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 구동부(300)는 각 프레임(frame)을 다수의 서브 프레임(sub-frame)으로 시분할하고, 특정 영상을 구현하기 위한 신호를 분할하여 각 서브 프레임 별로 상기 데이터 구동부(310) 및 상기 스캔 구동부(320)에 인가할 수 있다.
상기 디스플레이 구동부(300)는 상기 타이밍 제어부(400)로부터 동작에 필요한 신호를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 상기 타이밍 제어부(400)는 상기 데이터 구동부(310)로 디지털 비디오 데이터들 및 소스 타이밍 제어 신호를 공급할 수 있다. 상기 스캔 구동부(320)는 상기 타이밍 제어부(400)로부터 클럭 신호들, 리셋클럭 신호들 및 스타트 신호들을 전달받을 수 있다.
상기 광선 제어 패널(200)은 제어 패널 구동부(500)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 패널 구동부(500)는 상기 광선 제어 패널(200)의 상기 제어 전극들(230, 241, 242)에 인가되는 전압을 통해 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)을 조절할 수 있다. 상기 제어 패널 구동부(500)는 상기 타이밍 제어부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 광선 제어 패널(200)이 상기 표시 패널(100)과 연동되어 제어될 수 있다.
상기 제어 패널 구동부(500)은 각 프레임마다 상기 제 1 상부 제어 전극(241) 및 상기 제 2 상부 제어 전극(242)에 인가되는 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)은 각 프레임마다 변경될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 각 프레임마다 상기 광선 제어 패턴(200)을 통과한 빛의 진행 경로가 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 광전 제어 패널(200)에 의해 다른 방향으로 진행된 빛이 특정 위치에서 중첩되어 가상 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 표시 패널(100) 및 상기 광선 제어 패널(200)에 의해 라이트 필드(light field) 방식으로 가상 이미지를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 가상 이미지의 시인성이 향상될 수 있다.
상기 표시 패널(100)과 상기 광선 제어 패널(200) 사이에는 마이크로 렌즈 어레이(600)가 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛의 효율이 향상될 수 있다. 상기 광선 제어 패널(200) 상에는 볼록 렌즈(700)가 위치할 수 있다. 상기 볼록 렌즈(700) 상에는 컴바이너(combiner, 800)가 위치할 수 있다. 상기 컴바이너(800)는 제 1 방향으로 입사한 빛을 반사하고, 제 2 방향으로 입사한 빛을 투과할 수 있다. 예를 들어, 상기 컴바이너(800)는 빔스플리터(beam splitter)를 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(100) 및 상기 광선 제어 패널(200)에 의해 구현된 가상 이미지는 상기 컴바이너(800)에 의해 사용자 방향으로 반사될 수 있다. 상기 컴바이너(800)는 실제 이미지를 투과하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 표시 패널(100) 및 상기 광선 제어 패널(200)에 의해 생성된 가상 이미지가 실제 이미지 상에 구현될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 광선 제어 패널(200)에 의해 라이트 필드 방식으로 가상 이미지가 생성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 가상 이미지가 실제 이미지와 초점-수렴이 일치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 사용자에게 인식되는 실제 이미지 및 가상 이미지의 시인성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 광선 제어 패널(200)이 상기 워터층(260)과 상기 오일층(270) 사이의 계면(200S)을 포함하는 전기 습윤 소자(electro-wetting device)인 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 에에 따른 입체 영상 표시 장치는 다양한 형태의 광선 제어 패널(200)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 광선 제어 패널(200)이 제 1 제어 기판(210)과 제 2 제어 기판(220) 사이에 위치하는 액정층(280)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 광선 제어 패널(200)이 액정 패널일 수 있다. 상기 광선 제어 패널(200)은 상기 액정층(280) 내에 기울어진 가상 경계를 형성하기 위한 전극들(291, 292) 및 절연층들(293, 294)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액정층(280)은 상기 전극들(291, 292) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 2 제어 기판(220)을 향한 상기 제 1 제어 기판(210)의 표면 상에 위치하는 하부 제어 전극들(291)은 서로 분리될 수 있다. 상기 제 1 제어 기판(210)을 향한 상기 제 2 제어 기판(220)의 표면 상에 위치하는 상부 제어 전극(292)는 플레이트 형상일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 하부 제어 전극들(291)에 인가되는 전압을 조절하여, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 상기 액정층(280) 내에 기울어진 경계를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치의 제작에 대한 자유도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 표시 패널(100)로부터 평행광이 방출되고, 상기 광선 제어 패널(200)에 의해 각 프레임마다 광축이 변경되어 상기 광선 제어 패널(200)과 상기 컴바이너(800) 사이에 특정한 이미지가 생성되는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널(100)과 광선 제어 패널(200) 사이에 특정한 이미지가 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 라이트 필드 방식에 의해 표시 패널(100)이 각 프레임마다 다른 방향으로 방출된 빛이 광선 제어 패널(200)에 의해 평행광으로 변환됨으로써, 사용자에게 가상 이미지가 제공될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛이 상기 표시 패널(100)과 상기 광선 제어 패널(200) 사이에서 교차하여 사용자에게 제공될 이미지가 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 상기 표시 패널(100)에 의해 구현된 이미지와 컴바이너(800) 사이의 거리가 증가될 수 있다. 사용자가 인식하는 가상 이미지의 표시 지점은 상기 볼록 렌즈(700)의 초점 거리와 동일할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 상기 표시 패널(100)에 의해 구현된 이미지와 상기 컴바이너(800) 사이의 거리와 상기 컴바이너(800)와 사용자 사이의 거리의 합만큼 떨어진 곳에 가상 이미지가 구현된 것으로 인식할 수 있다. 즉, 사용자에게 제공되는 가상 이미지의 표시 거리는 상기 표시 패널(100)에 의해 구현된 이미지와 상기 컴바이너(800) 사이의 거리 및 상기 컴바이너(800)와 사용자 사이의 거리와 비례할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치에서는 사용자에게 인식되는 가상 이미지의 위치에 대한 가변 범위가 증가될 수 있다.
100 : 표시 패널 200 : 광선 제어 패널
200S : 계면 260 : 워터층
270 : 오일층 300 : 디스플레이 구동부
500 : 제어 패널 구동부

Claims (8)

  1. 표시 패널을 구동하는 디스플레이 구동부;
    상기 표시 패널 상에 위치하는 광선 제어 패널;
    상기 광선 제어 패널을 제어하는 제어 패널 구동부; 및
    상기 표시 패널과 상기 광선 제어 패널 사이에 위치하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하되,
    상기 표시 패널은 라이트 필드 방식으로 빛을 방출하여, 상기 표시 패널로부터 방출된 빛은 상기 마이크로 렌즈 어레이와 상기 광선 제어 패널 사이에서 교차하고,
    상기 제어 패널 구동부는 각 프레임 마다 상기 광선 제어 패널을 통과한 빛의 진행 방향을 변경하여, 상기 광선 제어 패널을 통과한 빛은 평행광으로 변환되는 입체 영상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광선 제어 패널은 제 1 제어 기판과 제 2 제어 기판 사이에 적층된 워터층 및 오일층을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 워터층과 상기 오일층 사이의 계면은 각 프레임마다 변경되는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광선 제어 패널은 상기 제 2 제어 기판 상에 위치하는 제 1 제어 전극 및 제 2 제어 전극을 더 포함하되,
    상기 제 2 제어 전극은 상기 제 1 제어 전극과 이격되고,
    상기 오일층은 상기 제 1 제어 전극과 상기 제 2 제어 전극 사이에 위치하며,
    상기 제 1 제어 전극과 상기 제 2 제어 전극 사이의 전압 차는 상기 제어 패널 구동부에 의해 각 프레임마다 변경되는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제 1 표시 기판과 제 2 표시 기판 사이에 위치하는 발광 소자를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광선 제어 패널 상에 위치하는 볼록 렌즈 및 상기 볼록 렌즈 상에 위치하는 컴바이너(combiner)를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
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