KR102602248B1

KR102602248B1 - 광 필드 표시 장치

Info

Publication number: KR102602248B1
Application number: KR1020160142390A
Authority: KR
Inventors: 김범식; 권재중; 조주완; 허수정
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2023-11-15
Also published as: US10542250B2; KR20180046987A; US20180124386A1; CN108020978A

Abstract

광 필드 표시 장치는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 상기 서브 화소들은 복수의 색광을 발생한다. 인접하는 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성한다. 상기 동일 위치들에 대응하는 상기 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이루므로, 사용자는 특정 색상이 강조되지 않는 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있다.

Description

광 필드 표시 장치{LIGHT FIIELD DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 광 필드 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 필드(light field)를 생성하여 입체 영상을 표시하는 광 필드 표시 장치에 관한 것이다.

삼차원 디스플레이 기술은 영화, TV, 휴대폰 등 다양한 영상 디스플레이 분야에 적용되고 있다. 삼차원 디스플레이의 궁극적 목적은 사람이 실제 환경에서 경험하는 것과 같은 입체감을 느낄 수 있게 하는 것으로, 이를 위해 스테레오 방식, 다시점 방식 등 많은 종류의 기술이 연구되고 있다. 그 중 광 필드(Light Field) 방식은 스테레오 방식 또는 다시점 방식에 비하여 삼차원 공간 정보를 보다 정확하게 재현할 수 있다.

그러나, 광 필드 표시 장치를 실제 구현하는데 있어서, 자연스러운 입체 영상을 얻기 위한 마이크로 렌즈 어레이의 배열 구조 및 화소 구조를 설계하기 어려운 문제가 있었다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 품질이 향상된 광 필드 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 상기 서브 화소들은 복수의 색광을 발생한다. 인접하는 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 인접하는 두 마이크로 렌즈의 변들이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함할 수 있다. 상기 레드, 그린 및 블루 서브 화소들은 상기 제1 방향으로 번갈아 배치되고, 상기 제2 방향으로 연속적으로 배치되어 스트립(strip) 형태로 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 각각 틸트 각도만큼 기울어진 방향으로 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 틸트 각도는 아래 수학식에 의해 결정될 수 있다.

[수학식]

틸트 각도(θ) = tan-1 [(서브 화소 세로 피치)/((수평 시점수)*(서브 화소 가로 피치)]]

(여기서, 상기 서브 화소 세로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 상기 제2 방향으로의 거리, 상기 서브 화소 가로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 상기 제1 방향으로의 거리, 수평 시점수는 이웃하는 두 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제1 방향(D1)으로의 거리인 수평 피치 내의 서브 화소 개수)

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수평 시점 수는 2n+2 (n=1,2,3…) 일 수 있다. 수직 시점 수는 이웃하는 두 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제2 방향으로의 거리인 수직 피치 내의 서브 화소 개수일 수 있다. 수직 시점 수는 상기 수평 시점수/3 에 근접한 자연수일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수평 시점 수는 14이고, 상기 수직 시점 수는 5일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 육각형은 마주보는 두 변의 길이가 서로 동일하고, 좌우 비대칭 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 육각형의 상부 꼭지점과 하부 꼭지점의 상기 제1 방향으로의 이격 거리는 하나의 서브 화소의 가로 피치보다 작거나 같을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 원형 또는 타원형 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 사각형 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함할 수 있다. 하나의 레드 서브 화소 및 하나의 블루 서브 화소에 대해 두개의 그린 서브 화소가 대응되는 RGBG 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 좌우 비대칭 육각형 형상을 갖고, 마주보는 두 변의 길이가 서로 동일하고, 일변이 상기 제2 방향과 평행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 각각이 모두 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소는 정삼각형의 꼭지점을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 각각이 모두 서로 접하는 네 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소, 블루 서브 화소 및 화이트 서브 화소일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소, 상기 블루 서브 화소 및 상기 화이트 서브들은 평행 사변형의 꼭지점을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈, 즉 세 개의 마이크로 렌즈에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함할 수 있다. 상기 제2 방향으로 인접하는 두 서브 화소들은 상기 제1 방향과 예각인 제1 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제2 방향과 예각인 제2 각도를 이루는 대각선 방향으로 동일한 색상의 서브 화소들이 연속적으로 배열될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 일변이 상기 제1 방향과 평행할 수 있다. 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소가 각각 대응될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 육각형은 정육각형일 수 있다. 상기 제1 각도는 60°(도) 이고, 상기 제2 각도는 30°(도)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 방향으로 인접하는 세 서브 화소들은 서로 둔각인 제1 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제2 방향으로 인접하는 두 서브 화소와 상기 제1 방향으로 인접하는 서브 화소는 예각인 제2 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제2 방향으로 동일한 색상의 서브 화소들이 연속적으로 배열될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 일 변이 상기 제2 방향과 평행할 수 있다. 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소가 각각 대응될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 육각형은 정육각형일 수 있다. 상기 제1 각도는 60°(도) 이고, 상기 제2 각도는 120°(도)일 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 상기 서브 화소들은 복수의 색광을 발생한다. 서로 접하는 세 개 또는 네 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성하거나, 서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 좌우 비대칭 육각형 형상인일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈들이 배열된 방향은 상기 서브 화소들이 배열된 방향에 대해 틸트 각도만큼 기울어질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광 필드 표시 장치는 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치들에 서로 다른 색광을 방출하는 서브 화소들이 각각 대응되어, 이들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 이에 따라, 사용자는 특정 색상이 강조되지 않는 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 간략히 나타낸 분해 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 광 필드 표시 장치를 사용하여 사용자가 입체 영상을 시청하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 1c는 도 1a 의 광 필드 표시 장치에 표시된 입체 영상을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 광 필드 표시 장치를 구현한 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 개략도이다.
도 13b는 도 13a의 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 개략도이다.
도 14b는 도 13a의 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 간략히 나타낸 분해 사시도이다.

도 1a를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 마이크로 렌즈 어레이(120)를 포함할 수 있다.

상기 표시 패널(110)은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 각각의 화소들은 복수의 서브 화소들 (SP; 예를 들면 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B))을 포함할 수 있다. 상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

상기 표시 패널(110)은 플라즈마 표시 패널, 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널 등 일 수 있다.

상기 마이크로 렌즈 어레이(120)는 상기 표시 패널(110) 상에 배치된다. 상기 마이크로 렌즈 어레이(120)는 복수의 마이크로 렌즈(ML)들을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(110)의 상기 화소(SP)들에서 발생한 광들이 상기 마이크로 렌즈 어레이(120)의 상기 마이크로 렌즈(ML)들을 통과하여 광 필드(light field)를 형성할 수 있다.

상기 광 필드를 형성하기 위한 상기 표시 패널(110)의 상기 서브 화소(SP)들의 배열, 상기 마이크로 렌즈 어레이(120)의 상기 마이크로 렌즈(ML)들의 배열 및 상기 서브 화소(SP)들과 상기 마이크로 렌즈(ML)들의 상대적인 위치 관계는 도 2 내지 도 14b의 실시예를 통해 자세히 설명한다.

도 1b는 도 1a의 광 필드 표시 장치를 사용하여 사용자가 입체 영상을 시청하는 것을 나타낸 개념도이다.

도 1b를 참조하면, '광 필드(Light Field)'는 빛이 공간 상에서 분포하는 상태를 광선의 분포를 통해 표현하는 개념이다. 이 개념을 이용하면 사물에서 반사되거나 발생한 빛은 공간 속을 직진하여 사람의 눈에 들어오는 것으로 정의되며, 삼차원 공간은 무수히 많은 광 필드로 구성될 수 있다. 개별적인 광 필드를 수학적으로 표현하는 데는 예를 들어, 5차원 플렌옵틱(Plenoptic) 함수(I(x,y,z,θx, θy))가 사용될 수 있는데, 공간 상의 특정 평면 상에서 광선이 평면을 지나는 점의 삼차원 공간 좌표 (x, y, z)와 광선이 향하는 공간 방향각 (θx, θy)에 대한 휘도로 표기될 수 있다. 광 필드는 앞에서 말한 특정 평면을 지나는 빛의 플렌옵틱 함수값을 정보화 함으로써 획득(capture)될 수 있다. 즉, 광 필드는 일정 영역의 (x, y, z) 좌표 각각에 대하여 (θx, θy)별 휘도값에 의해 획득될 수 있다. 광 필드 카메라 (Light Field Camera)는 광 필드 획득을 목적으로 하는 카메라로, 2D 카메라가 공간 상의 특정 한 하나의 점 (=시점)에 대하여 (θx, θy)별 휘도값을 기록하는 것에 비하여, 광 필드 카메라는 일정 영역 내의 모든 좌표값에 대하여 (θx, θy)별 휘도값을 기록할 수 있다.

상기 광 필드 카메라를 이용하여 획득한 상기 광 필드를 상기 광 필드 표시 장치(100)에 표시 하여, 사용자(2)는 사물(OJ1, OJ2)에 대한 3차원 영상을 시청할 수 있다. 상기 광 필드 표시 장치(100)는 광 필드를 구현할 수 있으므로, 상기 사용자(2)가 이동함에 따라, 서로 다른 형태의 입체 영상을 시청할 수 있고, 따라서, 종래의 스테레오 방식 또는 다시점 방식의 입체 영상 표시 장치에 비해, 현실감 있는 입체 영상을 시청할 수 있다.

도 1c는 도 1a 의 광 필드 표시 장치에 표시된 입체 영상을 촬영한 사진이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 도면상에서는 선으로 표시되어 있으나, 인접하는 서브 화소들(SP) 사이에는 광을 차단하는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 적색 광을 방출하는 레드 서브 화소(R), 녹색 광을 방출하는 그린 서브 화소(G), 청색 광을 방출하는 블루 서브 화소(B)를 포함할 수 있다. (RGB 구조) 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G) 및 상기 블루 서브 화소(B)는 상기 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열될 수 있다. 상기 레드 서브 화소들(R)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 배열되고, 상기 그린 서브 화소들(G)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 배열되고, 상기 블루 서브 화소들(B)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G) 및 상기 블루 서브 화소(B)는 스트립(strip) 형태로 배열될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 육각형 모양을 가질 수 있다. 상기 육각형 모양은 좌우 대칭으로 두 변의 길이가 다른 네 변의 길이보다 길 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서 상기 육각형 모양은 정육각형일 수 있다. 또다른 예시적인 실시예에서 상기 육각형 모양은 좌우 대칭으로 두 변의 길이가 다른 네 변의 길이보다 짧은 모양일 수 있다. 또다른 예시적인 실시예에서 상기 육각형 모양 두 변의 길이가 동일하고, 좌우 비대칭인 육각형 모양일 수 있다. (도 5a의 렌즈 모양 참조) 상기 마이크로 렌즈들(ML)은 인접하는 변이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML)은 각각 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)에 대해 틸트(tilt) 각도(θ) 기울어져 배열될 수 있다. 즉, 상기 마이크로 렌즈(ML)의 일변은 상기 제2 방향(D2)에 대해 상기 틸트 각도(θ)만큼 기울어질 수 있다.

상기 틸트 각도(θ)는 아래 수학식1 에 의해 결정될 수 있다.

[수학식 1]

틸트 각도(θ)= tan-1 [(서브 화소 세로 피치)/((수평 시점수)*(서브 화소 가로 피치)]]

(여기서, 서브 화소 세로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 제2 방향의 거리, 서브 화소 가로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 제1 방향으로의 거리, 수평 시점수(아래 참조)는 수평 피치(아래 참조) 내의 서브 화소 개수)

상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 피치란 이웃하는 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제1 방향(D1)으로의 거리를 말한다. 상기 마이크로 렌즈(ML)의 수직 피치란 이웃하는 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제2 방향(D1)으로의 거리를 말한다.

상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 시점 수란 상기 수평 피치에 대응하는 서브 화소들의 상기 제1 방향(D1)으로의 개수를 말한다. 상기 마이크로 렌즈(ML)의 수직 시점 수란 상기 수직 피치에 대응하는 서브 화소들의 상기 제2 방향(D2)으로의 개수를 말한다.

상기 수평 시점 수는 2n+2 (n=1,2,3…) 일 수 있다. 즉, 상기 수평 시점수는 4, 6, 8… 일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 수평 시점수가 14인 경우가 예시되어 있다. 상기 수평 시점수는 하나의 단위 화소를 구성하는 서브 화소들(SP)의 개수와 관련되어 결정될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 레드 서브 화소, 그린 서브 화소, 블루 서브 화소, 즉 세 개의 서브 화소가 하나의 단위 화소를 이루므로, 수평 시점수는 짝수개여야 한다. 그렇지 않다면, 반복되는 마이크로 렌즈들의 동일한 위치에 동일한 색상의 서브 화소가 위치하게 되고, 사용자는 특정 색상이 강조되는 왜곡된 입체 영상을 시청하게 된다.

상기 수직 시점 수는 하나의 서브 화소의 가로, 세로 피치 및 단위 화소를 구성하는 서브 화소들 수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 RGB 구조의 경우, 하나의 단위 화소는 세 개의 서브 화소들로 구성되고, 하나의 서브 화소의 세로 피치는 가로 피치의 3배 일 수 있고, 이 경우, 상기 수직 시점 수는 상기 수평 시점 수/3 에 근접한 자연수일 수 있다. 본 실시예에서는 14/3=4.67에 근접한 5인 경우가 예시되어 있다.

본 실시예에 따르면, 각각이 모두 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일한 부분, 즉 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 서로 가장 인접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 모서리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다. 상기 광 필드 표시 장치는 화이트를 이루는 상기 세 개의 서브 화소들이 하나의 단위 화소를 구성하도록 구동될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 광 필드 표시 장치는 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치들에 서로 다른 색광을 방출하는 서브 화소들이 각각 대응되므로, 사용자는 특정 색상이 강조되지 않는 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 2의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 적색 광을 방출하는 레드 서브 화소(R), 녹색 광을 방출하는 그린 서브 화소(G), 청색 광을 방출하는 블루 서브 화소(B)를 포함할 수 있다. 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G) 및 상기 블루 서브 화소(B)는 상기 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열되고, 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속하여 배치되는 스트립(strip) 형태로 배열될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 원형 또는 타원형 모양을 가질 수 있다. 상기 원형 또는 타원형 모양은 상기 마이크로 렌즈(ML)의 필 팩터(fill factor)가 최대가 될 수 있도록, 서로 인접하는 두 마이크로 렌즈(ML)들이 중 어느 한쪽이 함입되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 원형 또는 타원형 모양의 가장자리의 일부는 함몰된 형상일 수 있다. 상기 필 팩터란 마이크로 렌즈들이 형성된 평면에서 마이크로 렌즈 들이 실제 차지하는 면적의 비율을 말한다. 본 실시예에서는 상기 마이크로 렌즈(ML)들 사이의 빈 공간이 없으므로, 상기 필 팩터가 1이 된다.

상기 마이크로 렌즈들(ML)은 각각 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)에 대해 틸트(tilt) 각도(θ) 기울어져 배열될 수 있다.

상기 틸트 각도(θ)는 위에서 언급된 수학식1 에 의해 결정될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 시점수는 14, 수직 시점수는 5인 경우가 예시되어 있다.

본 실시예에 따르면, 각각이 모두 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일한 부분, 즉 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 서로 가장 인접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 가장자리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 2의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 사각형 모양을 가질 수 있다. 상기 사각형은 정사각형일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 사각형은 직사각형일 수 있다.

상기 마이크로 렌즈들(ML)의 모서리는 상기 제2 방향으로 인접하는 마이크로 렌즈의 일변의 중심(또는 양측 모서리를 제외한 중간 부분)에 대응하도록 엇갈려 배치될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML)은 각각 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)에 대해 틸트(tilt) 각도(θ) 기울어져 배열될 수 있다. 즉, 상기 마이크로 렌즈(ML)의 일변은 상기 제2 방향(D2)에 대해 상기 틸트 각도(θ)만큼 기울어질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 각각이 모두 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일한 부분, 즉 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 서로 가장 인접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 모서리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 5a를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 표시 패널의 서브 화소들(SP) 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 배열될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 서브 화소들(SP)과 달리 발광하지 않는 영역이며, 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 이웃하는 상기 서브 화소들(SP) 사이마다 번갈아 가며 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 표시 패널의 절반의 면적에 대응하여 형성될 수 있다. 또한, 도면상에서는 선으로 표시되어 있으나, 인접하는 서브 화소들(SP) 사이에도 광을 차단하는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 적색 광을 방출하는 레드 서브 화소(R), 녹색 광을 방출하는 그린 서브 화소(G), 청색 광을 방출하는 블루 서브 화소(B)를 포함할 수 있다. 제n 행에서, 상기 제1 방향(D1)으로 상기 레드 서브 화소(R), 상기 블랙 매트릭스(BM), 상기 블루 서브 화소(B) 및 상기 블랙 매트릭스(BM)가 반복적으로 배열되고, 제n+1 행에서, 상기 제1 방향(D1)으로 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 그린 서브 화소(G)가 반복적으로 배열될 수 있다. (소위 RGBG pentile 구조)

이때, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 실질적으로 하나의 서브 화소에 해당하지 않으므로, 실제 하나의 서브 화소는 하나의 상기 레드, 그린 또는 블루 서브 화소(R, G, B)와 상기 제2 방향(D2)으로 인접하는 하나의 블랙 매트릭스(BM)에 대응할 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 육각형 모양을 가질 수 있다. 상기 육각형의 마주보는 두변의 길이가 동일할 수 있다. 상기 육각형의 좌, 우측 변은 상기 제2 방향(D2)과 평행하고, 상부 꼭지점과 하부 꼭지점을 연결한 선은 상기 제2 방향(D2)에 대해 소정 각도 (α) 기울어 질 수 있다. 즉, 상기 마이크로 렌즈는 비대칭 육각형 모양을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 육각형의 상기 상부 꼭지점과 상기 하부 꼭지점의 상기 제1 방향(D1)으로의 이격 거리는 하나의 서브 화소 가로 피치 이하 이도록, 상기 소정 각도(α)가 결정될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈들(ML)은 인접하는 변이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML)은 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 시점 수는 2n+3 (n=0,1,2,3…) 일 수 있다. 즉, 상기 수평 시점수는 3,5,7,9… 일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 수평 시점수가 5인 경우가 예시되어 있다. 상기 수평 시점수는 하나의 단위 화소를 구성하는 서브 화소들(SP)의 개수와 관련되어 결정될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 레드 서브 화소 및 그린 서브 화소 또는 블루 서브 화소 및 그린 서브 화소, 즉 두개(또는 네개)의 서브 화소가 하나의 단위 화소를 이루므로, 수평 시점수는 홀수개여야 한다. 그렇지 않다면, 반복되는 마이크로 렌즈들의 동일한 위치에 동일한 색상의 서브 화소가 위치하게 되고, 사용자는 특정 색상이 강조되는 왜곡된 입체 영상을 시청하게 된다.

상기 수직 시점 수는 하나의 서브 화소의 가로, 세로 피치 및 단위 화소를 구성하는 서브 화소들 수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 RGBG pentile 구조의 경우, 하나의 단위 화소는 두개(또는 네개)의 서브 화소들로 구성되고, 하나의 서브 화소가 하나의 블랙 매트릭스(도면의 BM)과 인접하여 배치되므로, 이 경우, 따라서, 수직 시점수는 수평 시점수/2 로 결정되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 시점수는 5, 수직 시점수는 2.5인 경우가 예시되어 있다.

본 실시예에 따르면, 서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈, 즉 세 개의 마이크로 렌즈에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 모서리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B), 레드 서브 화소(R)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 5b는 도 5a의 광 필드 표시 장치를 구현한 예이다.

도 5b를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP) 및 상기 서브 화소들(SP) 사이에 형성되는 블랙 매트릭스(BM)을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G) 및 블루 서브 화소(B)는 서로 다른 모양을 가질 수 있고, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 하나로 연결된 구조를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 5a의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 서브 화소들(SP)은 RGBG pentile 구조로 배열될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 사각형 모양을 가질 수 있다. 상기 사각형은 정사각형일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML)의 모서리는 상기 제2 방향으로 인접하는 마이크로 렌즈의 일변에 대응하도록 엇갈려 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 방향(D2)으로 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 두 마이크로 렌즈의 좌측 변(또는 우측 변)들의 상기 제1 방향(D1)으로의 이격 거리는 하나의 서브 화소 가로 피치와 동일할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈, 즉 세 개의 마이크로 렌즈에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 모서리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 블루 서브 화소(B), 그린 서브 화소(G), 레드 서브 화소(R)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 6의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 서브 화소들(SP)은 RGBG pentile 구조로 배열될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 원형 또는 타원형 모양을 가질 수 있다. 상기 원형 또는 타원형 모양은 상기 마이크로 렌즈(ML)의 필 팩터(fill factor)가 최대가 될 수 있도록, 서로 인접하는 두 마이크로 렌즈(ML)들이 중 어느 한쪽이 함입되어 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 서브 화소들(SP)은 적색 광을 방출하는 레드 서브 화소(R), 녹색 광을 방출하는 그린 서브 화소(G), 청색 광을 방출하는 블루 서브 화소(B) 및 백색 광을 방출하는 화이트 서브 화소(W)를 포함할 수 있다. (RGBW 구조) 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G), 상기 블루 서브 화소(B) 및 상기 화이트 서브 화소(W) 타일 형식으로 배열될 수 있다. 예를 들면, n 행에서, 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G), 상기 블루 서브 화소(B) 및 상기 화이트 서브 화소(W)가 상기 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열되고, n+1 행에서, 상기 블루 서브 화소(B), 상기 화이트 서브 화소(W), 상기 레드 서브 화소(R) 및 상기 그린 서브 화소(G)가 상기 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 마이크로 렌즈(ML)의 수평 시점수는 15, 수직 시점수는 7인 경우가 예시되어 있다.

본 실시예에 따르면, 각각이 모두 서로 접하는 네 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일한 부분, 즉 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 서로 가장 인접하는 네 개의 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 가장자리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 화이트 서브 화소(W), 블루 서브 화소(B), 그린 서브 화소(G), 레드 서브 화소(R)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 9를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 서브 화소(SP)의 형상을 제외하고, 도 8의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 서브 화소들(SP)은 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G), 블루 서브 화소(B) 및 화이트 서브 화소(W)를 포함할 수 있다. 이때, 각각의 서브 화소들은 좌 또는 우측으로 경사진 평행사변형 형상일 수 있다. 즉, 상기 서브 화소들(SP)은 상기 제2 방향(D2)으로 엇갈려 배열될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 10을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 8의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 사각형 모양을 가질 수 있다. 상기 사각형은 정사각형일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 사각형은 직사각형일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(ML)는 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(ML)는 상기 제2 방향(D2)으로 엇갈려 배열될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 11을 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 8의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 12를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상을 제외하고, 도 2의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 원형일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML)은 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(ML)가 형성되지 않는 부분에 대응하는 서브 화소로부터 발생한 광은 입체 영상 구현을 위해 원하는 광 필드 형성에 방해가 될 수 있으므로,(crosstalk) 상기 마이크로 렌즈(ML)가 형성되지 않는 부분은 최소화 되는 것이 바람직하다. (위에서 설명된 대로 필 팩터가 1인 경우가 바람직함) 그러나, 제조 공정 상의 문제 등으로, 본 실시예에서와 같이 서로 이격된 복수의 원형의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 사용하여야 하는 경우, 이상적인 형태의 마이크로 렌즈를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(예를 들면, 도 2 또는 도 3 등 참조)를 사용하는 경우와 유사하게 마이크로 렌즈(ML)의 위치와 서브 화소(SP)의 위치를 대응시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 각각이 서로 가장 근접 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일한 부분, 즉 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트(white)를 이룰 수 있다. 즉, 도면 상에서 서로 가장 인접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 좌측 상부 가장자리 부분(도면의 점선 원)에 대응하는 서브 화소들은 각각 블루 서브 화소(B), 그린 서브 화소(G), 레드 서브 화소(R)이며, 이들의 혼합 색광은 화이트(white)를 이룰 수 있다.

도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 개략도이다. 도 13b는 도 13a의 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널(110) 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(120)를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(SP)은 레드 서브 화소(R), 그린 서브 화소(G) 및 블루 서브 화소(B)를 포함할 수 있다. 상기 서브 화소들(SP)은 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 실질적으로 수직한 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.

상기 제2 방향(D2)으로 인접하는 두 서브 화소들은 상기 제1 방향(D1)과 예각인 제1 각도(α)를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제1 각도(α)는 60°(도) 일 수 있다.

상기 제2 방향(D2)과 예각인 제2 각도(β)를 이루는 대각선 방향으로 동일한 색상의 서브 화소들(SP)이 연속적으로 배열될 수 있다. 상기 제2 각도(β)는 30°(도) 일 수 있다. 즉, 상기 레드 서브 화소들(R)은 상기 대각선 방향으로 연속해서 배치되고, 상기 그린 서브 화소들(G)은 상기 대각선 방향으로 연속해서 배치되고, 상기 블루 서브 화소들(B)은 상기 대각선 방향으로 연속해서 배치될 수 있다. 상기 레드 서브 화소(R), 상기 그린 서브 화소(G) 및 상기 블루 서브 화소(B)는 상기 제1 방향(D1)으로 반복하여 배치될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 육각형 형상을 가질 수 있다. 상기 육각형은 정육각형일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML) 인접하는 변이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(ML)는 두 변이 상기 제1 방향(D1)과 평행하게 배치될 수 있다.

서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들(ML)의 각각의 동일 위치(도면 상의 작은 원)에 상기 그린 서브 화소(G), 상기 레드 서브 화소(R) 및 상기 블루 서브 화소(B)가 각각 대응될 수 있다. 상기 동일 위치들은 정삼각형을 이룰 수 있다.

도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 표시 장치를 나타낸 개략도이다. 도 14b는 도 13a의 광 필드 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 상기 광 필드 표시 장치는 마이크로 렌즈(ML)의 형상 및 서브 화소(SP)의 배열을 제외하고, 도 2의 광 필드 표시 장치와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 반복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

상기 광 필드 표시 장치는 복수의 서브 화소들(SP)을 포함하는 표시 패널(110) 및 복수의 마이크로 렌즈(ML)를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(120)를 포함할 수 있다.

상기 제2 방향(D2)으로 인접하는 두 서브 화소와 상기 제1 방향으로 인접하는 서브 화소는 예각인 제1 각도(α1)를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제1 각도(α1)는 60°(도) 일 수 있다. 즉, 상기 서브 화소들(SP)은 상기 제1 방향(D1)으로 엇갈려 배열될 수 있다.

상기 제2 방향(D2)으로 인접하는 세 서브 화소들은 서로 둔각인 제2 각도(α2)를 이루도록 배치될 수 있다. 상기 제2 각도(α2)는 120°(도) 일 수 있다.

상기 제2 방향(D2)으로 동일한 색상의 서브 화소들(SP)이 연속적으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 레드 서브 화소들(R)은 상기 제2 방향(D2)으로 연속해서 배치되고, 상기 그린 서브 화소들(G)은 상기 제2 방향(D2)으로 연속해서 배치되고, 상기 블루 서브 화소들(B)은 상기 제2 방향(D2)으로 연속해서 배치될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈(ML)는 육각형 형상을 가질 수 있다. 상기 육각형은 정육각형일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈들(ML) 인접하는 변이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(ML)는 두 변이 상기 제2 방향(D2)과 평행하게 배치될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 광 필드 표시 장치 110: 표시 패널
120: 마이크로 렌즈 어레이 SP: 서브 화소
ML: 마이크로 렌즈 R: 레드 서브 화소
G: 그린 서브 화소 B: 블루 서브 화소
W: 화이트 서브 화소 BM: 블랙 매트릭스

Claims

제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고,
상기 서브 화소들은 복수의 색광을 발생하고,
인접하는 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 인접하는 두 마이크로 렌즈의 변들이 서로 접하도록 배치되어 벌집 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제2 항에 있어서,
상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 서브 화소들은 상기 제1 방향으로 번갈아 배치되고, 상기 제2 방향으로 연속적으로 배치되어 스트립(strip) 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제3 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 각각 틸트 각도만큼 기울어진 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제4 항에 있어서,
상기 틸트 각도는 아래 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
[수학식]
틸트 각도(θ) = tan-1 [(서브 화소 세로 피치)/((수평 시점수)*(서브 화소 가로 피치)]]
(여기서, 상기 서브 화소 세로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 상기 제2 방향으로의 거리, 상기 서브 화소 가로 피치는 이웃하는 두 서브 화소의 중심들의 상기 제1 방향으로의 거리, 수평 시점수는 이웃하는 두 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제1 방향(D1)으로의 거리인 수평 피치 내의 서브 화소 개수)
제5 항에 있어서,
상기 수평 시점 수는 2n+2 (n=1,2,3…) 이고,
수직 시점 수는 이웃하는 두 마이크로 렌즈들의 중심들 간의 상기 제2 방향으로의 거리인 수직 피치 내의 서브 화소 개수이고,
수직 시점 수는 상기 수평 시점수/3 에 근접한 자연수인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제6 항에 있어서,
상기 수평 시점 수는 14이고, 상기 수직 시점 수는 5인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제2 항에 있어서,
상기 육각형은 마주보는 두 변의 길이가 서로 동일하고, 좌우 비대칭 형상인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제8 항에 있어서,
상기 육각형의 상부 꼭지점과 하부 꼭지점의 상기 제1 방향으로의 이격 거리는 하나의 서브 화소의 가로 피치보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 원형 또는 타원형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함하고,
하나의 레드 서브 화소 및 하나의 블루 서브 화소에 대해 두개의 그린 서브 화소가 대응되는 RGBG 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제12 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 좌우 비대칭 육각형 형상을 갖고, 마주보는 두 변의 길이가 서로 동일하고, 일변이 상기 제2 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
각각이 모두 서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제14 항에 있어서,
상기 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소는 정삼각형의 꼭지점을 이루는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
각각이 모두 서로 접하는 네 개의 마이크로 렌즈들에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소, 블루 서브 화소 및 화이트 서브 화소인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제16 항에 있어서,
상기 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소, 상기 블루 서브 화소 및 상기 화이트 서브들은 평행 사변형의 꼭지점을 이루는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈, 즉 세 개의 마이크로 렌즈에서, 각각의 마이크로 렌즈의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들은 각각 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소 인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함하고,
상기 제2 방향으로 인접하는 두 서브 화소들은 상기 제1 방향과 예각인 제1 각도를 이루도록 배치되고,
상기 제2 방향과 예각인 제2 각도를 이루는 대각선 방향으로 동일한 색상의 서브 화소들이 연속적으로 배열되고,
상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 일변이 상기 제1 방향과 평행하고,
서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소가 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제19 항에 있어서,
상기 육각형은 정육각형이고,
상기 제1 각도는 60°(도) 이고, 상기 제2 각도는 30°(도)인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 서브 화소들은 레드 서브 화소, 그린 서브 화소 및 블루 서브 화소를 포함하고,
상기 제1 방향으로 인접하는 세 서브 화소들은 서로 둔각인 제1 각도를 이루도록 배치되고,
상기 제2 방향으로 인접하는 두 서브 화소와 상기 제1 방향으로 인접하는 서브 화소는 예각인 제2 각도를 이루도록 배치되고,
상기 제2 방향으로 동일한 색상의 서브 화소들이 연속적으로 배열되고,
상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상을 갖고, 일 변이 상기 제2 방향과 평행하고,
서로 접하는 세 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 상기 레드 서브 화소, 상기 그린 서브 화소 및 상기 블루 서브 화소가 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제21 항에 있어서,
상기 육각형은 정육각형이고,
상기 제1 각도는 60°(도) 이고, 상기 제2 각도는 120°(도)인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
매트릭스 형태로 배열된 복수의 서브 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상에 배치되고, 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고,
상기 서브 화소들은 복수의 색광을 발생하고,
서로 접하는 세 개 또는 네 개의 마이크로 렌즈들의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성하거나,
서로 접하는 두 개의 마이크로 렌즈들 및 이들과 하나의 마이크로 렌즈만큼 이격된 마이크로 렌즈의 각각의 동일 위치에 대응하는 서브 화소들의 혼합 색광이 화이트를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제23 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 좌우 비대칭 육각형 형상인 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.
제23 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈는 육각형 형상이고, 상기 마이크로 렌즈들이 배열된 방향은 상기 서브 화소들이 배열된 방향에 대해 틸트 각도만큼 기울어진 것을 특징으로 하는 광 필드 표시 장치.