KR20060096844A - 가변형 패럴렉스 배리어 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치 - Google Patents

가변형 패럴렉스 배리어 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치 Download PDF

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KR20060096844A KR1020050018098A KR20050018098A KR20060096844A KR 20060096844 A KR20060096844 A KR 20060096844A KR 1020050018098 A KR1020050018098 A KR 1020050018098A KR 20050018098 A KR20050018098 A KR 20050018098A KR 20060096844 A KR20060096844 A KR 20060096844A
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Abstract

이 발명은 배리어의 위치를 조절할 수 있는 가변형 패럴렉스 배리어와, 관측자의 위치를 자동으로 추적하여 관측자의 위치에 따라 양안시차를 최적화하는 가변형 패럴렉스 배리어를 이용한 입체 영상 표시장치에 관한 것이다.
이 입체 영상 표시장치는, 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와, 상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하고 2차원으로 배열된 다수의 화소로 이루어진 가변형 패럴렉스 배리어와, 관측자의 양안의 위치를 추적하는 적외선센서와, 상기 관측자의 양안의 위치에 따라 상기 2차원 표시장치 및 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 상기 관측자가 입체 영상을 인식할 수 있도록 하는 조절수단을 포함한다. 아울러, 상기 가변형 패럴렉스 배리어의 한 화소는, 상호 대향하게 배치된 상기판 및 하기판과, 상기 상기판과 하기판 사이에 위치하고 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 배리어를 형성하는 액정층과, 상기 상기판과 액정층 사이 및 상기 하기판과 액정층 사이에 위치하고 외부로부터 인가되는 구동전압에 따라 상기 배리어의 위치 및 간격을 조절하는 배리어가변수단을 포함한다.
패럴렉스 배리어, 입체 영상, 3차원, 디스플레이, LCD, 양안시차

Description

가변형 패럴렉스 배리어 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치 {Variable parallax barrier and 3D image display device using the barrier}
도 1은 미국특허 제6,108,029호에 개시된 입체 영상 표시장치를 도시한 도면,
도 2는 종래의 LCD 패럴렉스 배리어의 내부 개략도,
도 3은 종래의 상판전극을 미세상판전극들로 분할한 상태를 도시한 도면,
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 화소 단면도,
도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 상하전극을 개략적으로 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 A-A'선 단면도로서, 상전극과 하전극 및 그 사이에 위치한 액정층을 포함한 구조를 도시한 도면,
도 7은 이 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 상하전극을 개략적으로 도시한 사시도,
도 8은 이 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 화소 단면도,
도 9는 SSFLC(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal) 모드 샘플의 전기광학적인 특성을 도시한 그래프,
도 10은 도 9의 구조를 갖는 LCD 패럴렉스 배리어가 LCD 패널의 뒤쪽에 위치하여 결합된 입체 영상 표시장치에서, 입체 영상을 인식하는 상황을 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
41; 상기판 42; 하기판
43; 액정층 44; 제1상전극
45; 제2상전극 46; 제1하전극
47; 제2하전극 48; 액정배향층
이 발명은 양안시차를 이용한 입체 영상 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배리어의 위치를 조절할 수 있는 가변형 패럴렉스 배리어와, 관측자의 위치를 자동으로 추적하여 관측자의 위치에 따라 양안시차를 최적화하는 가변형 패럴렉스 배리어를 이용한 입체 영상 표시장치에 관한 것이다.
양안시차를 이용한 입체 영상 표시장치에 관한 기술은 오랫동안 다양한 방법들이 제안되어 왔다. 그 대표적인 방법 중의 하나는 이차원 영상 패널에 일정한 거리를 두고 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)나 패럴렉스 배리어(Parallax Barrier)를 설치하여, 관측자의 좌우 양안에 각기 다른 영상정보가 인식되도록 하 여 입체감을 갖도록 하는 방법이다.
렌티큘라 렌즈를 이용한 입체 영상 표시장치는 반원통형의 모양을 한 렌티큘러 스크린이라고 불리는 렌즈의 초점면에 좌우 영상을 줄무늬 형태로 배치하고 이 렌즈를 통해 렌즈판의 방향성에 따라 좌우영상이 분리돼 안경 없이 입체영상을 볼 수 있도록 한다. 렌즈 한 개의 폭은 표시기의 화소 폭에 의해 결정되는데, 좌우영상에 해당하는 두 개의 화소가 들어가도록 만든다. 이렇게 하면 렌즈 효과에 의해 렌즈의 좌측에 있는 화소는 오른쪽 눈에만 보이고, 우측에 있는 화소는 왼쪽 눈에만 보이게 됨으로써 좌우 영상의 분리가 가능해진다.
패럴랙스 배리어를 이용한 입체 영상 표시장치는 빛을 투과 또는 차단시키기 위한 가느다란 줄무늬 모양의 수직 슬릿을 일정한 간격으로 배열시킨 다음 그 앞 또는 뒤에 적당한 간격을 두고 좌우 영상을 교대로 배치하는 기술이다. 따라서 특정한 시점에서 이 슬릿을 통해 보면 기하광학적으로 좌우영상이 정확하게 분리돼 입체감을 느끼게 된다. 즉 모니터 화면 앞에 특수안경 기능을 하는 줄무늬 모양의 패럴랙스 배리어 광학판을 설치해서 사용자가 안경을 쓰지 않고도 입체 영상을 인식하도록 한다.
이렇듯 입체 영상 표시장치는 대부분 양안시차를 이용해 입체 영상을 표시한다.
도 1은 미국특허 제6,108,029호에 개시된 입체 영상 표시장치를 도시한 도면이다. 이 입체 영상 표시장치는 투과형 LCD 패널(11) 뒤쪽에 일정 거리를 두고 LCD 패럴렉스 배리어(12)가 설치된다. 투과형 LCD 패널(11)은 좌영상(L)과 우영상(R)이 화소 피치(P)를 가지며 교대로 배치되고, LCD 패럴렉스 배리어(12)는 투명한 부분(12a)과 불투명한 부분(12b)이 배리어 피치(q)를 가지며 교대로 배치된다. 도시되지 않은 광원에서 나온 빛은 LCD 패럴렉스 배리어(12)의 투명한 부분(12a)을 통과하여 투과형 LCD 패널(11)을 지나서 관측자의 양안(RE, LE)에 도달한다. 이때, 투과형 LCD 패널(11)의 우영상(R)을 지나는 빛은 관측자의 오른쪽 눈(RE)에 도달되고, 투과형 LCD 패널(11)의 좌영상(L)을 지나는 빛은 관측자의 왼쪽 눈(LE)에 각각 도달된다. 투과형 LCD 패널(11)의 좌영상(L)과 우영상(R)에 각각 관측자의 좌우 양안에 인식되는 서로 약간 상이한 2차원 이미지 정보가 입력되며, 이로써 관측자는 입체감을 갖는 영상정보를 얻게 된다.
만약 LCD 패럴렉스 배리어(12)의 불투명한 부분(12b)을 모두 투명하게 하면, 광원에서 나오는 빛이 LCD 패럴렉스 배리어(12)와 투과형 LCD 패널(11)을 고르게 통과하여 관측자에게 도달되는데, 이로써 이 입체 영상 표시장치는 기존의 2차원 표시장치와 동일하게 2차원 평면 영상을 표시한다. 즉, 이 입체 영상 표시장치는 LCD 패럴렉스 배리어(12)의 불투명한 부분을 조절하여 평면 영상과 입체 영상을 겸하여 표시하게 된다.
이 입체 영상 표시장치는 관측자가 입체감을 효과적으로 느끼기 위해 필요한 조건이 있으며, 그 관계식은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112005011616330-PAT00001
여기서, n은 양의 정수, S는 관측자의 좌우 양안의 거리, D는 투과형 LCD 패 널과 관측자 눈과의 최단거리, d는 LCD 패럴렉스 배리어와 투과형 LCD 패널과의 최단거리, q는 LCD 패럴렉스 배리어의 배리어 피치, P는 투과형 LCD 패널의 화소 피치이다.
도 2는 종래의 LCD 패럴렉스 배리어의 내부 개략도이다. 종래의 LCD 패럴렉스 배리어는 하판공통전극(21)과, 일정한 배리어 피치(q) 간격으로 배치된 상판전극(22)과, 하판공통전극(21)과 상판전극(22)에 전원을 공급하여 하판공통전극(21)과 상판전극(22) 사이에 위치한 액정층의 재배열을 유도하여 투명한 상태와 불투명한 상태를 조절하는 전원공급장치(23)를 포함한다. 전원공급장치(23)에서 하판공통전극(21)과 상판전극(22) 사이에 전압을 인가하거나 그 인가전압이 차단되면, 해당 부분의 액정층이 투명하게 되거나 불투명하게 되어 입체 또는 평면 영상이 표시된다.
이 입체 영상 표시장치의 해상도를 높이거나 관측자의 위치 이동에 따른 입체감 저하를 극복하려면, 도 3에 도시된 바와 같이 상판전극을 미세상판전극들(22a, 22b, 22c)로 분할하고 각 미세상판전극들(22a, 22b, 22c)을 독립적으로 구동하여야 한다. 그러나 이럴 경우, 미세상판전극의 형태가 폭이 좁고 긴 선 형태가 되어 전극 자체의 저항이 커지게 되고 상대적으로 전극선 상에 있는 액정층에 인가되는 전압은 불균일하게 된다. 또한, 미세상판전극들을 독립적으로 구동하게 되면 같은 전극선상에서의 전압강하가 커지게 되고, 구동 회로가 복잡해지며, 이로 인해 제품의 가격이 상승하게 되는 문제점이 발생한다.
이 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상판전극과 하판전극에 가해지는 전압의 크기에 따라 배리어의 위치를 변경할 수 있도록 하는 가변형 패럴렉스 배리어를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 가변형 패럴렉스 배리어를 이용하여 관측자의 위치에 따라 배리어의 위치를 변경하여 더욱 넓은 범위에서 입체 영상을 표시하도록 하는 입체 영상 표시장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 2차원으로 배열된 다수의 화소로 이루어진 가변형 패럴렉스 배리어의 상기 화소는,
상호 대향하게 배치된 상기판 및 하기판과,
상기 상기판과 하기판 사이에 위치하고 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 배리어를 형성하는 액정층과,
상기 상기판과 액정층 사이 및 상기 하기판과 액정층 사이에 위치하고 외부로부터 인가되는 구동전압에 따라 상기 배리어의 위치 및 간격을 조절하는 배리어가변수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따른 가변형 패럴렉스 배리어를 이용한 입체 영상 표시장치는, 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와,
상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하고 2차원으로 배열된 다수의 화소로 이루어진 가변형 패럴렉스 배리어와,
관측자의 양안의 위치를 추적하는 센서와,
상기 관측자의 양안의 위치에 따라 상기 2차원 표시장치 및 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 상기 관측자가 입체 영상을 인식할 수 있도록 하는 조절수단을 포함하고,
상기 가변형 패럴렉스 배리어의 한 화소는,
상호 대향하게 배치된 상기판 및 하기판과,
상기 상기판과 하기판 사이에 위치하고 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 배리어를 형성하는 액정층과,
상기 상기판과 액정층 사이 및 상기 하기판과 액정층 사이에 위치하고 외부로부터 인가되는 구동전압에 따라 상기 배리어의 위치 및 간격을 조절하는 배리어가변수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 이 발명에 따른 가변형 패럴렉스 배리어 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치의 한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
이 발명은 2차원 표시장치에 LCD로 이루어진 패럴렉스 배리어를 사용하여 관측자의 좌우 양안시차를 유도하여 평면 영상을 입체 영상으로 인식하도록 하는 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. 특히, 관측자의 위치에 따라 양안시차를 최적화할 수 있게 LCD 패럴렉스 배리어가 구성될 수 있도록 관측자의 위치를 자동으로 추적하는 기능을 가지고, LCD 패럴렉스 배리어나 2차원 표시장치의 물리적인 이동없 이 단지 LCD 패럴렉스 배리어에 인가하는 전압을 조절하여 배리어의 위치를 선택할 수 있도록 하여 더욱 넓은 범위에서 선명한 입체 영상이 표시되도록 한다.
한 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 화소 단면도이다. 하나의 화소의 폭을 w라고 한다.
LCD 패럴렉스 배리어의 한 화소는 상호 대향하게 배치된 상기판(41) 및 하기판(42)과, 상기판(41)과 하기판(42) 사이에 위치한 액정층(43)과, 상기판(41)과 액정층(43) 사이에 위치하고 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극(44) 및 제2상전극(45)과, 하기판(42)과 액정층(43) 사이에 각각 제1상전극(44) 및 제2상전극(45)과 대향하게 위치하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극(46) 및 제2하전극(47)으로 구성된다. 제1, 2상전극(44, 45)과 액정층(43) 사이 및 제1, 2하전극(46, 47)과 액정층(43) 사이에는 액정배향층(48)이 코팅된다. 물론, 기존의 LCD 구조에서와 마찬가지로 상기판(41)과 하기판(42) 외측에는 각기 하나씩의 편광판이 적층된다. 액정층(43)은 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 입체 영상을 구현하기 위한 배리어를 형성한다.
제1상전극(44)과 제1하전극(46) 사이 간격의 거리와 제2상전극(45)과 제2하전극(47) 사이 간격의 거리는 화소의 중심 부근에서는 좁고 화소의 가장자리 부근에서 넓게 되도록 구성하는바, 화소의 가운데를 중심으로 선대칭을 이루도록 한다. 이 상전극과 하전극에 동일한 외부 인가전압이 가해지더라도 이 상전극과 하전극 사이 간격의 거리에 따라 액정층에 인가되는 내부 전압이 달라지며, 이 액정층에 인가되는 내부 전압에 따라 액정층의 활성화 여부가 결정된다. 액정층(43)은 강유전성액정모드, 반강유전성액정모드, BTN(Bistable Twisted Nematic) LCD 모드, STN(Super Twisted Nematic) LCD 모드 중 하나로 구현할 수 있다.
이 발명은 제1상전극(44)과 제2상전극(45)을 평면형상으로 구성하고, 제1하전극(46)과 제2하전극(47)을 계단형상으로 구성한다. 도 4의 실시예에서는 3단계의 계단형상을 갖는 하전극을 예시한다. 이렇게 제1상전극(44)과 제1하전극(46)의 사이 간격의 거리, 및 제2상전극(45)과 제2하전극(47)의 사이 간격의 거리가 달라지면, 액정층(43)의 두께가 한 화소 내에서 전체적으로 균일하더라도 외부 인가전압에 의하여 액정층(43)이 갖는 내부 전압이 도 4에 도시된 바와 같이 그 세부 영역(A1, A2, A3, A4, A5, A6)마다 다르며, 그 각각의 내부 전압에 인해 각 세부 영역은 밝은 상태 또는 어두운 상태가 된다.
제1하전극(46)과 제2하전극(47)의 계단형상을 제조하는 방법은, 하기판에 굴곡을 준 다음에 ITO 등의 전극물질을 코팅하여 형성하거나, 평탄한 하기판 위에 산화실리콘 등을 계단식으로 적층한 후 ITO 등의 전극물질을 코팅하여 형성한다. 도 4에서는 3단계의 계단을 예시하고 있으나, 이 발명은 이에 한정되지 아니한다. 즉, 하전극을 많은 수의 계단으로 형성하면 더욱 정밀하게 배리어의 위치를 이동시킬 수 있고, 계단형상이 아닌 웨지셀(wedge cell)과 같이 경사면으로 형성하면 배리어의 위치를 연속적으로 이동시킬 수 있다. 아울러, 하전극을 평면으로 형성하고 상전극을 계단형상 또는 경사면으로 형성할 수도 있다.
도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 상하전극을 개략 적으로 도시한 사시도이다. 도 5에서 알 수 있듯이 제1상전극(44)과 제2상전극(45)이 교대로 배치되고 하나의 제1상전극(44)과 제2상전극(45)이 하나의 화소를 형성하며 그 폭은 w이다. 아울러, 제1하전극(46)과 제2하전극(47)이 교대로 배치되고 하나의 제1하전극(46)과 제2하전극(47)이 하나의 화소를 형성하며 그 폭은 w이다. 이 w는 상전극과 하전극의 피치이기도 하다. 각 상전극과 하전극의 길이는 l이다. 제1상전극(44)과 제1하전극(46)이 대향하고 제2상전극(45)와 제2하전극(47)이 대향한다.
모든 제1상전극(44)들은 전기적으로 연결되어 있으며 내부저항을 최소화하기 위하여 제1금속전극(51)이 코팅된다. 모든 제2상전극(45)들은 전기적으로 연결되어 있으며 내부저항을 최소화하기 위하여 제2금속전극(52)이 코팅된다. 모든 제1하전극(46)들은 전기적으로 연결되어 있으며 내부저항을 최소화하기 위하여 제3금속전극(53)이 코팅된다. 모든 제2하전극(47)들은 전기적으로 연결되어 있으며 내부저항을 최소화하기 위하여 제4금속전극(54)이 코팅된다. 제1금속전극(51)과 제3금속전극(53) 사이에 제1전원공급장치(55)가 연결되고, 제2금속전극(52)과 제4금속전극(54) 사이에 제2전원공급장치(56)가 연결된다. 제1전원공급장치(55)와 제2전원공급장치(56)는 각각 독립적으로 구동된다.
제1하전극(46)과 제2하전극(47)은 도 4에 도시된 바와 같이 계단형상을 가지며, 제1상전극(44)과 제1하전극(46)에 인가되는 전압 및 제2상전극(45)과 제2하전극(47)에 인가되는 전압에 따라 배리어의 모양이 달라진다.
액정층의 모든 영역이 밝은(W) 상태가 되는 전압이 V0, 액정층의 모든 영역 이 어두운(B) 상태가 되는 전압이 V1, A1(A6) 영역은 밝은(W) 상태이고 A2와 A3(A5와 A4) 영역은 어두운(B) 상태가 되는 전압이 V2, A1와 A2(A6과 A5) 영역은 밝은(W) 상태이고 A3(A4) 영역은 어두운(B) 상태가 되는 전압이 V3라고 가정한다.
상기와 같이 가정하면 제1상전극(44)과 제1하전극(46)간에 인가되는 제1구동전압과, 제2상전극(45)과 제2하전극(47)간에 인가되는 제2구동전압을 각각 아래의 표 1과 같이 제어하면 다음과 같은 배리어 상태(B0 ~ B4)가 얻어진다.
배리어 상태 제1구동전압 제2구동전압 A1 A2 A3 A4 A5 A6
B0 V0 V0 W W W W W W
B1 V1 V0 B B B W W W
B2 V2 V3 W B B B W W
B3 V3 V2 W W B B B W
B4 V0 V1 W W W B B B
즉, 한 화소에서 배리어는 A1∼A3 위치부터 A4∼A6 위치까지 가변시킬 수 있다. 도 5와 같이 구성된 화소를 2차원으로 배열하여 LCD 패럴렉스 배리어를 구성하면, 제1상전극과 제1하전극 및 제2상전극과 제2하전극에 인가되는 구동전압을 제어하여 배리어의 위치를 전체적으로 이동시킬 수 있다.
상전극과 하전극의 피치 w는 보통 수십 내지 수백 ㎛이고 길이 l은 수십 내지 수백 mm로서, 상전극과 하전극은 가는 선 모양이다. 각 상전극과 하전극을 투명물질인 ITO를 사용하여 구성하면, 배리어 전극선상에서 생기는 내부저항으로 인하여 액정층에 인가되는 전압에 차이가 발생하는데, 이러한 미세한 전압강하는 같은 화소 전극 내에서 상이한 내부전압을 갖는 액정층을 형성하는 데에 부정적인 영향을 끼친다. 이를 최소화하기 위하여 제1금속전극(51)과 제3금속전극(53)을 서로 반대되는 방향에 형성하고, 제2금속전극(52)과 제4금속전극(54)를 서로 반대되는 방향에 형성한다.
도 6은 도 5의 A-A'선 단면도로서, 상전극과 하전극 및 그 사이에 위치한 액정층을 포함한 구조를 도시한 도면이다. 도 6에서는 제2상전극과 제2하전극을 절단한 단면을 도시하고 있으나, 제1상전극과 제1하전극을 절단하여도 동일한 모양이 얻어진다. 도 6은 전원공급장치를 제2상전극과 제2하전극의 서로 반대되는 방향의 양끝에 연결하는 기술의 중요성을 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 상전극과 액정층 사이 및 하전극과 액정층 사이에 충진된 액정배향층의 도식은 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이 제2상전극(45)과 제2하전극(47) 사이에 액정층(43)이 위치한다. 상전극(45)과 제2하전극(47)은 가느다란 선모양으로서, 각 전극선의 내부 저항에 의한 전압강하를 상쇄하기 위해 제2상전극(45)과 제2하전극(47)의 서로 반대되는 양끝에 제2전원공급장치(56)를 연결하여 전압을 인가한다. 제2전원공급장치(56)이 연결되는 제2상전극(45)의 끝단에는 제2금속전극(52)을 코팅하고, 제2전원공급장치(56)이 연결되는 제2하전극(47)의 끝단에는 제4금속전극(54)을 코팅할 수도 있다.
액정층(43) 중 일단으로부터 x 거리만큼 떨어진 δ 크기의 미소영역(43')에 인가되는 내부 전압은 아래의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112005011616330-PAT00002
여기서, V0은 외부 인가전압이고, z는 전극의 단위 길이당 저항이며, l은 배리어 전극선의 길이이다. 위의 수학식 2에서 z×l=상수로서, 일정한 값을 가지므로 액정층(43)의 미소영역(43')이 갖는 내부전압은 거리 x 값에 관계없이 일정하게 된다.
다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 상하전극
도 5와 같이 모든 제1상전극과 제1하전극 간에 제1구동전압이 인가되고 제2상전극과 제2하전극 간에 제2구동전압이 인가되면, 입체 영상 표시장치의 전체 화면에서 배리어의 위치가 균일하게 가변된다. 그러나 2차원 표시장치의 화소가 일정한 간격으로 배치되고 입체 영상 표시장치의 화면이 큰 경우에는, 관측자의 위치가 고정되어 있더라도 관측자와 화면상의 수직선이 이루는 각도가 화면의 위치에 따라 달라지며, 이 때문에 관측자의 정면과 좌우 양쪽에서의 배리어의 위치 및 간격이 다르게 교정되어야 할 필요가 있다.
즉, 도 1과 같이 LCD 패럴렉스 배리어가 2차원 표시장치의 뒤쪽에 위치한 경우에는 관측자의 정면에 있는 배리어의 간격보다 좌우 양쪽으로 갈수록 배리어의 간격이 점점 커져야 입체영상이 잘 구현된다. 반대로 LCD 패럴렉스 배리어가 2차원 표시장치의 앞쪽에 위치한 경우에는 관측자의 정면에 있는 배리어의 간격보다 좌우 양쪽으로 갈수록 배리어의 간격이 점점 좁아져야 좌우 양쪽의 화면도 입체 영상으로 구현된다.
이 발명에서는 관측자의 정면에 있는 LCD 패럴렉스 배리어의 화소들을 구동 하는 전압과, 관측자의 좌우 양쪽에 있는 LCD 패럴렉스 배리어의 화소들을 구동하는 전압을 독립적으로 운용하는 방법을 제안한다.
도 7은 이 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 상하전극을 개략적으로 도시한 사시도이다.
LCD 패럴렉스 배리어를 구성하는 상전극과 하전극을 인접한 화소들끼리 묶어서 다수의 그룹(71, 72, 73, 74)으로 나누어 각 그룹을 전기적으로 분리시키고, 각 그룹 내의 제1상전극과 제1하전극 및 제2상전극과 제2하전극 간에 각각 전원공급장치(V11, V12, V21, V22)를 연결한다. 도 6은 상전극과 하전극을 2개의 그룹으로 나누는 일 예를 도시하고 있으나, 이 발명은 이에 한정되지 아니하며 화면의 크기에 따라 좀 더 많은 그룹으로 나눌 수도 있다.
이렇게 LCD 패럴렉스 배리어의 화소들을 다수의 그룹으로 나누고 각 그룹마다 전압을 상이하게 인가하면, 화면의 위치에 따라 개별적으로 배리어의 위치와 간격을 조절할 수 있다. 즉, 관측자의 정면 및 좌우 양쪽의 배리어의 위치와 간격을 다르게 조절할 수 있다.
다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어
도 8은 이 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 화소 단면도이다. 도 8의 LCD 패럴렉스 배리어는 도 9에 도시된 바와 같은 SSFLC(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)의 전기광학적인 특성을 이용하여 배리어의 위치를 가변시킨다.
이 발명의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 한 화소는 상호 대향 하게 배치된 상기판(81) 및 하기판(82)과, 상기판(81)과 하기판(82) 사이에 위치한 액정층(83)과, 상기판(81)과 액정층(83) 사이에 위치하고 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극(84) 및 제2상전극(85)과, 하기판(82)과 액정층(83) 사이에 각각 제1상전극(84) 및 제2상전극(85)과 대향하게 위치하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극(86) 및 제2하전극(87)과, 화소의 가운데를 중심으로 제1하전극(86)의 일부분과 제2하전극(87)의 일부분에 코팅된 유전체층(88)과, 제1, 2상전극(84, 85)과 액정층(83) 사이 및 제1, 2하전극(86, 87)과 액정층(83) 사이에 충전된 액정배향층(89)을 포함한다. 물론, 기존의 LCD 구조에서와 마찬가지로 상기판(41)과 하기판(42) 외측에는 각기 하나씩의 편광판이 적층된다. 액정층(43)은 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 입체 영상을 구현하기 위한 배리어를 형성한다. 유전체층(88)은 그 유전상수가 상기 액정배향층(89)의 유전상수와 상이한 값을 가지며, 일 예로서 산화실리콘을 사용한다.
즉, 상전극과 하전극 사이에 전압이 인가될 때 산화실리콘의 코팅 여부에 따라 액정층의 내부전압이 달라지는데, 이에 대해서는 도 9의 그래프를 보며 설명한다.
도 9는 SSFLC(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal) 모드 샘플의 전기광학적인 특성을 도시한다. 상전극과 하전극 사이 간격의 거리가 약 2.3㎛, 강유전성 액정층의 두께가 약 2.0㎛이며, 하전극의 일부에는 산화실리콘을 코팅하지 않은 채 액정배향층을 코팅하고, 하전극의 나머지 일부에는 산화실리콘을 코팅한 후 액정배향층을 코팅한다.
도 9의 그래프에서 실선은 산화실리콘을 코팅한 후 액정배향층을 코팅하였을 때의 인가전압에 따른 액정층의 투과율을 표시하고, 점선은 산화실리콘을 코팅하지 않고 액정배향층만을 코팅하였을 때의 인가전압에 따른 액정층의 투과율을 표시한다. 그래프를 보면, 산화실리콘을 코팅하지 않은 부분은 산화실리콘을 코팅한 부분보다 상대적으로 낮은 전압에서 전기광학적인 스위칭이 이루어짐을 알 수 있다. 이는 양 전극 사이에 있는 유전체층의 특성에 따라서 각 유전체에 인가되는 내부 전압이 다름을 의미한다. 즉, 유전상수가 큰 산화실리콘이 코팅된 부분은 액정층에 인가되는 내부전압이 상대적으로 줄어든다는 것을 의미한다.
도 9의 그래프에서, 양 전극 사이에 V1s보다 큰 전압을 순방향으로 인가하면 두 부분이 모두 밝은 상태가 된다. 양 전극 사이에 V2s와 V1s 사이의 전압을 순방향으로 인가하면 산화실리콘이 코팅된 부분만 밝은 상태, 산화실리콘이 코팅되지 않은 부분은 어두운 상태가 된다. 또한, 양 전극 사이에 V2s보다 낮은 전압을 순방향으로 인가하면 두 부분이 모두 어두운 상태가 된다. 마지막으로, 양 전극 사이에 V2s'와 V1s' 사이의 전압을 역방향으로 인가하면 산화실리콘이 코팅된 부분은 어두운 상태, 산화실리콘이 코팅되지 않은 부분만 밝은 상태가 된다. 이와 같이 상하전극의 일 부분에 산화실리콘을 코팅하면 한 화소의 계조(gray scale)를 4단계로 조절할 수 있게 된다.
이 발명은 상하전극의 산화실리콘 코팅 여부에 따라 액정층에 인가되는 내부전압이 서로 달라지는 원리를 이용하여 배리어의 위치를 이동시킨다.
위의 도 9에 대한 설명을 참조하면서 도 8의 다른 실시예에 따른 LCD 패럴렉스 배리어의 동작을 설명한다. 1, 2하전극의 절반은 산화실리콘이 코팅되고 나머지 절반은 산화실리콘이 코팅되지 않기 때문에, 제1상전극과 제1하전극 사이에 인가되는 전압 및 제2상전극과 제2하전극 사이에 인가되는 전압에 의해 액정층의 각 영역(A1, A2, A3, A4)은 각각 밝은(W) 상태 또는 어두운(B) 상태가 되며, 이로 인해 LCD 패럴렉스 배리어의 위치 및 간격을 조절할 수 있다.
SSFLCD와 같이 전기광학적인 쌍안정성을 갖는 LCD 모드는 선택전압의 형태에 따라 액정층의 같은 화소 전극상의 각 두 영역을 독립적으로 구동할 수 있고, STNLCD의 경우에는 액정층에 인가되는 내부전압의 크기에 따라서 가역적인 전기광학적 특성을 갖기 때문에 서로 독립적인 배리어 상태를 얻을 수 없다.
전자의 SSFLCD는 배리어의 위치를 임의적으로 이동시킬 수 있으므로 관측자의 위치에 따라서 단지 최적의 배리어 위치만을 선정하여도 입체 영상 구현이 가능하다. 하지만 후자의 STNLCD는 배리어의 위치 이동이 하나의 화소 내의 단일 전극 폭만큼만 가능하다. 즉, 전체 배리어의 이동은 배리어 피치의 절반만 가능하다. 이때, 이차원 디스플레이에서 구현되는 좌우 양안용 이미지를 서로 바꾸어주면 전 화면에 걸쳐서 배리어의 이동을 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 10은 도 9의 구조를 갖는 LCD 패럴렉스 배리어가 2차원 표시장치의 뒤쪽에 위치하여 결합된 입체 영상 표시장치에서, 입체 영상을 인식하는 상황을 도시한 도면이다. 입체 영상 표시장치(101)를 보는데 있어서 관측자(102)가 103 및 104 영역으로 이동하더라도 입체 영상을 인식할 수 있게 된다.
이 발명에 따른 입체 영상 표시장치는 2차원 표시장치와 이 발명의 명세서에서 기술한 LCD 패럴렉스 배리어와, 관측자의 위치를 인식하며 관측자의 양안의 위치를 추적하는 센서를 구비한다. 여기서, 2차원 표시장치에는 브라운관, PDP, LCD, LED, OLED 등이 포함된다. 센서로서 적외선센서 또는 초음파센서를 사용할 수 있다.
입체 영상 표시장치(101)는 센서를 구비하여 관측자의 얼굴 부위를 인식하며 관측자의 양안의 위치를 추적한다. 관측자가 R 1 위치로부터 왼쪽으로 이동하여 R 2 위치로 이동하면, 배리어의 위치가 A1과 A2에서 A2와 A3으로 이동한다. 그리고 관측자가 R3 위치로 이동하면 배리어의 위치는 다시 A3과 A4로 이동한다. 이 경우에 배리어의 위치를 A1과 A2로 선택하고 동시에 2차원 표시장치의 좌우 양안 이미지 정보를 서로 교체하면 똑같은 입체영상을 구현할 수 있다. 따라서, 배리어의 위치 이동이 단지 배리어 피치의 절반만 가능하더라도 배리어의 위치 이동과 2차원 표시장치의 좌우 양안 이미지를 서로 교체해주면 더욱 넓은 범위에서 입체 영상의 인식이 가능하다.
입체 영상 표시장치의 화면이 커지면 같은 수평면상에서 관측자가 한 화소에 이르는 선과 해당 화소면상의 수직선이 이루는 각도 θ는, 정면에서는 0도이지만 좌우 양쪽으로 갈수록 점차 커진다. 화소의 피치가 일정하다면 화면 좌우 양쪽으로 각도 θ를 이루는 화소에 대응되는 배리어의 피치는 수평면상에서
Figure 112005011616330-PAT00003
거리만큼 중심쪽으로 보정되어야 좌우 양안에 도달되는 이미 지 정보양이 최대화가 된다. 여기서, d는 2차원 표시장치와 LCD 패럴렉스 배리어 간의 거리이며, +와 -는 배리어의 위치가 각각 2차원 표시장치의 전면과 후면에 위치하는 경우에 해당된다. 거리 d상에 굴절율이 1이 아닌 물질로 채워져 있는 경우에는 θ는 θ'로 수정되며, 여기서 θ'은 스넬의 법칙(Snell's Law)에 의해 결정된다.
즉, 배리어의 위치 보정거리는
Figure 112005011616330-PAT00004
이며, 여기서 k는 배리어와 2차원 표시장치 사이에 있는 매질의 굴절률이다. 예를 들면, k=1.5, d=0.9mm, D=500mm, 정면 중앙에서 좌우측으로 50mm 떨어진 피치 0.2mm 화소의 위치에서 보정되어야할 배리어의 거리는 약 0.06mm로서, 배리어 액정층 단위영역1/4P=0.1mm보다는 작은 값임을 알 수 있다.
표 2는 배리어의 전극 그룹을 n개로 나눈 경우의 배리어 상태를 함축적으로 표시한다. 각 전극그룹은 m개의 화소를 가지며, 각 화소는 도 10에서와 같이 두 개의 전극쌍과 각 전극상에 두 개의 액정층 영역을 갖는다. 배리어 상태 B1 ∼ B3은 순차적인 배리어의 위치 이동을 보여주며, B1'과 B2'은 2차원 표시장치의 좌우 양안 이미지가 서로 교체된 경우를 나타낸다. B3'은 전극그룹 k의 마지막 m번째 화소와 그 이웃하는 그룹의 화소 사이의 배리어 위치 보정을 하는 예를 보여주고 있다.
G(k+1,1) 상의 A1 영역의 밝은(W) 상태는 원래의 입체 영상 정보 내용이 아니며, 이는 전체 화면 구성정보의 수십 내지 수백분의 일에 해당되어 무시할 수 있 다. 또한, 각 그룹 내의 화소수는 일정하지 않아도 되며, 좌우 양쪽으로 멀어질수록 각 그룹내의 화소수를 줄여서 적용할 수 있다.
배리어전극위치 G(1,1) G(n,m)
동일전극내액정층영역 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4
LCD 패럴렉스 배리어의 상태 B1 B B W W B B W W
B2 W B B W W B B W
B3 W W B B W W B B
B1' B B W W W B B W
B2' W B B W W W B B
B3' W W B B W B B W
이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
이상과 같이 이 발명에 따르면 상판전극과 하판전극에 가해지는 전압의 크기에 따라 가변형 LCD 패럴렉스 배리어의 위치를 변경할 수 있고, 이 가변형 LCD 패럴렉스 배리어를 이용하여 관측자의 위치에 따라 배리어의 위치를 변경하여 더욱 넓은 범위에서 입체 영상을 표시할 수 있는 효과가 있다.

Claims (27)

  1. 2차원으로 배열된 다수의 화소로 이루어진 가변형 패럴렉스 배리어에 있어서,
    상기 화소는, 상호 대향하게 배치된 상기판 및 하기판과,
    상기 상기판과 하기판 사이에 위치하고 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 배리어를 형성하는 액정층과,
    상기 상기판과 액정층 사이 및 상기 하기판과 액정층 사이에 위치하고 외부로부터 인가되는 구동전압에 따라 상기 배리어의 위치 및 간격을 조절하는 배리어가변수단을 포함한 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어가변수단은,
    상기 상기판과 액정층 사이에 위치하고 상기 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극 및 제2상전극과,
    상기 하기판과 액정층 사이에 각각 제1상전극 및 제2상전극과 대향하게 위치하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극 및 제2하전극과,
    상기 제1상전극과 제1하전극 간에 구동전압을 인가하는 제1전원공급장치와,
    상기 제2상전극과 제2하전극 간에 구동전압을 인가하는 제2전원공급장치를 포함하며,
    상기 제1상전극과 제1하전극 사이 간격의 거리와 제2상전극과 제2하전극 사 이 간격의 거리는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1상전극과 제2상전극 및 상기 제1하전극과 제2하전극은 화소의 가운데를 중심으로 선대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극 중 하나는 평면 형상이고 나머지는 계단 형상인 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극 중 하나는 평면 형상이고 나머지는 경사면 형상인 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제1, 2상전극과 액정층 사이 및 제1, 2하전극과 액정층 사이에는 액정배향층이 코팅된 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어가변수단은,
    상기 상기판과 액정층 사이에 위치하고 상기 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극 및 제2상전극과,
    상기 하기판과 액정층 사이에 각각 제1상전극 및 제2상전극과 대향하게 위치 하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극 및 제2하전극과,
    상기 제1, 2상전극과 액정층 사이 및 제1, 2하전극과 액정층 사이에는 코팅된 액정배향층과,
    상기 화소의 가운데를 중심으로 상기 제1하전극과 제2하전극의 일부분 또는 상기 제1상전극과 제2상전극의 일부분에 코팅되고 그 유전상수가 상기 액정배향층의 유전상수와 상이한 값을 갖는 유전체층과,
    상기 제1상전극과 제1하전극 간에 구동전압을 인가하는 제1전원공급장치와,
    상기 제2상전극과 제2하전극 간에 구동전압을 인가하는 제2전원공급장치를 포함한 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  8. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  9. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제1상전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제2상전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제1하전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 2하전극들이 전기적으로 연결되며,
    상기 제1상전극과 제1하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제1전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하고, 상기 제2상전극과 제2하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제2전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1, 2전원공급장치와 연결되는 상기 제1, 2상전극 및 제1, 2하전극의 일부분에 금속전극을 코팅하는 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  11. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소들을 하나 이상의 그룹으로 분리하고, 각각의 그룹마다 독립적인 제1전원공급장치와 제2전원공급장치를 구비하며,
    상기 각 그룹의 제1상전극과 제1하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제1전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하고, 상기 각 그룹의 제2상전극과 제2하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제2전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층은 강유전성액정모드, 반강유전성액정모드, BTN(Bistable Twisted Nematic) LCD모드, STN(Super Twisted Nematic) LCD모드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가변형 패럴렉스 배리어.
  13. 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와,
    상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하고 2차원으로 배열된 다수의 화소로 이루어진 가변형 패럴렉스 배리어와,
    관측자의 양안의 위치를 추적하는 센서와,
    상기 관측자의 양안의 위치에 따라 상기 2차원 표시장치 및 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 상기 관측자가 입체 영상을 인식할 수 있도록 하는 조절수단을 포함하고,
    상기 가변형 패럴렉스 배리어의 한 화소는,
    상호 대향하게 배치된 상기판 및 하기판과,
    상기 상기판과 하기판 사이에 위치하고 상기 화소의 전극영역내에 적어도 하나 이상의 선택전압을 가지며 배리어를 형성하는 액정층과,
    상기 상기판과 액정층 사이 및 상기 하기판과 액정층 사이에 위치하고 외부로부터 인가되는 구동전압에 따라 상기 배리어의 위치 및 간격을 조절하는 배리어가변수단을 포함한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 2차원 표시장치는 브라운관, PDP, LCD, LED, OLED 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 조절수단은 상기 관측자의 양안의 위치에 따라 상기 배리어가변수단을 제어하여 상기 배리어의 위치 및 간격이 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 조절수단은 상기 관측자의 양안의 위치에 따라 상기 2차원 표시장치를 제어하여 상기 좌우 양안용 이미지가 반전되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 배리어가변수단은,
    상기 상기판과 액정층 사이에 위치하고 상기 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극 및 제2상전극과,
    상기 하기판과 액정층 사이에 각각 제1상전극 및 제2상전극과 대향하게 위치하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극 및 제2하전극과,
    상기 제1상전극과 제1하전극 간에 구동전압을 인가하는 제1전원공급장치와,
    상기 제2상전극과 제2하전극 간에 구동전압을 인가하는 제2전원공급장치를 포함하며,
    상기 제1상전극과 제1하전극 사이 간격의 거리와 제2상전극과 제2하전극 사이 간격의 거리는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제1상전극과 제2상전극 및 상기 제1하전극과 제2하전극은 화소의 가운데를 중심으로 선대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극 중 하나는 평면 형상이고 나머지는 계단 형상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극 중 하나는 평면 형상이고 나머지는 경사면 형상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 제1, 2상전극과 액정층 사이 및 제1, 2하전극과 액정층 사이에는 액정배향층이 코팅된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 배리어가변수단은,
    상기 상기판과 액정층 사이에 위치하고 상기 화소의 가운데를 중심으로 선대칭되며 전기적으로 상호 분리된 제1상전극 및 제2상전극과,
    상기 하기판과 액정층 사이에 각각 제1상전극 및 제2상전극과 대향하게 위치하고 전기적으로 상호 분리된 제1하전극 및 제2하전극과,
    상기 제1, 2상전극과 액정층 사이 및 제1, 2하전극과 액정층 사이에는 코팅된 액정배향층과,
    상기 화소의 가운데를 중심으로 상기 제1하전극과 제2하전극의 일부분 또는 상기 제1상전극과 제2상전극의 일부분에 코팅되고 그 유전상수가 상기 액정배향층의 유전상수와 상이한 값을 갖는 유전체층과,
    상기 제1상전극과 제1하전극 간에 구동전압을 인가하는 제1전원공급장치와,
    상기 제2상전극과 제2하전극 간에 구동전압을 인가하는 제2전원공급장치를 포함한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  23. 제 17 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 상전극과 하전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  24. 제 17 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제1상전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제2상전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 제1하전극들이 전기적으로 연결되고, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소의 2하전극들이 전기적으로 연결되며,
    상기 제1상전극과 제1하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제1전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하고, 상기 제2상전극과 제2하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제2전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제1, 2전원공급장치와 연결되는 상기 제1, 2상전극 및 제1, 2하전극의 일부분에 금속전극을 코팅하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  26. 제 17 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 가변형 패럴렉스 배리어를 구성하는 전체 화소들을 하나 이상의 그룹으로 분리하고, 각각의 그룹마다 독립적인 제1전원공급장치와 제2전원공급장치를 구비하며,
    상기 각 그룹의 제1상전극과 제1하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제1전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하고, 상기 각 그룹의 제2상전극과 제2하전극의 서로 반대되는 양끝에 상기 제2전원공급장치를 연결하여 구동전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  27. 제 13 항에 있어서, 상기 액정층은 강유전성액정모드, 반강유전성액정모드, BTN(Bistable Twisted Nematic) LCD모드, STN(Super Twisted Nematic) LCD모드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765131B1 (ko) * 2006-05-12 2007-10-22 (주)엔디스 광시야각 입체 영상 표시장치
KR100927720B1 (ko) * 2007-08-24 2009-11-18 삼성모바일디스플레이주식회사 전자 영상 기기
KR101044703B1 (ko) * 2011-01-28 2011-06-28 한동희 입체영상 디스플레이 장치
WO2012044130A3 (ko) * 2010-10-01 2012-05-24 삼성전자 주식회사 배리어를 이용하는 3d 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
US8325108B2 (en) 2009-07-10 2012-12-04 Ndis Corporation System for controlling brightness flicker of parallax barrier LCD that has wide viewing angle and method thereof
CN102981319A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 乐金显示有限公司 屏障面板以及包括该屏障面板的三维图像显示装置
US8451324B2 (en) 2008-09-22 2013-05-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for displaying three dimensional image
KR101307572B1 (ko) * 2013-06-25 2013-09-10 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아 입체 영상 표시 장치 및 그 제어방법
US8816996B2 (en) 2008-08-18 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Barrier panel device for 3D image reproduction, and method of driving same
KR101451588B1 (ko) * 2011-09-22 2014-10-23 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR101461186B1 (ko) * 2011-07-07 2014-11-13 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법
US8941558B2 (en) 2011-09-22 2015-01-27 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display device and driving method for the same
US9007363B2 (en) 2011-10-27 2015-04-14 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus and method of displaying three dimensional image
US9036014B2 (en) 2011-06-20 2015-05-19 Electronics And Telecommunications Research Institute Dual layer parallax barrier-based 3D display device and method
US9077981B2 (en) 2012-06-15 2015-07-07 Samsung Display Co., Ltd. Three-dimensional display apparatus
US9300948B2 (en) 2011-12-06 2016-03-29 Samsung Display Co., Ltd. Three-dimensional image display apparatus
US9596413B2 (en) 2012-03-20 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus for controlling field of view

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765131B1 (ko) * 2006-05-12 2007-10-22 (주)엔디스 광시야각 입체 영상 표시장치
KR100927720B1 (ko) * 2007-08-24 2009-11-18 삼성모바일디스플레이주식회사 전자 영상 기기
US8045070B2 (en) 2007-08-24 2011-10-25 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Electronic display device
US8816996B2 (en) 2008-08-18 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Barrier panel device for 3D image reproduction, and method of driving same
US8451324B2 (en) 2008-09-22 2013-05-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for displaying three dimensional image
US8325108B2 (en) 2009-07-10 2012-12-04 Ndis Corporation System for controlling brightness flicker of parallax barrier LCD that has wide viewing angle and method thereof
WO2012044130A3 (ko) * 2010-10-01 2012-05-24 삼성전자 주식회사 배리어를 이용하는 3d 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
EP2624572A2 (en) * 2010-10-01 2013-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd 3d display device using barrier and driving method thereof
US9716877B2 (en) 2010-10-01 2017-07-25 Samsung Electronics Co., Ltd. 3D display device using barrier and driving method thereof
EP2624572A4 (en) * 2010-10-01 2014-10-29 Samsung Electronics Co Ltd 3D DISPLAY DEVICE WITH A LOCK AND DRIVE PROCESS THEREFOR
KR101044703B1 (ko) * 2011-01-28 2011-06-28 한동희 입체영상 디스플레이 장치
US9036014B2 (en) 2011-06-20 2015-05-19 Electronics And Telecommunications Research Institute Dual layer parallax barrier-based 3D display device and method
US9229241B2 (en) 2011-07-07 2016-01-05 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display device and driving method thereof
KR101461186B1 (ko) * 2011-07-07 2014-11-13 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법
CN102981319A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 乐金显示有限公司 屏障面板以及包括该屏障面板的三维图像显示装置
US9063382B2 (en) 2011-09-02 2015-06-23 Lg Display Co., Ltd. Barrier panel and three dimensional image display device using the same
US8941558B2 (en) 2011-09-22 2015-01-27 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display device and driving method for the same
KR101451588B1 (ko) * 2011-09-22 2014-10-23 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법
US9007363B2 (en) 2011-10-27 2015-04-14 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus and method of displaying three dimensional image
US9300948B2 (en) 2011-12-06 2016-03-29 Samsung Display Co., Ltd. Three-dimensional image display apparatus
US9596413B2 (en) 2012-03-20 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus for controlling field of view
US9077981B2 (en) 2012-06-15 2015-07-07 Samsung Display Co., Ltd. Three-dimensional display apparatus
KR101307572B1 (ko) * 2013-06-25 2013-09-10 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아 입체 영상 표시 장치 및 그 제어방법

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