KR20080105549A - 영상표시장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능한 영상표시장치 및 그의 구동방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 영상표시장치는 사이에 액정이 충진된 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 외부에 각각 형성된 상, 하판 편광판을 포함하여 구성된 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에, 횡전계 구동하도록 제 1, 제 2 전극을 구비한 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 렌즈부가 구비된 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비된 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성되어 있음을 특징으로 한다.
2D, 3D, 렌티큘러, 횡전계, 포지티브 액정, 네가티브 액정

Description

영상표시장치 및 그의 구동 방법{image display device and method for driving the same}
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 영상표시장치를 나타낸 구성도
도 3a와 도 3b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 2D(2 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면
도 4a와 도 4b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 3D(3 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면
도 5는 종래 기술에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 양안시차를 제시한 도면
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 구조 단면도
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도
도 8a 내지 도 8c는 도 6의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면
도 9a 내지 도 9c는 도 6의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 구조 단면도
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도
도 12a 내지 도 12c는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면
도 13a 내지 도 13c는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
60, 100 : 액정패널 61, 101 : 상부기판
62, 102 : 하부기판 63, 103 : 액정층
64, 104 : 백라이트 유닛 71, 111 : 제 1 기판
72, 112 : 제 1 전극 73, 113 : 제 2 전극
74 : 수직 배향막 75 : 포지티브 액정층
81, 121 : 제 2 기판 82, 122 : 렌즈부
114 : 수평 배향막 115 : 네가티브 액정층
본 발명은 영상표시장치에 대한 것으로, 특히 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능한 영상표시장치에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축된 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같은 단순히 듣고 말하는 서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한 보고 듣는 멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는 시공간을 초월하여 실감나고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체 영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(Binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로 관찰자의 별도의 안경착용 여부에 따라 안경식(stereoscopic)의 편광방식과 시분할 방식과, 비안경식(autostereoscopic)의 패럴랙스-배리어방식, 렌티큘러(lenticular) 또는 마이크로 렌즈방식 및 블린킹 라이트(blinking light) 방식이 있다.
전자는 많은 인원이 입체 영상을 즐길 수 있으나, 별도의 편광 안경 또는 액정 셔터 안경을 착용해야 하고, 후자는 디스플레이에 각각 이미지 스플리터(image splitter), 실린더리컬 렌즈 어레이(cylindrical lens array)인 마이크로 렌즈, 또는 패랠랙스 베리어가 결합된 구조로 관찰 범위가 고정되어 소수 인원에 한정되지만 별도의 안경을 착용하지 않는 편리함이 있어 선호된다. 즉, 안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하므로 불편함과 부자연스러움을 발생시킨다. 반면, 비안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 직접 스크린을 주시하는 것만으로 입체 영상을 관찰할 수 있어서 전술한 바와 같은 단점이 사라지기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.
비안경식 입체 영상 표시 장치는 이미지 패널에 3차원 이미지 형성 장치를 정렬하여 입체 영상을 표시한다.
이하, 상기 입체 영상 표시 방법들 중, 종래 기술에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 영상표시장치를 나타낸 구성도이다.
그리고, 도 3a와 도 3b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 2D(2 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면이다. 도 4a와 도 4b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 3D(3 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면이며, 도 5는 종래 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 양안시차를 제시한 도면이다.
종래 기술에 따른 영상표시장치 중 2D/3D 스위칭 수단은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상, 하판(20, 10)이 대향 배치되고, 상, 하판(20, 10)의 사이에 액정층(15)이 형성되어 있고, 상판(20)의 내표면에는 상부 투명전극(21)이 구성되고, 하판(10)은 표면이 볼록렌즈 형상을 갖도록 구성되어 있으며, 하판(10)의 표면에는 하부 투명전극(11)이 구성되어 있다.
그리고, 도 2에 도시된 2D/3D 스위칭 수단은, 하판(10)의 표면이 오목렌즈 형상을 갖는다는 것을 제외하고는 도 1과 동일한 구성을 갖고 있다.
상기 구성을 갖는 영상표시장치의 도 1 및 도 2에 도시된 2D/3D 스위칭 수단은, 상, 하부 투명전극(21,11)의 전압차에 의한 전계로 인해 액정배열이 변화되고 빛의 굴절 여부를 결정하여 2D/3D 모드를 스위칭하는 것이다.
이하에서는 2D/3D 스위칭 수단을 구비한 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 2D/3D 모드 구동에 대하여 간략히 설명한다.
액정은 광학적으로 상광선(Ordinary) 굴절률(no)과, 이상광선(Extra-ordinary) 굴절률(ne)의 두 종류의 굴절률을 갖는 이방성 물질이며, 통상 이상광선 굴절률(ne)이 상광선 굴절률(no) 보다 큰 값을 갖는다.
도 3a와 도 4a의 영상표시장치에서는 이러한 성질을 갖는 액정을 렌즈에 채워 넣고, 액정의 성질을 이용하여 렌즈의 기능을 온/오프할 수 있도록 한 것이다.
이때, 영상표시장치는, 도 3a와 도 4a에 도시한 바와 같이, 상판(41)상에 상부 투명전극(42)이 있고, 상부 투명전극(42)상에 내부로 굴곡을 갖는 렌즈 형상의 폴리머층(43)이 형성되어 있다. 그리고, 상판(41)과 대향되는 하판(45)의 상부에 하부 투명전극(46)이 구성되어 있으며, 상,하판(41, 45) 사이의 렌즈 형상의 공간에는 액정층(47)이 구성되어 있다. 그리고, 하판(45)의 하부에는 액정패널(30)이 배치되어 있고, 액정패널(30)의 하부에는 백라이트 유닛(31)이 구비되어 있다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 도 3a와 도 4a의 구성을 갖는 영상표시장치의 액정 적하 방식에 의해 제조하는 방법을 간략히 설명하면, 먼저, 상판의 상부에 상부 투명전극을 형성하고, 상부 투명전극 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층을 형성한 후에, 폴리머층상에 제 1 배향막(미도시)을 코팅/소성하고, 이후에 제 1 배향막을 러빙하고, 액정을 폴리머층상에 떨어뜨린다.
그리고, 하판 상부에 하부 투명전극을 형성하고, 하부 투명전극 상에 제 2 배향막(미도시)을 코팅/소성하고, 제 2 배향막을 러빙한다. 이후에 가장자리를 둘러싸도록 씨일재를 도포하고, 모서리 부분에 Ag 도팅 처리한다.
이후에 상판과 하판을 합착한다.
상기와 같은 영상표시장치의 제조방법은 상, 하판에 각각 제 1, 제 2 배향막을 코팅하고 러빙하는 공정을 진행해야 한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동은, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극에 전압차를 주어 유도한다. 이와 같이 전압차를 주면, 렌즈 내부의 액정은 빛의 진행과 동일한 방향으로 배열되고, 액정의 굴절율은 no(n=1.5)로 느끼며 진행할 것이다. 이때, 액정의 굴절율은 렌즈 상단의 폴리머의 굴절율과 동일하여 빛의 굴절이 일어나지 않아서 2D를 표현하게 되는 것이다.
그리고, 3D 모드 구동은, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(21, 11)에 전압을 인가하지 않음으로써 유도한다. 이와 같이 전압을 인가하 지 않으면 렌즈 내부의 액정은 빛의 진행과 수직한 방향으로 배열되고, 액정의 굴절율은 ne(n=1.7)로 느끼며 진행할 것이다. 이때, 액정층(47)의 굴절율은 렌즈 상단의 폴리머의 굴절율과 달라서 빛이 굴절을 일으켜서 3D를 표시하게 되는 것이다.
상기에서 3D 모드는 도 5에 도시한 바와 같이, 렌즈에 의한 양안시차가 발생되어 구현되는 것이다.
상기 구성을 갖는 종래의 영상표시장치는 상, 하판에 전압차를 주어 2D/3D 모드 구동하도록 구성된 것으로, 2D를 구동시킬 때 시야각 특성에 따른 색편차를 낮추는데는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능한 영상표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상표시장치는 사이에 액정이 충진된 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 외부에 각각 형성된 상, 하판 편광판을 포함하여 구성된 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에, 횡전계 구동하도록 제 1, 제 2 전극을 구비한 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 렌즈부가 구비된 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비된 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성되어 있음을 특징으로 한다.
상기 스위칭부는 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수직 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 포지티브 액정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 스위칭부는 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수평 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 네가티브 액정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 수직 배향막은 별도의 러빙이 진행되지 않은 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 수평 배향막의 러빙 방향은 상기 액정패널의 상판 편광판의 투과축과 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 제 2 전극은 상기 액정패널의 상기 상판 편광판 투과축과 수직인 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 영상표시장치의 구동방법은, 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수직 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 포지티브 액정을 구비하여 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 영상표시장치를 구동함에 있어서, 상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주지 않아서 2D 모드로 구동시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.
상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주어 3D 모드로 구동시키는 것을 더 포함한다.
본 발명의 다른 영상표시장치의 구동방법은, 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수평 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 네가티브 액정을 구비하여 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 영상표시장치를 구동함에 있어서, 상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주지 않아서 2D 모드로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주어 3D 모드로 구동시키는 것을 더 포함한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상표시장치 및 그의 구동방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 실시예
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도이다.
그리고, 도 8a 내지 도 8c는 도 6의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 도 6의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치는, 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판(61, 62)과, 그 사이에 충진된 액정층(63)으로 구성된 액정패널(60)과, 액정패널(60)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(64)과, 상기 액정패널(60)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(70)로 구성되어 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(60)의 상, 하부기판(61, 62)의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다.
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향 으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(70)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 제 1, 제 2 기판(71, 81)이 대향 배치되고, 제 1 기판(71)의 내부 상에는 일정간격을 갖고 일방향으로 복수개 배치되며, 일끝단에서 서로 연결되어 있는 복수개의 제 1 전극(72)들이 배치되어 있고, 상기 제 1 전극(72)들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있으며, 일끝단들을 통해 서로 연결되어 있는 복수개의 제 2 전극(73)들이 배치되어 있다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전극(72,73)을 덮도록 그 상부에 수직 배향막(74)이 구성되어 있다. 상기 수직 배향막(74)이 사용될 경우 별도의 러빙은 진행되지 않은 상태이다. 이때 제 1 전극(72)은 Vcom이고, 제 2 전극(73)은 Vp이다.
그리고, 상기 제 2 기판(81)의 상부에는 표면이 볼록한 렌즈 형상을 갖는 렌즈부(82)가 형성되어 있다.
그리고, 제 1, 제 2 기판(71, 81)의 사이에 전계에 대해서 액정이 평행하게 배열하는 성질을 가진 포지티브 액정층(75)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1, 제 2 기판(71, 81)은 no(n=1.5)의 굴절율을 갖는다.
상기에서 제 1 기판(71)에 형성된 제 1, 제 2 전극(72, 73)은 도 7에서와 같이 액티브 영역내에서 횡전계 구동하도록 교대로 배치되어 있다. 그리고, 제 2 전극(73)의 폭은 액정패널(60)의 픽셀영역에 해당하는 3~6㎛이고, 제 1, 제 2 전극(72, 73) 사이의 간격은 액정패널(60)의 픽셀간 거리를 나타내는 5~15㎛ 범위를 갖도록 구성된다.
그리고, 상기에서 액티브 영역 내부의 제 1, 제 2 전극(72, 73) 방향은 상판 편광판 투과축과 수직이다.
상기 구성을 영상표시장치의 2D/3D 모드 구동에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 2D 모드 구동은, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 전극(72, 73)에 전압차가 발생하지 않도록 하여 전계가 형성되지 않도록 함에 의해서 나타나는 것이다.
이와 같이 제 1, 제 2 전극(72, 73)에 전압차를 주지 않으면 수직 배향막(74) 근처에서 포지티브 액정층(75)의 액정 배열 형태와, 포지티브 액정층(75) 중심 부분에서의 액정 배열은 틀어짐 없이 수직 배향막과 평행한 즉, 빛의 진행 방향과 평행하게 된다. 이에 따라서, 포지티브 액정층(75)의 굴절율은 no로써 빛이 굴 절되지 않아서 평면적인 2D가 구현되는 것이다.
다음에, 3D 모드 구동은, 도 9a 내지 도 9c에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 전극(72, 73)에 전압차를 주어 횡전계 구동하도록 함에 의해서 나타나는 것이다.
이와 같이 제 1, 제 2 전극(72, 73)에 전압차를 주면 수직 배향막(74)에 인접한 포지티브 액정층(75)의 액정 배열만 빛의 진행 방향과 동일하고, 그 외의 포지티브 액정층(75)의 액정 배열은 횡전계에 의해서 빛의 진행 방향과 수직한 방향으로 배열된다. 이에 따라서, 포지티브 액정층(75)의 굴절율은 ne로써, 빛이 굴절되어 입체적인 3D가 구현되는 것이다.
제 2 실시예
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도이다.
그리고, 도 12a 내지 도 12c는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 13a 내지 도 13c는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치는, 도 10과 도 11에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판(101, 102)과, 그의 사이에 충진된 액정층(103)으로 구성된 액정패널(100)과, 액정패널(100)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(104)과, 상기 액정패널(100)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(110)로 구성되어 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(100)의 상, 하부기판(101, 102)의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다.
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.
상기에서 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(110)는, 제 1, 제 2 기판(111, 121)이 대향 배치되고, 제 1 기판(111)의 내부 상에는 일정간격을 갖고 일방향으로 복수개 배치되며, 일끝단에서 서로 연결되어 있는 복수개의 제 1 전극(112)들이 배치되어 있고, 상기 제 1 전극(112)들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있으며, 일끝단들을 통해 서로 연결되어 있는 복수개의 제 2 전극(113)들이 배치되어 있다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전극(112, 113)을 덮도록 그 상부에 수평 배향막(114)이 구성되어 있다. 상기 수평 배향막(114)을 사용했기 때문에 제 1 실 시예와 달리 배향막을 코팅/소성 시킨 후 별도의 러빙 공정을 해야 한다. 이때, 수평 배향막(114)의 러빙 방향은 상부기판(101) 상의 상판 편광판(미도시)의 투과축과 동일하다. 상기에서 제 1 전극(112)은 Vcom이고, 제 2 전극(113)은 Vp이다.
그리고, 상기 제 2 기판(121)의 상부에는 표면이 볼록한 렌즈 형상을 갖는 렌즈부(122)가 형성되어 있다.
그리고, 제 1, 제 2 기판(111, 121)의 사이에 네가티브 액정층(115)이 형성되어 있다.
그리고, 액정층(115)은 전계에 대해서 액정이 수직하게 배열하는 성질을 가진 네가티브 액정으로 충진되어 있다.
상기에서 제 1 기판(111)에 형성된 제 1, 제 2 전극(112, 113)은 도 11에서와 같이 액티브 영역내에서 횡전계 구동하도록 교대로 배치되어 있다. 그리고, 제 2 전극(113)의 폭은 액정패널(100)의 픽셀영역에 해당하는 3~6㎛이고, 제 1, 제 2 전극(112, 113) 사이의 간격은 액정패널(100)의 픽셀간 거리를 나타내는 5~15㎛ 범위를 갖도록 구성된다.
그리고, 상기에서 액티브 영역 내부의 제 1, 제 2 전극(112, 113) 방향은 상판 편광판(미도시) 투과축과 수직이다.
다음에, 상기 구성을 영상표시장치의 2D/3D 모드 구동에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 2D 모드 구동은, 도 12a 내지 도 12c에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 전극(112, 113)에 전압차가 발생하지 않도록 하여 전계가 형성되지 않도록 함에 의 해서 나타나는 것이다.
이와 같이 제 1, 제 2 전극(112, 113)에 전압차를 주지 않으면 수평 배향막(114) 근처에서 네가티브 액정층(115)의 액정 배열 형태와, 네가티브 액정층(115) 중심 부분에서의 액정 배열은 틀어짐 없이 수평 배향막과 평행한 방향을 갖는다. 이때, 렌즈부(122)의 굴절율과 네가티브 액정층(115)의 굴절율은 ne로써, 빛이 굴절되지 않아서 평면적인 2D가 구현되는 것이다.
다음에, 3D 모드 구동은, 도 13a 내지 도 13c에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 전극(112, 113)에 전압차를 주어 횡전계 구동하도록 함에 의해서 나타나는 것이다.
이와 같이 제 1, 제 2 전극(112, 113)에 전압차를 주면 수평 배향막(114)에 인접한 네가티브 액정층(115)의 액정 배열만 수평 배향막(114)과 동일하고, 그 외의 네가티브 액정층(115)의 액정 배열은 횡전계에 의해서 수평 배향막(114)의 진행 방향과 수직한 방향으로 배열된다. 이때, 렌즈부(122)의 굴절율은 ne이고, 네가티브 액정층(115)의 굴절율은 no로써, 이에 따라서, 빛이 굴절되어 입체적인 3D가 구현되는 것이다.
상기 제 1, 제 2 실시예에 따른 영상표시장치는 횡전계를 발생시킬 수 있도록 제 1 기판 상부에 제 1, 제 2 전극들을 교대로 형성시키고, 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 수직 또는 수평 배향막을 형성시키며, 제 2 기판의 표면에 볼록 렌즈 형태의 렌즈부를 형성한 후에 제 1, 제 2 기판을 합착하고, 제 1, 제 2 기판 의 사이에 포지티브 또는 네가티브 액정을 충진시키는 공정에 의해서 제작할 수 있다. 이때, 수직 배향막을 사용할 경우에는 배향막 형성후 별도의 러빙 공정을 하지 않고, 수평 배향막을 사용할 경우에는 별도의 러빙 공정을 진행한다. 이때, 제 1, 제 2 기판은 어느 것을 먼저 형성할 수 도 있고, 동시에 형성할 수도 있다.
상기의 제조 방법 외에도, 상기 구조를 갖는 영상표시장치를 구성시키기 위해서 다양한 공정을 적용할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 영상표시장치 및 그의 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다.
2D/3D 모드 구동을 위한 스위칭부를 횡전계(수평전계)를 발생시킬 수 있도록 구성시킴으로써, 시야각에 따른 색편차를 낮출 수 있다.

Claims (10)

  1. 사이에 액정이 충진된 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 외부에 각각 형성된 상, 하판 편광판을 포함하여 구성된 액정패널과;
    상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과;
    상기 액정패널의 상부에, 횡전계 구동하도록 제 1, 제 2 전극을 구비한 제 1 기판과, 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 렌즈부가 구비된 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층이 구비된 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성되어 있음을 특징으로 하는 영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과,
    상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과,
    상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과,
    상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수직 배향막과,
    상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과,
    상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 포지티브 액정을 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과,
    상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과,
    상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과,
    상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수평 배향막과,
    상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과,
    상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 네가티브 액정을 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수직 배향막은 별도의 러빙이 진행되지 않은 상태인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수평 배향막의 러빙 방향은 상기 액정패널의 상판 편광판의 투과축과 동일한 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 전극은 상기 액정패널의 상기 상판 편광판 투과축과 수직인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  7. 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수직 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 포지티브 액정을 구비하여 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 영상표시장치를 구동함에 있어서,
    상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주지 않아서 2D 모드로 구동시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주어 3D 모드로 구동시키는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.
  9. 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 구성된 백라이트 유닛과; 상기 액정 패널의 상부에 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 일정간격을 갖고 일방향으로 배치된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들의 사이에 일정간격 이격 배치되어 있는 제 2 전극들과, 상기 제 1, 제 2 전극을 덮도록 그 상부에 형성된 수평 배향막과, 상기 제 1 기판과 대향되며 상부 표면에 볼록 렌즈부가 구비된 상기 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 네가티브 액정을 구비하여 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 영상표시장치를 구동함에 있어서,
    상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주지 않아서 2D 모드로 구동시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭부의 상기 제 1, 제 2 전극에 전압차를 주어 3D 모드로 구동시키는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.
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