KR20120002194A

KR20120002194A - 영상표시장치

Info

Publication number: KR20120002194A
Application number: KR1020100062960A
Authority: KR
Inventors: 이종혁; 정의현; 김민보; 강지원
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-05

Abstract

본 발명은 패럴렉스 베리어 방식의 영상표시장치에서 광 투과율을 높일 수 있도록 한 영상표시장치에 관한 것이다.
이 영상표시장치는 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시소자; 편광패턴을 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역과, 상기 편광패턴을 미 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역을 갖는 패럴렉스 베리어; 및 상기 패럴렉스 베리어의 베리어 셀을 구동하여 상기 편광패턴으로 입사되는 빛의 편광 방향을 절환하는 베리어셀 구동회로를 구비한다.

Description

영상표시장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 2차원 평면 영상(이하, '2D 영상')과 3차원 입체 영상(이하, '3D 영상')을 선택적으로 구현할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.

영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3D 영상을 구현한다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.

패럴렉스 베리어 타입의 영상표시장치는 도 1과 같이 패럴렉스 베리어(9)를 이용하여 표시소자(5)에서 조사되는 빛을 선택적으로 차단하여 좌안영상과 우안영상으로 나눔으로써 3D 영상을 구현한다. 패럴렉스 베리어(9)는 접착제(6)를 통해 표시소자(5)의 상부에 합착된다. 3D 영상 구현시, 표시소자(5)에는 도 2와 같이 좌안영상에 대응되는 좌안영상 데이터(L1,L3,L5,L7,L9)와 우안영상에 대응되는 우안영상 데이터(R1,R3,R5,R7,R9)가 수평 방향을 따라 교대로 표시된다. 표시소자(5)는 액정패널(3)과, 액정패널(3)의 하부에 배치되는 제1 편광판(Polarizer)(2)과, 액정패널(3)의 상부에 배치되는 제2 편광판(4)과, 제2 편광판(2)의 아래에서 액정패널(3)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(1)을 포함한다. 패럴렉스 베리어(9)는 베리어 셀(7)과 제3 편광판(8)의 합착으로 이루어진다. 패럴렉스 베리어(9)는 표시소자(5)로부터의 빛을 차단하는 제1 영역(9A)과, 표시소자(5)로부터의 빛을 투과시켜 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 제2 영역(9B)을 포함한다. 도 2에서, 점선으로 표시된 것은 패럴렉스 베리어(9)에서 차단되는 빛을, 실선으로 표시된 것은 패럴렉스 베리어(9)을 투과하여 관찰자의 좌안(LE) 또는 우안(RE)으로 입사되는 빛을 나타낸다.

이러한 영상표시장치는 3D 영상과 함께 2D 영상을 선택적으로 구현할 수 있다. 도 3을 참조하여 영상표시장치의 광 투과율을 살펴보면 다음과 같다. 2D 영상 구현시, 표시소자(5)로부터 입사되는 빛의 휘도는 접착제(6) 및 베리어 셀(7)을 투과하면서 각각 99% 및 92% 정도까지 감소하고, 최종적으로 제3 편광판(8)을 투과하면서 75%정도까지 감소하게 된다. 또한, 3D 영상 구현시, 표시소자(5)로부터 입사되는 빛의 휘도는 접착제(6) 및 베리어 셀(7)을 투과하면서 각각 99% 및 92% 정도까지 감소하고, 최종적으로 제3 편광판(8)을 투과하면서 25%정도까지 감소하게 된다.

이와 같이, 영상표시장치의 광 투과율은 제3 편광판(8)에 의해 크게 좌우된다. 그런데, 도 4a 및 도 4b와 같이 패럴렉스 베리어(9)의 제1 영역(9A)은 2D 영상 또는 3D 영상 구현에 따라 표시소자(5)로부터의 빛을 선택적으로 차단할 수 있도록 제3 편광판(8)을 반드시 구비하여야 한다. 그러나, 패럴렉스 베리어(9)의 제2 영역(9B)은 2D 영상뿐만 아니라 3D 영상 구현시에도 항상 투과부로 기능하기 때문에 제3 편광판(8)을 구비할 필요가 없다. 패럴렉스 베리어(9)의 제2 영역(9B)에 포함된 제3 편광판(8)은 영상표시장치의 광 투과율만 감소시키게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 패럴렉스 베리어 방식의 영상표시장치에서 광 투과율을 높일 수 있도록 한 영상표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시소자; 편광패턴을 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역과, 상기 편광패턴을 미 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역을 갖는 패럴렉스 베리어; 및 상기 패럴렉스 베리어의 베리어 셀을 구동하여 상기 편광패턴으로 입사되는 빛의 편광 방향을 절환하는 베리어셀 구동회로를 구비한다.

상기 베리어 셀은, 제1 투명기판; 상기 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극; 상기 제1 투명기판에 대향하는 제2 투명기판; 상기 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극; 및 상기 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다.

상기 베리어셀 구동회로는, 상기 3D 영상 구현시 상기 제1 투명전극에 기준전압을 공급함과 아울러 상기 제2 투명전극에 제1 논리전압을 공급하고; 상기 2D 영상 구현시 상기 제1 투명전극에 기준전압을 공급함과 아울러 상기 제2 투명전극에 제2 논리전압을 공급한다.

상기 표시소자는 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 부착된 제1 편광판과, 상기 액정패널의 상부에 부착된 제2 편광판을 구비하고; 상기 편광패턴은 상기 베리어 셀을 사이에 두고 이웃한 상기 제2 편광판과 90도 위상차를 갖는다.

상기 패럴렉스 베리어는 상기 3D 영상 구현시 상기 제1 영역을 차단부로 기능시키고, 상기 제2 영역을 투과부로 기능시킨다.

상기 편광패턴은 제1 편광 방향을 가지며; 상기 베리어 셀은, 상기 제1 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 위상 지연 없이 상기 편광패턴으로 출사시키고, 상기 제2 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 위상 지연 없이 외부로 투과시킨다.

상기 패럴렉스 베리어는 상기 2D 영상 구현시 상기 제1 및 제2 영역을 모두 투과부로 기능시킨다.

상기 편광패턴은 제1 편광 방향을 가지며; 상기 베리어 셀은, 상기 제1 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 90도 위상지연시켜 상기 제1 편광 방향으로 변환하고 이 제1 편광 방향의 빛을 상기 편광패턴으로 출사시키고, 상기 제2 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 90도 위상지연시켜 상기 제1 편광 방향으로 변환하고 이 제1 편광 방향의 빛을 외부로 투과시킨다.

이웃한 상기 제1 영역과 제2 영역을 단위 베리어라 정의할 때; 상기 단위 베리어에서 상기 제1 영역이 차지하는 비율은 50 ~ 80 % 이고; 상기 단위 베리어에서 상기 제2 영역이 차지하는 비율은 20 ~ 50 % 이다.

본 발명에 따른 영상표시장치는 패럴렉스 베리어에서 표시소자로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역에만 편광패턴을 포함하고, 표시소자로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역에는 편광패턴을 미포함시킴으로써, 2D 영상 및 3D 영상 구현시 광 투과율을 종래 대비 크게 높일 수 있다.

도 1은 종래 패럴렉스 베리어 방식의 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 2는 종래 패럴렉스 베리어 방식에서 좌우안 영상이 분리되는 것을 보여주는 도면.
도 3은 종래 패럴렉스 베리어 방식에서 광 투과율을 보여주는 도면.
도 4a는 종래 패럴렉스 베리어 방식의 3D 모드에서 광 투과 동작을 보여주는 도면.
도 4b는 종래 패럴렉스 베리어 방식의 2D 모드에서 광 투과 동작을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식의 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식에서 좌우안 영상이 분리되는 것을 보여주는 도면.
도 7은 도 5의 패럴렉스 베리어를 상세히 보여주는 도면.
도 8a는 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식의 3D 모드에서 광 투과 동작을 보여주는 도면.
도 8b는 도 8a를 확장한 도면.
도 9a는 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식의 2D 모드에서 광 투과 동작을 보여주는 도면.
도 9b는 도 9a를 확장한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식의 3D 모드에서 광 투과율을 보여주는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 패럴렉스 베리어 방식의 2D 모드에서 광 투과율을 보여주는 도면.

이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 보여준다.

도 5를 참조하면, 이 영상표시장치는 표시소자(15), 접착제(16), 패럴렉스 베리어(19), 백라이트 구동회로(20), 패널 구동회로(21), 베리어셀 구동회로(22), 및 콘트롤러(23)를 구비한다.

표시소자(15)는 액정표시소자로 구현될 수 있다. 액정표시소자는 액정패널(13)과, 액정패널(13) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(17)과, 액정패널(13)과 백라이트 유닛(17) 사이에 배치되는 제1 편광판(12)과, 액정패널(13)의 상부에 배치되는 제2 편광판(14)을 포함한다.

액정패널(13)은 두 장의 유리기판들과, 이들 사이에 형성된 액정층을 갖는다. 하부 유리기판에는 TFT 어레이(Thin Film Transistor Array)가 형성된다. TFT 어레이는 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되어 게이트펄스(또는 스캔펄스)가 공급되는 다수의 게이트라인들(또는 스캔라인들), 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 각 화소전극, 및 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. 상부 유리기판에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 화소전극과 대향하여 전계를 형성하는 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판에 형성될 수 있으며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판에 형성될 수 있다. 제1 편광판(12)은 하부 유리기판에 부착되고, 제2 편광판(14)은 상부 유리기판에 부착된다. 상부 및 하부 유리기판 각각에는, 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 그리고, 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.

백라이트 유닛(17)은 다수의 광원들, 광원들로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 표시패널(10)로 조사하는 다수의 광학부재들을 포함한다. 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), FFL(Flange Focal Length), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 한 종류 또는 두 종류 이상으로 구현될 수 있다. 광학부재들은 도광판(또는 확산판), 프리즘시트, 확산시트 등을 포함하여 광원들로부터의 빛의 면균일도를 높인다.

패럴렉스 베리어(19)는 접착제(16)를 통해 표시소자(15)의 상부에 합착된다. 패럴렉스 베리어(19)는 베리어 셀(17)과 편광패턴(18)의 합착으로 이루어진다. 베리어 셀(17)은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제1 투명기판과 대향하는 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 제1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극에는 제1 및 제2 논리전압이 공급된다. 패럴렉스 베리어(19)는 도 7과 같이 편광패턴(18)을 포함하여 표시소자(15)로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역(19A)과, 편광패턴(18)을 미포함하여 표시소자(15)로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역(19B)을 포함한다. 패럴렉스 베리어(19)는 3D 영상 구현을 위해 제2 투명전극에 제1 논리전압이 공급될 때 제1 영역(19A)을 차단부(표시소자로부터의 빛을 차단)로 기능시키고, 2D 영상 구현을 위해 제2 투명전극에 제2 논리전압이 공급될 때 제1 영역(19A)을 투과부(표시소자로부터의 빛을 투과)로 기능시킨다. 그리고, 패럴렉스 베리어(19)는 제2 영역(19B)을 항상 투과부로 기능시킨다. 이러한 패럴렉스 베리어(19)는 제1 영역(19A)에만 편광패턴(18)을 포함하므로, 종래 대비 광 투과율 상승에 크게 기여한다.

3D 영상 구현시, 표시소자(15)에는 도 6과 같은 3D 데이터 즉, 좌안영상에 대응되는 좌안영상 데이터(L1,L3,L5,L7,L9)와 우안영상에 대응되는 우안영상 데이터(R1,R3,R5,R7,R9)가 수평 방향을 따라 교대로 표시된다. 이러한 좌우안 데이터는 패럴렉스 베리어(19)의 제1 영역(19A)에서 차단되는 반면, 패럴렉스 베리어(19)의 제2 영역(19B)을 투과하여 좌안영상과 우안영상으로 분리된다. 도 6에서, 점선으로 표시된 것은 패럴렉스 베리어(19)에서 차단되는 빛을, 실선으로 표시된 것은 패럴렉스 베리어(19)을 투과하여 관찰자의 좌안(LE) 또는 우안(RE)으로 입사되는 빛을 나타낸다. 한편, 2D 영상 구현시, 표시소자(15)에는 2D 데이터가 표시된다. 이러한 2D 데이터는 패럴렉스 베리어(19)의 제1 및 제2 영역(19A,19B)을 모두 투과한다.

백라이트 구동회로(20)는 콘트롤러(23)의 제어하에 광원들을 구동시키기 위한 구동전력을 발생하고, 이 구동전력을 백라이트 유닛(11)에 공급한다.

패널 구동회로(21)는 액정패널(13)의 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 구동회로와, 액정패널(13)의 게이트라인들을 구동하기 위한 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 콘트롤러(23)의 제어하에 2D 또는 3D 데이터를 아날로그 감마전압으로 변환하여 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 콘트롤러(23)의 제어하에 스캔펄스를 발생하고, 이 스캔펄스를 이용하여 게이트라인들을 순차적으로 활성화시킨다.

베리어셀 구동회로(22)는 콘트롤러(23)의 제어하에 패럴렉스 베리어(19)를 구성하는 베리어 셀(17)을 구동시키기 위해 기준전압과 제1 및 제2 논리전압을 발생한다. 그리고, 기준전압을 베리어 셀(17)의 제1 투명전극에 공급하고, 제1 및 제2 논리전압을 베리어 셀(17)의 제2 투명전극에 공급한다.

콘트롤러(23)는 도시하지 않은 비디오 소스로부터 타이밍 신호들과 디지털 비디오 데이터를 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등을 포함한다. 콘트롤러(23)는 외부로부터 입력되는 모드 선택신호에 응답하여 표시소자(15)와 패럴렉스 베리어(19)의 동작을 2D 모드 또는 3D 모드로 제어한다. 2D 모드 또는 3D 모드로 제어하기 위해, 콘트롤러(23)는 패널 제어신호(CDIS), 백라이트 제어신호(CBL), 및 베리어셀 제어신호(CPB)를 발생한다. 3D 모드에서, 콘트롤러(23)는 비디오 소스로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터로 분리한다. 콘트롤러(23)는, 2D 데이터 또는, 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터로 분리된 3D 데이터를 패널 구동회로(21)에 공급한다.

한편, 콘트롤러(23)는 프레임 주파수를 입력 프레임 주파수의 N(N은 2 이상의 양의 정수) 배로 체배하고 N 배속 프레임 주파수를 기준으로 패널 제어신호(CDIS), 백라이트 제어신호(CBL) 및 베리어셀 제어신호(CPB)의 발생 주기를 빠르게 할 수 있다. 여기서, 입력 프레임 주파수는 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서 50Hz이고 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이다.

표시패널 제어신호(CDIS)는 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 K(K는 양의 정수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.

백라이트 제어신호(CBL)는 백라이트 구동회로(20)를 제어하여 백라이트 유닛(11)의 광원들을 미리 정해진 소정 주기로 점소등 시킨다.

베리어셀 제어신호(CPB)는 2D 모드에서 제1 논리로 베리어셀 구동회로(22)를 제어하여 제1 논리전압이 베리어 셀(17)의 제2 투명전극에 인가되도록 제어하는 반면, 3D 모드에서 제2 논리로 베리어셀 구동회로(22)를 제어하여 제2 논리전압이 베리어 셀(17)의 제2 투명전극에 인가되도록 제어한다.

도 7은 패럴렉스 베리어(19)를 상세히 보여준다. 그리고, 도 8a 및 도 9a는 각각 3D 모드에서 패럴렉스 베리어(19)의 광 투과 동작을 보여주고, 도 8b 및 도 9b는 2D 모드에서 패럴렉스 베리어(19)의 광 투과 동작을 보여준다.

도 7과 같이, 패럴렉스 베리어(19)는 표시소자(15)로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역(19A)과, 표시소자(15)로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역(19B)을 포함한다. 편광패턴(18)은 제1 영역(19A)에만 형성되고, 제2 영역(19B)에는 형성되지 않는다. 편광패턴(18)은 표시소자(15)의 제2 편광판(14)과 90도 위상차를 갖는다.

도 8a와 같이, 패럴렉스 베리어(19)는 3D 영상 구현시 제1 영역(19A)을 차단부로 기능시키고, 제2 영역(19B)을 투과부로 기능시킨다. 제1 영역(19A)에서, 3D 영상 구현시 베리어 셀(17)은 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 액정을 거동시킴으로써 표시소자(15)로부터 입사되는 제2 편광 방향(P2)의 빛을 위상 지연 없이 그대로 편광패턴(18)으로 출사시킨다. 편광패턴(18)은 제2 편광 방향(P2)에 수직한 제1 편광 방향을 가지므로, 편광패턴(18)으로 입사된 빛은 편광패턴(18)에 의해 차단된다. 반면, 제2 영역(19B)에서, 3D 영상 구현시 베리어 셀(17)은 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 액정을 거동시킴으로써 표시소자(15)로부터 입사되는 제2 편광 방향(P2)의 빛을 위상 지연 없이 그대로 외부로 투과시킨다. 그 결과, 제2 영역(19B)에서는 도 9a와 같이 광 투과율 저하 없이 3D 영상이 외부로 투과된다.

도 8b와 같이, 패럴렉스 베리어(19)는 2D 영상 구현시 제1 및 제2 영역(19A,19B)을 모두 투과부로 기능시킨다. 제1 영역(19A)에서, 2D 영상 구현시 베리어 셀(17)은 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 액정을 거동시킴으로써 표시소자(15)로부터 입사되는 제2 편광 방향(P2)의 빛을 90도 위상지연시켜 제1 편광 방향(P1)으로 변환하고, 이 제1 편광 방향(P1)의 빛을 편광패턴(18)으로 출사시킨다. 편광패턴(18)은 제1 편광 방향을 가지므로, 편광패턴(18)으로 입사된 빛은 편광패턴(18)을 투과하게 된다. 또한, 제2 영역(19B)에서, 2D 영상 구현시 베리어 셀(17)은 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 액정을 거동시킴으로써 표시소자(15)로부터 입사되는 제2 편광 방향(P2)의 빛을 90도 위상지연시켜 제1 편광 방향(P1)으로 변환하고, 이 제1 편광 방향(P1)의 빛을 외부로 투과시킨다. 그 결과, 도 9b와 같이 제1 영역(19A)에서는 소정의 광 투과율 저하를 가지면서 2D 영상이 외부로 투과되며, 제2 영역(19B)에서는 광 투과율 저하 없이 2D 영상이 외부로 투과된다.

제1 및 제2 영역(19A,19B)의 사이즈는 표시소자(15)의 픽셀 크기 및 시청 거리등을 고려한 설계 스펙에 따라 결정된다. 이웃한 제1 영역(19A)과 제2 영역(19B)을 단위 베리어라 정의할 때, 단위 베리어에서 제1 영역(19A)이 차지하는 비율은 50 ~ 80 % 일 수 있으며, 단위 베리어에서 제2 영역(19B)이 차지하는 비율은 20 ~ 50 % 일 수 있다.

도 10 및 도 11은 각각 3D 모드 및 2D 모드에서 종래 대비 광 투과율이 증가되는 것을 보여준다.

도 10을 참조하면, 3D 영상 구현시, 표시소자(15)로부터 입사되는 빛의 휘도는 접착제(16) 및 베리어 셀(17)을 투과하면서 각각 99% 및 92% 정도까지 감소하고, 최종적으로 편광패턴(18)의 제2 영역을 투과하면서 30%정도까지 감소하게 된다. 이는 도 3의 종래 25% 대비 5% 증가된 결과를 낳는다. 본 발명에 따르면, 종래 대비 20%{(30-25)*100/25}의 휘도 상승분을 기대할 수 있다.

도 11을 참조하면, 2D 영상 구현시, 표시소자(15)로부터 입사되는 빛의 휘도는 접착제(16) 및 베리어 셀(17)을 투과하면서 각각 99% 및 92% 정도까지 감소하고, 최종적으로 편광패턴(18)의 제1 및 제2 영역을 투과하면서 80%정도까지 감소하게 된다. 이는 도 3의 종래 75% 대비 5% 증가된 결과를 낳는다. 본 발명에 따르면, 종래 대비 대략 6.7%{(80-75)*100/75}의 휘도 상승분을 기대할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치는 패럴렉스 베리어에서 표시소자로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역에만 편광패턴을 포함하고, 표시소자로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역에는 편광패턴을 미포함시킴으로써, 2D 영상 및 3D 영상 구현시 광 투과율을 종래 대비 크게 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11 : 백라이트 유닛 12 : 제1 편광판
13 : 액정패널 14 : 제2 편광판
15 : 표시소자 16 : 접착제
17 : 베리어 셀 18 : 편광패턴
19 : 패럴렉스 베리어 20 : 백라이트 구동회로
21 : 패널 구동회로 22 : 베리어셀 구동회로
23 : 콘트롤러

Claims

2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시소자;
편광패턴을 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 선택적으로 차단하는 제1 영역과, 상기 편광패턴을 미 포함하여 상기 표시소자로부터의 빛을 투과시키는 제2 영역을 갖는 패럴렉스 베리어; 및
상기 패럴렉스 베리어의 베리어 셀을 구동하여 상기 편광패턴으로 입사되는 빛의 편광 방향을 절환하는 베리어셀 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 베리어 셀은,
제1 투명기판;
상기 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극;
상기 제1 투명기판에 대향하는 제2 투명기판;
상기 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극; 및
상기 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 베리어셀 구동회로는,
상기 3D 영상 구현시 상기 제1 투명전극에 기준전압을 공급함과 아울러 상기 제2 투명전극에 제1 논리전압을 공급하고;
상기 2D 영상 구현시 상기 제1 투명전극에 기준전압을 공급함과 아울러 상기 제2 투명전극에 제2 논리전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표시소자는 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에 부착된 제1 편광판과, 상기 액정패널의 상부에 부착된 제2 편광판을 구비하고;
상기 편광패턴은 상기 베리어 셀을 사이에 두고 이웃한 상기 제2 편광판과 90도 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 패럴렉스 베리어는 상기 3D 영상 구현시 상기 제1 영역을 차단부로 기능시키고, 상기 제2 영역을 투과부로 기능시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 편광패턴은 제1 편광 방향을 가지며;
상기 베리어 셀은, 상기 제1 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 위상 지연 없이 상기 편광패턴으로 출사시키고, 상기 제2 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제1 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 위상 지연 없이 외부로 투과시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 패럴렉스 베리어는 상기 2D 영상 구현시 상기 제1 및 제2 영역을 모두 투과부로 기능시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 편광패턴은 제1 편광 방향을 가지며;
상기 베리어 셀은, 상기 제1 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 90도 위상지연시켜 상기 제1 편광 방향으로 변환하고 이 제1 편광 방향의 빛을 상기 편광패턴으로 출사시키고, 상기 제2 영역에서 상기 제2 투명전극에 인가되는 제2 논리전압에 응답하여 상기 표시소자로부터 입사되는 제2 편광 방향의 빛을 90도 위상지연시켜 상기 제1 편광 방향으로 변환하고 이 제1 편광 방향의 빛을 외부로 투과시키는 것을 특징으로 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
이웃한 상기 제1 영역과 제2 영역을 단위 베리어라 정의할 때;
상기 단위 베리어에서 상기 제1 영역이 차지하는 비율은 50 ~ 80 % 이고;
상기 단위 베리어에서 상기 제2 영역이 차지하는 비율은 20 ~ 50 % 인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.