KR20120030867A - 입체영상표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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KR20120030867A
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박주언
김훈기
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엘지디스플레이 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001—Constructional or mechanical details

Abstract

본 발명의 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 스위처블 배리어(switchable barrier) 방식으로 3차원 영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치에 있어서, 배리어 셀(barrier cell)의 배리어와 슬릿을 영상패널(image panel)의 좌, 우안용 영상에 맞춰 순차적으로 시분할 구동하는 한편, 상기 배리어 셀을 영상패널의 영상 스캐닝에 동조하여 블록(block)별로 스캔 구동함으로써 해상도 저하 없이 무안경 3D를 구현하기 위한 것으로, 좌, 우안용 영상을 표시하는 영상패널; 및 상기 영상패널과 사용자 사이에 배치되며, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판 위에 형성된 공통전극, 상기 하부 기판 위에 번갈아 형성된 다수의 제 1 전극과 제 2 전극, 그 위에 절연층을 개재하여 형성된 다수의 공용전극 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 배리어 셀을 포함하며, 상기 배리어 셀은 배리어와 슬릿 기능을 하는 액정층에 의해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하는 것을 특징으로 한다.

Description

입체영상표시장치 및 그 구동방법{STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위처블 배리어(switchable barrier) 방식으로 3차원 영상을 시청할 수 있는 입체영상표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
3D 디스플레이(display)란 간단히 정의를 내리자면 "인위적으로 3D화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체"라고 할 수 있다.
여기서, 시스템이란 3D로 보여질 수 있는 소프트웨어적인 기술과 그 소프트웨어적 기술로 만든 컨텐츠를 실제로 3D로 구현해내는 하드웨어를 동시에 포함한다. 소프트웨어 영역까지 포함시키는 이유는 3D 디스플레이 하드웨어의 경우 각각의 입체 구현방식마다 별도의 소프트웨어적 방식으로 구성된 컨텐츠가 따로 필요하기 때문이다.
또한, 가상 3D 디스플레이는 사람이 입체감을 느끼는 여러 요인 중 우리 눈이 가로방향으로 약 65mm 떨어져 있어서 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 평면적인 디스플레이 하드웨어에서 말 그대로 가상적으로 입체감을 느낄 수 있게 하는 시스템의 총체이다. 다시 말해 우리의 눈은 양안시차 때문에 똑같은 사물을 바라보더라도 각각 약간은(정확히 말하면 좌우의 공간적 정보를 약간씩 나눠 가지고 있는) 다른 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합시킴으로써 우리가 입체감을 느낄 수 있게 되는데, 그것을 이용하여 2D 디스플레이 장치에서 좌우 화상 2개를 동시에 표시하여 각각의 눈으로 보내는 설계를 통해 가상적인 입체감을 만들어 내는 것이 바로 가상 3D 디스플레이인 것이다.
이러한 가상 3D 디스플레이 하드웨어 장치에서 하나의 화면으로 두 채널의 화상을 나타내기 위해서는 대부분의 경우 하나의 화면에서 가로나 세로의 한쪽 방향으로 줄을 한 줄씩 바꿔가며 한 채널씩 출력하게 된다. 그렇게 동시에 두 채널의 화상이 하나의 디스플레이 장치에서 출력되면 하드웨어적 구조상 무안경 방식의 경우에는 오른쪽 화상은 그대로 오른쪽 눈으로 들어가고, 왼쪽 화상은 왼쪽 눈으로만 들어가게 된다. 또한, 안경을 착용하는 방식의 경우에는 각각의 방식에 맞는 특수한 안경을 통하여 오른쪽 화상은 왼쪽 눈이 볼 수 없게 가려주고, 왼쪽 화상은 오른쪽 눈이 볼 수 없게 각각 가려주는 방법을 사용한다.
이와 같이 사람이 입체감과 깊이감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 입체 구현방식 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.
부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽, 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.
가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피(holography) 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.
그리고, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 전술한 바와 같이 약 65㎜ 떨어져 존재하는 인간의 좌, 우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 입체 사진술(stereography)을 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.
안경을 착용하지 않는 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 판을 표시패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과 패러렉스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.
그리고, 전기적 신호에 따라 배리어 기능을 온/오프(on/off)할 수 있는 스위처블 배리어 셀(switchable barrier cell)을 통해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하고, 정보가 취합되는 적정거리에서 양안시차를 발생시키는 스위처블 배리어 방식이 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 스위처블 배리어 방식에 의한 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 스위처블 배리어 방식에 의한 입체영상표시장치는 좌, 우안용 영상을 동시에 표시하는 영상패널(image panel)(40) 및 상기 영상패널(40)의 전면(前面)에 부착된 배리어 셀(10)로 구성된다.
이때, 상기 영상패널(40)에는 좌안(左眼)용 영상을 표시하는 좌안 화소(L)와 우안(右眼)용 영상을 표시하는 우안 화소(R)가 번갈아 정의되어 있고, 상기 영상패널(40)과 사용자(30) 사이에 상기 배리어 셀(10)이 배치된다.
상기 배리어 셀(10)은 상부 기판(5)과 하부 기판(15) 및 상기 상부 기판(5)과 하부 기판(15) 사이에 형성된 액정층(6)으로 구성되며, 내부의 전극(7)에 소정 전압을 인가함으로써 상기 배리어 셀(10)을 통해 좌, 우안 영상이 동시에 표시되게 된다. 그리고, 상기 배리어 셀(10)의 전면에는 소정의 편광판(1)이 배치되게 된다.
이때, 상기 스위처블 배리어 방식의 배리어 셀(10)은 상기 패러렉스 배리어 방식의 배리어(barrier)와 슬릿(slit)과 같은 기능을 하는 액정층(6)에 의해 좌안용 영상은 좌안으로 우안용 영상은 우안으로 분리하여 준다.
이에 따라 상기 영상패널(40)의 좌안 화소(L)에 표시되는 좌안용 영상은 배리어 셀(10)의 슬릿을 거쳐 사용자(30)의 좌안에 도달되고, 상기 영상패널(40)의 우안 화소(R)에 표시되는 우안용 영상은 배리어 셀(10)의 슬릿을 거쳐 사용자(30)의 우안에 도달되는데, 이때 상기 좌, 우안용 영상에는 각각 인간이 감지 가능한 시차(視差)를 고려한 별개의 영상이 담겨 있고, 사용자(30)는 이 2가지 영상을 결합하여 3차원 영상을 인식하게 된다.
이와 같이 스위처블 배리어 방식을 이용하면, 2D와 3D 전환이 가능하고 안경을 쓰지 않고 시청할 수 있는 장점을 가지고 있는 반면, 3D 휘도 개선이 불가능하고 3D 해상도가 2D 대비 1/2로 저하되는 단점을 가지고 있다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 입체영상표시장치에 있어, 영상패널의 좌안용 영상 및 우안용 영상을 예를 들어 보여주는 도면이다.
또한, 도 3a 및 도 3b는 일반적인 입체영상표시장치에 있어, 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
상기 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 영상패널에 의해 영상이 좌, 우안용 영상(50L, 50R)으로 각각 분리되어 순차적으로 시분할 하여 표시되게 된다.
이때, 소정의 배리어 셀을 통해 좌, 우안 영상의 분리가 일어나게 되며, 상기 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 배리어 셀을 통해 좌안에는 2D 영상의 1/2 해상도를 가진 좌안 영상(50L')이 들어오고, 우안에도 2D 영상의 1/2 해상도를 가진 우안 영상(50R')이 들어오게 된다.
이와 같이 좌, 우안에는 배리어(21)로 인해 가려지는 부분의 영상을 보지 못해 1/2 해상도의 좌, 우안 영상(50L', 50R')이 각각 들어오게 되어, 좌, 우안 영상(50L', 50R') 분리에 의한 3D 구현 시 영상의 해상도는 1/2로 저하되게 된다. 참고로, 도면부호 22는 배리어(21) 사이의 슬릿을 나타낸다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 해상도 저하 없이 스위처블 배리어 방식을 구현하도록 한 입체영상표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 입체영상표시장치는 좌, 우안용 영상을 표시하는 영상패널; 및 상기 영상패널과 사용자 사이에 배치되며, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판 위에 형성된 공통전극, 상기 하부 기판 위에 번갈아 형성된 다수의 제 1 전극과 제 2 전극, 그 위에 절연층을 개재하여 형성된 다수의 공용전극 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 배리어 셀을 포함하며, 상기 배리어 셀은 배리어와 슬릿 기능을 하는 액정층에 의해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공통전극은 상기 상부 기판 전면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공용전극은 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 절연층 위에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 영상패널은 프레임별로 좌, 우안용 영상을 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합에 번갈아 표시하며, 상기 배리어 셀은 번갈아 표시되는 상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 한다.
상기 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중 상기 제 2 전극에만 전압을 인가함에 따라 상기 제 2 전극 상부의 액정층은 제 1 배리어로 작용하고 상기 제 1 전극 상부의 액정층은 제 1 슬릿으로 작용하는 것을 특징으로 한다.
상기 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중 상기 제 1 전극에만 전압을 인가함에 따라 상기 제 1 전극 상부의 액정층은 제 2 배리어로 작용하고 상기 제 2 전극 상부의 액정층은 제 2 슬릿으로 작용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 입체영상표시장치의 구동방법은 좌, 우안용 영상을 표시하는 영상패널 및 상기 영상패널과 사용자 사이에 배치되며, 배리어와 슬릿 기능을 하는 액정층에 의해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하는 배리어 셀을 포함하는 입체영상표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 좌, 우안용 영상은 프레임별로 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합 위에 번갈아 표시되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임별로 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합에 번갈아 표시되는 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 한다.
상기 영상패널과 배리어 셀은 120Hz로 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 배리어 셀을 상기 영상패널의 스캐닝 주파수에 맞춰 일정 개수의 블록별로 스캔 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 프레임별로 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 번갈아 전압을 인가하여 상기 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 공용전극에는 항상 일정한 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 스위처블 배리어 방식의 입체영상표시장치에 있어, 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 순차적으로 시분할 구동함으로써 2D 대비 동일한 해상도의 3D 영상을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 상기 배리어 셀을 영상패널의 영상 스캐닝에 동조하여 블록별로 스캔 구동함으로써 선택에 따라 크로스토크(crosstalk)를 줄이거나 휘도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 전극 구조를 2층의 3전극 구조로 변경하여 공용전극을 도입함으로써 배리어 폭을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 그 결과 시청마진을 확보하여 시청영역을 보장할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 스위처블 배리어 방식에 의한 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 입체영상표시장치에 있어, 영상패널의 좌안용 영상 및 우안용 영상을 예를 들어 보여주는 도면.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 입체영상표시장치에 있어, 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 5는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치에 있어, 배리어 셀의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 7은 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 8은 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀의 구동을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 9는 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀의 구동을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 10a 및 도 10b는 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면.
도 11a 및 도 11b는 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 입체영상표시장치 및 그 구동방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치에 있어, 배리어 셀의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 좌, 우안용 영상을 동시에 표시하는 영상패널(140) 및 상기 영상패널(140)의 전면에 배치된 배리어 셀(110)로 구성된다.
이때, 상기 영상패널(140)에는 좌안용 영상을 표시하는 좌안 화소와 우안용 영상을 표시하는 우안 화소가 번갈아 정의되어 있고, 상기 영상패널(140)과 사용자 (130)사이에 상기 배리어 셀(110)이 배치된다. 다만, 상기 좌안 화소와 우안 화소는 상기 영상패널(140)의 일정한 칼럼들, 예를 들어 각각 홀수 칼럼들 및 짝수 칼럼들의 집합에 고정되어 정의되는 것이 아니라, 프레임별로 홀수 및 짝수 칼럼들의 집합에 번갈아 정의되게 된다.
또한, 상기 영상패널(140)의 좌, 우안 화소는 도시된 바와 같이, 적, 녹 및 청색의 3개의 서브 화소(145a, 145b, 145c)로 각각 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 좌, 우안 화소는 적, 녹, 청 및 백색의 4개의 서브 화소로 각각 구성될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 상기 배리어 셀(110)은 상부 기판(105)과 하부 기판(115) 및 상기 상부 기판(105)과 하부 기판(115) 사이에 형성된 액정층(106)으로 구성되며, 내부의 전극(117, 117a, 117b, 117c)에 소정 전압을 인가하여 상기 액정층(106)이 구동을 제어함으로써 패러렉스 배리어 방식의 배리어(121)와 슬릿(122) 가능을 하게 된다.
이와 같이 상기 스위처블 배리어 방식의 배리어 셀(110)은 상기 패러렉스 배리어 방식의 배리어(121)와 슬릿(122) 기능을 하는 액정층(106)에 의해 좌안용 영상은 좌안으로 우안용 영상은 우안으로 분리하여 좌, 우안 영상을 동시에 표시하게 된다.
이때, 상기 배리어 셀(110)의 전극(117, 117a, 117b, 117c)은 상기 상부 기판(105) 위에 형성된 공통전극(107)과 상기 하부 기판(115) 위에 번갈아 형성된 다수의 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b) 및 그 위에 절연층(118)을 개재하여 형성된 다수의 공용전극(117c)으로 이루어진다. 이때, 상기 공통전극(107)은 상기 상부 기판(105) 전면에 형성되는 한편, 상기 공용전극(117c)은 상기 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b) 사이의 절연층(118) 위에 형성되게 된다.
이와 같이 전극 구조 설계 시 상기 하부 기판(115) 위에 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b)을 번갈아 형성하고, 그 위에 절연층(118)을 개재하여 공용전극(117c)을 형성한 후, 영상패널(140)의 좌, 우안용 영상에 맞춰 프레임별로 상기 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b)에 번갈아 전압을 인가함으로써 배리어(121)와 슬릿(122)이 순차적으로 시분할 구동하게 만들 수 있다. 이때, 상기 공용전극(117c)에는 항상 일정한 전압이 인가되게 된다.
즉, 스위처블 배리어 방식에 있어 기존의 패러렉스 배리어 방식과 같이 배리어를 사용함에 따라 발생하는 3D 해상도 저하를 막기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 프레임별로 영상패널(140)의 서로 다른 칼럼들의 집합에 번갈아 표시되는 좌, 우안용 영상에 맞춰 배리어 셀(110)의 배리어(121)와 슬릿(122)을 순차적으로 시분할 구동함으로써 좌안은 좌안 영상을 2D 해상도로 보게 되고, 우안은 우안 영상을 2D 해상도로 보게 된다. 이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 영상패널(140)과 배리어 셀(110)은 120Hz 이상에서 구동하는 것을 특징으로 한다.
기존에는 스테레오 쌍인 좌, 우안용 영상들이 동일한 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합 위에 표시되었다. 즉, 좌안용 영상은 홀수 칼럼들 위에 표시되고, 우안용 영상은 짝수 칼럼들 위에 표시되는 것이며, 그 결과 각 영상의 해상도는 패널 해상도의 1/2 이하가 된다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 좌, 우안용 영상들이 프레임별로 영상패널(140)의 서로 다른 칼럼들의 집합 위에 번갈아 표시되는 것을 특징으로 한다. 즉, 예를 들어 짝수 번째 프레임에서는 좌안용 영상은 홀수 칼럼들 위에 표시되고 우안용 영상은 짝수 칼럼들 위에 표시되며, 홀수 번째 프레임에서는 반대로 좌안용 영상은 짝수 칼럼들 위에 표시되고 우안용 영상은 홀수 칼럼들 위에 표시되게 된다.
그리고, 상기와 같은 프레임별로 영상패널(140)의 홀수 및 짝수 칼럼들의 집합에 번갈아 표시되는 좌, 우안용 영상에 맞춰 배리어 셀(110)의 배리어(121)와 슬릿(122)을 순차적으로 시분할 구동함으로써 2D 대비 동일한 해상도의 3D 영상을 구현할 수 있게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동을 개략적으로 나타내는 예시도이며, 도 7은 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
상기 도 6을 참조하면, 예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 좌안용 영상은 영상패널(140)의 홀수 칼럼들 위에 표시되고 우안용 영상은 영상패널(140)의 짝수 칼럼들 위에 표시된다. 즉, 짝수 번째 프레임에서는 상기 영상패널(140)의 홀수 칼럼들은 좌안 화소(L)로 정의되고 상기 영상패널(140)의 짝수 칼럼들은 우안 화소(R)로 정의되게 된다.
또한, 상기 도 7을 참조하면, 예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 좌안용 영상은 영상패널(140)의 짝수 칼럼들 위에 표시되고 우안용 영상은 영상패널(140)의 홀수 칼럼들 위에 표시된다. 즉, 홀수 번째 프레임에서는 상기 영상패널(140)의 짝수 칼럼들은 좌안 화소(L)로 정의되고 상기 영상패널(140)의 홀수 칼럼들은 우안 화소(R)로 정의되게 된다.
그리고, 이와 같은 프레임별로 영상패널(140)의 홀수 및 짝수 칼럼들의 집합에 번갈아 표시되는 좌, 우안용 영상에 맞춰 배리어 셀(110)의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동함으로써 좌, 우안에서 보이지 않았던 인접 영상까지 볼 수 있게 되어 해상도 저하 없는 무안경 3D를 구현할 수 있게 된다.
예를 들어, 짝수 번째 프레임에서 좌안이 보게 되는 좌안 영상은 2D 대비 1/2 해상도를 갖는 영상이지만, 홀수 번째 프레임에서 나머지 1/2 해상도의 인접 영상을 볼 수 있게 되어 2개 프레임의 좌안 영상을 결합하여 2D와 동일한 해상도의 영상을 인식하게 된다. 우안도 마찬가지로 2D 대비 동일한 해상도의 우안 영상을 인식하게 되어, 결국 3D 구현 시 2D 해상도와 동일한 3D 영상을 볼 수 있게 된다.
도 8은 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀의 구동을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 9는 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀의 구동을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
상기 도 8을 참조하면, 예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀(110)은 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b) 중 먼저 상기 제 2 전극(117b)에만 소정의 전압을 인가함에 따라 상기 제 2 전극(117b) 상부의 액정층(106)은 제 1 배리어(121a)로 작용하고 상기 제 1 전극(117a) 상부의 액정층(106)은 제 1 슬릿(122a)으로 작용하게 된다.
또한, 상기 도 9를 참조하면, 예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀(110)은 제 1 전극(117a)과 제 2 전극(117b) 중 상기 제 1 전극(117a)에만 소정의 전압을 인가함에 따라 상기 제 1 전극(117a) 상부의 액정층(106)은 제 2 배리어(121b)로 작용하고 상기 제 2 전극(117b) 상부의 액정층(106)은 제 2 슬릿(122b)으로 작용하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 배리어 셀(110)의 제 1, 제 2 배리어(121a, 121b)와 제 1, 제 2 슬릿(122a, 122b)을 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 순차적으로 시분할 구동함으로써 2D 대비 동일한 해상도의 3D 영상을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 상기 공용전극(107c)에는 항상 전압을 걸어주어, 제 1, 제 2 배리어(121a, 121b)의 개구율을 일정하게 유지해 줌으로써 시청마진을 확보하여 시청영역을 보장할 수 있는 효과를 제공한다.
즉, 시청 마진을 확보하여 시청 영역을 넓히려면 배리어의 간격을 증가시켜 주어야 하는데, 배리어와 슬릿이 순차적 시분할방식에서 일정한 개구율을 유지하기가 어렵다. 따라서, 상기 본 발명의 실시예에서와 같이 전극 구조를 2층 3전극 구조로 변경하여, 공용전극(107c)을 도입함으로써 일정한 개구율을 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 배리어 셀(110)을 영상패널(140)의 스캐닝 주파수에 맞춰 블록(B1, B2)별로 스캔 구동함으로써 선택적으로 크로스토크(crosstalk)를 줄이거나 휘도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다. 예를 들어, 상기 본 발명의 실시예에 따른 제 1, 제 2 배리어(121a, 121b)를 일정 개수만큼 블록(B1, B2)으로 묶어 영상패널(140)의 스캐닝에 맞추어 스캐닝 해줌으로써, 좌, 우안 영상의 변화에 따른 크로스토크의 발생을 줄여줄 수 있다.
이때, 상기 도 4는 배리어 셀(110)을 2개의 블록(B1, B2)으로 나누어 스캔 구동하는 것을 예를 들어 나타내고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10a 및 도 10b는 짝수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
또한, 도 11a 및 도 11b는 홀수 번째 프레임에 있어, 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀을 통해 보여지는 좌안 영상 및 우안 영상을 개략적으로 보여주는 도면이다.
상기 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 예를 들어 짝수 번째 프레임에서는 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀(110)의 제 1 배리어(121a)와 제 1 슬릿(122a)에 의해 각각 1/2 해상도의 제 1 좌안 영상(150L1')과 제 1 우안 영상(150R1')을 보게 된다.
그리고, 상기 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 예를 들어 홀수 번째 프레임에서는 본 발명의 실시예에 따른 배리어 셀(110)의 제 2 배리어(121b)와 제 2 슬릿(122b)에 의해 각각 1/2 해상도의 제 2 좌안 영상(150L2')과 제 2 우안 영상(150R2')을 보게 되어, 최종적으로 2D 대비 동일한 해상도의 좌, 우안 영상(150L1'150L2', 150R1',150R2')을 볼 수 있게 된다.
즉, 짝수 번째 프레임에서 좌안이 보게 되는 제 1 좌안 영상(150L1')은 2D 대비 1/2 해상도를 갖는 영상이지만, 홀수 번째 프레임에서 나머지 1/2 해상도의 인접 영상, 즉 제 2 좌안 영상(150L2')을 볼 수 있게 되어 2개 프레임의 제 1, 제 2 좌안 영상(150L1', 150L2')을 결합하여 2D와 동일한 해상도의 영상을 인식하게 된다. 우안도 마찬가지로 2D 대비 동일한 해상도의 제 1, 제 2 우안 영상(150R1', 150R2')을 인식하게 되어, 결국 3D 구현 시 2D 해상도와 동일한 3D 영상을 볼 수 있게 된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
110 : 배리어 셀 121,121a,121b : 배리어
122,122a,122b : 슬릿 140 : 영상패널
150L1',150L2' : 좌안 영상 150R1',150R2' : 우안 영상

Claims (18)

  1. 좌, 우안용 영상을 표시하는 영상패널; 및
    상기 영상패널과 사용자 사이에 배치되며, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판 위에 형성된 공통전극, 상기 하부 기판 위에 번갈아 형성된 다수의 제 1 전극과 제 2 전극, 그 위에 절연층을 개재하여 형성된 다수의 공용전극 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 배리어 셀을 포함하며, 상기 배리어 셀은 배리어와 슬릿 기능을 하는 액정층에 의해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 상부 기판 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공용전극은 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 절연층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 영상패널은 프레임별로 좌, 우안용 영상을 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합에 번갈아 표시하며, 상기 배리어 셀은 번갈아 표시되는 상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중 상기 제 2 전극에만 전압을 인가함에 따라 상기 제 2 전극 상부의 액정층은 제 1 배리어로 작용하고 상기 제 1 전극 상부의 액정층은 제 1 슬릿으로 작용하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중 상기 제 1 전극에만 전압을 인가함에 따라 상기 제 1 전극 상부의 액정층은 제 2 배리어로 작용하고 상기 제 2 전극 상부의 액정층은 제 2 슬릿으로 작용하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  9. 좌, 우안용 영상을 표시하는 영상패널 및 상기 영상패널과 사용자 사이에 배치되며, 배리어와 슬릿 기능을 하는 액정층에 의해 좌, 우안 영상을 동시에 표시하는 배리어 셀을 포함하는 입체영상표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 좌, 우안용 영상은 프레임별로 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합 위에 번갈아 표시되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 프레임별로 상기 영상패널의 서로 다른 칼럼들의 집합에 번갈아 표시되는 좌, 우안용 영상에 맞춰 상기 배리어 셀의 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 예를 들어 짝수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 예를 들어 홀수 번째 프레임에 있어, 상기 좌안용 영상은 영상패널의 짝수 칼럼들 위에 표시되고, 상기 우안용 영상은 영상패널의 홀수 칼럼들 위에 표시되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 영상패널과 배리어 셀은 120Hz로 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 배리어 셀을 상기 영상패널의 스캐닝 주파수에 맞춰 일정 개수의 블록별로 스캔 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 배리어 셀은 상부 기판; 하부 기판; 상기 상부 기판 위에 형성된 공통전극; 상기 하부 기판 위에 번갈아 형성된 다수의 제 1 전극과 제 2 전극; 그 위에 절연층을 개재하여 형성된 다수의 공용전극; 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 영상패널의 좌, 우안용 영상에 맞춰 프레임별로 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 번갈아 전압을 인가하여 상기 배리어와 슬릿을 순차적으로 시분할 구동하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 공용전극에는 항상 일정한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
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