KR20120067623A - Stereoscopic image display device and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A dimensional image displaying device and a driving method thereof are provided to produce a realistic three-dimensional image by concentrating dispersed screen focus. CONSTITUTION: Bottom electrodes(E1) and top electrodes(E2) are located on a display panel. A switchable lens cell arranges liquid crystal lenses on a liquid crystal layer formed between the bottom electrodes and the top electrodes. The liquid crystal lenses tilts left side liquid crystal lenses and right side liquid crystal lenses. A first cell substrate(151) is located on the display panel. A second cell substrate(155) is attached to the first cell substrate. The bottom electrodes are formed at one side of the first cell substrate and are arranged to a first direction. The top electrodes are formed at one side of the second cell substrate and arranged to a second direction crossed with the first direction.

Description

입체영상표시장치와 이의 구동방법{Stereoscopic Image Display Device and Driving Method thereof}Stereoscopic Image Display Device and Driving Method {Stereoscopic Image Display Device and Driving Method}

본 발명의 실시예는 입체영상표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a stereoscopic image display device and a driving method thereof.

입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.The stereoscopic image display apparatus is divided into a binocular parallax technique and an autostereoscopic technique.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 액정패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 액정패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.The binocular parallax method uses a parallax image of left and right eyes having a large stereoscopic effect. There are two types of binocular parallax: glasses and no glasses. The spectacle method displays a time-division method by changing the polarization direction of left and right parallax images on a direct view type liquid crystal panel or a projector, and realizes a stereoscopic image using polarized glasses or liquid crystal shutter glasses. The autostereoscopic method is generally provided with an optical plate such as a parallax barrier for separating the optical axis of the left and right parallax images in front of or behind the liquid crystal panel.

최근에는 입체영상표시장치의 제품화와 다양한 기술개발에 힘입어 액정층을 렌즈 형태로 변화시키는 스위치어블 렌즈셀(Switchable Lenz Cell)을 입체영상표시장치에 적용하는 사례가 늘고 있다.Recently, with the commercialization of a stereoscopic image display device and development of various technologies, a case of applying a switchable lens cell (Switchable Lenz Cell) that changes the liquid crystal layer into a lens form is increasing.

종래 스위치어블 렌즈셀은 하나의 공통전압신호와 N개의 구형파신호로 이들 간의 전압차를 형성하여 액정층을 렌즈 형태로 변화시키는 구조가 사용되었다. 종래 스위치어블 렌즈셀은 이와 같이 하나의 공통전압신호가 고정되어 있어 좌안과 우안의 굴절률이 동일하게 나타났다. 이에 따라, 종래 스위치어블 렌즈셀을 이용한 입체영상표시장치는 입체영상을 감상할 때 영상의 초점이 분산되어 사람의 눈에서의 좌우 시청 거리의 한계에 따라 입체영상을 감상할 수 없는 문제가 있었다. 즉, 종래 스위치어블 렌즈셀을 이용한 입체영상표시장치는 스위치어블 렌즈셀이 전체 영상을 입체영상의 구현 영역에 모아주지 못하고 영상을 좌우로만 분리하여 보여주고 있어 이의 개선이 요구된다.
In the conventional switchable lens cell, a structure in which a liquid crystal layer is changed into a lens by forming a voltage difference between the common voltage signal and N square wave signals is used. In the conventional switchable lens cell, one common voltage signal is fixed, and thus the refractive index of the left and right eyes is the same. Accordingly, the stereoscopic image display apparatus using the switchable lens cell has a problem that the focus of the image is dispersed when the stereoscopic image is viewed, so that the stereoscopic image cannot be viewed due to the limitation of the viewing distance from the human eye. That is, in the stereoscopic image display apparatus using the conventional switchable lens cell, the switchable lens cell does not collect the entire image in the realization region of the stereoscopic image, and shows the image only to the left and right.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 분산되어 있던 화면의 초점을 한 곳으로 모아줌으로써 더욱 실감나는 삼차원영상을 구현할 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것이다.
An embodiment of the present invention for solving the above problems of the background art is to provide a stereoscopic image display device and a driving method thereof that can realize a more realistic three-dimensional image by bringing the focus of the dispersed screen to one place. .

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 표시패널; 및 표시패널 상에 위치하며 두 개의 기판에 형성된 하부전극들과 상부전극들 간의 전압차에 따라 하부전극들과 상부전극들 사이에 형성된 액정층이 액정렌즈들로 배열되는 스위치어블 렌즈셀을 포함하되, 액정렌즈들은, 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 표시패널의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치를 제공한다.Embodiment of the present invention by the above-described problem solving means, the display panel; And a switchable lens cell disposed on the display panel and having a liquid crystal layer formed between the lower electrodes and the upper electrodes according to a voltage difference between the lower electrodes and the upper electrodes formed on the two substrates. The liquid crystal lenses provide a stereoscopic image display device, wherein the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses are tilted so as to be concentrated toward the center area of the display panel.

좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들은, 중앙영역을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커질 수 있다.As the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses move away from the center area, the tilted angle may increase.

하부전극들과 상부전극들은, 일정 레벨차를 두고 스윙하는 전압에 의해 전압차가 형성될 수 있다.The lower electrodes and the upper electrodes may have a voltage difference formed by a voltage swinging at a predetermined level difference.

하부전극들과 상부전극들 중 하나는, 중앙에 위치하는 중앙전극을 기준으로 나누어진 좌측전극들과 우측전극들이 액정층을 하나의 액정렌즈로 구동하도록 구성되고, 좌측전극들과 우측전극들에는 중앙전극을 기준으로 상호 대칭되거나 비대칭되는 전압이 공급될 수 있다.One of the lower electrodes and the upper electrodes is configured such that the left and right electrodes divided by the center electrode positioned in the center drive the liquid crystal layer with one liquid crystal lens. Voltages that are symmetrical or asymmetrical with respect to the center electrode may be supplied.

스위치어블 렌즈셀은, 표시패널 상에 위치하는 제1셀기판과, 제1셀기판의 일면에 형성되며 제1방향으로 배열된 하부전극들과, 제1셀기판과 합착되는 제2셀기판과, 제2셀기판의 일면에 형성되고 하부전극들과 마주보며 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열된 상부전극들을 포함할 수 있다.The switchable lens cell may include a first cell substrate on the display panel, lower electrodes formed on one surface of the first cell substrate and arranged in a first direction, and a second cell substrate bonded to the first cell substrate; The upper electrode may include upper electrodes formed on one surface of the second cell substrate and arranged in a second direction facing the lower electrodes and crossing the first direction.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 표시패널에 영상을 표시하는 패널 제어단계; 및 표시패널 상에 부착된 스위치어블 렌즈셀의 하부전극들에 제1 내지 제N하부전극전압을 공급함과 더불어 스위치어블 렌즈셀의 상부전극들에 제1 내지 제L상부전극전압을 공급하는 렌즈셀 제어단계를 포함하는 입체영상표시장치의 구동방법을 제공한다.In another aspect, an embodiment of the present invention, a panel control step of displaying an image on the display panel; And supplying the first to Nth lower electrode voltages to the lower electrodes of the switchable lens cell attached to the display panel, and supplying the first to Lth upper electrode voltages to the upper electrodes of the switchable lens cell. A driving method of a stereoscopic image display device including a control step is provided.

렌즈셀 제어단계에서는, 하부전극들과 상부전극들 간에 전압차를 형성하여 스위치어블 렌즈셀에 포함된 액정층을 액정렌즈들로 배열하되, 액정렌즈들은, 전압차에 의해 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 표시패널의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트될 수 있다.In the lens cell control step, a liquid crystal layer included in the switchable lens cell is arranged by forming a voltage difference between the lower electrodes and the upper electrodes, and the liquid crystal lenses are arranged on the left liquid crystal lenses and the right by the voltage difference. The liquid crystal lenses may be tilted to concentrate toward the center area of the display panel.

좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들은, 중앙영역을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커질 수 있다.As the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses move away from the center area, the tilted angle may increase.

하부전극들과 상부전극들은, 일정 레벨차를 두고 스윙하는 전압에 의해 전압차가 형성될 수 있다.The lower electrodes and the upper electrodes may have a voltage difference formed by a voltage swinging at a predetermined level difference.

하부전극들에 공급되는 제1 내지 제N하부전극전압은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다르고, 상부전극들에 공급되는 제1 내지 제L상부전극전압은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다를 수 있다.
The first to Nth lower electrode voltages supplied to the lower electrodes are different from at least one voltage level, and the first to Nth upper electrode voltages supplied to the upper electrodes are at least one voltage level. It may be different from the other voltage level.

본 발명의 실시예는, 스위치어블 렌즈셀에 인가되는 전압차를 달리하여 액정렌즈들의 굴절률을 영역별로 달리하고 분산되어 있던 화면의 초점을 한 곳으로 모아줌으로써 더욱 실감나는 삼차원영상을 구현할 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다.
Embodiment of the present invention, by changing the voltage difference applied to the switchable lens cell by varying the refractive index of the liquid crystal lens for each area and by bringing the focus of the screen that was dispersed in one place to realize a more realistic three-dimensional image It is effective to provide an image display device and a driving method thereof.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 합착 전과 후를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 스위치어블 렌즈셀에 의한 영상 분리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 스위치어블 렌즈셀의 단면 구조도.
도 5는 스위치어블 렌즈셀에 의해 형성되는 액정렌즈를 설명하기 위한 도면.
도 6은 스위치어블 렌즈셀에 의한 이차원영상 모드와 삼차원영상 모드로의 전환을 설명하기 위한 도면.
도 7은 하부전극들과 상부전극들에 공급되는 전압 파형 예시도.
도 8은 도 7의 전압 파형에 의한 액정렌즈들의 배열 상태를 나타낸 도면.1 and 2 are views showing before and after bonding of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining image separation by the switchable lens cell shown in FIG.
4 is a cross-sectional structure diagram of a switchable lens cell.
5 is a view for explaining a liquid crystal lens formed by a switchable lens cell.
6 is a view for explaining switching to a two-dimensional image mode and a three-dimensional image mode by a switchable lens cell.
7 is an exemplary diagram of voltage waveforms supplied to the lower electrodes and the upper electrodes.
8 is a diagram illustrating an arrangement state of liquid crystal lenses according to the voltage waveform of FIG. 7.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 합착 전과 후를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 스위치어블 렌즈셀에 의한 영상 분리를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views showing before and after bonding of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view for explaining the image separation by the switchable lens cell shown in FIG.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치에는 백라이트유닛(BLU), 액정패널(PNL) 및 스위치어블 렌즈셀(SLP)이 포함된다.As shown in FIGS. 1 to 3, a stereoscopic image display apparatus according to an embodiment of the present invention includes a backlight unit BLU, a liquid crystal panel PNL, and a switchable lens cell SLP.

백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL)에 광원을 제공하는 장치이다. 백라이트유닛(BLU)에는 광을 출사하는 광원, 광을 액정패널(PNL)에 안내하는 도광판, 광을 집광 및 확산하는 광학시트 등이 포함된다. 백라이트유닛(BLU)은 메인연성필름(MFPC)에 부착된 백라이트유닛용연성필름(BFPC)에 의해 각종 신호를 공급받을 수 있다.The backlight unit BLU is a device that provides a light source to the liquid crystal panel PNL. The backlight unit BLU includes a light source for emitting light, a light guide plate for guiding light to the liquid crystal panel PNL, an optical sheet for collecting and diffusing light, and the like. The backlight unit BLU may receive various signals by the backlight unit flexible film BFPC attached to the main flexible film MFPC.

액정패널(PNL)은 영상을 표시하는 장치이다. 액정패널(PNL)에는 박막트랜지스터기판(이하 TFT기판으로 약칭)과 컬러필터기판 사이에 위치하는 액정층이 포함된다. TFT기판에는 데이터라인들, 게이트라인들, 공통전압라인들, TFT들, 스토리지 커패시터들 등이 형성되고, 컬러필터기판에는 블랙매트릭스들, 컬러필터들 등이 형성된다. 액정패널(PNL)의 TFT기판과 컬러필터기판에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.The liquid crystal panel PNL is an apparatus for displaying an image. The liquid crystal panel PNL includes a liquid crystal layer positioned between the thin film transistor substrate (hereinafter, abbreviated as TFT substrate) and the color filter substrate. Data lines, gate lines, common voltage lines, TFTs, storage capacitors, etc. are formed on the TFT substrate, and black matrices, color filters, etc., are formed on the color filter substrate. The polarizing plate is attached to the TFT substrate and the color filter substrate of the liquid crystal panel PNL, and an alignment layer for setting the pre-tilt angle of the liquid crystal is formed.

액정패널(PNL)에는 상호 교차하는 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 서브 픽셀들이 포함된다. 하나의 서브 픽셀에는 게이트라인을 통해 공급된 게이트신호에 의해 구동하는 TFT, 데이터라인을 통해 공급된 데이터신호를 데이터전압으로 저장하는 스토리지 커패시터, 스토리지 커패시터에 저장된 전압이 전달되는 화소전극, 공통전압라인들을 통해 공급된 공통전압이 전달되는 공통전극 및 화소전극과 공통전극에 인가된 전압에 의해 구동하는 액정셀이 포함된다. 데이터신호는 액정패널(PNL)에 실장된 데이터구동부(D-IC)로부터 제공될 수 있고, 게이트신호는 액정패널(PNL)에 GIP(Gate In Panel; TFT공정과 함께 형성되는 방식) 형태로 형성된 게이트구동부로부터 제공될 수 있다.The liquid crystal panel PNL includes subpixels defined by data lines and gate lines that cross each other. One sub pixel includes a TFT driven by a gate signal supplied through a gate line, a storage capacitor storing a data signal supplied through the data line as a data voltage, a pixel electrode to which a voltage stored in the storage capacitor is transferred, and a common voltage line. And a liquid crystal cell driven by a voltage applied to the common electrode and the pixel electrode and the common electrode to which the common voltage supplied through the common electrode is included. The data signal may be provided from the data driver D-IC mounted on the liquid crystal panel PNL, and the gate signal may be formed in the form of a GIP (Gate In Panel) formed on the liquid crystal panel PNL. It may be provided from the gate driver.

액정패널(PNL)은 메인연성필름(MFPC)에 형성된 구동부(DRV)로부터 각종 신호를 공급받을 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 액정패널(PNL)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등으로 구동하여 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광을 기반으로 영상을 표시할 수 있다.The liquid crystal panel PNL may receive various signals from the driver DRV formed on the main flexible film MFPC, but is not limited thereto. The liquid crystal panel (PNL) is driven in a twisted nematic (TN) mode, a vertical alignment (VA) mode, an in plane switching (IPS) mode, a fringe field switching (FFS) mode, and based on light provided from the backlight unit (BLU). The image can be displayed.

스위치어블 렌즈셀(SLP)은 액정패널(PNL)에 표시된 영상을 이차원영상모드와 삼차원영상모드로 전환하는 장치이다. 스위치어블 렌즈셀(SLP)에는 두 개의 기판에 형성된 하부전극들과 상부전극들 사이에 형성된 액청층이 포함된다. 스위치어블 렌즈셀(SLP)은 하부전극들과 상부전극들 간의 전압차에 의해 액정층이 액정렌즈들(LZ)로 배열됨으로써 액정패널(PNL)에 표시된 영상을 이차원영상모드와 삼차원영상모드로 전환한다.The switchable lens cell SLP converts an image displayed on the liquid crystal panel PNL into a two-dimensional image mode and a three-dimensional image mode. The switchable lens cell SLP includes lower electrodes formed on two substrates and a liquid blue layer formed between the upper electrodes. In the switchable lens cell SLP, the liquid crystal layers are arranged in the liquid crystal lenses LZ by the voltage difference between the lower electrodes and the upper electrodes, thereby switching the image displayed on the liquid crystal panel PNL to the two-dimensional image mode and the three-dimensional image mode. do.

스위치어블 렌즈셀(SLP)이 삼차원영상모드로 전환되면 액정층이 액정렌즈들(LZ)로 배열되어 액정패널(PNL)의 서브 픽셀(SP)에 표시된 영상은 좌안영상(L)과 우안영상(R)으로 분리된다. 스위치어블 렌즈셀(SLP)은 메인연성필름(MFPC)에 부착된 스위치어블 렌즈용연성필름(SFPC)에 의해 각종 신호를 공급받을 수 있다.When the switchable lens cell SLP is switched to the 3D image mode, the liquid crystal layers are arranged in the liquid crystal lenses LZ so that the image displayed on the sub-pixel SP of the liquid crystal panel PNL is left eye image L and right eye image ( R). The switchable lens cell SLP may receive various signals by the switchable lens flexible film SFF attached to the main flexible film MFPC.

이하, 실시예에 따른 스위치어블 렌즈에 대해 더욱 자세히 설명한다.Hereinafter, a switchable lens according to an embodiment will be described in more detail.

도 4는 스위치어블 렌즈셀의 단면 구조도이고, 도 5는 스위치어블 렌즈셀에 의해 형성되는 액정렌즈를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 스위치어블 렌즈셀에 의한 이차원영상 모드와 삼차원영상 모드로의 전환을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 하부전극들과 상부전극들에 공급되는 전압 파형 예시도이고, 도 8은 도 7의 전압 파형에 의한 액정렌즈들의 배열 상태를 나타낸 도면이다.4 is a cross-sectional structure diagram of the switchable lens cell, FIG. 5 is a view for explaining a liquid crystal lens formed by the switchable lens cell, and FIG. 6 is a view of the two-dimensional image mode and the three-dimensional image mode by the switchable lens cell. FIG. 7 is a diagram illustrating a voltage waveform supplied to the lower electrodes and the upper electrodes, and FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement state of the liquid crystal lenses according to the voltage waveform of FIG. 7.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치어블 렌즈셀(SLP)에는 제1셀기판(151)과, 제1셀기판(151)의 일면에 형성되며 제1방향으로 배열된 하부전극들(E1)과, 제1셀기판(151)과 합착되는 제2셀기판(155)과, 제2셀기판(155)의 일면에 형성되고 하부전극들(E1)과 마주보며 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열된 상부전극들(E2)과, 제1셀기판(151)과 제2셀기판(155) 사이에 형성된 액정층(LC)이 포함된다.As shown in FIGS. 4 and 5, the switchable lens cell SLP includes a first cell substrate 151 and lower electrodes formed on one surface of the first cell substrate 151 and arranged in a first direction. E1), a second cell substrate 155 bonded to the first cell substrate 151, and formed on one surface of the second cell substrate 155 and face the lower electrodes E1 and cross the first direction. The upper electrodes E2 arranged in the second direction and the liquid crystal layer LC formed between the first cell substrate 151 and the second cell substrate 155 are included.

스위치어블 렌즈셀(SLP)은 제1셀기판(151)의 일면에 형성된 하부전극들(E1)에 인가된 전압차(VL1 ~ VL12)에 의해 제1셀기판(151)과 제2셀기판(155) 사이에 형성된 액정층(LC)이 액정렌즈(LZ) 형태로 배열된다. 이에 따라, 액정패널(PNL)에 표시된 영상은 좌안영상(L)과 우안영상(R)으로 분리된다.The switchable lens cell SLP is formed of the first cell substrate 151 and the second cell substrate by the voltage difference VL1 to VL12 applied to the lower electrodes E1 formed on one surface of the first cell substrate 151. The liquid crystal layer LC formed between 155 is arranged in the form of a liquid crystal lens LZ. Accordingly, the image displayed on the liquid crystal panel PNL is divided into a left eye image L and a right eye image R. FIG.

한편, 도 5에서는 12개로 구성된 하부전극들(E1)을 일례로 도시하고 있으므로, 12개로 구성된 하부전극들(E1)에는 12개의 IC 채널(IC Channel)로부터 출력된 전압이 공급된다. 이때, 액정렌즈(LZ)가 좌우대칭된 반구형의 렌즈모양을 이룰 때, 제1채널 내지 제6채널(Ch1 ~ Ch6)에 인가된 전압(VL1 ~ VL6)과 제7채널 내지 제12채널(Ch7 ~ Ch12)에 인가된 전압(VL7 ~ VL12)은 중앙을 기준으로 대칭된다.Meanwhile, since FIG. 5 illustrates the twelve lower electrodes E1 as an example, voltages output from twelve IC channels are supplied to the twelve lower electrodes E1. In this case, when the liquid crystal lens LZ forms a hemispherical lens shape, the voltages VL1 to VL6 applied to the first to sixth channels Ch1 to Ch6 and the seventh to twelfth channels Ch7 are formed. The voltages VL7 to VL12 applied to ˜ Ch12 are symmetric with respect to the center.

하부전극들(E1)은 중앙에 위치하는 중앙전극을 기준으로 나누어진 좌측전극들과 우측전극들이 액정층(LC)을 하나의 액정렌즈(LZ)로 구동하도록 구성되고, 좌측전극들과 우측전극들에는 중앙전극을 기준으로 상호 대칭되거나 비대칭되는 전압이 공급됨으로써 렌즈의 모양은 가변될 수 있다.The lower electrodes E1 are configured to drive the liquid crystal layer LC with one of the left and right electrodes divided on the basis of the central electrode positioned at the center, and the left and right electrodes. The shape of the lens may be varied by supplying voltages that are symmetrical or asymmetrical with respect to the center electrode.

도 6에 도시된 바와 같이, 스위치어블 렌즈셀(SLP)은 전압이 미인가되면(Voltage off) 액정렌즈(LZ)가 오프(lens off)되어 이차원영상 모드가 되고, 전압이 인가되면(Voltage on) 액정렌즈(LZ)가 온(lens on)되어 삼차원영상 모드가 된다.As shown in FIG. 6, when the voltage is not applied to the switchable lens cell SLP, the liquid crystal lens LZ is turned off to enter the two-dimensional image mode, and when the voltage is applied to the voltage SLP. The liquid crystal lens LZ is turned on to enter the 3D image mode.

한편, 실시예에 따른 스위치어블 렌즈셀(SLP)에 포함된 액정렌즈들(LZ)은 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 표시패널(PNL)의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트된다. 이를 위해, 하부전극들(E1)과 상부전극들(E2)은 일정 레벨차를 두고 스윙하는 전압에 의해 전압차가 형성되고 이 전압차에 의해 액정렌즈들(LZ)은 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 표시패널(PNL)의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트된다.Meanwhile, the liquid crystal lenses LZ included in the switchable lens cell SLP are tilted so that the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses are concentrated toward the center area of the display panel PNL. To this end, a voltage difference is formed between the lower electrodes E1 and the upper electrodes E2 by a voltage swinging at a predetermined level difference, and the liquid crystal lenses LZ are formed by the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal. The lenses are tilted to concentrate toward the center area of the display panel PNL.

도 7에 도시된 바와 같이, 하부전극들(E1)에 공급되는 제1 내지 제N하부전극전압(VL ~ VH)은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다르다. 그리고 상부전극들(E2)에 공급되는 제1 내지 제L상부전극전압(Vcom1 ~ VcomL)은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다르다.As illustrated in FIG. 7, the first to Nth lower electrode voltages VL to VH supplied to the lower electrodes E1 are different from one voltage level at least one voltage level. At least one voltage level of the first to Lth upper electrode voltages Vcom1 to VcomL supplied to the upper electrodes E2 is different from the other voltage level.

즉, 실시예에 따른 스위치어블 렌즈셀(SLP)은 제1 내지 제L상부전극전압(Vcom1 ~ VcomL)을 제1 내지 제L개로 나누고 이들의 전압을 액정패널(PNL)의 중앙영역을 기준으로 비례적으로 조절하여 상부전극들(E2)에 공급한다. 그러면, 하부전극들(E1) 간의 전압차에 의해 액정층(LC)이 액정렌즈들(LZ)로 배열될뿐만 아니라 상부전극들(E2) 간에도 전압차가 형성되어 배열된 액정렌즈들(LZ)은 표시패널(PNL)의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트된다. 여기서, 상부전극들(E2)에 공급되는 제1 내지 제L상부전극전압(Vcom1 ~ VcomL)은 두 개 이상이고 게이트라인들의 개수/2 개수 이하로 형성된다.That is, in the switchable lens cell SLP according to the exemplary embodiment, the first to Lth upper electrode voltages Vcom1 to VcomL are divided into first to Lth, and the voltages thereof are divided based on the center region of the liquid crystal panel PNL. Proportional adjustment is supplied to the upper electrodes E2. Then, not only the liquid crystal layer LC is arranged as the liquid crystal lenses LZ by the voltage difference between the lower electrodes E1, but also the liquid crystal lenses LZ in which the voltage difference is formed between the upper electrodes E2 are arranged. It is tilted so as to be concentrated toward the center area of the display panel PNL. Here, the first to Lth upper electrode voltages Vcom1 to VcomL supplied to the upper electrodes E2 are two or more and are formed to be equal to or less than the number of gate lines / 2.

도 7에 도시된 전압 파형에 의해 표시패널(PNL)의 중앙영역(CP)을 기준으로 좌측(LP)과 우측(RP)으로 나누어진 스위치어블 렌즈셀(SLP)의 액정렌즈들(LZ1 ~ LZm)은 도 8과 같이 표시패널(PNL) 또는 스위치어블 렌즈셀(SLP)의 중앙영역(CP)을 향하여 집중되도록 틸트된다. 이로 인하여, 스위치어블 렌즈셀(SLP)의 액정렌즈들(LZ1 ~ LZm)은 좌안영상(LI), 우안영상(RI)을 삼차원영상 구현영역(3D 구현영역)으로 집중시킬 수 있게 된다.The liquid crystal lenses LZ1 to LZm of the switchable lens cell SLP divided into the left LP and the right LP based on the center area CP of the display panel PNL by the voltage waveform shown in FIG. 7. As shown in FIG. 8, the display panel PNL or the switchable lens cell SLP is focused toward the center area CP. As a result, the liquid crystal lenses LZ1 to LZm of the switchable lens cell SLP may concentrate the left eye image LI and the right eye image RI into the 3D implementation region (3D implementation region).

실시예에 의하면 좌측(LP)에 위치하는 좌측 액정렌즈들과 우측(RP)에 위치하는 우측 액정렌즈들은 표시패널(PNL)의 중앙영역(CP)을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커진다.According to the exemplary embodiment, the left liquid crystal lenses positioned on the left LP and the right liquid crystal lenses positioned on the right RP become larger with respect to the center area CP of the display panel PNL.

위와 같이 입체영상표시장치를 구동하기 위해 표시패널(PNL)에 영상을 표시하는 패널 제어단계를 실시하고, 표시패널(PNL) 상에 부착된 스위치어블 렌즈셀(SLP)의 하부전극들(E1)에 제1 내지 제N하부전극전압(VL ~ VH)을 공급함과 더불어 스위치어블 렌즈셀(SLP)의 상부전극들(E2)에 제1 내지 제L상부전극전압(Vcom1 ~ VcomL)을 공급하는 렌즈셀 제어단계를 실시한다.In order to drive the stereoscopic image display device as described above, a panel control step of displaying an image on the display panel PNL is performed, and the lower electrodes E1 of the switchable lens cell SLP attached to the display panel PNL. A lens that supplies the first to Nth lower electrode voltages VL to VH to the upper electrodes E2 of the switchable lens cell SLP and supplies the first to Lth upper electrode voltages Vcom1 to VcomL. Perform the cell control step.

렌즈셀 제어단계에 의해 하부전극들(E1)과 상부전극들(E2) 간에는 전압차가 형성되고, 스위치어블 렌즈셀(SLP)에 포함된 액정층(LC)은 액정렌즈들(LZ)로 배열된다. 하부전극들(E1)과 상부전극들(E2)에 인가되는 전압은 일정 레벨차를 두고 스윙된다. 이에 따라, 액정렌즈들(LZ)은 하부전극들(E1)과 상부전극들(E2) 간에 걸린 전압차에 의해 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 표시패널(PNL)의 중앙영역(CP)을 향하여 집중되도록 틸트된다. 여기서, 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들은 중앙영역(CP)을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커진다.A voltage difference is formed between the lower electrodes E1 and the upper electrodes E2 by the lens cell control step, and the liquid crystal layer LC included in the switchable lens cell SLP is arranged as the liquid crystal lenses LZ. . Voltages applied to the lower electrodes E1 and the upper electrodes E2 swing with a predetermined level difference. Accordingly, the liquid crystal lenses LZ may have the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses covering the center area CP of the display panel PNL due to the voltage difference applied between the lower electrodes E1 and the upper electrodes E2. Tilt to focus towards. Here, the angles of tilting become larger as the left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses move away from the center area CP.

앞서 설명한 바와 같이 스위치어블 렌즈셀이 구동하게 되면, 사용자는 편광안경을 통해 삼차원영상 구현영역(3D 구현영역)으로 집중된 화면에 몰입하여 고품질의 입체영상을 감상할 수 있게 된다.As described above, when the switchable lens cell is driven, the user may be immersed in the screen concentrated in the three-dimensional image realization area (3D realization area) through polarized glasses and may enjoy high quality stereoscopic images.

이상 본 발명의 실시예는 스위치어블 렌즈셀에 인가되는 전압차를 달리하여 액정렌즈들의 굴절률을 영역별로 달리하고 분산되어 있던 화면의 초점을 한 곳으로 모아줌으로써 더욱 실감나는 삼차원영상을 구현할 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 이상 본 발명의 실시예는 사용자가 휴대할 수 있는 휴대용 입체영상표시장치에 적용시 화면의 초점을 한 곳으로 모아줄 수 있으므로 사용자 한 사람에 대한 삼차원영상의 몰입도를 향상시킬 수 있게 된다.
Embodiments of the present invention are three-dimensional to realize a more realistic three-dimensional image by varying the refractive index of the liquid crystal lenses for each region by changing the voltage difference applied to the switchable lens cell and by focusing the dispersed screen to one place It is effective to provide an image display device and a driving method thereof. The embodiment of the present invention can improve the immersion degree of the three-dimensional image with respect to one user because it can focus the screen to one place when applied to a portable three-dimensional image display device that can be carried by the user.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, it is to be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.

BLU: 백라이트유닛 PNL: 액정패널
SLP: 스위치어블 렌즈셀 151: 제1셀기판
155: 제2셀기판 E1: 하부전극들
E2: 상부전극들 LC: 액정층
LZ: 액정렌즈(들)BLU: backlight unit PNL: liquid crystal panel
SLP: Switchable Lens Cell 151: First Cell Substrate
155: second cell substrate E1: lower electrodes
E2: upper electrodes LC: liquid crystal layer
LZ: liquid crystal lens (s)

Claims (10)

표시패널; 및
상기 표시패널 상에 위치하며 두 개의 기판에 형성된 하부전극들과 상부전극들 간의 전압차에 따라 상기 하부전극들과 상기 상부전극들 사이에 형성된 액정층이 액정렌즈들로 배열되는 스위치어블 렌즈셀을 포함하되,
상기 액정렌즈들은,
좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 상기 표시패널의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.Display panel; And
A switchable lens cell disposed on the display panel and having a liquid crystal layer formed between the lower electrodes and the upper electrodes according to a voltage difference between the lower electrodes and the upper electrodes formed on two substrates. Including,
The liquid crystal lens,
And a left liquid crystal lens and a right liquid crystal lens are tilted to concentrate toward the center area of the display panel. 제1항에 있어서,
상기 좌측 액정렌즈들과 상기 우측 액정렌즈들은,
상기 중앙영역을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커지는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.The method of claim 1,
The left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses,
And a tilt angle increases as the distance from the center area increases. 제1항에 있어서,
상기 하부전극들과 상부전극들은,
일정 레벨차를 두고 스윙하는 전압에 의해 전압차가 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.The method of claim 1,
The lower electrodes and the upper electrodes,
And a voltage difference is formed by a voltage swinging at a predetermined level difference. 제1항에 있어서,
상기 하부전극들과 상부전극들 중 하나는,
중앙에 위치하는 중앙전극을 기준으로 나누어진 좌측전극들과 우측전극들이 상기 액정층을 하나의 액정렌즈로 구동하도록 구성되고,
상기 좌측전극들과 상기 우측전극들에는 상기 중앙전극을 기준으로 상호 대칭되거나 비대칭되는 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.The method of claim 1,
One of the lower electrodes and the upper electrodes,
The left and right electrodes divided on the basis of the central electrode located in the center are configured to drive the liquid crystal layer with one liquid crystal lens,
And the voltages which are symmetrical or asymmetrical with respect to the center electrode are supplied to the left electrodes and the right electrodes. 제1항에 있어서,
상기 스위치어블 렌즈셀은,
상기 표시패널 상에 위치하는 제1셀기판과,
상기 제1셀기판의 일면에 형성되며 제1방향으로 배열된 하부전극들과,
상기 제1셀기판과 합착되는 제2셀기판과,
상기 제2셀기판의 일면에 형성되고 상기 하부전극들과 마주보며 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열된 상부전극들을 포함하는 입체영상표시장치.The method of claim 1,
The switchable lens cell,
A first cell substrate on the display panel;
Lower electrodes formed on one surface of the first cell substrate and arranged in a first direction;
A second cell substrate bonded to the first cell substrate,
And an upper electrode formed on one surface of the second cell substrate and arranged in a second direction facing the lower electrodes and intersecting the first direction. 표시패널에 영상을 표시하는 패널 제어단계; 및
상기 표시패널 상에 부착된 스위치어블 렌즈셀의 하부전극들에 제1 내지 제N하부전극전압을 공급함과 더불어 상기 스위치어블 렌즈셀의 상부전극들에 제1 내지 제L상부전극전압을 공급하는 렌즈셀 제어단계를 포함하는 입체영상표시장치의 구동방법.A panel control step of displaying an image on the display panel; And
A lens supplying first to Nth lower electrode voltages to lower electrodes of the switchable lens cell attached to the display panel, and supplying first to Lth upper electrode voltages to the upper electrodes of the switchable lens cell. A method of driving a stereoscopic image display device comprising a cell control step. 제6항에 있어서,
상기 렌즈셀 제어단계에서는,
하부전극들과 상부전극들 간에 전압차를 형성하여 상기 스위치어블 렌즈셀에 포함된 액정층을 액정렌즈들로 배열하되,
상기 액정렌즈들은,
상기 전압차에 의해 좌측 액정렌즈들과 우측 액정렌즈들이 상기 표시패널의 중앙영역을 향하여 집중되도록 틸트되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.The method of claim 6,
In the lens cell control step,
By forming a voltage difference between the lower electrodes and the upper electrodes, the liquid crystal layer included in the switchable lens cell is arranged as liquid crystal lenses,
The liquid crystal lens,
And a left liquid crystal lens and a right liquid crystal lens are tilted to concentrate toward the center area of the display panel by the voltage difference. 제7항에 있어서,
상기 좌측 액정렌즈들과 상기 우측 액정렌즈들은,
상기 중앙영역을 기준으로 멀어질수록 틸트되는 각도가 커지는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.The method of claim 7, wherein
The left liquid crystal lenses and the right liquid crystal lenses,
And a tilting angle increases as the distance from the center area increases. 제7항에 있어서,
상기 하부전극들과 상부전극들은,
일정 레벨차를 두고 스윙하는 전압에 의해 전압차가 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.The method of claim 7, wherein
The lower electrodes and the upper electrodes,
And a voltage difference is formed by a voltage swinging at a predetermined level difference. 제6항에 있어서,
상기 하부전극들에 공급되는 제1 내지 제N하부전극전압은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다르고,
상기 상부전극들에 공급되는 제1 내지 제L상부전극전압은 적어도 하나의 전압레벨이 다른 하나의 전압레벨과 다른 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.The method of claim 6,
The first to Nth lower electrode voltages supplied to the lower electrodes have at least one voltage level different from the other voltage level,
The first to Lth upper electrode voltages supplied to the upper electrodes are at least one voltage level different from the other voltage level.
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