KR20120102003A - 표시장치 및 그 구동 방법, 및 배리어 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

표시장치 및 그 구동 방법, 및 배리어 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20120102003A
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유이찌 이노우에
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소니 주식회사
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Abstract

표시장치는, 영상을 표시하는 표시부와; 각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 갖는 액정 배리어부를 포함한다. 액정 배리어부는, 액정층과, 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고, 제1 기판은 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함하며, 제2 기판은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고, 제2 공통 전극은 제1 공통 전극과 액정층 사이에 형성된다.

Description

표시장치 및 그 구동 방법, 및 배리어 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY AND METHOD OF DRIVING THE SAME, AS WELL AS BARRIER DEVICE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 입체시 표시가 가능한 패럴랙스 배리어 방식의 표시장치 및 그 구동 방법, 이와 같은 표시장치에 이용되는 배리어 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 입체시 표시를 실현할 수 있는 표시장치가 주목을 끌고 있다. 입체시 표시에서, 서로 시차가 있는(시점이 상이함) 좌안 영상과 우안 영상이 표시되며, 관찰자는 좌우의 눈으로 이 영상을 봄으로써 이 영상을 깊이감을 갖는 입체 영상으로 인식할 수 있다. 또한, 서로 시차가 있는 3개 이상의 영상을 표시함으로써, 관찰자에게 보다 자연스러운 입체 영상을 제공할 수 있는 표시장치도 개발되고 있다.
이러한 입체 표시장치는, 전용 안경이 필요한 것과 불필요한 것으로 대략 분류되며, 전용 안경을 착용하는 것은 관찰자에게 불편하기 때문에, 전용 안경이 필요없는 입체 표시장치가 바람직하다. 전용 안경이 필요없는 표시장치로서는, 예를 들어, 렌티큘라 렌즈(lenticular lens) 방식을 채용하는 것이나, 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식을 채용하는 것이 포함된다. 이들 방식에서, 서로 시차가 있는 복수의 영상(시점 영상)이 동시에 표시되고, 표시장치와 관찰자 시점 간의 상대적인 위치 관계(각도)에 따라 보이는 영상이 달라진다. 예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공개 제H03-119889호에는, 배리어로서 액정 소자를 이용한 패럴랙스 배리어 방식의 표시장치가 개시되어 있다.
그런데, 액정 표시장치(LCD：Liquid Crystal Display)에서는, 예를 들어 VA(Vertical Alignment; 수직 배향) 모드의 액정이 자주 이용되고 있다. 이러한 액정 표시장치에서, 전압 무인가시(오프 상태)의 액정 분자는 그 장축(major axis)이 기판면에 수직인 방향으로 배향되지만, 전압 인가시(온 상태)에는, 전압의 크기에 따라 액정 분자가 쓰러짐(경사) 배향된다. 따라서, 전압 무인가 상태에서 액정층에 전압이 인가되어 기판면에 수직으로 배향하고 있던 액정 분자가 쓰러지면, 액정 분자가 쓰러지는 방향이 임의적이어서 액정 분자의 배향이 흐트러질 우려가 있다. 이 경우, 이러한 액정 표시장치에서는, 전압에 대한 응답이 늦어진다.
따라서, 전압 응답시에 액정 분자가 쓰러지는 방향을 제어하기 위해서 미리 액정 분자를 기울여 배향하는(이른바 프리틸트를 제공함) 기술이 이용된다. 예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2002-107730호에는, 화소 전극에 복수의 슬릿을 제공하고, 대향 전극을 솔리드하게 형성(슬릿 없음) 함과 동시에, 폴리머에 의해 액정 분자를 프리틸트 상태로 유지하는 PSA(Polymer Sustained Alignment) 방식이 제안되어 있다. 이러한 프리틸트를 이용하는 기술에 따르면, 액정 분자의 전압 응답 특성을 개선할 수 있다.
그런데, 패럴랙스 배리어 방식을 채용하는 표시장치에서, 액정 소자를 이용해 배리어를 구성하는 경우, 배리어의 응답 특성의 개선이 역시 바람직하다. 그러나, 그 구체적인 방법은 아직 제안되어 있지 않다.
전술된 내용에 비추어, 액정의 응답 특성을 개선할 수 있는, 표시장치 및 그 구동 방법, 및 배리어 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표시부와 액정 배리어부를 포함하는 표시장치가 제공된다. 표시부는 영상을 표시한다. 액정 배리어부는 각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 가진다. 액정 배리어부는, 액정층과, 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판과 제2 기판을 가진다. 제1 기판은 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 가진다. 제2 기판은, 제1 공통 전극, 및 제1 공통 전극과 액정층 사이에 형성된 제2 공통 전극을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 포함하는 액정 배리어부와 표시부를 포함하는 표시장치가 제공된다. 액정 배리어부는, 수직 방향으로부터 기울어진 상태로 유지되는 액정 분자를 포함하는 액정층과, 이 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판과 제2 기판을 포함한다. 제1 기판은 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함한다. 제2 기판은, 제1 공통 전극, 및 제1 공통 전극과 액정층 사이에 형성된 제2 공통 전극을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 표시장치 구동 방법이 제공된다. 이 방법은, 각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 구동하는 단계; 액정 배리어의 구동에 동기하여 영상을 표시하는 단계; 액정 배리어를 구동할 때 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 각각 형성된 복수의 구동 전극에 구동 신호를 인가하는 단계; 및 제1 공통 전극, 또는 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극 양쪽 모두에 공통 신호를 인가하는 단계를 포함한다. 제1 공통 전극은 액정층을 개재하여 복수의 구동 전극과 이격되어 형성되고, 제2 공통 전극은 제1 공통 전극과 액정층 사이에 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액정층과, 이 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판과 제2 기판을 포함하는 배리어 장치가 제공된다. 제1 기판은 복수의 구동 전극을 포함한다. 제2 기판은, 제1 공통 전극, 및 제1 공통 전극과 액정층 사이에 형성된 제2 공통 전극을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배리어 장치 제조 방법이 제공된다. 이 방법은, 제1 기판 상에 복수의 구동 전극을 형성하는 단계; 및 제2 기판 상에 제1 공통 전극을 형성하고, 제1 공통 전극 위에 이격하여 제2 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 제1 기판과 제2 기판의 표면 사이에 액정층을 봉지하는 단계로서, 상기 표면은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극이 형성된 측에 있는, 상기 액정층을 봉지하는 단계; 적어도 제2 공통 전극 및 구동 전극을 통해 액정층에 전압을 인가하면서, 액정층을 노출시킴으로써, 액정층에 프리틸트를 제공하는 단계를 더 포함한다.
전술된 실시예에 따른 표시장치 및 그 구동 방법, 배리어 장치 및 그 제조 방법에서, 액정 배리어부의 액정 배리어들이 투광 상태로 진입함으로써, 표시부에 표시되는 영상이 관찰자에게 시각적으로 인식된다. 이 때, 액정층의 액정 분자는, 구동 전극, 제1 공통 전극, 및 제2 공통 전극의 전압에 기초하여 제어된다.
전술된 실시예에 따른 표시장치 및 그 구동 방법, 배리어 장치 및 그 제조 방법에서, 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극이 제2 기판 상에 제공되어, 액정 배리어의 응답 특성을 개선할 수 있다.
전술된 전반적 설명 및 후속하는 상세한 설명은 예시일 뿐이며, 특허청구범위에 정의된 기술에 대한 추가의 설명을 제공하도록 의도된 것임을 이해해야 한다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 높이기 위해 포함된 것으로서, 본 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 형성한다. 도면들은 실시예를 예시하며, 명세서와 함께 본 기술의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 표시장치의 구성예를 나타내는 블록도.
도 2a 및 2b는 도 1에 나타낸 입체 표시장치의 구성예를 나타내는 설명도.
도 3은 도 1에 나타낸 표시 구동부 및 표시부의 구성예를 나타내는 블록도.
도 4a 및 4b는 도 1에 나타낸 표시부의 구성예를 나타내는 설명도.
도 5a 및 5b는 도 1에 나타낸 액정 배리어부의 구성예를 나타내는 설명도.
도 6a 및 6b는 도 1에 나타낸 액정 배리어부에 따른 투명 전극층의 구성예를 나타내는 설명도.
도 7은 도 1에 나타낸 액정 배리어부에 따른 액정 분자의 배향을 나타내는 개략도.
도 8은 도 1에 나타낸 액정 배리어부의 그룹 구성예를 나타내는 설명도.
도 9a 내지 9c는 도 1에 나타낸 표시부 및 액정 배리어부의 동작예를 나타내는 개략도.
도 10a 및 10b는 도 1에 나타낸 표시부 및 액정 배리어부의 동작예를 나타내는 다른 개략도.
도 11은 도 1에 나타낸 입체 표시장치의 동작예를 나타내는 타이밍도.
도 12a 내지 12e는 도 1에 나타낸 액정 배리어부에 따른 액정층에서의 등전위 분포를 나타내는 특성도.
도 13은 도 1에 나타낸 액정 배리어부에 따른 액정층에서의 액정 분자의 배향을 나타내는 개략도.
도 14는 도 1에 나타낸 액정 배리어부의 투과율을 나타내는 특성도.
도 15는 도 1에 나타낸 액정 배리어부의 제조 공정을 나타내는 플로우차트.
도 16a 및 16b는 도 1에 나타낸 액정 배리어부의 프리틸트 제공 단계를 나타내는 설명도.
도 17은 실시예의 비교예에 따른 액정 배리어부의 구성예를 나타내는 단면도.
도 18은 실시예의 비교예에 따른 액정 배리어부의 액정층에서의 액정 분자의 배향을 나타내는 개략도.
도 19는 실시예의 변형예에 따른 액정 배리어부에서의 투명 전극층의 구성예를 나타내는 설명도.
도 20은 실시예의 또 다른 변형예에 따른 액정 배리어부에서의 투명 전극층의 구성예를 나타내는 설명도.
도 21은 실시예의 또 다른 변형예에 따른 액정 배리어부에서의 투명 전극층의 구성예를 나타내는 설명도.
도 22는 실시예의 또 다른 변형예에 따른 액정 배리어부에서의 투명 전극층의 구성예를 나타내는 단면도.
도 23a 및 도 23b은 변형예에 따른 입체 표시장치의 구성예를 나타내는 설명도.
도 24a 및 24b는 변형예에 따른 입체 표시장치의 동작예를 나타내는 개략도.
도 25a 및 25b는 또 다른 변형예에 따른 액정 배리어부의 구성예를 나타내는 평면도.
도 26a 내지 26c는 또 다른 변형예에 따른 표시부 및 액정 배리어부의 동작예를 나타내는 개략도.
이하에서, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 기술될 것이다.
[구성예]
(전반적 구성예)
도 1은 실시예에 따른 입체 표시장치(1)의 구성예를 나타낸다. 입체 표시장치(1)는, 액정 배리어를 이용한 패럴랙스 배리어 방식의 표시장치이다. 본 기술의 실시예들에 따른 표시장치의 구동 방법, 배리어 장치, 및 배리어 장치의 제조 방법은, 본 실시예에 의해 구현되므로 함께 설명된다는 점에 유의한다. 입체 표시장치(1)는, 제어부(40)와, 표시 구동부(50)와, 표시부(20)와, 백라이트 구동부(42)와, 백라이트(30)와, 배리어 구동부(41)와, 액정 배리어부(10)를 포함한다.
제어부(40)는, 외부에서 공급되는 영상 신호(Sdisp)에 기초해, 표시 구동부(50), 백라이트 구동부(42), 및 배리어 구동부(41)에 제어 신호를 공급하여, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어하는 회로이다. 구체적으로는, 제어부(40)는, 영상 신호(Sdisp)에 기초하는 영상 신호(S)를 표시 구동부(50)에 공급하고, 백라이트 제어 신호(CBL)를 백라이트 구동부(42)에 공급하며, 배리어 제어 신호(CBR)를 배리어 구동부(41)에 공급한다. 여기서, 입체 표시장치(1)가 입체시 표시를 수행하는 경우에, 각각의 영상 신호(S)는, 후술되는 바와 같이, 영상 신호들(SA 및 SB)을 포함하고, 이들 영상 신호들 각각은 복수(이 예에서는 6개)의 시점 영상을 가진다.
표시 구동부(50)는 제어부(40)로부터 공급되는 영상 신호(S)에 기초해 표시부(20)를 구동한다. 이 예에서, 표시부(20)는 액정 표시부이며, 액정 표시 소자를 구동해 백라이트(30)로부터 방출된 광을 변조함으로써 표시를 수행한다.
백라이트 구동부(42)는 제어부(40)로부터 공급되는 백라이트 제어 신호(CBL)에 기초하여 백라이트(30)를 구동한다. 백라이트(30)는 면발광의 광을 표시부(20)에 방출하는 기능을 가진다. 백라이트(30)는, 예를 들어, LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등을 이용하여 구성된다.
배리어 구동부(41)는 제어부(40)로부터 공급되는 배리어 제어 신호(CBR)에 기초해 배리어 구동 신호(DRV)를 생성하고, 생성된 신호를 액정 배리어부(10)에 공급한다. 액정 배리어부(10)는, 백라이트(30)로부터 방출되어 표시부(20)를 지나는 광이 투과(개방 동작) 또는 차단(폐쇄 동작)되게끔 하며, 액정을 이용해 구성된 복수의 개폐부(11 및 12)(후술)를 가진다.
도 2a 및 2b는 입체 표시장치(1)의 주요부의 구성예를 나타내며, 각각 입체 표시장치(1)의 분해 사시도 구성과 입체 표시장치(1)의 측면도를 나타낸다. 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 입체 표시장치(1)에서, 이들 부품들은, 백라이트(30), 표시부(20), 및 액정 배리어부(10)의 순서로 배치되어 있다. 즉, 백라이트(30)로부터 방출된 광은 표시부(20) 및 액정 배리어부(10)를 통해 관찰자에게 도달한다. (표시 구동부(50) 및 표시부(20))
도 3은 표시 구동부(50) 및 표시부(20)의 블록도의 일례이다. 표시 구동부(50)는, 타이밍 제어부(51), 게이트 구동기(52), 및 데이터 구동기(53)를 포함한다. 타이밍 제어부(51)는 게이트 구동기(52) 및 데이터 구동기(53)의 구동 타이밍을 제어하고, 제어부(40)로부터 공급된 영상 신호(S)를 영상 신호(S1)로서 데이터 구동기(53)에 공급한다. 게이트 구동기(52)는 타이밍 제어부(51)에 의해 수행되는 타이밍 제어에 따라, 표시부(20) 내의 화소 Pix를 행별로 선택하고 순차적으로 주사(scan)한다. 데이터 구동기(53)는 영상 신호(S1)에 기초한 화소 신호를 표시부(20)의 각 화소 Pix에 공급한다. 구체적으로는, 데이터 구동기(53)는, 영상 신호(S1)에 기초해 D/A(디지털/아날로그) 변환을 수행함으로써, 아날로그 신호인 화소 신호를 생성하고, 생성된 화소 신호를 각 화소 Pix에 공급한다.
도 4a 및 4b는 표시부(20)의 구성예를 나타내며, 각각 화소 Pix의 회로도의 일례와 표시부(20)의 단면 구성을 나타낸다.
화소 Pix는, 도 4a에 도시된 바와 같이, TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터) 소자(Tr), 액정 소자(LC), 및 유지 용량 소자(C)를 포함한다. TFT 소자(Tr)는, 예를 들어 MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor; 금속 산화물 반도체-전계 효과 트랜지스터)을 이용하여 구성되며, 여기서, 게이트는 게이트선(G)에 접속되고, 소스는 데이터선(D)에 접속되며, 드레인은 액정 소자(LC)의 일단과 유지 용량 소자(C)의 일단에 접속되어 있다. 액정 소자(LC)는, 그 일단이 TFT 소자(Tr)의 드레인에 접속되고, 타단은 접지되어 있다. 유지 용량 소자(C)는, 그 일단이 TFT 소자(Tr)의 드레인에 접속되고, 타단은 유지 용량선(Cs)에 접속되어 있다. 게이트선(G)은 게이트 구동기(52)에 접속되고, 데이터선(D)은 데이터 구동기(53)에 접속된다.
표시부(20)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 구동 기판(207)과 대향 기판(208) 사이에 액정층(203)을 봉지함으로써 형성된다. 구동 기판(207)은, 투명 기판(201), 화소 전극(202), 및 편광판(206a)을 가진다. 투명 기판(201)에서, 상기 TFT 소자(Tr)를 포함하는 화소 구동 회로(도시 생략)가 형성되고, 이 투명 기판(201) 상에는, 각 화소 Pix마다 화소 전극(202)이 배치되어 있다. 또한, 화소 전극(202)이 배치된 면과는 반대의 투명 기판(201)의 면에 편광판(206a)이 부착된다. 대향 기판(208)은, 투명 기판(205), 대향 전극(204), 및 편광판(206b)을 가진다. 투명 기판(205)에는 도시되지 않은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 형성되어 있고, 또한, 액정층(203)측의 표면에는, 대향 전극(204)이 각 화소 Pix에 공통되는 전극으로서 배치되어 있다. 대향 전극(204)이 배치된 면과는 반대의 투명 기판(205)의 면에는, 편광판(206b)이 부착된다. 편광판(206a) 및 편광판(206b)은, 서로 크로스 니콜(crossed Nichol) 또는 패러렐 니콜(parallel Nichol)이 되도록 부착된다.
(액정 배리어부(10) 및 배리어 구동부(41))
도 5a 및 5b는, 액정 배리어부(10)의 구성예를 나타내며, 각각 액정 배리어부(10)의 개폐부의 배치 구성과 액정 배리어부(10)의 V-V 화살표 방향의 단면 구성을 나타낸다. 이 예에서는, 액정 배리어부(10)는 노멀리-블랙(normally-black) 동작을 수행하는 것으로 가정된다는 점에 유의한다. 즉, 액정 배리어부(10)는 구동되어 있지 않은 상태에서는 광을 차단하는 것으로 가정된다.
액정 배리어부(10)는 이른바 패럴랙스 배리어이며, 도 5a에 도시된 바와 같이, 광을 투과하거나 차단시킬 수 있는 개폐부(액정 배리어)(11 및 12)를 갖고 있다. 이들 개폐부(11 및 12)는, 입체 표시장치(1)가 통상의 표시(2차원 표시)를 수행하는지 또는 입체시 표시를 수행하는지에 따라, 상이하게 동작한다. 구체적으로는, 개폐부(11)는, 후술되는 바와 같이, 통상의 표시 시에는 개방 상태(투광 상태)이고, 입체시 표시 시에는 폐쇄 상태(차광 상태)이다. 개폐부(12)는, 후술되는 바와 같이, 통상의 표시 시에는 개방 상태(투광 상태)이고, 입체시 표시 시에는 개방/폐쇄 동작을 시분할적으로 수행한다.
이들 개폐부(11 및 12)는, 이 예에서는 Y 방향으로 연장되도록 제공되어 있다. 이 예에서는, 개폐부(11)의 폭 E1과 개폐부(12)의 폭 E2는 서로 상이하며, 여기서는, 예를 들어, E1＞E2이다. 그러나, 개폐부들(11 및 12) 간의 폭의 대소 관계는 이것으로 한정되지 않고, E1＜E2 일 수도 있고, E1 = E2일 수도 있다. 이와 같은 개폐부(11 및 12)는 액정층(후술되는 액정층 300)을 포함하도록 구성되고, 액정층(300)에 인가되는 구동 전압에 의해 개방과 폐쇄가 전환된다.
액정 배리어부(10)는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 구동 기판(310)과 대향 기판(320) 사이에 액정층(300)을 포함한다.
구동 기판(310)은, 투명 기판(311), 투명 전극층(312), 배향막(315), 및 편광판(316)을 포함한다. 투명 기판(311)은 유리 등으로 형성되며, 그 표면에는 도시되지 않는 TFT가 형성된다. 또한, 그 위에는, 도시되지 않는 평탄화막(flattening film)을 개재하여 투명 전극층(312)이 형성된다. 투명 전극층(312)은, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막으로 형성된다. 이 투명 전극층(312) 상에는, 배향막(315)이 형성된다. 배향막(315)으로서는, 예를 들어, 폴리이미드나 폴리실록산(polysiloxane) 등의 수직 배향제를 사용할 수 있다. 또한, 투명 전극층(312)이 형성된 면과는 반대의 구동 기판(310)의 면에 편광판(316)이 부착된다.
대향 기판(320)은, 투명 기판(321), 투명 전극층(322), 절연층(323), 투명 전극층(324), 배향막(325), 및 편광판(326)을 포함한다. 투명 기판(311)과 마찬가지로, 투명 기판(321)은 유리 등으로 형성된다. 이 투명 기판(321) 상에, 투명 전극층(322)이 형성된다. 투명 전극층(322)은 전체 면에 걸쳐서 균일하게 형성된 전극이다. 또한, 투명 전극층(322) 상에는, 절연층(323)이 형성된다. 절연층(323)은, 예를 들어, SiN으로 형성된다. 절연층(323) 상에, 투명 전극층(324)이 형성된다. 투명 전극층(322 및 324)은, 투명 전극층(312)과 마찬가지로, 예를 들어 ITO등의 투명 도전막으로 형성된다. 투명 전극층(324)은, 후술하는 바와 같이, 전체 면에 걸쳐서 균일하게 형성된 전극에 복수의 슬릿이 제공되어 있는 층이다. 또한, 투명 전극층(324) 상에는, 배향막(325)이 형성된다. 배향막(325)으로서는, 배향막(315)과 마찬가지로, 예를 들어 폴리이미드나 폴리실록산 등의 수직배향제가 사용될 수 있다. 투명 전극층(322 및 324) 등이 형성되어 있는 면과는 반대의 대향 기판(320)의 면에는, 편광판(326)이 부착된다. 편광판(316) 및 편광판(326)은, 서로 크로스 니콜(crossed Nichol)이 되도록 부착된다. 구체적으로는, 예를 들어, 편광판(316)의 투과축은 수평 방향 X로 배열되고, 편광판(326)의 투과축은 수직 방향 Y로 배열된다.
액정층(300)은, 예를 들어, 수직 배향형의 액정 분자를 포함한다. 이 액정 분자는, 장축(major axis)과 단축(minor axis) 각각이 중심축 역할을 하는 회전 대칭 형상이며, 음의 유전 이방성(장축 방향의 유전 상수가 단축 방향의 유전 상수보다 작은 속성)을 나타낸다.
투명 전극층(312)은, 투명 전극(110 및 120)을 가진다. 투명 전극층(322 및 324)은, 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분에 걸쳐서, 이른바 공통 전극으로서 제공된다. 이들 투명 전극층(322 및 324)에는, 후술되는 바와 같이, 액정 배리어부(10)를 동작시킬 때 서로 동일한 공통 전압 Vcom(예를 들어, 0 V의 DC 전압)이 인가되고, 액정 배리어부(10)의 제조시에는 서로 상이한 전압이 인가된다. 투명 전극층(312)의 투명 전극(110), 투명 전극(110)에 대응하는 투명 전극층(322)의 부분, 및 투명 전극(110)에 대응하는 투명 전극층(324)의 부분은, 개폐부(11)에 포함된다. 마찬가지로, 투명 전극층(312)의 투명 전극(120), 투명 전극(120)에 대응하는 투명 전극층(322)의 부분, 및 투명 전극(120)에 대응하는 투명 전극층(324)의 부분은, 개폐부(12)에 포함된다. 이와 같은 구성에 의해, 액정 배리어부(10)에서, 투명 전극층(322 및 324)에 전압을 인가하고 투명 전극(110) 또는 투명 전극(120)에 전압을 선택적으로 인가함으로써, 액정층(300)이 그 전압에 따른 액정 분자 배향을 취하고, 개폐부(11 및 12) 각각에 대해 개방/폐쇄 동작을 수행하는 것이 가능하다.
도 6a 및 6b는 액정 배리어부(10)에서의 투명 전극층(312 및 324)의 구성예를 나타낸다. 도 6a는 투명 전극층(312)에서의 투명 전극(110 및 120) 및 투명 전극층(324)의 구성예를 나타내고, 도 6b는 도 6a에 나타낸 VI-VI 화살표 방향의 액정 배리어부(10)의 단면 구성을 나타낸다.
투명 전극(110 및 120)은 개폐부(11 및 12)의 연장 방향과 동일한 방향(수직 방향 Y)으로 연장되도록 형성된다. 또한, 투명 전극층(324)에는, 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분에서, 투명 전극(110 및 120)의 연장 방향을 따라 슬릿 영역(70)이 나란히 제공된다. 각 슬릿 영역(70)은 줄기 슬릿(61 및 62)과 가지 슬릿(63)을 갖고 있다. 줄기 슬릿(61)은 투명 전극(110 및 120)의 연장 방향과 동일한 방향(수직 방향 Y)으로 연장되도록 형성되고, 줄기 슬릿(62)은 이 줄기 슬릿(61)을 교차하는 방향(이 예에서는, 수평 방향 X)으로 연장되도록 형성된다. 각 슬릿 영역(70)에는, 줄기 슬릿(61) 및 줄기 슬릿(62)에 의해 분할된 4개의 서브-슬릿 영역(도메인)(71 내지 74)이 제공된다.
가지 슬릿(63)은 각 서브-슬릿 영역(71 내지 74)의 줄기 슬릿(61 및 62)으로부터 연장되도록 형성된다. 가지 슬릿(63)의 슬릿폭은 서브-슬릿 영역(71 내지 74)에서 서로 동일하며, 마찬가지로, 가지 슬릿(63)들의 간격도 이들 서브-슬릿 영역(71 내지 74)에서 서로 동일하다. 서브-슬릿 영역(71 내지 74)의 가지 슬릿(63)은 각각의 영역에서 동일한 방향으로 연장되고 있다. 서브-슬릿 영역(71)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향과 서브-슬릿 영역(73)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향은, 수직 방향 Y를 축으로 하여 대칭이 된다. 마찬가지로, 서브-슬릿 영역(72)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향과 서브-슬릿 영역(74)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향은, 수직 방향 Y를 축으로 하여 대칭이 된다. 또한, 서브-슬릿 영역(71)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향과 서브-슬릿 영역(72)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향은, 수평 방향 X를 축으로 하여 대칭이 된다. 마찬가지로, 서브-슬릿 영역(73)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향과 서브-슬릿 영역(74)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향은, 수평 방향 X를 축으로 하여 대칭이 된다. 이 예에서는, 구체적으로는, 서브-슬릿 영역(71 및 74)의 가지 슬릿(63)은, 수평 방향 X로부터 반시계방향으로 소정의 각도(예를 들어, 45도)만큼만 회전시킨 방향으로 연장되고 있고, 서브-슬릿 영역(72 및 73)의 가지 슬릿(63)은, 수평 방향 X로부터 시계방향으로 소정의 각도(예를 들어, 45도)만큼만 회전시킨 방향으로 연장되고 있다. 이와 같은 구성은, 관찰자가 입체 표시장치의 표시 화면을 관찰할 때, 좌방향 및 우방향으로부터 보았을 때의 시야각 특성을 대칭적이게 할 수 있고, 또한, 윗방향 및 아래방향으로부터 보았을 때의 시야각 특성을 대칭적이게 할 수 있다.
투명 전극층(322)은, 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분에 걸쳐서 균일하게 형성된다. 즉, 투명 전극층(322)은, 투명 전극층(324)에 형성된 투명전극에 대응하는 부분 뿐만이 아니라, 줄기 슬릿(61 및 62) 및 가지 슬릿(63)에 대응하는 부분에도 형성된다.
도 7은, 액정층(300)에서, 전압 무인가시의 액정 분자(M)의 배향을 나타낸다. 액정층(300)에서, 배향막(315 및 325)과의 계면 부근의 액정 분자(M)의 장축 방향은, 배향막(315 및 325)으로부터 제어에 의해 기판면에 관해 대략 수직 방향으로 배향되면서 그 수직 방향으로부터 약간 기울어진 상태로 유지된다. 즉, 배향막(315 및 325)과의 계면 부근에서, 액정층(300)에는 이른바 프리틸트가 부여된다. 그 수직 방향으로부터의 기울기각(프리틸트각) θ는, 예를 들어 3도 정도이다. 이와 같은 프리틸트는 액정층(300)의 배향막(315 및 325)과의 계면 부근의 폴리머에 의해 유지되고 있고, 계면 부근의 이 액정 분자의 배향을 추종하여, 다른 액정 분자들(예를 들어, 액정층(300)의 두께 방향에서의 중앙 부근의 액정 분자)도 유사한 방향으로 배향되고 있다.
이 구성에 의해, 투명 전극층(312)(투명 전극 110 및 120), 투명 전극층(322), 및 투명 전극층(324)에 전압을 인가하면, 액정층(300)의 양측간 전압의 전위차가 커지고 액정층(300)에서의 광의 투과율이 증가하여, 개폐부(11 및 12)는 차광 상태(폐쇄 상태)로부터 투광 상태(개방 상태)에 변한다. 이 때, 전술된 프리틸트에 의해, 전압의 인가에 응답하여 액정 분자(M)이 신속하게 쓰러짐으로써, 투광 상태(개방 상태)로의 변경이 신속하게 발생한다. 반면, 그 전위차가 작아지면, 액정층(300)에서의 광의 투과율이 감소하여, 개폐부(11 및 12)는 차광 상태(폐쇄 상태)가 된다.
이 예에서는, 액정 배리어부(10)가 노멀리-블랙 동작을 수행하지만, 이러한 예로 한정되는 것은 아니고, 대신에 노멀리-화이트 동작을 수행할 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 이 경우, 액정층(300)에 인가되는 전압의 전위차가 커지면, 개폐부(11 및 12)는 차광 상태가 되는 반면, 그 전위차가 작아지면, 개폐부(11 및 12)는 투광 상태가 된다. 노멀리-블랙 동작과 노멀리-화이트 동작 간의 선택은, 예를 들어, 편광판의 편광축의 조정에 의해 설정될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
배리어 구동부(41)는, 제어부(40)로부터 공급되는 배리어 제어 신호(CBR)에 기초하여 배리어 구동 신호(DRV)를 생성하고, 액정 배리어부(10)의 투명 전극(110)(개폐부 11)과 투명 전극(120)(개폐부 12)을 구동한다. 구체적으로는, 후술되는 바와 같이, 배리어 구동부(41)는, 개폐부(11)를 구동할 때는 투명 전극(110)에 배리어 구동 신호(DRV)를 인가하고, 개폐부(12)를 구동할 때는 투명 전극(120)에 배리어 구동 신호(DRV)를 인가한다. 배리어 구동 신호(DRV)는, 개폐부(11 및 12)를 폐쇄 동작(차광 상태)시킬 때는 공통 전압 Vcom(예를 들어, 0 V)을 갖는 DC 신호가 되고, 개폐부(11 및 12)를 개방 동작(투광 상태)시킬 때는 AC 신호가 된다.
액정 배리어부(10)에서, 개폐부(12)는 그룹을 형성하고, 동일한 그룹에 속하는 개폐부(12)는, 입체시 표시를 수행할 때, 동일한 타이밍으로 개방 동작 및 폐쇄 동작을 수행하도록 구성된다. 이하에서, 개폐부(12)의 그룹을 설명한다.
도 8은 개폐부(12)의 그룹 구성예를 나타낸다. 개폐부(12)는 이 예에서는 2개의 그룹을 형성한다. 구체적으로는, 나란히 배열된 개폐부(12)들이 교대로 그룹 A 및 그룹 B를 형성하도록 구성되어 있다. 이하에서는, 그룹 A에 속하는 개폐부(12)에 대한 총칭으로서 개폐부(12A)를 사용하고, 마찬가지로, 그룹 B에 속하는 개폐부(12)에 대한 총칭으로서 개폐부(12B)를 사용할 것이라는 점에 유의한다.
입체시 표시를 수행할 때, 배리어 구동부(41)는, 동일한 그룹에 속하는 개폐부(12)가 동일한 타이밍으로 개폐 동작을 수행하도록 구동을 실행한다. 구체적으로는, 후술되는 바와 같이, 배리어 구동부(41)는, 그룹 A에 속하는 개폐부(12A)에는 배리어 구동 신호(DRVA)를 공급하고, 그룹 B에 속하는 개폐부(12B)에는 배리어 구동 신호(DRVB)를 공급하여, 시분할적으로 교대로 개방 동작 및 폐쇄 동작을 하도록 구동한다.
도 9a 내지 9c는, 입체시 표시 및 통상의 표시(2차원 표시)를 수행할 때의 액정 배리어부(10)의 상태를, 단면 구조를 이용해 개략적으로 나타낸다. 도 9a는 입체시 표시를 수행하는 상태를 나타내고, 9b는 입체시 표시를 수행하는 또 다른 상태를 나타내며, 도 9c는 통상의 표시를 수행하는 상태를 나타낸다. 액정 배리어부(10)에서, 개폐부(11) 및 개폐부(12)(개폐부 12A 및 12B)가 교대로 배치된다. 이 예에서는, 표시부(20)의 6개의 화소 Pix마다 하나의 개폐부(12A)가 제공된다. 마찬가지로, 표시부(20)의 6개의 화소 Pix마다 하나의 개폐부(12B)가 제공된다. 이하의 설명에서는, 화소 Pix는 3개의 서브 픽셀(RGB)을 포함하는 것으로 가정되지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 화소 Pix는 서브 픽셀일 수도 있다. 또한, 액정 배리어부(10)에서, 광이 차단되는 부분은 대각선 음영 영역으로 가리키고 있다.
입체시 표시를 수행할 때, 표시 구동부(50)에 영상 신호(SA 및 SB)가 교대로 공급되고, 표시부(20)는 이들 신호에 기초하여 표시를 수행한다. 또한, 액정 배리어부(10)에서, 개폐부(12)(개폐부 12A 및 12B)는 시분할적으로 개방/폐쇄 동작을 수행하고, 개폐부(11)는 폐쇄된 상태(차광 상태)를 유지한다. 구체적으로는, 영상 신호(SA)가 공급될 때, 도 9a에 도시된 바와 같이, 개폐부(12A)는 개방 상태가 되고, 개폐부(12B)는 폐쇄 상태가 된다. 표시부(20)에서, 후술되는 바와 같이, 이 개폐부(12A)에 대응하는 위치에 배치된 서로 인접하는 6개의 화소 Pix는, 영상 신호(SA)에 포함된 6개의 시점 영상에 대응하는 표시를 수행한다. 이것에 의해, 관찰자는, 예를 들어 좌안과 우안 간의 상이한 시점 영상을 봄으로써, 표시된 영상을 입체적인 영상으로서 느낄 수 있다. 마찬가지로는, 영상 신호(SB)가 공급될 때, 도 9b에 도시된 바와 같이, 개폐부(12B)는 개방 상태가 되고, 개폐부(12A)는 폐쇄 상태가 된다. 표시부(20)에서, 이 개폐부(12B)에 대응하는 위치에 배치된 서로 인접하는 6개의 화소 Pix는, 영상 신호(SB)에 포함된 6개의 시점 영상에 대응하는 표시를 수행한다. 이것에 의해, 관찰자는, 예를 들어 좌안과 우안 간의 상이한 시점 영상을 봄으로써, 표시된 영상을 입체적인 영상으로서 느낄 수 있다. 입체 표시장치(1)에서, 이와 같이 개폐부(12A)와 개폐부(12B)를 교대로 개방하여 영상을 표시함으로써, 후술되는 바와 같이, 표시장치의 해상도를 높이는 것이 가능하다.
통상의 표시(2차원 표시)를 수행할 때, 액정 배리어부(10)에서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 개폐부(11) 및 개폐부(12)(개폐부 12A 및 12B) 모두는 개방 상태(투광 상태)를 유지한다. 이것에 의해, 관찰자는 영상 신호(S)에 기초해 표시부(20)에 표시된 통상의 2차원 영상을 있는 그대로 볼 수가 있다.
여기서, 개폐부(11 및 12)는 본 발명에 있어서의 "액정 배리어"의 구체적인 예에 대응한다. 구동 기판(310)은, 본 발명에 있어서의 "제1 기판"의 구체적인 예에 대응한다. 대향 기판(320)은, 본 발명에 있어서의 "제2 기판"의 구체적인 예에 대응한다. 투명 전극(110 및 120)은, 본 발명에 있어서의 "구동 전극"의 구체적인 예에 대응한다. 투명 전극층(322)은, 본 발명에 있어서의 "제1 공통 전극"의 구체적인 예에 대응하며, 투명 전극층(324)은, 본 발명에 있어서의 "제2 공통 전극"의 구체적인 예에 대응한다. 개폐부(12)(개폐부 12A 및 12B)는, 본 발명에 있어서의 "제1 액정 배리어"의 구체적인 예에 대응하며, 개폐부(11)은, 본 발명에 있어서의 "제2 액정 배리어"의 구체적인 예에 대응한다.
[동작 및 기능]
다음으로, 본 실시예의 입체 표시장치(1)의 동작 및 기능을 설명한다.
(전체 동작의 개요)
우선, 도 1을 참조하여 입체 표시장치(1)의 전체 동작의 개요를 설명한다. 외부에서 공급되는 영상 신호(Sdisp)에 기초하여, 제어부(40)는, 표시 구동부(50), 백라이트 구동부(42), 및 배리어 구동부(41) 각각에 제어 신호를 공급하여, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어한다. 백라이트 구동부(42)는 제어부(40)로부터 공급되는 백라이트 제어 신호(CBL)에 기초하여 백라이트(30)를 구동한다. 백라이트(30)는 면발광의 광을 표시부(20)에 방출한다. 표시 구동부(50)는 제어부(40)로부터 공급되는 영상 신호(S)에 기초해 표시부(20)를 구동한다. 표시부(20)는 백라이트(30)로부터 방출된 광을 변조함으로써 표시를 수행한다. 배리어 구동부(41)는 제어부(40)로부터 공급되는 배리어 제어 신호(CBR)에 기초해 배리어 구동 신호(DRV)를 생성하여, 그 생성된 배리어 구동 신호(DRV)를 액정 배리어부(10)에 공급한다. 액정 배리어부(10)의 개폐부(11 및 12)(12A 및 12B)는, 배리어 제어 명령(CBR)에 기초하여 개방/폐쇄 동작을 수행하고, 백라이트(30)로부터 방출되어 표시부(20)를 지나는 광이 투과되거나 차단되게끔 한다.
(입체시 표시의 상세한 동작)
다음으로, 몇개의 도면을 참조해, 입체시 표시를 수행하는 때의 상세 동작을 설명한다.
도 10a 및 10b는 표시부(20) 및 액정 배리어부(10)의 동작예를 나타낸다. 도 10a는 영상 신호(SA)가 공급되는 경우를 나타내고, 도 10b는 영상 신호(SB)가 공급되는 경우를 나타낸다.
영상 신호(SA)가 공급될 때, 도 10a에 도시된 바와 같이, 표시부(20)의 각각의 화소 Pix는, 영상 신호(SA)에 포함된 각각의 6개의 시점 영상에 대응하는 화소 정보(P1 내지 P6)를 표시한다. 이 때, 화소 정보(P1 내지 P6)는 개폐부(12A) 부근에 배치된 화소 Pix에 표시된다. 영상 신호(SA)가 공급될 때, 액정 배리어부(10)는, 개폐부(12A)가 개방 상태(투광 상태)가 되고 개폐부(12B)가 폐쇄 상태가 되도록 제어된다. 표시부(20)의 각 화소 Pix를 떠나는 광은, 개폐부(12A)에 의해 각각 각도가 제한된 후에 출력된다. 관찰자는, 예를 들어, 좌안으로 화소 정보(P3)를 보고 우안으로 화소 정보(P4)를 봄으로써, 입체적인 영상을 볼 수 있다.
영상 신호(SB)가 공급될 때, 도 10b에 도시된 바와 같이, 표시부(20)의 각각의 화소 Pix는, 영상 신호(SB)에 포함된 6개의 시점 영상에 대응하는 화소 정보(P1 내지 P6)를 표시한다. 이 때, 화소 정보(P1 내지 P6)는 개폐부(12B) 부근에 배치된 각각의 화소 Pix에 표시된다. 영상 신호(SB)가 공급될 때, 액정 배리어부(10)는, 개폐부(12B)가 개방 상태(투광 상태)가 되고 개폐부(12A)가 폐쇄 상태가 되도록 제어된다. 표시부(20)의 각 화소 Pix를 떠나는 광은, 개폐부(12B)에 의해 각각 각도가 제한된 후에 출력된다. 관찰자는, 예를 들어, 좌안으로 화소 정보(P3)를 보고, 우안으로 화소 정보(P4)를 봄으로써, 입체적인 영상을 볼 수 있다.
이런 식으로, 관찰자는 화소 정보(P1 내지 P6) 중에서 좌안과 우안간에 다른 화소 정보를 보게 되어, 관찰자가 입체적인 영상을 보는 것처럼 느낄 수 있다. 또한, 개폐부(12A)와 개폐부(12B)를 시분할적으로 교대로 개방해 영상을 표시함으로써, 관찰자는 서로 어긋난 위치에 표시되는 영상들의 평균적 영상을 보게 된다. 따라서, 입체 표시장치(1)는, 개폐부(12A)만을 갖는 경우에 비해 2배 높은 해상도를 실현할 수 있다. 즉, 입체 표시장치(1)의 해상도는, 2차원 표시의 경우에 비해 1/3(=1/6×2)이 될 수 있다.
도 11은, 입체 표시장치(1)에서의 표시 동작의 타이밍도로서, (A)는 표시부(20)의 동작을 나타내고, (B)는 백라이트(30)의 동작을 나타내며, (C)는 배리어 구동 신호(DRVA)의 파형을 나타내고, (D)는 개폐부(12A)에서의 광의 투과율(T)을 나타내며, (E)는 배리어 구동 신호(DRVB)의 파형을 나타내고, (F)는 개폐부(12B)에서의 광의 투과율(T)을 나타낸다.
도 11의 (A)의 세로축은, 표시부(20)의 라인-순차적 주사 방향(Y 방향)의 위치를 나타내고 있다. 즉, 도 11의 (A)는, 어떤 시간에서, Y 방향 위치에서의 표시부(20)의 동작 상태를 나타내고 있다. 도 11의 (A)에서, “SA”는 표시부(20)가 영상 신호(SA)에 기초하여 표시를 수행하고 있는 상태를 나타내고, “SB”는 표시부(20)가 영상 신호(SB)에 기초하여 표시를 수행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
입체 표시장치(1)에서, 개폐부(12A)에서의 표시(영상 신호 SA에 기초하는 표시)와 개폐부(12B)에서의 표시(영상 신호 SB에 기초하는 표시)는, 주사 주기(T1)로 수행되는 라인-순차적 주사에 의해, 시분할적으로 수행된다. 이러한 두 종류의 표시가 표시 주기(T0) 마다 반복된다. 여기서, 예를 들어, 표시 주기(T0)는, 16.7 [msec](60[Hz]의 한 주기에 대응)일 수 있다. 이 경우, 주사 주기(T1)는, 4.2 [msec](표시 주기 T0의 4분의 1에 대응)이다.
입체 표시장치(1)는, 타이밍 기간 t2 내지 t3에서 영상 신호(SA)에 기초하여 표시를 수행하고, 타이밍 기간 t4 내지 t5에서 영상 신호(SB)에 기초하여 표시를 수행한다. 상세한 내용이 이하에서 설명될 것이다.
우선, 타이밍 기간 t1 내지 t2에서, 표시부(20)에서는, 표시 구동부(50)로부터 공급되는 구동 신호에 기초해 최상부로부터 최하부까지 라인-순차적 주사가 수행되고, 영상 신호(SA)에 기초한 표시가 수행된다(도 11의 (A)). 배리어 구동부(41)는, 배리어 구동 신호(DRVA)로서의 AC 신호를, 개폐부(12A)에 관련된 투명 전극(120)에 인가한다(도 11의 (C)). 이것에 의해, 액정 배리어부(10)에서는, 개폐부(12A)의 광의 투과율(T)이 상승한다(도 11의 (D)). 이 타이밍 기간 t1 내지 t2에서, 백라이트(30)는 소등된다(도 11의 (B)). 이것에 의해, 관찰자는, 표시부(20)에서, 영상 신호(SB)에 기초한 표시로부터 영상 신호(SA)에 기초한 표시로의 과도기적인 변화, 및 개폐부(12)에서의 광의 투과율(T)의 과도기적인 변화를 보는 일이 없기 때문에, 화질 열화를 저감할 수 있다.
후속해서, 타이밍 기간 t2 내지 t3에서, 표시부(20)에서는, 표시 구동부(50)로부터 공급되는 구동 신호에 기초해 최상부로부터 최하부까지 라인-순차적 주사가 수행되고, 영상 신호(SA)에 기초한 표시가 다시 한번 수행된다(도 11의 (A)). 배리어 구동부(41)는, 타이밍 t2에서 배리어 구동 신호(DRVA)의 전압을 반전시킨 다음, 그 전압을 개폐부(12A)에 관련된 투명 전극(120)에 인가한다. 액정 배리어부(10)에서, 개폐부(12A)에서는 광의 투과율(T)이 충분히 높아져, 개폐부(12A)는 개방 상태가 된다(도 11의 (D)). 백라이트(30)는 이 타이밍 기간 t2 내지 t3에서 점등된다(도 11의 (B)). 이것에 의해, 관찰자는, 타이밍 기간 t2 내지 t3에서, 표시부(20)의 영상 신호(SA)에 기초한 표시를 볼 수 있다.
그 다음, 타이밍 기간 t3 내지 t4에서, 표시부(20)에서는, 표시 구동부(50)로부터 공급되는 구동 신호에 기초해 최상부로부터 최하부까지 라인-순차적 주사가 수행되어, 영상 신호(SB)에 기초한 표시가 수행된다(도 11의 (A)). 배리어 구동부(41)는, 배리어 구동 신호(DRVA)로서 0 V의 DC 전압을 개폐부(12A)에 관련된 투명 전극(120)에 인가하고, 배리어 구동 신호(DRVB)로서의 AC 신호를 개폐부(12B)에 관련된 투명 전극(120)에 인가한다(도 11의 (E)). 이것에 의해, 액정 배리어부(10)에서는, 개폐부(12A)의 광의 투과율(T)은 저하되고(도 11의 (D)), 개폐부(12B)의 광의 투과율(T)은 상승한다(도 11의 (F)). 이 타이밍 기간 t3 내지 t4에서, 백라이트(30)는 소등된다(도 11의 (B)). 이것에 의해, 관찰자는, 표시부(20)에서, 영상 신호(SA)에 기초한 표시로부터 영상 신호(SB)에 기초한 표시로의 과도기적인 변화, 및 개폐부(12)에서의 광의 투과율(T)의 과도기적인 변화를 보는 일이 없기 때문에, 화질 열화를 저감할 수 있다.
또한, 타이밍 기간 t4 내지 t5에서, 표시부(20)에서는, 표시 구동부(50)로부터 공급되는 구동 신호에 기초해 최상부로부터 최하부까지 라인-순차적 주사가 수행되어, 영상 신호(SB)에 기초한 표시가 다시 한번 수행된다(도 11의 (A)). 배리어 구동부(41)는, 타이밍 t4에서 배리어 구동 신호(DRVB)의 전압을 반전시킨 다음, 그 전압을 개폐부(12B)에 관련된 투명 전극(120)에 인가한다. 액정 배리어부(10)에서, 개폐부(12B)에서의 광의 투과율(T)이 충분히 높아지고, 개폐부(12B)는 개방 상태가 된다(도 11의 (F)). 이 타이밍 기간 t4 내지 t5에서, 백라이트(30)는 점등된다(도 11의 (B)). 이것에 의해, 관찰자는, 타이밍 기간 t4 내지 t5에서, 표시부(20)의 영상 신호(SB)에 기초한 표시를 볼 수 있다.
이상의 동작을 반복함으로써, 입체 표시장치(1)는, 영상 신호(SA)에 기초한 표시(개폐부 12A에서의 표시)와 영상 신호(SB)에 기초하는 표시(개폐부 12B에서의 표시)를 교대로 반복한다.
(액정 배리어부(10)의 액정층(300)의 동작)
다음으로, 개폐부(12)에 관련된 투명 전극(120)(투명 전극층 312), 및 투명 전극층(322 및 324)에 전압을 인가했을 때 수행되는 액정층(300)의 동작을 설명한다. 이하에서 개폐부(12)를 예로서 설명하지만, 개폐부(11)(투명 전극 120, 및 투명 전극층 322 및 324)의 경우에도 동작은 유사하다는 점에 유의한다.
도 12a 내지 12e 각각은, 투명 전극층(324 및 322)에 전압(Va 및 Vb)을 각각 인가할 때, 액정층(300)에서의, 도 6a 및 6b의 VI－VI 화살표 방향의 등전위 분포를 나타낸다. 도 12a 내지 12e에서는, 설명의 편의상, 투명 전극층(312)(투명 전극 120) 및 투명 전극층(322 및 324)도 역시 예시되고 있다는 점에 유의한다. 이 예에서는, 투명 전극층(324)에 인가되는 전압(Va)은 10 V이고, 투명 전극층(322)에 인가되는 전압(Vb)은, 각각, 12 V(도 12a), 10 V(도 12b), 7.5 V(도 12c), 5 V(도 12d), 0 V(도 12a)이다. 이 예에서는, 투명 전극층(312)(투명 전극 120)에는 0 V가 인가된다는 점에 유의한다.
도 12a 내지 12e에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(322)에 인가되는 전압(Vb)에 의해 액정층(300) 내의 등전위 분포는 변한다. 구체적으로는, 예를 들어, 전압(Vb)이 0 V일 때는, 액정층(300) 내에는, 도 12e에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(324)에서 각 전극이 형성되고 있는 부분에 대응하는 영역에서 등전위면(L)이 호(arc)의 형상을 그리도록, 등전위 분포가 형성된다. 이 전압(Vb)이 높아짐에 따라, 도 12b 내지 12d에 도시된 바와 같이, 액정층(300) 내의 등전위 분포는 평탄하게 된다. 한편, 예를 들어, 전압(Vb)가 전압(Va)보다도 충분히 높은 때에는(예를 들어 Vb=12 V), 도 12a에 도시된 바와 같이, 액정층(300) 내에는, 투명 전극층(324)에서 어떠한 전극도 형성되지 않은 부분에 대응하는 영역에서 등전위면(L)이 호(arc)의 형상을 그리도록, 등전위 분포가 형성된다.
도 13은 액정 배리어부(10)의 개방 동작시(투광 동작시)의 액정층(300)의 액정 분자(M)의 배향을 나타낸다. 이 예에서는, 전압들(Va 및 Vb)은 모두 10 V이며, 투명 전극층(312)에는 0 V가 인가된다. 이 조건은, 전압들(Va 및 Vb)이 모두 0 V이고 투명 전극층(312)(투명 전극 120)에는 -10 V가 인가되고 있는 경우와 동등하다는 점에 유의한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 액정 분자(M)은 장축이 등전위면(L)과 평행하도록 배향된다. 이 조건하에서, 등전위 분포가 액정층(300)에서 거의 평탄하게 되고, 따라서, 액정층(300) 내의 액정 분자(M)은 장축이 기판면과 평행한 방향이 되도록 거의 균일하게 배향된다.
도 14는 다양한 전압(Vb)을 투명 전극층(322)에 인가했을 때의 액정층(300)의 투과율(T)을 나타내는 것이다. 도 12a 내지 12e와 도 13에서와 마찬가지로, 전압(Va)는 10 V이며, 투명 전극층(312)에는 0 V가 인가된다는 점에 유의한다.
전압(Vb)가 8 V로부터 상승함에 따라, 도 14에 도시된 바와 같이, 액정층(300)의 투과율(T)는 상승한다. 이 예에서는, 전압(Vb)이 10.5 V정도가 되었을 때에 투과율(T)이 가장 높다. 후속해서, 전압(Vb)을 더욱 높이면 투과율(T)이 감소한다.
액정층(300)의 투과율(T)은, 액정 분자(M)를 기판면에 평행한 방향으로 배향함으로써 상승한다. 따라서, 이 예는, 투명 전극층(322)에 10.5 V정도의 전압(Vb)을 인가할 때 등전위 분포가 가장 평탄하게 되는 것을 나타내고 있다. 이와 같이, 등전위 분포를 평탄하게 하기 위해서 투명 전극층(322)에 인가되는 전압(Vb)(10.5 V)는, 절연층(323) 때문에 투명 전극층(324)에 인가하는 전압(Va)(10 V)보다 약간 높다. 즉, 투명 전극층(322)에 10.5 V를 인가하면, 투명 전극층(324)의 슬릿 부분을 통해 구동 기판(310)의 투명 전극층(312)과 투명 전극층(322) 사이의 액정층(300) 및 절연층(323)에 전계가 생성되고, 그 슬릿 부분의 전압이 약 10 V가 된다. 그 결과, 투명 전극층(324)에서, 전극이 제공되는 부분과 제공되어 있지 않은 부분(슬릿 부분)은 전압이 거의 같게 되어, 액정층(300)에 인가되는 전압이 균일하게 된다. 이런 식으로, 투명 전극층(322)에 인가되는 전압을 투명 전극층(324)에 인가되는 전압보다 절연층(323)의 양만큼 높게 함으로써 등전위 분포를 평탄하게 할 수 있다.
이런 식으로, 액정 배리어부(10)에서, 투명 전극층(322)이 제공되고, 개폐부(11 및 12)를 개방 상태(투광 상태)로 할 때 이 투명 전극층(322)에 전압이 인가됨으로써, 액정층(300)에서의 등전위 분포를 평탄하게 할 수고 투과율(T)을 높일 수 있다.
전술된 바와 같이, 액정 배리어부(10)를 동작시킬 때, 액정층(300)의 투과율(T)을 높이기 위해, 투명 전극층(322 및 324)은 액정층(300)에서의 등전위 분포를 평탄하게 하도록(예를 들어, 도 12b) 구동된다. 구체적으로는, 전술된 바와 같이, 개폐부(11 및 12)를 열린 상태(투광 상태)에 있게 할 때, 배리어 구동부(41)는, 예를 들어, 투명 전극층(322 및 324)에 0 V를 인가하고, 투명 전극층(312)에는, 저레벨이 -10 V이고 고레벨이 10 V인 AC 신호가 인가된다(도 11의 (C) 및 (E)). 한편, 액정 배리어부(10)를 제조할 때, 프리틸트를 제공하기 위해서, 투명 전극층(322 및 324)은 전계 왜곡(수평 전계)을 갖는 등전위 분포를 갖도록(예를 들어, 도 12c) 구동된다. 이하에서, 액정 배리어부(10)의 제조 공정을 설명한다.
(액정 배리어부 10의 제조 공정)
도 15는 액정 배리어부(10)의 제조 공정을 나타낸다. 액정 배리어부(10)의 제조 공정은 배리어 제조 단계(P10)와 프리틸트 제공 단계(P20)를 포함한다. 배리어 제조 단계(P10)에서, 구동 기판(310) 및 대향 기판(320)이 제조되고, 그 다음, 구동 기판(310)과 대향 기판(320) 사이에 액정층(300)을 형성하여 봉지한다. 프리틸트 제공 단계에서, 구동 기판(310) 및 대향 기판(320)의 각 전극에 전압을 인가하고 전극에 UV를 조사함으로써 프리틸트를 제공하고, 마지막으로, 편광판(316 및 326)을 부착한다. 상세한 내용이 이하에서 설명될 것이다.
우선, 배리어 제조 단계(P10)에서, 구동 기판(310)을 제조한다(단계 S11). 구체적으로는, 우선, 예를 들어 증착법이나 스퍼터링법에 의해 투명 기판(311)의 표면에 투명 전극층(312)을 형성한 다음, 포토리소그래피법에 의해 직사각형으로 패터닝하여, 투명 전극(110 및 120)을 형성한다. 평탄화막에 컨택 홀이 제공되고, 이 컨택 홀을 통해 투명 전극층(312)이 투명 기판(311) 상에 형성된 금속 등으로 형성된 주변 배선에 접속된다는 점에 유의한다. 후속해서, 투명 전극층(312)의 표면, 및 투명 전극층(312)의 투명 전극(110 및 120)의 갭(슬릿)에 의해 노출된 평탄화막의 표면을 피복하도록, 예를 들어 스핀 코팅에 의해 수직 배향제를 도포해 베이킹함으로써, 배향막(315)을 형성한다.
다음으로, 대향 기판(320)을 제조한다(단계 S12). 구체적으로는, 우선, 예를 들어 증착법이나 스퍼터링법에 의해 투명 기판(321)의 표면에 투명 전극층(322)을 형성한다. 후속해서, 예를 들어 플라즈마 CVD법에 의해, 이 투명 전극층(322) 상에 절연층(323)을 소망한 두께로 형성한다. 그 다음, 예를 들어 증착법이나 스퍼터링법에 의해, 절연층(323) 상에 투명 전극층(324)을 형성한 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하여 줄기 슬릿(61 및 62)이나 가지 슬릿(63)을 형성한다. 후속해서, 예를 들어 스핀 코팅법에 의해, 투명 전극층(324)의 표면 및 투명 전극층(324)의 줄기 슬릿(61 및 62)이나 가지 슬릿(63)에 의해 노출된 절연층(323)의 표면을 피복하도록 수직 배향제를 도포한 다음 베이킹하여 배향막(325)을 형성한다.
그 다음, 액정층을 형성하고 봉지한다(단계 S13). 구체적으로는, 우선, 단계(S11)에서 제조된 구동 기판(310)의 주변 영역에, 예를 들어 UV 경화성 또는 열경화성 씰부(seal section)를 인쇄하여 형성한다. 후속해서, 씰부에 의해 둘러싸인 영역내에, 예를 들어 UV 경화성 모노머(monomer)를 혼입시킨 액정을 적하 주입함으로써 액정층(300)을 형성한다. 그 후, 구동 기판(310) 상에, 예를 들어 감광성의 아크릴 수지로 형성된 스페이서를 개재하여 대향 기판(320)을 배치하고, 씰부를 경화시킨다. 이런 식으로, 구동 기판(310)과 대향 기판(320) 사이에서 액정층(300)이 봉지된다.
그 다음, 프리틸트 제공 단계(P20)에서, 전압이 인가된다(단계 S21). 구체적으로는, 대향 기판(320)에서, 투명 전극층(324)에 전압(Va)(예를 들어, 10 V)을 인가하고, 투명 전극층(322)에 전압(Va)보다 낮은 전압(Vb)(예를 들어, 7.5 V)를 인가한다. 또, 구동 기판(310)에서, 투명 전극층(312)의 모든 투명 전극(110 및 120)에 0 V를 인가한다. 이것에 의해, 액정층(300)에는, 예를 들어 도 12c에 도시된 바와 같이 전계 왜곡(수평 전계)이 발생하고, 액정 분자(M)는 투명 전극층(324)의 서브슬릿 영역(71 내지 74)의 패턴에 따라 기울어진다.
그 다음, UV를 조사한다(단계 S22). 구체적으로는, 단계(S21)에 기술된 바와 같이 전압을 인가하면서 UV 조사를 수행한다.
도 16a 및 16b는, 프리틸트를 제공할 때의 액정층(300)에서의 액정 분자(M)의 상태를 나타내며, 각각 UV 조사시의 상태와, UV 조사 후의 상태를 나타낸다. 도 16a에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(322 및 324) 및 투명 전극층(312)의 모든 투명 전극(110 및 120)에 전압을 인가하고, 액정 분자(M)가 기울어진 상태로 UV 조사를 수행함으로써, 액정층(300)에 혼입된 모노머가 배향막(315 및 325)과의 계면 부근에서 경화된다. 후속해서, 이들 전극들 모두에 0 V를 인가하면, 계면 부근에 형성된 폴리머는, 도 16b에 도시된 바와 같이, 액정 분자(M)를 수직 방향으로부터 약간 기울어진 상태로 유지한다. 이런 식으로, 액정 분자(M)에 프리틸트 각(θ)이 부여된다.
그 다음, 편광판을 부착한다(단계 S23). 구체적으로는, 편광판(316)은 액정층(300)을 봉지하고 있는 면과는 반대의 투명 기판(311)의 면에 부착되고, 편광판(326)은 액정층(300)을 봉지하고 있는 면과는 반대의 투명 기판(321)의 면에 부착된다. 이 때, 편광판(316 및 326)은, 노멀리-블랙 동작을 수행하는 액정 배리어를 제조할 때 서로 크로스 니콜 배치가 되도록 부착된다.
이상에 의해, 액정 배리어부(10)가 완성된다.
이런 식으로, 액정 배리어부(10)에서, 투명 전극층(324)이 제공되고 액정 배리어부(10)의 제조시에 이 투명 전극층(324)에 전압을 인가하여, 프리틸트가 제공될 수 있다.
(비교예)
그 다음, 비교예에 따른 액정 배리어부(10R)를 설명하고, 비교예와 대비하여 본 실시예의 기능을 설명한다.
본 비교예는, 대향 기판에서, 투명 전극층(322)을 포함하지 않는 대향 기판(320R)을 이용하여 액정 배리어부(10R)를 구성하는 예이다. 그 외의 구성은, 본 비교예는 본 실시예(도 1 등)와 같다.
도 17은 본 비교예에 따른 액정 배리어부(10R)의 구성예를 나타낸다. 액정 배리어부(10R)는 대향 기판(320R)을 갖고 있다. 대향 기판(320R)은, 본 실시예에 따른 대향 기판(320)에서 투명 전극층(322) 및 절연층(323)을 제거하여 형성된다.
도 18은, 본 비교예에 따른 액정 배리어부(10R)의 개방 동작시(투광 동작시)의 액정층(300)의 액정 분자(M)의 배향을 나타낸다. 본 비교예에 따른 액정 배리어부(10R)에서, 본 실시예에 따른 액정 배리어부(10)와 달리, 대향 기판에 투명 전극층(322)이 제공되지 않으므로, 도 18에 도시된 바와 같이, 액정층(300)에서, 등전위 분포를 균일하게 하는 것이 어렵고, 투명 전극층(324)의 전극의 각 단부에 대응하는 부분(Z)에서 전계 왜곡(수평 전계)이 발생한다. 액정 분자(M)는 그 장축이 등전위면과 평행이 되도록 배향하기 때문에, 이 부분(Z)에서, 액정 분자(M)는 기판면에 대해서 평행한 방향으로부터 어긋나, 액정층(300)의 투과율(T)을 감소시킨다. 구체적으로는, 도 14의 점선으로 표시된 바와 같이, 본 비교예에 따른 액정 배리어부(10R)의 투과율(T)은 낮은 값(예를 들어 0.88 정도)을 취한다.
반면, 본 실시예에 따른 액정 배리어부(10)에서는, 투명 전극층(322)이 제공되고, 개폐부(11 및 12)가 개방 상태(투광 상태)로 될 때 투명 전극층(322)에 전압을 인가함으로써, 이 부분(Z)에서 전계 왜곡(수평 전계)의 발생을 방지할 수가 있기 때문에, 액정층(300)의 투과율(T)의 저하를 억제할 수가 있다.
[효과]
전술된 바와 같이, 본 실시예에서는, 투명 전극층(322)이 제공되고 개폐부(11 및 12)가 개방 상태(투광 상태)로 될 때 이 투명 전극층(322)에 전압이 인가되므로, 투명 전극층(324)에서 전극 부분 뿐만 아니라 슬릿 부분에도 충분한 전압을 인가할 수가 있다. 따라서, 액정층에서 등전위 분포를 평탄하게 할 수가 있고 투과율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 투명 전극층(324)이 제공되고 액정 배리어부의 제조시에, 이 투명전극층(324)에 임의의 전압을 인가할 수 있으므로, 프리틸트 제공시의 액정 배향을 안정시킬 수가 있고, 동작 동안에, 이 프리틸트에 의해 배리어의 응답 특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 액정 배리어부의 제조시에 투명 전극층(322)에도 임의의 전압을 인가할 수 있어서, 전압 인가에 의해 프리틸트각을 조정할 수 있다.
[변형예 1]
상기 실시예에서는, 투명 전극층(324)은 4개의 서브-슬릿 영역(도메인)(71 내지 74)을 갖지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니다. 이하에서, 예로서, 이 투명 전극층이 2개의 서브-슬릿 영역을 갖는 경우를 설명한다.
도 19는 본 변형예에 따른 액정 배리어부에서 투명 전극층(312 및 424)의 구성예를 나타낸다. 투명 전극층(424)의 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분들에는, 각각, 줄기 슬릿(61)에 의해 분할된 2개의 서브-슬릿 영역(81 및 82)이 제공되고 있다.
가지 슬릿(63)은, 서브-슬릿 영역(81 및 82) 각각에서, 줄기 슬릿(61)으로부터 연장되도록 형성된다. 서브-슬릿 영역(81 및 82)의 가지 슬릿(63)은, 각 영역 내에서 동일한 방향으로 연장되는 반면 서브-슬릿 영역마다 상이한 방향으로 연장되고 있다. 서브-슬릿 영역(81)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향과 서브-슬릿 영역(82)의 가지 슬릿(63)의 연장 방향은, 수직 방향 Y를 축으로 하여 대칭이 된다. 이 예에서는, 구체적으로는, 서브-슬릿 영역(81)의 가지 슬릿(63)은, 수평 방향 X로부터 반시계방향으로 소정의 각도(예를 들어, 45도) 만큼 회전시킨 방향으로 연장되고 있고, 서브-슬릿 영역(82)의 가지 슬릿(63)은, 수평 방향 X로부터 시계방향으로 소정의 각도(예를 들어, 45도) 만큼 회전시킨 방향으로 연장되고 있다.
이 경우에도, 개폐부가 개방 상태(투광 상태)로 될 때 투명 전극층(322)에 전압을 인가함으로써, 액정층(300)에서의 등전위 분포를 평탄하게 하여 투과율(T)을 높일 수 있고, 또한, 액정 배리어부의 제조시에 투명 전극층(424)에 전압을 인가함으로써 프리틸트를 제공할 수 있다.
[변형예 2]
상기 실시예에서는, 투명 전극층(324)은 가지 슬릿(63)을 갖지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 예를 들어, 복수의 가지-모양 전극을 나란히 배치할 수도 있다. 상세한 내용이 이하에서 설명될 것이다.
도 20은 본 변형예에 따른 액정 배리어부에서의 투명 전극층(312 및 324B)의 구성예를 나타낸다. 투명 전극층(324B)은, 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분에서, 투명 전극(110 및 120)의 연장 방향으로 연장되는 줄기 부분(61B)을 갖고 있다. 또한, 투명 전극층(324B)에는, 그 줄기 부분(61B)의 연장 방향을 따라 복수의 서브-전극 영역(70B)이 나란히 제공된다. 각 서브-전극 영역(70B)은 줄기 부분(62B)과 가지 부분(63B)을 갖고 있다. 줄기 부분(62B)은 줄기 부분(61B)과 교차하는 방향으로 연장되도록 형성되고, 이 예에서는, 수평 방향 X로 연장되고 있다. 각 서브-전극 영역(70B)에는, 줄기 부분(61B) 및 줄기 부분(62B)에 의해 분할된 4개의 가지 영역(도메인)(71B 내지 74B)이 제공된다. 가지 영역(71B 내지 74B)의 가지 부분(63B)은 각 영역 내에서 동일한 방향으로 연장되고 있다. 이들 가지 부분들(63B) 사이의 영역은 상기 실시예에서의 가지 슬릿(63)에 대응한다. 도 20에서는, 수평 방향 X에서 서로 인접하는 서브-전극 영역(70B)은 서로 접속되어 있지 않지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 줄기 부분(62B)을 연장시킴으로써 서로 접속될 수도 있다는 점에 유의한다.
도 21은 상기 변형예 1에 따른 액정 배리어부에 본 변형예를 적용할 때의 투명 전극층(312 및 424B)의 구성예를 나타낸다. 투명 전극층(424B)의 투명 전극(110 및 120)에 대응하는 부분들에는, 각각, 줄기 부분(61B)에 의해 분할된 2개의 가지 영역(81B 및 82B)이 제공되어 있다. 가지 영역(81B 및 82B)의 가지 부분(63B)은 각각의 영역 내에서 동일한 방향으로 연장되고 있다. 이들 가지 부분들(63B) 사이의 영역은 상기 실시예에서의 가지 슬릿(63)에 대응한다.
[변형예 3]
상기 실시예에서는, 배리어 구동부(41)는 액정 배리어부(10)를 동작시킬 때 투명 전극층(322) 및 투명 전극층(324) 양쪽 모두를 구동했지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 예를 들어, 투명 전극층(322)만을 구동할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 투명 전극층(324)을 플로팅 상태로 만드는 것이 가능하다.
[변형예 4]
상기 실시예에서는, 개폐부(11 및 12)가 개방/폐쇄 동작을 수행할 때 투명 전극층(322 및 324) 양쪽 모두에 0 V를 인가했지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니다. 대신에, 0 V 이외의 전압을 인가할 수도 있고, 투명 전극층(322) 및 투명 전극층(324)에 서로 상이한 전압을 인가할 수도 있다.
[변형예 5]
상기 실시예에서는, 액정 배리어부(10)의 제조시에 투명 전극층(322)에 전압(Va)보다 낮은 전압(Vb)을 인가했지만, 이것으로만 한정되는 것은 아니고, 대신에, 전압(Va)와 동일한 전압(Vb)(예를 들어, 10 V)을 인가할 수도 있다. 이 경우, 마찬가지로, 예를 들어 도 12b에 도시된 바와 같이 전계 왜곡(수평 전계)이 발생하기 때문에, 프리틸트를 제공할 수도 있다.
[변형예 6]
상기 실시예에서는, 액정 배리어부(10)의 제조시에 투명 전극층(322) 및 투명 전극층(324)의 양쪽 모두에 전압을 인가했지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 투명 전극층(324)만을 구동할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 투명 전극층(322)을 플로팅 상태로 만드는 것이 가능하다.
[변형예 7]
상기 실시예에서는, 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(322)은, 전체 면에 걸쳐 균일하게 형성되었지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니다. 대신에, 예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(324)에서 가지 슬릿(63)이 형성되는 부분에 대응하는 위치에서 전극(투명 전극층 322B)을 형성할 수도 있다. 이 때, 투명 전극층(322B)의 전극과 투명 전극층(324)의 전극은 도 22의 부분(Pow)로 표시된 바와 같이 서로 중첩하는 것이 바람직하다.
이상, 실시예 및 몇개의 변형예를 이용하여 본 기술을 설명했지만, 본 기술은 이들 실시예 등으로만 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 상기 실시예 등에서는, 입체 표시장치(1)의 백라이트(30), 표시부(20), 액정 배리어부(10)는, 이 순서로 배열되었지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니다. 대신에, 도 23a 및 23b에 도시된 바와 같이, 백라이트(30), 액정 배리어부(10), 및 표시부(20)가 이 순서로 배열될 수도 있다.
도 24a 및 24b는, 본 변형예에 따른 표시부(20) 및 액정 배리어부(10)의 동작예를 나타내며, 각각 영상 신호(SA)가 공급되는 경우와 영상 신호(SB)가 공급되는 경우를 나타낸다. 본 변형예에서는, 백라이트(30)로부터 방출된 광은 먼저 액정 배리어부(10)에 입사된다. 그 광 중에서, 개폐부(12A 및 12B)를 투과한 광이 표시부(20)에서 변조되어 6개의 시점 영상이 출력된다.
또한, 예를 들어, 상기 실시예 등에서는, 액정 배리어의 개폐부는 Y축 방향으로 연장되지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 예를 들어, 도 25a에 나타낸 계단 배리어 타입(step barrier type)이나 도 25b에 나타낸 대각 배리어 타입(diagonal barrier type)일 수도 있다. 계단 배리어 타입은, 예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2004-264762호에 설명되어 있다. 대각 배리어 타입은, 예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2005-86506호에 설명되어 있다.
또한, 예를 들어, 상기 실시예 등에서는, 개폐부(12)는 2개의 그룹을 형성하지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 예를 들어 3개 이상의 그룹을 형성할 수도 있다. 이것에 의해, 표시의 해상도를 더욱 향상시킬 수 있다. 상세한 내용이 이하에서 설명될 것이다.
도 26a 내지 26c는 개폐부(12)가 3개의 그룹 A, B, C를 형성하는 예를 나타낸다. 상기 실시예와 같이, 개폐부(12A)는 그룹 A에 속하는 개폐부(12)를 나타내며, 개폐부(12B)는 그룹 B에 속하는 개폐부(12)를 나타내며, 개폐부(12C)는 그룹 C에 속하는 개폐부(12)를 나타낸다.
이와 같이, 개폐부(12A, 12B, 12C)를 시분할적으로 교대로 개방하여 영상을 표시함으로써, 본 변형예에 따른 입체 표시장치는, 개구부(12A)만이 제공되는 경우에 비해 3배 높은 해상도를 실현할 수 있다. 즉, 이 입체 표시장치의 해상도는 2차원 표시의 경우에 비해 1/2(=1/6×3)이 될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 실시예 등에서는, 영상 신호(SA 및 SB)가 6개의 시점 영상을 포함하지만, 이 예로만 한정되는 것은 아니고, 5개 이하의 시점 영상이나 7개 이상의 시점 영상을 포함할 수도 있다. 이 경우, 도 9a 내지 9c에 나타낸 액정 배리어부(10)의 개폐부(12A 및 12B)와 화소 Pix 간의 관계도 변한다. 즉, 예를 들어, 영상 신호(SA 및 SB)가 5개의 시점 영상을 포함할 때에는, 표시부(20)의 5개의 화소 Pix마다 개폐부(12A)를 제공하는 것이 바람직하고, 마찬가지로, 표시부(20)의 5개의 화소 Pix마다 개폐부(12B)를 제공하는 것이 바람직하다.
게다가, 예를 들어, 상기 실시예 등에서는, 표시부(20)는 액정 표시부이지만, 이 예만으로 한정되는 것은 아니고, 대신에, 예를 들어 유기 EL(Electro Luminescence)을 이용한 EL 표시부일 수도 있다. 이 경우, 도 1에 나타낸 백라이트 구동부(42) 및 백라이트(30)는 제공되지 않을 수 있다.
본 기술은 이하와 같이 구성될 수 있다는 점에 주목해야 한다.
(1) 표시장치로서,
영상을 표시하는 표시부; 및
각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 갖는 액정 배리어부를 포함하고,
상기 액정 배리어부는,
액정층과,
상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고, 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되는, 표시장치.
(2) 상기 액정 배리어부의 액정 배리어들 각각을 구동하는 구동부를 더 포함하고,
상기 구동부는 상기 제1 공통 전극을 구동하거나, 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극 양쪽 모두를 구동하는, 상기 (1)에 따른 표시장치.
(3) 상기 구동부가 상기 제2 공통 전극도 구동하는, 상기 (2)에 따른 표시장치.
(4) 상기 제2 공통 전극은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치들에서 복수의 슬릿을 갖는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 표시장치.
(5) 상기 액정 배리어는 미리결정된 방향으로 연장되도록 형성되고,
상기 제2 공통 전극은 줄기 슬릿 부분과 복수의 가지 슬릿 부분을 포함하며,
상기 줄기 슬릿 부분은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 미리결정된 방향으로 연장되며, 상기 복수의 가지 슬릿 부분은 상기 줄기 슬릿 부분의 양측에 형성되는, 상기 (4)에 따른 표시장치.
(6) 상기 액정 배리어는 미리결정된 방향으로 연장되도록 형성되고,
상기 제2 공통 전극은 줄기 부분과 복수의 가지 부분을 포함하고, 상기 줄기 부분은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치에 형성되고 상기 미리결정된 방향으로 연장되며, 상기 줄기 부분의 양측에 형성되는 상기 복수의 가지 부분은 상기 복수의 슬릿을 형성하는, 상기 (4)에 따른 표시장치.
(7) 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는, 상기 (1) 내지 (6) 중 임의의 하나에 따른 표시장치.
(8) 3차원 영상 표시 모드와 2차원 영상 표시 모드를 포함한 복수의 영상 모드를 더 포함하고,
상기 복수의 액정 배리어는 복수의 제1 액정 배리어와 복수의 제2 액정 배리어를 포함하며,
상기 3차원 영상 표시 모드에서는 상기 표시부가 복수의 상이한 시점 영상을 표시가능하게 하고, 상기 복수의 제1 액정 배리어를 투광 상태가 되게 하면서 상기 복수의 제2 액정 배리어를 차광 상태가 되게 함으로써 3차원 영상이 표시가능하고,
상기 2차원 영상 표시 모드에서는, 상기 표시부가 하나의 시점 영상을 표시가능하게 하고, 상기 복수의 제1 액정 배리어 및 상기 복수의 제2 액정 배리어가 투광 상태가 되게 함으로써 2차원 영상이 표시가능한, 상기 (1) 내지 (7) 중 임의의 하나에 따른 표시장치.
(9) 상기 복수의 제1 액정 배리어는 복수의 배리어 그룹으로 그룹화되고,
상기 3차원 영상 표시 모드에서는, 상기 복수의 제1 액정 배리어를 각 배리어 그룹마다 투광 상태와 차광 상태 사이에서 시분할적으로 전환가능하게 하는, 상기 (8)에 다른 표시장치.
(10) 백라이트를 더 포함하고,
상기 표시부는, 상기 백라이트와 상기 액정 배리어부 사이에 배치된 액정 표시부인, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 표시장치.
(11) 백라이트를 더 포함하고,
상기 표시부는, 상기 백라이트와 상기 액정 표시부 사이에 배치된 액정 표시부인, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 표시장치.
(12) 표시장치로서,
표시부; 및
각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 갖는 액정 배리어부를 포함하고,
상기 액정 배리어부는,
수직 방향으로부터 기울어진 상태로 유지된 액정 분자를 포함하는 액정층과,
상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 기판은, 상기 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함하고,
상기 제2 기판은, 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고,
상기 제2 공통 전극은 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성된, 표시장치.
(13) 표시장치 구동 방법으로서,
각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 구동하는 단계;
상기 액정 배리어의 구동에 동기하여 영상을 표시하는 단계;
상기 액정 배리어를 구동할 때 상기 액정 배리어 각각에 대응하는 위치에 각각 형성된 복수의 구동 전극에 구동 신호를 인가하는 단계; 및
제1 공통 전극, 또는 상기 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극 양쪽 모두에 공통 신호를 인가하는 단계로서, 상기 제1 공통 전극은 액정층을 개재하여 상기 복수의 구동 전극과 이격되어 형성되고 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되는, 상기 공통 신호를 인가하는 단계
를 포함하는, 표시장치 구동 방법.
(14) 상기 구동 신호를 인가하는 단계는,
상기 제1 공통 전극에 제1 공통 신호를 인가하는 단계; 및
상기 제2 공통 전극에 제2 공통 전극을 인가하는 단계를 포함하는, 상기 (13)에 따른 구동 방법.
(15) 상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호 각각은 서로 동일한 DC 전압 레벨을 갖는 DC 신호이고,
상기 구동 신호는 상기 DC 전압 레벨과 동일한 중심 전압 레벨을 갖는 AC 구동 신호인, 상기 (14)에 따른 구동 방법.
(16) 상기 제1 공통 신호는 DC 신호이고,
상기 구동 신호는 상기 공통 신호의 DC 전압 레벨과 동일한 중심 전압 레벨을 갖는 AC 구동 신호인, 상기 (13)에 따른 구동 방법.
(17) 배리어 장치로서,
액정층; 및
상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 기판은 복수의 구동 전극을 포함하고,
상기 제2 기판은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고, 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되는, 배리어 장치.
(18) 배리어 장치 제조 방법으로서,
제1 기판 상에 복수의 구동 전극을 형성하는 단계;
제2 기판 상에 제1 공통 전극을 형성하고, 상기 제1 공통 전극 위에 이격하여 제2 공통 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면 사이에 액정층을 봉지하는 단계로서, 상기 표면은 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극이 형성되는 측에 있는 것인, 상기 액정층을 봉지하는 단계; 및
적어도 상기 제2 공통 전극 및 상기 복수의 구동 전극을 통해 상기 액정층에 전압을 인가하면서, 상기 액정층을 노출시킴으로써, 상기 액정층에 프리틸트를 제공하는 단계
를 포함하는 배리어 장치 제조 방법.
(19) 상기 액정층에 프리틸트를 제공하는 단계는, 상기 제 1의 공통 전극에도 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 상기 (18)에 따른 배리어 장치 제조 방법.
(20) 상기 제1 공통 전극과 상기 구동 전극 사이의 전위차가, 상기 제2 공통 전극과 상기 구동 전극 사이의 전위차보다 작도록, 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극에 전압을 인가하는, 상기 (19)에 따른 배리어 장치 제조 방법.
(21) 상기 제1 공통 전극에 인가되는 전압은 상기 제2 공통 전극에 인가되는 전압과 동일한, 상기 (19)에 따른 배리어 장치 제조 방법.
본 출원은, 그 전체 내용이 여기서 참조용으로 인용되는 2011년 3월 7일 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 JP 2011-49525호에 개시된 내용에 관한 주제를 포함한다.
첨부된 특허청구범위 또는 그 등가물의 범위 내에 있는 한, 설계 요건 및 기타의 요인들에 따라 다양한 수정, 조합, 부조합 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 것이다.
1, 1B : 입체 표시장치
10, 10A, 10B : 액정 배리어부
11, 12, 12A : 개폐부
20 : 표시부
30 : 백라이트
41 : 배리어 구동부
42 : 백라이트 구동부
40 : 제어부
50 : 표시 구동부

Claims (21)

  1. 표시장치로서,
    영상을 표시하는 표시부; 및
    각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 갖는 액정 배리어부(liquid-crystal barrier section)를 포함하고,
    상기 액정 배리어부는,
    액정층, 및
    상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 상기 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하며, 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성된, 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 배리어부의 액정 배리어들 각각을 구동하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 구동부는 상기 제1 공통 전극을 구동하거나, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 양쪽 모두를 구동하는, 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동부가 상기 제2 공통 전극도 구동하는, 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 전극은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치들에서 복수의 슬릿(slits)을 갖는, 표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액정 배리어는 미리결정된 방향으로 연장되도록 형성되고,
    상기 제2 공통 전극은 줄기 슬릿 부분(trunk slit part)과 복수의 가지 슬릿 부분(branch slit parts)을 포함하며,
    상기 줄기 슬릿 부분은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 미리결정된 방향으로 연장되며, 상기 복수의 가지 슬릿 부분은 상기 줄기 슬릿 부분의 양측에 형성되는, 표시장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 액정 배리어는 미리결정된 방향으로 연장되도록 형성되고,
    상기 제2 공통 전극은 줄기 부분과 복수의 가지 부분을 포함하고, 상기 줄기 부분은 상기 액정 배리어에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 미리결정된 방향으로 연장되며, 상기 줄기 부분의 양측에 형성된 상기 복수의 가지 부분은 상기 복수의 슬릿을 형성하는, 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는, 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 3차원 영상 표시 모드와 2차원 영상 표시 모드를 포함한 복수의 영상 모드를 더 포함하고,
    상기 복수의 액정 배리어는 복수의 제1 액정 배리어와 복수의 제2 액정 배리어를 포함하며,
    상기 3차원 영상 표시 모드에서는, 상기 표시부가 복수의 상이한 시점 영상을 표시가능하게 하고, 상기 복수의 제1 액정 배리어를 투광 상태가 되게 하면서 상기 복수의 제2 액정 배리어를 차광 상태가 되게 함으로써 3차원 영상이 표시가능하고,
    상기 2차원 영상 표시 모드에서는, 상기 표시부가 하나의 시점 영상을 표시가능하게 하고, 상기 복수의 제1 액정 배리어 및 상기 복수의 제2 액정 배리어 양쪽 모두를 투광 상태가 되게 함으로써, 2차원 영상이 표시가능한, 표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 제1 액정 배리어는 복수의 배리어 그룹으로 그룹화되고,
    상기 3차원 영상 표시 모드에서는, 상기 복수의 제1 액정 배리어를 각 배리어 그룹마다 투광 상태와 차광 상태 사이에서 시분할적으로 전환가능하게 하는, 표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 백라이트(backlight)를 더 포함하고,
    상기 표시부는, 상기 백라이트와 상기 액정 배리어부 사이에 배치된 액정 표시부인, 표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 백라이트를 더 포함하고,
    상기 표시부는, 상기 백라이트와 상기 액정 표시부 사이에 배치된 액정 표시부인, 표시장치.
  12. 표시장치로서,
    표시부와;
    각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 포함하는 액정 배리어부를 포함하고,
    상기 액정 배리어부는,
    수직 방향으로부터 기울어진 상태로 유지된 액정 분자를 포함하는 액정층과,
    상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판은, 상기 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 형성된 구동 전극을 포함하고,
    상기 제2 기판은, 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고, 상기 제2 공통 전극은 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성된, 표시장치.
  13. 표시장치 구동 방법으로서,
    각각이 투광 상태와 차광 상태 사이에서 전환할 수 있는 복수의 액정 배리어를 구동하는 단계;
    상기 액정 배리어의 구동에 동기하여 영상을 표시하는 단계;
    상기 액정 배리어를 구동할 때 상기 액정 배리어들 각각에 대응하는 위치에 각각 형성된 복수의 구동 전극에 구동 신호를 인가하는 단계; 및
    제1 공통 전극, 또는 상기 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극 양쪽 모두에 공통 신호를 인가하는 단계로서, 상기 제1 공통 전극은 액정층을 개재하여 상기 복수의 구동 전극과 이격되어 형성되고 상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되는, 상기 공통 신호를 인가하는 단계
    를 포함하는, 표시장치 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구동 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 공통 전극에 제1 공통 신호를 인가하는 단계; 및
    상기 제2 공통 전극에 제2 공통 신호를 인가하는 단계
    를 포함하는, 표시장치 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 공통 신호 및 상기 제2 공통 신호 각각은 서로 동일한 DC 전압 레벨을 갖는 DC 신호이고,
    상기 구동 신호는 상기 DC 전압 레벨과 동일한 중심 전압 레벨을 갖는 AC 구동 신호인, 표시장치 구동 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1 공통 신호는 DC 신호이고,
    상기 구동 신호는 상기 공통 신호의 DC 전압 레벨과 동일한 중심 전압 레벨을 갖는 AC 구동 신호인, 표시장치 구동 방법.
  17. 배리어 장치로서,
    액정층; 및
    상기 액정층을 사이에 두도록 구성된 제1 기판 및 제2 기판
    을 포함하고,
    상기 제1 기판은 복수의 구동 전극을 포함하고,
    상기 제2 기판은 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 포함하고,
    상기 제2 공통 전극은 상기 제1 공통 전극과 상기 액정층 사이에 형성되는, 배리어 장치.
  18. 배리어 장치 제조 방법으로서,
    제1 기판 상에 복수의 구동 전극을 형성하는 단계;
    제2 기판 상에 제1 공통 전극을 형성하고, 상기 제1 공통 전극 위에 이격하여 제2 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면 사이에 액정층을 봉지하는 단계로서, 상기 표면은 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극이 형성되는 측에 있는 것인, 상기 액정층을 봉지하는 단계; 및
    적어도 상기 제2 공통 전극 및 상기 복수의 구동 전극을 통해 상기 액정층에 전압을 인가하면서, 상기 액정층을 노출시킴으로써, 상기 액정층에 프리틸트(pretilt)를 제공하는 단계
    를 포함하는 배리어 장치 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 액정층에 프리틸트를 제공하는 단계는, 상기 제1 공통 전극에도 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 배리어 장치 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 공통 전극과 상기 구동 전극 사이의 전위차가, 상기 제2 공통 전극과 상기 구동 전극 사이의 전위차보다 작도록, 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극에 전압을 인가하는, 배리어 장치 제조 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제1 공통 전극에 인가되는 전압은 상기 제2 공통 전극에 인가되는 전압과 동일한, 배리어 장치 제조 방법.
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