KR20130080766A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130080766A
KR20130080766A KR1020120154657A KR20120154657A KR20130080766A KR 20130080766 A KR20130080766 A KR 20130080766A KR 1020120154657 A KR1020120154657 A KR 1020120154657A KR 20120154657 A KR20120154657 A KR 20120154657A KR 20130080766 A KR20130080766 A KR 20130080766A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
display device
display panel
electrode
width
parallax barrier
Prior art date
Application number
KR1020120154657A
Other languages
English (en)
Inventor
노리후미 호시노
요시히사 사토
유타카 이마이
Original Assignee
소니 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 주식회사 filed Critical 소니 주식회사
Publication of KR20130080766A publication Critical patent/KR20130080766A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/30—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers
    • G02B30/31—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers involving active parallax barriers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof

Abstract

본 발명의 실시예들은 표시 장치(예를 들어, 육안형 입체 화상 표시 장치)와 같은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및 복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어를 포함한다. 전자 디바이스는 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭을 갖는 제1 세팅과 복수의 광 투과부 중 그 적어도 하나가 제1 폭과는 상이한 제2 폭을 갖는 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능하다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 소위 육안형(naked-eye type) 입체 화상들을 표시할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
종래 기술에서, 시차(parallax)를 갖는 2개의 화상들을 관찰하는 화상 관찰자에 의한 입체시(stereoscopy)를 실현하는 다양한 입체 화상 표시 장치들이 존재한다. 입체 화상 표시 장치의 타입들은 시차 화상들이 안경에 의해 분리되어 좌우 눈으로 입력되는 안경 타입 및 시차 화상들이 안경을 사용하지 않고 좌우 눈으로 입력되는 육안 타입(무안경 타입)으로 크게 분류된다. 또한, 육안형 입체 화상 표시 장치로서, 투과형 표시 패널(2차원 화상 표시 디바이스)과 렌티큘러 렌즈가 조합된 렌티큘러 타입 입체 화상 표시 장치 및 투과형 표시 패널과 시차 배리어가 조합된 시차 배리어 타입 입체 화상 표시 장치가 실용화되고 있다.
시차 배리어 타입 입체 화상 표시 장치는 통상적으로, 수평 방향(가로 방향) 및 수직 방향(세로 방향)으로 2차원 매트릭스로 배열된 복수의 화소를 포함하는 투과형 표시 패널, 및 수직 방향으로 실질적으로 연장되고 수평 방향으로 교대로 배열되는 복수의 광 투과부와 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어에 의해 구성된다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 2005-086056 참조). 투과형 표시 패널은 빈번하게 액정 표시 디바이스를 포함하고, 배면으로부터 면 조명 디바이스에 의해 조사되며, 각 화소는 일종의 광 셔터로서 기능한다. 투과형 표시 패널을 사용하여 컬러 표시를 수행하는 경에서, 통상적으로, 화소는 복수의 부화소를 포함하고, 각 부화소는 블랙 매트릭스에 의해 둘러싸인다.
그러나, 일본 공개 특허 공보 2005-086056에 개시된 화상 표시 장치에서, 시차 배리어에서의 광 투과부(개구)의 폭은 수평 화소 피치와 일치하여, 광 투과부의 폭은 고정된다. 따라서, 예를 들어, 화상 관찰자가 표시 장치에 표시되는 화상들의 고화질 및 고휘도를 요구하는 경우에, 적절하게 처리되지도 않고 지원되지 않을 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우 및 그 화상들의 고휘도를 요구하는 경우 양자를 적절하게 처리하거나 지원할 수 있는 구성 및 구조를 갖는 표시 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예는 제1 방향 및 그 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 2차원 매트릭스로 배열된 화소들을 포함하는 투과형 표시 패널; 및 투과형 표시 패널에 표시된 화상들을 복수의 시점용의 화상들로 분리하는 시차 배리어를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 시차 배리어 및 투과형 표시 패널은 소정의 갭의 공간으로 서로 대향하도록 배치되고, 시차 배리어는 제2 방향에 평행한 축선 또는 제2 방향 방향과 예각을 형성하는 축선을 따라 연장되고 제1 방향으로 교대로 배열되는 복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하고, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭은 가변이다.
실시예에 따른 표시 장치에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 가변이기 때문에서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우에는 광 투과부의 폭이 작을 수도 있고, 화상들의 고휘도를 요구하는 경우에는 광 투과부의 폭이 클 수도 있다. 따라서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우 및 그 화상들의 고휘도를 요구하는 경우 양자를 적절하게 처리하거나 지원할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 표시 장치가 가상적으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 백 배리어 타입 표시 장치에서 무아레(moire) 변조도의 시뮬레이션 결과를 예시하는 그래프 및 프런트 배리어 타입 표시 장치에서 무아레 변조도의 시뮬레이션 결과를 예시하는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 부분 코히어런스 이론의 휘도 계산에 기초한 계산을 통해 획득된 휘도 프로파일의 일례를 예시하는 그래프, 및 투과형 표시 패널의 화소의 형상 및 시차 배리어에서의 광 투과부의 형상을 포함하는 회절 계산을 예시하는 화소들, 광 투과부들 등의 개념도이다.
도 4의 (a) 내지 (l)은 백 배리어 타입 표시 장치에서 파라미터로서 W1/ND를 사용함으로써 부분 코히어런스 이론의 조명 계산에 기초한 계산을 통해 획득된 휘도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 5의 (a) 내지 (g)는 프런트 배리어 타입 표시 장치에서 파라미터로서 W1/ND를 사용함으로써 부분 코히어런스 이론의 조명 계산에 기초한 계산을 통해 획득된 휘도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 각각, 백 배리어 타입 표시 장치에서 무아레 변조도를 실제로 측정한 결과를 예시하는 그래프 및 프런트 배리어 타입 표시 장치에서 무아레 변조도를 실제로 측정한 결과를 예시하는 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 백 배리어 타입 표시 장치에서 W1=α·ND 및 W1=2α·ND일 때 크로스토크가 어떻게 변하는지를 실제로 측정한 결과들을 예시하는 그래프들이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 백 배리어 타입 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 W1/ND=1.0 및 W1/ND=2.0에서의 동작 상태를 예시하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도들이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 제2 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 W1/ND=1.0 및 W1/ND=2.0에서의 동작 상태를 예시하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도들이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다.
도 13은 제3 실시예에 따른 표시 장치에서의 투과형 표시 패널과 시차 배리어 사이의 배치 관계를 예시하는 개략도이다.
도 14는 제3 실시예의 변형예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다.
도 15는 제4 실시예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다.
도 16은 제4 실시예에 따른 백 배리어 타입 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도이다.
도 17a 및 도 17b는 제4 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 W1/ND=α 및 W1/ND=(α+1)에서의 동작 상태들을 예시하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도들이다.
도 18은 제5 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도이다.
도 19a 및 도 19b는 제5 실시예에 따른 표시 장치에서 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 W1/ND=α 및 W1/ND=(α+1)에서의 동작 상태들을 예시하는 액정 표시 디바이스의 개략적 부분 단면도들이다.
도 20은 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 투과형 표시 패널, 시차 배리어, 및 면 조명 디바이스 사이의 배치 관계를 예시하는 표시 장치의 개략적 부분 단면도이다.
도 21은 도 1에 예시된 관찰 영역들에서의 시점들(D1, D2, D3 및 D4), 투과형 표시 패널, 시차 배리어, 및 면 조명 디바이스 사이의 배치 관계를 예시하는 개략도이다.
도 22는 화소들로부터의 광 빔들이 중앙 관찰 영역의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하도록 충족된 조건을 예시하는 개략도이다.
도 23은 화소들로부터의 광 빔들이 좌측 관찰 영역의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하도록 충족된 조건을 예시하는 개략도이다.
도 24는 중앙 관찰 영역의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다.
도 25는 좌측 관찰 영역의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다.
도 26은 우측 관찰 영역의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다.
도 27은 제4 실시예에 따른 표시 장치에서 투과형 표시 패널, 시차 배리어, 및 면 조명 디바이스 사이의 배치 관계를 예시하는 표시 장치의 개략적 부분 단면도이다.
도 28a 및 도 28b는 형상에 기인한 무아레가 발생하지 않는다는 것을 예시하는, 투과형 표시 패널과 시차 배리어 사이의 배치 관계를 예시하는 개락도들이다.
도 29a 및 도 29b는 형상에 기인한 무아레가 발생하는 원인을 예시하는, 투과형 표시 패널과 시차 배리어 사이의 배치 관계를 예시하는 개락도들이다.
도 30은 종래 기술에서의 표시 장치에 무아레가 발생하는 상태를 예시하는 사진이다.
이하, 도면들을 참조하여 실시예들에 기초하여 본 발명이 설명될 것이지만, 본 발명은 이 실시예들에 제한되지 않고, 실시예들에서의 다양한 수치들 또는 재료들은 예들이다. 또한, 설명은 아래의 순서로 이루어질 것이다.
1. 본 발명의 실시예들에 따른 전체 표시 장치의 설명
2. 제1 실시예(본 발명의 실시예에 따른 표시 장치: 백 배리어 타입)
3. 제2 실시예(제1 실시예의 변형)
4. 제3 실시예(제1 실시예의 다른 변형)
5. 제4 실시예(본 발명의 실시예에 따른 표시 장치: 프런트 배리어 타입)
6. 제5 실시예(제4 실시예의 변형) 및 그 외
1. 본 발명의 실시예들에 따른 전체 표시 장치의 설명
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 시차 배리어는 적어도, 제1 기판; 제1 기판 상에 형성되고 패터닝된 제1 전극; 제1 기판과 대향하도록 배치된 제2 기판; 제1 전극과 대향하도록 제2 기판 상에 형성된 제2 전극; 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정 표시 디바이스를 가질 수도 있다. 또한, 시차 배리어가 액정 표시 디바이스를 갖는 형태는 "시차 배리어가 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태"로서 칭한다.
또한, 시차 배리어가 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 배면으로부터 투과형 표시 패널을 조사하는 면 조명 디바이스가 더 제공될 수도 있고, 시차 배리어는 투과형 표시 패널과 면 조명 디바이스 사이에 배치될 수도 있다. 편의상, 이 배치를 갖는 표시 장치를 "백 배리어 타입" 표시 장치로 칭한다. 또한, 이러한 경우에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 W1이고, 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND이며, α가 임의의 계수일 때, W1은 바람직하게는 W1=α·ND 및 W1=2α·ND의 2개의 값들로 변경되고, 또한 바람직하게는 0.95≤α≤1.05가 충족된다. 시차 배리어가 상술한 바람직한 구성을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 투과형 표시 패널의 헤이즈 값(haze value)은 바람직하게는 15% 이하이다. 백 배리어 타입 표시 장치에서, 시차 배리어가 표시 장치를 관찰하는 화상 관찰자에 의해 직접 관찰되지 않기 때문에, 투과형 표시 패널에 표시된 화상들의 품질은 저하되지 않고, 외부 광의 반사로 인해 시차 배리어의 표면에서 발생하는 컬러 얼룩의 문제가 없다. 또한, 투과형 표시 패널이 시차 배리어를 통해 면 조명 디바이스에 의해 조사되기 때문에, 투과형 표시 패널의 신뢰도가 면 조명 디바이스로부터의 조사광으로 인해 저하되는 문제가 거의 발생하지 않는다. 또한, 액정 표시 디바이스를 형성하는 기판들의 색 분산(chromatic dispersion)을 고려할 필요가 없다. 여기서, 헤이즈 값은 적분 구 타입(integral sphere type) 광 투과율 측정 디바이스를 사용하여 측정되는 투과형 표시 패널의 확산 투과율 및 총 광 투과율의 비율에 의존하여 평가될 수도 있다. 또한, 헤이즈 값에 관하여, 예를 들어, JIS K7136:2000를 참조한다. 투과형 표시 패널의 헤이즈 값을 상술한 값으로 설정하기 위해, 예를 들어, 이러한 헤이즈 값을 갖는 투명막이 투과형 표시 패널의 화상 관찰자와 대면하는 표면에 부착될 수도 있다. 다르게는, 예를 들어, 편광자의 표면을 조면화(roughening)하고 편광자 재료에서 상이한 굴절률들을 갖는 입상 물질들을 분산함으로써, 헤이즈 값이 제어될 수 있다. 헤이즈 값이 크면, 투과형 표시 패널로부터의 광은 관찰 영역을 향해 이동할 때 산란되어, 화상의 지향성에서의 감소가 시인되는 경우들이 있다.
시차 배리어의 광 투과부들 및 투과형 표시 패널의 블랙 매트릭스는 각각 규칙적으로 반복되는 형상들을 갖는다. 따라서, 시차 배리어 및 투과형 표시 패널이 평행하게 배열되는 상태에서 무아레가 발생할 수도 있다. 도 30은 종래 기술에서의 표시 장치에 무아레가 발생하는 상태를 예시하는 사진이다. 무아레는 시차 배리어의 광 투과부 및 투과형 표시 패널의 블랙 매트릭스에서의 형상들에 기인한 무아레(편의상, "형상에 기인한 무아레"라 칭함) 및 광의 회절 현상에 기인한 무아레(편의상, "회절 현상에 기인한 무아레"로 칭함)로 분류될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 백 배리어 타입 표시 장치에서 0.95≤α≤1.05가 충족되어서, 후술하는 바와 같이, 회절 현상에 기인한 무아레 뿐만 아니라 형상에 기인한 무아레를 억제하는 것이 가능하다.
다르게는, 시차 배리어가 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 시차 배리어는 투과형 표시 패널의 전면에 배치될 수도 있다. 편의상, 이 배치를 갖는 표시 장치를 "프런트 배리어 타입" 표시 장치로 칭한다. 또한, 이러한 경우에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 W1이고, 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND이며, α가 1 이상의 임의의 계수일 때, W1은 바람직하게는 W1=α·ND 및 W1=(α+1)·ND의 2개의 값들로 변경되고, 또한 바람직하게는 1<α<2가 충족된다. 시차 배리어가 상술한 바람직한 구성을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 시차 배리어의 헤이즈 값은 바람직하게는 15% 이하이다. 시차 배리어의 헤이즈 값을 상술한 값으로 설정하기 위해, 예를 들어, 이러한 헤이즈 값을 갖는 투명막이 시차 배리어의 화상 관찰자와 대면하는 표면에 부착될 수도 있다. 다르게는, 예를 들어, 편광자의 표면을 조면화하고 편광자 재료에서 상이한 굴절률들을 갖는 입상 물질들을 분산함으로써, 헤이즈 값이 제어될 수 있다.
시차 배리어가 상술한 다양한 구성들을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 차광부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭(WD21)은 제1 방향으로의 차광부의 폭(W2)보다 작다. 구체적으로는, 예를 들어, 1㎛≤W2-WD21≤15㎛가 예시될 수도 있다. 또한, 광 투과부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 예를 들어, 1㎛≤W1-WD11≤15㎛가 예시될 수도 있다. 또한, 시차 배리어가 바람직한 구성을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)은 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 변한다. 이러한 경우에서, 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 액정층은 전압이 제1 전극 및 제2 전극에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트(normally white)) 또는 광을 투과하지 않는 상태(노멀리 블랙(normally black))에 있을 수도 있다.
다르게는, 시차 배리어가 상술한 다양한 바람직한 구성들을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 제1 전극은 차광부를 형성하는 액정 표시 디바이스의 영역에 형성될 수도 있고, 광 투과부는, 제1 방향으로 평행하게 배열되는, 제1 전극이 형성되는 영역 및 제1 전극이 형성되지 않는 영역을 포함할 수도 있고, 광 투과부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 예를 들어, 1㎛≤W1-WD11≤15㎛가 예시될 수도 있다. 또한, 이러한 경우에서, 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 액정층은 전압이 제1 전극 및 제2 전극에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트)에 있어야 한다. 또한, 시차 배리어가 바람직한 구성을 포함하는 액정 표시 디바이스에 의해 구성되는 형태에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭은 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 변할 수도 있다.
또한, 상술한 다양한 바람직한 구성들을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서, 시차 배리어의 광 투과부들 및 차광부들은 제2 방향과 평행하게 연장될 수도 있거나, 시차 배리어의 축선과 제2 방향에 의해 형성되는 각도(θ)는 예각일 수도 있다. 특히, 제2 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND2일 때, θ가 아래의 식을 충족하는 경우를 고려하면, θ=tan-1(ND2/ND)가 충족되어서, 화소들과 이 화소들에 대향하는 시차 배리어의 광 투과부들 사이의 위치 관계는 시차 배리어의 축선을 따라 항상 동일하다. 따라서, 입체 표시가 수행될 때 크로스토크의 발생을 억제할 수 있어서, 고화질 입체 표시를 실현할 수 있다. 다르게는, 시차 배리어를 형성하는 광 투과부들은 시차 배리어의 축선을 따라 직선 형상으로 배열될 수도 있거나, 시차 배리어를 형성하는 광 투과부들은 시차 배리어의 축선을 따라 계단 패턴으로 배열될 수도 있다.
상술한 다양한 바람직한 형태들 및 구성들을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(이하, 몇몇 경우들에서 "본 발명의 실시예에 따른 표시 장치"로 총칭함)에서, 투과형 표시 패널은 예를 들어, 액정 표시 패널을 포함할 수도 있다. 액정 표시 패널의 구성, 구조 또는 구동 방법은 특별하게 제한되지 않는다. 투과형 표시 패널은 단색(monochrome) 표시 또는 컬러 표시를 수행할 수도 있다. 또한, 패시브 매트릭스 타입 또는 액티브 매트릭스 타입이 이용될 수도 있다. 후술하는 각 실시예에서, 액티브 매트릭스 타입 액정 표시 패널이 투과형 표시 패널로서 사용된다. 액정 표시 패널은 예를 들어, 투명 제1 전극을 갖는 프런트 패널, 투명 제2 전극을 갖는 리어 패널(rear panel), 및 프런트 패널과 리어 패널 사이에 배치된 액정 재료를 포함한다. 또한, 각 화소가 반사 영역 및 투과 영역을 갖는 소위 반투과형 액정 표시 패널이 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 등의 투과형 표시 패널에 또한 포함된다.
여기서, 더욱 구체적으로, 프런트 패널은 예를 들어, 유리 기판으로 구성된 제1 기판, 제1 기판의 내면에 제공된 투명 제1 전극(또한 공통 전극이라 칭하고, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로 이루어짐), 및 제1 기판의 외면에 제공된 편광 필름을 포함한다. 또한, 컬러 액정 표시 패널에서, 프런트 패널은 아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지로 이루어진 오버코트 층으로 코팅된 컬러 필터가 제1 기판의 내면에 제공되고, 투명 제1 전극은 오버코트 층 상에 형성되는 구성을 갖는다. 배향층이 투명 제1 전극 상에 형성된다. 컬러 필터의 배치 패턴은 델타 배열, 스트라이프 배열, 대각 배열, 및 직사각형 배열을 포함할 수도 있다.
한편, 더욱 구체적으로, 리어 패널은 예를 들어, 유리 기판으로 구성된 제2 기판, 제2 기판의 내면에 형성된 스위칭 소자, 그 스위칭 소자에 의해 도통 및 비도통이 제어되는 투명 제2 전극(또한 화소 전극이라 칭하고, 예를 들어, ITO로 이루어짐), 및 제2 기판의 외면에 제공된 편광 필름을 포함한다. 배향층이 투명 제2 전극상을 포함하는 전체면상에 형성된다. 투과형 액정 표시 패널을 형성하는 다양한 부재들 또는 액정 재료들은 널리 알려진 부재들 또는 재료들을 포함할 수도 있다. 또한, 스위칭 소자로서, 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 3 단자 소자, MIM (Metal Insulator Metal) 소자, 배리스터 소자, 또는 다이오드와 같은 2 단자 소자가 예시될 수도 있다.
또한, 컬러 액정 표시 패널에서, 투명 제1 전극 및 투명 제2 전극의 중첩 영역이고 액정 셀을 포함하는 영역이 부화소에 대응한다. 또한, 각 화소를 형성하는 적색 발광 부화소는 관련 영역과 적색을 투과하는 컬러 필터의 조합을 포함하고, 녹색 발광 부화소는 관련 영역과 녹색을 투과하는 컬러 필터의 조합을 포함하며, 청색 발광 부화소는 관련 영역과 청색을 투과하는 컬러 필터의 조합을 포함한다. 적색 발광 부화소, 녹색 발광 부화소, 및 청색 발광 부화소의 배치 패턴은 상술한 컬러 필터들의 패치 패턴과 일치한다. 또한, 각 화소는 하나의 종류 또는 복수의 종류의 부화소들을 3개의 종류의 부화소들에 더함으로써 획득된 부화소들의 세트를 포함할 수도 있다(예를 들어, 휘도를 증가시키기 위해 백색광을 발광하는 부화소를 더함으로써 획득된 부화소들의 세트, 컬러 영역을 확대하기 위해 보색을 발광하는 부화소를 더함으로써 획득된 부화소들의 세트, 컬러 영역을 확대하기 위해 옐로우를 발광하는 부화소를 더함으로써 획득된 부화소들의 세트, 및 컬러 영역을 확대하기 위해 옐로우 및 시안을 발광하는 부화소들을 더함으로써 획득된 부화소들의 세트). 또한, 이러한 구성에서, 각 부화소는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 등의 투과형 표시 패널에서의 "화소"에 대응한다.
프런트 배리어 타입 표시 장치에서, 투과형 표시 패널은 예를 들어, 전계 발광 표시 패널 또는 플라즈마 표시 패널을 더 포함할 수도 있다.
2차원 매트릭스로 배열된 화소들의 수(M×N)를 (M, N)으로 표기할 때, (M, N)의 값들로서, 구체적으로는, VGA (640,480), S-VGA(800,600), XGA (1024,768), APRC (1152,900), S-XGA(1280,1024), U-XGA (1600,1200), HD-TV (1920,1080), 및 Q-XGA(2048,1536) 이외에, (1920,1035), (720,480), 및 (1280,960)과 같은 화상 표시 해상도들 중 몇몇이 예시될 수도 있고, 이들의 수는 이들 값으로 제한되지 않는다.
시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스의 구성 및 구조는, 화소들 및 부화소들의 구성 및 구조를 제외하고 투과형 표시 패널을 형성하는 액정 표시 패널의 구성 및 구조와 동일하거나 유사하다. 여기서, 시차 배리어를 형성하는 액정 표시 디바이스가 바람직하게는 소위 광 셔터로서 기능하기 때문에, 화상들을 표시하는 통상의 액정 표시 디바이스에서 필요한 스위치 소자 또는 컬러 필터는 불필요하고, 구성 및 구조를 간소화할 수 있으며, 높은 신뢰성 및 긴 수명을 확보할 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스가 형성될 필요가 없기 때문에, 전체 액정 표시 디바이스에 대한 제조 프로세스를 간소화할 수 있다. 투과형 표시 패널 및 액정 표시 디바이스의 제1 기판은 서로 대향할 수도 있거나, 투과형 표시 패널 및 액정 표시 디바이스의 제2 기판은 서로 대향할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 등에서의 면 조명 디바이스(백라이트)는 널리 알려진 면 조명 디바이스를 포함할 수도 있다. 즉, 면 조명 디바이스는 직하형 면 광원 디바이스, 또는 에지 라이트형(사이드 라이트형이라 또한 칭함) 면 광원 디바이스일 수도 있다. 여기서, 직하형 면 광원 디바이스는 예를 들어, 케이싱에 제공된 광원, 광원 아래에 위치된 케이싱부에 배치되어 광원으로부터의 출사광을 상향으로 반사하는 반사 부재, 및 광원의 위에 위치된 케이싱 개구에 장착되고 광원으로부터의 출사광 및 반사 부재로부터의 반사광을 확산시키면서 통과시키는 확산판을 포함한다. 한편, 에지 라이트형 면 광원 디바이스는 예를 들어, 도광판 및 그 도광판의 측면에 배치된 광원을 포함한다. 또한, 반사 부재가 도광판 아래에 배치되고, 확산 시트 및 프리즘 시트가 도광판 위에 배치된다. 광원은 예를 들어, 냉음극 형광 램프를 포함하고, 백색광을 발광한다. 다르게는, 광원은 예를 들어, LED 또는 반도체 레이저 디바이스와 같은 발광 디바이스를 포함한다.
면 조명 디바이스 또는 투과형 표시 패널을 구동하는 구동기는 예를 들어, 화상 신호 처리 유닛, 타이밍 제어 유닛, 데이터 구동기, 게이트 구동기, 및 광원 제어 유닛과 같은 다양한 회로들을 포함할 수도 있다. 이들은 널리 알려진 회로 소자들을 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서, 입체 화상들 및 2차원 화상들이 표시될 수 있거나, 상이한 각도들로부터 표시 장치를 볼 때 상이한 화상들이 표시될 수 있다. 또한, 이러한 경우에서, 표시 장치에 전송된 화상 데이터는 입체 화상들을 표시하는 데 필요한 화상 데이터, 또는 2차원 화상들을 표시하는 데 필요한 화상 데이터일 수도 있다.
광 투과부의 폭(W1)의 변경은 예를 들어, 표시 장치에 체인지오버 스위치(changeover switch)를 제공하여 화상 관찰자가 체인지오버 스위치를 조작함으로써 수행될 수도 있거나, 광 투과부의 폭(W1)의 변경은 표시될 화상 데이터를 분석하는 표시 장치의 화상 신호 처리 유닛에 의해 자동으로 수행될 수도 있다. 화질을 중요시하고 화상의 휘도를 중요시하지 않는 경우에서, 광 투과부의 폭(W1)은 작게 이루어지고([W1=α·ND]), 휘도를 중요시하고 화질을 중요시하지 않는 경우에서, 광 투과부의 폭(W1)은 크게 이루어진다([W1=2α·ND 또는 W1=(α+1)·ND]). 여기서, 광 투과부의 폭(W1)이 큰 경우에, 큰 입체감을 갖는 입체 화상들이 투과형 표시 패널에 표시될 때, 약간이지만, 입체 화상들이 이중화될 수도 있거나 입체 화상들에 일부 블러링(blurring)이 발생할 수도 있다. 따라서, 화상 신호 처리 유닛이 표시될 화상 데이터의 깊이 맵(depth map)을 분석하고 큰 입체감을 갖는 입체 화상들이 그 분석 결과에 기초하여 투과형 표시 패널에 표시된다는 것을 결정하는 경우에, 화상 신호 처리 유닛은 광 투과부의 폭(W1)을 감소시키도록 변경을 수행할 수도 있고, 반대로, 화상 신호 처리 유닛이 작은 입체감을 갖는 입체 화상들이 투과형 표시 패널에 표시된다는 것을 결정하는 경우에, 화상 신호 처리 유닛은 광 투과부의 폭(W1)을 증가시키도록 변경을 수행할 수도 있다. 또한, 이러한 경우에서, 광 투과부의 폭(W1)에서의 빈번한 변경으로 인해 크게 변하는 투과형 표시 패널의 휘도의 문제가 있지만, 면 조명 디바이스로부터 출사되는 광의 양을 적절하게 제어함으로써(면 조명 디바이스의 광원의 동작 제어) 투과형 표시 패널의 휘도가 크게 변하는 것을 억제할 수 있다.
2. 제1 실시예
제1 실시예는 본 발명에 따른 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 소위 배리어 타입 표시 장치에 관한 것이다. 도 1은 제1 실시예에 따른 표시 장치가 가상적으로 분리될 때의 개략적인 사시도이고, 도 20은 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 투과형 표시 패널(10), 시차 배리어(130), 및 면 조명 디바이스(20) 사이의 배치 관계를 예시하는 표시 장치의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 제1 실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향(이 실시예에서, 구체적으로는, 수평 방향 또는 X 방향) 및 제1 방향과는 상이한 제2 방향(이 실시예에서, 구체적으로는, 수직 방향 또는 Y 방향)으로 2차원 매트릭스로 배열되는 화소들(12)을 갖는 투과형 표시 패널(10), 및 투과형 표시 패널(10) 상에 표시된 화상들을 복수의 시점용 화상들로 분리하는 시차 배리어(130)를 포함한다.
투과형 표시 패널(10)은 액티브 매트릭스 컬러 액정 표시 패널을 포함한다. 투과형 표시 패널(10)의 표시 영역(11)에서, M개의 화소들(12)이 제1 방향(수평 방향 또는 X 방향)으로 배열되고, N개의 화소들(12)이 제2 방향(수직 방향 또는 Y 방향)으로 배열된다. m번째(여기서, m=1, 2, …, M) 화소(12)가 화소(12m)으로 표시된다. 화소들(12) 각각은 적색 발광 부화소, 녹색 발광 부화소, 및 청색 발광 부화소를 포함한다. 투과형 표시 패널(10)은 관찰 영역측의 프런트 패널, 시차 배리어측의 리어 패널, 및 프런트 패널과 리어 패널 사이에 배치된 액정 재료를 포함한다. 또한, 도면의 간소화를 위해, 도 1, 도 12, 도 14 및 도 15에서는, 투과형 표시 패널(10)이 단일 패널로서 예시되어 있다.
투과형 표시 패널(10)을 형성하는 액정 표시 패널은 투명 제1 전극을 갖는 프런트 패널, 투명 제2 전극을 갖는 리어 패널, 및 프런트 패널과 리어 패널 사이에 배치된 액정 재료를 포함한다. 또한, 프런트 패널은 유리 기판으로 구성된 제1 기판, 제1 기판의 내면에 제공된 투명 제1 전극, 및 제1 기판의 외면에 제공된 편광 필름을 포함한다. 또한, 아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지로 이루어진 오버코트 층으로 코팅된 컬러 필터가 제1 기판의 내면에 제공되고, 투명 제1 전극은 오버코트 층상에 형성된다. 배향층이 투명 제1 전극 상에 형성된다. 한편, 리어 패널은 유리 기판으로 구성된 제2 기판, 제2 기판의 내면에 형성된 스위칭 소자, 그 스위칭 소자에 의해 도통 및 비도통이 제어되는 투명 제2 전극, 및 제2 기판의 외면에 제공된 편광 필름을 포함한다. 배향층이 투명 제2 전극상을 포함하는 전체면상에 형성된다. 또한, 투명 제1 전극 및 투명 제2 전극의 중첩 영역이고 액정 셀을 포함하는 영역이 부화소에 대응한다.
또한, 제1 실시예에 따른 표시 장치는 배면으로부터 투과형 표시 패널(10)을 조사하는 면 조명 디바이스(20)를 포함한다. 또한, 시차 배리어(130)는 투과형 표시 패널(10)과 면 조명 디바이스(20) 사이에 배치된다.
다시 말해, 시차 배리어(130) 및 투과형 표시 패널(10)은 소정의 갭(Z1)의 공간을 갖고 서로 대향하도록 배치된다. 구체적으로는, 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 투과형 표시 패널(10) 및 시차 배리어(130)는 서로 이격되도록 배치된다. 공간은 공기층 또는 진공층으로 채워질 수도 있거나, 투명 부재(미도시)로 채워질 수도 있고, 광 경로 길이는 공간을 차지하는 재료의 굴절률을 고려하여 Z1이 될 수도 있다. 또한, 시차 배리어(130)는 제2 방향(수직 방향 또는 Y 방향)에 평행한 축선(AX) 또는 제2 방향(수직 방향 또는 Y 방향)과 예각을 형성하는 축선(AX)을 따라 연장되고 교대로 평행하게 배열되는 복수의 광 투과부(131) 및 복수의 차광부(132)를 포함한다. 또한, 제1 실시예에서, 광 투과부들(131) 및 차광부들(132)은 제2 방향(수직 방향 또는 Y 방향)에 평행하게 연장된다. 즉, 시차 배리어(130)의 축선(AX)은 제2 방향(수직 방향 또는 Y 방향)에 평행하다. 제1 방향으로의 광 투과부(131)의 폭(W1)은 가변이다. 광 투과부들(개구들)(131)은 제1 방향(수평 방향 또는 X 방향)에서 복수(P개)로 배치된다. p번째(여기서, p=1, 2, …, P) 광 투과부(131)가 광 투과부(131p)로 표시된다. "P"와 상술한 "M" 사이의 관계는 도 21, 도 22 및 도 23을 참조하여 후술될 것이다.
면 조명 디바이스(20)는 예를 들어, 직하형 면 광원 디바이스를 포함한다. LED를 포함하는 광원으로부터 출사되어 확산판 등을 통과하는 확산광은 발광면(21)으로부터 출사되어 투과형 표시 패널(10)의 배면에 인가된다. 면 조명 디바이스(20)의 광의 일부가 시차 배리어(130)에 의해 차단되는 경우에, 투과형 표시 패널(10)에 의해 표시된 화상들은 복수의 시점용 화상들로 분리된다.
또한, 시차 배리어(130)와 투과형 표시 패널(10) 사이의 거리, X 방향으로의 화소들(12)의 배열 피치(이하, 일부 경우들에서 "화소 피치"로서 단순히 칭함), 및 X 방향으로의 광 투과부들(131)의 피치(이하, "광 투과부 피치"로서 단순히 칭함)가, 표시 장치의 사양에서 규정된 관찰 영역에서 바람직한 입체 화상들을 관찰할 수 있는 조건들을 충족시키도록 설정된다. 이하, 이러한 조건들을 상세히 설명할 것이다.
제1 실시예에서, 표시 장치에 표시된 화상들의 시점들의 수가 도 1에 예시된 각각의 관찰 영역(WAL, WAC 및 WAR)에서 시점들(D1, D2, D3 및 D4)의 4개이라고 가정하여 설명이 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 관찰 영역들의 수 또는 시점들의 수는 표시 장치의 설계들에 따라 적절하게 설정될 수도 있다.
도 21은 도 1에 예시된 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)에서의 시점들(D1, D2, D3 및 D4), 투과형 표시 패널(10), 시차 배리어(130), 및 면 조명 디바이스(20) 사이의 배치 관계를 예시하는 개략도이다. 도 22는 화소들(12)로부터의 광 빔들이 중앙 관찰 영역(WAC)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하도록 충족된 조건을 예시하는 개략도이다. 또한, 도 23은 화소들(12)로부터의 광 빔들이 좌측 관찰 영역(WAL)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하도록 충족된 조건을 예시하는 개략도이다.
설명의 편의상, 광 투과부들(131)이 X 방향으로 홀수로 평행하게 배열되고, p번째 광 투과부(131p)가 광 투과부(1311)와 광 투과부(131P) 사이의 중앙에 위치한다는 것을 가정한다. 또한, m번째 화소(12m)와 m+1번째 화소(12m+1) 사이의 경계, 및 관찰 영역(WAC)에서 시점들(D2 및 D3) 사이의 중간점은 광 투과부(131p)의 중심을 통해 Z 방향으로 연장되는 가상 직선 상에 위치한다는 것을 가정한다. 화소 피치는 "ND"(단위: mm)로 표시되고, 광 투과부 피치는 "RD"(단위: mm)로 표시된다. 또한, 광 투과부들(131)과 투과형 표시 패널(10) 사이의 거리는 "Z1"(단위: mm)으로 표시되고, 투과형 표시 패널(10)과 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR) 사이의 거리는 "Z2"(단위: mm)로 표시된다. 또한, 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)에서의 인접한 시점들 사이의 거리는 "DP"(단위: mm)로 표시된다.
광 투과부(131)의 폭이 W1이고 차광부(132)의 폭이 W2일 때, 광 투과부 피치(RD), 광 투과부(131)의 폭(W1), 및 차광부(132)의 폭(W2) 사이에 RD=W1+W2의 관계가 있다.
화소들(12m-1, 12m, 12m+1 및 12m+2)을 통과하는 광 투과부(131p)로부터 각각의 광 빔들이 중앙 관찰 영역(WAC)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하는 조건을 고찰한다. 설명의 편의상, 광 투과부(131)의 폭(W1)이 충분하게 작다고 가정하고 광 투과부(131)의 중심을 통과하는 광의 궤도를 주목하여 설명이 이루어질 것이다. 기준으로서 Z 방향으로 광 투과부(131p)의 중심을 통해 연장되는 가상 직선을 사용함으로써, 화소(12m+2)의 중심까지의 거리는 X1으로 표시되고, 중심 관찰 영역(WAC)의 시점(D4)까지의 거리는 X2로 표시된다. 광 투과부(131p)로부터의 광이 화소(12m+2)를 통과하여 관찰 영역(WAC)의 시점(D4)을 향해 이동할 때, 아래의 식 (1)로 표시된 조건이 기하학적인 유사성 관계로부터 충족된다.
Z1/X1=(Z1+Z2)/X2 (1)
여기서, X1=1.5×ND이고 X2=1.5×DP이기 때문에, 이들이 반영되면, 식 (1)은 아래의 식 (1')에서와 같이 표현될 수도 있다.
Z1/(1.5×ND)=(Z1+Z2)/(1.5×DP) (1')
또한, 식 (1')이 충족되면, 화소들(12m-1, 12m, 및 12m+1) 각각을 통과하는 광 투과부(131p)로부터의 광 빔들이 관찰 영역(WAC)의 시점들(D1, D2, 및 D3)을 향해 이동한다는 것이 기하학적으로 명백하다.
다음으로, 화소들(12m-1, 12m, 12m+1 및 12m+2)을 통과하는 광 투과부(131p+1)로부터 각각의 광 빔들이 좌측 관찰 영역(WAL)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하는 조건을 고찰한다.
기준으로서 Z 방향으로 광 투과부(131p+1)의 중심을 통해 연장되는 가상 직선을 사용함으로써, 화소(12m+2)의 중심까지의 거리는 X3으로 표시되고, 좌측 관찰 영역(WAL)의 시점(D4)까지의 거리는 X4로 표시된다. 광 투과부(131p+1)로부터의 광이 화소(12m+2)를 통과하여 관찰 영역(WAL)의 시점(D4)을 향해 이동하도록, 아래의 식 (2)로 표시된 조건이 기하학적인 유사성 관계로부터 충족된다.
Z1/X3=(Z1+Z2)/X4 (2)
여기서, X3=RD-X1=RD-1.5×ND 및 X4=RD+2.5×DP이기 때문에, 이들이 반영되면, 식 (2)는 아래의 식 (2')에서와 같이 표현될 수도 있다.
Z1/(RD-1.5×ND)=(Z1+Z2)/(RD+2.5×DP) (2')
또한, 식 (2')가 충족되면, 화소들(12m-1, 12m, 및 12m+1) 각각을 통과하는 광 투과부(131p+1)로부터의 광 빔들이 관찰 영역(WAL)의 시점들(D1, D2, 및 D3)을 향해 이동한다는 것이 기하학적으로 명백하다.
또한, 화소들(12m-1, 12m, 12m+1 및 12m+2)을 통과하는 광 투과부(131p-1)로부터 각각의 광 빔들이 우측 관찰 영역(WAR)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)을 향해 이동하는 조건은 도 23을 Z 방향에 관하여 반전시킨 경우와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
거리(Z2) 및 거리(DP)의 값들은 표시 장치의 사양에 기초하여 소정의 값들로 설정된다. 또한, 화소 피치(ND)의 값은 투과형 표시 패널(10)의 구조에 의해 규정된다. 식들 (1') 및 (2')로부터, 아래의 식들 (3) 및 (4)가 거리(Z1) 및 광 투과부 피치(RD)에 관하여 획득될 수 있다.
Z1=Z2×ND/(DP-ND) (3)
RD=4×DP×ND/(DP-ND) (4)
상술한 예에서, 광 투과부 피치(RD)의 값은 화소 피치(ND)의 값의 실질적으로 4배이다. 따라서, 상술한 "M" 및 "P"는 M
Figure pat00001
P×4의 관계를 갖는다. 또한, 거리(Z1) 또는 광 투과부 피치(RD)는 상술한 조건들을 충족시키도록 설정되고, 소정의 시점에 대한 화상들이 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)의 각각의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰될 수 있다. 예를 들어, 투과형 표시 패널(10)의 화소 피치(ND)가 0.100mm이고, 거리(Z2)가 1500mm이며, 거리(DP)가 65.0mm이면, 거리(Z1)는 2.31mm이며, 광 투과부 피치(RD)는 0.400mm이다.
도 24는 중앙 관찰 영역(WAC)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다. 또한, 도 25는 좌측 관찰 영역(WAL)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다. 또한, 도 26은 우측 관찰 영역(WAR)의 시점들(D1, D2, D3 및 D4)에서 관찰된 화상을 예시하는 개략도이다.
도 24, 도 25 및 도 26에 예시되어 있는 바와 같이, 화소들(121, 125, 129, …)과 같은 화소들(12)에 의해 형성된 화상이 시점(D1)에서 관찰되고, 화소들(122, 126, 1210,…)과 같은 화소들(12)에 의해 구성된 화상이 시점(D2)에서 관찰된다. 또한, 화소들(123, 127, 1211,…)과 같은 화소들(12)에 의해 형성된 화상이 시점(D3)에서 관찰되고, 화소들(124, 128, 1212,…)과 같은 화소들(12)에 의해 구성된 화상이 시점(D4)에서 관찰된다. 따라서, 제1 시점에 대한 화상이 화소들(121, 125, 129,…)과 같은 화소들(12)을 사용하여 표시되고, 제2 시점에 대한 화상이 화소들(122, 126, 1210,…)과 같은 화소들(12)을 사용하여 표시되고, 제3 시점에 대한 화상이 화소들(123, 127, 1211,…)과 같은 화소들(12)을 사용하여 표시되며, 제4 시점에 대한 화상이 화소들(124, 128, 1212,…)과 같은 화소들(12)을 사용하여 표시된다. 이에 의해, 화상 관찰자가 화상들을 입체 화상들로서 인식할 수 있다.
시점들의 수가 상기 설명에서 "4개"이지만, 시점들의 수는 표시 장치의 사양에 따라 적절하게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 시점들의 수가 "2개" 또는 시점들의 수가 "6개"인 구성이 있을 수도 있다. 이러한 경우에서, 시차 배리어(130) 등의 구성이 적절하게 변경될 수도 있다. 이것은 또한 후술하는 제2 및 제3 실시예들에 대해 동일하다.
또한, 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, α가 임의의 계수(임의의 유리수 또는 무리수 계수)일 때, 예를 들어, 임의의 계수가 1 이상일 때, W1은 W1=α·ND 및 W1=2α·ND의 2개의 값들로 변경된다. 여기서, 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 구체적으로는, 0.95≤α≤1.05가 충족되고, 더욱 구체적으로는, α=1.0이다. 또한, 표시 장치에서의 화질을 중요시하고, 화상의 휘도를 중요시하지 않은 경우에, W1=α·ND의 형태가 이용될 수도 있고, 반대로, 표시 장치에서의 화상의 휘도를 중요시하고 화질을 중요시하지 않은 경우에, W1=2α·ND의 형태가 이용될 수도 있다.
여기서, 제1 실시예에서, 백 배리어 타입이 이용되고, 0.95×ND≤W1≤1.05×ND 및 1.9×ND≤W1≤2.1×ND가 충족되기 때문에, 형상에 기인한 무아레 뿐만 아니라 회절 현상에 기인한 무아레의 발생이 억제될 수 있다.
형상에 기인한 무아레가 발생하는 원인이, 투과형 표시 패널과 시차 배리어 사이의 배치 관계를 예시하는 개략도들인 도 28a, 도 28b, 도 29a 및 도 29b를 참조하여 설명될 것이다. 또한, 이들 도면들에서, 편의상, 투과형 표시 패널 및 시차 배리어는 서로 중첩하도록 예시되어 있다. 또한, 시차 배리어의 광 투과부들(131 및 631)이 투과형 표시 패널상에 투영되는 영역에는 좌상(upper left)으로부터 우하(lower right)로 작은 폭을 갖는 해칭이 제공되고, 시차 배리어의 차광부들(132 및 632)이 투과형 표시 패널상에 투영되는 영역에는 우상으로부터 좌하로 중간 폭을 갖는 해칭이 제공된다. 또한, 차광부들(132 및 632)을 중첩하는 부분에는 좌상으로부터 우하로 큰 폭을 갖는 해칭이 제공된다. 이것은 또한 후술하는 도 13에 대해 동일하다. 각 화소는 블랙 매트릭스에 의해 둘러싸인다.
여기서, 제1 방향으로의 시차 배리어의 광 투과부(131)의 폭이 제1 방향으로의 부화소들의 배열 피치(ND)와 동일한 경우에서(도 28a 참조), 화상을 관찰하는 화상 관찰자의 시점이 제1 방향으로 약간 이동되더라도(도 28b 참조), 차광부들(132)에 의해 커버되지 않은 화소 부분의 면적은 변하지 않는다. 따라서, 화상을 관찰하는 화상 관찰자의 시점이 제1 방향으로 약간 이동되더라도, 화면의 밝기는 변하지 않는다. 따라서, 무아레가 발생하지 않는다.
한편, 제1 방향으로의 시차 배리어의 광 투과부(631)의 폭이 제1 방향으로의 부화소들의 배열 피치(ND)와 동일한 경우에(도 29a 참조), 화상을 관찰하는 화상 관찰자의 시점이 제1 방향으로 약간 이동되더라도(도 29b 참조), 차광부들(632)에 의해 커버되지 않은 화소 부분의 면적은 변한다. 따라서, 화상을 관찰하는 화상 관찰자의 시점이 제1 방향으로 약간 이동되면, 화면의 밝기가 변한다. 따라서, 무아레가 발생한다.
도 2a는 백 배리어 타입 표시 장치에서 무아레 변조도의 시뮬레이션 결과를 예시한다. 또한, 도 2b는 프런트 배리어 타입 표시 장치에서 무아레 변조도의 시뮬레이션 결과를 예시한다. 또한, 도 2a 및 도 2b에서, 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치(ND)가 "1"일 때, 가로축은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)의 값을 나타낸다. 도 2a 및 도 2b에서, "a"는 형상에 기인한 무아레로 인한 무아레 변조도를 나타내고, "b"는 회절 현상에 기인한 무아레로 인한 무아레 변조도를 나타낸다. 또한, 세로 방향은 무아레 변조도를 나타낸다. 여기서, 무아레 변조도는 표시 장치의 표시 화면에서의 무아레로 인한 휘도 변화[즉, (휘도 최대값-휘도 최소값)/(휘도 최대값+휘도 최소값)]에 의해 표시될 수도 있다.
무아레 변조도의 시뮬레이션에서, 공간 코히어런스를 고려한 부분 코히어런스 이론의 조명 계산에 기초하여, 투과형 표시 패널에서의 화소의 형상 및 시차 배리어에서의 광 투과부의 형상을 포함하는 회절 계산이 수행된다.
투과형 표시 패널(10)의 표시 영역(11)에 수직인 방향이 광 전파 축(z)으로서 설정되고, 회절이 광 전파 축(z)을 따라 어떻게 변하는지가 추정된다. 계산 모델에서, 1 축 방향에 대한 제한이 변수들의 분리에 의존하여 제공된다. 도 3b의 개념도에 예시되어 있는 바와 같이, 직사각형 개구(P0)(ξ) 및 직사각형 개구(Px)(x)가 갭(z0 (=Z1)) 만큼 서로 이격된 ξ축 및 X축 상에 놓인다. 백 배리어 타입의 경우에, P0(ξ)는 시차 배리어의 광 투과부에 대응하고, Px(x)는 투과형 표시 패널의 화소에 대응한다. 한편, 프런트 배리어 타입의 경우에서, P0(ξ)는 투과형 표시 패널의 화소에 대응하고, Px(x)는 시차 배리어의 광 투과부에 대응한다. 또한, 화상 관찰 위치(투영 스크린면)로서 u축이 x축으로부터 거리(zi)의 위치에 놓인다. 계산의 목적은 u축 상에서 광 프로파일을 획득하는 것이다. 이 목적이 화상 관찰 위치에서 광 프로파일을 획득하는 것이기 때문에, 화상 관찰 위치의 z축에 수직인 평면을 편의상 투영 스크린면이라 칭한다.
중심 파장(λ)(아래의 식 (A)에서, 바(bar) "-"가 심볼 "λ"의 위에 적용된 "λ 바"로 표시됨)의 스펙트럼 분포를 갖는 광원이 ξ축상에서 개구(P0(ξ))에 분포되는 등가 광원을 가정하면, 광원의 공간 코히어런스는 μ(Δξ)으로 설정된다. 부분 코히어런스 이론에 기초한 계산에 따라, 스크린상의 강도(I(u))는 스크린상의 상호 강도 (Ji(u,0))를 사용함으로써 아래의 식 (A)에 의해 표현될 수도 있다. 또한, 아래의 식 (A)에서, 심볼 u는 바 "-"가 심볼 "u"의 위에 적용되는 "u 바"에 의해 표시된다.
Figure pat00002
여기서, I0는 광 강도를 나타내는 상수를 나타내고, 각각의 변수들, 바 "-"가 심볼(ξ) 위에 적용된 "ξ 바", 바 "-"가 x 위에 적용된 "x 바", 및 "u 바"는, 부분 코히어런스 이론에 기초한 상호 강도가 ξ축 평면, x축 평면, 및 u축 평면 각각에서 규정될 때 2개의 변수들(ξ1, ξ2, x1, x2, u1 및 u2)의 각각의 중심 위치들을 나타내고, Δξ 및 Δx는 2개의 변수들 사이의 차이값들을 나타낸다. 또한, 식 (A)에 기초하여 특정한 화소 및 시차 배리어의 영역으로부터의 광의 분포를 계산하여, 특정한 위치에서 화상 관찰자에 의해 관찰되는 화소들의 광 강도를 정확하게 추정하는 것이 가능하다.
여기서, 각 화소로부터의 광에 의한 투영 스크린 평면에서 광 프로파일 계산식 (A)을 사용함으로써, 모든 화소들이 점등되는 경우에(전체적으로, 백색 표시), 방사 휘도 분포를 획득할 수 있다. P(0,n)(ξ)가 각 화소에 대해 조정되고, 화소에 의해 형성된 (아래의 식 (B)에서, 바 "-"가 심볼 "u"의 위에 적용되는 "u 바"에 의해 표시된) 광 프로파일(In(u))이 계산된다. 전체적 백색 점등은 모든 화소들에 의한 조명을 합산함으로써 획득되어서, 아래의 식 (B)로부터 획득될 수 있다.
Figure pat00003
실제 계산이 식 (B)에 기초하여 수행되는 예가 도 3a에 예시되어 있다. 7개의 화소들 각각에 기초한 휘도 프로파일(In(u))(도 3a는 4개의 화소들 각각에 기초한 프로파일 "A"를 예시함)이 계산되고, 총 휘도(Itotal(u))가 도 3a에서 "B"에 의해 표시된다. 총 휘도의 휘도 프로파일(광 프로파일)에 주목하면, 휘도 불균일이 각각의 화소들의 중첩 주기보다 높은 주기에서 발생하고, 이것은 투과형 표시 패널(10)의 표시 영역(11)의 특정한 포인트(특정한 슬릿)로부터의 방사 각도 분포 특징이 미세한 각도 의존성을 갖는다는 것을 나타낸다. 또한, 도 3a의 가로축은 u축상의 거리(단위: mm)를 나타내고, 세로축은 I0가 "1.0"일 때 휘도 상대값을 나타낸다. 이러한 휘도 불균일(도 3a, 도 4 및 도 5의 그래프들에서 사다리꼴에 유사한 도면의 상부의 노치된 부분(예를 들어, 도 3a의 "B")을 칭함)은 무아레 변조도에 대응한다.
도 4의 (a) 내지 도 5의 (g)는 회절을 고려한 무아레 변조의 계산 예를 예시한다. 또한, 도 4의 (a) 내지 (l)은 백 배리어 타입 표시 장치에서의 무아레 변조의 계산 결과를 예시하고, 도 5의 (a) 내지 (g)는 프런트 배리어 타입 표시 장치에서의 무아레 변조의 계산 예를 예시한다. 도 4의 (a)는 W1/ND=0.9의 경우를 나타내고, 도 4의 (b)는 W1/ND=1.0의 경우를 나타내고, 도 4의 (c)는 W1/ND=1.1의 경우를 나타내고, 도 4의 (d)는 W1/ND=1.2의 경우를 나타내고, 도 4의 (e)는 W1/ND=1.3의 경우를 나타내고, 도 4의 (f)는 W1/ND=1.4의 경우를 나타내고, 도 4의 (g)는 W1/ND=1.5의 경우를 나타내고, 도 4의 (h)는 W1/ND=1.6의 경우를 나타내고, 도 4의 (i)는 W1/ND=1.7의 경우를 나타내고, 도 4의 (j)는 W1/ND=1.8의 경우를 나타내고, 도 4의 (k)는 W1/ND=2.0의 경우를 나타내며, 도 4의 (l)은 W1/ND=2.1의 경우를 나타낸다. 또한, 도 5의 (a)는 W1/ND=1.1의 경우를 나타내고, 도 5의 (b)는 W1/ND=1.2의 경우를 나타내고, 도 5의 (c)는 W1/ND=1.3의 경우를 나타내고, 도 5의 (d)는 W1/ND=1.4의 경우를 나타내고, 도 5의 (e)는 W1/ND=1.5의 경우를 나타내고, 도 5의 (f)는 W1/ND=1.6의 경우를 나타내며, 도 5의 (g)는 W1/ND=1.7의 경우를 나타낸다. 도 4의 (a) 내지 도 5의 (g)에서, 가로축은 u 축상의 거리를 표현하고, 하나의 눈금(scale)은 1 미터를 나타낸다. 또한, 세로축은 I0가 가 "1.0"일 때 상대 휘도를 표현한다. 또한, 아래의 파라미터들이 계산에 사용된다.
도 4의 (a) 내지 (l)에 예시된 제1 실시예에 따른 백 배리어 타입 표시 장치
직사각형 개구의 폭 P0(ξ) : 176㎛
직사각형 개구의 피치 P0(ξ) : 176㎛
공간 코히어런스 길이 Δμ : 0.03㎛
Px(x)의 폭 : 130㎛
중심 파장 λ0 : 500nm
갭 z0 : 17.8mm
zi : 4 m
도 5의 (a) 내지 (g)에 예시된 종래 기술에서의 프런트 배리어 타입 표시 장치
직사각형 개구의 폭 P0(ξ) : 130㎛
직사각형 개구의 피치 P0(ξ) : 176㎛
공간 코히어런스 길이 Δμ : 0.03㎛
Px(x)의 폭 : 176㎛
중심 파장 λ0 : 500nm
갭 z0 : 17.8mm
zi : 4 m
또한, Δμ는, 공간 코히어런스 길이라 칭하고, 가로 방향으로 2개의 점들 사이의 거리가 유지되는 거리를 나타낸다. 일례로서, 2개의 점들 사이의 코히어런스를 나타내는 코히어런스 함수 (μ(Δξ))는 광원상의 2개의 점들 사이의 거리(Δξ)를 사용함으로써 μ(Δξ)=exp[-Δξ2/(2·Δμ2)]/(2π)1/2로서 표현될 수도 있다. 이러한 함수는 Δξ이 작으면(즉, 2개의 점들 사이의 거리가 매우 짧으면) 함수가 특정한 일정값 ((1/(2π)1/2))이 되고, Δξ가 Δμ보다 크면 함수가 급속이 작아지는 함수 특성을 갖고, 일반적으로 공간 코히어런스를 나타내는 함수로서 사용된다.
도 2a로부터, 백 배리어 타입 표시 장치에서, 형상에 기인한 무아레 및 회절 현상에 기인한 무아레에 기초한 무아레 변조도는 W1/ND의 값이 증가하여 "1"이 되면 최소가 된다. 또한, W1/ND의 값이 "1"을 초과하면, 무아레 변조도가 증가하고 그 후 감소한다. 또한, W1/ND의 값이 "2"가 되면, 무아레 변조도가 최소가 된다. 한편, 프런트 배리어 타입 표시 장치에서, 형상에 기인한 무아레에 기초한 무아레 변조도는 W1/ND의 값이 증가하여 "1"이 되면 최소가 된다. 또한, W1/ND의 값이 "1"을 초과하면, 무아레 변조도가 증가하고 그 후 감소한다. 또한, W1/ND의 값이 "2"가 되면, 무아레 변조도가 최소가 된다. 그러나, 회절 현상에 기인한 무아레에 기초한 무아레 변조도는 W1/ND의 값이 증가하여 "1"과 "2" 사이에 놓이면 최소가 된다. 또한, 무아레 변조도는 W1/ND의 값이 그것을 초과하면 증가하지만, W1/ND의 값이 "2"가 되어도 큰 값을 갖는다. 다시 말해, 백 배리어 타입 표시 장치에서, W1/ND의 값이 "1" 또는 "2"일 때, 형상에 기인한 무아레 및 회절 현상에 기인한 무아레 양자가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 한편, 프런트 배리어 타입 표시 장치에서, W1/ND의 값이 "1" 또는 "2"일 때, 형상에 기인한 무아레의 발생은 억제될 수 있지만 회절 현상에 기인한 무아레가 발생하는 것을 억제하는 것은 어렵다는 것이 증명되었다.
도 6a는 W1이 상이한 시차 배리어들(130)이 실험적으로 생성되어 무아레 변조도가 전체 백색 표시에서의 실제로 측정된 결과를 예시하고, 도 6b는 무아레 변조도가 프런트 배리어 타입 표시 장치에서의 전체 백색 표시에서 실제로 측정된 결과를 예시한다. 도 6a 및 도 6b의 무아레 변조도를 측정한 결과는 도 2a 및 도 2b에 예시된 시뮬레이션 결과들, 특히, 회절 현상에 기인한 무아레에 기초한 무아레 변조도의 시뮬레이션 결과에 실질적으로 일치한다. 즉, 회절 현상에 기인한 무아레가 실제 표시 장치에서 심각하게 발생할 수도 있다는 것이 예상된다. 또한, 무아레의 발생이 프런트 배리어 타입 표시 장치에서도 W1/ND의 값을 최적화함으로써 충분하게 억제될 수 있다는 것을 알 수 있다.
백 배리어 타입 표시 장치에서, W1=α·ND 및 W1=2α·ND일 때, 표시 장치를 관찰하는 시야각이 0도로부터 변하면 크로스토크가 어떻게 변하는지가 실제로 측정된다. 또한, 시험에서, 8개의 휘도 프로파일들 및 크로스토크에 기초한 휘도 프로파일들이 획득된다. 도 7a 및 도 7b는 각각 W1=α·ND 및 W1=2α·ND일 때의 결과들을 예시한다. 또한, 도 7a 및 도 7b에서, 8개의 휘도 프로파일들은 "B"로 표시되고, 8개의 휘도 프로파일들이 서로 중첩하도록 보이는 크로스토크의 휘도 프로파일은 "A"로 표시된다. 도 7a 및 도 7b에서, 가로축은 시야각(단위: 도)을 나타내고, 세로축은 상대적 휘도값을 나타내며, 8개의 휘도 파일들(B)의 최대 휘도 값의 평균값은 "1"이다. 도 7a 및 도 7b로부터, W1=α·ND의 경우보다는 W1=2α·ND의 경우에서, 휘도 프로파일(B)과 휘도 프로파일(A) 사이의 휘도차가 크고 크로스토크가 크다는 것을 알 수 있다.
제1 실시예에서, 시차 배리어(130)는 액정 표시 디바이스(140)를 포함한다. 즉, 도 8, 도 9a 및 도 9b의 개략적인 부분 단면도들에 예시되어 있는 바와 같이, 제1 실시예에 따른 표시 장치의 시차 배리어(130)는, 적어도, 제1 기판(141); 제1 기판(141)상에 형성되고 패터닝된 제1 전극(142); 제1 기판(141)과 대향하도록 배치된 제2 기판(143); 제1 전극(142)과 대향하도록 제2 기판(143) 상에 형성된 제2 전극(144); 및 제1 기판(141)과 제2 기판(143) 사이에 개재된 액정층(145)을 포함한다. 시차 배리어(130)의 광 투과부들(131) 및 투과형 표시 패널(10)의 화소들(부화소들)(12)의 배치 상태는 도 28a 및 도 28b에 예시된 바와 동일하다.
투명 전극 재료로 이루어진 패터닝된 제1 전극(142)은 제2 방향으로 연장된다. 한편, 투명 전극 재료로 이루어진 제2 전극(144)은 패터닝되지 않은 소위 플레인 전극이다. 시차 배리어(130)를 형성하는 액정 표시 디바이스(140)의 구성 및 구조는, 화소들 및 부화소들의 구성 및 구조를 제외하고 투과형 표시 패널(10)을 형성하는 액정 표시 패널의 구성 및 구조와 동일하거나 유사하다. 또한, 스위칭 소자, 컬러 필터, 및 블랙 매트릭스가 필요하지 않다.
또한, 시차 배리어(130)를 형성하는 액정 표시 디바이스(140)에서, 광 투과부(131) 및 차광부(132)의 세트는 단일 차광부(132)를 형성하는 제1 전극(142A) 및 광 투과부(131)를 형성하는 2개의 제1 전극들(142B)을 포함한다. 또한, 제1 방향으로의 광 투과부(131)의 폭(W1)이 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치(ND)와 실질적으로 동일한 경우에(편의상, "제1 경우"로 칭함), 광 투과부(131)는 단일의 제1 전극(142B)을 포함하고, 차광부(132)는 단일의 제1 전극(142A) 및 나머지 하나의 제1 전극(142B)을 포함한다. 한편, 제1 방향으로의 광 투과부(131)의 폭(W1)이 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치(ND)의 실질적으로 2배인 경우에(편의상, "제2 경우"로 칭함), 광 투과부(131)는 2개의 제1 전극들(142B)을 포함하고, 차광부(132)는 단일의 제1 전극(142A)을 포함한다. 여기서, 차광부(132)를 형성하는 제1 전극(142A)의 제1 방향으로의 폭(WD21)은 제1 방향으로의 차광부(132)의 폭(W2)보다 작고, 광 투과부(131)를 형성하는 제1 전극(142B)의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 제1 경우에서, W2-WD21=10㎛이고, W1-WD11=10㎛이다(도 7a 참조). 또한, 제2 경우에서도, W2-WD21=10㎛이고, W1-WD11=10㎛이다(도 9b 참조). 또한, 제1 전극(142B)과 제1 전극(142B) 사이의 갭 폭(Wgap -1), 및 제1 전극(142A)과 제1 전극(142B) 사이의 갭 폭(Wgap -2)은 Wgap -1=10㎛이고, Wgap -2=10㎛이다. 제1 방향으로의 차광부의 폭(W1)은 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 W1=1.0×ND 또는 W1=2.0×ND로 변경된다(도 9a 및 도 9b 참조). 광 투과부의 폭(W1)이 변경되어서, 투과형 표시 패널(10)에 표시된 화상의 휘도를 증가시킬 수 있다. 시차 배리어(130)를 형성하는 액정 표시 디바이스(140)의 액정층(145)은 전압이 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트) 또는 광을 투과하지 않는 상태(노멀리 블랙)에 있을 수도 있다. 또한, 도 8에 예시된 액정 표시 디바이스(140)의 상태에서, 2차원 화상이 표시될 수 있다.
구체적으로는, 상술한 바와 같이, 투과형 표시 패널(10)의 화소 피치(ND)가 0.100mm이고, 거리(Z2)가 1500mm이며, 거리(DP)가 65.0mm이면, 거리(Z1)는 2.31mm이며, 광 투과부 피치(RD)는 0.400mm이다. 여기서, 제1 경우에서, W1=0.100mm 및 W2=0.300mm이거나, 제2 상태에서, W1=0.200mm 및 W2=0.200mm이다. 또한, W11=0.090mm 및 W21=0.190mm이다.
또한, 제1 실시예에서, 투과형 표시 패널(10)의 헤이즈값은 4%이다. 구체적으로는, PET 필름 또는 TAC 필름과 같은 투명 필름(미도시)의 표면에 조면화 처리를 적용함으로써 얻어진 필름, 또는 상이한 굴절률들을 갖는 입자들이 스프레이된 필름이 투과형 표시 패널(10)에 부착될 수도 있다. 이러한 형태는 후술하는 다양한 실시예들에 적용될 수도 있다.
제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 입체 화상들 및 2차원 화상들이 표시될 수 있거나, 상이한 각도들로부터 표시 장치를 볼 때 상이한 화상들이 표시될 수 있다. 또한, 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 가변이기 때문에서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우에, 광 투과부의 폭은 작을 수도 있고[W1=α·ND], 고휘도를 요구하는 경우에는, 광 투과부의 폭은 클 수도 있다[W1=2α·ND]. 따라서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우 및 그 화상들의 고휘도를 요구하는 경우 양자를 적절하게 처리하거나 지원할 수 있다.
3. 제2 실시예
제2 실시예는 제1 실시예의 변형이다. 제2 실시예에서, 시차 배리어(230)를 형성하는 액정 표시 디바이스(240)의 개략 부분 단면도들인 도 10, 도 11a 및 도 11b에 예시되어 있는 바와 같이, 차광부(232)를 형성하는 액정 표시 디바이스의 영역(240B)에 제1 전극(242A)이 형성된다. 또한, 광 투과부(231)는 제1 전극(242B)이 형성되는 영역(231B) 및 제1 전극(242B)이 형성되지 않는 영역(231A)을 포함하고, 이 영역들은 제1 방향으로 평행하게 배열된다. 또한, 제1 방향으로의 광 투과부(231)의 폭(W1)이 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치(ND)와 실질적으로 동일한 경우에(제1 경우), 광 투과부(231)는, 제1 전극이 형성되지 않은 영역(231A)을 포함하고, 차광부(232)는 제1 전극(242A) 및 제1 전극(242B)을 포함한다. 한편, 제1 방향으로의 광 투과부(231)의 폭(W1)이 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치(ND)의 실질적으로 2배인 경우에(제2 경우), 광 투과부(231)는, 제1 전극(242B)이 형성된 영역(231B) 및 제1 전극이 형성되지 않은 영역(231A)을 포함하고, 차광부(232)는 제1 전극(242A)을 포함한다. 여기서, 광 투과부(231)를 형성하는 제1 전극(242B)의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부(231)의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 제1 경우에서, W1-WD11=10㎛이다(도 11a 참조). 또한, 제2 경우에서도, W1-WD11=10㎛이다(도 11b 참조). 또한, 제1 전극(242B)과 제1 전극(242A) 사이의 갭 폭(Wgap -2)은 제1 실시예에서와 동일하다. 시차 배리어(230)를 형성하는 액정 표시 디바이스(240)의 액정층(245)은 전압이 제1 전극(242) 및 제2 전극(244)에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트)에 있다. 또한, 제2 실시예에서도 또한, 제1 방향으로의 차광부(231)의 폭(W1)은 제1 전극(242) 및 제2 전극(244)에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 W1=1.0×ND 또는 W1=2.0×ND로 변경된다(도 11a 및 도 11b 참조). 광 투과부의 폭(W1)이 변경되어서, 투과형 표시 패널(10)에 표시된 화상의 휘도를 증가시킬 수 있다. 또한, 도 10에 예시된 액정 표시 디바이스(240)의 상태에서, 2차원 화상이 표시될 수 있다.
4. 제3 실시예
제3 실시예는 제1 및 제2 실시예들의 변형이다. 도 12는 제3 실시예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다. 또한, 도 13은 제3 실시예에 따른 표시 장치의 투과형 표시 패널(10)과 시차 배리어(330) 사이의 배치 관계를 예시하는 개략도이다. 또한, 도 14는 제3 실시예의 변형예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이다.
제3 실시예에서, 시차 배리어(330)의 축선(AX)과 제2 방향에 의해 형성된 각도(θ)가 예각이고, 시차 배리어(330)의 광 투과부(331) 및 차광부(332)는 제2 방향으로 화소들(12)의 배열 피치가 ND2일 때 θ=tan-1(ND2/ND)을 충족한다. 이 식을 충족함으로써, 화소들(12)과 이 화소들에 대향하는 시차 배리어(330)의 광 투과부들(331) 사이의 위치 관계는 시차 배리어(330)의 축선(AX)의 방향으로 항상 동일하여서, 입체 표시가 수행될 때 크로스토크의 발생을 억제할 수 있고, 고화질의 입체 표시를 실현할 수 있다. 여기서, 도 12 및 도 13에 예시되어 있는 바와 같이, 시차 배리어(330)를 형성하는 광 투과부들(331)은 시차 배리어(330)의 축선(AX)을 따라 직선 형상으로 배열될 수도 있다. 다르게는, 도 14에 예시되어 있는 바와 같이, 시차 배리어(330)를 형성하는 광 투과부들(331)은 시차 배리어(330)의 축선(AX)을 따라 계단 패턴으로 배열될 수도 있다. 즉, 핀 홀-형상(pin hole-shaped)의 광 투과부(개구)가 비스듬하게 연결되도록 배치되어서, 전체적으로 비스듬하게 연장되는 광 투과부들(331)이 구성될 수도 있다. 제3 실시예의 구성 및 구조는 후술하는 제4 및 제5 실시예들의 표시 장치들에 적용될 수도 있다.
5. 제4 실시예
제4 실시예는 또한 제1 실시예의 변형이지만, 제4 실시예에 따른 표시 장치는 구체적으로는 소위 프런트 배리어 타입 표시 장치에 관한 것이다. 도 15는 제4 실시예에 따른 표시 장치가 가상으로 분리될 때의 개략적인 사시도이고, 도 27은 제4 실시예에 따른 표시 장치에서 투과형 표시 패널(10), 시차 배리어(430), 및 면 조명 디바이스(20) 사이의 배치 관계를 예시하는 표시 장치의 개념도이다.
도 15에 예시되어 있는 바와 같이, 제4 실시예에 따른 표시 장치에서, 시차 배리어(430)는 투과형 표시 패널(10)의 전면(front surface) 상에 배치된다. 또한, W1은 W1=α·ND 및 W1=(α+1)·ND의 2개의 값들로 변경된다. 또한, 1<α<2가 충족된다. 구체적으로는, 제4 실시예에서, α는 1.35로 설정된다. 상술한 점들을 제외하고, 제4 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 구조는 제1 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 구조와 기본적으로 동일할 수도 있다.
제4 실시예에서도 또한, 표시 장치에 표시된 화상들의 시점들의 수가 도 15에 예시된 각각의 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)에서의 4개의 시점들(A1, A2, A3 및 A4)이라고 가정하여 설명이 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 관찰 영역들 또는 시점들의 수는 표시 장치의 설계들에 따라 적절하게 설정될 수도 있다. 도 27은 도 15에 예시된 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)에서의 시점들(A1, A2, A3 및 A4), 투과형 표시 패널(10), 시차 배리어(430), 및 면 조명 디바이스(20) 사이의 배치 관계를 예시하는 개념도이다.
설명의 편의상, 광 투과부들(431)이 X 방향으로 홀수로 평행하게 배열되고, p번째 광 투과부(431p)가 광 투과부(4311)와 광 투과부(431P) 사이의 중앙에 위치한다는 것을 가정한다. 또한, m번째 화소(12m)와 m+1번째 화소(12m+1) 사이의 경계, 및 관찰 영역(WAC)에서 시점들(A2 및 A3) 사이의 중간점은 광 투과부(431p)의 중심을 통해 Z 방향으로 연장되는 가상 직선 상에 위치한다는 것을 가정한다.
화소들(12m+3, 12m+2, 12m+1 및 12m)로부터의 광 빔들이 광 투과부(431p)를 통과하고 중앙 관찰 영역(WAC)의 시점들(A1, A2, A3 및 A4)을 향해 이동하는 조건을 고찰한다. 설명의 편의상, 광 투과부(431)의 폭(W1)이 충분하게 작다고 가정하고 광 투과부(431)의 중심을 통과하는 광의 궤도를 주목하여 설명이 이루어질 것이다. 기준으로서 Z 방향으로 광 투과부(431p)의 중심을 통해 연장되는 가상 직선을 사용함으로써, 화소(12m+3)의 중심까지의 거리는 X1로 표시되고, 중심 관찰 영역(WAC)의 시점(A1)까지의 거리는 X2로 표시된다. 화소(12m+3)로부터의 광이 광 투과부(431p)를 통과하여 관찰 영역(WAC)의 시점(A1)을 향해 이동할 때, 아래의 식 (5)로 표시된 조건이 기하학적인 유사성 관계로부터 충족된다.
Z1/X1=Z2/X2 (5)
여기서, X1=1.5×ND이고 X2=1.5×DP이기 때문에, 이들이 반영되면, 식 (5)는 아래의 식 (5')에서와 같이 표현될 수도 있다.
Z1/(1.5×ND)=Z2/(1.5×DP) (5')
또한, 식 (5')이 충족되면, 광 투과부(431p)를 통과하는 화소들(12m+2, 12m+1 및 12m)로부터의 광 빔들이 관찰 영역(WAC)의 시점들(A2, A3 및 A4)을 향해 각각 이동한다는 것이 기하학적으로 명백하다.
다음으로, 화소들(12m-1, 12m, 12m+1 및 12m+2)로부터의 광 빔들이 광 투과부(431p+1)를 통과하고 우측 관찰 영역(WAR)의 시점들(A1, A2, A3 및 A4)을 향해 이동하는 조건을 고찰한다.
기준으로서 Z 방향으로 광 투과부(431p+1)의 중심을 통해 연장되는 가상 직선을 사용함으로써, 우측 관찰 영역(WAR)의 시점(A1)까지의 거리는 X3으로 표시된다. 화소(12m+3)로부터의 광이 광 투과부(431p+1)를 통과하여 관찰 영역(WAR)의 시점(A1)을 향해 이동하게 하기 위해, 아래의 식 (6)으로 표시된 조건이 기하학적인 유사성 관계로부터 충족된다.
Z1/(RD-X1)=(Z1+Z2)/(X3-X1) (6)
여기서, X1=1.5×ND이고 X3=2.5×DP이기 때문에, 이들이 반영되면, 식 (6)은 아래의 식 (6')에서와 같이 표현될 수도 있다.
Z1/(RD-1.5×ND)=(Z1+Z2)/(2.5×DP-1.5×ND) (6')
또한, 식 (6')이 충족되면, 화소들(12m+2, 12m+1 및 12m) 각각을 통과하는 광 투과부(431p+1)로부터 광 빔들이 관찰 영역(WAR)의 시점들(A2, A3 및 A4)을 향해 이동한다는 것이 기하학적으로 명백하다.
거리(Z2) 및 거리(DP)의 값들은 표시 장치의 사양에 기초하여 소정의 값들로 설정된다. 또한, 화소 피치(ND)의 값은 투과형 표시 패널(10)의 구조에 의해 규정된다. 식들 (5') 및 (6')로부터, 아래의 식들 (7) 및 (8)이 거리(Z1) 및 광 투과부 피치(RD)에 관하여 획득될 수 있다.
Z1=Z2×ND/DP (7)
RD=4×DP×ND/(DP+ND) (8)
상술한 예에서, 광 투과부 피치(RD)의 값은 화소 피치(ND)의 값의 실질적으로 4배이다. 따라서, "M" 및 "P"는 M
Figure pat00004
P×4의 관계를 갖는다. 또한, 거리(Z1) 또는 광 투과부 피치(RD)는 상술한 조건들을 충족시키도록 설정되고, 소정의 시점에 대한 화상들이 관찰 영역들(WAL, WAC 및 WAR)의 각각의 시점들(A1, A2, A3 및 A4)에서 관찰될 수 있다. 예를 들어, 투과형 표시 패널(10)의 화소 피치(ND)가 0.100mm이고, 거리(Z2)가 1500mm이며, 거리(DP)가 65.0mm이면, 거리(Z1)는 2.31mm이며, 광 투과부 피치(RD)는 0.399mm이다.
시점들의 수가 상기 설명에서 "4개"이지만, 시점들의 수는 표시 장치의 사양에 따라 적절하게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 시점들의 수가 "2개" 또는 시점들의 수가 "6개"인 구성이 있을 수도 있다. 이러한 경우에서, 시차 배리어(430) 등의 구성이 적절하게 변경될 수도 있다. 이것은 또한 후술하는 제5 실시예에 대해 동일하다.
또한, 제4 실시예에 따른 표시 장치에서, 상술한 바와 같이, α가 1 이상의 임의의 계수일 때, W1은 W1=α· ND 및 W1=(α+1)· ND의 2개의 값들로 변경된다. 여기서, 제4 실시예에 따른 표시 장치에서, 상술한 바와 같이, 1<α<2가 충족되고, 더욱 구체적으로는, α=1.35이다. 또한, 표시 장치에서의 화질을 중요시하고, 화상의 휘도를 중요시하지 않은 경우에, W1=α·ND의 형태가 이용될 수도 있고, 반대로, 표시 장치에서의 화상의 휘도를 중요시하고 화질을 중요시하지 않은 경우에, W1=(α+1)·ND의 형태가 이용될 수도 있다. α=1.35를 이용함으로써, 상술한 바와 같이, 무아레의 발생을 억제할 수 있다.
개략적인 부분 단면도들인 도 16, 도 17a 및 도 17b에 예시되어 있는 바와 같이, 제4 실시예에서도, 시차 배리어(430)를 형성하는 액정 표시 디바이스(440)에서, 광 투과부(431) 및 차광부(432)의 세트는 단일 차광부(432)를 형성하는 제1 전극(442A) 및 광 투과부(431)를 형성하는 2개의 제1 전극(442B)을 포함한다. 또한, 제1 방향으로의 광 투과부(431)의 폭(W1)이 [α· ND]인 경우에(제1 경우), 광 투과부(431)는 단일의 제1 전극(442B)을 포함하고, 차광부(432)는 단일의 제1 전극(442A) 및 나머지 하나의 제1 전극(442B)을 포함한다. 한편, 제1 방향으로의 광 투과부(431)의 폭(W1)이 [(α+1)· ND]인 경우에(제2 경우), 광 투과부(431)는 2개의 제1 전극들(442B)을 포함하고, 차광부(432)는 단일의 제1 전극(442A)을 포함한다. 여기서, 차광부(432)를 형성하는 제1 전극(442A)의 제1 방향으로의 폭(WD21)은 제1 방향으로의 차광부(432)의 폭(W2)보다 작고, 광 투과부(431)를 형성하는 제1 전극(442B)의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 제1 경우에서, W2-WD21=10㎛이고, W1-WD11=10㎛이다(도 17a 참조). 또한, 제2 경우에서도, W2-WD21=10㎛이고, W1-WD11=10㎛이다(도 17b 참조). 또한, 제1 전극(442B)과 제1 전극(442B) 사이의 갭 폭(Wgap -1), 및 제1 전극(442A)과 제1 전극(442B) 사이의 갭 폭(Wgap -2)은 Wgap -1=10㎛이고, Wgap -2=10㎛이다. 제1 방향으로의 광 투과부의 폭(W1)은 제1 전극(442) 및 제2 전극(444)에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 [α·ND] 또는 [(α+1)·ND]로 변경된다(도 17a와 도 17b 참조). 광 투과부의 폭(W1)이 변경되어서, 투과형 표시 패널(10)에 표시된 화상의 휘도를 증가시킬 수 있다. 시차 배리어(430)를 형성하는 액정 표시 디바이스(440)의 액정층(445)은, 전압이 제1 전극(442) 및 제2 전극(444)에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트) 또는 광을 투과하지 않는 상태(노멀리 블랙)에 있을 수도 있다. 또한, 도 16에 예시된 액정 표시 디바이스(440)의 상태에서, 2차원 화상이 표시될 수 있다.
구체적으로는, 상술한 바와 같이, 투과형 표시 패널(10)의 화소 피치(ND)가 0.100mm이고, 거리(Z2)가 1500mm이며, 거리(DP)가 65.0mm이면, 거리(Z1)는 2.31mm이며, 광 투과부 피치(RD)는 0.399mm이다. 여기서, W1=0.135mm및 W2=0.264mm이거나, W1=0.235mm 및 W2=0.164mm이다. 또한, W11=0.125mm 및 W21=0.225mm이다.
또한, 제4 실시예에서, 시차 배리어(430)의 헤이즈값은 4%이다. 구체적으로는, PET 필름 또는 TAC 필름과 같은 투명 필름(미도시)의 표면에 조면화 처리를 적용함으로써 얻어진 필름, 또는 상이한 굴절률들을 갖는 입자들이 스프레이된 필름이 시차 배리어(430)에 부착될 수도 있다. 이러한 형태는 후술하는 실시예들에 적용될 수도 있다.
제4 실시예에 따른 표시 장치에서도, 입체 화상들 및 2차원 화상들이 표시될 수 있거나, 상이한 각도들로부터 표시 장치를 볼 때 상이한 화상들이 표시될 수 있다. 또한, 제4 실시예에 따른 표시 장치에서도, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 가변이기 때문에, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우에는 광 투과부의 폭이 작을 수도 있고[W1=α·ND], 고휘도를 요구하는 경우에는 광 투과부의 폭이 클 수도 있다[W1=(α+1)·ND]. 따라서, 표시 장치에 표시된 화상들의 고화질을 요구하는 경우 및 그 화상들의 고휘도를 요구하는 경우 양자를 적절하게 처리하거나 지원할 수 있다.
6. 제5 실시예
제5 실시예는 제4 실시예의 변형이다. 제5 실시예에서, 시차 배리어(530)를 형성하는 액정 표시 디바이스(540)의 개략적인 부분 단면도들인 도 18, 도 19a 및 도 19b에 예시되어 있는 바와 같이, 차광부(532)를 형성하는 액정 표시 디바이스의 영역(540B)에 제1 전극(542A)이 형성된다. 또한, 광 투과부(531)는 제1 전극(542B)이 형성되는 영역(531B) 및 제1 전극이 형성되지 않는 영역(531A)을 포함하고, 이 영역들은 제1 방향으로 평행하게 배열된다. 또한, 제1 방향으로의 광 투과부(531)의 폭(W1)이 [α·ND]인 경우에(제1 경우), 광 투과부(531)는 제1 전극이 형성되지 않은 영역(531A)을 포함하고, 차광부(532)는 제1 전극(542A) 및 제1 전극(542B)을 포함한다. 한편, 제1 방향으로의 광 투과부(531)의 폭(W1)이 [(α+1)·ND]인 경우에서(제2 경우), 광 투과부(531)는, 제1 전극(542B)이 형성된 영역(531B) 및 제1 전극이 형성되지 않은 영역(531A)을 포함하고, 차광부(532)는 제1 전극(542A)을 포함한다. 여기서, 광 투과부(531)를 형성하는 제1 전극(542B)의 제1 방향으로의 폭(WD11)은 제1 방향으로의 광 투과부(531)의 폭(W1)보다 작다. 구체적으로는, 제1 경우에서, W1-WD11=10㎛이다(도 19a 참조). 또한, 제2 경우에서도, W1-WD11=10㎛이다(도 19b 참조). 또한, 제1 전극(542A)과 제1 전극(542B) 사이의 갭 폭(Wgap -2)은 제4 실시예에서와 동일하다. 시차 배리어(530)를 형성하는 액정 표시 디바이스(540)의 액정층(545)은 전압이 제1 전극(542) 및 제2 전극(544)에 인가되지 않을 때 광을 투과하는 상태(노멀리 화이트)에 있다. 또한, 제5 실시예에서도, 제1 방향으로의 차광부(531)의 폭(W1)은 제1 전극(542) 및 제2 전극(544)에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 W1=α·ND 또는 W1=(α+1)·ND로 변경된다(도 19a 및 도 19b 참조). 광 투과부의 폭(W1)이 변경되어서, 투과형 표시 패널(10)에 표시된 화상의 휘도를 증가시킬 수 있다. 또한, 도 18에 예시된 액정 표시 디바이스(540)의 상태에서, 2차원 화상이 표시될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명이 실시예들에 기초하여 설명되었지만, 본 발명은 이 실시예들에 제한되지 않는다. 실시예들에 설명한 투과형 표시 패널, 면 조명 디바이스, 및 시차 배리어의 구성들 및 구조들은 예들이고 적절하게 변형될 수도 있다. 예를 들어, 크고, 작은, 크고, 작은, …제1 방향으로의 블랙 매트릭스의 폭과 같은 큰 폭을 갖는 블랙 매트릭스가 2개의 부화소들마다 형성되는 투과형 표시 패널이 존재한다. 다시 말해, 블랙 매트릭스는 2개의 부화소들의 주기 구조를 갖는다. 이러한 투과형 표시 패널을 갖는 표시 장치, 예를 들어, 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, α의 값은 각 실시예에 설명한 α의 값의 2배일 수도 있다.
또한, 본 발명은 아래의 구성들로서 구현될 수도 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 표시 장치는 제1 방향 및 그 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 2차원 매트릭스로 배열된 화소들을 포함하는 투과형 표시 패널; 및 투과형 표시 패널에 표시된 화상들을 복수의 시점용의 화상들로 분리하는 시차 배리어를 포함하고, 시차 배리어 및 투과형 표시 패널은 소정의 갭의 공간을 갖고 서로 대향하도록 배치되고, 시차 배리어는 제2 방향에 평행한 축선 또는 제2 방향 방향과 예각을 형성하는 축선을 따라 연장하고 제1 방향으로 교대로 평행하게 배열되는 복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하고, 제1 방향으로의 광 투과부의 폭은 가변이다.
시차 배리어는, 적어도, 제1 기판; 제1 기판 상에 형성되고 패터닝된 제1 전극; 제1 기판과 대향하도록 배치된 제2 기판; 제1 전극과 대향하도록 제2 기판 상에 형성된 제2 전극; 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정 표시 디바이스를 가질 수도 있다.
표시 장치는 배면으로부터 투과형 표시 장치를 조사하는 면 조명 디바이스를 포함할 수도 있고, 시차 배리어는 투과형 표시 패널과 면 조명 디바이스 사이에 배치된다.
제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 W1이고, 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND이며, α가 임의의 계수이면, W1은 W1=α·ND 및 W1=2α·ND의 2개의 값들로 변경될 수도 있다. 또한, 0.95≤α≤1.05가 충족될 수도 있다. 투과형 표시 패널의 헤이즈 값은 15% 이하일 수도 있다. 예를 들어, 시차 배리어는 투과형 표시 패널의 전면에 배치될 수도 있다.
제1 방향으로의 광 투과부의 폭이 W1이고, 제1 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND이며, α가 1 이상의 임의의 계수이면, W1은 W1=α·ND 및 W1=(α+1)·ND의 2개의 값들로 변경될 수도 있다. 또한, 1<α<2가 충족될 수도 있다. 시차 배리어의 헤이즈 값은 15% 이하일 수도 있다.
차광부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭은, 예를 들어, 제1 방향으로의 차광부의 폭보다 작을 수도 있다.
광 투과부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭보다 작을 수도 있다.
제1 방향으로의 광 투과부의 폭은 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 변할 수도 있다.
제1 전극은 차광부를 형성하는 액정 표시 디바이스의 영역에 형성될 수도 있고, 광 투과부는, 제1 방향으로 평행하게 배열되는, 제1 전극이 형성되는 영역 및 제1 전극이 형성되지 않는 영역을 포함할 수도 있고, 광 투과부를 형성하는 제1 전극의 제1 방향으로의 폭은 제1 방향으로의 광 투과부의 폭보다 작을 수도 있다. 제1 방향으로의 광 투과부의 폭은 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가 상태에 의존하여 변할 수도 있다.
시차 배리어의 축선과 제2 방향에 의해 형성된 각도(θ)는 예각일 수도 있고, 제2 방향으로의 화소들의 배열 피치가 ND2일 때 θ=tan-1(ND2/ND)가 충족될 수도 있다.
시차 배리어의 축선과 제2 방향에 의해 형성된 각도(θ)는 예각일 수도 있고, 시차 배리어를 형성하는 광 투과부들은 시차 배리어의 축선을 따라 직선 형상으로 배열될 수도 있다.
시차 배리어의 축선과 제2 방향에 의해 형성된 각도(θ)는 예각일 수도 있고, 시차 배리어를 형성하는 광 투과부들은 시차 배리어의 축선을 계단 패턴으로 배열될 수도 있다.
다른 예시적인 구성에서, 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및 복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어를 포함하고, 표시 장치는 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭을 갖는 제1 세팅과 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭과는 상이한 제2 폭을 갖는 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능하다.
복수의 화소의 제1 방향 및 제2 방향을 따라 어레이로 배열될 수도 있다. 복수의 화소의 각각은 중심을 가질 수도 있고, 2개의 화소의 중심들 사이의 제1 방향으로 측정된 거리는 표시 패널의 화소 피치를 정의할 수도 있으며, 제2 폭은 화소 피치를 초과할 수도 있다.
표시 패널의 화소 피치는 ND일 수도 있고, α는 임의의 계수일 수도 있고, 제1 폭은 ND와 α의 곱(product)일 수도 있으며, 제2 폭은 ND와 2α의 곱일 수도 있다.
표시 패널의 화소 피치는 ND일 수도 있고, α는 1 이상의 임의의 계수일 수도 있고, 제1 폭은 ND와 α의 곱일 수도 있으며, 제2 폭은 ND와 (α+1)의 곱일 수도 있다.
제1 방향은 실질적으로 수평일 수도 있고, 제2 방향은 실질적으로 수직일 수도 있다.
복수의 광 투과부 중 적어도 일부는 제2 방향에 실질적으로 평행하거나 제2 방향에 대해 예각에 있는 축선을 따라 연장되는 길이를 가질 수도 있다.
시차 배리어는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수도 있고, 표시 장치는 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가를 통해 제1 세팅과 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능할 수도 있다. 차광부들 중 적어도 하나는 제1 전극이 형성되는 시차 배리어의 영역에 상주할 수도 있고, 적어도 하나의 광 투과부는 제1 전극이 형성되는 시차 배리어의 영역에 상주하는 제1 부분 및 제1 전극이 형성되지 않는 시차 배리어의 영역에 상주하는 제2 부분을 포함할 수도 있고, 그 적어도 하나의 광 투과부의 폭은 제1 전극 및 제2 전극에 대한 전압의 인가에 의존하여 변할 수도 있다.
표시 장치는 제1 세팅과 제2 세팅 사이에서 표시 장치를 스위칭하도록 사용자에 의해 조작가능한 체인지오버 스위치를 포함할 수도 있다.
표시 장치는 화상 데이터의 분석에 기초하여 제1 세팅과 제2 세팅 사이에서 표시 장치를 스위칭하도록 동작가능한 화상 신호 처리 유닛을 포함할 수도 있다.
표시 패널은 투과형 표시 패널을 포함할 수도 있다.
표시 장치는 투과형 표시 패널을 광으로 조사하기 위한 면 조명 디바이스를 포함할 수도 있고, 시차 배리어는 면 조명 디바이스와 투과형 표시 패널 사이에 상주할 수도 있다.
표시 패널은 관찰 위치로부터 관찰가능하고, 시차 배리어는 표시 패널과 관찰 위치 사이에 상주할 수도 있다.
복수의 차광부는 복수의 시점의 각각으로부터 가시적인 화상들을 정의할 수도 있다.
시차 배리어 및 표시 패널은 갭만큼 분리될 수도 있다.
표시 장치는 예를 들어, 입체 화상 표시 장치를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 표시 장치는 육안형 입체 화상 표시 장치를 포함할 수도 있다.
또 다른 예시적인 구성에서, 전자 디바이스는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및 복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어를 포함하고, 전자 장치는 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭을 갖는 제1 세팅과 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭과는 상이한 제2 폭을 갖는 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능하다.
본 발명은, 그 전체 내용이 참조로 여기에 원용되는 2012년 1월 5일 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 JP 2012-000624에 개시된 바에 관한 내용을 포함한다.
다양한 변형예들, 조합들, 서브-조합들 및 변경예들이 첨부한 청구항들의 범위 또는 그들의 등가물 내에 있는 한, 설계 요건들 및 다른 요인들에 의존하여 발생할 수도 있다는 것이 당업자는 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 표시 장치로서,
    복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및
    복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어(parallax barrier)를 포함하고,
    상기 표시 장치는 상기 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭을 갖는 제1 세팅과 상기 복수의 광 투과부 중 상기 적어도 하나가 상기 제1 폭과는 상이한 제2 폭을 갖는 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능한, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 어레이로 배열되고, 상기 복수의 화소의 각각은 중심을 갖고, 2개의 화소의 중심들 사이의 상기 제1 방향으로 측정된 거리가 상기 표시 패널의 화소 피치를 정의하며, 상기 제2 폭은 상기 화소 피치를 초과하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시 패널의 상기 화소 피치는 ND이고, α는 임의의 계수이고, 상기 제1 폭은 ND와 α의 곱(product)이며, 상기 제2 폭은 ND와 2α의 곱인, 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 표시 패널의 상기 화소 피치는 ND이고, α는 1 이상의 임의의 계수이고, 상기 제1 폭은 ND와 α의 곱이며, 상기 제2 폭은 ND와 (α+1)의 곱인, 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향은 실질적으로 수평이고, 상기 제2 방향은 실질적으로 수직인, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 광 투과부 중 적어도 일부는 상기 제2 방향에 실질적으로 평행하거나 상기 제2 방향에 대해 예각에 있는 축선을 따라 연장되는 길이를 갖는, 표시 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 시차 배리어는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 표시 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 대한 전압 인가를 통해 상기 제1 세팅과 상기 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능한, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차광부들 중 적어도 하나는 상기 제1 영역이 형성되는 상기 시차 배리어의 영역에 상주하고, 상기 적어도 하나의 광 투과부는 상기 제1 전극이 형성되는 상기 시차 배리어의 영역에 상주하는 제1 부분 및 상기 제1 전극이 형성되지 않은 상기 시차 배리어의 영역에 상주하는 제2 부분을 포함하고, 상기 적어도 하나의 광 투과부의 폭은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 대한 상기 전압의 인가에 의존하여 변하는, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세팅과 상기 제2 세팅 사이에서 상기 표시 장치를 스위칭하도록 사용자에 의해 조작가능한 체인지오버 스위치(changeover switch)를 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    화상 데이터의 분석에 기초하여 상기 제1 세팅과 상기 제2 세팅 사이에서 상기 표시 장치를 스위칭하도록 동작가능한 화상 신호 처리 유닛을 포함하는, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 투과형 표시 패널인, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 투과형 표시 패널을 광으로 조사하기 위한 면 조명 디바이스를 포함하고, 상기 시차 배리어는 상기 면 조명 디바이스와 상기 투과형 표시 패널 사이에 상주하는, 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 관찰 위치로부터 관찰가능하고, 상기 시차 배리어는 상기 표시 패널과 상기 관찰 위치 사이에 상주하는, 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 차광부는 복수의 시점의 각각으로부터 가시적인 화상들을 정의하는, 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 시차 배리어 및 상기 표시 패널은 갭 만큼 분리되는, 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    입체 화상 표시 장치를 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    육안형(naked eye type) 입체 화상 표시 장치를 포함하는, 표시 장치.
  18. 전자 디바이스로서,
    복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및
    복수의 광 투과부 및 복수의 차광부를 포함하는 시차 배리어를 포함하고,
    상기 전자 디바이스는 상기 복수의 광 투과부 중 적어도 하나가 제1 폭을 갖는 제1 세팅과 상기 복수의 광 투과부 중 상기 적어도 하나가 상기 제1 폭과는 상이한 제2 폭을 갖는 제2 세팅 사이에서 스위칭하도록 동작가능한, 전자 디바이스.
KR1020120154657A 2012-01-05 2012-12-27 표시 장치 KR20130080766A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012000624A JP2013140277A (ja) 2012-01-05 2012-01-05 表示装置
JPJP-P-2012-000624 2012-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130080766A true KR20130080766A (ko) 2013-07-15

Family

ID=48720096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120154657A KR20130080766A (ko) 2012-01-05 2012-12-27 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130176619A1 (ko)
JP (1) JP2013140277A (ko)
KR (1) KR20130080766A (ko)
CN (1) CN103197423A (ko)
TW (1) TW201329522A (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255980A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Fujitsu Ltd 立体画像生成装置
JP5969699B2 (ja) * 2013-05-09 2016-08-17 シャープ株式会社 立体表示装置
CN103399427B (zh) * 2013-08-21 2016-02-24 福州大学 一种视点数可控的立体显示装置
CN105659153A (zh) * 2013-10-24 2016-06-08 夏普株式会社 立体显示装置
CN103698914B (zh) * 2013-12-19 2017-04-05 京东方科技集团股份有限公司 液晶光栅、显示装置及驱动方法
KR101584423B1 (ko) * 2014-02-21 2016-01-11 하이디스 테크놀로지 주식회사 모아레 감소를 위한 오버코트층을 구비한 터치 패널, 터치 패널을 구비한 액정표시장치 및 터치 패널 형성 방법
JP2016021013A (ja) * 2014-07-15 2016-02-04 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示方法
TWI583998B (zh) * 2016-01-04 2017-05-21 胡繼忠 裸眼3d顯示像素單元及具有2d/3d模式同時間不同區顯示或全屏相互切換功能的顯示裝置
JP2019133098A (ja) * 2018-02-02 2019-08-08 シャープ株式会社 表示デバイス
JP2019148621A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 三菱電機株式会社 表示装置、および、表示装置の駆動方法
JP7227977B2 (ja) * 2018-08-08 2023-02-22 京セラ株式会社 画像表示装置、画像表示システム、及び移動体
CN109143607B (zh) * 2018-09-17 2020-09-18 深圳奥比中光科技有限公司 补偿显示屏、屏下光学系统及电子设备
CN113917699B (zh) * 2021-11-02 2024-01-05 合肥京东方卓印科技有限公司 三维显示面板及其控制方法和三维显示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1301420C (zh) * 2004-03-25 2007-02-21 南京大学 双微偏振式自由立体成像装置及其方法
KR101087568B1 (ko) * 2004-12-30 2011-11-28 엘지디스플레이 주식회사 입체영상표시장치용 패러랙스 베리어 액정패널 및 그제조방법
JP2009014996A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Seiko Epson Corp 画像表示装置
JP5563250B2 (ja) * 2009-06-30 2014-07-30 株式会社ジャパンディスプレイ 立体画像表示装置
JP5356952B2 (ja) * 2009-08-31 2013-12-04 レムセン イノベーション、リミティッド ライアビリティー カンパニー 表示装置
JP5462672B2 (ja) * 2010-03-16 2014-04-02 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び電子機器
CN102122077B (zh) * 2011-03-23 2012-05-23 四川大学 双狭缝光栅液晶自由立体显示器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013140277A (ja) 2013-07-18
US20130176619A1 (en) 2013-07-11
CN103197423A (zh) 2013-07-10
TW201329522A (zh) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9235069B2 (en) Display device
KR20130080766A (ko) 표시 장치
TWI453506B (zh) 光源裝置及立體顯示器
TWI502231B (zh) 顯示裝置
US9479763B2 (en) Image display apparatus
US20120275183A1 (en) Display and electronic unit
TWI438492B (zh) 立體影像顯示設備
CN110286525B (zh) 显示基板、显示面板和显示装置
WO2014196125A1 (ja) 画像表示装置及び液晶レンズ
KR20080074757A (ko) 지향성 표시 디스플레이
US9880394B2 (en) Display apparatus with improved viewing angles
US10585231B2 (en) Directional backlight unit and image display apparatus including the same
JP2010122590A (ja) 液晶表示装置、導光板及び導光方法
US20120236402A1 (en) Display device
WO2013069387A1 (ja) 表示装置およびその駆動方法と製造方法
JP2013105005A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
JP5320469B2 (ja) 立体画像表示装置
US20130120366A1 (en) Display panel with 3d capability and display apparatus having the same
CN113039390B (zh) 具有光学掩模元件的多视图背光体、显示器和方法
JP4155274B2 (ja) 電気光学装置、電子機器及び照明装置
JP2008180800A (ja) 表示素子および表示装置
JP2022188099A (ja) 光学フィルム及び表示装置
KR101317882B1 (ko) 입체영상 디스플레이 장치
KR20170014687A (ko) 입체 영상 표시 장치
JP2010091767A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid