KR20130128901A - 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하며 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 한 장의 패럴렉스 배리어에 포트레이트와 랜드스케이프 화면 시 구동되는 구동전극들을 배치함으로써 패럴렉스 배리어 1장만큼의 두께와 무게를 줄일 수 있어 얇고 경량화된 입체영상 표시장치의 제조가 가능하고, 패럴렉스 배리어의 제조 및 접합공정을 감소시켜 공정, 수율 및 비용적인 측면을 개선하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 셀 방식의 TFT 구조보다 설치되는 TFT 구동전극들의 개수를 줄일 수 있어 공정능력 향상 및 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Description

단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치{Variable one layer parallax barrier, diving method thereof and 3D image display device using the barrier}

본 발명은 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포트레이트와 랜드스케이프 방향에서 모두 입체영상을 표시할 수 있도록 한 장의 패럴렉스 배리어 상에 x축 방향으로 구동되는 구동전극들과 y축 방향으로 구동되는 구동전극들을 동시에 배치한 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 60~70㎜ 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 최근에는 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 이러한 양안시차의 원리를 이용하여 입체영상을 제공하는 입체영상 디스플레이의 필요성이 크게 요구되고 있다. 또한, 고해상도 TV가 점차 대중화됨에 따라, 장래에는 입체로 TV를 시청할 수 있는 입체형 TV의 대중화가 가능해질 것으로 예상된다.

현재까지 개발된 입체영상 디스플레이에는 안경 방식의 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있다. 일반적으로, 안경 방식의 입체영상 디스플레이는, 특정 편광 성분의 영상을 디스플레이하는 LCD 장치와, 상기 LCD 장치의 좌안용 영상과 우안용 영상별로 편광방향을 바꾸는 마이크로폴스크린과, 좌안과 우안에 대해 서로 다른 편광을 투과시키는 편광안경으로 구성된다. 즉, 마이크로폴 스크린에 의해 좌안 영상과 우안 영상의 편광방향이 서로 다르게 되며, 편광안경이 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 투과시키므로 시청자는 3차원 영상을 시청할 수 있다.

그러나, 위의 방식은 3차원 영상을 시청하기 위하여 반드시 편광안경을 착용해야하는 불편함이 있다. 이에 따라 무안경 방식의 입체영상 디스플레이가 개발되었다. 무안경 방식의 입체영상 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 관측자의 좌우 양안에 각기 다른 영상정보가 인식되도록 하여 입체감을 갖도록 하는 방법이다. 이러한 무안경 방식으로, 패럴렉스 배리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular lens) 방식이 있다.

렌티큘라 렌즈를 이용한 입체영상 표시장치는 반원통형의 모양을 한 렌티큘러 스크린이라고 불리는 렌즈의 초점면에 좌우 영상을 줄무늬 형태로 배치하고 이 렌즈를 통해 렌즈판의 방향성에 따라 좌우영상이 분리돼 안경 없이 입체영상을 볼 수 있도록 한다. 렌즈 한 개의 폭은 표시기의 화소 폭에 의해 결정되는데, 좌우영상에 해당하는 두 개의 화소가 들어가도록 만든다. 이렇게 하면 렌즈 효과에 의해 렌즈의 좌측에 있는 화소는 오른쪽 눈에만 보이고, 우측에 있는 화소는 왼쪽 눈에만 보이게 됨으로써 좌우 영상의 분리가 가능해진다.

패럴랙스 배리어를 이용한 입체영상 표시장치는 빛을 투과 또는 차단시키기 위한 가느다란 줄무늬 모양의 수직 슬릿을 일정한 간격으로 배열시킨 다음 그 앞 또는 뒤에 적당한 간격을 두고 좌우 영상을 교대로 배치하는 기술이다. 따라서 특정한 시점에서 이 슬릿을 통해 보면 기하광학적으로 좌우영상이 정확하게 분리돼 입체감을 느끼게 된다. 즉, 모니터 화면 앞에 특수안경 기능을 하는 줄무늬 모양의 패럴랙스 배리어 광학판을 설치해서 사용자가 안경을 쓰지 않고도 입체영상을 인식하도록 한다.

이와 같이 입체영상 표시장치는 대부분 양안시차를 이용해 입체영상을 표시한다.

도 1은 미국특허 제6,108,029호에 개시된 입체영상 표시장치를 도시한 도면이다. 이 입체영상 표시장치는 투과형 LCD 패널(11) 뒤쪽에 일정 거리를 두고 LCD 패럴렉스 배리어(12)가 설치된다. 투과형 LCD 패널(11)은 좌영상(L)과 우영상(R)이 화소 피치(P)를 가지며 교대로 배치되고, LCD 패럴렉스 배리어(12)는 투명한 부분(12a)과 불투명한 부분(12b)이 배리어 피치(q)를 가지며 교대로 배치된다. 도시되지 않은 광원에서 나온 빛은 LCD 패럴렉스 배리어(12)의 투명한 부분(12a)을 통과하여 투과형 LCD 패널(11)을 지나서 관측자의 양안(RE, LE)에 도달한다. 이때, 투과형 LCD 패널(11)의 우영상(R)을 지나는 빛은 관측자의 오른쪽 눈(RE)에 도달되고, 투과형 LCD 패널(11)의 좌영상(L)을 지나는 빛은 관측자의 왼쪽 눈(LE)에 각각 도달된다. 투과형 LCD 패널(11)의 좌영상(L)과 우영상(R)에 각각 관측자의 좌우 양안에 인식되는 서로 약간 상이한 2차원 이미지 정보가 입력되며, 이로써 관측자는 입체감을 갖는 영상정보를 얻게 된다.

만약, LCD 패럴렉스 배리어(12)의 불투명한 부분(12b)을 모두 투명하게 하면, 광원에서 나오는 빛이 LCD 패럴렉스 배리어(12)와 투과형 LCD 패널(11)을 고르게 통과하여 관측자에게 도달되는데, 이로써 이 입체영상 표시장치는 기존의 2차원 표시장치와 동일하게 2차원 평면 영상을 표시한다. 즉, 이 입체영상 표시장치는 LCD 패럴렉스 배리어(12)의 불투명한 부분을 조절하여 평면 영상과 입체영상을 겸하여 표시하게 된다.

이 입체영상 표시장치는 관측자가 입체감을 효과적으로 느끼기 위해 필요한 조건이 있으며, 그 관계식은 하기 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

여기서, n은 양의 정수, S는 관측자의 좌우 양안의 거리, D는 투과형 LCD 패널과 관측자 눈과의 최단거리, d는 LCD 패럴렉스 배리어와 투과형 LCD 패널과의 최단거리, q는 LCD 패럴렉스 배리어의 배리어 피치, P는 투과형 LCD 패널의 화소피치이다.

도 2는 종래 LCD 패럴렉스 배리어의 개략도이다. 종래의 LCD 패럴렉스 배리어는 하판공통전극(21)과, 일정한 배리어 피치(q) 간격으로 배치된 상판전극(22)과, 하판공통전극(21)과 상판전극(22)에 전원을 공급하여 하판공통전극(21)과 상판전극(22) 사이에 위치한 액정층의 재배열을 유도하여 투명한 상태와 불투명한 상태를 조절하는 전원공급장치(23)를 포함한다. 전원공급장치(23)에서 하판공통전극(21)과 상판전극(22) 사이에 전압을 인가하거나 그 인가전압이 차단되면, 해당 부분의 액정층이 투명하게 되거나 불투명하게 되어 입체 또는 평면 영상이 표시된다.

상기한 LCD 패럴렉스 배리어를 이용한 영상 표시장치는 배리어가 세로로 형성된 경우에만 입체영상을 볼 수 있고, 영상 표시장치의 화면을 90도 회전시켜 배리어가 가로로 되는 경우에는 입체영상을 볼 수 없었다.

종래 영상 표시장치는 고정된 한 방향으로만 사용하였다. 즉, 핸드폰의 경우 세로가 가로보다 긴 포트레이트(portrait) 방향으로만 사용하였고, 일반 모니터의 경우 가로가 세로보다 긴 랜드스케이프(landscape) 방향으로만 사용하였다. 그러나 최근 들어 포트레이트 방향과 랜드스케이프 방향으로 모두 사용이 가능한 핸드폰이 출시되었고, 모니터도 랜드스케이프 방향과 포트레이트 방향으로 모두 구동이 가능하도록 구현되고 있다.

이에 따라 종래에는 한 가지 방향으로만 입체영상을 구현하면 충분하였으나, 이제 랜드스케이프 방향과 포트레이트 방향으로 모두 입체영상을 구현하기 위한 기술의 필요성이 대두되었다.

도 3은 랜드스케이프 방향과 포트레이트 방향에서 모두 입체영상 구현이 가능한 LCD 패럴렉스 배리어의 개략도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 랜드스케이프와 포트레이트의 양 방향에서 모두 입체영상 구현이 가능한 LCD 패럴렉스 배리어(30)는 디스플레이 구동을 위한 디스플레이 구동부(31), 상기 디스플레이 구동부의 상부에 위치하며, 랜드스케이프(또는 포트레이트) 방향에서 입체영상 구현이 가능하도록 설치된 제1 패럴렉스 배리어(32), 상기 제1 패럴렉스 배리어(32)의 상부에 위치하며, 제1 패럴렉스 배리어(32)에서 구현하지 않은 방향의 입체영상 구현이 가능하도록 설치된 제2 패럴렉스 배리어(33), 상기 제2 패럴렉스 배리어(33)의 상부에 위치하며 터치를 인식하기 위해 패턴이 형성된 ITO 글라스(34) 및 상기 ITO 글라스(34)의 상부에 위치하는 윈도우 커버 글라스(35)와 각 층의 사이를 접합하기 위한 접착부(36)로 구성된다.

그러나 상기 도 3에 도시한 바와 같은 랜드스케이프 방향과 포트레이트 방향에서 모두 입체영상 구현이 가능한 LCD 패럴렉스 배리어(30)의 경우에는 랜드스케이프 방향이나 포트레이트 방향에서 입체영상을 구현하기 위해서는 두장 이상의 패럴렉스 배리어(32, 33)를 사용해야하며, 두 장 이상의 패럴렉스 배리어(32, 33)를 접합하기 위해서는 총 4번 이상의 접합 과정을 거쳐야할 뿐 아니라, 각 배리어(32, 33)의 접합 시 부착 편차를 최소화해야만 한다는 문제점이 있다.

국내공개특허 제10-2006-0096844호 국내등록특허 제10-0613133호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 한 장의 패럴렉스 배리어에 x축 방향으로 구동되는 구동전극들과 y축 방향으로 구동되는 구동전극들을 동시에 배치시킴으로써 배리어의 방향을 90도 회전시킬 수 있어 포트레이트와 랜드스케이프 화면에서 모두 3D 구현이 가능한 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 패럴렉스 배리어 1장만큼의 두께와 무게를 줄일 수 있어 얇고 경량화된 입체영상 표시장치의 제조가 가능하고, 패럴렉스 배리어의 제조 및 접합공정을 감소시켜 공정, 수율 및 비용적인 측면을 개선하여 작업성을 향상시킬 수 있는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 셀 방식의 TFT 구조보다 설치되는 TFT 구동전극들의 개수를 줄일 수 있어 공정능력 향상 및 소비전력을 감소시킬 수 있는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 한 장의 패럴렉스 배리어를 통과함으로 휘도, 색재현율 등의 디스플레이 성능을 향상시킬 수 있는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와 그의 구동방법 및 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 제공한다.

구체적으로, 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 동일 평면상의 패널에 픽셀(pixel) 및 도트(dot)의 위치와 크기에 맞추어 라인(line)을 배열하고, 상기 라인과 접하는 패널의 x축 방향과 y축 방향의 일측면에는 1개 이상의 TFT 구동전극들이 배치된다.

상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들은 동일한 배리어 피치 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 수동형 구동방식(passive matrix)에 적용되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는, 상기 구동소자로부터 상기 x축 방향의 제1 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제1 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 포트레이트 방향에서의 입체화면을 구현하는 제1 상태와, 상기 구동소자로부터 상기 y축 방향의 제2 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제2 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 랜드스케이프 방향에서의 입체화면을 구현하는 제2 상태로 구동되는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어의 구동방법을 제공한다.

이때, 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 화면 방향에 따라 화면의 세로방향으로 배리어가 형성되도록 상기 제1 상태 또는 제2 상태로 구동되며, 상기 제1 TFT 구동전극들 또는 제2 TFT 구동전극들은 구동소자로부터 인가된 전원에 의해 축 방향과 평행한 일직선 라인(line) 형태의 배리어를 형성하게 된다.

또한 본 발명은 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와, 상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와, 상기 2차원 표시장치의 화면방향을 감지하는 센서와, 상기 센서에서 감지되는 화면방향에 따라 상기 2차원 표시장치와 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 포트레이트 화면과 랜드스케이프 화면에서 모두 입체영상이 표시되도록 하는 조절수단을 포함하되, 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 입체영상 표시장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 포트레이트와 랜드스케이프 화면에서의 3D 구현을 위해 두장 이상의 패럴렉스 배리어를 사용해야만 하는 종래 기술과는 달리, 한 장의 패럴렉스 배리어에 x축 방향으로 구동되는 구동전극들과 y축 방향으로 구동되는 구동전극들을 동시에 배치시킴으로써 배리어의 방향을 90도 회전시킬 수 있어 포트레이트와 랜드스케이프 화면에서 모두 3D 구현이 가능하다. 또한, 패럴렉스 배리어 1장만큼의 두께와 무게를 줄일 수 있어 얇고 경량화된 입체영상 표시장치의 제조가 가능하고, 패럴렉스 배리어의 제조 및 접합공정을 감소시켜 공정, 수율 및 비용적인 측면을 개선하여 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 셀 방식의 TFT 구조보다 설치되는 TFT 구동전극들의 개수를 줄일 수 있어 공정능력 향상 및 소비전력을 감소시킬 수 있으며, 한 장의 패럴렉스 배리어를 통과함으로 휘도, 색재현율 등의 디스플레이 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 미국특허 제6,108,029호에 개시된 입체영상 표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 LCD 패럴렉스 배리어의 개략도이다.
도 3a 및 3b는 랜드스케이프 방향과 포트레이트 방향에서 모두 입체영상 구현이 가능한 LCD 패럴렉스 배리어의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 이용하여 포트레이트(portrait) 방향으로 입체화면을 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 6a 및 6b은 본 발명의 일실시예에 따라 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 이용하여 랜드스케이프(landscape) 방향으로 입체화면을 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 7에는 본 발명의 일실시예에 따라 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 구비한 입체영상 표시장치가 적용된 핸드폰 액정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 제1 TFT 구동전극들(41), 제2 TFT 구동전극들(42) 및 구동소자(43)로 구성된다.

상기 제1 TFT 구동전극들(41) 및 제2 TFT 구동전극들(42)은 패럴렉스 배리어(40) 패널의 동일 평면상에 위치하다.

또한 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)에는 동일 평면상의 패널에 픽섹(pixel) 및 도트(dot)의 위치와 크기에 맞추어 배리어(barrier)를 형성하며, 상기 형성된 배리어를 통해 양안시차를 구성하게 되고, 상기 배리어를 구동시키기 위한 트랜지스터를 라인(line)의 시작점에 위치시키게 된다. 상기 배열된 라인과 접하는 패널의 x축 방향과 y축 방향의 일측면에는 1개 이상의 TFT 구동전극들(41, 42)이 배치된다.

즉, 상기 제1 TFT 구동전극들(41)은 라인과 접하는 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되며(x1, x2, x3, x4, x5, ...), 제2 TFT 구동전극들(42)은 라인과 접하는 패널의 y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치된다(y1, y2, y3, y4, y5, ...). 이때, 상기 제1 TFT 구동전극들(41)과 제2 TFT 구동전극들(42)은 각각 동일한 배리어 피치(p) 간격으로 형성될 수 있다.

이때 x축 방향의 일측면은 패널의 상단부나 하단부의 일측면일 수도 있고, y축 방향의 일측면은 패널의 좌측이나 우측의 일측면일 수도 있으며, 이러한 방향은 제조하고자 하는 입체영상 표시장치에 따라 적절히 조절 및 조합할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 라인과 접하는 패널의 x축 방향 및 y축 방향의 일측면에 배치되는 1개 이상의 TFT 구동전극들(41, 42)은 각각 일정한 배리어 피치 간격으로 배치되는 것이 좋으며, 이 배리어 피치는 평판 디스플레이 판넬을 구성하는 픽셀의 크기를 기준으로 구성된다. 이때, 상기 x축 방향의 일측면에 형성된 제1 TFT 구동전극들(41)과 y축 방향의 일측면에 형성된 제2 TFT 구동전극들(42)은 동일한 배리어 피치 간격으로 배치되는 것이 좋다.

상기 구동소자(43)는 상기 제1 TFT 구동전극들(41)과 제2 TFT 구동전극들(42)을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 위치한다. 상기 구동소자(43)로부터 인가된 전원에 의해 각각의 제1 TFT 구동전극들(41)과 제2 TFT 구동전극들(42)은 전원 온 상태, 전원 오프 상태, 그라운드(ground) 상태로 구동하게 되며, 각 TFT 구동전극들(41, 42)에 전원이 인가되게 되면 각 축 방향과 평행한 일직선의 라인(line)으로 전원 온 상태를 유지하도록 구동되어 배리어를 형성하게 된다.

이러한 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 라인(line) 형태로 구동되는 수동형 구동방식(passive matrix)의 디스플레이에 적용되는 것으로, x축과 y축의 각 라인의 일측면에 TFT 구동전극들(41, 42)을 배치시킴으로써 셀 단위로 구동되는 능동형 구동방식(active matrix)과 비교하여 TFT 구동전극들의 개수를 줄일 수 있어 공정능력을 향상시키고, 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 구동소자(43)로부터 x축 방향의 제1 TFT 구동전극들(41)에 전원을 인가하여 상기 제1 TFT 구동전극들(41)에 의해 배리어가 형성되도록 하는 포트레이트 방향에서의 입체화면을 구현하는 제1 상태와, 상기 구동소자(43)로부터 y축 방향의 제2 TFT 구동전극들(42)에 전원을 인가하여 상기 제2 TFT 구동전극들(42)에 의해 배리어가 형성되도록 하는 랜드스케이프 방향에서의 입체화면을 구현하는 제2 상태로 구동될 수 있다.

도 5는 도 4의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 이용하여 포트레이트(portrait) 방향으로 입체화면을 구현한 예를 도시한 도면이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 포트레이트 방향(potrait, 수직방향)의 화면에서 제1 TFT 구동전극들(41)은 화면의 세로방향으로, 제2 TFT 구동전극들(42)은 화면의 가로방향으로 동일한 평면상의 패널의 x축과 y축의 일측면에 각각 배치되어 있다.

포트레이트 방향(수직방향)으로 입체화면을 구현하고자 하면, 포트레이트 방향의 화면에서 세로 방향, 즉 x축 방향의 배리어를 형성해야 하며, 이를 위해서 구동소자(43)로부터 패널의 x축 방향의 일측면에 형성된 제1 TFT 구동전극들(41)에 전원을 인가하게 되면 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 x축과 평행한 일직선 라인의 배리어(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, ...)를 형성하게 된다. 이때에 y축 방향의 일측면에 형성된 제2 TFT 구동전극들(42)에는 전원이 인가되지 않으며, 제2 TFT 구동전극들(42)은 그라운드 상태를 유지하게 된다.

도 6은 도 4의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 이용하여 랜드스케이프(landscape) 방향으로 입체화면을 구현한 예를 도시한 도면이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 랜드스케이프 방향(landscape, 수평방향)의 화면에서 제2 TFT 구동전극들(42)은 화면의 세로방향으로, 제1 TFT 구동전극들(41)은 화면의 가로방향으로 동일한 평면상의 패널의 y축과 x축의 일측면에 각각 배치되어 있다.

랜드스케이프 방향(수평방향)에서 입체화면을 구현하고자 하면, 화면의 세로방향, 즉 x축 방향으로 배리어를 형성해야 하며, 이를 위해서 구동소자(43)로부터 패널의 y축 방향의 일측면에 형성된 제2 TFT 구동전극들(42)에 전원을 인가하게 되면 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 y축과 평행한 일직선 라인의 배리어(42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, ...)를 형성하게 된다. 이때에 x축 방향의 일측면에 형성된 제1 TFT 구동전극들(41)에는 전원이 인가되지 않으며, 제1 TFT 구동전극들(41)은 그라운드 상태를 유지하게 된다.

즉, 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 동일 평면상의 패널에 형성된 제1 TFT 구동전극들(41)과 제2 TFT 구동전극들(42) 중 배리어를 형성하고자 하는 축 방향의 일측면에 배치된 구동전극들(41, 42)에 전원을 인가하여 배리어를 형성하는 구동방법에 따라, 상기와 같이 포트레이트 방향(수직방향)에서는 제1 TFT 구동전극들(41)을 구동시켜 입체화면을 구현할 수 있고, 랜드스케이프 방향(수평방향)에서는 제2 TFT 구동전극들(42)을 구동시켜 입체화면을 구현할 수 있는 포트레이트 방향과 랜드스케이프 방향의 전환이 가능하게 된다.

전술한 바와 같이 구성되고 구동되는 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 포트레이트 방향과 랜드스케이프 방향에서 모두 입체영상을 표시할 수 있으며, 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어(40)는 포트레이트 방향과 랜드스케이프 방향에서 모두 입체영상을 구현하기 위하여 두장 이상의 패럴렉스 배리어를 필요로 하는 종래 기술과는 차별된 것으로, 단 한장의 패럴렉스 배리어를 사용하면서 포트레이트와 랜드스케이프 양 방향에서 모두 입체영상의 구현이 가능하다. 뿐만 아니라, 셀 단위로 구동되기 위하여 각 셀 단위별로 TFT 구동전극을 필요로 하는 능동형 구동방식(active matrix)과는 달리 x축과 y축의 일측면에 배치된 TFT 구동전극들(41, 42)에 의해 라인 형태로 구동되는 수동형 구동방식(passive matrix)으로 하나의 패럴렉스 배리어에 배치되는 TFT 구동전극들의 개수를 현저하게 감소시킬 수 있어 공정능력을 향상시키고 소비전력을 감소시키는 등 작업 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 종래 기술과 달리 한 장의 패럴렉스 배리어만을 통과함으로 휘도, 색재현율 등의 디스플레이 성능을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 입체영상 표시장치에 구비될 수 있다.

상기 입체영상 표시장치는 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와, 상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하는 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와, 상기 2차원 표시장치의 화면방향을 감지하는 센서와, 상기 센서에서 감지되는 화면방향에 따라 상기 2차원 표시장치와 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 포트레이트 화면과 랜드스케이프 화면에서 모두 입체영상이 표시되도록 하는 조절수단을 포함할 수 있다(미도시).

도 7에는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명의 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 구비한 입체영상 표시장치가 적용된 핸드폰 액정을 도시한다. 본 발명에 따른 입체영상 표시장치를 적용하면 수직방향(7a) 및 수평방향(7b)으로 모두 높은 품질의 입체영상을 구현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치는 박막 트렌지스터 액정 표시장치(TFT-LCD), 유기전기발광다이오드(OLED), 플라즈마 표시 패널(PDP), FED(filed emission display) 등의 디스플레이에도 적용될 수 있으며, 당업자는 본 발명의 범위가 이들에만 제한되지 않음을 물론인 것이다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상 및 실시형태들을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 서술한 기술사상 및 실시형태들은 당업자가 본 발명을 충분히 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 상술한 예에 제한되지 않음은 물론이다. 당업자는 이러한 실시형태들에 대한 다양한 변경이 가능함을 알며, 여기서 정의된 일반 원리는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태들에 적용될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명은 여기에 개시된 실시형태들에 한정되는 것을 의도하는 것이 아니라, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범위를 부여하려는 것이다.

40: 단일층 가변형 패럴렉스 배리어
41: 제1 TFT 구동전극 42: 제2 TFT 구동전극
43: 구동소자

Claims (15)

1. 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들;
   상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및
   상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 동일 평면상의 패널에 픽셀(pixel) 및 도트(dot)의 위치와 크기에 맞추어 라인(line)을 배열하고, 상기 라인과 접하는 패널의 x축 방향과 y축 방향의 일측면에 1개 이상의 TFT 구동전극들이 배치되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들은 동일한 배리어 피치 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어.
4. 제1항에 있어서,
   상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 수동형 구동방식(passive matrix)에 적용되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어.
5. 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는,
   상기 구동소자로부터 상기 x축 방향의 제1 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제1 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 포트레이트 방향에서의 입체화면을 구현하는 제1 상태와,
   상기 구동소자로부터 상기 y축 방향의 제2 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제2 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 랜드스케이프 방향에서의 입체화면을 구현하는 제2 상태로 구동되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어의 구동방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 TFT 구동전극들 또는 제2 TFT 구동전극들은 구동소자로부터 인가된 전원에 의해 축 방향과 평행한 일직선 라인(line) 형태로 배리어를 형성하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어의 구동방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어의 화면 방향에 따라 화면의 세로방향으로 배리어가 형성되도록 상기 제1 상태 또는 제2 상태로 구동되는 것을 특징으로 하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어의 구동방법.
8. 좌우 양안용 이미지를 표시하는 2차원 표시장치와, 상기 2차원 표시장치의 전면 또는 후면에 위치하는 단일층 가변형 패럴렉스 배리어와, 상기 2차원 표시장치의 화면방향을 감지하는 센서와, 상기 센서에서 감지되는 화면방향에 따라 상기 2차원 표시장치와 상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어를 제어하여 포트레이트 화면과 랜드스케이프 화면에서 모두 입체영상이 표시되도록 하는 조절수단을 포함하되,
   상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 동일 평면상의 패널에 위치하되 패널의 x축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제1 TFT 구동전극들; 상기 제1 TFT 구동전극들과 동일 패널상에 위치하되 상기 패널의 Y축 방향의 일측면에 일정한 간격을 두고 번갈아 배치되는 제2 TFT 구동전극들; 및 상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들을 전기적으로 접속하기 위하여 패널의 하단부나 측면에 형성되는 구동소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 동일 패널상의 패널에 픽셀(pixel) 및 도트(dot)의 위치와 크기에 맞추어 라인(line)을 배열하고, 상기 라인과 접하는 패널의 x축 방향과 y축 방향의 일측면에 1개 이상의 TFT 구동전극들이 배치된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 TFT 구동전극들과 제2 TFT 구동전극들은 동일한 배리어 피치 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
11. 제8항에 있어서,
    상기 단일층 가변형 패럴렉스 배리어는 수동형 구동방식(passive matrix)에 적용되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 조절수단은 상기 화면방향에 따라 상기 화면의 세로 방향으로 배리어가 형성될 수 있도록 패널에 인가되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
13. 제8항에 있어서,
    상기 조절수단은 상기 y축 방향의 제2 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제1 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
14. 제8항에 있어서,
    상기 조절수단은 상기 x축 방향의 제1 TFT 구동전극들에 전원을 인가하여 상기 제2 TFT 구동전극들에 의해 배리어가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
15. 제8항에 있어서,
    상기 입체영상 표시장치는 박막 트렌지스터 액정 표시장치(TFT-LCD), 유기전기발광다이오드(OLED), 플라즈마 표시 패널(PDP) 또는 FED(filed emission display)인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.

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