KR20130137946A - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광변색층이 형성된 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 픽셀들과, 상기 서브 픽셀들을 구획하는 블랙 매트릭스와, 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스와 나란하게 형성되고 상기 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성되는 광변색층을 포함하는 표시패널; 및 상기 표시패널에 2D 영상이 표시되는 2D 모드에서 자외선 광을 조사하고 상기 표시패널에 3D 영상이 표시되는 3D 모드에서 상기 자외선 광을 조사하지 않는 자외선 광원들을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 광변색층은 상기 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성되고, 상기 2D 모드에서 상기 자외선 광에 반응하여 가시광선 파장의 빛을 흡수하지 않는 컬러리스 상태가 되고, 상기 3D 모드에서 상기 가시광선 파장의 빛을 흡수하는 컬러 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

Description

입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광변색층이 형성된 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더(patterned retarder) 방식이 있다. 또한, 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경(shutter glasses) 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
도 1은 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치를 보여주는 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(DIS) 상에 배치된 패턴 리타더(PR)의 편광특성과, 사용자가 착용한 편광 안경(PG)의 편광특성을 이용하여 입체영상을 구현한다. 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(DIS)의 기수(홀수) 라인들(L1, L3)에는 좌안 영상을 표시하고, 우수(짝수) 라인들(L2, L4)에는 우안 영상을 표시한다. 표시패널(DIS)의 좌안 영상은 패턴 리타더(PR)의 좌안 리타더(PRL)를 통과하여 좌안 편광으로 변환되고, 우안 영상은 패턴 리타더(PR)의 우안 리타더(PRR)를 통과하여 우안 편광으로 변환된다. 편광 안경(PG)의 좌안 편광필터는 좌안 편광만을 통과시키고, 우안 편광필터는 우안 편광만을 통과시킨다. 따라서, 사용자는 좌안을 통하여 좌안 영상만을 보게 되고, 우안을 통하여 우안 영상만을 보게 된다.
사용자가 최적의 입체영상을 시청하기 위해서는 기수 라인들(L1, L3)에 표시되는 좌안 영상은 좌안 리타더(PRL)를 통과하여야 하고, 우수 라인들(L2, L4)에 표시되는 우안 영상은 우안 리타더(PRR)를 통과하여야 한다. 하지만, 사용자가 소정의 상하 시야각보다 큰 각도에서 입체영상을 시청하는 경우, 기수 라인들(L1, L3)에 표시되는 좌안 영상 중 우안 리타더(PRR)로 진행하는 영상을 보게 되고, 우수 라인들(L2, L4)에 표시되는 우안 영상 중 좌안 리타더(PRL)로 진행하는 영상을 보게 될 수 있다. 이 경우, 사용자는 편광 안경(PG)의 좌안 편광필터를 통해 좌안 영상과 우안 영상을 모두 보게 되고 우안 편광필터를 통해 좌안 영상과 우안 영상을 모두 보게 되는 문제가 발생한다. 즉, 사용자는 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐보이는 3D 크로스토크(Crosstalk)를 느끼게 된다. 결국, 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 3D 크로스토크로 인하여 사용자가 입체영상을 시청할 수 있는 상하 시야각이 좁다는 문제가 있다.
한편, 패턴 리타더(PR)의 좌안 리타더(PRL)와 우안 리타더(PRR) 사이에 블랙 스트라이프(black stripe)를 형성하여 이러한 문제를 해결할 수 있다. 블랙 스트라이프는 기수 라인들(L1, L3)에 표시되는 좌안 영상 중 우안 리타더(PRR)로 진행하는 영상을 차단하고, 우수 라인들(L2, L4)에 표시되는 우안 영상 중 좌안 리타더(PRL)로 진행하는 영상을 차단하는 역할을 한다. 이로 인해, 사용자가 소정의 상하 시야각보다 큰 각도에서 입체영상을 시청하는 경우라도 3D 크로스토크를 느끼지 않고 입체영상을 시청할 수 있다. 하지만, 사용자가 2D 영상을 시청하는 경우 2D 영상의 일부가 블랙 스트라이프에 의해 차단되므로, 2D 영상의 휘도가 크게 저하되는 문제가 있다. 즉, 사용자가 2D 영상을 시청하는 경우에는 3D 크로스토크가 문제되지 않음에도 블랙 스트라이프로 인해 2D 영상의 휘도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 2D 영상의 휘도 저하 없이 3D 크로스토크를 줄일 수 있는 입체영상 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 픽셀들과, 상기 서브 픽셀들을 구획하는 블랙 매트릭스와, 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스와 나란하게 형성되고 상기 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성되는 광변색층을 포함하는 표시패널; 및 상기 표시패널에 2D 영상이 표시되는 2D 모드에서 자외선 광을 조사하고 상기 표시패널에 3D 영상이 표시되는 3D 모드에서 상기 자외선 광을 조사하지 않는 자외선 광원들을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 광변색층은 상기 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성되고, 상기 2D 모드에서 상기 자외선 광에 반응하여 가시광선 파장의 빛을 흡수하지 않는 컬러리스 상태가 되고, 상기 3D 모드에서 상기 가시광선 파장의 빛을 흡수하는 컬러 상태가 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 2D 모드에서 컬러리스 상태가 되어 빛을 투과시키고, 3D 모드에서 컬러 상태가 되어 빛을 차단하는 광변색층을 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스와 나란하게 형성하고, 광변색층의 폭을 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성한다. 그 결과, 본 발명은 2D 모드에서 광변색층이 컬러리스 상태가 되어 빛을 그대로 투과시키므로, 2D 영상의 휘도 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 3D 모드에서 광변색층이 컬러 상태가 되어 빛을 차단하므로, 블랙 스트라이프와 같은 역할을 한다. 이로 인해, 본 발명은 사용자가 패턴 리타더 방식으로 소정의 상하 시야각보다 큰 각도에서 입체영상을 시청하는 경우라도 3D 크로스토크를 느끼지 않고 입체영상을 시청할 수 있다.
도 1은 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치를 보여주는 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 도 2의 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 상세히 보여주는 분해 사시도.
도 4는 광변색층의 컬러리스 상태와 컬러 상태 각각의 빛 흡수 파장을 보여주는 그래프.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도.
도 8은 상부 기판에 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스, 하부 기판에 형성된 광변색층과 자외선 차단층을 보여주는 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3은 도 2의 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 상세히 보여주는 분해 사시도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 입체영상 표시장치가 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 편광 안경(20), 패턴 리타더(30), 백라이트 유닛(40), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 및 호스트 시스템(140) 등을 포함한다. 표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 액정셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이의 액정셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다.
공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부 기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부 기판상에 형성된다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시패널(10)의 액정모드가 IPS 모드인 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(10)의 하부 기판상에는 광변색층 및 자외선 차단층이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 기판상에는 블랙 매트릭스 및 컬러필터 등이 형성된다. 광변색층, 자외선 차단층, 및 블랙 매트릭스 등에 대한 자세한 설명은 도 4 내지 도 8을 결부하여 후술한다.
표시패널(10)의 상부 기판에는 상부 편광판(11A)이 부착되고, 하부 기판에는 하부 편광판(11B)이 부착된다. 상부 기판과 하부 기판에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.
도 3과 같이, 표시패널(10)은 2D 모드에서 기수 라인들과 우수 라인들에 2D 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 3D 모드에서 기수 라인들에 좌안 영상(또는 우안 영상)을 표시하고 우수 라인들에 우안 영상(또는 좌안 영상)을 표시한다. 2D 모드에서는 표시패널(10)에 2D 영상이 표시되고, 3D 모드에서는 표시패널(10)에 3D 영상이 표시된다. 표시패널(10)의 픽셀들에 표시된 영상은 상부 편광필름을 통해 표시패널(10) 상에 배치된 패턴 리타더(patterned retarder)(30)에 입사된다.
패턴 리타더(30)는 기수 라인들에 형성된 제1 리타더(31)와 우수 라인들에 형성된 제2 리타더(32)를 포함한다. 표시패널(10)의 기수 라인들은 제1 리타더(31)와 대향 되고, 표시패널(10)의 우수 라인들은 제2 리타더(32)와 대향된다. 제1 리타더(31)는 표시패널(10)로부터 입사되는 빛을 제1 원편광으로 변환한다. 제2 리타더(32)는 표시패널(10)로부터 입사되는 빛을 제2 원편광으로 변환한다. 편광 안경(20)은 제1 리타더(31)에 의해 변환된 제1 원편광을 통과시키는 제1 편광필터(F1)와 제2 리타더(32)에 의해 변환된 제2 원편광을 통과시키는 제2 편광필터(F2)를 포함한다.
예를 들어, 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치의 경우, 표시패널(10)의 기수 라인들에 표시되는 좌안 영상은 제1 리타더(31)에 의해 제1 원편광으로 변환되고, 우수 라인들의 픽셀들에 표시되는 우안 영상은 제2 리타더(32)에 의해 제2 원편광으로 변환될 수 있다. 이 경우, 제1 원편광은 편광 안경(20)의 제1 편광필터(F1)를 통과하여 사용자의 좌안에 도달하게 되고, 제2 원편광은 편광 안경(20)의 제2 편광필터(F2)를 통과하여 사용자의 우안에 도달하게 된다. 따라서, 사용자는 좌안을 통하여 좌안 영상만을 보게 되고, 우안을 통하여 우안 영상만을 보게 된다.
본 발명의 표시패널(10)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛(40)이 필요하다. 백라이트 유닛(40)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(40)은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(40)은 자외선 광을 조사하는 자외선 광원들을 더 포함한다.
백라이트 유닛 구동회로(미도시)는 백라이트 유닛의 광원들을 점등시키기 위한 구동전류를 발생한다. 백라이트 유닛 구동회로(미도시)는 백라이트 제어부의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전류를 온/오프(ON/OFF)한다. 특히, 백라이트 유닛 구동회로(미도시)는 표시패널(10)에 2D 영상이 표시되는 2D 모드에서 자외선 광원들이 자외선 광을 조사하도록 구동전류를 공급하고, 표시패널(10)에 3D 영상이 표시되는 3D 모드에서 자외선 광원들이 자외선 광을 조사하지 않도록 구동전류를 공급한다.
백라이트 제어부(미도시)는 호스트 시스템(140)으로부터 입력되는 글로벌/로컬 디밍(dimming) 신호에 따라 백라이트 휘도와 점등 타이밍을 조정한 백라이트 제어 데이터를 SPI(Serial Pheripheral Interface) 데이터 포맷으로 백라이트 유닛 구동회로(미도시)에 출력한다. 또한, 백라이트 제어부(미도시)는 자외선 광원들을 제어하기 위하여 모드 신호(MODE)에 따라 자외선 광원들의 점등 타이밍을 조정한 자외선 광원 제어 데이터를 백라이트 유닛 구동회로(미도시)에 출력한다. 모드 신호(MODE)는 2D 모드 또는 3D 모드를 지시하는 신호이다. 백라이트 제어부(미도시)는 타이밍 콘트롤러(130)에 포함될 수 있다.
데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 'IC'라 칭함)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
게이트 구동회로(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 게이트 펄스들을 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템(140)로부터 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D), 타이밍 신호들, 및 모드 신호(MODE) 등을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블 신호, 및 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D), 타이밍 신호들, 및 모드 신호(MODE)에 기초하여 게이트 구동회로(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)로 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급한다.
호스트 시스템(140)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력되는 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 해상도의 데이터 포맷으로 변환하기 위해 스케일러(scaler)가 내장된 시스템 온 칩(System on Chip)을 포함할 수 있다. 또한, 호스트 시스템(150)은 3D 모드에서 3D 영상 데이터(RGB3D)를 입체영상의 3D 포맷에 따라 변환하는 3D 포맷터(formatter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3D 포맷터는 패턴 리타더 방식에 따라 기수 라인들에는 좌안 영상 데이터를 배열하고, 우수 라인들에는 우안 영상 데이터를 배열하여 출력하도록 구현될 수 있다.
호스트 시스템(140)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 타이밍 콘트롤러(130)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(140)은 타이밍신호들과 모드 신호(MODE) 등을 타이밍 콘트롤러(130)에 공급한다.
도 4는 광변색층의 컬러리스 상태와 컬러 상태 각각의 빛 흡수 파장을 보여주는 그래프이다. 광변색은 광 조사에 의해 화학물질의 결합상태가 변하여, 흡수 스펙트럼이 다른 이성질체가 생성되면서 물질의 색이 변화하는 현상을 의미한다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광변색층은 자외선 광에 반응하여 가시광선 파장의 빛을 흡수하지 않는 컬러리스 상태(colorless state)가 된다. 또한, 광변색층은 자외선 광이 조사되지 않는 경우 가시광선 파장의 빛을 흡수하는 컬러 상태(colored state)가 된다. 즉, 광변색층은 자외선 광이 조사되는 경우 컬러리스 상태가 되므로, 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 광변색층은 자외선 광이 조사되지 않는 경우 컬러 상태가 되므로, 입사되는 빛을 차단할 수 있다. 그러므로, 2D 모드에서 백라이트 유닛의 자외선 광원들이 자외선 광을 조사하는 경우, 광변색층은 컬러리스 상태가 되어 입사되는 빛을 투과시킨다. 또한, 3D 모드에서 백라이트 유닛의 자외선 광원들이 자외선 광을 조사하지 않는 경우 광변색층은 컬러 상태가 되어 입사되는 빛을 차단한다.
한편, 광변색층은 spiropyran계 화합물, spiroxazine계 화합물, chromenes계 화합물, 및 diarylethene계 화합물뿐만 아니라, 최근에 공지되어 있는 어떠한 재료를 이용하여 구현될 수 있다. 이하에서, 도 5 내지 도 8을 결부하여 표시패널(10)에서 광변색층의 형성 위치에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도이다. 도 5에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광변색층(230)과 표시패널(10)의 서브 픽셀들(211, 212, 213) 일부가 나타나 있다.
도 5를 참조하면, 표시패널(10)의 픽셀(210) 각각은 제1 서브 픽셀(211), 제2 서브 픽셀(212), 및 제3 서브 픽셀(213)을 포함한다. 예를 들어, 제1 서브 픽셀(211)은 적색 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀(212)은 녹색 서브 픽셀, 제3 서브 픽셀(213)은 청색 서브 픽셀로 구현될 수 있다. 제1 내지 제3 서브 픽셀들(211, 212, 213) 각각은 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된다. 가로 방향(x축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)는 세로 방향(y축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들을 구획한다. 예를 들어, 기수 라인(Lodd)의 제1 서브 픽셀(211)과 우수 라인(Leven)의 제1 서브 픽셀(211)은 가로 방향(x축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된다. 또한, 세로 방향(y축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)는 가로 방향(x축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들을 구획한다. 예를 들어, 제1 서브 픽셀(211)과 제2 서브 픽셀(212)은 세로 방향(y축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)에 의해 구획된다.
광변색층(230)은 가로 방향(x축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)와 나란하게 형성된다. 광변색층(230)의 폭(W1)은 가로 방향(x축 방향)으로 형성된 블랙 매트릭스(220)의 폭(W2)보다 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 광변색층(230)은 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성된다. 특히, 광변색층(230)은 세로 방향(y축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 중 어느 하나의 서브 픽셀의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성된다. 예를 들어, 광변색층(230)은 도 5와 같이 세로 방향(y축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 중 상위 서브 픽셀의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 광변색층(230)은 기수 라인(Lodd)의 제1 서브 픽셀(211)과 우수 라인(Leven)의 제1 서브 픽셀(211) 중 상위 서브 픽셀인 기수 라인(Lodd)의 제1 서브 픽셀(211)의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성된다. 한편, 소정의 간격은 서브 픽셀의 개구율과 3D 크로스토크 등을 고려하여 미리 결정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 간격이 넓을수록 3D 모드에서 서브 픽셀의 개구율은 더 작아지는 단점이 있는 반면에 3D 크로스토크는 더 줄일 수 있는 장점이 있다.
결국, 광변색층(230)은 2D 모드에서 컬러리스 상태가 되어 빛을 그대로 투과시키므로, 본 발명은 2D 모드에서 2D 영상의 휘도 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 광변색층(230)은 3D 모드에서 블랙 스트라이프와 같이 기수 라인들에 표시되는 좌안 영상(또는 우안 영상) 중 제2 리타더(32)로 진행하는 영상을 차단하고, 우수 라인들에 표시되는 우안 영상(또는 좌안 영상) 중 제1 리타더(31)로 진행하는 영상을 차단하는 역할을 한다. 따라서, 본 발명은 사용자가 패턴 리타더 방식으로 소정의 상하 시야각보다 큰 각도에서 입체영상을 시청하는 경우라도 3D 크로스토크를 느끼지 않고 입체영상을 시청할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도이다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광변색층(230)은 도 6과 같이 세로 방향(y축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 중 하위 서브 픽셀의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 광변색층(230)은 기수 라인(Lodd)의 제1 서브 픽셀(211)과 우수 라인(Leven)의 제1 서브 픽셀(211) 중 하위 서브 픽셀인 우수 라인(Leven)의 제1 서브 픽셀(211)의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성될 수 있다. 이 외에, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광변색층(230)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 같다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광변색층을 포함한 표시패널을 상세히 보여주는 평면도이다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광변색층(230)은 도 7과 같이 세로 방향(y축 방향)으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 광변색층(230)은 기수 라인(Lodd)의 제1 서브 픽셀(211)과 우수 라인(Leven)의 제1 서브 픽셀(211) 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성될 수 있다. 이 외에, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광변색층(230)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 같다.
도 8은 상부 기판에 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스, 하부 기판에 형성된 광변색층과 자외선 차단층을 보여주는 단면도이다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(301), 광변색층(302), 자외선 차단층(303), 상부 기판(310), 및 블랙 매트릭스(311)만을 도시하였으며, 표시패널(10)의 다른 구성요소들은 생략하였다.
도 8을 참조하면, 하부 기판(301)상에는 광변색층(302)과 자외선 차단층(303)이 형성된다. 자외선 차단층(303)은 액정층(320)의 액정을 자외선 광으로부터 보호하는 역할을 한다. 그러므로, 자외선 차단층(303)은 하부 기판(301)의 전면(全面)에 형성되어야 한다. 특히, 광변색층(302)은 자외선 광에 의해 컬러리스 상태와 컬러 상태가 스위칭되므로, 자외선 차단층(303)보다 백라이트 유닛(40)에 가깝게 형성되어야 한다.
도 8에서는 광변색층(302)과 자외선 차단층(303) 모두 백라이트 유닛(40)과 인접한 하부 기판(301)의 제1 면(F1)상에 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 예를 들어, 광변색층(302)과 자외선 차단층(303) 모두 액정층(320)과 인접한 하부 기판(301)의 제2 면(F2)상에 형성될 수도 있다. 또는, 광변색층(302)은 하부 기판(301)의 제1 면(F1)상에 형성되고, 자외선 차단층(303)은 하부 기판(301)의 제2 면(F2)상에 형성될 수도 있다.
상부 기판(310)상에는 블랙 매트릭스(311)가 형성된다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스(311)만을 예시하였다. 도 5 내지 도 7에서 설명한 바와 같이 광변색층(302)의 폭(W1)은 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스(311)의 폭(W2)보다 크게 형성된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 2D 모드에서 컬러리스 상태가 되어 빛을 투과시키고, 3D 모드에서 컬러 상태가 되어 빛을 차단하는 광변색층을 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스와 나란하게 형성하고, 광변색층의 폭을 가로 방향으로 형성된 블랙 매트릭스 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성한다. 그 결과, 본 발명은 2D 모드에서 광변색층이 컬러리스 상태가 되어 빛을 그대로 투과시키므로, 2D 영상의 휘도 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 3D 모드에서 광변색층이 컬러 상태가 되어 빛을 차단하므로, 블랙 스트라이프와 같은 역할을 한다. 이로 인해, 본 발명은 사용자가 패턴 리타더 방식으로 소정의 상하 시야각보다 큰 각도에서 입체영상을 시청하는 경우라도 3D 크로스토크를 느끼지 않고 입체영상을 시청할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 20: 편광안경
30: 패턴 리타더 31: 제1 리타더
32: 제2 리타더 40: 백라이트 유닛
110: 게이트 구동회로 120: 데이터 구동회로
130: 타이밍 콘트롤러 140: 호스트 시스템
210: 픽셀 211: 제1 서브 픽셀
212: 제2 서브 픽셀 213: 제3 서브 픽셀
220, 311: 블랙 매트릭스 230, 302: 광변색층

Claims (8)

  1. 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 픽셀들과, 상기 서브 픽셀들을 구획하는 블랙 매트릭스와, 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스와 나란하게 형성되고 상기 가로 방향으로 형성된 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성되는 광변색층을 포함하는 표시패널; 및
    상기 표시패널에 2D 영상이 표시되는 2D 모드에서 자외선 광을 조사하고 상기 표시패널에 3D 영상이 표시되는 3D 모드에서 상기 자외선 광을 조사하지 않는 자외선 광원들을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하고,
    상기 광변색층은 상기 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성되고, 상기 2D 모드에서 상기 자외선 광에 반응하여 가시광선 파장의 빛을 흡수하지 않는 컬러리스 상태가 되고, 상기 3D 모드에서 상기 가시광선 파장의 빛을 흡수하는 컬러 상태가 되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색층은,
    세로 방향으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 중 어느 하나의 서브 픽셀의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색층은,
    세로 방향으로 서로 이웃하는 서브 픽셀들 각각의 일부와 소정의 간격만큼 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색층은 상기 표시패널의 하부 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은 상기 백라이트 유닛의 자외선 광을 차단하는 자외선 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광변색층과 상기 자외선 차단층은 상기 표시패널의 하부 기판상에 형성되고, 상기 광변색층은 상기 자외선 차단층보다 상기 백라이트 유닛에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 상기 표시패널의 하부 기판의 전면(全面)에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 기수 라인들에 배열된 상기 서브 픽셀들에 대향되고 상기 표시패널로부터 입사되는 빛을 제1 원편광으로 변환하는 제1 리타더와, 상기 표시패널의 우수 라인들에 배열된 상기 서브 픽셀들에 대향되고 상기 표시패널로부터 입사되는 빛을 제2 원편광으로 변환하는 제2 리타더를 포함하는 패턴 리타더; 및
    상기 제1 원편광을 통과시키는 제1 편광필터와 상기 제2 원편광을 통과시키는 제2 편광필터를 포함하는 편광 안경을 더 구비하는 입체영상 표시장치.
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