KR20140000782A

KR20140000782A - 무안경 방식의 입체영상 표시장치

Info

Publication number: KR20140000782A
Application number: KR1020120067997A
Authority: KR
Inventors: 임경호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-01-06

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 n 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제n 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 및 상기 서브 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용하여 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할하는 광학판을 포함하고, 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

무안경 방식의 입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE OF NON GLASSES TYPE}

본 발명은 광학판을 이용하여 멀티뷰 영상들 각각을 멀티뷰 영역들 각각으로 스위칭하여 입체영상을 구현하는 무안경 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, 안경 방식과 무안경 방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더(patterned retarder) 방식이 있다. 또한, 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경(shutter glasses) 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 또는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.

사용자가 셔터안경이나 편광안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 편의성 때문에, 최근에 무안경 방식은 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 및 노트북(notebook) 등의 중소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다. 무안경 방식은 3D 크로스토크(crosstalk)를 줄이기 위해 n(n은 자연수) 개의 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 n 개의 뷰 영역들에 표시함으로써 입체영상을 구현한다. 특히, 무안경 방식은 산란 및 모아레 방지를 위해 표시패널의 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성한 슬랜티드 렌즈(slanted lens) 또는 슬랜티드 배리어(slanted barrier)를 이용하여 멀티뷰 영상을 각각의 뷰 영역으로 분할함으로써 입체영상을 구현한다. 하지만, 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식은 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상이 보여지는 문제가 발생한다. 이 경우, 사용자는 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상뿐만 아니라 다른 뷰 영상을 시청할 수 있으므로, 여러 개의 뷰 영상이 겹쳐보이는 3D 크로스토크를 느낄 수 있다. 즉, 3D 크로스토크로 인해, 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식은 입체영상의 품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용하여 입체영상을 구현함과 동시에 3D 크로스토크를 최소화할 수 있는 무안경 방식의 입체영상 표시장치를 제공한다.

본 발명은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴을 형성한다. 그 결과, 본 발명은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상만을 표시하므로, 제k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 최소화할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 품질 높은 입체영상을 구현할 수 있다.

도 1은 종래 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치에서 제1 내지 제4 뷰 영역들에서 보여지는 제1 내지 제4 뷰 영상들을 나타내는 일 예시 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치에서 제1 내지 제4 뷰 영역들에서 보여지는 제1 내지 제4 뷰 영상들을 나타내는 일 예시 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 8은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도.
도 9는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 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 발명 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 1은 종래 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치에서 제1 내지 제4 뷰 영역들에서 보여지는 제1 내지 제4 뷰 영상들을 나타내는 일 예시 도면이다. 도 1을 참조하면, 표시패널은 n(n은 자연수) 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제n 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시패널이 4 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제4 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시하는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 표시패널의 n 개의 서브 픽셀들 중 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 서브 픽셀은 제k 뷰 영상을 표시한다. 예를 들어, 도 1과 같이 제1 서브 픽셀(SP1)은 제1 뷰 영상(V1)을 표시하고, 제2 서브 픽셀(SP2)은 제2 뷰 영상(V2)을 표시하며, 제3 서브 픽셀(SP3)은 제3 뷰 영상(V3)을 표시하고, 제4 서브 픽셀(SP4)은 제4 뷰 영상(V4)을 표시한다.

광학판은 서브 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어는 서브 픽셀들의 장축 변을 기준으로 소정의 각도만큼 비스듬하게 형성된다. 광학판은 n 개의 서브 픽셀들에 표시된 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할한다. 따라서, 광학판은 제k 서브 픽셀에 표시되는 제k 뷰 영상을 제k 뷰 영역으로 출력한다. 예를 들어, 광학판은 도 1과 같이 제1 서브 픽셀(SP1)들에 표시되는 제1 뷰 영상(V1)을 제1 뷰 영역(VP1)으로 출력하고, 제2 서브 픽셀(SP2)들에 표시되는 제2 뷰 영상(V2)을 제2 뷰 영역(VP2)으로 출력하며, 제3 서브 픽셀(SP3)들에 표시되는 제3 뷰 영상(V3)을 제3 뷰 영역(VP3)으로 출력하고, 제4 서브 픽셀(SP4)들에 표시되는 제4 뷰 영상(V4)을 제4 뷰 영역(VP4)으로 출력한다. 따라서, 사용자는 제k 뷰 영역에서는 제k 뷰 영상을 시청할 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이 사용자는 제1 뷰 영역(VP1)에서는 제1 뷰 영상(V1)을 시청할 수 있고, 제2 뷰 영역(VP2)에서는 제2 뷰 영상(V2)을 시청할 수 있으며, 제3 뷰 영역(VP3)에서는 제3 뷰 영상(V3)을 시청할 수 있고, 제4 뷰 영역(VP4)에서는 제4 뷰 영상(V4)을 시청할 수 있다.

하지만, 종래 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치에서 제k 뷰 영역에는 제k 뷰 영상뿐만 아니라, 다른 뷰 영상들도 표시된다. 예를 들어, 도 1과 같이 제1 뷰 영역(VP1)에는 제1 뷰 영상(V1)뿐만 아니라, 제2 뷰 영상(V2)의 일부와 제4 뷰 영상(V4)의 일부도 표시될 수 있다. 이로 인해, 사용자는 제k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크(crosstalk)를 느끼게 된다. 3D 크로스토크로 인하여, 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식은 입체영상의 품질이 저하되는 문제가 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치에서 제1 내지 제4 뷰 영역들에서 보여지는 제1 내지 제4 뷰 영상들을 나타내는 일 예시 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴이 형성된다. 예를 들어, 도 2와 같이 제1 뷰 영역(VP1)에서 제1 뷰 영상(V1)이 아닌 제2 뷰 영상(V2)의 일부를 표시하는 제2 서브 픽셀(SP2)과 제4 뷰 영상(V4)의 일부를 표시하는 제4 서브 픽셀(VP4)의 광을 차단하는 블랙 패턴(BP)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 뷰 영역(VP1)에서는 제2 뷰 영상(V2)과 제4 뷰 영상(V4)이 블랙 패턴(BP)에 의해 차단되므로 제1 뷰 영상(V1)만이 표시된다. 또한, 도 2와 같이 제2 뷰 영역(VP2)에서 제2 뷰 영상(V2)이 아닌 제1 뷰 영상(V1)의 일부를 표시하는 제1 서브 픽셀(V1)과 제3 뷰 영상(V3)의 일부를 표시하는 제3 서브 픽셀(SP3)의 광을 차단하는 블랙 패턴(BP)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 뷰 영역(VP2)에서는 제1 뷰 영상(V1)과 제3 뷰 영상(V3)이 블랙 패턴(BP)에 의해 차단되므로 제2 뷰 영상(V2)만이 표시된다. 또한, 도 2와 같이 제3 뷰 영역(VP3)에서 제3 뷰 영상(V3)이 아닌 제2 뷰 영상(V2)의 일부를 표시하는 제2 서브 픽셀(SP2)과 제4 뷰 영상(V4)의 일부를 표시하는 제4 서브 픽셀(SP4)의 광을 차단하는 블랙 패턴(BP)이 형성될 수 있다. 즉, 제3 뷰 영역(VP3)에서는 제2 뷰 영상(V2)과 제4 뷰 영상(V4)이 블랙 패턴(BP)에 의해 차단되므로 제3 뷰 영상(V3)만이 표시된다. 또한, 도 2와 같이 제4 뷰 영역(VP4)에서 제4 뷰 영상(V4)이 아닌 제1 뷰 영상(V1)의 일부를 표시하는 제1 서브 픽셀(SP1)과 제3 뷰 영상(V3)의 일부를 표시하는 제3 서브 픽셀(SP3)의 광을 차단하는 블랙 패턴(BP)이 형성될 수 있다. 즉, 제4 뷰 영역(VP4)에서는 제1 뷰 영상(V1)과 제3 뷰 영상(V3)이 블랙 패턴(BP)에 의해 차단되므로 제4 뷰 영상(V4)만이 표시된다. 이 외에, 표시패널과 광학판에 대한 설명은 도 1에서 설명한 바와 같다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴(BP)이 형성한다. 이로 인해, 제k 뷰 영역에서는 제k 뷰 영상만이 표시되므로, 사용자는 제k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 최소화할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 품질 높은 입체영상을 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 표시패널(10)은 n 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제n 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 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 표시패널(10)이 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.

표시패널(10)은 액정층(16)을 사이에 두고 대향하는 하부 기판(11)과 상부 기판(12)을 포함한다. 표시패널(10)의 하부 기판(11)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 서브 픽셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 표시패널(10)이 액정표시소자로 구현되는 경우, 화소 어레이의 서브 픽셀들 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. 표시패널(10)의 상부 기판(12)에는 블랙 매트릭스(14)와 컬러필터(15)들이 형성된다. 표시패널(10)의 하부 기판(11)에는 하부 편광판(13A)이 부착되고, 상부 기판(12)에는 상부 편광판(13B)이 부착된다. 하부 편광판(13A)의 광투과축과 상부 편광판(13B)의 광투과축은 서로 직교 된다.

표시패널(10)의 서브 픽셀들은 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티뷰(multi view) 영상을 표시한다. 멀티뷰 영상은 n 개의 뷰 영상들(view images)을 포함하고, n 개의 뷰 영상들은 일반인의 양안 간격만큼 n 개의 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성한다. 표시패널(10)은 3D 모드에서 n 개의 서브 픽셀들 단위로 멀티뷰 영상을 표시한다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에서 예시한 바와 같이 표시패널(10)은 3D 모드에서 4 개의 서브 픽셀들 단위로 멀티뷰 영상을 표시할 수 있다.

광학판(40)은 서브 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어를 이용하여 n 개의 서브 픽셀들에 표시된 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할한다. 본 발명은 아래의 실시예에서 광학판(40)이 편광제어 셀(20)과 이방성 렌즈(30)을 이용하여 n 개의 서브 픽셀들에 표시된 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할하는 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 광학판(40)은 광 분리가 가능한 어떠한 방식의 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어로 구현될 수 있다.

편광제어 셀(20)은 표시패널(10)로부터 입사되는 영상(빛)의 편광 방향을 제1 편광 방향(↔) 또는 제2 편광 방향(ⓧ)으로 선택적으로 변경한다. 제1 편광 방향(↔)의 영상(빛)은 x 축 평면에서 진동하며 진행하는 빛을 의미하고, 제2 편광 방향(ⓧ)의 영상(빛)은 z 축 평면에서 진동하며 진행하는 빛을 의미한다. 제1 편광 방향(↔)과 제2 편광 방향(ⓧ)은 서로 직교되는 방향이다.

구체적으로, 편광제어 셀(20)은 제1 기판(21), 제2 기판(22), 및 제1 기판(21)과 제2 기판(22) 사이에 개재된 액정층(25)을 포함한다. 액정층(25)의 액정 배열은 제1 기판(21)에 형성된 제1 투명 전극층(23)의 제1 구동전압과 제2 기판(22)에 형성된 제2 투명 전극층(24)의 제2 구동전압 간의 전압 차에 따라 변경된다. 편광제어 셀(20)은 액정층(25)의 액정 배열을 2D 모드인지 3D 모드인지에 따라 다르게 함으로써, 표시패널(10)로부터 입사되는 영상의 편광 방향을 변경할 수 있다.

이방성 렌즈(30)은 제1 편광 방향(↔)의 영상이 입사되는 경우에만 렌즈로서 역할을 하도록 구현된다. 이방성 렌즈(30)은 제3 기판(31), 제4 기판(32), 제3 기판(31)과 제4 기판(32) 사이에 형성된 제1 렌즈 층(33)와 제2 렌즈 층(34)을 포함한다. 제1 렌즈 층(33)는 액정의 장축 방향을 제1 편광 방향(↔)으로 배향한 후 경화시켜 형성된다. 따라서, 제1 렌즈 층(33)은 입사되는 영상의 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 굴절률 이방성의 특성이 있게 된다. 즉, 제1 렌즈 층(33)에 제1 편광 방향(↔)의 영상이 입사되는 경우 제1 렌즈 층(33)은 액정의 장축 방향 굴절률(n_e)을 가지나, 제1 렌즈 층(33)에 제2 편광 방향(ⓧ)의 영상이 입사되는 경우 제1 렌즈 층(33)은 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 갖게 된다. 제2 렌즈 층(34)은 제1 렌즈 층(33) 상에 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)과 동일한 굴절률을 갖도록 형성된다.

이방성 렌즈(30)에 제1 편광 방향(↔)의 영상이 입사되는 경우, 제1 렌즈 층(33)은 액정의 장축 방향 굴절률(n_e)을 가지며, 제2 렌즈 층(34)은 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 가지므로, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면에서 영상은 굴절된다. 즉, 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈 층(33)이 액정의 장축 방향 굴절률(n_e)을 갖는 경우, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)은 서로 다른 굴절률을 가지므로, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면은 입사되는 영상을 굴절시키는 제1 렌즈(L1)로서 역할을 한다. 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면이 제1 렌즈(L1)로서 역할을 하기 위해서는 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면은 제1 렌즈(L1)와 같은 형태로 형성되어야 한다. 예를 들어, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면은 GRIN(Gradient Index) 렌즈, 또는 프레넬(Fresnel) 렌즈 등의 형태로 구현될 수 있다.

하지만, 이방성 렌즈(30)에 제2 편광 방향(ⓧ)의 영상이 입사되는 경우, 제1 렌즈 층(33)은 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 가지며 제2 렌즈 층(34)도 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 가지므로, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면에서 영상은 굴절되지 않는다. 즉, 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈 층(33)이 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 갖는 경우, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)은 동일한 굴절률을 가지므로, 제1 렌즈 층(33)과 제2 렌즈 층(34)의 경계면은 입사되는 영상을 굴절시키는 제1 렌즈(L1)로서 역할을 하지 않으며, 입사된 영상을 그대로 이방성 렌즈(30)을 통과한다.

결국, 2D 모드에서 편광제어 셀(20)은 입사되는 영상의 편광 방향을 제2 편광 방향(ⓧ)으로 출력하고, 이 경우 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈 층(33)은 액정의 단축 방향 굴절률(n_o)을 가지므로, 입사된 2D 영상은 이방성 렌즈(30)을 그대로 통과하게 된다. 3D 모드에서 편광제어 셀(20)은 입사되는 영상의 편광 방향을 제1 편광 방향(↔)으로 출력하고, 이 경우 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈 층(33)은 액정의 장축 방향 굴절률(n_e)을 가지므로, 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)에 의해 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 출력된다. 따라서, 사용자는 각각의 좌안과 우안에서 서로 다른 뷰 영상을 시청하게 되므로, 좌안과 우안의 양안 시차에 의해 입체감을 느끼게 된다.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 표시패널(10)의 상부 기판(12)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 동일한 평면상에 형성된다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 접하게 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다. 또한, 블랙 패턴(50)은 블랙 매트릭스(14)와 동일한 재료로 동시에 형성됨으로써, 제조 공정을 단순화할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 표시패널(10)의 상부 기판(12)과 상부 편광판(13B) 사이에 형성될 수 있다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제3 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 표시패널(10)의 상부 편광판(13B)과 제1 기판(21) 사이에 형성될 수 있다. 즉, 블랙 패턴(50)은 표시패널(10)의 상부 편광판(13B) 상에 형성되거나, 표시패널(10)의 상부 편광판(13B)과 인접한 제1 기판(21)의 제1 면(21A) 상에 형성된다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제4 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제4 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 편광제어 셀(20)의 제1 투명 전극층(23)과 인접하는 제1 기판(21)의 제2 면(21B)에 형성될 수 있다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제5 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제5 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 편광제어 셀(20)의 제2 투명 전극층(24)과 인접하는 제2 기판(22)의 제1 면(22A)에 형성될 수 있다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

도 8은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제6 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제6 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 편광제어 셀(20)의 제2 기판(22)과 이방성 렌즈(30)의 제3 기판(31) 사이에 형성될 수 있다. 즉, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)과 인접한 제2 기판(22)의 제2 면(22B) 상에 형성되거나, 편광제어 셀(20)과 인접한 제3 기판(31)의 제1 면(31A)에 형성될 수 있다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

도 9는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제7 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(10)과 광학판(40)을 포함한다. 본 발명의 제7 실시 예에 따른 표시패널(10)과 광학판(40)은 도 3을 결부하여 설명한 바와 같으므로, 표시패널(10)과 광학판(40)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제7 실시 예에서 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈 층(33)과 인접한 제3 기판(31)의 제2 면(31B)에 형성될 수 있다. 한편, 도 8과 도 9를 참조하면, 제3 기판(31)의 제1 면(31A)은 제2 면(31B)에 비해 표시패널(10)의 상부 편광판(13B)에 인접한다고 볼 수 있다. 특히, 블랙 패턴(50)은 이방성 렌즈(30)의 제1 렌즈(L1)들 사이의 경계 영역(B)에 형성된 블랙 매트릭스(14)와 중첩되게 형성되며, 블랙 매트릭스(14)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 그 결과, 블랙 패턴(50)은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 역할을 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴을 형성한다. 그 결과, 본 발명은 제k 뷰 영역에서 제k 뷰 영상만을 표시하므로, 제k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 최소화할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 품질 높은 입체영상을 구현할 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 11: 하부 기판
12: 상부 기판 13A: 하부 편광판
13B: 상부 편광판 14: 블랙 매트릭스
15: 컬러필터 16: 액정층
20: 편광제어 셀 21: 제1 기판
22: 제2 기판 23: 제1 투명 전극층
24: 제2 투명 전극층 25: 액정층
30: 이방성 렌즈 31: 제3 기판
32: 제4 기판 33: 제1 렌즈 층
34: 제2 렌즈 층 40: 광학판
50: 블랙 패턴 L1: 제1 렌즈

Claims

n 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제n 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 및
상기 서브 픽셀들 대비 비스듬하게 형성된 슬랜티드 렌즈 또는 슬랜티드 배리어로 구현되어, 상기 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할하는 광학판을 포함하고,
제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영역에서 제k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브 픽셀들의 광을 차단하는 블랙 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 표시패널의 상부 기판에 형성된 블랙 매트릭스와 동일한 평면상에 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 블랙 매트릭스와 동일한 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 광학판은,
제3 기판상에 형성되며 액정의 굴절률 이방성에 의해 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 제1 렌즈 층과, 제4 기판상에 형성되며 상기 액정의 단축 방향 굴절률을 갖는 제2 렌즈 층과, 상기 제1 렌즈 층과 상기 제2 렌즈 층의 경계면에 형성되는 다수의 제1 렌즈들을 구비하는 이방성 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 렌즈들의 경계 영역에 형성되고, 상기 블랙 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 표시패널의 상부 기판과 상부 편광판 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 표시패널의 상부 편광판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 광학판은,
제3 기판상에 형성되며 액정의 굴절률 이방성에 의해 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 제1 렌즈 층과, 제4 기판상에 형성되며 상기 액정의 단축 방향 굴절률을 갖는 제2 렌즈 층과, 상기 제1 렌즈 층과 상기 제2 렌즈 층의 경계면에 형성되는 다수의 제1 렌즈들을 구비하는 이방성 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 렌즈들의 경계 영역에 형성되고, 상기 블랙 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 중첩하게 형성되고 상기 블랙 매트릭스보다 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광학판은,
제3 기판상에 형성되며 액정의 굴절률 이방성에 의해 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 제1 렌즈 층과, 제4 기판상에 형성되며 상기 액정의 단축 방향 굴절률을 갖는 제2 렌즈 층과, 상기 제1 렌즈 층과 상기 제2 렌즈 층의 경계면에 형성되는 다수의 제1 렌즈들을 구비하는 이방성 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 표시패널의 상부 편광판과 인접한 상기 제3 기판의 제1 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 제1 렌즈 층과 인접한 상기 제3 기판의 제2 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 렌즈들의 경계 영역에 형성되고, 상기 블랙 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 중첩하게 형성되고 상기 블랙 매트릭스보다 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 광학판은,
제1 기판에 형성된 제1 투명 전극층과 제2 기판에 형성된 제2 투명 전극층 각각에 공급되는 구동전압들에 따라 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층의 액정 배열을 변경함으로써 상기 표시패널로부터 입사된 영상의 편광 방향을 제1 편광 방향, 또는 상기 제1 편광 방향과 직교되는 제2 편광 방향으로 선택적으로 변경하는 편광제어 셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 표시패널의 상부 편광판과 인접한 상기 제1 기판의 제1 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 제1 투명 전극층과 인접한 상기 제1 기판의 제2 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 제2 투명 전극층과 인접한 상기 제2 기판의 제1 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 블랙 패턴은,
상기 이방성 렌즈과 인접한 상기 제2 기판의 제2 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 렌즈들의 경계 영역에 형성되고, 상기 블랙 패턴은 상기 블랙 매트릭스와 중첩하게 형성되고 상기 블랙 매트릭스보다 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.