KR20140041969A - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

입체 영상과 평면 영상 간의 휘도 차이를 최소화할 수 있는 입체 영상 표시 장치는 제1 영역에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역에 평면 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 제1 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 차단시키는 차단 영역 및 상기 표시 패널의 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성하고, 상기 제2 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역을 형성하는 배리어 패널을 포함한다. 그리고, 상기 제2 광투과율은 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 평면 영상과 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체 영상 표시 장치는 시청자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상을 제공함으로써 시청자가 좌안과 우안의 양안 시차(Binocular Parallax)에 의해 입체 영상을 시청할 수 있도록 하는 장치이다.
최근에는, 입체 안경을 착용하지 않는 무안경 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무안경 방식으로는, 원통형의 렌즈 어레이를 이용해 좌안과 우안 영상을 분리하는 렌티큘러(Lenticular) 방식과 배리어(Barrier)를 이용하여 좌안과 우안 영상을 분리하는 배리어 방식이 있다.
도 1은 일반적인 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 분리하여 표시하는 표시 패널(110), 및 표시 패널(110)의 전면에 배치되어 광투과 영역(122)과 차단 영역(124)을 교번적으로 형성하는 배리어 패널(120)을 구비한다.
시청자(130)는 배리어 패널(120)의 광투과 영역(122)을 통해 표시 패널(110)에 표시되는 영상을 시청하게 되는데, 시청자(130)의 좌안과 우안은 동일한 광투과 영역(122)을 통해 표시 패널(110)의 다른 영역을 보게 된다. 이에 따라, 시청자(130)는 광투과 영역(122)을 통해 인접하게 표시되는 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 시청하게 되어 입체감을 느끼게 된다.
이와 같은 일반적인 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 배리어 패널(120)에 형성되는 광투과 영역(122)과 차단 영역(124)의 상태에 따라 평면 영상 표시 모드 또는 입체 영상 표시 모드의 변환이 가능하다는 장점이 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 배리어 패널(120)에 형성되는 광투과 영역(122)과 차단 영역(124)을 배리어 패널(120)의 구조와 함께 설명하도록 한다.
도 2는 종래 입체 영상 표시 장치의 배리어 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래 입체 영상 표시 장치의 배리어 패널(120)은 하부 기판(210), 상부 기판(220) 및 액정층(230)으로 구성된다.
하부 기판(210)은 표시 패널(110)의 각 화소 영역에 대응되도록 형성된 복수의 제1 전극(212)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상부 기판(220)은 복수의 제1 전극(212)에 중첩되도록 형성된 제2 전극(222)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 전극(212) 및 제2 전극(222)에 전기신호를 인가하게 되면, 배리어 패널(120)은 제1 전극(212) 및 제2 전극(222) 사이에 형성된 액정층(230)이 구동하여 차단 영역(124)을 형성하게 된다.
즉, 입체 영상 표시 장치는 제1전극(212) 및 제2 전극(222)에 전기신호의 인가유무에 따라 평면 영상 및 입체 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.
상술한 배리어 패널(120)을 포함하는 종래 입체 영상 표시 장치는 입체 영상을 표시할 때 액정층(230)의 구동에 의해 차단 영역(124)이 광투과 영역(122)과 교번적으로 형성된다. 이에 따라, 종래 입체 영상 표시 장치는 차단 영역(124)을 투과하지 못한 광의 손실로 인해 휘도가 떨어지고, 이로 인해, 평면 영상과 입체 영상 간에 휘도 차이가 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평면 영상과 입체 영상 간에 휘도 차이를 최소화할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 제1 영역에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역에 평면 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 제1 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 차단시키는 차단 영역 및 상기 표시 패널의 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성하고, 상기 제2 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역을 형성하는 배리어 패널을 포함한다. 그리고, 상기 제2 광투과율은 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 입체 영상 또는 평면 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 표시 패널에 입체 영상이 표시되면 상기 표시 패널의 광을 차단시키는 차단 영역 및 상기 표시 패널의 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성하고, 상기 표시 패널에 평면 영상이 표시되면 상기 표시 패널의 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역을 형성하는 배리어 패널을 포함한다. 그리고, 상기 제2 광투과율은 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 배리어 패널에 인가되는 전압을 조절함으로써 평면 영상과 입체 영상 간에 휘도 차이를 최소화할 수 있고, 이에 따라, 평면 영상과 입체 영상을 동시에 표시하거나 선택적으로 표시할 때 화면전체의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배리어 패널에 인가되는 전압만을 조절하기 때문에 추가적인 장치 및 비용이 불필요하다는 다른 효과가 있다.
도 1은 일반적인 배리어 방식의 종래 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 입체 영상 표시 장치의 배리어 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 듀얼 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 보여주는 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
도 6은 도 5의 배리어 패널을 보여주는 단면도이다.
도 7은 입체 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 보여주는 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
도 8은 도 7의 배리어 패널을 보여주는 단면도이다.
도 9는 평면 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
도 10은 도 9의 배리어 패널을 보여주는 단면도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 패널(410), 표시 패널 구동부(420), 백라이트 유닛(430), 백라이트 구동부(440), 배리어 패널(450), 배리어 패널 구동부(460) 및 사용자 입력부(450)를 포함한다.
먼저, 표시 패널(410)은 영상 모드에 따라 입체 영상 및 평면 영상 중 적어도 하나를 표시한다. 보다 구체적으로 설명하면, 영상 모드는 입체 영상을 표시하는 입체 영상 모드, 평면 영상을 표시하는 평면 영상 모드, 입체 영상과 평면 영상을 동시에 표시하는 듀얼 영상 모드를 포함한다. 표시 패널(410)은 입체 영상 모드일 때 화면(310) 전체에 입체 영상을 표시하고, 평면 영상 모드일 때 화면(310) 전체에 평면 영상을 표시한다. 그리고, 표시 패널(410)은 듀얼 영상 모드일 때 화면(310)을 제1 및 제2영역(A, B)으로 분할하여 제1 영역(A)에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역(B)에 평면 영상을 표시한다. 이때, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)은 DW(Double Window) 형태, PIP(Picture In Picture) 형태, POP(Picture Out Picture) 형태 또는 PBP(Picture By Picture) 형태로 표시될 수 있다.
한편, 표시 패널(410)은 입체 영상을 표시하기 위하여 좌안 영상과 우안 영상을 시간적(예를 들어, 수평 라인 단위) 또는 공간적(예를 들어, 프레임 단위)으로 분리하여 표시한다.
이러한 표시 패널(410)은 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 유기전계발광표시장치 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
다음으로, 표시 패널 구동부(420)는 표시 패널(410)의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하고, 게이트 신호에 동기되는 영상 신호를 데이터 라인에 공급한다. 특히, 입체 영상인 경우에는 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 시간적(예를 들어, 수평 라인 단위) 또는 공간적(예를 들어, 프레임 단위)으로 분리하여 공급할 수 있다.
이를 위해, 표시 패널 구동부(420)는 표시 패널 패드부(미도시)에 결합된 복수의 회로 필름(미도시), 복수의 회로 필름 각각에 실장된 데이터 구동 집적 회로(미도시), 복수의 회로 필름에 결합된 제 1 인쇄회로기판(미도시), 및 제 1 인쇄회로기판에 실장된 표시 패널 구동 회로(미도시)를 포함하여 구성된다.
복수의 회로 필름 각각은 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 상기 표시 패널 패드부와 제 1 인쇄회로기판에 부착되는 것으로, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다.
데이터 구동 집적 회로 각각은 복수의 회로 필름 각각에 실장되어 제 1 인쇄회로기판을 통해 표시 패널 구동 회로로부터 공급되는 데이터 신호를 표시 패널(410)의 각 데이터 라인에 공급한다.
제 1 인쇄회로기판은 복수의 회로 필름 각각에 전기적으로 접속되어 표시 패널(410)에 화상을 표시하기 위한 각종 신호를 제공한다.
표시 패널 구동 회로는 제 1 인쇄회로기판에 실장되어 데이터 구동 집적 회로와 게이트 구동 회로 각각을 구동한다. 이를 위해, 표시 패널 구동 회로는 데이터 구동 집적 회로와 게이트 구동 회로 각각의 구동을 제어하는 타이밍 제어부(미도시), 각종 전원 회로(미도시), 및 메모리 소자(미도시) 등을 포함하여 구성된다.
다음으로, 백라이트 유닛(430)은 표시 패널(410) 배면에 배치되어 표시 패널(410)에 광을 조사한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(430)은 다수의 백라이트(미도시), 광원에서 입사되는 광을 표시 패널(410) 쪽으로 진행시키는 도광판(미도시), 표시 패널(410)에 조사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 광학 시트(미도시)를 포함하여 구성된다.
이와 같은, 백라이트 유닛(430)은 광원의 구동에 따라 도광판에 입사되는 광의 진행 경로를 표시 패널(410) 쪽으로 변경함과 아울러 광을 확산 및 집광함으로써 표시 패널(410)의 후면 전영역에 광을 조사한다.
다음으로, 백라이트 구동부(440)는 표시 패널 구동부(420)로부터 제공되는 백라이트 제어 신호에 따라 백라이트의 휘도를 제어한다.
백라이트 구동부(440)는 표시 패널(410)에 표시되는 영상에 따라 다른 휘도의 광을 생성하도록 백라이트를 구동시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 입체 영상이 표시되는 경우, 백라이트 구동부(440)는 제1 휘도의 광을 생성하도록 백라이트를 구동시킬 수 있다. 반면, 평면 영상이 표시되는 경우, 백라이트 구동부(440)는 제1 휘도 보다 작은 제2 휘도의 광을 생성하도록 백라이트를 구동시킬 수 있다.
다음으로, 배리어 패널(450)은 표시 패널(410) 상에 배치되어 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 차단 또는 투과시킴으로써 입체 영상 또는 평면 영상을 구현할 수 있도록 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 배리어 패널(450)은 입체 영상을 구현하기 위하여 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 차단시키는 차단 영역, 및 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성한다. 상기 차단 영역을 통해, 배리어 패널(450)은 표시 패널(410)에 의해 표시되어 입사되는 좌안 영상의 광과 우안 영상의 광을 분리한다.
또한, 배리어 패널(450)은 평면 영상을 구현하기 위하여 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역만을 형성한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 패널(450)은 제2 광투과율이 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 한다. 이에 대한 구체적인 내용은 배리어 패널(450)의 구조와 함께 후술하도록 한다.
다음으로, 배리어 패널 구동부(460)는 표시 패널 구동부(420)로부터 제공되는 배리어 패널 제어 신호에 응답하여 액정 구동 전압을 생성하고, 생성된 액정 구동 전압을 배리어 패널(450)에 공급한다.
이를 위해, 배리어 패널 구동부(460)는 배리어 패널 패드부에 결합된 복수의 연성 회로 필름, 복수의 연성 회로 필름 각각에 실장된 구동 집적 회로, 및 복수의 연성 회로 필름에 결합된 제 2 인쇄회로기판을 포함하여 구성된다.
복수의 연성 회로 필름 각각은 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 상기 광학 패널 패드부와 제 2 인쇄회로기판에 부착되는 것으로, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다.
구동 집적 회로 각각은 복수의 연성 회로 필름 각각에 실장되어 제 2 인쇄회로기판을 통해 표시 패널 구동 회로로부터 공급되는 배리어 패널 제어 신호에 응답하여 액정 구동 전압을 생성하고, 생성된 액정 구동 전압을 배리어 패널(450)에 공급한다.
제 2 인쇄회로기판은 복수의 연성 회로 필름 각각에 전기적으로 접속된다. 이러한 제 2 인쇄회로기판은 신호 케이블을 통해 제 1 인쇄회로기판에 접속되어 표시 패널 구동 회로에서 출력되는 배리어 패널 제어 신호를 복수의 연성 회로 필름 각각을 통해 구동 집적 회로 각각에 제공한다.
마지막으로, 사용자 입력부(470)는 입체 영상 및 평면 영상 중 적어도 하나를 표시하기 위한 사용자 명령을 입력 받는다. 구체적으로, 사용자 입력부(470)는 사용자로부터 입체 영상 모드, 평면 영상 모드, 및 듀얼 영상 모드 중 하나를 입력 받는다.
이하에서는 각 영상 모드에서 구동되는 입체 영상 표시 장치를 도 5 내지 도10을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 듀얼 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 보여주는 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
사용자로부터 듀얼 영상 모드가 입력되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A)에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역(B)에 평면 영상을 표시한다.
보다 구체적으로 설명하면, 표시 패널(410)이 제1 영역(A)에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역(B)에 평면 영상을 표시한다. 특히, 표시 패널(410)은 제1 영역(A)에 입체 영상을 표시하기 위하여 좌안 영상과 우안 영상을 시간적(예를 들어, 수평 라인 단위) 또는 공간적(예를 들어, 프레임 단위)으로 분리하여 표시한다.
백라이트 유닛(430)은 제1 및 제2 영역(A, B)를 포함하는 전영역에 광을 조사한다.
일 실시예에서, 백라이트 유닛(430)은 백라이트 구동부(440)에 의해 제1 영역(A)과 제2 영역(B)에서의 백라이트의 휘도를 다르게 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 백라이트 유닛(430)은 제1 영역(A)에 배치된 백라이트에서 제1 휘도의 광을 생성하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제2 영역(B)에 배치된 백라이트에서 제1 휘도 보다 작은 제2 휘도의 광을 생성하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상술한 바와 같이 각 영역에 배치된 백라이트의 휘도를 조절함으로써 입체 영상과 평면 영상 간의 휘도 차이를 줄일 수 있다.
배리어 패널(450)은 제1 영역(A) 내에 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 차단시키는 차단 영역(A1), 및 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역(A2)을 형성한다. 또한, 배리어 패널(450)은 제2 영역(B) 내에 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역(B1)을 형성한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 패널(450)은 제2 광투과율이 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제2 광투과율은 차단 영역(A1)과 제1 투과 영역(A2) 간의 면적 비율에 의해 결정될 수 있다. 차단 영역(A1)의 면적이 상대적으로 커질수록 제2 광투과율은 작아지고, 차단 영역(A1)의 면적이 상대적으로 작아질수록 제2 광투과율이 커질 수 있다.
한편, 배리어 패널(450)은 액정 구동 전압에 의해 상기 광투과율을 조절할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 도 5의 배리어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배리어 패널(450)은 하부 기판(610), 상부 기판(620) 및 액정층(630)을 포함한다.
먼저, 하부 기판(610)은 표시 패널(410)보다 큰 면적을 가지도록 형성되어 표시 패널(410)의 상면에 부착된다. 이러한 하부 기판(610)은 복수의 제1 전극들(612), 복수의 패드 전극(미도시) 및 하부 배향막(614)을 포함하여 구성된다.
복수의 제1 전극들(612)은 ITO와 같은 투명한 도전물질로서, 표시 패널(410)의 각 화소 영역에 대응되도록 하부 기판(610) 상에 형성된다. 이러한 복수의 제1 전극들(612) 각각은 배리어 패널 구동부(460)로부터 공급되는 액정 구동 전압에 따라 액정층(630)에 전계를 형성함으로써 액정층(630)을 구동시킨다.
듀얼 영상 모드에서의 배리어 패널(450)은 복수의 제1 전극들(612) 중 제1 영역(A)에 배치된 제1 전극에 차단 영역(A1)을 형성하기 위한 제1 액정 구동 전압 및 제1 투과 영역(A2)을 형성하기 위한 제2 액정 구동 전압을 번갈아 인가한다. 이때, 제1 액정 구동 전압은 액정층(630)의 액정 모드에 따라 최대 전압 또는 최소 전압을 나타낼 수 있다. 제2 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압이 최대 전압이면 최소 전압을 나타내고, 제1 액정 구동 전압이 최소 전압이면 최대 전압을 나타낼 수 있다.
제1 전극(612a)에 상기 제1 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 수직하게 배열되고, 이에 따라, 광을 차단시키는 차단 영역(A1)이 형성된다.
반면, 제1 전극(612b)에 상기 제2 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 평행하게 배열되고, 이에 따라, 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역(A2)이 형성된다.
한편, 배리어 패널(450)은 복수의 제1 전극들(612) 중 제2 영역(B)에 배치된 제1 전극에 제2 투과 영역(B1)을 형성하기 위한 제3 액정 구동 전압을 인가한다. 이때, 제3 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압과 제2 액정 구동 전압 사이인 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 액정 구동 전압이 최대 전압인 경우, 제3 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압 보다 작고 제2 액정 구동 전압 보다 크다. 반면, 제1 액정 구동 전압이 최소 전압인 경우, 제3 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압 보다 크고 제2 액정 구동 전압 보다 작다.
제1 전극(612c)에 제3 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 비스듬히 배열되고, 이에 따라, 제1 광투과율 보다 작은 제2 광투과율로 광을 투과시키는 제2 투과 영역(B1)이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 제1 전극(612)에 인가되는 액정 구동 전압을 조절함으로써 입체 영상과 평면 영상 간의 휘도 차이를 최소화하고 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 시청하는 시청자는 입체 영상과 평면 영상을 동시에 시청함에 있어서 편안함을 느낄 수 있다.
복수의 패드 전극(미도시) 각각은 하부 기판(610)의 일측부에 마련된 배리어 패널 패드부에 중첩되는 하부 기판(610) 상에 형성되어 복수의 제1 전극들(612) 각각에 전기적으로 접속된다. 이러한 복수의 패드 전극(미도시)은 배리어 패널 구동부(460)에 접속되어 배리어 패널 구동부(460)로부터 공급되는 액정 구동 전압을 복수의 제1 전극들(612) 각각에 공급한다.
하부 배향막(614)은 복수의 제1 전극들(612) 상에 형성되어 액정층(630)의 액정 분자들(632)이 소정 방향으로 배열(또는 배향)되도록 한다.
도 6에는 도시되지 않았지만, 하부 기판(610)은 복수의 제1 전극들(612)을 덮도록 형성된 하부 절연막을 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상부 기판(620)는 액정층(630)을 사이에 두고 하부 기판(610)과 대향 합착된다. 이러한 상부 기판(620)은 제2 전극(622) 및 상부 배향막(624)을 포함하여 구성된다.
제2 전극(622)은 ITO와 같은 투명한 도전물질로서, 하부 기판(610)에 형성된 복수의 제1 전극들(612)에 중첩되도록 상부 기판(620) 상에 형성된다. 이러한 제2 전극(622)에는 액정층(630)의 구동을 온(On)/오프(Off)시키기 위한 기준이 되는 기준 전압이 공급된다.
상부 배향막(624)은 제2 전극(622)을 덮도록 형성되어 액정층(630)의 액정 분자들(632)이 소정 방향으로 배열(또는 배향)되도록 한다.
다음으로, 액정층(630)은 하부 기판(610)과 상부 기판(620) 사이에 충진된다. 이때, 액정층(630)의 액정 분자들(632)은 하부 및 상부 배향막(614, 624)에 의해 소정 방향으로 배열(또는 배향)된다. 한편, 액정층(630)은 복수의 제1 전극들(612) 각각에 인가되는 액정 구동 전압과 제2 전극(622)에 인가되는 기준 전압에 따라 구동한다.
이러한, 액정층(630)은 λ/2 위상차를 가지는 액정 모드로 구동되며, λ/2 위상차를 가지는 액정 모드는 TN(Twisted Nematic), VA(Vertical Alignment), OCB(Optical Compensated Bend), 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 등이 될 수 있다.
도 7은 입체 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 보여주는 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
사용자로부터 입체 영상 모드가 입력되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 전체 영역에 입체 영상을 표시한다.
보다 구체적으로 설명하면, 표시 패널(410)은 입체 영상을 표시하기 위하여 좌안 영상과 우안 영상을 시간적(예를 들어, 수평 라인 단위) 또는 공간적(예를 들어, 프레임 단위)으로 분리하여 표시한다.
백라이트 유닛(430)은 표시 패널(410)에 광을 조사한다. 일 실시예에서, 백라이트 유닛(430)은 사용자로부터 입체 영상 모드가 입력되면 백라이트가 제1 휘도의 광을 생성하도록 제어할 수 있다.
배리어 패널(450)은 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 차단시키는 차단 영역(A1), 및 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역(A2)을 형성한다.
도 8은 도 7의 배리어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8에 도시된 배리어 패널(450)은 도 6에 도시된 배리어 패널(450)과 구성이 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.
입체 영상 모드에서의 배리어 패널(450)은 복수의 제1 전극들(612) 각각에 차단 영역(A1)을 형성하기 위한 제1 액정 구동 전압 및 제1 투과 영역(A2)을 형성하기 위한 제2 액정 구동 전압을 번갈아 인가한다. 이때, 제1 액정 구동 전압은 액정층(630)의 액정 모드에 따라 최대 전압 또는 최소 전압을 나타낼 수 있다. 제2 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압이 최대 전압이면 최소 전압을 나타내고, 제1 액정 구동 전압이 최소 전압이면 최대 전압을 나타낼 수 있다.
제1 전극(612a)에 상기 제1 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 수직하게 배열되고, 이에 따라, 광을 차단시키는 차단 영역(A1)이 형성된다.
반면, 제1 전극(612b)에 상기 제2 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 평행하게 배열되고, 이에 따라, 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역(A2)이 형성된다.
도 9는 평면 영상 모드일 때 입체 영상 표시 장치를 보여주는 Ι- Ι' 라인의 단면도이다.
사용자로부터 평면 영상 모드가 입력되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 전체 영역에 평면 영상을 표시한다.
보다 구체적으로 설명하면, 표시 패널(410)이 외부로부터 영상 데이터를 수신하여 평면 영상을 표시한다.
그리고, 백라이트 유닛(430)은 표시 패널(410)에 광을 조사한다. 일 실시예에서, 백라이트 유닛(430)은 사용자로부터 평면 영상 모드가 입력되면 백라이트가 제1 휘도 보다 작은 제2 휘도의 광을 생성하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상술한 바와 같이 영상모드에 따라 백라이트의 휘도를 조절함으로써 영상 모드가 입체 영상 모드에서 평면 영상 모드로 변환되어도 휘도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
배리어 패널(450)은 표시 패널(410)로부터 입사되는 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역(B1)을 형성한다. 이때, 평면 영상 모드에서의 배리어 패널(450)은 광투과율이 입체 영상 모드에서 보다 작은 것을 특징으로 한다. 즉, 제2 광투과율이 제1 광투과율 보다 작아야 한다.
도 10은 도 9의 배리어 패널을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10에 도시된 배리어 패널(450)은 도 6에 도시된 배리어 패널(450)과 구성이 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.
평면 영상 모드에서의 배리어 패널(450)은 복수의 제1 전극들(612) 각각에 제2 투과 영역(B1)을 형성하기 위한 제3 액정 구동 전압을 인가한다.
이때, 제3 액정 구동 전압은 입체 영상 모드일 때 제1 전극에 인가되는 제1 액정 구동 전압과 제2 액정 구동 전압 사이인 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 액정 구동 전압이 최대 전압인 경우, 제3 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압 보다 작고 제2 액정 구동 전압 보다 크다. 반면, 제1 액정 구동 전압이 최소 전압인 경우, 제3 액정 구동 전압은 제1 액정 구동 전압 보다 크고 제2 액정 구동 전압 보다 작다.
복수의 제1 전극들(612)에 제3 액정 구동 전압이 인가되면, 배리어 패널(450)은 액정층(630)의 액정분자들(632)이 하부 기판(610)에 대하여 비스듬히 배열되고, 이에 따라, 제1 광투과율 보다 작은 제2 광투과율로 광을 투과시키는 제2 투과 영역(B1)이 형성된다.
상술한 바와 같이 평면 영상 모드에서의 배리어 패널(450)은 입체 영상 모드에서의 광 손실을 고려한 액정 구동 전압이 인가됨으로써 시청자가 입체 영상 모드에서 평면 영상 모드로 변환되어도 휘도의 차이를 느낄 수 없고, 편안하게 화면을 시청할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 텔레비전(또는 모니터)의 디스플레이 장치 이외에도, 노트북 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 각종 휴대용 정보기기 또는 자동차 계기판 등의 디스플레이 장치로 사용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
410: 표시 패널 420: 배리어 패널
430: 표시 패널 구동부 440: 배리어 패널 구동부
450: 사용자 입력부 610: 하부 기판
612: 제1 전극 614: 하부 배향막
620: 상부 기판 622: 제2 전극
624: 상부 배향막 630: 액정층

Claims (10)

  1. 제1 영역에 입체 영상을 표시하고, 제2 영역에 평면 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 제1 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 차단시키는 차단 영역 및 상기 표시 패널의 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성하고, 상기 제2 영역 내에 상기 표시 패널의 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역을 형성하는 배리어 패널을 포함하고,
    상기 제2 광투과율은 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배리어 패널은
    상기 표시 패널의 각 화소에 대응되도록 형성된 복수의 제1 전극을 포함하는 하부기판;
    상기 복수의 제1 전극에 중첩되도록 형성된 제2 전극을 포함하는 상부기판; 및
    상기 하부기판 및 상기 상부기판 사이에 배치되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 상기 차단 영역, 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역을 형성하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극 각각에 대하여 상기 차단 영역을 형성하기 위한 제1 액정 구동 전압, 상기 제1 투과 영역을 형성하기 위한 제2 액정 구동 전압, 상기 제2 투과 영역을 형성하기 위한 제3 액정 구동 전압 중 하나를 인가하는 배리어 패널 구동부를 더 포함하고,
    상기 제3 액정 구동 전압은 상기 제1 액정 구동 전압과 상기 제2 액정 구동전압 사이인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시 패널은
    상기 제1 영역에 제1 휘도의 광을 공급하고, 상기 제2 영역에 상기 제1 휘 도보다 작은 제2 휘도의 광을 공급하는 백라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 입체 영상 또는 평면 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 표시 패널에 입체 영상이 표시되면 상기 표시 패널의 광을 차단시키는 차단 영역 및 상기 표시 패널의 광을 제1 광투과율로 투과시키는 제1 투과 영역을 형성하고, 상기 표시 패널에 평면 영상이 표시되면 상기 표시 패널의 광을 제2 광투과율로 투과시키는 제2 투과 영역을 형성하는 배리어 패널을 포함하고,
    상기 제2 광투과율은 상기 제1 광투과율 보다 작은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 배리어 패널은
    상기 표시 패널의 각 화소에 대응되도록 형성된 복수의 제1 전극을 포함하는 하부기판;
    상기 복수의 제1 전극에 중첩되도록 형성된 제2 전극을 포함하는 상부기판; 및
    상기 하부기판 및 상기 상부기판 사이에 배치되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 상기 차단 영역 및 제1 투과 영역을 형성하거나 상기 제2 투과 영역을 형성하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표시 패널에 입체 영상이 표시되면 상기 복수의 제1 전극에 상기 차단 영역을 형성하기 위한 제1 액정 구동 전압과 상기 제1 투과 영역을 형성하기 위한 제2 액정 구동 전압을 번갈아 인가하고, 상기 표시 패널에 평면 영상이 표시되면 상기 복수의 제1 전극에 상기 제1 액정 구동 전압과 상기 제2 액정 구동 전압 사이의 제3 액정 구동 전압을 인가하는 배리어 패널 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 표시 패널은
    상기 입체 영상이 표시되면 제1 휘도의 광을 공급하고, 평면 영상이 표시되면 상기 제1 휘도보다 작은 제2 휘도의 광을 공급하는 백라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 광투과율은
    상기 차단 영역과 상기 제1 투과 영역 간의 면적 비율에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 표시 패널은
    액정표시장치, 플라즈마표시장치, 유기전계발광표시장치 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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