KR20140102449A - 분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 하는 디스플레이 패널, 3ｄ 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법 - Google Patents

분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 하는 디스플레이 패널, 3ｄ 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널은 영상 패널의 전면 또는 후면에 위치하여 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 분할 패럴랙스 배리어(segmented parallax barrier) 및 상기 분할 패럴랙스 배리어를 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 각 미세 투명 전극당 할당되는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성된다. 따라서, 분할 패럴랙스 배리어 기반의 TN-LCD 패널 제작 비용을 낮출 수 있고, 배리어 패턴의 특성이 우수한 TN-LCD 패널 제작을 용이하게 한다.

Description

분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 하는 디스플레이 패널, 3Ｄ 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법{DISPLAY PANEL, 3D DISPLAY APPARATUS AND DISPLAY METHOD BASED ON SEGMENTED PARALLAX BARRIER}
본 발명은 분할 패럴랙스 배리어 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분할 패럴랙스 배리어의 제작 비용을 낮추고, TN-LCD 패널 특성을 개선하기 위한 분할 패럴랙스 배리어 구조에 관한 것이다.
무안경 3D 디스플레이 방식과 관련하여 1903년 미국의 F.E lves는 패럴랙스 배리어 뒷면에 적당한 간격을 두고 좌우 영상을 교대로 배치함으로써 좌우 영상을 분리하여 입체 영상을 시청하게 하는 패럴랙스 스테레오그램(Parallax Stereogram)을 제안하였다. 보다 구체적으로 설명하면, 패럴랙스 배리어를 이용한 3D 디스플레이 방식은 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 패럴렉스 배리어 광학판을 설치해서 사용자가 안경을 쓰지 않고도 입체 영상을 인식하도록 할 수 있다.
분할 패럴랙스 배리어 기술은 배리어를 형성하기 위한 투명 전극을 다수의 미세 투명 전극으로 분할하고 사용자의 위치에 따라 미세 배리어 전극을 조합 및 구동하여 광시야각을 제공하는 기술로서 한국 공개 특허 10-2007-0023849(출원번호: 10-2005-0078122)에 제안되었다. 이러한 분할 패럴랙스 배리어에서는 미세 투명 전극 양단에 전압을 인가하여 배리어를 제어하므로 미세 투명 전극에 배선이 반드시 필요하게 되고 얇은 패널의 얇고 긴 공간에 미세 투명 전극을 배선해야 하는 어려움이 따르게 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 제작 비용을 최소화하는 동시에 배리어 패턴을 균일하게 형성시켜 TN-LCD(Twisted Nematic Liquid Crystal Display) 패널의 특성을 개선할 수 있는 분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 하는 디스플레이 패널, 3D 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널은 영상 패널의 전면 또는 후면에 위치하여 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 분할 패럴랙스 배리어(segmented parallax barrier) 및 상기 분할 패럴랙스 배리어를 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 각 미세 투명 전극당 할당되는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성될 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판, 제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결될 수 있다.
상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴이고, 상기 제 3 패턴과 상기 제 4 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴일 수 있다.
상기 미세 투명 전극은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))일 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 차단하는 방식(Normally White)으로 동작할 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 투과하는 방식(Normally Black)으로 동작할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치는 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시하는 영상 패널, 상기 영상 패널의 전면 또는 후면에 위치하여 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 분할 패럴랙스 배리어(segmented parallax barrier) 및 좌영상과 우영상의 분리 시청이 가능하도록 상기 영상 패널과 시청자 간의 거리를 기반으로 상기 분할 패럴랙스 배리어를 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성될 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판, 제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 분할 패럴랙스 배리어를 포함하는 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법은 구동부가 분할 패럴랙스 배리어를 구동하는 단계 및 상기 분할 패럴랙스 배리어가 상기 구동부의 제어에 따라 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 단계를 포함하되, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성될 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판, 제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결될 수 있다.
상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴을 서로 다른 그룹의 패턴이고, 상기 제 3 패턴과 상기 제 4 패턴을 서로 다른 그룹의 패턴일 수 있다.
상기 미세 투명 전극은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))일 수 있다.
상기 영상 차단 단계는 상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 차단하는 방식(Normally White)으로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 차단 단계는 상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 투과하는 방식(Normally Black)으로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법은 영상 패널이 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시하는 단계, 구동부가 상기 좌영상 및 우영상의 분리 시청이 가능하도록 상기 영상 패널과 시청자 간 거리를 기반으로 분할 패럴랙스 배리어를 구동하는 단계 및 상기 분할 패럴랙스 배리어가 상기 구동부의 제어에 따라 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 단계를 포함하되, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성될 수 있다.
상기 분할 패럴랙스 배리어는 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판, 제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결될 수 있다.
본 발명의 분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 하는 디스플레이 패널, 3D 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법에 따르면, 분할 패럴랙스 배리어 기반의 TN-LCD 패널 제작 비용을 낮출 수 있고, 배리어 패턴의 특성이 우수한 TN-LCD 패널 제작을 용이하게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 다층형 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 종래 3D를 지원하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 장치를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어를 형성하기 위한 미세 투명 전극의 구조를 나타낸 블록도,
도 4는 TN-LC가 Nomally White 모드로 동작하는 경우를 나타낸 도면,
도 5는 TN-LC가 Nomally Black 모드로 동작하는 경우를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 구조의 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 구조의 3D 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 종래의 다층형 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 다층형 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치는 LCD 패널(100) 위에 다층의 패럴랙스 배리어(130~132)를 접합시켜, 시청자(160)의 시청 거리에 해당하는 배리어(132) 만을 구동시키고 나머지 배리어는 턴오프(Turn Off) 시킴으로써, 무안경 3D 디스플레이에서 시청 거리 및 시야각을 조절하는 방식을 사용한다.
도 1을 참조하면, 다층 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치는 시청자(160)와 디스플레이 사이의 거리 및 좌우 위치, 얼굴 기울어짐을 측정하는 측정부(150), 측정된 신호를 이용하여 구동될 패럴랙스 배리어를 선택 및 제어하는 배리어 제어부(140), 다층형 패럴랙스 배리어(130~132), 배리어 제어부(140)의 신호에 따라 배리어를 구동시키는 구동 회로(120), 및 LCD 패널(100)을 포함할 수 있다.
먼저, 측정부(150)는 시청자와의 거리 및 좌우 위치를 측정하기 위하여 측정 센서 및 카메라를 활용할 수 있는데, IR 센서, 초음파, 레이저, 2D 카메라, 스테레오 카메라 등의 일반적인 센서 및 카메라를 사용할 수 있다. 배리어 제어부(140)는 배리어 설계 방식에 따라 거리 및 좌우 위치 등의 측정부(150)로부터 수신한 시청자의 위치 정보를 이용하여 다층형 패럴랙스 배리어(130~132) 중에서 구동될 배리어(132)를 선택한다. 구동 회로(120)는 상기 선택된 배리어(132)만 구동하여 턴 온(Turn On) 시키고 나머지는 턴오프(Turn Off)시킨다.
그러나 상기 다층형 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치에서는 디스플레이로부터 사용자의 위치 변화에 따라 3D 디스플레이의 동작을 연속적으로 제어하려면 여러 개의 패럴랙스 배리어가 필요하게 되므로 제작이 용이하지 않고 많은 비용이 필요하다.
도 2는 종래 3D를 지원하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다. 종래 3D 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 장치는 TFT-LCD 패널(100), TN-LCD 패널(110) 및 구동 회로(120)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, TFT-LCD 패널(100)은 영상을 픽셀 단위로 재생하기 위한 통상적인 디스플레이가 될 수 있다. 즉, TFT-LCD 패널(100)은 백라이트(102) 및 LCD 픽셀들(104)을 포함할 수 있다. 백라이트(102)가 빛을 조사하면 LCD 픽셀들(104)이 원하는 픽셀 단위로 제어할 수 있고, 이를 통해 영상을 제공할 수 있다. 또한, 편광자(polarizer)를 통해 빛의 투과를 제어할 수 있다.
TN-LCD(110)는 분할 패럴랙스 배리어를 구성하여 좌우 눈으로 투과되는 빛을 분리하게 된다. 분할 패럴랙스 배리어는 도 2에서와 같이 패럴랙스 배리어 레이어(Parallax Barrier layer, PB layer)(113, 114)를 포함할 수 있으며 레이어(layer)는 1쌍의 투명 전극(ITO, Indium Tin Oxide)으로 구성되어 구동 전압이 인가된다.
실제적으로 TFT-LCD(100)로부터 3D 영상을 재생하여 발생하는 빛은 TN-LCD(110)의 액정에 의해 차단 혹은 투과된다. TN-LCD(110)는 방식에 따라 각 투명 전극에 일정 크기의 전압이 인가될 때 액정이 빛을 투과하는 방식(반대로 전압이 인가되지 않을 때 빛 차단)인 Normally Black으로 동작하는 경우와 전압이 인가되지 않을 때 액정이 빛을 투과하는 방식(반대로 전압이 인가될 때 빛 차단)인 Normally White로 동작하는 경우로 나눠질 수 있다(도 4 및 도 5 참조). 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(120)는 사용자의 위치 및 거리를 기반으로 상기 분할 패럴랙스 배리어(110)에 구동 전압을 제공하기 위한 회로로서, 각각의 전극(S1, S2, S3, S4)에 의해 각각의 패턴의 투명 전극들(113, 114)과 연결된다.
다만, 이 경우, 상기 분할 패럴랙스 배리어(110)의 박막의 TN-LC(액정) 양단에 위치하고 있는 미세 전극(113, 114)는 Patterned ITO(Indium Tin Oxide)이고, 미세 투명 전극이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도 2는 박막의 TN-LCD 패널(110) 판을 수직으로 세웠을 때 위 또는 아래에서 본 형태를 나타내므로 수직으로 세운 TN-LCD 패널(110)의 위쪽 또는 아래쪽의 가로 방향의 얇고 긴 공간에 미세 투명 전극을 배선해야 하는 어려움이 있다. 또한 TN-LCD 패널(110) 전체에 걸쳐 배리어 패턴을 균일하게 형성시키기 위해서는 균일한 전압이 인가되도록 배선해야 할 필요가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어를 형성하기 위한 미세 투명 전극의 구조를 나타낸 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어는 상부 기판(310), 하부 기판(320) 및 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 액정층은 도면에 도시되진 않았지만, 상기 상부 기판(310)과 하부 기판(320) 사이에 존재할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상부 기판(310) 및 하부 기판(320)은 특정한 패턴을 갖는 미세 투명 전극(312, 314, 322, 324)을 포함하며, 상기 미세 투명 전극(312, 314, 322, 324)은 일정한 패턴으로 그룹화되어 동일한 그룹에 속하는 전극끼리 서로 연결되어 있으므로, 동일한 그룹에 속하는 전극끼리는 투명 전극으로 연결함으로써 별도의 피드(feed) 라인을 요구하지 않을 수 있다. 또한, 미세 투명 전극(312, 314, 322, 324)을 배선하기 위한 피드 라인(332, 334, 336, 338)을 TN-LCD 패널 판의 좌우 양끝 두 군데에 연결함으로써 TN-LCD 패널 전체에 걸쳐 균일한 전압을 인가할 수 있다. 여기서, 미세 투명 전극(312, 314, 322, 324)은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))일 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상부 기판(310)은 서로 다른 그룹의 패턴을 갖는 적어도 두 개의 미세 투명 전극(312, 314)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 하부 기판(320)은 서로 다른 그룹 패턴을 갖는 적어도 두 개의 미세 투명 전극(322, 324)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에선 각 기판당 두 개의 패턴을 정의하고 있으나, 반드시 두 가지일 필요는 없고, 더 많은 종류의 패턴을 포함할 수 있다. 동일한 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극은 투명 전극으로 연결되어 각각의 미세 투명 전극마다 연결된 피드 라인 없이 전체가 하나의 전극으로 이루어질 수 있다. 즉 하판(320)을 구성하고 있는 제 1 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극(324)은 제 1 피드 라인(332)에, 제 3 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극(322)은 제 3 피드 라인(336)에, 상판(310)을 구성하고 있는 제 2 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극(312)은 제 2 피드 라인(334)에, 제 4 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극(314)은 제 4 피드 라인(338)에 연결될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 3 그룹의 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴이고, 제 2 및 제 4 그룹의 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴일 수 있다.
그리고, 서로 다른 패턴의 미세 투명 전극은 각각의 피드 라인(332, 334, 336, 338)을 가지고 있어, 각각의 미세 투명 전극마다 피드 라인을 가지고 있지 않고, 동일 그룹당 하나의 피드 라인을 가질 수 있어 배선이 효율적이다. 이렇게 서로 투명 전극을 통해 연결된 그룹 단위의 미세 투명 전극은 그룹 당 하나의 피드 라인과 연결되고 상기 피드 라인은 TN-LCD 패널의 좌우 양 끝단에 연결되어 배선의 복잡도를 줄일 수 있다. 또한, TN-LCD 패널 전체에 걸쳐 균일한 전압을 인가할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예를 분할 패럴랙스 배리어를 기반으로 디스플레이 패널 또는 3D 디스플레이 장치를 구성할 수 있다.
상기 3D 디스플레이 장치는 종래의 3D 디스플레이 장치와 마찬가지로, 영상 패널(TFT-LCD 패널을 포함할 수 있음), 분할 패럴랙스 배리어를 포함하는 디스플레이 패널(TN-LCD 패널을 포함할 수 있음) 및 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 영상 패널은 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시할 수 있다. 좌영상 칼럼(L) 및 우영상 칼럼(R)이 번갈아 표시되도록 함으로써, 하나의 영상 패널에서 좌영상 및 우영상이 동시에 표시되도록 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 영상 패널은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 발광 표시 장치(Light Emitting diode Display, LED), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display, OLED), 플라즈마 영상 표시 장치(Plasma Display Panel, PDP) 및 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display; EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 영상 패널은 영상을 픽셀 단위로 재생하기 위한 일반적인 디스플레이 장치를 의미하며, 그 방식에 한정되지 아니한다.
구동부는 상기 좌영상 및 우영상의 분리 시청이 가능하도록 상기 영상 패널과 시청자 간의 거리를 기반으로 상기 분할 패럴랙스 배리어의 전극들을 구동할 수 있다.
도 4는 TN-LC가 Nomally White 모드로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, TN-LC가 Normally White 모드로 동작하는 경우로서, 분할 패럴랙스 배리어의 전극에 전압이 인가될 경우 상기 액정 층이 빛을 차단하는 방식(반대로 전압이 인가되지 않을 때 빛 투과)인 Normally White로 작동할 수 있다. 이 경우, 2D 모드에서는 정상적으로 빛이 투과되나 3D 모드에서는 전압이 인가된 배리어 사이에 전압이 인가되지 않은 미세 틈새로 빛이 새는 현상이 발생할 수 있는데, 이를 편광자 제어를 통해 극복할 수 있다. 예컨대, TFT-LCD 패널의 편광자와 TN-LCD 패널이 각각의 편광자를 구비하도록 구성하고, 양 편광자의 편광을 스위칭시켜 빛샘 현상을 극복할 수 있다.
도 5는 TN-LC가 Nomally Black 모드로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, Nomally Black 모드로 동작하는 경우, 반대로 상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 액정 층이 빛을 투과하는 방식(반대로 전압이 인가되지 않을 때 빛 차단)인 Normally Black으로 작동하는 것을 특징으로 할 수 있다. 다만, 이경우, 3D 모드에서는 빛을 투과시키고자 하는 위치의 배리어 전극들에만 전압을 인가하여 배리어를 제거함으로써 빛샘 현상이 발생하지 않으나 2D 모드에서는 배리어 전극 전체에 전압을 인가하여 3D 패널 전 영역에 걸쳐 빛을 투과시켜야 하므로 전력 소모가 증가하게 되고, 전압이 인가되지 않는 배리어 전극간의 미세 틈새로 빛이 차단되어 수직의 띠가 보이게 되는 문제가 있을 수 있으나, 역시 편광자를 제어함으로써 극복할 수 있다.
상기와 같은 Nomally White 모드 및 Nomally Black 모드의 특징은 액정 층에 사용되는 액정의 종류에 따라 결정될 수 있으며, 시청자의 화면과의 거리 및 위치를 고려하여 적절히 패럴랙스 배리어를 조절하기 위해서는 상기와 같은 액정의 특성을 반드시 고려해야 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 구조의 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 분할 패럴랙스 배리어 구조 기반의 디스플레이 패널은 먼저, 분할 패럴랙스 배리어를 구동시킨다(S610). 분할 패럴랙스 배리어는 구동 회로와 연결되어 있어서, 구동 회로의 제어를 받아 구동된다. 분할 패럴랙스 배리어는 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극을 포함하고 있으며, 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성됨으로써 별도의 피드 라인 없이 구동부로부터 입력되는 전압을 인가받을 수 있다. 상기 분할 패럴랙스 배리어는 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판, 제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴을 서로 다른 그룹의 패턴이고, 상기 제 3 패턴과 상기 제 4 패턴을 서로 다른 그룹의 패턴일 수 있다. 또한, 상기 미세 투명 전극은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))일 수 있다.
그리고는, 분할 패럴랙스 배리어 구조 기반의 디스플레이 패널은 구동부의 제어에 따라 표시 영상의 특정 부분을 차단할 수 있다(S620). 이때, 동일한 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극은 투명 전극을 통해 연결되어 디스플레이 패널의 좌우 양 끝에 연결될 수 있고, 따라서, 원하는 그룹의 패턴을 갖는 미세 투명 전극의 제어를 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 표시 영상의 특정 부분의 차단을 효율적으로 수행할 수 있다. 이때, 분할 패럴랙스 배리어에 전압이 인가될 경우 액정 층이 빛을 차단하는 방식(Normally White)으로 동작할 수도 있고, 반대로, 상기 액정 층이 빛을 투과하는 방식(Normally Black)으로 동작할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 구조의 3D 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법은 먼저 영상 패널이 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시할 수 있다(S710). 여기서, 상기 영상 패널은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 발광 표시 장치(Light Emitting diode Display, LED), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display, OLED), 플라즈마 영상 표시 장치(Plasma Display Panel, PDP) 및 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display; EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 영상 패널은 영상을 픽셀 단위로 재생하기 위한 일반적인 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
이후, 상기 좌영상 및 우영상의 분리 시청이 가능하도록, 구동부가 상기 영상 패널과 시청자 간의 거리를 기반으로 분할 패럴랙스 배리어를 구동할 수 있다(S720). 여기서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극을 포함하고 있으며, 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성됨으로써 별도의 피드 라인 없이 구동부로부터 입력되는 전압을 인가받을 수 있다.
구동부의 제어에 따라 상기 분할 패럴랙스 배리어의 전극들이 구동되면, 분할 패럴랙스 배리어는 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하여 시청자로 하여금 좌영상 및 우영상을 분리하여 시청함으로써 3D 영상을 시청하도록 할 수 있다(S730). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동부는 좌영상 및 우영상의 분리 시청이 가능하도록 영상 패널과 시청자 간의 거리를 기반으로 분할 패럴랙스 배리어의 전극을 구동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법의 구체적인 특징은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치에 따른다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 영상 패널의 전면 또는 후면에 위치하여 상기 영상 패널을 통해 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 분할 패럴랙스 배리어(segmented parallax barrier)를 포함하되,
    상기 분할 패럴랙스 배리어는 각 미세 투명 전극당 할당되는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판;
    제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판; 및
    상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결되는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴이고, 상기 제 3 패턴과 상기 제 4 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴인 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 투명 전극은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))인 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 차단하는 방식(Normally White)으로 동작하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    상기 전극에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 투과하는 방식(Normally Black)으로 동작하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 패널.
  8. 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시하는 영상 패널;
    상기 영상 패널의 전면 또는 후면에 위치하여 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 분할 패럴랙스 배리어(segmented parallax barrier); 및
    좌영상과 우영상의 분리 시청이 가능하도록 상기 영상 패널과 시청자 간의 거리를 기반으로 상기 분할 패럴랙스 배리어를 구동시키는 구동부를 포함하되,
    상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판;
    제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판; 및
    상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 분할 패럴랙스 배리어를 포함하는 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결되는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 장치.
  11. 구동부가 분할 패럴랙스 배리어를 구동하는 단계; 및
    상기 분할 패럴랙스 배리어가 상기 구동부의 제어에 따라 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 단계를 포함하되,
    상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판;
    제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판; 및
    상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결되는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴이고, 상기 제 3 패턴과 상기 제 4 패턴은 서로 다른 그룹의 패턴인 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 미세 투명 전극은 패터닝된 ITO(patterned ITO(Indium Tin Oxide))인 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 차단 단계는
    상기 분할 패럴랙스 배리어에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 차단하는 방식(Normally White)으로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 영상 차단 단계는
    상기 분할 패럴랙스 배리어에 전압이 인가될 경우 상기 분할 패럴랙스 배리어의 액정 층이 빛을 투과하는 방식(Normally Black)으로 동작하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 디스플레이 방법.
  18. 영상 패널이 좌영상 칼럼 및 우영상 칼럼들이 번갈아 표시되도록 좌영상 및 우영상을 표시하는 단계;
    구동부가 상기 좌영상 및 우영상의 분리 시청이 가능하도록 상기 영상 패널과 시청자 간 거리를 기반으로 분할 패럴랙스 배리어를 구동하는 단계; 및
    상기 분할 패럴랙스 배리어가 상기 구동부의 제어에 따라 상기 표시되는 영상의 특정 부분을 차단하는 단계를 포함하되,
    상기 분할 패럴랙스 배리어는 별도의 피드(feed) 라인 없이 전압을 인가할 수 있도록, 일정한 패턴으로 그룹화된 미세 투명 전극에 대해 동일한 그룹에 속한 전극을 투명 전극으로 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 분할 패럴랙스 배리어는
    제 1 패턴 및 제 2 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 1 패턴의 미세 투명 전극은 제 1 피드 라인에, 상기 제 2 패턴의 미세 투명 전극은 제 2 피드 라인에 연결된 상부 기판;
    제 3 패턴 및 제 4 패턴의 미세 투명 전극을 포함하고 상기 제 3 패턴의 미세 투명 전극은 제 3 피드 라인에, 상기 제 4 패턴의 미세 투명 전극은 제 4 피드 라인에 연결된 하부 기판; 및
    상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 피드 라인은 상기 분할 패럴랙스 배리어를 포함하는 디스플레이 패널 판의 좌우 양 끝에 연결되는 것을 특징으로 하는 분할 패럴랙스 배리어 기반의 3D 디스플레이 방법.

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