KR20160027933A

KR20160027933A - 입체 표시 장치

Info

Publication number: KR20160027933A
Application number: KR1020150123517A
Authority: KR
Inventors: 훙웨이 취안; 자자 피; 푸중 궈; 샤오다 궁
Original assignee: 수퍼디 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-03-10
Also published as: US9786232B2; KR101740414B1; TWI533665B; JP2016053717A; US20160065950A1; TW201611570A; JP6242021B2; EP2993902B1; EP2993902A1

Abstract

본 발명은, 입체 표시의 기술 분야에 관한 것이며, 입체 표시 장치를 제공한다. 상기 입체 표시 장치는, 표시 패널과, 표시 패널의 표시 측에 위치하는 액정 렌즈와, 구동 회로와, 구동 회로에 초기 전압을 제공하는 전압 모듈을 포함하고, 3D 표시용인 경우, 초기 전압을 구동 회로에 의해 처리하여, 액정 렌즈의 가동에 필요로 하는 복수의 구동 전압을 출력하고, 2D 표시용인 경우, 구동 회로는, 각각의 구동 전압을 처리하여, 액정 분자의 임계값 전압보다 크고 또한 초기 전압 이하의 편향 전압을 출력하고, 편향 전압에 의해, 액정층 내의 액정 분자에 편향시켜, 액정 분자와 스페이서 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널로부터의 광에 대한 스페이서의 영향을 없앤다. 종래 기술과 비교해, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다.

Description

입체 표시 장치{STEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS}

본 발명은, 입체 표시의 기술 분야에 관한 것이며, 특히, 입체 표시 장치에 관한 것이다.

입체 표시 기술의 발전에 따라, 입체 표시 장치에는, 입체 화상의 표시 뿐만아니라, 문자나 이미지를 표시하는 등, 관찰자의 리퀘스트에 따라 2D 화상을 표시하는 것도 요구되고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 입체 표시 장치는, 표시 패널(2')과 표시 패널(2')의 출사 측에 설치되는 액정 렌즈(1')를 포함한다. 표시 패널(2')로부터의 화상차를 가지는 좌시도와 우시도는, 액정 렌즈(1')의 분광 작용에 의해, 좌시도가 관찰자의 왼쪽 눈에, 우시도가 관찰자의 오른쪽 눈에 들어오게 되어, 관찰자의 뇌에 의해, 감지된 화상차에 기초하여 입체 화상이 형성된다.

도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정 렌즈(1')는, 대향으로 설치되는 제1 기판(11')과 제2 기판(12')을 포함한다. 제1 기판(11')과 제2 기판(12')의 사이에는, 액정층과, 액정층의 두께를 지지하기 위한 스페이서(14')가 설치되어 있다. 제1 기판(11')에는, 서로 평행인 복수의 제1 전극(15')이 설치되어 있다. 인접하는 2개의 제1 전극(15')은, 모두 일정 거리로 이격된다. 제2 기판(12')에는, 서로 평행인 복수의 제2 전극(16')이 설치되어 있다. 인접하는 2개의 제2 전극(16')은, 모두 일정 거리로 이격된다. 제1 전극(15'), 제2 전극(16')에 대해서 각각 제1 전압, 제2 전압을 제공하는 것에 의해, 제1 전압과 제2 전압의 전압 차이에 의해, 제1 기판(11')과 제2 기판(12')의 사이에 구동 전계를 발생시킨다. 구동 전계에 의해, 액정층 내의 액정 분자(13')를 구동하여 상이한 정도로 편향시켜, 어레이 분포로 되는 액정 렌즈 유닛(17')을 제1 기판(11')과 제2 기판(12') 내에서 형성한다. 표시 패널(2')로부터 출사되는 편향 광은, 액정 렌즈 유닛(17')의 분광 작용에 의해, 좌시면이 왼쪽 눈에 식별되고 우시면이 오른쪽 눈에 식별됨으로써, 3차원으로 표시된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 액정 렌즈(1')에 대해서 전기 차단 처리를 행하면, 제1 기판(11')과 제2 기판(12')의 사이에 전계의 발생이 없고, 표시 패널(2')로부터의 편향 광은, 스페이서(14')를 투과한다. 스페이서(14')와 액정 분자(13') 사이의 굴절률의 차가 비교적 크기 때문에, 스페이서(14')에서 광의 굴절이 일어나, 입체 표시 장치를 육안으로 볼 때 광점(光點)이 스페이서(14')에 존재하는 것을 일으키고, 관찰자의 관찰 효과와 관찰의 쾌적함에 영향을 주다.

종래 기술에 있어서, 복수의 화소 유닛 및 복수의 화소 유닛의 사이에 설치되는 블랙 매트릭스를 포함하는 표시 패널과, 표시 패널에 있어서의 블랙 매트릭스의 위치에 대응하는 위치에 있는 스페이서를 포함하는 액정 렌즈 광학 격자를 포함하는 입체 표시 장치도 개시되어 있다. 블랙 매트릭스를 표시 패널에 설치하는 것은, 표시 패널의 표시 효과에 영향을 줄뿐 아니라, 스페이서가 블랙 매트릭스에 완전히 피복되지 않기 때문에, 육안으로 볼 때에 변함없이 광점 현상이 스페이서에 존재하는 것을 일으킨다.

본 발명의 실시형태는, 종래 기술에 제한이나 결함이 존재함으로써 생기는 상기 1개 또는 복수의 문제점을 해결하기 위해, 입체 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시형태는, 하기와 같이 실현된다.

표시 패널과,

복수의 제1 전극이 설치되어 있는 제1 기판과, 제2 전극이 형성되어 있고, 액정층과 스페이서를 협지하여 상기 제1 기판과 대향하도록 설치되는 제2 기판을 포함하고, 상기 표시 패널의 표시 측에 위치하는 액정 렌즈와,

출력측에 상기 제1 전극, 상기 제2 전극이 각각 전기적으로 접속되는 구동 회로와,

상기 구동 회로에 초기 전압을 제공하는 전압 모듈을 포함하고,

입체 표시 장치가 3D 표시용인 경우, 상기 초기 전압을 상기 구동 회로에 의해 처리하여, 상기 액정 렌즈의 가동에 필요로 하는 복수의 구동 전압을 출력하는 입체 표시 장치에 있어서,

입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 상기 구동 회로는, 각 상기 구동 전압을 처리하여, 액정 분자의 임계값 전압보다 크고 또한 상기 초기 전압 이하의 편향 전압을 출력하고,

상기 편향 전압에 의해, 상기 액정층 내의 상기 액정 분자에 편향시켜, 상기 액정 분자와 상기 스페이서와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 상기 표시 패널로부터 출사되는 광에 대한 상기 스페이서의 영향을 없앤다.

구체적으로, 상기 구동 회로는, 상기 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우에 제어 신호를 발생하는 신호 발생 모듈과 상기 제어 신호의 제어에 의해, 각 상기 구동 전압을 상기 편향 전압으로 전환하는 전압 전환 모듈을 포함한다.

또한, 상기 전압 전환 모듈은, 상기 제어 신호를 수신하여 각 상기 구동 전압을 상기 편향 전압으로 전환하는 전환 유닛을 포함한다.

또한, 상기 전압 전환 모듈은, 전압 조절 유닛을 더 포함한다. 상기 전압 조절 유닛은, 상기 전압 모듈의 출력측에 직렬 접속한다. 상기 전압 조절 유닛을 조절함으로써, 각 상기 구동 전압을 취득한다. 상기 전압 조절 유닛은, 상기 전환 유닛에 병렬 접속한다.

또한, 상기 전압 전환 모듈은, 상기 편향 전압의 안정화 처리를 행하기 위한 전압 안정화 유닛을 더 포함한다. 상기 전압 안정화 유닛은, 상기 전압 조절 유닛에 직렬 접속한다. 상기 전압 안정화 유닛은, 출력측이 각 상기 제1 전극, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된다.

또한, 상기 입체 표시 장치는, 관찰자가 소정 관찰 범위 내에 위치하는지를 검출하기 위한 검출 모듈을 더 포함한다. 상기 검출 모듈은, 상기 관찰자가 상기 소정 관찰 범위 내에 위치하지 않는 경우, 검출 신호를 송신한다. 상기 구동 회로는, 상기 검출 신호를 수신하고, 2D 표시를 하도록 상기 입체 표시 장치를 제어한다.

또한, 상기 제2 전극을 복수 설치한다.

구체적으로, 상기 입체 표시 장치가 2D 표시용의 경우, 상기 전압 모듈은, 상기 구동 회로를 통하여 각 상기 제1 전극에 제1 전압을, 상기 제1 전압과의 차가 상기 편향 전압인 제2 전압을 각 상기 제2 전극에 제공한다.

또한, 상기 액정 렌즈는, 각 상기 제1 전극과 상기 제1 기판의 사이에 설치되는 제3 전극을 더 포함한다. 상기 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 상기 전압 모듈은, 상기 구동 회로를 통하여 각 상기 제1 전극에 제3 전압을, 각 상기 제2 전극에 제4 전압을, 상기 제4 전압과의 차가 상기 편향 전압인 제5 전압을 각 상기 제3 전극에 제공한다.

구체적으로, 상기 편향 전압에 의해, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 전계 강도가 동일한 균일 전계를 발생시킨다. 상기 균일 전계에 의해, 상기 액정 분자에 동일 정도로 편향시킨다. 편향 후의 상기 액정 분자와 상기 스페이서와의 사이의 굴절률의 차는 소정 범위 내에 있다.

또한, 각 상기 제2 전극은 이격되어 설치되어 있다. 상기 액정층의 배향 방향은 수평 방향이다. 상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은 예각이다. 상기 편향 전압에 의해, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 횡전계를 발생시킨다. 상기 횡전계에 의해, 상이한 정도로 편향하도록 상기 액정층 내의 액정 분자를 구동한다.

또한, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차 위치에 있어서의 상기 횡전계는, 강 전계 영역이다. 상기 강 전계 영역 내에 위치하는 상기 액정 분자의 편향 각은 n₁이며, 상기 강 전계 영역으로부터 이격된 상기 액정 분자의 편향 각은 n₂이며, 또한 n₁> n₂가 성립된다.

또한, 상기 강 전계 영역 내에 위치하는 상기 액정 분자는, 상기 제2 전극의 연신 방향에 직교하는 제1 방향을 따라 편향한다.

상기 제1 전압은 접지 전압이며, 상기 제2 전압은 교류 전압이며, 또한, 인접하는 2개의 상기 제2 전극에 대응하는 2개의 상기 제2 전압은, 동일 시각에서 동일한 크기이며, 극성(極性)이 역(逆)인 것이 바람직하다.

상기 제1 전극의 연신 방향과 상기 제2 전극의 연신 방향이 이루는 각은 예각(α₁)이며, 상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은 β₁이며, 또한 45°≤≤β₁< 90°가 성립되는 것이 바람직하다.

또는, 상기 제1 전극의 연신 방향과 상기 제2 전극의 연신 방향이 이루는 각은 둔각(鈍角) α₂이며, 상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은 β₂이며, 또한 0°< β₂< 45°가 성립되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 전극은, 복수 설치되는 바형(bar-type) 전극이거나 면(面) 전극이다.

본 발명의 실시형태에 의한 입체 표시 장치는, 2D 표시용의 경우, 신호 발생 모듈로부터 제어 신호를 생성하고, 전환 유닛이 제어 신호를 수신하여 각각의 구동 전압을 편향 전압으로 전환해, 편향 전압에 의해, 액정 분자에 편향시켜, 편향 후 액정 분자의 광에 대한 굴절률도 변화가 생기게 되어, 액정 분자와 스페이서와의 사이의 굴절률의 차를 작게 한다. 따라서, 표시 패널로부터 출사되는 광의 스페이서에 의한 굴절을 약하게 하고, 입체 표시 장치의 육안으로 볼 때에 광점 현상이 스페이서에 존재하는 것을 없앤다. 본 실시형태는, 종래 기술과 비교해, 표시 패널에 있어서의 블랙 매트릭스의 위치에 스페이서의 위치를 대응시킬 필요가 없고, 액정 렌즈의 제조의 난이도가 작아진다.

도 1은 종래 기술에 의한 2D/3D 전환 가능한 입체 표시 장치의 구조 모식도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 액정 렌즈의 구조 모식도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 액정 렌즈의 다른 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 의한 입체 표시 장치의 2D 표시용의 경우의구조 모식도이다.
도 5는 도 4에 의한 입체 표시 장치의 3D 표시용의 경우의 구조 모식도이다.
도 6은 도 4에 의한 입체 표시 장치의 다른 구조 모식도이다.
도 7은 도 6에 의한 구동 회로의 구조 모식도이다.
도 8은 도 7에 의한 전압 전환 모듈의 구조 모식도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 2에 의한 입체 표시 장치의 구조 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 3에 의한 입체 표시 장치의 구조 모식도이다.
도 11은 도 10에 의한 액정 렌즈의 구조 모식도이다.
도 12는 도 10에 의한 액정층의 분포 모식도이다.
도 13은 도 10에 의한 제2 전극과 액정층의 배향 방향이 교차하는 모식도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태 4에 의한 제2 전극과 액정층의 배향 방향이 교차하는 모식도이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술 문제, 기술안 및 유익한 효과를 더욱 명확하고 명백하게 하기 위해, 이하, 도면 및 실시형태와 함께 본 발명에 대하여 보다 상세하게 기재한다. 그리고, 여기서 기재하는 구체적인 실시형태는, 단지 본 발명을 해석 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 위한 것은 아니다.

실시형태 1

도 4~도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 의한 입체 표시 장치(도시하지 않음)는, 액정 렌즈(1)와, 표시 패널(2)과, 구동 회로(3)와, 전압 모듈(4)을 포함한다. 액정 렌즈(1)는, 표시 패널(2)의 표시 측에 설치된다. 액정 렌즈(1)는, 대향으로 설치하는 제1 기판(11)과, 제1 기판(11)보다 상에 설치되는 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 사이에는, 액정층(도시하지 않음)과, 액정층의 두께를 지지하기 위한 스페이서(14)가 설치되어 있다. 도 4와 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(11)에는, 연신 방향이 같은 복수의 제1 전극(15)이 설치되어 있다. 즉, 각 제1 전극(15)은 서로 평행하고, 인접하는 2개의 제1 전극(15)은 모두 일정 거리로 이격된다. 제2 기판(12)에는 제2 전극(16)이 설치되어 있다. 각 제1 전극(15), 제2 전극(16)은, 각각 구동 회로(3)의 출력측에 전기적으로 접속한다.

본 실시예에 있어서, 제1 기판(11)에 설치된 복수의 제1 전극(15)은 바형(bar-type) 전극이어도 되고, 각 제1 전극(15)의 연신 방향은 같다. 즉, 각 제1 전극(15)은 서로 평행하고, 인접하는 2개의 제1 전극(15)은 모두 일정 거리로 이격된다.

본 실시예에 있어서, 제2 기판(12)에는, 연신 방향이 같은 복수의 제2 전극(16)이 설치되어도 된다. 즉, 각 제2 전극(16)은 서로 평행하고, 인접하는 2개의 제2 전극(16)은 모두 일정 거리로 이격된다. 본 실시예에 있어서, 제2 전극(16)은 바형 전극이어도 된다. 구동 회로(3)는, 제2 전극(16)에 공통 전압 또는 접지 전압을 제공한다. 그리고, 기타 실시예에 있어서, 제2 전극(16)은, 바형 전극으로 한정되지 않고, 면 전극이라도 된다.

액정 렌즈(1)가 3D 표시용인 경우, 구동 회로(3)는, 각 제1 전극(15)에 구동 전압을, 제2 전극(16)에 공통 전압 또는 접지 전압을 제공한다. 구동 전압과 공통 전압과의 사이의 전압 차이에 의해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 사이에 전계를 발생시켜, 전계에 의해 액정 분자(13)에 편향시킨다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 3D 표시용인 경우, 전압 모듈(4)은, 구동 회로(3)에 초기 전압을 제공한다. 구동 회로(3)는, 초기 전압을 처리하여, 액정 렌즈(1)의 가동에 필요로 하는 복수의 구동 전압을 출력한다. 복수의 구동 전압에 의해, 액정층 내의 액정 분자(13)는, 굴절률이 점변(漸變)하는 액정 렌즈 유닛 L1을 형성한다. 액정 렌즈 유닛 L1은, 표시 패널(2)로부터의 광을 분광하여 입체 화상을 형성한다. 굴절률이 단계적 분포로 되는 액정 렌즈 유닛 L1를 형성하기 위해, 복수의 구동 전압이 액정 렌즈 유닛 L1를 중심으로 대칭하고, 각각의 구동 전압의 전압값이 액정 렌즈 유닛 L1의 양단으로부터 중심으로 감에 따라 체감(遞減)하는 것이 요구된다. 본 실시예에 있어서, 구동 회로(3)에 있어서, 초기 전압을 처리하여, 액정 렌즈(1)의 가동에 필요로 하는 복수의 구동 전압을 출력한다. 그중, 구동 회로(3)에 의한 초기 전압의 처리 방식은 적어도 전환이나 조정 등 전압 처리 방식을 포함한다. “전환” 또는 “조정”은 부동한 기술자가 부동한 각도에 따른 이해이며, 본 출원에서는 엄격히 구분하지 않는다. 이하에서는 “전환”을 주요 처리 방식으로 설명하지만, “조정”에 의한 전압 처리 방식에도 적용 가능하다. 여기서는 일일히 열거한지 않는다.

본 실시형태에 있어서, 초기 전압은, 액정 렌즈(1)의 최대 구동 전압이어도 되고, 액정 렌즈(1)의 최대 구동 전압보다 커도 된다. 입체 표시 장치가 3D 표시용인 경우, 구동 회로(3)에 의해 초기 전압을 처리하여, 액정 렌즈(1)의 가동에 필요로 하는 구동 전압을 출력한다. 구동 전압은, 액정 분자(13)를 구동하여 단계적인 굴절률 차를 가지는 액정 렌즈 유닛 L1을 형성한다. 표시 패널(2)로부터의 광은, 액정 렌즈(1)의 분광 작용에 의해, 화상 차를 가지는 좌우 시차도를 형성하고, 관찰자의 눈에 들어와, 입체 화상을 형성한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 구동 회로(3)는, 각각의 구동 전압을 처리하여 편향 전압을 출력한다. 편향 전압은, 액정 분자(13)의 임계값 전압보다 크고 또한 초기 전압 이하이다. 편향 전압에 의해, 액정 분자(13)에 편향시킨다. 편향 후의 액정 분자(13)의 표시 패널(2)로부터의 광에 대한 굴절률이 변화하게 되어, 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2)로부터의 광에 대한 스페이서(14)의 영향을 없앤다. 본 실시형태에 있어서, 편향 후의 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차가 비교적 작으므로, 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차는, 소정 범위 내가 된다. 본 실시형태에 있어서의 소정 범위는, 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작은 것을 가리킨다. 물론, 이 값으로 한정되지 않고, 필요에 따라 굴절률의 차의 값을 설정할 수 있다. 상기 설정에 의해, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시키고, 표시의 명확도를 개선한다. 본 발명은, 이하의 문제, 즉, 도 3에 나타낸 입체 표시 장치의 경우, 관찰자가 입체 표시 장치에 표시되어 있는 2D 화면을 관찰할 때, 액정 렌즈(1')로의 전기 차단 처리에 의해, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 비교적 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광은 스페이서(14')에서 굴절 현상이 일어나는 문제점을 해결할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 스페이서(14)의 위치를 표시 패널(2)에 있어서의 블랙 매트릭스의 위치에 대응시킬 필요가 없고, 액정 렌즈(1)의 제조의 난이도가 낮아진다.또한, 본 실시형태에 의한 구동 회로(3)는, 구조가 간단하며 있어, 입체 표시 장치의 여분의 비용(코스트) 추가가 없다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 구동 회로(3)는, 신호 발생 모듈(31)과, 전압 전환 모듈(32)을 포함한다. 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우에, 신호 발생 모듈(31)은 제어 신호를 발생한다. 전압 전환 모듈(32)은, 제어 신호의 제어에 의해, 각각의 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 신호 발생 모듈(31)과 전압 전환 모듈(32)은 전기적으로 접속되어 있다. 전압 전환 모듈(32)은, 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 편향 전압이 액정 분자(13)의 임계값 전압보다 크고 또한 편향 후의 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차가 비교적 작으므로, 표시 패널(2)로부터 출사되는 광으로의 스페이서(14)의 영향을 작게 한다. 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차를 소정 범위 내로 함으로써, 표시 패널(2)로부터의 광의 스페이서(14)에서의 굴절에 의한 영향을 약하게 한다. 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시키고, 표시의 명확도를 개선한다.

본 실시형태에 있어서, 전압 전환 모듈(32)은, 신호 발생 모듈(31)로부터의 제어 신호에 기초하여, 액정 렌즈(1)의 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 액정 렌즈(1)의 응답 속도가 빠르고, 표시 효과가 양호하며, 또한 구조가 간단하며, 여분의 디바이스의 추가도 없고, 조작하기 쉽다.

상기 실시형태의 또 다른 개량으로서, 도 5과 도 8에 나타낸 바와 같이, 전압 전환 모듈(32)은 전압 전환 모듈(32)을 포함한다. 전압 전환 모듈(32)은, 제어 신호를 수신하여 각각의 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 신호 발생 모듈(31)과 전압 전환 모듈(32)은 전기적으로 접속되어 있다. 전압 전환 모듈(32)은 2치 플립플롭이라도 된다. 전압 전환 모듈(32)은, 제어 신호가 1인 경우에 온(on)이 되지만, 제어 신호가 0인 경우에 오프(off)가 된다. 구체적으로, 입체 표시 장치가 3D 표시용인 경우, 제어 신호가 0으로 되고, 전압 전환 모듈(32)은 오프가 된다. 구동 회로(3)는, 초기 전압을 처리하여 구동 전압을 출력하고, 구동 전압에 의해, 액정 분자(13)를 구동하여 액정 렌즈 유닛 L1를 형성한다. 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 제어 신호가 1로 되고, 전압 전환 모듈(32)은 온이 되어, 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 전압의 전환에 신호 제어가 사용되고, 전압 전환 모듈(321)의 신뢰성이 높아진다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 전압 전환 모듈(32)은 전압 조절 유닛(322)를 더 포함한다. 전압 조절 유닛(322)은 전압 모듈(4)의 출력 측에 직렬 접속한다. 전압 조절 유닛(322)을 조절함으로써, 각각의 구동 전압을 취득한다. 전압 조절 유닛(322)은, 저항 값의 크기가 조절 가능한 저항이라도 된다. 전압 조절 유닛(322)은, 전압 전환 모듈(32)에 병렬 접속한다. 전압 전환 모듈(32)이 온으로 되면, 전압 조절 유닛(322)이 단락되고, 각각의 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 전압 전환 모듈(32)이 오프 상태에 있을 때, 저항의 저항 값을 설정함으로써, 대응하는 구동 전압을 취득한다. 제어 신호에 의해 전압 전환 모듈(32)의 온 오프를 제어하므로, 관찰자에 의한 수동 조작을 필요로 하지 않고, 입체 표시 장치의 조작 슬로를 간단화한다. 관찰자의 리퀘스트에 따라, 입체 표시 장치가 3D 표시용 또는 2D 표시용인가를 자유롭게 전환하여, 관찰자의 관찰 체험이 향상된다.

도 4와 도 8에 나타낸 바와 같이, 전압 전환 모듈(32)은, 편향 전압의 안정화 처리를 행하기 위한 전압 안정화 유닛(323)을 더 포함한다. 전압 안정화 유닛(323)은, 전압 조절 유닛(322)에 직렬 접속한다. 전압 안정화 유닛(323)은, 출력 측이 각 제1 전극(15), 제2 전극(16)에 전기적으로 접속된다. 초기 전압은, 전압 조절 유닛(322)의 조절에 의해 구동 전압을 출력하고, 또는 전압 전환 모듈(321)의 처리에 의해 편향 전압을 출력한다. 이때, 구동 전압 또는 편향 전압에 비교적 큰 불균일이 있어, 액정 렌즈(1)의 작동의 수요를 만족시킬 수 없다. 전압 안정화 유닛(323)을 사용하여 구동 전압 또는 편향 전압의 안정화 처리를 행하고, 처리 후의 구동 전압 또는 편향 전압에 의해, 액정 분자(13)를 구동하여 대응적으로 편향시켜, 액정 렌즈(1)의 정상적인 작동에 필요로 하는 구동 전압 또는 편향 전압을 확보한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치는, 관찰자가 소정 관찰 범위 내에 위치하는지를 검출하기 위한 검출 모듈(5)을 더 포함한다. 검출 모듈(5)은 관찰자가 소정 관찰 범위 내에 위치하지 않는 경우, 검출 신호를 송신한다. 구동 회로(3)는, 검출 신호를 수신하고, 2D 표시를 하도록 입체 표시 장치를 제어한다. 본 실시형태에 있어서, 소정 관찰 범위는, 입체 표시 디바이스의 디폴트의(또는 초기에 설정한) 표시 유닛 배열 주기에 있어서, 복수의 이산된 분광 유닛 폭에 의해 확정된, 복수의 이산된, 관찰에 적절한 거리를 가리키며, 나아가 이를 소정 관찰 범위로 청한다. 이 범위 내에서는, 관찰자가 입체 표시 장치를 관찰할 때, 관찰 효과가 양호하다. 검출 모듈(5)은 관찰자의 눈을 추적하는 사람 눈 추적 유닛을 포함해도 된다. 사람 눈 추적 유닛이 사람 눈을 추적할 수 없었던 경우, 검출 모듈(5)은 검출 신호를 송신한다. 구동 회로(3)는, 검출 신호를 수신하고, 2D 표시를 하도록 입체 표시 장치를 제어한다. 또는, 검출 모듈(5)은, 화상 식별 유닛을 포함한다. 화상 식별 유닛에 의해, 화상 데이터 소스에 2D 화상이 포함되는 것으로 식별되면 검출 모듈(5)은 검출 신호를 송신한다. 구동 회로(3)는, 검출 신호를 수신하고, 2D 표시를 하도록 입체 표시 장치를 제어하여, 2D/3D의 양립이 실현된다. 입체 표시 장치의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다.

도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 3D 표시용의 경우, 본 실시형태에 의한 전압 모듈(4)은, 구동 회로(3)를 통하여 각 제1 전극(15)에 구동 전압을, 각 제2 전극(16)에 접지 전압을 제공한다. 구동 전압에 의해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 전계 강도가 비균일한 구동 전계를 발생시킨다. 구동 전계에 의해, 액정 분자(13)에 전계 강도의 변화에 따라 편향시켜, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이의 액정층의 굴절률을 단계적으로 분포시켜, 어레이 배열의 액정 렌즈 유닛(도시하지 않음)을 형성함으로써, 표시 패널(2)에 의한 화상 차를 가지는 좌시도, 우시도를 입체 표시 장치로부터 관찰자에게 보이게 하는 것을 확보하고, 3D 표시 효과에 영향을 미치지 않는다.

구체적인 조작 방법은 이하와 같다. 입체 표시 장치가 3D 표시용의 경우, 각 제1 전극(15)에 대칭인 구동 전압을, 제2 전극(16)에 접지 전압을 제공하는 것에 의해, 액정 분자(13)에 편향시켜, 어레이 배열이며 또한 굴절률이 점변하는 액정 렌즈 유닛 L1을 형성한다. 도 5를 예로서, 액정 렌즈 유닛 L1에서는, 각 바형 전극에 대해서, 예를 들면 S11, S12, S13, S14, S15, S16에 대칭인 전압을 제공한다. 구체적으로, V(S11)=V(S16)> V(S12)=V(S15)> V(S13)=V(S14).

여기서,

V(S11)=V(S16)=V_seg0

V(S12)=V(S15)=V_seg1

V(S13)=V(S14)=V_seg2

액정 렌즈 유닛 L1의 전압은, 양단으로부터 중심으로 감에 따라 체감하는 경향이 있고, 또한 대칭으로 분포한다. 이와 같이, 각 액정 렌즈 유닛 L1에서는, 전계가 보다 평활하게 변환하는 상태를 이룬다. 표시 패널(2)로부터의 광은, 액정 렌즈(1)의 분광 작용에 의해 입체 화상을 형성한다.

구체적으로, 도 4~도 7에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시용의 경우, 전압 전환 모듈(32)은, V_seg1, V_seg2, ㆍㆍㆍ를 모두 편향 전압 U₀로 전환한다. 편향 전압 U₀에 의해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 편향 전계를 발생시킨다. 편향 전계에 의해, 액정층 내의 모든 액정 분자(13)를 구동하여 편향시키고, 또한 편향 후의 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내에 있다. 소정 범위는, 스페이서(14)와 액정 분자(13) 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작은 범위를 가리킨다. 이로써, 종래 기술의 이하의 문제, 즉, 도 3과 같이, 관찰자가 2D 표시를 관찰할 때, 액정 렌즈(1')의 전기 차단 처리를 행함으로써, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 비교적 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광이 스페이서(14')에서 굴절하고, 관찰자가 입체 표시 장치를 관찰할 때 광점 현상이 스페이서(14')에 존재하는 것을 해결한다. 이로써, 종래 기술과 비교해, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시키고, 또한 광의 누출 현상이 없다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 실시형태의 또한 개량으로서, 본 실시형태에 의한 입체 표시 장치의 2D 표시 시에, 편향 전압에 의해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 전계 강도가 동일한 균일 전계(도시하지 않음)를 발생시킨다. 균일 전계에 의해, 액정 분자(13)의 편향 각이 동일하며, 또한 편향 후의 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내에 있어, 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작다는 소정 범위의 조건을 만족시킨다. 따라서, 표시 패널(2)로부터의 광은, 액정 분자(13)와 스페이서(14)를 투과할 때, 광의 굴절이 일어나지 않는다. 종래의 입체 표시 장치의 이하의 문제, 즉, 2D 표시 시에, 도 3과 같이, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 비교적 크기 때문에, 광이 스페이서(14')를 투과할 때에 굴절하고, 입체 표시 장치를 육안으로 볼 때 광점이 스페이서(14')에 존재하는 것을 해결한다. 본 발명의 실시형태에 의한 전압 전환 모듈(32)은, 액정 렌즈(1)의 구동 전압을 편향 전압으로 전환해, 편향 전압에 의해, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 편향 전계를 발생시켜, 편향 전계에 의해, 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내에 있어, 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차를 작게 한다. 표시 패널(2)로부터의 광이 스페이서(14)에서 굴절한다는 현상을 없애고, 또한 입체 표시 장치의 표시 효과에 영향을 주지 않고, 광의 누출 현상이 생기지 않는다.

본 실시형태에 있어서, 소정 범위는, 스페이서(14)와 액정 분자(13) 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작은 범위를 가리킨다. 편향 전계에 의해 액정 분자(13)를 구동하여 편향시켜, 표시 패널(2)로부터의 광에 대한 액정 분자(13)의 굴절률을 변경시켜, 액정 분자(13)와 스페이서(14)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 한다.종래 기술에 의한 입체 표시 장치의 이하의 문제, 즉, 2D 표시 시에, 도 3과 같이, 액정 렌즈(1')에 대해서 전기 차단 처리를 행하므로, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 비교적 커지고, 또한 표시 패널(2')로부터의 광이 스페이서(14')에서 굴절하고, 광점이나 컬러 포인트 현상이 스페이서(14')에 나타나, 입체 표시 장치의 관찰 효과에 영향을 주는 것을 해결한다.

구체적으로, 도 4와 도 6에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시 시에, 전압 모듈(4)은, 구동 회로(3)를 통하여 복수의 제1 전극(15)에 동일하거나 또는 가까운 제1 전압을, 제1 전압과의 차가 편향 전압인 제2 전압을 제2 전극(16)에 제공하고, 편향 전압에 의해, 전계 강도가 동일한 편향 전계를 발생시킨다. 편향 전계에 의해, 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내에 있어, 액정 분자(13)와 스페이서(14) 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 스페이서(14)에 있어서의 광점 현상을 없애고, 또한 입체 표시 장치의 표시 효과에 영향을 주지 않고, 광의 누출 현상이 생기지 않는다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 전압은 초기 전압과 동일한 크기이며, 제2 전압은 접지 전압인 것이 바람직하다. 이와 같이 형성한 편향 전압은, 액정층 내의 모든 액정 분자(13)에 동일 정도로 편향시켜, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 정상(正常) 표시를 확보한다.

본 실시예에 있어서, 제1 전극(15), 제2 전극(16)은, 바형 전극인 것이 바람직하다. 물론, 본 기술 방안을 실현할 수 있는 다른 형상의 전극에서도, 본 출원 의 보호 범위 내에 있다.

실시형태 2

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 입체 표시 장치는, 실시형태 1에 의한 입체 표시 장치와 구조가 기본적으로 동일하며, 액정 렌즈(1a)에는, 각 제1 전극(15a)과 제1 기판(11a)의 사이에 설치되는 제3 전극(18a)을 더 포함하고, 제3 전극(18a)과 제1 전극(15a)의 사이에 절연층(도시하지 않음)이 설치되고, 각 제1 전극(15a)이 절연층에 설치되는 것이라는 점에서 상이하다. 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전압 모듈(4)은, 구동 회로(3)를 통하여 각 제1 전극(15a)에 제3 전압을, 각 제2 전극(16a)에 제4 전압을, 제4 전압과의 차가 편향 전압인 제5 전압을 제3 전극(18a)에 제공한다. 편향 전압에 의해, 제1 기판(11a)과 제2 기판(12a)과의 사이에 전계 강도가 동일한 균일 전계(도시하지 않음)를 발생시켜, 균일 전계에 의해, 액정 분자(13a)를 구동하여 동일 정도로 편향시킨다. 즉 액정 분자(13a)의 편향 각이 동일하며, 표시 패널(2a)로부터의 광에 대한 액정 분자(13a)의 굴절률이 동일하며, 편향 후의 액정 분자(13a)와 스페이서(14a)와의 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내에 있어, 스페이서(14a)와 액정 분자 액정 분자(13a)와의 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작다는 소정 범위의 조건을 만족시킨다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 표시 패널(2a)로부터의 광이 액정 분자 액정 분자(13a)와 스페이서(14a)를 투과할 때에, 스페이서(14a)에서 광의 굴절이 일어나지 않는다. 종래의 입체 표시 장치의 이하의 문제, 즉, 2D 표시 시에, 도 3과 같이, 액정 렌즈(1')에 대한 전기 차단 처리에 의해, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 비교적 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광이 스페이서(14')를 투과할 때에 굴절하고, 입체 표시 장치를 육안으로 볼 때 광점이 스페이서(14')에 나타나는 것을 해결한다. 본 실시형태에 있어서, 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 비교적 작아도 되는 제3 전압을 제1 전극(15a)에 제공할 필요가 있고, 제3 전압, 제4 전압 및 제5 전압의 상호 작용으로 입체 표시 장치의 정상 표시를 실현시킨다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제4 전압이 접지 전압이며, 제5 전압의 크기가 초기 전압과 동일하며, 형성된 편향 전압에 의해, 액정층 내의 모든 액정 분자(13a)를 구동하여 동일 정도로 편향시켜, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 정상 표시를 확보한다.

본 실시형태에 있어서, 제3 전극(18a)은, 면 전극이거나, 조밀하게 배열하는 바형 전극이다.

실시형태 3

도 10~도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 입체 표시 장치는, 실시형태 1에 의한 입체 표시 장치와 구조가 대체로 동일하며, 액정층(10b)의 배향 방향이 수평 방향이며, 여기서 말하는 수평 방향은, 지구의 중력 방향에 직교하는 벡터 방향이다. 상위점은, 각 제2 전극(16b)은 이격되어 설치하고, 제2 전극(16b)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각이 예각인 것에 있다.

도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 편향 전압에 의해, 제1 기판(11b)과 제2 기판(12b) 사이에 횡전계를 발생시켜, 횡전계에 의해, 상이한 정도로 편향하도록 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)를 구동한다. 구체적으로, 제1 기판(11b)에는 복수의 제1 전극(15b)이 설치되고, 제2 기판(12b)에는 복수의 제2 전극(16b)이 설치되고, 인접하는 2개의 제2 전극(16b)에 대해서 역극성으로 동일 크기의 교류 전압을 동일 시각으로 부가하고, 각 제1 전극(15b)에 공통 전압을 부가하고, 인접하는 2개의 제2 전극(16b)의 사이에 횡전계를 발생시킨다. 제1 기판(11b), 제2 기판(12b) 가까이에 위치하는 액정 분자(13b)에 가해지는 횡전계의 전계 강도가 비교적 약하고, 또한 여기의 액정 분자(13b)에는 액정 렌즈(1b)의 배향층(도시하지 않음)에 의한 배향력이 가해지므로, 여기의 액정 분자(13b)의 편향 각은 비교적 작으나, 횡전계의 전계 강도가 비교적 강한 위치에 위치하는 액정 분자(13b)의 편향 각은 비교적 크다. 이로써 알 수 있는 것과 같이, 횡전계에 의해, 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시킨다. 표시 패널(2b)로부터의 광은 액정 렌즈(1b)를 투과하고, 편향 각이 상이한 액정 분자(13b)로부터 영향을 받으므로, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b) 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 즉, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b) 사이의 굴절률의 차가 소정 범위 내가 된다. 본 실시형태에 의한 소정 범위는, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차가 0.1보다 작은 것을 가리킨다. 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에서의 굴절에 의한 영향을 약하게 한다. 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시키고, 표시의 명확도를 개선한다. 본 발명은, 도 3에 나타낸 입체 표시 장치의 이하의 문제, 즉, 관찰자가 입체 표시 장치에 표시되어 있는 2D 화면을 관찰할 때, 액정 렌즈(1')로의 전기 차단 처리에 의해, 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률의 차가 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광은 스페이서(14')에서 굴절 현상이 일어나는 것을 해결할 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 결상 효과를 보증하기 위해, 제1 전극(15b)의 연신 방향과 제2 전극(16b)의 연신 방향과는, 각도를 이룬다. 편향 전압에 의해, 제1 기판(11b)과 제2 기판(12b) 사이에 횡전계를 발생시킨다. 이와 같은 구동 방식에 의해, 제1 전극(15b)와 제2 전극(16b)의 교차 위치에 있어서, 비교적 강한 횡전계를 발생시킨다. 교차 위치 가까이의 액정 분자(13b)는, 전계의 작용력에 의해, 횡전계의 전계선 방향을 따라 분포한다. 본 실시형태에 있어서, 전계선 방향은, 제2 전극(16b)의 연신 방향에 직교한다. 한편, 교차 위치로부터 이격된 횡전계의 전계 강도가 비교적 약하고, 여기의 액정 분자(13b)에는 비교적 약한 전계의 작용력이 가해지므로, 편향 각이 비교적 작다. 따라서, 표시 패널(2b)로부터의 광은, 액정 렌즈(1b)를 투과할 때, 편향 정도가 상이한 액정 분자(13b)로부터 영향을 받는다. 따라서, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에서의 굴절에 의한 표시로의 영향을 경감하고, 입체 표시 장치의 표시 품질을 향상시킨다.

본 실시형태에 있어서, 스페이서(14b)의 위치를 표시 패널(2b)에 있어서의 블랙 매트릭스의 위치에 대응시킬 필요가 없어, 액정 렌즈(1b)의 제조의 난이도가 낮아진다.

도 11과 도 12에 나타낸 바와 같이, 편향 전압에 의해, 제1 전극(15b)과 제2 전극(16b)과의 교차 위치에 강 전계(strong electric field) 영역을 형성하고, 강 전계 영역 내에 위치하는 액정 분자(13b)의 편향 각은 n₁이며, 강 전계 영역으로부터 이격된 액정 분자(13b)의 편향 각은 n₂이며, 또한 n₁> n₂가 성립된다. 입체 표시 장치의 3D 표시 시의 액정 렌즈(1b)의 분광 작용을 보증하기 위해, 제1 전극(15b)의 연신 방향과 제2 전극(16b)의 연신 방향과는 교차하여 교차 영역을 형성한다. 따라서, 편향 전압에 의해, 비교적 큰 전계 강도의 강 전계 영역을 교차 위치에 형성한다. 강 전계 영역 가까이의 액정 분자(13b)는, 전계의 작용력에 의해 전계선의 방향으로 분포하고, 즉 액정 분자(13b)의 편향 정도가 비교적 크다. 편, 강 전계 영역으로부터 이격된 액정 분자(13b)는, 비교적 약한 전계의 작용력이 가해지므로 편향 각이 비교적 작다. 1 기판(11b), 제2 기판(12b)의 양쪽의 배향층 가까이의 액정 분자(13b)는, 배향력의 작용에 의해, 또한 액정 분자(13b)의 편향 각을 제한한다. 따라서, 횡전계의 작용력에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)의 굴절률의 차를 작게 한다. 표시 패널(2b)로부터의 광은, 액정 렌즈(1b)에 들어가, 편향 각이 상이한 액정 분자(13b)로부터 영향을 받는다. 따라서, 표시 패널(2b)로부터의 광에 대한 스페이서(14b)의 영향을 약하게 하여, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 표시 효과를 향상시킨다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 강 전계 영역 내에 위치하는 액정 분자(13b)는, 제2 전극(16b)의 연신 방향에 직교하는 제1 방향을 따라 편향한다. 횡전계에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b) 사이의 굴절률의 차를 소정 범위 내로 한다. 표시 패널(2b)로부터의 광은 액정 렌즈(1b)에 들어가, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에서의 굴절에 의한 영향을 약하게 하고 또한 상이한 편향 정도의 액정 분자(13b)에 의해, 굴절 광을 더 확산시켜, 스페이서(14b)에 의한 표시 효과에 대한 영향을 더 약하게 한다. 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시키고, 표시의 명확도를 개선한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 의한 입체 표시 장치는, 2D 표시 시에, 통상 액정 렌즈(1')에 대해서 전기 차단 처리를 행하지만, 이때 액정 분자(13')와 스페이서(14') 사이의 굴절률이 비교적 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광이 스페이서(14')에서 굴절하고, 입체 표시 장치를 육안으로 볼 때 광점 현상이 스페이서(14')에 나타난다. 본 실시형태에 의한 입체 표시 장치는, 종래 기술과 비교해, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다.

도 12와 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(15b)의 연신 방향과 제2 전극(16b)의 연신 방향이 이루는 각은 α₁이며, 본 실시형태에서는 α₁이 예각이다. 제2 전극(16b)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각은 β₁이며, 또한 45°≤≤β₁< 90°이 성립된다. β₁=45°의 경우, 즉, 제2 전극(16b)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각은, 45°이다. 횡전계에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에 의한 굴절을 약하게 하고, 스페이서(14b)에 의한 표시 효과에 대한 영향을 개선하고, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다. 또는, β₁=60°의 경우, 즉, 제2 전극(16b)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각은 60°이다. 횡전계에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에 의한 굴절을 약하게 하고, 스페이서(14b)에 의한 표시 효과에 대한 영향을 개선하고, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다. 제1 전극(15b)의 연신 방향과 제2 전극(16b)의 연신 방향이 이루는 각은 α₁이며, 중첩될 때에 생기는 무아레줄 무늬 효과의 영향을 없애는 것을 고려해야 하며, 표시 효과를 향상시킨다.

본 실시형태에 있어서, 액정층(10b)의 배향 방향이 수평 방향이며, 전압 모듈은, 각 제1 전극(15b)에 제1 전압을, 제1 전압과의 차가 편향 전압인 제2 전압을 제2 전극(16b)에 제공하도록 제어한다. 편향 전압에 의해, 제1 기판(11b)과 제2 기판(12b) 사이에 횡전계를 발생시킨다. 제2 전극(16b)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각이 β₁이므로, 횡전계에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에 의한 굴절을 약하게 하고, 스페이서(14b)에 의한 표시 효과에 대한 영향을 개선하고, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 인접하는 2개의 제2 전극(16) 사이의 거리는, 제2 전극(16b)의 폭보다 크고, 횡전계를 형성하기 쉽고, 액정 분자(13b)는, 횡전계에 의해, 편향 각의 차가 보다 현저하게 된다. 따라서, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b) 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2b)로부터의 광의 스페이서(14b)에 의한 영향을 개선하고, 표시 효과를 향상시키는 것에 한층 기여한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 인접하는 2개의 제2 전극(16)의 사이의 거리가 L 이며, 제2 전극(16b)의 폭이 B이며, 또한 L≤≤10B가 성립되는 것이 바람직하다. 충분한 횡전계의 전계 강도를 유지하기 위해, 인접하는 2개의 제2 전극(16b)의 사이의 거리는, 제2 전극(16b)의 폭의 10배를 넘어서는 안 된다. 횡전계에 의해, 강 전계 영역에 위치하는 액정 분자(13b)가 큰 각도로 편향하는 것을 보증하고, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b) 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 표시 효과를 개선하는 것에 유리하다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 입체 표시 장치가 2D 표시의 경우, 제1 전압은, 공통 전압이며, 제2 전압은 교류 전압이며, 또한, 인접하는 2개의 제2 전극(16b)에 대응하는 2개의 제2 전압은 동일 시각에서 동일한 크기이며, 극성이 역이다. 즉, 전압 제어 모듈은, 제1 전극(15b)에 공통 전압을 부가하고, 제1 전압과의 차가 편향 전압인 교류 전압을 제2 전극(16b)에 부가한다. 편향 전압에 의해, 제1 전극(15b)과 제2 전극(16b)의 교차 위치에 강 전계 영역을 발생시킨다. 강 전계 영역 내의 액정 분자(13b)는, 편향 각이 비교적 크지만, 강 전계 영역으로부터 이격된 액정 분자(13b), 예를 들면 제1 기판(11b), 제2 기판(12b)의 가까이에 위치하는 액정 분자(13b)는, 편향 각이 비교적 작다. 따라서, 액정층(10b)은, 상이한 굴절률을 가지고, 스페이서(14b)의 굴절 광을 교란하고, 스페이서(14b)에 광점 현상이 나타나는 것을 없애, 입체 표시 장치의 2D 표시 시의 표시 효과를 향상시킨다.

도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 입체 표시 장치는, 편향 전압이 액정 분자(13b)의 임계값 전압 Vth보다 크다. 편향 전압에 의해 횡전계를 발생시켜, 액정 분자(13b)를 횡전계에 의해 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 한다. 따라서, 표시 패널(2b)로부터의 광은, 스페이서(14b)를 투과할 때에 굴절하고, 액정 분자(13b)에 의해 굴절 광을 또한 확산시킨다. 따라서, 종래 기술에 의한 입체 표시 장치의 이하의 문제, 즉, 2D 표시 상태에 있어서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 액정 렌즈(1') 에 대해서 전기 차단 처리를 행함으로써, 액정 분자(13')와 스페이서(14')와의 사이의 굴절률의 차가 비교적 커지고, 표시 패널(2')로부터의 광은, 스페이서(14')에서 굴절하므로써, 입체 표시 장치를 육안으로 볼 때 광점이 스페이서(14')에 나타나는 것을 없앤다.

실시형태 4

도 10과 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 입체 표시 장치는, 실시형태 1에 의한 입체 표시 장치와 구조가 대체로 동일하며, 상위점으로서, 제1 전극(15c)의 연신 방향과 제2 전극(16c)의 연신 방향이 이루는 각은, 본 실시형태에서는 둔각 α₂이며, 제2 전극(16c)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각은 β₂이며, 또한 0°< β₂< 45°가 성립되는 것에 있다.

도 10, 도 12, 도 14에 나타낸 바와 같이, 액정층(10b)의 배향 방향은, 수평 방향이며, 전압 전환 모듈(32)은, 각각의 구동 전압을 편향 전압으로 전환한다. 편향 전압에 의해, 제1 기판(11b)과 제2 기판(12b) 사이에 횡전계를 발생시킨다. 제2 전극(16c)의 연신 방향과 액정층(10b)의 배향 방향이 이루는 각이 β₂이므로, 횡전계에 의해, 액정층(10b) 내의 액정 분자(13b)에 상이한 정도로 편향시켜, 액정 분자(13b)와 스페이서(14b)와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 표시 패널(2b)로부터의 광에 대한 스페이서(14b)의 굴절을 약하게 하고, 스페이서(14b)에 의한 표시 효과에 대한 영향을 개선하고, 입체 표시 장치의 2D 표시 상태에 있어서의 관찰 효과와 관찰 쾌적함을 향상시킨다.

이상으로 기재한 것은, 단지 본 발명의 바람직한 실시예에 지나지 않고, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 정신과 원칙 내에서 행한 온갖 수정, 동등한 치환, 개량 등은, 모두 본 발명의 보호범위 내에 포함되는 것으로 한다.

Claims

표시 패널;
복수의 제1 전극이 설치되어 있는 제1 기판과, 제2 전극이 형성되어 있고, 액정층과 스페이서를 협지하여 상기 제1 기판과 대향하도록 설치되는 제2 기판을 포함하고, 상기 표시 패널의 표시 측에 위치하는 액정 렌즈;
출력측에 상기 제1 전극, 상기 제2 전극이 각각 전기적으로 접속되는 구동 회로; 및
상기 구동 회로에 초기 전압을 제공하는 전압 모듈;
을 포함하고,
입체 표시 장치가 3D 표시용인 경우, 상기 초기 전압을 상기 구동 회로에 의해 처리하여, 상기 액정 렌즈의 가동에 필요로 하는 복수의 구동 전압을 출력하는 입체 표시 장치에 있어서,
상기 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 상기 구동 회로는, 각 상기 구동 전압을 처리하여, 액정 분자의 임계값 전압보다 크게 또한 상기 초기 전압 이하의 편향 전압을 출력하고,
상기 편향 전압에 의해, 상기 액정층 내의 상기 액정 분자에 편향시켜, 상기 액정 분자와 상기 스페이서와의 사이의 굴절률의 차를 작게 하여, 상기 표시 패널로부터의 광에 대한 상기 스페이서의 영향을 없애는,
입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 회로는,
상기 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우에, 제어 신호를 발생하는 신호 발생 모듈; 및
상기 제어 신호의 제어에 의해, 각 상기 구동 전압을 상기 편향 전압으로 전환하는 전압 전환 모듈을 포함하는, 입체 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 전압 전환 모듈은,
상기 제어 신호를 수신하여 각 상기 구동 전압을 상기 편향 전압으로 전환하는 전환 유닛을 포함하는, 입체 표시 장치.
제3항에 있어서,
상기 전압 전환 모듈은, 전압 조절 유닛을 더 포함하고,
상기 전압 조절 유닛은, 상기 전압 모듈의 출력 측에 직렬 접속하고,
상기 전압 조절 유닛을 조절함으로써, 각 상기 구동 전압을 취득하고,
상기 전압 조절 유닛은, 상기 전환 유닛에 병렬 접속하는, 입체 표시 장치.
제4항에 있어서,
상기 전압 전환 모듈은, 상기 편향 전압의 안정화 처리를 행하기 위한 전압 안정화 유닛을 더 포함하고,
상기 전압 안정화 유닛은, 상기 전압 조절 유닛에 직렬 접속하고,
상기 전압 안정화 유닛은, 출력 측이 각 상기 제1 전극, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속되는, 입체 표시 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
관찰자가 소정 관찰 범위 내에 위치하는지를 검출하기 위한 검출 모듈을 더 포함하고,
상기 검출 모듈은, 상기 관찰자가 상기 소정 관찰 범위 내에 위치하지 않는 경우, 검출 신호를 송신하고,
상기 구동 회로는, 상기 검출 신호를 수신하고, 2D 표시를 하도록 상기 입체 표시 장치를 제어하는, 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극을 복수 설치하는, 입체 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 입체 표시 장치가 2D 표시용의 경우, 상기 전압 모듈은, 상기 구동 회로를 통하여 각 상기 제1 전극에 제1 전압을, 상기 제1 전압과의 차가 상기 편향 전압인 제2 전압을 각 상기 제2 전극에 제공하는, 입체 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 액정 렌즈는, 각 상기 제1 전극과 상기 제1 기판 사이에 설치되는 제3 전극을 더 포함하고,
상기 입체 표시 장치가 2D 표시용인 경우, 상기 전압 모듈은, 상기 구동 회로를 통하여 각 상기 제1 전극에 제3 전압을, 각 상기 제2 전극에 제4 전압을, 상기 제4 전압과의 차가 상기 편향 전압인 제5 전압을 각 상기 제3 전극에 제공하는, 입체 표시 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 편향 전압에 의해, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 전계 강도가 동일한 균일 전계를 발생시키고,
상기 균일 전계에 의해, 상기 액정 분자에 동일 정도로 편향시키고,
편향 후의 상기 액정 분자와 상기 스페이서와의 사이의 굴절률의 차는, 소정 범위 내에 있는, 입체 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 전극은, 이격되어 설치되어 있고,
상기 액정층의 배향 방향은, 수평 방향이며,
상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은, 예각 이며,
상기 편향 전압에 의해, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 횡전계를 발생시키고,
상기 횡전계에 의해, 상이한 정도로 편향하도록 상기 액정층 내의 액정 분자를 구동하는, 입체 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차 위치에 있어서의 상기 횡전계는, 강 전계 영역이며,
상기 강 전계 영역 내에 위치하는 상기 액정 분자의 편향 각은, n₁이며,
상기 강 전계 영역으로부터 이격된 상기 액정 분자의 편향 각은, n₂이며, 또한 n₁> n₂가 성립되는, 입체 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 강 전계 영역 내에 위치하는 상기 액정 분자는, 상기 제2 전극의 연신 방향에 직교하는 제1 방향을 따라 편향하는, 입체 표시 장치.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전압은, 접지 전압이며,
상기 제2 전압은, 교류 전압이며,
또한, 인접하는 2개의 상기 제2 전극에 대응하는 2개의 상기 제2 전압은, 동일 시각으로 동일한 크기이며, 극성(極性)이 역(逆)인, 입체 표시 장치.
제14항에 있어서,
상기 제1 전극의 연신 방향과 상기 제2 전극의 연신 방향이 이루는 각은, 예각 α₁이며,
상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은 β₁이며, 또한 45°≤β₁< 90°가 성립되는, 입체 표시 장치.
제14항에 있어서,
상기 제1 전극의 연신 방향과 상기 제2 전극의 연신 방향이 이루는 각은, 둔각(鈍角)α₂이며,
상기 제2 전극의 연신 방향과 상기 액정층의 배향 방향이 이루는 각은 β₂이며, 또한 0°< β₂< 45°가 성립되는, 입체 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극은, 이격 설치된 복수의 바형(bar-type) 전극이거나, 또는 면(面) 전극인, 입체 표시 장치.