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KR101899135B1 - 시분할 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

시분할 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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KR101899135B1
KR101899135B1 KR1020120034636A KR20120034636A KR101899135B1 KR 101899135 B1 KR101899135 B1 KR 101899135B1 KR 1020120034636 A KR1020120034636 A KR 1020120034636A KR 20120034636 A KR20120034636 A KR 20120034636A KR 101899135 B1 KR101899135 B1 KR 101899135B1
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liquid crystal
time
width
crystal barrier
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김범식
남희
권준일
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

시분할 액정 배리어는 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들 및 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극들이 하부에 형성되고 제 1 전극들과 제 2 전극들 사이에 제 1 절연층이 형성되는 상부 기판, 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들 및 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극들이 상부에 형성되고 제 3 전극들과 제 4 전극들 사이에 제 2 절연층이 형성되는 하부 기판, 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 이 때, 제 1 전극들과 제 2 전극들은 서로 엇갈리게 배치되고, 제 3 전극들과 제 4 전극들도 서로 엇갈리게 배치되며, 제 1 전극들과 제 3 전극들은 서로 오버랩되게 배치되고, 제 2 전극들과 제 4 전극들도 서로 오버랩되게 배치된다.

Description

시분할 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 {TEMPORAL MULTIPLEX LIQUID CRYSTAL BARRIER AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 시분할 액정 배리어 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
입체 영상 표시 기술은 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 이미지(즉, 좌안 이미지과 우안 이미지)를 제공하여 사용자로 하여금 보는 영상에 거리감과 입체감을 느끼게 한다. 일반적으로, 입체 영상 표시 장치에는 크게 안경 방식과 무안경 방식이 있는데, 최근에는 시청자의 편의성을 고려한 무안경 방식이 주목받고 있으며, 무안경 방식 중에서 시분할 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치가 널리 사용되고 있다.
구체적으로, 시분할 패럴렉스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 시분할 패럴렉스 배리어에서 광 투과부들과 광 차단부들이 시간에 따라 교대로 변경되도록 제어하고, 표시 패널에서 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들이 시분할 패럴렉스 배리어의 구동에 따라 교대로 변경되도록 제어한다. 이에, 좌안 이미지와 우안 이미지가 광 투과부들을 통해 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공됨으로써 입체 영상이 구현될 수 있다.
한편, 시분할 패럴렉스 배리어는 액정에 인접하는 두 전극이 대칭적으로 일정한 간격(gap)을 두어 연속적으로 배열되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 광 투과부들과 광 차단부들은 상기 두 전극에 서로 다른 전압을 인가(또는, 하나의 전극에만 전압을 인가)하는 방식으로 결정될 수 있다. 그러나, 종래에는 상기 두 전극 사이에서 일정한 간격으로 광이 새어 나가기 때문에, 개구율이 50%를 초과하여 입체 영상의 화질이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 입체 영상을 표시하기 위하여 광 투과부들과 광 차단부들을 시간에 따라 교대로 변경할 때, 개구율을 50% 이하로 감소시키는 구조를 갖는 시분할 액정 배리어를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 시분할 액정 배리어를 포함함으로써, 입체 영상을 표시할 때 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크(crosstalk)를 감소시켜 화질을 개선하는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 시분할 액정 배리어는 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들 및 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극들이 하부에 형성되고 상기 제 1 전극들과 상기 제 2 전극들 사이에 제 1 절연층이 형성되는 상부 기판, 상기 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들 및 상기 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극들이 상부에 형성되고 상기 제 3 전극들과 상기 제 4 전극들 사이에 제 2 절연층이 형성되는 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 전극들과 상기 제 2 전극들은 서로 엇갈리게 배치되고, 상기 제 3 전극들과 상기 제 4 전극들도 서로 엇갈리게 배치되며, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들은 서로 오버랩(overlap)되게 배치되고, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들도 서로 오버랩되게 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전극들의 너비(width)와 상기 제 3 전극들의 너비는 상기 제 1 간격보다 크고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비는 상기 제 2 간격보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전극들의 너비와 상기 제 3 전극들의 너비는 서로 동일하고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비도 서로 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 내지 제 4 전극들은 투명 전극들에 상응하고, 상기 투명 전극들은 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO)로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들에 의하여 상기 액정층에 광 차단부들이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들에는 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 3 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 2 기간 동안, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들에 의하여 상기 액정층에 광 차단부들이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 2 기간 동안, 상기 제 3 전극들에는 상기 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 2 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 상기 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기 설정된 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않게 하는 범위 내에서 결정되고, 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시분할 액정 배리어는 상기 상부 기판의 상측에 위치하는 제 1 편광판, 및 상기 하부 기판의 하측에 위치하는 제 2 편광판을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 상부 기판과 상기 액정층 사이에 제 1 배향판이 위치하고, 상기 하부 기판과 상기 액정층 사이에 제 2 배향판이 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치는 상부 기판의 하부에 제 1 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치된 제 1 및 제 2 전극들과 하부 기판의 상부에 제 2 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치된 제 3 및 제 4 전극들에 각각 인가되는 기 설정된 전압 및 공통 전압에 기초하여 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치한 액정층에 형성되는 광 투과부들과 광 차단부들을 교대로 변경시키는 시분할 액정 배리어, 상기 시분할 액정 배리어에서 상기 광 투과부들과 상기 광 차단부들이 교대로 변경되는 것에 동기하여, 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교대로 변경시키는 표시 패널, 및 상기 시분할 액정 배리어의 동작과 상기 표시 패널의 동작을 제어하는 주변 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전극들은 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치되고, 상기 제 2 전극들은 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치되며, 상기 제 3 전극들은 상기 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치되고, 상기 제 4 전극들은 상기 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치되며, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들은 서로 오버랩(overlap)되게 배치되고, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들은 서로 오버랩되게 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전극들의 너비(width)와 상기 제 3 전극들의 너비는 상기 제 1 간격보다 크고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비는 상기 제 2 간격보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전극들의 너비와 상기 제 3 전극들의 너비는 서로 동일하고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비도 서로 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들에 의하여 상기 액정층에 상기 광 차단부들이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들에는 상기 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 3 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 상기 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제 2 기간 동안, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들에 의하여 상기 액정층에 상기 광 차단부들이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제 2 기간 동안, 상기 제 3 전극들에는 상기 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 2 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 상기 공통 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기 설정된 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않게 하는 범위 내에서 결정되고, 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시분할 액정 배리어는 상기 상부 기판의 상측에 제 1 편광판을 포함하고, 상기 하부 기판의 하측에 제 2 편광판을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 상부 기판과 상기 액정층 사이에 제 1 배향판이 위치하고, 상기 하부 기판과 상기 액정층 사이에 제 2 배향판이 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 시분할 액정 배리어는 상부 기판에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 1 및 제 2 전극들과 하부 기판에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 3 및 제 4 전극들이 액정층을 중심으로 마주보는 구조를 갖고, 입체 영상이 표시될 때 제 1 전극들과 제 3 전극들을 쌍으로서 동작시키고 제 2 전극들과 제 4 전극들을 쌍으로서 동작시켜 광 투과부들과 광 차단부들을 시간에 따라 교대로 형성함으로써 개구율을 50% 이하로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 시분할 액정 배리어를 포함함으로써, 좌안 이미지와 우안 이미지에 기초하여 입체 영상을 구현함에 있어서, 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 이에, 입체 영상의 화질이 크게 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 시분할 액정 배리어를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 시분할 액정 배리어를 A방향에서 보았을 때 제 1 및 제 2 전극들의 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 시분할 액정 배리어를 B방향에서 보았을 때 제 3 및 제 4 전극들의 배치를 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 1 기간 동안 제 2 전극들과 제 4 전극들에 의해 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 2 기간 동안 제 1 전극들과 제 3 전극들에 의해 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 시간에 따라 교대로 형성되는 광 차단부들을 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 1 내지 제 4 전극들에 소정의 전압이 인가되어 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 1의 시분할 액정 배리어에 기초하여 입체 영상이 구현되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 입체 영상 표시 장치에서 시분할 액정 배리어와 표시 패널의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 8의 입체 영상 표시 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 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. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 시분할 액정 배리어를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 시분할 액정 배리어(100)는 상부 기판(120), 하부 기판(140) 및 액정층(160)을 포함할 수 있다.
상부 기판(120)은 제 1 간격(FS)을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들(124) 및 제 2 간격(SS)을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극(128)들이 하부에 형성되고, 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128) 사이에 제 1 절연층(126)이 형성되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)의 너비(width)(FW)는 제 1 간격(FS)보다 크고 제 2 전극들(128)의 너비(SW)는 제 2 간격(SS)보다 크다. 또한, 제 1 전극들(124)의 너비(FW)는 후술할 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)의 너비(TW)와 동일할 수 있고, 제 2 전극들(128)의 너비(SW)는 후술할 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)와 동일할 수 있다. 한편, 상부 기판(120)은 투명 기판(122) 예를 들어, 유리 기판으로 형성될 수 있고, 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(128)은 투명 전극들에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(128)은 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO)로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 절연층(126)은 투명 재질 예를 들어, 이산화규소(SiO2) 등으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 기판(120)의 하부에 형성되는 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128)은 각각 일정한 간격(FS, SS)을 가지고 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128)의 길이 방향은 지면에 수직인 방향(즉, 스트라이프 패턴)이다. 또한, 제 1 전극들(124)은 제 2 전극들(128) 사이의 제 2 간격(SS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 제 2 전극들(128)은 제 1 전극들(124) 사이의 제 1 간격(FS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전극들(124)은 후술할 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 오버랩(overlap)되도록 배치될 수 있고, 제 2 전극들(128)은 후술할 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)에 오버랩되도록 배치될 수 있다. 그 결과, 상부 기판(120)과 하부 기판(140) 사이에 위치하는 액정층(160)에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성됨에 있어서, 제 1 전극들(124)과 후술할 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)이 쌍으로 동작하고, 제 2 전극들(128)과 후술할 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)이 쌍으로 동작할 수 있다.
하부 기판(140)은 제 3 간격(TS)을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들(144) 및 제 4 간격(FFS)을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극(148)들이 상부에 형성되고, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148) 사이에 제 2 절연층(146)이 형성되는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)의 너비(TW)는 제 3 간격(TS)보다 크고 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)는 제 4 간격(FFS)보다 크다. 또한, 제 3 전극들(144)의 너비(TW)는 상술한 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)의 너비(FW)와 동일할 수 있고, 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)는 상술한 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)의 너비(SW)와 동일할 수 있다. 한편, 하부 기판(140)은 투명 기판(142) 예를 들어, 유리 기판으로 형성될 수 있고, 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(148)은 투명 전극들에 상응할 수 있다. 또한, 제 2 절연층(146)은 투명 재질 예를 들어, 이산화규소(SiO2) 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(148)은 인듐 틴 산화물(ITO) 또는 인듐 징크 산화물(IZO)로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(140)의 상부에 형성되는 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148)은 각각 일정한 간격(TS, FFS)을 가지고 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148)의 길이 방향은 지면에 수직인 방향(즉, 스트라이프 패턴)이다. 또한, 제 3 전극들(144)은 제 4 전극들(148) 사이의 제 4 간격(FFS)에 대응하는 위치에 배치될 수 있고, 제 4 전극들(148)은 제 3 전극들(144) 사이의 제 3 간격(TS)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 전극들(144)은 상술한 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)에 오버랩되도록 배치될 수 있고, 제 4 전극들(148)은 상술한 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)에 오버랩되도록 배치될 수 있다. 그 결과, 상부 기판(120)과 하부 기판(140) 사이에 위치하는 액정층(160)에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성됨에 있어서, 제 3 전극들(144)이 상술한 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 쌍으로 동작하고, 제 4 전극들(148)이 상술한 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 쌍으로 동작할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 시분할 액정 배리어(100)는 상부 기판(120)의 상측에 위치하는 제 1 편광판(180_1) 및 하부 기판(140)의 하측에 위치하는 제 2 편광판(180_2)을 더 포함할 수 있다.
액정층(160)은 상부 기판(120)과 하부 기판(140) 사이에 위치할 수 있다. 도 1에는 도시되지 않았지만, 상부 기판(120)과 액정층(160) 사이에 제 1 배향판이 위치할 수 있고, 하부 기판(140)과 액정층(160) 사이에 제 2 배향판이 위치할 수 있다. 즉, 제 1 배향판은 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128) 아래에 형성될 수 있고, 제 2 배향판은 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 위에 형성될 수 있다. 액정층(160)에서는 액정(liquid crystal)의 분자 배열이 변화되는 것에 기초하여 광 투과부들과 광 차단부들이 형성된다. 구체적으로, 액정층(160)에 인접하는 제 1 내지 제 4 전극들(124, 128, 144, 148)에 인가되는 소정의 전압에 따라 액정의 분자 배열이 변화될 수 있다. 그 결과, 분자 배열의 변화에 따른 복굴절성, 시광성, 이색성, 광산란성 등과 같은 광 변조가 액정층(160) 내에 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되도록 한다. 한편, 상술한 바와 같이, 상부 기판(120)에서 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128)은 제 1 절연층(126)을 사이에 두어 서로 엇갈리게 배치되고, 하부 기판(140)에서 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148)도 제 2 절연층(146)을 사이에 두어 서로 엇갈리게 배치되며, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)은 서로 오버랩되게 배치되고, 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)도 서로 오버랩되게 배치된다. 이에, 제 1 기간 동안 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)에 의하여 액정층(160)에 광 차단부들이 형성될 수 있고, 제 2 기간 동안 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 의하여 액정층(160)에 광 차단부들이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 시분할 액정 배리어(100)는 오프(off) 상태에서 빛을 투과하고 온(on) 상태에서 빛을 차단하는 노말리 화이트(normally white) 모드로 동작할 수 있다. 이를 위하여, 제 1 기간 동안에는, 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)에 기 설정된 전압이 인가되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124), 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(148)에는 공통 전압(common voltage)이 인가될 수 있다. 반면에, 제 2 기간 동안에는, 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 기 설정된 전압이 인가되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 이 때, 상기 기 설정된 전압은 액정층(160)에 광이 투과되지 않게 하는 범위 내에서 결정(즉, 0볼트(V) 이외의 전압)될 수 있고, 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다. 다만, 이것은 하나의 예시로서, 본 발명은 시분할 액정 배리어(100)가 노말리 화이트 모드로 동작하는 것에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 시분할 액정 배리어(100)는 오프 상태에서 빛을 차단하고 온 상태에서 빛을 투과하는 노말리 블랙(normally black) 모드로 동작할 수도 있다. 이와 같이, 시분할 액정 배리어(100)는 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)을 쌍으로 동작시키고, 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)을 쌍으로 동작시킴으로써 액정층(160)에 광 투과부들과 광 차단부들을 형성할 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)은 제 2 전극들(128) 사이의 제 2 간격(SS)에 대응하는 위치에 배치되고, 제 2 전극들(128)은 제 1 전극들(124) 사이의 제 1 간격(FS)에 대응하는 위치에 배치되며, 제 3 전극들(144)은 제 4 전극들(148) 사이의 제 4 간격(FFS)에 대응하는 위치에 배치되고, 제 4 전극들(148)은 제 3 전극들(144) 사이의 제 3 간격(TS)에 대응하는 위치에 배치되며, 제 1 내지 제 4 간격들(FS, SS, TS, FFS)보다는 제 1 내지 제 4 전극들(124, 128, 144, 148)의 너비들(FW, SW, TW, FFW)이 크기 때문에, 입체 영상 구현시 시분할 액정 배리어(100)의 개구율은 50% 이하로 감소될 수 있다.
이와 같이, 시분할 액정 배리어(100)는 상부 기판(120)에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 1 및 제 2 전극들(124, 128)과 하부 기판(140)에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 3 및 제 4 전극들(144, 148)이 액정층(160)을 중심으로 마주보는 구조를 갖고, 입체 영상을 구현함에 있어서 제 1 전극들(124)과 제 3 전극들(144)을 쌍으로서 동작시키고 제 2 전극들(128)과 제 4 전극들(148)을 쌍으로서 동작시켜 광 투과부들과 광 차단부들을 시간에 따라 교대로 형성할 수 있다. 그 결과, 시분할 액정 배리어(100)의 개구율은 50% 이하로 감소될 수 있다. 즉, 시분할 액정 배리어(100)는 액정층(160)을 사이에 두고 마주보는 상부 기판(120)과 하부 기판(140)에 각각 2층의 전극 구조(즉, 제 1 내지 제 2 전극들(124, 128)로 구성된 2층의 구조와 제 3 내지 제 4 전극들(144, 148))로 구성된 2층의 구조)를 갖고, 입체 영상 구현시 개구율을 50% 이하로 감소시키기 위하여 액정층(160)에 인접한 제 2 전극들(128) 및 제 3 전극들(144))의 너비(SW, TW)를 각각 제 2 간격(SS)과 제 3 간격(TS)보다 크게 한 구조를 갖는다. 이에, 입체 영상 구현시 시분할 액정 배리어(100)를 구동시키면, 입체 영상을 구현하기 위한 제 1 및 제 2 기간에서, 액정층(160)에 인접한 제 2 전극들(128) 및 제 3 전극들(144))의 너비(SW, TW)만큼 액정층(160) 내에 광 차단부들이 형성되고, 제 2 간격(SS) 및 제 3 간격(TS)이 광 투과부들이 되므로, 시분할 액정 배리어(100)의 개구율이 50% 이하로 감소될 수 있는 것이다. 이에, 입체 영상 구현시 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크가 방지될 수 있다.
도 2는 도 1의 시분할 액정 배리어를 A방향에서 보았을 때 제 1 및 제 2 전극들의 배치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상부 기판(120)의 하부에는 제 1 간격(FS)을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들(124) 및 제 2 간격(SS)을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극(128)들이 제 1 절연층(126)을 사이에 두고 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)의 너비(FW)는 제 1 간격(FS)보다 크고, 제 2 전극들(128)의 너비(SW)는 제 2 간격(SS)보다 크다. 상부 기판(120)의 제 1 및 제 2 전극들(124, 128)은 각각 하부 기판(140)의 제 3 및 제 4 전극들(144, 148)과 쌍으로 동작하는 것이나, 설명의 편의를 위하여 도 2에서는 제 1 및 제 2 전극들(124, 128)에 한정하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128)은 각각 일정한 간격(FS, SS)을 가지고 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있고, 제 1 전극들(124)과 제 2 전극들(128)은 제 2 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 형성(즉, 스트라이프 패턴)될 수 있다. 이 때, 제 1 전극들(124)은 제 2 간격(SS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 제 2 전극들(128)은 제 1 간격(FS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 입체 영상을 표시하기 위한 제 1 기간 동안, 제 1 전극들(124)은 광 투과부들로서 동작하고, 제 2 전극들(128)은 광 차단부들로서 동작할 수 있다. 이 경우, 제 1 전극들(124)은 광 투과부들로서 동작하지만, 제 2 전극들(128)이 광 차단부들로서 동작하기 때문에, 실질적으로 광 투과부들의 너비는 제 2 간격(SS)으로 좁아지게 된다. 마찬가지로, 입체 영상을 표시하기 위한 제 2 기간 동안, 제 1 전극들(124)은 광 차단부들로서 동작하고, 제 2 전극들(128)은 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 이 경우, 제 2 전극들(128)은 광 투과부들로서 동작하지만, 제 1 전극들(124)이 광 차단부들로서 동작하기 때문에, 실질적으로 광 투과부들의 너비는 제 1 간격(FS)으로 좁아지게 된다. 일 실시예에서, 제 1 전극들(124)의 너비(FW)는 제 2 전극들(128)의 너비(SW)와 동일할 수 있고, 제 1 간격(FS)은 제 2 간격(SS)과 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 전극들(124)의 너비(FW)는 제 2 전극들(128)의 너비(SW)와 상이할 수 있고, 제 1 간격(FS)은 제 2 간격(SS)과 상이할 수 있다. 이와 같이, 시분할 액정 배리어(100)가 동작함에 있어서, 광 투과부들이 제 1 및 제 2 간격(FS, SS)으로 좁아지게 되고, 제 1 및 제 2 간격(FS, SS)은 제 1 및 제 2 전극들(124, 128)의 너비(FW, SW)보다 작기 때문에, 입체 영상 구현시 개구율이 50% 이하로 감소될 수 있다.
도 3은 도 1의 시분할 액정 배리어를 B방향에서 보았을 때 제 3 및 제 4 전극들의 배치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 하부 기판(140)의 상부에는 제 3 간격(TS)을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들(144) 및 제 4 간격(FFS)을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극(148)들이 제 2 절연층(146)을 사이에 두고 형성될 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)의 너비(TW)는 제 3 간격(TS)보다 크고, 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)는 제 4 간격(FFS)보다 크다. 하부 기판(140)의 제 3 및 제 4 전극들(144, 148)은 각각 상부 기판(120)의 제 1 및 제 2 전극들(124, 128)과 쌍으로 동작하는 것이나, 설명의 편의를 위하여 도 3에서는 제 3 및 제 4 전극들(144, 148)에 한정하여 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148)은 각각 일정한 간격(TS, FFS)을 가지고 제 1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 교대로 반복하여 배치될 수 있고, 제 3 전극들(144)과 제 4 전극들(148)은 제 2 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 형성(즉, 스트라이프 패턴)될 수 있다. 이 때, 제 3 전극들(144)은 제 4 간격(FFS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 제 4 전극들(148)은 제 3 간격(TS)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 입체 영상을 표시하기 위한 제 1 기간 동안, 제 3 전극들(144)은 광 투과부들로서 동작하고, 제 4 전극들(148)은 광 차단부들로서 동작할 수 있다. 이 경우, 제 3 전극들(144)은 광 투과부들로서 동작하지만, 제 4 전극들(148)이 광 차단부들로서 동작하기 때문에, 실질적으로 광 투과부들의 너비는 제 4 간격(FFS)으로 좁아지게 된다. 마찬가지로, 입체 영상을 표시하기 위한 제 2 기간 동안, 제 3 전극들(144)은 광 차단부들로서 동작하고, 제 4 전극들(148)은 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 이 경우, 제 4 전극들(148)이 광 투과부들로서 동작하지만, 제 3 전극들(144)이 광 차단부들로서 동작하기 때문에, 실질적으로 광 투과부들의 너비는 제 3 간격(TS)으로 좁아지게 된다. 일 실시예에서, 제 3 전극들(144)의 너비(TW)는 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)와 동일할 수 있고, 제 3 간격(TS)은 제 4 간격(FFS)과 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 3 전극들(144)의 너비(TW)는 제 4 전극들(148)의 너비(FFW)와 상이할 수 있고, 제 3 간격(TS)은 제 4 간격(FFS)과 상이할 수 있다. 이와 같이, 시분할 액정 배리어(100)가 동작함에 있어서, 광 투과부들이 제 3 및 제 4 간격(TS, FFS)으로 좁아지게 되고, 제 3 및 제 4 간격(TS, FFS)은 제 3 및 제 4 전극들(144, 148)의 너비(TW, FFW)보다 작기 때문에, 입체 영상 구현시 개구율이 50% 이하로 감소될 수 있다.
도 4a는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 1 기간 동안 제 2 전극들과 제 4 전극들에 의해 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 단면도이고, 도 4b는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 2 기간 동안 제 1 전극들과 제 3 전극들에 의해 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 단면도이며, 도 5는 도 1의 시분할 액정 배리어에서 시간에 따라 교대로 형성되는 광 차단부들을 나타내는 평면도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하면, 시분할 액정 배리어(100)에서는 광 투과부들과 광 차단부들이 시간에 따라 교대로 변경되면서 형성되고, 표시 패널(미도시)에서도 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들이 시분할 액정 배리어(100)의 구동에 따라 교대로 변경된다. 도 4a는 시분할 액정 배리어(100)에서 제 1 기간 동안 제 2 전극들(128)과 제 4 전극들(148)에 의하여 광 차단부(FOR)들이 형성되는 일 예를 보여주고 있다. 이를 위하여, 상기 제 1 기간 동안 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)에는 기 설정된 전압(예를 들어, 0볼트(V) 이외의 전압)이 인가되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124), 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(148)에는 공통 전압(예를 들어, 0볼트(V) 전압)이 인가될 수 있다. 그 결과, 액정층(160)에서 제 2 전극들(128)과 제 4 전극들(148) 사이에 해당하는 위치들이 광 차단부(FOR)들로서 동작할 수 있다. 도 4b는 시분할 액정 배리어(100)에서 제 2 기간 동안 제 1 전극들(124)과 제 3 전극들(144)에 의하여 광 차단부(SOR)들이 형성되는 일 예를 보여주고 있다. 이를 위하여, 상기 제 2 기간 동안 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에는 기 설정된 전압(예를 들어, 0볼트(V) 이외의 전압)이 인가되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(128), 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)에는 공통 전압(예를 들어, 0볼트(V) 전압)이 인가될 수 있다. 그 결과, 액정층(160)에서 제 1 전극들(124)과 제 3 전극들(144) 사이에 해당하는 위치들이 광 차단부(SOR)들로서 동작할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 시분할 액정 배리어(100)에서 제 1 기간 동안 제 2 전극들(128)과 제 4 전극들(148)에 의해 형성되는 광 차단부(FOR)들과, 제 2 기간 동안 제 1 전극들(124)과 제 3 전극들(144)에 의해 형성되는 광 차단부(SOR)들은 서로 중첩된다. 그 결과, 상기 중첩 영역(OR)들은 시분할 액정 배리어(100)로 하여금 50% 이하의 개구율을 갖도록 할 수 있다. 구체적으로, 제 1 기간 동안 제 2 전극들(128)과 제 4 전극들(148)에 의해 광 차단부(FOR)들이 형성되기 때문에, 광 투과부들(FTR)의 너비는 제 1 및 제 3 전극들(124, 144)의 너비에서 상기 중첩 영역(OR)들의 너비를 제외한 너비에 상응할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 기간 동안 제 1 전극들(124)과 제 3 전극들(144)에 의해 광 차단부(SOR)들이 형성되기 때문에, 광 투과부들(STR)의 너비는 제 2 및 제 4 전극들(128, 148)의 너비에서 상기 중첩 영역(OR)들의 너비를 제외한 너비에 상응할 수 있다. 즉, 상기 중첩 영역(OR)들의 너비에 의하여 시분할 액정 배리어(100)의 개구율이 결정될 수 있는 것이다. 한편, 도 4a, 도 4b 및 도 5에서는 상기 중첩 영역(OR)들이 좌우 대칭적으로 형성되어 있고, 상기 중첩 영역(OR)들의 너비도 일정한 것으로 도시되어 있으나, 이것은 하나의 예시로서 요구되는 조건에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 4a, 도 4b 및 도 5에서는 시분할 액정 배리어(100)가 오프 상태에서 빛을 투과하고 온 상태에서 빛을 차단하는 노말리 화이트 모드로 동작하는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 그에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 시분할 액정 배리어(100)는 오프 상태에서 빛을 차단하고 온 상태에서 빛을 투과하는 노말리 블랙 모드로 동작할 수도 있다. 나아가, 시분할 액정 배리어(100)의 개구율이 감소함에 따라 입체 영상의 휘도가 저하될 수 있는데, 이는 표시 패널의 휘도를 전체적으로 증가시키는 방식 등으로 보상할 수 있다.
도 6은 도 1의 시분할 액정 배리어에서 제 1 내지 제 4 전극들에 소정의 전압이 인가되어 광 투과부들과 광 차단부들이 형성되는 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 7은 도 1의 시분할 액정 배리어에 기초하여 입체 영상이 구현되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)에서 제 1 기간 동안 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)에 기 설정된 전압(예를 들어, 0볼트(V) 이외의 전압)이 인가(Step S120)되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124), 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 및 제 4 전극들(148)에 공통 전압(예를 들어, 0볼트(V) 전압)이 인가(Step S130)될 수 있다. 그 결과, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)의 액정층(160)에서 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 사이에 해당하는 위치들이 광 차단부들로서 동작하고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124)과 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144) 사이에 해당하지 않는 위치들이 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 이후, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)에서 제 2 기간 동안 하부 기판(140)의 제 3 전극들(144)에 기 설정된 전압(예를 들어, 0볼트(V) 이외의 전압)이 인가(Step S140)되고, 상부 기판(120)의 제 1 전극들(124) 및 제 2 전극들(128), 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148)에 공통 전압(예를 들어, 0볼트(V) 전압)이 인가(Step S150)될 수 있다. 그 결과, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)의 액정층(160)에서 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148) 사이에 해당하는 위치들이 광 차단부들로서 동작하고, 상부 기판(120)의 제 2 전극들(128)과 하부 기판(140)의 제 4 전극들(148) 사이에 해당하지 않는 위치들이 광 투과부들로서 동작할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입체 영상은 좌안 이미지와 우안 이미지가 광 투과부들을 통해 좌안과 우안에 각각 제공됨으로써 구현되기 때문에, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)는 제 1 기간에 좌안 이미지(또는, 우안 이미지)가 액정층(160)의 광 투과부들을 통해 좌안(또는, 우안)에 제공되도록 하고, 제 2 기간에 우안 이미지(또는, 좌안 이미지)가 액정층(160)의 광 투과부들을 통해 우안(또는, 좌안)에 제공되도록 할 수 있다. 그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 광 투과부들과 광 차단부들은 시간에 따라 교대로 변경되고, 표시 패널(300)에서도 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들이 시간에 따라 교대로 변경됨으로써, 입체 영상이 구현될 수 있다. 이 때, 제 1 기간과 제 2 기간의 합은 한 프레임(frame)에 상응할 수 있고, 한 프레임은 시청자가 플리커(flicker)를 느끼지 않는 짧은 시간으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기간과 제 2 기간은 1/120초가 될 수 있고, 한 프레임은 1/60초가 될 수 있다. 실시예에 따라, 도 1의 시분할 액정 배리어(100)에서 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크를 효율적으로 방지하기 위해서, 제 1 기간과 제 2 기간 사이에 블랭킹(blanking) 기간이 설정될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 8의 입체 영상 표시 장치에서 시분할 액정 배리어와 표시 패널의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 입체 영상 표시 장치(200)는 시분할 액정 배리어(100), 표시 패널(220) 및 주변 회로(230)를 포함할 수 있다. 이 때, 주변 회로(230)는 게이트 드라이버(240), 소스 드라이버(260), 타이밍 컨트롤러(280), 입체 영상 컨트롤러(290) 등을 포함할 수 있다.
시분할 액정 배리어(100)는 상부 기판의 하부에 제 1 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치된 제 1 및 제 2 전극들과 하부 기판의 상부에 제 2 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치된 제 3 및 제 4 전극들을 구비하고, 상기 제 1 내지 제 4 전극들에 인가되는 기 설정된 전압 및 공통 전압에 기초하여, 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치한 액정층에 형성되는 광 투과부들과 광 차단부들을 교대로 변경시킬 수 있다. 이 때, 상부 기판의 하부에는 제 1 전극들이 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치되고, 제 2 전극들이 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치되는데, 제 1 전극들의 너비는 제 1 간격보다 크고, 제 2 전극들의 너비는 제 2 간격보다 클 수 있다. 마찬가지로, 하부 기판의 상부에는 제 3 전극들이 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치되고, 제 4 전극들이 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치되는데, 제 3 전극들의 너비는 제 1 간격보다 크고, 제 4 전극들의 너비는 제 2 간격보다 클 수 있다. 제 1 전극들과 제 2 전극들이 제 1 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치되고, 제 3 전극들과 제 4 전극들이 제 2 절연층을 사이에 두고 엇갈리게 배치되기 때문에, 제 1 전극들과 제 3 전극들은 서로 오버랩(overlap)되게 배치되어 쌍으로서 동작하고, 제 2 전극들과 제 4 전극들도 서로 오버랩되게 배치되어 쌍으로서 동작할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 전극들의 너비와 제 3 전극들의 너비는 서로 동일하고, 제 2 전극들의 너비와 제 4 전극들의 너비도 서로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 전극들의 너비와 제 3 전극들의 너비는 서로 상이하고, 제 2 전극들의 너비와 제 4 전극들의 너비도 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 제 1 기간 동안, 제 2 전극들에 기 설정된 전압이 인가되고, 제 1 전극들, 제 3 전극들 및 제 4 전극들에는 상기 공통 전압이 인가되면, 제 2 전극들과 제 4 전극들에 의해 액정층에 광 차단부들이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제 2 기간 동안, 제 3 전극들에 기 설정된 전압이 인가되고, 제 1 전극들, 제 2 전극들 및 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가되면, 제 1 전극들과 제 3 전극들에 의해 액정층에 광 차단부들이 형성될 수 있다. 한편, 기 설정된 전압은 액정층에 광이 투과되지 않게 하는 범위 내에서 결정되고, 공통 전압은 0볼트(V)로 결정될 수 있다.
표시 패널(220)은 시분할 액정 배리어(100)에서 광 투과부들과 광 차단부들이 교대로 변경되는 것에 동기하여, 좌안 이미지를 출력하는 픽셀들과 우안 이미지를 출력하는 픽셀들을 교대로 변경시킬 수 있다. 그 결과, 입체 영상 표시 장치(200)가 제 1 기간에 좌안 이미지(또는, 우안 이미지)가 액정층(160)의 광 투과부들을 통해 좌안(또는, 우안)에 제공하고, 제 2 기간에 우안 이미지(또는, 좌안 이미지)가 액정층(160)의 광 투과부들을 통해 우안(또는, 좌안)에 제공하기 때문에, 시청자는 좌안 이미지와 우안 이미지에 기초하여 입체 영상을 보는 것처럼 느낄 수 있다. 종래에는 시분할 액정 배리어의 개구율이 실질적으로 50% 이상이었기 때문에, 좌안 이미지와 우안 이미지가 각각 좌안과 우안에 제공됨에 있어서, 좌안 이미지와 우안 이미지 사이에 크로스토크가 많이 발생하였다. 그러나, 시분할 액정 배리어(100)의 경우, 상부 기판에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 1 및 제 2 전극들과 하부 기판에 일정한 간격을 두어 연속적으로 엇갈리게 배치되는 제 3 및 제 4 전극들이 액정층을 중심으로 마주보는 구조를 갖고, 입체 영상이 표시될 때 제 1 전극들과 제 3 전극들을 쌍으로서 동작시키고 제 2 전극들과 제 4 전극들을 쌍으로서 동작시켜 광 투과부들과 광 차단부들을 시간에 따라 교대로 형성함으로써 개구율을 50% 이하로 감소시킬 수 있다. 그 결과, 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스토크가 감소하여 입체 영상의 화질은 개선될 수 있다. 한편, 주변 회로(230)는 시분할 액정 배리어(100)의 동작과 표시 패널(220)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 드라이버(240)는 게이트 신호(GS)를 표시 패널(220)에 제공하고, 소스 드라이버(260)는 데이터 신호(DS)를 표시 패널(220)에 제공하며, 타이밍 컨트롤러(280)는 게이트 드라이버(240) 및 소스 드라이버(260)에 제어 신호들(TCL1, TCL2)을 제공하고, 입체 영상 컨트롤러(290)는 표시 패널(220)에 제어 신호(CTL)를 제공함으로써 표시 패널(220)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 입체 영상 컨트롤러(290)는 시분할 액정 배리어(100)에 제어 신호(CTL1)를 제공함으로써 시분할 액정 배리어(100)의 동작을 제어할 수 있다. 다만, 주변 회로(230)의 구성은 설명의 편의를 위해 간략화된 것으로서, 표시 패널(220)의 종류에 따라 계조 전압 생성기 등과 같은 추가적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 표시 패널(220)은 음극선관(CRT), 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 표시 장치(OLED) 등일 수 있다.
도 10은 도 8의 입체 영상 표시 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 전자 기기(1000)는 프로세서(1010), 메모리 장치(1020), 저장 장치(1030), 입출력 장치(1040), 파워 서플라이(1050) 및 입체 영상 표시 장치(1060)를 포함할 수 있다. 이 때, 입체 영상 표시 장치(1060)는 도 8의 입체 영상 표시 장치(200)에 상응할 수 있다. 나아가, 전자 기기(1000)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1010)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 마이크로프로세서(micro processor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(1010)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(1020)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1020)는 EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치(1030)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다.
입출력 장치(1040)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단, 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 입체 영상 표시 장치(1060)는 입출력 장치(1040) 내에 구비될 수도 있다. 파워 서플라이(1050)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다. 입체 영상 표시 장치(1060)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 입체 영상 표시 장치(1060)는 입체 영상을 구현하기 위해 시분할 액정 배리어에 기초하여 좌안 이미지와 우안 이미지를 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공할 수 있다. 이 때, 시분할 액정 배리어는 액정층을 사이에 두고 마주보는 상부 기판과 하부 기판에 각각 2층의 전극 구조를 형성함으로써 50% 이하의 개구율을 가질 수 있다. 구체적으로, 시분할 액정 배리어는 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들 및 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극들이 하부에 형성되고 제 1 전극들과 제 2 전극들 사이에 제 1 절연층이 형성되는 상부 기판, 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들 및 상기 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극들이 상부에 형성되고 제 3 전극들과 제 4 전극들 사이에 제 2 절연층이 형성되는 하부 기판, 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 전극들과 제 2 전극들은 서로 엇갈리게 배치되고, 제 3 전극들과 제 4 전극들도 서로 엇갈리게 배치되며, 제 1 전극들과 제 3 전극들은 서로 오버랩되게 배치되고, 제 2 전극들과 제 4 전극들도 서로 오버랩되게 배치될 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 입체 영상 표시 장치를 구비하는 모든 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, 스마트폰, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), MP3 플레이어, 네비게이션, 비디오폰 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.
100: 시분할 액정 배리어 120: 상부 기판
124: 제 1 전극들 126: 제 1 절연층
128: 제 2 전극들 140: 하부 기판
144: 제 3 전극들 146: 제 2 절연층
148: 제 4 전극들 160: 액정층
180_1: 제 1 편광판 180_2: 제 2 편광판

Claims (20)

  1. 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 1 전극들 및 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 2 전극들이 하부에 형성되고, 상기 제 1 전극들과 상기 제 2 전극들 사이에 제 1 절연층이 형성되는 상부 기판;
    상기 제 1 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 3 전극들 및 상기 제 2 간격을 두어 연속적으로 배치된 제 4 전극들이 상부에 형성되고, 상기 제 3 전극들과 상기 제 4 전극들 사이에 제 2 절연층이 형성되는 하부 기판; 및
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 제 1 전극들과 상기 제 2 전극들은 서로 엇갈리게 배치되고, 상기 제 3 전극들과 상기 제 4 전극들도 서로 엇갈리게 배치되며, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들은 서로 오버랩(overlap)되게 배치되고, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들도 서로 오버랩되게 배치되며,
    상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들이 오버랩되는 면적은 상기 제 1 전극들과 상기 제 2 전극들이 오버랩되는 면적보다 크고, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들이 오버랩되는 면적은 상기 제 3 전극들과 상기 제 4 전극들이 오버랩되는 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극들의 너비(width)와 상기 제 3 전극들의 너비는 상기 제 1 간격보다 크고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비는 상기 제 2 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전극들의 너비와 상기 제 3 전극들의 너비는 서로 동일하고, 상기 제 2 전극들의 너비와 상기 제 4 전극들의 너비도 서로 동일한 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 전극들은 투명 전극들에 상응하고, 상기 투명 전극들은 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO)로 형성되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  5. 제 4 항에 있어서, 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들과 상기 제 4 전극들에 의하여 상기 액정층에 광 차단부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 기간 동안, 상기 제 2 전극들에는 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 3 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 공통 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 2 기간 동안, 상기 제 1 전극들과 상기 제 3 전극들에 의하여 상기 액정층에 광 차단부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 기간 동안, 상기 제 3 전극들에는 상기 기 설정된 전압이 인가되고, 상기 제 1 전극들, 상기 제 2 전극들 및 상기 제 4 전극들에는 상기 공통 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기 설정된 전압은 상기 액정층에 광이 투과되지 않게 하는 범위 내에서 결정되고, 상기 공통 전압은 0볼트(V)로 결정되는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 기판의 상측에 위치하는 제 1 편광판; 및
    상기 하부 기판의 하측에 위치하는 제 2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 액정 배리어.
  11. 삭제
  12. 삭제
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