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KR20120011342A - 2ｄ/3ｄ 겸용 표시 장치 - Google Patents

2ｄ/3ｄ 겸용 표시 장치 Download PDF

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KR20120011342A
KR20120011342A KR1020100070094A KR20100070094A KR20120011342A KR 20120011342 A KR20120011342 A KR 20120011342A KR 1020100070094 A KR1020100070094 A KR 1020100070094A KR 20100070094 A KR20100070094 A KR 20100070094A KR 20120011342 A KR20120011342 A KR 20120011342A
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남희
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

2D/3D 겸용 표시 장치는 이미지를 표시하는 표시 유닛 및 상기 표시 유닛 상에 위치하는 렌즈 유닛을 포함하며, 상기 렌즈 유닛은 상기 표시 유닛 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제1 전극을 가지는 제1 전극 어레이를 포함하는 제1 렌즈 기판, 상기 제1 렌즈 기판 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제2 전극을 가지는 제2 전극 어레이를 포함하는 제2 렌즈 기판 및 상기 제1 렌즈 기판과 상기 제2 렌즈 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.

Description

2Ｄ/3Ｄ 겸용 표시 장치{2D/3D SWITCHABLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2D 및 3D 이미지를 선택적으로 표시하는 2D/3D 겸용 표시 장치에 관한 것이다.
최근 3D 표시장치는 의료, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있으며, 3D 이미지를 표시하기 위한 방식으로 홀로그래피나 스테레오스코피(stereoscopy) 방식이 널리 연구되고 있다.
이 중, 스테레오스코피 방식은 양안시차를 갖는 두개의 2D 이미지를 사용자의 좌안 및 우안에 각각 분리하여 보여 줌으로써 사람에게 3D 이미지를 인식시키는 방식이다. 이러한 스테레오스코피 방식에는 양안에서 각각 분리된 이미지를 보기 위한 수단으로 편광 및 셔터를 사용하는 안경 방식과 디스플레이에서 직접 이미지를 분리시켜 시역을 형성시키는 비안경 방식이 있다.
이 중, 비안경식 방식에는 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘러(lenticular) 렌즈 방식이 있는데, 렌티큘러 렌즈 방식은 렌티큘러 렌즈의 초점면에 좌안 또는 우안에 대응하는 이미지를 배치하고, 렌티큘러 렌즈를 통하여 사용자가 이미지를 관찰하면 렌티큘러 렌즈의 지향 특성에 따라 사용자의 좌안과 우A안에 이미지가 분리되어 인식됨으로써, 사용자가 3D 이미지를 인식하게 되는 방식이다.
그런데, 이러한 렌티큘러 렌즈 방식의 3D 표시 장치는 3D 이미지만을 표시할 뿐 2D 이미지를 표시하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 렌티큘러 렌즈 방식의 3D 표시 장치는 렌티큘러 렌즈의 지향 특성에 따라 하나의 표시 패널에서 사용자의 좌안과 우안 각각에 대응되는 이미지가 분리되어 표시됨으로써, 전체적인 해상도가 1/2배로 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2D/3D 이미지를 표시하는 동시에 해상도가 저하되는 것이 최소화된 2D/3D 겸용 표시 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 이미지를 표시하는 표시 유닛 및 상기 표시 유닛 상에 위치하는 렌즈 유닛을 포함하며, 상기 렌즈 유닛은 상기 표시 유닛 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제1 전극을 가지는 제1 전극 어레이를 포함하는 제1 렌즈 기판, 상기 제1 렌즈 기판 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제2 전극을 가지는 제2 전극 어레이를 포함하는 제2 렌즈 기판 및 상기 제1 렌즈 기판과 상기 제2 렌즈 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치를 제공한다.
상기 복수의 제1 전극 각각과 상기 복수의 제2 전극 각각은 상기 액정층을 사이에 두고 상호 동일한 선상에 위치할 수 있다.
상기 복수의 제2 전극에는 제1 전압이 인가되며, 상기 복수의 제1 전극은 상기 제1 전압보다 큰 제2 전압이 인가되는 제1 서브 전극, 상기 제1 서브 전극과 이웃하여 선택적으로 상기 제1 전압이 인가되는 제2 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극을 사이에 두고 상기 제1 서브 전극과 이격되어 상기 제2 전압이 인가되는 제3 서브 전극을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제2 전극에는 제1 전압이 인가되며, 상기 복수의 제1 전극은 상기 제1 전압보다 큰 제2 전압 및 상기 제1 전압 중 하나의 전압이 선택적으로 인가되는 제1 서브 전극, 상기 제1 서브 전극과 이웃하며, 상기 제1 서브 전극에 상기 제2 전압이 인가되면 상기 제1 전압이 인가되고 상기 제1 서브 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 제2 전압이 인가되는 제2 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극을 사이에 두고 상기 제1 서브 전극과 이격되어 있으며, 상기 제1 서브 전극과 동일한 전압이 인가되는 제3 서브 전극을 포함할 수 있다.
상기 표시 유닛은 상기 제1 서브 전극에 상기 제2 전압이 인가되면, 상기 제1 서브 전극에 대응하는 위치에 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 하나의 이미지를 표시하며, 상기 제1 서브 전극에 상기 제1 전압이 인가되면, 상기 제1 서브 전극에 대응하는 위치에 상기 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 다른 하나의 이미지를 표시할 수 있다.
상기 표시 유닛은 상기 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 하나의 이미지로부터 상기 선택된 다른 하나의 이미지를 표시할 때, 상기 선택된 하나의 이미지와 상기 선택된 다른 하나의 이미지 사이에 블랙 이미지를 표시할 수 있다.
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각은 제1 방향으로 연장된 형태이며, 상기 렌즈 유닛은 상기 제1 전극 어레이 및 상기 제2 전극 어레이 중 하나 이상의 상에 위치하며, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 러빙된 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 유닛은 상기 제1 방향과 나란한 제3 방향으로 연장된 복수의 화소를 포함할 수 있다.
상기 표시 유닛은 상기 제1 방향과 교차하는 제4 방향으로 연장된 복수의 화소를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향과 상기 제4 방향이 교차하는 교차각은 arctan 1/9 내지 arctan 1/6을 이룰 수 있다.
상기 표시 유닛은 유기 발광 표시 장치(OLED) 또는 액정 표시 장치(LCD)일 수 있다.
상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 2D/3D 이미지를 표시하는 동시에 해상도가 저하되는 것이 최소화된 2D/3D 겸용 표시 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 3D 이미지가 인식되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 시분할 구동에 따라 3D 이미지가 인식되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(1000)를 설명한다. 이하에서, 표시 장치는 2D 이미지 및 3D 이미지를 선택적으로 표시하는 2D/3D 겸용 표시 장치를 말한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 2D 이미지 및 3D 이미지를 선택적으로 표시하며, 표시 유닛(100) 및 렌즈 유닛(200)을 포함한다.
표시 유닛(100)은 이미지를 표시하며, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED) 또는 액정 표시 장치(liquid crystal display device, LCD) 등일 수 있다.
보다 상세하게, 표시 유닛(100)은 3D 이미지를 사용자에게 인식시키기 위해 좌안용 이미지 및 우안용 이미지를 표시하거나, 2D 이미지를 사용자에게 인식시키기 위해 양안용 이미지를 선택적으로 표시한다.
표시 유닛(100)이 액정 표시 장치일 경우, 표시 유닛(100)은 양 기판 및 양 기판 사이에 위치하는 액정을 포함하는 표시 패널 및 표시 패널로 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 양 기판은 유리(glass), 플라스틱 또는 금속 등으로 이루어진 기판 본체, 기판 본체 상에 형성되어 전극으로서 이용되는 금속 패턴 및 컬러 필터(color filter) 등을 포함할 수 있으며, 양 기판 사이의 공간에 종방향 또는 횡방향 전계가 형성되어 액정층이 종방향 또는 횡방향 전계에 따라 셔터 역할을 수행함으로써, 표시 유닛(100)이 2D 이미지 또는 3D 이미지를 선택적으로 표시한다.
또한, 표시 유닛(100)이 유기 발광 표시 장치일 경우, 표시 유닛(100)은 양 기판 및 양 기판 사이에 위치하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 포함한다. 여기서, 유기 발광 소자는 자발광 소자이며, 유기 발광 소자에 포함된 유기 발광층이 발광하여 2D 이미지 또는 3D 이미지를 선택적으로 표시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈 유닛(200)은 선택적으로 굴절률이 변화하며, 제1 렌즈 기판(210), 제2 렌즈 기판(220) 및 액정층(230)을 포함한다.
제1 렌즈 기판(210)은 제1 기판 본체(211), 제1 전극 어레이(212) 및 제1 배향막(213)을 포함한다.
제1 기판 본체(211)는 유리 또는 플라스틱 등의 투광성 기판으로 형성된다. 제1 기판 본체(211) 상에는 제1 전극 어레이(212)가 형성되어 있다.
제1 전극 어레이(212)는 제1 기판 본체(211) 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제1 전극(2121)을 포함한다. 제1 전극 어레이(212)는 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO) 등의 투광성 도전 물질로 형성된다.
제1 배향막(213)은 제1 전극 어레이(212)를 덮도록 형성되어 있으며, 액정층(230)의 배향을 위해 러빙(rubbing)되어 있다.
제1 전극 어레이(212)의 배치 형태 및 제1 배향막(213)의 러빙 방향에 대해서는 후술한다.
또한, 제2 렌즈 기판(220)은 제2 기판 본체(221), 제2 전극 어레이(222) 및 제2 배향막(223)을 포함한다.
제2 기판 본체(221)는 유리 또는 플라스틱 등의 투광성 기판으로 형성된다. 제2 기판 본체(221) 상에는 제2 전극 어레이(222)가 형성되어 있다.
제2 전극 어레이(222)는 제2 기판 본체(221) 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제2 전극(2221)을 포함한다. 제2 전극 어레이(222)는 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO) 등의 투광성 도전 물질로 형성된다.
제2 배향막(223)은 제2 전극 어레이(222)를 덮도록 형성되어 있으며, 액정층(230)의 배향을 위해 러빙되어 있다.
제2 전극 어레이(222)의 배치 형태 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향에 대해서는 후술한다.
액정층(230)은 제1 렌즈 기판(210) 및 제2 렌즈 기판(220) 사이에 위치하며, 액정(liquid crystal)을 포함한다. 액정층(230)은 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222)에 인가되는 전압에 따라 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 전계에 의해 액정이 틸트(tilt)됨으로써, 렌즈 형태로 형성될 수 있다. 액정층(230)이 렌즈 형태를 형성할 때, 표시 유닛(100)이 좌안용 이미지 및 우안용 이미지를 표시함으로써, 표시 장치(1000)는 3D 이미지를 표시하게 된다. 또한, 액정층(230)이 렌즈 형태를 형성하지 않을 때, 표시 유닛(100)이 양안용 이미지를 표시함으로써, 표시 장치(1000)는 2D 이미지를 표시하게 된다. 이와 같은, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태 및 이에 따른 표시 유닛(100)의 표시 형태에 대해서는 후술한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222)의 배치 형태 및 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222) 각각에 포함된 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)은 스트라이프(stripe) 형태로 제1 방향으로 연장되어 있으며, 액정층(230)을 사이에 두고 상호 동일한 선상에 위치하고 있다. 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향은 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되어 있다. 이때, 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)(pixel)는 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 나란한 제3 방향으로 연장되어 있다.
이와 같이, 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)가 제3 방향으로 연장되어 있을 때, 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)이 제1 방향으로 연장되는 동시에 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향이 제2 방향으로 연장됨으로써, 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 위치하는 액정층(230)이 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 전계에 의해 렌즈 형태로 형성된다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태 및 표시 유닛(100)의 표시 형태에 대해서 설명한다.
우선, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극 어레이(222)에 포함된 복수의 제2 전극(2221)에 제1 전압(V1)이 인가되고, 복수의 제1 전극(2121) 중 제1 서브 전극(2121a)에 제1 전압(V1)보다 큰 제2 전압(V2)이 인가되고, 제1 서브 전극(2121a)과 이웃하는 제2 서브 전극(2121b)에 제1 전압(V1)이 인가되며, 제2 서브 전극(2121b)을 사이에 두고 제1 서브 전극(2121a)과 이격된 제3 서브 전극(2121c)에 제2 전압이 인가되면, 액정층(230)은 액정이 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 수직 전계에 따라 틸트됨으로써, 도 4에 도시된 형태의 렌즈 형태를 형성하게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 전극 어레이(222)에 포함된 복수의 제2 전극(2221)에 제1 전압(V1)이 인가되고, 복수의 제1 전극(2121) 중 제1 서브 전극(2121a)에 제1 전압(V1)보다 큰 제2 전압(V2)이 인가되고, 제1 서브 전극(2121a)과 이웃하는 제2 서브 전극(2121b)에 전압이 인가되지 않고, 제2 서브 전극(2121b)을 사이에 두고 제1 서브 전극(2121a)과 이격된 제3 서브 전극(2121c)에 제2 전압이 인가되면, 액정층(230)은 액정이 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 수직 전계에 따라 틸트됨으로써, 도 5에 도시된 형태의 렌즈 형태를 형성하게 된다.
즉, 제2 전극(2221)에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제1 서브 전극(2121a) 및 제3 서브 전극(2121c)에 제2 전압(V2)을 인가한 상태에서, 선택적으로 제2 서브 전극(2121b)에 제1 전압(V1)을 인가함으로써, 제1 서브 전극(2121a)과 제3 서브 전극(2121c) 사이에 형성되는 렌즈의 형태가 미세하게 조절된다.
이와 같이, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태는 제2 전극(2221)에 제1 전압(V1)을 인가한 상태에서 제1 전극(2121)에 인가되는 전압을 선택적으로 조절함으로써, 미세하게 조절할 수 있다.
다음, 액정층(230)이 렌즈의 형태를 형성할 때의 표시 유닛(100)의 표시 형태를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 3D 이미지가 인식되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈 유닛(200)은 액정층(230)이 렌즈의 형태를 형성할 때, 표시 유닛(100)이 표시하는 좌안용 이미지(L) 및 우안용 이미지(R) 각각을 사용자의 좌안 및 우안 각각에 분리하여 인식시키는 시역 분리 유닛으로서 기능한다.
보다 상세하게, 복수개의 제1 전극(2121) 중 제1 서브 전극(2121a)과 제3 서브 전극(2121c) 사이에 대응하는 액정이 제1 전극 어레이(212)과 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 렌즈 형태로 틸트됨으로써, 액정층(230)이 복수개의 렌즈를 가지게 된다. 이때, 액정층(230)이 가지는 복수개의 렌즈 각각과 대응되는 위치에 표시 유닛(100)이 좌안용 이미지(L) 및 우안용 이미지(R)를 표시하게 되면, 좌안용 이미지(L)는 액정층(230)을 거치면서 굴절되어 사용자의 좌안에 시인되고, 우안용 이미지(R)는 액정층(230)을 거치면서 굴절되어 사용자의 우안에 시인됨으로써, 사용자는 양안 시차에 의해 표시 장치(1000)로부터 시인되는 이미지를 3D 이미지로 인식하게 된다.
한편, 렌즈 유닛(200)의 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222)에 전압이 인가되지 않고, 표시 유닛(100)이 양안용 이미지를 표시할 경우, 표시 유닛(100)으로부터 표시되는 양안용 이미지 그대로 렌즈 유닛(200)을 거쳐 사용자의 양안에 시인됨으로써, 사용자는 표시 장치(1000)로부터 2D 이미지를 인식하게 된다.
이와 같이, 복수의 제1 전극 어레이(212)과 복수의 제1 전극(2121)을 포함하고, 제2 전극 어레이(222)가 복수의 제2 전극(2221)을 포함하는 동시에, 복수의 제1 전극(2121)에 인가되는 전압의 세기를 달리함으로써, 제1 전극(2121)과 제2 전극(2221) 사이에 형성되는 수직 전계의 형태를 미세하게 조절할 수 있기 때문에, 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 위치하는 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태도 미세하게 조절할 수 있다. 즉, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태를 미세하게 조절하여, 표시 유닛(100)으로부터 렌즈 유닛(200)을 거쳐 사용자에게 시인되는 이미지의 굴절 정도를 조절할 수 있기 때문에, 액정층(230)이 형성하는 렌즈의 형태가 실제 렌즈와 같은 형태로 형성된다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(1000)에서 구현하는 시분할 구동에 대하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서 시분할 구동에 따라 3D 이미지가 인식되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 시간 동안 상술한 바와 같이, 복수개의 제1 전극(2121) 중 제1 서브 전극(2121a)과 제3 서브 전극(2121c) 사이에 대응하는 액정층(230)의 액정이 제1 전극 어레이(212)과 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 렌즈 형태로 틸트된 상태(제1 서브 전극(2121a)에 제2 전압(V2)이 인가된 상태)에서, 표시 유닛(100)이 제1 서브 전극(2121a)에 대응하는 위치에 좌안용 이미지(L)를 표시한다(이 때, 우안용 이미지(R)와 다른 좌안용 이미지(L)는 좌안용 이미지(L)로부터 교호적으로 배치됨).
다음, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 시간 동안 복수의 제2 전극(2221)에 제1 전압(V1)이 인가된 상태에서, 제1 서브 전극(2121a)에 제1 전압(V1)이 인가되고, 제2 서브 전극(2121b)에 제2 전압(V2)이 인가되며, 제3 서브 전극(2121c)에 제1 전압(V1)이 인가되면, 상호 이격된 제2 서브 전극(2121b) 사이에 대응하는 액정층(230)의 액정이 제1 전극(2121)과 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 렌즈 형태로 틸트된다. 이때, 표시 유닛(100)은 제1 서브 전극(2121a)에 대응하는 위치에 우안용 이미지(R)를 표시한다(이때, 좌안용 이미지(L)와 다른 우안용 이미지(R)는 우안용 이미지(R)로부터 교호적으로 배치됨).
다음, 상술한 제1 시간 및 제2 시간 각각의 구동이 반복된다.
즉, 렌즈 유닛(200)의 액정층(230)에 형성되는 렌즈가 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 시프트(shift)되는 전계에 따라 시프트되며, 이로 인해 표시 유닛(100)이 제1 서브 전극(2121a)에 대응하는 동일한 위치에 좌안용 이미지(L) 및 우안용 이미지(R)를 교호적으로 표시하더라도, 각 좌안용 이미지(L) 및 우안용 이미지(R)가 사용자의 좌안 및 우안에 시인되어 사용자는 3D 이미지를 인식하게 된다.
이와 같이, 표시 유닛(100)이 동일한 위치에 시간에 따라 좌안용 이미지(L) 또는 우안용 이미지(R)를 표시함으로써, 표시 장치(1000)의 전체적인 해상도 저하가 발생되는 것이 방지된다. 일례로서, 60 헤르츠(Hz)의 스캔 속도를 가지는 이미지를 표시할 때, 120 헤르츠(Hz)의 스캔 속도로 동일한 위치에 시간에 따라 좌안용 이미지(L) 또는 우안용 이미지(R)를 표시하게 되면, 사용자는 60 헤르츠(Hz) 스캔 속도를 가지는 이미지를 인식함으로써, 전체적인 해상도 저하가 발생되지 않는다.
한편, 표시 유닛(100)이 유기 발광 표시 장치 또는 액정 표시 장치이기 때문에, 제1 이미지(IM1)를 표시하고 이어서 제2 이미지(IM2)를 표시할 때, 모든 화소에 대해 한 순간에 전체 이미지가 바뀌는 게 아니라 스캔 방향에 따라 순차적으로 제1 이미지(IM1)로부터 제2 이미지(IM2)로 바뀌게 된다. 이 경우, 제1 이미지(IM1)와 제2 이미지(IM2)가 겹쳐지는 시간 동안 제1 이미지(IM1)인 좌안용 이미지(L)와 제2 이미지(IM2)인 우안용 이미지(R)가 분리되지 못하고 크로스토크(crosstalk)로 작용하여 표시 품질이 저하될 수 있다.
이를 최소화하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 시분할 구동을 할 때, 도 8의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 좌안용 이미지(L)인 제1 이미지(IM1)로부터 우안용 이미지(R)인 제2 이미지(IM2)로 바뀌는 중간 부분의 이미지를 블랙 이미지(BI)로 오프(off)시킨다. 이로 인해, 제1 이미지(IM1)와 제2 이미지(IM2)가 겹쳐지는 구간은 블랙 이미지(BI)로 사용자에게 시인됨으로써, 3D 이미지를 인식하는 사용자에게 발생되는 크로스토크 현상이 최소화된다.
한편, 블랙 이미지(BI)는 하나의 화소에 표시되거나, 또는 복수개의 이웃하는 화소에 표시될 수 있다. 또한, 표시 유닛(100)이 액정 표시 장치인 경우 블랙 이미지(BI)를 표시하는 위치에 대응하는 백라이트 유닛을 오프시켜 블랙 이미지(BI)를 표시할 수 있으며, 표시 유닛(100)이 유기 발광 표시 장치인 경우 블랙 이미지(BI)를 표시하는 위치에 대응하는 유기 발광 소자의 발광을 오프시켜 블랙 이미지(BI)를 표시할 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(1002) 및 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(1003)를 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(1002)는 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222) 각각에 포함된 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)은 형태로 제1 방향으로 연장되어 있고, 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향은 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되어 있으며, 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)는 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 교차하는 제4 방향으로 연장되어 있다. 이때, 제1 방향과 제4 방향이 교차하는 교차각(a)은 arctan 1/6을 이루고 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(1002)는 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)가 제4 방향으로 연장되어 있을 때, 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)이 제4 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되는 동시에 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향이 제2 방향으로 연장됨으로써, 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 위치하는 액정층(230)이 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 전계에 의해 실제 렌즈와 유사한 렌즈 형태로 형성된다.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(1003)는 제1 전극 어레이(212) 및 제2 전극 어레이(222) 각각에 포함된 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)은 제1 방향으로 연장되어 있고, 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향은 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되어 있으며, 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)는 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)의 연장 방향인 제1 방향과 교차하는 제4 방향으로 연장되어 있다. 이때, 제1 방향과 제4 방향이 교차하는 교차각(a)은 arctan 1/9을 이루고 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(1003)는 표시 유닛(100)이 표시하는 이미지의 최소 단위인 화소(P)가 제4 방향으로 연장되어 있을 때, 제1 전극(2121) 및 제2 전극(2221)이 제4 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되는 동시에 제1 배향막(213) 및 제2 배향막(223)의 러빙 방향이 제2 방향으로 연장됨으로써, 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 위치하는 액정층(230)이 제1 전극 어레이(212)와 제2 전극 어레이(222) 사이에 형성되는 전계에 의해 실제 렌즈와 유사한 렌즈 형태로 형성된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
표시 유닛(100), 렌즈 유닛(200), 제1 전극 어레이(212), 제1 렌즈 기판(210), 제2 전극 어레이(222), 제2 렌즈 기판(220), 액정층(230)

Claims (11)

  1. 이미지를 표시하는 표시 유닛; 및
    상기 표시 유닛 상에 위치하는 렌즈 유닛
    을 포함하며,
    상기 렌즈 유닛은,
    상기 표시 유닛 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제1 전극을 가지는 제1 전극 어레이를 포함하는 제1 렌즈 기판;
    상기 제1 렌즈 기판 상에 위치하며, 표면에 상호 이격되어 형성된 복수의 제2 전극을 가지는 제2 전극 어레이를 포함하는 제2 렌즈 기판; 및
    상기 제1 렌즈 기판과 상기 제2 렌즈 기판 사이에 위치하는 액정층
    을 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 제1 전극 각각과 상기 복수의 제2 전극 각각은 상기 액정층을 사이에 두고 상호 동일한 선상에 위치하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 복수의 제2 전극에는 제1 전압이 인가되며,
    상기 복수의 제1 전극은,
    상기 제1 전압보다 큰 제2 전압이 인가되는 제1 서브 전극;
    상기 제1 서브 전극과 이웃하여 선택적으로 상기 제1 전압이 인가되는 제2 서브 전극; 및
    상기 제2 서브 전극을 사이에 두고 상기 제1 서브 전극과 이격되어 상기 제2 전압이 인가되는 제3 서브 전극
    을 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 복수의 제2 전극에는 제1 전압이 인가되며,
    상기 복수의 제1 전극은,
    상기 제1 전압보다 큰 제2 전압 및 상기 제1 전압 중 하나의 전압이 선택적으로 인가되는 제1 서브 전극;
    상기 제1 서브 전극과 이웃하며, 상기 제1 서브 전극에 상기 제2 전압이 인가되면 상기 제1 전압이 인가되고 상기 제1 서브 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 제2 전압이 인가되는 제2 서브 전극; 및
    상기 제2 서브 전극을 사이에 두고 상기 제1 서브 전극과 이격되어 있으며, 상기 제1 서브 전극과 동일한 전압이 인가되는 제3 서브 전극
    을 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 표시 유닛은,
    상기 제1 서브 전극에 상기 제2 전압이 인가되면, 상기 제1 서브 전극에 대응하는 위치에 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 하나의 이미지를 표시하며,
    상기 제1 서브 전극에 상기 제1 전압이 인가되면, 상기 제1 서브 전극에 대응하는 위치에 상기 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 다른 하나의 이미지를 표시하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 표시 유닛은,
    상기 좌안용 또는 우안용 이미지 중 선택된 하나의 이미지로부터 상기 선택된 다른 하나의 이미지를 표시할 때, 상기 선택된 하나의 이미지와 상기 선택된 다른 하나의 이미지 사이에 블랙 이미지를 표시하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각은 제1 방향으로 연장된 형태이며,
    상기 렌즈 유닛은,
    상기 제1 전극 어레이 및 상기 제2 전극 어레이 중 하나 이상의 상에 위치하며, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 러빙된 배향막을 더 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 표시 유닛은 상기 제1 방향과 나란한 제3 방향으로 연장된 복수의 화소를 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 표시 유닛은 상기 제1 방향과 교차하는 제4 방향으로 연장된 복수의 화소를 포함하는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 방향과 상기 제4 방향이 교차하는 교차각은 arctan 1/9 내지 arctan 1/6을 이루는 2D/3D 겸용 표시 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
    상기 표시 유닛은 유기 발광 표시 장치(OLED) 또는 액정 표시 장치(LCD)인 2D/3D 겸용 표시 장치.
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