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KR100824539B1 - 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치 - Google Patents

터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치 Download PDF

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KR100824539B1
KR100824539B1 KR1020070000370A KR20070000370A KR100824539B1 KR 100824539 B1 KR100824539 B1 KR 100824539B1 KR 1020070000370 A KR1020070000370 A KR 1020070000370A KR 20070000370 A KR20070000370 A KR 20070000370A KR 100824539 B1 KR100824539 B1 KR 100824539B1
Authority
KR
South Korea
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panel
electrode
liquid crystal
substrate
image
Prior art date
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Active
Application number
KR1020070000370A
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English (en)
Inventor
박지은
최경호
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 2D/3D 구현 디스플레이 장치에 구비되는 배리어 패널에 있어서, 하판에 제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극이 형성되고, 상판에는 전면에 투명 전극이 형성됨으로써, 상판 및 하판에 수직 전계가 인가된 경우 3D 영상이 디스플레이 되며, 또한, 상기 배리어 패널 자체로 저항막 방식의 터치 패널이 구현되는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치{display device for stereoscopic 3D display and touch panel}
도 1은 종래의 배리어 방식 3D 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 장치의 개략적인 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 영상 패널의 일 실시예에 대한 분해 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 배리어 패널에 대한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
70 : 배리어 패널 72 : 액정층
74 : 하부기판(제 3기판) 76 : 제 1전극
77 : 제 2전극 78 : 상부기판(제 4기판)
80 : 투명 공통전극
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 터치 패널 동작을 수행하면서 동시에 2차원(2 Dimension : 2D) 및 3차원(3 Dimension : 3D) 영상을 사용자의 선택에 의해 디스플레이 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.
현재 3차원 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는, 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(Holographic) 디 스플레이 방식이 있다. 이중 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경 방식 및 좌우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다. 또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(Aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스(parallax) 방식과, 반원통형 렌즈를 배열한 렌티큘러판(lenticular plate)를 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
그리고, 홀로그래픽 디스플레이 (Holographic Display) 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점 조절, 폭주각, 양안시차, 운동시차 등 모든 요인을 갖춘 3차원 입체화상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.
특수안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 많은 인원이 입체영상을 즐길 수 있으나 , 별도의 편광안경 또는 액정 셔터 안경을 착용해야 하는 단점을 가지고 있다. 즉, 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하므로 불편함과 부자연스러움을 발생시킨다.
무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 관찰범위가 고정되어 소수인원에 한정되지만 별도의 안경을 착용하지 않는 특징이 있어 선호되는 경향이 있다. 즉, 무안경식 입체영상 디스플레이 방식은 관찰자가 직접 스크린을 주시하게 되어 전술한 바와 같은 단점이 사라지기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.
완벽한 3차원 입체영상을 표시하는 것으로는 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식을 예로 들 수 있는데, 이는 주로 레이저와 렌즈 및 거울 등을 통해 공간상에 직접 3차원 좌표의 영상을 표시하는 것으로 실제 존재하는 물체의 느낌을 그대로 받을 수 있지만, 기술상의 어려움과 장비가 차지하는 공간이 커진다는 단점이 있어 손쉽게 접할 수 없는 방식이다.
그리하여, 스테레오이미지(stereo image)를 이용하여 눈속임을 통해 가상으로 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스-배리어(parallax barrier)를 채택하려는 경향이 늘고 있다.
상기 패러랙스-배리어(parallax barrier)는 좌/우 두 눈에 해당하는 영상 앞에 세로 혹은 가로형태(슬릿)를 둠으로써, 상기 슬릿을 통해 합성된 입체영상을 분리 관측하게 하여 입체감을 느끼게 되는 방식이다.
여기서, 상기 패러랙스 배리어 방식에 의한 3차원 영상 디스플레이 장치를 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 배리어 방식 3D 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 패러랙스 배리어 방식은 영상 패널로부터 출사되는 빛이 투과되는 슬릿(slit)과 상기 빛을 차단하는 배리어가 반복 배열되어 형성된 배리어 패널이 상기 영상패널(30)의 전방에 배치된다.
이에 관찰자(10)는 상기 배리어 패널(20)의 슬릿를 통해 영상패널(30)로 디 스플레이, 또는 인쇄된 영상을 보게 되는데, 관찰자(10)의 좌안과 우안은 동일한 슬릿을 통하더라도 각각 영상패널의 다른 영역을 보게 된다. 패러랙스 배리어 방식은 이러한 원리를 이용한 것으로, 좌안과 우안이 각각 다른 영역의 화소에 대응하는 영상을 슬릿을 통해 보게 되므로 입체감을 느끼도록 한다.
즉, 도 1에서 좌안(L)은 영상패널(30)에서 좌안 대응 화소(Lp)를 보게 되고, 우안(R)은 영상패널(30)에서 우안 대응 화소(Rp)를 보게 된다.
그러나, 종래의 상기 패러랙스 배리어 방식 3D 디스플레이 장치는 배리어 패널이 영상패널의 전방에 설치되어 상기 배리어 패널이 구비되어 있는 한 일반 2D 영상을 보기가 불가능하므로 일반 2D 영상을 시청하기 위해서는 상기 배리어 패널을 제거하여야 하는 문제가 있다.
본 발명은 2D/3D 구현 디스플레이 장치에 구비되는 배리어 패널에 있어서, 하판에 제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극이 형성되고, 상판에는 전면에 투명 전극이 형성됨으로써, 상판 및 하판에 수직 전계가 인가된 경우 3D 영상이 디스플레이 되며, 또한, 상기 배리어 패널 자체로 저항막 방식의 터치 패널이 구현되는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 소정의 영상을 출사하는 영상 패널과; 상기 영상 패널 상부에 위치하여 상기 소정의 영상을 2차원(2D) 영상 또는 3차원(3D) 영상으로 디스플레이하는 배리어 패널이 포함되어 구성되며,
상기 배리어 패널은, 제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극이 형성된 하부기판과; 상기 하부기판과 대응되는 전면에 투명 공통전극이 형성된 상부기판과; 상기 상부기판 및 하부기판 사이에 충진된 액정층이 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부기판의 제 1전극과 상부기판의 투명 공통전극 간의 전위차에 의해 수직 전계가 인가된 경우 상기 제 1전극 상에 위치한 액정이 구동되어 상기 영상 패널의 빛을 차단하는 배리어 역할을 수행함을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상 패널은 액정 패널이며, 상기 액정 패널 하부에 백라이트가 더 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 액정 패널은, 다수의 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차하며, 상기 각각의 교차부에 박막트랜지스터 및 화소전극을 구비하는 화소가 형성된 제 1기판과; 상기 제 1기판의 화소전극 이외의 부분에 대응되는 영역에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 화소전극에 대응되는 영역에 형성되는 컬러필터 및 상기 블랙매트릭스 및 컬러필터 전면에 형성되는 공통전극을 포함하는 제 2기판과; 상기 제 1기판 및 제 2기판 사이에 충진된 액정층이 포함된다.
또한, 상기 제 2전극의 폭은 상기 제 1전극의 폭보다 적게 형성되며, 상기 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역과 중첩되는 영역에 배열되고, 특히, 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역 중 게이트 배선 형성영역과 중첩되는 영역에 배열됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 디스플레이 장치는 영상 패널(60) 및 배리어 패널(70)로 구성된다.
여기서, 상기 영상 패널(200)은 액정표시장치(LCD), 플라즈마표시장치(PDP), 유기전계발광표시장치(OLED) 등으로 구현될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 액정표시장치를 그 예로 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 백라이트(50) 및 이로 부터 출사된 빛을 이용하여 평면영상을 표시하는 액정패널(60)을 포함하며, 상기 액정 패널 상부에 배리어 패널이 위치하는 구성을 갖는다.
이 때, 상기 액정패널(60)은 일반적인 능동행렬방식(active matrix type) 액정패널과 마찬가지로 제 1 액정층(62)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 한 쌍의 제 1 및 제 2 기판(64,66)을 포함하며, 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 이들 양 기판(64,66) 사이로 다수의 화소(pixel)가 종횡 배열되어 있다.
그리고 이들 각 화소마다 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 제 1 기판(64)의 투명 화소전극과 제 2 기판(66)의 투명 제 1 공통전극이 위치하는데, 이중 화소전극으로는 일대일 대응 구비된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)에 의해 선택적으로 영상신호전압이 인가된다. 그리고 제 2기판(66)으로는 각 화소에 대응되게 일례로 RGB 컬러필터(Red, Green, Blue color-filter) 및 이들 사이 간격을 메꾸는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비되며, 앞서의 제 1 공통전극이 이들을 덮고 있다.
따라서 박막트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 선택된 화소의 화소전극으로 영상신호전압이 인가되면 해당 화소전극과 제 1 공통전극 사이에 전압차가 발생하고, 이로 인해 광학적 이방성과 분극성질을 가진 액정분자가 구동되어 투과율의 차이를 나타내는 바, 백라이트(50)의 빛이 액정패널(60)을 투과하면서 각 화소별 투과율의 차이와 RGB 컬러필터의 색조합에 따라 여러 가지 다양한 평면 컬러영상이 표시된다.
또한, 배리어 패널(70)은 제 2 액정층(72)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 3 및 제 4 기판(74,78)을 포함하지만, 앞서의 메인 액정패널(60)과 달리 화소의 구분 없이 단순 스트라이프 형태의 투명 배리어전극으로서의 제 1전극(76)이 제 3 기판(74) 내면에 형성되어 있고 제 4 기판(78) 내면으로는 투명 제 2 공통전극(80)이 마련되어 있다. 이 때, 상기 배리어 전극(76)으로는 제 2 액정층(72)이 트위스티드 네마틱(twisted nematic) 집합체라는 전제 하에, 3D 모드에서만 액정구동전압이 인가된다.
단, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제 3기판(74) 상에서 제 1방향에 대해 스트라이프 형태로 다수 배열된 상기 투명 배리어 전극 즉, 제 1전극(76)뿐 아니라 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극(미도시)이 더 형성됨을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 3기판(74) 상에 형성된 전극은 상기 제 1전극(배리어 전극)(76) 및 제 2전극들에 의해 매트릭스 형태로 구현되는데, 이는 상기 배리어 패널(70)이 터치 패널로서의 역할을 수행하기 위함이다. 상기 배리어 패널이 터치 패널로 동작함에 대해서는 추후 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
아울러 이와 같은 디스플레이 장치에는 일례로 상기 액정패널(60)의 제 1 기판(64) 외면, 상기 액정패널(60)과 상기 배리어 패널(70) 사이 그리고 배리어어 패널(70)의 제 4 기판(74) 배면으로 각각 제 1 내지 제 3 편광판 (82,84,86)이 부착된다.
이에 상술한 구성의 디스플레이장치는 배리어 패널(70)의 제 1전극 및 제 2전극(76)으로 아무런 전압이 인가되지 않은 도 2a의 2D 모드에서 상기 배리어 패널(70)의 전면에 걸쳐 노멀 화이트(normal white) 상태를 유지하여 백라이트로(50)부터 출사된 빛을 단순 투과시키고, 그 결과 관찰자는 상기 액정패널(60)의 평면 영상을 볼 수 있다.
반면, 상기 제 1전극(76)으로 액정구동전압이 인가된 도 2b의 3D 모드에서는 배리어전극(76)과 제 2 공통전극(80) 사이의 액정만이 구동되어 해당 부분이 블랙을 표시함으로써 빛을 차단하는 차단영역(Barrier-zone, 이하 B-존(B)이라 한다.)이 되고, 그 사이사이 부분은 화이트를 표시하여 빛을 투과시키는 투과영역(transparent zone, 이하 간략하게 T-존(T)이라 한다.)이 된다.
그 결과 B-존(B)과 T-존(T)은 각각 배리어와 슬릿으로 작용하여 관찰자는 액정패널(60)의 영상을 입체로 인식할 수 있으며, 상기 배리어 패널(80), 엄밀하게는 배리어 전극 즉, 제 1전극(76)의 온/오프 동작으로 2D와 3D 모드를 전환할 수 있는 것이다.
이와 같은 디스플레이 장치를 통해 구현되는 3D 영상 구현 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 관찰자의 좌안을 향하는 빛은 액정 패널(60)의 좌안용 픽셀(L)을 통해 배리어 패널의 슬릿을 통과하여 관찰자의 좌안에 도달하는 빛이 된다. 단, 상기 액정 패널(60)의 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛 중 관찰자의 우안으로 향하는 빛은 배리어에 의해 차단되어 관찰자에게 전달되지 못하게 된다.
이와 같은 방법으로, 관찰자의 우안용 픽셀(R)을 통해 배리어 패널의 슬릿을 통과하여 관찰자의 우안에 도달하는 빛이 있으며, 반면에 영상 패널의 우안용 픽셀(R)을 통과 하였다 하여도 관찰자의 좌안을 향하는 빛은 배리어에 의해 차단되게 된다.
그 결과로, 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛은 관찰자의 좌안에만 전달되는 빛이 되며, 우안용 픽셀(R)을 통과한 빛은 관찰자의 우안에만 전달되는 빛이 되어 관찰자가 인식할 수 있게 된다. 이 때, 관찰자인 인간이 충분히 감지할 수 있을 정도로 좌안에 도달하는 빛과 우안에 도달하는 빛 사이에는 충분한 시차(視差)정보가 형성하며, 이로 인해서 관찰자는 3차원 영상(3 dimension images)을 즐길 수 있게 되는 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 영상 패널의 일 실시예에 대한 분해 사시도이다.
단, 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 장치에 구비되는 영상 패널은 앞서 언급한 바와 같이 액정표시장치(LCD), 플라즈마표시장치(PDP), 유기전계발광표시장치(OLED) 등으로 구현될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 액정표시장치 즉, 백 라이트가 구비된 액정패널을 그 예로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액정패널은 제 1 액정층(130)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(110,140)을 포함한다.
이 중 제 1 기판(110)은 통상 하부 기판 또는 어레이 기판이라 불리기도 하는데, 유리와 같은 투명의 제 1 기판(110) 내면으로 다수의 게이트배선(114)과 데이터배선(116)이 교차하여 매트릭스 형상의 화소(P)를 종횡으로 반복 정의하고 있고, 이들 게이트배선(114)과 데이터배선(116)의 교차점에는 박막트랜지스터(120)가 구비되어 각 화소(P)에 실장된 투명 화소전극(122)과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 이와 대면하는 제 2 기판(140)은 통상 상부기판 또는 컬러필터 기판이라 불리는 것으로, 유리와 같은 투명의 제 2기판(140) 내면으로 상기 제 1 기판(110)의 게이트 및 데이터배선(114,116) 그리고 박막트랜지스터(120) 등과 같이 액정구동과 직접적인 관련이 없는 부분을 가림으로써 각 화소전극(122) 만을 노출시킬 수 있도록 격자형상으로 반복되는 개구부를 정의하는 블랙매트릭스(146) 및 이들 각 개구부에 충진되는 일례로 R,G,B 컬러필터(144a,144b,144c) 그리고 이들 을 덮는 투명한 제 1 공통전극(148)이 마련되어 있다. 이때 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 제 1 액정층(130)과 접하는 제 1 및 제 2 기판(110,140) 내면으로는 각각 액정분자의 배열방향을 결정하는 배향막이 개재된다.
이에 상술한 구조의 액정패널(100)은 화소전극(122) 및 제 1 공통전극(148) 사이의 인위적인 전압차를 통해 발생되는 수직전계에 의해 액정분자의 배열방향을 제어하여 투과율의 차이를 나타내도록 하고, 백라이트(도 5의 300)로부터 출사된 빛에 각 화소(P)별 투과율의 차이와 R,G,B 컬러필터(144a,144b,144c)의 색 조합을 반영시켜 여러 가지 다양한 컬러의 평면 영상을 디스플레이 한다.
도 4는 도 2에 도시된 배리어 패널에 대한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 배리어 패널(70)은, 하부기판(제 3기판)(74)에 제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극(76) 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극(77)이 형성되고, 상부기판(제 4기판)(78)에는 전면에 투명 전극(80)이 형성됨으로써, 상판 및 하판에 수직 전계가 인가된 경우 3D 영상이 디스플레이 될 뿐 아니라, 상기 배리어 패널 자체로 저항막 방식의 터치 패널이 구현됨을 특징으로 한다.
즉, 상기 배리어 패널(70)은 제 2 액정층(72)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 3 및 제 4 기판(74,78)을 포함하여 구성되며, 상기 제 3기판 상에는 단순 스트라이프 형태의 투명 배리어 전극 즉, 제 1전극(76)이 형성되고, 제 4 기판(78) 상에는 투명 제 2 공통전극(80)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 제 1전극(76)으로는 제 2 액정층(72)이 트위스티드 네마틱(twisted nematic) 집합체라는 전제 하에, 3D 모드에서만 액정구동전압이 인가되며, 이를 통해 상기 제 1전극(76) 및 투명 제 2공통전극(80) 간에 전압이 인가되어 수직전계가 형성되면, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제 1전극(76) 상에 위치한 액정만이 구동되어 해당 부분이 블랙을 표시하는 차단영역 즉, 배리어 역할을 수행하게 된다.
결과적으로 상기 배리어 패널(80)은 제 1전극(76)의 온/오프 동작으로 2D와 3D 모드를 전환할 수 있는 것으로, 상기 영상 패널과 관찰자 사이에 위치하여 빛을 통과시키거나 차단하는 역할을 수행하는데, 2D 영상을 디스플레이 할 경우에는 영상 패널에서 출사되는 영상을 그대로 투과하도록 동작하고, 3D 영상을 디스플레이 할 경우에는 상기 영상 패널의 우안용 픽셀(R)과 좌안용 픽셀(L)로부터 나오는 빛을 통과시키는 슬릿(slit)과 차단하는 배리어(barrier)를 통해 관찰자에게 가상 3차원 입체영상을 구현하도록 한다.
단, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제 3기판(74) 상에서 제 1방향에 대해 스트라이프 형태로 다수 배열된 상기 투명 배리어 전극 즉, 제 1전극(76)뿐 아니라 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극(77)이 더 형성됨을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 3기판(74) 상에 형성된 전극은 상기 제 1전극(배리어 전극)(76) 및 제 2전극(77)들에 의해 매트릭스 형태로 구현되는데, 이는 상기 배리어 패널이 터치 패널로서의 역할을 수행하기 위함이다.
일반적으로 터치 패널은 저항막식, 정전용량식, 초음파식, 광센서식, 전자유도식으로 구현 가능하며, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널은 저항막식으로 구현된다.
상기 저항막식은 LCD(Liquid Crystal Display)와의 조합으로 전자수첩, PDA, 휴대용 PC등 입력 기기로서 많이 보급되고 있으며 박형,소형,경량 그리고 저소비 전력 등에서 다른 방식에 비해 설계가 유리한 방식이며, 그 검출방식은 메트릭스식과 아날로그식이 있다.
투명전극 재료로서 필름기판, 글래스기판 및 플라스틱기판 등을 사용하여 이를 조합하여 상/하부 전극으로 구성하고, 전위보상전극의 배선에 따라 아날로그 검출방식에서는 4선식, 5선식, 8선식 등으로 구분한다.
도 4를 참조하면, 상기 배리어 패널(70)은 상기 제 2공통전극(80)이 전면에 형성된 상부기판(제 4기판)(78)과, 매트릭스 형태의 제 1, 2전극(76, 77)이 형성된 하부기판(제 3기판)(74) 및 상기 제 3, 4기판(74, 78) 사이에 형성된 액정층(72)으로 구성되어 상기 두 기판을 이용, X,Y좌표상에서의 시그널 분포를 접촉기(Connector)를 통해 연산하여 외부 집적회로(IC)로 전송하는 방식으로 터치 패널을 구현함을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 4기판(78) 상에 형성된 제 2공통전극(80) 상의 특정영역 일 예로 상기 제 2공통전극(80)의 양측에 전위 보상전극(미도시)이 추가로 더 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 상기 배리어 패널(70)은 X축 좌표를 검출하기 위하여 제 4기판(78)에 전위를 인가하면 그 전위가 제 2공통전극(80) 전면에 분포되고, 손가락이나 펜으로 상기 제 4기판(78)의 전면 즉, 스크린에 압력을 가해 상, 하판(제 3,4기판)(74, 78)이 접촉되었을 때 그 점에서의 전위가 상기 매트릭스 형상으로 배열된 제 1 및 제 2전극(76, 77)에 의해 제 3기판(74)에 유기되고 이 신호를 이용하여 X축 좌표를 계산하며, 이렇게 상, 하판(제 3,4기판)이 접촉되고 있는 동안에 제 3기판(74)에도 Y축 좌표를 검출하기 위한 전위를 인가하고 그 전위가 투명 금속 전면에 분포되도록 하며, 손가락이나 펜이 접촉한 점에서의 Y축 전위가 제 4기판(78)에 유기되고, 이 신호를 이용하여 Y축 좌표를 계산함으로서, 위에서 계산된 X축과 Y축 값을 디스플레이상에 나타내는 동작을 수행하며, 이를 통해 터치 패널 역할이 이루어 지는 것이다.
즉, 상기 배리어 패널(70)은 상, 하판 사이에 수직 전계 인가 시 상기 제 1전극(76)이 스트라이프 형태로 배열됨으로써, 3D 입체 영상을 구현하기 위한 배리어 역할을 수행하게 되고, 이와 동시에 상기 제 1전극(76)과 수직 방향으로 다수 배열된 제 2전극(77)에 의해 상기 하부기판(제 3기판)(74)이 매트릭스 형태의 전극 구조를 가짐으로써 결과적으로 상기 배리어 패널 자체만으로도 저항막 방식의 터치 패널이 구현됨을 특징으로 한다.
단, 이 경우 상기 제 2전극(77)은 앞서 설명한 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역에 대응되도록 즉, 상기 블랙매트릭스 영역과 중첩되는 영역에 형성되어야 하고, 상기 제 2전극의 폭은 상기 제 1전극(76)의 폭보다 적게 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2전극(77)은 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역에 1 :1 로 대응되지 않을 수 있으며, 일 예로 액정 패널의 게이트배선에 대응되는 영역에 블랙매트릭스가 형성된다고 가정할 경우, 상기 제 2전극(77)은 제 1게이트배선, 제 4게이트배선, 제 7게이트배선 … 제 3n-2 게이트배선(n은 정수)에 대응되는 블랙매트릭스 형성영역에 중첩되도록 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 입체 영상 구현을 위한 배리어 패널에 있어서,하판에 제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극이 형성되고, 상판에는 전면에 투명 전극이 형성됨으로써, 상판 및 하판에 수직 전계가 인가된 경우 3D 영상이 디스플레이 되며, 또한, 상기 배리어 패널 자체로 저항막 방식의 터치 패널이 구현됨으로써, 다양한 응용이 가능함을 그 장점으로 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (7)

  1. 소정의 영상을 출사하는 영상 패널과;
    상기 영상 패널 상부에 위치하여 상기 소정의 영상을 2차원(2D) 영상 또는 3차원(3D) 영상으로 디스플레이하는 배리어 패널이 포함되어 구성되며,
    상기 배리어 패널은,
    제 1방향으로 다수 배열된 제 1전극 및 상기 제 1방향에 수직인 제 2방향으로 다수 배열된 제 2전극이 형성된 하부기판과;
    상기 하부기판과 대응되는 전면에 투명 공통전극이 형성된 상부기판과;
    상기 상부기판 및 하부기판 사이에 충진된 액정층이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판의 제 1전극과 상부기판의 투명 공통전극 간의 전위차에 의해 수직 전계가 인가된 경우 상기 제 1전극 상에 위치한 액정이 구동되어 상기 영상 패널의 빛을 차단하는 배리어 역할을 수행함을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 패널은 액정 패널이며, 상기 액정 패널 하부에 백라이트가 더 구 비됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 액정 패널은,
    다수의 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차하며, 상기 각각의 교차부에 박막트랜지스터 및 화소전극을 구비하는 화소가 형성된 제 1기판과;
    상기 제 1기판의 화소전극 이외의 부분에 대응되는 영역에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 화소전극에 대응되는 영역에 형성되는 컬러필터 및 상기 블랙매트릭스 및 컬러필터 전면에 형성되는 공통전극을 포함하는 제 2기판과;
    상기 제 1기판 및 제 2기판 사이에 충진된 액정층이 포함됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2전극의 폭은 상기 제 1전극의 폭보다 적게 형성됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2전극은 상기 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역과 중첩되는 영역에 배열됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2전극은 액정 패널의 블랙매트릭스 형성 영역 중 게이트 배선 형성영역과 중첩되는 영역에 배열됨을 특징으로 하는 터치패널 겸용 입체 영상 디스플레이 장치.
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