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KR100831017B1 - 전자 영상 기기 - Google Patents

전자 영상 기기 Download PDF

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KR100831017B1
KR100831017B1 KR1020070023510A KR20070023510A KR100831017B1 KR 100831017 B1 KR100831017 B1 KR 100831017B1 KR 1020070023510 A KR1020070023510 A KR 1020070023510A KR 20070023510 A KR20070023510 A KR 20070023510A KR 100831017 B1 KR100831017 B1 KR 100831017B1
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KR
South Korea
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electrodes
electrode
substrate
voltage
barrier
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KR1020070023510A
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English (en)
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김범식
남희
박찬영
구자승
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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Priority to US11/863,158 priority patent/US7952548B2/en
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02—OPTICS
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

본 발명은 시야각 조절 기능과 입체 영상 표시 기능을 동시에 갖춘 전자 영상 기기를 제공한다. 본 발명에 따른 전자 영상 기기는 화상을 표시하는 표시부와, 표시부 전방에 위치하는 베리어를 포함한다. 베리어는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하는 액정층과, 제1 기판의 내면에 위치하며 베리어의 일 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 기판의 내면에서 제1 전극들 및 제2 전극들과 간격을 두고 위치하는 제3 전극과, 제2 기판의 내면에 위치하는 공통 전극을 포함한다.
표시부, 베리어, 액정층, 공통전극, 광차단부, 광투과부, 입체영상

Description

전자 영상 기기 {ELECTRONIC DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 영상 기기를 개략화하여 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 표시부의 제1 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 표시부의 제2 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제1 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 베리어 중 제1 및 제2 편광판과 제1 및 제2 배향막을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시한 베리어 중 제1 전극들과 제2 전극들을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 도 4에 도시한 베리어의 광시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 8은 도 4에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 9a는 도 4에 도시한 베리어의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 9b는 도 4에 도시한 베리어를 구비한 전자 영상 기기의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 10은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제2 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 11a와 도 11b는 도 10에 도시한 베리어 중 공통 전극을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12는 도 10에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 13은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제3 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시한 베리어 중 제1 전극들과 제2 전극들 및 제3 전극을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 15는 도 13에 도시한 베리어의 광시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 16은 도 13에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 17은 도 13에 도시한 베리어의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 18은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제4 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 19는 도 18에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
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본 발명은 전자 영상 기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시야각 조절과 입체 영상 표시가 가능한 전자 영상 기기 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자 영상 기기의 품질을 평가하는 특성 중 하나가 시야각이다. 이는 시야각이 넓을수록 보다 넓은 영역에서 전자 영상 기기가 구현하는 화면을 관찰할 수 있기 때문이다.
그런데 전자 영상 기기에 개인 정보나 사생활 보호가 필요한 화면이 표시되는 경우 이 화면이 주변의 다른 사람에게 노출될 수 있으므로, 넓은 시야각 특성이 오히려 사용자에게 불리하게 작용할 수 있다. 따라서 필요에 따라 시야각을 조절할 수 있는 기능이 요구되고 있으며, 이를 위한 다양한 방법이 개발되고 있다.
한편, 표시부 앞면에 액정 베리어를 부착하여 2차원 영상과 3차원 영상을 선택적으로 표시하는 전자 영상 기기가 공지되어 있다. 2차원 모드에서 액정 베리어는 전면 투과형이 되어 표시부가 구현하는 화면을 그대로 투과시킨다.
3차원 모드에서 표시부는 좌안 영상과 우안 영상을 공간 분할 또는 시분할 방식으로 나누어 표시하고, 액정 베리어는 광학적으로 광 투과부와 광 차단부를 생성한다. 액정 베리어에 의해 좌안 영상과 우안 영상이 각각 관찰자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리되면서 관찰자는 표시부의 영상을 입체로 느끼게 된다.
그런데 지금까지의 전자 영상 기기 분야에서는 시야각 조절이 가능한 전자 영상 기기와, 입체 영상 표시가 가능한 전자 영상 기기가 개별적으로 연구 개발되 고 있는 실정에 있다.
본 발명은 시야각 조절 기능과 입체 영상 표시 기능을 동시에 갖춘 전자 영상 기기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 영상 기기는 화상을 표시하는 표시부와, 표시부의 전방에 위치하는 베리어를 포함하며, 베리어는 액정층과, 액정층의 제1측에 위치하고 액정층에 수평 전기장을 형성하는 제1 제어부와, 액정층의 제2측에 위치하고 액정층에 수직 전기장을 형성하는 제2 제어부를 포함한다.
제1 제어부는 베리어의 일 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들 및 제2 전극들과 간격을 두고 위치하는 제3 전극을 포함할 수 있다. 제3 전극은 제1 전극들 및 제2 전극들과 다른 층에 위치하거나, 제1 전극들 및 제2 전극들과 같은 층에 위치할 수 있다.
제2 제어부는 액정층의 제2측 전체에 위치하는 공통 전극으로 이루어질 수 있다. 다른 한편으로, 제2 제어부는 복수의 개구부들을 형성하는 공통 전극으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전자 영상 기기는 화상을 표시하는 표시부와, 표시부의 전방에 위치하는 베리어를 포함하며, 베리어는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하는 액정층과, 제1 기판의 내면에 위치하고 베리어의 일 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 기판의 내면에서 제1 전극들 및 제2 전극들과 간격을 두고 위치하는 제3 전극과, 제2 기판의 내면에 위치하는 공통 전극을 포함한다.
베리어는 제1 기판의 외면에 위치하며 제1 편광축을 가지는 제1 편광판과, 제2 기판의 외면에 위치하며 제1 편광축과 직교하는 제2 편광축을 가지는 제2 편광판을 포함할 수 있다. 또한, 베리어는 제1 전극들과 제2 전극들 및 제3 전극을 덮으면서 제1 기판의 내면에 위치하는 제1 배향막과, 공통 전극을 덮으면서 제2 기판의 내면에 위치하는 제2 배향막을 포함할 수 있으며, 제1 배향막과 제2 배향막은 서로 역평행(anti-parallel)인 배향 방향을 가질 수 있다. 베리어는 노멀리 블랙 모드의 초기 상태를 가질 수 있다.
제3 전극은 절연막을 사이에 두고 제1 전극들과 제2 전극들 하부에 위치할 수 있다. 제3 전극은 제1 기판의 유효면 전체에 형성될 수 있으며, 제1 전극들과 제2 전극들은 적어도 하나의 개구부를 형성할 수 있다. 절연막은 액정층보다 작은 두께로 형성될 수 있으며, 공통 전극은 베리어의 일 방향을 따라 길게 배치된 복수의 개구부들을 형성할 수 있다.
다른 한편으로, 제3 전극은 제1 전극들 및 제2 전극들과 같은 층에서 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 위치할 수 있다. 제1 전극들은 일측 단부에서 제1 연결부를 통해 서로 연결될 수 있고, 제2 전극들은 제1 연결부와 마주하는 반대편 일측 단부에서 제2 연결부를 통해 서로 연결될 수 있으며, 제3 전극은 제1 전극들과 제2 전극들 사이에서 지그재그 형상으로 이어져 위치할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 영상 기기를 개략화하여 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예의 전자 영상 기기(100)는 화상을 표시하는 표시부(10)와, 표시부(10) 전방에 위치하는 베리어(20)를 포함한다. 표시부(10)는 복수의 화소들을 구비하며, 각각의 화소는 적색, 녹색, 및 청색의 부화소(sub-pixel)들로 구성되어 풀-칼라 영상을 표시한다.
표시부(10)는 2차원 영상 신호를 인가받아 2차원 영상을 표시한다. 다른 한편으로, 표시부(10)는 화소별 또는 부화소별로 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 인가받아 좌안 영상과 우안 영상을 나누어 표시할 수 있다. 이러한 영상 신호 제어는 도시하지 않은 영상 신호 제어부를 통해 실행된다.
표시부(10)로는 현재 개발된 모든 표시 장치가 적용될 수 있다. 일례로 표시부(10)는 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 음극선관, 플라즈마 디스플레이 패널 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 표시부(10)의 적용예를 설명하기 위하여 도 2에 능동 구동형(active matrix) 유기 발광 표시 패널(12)의 단면을 나타내었으며, 도 3에 박막 트랜지스터형 액정 표시 패널(TFT-LCD)(18)의 단면을 나타내었다.
도 2를 참고하면, 유기 발광 표시 패널(12)은 부화소마다 적어도 2개의 박막 트랜지스터(14)와, 이 박막 트랜지스터(14)에 의해 발광이 제어되는 유기 발광 소자(16)를 포함한다. 유기 발광 소자(16)는 애노드 전극(161)과 캐소드 전극(162) 및 애노드 전극(161)과 캐소드 전극(162) 사이에 위치하는 유기 발광층(163)을 포함한다.
도 3을 참고하면, 액정 표시 패널(18)은 액정층(20)을 사이에 두고 마주하는 화소 전극(22) 및 공통 전극(24)과, 화소 전극(22)의 구동을 제어하는 박막 트랜지스터(26)와, 색 표시를 위한 컬러 필터(28)를 포함한다. 액정 표시 패널(18)의 전방과 후방에는 도시하지 않은 편광판이 위치하고, 액정 표시 패널(18)에 빛을 제공하는 광원이 제공될 수 있다.
도 1에는 표시부(10)가 상부 기판(101)과 하부 기판(102)을 포함하는 평판형인 경우를 도시하였으나, 표시부(10)는 평판형에 한정되지 않는다.
베리어(20)는 액정을 이용한 액정 베리어로 이루어진다. 베리어는 액정층(도시하지 않음)의 제1측에 위치하며 액정층에 수평 전기장을 형성하여 광 투과를 제어하는 제1 제어부(도시하지 않음)와, 액정층의 제2측에 위치하며 액정층에 수직 전기장을 형성하여 시야각을 조절하는 제2 제어부(도시하지 않음)를 포함한다.
베리어(20)는 다음에 설명하는 구성에 의해 2차원 광시야 모드(이하, '광시야 모드'라 한다)와 2차원 협시야 모드(이하, '협시야 모드'라 한다) 및 입체 영상 모드 중 어느 하나를 선택적으로 구현한다.
즉, 표시부(10)가 2차원 영상을 표시할 때 베리어(20)는 전면 투과형이 되며, 시야각 조절 기능을 갖추어 광시야 모드와 협시야 모드 중 어느 하나를 구현한다. 그리고 표시부(10)가 화소별 또는 부화소별로 좌안 영상과 우안 영상을 나누어 표시할 때 베리어(20)는 광학적으로 광 차단부와 광 투과부를 형성한다. 이때 전자 영상 기기는 오토스테레오스코피 방식으로 입체 영상을 표시한다.
도 1에서 부호 103과 104는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit; FPC) 등의 외부 모듈이 실장되어 표시부(10)의 내부 전극들에 구동 전압을 인가하는 제1 패드부를 나타낸다. 부호 201은 외부 모듈이 실장되어 베리어(20)의 내부 전극들에 구동 전압을 인가하는 제2 패드부를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제1 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 4를 참고하면, 제1 실시예에 따른 베리어(210)는 서로 대향 배치되는 제1 기판(22) 및 제2 기판(24)과, 제1 기판(22)과 제2 기판(24) 사이에 위치하는 액정층(26)과, 제1 기판(22)의 내면에 형성되며 베리어(210)의 일 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)과, 절연막(32)을 사이에 두고 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30) 하부에 위치하는 제3 전극(34)과, 제2 기판(24)의 내면에 위치하는 공통 전극(36)을 포함한다.
또한, 베리어(210)는 제1 기판(22)의 외면에 위치하는 제1 편광판(38)과, 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)을 덮으면서 제1 기판(22) 내면에 위치하는 제1 배향막(40)과, 제2 기판(24)의 외면에 위치하는 제2 편광판(42)과, 공통 전극(36)을 덮으면서 제2 기판(24) 내면에 위치하는 제2 배향막(44)을 더욱 포함한다.
제1 기판(22)이 표시부(10)를 향한 하부 기판이 될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다. 제1 기판(22)과 제2 기판(24)은 투명 기판으로 형성된다. 제1 전극들(28), 제2 전극들(30), 제3 전극(34), 및 공통 전극(36)은 투명 전극으로 형성된 다. 이 투명 전극은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어질 수 있다.
제1 기판(22)에 위치하는 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30) 및 제3전극(34)이 액정층(26)에 수평 전기장을 형성하는 제1 제어부를 구성하며, 제2 기판(24)에 위치하는 공통 전극(36)이 액정층(26)에 수직 전기장을 형성하는 제2 제어부를 구성한다.
도 5는 도 4에 도시한 베리어 중 제1 및 제2 편광판과 제1 및 제2 배향막을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5를 참고하면, 전술한 베리어에서 제1 편광판(38)과 제2 편광판(42)은 편광축(381, 421)이 서로 직교하도록 배치된다. 제1 배향막(40)은 제1 편광판(38)의 편광축(381)과 나란한 방향을 따라 러빙될 수 있으며, 도 5에서 제1 배향막(40)의 배향 방향을 A 화살표로 표기하였다.
제2 배향막(44)은 제1 편광판(38)의 편광축(381)과 나란하지만 제1 배향막(40)의 배향 방향과 180도 다른 방향으로 러빙될 수 있다. 도 5에서 제2 배향막(44)의 배향 방향을 B 화살표로 표기하였다. 제1 배향막(40)의 배향 방향과 제2 배향막(44)의 배향 방향은 역평행(anti-parallel)이다.
베리어(201)는 전술한 편광축과 배향 방향 설정에 의해 전압 무인가시 광을 차단하는 노멀리 블랙(normally black) 모드의 초기 상태를 가질 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)은 베리어(210)의 일 방향, 특히 표시부(10)가 구현하는 화면의 수평 방향(도 4에 표기된 x축 방향)을 따라 교대로 반복 배치된다. 제3 전극(34)은 제1 기판(22)의 유효면 전체에 위치하며, 공통 전극(36) 역시 제2 기판(24)의 유효면 전체에 위치한다.
절연막(32)은 액정층(26)보다 작은 두께로 형성되며, 제3 전극(34)은 공통 전극(36)보다 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)에 가깝게 위치한다. 이 경우 제1 제어부에 낮은 구동 전압을 인가하여도 액정층(26)에 수평 전기장을 용이하게 형성할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시한 베리어 중 제1 전극들과 제2 전극들을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6을 참고하면, 제1 전극들(28)은 일측 단부(도 6을 기준으로 상측 단부)에서 제1 연결부(46)를 통해 서로 연결되고, 제2 전극들(30)은 제1 연결부(46)와 마주하는 반대편 일측 단부(도 6을 기준으로 하측 단부)에서 제2 연결부(48)를 통해 서로 연결된다. 따라서 제1 전극들(28)은 하나의 패드부(281)를 통해 동시에 전압을 인가받을 수 있으며, 제2 전극들(30) 역시 하나의 패드부(301)를 통해 동시에 전압을 인가받을 수 있다.
그리고 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)은 그 내부에 적어도 하나의 개구부(282, 302)를 형성하여 절연막(32)의 일부를 노출시킨다. 이 개구부들(282, 302)을 통해 제3 전극(34)이 액정층(26)에 영향을 미쳐 액정 분자들의 배열 방향을 변화시킬 수 있다. 각각의 개구부(282, 302)는 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)과 나란한 슬릿 모양으로 형성될 수 있다.
이하, 제1 실시예에 따른 베리어에서 광시야 모드와 협시야 모드 및 입체 영상 모드의 동작에 대해 설명한다.
도 7은 도 4에 도시한 베리어의 광시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 7을 참고하면, 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)이 제1 전압(V1)을 인가받고, 제3 전극(34)이 제2 전압(V2)을 인가받는다. 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이는 임계치 이상이다. 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되어 액정 분자들이 회전하고, 베리어(210)는 전면 투과형이 된다.
즉, 제1 배향막(40)과 제2 배향막(44)에 인접한 액정 분자들은 배향막(40, 44)의 배향 규제력(anchoring force)에 의해 고정되지만, 액정층(26)의 중간에 위치하는 액정 분자들은 전기장 방향을 따라 회전한다. 이로써 제1 편광판(38)을 통해 선형 편광된 빛은 회전한 액정 분자들에 의해 정상(ordinary)과 이상(extra-ordinary)의 두가지 상으로 분리되고, 원 편광 또는 타원 편광되어 제2 편광판(42)을 투과하게 된다.
이때 액정 분자들은 수평 전기장에 의해 제1 기판(22) 및 제2 기판(24)과 평행한 상태에서 회전하기 때문에, 전자 영상 기기를 경사 방향에서 관찰하더라도 시야각 특성이 우수하므로 광시야 모드를 구현할 수 있다.
도 8은 도 4에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 8을 참고하면, 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)이 제1 전압(V1)을 인가받고, 제3 전극(34)이 제2 전압(V2)을 인가받으며, 공통 전극(36)이 제3 전압(V3) 을 인가받는다. 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이는 임계치 이상이며, 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 레벨 차이는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이보다 낮을 수 있다.
제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되고, 액정 분자들이 수평 전기장에 의해 제1 기판(22) 및 제2 기판(24)과 평행한 상태에서 회전하면서 베리어(210)는 전면 투과형이 된다. 이와 동시에 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 레벨 차이에 의해 액정층(26) 상부에 수직 전기장이 형성되고, 수평 전기장에 의해 회전한 액정 분자들이 다시 수직 전기장에 의해 일부 세워진다.
따라서 경사 방향에서는 액정 분자들이 기울어진 상태가 되므로, 전자 영상 기기를 경사 방향에서 관찰하면 기울어진 액정 분자들에 의해 위상차가 발생하고, 결국 시야각이 좁아져 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 9a는 도 4에 도시한 베리어의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이고, 도 9b는 도 4에 도시한 베리어를 구비한 전자 영상 기기의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 9a를 참고하면, 제1 전극들(28) 또는 제2 전극들(30)이 제1 전압(V1)을 인가받고, 제3 전극(34)이 제2 전압(V2)을 인가받는다. 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이는 임계치 이상이다. 도 9a에서는 일례로 제1 전극들(28)에 제1 전압(V1)을 인가한 상태를 도시하였다.
제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이에 의해 제1 전극들(28)이 위치하 는 영역에 한해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되고, 이 수평 전기장에 의해 제1 전극들(28)이 위치하는 영역만 투과형이 된다. 따라서 베리어(210) 가운데 제2 전극들(30)이 위치하는 영역이 초기 상태를 유지하여 광 차단부(50)가 되고, 제1 전극들(28)이 위치하는 영역이 광 투과부(52)가 된다.
도 9b를 참고하면, 표시부(10)는 화소별 또는 부화소별로 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 인가받아 좌안 영상과 우안 영상을 나누어 표시한다. 도 9b에서는 부화소별로 좌안 영상과 우안 영상을 나누어 표시하는 경우를 도시하였다. 도 9b에서 Rr, Rg, Rb가 우안 영상을 표시하는 적색과 녹색 및 청색 부화소들을 나타내고, Lr, Lg, Lb가 좌안 영상을 표시하는 적색과 녹색 및 청색 부화소들을 나타낸다.
베리어(210)가 광학적으로 광 차단부(50)와 광 투과부(52)를 형성함에 따라, 표시부(10)에서 구현된 좌안 영상과 우안 영상은 베리어(210)를 거치면서 각각 관찰자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리된다. 이로써 전자 영상 기기(100)를 관찰하는 관찰자는 표시부(10)의 영상을 입체로 인식하게 된다.
전술한 제1 실시예의 베리어(210)에서 광시야 모드와 협시야 모드 및 입체 영상 모드의 구동 방법은 전술한 예에 한정되지 않으며, 액정, 편광판 및 배향막의 종류에 따라 다양하게 변형 가능하다.
도 10은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제2 실시예를 나타낸 부분 단면도이고, 도 11a에는 도 10에 도시한 공통 전극의 평면도이다.
도 10와 도 11a를 참고하면, 제2 실시예의 베리어(220)는 다음에 설명하는 공통 전극(36')의 형상을 제외하고 전술한 제1 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명한다.
본 실시예의 베리어(220)에서 공통 전극(36')은 복수의 개구부들(361)을 형성하며, 이 개구부(361)는 슬릿 모양으로 형성될 수 있다. 각 개구부(361)는 도 11a에 도시한 바와 같이 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)과 나란한 방향(도 11a에 표기된 y축 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 도 11b에 도시한 바와 같이 각 개구부(362)는 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)과 직교하는 방향(도 11b에 표기된 x축 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다.
본 실시예의 베리어(220)는 전술한 제1 실시예의 베리어(210)와 동일한 동작 조건에서 광시야 모드와 입체 영상 모드를 구현할 수 있으며, 협시야 모드 동작은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
도 12는 도 10에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 12를 참고하면, 제3 전극(34)이 제2 전압(V2)을 인가받고, 공통 전극(36')이 제3 전압(V3)을 인가받는다. 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 레벨 차이는 전술한 제1 실시예에서 언급된 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 레벨 차이보다 낮을 수 있다.
제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 전기장이 형성되고, 액정 분자들의 배열 방향이 변화하여 베리어(220)는 전면 투과형이 된다. 이와 동시에 경사 방향의 관찰 위치에서 위상차가 존재하게 되므로 베리어(220)는 협시야 모드를 구현할 수 있다.
공통 전극(36')이 도 11a에 도시한 개구부들(361)을 형성할 때 시야각이 조절되는 방향은 화면의 수직 방향(도 11a에 표기한 y축 방향)일 수 있으며, 도 11b에 도시한 개구부들(362)을 형성할 때 시야각이 조절되는 방향은 화면의 수평 방향(도 11b에 표기한 x축 방향)이 될 수 있다. 이러한 협시야 모드 동작은 제1 실시예의 베리어(210)가 구현하는 협시야 모드 동작보다 단순하므로 회로부 구성을 단순화할 수 있다.
도 13은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제3 실시예를 나타낸 부분 단면도이고, 도 14는 도 13에 도시한 베리어 중 제1 전극들과 제2 전극들 및 제3 전극을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 13과 도 14를 참고하면, 제3 실시예의 베리어(230)는 제1 기판(22)의 내면에서 같은 층에 위치하는 제1 전극들(54)과 제2 전극들(56) 및 제3 전극(58)을 포함하며, 이 전극들(54, 56, 58) 이외의 다른 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하게 이루어진다. 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명한다.
본 실시예에서 제1 전극들(54)과 제2 전극들(56)은 베리어(230)의 일 방향, 특히 표시부(10)가 구현하는 화면의 수평 방향(도 13과 도 14에 표기된 x축 방향)을 따라 교대로 반복 배치된다. 제1 전극들(54)은 일측 단부(도 14를 기준으로 상측 단부)에서 제1 연결부(60)를 통해 서로 연결되고, 제2 전극들(56)은 제1 연결부(60)와 마주하는 반대편 일측 단부(도 14를 기준으로 하측 단부)에서 제2 연결부(62)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제3 전극(58)은 제1 전극들(54) 및 제2 전극들(56)과 간격을 두고 제1 전극들(54) 및 제2 전극들(56) 사이에서 지그재그 형상으로 이어져 위치한다.
각각의 제1 전극(54)은 제2 연결부(62)를 향해 개방된 적어도 하나의 개구 부(541)를 형성할 수 있고, 각각의 제2 전극(56)은 제1 연결부(60)를 향해 개방된 적어도 하나의 개구부(561)를 형성할 수 있다. 이때 제3 전극(58)은 제1 전극 개구부(541) 및 제2 전극 개구부(561)를 향해 연장된 확장부들(581)을 형성한다.
이 개구부들(541, 561)과 확장부들(581)로 인해 낮은 구동 전압으로도 제1 전극들(54) 상부의 액정층(26)과 제2 전극들(56) 상부의 액정층(26)에 수평 전기장을 용이하게 형성할 수 있다.
도 15는 도 13에 도시한 베리어의 광시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 15를 참고하면, 제1 전극들(54)과 제2 전극들(56)이 제4 전압(V4)을 인가받고, 제3 전극(58)이 제5 전압(V5)을 인가받는다. 제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이는 임계치 이상이다.
제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되면서 액정 분자들이 회전하고, 베리어(230)는 전면 투과형이 된다. 이때 액정 분자들이 수평 전기장에 의해 제1 기판(22) 및 제2 기판(24)과 평행한 상태에서 회전하기 때문에, 전자 영상 기기를 경사 방향에서 관찰하더라도 시야각 특성이 우수하므로 광시야 모드를 구현할 수 있다.
도 16은 도 13에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 16을 참고하면, 제1 전극들(54)과 제2 전극들(56)이 제4 전압(V4)을 인가받고, 제3 전극(58)이 제5 전압(V5)을 인가받으며, 공통 전극(36)이 제6 전압(V6)을 인가받는다. 제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이는 임계치 이상이며, 제5 전압(V5)과 제6 전압(V6)의 레벨 차이는 제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이 보다 낮을 수 있다.
제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되고, 제5 전압(V5)과 제6 전압(V6)의 레벨 차이에 의해 액정층(26) 상부에 수직 전기장이 형성된다. 따라서 베리어(230)는 전면 투과형이 됨과 동시에, 경사 방향의 관찰 위치에서 위상차가 존재하므로 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 17은 도 13에 도시한 베리어의 입체 영상 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 17을 참고하면, 제1 전극들(54) 또는 제2 전극들(56)이 제4 전압(V4)을 인가받고, 제3 전극(58)이 제5 전압(V5)을 인가받는다. 제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이는 임계치 이상이다. 도 17에서는 일례로 제1 전극들(54)에 제4 전압(V4)을 인가한 상태를 도시하였다.
제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이에 의해 제1 전극들(54)이 위치하는 영역에 한해 액정층(26)에 수평 전기장이 형성되고, 이 수평 전기장에 의해 제1 전극들(54)이 위치하는 영역만 투과형이 된다. 따라서 베리어(230) 가운데 제2 전극들(56)이 위치하는 영역이 초기 상태를 유지하여 광 차단부(50)가 되고, 제1 전극들(54)이 위치하는 영역이 광 투과부(52)가 된다.
도 18은 도 1에 도시한 전자 영상 기기 중 베리어의 제4 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 18을 참고하면, 제4 실시예의 베리어(240)는 공통 전극(36')이 복수의 개구부들을 형성하는 것을 제외하고 전술한 제3 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다. 제3 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하였으며, 공통 전극(36')의 개구부들은 전술한 제2 실시예에서 언급된 개구부들(361, 362)과 같은 모양일 수 있다.
본 실시예의 베리어(240)는 전술한 제3 실시예의 베리어(230)와 동일한 동작 조건에서 광시야 모드와 입체 영상 모드를 구현할 수 있으며, 협시야 모드 동작은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
도 19는 도 18에 도시한 베리어의 협시야 모드를 나타낸 부분 단면도이다.
도 19를 참고하면, 제1 전극들(54)과 제2 전극들(56) 및 제3 전극(58)이 제5 전압(V5)을 인가받고, 공통 전극(36')이 제6 전압(V6)을 인가받는다. 제5 전압(V5)과 제6 전압(V6)의 레벨 차이는 전술한 제3 실시예에서 언급된 제4 전압(V4)과 제5 전압(V5)의 레벨 차이보다 낮을 수 있다.
제5 전압(V5)과 제6 전압(V6)의 레벨 차이에 의해 액정층(26)에 전기장이 형성되고, 액정 분자들의 배열 방향이 변화하여 베리어(240)는 전면 투과형이 된다. 이와 동시에 경사 방향의 관찰 위치에서 위상차가 존재하게 되므로 베리어(240)는 협시야 모드를 구현할 수 있다.
전술한 구성의 전자 영상 기기(100)는 휴대폰, 피디에이(PDA, personal digital assistant), 피엠피(PMP, protable multimedia player) 및 디지털 카메라와 같은 모바일 기기에 효과적으로 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 전술한 베리어가 동작 조건에 따라 광시야 모드와 협시야 모드 및 입체 영상 모드를 구현할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 전자 영상 기기는 하나의 베리어를 사용하여 시야각 조절 기능과 입체 영상 표시 기능을 동시에 갖추며, 사용자 편의를 최대화할 수 있다.

Claims (27)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 2차원 영상 신호와 입체 영상 신호를 선택적으로 인가받는 표시부; 및
    상기 표시부의 전방에 위치하며, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1 기판의 내면에 위치하며 상기 제1 기판의 일 방향을 따라 하나씩 교대로 배치되는 제1 전극들 및제2 전극들, 절연막을 사이에 두고 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들의 하부에 위치하는 제3 전극, 및 상기 제2 기판의 내면에 위치하는 공통 전극을 구비하는 베리어
    를 포함하고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 절연막을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 형성하며,
    상기 공통 전극이 상기 제1 전극들의 길이 방향과 폭 방향 중 어느 한 방향을 따라 길게 배치된 복수의 개구부를 형성하고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 제3 전극에 대해 같은 전위 차를 가질 때 2차원 영상을 표시하고, 상기 공통 전극에 형성된 개구부의 길이 방향을 따라 시야각이 조절되며, 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 제3 전극에 대해 서로 다른 전위 차를 가질 때 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들이 광 투과를 차단하여 입체 영상을 표시하는 전자 영상 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베리어가,
    상기 제1 기판의 외면에 위치하며 제1 편광축을 가지는 제1 편광판과,
    상기 제2 기판의 외면에 위치하며 상기 제1 편광축과 직교하는 제2 편광축을 가지는 제2 편광판
    을 포함하는 전자 영상 기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베리어가,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 및 상기 제3 전극을 덮으면서 상기 제1 기판의 내면에 위치하는 제1 배향막과,
    상기 공통 전극을 덮으면서 상기 제2 기판의 내면에 위치하는 제2 배향막을 포함하며,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막이 서로 역평행(anti-parallel)인 배향 방향을 가지는 전자 영상 기기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 베리어가 노멀리 블랙 모드의 초기 상태를 가지는 전자 영상 기기.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시부가 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 음극선관, 및 플라즈마 디스플레이 패널 중 어느 하나로 이루어지는 전자 영상 기기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제7항에 있어서,
    상기 절연막이 상기 액정층보다 작은 두께로 형성되는 전자 영상 기기.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 제1 전압을 인가받고, 상기 제3 전극이 제2 전압을 인가받아 2차원 광시야 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  16. 삭제
  17. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들이 제1 전압을 인가받고, 상기 제3 전극이 제2 전압을 인가받아 입체 영상 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  18. 삭제
  19. 제7항에 있어서,
    상기 제3 전극이 제2 전압을 인가받고, 상기 공통 전극이 제3 전압을 인가받아 2차원 협시야 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  20. 2차원 영상 신호와 입체 영상 신호를 선택적으로 인가받는 표시부; 및
    상기 표시부의 전방에 위치하며, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1 기판의 내면에 위치하며 상기 제1 기판의 일 방향을 따라 하나씩 교대로 반복하여 배치되는 제1 전극들 및 제2 전극들, 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 같은 층에서 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 사이에 위치하는 제3 전극, 및 상기 제2 기판의 내면에 위치하는 공통 전극을 구비하는 베리어
    를 포함하고,
    상기 제1 전극들이 일측 단부에서 제1 연결부를 통해 서로 연결되고, 상기 제2 전극들이 상기 제1 연결부와 마주하는 반대편 일측 단부에서 제2 연결부를 통해 서로 연결되며, 상기 제3 전극이 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 사이에서 지그재그 형상으로 이어져 위치하고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 제3 전극에 대해 같은 전위 차를 가질 때 2차원 영상을 표시하며, 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 제3 전극에 대해 서로 다른 전위 차를 가질 때 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들이 광 투과를 차단하여 입체 영상을 표시하는 전자 영상 기기.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극들이 상기 제2 연결부를 향해 개방된 개구부를 형성하고,
    상기 제2 전극들이 상기 제1 연결부를 향해 개방된 개구부를 형성하며,
    상기 제3 전극이 상기 제1 전극들 개구부와 상기 제2 전극들 개구부를 향해 연장된 확장부들을 형성하는 전자 영상 기기.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 제3 전압을 인가받고, 상기 제3 전극이 제4 전압을 인가받아 2차원 광시야 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 제3 전압을 인가받고, 상기 제3 전극이 제4 전압을 인가받으며, 상기 공통 전극이 제5 전압을 인가받아 2차원 협시야 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들이 제3 전압을 인가받고, 상기 제3 전극이 제4 전압을 인가받아 입체 영상 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 공통 전극이 상기 제1 전극들의 길이 방향과 폭 방향 중 어느 한 방향을 따라 길게 배치된 복수의 개구부들을 형성하는 전자 영상 기기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 및 상기 제3 전극이 제3 전압을 인가받고, 상기 공통 전극이 제5 전압을 인가받아 2차원 협시야 모드를 구현하는 전자 영상 기기.
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