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KR102192590B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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KR102192590B1 KR1020140012622A KR20140012622A KR102192590B1 KR 102192590 B1 KR102192590 B1 KR 102192590B1 KR 1020140012622 A KR1020140012622 A KR 1020140012622A KR 20140012622 A KR20140012622 A KR 20140012622A KR 102192590 B1 KR102192590 B1 KR 102192590B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 영상을 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 인지되도록 하기 위해 2차원 모드 또는 3차원 모드로 동작하는 액정 렌즈 패널을 포함하고, 상기 액정 렌즈 패널은 서로 마주하는 하부 기판 및 상부 기판, 상기 하부 기판 위에 형성된 하부 렌즈 전극, 상기 상부 기판 위에 형성된 상부 렌즈 전극, 및 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고, 상기 액정 렌즈를 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환하는 경우, 상기 액정 렌즈의 상기 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압이 단계적으로 증가하면서 인가된다. 본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널 위에 액정 렌즈가 위치함으로써 액정 렌즈의 온/오프에 따라 2차원 영상 및 3차원 영상을 모두 표시할 수 있다. 또한, 액정 렌즈가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변화시, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압을 단계적으로 인가함으로써, 과부하가 발생하던 문제를 해결하였다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 대한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 2차원 평면 영상을 표시한다. 최근 게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 상기 표시 장치를 이용하여 3차원 입체 영상을 표시하고 있다.
입체 영상 표시 장치는 양안 시차(Binocular disparity)를 가지는 좌안 영상과 우안 영상을 관찰자의 좌안과 우안 각각에 분리하여 보여준다. 관찰자는 양안을 통해 좌안 영상과 우안 영상을 보게 되고, 뇌에서 이 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.
상기 입체 영상을 만들기 위하여 입체 안경을 이용하여 좌안 화상과 우안 화상을 분리하는 선편광 방식 입체 표시 장치가 사용되었지만, 시청자가 안경을 착용해야 한다는 불편함이 있었다.
상기 불편함을 해소하기 위하여 최근에는 상기 안경을 착용하지 않는 방식들이 제안되고 있다. 상기 안경을 착용하지 않는 방식은 방향별 영상을 분리하는 소자에 따라 렌티큘라(Lenticular) 방식, 패럴렉스(Parallax) 방식, 인티그럴 포토그래피(Integral Photography) 방식, 홀로그래피(Holography) 방식 등으로 구분되며, 최근에는 렌티큘라 방식의 입체 영상 표시 장치에 관심이 집중되고 있다.
상기 렌티큘라 방식에 사용되는 렌즈는 볼록 렌즈 및 프레넬(Fresnel) 렌즈가 사용될 수 있다. 상기 프레넬 렌즈는 상기 볼록 렌즈 보다 얇은 두께를 가진다. 상기 프레넬 렌즈는 표면에 복수의 원호들을 갖는다. 상기 프레넬 렌즈는 상기 원호들에서 광을 굴절시킨다.
최근, 전기장으로 액정의 방향자 분포를 제어하여 렌즈를 구현하는 액정 렌즈들이 제조되고 있다. 상기 액정 렌즈들은 상판, 하판 및 상기 상판 및 하판 사이의 두꺼운 액정층을 포함한다. 상기 액정 렌즈는 복수의 전극으로 이루어져 있으며, 각각의 전극에 상이한 전압을 공급하여 액정의 방향자 분포를 제어한다.
한편 평면 영상 표시 방법에서 입체 영상 표시 방법으로 전환하는 과정에서 2차원/3차원 겸용 영상 표시 장치가 개발되고 있으며, 이를 위해 스위칭이 가능한 렌즈가 개발되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 패널 위에 액정 렌즈가 위치함으로써 2차원 영상 및 3차원 영상을 모두 표시할 수 있고, 특히 2차원 영상 모드에서 3차원 영상 모드로 전환시 액정 렌즈에 과부하가 발생하던 문제점을 해결한 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 영상을 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 인지되도록 하기 위해 2차원 모드 또는 3차원 모드로 동작하는 액정 렌즈 패널을 포함하고, 상기 액정 렌즈 패널은 서로 마주하는 하부 기판 및 상부 기판, 상기 하부 기판 위에 형성된 하부 렌즈 전극, 상기 상부 기판 위에 형성된 상부 렌즈 전극, 및 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고, 상기 액정 렌즈를 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환하는 경우, 상기 액정 렌즈의 상기 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압이 단계적으로 증가하면서 인가된다.
상기 표시 패널은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel, EDP), 유기 발광 표시 패널(organic light-emitting display panel, OLED panel) 및 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP)로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 하부 렌즈 전극은 복수의 하부 렌즈 전극 그룹으로 나뉘어 지고, 하나의 상기 하부 렌즈 전극 그룹에서 각 상기 하부 렌즈 전극의 폭이 상기 하부 렌즈 전극 그룹의 경계에서 중앙으로 갈수록 폭이 넓어지고, 상기 상부 렌즈 전극은 하나의 판으로 이루어질 수 있다.
상기 액정 렌즈 패널은 상기 하부 기판의 일측에 형성된 DC-DC 변환부, 상기 DC-DC 변환부와 연결된 복수의 구동 IC를 포함하며, 상기 복수의 구동 IC는 상기 하부 렌즈 전극 및 상기 상부 렌즈 전극과 연결되어 있을 수 있다.
상기 DC-DC 변환부는 상기 하부 렌즈 전극에 전압을 공급하고, 상기 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 공급하며, 상기 DC-DC 변환부의 일측에 위치하는 피드백 단자에 외부 신호를 인가하여, 상기 DC-DC 변환부에서 상기 상부 렌즈 전극으로 인가되는 공통 전압을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
상기 액정 렌즈 패널은 상기 DC-DC 변환부의 피드백 단자와 연결된 전압 제어부를 포함하고, 상기 전압 제어부는 2차원 모드 또는 3차원 모드에 따라 다른 로직 신호를 출력하여 DC-DC 변환부에 공급할 수 있다.
상기 전압 제어부는 2차원 모드에서 로직 하이(high) 신호를 출력하여 DC-DC 변환부의 공통 전압 출력을 억제하고, 3차원 모드에서 로직 로우(low) 신호를 출력하여 DC-DC 변환부가 공통 전압을 출력하도록 할 수 있다.
상기 전압 제어부는 상기 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 모드 전환될 때, 펄스폭 변조법(PWM)을 사용하여 DC-DC 변환부가 상부 렌즈 전극에 인가하는 공통 전압을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
상기 액정 렌즈는 2차원 모드에서는 상기 액정 렌즈의 상기 상부 렌즈 전극 및 상기 하부 렌즈 전극에 전압이 인가되지 않고, 3차원 모드에서는 상기 하부 렌즈 전극의 상기 하부 렌즈 전극 그룹에 포함된 개별 하부 렌즈 전극에 서로 상이한 전압이 인가되고, 상기 상부 렌즈 전극에는 일정 크기의 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 전압 제어부는 2차원 모드에서 3차원 모드로 모드 전환시, 펄스폭 변조법(PWM)을 사용하여 DC-DC 변환부가 상부 렌즈 전극에 인가하는 공통 전압을 선형적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 표시 장치를 2차원 영상모드에서 3차원 영상 모드로 전환하는 신호가 생성되는 단계, 전환 신호가 액정 렌즈 패널의 직류 전원부 및 전압 제어부에 인가되는 단계, 전환 신호를 인가받은 액정 렌즈의 직류 전원부가 온(on)되어 직류 전원을 DC-DC 변환부에 공급하는 단계, 전환 신호를 인가받은 전압 제어부에서 로직 하이(high) 신호를 로직 로우(low) 신호로 펄스폭 변조법을 이용하여 변조하는 단계, 변조된 신호가 DC-DC 변환부의 피드백 단자를 통해 DC-DC 변환부에 공급되는 단계, 신호를 공급받은 DC-DC 변환부의 출력이 서서히 상승하여, 서서히 증가하는 공통 전압을 생성하는 단계, DC-DC 변환부에서 형성된 공통 전압이 전류 증폭기를 통과하는 단계, 전류 증폭기를 통과한 공통 전압이 상부 렌즈 전극에 공급되는 단계를 포함한다.
상기 직류 전원부에서 DC-DC 컨버터에 공급하는 전원은 11V 내지 13V일 수 있다.
상기 DC-DC 변환부에서 생성되는 공통 전압은 계단형으로 증가할 수 있다.
상기 DC-DC 변환부에서 생성되는 공통 전압은 선형으로 증가할 수 있다.
상기 DC-DC 변환부에서 최종적으로 형성되는 공통 전압은 액정 렌즈 패널에 인가되는 최저 전압과 최고 전압의 중간 값일 수 있다.
상기 전환 신호를 인가받은 전압 제어부에서 로직 하이(high) 신호를 로직 로우(low) 신호로 펄스폭 변조법을 이용하여 변조하는 단계는 상기 전압 제어부내에 위치한 제어 신호 발생부에서 디지털 신호인 로직 하이 신호 또는 로직 로우 신호를 형성하는 단계, 상기 제어 신호 발생부와 연결된 저역필터에서 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은, 표시 패널 위에 액정 렌즈가 위치함으로써 액정 렌즈의 온/오프에 따라 2차원 영상 및 3차원 영상을 모두 표시할 수 있다. 또한, 액정 렌즈가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변화시, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압을 단계적으로 인가함으로써, 과부하가 발생하던 문제를 해결하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 2A는 일반 프레넬 렌즈의 구조를 도시한 것이고, 도 2B는 도2A에서 점선으로 표시한 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 2C는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 하부 렌즈 전극의 단면도 및 배치도를 도시한 것이다
도 4a는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압 인가 방법을 도시한 것이고, 도 4b는 공통 전압 인가시 상부 렌즈 전극의 충전 전류를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명 비교예에 따른 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압 인가 방법을 도시한 것이고, 도 5b는 공통 전압 인가시 상부 렌즈 전극의 충전 전류를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 일 실시예에 따른 다단계 공통전압 발생 회로도이다.
도 7은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 제어 신호 발생부에서 생성되는 제어 신호를 나타낸 것이다.
도 8은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 전원 제어부에 흐르는 전류를 나타낸 것이다.
도 9는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명 비교예에 따른 단일 단계 공통 전압 발생 회로도이다.
도 11은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 제어 신호 발생부)에서 생성되는 제어 신호를 나타낸 것이다.
도 12는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 전원 제어부에 흐르는 전류를 나타낸 것이다.
도 13은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다.
도 14는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널의 구조를 도시한 것이다.
도 16은 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 전압 인가 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(40), 표시 패널 위에 위치하는 액정 렌즈 패널(50)를 포함한다.
표시 패널(40)로는 액정 표시 패널(liquid crystal display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel, EDP), 유기 발광 표시 패널(organic light-emitting display panel, OLED panel) 및 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP) 등의 다양한 표시 패널이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 표시 패널(40)로 상기 액정 표시 패널(LCD)을 예로서 설명한다.
표시 패널(40)은 서로 마주보는 제1 기판(11) 및 제2 기판(21), 상기 기판 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 제1 기판과 제2 기판에 형성된 전극에 가해지는 전위에 따라 액정 분자들이 배항하며, 영상을 표시하게 된다.
제1 기판은 다수의 화소 영역을 구비한다. 각 화소 영역에는 제 1 방향으로 연장된 게이트선(미도시), 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되어 게이트선과 절연되게 교차하는 데이터선(미도시) 및 화소 전극(미도시)을 구비한다. 또한, 각 화소에는 게이트선 및 데이터선에 전기적으로 연결되며, 화소 전극에 대응하여 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(미도시)가 구비된다. 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 제공한다. 또한, 제1 기판의 일측에는 드라이버 IC(미도시)가 구비될 수 있다. 드라이버 IC는 외부로부터 각종 신호를 입력받으며, 입력된 각종 제어 신호에 응답하여 표시 패널(40)을 구동하는 구동 신호를 상기 박막 트랜지스터 측으로 출력한다.
제2 기판은 일면 상에 백라이트 유닛(미도시)에서 제공되는 광을 이용하여 소정의 색을 구현하는 RGB 컬러필터 및 RGB 컬러필터 상에 형성되어 화소 전극과 대향하는 공통 전극(미도시)을 구비할 수 있다. 여기서 RGB 컬러필터는 박막 공정을 통하여 형성될 수 있다. 한편, 본 발명에서는 제2 기판에 컬러필터가 형성된 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 컬러필터는 제1 기판 상에 형성될 수도 있다. 또한, 제2 기판의 공통 전극이 제1 기판에 형성될 수도 있다.
액정층(3)은 화소 전극 및 공통 전극에 인가되는 전압에 의하여 특정 방향으로 배열됨으로써, 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광의 투과도를 조절하여, 표시 패널(40)이 영상을 표시할 수 있도록 한다. 백라이트 유닛이 존재하지 않는 경우, 표시판 전면으로 입사되어 반사되는 빛의 투과도를 조절하여 영상을 표시한다.
표시 패널(40) 상부에는 액정 렌즈(50)가 위치한다. 액정 렌즈(50)는 하부 기판(110), 상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판(210) 및 상기 하부 기판 및 상부 기판 사이에 개재된 액정층(31)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참고로 하여, 액정 렌즈에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2A는 일반 프레넬 렌즈의 구조를 도시한 것이고, 도 2B는 도2A에서 점선으로 표시한 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 2B에 도시된 계단 모양의 직선은 ZONE PALTE 위상 분포를 도시한 것이다. 도 2C는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈를 도시한 것이다.
본 발명에서, 액정 렌즈의 렌즈 전극은 복수의 개별 전극으로 이루어진 하부 렌즈 전극(300) 및 상기 하부 전극과 마주보고 위치하는 상부 렌즈 전극(310)으로 이루어져 있다. 상부 렌즈 전극은 판으로 이루어질 수 있으며, 상부 렌즈 전극과 하부 렌즈 전극 모두 투명하다. 그러나, 상부 렌즈 전극은 통판이 아닌 하부 전극과 유사한 형상의 개별 전극 구조를 가질 수도 있다.
도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 하부 렌즈 전극(300)의 단면도 및 배치도를 도시한 것이다. 하부 렌즈 전극(300)은 복수의 가지 전극(제1 렌즈 전극, 제2 렌즈 전극)들이 스트라이프(stripe) 형상으로 배치되어 있다. 상기 가지 전극은 일정한 패턴으로 반복되어 배치되어 있으며, 하나의 동일 패턴이 하나의 단위 렌즈 그룹을 구성한다. 즉, 도 3은 하나의 단위 렌즈 그룹을 도시한 것이다.
도 3을 참고하면, 하나의 단위 렌즈는 중심으로 갈수록 개별 렌즈 전극의 폭이 커지는 형상을 가지고 있다. 이러한 단위 렌즈는 존 플레이트(zone plate) 타입의 액정 렌즈로 기능한다. 존 플레이트는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)라고도 불리우며, 빛의 회절(diffraction) 현상을 이용하여 렌즈 효과(lensing effect)를 구현한다. 본 발명 표시 장치의 액정 렌즈는, 복수의 하부 개별 렌즈 전극에 각기 다른 전압이 인가되고, 상부 렌즈 전극에는 공통 전압이 인가되어 렌즈 전극의 각 위치마다 액정 분자의 배향 정도가 달라지기 때문에 프레넬 렌즈처럼 기능하게 된다.
도 2C에 도시된 바와 같이, 본 발명 액정 렌즈는 하부 기판 (110), 상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판(210) 및 상기 하부 기판 및 상부 기판 사이에 개재된 액정층(31)을 포함한다.
제1 기판은 하부 기판(110), 하부 기판 상부에 형성된 제1 절연층(181), 복수의 제1 렌즈 전극(301), 제2 절연층(182) 및 복수의 제2 렌즈 전극(302)을 포함한다. 제1 렌즈 전극(301)과 상기 제2 렌즈 전극(302) 사이에 상기 제2 절연층(182)이 배치되므로, 제1 전극들과 상기 제2 전극들은 서로 다른 층에 형성되고, 서로 전기적으로 절연된다.
제1 렌즈 전극(301)및 제2 렌즈 전극(302)들은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 전극(301)및 제2 렌즈 전극(302)들은 인듐 주석 산화물(indi㎛ tin oxide: ITO), 인듐 아연 산화물(indi㎛ zinc oxide: IZO) 등을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제1 렌즈 전극과 제2 렌즈 전극은 일측에 위치한 구동 IC와 연결되어 액정 렌즈가 온(on)되는 경우 전압을 공급받는다.
제1 절연층(181) 및 제2 절연층(182)은 광을 투과시키는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(181) 및 제2 절연층(182)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등을 포함할 수 있다. 제1 절연층(181)은 하부 기판 상에 형성되고, 제1 절연층(181) 상에 제1 렌즈 전극(301)이 형성되고, 제1 렌즈 전극(301)이 형성된 제1 절연층(181) 상에 제2 절연층(182)이 형성되며, 제2 절연층(182) 상에 제2 렌즈 전극(302)이 형성된다. 제2 렌즈 전극 위에는 배향막(11)이 위치할 수 있다.
상부 기판(210) 위에는 상부 렌즈 전극(310)이 형성되어 있다. 상부 렌즈 전극(310)은 투명 도전성 산화 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 렌즈 전극(310)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide IZO) 등을 포함할 수 있다. 상부 렌즈 전극(310) 위에는 보호막(183) 및 배향막(21)등이 위치할 수 도 있다. 도시되지는 않았지만 상부 렌즈 전극(310)은 일측에 위치한 구동 IC로부터 일정 크기의 공통 전압(Vcom)을 인가받을 수 있다. 이때 상부 렌즈 전극(310)에 인가되는 공통 전압(Vcom)은 액정 렌즈에 인가되는 최저 전압(VEE)과 최고 전압(VDD)의 중간일 수 있다.
상부 렌즈 전극(310) 및 제1 렌즈 전극(301), 제2 렌즈 전극(302)에 전압이 공급되면, 액정층의 액정 분자들이 재배열된다. 따라서, 제1 렌즈 전극(301)및 제2 렌즈 전극(302)들, 상부 렌즈 전극(310) 및 액정층(31)은 단위 렌즈를 구성한다.
액정층(31)은 약 2㎛ 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다. 액정층(31)은 얇은 두께를 가지므로, 액정 분자(32)의 배향에 따른 고속 전환이 가능하다. 액정층(31)은 제1 렌즈 전극(301)및 제2 렌즈 전극(302)들, 상부 렌즈 전극(310)에 의해 프레넬 렌즈의 굴절율을 갖도록 배향될 수 있다.
액정 렌즈에 구동 전압이 인가되면, 제1 렌즈 전극(301) 및 제2 렌즈 전극(302)들, 상부 렌즈 전극(310) 간에 전위가 발생하고, 제1 렌즈 전극(301) 및 제2 렌즈 전극(302)들, 상부 렌즈 전극(310) 간에 개재된 액정층(31)의 액정 분자(32)들이 재배열한다. 이에 따라, 단위 렌즈는 프레넬 렌즈와 동일한 위상차 변화를 가질 수 있다. 따라서 액정 렌즈가 표시 패널 위에 위치하는 경우, 안경 없이도 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
본 발명 액정 렌즈는 액정 렌즈에 전압이 인가되지 않는 경우, 액정 렌즈의 액정층(31)의 액정 분자가 배향되지 않으므로 2차원 영상을 표시한다. 그러나 액정 렌즈에 전압이 인가되는 경우, 액정 렌즈 액정층의 액정 분자가 배향되면서 3차원 입체 영상을 표시하게 된다. 즉, 본 발명의 액정 렌즈는 표시 장치 위에 위치하면서, 2차원 영상 및 3차원 영상을 자유롭게 표시할 수 있다.
이때, 액정 렌즈가 3차원 영상을 표시하는 경우, 액정 렌즈의 하부 렌즈 전극 및 상부 렌즈 전극에 전압이 동시에 인가된다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 하부 렌즈 전극(300)은 복수개의 가지 전극으로 이루어져 있으나 상부 렌즈 전극(310)은 하나의 판으로 이루어져 있다. 상술한 바와 같이 하부 렌즈 전극(300)의 각 가지 전극에는 서로 상이한 전압이 인가되고, 상부 렌즈 전극(310)에는 공통 전압이 인가된다. 이때 인가되는 공통 전압 Vcom은 하부 렌즈 전극에 인가되는 최저 전압(VEE) 및 최대 전압(VDD)의 중앙 전압이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법은, 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 단계적으로 상승시켜 인가한다. 즉, 상부 렌즈 전극에 처음부터 공통 전압인 Vcom을 인가하는 것이 아니라, VEE부터 점진적으로, 계단식으로 전압을 증가시켜 최종적으로 Vcom에 이르게 한다.
도 4a는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압 인가 방법을 도시한 것이고, 도 4b는 공통 전압 인가시 상부 렌즈 전극의 충전 전류를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명 비교예에 따른 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 공통 전압 인가 방법을 도시한 것이고, 도 5b는 공통 전압 인가시 상부 렌즈 전극의 충전 전류를 나타낸 것이다.
도 4a를 참고하면, 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법은 상부 렌즈 전극의 공통 전압(Vcom)을 한번에 상승시키지 않고, 시간을 두고 단계적으로 상승시켜 전압을 인가하였다. 도 4b를 참고하면, 전압이 증가하는 시점마다 상부 렌즈 전극에 흐르는 전류는 증가하여 피크로 나타난다. 본 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법은 전압을 한번에 인가하지 않고 단계적으로 변화하여 증가시켰으므로, 하나의 큰 전류 피크가 나타나는 대신 여러 개의 짧은 피크가 나타난다. 즉, 상부 렌즈 전극에 한번에 많은 양의 전류가 흐르지 않고 전류가 분산되어 흐른다.
도 5는 본 발명 비교예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법을 나타낸 것이다. 도 5a를 참고하면, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 공통 전압이 한번에 인가되는 경우, 상부 렌즈 전극에는 순간적으로 과도한 전류가 흐른다. 이는 도 5b에 도시된 전류-시간 그래프에서, 3D 모드로의 동작 개시시 전류량이 급격히 증가하는 것으로 확인할 수 있다. 따라서 도 5b에는 하나의 큰 전류 피크가 나타난다.
본 발명 액정 렌즈에서, 하부 렌즈 전극이 복수개의 가지 전극으로 이루어진 반면 상부 렌즈 전극은 하나의 통판으로 이루어져 있다. 상부 렌즈 전극의 면적은 표시 패널의 화면 전체 면적에 대응하게 된다. 액정 렌즈 패널 자체가 수백 uF의 커패시터이므로, 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 인가하는경우 과부하가 걸리게 되고, 전압 인가와 동시에 액정 렌즈 전극이 구동되어 구동 IC가 전력을 소비하게 되므로 부하는 더욱 가중된다.
따라서 본 발명 비교예와 같이 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 한번에 인가하는 경우, 순간적으로 액정 렌즈에 과전류가 흐르고 과부하가 걸리는 는 문제점이 있었다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법은 공통 전압을 단계적으로 증가시켜 인가하므로 액정 렌즈의 과부하 문제를 해결하고, 과전류를 분산하였다.
도 5b의 전류-시간 그래프를 적분한 면적과, 도 4b의 전류-시간 그래프를 적분한 면적은 동일하다. 즉, 도 5 에서 2차원 영상모드에서 3차원 영상모드로 전환시 한번에 큰 과전류가 흐르고, 이는 도 5b 에서 하나의 큰 피크로 도시되어 있다. 그러나 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동시 전류를 나타낸 도 4b는, 하나의 큰 피크 대신에 복수개의 작은 피크가 나타난다. 이때, 도 4b의 그래프가 나타내는 면적의 합은, 도 5b의 그래프가 나타내는 면적의 합과 같다. 따라서, 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동방법은 한번에 과전류가 흐르지 않고 분산되어 흐르게 된다.
도 4a 에서, 인가 전압이 Vcom에 도달하는데 걸리는 시간 T는 수백 ms이다. 이는 인간이 인지할 수 있는 최소 시간보다 짧기 -문에, 본 발명과 같이 공통 전압을 단계적으로 인가하는 경우에도 시청자는 전압의 단계적 변화를 느끼지 못하고, 바로 2차원 영상에서 3차원 입체 영상으로 전환된 것으로 인식하게 된다.
그러면 도 6 내지 도 10을 참고하여 본 발명 액정 렌즈의 구동 방법에서 공통 전압을 단계적으로 인가하기 위한 예시적 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명 일 실시예에 따른 다단계 공통전압 발생 회로도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명 일 실시예에 따른 다단계 공통 전압 발생 회로도는 DC-DC 변환부(400), DC-DC 변환부에 연결된 저항 R1, R2, R3 및 R4, R3 및 R4에 연결된 전류 증폭기(450), DC-DC 변환부의 피드백 단자에 연결된 전압 제어부(500)를 포함한다.
도 5에 도시되지는 않았지만, DC-DC 변환부(400)는 직류 전원부와 연결되어 직류 전원 Vp 를 공급받을 수 있다.
저항 R1 및 R2는 DC-DC 변환부(400)로부터 출력되는 전압을 피드백 하는 역할을 한다. 즉, 저항 R1 및 R2는 DC-DC 변환부(400)의 피드백 단자 (FB)와 연결되어, DC-DC 변환부(400)에서 출력되는 전압을 조절하여 준다.
저항 R3 및 R4는 최대 전압(VDD) 및 최저 전압(VEE)를 분압하여 공통 전압을 생성한다. 생성된 공통 전압은 전류 증폭기(450)를 통과하여 상부 렌즈 전극으로 인가된다.
본 발명에서, DC-DC 변환부(400)의 피드백 단자(FB)는 전압 제어부 (500)와 연결되어 있다. 전압 제어부(500)는 제어 신호 발생부(510) 를 포함하며, 저항 R5, 다이오드 D1, 축전기 C1등을 추가로 포함할 수도 있다.
제어 신호 발생부(510)는 로직 하이(high) 신호 또는 로직 로우(low) 신호를 인가하여 DC-DC 변환부(400)의 출력 전압을 조절한다.
도 7은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 제어 신호 발생부(510)에서 생성되는 제어 신호를 나타낸 것이다. 도 8은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 전원 제어부에 흐르는 전류를 나타낸 것이다. 도 9는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다.
도 7은, 제어 신호 발생부(510)에서 생성하는 제어 신호이다. 2차원 영상을 표시하는 경우, 제어 신호 발생부(510)에서 일정한 로직 하이 신호가 생성된다. 이 신호는 DC-DC 변환부(400)의 피드백 단자로 인가된다. DC-DC 변환부(400)는 로직 하이 신호를 인가받으므로, 출력 전압이 높다고 인식하여 전압을 출력하지 않는다. 따라서 액정 렌즈의 전극에는 전압이 공급되지 않고, 액정 렌즈가 동작하지 않으므로 2차원 영상이 표시된다.
그러나, 3차원 입체 영상을 표시하고자 하는 경우 제어 신호 발생부(510)는 PWM 변조 형식으로 펄스를 변조율 100%에서 변조율 0%로 서서히 변화시킨다. 도 7에, 점점 변조율이 낮아지는 펄스 신호가 도시되어 있다. 3D 개시 시점으로부터, 3D 입체영상 표시 시점에 이르기까지, 제어 신호 발생부(510)에서 출력되는 제어 신호는 펄스폭 변조법으로 서서히 변화된다. DC-DC 변환부(400)는 로직 하이 신호에서 로직 로우 신호로 서서히 변조되는 신호를 피드백 단자를 통해 공급받는다. 따라서, DC-DC 변환부(400)는 출력 전압이 서서히 감소한다고 인식하므로 전압을 서서히 높여서 출력한다.
시간에 따라 펄스폭이 변조된 신호는 저항 R5, 다이오드 D1, 축전기 C1로 이루어진 저역필터(low pass filter)를 통과하게 된다. 도 8은 도 6의 P1 지점에서 흐르는 전류를 시간에 따라 측정한 그래프이다. 즉, 도 8은 low pass filter를 통과한 제어 신호의 low pass 성분을 도시한 것이다.
low pass filter를 통과한 제어 신호는 DC-DC 변환부에 공급된다. DC-DC 변환부(400)는 이러한 제어 신호를 피드백 단자(FB)를 통해서 공급받는다. 따라서 일정한 로직 하이 신호가 인가되던 2D 모드에서는 DC-DC 변환부로부터 전압이 출력되지 않았다. 그러나 로직 하이 신호가 로직 로우 신호로 서서히 변조되는 과정 동안, DC-DC 변환부는 출력 전압이 점점 감소한다고 인식하므로 출력 전압을 서서히 증가시킨다. 따라서, 최저 전압으로부터 Vcom에 이르기까지 단계적으로 높아지는 공통 전압이 출력된다.
도 9는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다. 도 9를 참고하면, 3차원 모드 개시 시점 이후부터 전압이 서서히 상승하여 Vcom에 도달함을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명 비교예에 따른 단일 단계 공통 전압 발생 회로도이다. 도 10을 참고하면, 도 10은 전압 제어부(500)가 존재하지 않는다. 따라서 DC-DC 변환부(400)에서 상부 렌즈 전극에 인가되는 공통 전압을 단계적으로 변화시킬 수 없다. 그러므로 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)을 단계적으로 인가하기 위해서는 전류 증폭기(450)의 증폭률을 가변하여 공급하여야 한다. 전류 증폭기(450)가 증폭률을 가변하여야 하기 -문에, 고사양의 전류 증폭기(450)가 요구된다.
또한, 본 발명 비교예에서 공통 전압(Vcom)을 단계적으로 인가하지 않고 한번에 인가하는 경우, 순간적으로 높은 전압이 인가되어야 하므로 직류 전원부의 용량이 커야 하며, DC-DC 컨버터의 용량도 커야 한다.
그러나 본 실시예에 따른 액정 렌즈의 구동 방법은, DC-DC 변환부의 피드백 단자에 외부 신호를 인가하여 DC-DC 변환부에서 상부 렌즈 전극에 인가되는 공통 전압을 단계적으로 조절한다. 그러므로 별도의 고사양의 전류 증폭기가 요구되지 않는다. 또한, 공통 전압이 단계적으로 인가되므로, 과부하 문제가 발생하지 않아 직류 전원부나 DC-DC 컨버터의 용량을 크게 할 필요도 없다.
그러면 도 11 내지 도 14를 참고하여 본 발명 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 11 내지 도 14를 참고하면, 도 11 내지 도 14에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은 도 6 내지 도 9에 도시된 액정 표시 장치의 구동 방법과 유사하다. 유사한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 11은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 제어 신호 발생부(510)에서 생성되는 제어 신호를 나타낸 것이다. 도 12는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 전원 제어부에 흐르는 전류를 나타낸 것이다. 도 13은 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다. 도 15는 공통 전압 인가시 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 충전 전류를 나타낸 것이다.
도 11을 참고하면, 도 10은 도 7에 비하여 펄스폭 변조율의 단계 변화폭이 세밀하다. 즉, 도 11에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법은, 펄스폭을 보다 세밀하게 변화시킨다.
따라서 도 12에 도시한 바와 같이, low pass filter를 통과하여 DC-DC 변환부의 피드백 단자에 합류되는 신호는 단계가 없을 만큼 세밀하다. 즉, 계단형태가 아니라 선형을 나타낸다.
그러므로, 도 13을 참고하면, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압도 계단 형태가 아니라 선형적으로 상승한다. 즉, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압은 VEE로부터 시작하여 Vcom에 이르기까지 선형적으로 증가한다. 이때, 그래프에 도시된 사선은 도 13에 점선으로 도시된 바와 같이 실제로는 미세한 단차를 갖는 수많은 계단이 모여 형성될 수 있다.
도 14는 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압을 도시한 것이다. 따라서 도 14를 참고하면 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극에 충전되는 전류는 피크 없이 일정하게 된다. 도 14의 전류 그래프는 도 14에 도시된 바와 같이 실제로는 미세한 수많은 피크가 모여 형성되었다.
본 발명 비교예에 따른 도 5b의 전류 그래프의 적분 면적과, 본 발명 일 실시예에 따른 도 4b의 전류 그래프의 적분 면적, 또한 본 발명 본 실시예에 따른 도 14의 전류 그래프의 적분 면적은 모두 동일할 수 있다. 즉, 본 발명 비교예에 따른 구동 방법은 3D 모드 개시와 동시에 단시간에 과전류가 흐르는 반면, 본 발명 실시예에 따른 구동 방법은 동일한 양의 전류를 일정 시간 동안 천천히 흐르게 함으로써 장치의 과부하를 막는다. 이때 전류가 인가되는 시간은 수백 msec 정도로서, 시청자가 단계적 변화를 시인하기에는 너무 짧은 시간이므로 시청자는 이러한 변화를 인식할 수 없다. 따라서 본 발명 실시예에 따른 구동 방법은, 실질적으로 시청자에게 불편을 가하지 않으면서도, 장치의 과부하를 억제하고 직류 전원부와 DC-DC 변환부의 용량 축소가 가능하다.
그러면 도 15를 참고하여 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널에 대하여 설명한다. 도 15는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널의 구조를 도시한 것이다.
도 15를 참고하면 본 발명 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널은 액정 렌즈에 전원을 공급하는 직류 전원부(150), DC-DC 변환부(400), DC-DC 변환부(400)와 연결된 전압 제어부(500), 복수의 구동 IC(600) 및 복수의 구동 IC와 연결된 전극 데이터 발생부(700)를 포함할 수 있다.
도 15에 도시되지는 않았지만 직류 전원부(150), DC-DC 변환부(400), 전압 제어부(500), 복수의 구동 IC(600), 전극 데이터 발생부(700) 등은 액정 렌즈의 하부 기판 일측에 형성될 수 있다. 또는 하부 기판의 양측에 형성될 수도 있다.
직류 전원부(150)는 DC-DC 변환부(400)에 연결되고 소정의 직류 전원 전압을 생성하여 DC-DC 변환부(400)에 공급한다.
DC-DC 변환부(400)는 복수의 구동 IC(600)에 연결되고, 직류 전원부(150)에서 공급되는 직류 전원 전압을 소정의 직류 전압으로 변환하여 복수의 구동 IC(600)에 공급한다. 도 15에서 구동 IC는 하나만 도시하였으나, 실제로는 복수개의 구동 IC가 존재할 수 있다.
구동 IC(600)는 전극 데이터 발생부(700)로부터 각 전극에 인가되는 전압을 인가받아 렌즈 전극에 공급한다. 전극 데이터 발생부(700)에는 액정 렌즈가 프레넬 렌즈로 동작하기 위하여 개별 하부 렌즈 전극에 인가되어야 하는 전압의 정보가 저장되어 있다. 구동 IC(600)는 이러한 정보를 전극 데이터 발생부(700)로부터 공급하여 개별 하부 렌즈 전극(300)에 전압을 인가한다.
또한 구동 IC(600)는 통판으로 이루어진 상부 렌즈 전극(310)에 전압을 인가한다. 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압은 DC-DC 컨버터에 연결된 전압 제어부(500)를 통하여 조절된다.
전압 제어부(500)는 제어 신호 생성부(510) 및 low pass filter를 포함하며, 전압 제어부(500)가 2차원 영상모드에서 3차원 입체 영상 모드로 전환시 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 인가하는 방법은 상술한 바와 동일하다.
즉, 전압 제어부(500)는 제어 신호 생성부(510)에서 제어 신호를 펄스 폭 변조 방법으로 서서히 변화시킴으로써, 전압을 서서히 인가한다.
2차원 영상을 표시하는 경우, 제어 신호 발생부(510)에서 일정한 로직 하이 신호가 생성된다. 이 신호는 DC-DC 변환부(400)의 피드백 단자(FB)로 인가된다. DC-DC 변환부(400)는 로직 하이 신호를 인가받으므로, 이미 출력 전압이 과도한 것으로 인식하여 전압을 출력하지 않는다. 따라서 액정 렌즈의 전극에는 전압이 공급되지 않고, 액정 렌즈가 동작하지 않으므로 2차원 영상이 표시된다.
그러나, 3차원 입체 영상을 표시하고자 하는 경우 제어 신호 발생부(510)는 PWM 변조 형식으로 로직 하이 신호를 로직 로우 신호로 서서히 변화시킨다. 따라서 DC-DC 변환부(400)에 공급되던 로직 하이 신호가 로직 로우 신호로 감소하므로, DC-DC 변환부(400)는 출력 전압이 감소하는 것으로 인식하므로 전압을 출력하게 된다. 제어 신호가 PWM 변조 형식으로 서서히 변화하므로, 출력 전압도 단계적으로 서서히 증가한다. PWM 변조율의 단계 변화폭을 작게 하는 경우, 출력 전압은 단계적이 아니라 선형적으로 증가할 수도 있다.
이러한 출력 전압은 구동 IC(400)를 통해 상부 렌즈 전극에 인가됨으로써, 액정 렌즈가 on 되어 3차원 입체 영상을 표시하게 된다.
그러면, 본 발명에 따른 표시 장치의, 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 전압 인가 방법에 대하여 도 16을 참고로 하여 상세히 설명한다. 도 16은 액정 렌즈의 상부 렌즈 전극의 전압 인가 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16을 참고로 하면, 표시 장치에 2차원 영상 모드에서 3차원 입체 영상 모드로 전환하는 경우 2차원에서 3차원으로 전환하는 신호가 발생한다(S100). 이러한 신호는 외부의 리모콘이나 입력 단자를 통하여 인가될 수 있다.
발생한 신호는 액정 렌즈 패널에 위치하는 직류 전원부 및 전압 제어부로 입력된다.
직류 전원부는 전환 신호를 인가받아 온(on) 되고(S110), 액정 렌즈 패널로 공급되는 직류 전원을 생성한다(S120). 이-, 생성되는 직류 전원은 11V 내지 13V 사이일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
한편, 전환 신호를 받은 전원 제어부는, 전원 제어부 내에 위치한 제어 신호 생성부에서 로직 하이 신호를 로직 로우 신호로 펄스폭 변조법을 이용하여 변환시킨다(S130).
전원 제어부내에는 제어 신호 생성부와 연결된 저역필터(low pass filter)가 존재한다. 저역 필터는 제어 신호 생성부에서 생성된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다(S140).
직류 전원 및 전원제어부로부터 발생한 변조 신호는 DC-DC 변환부로 공급된다. DC-DC 변환부는 변조 신호를 공급받아 출력을 서서히 증가시킨다(S150).
DC-DC 변환부의 출력이 서서히 증가함에 따라, DC-DC 변환부로부터 생성되는 공통 전압의 크기도 서서히 증가한다(S160). 이- 공통 전압의 최종 크기는 액정 렌즈에 인가되는 최저 전압과 최고 전압의 중간이다. 공통 전압의 증가 형태는 펄스폭 변조율에 따라 계단형 또는 선형일 수 있다.
생성된 공통 전압은 전류 증폭기로 공급되어, 증폭된다(S170). 전류 증폭기는 상부 렌즈 전극과 연결되어 있고, 증폭된 공통 전압이 상부 렌즈 전극에 공급된다(S180).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
11: 제1 기판 21: 제2 기판
3: 액정층 40: 표시 패널
50: 액정 렌즈 패널 31: 액정층
32: 액정 분자 110: 하부 기판
210: 상부 기판 181, 182, 183: 절연층
300: 하부 렌즈 전극 301: 제1 렌즈 전극
302: 제2 렌즈 전극 301: 상부 렌즈 전극
150: 전원부 400: DC-DC 변환부
450: 전류 증폭기 500: 전압 제어부
510: 제어신호 발생부 600: 구동 IC
700: 전극 데이터 발생부 FB: 피드백 단자

Claims (16)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널, 및
    상기 표시 패널의 영상을 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 인지되도록 하기 위해 2차원 모드 또는 3차원 모드로 동작하는 액정 렌즈 패널을 포함하고,
    상기 액정 렌즈 패널은 서로 마주하는 하부 기판 및 상부 기판,
    상기 하부 기판 위에 형성된 하부 렌즈 전극,
    상기 상부 기판 위에 형성된 상부 렌즈 전극, 및
    상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 액정 렌즈를 2차원 모드에서 3차원 모드로 전환하는 경우,
    상기 액정 렌즈의 상기 상부 렌즈 전극에 인가되는 전압이 단계적으로 증가하면서 인가되고,
    상기 액정 렌즈 패널은 상기 하부 기판의 일측에 형성된 DC-DC 변환부,
    상기 DC-DC 변환부와 연결된 복수의 구동 IC,
    상기 DC-DC 변환부의 피드백 단자와 연결된 전압 제어부를 포함하고,
    상기 전압 제어부는 상기 액정 렌즈가 2차원 모드에서 3차원 모드로 모드 전환될 때,
    펄스폭 변조법(PWM)을 사용하여 펄스를 변조율 100%에서 변조율 0%로 단계적으로 변화시키고, 상부 렌즈 전극에 인가하는 공통 전압을 단계적으로 증가시키는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 표시 패널은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel, EDP), 유기 발광 표시 패널(organic light-emitting display panel, OLED panel) 및 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP)로 이루어진 군에서 선택된 하나인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 하부 렌즈 전극은 복수의 하부 렌즈 전극 그룹으로 나뉘어 지고,
    하나의 상기 하부 렌즈 전극 그룹에서 각 상기 하부 렌즈 전극의 폭이 상기 하부 렌즈 전극 그룹의 경계에서 중앙으로 갈수록 폭이 넓어지고,
    상기 상부 렌즈 전극은 하나의 판으로 이루어진 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 복수의 구동 IC는 상기 하부 렌즈 전극 및 상기 상부 렌즈 전극과 연결되어 있는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 DC-DC 변환부는 상기 하부 렌즈 전극에 전압을 공급하고, 상기 상부 렌즈 전극에 공통 전압을 공급하며,
    상기 DC-DC 변환부의 일측에 위치하는 피드백 단자에 외부 신호를 인가하여, 상기 DC-DC 변환부에서 상기 상부 렌즈 전극으로 인가되는 공통 전압을 단계적으로 증가시키는 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 전압 제어부는 2차원 모드 또는 3차원 모드에 따라 다른 로직 신호를 출력하여 DC-DC 변환부에 공급하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 전압 제어부는 2차원 모드에서 로직 하이(high) 신호를 출력하여 DC-DC 변환부의 공통 전압 출력을 억제하고,
    3차원 모드에서 로직 로우(low) 신호를 출력하여 DC-DC 변환부가 공통 전압을 출력하도록 하는 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에서,
    상기 액정 렌즈는 2차원 모드에서는 상기 액정 렌즈의 상기 상부 렌즈 전극 및 상기 하부 렌즈 전극에 전압이 인가되지 않고,
    3차원 모드에서는 상기 하부 렌즈 전극의 상기 하부 렌즈 전극 그룹에 포함된 개별 하부 렌즈 전극에 서로 상이한 전압이 인가되고, 상기 상부 렌즈 전극에는 일정 크기의 공통 전압이 인가되는 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 표시 장치를 2차원 영상모드에서 3차원 영상 모드로 전환하는 신호가 생성되는 단계,
    전환 신호가 액정 렌즈 패널의 직류 전원부 및 전압 제어부에 인가되는 단계,
    전환 신호를 인가받은 액정 렌즈의 직류 전원부가 온(on)되어 직류 전원을 DC-DC 변환부에 공급하는 단계,
    전환 신호를 인가받은 전압 제어부에서 로직 하이(high) 신호를 로직 로우(low) 신호로 펄스폭 변조법을 이용하여 펄스를 변조율 100%에서 변조율 0%로 변조하는 단계,
    변조된 신호가 DC-DC 변환부의 피드백 단자를 통해 DC-DC 변환부에 공급되는 단계,
    신호를 공급받은 DC-DC 변환부의 출력이 서서히 상승하여, 서서히 증가하는 공통 전압을 생성하는 단계,
    DC-DC 변환부에서 형성된 공통 전압이 전류 증폭기를 통과하는 단계,
    전류 증폭기를 통과한 공통 전압이 상부 렌즈 전극에 공급되는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 직류 전원부에서 DC-DC 컨버터에 공급하는 전원은 11V 내지 13V인 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 DC-DC 변환부에서 생성되는 공통 전압은 계단형으로 증가하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 DC-DC 변환부에서 생성되는 공통 전압은 선형으로 증가하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제11항에서,
    상기 DC-DC 변환부에서 최종적으로 형성되는 공통 전압은 액정 렌즈 패널에 인가되는 최저 전압과 최고 전압의 중간 값인 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제11항에서,
    상기 전환 신호를 인가받은 전압 제어부에서 로직 하이(high) 신호를 로직 로우(low) 신호로 펄스폭 변조법을 이용하여 변조하는 단계는
    상기 전압 제어부내에 위치한 제어 신호 발생부에서 디지털 신호인 로직 하이 신호 또는 로직 로우 신호를 형성하는 단계,
    상기 제어 신호 발생부와 연결된 저역필터에서 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 전환하는 단계를 포함하는
    표시 장치의 구동 방법.
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