KR20130053103A

KR20130053103A - 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR20130053103A
Application number: KR1020110118645A
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 윤해영; 정승준; 김진환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-23
Also published as: US20130120366A1

Abstract

표시 패널은 투과제어부 및 차광부를 포함한다. 상기 투과제어부는 수직축 방향으로 연장된 제1 장변, 상기 제1 장변과 평행한 제2 장변, 수평축에 대해 제1 경사각으로 기울어진 방향으로 연장된 제1 단변 및 상기 제1 단변과 평행한 제2 단변을 포함하고, 광을 투과한다. 상기 차광부는 상기 투과제어부를 둘러싸고 광을 차단한다. 상기 수평축 방향으로 배열된 제n-1 투과제어부, 제n 투과제어부 및 제n+1 투과제어부(n은 자연수)를 포함하고, 상기 제n 투과제어부의 제1 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제4 꼭지점과 제1 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제2 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제3 꼭지점과 제2 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제3 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제2 꼭지점과 제3 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제4 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제1 꼭지점과 제4 선상에 배치될 수 있다. 상기 투과제어부는 렌즈의 디포커스 변화에 상관없이 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다. 또한, 상기 표시 패널의 개구율 및 상기 렌즈 디포커스를 조절하여 3차원 영상의 혼선율을 개선할 수 있다.

Description

표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치{DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 입체 영상을 표시하기 위한 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 입체 영상 표시 장치가 점점 발전해 가고 있다. 입체 영상 표시 장치는 관찰자의 양안에 서로 다른 2차원 평면 영상들을 인가함으로써 입체 영상을 표시할 수 있다. 즉, 관찰자는 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 보게 되고, 뇌에서 상기 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

입체 영상 표시 장치는 관찰자의 특수 안경의 착용 여부에 따라 안경식(stereo-scopic) 및 비안경식(auto stereo-scopic)으로 구분할 수 있다. 일반적으로, 평판 표시 장치에서는 배리어(barrier) 방식, 렌티큘라(lenticular) 방식 등과 같은 비안경식의 입체 영상 표시 장치가 주로 이용되고 있다. 상기 렌티큘라 방식은 렌즈를 이용하여 좌측 화소 및 우측 화소를 통과하는 광을 굴절시킴으로써 입체 영상을 표시할 수 있다.

상기 렌즈를 이용하는 상기 비안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰거리, 관찰방향 및 회면 내의 위치에 따라 휘도 변화가 발생하고, 이러한 휘도 변화에 의해 화면 내 줄무늬가 보인다. 이러한 줄무늬 현상을 모아레(Moire)라 한다. 상기 모아레는 상기 렌즈의 초점이 블랙 매트릭스(BM) 또는 화소의 암부에 맺히면 화면에 전체적으로 또는 부분적으로 검은색으로 보이는 영역이 존재하고, 이는 관찰자의 위치에 따라 검은색 줄무늬로 시인된다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 휘도 분포를 균일하게 하기 위한 표시 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 투과제어부 및 차광부를 포함한다. 상기 투과제어부는 수직축 방향으로 연장된 제1 장변, 상기 제1 장변과 평행한 제2 장변, 수평축에 대해 제1 경사각으로 기울어진 방향으로 연장된 제1 단변 및 상기 제1 단변과 평행한 제2 단변을 포함하고, 광을 투과한다. 상기 차광부는 상기 투과제어부를 둘러싸고 광을 차단한다.

본 실시예에서, 상기 제1 장변은 상기 투과제어부의 제1 및 제2 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 장변은 상기 투과제어부의 제3 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제1 단변은 상기 제1 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 단변은 상기 제2 및 제3 꼭지점들을 연결할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수평축 방향으로 배열된 제n-1 투과제어부, 제n 투과제어부 및 제n+1 투과제어부(n은 자연수)를 포함하고, 상기 제n 투과제어부의 제1 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제4 꼭지점과 제1 선 상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제2 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제3 꼭지점과 제2 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제3 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제2 꼭지점과 제3 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제4 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제1 꼭지점과 제4 선상에 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 선들은 서로 평행하고, 상기 수직축에 대해 제2 경사각으로 기울어질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭은 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제2 경사각에 의해 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 경사각은 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭, 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 투과제어부는 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극을 구동하는 적어도 하나의 전자 소자 및 적어도 하나의 신호 라인을 더 포함하고, 상기 전자 소자 및 상기 신호 라인은 상기 차광부가 배치된 영역 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 렌즈 플레이트 및 표시 패널을 포함한다. 상기 렌즈 플레이트는 수직축에 대해 제1 경삭각으로 기울어진 렌즈축을 갖는 복수의 단위 렌즈들을 포함한다. 상기 표시 패널은 상기 수직축 방향으로 연장된 제1 장변, 상기 제1 장변과 평행한 제2 장변, 수평축에 대해 제2 경사각으로 기울어진 방향으로 연장된 제1 단변과 상기 제1 단변과 평행한 제2 단변을 포함하는 투과제어부 및 상기 투과제어부를 둘러싸는 차광부를 포함하고, 상기 렌즈 플레이트와 대향한다.

본 실시예에서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 선들은 상기 렌즈축과 평행할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭은 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각과 같을 수 있다.

본 실시예에서, 상기 차광부의 상기 세로 폭(Bx)은

(Px는 상기 투과제어부의 주기, θ는 상기 제1 경사각)일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 경사각은 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭, 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 경사각(θp)은

(Px는 상기 투과제어부의 주기, Bx는 상기 차광부의 세로 폭, θ는 상기 제1 경사각)일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 수직 스트라이프 구조로 배열될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 수평 스트라이프 구조로 배열될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 모자이크 구조로 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 투과제어부는 렌즈의 디포커스 변화에 상관없이 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다. 따라서, 불균일한 휘도 분포에 의해 발생하는 모아레를 막을 수 있다. 또한, 상기 표시 패널의 개구율 및 상기 렌즈 디포커스를 조절하여 3차원 영상의 혼선율을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예들에 따른 표시 장치의 시점들에 대한 휘도 분포를 나타낸 그래프들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예들에 따른 표시 장치의 혼선 분포를 나타낸 그래프들이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예들에 따른 표시 장치의 시점들의 휘도 합을 나타낸 그래프들이다.
도 8은 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예들에 따른 표시 장치의 디포커스에 대한 휘도 균일성을 나타낸 그래프들이다.
도 9는 도 2 내지 도 4에 도시된 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 디포커스에 대한 시야각 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 10은 도 2 내지 도 4에 도시된 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 개구율에 대한 혼선 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 11은 도 2 내지 도 4에 도시된 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 디포커스에 대한 혼선 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 렌즈 플레이트(100) 및 표시 패널(200)을 포함한다.

상기 렌즈 플레이트(100)는 상기 표시 패널(200) 상에 대향하여 배치되고, 복수의 단위 렌즈들을 포함한다. 각 단위 렌즈(UL)는 수직축(Y)에 대해 제1 경사각(θ)으로 기울어진 렌즈축(L) 방향으로 연장되고, 상기 수직축(Y)과 교차하는 수평축(X) 방향으로 배열된다. 상기 제1 경사각(θ)은 약 0 도 내지 약 45 도 일 수 있다. 상기 단위 렌즈(UL)는 렌즈 폭을 가지며, 상기 렌즈 폭은 설정된 다시점에 대응하는 복수의 투과제어부들에 대응하는 폭을 갖는다.

상기 단위 렌즈(UL)는 상기 표시 패널(200)의 상기 투과제어부들을 투과한 광을 다시점에 대응하는 위치들로 굴절시킨다. 상기 단위 렌즈는 프레넬 렌즈, 렌티큘라 렌즈 등을 포함할 수 있다.

상기 렌즈 플레이트(100)는 상기 단위 렌즈(UL)가 패터닝된 렌즈 필름 형상일 수 있고, 또는 상기 단위 렌즈(UL)를 구현하기 위해 패터닝된 복수의 전극들 및 액정층을 포함하는 렌즈 액정 패널일 수 있다. 상기 렌즈 플레이트(100)가 렌즈 필름인 경우는 상기 표시 장치는 3차원 영상만을 표시할 수 있고, 상기 렌즈 액정 패널인 경우는 상기 표시 장치는 상기 렌즈 액정 패널을 제어하여 2차원 영상 및 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.

상기 표시 패널(200)은 복수의 투과제어부들(P) 및 각 투과제어부(P)를 둘러싸는 차광부(B)를 포함한다. 상기 투과제어부(P)는 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 기초하여 상기 표시 패널(200)의 배면으로부터 입사된 광의 투과가 제어된다. 상기 차광부(B)는 상기 입사된 광을 차단한다. 상기 차광부는 상기 화소 전극을 구동하기 위한 적어도 하나의 전자 소자 및 신호 라인을 포함하고, 상기 전자 소자는 스위칭 소자, 스토리지 커패시터 등을 포함할 수 있고, 상기 신호 라인은 데이터 라인, 게이트 라인 등을 포함할 수 있다. 또는 상기 투과제어부 및 상기 차광부는 전자 소자 및 신호 라인을 포함할 수 있다.

상기 투과제어부(P)는 평행사변형 형상을 가진다.

도 2를 참조하면, 상기 표시 패널(200)은 수평축(X) 방향을 배열된 복수의 투과제어부들(.., Pn-1, Pn, Pn+1, Pn+2,..)을 포함한다. 상기 투과제어부들(.., Pn-1, Pn, Pn+1, Pn+2,..)은 3차원 영상 모드에서, 설정된 다시점의 영상들을 표시한다.

예를 들면, 제n 투과제어부(Pn)는 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들(a, b, c, d)을 갖고, 상기 제1 및 제2 꼭지점들(a, b)을 연결하는 제1 장변(E)과 상기 제3 및 제4 꼭지점들(c, d)을 연결하는 제2 장변(F)과 상기 제1 및 제4 꼭지점들(a, d)을 연결하는 제1 단면(G)과 상기 제2 및 제3 꼭지점들(b, c)을 연결하는 제2 단변(H)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 장변들(E, F)은 상기 수직축(Y)과 평행하고, 상기 제1 및 제2 단변들(G, H)은 상기 수평축(X)에 대해 제2 경사각(θp)으로 기울어진다. 상기 제2 경사각(θp)은 상기 제1 경사각(θ)과 같을 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 및 제2 단변들(G, H)은 상기 렌즈축(L)과 수직한 수직 렌즈축(Lx)과 평행하다.

상기 제n 투과제어부(Pn)의 제2 장변(F)과 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 제1 장변(E) 사이에 배치된 상기 차광부(B)의 세로 폭(Bx)은 인접한 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)간의 투과제어부의 주기(Px) 및 상기 렌즈축(L)의 제1 경사각(θ)에 의해 결정된다(n은 자연수). 상기 차광부(B)의 세로 폭(Bx)은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1

상기 제n 투과제어부(Pn)의 제1 꼭지점(a)은 제n-1 투과제어부(Pn-1)의 제4 꼭지점(d)과 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 제2 꼭지점(b)은 상기 제n-1 투과제어부(Pn-1)의 제3 꼭지점(c)과 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치된다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 제3 꼭지점(c)은 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 제2 꼭지점(b)과 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 제4 꼭지점(d)은 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 제1 꼭지점(a)과 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치된다.

상기 제n 투과제어부(Pn)는 제n 시점 영상을 표시하고 상기 렌즈축(L)을 갖는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제n 투과제어부(Pn)의 휘도 분포는 제1, 제2 및 제3 영역들(A1n, A2n, A3n)로 구분된다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제1 영역(A1n)은 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제2 영역(A2n)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제3 영역(A3n)은 상기 차광부(B)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적 감소하는 휘도 분포를 갖는다. 또한, 상기 제1 영역(A1n)은 이웃한 제n-1 투과제어부(Pn-1)에 표시된 제n-1 시점 영상과 혼선(crosstalk)될 수 있고, 상기 제3 영역(A3n)은 이웃한 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)에 표시된 제n+1 시점 영상과 혼선될 수 있다.

상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)는 제n+1 시점 영상을 표시하고 상기 렌즈축(L)을 갖는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 휘도는 제1, 제2 및 제3 영역들(A1(n+1), A2(n+1), A3(n+1))로 구분된다. 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제1 영역(A1(n+1))은 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제2 영역(A2(n+1))은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제3 영역(A3(n+1))은 상기 차광부(B) 및 상기 제n+2 투과제어부(Pn+2)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제3 영역(A3n)과 상기 제n+1 투과제어부(P+1)의 상기 제1 영역(A1(n+1))은 서로 중첩된다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제3 영역(A3n)은 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는 반면, 상기 제n+1 투과제어부(P+1)의 상기 제1 영역(A1(n+1))은 점진적으로 증가하는 휘도 분포를 갖는다. 따라서, 전체적으로 휘도 분포는 균일해지므로 불균일한 휘도 분포에 따른 모아레를 막을 수 있다.

상기 표시 패널의 전체 표시 영역을 통해 광이 투과되는 경우를 개구율 100%로 할 때, 본 실시예에 따른 상기 투과제어부를 포함하는 표시 패널은 약 67%의 개구율을 가질 수 있다. 상기 개구율이 클수록 인접한 투과제어부에 표시되는 다른 시점의 영상과 혼선이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 개구율은 혼선율을 고려하여 설정될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2의 표시 패널에 따른 수평축(X) 방향으로 배열된 복수의 투과제어부들에 대한 휘도 및 혼선을 측정한 그래프들이다.

도 3a는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 분포를 측정한 그래프이고, 도 3b는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 혼선 분포를 측정한 그래프이고, 도 3c는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 합을 측정한 그래프이다. 상기 투과제어부들을 포함하는 표시 패널의 개구율은 약 67% 정도이다.

도 3a를 참조하면, 각 투과제어부의 휘도 분포는 최고 레벨을 갖는 제1 자기 영역(SA1) 및 인접한 투과제어부의 휘도 분포와 중첩되는 제1 중첩 영역(OA1)을 갖는다.

제2 투과제어부(P2)와 제3 투과제어부(P3)의 상기 제1 중첩 영역(OA1)을 살펴보면, 상기 제2 투과제어부(P2)의 휘도 분포는 점진적으로 감소하는 음의 기울기를 가졌고, 상기 제3 투과제어부(P3)의 휘도 분포는 점진적으로 증가하는 양의 기울기를 가졌다. 상기 제2 투과제어부(P2)의 음의 기울기의 절대값과 상기 제3 투과제어부(P3)의 양의 기울기의 절대값은 서로 같다. 따라서, 상기 제1 중첩 영역(OA1)에서 휘도 증가율과 휘도 감소율이 실질적으로 동일하므로 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 각 투과제어부의 상기 제1 자기 영역(SA1)에서 혼선값은 "0" 이었고, 상기 제1 중첩 영역(OA1)에서 인접한 투과제어부에 표시된 영상과의 혼선값이 증가하였다. 측정 결과에 따르면, 전체적인 평균 혼선값은 약 0.292 정도 이었다. 상기 혼선값은 이웃한 투과제어부에 표시된 다른 시점 영상과의 혼선량을 정규화한 값이다. 상기 혼선값은 다음의 수학식 2과 같이, 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)로 정의될 수 있다.

수학식 2

도 3a 및 도 3c를 참조하면, 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 분포의 합은 약 0.69 정도로 균일한 분포를 가졌다. 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 균일성은 약 0.999 정도 이었다. 본 실시예에 따르면, 표시 장치는 균일한 휘도 분포를 가짐을 알 수 있다.

이하에서는 앞서 설명된 실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 설명은 간략하게 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 패널의 투과제어부의 사이즈는 도 2에 도시된 투과제어부의 사이즈 보다 감소된 저 개구율 구조를 갖는 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다. 본 실시예에 따른 표시 패널의 개구율은 약 45 % 이다.

예를 들면, 제n 투과제어부(Pn)는 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들(a, b, c, d)을 갖고, 제1 장변(E), 상기 제1 장변(E)과 마주하는 제2 장변(F), 제1 단변(G) 및 상기 제1 단변(G)과 마주하는 제2 단변(H)을 포함한다. 상기 제n 투과제어부(Pn)와 상기 제n 투과제어부(Pn)와 인접한 제n+1 투과제어부(Pn+1) 사이의 차광부(B)의 세로 폭(Bx)은 상기 수학식 1과 같이, 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 주기(Px) 및 상기 렌즈축(L)의 제1 경사각(θ)에 의해 결정된다.

상기 제n 투과제어부(Pn)의 휘도 분포는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 제1, 제2 및 제3 영역들(A1n, A2n, A3n)로 구분된다. 상기 제1 영역(A1n)은 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제2 영역(A2n)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제3 영역(A3n)은 상기 차광부(B) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 휘도 분포는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 제1, 제2 및 제3 영역들(A1(n+1), A2(n+1), A3(n+1))로 구분된다. 상기 제1 영역(A1(n+1))은 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제2 영역(A2(n+1))은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제3 영역(A3(n+1))은 상기 최고 레벨로부터 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

한편, 본 실시예에 따른 상기 제1 영역(A1n, A1(n+1)) 또는 제2 영역(A2n, A2(n+1))이 도 2에 도시된 것과 비교하여 상대적으로 작다. 따라서 상기 개구율이 감소된 만큼 인접한 투과제어부에 표시되는 다른 시점의 영상과의 혼선을 줄일 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 도 3의 표시 패널에 따른 수평축(X) 방향으로 배열된 복수의 투과제어부들에 대한 휘도 및 혼선을 측정한 그래프들이다.

도 5a는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 분포를 측정한 그래프이고, 도 5b는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 혼선 분포를 측정한 그래프이고, 도 5c는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 합을 측정한 그래프이다. 상기 투과제어부들을 포함하는 표시 패널의 개구율은 약 45% 정도이다.

도 5a를 참조하면, 각 투과제어부의 휘도 분포는 최고 휘도 레벨을 갖는 제2 자기 영역(SA2) 및 인접한 투과제어부의 휘도 분포와 중첩되는 제2 중첩 영역(OA2)을 갖는다. 도 3a에 도시된 상기 제1 자기 영역(SA1) 및 상기 제1 중첩 영역(OA1)과 비교할 때, 상기 제2 자기 영역(SA2)은 상기 제1 자기 영역(SA1) 보다 크고, 상기 제2 중첩 영역(OA2)은 상기 제1 중첩 영역(OA1) 보다 작다.

제2 투과제어부(P2)와 제3 투과제어부(P3)의 상기 제2 중첩 영역(OA2)을 살펴보면, 상기 제2 투과제어부(P2)의 휘도 분포는 점진적으로 감소하는 음의 기울기를 가졌고, 상기 제3 투과제어부(P3)의 휘도 분포는 점진적으로 증가하는 양의 기울기를 가졌다. 상기 제2 투과제어부(P2)의 음의 기울기의 절대값과 상기 제3 투과제어부(P3)의 양의 기울기의 절대값은 서로 같다. 따라서, 상기 제2 중첩 영역(OA2)에서 휘도 증가율과 휘도 감소율이 실질적으로 동일하므로 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 각 투과제어부의 상기 제2 자기 영역(SA2)에서 혼선값은 "0" 이었고, 상기 제2 중첩 영역(OA2)에서 인접한 투과제어부에 표시된 영상과의 혼선값이 증가하였다. 전체적인 평균 혼선값은 약 0.192 정도 이었다.

도 5a 및 도 5c를 참조하면, 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 분포의 합은 약 0.49 정도로 균일한 분포를 가졌다. 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 균일성은 약 0.998 정도로 이었다.

본 실시예 따르면, 약 67 %의 개구율을 갖는 표시 패널과 비교하여 휘도 균일성은 다소 작으나 우수하였고, 또한, 상기 평균 혼선값은 작았다. 즉, 상기 개구율이 작을수록 혼선값이 작아짐을 예측할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 패널의 투과제어부의 사이즈는 도 3에 도시된 투과제어부의 사이즈 보다 감소된 저 개구율 구조를 갖는 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다. 본 실시예에 따른 표시 패널은 약 20 %의 개구율을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제n 투과제어부(Pn)의 제3 영역(A3n)과 제n+1 투과제어부(P+1)의 제1 영역(A1(n+1))은 서로 중첩된다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제3 영역(A3n)은 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는 반면, 상기 제n+1 투과제어부(P+1)의 상기 제1 영역(A1(n+1))은 점진적으로 증가하는 휘도 분포를 갖는다. 따라서, 전체적으로 균일한 휘도 분포를 가지므로 불균일한 휘도 분포에 따른 모아레를 막을 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 상기 제1 영역(A1n, A1(n+1)) 또는 제2 영역(A2n, A2(n+1))은 도 3에 도시된 것과 비교하여 상대적으로 작다. 따라서 상기 개구율이 감소된 만큼 인접한 투과제어부에 표시되는 다른 시점의 영상과의 혼선을 줄일 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 도 6의 표시 패널에 따른 수평축(X) 방향으로 배열된 복수의 투과제어부들에 대한 휘도 및 혼선을 측정한 그래프들이다.

도 7a는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 분포를 측정한 그래프이고, 도 7b는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 혼선 분포를 측정한 그래프이고, 도 7c는 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)에 대한 휘도 합을 측정한 그래프이다. 상기 투과제어부들을 포함하는 표시 패널의 개구율은 약 20% 정도이다.

도 7a를 참조하면, 각 투과제어부의 휘도 분포는 최고 휘도 레벨을 갖는 제3 자기 영역(SA3) 및 인접한 투과제어부의 휘도 분포와 중첩되는 제3 중첩 영역(OA3)을 갖는다. 도 5a에 도시된 상기 제2 자기 영역(SA2) 및 상기 제2 중첩 영역(OA2)과 비교할 때, 상기 제3 자기 영역(SA3)은 상기 제2 자기 영역(SA2) 보다 크고, 상기 제3 중첩 영역(OA3)은 상기 제2 중첩 영역(OA2) 보다 작다.

제2 투과제어부(P2)와 제3 투과제어부(P3)의 상기 제3 중첩 영역(OA3)을 살펴보면, 상기 제2 투과제어부(P2)의 휘도 분포는 점진적으로 감소하는 음의 기울기를 가졌고, 상기 제3 투과제어부(P3)의 휘도 분포는 점진적으로 증가하는 양의 기울기를 가졌다. 상기 제2 투과제어부(P2)의 음의 기울기의 절대값과 상기 제3 투과제어부(P3)의 양의 기울기의 절대값은 서로 같다. 따라서, 상기 제3 중첩 영역(OA3)에서 휘도 증가율과 휘도 감소율이 실질적으로 동일하므로 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 각 투과제어부의 상기 제3 자기 영역(SA3)에서 혼선값은 "0" 이었고, 상기 제3 중첩 영역(OA3)에서 인접한 투과제어부에 표시된 영상과의 혼선값이 증가하였다. 측정 결과에 따르면, 전체적인 평균 혼선값은 약 0.085 정도 이었다.

도 7a 및 도 7c를 참조하면, 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 분포의 합은 약 0.2 정도로 균일한 분포를 가졌다. 상기 투과제어부들(P1, P2,..., P9)의 휘도 균일성은 약 0.997 정도로 이었다.

본 실시예 따르면, 약 67 % 및 약 45%의 개구율을 갖는 표시 패널들과 비교하여 휘도 균일성은 다소 작으나 우수하였고, 또한, 상기 평균 혼선값은 가장 작았다. 결과적으로 상기 개구율이 작을수록 혼선값이 작아짐을 알 수 있다.

도 8은 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 디포커스에 대한 휘도 균일성을 나타낸 그래프들이다.

도 8을 참조하면, 개구율 별로 렌즈의 디포커스에 대한 휘도 균일성을 측정하였고, 저 개구율의 표시 패널이 상기 휘도 균일성에 민감함을 알 수 있었다.

예를 들면, 개구율이 약 67% 인 고 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 100% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 100% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 99.9% 이었다. 상기 고 개구율의 표시 패널은 렌즈의 디포커스 변화에 관계없이 휘도 균일성은 거의 일정하였다. 결과적으로 상기 렌즈 플레이트의 디자인에 상관없이 휘도 균일성을 우수하므로 상기 렌즈 플레이트의 디포커스를 삭제할 수 있다.

개구율이 약 45%인 중간 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 100% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 100% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 99.9% 이었다. 상기 중간 개구율의 표시 패널 역시 렌즈의 디포커스 변화에 관계없이 휘도 균일성은 거의 일정하였다. 결과적으로 상기 렌즈 플레이트의 디자인에 상관없이 휘도 균일성을 우수하므로 상기 렌즈 플레이트의 디포커스를 삭제할 수 있다.

개구율이 약 20%인 저 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 100% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 99.9% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 휘도 균일성은 약 99.8% 이었다. 상기 저 개구율이 표시 패널이 상기 고 개구율 및 상기 중간 개구율의 표시 패널들에 비해 디포커스 변화에 따라 휘도 균일성이 가장 민감하였다.

상기 개구율이 낮을수록 차광부의 세로 폭의 편차에 대한 휘도 균일성이 가장 민감하다. 이에 따라서 상기 저 개구율의 표시 패널이 디포커스 변화에 따른 휘도 균일성이 가장 민감할 수 있다.

도 9는 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 렌즈 디포커스에 대한 시야각 특성을 나타낸 그래프들이다.

도 9를 참조하면, 개구율 별로 렌즈의 디포커스에 대한 시야각을 측정하였고, 개구율의 변화는 시야각에 큰 영향을 주지 않음을 알 수 있었다.

개구율이 약 67% 인 고 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 77도 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 73.5도 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 69.1도 이었다.

개구율이 약 45%인 중간 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 시야각은 약 77.5도 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 73.2도 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 68.5도 이었다.

개구율이 약 20%인 저 개구율의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 78.2도 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 73.8도 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 시야각은 약 68.7도 이었다.

결과적으로 상기 디포커스의 감소에 따른 상기 시야각의 감소는 상기 개구율의 변화와는 실질적으로 무관함을 알 수 있었다.

도 10은 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 개구율에 대한 혼선 특성을 나타낸 그래프들이다.

도 10을 참조하면, 렌즈의 디포커스 별로 개구율에 대한 혼선율을 측정하였고, 상기 디포커스가 클수록 상기 혼선율도 증가함을 알 수 있었다.

상기 혼선율은 앞의 수학식 2를 기초로 계산된 값이다. 단, 상기 혼선율은 상기 투과제어부를 투과한 빛이 렌즈를 통과한 후의 혼선값을 기초로 계산된 값으로, 최종적으로 관찰자가 관찰하게 되는 혼선값이다.

예를 들면, 상기 디포커스가 약 15% 인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 혼선율은 고 개구율(약 67%)의 표시 패널은 약 52 % 이었고, 중간 개구율(약 45%)의 표시 패널은 약 48% 이었고, 저 개구율(약 20%)의 표시 패널은 약 46% 이었다. 상기 디포커스가 약 10% 인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 혼선율은 상기 고 개구율의 표시 패널은 약 38 % 이었고, 상기 중간 개구율의 표시 패널은 약 34% 이었고, 상기 저 개구율의 표시 패널은 약 32% 이었다. 상기 디포커스가 약 5% 인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 혼선율은 상기 고 개구율의 표시 패널은 약 32% 이었고, 중간 개구율의 표시 패널은 약 24% 이었고, 상기 저 개구율의 표시 패널은 약18% 이었다.

결과적으로, 상기 렌즈의 디포커스가 감소할수록 혼선율이 감소하였고, 개구율이 낮을수록 상기 혼선율도 감소하였다. 상기 혼선율을 고려한 상기 디포커스의 범위는 약 0% 내지 약 15% 일 수 있다.

도 11은 상기 실시예들에 따른 표시 장치의 렌즈 디포커스에 대한 혼선 특성을 나타낸 그래프들이다.

도 11을 참조하면, 개구율 별로 디포커스에 대한 혼선율을 측정하였고, 개구율이 클수록 혼선율은 증가하였다.

고 개구율(약 67%)의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 52% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우상기 혼선율은 약 49% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 31% 이었다.

중간 개구율(약 45%)의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 48% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 34% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 23% 이었다.

저 개구율(약 20%)의 표시 패널에 디포커스가 약 15%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 45% 이었고, 디포커스가 약 10%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 31% 이었고, 디포커스가 약 5%인 렌즈 플레이트를 적용한 경우 상기 혼선율은 약 18% 이었다.

결과적으로, 상기 디포커스가 감소할수록 상기 혼선율은 감소하였고, 상기 개구율이 낮을수록 상기 혼선율도 감소하였다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 12a에 도시된 본 실시예에 따른 표시 패널은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp)이 수직 스트라이프 구조로 배열된다. 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 각각은 앞서 설명된 실시예들 중 어느 하나와 같이, 평행사변형의 형상을 가지고 차광부의 세로 폭이 상기 수학식 1과 같이 투과제어부의 주기 및 상기 렌즈축(L)의 제1 경사각(θ)에 의해 결정된다.

도 12b는 도 12a에 도시된 표시 패널의 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 중 그린 투과제어부(Gp)만 구동한 경우이다. 도 12b를 참조하면, 렌즈축(L)과 평행한 선상에 위치한 순서대로, 제1 그린 투과제어부(Gp1), 제2 그린 투과제어부(Gp2), 제3 그린 투과제어부(Gp3) 및 제4 그린 투과제어부(Gp4)의 휘도 분포를 살펴본다.

상기 제1 그린 투과제어부(Gp1)는 제1 휘도 분포(Lg1)를 갖고, 상기 제2 그린 투과제어부(Gp2)는 제2 휘도 분포(Lg2)를 갖고, 상기 제3 그린 투과제어부(Gp3)는 제3 휘도 분포(Lg3)를 갖고, 상기 제4 그린 투과제어부(Gp4)는 제4 휘도 분포(Lg4)를 갖는다.

상기 제1, 제2, 제3 및 제4 휘도 분포들(Lg1, Lg2, Lg3, Lg4) 각각은 도 2에서 설명된 바와 같이, 휘도가 점진적으로 증가하는 제1 영역과 최고 레벨을 갖는 제2 영역 및 점진적으로 감소하는 제3 영역으로 구분되고, 인접한 그린 투과제어부들(Gp1, Gp2, Gp3, Gp4) 간의 상기 제3 영역 및 상기 제1 영역이 서로 중첩된다.

예를 들면, 상기 제3 그린 투과제어부(Gp3)의 제3 꼭지점(c)과 상기 제4 그린 투과제어부(Gp4)의 제1 꼭지점(a)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치되고, 상기 제3 그린 투과제어부(Gp3)의 제4 꼭지점(d)과 상기 제4 그린 투과제어부(Gp4)의 제2 꼭지점(b)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치된다. 이에 따라서, 상기 제3 휘도 분포(Lg3)의 상기 제3 영역과 상기 제4 휘도 분포(Lg4)의 상기 제1 영역은 서로 중첩되고, 상기 중첩된 영역에서 상기 제3 휘도 분포(Lg3)의 기울기와 상기 제4 휘도 분포(Lg4)의 기울기 각각의 절대값은 서로 동일하다.

즉, 상기 중첩된 영역에서 상기 제3 휘도 분포(Lg3)의 감소율과 상기 제4 휘도 분포(Lg4)의 증가율이 실질적으로 동일하므로 휘도 분포는 균일할 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 13a에 도시된 본 실시예에 따른 표시 패널은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp)이 수평 스트라이프 구조로 배열된다. 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 각각은 앞서 설명된 실시예들 중 어느 하나와 같이, 평행사변형의 형상을 가지고 차광부의 세로 폭이 상기 수학식 1과 같이 투과제어부의 주기 및 상기 렌즈축(L)의 제1 경사각(θ)에 의해 결정된다.

도 13b는 도 13a에 도시된 표시 패널의 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 중 그린 투과제어부(Gp)만 구동한 경우이다. 도 13b를 참조하면, 렌즈축(L)과 평행한 선상에 위치한 순서대로, 제1 그린 투과제어부(Gp1), 제2 그린 투과제어부(Gp2), 제3 그린 투과제어부(Gp3) 및 제4 그린 투과제어부(Gp4)의 휘도 분포를 살펴본다.

상기 제1, 제2, 제3 및 제4 휘도 분포들(Lg1, Lg2, Lg3, Lg4) 각각은 도 2에서 설명된 바와 같이, 휘도가 점진적으로 증가하는 제1 영역과 최고 레벨의 휘도를 갖는 제2 영역 및 휘도가 점진적으로 감소하는 제3 영역으로 구분되고, 인접한 그린 투과제어부들(Gp1, Gp2, Gp3, Gp4) 간의 상기 제3 영역 및 상기 제1 영역이 서로 중첩된다.

예를 들면, 상기 제1 그린 투과제어부(Gp1)의 제3 꼭지점(c)과 상기 제2 그린 투과제어부(Gp2)의 제1 꼭지점(a)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치되고, 상기 제1 그린 투과제어부(Gp3)의 제4 꼭지점(d)과 상기 제2 그린 투과제어부(Gp4)의 제2 꼭지점(b)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치된다. 이에 따라서, 상기 제1 휘도 분포(Lg1)의 상기 제3 영역과 상기 제2 휘도 분포(Lg2)의 상기 제1 영역은 서로 중첩되고, 상기 중첩된 영역에서 상기 제1 휘도 분포(Lg1)의 기울기와 상기 제2 휘도 분포(Lg2)의 기울기 각각의 절대값은 서로 동일하다.

즉, 상기 중첩된 영역에서 인접한 그린 투과제어부들의 휘도 감소율 및 휘도 증가율이 실질적으로 동일하므로 전체적인 휘도 분포는 균일할 수 있다.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 휘도 분포를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 14a에 도시된 본 실시예에 따른 표시 패널은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp)이 모자이크 구조로 배열된다. 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 각각은 앞서 설명된 실시예들 중 어느 하나와 같이, 평행사변형의 형상을 가지고 차광부의 세로 폭이 상기 수학식 1과 같이 투과제어부의 주기 및 상기 렌즈축(L)의 제1 경사각(θ)에 의해 결정된다.

도 14b는 도 14a에 도시된 표시 패널의 레드, 그린 및 블루 투과제어부들(Rp, Gp, Bp) 중 그린 투과제어부(Gp)만 구동한 경우이다. 도 14b를 참조하면, 렌즈축(L)과 평행한 선상에 위치한 순서대로, 제1 그린 투과제어부(Gp1), 제2 그린 투과제어부(Gp2), 제3 그린 투과제어부(Gp3) 및 제4 그린 투과제어부(Gp4)의 휘도 분포를 살펴본다.

예를 들면, 상기 제2 그린 투과제어부(Gp2)의 제3 꼭지점(c)과 상기 제3 그린 투과제어부(Gp3)의 제1 꼭지점(a)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치되고, 상기 제2 그린 투과제어부(Gp2)의 제4 꼭지점(d)과 상기 제3 그린 투과제어부(Gp3)의 제2 꼭지점(b)이 상기 렌즈축(L)과 평행한 선상에 배치된다. 이에 따라서, 상기 제2 휘도 분포(Lg2)의 상기 제3 영역과 상기 제3 휘도 분포(Lg3)의 상기 제1 영역은 서로 중첩되고, 상기 중첩된 영역에서 상기 제2 휘도 분포(Lg2)의 기울기와 상기 제3 휘도 분포(Lg3)의 기울기 각각의 절대값은 서로 동일하다.

도 12a 내지 도 14b를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 수직 스트라이프 구조, 수평 스트라이프 구조 및 모자이크 구조에서 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.

도 15를 참조하면, 상기 표시 패널은 수평축(X) 방향을 배열된 복수의 투과제어부들(Pn-1, Pn)을 포함한다(n 은 자연수).

예를 들면, 제n 투과제어부(Pn)는 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들(a, b, c, d)을 갖고, 상기 제1 및 제2 꼭지점들(a, b)을 연결하는 제1 장변(E)과 상기 제3 및 제4 꼭지점들(c, d)을 연결하는 제2 장변(F)과 상기 제1 및 제4 꼭지점들(a, d)을 연결하는 제1 단면(G)과 상기 제2 및 제3 꼭지점들(b, c)을 연결하는 제2 단변(H)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 장변들(E, F)은 상기 수직축(Y)과 평행하고, 상기 제1 및 제2 단변들(G, H)은 상기 수평축(X)과 제2 경사각(θp)으로 기울어진다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 제2 장변(F)과 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 제1 장변(E) 사이에 배치된 상기 차광부(B)는 세로 폭(Bx)을 갖고, 인접한 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1) 간은 투과제어부의 주기(Px)를 갖는다.

상기 제2 경사각(θp)은 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 3

상기 수학식 3에 따르면, 상기 차광부(B)의 세로 폭(Bx)은 상기 제2 경사각(θp)에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 경사각(θp)을 증가시킴으로써 상기 세로 폭(Bx)을 증가시킬 수 있다.

상기 제n 투과제어부(Pn)는 제n 시점 영상을 표시하고 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제n 투과제어부(Pn)의 휘도 분포는 제1, 제2 및 제3 영역들(A1n, A2n, A3n)로 구분된다. 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제1 영역(A1n)은 상기 제n-1 투과제어부(Pn-1) 및 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제2 영역(A2n)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제n 투과제어부(Pn)의 상기 제3 영역(A3n)은 상기 차광부(B) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)는 제n+1 시점 영상을 표시하고 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 휘도 분포는 제1, 제2 및 제3 영역들(A1(n+1), A2(n+1), A3(n+1))로 구분된다. 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제1 영역(A1(n+1))은 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제2 영역(A2(n+1))은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1)의 상기 제3 영역(A3(n+1))은 상기 차광부(B) 및 상기 제n+2 투과제어부(Pn+2)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

본 실시예에 따르면, 도 2에서 설명된 상기 실시예와 비교하여 휘도 분포는 균일하게 함과 동시에 상기 세로 폭(Bx)을 다양하게 설정할 수 있다. 이에 따라 상기 세로 폭(Bx)의 공정 마진을 확보할 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.

도 16을 참조하면, 상기 표시 패널은 수평축(X) 방향을 배열된 복수의 투과제어부들(Pn-1, Pn)을 포함한다(n 은 자연수).

예를 들면, 제n 투과제어부(Pn)는 두 개의 평행사변형들이 비스듬히 적층된 구조를 갖는다. 상기 제n 투과제어부(Pn)는 제1 평행사변 영역(Pn1)과 제2 평행사변 영역(Pn2)을 포함한다. 상기 제1 평행사변 영역(Pn1)은 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들(a1, b1, c1, d1)을 갖고, 상기 제1 및 제2 꼭지점들(a1, b1)을 연결하는 제1 장변(E1)과 상기 제3 및 제4 꼭지점들(c1, d1)을 연결하는 제2 장변(F1)과 상기 제1 및 제4 꼭지점들(a1, d1)을 연결하는 제1 단면(G1)과 상기 제2 및 제3 꼭지점들(b1, c1)을 연결하는 제2 단변(H1)을 포함한다. 상기 제1 평행사변 영역(Pn1)은 상기 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.

상기 제2 평행사변 영역(Pn2)은 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들(a2, b2, c2, d2)을 갖고, 상기 제1 및 제2 꼭지점들(a2, b2)을 연결하는 제1 장변(E2)과 상기 제3 및 제4 꼭지점들(c2, d2)을 연결하는 제2 장변(F2)과 상기 제1 및 제4 꼭지점들(a2, d2)을 연결하는 제1 단면(G2)과 상기 제2 및 제3 꼭지점들(b2, c2)을 연결하는 제2 단변(H2)을 포함한다. 상기 제2 평행사변 영역(Pn2)의 제2 단변(H2)은 상기 제1 평행사변 영역(Pn1)의 제1 단면(G1)과 맞닿는다. 상기 제2 평행사변 영역(Pn2)은 상기 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.

제n+1 투과제어부(Pn+1)는 제1 평행사변 영역(P(n+1)1)과 제2 평행사변 영역(P(n+1)2)을 포함한다. 상기 제1 평행사변 영역(P(n+1)1)과 상기 제2 평행사변 영역(P(n+1)2)은 상기 제1 평행사변 영역(Pn1) 및 상기 제2 평행사변 영역(Pn2)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 제n 투과제어부(Pn) 및 상기 제n+1 투과제어부(Pn+1) 사이의 차광부의 세로 폭(Bx)은 상기 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.

본 실시예에 따른 상기 표시 패널은 도 15를 참조하여 설명된 상기 실시예와 같이, 전체적으로 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 상기 투과제어부가 두 개의 평행사변형이 적층된 구조를 예로 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다.

이상의 실시예들에 따르면, 수학식 1 또는 수학식 3을 이용하여 설계된 상기 투과제어부는 렌즈의 디포커스 변화에 상관없이 균일한 휘도 분포를 가질 수 있다. 따라서, 불균일한 휘도 분포에 의해 발생하는 모아레를 막을 수 있다. 또한, 상기 표시 패널의 개구율 및 상기 렌즈 디포커스를 조절하여 3차원 영상의 혼선율을 개선할 수 있다.

이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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 : 렌즈 플레이트 200 : 표시 패널
UL : 단위 렌즈 P : 투과제어부
B : 차광부

Claims

수직축 방향으로 연장된 제1 장변, 상기 제1 장변과 평행한 제2 장변, 수평축에 대해 제1 경사각으로 기울어진 방향으로 연장된 제1 단변 및 상기 제1 단변과 평행한 제2 단변을 포함하고, 광을 투과하는 투과제어부; 및
상기 투과제어부를 둘러싸고 광을 차단하는 차광부를 포함하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 장변은 상기 투과제어부의 제1 및 제2 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 장변은 상기 투과제어부의 제3 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제1 단변은 상기 제1 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 단변은 상기 제2 및 제3 꼭지점들을 연결하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제2항에 있어서, 상기 수평축 방향으로 배열된 제n-1 투과제어부, 제n 투과제어부 및 제n+1 투과제어부(n은 자연수)를 포함하고,
상기 제n 투과제어부의 제1 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제4 꼭지점과 제1 선 상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제2 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제3 꼭지점과 제2 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제3 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제2 꼭지점과 제3 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제4 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제1 꼭지점과 제4 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제3항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 선들은 서로 평행하고, 상기 수직축에 대해 제2 경사각으로 기울어진 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제4항에 있어서, 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭은 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제2 경사각에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제3항에 있어서, 상기 제1 경사각은 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭, 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 투과제어부는 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극을 구동하는 적어도 하나의 전자 소자 및 적어도 하나의 신호 라인을 더 포함하고,
상기 전자 소자 및 상기 신호 라인은 상기 차광부가 배치된 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
수직축에 대해 제1 경사각으로 기울어진 렌즈축을 갖는 복수의 단위 렌즈들을 포함하는 렌즈 플레이트; 및
상기 수직축 방향으로 연장된 제1 장변, 상기 제1 장변과 평행한 제2 장변, 수평축에 대해 제2 경사각으로 기울어진 방향으로 연장된 제1 단변과 상기 제1 단변과 평행한 제2 단변을 포함하는 투과제어부 및 상기 투과제어부를 둘러싸는 차광부를 포함하고, 상기 렌즈 플레이트와 대향하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 장변은 상기 투과제어부의 제1 및 제2 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 장변은 상기 투과제어부의 제3 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제1 단변은 상기 제1 및 제4 꼭지점들을 연결하고, 상기 제2 단변은 상기 제2 및 제3 꼭지점들을 연결하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 수평축 방향으로 배열된 제n-1 투과제어부(n은 자연수), 제n 투과제어부 및 제n+1 투과제어부를 포함하고,
상기 제n 투과제어부의 제1 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제4 꼭지점과 제1 선 상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제2 꼭지점은 상기 제n-1 투과제어부의 제3 꼭지점과 제2 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제3 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제2 꼭지점과 제3 선상에 배치되고, 상기 제n 투과제어부의 제4 꼭지점은 상기 제n+1 투과제어부의 제1 꼭지점과 제4 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 선들은 상기 렌즈축과 평행한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭은 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각과 같은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 차광부의 상기 세로 폭(Bx)은

(Px는 상기 투과제어부의 주기, θ는 상기 제1 경사각)인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 경사각은 상기 수평축 방향으로 인접한 투과제어부들 사이에 있는 상기 차광부의 세로 폭, 상기 투과제어부의 주기 및 상기 제1 경사각에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 경사각(θp)은

(Px는 상기 투과제어부의 주기, Bx는 상기 차광부의 세로 폭, θ는 상기 제1 경사각)인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 수직 스트라이프 구조로 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 수평 스트라이프 구조로 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 투과제어부들은 레드, 그린 및 블루 투과제어부들을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 투과제어부들은 모자이크 구조로 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 투과제어부는 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극을 구동하는 적어도 하나의 전자 소자 및 적어도 하나의 신호 라인을 더 포함하고,
상기 전자 소자 및 상기 신호 라인은 상기 차광부가 배치된 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 경사각은 0 도 내지 45 도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.