KR20140041102A

KR20140041102A - 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR20140041102A
Application number: KR20120108060A
Authority: KR
Inventors: 고로 하마기시; 오세준; 이승훈; 유승준; 전상민; 정경호
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-04
Also published as: US9223141B2; US20140085719A1

Abstract

표시 패널은 수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하고, 광을 투과하는 화소 투과부, 및 상기 화소 투과부를 둘러싸고, 광을 차단하는 차광부를 포함한다. 상기 제1 변은 상기 수직 축에 대해서 제1 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 제1 경사 방향과 반대인 제2 경사 방향을 가질 수 있다. 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고, 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 제1 경사선 상에 위치할 수 있다. 상기 제1 화소 투과부의 제1 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제2 꼭지점은 상기 제1 경사선과 평행한 제2 경사선 상에 위치할 수 있다. 따라서, 크로스토크 없는 3차원 영상을 표시할 수 있는 투과 영역을 넓혀 3차원 영상의 표시 품질을 향상시킬 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 영상의 표시 품질을 향상시키기 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 3차원 영상의 크로스토크를 개선하기 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 수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하고, 광을 투과하는 화소 투과부, 및 상기 화소 투과부를 둘러싸고, 광을 차단하는 차광부를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 제1 변은 상기 수직 축에 대해서 제1 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 제1 경사 방향과 반대인 제2 경사 방향을 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고, 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 제1 경사선 상에 위치할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제2 꼭지점은 상기 제1 경사선과 평행한 제2 경사선 상에 위치할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 변 및 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 동일한 경사 방향을 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고, 상기 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 상기 수직 축과 평행한 수직선 상에 위치할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들은 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들과 상기 수직 축과 평행한 수직선들 상에 각각 위치할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 실시예를 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 단위 렌즈들을 포함하는 렌즈 패널, 및 수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하고, 광을 투과하는 화소 투과부와 상기 화소 투과부를 둘러싸고 광을 차단하는 차광부를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 단위 렌즈는 상기 수직 축에 대해 경사진 렌즈 축을 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 렌즈 축의 경사 방향과 반대인 제1 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 상기 렌즈 축의 경사 방향과 같은 제2 경사 방향을 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고, 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 상기 렌즈 축과 평행한 제1 경사선 상에 위치할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 렌즈 축과 수직한 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 대각선까지의 각도(θ )는 다음의 수학식 1로 정의되고,

[수학식 1]

여기서, j는 상기 렌즈 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, i는 상기 렌즈 축과 수직한 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 p 은 상기 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 제1 변까지의 각도일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 렌즈 축과 수직한 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 대각선까지의 각도(θ )는 다음의 수학식 으로 정의되고,

[수학식 2]

여기서, j는 상기 렌즈 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, i는 상기 렌즈 축과 수직한 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 q는 상기 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 제1 변까지의 각도일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 렌즈 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 거리는 상기 수평 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 제1 거리와 상기 수직 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 제2 거리의 합과 동일할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 단위 렌즈의 렌즈 축은 상기 수직 축과 평행할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수평 축으로부터 상기 화소 투과부의 제2 변까지의 각도(β)는 수학식 3으로 정의되고,

[수학식 3]

여기서, H는 수평 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, V는 수직 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 α는 상기 수평 축으로부터 상기 제1 변까지의 각도일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변을 포함하는 화소 투과부에 의해 크로스토크 없는 3차원 영상을 표시할 수 있는 투과 영역을 넓혀 3차원 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소 투과부의 배열 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 2에 도시된 화소 투과부의 일 예에 따른 개념도이다.
도 5는 도 2에 도시된 화소 투과부의 다른 예에 따른 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 표시 패널의 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 화소 투과부의 배열 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 도 7에 도시된 화소 투과부의 일 예에 따른 개념도이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.

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

상기 렌즈 패널(100)은 상기 표시 패널(200) 상에 대향하여 배치되고, 복수의 단위 렌즈들을 포함한다. 각 단위 렌즈(UL)는 수직 축(Y)에 대해 경사각(γ)으로 기울어진 렌즈 축(LA) 방향으로 연장되고, 상기 수직 축(Y)과 교차하는 수평 축(X)의 방향으로 배열된다.

상기 경사각(γ)은 약 0 도 내지 약 45 도 일 수 있다. 상기 단위 렌즈(UL)는 렌즈 폭을 가지며, 상기 렌즈 폭은 설정된 다시점에 대응하여 설정된 복수의 화소 투과부들에 대응하는 폭을 갖는다.

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

상기 렌즈 패널(100)은 상기 단위 렌즈(UL)가 패터닝된 렌즈 플레이트일 수 있고, 또는 복수의 전극들 및 액정층을 포함하고 상기 전극들에 구동 신호를 인가하여 상기 단위 렌즈(UL)를 구현하는 능동형 액정 렌즈 패널일 수 있다.

상기 렌즈 패널(100)이 상기 렌즈 플레이트인 경우 표시 장치는 3차원 영상만을 표시할 수 있고, 상기 렌즈 패널(100)이 능동형 액정 렌즈 패널인 경우에 상기 액정 렌즈 패널을 비활성화하여 2차원 영상을 표시하거나, 또는 활성화하여 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.

상기 표시 패널(200)은 복수의 화소 투과부들(P) 및 각 화소 투과부(P)를 둘러싸는 차광부(B)를 포함한다. 상기 화소 투과부(P)는 화소 전극이 배치된 영역에 대응하고, 상기 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 기초하여 상기 표시 패널(200)의 배면으로부터 입사된 광의 투과량이 제어된다. 상기 차광부(B)는 상기 입사된 광을 차단한다.

상기 차광부(B)는 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 화소 투과부(P) 및 상기 차광부(B)는 전자 소자 및 신호 라인을 포함할 수 있다.

상기 화소 투과부(P)는 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하는 평행사변형 형상을 갖는다. 상기 제1 변은 수평 축과 경사져 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 변은 수직 축과 경사져 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제1 변(e1)은 상기 수직 축(Y)에 대해서 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 반대의 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변(e2)은 상기 수직 축(Y)에 대해서 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 동일한 경사 방향을 갖는다.

예를 들면, 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향이 상기 수직 축(Y)에 대해서 반시계 방향으로 경사진 경우, 상기 제1 변(e1)은 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 반대인 상기 수직 축(Y)에 대해서 시계 방향으로 경사지고, 상기 제2 변(e2)은 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 동일한 상기 수직 축(Y)에 대해서 반시계 방향으로 경사진다.

도시되지 않았으나, 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향이 상기 수직 축(Y)에 대해서 시계 방향으로 경사진 경우, 상기 제1 변(e1)은 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 반대인 상기 수직 축(Y)에 대해서 반시계 방향으로 경사지고, 상기 제2 변(e2)은 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 동일한 상기 수직 축(Y)에 대해서 시계 방향으로 경사질 수 있다.

이하에서는 상기 제1 변(e1)은 상기 화소 투과부(P)의 단변이고, 상기 제2 변(e2)은 상기 화소 투과부(P)의 장변인 것을 예로서 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 화소 투과부의 배열 관계를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 복수의 화소 투과부들(P)은 복수의 행들과 복수의 열들로 이루어진 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

예를 들면, 제1 행은 제1 화소 투과부(P1), 제2 화소 투과부(P2) 및 제3 화소 투과부(P2)를 포함하고, 제2 행은 제4 화소 투과부(P4), 제5 화소 투과부(P5) 및 제6 화소 투과부(P6)를 포함한다.

제1 내지 제6 화소 투과부들(P1, P2,.., P6)은 제1 열, 제2 열 및 제3 열에 각각 포함된다. 도시된 바와 같이, 제1 열은 제1 및 제4 화소 투과부들(P1, P4)을 포함하고, 제2 열은 제2 및 제5 화소 투과부들(P2, P5)을 포함하고, 제3 열은 제3 및 제6 화소 투과부들(P3, P6)을 포함한다.

각 화소 투과부, 예컨데, 제4 화소 투과부(P4)는 서로 평행한 한 쌍의 단변들(e1)과 서로 평행한 한 쌍의 장변들(e2)을 포함한다. 상기 단변(e1)은 상기 수직 축(Y)에 대해서 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 반대인 경사 방향을 갖는 제1 선(L1) 상에 위치한다. 상기 장변(e2)은 상기 수직 축(Y)에 대해서 상기 렌즈 축(LA)의 경사 방향과 동일한 경사 방향을 갖는 제2 선(L2) 상에 위치한다. 상기 제2 선(L2)과 상기 수직 축(Y)과의 경사각은 상기 렌즈 축(LA)과 상기 수직 축(Y)과의 경사각(γ)보다 작다.

또한, 각 화소 투과부는 상기 단변(e1)과 상기 장변(e2)이 만나는 4개의 꼭지점들을 포함한다. 본 실시예에서는 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라서 차례대로 제1, 제2 제3 및 제4 꼭지점들을 포함한다.

예를 들면, 제1 화소 투과부(P1)의 제1 꼭지점(a11), 제2 꼭지점(a12), 제3 꼭지점(a13) 및 제4 꼭지점(a14)을 포함하고, 제2 화소 투과부(P2)의 제1 꼭지점(a21), 제2 꼭지점(a22), 제3 꼭지점(a23) 및 제4 꼭지점(a24)을 포함하고, 제4 화소 투과부(P4)의 제1 꼭지점(a41), 제2 꼭지점(a42), 제3 꼭지점(a43) 및 제4 꼭지점(a44)을 포함하고 및 제5 화소 투과부(P5)의 제1 꼭지점(a51), 제2 꼭지점(a52), 제3 꼭지점(a53) 및 제4 꼭지점(a54)을 포함한다.

제1 방향(D1)으로 배열된 인접한 2 개의 화소 투과부들의 꼭지점 2개는 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다. 예를 들면, 제1 행에 포함된 제1 화소 투과부(P1)의 제2 꼭지점(a12)과 상기 제1 화소 투과부(P1)와 상기 제1 방향(D1)으로 인접한 제2 화소 투과부(P2)의 제1 꼭지점(a21)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다.

제2 방향으로 배열된 인접한 2 개의 화소 투과부들의 꼭지점 2개는 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다. 예를 들면, 제1 열에 포함된 제1 화소 투과부(P1)의 제1 꼭지점(a11)과 상기 제1 화소 투과부(P1)와 상기 제2 방향(D2)으로 인접한 상기 제4 화소 투과부(P4)의 제2 꼭지점(a42)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다.

또한, 상기 렌즈 축(LA) 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들의 렌즈 축 방향의 거리(d)는 상기 제1 방향(D1)(X축 방향)으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 렌즈 축(LA) 방향의 제1 거리(d1)와 상기 제2 방향(D2)(Y축 방향)으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 렌즈 축(LA) 방향의 제2 거리(d2)와의 합과 실질적으로 동일하다.

예를 들면, 제2 화소 투과부(P2)와 상기 렌즈 축(LA) 방향으로 인접한 제6 화소 투과부(P6) 간의 렌즈 축(LA) 방향의 거리(d)는 상기 제2 화소 투과부(P2)와 상기 제1 방향(D1)(X축 방향)으로 인접한 제3 화소 투과부(P3) 간의 렌즈 축(LA) 방향의 제1 거리(d1)와 상기 제2 화소 투과부(P2)와 상기 제2 방향(D2)(Y축 방향)으로 인접한 제5 화소 투과부(P5) 간의 렌즈 축(LA) 방향의 제2 거리(d2)와의 합과 실질적으로 동일하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제5 화소 투과부(P5)는 제1 시점 영상을 표시하고 상기 렌즈 축(LA)을 갖는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제5 화소 투과부(P5)의 휘도 분포(LD5)는 제1, 제2 및 제3 영역들(A11, A12, A13)로 구분된다.

상기 제5 화소 투과부(P5)의 상기 제1 영역(A11)은 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제5 화소 투과부(P5)의 상기 제2 영역(A12)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제5 화소 투과부(P5)의 상기 제3 영역(A13)은 상기 차광부(B)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

또한, 상기 제1 영역(A11)은 상기 제5 화소 투과부(A5)와 좌측으로 이웃한 제4 화소 투과부(P4)에 표시된 제2 시점 영상과 크로스토크 되는 영역이고, 상기 제3 영역(A13)은 상기 제5 화소 투과부(A5)와 우측으로 이웃한 상기 제6 화소 투과부(P6)에 표시된 제3 시점 영상과 크로스토크 되는 영역이다. 이에 반해, 상기 제2 영역(A12)은 크로스토크 없이 상기 제1 시점 영상을 표시할 수 있는 영역이다.

본 실시예에 따른 상기 화소 투과부는 전체 영역의 약 50 % 이상 되는 영역을 통해 크로스토크 없는 시점 영상을 표시할 수 있다.

한편, 휘도 균일성 측면에서 살펴보면, 상기 제6 화소 투과부(P6)는 제3 시점 영상을 표시하고 상기 렌즈 축(LA)을 갖는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제6 화소 투과부(P6)의 휘도 분포(LD6)는 제1, 제2 및 제3 영역들(A21, A22, A23)로 구분된다.

상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제1 영역(A21)은 이웃한 상기 제5 화소 투과부(P5) 및 상기 차광부(B)에 의해 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제2 영역(A22)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제3 영역(A23)은 상기 차광부(B) 및 이웃한 화소 투과부(미도시)에 의해 상기 최고 레벨로부터 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

상기 제5 화소 투과부(P5)의 상기 제3 영역(A13)과 상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제1 영역(A21)은 서로 중첩된다. 상기 제5 화소 투과부(P5)의 상기 제3 영역(A13)은 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는 반면, 상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제1 영역(A21)은 점진적으로 증가하는 휘도 분포를 갖는다. 따라서, 전체적으로 휘도 분포는 균일해질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 크로스토크 없이 시점 영상을 표시할 수 있는 화소 투과부의 영역을 50 % 이상이 되도록 구현할 수 있다. 또한, 전체 표시 패널의 휘도 분포를 균일하게 할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 화소 투과부의 일 예에 따른 개념도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 화소 투과부(P)는 다음의 수학식 1에 따라서 설정될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, 각도 θ 는 상기 렌즈 축(LA)과 수직한 수직선(pl)으로부터 상기 화소 투과부의 대각선(dl)까지의 각도이다.

제1 길이(j)는 상기 렌즈 축(LA) 방향에 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 제2 길이(i)는 상기 렌즈 축(LA)과 수직한 방향에 따른 상기 화소 투과부(P)의 길이이다. 각도 p 은 상기 수직선(pl)으로부터 상기 화소 투과부의 단변(e1)까지의 각도이다. 본 실시예에 따르면, 상기 단변(e1)의 경사각은 상기 수직선(pl)에 대해 음의 각을 갖는다.

상기 대각선(dl)의 각도(θ)가 클수록 크로스토크 없이 시점 영상을 시인할 수 있는 정상 영역(A)이 50 % 보다 작아지고 상기 각도(θ)가 작을수록 상기 정상 영역(A)이 증가한다.

본 실시예에 따르면, 상기 대각선(dl)의 각도(θ)는 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 정상 영역(A)이 50 % 로 설정된 기준 각도 보다 작게 설정할수록 3차원 영상의 크로스토크를 줄일 수 있고 또한 3차원 영상의 휘도를 향상시킬 수 있다.

도 5는 도 2에 도시된 화소 투과부의 다른 예에 따른 개념도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 화소 투과부(P)는 다음의 수학식 2에 따라서 설정될 수 있다.

[수학식 2]

제1 길이(j)는 상기 렌즈 축(LA) 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 제2 길이(i)는 상기 렌즈 축(LA)과 수직한 방향을 따른 상기 화소 투과부(P)의 길이이다. 각도 q 은 상기 화소 투과부의 단변(e1)부터 상기 수직선(pl)까지의 각도이다. 본 실시예에 따르면, 상기 단변(e1)의 경사각은 상기 수직선(pl)에 대해 양의 각을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 상기 대각선(dl)의 각도(θ)는 상기 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 상기 정상 영역(A)이 50 % 로 설정된 기준 각도 보다 작게 설정할수록 3차원 영상의 크로스토크를 줄일 수 있고, 또한 3차원 영상의 휘도를 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 상기 표시 장치는 렌즈 패널(300) 및 표시 패널(400)을 포함한다.

상기 렌즈 패널(300)은 상기 표시 패널(400) 상에 대향하여 배치되고, 복수의 단위 렌즈들을 포함한다. 각 단위 렌즈(UL)는 수직 축(Y)에 실질적으로 동일한 렌즈 축(LA) 방향으로 연장되고, 상기 수직 축(Y)과 교차하는 수평 축(X)의 방향으로 배열된다.

상기 단위 렌즈(UL)는 렌즈 폭을 가지며, 상기 렌즈 폭은 설정된 다시점에 대응하여 설정된 복수의 화소 투과부들에 대응하는 폭을 갖는다. 상기 단위 렌즈(UL)는 상기 표시 패널(400)의 상기 화소 투과부들을 투과한 광을 다시점에 대응하는 위치들로 굴절시킨다. 상기 단위 렌즈는 프레넬 렌즈, 렌티큘라 렌즈 등을 포함할 수 있다.

상기 렌즈 패널(300)은 상기 단위 렌즈(UL)가 패터닝된 렌즈 플레이트일 수 있고, 또는 복수의 전극들 및 액정층을 포함하고 상기 전극들에 구동 신호를 인가하여 상기 단위 렌즈(UL)를 구현하는 능동형 액정 렌즈 패널일 수 있다.

상기 렌즈 패널(300)이 상기 렌즈 플레이트인 경우 표시 장치는 3차원 영상만을 표시할 수 있고, 상기 렌즈 패널(300)이 능동형 액정 렌즈 패널인 경우에 상기 액정 렌즈 패널을 비활성화하여 2차원 영상을 표시하거나, 또는 활성화하여 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.

상기 표시 패널(400)은 복수의 화소 투과부들(P) 및 각 화소 투과부(P)를 둘러싸는 차광부(B)를 포함한다. 상기 화소 투과부(P)는 화소 전극이 배치된 영역에 대응하고, 상기 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 기초하여 상기 표시 패널(400)의 배면으로부터 입사된 광의 투과량이 제어된다. 상기 차광부(B)는 상기 입사된 광을 차단한다.

상기 화소 투과부(P)는 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 서로 평행하는 한 상의 제2 변들을 포함하는 평행사변형 형상을 갖는다. 상기 제1 변은 수평 축과 경사져 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 변은 수직 축과 경사져 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.

상기 제1 변(e1) 및 상기 제2 변(e1)은 상기 수직 축(Y)(또는 상기 렌즈 축(LA))에 대해서 반시계 또는 시계 방향으로 경사진 경사 방향을 갖는다.

예를 들면, 도시된 바와 같이, 상기 제1 변(e1)은 상기 수직 축(Y))(또는 렌즈 축(LA))에 대해서 반시계 방향으로 경사지고, 상기 제2 변(e2) 역시 상기 수직 축(Y))(또는 렌즈 축(LA))에 대해서 반시계 방향으로 경사진다.

도시되지 않았으나, 상기 제1 변(e1) 및 상기 제2 변(e1) 각각은 상기 수직 축(Y)에 대해서 시계 방향으로 경사진 경사 방향을 가질 수 있다. 이하에서는 상기 제1 변(e1)은 상기 화소 투과부(P)의 단변이고, 상기 제2 변(e2)은 상기 화소 투과부(P)의 장변인 것을 예로서 설명한다.

도 7은 도 6에 도시된 표시 패널의 평면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 화소 투과부의 배열 관계를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 복수의 화소 투과부들(P)은 복수의 행들과 복수의 열들로 이루어진 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

각 화소 투과부(예컨데, P1)는 서로 평행한 한 쌍의 단변들(e1)과 서로 평행한 한 쌍의 장변들(e2)을 포함한다. 상기 단변(e1)은 수평 축(X)에 대해 경사진 제1 선(L1) 상에 위치한다. 상기 장변(e2)은 상기 렌즈 축(LA)과 실질적으로 동일한 수직 축(Y)에 대해 경사진 제2 선(L2) 상에 위치한다.

또한, 각 화소 투과부는 상기 단변(e1)과 상기 장변(e2)이 만나는 4개의 꼭지점들을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라서 차례대로 제1, 제2 제3 및 제4 꼭지점들을 포함한다. 상기 제1, 제2 제3 및 제4 꼭지점들 각각은 상기 수직 축(Y)과 실질적으로 동일한 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선들 상에 각각 배치된다.

제1 방향(D1)으로 배열된 인접한 2 개의 화소 투과부들의 꼭지점 2개는 상기 수직 축(Y)과 실질적으로 동일한 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다. 예를 들면, 제1 행에 포함되고 상기 제1 방향(D1)으로 인접한 제1 화소 투과부(P1)의 제2 꼭지점(a12)과 제2 화소 투과부(P2)의 제1 꼭지점(a21)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다.

제2 방향(D2)으로 배열된 인접한 2 개의 화소 투과부들의 꼭지점 8개는 상기 수직 축(Y)과 실질적으로 동일한 렌즈 축(LA)과 평행한 선들 상에 위치한다. 예를 들면, 제1 열에 포함된 인접한 제1 화소 투과부(P1)의 제1 꼭지점(a11)과 상기 제4 화소 투과부(P4)의 제1 꼭지점(a41)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치하고, 제1 화소 투과부(P1)의 제2 꼭지점(a12)과 상기 제4 화소 투과부(P4)의 제2 꼭지점(a42)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치하고, 제1 화소 투과부(P1)의 제3 꼭지점(a13)과 상기 제4 화소 투과부(P4)의 제3 꼭지점(a43)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치하고, 제1 화소 투과부(P1)의 제4 꼭지점(a14)과 상기 제4 화소 투과부(P4)의 제4 꼭지점(a44)은 상기 렌즈 축(LA)과 평행한 선 상에 위치한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제5 화소 투과부(P5)는 제1 시점 영상을 표시하고 상기 렌즈 축(LA)을 갖는 상기 단위 렌즈(UL)에 의해 상기 제5 화소 투과부(P5)의 휘도 분포(LD5)는 제1, 제2 및 제3 영역들(A11, A12, A13)로 구분된다.

또한, 상기 제1 영역(A11)은 상기 제5 화소 투과부(A5)와 좌측으로 이웃한 제4 화소 투과부(P4)에 표시된 제2 시점 영상과 크로스토크 되는 영역이고, 상기 제3 영역(A13)은 상기 제5 화소 투과부(A5)와 우측으로 이웃한 상기 제6 화소 투과부(P6)에 표시된 제3 시점 영상과 크로스토크 되는 영역이다. 이에 반해, 상기 제2 영역(A12)은 크로스토크 없는 제1 시점 영상을 표시할 수 있는 영역이다.

본 실시예에 따른 상기 화소 투과부는 전체 영역에서 50 % 이상의 영역을 통해 크로스토크 없는 시점 영상을 표시할 수 있다.

상기 제6 화소 투과부(P6)의 상기 제1 영역(A21)은 점진적으로 최고 레벨로 증가하는 휘도 분포를 갖고, 상기 제2 영역(A22)은 최고 레벨의 휘도 분포를 갖고, 상기 제3 영역(A23)은 상기 최고 레벨로부터 점진적으로 감소하는 휘도 분포를 갖는다.

도 9는 도 7에 도시된 화소 투과부의 일 예에 따른 개념도이다.

도 7 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 화소 투과부(P)는 다음의 수학식 3에 따라서 설정될 수 있다.

[수학식 3]

여기서, 각도 β 는 수평 축(X)으로부터 상기 화소 투과부의 장변(e2)까지의 각도이다. 제1 길이(H)는 수평 축(X) 방향에 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 제2 길이(V)는 수직 축(Y) 또는 렌즈 축(LA) 방향에 따른 상기 화소 투과부의 길이이다. 각도 α는 상기 수평 축(X)으로부터 상기 단변(e1)까지의 각도이다.

상기 장변(e2)의 경사 각도(β)가 클수록 크로스토크 없이 시점 영상을 시인할 수 있는 정상 영역(A)이 50 % 보다 작아지고 상기 경사 각도(β)가 작을수록 상기 정상 영역(A)이 증가한다.

본 실시예에 따르면, 상기 장변(e2)의 경사 각도(β)는 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 상기 정상 영역(A)이 50 % 로 설정된 기준 각도 보다 작게 설정할수록 3차원 영상의 크로스토크를 줄일 수 있고, 또한 3차원 영상의 휘도를 향상시킬 수 있다.

이상의 본 발명의 실시예들에 따른 화소 투과부를 포함하는 표시 패널은 크로스토크 없는 3차원 영상을 표시할 수 있는 정상 영역을 50 % 이상으로 구현할 수 있으므로, 3차원 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예를 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, 300 : 렌즈 패널 200, 400 : 표시 패널
UL : 단위 렌즈 P : 화소 투과부
B : 차광부 LA : 렌즈 축

Claims

수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하고, 광을 투과하는 화소 투과부; 및
상기 화소 투과부를 둘러싸고, 광을 차단하는 차광부를 포함하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 변은 상기 수직 축에 대해서 제1 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 제1 경사 방향과 반대인 제2 경사 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제2항에 있어서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고,
제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 제1 경사선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제3항에 있어서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제2 꼭지점은 상기 제1 경사선과 평행한 제2 경사선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 변 및 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 동일한 경사 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고,
상기 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 상기 수직 축과 평행한 수직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제6항에 있어서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들은 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들과 상기 수직 축과 평행한 수직선들 상에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
복수의 단위 렌즈들을 포함하는 렌즈 패널; 및
수평 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제1 변들과 수직 축과 경사지고 서로 평행하는 한 쌍의 제2 변들을 포함하고 광을 투과하는 화소 투과부와, 상기 화소 투과부를 둘러싸고 광을 차단하는 차광부를 포함하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 단위 렌즈는 상기 수직 축에 대해 경사진 렌즈 축을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 렌즈 축의 경사 방향과 반대인 제1 경사 방향을 갖고, 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 상기 상기 렌즈 축의 경사 방향과 같은 제2 경사 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고,
제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 상기 렌즈 축과 평행한 제1 경사선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제2 꼭지점은 상기 제1 경사선과 평행한 제2 경사선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 렌즈 축과 수직한 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 대각선까지의 각도(θ )는 다음의 수학식으로 정의되고,

여기서, j는 상기 렌즈 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, i는 상기 렌즈 축과 수직한 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 p 은 상기 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 제1 변까지의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 렌즈 축과 수직한 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 대각선까지의 각도(θ )는 다음의 수학식으로 정의되고,

여기서, j는 상기 렌즈 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, i는 상기 렌즈 축과 수직한 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 q는 상기 수직선으로부터 상기 화소 투과부의 제1 변까지의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 렌즈 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 거리는 상기 수평 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 제1 거리와 상기 수직 축 방향으로 인접한 2 개의 화소 투과부들 간의 상기 렌즈 축 방향의 제2 거리의 합과 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 단위 렌즈의 렌즈 축은 상기 수직 축과 평행한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 제1 변 및 상기 제2 변은 상기 수직 축에 대해서 동일한 경사 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 화소 투과부는 시계 방향을 따라 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 꼭지점들을 포함하고,
상기 제1 화소 투과부의 제2 꼭지점 및 상기 제1 화소 투과부와 상기 수평 축의 방향으로 인접한 제2 화소 투과부의 제1 꼭지점은 상기 수직 축과 평행한 수직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 제1 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들은 상기 제1 화소 투과부와 상기 수직 축의 방향으로 인접한 제3 화소 투과부의 제1 내지 제4 꼭지점들과 상기 수직 축과 평행한 수직선들 상에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 수평 축으로부터 상기 화소 투과부의 제2 변까지의 각도(β)는 다음의 수학식으로 정의되고,

여기서, H는 수평 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, V는 수직 축 방향을 따른 상기 화소 투과부의 길이이고, 각도 α는 상기 수평 축으로부터 상기 제1 변까지의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.