立体画像表示装置
【課題】立体画像表示装置を提供すること。
【解決手段】表示品質を向上させることのできる立体画像表示装置を開示する。立体画像表示装置は、第1方向に延伸したゲートライン及び第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子及び第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む第1単位セル及び第1単位セルの第2方向に配置し、ゲートライン及び第2データラインと接続された第2スイッチング素子及び第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む第2単位セルを含む表示パネルと、表示パネル上に配置し、データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む画像変換シートとを含む。よって、立体画像表示装置の3次元解像度及び/または視点数を増加させることができる。
【解決手段】表示品質を向上させることのできる立体画像表示装置を開示する。立体画像表示装置は、第1方向に延伸したゲートライン及び第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子及び第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む第1単位セル及び第1単位セルの第2方向に配置し、ゲートライン及び第2データラインと接続された第2スイッチング素子及び第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む第2単位セルを含む表示パネルと、表示パネル上に配置し、データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む画像変換シートとを含む。よって、立体画像表示装置の3次元解像度及び/または視点数を増加させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体画像表示装置に関し、より詳しくはレンチキュラー(Lenticular)方式の立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲーム、映画などのような分野で3次元立体画像に対する需要が増加することによって、3次元立体画像を表示する立体画像表示装置が発展をしつづけている。立体画像表示装置は、観察者の両眼に互いに異なる2次元平面画像を印加することによって立体画像を表示することができる。つまり、観察者は両眼を通じて一対の2次元平面画像を見ることになり、脳で前記平面画像を融合して立体感を視認することになる。
【0003】
立体画像表示装置は、観察者の特殊メガネの着用可否に応じて、メガネ式(stereo−scopic)及び非メガネ式(auto stereo−scopic)に区分することができる。一般的に、平板表示装置においては、バリアー(barrier)方式、レンチキュラー(lenticular)方式などのような非メガネ式の立体画像表示装置が主に利用されている。前記レンチキュラー方式は、レンズを利用して左側ピクセル及び右側ピクセルを通過する光を屈折させることによって、立体画像を表示することができる。前記レンチキュラー方式によると、前記レンズを通じて大部分通過するため、前記バリアー方式に比べて輝度の減少を最小化させることができる。
【0004】
表示パネルにおいて画素は、一般的にマトリックス形態に配列され、レンチキュラーレンズのレンズ軸は、前記画素の配列方向と対応するように配置される。このとき、観察者は前記表示パネルの特定位置で前記画素を区画する遮光パターンのみを見ることになり、画像が見られないという問題点が生じる。つまり、観察者は、特定位置で前記表示パネルを通じてモアレ(moire)を見るようになる。
【0005】
一方、見る角度による画像の立体感を細分化させるための多視点立体画像表示装置の解像度は、表示パネルの2次元の解像度に依存する。つまり、前記表示パネルの2次元解像度が高いほど、立体画像表示装置の3次元の解像度も高いことができる。しかし、3次元の解像度を高めるために、前記表示パネルの解像度を高めることには、前記表示パネルのサイズの増加が不可欠であるが、前記サイズの増加には限界がある。また、限定された大きさの表示パネルを利用して多視点を具現すると解像度が減少するという限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許6,064,424号明細書
【特許文献2】米国特許3,409,351号明細書
【特許文献3】特開2004−280052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は技術的課題は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示パネルの解像度または視点数を増加させて表示品質を向上させた立体画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の本発明の目的を実現するための一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。前記表示パネルは、第1単位セルと第2単位セルを含む。前記第1単位セルは、第1方向に延伸したゲートライン、前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子、及び第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む。前記第2単位セルは、前記第1単位セルの前記第2方向に配置し、前記ゲートライン、前記第1データラインと隣接する第2データラインと接続された第2スイッチング素子、前記第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む。前記画像変換シートは前記表示パネル上に配置し、前記データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。
【0009】
上述の本発明の目的を実現するための他の一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。前記表示パネルは、第1方向に延伸した第1辺及び前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第2辺を含む複数の単位セルを含む。前記画像変換シートは、前記表示パネル上に配置し、前記第2辺を基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。前記レンズ軸の傾斜は、前記単位セルのうちの第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第1方向にm番目(mは自然数)に配置された単位セルの中心点の間の第1距離xと、前記第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第2方向に、n番目(nは自然数、m>n)に配置された単位セルの中心点の間の第2距離yの比と同様である。
【0010】
上述の本発明の目的を実現するためのさらに他の一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含むことができる。前記表示パネルは、第1方向に延伸したゲートライン及び前記第1方向と異なる第2方向に延伸したデータラインと交差して区画する複数の内部領域のそれぞれに形成された画素電極を含む単位セルを含む。前記画像変換シートは、前記表示パネル上に配置され、前記データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。前記第2方向に互いに隣接する2つの単位セルの中心点の間の第1ピッチaと前記第1方向に互いに隣接した2つの単位セルの中心点の間の第2ピッチbの比は、1:1.5である。前記レンズ軸の傾斜は、前記単位セルのうちの第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第1方向にm番目(mは自然数)に配置された単位セルの中心点の間の第1距離xと、前記第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第2方向にn番目(nは自然数、m>n)に配置された単位セルの中心点の間の第2距離yの比と同様である。
【発明の効果】
【0011】
このような立体画像表示装置によると、レンチキュラーレンズのレンズ軸が表示パネル上に傾いて配置されることによって観察者がモアレを視認することを最小化させることができる。また、単位画素を分割して利用することによって、表示パネルの2次元解像度を増加させることができる。よって、立体画像表示装置の3次元解像度及び/または視点数を増加させて表示品質を向上させることができる。
【0012】
一方、本発明の立体画像表示装置は、横に長いランドスケープタイプの表示パネルを利用して製造することができ、その構造を変形すること無しに、表示装置を回転させて縦に長いポートレートタイプの立体画像表示装置としても容易に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態による立体画像表示装置の平面図である。
【図2】図1のA部分を拡大した拡大平面図である。
【図3】図1に示す表示パネルの第1基板の平面図である。
【図4】図1に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【図5A】図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図5B】図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図6】本発明の他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【図7】図6に示す第1基板と対向する第2基板の平面図である。
【図8】本発明のまた他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【図9】本発明のまた他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図10】図9に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【図11A】本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図11B】本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態をより詳しく説明する。本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定実施形態を図面に例示し、本明細書に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、ないしは代替物を含むことと理解されるべきである。各図面を説明しながら類似する参照符号を、類似する構成要素に対して使用した。添付図面において、構造物のサイズは本発明の明確性に基づくために実際より拡大して示した。第1、第2などの用語は多様な構成要素を説明するにあたって使用することができるが、各構成要素は使用される用語によって限定されるものではない。各用語は1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用されるものであって、例えば、明細書中において、第1構成要素を第2構成要素に書き換えることも可能であり、同様に第2構成要素を第1構成要素とすることができる。単数表現は文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。
【0015】
本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、1つまたはそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ下に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態による立体画像表示装置の平面図である。
【0017】
図2は、図1のA部分を拡大した拡大平面図である。
【0018】
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態による立体画像表示装置300は、混合された2次元画像を表示する表示パネル100及び前記表示パネル100が表示する前記混合された2次元画像を立体画像に変換させる画像変換シート200を含む。
【0019】
前記表示パネル100は、第1方向D1に延伸した第1幅W1と前記1方向D1と異なる第2方向D2に延伸した第2幅W2を有する。例えば、前記第2方向D2は、前記第1方向D1と交差し、例えば直交することができる。前記第1幅W1の値は前記第2幅W2の値より大きくてもよい。前記第1方向D1は、前記表示パネル100の横方向になり、前記第2方向D2は、前記表示パネル100の縦方向になることができる。他の実施形態において、前記第1幅W1の値は前記第2幅W2の値より小さくてもよい。
【0020】
前記表示パネル100は、複数の単位セルUCを含む。前記表示パネル100は、第1基板110(例えば、TFT基板、図3参照)及び前記第1基板110と結合した第2基板120(例えば、カラーフィルタ基板、図4参照)を含み、前記第1基板110及び第2基板120に形成された繰り返される構成要素によって前記単位セルUCのそれぞれが定義されることができる。前記単位セルUCについては、図3及び図4を参照して後述する。
【0021】
前記単位セルUCは、前記第1方向D1に繰り返して配列され、前記第2方向D2に繰り返して配列されてマトリックス形態を成す。前記第1方向D1に隣接する2つの単位セルUCの中心点CPの間の距離が、「第1ピッチa」であり(図2参照)、前記第2方向D2に隣接する2つの単位セルUCの中心点CPの間の距離が、「第2ピッチb」になる。前記単位セルUCのそれぞれは前記第1方向D1に延伸した第1辺W3と前記第2方向D2に延伸した第2辺W4を含む。前記第1辺W3と前記第2辺W4の比率は、約1:1.5であることができる。
【0022】
具体的に、前記単位セルUCは、第1単位セルP1、前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に配置された第2単位セルP2、前記第1単位セルP1の前記第1方向D1に配置された第3単位セルP3、前記第3単位セルP3の前記第2方向D2に配置された第4単位セルP4、前記第3単位セルP3の前記第1方向D1に配置された第5単位セルP5、前記第5単位セルP5の前記第2方向D2に配置された第6単位セルP6、前記第2単位セルP2の前記第2方向D2に配置された第7単位セルP7、前記第7単位セルP7の前記第2方向D2に配置された第8単位セルP8を含む。
【0023】
前記第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5(例えばR,G,Bサブピクセル)が前記第1方向D1に沿って繰り返して配列されて前記表示パネル100の第1行を定義し、前記第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6が前記第1方向D1に沿って繰り返して配列されて第2行を定義する。前記第2行の前記第2方向D2には前記第7単位セルP7を含む第3行が配置される。前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第7単位セルP7、及び第8単位セルP8が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて前記表示パネル100の第1列を定義し、前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて第2列を定義する。また、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて第3列を定義する。
【0024】
前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第3単位セルP3の中心点CPとの距離が前記第1ピッチaであり、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第2単位セルP2の中心点CPとの距離が前記第2ピッチbである。本実施形態による前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比率はa:b=1:1.5である。
【0025】
前記画像変換シート200は、前記表示パネル100上に配置される。前記表示パネル100が一つまたはそれ以上の2次元の画像(例えば、混合された2次元画像)を表示すると、前記画像変換シート200は前記2次元の画像を屈折させて3次元の画像に変換する。前記画像変換シート200は複数のレンチキュラーレンズL1を含む。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれは、前記表示パネル100の平面から突出した曲面を有する。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれは、半円筒型を有することができる。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれのレンズ軸Axは前記第2方向D2に延伸された線を基準に所定角度傾いて前記表示パネル100上に配置される。前記レンズ軸Axの延伸方向は前記第1方向D1と前記第2方向D2との間方向であることができる。前記レンチキュラーレンズL1は前記第1方向D1に沿って互いに平行に配列される。
【0026】
前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)は、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第1方向D1にm番目に配置された単位セルの中心点CPとの間の第1距離xを、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に第n番目に配置された単位セルの中心点CPとの間の第2距離yに除算した値と同一である。このとき、m及びnは、それぞれ独立的に自然数を示し、mとnの最大公約数は1であり、m>nである。前記レンズ軸Axの延伸方向は、前記第1方向D1と前記第2方向D2の定義によって異なることができる。本発明においては前記第2方向Dに沿って延伸した線を基準に前記レンズ軸Axが半時計回り方向に傾いた角度を前記レンチキュラーレンズL1の傾斜角θと定義し、前記傾斜(y/x)は、負の値を有する場合を一例として説明する。前記傾斜(y/x)が正の値を有する場合でも同様に適用することができる。
【0027】
一例として、mが2であり、nが1であってもよい。このとき、前記第1距離xは、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第1方向D1に2番目に配置された前記第5単位セルP5の中心点CPとの間の距離として、前記第1ピッチaの2倍の値を有する。また、前記第2距離yは、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に一番目に配置された前記第2単位セルP2の中心点CPの間の距離として、前記第2ピッチbと同じ値を有する。前記第1単位セルP1と前記第6単位セルP6の中心点CPを繋ぐ線は前記レンズ軸Axの方向と同一である。これによって、本発明の一実施形態による前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)は、a/bが2/3の場合に3/4(=b/2a)である。
【0028】
本発明の一実施形態において、前記第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5は互いに異なるカラーを示す。前記第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6も互いに異なるカラーを示す。前記第1単位セルP1及び第2単位セルP2は互いに同一な第1カラーを示し、前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4は互いに同一な第2カラーを示し、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6は互いに同一な第3カラーを示す。
【0029】
以下、図3及び図4を参照して図1及び図2に示す単位セルの構造を全体的に説明する。
【0030】
図3は、図1に示す表示パネルの第1基板の平面図である。
【0031】
図3を参照すると、前記表示パネル100の下部基板である前記第1基板110は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第1データラインDL1、第2データラインDL2、第3データラインDL3、第4データラインDL4、第1スイッチング素子SW1、第2スイッチング素子SW2、第3スイッチング素子SW3、第4スイッチング素子SW4、第1画素電極PE1、第2画素電極PE2、第3画素電極PE3、第4画素電極PE4を含む。前記第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子SW2と、前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2は、前記1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並び前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が区画する内部領域に形成されることができる。前記第2データラインDL2及び第3データラインDL3間の距離は、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2間の距離より狭い。前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2の面積は、互いに実質的に同一であることができる。
【0032】
前記第1単位セルP1は、前記第1スイッチング素子SW1及び前記第1画素電極PE1を含む。前記第1スイッチング素子SW1は、前記第1ゲートラインGL1と接続された第1ゲート電極GE1を含むことによって、前記第1ゲートラインGL1と電極的に接続される。前記第1スイッチング素子SW1は、前記第1データラインDL1と接続された第1ソース電極SE1及び前記第1ソース電極SE1と離隔された第1ドレイン電極DE1を含み、前記第1ドレイン電極DE1は、前記第1画素電極PE1とコンタクトして電気的接続される。前記第1画素電極PE1は前記内部領域を前記第1方向D1に延伸する線で二分化するとき、前記内部領域のうち上部に配置してもよい。図3に示すように前記第1画素電極PE1は微小なマイクロ電極を含むマイクロスリットパターンを含む。
【0033】
前記第2単位セルP2は前記第2スイッチング素子SW2及び前記第2画素電極PE2を含む。前記第2スイッチング素子SW2は、前記第1ゲートラインGL1と接続された第2ゲート電極GE2を含むことによって、前記第1ゲートラインGL1と電気的に接続される。前記第2スイッチング素子SW2は、前記第2データラインDL2と接続された第2ソース電極SE2及び前記第2ソース電極SE2と離隔された第2ドレイン電極DE2を含み、前記第2ドレイン電極DE2は、前記第2画素電極PE2とコンタクトして電気的に接続される。前記第2画素電極PE2は前記第1画素電極PE1の前記第2方向D2に前記内部領域のうち下部に配置されることができる。前記第2画素電極PE2は微小なマイクロ電極を含むマイクロスリットパターンを含む。前記第2単位セルP2は前記第1単位セルP1と同一な前記第1ゲートラインGL1に接続される。前記第2単位セルP2の中心点と前記第1単位セルP1の中心点を接続する線は前記第2方向D2に延伸して、前記第1ゲートラインGL1と交差する。
【0034】
前記第3スイッチング素子SW3及び第4スイッチング素子SW4と、前記第3画素電極PE3及び第4画素電極PE4は、前記第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並びに前記第3データラインDL3及び第4データラインDL4が区画する領域に形成されることができる。前記第3単位セルP3は、前記第3スイッチング素子SW3及び前記第3画素電極PE3を含み、前記第3スイッチング素子SW3は、前記第3データラインDL3と接続されたことを除いては前記第1スイッチング素子SW1と実質的に同一である。前記第4単位セルP4は、前記第4スイッチング素子SW4及び前記第4画素電極PE4を含み、前記第4スイッチング素子SW4は、前記第4データラインDL4と接続されることを除いては、前記第2スイッチング素子SW2と実質的に同一である。
【0035】
前記第3単位セルP3は、前記第1単位セルP1と接続された前記第1ゲートラインGL1と接続されるが、前記第1単位セルP1の中心点と前記第3単位セルP3の中心点を接続する線は、前記第1方向D1に延伸して、前記第1ゲートラインGL1と平行である。前記第1ゲートラインGL1に印加された一つのゲート信号によって、前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第3単位セルP3、及び4単位セルP4がオン/オフされることができる。前記第1単位セルP1〜第4単位セルP4はそれぞれの前記第1データラインDL1〜第4データラインDL4に印加されるデータ信号によってそれぞれ独立的に駆動されることができる。つまり、前記内部空間に実質的に2つの画素が形成される効果を有する。
【0036】
一方、前記第2単位セルP2の前記第2方向D2に配置された第7単位セルP7は前記第1ゲートラインGL1と隣接する前記第3ゲートラインGL3と接続される。前記第8単位セルP8は、前記第3ゲートラインGL3と接続される。
【0037】
図4は、図1に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【0038】
図4を参照すると、前記表示パネル100の上部基板である前記第2基板120は、遮光パターンBM、前記第1カラーを示す第1カラーフィルタCF1、前記第2カラーを示す第2カラーフィルタCF2、及び前記第3カラーを示す第3カラーフィルタCF3、及び共通電極CEを含む。
【0039】
前記遮光パターンBMは、前記第1単位セルP1〜第8単位セルP8の境界に形成される。具体的に、前記遮光パターンBMは前記第1ゲートラインGL1〜第3ゲートラインGL3、前記第1データライン〜第4データラインDL4と対応する領域と、前記第1画素電極PE1と前記第2画素電極PE2が離隔された領域と、前記第3画素電極PE3と前記前記第4画素電極PE4が離隔された領域と、に対応して形成される。画素電極が離隔された領域とは、例えば内部領域の第1方向に沿う中心線に対応する領域である。
【0040】
前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第7単位セルP7、及び第8単位セルP8は、それぞれ前記第1カラーフィルタCF1を含む。前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4はそれぞれ前記第2カラーフィルタCF2を含み、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6はそれぞれ前記第3カラーフィルタCF3を含む。前記第1カラーフィルタCF1は前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2が形成された領域に形成され、前記第2カラーフィルタCF2は、前記第3画素電極PE3及び第4画素電極PE4が形成された領域に形成される。
【0041】
前記共通電極CEは、前記第2基板120の全面に形成され、何らのパターン無しで形成される。前記共通電極CEがパターンを含まなくても、前記マイクロスリットパターンによって前記表示パネル100は、パターンが形成された画素電極及び共通電極を含むパターンが形成された垂直配向(Patterned vertical alignment;PVA)モードと構成は異なるが、実質的に同一モードとして利用することができる。
【0042】
上述の説明のように、前記ゲート信号は、前記第1ゲートラインGL1を通じて印加し、前記第1単位セルP1に印加されるデータ信号は前記第1データラインDL1を利用して前記第2単位セルP2に印加されるデータ信号は、前記第2データラインDL2を利用することによって、一つの前記内部空間を二分割して実質的には独立的な2つの画素として利用することができる。これによって、本発明によると、表示装置の大きさが固定されているとき、前記第2方向D2に配列される画素数が前記内部空間を一つの画素として利用する場合に比べて2倍に増加する。従って、ゲートラインを2倍にせずに、前記表示パネル100の解像度が実質的に向上されることができる。
【0043】
図3及び図4においては、前記第1カラーフィルタCF1〜第3カラーフィルタCF3が前記第2基板120に形成される場合を一例として説明したが、前記第1カラーフィルタCF1〜第3カラーフィルタCF3は、前記第1基板110に形成されることができる。また、前記遮光パターンBMも前記第1基板110に形成されることができる。
【0044】
また、前記表示パネル100の前記第1画素電極PE1〜第4画素電極PE4が前記マイクロスリットパターンを有し、前記共通電極CEがパターン無しで形成された場合を説明したが、これとは異なって前記第1画素電極PE1〜第4画素電極PE4が第1切開部を含み、前記共通電極CEが前記第1切開部とずれるように配置された第2切開部を含む通常的なPVAモードの構成を有することができる。第1切開部と第2切開部とは例えば交互に対応するように形成される。
【0045】
以下、図5Aを参照して図1〜図4に示す単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を具体的に説明する。図5Aにおいては、説明の便宜のために、一括的に前記表示パネル100において、前記第1カラーを示す単位セルを「第1カラーセルR」、前記第2カラーを示す単位セルを「第2カラーセルG」、前記第3カラーを示す単位セルを「第3カラーセルB」で示す。前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBは、前記第1方向D1には、前記第1ピッチaを有して配列され、前記第2方向D2には前記第1ピッチaの1.5倍である前記第2ピッチbを有して配列される。従って、a/bは2/3である。
【0046】
図5Aは、図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0047】
図5Aを参照すると、前記第1方向D1には前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが繰り返して配列され、前記第2方向D2には同一のカラーセルが繰り返して配列される。前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)が3/4であるため、前記レンズ軸Axと前記第2方向D2に沿って延伸された線がなす前記レンズ軸Axの傾斜角θと前記傾斜(y/x)は、tanθ=x/y=4/3の関係を有する。従って、前記傾斜角θは約53.13°である。3/4の傾斜(y/x)を有する1つの前記レンチキュラーレンズL1は、前記第1方向D1に配列された約8個の単位セルと対応するように配置することができる。
ここで、m/n=2/1にすると、a:b=1:1.5であるので、レンチキュラーレンズの傾斜は3/4になる。すなわち、m/n=2/1で適用することになればa:b=1:1.5に配列される単位ピクセルを含む表示パネルでは傾斜が3/4になる。このとき、最小限8個の単位ピクセル(単位セル)と、レンチキュラーレンズと、が対応するように配置されることとなる。ただし、単位セルが8個であることはm/n=2/1である場合の最小値であるだけであり、単位セルは8個に限定されない。
【0048】
前記レンズ軸Axが3/4の傾斜を有することによって、前記レンチキュラーレンズL1と対応する領域においてマトリックス形態で配列されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されることと実質的に同一効果を有する。つまり、前記レンチキュラーレンズL1で前記レンズ軸Axと平行する第1視点ライン(1)(図中の丸付き数字1)に従うと、前記第1行の前記第1カラーセルR、前記第2行の前記第3カラーセルB、及び前記第3行の前記第2カラーセルGを通り過ぎることによる。のみならず、前記第1視点ライン(1)を従うと、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。例えば、第1視点ライン(1)は、第1行と第2行との第2カラーセルGの間、第2行と第3行との第1カラーセルRの間、第3行と第4行との第3カラーセルBの間を通り過ぎる。
【0049】
また、前記レンズ軸Axと平行して前記第1視点ライン(1)と隣接する第2視点ライン(2)(図中の丸付き数字2)に従うと、前記第1行の前記第2カラーセルG、前記第2行の前記第1カラーセルR及び前記第3行の前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。また、前記第2視点ライン(2)に従っても、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。例えば、第2視点ライン(2)は、第1行と第2行との第3カラーセルBの間、第2行と第3行との第2カラーセルGの間、第3行と第4行との第1カラーセルRの間を通り過ぎる。
【0050】
前記第2視点ライン(2)と平行な第3視点ライン(3)(図中の丸付き数字3)、第4視点ライン(4)(図中の丸付き数字4)、第5視点ライン(5)(図中の丸付き数字5)、第6視点ライン(6)(図中の丸付き数字6)、第7視点ライン(7)(図中の丸付き数字7)、及び第8視点ライン(8)(図中の丸付き数字8)に従っても、前記第1視点ライン(1)及び第2視点ライン(2)と同じ原理に従って前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBと対応することになる。よって、観察者の視線が前記境界部に位置しても前記境界部を通り過ぎる前記レンチキュラーレンズL1の特定視点ラインによって前記特定視点ラインが通り過ぎる前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
つまり、従来のレンチキュラーレンズのレンズ軸は画素の配列方向に沿っているため、観察者は特定位置では遮光パターンのみを見ることとなる。一方、本発明の場合は、レンチキュラーレンズのレンズ軸は画素の配列方向に対して傾斜している。そのため、例えば図5Aにおいて、観察者の視点が第1視点ライン(1)となった場合には、第1視点ライン(1)が「第1行と第2行との第2カラーセルGの間、第2行と第3行との第1カラーセルRの間、第3行と第4行との第3カラーセルBの間の境界部」を通り過ぎる。しかし、第1視点ライン(1)は一方で、第1行の第1カラーセルR、第2行の第3カラーセルB、及び第3行の第2カラーセルGを通り過ぎる。よって、第1視点ライン(1)はカラーセルが存在しない境界部のみを通過するのではなく、カラーセルが存在する領域も通過するため、遮光パターンのみを見ることになるという事態は生じない。結局、本発明のようにレンチキュラーレンズのレンズ軸が画素の配列方向に対して傾斜していることで、第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
【0051】
本発明の一実施形態によると、前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)を3/4とし、前記表示パネル100上にレンチキュラーレンズL1を配置することによって、モアレ現象を無くすか、または、最少化することができる。同時に、一つのゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの前記内部空間を分割して実質的に2つの画素で独立的に利用することによって、前記立体画像表示装置300の解像度を向上させることができる。例えば、横×縦解像度が1920(RGB)×1080である表示パネルの解像度が1920(RGB)×1080×2になることができる。前記表示パネルを利用した立体画像表示装置の解像度は、640(RGB)×360×9視点から960(RGB)×540×8視点になることができる。つまり、表示パネルの解像度が2倍に向上し、立体画像表示装置の解像度もやはり2倍に向上することができる。これによって、前記表示パネル100の表示品質を向上させることができる。
さらに詳細に説明する。1920(RGB)×1080の2次元解像度を有する一般的な表示パネルを例に挙げて説明する。また、レンチキュラーレンズは、x方向に幅を有し、y方向に延在しており、1920個のx方向に配列されるRGBピクセルのうち、3個のRGBピクセルを覆うように配置される場合を考える。このとき、1個のRGBピクセルには各色毎の単位ピクセルが含まれるため、結局、レンチキュラーレンズは、x方向に合計9個の単位ピクセルを覆うように配置され、y方向には3個の単位ピクセルによって3次元での単位が定義されるものとする。つまり、2次元においてRGBの3個の単位ピクセルが一つのRGBピクセルを定義するのと同様に、3次元では、x方向への9個の単位ピクセルとy方向への3個の単位ピクセルがなす平行四辺形が、一つのRGBピクセルを定義するとみなすことができる。このように定義されたものを「9視点」と称し、この9視点では、3次元解像度は、1920(RGB)×1080の2次元解像度に比べてx方向に1/3減少し、y方向にも1/3減少し、640(RGB)×360を有するようになる。これを、上述の通り、640(RGB)×360×9視点と表示している。このとき、a:bが約1:3程度である。
ここで、上述の通り、本発明によれば1920(RGB)×1080の2次元解像度を有する一般的な表示パネルの2次元解像度がy方向に2倍になるため、本願発明による2次元解像度は1920(RGB)×1080×2になる。m/n=2/1であるとき、図5Bの太線で囲まれた部分に示すように、x方向に6個の単位ピクセルとy方向への4個の単位ピクセルがなす平行四辺形が一つのRGBピクセルを定義するとみなせる。このとき、3次元解像度は、1920(RGB)×1080×2の2次元解像度に比べて、x方向に1/2減少して、y方向へも1/4減少するため、960(RGB)×540を有するようになり、レンチキュラーレンズは、x方向に8個の単位ピクセルを覆うように配置され、上述の通り、960(RGB)×540×8視点と表示される。よって、表示パネルを利用した立体画像表示装置の3次元解像度は、640(RGB)×360×9視点から960(RGB)×540×8視点になる。よって、従来の9視点の3次元表示装置に利用される表示パネルの単位ピクセルを2個に分割することで、レンチキュラーレンズの傾きを調節することによって視点数は同程度であるが、解像度は顕著に高い立体映像表示装置を具現できる。
【0052】
図6は、本発明の他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【0053】
図1、図2、及び図6を参照すると、本発明のまた他の実施形態による表示パネルは、図6に示す第1基板112を含む。前記第1基板112は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第1データラインDL1、第2データラインDL2、第3データラインDL3、第4データラインDL4、第5スイッチング素子SW5、第6スイッチング素子SW6、第7スイッチング素子SW7、第8スイッチング素子SW8、第5画素電極PE5、第6画素電極PE6、第7画素電極PE7、及び第8画素電極PE8を含む。
【0054】
前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6の面積と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6が配置された位置を除いては、前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6はそれぞれ図3に示す第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2と、第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子SW2と実質的に同一であるため、繰り返される説明は省略する。
【0055】
図2に示す前記第1単位セルP1は、前記第5画素電極PE5を含み、第2単位セルP2は、前記第6画素電極PE6を含む。前記第5画素電極PE5の面積は前記第6画素電極PE6の面積より広い。例えば、前記第5画素電極PE5の面積は、前記第6画素電極PE6の面積の約2倍であることができる。前記第5画素電極PE5に印加される電圧は、前記第6画素電極PE6に印加される電圧より相対的に低いことができる。これによって、前記第5画素電極PE5は、前記第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並びに前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が区画する内部領域でローサブ画素を定義することができ、前記第6画素電極PE6は前記内部領域でハイサブ画素を定義することができる。
【0056】
図6においては、前記第5画素電極PE5の面積が前記第6画素電極PE6の面積より広い場合を一例として説明したが、これとは異なって前記第5画素電極PE5の面積が前記第6画素電極PE6の面積より狭く形成することができる。
【0057】
前記第7画素電極PE7及び第8画素電極PE8と、前記第7スイッチング素子SW7及び第8スイッチング素子SW8のそれぞれは、前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6と、実質的に同一である。従って、繰り返される説明は省略する。
【0058】
図7は、図6に示す第1基板と対向する第2基板の平面図である。
【0059】
図7に示す第2基板121は、前記第1基板112と結合する。前記第2基板121は、互いに同一な面積を有する複数の開口部OPを含む遮光パターンBM及び前記開口部OPのそれぞれに配置された第1カラーフィルタCF1、第2カラーフィルタCF2、及び第3カラーフィルタCF3を含む。前記遮光パターンBMは前記第1ゲートラインGL1〜第3ゲートラインGL3と前記第1データラインDL1〜第4データラインDL4と対応する領域と、前記内部領域と対応する前記第2基板121の単位領域UNを二分割する領域に形成されることができる。
【0060】
前記第1方向D1に互いに隣接する開口部OPの第1ピッチaは、前記第1方向D1と異なる第2方向D2に互いに隣接する開口部OPの間の第2ピッチbと、約a:b=1:1.5の関係である。また、第2方向D2に互いに隣接する前記第1カラーフィルタCF1の中心点の間の距離は、前記第2ピッチbと同一であり、前記第1カラーパターンCF1と前記第2カラーフィルタCF2の中心点の間の距離は、前記第1ピッチaと実質的に同様である。従って、図2、図6及び図7を参照すると、前記第1基板112及び前記第2基板121と含む表示パネルにおいて、前記第1方向D1に隣接する単位セルの前記第1ピッチaと前記第2方向に隣接する単位セルの前記第2ピッチbの比は、約a:b=1:1.5である。
【0061】
従って、図6の前記第1基板112は、前記内部領域が前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6によって互いに異なる面積を有する2つの領域に区画されるが、前記第2基板121の前記遮光パターンBMによって一つの内部領域が二分割されて、実質的に独立的な2つの画素として利用することができる。
【0062】
図8は、本発明のさらに他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【0063】
図1、図2及び図8を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による表示パネルは、図8に示す第1基板114を含む。前記第1基板114は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第4ゲートラインGL4、第5ゲートラインGL5、第1データラインDL1、第2データラインDL2、 第3データラインDL3、第9スイッチング素子SW9、第10スイッチング素子SW10、第11スイッチング素子SW11、第12スイッチング素子SW12、第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極PE12を含む。前記第1データラインDL1、第2データラインDL2、及び第3データラインDL3は、第1方向D1に等間隔を有し離隔して配列されることができる。
【0064】
前記第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第4ゲートラインGL4、及び第5ゲートラインGL5と、前記第1データラインDL1、第2データラインDL2、及び第3データラインDL3が複数の内部空間を定義する。前記内部空間のそれぞれに、前記第9スイッチング素子SW9、第10スイッチング素子SW10、第11スイッチング素子SW11、及び第12スイッチング素子SW12と、前記第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極PE12が形成される。
【0065】
一例として、前記第1ゲートラインGL1及び前記第2ゲートラインGL2と、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が定義する内部空間に前記第9スイッチング素子SW9及び前記第9スイッチング素子SW9と電気的に接続された前記第9画素電極PE9が形成される。また、前記第1ゲートラインGL1及び第3ゲートラインGL3と、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が定義する内部空間に前記第10スイッチング素子SW10及び前記第10画素電極PE10が形成される。
【0066】
図2及び図8を参照すると、前記第9画素電極PE9を含む第1単位セルP1の中心点CPと前記第11画素電極PE11を含む第3単位セルP3の中心点CPとの間の距離が第1ピッチaで定義され、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第10画素電極PE10を含む第2単位セルP2の中心点CPの間の距離が第2ピッチbで定義される。前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比率は、約1:1.5である。
【0067】
図8に示すように、前記第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極画素電極PE12のそれぞれはマイクロスリットパターンを含むことができる。
【0068】
図3に示す第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2との間の第1間隔と図8に示す第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2との間の第2間隔を比較すると、前記第2間隔は前記第1間隔の1/2倍であることができる。これによって、本発明によると表示装置の大きさが固定しているとき、第2方向D2に配列される画素数が、ゲートラインが前記第1間隔で離隔された場合に比べて2倍に増加することができる。
【0069】
図8に示す第1基板114は、図4に示す第2基板120と対向することができる。このとき、一つの画素電極と一つのカラーフィルタが対応し、例えば第9画素電極PE9に1個のカラーフィルタCF1が対応し、第10画素電極曲PE10に1個のカラーフィルタCF1が対応する。
【0070】
図9は、本発明のまた他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0071】
図9に示す表示パネル102は、第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を除いては図5Aに示す表示パネル100と実質的に同一であり、図9に示すレンチキュラーレンズも図5Aに示すレンチキュラーレンズと実質的に同一である。従って繰り返される説明は省略する。
【0072】
図9を参照すると、前記表示パネル102の第1方向D1には第1カラーセルRが配列されて第1行(row)を定義する。前記第1カラーセルRの第2方向D2に第2カラーセルGが前記第1方向D1に沿って配列されて第2行を定義する。また、前記第2カラーセルGの第2方向D2に前記第3カラーセルBが前記第1方向D1に沿って配列されて第3行を定義する。前記第2方向D2を見るときには、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが繰り返して配列されて前記表示パネル102の列(column)を定義する。
【0073】
前記表示パネル102上には、レンズ軸Axの傾斜(y/x)が3/4であるレンチキュラーレンズL1が配置される。前記レンズ軸Axが3/4の傾斜を有することによって前記レンチキュラーレンズL1と対応する領域でマトリックス形態で配列されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されたことと実質的に同一効果を有する。図9に示す前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列が、図5Aに示す配列と異なっても、前記レンチキュラーレンズL1の視点ラインと前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの関係は、図5Aの説明と実質的に同一である。
【0074】
図9に示す前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列は実質的に互いに異なるカラーフィルタを含む第1カラーフィルタCF1、第2カラーフィルタCF2、及び第3カラーフィルタCF3の配列に依存することができる。つまり、図9に示す表示パネル102は、図3に示す第1基板110と実質的に同一の下部基板を含む。図9に示すパネル102の上部基板は、図2及び図10を参照して説明する。
【0075】
図10は、図9に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【0076】
図2及び図10を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による第2基板122は、第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5の第1カラーフィルタCF1、並びに第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6の第2カラーフィルタCF2を含む。第7単位セルP7は第3カラーフィルタCF3を含み、第8単位セルP8は前記第1カラーフィルタCF1を含む。
【0077】
一つのゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの内部空間に互いに異なる2つのカラーフィルタが形成され、前記カラーフィルタのそれぞれを含む単位セルが互いに同一のゲートラインと接続されていてもそれぞれと独立的に駆動されることができる。これによって、実質的に前記第2方向D2に配列された画素数が、通常的に利用される表示パネルの画素数の2倍になってもよい。
【0078】
これとは異なって、図10に示す第2基板122は、図6に示す前記第1基板112または図8に示す前記第1基板114と結合されて本発明による表示パネルを構成することができる。
【0079】
図11Aは、本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0080】
図11Aに示す表示パネル102は、図5Aに示す表示パネルと実質的に同一である。従って、繰り返される説明は省略する。
【0081】
前記表示パネル102上にはレンチキュラーレンズL2が配置される。前記レンチキュラーレンズL2のレンズ軸Axの傾斜(y/x)を定義する一要素である第1距離xは、一番目の第1カラーセルRの中心点と、前記一番目の前記第1カラーセルRの第1方向D1に三番目に配置された四番目の前記第1カラーセルRの中心点との間の距離である。また、前記レンチキュラーレンズL2のレンズ軸Axの傾斜(y/x)を定義する他の要素である第2距離yは、前記第1カラーセルRの中心点と、前記第1カラーセルRの第2方向D2に一番目に配置された第2カラーセルGの中心点の間の距離である。
【0082】
前記第1距離xは、前記第1カラーセルRの間の第1ピッチaの3倍であり、前記第2距離yは前記第1カラーセルR及び第2カラーセルGの間の第2ピッチbと同一である。前記第2ピッチbは前記第2カラーセルGの前記第2方向D2に配置された第3カラーセルBとの中心点の間の距離と同一である。つまり、前記レンチキュラーレンズL2の傾斜(y/x)はb/3aと同一値を有する。前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比が、a:b=1:1.5であるとき、前記レンチキュラーレンズL2の傾斜(y/x)は1/2である。
【0083】
前記レンズ軸Axの傾斜が1/2であるため、前記レンズ軸Axと前記第2方向D2に沿って延伸した線が成す前記レンズ軸Axの傾斜角θと前記傾斜は、tanθ=x/y=2/1の関係を有する。従って、前記傾斜角θは、約63.43°である。1/2の傾斜を有する一つの前記レンチキュラーレンズL2は前記第1方向D1に配列された約18個の単位セルと対応するように配置されることができる。
【0084】
前記レンズ軸Axが1/2の傾斜を有することによって、前記レンチキュラーレンズL2と対応する領域でマトリックス形態で配置されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されたことと実質的に同一効果を有する。つまり、前記レンチキュラーレンズL2で前記レンズ軸Axと平行する第1視点ライン(1)(図中の丸付き数字1)に従うと、前記第1行の一番目前記第1カラーセルR、前記第2行の四番目前記第2カラーセルG及び前記第3行の7番目前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。それのみならず、前記第1視点ライン(1)に従うと、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。
【0085】
また、前記レンズ軸Axと平行して前記第1視点ライン(1)と隣接する第2視点ライン(2)(図中の丸付き数字2)に従うと、前記第1行の2番目前記第1カラーセルR、前記第2行の5番目前記第2カラーセルG、及び前記第3行の8番目前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。また、前記第2視点ライン(2)を従っても、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。前記第2視点ライン(2)と平行な第3、第4、…、第17、及び第18視点ライン((3)、(4)・・・(17)、(18))に従っても、前記第1視点ライン(1)及び第2視点ライン(2)と同一な原理に従って、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBと対応するようになる。これによって、観察者の視線が前記境界部に位置しても前記境界部を通り過ぎる前記レンチキュラーレンズL2の特定視点ラインによって前記特定視点ラインが通り過ぎる前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
【0086】
前記レンズ軸Axの傾斜を1/2に前記表示パネル102上に配置することによってモアレ現象を無くすか、または最少化することができる。同時に、一対のゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの前記内部空間を分割して実質的に2つの画素で独立的に利用することによって前記第2方向D2への解像度を向上させることができる。例えば、横×縦解像度が、1920(RGB)×1080の表示パネルの前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を変更することによって、1920×3×720(RGB)の表示パネルを製造することができ、これを利用することによって3次元解像度が640×360(RGB)×9視点で視点数が2倍に増加した640×360(RGB)×18視点の立体画像表示装置を製造することができる。これによって、前記表示パネル102の表示品質を向上させることができる。
なお、図11Bの太線で囲まれた部分に示すように、x方向に9個の単位ピクセルとy方向への6個の単位ピクセルがなす平行四辺形が3次元の一つのRGBピクセルを定義するとみなせる。このとき、3次元解像度は、1920(RGB)×1080×2の2次元解像度に比べて、x方向に1/9減少して、y方向へも1/2減少するため、なお、R,G,Bの3つの単位ピクセルが二次元の1つのRGBピクセルである。よって、図11A、図11Bの構成では、図5A,図5Bの640(RGB)×360×9視点と同じ解像度であるのにもかかわらず、「18視点」の構成であり視点数が2倍になることによって3次元映像を細分化して現わすことができる。
【0087】
上記においては、図5Aのような、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル100について、m/n=2/1であり、傾斜(y/x)が3/4である場合のレンチキュラーレンズL1を一例として説明したが、mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数ではない場合のレンチキュラーレンズにも前記表示パネル100に対して同一に適用されることができる。つまり、m/n=4/1であり、傾斜(y/x)が3/8である場合、m/n=5/1であり、傾斜(y/x)が3/10である場合、m/n=4/3であり、傾斜(y/x)が9/8である場合などに対しても同一に適用することができる。mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数である場合のレンチキュラーレンズは、図9のような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して適用することができる。
【0088】
また、図9のような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して、m/n=2/1であり、傾斜が3/4である場合のレンチキュラーレンズL1及びm/n=3/1であり、傾斜が1/2である場合のレンチキュラーレンズL2を一例として説明したが、mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数ではない場合のレンチキュラーレンズにも前記表示パネル102に対して同一に適用することができる。つまり、m/n=4/1であり、傾斜が3/8である場合、m/n=5/1であり、傾斜が3/10である場合、m/n=3/2であり、傾斜が1である場合などに対しても同一に適用することができる。mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、nが3の倍数である場合のレンチキュラーレンズは、図5Aのような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して適用することができる。
【0089】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
【産業上の利用可能性】
【0090】
このような立体画像表示装置によると、モアレを最少化させ、高解像度及び立体感が向上された立体画像表示装置を液晶表示装置(Liquid crystal display;LCD)のみならず、携帯型ディスプレイ機器、PDP(plasma display panel)表示装置、平板型表示装置、3次元(3D)立体ゲーム画像装置、放送用3Dテレビ、軍事用3Dディスプレイ、シミュレーション訓練用3Dディスプレイ、及び医療用3次元ディスプレイなどに多様に適用することができる。
【0091】
また、本発明の立体画像表示装置は、横に長いランドスケープタイプの表示パネルを利用して容易に製造することができ、その構造の変形無しで表示装置を回転させて、縦に長いポートレートタイプの立体画像表示装置として容易に利用することができる。
【符号の説明】
【0092】
100 第1表示パネル
102 第2表示パネル
110、112、114 第1基板
120、121、122 第2基板
200 画像変換シート
300 立体画像表示装置
L1、L2 レンチキュラーレンズ
a、b 第1、第2ピッチ
CP 中心点
CF1、CF2、CF3 第1、第2、第3カラーフィルタ
BM 遮光パターン
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体画像表示装置に関し、より詳しくはレンチキュラー(Lenticular)方式の立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲーム、映画などのような分野で3次元立体画像に対する需要が増加することによって、3次元立体画像を表示する立体画像表示装置が発展をしつづけている。立体画像表示装置は、観察者の両眼に互いに異なる2次元平面画像を印加することによって立体画像を表示することができる。つまり、観察者は両眼を通じて一対の2次元平面画像を見ることになり、脳で前記平面画像を融合して立体感を視認することになる。
【0003】
立体画像表示装置は、観察者の特殊メガネの着用可否に応じて、メガネ式(stereo−scopic)及び非メガネ式(auto stereo−scopic)に区分することができる。一般的に、平板表示装置においては、バリアー(barrier)方式、レンチキュラー(lenticular)方式などのような非メガネ式の立体画像表示装置が主に利用されている。前記レンチキュラー方式は、レンズを利用して左側ピクセル及び右側ピクセルを通過する光を屈折させることによって、立体画像を表示することができる。前記レンチキュラー方式によると、前記レンズを通じて大部分通過するため、前記バリアー方式に比べて輝度の減少を最小化させることができる。
【0004】
表示パネルにおいて画素は、一般的にマトリックス形態に配列され、レンチキュラーレンズのレンズ軸は、前記画素の配列方向と対応するように配置される。このとき、観察者は前記表示パネルの特定位置で前記画素を区画する遮光パターンのみを見ることになり、画像が見られないという問題点が生じる。つまり、観察者は、特定位置で前記表示パネルを通じてモアレ(moire)を見るようになる。
【0005】
一方、見る角度による画像の立体感を細分化させるための多視点立体画像表示装置の解像度は、表示パネルの2次元の解像度に依存する。つまり、前記表示パネルの2次元解像度が高いほど、立体画像表示装置の3次元の解像度も高いことができる。しかし、3次元の解像度を高めるために、前記表示パネルの解像度を高めることには、前記表示パネルのサイズの増加が不可欠であるが、前記サイズの増加には限界がある。また、限定された大きさの表示パネルを利用して多視点を具現すると解像度が減少するという限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許6,064,424号明細書
【特許文献2】米国特許3,409,351号明細書
【特許文献3】特開2004−280052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は技術的課題は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示パネルの解像度または視点数を増加させて表示品質を向上させた立体画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の本発明の目的を実現するための一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。前記表示パネルは、第1単位セルと第2単位セルを含む。前記第1単位セルは、第1方向に延伸したゲートライン、前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子、及び第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む。前記第2単位セルは、前記第1単位セルの前記第2方向に配置し、前記ゲートライン、前記第1データラインと隣接する第2データラインと接続された第2スイッチング素子、前記第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む。前記画像変換シートは前記表示パネル上に配置し、前記データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。
【0009】
上述の本発明の目的を実現するための他の一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含む。前記表示パネルは、第1方向に延伸した第1辺及び前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第2辺を含む複数の単位セルを含む。前記画像変換シートは、前記表示パネル上に配置し、前記第2辺を基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。前記レンズ軸の傾斜は、前記単位セルのうちの第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第1方向にm番目(mは自然数)に配置された単位セルの中心点の間の第1距離xと、前記第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第2方向に、n番目(nは自然数、m>n)に配置された単位セルの中心点の間の第2距離yの比と同様である。
【0010】
上述の本発明の目的を実現するためのさらに他の一実施形態において、立体画像表示装置は、表示パネル及び画像変換シートを含むことができる。前記表示パネルは、第1方向に延伸したゲートライン及び前記第1方向と異なる第2方向に延伸したデータラインと交差して区画する複数の内部領域のそれぞれに形成された画素電極を含む単位セルを含む。前記画像変換シートは、前記表示パネル上に配置され、前記データラインを基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む。前記第2方向に互いに隣接する2つの単位セルの中心点の間の第1ピッチaと前記第1方向に互いに隣接した2つの単位セルの中心点の間の第2ピッチbの比は、1:1.5である。前記レンズ軸の傾斜は、前記単位セルのうちの第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第1方向にm番目(mは自然数)に配置された単位セルの中心点の間の第1距離xと、前記第1単位セルの中心点と前記第1単位セルの前記第2方向にn番目(nは自然数、m>n)に配置された単位セルの中心点の間の第2距離yの比と同様である。
【発明の効果】
【0011】
このような立体画像表示装置によると、レンチキュラーレンズのレンズ軸が表示パネル上に傾いて配置されることによって観察者がモアレを視認することを最小化させることができる。また、単位画素を分割して利用することによって、表示パネルの2次元解像度を増加させることができる。よって、立体画像表示装置の3次元解像度及び/または視点数を増加させて表示品質を向上させることができる。
【0012】
一方、本発明の立体画像表示装置は、横に長いランドスケープタイプの表示パネルを利用して製造することができ、その構造を変形すること無しに、表示装置を回転させて縦に長いポートレートタイプの立体画像表示装置としても容易に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態による立体画像表示装置の平面図である。
【図2】図1のA部分を拡大した拡大平面図である。
【図3】図1に示す表示パネルの第1基板の平面図である。
【図4】図1に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【図5A】図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図5B】図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図6】本発明の他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【図7】図6に示す第1基板と対向する第2基板の平面図である。
【図8】本発明のまた他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【図9】本発明のまた他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図10】図9に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【図11A】本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【図11B】本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態をより詳しく説明する。本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定実施形態を図面に例示し、本明細書に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、ないしは代替物を含むことと理解されるべきである。各図面を説明しながら類似する参照符号を、類似する構成要素に対して使用した。添付図面において、構造物のサイズは本発明の明確性に基づくために実際より拡大して示した。第1、第2などの用語は多様な構成要素を説明するにあたって使用することができるが、各構成要素は使用される用語によって限定されるものではない。各用語は1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用されるものであって、例えば、明細書中において、第1構成要素を第2構成要素に書き換えることも可能であり、同様に第2構成要素を第1構成要素とすることができる。単数表現は文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。
【0015】
本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、1つまたはそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ下に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態による立体画像表示装置の平面図である。
【0017】
図2は、図1のA部分を拡大した拡大平面図である。
【0018】
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態による立体画像表示装置300は、混合された2次元画像を表示する表示パネル100及び前記表示パネル100が表示する前記混合された2次元画像を立体画像に変換させる画像変換シート200を含む。
【0019】
前記表示パネル100は、第1方向D1に延伸した第1幅W1と前記1方向D1と異なる第2方向D2に延伸した第2幅W2を有する。例えば、前記第2方向D2は、前記第1方向D1と交差し、例えば直交することができる。前記第1幅W1の値は前記第2幅W2の値より大きくてもよい。前記第1方向D1は、前記表示パネル100の横方向になり、前記第2方向D2は、前記表示パネル100の縦方向になることができる。他の実施形態において、前記第1幅W1の値は前記第2幅W2の値より小さくてもよい。
【0020】
前記表示パネル100は、複数の単位セルUCを含む。前記表示パネル100は、第1基板110(例えば、TFT基板、図3参照)及び前記第1基板110と結合した第2基板120(例えば、カラーフィルタ基板、図4参照)を含み、前記第1基板110及び第2基板120に形成された繰り返される構成要素によって前記単位セルUCのそれぞれが定義されることができる。前記単位セルUCについては、図3及び図4を参照して後述する。
【0021】
前記単位セルUCは、前記第1方向D1に繰り返して配列され、前記第2方向D2に繰り返して配列されてマトリックス形態を成す。前記第1方向D1に隣接する2つの単位セルUCの中心点CPの間の距離が、「第1ピッチa」であり(図2参照)、前記第2方向D2に隣接する2つの単位セルUCの中心点CPの間の距離が、「第2ピッチb」になる。前記単位セルUCのそれぞれは前記第1方向D1に延伸した第1辺W3と前記第2方向D2に延伸した第2辺W4を含む。前記第1辺W3と前記第2辺W4の比率は、約1:1.5であることができる。
【0022】
具体的に、前記単位セルUCは、第1単位セルP1、前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に配置された第2単位セルP2、前記第1単位セルP1の前記第1方向D1に配置された第3単位セルP3、前記第3単位セルP3の前記第2方向D2に配置された第4単位セルP4、前記第3単位セルP3の前記第1方向D1に配置された第5単位セルP5、前記第5単位セルP5の前記第2方向D2に配置された第6単位セルP6、前記第2単位セルP2の前記第2方向D2に配置された第7単位セルP7、前記第7単位セルP7の前記第2方向D2に配置された第8単位セルP8を含む。
【0023】
前記第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5(例えばR,G,Bサブピクセル)が前記第1方向D1に沿って繰り返して配列されて前記表示パネル100の第1行を定義し、前記第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6が前記第1方向D1に沿って繰り返して配列されて第2行を定義する。前記第2行の前記第2方向D2には前記第7単位セルP7を含む第3行が配置される。前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第7単位セルP7、及び第8単位セルP8が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて前記表示パネル100の第1列を定義し、前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて第2列を定義する。また、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6が前記第2方向D2に沿って繰り返して配列されて第3列を定義する。
【0024】
前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第3単位セルP3の中心点CPとの距離が前記第1ピッチaであり、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第2単位セルP2の中心点CPとの距離が前記第2ピッチbである。本実施形態による前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比率はa:b=1:1.5である。
【0025】
前記画像変換シート200は、前記表示パネル100上に配置される。前記表示パネル100が一つまたはそれ以上の2次元の画像(例えば、混合された2次元画像)を表示すると、前記画像変換シート200は前記2次元の画像を屈折させて3次元の画像に変換する。前記画像変換シート200は複数のレンチキュラーレンズL1を含む。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれは、前記表示パネル100の平面から突出した曲面を有する。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれは、半円筒型を有することができる。前記レンチキュラーレンズL1のそれぞれのレンズ軸Axは前記第2方向D2に延伸された線を基準に所定角度傾いて前記表示パネル100上に配置される。前記レンズ軸Axの延伸方向は前記第1方向D1と前記第2方向D2との間方向であることができる。前記レンチキュラーレンズL1は前記第1方向D1に沿って互いに平行に配列される。
【0026】
前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)は、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第1方向D1にm番目に配置された単位セルの中心点CPとの間の第1距離xを、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に第n番目に配置された単位セルの中心点CPとの間の第2距離yに除算した値と同一である。このとき、m及びnは、それぞれ独立的に自然数を示し、mとnの最大公約数は1であり、m>nである。前記レンズ軸Axの延伸方向は、前記第1方向D1と前記第2方向D2の定義によって異なることができる。本発明においては前記第2方向Dに沿って延伸した線を基準に前記レンズ軸Axが半時計回り方向に傾いた角度を前記レンチキュラーレンズL1の傾斜角θと定義し、前記傾斜(y/x)は、負の値を有する場合を一例として説明する。前記傾斜(y/x)が正の値を有する場合でも同様に適用することができる。
【0027】
一例として、mが2であり、nが1であってもよい。このとき、前記第1距離xは、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第1方向D1に2番目に配置された前記第5単位セルP5の中心点CPとの間の距離として、前記第1ピッチaの2倍の値を有する。また、前記第2距離yは、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第1単位セルP1の前記第2方向D2に一番目に配置された前記第2単位セルP2の中心点CPの間の距離として、前記第2ピッチbと同じ値を有する。前記第1単位セルP1と前記第6単位セルP6の中心点CPを繋ぐ線は前記レンズ軸Axの方向と同一である。これによって、本発明の一実施形態による前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)は、a/bが2/3の場合に3/4(=b/2a)である。
【0028】
本発明の一実施形態において、前記第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5は互いに異なるカラーを示す。前記第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6も互いに異なるカラーを示す。前記第1単位セルP1及び第2単位セルP2は互いに同一な第1カラーを示し、前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4は互いに同一な第2カラーを示し、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6は互いに同一な第3カラーを示す。
【0029】
以下、図3及び図4を参照して図1及び図2に示す単位セルの構造を全体的に説明する。
【0030】
図3は、図1に示す表示パネルの第1基板の平面図である。
【0031】
図3を参照すると、前記表示パネル100の下部基板である前記第1基板110は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第1データラインDL1、第2データラインDL2、第3データラインDL3、第4データラインDL4、第1スイッチング素子SW1、第2スイッチング素子SW2、第3スイッチング素子SW3、第4スイッチング素子SW4、第1画素電極PE1、第2画素電極PE2、第3画素電極PE3、第4画素電極PE4を含む。前記第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子SW2と、前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2は、前記1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並び前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が区画する内部領域に形成されることができる。前記第2データラインDL2及び第3データラインDL3間の距離は、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2間の距離より狭い。前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2の面積は、互いに実質的に同一であることができる。
【0032】
前記第1単位セルP1は、前記第1スイッチング素子SW1及び前記第1画素電極PE1を含む。前記第1スイッチング素子SW1は、前記第1ゲートラインGL1と接続された第1ゲート電極GE1を含むことによって、前記第1ゲートラインGL1と電極的に接続される。前記第1スイッチング素子SW1は、前記第1データラインDL1と接続された第1ソース電極SE1及び前記第1ソース電極SE1と離隔された第1ドレイン電極DE1を含み、前記第1ドレイン電極DE1は、前記第1画素電極PE1とコンタクトして電気的接続される。前記第1画素電極PE1は前記内部領域を前記第1方向D1に延伸する線で二分化するとき、前記内部領域のうち上部に配置してもよい。図3に示すように前記第1画素電極PE1は微小なマイクロ電極を含むマイクロスリットパターンを含む。
【0033】
前記第2単位セルP2は前記第2スイッチング素子SW2及び前記第2画素電極PE2を含む。前記第2スイッチング素子SW2は、前記第1ゲートラインGL1と接続された第2ゲート電極GE2を含むことによって、前記第1ゲートラインGL1と電気的に接続される。前記第2スイッチング素子SW2は、前記第2データラインDL2と接続された第2ソース電極SE2及び前記第2ソース電極SE2と離隔された第2ドレイン電極DE2を含み、前記第2ドレイン電極DE2は、前記第2画素電極PE2とコンタクトして電気的に接続される。前記第2画素電極PE2は前記第1画素電極PE1の前記第2方向D2に前記内部領域のうち下部に配置されることができる。前記第2画素電極PE2は微小なマイクロ電極を含むマイクロスリットパターンを含む。前記第2単位セルP2は前記第1単位セルP1と同一な前記第1ゲートラインGL1に接続される。前記第2単位セルP2の中心点と前記第1単位セルP1の中心点を接続する線は前記第2方向D2に延伸して、前記第1ゲートラインGL1と交差する。
【0034】
前記第3スイッチング素子SW3及び第4スイッチング素子SW4と、前記第3画素電極PE3及び第4画素電極PE4は、前記第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並びに前記第3データラインDL3及び第4データラインDL4が区画する領域に形成されることができる。前記第3単位セルP3は、前記第3スイッチング素子SW3及び前記第3画素電極PE3を含み、前記第3スイッチング素子SW3は、前記第3データラインDL3と接続されたことを除いては前記第1スイッチング素子SW1と実質的に同一である。前記第4単位セルP4は、前記第4スイッチング素子SW4及び前記第4画素電極PE4を含み、前記第4スイッチング素子SW4は、前記第4データラインDL4と接続されることを除いては、前記第2スイッチング素子SW2と実質的に同一である。
【0035】
前記第3単位セルP3は、前記第1単位セルP1と接続された前記第1ゲートラインGL1と接続されるが、前記第1単位セルP1の中心点と前記第3単位セルP3の中心点を接続する線は、前記第1方向D1に延伸して、前記第1ゲートラインGL1と平行である。前記第1ゲートラインGL1に印加された一つのゲート信号によって、前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第3単位セルP3、及び4単位セルP4がオン/オフされることができる。前記第1単位セルP1〜第4単位セルP4はそれぞれの前記第1データラインDL1〜第4データラインDL4に印加されるデータ信号によってそれぞれ独立的に駆動されることができる。つまり、前記内部空間に実質的に2つの画素が形成される効果を有する。
【0036】
一方、前記第2単位セルP2の前記第2方向D2に配置された第7単位セルP7は前記第1ゲートラインGL1と隣接する前記第3ゲートラインGL3と接続される。前記第8単位セルP8は、前記第3ゲートラインGL3と接続される。
【0037】
図4は、図1に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【0038】
図4を参照すると、前記表示パネル100の上部基板である前記第2基板120は、遮光パターンBM、前記第1カラーを示す第1カラーフィルタCF1、前記第2カラーを示す第2カラーフィルタCF2、及び前記第3カラーを示す第3カラーフィルタCF3、及び共通電極CEを含む。
【0039】
前記遮光パターンBMは、前記第1単位セルP1〜第8単位セルP8の境界に形成される。具体的に、前記遮光パターンBMは前記第1ゲートラインGL1〜第3ゲートラインGL3、前記第1データライン〜第4データラインDL4と対応する領域と、前記第1画素電極PE1と前記第2画素電極PE2が離隔された領域と、前記第3画素電極PE3と前記前記第4画素電極PE4が離隔された領域と、に対応して形成される。画素電極が離隔された領域とは、例えば内部領域の第1方向に沿う中心線に対応する領域である。
【0040】
前記第1単位セルP1、第2単位セルP2、第7単位セルP7、及び第8単位セルP8は、それぞれ前記第1カラーフィルタCF1を含む。前記第3単位セルP3及び第4単位セルP4はそれぞれ前記第2カラーフィルタCF2を含み、前記第5単位セルP5及び第6単位セルP6はそれぞれ前記第3カラーフィルタCF3を含む。前記第1カラーフィルタCF1は前記第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2が形成された領域に形成され、前記第2カラーフィルタCF2は、前記第3画素電極PE3及び第4画素電極PE4が形成された領域に形成される。
【0041】
前記共通電極CEは、前記第2基板120の全面に形成され、何らのパターン無しで形成される。前記共通電極CEがパターンを含まなくても、前記マイクロスリットパターンによって前記表示パネル100は、パターンが形成された画素電極及び共通電極を含むパターンが形成された垂直配向(Patterned vertical alignment;PVA)モードと構成は異なるが、実質的に同一モードとして利用することができる。
【0042】
上述の説明のように、前記ゲート信号は、前記第1ゲートラインGL1を通じて印加し、前記第1単位セルP1に印加されるデータ信号は前記第1データラインDL1を利用して前記第2単位セルP2に印加されるデータ信号は、前記第2データラインDL2を利用することによって、一つの前記内部空間を二分割して実質的には独立的な2つの画素として利用することができる。これによって、本発明によると、表示装置の大きさが固定されているとき、前記第2方向D2に配列される画素数が前記内部空間を一つの画素として利用する場合に比べて2倍に増加する。従って、ゲートラインを2倍にせずに、前記表示パネル100の解像度が実質的に向上されることができる。
【0043】
図3及び図4においては、前記第1カラーフィルタCF1〜第3カラーフィルタCF3が前記第2基板120に形成される場合を一例として説明したが、前記第1カラーフィルタCF1〜第3カラーフィルタCF3は、前記第1基板110に形成されることができる。また、前記遮光パターンBMも前記第1基板110に形成されることができる。
【0044】
また、前記表示パネル100の前記第1画素電極PE1〜第4画素電極PE4が前記マイクロスリットパターンを有し、前記共通電極CEがパターン無しで形成された場合を説明したが、これとは異なって前記第1画素電極PE1〜第4画素電極PE4が第1切開部を含み、前記共通電極CEが前記第1切開部とずれるように配置された第2切開部を含む通常的なPVAモードの構成を有することができる。第1切開部と第2切開部とは例えば交互に対応するように形成される。
【0045】
以下、図5Aを参照して図1〜図4に示す単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を具体的に説明する。図5Aにおいては、説明の便宜のために、一括的に前記表示パネル100において、前記第1カラーを示す単位セルを「第1カラーセルR」、前記第2カラーを示す単位セルを「第2カラーセルG」、前記第3カラーを示す単位セルを「第3カラーセルB」で示す。前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBは、前記第1方向D1には、前記第1ピッチaを有して配列され、前記第2方向D2には前記第1ピッチaの1.5倍である前記第2ピッチbを有して配列される。従って、a/bは2/3である。
【0046】
図5Aは、図1に示す表示パネルの単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0047】
図5Aを参照すると、前記第1方向D1には前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが繰り返して配列され、前記第2方向D2には同一のカラーセルが繰り返して配列される。前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)が3/4であるため、前記レンズ軸Axと前記第2方向D2に沿って延伸された線がなす前記レンズ軸Axの傾斜角θと前記傾斜(y/x)は、tanθ=x/y=4/3の関係を有する。従って、前記傾斜角θは約53.13°である。3/4の傾斜(y/x)を有する1つの前記レンチキュラーレンズL1は、前記第1方向D1に配列された約8個の単位セルと対応するように配置することができる。
ここで、m/n=2/1にすると、a:b=1:1.5であるので、レンチキュラーレンズの傾斜は3/4になる。すなわち、m/n=2/1で適用することになればa:b=1:1.5に配列される単位ピクセルを含む表示パネルでは傾斜が3/4になる。このとき、最小限8個の単位ピクセル(単位セル)と、レンチキュラーレンズと、が対応するように配置されることとなる。ただし、単位セルが8個であることはm/n=2/1である場合の最小値であるだけであり、単位セルは8個に限定されない。
【0048】
前記レンズ軸Axが3/4の傾斜を有することによって、前記レンチキュラーレンズL1と対応する領域においてマトリックス形態で配列されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されることと実質的に同一効果を有する。つまり、前記レンチキュラーレンズL1で前記レンズ軸Axと平行する第1視点ライン(1)(図中の丸付き数字1)に従うと、前記第1行の前記第1カラーセルR、前記第2行の前記第3カラーセルB、及び前記第3行の前記第2カラーセルGを通り過ぎることによる。のみならず、前記第1視点ライン(1)を従うと、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。例えば、第1視点ライン(1)は、第1行と第2行との第2カラーセルGの間、第2行と第3行との第1カラーセルRの間、第3行と第4行との第3カラーセルBの間を通り過ぎる。
【0049】
また、前記レンズ軸Axと平行して前記第1視点ライン(1)と隣接する第2視点ライン(2)(図中の丸付き数字2)に従うと、前記第1行の前記第2カラーセルG、前記第2行の前記第1カラーセルR及び前記第3行の前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。また、前記第2視点ライン(2)に従っても、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。例えば、第2視点ライン(2)は、第1行と第2行との第3カラーセルBの間、第2行と第3行との第2カラーセルGの間、第3行と第4行との第1カラーセルRの間を通り過ぎる。
【0050】
前記第2視点ライン(2)と平行な第3視点ライン(3)(図中の丸付き数字3)、第4視点ライン(4)(図中の丸付き数字4)、第5視点ライン(5)(図中の丸付き数字5)、第6視点ライン(6)(図中の丸付き数字6)、第7視点ライン(7)(図中の丸付き数字7)、及び第8視点ライン(8)(図中の丸付き数字8)に従っても、前記第1視点ライン(1)及び第2視点ライン(2)と同じ原理に従って前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBと対応することになる。よって、観察者の視線が前記境界部に位置しても前記境界部を通り過ぎる前記レンチキュラーレンズL1の特定視点ラインによって前記特定視点ラインが通り過ぎる前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
つまり、従来のレンチキュラーレンズのレンズ軸は画素の配列方向に沿っているため、観察者は特定位置では遮光パターンのみを見ることとなる。一方、本発明の場合は、レンチキュラーレンズのレンズ軸は画素の配列方向に対して傾斜している。そのため、例えば図5Aにおいて、観察者の視点が第1視点ライン(1)となった場合には、第1視点ライン(1)が「第1行と第2行との第2カラーセルGの間、第2行と第3行との第1カラーセルRの間、第3行と第4行との第3カラーセルBの間の境界部」を通り過ぎる。しかし、第1視点ライン(1)は一方で、第1行の第1カラーセルR、第2行の第3カラーセルB、及び第3行の第2カラーセルGを通り過ぎる。よって、第1視点ライン(1)はカラーセルが存在しない境界部のみを通過するのではなく、カラーセルが存在する領域も通過するため、遮光パターンのみを見ることになるという事態は生じない。結局、本発明のようにレンチキュラーレンズのレンズ軸が画素の配列方向に対して傾斜していることで、第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
【0051】
本発明の一実施形態によると、前記レンズ軸Axの傾斜(y/x)を3/4とし、前記表示パネル100上にレンチキュラーレンズL1を配置することによって、モアレ現象を無くすか、または、最少化することができる。同時に、一つのゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの前記内部空間を分割して実質的に2つの画素で独立的に利用することによって、前記立体画像表示装置300の解像度を向上させることができる。例えば、横×縦解像度が1920(RGB)×1080である表示パネルの解像度が1920(RGB)×1080×2になることができる。前記表示パネルを利用した立体画像表示装置の解像度は、640(RGB)×360×9視点から960(RGB)×540×8視点になることができる。つまり、表示パネルの解像度が2倍に向上し、立体画像表示装置の解像度もやはり2倍に向上することができる。これによって、前記表示パネル100の表示品質を向上させることができる。
さらに詳細に説明する。1920(RGB)×1080の2次元解像度を有する一般的な表示パネルを例に挙げて説明する。また、レンチキュラーレンズは、x方向に幅を有し、y方向に延在しており、1920個のx方向に配列されるRGBピクセルのうち、3個のRGBピクセルを覆うように配置される場合を考える。このとき、1個のRGBピクセルには各色毎の単位ピクセルが含まれるため、結局、レンチキュラーレンズは、x方向に合計9個の単位ピクセルを覆うように配置され、y方向には3個の単位ピクセルによって3次元での単位が定義されるものとする。つまり、2次元においてRGBの3個の単位ピクセルが一つのRGBピクセルを定義するのと同様に、3次元では、x方向への9個の単位ピクセルとy方向への3個の単位ピクセルがなす平行四辺形が、一つのRGBピクセルを定義するとみなすことができる。このように定義されたものを「9視点」と称し、この9視点では、3次元解像度は、1920(RGB)×1080の2次元解像度に比べてx方向に1/3減少し、y方向にも1/3減少し、640(RGB)×360を有するようになる。これを、上述の通り、640(RGB)×360×9視点と表示している。このとき、a:bが約1:3程度である。
ここで、上述の通り、本発明によれば1920(RGB)×1080の2次元解像度を有する一般的な表示パネルの2次元解像度がy方向に2倍になるため、本願発明による2次元解像度は1920(RGB)×1080×2になる。m/n=2/1であるとき、図5Bの太線で囲まれた部分に示すように、x方向に6個の単位ピクセルとy方向への4個の単位ピクセルがなす平行四辺形が一つのRGBピクセルを定義するとみなせる。このとき、3次元解像度は、1920(RGB)×1080×2の2次元解像度に比べて、x方向に1/2減少して、y方向へも1/4減少するため、960(RGB)×540を有するようになり、レンチキュラーレンズは、x方向に8個の単位ピクセルを覆うように配置され、上述の通り、960(RGB)×540×8視点と表示される。よって、表示パネルを利用した立体画像表示装置の3次元解像度は、640(RGB)×360×9視点から960(RGB)×540×8視点になる。よって、従来の9視点の3次元表示装置に利用される表示パネルの単位ピクセルを2個に分割することで、レンチキュラーレンズの傾きを調節することによって視点数は同程度であるが、解像度は顕著に高い立体映像表示装置を具現できる。
【0052】
図6は、本発明の他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【0053】
図1、図2、及び図6を参照すると、本発明のまた他の実施形態による表示パネルは、図6に示す第1基板112を含む。前記第1基板112は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第1データラインDL1、第2データラインDL2、第3データラインDL3、第4データラインDL4、第5スイッチング素子SW5、第6スイッチング素子SW6、第7スイッチング素子SW7、第8スイッチング素子SW8、第5画素電極PE5、第6画素電極PE6、第7画素電極PE7、及び第8画素電極PE8を含む。
【0054】
前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6の面積と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6が配置された位置を除いては、前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6はそれぞれ図3に示す第1画素電極PE1及び第2画素電極PE2と、第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子SW2と実質的に同一であるため、繰り返される説明は省略する。
【0055】
図2に示す前記第1単位セルP1は、前記第5画素電極PE5を含み、第2単位セルP2は、前記第6画素電極PE6を含む。前記第5画素電極PE5の面積は前記第6画素電極PE6の面積より広い。例えば、前記第5画素電極PE5の面積は、前記第6画素電極PE6の面積の約2倍であることができる。前記第5画素電極PE5に印加される電圧は、前記第6画素電極PE6に印加される電圧より相対的に低いことができる。これによって、前記第5画素電極PE5は、前記第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2、並びに前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が区画する内部領域でローサブ画素を定義することができ、前記第6画素電極PE6は前記内部領域でハイサブ画素を定義することができる。
【0056】
図6においては、前記第5画素電極PE5の面積が前記第6画素電極PE6の面積より広い場合を一例として説明したが、これとは異なって前記第5画素電極PE5の面積が前記第6画素電極PE6の面積より狭く形成することができる。
【0057】
前記第7画素電極PE7及び第8画素電極PE8と、前記第7スイッチング素子SW7及び第8スイッチング素子SW8のそれぞれは、前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6と、前記第5スイッチング素子SW5及び第6スイッチング素子SW6と、実質的に同一である。従って、繰り返される説明は省略する。
【0058】
図7は、図6に示す第1基板と対向する第2基板の平面図である。
【0059】
図7に示す第2基板121は、前記第1基板112と結合する。前記第2基板121は、互いに同一な面積を有する複数の開口部OPを含む遮光パターンBM及び前記開口部OPのそれぞれに配置された第1カラーフィルタCF1、第2カラーフィルタCF2、及び第3カラーフィルタCF3を含む。前記遮光パターンBMは前記第1ゲートラインGL1〜第3ゲートラインGL3と前記第1データラインDL1〜第4データラインDL4と対応する領域と、前記内部領域と対応する前記第2基板121の単位領域UNを二分割する領域に形成されることができる。
【0060】
前記第1方向D1に互いに隣接する開口部OPの第1ピッチaは、前記第1方向D1と異なる第2方向D2に互いに隣接する開口部OPの間の第2ピッチbと、約a:b=1:1.5の関係である。また、第2方向D2に互いに隣接する前記第1カラーフィルタCF1の中心点の間の距離は、前記第2ピッチbと同一であり、前記第1カラーパターンCF1と前記第2カラーフィルタCF2の中心点の間の距離は、前記第1ピッチaと実質的に同様である。従って、図2、図6及び図7を参照すると、前記第1基板112及び前記第2基板121と含む表示パネルにおいて、前記第1方向D1に隣接する単位セルの前記第1ピッチaと前記第2方向に隣接する単位セルの前記第2ピッチbの比は、約a:b=1:1.5である。
【0061】
従って、図6の前記第1基板112は、前記内部領域が前記第5画素電極PE5及び第6画素電極PE6によって互いに異なる面積を有する2つの領域に区画されるが、前記第2基板121の前記遮光パターンBMによって一つの内部領域が二分割されて、実質的に独立的な2つの画素として利用することができる。
【0062】
図8は、本発明のさらに他の実施形態による表示パネルの第1基板の平面図である。
【0063】
図1、図2及び図8を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による表示パネルは、図8に示す第1基板114を含む。前記第1基板114は、第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第4ゲートラインGL4、第5ゲートラインGL5、第1データラインDL1、第2データラインDL2、 第3データラインDL3、第9スイッチング素子SW9、第10スイッチング素子SW10、第11スイッチング素子SW11、第12スイッチング素子SW12、第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極PE12を含む。前記第1データラインDL1、第2データラインDL2、及び第3データラインDL3は、第1方向D1に等間隔を有し離隔して配列されることができる。
【0064】
前記第1ゲートラインGL1、第2ゲートラインGL2、第3ゲートラインGL3、第4ゲートラインGL4、及び第5ゲートラインGL5と、前記第1データラインDL1、第2データラインDL2、及び第3データラインDL3が複数の内部空間を定義する。前記内部空間のそれぞれに、前記第9スイッチング素子SW9、第10スイッチング素子SW10、第11スイッチング素子SW11、及び第12スイッチング素子SW12と、前記第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極PE12が形成される。
【0065】
一例として、前記第1ゲートラインGL1及び前記第2ゲートラインGL2と、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が定義する内部空間に前記第9スイッチング素子SW9及び前記第9スイッチング素子SW9と電気的に接続された前記第9画素電極PE9が形成される。また、前記第1ゲートラインGL1及び第3ゲートラインGL3と、前記第1データラインDL1及び第2データラインDL2が定義する内部空間に前記第10スイッチング素子SW10及び前記第10画素電極PE10が形成される。
【0066】
図2及び図8を参照すると、前記第9画素電極PE9を含む第1単位セルP1の中心点CPと前記第11画素電極PE11を含む第3単位セルP3の中心点CPとの間の距離が第1ピッチaで定義され、前記第1単位セルP1の中心点CPと前記第10画素電極PE10を含む第2単位セルP2の中心点CPの間の距離が第2ピッチbで定義される。前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比率は、約1:1.5である。
【0067】
図8に示すように、前記第9画素電極PE9、第10画素電極PE10、第11画素電極PE11、及び第12画素電極画素電極PE12のそれぞれはマイクロスリットパターンを含むことができる。
【0068】
図3に示す第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2との間の第1間隔と図8に示す第1ゲートラインGL1及び第2ゲートラインGL2との間の第2間隔を比較すると、前記第2間隔は前記第1間隔の1/2倍であることができる。これによって、本発明によると表示装置の大きさが固定しているとき、第2方向D2に配列される画素数が、ゲートラインが前記第1間隔で離隔された場合に比べて2倍に増加することができる。
【0069】
図8に示す第1基板114は、図4に示す第2基板120と対向することができる。このとき、一つの画素電極と一つのカラーフィルタが対応し、例えば第9画素電極PE9に1個のカラーフィルタCF1が対応し、第10画素電極曲PE10に1個のカラーフィルタCF1が対応する。
【0070】
図9は、本発明のまた他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0071】
図9に示す表示パネル102は、第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を除いては図5Aに示す表示パネル100と実質的に同一であり、図9に示すレンチキュラーレンズも図5Aに示すレンチキュラーレンズと実質的に同一である。従って繰り返される説明は省略する。
【0072】
図9を参照すると、前記表示パネル102の第1方向D1には第1カラーセルRが配列されて第1行(row)を定義する。前記第1カラーセルRの第2方向D2に第2カラーセルGが前記第1方向D1に沿って配列されて第2行を定義する。また、前記第2カラーセルGの第2方向D2に前記第3カラーセルBが前記第1方向D1に沿って配列されて第3行を定義する。前記第2方向D2を見るときには、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが繰り返して配列されて前記表示パネル102の列(column)を定義する。
【0073】
前記表示パネル102上には、レンズ軸Axの傾斜(y/x)が3/4であるレンチキュラーレンズL1が配置される。前記レンズ軸Axが3/4の傾斜を有することによって前記レンチキュラーレンズL1と対応する領域でマトリックス形態で配列されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されたことと実質的に同一効果を有する。図9に示す前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列が、図5Aに示す配列と異なっても、前記レンチキュラーレンズL1の視点ラインと前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの関係は、図5Aの説明と実質的に同一である。
【0074】
図9に示す前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列は実質的に互いに異なるカラーフィルタを含む第1カラーフィルタCF1、第2カラーフィルタCF2、及び第3カラーフィルタCF3の配列に依存することができる。つまり、図9に示す表示パネル102は、図3に示す第1基板110と実質的に同一の下部基板を含む。図9に示すパネル102の上部基板は、図2及び図10を参照して説明する。
【0075】
図10は、図9に示す表示パネルの第2基板の平面図である。
【0076】
図2及び図10を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による第2基板122は、第1単位セルP1、第3単位セルP3、及び第5単位セルP5の第1カラーフィルタCF1、並びに第2単位セルP2、第4単位セルP4、及び第6単位セルP6の第2カラーフィルタCF2を含む。第7単位セルP7は第3カラーフィルタCF3を含み、第8単位セルP8は前記第1カラーフィルタCF1を含む。
【0077】
一つのゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの内部空間に互いに異なる2つのカラーフィルタが形成され、前記カラーフィルタのそれぞれを含む単位セルが互いに同一のゲートラインと接続されていてもそれぞれと独立的に駆動されることができる。これによって、実質的に前記第2方向D2に配列された画素数が、通常的に利用される表示パネルの画素数の2倍になってもよい。
【0078】
これとは異なって、図10に示す第2基板122は、図6に示す前記第1基板112または図8に示す前記第1基板114と結合されて本発明による表示パネルを構成することができる。
【0079】
図11Aは、本発明のさらに他の実施形態による単位セルとレンチキュラーレンズとの間の配置関係を説明するための平面図である。
【0080】
図11Aに示す表示パネル102は、図5Aに示す表示パネルと実質的に同一である。従って、繰り返される説明は省略する。
【0081】
前記表示パネル102上にはレンチキュラーレンズL2が配置される。前記レンチキュラーレンズL2のレンズ軸Axの傾斜(y/x)を定義する一要素である第1距離xは、一番目の第1カラーセルRの中心点と、前記一番目の前記第1カラーセルRの第1方向D1に三番目に配置された四番目の前記第1カラーセルRの中心点との間の距離である。また、前記レンチキュラーレンズL2のレンズ軸Axの傾斜(y/x)を定義する他の要素である第2距離yは、前記第1カラーセルRの中心点と、前記第1カラーセルRの第2方向D2に一番目に配置された第2カラーセルGの中心点の間の距離である。
【0082】
前記第1距離xは、前記第1カラーセルRの間の第1ピッチaの3倍であり、前記第2距離yは前記第1カラーセルR及び第2カラーセルGの間の第2ピッチbと同一である。前記第2ピッチbは前記第2カラーセルGの前記第2方向D2に配置された第3カラーセルBとの中心点の間の距離と同一である。つまり、前記レンチキュラーレンズL2の傾斜(y/x)はb/3aと同一値を有する。前記第1ピッチaと前記第2ピッチbの比が、a:b=1:1.5であるとき、前記レンチキュラーレンズL2の傾斜(y/x)は1/2である。
【0083】
前記レンズ軸Axの傾斜が1/2であるため、前記レンズ軸Axと前記第2方向D2に沿って延伸した線が成す前記レンズ軸Axの傾斜角θと前記傾斜は、tanθ=x/y=2/1の関係を有する。従って、前記傾斜角θは、約63.43°である。1/2の傾斜を有する一つの前記レンチキュラーレンズL2は前記第1方向D1に配列された約18個の単位セルと対応するように配置されることができる。
【0084】
前記レンズ軸Axが1/2の傾斜を有することによって、前記レンチキュラーレンズL2と対応する領域でマトリックス形態で配置されたカラーセルR、G、Bが前記レンズ軸Axの延伸方向と同一方向に傾くように配列されたことと実質的に同一効果を有する。つまり、前記レンチキュラーレンズL2で前記レンズ軸Axと平行する第1視点ライン(1)(図中の丸付き数字1)に従うと、前記第1行の一番目前記第1カラーセルR、前記第2行の四番目前記第2カラーセルG及び前記第3行の7番目前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。それのみならず、前記第1視点ライン(1)に従うと、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。
【0085】
また、前記レンズ軸Axと平行して前記第1視点ライン(1)と隣接する第2視点ライン(2)(図中の丸付き数字2)に従うと、前記第1行の2番目前記第1カラーセルR、前記第2行の5番目前記第2カラーセルG、及び前記第3行の8番目前記第3カラーセルBを通り過ぎることになる。また、前記第2視点ライン(2)を従っても、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの境界部を通り過ぎることになる。前記第2視点ライン(2)と平行な第3、第4、…、第17、及び第18視点ライン((3)、(4)・・・(17)、(18))に従っても、前記第1視点ライン(1)及び第2視点ライン(2)と同一な原理に従って、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBと対応するようになる。これによって、観察者の視線が前記境界部に位置しても前記境界部を通り過ぎる前記レンチキュラーレンズL2の特定視点ラインによって前記特定視点ラインが通り過ぎる前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBが表示する画像を見ることができる。
【0086】
前記レンズ軸Axの傾斜を1/2に前記表示パネル102上に配置することによってモアレ現象を無くすか、または最少化することができる。同時に、一対のゲートラインと一対のデータラインが区画して形成する一つの前記内部空間を分割して実質的に2つの画素で独立的に利用することによって前記第2方向D2への解像度を向上させることができる。例えば、横×縦解像度が、1920(RGB)×1080の表示パネルの前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を変更することによって、1920×3×720(RGB)の表示パネルを製造することができ、これを利用することによって3次元解像度が640×360(RGB)×9視点で視点数が2倍に増加した640×360(RGB)×18視点の立体画像表示装置を製造することができる。これによって、前記表示パネル102の表示品質を向上させることができる。
なお、図11Bの太線で囲まれた部分に示すように、x方向に9個の単位ピクセルとy方向への6個の単位ピクセルがなす平行四辺形が3次元の一つのRGBピクセルを定義するとみなせる。このとき、3次元解像度は、1920(RGB)×1080×2の2次元解像度に比べて、x方向に1/9減少して、y方向へも1/2減少するため、なお、R,G,Bの3つの単位ピクセルが二次元の1つのRGBピクセルである。よって、図11A、図11Bの構成では、図5A,図5Bの640(RGB)×360×9視点と同じ解像度であるのにもかかわらず、「18視点」の構成であり視点数が2倍になることによって3次元映像を細分化して現わすことができる。
【0087】
上記においては、図5Aのような、前記第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル100について、m/n=2/1であり、傾斜(y/x)が3/4である場合のレンチキュラーレンズL1を一例として説明したが、mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数ではない場合のレンチキュラーレンズにも前記表示パネル100に対して同一に適用されることができる。つまり、m/n=4/1であり、傾斜(y/x)が3/8である場合、m/n=5/1であり、傾斜(y/x)が3/10である場合、m/n=4/3であり、傾斜(y/x)が9/8である場合などに対しても同一に適用することができる。mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数である場合のレンチキュラーレンズは、図9のような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して適用することができる。
【0088】
また、図9のような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して、m/n=2/1であり、傾斜が3/4である場合のレンチキュラーレンズL1及びm/n=3/1であり、傾斜が1/2である場合のレンチキュラーレンズL2を一例として説明したが、mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、mが3の倍数ではない場合のレンチキュラーレンズにも前記表示パネル102に対して同一に適用することができる。つまり、m/n=4/1であり、傾斜が3/8である場合、m/n=5/1であり、傾斜が3/10である場合、m/n=3/2であり、傾斜が1である場合などに対しても同一に適用することができる。mとnの最大公約数が1であり、m>nであり、nが3の倍数である場合のレンチキュラーレンズは、図5Aのような第1カラーセルR、第2カラーセルG、及び第3カラーセルBの配列を有する表示パネル102に対して適用することができる。
【0089】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
【産業上の利用可能性】
【0090】
このような立体画像表示装置によると、モアレを最少化させ、高解像度及び立体感が向上された立体画像表示装置を液晶表示装置(Liquid crystal display;LCD)のみならず、携帯型ディスプレイ機器、PDP(plasma display panel)表示装置、平板型表示装置、3次元(3D)立体ゲーム画像装置、放送用3Dテレビ、軍事用3Dディスプレイ、シミュレーション訓練用3Dディスプレイ、及び医療用3次元ディスプレイなどに多様に適用することができる。
【0091】
また、本発明の立体画像表示装置は、横に長いランドスケープタイプの表示パネルを利用して容易に製造することができ、その構造の変形無しで表示装置を回転させて、縦に長いポートレートタイプの立体画像表示装置として容易に利用することができる。
【符号の説明】
【0092】
100 第1表示パネル
102 第2表示パネル
110、112、114 第1基板
120、121、122 第2基板
200 画像変換シート
300 立体画像表示装置
L1、L2 レンチキュラーレンズ
a、b 第1、第2ピッチ
CP 中心点
CF1、CF2、CF3 第1、第2、第3カラーフィルタ
BM 遮光パターン
【特許請求の範囲】
【請求項1】
行列形態で配置される複数の単位表示セルを有する表示パネルと、
前記表示パネル上に配置され、前記マトリックスの行及び列を基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む画像変換シートとを含み、
各行で隣接する単位表示セルの中心点の間の第1ピッチはaであり、各列で隣接する単位表示セルの中心点の間の第2ピッチはbであり、前記表示セルは、それぞれ異なる量の光を発光するか、または通過させて立体画像表示のための前記表示パネル上に混合された2次元画像が表示され、
前記レンズ軸の傾斜は、列方向の第1距離であるyを行方向の第2距離であるxで除算した比で表現され、
前記xは、前記第1ピッチaの倍数である整数であり、前記yは前記第2ピッチbの倍数である整数であることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項2】
前記xに乗算されるm(mは自然数)が前記yに乗算されるn(nは自然数)より大きいことを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項3】
前記第1ピッチa及び前記第2ピッチbの比は、2/3であることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項4】
前記レンズ軸の前記行列の列に対する傾斜角θは、tanθ=4/3で表される請求項3に記載の立体画像表示装置。
【請求項5】
前記レンズ軸の前記行列の列に対する傾斜角θは、tanθ=2/1で表される請求項3に記載の立体画像表示装置。
【請求項6】
前記単位表示セルは、それぞれカラーフィルタを含み、同じ列の第1及び第2単位セルのカラーフィルタのカラーは互いに同一であることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項7】
前記単位表示セルは、それぞれカラーフィルタを含み、隣接する第1及び第2単位セルのカラーフィルタのカラーは互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項8】
前記単位表示セルは第1方向に延伸した第1ゲートラインと、前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む第1単位セルと、
前記第1単位セルの前記第2方向に配置し、前記第1ゲートラインと、前記第1データラインと平行に延伸する第2データラインと接続する第2スイッチング素子と、第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む第2単位セルと、を含み、
第1画素電極の面積が前記第2画素電極の面積と異なることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項9】
前記表示パネルは、前記単位表示セルの間に配置する遮光パターンをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の立体画像表示装置。
【請求項10】
前記遮光パターンは、それぞれの面積が全て同一な開口部を有することを特徴とする請求項9に記載の立体画像表示装置。
【請求項1】
行列形態で配置される複数の単位表示セルを有する表示パネルと、
前記表示パネル上に配置され、前記マトリックスの行及び列を基準に傾いたレンズ軸を有するレンチキュラーレンズを含む画像変換シートとを含み、
各行で隣接する単位表示セルの中心点の間の第1ピッチはaであり、各列で隣接する単位表示セルの中心点の間の第2ピッチはbであり、前記表示セルは、それぞれ異なる量の光を発光するか、または通過させて立体画像表示のための前記表示パネル上に混合された2次元画像が表示され、
前記レンズ軸の傾斜は、列方向の第1距離であるyを行方向の第2距離であるxで除算した比で表現され、
前記xは、前記第1ピッチaの倍数である整数であり、前記yは前記第2ピッチbの倍数である整数であることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項2】
前記xに乗算されるm(mは自然数)が前記yに乗算されるn(nは自然数)より大きいことを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項3】
前記第1ピッチa及び前記第2ピッチbの比は、2/3であることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項4】
前記レンズ軸の前記行列の列に対する傾斜角θは、tanθ=4/3で表される請求項3に記載の立体画像表示装置。
【請求項5】
前記レンズ軸の前記行列の列に対する傾斜角θは、tanθ=2/1で表される請求項3に記載の立体画像表示装置。
【請求項6】
前記単位表示セルは、それぞれカラーフィルタを含み、同じ列の第1及び第2単位セルのカラーフィルタのカラーは互いに同一であることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項7】
前記単位表示セルは、それぞれカラーフィルタを含み、隣接する第1及び第2単位セルのカラーフィルタのカラーは互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項8】
前記単位表示セルは第1方向に延伸した第1ゲートラインと、前記第1方向と異なる第2方向に延伸した第1データラインと接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と接続された第1画素電極を含む第1単位セルと、
前記第1単位セルの前記第2方向に配置し、前記第1ゲートラインと、前記第1データラインと平行に延伸する第2データラインと接続する第2スイッチング素子と、第2スイッチング素子と接続された第2画素電極を含む第2単位セルと、を含み、
第1画素電極の面積が前記第2画素電極の面積と異なることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項9】
前記表示パネルは、前記単位表示セルの間に配置する遮光パターンをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の立体画像表示装置。
【請求項10】
前記遮光パターンは、それぞれの面積が全て同一な開口部を有することを特徴とする請求項9に記載の立体画像表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【公開番号】特開2011−53647(P2011−53647A)
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−121362(P2010−121362)
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【Fターム(参考)】
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