(57)【要約】【課題】信頼性を向上でき、且つ、消費電力を減少できる立体映像表示装置を提供する。【解決手段】本映像表示装置は、映像を表示する表示パネル、及び表示パネルの映像が２次元映像又は３次元映像として認知されるようにするために２次元モード又は３次元モードで動作するように構成されたスイッチングパネルを含む。３次元モードで、スイッチングパネルは複数の単位素子を含み、各単位素子は２Ｋ個のゾーンを具備する。前記２Ｋ個のゾーンの中で第１ゾーン乃至第Ｋゾーンは単位素子の中心軸を基準に一側に具備され、第（Ｋ＋１）ゾーン乃至第（２Ｋ）ゾーンは中心軸を基準に他の一側に具備される。中心軸を基準に一側に位置する第１乃至第Ｋゾーンに充電された全体電荷量と中心軸の他の一側に位置する第（Ｋ＋１）乃至第（２Ｋ）ゾーンに充電された全体電荷量は実質的に同一である。【選択図】図６
2015210530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの前記映像が２次元映像又は３次元映像として認知されるようにするために２次元モード又は３次元モードで動作するように構成されたスイッチングパネルと、を含み、
前記３次元モードで、前記スイッチングパネルは、複数の単位素子を含み、各単位素子は、２Ｋ個（Ｋは自然数）のゾーンを具備し、前記２Ｋ個のゾーンの中で第１ゾーン乃至第Ｋゾーンは、前記単位素子の中心を貫通する中心軸を基準に一側に具備され、第（Ｋ＋１）ゾーン乃至第（２Ｋ）ゾーンは、前記中心軸を基準に他の一側に具備され、
前記中心軸を基準に一側に位置する前記第１乃至第Ｋゾーンに充電された全体電荷量と前記中心軸の他の一側に位置する前記第（Ｋ＋１）乃至第（２Ｋ）ゾーンに充電された全体電荷量は、実質的に同一であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記中心軸との距離は、前記第１ゾーンから前記第Ｋゾーンに行くほど、減少し、前記中心軸との距離は、前記第（２Ｋ）ゾーンから前記第（Ｋ＋１）ゾーンに行くほど、減少し、
前記第Ｋゾーンと前記第（Ｋ＋１）ゾーンとは、電気的に分離されたことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記第１乃至第Ｋゾーンの各々の幅は、前記中心軸に近接するほど、増加し、前記第（２Ｋ）乃至第（Ｋ＋１）ゾーンの各々の幅は、前記中心軸に近接するほど、増加することを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記第１乃至第Ｋゾーンの位相遅延特性は、前記中心軸を基準に、前記第（２Ｋ）ゾーン乃至第（Ｋ＋１）ゾーンの位相遅延特性と各々、線対称であることを特徴とする請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記スイッチングパネルは、
互に対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板上に、前記第１乃至第（２Ｋ）ゾーンの各々に互に離隔して具備された第１電極層と、
前記第２基板上に具備された第２電極層と、
前記第１電極層及び前記第２電極層の間に介在された液晶層と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記スイッチングパネルが３次元モードで動作する場合、前記第２電極層には共通電圧が印加され、
前記共通電圧に対して前記第１電極層に印加される駆動電圧の極性は、少なくとも１つのゾーン毎に反転されることを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記第Ｋゾーンの幅と前記第（Ｋ＋１）ゾーンの幅とは、互いに同一であり、
前記第Ｋゾーンの前記第１電極層に印加される第Ｋ駆動電圧は、前記第（Ｋ＋１）ゾーンの前記第１電極層に印加される第（Ｋ＋１）駆動電圧と前記共通電圧を基準として互に異なる極性を有することを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記第１電極層は、前記第１乃至第（２Ｋ）ゾーンの各々に対応して具備される複数の電極を含むことを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記電極の幅は、前記第１乃至第（２Ｋ）ゾーンの各々で前記中心軸に近接するほど、増加することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記電極に印加される駆動電圧は、前記第１乃至第（２Ｋ）ゾーンの各々で前記中心軸に行くほど、段階的に変化する大きさを有することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１１】
前記第１電極層は、
前記第Ｋゾーンと前記第（Ｋ＋１）ゾーンとの間に具備された少なくとも１つのダミー電極を含むことを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１２】
前記ダミー電極が１個である場合、前記ダミー電極の中心は、前記中心軸上に位置することを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
【請求項１３】
前記ダミー電極が第１及び第２ダミー電極からなる場合、前記第１及び第２ダミー電極は、前記中心軸を基準に対称な形態に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
【請求項１４】
前記ダミー電極の幅は、前記第Ｋ及び第（Ｋ＋１）ゾーンの最大電極幅より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
【請求項１５】
前記ダミー電極に印加されるダミー電圧と前記共通電圧の電圧との差の絶対値は、前記電極に印加された駆動電圧と前記共通電圧の電圧との差の絶対値より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
【請求項１６】
前記ダミー電極には前記共通電圧が印加されることを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
【請求項１７】
前記第１電極層は、
複数の第１電極を含む第１電極アレイと、
複数の第２電極を含む第２電極アレイと、
前記第１電極アレイ及び前記第２電極アレイの間を絶縁する層間絶縁層と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項１８】
前記（２Ｋ）個のゾーンの各々は、少なくとも１つの前記第１電極及び少なくとも１つの第２電極を含むことを特徴とする請求項１７に記載の映像表示装置。
【請求項１９】
前記スイッチングパネルは、
前記第１ゾーン乃至第（２Ｋ）ゾーンに第１乃至第ｍ駆動電圧を供給する第１乃至第ｍメイン配線をさらに含み、
前記第１乃至第ｍメイン配線の中で少なくとも２つのメイン配線は、前記共通電圧を基準に互に異なる極性を有し、前記共通電圧に対する同一の電位差を有する駆動電圧を各々受信することを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
【請求項２０】
前記第１乃至第ｍメイン配線の中で前記少なくとも２つのメイン配線の連結をスイッチングするシェアリング回路をさらに含み、
連続する２フレームの間に具備されたシェアリング区間の間に、前記シェアリング回路は、前記少なくとも２つのメイン配線を互いに電気的に連結させることを特徴とする請求項１９に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像表示装置に係り、特に立体映像を表示できる映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体映像表示装置に採用される無眼鏡式ディスプレイ技術は、シャッタ眼鏡を着用する不便無しで立体映像をディスプレイできる長所を有する。無眼鏡式ディスプレイ技術としてはパララックスバリア（ｐａｒａｌｌａｘ  ｂａｒｒｉｅｒ）方式及びレンチキュラ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）レンズ方式が広く使用されている。パララックスバリア方式を使用する立体映像表示装置は行と列とに配列された画素を含む表示パネルの前に設置された縦格子形状の開口パターンが形成されたパララックスバリアを具備する。パララックスバリアは観察者の右眼と左眼とに対する右側映像と左側映像とを分離し、表示パネル上の互に異なる映像の両眼視差を発生する。
【０００３】
レンチキュラレンズ方式を使用する立体映像表示装置はパララックスバリアの代わりに表示パネル上に半円筒形レンズが列方向に配列されたレンチキュラレンズシートを具備する。
【０００４】
一方、２Ｄモードと３Ｄモードとにスイッチ可能であるレンチキュラ装置は２つの基板、これらの間に充填された液晶を含み、２つの基板の中でいずれか１つの基板には液晶をレンチキュラレンズ形態に配列させるための電極を具備される。レンチキュラ装置は表示パネルの前に設置され、電極の間に印加される電圧によって２Ｄモードと３Ｄモードとをスイッチングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，９３６，５２０号公報
【特許文献２】米国特許第７，８４７，８６９号公報
【特許文献３】米国特許公開第２０１３／０１０７１７４号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２０１３／０１０７１４７号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２０１２／０２０６６６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、信頼性を向上でき、且つ、消費電力を減少できる立体映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】
【０００７】
本発明の一側面による映像表示装置は、映像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの前記映像が２次元映像又は３次元映像として認知されるようにするために２次元モード又は３次元モードで動作するように構成されたスイッチングパネルと、を含む。
前記３次元モードで、前記スイッチングパネルは、複数の単位素子を含み、各単位素子は２Ｋ個（Ｋは自然数）のゾーンを具備する。前記２Ｋ個のゾーンの中で第１ゾーン乃至第Ｋゾーンは前記単位素子の中心軸を基準に一側に具備され、第（Ｋ＋１）ゾーン乃至第（２Ｋ）ゾーンは前記中心軸を基準に他の一側に具備される。前記中心軸を基準に一側に位置する前記第１乃至第Ｋゾーンに充電された全体電荷量と前記中心軸の他の一側に位置する前記第（Ｋ＋１）乃至第（２Ｋ）ゾーンに充電された全体電荷量とは実質的に同一である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記スイッチングパネルの極性反転駆動の時に単位素子内で＋電荷量と−電荷量との差によるフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）成分が減少してＤＣ残留問題を解消できる。従って、前記スイッチングパネルの極性反転駆動の時に利用される共通電圧のカップリング現象を除去して信頼性を向上できる。
【０００９】
また、前記スイッチングパネルの極性反転駆動の時にゾーンの間で電荷を共有することによって、消費電力を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による映像表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による映像表示装置の２次元映像及び３次元映像を形成する方法を示す図面である。
【図３】本発明の実施形態による映像表示装置の２次元映像及び３次元映像を形成する方法を示す図面である。
【図４】本発明の一実施形態による映像表示装置のスイッチングパネルの斜視図である。
【図５】図４に示された切断線Ｉ−Ｉ’に沿ってスイッチングパネルを切断した断面図である。
【図６】図４に示された単位素子の位相遅延特性を示した図面である。
【図７】図６に示された第５及び第６ゾーンに具備される電極とこれらに印加される駆動電圧とを示した波形図である。
【図８】図３に示された第１電極層が単層電極構造でなされたスイッチングパネルを示した断面図である。
【図９】ダミー電極を含むスイッチングパネルを示した断面図である。
【図１０】図９に示された第５及び第６ゾーンに具備される電極に印加される電圧を示した波形図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるスイッチングパネルを示した断面図である。
【図１２】図１１に示された第５及び第６ゾーンに具備される電極に印加される電圧を示した波形図である。
【図１３】本発明の他の実施形態によるスイッチングパネルを示した断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるスイッチングパネルの平面図である。
【図１５】第１及び第２単位素子の位相遅延特性を示す拡大図である。
【図１６】周辺領域の配線を示した平面図である。
【図１７】シェアリング回路と配線との連結関係を示した回路図である。
【図１８】図１７に示された第１及び第２メイン配線、第１及び第２スイッチング素子、第１１スイッチング素子の連結関係を示した回路図である。
【図１９】図１８に示された第５及び第６電極の電位を示した波形図である。
【図２０】図９に示されたスイッチングパネルに適用される周辺領域の配線構造を示した平面図である。
【図２１】図１１に示されたスイッチングパネルに適用される周辺領域の配線構造を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
上述した本発明が解決しようとする課題、課題の解決手段、及び効果は添付された図面と関連された実施形態を通じて容易に理解できる。各図面は明確な説明のために一部が簡略に示されるか、或いは誇張されて示されている。各図面の構成要素に参照番号を付することにおいて、同一の構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するように示されていることに留意しなければならない。また、本発明を説明することにおいて、関連された公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曇り得ることと判断される場合にはその詳細な説明は省略する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態による映像表示装置のブロック図である。  
図１を参照すれば、映像表示装置５００はコントローラ１６０、第１駆動部１７０、第２駆動部１８０、表示パネル１００、及びスイッチングパネル４００を含む。
【００１３】
表示パネル１００は液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、及び有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）を含む電界発光素子（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ、ＥＬ）等の平板表示パネルで具現される。
【００１４】
表示パネル１００が液晶表示パネルで具現される場合、映像表示装置５００は表示パネル１００の下部に配置されるバックライトユニット（図示せず）をさらに具備する。図１に示さなかったが、表示パネル１００とバックライトユニットとの間には下部偏光フィルムが配置され、表示パネル１００とスイッチングパネル４００との間には上部偏光フィルムが配置される。以下では便宜上、表示パネル１００が液晶表示パネルで具現される場合を一例として説明する。
【００１５】
図１に示さなかったが、表示パネル１００は下部基板、上部基板、及び下部基板と上部基板との間に介在する液晶層を含む。下部基板には複数の画素が具備され、上部基板には画素に一対一対応して配置されるＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタが具備される。上部基板には上部偏光フィルムが付着され、下部基板には下部偏光フィルムが付着される。
【００１６】
表示パネル１００は２Ｄモードでコントローラ１６０の制御下で２次元（以下、２Ｄという）映像を表示し、３Ｄモードでコントローラ１６０の制御下で３次元（以下、３Ｄという）映像を表示する。
【００１７】
図示しなかったが、第１駆動部１７０は表示パネル１００のデータラインにデータ電圧を供給するためのデータ駆動回路、表示パネル１００のゲートラインにゲート信号を順次的に供給するためのゲート駆動回路を含む。データ駆動回路は３Ｄモードでコントローラ１６０から入力される３Ｄデータフォーマットのデジタルビデオデータをアナログガンマ電圧に変換して３Ｄ用データ電圧を発生する。一方、データ駆動回路は２Ｄモードでコントローラ１６０から入力される２Ｄデータフォーマットのデジタルビデオデータをアナログガンマ電圧に変換して２Ｄ用データ電圧を発生する。
【００１８】
コントローラ１６０はユーザインタフェイスを通じて入力されるユーザの２Ｄ／３Ｄモード選択信号Ｍｏｄｅ＿２Ｄ／Ｍｏｄｅ＿３Ｄ又は入力映像信号から取出された２Ｄ／３Ｄ識別コードに応答して、表示パネル１００が各々、２Ｄモード又は３Ｄモード下で動作するように第１駆動部１７０を制御する。
【００１９】
コントローラ１６０は垂直同期信号、水平同期信号、メインクロック、データイネーブル等のタイミング信号を利用して第１駆動部１７０の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号を発生する。コントローラ１６０はタイミング制御信号を整数倍Ｎに倍速してＮ×６０Ｈｚのフレーム周波数、例えば入力フレーム周波数６０Ｈｚに対比して２倍のフレーム周波数である１２０Ｈｚで第１駆動部１７０を駆動する。
【００２０】
スイッチングパネル４００は第１基板、第２基板、第１及び第２基板との間に介在されている液晶層を含む。第１及び第２基板の各々はガラス、プラスチック等の絶縁物質からなる。スイッチングパネル４００の外側面には偏光フィルム（図示せず）がさらに具備される。
【００２１】
また、コントローラ１６０は２Ｄモードでスイッチングパネル４００がディスエーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）モードに動作するように制御するための第１制御信号ＣＯＮ＿２Ｄ及び３Ｄモードでスイッチングパネル４００がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）モードに動作するように制御するための第２制御信号ＣＯＮ＿３Ｄを第２駆動部１８０に提供する。
【００２２】
第２駆動部１８０は第１及び第２制御信号ＣＯＮ＿２Ｄ、ＣＯＮ＿３Ｄに基づいてオン電圧ＶＯＮ又はオフ電圧ＶＯＦＦを生成してスイッチングパネル４００に提供する。これによって、スイッチングパネル４００は２Ｄモードの場合、第２駆動部１８０からオフ電圧ＶＯＦＦを受信してフレネルレンズとして駆動されず、３Ｄモードである場合、第２駆動部１８０からオン電圧ＶＯＮを受信してフレネルレンズとして駆動される。
【００２３】
従って、スイッチングパネル４００は２Ｄモードでは表示パネル１００で表示された映像を視野（ｖｉｓｕａｌ  ｆｉｅｌｄ）の分離無しで透過させ、３Ｄモードでは表示パネル１００の映像の視野を分離する。
【００２４】
図２及び図３は本発明の実施形態による映像表示装置の２次元映像及び３次元映像を形成する方法を示す図面である。
図２及び図３を参照すれば、映像表示装置５００は映像を表示する表示パネル１００及び表示パネル１００の映像が表示される面の前に位置するスイッチングパネル４００を含む。表示パネル１００及びスイッチングパネル４００は２Ｄモード又は３Ｄモードで動作できる。
【００２５】
表示パネル１００は２Ｄモードでは１つの平面映像を表示するが、３Ｄモードでは右眼用映像、左眼用映像等の様々な視野に該当する映像を空間分割方式又は時間分割方式により交互に表示する。例えば、３Ｄモードでは、表示パネル１００は右眼用映像と左眼用映像とを一列の画素毎に交互に表示する。
【００２６】
スイッチングパネル４００は２Ｄモードでは表示パネル１００で表示された映像がそのまま透過されるように動作し、３Ｄモードでは表示パネル１００の映像の視野が分離するように動作する。即ち、３Ｄモードで動作するスイッチングパネル４００は、表示パネル１００に表示された左眼用映像と右眼用映像とを含む映像を各々、光の回折及び屈折現象を利用して該当する視野に焦点を結ぶようにする。
【００２７】
図２は表示パネル１００及びスイッチングパネル４００が２Ｄモードで動作する場合、左眼と右眼とに同一の映像が到達して２Ｄ映像が認知されることを示している。図３は表示パネル１００及びスイッチングパネル４００が３Ｄモードで動作する場合、スイッチングパネル４００が表示パネル１００の映像を左眼映像及び右眼映像に分離して屈折させることによって、３Ｄ映像が認知されることを示している。
【００２８】
図４は本発明の一実施形態による映像表示装置のスイッチングパネルの斜視図であり、図５は図４に示した切断線Ｉ−Ｉ’に沿ってスイッチングパネルを切断した断面図である。
図４及び図５を参照すれば、スイッチングパネル４００はｘ軸方向に順に位置する複数の単位素子Ｕ１〜Ｕ５を含む。各単位素子Ｕ１〜Ｕ５は表示パネル１００のＮ個の視点（ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ）をカバーする（Ｎは自然数）。Ｎ個の画素がＮ個の視点を有する映像を表示するために要求される。例えば、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５は９視点をカバーする。
【００２９】
スイッチングパネル４００は第１基板４１０及び第２基板４２０、及び２つの基板４１０、４２０の間に介在する液晶層４３０を含む。第１基板４１０は第１ベース基板４１１及び第１ベース基板４１１上に形成された第１電極層４１２を含み、第２基板４２０は第２ベース基板４２１及び第２ベース基板４２１上に形成された第２電極層４２２を含む。第１及び第２電極層４１２、４２２はＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電物質からなる。
【００３０】
第１及び第２電極層４１２、４２２の中で何れか１つの電極層は各単位素子Ｕ１〜Ｕ５内に複数の電極が配置されるようにパターニングされ、第１及び第２電極層４１２、４２２の中で他の１つの電極層はパターニングされず、１つの電極形態に形成される。
【００３１】
液晶層４３０はネガティブ誘電率異方性を有する垂直配向液晶分子を含む。第１電極層４１２及び第２電極層４２２は印加される電圧によって液晶層４３０内に電場を形成して液晶層４３０の液晶分子４３１の配列を制御する。
【００３２】
スイッチングパネル４００は第１電極層４１２及び第２電極層４２２に印加される電圧によって２Ｄモード又は３Ｄモードで動作する。例えば、第１電極層４１２及び第２電極層４２２にオフ電圧ＶＯＦＦが印加される時、スイッチングパネル４００は２Ｄモードに動作し、第１電極層４１２及び第２電極層４２２にオン電圧ＶＯＮが印加される時、スイッチングパネル４００は３Ｄモードに動作する。
【００３３】
図６は図４に示された単位素子の位相遅延特性を示した図面である。但し、複数の単位素子Ｕ１〜Ｕ５各々の形状は同一であるので、図６では１つの単位素子に対して説明し、残りの単位素子に対する説明は重複を避けて省略する。
【００３４】
図４及び図６を参照すれば、スイッチングパネル４００は複数の単位素子Ｕ１〜Ｕ５を含む。複数の単位素子Ｕ１〜Ｕ５はスイッチングパネル４００の一側方向（即ち、ｘ軸方向）に一定の周期をもって反復配列される。スイッチングパネル４００内の単位素子Ｕ１〜Ｕ５の位置は固定されているか、又は、時間の経過と共によって変化できる。
【００３５】
スイッチングパネル４００が３Ｄモードで動作する時、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５内の液晶分子がティルトされて、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５はフレネルレンズレンズと同一の位相差の変化をもたらす。具体的に、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５が具現しようとする理想的な位相遅延面を、同一曲率を有する複数の位相遅延面に分割して各単位素子Ｕ１〜Ｕ５が複数のゾーン（ｚｏｎｅ）を含むようにする。
【００３６】
従って、３Ｄモードで動作する時、ゾーンの各々には位相遅延面が形成され、各ゾーンの間には位相の不連続点が存在する。例えば、理想的な位相遅延面は凸（ｃｏｎｖｅｘ）レンズ、球形（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）レンズ、又はハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）レンズ形態を有する面である。
【００３７】
理想的な位相遅延面が凸レンズである場合、各単位素子は各ゾーンで第１厚さＴ１の凸レンズの位相遅延面を採択して、第１厚さＴ１より小さい第２厚さＴ２を有するフレネルレンズレンズ形態に具現される。従って、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５がフレネルレンズレンズの形態に具現されるようにスイッチングパネル４００を駆動させれば、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５が凸レンズ形態に具現される時よりスイッチングパネル４００のセルギャップを１／Ｎに減少できる。Ｎはフレネルレンズレンズ形態に含まれた円弧の個数がｎであるとする時、ｎ／２に対応する自然数として定義される。
【００３８】
先に記述したように、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５は複数個のゾーン（例えば、第１乃至第１０ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｚ９、Ｚ１０に分割される。第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中で中心軸ＣＡを基準に左側には第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５が配置され、右側には第６乃至第１０ゾーンＺ６〜Ｚ１０が配置される。本発明の一例として、第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０は中心軸ＣＡから遠くなるほど、間隔が狭くなる複数の同心円の各々の曲率と同一の位相遅延面を形成する。
【００３９】
また、第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５の幅（以下、ピッチという）は中心軸ＣＡに行くほど、広くなり、第６乃至第１０ゾーンＺ６〜Ｚ１０のピッチは中心軸ＣＡに行くほど、広くなる。
【００４０】
図６では本発明の一例として、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５が中心軸ＣＡを基準に左／右側の各々に５つのゾーンを具備する場合を示したが、これは１つの例示に過ぎない。但し、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５内で中心軸ＣＡを基準に左側に具備されるゾーンの個数と右側に具備されるゾーンの個数は互いに同一である。
【００４１】
第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０の各々は中心軸ＣＡに行くほど、位相遅延が増加する形態を有する。このような形態によって、各単位素子Ｕ１〜Ｕ５は単位素子Ｕ１〜Ｕ５を通過する光を回折、消滅性（ｅｘｔｉｎｃｔｉｖｅ）干渉、又は補強性（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ）干渉して、光が焦点位置に集中するように屈折させる。
【００４２】
図６に示したように、第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０には電荷が充電され、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０の電荷の極性は１つのゾーン単位に反転される。電荷の極性は第１及び第２電極層４１２、４２２の間の電圧差が＋値を有するか、又は−値を有するかによって決定される。
【００４３】
例えば、奇数番目フレームＯＤＤ−Ｆで第１ゾーンＺ１に正の電荷（＋Ｑ）が充電されれば、隣接する第２ゾーンＺ２には負の電荷（−Ｑ）が充電される。電荷の極性が１つのゾーン単位に反転されれば、中心軸ＣＡに最も隣接して配置される第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６とには互に異なる極性の電荷が充電される。
【００４４】
以後、偶数番目フレームＥＶＥＮ−Ｆで第１ゾーンＺ１に充電された電荷の極性が反転されて負の電荷（−Ｑ）が充電され、隣接する第２ゾーンＺ２には正の電荷（＋Ｑ）が充電される。偶数番目フレームＥＶＥＮ−Ｆでも電荷の極性は１つのゾーン単位に反転されて中心軸ＣＡに最も隣接して配置される第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６には互に異なる極性の電荷が充電される。
【００４５】
図６では第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０の極性が１フレーム単位に反転される場合を示したが、これに限定されず、２フレーム又は３フレーム単位に反転されてもよい。
【００４６】
中心軸ＣＡを基準に左側に具備されるゾーンの個数と右側に具備されるゾーンの個数は互いに同一であり、中心軸ＣＡを基準に左側に具備されるゾーンのＸ方向に沿った位相遅延特性（以下、単にゾーン特性という）と右側に具備されるゾーン特性は互いに線対称である。具体的に、第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５の特性は中心軸ＣＡを基準に第６乃至第１０ゾーンＺ６〜１０の特性と線対称である。従って、各フレームにおける各単位素子内での正電荷の全体量と負電荷の全体量の絶対値は実質的に同一である。中心軸ＣＡの左側及び右側に配置されて同一のサイズを有するゾーン特性の極性は互いに反対である。
【００４７】
従って、スイッチングパネル４００の極性反転駆動の時にフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）成分が減少し、ＤＣ残留問題を解消できる。
【００４８】
図７は図６に示された第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６に具備される電極に印加される駆動電圧を示した波形図である。但し、図７では図６に示された複数のゾーンの中で第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６に印加される駆動電圧を図示したが、残りのゾーンでもこれと類似な形態に駆動電圧が印加される。第５ゾーンＺ５及び第６ゾーンＺ６の各々は複数の電極を含む。該複数の電極は中心軸ＣＡとオーバラップしない。第５ゾーンＺ５の電極と第６ゾーンＺ６の電極とは中心軸ＣＡを基準に線対称に配置される。中心軸に沿って折り畳まれた時に出会う第５ゾーンＺ５及び第６ゾーンＺ６は同一の電圧絶対値を有し、共通電圧を基準に互に異なる極性を有するように具現される。
【００４９】
図６及び図７を参照すれば、第５ゾーンＺ５には共通電圧Ｖｃｏｍを基準に正の駆動電圧が印加され、第６ゾーンＺ６には共通電圧Ｖｃｏｍを基準に負の駆動電圧が印加される。
【００５０】
共通電圧Ｖｃｏｍは第２電極層４２２（図４に示される）に印加される電圧として定義され、駆動電圧は第１電極層４１２（図４に示される）に印加される電圧として定義される。駆動電圧が共通電圧Ｖｃｏｍより大きければ、正の駆動電圧であり、共通電圧Ｖｃｏｍより小さければ、負の駆動電圧である。
【００５１】
また、図７に示したように第１電極層４１２は１つのゾーン内で複数の電極を含む。各ゾーン内で複数の電極には互に異なる大きさの駆動電圧が印加される。
【００５２】
本発明の一実施形態として、第５ゾーンＺ５には第１乃至第５電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５が具備され、第６ゾーンＺ６には第６乃至第１０電極Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９、Ｅ１０が具備される。
【００５３】
第１電極Ｅ１乃至第５電極Ｅ５は中心軸ＣＡに近い電極であるほど、相対的に大きい幅を有し、第６乃至第１０電極Ｅ６〜Ｅ１０は中心軸ＣＡに近い電極であるほど、相対的に大きい幅を有する。また、第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５は中心軸ＣＡを基準に第６乃至第１０電極Ｅ６〜Ｅ１０と中心軸に関して対称な形状を有する。
【００５４】
第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５の各々には互に異なる大きさの駆動電圧が印加される。第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５に各々印加される電圧を第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５であると定義し、第６乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０に各々印加される電圧を第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５、−Ｖ４、−Ｖ３、−Ｖ２、−Ｖ１であると定義する。
【００５５】
第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５は共通電圧Ｖｃｏｍを基準に正の極性を有し、第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５の電圧レベルは共通電圧Ｖｃｏｍを基準に段階的に増加する。また、第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１は共通電圧Ｖｃｏｍを基準に負の極性を有し、第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１の電圧レベルは共通電圧Ｖｃｏｍを基準に段階的に増加する。
【００５６】
共通電圧Ｖｃｏｍに対する第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５の絶対値は共通電圧Ｖｃｏｍに対する第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１の絶対値と各々実質的に同一である。従って、第５ゾーンＺ５に充電される電荷の極性と第６ゾーンＺ６に充電される電荷の極性とは互いに異なるが、第５ゾーンＺ５の電荷量は第６ゾーンＺ６の電荷量と実質的に同一である。
【００５７】
従って、スイッチングパネル４００の極性反転駆動の時に利用される共通電圧のカップリング現象を除去して信頼性を向上できる。
【００５８】
本発明では第１電極層４１２が複数の電極としてパターニングされた構造を有し、表示パネル隣接する第１基板４１０に具備された構造を示した。しかし、本発明の他の実施形態として、第１電極層４１２が第２基板４２０上に具備され、第２電極層４２２が第１基板４１０上に具備されてもよい。
【００５９】
図８は図５に示された第１電極層が単層電極構造で形成されたスイッチングパネルを示した断面図である。
図８を参照すれば、スイッチングパネル４００は第１基板４１０及び第２基板４２０、及び２つの基板４１０、４２０の間に介在されている液晶層４３０を含む。第１基板４１０は第１ベース基板４１１及び第１ベース基板４１１上に形成された第１電極層４１２を含み、第２基板４２０は第２ベース基板４２１及び第２ベース基板４２１上に形成された第２電極層４２２を含む。
【００６０】
第１電極層４１２は各ゾーンＺ１〜Ｚ１０内に複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０が配置されるようにパターニングされ、第２電極層４２２は１つの電極形態に形成される。また、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０の幅に従って各ゾーンＺ１〜Ｚ１０に具備される電極の個数も異なってもよい。
【００６１】
図８では複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０が第１ベース基板４１１上に単層構造で形成された場合を示した。しかし、複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０と第１ベース基板４１１との間には１つ以上の絶縁層が介在するか、又は、複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０は１つ以上の絶縁層によってカバーされ得る。
【００６２】
スイッチングパネル４００が３Ｄモードで動作する場合、第２電極層４２２には共通電圧Ｖｃｏｍ（図７に示される）が印加され、第１電極層４１２の電極には共通電圧Ｖｃｏｍに対して正又は負の極性を有する駆動電圧が印加される。駆動電圧の極性によって各ゾーンＺ１〜Ｚ１０に充電される電荷の極性が決定される。各ゾーンＺ１〜Ｚ１０に充電される電荷の極性を１つのゾーン単位に反転される。
【００６３】
各ゾーンＺ１〜Ｚ１０内の電極Ｅ１〜Ｅ１０の中で中心軸ＣＡに近接する電極であるほど、大きい幅を有する。中心軸ＣＡに隣接して配置される第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６は他のゾーンに比べて最も大きい幅を有する。また、第５ゾーンＺ５に具備される電極Ｅ１〜Ｅ５と第６ゾーンＺ６に具備される電極Ｅ６〜Ｅ１０とは互いに電気的に分離される。特に、第５ゾーンＺ５の第５電極Ｅ５と第６ゾーンＺ６の第６電極Ｅ６とは互いに離隔されて配置される。従って、第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６とには互に異なる極性の電荷が充電できる。
【００６４】
図９はダミー電極を含むスイッチングパネルを示した断面図であり、図１０は図９に示された第５及び第６ゾーンに具備される電極に印加される電圧を示した波形図である。図９に示された構成要素の中で図７に示された構成要素と同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付し、それに対する具体的な説明は省略する。
【００６５】
図９を参照すれば、第１電極層４１２は各ゾーンＺ１〜Ｚ１０内に複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０が配置されるようにパターニングされ、第２電極層４２２は１つの電極形態に形成される。
【００６６】
図９に示したように、単位素子Ｕ１〜Ｕ５（図５に示される）の各々は中心軸ＣＡを基準に両側に位置する２つのゾーン（即ち、第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６）の間に配置されるダミーゾーンＤＺをさらに具備される。第１電極層４１２はダミーゾーンＤＺ内に具備されるダミー電極ＤＥをさらに含む。ダミー電極ＤＥは第５電極Ｅ５と第６電極Ｅ６との間に配置され、第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０と電気的に絶縁される。
【００６７】
第１電極Ｅ１乃至第５電極Ｅ５は中心軸ＣＡに近接する電極であるほど、大きい幅を有し、第６乃至第１０電極Ｅ６〜Ｅ１０は中心軸ＣＡに近接する電極であるほど、大きい幅を有する。また、第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５は中心軸ＣＡを基準に第６乃至第１０電極Ｅ６〜Ｅ１０と対称な形状を有する。ダミー電極ＤＥは第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０の中で最大電極より小さい幅を有する。ダミー電極ＤＥに印加されたダミー電圧と共通電圧との間の電圧差の絶対値は電極に印加される駆動電圧と共通電圧との間の電圧差の絶対値より小さい。
ダミー電極ＤＥの幅は制限されないが、第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６の幅より小さい。
【００６８】
図１０を参照すれば、各ゾーン内で複数の電極Ｅ１〜Ｅ１０には互に異なる大きさの駆動電圧が印加される。
【００６９】
第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５の各々には互に異なる大きさの駆動電圧が印加される。第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５に各々印加される電圧を第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５であると定義し、第６乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０に各々印加される電圧を第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５、−Ｖ４、−Ｖ３、−Ｖ２、−Ｖ１であると定義する。
【００７０】
第１乃至第５正の駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５は共通電圧Ｖｃｏｍを基準に正の極性を有し、第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５の電圧レベルは共通電圧Ｖｃｏｍを基準に段階的に増加する。また、第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１は共通電圧Ｖｃｏｍを基準に負の極性を有し、第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１の電圧レベルは共通電圧Ｖｃｏｍを基準に段階的に増加する。
【００７１】
共通電圧Ｖｃｏｍに対する第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５の絶対値は共通電圧Ｖｃｏｍに対する第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５〜−Ｖ１の絶対値と各々実質的に同一である。従って、第５ゾーンＺ５に充電される電荷と第６ゾーンＺ６に充電される電荷との極性は異なるが、第５ゾーンＺ５の電荷量は第６ゾーンＺ６の電荷量と実質的に同一である。
【００７２】
本発明の一例として、ダミー電極ＤＥは第２電極層４２２に印加される共通電圧Ｖｃｏｍと実質的に同一の大きさの電圧を受信する。従って、ダミーゾーンＤＺには電荷が充電されない。
【００７３】
このように中心軸ＣＡを基準に互いに近接する２つのゾーン（例えば、第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６）の間にダミー電極を形成すれば、２つのゾーン間の極性の差による干渉を減少できる。
【００７４】
図１１は本発明の他の実施形態によるスイッチングパネルを示した断面図であり、図１２は図１１に示された第５及び第６ゾーンに具備される電極に印加される電圧を示した波形図である。図１１及び図１２に示された構成要素の中で図９及び図１０に示された構成要素と同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付し、それに対する具体的な説明は省略する。
【００７５】
図１１を参照すれば、中心軸ＣＡを基準に両側に位置する２つのゾーン（即ち、第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６と）の間に配置される第１及び第２ダミーゾーンＤＺ１、ＤＺ２が具備される。第１電極層４１２は第１ダミーゾーンＤＺ１内に具備される第１ダミー電極ＤＥ１及び第２ダミーゾーンＤＺ２内に具備される第２ダミー電極ＤＥ２をさらに含む。第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２は第５電極Ｅ５と第６電極Ｅ６との間に配置され、第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０と電気的に絶縁される。また、第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２は中心軸ＣＡを基準に両側に各々配置される。
【００７６】
第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２の幅は制限されないが、第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２の幅は互いに実質的に同一である。また、第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２の幅は第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６の幅より小さい。
【００７７】
図１２を参照すれば、第１乃至第５電極Ｅ１〜Ｅ５に各々第１乃至第５の正駆動電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５が印加され、第６乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０に各々第１乃至第５の負駆動電圧−Ｖ５、−Ｖ４、−Ｖ３、−Ｖ２、−Ｖ１が印加される。第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０に印加される駆動電圧の極性は１フレーム単位に反転される。
【００７８】
本発明の一例として、第１ダミー電極ＤＥ１は第１ダミー電圧ＤＶ１を受信し、第２ダミー電極ＤＥ２は第２ダミー電圧ＤＶ２を受信する。第１ダミー電圧ＤＶ１は負の電圧であり、第２ダミー電圧ＤＶ２は正の電圧である。第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２は共通電圧Ｖｃｏｍを基準に互に異なる極性を有する。また、第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２の共通電圧Ｖｃｏｍに対する絶対値は互いに同一である。従って、第１及び第２ダミーゾーンＤＺ１、ＤＺ２には互に異なる極性の電荷が充電されるが、その電荷量は互いに同一である。
【００７９】
第１ダミーゾーンＤＺ１に充電された電荷の極性は隣接するゾーン（即ち、第５ゾーンＺ５）に充電された電荷の極性と同一であるか、或いは異なり、第２ダミーゾーンＤＺ２に充電された電荷の極性は隣接するゾーン（即ち、第６ゾーンＺ６）に充電された電荷の極性と同一であるか、或いは異なる。
【００８０】
本発明の他の実施形態として、第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２は第２電極層４２２に印加される共通電圧Ｖｃｏｍと実質的に同一の大きさの電圧を受信する。従って、第１及び第２ダミーゾーンＤＺ１、ＤＺ２には電荷が充電されない。
【００８１】
図１３は本発明の他の実施形態によるスイッチングパネルを示した断面図である。
図１３を参照すれば、第１電極層４１２は下部電極アレイ４１２ａ及び上部電極アレイ４１２ｂを含む。下部電極アレイ４１２ａは第１ベース基板４１１上に具備され、層間絶縁膜４１３を通じてカバーされる。上部電極アレイ４１２ｂは層間絶縁膜４１３の上に具備されて下部電極アレイ４１２ａと電気的に絶縁される。
【００８２】
下部電極アレイ４１２ａは複数の下部電極を含み、上部電極アレイ４１２ｂは複数の上部電極を含む。各ゾーンＺ１〜Ｚ１０には少なくとも１つの下部電極と少なくとも１つの上部電極とが具備される。本発明の一例として、第５ゾーンＺ５には第１電極Ｅ１、第３電極Ｅ３、及び第５電極Ｅ５が下部電極として配置され、第２電極Ｅ２及び第４電極Ｅ４が上部電極として配置されている。第５ゾーンＺ５と対称の形態に第６ゾーンＺ６に電極が配置される。従って、第６ゾーンＺ６の第６、第８及び第１０電極Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０が下部電極として配置され、第７及び第９電極Ｅ７、Ｅ９が上部電極として配置される。
【００８３】
各ゾーンＺ１〜Ｚ１０で電極に印加される電圧の大きさは中心軸ＣＡを基準に位置に従って段階的に変化される。本発明の一例として、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０で第２電極層４１２に印加される共通電圧と電極に印加される電圧の差は中心軸ＣＡから遠くなるほど、段階的に減少する。また、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０で電極の幅も中心軸ＣＡを基準に距離が減少するほど、増加する。
【００８４】
図１３に示したように、第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０には電荷が充電され、各ゾーンＺ１〜Ｚ１０の電荷の極性は１つのゾーン単位に反転される。中心軸ＣＡに最も隣接して配置される第５ゾーンＺ５と第６ゾーンＺ６とには互に異なる極性の電荷が充電される。
【００８５】
中心軸ＣＡを基準に左側に具備されるゾーンの個数と右側に具備されるゾーンの個数とが同一であり、中心軸ＣＡを基準に左側に具備されるゾーンの位相遅延特性は右側に具備されるゾーンの位相遅延特性と線対称である。具体的に、第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５の特性は中心軸ＣＡを基準に第６乃至第１０ゾーンＺ６〜１０の特性と線対称である。従って、中心軸ＣＡを基準に左側ゾーンに充電される全体電荷量と右側ゾーンに充電される全体電荷量との大きさは実質的に同一である。中心軸ＣＡの左側及び右側に具備されて同一サイズを有するゾーンの極性は互いに反対である。
【００８６】
従って、スイッチングパネル４８０の極性反転駆動の時にフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）成分が減少し、ＤＣ残留問題を解消できる。
【００８７】
図１４は本発明の一実施形態によるスイッチングパネルの平面図であり、図１５は第１及び第２単位素子の位相遅延特性を示す部分拡大図である。
図１４を参照すれば、スイッチングパネル４００は第１基板４１０、第１基板４１０と対向する第２基板４２０及び第１及び第２基板４１０、４２０の間に介在された液晶層４３０を含む。
【００８８】
平面から見た時、スイッチングパネル４００は複数の単位素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、・・・が配置されるレンズ領域ＬＡ及びレンズ領域ＬＡの一側に具備された周辺領域ＰＡを含む。レンズ領域ＬＡで複数の単位素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、・・・は第１方向Ｄ１に配列される。単位素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、・・・の各々は、第１方向と直交する第２方向Ｄ２に対して所定角度θ（＞０）だけ傾いた第３方向Ｄ３に延長される。
【００８９】
単位素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、・・・を所定角度θだけ傾いて形成すれば、表示パネル３００とスイッチングパネル４００とが積層された構造によって画面上に発生されるモアレ現象を防止できる。
【００９０】
図１５に示したように、第１及び第２単位素子Ｕ１、Ｕ２の各々は第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０を含む。第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０の各々の位相遅延特性は第３方向Ｄ３に延長された形態に定義され、第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０は第２方向Ｄ２に順次的に配列される。
【００９１】
また、第１単位素子Ｕ１は該当中心軸ＣＡを基準に左側に位置する第１サブ単位素子Ｕ１１及び右側に位置する第２サブ単位素子Ｕ１２を含み、第２単位素子Ｕ２は該当中心軸ＣＡを基準に左側に位置する第１サブ単位素子Ｕ２１及び右側に位置する第２サブ単位素子Ｕ２２を含む。第１サブ単位素子Ｕ１１、Ｕ２１には第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５が具備され、第２サブ単位素子Ｕ２１、Ｕ２２には第６乃至第１０ゾーンＺ６〜Ｚ１０が具備される。第１乃至第５ゾーンＺ１〜Ｚ５の位相遅延特性は中心軸ＣＡを基準に第６乃至第１０ゾーンＺ６〜Ｚ１０の位相遅延特性と対称な形態を有する。
【００９２】
図１５に示さなかったが、第１乃至第１０ゾーンＺ１〜Ｚ１０の各々には第３方向Ｄ３に傾いて延長された複数の電極（図示せず）が具備される。該複数の電極は第１方向Ｄ１に配列される。
また、第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６の間には少なくとも１つのダミーゾーンが具備される。
【００９３】
再び図１４を参照すれば、周辺領域ＰＡには第２駆動部１８０から駆動電圧を受信して複数の電極に供給するための複数の配線（図示せず）が具備される。また、周辺領域ＰＡには第２駆動部１８０と配線間に配置されるシェアリング回路１９０とがさらに具備される。
【００９４】
図１６は周辺領域の配線を示した平面図であり、図１７はシェアリング回路と配線との連結関係を示した回路図である。
図１６を参照すれば、スイッチングパネル４００の周辺領域ＰＡにはＭ個のメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍ及びＭ個の連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍが配置される。この場合、第１及び第２単位素子Ｕ１、Ｕ２の各々の第１電極層はＭ個の電極を含む。即ち、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍ及び連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍは電極の個数と同一の個数だけ具備される。第１単位素子Ｕ１は該当中心軸ＣＡを基準に左側に位置する第１サブ単位素子Ｕ１１及び右側に位置する第２サブ単位素子Ｕ１２を含み、第２単位素子Ｕ２は該当中心軸ＣＡを基準に左側に位置する第１サブ単位素子Ｕ２１及び右側に位置する第２サブ単位素子Ｕ２２を含む。第１サブ単位素子Ｕ１１、Ｕ２１にはｍ／２個のメイン配線ＭＬ１、ＭＬ３、・・・、ＭＬｍ−１、及びｍ／２個の連結配線ＣＬ１、ＣＬ３、・・・ＣＬｍ−１が連結され、第２サブ単位素子Ｕ１２、Ｕ２２には残りのｍ／２個のメイン配線ＭＬ２、ＭＬ４、・・・、ＭＬｍ、及びｍ／２個の連結配線ＣＬ２、ＣＬ４、・・・ＣＬｍが連結される。
【００９５】
図１６ではメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの幅が同一の構造を示したが、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの幅は該当電極の幅に従って異なってもよい。具体的に、相対的に大きい幅を有する電極に連結される配線であるほど、該当メイン配線の幅も他の配線より大きい幅を有するように設計される。また、連結配線ＣＬ１〜ＤＬｍの幅も該当メイン配線の幅又は該当電極の幅によって異なるように設定される。
【００９６】
メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍは単位素子Ｕ１、Ｕ２が配列される第１方向Ｄ１に延長し、第２方向Ｄ２に互いに離隔して配列される。連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍは第２方向Ｄ２に延長される。連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍはメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍと互に異なる層上に具備され、該当メイン配線とはコンタクトホールを通じて電気的に接続される。
【００９７】
連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍの長さはメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの各々と対応する電極間の距離に従って異なる。また、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの各々の幅は対応する電極との距離に従って異なる。例えば、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの各々の幅はレンズ領域ＬＡに近くなるほど、増加する。
【００９８】
図１７に示したように、シェアリング回路１９０は第２駆動部１８０とメイン配線ＭＬ１〜ＭＬ１０との間に配置される。図１７では複数のメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの中で第１乃至第１０メイン配線ＭＬ１〜ＭＬ１０のみを図示した。シェアリング回路１９０は第１乃至第１０配線ＭＬ１〜ＭＬ１０の一端に各々連結された第１スイッチング回路１９０ａ及び互いに隣接する２つのメイン配線の間に各々連結された第２スイッチング回路１９０ｂを含む。
【００９９】
図１７では説明を簡単にするために、第２駆動部１８０に具備された構成要素第１乃至第１０メイン配線ＭＬ１〜ＭＬ１０に供給される複数の駆動電圧が出力される複数の出力バッファＯＰＭ１〜ＯＰＭ１０のみを図示したが、第２駆動部１８０は出力バッファＯＰＭ１〜ＯＰＭ１０以外の他の構成要素をさらに含んでもよい。
【０１００】
レンズ領域ＬＡの中心軸ＣＡに隣接する第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６には第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０が具備され、周辺領域ＰＡには第１乃至第１０メイン配線ＭＬ１〜ＭＬ１０及び第１乃至第１０連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍが具備される。
【０１０１】
第１スイッチング回路１９０ａは第１乃至第１０メイン配線ＭＬ１〜ＭＬ１０に一対一対応して電気的に連結された第１乃至第１０スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ１０を含み、第１乃至第１０スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ１０の各々の一端は対応する出力バッファＯＰＭ１〜ＯＰＭ１０の出力端に連結され、第１乃至第１０スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０の各々の他端は対応するメイン配線に連結される。
【０１０２】
第２スイッチング回路１９０ｂは第１１乃至第１５スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ１５を含む。第１１乃至第１５スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ１５は第１乃至第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２の間、第３及び第４メイン配線ＭＬ３、ＭＬ４の間、第５及び第６メイン配線ＭＬ５、ＭＬ６の間、第７及び第８メイン配線ＭＬ７、ＭＬ８の間、第９及び第１０メイン配線ＭＬ９、ＭＬ１０の間に各々具備される。
【０１０３】
第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２は第５ゾーンＺ５の第５電極Ｅ５及び第６ゾーンＺ６の第６電極Ｅ６に各々連結される。第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６は単位素子内で最も大きい幅を有する電極である。従って、第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６に連結された第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２の中でいずれか１つがレンズ領域ＬＡに隣接して配置されてもよい。
【０１０４】
第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２は第１及び第２出力バッファＯＰＭ１、ＯＰＭ２から第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６に印加される第５及び第６駆動電圧を受信する。第５及び第６駆動電圧は共通電圧Ｖｃｏｍに対して極性が互いに異なり、同一の電圧差を有する。
【０１０５】
第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２がターンオンされ、第１１スイッチング素子ＳＷ１１がターンオフされれば、第１及び第２出力バッファＯＰＭ１、ＯＰＭ２から出力された第５及び第６駆動電圧は第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２に各々印加される。以後、第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２がターンオフされ、第１１スイッチング素子がＳＷ１１ターンオンされれば、第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２が電気的に連結されて互いに電荷を共有（シェアリング）する。従って、第５及び第６駆動電圧は共通電圧Ｖｃｏｍに漸次的に減少又は増加することができる。
【０１０６】
第３及び第４メイン配線ＭＬ３、ＭＬ４は第５ゾーンＺ５の第４電極Ｅ４及び第６ゾーンＺ６の第７電極Ｅ７に各々連結される。第３及び第４メイン配線ＭＬ３、ＭＬ４は第３及び第４出力バッファＯＰＭ３、ＯＰＭ４から第４及び第７電極Ｅ４、Ｅ７に印加される第４及び第７駆動電圧を受信する。第４及び第７駆動電圧は共通電圧Ｖｃｏｍに対して極性が互いに異なり、同一の電圧差を有する。
【０１０７】
第３及び第４スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４がターンオンされ、第１２スイッチング素子ＳＷ１２がターンオフされれば、第３及び第４出力バッファＯＰＭ３、ＯＰＭ４から出力された第４及び第７駆動電圧は第３及び第４メイン配線ＭＬ３、ＭＬ４に各々印加される。以後、第３及び第４スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４がターンオフされ、第１２スイッチング素子がターンオンされれば、第３及び第４メイン配線ＭＬ３、ＭＬ４が電気的に連結されて互いに電荷を共有する。従って、第４及び第７駆動電圧は共通電圧Ｖｃｏｍに漸次的に減少又は増加することができる。
残りの第５乃至第１０メイン配線ＭＬ５〜ＭＬ１０でも同一の方式に電荷の共有が起きる。
【０１０８】
図１８は図１７に図示された第１及び第２メイン配線、第１及び第２スイッチング素子、第１１スイッチング素子の連結関係を示した回路図であり、図１９は図１８に図示された第５及び第６電極の電位を示した波形図である。
図１８及び図１９を参照すれば、第１スイッチング素子ＳＷ１は第１出力バッファＯＰＭ１の入力端に連結された第１ソース電極、クロック信号ＣＬＫを受信する第１ゲート電極、及び第５電極Ｅ５に連結された第１ドレーン電極を含む。第２スイッチング素子ＳＷ２は第２出力バッファＯＰＭ２の入力端に連結された第２ソース電極、クロック信号ＣＬＫを受信する第２ゲート電極、及び第６電極Ｅ６に連結された第２ドレーン電極を含む。
【０１０９】
第１１スイッチング素子ＳＷ１１は第１メイン配線ＭＬ１に連結された第３ソース電極、クロック信号ＣＬＫに反転された位相を有するクロックバー信号ＣＬＫＢを受信する第３ゲート電極、及び第２メイン配線ＭＬ２に連結された第３ドレーン電極を含む。
【０１１０】
奇数番目フレームＯＤＤ−Ｆで、クロック信号ＣＬＫがハイであれば、第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２はターンオンされ、第１１スイッチング素子ＳＷ１１はターンオフされる。そうすると、第１及び第２出力バッファＯＰＭ１、ＯＰＭ２から出力された第５及び第６駆動電圧Ｖ５、Ｖ６は第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を通じて第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２に印加される。第１１スイッチング素子ＳＥ１１がターンオフ状態であるので、第１及び第２メイン配線ＭＬ１、ＭＬ２に印加された第５及び第６駆動電圧Ｖ５、Ｖ６は第５及び第６電極Ｅ５、Ｅ６に各々印加される。
【０１１１】
本発明の一例として、極性反転信号ＰＯＬがハイである区間で第５駆動電圧Ｖ５が正極性を有し、第６駆動電圧Ｖ６が負極性を有し、極性反転信号がローである区間で第５駆動電圧Ｖ５が負極性を有し、第６駆動電圧Ｖ６が正極性を有する。
【０１１２】
シェアリング区間で、クロック信号ＣＬＫがローに転換され、クロックバー信号ＣＬＫＢがハイに転換されれば、第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２はターンオフされ、第１１スイッチング素子ＳＷ１１はターンオンされる。そうすると、第１メイン配線ＭＬ１と第２メイン配線ＭＬ２とは第１１スイッチング素子ＳＷ１１を通じて電気的に連結される。従って、第５電極Ｅ５と第６電極Ｅ６とは電荷をシェアリングするようになり、その結果、第５及び第６駆動電圧Ｖ５、Ｖ６が各々減少及び増加して共通電圧Ｖｃｏｍの電圧レベルに収束するようになる。
【０１１３】
以後、偶数番目フレームＥＶＥＮ−ＦでクロックバーＣＬＫＢが再びロー状態に転換されれば、第５及び第６駆動電圧Ｖ５、Ｖ６のシェアリング動作が停止し、第５電極Ｅ５には負極性の第５駆動電圧Ｖ５に対する充電が開始され、第６電極Ｅ６には正極性の第６駆動電圧Ｖ６に対する充電が開始される。
【０１１４】
このように、極性は互いに異なるが、同一の電位差を有する電極同士に一定の時間区間の間だけ電荷をシェアリングさせることによって、各電極に印加される駆動電圧の極性を反転させる際の消費電力を低減できる。
第１及び第２スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２と第１１スイッチング素子ＳＷ１１との交互的な駆動は第１及び第２スイッチング回路１９０ａ、１９０ｂに印加されるクロック信号ＣＬＫとクロックバー信号ＣＬＫＢとを各々供給して具現できる。
【０１１５】
本発明の他の実施形態として、クロック信号ＣＬＫ及びクロックバー信号ＣＬＫＢの中でいずれか１つの信号を第１及び第２スイッチング回路１９０ａ、１９０ｂに印加し、第１スイッチング回路１９０ａに具備されるスイッチング素子と第２スイッチング回路１９０ｂとに具備されるスイッチング素子のタイプを互いに異なるようにしてもよい。
【０１１６】
図２０は図９に示されたスイッチングパネルに適用される周辺領域の配線構造を示した平面図である。
図２０を参照すれば、スイッチングパネル４０３の周辺領域ＰＡにはＭ個のメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍ、ｍ個の連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍ、ダミーメイン配線ＤＭＬ、ダミー連結配線ＤＣＬが配置されている。この場合、第１及び第２単位素子Ｕ１、Ｕ２の各々の第１電極層４１２（図９に図示される）はＭ個の電極及びダミー電極ＤＥを含む。図２０では説明を簡単にするために１０個の電極のみを図示した。
【０１１７】
ダミーメイン配線ＤＭＬはメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍと並んで延長し、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの中で第１メイン配線ＭＬ１とレンズ領域ＬＡとの間に配置される。ダミーメイン配線ＤＭＬには共通電圧Ｖｃｏｍ（図１０に図示される）との電位差が小さいか、或いは共通電圧Ｖｃｏｍと同一の電位のダミー電圧ＤＶが印加される。ダミー電圧ＤＶは電極に印加される駆動電圧より共通電圧Ｖｃｏｍに対する電位差が小さいので、ダミーメイン配線ＤＭＬの幅はメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの各々の幅より小さいか、或いは少なくとも第１メイン配線ＭＬ１の幅より小さい。
【０１１８】
ダミー連結配線ＤＣＬは連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍと並んで延長し、ダミーメイン配線ＤＭＬとダミー電極ＤＥを電気的に連結させる。
【０１１９】
レンズ領域ＬＡの第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６には第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０が具備される。第５ゾーン及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６の間にはダミーゾーンＤＺが具備され、ダミーゾーンＤＺにはダミー電極ＤＥが具備される。
【０１２０】
ダミー電極ＤＥはダミーメイン配線ＤＭＬ及びダミー連結配線ＤＣＬを経由して供給されるダミー電圧ＤＶを受信する。ダミー電圧ＤＶは第２駆動部１８０に具備されたダミー出力バッファ（図示せず）から出力された電圧であり、第２電極層４２２（図９に図示される）に共通電圧Ｖｃｏｍ（図１０に図示される）を供給する共通電圧配線（図示せず）から供給される電圧である。
【０１２１】
図２１は図１１に示されたスイッチングパネルに適用される周辺領域の配線構造を示した平面図である。
図２１を参照すれば、スイッチングパネル４５０の周辺領域ＰＡにはＭ個のメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍ、ｍ個の連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍ、第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２、第１及び第２ダミー連結配線ＤＣＬ１、ＤＣＬ２が配置される。この場合、第１及び第２単位素子Ｕ１、Ｕ２の各々の第１電極層４１２（図１１に図示される）はＭ個の電極及び第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２を含む。図２１では説明を簡単にするために１０つの電極のみを図示した。
【０１２２】
第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２はメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍと並んで延長し、メイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの中で第１メイン配線ＭＬ１とレンズ領域ＬＡとの間に配置される。
【０１２３】
第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２には共通電圧Ｖｃｏｍとの電位差が小さい第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２（図１２に図示される）が印加される。本発明の一例として、第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２は共通電圧Ｖｃｏｍに対して互に異なる極性を有する。
【０１２４】
第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２は電極に印加される駆動電圧より共通電圧Ｖｃｏｍに対する電位差が小さいので、第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２の各々の幅はメイン配線ＭＬ１〜ＭＬｍの各々の幅より小さいか、或いは少なくとも第１メイン配線ＭＬ１の幅より小さい。
【０１２５】
第１及び第２ダミー連結配線ＤＣＬ１、ＤＣＬ２は連結配線ＣＬ１〜ＣＬｍと並んで延長する。また、第１及び第２ダミー連結配線ＤＣＬ１、ＤＣＬ２は１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２と第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２とを各々電気的に連結させる。
【０１２６】
レンズ領域ＬＡの第５及び第６ゾーンＺ５、Ｚ６には第１乃至第１０電極Ｅ１〜Ｅ１０が具備される。第５ゾーンと第６ゾーンＺ５、Ｚ６との間には第１及び第２ダミーゾーンＤＺ１、ＤＺ２が具備され、第１及び第２ダミーゾーンＤＺ１、ＤＺ２には第１及び第２ダミー電極ＤＥ１、ＤＥ２が各々具備される。
【０１２７】
第１ダミー電極ＤＥ１は第１ダミーメイン配線ＤＭＬ１及び第１ダミー連結配線ＤＣＬ１を経由して供給される第１ダミー電圧ＤＶ１を受信し、第２ダミー電極ＤＥ２は第２ダミーメイン配線ＤＭＬ２及び第２ダミー連結配線ＤＣＬ２を経由して供給される第２ダミー電圧ＤＶ２を受信する。
【０１２８】
第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２は互いに電気的に連結され、共通電圧Ｖｃｏｍと同一の電位を有する電圧が第１及び第２ダミーメイン配線ＤＭＬ１、ＤＭＬ２に印加される。
【０１２９】
第１及び第２ダミー電圧ＤＶ１、ＤＶ２は第２駆動部１８０に具備されたダミー出力バッファ（図示せず）から出力された電圧であり、第２電極層４２２（図９に図示される）に共通電圧Ｖｃｏｍ（図１０に図示される）を供給する共通電圧配線（図示せず）から供給される電圧である。
【０１３０】
以上、実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させ得ることを理解できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１００      表示パネル
１６０      コントローラ
１７０      第１駆動部
１８０      第２駆動部
１９０      シェアリング回路
４００、４０３、４５０      スイッチングパネル
４１０      第１基板
４１１      第１ベース基板
４１２      第１電極層
４１２ａ    下部電極アレイ
４１２ｂ    上部電極アレイ
４２０      第２基板
４２１      第２ベース基板
４２２      第２電極層
４３０      液晶層      
４３１      液晶分子
５００      映像表示装置
【図１】
2015210530.tif 000003
【図２】
2015210530.tif 000004
【図３】
2015210530.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015210530.tif 000015
【図１４】
2015210530.tif 000016
【図１５】
2015210530.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2015210530.tif 000021
【図２０】
2015210530.tif 000022
【図２１】
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