KR101123160B1

KR101123160B1 - 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 디바이스 및 방법

Info

Publication number: KR101123160B1
Application number: KR1020067005333A
Authority: KR
Inventors: 제라더스 피 카르만; 볼커 쉘만
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-09-20
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2012-03-19
Also published as: JP4536069B2; EP1668920A1; US7808591B2; JP2007506131A; US20060279680A1; WO2005029872A1; KR20060069866A

Abstract

본 발명은 상이한 장면이 시야각(D)에 따라 디스플레이 되도록 3D이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 디바이스(50)에 대한 것이다. 디스플레이 디바이스는 상기 이미지를 디스플레이 하기 위해 다수의 별개로 주소 지정 가능한 픽셀(54)을 가진 디스플레이 패널(52)로서, 그룹 내의 상이한 픽셀이 상이한 장면에 대응하도록 픽셀이 그룹화되는, 디스플레이 패널(52)을 포함하고; 디스플레이 패널과 광학적 결합하는 지연기(56)로서, 이 지연기는 지연기 픽셀(58)을 포함하고, 적어도 하나의 지연기 픽셀이 디스플레이 패널 내의 각 대응하는 픽셀과 결합되는, 지연기(56)을 포함하며, 지연기 픽셀(58)의 광 파라미터가 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각의 함수로서 변한다.

Description

이미지를 디스플레이하는 디스플레이 디바이스 및 방법{DISPLAY DEVICE FOR AND METHOD FOR DISPLAYING AN IMAGE}

본 발명은 디스플레이 디바이스에 대한 것으로서, 그리고 특히 3차원 또는 입체 이미지를 디스플레이 하기 위해 적응된 디스플레이 디바이스에 대한 것이다.

일반적으로 3차원 이미지 생성은 디스플레이 디바이스가 디스플레이 디바이스의 사용자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 다른 장면을 제공할 수 있는 것을 요구한다. 이것은 특별히 제작된 고글(goggles)의 이용으로 사용자의 각각의 눈에 직접적으로 분리된 이미지를 제공함으로서 달성될 수 있다. 한 가지 예를 들면, 디스플레이는 시간 순차적인 방식으로 번갈아 나타나는 왼쪽 장면과 오른쪽 장면을 제공하는데, 이런 장면은 동기화된 시청 고글(synchronised viewing goggles)에 의해 보는 사람의 대응하는 눈에 받아들여 진다. 이와 대조적으로, 본 발명은 이미지의 다른 장면이 단일 디스플레이 패널에 대한 시야각에 따라 보여질 수 있는 디스플레이 종류에 대한 것이다. 이하에서는, 일반적으로 이러한 것들이 3D 디스플레이로 언급될 것이다. 그러나, 본 발명은 또한 다수의 장면을 한 명 이상의 사용자에게 제공하는 동안, 입체 이미지가 반드시 제공되지 않아도 되는 소위 다중-장면 디스플레이 디바이스와 관련이 있을 수도 있다는 것이 이해된다.

US 6,172,807에서 기술한 것과 같은 또 다른 예에서, 왼쪽 눈 장면과 오른쪽 눈 장면(left and right eye view)의 시간 순차적인 동기화는 패럴랙스(parallax)를 이용해서 디스플레이이의 왼쪽 눈 장면과 오른쪽 눈 장면을 교대로 차단하는 LCD 패널의 형태의 공간 변조 요소를 이용해 제공된다. 왼쪽 눈 장면과 오른쪽 눈 장면을 정확하게 차단하기 위해서, US '807의 시스템은 디스플레이 디바이스에 대해 보는 사람의 위치를 끊임없이 추적해야 한다.

이와 대비하여, 본 발명은 이미지의 다른 장면이 반드시 사용자 위치를 추적하는 것을 요하지 않고도 단일 디스플레이 패널에 대한 시야각에 따라 보여질 수 있는 디스플레이 디바이스 종류와 관련이 있다. 이하에서는, 이러한 것들이 일반적으로 3D 디스플레이로 언급될 것이다.

그러한 3D 디스플레이 디바이스의 한 가지 알려진 종류는 패럴랙스 장벽 접근법이 구현된 액정 디스플레이이다. 그러한 시스템은 도 1에 도시되었다.

도 1을 참조하면, 패럴랙스 장벽 타입의 디스플레이 디바이스(100)는 다수의 불연속 광원을 제공하는 백 패널(back panel)(11)을 포함한다. 도시된바와 같이, 백 패널(11)은 불투명한 마스크 또는 장벽층(13)으로 덮인 면광원(발광패널과 같음)으로 형성될 수 있고, 장벽 층(13)은 표면을 가로질러 분포된 다수의 슬릿(slit)(14a 내지 14d)을 갖는다. 이때 각각의 슬릿(14)은 선 광원(a line source of light)으로 작용한다.

액정 디스플레이 패널(LCD),(15)은, 다수의 픽셀 각각의 광투과 특성에 변화를 주기 위하여 알려진 기술에 따라 전기 신호에 의해 각각 주소 지정 가능한 다수 의 픽셀(예를 들면, 도 1에서 1 내지 10으로 번호가 매겨짐)을 포함한다. 백 패널(11)은, 그룹(16₁)으로 도시된 각각의 선 픽셀(1 내지 5)이 슬릿(14a)에 대응하고, 그룹(16₂)으로 도시된 픽셀(6 내지 10)이 슬릿(14b)에 대응하는 방식으로 대응하도록, LCD 패널(15)에 대하여 근접하게 배치된다.

픽셀의 그룹(16)의 각 픽셀은 이미지의 다수의 가능한 장면(V_-2,V_-1,V₀,V₁,V₂) 중 한 장면(V)에 대응하여 각 선 광원(14a)이 장면과 대응하는 픽셀(1 내지 5)중 하나를 통해서 보여질 수 있게 된다. 각 그룹(16)내의 픽셀의 수는 제공되는 이미지의 수를 결정하는데, 도시된 장치에서 5개이다. 장면의 수가 많을수록, 3D 효과가 더 현실감 있으며, 더 비스듬한 시야각을 제공한다.

본 명세서에 걸쳐서, 우리는 디스플레이되는 '이미지'를 디스플레이 패널의 모든 픽셀에 의해 생성되는 전체 이미지로 언급할 것이고, 상기 이미지는 특별한 시야각에 의해 결정되는 다수의 '장면'으로 구성된다.

한 가지 문제점이 이러한 종래 기술 장치에 있다. LCD 패널 내의 각 픽셀의 광 투과 계수는 시야각에 대단히 의존한다. 그러므로, 보여진 선 광원(14a)의 강도(the viewed intensity of source 14a)는 다른 장면에서 다르게 나타날 것이다. 예를 들어, V₀는 V₂와 다를 것이다. 그러므로, 보여진 선 광원의 강도는 다른 시야각에서 다르게 나타날 것이다.

종래에, 이미지 내의 임의의 특별한 요소에 대해 보여지는 광원(source)의 감지되는 강도는 이미지 내에 그레이 스케일(grey scale)을 적당하게 렌더링(rendering)하는 중요한 함수이다. 종래의 디스플레이 시스템은 각 디스플레이 패널의 픽셀에 구동 신호를 제공하여 디스플레이 시스템의 투과 계수를 변경할 것이어서, 원하는 그레이 스케일 레벨이 이미지의 그러한 요소에 대해 획득되게 된다. 위에 기술된 3D 디스플레이 디바이스에 대해, 각 픽셀(1 내지 5)이 이미지의 그러한 요소에 대해 필요한 그레이 스케일에 대응하는 동일한 전압으로 구동된다면, 결론적인 그레이 스케일 이미지는 시야각의 함수가 될 것이다. 이것은 이미지의 다른 장면이 관찰될 때 차선의 이미지와 원하지 않는 그레이 스케일 결함을 야기한다.

본 발명의 목적은 이미지의 다른 장면이 시야각에 따라 디스플레이되는, 3D이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 디바이스 내에서 원하지 하지 않는 그레이 스케일 결함과 콘트라스트(contrast) 결함을 극복하거나 경감하기 위한 것이다.

본 발명의 제 1 양상에 따라, 시야각에 따라 다른 장면이 디스플레이되도록3D 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 디바이스가 제공되는데, 상기 디스플레이 디바이스는:

상기 3D 이미지를 디스플레이 하기 위한 복수의 별개로 주소 지정 가능한 픽셀을 가진 디스플레이 패널로서, 그룹 내에 있는 다른 픽셀이 다른 장면에 대응하도록 픽셀이 그룹화되어 있는 디스플레이 패널,

디스플레이 패널과 광학적으로 결합되고, 지연기 픽셀을 포함하는 지연기로서, 적어도 하나의 지연기 픽셀은 디스플레이 패널 내의 각각 대응하는 픽셀과 결합되되,

지연기 픽셀의 광 파라미터는 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀과 결합된 시야각의 함수로서 변화되는, 지연기를 포함한다.

본 발명의 제 2 양상에 따라,

디스플레이 패널 내의 다수의 별개로 주소 지정 가능한 픽셀로부터 이미지를 형성하는 단계로서, 그룹 내에 있는 다른 픽셀이 이미지의 다른 장면에 대응하도록 픽셀이 그룹화되어 있는, 디스플레이 패널 내에 이미지를 형성하는 단계와;

각 픽셀과 결합한 시야각의 함수로서 적어도 일부 화소 각각에 의해 생성된 이미지를 변경하기 위한 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스 상에 3D 이미지를 디스플레이하기 위한 방법이 제공된다.

본 발명을 통해, 모든 시야각에서 양호한 콘트라스트와 함께 무시할만한 그레이 스케일 반전을 달성할 가능성이 있다.

LCD 패널에 대한 이미지 품질이 시야각에 상당히 의존한다는 것은 잘 알려져 있다. 특히 기울어진 시야각에 대해, 콘트라스트 손실 및 그레이 스케일 반전과 같은 결함이 발생한다.

종래의 LCD 패널에서는, 모든 픽셀이 이미지 내에 다른 그레이 스케일을 만들어 내기 위해서 최소값(어두운 상태를 생성하기 위함)과 최대값(밝은 상태를 생성하기 위함)사이의 전압 또는 그 반대의 전압으로 구동된다. 이것은

에 가까운 시야각에 대해 양호한 결과를 가져오지만, 기울어진 시야각에 대해서는, 아래에 더 자세히 기술되는 바와 같이 불량한 그레이 스케일이 획득된다.

시야각 성능을 개선시키기 위해 시도하는 알려진 방법은 모든 시야각에 대해 동시에 이미지 품질 개선을 시도한다. 이것은 선험적으로 종래 LCD 디스플레이 사용자의 위치가 알려져 있지 않고, 따라서 각 픽셀이 관찰되는 시야각 또한 알려져 있지 않기 때문에, 필수적인 것으로 여겨졌다.

그러나, 본 발명자는 임의의 특정 장면이 다른 장면과 결합되는 다른 시야각에서가 아니라 일정한 시야각에서 생성되도록 설계되기 때문에, 임의의 특정한 장면에 대해 사용자의 각 위치가 알려져 있다는 점에서 3D 디스플레이에 대한 상황이 다르다는 것을 깨달았다.

그러므로, 3D 디스플레이에서 시야각 성능을 개선시키기 위해서, 사용자의 위치를 선험적으로 알 필요는 없다. 중요한 것은, 각 장면이 별개로 최적화되야만 한다는 것인데, 즉, 콘트라스 및/또는 밝기는 종래의 경우와 같이 동시에 모든 시야각에 대해서가 아니라 특정한 장면이 관찰되는/설계되는 그러한 시야각에서만 최적화돼야 한다.

그러므로, 본 발명에 의해, 예를 들면, 픽셀 단위로, 지연기에서 픽셀의 광 파라미터 변화에 의해, 디스플레이 패널 내의 각각의 대응하는 픽셀로부터 생성된 이미지 품질이 개선될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 의해, 각 시야각에 대해 별개로 그리고 독립적으로 이미지 품질을 개선하는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 그리고 유리한 특징이 첨부된 청구범위 제 2 항 내지 18항 및 제 20 항에서 설명된다.

본 발명은 추가적으로, 첨부 도면을 참조해서 예로서만 설명될 것이다.

도 1은 3D 이미지를 디스플레이 하기 위해 패럴랙스 장벽 접근법을 사용할 LCD 디바이스의 현존하는 설계의 개략적인 횡단면도.

도 2는 패럴랙스 장벽 LCD 디바이스 형상을 도시하는데 유용한 개략적인 횡단면도.

도 3은 시야각

(즉 디스플레이 표면에 수직인 상태) 및

에 대해

트위스트 네마틱(twisted nematic) LCD에 대한 투과 대 전압 곡선을 도시하는 도면.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제 1 양상에 따라 디스플레이 디바이스의 지연기 내에 디렉터 분자(director molecule)의 경사를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 지연기 내 디렉터 분자의 경사각이 본 발명의 제 1 양상을 따라 디스플레이 디바이스의 부분을 형성하는 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀의 시야각의 함수로서 변화되는, 본 발명의 제 1양상에 따른 디스플레이 디바이스의 실시예를 개략적으로 나타내는 단면.

도 6은 2개의 시야각에서 지연기 픽셀의 콘트라스트와 경사각 사이의 관계를 도시한 도면.

도 7은 동종의(homogeneous) 지연기를 포함하는 종래의 LCD 디스플레이에 대한 시야각 특성의 그래프를 도시하는 도면.

도 1을 참고해서, 패럴랙스 장벽 타입의 기본 함수, 3D 이미지 디스플레이 디바이스가 이미 기술되었다. 디스플레이 패널(15)의 비슷한 구조와 백 패널(11) 조명원이 본 발명의 바람직한 실시예에서 이용될 수 있다. 그러나, 이 후에 명백해 지는 바와 같이 다른 구성이 사용될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.

일반적으로, 본 발명은 다수의 별개로 주소 지정 가능한 픽셀(1 내지 10)을 가진 디스플레이 패널(15)을 사용하는데, 픽셀은, 그룹 (16₁ 및 16₂)에 있는다른 픽셀(1 내지 5 또는 6내지 10) 각각이 이미지의 다른 장면에 대응하도록 그룹화 되었다. 디스플레이 패널(15)은 각 픽셀의 광 특성이 이미지를 생성하기 위해 전기 제어 신호에 따라 변화할 수 있는 임의의 적절한 전자-광 디바이스일 수 있다. 바람직하게는 디스플레이 패널은 액정 디스플레이이다.

복수의 분리된 광원(14a 내지 14d)을 가진 조명원은, 바람직하게는 각 픽셀의 그룹(16)이 각각의 광원 중 하나로부터 광을 수용하기 위해 위치되도록 제공된다. 이것은 도 1의 면 광원(12)(areal light source)과 마스크(13) 배열에 의한 것일 수 있지만, 또한 선형 픽셀(lines of pixels), 개별적인 픽셀 또는 픽셀의 블록으로서 광원(14)을 제공하는 픽셀화 된 광원에 의해 제공될 수 있다.

도 2에 디스플레이 패널(15) 내의 픽셀의 그룹 부분이 도시되어 있다. 폭(w)의 광원(14)은 디스플레이 패널의 평면의 법선에 대해 각각의 시야각(

_0,

₁,...

₇)으로 픽셀(0 내지 7)그룹과 대응하고, 이런 픽셀 그룹을 통해서 보여질 수 있다. 픽셀 그룹(16)의 반만이 도시되어 있으며, 추가적인 7개의 픽셀이 픽셀 그룹(16)을 완성하기 위해 픽셀(0)의 왼쪽에 존재하는 것이 이해될 것이다.

각 픽셀은 폭(p₀,p₁...p₇)을 갖는다. 바람직하게는, 폭(p₀ 내지 p₇)은 동일하나, 통과하는 광의 입사각을 일정 정도 보상하기 위해 변할 수 있다. 백 패널 조명 원(14)과 디스플레이 패널(15) 사이의 간격은 h로 도시되어 있다. 바람직한 디스플레이 디바이스에서, h = 2.3 mm, p₀= 200 micron, 및 w = 50 micron 이나, 이런 값은 상당히 변화될 수 있다.

도 3은 90도 트위스트 네마틱 LCD 형태의 디스플레이 패널(15)에 대한 투과(T)특성 대 전압(V)특성(30)을 나타낸다. 제 1 커브(실선)는 시야각

(예를 들면 픽셀0)에 대한 T-V특성이다. 제 2 커브(점선)는 시야각

(예를 들면 픽셀5)에 대한 T-V특성이다.

에서 보여지는 픽셀에서, 투과는 증가되는 전압(각 V값은 임의의 그레이 스케일과 대응한다)으로 단조 감소한다. 그러나,

에서 보여지는 픽셀에서, T-V 커브는 상이한 형태를 가지고 있다.

에서, V와 그레이 스케일 사이의 매핑(mapping)은 완전히 상이해서 심각한 이미지, 왜곡을 초래한다.

위에서 언급했듯이, 3D 디스플레이의 시야각 성능을 개선하기 위해서, 사용자의 위치를 아는 것이 항상 필요한 것은 아니다. 그 이유는 3D디스플레이에 대해 선험적인 지식을 갖고 있기 때문인데, 즉 장면(n)을 생성하는 픽셀은 다른 각(다른 장면과 관련되지 않으면서 충분히

_n과 같다는 의미임)하에서가 아니라, 시야각

_n 하에서만 관찰되기 때문이다. 그러므로, 중요한 것은 각 장면이 별개로 가능한 한 양호해야 한다는 것이다. 도 2에서 보여지듯이, 예를 들어, 장면(n)은 모든

에서가 아니라

_n에서만 최적화 되야한다.

3D 디스플레이에서 시야각을 개선하기 위해 알려진 방법을 사용하는 것이 여전히 가능하다. 그러나, 모든 알려진 장치 및 방법을 사용해서, 이런 장치 개선이 이루어져야만 하는 가능한 한 넓은 범위의 시야각과 개선 정도 사이의 균형을 찾아내는 것이 필수적이기 때문에, 상기 장치 및 방법은 절충물이다. 3D LCD에 대해서 이러한 요구가 완화될 수 있다는 사실로부터 이익을 얻을 수 있으므로, 개선 가능성을 증대시킨한다.

그러므로, 본 발명에 의해, (시야각

에서) 소정의 장면에 대해 콘트라스트와 밝기를 개선하는 것이 가능하다. 이것은 디스플레이 패널 내에서 대응하는 픽셀과 관련된 시야각의 함수로서 지연기 픽셀의 광 파라미터를 변화시킴으로서 이루어진다.

바람직하게, 각 지연기 픽셀은 디스플레이 패널 내의 단일 픽셀과 관련이 있다. 대안적으로, 각 지연기 픽셀은 디스플레이 패널 내의 다수의 픽셀과 관련이 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 지연기 픽셀은 디스플레이 패널 내의 단일 픽셀과 관련이 있을 수 있다.

지연기는 디스플레이 패널 앞 또는 뒤에 위치할 수 있고 디스플레이 패널로 부터 떨어져 있거나 근접해 있을 수 있다.

다수의 상이한 파라미터는 소정의 장면에 대해 콘트라스트 및 밝기를 개선하기 위해서 변할 수 있다. 예를 들어, 지연기의 두께는 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀과 관련된 시야각의 함수로서 변할 수 있다.

대안적으로, 지연기 픽셀을 구성하는 디렉터 분자의 방위가 변할 수 있다. 이러한 점에서, 경사각, 방위각 또는 스플레이(splay) 및 벤드(bend) 프로파일(profile)이 변할 수 있다.

다른 예에서, 지연기 픽셀의 굴절율은 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀과 관련된 시야각의 함수로서 변할 수 있다. 이러한 점에서 지연기 픽셀의 복굴절이 변할 수 있다.

일부 예에서, 하나 이상의 광 파라미터는 하나 이상의 지연기 픽셀에서 변할 수 있다. 유리하게도, 같은 광 파라미터는 모든 지연기 픽셀에서 변할 수 있지만, 일부 실시예에서 상이한 광 파라미터는 각각의 지연기 픽셀에서 변할 수 있다.

지연기 픽셀은 지연기 내의 모든 픽셀을 포함하거나, 대안적으로 지연기 내의 일부 픽셀만 포함할 수 있다.

이제 도 4a, 4b, 5 및 6을 참고하면, 지연기 픽셀의 디렉터 분자 경사각이 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀과 관련된 시야각의 함수로 변화될 수 있는 본 발명의 실시예가 자세히 기술될 것이다.

도 4a 및 4b를 참고하면, 디렉터 분자의 상이한 경사각이 도시되어 있다. 도 4a에 네거티브 Δn 물질의 경사형 디스코틱 층(41)(a tilted discotic layer)내의 경사각(40)이 도시되어 있다.

도 4b에 2가지 가능한 Δn 물질 층(42,44)의 조합이 도시되어 있다. 상기 층(42,44)은 교차 광축(46,48)을 갖는다. 층(42)은 O-플레이트이고(예를 들면, 광축(46)이 도 4a에 도시된 광축과 같은 방향으로 기울어져 있고), 층(44)은 평면형 광축(48)을 가진 A-플레이트이다. 단일 층(41)의 지연 특성이 4a에 도시되어 있고, 조합된 층(42,44)은 유사하다(P. van de Witte et al, JPN.J.APPL.Phys. 39권, 101-108페이지(2000) 참고).

도 5를 참조하면, 픽셀 분자의 경사각이 디스플레이 패널 내의 관련된 픽셀의 시야각의 함수로서 변하는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 디스플레이 디바이스(50)는 패턴화되어있거나 패턴화되어 있지 않을 수 있는 액정층(52)을 포함한다. 액정층은 다수의 픽셀(54)을 포함한다. 디바이스는 추가적으로 지연기 픽셀(58)을 포함하는 지연기(56)를 포함한다. 지연기는 액정 디스플레이 패널(52)과 광학적으로 관련이 있다. 도 5에 도시된 실시예에서 각 지연기 픽셀(58)은 디스플레이 패널 (52)내의 대응하는 픽셀(54)과 관련이 있다. 각 지연기 픽셀(58)내 디렉터 분자의 경사각은 디스플레이 패널(52)내의 대응하는 픽셀(54)과 관련이 있는 시야각(

)의 함수로서 변화된다. 도 5는 각 픽셀 (픽셀 0, 픽셀1, 픽셀2 등)에 대한 시야각(

)을 개략적으로 도시한다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 지연기 픽셀(58)내 디렉터 분자의 경사각은 그러므로 3D 디스플레이(50)의 이미지 품질 개선하기 위해서 픽셀 단위로 변할 수 있 다.

편광상태에서의 전환(shift)이 작은 시야각에서 더 크도록 지연기 픽셀 내의 분자의 경사가 선택된다. 이것은 LC 층과 지연기를 통과하는 광의 편광 상태에서 LC층과 지연기의 조합된 작용이 기존의 동종 지연기의 경우와 비교해서 더욱 동일해진다는 것을 의미한다. 이 결과는 도 3에 도시된 투과 커브 대 전압 곡선이 이제 상이한 장면/시야각에 대해 비슷하다는 것이다. 이것은 상이한 시야각에서 강도에서의 변화 감소 효과가 있고 그러므로 기울어진 시야각에서 이미지 품질을 개선시킨다.

디스플레이 디바이스는(50) 추가적으로 편광기(70,72)(polariser)를 포함한다.

금이 그어진(dashed) 직사각형이 디스플레이 디바이스(50) 내 임의의 물리적 구조를 나타내지 않는다는 것이 이해되어야 한다; 그것은 시각적 목적으로만 그려졌다.

디스플레이 디바이스(50)의 성능은 도 6에 도시되어 있다.

도 6은 2가지 장면에 대해 패턴화된 지연기(56)를 가진 디스플레이 패널(52)의 콘트라스트의 관계를 도시하고 있다. 실선(60)은

에서의 장면을 나타내고, 점선(62)은

에서의 장면을 나타낸다. 이러한 2가지 시야각에서의 콘트라스트는 지연기(56)의 경사각의 함수로서 도시된다.

예를 들면, 모든 지연기 픽셀(58)의 디렉터 분자의 경사각이 모든 픽셀에 대 해

로 정해졌고, 이때 시야각

와

에서의 콘트라스트가 각각 192 및 24일 것이라는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의해, 지연기의 경사각은 픽셀 단위로 변할 수 있다. 예를 들면, 이것은

에서 장면을 생성하는 픽셀에 대한 경사각이

로 정해질 수 있다는 것을 의미한다. 이것은

에서 콘트라스트를 192에서 273으로 개선한다. 게다가, 이것은 디스플레이 패널(52)의 부분을 형성하는 임의의 다른 픽셀(54)의 콘트라스트에 영향을 주지 않는다.

그러므로, 본 발명에 의해, 디스플레이 패널(52) 내의 각 픽셀(54)에서 각 픽셀에 대한 콘트라스트는 임의의 다른 픽셀의 콘트라스트에 영향을 주지 않고 개선될 수 있다.

도 6에 도시된 결과를 제공하기 위해 사용된 디스플레이 디바이스는 다음의 상부로부터 바닥까지의 층을 가진 광 스택을 포함한다:

●

로 배향되는 투과축, 편광기(수평축은

로 정의된다.)

●

에서

만큼 변하는 경사각을 가진

하의 O-플레이트

O-플레이트의 지연량은

이다.

●

하의 A-플레이트. A-플레이트의 지연량은

이다.

● 액정층:

에서의 바닥 기판 내의 디렉터 분자:

에서의 상부 기판 내의 디렉터 분자(

비틀림). 양쪽 기판에서

사전에 기울어진 액정층. 액정 물질: ZLI-4792. 액정층의 지연량은

이다.

●

에서의 편광기.

시야각

는 수평 시야각으로 정의한다(방위각은 항상 0). 콘트라스트는 화이트 상태(액정이 4.5V전압으로 어드레싱됨)에서의 투과량을 블랙 상태(1.5V로 구동되는)에서의 투과량으로 나눈 것으로 정의된다.

도 7은 이러한 액정 디바이스의 콘트라스트를

의 O-플레이트 경사각에 대한 시야각의 함수로서 도시하는 도면이다.

동종 지연기를 갖는 기존의 LCD 디스플레이의 이미지 품질이 시야각에 강하게 의존함을 도 7로부터 알 수 있다. 그래프(70)는 수평축을 따르는 수평 시야각과, 수직축을 따르는 수직 시야각을 나타낸다. 수평 시야각과 수직 시야각 모두는

까지 분포되어있다. 점선으로 된 원(72)은

의 극각을 나타낸다. 상이한 영역(잘못된 컬러 스케일(false colour scale) 상에서 나타남)은 콘트라스트 값을 나타내고, 파선(74)은 그레이 스케일 반전(gsi)이 발생한 영역을 나타낸다. 도 7에 도시된 주요 그래프는 아래에, 기존의 액정 디스플레이 내의 다양한 광학층의 광축 방위가 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명은 이미지의 다른 장면이 시야각에 따라 디스플레이되는 3D이미지를 디스플레이하기 위해 그레이 스케일 결함과 콘트라스트(contrast) 결함을 극복하거나 경감하기 위한 것이다. 그러므로 본 발명에 의해, 각 시야각에 대해 이미지 품질을 단독적으로 그리고 독립적으로 개선하는 것이 가능하다.

Claims

상이한 장면이 디스플레이 패널 평면의 법선에 대한 시야각(
)에 따라 디스플레이 되도록 삼차원(3D) 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 디바이스(50)로서,

상기 이미지를 디스플레이하기 위한 복수의 별개로 주소 지정 가능한 픽셀(54)를 가진 디스플레이 패널(52)로서, 그룹 내에 있는 다른 픽셀이 다른 장면에 대응하도록 상기 픽셀이 그룹화되어 있는, 디스플레이 패널(52)과;

상기 디스플레이 패널과 광학적으로 결합하는 지연기(56)로서, 이 지연기는 복수의 별개로 제어가능한 지연기 픽셀(58)을 포함하며, 적어도 하나의 지연기 픽셀이 상기 디스플레이 패널 내의 각 대응하는 픽셀과 결합된, 지연기(56)를 포함하고,

상기 지연기 픽셀(58)의 광 파라미터는 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 결합된 상기 시야각의 함수로서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 1항에 있어서, 하나의 지연기 픽셀(58)이 상기 디스플레이 패널 내의 하나의 픽셀(54)과 결합되는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항에 있어서, 하나의 지연기 펙셀(58)은 상기 디스플레이 패널 내의 다수의 대응하는 픽셀(54)과 결합되는, 디스플레이 디바이스.
제 1항에 있어서, 상기 다수의 지연기 픽셀(58)은 상기 디스플레이 패널 내 의 단일의 대응하는 픽셀(54)과 결합되는 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연기(56)는 상기 디스플레이 패널의 앞에 위치하는 디스플레이 디바이스.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연기(56)는 상기 디스플레이 패널 뒤에 위치하는 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연기(56)의 두께는 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)을 구성하는 디렉터 분자의 배향이 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변하는 디스플레이 디바이스.
제 8항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)의 경사각(40)이 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 8항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)의 방위각은 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변화되는 디스플레이 디바이스.
제 8항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)의 펼침 및 굽힘 프로파일(splay and bend profile)은 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변화되는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)의 굴절율은 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 12항에 있어서, 상기 지연기 픽셀(58)의 복굴절은 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀(54)과 관련된 시야각(
)의 함수로서 변하는 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 보다 많은 광 파라미터가 하나 이상의 상기 지연기 픽셀(58)에서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 광 파라미터는 각 지연기 픽셀(58)에서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 동일한 광 파라미터는 각 지연기 픽셀(58)에서 변하는, 디스플레이 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 별개로 제어가능한 지연기 픽셀(58)은 상기 지연기 내 모든 픽셀을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
제 1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 별개로 제어가능한 지연기 픽셀(58)은 상기 지연기 내의 일부 픽셀을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
디스플레이 디바이스(50)에 삼차원(3D) 이미지를 디스플레이 하기 위한 방법으로서, 상기 디스플레이 디바이스(50)는 디스플레이 패널(52)과 광학적으로 결합하는 지연기(56)를 포함하고, 상기 지연기는 복수의 별개로 제어 가능한 지연 픽셀(58)을 포함하고, 적어도 하나의 지연기 픽셀이 상기 디스플레이 패널 내의 각 대응하는 픽셀(54)과 결합되는, 이미지를 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서,

디스플레이 패널(52)내의 다수의 단독으로 주소 지정 가능한 픽셀(54)로부터 이미지를 형성하는 단계로서, 그룹 내의 상이한 픽셀이 이미지의 상이한 장면에 대응하도록 픽셀이 그룹화되는, 이미지를 형성하는 단계와;

각 픽셀과 관련되는 디스플레이 패널 평면의 법선에 대한 시야각(
)의 함수로서 적어도 일부 픽셀 각각에 의해 생성되는 이미지를 변경하는 단계를 포함하고,

상기 디스플레이 패널 내의 적어도 일부 픽셀(54) 각각에 의해 생성되는 이미지를 변경하는 단계는 상기 디스플레이 패널 내의 대응하는 픽셀과 관련된 시야각의 함수로서 상기 지연기 픽셀의 광 파라미터를 바꾸는 단계를 포함하는,

이미지를 디스플레이 하기 위한 방법.
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