KR101267085B1 - 다중 시각 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 시각 표시장치에 관한 것으로, 제1 영상과 제2 영상을 표시하는 표시패널; 상기 제1 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제1 안경; 및 상기 제2 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제2 안경을 포함한다.

Description

다중 시각 표시장치{MULTI VIEW DISPLAY}
본 발명은 편광 분할을 이용하여 사용자 개인별로 서로 다른 영상을 보여 줄 수 있는 다중 시각 표시장치에 관한 것이다.
최근 정보 표시장치에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 활발히 진행되고 있다. 평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 박형화에 유리하고 화질이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있고, 멀티 미디어 콘텐츠를 재현하는 휴대용 정보기기의 디스플레이소자로서 널리 적용되고 있다. 또한, 액정표시장치는 위성항법장치(Global Positioning System)와 결합되고 영화나 TV 프로그램을 표시하는 네비게이션(navigation) 시스템의 디스플레이소자로도 널리 이용되고 있다.
휴대용 정보기기나 네비게이션 시스템은 도 1과 같이 표시장치(DIS)로부터 서로 다른 각도에 위치하는 사용자에게 서로 다른 영상을 보여 줄 필요가 있다. 예를 들어, 네비게이션 시스템은 운전자에게는 맵 이미지(Map image)를 보여 주고 보조석 사용자에게 영화나 TV 프로그램을 보여 줄 수 있는 표시장치를 원하고 있다. 이러한 요구에 대응하기 위하여, 액정표시장치는 그 응용 제품에 따라 다중 시각 표시장치로 개발되고 있다.
다중 시각 표시장치는 도 2와 같이 표시패널(2)과 사용자 사이에 베리어(barrier, 4)를 설치하여 그 베리어(4)를 이용하여 사용자 A가 보는 픽셀들과 사용자 B가 보는 픽셀들을 분리한다. 베리어(4)는 일반적으로 패럴랙스 베리어(Parallax barrier) 방식이 이용되고 있다. 표시패널(2)에서 사용자 A가 보는 픽셀들에 제1 영상을 표시하고 사용자 B가 보는 픽셀들에 제2 영상을 표시되면, 사용자 A와 사용자 B는 사로 다른 이미지를 볼 수 있다.
도 2와 같은 다중 시각 표시장치는 표시패널(2)의 픽셀들과 베리어(4)를 설계치대로 적절히 정렬(align)하여야 다중 시야각을 제대로 구현할 수 있다. 표시패널(2)의 픽셀들과 베리어(4)가 설계치대로 정렬될 때 베리어(4)는 사용자들의 시야각별로 빛을 투과 및 차단할 수 있다. 도 2에서 P는 표시패널(2)의 픽셀 피치(Pixel pitch), S는 표시패널(2)의 표시면과 베리어(4) 사이의 거리, D는 사용자와 베리어(4) 사이의 거리, E는 사용자들 간의 거리를 각각 의미한다. 베리어(4)와 사용자 간 거리 D는 D = SE/P에 따라 결정된다.
도 3은 다중 시각 표시장치로 구현된 액정표시장치(LCD)의 단면 구조를 보여 주는 도면이다. 이 액정표시장치(LCD)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 어레이 기판(6), TFT 어레이기판과 대향하는 컬러필터 어레이 기판(8), TFT 어레이 기판(6)과 컬러필터 어레이 기판(8) 사이에 형성된 액정층(10), 컬러필터 어레이 기판(8) 위에 배치된 베리어 기판(14), 및 컬러필터 어레이 기판(8)과 베리어 기판(14)을 접합하는 합착층(12)을 포함한다. TFT 어레이 기판은 상호 교차되는 데이터라인들 및 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성된 TFT, 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 매트릭스 형태로 정의된 화소전극들, 액정셀들의 전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터(Storage capacitor, Cst) 등을 포함한다. 컬러필터 어레이 기판은 블랙 매트릭스, 컬러필터, 공통전극 등을 포함한다. 컬러 필터 어레이 기간과 TFT 어레이 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 컬러필터 어레이 기판과 TFT 어레이 기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.
도 2와 같은 다중 시각 표시장치는 베리어(4)로 인하여 개구율 감소와 휘도 저하를 피할 수 없다. 도 2와 같은 다중 시각 표시장치는 제조 공정에서 다음과 같은 문제가 있다. 베리어를 이용한 다중 시각 표시장치의 제조 공정은 일반적으로 베리어(4)와 픽셀들 간의 거리가 짧기 때문에 표시패널의 컬러필터 어레이 기판(8)의 유리기판 두께를 줄이기 위한 글라스 슬리밍(glass slimming) 공정과, 컬러필터 어레이 기판(8)과 베리어 기판(14)을 정렬하고 합착하는 공정이 추가된다. 글라스 슬리밍 공정은 중소형 사이즈에서 컬러필터 어레이 기판(8)의 유리기판 두께를 수십 μm 수준만 남기고 나머지를 식각하여야 하기 때문에 제조 공정에서 기판을 취급하거나 이송할 때 유리기판이 파손되거나 식각 공정에서 데이터라인들과 게이트라인들을 드라이브 IC에 연결하기 위한 패드부가 유실되는 등의 문제점이 있다. 컬러필터 어레이 기판(8)과 베리어 기판(14)의 합착 공정은 미스 얼라인(mis-align) 문제, 합착 압력에 의한 기판 파손 등의 문제가 있다.
본 발명은 베리어로 인한 개구율 및 휘도 저하가 없고 베리어로 인하여 추가되는 추가 공정의 문제점을 해결할 수 있는 다중 시각 표시장치를 제공한다.
본 발명의 다중 시각 표시장치는 제1 영상과 제2 영상을 표시하는 표시패널; 상기 제1 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제1 안경; 및 상기 제2 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제2 안경을 포함한다.
본 발명은 표시패널에 시공간 분할된 사용자별 영상을 표시하고 셔터 안경이나 편광 안경을 통해 사용자별로 영상을 분리함으로써 기존의 베리어로 인한 개구율 및 휘도 저하가 없고 베리어로 인하여 추가되는 추가 공정의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 다중 시각 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 2는 베리어를 이용한 다중 시각 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 3은 다중 시각 표시장치로 구현된 액정표시장치(LCD)의 단면 구조를 보여 주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 시각 표시장치에서 사용자별로 영상을 분리하는 원리를 보여 주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 시각 표시장치에서 사용자별로 영상을 분리하는 원리를 보여 주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 시각 표시장치에서 사용자별로 영상을 분리하는 원리를 보여 주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 표시패널(100), 다수의 셔터 안경들(200A, 200B), 표시패널 구동회로(34), 표시패널 제어부(32) 등을 포함한다.
표시패널(100)은 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 및 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)와 같은 전계발광소자(EL), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널(100)은 데이터전압(또는 데이터전류)이 공급되는 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되고 게이트펄스(또는 스캔펄스)가 순차적으로 공급되는 게이트라인들(또는 스캔라인들), 및 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이(102)를 포함한다. 픽셀 어레이(102)의 픽셀들 각각은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성되어 게이트라인으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터전압을 픽셀의 화소전극에 공급하는 TFT를 포함할 수 있다.
표시패널 구동회로(34)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로(또는 스캔 구동회로)를 포함한다. 데이터 구동회로는 표시패널 제어부(32)로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 표시패널(100)의 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 표시패널 제어부(32)의 제어 하에 데이터라인들에 공급되는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스를 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 표시패널(100)은 사용자 A와 사용자 B 영상을 시분할하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 사용자 A 영상 데이터는 제n(n은 자연수) 프레임기간 동안 표시패널(100)의 모든 픽셀들에 표시되고, 사용자 B 영상 데이터는 제n+1 프레임기간 동안 표시패널(100)의 모든 픽셀들에 표시될 수 있다.
표시패널(100)이 액정표시소자(LCD)의 표시패널로 구현되면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 백라이트 유닛(110)과, 백라이트 구동회로(36)를 더 포함한다. 백라이트 유닛(110)은 표시패널(100)의 배면과 대향하도록 표시패널(100)의 뒤에 배치된다. 백라이트 유닛(110)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(110)의 광원은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다. 백라이트 구동회로(36)는 표시패널 제어부(32)의 제어 하에 백라이트 유닛(110)의 광원을 점등시키기 위한 구동전력을 발생한다. 도 5에서 도면 부호 101은 액정표시패널의 상부 투명기판에 접착되는 상부 편광판(101)을 나타낸다.
표시패널 제어부(32)는 호스트 시스템(30)으로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널 구동회로(34)의 데이터 구동회로에 공급한다. 표시패널 제어부(32)는 호스트 시스템(30)으로부터 입력된 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 표시패널 구동회로(34)의 데이터 구동회로와 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(CDIS)을 발생한다. 또한, 표시패널 제어부(32)는 백라이트 유닛의 점등 및 소등 타이밍을 제어하고 백라이트 휘도를 조정하기 위한 부스트/디밍 제어신호(CBL)를 발생한다.
호스트 시스템(30)은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스(Set-top Box), DVD 플레이어(Player), 블루레이 플레이어(Blue-ray Player), 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템(Home theater Syteme) 등에 접속되어 영상 데이터를 입력 받을 수 있다. 호스트 시스템(30)은 스케일러(scaler)를 포함한 시스템 온 칩(System on Chip, 이하 "SoC"라 함)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(30)은 사용자 입력장치(38)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 사용자 A와 사용자 B가 선택된 영상 데이터를 표시패널 제어부(32)에 전송한다. 사용자 입력장치(38)는 네비게이션의 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 리모트 콘트롤러(Remote controller), 터치 스크린 등을 포함할 수 있다.
호스트 시스템(30)은 셔터 안경들(200A, 200B)의 좌우안 필터들을 개폐하기 위하여, 셔터 제어신호 송신부(40)를 통해 셔터 제어신호를 출력한다. 셔터 제어신호는 셔터 안경들(200A, 200B)을 독립적으로 제어한다. 이를 위하여, 셔터 제어신호는 제1 셔터 안경(200A)과 제2 셔터 안경(200B)을 구분하기 위한 식별 코드를 포함할 수 있다. 셔터 제어신호 송신부(40)는 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호를 셔터 제어신호 수신부에 전송한다. 셔터 제어신호 수신부는 제1 셔터 안경(200A)에 내장되거나 별도의 모듈로 제작되어 제1 셔터 안경(200A)에 탈부착되는 제1 셔터 제어신호 수신부(42)와, 제2 셔터 안경(200B)에 내장되거나 별도의 모듈로 제작되어 제2 셔터 안경(200B)에 탈부착되는 제2 셔터 제어신호 수신부(44)를 포함한다.
셔터 안경들(200A, 200B) 각각은 전기적으로 개별 제어되어 광투과율을 조정할 수 있는 복굴절 매질을 이용하여 광을 투과 및 차단하는 좌안 필터와 우안 필터를 포함한다. 복굴절 매질은 액정일 수 있다. 좌안 및 우안 필터들 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 사이에 협지된 액정층을 포함할 수 있다. 제1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 제1 셔터 안경(200A)의 좌안 및 우안 필터는 표시패널(100)에 표시되는 사용자 A 영상 데이터에 동기되어 동시에 개방됨으로써 사용자 A 영상의 빛을 투과시키고, 표시패널(100)에 사용자 B 영상 데이터가 표시될 때 동시에 빛을 차단한다. 제2 셔터 안경(200B)의 좌안 및 우안 필터는 표시패널(100)에 표시되는 사용자 B 영상 데이터에 동기되어 동시에 개방됨으로써 사용자 B 영상의 빛을 투과시키고, 표시패널(100)에 사용자 A 영상 데이터가 표시될 때 동시에 빛을 차단한다.
사용자들 각각은 셔터 안경(200A, 200B)을 통해 서로 다른 영상을 감상할 수 있다. 예를 들어, 사용자 A는 제1 셔터 안경(200A)을 착용하여 제n 프레임기간에 표시되는 사용자 A 영상을 볼 수 있고, 사용자 B는 제2 셔터 안경(200B)을 착용하여 제n+1 프레임기간에 표시되는 사용자 B 영상을 볼 수 있다. 도 4 및 도 5의 실시예는 2 이상의 사용자들이 서로 다른 영상을 감상할 수도 있다. 예를 들어, 표시패널(100)은 제n 프레임 기간에 사용자 A 영상을 표시한 후, 제n+1 프레임기간에 사용자 B 영상을 표시한 다음, 제n+2 프레임기간에 사용자 C 영상을 표시할 수 있다. 사용자 A가 착용하는 제1 셔터 안경의 좌안 및 우안 필터는 제n 프레임기간 동안 사용자 A 영상의 빛을 투과시키고 사용자 B 및 C 영상이 표시패널(100)에 표시될 때 표시패널(100)로부터의 빛을 차단한다. 사용자 B가 착용하는 제2 셔터 안경의 좌안 및 우안 필터는 제n+1 프레임기간 동안 사용자 B 영상의 빛을 투과시키고 사용자 A 및 C 영상이 표시패널(100)에 표시될 때 표시패널(100)로부터의 빛을 차단한다. 사용자 C가 착용하는 제3 셔터 안경의 좌안 및 우안 필터는 제n+2 프레임기간 동안 사용자 C 영상의 빛을 투과시키고 사용자 A 및 B 영상이 표시패널(100)에 표시될 때 표시패널(100)로부터의 빛을 차단한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100) 상에 부착된 패턴 리타더(120), 다수의 편광 안경들(300A, 300B), 표시패널 구동회로(54), 표시패널 제어부(52) 등을 포함한다.
표시패널(100)은 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 및 유기발광다이오드소자(OLED)와 같은 전계발광소자(EL), 전기영동 표시소자(EPD) 등의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널(100)은 데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되고 게이트펄스가 순차적으로 공급되는 게이트라인들(또는 스캔라인들), 및 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이(102)를 포함한다. 픽셀 어레이(102)의 픽셀들 각각은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성되어 게이트라인으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터전압을 픽셀의 화소전극에 공급하는 TFT를 포함할 수 있다.
표시패널 구동회로(54)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 표시패널 제어부(52)로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 표시패널(100)의 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 표시패널 제어부(52)의 제어 하에 데이터라인들에 공급되는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스를 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 표시패널(100)은 사용자 A와 사용자 B 영상을 공간 분할할 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이 사용자 A 영상 데이터는 표시패널(100)의 기수 라인 픽셀들에 표시되고, 사용자 B 영상 데이터는 표시패널(100)의 우수 라인 픽셀들에 표시될 수 있다.
표시패널(100)이 액정표시소자(LCD)의 표시패널로 구현되면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 백라이트 유닛(110)과, 백라이트 구동회로(56)를 더 포함한다. 백라이트 구동회로(56)는 표시패널 제어부(52)의 제어 하에 백라이트 유닛(110)의 광원을 점등시키기 위한 구동전력을 발생한다.
패턴 리타더(120)는 표시패널(100)에 접착되어 사용자 A 영상과 사용자 B 영상의 편광 특성을 서로 다르게 변환한다. 패턴 리타더(120)는 픽셀 어레이(102)의 기수 라인들과 대향하는 제1 리타더(121)와, 픽셀 어레이(102)의 우수 라인들에 대향하는 제2 리타더(122)를 포함한다. 픽셀 어레이(102)의 기수 라인들에 표시된 사용자 A 영상의 빛은 패턴 리타더(120)의 제1 리타더(121)를 통과하면서 제1 편광의 빛으로 변환되고, 픽셀 어레이(102)의 우수 라인들에 표시된 사용자 B 영상의 빛은 패턴 리타더(120)의 제2 리타더(122)를 통과하면서 제2 편광의 빛으로 변환된다. 여기서, 제1 및 제2 편광은 서로 다른 광축의 선편광 또는 원편광일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광은 도 7 및 도 8과 같이 좌원편광일 수 있고, 제2 편광은 우원편광일 수 있다. 따라서, 패턴 리타더(120)는 사용자 A 영상과 사용자 B 영상의 편광을 분리한다.
편광 안경들(300A, 300B)는 사용자 A 영상의 편광만을 투과시키는 제1 편광 안경(300A)과, 사용자 B 영상의 편광만을 투과시키는 제2 편광 안경(300B)을 포함한다. 제1 편광 안경(300A)의 좌안 및 우안 필터 각각은 제1 편광 안경(300A)을 착용한 사용자 쪽으로 사용자 A 영상의 제1 편광만을 투과시키고 사용자 B 영상의 제2 편광을 차단한다. 제2 편광 안경(300B)의 좌안 및 우안 필터 각각은 제2 편광 안경(300B)을 착용한 사용자 쪽으로 사용자 B 영상의 제2 편광만을 투과시키고 사용자 A 영상의 제1 편광을 차단한다.
표시패널 제어부(52)는 호스트 시스템(50)으로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널 구동회로(54)의 데이터 구동회로(54)에 공급한다. 표시패널 제어부(52)는 호스트 시스템(50)으로부터 입력된 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 표시패널 구동회로(54)의 데이터 구동회로와 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(CDIS)을 발생한다. 또한, 표시패널 제어부(52)는 백라이트 유닛의 점등 및 소등 타이밍을 제어하고 백라이트 휘도를 조정하기 위한 부스트/디밍 제어신호(CBL)를 발생한다.
호스트 시스템(50)은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템 등에 접속되어 영상 데이터를 입력 받을 수 있다. 호스트 시스템(50)은 스케일러(scaler)를 포함한 SoC을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(50)은 사용자 입력장치(58)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 사용자 A와 사용자 B가 선택된 영상 데이터를 표시패널 제어부(52)에 전송한다. 사용자 입력장치(58)는 네비게이션 시스템의 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 리모트 콘트롤러(Remote controller), 터치 스크린 등을 포함할 수 있다.
사용자들 각각은 편광 안경(300A, 300B)을 통해 서로 다른 영상을 감상할 수 있다. 예를 들어, 사용자 A는 제1 편광 안경(300A)을 착용하여 픽셀 어레이(102)의 기수 라인들에 표시된 사용자 A 영상을 볼 수 있고, 사용자 B는 제2 편광 안경(300B)을 착용하여 픽셀 어레이(102)의 우수 라인들에 표시된 사용자 B 영상을 볼 수 있다. 도 8의 예에서, 점선 화살표는 각 매질의 광축(optical axis 혹은 slow axis)이고, 실선 화살표는 각 매질을 통과하는 광의 광축이다. 표시패널(100)의 상부 편광판(101)을 통과한 특정 선편광 진동 방향으로 진동하는 선편광이다. 제1 리타더(121)는 표시패널(100)을 통과한 사용자 A 영상의 선편광을 좌원편광으로 변환하고, 제2 리타더(122)는 표시패널(100)을 통과한 사용자 B 영상의 선편광을 우원편광으로 변환한다. 편광 안경들(300A, 300B)은 투명기판의 전면에 접착된 QWP(Quarter wave plate) 혹은 λ(λ는 빛의 파장)/4 판(302, 306)과, 투명기판의 배면(사용자의 좌안 또는 우안과 대향하는 면)에 접착된 HWP(Half wave plate) 혹은 λ/2 판(304, 308)을 포함한다. 투명기판의 전면은 패턴 리타더(120)와 대향하고, 투명기판의 배면은 사용자의 좌안 또는 우안과 대향한다.
제1 편광 안경(300A)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/4 판(302)은 패턴 리타더(120)의 제1 리타더(121)를 통과한 좌원편광을 45°지연시켜 45°광축으로 진동하는 선편광으로 변환한다. 제1 편광 안경(300A)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/2 판(304)은 λ/2 판(304)을 통과할 수 있는 45°선편광만을 투과시킨다. 패턴 리타더(120)의 제2 리타더(122)를 통과한 우원편광은 λ/4 판(302)을 통과하면서 -45°선편광으로 변환되기 때문에 λ/2 판(304)을 통과하지 못한다.
제2 편광 안경(300B)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/4 판(306)은 패턴 리타더(120)의 제2 리타더(122)를 통과한 우원편광을 45°지연시켜 45°광축으로 진동하는 선편광으로 변환한다. 제2 편광 안경(300B)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/2 판(308)은 λ/2 판(304)을 통과할 수 있는 45°선편광만을 투과시킨다. 패턴 리타더(120)의 제1 리타더(121)를 통과한 좌원편광은 λ/4 판(306)을 통과하면서 -45°선편광으로 변환되기 때문에 λ/2 판(308)을 통과하지 못한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 시각 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100) 상에 부착된 액티브 리타더(Active retarder, 140), 다수의 편광 안경들(400A, 400B), 액티브 리타더 구동회로(80), 표시패널 구동회로(74), 표시패널 제어부(72) 등을 포함한다.
표시패널(100)은 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 및 유기발광다이오드소자(OLED)와 같은 전계발광소자(EL), 전기영동 표시소자(EPD) 등의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널(100)은 데이터전압이 공급되는 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되고 게이트펄스가 순차적으로 공급되는 게이트라인들(또는 스캔라인들), 및 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이(102)를 포함한다. 픽셀 어레이(102)의 픽셀들 각각은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성되어 게이트라인으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터전압을 픽셀의 화소전극에 공급하는 TFT를 포함할 수 있다.
표시패널 구동회로(74)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 표시패널 제어부(72)로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 표시패널(100)의 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 표시패널 제어부(72)의 제어 하에 데이터라인들에 공급되는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스를 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 표시패널(100)은 사용자 A와 사용자 B 영상을 공간 분할할 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 사용자 A 영상 데이터는 표시패널(100)의 기수 라인 픽셀들에 표시되고, 사용자 B 영상 데이터는 표시패널(100)의 우수 라인 픽셀들에 표시될 수 있다.
표시패널(100)이 액정표시소자(LCD)의 표시패널로 구현되면, 본 발명의 다중 시각 표시장치는 백라이트 유닛(110)과, 백라이트 구동회로(76)를 더 포함한다. 백라이트 구동회로(76)는 표시패널 제어부(72)의 제어 하에 백라이트 유닛(110)의 광원을 점등시키기 위한 구동전력을 발생한다.
액티브 리타더(140)는 액정층(141), 액정층에 전계를 인가하기 위한 기준전극 및 구동전극(도시하지 않음), 액정층(141) 위에 형성된 λ/4 판(142)을 포함하여 액정층의 복굴절 상태를 전기적으로 제어함으로써 표시패널(100)로부터 입사되는 빛의 편광 특성을 변환한다. 액티브 리타더(140)는 제n 프레임 기간 동안 Voff 전압에 응답하여 사용자 A 영상의 제1 편광 빛을 투과시키고, Von 전압에 응답하여 사용자 B 영상의 제2 편광 빛을 투과시킨다. 여기서, 제1 편광은 제1 선편광 또는 제1 원편광이다. 제2 편광은 제1 선편광과 광축이 직교하는 제2 선편광 또는, 제1 원편광과 광축이 교차되는 제2 원편광이다. 액티브 리타더 구동회로(80)는 표시패널 제어부(72)의 제어 하에 제n 프레임기간 동안 Voff 전압을 액티브 리타더(140)의 구동전극에 인가하고, 제n+1 프레임기간 동안 Von 전압을 액티브 리타더(140)의 구동전극에 인가한다.
편광 안경들(400A, 400B)은 사용자 A 영상의 편광만을 투과시키는 제1 편광 안경(400A)과, 사용자 B 영상의 편광만을 투과시키는 제2 편광 안경(400B)을 포함한다. 제1 편광 안경(400A)의 좌안 및 우안 필터 각각은 제1 편광 안경(400A)을 착용한 사용자 쪽으로 사용자 A 영상의 제1 편광만을 투과시키고 사용자 B 영상의 제2 편광을 차단한다. 제2 편광 안경(400B)의 좌안 및 우안 필터 각각은 제2 편광 안경(400B)을 착용한 사용자 쪽으로 사용자 B 영상의 제2 편광만을 투과시키고 사용자 A 영상의 제1 편광을 차단한다.
표시패널 제어부(72)는 호스트 시스템(70)으로부터 입력되는 사용자 A 및 사용자 B 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널 구동회로(74)의 데이터 구동회로에 공급한다. 표시패널 제어부(72)는 호스트 시스템(70)으로부터 입력된 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 표시패널 구동회로(74)의 데이터 구동회로와 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(CDIS)을 발생한다. 또한, 표시패널 제어부(72)는 백라이트 유닛(110)의 점등 및 소등 타이밍을 제어하고 백라이트 휘도를 조정하기 위한 부스트/디밍 제어신호(CBL)를 발생한다.
호스트 시스템(70)은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터, 홈 시어터 시스템 등에 접속되어 영상 데이터를 입력 받을 수 있다. 호스트 시스템(70)은 스케일러를 포함한 SoC를 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(70)은 사용자 입력장치(78)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 사용자 A와 사용자 B가 선택된 영상 데이터를 표시패널 제어부(72)에 전송한다. 사용자 입력장치(78)는 네비게이션 시스템의 키패드, 키보드, 마우스, OSD, 리모트 콘트롤러, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다.
사용자들 각각은 편광 안경(400A, 400B)을 통해 서로 다른 영상을 감상할 수 있다. 예를 들어, 사용자 A는 제1 편광 안경(400A)을 착용하여 제n 프레임기간 동안 픽셀 어레이(102)에 표시된 사용자 A 영상을 볼 수 있고, 사용자 B는 제2 편광 안경(400B)을 착용하여 제n+1 프레임기간 동안 픽셀 어레이(102)에 표시된 사용자 B 영상을 볼 수 있다. 도 11의 예에서, 점선 화살표는 각 매질의 광축이고, 실선 화살표는 각 매질을 통과하는 광의 광축이다. 표시패널(100)의 상부 편광판(101)을 통과한 특정 선편광 진동 방향으로 진동하는 선편광이다. 액티브 리타더(140)의 액정층(141)은 Voff 전압에 응답하여 제n 프레임기간 동안 표시패널(100)을 통과한 사용자 A 영상의 선편광을 λ/2만큼 위상 지연시켜 선편광의 광축을 입사광의 광축과 직교되는 광축의 선편광으로 변환한다. 그리고 액정층(141)은 Von 전압에 응답하여 제n 프레임기간 동안 표시패널(100)을 통과한 사용자 B 영상의 선편광을 위상 지연없이 그대로 통과시킨다. 액티브 리타더(140)의 λ/4 판(402, 406)은 사용자 A 영상의 선편광을 λ/4 만큼 위상 지연시켜 좌원편광으로 변환하고 사용자 B 영상의 선편광을 λ/4 만큼 위상 지연시켜 우원편광으로 변환한다. 편광 안경들(400A, 400B)은 투명기판의 전면에 접착된 λ/4 판(402, 406)과, 투명기판의 배면에 접착된 λ/2 판(404, 408)을 포함한다.
제1 편광 안경(400A)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/4 판(402)은 액티브 리타더(140)를 통과한 좌원편광을 45°지연시켜 45°광축으로 진동하는 선편광으로 변환한다. 제1 편광 안경(400A)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/2 판(404)은 λ/2 판(404)을 통과할 수 있는 45°선편광만을 투과시킨다. 액티브 리타더(140)를 통과한 우원편광은 λ/4 판(402)을 통과하면서 -45°선편광으로 변환되기 때문에 λ/2 판(404)을 통과하지 못한다.
제2 편광 안경(400B)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/4 판(406)은 액티브 리타더(140)를 통과한 우원편광을 45°지연시켜 45°광축으로 진동하는 선편광으로 변환한다. 제2 편광 안경(400B)의 좌안 및 우안 필터에 형성된 λ/2 판(408)은 λ/2 판(404)을 통과할 수 있는 45°선편광만을 투과시킨다. 액티브 리타더(140)를 통과한 좌원 편광은 λ/4 판(406)을 통과하면서 -45°선편광으로 변환되기 때문에 λ/2 판(408)을 통과하지 못한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
32, 52, 72 : 표시패널 제어부 34, 54, 74 : 표시패널 구동회로
36, 56, 76 : 백라이트 구동회로 80 : 액티브 리타더 구동회로
100 : 표시패널 110 : 백라이트 유닛
120 : 패턴 리타더 140 : 액티브 리타더
200A, 200B : 셔터 안경 300A, 300B, 400A, 400B : 편광 안경

Claims (9)

  1. 제1 영상과 제2 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 제1 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제1 안경; 및
    상기 제2 영상만을 투과시키는 좌안 및 우안필터를 포함한 제2 안경을 포함하고,
    상기 제1 안경 및 제2 안경은 상기 표시패널에 대향하는 QWP(Quarter wave plate) 또는 λ/4 판과, 여기서 λ는 빛의 파장, 사용자의 좌안 또는 우안과 대향하는 HWP(Half wave plate) 또는 λ/2 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    제n(n은 자연수) 프레임기간 동안 모든 픽셀들에 상기 제1 영상의 데이터를 표시하고, 제n+1 프레임기간 동안 모든 픽셀들에 상기 제2 영상의 데이터를 표시하는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    기수 라인들에 상기 제1 영상의 데이터를 표시하고, 우수 라인들에 상기 제2 영상의 데이터를 표시하는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 표시패널 상에 접착되어 상기 표시패널의 기수 라인들로부터 입사되는 상기 제1 영상의 빛을 제1 편광으로 변환하고, 상기 표시패널의 우수 라인들로부터 입사되는 제2 영상의 빛을 제2 편광으로 변환하는 패턴 리타더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 안경의 좌안 및 우안필터 각각은 상기 제1 편광의 빛만을 투과시키고,
    상기 제2 안경의 좌안 및 우안필터 각각은 상기 제2 편광의 빛만을 투과시키는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 표시패널 상에 접착되고 전기적으로 제어되어 상기 제n 프레임기간 동안 상기 표시패널로부터 입사되는 상기 제1 영상의 빛을 제1 편광으로 변환하고, 상기 제n+1 프레임기간 동안 상기 표시패널로부터 입사되는 상기 제2 영상의 빛을 제2 편광으로 변환하는 액티브 리타더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 안경의 좌안 및 우안필터 각각은 상기 제1 편광의 빛만을 투과시키고,
    상기 제2 안경의 좌안 및 우안필터 각각은 상기 제2 편광의 빛만을 투과시키는 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계발광소자(EL), 및 전기영동 표시소자(EPD) 중 어느 하나의 표시패널인 것을 특징으로 하는 다중 시각 표시장치.
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