KR19990028821A - 자동 입체 디스플레이 장치 - Google Patents

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스테펜 욘 바테르스비
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엠. 제이. 엠. 반캄
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔. 브이.
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Abstract

자동 입체 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10)을 구비하고 있고, 이 디스플레이 패널은 광 유도기 수단(15), 예컨대 상기 디스플레이 패널의 위에 있는 렌즈 시트와 함께 동작하며, 상기 디스플레이 패널은 보다 높은 해상도의 다수의 뷰가 얻어질 수 있도록 행의 디스플레이 소자(12)의 개수를 증가시키기가 수월한 플라즈마 주소지정 전자 광학형의 매트릭스 디스플레이 패널을 구비하고 있다.

Description

자동 입체 디스플레이 장치
이러한 자동 입체 디스플레이 장치의 예는 1996년 1월 산호세에서 개최된 전자 촬상에 관한 IS & T/SPIE 심포지움에서 발표된, 씨.밴 버켈(C.van Berkel) 등의 논문 "멀티뷰(Multiview) 3D-LCD"에 설명되어 있고, 그리고 유로디스플레이(Eurodisplay) 1993에서 디.시어트(D.Sheat)에 의해 발표된 논문 "비디오 전화기 응용 장치용 3D 디스플레이"의 SPIE 회보 Vol.2653에 그리고 GB-A-2196166에 공개되어 있다. 이들 예에서, 상기 매트릭스 디스플레이 패널은 공간 광 변조기의 역할을 하는 디스플레이 소자의 행과 열을 가지고 있는 매트릭스 LC(Liquid Crystal) 디스플레이 패널을 구비하고 있고, 상기 광 유도기 수단은 렌즈 시트를 구비하고 있으며, (반)원통형 렌즈 소자를 구비하고 있는 상기 시트의 렌즈는 상기 디스플레이 패널의 열 방향으로 뻗어 있고, 이때 각각의 렌즈는 디스플레이 소자의 둘 이상의 인접해 있는 열의 각각의 그룹의 위에 있고 그리고 디스플레이 소자 열과 평행하게 뻗어 있다. 상기 매트릭스 LC 디스플레이 패널은 기타 다른 종류의 디스플레이 응용 장치, 예컨대 컴퓨터 디스플레이 스크린에서 사용되는, 규칙적으로 간격을 둔 행과 열의 디스플레이 소자를 구비하고 있는 일반적인 형태이다. 각각의 렌즈가 두 열의 디스플레이 소자와 연결되어 있는 배열에서, 상기 디스플레이 패널은 수직으로 인터리빙된 두 2D 서브이미지를 디스플레이할 수 있도록 배열되어 있고, 이때 다른 열의 디스플레이 소자는 두 이미지를 디스플레이하고 각각의 열의 디스플레이 소자는 각각의 2D (서브) 이미지의 수직 슬라이스를 제공한다. 수직 시트는 시청자가 단일 입체 이미지를 인식할 수 있도록, 이들 두 슬라이스, 및 다른 렌즈와 연결되어 있는 디스플레이 소자 열로부터의 대응 슬라이스를 상기 시트 앞에 있는 시청자의 좌우 눈측으로 각각 방향 조절한다. 다른 멀티뷰 배열에서, 각각의 렌즈는 하나의 그룹을 이루고 있는 행 방향의 2개 이상의 인접 디스플레이 소자와 연결되어 있고, 각각의 그룹의 디스플레이 소자의 대응하는 열들은 각각의 2D (서브) 이미지로부터의 수직 슬라이스를 제공하기 위해 적절히 배열되어 있으며, 이때 시청자가 머리를 움직임에 따라 연속적이고 상이한 일련의 입체 뷰가 예컨대 둘러보는 인상을 생성하는 것으로 인식된다. 슬릿 어레이를 구비하고 있는 시차 장벽 스크린은 뷰 결정 스크린으로서 렌즈 시트 대신에 사용될 수 있다.
3D 디스플레이에서 복수의 뷰를 제공하기 위해 행의 주어진 개수의 디스플레이 소자를 가지고 있는 LC 매트릭스 디스플레이 패널을 사용할 때에는, 수형 디스플레이 해상도가 반드시 희생된다. 예컨대, 디스플레이 패널이 800 열과 600 행의 디스플레이 소자(이들 각각의 소자는 칼라 패널의 경우에 3원색을 형성하는 3개의 적, 녹, 청의 서브 소자를 구비하고 있음)의 어레이를 가지고 있는 경우에, 3개의 입체 쌍을 (고정된 표시 거리에서) 제공하는 4 뷰 시스템을 위해, 결과적으로 얻어진 디스플레이는 각각의 뷰에 대해 단지 수평(행) 방향으로 200 그리고 수직(열) 방향으로 600의 해상도를 가지게 된다. 따라서, 시청자에 의해 보여지는 입체 이미지 각각은 비교적 높은 수직 해상도를 가지고 있지만 수평 해상도는 비교적 작다. 수직 해상도 성능과 수평 해상도 성능간의 큰 차이는 물론 바람직하지 않다. TFT(박막 트랜지스터) 액티브 매트릭스 LC 디스플레이 패널이 일반적으로 사용된다. 이러한 패널은 양호한 디스플레이 화질, 및 예컨대 VGA(640×480), SVGA(800×600) 및 XGA(1024×768) 호환 해상도를 제공하지만, 적당히 높은 해상도 디스플레이를 제공할 수 없으며, 하지만 해상도에 대해 제공된 뷰의 개수를 후속적으로 절충해야 한다는 필요성은 그러한 자동 입체 디스플레이 장치의 사용과 유행에 있어서 제한 인자가 되고 있다.
본 발명은 행과 열로 배열되어 있는 디스플레이 소자의 어레이를 가지고 있는 매트릭스 디스플레이 패널; 및 서로 다른 각도 방향으로 각각의 광 유도기 소자와 연결되어 있는 각각의 열의 디스플레이 소자의 출력을 방향 조절하기 위한 복수의 광 유도기(optical director) 소자를 구비하고 있는 광 유도기 수단을 구비하고 있고, 이때 상기 광 유도기 수단을 통해 상기 디스플레이 패널 출력이 방향 조절되는 자동 입체 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 상기 장치의 개략적인 사시도.
도 2는 상기 장치에 사용된 플라즈마 주소지정 전자광학 매트릭스 디스플레이 패널을 구비하고 있는 디스플레이 장치의 개략적인 블록도.
도 3은 구성을 나타낸 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 일부분의 사시도.
도 4는 예컨대 4 뷰를 제공하기 위해 동작하는 상기 장치의 평면 개략도.
본 발명의 목적은 개선된 자동 입체 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따라, 서두에 설명된 종류의 자동 입체 디스플레이 장치는 매트릭스 디스플레이 패널이 플라즈마 주소지정 전자 광학 매트릭스 디스플레이 패널을 구비하고 있다는데 특징이 있다. 플라즈마 주소지정 전자 광학 디스플레이 패널, 및 특히 통상적으로 PALC 패널로 알려진 플라즈마 주소지정 LC 디스플레이 패널은 TFT형 액티브 매트릭스 디스플레이 패널에 대한 대안으로서 최근에 개발되어 왔고, 컴퓨터 모니터, 워크스테이션, 및 TV 디스플레이 응용 장치의 디스플레이 스트린으로서 특히 사용될 수 있도록 TFT 패널에 의해 제공되는 해상도와 유사한 해상도를 가지고 있으며, 이때 상기 패널은 보다 넓은 디스플레이 영역을 제공하는 TFT 디스플레이 패널보다 우수한 이점을 가지고 있다. 본 발명은 그 구성하는 방법 때문에 그러한 종류의 디스플레이 패널이 비교적 훨씬 높은 수평 해상도를 제공할 수 있는 능력을 가지고 있고, 이때 상기 수평 해상도는 수직 해상도를 크게 앞지르고 수평 해상도와 수직 해상도의 비는 통상적으로 4:3인 종래 TFT 매트릭스 디스플레이 패널의 비보다 상당히 높다는 인식하에서 도출된다. 이러한 해상도 잠재력을 가지고 있는 디스플레이 패널은 특히 복수의 뷰 형태인 자동 입체 디스플레이 응용 장치에 매우 적합하고, 이때, 높은 수평 해상도를 가지고 있는 디스플레이 출력이 매우 바람직하다. TFT 디스플레이 패널에서, 수평 해상도 성능은 그 구성의 성질로 인해 제한된다. 상기 디스플레이 소자는 행과 열로 배열되어 있는 판의 전극에 의해 형성된다. 각각의 전극은 인접해 있는 TFT에 접속되어 있고, 그리고 각각의 TFT는 한 세트의 행(스캔) 주소선중 각각의 주소선에 그리고 한 세트의 열(데이타) 주소선의 각각의 주소선에 접속되어 있으며, 이때 상기 행 주소선은 디스플레이 소자 전극의 인접해 있는 행들간의 갭에 뻗어 있고 상기 열 주소선은 인접해 있는 열과 디스플레이 소자 전극간의 갭에 뻗어 있다. PALC 패널의 구성은 매우 다르다. 이때, 행 방향으로 뻗어 있는, 플라즈마를 포함하고 있는 일련의 평행한 채널들이 사용되며, 이들 채널은 LC 재료 층의 아래에 있다. 상기 열 방향으로 뻗어 있는 한 세트의 평행한 투명 도선들은 상기 채널로부터 상기 LC 층의 반대측의 별도의 판에 제공되어 있다. 디스플레이 소자는 간격을 둔 열 주소선과 채널사이의 크로스오버 영역에 형성되며, 그 높이(즉, 열 방향 치수)는 채널의 폭에 의해 결정되고 그 폭(즉, 행 방향 치수)는 상기 열 도선의 폭에 의해 결정된다. 행의 인접해 있는 소자들의 공간은 인접해 있는 열 도선들간의 간격에 의해 결정된다. TFT 디스플레이 패널과는 달리, 채널을 제공할 필요가 있기 때문에, PALC 패널의 수직 해상도는 제한된다. 하지만, PALC 패널의 수평 해상도는 이러한 방법으로 제한되지 않는다. 개별적인 디스플레이 소자의 폭은 열 도선의 폭을 줄임으로써 줄어들 수 있으며, 그래서 행의 디스플레이 소자의 개수, 따라서 수평 해상도는 열 도선의 폭과 피치를 줄임으로써 매우 간단하게 그리고 편리하게 증가될 수 있다. 이 여분의 수평 해상도 가능성은 자동 입체 디스플레이 장치에 상당히 유리하게 사용될 수 있다.
표준 TFT 패널에서 4:3에 불과한 비와는 대조적으로, 최고 10:1정도인 행의 디스플레이 소자의 개수(수평 해상도)와 열의 디스플레이 소자의 개수(수직 해상도)의 비가 달성될 수 있도록 행의 디스플레이 소자의 개수가 증가될 수 있을 것으로 생각된다.
또 다른 이점은 플라즈마 주소지정 디스플레이 패널을 사용할 때에 얻어진다. TFT 패널을 사용할 때에는 원하지 않는 디스플레이 생성물이 디스플레이 소자의 열들간의 갭에 뻗어 있는 블랙 매트릭스 재료의 존재로 인해 생긴다. 블랙 매트릭스 재료의 이들 수직 스트립은 시청자가 인접한 2D 뷰들사이에 있는 수직 블랙 밴드로서 인식하는 렌즈 시트에 의해 촬상된다. 플라즈마 주소지정 디스플레이 패널에 있어서, 행의 디스플레이 소자는 인접해 있는 디스플레이 소자들사이에 비교적 좁은 갭으로 밀접하게 패킹될 수 있으며, 이에 따라 이들 갭에 어떤 블랙 매트릭스가 존재함으로 인해 디스플레이 생성물이 현저해지지 않을 수 있다. 또한, 비슷한 개수의 행을 가지고 있는 TFT 패널에 비해, 디스플레이 영역이 물리적으로 보다 넓은 플라즈마 주소지정 디스플레이 패널이 직접 표시 자동 입체 디스플레이용으로 유리한데, 이는 제공된 디스플레이가, 보다 많은 사용자 뷰 필드를 충족시켜 주기 때문이다.
행의 디스플레이 소자의 개수를 증가시키기 위해서는, 열 주소선을 가지고 있는 기존의 플라즈마 주소지정 디스플레이 패널의 기판을 수정하기만 하면 된다. 편리하게도, 기존의 종류의 플라즈마 주소지정 디스플레이 패널의 행의 개수를 결정하는, 채널을 가지고 있는 기판을 이용할 수 있다. 따라서, 예컨대 600개 또는 800개의 행을 제공하는 기존의 패널로부터의 채널 기판을 이용할 수가 있다.
열 도선의 개수와 채널의 개수에 의해 각각 결정되는, 행의 디스플레이 소자의 개수와 열의 디스플레이 소자의 개수의 비는 적어도 2:1이 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 하지만, 가장 많은 혜택을 위해서는 보다 높은 비율을 사용하는 것이 바람직하다. 8:3, 12:3, 16:3 또는 20:3의 비는 모노스코픽 모드에서 동작하는 표준 TFT 디스플레이 패널의 디스플레이 해상도에 상당하는 디스플레이 해상도를 가지고 있는 2, 3, 4 또는 5 뷰 시스템을 가능하게 한다. 특히 바람직한 실시예에서, 상기 비는 7 뷰 시스템이 달성되도록 대략 28:3 정도로 선택된다. 예컨대 600개의 행을 가지고 있는 표준 플라즈마 주소지정 패널로부터의 채널 기판을 사용하면, 5600×600 또는 4000×600의 디스플레이 소자 어레이는 800×600(4:3 비)의 해상도를 각각의 뷰에 대해 유지하면서 7 뷰 및 5 뷰를 각각 제공할 수 있다.
멀티 칼라 디스플레이의 경우에는, 각각의 디스플레이 소자는 각각의 상이한 칼라를 제공하는 복수의 서브소자, 예컨대 풀 칼라 디스플레이용의 행 방향으로 서로 나란히 배열되어 있는 적, 녹 및 청 서브소자를 구비하고 있는 3 소자(triplet)를 형성하기 위해 분리되는 것이 바람직하다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동 입체 디스플레이 장치의 실시예에 대해서 설명한다.
도면은 개략적인 것에 불과하고 실제 크기가 아님을 주의해야 한다. 특히, 특정 치수는 확대되어 있고 다른 치수는 축소되어 있다. 동일한 부분 또는 유사한 부분을 지시하기 위해 도면 전체를 통해 동일한 참조 부호가 사용되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 장치는 공간 광 변조기의 역할을 하는 매트릭스 디스플레이 장치를 구비하고 있고, 그리고 개별적으로 주소지정 가능하고 규칙적인 간격을 두고 있으며 유사한 크기를 가지고 있는, 서로 수직으로 정렬된 행과 열로 배열되어 있는 디스플레이 소자(12)로 된 평면 어레이를 가지고 있는 디스플레이 패널(10)을 구비하고 있다. 상기 디스플레이 소자는 간단화를 위해 각각의 행과 열에 비교적 매우 적은 개수만을 가지고 개략적으로 도시되어 있다. 상기 디스플레이 패널(10)은 어떤 적합한 종류일 수 있는 광원(14)에 의해 조사되며 그리고 이 예에서는 디스플레이 소자 어레이의 면적으로 함께 뻗어 있는 평면 후광을 구비하고 있다. 상기 패널에 입사하는 광은 원하는 디스플레이 출력을 생성하기 위해 적절한 구동 전압을 인가함으로써 개별적인 디스플레이 소자에 의해 변조된다.
상기 디스플레이 패널(10)의 출력측의 위에는, 이 실시예에서 연장된 평행 렌즈(16)의 어레이를 가지고 있는 렌즈 시트(15)를 구비하고 있는 광 유도기 수단이 제공되어 있다. 상기 렌즈(16)는 예컨대 원통형 볼록 렌즈 또는 등급이 매겨져 있는 굴절율 원통형 렌즈로서 형성된 원통형 광학 수렴 렌즈를 구비하고 있고, 이 렌즈는 디스플레이 소자 열에 평행하게 뻗어 있고 그리고 입체 디스플레이를 제공하기 위해 기존의 방법으로 수직 인터리빙 형식으로 상기 디스플레이 패널(10)의 디스플레이 소자 어레이에서 발생된 별도의 이미지를 상기 패널(10)로부터 떨어져 있는 시트(15)의 측면과 마주하고 있는 시청자의 두 눈에 제공하는 역할을 한다. 매트릭스 디스플레이 패널과 함께 렌즈 시트를 사용하는 자동 입체 디스플레이 장치는 잘 알려져 있으므로, 여기에서는 동작을 상세히 설명할 필요가 없다고 생각된다. 이러한 장치 및 그 동작의 예는 씨.밴.버켈 등의 상기 논문과 디.시어트의 상기 논문에 그리고 참조 문헌인 GB-A-21296166에 설명되어 있다. 각각의 렌즈(16)는 대응하는 개수의 뷰를 제공하기 위해 2개, 3개 또는 그 이상의 인접한 디스플레이 소자 열의 각각의 그룹의 위에 있을 수도 있다.
상기 매트릭스 디스플레이 패널(10)은 본 발명에 따라 플라즈마 주소지정 매트릭스 디스플레이 패널을 구비하고 있다. 일반적인 플라즈마 주소지정 매트릭스 디스플레이 장치의 구성, 제조, 및 동작은 예컨대 참조 문헌인 미국 특허 출원 제08/384090호(PHA 60090), US-A-4896149, EP-A-623838, 및 EP-A-628944에 설명되어 있다. 이러한 디스플레이 패널, 즉 PALC 패널의 일예에 대해, 예시적인 패널과 이 패널에 연결된 구동 회로의 개략적인 블록도인 도 2와 상기 패널의 일부분의 부분 단면 사시도인 도 3을 참조하여 간략하게 설명한다.
디스플레이 소자(12)의 행 및 열 어레이를 구비하고 있는 상기 디스플레이 패널(10)은 교차점에서 디스플레이 소자 어레이를 정의하고 있는, 각각 행 방향과 열 방향으로 뻗어 있는 복수 세트의 행 및 열 주소선(20,18)을 포함하고 있다. 디스플레이 소자 어레이는 해당 행 및 열 구동 회로(22,24)에 의해 구동된다. 상기 행 구동 회로(22)는 접속 라인(26)을 통해 전압 펄스를 포함하고 있는 스캔 신호를 각각의 행 주소선(20)에 순차적으로 인가하여, 한번에 하나씩 각각의 디스플레이 소자 행을 선택한다. 상기 열 구동 회로(24)는 디스플레이될 이미지를 나타내는 입력 비디오 신호의 연속 라인을 열 위치에서 샘플링함으로써 도출된 아날로그 전압을 포함하고 있는 데이타 신호를 선택된 행을 위해 접속 라인(25)을 통해 열 주소선(18)에 인가하며, 이에 따라 선택된 행의 디스플레이 소자(12)는 필요한 디스플레이 출력을 생성하기 위해 각각의 인가된 데이타 신호의 레벨에 따라 구동될 수 있다. 또한, 모든 행이 디스플레이 필드 기간에서 이 방법으로 구동되며, 이때 동작은 후속되는 필드 기간에서 반복된다. 이 때문에, 타이밍 및 제어 회로(32)가 상기 행 및 열 구동 회로(22,24)의 기능이 조화를 이루도록 해 준다.
3개의 열 선(18)과 4개의 행 선(20)의 부분들을 포함하고 있는 디스플레이 패널의 일부분이 도시되어 있는 도 3을 참조하면, 디스플레이 패널(10)은 액정 재료층(42)이 샌드위치되어 있는, 유리와 같은 투명 절연 재료로 된 한 쌍의 기판(34,36)을 구비하고 있다. 상기 기판(34)은 ITO와 같은 투명 전도 재료로 된 좁고 평행한 스트립 형태인 상기 세트의 열 주소선(18)을 가지고 있다. 칼라 필터 어레이(도시되지 않음)가 칼라 디스플레이의 도선(18)의 위에 있는 기판(34)상에 제공될 수 있다. 이 경우에, 각각의 디스플레이 소자는 적, 녹, 청 출력을 각각 제공하는 3개의 디스플레이 서브소자로 효과적으로 구성되어 있고, 이때 각각의 서브소자는 상이한 열 도선과 연결되어 있고 이 열 도선에 의해 형성되어 있다. 제2기판(36)은 상기 주소선(18)에 수직으로 행 방향으로 뻗어 있는, 평행하고 연장되고 에칭된 일련의 채널(44)을 구비하고 있고, 이때 이들 각각은 모든 주소선(18)과 교차되어 있고 그리고 행 주소선(20)을 구성하고 있다. 상기 채널들은 이들의 단부가 밀봉되어 있고, 그리고 상기 기판(36)의 표면상에 뻗어 있고 상기 LC 층(42)으로부터 상기 채널을 분리시키는, 예컨대 유리로 된 얇은 투명 절연 시트(45)에 의해 밀폐되어 있다. 칼라 디스플레이의 경우에 투명 LC 디스플레이 소자, 즉 디스플레이 서브소자는 상기 열 주소선(18)과 상기 채널(44)사이의 각각의 교차점에 형성되어 있다. 각각의 채널(44)은 헬륨 및/또는 네온과 같이 일반적으로 1 Atm 아래이고 적은 퍼센트의 아르곤을 선택적으로 가지고 있는 낮은 압력 이온화 가스를 포함하고 있으며, 그리고 그 표면상에 제공되어 있고, 이때 간격을 둔 제1 및 제2전극(30,31)은 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성하기 위해 전원 공급받고 그리고 그 길이를 따라 뻗어 있다. 상기 패널은, 행의 디스플레이 소자와 연결되어 있는 TFT가 실제로 디스플레이 소자의 행의 선택적 주소지정을 위한 행 스위치의 역할을 하는 플라즈마 채널로 대체된다는 점을 제외하고 TFT 액티브 매트릭스 LC 디스플레이 패널의 방법과 유사한 방법으로 동작한다. 상기 제1전극(30)은 일반적으로 접지되어 있고 통상적으로 캐소드라고 한다. 상기 제2전극(31), 즉 애노드에는 상기 캐소드 전극에 대해 포지티브이고 그리고 가스를 이온화하기 위해 상기 캐소드(30)로부터 전자가 방출될 수 있도록 하기에 충분한 선택 펄스 신호가 상기 행 구동 회로(24)로부터 공급된다. 동작시에, 상기 행 플라즈마 채널중 하나의 채널을 제외한 모든 채널은 이온화 상태가 해제되어 비도통 상태로 된다. 이온화되고 선택된 하나의 채널의 플라즈마는 도통되어, 실제로 상기 LC 층(42)의 디스플레이 소자의 행의 인접해 있는 측면상에 기준 전위를 생성하며, 이에 따라 상기 행의 각각의 LC 디스플레이 소자(12)는 상기 데이타 신호의 인가된 열 전위에 따라 충전된다. 이러한 주소지정 후에, 이온화된 채널은 턴오프되며, 따라서 LC 디스플레이 소자 전하가 격리되고 필드 기간동안에 데이타 전압이 저장된다. 다음 행의 데이타가 열 주소선(18)에 나타날 때, 계속되는 플라즈마 채널 행만이 계속되는 행의 LC 디스플레이 소자 등의 데이타 전압을 저장하기 위해 이온화된다. 입사광에 대한 LC 디스플레이 소자(12)의 감쇠는 상기 디스플레이 소자의 저장된 전압의 함수이다.
알 수 있는 바와 같이, 이러한 종류의 디스플레이 패널에서 열 도선(18)과 채널(44)의 폭은 개별적인 디스플레이 소자(12)의 치수, 즉 칼라 디스플레이인 경우에 디스플레이 서브소자의 치수를 결정하며, 이때, 각각의 디스플레이 소자는 복수의 칼라 서브소자로 분리되어 있다. 일반적으로, 상기 디스플레이 소자, 즉 서브소자는, 행 방향으로의 폭이 열 도선(18)을 구성하고 있는 증착된 ITO 스트립의 폭에 의해 결정되고 그 높이가 상기 채널(44)의 폭에 의해 결정되는 직사각형이다. 플라즈마 채널을 제공하면, 예컨대 에칭에 의해 상기 채널을 형성할 때에 물리적인 제약으로 인해 디스플레이 소자의 행의 피치에 대해 제한 인자가 생기고 플라즈마 발생을 달성할 때에 상기 채널의 치수 요건이 생긴다. 따라서, 상기 디스플레이 소자의 최소 높이와 생성된 디스플레이에서 얻어진 수직 방향의 해상도에 제약이 가해진다. 일반적으로, 채널 피치는 대략 300 μ m 정도이고, 상기 채널은 대략 270 μ m 정도의 상부 폭과 대략 30 μ m 정도의 채널대 채널 간격을 가지고 있다.
상기 열 주소선(18)에는 동일한 제약이 가해지지 않는다. 상기 ITO 스트립의 폭과 그 간격은 행마다 디스플레이 소자의 개수(m), 따라서 수평 해상도를 증가시키기 위해 쉽게 감소될 수 있다. 그러므로, 디스플레이 소자 열의 개수(m)는 디스플레이 소자 행의 개수(n)를 크게 초과할 수 있다. 지금까지, PALC 패널에서 m:n의 비는 일반적으로 대략 4:3(즉, 640:480; 800:600; 1024:768)정도인, TFT 디스플레이 패널과 같은 기타 다른 평판 패널 디스플레이에서 일반적으로 발견된 비율에 대응된다.
행의 디스플레이 소자의 증가된 개수(m), 따라서 보다 높은 m:n 비를 가지는 능력은 자동 입체 디스플레이 장치에 상당한 이점을 제공한다. 동작될 때 예컨대 (고정된 표시 거리에서) 3개의 입체 쌍을 제공하는 4 뷰 시스템으로서 예컨대 800(m)×600(n) 디스플레이 소자의 어레이를 가지고 있는 TFT 디스플레이 패널을 사용하는 기존의 장치를 고려하면, 즉, 패널이 수직으로 인터리빙된 4개의 뷰를 디스플레이하고, 각각의 열의 디스플레이 소자는 각각의 뷰로부터 수직 슬라이스를 디스플레이하고 모든 제4의 열은 하나의 뷰의 수직 슬라이스를 디스플레이하는 기존의 장치를 고려하면, 결과적으로 얻어진 디스플레이는 각각의 뷰에 대해 단지 수평(m) 방향으로 200 그리고 수직(열) 방향으로 600의 해상도를 가지고 있다. 따라서, 시청자가 보는 입체 이미지는 비교적 높은 수직 해상도를 가지고 있지만 수평 해상도는 비교적 낮다. 동일한 행수(n)를 가지고 있지만 16:3의 m:n 비, 즉 3200×600 디스플레이 소자 어레이를 가지고 있는 PALC 패널을 대신 사용할 때에는, 4 뷰 시스템을 유사하게 제공하기 위해, 결과적으로 얻어진 디스플레이는 800 수평 및 600 수직의 해상도를 가지게 된다. 이 해상도는 모노스코픽 동작에서 대응하는 TFT 패널로부터 얻어진 디스플레이 해상도와 동일하다.
각각의 디스플레이 소자가 행 방향으로 서로 나란히 배열되어 있는, 3원색을 형성하고 있는 3개의 서브소자로 분리되어 있고, 이들 각각의 서브소자는 다른 열 도선과 접속되어 상기 3원색중 각각의 색을 제공하는 풀 칼라 디스플레이 패널이 사용되는 경우에는, 상기 TFT 패널의 서브소자가 2400개인 점과 비교해 볼 때, 행의 9600 서브소자가 존재하게 된다.
4 뷰 디스플레이 장치의 동작이 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 렌즈 시트의 각각의 렌즈(16)는 각각의 2D 뷰의 수직 슬라이스를 각각 나타내는 4개의 수직 스트립이 시청자에게 제공되도록 4개의 인접 디스플레이 소자의 각각의 그룹의 위에 있다. 번호 1 내지 4는 대응하는 뷰의 수직 슬라이스를 나타낸다. 다른 렌즈는 유사한 스트립을 제공한다. 따라서, 시청자의 눈이 도시된 바와 같이 놓인 경우에, 시청자는 뷰(2,3)로 구성된 입체 이미지를 보게 된다. 옆쪽을 이동시킴으로써, 시청자는 뷰(1,2)와 뷰(3,4)로 구성된 다른 2개의 입체 이미지를 보게 된다.
단지 2개의 뷰가 하나의 입체 이미지를 구성하고 있는 상기 패널에 의해 제공되어야 하는 경우에, 상기 비 m:n은 단지 8:3로, 즉 모노스코픽 동작에서 TFT 패널로부터의 것과 동일한 종류의 해상도 디스플레이를 얻기 위해 행의 1600개 디스플레이 소자로 증가될 필요가 있다. PALC 디스플레이 패널을 사용함으로써 제공되는 이점은 보다 많은 개수의 뷰를 제공하는데 보다 유익하게 이용되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에서는, 28:3 어레이, 즉 5600×600 디스플레이 소자를 가지고 있는 디스플레이 패널을 이용하는 7개의 뷰가 제공되어 있다. 따라서, 다른 개수의 뷰에 대해서는, 상기 비, 즉 3 및 5 뷰 시스템의 12:3(2400×600) 또는 20:3(4000×600)이 선택된다.
상기 비 m:n가 적어도 2:1이 되도록 하기 위해서는 각각의 행에 제공된 디스플레이 소자의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다. 통상적인 비 4:3은 단지 필요한 뷰의 개수에 정비례하여 증가될 필요는 없다. 대부분의 디스플레이 규격은 4:3의 m:n을 따르지만, 적어도 하나의 규격, 즉 EWS/SXGA 규격은 이점에 있어서 다르다.
상기 개수(m)의 증가는 인접한 열 주소선(18)들간의 갭을 형성해야 한다는 필요성에 의해 제한될 수 있다. 하지만, 최고 대략 10:1 정도까지의 행의 디스플레이 소자의 개수(m)와 열의 디스플레이 소자의 개수(n)의 비가 달성될 수 있을 것으로 생각된다. 주어진 채널 폭과 피치를 가지고 있는 패널의 경우에, 보다 좁은 폭의 보다 많은 열 주소선을 제공함으로써 행의 디스플레이 소자의 개수를 증가시키면, 상기 디스플레이 소자(즉, 칼라 서브소자)의 형상이 변형되게 되며, 이에 따라 이들 소자는 수직 방향으로 보다 연장될 수 있고 이점이 고려되어야 할 다른 인자가 된다.
각각의 행의 디스플레이 소자의 개수의 증가는 PALC 디스플레이 패널의 표준 형의 상부 기판(34)상의 구조에 대한 수정만을 수반하여 제공된 열 주소선(18)의 개수가 증가됨을 알 수 있다. 편리하게도, 채널(44)을 가지고 있는 하부 기판(36)은 표준형으로 사용되는 것과 동일하다. 물론, 행의 개수(n)가 600일 필요는 없다. 예컨대 XGA 규격을 따르는 PALC 디스플레이 패널로부터의 하부 기판을 사용하면, 행의 개수(n)는 대략 768이 된다. 이 경우에, 디스플레이 소자의 열의 개수(n)는 2 내지 7 뷰 시스템의 경우의 상기 m:n 비에 따라 증가될 수 있다.
표준형에서와 동일한 개수의 행을 가지고 있는 디스플레이 패널은 편리성 및 제조의 간단화를 위해 선호되지만, 표준형에서 사용된 것과 다른 개수의 행을 가지고 있는 디스플레이 패널도 물론 사용될 수 있다.
TFT 패널에서와 마찬가지로, 디스플레이 소자는 블랙 매트릭스 재료에 의해 테가 형성될 수 있다. 하지만, 인접해 있는 디스플레이 소자 열들사이에 뻗어 있는 블랙 매트릭스의 수직 스트립의 렌즈에 의한 촬상으로 인한 영향은 인접해 있는 열들간의 간격이 비교적 좁아짐에 따라 시청자에 의해 크게 눈에 띄지 않는다.
앞서 설명한 실시예의 액정 재료층은 트위스틱 네마틱 LC 재료를 구비하고 있을 수도 있고, 이 경우에 상기 패널의 입력측과 출력측에 분극층이 기존의 방법으로 제공된다. 상기 패널(10)은 다른 종류의 전자 광학 재료를 사용할 수도 있다. 예컨대, 입사광선의 분극 상태를 변화시키는 재료를 사용하면, 패널(10)은 이들을 통해 분극되는 광의 밝기를 변화시키기 위해 상기 패널과 협동하는 한 쌍의 광 분극층사이에 위치되어 있다. 하지만, 전자 광학 재료로서 스캐터링 액정 셀을 사용하면 분극 필터를 사용할 필요가 없게 된다. 양단에 걸린 전압에 응답하여 전송 감쇠되는 모든 그러한 재료 또는 재료 층은 여기에서 전자 광학 재료라고 한다. LC 재료는 현재 가장 흔한 예이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 알 수 있다. 프로젝션 디스플레이 장치의 경우에, 풀 칼라 이미지가 각각 한가지 주요 색을 제어하는 3개의 별도 흑백 패널(10)을 사용함으로써 상기 패널내의 칼라 필터를 이용하지 않고 달성될 수 있다. 이러한 프로젝션 장치에서, 상기 3개의 패널의 이미지 출력은 확산기 프로젝션 스크린의 배면에 프로젝션 렌즈에 의해 투사되기 전에 기존의 방법으로 조합된다. 상기 스크린의 정면에, 즉 시청자와 마주하고 있는 측면에 렌즈 시트가 제공되어 있고, 이때 렌즈는 상기 스크린에서 생성된 디스플레이 소자 어레이의 확대된 이미지의 위에 있다.
렌즈 시트 이외의 광 유도기 수단의 형태는 뷰 결정 스크린, 예컨대 마이크로렌즈 스크린, 열 방향으로 뻗어 있고 각각의 열의 디스플레이 소자와 정렬되어 있는 슬릿을 가지고 있는 시차 장벽, 또는 홀로그래픽 소자로서 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 간단하고 기본적인 형태이다. 하지만, 본 발명은 공간 광 변조기로서 매트릭스 디스플레이 장치를 이용하고 있는 기타 다른 종류의 자동 입체 디스플레이 장치, 예컨대 동기되어 순차적으로 조명되는 광원 어레이를 사용하고 디스플레이 정보가 디스플레이 패널에 인가되고 추가적인 렌즈 시트 또는 시차 장벽이 디스플레이 패널 앞에 설치되어 있는 장치에 적용될 수 있다.
이상으로부터, 광 유도기 수단, 예컨대 디스플레이 위에 있는 렌즈 시트와 함께 동작하는 디스플레이 패널로서, 보다 높은 해상도의 다수의 뷰가 얻어질 수 있도록 행의 디스플레이 소자의 개수를 증가시키기기 수월한 플라즈마 주소지정 전자 광학형의 매트릭스 디스플레이 패널을 포함하고 있는 디스플레이 패널을 구비하고 있는 자동 입체 디스플레이 장치가 공개되어 있음을 알 수 있다.
본 명세서를 읽은 후에 당업자에게는 기타 다른 변형예가 명백해진다. 이러한 변형예는 자동 입체 디스플레이 장치 및 그 구성 부분의 분야에서 이미 알려져 있고 그리고 본 명세서에서 이미 설명된 구성 대신에 또는 추가로 사용될 수 있는 기타 다른 구성을 포함하고 있을 수도 있다.

Claims (7)

  1. 행과 열로 배열되어 있는 디스플레이 소자의 어레이를 가지고 있는 매트릭스 디스플레이 패널, 및 서로 다른 각도 방향으로 각각의 광 유도기 소자와 연결되어 있는 각각의 열의 디스플레이 소자의 출력을 방향 조절하는 복수의 광 유도기 소자를 구비하고 있는 광 유도기 수단을 구비하고 있고, 이때 이 광 유도기 수단을 통해 디스플레이 패널 출력이 방향 조절되는 자동 입체 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 매트릭스 디스플레이 패널이 플라즈마 주소지정 전자광학 매트릭스 디스플레이 패널을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 행의 디스플레이 소자의 개수와 열의 디스플레이 소자의 개수의 비는 적어도 2:1인 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비는 적어도 18:3인 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 비는 대략 28:3 정도인 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 디스플레이 소자는 각각의 상이한 색 출력을 제공하는 복수의 디스플레이 서브소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 소자는 액정 디스플레이 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 유도기 수단은 렌즈 소자 어레이를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이 장치.
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