KR20070006119A - 다수의 투명한 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 체적형3차원 디스플레이 시스템 - Google Patents

다수의 투명한 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 체적형3차원 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기발광소자와 같은 투명하고 플렉시블한 디스플레이 패널을 다층으로 적층하여 곡면을 갖도록 구성한 체적형 3차원 디스플레이 패널 및 이를 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 다수의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 겹겹이 적층하여 형성된 체적형 3차원 디스플레이 패널에 있어서, 상기 다수의 2차원 디스플레이 패널에 각각 2차원 영상이 디스플레이 됨으로써 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널에 하나의 3차원 영상이 형성되며, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 소정의 곡률을 갖는 곡면이거나 또는 평평한 평면인 것을 특징으로 한다.

Description

다수의 투명한 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템{Volumetric 3D display system using a plurality of transparent flexible display panels}
도 1은 종래의 체적형 3차원 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 것이다.
도 2는 종래의 또 다른 체적형 3차원 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 것이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 유기 EL 디스플레이 패널의 구조를 예시적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 유기 EL 디스플레이 패널의 투명하고 플렉시블한 성질을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통 형태의 3차원 디스플레이 패널을 예시적으로 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원추 형태의 3차원 디스플레이 패널들의 형태를 예시적으로 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 볼록한 표면을 갖는 3차원 디스플레이 패널들의 형태를 예시적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 도시하는 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템의 제어부의 구조를 도시하는 블록도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
30.....플렉시블 디스플레이 패널 31.....투명기판
32.....투명전극 33.....투명유기발광층
34.....음극 60.....3차원 디스플레이 시스템
61.....제어부 62.....3차원 디스플레이 패널
본 발명은 체적형 3차원 디스플레이 패널 및 이를 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템(Volumetric 3D display system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예컨대, 유기발광소자와 같은 투명하고 플렉시블한 디스플레이 패널을 다층으로 적층하여 곡면을 갖도록 구성한 체적형 3차원 디스플레이 패널 및 이를 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는 데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 최근에는 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 이러한 양안시차의 원리를 이용하여 입체 영상을 제공하는 입체 영상 디스플레이의 필요성이 크게 요구되고 있다. 또한, 고해상도 TV가 점차 대중화됨에 따라, 장래에는 입체로 TV를 시청할 수 있는 입체형 TV의 대중화가 가능해질 것으로 예상된다. 이에 따라 다양한 3차원 영상 재현 기술이 제안되고 있다.
일반적으로 3차원 디스플레이 기술에는 크게 안경 방식, 무안경 방식, 완전 3차원 방식이 있다.
이 중에서 안경 방식과 무안경 방식은 모두 시차가 있는 두 개의 2차원 화상을 좌안과 우안에 각각 분리하여 제공함으로써 입체감을 느끼게 하는 방식이다. 그러나, 안경 방식은 편광 안경과 같은 별도 악세사리를 착용해야만 3차원 영상을 감상할 수 있다는 불편함이 있다. 또한, 무안경 방식은 시점이 하나 또는 여러 개로 분리 고정되어 있어 불연속적이기 때문에, 정확한 위치에서만 3차원 영상을 감상할 수 있다는 단점이 있다. 더욱이, 안경 방식과 무안경 방식은 모두 물체의 깊이 정보만을 재현하고, 관찰자가 물체를 여러 방향에서 보았을 때의 화상은 볼 수 없다는 한계가 있다.
이에 따라 제안된 완전 3차원 기술은 영상을 보는 눈의 수렴각과 초점이 일치하여 완전한 3차원 영상을 볼 수 있다. 이러한 완전 3차원 기술에는, 예컨대, 다안식(integral photography)과 홀로그래피(holography)가 있다. 그런데, 다안식 방 법은 렌즈에 의한 시차범위와 시야각이 제한된다는 단점이 있으며, 홀로그래피 방법은 레이저와 같은 간섭성(coherent) 광원이 필요하고 먼 거리에 위치하는 큰 물체를 기록하고 재생하는 것이 어렵다는 문제가 있다.
완전 3차원 기술의 또 다른 종류로 체적형 3차원 디스플레이 기술이 있다. 도 1은 종래의 체적형 3차원 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 3차원 체적형 디스플레이 장치는, 영상을 투사하는 프로젝터(10) 및 상기 프로젝터(10)에서 투사된 영상이 맺히는 다평면 광학판(11)으로 구성된다. 상기 다평면 광학판(11)은 복수의 광학판(11a~11e)들이 적층된 형태이다. 각각의 광학판(11a~11e)은, 예컨대, 제어 가능한 가변 반투명을 갖는 액정소자로서, OFF 시에는 투명한 상태에 있고 ON 시에는 불투명한 광 산란상태가 되어 영상이 맺힐 수 있도록 제어된다.
이러한 구조에서, 상기 프로젝터(10)는 서로 다른 깊이를 갖는 복수의 영상을 시분할 방식을 이용하여 다평면 광학판(11a~11e)에 연속적으로 투사함으로써 3차원 영상을 생성한다. 예컨대, 상기 프로젝터(10)는 시분할 방식을 통해 제 1 내지 제 5 영상(Im1~Im5)들을 순차적으로 투사하고, 상기 제 1 내지 제 5 광학판(11a~11e)들은 대응하는 영상이 투사될 때 불투명한 광 산란상태가 된다. 그러면, 제 1 내지 제 5 영상(Im1~Im5)들이 상기 제 1 내지 제 5 광학판(11a~11e)에 각각 순차적으로 맺히게 된다. 이러한 방식으로 다수의 영상들이 아주 짧은 시간에 투사되면, 관찰자는 다수의 영상들을 하나의 3차원 영상(Im6)으로 느끼기 때문에, 마치 3차원 물체가 공간에서 형성되는 듯한 시각적 효과를 줄 수 있다.
그런데, 상기 프로젝터(10)는 다수의 2차원 영상들을 3차원 영상으로 자연스럽게 보여주기 위해 초고속으로 래스터(Raster) 해야 한다. 깜박임(flickering) 없이 3차원 영상을 디스플레이 하기 위해서는 적어도 1.5Khz 내지 2Khz의 속도로 광학판에 투사하여야 한다. 따라서, 도 1에 도시된 종래의 기술에 의하면, 수천Hz의 속도로 영상을 투사할 수 있는 프로젝터가 필요하다는 문제가 있다.
한편, 도 2에는 또 다른 종래의 체적형 3차원 디스플레이 장치가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 종래의 체적형 3차원 디스플레이 장치는, 원통형 프레임(21) 내에 설치되어 있는 굴곡된 스크린(22)에 프로젝터(20)로 영상을 연속적으로 투사하면서, 상기 스크린(22)을 고속으로 회전시켜 3차원 영상을 제공한다. 그러나, 이방식에 의하면, 스크린을 회전시키기 위한 모터에서 소음이 발생할 수 있으며, 마찰과 공기저항으로 인해 대형 스크린을 이용한 시스템의 대형화가 곤란하다는 문제가 있다. 더욱이, 마찰과 공기저항 등으로 인해 시스템에 고장이 발생하기 쉬우며, 따라서 시스템의 수명을 짧아진다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 비교적 간단한 구성과 비용으로 보다 완전한 3차원 영상을 제공할 수 있는 체적형 3차원 디스플레이 패널 및 이를 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 다수의 투명한 플렉시블 디스플레이 패널을 이용하여 넓은 시야각을 갖는 곡면 형태의 체적형 3차원 디스플레이 패널 및 시스템을 제 공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널은, 다수의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 겹겹이 적층하여 형성된 것으로, 상기 다수의 2차원 디스플레이 패널에 각각 2차원 영상이 디스플레이 됨으로써 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널에 하나의 3차원 영상이 형성되며, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 소정의 곡률을 갖는 곡면이거나 또는 평평한 평면인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 원형으로 감아서 적층한 원통형의 형태를 가질 수 있다.
또는, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 반원형으로 감아서 적층한 반원통형의 형태를 가질 수 있다.
또는, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 부채꼴형태로 감아서 적층함으로써 부채꼴형 형태의 단면을 가질 수도 있다.
또는, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 부채꼴 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 감아서 적층한 원추형의 형태를 가질 수도 있다.
상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 볼록하게 돌출된 볼 록면일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 투명한 2차원 디스플레이 패널은 유기발광소자일 수 있다. 따라서, 상기 투명한 2차원 디스플레이 패널은, 투명기판; 상기 투명기판 위에 형성된 제 1 투명전극; 상기 제 1 투명전극 위에 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광층 위에 형성된 제 2 투명전극;을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템은, 다수의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 겹겹이 적층하여 형성된 체적형 3차원 디스플레이 패널; 및 입력된 입체 영상을 상기 입체 영상의 깊이 정보에 따라 상기 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하여 디스플레이 시키는 제어부;를 포함하며, 상기 다수의 2차원 디스플레이 패널에 각각 2차원 영상이 디스플레이 됨으로써 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널에 하나의 3차원 영상이 형성되며, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 소정의 곡률을 갖는 곡면이거나 또는 평평한 평면인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는, 입력된 입체 영상의 좌표계를 상기 체적형 디스플레이 패널의 좌표계에 맞추어 변환하는 좌표 변환부; 및 상기 변환된 좌표계의 입체 영상을 상기 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하는 다중화기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 상기 입체 영상을 회전, 병진, 줌인/줌아웃 하기 위한 인터랙션부를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 체적형 3차 원 디스플레이 패널 및 이를 이용한 체적형 3차원 디스플레이 시스템의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 9는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)은, 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널로 형성된 체적형 3차원 디스플레이 패널(62) 및 입력된 입체 영상을 상기 입체 영상의 깊이 정보에 따라 상기 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하여 디스플레이 시키는 제어부(61)를 포함하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)의 디스플레이 면은 시야각을 넓게 하기 위하여 소정의 곡률을 갖는 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)은 얇고 투명한 플렉시블 디스플레이 패널을 여러 장 감아서 겹겹이 적층하여 형성된다.
이러한 구조의 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)에서는, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)을 구성하는 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널의 각각에서 2차원 영상이 디스플레이 된다. 여기서, 각각의 투명한 2차원 디스플레이 패널에서 디스플레이 되는 2차원 영상은 3차원 입체 영상을 깊이 값에 따라 여러 개로 분할하여 형성된 것이다. 상기 제어부(61)는 입력된 영상들을 그 깊이 정보에 따라 해당하는 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하는 역할을 한다. 각각의 2차원 디스플레이 패널이 투명하기 때문에, 관찰자는 각 2차원 디스플레이 패널에서 디스플레이 되는 다수의 2차원 영상들을 깊이감 있는 하나의 완전한 3차 원 영상으로 인식할 수 있다.
상기와 같은 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)에 의하면, 각각의 디스플레이 패널이 자체적으로 발광하여 영상을 디스플레이 하기 때문에, 값 비싼 고해상 프로젝터를 필요로 하지 않는다. 따라서, 시스템의 전체적인 부피를 크게 줄일 수 있고, 가격 역시 크게 낮출 수 있다. 또한, 프로젝터의 투사 시간에 동기하여 다수의 액정 패널을 ON/OFF 해야 할 필요가 없기 때문에, 제어 시스템이 간단해 진다. 스크린을 고속을 회전시키는 방법에 비해서도, 본 발명은 모터에서 발생하는 소음이나 진동으로 인한 문제를 일으키지 않는다.
이러한 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)을 구현하기 위해서는, 얇고 투명하며 쉽게 휠 수 있는 2차원 디스플레이 패널을 필요로 한다. 현재까지 개발되어 상용화되어 있는 2차원 디스플레이 패널에는, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기발광소자(Organic light -emitting Device; OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 있다. 그러나 LCD의 경우 자체발광형이 아니라서 백라이트를 필요로 한다는 문제점이 있으며, PDP의 경우 두께를 얇게 하기 어렵고 소비전력이 크다는 문제가 있다. 한편, 유기발광소자의 경우, 자체발광형이면서 소비전력이 LCD의 ½ 에 불과하고, 두께를 LCD의 ⅓ 이하로 매우 얇게 제작하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 시야각이 넓고, 응답속도가 LCD 의 1000배 정도로 매우 빠르다는 장점이 있다. 더욱이, 구조가 간단하여 제조가 비교적 쉽고, 기판 및 전극의 재료에 따라 투명하게 제조하는 것도 가능하다. 또한, 기판이 투명한 폴리머 재료로 구성되어 구부리거나 심지어 접는 것까지 가능한 디스플레이를 구현할 수 있다. 따라서, 현재까지 개발된 2차원 디스플레이 패널 중에서는, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널을 제조하는 데 유기발광소자를 사용하는 것이 가장 적당하다.
도 3은 이러한 유기발광소자의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유기발광소자(30)는 일반적으로 투명기판(31), 상기 투명기판(31) 위에 형성된 투명전극(32), 상기 투명전극(32) 위에 형성된 유기발광층(33), 및 상기 유기발광층(33) 위에 형성된 음극(34)을 포함한다. 투명기판(31)으로는 플라스틱과 같은 폴리머 재료를 사용할 수 있다. 폴리머 재료는 가볍고 유연하다는 장점이 있다. 특히, 최근에는 지름 100nm 이하의 투명 나노 섬유를 보강 재료로 사용함으로써, 유연하면서, 평행 광선 투과율이 85%를 넘는 투명성과 낮은 열팽창 계수를 갖는 폴리머 기판의 제조가 가능해졌다. 한편, 투명전극(32)으로는, 예컨대, ITO(indium tin oxide)를 주로 사용한다. 또한, 유기발광층(33)으로는, 예컨대, Alq3, Anthracene 등과 같은 단분자 물질과 PPV(poly(p-phenylenevinylene)), PT(polythiophene) 등과 같은 고분자 물질들이 사용되고 있다. 또한, 발광 효율을 더욱 높이기 위해, 음극(34)과 유기발광층(33) 사이에 전자수송층을, 양극인 투명전극(32)과 유기발광층(33) 사이에 정공수송층을 추가할 수도 있다. 음극(34)으로는 일함수가 비교적 낮은 금속을 사용한다. 최근에는 음극(34) 역시 투명한 전극을 사용함으로써, 전면과 후면에서 동시에 영상 관찰이 가능한 투명 OLED(Transparent Organic Light Emitting Device; TOLED)가 개발되고 있다.
도 4는 이러한 투명한 플렉시블 OLED를 예시적으로 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유기발광층(33) 양면의 전극들을 투명하게 함으로써, 디스플레이 되고 있는 부분을 제외한 디스플레이 패널 전체를 투명하게 유지하는 것이 가능하다. 또한, 투명기판(31)으로서 폴리머 재료를 사용함으로써, 디스플레이 패널을 구부리더라도 정상적으로 영상이 디스플레이 될 수 있다. 따라서, 이러한 투명한 플렉시블 OLED는 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널을 제조하는 데 유용하게 사용할 수 있다.
도 5는 상술한 투명 OLED와 같은 투명한 디스플레이 패널(30)을 다층으로 적층하여 형성된 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)을 개략적으로 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)은 다수의 얇고 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널(30a~30n)을 간격 없이 적층함으로써 형성될 수 있다. 이때, 인접하는 2차원 디스플레이 패널들 사이의 접합을 안정성 있게 유지하기 위하여, 각각의 2차원 디스플레이 패널의 기판은 열팽창 계수가 작은 것을 사용하는 것이 좋다. 이러한 구조에서, 각각의 2차원 디스플레이 패널이 투명하기 때문에, 어느 2차원 디스플레이 패널에서 디스플레이 되는 영상도 시청자에게 전달될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)은 화소가 3차원으로 배열된 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)의 화소들을 복셀(voxel)의 개념으로 정의할 수 있다. 즉, 한장의 2차원 디스플레이 패널의 화소를 픽셀(pixel)이라고 한다면, 이러한 픽셀에 두께를 포함한 개념을 복셀이라고 할 수 있다. 도 5에 도시된 구조를 갖는 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)의 경우, 2차원 디스플레이 패널(30a~30n)들 의 적층된 개수가 많을수록 보다 깊이감 있는 영상을 제공할 수 있다. 또한, 한장의 2차원 디스플레이 패널의 두께가 얇을수록 입체 영상을 보다 섬세하게 표현할 수 있다. 예컨대, 각각의 2차원 디스플레이 패널의 두께를 2mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차원 디스플레이 패널(30a~30n)들은 플렉시블한 특성이 있기 때문에, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)의 디스플레이 면은 평평한 평면을 갖도록 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원 디스플레이 패널(30a~30n)들을 휘어서 적층함으로써 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수도 있다. 이렇게 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)의 디스플레이 면이 곡면으로 형성될 경우 시야각의 크게 넓힐 수 있다는 장점이 있다.
도 6a 내지 도 8b는 이러한 플렉시블 디스플레이 패널을 이용하여 구성한 체적형 3차원 디스플레이 패널들의 여러 가지 형태를 예시적으로 도시한다.
먼저, 도 6a는 원통형의 형태를 갖는 체적형 3차원 디스플레이 패널(50)을 도시한다. 상기 원통형 3차원 디스플레이 패널(50)은 평평한 사각형 모양의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널(30)들을, 도 6a에 도시된 바와 같이, 원형으로 감아서 겹겹이 적층함으로써 형성될 수 있다. 이러한 구조에서, 각각의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널(30a~30n)들에 각각 영상이 디스플레이 됨으로써 전체적으로 3차원 영상을 구현한다. 도 6a에 도시된 원통형 3차원 디스플레이 패널(50)은 시야각을 360°까지 넓힐 수 있다는 장점이 있다. 즉, 시청자들이 상기 원통형 3차원 디스플레이 패널(50) 둘레의 어느 위치에 있더라도 3차원 영상을 감상할 수 있 다. 따라서, 이와 같은 원통형 3차원 디스플레이 패널(50)은, 예컨대, 전시회나 박람회 등과 같은 장소에서 사용하기에 좋다.
또한, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 반원형으로 감아서 적층한 반원통형의 형태를 가질 수 있다. 이러한 반원통형 3차원 디스플레이 패널은 시야각을 180°까지 넓힐 수 있다. 따라서, 예컨대, 벽면 등에 부착하여 사용할 수 있따. 또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 부채꼴의 형태로 감아서 적층함으로써 형성될 수도 있다. 이러한 부채꼴 형태의 단면을 갖는 3차원 디스플레이 패널은 두 벽면이 만나는 곳에 설치하는 것이 가능하다. 이렇게, 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 감는 각도에 따라 원통형, 반원통형, 또는 부채꼴형과 같이 다양하게 3차원 디스플레이 패널을 형성할 수 있다.
한편, 도 7a 및 도 7b는 각각, 평평한 부채꼴 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널들을 감아서 적층함으로써 형성된 원추형 및 반원추형 3차원 디스플레이 패널을 도시한다. 또한, 도 8a 및 도 8b는, 볼록한 원형 및 사각형 형태의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널들을 차례로 적층함으로써 형성된 3차원 디스플레이 패널을 각각 도시한다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 체적형 3차원 디스플레이 패널들은 볼록하게 돌출된 볼록면 형태의 디스플레이 면을 갖는다.
도 6a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 유기발광소자와 같은 투명한 2차원 디스플레이 패널은 플렉시블한 성질을 갖기 때문에, 다양한 형태의 체적형 3차원 디스플레이 패널들을 구성할 수 있다.
비록 도 9에서 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)은 도 6a에 도시된 원통형 3차원 디스플레이 패널(62)을 사용하는 것으로 도시되어 있으나, 도 6b 내지 도 8b에 도시된 다른 형태의 체적형 3차원 디스플레이 패널들을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)은, 도 6a 내지 도 8b에 도시된 체적형 3차원 디스플레이 패널 이외에도 곡면이 없는 평평한 디스플레이 면을 갖는 체적형 3차원 디스플레이 패널을 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)은 복수의 2차원 영상을 여러 장 겹쳐서 입체감 있는 효과를 주는 것이기 때문에, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)의 2차원 디스플레이 패널들 각각에 2차원 영상을 적절히 분배하기 위한 제어부(61)가 요구된다. 도 10은 이러한 본 발명의 체적형 3차원 디스플레이 시스템의 제어부(61)의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는(61), 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)에 디스플레이 될 영상을 위한 좌표값을 생성하는 좌표 변환부(63), 사용자의 명령에 따라 영상을 다양하게 처리하는 인터랙션부(64) 및 영상 데이터를 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(40)의 각 2차원 디스플레이 패널에 분배하는 다중화기(multiplexer)(65)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템(60)에 입력될 수 있는 영상 데이터의 포맷은 3D 그래픽 데이터의 형태, 2D 영상과 깊이 정보가 포함된 형태, 순수 2D 영상 데이터의 형태, 그리고 그래픽과 실사영상이 합성된 형 태 등이 있을 수 있다. 좌표 변환부(63)는 이러한 여러 형태의 영상 데이터들을, 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템에서 효율적으로 표현되어질 수 있도록 좌표 변환하는 역할을 한다. 일반적으로, 3차원 영상이 갖는 좌표계는 카르테시안 좌표계(Cartesian Coordinate), 원통 좌표계(Cylinderical Coordinate), 구좌표계(Spherical Coordinate) 등이 있다. 예컨대, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 원통형이나 반원통형 3차원 디스플레이 패널을 사용하는 경우, 입력되는 3차원 영상의 좌표계를 원통 좌표계로 변환한다. 즉, 상기 좌표 변환부(63)는, 예컨대, 카르테시안 좌표계로 입력된 입체 영상(x,y,z)을 깊이 값(예컨대, r-좌표로 표현)과, 방위각(θ-좌표로 표현) 및 높이(z-좌표로 표현)으로 변환한다.
이렇게 좌표 변환된 영상은, 다중화기(65)를 통해 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)의 다수의 2차원 디스플레이 패널들에 각각 분배된다. 즉, 상기 다중화기(65)는 출력될 영상의 깊이 값을 2차원 디스플레이 패널의 개수를 고려한 물리적인 깊이 값으로 전환하고, 상기 물리적인 깊이 값에 대응하는 2차원 디스플레이 패널에 해당 2차원 영상 데이터를 제공한다. 예컨대, 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)이 도 6a 내지 도 6c에 도시된 원통형이나 반원통형이고, n 개의 2차원 디스플레이 패널을 사용하는 경우, 상기 다중화기(65)는 상기 좌표 변환부(63)에서 변환된 입체 영상의 r-좌표값의 크기에 따라 θ- 및 z-좌표값들을 제 1 패널 내지 제 n 패널에 분배한다. 그러면, 제 1 패널 내지 제 n 패널들은 θ- 및 z-좌표를 갖는 2차원 영상들을 개별적으로 디스플레이 하며, 사용자는 겹겹이 쌓여진 2차원 영상들을 전체적으로 하나의 입체 영상으로서 인식하게 된다.
한편, 회전, 병진, 줌인(zoom in)/줌아웃(zoom out)과 같이 영상을 다양하게 변환시킬 수 있는 인터랙션(interaction)은 3D 디스플레이에 있어서 매우 중요한 요소이다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(61)는 좌표 변환부(63)에서 좌표 변화된 입체 영상을 사용자의 명령에 따라 회전, 병진, 줌인/줌아웃 하기 위한 인터랙션부(64)를 더 포함할 수 있다. 상기 인터랙션부(64)에서 줌인/줌아웃, 회전 또는 병진된 영상 데이터(r',θ',z')는 다중화기(65)를 통해 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널(62)의 각 2차원 디스플레이 패널로 분배되어 디스플레이 된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 상기와 같은 본 발명에 따른 체적형 3차원 디스플레이 시스템에 따르면, 각각의 디스플레이 패널이 자체적으로 발광하여 영상을 디스플레이 하기 때문에, 값 비싼 고해상 프로젝터를 필요로 하지 않는다. 따라서, 시스템의 전체적인 부피를 크게 줄일 수 있고, 가격 역시 크게 낮출 수 있다. 또한, 프로젝터의 투사 시간에 동기하여 다수의 액정 패널을 ON/OFF 해야 할 필요가 없기 때문에, 제어 시스템이 간단해 진다. 특히, 투명한 2차원 디스플레이 패널로서 유기발광소자를 사용할 경우, 응답속도가 매우 빠르기 때문에, 프로젝터를 사용할 때 보다 효율적으로 입체 체적 영상을 구현할 수 있다. 스크린을 고속을 회전시키는 방법에 비해서도, 본 발명은 모터에서 발생하는 소음이나 진동으로 인한 문제를 일으키지 않는다.
더욱이, 이러한 유기발광소자는 플렉서블한 특성을 갖기 때문에, 필요에 따 라 다양한 형태의 곡면을 갖는 3차원 디스플레이 패널을 형성할 수 있으며, 매우 큰 시야각을 갖는 3차원 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 다수의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 겹겹이 적층하여 형성된 체적형 3차원 디스플레이 패널로서,
    상기 다수의 2차원 디스플레이 패널에 각각 2차원 영상이 디스플레이 됨으로써 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널에 하나의 3차원 영상이 형성되며, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 소정의 곡률을 갖는 곡면이거나 또는 평평한 평면인 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 원형으로 감아서 적층한 원통형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 반원형으로 감아서 적층한 반원통형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 부채꼴형태로 감아서 적층함으로써 부채꼴형 형태의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 부채꼴 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 감아서 적층한 원추형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면이 볼록하게 돌출된 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널은 유기발광소자인 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투명한 2차원 디스플레이 패널은, 투명기판; 상기 투명기판 위에 형성된 제 1 투명전극; 상기 제 1 투명전극 위에 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광 층 위에 형성된 제 2 투명전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 패널.
  9. 다수의 투명한 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 겹겹이 적층하여 형성된 체적형 3차원 디스플레이 패널; 및
    입력된 입체 영상을 상기 입체 영상의 깊이 정보에 따라 상기 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하여 디스플레이 시키는 제어부;를 포함하며,
    상기 다수의 2차원 디스플레이 패널에 각각 2차원 영상이 디스플레이 됨으로써 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널에 하나의 3차원 영상이 형성되며, 상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면은 소정의 곡률을 갖는 곡면이거나 또는 평평한 평면인 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 원형으로 감아서 적층한 원통형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 반원형으로 감아서 적층한 반원통형의 형태를 갖는 것을 특징으 로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 사각형 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 부채꼴형태로 감아서 적층함으로써 부채꼴형 형태의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널은 평평한 부채꼴 모양의 2차원 플렉시블 디스플레이 패널을 감아서 적층한 원추형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 체적형 3차원 디스플레이 패널의 디스플레이 면이 볼록하게 돌출된 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명한 2차원 디스플레이 패널은 유기발광소자인 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 투명한 2차원 디스플레이 패널은, 투명기판; 상기 투명기판 위에 형성된 제 1 투명전극; 상기 제 1 투명전극 위에 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광층 위에 형성된 제 2 투명전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  17. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는:
    입력된 입체 영상의 좌표계를 상기 체적형 디스플레이 패널의 좌표계에 맞추어 변환하는 좌표 변환부; 및
    상기 변환된 좌표계의 입체 영상을 상기 다수의 투명한 2차원 디스플레이 패널에 각각 분배하는 다중화기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는, 사용자의 명령에 따라 상기 입체 영상을 회전, 병진, 줌인/줌아웃 하기 위한 인터랙션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 3차원 디스플레이 시스템.
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