KR20100105067A - 액정표시장치를 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템 - Google Patents

액정표시장치를 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 액정표시장치와; 상기 액정표시장치의 표시영역 외측면에 부착되며, 상기 표시영역에 구비된 다수의 화소영역 중 홀수번째 화소라인과 짝수번째 화소라인에 대응하는 화소영역으로부터 나오는 빛이 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태를 갖도록 하는 패턴드 리타더와; 상기 패턴드 리타더를 통해 나온 제 1 및 제 2 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키는 제 1 및 제 2 편광필름을 부착한 안경을 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템을 제공함으로써 3D 화상 시청이 가능하며, 나아가 서로 다른 사용자가 서로 다른 2개 이상의 화상을 표시영역 전면을 통해 선택적으로 시청할 수 있도록 하는 장점이 있다.
다중, 전면화상, 3D, 2D, PIP, 주화면, 부화면

Description

액정표시장치를 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템{Multi full size displayable system including liquid crystal display device}
본 발명은 2D 및 3D 구현이 가능한 화상 구현 시스템에 관한 것으로, 특히 액정표시장치를 포함하며, 3D 화상 구현이 가능하고, 2D의 다중 전면 화상 구현이 가능한 것을 특징으로 하는 다중 전면 화상 구현 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정분자내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 2D 영상을 표시할 수 있다.
한편, 최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 구현이 가능한 액정표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 입체 표현이 가능한 액정표시장치가 개발되고 있다.
일반적으로 3D를 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 액정표시장치가 제안되었다.
조금 더 상세히 3D 구현에 대해 설명하면, 액정표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3D 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
액정표시장치 등과 같은 2D의 화면 표시를 갖는 장치에서 3D 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
이중 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경방식 및 좌/우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다.
또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌/우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그라피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
한편, 최근에 표시장치는 하나의 화면에 2개 이상의 화상 정보가 표시되는 PIP(Picture in Picture) 기능을 갖는 것이 일반화되고 있다. 이러한 PIP기능은 하나의 표시장치로 2개의 서로 다른 화상을 표시하게 되므로 사용자가 서로 다른 방송을 시청할 수 있어 큰 호응을 얻고 있다.
하지만, 이러한 종래 표시장치의 PIP기능은 도 1에 도시한 바와 같이, 화면 분할에 의해 이루어지는 것이므로 주화면과 부화면으로 나뉘어지고 있으며, 주화면을 통해 시청하는 사용자는 큰 화면으로 볼 수 있는 반면 부화면으로 시청하는 사용자는 주화면보다는 작은 크기의 영역에 표시되는 화상을 시청하게 되므로 주화면을 시청하는 사용자 대비 화상 시청에 대한 만족도가 떨어지고 있다.
또한, PIP기능을 갖는 표시장치에 있어 주화면을 시청하는 사용자에 있어서도, 표시장치 전면에 대해서 주화면이 표시되는 것이 아니며 표시영역 중 일부 영역 즉, 부화면을 표시하는 부분에 대해서는 원치않는 화상이 표시되므로 몰입도 있는 시청이 어려운 단점이 있다. 또한, 방송 시청이 아니라 개인 컴퓨터를 연결하여 사적인 자료를 보고자 하고, 주위의 다른 사용자는 방송 시청을 원하는 경우, 종래의 표시장치는 주화면과 부화면이 하나의 표시영역에 모두 표시되므로 실질적으로 사생활 보호가 이루어지지 않으므로 이러한 경우 PIP 기능은 이용될 수 없는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 3D화상을 구현할 수도 있고, 나아가 서로 다른 사용자가 주화면 또는 부화면에 상관없이 표시 화면 전체를 이용하여 화상을 시청할 수 있도록 하며, 주화면과 부화면을 각각 시청하는 사용자는 각각 상대방이 보고있는 화상을 볼 수 없도록 하여 사생활 보호가 이루어지도록 하는 다중 전면 화상 구현 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은, 액정표시장치와; 상기 액정표시장치의 표시영역 외측면에 부착되며, 상기 표시영역에 구비된 다수의 화소영역 중 홀수번째 화소라인과 짝수번째 화소라인에 대응하는 화소영역으로부터 나오는 빛이 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태를 갖도록 하는 패턴드 리타더와; 상기 패턴드 리타더를 통해 나온 제 1 및 제 2 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키는 제 1 및 제 2 편광필름을 부착한 안경을 포함한다.
상기 안경은, 3D 영상용, 2D 주화면용 및 2D 부화면용으로 나뉘며, 상기 3D 영상용 안경의 좌안렌즈에는 제 1 편광상태의 빛을 투과시키고 제 2 편광상태의 빛은 차단하는 제 1 편광필름이 부착되고, 상기 3D 영상용 안경의 우안렌즈에는 제 1 편광상태의 빛은 차단하고 제 2 편광상태의 빛은 투과시키는 제 2 편광필름이 부착되며, 상기 2D 주화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두에 상기 제 1 편광필름이 부착되며, 상기 2D 부화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두에 상기 제 2 편광필름이 부착된 것이 특징이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은, 프레임 단위로 n개의 서로 다른 화상을 표시하는 액정표시장치와; 상기 액정표시장치의 표시영역 외측면에 구비되어, 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 동조되며, 상기 액정표시장치로 나온 빛을 주기적 순차적으로 n개의 편광상태를 갖도록 하는 편광변조패널과; 상기 편광변조패널을 통해 나온 n개의 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과 및 차단시키는 제 1 내지 제 n 편광필름 중 하나 또는 서로 다른 2개의 편광필름을 좌안 및 우안렌즈에 부착한 안경을 포함한다.
상기 n의 편광상태는 2 내지 8개인 것이 바람직하다. 이때, 상기 액정표시장치는 n의 편광상태는 2개이며, 상기 액정표시장치의 홀수번째 프레임에 대응해서는 상기 액정표시장치로부터 나온 빛에 대해 상기 편광변조패널은 제 1 편광상태를 이루도록 하고, 상기 액정표시장치의 짝수번째 프레임에 대응해서는 상기 액정표시장치로부터 나온 빛에 대해 상기 편광변조패널은 제 2 편광상태를 이루도록 하며, 상 기 안경의 좌안렌즈에는 상기 제 1 편광상태의 빛을 투과시키고 제 2 편광상태의 빛은 차단하는 제 1 편광필름이 부착되고, 우안렌즈에는 상기 제 1 편광상태의 빛은 차단하고 상기 제 2 편광상태의 빛은 투과시키는 제 2 편광필름이 부착되어 3D 영상을 구현 및 시청할 수 있는 것이 특징이다.
또한, 상기 안경은 좌안 및 우안렌즈에 모두 동일한 편광상태의 빛만을 투과시키는 편광필름이 부착되어 상기 편광변조패널을 통해 나온 화상정보를 갖는 n개의 편광상태를 갖는 빛 중 상기 안경에 부착된 편광필름과 그 편광상태가 일치하는 빛만을 투과시킴으로써 n개의 서로 다른 화상 중 하나의 화상을 선택적으로 볼 수 있는 것이 특징이다.
상기 편광변조패널은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압차에 의해 상기 액정층 내의 액정분자의 배열상태를 바꾸어 이를 통과하는 빛이 n개의 편광상태를 갖도록 하는 것이 특징이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은, 프레임 단위로 서로 다른 2개의 화상을 표시하는 액정표시장치와; 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 무선 동조되며, 상기 액정표시장치로 나온 빛을 주기적 순차적으로 투과 및 차단시키는 셔터렌즈를 구비한 안경을 포함한다.
이때, 상기 안경은, 3D 영상용, 2D 주화면용 및 2D 부화면용으로 나뉘며, 상기 3D 영상용 안경의 좌안렌즈는 상기 액정표시장치의 짝수번째 프레임에 동조하여 짝수번 프레임 동안에는 셔터 온 상태를 이루어 빛을 차단하는 제 1 셔터렌즈로 이루어지고, 상기 3D 영상용 안경의 우안렌즈는 상기 액정표시장치의 홀수번째 프레임에 동조하여 홀수번 프레임 동안에는 셔터 온 상태를 이루어 빛을 차단하는 제 2 셔터렌즈로 이루어지며, 상기 2D 주화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두 상기 제 1 셔터렌즈로 이루어지며, 상기 2D 부화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두 상기 제 2 셔터렌즈로 이루어진 것이 특징이다.
상기 셔터렌즈는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어 상기 제 1 또는 제 2 전극에 전압 인가에 의해 액정층 내의 액정분자의 배열 변경에 의해 빛을 투과 및 차단하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은 3D 화상을 구현할 수도 있고, 나아가 서로 다른 사용자가 주화면 또는 부화면에 상관없이 하나의 액정표시장치를 통해 표시 화면 전체를 이용하여 풀 사이즈의 화상을 시청할 수 있는 장점이 있다.
주화면과 부화면을 각각 시청하는 사용자는 각각 상대방이 보고있는 화상을 볼 수 없도록 하여 사생활 보호의 장점이 있다.
n개의 서로 다른 화상을 동일한 하나의 액정표시장치를 통해 풀 사이즈로 시청할 수 있으며, 이렇게 n개의 서로 다른 화상을 표시하여도 표시품질의 저하 등은 발생하지 않는 장점이 있다.
<제 1 실시예>
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 3D 영상 구현 시의 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 다른 다중 전면 화상 구현 시스템(100)은 크게 화상을 표시하는 액정표시장치(110)와, 상기 액정표시장치(110)의 외측면에 부착된 패턴드 리타더(140)와, 상기 액정표시장치(110)부터 상기 패턴드 리타터(140)를 통과하여 나오는 화상을 선택적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 안경(145)으로 구성되고 있다.
우선, 상기 액정표시장치(110)는 어레이 기판(115)과, 컬러필터 기판(120)과 이들 두 기판(115, 120) 사이에 개재된 액정층(미도시)과, 상기 두 기판(115, 120) 각각의 외측면에 부착된 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)과 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(115)에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(116, 118)과 이들 두 배선(116, 118)과 연결되어 각 화소영역(P)에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며 화소전극(119)이 구비되고 있다.
상기 컬러필터 기판(120)에는 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(121)와, 각 화소영역(P)에 순차 대응하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(122)과, 컬러필터층(122)을 덮으며 공통전극(미도시)이 전면에 구비되고 있다.
이때, 액정표시장치(110)의 모드에 따라 상기 컬러필터 기판(120)의 전면에 구비된 공통전극(미도시)은 어레이 기판(115)의 각 화소영역(P)에 상기 화소전극(119)과 교대하며 형성될 수도 있다.
다음, 상기 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)은 그 편광축이 서로 수직 교차하도록 구성되고 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판(120)의 외측면에 부착된 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에 구비된 패턴드 리타더(140)는 가로방향으로 홀수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 이들 화소영역(P)으로부터 상기 제 2 편광판(130)을 통해 나온 빛을 우원편광 상태가 되도록 하며, 짝수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대응해서는 좌원편광 상태가 되도록 하는 역할을 하도록 그 내부적으로 위상값을 변경시키는 물질이 화소영역 라인별로 교대하여 서로 다른 방향성을 갖도록 패턴된 것이 특징이다. 이 경우, 상기 패턴드 리타더(140)는 홀수번째 화소라인이 좌원편광 상태가 되도록, 그리고 짝수번째 화소라인이 우원편광 상태가 되도록 형성될 수 있음은 자명하다.
따라서, 전술한 제 1 실시예의 액정표시장치(110)의 구성에 의해 홀수번째의 화소라인에 위치하는 화소영역(P)으로부터는 우원편광된 상태의 빛이 나오고, 짝수 번째의 화소라인에 위치하는 화소영역(P)으로부터는 좌원편광된 상태의 빛이 나오게 된다. 이때, 상기 액정표시장치(110)에 있어 홀수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대해서는 사용자의 좌안으로 입사되는 좌안용 영상신호를, 짝수번째 화소라인에 위치하는 화소영역(P)에 대해서는 우안으로 입사되는 우안용 영상신호를 인가하도록 함으로써 3D 영상 구현이 가능하도록 하는 표시장치를 이루게 된다.
한편, 전술한 구성을 갖는 액정표시장치(110)와 하나의 세트를 이루는 3D 영상 시청용 안경(145)은, 투명한 유리재질로 이루어진 통상적인 안경에 편광필름을 부착한 것이 특징이다. 이때, 착용 시 사용자의 좌안에 대응되는 좌안용 렌즈에는 우원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 편광필름(150a)이 부착되고 있고, 우안용 렌즈에는 좌원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 2 편광필름(150b)이 부착되고 있다.
따라서, 사용자가 이러한 구성을 갖는 3D 화상용 안경(145)을 착용하고, 라인별로 교대하여 좌안용 및 우안용 화상 데이터가 인가되고 서로 다른 원편광 상태를 갖는 화상을 표시하는 액정표시장치(110)를 통해 화상을 시청하는 경우, 좌안 렌즈를 통해서는 좌안용 영상이, 우안 렌즈를 통해서는 우안용 영상이 입사되므로 이들 두 화상의 합성에 의해 사용자는 3D 화상을 시청할 수 있게 된다.
한편, 일례로서 상기 3D 화상 시청용 안경에 있어 좌안 렌즈에는 우원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 편광필름(150a)이, 우안렌즈에는 좌원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 2 편광필름(150b)이 부착된 것을 보이고 있지만, 이러한 제 1 및 제 2 편광필름(150a, 150b)은 서로 바뀌어 부착될 수도 있음은 자 명하다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은 풀 사이즈의 3D 영상 구현 이외에 2D 영상 또한 구현할 수 있음은 자명하며, 이 경우 서로 다른 2개의 2D화상에 대해서는 종래와는 달리 주/부화면의 화상 크기 차이없이 표시영역 전체를 사용하여 풀 사이즈의 2D 화상 구현이 가능한 것이 특징이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템에 있어, 서로 다른 2개의 2D 화상을 모두 풀 사이즈로 구현하는 것을 도시한 도면이다. 이때 설명의 편의를 위해 3D 화상 구현을 위한 도면에 도시된 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.
이러한 서로 다른 2개의 2D 화상을 모두 풀 사이즈로 구현할 수 있는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템(100)은, 액정표시장치(110)와, 패턴드 리타더(140)와, 좌안렌즈와 우안렌즈 모두 동일한 편광필름(150a, 150b)이 부착된 주화면용 및 부화면용 안경(160, 165)으로 구성된다.
이때, 상기 액정표시장치(110)는 전술한 3D 화상 구현을 위한 시스템에 구성된 액정표시장치(도 2의 110)와 동일한 구성을 가지며, 단지 차이가 있는 것은, 좌안용 및 우안용 화상신호를 대신하여, 홀수번째 화소라인에 대응하는 화소영역(P)은 주화면용 화상신호가 인가되고, 짝수번째 화소라인에 대응하는 화소영역(P)에는 부화면용 화상신호가 인가되는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 액정표시장치(110)와 함께 시스템을 구현하는 구성요소 인 안경(160, 165)은, 좌안과 우안렌즈에 각각 동일한 편광필름 즉, 일례로 주화면용 안경(160)에는 좌안용과 우안용 렌즈 모두에 우원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 편광필름(150a)이 부착되고, 부화면용 안경(165)에는 좌안용과 우안용 렌즈 모두에 좌원편광된 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 2 편광필름(150b)이 부착된 것이 특징이다.
따라서, 전술한 액정표시장치(110)와 주화면용 및 부화면용 안경(160, 165)을 구비한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은 주화면용 안경(160)을 착용한 제 1 사용자는 액정표시장치(110)의 표시영역 전면을 통해 주화면용 2D 화상을 시청하게 되고, 부화면용 안경(165)을 착용한 제 2 사용자는 상기 제 1 사용자가 시청하는 2D 화상과는 관계없이 액정표시장치(110) 표시영역 전면을 통해 부화면용 2D 화상을 시청할 수 있다.
종래의 경우는 표시장치의 표시영역의 일부를 할애하여 작은 사이즈를 갖는 부화면 시청이 가능하였지만, 본 발명의 경우, 주화면용과 부화면용 안경을 각각 착용함으로써 서로 다른 화상을 액정표시장치 표시영역 전면을 통해 주화면과 부화면을 선택적으로 풀 사이즈 시청이 가능하도록 한 것이 특징이다.
한편, 전술한 제 1 실시예에 있어서는 액정표시장치(110)에 부착된 패턴드 리타더(140)의 경우 액정층(미도시)을 통해 제 2 편광판(130)을 통과한 빛에 대해 좌원편광과 우원편광된 상태를 이루도록 하는 것을 일례로 들었지만, 반드시 좌원편광과 우원편광된 상태만을 이루도록 하지 않고, 그 변형예로서 홀수번째 화소라인에 위치하는 화소영역에 대응해서는 45도, 90도 또는 135도의 제 1 선편광 상태 를 이루도록하고, 짝수번째 화소라인에 위치하는 화소영역에 대응해서는 상기 제 1 선편광 된 상태와 다른 각도를 가지고 제 2 선편광된 상태를 이루도록 할 수도 있다. 이 경우, 전술한 특징을 갖는 패턴드 리타더(140)가 부착된 액정표시장치에 대응하여, 3D 화상 시청용 안경에는 좌안렌즈에 대응해서는 제 1 편광된 빛만을 투과시키는 제 1 편광필름이, 우안렌즈에 대응해서는 제 2 편광된 빛만을 투과시키는 제 2 편광필름이 부착되도록 함으로써 3D 화상 시청이 가능하다.
또한, 2D 화상을 구현하는 경우, 주화면용 안경에는 좌안 및 우안렌즈 모두에 대응하여 제 1 편광된 빛만을 투과시키는 상기 제 1 편광필름이 부착되며, 부화면용 안경에는 좌안 및 우안렌즈 모두에 대응하여 제 2 편광된 빛만을 투과시키는 상기 제 2 편광필름이 부착되도록 함으로써 서로 다른 사용자가 서로 다른 화상을 동일한 풀 사이즈로 시청할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템에 있어, 서로 다른 2개의 2D 화상을 모두 풀 사이즈로 구현하는 것을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은 액정표시장치(210)와, 편광변조패널(240)과, 안경(260, 265)을 포함하여 구성되고 있다.
제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템과 차이가 있는 부분은, 액정표시장치(210)에 있어 라인별로 서로 다른 편광 상태를 갖도록 하는 패턴드 리타 더를 필요로 하지 않으며, 이를 대신하여 편광변조패널(240)이 더욱 구비되고 있다는 것이다.
액정표시장치(210)의 구성에 있어서는 패턴드 리타더를 제외하면 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 새롭게 추가된 구성요소인 편광변조패널(240)은 액정표시장치(210)로부터 나온 빛에 대해 그 편광상태를 바꾸는 역할을 하는 것으로, 제 1 기판(미도시)과 제 2 기판(미도시)과 이들 둘 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 구성되며, 상기 제 1 기판(미도시)의 내측면에는 제 1 전극(미도시)이 구비되고 있으며, 제 2 기판(미도시)의 내측면에는 제 2 전극(미도시)이 구비되고 있다. 이러한 구성을 갖는 편광변조패널(240)은 상기 액정표시장치(210)에 인가되는 화상신호에 동조되어 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시)의 전압 조절에 의해 액정층(미도시) 내의 액정분자의 배열 방향을 조절함으로써 상기 액정표시장치(210)의 전체 화면에 화상이 표시되도록 하는 홀수번 프레임 동안에는 제 1 방향으로 액정분자들이 배열됨으로써 이를 통과하는 빛이 제 1 편광상태를 이루도록 하고, 그 다음 전체 화상이 표시되도록 하는 짝수번 프레임 동안에는 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 액정분자들이 배열됨으로서 이를 통과하는 빛이 제 2 편광상태를 이루도록 하는 역할을 한다. 따라서, 최종적으로 표시화면을 통해서 홀수번 프레임 동안에는 제 1 편광상태를 갖는 빛이 나오게 되며, 짝수번 프레임 동안에는 제 2 편광상태를 갖는 빛이 나오게 되는 것이 특징이다.
이렇게 액정표시장치(210) 및 상기 편광변조패널(240)을 통과하여 나오는 빛 의 편광 상태가 달리하게 됨으로 편광상태를 달리하는 빛을 선택적으로 투과시키는 제 1 실시예에서 설명한 3D 영상 구현을 위한 안경(미도시)(좌안렌즈와 우안렌즈에 서로 다른 편광상태를 투과시키는 제 1 및 제 2 편광필름을 각각 부착한 안경)을 착용하게 되면, 풀사이즈의 3D 영상을 시청할 수 있다. 이 경우, 홀수번 프레임 동안에는 상기 3D 영상 구현용 안경의 좌안렌즈를 통해서만 좌안용 화상만이 입사되며, 우안렌즈에는 화상이 입사되지 않으며, 짝수번 프레임 동안에는 상기 3D 영상 구현용 안경의 우안렌즈를 통해서만 우안용 화상만이 입사되며 좌안렌즈에는 화상이 입사되지 않는다. 이 경우 단위 프레임 시간은 수 미리초(ms)가 되므로 사용자는 실질적으로 좌안과 우안으로 시간차 없이 동시에 화상정보가 입력되는 것과 같이 느끼게 되며, 좌안과 우안으로 받아들인 화상정보가 합성되어 3D 화상으로 보이게 된다.
한편, 2D 화상을 시청하는 경우, 사용자가 주화면용 또는 부화면용 안경(260, 265)(좌안렌즈와 우안렌즈에 서로 같은 편광상태를 각각 투과시키는 제 1 및 제 2 편광필름(250a, 250b)을 부착한 안경)을 착용한다면 상기 액정표시장치(210)의 표시영역 전체에 대해 동일한 풀 사이즈로 주화면용 안경(260)을 착용한 사용자는 제 1 화상을, 부화면용 안경(265)을 착용한 사용자는 제 2 화상을 선택적으로 시청할 수 있다. 이 경우, 상기 액정표시장치(210)는 홀수번 프레임에 대해서 주화면용의 제 1 화상신호가 입력되고, 짝수번 프레임에 대해서는 부화면용의 제 2 화상신호가 인가되는 것이 특징이다.
한편, 제 2 실시예는 제 1 실시예와는 달리 화상품질 저하없이 n개의 서로 다른 풀 사이즈의 2D 화상을 시청할 수 있는 것이 특징이다.
제 1 실시예의 경우, 실질적인 2D 화상은 그 화면 사이즈에 대해서는 액정표시장치의 표시영역 전체를 주화면 및 부화면이 이용하지만, 주화면은 실질적으로 액정표시장치의 표시영역을 구성하는 다수의 화소영역 중 1/2만을 통해 화상을 구현하고, 부화면 역시 1/2만을 통해 화상을 구현하게 되므로 주화면과 부화면의 표시품질의 저하가 발생할 수 있다. 따라서, 제 1 실시예의 경우, 부화면의 개수를 늘릴수록 표시영역 전체에 나타내지는 화소영역의 개수가 작아지게 되며, 이에 의해 표시품질의 저하가 발생하므로 전술한 바와같이, 주화면과 부화면 2개 정도만으로 나누어, 2개의 서로 다른 화상 시청을 하도록 한 것이다.
하지만, 제 2 실시예의 경우, 주화면이건 또는 부화면이건 액정표시장치(210)의 표시영역 전체에 대해 이를 구성하는 화소영역 전체를 통해 화상을 구현하게 되므로 화소영역의 개수가 작아짐으로 인한 화상품질 저하는 발생하지 않는다. 따라서 주화면과 부화면 이외의 제 2, 제 3 부화면 즉, 3개 이상 n개의 서로 다른 화상을 서로 다른 사용자가 선택적으로 볼 수 있도록 할 수도 있다.
통상적으로 인간의 눈은 1초에 30회 이상의 깜빡임이 지속적으로 이루어진다면 눈의 인지 한계로 인해 깜빡임을 느끼지 못한다. 이에 의해 액정표시장치(210)는 통상적으로 60Hz 구동을 실시하고 있다. 60Hz 구동이란 1초에 60회의 화상정보가 화면에 나타나도록 하는 것으로 각 프레임은 1/60초가 된다. 따라서, 60Hz로 구동하는 액정표시장치(210)의 경우, 주화면과 부화면으로 나누게 되면 1초에 인가되는 60회의 화상 중 30회는 주화면용, 30회는 부화면용이 되므로 주화면용과 부화면 용 안경을 각각 착용하고 있는 사용자는 각각 주화면과 부화면에 대해 1초당 30회의 화상이 인가되므로 시각 인지 한계를 벗어나므로 표시품질저하 및 깜빡임을 느끼지 않으며 화상 시청을 할 수 있다.
이러한 것을 반영하여, 120Hz로 액정표시장치를 구동하면, 인간의 시각 인지 능력을 초과하여 깜빡임을 느끼지 않는 범위에서 총 4개의 서로 다른 화상정보를 표현할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 액정표시장치의 구동에 동조하여 상기 편광변조패널의 편광상태를 주기적으로 제 1 내지 제 4 편광상태를 갖도록 변경시킴으로써 4개의 서로다른 편광상태를 갖는 화상을 만들 수 있으며, 이러한 4개의 편광상태를 선택적으로 투과시킬 수 있는 제 1 내지 제 4 편광필름을 부착한 안경을 구비하여 이를 착용한 상태에서 시청함으로써 서로 다른 4개의 화상을 서로 다른 사용자가 풀 사이즈로서 시청할 수 있다.
나아가 240Hz로 액정표시장치를 구동하고, 상기 편광변조패널의 편광상태를 주기적으로 제 1 내지 제 8 편광상태를 갖도록 주기적으로 변경시킴으로써 8개의 서로 다른 편광상태를 갖는 화상을 만들 수 있으며, 이를 통해서는 서로 다른 편광상태를 갖는 빛을 각각 선택적으로 투과시키는 편광필름을 부착한 안경을 착용한다면 서로 다른 8개의 화상을 서로 다른 사용자가 풀 사이즈로서 시청할 수도 있다.
이러한 원리에 의해 액정표시장치(210)의 구동 Hz의 크기와 편광변조패널(240)의 서로다른 편광상태의 개수를 늘림으로써 전술한 제 2 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템은 n개의 서로 다른 화상을 표시품질 저하없이 구현 및 시청할 수 있다.
<제 3 실시예>
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 3D 영상 구현 시의 도면이며, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 다중 전면 2D 영상 구현 시의 도면이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템(300)은 액정표시장치(310)와, 상기 액정표시장치(310)의 구동과 동조하는 셔터렌즈(350a, 350b)를 갖는 안경(345, 360, 365)을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 상기 액정표시장치(310)는 전술한 제 1 실시예의 액정표시장치의 구성과 동일한 구성을 가지며, 제 3 실시예의 가장 특징적인 것은 안경(345, 360, 365)에 있다.
상기 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템(300)을 구성하는 안경(345, 360, 365)은, 3D 영상용 안경(345)이든, 아니면 2D의 주화면 또는 부화면용안경(360, 365)이든 모두 주기적으로 빛을 투과시키거나 또는 빛을 차단하는 셔터의 역할을 할 있는 셔터렌즈(350b, 350b)로 이루어지는 것이 특징이며, 이때 상기 셔터렌즈(350a, 350b)는 상기 액정표시장치(310)와 무선 동조화가 가능하도록 소형의 무선통신수단(미도시)을 구비한 것이 또 다른 특징이다.
상기 셔터렌즈(350a, 350b)는 일례로서 서로 마주하는 제1기판(미도시)과 제2기판(미도시) 및 이들 두 기판(미도시) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널로 이루어질 수 있다. 이때 상기 제 1 기판(미도시)의 내측면에는 제 1 전 극(미도시)이, 상기 제 2 기판(미도시)의 내측면에는 제 2 전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시)에 가해지는 전압차에 의해 액정의 상태를 바꿈으로써 상기 액정표시장치(310)로부터 나오는 빛을 선택적으로 투과시키거나 차단하게 된다.
한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 이용하여 3D 화상 구현 및 시청은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
도 5에 도시한 바와같이, 3D 화상을 표현하기 위해서는 좌안과 우안으로 서로 다른 화상정보가 입력되어야 하므로 액정표시장치(310)에 있어서는 제 2 실시예와 유사하게 홀수번 프레임 동안에는 좌안으로 입사되는 화상을 표시하고, 짝수번 프레임 동안에는 우안으로 입사되는 화상을 표시한다. 이때, 액정표시장치(310)와 3D 화상용 안경(345)은 무선통신에 의해 좌안셔터렌즈(350a)와 우안셔터렌즈(350b)가 각각 서로 달리 동조됨으로써 좌안용 화상을 표시하는 홀수번 프레임 동안에는 좌안셔터렌즈(350a)는 셔터 오프(off) 상태가 되어 빛을 투과시키고, 우안셔터렌즈(350b)는 셔터 온(on) 상태가 되어 빛을 차단함으로써 3D 화상용 안경(345)을 착용한 사용자의 좌안으로 좌안용 화상이 입사되도록 하며, 반대로 우안용 화상을 표시하는 짝수번 프레임 동안에는 좌안셔터렌즈(350a)는 셔터 온(on) 상태가 되어 빛을 차단하고 우안셔터렌즈(350b)는 셔터 오프(off) 상태가 되어 빛을 투과시킴으로써 3D 화상용 안경(345)을 착용한 사용자의 우안으로 우안용 화상이 입사되도록 한다. 따라서 이러한 3D 화상용 안경(345)의 좌안 및 우안셔터렌즈(350a, 350b)의 액정표시장치(310)와의 동조에 의한 셔터 작용에 의해 좌안용 화상정보와 우안용 화 상정보를 선택적으로 사용자의 좌안 및 우안으로 입사되도록 함으로서 3D 화상을 시청할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템(310)을 이용하여 2개의 서로 다른 전면 2D 화상 구현 및 시청은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 이러한 2개의 서로 다른 전면 2D 화상 구현에 있어 3D 화상 구현과의 차이점은 액정표시장치(310)에 있어서는 좌안 및 우안용 화상정보 대신에 주화면용 및 부화면용 화상정보가 프레임 단위로 주기적으로 교대하며 인가된다는 것이며, 안경(360, 365)에 있어서는 주화면용 및 부화면용 안경(360, 365) 모두 좌안셔터렌즈(351a, 352a)와 우안셔터렌즈(351b, 352b)가 동시에 상기 액정표시장치(310)와 동조된다는 것이다. 따라서, 주화면용 안경(360)은 주화면이 표시되는 일례로 홀수번 프레임 동안에 좌안 및 우안셔터렌즈(351a, 351b) 모두 셔터 오프(off) 상태가 되어 빛을 투과시키고 부화면이 표시되는 짝수번 프레임 동안에는 셔터 온(on) 상태가 되어 빛을 차단시킴으로서 이러한 주화면용 안경(360)을 착용한 사용자는 액정표시장치(310)의 표시영역 전면을 통해 주화면만을 시청할 수 있다.
또한 부화면용 안경(365)은 부화면이 표시되는 일례로 짝수번 프레임 동안에 좌안 및 우안셔터렌즈(352a, 352b) 모두 셔터 오프 상태가 되어 빛을 투과시키고 주화면이 표시되는 홀수번 프레임 동안에는 셔터 온상태가 되어 빛을 차단시킴으로서 이러한 부화면용 안경(365)을 착용한 사용자는 액정표시장치(310)의 표시영역 전면을 통해 부화면만을 시청할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템(300)은 주화면 용 및 부화면용 안경(360, 365)을 선택적으로 착용하여 서로 다른 2개의 화상을 풀 사이즈로 시청할 수 있는 것이 특징이다. 이때 상기 안경은 설명한대로 서로 다른 3종류의 안경으로 이루어질 수 있지만, 편의를 위해 액정표시장치와의 동조 변경 스위치를 구비함으로써 3D 화상용/주화면용/부화면용을 선택할 수도 있도록 구성될 수도 있다.
도 1은 종래의 표시장치에 있어 주화면과 부화면이 화면 분할에 의해 이루어지는 것을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 3D 영상 구현 시의 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템에 있어, 서로 다른 2개의 2D 화상을 모두 풀 사이즈로 구현하는 것을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템에 있어, 서로 다른 2개의 2D 화상을 모두 풀 사이즈로 구현하는 것을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 3D 영상 구현 시의 도면.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 전면 화상 구현 시스템을 도시한 것으로 다중 전면 2D 영상 구현 시의 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 다중 전면 화상 구현 시스템 110 : 액정표시장치
115 : 어레이 기판 116 : 게이트 배선
118 : 데이터 배선 119 : 화소전극
120 : 컬러필터 기판 121 : 블랙매트릭스
122 : 컬러필터층 125 : 제 1 편광판
130 : 제 2 편광판 150a : 제 1 편광필름
150b : 제 2 편광필름 160 : 주화면용 안경
165 : 부화면용 안경

Claims (10)

  1. 액정표시장치와;
    상기 액정표시장치의 표시영역 외측면에 부착되며, 상기 표시영역에 구비된 다수의 화소영역 중 홀수번째 화소라인과 짝수번째 화소라인에 대응하는 화소영역으로부터 나오는 빛이 서로 다른 제 1 및 제 2 편광상태를 갖도록 하는 패턴드 리타더와;
    상기 패턴드 리타더를 통해 나온 제 1 및 제 2 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시키는 제 1 및 제 2 편광필름을 부착한 안경
    을 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안경은, 3D 영상용, 2D 주화면용 및 2D 부화면용으로 나뉘며, 상기 3D 영상용 안경의 좌안렌즈에는 제 1 편광상태의 빛을 투과시키고 제 2 편광상태의 빛은 차단하는 제 1 편광필름이 부착되고, 상기 3D 영상용 안경의 우안렌즈에는 제 1 편광상태의 빛은 차단하고 제 2 편광상태의 빛은 투과시키는 제 2 편광필름이 부착되며,
    상기 2D 주화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두에 상기 제 1 편광필름이 부착되며,
    상기 2D 부화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두에 상기 제 2 편광필름이 부착된 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  3. 프레임 단위로 n개의 서로 다른 화상을 표시하는 액정표시장치와;
    상기 액정표시장치의 표시영역 외측면에 구비되어, 상기 액정표시장치와 프레임 단위로 동조되며, 상기 액정표시장치로 나온 빛을 주기적 순차적으로 n개의 편광상태를 갖도록 하는 편광변조패널과;
    상기 편광변조패널을 통해 나온 n개의 편광상태를 갖는 빛을 선택적으로 투과 및 차단시키는 제 1 내지 제 n 편광필름 중 하나 또는 서로 다른 2개의 편광필름을 좌안 및 우안렌즈에 부착한 안경
    을 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 n의 편광상태는 2 내지 8개인 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 n의 편광상태는 2개이며, 상기 액정표시장치의 홀수번째 프레임에 대응해서는 상기 액정표시장치로부터 나온 빛에 대해 상기 편광변조패널은 제 1 편광상태를 이루도록 하고, 상기 액정표시장치의 짝수번째 프레임에 대응해서는 상기 액정표시장치로부터 나온 빛에 대해 상기 편광변조패널은 제 2 편광상태를 이루도록 하며, 상기 안경의 좌안렌즈에는 상기 제 1 편광상태의 빛을 투과시키고 제 2 편광상태의 빛은 차단하는 제 1 편광필름이 부착되고, 우안렌즈에는 상기 제 1 편광상태의 빛은 차단하고 상기 제 2 편광상태의 빛은 투과시키는 제 2 편광필름이 부착되어 3D 영상을 구현 및 시청할 수 있는 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 안경은 좌안 및 우안렌즈에 모두 동일한 편광상태의 빛만을 투과시키는 편광필름이 부착되어 상기 편광변조패널을 통해 나온 화상정보를 갖는 n개의 편광상태를 갖는 빛 중 상기 안경에 부착된 편광필름과 그 편광상태가 일치하는 빛만을 투과시킴으로써 n개의 서로 다른 화상 중 하나의 화상을 선택적으로 볼 수 있는 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 편광변조패널은,
    서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압차에 의해 상기 액정층 내의 액정분자의 배열상태를 바꾸어 이를 통과하는 빛이 n개의 편광상태를 갖도록 하는 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  8. 프레임 단위로 서로 다른 2개의 화상을 표시하는 액정표시장치와;
    상기 액정표시장치와 프레임 단위로 무선 동조되며, 상기 액정표시장치로 나온 빛을 주기적 순차적으로 투과 및 차단시키는 셔터렌즈를 구비한 안경
    을 포함하는 다중 전면 화상 구현 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 안경은, 3D 영상용, 2D 주화면용 및 2D 부화면용으로 나뉘며, 상기 3D 영상용 안경의 좌안렌즈는 상기 액정표시장치의 짝수번째 프레임에 동조하여 짝수번 프레임 동안에는 셔터 온 상태를 이루어 빛을 차단하는 제 1 셔터렌즈로 이루어지고, 상기 3D 영상용 안경의 우안렌즈는 상기 액정표시장치의 홀수번째 프레임에 동조하여 홀수번 프레임 동안에는 셔터 온 상태를 이루어 빛을 차단하는 제 2 셔터 렌즈로 이루어지며,
    상기 2D 주화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두 상기 제 1 셔터렌즈로 이루어지며, 상기 2D 부화면용 안경의 좌안 및 우안렌즈 모두 상기 제 2 셔터렌즈로 이루어진
    것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 셔터렌즈는,
    서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 내측면에 구비된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어 상기 제 1 또는 제 2 전극에 전압 인가에 의해 액정층 내의 액정분자의 배열 변경에 의해 빛을 투과 및 차단하는 것이 특징인 다중 전면 화상 구현 시스템.
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