KR101958288B1 - 3차원 영상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제 1 표시소자(PN1)와; 상기 제 1 표시소자 전면에 제 1 간격 이격하여 구비된 제 2 표시소자(PN2)를 포함하며, 제 1 영상(PIC1)과 제 2 영상(PIC2)을 입력받고, 상기 제 1 영상(PIC1)의 화소영역 중, 상기 제 2 영상(PIC2)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 상기 제 1 영상(PIC1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 풀 화이트를 출력하며, 상기 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자(PN2)에 출력되는 영상을 제거하여 제 1 표시소자(PN1)에 출력하는 3D 영상 표시장치를 제공한다.

Description

3차원 영상 표시장치{3D image display device}

본 발명은 3차원 영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 사용자까지의 거리를 달리하는 2개 이상의 서로 다른 영상 구현에 의해 깊이감 있는 입체영상이 표현되는 3D 영상 표시장치에 관한 것이다.

최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한, 즉 3D 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 표현이 가능한 표시장치가 개발되고 있다.

일반적으로 3D 영상을 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, 표시장치를 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 2D 영상을 표시하는 장치에서 3D 영상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 3D 영상 표시 방식 및 무안경식 3D 영상 표시 방식이 대표적이다.

이중 특수안경에 의한 3D 영상 표시 방식은 대표적으로 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광 안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경방식으로 나눌 수 있다.

그리고, 상기 무안경식 3D 영상 표시 방식은 좌우안에 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 형태로 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식으로 나눌 수 있다.

하지만, 전술한 특성을 갖는 3D 영상 표시장치는 3D 시청 시 해상도 또는 휘도 저하되거나, 또는 뷰 영역의 제한이 이루어지는 문제가 발생되고 있다.

즉, 특수 안경을 이용한 3D 영상 표시장치는 좌안용 및 우안용 영상을 하나의 2D 표시소자를 통해 만들어 내야 하므로 편광 안경을 이용하는 경우 해상도의 저하가 발생되며, 시분할 안경을 이용하는 경우 휘도저하가 발생되고 있으며, 무안경 방식 중 패러랙스 배리어 방식의 경우 해상도 및 휘도저하와 나아가 뷰 영역 수 제한의 문제가 발생되며, 렌티큘러 방식의 경우 3D 영상 시청이 가능한 뷰 영역 수의 제한과 더불어 상기 뷰 영역수를 몇 개로 하느냐에 따라 해상도가 변화되는 문제가 발생되고 있다.

따라서, 최근에는 전술한 3D 영상 표시장치와는 달리 해상도 및 휘도 저하가 없으며, 나아가 뷰 영역의 수가 제한되지 않는 새로운 방식의 3D 영상 표시장치가 요구되고 있다.

이에 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 휘도 및 해상도 저하가 없으며 뷰 영역의 제한이 없는 새로운 개념의 3D 영상 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는, 제 1 표시소자(PN1)와; 상기 제 1 표시소자 전면에 제 1 간격 이격하여 구비된 제 2 표시소자(PN2)를 포함하며, 제 1 영상(PIC1)과 제 2 영상(PIC2)을 입력받고, 상기 제 1 영상(PIC1)의 화소영역 중, 상기 제 2 영상(PIC2)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 상기 제 1 영상(PIC1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 풀 화이트를 출력하며, 상기 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자(PN2)에 출력되는 영상을 제거하여 제 1 표시소자(PN1)에 출력하는 3D 영상 표시장치를 제공한다.

이때, 상기 제 1 표시소자와, 상기 제 2 표시소자 사이에는 제 2 간격을 가지며 복수개의 제 3 표시소자가 더욱 구비될 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 간격은 각각 0.5 내지 2cm인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 1, 2, 3 표시소자 각각은 어레이 기판과 대향기판 그리고 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정패널인 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 표시소자 배면에 부착된 제 1 편광판과; 상기 제 2 표시소자 전면에 부착되며 상기 제 1 편광판과 수직하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과; 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비되는 백라이트 유닛을 포함한다.

그리고, 상기 제 1, 2, 3 표시소자의 각 어레이 기판에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 화소전극을 포함하며, 상기 제 2 표시소자의 대향기판에는 각 화소영역에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 컬러필터층이 형성된다.

그리고, 상기 제 1 및 제 3 표시소자의 각 대향기판에는 각 화소영역에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 컬러필터층이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1, 2, 3 표시소자 내부에는 공통전극이 더욱 구비되며, 상기 공통전극은, 상기 대향기판 내측면에 형성되거나, 상기 어레이 기판의 내측면에 상기 화소전극과 교대하며 형성되거나, 또는 상기 어레이 기판 상에 상기 화소전극과 절연층을 개재하여 형성되며 이 경우 상기 공통전극 또는 화소전극에는 각 화소영역별로 바(bar) 형태의 다수의 개구가 구비된 것이 특징이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법은, 제 1 항 기재의 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법에 있어서, 제 1, 2 영상을 인가하는 단계와; 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상을 각 화소영역별로 비교하여 동일한 영상 정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 있어서는 풀 화이트를 구현하고, 다른 영상 정보가 인가된 화소영역에는 상기 제 1 영상을 구현하는 단계와; 상기 제 2 영상에서 상기 제 2 표시소자에 구현되는 영상을 제거하여 제 1 표시소자에 구현하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법은, 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 기재된 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법에 있어서, 제 1, 2, 3 영상(PIC1, PIC2, PIC3)을 인가하는 단계와; 상기 제 1 영상(PIC1)의 화소영역 중, 상기 제 2 영상(PIC2) 및 상기 제 3 영상(PIC3)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 상기 제 1 영상(PIC1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 풀 화이트를 출력하며, 상기 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자에 출력되는 영상을 제거하여 제 1 변형영상(TP1)을 생성하는 단계와; 상기 제 1 변형영상(TP1)의 화소영역 중, 상기 제 3 영상(PIC3)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 3 표시소자에 상기 제 1 변형영상(TP1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 3 표시소자에 풀 화이트를 출력하며, 상기 제 3 영상(PIC3)에서 상기 제 2 및 제 3 표시소자에 출력되는 영상을 제거하여 제 2 변형영상(TP2)을 생성하는 단계와; 상기 제 2 변형영상(TP2)을 상기 제 1 표시소자에 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 표시장치는, 일정한 이격간격을 가지며 배치된 2개 이상의 액정패널을 중첩 구성하고 이를 통해 서로 다른 거리감 있는 화상을 구현함으로서 사용자는 입체감 있는 3D 영상을 시청할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는 휘도 및 해상도 저하가 거의 없으며, 나아가 3D 영상 시청을 위한 특수안경(편광안경 또는 시분할 안경) 등을 필요로 하지 않으면서도 3D 영상 시청을 위한 별도의 뷰 영역 존재하지 않고 2D 영상 시청 범위가 모두 3D 영상 시청 범위가 되는 장점이 있다.

도 1은 시청자까지의 거리를 달리하는 표시소자를 이용한 깊이감 표현에 의한 3D 영상을 구현하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치의 간략한 개념도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도.
도 6은 일례로 3개의 표시소자를 구비한 본 발명의 제 2 실시예 및 그 변형예에 따른 3D 영상 표시장치의 영상 구현 방법을 나타낸 흐름도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 새로운 개념의 3D 영상 표시장치를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 시청자까지의 거리를 달리하는 표시소자를 이용한 깊이감 표현에 의한 3D 영상을 구현하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치의 간략한 개념도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치(100)는, 2D 영상을 각각 표시하는 2개 이상의 2D 표시소자(PN1, PN2)로 구성됨을 특징으로 하고 있다. 이때, 상기 2D 표시소자는 액정패널인 것이 바람직하다.

조금 더 구체적으로 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치(100)의 구성에 대해 설명한다.

사용자를 기준으로 제 1 거리(d1)에 위치하며 제 1 표시소자(PN1)가 구비되어 있고, 상기 제 1 표시소자(PN1)의 전면에 상기 제 1 표시소자(PN1)와 소정간격 이격하며 즉, 상기 사용자를 기준으로 한 상기 제 1 거리(d1)보다 작은 제 2 거리(d2)에 위치하며 제 2 표시소자(PN2)가 위치하고 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)는 각각 어레이 기판(미도시)과 대향기판(미도시)과 이들 두 기판 사이에 액정층(미도시)이 개재된 액정패널이 되며, 상기 제 1 표시소자(PN1)의 배면과 상기 제 2 표시소자(PN2)의 전면에는 각각 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판(미도시)이 구비되고 있다.

또한, 상기 제 1 표시소자(PN1)의 배면 더욱 정확히는 상기 제 1 편광판(미도시)의 외측면에는 광원을 포함하는 백라이트 유닛(미도시)이 구비되고 있다.

이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)에는 각각 또는 통합되어 이를 구동하기 위한 구동회로를 구비한 구동부가 형성된 인쇄회로기판이 구비되며, 상기 구동부에는 일례로 데이터 및 게이트 구동회로부와, 입력되는 영상 신호를 디코딩하는 수신부와 메모리부, 제어부 및 타이밍 제어부 등을 포함하고 있다.

한편, 도면에 있어서는 상기 3D 영상 표시장치(100)는 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)가 구비된 것을 일례로 나타내었지만, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에 적정한 이격거리를 가지며 복수개의 제 3 표시소자(PN3)가 더욱 구비될 수 있으며, 이러한 복수개의 제 3 표시소자(PN3)도 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)와 동일한 액정패널로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의해 사용자는 상기 제 1 표시소자(PN1) 및 제 3 표시소자(PN3)로부터 표시되는 영상을 상기 제 2 표시소자(PN2)를 통해 바라보게 됨과 동시에 상기 제 2 표시소자(PN2) 자체로부터 표시되는 영상 또한 바라보게 된다.

즉, 사용자는 상기 제 1 표시소자(PN1)로부터 나온 화상과 더불어 제 3 표시소자(PN3)가 구비된 경우 상기 제 3 표시소자(PN3)로부터 나온 화상과 더불어 상기 제 2 표시소자(PN2)로부터 나온 화상이 중첩된 화상을 바라보게 된다.

따라서, 상기 제 1 표시소자(PN1)와 제 2 표시소자(PN2) 및 제 3 표시소자(PN3)는 상기 사용자를 기준으로 할 때 서로 그 거리를 달리하게 됨으로써 사용자는 이들 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)와 더불어 제 3 표시소자(PN3)로부터 나오는 두 개 이상의 다수개의 화상이 중첩하여 입체적 깊이감을 가지며 표시되는 최종 화상을 볼 수 있게 되는 것이 특징이다.

즉, 상기 제 1 표시소자(PN1) 및 제 3 표시소자(PN3)으로부터 나온 화상과 상기 제 2 표시소자(PN2)로부터 나온 화상은 그 깊이감이 틀리므로 사용자는 화상의 깊이감 차이에 의해 최종적으로 입체감 있는 3D 영상을 볼 수 있게 되는 것이다.

이러한 화상의 입체감은 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에 위치하는 제 3 표시소자(PN3)의 수가 많아지면 영상 내에 나타나는 물건 등의 구성물간의 다양한 깊이감이 더욱 잘 반영되어 더욱 생생하게 재현되지만, 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에 위치하는 제 3 표시소자(PN3)의 수가 많아지면 제 1 표시소자(PN1)와 제 2 표시소자(PN2) 사이의 이격간격이 증가하게 된다.

이 경우, 제 1 표시소자(PN1)와 제 2 표시소자(PN2)가 너무 큰 이격간격을 갖게 되면 오히려 입체감 표현을 저하시키게 됨을 실험적으로 알 수 있었으며, 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치(100)의 경우 깊이감 있는 적정한 3D 영상 구현을 위해서는 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)를 포함하여 2D 영상을 표현하는 표시소자가 2개 내지 5개 정도로 구성되는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 도 3은 도 2에 표현되는 제 1 및 제 2 표시소자 내의 동일한 구성요소에 대해서는 2를 더하여 도면부호를 부여하였다.

도시한 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예 및 변형예에 따른 3D 영상 표시장치는 제 1 표시소자(PN1)와 제 2 표시소자(PN2) 및 백라이트 유닛(198)으로 구성되고 있는 것이 특징이다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)는 모두 액정패널로 이루어지고 있으며, 제 1 실시예에 변형예에 있어서 컬러필터층의 형성 유무만 제외하면 실질적인 액정패널 자체의 구성은 동일하므로 상기 제 2 표시소자(PN2)의 구성을 위주로 하여 설명하며 제 1 표시소자(PN1)는 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.

상기 제 2 표시소자(PN2)는 어레이 기판(112)과 대향기판(152)과 이들 두 기판(112, 152) 사이에 개재된 제 1 액정층(182)을 포함하여 구성되고 있다.

이때, 상기 어레이 기판(112)에는 도면에 나타내지 않았지만, 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시)과 연결되어 각 화소영역(P)에 대응하여 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(미도시)가 구비되고 있으며, 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(미도시)와 연결되며 화소전극(122)이 구비되고 있다.

또한, 상기 대향기판(152)에는 각 화소영역(P)에 순차 반복적으로 대응하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(R, G, B)으로 이루어진 컬러필터층(162)과, 상기 컬러필터층(162)을 덮으며 공통전극(172)이 전면에 구비되고 있다.

그리고, 상기 대향기판(152)에는 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(R, G, B)의 경계 더욱 정확히는 상기 각 화소영역(P)의 경계에는 빛의 투과를 억제하는 블랙매트릭스(미도시)가 더 구비되고 있다.

이러한 구성요소를 포함하는 상기 제 2 표시소자(PN2)는 그 구동 모드에 따라 그 내부 구성이 다양하게 변형될 수 있다.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서는 상기 공통전극(미도시)은 상기 대향기판(152) 내측면 전면에 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 대향기판(152)의 전면에 구비된 공통전극(172)은 상기 대향기판(152)에서는 생략되고, 대신하여 상기 어레이 기판(112)의 각 화소영역(P) 내에 상기 화소전극(122)과 교대하도록 형성될 수도 있다.

이 경우, 상기 각 화소영역(P) 내에서 교대하는 화소전극과 공통전극은 바(bar) 형태를 이루게 되며, 이러한 구성을 갖는 제 2 표시소자(PN2)는 서로 이웃하여 이격하는 바(bar) 형태의 화소전극과 공통전극 사이의 횡전계에 의해 구동된다.

또한, 상기 공통전극(172)은 상기 어레이 기판(112)의 표시영역 전면에 각 화소영역(P) 내에 판 형태를 이루며 형성된 화소전극(122)에 대응하여 절연층(미도시)을 개재하여 형성될 수도 있으며, 이 경우 화소전극(122) 또는 공통전극(미도시) 중 상부에 형성되는 구성요소는 상기 각 화소영역(P)에 대응하여 바(bar) 형태의 개구(미도시)가 다수 형성된다.

상기 제 2 표시소자(PN2)가 이러한 구성을 이루는 경우, 상기 어레이 기판(112) 상에 서로 상하로 위치하는 화소전극(122)과 공통전극(미도시)에 의해 두 구성요소의 개구(미도시)를 통해 발생되는 프린지 필드에 의해 구동된다.

이러한 구성을 갖는 상기 어레이 기판(112)과 대향기판(152)의 사이에는 다수의 액정분자가 일 방향으로 초기 배열된 액정층(182)이 구비되고 있다.

그리고, 제 1 실시예의 경우, 이러한 구성을 갖는 제 2 표시소자(PN2)의 배면에는 상기 제 2 표시소자(PN2)와 동일한 내부 구성을 갖는 제 1 표시소자(PN1)가 구비되고 있다.

즉, 어레이 기판(110)과 대향기판(150)이 서로 마주하고 있으며, 이들 두 기판(110, 150) 사이에는 액정층(180)이 구비되고 있다. 이때, 상기 어레이 기판(110)에는 제 2 표시소자(PN2)와 동일하게 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(미도시) 및 화소전극(120)이 구비되고 있으며, 상기 대향기판(150)에는 도면에 있어서는 컬러필터층(160)과 공통전극(170)이 구비되고 있다. 이때 상기 제 1 표시소자(PN1) 또한 공통전극(170)의 위치와 형태 그리고 화소전극(160)의 형태는 제 2 표시소자(PN2)와 같이 변형될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변형예의 경우, 상기 제 2 표시소자(PN2)의 배면에는 이와 그 내부 구성에 있어서 차별점을 갖는 제 1 표시소자(PN1)가 구비되고 있다.

이때, 차별점은 도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서는 상기 제 1 표시소자(PN2)에는 컬러필터층(160)이 구비되고 있지만, 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 있어서는 제 1 표시소자(PN1)에는 컬러필터층이 생략된 구성을 이루는 것이다.

즉, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 있어서는 상기 제 1 표시소자(PN1)에 있어서는 상기 대향기판(150)에 각 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(R, G, B)이 순차 반복되는 컬러필터층(160)이 구비되고 있지만, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 있어서는 상기 제 1 표시소자(PN1)의 대향기판(150)에는 컬러필터층이 생략된 구성을 이루는 것이 특징이다. 더불어 컬러필터 패턴 사이에 상기 화소영역(P)의 경계를 따라 형성되는 블랙매트릭스(미도시) 또한 생략된다.

이러한 제 1 실시예의 변형예에 따른 구성이 가능한 것은 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 사용자가 최종적으로 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)를 중첩한 상태에 화상을 바라보게 되므로 상기 제 1 표시소자(PN1)에 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 생략되더라도 상기 제 1 표시소자(PN1)를 투과하여 나온 빛은 다시 제 2 표시소자(PN2)에 구비된 컬러필터층(162)을 투과하게 됨으로서 컬러를 구현할 수 있기 때문이다.

따라서, 컬러필터층이 제 1 표시소자(PN1)에서 생략된 제 1 실시예의 변형예에 따른 구성이 제 1 실시예에 따른 구성 대비 휘도 특면에서는 더 유리한 구성이 된다 할 것이다.

한편, 이러한 내부 구성을 갖는 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)는 소정간격 바람직하게는 0.5 내지 2cm 정도 이격하여 배치되는 것이 특징이다. 이렇게 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)가 0.5 내지 2cm 정도의 이격간격(d3)을 가지며 배치됨으로서 상기 제 1 표시소자(PN1)를 통해 구현되는 화상과 상기 제 2 표시소자(PN2)를 통해 구현되는 화상은 깊이감이 틀려지게 되어 사용자는 입체감 있는 영상을 보게 되는 것이다.

한편, 상기 제 1 표시소자(PN1)의 외측면에는 제 1 편광판(190)이 부착되고 있으며, 상기 제 2 표시소자(PN2)의 외측면에는 제 2 편광판(195)이 부착되고 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 편광판(190, 195)은 서로 수직한 투과축을 갖도록 배치되는 것이 특징이다.

그리고, 상기 제 1 편광판(190)의 외측면에는 상기 백라이트 유닛(198)이 구비되고 있다. 상기 백라이트 유닛(198)은 도면에 나타내지 않았지만 일례로 백색 또는 은색의 반사판(미도시)과, 이러한 반사판(미도시) 상에 안착되는 도광판(미도시)과, 상기 도광판(미도시)의 일측 또는 양측에 위치하는 광원(미도시)과, 그리고 상기 도광판(미도시) 상부로 개재되는 다수의 광학시트(미도시)를 포함하여 구성되고 있다.

이때, 상기 광원(미도시)은 음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용되거나, 또는 발광 다이오드(light-emitting diode: LED)가 이용될 수 있다

그리고, 상기 광학시트(미도시)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하여 구성되며, 상기 도광판(미도시)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 상기 제 1 표시소자(PN1)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 역할을 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예 및 이의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(100)는 원근법에 입각하여 상기 제 1 표시소자(PN1)에는 사용자가 바라보는 영상에 나타나는 구성물 중 가장 멀리 있는 구성물들이 표현되고, 상기 제 1 표시소자(PN1)의 전면에 위치하는 제 2 표시소자(PN2)에는 상기 제 1 표시소자(PN1)에 나타나지 않은 비교적 가까이 있는 구성물들이 표현됨으로서 영상 내의 구성물간의 깊이감이 표현됨으로서 사용자는 입체감 있는 3D 영상을 시청하게 된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 도 5는 도 4에 표현되는 제 1, 2 및 제 3 표시소자 내의 동일한 구성요소에 대해서는 2를 더하여 도면부호를 부여하였다

도시한 바와같이, 본 발명의 제 2 실시예 및 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(200)는 제 1 표시소자(PN1)와 제 2 표시소자(PN2)와 이들 두 표시소자(PN1, PN2) 사이에 위치하는 제 3 표시소자(PN3)와, 상기 제 1 및 2 표시소자(PN1, PN2) 각각의 외측면에 부착된 제 1 및 제 2 편광판(290, 295)과 상기 제 1 편광판(290)의 외측면에 구비된 백라이트 유닛(298)으로 구성되고 있는 것이 특징이다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예 및 이의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(200)의 경우, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에는 하나의 제 3 표시소자(PN3)가 더 구비된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에는 일정간격 이격하며 복수개의 제 3 표시소자(PN3)가 구비될 수도 있다. 이 경우, 적절한 3D 영상 구현을 위해 상기 제 3 표시소자(PN3)는 1개 내지 3개 정도가 바람직함을 알 수 있었다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(200)에 있어 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2)의 구성은 각각 전술한 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 표시소자(도 2의 PN1, PN2)와 동일한 구성을 가지며, 나아가 상기 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에 구비되는 제 3 표시소자(PN3) 또한 그 내부구성은 제 1 또는 제 2 표시소자(PN1, PN2)의 내부구성과 동일함으로 그 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(200)의 경우, 제 2 실시예와 차별점이 있는 것은 사용자와 가장 인접하여 배치되는 제 2 표시소자(PN2)에 있어서만 그 대향기판(254)에 컬러필터층(264)이 구비되고 있으며, 상기 제 1 표시소자(PN1)와 하나 또는 다수의 제 3 표시소자(PN3)의 대향기판(250, 252)에는 컬러필터층(260, 262)이 생략된 구성을 이루는 것이 특징이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예 및 이들 각 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(도 2 및 3의 100, 도 4 및 5의 200)는 종래의 일반적인 3D 영상 표시장치처럼 좌안용 및 우안용 화상으로 나뉘어 보거나 패러렉스 배리어나 또는 빛의 투과를 저해시키는 편광판 등을 더 추가적으로 필요로 하지 않음으로서 해상도 및 휘도가 저하되는 일이 없으며, 별도의 뷰 영역을 필요로 하지 않고 2D 영상 시청 범위가 그대로 3D 영상 시청 범위가 되므로 3D 영상 시청 범위의 제한이 없는 특성을 갖는다.

이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법에 대해 조금 더 구체적으로 설명한다.

도 6은 일례로 3개의 표시소자를 구비한 본 발명의 제 2 실시예 및 그 변형예에 따른 3D 영상 표시장치의 영상 구현 방법을 나타낸 흐름도이다. 설명의 편의를 위해 흐름도 내에 3가지 구성물로 이루어진 화상을 함께 나타내었다.

우선, 첫 번째 단계(ST1)는 제 1, 2, 3 영상 신호가 각각 입력되는 단계이다.

이렇게 첫 번째 단계(ST1)에서 제 1, 2, 3 영상신호가 인가되면, 상기 3D 영상 표시장치의 구동부에서는 두 번째 단계(ST2)로서 인가된 제 1, 2, 3 영상 신호에 대한 분석을 위한 구동을 하기 시작한다.

즉, 인가된 제 1 영상(PIC1)과 제 2 및 제 3 영상(PIC2, PIC3)을 비교하여 서로 다른 영상인지 아니면 같은 영상인지를 판별하게 되며, 동시에 제 2 영상(PIC2)과 제 3 영상(PIC3)을 비교하여 서로 다른 영상인지 아니면 같은 영상인지 판별하게 된다.

그리고 이러한 동작과 더불어 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자(PN2)를 통해 출력되는 영상(OP1)을 제거한 상태의 제 1 변형 화상(TP1)을 만들어 낸다.

즉, 이러한 두 번째 단계(ST2)에서는 인가된 제 1, 2, 3 영상 신호에 있어 각 표시소자의 제 1 화소영역에 대해 인가되는 정보간의 비교 판단이 되며, 연속하여 제 n 번째 화소영역에 대해 비교 판단이 이루어지게 된다.

이 경우, 제 1 영상 신호가 제 2 및 제 3 영상 신호와 비교하여 다르다면, 다른 화상정보가 입력되는 부분에 대응하는 화소영역에 대해서는 상기 제 1 영상 신호에 따른 화상을 상기 제 2 표시소자(PN2)에 출력하게 된다.

이때, 제 1 영상 신호가 제 2 및 제 3 영상 신호가 같은 부분에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에서는 풀 화이트를 표현하도록 한다.

그리고 세 번째 단계(ST3)로 상기 두 번째 단계(ST2)에서 새롭게 만들어진 상기 제 1 변형 영상(TP1)과 제 3 영상(PIC3)이 같은가 혹은 다른가를 비교하고, 이 단계에서 분석된 결과 차이가 있는 화소영역에 대해서는 상기 제 3 표시소자(PN3)를 통해 차이가 있는 화상에 대해서 출력하고, 동일한 화상정보가 인가되는 부분에 대응되는 화소영역에 대해서는 풀 화이트를 구현하도록 한다.

상기 세 번째 단계(ST3)에서 상기 제 1 변형 화상(TP1)과 제 3 영상(PIC3)이 다르다면 제 3 영상(PIC3)에서 제 2 표시소자(PN2)에 출력되는 영상(OP1)과 제 3 표시소자(PN3)에 출력되는 영상(OP2)을 제거한 상태의 제 2 변형 영상(TP2)을 만들어 낸다. 그리고, 제 1 표시소자(PN1)에 상기 제 2 변형 영상(TP2)을 출력한다.

이러한 과정에 의해 사용자는 제 1, 2, 3 표시소자(PN1, PN2, PN3)에 각각 서로 다른 구성물을 표현하는 영상이 각각 입력되며, 따라서 사용자는 제 1, 2, 3 표시소자(PN1, PN2, PN3)에 각각 구현되는 구성물을 동시에 하나의 화상으로 보게 되며, 이때, 상기 제 1, 2, 3 표시소자(PN1, PN2, PN3)에 구현되는 화상 구성물간의 깊이차를 느끼게 됨으로서 3D 영상을 시청할 수 있다.

한편, 제 1 및 제 2 표시소자만을 구비하는 본 발명의 제 1 실시예(도 2 참조) 및 그 변형예(도 3 참조)의 경우, 제 1 및 제 2 영상 신호가 입력되며, 제 1 영상 신호와 제 2 영상 신호만의 비교만이 이루어지며, 제 2 영상에서 제 2 표시소자(PN2)로 출력되는 영상 신호를 제외한 영상을 바로 제 1 표시소자(PN1)로 출력함으로서 3D 영상을 사용자가 보게 된다.

그리고, 제 2 실시예(도 4 참조) 및 그 변형예(도 5 참조)에 있어서, 제 1 및 제 2 표시소자(PN1, PN2) 사이에 다수의 제 3 표시소자(PN3)가 구비되는 경우, 전술한 하나의 제 3 표시소자(PN3)를 구비한 3D 영상 구현 방법을 확대 적용시킴으로서 화상 상에 표현되는 구성물간에 더욱 세밀히 나뉘어진 깊이감 있는 3D 영상을 사용자가 시청 할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

100 : 3D 영상 표시장치
PN1 : 제 1 표시소자
PN2 : 제 2 표시소자
PN3 : 제 3 표시소자

Claims (10)

1. 제 1 표시소자(PN1)와;
   상기 제 1 표시소자 전면에 제 1 간격 이격하여 구비된 제 2 표시소자(PN2)를 포함하며,
   제 1 영상(PIC1)과 제 2 영상(PIC2)을 입력받고,
   상기 제 1 영상(PIC1)의 화소영역 중, 상기 제 2 영상(PIC2)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 상기 제 1 영상(PIC1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자(PN2)에 풀 화이트를 출력하며,
   상기 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자(PN2)에 출력되는 영상을 제거하여 제 1 표시소자(PN1)에 출력하는 3D 영상 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 표시소자와, 상기 제 2 표시소자 사이에는 제 2 간격을 가지며 복수개의 제 3 표시소자가 더욱 구비된 3D 영상 표시장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 간격은 각각 0.5 내지 2cm인 3D 영상 표시장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1, 2, 3 표시소자 각각은 어레이 기판과 대향기판 그리고 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정패널인 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 표시소자 배면에 부착된 제 1 편광판과;
   상기 제 2 표시소자 전면에 부착되며 상기 제 1 편광판과 수직하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과;
   상기 제 1 편광판의 외측면에 구비되는 백라이트 유닛
   을 포함하는 3D 영상 표시장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1, 2, 3 표시소자의 각 어레이 기판에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 화소전극을 포함하며,
   상기 제 2 표시소자의 대향기판에는 각 화소영역에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 컬러필터층이 형성된 3D 영상 표시장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 3 표시소자의 각 대향기판에는 각 화소영역에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 컬러필터층이 형성된 3D 영상 표시장치.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1, 2, 3 표시소자 내부에는 공통전극이 더욱 구비되며,
   상기 공통전극은,
   상기 대향기판 내측면에 형성되거나,
   상기 어레이 기판의 내측면에 상기 화소전극과 교대하며 형성되거나,
   또는 상기 어레이 기판 상에 상기 화소전극과 절연층을 개재하여 형성되며 이 경우 상기 공통전극 또는 화소전극에는 각 화소영역별로 바(bar) 형태의 다수의 개구가 구비된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
9. 제 1 항 기재의 3D 영상 표시장치의 3D 영상 구현 방법에 있어서,
   제 1, 2 영상을 인가하는 단계와;
   상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상을 각 화소영역별로 비교하여 동일한 영상 정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 있어서는 풀 화이트를 구현하고, 다른 영상 정보가 인가된 화소영역에는 상기 제 1 영상을 구현하는 단계와;
   상기 제 2 영상에서 상기 제 2 표시소자에 구현되는 영상을 제거하여 제 1 표시소자에 구현하는 단계를 포함하는 3D 영상 구현 방법.
   
10. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 기재된 3D 영상표시장치의 3D 영상구현방법에 있어서,
    제 1, 2, 3 영상(PIC1, PIC2, PIC3)을 인가하는 단계와;
    상기 제 1 영상(PIC1)의 화소영역 중, 상기 제 2 영상(PIC2) 및 상기 제 3 영상(PIC3)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 상기 제 1 영상(PIC1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 2 표시소자에 풀 화이트를 출력하며,
    상기 제 2 영상(PIC2)에서 상기 제 2 표시소자에 출력되는 영상을 제거하여 제 1 변형영상(TP1)을 생성하는 단계와;
    상기 제 1 변형영상(TP1)의 화소영역 중, 상기 제 3 영상(PIC3)의 화소영역과 다른 영상정보가 인가된 화소영역에 대해서는 상기 제 3 표시소자에 상기 제 1 변형영상(TP1)을 출력하고, 그렇지 않은 화소영역에 대해서는 상기 제 3 표시소자에 풀 화이트를 출력하며,
    상기 제 3 영상(PIC3)에서 상기 제 2 및 제 3 표시소자에 출력되는 영상을 제거하여 제 2 변형영상(TP2)을 생성하는 단계와;
    상기 제 2 변형영상(TP2)을 상기 제 1 표시소자에 출력하는 단계를 포함하는 3D 영상 구현 방법.

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