복합 단일/멀티 뷰-디스플레이 document_id A220623054811

현재, 이동 전화기를 위한 디스플레이에서의 2가지 경향이 보여질 수 있다. 첫 번째 경향은 초 절전 디스플레이를 제공하는 것이고, 두 번째 경향은 단일 뷰 모드와 멀티 뷰 모드를 결합할 수 있는 디스플레이와 같은 부가 가치를 가지는 디스플레이를 제공하는 것이다. "멀티 뷰 모드"라는 용어는 3D 모드뿐만 아니라 듀얼 뷰 모드를 포함한다. 초 저전력 "종이-유사" 디스플레이를 향한 경향은 이잉크 디스플레이와 같은 전기영동형 디스플레이에 의해 종종 실현된다. 전기영동형 디스플레이의 근본적인 원리는 디스플레이 내에 캡슐화된 전기영동형 매체의 외관이 전기 구동 신호에 의해 제어된다는 점이다. 더 상세하게는, 반사형 전기영동형 디스플레이는 상단 투명층, 하단 투명층, 이 상단 투명층과 하단 투명층 사이에 배열된 복수의 마이크로캡슐을 포함한다. 마이크로캡슐은 다른 전하 극성 및 컬러를 가지고 마이크로캡슐에 의해 둘러싸인 유체와 같은 전기영동형 매체내에서 분산되는 대전 착색 입자로 채워진다. 예를 들면, 그레이-스케일 디스플레이의 경우, 반대 극성의 흑색 및 백색 입자가 사용된다. 더욱이, 각 마이크로캡슐은 이 마이크로캡슐과 관련된 상단 및 하단 전극을 가지게 되어 전극에 구동 신호를 인가함으로써 그 마이크로캡슐내의 입자을 변위시킨다. 예를 들면, 디스플레이의 안쪽(interior)에 대면하는, 하단 전극에 양(상단 전극에 대하여) 전기장을 인가하는 경우, (양으로 대전된) 흑색 입자는 디스플레이 바깥(exterior)의 방향에 있는 투명 상단 전극쪽을 향해 마이크로캡슐의 상단으로 이동하며, 여기서 이들 입자는 디스플레이 관찰자에게 시청가능해진다. 이는 디스플레이의 표면이 흑색 입자가 위치되는 로케이션에서 다크로 나타난다. 그 결과, (음으로 대전된) 백색 입자는 디스플레이 안쪽 방향에 있는 픽셀 전극쪽을 향해 마이크로캡슐의 하단으로 이동하여, 여기서 이들 입자는 디스플레이 관찰자에게 시청가능하지 않다. 인가된 전기장을 반대로 함으로써, 백색 입자는 캡슐의 상단으로 이동하며, 이제 이는 디스플레이가 그 위치에서 백색으로 보인다. 전기장이 제거되는 경우, 디스플레이는 획득된 현재 상태에서 남아 있으며, 따라서 쌍-안정 특징을 보인다. 흑색과 백색 입자를 가지는 이러한 전기영동형 디스플레이는 특히 전자북으로 유용하다. 전기영동형 디스플레이는 긴 응답 시간을 가지며, 이는 화상 시퀀스 또는 영화를 디스플레이하기에 디스플레이를 적합하지 못하게 한다. 세 번째 경향에 따르면, 3D-디스플레이 또는 듀얼 뷰 디스플레이가 제공된다. 3D-디스플레이는 물체에 대한 다수의 화상을 디스플레이함으로써 획득되며, 이 화상은 다른 각도로부터 관찰자에게 취해진다. 듀얼 뷰 디스플레이는 다른 각도의 다른 이미지를 보여준다. 3D-디스플레이의 경우, 관찰자의 각각의 눈은 예를 들면 편광 또는 착색된 유리에 의해 다른 화상에 노출되므로, 물체는 3D상태로 보이게 된다. 이를 달성하기 위한 다른 방식은 장벽 구조 디스플레이에 의해서이다. 이러한 접근 방식은 어떠한 추가 도움(위에서 처럼 유리등)을 요구하지 않는 것처럼, 자동-입체경(auto-stereoscopic)으로 언급된다. 이들 구조는 때때로 3D 셔터 또는 3D-장벽으로 언급된다. 이 장벽은 정적 또는 동적일 수 있다. 만일 장벽 구조가 동적이라면, 디스플레이는 2D(디스플레이의 풀 해상도를 사용) 또는 3D로 동작할 수 있으며, 만일 정적 장벽 구조가 2D로 스위칭된다면, 동일한 해상도가 사용되어야만 한다. 이는 다음에서 더 설명될 것이다. 정적 장벽은 정확하게 위치된 장벽을 구비하는 플레이트를 LCD(Liquid Crystal Display) 정면에 놓음으로써, 단순히 형성될 수 있다. 플레이트는 픽셀의 절반이 관찰자의 오른쪽 눈에 의해 보이도록 하는 것을 허용하고 픽셀의 절반은 왼쪽 눈에 의해 보이도록 한다. 만일 듀얼 뷰 디스플레이를 형성하기 위해 이러한 기술을 사용하고 싶다면, 3D-디스플레이를 위한 장벽보다 다른 위치의 장벽을 로케이션하는 것이 필수적이다. 단점은 2개의 잘-분리된 뷰잉 콘(viewing cone)을 달성하기 위해, LCD로부터 단지 0.1mm 거리에서 장벽을 가지는 것이 필수적이라는 점이다. 장벽과 LCD 사이의 거리가 유리 두께에 의해 결정되므로, 0.1mm의 유리두께가 요구된다(일반적으로, LCD에 대하여, 유리 두께는 0.7mm이다). 3D-디스플레이를 형성하기 위해 사용된 다른 기술은 관찰자에 대면하는 디스플레이의 측면상에 여분의 컬러 필터 플레이트를 삽입하여, 특정 컬러의 픽셀이 일부 각도로부터 보여지고 반면에, 다른 컬러의 픽셀은 동일한 각도로부터 시청가능하지 않다는 것이다. 따라서, 제 1 각도로부터 디스플레이를 관찰하는 제 1 관찰자는 픽셀의 제 1 그룹을 보지만, 그러나 다른 픽셀을 보지못하는 것이다. 그 반대가 제 2 각도로부터 디스플레이를 관찰하는 제 2 관찰자에 대하여 사실이며, 제 2 관찰자는 픽셀의 제 2 그룹을 볼 수 있지만, 그러나 다른 픽셀(가령 제 1 픽셀 그룹)을 볼 수는 없다. 다른 픽셀 그룹 상에 다른 콘텐츠를 디스플레이함으로써, 듀얼 뷰 디스플레이가 형성된다. 불투명한 장벽의 경우처럼, 컬러 필터는 스위치 오프될 수 없다. 이는 자동차 응용을 위하여, 디스플레이는 항시, 비록 운전자만 존재한다고 할지라도(또는 승객(passenger)과 운전자 모두 동일한 콘텐츠를 보고있음) 해상도를 감소시켰다는 것을 의미한다. 그러나, 불투명한 장벽(opaque barrier)과 달리, 픽셀의 반을 스위치 오프시키는 것은 필요하지 않다. 인식된 해상도는 그러므로 실제 해상도의 1/2이다(2개 뷰에 대한 분배로 인해). 추가 플레이트의 컬러 필터가 단지 하나의 원색만을 투과하고 다른 파장은 누설하지 않는 것이 필수적이다는 것을 주목하는 것은 중요하다. 실제로, 이는 쉽게 달성가능하지 않으며, 표준 컬러 필터 물질은 확실히 이를 달성하지 못한다. 오늘날 시장에 존재하는 동적 장벽(dynamic barrier)은 복합 2D/3D 디스플레이의 제조를 가능하게 한다. 복합 2D/3D-LCD는 관찰자에 대면하고 하단 컬러 LC 디스플레이 상에 배열된 톱 LC 디스플레이를 포함한다. 이 디스플레이는 서로 배향된 상단 및 하단 편광자를 더 포함한다. 상단 LCD를 스위치 오프함으로써, 2D 모드가 달성되며, 이에 의해, 상단 LCD는 하단 LCD를 시청가능하게 만드는 투명한 모드에 진입한다. 하단 컬러 LCD는 임의 LCD에서 사용된 바와 같이, 풀 해상도를 사용하여, 이제 "보통" 방식으로 사용된다. 3D 모드는 상단 LCD와 하단 컬러 LCD를 동시에 동작시킴으로써 달성된다. 상단 LCD는 패럴랙스 장벽(parallax barrier)으로서 사용되며, 이 LCD는 라인 사이의 투명 공간을 가지는 흑색 라인의 격자(또는 그물)를 디스플레이하도록 동작된다. 3D 모드에서, 장벽이 있어야 하는 LC 물질의 위치는 이들 영역을 통과하는 광의 편광이 회전하도록 어드레싱된다. 이러한 투과된 광의 편광이 이제 편광자에 수직이므로, 투과된 광은 차단된다. 관찰자의 정확한 위치에 의존하여, 특정한 픽셀은 따라서 장벽에 의해 차단된다. 정확한 지오메트리(geometry)를 선택함으로써, 관찰자가 자신의 오른쪽 눈으로 일부 픽셀을 보고 왼쪽 눈으로 일부 픽셀을 볼 수 있도록 배열된다(일부 픽셀이 한쪽 눈으로 보이고 일부 픽셀이 다른 한쪽 눈에 의해 보임으로서 더 낮은 해상도가 달성된다). 이는 결국 3D 이미지의 인식이 된다. 상단 LCD에서 격자를 조절함으로써, 물체의 다른 각도가 비-이동 관찰자에게 디스플레이될 수 있다. 만일 관찰자가 이동하고 격자가 불변이면, 관찰자는 다른 각도로부터 물체를 볼 것이다. 미국 특허 제2004/0150767호는 2D 이미지와 3D 이미지를 선택적으로 디스플레이하는 디스플레이 장치를 공개한다. 이러한 디스플레이 장치는 평판 패널 디스플레이 디바이스를 포함하며, 이 디스플레이 디바이스는 2D 모드가 요청되는 경우 2D 이미지를 생성하고 3D 모드가 요청되는 경우 패럴랙스를 가지는 뷰포인트 이미지를 생성한다. 더욱이, 디스플레이 장치는 평판 패널 디스플레이 디바이스 정면에 배열되는 스위칭 패널을 포함하며, 이 패널은 미리 결정된 거리만큼 평판 디스플레이 디바이스로부터 분리되고, 이 패널은 평판 패널 디스플레이 디바이스에 의해 어떤 유형의 이미지가 발생되는 지에 따라 제어되어, 2차원 이미지 및 3차원 이미지가 디스플레이될 수 있다. 알려진 복합 2D/3D-디스플레이의 문제점은 다음처럼 요약된다. - 이러한 디스플레이는 고전력 소모를 겪게 되는데, 이는 이동 전화기 또는 PDA와 같은 핸드헬드 디바이스를 위한 디스플레이에 대해 만족스럽지 못한 특성이며, - 이들 디스플레이는 관찰자의 로케이션이 잘 고정된 응용에 제한되는데, 이는 3D-장벽을 관통한 투과는 각도에 의존적이기 때문이다. 더욱이, 이러한 2D/3D-기술은 제한된 뷰잉 각도를 겪는다. 관찰자는 스크린의 노멀상태(the normal of the screen)에 대하여 매우 큰 각도로 장벽을 통해볼 수 있다. 듀얼 뷰 모드의 경우, 이는 결국 2개의 다른 이미지의 혼합이 되며, 반면에 스테레오 3D 모드의 경우, 이는 결국 관찰자가 더 약한 3D 효과를 인식하는 사실이 된다. - 복합 2D/3D 디스플레이는 대 픽셀을 갖는 매우 단순한 톱 LCD(수동 매트릭스)를 포함하며, 이 LCD는 양호한 뷰잉 각도를 위해 쉽게 최적화되지 않는다. 이는 양호한 3D가 관찰되는 위치가 공간에서 매우 제한됨을 의미한다. - 제 1 및 제 2 LCD 사이의 거리는 항시 제 1 LCD의 상단 플레이트의 유리 두께와 제 2 LCD의 하단 플레이트의 두께의 합이 된다. 이러한 거리는 보통 다소 커서, 즉 1.4mm가 되며, 이는 결국 뷰사이의 큰 중첩이 된다. - 제 2 LCD의 편광자 및 여분의 유리 플레이트는 실질적으로 32인치 패널이 지금 표준인 텔레비젼 응용을 고려할때, 패널 코스트의 한 원인이 된다.