KR101255711B1 - 입체영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 화소 어레이가 형성되는 표시패널; 제n 프레임 기간 동안 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하고, 제n+1 프레임 기간 동안 기수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하는 랜더링 처리부; 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더; 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 투과시키는 제1 액티브 리타더와, 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 투과시키는 제2 액티브 리타더를 포함하는 액티브 리타더 안경; 및 스위쳐블 제어신호를 발생하여 상기 제1 및 제2 액티브 리타더의 광 투과 파장을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치 및 그 구동방법{3D IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 3차원 입체영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3D 영상을 구현한다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다. 안경방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.
편광 안경방식은 도 1과 같이 표시패널(1) 위에 부착된 패턴드 리타더(Patterned Retarder)(2)를 포함한다. 편광 안경방식은 표시패널(1)에 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 패턴드 리타더(1)를 통해 편광 안경(3)에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 편광 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현할 수 있다.
편광 안경방식은 3D 영상에서 좌안과 우안의 크로스토크가 작고 휘도가 높은 장점이 있으나, 좌안 이미지와 우안 이미지가 공간 분할되어 표시되기 때문에, 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도가 패널의 물리적 수직 해상도에 비해 절반으로 줄어든다.
액정셔터 안경방식은 도 2와 같이 표시소자(4)에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경(5)의 좌우안 셔터를 개폐함으로써 3D 영상을 구현한다. 액정셔터 안경(5)은 좌안 이미지가 표시되는 기수 프레임 기간 동안 그의 좌안 셔터만을 개방하고, 우안 이미지가 표시되는 우수 프레임 기간 동안 그의 우안 셔터만을 개방함으로써 시분할 방식으로 양안 시차를 만들어낸다.
액정셔터 안경방식은 3D 영상에서 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하는 발생하지 않지만, 액정셔터 안경(5)의 데이터 온 타임이 짧아 3D 영상의 휘도가 낮으며, 표시소자(4)와 액정셔터 안경(5)의 동기, 및 온/오프 전환 응답 특성에 따라 3D 크로스토크의 발생이 심하다.
따라서, 본 발명의 목적은 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하없이 3D 크로스토크를 줄이고 휘도를 높일 수 있도록 한 입체영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 화소 어레이가 형성되는 표시패널; 제n 프레임 기간 동안 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하고, 제n+1 프레임 기간 동안 기수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하는 랜더링 처리부; 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더; 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 투과시키는 제1 액티브 리타더와, 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 투과시키는 제2 액티브 리타더를 포함하는 액티브 리타더 안경; 및 스위쳐블 제어신호를 발생하여 상기 제1 및 제2 액티브 리타더의 광 투과 파장을 제어하는 제어부를 구비한다.
상기 랜더링 처리부는, 외부로부터 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터를 입력받고; 상기 좌안영상 데이터를 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 좌안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 좌안영상 데이터로 분리하고; 상기 우안영상 데이터를 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 우안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 우안영상 데이터로 분리한다.
상기 제어부는 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호를 제2 논리값으로 발생하고, 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호를 제1 논리값으로 발생한다.
상기 제1 액티브 리타더는 상기 제1 원편광을 투과시키는 제1 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 좌안셀을 포함하고; 상기 제1 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 오프 될 때 상기 제1 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 온 될 때 상기 제2 원편광을 투과시킨다.
상기 제2 액티브 리타더는 상기 제2 원편광을 투과시키는 제2 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 우안셀을 포함하고; 상기 제2 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 오프 될 때 상기 제2 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 온 될 때 상기 제1 원편광을 투과시킨다.
상기 기수번째 좌안영상 데이터와 우수번째 우안영상 데이터는 상기 제n 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지하며; 상기 기수번째 우안영상 데이터와 우수번째 좌안영상 데이터는 상기 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지한다.
이 입체영상 표시장치는 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트를 더 구비하고; 상기 제어부는 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 동안 상기 백라이트를 소등 제어하고, 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 상기 백라이트를 점등 제어한다.
본 발명의 실시예에 따라 화소 어레이가 형성되는 표시패널과, 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더를 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법은, 제n 프레임 기간 동안 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하고, 제n+1 프레임 기간 동안 기수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하는 단계; 액티브 리타더 안경의 광 투과 파장을 제어하기 위해 스위쳐블 제어신호를 발생하는 단계; 상기 액티브 리타더 안경의 제1 액티브 리타더를 이용하여, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 투과시키는 단계; 및 상기 액티브 리타더 안경의 제2 액티브 리타더를 이용하여, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 투과시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 종래 액정셔터 안경방식에 비해 3D 영상의 휘도를 높일 수 있고 3D 크로스토크를 저하시킬 수 있으며, 종래 편광 안경방식에 비해 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하를 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 표시패널로부터 입사되는 빛만 스위칭하기 때문에, 종래 액정셔터 안경방식과 달리 주변광(표시패널로부터 입사되는 광이 아님)에 의한 플리커가 없다.
나아가, 복수의 시청자가 3D 영상을 관람할 경우 반드시 고가의 액정셔터 안경을 복수 개 필요로 하는 종래 액정셔터 안경방식과 달리, 본 발명은 입력 영상 랜더링 방식에 따라 편광 안경방식과 액정셔터 안경방식을 선택적으로 구현할 수 있기 때문에, 저가의 비용으로 복수의 시청자에게 3D 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 편광 안경방식을 보여주는 도면.
도 2는 종래 액정셔터 안경방식을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.
도 4는 데이터 랜더링에 대한 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 액티브 리타더 안경을 상세히 보여주는 도면.
도 6은 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하를 방지하기 위한 본 발명의 동작 원리를 개략적으로 보여주는 도면.
도 7은 도 6의 제n 및 제n+1 프레임 기간에서 표시패널 구동, 백라이트 동작, 및 액티브 리타더 안경의 동작 상태를 자세히 보여주는 도면.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여준다.
도 3을 참조하면, 이 입체영상 표시장치는 표시소자(10), 패턴드 리타더(20), 랜더링 처리부(30), 제어부(40), 패널 구동부(50), 안경제어신호 송신부(60), 안경제어신호 수신부(70), 및 액티브 리타더 안경(80)을 구비한다.
표시소자(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(10)를 액정표시소자를 중심으로 설명한다.
액정표시소자는 표시패널(11)과, 상부 편광필름(Polarizer)(11a)과, 하부 편광필름(11b)을 포함한다.
표시패널(11)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(11)은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 포함한다. 표시패널(11)의 하부 유리기판에는 데이터라인들, 게이트라인들, 박막트랜지스터들(Thin Film Transistors, TFTs), 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)를 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극들과, 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 상부 및 하부 편광필름(11a, 11b)이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
표시패널(11)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(12)이 필요하다. 백라이트 유닛(12)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
패턴드 리타더(20)는 표시패널(11)의 상부 편광필름(11a)에 부착된다. 패턴드 리타더(20)의 기수 라인들에는 제1 리타더가 형성되고, 패턴드 리터더(20)의 우수 라인들에는 제2 리타더가 형성된다. 제1 리타더의 광흡수축과 제2 리타더의 광흡수축은 서로 직교한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 화소 어레이의 기수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 화소 어레이의 우수 표시라인과 대향하여 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
랜더링 처리부(30)는 외부의 3D 포맷터(미도시)로부터 좌안영상 데이터(L)와 우안영상 데이터(R)를 입력받는다. 랜더링 처리부(30)는 입력받은 좌안영상 데이터(L)를 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 좌안영상 데이터(Lo)와, 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 좌안영상 데이터(Le)로 분리한다. 아울러, 랜더링 처리부(30)는 입력받은 우안영상 데이터(R)를 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 우안영상 데이터(Ro)와, 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 우안영상 데이터(Re)로 분리한다. 랜더링 처리부(30)는 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도가 저하되지 않도록 도 4와 같이 분리된 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)을 랜더링(rendering)시킨다. 도 4를 참조하면, 랜더링 처리부(30)는 제n 프레임 기간(Fn) 동안 기수번째 좌안영상 데이터(Lo)를 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러, 우수번째 우안영상 데이터(Re)를 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링한다. 그리고, 랜더링 처리부(30)는 제n+1 프레임 기간(Fn+1) 동안 기수번째 우안영상 데이터(Ro)를 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러, 우수번째 좌안영상 데이터(Le)를 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링한다. 도 4에서, '540P'는 3D 영상의 수직 해상도가 FHD(Full High Definition)(1920(가로)×1080(세로))로 구현될 때, 랜더링 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)이 담당하는 해상도를 지시한다.
제어부(40)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 패널 구동부(50)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들과, 액티브 리타더 안경(80)의 편광 방향을 스위칭하기 위한 스위쳐블(switchagle) 제어신호를 발생한다.
제어부(40)는 랜더링 처리부(30)로부터 입력되는 랜더링 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)을 패널 구동부(50)에 공급한다. 제어부(40)는 입력 프레임 주파수×iHz(i는 2이상의 양의 정수)의 프레임 주파수로 랜더링 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)을 패널 구동부(50)에 전송할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다. 이하의 설명에서, 프레임 주파수는 120Hz로 설명되나, 이에 한정되지 않고 100Hz, 150Hz, 180Hz, 200Hz, 240Hz 등의 주파수도 가능하다는 것에 주의하여야 한다.
패널 구동부(50)는 표시패널(11)의 데이터라인들을 구동시키기 위한 데이터 구동부와, 표시패널(11)의 게이트라인들을 구동시키기 위한 게이트 구동부를 포함한다.
데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동부는 제어부(40)의 제어 하에 랜더링 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)을 래치한다. 데이터 구동부는 극성제어신호에 응답하여 랜더링 데이터들(Lo,Le,Ro,Re)을 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부는 게이트 구동부로부터 출력되는 게이트펄스와 동기되는 데이터전압을 데이터라인들로 출력한다. 데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.
게이트 구동부는 쉬프트 레지스터(Shift register), 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부는 제어부(40)의 제어 하에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.
안경제어신호 송신부(60)는 제어부(40)에 접속되며, 제어부(40)로부터 입력되는 스위쳐블 제어신호를 유/무선 인터페이스를 통해 안경제어신호 수신부(70)에 전송한다. 안경제어신호 수신부(70)는 액티브 리타더 안경(80)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 스위쳐블 제어신호를 수신하고, 스위쳐블 제어신호에 따라 액티브 리타더 안경(80)의 좌안(80L)과 우안(80R)의 편광 방향을 스위칭시킨다.
액티브 리타더 안경(80)은 전기적으로 동시에 제어되는 좌안(80L)과 우안(80R)을 구비한다.
액티브 리타더 안경(80)의 좌안(80L)은 도 5와 같이, 제1 액티브 리타더(85L)와 제1 선평광필터(86L)를 포함한다. 제1 액티브 리타더(85L)는 제1 원편광을 투과시키는 제1 원편광 플레이트(81L)와, 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 좌안셀을 포함한다. 좌안셀은 제1 투명전극(82L)과, 제2 투명전극(84L)과, 제1 및 제2 투명전극(82L,84L) 사이에 형성된 액정층(83L)을 포함한다.
액티브 리타더 안경(80)의 우안(80R)은 도 5와 같이, 제2 액티브 리타더(85R)와 제2 선평광필터(86R)를 포함한다. 제2 액티브 리타더(85R)는 제2 원편광을 투과시키는 제2 원편광 플레이트(81R)와, 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 우안셀을 포함한다. 우안셀은 제1 투명전극(82R)과, 제2 투명전극(84R)과, 제1 및 제2 투명전극(82R,84R) 사이에 형성된 액정층(83R)을 포함한다.
제1 투명전극(82L,82R)에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극(84L,84R)에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 스위쳐블 제어신호가 제1 논리값으로 안경제어신호 수신부(70)에 입력될 때 제2 투명전극(84L,84R)에 ON 전압이 공급되는 반면에, 스위쳐블 제어신호가 제2 논리값으로 안경제어신호 수신부(70)에 입력될 때 제2 투명전극(84L,84R)에 OFF 전압이 공급된다. 액정층(83L,83R)은 제2 투명전극(84L,84R)에 OFF 전압이 공급될 때 0 λ의 위상 지연을 가지므로, 제1 및 제2 액티브 리타더(85L,85R)의 편광 방향을 변화시키지 않는다. 반면, 액정층(83L,83R)은 제2 투명전극(84L,84R)에 ON 전압이 공급될 때 λ/2의 위상 지연을 가지므로, 제1 및 제2 액티브 리타더(85L,85R)의 편광 방향을 각각 90도 만큼 지연시킨다.
제1 액티브 리타더(85L)는 제2 투명전극(84L)에 OFF 전압이 공급될 때 제1 원편광을 투과시키고, 제2 투명전극(84L)에 ON 전압이 공급될 때 제2 원편광을 투과시킨다. 제2 액티브 리타더(85R)는 제2 투명전극(84R)에 OFF 전압이 공급될 때 제2 원편광을 투과시키고, 제2 투명전극(84R)에 ON 전압이 공급될 때 제1 원편광을 투과시킨다.
제1 선평광필터(86L)는 좌안 영상을 좌안(80L)으로만 투과시키는 역할을 하고, 제2 선편광필터(86R)는 우안 영상을 우안(80R)으로만 투과시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 및 제2 선평광필터(86L,86R)의 편광 방향은 서로 동일하게 제작된다. 일 예로, 제1 및 제2 선평광필터(86L,86R)는 표시패널(11)의 하부 편광필름(11b)과 실질적으로 동일하게 제작된다.
도 6은 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하를 방지하기 위한 본 발명의 동작 원리를 보여준다.
도 6을 참조하여 제n 및 제n+2 프레임 기간(Fn,Fn+2) 동안에서의 동작을 살펴보면, 화소 어레이의 기수 표시라인(L#1,L#3)에는 기수번째 좌안영상 데이터가, 화소 어레이의 우수 표시라인(L#2,L#4)에는 우수번째 우안영상 데이터가 표시된다.
패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 화소 어레이의 기수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 기수번째 좌안영상을 좌원편광으로 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 화소 어레이의 우수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 우수번째 우안영상을 우원편광으로 투과시킨다.
액티브 리타더 안경(80)의 좌안(80L)은 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 제1 리타더로부터의 좌원편광을 투과시키고, 액티브 리타더 안경(80)의 우안(80R)은 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 제2 리타더로부터의 우원편광을 투과시킨다.
도 6을 참조하여 제n+1 프레임 기간(Fn+1) 동안에서의 동작을 살펴보면, 화소 어레이의 기수 표시라인(L#1,L#3)에는 기수번째 우안영상 데이터가, 화소 어레이의 우수 표시라인(L#2,L#4)에는 우수번째 좌안영상 데이터가 표시된다. 이러한, 기수번째 우안영상 데이터와 우수번째 좌안영상 데이터는 종래 편광 안경방식에서 그 표시가 생략되는 데이터로서, 본 발명은 제n 및 제n+2 프레임 기간(Fn,Fn+2) 사이에 제n+1 프레임 기간(Fn+1)을 삽입하고 상기 기수번째 우안영상 데이터와 우수번째 좌안영상 데이터를 표시함으로써 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하를 방지한다.
패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 화소 어레이의 기수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 기수번째 우안영상을 좌원편광으로 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 화소 어레이의 우수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 우수번째 좌안영상을 우원편광으로 투과시킨다.
액티브 리타더 안경(80)의 우안(80R)은 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 제1 리타더로부터의 좌원편광을 투과시키고, 액티브 리타더 안경(80)의 좌안(80L)은 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 제2 리타더로부터의 우원편광을 투과시킨다.
도 7은 도 6의 제n 및 제n+1 프레임 기간(Fn,Fn+1)에서 표시패널 구동, 백라이트 동작, 및 액티브 리타더 안경의 동작 상태를 자세히 보여준다.
도 7을 참조하면, 제n 프레임 기간(Fn) 동안 표시패널의 기수 표시라인에는 기수번째 좌안영상 데이터(Lo)가 표시되고, 표시패널의 우수 표시라인에는 우수번째 우안영상 데이터(Re)가 표시된다. 이러한 표시를 위해, 기수번째 좌안영상 데이터(Lo)와 우수번째 우안영상 데이터(Re)는 제n 프레임 기간(Fn)의 전반부 구간(P1) 내에서 어드레싱이 완료되고, 제n 프레임 기간(Fn)의 후반부 구간(P2) 동안 이 어드레스 된 상태를 유지한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 기수번째 좌안영상 데이터(Lo)에 의한 빛의 좌원편광(예컨대, 3λ/4)을 투과시키고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 우수번째 우안영상 데이터(Re)에 의한 빛의 우원편광(예컨대, λ/4)을 투과시킨다. 백라이트 유닛의 백라이트는 제n 프레임 기간(Fn)의 전반부 구간(P1) 동안 소등되고, 제n 프레임 기간(Fn)의 후반부 구간(P2) 동안 점등된다. 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 액티브 리타더 안경(80)의 좌안셀 및 우안셀은 OFF(0 λ의 위상 지연)되므로, 좌안(80L)은 제1 리타더로부터 입사되는 좌원편광(3λ/4)의 좌안 영상을 투과시키고, 우안(80R)은 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광(λ/4)의 우안 영상을 투과시킨다.
제n+1 프레임 기간(Fn+1) 동안 표시패널의 기수 표시라인에는 기수번째 우안영상 데이터(Ro)가 표시되고, 표시패널의 우수 표시라인에는 우수번째 좌안영상 데이터(Le)가 표시된다. 이러한 표시를 위해, 기수번째 우안영상 데이터(Ro)와 우수번째 좌안영상 데이터(Le)는 제n+1 프레임 기간(Fn+1)의 전반부 구간(P1) 내에서 어드레싱이 완료되고, 제n+1 프레임 기간(Fn+1)의 후반부 구간(P2) 동안 이 어드레스 된 상태를 유지한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 기수번째 우안영상 데이터(Ro)에 의한 빛의 좌원편광(예컨대, 3λ/4)을 투과시키고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 우수번째 좌안영상 데이터(Le)에 의한 빛의 우원편광(예컨대, λ/4)을 투과시킨다. 백라이트 유닛의 백라이트는 제n+1 프레임 기간(Fn+1)의 전반부 구간(P1) 동안 소등되고, 제n+1 프레임 기간(Fn+1)의 후반부 구간(P2) 동안 점등된다. 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 응답하여 액티브 리타더 안경(80)의 좌안셀 및 우안셀은 ON(λ/2의 위상 지연)되므로, 좌안(80L)은 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광(λ/4)의 좌안 영상을 투과시키고, 우안(80R)은 제2 리타더로부터 입사되는 좌원편광(3λ/4)의 우안 영상을 투과시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 데이터 렌더링을 통한 데이터 스위칭(즉, 기수 프레임에서 표시패널의 기수 및 우수 표시라인에 각각 기수번째 좌안영상 데이터 및 우수번째 우안영상 데이터를 표시하고, 우수 프레임에서 표시패널의 기수 및 우수 표시라인에 각각 기수번째 우안영상 데이터 및 우수번째 좌안영상 데이터를 표시함)과, 액티브 리타더 안경의 편광 방향을 스위칭(즉, 기수 프레임에서 좌안은 제1 리타더로부터 입사되는 좌원편광의 좌안 영상을 투과시키고 우안은 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광의 우안 영상을 투과시키며, 우수 프레임에서 좌안은 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광의 좌안 영상을 투과시키고 우안은 제1 리타더로부터 입사되는 좌원편광의 우안 영상을 투과시킴)한다.
그 결과, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 종래 액정셔터 안경방식에 비해 3D 영상의 휘도를 높일 수 있고 3D 크로스토크를 저하시킬 수 있으며, 종래 편광 안경방식에 비해 좌안 및 우안 이미지의 수직 해상도 저하를 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시소자 20 : 패턴드 리타더
30 : 랜더링 처리부 40 : 제어부
50 : 패널 구동부 60 : 안경제어신호 송신부
70 : 안경제어신호 수신부 80 : 액티브 리타더 안경

Claims (14)

  1. 화소 어레이가 형성되는 표시패널;
    제n 프레임 기간 동안 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하고, 제n+1 프레임 기간 동안 기수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하는 랜더링 처리부;
    상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더;
    상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 투과시키는 제1 액티브 리타더와, 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 투과시키는 제2 액티브 리타더를 포함하는 액티브 리타더 안경; 및
    스위쳐블 제어신호를 발생하여, 상기 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 투과시키는 상기 제1 액티브 리타더의 동작과, 상기 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 투과시키는 상기 제2 액티브 리타더의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜더링 처리부는,
    외부로부터 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터를 입력받고;
    상기 좌안영상 데이터를 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 좌안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 좌안영상 데이터로 분리하고;
    상기 우안영상 데이터를 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 우안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 우안영상 데이터로 분리하는 것을 특징으로 입체영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호를 제2 논리값으로 발생하고, 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호를 제1 논리값으로 발생하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 액티브 리타더는 상기 제1 원편광을 투과시키는 제1 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 좌안셀을 포함하고;
    상기 제1 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 오프 될 때 상기 제1 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 온 될 때 상기 제2 원편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 액티브 리타더는 상기 제2 원편광을 투과시키는 제2 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 우안셀을 포함하고;
    상기 제2 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 오프 될 때 상기 제2 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 온 될 때 상기 제1 원편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기수번째 좌안영상 데이터와 우수번째 우안영상 데이터는 상기 제n 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지하며;
    상기 기수번째 우안영상 데이터와 우수번째 좌안영상 데이터는 상기 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트를 더 구비하고;
    상기 제어부는 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 동안 상기 백라이트를 소등 제어하고, 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 상기 백라이트를 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 화소 어레이가 형성되는 표시패널과, 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더를 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,
    제n 프레임 기간 동안 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하고, 제n+1 프레임 기간 동안 기수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시켜 렌더링함과 아울러 우수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시켜 렌더링하는 단계;
    액티브 리타더 안경의 동작을 제어하기 위한 스위쳐블 제어신호를 발생하는 단계;
    상기 스위쳐블 제어신호에 따라 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 어느 하나를 상기 액티브 리타더 안경의 제1 액티브 리타더로 투과시키는 단계; 및
    상기 스위쳐블 제어신호에 따라 상기 패턴드 리타더로부터의 제1 및 제2 원편광 중 나머지 하나를 상기 액티브 리타더 안경의 제2 액티브 리타더로 투과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 랜더링하는 단계는,
    외부로부터 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터를 입력받는 단계;
    상기 좌안영상 데이터를 상기 제n 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 좌안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 좌안영상 데이터로 분리하는 단계; 및
    상기 우안영상 데이터를 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 인가될 기수번째 우안영상 데이터와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 인가될 우수번째 우안영상 데이터로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 입체영상 표시장치의 구동방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제n 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호는 제2 논리값으로 발생되고, 상기 제n+1 프레임 기간 동안 상기 스위쳐블 제어신호는 제1 논리값으로 발생되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 액티브 리타더는 상기 제1 원편광을 투과시키는 제1 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 좌안셀을 포함하고;
    상기 제1 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 오프 될 때 상기 제1 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 좌안셀이 온 될 때 상기 제2 원편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 액티브 리타더는 상기 제2 원편광을 투과시키는 제2 원편광 플레이트와, 상기 스위쳐블 제어신호에 따라 동작이 제어되는 액정층을 갖는 우안셀을 포함하고;
    상기 제2 액티브 리타더는, 상기 제2 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 오프 될 때 상기 제2 원편광을 투과시키고, 상기 제1 논리값의 스위쳐블 제어신호에 의해 상기 우안셀이 온 될 때 상기 제1 원편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 기수번째 좌안영상 데이터와 우수번째 우안영상 데이터는 상기 제n 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지하며;
    상기 기수번째 우안영상 데이터와 우수번째 좌안영상 데이터는 상기 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 내에서 어드레싱이 완료되고, 상기 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 이 어드레스 된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트는 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 전반부 구간 동안 소등 제어되고, 상기 제n 및 제n+1 프레임 기간의 후반부 구간 동안 점등 제어되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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