KR101291805B1 - 입체 영상 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 영상 표시장치에 관한 것으로, 좌안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 좌안 영상 데이터가 기입되고 우안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 우안 영상 데이터가 기입되는 표시소자; 상기 표시소자의 표시면에 배치되어 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 상기 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 변환하는 액티브 리타더 셀; 및 전기적으로 제어되어 교대로 개폐되는 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함한 셔터 안경을 구비한다.

Description

입체 영상 표시장치와 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체 영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
입체 영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘라 렌즈 등의 광학판을 이용하여 좌우 시차 영상의 광축을 분리하여 입체 영상을 구현한다.
편광 안경을 사용하는 입체 영상 표시장치는 표시소자 위에 액티브 리타더 셀(Active Retarder cell)을 접착하여야 한다. 액티브 리타더 셀은 액정층, 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함하여 액정층의 복굴절 상태를 전기적으로 제어함으로써 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광 특성을 변환한다. 예를 들어, 액티브 리타더 셀은 표시소자에 좌안 영상이 표시될 때 표시소자로부터입사되는 빛의 편광특성을 제1 편광으로 변환하고, 표시소자에 우안 영상이 표시될 때 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 제2 편광으로 변환한다. 편광 안경은 제1 편광만을 투과시키는 좌안 편광필터와, 제2 편광만을 투과시키는 우안 편광필터를 포함한다. 따라서, 편광 안경을 착용한 사용자는 시분할 방법으로 좌안 편광필터를 통해 좌안 영상을 보고, 우안 편광필터를 통해 우안 영상을 보게 되므로 입체 영상을 감상할 수 있다.
편광 안경을 사용하는 입체 영상 표시장치는 표시소자와 액티브 리타더 셀의 응답 지연시간을 고려하지 않고 표시소자에 좌안 영상 데이터 또는 우안 영상 데이터가 어드레스됨과 동시에 액티브 리타더 셀을 스캐닝한다. 따라서, 편광 안경을 사용하는 입체 영상 표시장치에서 응답 특성이 느린 액정 표시소자를 사용하는 경우에 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 좌우안 크로스토크(crosstalk)가 나타날 수 있고 패널 위치에 따라 휘도가 다르게 보이는 등 화질이 떨어질 수 있다.
셔터 안경을 사용하는 입체 영상 표시장치는 액티브 리타더 셀을 필요로 하지 않느다. 셔터 안경은 각각 전기적으로 액정의 복굴절 상태가 제어되는 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함한다. 표시소자에 좌안 영상이 표시될 때 좌안 셔터만 개방되고 표시소자에 우안 영상이 표시될 때 우안 셔터만 개방된다. 따라서, 셔터 안경을 착용한 사용자는 시분할 방법으로 좌안 셔터를 통해 좌안 영상을 보고, 우안 셔터를 통해 우안 영상을 보게 되므로 입체 영상을 감상할 수 있다.
편광 안경을 착용한 사용자는 액티브 리타더 셀이 없는 입체 영상 표시장치를 볼 때 입체 영상을 감상할 수 없고, 셔터 안경을 착용한 사용자는 액티브 리타더 셀을 포함한 입체 영상 표시장치를 볼 때 입체 영상을 감상할 수 없다.
본 발명은 입체 영상의 화질을 높일 수 있는 입체 영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 입체 영상 표시장치는 좌안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 좌안 영상 데이터가 기입되고 우안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 우안 영상 데이터가 기입되는 표시소자; 상기 표시소자의 표시면에 배치되어 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 상기 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 변환하는 액티브 리타더 셀; 및 전기적으로 제어되어 교대로 개폐되는 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함한 셔터 안경을 구비한다.
상기 액티브 리타더 셀은 상기 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하고, 상기 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작한다.
상기 입체 영상 표시장치의 구동방법은 좌안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 표시소자에 상기 좌안 영상 데이터를 기입하고, 우안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 우안 영상 데이터를 상기 표시소자에 기입하는 단계; 상기 표시소자의 표시면에 배치된 액티브 리터더 셀을 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 스캐닝하여 상기 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 변환하는 단계; 및 셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 전기적으로 제어하여 상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터를 교대로 개폐하는 단계를 포함한다.
본 발명은 표시소자의 모든 라인들에서 표시소자의 응답 지연시간 후에 액티브 리타더 셀의 라인들을 순차적으로 스캐닝하여 액티브 리타더 셀을 통과하는 3D 영상의 화질을 균일하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 3a는 액티브 리타더 셀의 구조를 보여 주는 분해 사시도이다.
도 3b는 액티브 리타더 셀의 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 4는 셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터의 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 동작을 보여 주는 타이밍도이다.
도 6은 표시소자에서 임의의 세 지점들을 나타내는 도면이다.
도 7은 표시소자와 액티브 리타더 셀의 스캐닝 과정에서 도 6에 도시된 세 지점들의 응답특성을 보여 주는 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 표시소자(200), 표시소자(200)의 표시면에 배치된 액티브 리타더 셀(100), 및 셔터 안경(400)을 구비한다.
표시소자(200)는 2D 영상과 3D 영상 데이터를 표시한다. 표시소자(200)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 표시소자 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(200)는 액정표시소자를 중심으로 설명된다. 투과형 액정표시소자는 표시소자(100)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(300)을 포함한다.
투과형 액정표시소자의 표시소자(200)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 포함한다. TFT 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 어레이 기판은 상호 교차되는 데이터라인들 및 게이트라인들(또는 스캔라인들), 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성된 TFT, 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 매트릭스 형태로 정의된 화소전극들, 액정셀들의 전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터(Storage capacitor, Cst) 등을 포함한다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀의 화소전극에 전달하게 된다. 컬러필터 어레이 기판은 블랙 매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 컬러필터 어레이 기판에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 TFT 어레이 기판에 형성된다. 컬러 필터 어레이 기간과 TFT 어레이 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 컬러필터 어레이 기판과 TFT 어레이 기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.
표시소자(200)에는 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임 동안 좌안 영상 데이터가 기입되고 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임 동안 우안 영상 데이터가 기입된다. 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임은 도 5와 같이 제n+1 프레임기간(Fn+1) 내에 존재할 수 있다. 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임은 도 5와 같이 제n+3 프레임기간(Fn+3) 내에 존재할 수 있다.
백라이트 유닛(300)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(300)의 광원은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.
액티브 리타더 셀(100)은 액정층, 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함하여 액정층의 복굴절 상태를 전기적으로 제어함으로써 표시소자(200)로부터 입사되는 빛의 편광 특성을 변환한다. 액티브 리타더 셀(100)은 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 표시소자(200)로부터 입사되는 빛의 편광특성을 동일한 편광으로 변환한다. 예를 들어, 액티브 리타더 셀(100)은 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 표시소자(200)로부터 입사되는 빛을 좌원 편광(또는 우원 편광)으로 변환한다. 액티브 리타더 스캐닝 타임은 도 5에서 제n+2 프레임기간(Fn+2) 내에 존재하고, 또한, 제n+4 프레임기간 내에 존재할 수 있다. 액티브 리타더 셀(100)은 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하고, 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작한다.
셔터 안경(400)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b)를 포함한다. 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b) 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 상에 협지된 액정층, 투명기판들에 접착된 편광필터들을 포함한다. 제1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b) 각각은 제2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 액티브 리타더 셀(100)을 통해 입사되는 특정 편광의 빛을 사용자의 눈 쪽으로 투과시키는 반면, 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 액티브 리타더 셀(100)로부터 입사되는 빛을 차단한다.
본 발명의 입체 영상 표시장치는 액티브 리타더 구동회로(10), 표시소자 구동회로(20), 백라이트 구동회로(30), 제어회로(60), 및 시스템 보드(50)를 구비한다.
표시소자 구동회로(20)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 제어부(60)로부터 입력되는 좌안 영상과 우안 영상의 데이터들(RGB)을 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 데이터 구동회로로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시소자(200)의 데이터라인들에 공급된다. 게이트 구동회로는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 표시소자(200)의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다.
표시소자 구동회로(20)는 3D 모드에서 도 5와 같이 제n(n은 양의 정수)+1 프레임기간(Fn+1) 동안 좌안 영상 데이터(RGBLEFT)를 표시소자(200)에 어드레싱한 후에, 제n+3 프레임기간(Fn+3) 동안 우안 영상 데이터(RGBRIGHT)를 표시소자(200)에 어드레싱한다. 표시소자(200)의 픽셀들은 제n+2 프레임기간(Fn+2) 동안 이전 프레임(Fn+1)에서 충전하였던 좌안 영상 데이터전압을 유지하고, 제n+4 프레임기간(Fn+4) 동안 이전 프레임(Fn+3)에서 충전하였던 우안 영상 데이터전압을 유지한다.
액티브 리타더 구동회로(10)는 제어부(60)의 제어 하에 3D 모드에서 도 5와 같이 제n+2 프레임기간(Fn+2)의 시작 시점으로부터 소정의 제1 시간(t1) 만큼 경과된 후에, 액티브 리타더 셀(100)을 스캐닝한다. 제1 시간(t1)은 표시소자(200)의 응답 지연시간으로서, 0 보다 크고 1/2 프레임기간보다 작은 시간으로 설정된다. 또한, 액티브 리타더 구동회로(10)는 제어부(60)의 제어 하에 3D 모드에서 도 5와 같이 제n+4 프레임기간(Fn+4)의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1) 만큼 경과된 후에, 액티브 리타더 셀(100)을 스캐닝한다.
백라이트 구동회로(30)는 백라이트 유닛(300)의 광원을 점등시기키기 위한 구동전력을 발생한다. 백라이트 구동회로(30)는 3D 모드에서 광원을 지속적으로 점등을 유지한다. 이와 다른 방법으로서, 백라이트 구동회로(30)는 본원 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2009-0066935호(2009. 07. 22), 대한민국 특허출원 제10-2009-0107047호(2009. 11. 06)에 개시된 백라이트 유닛이 주기적으로 점등 및 소등할 수 있도록 광원에 공급되는 구동전력을 주기적으로 온/오프 스위칭할 수 있다.
제어부(60)는 시스템 보드(50)로부터 입력되는 타이밍 신호들과 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 도트 클럭(CLK) 등을 포함한다. 제어부(60)는 프레임 주파수를 입력 프레임 주파수의 N(N은 2 이상의 양의 정수) 배로 체배하고 체배된 프레임 주파수를 기준으로 표시소자 구동회로(20), 액티브 리타더 구동회로(10), 및 백라이트 구동회로(30)의 동작 타이밍을 제어한다. 입력 프레임 주파수는 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서 50Hz이고 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이다.
제어부(60)는 표시소자 구동회로(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위하여 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
시스템 보드(50)는 도시하지 않은 외부기기 혹은, 방송신호 수신회로로부터 입력되는 입력 영상의 데이터에 대하여 그래픽 처리를 실시하고 스케일러(scaler)를 이용하여 표시소자(200)의 해상도에 맞게 영상 데이터의 해상도를 변환한다. 또한, 시스템 보드(50)는 스케일러(scaler)로부터 출력된 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 제어부(60)로 전송한다. 또한, 시스템 보드(50)는 2D 모드와 3D 모드를 구분하기 위한 모드신호(mode)를 제어부(60)에 전송할 수 있다.
시스템 보드(50)는 유저 입력장치(51)와 셔터 제어신호 송신부(52)에 접속된다.
사용자는 유저 입력장치(51)를 통해 2D 모드와 3D 모드를 선택할 수 있다. 유저 입력장치(51)는 표시소자(200) 상에 부착되거나 내장된 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller) 등을 포함한다. 시스템 보드(50)는 유저 입력장치(51)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 현재의 동작 모드를 2D 모드 또는 3D 모드로 전환하거나, 입력 영상의 분석 결과에 기초하여 동작 모드를 전환할 수 있다.
셔터 제어신호 송신부(52)는 시스템 보드(50)의 제어 하에 셔터 안경(400)의 좌안 셔터와 우안 셔터를 개폐하기 위한 셔터 제어신호를 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호 수신부(40)에 전송한다.
셔터 제어신호 수신부(40)는 셔터 안경(400)에 내장된다. 셔터 제어신호 수신부(40)는 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호를 수신하고, 그 셔터 제어신호에 응답하여 셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b)를 교대로 개폐한다.
셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a)는 도 5와 같이 제n+2 프레임기간의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1)과 제2 시간(t2)의 합에 해당하는 시간이 경과된 후에 개방된다. 셔터 안경(400)의 우안 셔터(41b)는 도 5와 같이 제n+4 프레임기간의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1)과 제2 시간(t2)의 합에 해당하는 시간이 경과된 후에 개방된다. 제2 시간(t2)은 셔터 안경(400)의 응답지연시간이다.
제어부(60)는 1 프레임기간 동안 초기에 1회 발생되는 게이트 스타트 펄스(GSP)를 시스템 보드(50)에 공급할 수 있다. 시스템 보드(50)는 수직 동기신호(Vsync) 또는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 프레임기간의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1)과 제2 시간(t2)의 합에 해당하는 시간이 경과된 후에 셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a) 또는 우안 셔터(41b)를 개방할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 액티브 리타더 셀(100)의 구조를 보여 주는 도면들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 액티브 리타더 셀(100)은 제1 투명기판(17)에 형성된 분할 전극들(13), 제2 투명기판(16)에 형성된 공통전극(12), 제1 투명기판(17)과 제2 투명기판(16) 사이에 형성된 액정층(11)을 포함한다. 제1 투명기판(17)은 표시소자(200)의 상부 편광판(18)에 접착된다. 제2 투명기판(16)의 외부면에는 편광판(15)과 λ(λ는 빛의 파장)/4 판(14)이 적층된다.
공통전극(12)에는 일정한 직류 전압이 공급된다. 액티브 리타더 셀(100)의 스캐닝 과정에서 분할 전극들(13)에는 구동 전압이 순차적으로 인가된다. 액티브 리타더 셀(100)의 액정층은 분할 전극(13)에 인가되는 구동전압과 공통전극(11)에 인가되는 공통전압으로 인하여 발생되는 전계에 의해 구동된다. 액정 구동에 의해 λ/2 만큼 위상이 지연된 선편광은 편광판(15)을 통과한 다음, λ/4 판(14)에 의해 원편광으로 변환되어 λ/4 판(14)을 통과한다.
3D 모드에서, 표시소자(200)에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 빛은 액티브 리타더 셀(100)을 통과하여 동일한 편광특성으로 셔터 안경(400)에 입사된다
도 4는 셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b)의 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a)와 우안 셔터(41b) 각각은 제1 투명기판(44)에 형성된 제1 전극(45), 제2 투명기판(48)에 형성된 제2 전극(47), 제1 투명기판(44)과 제2 투명기판(48) 사이에 형성된 액정층(46)을 포함한다. 제1 투명기판(44)의 외부면에는 λ/4 판(43)이 접착되고, 제2 투명기판(48)의 외부면에는 편광판이 접착된다. 제1 및 제2 전극들(45, 47) 중 어느 하나에는 일정한 직류전압이 공급되고, 다른 하나에는 셔터 제어신호 수신부(40)를 통해 수신되는 셔터 제어신호에 의해 스위칭되는 온/오프 구동전압이 공급된다. 온 전압이 제1 전극(45) 또는 제2 전극(47)에 인가되면, 액티브 리타더 셀(100)로부터의 원편광은 액정층(46)과 편광판(49)을 통과한다. 반면에, 오프 전압이 제1 전극(45) 또는 제2 전극(47)에 인가되면, 액티브 리타더 셀(100)로부터의 원편광은 편광판(49)을 통과하지 못한다.
도 6은 표시소자(100)에서 임의의 세 지점들을 나타내는 도면이다. 도 7은 표시소자와 액티브 리타더 셀의 스캐닝 과정에서 도 6에 도시된 세 지점들의 응답특성을 보여 주는 타이밍도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시소자(200)의 상부 임의의 A 지점, 중부 임의의 B 지점, 및 하부 임의의 C 지점의 픽셀들에는 데이터가 서로 다른 시간에 기입된다. 표시소자(200)의 3D 데이터 스캐닝 과정에서, A 지점의 픽셀에 데이터가 기입된 후에 B 지점의 픽셀에 데이터가 기입된 다음 C 지점의 픽셀에 데이터가 기입된다.
액티브 리타더 셀(100)에서 A 지점의 픽셀과 대응하는 상부 라인은 A 지점의 데이터 스캔타임으로부터 제1 시간(t1)이 경과된 후에 구동전압이 인가된다. 액티브 리타더 셀(100)에서 B 지점의 픽셀과 대응하는 중앙부 라인은 B 지점의 데이터 스캔타임으로부터 제1 시간(t1)이 경과된 후에 구동전압이 인가된다. 액티브 리타더 셀(100)에서 C 지점의 픽셀과 대응하는 하부 라인은 C 지점의 데이터 스캔타임으로부터 제1 시간(t1)이 경과된 후에 구동전압이 인가된다. 따라서, 표시소자(100)의 모든 위치에서 데이터 스캔 타임과 액티브 리타더 셀의 스캔 타임 사이의 시간차는 표시소자의 액정 응답시간으로 일정하다.
셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a) 또는 우안 셔터(41b)는 표시소자(200)과 액티브 리타더 셀(100)의 스캐닝이 완료된 후 모든 위치에서 표시소자(200)와 액티브 리타더 셀(100)의 응답지연시간이 경과된 후에 개방된다. 따라서, 본 발명은 표시소자(200)의 모든 라인들에서 표시소자(200)의 응답 지연시간 후에 액티브 리타더 셀(100)의 라인들을 순차적으로 스캐닝하여 액티브 리타더 셀(100)을 통과하는 3D 영상의 화질을 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명은 표시소자(200)와 액티브 리타더 셀(100)의 모든 라인들에서 응답 지연시간이 경과된 후에 셔터 안경(400)을 개방하여 사용자가 느끼는 입체 영상의 화질을 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(60)는 시스템 보드(50)로부터 입력되는 모드신호(mode) 또는 입력 영상의 분석 결과에 따라 2D 모드나 3D 모드를 선택한다.(S1) 제어부(60)는 수직 동기신호(Vsync)를 카운트하여 프레임기간을 판단한다.
제어부(60)는 3D 모드에서 제n+1 프레임기간(Fn+1) 동안 좌안 영상 데이터(RGBLEFT)를 표시소자(200)에 기입한다(S2 및 S3). 표시소자(200)는 좌안 영상 데이터(RGBLEFT)를 제2 프레임기간(Fn+2) 동안 유지한다.
제어부(60)는 제n+2 프레임기간(Fn+2)의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1)이 경과된 후에 액티브 리타더 셀(100)을 스캐닝한다. 셔터 안경(400)의 좌안 셔터(41a)는 제n+2 프레임기간(Fn+2)의 시작 시점으로부터 제1 및 제2 시간의 합(t1+t2) 만큼 시간이 경과된 후에 개방된다.(S4 내지 S9)
제어부(60)는 제n+3 프레임기간(Fn+3) 동안 우안 영상 데이터(RGBRIGHT)를 표시소자(200)에 기입한다(S10 및 S11). 표시소자(200)는 우안 영상 데이터(RGBRIGHT)를 제4 프레임기간(Fn+4) 동안 유지한다.
제어부(60)는 제n+4 프레임기간(Fn+4)의 시작 시점으로부터 제1 시간(t1)이 경과된 후에 액티브 리타더 셀(100)을 스캐닝한다. 셔터 안경(400)의 우안 셔터(41b)는 제n+4 프레임기간(Fn+4)의 시작 시점으로부터 제1 및 제2 시간의 합(t1+t2) 만큼 시간이 경과된 후에 개방된다.(S13 내지 S17)
제어부(60)는 2D 모드에서 매 프레임기간마다 2D 영상의 데이터를 표시소자(200)에 표시하고 액티브 리타더 셀(100)을 스캐닝한다.(S18)
사용자는 셔터 안경(400)을 착용한 상태에서 3D 영상을 감상할 수 있고, 셔터 안경(400)을 벗은 상태에서 2D 영상을 감상할 수 있다.
백라이트 유닛(300)은 2D 모드에서 지속적으로 점등하고, 3D 모드에서 지속적으로 점등하거나 주기적으로 점등 및 소등될 수 있다.
전술한 실시예에서 표시소자(200)는 액정표시소자 이외에 다른 표시소자로도 구현될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
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.
100 : 액티브 리타더 셀 200 : 표시소자
300 : 백라이트 유닛 400 : 셔터 안경

Claims (10)

  1. 좌안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 좌안 영상 데이터가 기입되고 우안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 우안 영상 데이터가 기입되는 표시소자;
    상기 표시소자의 표시면에 배치되어 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 상기 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 변환하는 액티브 리타더 셀; 및
    전기적으로 제어되어 교대로 개폐되는 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함한 셔터 안경을 구비하고,
    상기 액티브 리타더 셀은 상기 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하고, 상기 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시소자의 모든 라인들에서, 상기 좌안 영상의 데이터 스캔 타임과 상기 액티브 리타더 스캔 타임 사이의 시간 차이가 일정하고,
    상기 표시소자의 모든 라인들에서, 상기 우안 영상의 데이터 스캔 타임과 상기 액티브 리타더 스캔 타임 사이의 시간 차이가 일정한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제n(n은 양의 정수)+1 프레임기간 동안 상기 좌안 영상 데이터가 상기 표시소자에 기입되고,
    제n+2 프레임기간 동안 상기 표시소자의 좌안 영상 데이터가 유지되고 상기 제n+2 프레임기간 내에서 상기 액티브 리타더 셀이 스캐닝되고,
    제n+3 프레임기간 동안 상기 우안 영상 데이터가 상기 표시소자에 기입되고,
    제n+4 프레임기간 동안 상기 표시소자의 우안 영상 데이터가 유지되고 상기 제n+4 프레임기간 내에서 상기 액티브 리타더 셀이 스캐닝되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제n+2 프레임기간의 시작 시점으로부터 소정의 제1 시간이 경과된 후에 상기 액티브 리타더 셀이 스캐닝되기 시작하고,
    상기 제n+4 프레임기간의 시작 시점으로부터 상기 제1 시간이 경과된 후에 상기 액티브 리타더 셀이 스캐닝되기 시작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제n+2 프레임기간 내에서 상기 셔터 안경의 좌안 셔터가 개방되고,
    상기 제n+4 프레임기간 내에서 상기 셔터 안경의 우안 셔터가 개방되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제n+2 프레임기간의 시작 시점으로부터 상기 제1 시간과 소정의 제2 시간의 합 만큼의 시간이 경과된 후에 상기 셔터 안경의 좌안 셔터가 개방되기 시작하고,
    상기 제n+4 프레임기간의 시작 시점으로부터 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합 만큼의 시간이 경과된 후에 상기 셔터 안경의 우안 셔터가 개방되기 시작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액티브 리타더 셀을 통과한 좌안 영상의 편광 특성과 우안 영상의 편광 특성이 동일하고,
    상기 셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터의 편광 특성이 동일한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시소자에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시소자는,
    액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 및 전계발광소자(EL), 전기영동 표시소자(EPD) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  10. 좌안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 표시소자에 상기 좌안 영상 데이터를 기입하고, 우안 영상 데이터의 스캐닝 타임 동안 상기 우안 영상 데이터를 상기 표시소자에 기입하는 단계;
    상기 표시소자의 표시면에 배치된 액티브 리터더 셀을 액티브 리타더 스캐닝 타임 동안 스캐닝하여 상기 표시소자로부터 입사되는 빛의 편광특성을 변환하는 단계; 및
    셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 전기적으로 제어하여 상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터를 교대로 개폐하는 단계를 포함하고,
    상기 액티브 리타더 셀은 상기 좌안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하고, 상기 우안 영상의 데이터 스캐닝 타임 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과된 후에 스캐닝되기 시작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 구동방법.
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