KR101310383B1

KR101310383B1 - 입체영상표시장치

Info

Publication number: KR101310383B1
Application number: KR1020090109854A
Authority: KR
Inventors: 정성민; 박현진; 우종훈; 이우근
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2013-09-23
Also published as: CN102063880A; GB2475367A; KR20110053054A; CN102063880B; GB201014379D0; US8988617B2; GB2475367B; US20110115994A1

Abstract

본 발명은, 프레임구간별로 제n번째 영상과 제n+1번째 영상으로 천이 되는 액정패널; 액정패널 상에 위치하며 편광 상태가 천이 되는 편광제어패널; 편광제어패널을 통해 표시된 영상을 감상하기 위한 편광안경; 및 액정패널에 광을 제공하며 액정패널에 제공하는 광이 생략되는 블랙구간을 갖는 백라이트유닛을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

입체영상표시장치, 블랙구간, 편광

Description

입체영상표시장치{Stereoscopic Image Display Device}

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것이다.

입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.

안경방식은 표시패널과 편광안경 사이에 광의 편광 특성을 변환하기 위한 편광제어패널(Retarder)이 배치된다. 안경방식은 표시패널에서 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고 편광제어패널을 통해 편광안경에 입사되는 편광 특성을 변환한다. 따라서, 안경방식은 좌안 영상과 우안 영상을 시분할 하여 표시하므로 해상도가 저하되지 않는 입체영상을 구현할 수 있다.

그런데, 종래 액정셔터안경을 이용한 안경방식은 편광제어패널의 응답속도가 느려 좌안 영상과 우안 영상을 완전히 분리해 내지 못하는 구간인 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 문제가 있다. 따라서, 종래 액정셔터안경을 이용한 안경방식은 영상을 완전히 분리하기 위해 좌안 영상과 우안 영상이 커플링(coupling)되는 구간을 제거하기 위한 방안이 모색되어야 할 것이다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 좌안 영상과 우안 영상 간에 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 문제를 개선하여 입체 시감을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은, 프레임구간별로 제n번째 영상과 제n+1번째 영상으로 천이 되는 액정패널; 액정패널 상에 위치하며 편광 상태가 천이 되는 편광제어패널; 편광제어패널을 통해 표시된 영상을 감상하기 위한 편광안경; 및 액정패널에 광을 제공하며 액정패널에 제공하는 광이 생략되는 블랙구간을 갖는 백라이트유닛을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

블랙구간은, 액정패널의 영상이 천이 되는 구간 및 편광제어패널의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응될 수 있다.

블랙구간은, 편광제어패널의 편광 상태가 천이 되는 구간 및 편광안경의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응될 수 있다.

블랙구간은, 편광제어패널에서 빛샘이 발생하는 구간 및 편광안경에서 빛샘이 발생하는 구간 중 적어도 하나에서 대응될 수 있다.

블랙구간은, 편광제어패널이 좌안 편광에서 우안 편광 또는 우안 편광에서 좌안 편광으로 천이 되는 중간편광 구간에 대응될 수 있다.

블랙구간은, 액정패널의 스캔 방향을 따라 이동할 수 있다.

블랙구간은, 액정패널의 스캔 방향을 따라 블록단위로 이동할 수 있다.

백라이트유닛은, 블록단위로 광을 출사하는 광원을 포함할 수 있다.

블록단위는, 적어도 10개로 나누어질 수 있다.

백라이트유닛은, 상기 액정패널 및 상기 편광제어패널 중 하나 이상과 동기 되어 구동될 수 있다.

본 발명은, 백라이트유닛 구동시 출사 광을 생략하는 블랙구간의 삽입을 통해 좌안 영상과 우안 영상 간에 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 문제를 개선하여 입체 시감을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 서브 픽셀의 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 백라이트유닛의 광원의 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시된 편광제어패널의 전극의 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치 는 영상 공급부(110), 제어부(120), 제1구동부(130), 제2구동부(135), 액정패널(PNL), 백라이트유닛(BLU), 편광제어패널(ARP) 및 편광안경(GLS)을 포함한다.

영상 공급부(110)는 2차원 모드(2D 모드)에서는 2D 포맷의 영상 프레임 데이터를 3차원 모드(3D 모드)에서는 3D 포맷의 영상 프레임 데이터를 제어부(120)에 공급한다. 또한, 영상 공급부(110)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 메인 클럭(Main Clock) 및 저 전위 전압(GND) 등의 타이밍 신호를 제어부(120)에 공급한다. 영상 공급부(110)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 선택에 따라 2D 또는 3D 모드를 선택한다. 유저 인터페이스는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함한다.

제어부(120)는 표시패널(PNL)에 제n번째 영상 프레임 데이터와 제n+1번째 영상 프레임 데이터를 공급한다. 제n번째 영상 프레임 데이터는 좌안 이미지 데이터로 선택될 수 있고, 제n+1번째 영상 프레임 데이터는 우안 이미지 데이터로 선택될 수 있다. 제어부(120)는 영상 공급부(110)로부터의 입력되는 영상 프레임 데이터를 60×n(n은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수 예컨대, 120Hz의 프레임 주파수로 제1구동부(130)에 공급한다. 제어부(120)는 3D 모드에서 좌안 영상 프레임 데이터와 우안 영상 프레임 데이터를 교대로 제1구동부(130)에 공급한다. 또한, 제어부(120)는 입력 영상의 프레임 주파수를 n 배 체배하여 제1 및 제2구동부(130, 135)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호 주파수를 높인다. 또한, 제어부(120)는 표시패널(PNL)에서 좌안 프레임 영상과 우안 프레임 영상이 바뀌는 라 인을 따라 편광제어패널(ARP)에 형성된 스캔라인들(164)의 전압이 제1구동전압에서 제2구동전압으로 변경되도록 제2구동부(135)를 제어한다.

제1구동부(130)는 데이터라인들(Dn~Dn+2)에 접속된 데이터 구동회로와, 게이트라인들(Gm, Gm+1)에 접속된 게이트 구동회로를 포함한다. 제1구동부(130)는 제어부(120)의 제어하에 제어부(120)로부터 입력되는 디지털 형태의 영상 프레임 데이터를 정극성/부극성 아날로그 형태의 영상 프레임 데이터로 변환하여 데이터라인들(Dn~Dn+2)에 공급한다. 제1구동부(130)는 제어부(120)의 제어하에 게이트라인들(Gm, Gm+1)에 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 공급한다.

제2구동부(135)는 표시패널(PNL)에서 표시되는 좌안 영상 프레임 데이터와 우안 영상 프레임 데이터의 경계를 따라 스캔라인들(164)에 공급되는 스위칭전압(Von/off)을 쉬프트시킨다. 제2구동부(135)는 제어부(120)의 제어하에 표시패널(PNL)에 표시되는 좌안 영상 프레임 데이터에 동기되는 Voff와, 표시패널(PNL)에 표시되는 우안 영상 프레임 데이터에 동기 되는 +Von/-Von를 선택하는 멀티플렉서 어레이로 구현될 수 있다. 제2구동부(135)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력을 Voff, +Von/-Von의 전압으로 쉬프트시키기 위한 레벨 쉬프터 등으로 구현될 수 있으며, 그 이외에 Voff, +Von/-Von을 편광제어패널(ARP)의 스캔라인들(164)에 순차적으로 공급할 수 있는 어떠한 아날로그/디지털 회로로도 구현될 수 있다.

액정패널(PNL)은 프레임구간별로 제n번째 영상과 제n+1번째 영상으로 천이 되며 이는 제n번째 프레임구간 동안 제n번째 영상 프레임 데이터를 표시하고 제n+1번째 프레임구간 동안 제n+1번째 영상 프레임 데이터를 표시한다. 액정패널(PNL)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. 도 2와 같이 TFT기판 상에는 데이터라인들(Dn~Dn+2)과 게이트라인들(Gm, Gm+1)이 상호 직교되도록 형성되고, 데이터라인들(Dn~Dn+2)과 게이트라인들(Gm, Gm+1)에 의해 정의된 서브 픽셀들(SPr, SPg, SPb)이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들(Dn~Dn+2)과 게이트라인들(Gm, Gm+1)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(Gm)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(Dn~Dn+2)을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(Gm)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(Dn)에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극에 접속된다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압이 공급된다. 컬러필터 기판은 블랙매트릭스 및 컬러필터 등을 포함한다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 컬러필터 기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 TFT기판 상에 형성된다. 액정패널(PNL)의 TFT기판과 컬러필터 기판 각각에는 편광판(154, 156)이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 상부 편광판(156)에는 편광안경(GLS)의 좌안용 편광필터의 광흡수축과 일치하는 광흡축을 가지며 그 광흡수축을 통해 편광제어패널(ARP)에 입사되는 광의 편광특성을 결정한다. 하부 편광판(154)은 액정패널(PNL)에 입사되는 광의 편광특성을 결정한다. 액정패널(PNL)의 TFT기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap) 을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 액정패널(PNL)의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.

백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL)에 저장된 영상 프레임 데이터들이 표시되도록 액정패널(PNL)에 광을 제공하는 발광구간(또는 발광밴드)을 가지며 액정패널(PNL)에 제공하는 광이 생략되는 블랙구간(또는 블랙밴드)을 갖도록 광원(LS1~LS10)으로부터 형성된 광을 출사한다. 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광에 의해 액정패널(PNL)은 선편광 또는 원편광된 광을 출사한다. 백라이트유닛(BLU)의 광원(LS1~LS10)은 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 열음극관 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp: HCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 중 어느 하나로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 백라이트유닛(BLU)의 광원(LS1~LS10)은 출사되는 광이 생략되는 영역인 블랙구간을 블록(block)단위로 형성하도록 구성된다. 이를 위해, 백라이트유닛(BLU)의 광원(LS1~LS10)은 적어도 10개의 블록으로 나누어질 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 백라이트유닛(BLU)의 광원(LS1~LS10)이 적어도 10개의 블록으로 나누어지면 블록단위로 블랙구간을 형성할 때 부드럽게 스캐닝될 수 있다.

편광제어패널(ARP)은 액정패널(PNL) 상에 위치하며 프레임구간마다 편광 상태를 상호 직교하게 변환해 줄 수 있도록 구성된다. 편광제어패널(ARP)은 제n번째 프레임구간 동안 제1구동전압에 응답하여 액정패널(PNL)로부터 출사된 광을 제1편광으로 변환하고, 제n+1번째 프레임구간 동안 제2구동전압에 응답하여 액정패 널(PNL)로부터 출사된 광을 제2편광으로 변환한다. 일례로, 편광제어패널(ARP)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 투명기판과 하부 투명기판으로 구성된다. 편광제어패널(ARP)의 경우, 도 4의 (a)와 같이 상부 투명기판에는 공통전극(168)이 형성되며, 하부 투명기판에는 스트라이프 형태로 분할된 스캔라인들(164)이 형성된다. 그러나 편광제어패널(ARP)의 경우, 도 4의 (b)와 같이 동일한 형태로 공통전극(168) 및 스캔라인들(164)이 형성될 수도 있다. 편광제어패널(ARP)의 전극 구조가 도 4의 (a)와 같은 경우, 편광제어패널(ARP)에 형성된 스캔라인들(164)은 액정패널(PNL)에 형성된 게이트라인들(Gm, Gm+1)에 대해 1 : N(단 N은 짝수)의 대응관계를 갖도록 동일한 방향으로 분할 배치된다. 예컨대, 액정패널(PNL)의 게이트라인들(Gm, Gm+1)이 1080개이고 편광제어패널(ARP)의 스캔라인들(164)이 90개라면 1개의 스캔라인은 12개의 게이트라인들에 대응되도록 형성된다. 하부 투명기판과 상부 투명기판 사이에 위치하는 액정층은 웨이브 가이드(Wave Guide)를 갖는 TN, 반파장판(half wave plate; λ/2)을 갖는 ECB(Electrically Controlled Birefringence), 반파장판을 갖는 VA, 반파장판을 갖는 HAN(Hybrid Aligned Nematic), 반파장판을 갖는 OCB(Optically Compensated Bend) 등으로 형성된다. 공통전극(168)에는 액정패널(PNL)의 공통전극에 공급되는 공통전압과 등전위로 발생되는 공통전압이 공급된다. 스캔라인들(164)에는 액정패널(PNL)에서 자신과 대향하는 라인들에 우안 프레임 영상(또는 좌안 프레임 영상)이 표시되기 전(또는 후)에 상기 공통전압과 등전위의 Voff 전압이 공급된다. 스캔라인들(164)에는 표시패널(PNL)에서 자신과 대향하는 라인들에 좌안 프레임 영상(또는 우안 프레임 영상)이 표시되기 전(또는 후)에 공통전압과 소정의 전압차를 가지는 정극성/부극성 전압 +Von/-Von이 교대로 공급된다. 따라서, 스캔라인들(164)에는 액정패널(PNL)에 표시되는 좌안 또는 우안 프레임 영상이 편광안경(GLS)을 통해 볼 수 있도록 3 스텝 전압레벨의 스위칭 On/Off 전압이 공급된다. 공통전압을 기준으로 정극성/부극성 전압으로 발생되는 +Von/-Von은 직류전압으로 인한 액정의 열화를 방지한다.

편광안경(GLS)은 편광제어패널(ARP)을 통해 표시된 영상을 감상하기 위한 안경이다. 편광안경(GLS)은 좌안의 편광특성과 우안의 편광특성이 서로 다르도록 광흡수측이 다른 좌안 및 우안경을 포함한다. 편광안경(GLS)은 표시패널(PNL)과 편광제어패널(ARP)의 편광 특성에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 5 및 도 6은 액정패널과 편광제어패널의 투과율에 따른 백라이트유닛의 발광 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 액정패널(PNL)이 좌안 영상에서 우안 영상 또는 우안 영상에서 좌안 영상으로 천이 되고 편광제어패널(ARP)이 좌안 편광에서 우안 편광 또는 우안 편광에서 좌안 편광으로 천이 될 때의 투과율이 도시된다.

편광제어패널(ARP)은 액정패널(PNL)에 표시된 제n번째 영상 프레임 데이터에 대한 영상이 좌안 영상 프레임(LEFT)일 경우 좌안 편광으로 변환되어 좌안 영상 프레임(LEFT)을 투과시킨다. 이와 달리, 편광제어패널(ARP)은 액정패널(PNL)에 표시 된 제n+1번째 영상 프레임 데이터에 대한 영상이 우안 영상 프레임(RIGHT)일 경우 우안 편광으로 변환되어 우안 영상 프레임(RIGHT)을 투과시킨다. 이 과정에서 액정패널(PNL)은 좌안 영상에서 우안 영상으로의 변환을 위한 천이가 발생하고, 편광제어패널(ARP)은 좌안 편광에서 우안 편광으로의 변환을 위한 천이가 발생한다.

도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 입체영상표시장치에는 액정패널(PNL)이나 편광제어패널(ARP) 등에 의해 크로스토크(crosstalk; C/T)가 발생할 수 있다. 크로스토크(C/T)가 발생하는 이유는 두 영상 간의 커플링(coupling)에 의해 발생하거나 편광제어패널(ARP)의 응답속도가 느려 좌안 영상과 우안 영상을 완전히 분리해 내지 못하기 때문에 발생하는 등 여러 가지 발생원인이 존재할 수 있다. 통상 종래 입체영상표시장치는 백라이트유닛(BLU)이 턴 온(ON) 상태를 계속 유지한다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 크로스토크(C/T)가 발생하는 구간이 되는 액정패널(PNL) 및 편광제어패널(ARP) 중 적어도 하나가 천이 되는 구간에 광이 생략되도록 백라이트유닛(BLU)을 일정 시간 턴 오프(OFF) 하는 블랙구간을 갖는다. 그리고 액정패널(PNL) 및 편광제어패널(ARP)이 천이 된 후 백라이트유닛(BLU)을 턴 온(ON) 하는 발광구간을 갖는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 동작에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 동작 파형도 이고, 도 9는 입체영상표시장치의 동작 상태도 이며, 도 10은 백라이트유닛의 동작 상태도 이고, 도 11은 입체영상표시장치의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 액정패널(PNL)에 좌안 영상 프레임(LEFT)과 우안 영상 프레임(RIGHT)이 표시될 때, 편광제어패널 및 편광안경(ARP & GLS)의 편광 상태 또한 좌안 편광(LEFT)과 우안 편광(RIGHT)으로 변환되는 과정이 도시된다. 이때, 편광제어패널 및 편광안경(ARP & GLS)에서는 이들의 천이 구간에 좌안 블랙 및 우안 블랙에서의 빛샘이 나타나고 있음이 도시된다. 이와 같이 빛샘이 발생하는 구간 또한 크로스토크(C/T)가 발생하는 구간에 대응된다. 따라서, 백라이트유닛(BLU)으로부터 출사되는 광을 턴 오프(OFF) 하는 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 편광제어패널 및 편광안경(ARP & GLS)에서 빛샘을 유발하는 구간에도 대응된다. 그러므로, 본 발명에서는 도 7 및 도 8과 같이 크로스토크(C/T)를 유발하는 구간에 대응하여 백라이트유닛(BLU)을 일정 시간 턴 오프(OFF) 하는 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])과 백라이트유닛(BLU)을 턴 온(ON) 하는 발광구간(EB[n]~EB[n+1])을 갖도록 백라이트유닛(BLU)을 구동한다.

한편, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])의 경우, 도 7과 같이 액정패널(PNL)의 영상이 천이 되기 직전 및 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되기 직전에 위치할 수 있다. 또한, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])의 경우, 도 8과 같이 액정패널(PNL)의 영상이 천이 되는 순간 및 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되는 순간에 위치할 수 있다. 덧붙여, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])의 경우, 크로스토크(C/T)를 유발하는 구간에 대응하되, 액정패널(PNL), 편광제어패널(ARP) 및 편광안경(GLS) 중 적어 도 하나의 특성에 따라 시간축 상에서 일정구간을 갖고 ±△시간만큼의 조절이 가능하다.

도 9를 참조하면, 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되는 구간 즉, 중간편광 구간에 대응되어 백라이트유닛(BLU)으로부터 출사되는 광이 생략되도록 일정 시간 턴 오프(OFF) 되는 일례가 도시된다. 도시된 바와 같이, 액정패널(PNL)의 영상이 좌안 영상 프레임(LEFT)으로 변환되고 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 좌안 편광으로 변환된 후 백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL)의 전면으로 광이 출사되도록 턴 온(ON) 된다.

도 5 내지 도 9의 설명에 따르면, 실시예의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 액정패널(PNL)의 영상이 천이 되는 구간 및 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응된다. 또한, 편광제어패널 및 편광안경(ARP & GLS)에서 빛샘을 유발하는 구간에 대응된다. 또한, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 편광제어패널(ARP)이 좌안 편광에서 우안 편광 또는 우안 편광에서 좌안 편광으로 천이 되는 중간편광 구간에 대응된다.

한편, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 액정패널(PNL)의 스캔 방향을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 도 5 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 백라이트유닛(BLU)의 출사 광이 생략되는 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])의 경우, 도 10과 같이 액정패널(PNL)의 스캔 방향을 따라 이동할 수 있다. 예컨대, 백라이트유닛(BLU)은 적어도 10개의 블록으로 구성될 수 있다. 이로 인해, 백라이트유닛(BLU)의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 액정패널(PNL)의 스캔 방향을 따라 이동할 때 블록단위로 이동할 수 있게 된다. 백라이트유닛(BLU)의 구조가 이와 같을 경우, 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])이 블록단위로 형성되므로 부드럽게 스캐닝되며 액정패널(PNL)의 스캔 방향을 따라 이동할 수 있게 된다. 백라이트유닛(BLU)은 액정패널(PNL) 및 편광제어패널(ARP) 중 하나 이상과 동기 되어 위와 같이 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])을 갖도록 턴 온(ON) 및 턴 오프(OFF) 동작을 수행할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 입체영상표시장치가 동작하도록 백라이트유닛(BLU), 표시패널(PNL) 및 편광제어패널(ARP)을 구성하면, 이는 도 11과 같이 제n번째 프레임구간(Frame[n]) 동안 좌안 영상 프레임(LEFT)이 투과되고 제n+1번째 프레임구간(Frame[n]) 동안 우안 영상 프레임(RIGHT)이 투과되도록 동작하게 된다. 따라서, 크로스토크(C/T)에 대응되는 구간에 설정된 백라이트유닛(BLU)의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])에 의해 크로스토크(C/T)에 의한 영향이 제거되므로 사용자는 편광안경(GLS)을 통해 영상의 혼선이 없는 정 입체영상을 시감할 수 있게 된다.

이하, 시뮬레이션 파형도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 크로스토크 개선에 대한 부연 설명을 더 한다.

도 12 및 도 13은 액정패널에 표시된 영상 테스트 패턴에 대한 편광안경의 스위칭 응답곡선을 나타낸 시뮬레이션 파형도 이고, 도 14는 백라이트유닛의 발광시간 대비 편광제어패널 및 편광안경에서의 좌안/우안의 블랙/화이트 응답곡선을 나타낸 시뮬레이션 파형도 이며, 도 15는 도 12 내지 도 14의 시뮬레이션 파형도를 곱한 입체영상 표시장치의 시뮬레이션 파형도 이다.

액정패널(PNL)에 좌안 화이트 영상 테스트 패턴과 우안 화이트 영상 테스트 패턴이 표시될 때 좌안 화이트 상태의 편광안경(GLS) 스위칭 파형과 우안 화이트 상태의 편광안경(GLS) 스위칭 파형은 도 12 및 도 13과 같이 나타난다. 이때, 본 발명의 실시예인 도 14와 같이 크로스토크(C/T)를 유발하는 구간에 대응되어 백라이트유닛(BLU)을 일정 시간 턴 오프(OFF)하는 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])을 갖도록 구동하면, 편광제어패널(ARP)에서의 좌안/우안의 총 투과율은 다음의 표 1과 같이 나타난다.

좌안 화이트	좌안 블랙	우안 블랙	우안 화이트
0.254877	0.003176	0.002947	0.250485

도 14에 도시된 편광제어패널(ARP)의 응답곡선 시뮬레이션 파형도에 따르면, 본 발명의 실시예는 표 2와 같이 비교예 대비 상당히 낮은 수준으로 크로스토크(C/T)를 낮출 수 있는 것으로 나타났다.

비교예	실시예
21.5 %	1.2%

여기서, 비교예는 실시예와 동일한 구성을 갖되, 백라이트유닛(BLU)이 항시 턴 온(ON) 상태를 유지하는 반면, 실시예는 백라이트유닛(BLU)이 크로스토크(C/T)가 발생하는 구간에 대응되어 일정 시간 턴 오프(OFF)하는 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])을 갖도록 구동된다.

한편, 도 12 내지 도 14의 파형을 곱하면 도 15와 같은 파형도를 구할 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 실시예의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 액정패널(PNL)의 영상이 천이 되는 구간 및 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 편광제어패널(ARP)의 편광 상태가 천이 되는 구간 및 편광안경(GLS)의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 편광제어패널(ARP)에서 빛샘이 발생하는 구간 및 편광안경(GLS)에서 빛샘이 발생하는 구간 중 적어도 하나에서 대응될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예의 블랙구간(BB[n]~BB[n+2])은 편광제어패널(ARP)이 좌안 편광에서 우안 편광 또는 우안 편광에서 좌안 편광으로 천이 되는 중간편광 구간에 대응될 수 있음을 알 수 있다.

이상 본 발명은 백라이트유닛 구동시 출사 광을 생략하는 블랙구간 삽입을 통해 좌안 영상과 우안 영상 간에 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 문제를 개선하여 입체 시감을 향상시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 서브 픽셀의 구성도.

도 3은 도 1에 도시된 백라이트유닛의 광원의 구성도.

도 4는 도 1에 도시된 편광제어패널의 전극의 구성도.

도 5 및 도 6은 액정패널과 편광제어패널의 투과율에 따른 백라이트유닛의 발광 상태를 설명하기 위한 도면.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치의 동작 파형도.

도 9는 입체영상표시장치의 동작 상태도.

도 10은 백라이트유닛의 동작 상태도.

도 11은 입체영상표시장치의 동작에 대해 설명하기 위한 도면.

도 12 및 도 13은 액정패널에 표시된 영상 테스트 패턴에 대한 편광안경의 스위칭 응답곡선을 나타낸 시뮬레이션 파형도.

도 14는 백라이트유닛의 발광시간 대비 편광제어패널 및 편광안경에서의 좌안/우안의 블랙/화이트 응답곡선을 나타낸 시뮬레이션 파형도.

도 15는 도 12 내지 도 14의 시뮬레이션 파형도를 곱한 입체영상 표시장치의 시뮬레이션 파형도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

PNL: 액정패널 ARP: 편광제어패널

GLS: 편광안경 BLU: 백라이트유닛

110: 영상 공급부 120: 제어부

130: 제1구동부 135: 제2구동부

Claims

프레임구간별로 제n번째 영상과 제n+1번째 영상으로 천이 되는 액정패널;

상기 액정패널 상에 위치하며 편광 상태가 천이 되는 편광제어패널;

상기 편광제어패널을 통해 표시된 영상을 감상하기 위한 편광안경; 및

상기 액정패널에 광을 제공하며 상기 액정패널에 제공하는 광을 생략하는 블랙구간을 갖는 백라이트유닛을 포함하되,

상기 백라이트유닛은 블록단위로 광을 출사하는 광원을 포함하고,

상기 블랙구간은 상기 액정패널의 스캔 방향을 따라 블록단위로 이동하며,

상기 편광제어패널은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 투명기판과 하부 투명기판과,

상기 상부 투명기판에 형성된 공통전극과,

상기 하부 투명기판에 형성되고 가로 방향의 스트라이프 패턴으로 분할된 스캔라인들을 포함하며,

상기 스캔라인들에는 상기 공통전극에 공급되는 공통전압과 등전위의 전압, 상기 등전위의 전압과 전압차를 가지는 정극성 및 부극성 전압을 포함하는 3 스텝 전압이 교대로 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙구간은,

상기 액정패널의 영상이 천이 되는 구간 및 상기 편광제어패널의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙구간은,

상기 편광제어패널의 편광 상태가 천이 되는 구간 및 상기 편광안경의 편광 상태가 천이 되는 구간 중 적어도 하나에 대응되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙구간은,

상기 편광제어패널에서 빛샘이 발생하는 구간 및 상기 편광안경에서 빛샘이 발생하는 구간 중 적어도 하나에서 대응되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙구간은,

상기 편광제어패널이 좌안 편광에서 우안 편광 또는 우안 편광에서 좌안 편광으로 천이 되는 중간편광 구간에 대응되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
삭제
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제1항에 있어서,

상기 블록단위는,

적어도 10개로 나누어진 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 백라이트유닛은,

상기 액정패널 및 상기 편광제어패널 중 하나 이상과 동기 되어 구동되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,

상기 스캔라인들은

상기 액정패널에 형성된 게이트라인들에 대해 1:N(단 N은 2 이상의 짝수)의 대응관계를 갖도록 동일한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제11항에 있어서,

상기 3 스텝 전압은

상기 액정패널에서 자신과 대향하는 라인들에 이미지가 표시되기 전에 또는 후에 상기 스캔라인들에 교대로 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.