KR101679076B1 - 영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
이 영상표시장치는 다수의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널과, 상기 표시패널의 앞에 배치되며, 상기 3D 영상 구현시 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비한다. 상기 서브 픽셀들 각각은, 데이터라인으로부터의 데이터전압이 인가되는 제1 화소전극, 및 상기 제1 화소전극과 대향되며 공통라인으로부터의 공통전압이 인가되는 공통전극을 포함한 메인 서브 픽셀과, 상기 데이터전압이 인가되는 제2 화소전극, 상기 제2 화소전극과 대향되는 상기 공통전극, 및 방전 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비한다.

Description

영상표시장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 2차원 평면 영상(이하, '2D 영상')과 3차원 입체 영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
영상표시장치는 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. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.
안경방식은 도 1과 같이 표시패널(3) 위의 편광 안경(6)에 입사되는 빛의 편광특성을 절환하기 위한 패턴 리타더(Patterned Retarder)(5)를 포함할 수 있다. 안경방식은 표시패널(3)에 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)를 교대로 표시하고 패턴 리타더(5)를 통해 편광 안경(6)에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 안경방식은 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현할 수 있다. 도 1에서 도면부호 '1'은 표시패널(3)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을, 도면부호 '2' 및 '4'는 선편광을 선택하기 위해 표시패널(3)의 상하부면에 부착되는 편광판을 각각 나타낸다.
이러한 안경방식에서는 상/하 시야각 위치에서 발생되는 크로스토크(Crosstalk)로 인해 3D 영상의 시인성이 떨어진다. 그 결과, 통상의 안경방식에서 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 있는 상/하 시야각은 매우 좁다. 크로스토크는 상/하 시야각 위치에서 좌안 이미지(L)가 좌안 패턴 리타더 영역뿐만 아니라 우안 패턴 리타더 영역도 통과하고 또한, 우안 이미지(R)가 우안 패턴 리타더 영역뿐만 아니라 좌안 패턴 리타더 영역도 통과하기 때문에 발생된다. 이에, 도 2와 같이 표시패널의 블랙 매트릭스(BM)에 대응되는 패턴 리타더 영역에 블랙 스트라이프(BS)를 형성하여 상/하 시야각을 좀 더 넓게 확보함으로써 3D 영상의 시인성을 높이도록 한 방안이 일본 공개특허공보 제2002-185983호를 통해 제안된 바 있다. 도 2에서, 일정 거리(D)에서 관찰시, 이론적으로 크로스토크가 발생하지 않는 시야각(α)은 표시패널의 블랙 매트릭스(BM) 사이즈, 패턴 리타더의 블랙 스트라이프(BS) 사이즈, 및 표시패널과 패턴 리타더 간 스페이서(S)에 의존하게 된다. 시야각(α)은 블랙 매트릭스(BM) 사이즈와 블랙 스트라이프(BS) 사이즈가 커질수록 또한, 표시패널과 패턴 리타더 간 스페이서(S)가 작을수록 넓어진다.
하지만, 상기 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 시야각 개선을 통해 3D 영상의 시인성을 높이기 위해 사용되는 패턴 리타더의 블랙 스트라이프는 표시패널의 블랙 매트릭스와 상호 작용하여 모아레(Moire)를 발생시킴으로써, 2D 영상 구현시 2D 영상의 시인성을 크게 떨어뜨린다. 도 3은 블랙 스트라이프가 적용된 표시소자로부터 4m 떨어진 지점에서 47인치 크기의 표시소자 샘플을 관찰한 결과로서, 2D 영상 구현시 관찰 위치(A,B,C)에 따라 모아레가 각각 90mm, 150mm, 및 355mm로 시인됨을 보여준다.
둘째, 시야각 개선을 통해 3D 영상의 시인성을 높이기 위해 사용되는 블랙 스트라이프는 2D 영상의 휘도를 크게 떨어뜨리는 사이드 이펙트(Side Effect)를 초래한다. 이는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 종래 기술에서는 블랙 스트라이프(BS) 패턴에 의해 표시패널의 픽셀(Pixel)이 일정부분 가리워져, 2D 영상 구현시 블랙 스트라이프(BS)가 형성되지 않은 도 4의 (a)의 경우에 비해 빛의 투과량이 대략 30% 정도 감소되기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지할 수 있도록 한 영상표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 다수의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널과, 상기 표시패널의 앞에 배치되며, 상기 3D 영상 구현시 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비한다. 상기 서브 픽셀들 각각은, 데이터라인으로부터의 데이터전압이 인가되는 제1 화소전극, 및 상기 제1 화소전극과 대향되며 공통라인으로부터의 공통전압이 인가되는 공통전극을 포함한 메인 서브 픽셀과, 상기 데이터전압이 인가되는 제2 화소전극, 상기 제2 화소전극과 대향되는 상기 공통전극, 및 방전 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비한다. 방전 TFT는 상기 3D 영상이 구현되는 동안에 상기 제2 화소전극과 상기 공통전극을 서로 연결하고, 상기 2D 영상이 구현되는 동안에 상기 화소전극과 상기 공통전극 간의 연결을 차단한다.
본 발명은 서브 픽셀들 각각을, 메인 서브 픽셀과 보조 서브 픽셀로 분리하고, 2D 영상 구현시 보조 서브 픽셀에 메인 서브 픽셀과 동일한 2D 이미지를 표시하고, 3D 영상 구현시 보조 서브 픽셀에 블랙 이미지를 표시한다.
그 결과, 본 발명에 따른 영상표시장치는 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 특히 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지할 수 있다.
도 1은 안경방식의 영상표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래 블랙 스트라이프 패턴이 형성된 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 모아레가 발생되는 것을 보여주는 도면.
도 4는 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 빛의 투과량이 줄어드는 것을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 나타내는 블럭도.
도 6은 단위 픽셀 구조를 보여주는 도면.
도 7은 서브 픽셀의 접속 구조에 대한 제1 예를 보여주는 도면.
도 8은 서브 픽셀의 접속 구조에 대한 제2 예를 보여주는 도면.
도 9는 도 7 및 도 8의 서브 픽셀을 동작시키기 위한 신호들의 파형과 함께, 서브 픽셀의 충전 파형을 보여주는 도면.
도 10은 서브 픽셀의 접속 구조에 대한 제3 예를 보여주는 도면.
도 11은 서브 픽셀의 접속 구조에 대한 제4 예를 보여주는 도면.
도 12는 도 10 및 도 11의 서브 픽셀을 동작시키기 위한 신호들의 파형과 함께, 서브 픽셀의 충전 파형을 보여주는 도면.
도 13은 방전 TFT가 턴 온 되는 기간의 확장 예를 보여주는 도면.
도 14a는 3D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 14b는 2D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 15는 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 3D 시야각 간의 관계를 보여주는 그래프.
도 16은 3D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 17은 2D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 18은 3D 시야각에 따른 3D 영상의 크로스토크값을 나타내는 그래프.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상의 상 편측 시야각을 종래 기술들과 비교한 그래프.
이하, 도 5 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 보여준다. 도 6은 영상표시장치의 단위 픽셀 구조를 보여준다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 표시소자(11), 콘트롤러(12), 패널 구동회로(14), 패턴 리타더(18), 및 편광 안경(20) 등을 구비한다. 패턴 리타더(18) 및 편광 안경(20)은 3D 구동소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분리하여 양안 시차를 구현한다.
표시소자(11)는 액정표시소자로 구현될 수 있다. 액정표시소자는 표시패널(10)과, 표시패널(10) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(17)과, 표시패널(10)과 패턴 리타더(18) 사이에 배치되는 상부 편광필름(Polarizer)(16a)과, 표시패널(10)과 백라이트 유닛(17) 사이에 배치되는 하부 편광필름(16b)을 구비한다.
표시패널(10)은 두 장의 유리기판들과, 이들 사이에 협지된 액정층을 갖는다. 하부 유리기판에는 TFT 어레이(Thin Film Transistor Array)가 형성된다. TFT 어레이는 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되어 게이트펄스(또는 스캔펄스)가 공급되는 다수의 게이트라인들(또는 스캔라인들), 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 각 화소전극, 및 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. 상부 유리기판에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 화소전극과 대향하여 전계를 형성하는 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판에 형성될 수 있다. 액정셀은 데이터전압과 공통전압 간 전위차가 클수록 투과율 또는 계조가 높아지는 노멀리 블랙 모드(Normally Black Mode)로 구동된다. 상부 유리기판에는 상부 편광필름(16a)이 부착되고 하부 유리기판에는 하부 편광필름(16b)이 부착되며, 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
표시패널(10)에 형성된 단위 픽셀(P)은 도 6과 같이, R 서브 픽셀(SPr), G 서브 픽셀(SPg), 및 B 서브 픽셀(SPb)을 구비한다. R 서브 픽셀(SPr)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 R 메인 서브 픽셀(SPr1)과 R 보조 서브 픽셀(SPr2)을 포함한다. R 메인 서브 픽셀(SPr1)과 R 보조 서브 픽셀(SPr2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제1 데이터라인(DLj)에 전기적으로 접속된다. G 서브 픽셀(SPg)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 G 메인 서브 픽셀(SPg1)과 G 보조 서브 픽셀(SPg2)을 포함한다. G 메인 서브 픽셀(SPg1)과 G 보조 서브 픽셀(SPg2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제2 데이터라인(DL(j+1))에 전기적으로 접속된다. B 서브 픽셀(SPb)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 B 메인 서브 픽셀(SPb1)과 B 보조 서브 픽셀(SPb2)을 포함한다. B 메인 서브 픽셀(SPb1)과 B 보조 서브 픽셀(SPb2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제3 데이터라인(DL(j+2))에 전기적으로 접속된다. 상세한 서브 픽셀의 접속 구조 및 작용 효과에 대해서는 도 7 내지 도 15를 참조하여 후술한다.
패널 구동회로(14)는 표시패널(10)의 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 구동회로와, 표시패널(10)의 게이트라인들을 구동하기 위한 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 콘트롤러(12)의 제어하에 2D/3D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 아날로그 감마전압으로 변환하여 RGB 데이터전압들을 발생하고, 이 RGB 데이터전압들을 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 콘트롤러(12)의 제어하에 스캔펄스를 발생하고, 이 스캔펄스를 이용하여 게이트라인들을 순차적으로 활성화시킨다.
콘트롤러(12)는 유저 인터페이스(미도시)를 통해 입력되는 모드 선택신호나, 입력 영상신호로부터 추출된 2D/3D 식별코드에 응답하여 2D 모드(Mode_2D) 또는 3D 모드(Mode_3D)로 패널 구동회로(14)를 제어한다. 콘트롤러(12)는 도 9와 같이 모드에 따라 제어전압(Vct)을 다른 레벨로 발생할 수 있다. 예컨대, 콘트롤러(12)는 3D 모드(Mode_3D) 하에서 제어전압(Vct)을 제1 레벨(L1)로 발생하고, 2D 모드(Mode_2D) 하에서 제어전압(Vct)을 제1 레벨(L1)보다 낮은 제2 레벨(L2)로 발생할 수 있다. 또한, 콘트롤러(12)는 도 12와 같이 모드에 따라 제1 제어라인(VL1)과 제2 제어라인(VL2)에 인가되는 전압을 서로 동일하게 발생하거나 또는, 서로 다르게 발생할 수 있다. 예컨대, 콘트롤러(12)는 3D 모드(Mode_3D) 하에서 제1 제어라인(VL1)에 인가되는 전압을 제1 레벨(Vdd)로 발생함과 아울러 제2 제어라인(VL2)에 인가되는 전압을 제1 레벨(Vdd)보다 낮은 제2 레벨(Vss)로 발생할 수 있다. 콘트롤러(12)는 2D 모드(Mode_2D) 하에서 제1 및 제2 제어라인(VL1,VL2)에 인가되는 전압을 제2 레벨(Vss)로 발생할 수 있다.
콘트롤러(12)는 3D 모드(Mode_3D) 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 3D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 각각 표시패널(10)의 해상도에 맞게 3D 데이터 포맷의 좌안 RGB 데이터(이하, "좌안 데이터")와 3D 데이터 포맷의 우안 RGB 데이터(이하, "우안 데이터")로 분리한 후, 이 좌안 데이터와 우안 데이터를 1 수평라인분씩 번갈아 데이터 구동회로에 공급한다. 데이터 분리 동작은 외부의 시스템 보드에서 행해질 수도 있다. 콘트롤러(12)는 2D 모드(Mode_2D) 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 2D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 각각 표시패널(10)의 해상도에 맞게 정렬하여 데이터 구동회로에 공급한다.
콘트롤러(12)는 시스템보드로부터 입력되는 수직동기신호, 수평동기신호, 도트클럭, 데이터 인에이블 등의 동기 신호들을 이용하여 패널 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 콘트롤러(12)는 타이밍 제어신호들을 정수배로 배속하여 N×f(N은 2이상의 양의 정수, f는 입력 프레임 주파수)Hz의 프레임 주파수로 패널 구동회로(14)의 동작을 제어할 수 있다.
백라이트 유닛(17)은 다수의 광원들, 광원들로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 표시패널(10)로 조사하는 다수의 광학부재들을 포함한다. 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), FFL(Flange Focal Length), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 한 종류 또는 두 종류 이상으로 구현될 수 있다. 광학부재들은 도광판(또는 확산판), 프리즘시트, 확산시트 등을 포함하여 광원들로부터의 빛의 면균일도를 높인다.
패턴 리타더(18)는 유리기판, 투명 플라스틱 기판, 및 필름 중 어느 하나 위에 패터닝 될 수 있다. 패턴 리타더(18)가 형성된 기판등은 접착제를 통해 상부 편광필름(16a)에 부착된다. 이러한 패턴 리타더(18)는 광흡수축이 서로 수직한 제1 및 제2 리타더를 포함하여 3D 영상을 편광 성분으로 분할한다. 제1 리타더는 패턴 리타더(18)의 기수 라인에 형성되어 상부 편광필름(16a)을 통해 입사되는 빛 중에서 제1 편광(원편광 또는 선편광) 성분을 투과시킨다. 제2 리타더는 패턴 리타더(18)의 우수 라인에 형성되어 상부 편광필름(16a)을 통해 입사되는 빛 중에서 제2 편광(원편광 또는 선편광) 성분을 투과시킨다. 일 예로 제1 리타더는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
편광 안경(20)은 패턴 리타더(18)에서 출사되는 편광 성분들에 따라 광흡수축이 서로 다르게 구현된다. 예들 들면, 편광 안경(20)의 좌안은 패턴 리타더(18)의 제1 리타더로부터 입사되는 좌원편광을 투과하고 그 이외의 다른 편광 성분의 빛을 차단하며, 편광 안경(20)의 우안은 패턴 리타더(18)의 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광을 투과하고 그 이외의 다른 편광 성분의 빛을 차단한다. 이 경우 편광 안경(20)의 좌안은 좌원편광 필터를 포함하고, 편광 안경(20)의 우안은 우원편광 필터를 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 15는 서브 픽셀의 접속 구조 및 작용 효과를 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 서브 픽셀은 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀 각각에 대응된다.
도 7 및 도 8과 같이, 서브 픽셀(SP)은 게이트라인(GLk)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 메인 서브 픽셀(SP1)과 보조 서브 픽셀(SP2)을 포함한다.
도 7을 참조하면, 메인 서브 픽셀(SP1)은 서로 대향되는 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec)을 구비한다. 제1 화소전극(Ep1)은 제1 TFT(ST1)를 통해 데이터라인(DLk)에 선택적으로 연결된다. 제1 TFT(ST1)는 k(k는 양의 정수) 번째 스캔펄스(SPk)에 응답하여 턴 온 됨으로써 제k 데이터라인(DLk) 상의 데이터전압(Vdata)을 제1 화소전극(Ep1)에 인가한다. 이를 위해, 제1 TFT(ST1)의 게이트전극은 제k 게이트라인(GLk)에 접속되고, 소스전극은 제k 데이터라인(DLk)에 접속되며, 드레인전극은 제1 화소전극(Ep1)에 접속된다. 공통전극(Ec)은 공통전압(Vcom)으로 충전된 공통라인(CL)에 접속된다.
보조 서브 픽셀(SP2)은 서로 대향되는 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec)을 구비함과 아울러, 구동 모드(2D/3D 모드)에 따라 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec)을 선택적으로 연결하는 방전 TFT(DST)를 구비한다. 제2 화소전극(Ep2)은 제2 TFT(ST2)를 통해 제1 화소전극(Ep1)에 선택적으로 연결된다. 제2 TFT(ST2)는 k 번째 스캔펄스(SPk)에 응답하여 턴 온 됨으로써 제1 화소전극(Ep1) 상의 데이터전압(Vdata)을 제2 화소전극(Ep2)에 인가한다. 이를 위해, 제2 TFT(ST2)의 게이트전극은 제k 게이트라인(GLk)에 접속되고, 소스전극은 제1 화소전극(Ep1)에 접속되며, 드레인전극은 제2 화소전극(Ep2)에 접속된다. 방전 TFT(DST)는 제어 TFT(CT)를 통해 인가되는 k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))에 응답하여 턴 온 됨으로써 제2 화소전극(Ep2)의 데이터전압(Vdata)을 공통전압(Vcom) 레벨로 방전한다. 이를 위해, 방전 TFT(DST)의 게이트전극은 제어 TFT(CT)를 통해 제k+1 게이트라인(GL(k+1))에 접속되고, 소스전극은 제2 화소전극(Ep2)에 접속되며, 드레인전극은 공통전극(Ec)에 접속된다.
제k+1 게이트라인(GL(k+1))과 방전 TFT(DST)의 게이트전극 사이의 전류 패스를 절환하는 제어 TFT(CT)는, 콘트롤러로부터 입력되는 제어전압(Vct)에 따라 그의 스위칭 작용이 제어된다. 제어 TFT(CT)의 게이트전극은 제어전압(Vct)의 입력단에 접속되고, 소스전극은 제k+1 게이트라인(GL(k+1))에 접속되며, 드레인전극은 방전 TFT(DST)의 게이트전극에 접속된다. 제어 TFT(CT)는 화상이 표시되지 않는 표시패널의 비 표시영역(NAA)에 배치될 수 있다. 한편, 도면에 표시된 "AA"는 서브 픽셀들을 포함하여 화상을 표시하는 표시패널의 표시영역을 지시한다.
한편, 도 8은 도 7에 비해 제2 TFT(ST2)가 다르게 접속된다. 도 8을 참조하면, 제2 화소전극(Ep2)은 제2 TFT(ST2)를 통해 제k 데이터라인(DLk)에 연결된다. 제2 TFT(ST2)는 k 번째 스캔펄스(SPk)에 응답하여 턴 온 됨으로써 제k 데이터라인(DLk) 상의 데이터전압(Vdata)을 제2 화소전극(Ep2)에 인가한다. 이를 위해, 제2 TFT(ST2)의 게이트전극은 제k 게이트라인(GLk)에 접속되고, 소스전극은 제k 데이터라인(DLk)에 접속되며, 드레인전극은 제2 화소전극(Ep2)에 접속된다.
상기 도 7 및 도 8의 접속 구성과 함께 도 9의 신호 파형 및 충전 파형을 참조하여 구동 모드에 따른 서브 픽셀(SP)의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 3D 모드(Mode_3D) 하에서, 제어 TFT(CT)는 제1 레벨(L1)의 제어전압(Vct)에 응답하여 계속적으로 턴 온 상태를 유지한다.
k 번째 스캔펄스(SPk)가 입력되는 T1 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 온에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(Ep1)과 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(Ep1,Ep2)에는 동일한 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이 T1 기간 동안 방전 TFT(DST)는 턴 오프 상태로 유지되기 때문에, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 대응되는 제1 화소전압(Vpu)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 대응되며 제1 화소전압(Vpu)과 동일한 제2 화소전압(Vpd)을 충전한다.
k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))가 입력되는 T2 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)가 턴 오프 됨과 아울러 방전 TFT(DST)가 k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))에 응답하여 턴 온 됨에 따라, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전압(Vpu)은 충전 레벨로 유지되고, 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전압(Vpd)은 공통전압(Vcom) 레벨로 방전된다.
해당 프레임에서 T2 이후의 T3 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전압(Vpu)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14a와 같이 3D 이미지를 표시하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전압(Vpd)을 방전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14a와 같이 블랙 이미지를 표시한다. 여기서, 블랙 이미지는 수직으로 이웃한 3D 이미지들 사이의 표시 간격을 넓히는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 별도의 블랙 스트라이프 패턴을 형성하지 않더라도 상기 블랙 이미지를 통해 3D 상/하 시야각을 넓게 확보할 수 있기 때문에 종래 대비 3D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
반면, 2D 모드(Mode_2D) 하에서, 제어 TFT(CT)는 제2 레벨(L2)의 제어전압(Vct)에 응답하여 계속적으로 턴 오프 상태를 유지한다. 이에 따라, 방전 TFT(DST)도 계속적으로 턴 오프 상태를 유지한다.
k 번째 스캔펄스(SPk)가 입력되는 T1 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 온에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(Ep1)과 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(Ep1,Ep2)에는 동일한 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이 T1 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 의해 제1 화소전압(Vpu)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 의해 제1 화소전압(Vpu)과 동일한 제2 화소전압(Vpd)을 충전한다.
k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))가 입력되는 T2 기간 내지 해당 프레임에서 T2 이후의 T3 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전압(Vpu)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14b와 같이 2D 이미지를 표시하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전압(Vpd)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14b와 같이 메인 서브 픽셀(SP1)과 동일한 2D 이미지를 표시한다. 여기서, 보조 서브 픽셀(SP2)에 표시되는 2D 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지하면서, 모아레 현상을 방지하여 2D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8의 제어 TFT(CT)는 3D 모드(Mode_3D) 하에서 계속적으로 턴 온 되므로, 게이트 바이어스 스트레스(Gate-bias stress)에 의해 열화 되기 쉽다. 이를 보완하기 위해, 도 7 및 도 8의 제어 TFT(CT)는 도 10 및 도 11과 같이 먹스 스위치 회로(MST)로 대체될 수 있다. 그 외에 도 10 및 도 11의 서브 픽셀 구조는 각각 도 7 및 도 8의 서브 픽셀 구조와 실질적으로 동일하다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 먹스 스위치 회로(MST)는 k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))에 응답하여 제1 제어라인(VL1)과 방전 TFT(DST)의 게이트전극 사이의 전류 패스를 절환함으로써 제1 제어라인(VL1) 상의 전압을 방전 TFT(DST)의 게이트전극에 인가한다. 또한, 먹스 스위치 회로(MST)는 k+2 번째 이후의 스캔펄스들 중 어느 하나에 응답하여 제2 제어라인(VL2)과 방전 TFT(DST)의 게이트전극 사이의 전류 패스를 절환함으로써 제2 제어라인(VL2) 상의 전압을 방전 TFT(DST)의 게이트전극에 인가한다.
먹스 스위치 회로(MST)는 제1 제어 TFT(CT1)와 제2 제어 TFT(CT2)를 포함한다. 제1 제어 TFT(CT1)의 게이트전극은 제k+1 게이트라인(GL(k+1))에 접속되고, 소스전극은 제1 제어라인(VL1)에 접속되며, 드레인전극은 방전 TFT(DST)의 게이트전극에 접속된다. 제2 제어 TFT(CT2)의 게이트전극은 제k+2 게이트라인(GL(k+2))에 접속되고, 소스전극은 제2 제어라인(VL2)에 접속되며, 드레인전극은 방전 TFT(DST)의 게이트전극에 접속된다. 제1 및 제2 제어라인(VL1,VL2)와 먹스 스위치 회로(MST)는 화상이 표시되지 않는 표시패널(10)의 비 표시영역(NAA)에 형성될 수 있다. 한편, 도면에 표시된 "AA"는 서브 픽셀들을 포함하여 화상을 표시하는 표시패널(10)의 표시영역을 지시한다.
상기 도 10 및 도 11의 접속 구성과 함께 도 12의 신호 파형 및 충전 파형을 참조하여 구동 모드에 따른 서브 픽셀(SP)의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 3D 모드(Mode_3D) 하에서, 제1 제어라인(VL1)에는 제1 레벨(Vdd)의 전압이 인가되고, 제2 제어라인(VL2)에는 제2 레벨(Vss)의 전압이 인가된다. 먹스 스위치 회로(MST)는 T1 및 T3 기간 동안에 제2 레벨(Vss)의 제어전압(VNg)을 출력하고 T2 기간 동안에 제1 레벨(Vdd)의 제어전압(VNg)을 출력한다.
k 번째 스캔펄스(SPk)가 입력되는 T1 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 온에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(Ep1)과 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(Ep1,Ep2)에는 동일한 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이 T1 기간 동안 방전 TFT(DST)는 제2 레벨(Vss)의 제어전압(VNg)에 응답하여 턴 오프 상태로 유지되기 때문에, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 대응되는 제1 화소전압(Vpu)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 대응되며 제1 화소전압(Vpu)과 동일한 제2 화소전압(Vpd)을 충전한다.
k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))가 입력되는 T2 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프 됨과 아울러 방전 TFT(DST)가 제1 레벨(Vdd)의 제어전압(VNg)에 응답하여 턴 온 됨에 따라, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전압(Vpu)은 충전 레벨로 유지되고, 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전압(Vpd)은 공통전압(Vcom) 레벨로 방전된다.
해당 프레임에서 T2 이후의 T3 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전압(Vpu)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14a와 같이 3D 이미지를 표시하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전압(Vpd)을 방전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14a와 같이 블랙 이미지를 표시한다. 여기서, 블랙 이미지는 수직으로 이웃한 3D 이미지들 사이의 표시 간격을 넓히는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 별도의 블랙 스트라이프 패턴을 형성하지 않더라도 상기 블랙 이미지를 통해 3D 상/하 시야각을 넓게 확보할 수 있기 때문에 종래 대비 3D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
T3 기간 내에서 방전 TFT(DST)는 제2 레벨(Vss)의 제어전압(VNg)에 응답하여 턴 오프 된다. 제1 레벨(Vdd)의 제어전압(VNg)에 응답하여 방전 TFT(DST)가 턴 온되는 기간은 도 12와 같이 1 수평기간(1H)으로 설정될 수 있으며, 나아가 도 13과 같이 1 수평기간보다 큰 j(j는 1보다 큰 양의 정수) 수평기간(jH)으로 설정될 수 있다. 제어전압(VNg)의 제1 레벨(Vdd) 유지폭이 j 수평기간(jH)으로 확장되기 위해서는, 제2 제어 TFT(CT2)의 게이트전극이 제k+1+j 게이트라인(GL(k+1+j))에 접속되어야 한다.
반면, 2D 모드(Mode_2D) 하에서, 제1 및 제2 제어라인(VL1,VL2)에는 제2 레벨(Vss)의 전압이 인가된다. 먹스 스위치 회로(MST)는 T1 내지 T3 기간 동안에 계속해서 제2 레벨(Vss)의 제어전압(VNg)을 출력한다. 이에 따라, 방전 TFT(DST)도 계속적으로 턴 오프 상태를 유지한다.
k 번째 스캔펄스(SPk)가 입력되는 T1 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 온에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(Ep1)과 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(Ep1,Ep2)에는 동일한 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이 T1 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 의해 제1 화소전압(Vpu)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata)에 의해 제1 화소전압(Vpu)과 동일한 제2 화소전압(Vpd)을 충전한다.
k+1 번째 스캔펄스(SP(k+1))가 입력되는 T2 기간 내지 해당 프레임에서 T2 이후의 T3 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프에 의해, 메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 화소전압(Vpu)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14b와 같이 2D 이미지를 표시하고, 보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 화소전압(Vpd)을 충전 레벨로 계속적으로 유지하여 도 14b와 같이 메인 서브 픽셀(SP1)과 동일한 2D 이미지를 표시한다. 여기서, 보조 서브 픽셀(SP2)에 표시되는 2D 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지하면서, 모아레 현상을 방지하여 2D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
한편, 도 15를 참조하면, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)는 3D 상/하 시야각과 깊은 관련이 있음을 알 수 있다. 3D 상/하 시야각은 서브 픽셀(SP)의 수직 피치(P1)에서 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)가 차지하는 비율((P2*100)/P1)이 높아질수록 넓어지고, 상기 비율((P2*100)/P1)이 낮아질수록 좁아진다. 그런데, 3D 영상의 휘도는 상기 비율((P2*100)/P1)이 높아질수록 감소하고, 상기 비율((P2*100)/P1)이 낮아질수록 증가한다. 실험에 의하면, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)와 메인 서브 픽셀(SP1)의 수직 피치의 비가 1 : 2가 될 때, 3D 상/하 시야각과 3D 영상의 휘도가 모두 만족할 만한 수준에 근접함을 알 수 있었다. 하지만 이는 3D 특성의 요구 스펙에 따라 달라질 수 있으므로, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)는 3D 상/하 시야각과 3D 영상의 휘도 사이의 관계를 고려하여 적절한 크기로 설계됨이 바람직하다.
도 16은 3D 모드에서 영상표시장치의 동작 상태를 개략적으로 보여준다.
도 16을 참조하면, 3D 모드(Mode_3D) 하에서 표시패널(10)의 기수번째 수평라인들에 배치된 메인 서브 픽셀들에는 좌안용 RGB 이미지(L)가 표시되고, 우수번째 수평라인들에 배치된 메인 서브 픽셀들에는 우안용 RGB 이미지(R)가 표시된다. 이러한 좌안용 RGB 이미지(L)와 우안용 RGB 이미지(R)는 패턴 리타더(18)에 수평라인 단위로 형성된 제1 및 제2 리타더에 의해 편광 성분으로 분할된다. 그리고, 제1 리타더를 투과한 좌안용 RGB 이미지(L)는 편광 안경(20)의 좌안에 투과되고, 제2 리타더를 투고한 우안용 RGB 이미지(R)는 편광 안경(20)의 우안에 투과됨으로써 3D 영상이 구현된다.
3D 모드(Mode_3D) 하에서 표시패널(10)의 보조 서브 픽셀들에는 블랙 이미지가 표시된다. 블랙이미지는 수직으로 인접한 좌안용 RGB 이미지(L)와 우안용 RGB 이미지(R)의 표시 간격을 넓히는 역할을 한다.
도 17은 2D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여준다.
도 17을 참조하면, 2D 모드(Mode_2D) 하에서 표시패널(10)의 메인 서브 픽셀들과 보조 서브 픽셀들에는 서로 동일한 RGB 이미지가 표시된다. 보조 서브 픽셀들에 표시되는 RGB 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다.
도 18은 3D 시야각에 따른 3D 영상의 크로스토크값을 나타내는 그래프이다. 도 18에서, 횡축은 3D 영상의 상(+)/하(-) 시야각[deg]을, 종축은 3D 크로스토크 값[%]을 각각 나타낸다.
수평 라인 단위로 좌안 이미지와 우안 이미지를 교대로 표시하는 표시패널과, 이에 대응하여 표시패널과 일정 거리에 위치하고 수평 라인 단위로 편광 특성을 달리하는 패턴 리타더를 가지고 3D 영상을 표시하는 영상표시장치의 구조에서는, 위에서 언급한 바와 같이 좌안 이미지는 좌안 리타더만 통과하고 우안 이미지는 우안 리타더만 통과하여야만 양호한 화질의 3D 영상이 구현될 수 있다. 그러나, 정면이 아닌 상/하 시야각 위치에서 관찰시 좌안 이미지가 좌안 리타더뿐만 아니라 우안 리타더도 통과하고 또한, 우안 이미지가 우안 리타더뿐만 아니라 좌안 리타더도 통과할 수 있으므로, 3D 크로스토크(C/T)가 발생하게 된다. 이때 발생되는 3D 크로스토크(C/T)는 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112010037231810-pat00001
여기서 'LBlackRWhite'은 좌안 픽셀에 블랙, 우안 픽셀에 화이트를 표시하는 패턴에서의 휘도 값이고, 'LWhiteRBlack'은 좌안 픽셀에 화이트, 우안 픽셀에 블랙을 표시하는 패턴에서의 휘도 값이다. 또한 'Black'은 전체 픽셀에 블랙을 표시한 후 측정한 휘도 값이다. 통상, 수학식 1을 통해 계산된 3D 크로스토크(C/T)의 값이 7% 이하일 때의 시야각을 양호한 화질의 3D 영상을 얻을 수 있는 3D 시야각으로 정의한다. 그 결과, 7%의 3D 크로스토크(C/T) 값은 양호한 3D 영상을 얻기 위한 3D 시야각을 판단하는 데 있어 임계치가 되게 된다. 다만, 이 임계치(7%)는 영상표시장치의 모델등에 따라 가변될 수 있다.
도 18의 그래프를 통해 알 수 있듯이, 3D 크로스토크 값[%]이 미리 정해진 임계치(Critical Value)(예컨대, 7%) 이하의 시야각 범위(VA1)에서는 사용자가 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 있는 데 반해, 3D 크로스토크 값[%]이 미리 정해진 임계치(7%)를 초과하는 시야각 범위(VA2)에서는 좌우안 이미지의 중첩으로 인해 사용자가 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 없게 된다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상의 상 편측 시야각을 종래 기술들과 비교한 그래프이다. 도 19에서, 횡축은 3D 영상의 상(上) 편측 시야각(deg)을, 종축은 3D 영상의 크로스토크 값(%)을 각각 나타낸다.
도 19에서, 그래프 'A'는 블랙 매트릭스에 의해 좌안 이미지와 우안 이미지가 80㎛의 표시 간격을 갖고 패턴 리타더에 블랙 스트라이프를 형성하지 않은 종래 기술 1의 상(上) 편측 시야각을 나타내는 것으로, 이에 따르면 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위가 0°~ 4°정도로 매우 좁다. 그래프 'C'는 블랙 매트릭스에 의해 좌안 이미지와 우안 이미지가 80㎛의 표시 간격을 갖고 패턴 리타더에 210㎛ 폭을 갖는 블랙 스트라이프 패턴을 형성한 종래 기술 2의 상(上) 편측 시야각을 나타내는 것으로, 이에 따르면 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위가 0°~ 10°정도로 상대적으로 넓어진다. 그러나, 이 종래 기술 2는 상기 언급했듯이 시야각 확보를 위한 별도의 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 2D 영상의 시인성 및 휘도를 저하시키는 부작용을 낳는다.
이들에 비해, 본 발명은 3D 영상 구현시 별도의 블랙 스트라이프 패턴 없이도 좌안 이미지와 우안 이미지의 표시 간격을 충분히 확보할 수 있어, 2D 영상의 시인성과 휘도를 저하시키지 않으면서도 도 19의 그래프 'B'와 같이 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위를 0°~ 7°정도까지 넓힐 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치는 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 특히 2D 영상 구현시 휘도 감소를 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 : 표시패널 11 : 표시소자
12 : 콘트롤러 14 : 패널 구동회로
16a,16b : 편광필름 17 : 백라이트 유닛
18 : 패턴 리타더 20 : 편광 안경

Claims (15)

  1. 다수의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널; 및
    상기 표시패널의 앞에 배치되며, 상기 3D 영상 구현시 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비하고;
    상기 서브 픽셀들 각각은,
    데이터라인으로부터 데이터전압이 인가되는 제1 화소전극, 및 상기 제1 화소전극과 대향되며 공통라인으로부터의 공통전압이 인가되는 공통전극을 포함한 메인 서브 픽셀과;
    상기 데이터전압이 인가되는 제2 화소전극, 상기 제2 화소전극과 대향되는 상기 공통전극, 및 상기 3D 영상이 구현되는 동안에 상기 제2 화소전극과 상기 공통전극을 서로 연결하고, 상기 2D 영상이 구현되는 동안에 상기 제2 화소전극과 상기 공통전극 간의 연결을 차단하는 방전 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비하는 영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 TFT는,
    상기 3D 영상 구현시 턴 온 되고, 상기 2D 영상 구현시 턴 오프 되는 영상표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 화소전극은 제1 TFT를 통해 상기 데이터라인에 선택적으로 연결되고, 상기 제2 화소전극은 제2 TFT를 통해 상기 제1 화소전극에 선택적으로 연결되는 영상표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 화소전극은 제1 TFT를 통해 상기 데이터라인에 선택적으로 연결되고, 상기 제2 화소전극은 제2 TFT를 통해 상기 데이터라인에 선택적으로 연결되는 영상표시장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 서브 픽셀과 보조 서브 픽셀은 제k(k는 양의 정수) 게이트라인을 사이에 두고 양쪽에 배치되고;
    상기 제1 및 제2 TFT는 상기 제k 게이트라인에 인가되는 k번째 스캔펄스에 응답하여 턴 온 되며;
    상기 방전 TFT는 상기 제k 게이트라인에 이웃한 제k+1 게이트라인에 인가되는 k+1번째 스캔펄스에 응답하여 턴 온 되는 영상표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방전 TFT의 게이트전극과 상기 제k+1 게이트라인을 선택적으로 연결하는 제어 TFT를 더 구비하고;
    상기 제어 TFT는 상기 3D 영상 구현시 계속적으로 턴 온 되고, 상기 2D 영상 구현시 계속적으로 턴 오프 되는 영상표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 TFT는 영상이 표시되지 않는 상기 표시패널의 비 표시영역에 배치되는 영상표시장치.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 서브 픽셀과 보조 서브 픽셀은 제k(k는 양의 정수) 게이트라인을 사이에 두고 양쪽에 배치되고;
    상기 제1 및 제2 TFT는 상기 제k 게이트라인에 인가되는 k번째 스캔펄스에 응답하여 턴 온 되며;
    상기 방전 TFT는 제1 제어라인에 인가되는 제1 레벨의 제어전압에 응답하여 턴 온 되고 제2 제어라인에 인가되는 제2 레벨의 제어전압에 응답하여 턴 오프 되는 영상표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 3D 영상 구현시, 상기 제1 제어라인에는 상기 제1 레벨의 제어전압이 인가되고 상기 제2 제어라인에는 상기 제2 레벨의 제어전압이 인가되며,
    상기 2D 영상 구현시, 상기 제1 및 제2 제어라인에는 상기 제2 레벨의 제어전압이 인가되는 영상표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방전 TFT의 게이트전극에 상기 제1 및 제2 제어라인을 선택적으로 연결하는 먹스 스위치 회로를 더 구비하고;
    상기 먹스 스위치 회로는 k+1 번째 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 제어라인과 상기 방전 TFT의 게이트전극 사이의 전류 패스를 절환하고, k+2 번째 이후의 스캔펄스들 중 어느 하나에 응답하여 상기 제2 제어라인과 상기 방전 TFT의 게이트전극 사이의 전류 패스를 절환하는 영상표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 먹스 스위치 회로는,
    상기 k+1 번째 스캔펄스가 인가되는 제k+1 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 제1 제어라인에 소스전극이 접속되며, 상기 방전 TFT의 게이트전극에 드레인전극이 접속되는 제1 제어 TFT; 및
    상기 k+2 번째 이후의 스캔펄스들 중 어느 하나가 인가되는 게이트라인에 게이트전극이 접속되고, 상기 제2 제어라인에 소스전극이 접속되며, 상기 방전 TFT의 게이트전극에 드레인전극이 접속되는 제2 제어 TFT를 구비하는 영상표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 먹스 스위치 회로와 제1 및 제2 제어라인은 영상이 표시되지 않는 상기 표시패널의 비 표시영역에 배치되는 영상표시장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    서브 픽셀의 총 수직 피치에서 상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치가 차지하는 비율은 상기 3D 영상의 시야각과 상기 3D 영상의 휘도에 따라 결정되는 영상표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 상기 메인 서브 픽셀의 수직 피치의 비율은 1 : 2인 영상표시장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 편광과 제2 편광은 서로 수직한 편광 특성을 갖는 영상표시장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101878483B1 (ko) * 2011-08-26 2018-07-13 엘지디스플레이 주식회사 영상표시장치
KR101868611B1 (ko) * 2011-10-05 2018-06-20 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
KR101878482B1 (ko) * 2011-10-06 2018-07-16 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
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KR101900938B1 (ko) * 2011-10-21 2018-09-27 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
KR101457746B1 (ko) * 2011-10-26 2014-11-04 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
KR101944482B1 (ko) * 2012-01-18 2019-02-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이의 구동 방법
KR101953316B1 (ko) * 2012-03-23 2019-02-28 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
KR101957971B1 (ko) * 2012-03-23 2019-03-14 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
TWI552320B (zh) * 2014-08-18 2016-10-01 群創光電股份有限公司 低色偏之顯示面板
KR101996339B1 (ko) * 2019-01-25 2019-07-05 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이의 구동 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100603455B1 (ko) * 2000-12-30 2006-07-20 엘지.필립스 엘시디 주식회사 편광 입체 표시장치 및 그 제조 방법
JP5095941B2 (ja) * 2005-12-28 2012-12-12 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示装置
KR20090052222A (ko) * 2007-11-20 2009-05-25 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치

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