KR101734458B1 - 입체 영상 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

입체 영상 표시 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입체 영상 표시 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 복수의 주사선에 복수의 주사 신호를 전달하는 주사 구동부, 복수의 데이터선에 복수의 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부, 복수의 발광 제어선에 복수의 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어 구동부, 상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선, 상기 복수의 데이터선 중 대응하는 데이터선, 상기 복수의 발광 제어선 중 대응하는 발광 제어선에 각각 연결된 화소를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은 대응하는 주사 신호가 전달될 때 대응하는 데이터 신호를 전달받는 표시부, 및 상기 주사 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 발광 제어 구동부를 제어하고, 한 프레임 동안 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 블랙 영상 표시 기간 각각에 대응하는 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 공급하는 제어부를 포함하고, 상기 좌안 영상 표시 기간과 우안 영상 표시 기간 사이에 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 개폐되는 셔터 안정화 기간을 포함하고 상기 셔터 안정화 기간 동안 블랙 데이터 신호에 따른 블랙 영상이 표시되는 것을 특징으로 한다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그의 구동 방법 {STEREOPSIS DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체 영상 표시 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필드 순차 구동 방식으로 입체 영상을 구현하는 표시 장치에서 고화질의 선명한 3차원 입체영상을 표시하도록 입체 영상 신호가 구동되는 구동 방법에 관한 것이다.
근래에 와서, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 개발되고 있다. 평판 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등이 있다.
평판 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 이용하여 영상을 표시하는 것으로서, 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 주목 받고 있다.
통상적으로, 유기 발광 표시 장치에서 발광하는 복수의 화소는 유기 발광 다이오드를 포함하고 상기 유기 발광 다이오드가 화소 회로로부터 공급되는 데이터 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
유기 발광 표시 장치의 계조 표현 방식 중 하나인 디지털 구동은 화소의 유기 발광 다이오드가 켜져 있는 시간을 조절한다. 디지털 구동 방식에 따르는 유기 발광 표시 장치의 경우 한 프레임을 복수의 서브 프레임으로 구분하고, 각 서브 프레임의 발광 기간은 계조 표시를 위해 적절하게 설정된다. 한 프레임을 구성하는 복수의 서브 프레임 중 계조 표현을 위한 영상 신호에 따라 선택된 서브 프레임 동안 화소가 발광한다.
한편, 입체 영상을 표시하기 위해서는 적어도 두 개의 다른 시점(視點)에 대응하는 적어도 두 개의 영상이 한 프레임 표시 기간 내에 표시되어야 한다. 일반적으로, 입체 영상 표시 장치는 사람의 양안 즉, 좌안 및 우안에 대응하는 좌안 영상과 우안 영상을 한 프레임 기간 내에 표시한다.
즉, 한 프레임의 기간을 좌안 영상 구간 및 우안 영상 구간으로 구분하고, 좌안 영상 구간 내에 좌안 영상을 표시하는 좌안 영상 표시 기간을 포함하고, 뒤이어 우안 영상 구간 내에 우안 영상을 표시하는 우안 영상 표시 기간을 포함한다.
필드 순차 구동 방식에 따르면 표시 패널의 주사 방식이 상부부터 하부에 이르기까지 순차적으로 스캔되므로 좌안 영상과 우안 영상의 혼재(crosstalk)될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 각각이 완료되면, 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간 내에 유기 발광 표시 장치 전체를 블랙 영상으로 표시하는 블랙 영상 표시 기간을 각각 포함시킬 수 있다.
하지만 그럼에도 불구하고 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 발생하는 크로스토크 현상이 여전히 존재할 수 있는 문제가 있다. 또한 크로스토크 현상을 개선하기 위해 삽입하는 블랙 영상으로 인해 휘도가 손실되기 때문에 본래 영상 데이터 신호에 따른 계조 표현에 어려움이 있다.
따라서, 3차원 입체 영상을 구현함에 있어, 크로스토크 현상이 완전하게 개선됨과 동시에 블랙 영상의 삽입으로 인해 손실되는 휘도가 보상된 고화질의 선명한 입체 영상 표시 장치와 그 구동 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 필드 순차 구동 방법을 사용하는 표시 장치에서 크로스토크 현상이 제거되고 동시에 휘도 손실을 줄일 수 있는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 종래 기술에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방식을 개선하여 좌안 영상과 우안 영상의 혼재를 완전히 제거한 선명한 3D 화질을 구현하고, 블랙 영상 삽입으로 인한 휘도 저하를 최대한 보상하는 3차원 입체 영상의 표시 장치를 제공하는 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 복수의 주사선에 복수의 주사 신호를 전달하는 주사 구동부; 복수의 데이터선에 복수의 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부; 복수의 발광 제어선에 복수의 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어 구동부; 상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선, 상기 복수의 데이터선 중 대응하는 데이터선, 상기 복수의 발광 제어선 중 대응하는 발광 제어선에 각각 연결된 화소를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은 대응하는 주사 신호가 전달될 때 대응하는 데이터 신호를 전달받는 표시부; 및 상기 주사 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 발광 제어 구동부를 제어하고, 한 프레임 동안 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 블랙 영상 표시 기간 각각에 대응하는 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 공급하는 제어부를 포함한다. 이때 상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 사이에 블랙 데이터 신호에 따른 블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간과 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 개폐되는 셔터 안정화 기간이 중첩되는 것을 특징으로 한다.
상기 셔터 안정화 기간에는 상기 좌안 영상을 표시하기 위한 좌안 영상 데이터 신호 또는 상기 우안 영상을 표시하기 위한 우안 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되지 않는다.
또한 상기 셔터 안정화 기간은 입체 영상 표시 장치에 있어서 상기 블랙 영상 표시 기간, 및 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 상기 우안 영상 표시 기간 중 표시부의 발광이 오프되는 기간과 중첩되는 기간이다.
상기 셔터 안정화 기간은 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 기간이고, 상기 셔터 안경의 개방 속도가 차단 속도보다 느리다.
이때 상기 표시부의 발광이 오프되는 기간은, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 일치할 수 있다. 그러나 이러한 특징은 하나의 실시 형태일 뿐이며 이러한 개폐 속도 차이에 따른 시간에 상기 표시부의 발광 오프 기간이 일치하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 표시부에 전달되는 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 높을 수 있다.
특히 상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 표시부에 전달되는 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배일 수 있다. 그러나 이러한 실시 형태에 반드시 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 블랙 영상 표시 기간은 상기 좌안 영상 표시 기간 및 상기 우안 영상 표시 기간이 각각 종료되는 시점에 각각 시작된다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서 상기 발광 제어 구동부는, 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 상기 우안 영상 표시 기간 중 상기 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 동일한 시간 동안, 상기 복수의 화소 중 대응하는 화소의 발광을 차단하는 발광 제어 신호를 생성하여 전달할 수 있다.
이때 상기 복수의 발광 제어 신호의 듀티비는 상기 셔터 안경의 셔터 반응 속도에 따라 조정될 수 있다.
또한 상기 복수의 발광 제어 신호는 상기 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 시점에 동기되어 게이트 온 전압 레벨로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 상기 주사 구동부는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 높은 주파수의 복수의 주사 신호를 전달할 수 있다.
상기 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배일 수 있으나 반드시 이러한 실시 형태에 제한되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은, 복수의 화소를 포함하고, 한 프레임 시간을 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 상기 좌안 영상 표시 기간과 우안 영상 표시 기간 사이에 각각 삽입되는 블랙 영상 표시 기간의 서브 프레임을 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 구동 방법은 상기 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 블랙 영상 표시 기간 각각에 대응하는 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 및 블랙 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 서브 프레임 순차로 공급하는 단계; 상기 복수의 화소 각각을 상기 좌안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계; 상기 복수의 화소 각각을 상기 블랙 영상 데이터 신호에 따라 블랙 영상으로 표시하는 단계; 상기 복수의 화소 각각을 상기 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계; 및 상기 복수의 화소 각각을 상기 블랙 영상 데이터 신호에 따라 블랙 영상으로 표시하는 단계를 포함한다. 이때 상기 좌안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계와 상기 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계에서 초기 소정의 기간 동안 상기 복수의 화소 각각의 발광이 오프된다.
본 발명의 구동 방법에서 상기 소정의 기간과 그 이전의 블랙 영상 표시 기간 중 일부 기간을 포함하는 기간이, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 개폐되는 셔터 안정화 기간일 수 있다.
이때 상기 셔터 안정화 기간에는 상기 좌안 영상을 표시하기 위한 좌안 영상 데이터 신호 또는 상기 우안 영상을 표시하기 위한 우안 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되지 않는다. 즉, 좌안 영상 데이터 신호와 우안 영상 데이터 신호에 따른 영상이 혼재되지 않는다.
또한 상기 셔터 안정화 기간은 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 기간이고, 상기 셔터 안경의 개방 속도가 차단 속도보다 느리다.
본 발명의 구동 방법에서 상기 소정의 기간은, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 일치할 수 있다.
상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 상기 복수의 화소 각각에 대한 주사 속도는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 빠를 수 있으며, 반드시 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 상기 주사 속도가 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배의 속도일 수 있다.
상기 복수의 화소 각각은 상기 소정의 기간 동안 상기 복수의 화소 각각에 포함된 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 발광 제어 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 발광 제어 신호에 대응하여 발광이 오프될 수 있다. 이때 상기 발광 제어 신호의 듀티비는 셔터 안경의 셔터 반응 속도에 따라 조정될 수 있으며, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 시점에 동기되어 게이트 온 전압 레벨로 전달된다.
본 발명에 의하면 입체 영상을 구동시키는 표시 장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 혼재하여 일어나는 크로스토크 현상을 완전하게 제거하여 선명한 3차원 입체 영상을 구현하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면 크로스토크를 해결하는 과정에서 발생되는 휘도 손실을 보상하여 보다 선명하고 고품질의 입체 영상 화면을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 프레임 구성도 및 구동 파형도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 입체 영상 표시 장치의 블록도.
도 3은 도 2의 입체 영상 표시 장치의 화소 회로의 구성을 나타낸 회로도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 프레임 구성도 및 구동 파형도.
도 5는 종래 기술과 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 따라 표시되는 블랙 영상을 비교한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 프레임 구성도 및 구동 파형도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시 예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 제1 실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 종래 기술에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 프레임 구성도 및 구동 파형도이다.
특히 필드 순차(progressive) 구동 방식에 따른 입체 영상 표시 장치에서 하나의 프레임 동안 구현되는 3차원 입체 영상의 구현 방식을 나타낸 도면이다.
도 1에 따르면 종래 기술의 3D 구동 방법 중 한 프레임을 60Hz로 구동하고, 각각의 서브 프레임은 240Hz로 구동할 수 있다.
즉, 순차 구동 방식의 표시 패널을 사용하여 3D 구동할 때 한 프레임은 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간으로 구분되고, 각각 두 개의 서브 프레임으로서 해당 영상 표시 기간과 블랙 영상 표시 기간으로 구분된다.
좌안 영상 구간은 좌안 영상이 표시되는 좌안 영상 표시 기간(LI)과 블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간(LB)을 포함한다.
우안 영상 구간은 우안 영상이 표시되는 우안 영상 표시 기간(RI)과블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간(RB)을 포함한다.
따라서, 좌안 영상 표시 기간(LI), 블랙 영상 표시 기간(LB), 우안 영상 표시 기간(RI), 및 블랙 영상 표시 기간(RB) 각각은 도 1의 실시 예에 따르면 240Hz로 구동한다. 그러나 이는 일 실시 예일 뿐이고 구동 주파수에 제한되지 않으며 저속으로 구동이 가능하다.
3차원 입체 영상 시스템에서는 3차원 입체 영상을 구현하기 위하여 좌안 영상과 우안 영상을 표시하는 표시 패널에 대응하여, 상기 좌안 영상과 우안 영상을 각각 인지하는 입체 영상용 셔터 안경이 필요하다.
셔터 안경은 좌안 영상 구간에서는 셔터 동기 신호(SS)에 대응하여 좌안을 개방시킴과 동시에 우안을 차단시키고, 우안 영상 구간에서는 셔터 동기 신호(SS)에 대응하여 우안을 개방시킴과 동시에 좌안을 차단시킨다.
따라서, 좌안이 개방된 좌안 영상 구간(T1) 중 좌안 영상 표시 기간(LI)에 좌안 영상이 표시되고, 블랙 영상 표시 기간(LB)에 블랙 영상이 표시되어, 셔터 안경의 개방된 좌안에 좌안 영상과 블랙 영상이 순차로 인지된다.
또한 우안이 개방된 우안 영상 구간(T2) 중 우안 영상 표시 기간(RI)에 우안 영상이 표시되고, 블랙 영상 표시 기간(RB)에 블랙 영상이 표시되어, 셔터 안경의 개방된 우안에 우안 영상과 블랙 영상이 순차로 인지된다.
이때 좌안 영상 표시 기간(LI)과 우안 영상 표시 기간(RI), 및 각각의 블랙 영상 표시 기간(LB, RB)은 수직 동기 신호(VS)에 의해 개시된다.
즉, 입체 영상 표시 장치의 표시 패널은 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 표시 패널의 복수의 화소 라인을 순차적으로 활성화시키는 복수의 주사 신호에 의해 스캔된다.
표시 패널의 복수의 주사선 각각에 대응하는 주사 신호가 전달된다. 주사 신호가 전달된 주사선에 연결되어 있는 복수의 화소는 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 또는 블랙 데이터 신호에 대응하여 소정의 계조로 표시된다.
도 1에 제시된 종래의 입체 영상 표시 장치에 따르면, 좌안 영상 표시 기간(LI)과 우안 영상 표시 기간(RI), 및 블랙 영상 표시 기간(LB, RB) 각각은 한 프레임을 구성하므로 입체 영상 한 프레임을 표시하기 위해서 입체 영상 표시 장치는 240Hz로 동작한다. 다른 실시 형태에 따른 종래의 입체 영상 표시 장치에서는 좌안 영상 표시 기간(LI)과 우안 영상 표시 기간(RI)을 120Hz 정도로 저속 구동하기도 한다.
좌안 영상 또는 우안 영상이 인지되는 기간이 끝나고 블랙 영상을 표시하여 인지하도록 하는데, 그 이유는 좌안 영상과 우안 영상의 인지를 위해 셔터 안경을 개방하는 시점에 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 크로스토크 현상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 120Hz 정도로 저속 구동하는 경우라면 좌안 영상이 하측부 표시와 거의 동일한 시간 대에 우안 영상의 상측부가 표시될 수 있어 좌안 영상과 우안 영상 표시 기간 사이에 블랙 영상을 삽입한다고 하더라도 크로스토크 현상은 더욱 심화될 수 있다.
도 1의 실시 예처럼 블랙 영상을 삽입하여 3D 구동하는 방법에 있어서도 셔터 안경의 좌안부가 개방되는 좌안 영상 구간(T1)이 끝나고 셔터 안경의 우안부가 개방되는 우안 영상 구간(T2)가 시작되는 시점에 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 크로스토크가 여전히 발생할 수 있다.
즉, 좌안 영상 구간(T1)이 끝나는 시점에, 좌안 영상이 표시되는 서브 프레임과 우안 영상이 표시되는 서브 프레임 사이에 블랙 영상을 표시하는 서브 프레임이 포함됨에도 불구하고, 좌안 영상 하단부와 우안 영상 상단부가 시간적으로 거의 일치하고 있다. 따라서, 셔터 안경의 반응 속도를 고려할 때 좌안 영상을 보고 있는 좌측 눈의 안경 셔터가 닫히는 동안 우안 영상이 좌측 눈에 인지되어 크로스토크 현상을 느끼게 된다.
본 발명은 크로스토크 현상을 개선시키는 3D 구동 방법을 사용하면서도 여전히 발생될 수 있는 크로스토크 현상을 완전하게 제거하기 위하여 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 더욱 효과적으로 개선한 것이다.
본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 도 4 내지 도 6에서 자세히 설명하도록 한다.
먼저 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 블록도는 도 2와 같다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 주사선들(S1 내지 Sn), 데이터선들(DA1 내지 DAm), 발광 제어선들(EM1 내지 EMn)에 각각 연결된 복수의 화소(PX)를 포함하는 표시부(10), 주사선들(S1 내지 Sn)에 주사 신호를 생성하여 공급하는 주사 구동부(20), 데이터선들(DA1 내지 DAm)에 외부에서 입력된 영상 신호에 따른 영상 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(30), 발광 제어선들(EM1 내지 EMn)에 발광 제어 신호를 생성하여 공급하는 발광 제어 구동부(60), 및 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 및 발광 제어 구동부(60)를 제어하기 위한 제어부(50)를 구비한다.
제어부(50)는 외부로부터 공급되는 동기 신호들에 대응하여 데이터 구동 제어 신호(DCS), 주사 구동 제어 신호(SCS), 발광 구동 제어 신호(ECS)를 생성한다. 제어부(50)에서 생성된 데이터 구동 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(30)로 공급되고, 주사 구동 제어 신호(SCS)는 주사 구동부(20)로 공급되며, 발광 구동 제어 신호(ECS)는 발광 제어 구동부(60)로 공급된다.
그리고, 제어부(50)는 외부로부터 공급되는 영상 신호(IS)를 영상 데이터 신호(DATA)로 변환하여 데이터 구동부(30)로 공급한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 입체 영상을 표시하기 위해 양안에 대응하는 좌안 영상 및 우안 영상을 순차적으로 표현한다. 좌안 영상 및 우안 영상 각각이 양안 각각에 전달되기 위해서는 별도의 셔터 안경이 필요하다.
즉, 사용자는 좌안 영상이 표시되는 기간 동안 좌안에만 영상이 투영되도록 하고, 우안 영상이 표시되는 기간 동안 우안에만 영상이 투영되도록 하는 안경을 착용해야 한다.
이러한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 제어부(50)에서 데이터 구동부(30)로 공급하는 영상 데이터 신호(DATA)는 좌안 영상 데이터 신호 및 우안 영상 데이터 신호를 포함한다.
구체적으로 좌안 영상 데이터 신호는 셔터 안경의 좌안부(좌안 글래스)를 통해 사용자의 좌안에 영상이 전달되어 인식되는 영상 데이터 신호이다.
또 우안 영상 데이터 신호는 셔터 안경의 우안부(우안 글래스)를 통해 사용자의 우안에 영상이 전달되어 인식되는 영상 데이터 신호이다.
데이터 구동부(30)는 한 프레임에 포함된 복수의 서브 프레임 중 좌안 영상 표시 기간과 우안 영상 표시 기간에 해당하는 서브 프레임에 복수의 데이터선(DA1 내지 DAm)으로 복수의 영상 데이터 신호를 공급한다. 구체적으로 데이터 구동부(30)는 제어부(50)로부터 전달되는 데이터 구동 제어 신호에 따라 전달받은 복수의 좌안 영상 데이터 신호 및 복수의 우안 영상 데이터 신호를 복수의 데이터선으로 공급한다.
또한 제어부(50)는 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 사이에 소정의 기간 동안 영상 데이터 신호를 블랙 영상 데이터 신호로 생성하여 전달한다. 상기 소정의 기간은 블랙 영상 표시 기간이다. 블랙 영상 데이터 신호는 화소가 발광하지 않도록 즉, 유기 발광 다이오드에 전류를 공급하지 않는 영상 데이터 신호이다.
데이터 구동부(30)는 데이터 구동 제어 신호(DCS)에 따라 복수의 블랙 데이터 신호를 복수의 데이터선에 전달한다.
구체적으로 데이터 구동부(30)는 각각의 서브 프레임에 대응하는 게이트 온 전압을 가지는 주사 신호가 공급되는 시점에 동기되어 복수의 화소(40) 각각에 복수의 영상 데이터 신호를 복수의 데이터선을 통해 전달한다. 게이트 온 전압이란 화소에 포함된 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 전달하는 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 영상 데이터 신호가 전달되도록 스위칭 트랜지스터를 턴 온 시키는 레벨을 의미한다. 이에 대해서는 도 3의 화소 구조를 참조하여 상세히 후술한다.
이 때, 좌안 영상 표시 기간에서는 복수의 데이터선을 통해 복수의 좌안 영상 데이터 신호가 전달되고, 우안 영상 표시 기간에서는 복수의 우안 영상 데이터 신호가 전달되며, 블랙 영상 표시 기간에는 복수의 블랙 데이터 신호가 전달된다.
주사 구동부(20)는 각각의 서브 프레임의 시작 시점에 동기되어 게이트 온 전압을 가지는 주사 신호를 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 중 대응하는 주사선에 공급한다. 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 중 게이트 온 전압을 가지는 주사 신호가 공급된 주사선에 연결된 복수의 화소(40)가 선택되어 활성화된다. 주사 신호에 의하여 선택된 복수의 화소(40)는 복수의 데이터선(DA1 내지 DAm)으로부터 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 및 블랙 데이터 신호 중 어느 하나를 공급 받는다.
주사 신호의 주파수는 주사 제어 신호(SCS)에 의해 제어된다. 주사 구동부(20)는 주사 제어 신호(SCS)에 따라 서브 프레임 단위로 복수의 주사 신호를 공급하고, 복수의 주사 신호 각각을 대응하는 주사선에 전달한다. 구체적으로 주사 제어 신호(SCS)는 복수의 서브 프레임 각각을 구분하는 수직 동기 신호(도 4 참조) 및 복수의 주사 신호 각각의 전달 시점을 결정하는 수평 동기 신호를 포함한다.
또한 발광 제어 구동부(60)는 제어부(50)로부터 전달된 발광 구동 제어 신호(ECS)에 대응하여 표시부(10)에 포함된 복수의 화소가 영상 데이터 신호에 따라 발광하는 것을 제어한다. 즉, 발광 제어 구동부(60)는 발광 제어 구동 신호(ECS)에 대응하여 복수의 화소 각각에 연결된 발광 제어선(EM1 내지 EMn)으로 발광 제어 신호를 생성하여 전달하는데, 발광 제어 신호의 구동 타이밍에 대응하여 각 화소에 포함된 유기 발광 다이오드의 구동이 제어된다. 발광 제어 신호가 복수의 화소 각각에 게이트 온 전압 레벨로 인가되면 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 유기 발광 다이오드가 발광되어 영상이 표시된다. 발광 제어 신호가 게이트 오프 전압 레벨로 인가되면 유기 발광 다이오드에 공급되는 전류가 차단되어 유기 발광 다이오드는 발광하지 않는다. 화소 구조에 따라 입체 영상 표시 장치는 발광 제어 구동부를 포함하지 않을 수 있다.
제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)은 복수의 화소(40)가 동작하는 데 필요한 두 개의 구동 전압을 공급한다. 두 개의 구동 전압은 제1 전원(ELVDD)으로 공급되는 하이 레벨의 제1 구동 전압과, 제2 전원(ELVSS)으로부터 공급되는 로우 레벨의 제2 구동 전압을 포함한다.
다음으로 도 2의 입체 영상 표시 장치의 화소 회로의 구성을 나타낸 도 3의 회로도를 참조하여 입체 영상 표시 장치의 복수의 화소 각각의 구동을 설명하고자 한다.
도 3은 도 2의 입체 영상 표시 장치 중 복수의 화소 중 대응하는 화소(40)의 회로를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 화소(40)는 스위칭 트랜지스터(M1), 구동 트랜지스터(M2), 발광 제어 트랜지스터(M3), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기 발광 다이오드(OLED)로 구성된다. 도 3은 화소의 구동 회로의 일 실시 예이므로, 이러한 구성에 반드시 제한되는 것은 아니며 해당 분야에서 공지된 화소 회로의 구조라면 다양하게 적용될 수 있을 것이다.
도 3의 실시 예에 따른 화소(40)는 구체적으로 복수의 주사선 중 대응하는 주사선에 연결된 게이트 전극, 복수의 데이터선 중 대응하는 데이터선에 연결된 소스 전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 일단과 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극이 연결된 접점에 연결된 드레인 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터(M1)을 포함한다.
또한 화소(40)는 스위칭 트랜지스터(M1)의 드레인 전극에 연결된 게이트 전극, 제1 전원(ELVDD)에 연결된 소스 전극, 및 발광 제어 트랜지스터(M3)의 소스 전극에 연결된 드레인 전극을 포함하는 구동 트랜지스터(M2)를 포함한다.
또한 화소(40)는 발광 제어선(EM)에 연결된 게이트 전극, 구동 트랜지스터(M2)의 드레인 전극에 연결된 소스 전극, 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결된 드레인 전극을 포함하는 발광 제어 트랜지스터(M3)를 포함한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 일단이 스위칭 트랜지스터(M1)의 드레인 전극과 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극이 연결된 접점에 연결되고, 타단이 구동 트랜지스터(M2)의 소스 전극에 연결되어, 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극 및 소스 전극간의 전압 차를 영상이 표시되는 소정의 서브 프레임 기간 동안 유지한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 발광 제어 트랜지스터(M3)의 드레인 전극에 연결되고, 캐소드 전극은 제2 전원(ELVSS)에 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(M1)가 대응하는 주사선(Sn)을 통해 전달된 주사 신호에 따라 턴 온 되었을 때, 턴 온 된 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 전달되는 영상 데이터 신호는 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 전달된다. 따라서, 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극 및 소스 전극의 전압차는 영상 데이터 신호와 제1 전원(ELVDD)의 제1 구동 전압 차이고, 해당 전압 차에 따라 구동 트랜지스터(M2)에 구동 전류가 흐른다.
구동 전류는 유기 발광 다이오드(OLED)에 전달되고, 유기 발광 다이오드(OLED)는 전달된 구동 전류에 따라 발광한다.
게이트 온 전압 레벨을 가지는 복수의 주사 신호가 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 중 대응하는 주사선에 공급되면, 대응하는 주사선에 연결된 복수의 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴 온 된다. 복수의 데이터선(DA1 내지 DAm) 각각은 게이트 온 전압을 가지는 주사 신호가 공급되는 시점에 동기되어 좌안 데이터 신호, 우안 데이터 신호, 및 블랙 데이터 신호 중 어느 하나를 전달받는다.
턴 온 된 복수의 스위칭 트랜지스터(M1) 각각을 통해 복수의 데이터선(DA1 내지 DAm)에 전달된 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 및 블랙 데이터 신호 중 어느 하나의 영상 데이터 신호는 복수의 화소(40) 각각의 구동 트랜지스터(M2)에 전달되어 상기 전달받은 영상 데이터 신호에 따라 해당 서브 프레임 기간 동안 복수의 화소(40) 각각의 유기 발광 다이오드(OLED)가 발광 또는 비발광 된다.
이때 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 및 블랙 데이터 신호 중 어느 하나의 영상 데이터 신호가 전달되더라도 유기 발광 다이오드에 해당 구동 전류가 공급되는 것은 발광 제어 트랜지스터(M3)의 구동에 따른다. 즉, 발광 제어 트랜지스터(M3)과 연결된 발광 제어선(EM)을 통해 전달되는 발광 제어 신호가 게이트 온 전압 레벨로 전달되어 턴 온 되는 경우에 해당 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 유기 발광 다이오드가 발광하여 영상을 표시하게 된다. 만일 발광 제어 신호가 게이트 오프 전압 레벨로 전달되어 발광 제어 트랜지스터(M3)를 턴 오프 시키면 유기 발광 다이오드는 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 발광하지 않게 된다.
도 4는 상기 도 1의 종래 기술의 입체 영상 표시 장치의 구동 과정에서 발생되는 크로스토크 현상을 확실하게 제거하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타낸다. 도 4의 실시 예에 따르면 입체 영상 표시 장치의 한 프레임은 4개의 서브 프레임으로 구성되고, 프레임 주파수는 60Hz이다.
좌안 영상 표시 기간과 우안 영상 표시 기간 사이에 블랙 영상 표시 기간이 위치해야 한다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간은 한 프레임 기간의 반 보다 짧은 기간으로 설정된다.
도 4에 제시된 본 발명의 실시 예에 따른 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간은 좌안 영상 표시 기간(LI)과 블랙 영상 표시 기간(LB), 및 우안 영상 표시 기간(RI)과 블랙 영상 표시 기간(RB)을 각각 포함한다.
한 프레임은 좌안 영상 표시 기간(LI) 및 블랙 영상 표시 기간(LB)을 합한 기간과 우안 영상 표시 기간(RI) 및 블랙 영상 표시 기간(RB)을 합한 기간을 포함한다. 따라서, 서브 프레임 주파수는 240Hz이다.
셔터 안경의 구동 기간은 좌안 영상 구간, 우안 영상 구간, 및 셔터 안정화 구간(P2, P4)을 포함한다.
셔터 안정화 구간(P2, P4)은 대응하는 블랙 영상 표시 기간(LB, RB)에 중첩된다. 셔터 안정화 구간을 각각 포함한 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간의 구동 주파수는 120Hz일 수 있다.
도 4에 따른 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 좌안 영상 표시 기간(LI), 블랙 영상 표시 기간(LB), 우안 영상 표시 기간(RI), 및 블랙 영상 표시 기간(RB)이 각각 개시된다. 실시 형태에 따라서 이들 표시 기간은 하나의 프레임을 구성하므로 수직 동기 신호(VS)의 주파수는 240Hz일 수 있다.
구체적으로 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 표시 패널의 복수의 화소 라인을 순차적으로 활성화시키는 복수의 주사 신호가 입체 영상 표시 장치의 표시 패널의 복수의 주사선 각각에 전달되면 상기 주사선에 연결된 복수의 화소는 전달된 영상 데이터 신호에 따라 발광하고 해당 영상 데이터 신호에 따른 계조로 표현된다.
본 발명의 실시 예에서는 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 전달되는 복수의 주사 신호 각각이 대응하는 주사선에 전달되는 속도를 증가시킨다. 즉, 수평 동기 신호의 주파수가 증가한다.
수평 동기 신호의 주파수 증가 정도는 셔터 안정화 구간(P2, P4)에 따라 결정된다. 셔터 안정화 기간(P2, P4)을 길게 설정할수록 수평 동기 신호의 주파수는 증가한다. 즉, 복수의 주사 신호가 대응하는 주사선에 전달되는 속도가 증가한다.
셔터 안정화 기간(P2, P4)은 셔터 안경의 성능 등에 따라 다르므로 사용자의 설정에 따라 변경 가능하다. 사용자는 셔터 안정화 기간(P2, P4)을 입체 영상 표시 장치에 입력하고, 입체 영상 표시 장치는 셔터 안정화 기간(P2, P4)에 대응하는 주사 신호 전달 속도 즉, 수평 동기 신호 주파수를 결정할 수 있다.
따라서, 활성화된 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 좌안 영상 데이터, 블랙 영상 데이터, 및 우안 영상 데이터를 표시 패널의 각각의 화소에 공급하기 위한 주사 신호의 스캔 속도는 각각 동일하게 높아진다. 그러므로 표시 패널에 좌안 영상 데이터, 블랙 영상 데이터, 및 우안 영상 데이터가 전달되어 표시되는 서브 프레임의 각도가 수평방향을 기준할 때 종래 기술에 따른 구동 방법에서 표시되는 서브 프레임 각도보다 높아지는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 좌안 영상 표시 기간(LI), 좌안에 전달되는 블랙 영상 표시 기간(LB), 우안 영상 표시 기간(RI), 및 우안에 전달되는 블랙 영상 표시 기간(RB)의 시작 시점에 전달되는 수직 동기 신호(VS)에 동기되어 주사 신호가 전달되고, 상기 주사 신호의 전달 속도는 모두 동일하다. 이때 표시 패널의 주사 속도는 한 프레임의 주파수의 4배보다 더 높은 주파수로 전달된다. 바람직하게는 한 프레임 주파수의 4배 초과 8배 이하의 고주파수로 주사될 수 있다.
구체적으로 상기 도 4의 실시 예에서는 240Hz 보다 높은 주파수로, 바람직하게는 300Hz 내지 480Hz의 주파수로 표시 패널이 스캔될 수 있다.
그러면, 도 4에서와 같이 종래 구동 방식에 따라 점선으로 표시되는 좌안 영상 표시 기간이 실선으로 표시되는 좌안 영상 표시 기간(LI)으로 변경된다. 본 발명의 실시 예에 따른 구동 방법에 의하면 좌안 영상 표시 기간(LI)과 우안 영상 표시 기간(RI) 사이에 시간적인 간극이 형성되어 좌안 영상이 사용자의 좌안에 전달되는 동안 우안 영상이 전혀 사용자의 좌안에 인식되지 않는다. 상기 시간적인 간극은 도 4에서 셔터 안정화 구간(P2, P4)이 된다. 즉, 상기 셔터 안정화 구간으로 인해 사용자의 좌안에 인식되는 좌안 영상의 하측부와 사용자의 우안에 인식되는 우안 영상의 상측부가 겹쳐지는 부분이 없게 되므로 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 발생하는 크로스토크 현상이 완전히 제거될 수 있다.
이때 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상 표시 기간(LI)이 종료되는 시점과 동기된 셔터 안경의 셔터 안정화 구간(P2)과 우안 영상 표시 기간(RI)이 종료되는 시점과 동기된 셔터 안경의 셔터 안정화 구간(P4)은 입체 영상 표시 장치에서의 블랙 영상 삽입 기간과 중첩된다. 이로 인해 좌안 영상이 보여지는 left-on 구간(P1)에서는 우안 영상이 전혀 끼어들지 않기 때문에 크로스토크를 막을 수 있게 된다.
본 발명에서 셔터 안경의 좌우 개폐를 제어하는 셔터 동기 신호(SS)는 좌안 영상 구간인 P1 구간에서 하이 레벨로 전달되어 좌안을 개방시킴과 동시에 우안을 차단시키고, 우안 영상 구간인 P3 구간에서 로우 레벨로 전달되어 우안을 개방시킴과 동시에 좌안을 차단시킨다. 상기 셔터 동기 신호(SS)는 제어부(50)에서 생성하여 셔터 안경과 통신하는 통신부를 통해 셔터 안경에 전달될 수 있으나 이러한 실시 예에 반드시 제한되는 것은 아니다. 이때 셔터 동기 신호(SS)는 좌안 영상 구간 또는 우안 영상 구간의 주기에 대응할 수 있다.
좌안이 개방되는 좌안 영상 구간인 P1 구간과 우안이 개방되는 우안 영상 구간인 P3 구간 사이에 구비되는 셔터 안정화 구간 P2은 좌안부(또는 좌안 글래스) 셔터가 닫히면서 동시에 우안부(또는 우안 글래스) 셔터가 열리는 구간인데, 이 구간 동안 개방된 셔터 안경의 좌안부 혹은 우안부에 인지되는 영상이 블랙 영상이므로 좌우안 영상이 혼재되지 않고 완전히 분리될 수 있다. 마찬가지로 우안이 개방되는 P3 구간과 좌안이 개방되는 구간(도면 미도시) 사이에 구비되는 셔터 안정화 구간 P4에서는 우안부 셔터가 닫히면서 동시에 좌안부 셔터가 열리게 된다.
이러한 셔터 안정화 구간 P2 및 P4 구간 동안 좌안 영상과 우안 영상이 혼재될 가능성이 완벽하게 차단될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 표시 장치에서 좌안 영상 표시 기간(LI)과 우안 영상 표시 기간(RI) 사이에 블랙 영상 표시 기간을 삽입함으로써 좌우측 영상의 분리를 가능하게 함과 동시에 셔터 안경의 좌우 개폐 반응 속도를 고려한 표시 패널의 스캔 속도를 제어하여 셔터 글래스의 액정 온/오프 과정에서 발생하는 좌우 영상의 오버랩을 차단하게 된다.
상기 셔터 안경의 안정화 구간인 P2 및 P4 구간은 특별히 제한되지 않지만 0.5 내지 2.5ms 일 수 있다.
종래 기술의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 대비되는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법의 특징은 셔터 안경의 반응 속도를 고려하여, 복수의 주사 신호가 대응하는 주사선에 전달되는 주사 신호 전달 속도를 증가시키는 것이다. 그러면 좌안 영상 표시 기간의 종료 시점과 우안 영상 표시 기간의 시작 시점 사이에 삽입되는 블랙 영상 표시 기간과 중첩되도록 셔터 안경의 셔터 안정화 구간을 구비할 수 있으므로 블랙 영상의 삽입량이 줄어들고 그에 따라 좌안 영상 또는 우안 영상이 표시되는 때에 휘도 영향을 상대적으로 덜어줄 수 있다. 이에 대한 구체적인 비교는 도 5의 구성도로부터 알 수 있다.
즉, 도 5의 도면은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 3D 구동 시 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되는 동안 블랙 영상이 삽입되는 구간을 비교한 것이다. 도 5의 (a)는 종래 기술에 따른 3D 구동 과정의 일부를 도시한 것이고, (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 구동 과정의 일부를 도시한 것이다.
도 5에서 점선으로 표시한 부분은, 표시 패널 전체가 순차적으로 주사됨에 따라 활성화된 복수의 화소 각각에 좌안 영상 또는 우안 영상이 표시되는 동일한 서브 프레임(IM1, IM2)을 나타낸 것이다. 상기 점선 표시 부분은 종래 기술과 본 발명을 대비하기 위하여 동일한 서브 프레임 기간으로 설정하였다.
이때 동일한 영상 표시의 서브 프레임(IM1, IM2) 기간 동안 이전 서브 프레임(BL1, BL2) 기간에 삽입되는 블랙 영상의 삽입량이 표시되는데, 종래의 3D 구동에 따른 (a)의 블랙 영상 삽입량이 본 발명의 실시 예에 따른 3D 구동을 나타낸 (b)의 블랙 영상 삽입량보다 현저하게 큰 것을 알 수 있다.
(a)에 나타난 종래 기술의 3D 구동에 따른다면 좌안 영상 또는 우안 영상을 표시함에 있어 이전 서브 프레임 동안 삽입된 블랙 영상으로 인해 휘도가 거의 50% 가량 손실되는 것을 알 수 있다. 또한 이에 덧붙여 셔터 안경의 글래스 투과율에 따른 휘도 손실까지 발생하는 것을 고려하면 영상 데이터 신호에 따른 계조 표현에 큰 어려움이 있을 수 있다.
이에 반하여 (b)에 나타난 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 구동에 의하면 동일한 영상 표시 기간 동안 이전 서브 프레임에서 삽입된 블랙 영상이 상대적으로 적기 때문에 영상 데이터 신호에 따라 발광되는 휘도의 감소가 상대적으로 적게 된다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 구동에 의한다면 (b)에서 알 수 있듯이 휘도 감소율이 적어 영상 표시에서 휘도 향상을 기대할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 의한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 프레임 구성도 및 구동 파형도이다.
도 6을 참조하면 한 프레임 동안 좌안 영상이 구현되는 좌안 영상 구간과 우안 영상이 구현되는 우안 영상 구간이 포함된다.
좌안 영상 구간은 셔터 안경에서 좌안 셔터가 개방되는 구간이고 우안 영상 구간은 우안 셔터가 개방되는 구간이다.
이때 좌안 영상 구간은 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상 데이터 신호에 따른 좌안 영상이 표시되는 좌안 영상 표시 기간(LI)과 블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간(LB)과 중첩된다.
또한 우안 영상 구간은 입체 영상 표시 장치에서 우안 영상 데이터 신호에 따른 우안 영상이 표시되는 우안 영상 표시 기간(RI)과 블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간(RB)과 중첩된다.
구체적으로 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간 사이에 좌안 글래스 셔터와 우안 글래스 셔터의 개폐가 교차되는 기간이 있는데, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 6의 실시 예에 따르면 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 각각의 영상을 표시하는 서브 프레임 동안 표시 패널의 복수의 화소와 연결된 복수의 대응하는 주사선으로 전달되는 복수의 주사 신호는 고속으로 전달된다.
즉, 좌안 영상 표시 기간(LI), 블랙 영상 표시 기간(LB), 우안 영상 표시 기간(RI), 및 블랙 영상 표시 기간(RB) 각각의 시작 시점은 수직 동기 신호(VS)에 동기되는데, 수직 동기 신호(VS)에 대응하여 표시 패널에 포함된 복수의 주사선 중 대응하는 주사선에 전달되는 복수의 주사 신호가 고속으로 전달된다. 즉, 수평 동기 신호의 주파수가 증가한다.
복수의 주사 신호의 주파수는 한 프레임 구동 주파수의 4배보다 고주파수이다. 즉, 한 프레임 구동 주파수가 60Hz인 경우 상기 좌안 영상 표시 기간(LI), 블랙 영상 표시 기간(LB), 우안 영상 표시 기간(RI), 및 블랙 영상 표시 기간(RB) 각각의 구동 주파수는 240Hz일 수 있으며, 상기 복수의 주사 신호는 240Hz 보다 더 높은 주파수인 것이 바람직하다. 300Hz 내지 480Hz로 표시 패널의 복수의 화소에 연결된 복수의 주사선 각각에 전달될 수 있다.
한편 경우에 따라서 좌안 영상과 우안 영상이 표시되는 2개의 서브 프레임으로 한 프레임을 구성할 수도 있으며, 그럴 경우 하나의 서브 프레임의 구동 주파수는 한 프레임 구동 주파수의 2배가 될 수 있다. 즉, 상기 예에서 하나의 서브 프레임은 120Hz로 구동되어 상대적으로 저속으로 영상이 표시될 수 있다. 그럴 경우에도 표시 패널의 복수의 화소에 연결된 복수의 주사선에 전달되는 복수의 주사 신호의 전달 속도, 즉 수평 동기 신호 주파수는 서브 프레임 구동 주파수보다 고속이어야 하며 그로 인해 좌안 영상과 우안 영상의 표시가 분리되어 크로스토크 현상이 발생하지 않게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치가 2개의 서브 프레임으로 구동되는 저속 구동인 경우 수직 동기 신호(VS)는 각각 좌안 영상 구간과 우안 영상 구간의 시작 시점에 온 전압 레벨로 전달되어 표시 패널의 주사 동작을 개시시킨다.
도 6의 실시 예에 따르면 고속으로 전달되는 복수의 주사 신호에 의해 표시 패널에 포함된 복수의 화소가 활성화되어 영상 데이터 신호에 따라 표시되기 때문에 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 양안에 도달하는 것을 방지하고 그로 인해 크로스토크 현상이 발생하지 않는다.
이에 덧붙여 도 6의 실시 예에서는 고속의 스캔 구동에 대응하여 발광 듀티(Emission duty)를 제어한다. 도 6를 참조하여 알 수 있듯이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치에서는 수직 동기 신호(VS)와 좌안 영상 데이터 신호 또는 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광하는 영상 표시 기간의 발광 기간 사이에 지연 구간(P20)을 더 포함하도록 발광 듀티를 제어한다.
상기 발광 듀티는 셔터 안경의 셔터 반응 속도에 따라 발광 제어 신호의 온/오프 구동을 제어함으로써 조정된다.
즉, 셔터 안경은 셔터 동기 신호(SS)에 대응하여 좌안부와 우안부가 개폐되는데, 셔터 안경의 셔터 반응 속도는 다양할 수 있으며 상기 셔터 반응 속도에 따라 표시 패널의 발광 구동을 제어한다.
도 6의 실시 예에서 셔터 동기 신호(SS)는 좌안 영상 표시 기간(LI)이 종료되는 시점(t1)에 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하고, 우안 영상 표시 기간(RI)이 종료되는 시점에 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이한다.
이러한 셔터 동기 신호(SS)의 천이 시점에 동기되어 좌안 글래스 셔터(LS) 또는 우안 글래스 셔터(RS)의 개폐가 개시된다.
셔터 동기 신호(SS)의 천이 시점 t1에 좌안 글래스 셔터(LS)는 하이 레벨에서 로우 레벨로 변하며 P10의 기간 동안 차단된다. 한편, 셔터 동기 신호(SS)의 천이 시점 t1에 동기되어 우안 글래스 셔터(RS)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하며 P10의 기간을 포함하여 시점 t3에 이르는 P20의 기간 동안 개방된다. 우안 글래스 셔터(RS)의 천이 속도, 즉 우안 글래스 셔터(RS)의 개방 속도는 좌안 글래스 셔터(LS)의 천이 속도, 즉 좌안 글래스 셔터(LS)의 차단 속도보다 느리다. 셔터 안경의 우안부는 P10 및 P20 기간 동안 열리게 된다.
따라서, 셔터 안경의 좌안부가 우안부보다 상대적으로 빠르게 닫히고 셔터 안경의 우안부가 상대적으로 느리게 개방되므로, 우안 영상 표시 기간(RI)을 개시하기 위하여 수직 동기 신호(VS)가 전달되는 시점 t2와 실제 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광되어 우안 영상이 표시되는 시점 t3 사이의 P20 구간만큼 발광되지 않는 지연 구간이 구비된다. 이러한 지연 구간은 소정의 기간으로 설정되면 족할 것이고 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 0.5 내지 2.5ms로 설정될 수 있다.
상기 지연 구간(P20)은 좌안 영상 또는 우안 영상이 표시되는 기간 중 초기 소정의 기간 동안 설정될 수 있다.
상기 지연 구간 동안 표시부(10)에 포함된 복수의 화소(10) 각각의 유기 발광 다이오드(OLED)는 게이트 오프 전압 레벨을 가진 발광 제어 신호에 대응하여 발광되지 않다가 지연 구간 P20이 종료된 후부터 게이트 온 전압 레벨을 가진 발광 제어 신호에 대응하여 좌안 또는 우안 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류로 발광된다.
이러한 지연 구간(P20)으로 인해 좌안 영상 하측부와 우안 영상 상측부가 시기적으로 혼재되어 함께 인식될 염려가 없게 된다. 따라서 더욱 완벽하게 좌안 영상과 우안 영상이 분리될 수 있어 크로스토크 현상을 막을 수 있다.
좌안 영상과 우안 영상이 발광하는 2개의 서브 프레임으로 한 프레임을 구성하는 저속 3D 구동의 경우에 있어서도, 좌안 영상 또는 우안 영상이 표시되기 직전, 즉 수직 동기 신호(VS)가 전달되고 난 후 좌안 글래스 셔터 또는 우안 글래스 셔터가 안정화되는 소정의 기간 동안 발광 제어 신호의 발광 듀티비를 조정하여 비발광 구간(emission off)을 둠으로써 좌안 영상과 우안 영상의 혼재를 완벽하게 막을 수 있다. 이러한 실시 예의 경우 구동 속도를 낮출 수 있으므로 EMI, 소비전력, 노이즈 면에서 개선된 고품질의 표시 장치를 제공할 수 있는 장점이 있게 된다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
10: 표시부 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 40: 화소
50: 제어부 60: 발광 제어 구동부

Claims (23)

  1. 복수의 주사선에 복수의 주사 신호를 전달하는 주사 구동부;
    복수의 데이터선에 복수의 데이터 신호를 전달하는 데이터 구동부;
    복수의 발광 제어선에 복수의 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어 구동부;
    상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선, 상기 복수의 데이터선 중 대응하는 데이터선, 상기 복수의 발광 제어선 중 대응하는 발광 제어선에 각각 연결된 화소를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은 대응하는 주사 신호가 전달될 때 대응하는 데이터 신호를 전달받는 표시부; 및
    상기 주사 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 발광 제어 구동부를 제어하고, 한 프레임 동안 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 블랙 영상 표시 기간 각각에 대응하는 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 데이터 구동부에 공급하는 제어부를 포함하고,
    상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 사이에 블랙 데이터 신호에 따른 블랙 영상이 표시되는 블랙 영상 표시 기간과 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 개폐되는 셔터 안정화 기간이 중첩되는 것을 특징으로 하고,
    수직 동기 신호가 전달된 시점부터 대응하는 영상이 표시되는 시점 사이에 일정한 지연 구간이 존재하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 셔터 안정화 기간에는 상기 좌안 영상을 표시하기 위한 좌안 영상 데이터 신호 또는 상기 우안 영상을 표시하기 위한 우안 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되지 않는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 셔터 안정화 기간은 상기 블랙 영상 표시 기간, 및 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 상기 우안 영상 표시 기간 중 표시부의 발광이 오프되는 기간과 중첩되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 셔터 안정화 기간은 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 기간이고, 상기 셔터 안경의 개방 속도가 차단 속도보다 느린 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 표시부의 발광이 오프되는 기간은, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 일치하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 표시부에 전달되는 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 표시부에 전달되는 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 영상 표시 기간은 상기 좌안 영상 표시 기간 및 상기 우안 영상 표시 기간이 각각 종료되는 시점에 각각 시작되는 입체 영상 표시 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 제어 구동부는, 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 상기 우안 영상 표시 기간 중 상기 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 동일한 시간 동안, 상기 복수의 화소 중 대응하는 화소의 발광을 차단하는 발광 제어 신호를 생성하여 전달하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 제어 신호의 듀티비는 상기 셔터 안경의 셔터 반응 속도에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 제어 신호는 상기 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 시점에 동기되어 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 높은 주파수의 복수의 주사 신호를 전달하는 입체 영상 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 주사 신호의 주파수는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  14. 복수의 화소를 포함하고, 한 프레임 시간을 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 상기 좌안 영상 표시 기간과 우안 영상 표시 기간 사이에 각각 삽입되는 블랙 영상 표시 기간의 서브 프레임을 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 좌안 영상 표시 기간, 우안 영상 표시 기간, 및 블랙 영상 표시 기간 각각에 대응하는 좌안 영상 데이터 신호, 우안 영상 데이터 신호, 및 블랙 영상 데이터 신호를 생성하여 상기 서브 프레임 순차로 공급하는 단계;
    상기 복수의 화소 각각을 상기 좌안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계;
    상기 복수의 화소 각각을 상기 블랙 영상 데이터 신호에 따라 블랙 영상으로 표시하는 단계;
    상기 복수의 화소 각각을 상기 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계; 및
    상기 복수의 화소 각각을 상기 블랙 영상 데이터 신호에 따라 블랙 영상으로 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 좌안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계와 상기 우안 영상 데이터 신호에 따라 발광시키는 단계에서 초기 소정의 기간 동안 상기 복수의 화소 각각의 발광이 오프되는 것을 특징으로 하고, 수직 동기 신호가 전달된 시점부터 대응하는 영상이 표시되는 시점 사이에 일정한 지연 구간이 존재하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 소정의 기간과 그 이전의 블랙 영상 표시 기간 중 일부 기간을 포함하는 기간이, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 개폐되는 셔터 안정화 기간인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 셔터 안정화 기간에는 상기 좌안 영상을 표시하기 위한 좌안 영상 데이터 신호 또는 상기 우안 영상을 표시하기 위한 우안 영상 데이터 신호에 따른 영상이 표시되지 않는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 셔터 안정화 기간은 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 기간이고, 상기 셔터 안경의 개방 속도가 차단 속도보다 느린 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 소정의 기간은, 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스가 서로 교차되어 개폐되는 속도 차이에 따른 시간과 일치하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 상기 복수의 화소 각각에 대한 주사 속도는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수보다 빠른 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 좌안 영상 표시 기간 및 우안 영상 표시 기간 동안 상기 복수의 화소 각각에 대한 주사 속도는 상기 좌안 영상 표시 기간 또는 우안 영상 표시 기간의 서브 프레임 주파수의 1.25배 내지 2배의 속도인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은 상기 소정의 기간 동안 상기 복수의 화소 각각에 포함된 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 발광 제어 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 발광 제어 신호에 대응하여 발광이 오프되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 발광 제어 신호의 듀티비는 셔터 안경의 셔터 반응 속도에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 발광 제어 신호는 셔터 안경의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개폐가 서로 교차되어 완료되는 시점에 동기되어 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
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