KR101782648B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 액정표시장치는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 교차되는 게이트 라인이 형성되고, 상기 데이터 라인 및 게이트 라인의 교차에 의해 정의되는 셀영역에 형성되는 픽셀들을 포함하는 표시패널; 입력된 영상 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 데이터 구동부; 상기 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스를 상기 게이트 라인들로 순차적으로 출력하는 게이트 구동부; 및 상기 표시패널은 제4k-3(k는 1≤k≤m/4 을 만족하는 자연수, m은 상기 표시패널의 라인 수) 및 제4k-1 라인들에 제1 내지 제3 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들이 형성되고, 제4k-2 및 제4k 라인들에 제3 색과 보색인 제4 색 서브 픽셀, 제1 색과 보색인 제5 색 서브 픽셀, 및 제2 색과 보색인 제6 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 광범위하게 이용되고 있다. 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 변조함으로써 화상을 표시한다.
또한, 최근에 입체영상 표시장치에 대한 수요가 증가함에 따라 입체영상을 구현할 수 있는 액정표시장치가 개발되고 있다. 입체영상을 구현하는 방법은 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 편광을 바꿔서 또는 시분할방식으로 표시한다. 안경방식은 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
도 1은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 액정표시장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 액정표시장치는 표시패널(DIS) 상에 배치된 패턴 리타더(Patterned Retarder)(PR)의 편광특성과, 사용자가 착용한 편광 안경(PG)의 편광특성을 이용하여 입체영상을 구현한다. 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(DIS)의 기수(홀수) 라인들에는 좌안 영상을 표시하고, 우수(짝수) 라인들에는 우안 영상를 표시한다. 표시패널(DIS)의 좌안 영상은 패턴 리타더(PR)를 통과하면 좌안 편광으로 변환되고, 우안 영상은 패턴 리타더(PR)를 통과하면 우안 편광으로 변환된다. 편광 안경(PG)의 좌안 편광필터는 좌안 편광만을 통과시키고, 우안 편광필터는 우안 편광만을 통과시킨다. 따라서, 사용자는 좌안을 통하여 좌안 영상만을 보게 되고, 우안을 통하여 우안 영상만을 보게 된다.
또한, 도 1과 같은 패턴 리타더 방식으로 구현되는 액정표시장치는 2차원 및 입체영상의 표시 품질을 더욱 높일 수 있도록 UD(Ultra Definition)의 고해상도로 개발되고 있다. UD의 액정표시장치는 3840×2160의 해상도를 가진다. 현재 상용화되고 있는 FHD(Full High Definition)의 액정표시장치는 1920×1080의 해상도를 가진다. 따라서, UD의 액정표시장치는 FHD의 액정표시장치에 비하여 가로, 세로 2배씩 해상도가 높아진다. 하지만, 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 액정표시장치는 UD의 고해상도로 구현되더라도, 입체영상 구현시 사용자의 인지 해상도가 저하되는 문제가 발생한다. 이 경우, 사용자는 표시패널의 해상도보다 낮은 해상도로 입체영상을 시청하는 느낌을 받게 된다.
본 발명은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 경우 사용자의 인지 해상도 저하를 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 액정표시장치는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 교차되는 게이트 라인이 형성되고, 상기 데이터 라인 및 게이트 라인의 교차에 의해 정의되는 셀영역에 형성되는 픽셀들을 포함하는 표시패널; 입력된 영상 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 데이터 구동부; 상기 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스를 상기 게이트 라인들로 순차적으로 출력하는 게이트 구동부; 및 상기 표시패널은 제4k-3(k는 1≤k≤m/4 을 만족하는 자연수, m은 상기 표시패널의 라인 수) 및 제4k-1 라인들에 제1 내지 제3 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들이 형성되고, 제4k-2 및 제4k 라인들에 제3 색과 보색인 제4 색 서브 픽셀, 제1 색과 보색인 제5 색 서브 픽셀, 및 제2 색과 보색인 제6 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제1 내지 제3 색의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀들을 표시패널의 기수 라인들에 형성하고, 제4 내지 제6 색의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀들을 표시패널의 우수 라인들에 배치한다. 그 결과, 본 발명은 기수 라인들의 표시 영상과 우수 라인들의 표시 영상이 구분되므로, 사용자의 인지 해상도 저하를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 제1 내지 제6 색의 서브픽셀들에 의해 색좌표 범위가 확장되므로, 색재현율 및 색표현력을 높일 수 있다.
도 1은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 액정표시장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 표시패널의 픽셀들 중 일부를 상세히 보여주는 등가회로도이다.
도 5는 도 4의 픽셀들에 공급되는 게이트 펄스와 데이터전압을 보여주는 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 픽셀들과 패턴 리타더의 배치를 보여주는 도면이다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 색좌표를 보여주는 그래프이다.
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 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3은 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 보여주는 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 표시패널(10), 편광 안경(20), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 데이터 변환부(130), 타이밍 콘트롤러(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 포함한다.
표시패널(10)은 타이밍 콘트롤러(140)의 제어 하에 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(10)의 하부 유리기판 상에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들에 의해 정의된 셀영역들에 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 TFT 어레이가 형성된다. 표시패널(10)의 픽셀들 각각은 박막 트랜지스터에 접속되어 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다.
표시패널(10)은 2차원 및 입체영상의 표시 품질을 더욱 높일 수 있도록 UD(Ultra Definition)의 해상도로 영상을 표시한다. UD는 3840×2160의 해상도를 의미한다. 이 경우, 표시패널(10)에는 3840×2160개의 픽셀이 형성된다. 또한, 픽셀은 3개의 서브 픽셀을 포함하므로, 표시패널(10)에는 3840×2160×3개의 서브 픽셀이 형성된다. 표시패널(10)에는 3840×3 개의 데이터 라인(D)들이 형성되고, 2160 개의 게이트 라인(G)들이 형성된다.
표시패널(10)의 상부 유리기판상에는 블랙매트릭스, 컬러필터, 공통전극 등을 포함하는 컬러필터 어레이가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판상에 형성된다. 표시패널(10)의 액정모드는 도 5와 같이 IPS 모드로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, TN 모드, VA 모드, 및 FFS 모드 등 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 표시패널(10)의 TFT 어레이와 컬러필터 어레이의 구조에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 결부하여 후술한다.
표시패널(10)은 대표적으로 백라이트 유닛으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다. 백라이트 유닛은 백라이트 유닛 구동부로부터 공급되는 구동전류에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛, 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛 구동부는 백라이트 유닛의 광원들을 점등시키기 위한 구동전류를 발생한다. 백라이트 유닛 구동부는 백라이트 제어부의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전류를 온/오프(ON/OFF)한다. 백라이트 제어부는 호스트 시스템으로부터 입력되는 글로벌/로컬 디밍신호(DIM)에 따라 백라이트 휘도와 점등 타이밍을 조정한 백라이트 제어 데이터를 SPI(Serial Pheripheral Interface) 데이터 포맷으로 백라이트 유닛 구동부에 출력한다.
도 3을 참조하면, 표시패널(10)의 상부 유리기판에는 상부 편광판(11a)가 부착되고, 하부 유리기판에는 하부 편광판(11b)이 부착된다. 상부 편광판(11a)의 광투과축(r1)과 하부 편광판(11b)의 광투과축(r2)은 직교된다. 또한, 상부 유리기판과 하부 유리기판에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.
2D 모드에서, 표시패널(10)의 제4k-3(k는 1≤k≤m/4 을 만족하는 자연수, m은 표시패널의 라인 수, UD의 경우 m은 2160로 정의될 수 있다) 및 제4k-2 라인의 픽셀들과 제4k-1 및 제4k 라인의 픽셀들은 2D 영상을 표시한다. 3D 모드에서, 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-2 라인의 픽셀들은 좌안 영상(또는 우안 영상)을 표시하고 제4k-1 및 제4k 라인의 픽셀들은 우안 영상(또는 좌안 영상)을 표시한다. 표시패널(10)의 픽셀들에 표시된 영상의 빛은 상부 편광필름을 통해 표시패널(10) 상에 배치된 패턴 리타더(Patterned Retarder)(30)에 입사된다.
표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-2 라인에 대응하는 패턴 리타더(30)의 라인들에는 제1 리타더(31)가 형성된다. 표시패널(10)의 제4k-1 및 제4k 라인에 대응하는 패턴 리타더(30)의 라인들에는 제2 리타더(32)가 형성된다. 따라서, 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-2 라인의 픽셀들은 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)와 대향되고, 표시패널(10)의 제4k-1 및 제4k 라인의 픽셀들은 패턴 리타더(30)의 제2 리타더(32)와 대향된다.
제1 리타더(31)는 표시패널(10)로부터의 빛의 위상값을 +λ/4(λ는 빛의 파장) 만큼 지연시킨다. 제2 리타더(32)는 표시패널(10)로부터의 빛의 위상값을 -λ/4 만큼 지연시킨다. 즉, 제1 리타더(31)의 광축(optic axis)(r3)과 제2 리타더(32)의 광축(r4)은 서로 직교된다. 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)는 제1 원편광(좌원편광)만을 통과시키도록 구현될 수 있다. 제2 리타더(32)는 제2 원편광(우원편광)만을 통과시키도록 구현될 수 있다.
편광 안경(20)의 좌안 편광필터는 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)와 동일한 광축을 가진다. 편광 안경(20)의 우안 편광필터는 패턴 리타더(30)의 제2 리타더(32)와 동일한 광축을 가진다. 예를 들어, 편광 안경(20)의 좌안 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(20)의 우안 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 3D 영상을 감상할 때 편광 안경을 쓰고, 2D 영상을 감상할 때 편광 안경을 벗어야 한다.
결국, 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치에서, 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-2 라인의 픽셀들에 표시되는 좌안 영상은 제1 리타더(31)를 통과하여 좌원편광으로 변환되고, 제4k-1 및 제4k 라인의 픽셀들에 표시되는 우안 영상은 제2 리타더(32)를 통과하여 우원편광으로 변환된다. 좌원편광은 편광 안경(20)의 좌안 편광필터를 통과하여 사용자의 좌안에 도달하게 되고, 우원편광은 편광 안경(20)의 우안 편광필터를 통과하여 사용자의 우안에 도달하게 된다. 따라서, 사용자는 좌안을 통하여 좌안 영상만을 보게 되고, 우안을 통하여 우안 영상만을 보게 된다.
데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(140)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 또한, 소스 드라이브 IC들은 데이터 변환부(130)로부터 입력되는 보색 영상 데이터(YCM)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
표시패널(10)의 제4k-3 라인과 제4k-1 라인의 픽셀들에는 영상 데이터(RGB)의 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들이 공급되고, 제4k-2 라인과 제4k 라인의 픽셀들에는 보색 영상 데이터(YCM)의 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들이 공급된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 결부하여 후술한다.
게이트 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(140)의 제어 하에 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스를 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(110)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시패널(10)의 하부 기판상에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 쉬프터는 PCB(Printed Circuit Board)상에 실장되고, 쉬프트 레지스터는 표시패널(10)의 하부 기판상에 형성될 수 있다.
데이터 변환부(130)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터 영상 데이터(RGB)를 입력받는다. 데이터 변환부(130)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 변환하여 보색 영상 데이터(YCM)를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 영상 데이터(RGB)는 제1 내지 제3 색의 데이터를 포함하고, 보색 영상 데이터(YCM)는 제4 내지 제6 색의 데이터를 포함한다. 이하에서, 제1 색은 레드(빨간색), 제2 색은 그린(초록색), 제3 색은 블루(파란색)이고, 제4 색은 옐로우(노란색), 제5 색은 싸이언(청록색), 제6 색은 마젠타(자홍색)인 것을 중심으로 설명하였다.
영상 데이터(RGB)의 R(Red, 레드(빨간색)) 데이터는 보색 영상 데이터(YCM)의 C(Cyan, 싸이언(청록색)) 데이터와 보색 관계에 있다. 또한, 영상 데이터(RGB)의 G(Green, 그린(초록색)) 데이터는 보색 영상 데이터(YCM)의 M(Magenta, 마젠타(자홍색)) 데이터와 보색 관계에 있고, 영상 데이터(RGB)의 B(Blue, 블루(파란색)) 데이터는 보색 영상 데이터(YCM)의 Y(Yellow, 옐로우(노란색)) 데이터와 보색 관계에 있다. 입력되는 영상 데이터가 8비트인 경우, 보색 영상 데이터(YCM)는 영상 데이터(RGB)로부터 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
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Figure 112011027799819-pat00002
Figure 112011027799819-pat00003
타이밍 콘트롤러(140)는 호스트 시스템(150)로부터 출력된 영상 데이터(RGB)와 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)과 모드신호(MODE)에 기초하여 게이트 구동부 제어신호를 게이트 구동부(110)로 출력하고, 데이터 구동부 제어신호를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 게이트 구동부 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 및 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 구동부(110)의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 구동부 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 구동부(120)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(120)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동부(120)에 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 구동부(120)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터(RGB)를 타이밍 콘트롤러(140)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(150)은 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)과 모드신호(MODE) 등을 타이밍 콘트롤러(140)에 공급한다.
도 4는 도 2의 픽셀들 중 일부를 상세히 보여주는 등가회로도이다. 도 4에서, 표시패널(10)의 액정모드는 IPS 모드로 구현된 것을 중심으로 설명하였지만, 표시패널(10)의 액정모드는 이에 한정되지 않고, TN 모드, VA 모드, FFS 모드 등으로 구현될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 표시패널(10)의 하부기판상에는 게이트 라인(G4k -4~G4k -1)과 데이터 라인(D3s -2~D3s +1)이 형성되고, 게이트 라인들(G4k -4~G4k -1)과 데이터 라인(D3s -2~D3s+1)의 교차에 의해 정의되는 액정셀 영역에 화소 전극(11)들과 공통 전극(12)들이 형성된다. 스캔 트랜지스터(T)는 게이트 라인(G4k -4~G4k -1)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인(D3s -2~D3s +1)의 데이터전압을 화소 전극(11)들에 공급한다. 스캔 트랜지스터(T)의 게이트 전극은 게이트 라인(G4k -4~G4k -1)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인(D3s -2~D3s +1)에 접속되며, 드레인 전극은 화소 전극(11)들에 접속된다. 공통 전극(12)들은 RGB 픽셀들과 YCM 픽셀들 사이에 형성된 공통 라인(Vcom)과 접속된다. 화소 전극(11)과 공통 전극(12)은 서로 나란하게 형성된다. 액정셀 영역의 액정은 화소 전극(11)과 공통 전극(12) 사이의 전계에 의해 회동함으로써, 영상을 표시하게 된다.
표시패널(10)의 상부기판상에는 컬러필터들(CF)이 형성된다. 컬러필터들(CF)는 표시패널(10)의 하부기판상의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성된다. 블랙 매트릭스(BM)는 표시패널(10)의 하부기판상의 게이트 라인(G4k -4~G4k -1)과 스캔 트랜지스터(T)가 형성되는 영역과 대응되는 영역에 형성된다.
컬러필터들(CF)은 RGB 컬러필터들(CF(RGB))과 YCM 컬러필터들(CF(YCM))을 포함한다. R 컬러필터(R)는 R 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성되고, G 컬러필터(G)는 G 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성되며, B 컬러필터(B)는 B 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성된다. Y 컬러필터(Y)는 Y 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성되고, C 컬러필터(C)는 C 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성되며, M 컬러필터(M)는 M 서브 픽셀의 액정셀 영역과 대응되는 영역에 형성된다.
도 5는 도 4의 픽셀들에 공급되는 게이트 펄스와 데이터전압을 보여주는 파형도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(10)의 픽셀들의 동작을 상세히 살펴본다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제4k-4 게이트 라인(G4k -4)에는 제4k-4 게이트 펄스(GP4k-4)가 공급되고, 제4k-3 게이트 라인(G4k -3)에는 제4k-3 게이트 펄스(GP4k -3)가 공급된다. 제4k-2 게이트 라인(G4k -2)에는 제4k-2 게이트 펄스(GP4k -2)가 공급되고, 제4k-1 게이트 라인(G4k -1)에는 제4k-1 게이트 펄스(GP4k -1)가 공급된다. 게이트 펄스(GP)는 대략 1 수평기간 동안 발생한다.
또한, 데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제3s-2(s는 1≤s≤n/3 을 만족하는 자연수, UD의 경우 n은 3840×3으로 정의될 수 있다) 데이터 라인(D3s -2)에는 Y 데이터전압과 R 데이터전압을 교대로 공급한다. 또한, 데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제3s-1 데이터 라인(D3s -1)에는 C 데이터전압과 G 데이터전압을 교대로 공급하고, 제3s 데이터 라인(D3s)에는 M 데이터전압과 B 데이터전압을 교대로 공급한다. 도 5에서는 정극성과 부극성의 데이터 전압을 도트마다 교대로 인가하는 도트 인버전 방식을 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 도트 인버전 방식의 경우, 소스 드라이브 IC들은 대략 1 수평기간마다 정극성과 부극성의 데이터 전압을 교대로 인가한다.
데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제4k-4 게이트 펄스(GP4k -4)에 동기되는 기간 동안 제3s-2 데이터 라인(D3s -2)에는 Y 데이터전압을 공급하고, 제3s-1 데이터 라인(D3s -1)에는 C 데이터전압을 공급하며, 제3s 데이터 라인(D3s)에는 M 데이터전압을 공급한다. 따라서, 제4k-4 게이트 라인에 접속된 Y 서브 픽셀, C 서브 픽셀, M 서브 픽셀이 영상을 표시한다.
데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제4k-3 게이트 펄스(GP4k -3)에 동기되는 기간 동안 제3s-2 데이터 라인(D3s -2)에는 R 데이터전압을 공급하고, 제3s-1 데이터 라인(D3s -1)에는 G 데이터전압을 공급하며, 제3s 데이터 라인(D3s)에는 B 데이터전압을 공급한다. 따라서, 제4k-3 게이트 라인에 접속된 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀이 영상을 표시한다.
데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제4k-2 게이트 펄스(GP4k -2)에 동기되는 기간 동안 제3s-2 데이터 라인(D3s -2)에는 Y 데이터전압을 공급하고, 제3s-1 데이터 라인(D3s -1)에는 C 데이터전압을 공급하며, 제3s 데이터 라인(D3s)에는 M 데이터전압을 공급한다. 따라서, 제4k-2 게이트 라인에 접속된 Y 서브 픽셀, C 서브 픽셀, M 서브 픽셀이 영상을 표시한다.
데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC들은 제4k-1 게이트 펄스(GP4k -1)에 동기되는 기간 동안 제3s-2 데이터 라인(D3s -2)에는 R 데이터전압을 공급하고, 제3s-1 데이터 라인(D3s -1)에는 G 데이터전압을 공급하며, 제3s 데이터 라인(D3s)에는 B 데이터전압을 공급한다. 따라서, 제4k-1 게이트 라인에 접속된 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀이 영상을 표시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 픽셀들과 패턴 리타더의 배치를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 표시패널(10)의 픽셀들 일부와 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31) 및 제2 리타더(32)가 나타나 있다.
표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-1 라인에는 RGB 픽셀들이 형성되고, 제4k-2 및 제4k 라인에는 YCM 픽셀들이 형성된다. RGB 픽셀들 각각은 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, 및 B 서브 픽셀을 포함하고, YCM 픽셀들 각각은 Y 서브 픽셀, C 서브 픽셀, 및 M 서브 픽셀을 포함한다. 따라서, 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-1 라인에는 제1 내지 제n(n은 표시패널의 컬럼 라인 수) R 서브 픽셀, 제1 내지 제n G 서브 픽셀, 및 제1 내지 제n B 서브 픽셀이 형성된다. 또한, 표시패널(10)의 제4k-2 및 제4k 라인에는 제1 내지 제n Y 서브 픽셀, 제1 내지 제n C 서브 픽셀, 및 제1 내지 제n M 서브 픽셀이 형성된다.
2D 모드에서, 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에는 영상 데이터(RGB)가 공급되고, 제4k-2 및 제4k 라인의 YCM 픽셀들에는 보색 영상 데이터(YCM)가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-3 및 제4k-1 라인의 R 서브 픽셀들에는 R 영상 데이터가 공급되고, G 서브 픽셀들에는 G 영상 데이터가 공급되며, B 서브 픽셀들에는 B 영상 데이터가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-2 및 제4k 라인의 Y 서브 픽셀들에는 Y 영상 데이터가 공급되고, C 서브 픽셀들에는 C 영상 데이터가 공급되며, M 서브 픽셀들에는 M 영상 데이터가 공급된다.
3D 모드에서, 표시패널(10)의 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에는 좌안 영상 데이터(RGBL)가 공급되고, 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에는 우안 영상 데이터(RGBR)가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-2 라인의 YCM 픽셀들에는 좌안 보색 영상 데이터(YCML)가 공급되고, 제4k 라인의 YCM 픽셀들에는 우안 보색 영상 데이터(YCMR)가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-3 라인의 R 서브 픽셀들에는 R 좌안 영상 데이터가 공급되고, G 서브 픽셀들에는 G 좌안 영상 데이터가 공급되며, B 서브 픽셀들에는 B 좌안 영상 데이터가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-1 라인의 R 서브 픽셀들에는 R 우안 영상 데이터가 공급되고, G 서브 픽셀들에는 G 우안 영상 데이터가 공급되며, B 서브 픽셀들에는 B 우안 영상 데이터가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k-2 라인의 Y 서브 픽셀들에는 Y 좌안 영상 데이터가 공급되고, C 서브 픽셀들에는 C 좌안 영상 데이터가 공급되며, M 서브 픽셀들에는 M 좌안 영상 데이터가 공급된다. 표시패널(10)의 제4k 라인의 Y 서브 픽셀들에는 Y 우안 영상 데이터가 공급되고, C 서브 픽셀들에는 C 우안 영상 데이터가 공급되며, M 서브 픽셀들에는 M 우안 영상 데이터가 공급된다.
특히, 3D 모드에서 표시패널(10)의 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에는 제2p-1(p는 1≤p≤m/4 을 만족하는 자연수) 라인의 좌안 영상 데이터가 공급되고, 제4k-2 라인의 YCM 픽셀들에는 제2p 라인의 좌안 영상 데이터가 공급된다. 또한, 3D 모드에서 표시패널(10)의 제4k-1라인의 RGB 픽셀들에는 제2p-1 라인의 우안 영상 데이터가 공급되고, 제4k 라인의 YCM 픽셀들에는 제2p 라인의 우안 영상 데이터가 공급된다.
그러므로, 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 좌안 영상은 제1 리타더(31)를 통과하여 좌원편광으로 변환되고, 편광 안경(20)의 좌안 편광필터를 통과하여 사용자의 좌안에 도달하게 된다. 제4k-2 라인의 YCM 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 좌안 영상은 제1 리타더(31)를 통과하여 좌원편광으로 변환되고, 편광 안경(20)의 좌안 편광필터를 통과하여 사용자의 좌안에 도달하게 된다. 또한, 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 우안 영상은 제2 리타더(32)를 통과하여 우원편광으로 변환되고, 편광 안경(20)의 우안 편광필터를 통과하여 사용자의 우안에 도달하게 된다. 제4k 라인의 YCM 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 우안 영상은 제2 리타더(32)를 통과하여 우원편광으로 변환되고, 편광 안경(20)의 우안 편광필터를 통과하여 사용자의 우안에 도달하게 된다.
종래 기술의 경우, 제4k-3, 제4k-2, 제4k-1, 및 제4k 라인의 픽셀들은 모두 RGB 픽셀들로 형성된다. 이 경우, 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 좌안 영상과 제4k-2 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 좌안 영상이 비슷하므로, 사용자는 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 좌안 영상과 제4k-2 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 좌안 영상 중 어느 하나만이 표시되는 것으로 인식하게 된다. 또한, 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 우안 영상과 제4k 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 우안 영상이 비슷하므로, 사용자는 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 우안 영상과 제4k 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 우안 영상 중 어느 하나만이 표시되는 것으로 인식하게 된다. 그러므로, 사용자가 인지하는 해상도는 표시패널(10)의 해상도의 1/2로 저하될 수 있다.
이에 비해 본 발명의 경우, 제4k-3, 및 제4k-1 라인의 픽셀들은 RGB 픽셀들로 형성되고, 제4k-2, 및 제4k 라인의 픽셀들은 YCM 픽셀들로 형성된다. 이 경우, 사용자는 제4k-3 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 좌안 영상과 제4k-2 라인의 YCM 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 좌안 영상을 구별할 수 있다. 또한, 사용자는 제4k-1 라인의 RGB 픽셀들에 표시되는 제2p-1 라인의 우안 영상과 제4k 라인의 YCM 픽셀들에 표시되는 제2p 라인의 우안 영상을 구별할 수 있다. 즉, 사용자가 인지하는 해상도는 표시패널(10)의 해상도와 같다. 따라서, 본 발명은 사용자의 인지 해상도 저하를 방지할 수 있다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 색좌표를 보여주는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 표시장치(또는 재현기기)에서 표현가능한 종래 기술의 색좌표 범위(A)와 본 발명의 색좌표 범위(B)가 나타나 있다. 종래 기술의 경우, 제4k-3, 제4k-2, 제4k-1, 및 제4k 라인의 픽셀들은 모두 RGB 픽셀들로 형성된다. 따라서, 종래 기술의 색좌표 범위(A)는 RGB 색상으로 표현할 수 있는 범위에 해당한다.
이에 비해 본 발명의 경우, 제4k-3, 및 제4k-1 라인의 픽셀들은 RGB 픽셀들로 형성되고, 제4k-2, 및 제4k 라인의 픽셀들은 YCM 픽셀들로 형성된다. 따라서, 본 발명의 색좌표 범위(B)는 RGB 색상과 RGB 색상의 보색인 YCM 색상으로 표현할 수 있는 범위에 해당한다. 즉, 본 발명의 색좌표 범위(B)는 도 7과 같이 종래 기술의 색좌표 범위(A)에 비해 넓어진다. 그러므로, 본 발명은 종래 기술보다 색재현율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 색표현력도 높일 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 11a: 상부 편광판
11b: 하부 편광판 20: 편광안경
30: 패턴 리타더 31: 제1 리타더
32: 제2 리타더 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 데이터 변환부
140: 타이밍 콘트롤러 150: 호스트 시스템

Claims (7)

  1. 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 교차되는 게이트 라인이 형성되고, 상기 데이터 라인 및 게이트 라인의 교차에 의해 정의되는 셀영역에 형성되는 픽셀들을 포함하는 표시패널;
    입력된 영상 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 데이터 구동부; 및
    상기 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스를 상기 게이트 라인들로 순차적으로 출력하는 게이트 구동부를 포함하고,
    상기 표시패널은 제4k-3(k는 1≤k≤m/4 을 만족하는 자연수, m은 상기 표시패널의 라인 수) 및 제4k-1 라인들에 제1 내지 제3 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들, 및 제4k-2 및 제4k 라인들에 제3 색과 보색인 제4 색 서브 픽셀, 제1 색과 보색인 제5 색 서브 픽셀, 및 제2 색과 보색인 제6 색의 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀들을 가지며,
    상기 제4k-3 라인들에 형성된 제1 내지 제3 색의 서브 픽셀들과 상기 제4k-2 라인들에 형성된 제4 내지 제6 색의 서브 픽셀들은 좌안 영상을 표시하고,
    상기 제4k-1 라인들에 형성된 제1 내지 제3 색의 서브 픽셀들과 상기 제4k 라인들에 형성된 제4 내지 제6 색의 서브 픽셀들은 우안 영상을 표시하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4k-3 라인들과 상기 제4k-2 라인들에 대응되고 상기 좌안 영상을 좌원편광으로 변환하는 제1 리타더; 및
    상기 제4k-1 라인들과 상기 제4k 라인들에 대응되고, 상기 우안 영상을 우원편광으로 변환하는 제2 리타더를 포함하는 패턴 리타더를 더 포함하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 제4k-3 라인들에 제4k-3 게이트 펄스에 동기하여 제2p-1(p는 1≤p≤m/4 을 만족하는 자연수) 라인의 좌안 영상 데이터를 공급하고, 상기 제4k-2 라인들에 제4k-2 게이트 펄스에 동기하여 제2p 라인의 좌안 영상 데이터를 공급하며,
    상기 제4k-1 라인들에 제4k-1 게이트 펄스에 동기하여 제2p-1 라인의 우안 영상 데이터를 공급하고, 상기 제4k 라인들에 제4k 게이트 펄스에 동기하여 제2p 라인의 우안 영상 데이터를 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    제3s-2(s는 1≤s≤n/3 을 만족하는 자연수, n은 상기 표시패널의 컬럼 라인 수) 데이터 라인들에 제1 색의 데이터전압과 제4 색의 데이터전압을 교대로 공급하고, 제3s-1 데이터 라인들에 제2 색의 데이터전압과 제5 색의 데이터전압을 교대로 공급하며, 제3s 데이터 라인들에 제3 색의 데이터전압과 제6 색의 데이터전압을 교대로 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널의 상부기판에는 상기 제1 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제1 색의 컬러필터가 형성되고, 상기 제2 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제2 색의 컬러필터가 형성되며, 상기 제3 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제3 색의 컬러필터가 형성되고, 상기 제4 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제4 색의 컬러필터가 형성되며, 상기 제5 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제5 색의 컬러필터가 형성되고, 상기 제6 색의 서브 픽셀들에 대응되는 제6 색의 컬러필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 색은 빨간색, 상기 제2 색은 초록색, 상기 제3 색은 파란색이고,
    상기 제4 색은 노란색, 상기 제5 색은 청록색, 상기 제6 색은 자홍색인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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