KR101787756B1

KR101787756B1 - 영상표시장치

Info

Publication number: KR101787756B1
Application number: KR1020110036678A
Authority: KR
Inventors: 김재기; 이주영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2017-10-18
Also published as: KR20120118988A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 4각 형태로 배치된 4개의 서브픽셀들을 각각 가지며 컬럼 방향을 따라 순차적으로 이웃한 제1 쿼드타입 픽셀, 제2 쿼드타입 픽셀 및 제3 쿼드타입 픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널; 및 상기 표시패널부터의 빛을 제1 편광 성분과 제2 편광 성분으로 분리하는 패턴드 리타더를 구비하고; 상기 제1 쿼드타입 픽셀은 제1 로우라인에 배치된 제1 및 제2 서브픽셀과 상기 제1 로우라인 아래의 제2 로우라인에 배치된 제3 및 제4 서브픽셀을 포함하고; 상기 제2 쿼드타입 픽셀은 상기 제2 로우라인 아래의 제3 로우라인에 배치된 제5 및 제6 서브픽셀과 상기 제3 로우라인 아래의 제4 로우라인에 배치된 제7 및 제8 서브픽셀을 포함하고; 상기 제3 쿼드타입 픽셀은 상기 제4 로우라인 아래의 제5 로우라인에 배치된 제9 및 제10 서브픽셀과 상기 제5 로우라인 아래의 제6 로우라인에 배치된 제11 및 제12 서브픽셀을 포함하며; 상기 2D 영상 구현시, 상기 제1 내지 제6 로우라인의 모든 서브픽셀들에는 2D 영상 데이터가 표시되고; 상기 3D 영상 구현시, 상기 제1 및 제2 로우라인의 서브픽셀들에는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 어느 하나가 표시되고, 상기 제4 및 제5 로우라인의 서브픽셀들에는 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 나머지 하나가 표시되며, 상기 제3 및 제6 로우라인의 서브픽셀들에는 블랙 계조 데이터가 표시되는 것을 특징으로 한다.

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.

다양한 콘텐츠 개발 및 회로 기술 발전에 힘입어 최근 영상표시장치는 2D 영상뿐만 아니라 3D 영상을 선택적으로 구현할 수 있다. 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. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 3D 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 설치하는 방식이다.

안경 방식은 편광 안경 방식과 셔터 안경 방식으로 나뉘어진다. 편광 안경 방식은 표시패널에 패턴 리타더(Patterned retarder)와 같은 편광 분리 소자를 합착하여야 한다. 패턴 리타더는 표시패널에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 편광을 분리한다. 시청자는 편광 안경 방식의 영상표시장치에서 3D 영상을 감상할 때 편광 안경을 착용하여 편광 안경의 좌안 필터를 통해 좌안 영상의 편광을 보게 되고, 편광 안경의 우안 필터를 통해 우안 영상의 편광을 보게 되므로 입체감을 느낄 수 있다.

기존의 편광 안경 방식의 영상표시장치에서 표시패널은 액정표시패널로 적용될 수 있다. 이 경우에 액정표시패널의 상부 유리기판 두께와 상부 편광판의 두께로 인하여 액정표시패널의 화소 어레이와 패턴 리타더 간의 시차(parallax) 에 의해 상하 시야각이 나쁘다.

도 1을 참조하면, 액정표시패널(120)은 컬러필터(6)와 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 상부 유리기판(4), TFT(Thin Film Transistor) 어레이가 형성된 하부 유리기판(2), 상부 유리기판(4)과 하부 유리기판(2) 사이에 형성된 액정층(미도시), 상부 유리기판(4) 상에 접착된 상부 편광판(8), 하부 유리기판(2) 상에 형성된 하부 편광판(14) 등을 포함한다.

액정표시패널(120)의 상부 편광판(8)에는 패턴 리타더가 형성된 패턴 리타더 기판(112)이 접착된다. 패턴 리타더는 액정표시패널(120)의 화소 어레이에서 기수 번째 로우라인과 대향하는 제1 패턴(10a)과, 액정표시패널(120)의 화소 어레이에서 우수 번째 로우라인과 대향하는 제2 패턴(10b)을 포함한다. 제1 패턴(10a)과 제2 패턴(10b)의 광축은 서로 다르다. 제1 패턴(10a)과 제2 패턴(10b)은 입사광의 위상을 1/4 파장 만큼 지연시킨다.

액정표시패널(10)의 화소 어레이에서 기수 번째 로우라인은 좌안 영상을 표시할 수 있고 우수 번째 로우라인은 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우에, 화소 어레이의 기수 번째 로우라인에 표시된 좌안 영상의 빛이 상부 편광판(8)을 통해 선편광으로 제1 패턴(10a)에 입사되고, 화소 어레이의 우수 번째 로우라인에 표시된 우안 영상의 빛이 상부 편광판(8)을 통해 선편광으로 제2 패턴(10b)에 입사된다. 제1 패턴(10a)은 점선으로 표시된 정면 시야각에서 상부 편광판(8)을 통해 입사되는 선편광의 위상을 1/4 파장 만큼 지연시켜 좌안 영상의 빛을 좌원편광으로 통과시킨다. 제2 패턴(10b)은 점선으로 표시된 정면 시야각에서 상부 편광판(8)을 통과한 선편광의 위상을 1/4 파장 만큼 지연시켜 우안 영상의 빛을 우원편광으로 통과시킨다. 편광 안경(30)의 좌안 필터는 좌원 편광만을 통과시키고, 우안 필터는 우원 편광만을 통과시킨다. 시청자가 편광 안경(30)을 착용하면, 시청자의 좌안에 좌안 영상이 표시되는 화소 어레이의 기수 번째 로우라인들의 화소들만 보이고 시청자의 우안에 우안 영상이 표시되는 화소 어레이의 우수 번째 로우라인들의 화소들만 보인다. 따라서, 정면 시야각에서 시청자는 3D 크로스토크(crosstalk) 없는 3D 영상을 감상할 수 있다.

도 1에서 실선으로 표시된 상하 시야각에서 화소 어레이의 기수 번째 로우라인에 표시된 좌안 영상의 빛이 상부 편광판(8)을 통해 선편광으로 제1 패턴(10a)에 입사되고 그 일부가 제2 패턴(10b)에 입사된다. 또한, 화소 어레이의 우수 번째 로우라인에 표시된 우안 영상의 빛이 상부 편광판(8)을 통해 선편광으로 제2 패턴(10b)에 입사되고 그 중 일부가 제1 패턴(10a)에 입사된다. 따라서, 시청자는 상하 시야각(vertical viewing angle)에서 편광 안경(30)을 통해 좌안과 우안 각각에서 좌안 영상이 표시되는 화소 어레이의 기수 번째 로우라인들의 화소들과 함께, 우안 영상이 표시되는 화소 어레이의 우수 번째 로우라인들의 화소들을 보게 된다. 따라서, 시청자가 상하 시야각에서 편광 안경 방식의 영상표시장치에 표시된 3D 영상을 감상하면 단안(좌안 또는 우안)으로 볼 때 좌안 및 우안 영상이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 느끼게 된다.

편광 안경 방식의 영상표시장치에서 상하 시야각의 3D 크로스토크 문제를 해결하기 위하여, 도 2와 같이 패턴 리타더에 블랙 스트라이프(Black stripe, BS)를 형성하거나 또는, 도 3과 같이 액정표시패널(120)의 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 증가시킬 수 있다. 패턴 리타더에 추가로 형성되는 블랙 스트라이프(BS)는 화소 어레이의 로우라인 방향으로 길게 형성되며, 화소 어레이의 기수 번째 로우라인의 일부와 우수 번째 로우라인의 일부에 중첩된다.

도 2와 같이 블랙 스트라이프(BS)를 패턴 리타더에 추가하거나 도 3과 같이 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 증가시키는 방법은 광 투과율을 떨어뜨려 2D 영상의 휘도를 저하시키는 다른 문제점을 초래한다.

본 발명의 목적은 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓힐 수 있도록 한 영상표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 4각 형태로 배치된 4개의 서브픽셀들을 각각 가지며 컬럼 방향을 따라 순차적으로 이웃한 제1 쿼드타입 픽셀, 제2 쿼드타입 픽셀 및 제3 쿼드타입 픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널; 및 상기 표시패널부터의 빛을 제1 편광 성분과 제2 편광 성분으로 분리하는 패턴드 리타더를 구비하고; 상기 제1 쿼드타입 픽셀은 제1 로우라인에 배치된 제1 및 제2 서브픽셀과 상기 제1 로우라인 아래의 제2 로우라인에 배치된 제3 및 제4 서브픽셀을 포함하고; 상기 제2 쿼드타입 픽셀은 상기 제2 로우라인 아래의 제3 로우라인에 배치된 제5 및 제6 서브픽셀과 상기 제3 로우라인 아래의 제4 로우라인에 배치된 제7 및 제8 서브픽셀을 포함하고; 상기 제3 쿼드타입 픽셀은 상기 제4 로우라인 아래의 제5 로우라인에 배치된 제9 및 제10 서브픽셀과 상기 제5 로우라인 아래의 제6 로우라인에 배치된 제11 및 제12 서브픽셀을 포함하며; 상기 2D 영상 구현시, 상기 제1 내지 제6 로우라인의 모든 서브픽셀들에는 2D 영상 데이터가 표시되고; 상기 3D 영상 구현시, 상기 제1 및 제2 로우라인의 서브픽셀들에는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 어느 하나가 표시되고, 상기 제4 및 제5 로우라인의 서브픽셀들에는 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 나머지 하나가 표시되며, 상기 제3 및 제6 로우라인의 서브픽셀들에는 블랙 계조 데이터가 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영상표시장치는 구동 모드에 따라 달라지는 데이터 처리기술(3D 모드에서만 블랙 계조 데이터 삽입)을 통해, 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓힐 수 있게 된다.

도 1은 편광 안경 방식의 영상표시장치에서 3D 크로스토크가 나타나는 상하 시야각을 보여 주는 도면.
도 2는 상하 시야각을 개선하기 위하여 패턴 리타더에 블랙 스트라이프를 추가 형성한 예를 보여 주는 도면.
도 3은 상하 시야각을 개선하기 위하여 액정표시패널의 블랙 매트릭스 폭을 증가시킨 예를 보여 주는 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 5는 쿼드타입 픽셀의 일 예를 보여주는 도면.
도 6은 픽셀 그룹과 이에 대응되는 패턴드 리타더의 얼라인 상태를 보여주는 도면.
도 7a 내지 도 8b는 도 6에 RGBW 구성이 적용된 예를 보여주는 도면들.
도 9는 3D 모드 하에서 블랙 계조 데이터를 통해 좌안 이미지와 우안 이미지 간의 표시 간격이 넓어지는 것을 보여주는 도면.
도 10a 내지 도 11b는 도 6에 RGWB 구성이 적용된 예를 보여주는 도면들.

이하, 도 4 내지 도 11b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 보여준다.

도 4를 참조하면, 이 영상표시장치는 표시소자(110), 패턴드 리타더(120), 제어부(130), 패널 구동부(140) 및 편광 안경(150)을 구비한다.

표시소자(110)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 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(110)를 액정표시소자를 중심으로 설명한다.

표시소자(110)는 액정표시패널(111)과, 상부 편광필름(Polarizer)(111a)과, 하부 편광필름(111b)을 포함한다.

액정표시패널(111)은 두 장의 유리기판들과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 액정표시패널(111)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들, 이 데이터라인들과 각각 교차되는 다수의 게이트라인들이 배치된다. 이러한, 신호라인들의 교차 구조에 의해 액정표시패널(111)에는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배치되어 화소 어레이를 구성한다.

액정표시패널(111)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 액정표시패널(111)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 상부 및 하부 편광필름(111a, 111b)이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 공통전압(Vcom)이 공급되는 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.

액정표시패널(111)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(112)이 필요하다. 백라이트 유닛(112)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

화소 어레이를 구성하는 단위 픽셀들 각각은 제1 색 서브픽셀, 제2 색 서브픽셀, 제3 색 서브픽셀 및 보상 서브픽셀을 포함하여 쿼드(quad) 타입으로 형성된다. 쿼드 타입의 단위 픽셀들 각각에는 도 5와 같이 1개의 게이트라인(G)과 4개의 데이터라인들(D1~D4)이 할당된다.

패턴드 리타더(120)는 액정표시패널(111)의 상부 편광필름(111a)에 부착된다. 패턴드 리타더(120)의 기수 라인들에는 제1 리타더(RT1)가 형성되고, 패턴드 리타더(120)의 우수 라인들에는 제2 리타더(RT2)가 형성된다. 제1 리타더(RT1)의 광흡수축과 제2 리타더(RT2)의 광흡수축은 서로 직교한다. 패턴드 리타더(120)의 제1 리타더(RT1)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제1 편광(예컨대, 좌원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(120)의 제2 리타더(RT2)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제2 편광(예컨대, 우원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(120)의 제1 리타더(RT1)는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(120)의 제2 리타더(RT2)는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다. 패턴드 리타더(120)의 제1 및 제2 리타더(RT1,RT2)는 도 6과 같이 그들(RT1,RT2)의 경계 부분이 3k(k은 자연수) 번째 로우 라인과 중첩되도록 얼라인될 수 있다.

제어부(130)는 모드 선택신호에 따라 2D 모드 또는 3D 모드로 패널 구동부(140)의 동작을 제어한다. 제어부(130)는 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller)와 같은 유저 인터페이스를 통해 모드 선택신호를 입력 받고 그에 따라 2D 모드 동작과 3D 모드 동작을 전환할 수 있다. 한편, 제어부(130)는 입력 영상의 데이터에 인코딩된 2D/3D 식별 코드 예를 들면, 디지털 방송 규격의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 ESG(Electronic Service Guide)에 코딩될 수 있는 2D/3D 식별코드를 검출하여 2D 모드와 3D 모드를 구분할 수도 있다.

제어부(130)는 3D 모드 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 3D 영상의 RGB 데이터를 이용하여 3D 영상의 보상 데이터를 산출하고, 이 RGB 데이터와 보상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터에 블랙 계조 데이터를 삽입하여 패널 구동부(140)에 전송한다. 제어부(130)는 3D 영상 데이터로부터 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 2개의 로우라인씩 분리하고, 이 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 사이에 블랙 계조 데이터를 1 로우라인씩 삽입하여 데이터 구동부에 전송할 수 있다.

제어부(130)는 2D 모드 하에서 비디오소스로부터 입력되는 2D 영상의 RGB 데이터를 이용하여 2D 영상의 보상 데이터를 산출하고, 이 RGB 데이터와 보상 데이터를 포함하는 2D 영상 데이터를 액정표시패널(111)에서의 표시 위치에 맞게 정렬한 후 패널 구동부(140)에 공급한다.

제어부(130)는 시스템 보드로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호들을 입력받아 패널 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 제어부(130)는 입력 프레임 주파수에 동기되는 타이밍신호들(Vsync,Hsync,DE,DCLK)을 체배하여 N×f(N은 2이상의 양의 정수, f는 입력 프레임 주파수)Hz의 프레임 주파수로 패널 구동부(140)의 동작을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.

패널 구동부(140)는 액정표시패널(111)의 데이터라인들을 구동시키기 위한 데이터 구동부와, 액정표시패널(111)의 게이트라인들을 구동시키기 위한 게이트 구동부를 포함한다.

데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동부는 제어부(130)의 제어하에 따라 2D 영상 데이터 또는, 3D 영상 데이터(블랙 계조 데이터 포함)를 래치한다. 데이터 구동부는 극성제어신호에 응답하여 2D/3D 영상 데이터를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부는 게이트 구동부로부터 출력되는 스캔펄스에 동기되도록 데이터전압을 데이터라인들로 출력한다. 데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 액정표시패널(111)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.

게이트 구동부는 쉬프트 레지스터(Shift register), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부는 제어부(130)의 제어하에 스캔펄스를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부의 쉬프트 레지스터는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 액정표시패널(111)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.

편광 안경(150)은 좌안 편광필터(또는 제1 편광필터)를 갖는 좌안(150L)과 우안 편광필터(또는 제2 편광필터)를 갖는 우안(150R)을 구비한다. 좌안 편광필터는 패턴 리타더(120)의 제1 리타더(RT1)와 동일한 광흡수축을 가지며, 우안 편광필터는 패턴 리타더(120)의 제2 리타더(RT2)와 동일한 광흡수축을 가진다. 예들 들면, 편광 안경(150)의 좌안 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(150)의 우안 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 편광 안경(150)을 통해 표시소자(110)에 공간분할 방식으로 표시된 3D 영상 데이터를 감상할 수 있다.

도 5는 쿼드타입 픽셀(QPIX)의 일 예를 보여준다.

도 5를 참조하면, 쿼드타입 픽셀(QPIX)은 제1 서브픽셀(SPa), 제2 서브픽셀(SPb), 제3 서브픽셀(SPc) 및 제4 서브픽셀(SPd)을 포함하여 4각 형태를 이룬다.

제1 서브픽셀(SPa)은 제1 색(예컨대, 적색) 표시를 위한 적색 서브픽셀일 수 있다. 제2 서브픽셀(SPb)은 제2 색(예컨대, 녹색) 표시를 위한 녹색 서브픽셀일 수 있다. 제3 서브픽셀(SPc)은 제3 색(예컨대, 청색) 표시를 위한 청색 서브픽셀일 수 있다. 제4 서브픽셀(SPd)은 표시품위를 높이기 위한 보상 서브픽셀일 수 있다. 이하, 이러한 배치 순서를 'RGBW 구성'이라 정의한다.

적색 컬러필터를 포함하는 제1 서브픽셀(SPa)은 제1 TFT(T1)를 통해 제1 데이터라인(D1)과 게이트라인(G)에 접속되고, 녹색 컬러필터를 포함하는 제2 서브픽셀(SPb)은 제2 TFT(T2)를 통해 제2 데이터라인(D2)과 게이트라인(G)에 접속된다. 청색 컬러필터를 포함하는 제3 서브픽셀(SPc)은 제3 TFT(T3)를 통해 제3 데이터라인(D3)과 게이트라인(G)에 접속되고, 화이트 컬러필터를 포함하는 제4 서브픽셀(SPd)은 제4 TFT(T4)를 통해 제4 데이터라인(D4)과 게이트라인(G)에 접속된다.

제1 내지 제3 서브픽셀(SPa,SPb,SPc)에는 각각 적색, 녹색 및 청색 데이터가 인가되고, 제4 서브픽셀(SPd)에는 보상 데이터가 인가된다. 제4 서브픽셀(SPd)에인가되는 보상 데이터의 계조값은 이 쿼드타입 픽셀(QPIX)의 나머지 서브픽셀들(SPa,SPb,SPc)에 인가되는 적색, 녹색 및 청색 데이터의 대표값에 따라 결정될 수 있다. 여기서, 대표값은 적색, 녹색 및 청색 데이터의 평균값으로 선택될 수 있다. 제4 서브픽셀(SPd)에 인가되는 보상 데이터에 의해 쿼드타입 픽셀의 휘도, 색 밸런스 및 색 재현율은 크게 향상된다.

한편, 상기와 같은 RGBW 구성과 달리 청색 서브픽셀과 보상 서브픽셀의 위치는 서로 바뀔 수 있다. 즉, 제3 서브픽셀(SPc)이 보상 서브픽셀로, 제4 서브픽셀(SPd)이 청색 서브픽셀로 구현될 수도 있다. 이하, 이러한 배치 순서를 'RGWB 구성'이라 정의한다.

도 6은 3개의 쿼드타입 픽셀들을 포함하는 픽셀 그룹과 이에 대응되는 패턴드 리타더(120)의 얼라인 상태를 보여준다.

액정표시패널(111)에 반복적으로 배치되는 픽셀 그룹은 컬럼 방향을 따라 순차적으로 이웃한 제1 쿼드타입 픽셀(QPIX1), 제2 쿼드타입 픽셀(QPIX2) 및 제3 쿼드타입 픽셀(QPIX3)을 포함한다.

제1 쿼드타입 픽셀(QPIX1)은 제1 로우라인(RL#1)에 배치된 제1 및 제2 서브픽셀(SP1,SP2)과, 제1 로우라인(RL#1) 아래의 제2 로우라인(RL#2)에 배치된 제3 및 제4 서브픽셀(SP1,SP2)을 포함한다.

제2 쿼드타입 픽셀(QPIX2)은 제2 로우라인(RL#2) 아래의 제3 로우라인(RL#3)에 배치된 제5 및 제6 서브픽셀(SP5,SP6)과, 제3 로우라인(RL#3) 아래의 제4 로우라인(RL#4)에 배치된 제7 및 제8 서브픽셀(SP7,SP8)을 포함한다.

제3 쿼드타입 픽셀(QPIX3)은 제4 로우라인(RL#4) 아래의 제5 로우라인(RL#5)에 배치된 제9 및 제10 서브픽셀(SP9,SP10)과, 제5 로우라인(RL#5) 아래의 제6 로우라인(RL#6)에 배치된 제11 및 제12 서브픽셀(SP11,SP12)을 포함한다.

2D 영상 구현시, 제1 내지 제6 로우라인(RL#1~RL#6)의 모든 서브픽셀들(SP1~SP12)에는 2D 영상 데이터가 표시된다.

3D 영상 구현시, 제1 및 제2 로우라인(RL#1,RL#2)의 서브픽셀들(SP1~SP4)에는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 어느 하나(예컨대, 좌안 영상 데이터)가 표시되고, 제4 및 제5 로우라인(RL#4,RL#5)의 서브픽셀들(SP7~SP10)에는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 나머지 하나(예컨대, 우안 영상 데이터)가 표시되며, 제3 및 제6 로우라인((RL#3,RL#6)의 서브픽셀들(SP5,SP6,SP11,SP12)에는 블랙 계조 데이터가 표시된다.

패턴드 리타더(120)는 제1 리타더(RT1)와 제2 리타더(RT2)의 경계 부분이 제3 및 제6 로우라인(RL#3,RL#6)과 중첩되도록 액정표시패널(111) 상에 얼라인된다.

도 7a 내지 도 8b는 도 6에 RGBW 구성이 적용된 예를 보여준다. 도 9는 3D 모드 하에서 블랙 계조 데이터를 통해 좌안 이미지와 우안 이미지 간의 표시 간격이 넓어지는 것을 보여준다.

이러한 RGBW 구성에 의해, 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP5,SP9)은 각각 적색 표시를 위한 적색 서브픽셀로 선택되고, 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP6,SP10)은 각각 녹색 표시를 위한 녹색 서브픽셀로 선택되며, 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀(SP3,SP7,SP11)은 각각 청색 표시를 위한 청색 서브픽셀로 선택되고, 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀(SP4,SP8,SP12)은 각각 표시품위 향상을 위한 보상 서브픽셀로 선택된다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 2D 모드 하에서, 2D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 청색 데이터(B) 및 보상 데이터(W)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 이러한 RGBW 데이터의 표시 타이밍에 동기되도록 스캔펄스가 게이트라인들(G1~G3)에 순차적으로 공급된다. 제1 내지 제3 게이트라인(G1~G3)은 각각 제1 내지 제3 쿼드타입 픽셀(QPIX1~QPIX3)에 할당된다. 여기서, 동일한 기호로 표기되는 동종 데이터(예컨대,R-R-R,G-G-G,B-B-B,W-W-W)는 서로 같은 값으로 선택될 수도 있고, 또한 다른 값으로 선택될 수도 있다.

그 결과, 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP5,SP9)에는 2D 영상의 적색 데이터(R)가 표시되고, 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP6,SP10)에는 2D 영상의 녹색 데이터(G)가 표시되며, 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀(SP3,SP7,SP11)에는 2D 영상의 청색 데이터(B)가 표시되고, 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀(SP4,SP8,SP12)에는 2D 영상의 보상 데이터(W)가 표시된다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 3D 모드 하에서, 스캔펄스가 게이트라인들(G1~G3)에 순차적으로 공급된다. 제1 내지 제3 게이트라인(G1~G3)은 각각 제1 내지 제3 쿼드타입 픽셀(QPIX1~QPIX3)에 할당된다. 제1 게이트라인(G1)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 청색 데이터(B) 및 보상 데이터(W)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 제2 게이트라인(G2)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 블랙 계조 데이터(BD), 블랙 계조 데이터(BD), 청색 데이터(B) 및 보상 데이터(W)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 제3 게이트라인(G3)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 블랙 계조 데이터(BD) 및 블랙 계조 데이터(BD)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 여기서, 동일한 기호로 표기되는 동종 데이터(예컨대,R-R,G-G,B-B,W-W)는 서로 같은 값으로 선택될 수도 있고, 또한 다른 값으로 선택될 수도 있다.

그 결과, 제1 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP9)에는 3D 영상의 적색 데이터(R)가 표시되고, 제2 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP10)에는 3D 영상의 녹색 데이터(G)가 표시되며, 제3 및 제7 서브 픽셀(SP3,SP7)에는 3D 영상의 청색 데이터(B)가 표시되고, 제4 및 제8 서브 픽셀(SP4,SP8)에는 3D 영상의 보상 데이터(W)가 표시되며, 제5-6 및 제11-12 서브픽셀(SP5,SP6,SP11,SP12)에는 블랙 계조 데이터(BD)가 표시된다.

도 6과 같이 액정표시패널(111)과 패턴드 리타더(120)가 얼라인되는 경우, 제1 내지 제4 서브픽셀(SP1~SP4)에 각각 표시되는 RGBW 데이터는 좌안 이미지(L) 구현을 위한 좌안 영상 데이터로 선택되고, 제7 내지 제10 서브픽셀(SP1~SP4)에 각각 표시되는 BWRG 데이터는 우안 이미지(R) 구현을 위한 우안 영상 데이터로 선택된다.

이 상태에서, 제5-6 및 제11-12 서브픽셀(SP5,SP6,SP11,SP12)에는 표시되는 블랙 계조 데이터(BD)는 도 9와 같이 좌안 이미지(L)와 우안 이니지(R) 간의 표시 간격(D)을 넓히는 역할을 한다.

이상에서 알 수 있듯이, 본 발명은 2D 모드 하에서는 모든 서브픽셀들에 2D 영상 데이터를 표시하여 2D 영상의 휘도 저하를 방지하고, 3D 모드 하에서는 3k 로우라인 상의 서브픽셀들에 블랙 계조 데이터를 표시하여 좌안 이미지와 우안 이미지 간의 표시간격을 확보함으로써 3D 영상의 상하 시야각을 넓힐 수 있다.

도 10a 내지 도 11b는 도 6에 RGWB 구성이 적용된 예를 보여준다.

이러한 RGWB 구성에 의해, 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP5,SP9)은 각각 적색 표시를 위한 적색 서브픽셀로 선택되고, 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP6,SP10)은 각각 녹색 표시를 위한 녹색 서브픽셀로 선택되며, 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀(SP3,SP7,SP11)은 각각 표시품위 향상을 위한 보상 서브픽셀로 선택되고, 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀(SP4,SP8,SP12)은 각각 청색 표시를 위한 청색 서브픽셀로 선택된다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 2D 모드 하에서, 2D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 보상 데이터(W) 및 청색 데이터(B)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 이러한 RGWB 데이터의 표시 타이밍에 동기되도록 스캔펄스가 게이트라인들(G1~G3)에 순차적으로 공급된다. 제1 내지 제3 게이트라인(G1~G3)은 각각 제1 내지 제3 쿼드타입 픽셀(QPIX1~QPIX3)에 할당된다. 여기서, 동일한 기호로 표기되는 동종 데이터(예컨대,R-R-R,G-G-G,W-W-W,B-B-B)는 서로 같은 값으로 선택될 수도 있고, 또한 다른 값으로 선택될 수도 있다.

그 결과, 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP5,SP9)에는 2D 영상의 적색 데이터(R)가 표시되고, 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP6,SP10)에는 2D 영상의 녹색 데이터(G)가 표시되며, 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀(SP3,SP7,SP11)에는 2D 영상의 보상 데이터(W)가 표시되고, 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀(SP4,SP8,SP12)에는 2D 영상의 청색 데이터(B)가 표시된다.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 3D 모드 하에서, 스캔펄스가 게이트라인들(G1~G3)에 순차적으로 공급된다. 제1 내지 제3 게이트라인(G1~G3)은 각각 제1 내지 제3 쿼드타입 픽셀(QPIX1~QPIX3)에 할당된다. 제1 게이트라인(G1)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 보상 데이터(W) 및 청색 데이터(B)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 제2 게이트라인(G2)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 블랙 계조 데이터(BD), 블랙 계조 데이터(BD), 보상 데이터(W) 및 청색 데이터(B)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 그리고, 제3 게이트라인(G3)에 공급되는 스캔펄스에 동기하여 3D 영상 구현을 위한 적색 데이터(R), 녹색 데이터(G), 블랙 계조 데이터(BD) 및 블랙 계조 데이터(BD)가 아날로그 데이터전압으로서 각각 제1 내지 제4 데이터라인들(D1~D4)에 공급된다. 여기서, 동일한 기호로 표기되는 동종 데이터(예컨대,R-R,G-G,B-B,W-W)는 서로 같은 값으로 선택될 수도 있고, 또한 다른 값으로 선택될 수도 있다.

그 결과, 제1 및 제9 서브 픽셀(SP1,SP9)에는 3D 영상의 적색 데이터(R)가 표시되고, 제2 및 제10 서브 픽셀(SP2,SP10)에는 3D 영상의 녹색 데이터(G)가 표시되며, 제3 및 제7 서브 픽셀(SP3,SP7)에는 3D 영상의 보상 데이터(W)가 표시되고, 제4 및 제8 서브 픽셀(SP4,SP8)에는 3D 영상의 청색 데이터(B)가 표시되며, 제5-6 및 제11-12 서브픽셀(SP5,SP6,SP11,SP12)에는 블랙 계조 데이터(BD)가 표시된다.

도 6과 같이 액정표시패널(111)과 패턴드 리타더(120)가 얼라인되는 경우, 제1 내지 제4 서브픽셀(SP1~SP4)에 각각 표시되는 RGWB 데이터는 좌안 이미지(L) 구현을 위한 좌안 영상 데이터로 선택되고, 제7 내지 제10 서브픽셀(SP1~SP4)에 각각 표시되는 WBRG 데이터는 우안 이미지(R) 구현을 위한 우안 영상 데이터로 선택된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치는 구동 모드에 따라 달라지는 데이터 처리기술(3D 모드에서만 블랙 계조 데이터 삽입)을 통해, 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓힐 수 있게 된다.

110 : 표시소자 120 : 패턴드 리타더
130 : 제어부 140 : 패널 구동부
150 : 편광 안경

Claims

4각 형태로 배치된 4개의 서브픽셀들을 각각 가지며 컬럼 방향을 따라 순차적으로 이웃한 제1 쿼드타입 픽셀, 제2 쿼드타입 픽셀 및 제3 쿼드타입 픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널; 및
상기 표시패널부터의 빛을 제1 편광 성분과 제2 편광 성분으로 분리하는 패턴드 리타더를 구비하고;
상기 제1 쿼드타입 픽셀은 제1 로우라인에 배치된 제1 및 제2 서브픽셀과 상기 제1 로우라인 아래의 제2 로우라인에 배치된 제3 및 제4 서브픽셀을 포함하고;
상기 제2 쿼드타입 픽셀은 상기 제2 로우라인 아래의 제3 로우라인에 배치된 제5 및 제6 서브픽셀과 상기 제3 로우라인 아래의 제4 로우라인에 배치된 제7 및 제8 서브픽셀을 포함하고;
상기 제3 쿼드타입 픽셀은 상기 제4 로우라인 아래의 제5 로우라인에 배치된 제9 및 제10 서브픽셀과 상기 제5 로우라인 아래의 제6 로우라인에 배치된 제11 및 제12 서브픽셀을 포함하며;
상기 2D 영상 구현시, 상기 제1 내지 제6 로우라인의 모든 서브픽셀들에는 2D 영상 데이터가 표시되고;
상기 3D 영상 구현시, 상기 제1 및 제2 로우라인의 서브픽셀들에는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 어느 하나가 표시되고, 상기 제4 및 제5 로우라인의 서브픽셀들에는 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 나머지 하나가 표시되며, 상기 제3 및 제6 로우라인의 서브픽셀들에는 블랙 계조 데이터가 표시되고,
상기 제1 내지 제3 쿼드타입 픽셀 각각에 포함된 상기 4개의 서브픽셀들은 동일한 게이트라인에 접속되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴드 리타더는,
상기 제1 및 제2 로우라인과 중첩되어 상기 제1 편광 성분만을 투과시키는 제1 리타더와;
상기 제4 및 제5 로우라인과 중첩되어 상기 제2 편광 성분만을 투과시키는 제2 리타더를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 패턴드 리타더는,
상기 제1 및 제2 리타더의 경계 부분이 상기 제3 및 제6 로우라인의 서브픽셀들과 중첩되도록 상기 표시패널 상에 얼라인되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 쿼드타입 픽셀에는 제1 게이트라인과 제1 내지 제4 데이터라인이 할당되고;
상기 제2 쿼드타입 픽셀에는 제2 게이트라인과 상기 제1 내지 제4 데이터라인이 할당되며;
상기 제3 쿼드타입 픽셀에는 제3 게이트라인과 상기 제1 내지 제4 데이터라인이 할당되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀은 각각 제1 색 컬러필터를 포함하는 제1 색 서브픽셀이고;
상기 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀은 각각 제2 색 컬러필터를 포함하는 제2 색 서브픽셀이며;
상기 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀은 각각 제3 색 컬러필터를 포함하는 제3 색 서브픽셀이고;
상기 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀은 각각 화이트 컬러필터를 포함하는 보상 서브픽셀인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 보상 서브 픽셀에 입력되는 보상 데이터의 계조값은 그 보상 서브픽셀이 속하는 쿼드타입 픽셀의 나머지 3개의 데이터들의 대표값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1, 제5 및 제9 서브 픽셀은 각각 제1 색 컬러필터를 포함하는 제1 색 서브픽셀이고;
상기 제2, 제6 및 제10 서브 픽셀은 각각 제2 색 컬러필터를 포함하는 제2 색 서브픽셀이며;
상기 제4, 제8 및 제12 서브 픽셀은 각각 제3 색 컬러필터를 포함하는 제3 색 서브픽셀이고;
상기 제3, 제7 및 제11 서브 픽셀은 각각 화이트 컬러필터를 포함하는 보상 서브픽셀인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 보상 서브 픽셀에 입력되는 보상 데이터의 계조값은 그 보상 서브픽셀이 속하는 쿼드타입 픽셀의 나머지 3개의 데이터들의 대표값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 패턴드 리타더는,
상기 제1 및 제2 리타더의 경계 부분이 상기 제3 및 제6 로우라인에 배치된 서브픽셀들의 중앙부와 중첩되도록 상기 표시패널 상에 얼라인되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.