KR101797763B1

KR101797763B1 - 영상표시장치 및 그의 구동방법

Info

Publication number: KR101797763B1
Application number: KR1020110037321A
Authority: KR
Inventors: 황광조
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2017-12-12
Also published as: KR20120119416A

Abstract

본 발명에 따른 영상표시장치는 게이트라인쌍과 데이터라인의 교차 영역에 배치되는 서브픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널; 상기 게이트라인쌍을 구동하는 게이트 드라이버와 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하는 패널 구동부; 모드 선택신호에 따라 상기 패널 구동부를 다르게 제어하는 제어부; 및 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더를 구비하고; 상기 게이트 드라이버는, 제1 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 메인 표시부에 인가될 메인 스캔펄스를 발생하는 메인 GIP 회로와 제2 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 보조 표시부에 인가될 보조 스캔펄스를 발생하는 보조 GIP 회로를 포함하며, 2D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 2D 데이터전압이 충전됨과 아울러 상기 보조 표시부에 공통전압이 충전된 후, 상기 제1 및 제2 표시부의 충전 전압들이 서로 차지 쉐어링되어 상기 메인 및 보조 표시부를 통해 상기 2D 영상이 동시에 구현되고; 3D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 3D 데이터전압이 충전되고 상기 보조 표시부에 상기 공통전압이 충전되어 상기 메인 표시부를 통해 상기 3D 영상이 구현되고 상기 보조 표시부를 통해 블랙 영상이 구현되는 것을 특징으로 한다.

Description

영상표시장치 및 그의 구동방법{IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 2차원 평면 영상(이하, '2D 영상')과 3차원 입체 영상(이하, '3D 영상')을 선택적으로 구현할 수 있는 영상표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

다양한 콘텐츠 개발 및 회로 기술 발전에 힘입어 최근 영상표시장치는 2D 영상과 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. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다. 안경방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.

액정셔터 안경방식은 표시소자에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경의 좌우안 셔터를 개폐함으로써 3D 영상을 구현한다. 액정셔터 안경은 좌안 이미지가 표시되는 기수 프레임 기간 동안 그의 좌안 셔터만을 개방하고, 우안 이미지가 표시되는 우수 프레임 기간 동안 그의 우안 셔터만을 개방함으로써 시분할 방식으로 양안 시차를 만들어낸다. 이러한 액정셔터 안경방식은 액정셔터 안경의 데이터 온 타임이 짧아 3D 영상의 휘도가 낮으며, 표시소자와 액정셔터 안경의 동기, 및 온/오프 전환 응답 특성에 따라 3D 크로스토크의 발생이 심하다.

편광 안경방식은 도 1과 같이 표시패널(1) 위에 부착된 패턴드 리타더(Patterned Retarder)(2)를 포함한다. 편광 안경방식은 표시패널(1)에 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 패턴드 리타더(1)를 통해 편광 안경(3)에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 편광 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현할 수 있다.

이러한 편광 안경방식에서는 좌안 이미지와 우안 이미지가 라인 단위로 이웃하여 표시되기 때문에 크로스토크(Crosstalk)가 발생되지 않는 상하 시야각(vertical viewing angle)이 좁은 편이다. 크로스토크는 상하 시야각 위치에서 좌안 및 우안 이미지가 중첩적으로 보여질 때 발생된다. 이에, 도 2과 같이 패턴드 리타더(2)에 블랙 스트라이프(BS)를 형성하여 3D 영상의 상하 시야각을 넓히는 방안이 일본 공개특허공보 제2002-185983호를 통해 제안된 바 있다. 하지만, 시야각 개선을 위해 사용되는 블랙 스트라이프(BS)는 2D 영상의 휘도를 크게 떨어뜨리는 사이드 이펙트(Side Effect)를 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓힐 수 있도록 한 편광 안경방식의 영상표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 게이트라인쌍과 데이터라인의 교차 영역에 배치되는 서브픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널; 상기 게이트라인쌍을 구동하는 게이트 드라이버와 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하는 패널 구동부; 모드 선택신호에 따라 상기 패널 구동부를 다르게 제어하는 제어부; 및 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더를 구비하고; 상기 게이트 드라이버는, 제1 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 메인 표시부에 인가될 메인 스캔펄스를 발생하는 메인 GIP 회로와 제2 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 보조 표시부에 인가될 보조 스캔펄스를 발생하는 보조 GIP 회로를 포함하며, 2D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 2D 데이터전압이 충전됨과 아울러 상기 보조 표시부에 공통전압이 충전된 후, 상기 제1 및 제2 표시부의 충전 전압들이 서로 차지 쉐어링되어 상기 메인 및 보조 표시부를 통해 상기 2D 영상이 동시에 구현되고; 3D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 3D 데이터전압이 충전되고 상기 보조 표시부에 상기 공통전압이 충전되어 상기 메인 표시부를 통해 상기 3D 영상이 구현되고 상기 보조 표시부를 통해 블랙 영상이 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영상표시장치 및 그의 구동방법은 서브 픽셀 분할 구동과 함께 차지 쉐어링 구동을 통해 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓게 확보할 수 있다.

도 1은 종래 편광 안경방식을 보여주는 도면.
도 2는 편광 안경방식에서 시야각 개선을 위해 사용되는 블랙 스트라이프로 인해 2D 영상의 휘도가 저하되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광 안경방식의 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 5는 화소 어레이에 배치된 단위 픽셀을 개략적으로 보여주는 도면.
도 6은 도 4에 도시된 게이트 드라이버를 상세히 보여주는 도면.
도 7은 구동 모드별로 게이트 드라이버에서 발생되는 스캔펄스들을 보여주는 도면.
도 8은 도 5에 도시된 R 서브 픽셀의 접속 구성을 상세히 보여주는 도면.
도 9는 구동 모드에 따른 R 서브 픽셀의 충전 파형을 보여주는 도면.
도 10 내지 도 12는 도 9의 충전 파형에 따른 작용 효과를 보여주는 도면들.

이하, 도 3 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광 안경방식의 영상표시장치를 보여준다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 이 영상표시장치는 표시소자(10), 패턴드 리타더(20), 제어부(30), 패널 구동부(40) 및 편광 안경(50)을 구비한다.

표시소자(10)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(10)를 액정표시소자를 중심으로 설명한다.

표시소자(10)는 표시패널(11)과, 상부 편광필름(Polarizer)(11a)과, 하부 편광필름(11b)을 포함한다.

표시패널(11)은 두 장의 유리기판들과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(11)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL), 이 데이터라인들(DL)과 각각 교차되는 다수의 게이트라인쌍들(PGL)이 배치된다. 게이트라인쌍들(PGL) 각각은 메인 게이트라인(GLa)과 보조 게이트라인(GLb)으로 이루어진다. 이러한, 신호라인들(DL,PGL)의 교차 구조에 의해 표시패널(11)의 유효 표시영역(AA)에는 액정셀을 각각 포함하는 다수의 픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배치되어 화소 어레이를 구성한다. 표시패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다.

표시패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 상부 및 하부 편광필름(11a, 11b)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.

이러한 본 발명의 표시소자(10)는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(12)이 필요하다. 백라이트 유닛(12)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

패턴드 리타더(20)는 표시패널(11)의 상부 편광필름(11a)에 부착된다. 패턴드 리타더(20)의 기수 라인들에는 제1 리타더(RT1)가 형성되고, 패턴드 리터더(20)의 우수 라인들에는 제2 리타더(RT2)가 형성된다. 제1 리타더(RT1)의 광흡수축과 제2 리타더(RT2)의 광흡수축은 서로 직교한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더(RT1)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제1 편광(예컨대, 좌원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더(RT2)는 화소 어레이로부터 입사되는 빛의 제2 편광(예컨대, 우원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더(RT1)는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더(RT2)는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.

제어부(30)는 모드 선택신호(SEL)에 따라 2D 모드 또는 3D 모드로 패널 구동부(40)의 동작을 제어한다. 제어부(30)는 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller)와 같은 유저 인터페이스를 통해 모드 선택신호(SEL)를 입력 받고 그에 따라 2D 모드 동작과 3D 모드 동작을 전환할 수 있다. 한편, 제어부(30)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(30)는 3D 모드 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 3D 영상 데이터를 좌안 영상의 RGB 데이터와 우안 영상의 RGB 데이터로 분리한 후, 좌안 영상의 RGB 데이터와 우안 영상의 RGB 데이터를 1 수평라인분씩 교대로 패널 구동부(40)에 공급한다. 제어부(30)는 2D 모드 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 2D 영상의 RGB 데이터를 패널 구동부(40)에 순차적으로 공급한다.

제어부(30)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호들을 이용하여 패널 구동부(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다.

데이터 드라이버(40A)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호는 1 수평라인분의 데이터가 표시되는 1 수평기간 중에서 데이터의 시작점을 지시하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse : SSP), 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터의 래치동작을 제어하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 드라이버(40A)의 출력을 제어하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 표시패널(11)의 액정셀들에 공급될 데이터전압의 극성을 제어하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.

게이트 드라이버(40B)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 드라이버(40B) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 드라이버(40B)의 출력을 제어하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 제1 게이트 스타트 신호(VST1)과 제2 게이트 스타트 신호(VST2)를 포함한다.

제어부(30)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(40)의 동작을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.

패널 구동부(40)는 표시패널(11)의 데이터라인들(DL)을 구동시키기 위한 데이터 드라이버(40A)와, 표시패널(11)의 게이트라인쌍들(PGL)을 구동시키기 위한 게이트 드라이버(40B)를 포함한다.

데이터 드라이버(40A)의 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 드라이버(40A)는 데이터 제어신호(SSP,SSC,SOE)에 따라 2D/3D 영상 데이터를 래치한다. 데이터 드라이버(40A)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 2D/3D 영상 데이터를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 드라이버(40A)는 게이트 드라이버(40B)로부터 출력되는 메인 스캔펄스에 동기되도록 데이터전압을 데이터라인들(DL)로 출력한다. 데이터 드라이버(40A)의 소스 드라이브 IC들은 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.

게이트 드라이버(40B)는 쉬프트 레지스터 어레이(Shift register array)등을 포함한다. 게이트 드라이버(40B)의 쉬프트 레지스터 어레이는 표시패널(11)에서 화소 어레이가 형성된 유효 표시영역(AA) 바깥의 비 표시영역(NA)에 GIP(Gate In Panel) 방식으로 형성될 수 있다. GIP 방식에 의해, 게이트 쉬프트 레지스터들은 화소 어레이의 TFT 공정에서 화소 어레이와 함께 형성된다.

게이트 드라이버(40B)는 게이트 제어신호에 따라 게이트라인쌍들(PGL)을 구동한다. 게이트 드라이버(40B)는 2D 모드 및 3D 모드 하에서 턴 온 레벨의 메인 스캔펄스를 게이트라인쌍들(PGL) 중 메인 게이트라인들(GLa)에 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 드라이버(40B)는 3D 모드 하에서 턴 온 레벨의 보조 스캔펄스를 게이트라인쌍들(PGL) 중 보조 게이트라인들(GLb)에 순차적으로 공급한다. 한편, 게이트 드라이버(40B)는 2D 모드 하에서 턴 오프 레벨의 보조 스캔펄스를 보조 게이트라인들(GLb)에 계속적으로 공급한다.

편광 안경(50)은 좌안 편광필터(또는 제1 편광필터)를 갖는 좌안(50L)과 우안 편광필터(또는 제2 편광필터)를 갖는 우안(50R)을 구비한다. 좌안 편광필터는 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더(RT1)와 동일한 광흡수축을 가지며, 우안 편광필터는 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더(RT2)와 동일한 광흡수축을 가진다. 예들 들면, 편광 안경(50)의 좌안 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(50)의 우안 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 편광 안경(50)을 통해 표시소자(10)에 공간분할 방식으로 표시된 3D 영상 데이터를 감상할 수 있다.

도 5는 화소 어레이에서 제j~j+2 데이터라인들(DLj~DLj+2)과 제k 게이트라인쌍(GLk)의 교차 영역에 배치된 단위 픽셀(P)을 개략적으로 보여준다. 제k 게이트라인쌍(PGLk)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))와 제k 보조 게이트라인(GLb(k))을 포함한다.

도 5를 참조하면, 이 단위 픽셀(P)은 R 서브 픽셀(SPr), G 서브 픽셀(SPg), 및 B 서브 픽셀(SPb)을 포함한다.

R 서브 픽셀(SPr)은 제k 게이트라인쌍(GLk)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 R 메인 서브 픽셀(SPr1)과 R 보조 서브 픽셀(SPr2)을 포함한다. R 메인 서브 픽셀(SPr1)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 제j 데이터라인(DLj)에 전기적으로 접속된다. R 보조 서브 픽셀(SPr2)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 공통라인(CL)에 전기적으로 접속되고, 제k 보조 게이트라인(GLb(k))이 활성화될 때 R 메인 서브 픽셀(SPr1)에 전기적으로 접속된다.

G 서브 픽셀(SPg)은 제k 게이트라인쌍(PGLk)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 G 메인 서브 픽셀(SPg1)과 G 보조 서브 픽셀(SPg2)을 포함한다. G 메인 서브 픽셀(SPg1)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 제j+1 데이터라인(DLj+1)에 전기적으로 접속된다. G 보조 서브 픽셀(SPg2)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 공통라인(CL)에 전기적으로 접속되고, 제k 보조 게이트라인(GLb(k))이 활성화될 때 G 메인 서브 픽셀(SPg1)에 전기적으로 접속된다.

B 서브 픽셀(SPb)은 제k 게이트라인쌍(PGLk)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 B 메인 서브 픽셀(SPb1)과 B 보조 서브 픽셀(SPb2)을 포함한다. B 메인 서브 픽셀(SPb1)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 제j+2 데이터라인(DLj+2)에 전기적으로 접속된다. B 보조 서브 픽셀(SPb2)은 제k 메인 게이트라인(GLa(k))이 활성화될 때 공통라인(CL)에 전기적으로 접속되고, 제k 보조 게이트라인(GLb(k))이 활성화될 때 B 메인 서브 픽셀(SPb1)에 전기적으로 접속된다.

도 5에서, 보조 서브 픽셀들(SPr2,SPg2,SPb2)은 구동 모드에 따라 선택적으로만 블랙 영상을 표시함으로써, 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓히는 기능을 한다.

도 6은 도 4에 도시된 게이트 드라이버(40B)를 상세히 보여준다. 도 7은 구동 모드별로 게이트 드라이버(40B)에서 발생되는 스캔펄스들을 보여준다.

도 6을 참조하면, 게이트 드라이버(40B)는 게이트라인쌍들(PGL)을 각각 구동하기 위한 GIP 회로쌍들을 구비한다. GIP 회로쌍들은 각각 메인 GIP 회로(GIPa)와 보조 GIP 회로(GIPb)을 포함한다.

도 7과 같이, 메인 GIP 회로들(GIPa#1~GIPa#n)은 2D 모드 및 3D 모드 각각에서, 제1 게이트 스타트 신호(VST1)와 게이트 쉬프트 클럭들(CLKs)에 응답하여 턴 온 레벨(Lon)의 메인 스캔펄스들(VGa(1)~VGa(n))을 순차적으로 발생한다. 메인 스캔펄스들(VGa(1)~VGa(n))은 대략 3 수평기간(3H) 만큼의 펄스폭으로 발생되되, 이웃하여 2 수평기간(2H)씩 중첩되도록 발생될 수 있다. 메인 스캔펄스들(VGa(1)~VGa(n))은 메인 게이트라인들(GLa)에 공급된다.

보조 GIP 회로들(GIPb#1~GIPb#n)은 2D 모드에서, 제2 게이트 스타트 신호(VST2)와 게이트 쉬프트 클럭들(CLKs)에 응답하여 턴 온 레벨(Lon)의 보조 스캔펄스들(VGb(1)~VGb(n))을 순차적으로 발생한다. 보조 스캔펄스들(VGb(1)~VGb(n))은 대략 3 수평기간(3H) 만큼의 펄스폭으로 발생되되, 이웃하여 2 수평기간(2H)씩 중첩되도록 발생될 수 있다. 보조 스캔펄스들(VGb(1)~VGb(n))은 보조 게이트라인들(GLb)에 공급된다. 보조 스캔펄스들(VGb(1)~VGb(n))의 발생시점은 각각 메인 스캔펄스들(VGa(1)~VGa(n))의 발생시점에 비해 대략 3 수평기간(3H) 만큼 늦을 수 있다. 예컨대, 제1 보조 스캔펄스(VGb(1))의 발생시점은 제1 메인 스캔펄스(VGa(1))의 발생시점에 비해 3 수평기간(3H) 만큼 늦으며, 제n 보조 스캔펄스(VGb(n))의 발생시점은 제n 메인 스캔펄스(VGa(n))의 발생시점에 비해 3 수평기간(3H) 만큼 늦을 수 있다.

보조 GIP 회로들(GIPb#1~GIPb#n)은 3D 모드에서, 보조 스캔펄스들(VGb(1)~VGb(n))을 계속하여 턴 오프 레벨(Loff)로 발생한다.

도 8은 도 5에 도시된 R 서브 픽셀(SPr)의 접속 구성을 상세히 보여준다. 도 9는 구동 모드에 따른 R 서브 픽셀(SPr)의 충전 파형을 보여준다. 그리고, 도 10 내지 도 12는 도 9의 충전 파형에 따른 작용 효과를 보여준다. G 및 B 서브 픽셀(SPg,SPb)의 접속 구성 및 작용 효과는 R 서브 픽셀(SPr)과 실질적으로 동일하다.

도 8을 참조하면, R 서브 픽셀(SPr)은 게이트라인쌍(GLk)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 메인 서브 픽셀(SPr1)과 보조 서브 픽셀(SPr2)을 포함한다.

메인 서브 픽셀(SPr1)은 서로 대향되는 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec)을 구비한다. 제1 화소전극(Ep1)은 제1 TFT(ST1)를 통해 데이터라인(DL(j))에 연결된다. 제1 TFT(ST1)는 메인 스캔펄스(VGa(k))에 응답하여 턴 온 됨으로써 데이터라인(DL(j)) 상의 데이터전압(Vdata)을 제1 화소전극(Ep1)에 인가한다. 제1 TFT(ST1)의 게이트전극은 메인 게이트라인(GLa(k))에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL(j))에 접속되며, 드레인전극은 제1 화소전극(Ep1)에 접속된다. 공통전극(Ec)은 공통전압(Vcom)으로 충전된 공통라인(CL)에 접속된다.

보조 서브 픽셀(SPr2)은 서로 대향되는 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec)을 구비한다. 제2 화소전극(Ep2)은 제2 TFT(ST2)를 통해 공통전극(Ec)에 연결된다. 제2 TFT(ST2)는 메인 스캔펄스(VGa(k))에 응답하여 턴 온 됨으로써 제2 화소전극(Ep2)에 공통전압(Vcom)을 인가한다. 제2 TFT(ST2)가 턴 온 되는 기간 동안 제2 화소전극(Ep2)과 공통전극(Ec)은 공통전압(Vcom)으로 동일 전위를 형성한다. 제2 TFT(ST2)의 게이트전극은 메인 게이트라인(GLa(k))에 접속되고, 소스전극은 공통전극(Ec)에 접속되며, 드레인전극은 제2 화소전극(Ep2)에 접속된다.

제1 화소전극(Ep1)과 제2 화소전극(Ep2)은 제3 TFT(ST3)를 통해 연결된다. 제3 TFT(ST3)는 보조 스캔펄스(VGb(k))에 응답하여 턴 온 됨으로써 제1 화소전극(Ep1)과 제2 화소전극(Ep2)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 제3 TFT(ST3)가 턴 온 되는 기간 동안 제1 화소전극(Ep1)에 충전되어 있던 전압은 제2 화소전극(Ep2)으로 쉐어링(sharing)된다. 제3 TFT(ST3)의 게이트전극은 보조 게이트라인(GLb(k)에 접속되고, 소스전극은 제1 화소전극(Ep1)에 접속되며, 드레인전극은 제2 화소전극(Ep2)에 접속된다.

도 9 내지 도 12를 참조하여 R 서브 픽셀(SPr)의 동작과 함께 그의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 2D 모드 하에서의 동작을 설명하면,

T1 기간 동안, 메인 스캔펄스(VGa(k))는 턴 온 레벨로 입력되고, 보조 스캔펄스(VGb(k))는 턴 오프 레벨로 입력된다. T1 기간 동안, 제1 TFT(ST1)의 턴 온에 의해 메인 서브 픽셀(SPr1)의 제1 화소전극(Ep1)에는 2D 영상 구현을 위한 데이터전압(Vdata)이 인가되고, 제2 TFT(ST2)의 턴 온에 의해 보조 서브 픽셀(SPr2)의 제2 화소전극(Ep2)에는 공통전압(Vcom)이 인가된다. 이 T1 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SPr1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata) 만큼에 해당되는 제1 화소전압(Vpa)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SPr2)은 공통전압(Vcom) 만큼의 제2 화소전압(Vpb)을 충전한다.

이어서, T2 기간 동안, 메인 스캔펄스(VGa(k))는 턴 오프 레벨로 입력되고, 보조 스캔펄스(VGb(k))는 턴 온 레벨로 입력된다. T2 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프와 제3 TFT(ST3)의 턴 온에 의해, 메인 서브 픽셀(SPr1)의 제1 화소전극(Ep1)과 보조 서브 픽셀(SPr2)의 제2 화소전극(Ep2)은 서로 쇼트된다. 이러한 쇼트에 의해 제1 및 제2 화소전극(Ep1,Ep2)은 서로 차지 쉐어링(charge sharing) 된다. 그 결과, 제1 화소전극(Ep1)의 제1 화소전압(Vpa)은 소정값만큼 그 절대값이 낮아지고, 제2 화소전극(Ep2)의 제2 화소전압(Vpb)은 상기 소정값만큼 그 절대값이 높아져, 제1 및 제2 화소전극(Ep1,Ep2)은 서로 공통전압(Vcom)을 기준으로 동일 전위를 형성하게 된다.

이어서, T3 기간 동안, 메인 스캔펄스(VGa(k))와 보조 스캔펄스(VGb(k))는 모두 턴 오프 레벨로 입력된다. T3 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프 유지와 제3 TFT(ST3)의 턴 오프에 의해, 제1 및 제2 화소전극(Ep1,Ep2)은 서로 공통전압(Vcom)을 기준으로 계속해서 동일 전위를 형성하게 된다. 그 결과, 메인 서브 픽셀(SPr1)과 보조 서브 픽셀(SPr2)은 도 10과 같이 동일 계조의 2D 영상을 구현하게 된다. 여기서, 보조 서브 픽셀(SPr2)에 표시되는 2D 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다.

다음으로 3D 모드 하에서의 동작을 설명하면,

T1 기간 동안, 메인 스캔펄스(VGa(k))는 턴 온 레벨로 입력되고, 보조 스캔펄스(VGb(k))는 턴 오프 레벨로 입력된다. T1 기간 동안, 제1 TFT(ST1)의 턴 온에 의해 메인 서브 픽셀(SPr1)의 제1 화소전극(Ep1)에는 3D 영상 구현을 위한 데이터전압(Vdata)이 인가되고, 제2 TFT(ST2)의 턴 온에 의해 보조 서브 픽셀(SPr2)의 제2 화소전극(Ep2)에는 공통전압(Vcom)이 인가된다. 이 T1 기간 동안, 메인 서브 픽셀(SPr1)은 제1 화소전극(Ep1)과 공통전극(Ec) 간 전위차(Vdata-Vcom 또는 Vcom-Vdata) 만큼에 해당되는 제1 화소전압(Vpa)을 충전하고, 보조 서브 픽셀(SPr2)은 공통전압(Vcom) 만큼의 제2 화소전압(Vpb)을 충전한다.

이어서, T2 기간 동안, 메인 스캔펄스(VGa(k))는 턴 오프 레벨로 입력되고, 보조 스캔펄스(VGb(k))는 계속해서 턴 오프 레벨로 입력된다. T2 기간 동안, 제1 및 제2 TFT(ST1,ST2)의 턴 오프에 의해, 메인 서브 픽셀(SPr1)과 보조 서브 픽셀(SPr2)은 각각 T1 기간에서의 충전 레벨을 유지하게 된다. 그 결과, 메인 서브 픽셀(SPr1)은 도 11과 같이 특정 계조의 3D 영상을 표시하게 되고, 보조 서브 픽셀(SPr2)은 도 11과 같이 블랙 계조의 3D 영상을 표시하게 된다.

보조 서브 픽셀(SPr2)에 표시되는 블랙 이미지는 도 12와 같이 수직으로 이웃한 3D 이미지들(즉, 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)) 사이의 표시 간격(D)을 넓히는 역할을 한다. 이에 따라, 별도의 블랙 스트라이프 패턴 없이도 크로스토크(Crosstalk)가 발생되지 않는 3D 상하 시야각이 상기 블랙 이미지를 통해 넓게 확보될 수 있게 된다.

한편, 도 8 및 도 9에서, 메인 스캔펄스(VGa(k))에 의해 메인 서브 픽셀(SPr1)에 데이터전압(Vdata)이 인가되는 기간은 대략 1 수평기간(1H)이고, 보조 스캔펄스(VGb(k))에 의해 메인 스캔펄스(VGa(k))과 보조 서브 픽셀(SPr2)이 서로 차지 쉐어링되는 기간은 대략 3 수평기간(3H)이다. 따라서, 보조 스캔펄스(VGb(k))를 발생하기 위한 보조 GIP 회로(GIPb#k)의 면적을 메인 스캔펄스(VGa(k))를 발생하기 위한 메인 GIP 회로(GIPa#k)에 비해 상대적으로 줄일 수 있게 된다. 이로 인해, 본 발명은 표시패널의 비 표시영역 상에서 게이트 드라이버를 실장하기 위한 면적 확보에 매우 용이하다.

또한, 메인 스캔펄스(VGa(k))에 의해서는 보조 서브 픽셀(SPr2)의 충전은 제어되지 않고 메인 서브 픽셀(SPr1)의 충전만이 제어된다. 즉, 메인 스캔펄스(VGa(k))는 메인 서브 픽셀(SPr1)의 충전에만 관여한다. 그 결과, 메인 스캔펄스(VGa(k))를 통해 1 수평기간(1H) 내에서 데이터전압(Vdata)을 충전시키더라도 그의 충방전 특성이 저하되지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치 및 그의 구동방법은 서브 픽셀 분할 구동과 함께 차지 쉐어링 구동을 통해 2D 영상의 휘도를 저하시키지 않으면서 3D 영상의 상하 시야각을 넓게 확보할 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 : 표시소자 11 : 표시패널
20 : 패턴드 리타더 30 : 제어부
40 : 패널 구동부 40A : 데이터 드라이버
40B : 게이트 드라이버 50 : 편광 안경

Claims

게이트라인쌍과 데이터라인의 교차 영역에 배치되는 서브픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널;
상기 게이트라인쌍을 구동하는 게이트 드라이버와 상기 데이터라인을 구동하는 데이터 드라이버를 포함하는 패널 구동부;
모드 선택신호에 따라 상기 패널 구동부를 다르게 제어하는 제어부; 및
상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더를 구비하고;
상기 게이트 드라이버는, 제1 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 메인 표시부에 인가될 메인 스캔펄스를 발생하는 메인 GIP 회로와 제2 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 보조 표시부에 인가될 보조 스캔펄스를 발생하는 보조 GIP 회로를 포함하며,
2D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 2D 데이터전압이 충전됨과 아울러 상기 보조 표시부에 공통전압이 충전된 후, 상기 제1 및 제2 표시부의 충전 전압들이 서로 차지 쉐어링되어 상기 메인 및 보조 표시부를 통해 상기 2D 영상이 동시에 구현되고;
3D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 3D 데이터전압이 충전되고 상기 보조 표시부에 상기 공통전압이 충전되어 상기 메인 표시부를 통해 상기 3D 영상이 구현되고 상기 보조 표시부를 통해 블랙 영상이 구현되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트라인쌍은 상기 메인 스캔펄스가 공급되는 메인 게이트라인과, 상기 보조 스캔펄스가 공급되는 보조 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 메인 스캔펄스는 상기 2D 모드 및 3D 모드 각각에서, 3 수평기간만큼의 턴 온 레벨의 펄스폭으로 발생되되, 이웃하여 2 수평기간씩 이 턴 온 레벨이 중첩되도록 발생되고;
상기 보조 스캔펄스는 상기 2D 모드에서, 3 수평기간만큼의 턴 온 레벨의 펄스폭으로 발생되되, 이웃하여 2 수평기간씩 이 턴 온 레벨이 중첩되도록 발생되며;
상기 보조 스캔펄스의 발생시점은 상기 메인 스캔펄스에 비해 일정 기간만큼 늦는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 보조 스캔펄스는 상기 3D 모드에서 턴 오프 레벨로 발생되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 서브 픽셀은,
제1 화소전극과 공통전극이 대향되는 상기 메인 표시부;
상기 메인 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 화소전극과 상기 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 TFT;
제2 화소전극과 공통전극이 대향되는 상기 보조 표시부;
상기 메인 스캔펄스에 응답하여 상기 제2 화소전극과 상기 공통전극 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 TFT; 및
상기 보조 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 화소전극과 상기 제2 화소전극 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제3 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 차지 쉐어링은, 상기 2D 모드 하에서 상기 제1 화소전극과 상기 제2 화소전극이 상기 제3 TFT에 의해 서로 쇼트될 때 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 드라이버는 상기 표시패널의 비 표시영역에 실장되고;
상기 비 표시영역 상에서 상기 보조 GIP 회로가 차지하는 면적은 상기 메인 GIP 회로가 차지하는 면적에 비해 더 작은 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
게이트라인쌍과 데이터라인의 교차 영역에 배치되는 서브픽셀을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 표시하는 표시패널, 상기 게이트라인쌍과 데이터라인을 구동하는 패널 구동부, 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더를 갖는 영상표시장치의 구동방법에 있어서,
모드 선택신호를 입력받는 단계;
상기 모드 선택신호에 따라 2D 모드와 3D 모드를 판단하는 단계;
상기 2D 모드와 3D 모드의 판단결과에 따라, 게이트 드라이버의 메인 GIP 회로가 제1 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 메인 표시부에 공급되는 메인 스캔펄스를 발생하고, 상기 게이트 드라이버의 보조 GIP 회로가 제2 게이트 스타트 신호에 응답하여 상기 서브 픽셀의 보조 표시부에 공급되는 보조 스캔펄스를 발생하는 단계를 포함하며,
상기 메인 스캔펄스 및 보조 스캔 펄스를 발생하는 단계는,
상기 2D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 2D 데이터전압을 충전함과 아울러 상기 보조 표시부에 공통전압을 충전한 후, 상기 제1 및 제2 표시부의 충전 전압들을 서로 차지 쉐어링시켜 상기 메인 및 보조 표시부를 통해 상기 2D 영상을 동시에 구현하는 단계; 및
상기 3D 모드 하에서, 상기 메인 표시부에 3D 데이터전압을 충전하고 상기 보조 표시부에 상기 공통전압을 충전하여 상기 메인 표시부를 통해 상기 3D 영상을 구현하고 상기 보조 표시부를 통해 블랙 영상을 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 구동방법.