KR101888668B1 - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장 분리 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차에 의해 정의된 셀 영역들에 형성된 화소들을 포함하는 표시패널; 및 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함하는 파장분리안경을 포함하고, 상기 표시패널의 화소들 각각은, 상기 단안 영상을 표시하는 제1 화소와 상기 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 파장 분리 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 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 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더 방식이 있다. 또한, 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경 방식이 있다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
패턴 리타더 방식은 상하 시야각을 넓히기 위한 블랙 스트라이프(black stripe)로 인해 개구율이 감소되는 문제가 있다. 셔터안경 방식은 액정셔터안경의 온/오프 타이밍과 표시소자의 영상이 동기되지 않는 경우, 3D 크로스토크(crosstalk), 플리커(flicker) 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 셔터안경 방식은 액정셔터안경에 액정셀 구동회로 및 배터리가 장착되어야 하므로, 그 무게로 인해 사용자가 불편함을 느낄 수 있다. 패턴 리타더 방식과 셔터안경 방식의 문제점을 해결하기 위해, 안경방식의 입체영상 표시장치 중에 하나로써, 빛의 파장을 분리하고 파장분리안경을 이용하여 입체영상을 구현하는 파장분리 방식의 입체영상 표시장치가 개발되고 있다. 하지만, 파장분리방식의 입체영상 표시장치의 경우, 파장분리필터를 이용하여 좌안 영상의 파장과 우안 영상의 파장을 분리하기 때문에, 백라이트 유닛의 효율이 낮아져서 같은 소비전력 사용시 입체영상 표시장치의 휘도가 낮아지는 문제가 발생한다.
본 발명은 파장분리필터를 사용하지 않고 입체영상을 구현할 수 있는 파장분리방식의 입체영상 표시장치를 제공한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차에 의해 정의된 셀 영역들에 형성된 화소들을 포함하는 표시패널; 및 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함하는 파장분리안경을 포함하고, 상기 표시패널의 화소들 각각은, 상기 단안 영상을 표시하는 제1 화소와 상기 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소를 이용하여 단안 영상을 표시하고, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소를 이용하여 또다른 단안 영상을 표시한다. 또한, 본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소로부터의 단안 영상이 좌안 필터를 투과하도록 구현하고, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소로부터의 또다른 단안 영상이 우안 필터를 통과하도록 구현한다. 그 결과, 본 발명은 파장분리필터를 사용하지 않고 입체영상 구현을 위한 좌우 영상의 파장분리가 가능하다. 또한, 본 발명은 파장분리필터를 사용하지 않으므로, 같은 소비전력 사용시에도 기존보다 입체영상 표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있고, 파장분리필터로 인한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소뿐만 아니라, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소를 이용하여 영상을 표시하므로, 색 재현 범위를 확장할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 색재현율 및 색표현력을 높일 수 있다.
도 1은 빛의 삼원색을 보여주는 도면.
도 2는 적색, 녹색, 청색, 노란색, 및 청록색의 파장 대역을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면.
도 9는 종래 기술과 본 발명의 색 재현 범위를 보여주는 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 파장분리 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
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 1은 빛의 삼원색을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 빛의 삼원색인 적색(Red, R), 녹색(Green, G), 및 청색(Blue, B)이 나타나 있다. 적색(R)과 녹색(G)을 혼합하면 노란색(Yellow, Y)이 표현되고, 녹색(G)과 청색(B)을 혼합하면 청록색(Cyan, C)이 표현되며, 적색(R)과 청색(B)을 혼합하면 자홍색(Margenta, M)이 표현된다. 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 혼합하면 화이트색(W)이 표현된다.
한편, 표시장치는 일반적으로 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 이용하여 색상을 표현한다. 최근에는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 뿐만 아니라 노란색(Y), 청록색(C), 및 자홍색(M)을 이용하여 색상을 표현하고 있다. 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 뿐만 아니라 노란색(Y), 청록색(C), 및 자홍색(M)을 이용하여 색상을 표현하는 경우, 색 재현 범위를 확장할 수 있으므로, 색재현율 및 색표현력을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 2는 적색, 녹색, 청색, 노란색, 및 청록색의 최대 파장 대역을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 파장의 크기(단위:nm)는 적색의 최대 파장 대역(RW), 노란색의 최대 파장 대역(YW), 녹색의 최대 파장 대역(GW), 청록색의 최대 파장 대역(CW), 청색의 최대 파장 대역(BW) 순으로 작아진다. 최대 파장 대역은 색상 각각의 파장 대역에서 최대값을 갖는 파장 대역을 의미한다. 다만, 자홍색(M)의 최대 파장 대역은 도시되지 않았다. 자홍색(M)은 빛의 스펙트럼(spectrum)에 나타나지 않고, 적색(R)과 청색(B)의 혼합에 의해 보여지는 색이기 때문이다.
적색, 녹색, 및 청색의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)과 노란색, 청록색, 및 자홍색의 최대 파장 대역(YW, CW)이 다르기 때문에, 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)을 투과시키는 제1 필터와, 노란색, 청록색, 및 자홍색 각각의 최대 파장 대역(YW, CW)을 투과시키는 제2 필터를 이용함으로써, 빛의 파장은 분리될 수 있다. 즉, 빛의 파장을 분리하여 양안 시차에 의한 입체영상 구현이 가능하다. 이하에서, 도 3 내지 도 8을 결부하여 좌안 및 우안 영상의 파장을 분리하여 표시하기 위한 입체영상 표시장치의 표시패널(10)의 화소 구조와, 좌안 및 우안 영상의 파장을 통과시키는 좌안 및 우안 필터(FL, FR)를 포함하는 파장분리안경(20)의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 상세히 살펴본다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 화소(P)는 단안 영상을 표시하는 제1 화소(P1)와 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소(P2)를 포함한다. 제1 화소(P1)는 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS) 중 어느 하나를 포함한다. 도 3에서는 제2 화소(P2)가 노란색 서브 화소(YS)를 포함한 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(10)의 화소(P) 일부만을 도시하였다. 나아가, 도 3에서는 화소(P)의 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 청색 서브 화소(BS), 및 노란색 서브 화소(YS)가 수평으로 일렬로 배치된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 화소(P)의 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 청색 서브 화소(BS), 및 노란색 서브 화소(YS)는 사각형 형태로 배치될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 적색 서브 화소(RS)는 적색 파장의 빛을 표시하고, 녹색 서브 화소(GS)는 녹색 파장의 빛을 표시하며, 청색 서브 화소(BS)는 청색 파장의 빛을 표시하고, 노란색 서브 화소(YS)는 노란색 파장의 빛을 표시한다. 제1 화소(P1)인 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 단안 영상을 표시하고, 제2 화소(P2)인 노란색 서브 화소(YS)는 또다른 단안 영상을 표시한다. 예를 들어, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 좌안 영상을 표시하고, 노란색 서브 화소(YS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 노란색 파장의 빛을 포함한다. 또는, 노란색 서브 화소(YS)는 좌안 영상을 표시하고, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상은 노란색 파장의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함한다.
파장분리안경(20)은 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함한다. 제1 필터는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)을 투과시키고, 제2 필터는 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소의 최대 파장 대역을 투과시킨다. 도 4에서는 제2 필터가 노란색의 최대 파장 대역(YW)을 투과시키는 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 도 4에서는 제1 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
도 4를 참조하면, 좌안 필터(FL)는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 노란색의 최대 파장 대역(YW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 노란색 서브 화소(YS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
한편, 제1 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키는 경우, 좌안 필터(FL)는 노란색의 최대 파장 대역(YW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 노란색 서브 화소(YS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
한편, 도 3에서는 제2 화소(P2)가 노란색 서브 화소(YS)를 더 포함하는 것을 중심으로 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 구조는 제2 화소(P2)가 청록색 서브 화소(CS) 또는 자홍색 서브 화소(MS)를 포함하도록 구현될 수 있다. 그러나, 노란색 서브 화소(YS)가 투과율이 가장 좋기 때문에, 제2 화소(P2)는 노란색 서브 화소(YS)를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소에 따라 파장분리안경(20)의 좌안 필터(FL) 및 우안 필터(FR)의 투과 파장 대역이 달라질 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 화소(P)는 단안 영상을 표시하는 제1 화소(P1)와 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소(P2)를 포함한다. 제1 화소(P1)는 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS) 중 두 개를 포함한다. 도 5에서는 제2 화소(P2)가 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)를 포함한 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(10)의 화소(P) 일부만을 도시하였다. 나아가, 도 5에서는 화소(P)의 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 청색 서브 화소(BS), 노란색 서브 화소(YS), 및 청록색 서브 화소(CS)가 수평으로 일렬로 배치된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
도 5를 참조하면, 적색 서브 화소(RS)는 적색 파장의 빛을 표시하고, 녹색 서브 화소(GS)는 녹색 파장의 빛을 표시하며, 청색 서브 화소(BS)는 청색 파장의 빛을 표시한다. 노란색 서브 화소(YS)는 노란색 파장의 빛을 표시하고, 청록색 서브 화소(CS)는 청록색 파장의 빛을 표시한다. 제1 화소(P1)인 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 단안 영상을 표시하고, 제2 화소(P2)인 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)는 또다른 단안 영상을 표시한다. 예를 들어, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 좌안 영상을 표시하고, 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 노란색 파장과 청록색 파장 각각의 빛을 포함한다. 또는, 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)는 좌안 영상을 표시하고, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상은 노란색 파장과 청록색 파장 각각의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함한다.
파장분리안경(20)은 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함한다. 제1 필터는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)을 투과시키고, 제2 필터는 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소 각각의 최대 파장 대역을 투과시킨다. 도 6에서는 제2 필터가 노란색과 청록색 각각의 최대 파장 대역(YW, CW)을 투과시키는 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 도 6에서는 제1 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
도 6을 참조하면, 좌안 필터(FL)는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 노란색과 청록색의 최대 파장 대역(YW, CW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
한편, 제1 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키는 경우, 좌안 필터(FL)는 노란색과 청록색의 최대 파장 대역(YW, CW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 적색, 녹색, 및 청색의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
한편, 도 5에서는 제2 화소(P2)가 노란색 서브 화소(YS)와 청록색 서브 화소(CS)를 포함하는 것을 중심으로 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제2 화소(P2)가 청록색 서브 화소(CS)와 자홍색 서브 화소(MS), 또는 노란색 서브 화소(YS)와 자홍색 서브 화소(MS)를 포함하도록 구현될 수 있다. 그러나, 자홍색 서브 화소(MS)의 투과 파장 대역이 적색의 서브 화소(RS)와 청색(B)의 서브 화소(BS)와 중첩되기 때문에, 제2 화소(P2)는 노란색 서브 화소(YS)를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소들에 따라 파장분리안경(20)의 좌안 필터(FL) 및 우안 필터(FR)의 투과 파장 대역이 달라질 것이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소 구조를 보여주는 도면이다. 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파장분리안경의 좌안 필터와 우안 필터의 투과 파장 대역을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 화소(P)는 단안 영상을 표시하는 제1 화소(P1)와 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소(P2)를 포함한다. 제1 화소(P1)는 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)를 포함한다. 또한, 도 7에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(10)의 화소(P) 일부만을 도시하였다. 나아가, 도 7에서는 화소(P)의 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 청색 서브 화소(BS), 및 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)가 수평으로 일렬로 배치된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 화소(P)의 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 청색 서브 화소(BS), 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)는 사각형 형태로 배치될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 적색 서브 화소(RS)는 적색 파장의 빛을 표시하고, 녹색 서브 화소(GS)는 녹색 파장의 빛을 표시하며, 청색 서브 화소(BS)는 청색 파장의 빛을 표시한다. 노란색 서브 화소(YS)는 노란색 파장의 빛을 표시하고, 청록색 서브 화소(CS)는 청록색 파장의 빛을 표시하며, 자홍색 서브 화소(MS)는 자홍색 파장의 빛을 표시한다.
제1 화소(P1)인 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 단안 영상을 표시하고, 제2 화소(P2)인 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)는 또다른 단안 영상을 표시한다. 예를 들어, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 좌안 영상을 표시하고, 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 노란색 파장, 청록색 파장, 및 자홍색 파장 각각의 빛을 포함한다. 또는, 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)는 좌안 영상을 표시하고, 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 좌안 영상은 노란색 파장, 청록색 파장, 및 자홍색 파장 각각의 빛을 포함하고, 우안 영상의 파장은 적색 파장, 녹색 파장, 및 청색 파장 각각의 빛을 포함한다.
파장분리안경(20)은 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함한다. 제1 필터는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)을 투과시키고, 제2 필터는 노란색, 청록색, 및 자홍색 각각의 최대 파장 대역(RW, YW, CW, BW)을 투과시킨다. 자홍색은 빛의 스펙트럼(spectrum)에 나타나지 않고, 적색과 청색의 혼합에 의해 보여지는 색이기 때문에, 자홍색의 최대 파장 대역은 적색의 최대 파장 대역(RW)과 청색의 최대 파장 대역(BW)을 포함한다. 도 8에서는 제1 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
도 8을 참조하면, 좌안 필터(FL)는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 노란색, 청록색, 및 자홍색의 최대 파장 대역(RW, YW, CW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
한편, 제1 필터가 우안 영상의 파장을 투과시키고, 제2 필터가 좌안 영상의 파장을 투과시키는 경우, 좌안 필터(FL)는 노란색, 청록색, 및 자홍색의 최대 파장 대역(RW, YW, CW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시키고, 우안 필터(FR)는 적색, 녹색, 및 청색의 최대 파장 대역(RW, GW, BW)에 해당하는 빛만을 투과시킨다. 이 경우, 사용자는 좌안을 통해 노란색 서브 화소(YS), 청록색 서브 화소(CS), 및 자홍색 서브 화소(MS)로부터 표시된 좌안 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 통해 적색 서브 화소(RS), 녹색 서브 화소(GS), 및 청색 서브 화소(BS)로부터 표시된 우안 영상을 볼 수 있다.
도 9는 종래 기술과 본 발명의 색 재현 범위를 보여주는 그래프이다. 도 9에는 색 좌표(C), 종래 기술의 색 재현 범위(A), 및 본 발명의 색 재현 범위(B)가 나타나 있다. 종래 기술의 색 재현 범위(A)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 이용하여 표현 가능한 색 범위를 의미하고, 본 발명의 색 재현 범위(B)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 뿐만 아니라, 노란색(Y), 청록색(C), 및 자홍색(M)을 이용하여 표현 가능한 색 범위를 의미한다.
본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따르면, 4개(적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 노란색(Y)) 내지 6개(적색(R), 녹색(G), 청색(B), 노란색(Y), 청록색(C), 및 자홍색(M))의 색을 이용하여 색상을 표현하므로, 본 발명의 색 재현 범위(B)는 종래 기술의 색 재현 범위(A)보다 표현 가능한 색 범위가 넓어진다. 그러므로, 본 발명은 색 재현 범위가 넓어지므로, 색재현율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 색표현력도 높일 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 파장분리 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 파장분리안경(20), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 타이밍 콘트롤러(130), 디지털 데이터 변환부(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 구비한다.
표시패널(10)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시패널(10)이 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 표시패널(10)은 액정표시소자로 구현되는 경우, 백라이트 유닛을 필요로 한다. 액정표시소자는 대표적으로 백라이트 유닛으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다.
투과형 액정표시패널은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 기판 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 화소들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트 라인(G)으로부터의 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)에 응답하여 데이터 라인(D)들을 경유하여 공급되는 데이터 전압을 액정셀(Clc)의 화소 전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트 전극은 게이트 라인(G)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인(D)에 접속되며, 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소 전극 및 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst)에 접속된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소 전극에 전달된 데이터 전압을 다음 데이터 전압이 들어올 때까지 일정시간 동안 유지해주는 기능을 한다. 화소 전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 컬러필터 기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 TFT 기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 컬러필터 기판 상에 형성된다.
한편, 표시패널(10)의 화소(P)는 도 3, 도 5, 및 도 7을 결부하여 이미 앞에서 설명하였다. 다만, 표시패널(10)의 화소(P)는 도 3, 도 5, 및 도 7에 도시된 구조 이외에 당업자가 변경가능한 구조로 설계 가능함에 유의하여야 한다.
투과형 액정표시패널의 TFT 기판과 컬러필터 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 투과형 액정표시패널의 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 투과형 액정표시패널의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 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 컨트롤러의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전류를 온/오프(ON/OFF)한다.
파장분리안경(20)은 좌안 파장의 빛을 통과시키는 좌안 투과 필터(FL)와 우안 파장의 빛을 통과시키는 우안 투과 필터(FR)를 포함한다. 좌안 투과 필터(FL)와 우안 투과 필터(FR) 각각은 특정한 파장의 빛만을 통과시킬 수 있도록 구현된다. 한편, 파장분리안경(20)의 좌안 투과 필터(FL)와 우안 투과 필터(FR)는 도 4, 도 6, 및 도 8을 결부하여 이미 앞에서 설명하였다. 다만, 파장분리안경(20)의 좌안 투과 필터(FL)와 우안 투과 필터(FR)는 도 4, 도 6, 및 도 8에 도시된 구조 이외에 당업자가 변경가능한 구조로 설계 가능함에 유의하여야 한다.
데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(DATA)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.
게이트 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(130)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 구성된다. 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.
타이밍 콘트롤러(130)는 표시패널(10)을 구동시키는 게이트 구동부(110)와 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 게이트 구동부 제어신호(GCS), 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생한다. 게이트 구동부 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 및 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호는 게이트 구동부(110)의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 구동부 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable), 극성제어신호 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 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 펄스와 소스 샘플링 클럭은 생략될 수 있다. 극성제어신호는 데이터 구동부(120)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호는 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 디지털 영상 데이터(RGB), 타이밍 신호들, 및 모드 신호(MODE) 등을 디지털 데이터 변환부(140)로 공급한다. 타이밍 신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블(Data Enable) 신호, 도트 클럭 등을 포함한다. 모드 신호(MODE)는 2D 모드 또는 3D 모드에 따라 하이 또는 로우 로직 레벨로 발생한다.
디지털 데이터 변환부(140)는 호스트 시스템(150)으로부터 디지털 영상 데이터(RGB)를 입력받는다. 호스트 시스템(150)으로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(RGB)는 적색, 녹색, 및 청색의 데이터(data(R), data(G), data(B))이다. 디지털 데이터 변환부(140)는 수학식 1 내지 수학식 3과 같이 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B))로부터 노란색 데이터(data(Y)), 청록색 데이터(data(C)), 자홍색 데이터(data(M))를 산출할 수 있다.
Figure 112011079765482-pat00001
Figure 112011079765482-pat00002
Figure 112011079765482-pat00003
디지털 데이터 변환부(140)는 본 발명의 제1 실시예의 경우, 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소의 데이터를 산출하고, 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B)), 및 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소의 데이터를 포함한 디지털 영상 데이터(DATA)를 출력한다. 예를 들어, 디지털 데이터 변환부는 도 3 및 도 4와 같이 수학식 3을 이용하여 노란색 데이터(data(Y))를 산출하고, 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B)), 및 노란색 데이터(data(Y))를 포함하는 디지털 영상 데이터(DATA)를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다.
디지털 데이터 변환부(140)는 본 발명의 제2 실시예의 경우, 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소 각각의 데이터를 산출하고, 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B)), 및 제2 화소(P2)에 포함된 서브 화소 각각의 데이터를 포함한 디지털 영상 데이터(DATA)를 출력한다. 예를 들어, 디지털 데이터 변환부는 도 5 및 도 6과 같이 수학식 1 및 수학식 3을 이용하여 노란색 데이터(data(Y))와 청록색 데이터(data(C))를 산출하고, 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B)), 노란색 데이터(data(Y)), 및 청록색 데이터(data(C))를 포함하는 디지털 영상 데이터(DATA)를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다.
디지털 데이터 변환부(140)는 본 발명의 제3 실시예의 경우, 도 7 및 도 8과 같이 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 노란색 데이터(data(Y)), 청록색 데이터(data(C)), 및 자홍색 데이터(data(M))를 산출한다. 디지털 데이터 변환부(140)는 적색 데이터(data(R)), 녹색 데이터(data(G)), 청색 데이터(data(B)), 노란색 데이터(data(Y)), 청록색 데이터(data(C)), 및 자홍색 데이터(data(M))를 포함한 디지털 영상 데이터(DATA)를 출력한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소를 이용하여 단안 영상을 표시하고, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소를 이용하여 또다른 단안 영상을 표시한다. 또한, 본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소로부터의 단안 영상이 좌안 필터를 투과하도록 구현하고, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소로부터의 또다른 단안 영상이 우안 필터를 통과하도록 구현한다. 그 결과, 본 발명은 파장분리필터를 사용하지 않고 입체영상 구현을 위한 좌우 영상의 파장분리가 가능하다. 또한, 본 발명은 파장분리필터를 사용하지 않으므로, 같은 소비전력 사용시에도 기존보다 입체영상 표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있고, 파장분리필터로 인한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 적색, 녹색, 및 청색의 화소뿐만 아니라, 노란색, 청록색, 및/또는 자홍색의 화소를 이용하여 영상을 표시하므로, 색 재현 범위를 확장할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 색재현율 및 색표현력을 높일 수 있다.
이상, 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 타이밍 콘트롤러
140: 디지털 데이터 변환부 150: 호스트 시스템

Claims (11)

  1. 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차에 의해 정의된 셀 영역들에 형성되며, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하여 단안 영상을 표시하는 제1 화소와, 또다른 단안 영상을 표시하는 제2 화소를 포함하는 표시패널;
    입력받은 적색 데이터, 녹색 데이터, 및 청색 데이터로부터 상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 데이터를 산출하고, 적색 데이터, 녹색 데이터, 청색 데이터, 및 상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 데이터를 포함하는 디지털 영상 데이터를 출력하는 디지털 데이터 변환부; 및
    상기 단안 영상의 파장을 투과시키는 제1 필터와, 상기 또다른 단안 영상의 파장을 투과시키는 제2 필터를 포함하는 파장분리안경을 포함하고,
    상기 제2 화소는,
    노란색 서브 화소, 청록색 서브 화소, 및 자홍색 서브 화소 중 어느 하나를 포함하거나,
    상기 노란색 서브 화소, 상기 청록색 서브 화소, 및 상기 자홍색 서브 화소 중 두 개를 포함하거나,
    상기 노란색 서브 화소, 상기 청록색 서브 화소, 및 상기 자홍색 서브 화소를 모두 포함하는, 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 최대 파장 대역을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 필터는 상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 최대 파장 대역을 투과시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 데이터는,
    청록색 데이터를 포함하고,
    상기 디지털 데이터 변환부는,
    수학식 1을 이용하여 상기 청록색 데이터를 산출하는, 입체영상 표시장치.
    [수학식 1]
    Figure 112018038443386-pat00014

    여기서, data(C)는 상기 청록색 데이터이고, data(R)은 상기 적색 데이터이다.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 데이터는,
    자홍색 데이터를 포함하고,
    상기 디지털 데이터 변환부는,
    수학식 2를 이용하여 상기 자홍색 데이터를 산출하는, 입체영상 표시장치.
    [수학식 2]
    Figure 112018038443386-pat00015

    여기서, data(M)는 상기 자홍색 데이터이고, data(G)은 상기 녹색 데이터이다.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화소에 포함된 서브 화소의 데이터는,
    노란색 데이터를 포함하고,
    상기 디지털 데이터 변환부는,
    수학식 3을 이용하여 상기 노란색 데이터를 산출하는, 입체영상 표시장치.
    [수학식 3]
    Figure 112018038443386-pat00016

    여기서, data(Y)는 상기 노란색 데이터이고, data(B)은 상기 청색 데이터이다.
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