KR101901358B1 - 액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정표시장치는 가로 방향을 따라 순차적으로 반복하여 배치되는 제1 색 서브픽셀, 제2 색 서브픽셀 및 제3 색 서브픽셀을 가지며, 각각의 단위 픽셀이 상기 가로 방향으로 이웃한 서로 다른 2개의 서브픽셀들로 구성되고, 상기 제1 색 내지 제3 색 서브픽셀 각각이 표시 해상도의 2/3만큼의 개수로 형성된 액정표시패널; 및 상기 액정표시패널에 형성된 서브픽셀들보다 많은 개수로 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 알고리즘으로 랜더링 처리하는 데이터 랜더링회로를 구비하고; 1개의 단위 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터는 상기 랜더링 처리를 통해 변조 비디오 데이터로 생성된 후, 상기 1개의 단위 픽셀, 및 상기 1개의 단위 픽셀을 중심 픽셀로 하여 그에 좌우로 이웃한 2개의 서브픽셀들에 인가된다.

Description

액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY USING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 통해 액정층의 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저 소비전력의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다. 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인에 공급하여, 데이터전압을 액정셀에 충전시킨다. 이를 위해, TFT의 게이트전극은 게이트라인에 접속되고, 소스전극은 데이터라인에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극과 스토리지 캐패시터의 일측 전극에 접속된다. 액정셀의 공통전극에는 공통전압이 공급된다. 스토리지 캐패시터는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인 상의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 가변하게 된다.

이러한 액정표시장치는 R(적색), G(녹색) 및 청색(B) 구현을 위해 R 컬러필터, G 컬러필터 및 B 컬러필터를 포함한다. R 컬러필터를 포함한 액정셀은 R 서브픽셀로 구현되고, G 컬러필터를 포함한 액정셀은 G 서브픽셀로 구현되며, B 컬러필터를 포함한 액정셀은 B 서브픽셀로 구현된다.

도 1과 같은 노멀 RGB 구조를 갖는 액정표시패널에서, 단위 픽셀은 1개의 R 서브픽셀과 1개의 G 서브픽셀과 1개의 B 서브픽셀로 구성된다. 다양한 컬러 표현은 단위 픽셀 내의 RGB 조합에 의해 가능해진다. 단위 픽셀의 개수는 표시 해상도를 결정한다. 노멀 RGB 구조를 갖는 액정표시패널에서, R 서브픽셀의 개수는 표시 해상도(즉, 단위 픽셀의 개수)와 동일하고, G 서브픽셀의 개수는 표시 해상도와 동일하며, B 서브픽셀의 개수는 표시 해상도와 동일하다. 예를 들어, FHD인 1920(가로 해상도)*1080(세로 해상도)를 갖는 액정표시패널에서, R, G 및 B 서브픽셀은 각각 표시 해상도 (1920*1080)와 동일한 2073600개로 형성된다.

액정표시패널의 해상도는 계속해서 높아지고 있다. 해상도가 높아지면, 데이터 구동회로로부터 데이터전압을 공급받는 데이터라인들의 개수도 증가하고, 또한 서브픽셀들과 데이터라인들 사이의 전류 패스를 스위칭하는 TFT들의 개수도 증가된다. 데이터라인들과 TFT들이 형성되는 영역은 블랙 매트릭스에 의해 가려지기 때문에, 해상도가 높아질수록 액정표시패널의 개구율 및 휘도는 떨어지게 된다.

데이터라인들은 데이터 구동회로의 출력 채널들에 일대일로 접속된다. 따라서, 데이터라인들이 증가되면 데이터 구동회로의 출력 채널들도 증가되어 데이터 구동회로의 사이즈가 커진다. 데이터 구동회로는 다른 구성 부품에 비해 상대적으로 매우 고가이고 그 구성이 복잡하기 때문에 그 사이즈가 커질수록 액정표시장치의 소비전력 및 발열은 증가된다.

이와 같이, 고해상도 액정표시패널에 기존의 노멀 RGB 구조를 적용하는 경우, 개구율이 떨어지고 데이터 구동회로의 사이즈 증대로 인해 소비전력 및 발열이 증가한다.

따라서, 본 발명의 목적은 해상도가 높아지더라도 개구율 저하와 소비전력 및 발열 증가를 최소화할 수 있도록 한 액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 가로 방향을 따라 순차적으로 반복하여 배치되는 제1 색 서브픽셀, 제2 색 서브픽셀 및 제3 색 서브픽셀을 가지며, 각각의 단위 픽셀이 상기 가로 방향으로 이웃한 서로 다른 2개의 서브픽셀들로 구성되고, 상기 제1 색 내지 제3 색 서브픽셀 각각이 표시 해상도의 2/3만큼의 개수로 형성된 액정표시패널; 및 상기 액정표시패널에 형성된 서브픽셀들보다 많은 개수로 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 알고리즘으로 랜더링 처리하는 데이터 랜더링회로를 구비하고; 1개의 단위 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터는 상기 랜더링 처리를 통해 변조 비디오 데이터로 생성된 후, 상기 1개의 단위 픽셀, 및 상기 1개의 단위 픽셀을 중심 픽셀로 하여 그에 좌우로 이웃한 2개의 서브픽셀들에 인가된다.

상기 데이터 랜더링회로는, 상기 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 상기 3개의 비디오 데이터 중에서 상기 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀에 대응되는 2개의 입력 비디오 데이터에 제1 가중치를 곱하여 상기 중심 픽셀에 인가될 변조 비디오 데이터로 결정하고, 상기 3개의 비디오 데이터 중에서 상기 2개의 입력 비디오 데이터를 제외한 나머지 1개의 입력 비디오 데이터에 상기 제1 가중치보다 작은 제2 가중치를 곱하여 상기 중심 픽셀에 좌우로 이웃한 주변 픽셀들의 제3 색 서브픽셀에 인가될 변조 비디오 데이터로 결정한다.

상기 데이터 랜더링회로는 상기 제1 가중치를 2/3 ~ 5/6로 선택하고, 상기 제2 가중치를 1/6 ~ 1/12로 선택한다.

상기 데이터 랜더링회로는 상기 제1 가중치를 0.75로 선택하고, 상기 제2 가중치를 0.125로 선택한다.

상기 데이터 랜더링회로는 상기 중심 픽셀의 위치를 1 단위 픽셀씩 쉬프트해가면서 모든 입력 비디오 데이터를 변조한다.

상기 랜더링 처리에 의해 상기 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들은 연동하여 구동된다.

상기 랜더링 처리에 의해 상기 중심 픽셀의 휘도 세기는 상기 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들에 비해 크다.

본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 가로 방향을 따라 순차적으로 반복하여 배치되는 제1 색 서브픽셀, 제2 색 서브픽셀 및 제3 색 서브픽셀을 가지며, 각각의 단위 픽셀이 상기 가로 방향으로 이웃한 서로 다른 2개의 서브픽셀들로 구성되고, 상기 제1 색 내지 제3 색 서브픽셀 각각이 표시 해상도의 2/3만큼의 개수로 형성된 액정표시패널; 상기 액정표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더; 및 상기 액정표시패널에 형성된 서브픽셀들보다 많은 개수로 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 알고리즘으로 랜더링 처리하는 데이터 랜더링회로를 구비하고; 1개의 단위 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터는 상기 랜더링 처리를 통해 변조 비디오 데이터로 생성된 후, 상기 1개의 단위 픽셀, 및 상기 1개의 단위 픽셀을 중심 픽셀로 하여 그에 좌우로 이웃한 2개의 서브픽셀들에 인가된다.

본 발명에 따른 액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치는 2개의 서브픽셀들로 단위 픽셀을 구성함으로써 해상도가 높아지더라도 개구율 저하를 최소화할 수 있으며, 아울러 데이터 구동회로의 사이즈를 감소시켜 소비전력 및 발열을 최소화할 수 있다.

나아가, 본 발명은 데이터 랜더링 처리를 통해 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시킴으로써, 인지 해상도가 패널의 물리적 해상도보다 떨어지는 단점을 보완할 수 있으며, 편광 안경 방식의 입체영상 표시장치로의 확대 적용이 용이하다. 또한, 데이터 랜더링 처리에 필요한 라인 메모리가 1개만으로 충분하므로 본 발명은 비용 절감에 효과적이다.

도 1은 노멀 RGB 구조를 갖는 액정표시패널에서 서브픽셀과 단위 픽셀의 배치 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시패널에서 서브픽셀과 단위 픽셀의 배치 구성을 기존의 노멀 RGB 구조와 비교하여 보여주는 도면.
도 4는 동일한 표시 해상도 구현시 서브픽셀 당 개구면적을 기존의 노멀 RGB 구조와 비교하여 보여주는 도면.
도 5는 랜더링 알고리즘에 적용되는 랜더링 필터의 일 예들을 보여주는 도면.
도 6 내지 도 8은 랜더링 알고리즘을 통해 디지털 변조 비디오 데이터가 결정되는 예들을 보여주는 도면들.
도 9는 중심 픽셀과 그에 이웃한 좌우 서브픽셀들에 대한 휘도 프로파일을 보여주는 도면.
도 10은 중심 픽셀과 그에 이웃한 좌우 서브픽셀들이 연동하여 구동되는 일 예를 기존의 노멀 RGB 구조에서의 독립 구동과 비교하여 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 액정표시장치를 표시소자로 이용하는 편광 안경 방식의 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.

이하, 도 2 내지 도 11을 통해 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 보여준다. 도 3은 본 발명에 따른 액정표시패널에서 서브픽셀과 단위 픽셀의 배치 구성을 기존의 노멀 RGB 구조와 비교하여 보여준다. 그리고, 도 4는 동일한 표시 해상도 구현시 서브픽셀 당 개구면적을 기존의 노멀 RGB 구조와 비교하여 보여준다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 액정표시패널(10), 데이터 랜더링회로(11), 타이밍 콘트롤러(12), 데이터 구동회로(13), 및 게이트 구동회로(14)를 구비한다.

액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 형성된 액정층을 갖는다. 이 액정표시패널(10)에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 다수의 액정셀(Clc)들이 형성된다.

액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(DL), 게이트라인들(GL), TFT들, 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. 액정셀들(Clc) 각각은 TFT에 접속되어 화소전극(1)과 공통전극(2) 사이의 전계에 의해 구동된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서는 상부 유리기판 상에 형성되고, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

액정표시패널(10)에는 R(적색), G(녹색) 및 청색(B) 구현을 위해 각각 R 컬러필터, G 컬러필터 및 B 컬러필터가 형성된다. R 컬러필터를 포함한 액정셀(Clc)은 R 서브픽셀로 구현되고, G 컬러필터를 포함한 액정셀(Clc)은 G 서브픽셀로 구현되며, B 컬러필터를 포함한 액정셀(Clc)은 B 서브픽셀로 구현된다. R, G 및 B 서브픽셀의 개구 면적은 실질적으로 서로 동일하다. R, G 및 B 서브픽셀의 배열 형태는 기존의 노멀 RGB 구조와 동일하다. 도 3과 같이 R 서브픽셀들은 세로 방향(데이터라인의 연장 방향)을 따라 스트라이프 형태로 배열되고, G 및 B 서브픽셀들 각각도 세로 방향을 따라 스트라이프 형태로 배열된다. 그리고, R 스트라이트 배열, G 스트라이프 배열 및 B 스트라이프 배열이 가로 방향(게이트라인의 연장 방향)을 따라 순차적으로 반복된다.

단위 픽셀은 기존의 노멀 RGB 구조와 달리 2개의 서브픽셀로 구성된다. 본 발명의 단위 픽셀은 도 3과 같이 1개의 R 서브픽셀과 1개의 G 서브픽셀로 구성된 제1 단위 픽셀(P1), 1개의 B 서브픽셀과 1개의 R 서브픽셀로 구성된 제2 단위 픽셀(P2), 1개의 G 서브픽셀과 1개의 B 서브픽셀로 구성된 제3 단위 픽셀(P3)로 나뉘어진다. 액정표시패널(10)에서 단위 픽셀은 가로 방향을 따라 제1 단위 픽셀(P1), 제2 단위 픽셀(P2), 제3 단위 픽셀(P3) 순으로 반복해서 배치된다. 다양한 컬러 표현은 단위 픽셀 내의 RG 또는 BR 또는 GB 조합에 의해 가능해진다.

단위 픽셀의 개수는 표시 해상도를 결정한다. 본 발명은 기존의 노멀 RGB 구조에 비해 더 작은 개수의 서브픽셀로 기존의 노멀 RGB 구조와 동일한 표시 해상도를 구현한다. 기존의 노멀 RGB 구조가 도 3의 (A)와 같이 18개의 서브픽셀들로 6개의 단위 픽셀을 구성한 데 반해, 본 발명은 도 3의 (B)와 같이 12개의 서브픽셀들로 6개의 단위 픽셀을 구성한다. 본 발명은 단위 픽셀의 구성을 기존과 다르게 함으로써 기존과 동일한 6개의 단위 픽셀을 구현하면서도 서브픽셀의 개수를 기존의 2/3로 줄인다.

기존의 노멀 RGB 구조에서는 R, G 및 B 서브픽셀 각각의 개수가 표시 해상도(즉, 단위 픽셀의 개수)와 동일하다. 하지만, 본 발명에서는, R, G 및 B 서브픽셀 각각의 개수가 표시 해상도(즉, 단위 픽셀의 개수)의 2/3로 줄어든다. 예를 들어, FHD인 1920(가로 해상도)*1080(세로 해상도)를 갖는 액정표시패널에서, R, G 및 B 서브픽셀은 각각 표시 해상도 (1920*1080)의 2/3인 1382400개로 형성된다.

서브픽셀의 개수가 기존 대비 표시 해상도의 2/3로 줄어들면 데이터라인의 개수 및 TFT의 개수도 기존 대비 2/3로 줄어든다. 그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이 서브픽셀 당 개구면적이 기존에 비해 증가되어 액정표시패널(10)의 개구율이 향상된다. 또한, 데이터라인의 개수가 2/3로 줄어듦에 따라 데이터 구동회로(13)의 출력 채널들의 개수 및 데이터 구동회로(13)의 사이즈도 2/3로 줄어들어 소비전력 및 발열 증가가 최소화된다.

다만, 본 발명과 같이 2개의 서브픽셀들로 각 단위 픽셀을 구성하는 경우, 사용자가 느끼는 인지 해상도는 액정표시패널(10)의 물리적 해상도보다 떨어질 수 있다. 이러한 단점을 최소화하기 위해 본 발명은 기존의 노멀 RGB 구조에서와 동일한 개수로 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 입력받고, 이 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 미리 저장된 랜더링 알고리즘으로 액정표시패널(10)의 단위 픽셀 구조에 맞게 변조한다.

데이터 구동회로(13)는 다수의 데이터 드라이버 IC들을 포함한다. 데이터 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어 하에 디지털 변조 비디오 데이터(RoGoBo)를 래치하고 그 디지털 변조 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(DL)에 공급한다. 데이터 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.

게이트 구동회로(14)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트라인(GL) 사이에 접속되는 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동회로(14)는 타이밍 콘트롤러(12)의 제어하에 소정 펄스폭을 가지는 스캔펄스들을 게이트라인들(GL)에 공급한다. 게이트 구동회로(14)는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate driver In Panel) 공정에 의해 액정표시패널(10)의 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(12)는 시스템(미도시)으로부터 공급되는 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync), 데이터 인에이블신호(DE) 및 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호들을 이용하여 데이터 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 발생한다.

데이터 제어신호는 데이터 구동회로(13) 내에서 디지털 비디오 데이터(RGB)의 샘플링 시작점을 지시하는 소스 스타트 펄스(SSP), 라이징 에지(Rising Edge) 또는 폴링 에지(Falling Edge)에 기준하여 데이터 구동회로(13) 내에서 디지털 비디오 데이터(RGB)의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(SSC), 데이터 구동회로(13)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 액정표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 게이트 제어신호는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 구동회로(14) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(GSC), 게이트 구동회로(14)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(GOE)등을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(12)는 데이터 랜더링회로(11)로부터 공급되는 디지털 변조 비디오 데이터(RoGoBo)를 데이터 구동회로(13)에 공급한다.

데이터 랜더링회로(11)는 시스템으로부터 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 입력받는다. 액정표시패널(10)의 표시 해상도가 "A"일 때, 입력 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)의 개수는 3*A로 선택된다. 데이터 랜더링회로(11)는 3*A개의 입력 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 미리 저장된 랜더링 알고리즘으로 랜더링 처리하여 디지털 변조 비디오 데이터(RoGoBo)를 생성한다.

데이터 랜더링회로(11)는 입력 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 액정표시패널의 단위 픽셀 구성에 맞게 변조하기 위해, 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터(RiGiBi) 중에서 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀(RG 또는 GB 또는 BR)에 대응되는 2개의 입력 비디오 데이터(RiGi 또는 GiBi 또는 BiRi)에 제1 가중치를 곱하여 중심 픽셀에 인가될 변조 비디오 데이터(RoGo 또는 GoBo 또는 BoRo)로 결정한다. 그리고, 데이터 랜더링회로(11)는, 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터(RiGiBi) 중에서 상기 2개의 입력 비디오 데이터(RiGi 또는 GiBi 또는 BiRi)를 제외한 나머지 1개의 입력 비디오 데이터(Bi 또는 Ri 또는 Gi)에 제1 가중치보다 작은 제2 가중치를 곱하여 중심 픽셀에 좌우로 이웃한 주변 픽셀들의 제3 색 서브픽셀(B 또는 R 또는 G)에 인가될 변조 비디오 데이터(Bo 또는 Ro 또는 Go)로 결정한다.

도 5는 랜더링 알고리즘에 적용되는 랜더링 필터의 일 예를 보여준다. 도 6 내지 도 8은 랜더링 알고리즘을 통해 디지털 변조 비디오 데이터(RoGoBo)가 결정되는 예들을 보여준다. 도 9는 중심 픽셀과 그에 이웃한 좌우 서브픽셀들에 대한 휘도 프로파일을 보여준다. 그리고, 도 10은 중심 픽셀과 그에 이웃한 좌우 서브픽셀들이 연동하여 구동되는 일 예를 기존의 노멀 RGB 구조에서의 독립 구동과 비교하여 보여준다.

데이터 랜더링회로(11)는 랜더링(rendering) 처리를 위해 [1:3] 랜더링 필터를 사용할 수 있다. [1:3] 랜더링 필터의 가중치 합은 1이다. [1:3] 랜더링 필터에서 주변 좌우 서브픽셀들에 적용되는 제2 가중치가 작을수록 중심 픽셀에 적용되는 제1 가중치는 상대적으로 커진다. 이 경우 표시 영상의 샤프니스는 향상되나 재깅(jagging) 형상이 발생될 수 있다. 반면, [1:3] 랜더링 필터에서 주변 좌우 서브픽셀들에 적용되는 제2 가중치가 클수록 중심 픽셀에 적용되는 제1 가중치는 상대적으로 작아진다. 이 경우 재깅(jagging)은 발생되지 않으나 샤프니스가 작아져 표시 영상이 흐려진다. 따라서, 영상의 표시 품질을 고려할 때 중심 픽셀에 적용되는 제1 가중치는 2/3 ~ 5/6로 선택되고, 주변 좌우 서브픽셀들에 적용되는 제2 가중치는 1/6 ~ 1/12로 선택됨이 바람직하다. 예를 들어, 도 5와 같이 [1:3] 랜더링 필터에서 제1 가중치는 0.75로 선택되고 제2 가중치는 0.125로 선택될 수 있다.

도 6과 같이 제n 컬럼라인(Cn)과 제n 로우라인(Rn)의 교차부에 배치된 단위 픽셀이 중심 픽셀로 선택되는 경우, 데이터 랜더링회로(11)는 도 5와 같은 랜더링 필터를 이용하여 이 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 중심 픽셀의 B 및 R 서브픽셀에 대응되는 2개의 입력 데이터(BiRi)에 제1 가중치(α1)를 부여하여 중심 픽셀에 인가될 변조 데이터(BoRo)로 결정한다. 그리고, 데이터 랜더링회로(11)는 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 상기 2개의 입력 데이터(BiRi)를 제외한 나머지 1개의 입력 데이터(Gi)에 제2 가중치(α2)를 곱하여 중심 픽셀에 좌우로 이웃한 주변 픽셀들의 G 서브픽셀에 인가될 변조 데이터(Go)로 결정한다.

또한, 도 7과 같이 제n+1 컬럼라인(Cn+1)과 제n 로우라인(Rn)의 교차부에 배치된 단위 픽셀이 중심 픽셀로 선택되는 경우, 데이터 랜더링회로(11)는 도 5와 같은 랜더링 필터를 이용하여 이 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 중심 픽셀의 G 및 B 서브픽셀에 대응되는 2개의 입력 데이터(GiBi)에 제1 가중치(α1)를 부여하여 중심 픽셀에 인가될 변조 데이터(GoBo)로 결정한다. 그리고, 데이터 랜더링회로(11)는 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 상기 2개의 입력 데이터(GiBi)를 제외한 나머지 1개의 입력 데이터(Ri)에 제2 가중치(α2)를 곱하여 중심 픽셀에 좌우로 이웃한 주변 픽셀들의 R 서브픽셀에 인가될 변조 데이터(Ro)로 결정한다.

또한, 도 8과 같이 제n+2 컬럼라인(Cn+2)과 제n 로우라인(Rn)의 교차부에 배치된 단위 픽셀이 중심 픽셀로 선택되는 경우, 데이터 랜더링회로(11)는 도 5와 같은 랜더링 필터를 이용하여 이 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 중심 픽셀의 R 및 G 서브픽셀에 대응되는 2개의 입력 데이터(RiGi)에 제1 가중치(α1)를 부여하여 중심 픽셀에 인가될 변조 데이터(RoGo)로 결정한다. 그리고, 데이터 랜더링회로(11)는 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 데이터(RiGiBi) 중 상기 2개의 입력 데이터(RiGi)를 제외한 나머지 1개의 입력 데이터(Bi)에 제2 가중치(α2)를 곱하여 중심 픽셀에 좌우로 이웃한 주변 픽셀들의 B 서브픽셀에 인가될 변조 데이터(Bo)로 결정한다.

데이터 랜더링회로(11)는 도 6 내지 도 8에서 설명한 것과 같이 중심 픽셀의 위치를 1 단위 픽셀씩 쉬프트해가면서 상기 랜더링 처리 방식으로 모든 입력 디지털 비디오 데이터(RiGiBi)를 변조한다. 기존의 노멀 RGB 구조에서는 단위 픽셀들이 독립 구동된다. 이에 반해, 본 발명은 상기 랜더링 처리 방식을 통해 1개의 중심 픽셀에 대응되는 3개의 입력 데이터를 변조하여 해당 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시킨다. 예를 들어, 도 9의 (A)와 같은 영상을 표시하는 경우, 기존의 노멀 RGB 구조에서는 도 9의 (B)와 같이 단위 픽셀들이 독립적으로 구동되고 있는데 반해, 본 발명에서는 도 9의 (C)에 도시된 것처럼 해당 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들이 연동하여 구동되고 있다. 본 발명에서, 중심 픽셀의 휘도 세기는 도 10과 같이 인접한 2개의 서브픽셀들에 비해 크다. 이는 변조 데이터 결정시 중심 픽셀에 적용되는 가중치가 인접한 2개의 서브픽셀들에 적용되는 가중치에 비해 크기 때문이다. 이를 통해 본 발명은 인지 해상도가 패널의 물리적 해상도보다 떨어지는 단점을 보완한다.

본 발명은 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시키기 때문에 데이터 변조를 위해 1개의 라인 메모리만 구비하면 된다. 만약, 중심 픽셀과 그에 상하좌우로 인접한 4개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시키는 경우라면 1개의 라인 메모리 외에 추가적으로 2개의 라인 메모리가 더 필요하다. 본 발명은 필요로 하는 라인 메모리 수가 적어 비용 절감에 효과적이다.

또한, 본 발명의 액정표시장치(100)는 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시키기 때문에, 도 11과 같은 편광 안경 방식의 입체영상 표시장치의 표시소자로 이용될 수 있다. 도 11과 같은 입체영상 표시장치에는 수평 픽셀라인 단위로 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 교대로 인가된다. 만약 중심 픽셀과 그에 상하좌우로 인접한 4개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시키는 액정표시장치가 도 11과 같은 입체영상 표시장치의 표시소자로 이용되면, 좌안 영상 데이터가 우안 영상 표시를 위한 수평 픽셀라인에 표시되고 또한 우안 영상 데이터가 좌안 영상 표시를 위한 수평 픽셀라인에 표시되기 때문에 3D 크로스토크의 발생이 심해진다. 따라서, 이러한 액정표시장치는 도 11과 같은 입체영상 표시장치의 표시소자로 이용될 수 없다.

도 11은 본 발명의 액정표시장치(100)를 표시소자로 이용하는 편광 안경 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여준다.

도 11을 참조하면, 이 입체영상 표시장치는 표시소자(100), 패턴드 리타더(200) 및 편광 안경(300) 등을 구비한다.

표시소자(100)는 도 2 내지 도 10을 통해 설명한 본 발명의 액정표시장치로 구현될 수 있다. 이 입체영상 표시장치는 표시소자(100)의 액정표시패널과 패턴드 리타더(200) 사이에 위치한 상부 편광판(미도시)을 더 구비할 수 있다. 패턴드 리타더(200) 및 편광 안경(300)은 입체영상 구현소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분리하여 양안 시차를 만들어낸다. 표시소자(100)의 액정표시패널에는 좌안 이미지와 우안 이미지가 라인 바이 라인(Line by line) 형태로 교대로 표시된다. 상부 편광판은 액정표시패널의 액정층을 투과하여 입사되는 빛에서 특정 선편광만을 투과시킨다.

패턴드 리타더(200)는 표시소자(100)의 상부 편광판 상에 부착된다. 패턴드 리타더(200)의 기수 라인들에는 제1 리타더 패턴이 형성되고, 패턴드 리타더(200)의 우수 라인들에는 제2 리타더 패턴이 형성된다. 제1 리타더 패턴은 표시소자(100)에서 좌안 이미지가 표시되는 표시라인들과 대향하도록 배치되고, 제2 리타더 패턴은 표시소자(100)에서 우안 이미지가 표시되는 표시라인들과 대향하도록 배치될 수 있다. 제1 리타더 패턴의 광흡수축과 제2 리타더 패턴의 광흡수축은 서로 다르다. 제1 리타더 패턴은 상부 편광판을 통해 입사되는 좌안 이미지에 대한 선편광의 위상을 1/4 파장만큼 지연시켜 그 입사광을 제1 편광(예컨대, 좌원편광)으로 통과시킨다. 제2 리타더 패턴은 상부 편광판을 통해 입사되는 우안 이미지에 대한 선편광의 위상을 3/4 파장만큼 지연시켜 그 입사광을 제2 편광(예컨대, 우원편광)으로 통과시킨다. 제1 리타더 패턴은 좌원편광 성분을 투과시키고 우원편광 성분을 차단시키는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더 패턴은 우원편광 성분을 투과시키고 좌원편광 성분을 차단시키는 편광필터로 구현될 수 있다.

편광 안경(300)의 좌안에는 제1 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착되고, 편광 안경(300)의 우안에는 제2 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착된다. 따라서, 편광 안경(300)을 착용한 시청자는 좌안으로 좌안 이미지만을 보게 되고, 우안으로 우안 이미지만을 보게 되어 표시소자(100)에 표시된 영상을 입체 영상으로 느끼게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치와 그를 이용한 입체영상 표시장치는 2개의 서브픽셀들로 단위 픽셀을 구성하여 해상도가 높아지더라도 개구율 저하를 최소화할 수 있으며, 아울러 데이터 구동회로의 사이즈를 감소시켜 소비전력 및 발열을 최소화할 수 있다.

나아가, 본 발명은 데이터 랜더링 처리를 통해 중심 픽셀과 그에 좌우로 인접한 2개의 서브픽셀들을 연동하여 구동시킴으로써, 인지 해상도가 패널의 물리적 해상도보다 떨어지는 단점을 보완할 수 있으며, 편광 안경 방식의 입체영상 표시장치로의 확대 적용이 용이하다. 또한, 데이터 랜더링 처리에 필요한 라인 메모리가 1개만으로 충분하므로 본 발명은 비용 절감에 효과적이다.

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 : 액정표시패널 11 : 데이터 랜더링회로
12 : 타이밍 콘트롤러 13 : 데이터 구동회로
14 : 게이트 구동회로 100 : 표시소자(액정표시장치)
200 : 패턴드 리타더 300 : 편광 안경

Claims (10)

1. 가로 방향을 따라 순차적으로 반복하여 배치되는 제1 색 서브픽셀, 제2 색 서브픽셀 및 제3 색 서브픽셀을 가지며, 각각의 단위 픽셀이 상기 가로 방향으로 이웃한 서로 다른 2개의 서브픽셀들로 구성되고, 상기 제1 색 내지 제3 색 서브픽셀 각각이 단위 픽셀 개수의 2/3만큼의 개수로 형성된 액정표시패널; 및
   상기 액정표시패널에 형성된 서브픽셀들보다 많은 개수로 입력되는 비디오 데이터를 미리 저장된 알고리즘으로 랜더링 처리하여 1개의 단위 픽셀, 및 상기 1개의 단위 픽셀을 중심 픽셀로 하여 그에 좌우로 이웃한 2개의 주변 픽셀들에 인가 하는 데이터 랜더링회로를 구비하고;
   상기 데이터 랜더링회로는,
   상기 중심 픽셀에 대응하여 입력되는 3개의 비디오 데이터 중에서 상기 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀에 대응되는 2개의 입력 비디오 데이터에 제1 가중치를 곱하여 상기 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀에 인가될 변조 비디오 데이터로 결정하고, 상기 3개의 비디오 데이터 중에서 상기 2개의 입력 비디오 데이터를 제외한 나머지 1개의 입력 비디오 데이터에 상기 제1 가중치보다 작은 제2 가중치를 곱하여 상기 2개의 주변 픽셀들 각각의 제3 색 서브픽셀에 인가될 변조 비디오 데이터로 결정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 랜더링회로는 상기 제1 가중치를 2/3 ~ 5/6로 선택하고, 상기 제2 가중치를 1/6 ~ 1/12로 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 랜더링회로는 상기 제1 가중치를 0.75로 선택하고, 상기 제2 가중치를 0.125로 선택하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 랜더링회로는 상기 중심 픽셀의 위치를 1 단위 픽셀씩 쉬프트해가면서 모든 입력 비디오 데이터를 변조하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 랜더링 처리에 의해 상기 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀과 상기 2개의 주변 픽셀들 각각의 제3 색 서브픽셀은 연동하여 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 랜더링 처리에 의해 상기 중심 픽셀의 제1 색 및 제2 색 서브픽셀의 휘도 세기는 상기 2개의 주변 픽셀들 각각의 제3 색 서브픽셀에 비해 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 액정표시장치; 및
   상기 액정표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴드 리타더를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 패턴드 리타더의 기수 라인들에는 상기 액정표시패널로부터의 빛을 상기 제1 편광으로 투과시키는 제1 리타더 패턴이 형성되고, 상기 패턴드 리타더의 우수 라인들에는 상기 액정표시패널로부터의 빛을 상기 제2 편광으로 투과시키는 제2 리타더 패턴이 형성되며;
   상기 제1 리타더 패턴은 상기 액정표시패널에서 좌안 이미지가 표시되는 표시라인들과 대향하도록 배치되고, 상기 제2 리타더 패턴은 상기 액정표시패널에서 우안 이미지가 표시되는 표시라인들과 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
10. 삭제

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