KR20110074381A

KR20110074381A - 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20110074381A
Application number: KR1020090131322A
Authority: KR
Inventors: 김보람; 이병준; 김윤재; 구남희; 김명철; 문경업; 문승환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102111627B; JP2011135550A; EP2339864B1; US20110157332A1; CN102111627A; EP2339864A2; JP5558163B2; US8970682B2; EP2339864A3; KR101651270B1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 셔터 글래스를 포함하고, 좌안 이미지 데이터의 입력 구간 중 적어도 일부 구간 또는 우안 이미지 데이터의 입력 구간 중 적어도 일부 구간에서 좌안 셔터 및 우안 셔터가 열려 있다. 또한, 백라이트는 제1 온 펄스 및 하나 이상의 제2 온 펄스를 포함하고, 제1 온 펄스의 적어도 일부는 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 위치하고, 제2 온 펄스는 정상 이미지 데이터의 입력 구간에 위치하고, 제1 온 펄스의 크기는 제2 온 펄스의 크기보다 크다. 따라서, 입체 영상 표시 장치와 주변의 휘도 저하를 방지할 수 있고, 외부의 광원에 의한 플리커 현상을 줄일 수 있고, 장시간 시청에 의한 눈의 피로를 줄일 수 있고, 입체 영상 표시 장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.

입체 영상 표시 장치, 셔터 글래스, 백라이트

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법{3 DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법이 제공된다.

일반적으로, 3차원 영상표시 기술에서는 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 비춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상(left eye image)"이라 함)과 우안에 비춰지는 영상(이하, "우안 영상(right eye image)"이라 함) 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(depth perception)을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.

입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로, 셔터 글래스(shutter glasses), 편광 안경(polarized glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식(stereoscopic) 방법과, 안경을 이용하지 않고 표시 장치에 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등을 배치하는 비안경식(autostereoscopic) 방법이 있다.

셔터 글래스 방식은 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 연속적으로 출력되고, 셔터 글래스의 좌안 셔터(left eye shutter)와 우안 셔터(right eye shutter)가 선택적으로 개폐됨으로써, 입체 영상이 표현되는 방법이다.

셔터 글래스 방식은 2D 모드와 3D 모드의 변경이 용이하고, 각각의 모드에서 데이터의 손실이 없다. 하지만, 셔터가 개폐되는 셔터 글래스를 착용하므로, 입체 영상 표시 장치와 주변의 휘도가 저하될 수 있으며, 외부의 광원에 의해 발생되는 플리커 현상이 쉽게 인지될 수 있고, 장시간 시청시 눈의 피로가 심해질 수 있다.

본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치와 주변의 휘도 저하를 방지하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 한 실시예는 외부의 광원에 의한 플리커 현상을 줄이기 위한 것이다.

본 발명에 따른 한 실시예는 장시간 시청에 의한 눈의 피로를 줄이기 위한 것이다

본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치의 소비 전력을 줄이기 위한 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터가 교대로 입력되는 표시 장치, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하고, 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간 중 적어도 일부 구간 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 중 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터가 열려 있다.

제1 온 펄스를 포함하는 백라이트를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 온 펄스의 적어도 일부는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 위치할 수 있다.

상기 표시 장치는 정상 이미지 데이터가 입력될 수 있고, 상기 백라이트는 하나 이상의 제2 온 펄스를 포함하고, 상기 제2 온 펄스는 상기 정상 이미지 데이터의 입력 구간에 위치하고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 클 수 있다.

상기 백라이트는 LED일 수 있다.

상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기의 1.5 배보다 클 수 있다.

상기 제2 온 펄스는 듀티비가 100 % 미만일 수 있다.

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 어느 하나가 닫혀 있고 다른 하나는 열려 있을 수 있다.

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 제1 시간이 지난 후에 켜질 수 있다.

상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터는 각각 액정 물질을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 시간은 상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터는 상기 셔터의 액정 물질의 응답 시간보다 클 수 있다.

상기 우안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫힐 수 있고, 상기 좌안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫힐 수 있다.

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼질 수 있다.

상기 표시 장치는 액정 물질을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간 이하일 수 있다.

상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간의 15 % 이하일 수 있다.

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열릴 수 있고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열릴 수 있다.

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 제3 시간 전부터 열릴 수 있고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 상기 제3 시간 전부터 열릴 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 정상 이미지 데이터가 입력되고, 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터가 교대로 입력되는 표시 장치, 제1 온 펄스 및 하나 이상의 제2 온 펄스를 포함하는 백라이트, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하고, 상기 제1 온 펄스의 적어도 일부는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 위치하고, 상기 제2 온 펄스는 상기 정상 이미지 데이터의 입력 구간에 위치하고, 그리고 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 크다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 표시 장 치, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서, 상기 표시 장치에 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터를 교대로 입력하는 단계, 그리고 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터를 상기 표시 장치에 입력하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안은 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터를 여는 단계를 포함한다.

상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 제1 온 펄스의 적어도 일부를 백라이트로 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 표시 장치에 정상 이미지 데이터를 입력하고, 상기 정상 이미지 데이터를 입력하는 동안에 하나 이상의 제2 온 펄스를 상기 백라이트로 인가하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 클 수 있다.

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 어느 하나를 닫고 다른 하나는 열려 있는 상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 표시 장치, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서, 상기 표시 장치에 정상 이미지 데이터를 입력하고, 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터를 교대로 입력하는 단계, 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 제1 온 펄스의 적어도 일부를 백라이트로 인가하는 단계, 그리고 상기 정상 이미지 데이터를 입력하는 동 안에 하나 이상의 제2 온 펄스를 상기 백라이트로 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 크다.

본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치와 주변의 휘도 저하를 방지할 수 있고, 외부의 광원에 의한 플리커 현상을 줄일 수 있고, 장시간 시청에 의한 눈의 피로를 줄일 수 있고, 입체 영상 표시 장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 나타내는 개략도이고, 도 2 내지 도 5는 도 1의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형을 나타내는 그래프이고, 도 6 및 도 7은 LED의 전류 특성을 나타내는 그래프이고, 도 8은 2D 모드와 3D 모드에서의 LED 구동 방법에 대한 블록도이다.

표시 장치(100)는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등을 포함할 수 있으며, 이하에서는 표시 장치(100)를 액정 표시 장치를 중심으로, 도1을 참고하여 설명한다.

표시 장치(100)는 상부 기판, 하부 기판 그리고 상부 기판과 하부 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함할 수 있다. 표시 장치(100)는 두 전극 사이에서 발생하는 전계에 의하여 액정의 배향 방향을 변경시키고, 이에 따라 빛의 투과량을 조절하여 영상을 표시한다.

하부 기판에는 게이트선, 데이터선, 화소 전극 및 이들에 연결된 박막 트랜지스터가 위치한다. 박막 트랜지스터는 게이트선 및 데이터선에 인가되는 신호에 기초하여 화소 전극에 인가되는 전압을 제어한다. 화소 전극은 투과 영역과 반사 영역을 가지는 반투과형 화소 전극으로 형성될 수도 있다. 또한, 유지 용량 커패시터가 추가 형성될 수 있으며, 이는 화소 전극에 인가된 전압이 일정 시간동안 유지되도록 한다.

하부 기판에 대향하는 상부 기판에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전 극이 위치할 수 있다. 이외에도, 상부 기판에 형성된 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 공통 전극 중 적어도 하나가 하부 기판에 형성될 수 있으며, 공통 전극과 화소 전극이 모두 하부 기판에 형성된 경우에는 양 전극 중 적어도 하나는 선형 전극 형태로 형성될 수 있다.

액정층은 TN(Twisted nematic) 모드의 액정, VA(vertically aligned) 모드의 액정, ECB(Electrically controlled birefringence) 모드의 액정 등을 포함할 수 있다.

상부 기판의 외측면 및 하부 기판의 외측면에는 각각 편광판이 부착되어 있다. 또한, 기판과 편광판의 사이에 보상 필름이 추가될 수 있다.

백라이트 유닛은 광원을 포함하며, 광원의 예로는 CCFL과 같은 형광 램프, LED 등이 있다. 또한, 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 휘도 향상 필름 등이 추가로 포함될 수 있다.

한편, 셔터 글래스(300)는 표시 장치(100)와 동조되어 일정 주기로 우안 셔터(302, 302')와 좌안 셔터(301, 301')가 번갈아 가면서 빛을 차단하도록 형성되어 있다. 셔터 글래스(300)는 액정 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 셔터 글래스(300)의 셔터는 두 개의 투명한 도전막, 그 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 도전막의 표면에는 편광 필름이 위치할 수 있다. 셔터에 인가되는 전압에 의해 액정 물질이 회전하고, 그 회전에 의해 셔터가 열린 상태가 될 수도 있고, 닫힌 상태가 될 수도 있다.

예를 들어, 표시 장치(100)에 좌안 영상(101, 102)이 출력되고, 셔터 글래 스(300)의 좌안 셔터(301)는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고, 우안 셔터(302)는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 또한, 표시 장치(100)에 우안 영상(101', 102')이 출력되고, 셔터 글래스(300)의 우안 셔터(302')는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고, 좌안 셔터(301')는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 따라서, 일정 시간 동안에는 왼쪽 눈에 의해서만 좌안 영상이 인식되고, 그 다음 일정 시간 동안에는 오른쪽 눈에 의해서만 우안 화상이 인식되며, 결국 좌안 영상과 우안 영상의 차이에 의해 깊이감을 갖는 입체 영상이 인식된다.

왼쪽 눈으로 인식되는 영상은 N번째 프레임(F(N))에서 표시된 화상, 즉, 사각형(101) 및 삼각형(102)이 거리 α만큼 떨어져 있는 화상이다. 한편, 오른쪽 눈으로 인식되는 영상은 N+1 프레임(F(N+1))에서 표시된 화상, 즉, 사각형(101') 및 삼각형(102')이 거리 β만큼 떨어져 있는 화상이다. 이와 같이 양 눈에서 인식되는 화상 간의 떨어진 거리가 다른 경우 이로 인하여 사각형과 삼각형에 서로 다른 거리 감을 가지게 되어 사각형 뒤로 삼각형이 떨어져 있다고 인식하게 되어 깊이감을 느끼게 된다. 삼각형과 사각형이 떨어져 있는 거리 α 및 β를 조절함으로써 양 물체가 떨어져 있다고 느끼는 거리(깊이감)를 조절할 수 있다.

도 1을 참고하면, 표시 장치(100)에 도시된 화살표 방향은 게이트선에 게이트 온 전압이 인가되는 순서를 나타낸다. 즉, 표시 장치(100)의 상부 게이트선에서부터 게이트 온 신호가 인가되어 하부의 게이트선까지 순차적으로 게이트 온 신호가 인가될 수 있다.

예를 들어, 표시 장치(100)는 좌안 영상(101, 102)을 아래와 같이 표시할 수 있다. 순차적으로 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하여 해당 게이트선에 연결된 박막 트랜지스터를 통하여 화소 전극에 데이터 전압이 인가되도록 한다. 이 때, 인가되는 데이터 전압은 좌안 영상(101, 102)을 표현하기 위한 데이터 전압(이하 좌안 데이터 전압이라 함)이며, 인가된 좌안 데이터 전압은 유지 용량 커패시터에 의하여 일정 시간 동안 유지될 수 있다. 또한, 마찬가지 방식으로 우안 영상(101', 102')을 표현하기 위한 데이터 전압(이하 우안 데이터 전압이라 함)이 인가되고, 유지 용량 커패시터에 의하여 일정 시간 동안 유지될 수 있다.

도 2를 참고하면, 좌안 이미지 데이터(L1, L2, ...)와 우안 이미지 데이터(R1, ...)가 교대로 표시 장치(100)에 입력된다. 여기서 이미지 데이터는 이미지(영상 또는 화상)를 표시 장치(100)에 출력하기 위하여 디지털 형식으로 표현된 것을 뜻한다. 좌안 이미지 데이터가 모두 입력되고 우안 이미지 데이터가 입력되기 전에, 또는 우안 이미지 데이터가 모두 입력되고 좌안 이미지 데이터가 입력되기 전에 이미지 데이터가 입력되지 않는 시간이 있으며, 이를 수직 공백(VB, vertical blanking)이라고 한다. VB 중 적어도 일부 시간 동안에 셔터 글래스(300)의 좌안 셔터(301, 301') 및 우안 셔터(302, 302') 중 어느 하나는 닫힌 상태(CLOSE)로 변경되고, 다른 하나는 열려 있는 상태(OPEN)를 유지한다. 아울러, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력될 때 적어도 일부 시간 동안에 셔터 글래스(300)의 좌안 셔터(301, 301') 및 우안 셔터(302, 302')는 모두 열려 있다. 이에 따라 셔터글라스(300)을 착용하고 표시장치를 바라보았을때, 표시 장치(100) 주변의 휘도가 증가할 수 있으며, 표시 장치(100) 자체도 밝게 보일 수 있으며, 장시간 셔터 글래스를 착용한 상태로 표시 장치를 보아도 눈의 피로가 덜 할 수 있으며, 외부 광원에 의해 발생되는 플리커 현상이 감소될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 셔터 글래스(300)를 착용하였을 때 표시 장치의 주변의 휘도는 162 nit 이다.

반면, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력(기록)될 때 좌안 셔터와 우안 셔터가 모두 닫혀 있는 종래의 방식에 의하면, 표시 장치 주변의 휘도가 낮으며, 표시 장치 자체도 어둡게 보일 수 있으며, 외부의 광원에 의해 발생되는 플리커 현상이 쉽게 인지될 수 있고, 장시간 시청시 눈의 피로가 심해질 수 있다. 예를 들어, 종래의 방식에 따른 셔터 글래스를 착용하였을 때 표시 장치의 주변의 휘도는 13.5 nit 이다.

본 발명의 한 실시예에서, VB 중 적어도 일부 시간 동안에 백라이트는 켜지고, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력되는 동안의 대부분의 시간은 꺼져 있으며, 이에 따라 표시 장치(100)의 소비 전력이 절감될 수 있다.

예를 들어, 좌안 이미지 데이터(L1)가 표시 장치(100)에 모두 입력이 되면, 열려 있던 우안 셔터(302)는 닫힌 상태로 변경되고 열려 있던 좌안 셔텨(301)는 열린 상태를 유지하고 백라이트는 켜지고, 좌안 셔터(301)를 통하여 표시 장치(100)에 출력된 좌안 영상(101, 102)이 보여진다. 또한, 우안 이미지 데이터(R1)가 표시 장치(100)에 입력되기 시작하면, 닫혀 있던 우안 셔터(302)는 열리고, 좌안 셔터(301)는 열린 상태를 계속 유지한다. 다음, 우안 이미지 데이터(R1)가 표시 장치(100)에 모두 입력이 되면, 열려 있던 좌안 셔터(301)는 닫힌 상태로 변경되고 열려 있던 우안 셔터(302')는 열린 상태를 유지하고 백라이트 유닛은 켜지고, 우안 셔터(302')를 통하여 표시 장치(100)에 출력된 우안 영상(101', 102')이 보여진다.

또한, 백라이트는 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 미리 정해진 시간(t1)이 지나면 켜질 수 있다. t1 은 좌안 셔터 또는 우안 셔터가 완전히 닫힐 수 있는 충분한 시간일 수 있다. 즉, 셔터 내의 액정의 응답 시간을 고려하여, VB에서 백라이트가 켜지기 전에 미리 셔터에 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 한 쪽 셔터가 완전히 닫힌 후에 다른 쪽 셔터를 통하여 영상이 보이므로, 좌안 영상과 우안 영상이 겹치는 크로스토크(crosstalk) 현상이 방지될 수 있다. 또한 셔터 내의 액정의 응답 시간은 온도와 인가 전압에 의해 영향을 받아 변할 수 있으므로, 액정의 응답 시간이 빨라지거나 느려진 경우에 자동으로 또는 수동으로 t1의 시간이 조절될 수 있다. 예를 들어, 액정의 응답 시간이 느려진 경우에도 t1은 좌안 셔터 또는 우안 셔터가 완전히 닫힐 수 있는 충분한 시간일 수 있다.

한편, t1이 커지면 백라이트가 켜지는 시간이 짧아지기 때문에, 표시 장치(100)의 휘도가 감소될 수 있으므로, t1의 크기에 따라 크로스토크 현상과 표시 장치의 휘도는 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다. 따라서, 크로스토크 현상을 줄이면서도 표시 장치의 휘도를 크게 하도록 t1 값을 조절할 수 있다. 예를 들어, t1은 셔터 액정의 하강 시간(falling time)보다 클 수 있고 VB보다는 작을 수 있다. 셔터 액정이 TN 모드의 액정이고, 액정의 하강 시간이 0.3 ms, VB가 2.65 ms일 때, t1은 0.3 ms보다 크고 2.65 ms보다 작을 수 있다. 나아가, t1은 0.5 ms 보다 크고 2.0 ms보다 작을 수 있다.

좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력되기 시작한 후에도, 표시 장치(100)의 액정의 응답 시간을 고려하여, 백라이트는 t2 시간 동안 켜진 상태를 유지할 수 있다. 백라이트가 켜져 있는 시간이 길수록 표시 장치(100)의 휘도가 커지므로, t2가 0보다 큰 경우 표시 장치(100)의 휘도는 커질 수 있다. 또한, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력되기 시작한 초기에는 표시 장치(100)의 액정 응답 속도가 느리므로 백라이트가 켜지더라도 크로스토크 현상이 나타나지 않을 수 있다. 또한 표시 장치(100) 내의 액정의 응답 시간은 온도와 인가 전압에 의해 영향을 받아 변할 수 있으므로, 액정의 응답 시간이 빨라지거나 느려진 경우에 자동으로 또는 수동으로 t2의 시간이 조절될 수 있다.

t2는 0일 수도 있다. 이때에는 백라이트는 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력되는 순간 오프 상태로 변환된다.

한편, t2의 크기에 따라 크로스토크 현상과 표시 장치의 휘도는 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다. 따라서, 크로스토크 현상을 줄이면서도 표시 장치의 휘도를 크게 하도록 t2 값을 조절할 수 있다. 예를 들어, t2는 0 이상일 수 있고, 대략 표시 장치 액정의 상승 시간(rising time)의 15 %보다 작을 수 있다. 표시 장치 액정이 TN 모드의 액정이고, 액정의 상승 시간이 3.96 ms일 때, t2는 0 이상 0.6 ms 이하일 수있다. 나아가, t2는 0.1 ms 이상 0.5 ms 이하일 수 있다.

닫혀 있던 셔터가 열린 상태로 바뀌는 시점은 백라이트가 꺼지는 시점과 실질적으로 동일할 수 있으며, 이에 따라 크로스토크 현상이 방지될 수 있다. 예를 들어, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력된 후에도 백라이트가 t2 시간 동안 켜진 상태를 유지하는 경우, 백라이트가 꺼지는 시점에서 셔터가 닫혀 있던 상태에서 열린 상태로 바뀔 수 있다. 또한, 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터가 입력되기 시작할 때 백라이트가 꺼지는 경우, 백라이트가 꺼지는 시점에서 셔터가 닫혀 있던 상태에서 열린 상태로 바뀔 수 있다.

셔터 액정의 응답 속도를 고려하여, 닫혀 있던 셔터가 열린 상태로 바뀌는 시점은 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지지 데이터가 입력되기 전일 수 있으며, 그 차이가 t3 시간이다. 이에 따라, 셔터가 열려 있는 시간이 더 길어지므로, 표시 장치(100)의 주변의 휘도가 증가할 수 있다. t3는 셔터액정의 응답속도 보다 작으며, 우안이 좌안 이미지를 시인하지 못할 정도로 짧은 시간이다.

도 3을 참고하면, 표시 장치(100)의 액정의 응답 시간과 셔터 글래스(300)의 액정의 응답 시간이 예시적으로 표시되어 있다. 표시 장치(100)의 하단부의 화소열에 입력되는 좌안 이미지 데이터(L1)에 대한 액정의 응답 (Data response)과 표시 장치(100)의 상단부의 화소열에 입력되는 우안 이미지 데이터(R1)에 대한 액정의 응답(Data response)은 일반적으로 셔터 글래스(300)의 액정의 응답보다 느리다. 예를 들어, 표시 장치(100)의 응답 시간(r1)은 대략 4 ms이고, 셔터 글래스(300)의 액정의 하강 시간(r2)는 대략 0.3 ms이고, 셔터 글래스(300)의 액정의 상승 시간(r3)는 대략 1.38 ms일 수 있으며, 이때 VB는 대략 2.65 ms일 수 있다. 셔터 글래스(300)의 액정의 응답이 하이 레벨이면 셔텨가 열려 있는 상태(OPEN)이며, 로우 레벨이면 셔터가 닫혀 있는 상태(CLOSE)이다. 셔터 글래스(300)의 액정 의 하강 시간(r2)은 t1 구간 내에 위치할 수 있다. 셔터 글래스(300)의 액정의 상승 시간(r3)의 시작 지점은 백라이트가 오프 상태로 변경되는 지점과 실질적으로 일치할 수 있다.

도 4를 참고하면, 3D 모드에서의 백라이트의 휘도는 2D 모드에서의 백라이트 휘도보다 높을 수 있다. 즉, 3D 모드에서 백라이트가 ON 상태일때의 휘도는 2D 모드에서 백라이트가 ON 상태일때의 휘도보다 높을 수 있다. 특정 구간에서 전압의 크기를 조절하여 백라이트를 구동하는 것을 임펄시브 구동이라고 한다. 이에 따라, 3D 모드에서의 표시 장치(100)의 휘도는 증가할 수 있다. 3D 모드에서의 백라이트 온 펄스의 크기(i1)는 2D 모드에서의 백라이트 온 펄스의 크기(i2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 3D 모드에서의 백라이트 온 펄스의 크기(i1)는 2D 모드에서의 백라이트 온 펄스의 크기(i2)의 대략 1.5 배 내지 2배정도 클 수 있으며 그 이상으로 클수도 있다. 예를 들어 2D 모드에서는 대략 20 mA의 전류을 인가하여 백라이트를 구동하고 3D 모드에서는 대략 30-40 mA의 전류를 인가하여 백라이트를 구동 할 수 있다.

2D 모드에서는 셔터 글래스를 착용하지 않은 상태일 수 있으며(좌안 셔터 및 우안 셔터가 항상 열려 있는 상태와 유사), 백라이트는 이미지 데이터(D1)가 입력되는 동안 계속 켜져있을 수 있다(듀티비 100%일 수 있음). 또는 도 5를 참고하면, 2D 모드에서 백라이트는 펄스폭변조(PWM, pulse width modulation)에 의해 듀티비가 조절될 수 있으며, 이 경우 백라이트가 켜지는 시간이 줄어들기 때문에, 표시 장치(100)의 소비 전력을 줄일 수 있다. 예를 들어, 백라이트가 DC의 형태로 계속 켜져 있는 듀티를 100 %라고 할 때, 듀티비((a1+a2)/(a1+a2+b1+b2))는 100%보다 작을 수 있으며, 50 %, 30 % 등일 수 있다. 여기서 a1 및 a2는 백라이트에 전압이 인가되었을 때의 시간을 의미하고, b1 및 b2는 백라이트에 전압이 인가되지 않았을 때의 시간을 의미한다.

도 6 및 도 7은 LED의 전류 온오프 특성을 보여주는 그래프이다. LED는 전류 응답 속도가 매우 빨라서 온-오프(또는 오프-온) 변환시 나노 세컨드 단위로 나타낼 수 있다. 도 6의 시간(Time)축의 한 눈금 간격은 20 ns이며, 전류(current) 축의 한 눈금 간격은 1V이다. 도 7의 시간(Time)축의 한 눈금 간격은 40 ns이며, 전류(current) 축의 한 눈금 간격은1V 이다. 도 6을 참고하면, 오프 상태에 있던 LED에 전압을 인가하여 온 상태까지 도달하는 시간이 대략 32.4 ns임을 볼 수 있다. 이러한 LED의 응답 속도는 ms(milli-second) 단위를 갖는 액정의 응답속도와 비교할 때 매우 빠른 응답속도임을 알 수 있다. 도 7에는 온 상태의 LED가 오프 상태로 변환될 때까지 걸리는 시간을 도히사였다. 도7에 도시된 바와 같이 온 상태에서 오프 상태로 변환 될 때까지의 시간은 대략 99.2 ns임을 알 수 있다. 이러한 LED의 응답 속도는 ms(milli-second) 단위를 갖는 액정의 응답속도와 비교할 때 매우 빠른 응답속도임을 알수 있다.

CCFL보다 전류 응답 속도가 빠른 LED와 같은 광원을 표시 장치(100)의 백라이트로 이용하면, 백라이트의 임펄시브 구동을 더욱 빠르게 수행할 수 있다. 또한, CCFL보다 LED의 소비 전력이 작다.

도 8은 2D 모드와 3D 모드에서의 LED 구동 방법에 대한 블록도이다. 표시 장치(100)로 영상이 입력되면, 모드 감지부(mode detect)는 입력된 영상이 2D 이미지 데이터인지 3D 이미지 데이터인지를 판단한다. 3D 이미지 데이터란 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터를 말하며(여기서 3D 이미지란 좌안 이미지와 우안 이미지의 차이를 통하여 깊이감을 갖는 입체 영상을 의미함), 2D 이미 데이터란 좌안 이미지 데이터 또는 우안 이미지 데이터로 나누어 입력되지 않는 정상 이미지 데이터를 말한다. 입력된 영상이 2D 이미지 데이터일 때, 표시 장치(100)의 백라이트로 사용된 LED를 펄스 변조 방식으로 구동될 수 있으며, 소비 전력이 절감될 수 있다. 예를 들어, LED의 듀티비가 100 %이고 전압 12 V가 인가될 때, 소비 전력은 대략 4.23 W이며, LED의 듀티비가 50 %이고 전압 12 V가 인가될 때, 소비 전력은 대략 2.20 W이며, LED의 듀티비가 30 %이고 전압 12 V가 인가될 때, 소비 전력은 대략 1.57 W이다.

입력된 영상이 3D 이미지 데이터일 때, 표시 장치(100)의 백라이트로 사용된 LED는 임펄시브 방식으로 구동될 수 있으며, 스캔 개시 신호(STV) 등의 신호를 기준으로 LED 임펄시브 신호를 만들고, 이에 따라 미리 설정된 시간만큼 LED를 켤 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.

도 2 내지 도 5는 도 1의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형을 나타내는 그래프이다.

도 6 및 도 7은 LED의 전류 특성을 나타내는 그래프이다.

도 8은 2D 모드와 3D 모드에서의 LED 구동 방법에 대한 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 표시 장치 101, 102: 좌안 영상

101', 102; 우안 영상 300: 셔터 글래스

301, 301': 좌안 셔터 302, 302': 우안 셔터

Claims

상기 우안 셔터가 열려 있는 입체 영상 표시 장치.
제1항에서,

제1 온 펄스를 포함하는 백라이트를 더 포함하고,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 위치하는 입체 영상 표시 장치.
제2항에서,

상기 표시 장치는 정상 이미지 데이터가 입력되고,

상기 백라이트는 하나 이상의 제2 온 펄스를 포함하고, 상기 제2 온 펄스는 상기 정상 이미지 데이터의 입력 구간에 위치하고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제3항에서,

상기 백라이트는 LED인 입체 영상 표시 장치.
제3항에서,

상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기의 1.5 배보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제3항에서,

상기 제2 온 펄스는 듀티비가 100 % 미만인 입체 영상 표시 장치.
제2항에서,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 어느 하나가 닫혀 있고 다른 하나는 열려 있는 입체 영상 표시 장치.
제2항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 제1 시간이 지난 후에 켜지는 입체 영상 표시 장치.
제8항에서,

상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터는 각각 액정 물질을 더 포함하고,

상기 제1 시간은 상기 셔터의 액정 물질의 응답 시간보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제8항에서,

상기 우안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상 기 제1 시간이 지나기 전에 닫히고, 상기 좌안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히는 입체 영상 표시 장치.
제8항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치.
제11항에서,

상기 표시 장치는 액정 물질을 더 포함하고,

상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간 이하인 영상 표시 장치.
제12항에서,

상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간의 15 % 이하인 영상 표시 장치.
제11항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리는 입체 영상 표시 장치.
제14항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 제3 시간 전부터 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 상기 제3 시간 전부터 열리는 입체 영상 표시 장치.
제2항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치.
제16항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리는 입체 영상 표시 장치.
정상 이미지 데이터가 입력되고, 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터가 교대로 입력되는 표시 장치,

제1 온 펄스 및 하나 이상의 제2 온 펄스를 포함하는 백라이트, 그리고

좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스

를 포함하고,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 위치하고, 상기 제2 온 펄스는 상기 정상 이미지 데이터의 입력 구간에 위치하고, 그리고 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 백라이트는 LED인 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기의 1.5 배보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 제2 온 펄스는 듀티비가 100 % 미만인 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔 터 중 어느 하나가 닫혀 있고 다른 하나는 열려 있는 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 제1 시간이 지난 후에 켜지는 입체 영상 표시 장치.
제23항에서,

상기 좌안 셔터와 상기 우안 셔터는 각각 액정 물질을 더 포함하고,

상기 제1 시간은 상기 셔터의 액정 물질의 응답 시간보다 큰 입체 영상 표시 장치.
제23항에서,

상기 우안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히고, 상기 좌안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히는 입체 영상 표시 장치.
제23항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치.
제26항에서,

상기 표시 장치는 액정 물질을 더 포함하고,

상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간 이하인 영상 표시 장치.
제27항에서,

상기 제2 시간은 상기 표시 장치의 액정 물질의 응답 시간의 15 % 이하인 영상 표시 장치.
제26항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리는 입체 영상 표시 장치.
제29항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 제3 시간 전부터 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되기 상기 제3 시간 전부터 열리는 입체 영상 표시 장치.
제18항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치.
제31항에서,

상기 우안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리고, 상기 좌안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 상기 제2 시간이 지나기 전에 열리는 입체 영상 표시 장치.
표시 장치, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서,

상기 표시 장치에 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터를 교대로 입력하는 단계, 그리고

상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터를 상기 표시 장치에 입력하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안은 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터를 여는 단계

를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제33항에서,

상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 제1 온 펄스의 적어도 일부를 백라이트로 인가하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제34항에서,

상기 표시 장치에 정상 이미지 데이터를 입력하고, 상기 정상 이미지 데이터를 입력하는 동안에 하나 이상의 제2 온 펄스를 상기 백라이트로 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 큰 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제35항에서,

상기 백라이트는 LED인 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제34항에서,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 어느 하나를 닫고 다른 하나는 열려 있는 상태를 유지하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제34항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 제1 시간이 지난 후에 켜지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제38항에서,

상기 우안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히고, 상기 좌안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제38항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제34항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
표시 장치, 그리고 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서,

상기 표시 장치에 정상 이미지 데이터를 입력하고, 좌안 이미지 데이터와 우안 이미지 데이터를 교대로 입력하는 단계,

상기 좌안 이미지 데이터의 입력 구간과 상기 우안 이미지 데이터의 입력 구간 사이에 제1 온 펄스의 적어도 일부를 백라이트로 인가하는 단계, 그리고

상기 정상 이미지 데이터를 입력하는 동안에 하나 이상의 제2 온 펄스를 상기 백라이트로 인가하는 단계

를 포함하고, 상기 제1 온 펄스의 크기는 상기 제2 온 펄스의 크기보다 큰 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제42항에서,

상기 백라이트는 LED인 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제42항에서,

상기 제1 온 펄스의 적어도 일부 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 어느 하나를 닫고 다른 하나는 열려 있는 상태를 유지하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제42항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 제1 시간이 지난 후에 켜지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제45항에서,

상기 우안 셔터는 상기 좌안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히고, 상기 좌안 셔터는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 완료되었을 때부터 상기 제1 시간이 지나기 전에 닫히는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제45항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
제42항에서,

상기 백라이트는 상기 좌안 이미지 데이터 또는 상기 우안 이미지 데이터의 입력이 시작되었을 때부터 제2 시간이 지난 후에 꺼지는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.