KR20120070986A - 영상표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
이 영상표시장치는 다수의 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널; 및 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비하고; 상기 서브 픽셀들 각각은, 제1 기판에 형성된 제1 화소전극과 제2 기판에 형성된 제1 공통전극 간 전위차로 구동되는 제1 액정셀, 및 상기 제1 액정셀과 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 TFT를 포함한 메인 서브 픽셀과; 상기 제1 기판에 형성된 제2 화소전극과 상기 제2 기판에 형성된 제2 공통전극 간 전위차로 구동되는 제2 액정셀, 및 상기 제2 액정셀과 상기 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 스위치 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비하고; 상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 라인 단위로 교대로 패터닝되고; 상기 제1 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 연결되어 제1 공통전압을 인가받으며, 상기 제2 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 분리되어 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차 스캐닝되는 제2 공통전압을 인가받는다.
이 영상표시장치는 다수의 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널; 및 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비하고; 상기 서브 픽셀들 각각은, 제1 기판에 형성된 제1 화소전극과 제2 기판에 형성된 제1 공통전극 간 전위차로 구동되는 제1 액정셀, 및 상기 제1 액정셀과 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 TFT를 포함한 메인 서브 픽셀과; 상기 제1 기판에 형성된 제2 화소전극과 상기 제2 기판에 형성된 제2 공통전극 간 전위차로 구동되는 제2 액정셀, 및 상기 제2 액정셀과 상기 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 스위치 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비하고; 상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 라인 단위로 교대로 패터닝되고; 상기 제1 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 연결되어 제1 공통전압을 인가받으며, 상기 제2 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 분리되어 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차 스캐닝되는 제2 공통전압을 인가받는다.
Description
본 발명은 2차원 평면 영상(이하, '2D 영상')과 3차원 입체 영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
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. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.
안경방식은 도 1과 같이 표시패널(3) 위의 편광 안경(6)에 입사되는 빛의 편광특성을 절환하기 위한 패턴 리타더(Patterned Retarder)(5)를 포함할 수 있다. 안경방식은 표시패널(3)에 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)를 교대로 표시하고 패턴 리타더(5)를 통해 편광 안경(6)에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 안경방식은 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현할 수 있다. 도 1에서 도면부호 '1'은 표시패널(3)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을, 도면부호 '2' 및 '4'는 선편광을 선택하기 위해 표시패널(3)의 상하부면에 부착되는 편광판을 각각 나타낸다.
이러한 안경방식에서는 상/하 시야각 위치에서 발생되는 크로스토크(Crosstalk)로 인해 3D 영상의 시인성이 떨어진다. 그 결과, 통상의 안경방식에서 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 있는 상/하 시야각은 매우 좁다. 크로스토크는 상/하 시야각 위치에서 좌안 이미지(L)가 좌안 패턴 리타더 영역뿐만 아니라 우안 패턴 리타더 영역도 통과하고 또한, 우안 이미지(R)가 우안 패턴 리타더 영역뿐만 아니라 좌안 패턴 리타더 영역도 통과하기 때문에 발생된다. 이에, 도 2와 같이 표시패널의 블랙 매트릭스(BM)에 대응되는 패턴 리타더 영역에 블랙 스트라이프(BS)를 형성하여 상/하 시야각을 넓게 확보함으로써 3D 영상의 시인성을 높이도록 한 방안이 일본 공개특허공보 제2002-185983호를 통해 제안된 바 있다. 도 2에서, 일정 거리(D)에서 관찰시, 이론적으로 크로스토크가 발생하지 않는 시야각(α)은 표시패널의 블랙 매트릭스(BM) 사이즈, 패턴 리타더의 블랙 스트라이프(BS) 사이즈, 및 표시패널과 패턴 리타더 간 스페이서(S)에 의존하게 된다. 시야각(α)은 블랙 매트릭스(BM) 사이즈와 블랙 스트라이프(BS) 사이즈가 커질수록 또한, 표시패널과 패턴 리타더 간 스페이서(S)가 작을수록 넓어진다.
하지만, 상기 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 시야각 개선을 통해 3D 영상의 시인성을 높이기 위해 사용되는 패턴 리타더의 블랙 스트라이프는 표시패널의 블랙 매트릭스와 상호 작용하여 모아레(Moire)를 발생시킴으로써, 2D 영상 구현시 2D 영상의 시인성을 크게 떨어뜨린다. 도 3은 블랙 스트라이프가 적용된 표시소자로부터 4m 떨어진 지점에서 47인치 크기의 표시소자 샘플을 관찰한 결과로서, 2D 영상 구현시 관찰 위치(A,B,C)에 따라 모아레가 각각 90mm, 150mm, 및 355mm로 시인됨을 보여준다.
둘째, 시야각 개선을 통해 3D 영상의 시인성을 높이기 위해 사용되는 블랙 스트라이프는 2D 영상의 휘도를 크게 떨어뜨리는 사이드 이펙트(Side Effect)를 초래한다. 이는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 종래 기술에서는 블랙 스트라이프(BS) 패턴에 의해 표시패널의 픽셀(Pixel)이 일정부분 가리워져, 2D 영상 구현시 블랙 스트라이프(BS)가 형성되지 않은 도 4의 (a)의 경우에 비해 빛의 투과량이 대략 30% 정도 감소되기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지할 수 있도록 한 영상표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 다수의 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널; 및 상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비하고; 상기 서브 픽셀들 각각은, 제1 기판에 형성된 제1 화소전극과 제2 기판에 형성된 제1 공통전극 간 전위차로 구동되는 제1 액정셀, 및 상기 제1 액정셀과 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 TFT를 포함한 메인 서브 픽셀과; 상기 제1 기판에 형성된 제2 화소전극과 상기 제2 기판에 형성된 제2 공통전극 간 전위차로 구동되는 제2 액정셀, 및 상기 제2 액정셀과 상기 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 스위치 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비하고; 상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 라인 단위로 교대로 패터닝되고; 상기 제1 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 연결되어 제1 공통전압을 인가받으며, 상기 제2 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 분리되어 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차 스캐닝되는 제2 공통전압을 인가받는다.
상기 2D 영상 구현시 상기 메인 서브 픽셀과 상기 보조 서브 픽셀에는 동일한 2D 이미지가 표시되고, 상기 3D 영상 구현시 상기 메인 서브 픽셀에는 3D 이미지가 표시되고 상기 보조 서브 픽셀에는 블랙 이미지가 표시된다.
상기 2D 영상 구현시 상기 제1 공통전압과 제2 공통전압은 동일한 직류 레벨로 인가되고; 상기 3D 영상 구현시 상기 제1 공통전압은 상기 직류 레벨로 인가되고, 상기 제2 공통전압은 상기 제1 공통전압보다 높거나 또는 낮은 부스팅 레벨로 순차 인가된다.
상기 제2 공통전압의 부스팅 레벨은 프레임단위로 인버젼된다.
상기 제2 공통전압은, 상기 3D 이미지가 상기 보조 서브 픽셀이 충전될 때 상기 제1 공통전압과 동일 레벨로 인가되고, 상기 3D 이미지의 충전이 끝난 후 상기 보조 서브 픽셀이 플로팅될 때 상기 부스팅 레벨로 인가된다.
상기 제1 기판과 제2 기판은 수직으로 대향되며; 상기 제2 액정셀에서의 전위차는 상기 제2 공통전압이 부스팅 레벨로 인가될 때 최대로 된다.
상기 제1 및 제2 액정셀의 액정들은 노멀리 화이트 모드로 구동된다.
상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에 일정 간격을 사이에 두고 평행하게 형성된다.
상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 절연층을 사이에 두고 아래위에서 중첩적으로 형성된다.
상기 서브 픽셀들 각각은, 상기 제1 기판 상에서 상기 제1 화소전극과 상기 제1 공통전압이 인가되는 제1 공통라인의 중첩 영역에 형성되는 제1 스토리지 커패시터; 및 상기 제1 기판 상에서 상기 제2 화소전극과 상기 제1 공통전압이 인가되는 제2 공통라인의 중첩 영역에 형성되는 제2 스토리지 커패시터를 더 구비한다.
서브 픽셀의 총 수직 피치에서 상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치가 차지하는 비율은 상기 3D 영상의 시야각과 상기 3D 영상의 휘도에 따라 결정된다.
상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 상기 메인 서브 픽셀의 수직 피치의 비율은 1 : 2이다.
본 발명은 수직 전계 방식으로 구동되는 표시패널에서, 상부 유리기판의 공통전극을 메인 서브 픽셀에 대응되는 제1 공통전극과 보조 서브 픽셀에 대응되는 제2 공통전극으로 패터닝한다. 2D 영상 구현시 본 발명은 제1 및 제2 공통전극에 직류 레벨의 동일한 제1 공통전압을 인가하여 메인 및 보조 서브 픽셀에서 동일한 2D 이미지를 구현한다. 그리고, 3D 영상 구현시 본 발명은 제1 공통전극에 직류 레벨의 제1 공통전압을 인가하는 반면, 부스팅 레벨의 제2 공통전압으로 제2 공통전극을 순차 스캐닝시킴으로써 메인 서브 픽셀에서 3D 이미지를 구현하고 보조 서브 픽셀에서 블랙 이미지를 구현한다.
이에 따라, 본 발명은 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지할 수 있다.
도 1은 안경방식의 영상표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래 블랙 스트라이프 패턴이 형성된 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 모아레가 발생되는 것을 보여주는 도면.
도 4는 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 빛의 투과량이 줄어드는 것을 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 나타내는 블럭도.
도 7은 공통전극이 제1 공통전극과 제2 공통전극으로 패턴화되는 것을 보여주는 도면.
도 8a 및 도 8b는 각각 2D 모드 및 3D 모드 하에서 제1 공통전압과 제2 공통전압의 발생 레벨을 보여주는 도면들.
도 9는 단위 픽셀 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 10은 서브 픽셀의 접속 구성을 상세히 보여주는 도면.
도 11a는 제1 실시예에 따른 서브 픽셀의 단면도.
도 11b는 제2 실시예에 따른 서브 픽셀의 단면도.
도 12a는 2D 모드에서 서브 픽셀의 표시 상태를 보여주는 도면.
도 12b는 3D 모드에서 서브 픽셀의 표시 상태를 보여주는 도면.
도 13은 제2 스위치 TFT의 턴 오프 시점에서의 보조 서브 픽셀의 등가회로를 보여주는 도면.
도 14는 노멀리 화이트 모드에서 전위차에 따른 투과율 특성을 보여주는 도면.
도 15a는 2D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 15b는 3D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 16은 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 3D 시야각 간의 관계를 보여주는 그래프.
도 17은 3D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 18은 2D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 19는 3D 시야각에 따른 3D 영상의 크로스토크값을 나타내는 그래프.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상의 상 편측 시야각을 종래 기술들과 비교한 그래프.
도 2는 종래 블랙 스트라이프 패턴이 형성된 영상표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 모아레가 발생되는 것을 보여주는 도면.
도 4는 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 빛의 투과량이 줄어드는 것을 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 나타내는 블럭도.
도 7은 공통전극이 제1 공통전극과 제2 공통전극으로 패턴화되는 것을 보여주는 도면.
도 8a 및 도 8b는 각각 2D 모드 및 3D 모드 하에서 제1 공통전압과 제2 공통전압의 발생 레벨을 보여주는 도면들.
도 9는 단위 픽셀 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 10은 서브 픽셀의 접속 구성을 상세히 보여주는 도면.
도 11a는 제1 실시예에 따른 서브 픽셀의 단면도.
도 11b는 제2 실시예에 따른 서브 픽셀의 단면도.
도 12a는 2D 모드에서 서브 픽셀의 표시 상태를 보여주는 도면.
도 12b는 3D 모드에서 서브 픽셀의 표시 상태를 보여주는 도면.
도 13은 제2 스위치 TFT의 턴 오프 시점에서의 보조 서브 픽셀의 등가회로를 보여주는 도면.
도 14는 노멀리 화이트 모드에서 전위차에 따른 투과율 특성을 보여주는 도면.
도 15a는 2D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 15b는 3D 모드에서 단위 픽셀에 표시되는 이미지를 보여주는 도면.
도 16은 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 3D 시야각 간의 관계를 보여주는 그래프.
도 17은 3D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 18은 2D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여주는 도면.
도 19는 3D 시야각에 따른 3D 영상의 크로스토크값을 나타내는 그래프.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상의 상 편측 시야각을 종래 기술들과 비교한 그래프.
이하, 도 5 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 보여준다. 도 7은 공통전극이 제1 공통전극과 제2 공통전극으로 패턴화되는 것을 보여준다. 그리고, 도 8a 및 도 8b는 각각 2D 모드 및 3D 모드 하에서 제1 공통전압과 제2 공통전압의 발생 레벨을 보여준다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는 표시소자(11), 콘트롤러(12), 패널 구동회로(14), 패턴 리타더(18), 및 편광 안경(20) 등을 구비한다. 패턴 리타더(18) 및 편광 안경(20)은 3D 구동소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분리하여 양안 시차를 구현한다.
표시소자(11)는 액정표시소자로 구현될 수 있다. 액정표시소자는 표시패널(10)과, 표시패널(10)과 패턴 리타더(18) 사이에 배치되는 상부 편광필름(Polarizer)(16a)과, 표시패널(10)의 하부에 배치되는 하부 편광필름(16b)을 구비한다.
표시패널(10)은 두 장의 유리기판들(10A,10B)과, 이들 사이에 형성된 액정층을 갖는다. 하부 유리기판(10A)에는 TFT 어레이(Thin Film Transistor Array)가 형성된다. TFT 어레이는 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인들(DL), 데이터라인들(DL)과 교차되어 게이트펄스(또는 스캔펄스)가 공급되는 다수의 게이트라인들(또는 스캔라인들)(GL), 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 각 화소전극, 및 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. 상부 유리기판(10B)에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 액정셀은 데이터전압과 공통전압 간 전위차가 클수록 투과율 또는 계조가 낮아지는 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 구동된다. 상부 유리기판(10B)에는 상부 편광필름(16a)이 부착되고 하부 유리기판(10A)에는 하부 편광필름(16b)이 부착되며, 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 유리기판들(10A,10B) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
본 발명의 액정셀들은 수직전계 구동방식에 의해 구동되므로, 공통전극은 화소전극과 대향하여 수직 전계를 형성하도록 상부 유리기판(10B)에 형성된다. 공통전극은 도 7과 같이 라인 단위로 교대로 패터닝 된 제1 공통전극(EC1)과 제2 공통전극(EC2)를 포함한다. 제1 공통전극(EC1)의 패턴들은 전기적으로 서로 연결되어 공통으로 제1 공통전압(Vcom1)을 공급받는다. 제2 공통전극(EC2)의 패턴들은 전기적으로 서로 분리되어 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차 스캐닝되는 제2 공통전압(Vcom2)을 공급받는다. 제1 공통전극(EC1)의 후술한 메인 서브 픽셀의 공통전극으로 기능하고, 제2 공통전극(EC2)는 후술한 보조 서브 픽셀의 공통전극으로 기능한다.
한편, 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(17)이 필요하다. 백라이트 유닛(17)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
패널 구동회로(14)는 표시패널(10)의 데이터라인들(DL)을 구동시키기 위한 데이터 구동부(14A)와, 표시패널(10)의 게이트라인들(GL)을 구동시키기 위한 게이트 구동부(14B)와, 표시패널(10)에 공통전압을 공급하는 공통전압 공급부(14C)를 포함한다.
데이터 구동부(14A)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 구동부(14A)는 콘트롤러(12)의 제어하에 2D/3D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 아날로그 감마전압으로 변환하여 RGB 데이터전압들을 발생하고, 이 RGB 데이터전압들을 데이터라인들(DL)에 공급한다.
게이트 구동부(14B)는 쉬프트 레지스터(Shift register), 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부(14B)는 콘트롤러(12)의 제어하에 스캔펄스를 발생하고, 이 스캔펄스를 이용하여 게이트라인들(GL)을 순차적으로 활성화시킨다.
공통전압 공급부(14C)는 콘트롤러(12)의 제어하에 제1 공통전압(Vcom1)을 발생하여 상부 유리기판(10B)의 제1 공통전극(EC1)에 공급한다. 그리고, 공통전압 공급부(14C)는 콘트롤러(12)의 제어하에 제2 공통전압(Vcom2)을 발생하여 상부 유리기판(10B)의 제2 공통전극(EC2)에 공급한다. 2D 모드(Mode_2D) 하에서, 공통전압 공급부(14C)는 도 8a와 같이 동일한 직류 레벨(예컨대, 5V)로 제1 공통전압(Vcom1)과 제2 공통전압(Vcom2)을 발생한다. 3D 모드(Mode_3D) 하에서, 공통전압 공급부(14C)는 도 8b와 같이 제1 공통전압(Vcom1)을 직류 레벨(예컨대, 5V)로 발생하고, 제2 공통전압(Vcom2)을 데이터 스캐닝 방향을 따라 대략 1 수평기간(1H)씩 지연시켜 순차 스캐닝시킨다. 순차 스캐닝되는 제2 공통전압(Vcom2)의 레벨은 제n 프레임에서 제1 공통전압(Vcom1)보다 높으며(예컨대, 15V), 제n+1 프레임에서 제1 공통전압(Vcom1)보다 낮다(예컨대, -5V). 제2 공통전압(Vcom2)은 프레임단위로 인버젼됨으로써 보조 서브 픽셀에서의 액정의 열화를 방지한다. 제2 공통전압(Vcom2)은, 보조 서브 픽셀에 3D 영상이 충전될 때 제1 공통전압(Vcom1)과 동일 레벨로 발생되고, 3D 영상의 충전이 끝난 후 보조 서브 픽셀이 플로팅될 때 상기 스캐닝 레벨(15V 또는 -5V)로 부스팅된다.
콘트롤러(12)는 유저 인터페이스(미도시)를 통해 입력되는 모드 선택신호나, 입력 영상신호로부터 추출된 2D/3D 식별코드에 응답하여 2D 모드(Mode_2D) 또는 3D 모드(Mode_3D)로 패널 구동회로(14)를 제어한다.
콘트롤러(12)는 3D 모드(Mode_3D) 하에서 시스템보드(미도시)로부터 입력되는 3D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 각각 표시패널(10)의 해상도에 맞게 3D 데이터 포맷의 좌안 RGB 데이터(이하, "좌안 영상 데이터")와 3D 데이터 포맷의 우안 RGB 데이터(이하, "우안 영상 데이터")로 분리한 후, 이 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 1 수평라인분씩 번갈아 데이터 구동부(14A)에 공급한다. 콘트롤러(12)는 2D 모드(Mode_2D) 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 2D 데이터 포맷의 RGB 디지털 비디오 데이터를 각각 표시패널(10)의 해상도에 맞게 정렬하여 데이터 구동부(14A)에 공급한다.
콘트롤러(12)는 시스템보드로부터 입력되는 수직동기신호, 수평동기신호, 도트클럭, 데이터 인에이블 등의 동기 신호들을 이용하여 패널 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 콘트롤러(12)는 타이밍 제어신호들을 정수배로 배속하여 N×f(N은 2이상의 양의 정수, f는 입력 프레임 주파수)Hz의 프레임 주파수로 패널 구동회로(14)의 동작을 제어할 수 있다.
패턴 리타더(18)는 유리기판, 투명 플라스틱 기판, 및 필름 중 어느 하나 위에 패터닝 될 수 있다. 패턴 리타더(18)가 형성된 기판등은 접착제를 통해 상부 편광필름(16a)에 부착된다. 이러한 패턴 리타더(18)는 광흡수축이 서로 수직한 제1 및 제2 리타더를 포함하여 3D 영상을 편광 성분으로 분할한다. 제1 리타더는 패턴 리타더(18)의 기수 라인에 형성되어 상부 편광필름(16a)을 통해 입사되는 빛 중에서 제1 편광(원편광 또는 선편광) 성분을 투과시킨다. 제2 리타더는 패턴 리타더(18)의 우수 라인에 형성되어 상부 편광필름(16a)을 통해 입사되는 빛 중에서 제2 편광(원편광 또는 선편광) 성분을 투과시킨다. 일 예로 제1 리타더는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
편광 안경(20)은 패턴 리타더(18)에서 출사되는 편광 성분들에 따라 광흡수축이 서로 다르게 구현된다. 예들 들면, 편광 안경(20)의 좌안은 패턴 리타더(18)의 제1 리타더로부터 입사되는 좌원편광을 투과하고 그 이외의 다른 편광 성분의 빛을 차단하며, 편광 안경(20)의 우안은 패턴 리타더(18)의 제2 리타더로부터 입사되는 우원편광을 투과하고 그 이외의 다른 편광 성분의 빛을 차단한다. 이 경우 편광 안경(20)의 좌안은 좌원편광 필터를 포함하고, 편광 안경(20)의 우안은 우원편광 필터를 포함할 수 있다.
도 9는 표시패널(10)에 형성된 단위 픽셀(P)을 개략적으로 보여준다.
도 9를 참조하면, 단위 픽셀(P)은 R 서브 픽셀(SPr), G 서브 픽셀(SPg), 및 B 서브 픽셀(SPb)을 포함한다. R 서브 픽셀(SPr)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 R 메인 서브 픽셀(SPr1)과 R 보조 서브 픽셀(SPr2)을 포함한다. R 메인 서브 픽셀(SPr1)과 R 보조 서브 픽셀(SPr2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제1 데이터라인(DLj)에 전기적으로 접속된다. G 서브 픽셀(SPg)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 G 메인 서브 픽셀(SPg1)과 G 보조 서브 픽셀(SPg2)을 포함한다. G 메인 서브 픽셀(SPg1)과 G 보조 서브 픽셀(SPg2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제2 데이터라인(DL(j+1))에 전기적으로 접속된다. B 서브 픽셀(SPb)은 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 B 메인 서브 픽셀(SPb1)과 B 보조 서브 픽셀(SPb2)을 포함한다. B 메인 서브 픽셀(SPb1)과 B 보조 서브 픽셀(SPb2)은 게이트라인(GLj)이 활성화될 때 제3 데이터라인(DL(j+2))에 전기적으로 접속된다.
도 10은 서브 픽셀의 접속 구성을 상세히 보여준다. 그리고, 도 11a 및 도 11b는 서브 픽셀의 단면도를 보여준다. 여기서, 서브 픽셀은 R 서브 픽셀, G 서브 픽셀, B 서브 픽셀 각각에 대응된다.
도 10을 참조하면, 서브 픽셀(SP)은 제j(j는 양의 정수) 게이트라인(GLj)을 사이에 두고 양쪽에 배치된 메인 서브 픽셀(SP1)과 보조 서브 픽셀(SP2)을 포함한다.
메인 서브 픽셀(SP1)은 제1 액정셀(Clc1), 제1 스위치 TFT(ST1) 및 제1 스토리지 커패시터(Cst1)를 구비한다.
제1 액정셀(Clc1)은 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 제1 화소전극(EP1)과 제1 공통전극(EC1)을 포함한다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 제j 스캔펄스(SCAN(j))에 응답하여 제j 데이터라인(DLj)과 제1 화소전극(EP1) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 이를 위해, 제1 스위치 TFT(ST1)의 게이트전극은 제j 게이트라인(GLj)에 접속되고, 소스전극은 제j 데이터라인(DLj)에 접속되며, 드레인전극은 제1 화소전극(EP1)에 접속된다. 제1 공통전극(EC1)에는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가된다. 제1 액정셀(Clc1)은 제1 화소전극(EP1)과 제1 공통전극(EC1) 간 전위차(Vlc1)를 이용하여 액정층을 구동하여 계조를 표시한다. 제1 화소전극(EP1)과 제1 공통전극(EC1) 간 전위차(Vlc1)는 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 의해 소정 기간 동안 유지된다. 제1 스토리지 커패시터(Cst1)는 스토리지 온 컴온(storage on common) 방식에 의해 하부 유리기판(10A)에 형성된다. 제1 스토리지 커패시터(Cst1)는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가되는 제1 공통라인과 제1 화소전극(EP1) 간 중첩 영역에 형성된다.
보조 서브 픽셀(SP2)은 제2 액정셀(Clc2), 제2 스위치 TFT(ST2) 및 제2 스토리지 커패시터(Cst2)를 구비한다.
제2 액정셀(Clc2)은 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 제2 화소전극(EP2)과 제2 공통전극(EC2)을 포함한다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 제j 스캔펄스(SCAN(j))에 응답하여 제j 데이터라인(DLj)과 제2 화소전극(EP2) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 이를 위해, 제2 스위치 TFT(ST2)의 게이트전극은 제j 게이트라인(GLj)에 접속되고, 소스전극은 제j 데이터라인(DLj)에 접속되며, 드레인전극은 제2 화소전극(EP2)에 접속된다. 제2 공통전극(EC2)에는 제2 공통전압(Vcom2)이 인가된다. 제2 액정셀(Clc2)은 제2 화소전극(EP2)과 제2 공통전극(EC2) 간 전위차(Vlc2)를 이용하여 액정층을 구동하여 계조를 표시한다. 제2 화소전극(EP2)과 제2 공통전극(EC2) 간 전위차(Vlc2)는 제2 스토리지 커패시터(Cst2)에 의해 소정 기간 동안 유지된다. 제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 스토리지 온 컴온(storage on common) 방식에 의해 하부 유리기판(10A)에 형성된다. 제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가되는 제2 공통라인과 제2 화소전극(EP2) 간 중첩 영역에 형성된다. 한편, 제2 공통전극(EC2)에 스캐닝 레벨의 제2 공통전압(Vcom2)이 인가될 때, 제2 액정셀(Clc2)에서의 전위차(Vlc2)는 최대로 되어 블랙 계조가 구현된다.
제1 공통전극(EC1)과 제2 공통전극(EC2)은 도 11a와 같이 상부 유리기판(10B)의 컬러필터 어레이(CF) 상에 일정 간격(d)을 사이에 두고 평행하게 형성될 수 있다. 도 11a에 의하는 경우 공정이 간소화되지만 상기 간격(d)에 대응되는 액정층(LC)에서 디스클리네이션(disclination)이 발생될 수 있다.
제1 공통전극(EC1)과 제2 공통전극(EC2)은 도 11b와 같이 상부 유리기판(10B)의 컬러필터 어레이(CF) 상에서 절연층(PASI)을 사이에 두고 아래위에서 중첩적으로 형성될 수 있다. 도 11b에 의하는 경우 공정이 도 11a와 같은 간격(d)을 없앨 수 있어 액정층(LC)의 디스클리네이션(disclination)을 막을 수 있다. 다만, 절연층(PASI) 추가로 인해 공정 수순이 다소 복잡해 질 수 있다.
도 12a는 2D 모드(Mode_2D)에서 서브 픽셀(SP)의 표시 상태를 보여준다.
상기 도 10 내지 도 11b의 접속 구성과 함께 도 10a의 신호 파형 및 충전 파형을 참조하여 2D 모드(Mode_2D)에서 서브 픽셀(SP)의 표시 상태를 설명하면 다음과 같다.
2D 모드(Mode_2D)에서 제1 및 제2 공통전압(Vcom1,Vcom2)는 동일한 직류 레벨(5V)로 입력된다.
제j 스캔펄스(SCAN(j))가 입력되는 기간 동안 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)는 턴 온 된다. 제1 스위치 TFT(ST1)의 턴 온에 의해 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(EP1)에는 제j 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이때 제1 공통전극(EC1)에는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가된다. 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 액정셀(Clc1)은 도 14와 같이 제1 화소전극(EP1)과 제1 공통전극(EC1) 간 전위차(Vlc1)에 반비례하는 투과율을 갖게 된다. 예컨대, 제j 데이터전압(Vdata)이 제1 공통전압(Vcom1)과 동일한 레벨(5V)을 갖는 경우, 메인 서브 픽셀(SP1)은 화이트 계조를 구현하게 된다.
또한, 제2 스위치 TFT(ST2)의 턴 온에 의해 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(EP2)에는 제j 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이때 제2 공통전극(EC2)에는 제1 공통전압(Vcom1)과 동일 레벨의 제2 공통전압(Vcom2)이 계속적으로 인가된다. 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 액정셀(Clc2)은 도 14와 같이 제2 화소전극(EP2)과 제2 공통전극(EC2) 간 전위차(Vlc2)에 반비례하는 투과율을 갖게 된다. 예컨대, 제j 데이터전압(Vdata)이 제2 공통전압(Vcom2)과 동일한 레벨(5V)을 갖는 경우, 보조 서브 픽셀(SP2)은 화이트 계조를 구현하게 된다.
결과적으로 메인 서브 픽셀(SP1) 및 보조 서브 픽셀(SP2)은 도 15a와 같은 동일한 2D 이미지를 표시하게 된다. 여기서, 보조 서브 픽셀(SP2)에 표시되는 2D 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지하면서, 모아레 현상을 방지하여 2D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
도 12b는 3D 모드(Mode_3D)에서 서브 픽셀(SP)의 표시 상태를 보여준다. 도 13은 제2 스위치 TFT(ST2)의 턴 오프 시점에서의 보조 서브 픽셀(SP2)의 등가회로를 보여준다.
상기 도 10 내지 도 11b의 접속 구성과 함께 도 12b의 신호 파형 및 충전 파형을 참조하여 3D 모드(Mode_3D)에서 서브 픽셀(SP)의 표시 상태를 설명하면 다음과 같다.
3D 모드(Mode_3D)에서 제1 공통전압(Vcom1)은 직류 레벨(5V)로, 제2 공통전압(Vcom2)는 프레임기간을 주기로 스윙되는 교류 형태의 스캐닝 레벨(-5V ~ 15V)로 입력된다. 이하의 설명에서는 특정 프레임에서 보조 서브 픽셀이 플로팅될 때 제2 공통전압(Vcom2)이 15V로 부스팅되는 경우를 가정한다.
제j 스캔펄스(SCAN(j))가 입력되는 기간 동안 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)는 턴 온 된다. 제1 스위치 TFT(ST1)의 턴 온에 의해 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 화소전극(EP1)에는 제j 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 이때 제1 공통전극(EC1)에는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가된다. 메인 서브 픽셀(SP1)의 제1 액정셀(Clc1)은 도 14와 같이 제1 화소전극(EP1)과 제1 공통전극(EC1) 간 전위차(Vlc1)에 반비례하는 투과율을 갖게 된다. 예컨대, 제j 데이터전압(Vdata)이 제1 공통전압(Vcom1)과 동일한 레벨(5V)을 갖는 경우, 메인 서브 픽셀(SP1)은 화이트 계조를 구현하게 된다.
또한, 제2 스위치 TFT(ST2)의 턴 온에 의해 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 화소전극(EP2)에는 제j 데이터전압(Vdata)이 인가된다. 제2 스위치 TFT(ST2)의 턴 온되는 기간에서, 제2 공통전극(EC2)에는 제1 공통전압(Vcom1)과 동일 레벨의 제2 공통전압(Vcom2)이 인가된다. 보조 서브 픽셀(SP2)의 제2 액정셀(Clc2)은 도 14와 같이 제2 화소전극(EP2)과 제2 공통전극(EC2) 간 전위차(Vlc2)에 반비례하는 투과율을 갖게 된다. 예컨대, 제j 데이터전압(Vdata)이 제2 공통전압(Vcom2)과 동일한 레벨(5V)을 갖는 경우, 보조 서브 픽셀(SP2)은 화이트 계조를 구현하게 된다.
이어서, 제j+1 스캔펄스(SCAN(j+1))가 입력되는 기간에서 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)가 턴 오프될 때, 제2 공통전극(EC2)에는 스캐닝 레벨(15V)의 제2 공통전압(Vcom2)이 인가된다. 그 결과 제2 액정셀(Clc2)의 플로팅 노드의 전위는 제2 액정셀(Clc2)에 의한 부스팅(boosting) 효과에 의해 5V에서 15V로 상승하게 된다. 이에 따라, 보조 서브 픽셀(SP2)은 0V에서 10V로 커진 제2 액정셀(Clc2)의 전위차(Vcl2)로 인해 도 14의 전위차-투과율 특성에 따라 블랙 계조를 구현하게 된다. 한편, 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2)가 턴 오프될 때 제1 공통전극(EC1)에는 제1 공통전압(Vcom1)이 인가되고 있으므로, 메인 서브 픽셀(SP1)은 화이트 계조를 유지한다.
결과적으로 메인 서브 픽셀(SP1)은 상기 화이트 계조를 계속적으로 유지하여 도 15b와 같은 3D 이미지를, 보조 서브 픽셀(SP2)은 충전시점으로부터 소정기간(1수평기간) 경과후에 블랙 계조를 구현하여 블랙 이미지를 표시한다. 여기서, 블랙 이미지는 수직으로 이웃한 3D 이미지들 사이의 표시 간격을 넓히는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명은 별도의 블랙 스트라이프 패턴을 형성하지 않더라도 상기 블랙 이미지를 통해 3D 상/하 시야각을 넓게 확보할 수 있기 때문에 종래 대비 3D 시인성을 크게 개선할 수 있다.
한편, 도 16을 참조하면, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)는 3D 상/하 시야각과 깊은 관련이 있음을 알 수 있다. 3D 상/하 시야각은 서브 픽셀(SP)의 수직 피치(P1)에서 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)가 차지하는 비율((P2*100)/P1)이 높아질수록 넓어지고, 상기 비율((P2*100)/P1)이 낮아질수록 좁아진다. 그런데, 3D 영상의 휘도는 상기 비율((P2*100)/P1)이 높아질수록 감소하고, 상기 비율((P2*100)/P1)이 낮아질수록 증가한다. 실험에 의하면, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)와 메인 서브 픽셀(SP1)의 수직 피치의 비가 1 : 2가 될 때, 3D 상/하 시야각과 3D 영상의 휘도가 모두 만족할 만한 수준에 근접함을 알 수 있었다. 하지만 이는 3D 특성의 요구 스펙에 따라 달라질 수 있으므로, 보조 서브 픽셀(SP2)의 수직 피치(P2)는 3D 상/하 시야각과 3D 영상의 휘도 사이의 관계를 고려하여 적절한 크기로 선택될 수 있다.
도 17은 3D 모드에서 영상표시장치의 동작 상태를 개략적으로 보여준다.
도 17을 참조하면, 3D 모드(Mode_3D) 하에서 표시패널(10)의 기수번째 수평라인들에 배치된 메인 서브 픽셀들에는 좌안용 RGB 이미지(L)가 표시되고, 우수번째 수평라인들에 배치된 메인 서브 픽셀들에는 우안용 RGB 이미지(R)가 표시된다. 이러한 좌안용 RGB 이미지(L)와 우안용 RGB 이미지(R)는 패턴 리타더(18)에 수평라인 단위로 형성된 제1 및 제2 리타더에 의해 편광 성분으로 분할된다. 그리고, 제1 리타더를 투과한 좌안용 RGB 이미지(L)는 편광 안경(20)의 좌안에 투과되고, 제2 리타더를 투고한 우안용 RGB 이미지(R)는 편광 안경(20)의 우안에 투과됨으로써 3D 영상이 구현된다.
3D 모드(Mode_3D) 하에서 표시패널(10)의 보조 서브 픽셀들에는 블랙 이미지가 표시된다. 블랙이미지는 수직으로 인접한 좌안용 RGB 이미지(L)와 우안용 RGB 이미지(R)의 표시 간격을 넓히는 역할을 한다.
도 18은 2D 모드에서 영상표시장치의 동작을 개략적으로 보여준다.
도 18을 참조하면, 2D 모드(Mode_2D) 하에서 표시패널(10)의 메인 서브 픽셀들과 보조 서브 픽셀들에는 서로 동일한 RGB 이미지가 표시된다. 보조 서브 픽셀들에 표시되는 RGB 이미지는 2D 영상의 휘도를 높이는 역할을 한다.
도 19는 3D 시야각에 따른 3D 영상의 크로스토크값을 나타내는 그래프이다. 도 19에서, 횡축은 3D 영상의 상(+)/하(-) 시야각[deg]을, 종축은 3D 크로스토크 값[%]을 각각 나타낸다.
수평 라인 단위로 좌안 이미지와 우안 이미지를 교대로 표시하는 표시패널과, 이에 대응하여 표시패널과 일정 거리에 위치하고 수평 라인 단위로 편광 특성을 달리하는 패턴 리타더를 가지고 3D 영상을 표시하는 영상표시장치의 구조에서는, 위에서 언급한 바와 같이 좌안 이미지는 좌안 리타더만 통과하고 우안 이미지는 우안 리타더만 통과하여야만 양호한 화질의 3D 영상이 구현될 수 있다. 그러나, 정면이 아닌 상/하 시야각 위치에서 관찰시 좌안 이미지가 좌안 리타더뿐만 아니라 우안 리타더도 통과하고 또한, 우안 이미지가 우안 리타더뿐만 아니라 좌안 리타더도 통과할 수 있으므로, 3D 크로스토크(C/T)가 발생하게 된다. 이때 발생되는 3D 크로스토크(C/T)는 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
여기서 'LBlackRWhite'은 좌안 픽셀에 블랙, 우안 픽셀에 화이트를 표시하는 패턴에서의 휘도 값이고, 'LWhiteRBlack'은 좌안 픽셀에 화이트, 우안 픽셀에 블랙을 표시하는 패턴에서의 휘도 값이다. 또한 'Black'은 전체 픽셀에 블랙을 표시한 후 측정한 휘도 값이다. 통상, 수학식 1을 통해 계산된 3D 크로스토크(C/T)의 값이 7% 이하일 때의 시야각을 양호한 화질의 3D 영상을 얻을 수 있는 3D 시야각으로 정의한다. 그 결과, 7%의 3D 크로스토크(C/T) 값은 양호한 3D 영상을 얻기 위한 3D 시야각을 판단하는 데 있어 임계치가 되게 된다. 다만, 이 임계치(7%)는 영상표시장치의 모델등에 따라 가변될 수 있다.
도 19의 그래프를 통해 알 수 있듯이, 3D 크로스토크 값[%]이 미리 정해진 임계치(Critical Value)(예컨대, 7%) 이하의 시야각 범위(VA1)에서는 사용자가 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 있는 데 반해, 3D 크로스토크 값[%]이 미리 정해진 임계치(7%)를 초과하는 시야각 범위(VA2)에서는 좌우안 이미지의 중첩으로 인해 사용자가 양호한 화질의 3D 영상을 볼 수 없게 된다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상의 상 편측 시야각을 종래 기술들과 비교한 그래프이다. 도 20에서, 횡축은 3D 영상의 상(上) 편측 시야각(deg)을, 종축은 3D 영상의 크로스토크 값(%)을 각각 나타낸다.
도 20에서, 그래프 'A'는 블랙 매트릭스에 의해 좌안 이미지와 우안 이미지가 80㎛의 표시 간격을 갖고 패턴 리타더에 블랙 스트라이프를 형성하지 않은 종래 기술 1의 상(上) 편측 시야각을 나타내는 것으로, 이에 따르면 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위가 0°~ 4°정도로 매우 좁다. 그래프 'C'는 블랙 매트릭스에 의해 좌안 이미지와 우안 이미지가 80㎛의 표시 간격을 갖고 패턴 리타더에 210㎛ 폭을 갖는 블랙 스트라이프 패턴을 형성한 종래 기술 2의 상(上) 편측 시야각을 나타내는 것으로, 이에 따르면 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위가 0°~ 10°정도로 상대적으로 넓어진다. 그러나, 이 종래 기술 2는 상기 언급했듯이 시야각 확보를 위한 별도의 블랙 스트라이프 패턴으로 인해 2D 영상의 시인성 및 휘도를 저하시키는 부작용을 낳는다.
이들에 비해, 본 발명은 3D 영상 구현시 별도의 블랙 스트라이프 패턴 없이도 좌안 이미지와 우안 이미지의 표시 간격을 충분히 확보할 수 있어, 2D 영상의 시인성과 휘도를 저하시키지 않으면서도 도 20의 그래프 'B'와 같이 3D 크로스토크의 임계치(예컨대, 7%)를 만족하는 상(上) 편측 시야각 범위를 0°~ 7°정도까지 넓힐 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치는 2D 및 3D 영상의 시인성을 모두 개선함과 아울러, 특히 2D 영상 구현시 휘도 감소를 방지할 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 : 표시패널 11 : 표시소자
12 : 콘트롤러 14 : 패널 구동회로
16a,16b : 편광필름 17 : 백라이트 유닛
18 : 패턴 리타더 20 : 편광 안경
12 : 콘트롤러 14 : 패널 구동회로
16a,16b : 편광필름 17 : 백라이트 유닛
18 : 패턴 리타더 20 : 편광 안경
Claims (12)
- 다수의 서브 픽셀들을 포함하여 2D 영상과 3D 영상을 선택적으로 구현하는 표시패널; 및
상기 표시패널로부터의 빛을 제1 편광과 제2 편광의 빛들로 분할하는 패턴 리타더를 구비하고;
상기 서브 픽셀들 각각은,
제1 기판에 형성된 제1 화소전극과 제2 기판에 형성된 제1 공통전극 간 전위차로 구동되는 제1 액정셀, 및 상기 제1 액정셀과 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 TFT를 포함한 메인 서브 픽셀과;
상기 제1 기판에 형성된 제2 화소전극과 상기 제2 기판에 형성된 제2 공통전극 간 전위차로 구동되는 제2 액정셀, 및 상기 제2 액정셀과 상기 데이터라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 스위치 TFT를 포함한 보조 서브 픽셀을 구비하고;
상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 라인 단위로 교대로 패터닝되고;
상기 제1 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 연결되어 제1 공통전압을 인가받으며, 상기 제2 공통전극의 패턴들은 전기적으로 서로 분리되어 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차 스캐닝되는 제2 공통전압을 인가받는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 2D 영상 구현시 상기 메인 서브 픽셀과 상기 보조 서브 픽셀에는 동일한 2D 이미지가 표시되고, 상기 3D 영상 구현시 상기 메인 서브 픽셀에는 3D 이미지가 표시되고 상기 보조 서브 픽셀에는 블랙 이미지가 표시되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 2D 영상 구현시 상기 제1 공통전압과 제2 공통전압은 동일한 직류 레벨로 인가되고;
상기 3D 영상 구현시 상기 제1 공통전압은 상기 직류 레벨로 인가되고, 상기 제2 공통전압은 상기 제1 공통전압보다 높거나 또는 낮은 부스팅 레벨로 순차 인가되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제2 공통전압의 부스팅 레벨은 프레임단위로 인버젼되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제2 공통전압은, 상기 3D 이미지가 상기 보조 서브 픽셀이 충전될 때 상기 제1 공통전압과 동일 레벨로 인가되고, 상기 3D 이미지의 충전이 끝난 후 상기 보조 서브 픽셀이 플로팅될 때 상기 부스팅 레벨로 인가되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판과 제2 기판은 수직으로 대향되며;
상기 제2 액정셀에서의 전위차는 상기 제2 공통전압이 부스팅 레벨로 인가될 때 최대로 되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 액정셀의 액정들은 노멀리 화이트 모드로 구동되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에 일정 간격을 사이에 두고 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 공통전극과 제2 공통전극은 상기 제2 기판 상에서 절연층을 사이에 두고 아래위에서 중첩적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 서브 픽셀들 각각은,
상기 제1 기판 상에서 상기 제1 화소전극과 상기 제1 공통전압이 인가되는 제1 공통라인의 중첩 영역에 형성되는 제1 스토리지 커패시터; 및
상기 제1 기판 상에서 상기 제2 화소전극과 상기 제1 공통전압이 인가되는 제2 공통라인의 중첩 영역에 형성되는 제2 스토리지 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 1 항에 있어서,
서브 픽셀의 총 수직 피치에서 상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치가 차지하는 비율은 상기 3D 영상의 시야각과 상기 3D 영상의 휘도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 보조 서브 픽셀의 수직 피치와 상기 메인 서브 픽셀의 수직 피치의 비율은 1 : 2인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
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---|---|---|---|
KR1020100132550A KR20120070986A (ko) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | 영상표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020100132550A KR20120070986A (ko) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | 영상표시장치 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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KR1020100132550A KR20120070986A (ko) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | 영상표시장치 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150083343A (ko) * | 2014-01-09 | 2015-07-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 패널 및 이의 구동 방법 |
US9563086B2 (en) | 2015-04-29 | 2017-02-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
-
2010
- 2010-12-22 KR KR1020100132550A patent/KR20120070986A/ko not_active Application Discontinuation
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