KR20120071737A - 입체영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 제1게이트라인을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할된 서브 픽셀을 포함하는 액정패널; 및 액정패널의 표시면에 위치하고 3D모드에서 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴 리타더를 포함하되, 주서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 주액정셀부와 제1게이트신호에 응답하여 제1b데이터라인을 통해 공급된 제1b데이터전압을 저장하는 보상액정셀부를 포함하고, 부서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 부액정셀부를 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

Description

입체영상표시장치{Stereoscopic Image Display Device}
본 발명의 실시예는 입체영상표시장치에 관한 것이다.
입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 액정패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 액정패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.
최근에는 입체영상표시장치의 제품화와 다양한 기술개발에 힘입어 광 변조 특성을 패턴별로 변화시키는 광학필름인 패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 입체영상표시장치에 적용하는 사례가 늘고 있다.
패턴드 리타더는 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시하는 역할을 한다. 이를 위해, 패턴드 리타더는 홀수라인은 우원편광으로 짝수라인은 좌원편광(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널에 표시된 영상을 분리시킨다.
패턴드 리타더는 홀수라인과 짝수라인 사이를 구분하는 블랙스트라이프가 형성되어 있어 이차원영상 표현시 휘도 저하를 유발한다. 그리하여, 종래에는 하나의 서브 픽셀을 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할하고 이차원 영상 표현시에는 주서브 픽셀과 부서브 픽셀에 영상 데이터를 입력하고 삼차원 영상 표현시에는 주서브 픽셀에는 영상 데이터를 부서브 픽셀에는 블랙 데이터를 입력하는 방식으로 블랙스트라이프를 구현하였다.
그런데, 위와 같은 구조를 사용하더라도 VA(Vertical Alignment) 모드로 동작하는 액정패널로 구성된 종래 입체영상표시장치는 삼차원 영상 표현시 8개의 도메인에서 4개의 도메인으로 감소된 도메인의 수에 의해 시야각이 취약한 형태로 구동하는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, VA(Vertical Alignment) 모드의 액정패널과 패턴드 리타더를 포함하는 입체영상표시장치에서 3D 구동시 각 서브 픽셀을 8개의 도메인화하고 주서브 픽셀의 좌우 도메인의 계조를 구분(좌우 도메인 간의 계조차 형성) 구동하여 시야각 특성을 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 제1게이트라인을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할된 서브 픽셀을 포함하는 액정패널; 및 액정패널의 표시면에 위치하고 3D모드에서 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴 리타더를 포함하되, 주서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 주액정셀부와 제1게이트신호에 응답하여 제1b데이터라인을 통해 공급된 제1b데이터전압을 저장하는 보상액정셀부를 포함하고, 부서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 부액정셀부를 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.
주액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제1a데이터라인에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극에 제2전극이 연결된 주트랜지스터와, 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 주액정셀과, 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 주커패시터를 포함하고, 보상액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제1b데이터라인에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터와, 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 보상액정셀과, 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 보상커패시터를 포함할 수 있다.
부액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제1a데이터라인에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극에 제2전극이 연결된 부트랜지스터와, 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 부액정셀과, 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 부커패시터를 포함할 수 있다.
제1a데이터라인은 주데이터라인이고 제1b데이터라인은 보상데이터라인이며, 제1a데이터라인과 제1b데이터라인에는 비대응되는 데이터전압이 공급될 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은, 제1게이트라인을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할된 서브 픽셀을 포함하는 액정패널; 및 액정패널의 표시면에 위치하고 3D모드에서 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴 리타더를 포함하되, 주서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 주액정셀부와 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하되 주액정셀부와 비대칭하는 도메인 크기를 갖는 보상액정셀부를 포함하고, 부서브 픽셀은 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 부액정셀부를 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.
주액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극에 제2전극이 연결된 주트랜지스터와, 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 주액정셀과, 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 주커패시터를 포함하고, 보상액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제b데이터라인에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터와, 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 보상액정셀과, 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 보상커패시터를 포함하되, 보상커패시터와 주커패시터는 용량이 다를 수 있다.
부액정셀부는, 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극에 제2전극이 연결된 부트랜지스터와, 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 부액정셀과, 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 부커패시터를 포함할 수 있다.
서브 픽셀은, 모드신호라인을 통해 공급된 모드신호에 응답하여 주액정셀부에 연결된 제2공통전압라인과 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제1브리지 트랜지스터와, 제2게이트라인을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 주액정셀부의 주픽셀전극과 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제2브리지 트랜지스터를 포함할 수 있다.
액정패널이 3D모드로 동작하면, 주액정셀부와 보상액정셀부는 비대응하는 계조가 표현될 수 있다.
액정패널이 2D모드로 동작하면 주액정셀부와 보상액정셀부는 제1 내지 제4도메인으로 표현되고 부액정셀부는 제5 내지 제8도메인으로 표현되며, 액정패널이 3D모드로 동작하면 주액정셀부와 보상액정셀부는 제 1 내지 제8도메인으로 표현되고 부액정셀부는 블랙으로 표현될 수 있다.
서브 픽셀은, 모드신호라인을 통해 공급된 모드신호에 응답하여 주액정셀부에 연결된 제2공통전압라인과 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제1브리지 트랜지스터와, 제2게이트라인을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 주액정셀부의 주픽셀전극과 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제2브리지 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는, VA 모드의 액정패널과 패턴드 리타더를 포함하는 입체영상표시장치에서 3D 구동시 각 서브 픽셀을 8개의 도메인화하고 주서브 픽셀의 좌우 도메인의 계조를 구분(좌우 도메인 간의 계조차 형성) 구동하여 시야각 특성을 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동 모드별 액정패널의 표시 상태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동 모드별 서브 픽셀의 도메인 표현 상태를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 서브 픽셀 구성도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 서브 픽셀 구성도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 입체영상표시장치에는 영상 공급부(SBD), 타이밍 제어부(TCN), 구동부(DRV), 표시패널(PNL), 패턴드 리타더(PRF) 및 편광안경(GLS)이 포함된다.
영상 공급부(SBD)는 이차원 모드(2D 모드)에서는 2D 영상 프레임 데이터를 생성하고, 삼차원 모드(3D 모드)에서는 3D 영상 프레임 데이터를 생성한다. 영상 공급부(SBD)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE) 및 메인 클럭(Main Clock) 등의 타이밍 신호와 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다. 영상 공급부(SBD)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 선택에 따라 2D 또는 3D 모드로 선택되어 이에 대응되는 영상 프레임 데이터를 생성하고 이를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다. 유저 인터페이스는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함한다. 이하에서는 영상 공급부(SBD)가 3D 모드로 선택되어 3D 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급하는 것을 일례로 설명한다.
타이밍 제어부(TCN)는 영상 공급부(SBD)로부터 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 포함하는 3D 영상 프레임 데이터를 공급받는다. 타이밍 제어부(TCN)는 120Hz 이상의 프레임 주파수로 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 구동부(DRV)에 교번하여 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(TCN)는 영상 프레임 데이터에 대응되는 제어신호를 구동부(DRV)에 공급한다.
구동부(DRV)는 데이터라인들에 연결되어 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. 구동부(DRV)는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터를 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 또한, 구동부(DRV)는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다.
표시패널(PNL)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 이차원 영상 또는 삼차원 영상을 표시한다. 표시패널(PNL)에는 백라이트유닛(BLU)과 액정패널(LCD)이 포함된다.
액정패널(LCD)에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 및 커패시터 등이 형성된 박막트랜지스터기판(이하, "TFT기판"이라 함)과 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된 컬러필터기판이 포함된다. 액정패널(LCD)에는 TFT기판과 컬러필터기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 서브 픽셀들이 형성되며 이는 VA(Vertical Alignment) 모드로 동작한다. 액정패널(LCD)의 TFT기판과 컬러필터기판에는 하부편광판(POL1)과 상부편광판(POL2)이 각각 부착된다. 이와 같이 구성된 액정패널(LCD)은 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광에 의해 영상을 표시할 수 있게 된다.
백라이트유닛(BLU)은 영상 공급부(SBD) 또는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 구동되어 액정패널(LCD)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(BLU)은 광을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광을 액정패널(LCD)의 방향으로 안내하는 도광판, 도광판으로부터 출사된 광을 확산 및 집광 등을 수행하는 광학부재 등을 포함한다. 백라이트유닛(BLU)은 엣지형, 듀얼형, 쿼드형 및 직하형 등으로 구성된다. 엣지형은 광원이 액정패널(LCD)의 일측에 배치된 형태이고, 듀얼형은 광원이 액정패널(LCD)의 양측에 대향 배치된 형태이고, 쿼드형은 광원이 액정패널(LCD)의 사방에 배치된 형태이며, 직하형은 광원이 액정패널(LCD)의 하부에 배치된 형태이다.
패턴드 리타더(PRF)는 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴드 리타더(PRF)는 홀수 라인은 우원편광(R)으로 짝수라인은 좌원편광(L)(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 분리시킨다.
편광안경(GLS)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 역할을 한다. 편광안경(GLS)의 좌측 안경(LEFT)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 좌안영상만 투과시킨다. 이와 달리, 편광안경(GLS)의 우측 안경(RIGHT)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 우안영상만 투과시킨다.
위와 같은 구조에 따라, 액정패널(LCD)에 프레임별로 좌안영상과 우안영상이 교번하여 표시되면 패턴드 리타더(PRF)는 좌안영상과 우안영상을 분리하여 출사시키게 되고 사용자는 편광안경(GLS)을 통해 삼차원 입체영상을 감상할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치에 대해 더욱 자세히 설명한다.
<제1실시예>
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동 모드별 액정패널의 표시 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 구동 모드별 서브 픽셀의 도메인 표현 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 서브 픽셀 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 액정패널은 RGB서브 픽셀(SPr, SPg, SPb)에 주서브 픽셀(SPm)과 부서브 픽셀(SPs)이 각각 포함된다. 여기서, GL[i]는 제i번째 게이트라인이고, GL[j]는 제j번째 게이트라인을 의미한다.
액정패널(LCD)이 2D 모드로 구동하면 도 2의 (a)와 같이, RGB서브 픽셀(SPr, SPg, SPb)에 포함된 주서브 픽셀(SPm)과 부서브 픽셀(SPs)은 RGB 영상을 표시한다. 그리고 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동하면 도 2의 (b)와 같이, RGB서브 픽셀(SPr, SPg, SPb)에 포함된 주서브 픽셀(SPm)은 RGB 영상을 표시하는 반면 부서브 픽셀(SPs)은 블랙 영상을 표시한다.
액정패널(LCD)이 위와 같은 형태로 영상을 표시함으로써 패턴드 리타더(PRF)에는 영상을 분리하기 위한 블랙스트라이프가 삭제된 구조가 사용된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 액정패널은 도 2의 (b)와 같이 주서브 픽셀(SPm)의 좌우 영역에 비대응하는 계조가 표현되는데 이는 이하에서 더욱 자세히 설명한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치에 사용된 액정패널(LCD)의 각 서브 픽셀은 모드별로 다음과 같은 도메인을 표시한다.
액정패널(LCD)이 2D 모드로 구동하면 각 서브 픽셀은 도 3의 (a)와 같이, 주서브 픽셀(SPm)은 제1 내지 제4도메인(d1 ~ d4)을 표시하고 부서브 픽셀(SPs)은 제5 내지 제8도메인(d5 ~ d8)을 표시한다. 즉, 각 서브 픽셀은 상하 간의 계조차가 형성되어 구동된다.
주서브 픽셀(SPm)이 제1 내지 제4도메인(d1 ~ d4)으로 255 계조(gray)를 표시하고, 부서브 픽셀(SPs)이 제5 내지 제8도메인(d5 ~ d8)으로 198 계조를 표시하는 것을 일례로 2D 모드에서의 서브 픽셀의 도메인 표시 상태를 설명하면 다음과 같다.
2D 모드로 구동시, 주서브 픽셀(SPm)에는 다음과 같은 도메인이 표시된다. 주서브 픽셀(SPm)의 좌측 상단에 제1 및 제2도메인(d1, d2)이 표시되면 이에 대응하여 대각선 방향에 있는 우측 하단에 제1 및 제2도메인(d1, d2)이 표시된다. 그리고 주서브 픽셀(SPm)의 좌측 하단에 제3 및 제4도메인(d3, d4)이 표시되면 이에 대응하여 대각선 방향에 있는 우측 상단에 제3 및 제4도메인(d3, d4)이 표시된다.
2D 모드로 구동시, 부서브 픽셀(SPs)에는 다음과 같은 도메인이 표시된다. 부서브 픽셀(SPs)의 좌측 상단에 제5 및 제6도메인(d5, d6)이 표시되면 이에 대응하여 대각선 방향에 있는 우측 하단에 제5 및 제6도메인(d5, d6)이 표시된다. 그리고 부서브 픽셀(SPs)의 좌측 하단에 제7 및 제8도메인(d7, d8)이 표시되면 이에 대응하여 대각선 방향에 있는 우측 상단에 제7 및 제8도메인(d7, d8)이 표시된다.
이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D 모드로 구동하면 각 서브 픽셀은 도 3의 (b)와 같이, 주서브 픽셀(SPm)은 제1 내지 제8도메인(d1 ~ d8)을 표시하고 부서브 픽셀(SPs)은 도메인을 미표시(또는 블랙을 표시)한다.
주서브 픽셀(SPm)의 좌측이 제1 내지 제4도메인(d1 ~ d4)으로 255 계조를 표시함과 더불어 주서브 픽셀(SPm)의 우측이 제5 내지 제8도메인(d5 ~ d8)으로 198 계조를 표시하고, 부서브 픽셀(SPs)이 0 계조를 표시하는 것을 일례로 3D 모드에서의 서브 픽셀의 도메인 표시 상태를 설명하면 다음과 같다.
3D 모드로 구동시, 주서브 픽셀(SPm)에는 다음과 같은 도메인이 표시된다. 주서브 픽셀(SPm)의 좌측 상단에 제1 및 제2도메인(d1, d2)이 표시되면 대각선 방향에 있는 우측 하단에 제5 및 제6도메인(d5, d6)이 표시된다. 그리고 주서브 픽셀(SPm)의 좌측 하단에 제3 및 제4도메인(d3, d4)이 표시되면 대각선 방향에 있는 우측 상단에 제7 및 제8도메인(d7, d8)이 표시된다.
3D 모드로 구동시, 부서브 픽셀(SPs)의 좌측과 우측이 블랙을 표시하게 되므로 도메인이 미표시된다.
위의 설명과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치에 사용된 액정패널(LCD)은 3D모드로 동작하면, 도 3의 (b)와 같이 주서브 픽셀(SPm)의 좌우 영역이 비대응하는 계조가 표현된다.
앞서 설명한 바와 같이 액정패널(LCD)이 3D모드로 동작할 때, 서브 픽셀의 좌우 영역이 비대응하는 계조가 표현되기 위해 서브 픽셀들은 다음과 같은 회로 구성을 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀(SP)은 제1게이트라인(GL1)을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인(3D Gate)을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀(SPm)과 부서브 픽셀(SPs)로 분할된다.
주서브 픽셀(SPm)에는 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 제1게이트신호에 응답하여 제1b데이터라인(DL1')을 통해 공급된 제1b데이터전압을 저장하는 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')가 포함된다. 그리고 부서브 픽셀(SPs)에는 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)가 포함된다.
주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1a데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극(P1)에 제2전극이 연결된 주트랜지스터(Tm)와, 주픽셀전극(P1)에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 주액정셀(Clc1)과, 주픽셀전극(P1)에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 주커패시터(Cst1)이 포함된다.
보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1b데이터라인(DL1')에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극(P1')에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터(Tm')와, 보상픽셀전극(P1')에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 보상액정셀(Clc1')과, 보상픽셀전극(P1')에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 보상커패시터(Cst1')가 포함된다.
부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1a데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극(P2)에 제2전극이 연결된 부트랜지스터(Ts)와, 부픽셀전극(P2)에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 부액정셀(Clc2)과, 부픽셀전극(P2)에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 부커패시터(Cst2)가 포함된다.
또한, 서브 픽셀(SP)에는 모드신호라인(3D Gate)을 통해 공급된 모드신호에 응답하여 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에 연결된 제2공통전압라인(Vcom2)과 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)의 부픽셀전극(P2)을 연결하는 제1브리지 트랜지스터(Td)와, 제2게이트라인(GL2)을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)의 주픽셀전극(P1)과 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)의 부픽셀전극(P2)을 연결하는 제2브리지 트랜지스터(Tn)가 포함된다.
여기서, 제1a데이터라인(DL1)은 주데이터라인이고 제1b데이터라인(DL1')은 보상데이터라인이며, 제1a데이터라인(DL1)과 제1b데이터라인(DL1')에는 비대응되는 데이터전압이 공급될 수 있다. 그리고 제1게이트라인(GL1)은 현재의 게이트라인에 위치하는 서브 픽셀에 제1게이트신호를 공급하는 라인이고, 제2게이트라인(GL2)은 현재의 게이트라인보다 후단(다음단)에 위치하는 서브 픽셀에 제2게이트신호를 공급하는 라인일 수 있다.
여기서, 모드신호라인(3D Gate)을 통해 공급된 모드신호에 의해 제1브리지 트랜지스터(Td)가 응답하게 되면, 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)는 제2공통전압라인(Vcom2)을 통해 공급된 제2공통전압에 의해 블랙 데이터를 표시하게 된다. 그리고 제2게이트라인(GL2)을 통해 공급된 제2게이트신호에 의해 제2브리지 트랜지스터(Tn)가 응답하게 되면, 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)는 동일한 차지가 형성된다. 그러나 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)가 동일한 차지를 형성하더라도, 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)가 현재의 게이트라인이 아닌 후단의 게이트라인에 연결되어 있어 이들 간에는 차등된 계조가 형성된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀은 위와 같이 보상데이터라인이되는 제1b데이터라인(DL1')으로부터 다른 계조전압을 공급받는 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')가 포함된다.
위와 같은 구조에 의해 액정패널(LCD)이 3D 모드로 동작하게 되면, 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')에는 제1b데이터라인(DL1')을 통해 제1a데이터라인(DL1)과 다른 계조의 데이터전압이 공급된다. 따라서, 액정패널(LCD)이 3D 모드로 동작하면 주서브 픽셀(SPm)은 도 3의 (b)에서 설명한 바와 같이 각기 다른 적어도 8개의 도메인(d1 ~ d8)으로 좌우 영역이 구분된 계조를 표시할 수 있게 되므로 액정패널(LCD)의 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.
<제2실시예>
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 서브 픽셀 구성도이다.
앞서 설명한 바와 같이 액정패널(LCD)이 3D모드로 동작할 때, 서브 픽셀의 좌우 영역이 비대응하는 계조가 표현되기 위해 서브 픽셀들은 다음과 같은 회로 구성을 갖는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀(SP)은 제1게이트라인(GL1)을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인(3D Gate)을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀(SPm)과 부서브 픽셀(SPs)로 분할된다.
주서브 픽셀(SPm)에는 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')가 포함된다. 그리고 부서브 픽셀(SPs)에는 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)가 포함된다.
주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극(P1)에 제2전극이 연결된 주트랜지스터(Tm)와, 주픽셀전극(P1)에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 주액정셀(Clc1)과, 주픽셀전극(P1)에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 주커패시터(Cst1)이 포함된다.
보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극(P1')에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터(Tm')와, 보상픽셀전극(P1')에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 보상액정셀(Clc1')과, 보상픽셀전극(P1')에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 보상커패시터(Cst1')가 포함된다. 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')는 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하되 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 비대칭하는 도메인 크기를 갖는다.
부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)에는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극(P2)에 제2전극이 연결된 부트랜지스터(Ts)와, 부픽셀전극(P2)에 일단이 연결되고 제1공통전압라인(Vcom1)에 타단이 연결된 부액정셀(Clc2)과, 부픽셀전극(P2)에 일단이 연결되고 제2공통전압라인(Vcom2)에 타단이 연결된 부커패시터(Cst2)가 포함된다.
또한, 서브 픽셀(SP)에는 모드신호라인(3D Gate)을 통해 공급된 모드신호에 응답하여 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에 연결된 제2공통전압라인(Vcom2)과 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)의 부픽셀전극(P2)을 연결하는 제1브리지 트랜지스터(Td)와, 제2게이트라인(GL2)을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)의 주픽셀전극(P1)과 부액정셀부(Ts, Cst2, Clc2)의 부픽셀전극(P2)을 연결하는 제2브리지 트랜지스터(Tn)가 포함된다.
여기서, 제1게이트라인(GL1)은 현재의 게이트라인에 위치하는 서브 픽셀에 제1게이트신호를 공급하는 라인이고, 제2게이트라인(GL2)은 현재의 게이트라인보다 전단에 위치하거나 후단(다음단)에 위치하는 서브 픽셀에 제2게이트신호를 공급하는 라인일 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 서브 픽셀은 위와 같이 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')가 제1데이터라인(DL1)을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하되 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)와 비대칭하는 도메인 크기를 갖는다. 이를 위해, 제2실시예에서는 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')에 포함된 보상커패시터(Cst1')의 용량을 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에 포함된 주커패시터(Cst1)의 용량보다 크게 형성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 보상커패시터(Cst1')의 용량을 주커패시터(Cst1)의 용량보다 크게 형성하면 동일한 계조에 해당되는 데이터전압이 공급되더라도 이들 계조 간의 차등을 둘 수 있게 된다.
위와 같은 구조에 의해 액정패널(LCD)이 3D 모드로 동작하게 되면, 주액정셀부(Tm, Cst1, Clc1)에 포함된 주커패시터(Cst1)와 보상액정셀부(Tm', Cst1', Clc1')에 포함된 보상커패시터(Cst1')에는 동일한 계조의 데이터전압이 공급되지만 주커패시터(Cst1)의 용량과 보상커패시터(Cst1')의 용량 차이로 다른 계조의 데이터전압이 형성된다. 따라서, 액정패널(LCD)이 3D 모드로 동작하면 주서브 픽셀(SPm)은 도 3의 (b)에서 설명한 바와 같이 각기 다른 적어도 8개의 도메인(d1 ~ d8)으로 좌우 영역이 구분된 계조를 표시할 수 있게 되므로 액정패널(LCD)의 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 본 발명은 VA 모드의 액정패널과 패턴드 리타더를 포함하는 입체영상표시장치에서 3D 구동시 각 서브 픽셀을 8개의 도메인화하고 주서브 픽셀의 좌우 도메인의 계조를 구분(좌우 도메인 간의 계조차 형성) 구동하여 시야각 특성을 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
SBD: 영상 공급부 TCN: 타이밍 제어부
DRV: 구동부 LCD: 액정패널
PRF: 패턴드 리타더 GLS: 편광안경
SPm: 주서브 픽셀 SPs: 부서브 픽셀
Tm, Cst1, Clc1: 주액정셀부 Tm', Cst1', Clc1': 보상액정셀부
Ts, Cst2, Clc2: 부액정셀부 d1 ~ d8: 제1 내지 제8도메인

Claims (11)

  1. 제1게이트라인을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할된 서브 픽셀을 포함하는 액정패널; 및
    상기 액정패널의 표시면에 위치하고 상기 3D모드에서 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴 리타더를 포함하되,
    상기 주서브 픽셀은 상기 제1게이트신호에 응답하여 제1a데이터라인을 통해 공급된 제1a데이터전압을 저장하는 주액정셀부와 상기 제1게이트신호에 응답하여 제1b데이터라인을 통해 공급된 제1b데이터전압을 저장하는 보상액정셀부를 포함하고,
    상기 부서브 픽셀은 상기 제1게이트신호에 응답하여 상기 제1a데이터라인을 통해 공급된 상기 제1a데이터전압을 저장하는 부액정셀부를 포함하는 입체영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제1a데이터라인에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극에 제2전극이 연결된 주트랜지스터와,
    상기 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 주액정셀과,
    상기 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 주커패시터를 포함하고,
    상기 보상액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제1b데이터라인에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터와,
    상기 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 상기 제1공통전압라인에 타단이 연결된 보상액정셀과,
    상기 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 상기 제2공통전압라인에 타단이 연결된 보상커패시터를 포함하는 입체영상표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제1a데이터라인에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극에 제2전극이 연결된 부트랜지스터와,
    상기 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 부액정셀과,
    상기 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 부커패시터를 포함하는 입체영상표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1a데이터라인은 주데이터라인이고 상기 제1b데이터라인은 보상데이터라인이며,
    상기 제1a데이터라인과 상기 제1b데이터라인에는 비대응되는 데이터전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  5. 제1게이트라인을 통해 공급되는 제1게이트신호를 공유하고 모드신호라인을 통해 공급되는 모드신호에 따라 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되도록 주서브 픽셀과 부서브 픽셀로 분할된 서브 픽셀을 포함하는 액정패널; 및
    상기 액정패널의 표시면에 위치하고 상기 3D모드에서 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴 리타더를 포함하되,
    상기 주서브 픽셀은 상기 제1게이트신호에 응답하여 제1데이터라인을 통해 공급된 제1데이터전압을 저장하는 주액정셀부와 상기 제1게이트신호에 응답하여 상기 제1데이터라인을 통해 공급된 상기 제1데이터전압을 저장하되 상기 주액정셀부와 비대칭하는 도메인 크기를 갖는 보상액정셀부를 포함하고,
    상기 부서브 픽셀은 상기 제1게이트신호에 응답하여 상기 제1데이터라인을 통해 공급된 상기 제1데이터전압을 저장하는 부액정셀부를 포함하는 입체영상표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 주픽셀전극에 제2전극이 연결된 주트랜지스터와,
    상기 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 주액정셀과,
    상기 주픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 주커패시터를 포함하고,
    상기 보상액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제b데이터라인에 제1전극이 연결되고 보상픽셀전극에 제2전극이 연결된 보상트랜지스터와,
    상기 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 상기 제1공통전압라인에 타단이 연결된 보상액정셀과,
    상기 보상픽셀전극에 일단이 연결되고 상기 제2공통전압라인에 타단이 연결된 보상커패시터를 포함하되,
    상기 보상커패시터와 상기 주커패시터는 용량이 다른 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 부액정셀부는,
    상기 제1게이트라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제1데이터라인에 제1전극이 연결되고 부픽셀전극에 제2전극이 연결된 부트랜지스터와,
    상기 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제1공통전압라인에 타단이 연결된 부액정셀과,
    상기 부픽셀전극에 일단이 연결되고 제2공통전압라인에 타단이 연결된 부커패시터를 포함하는 입체영상표시장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 서브 픽셀은,
    상기 모드신호라인을 통해 공급된 상기 모드신호에 응답하여 상기 주액정셀부에 연결된 제2공통전압라인과 상기 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제1브리지 트랜지스터와,
    제2게이트라인을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 상기 주액정셀부의 주픽셀전극과 상기 부액정셀부의 상기 부픽셀전극을 연결하는 제2브리지 트랜지스터를 포함하는 입체영상표시장치.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 액정패널이 상기 3D모드로 동작하면,
    상기 주액정셀부와 상기 보상액정셀부는 비대응하는 계조가 표현되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  10. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 액정패널이 상기 2D모드로 동작하면 상기 주액정셀부와 상기 보상액정셀부는 제1 내지 제4도메인으로 표현되고 상기 부액정셀부는 제5 내지 제8도메인으로 표현되며,
    상기 액정패널이 상기 3D모드로 동작하면 상기 주액정셀부와 상기 보상액정셀부는 제 1 내지 제8도메인으로 표현되고 상기 부액정셀부는 블랙으로 표현되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  11. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 서브 픽셀은,
    상기 모드신호라인을 통해 공급된 상기 모드신호에 응답하여 상기 주액정셀부에 연결된 제2공통전압라인과 상기 부액정셀부의 부픽셀전극을 연결하는 제1브리지 트랜지스터와,
    제2게이트라인을 통해 공급된 제2게이트신호에 응답하여 상기 주액정셀부의 주픽셀전극과 상기 부액정셀부의 상기 부픽셀전극을 연결하는 제2브리지 트랜지스터를 포함하는 입체영상표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140037525A (ko) * 2012-09-19 2014-03-27 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시장치
CN107797275A (zh) * 2016-08-30 2018-03-13 北京亮亮视野科技有限公司 一种具有投影及目视功能的光学系统
WO2020244138A1 (zh) * 2019-06-05 2020-12-10 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种多畴像素结构的显示面板

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