KR20120119418A - 입체영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되는 액정패널; 액정패널의 표시면에 위치하는 패턴 리타더; 액정패널의 수평방향으로 배열된 게이트라인들을 통해 게이트신호들을 공급하는 게이트구동부; 및 액정패널의 수직방향으로 배열된 데이터라인들을 통해 데이터신호들을 공급하는 데이터구동부를 포함하되, 액정패널은 제1서브 픽셀과 제2서브 픽셀로 구획된 서브 픽셀을 포함하며, 서브 픽셀은 수직방향의 크기보다 수평방향의 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 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.
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 블랙매트릭스가 형성되어 있어 이차원영상 표현시 휘도 저하를 유발한다. 그리하여, 종래에는 하나의 서브 픽셀을 메인서브 픽셀과 보조서브 픽셀로 분할하고 이차원 영상 표현시에는 메인서브 픽셀과 보조서브 픽셀에 영상 데이터를 입력하고 삼차원 영상 표현시에는 메인서브 픽셀에는 영상 데이터를 보조서브 픽셀에는 블랙 데이터를 입력하는 방식으로 블랙매트릭스를 구현하였다.
그런데 하나의 서브 픽셀을 메인서브 픽셀과 보조서브 픽셀로 분할하여 삼차원 영상을 표현하는 입체영상표시장치의 경우, 시야각을 개선하기 위한 필요성이 있다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 상하 시야각 프리(free)가 가능하여 2D모드 구동시 휘도 증가와 더불어 수평해상도를 종래 구조 대비 2배 이상 증가시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되는 액정패널; 액정패널의 표시면에 위치하는 패턴 리타더; 액정패널의 수평방향으로 배열된 게이트라인들을 통해 게이트신호들을 공급하는 게이트구동부; 및 액정패널의 수직방향으로 배열된 데이터라인들을 통해 데이터신호들을 공급하는 데이터구동부를 포함하되, 액정패널은 제1서브 픽셀과 제2서브 픽셀로 구획된 서브 픽셀을 포함하며, 서브 픽셀은 수직방향의 크기보다 수평방향의 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치를 제공한다.
패턴 리타더는 수직방향으로 구획된 블랙매트릭스를 포함할 수 있다.
블랙매트릭스는 제1서브 픽셀과 제2서브 픽셀 사이의 영역에 대응하여 복수로 형성될 수 있다.
제1서브 픽셀과 제2서브 픽셀의 크기는 서로 다를 수 있다.
제1서브 픽셀의 크기는 제2서브 픽셀의 크기보다 클 수 있다.
제2서브 픽셀의 크기는 제1서브 픽셀의 크기보다 클 수 있다.
액정패널이 2D모드로 구동하면 제1서브 픽셀 및 제2서브 픽셀은 영상을 표시하고, 액정패널이 3D모드로 구동하면 제1서브 픽셀 및 제2서브 픽셀 중 하나는 영상을 표시하는 반면 다른 하나는 블랙 상태가 될 수 있다.
액정패널은 한 개의 게이트라인과 두 개의 데이터라인들에 의해 하나의 서브 픽셀이 정의될 수 있다.
액정패널이 2D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들에는 영상 데이터가 공급될 수 있다.
액정패널이 3D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들 중 하나에는 영상 데이터가 공급되고 다른 하나에는 블랙 데이터가 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 서브 픽셀이 수직방향의 크기보다 수평방향의 크기가 더 크므로 상하 시야각 프리(free)가 가능하여 2D모드 구동시 휘도 증가와 더불어 수평해상도를 종래 구조 대비 2배 이상 증가시킬 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도.
도 5는 제1실시예의 다른 실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
<제1실시예>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치에는 영상 공급부(SBD), 타이밍 제어부(TCN), 구동부(DRV), 액정패널(LCD), 패턴 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 데이터구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트구동부를 포함한다. 구동부(DRV) 중 데이터구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터를 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 데이터구동부는 수직방향으로 배열된 데이터라인들을 통해 데이터신호들을 공급한다. 또한, 구동부(DRV) 중 게이트구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다. 게이트구동부는 수평방향으로 배열된 게이트라인들을 통해 게이트신호들을 공급한다.
액정패널(LCD)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 이차원 영상 또는 삼차원 영상을 표시한다. 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 픽셀(SP)이 매트릭스 형태로 형성된다.
도 2와 같이 서브 픽셀(SP)은 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)을 포함할 수 있다. 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)은 표시영역 내에 형성되며 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)로 각각 구획된다. 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)은 IPS(In Plane Switching) 모드또는 FFS(Fringe Field Switching), TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등으로 구현될 수 있다.
이러한 구조는 액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)은 영상을 표시한다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 반면 다른 하나는 블랙 상태가 된다. 이에 대해서는 이하에서 더욱 자세히 설명한다.
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) 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.
패턴 리타더(PRF)는 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴 리타더(PRF)는 홀수 라인은 우원편광(R)으로 짝수라인은 좌원편광(L)(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 분리시킨다.
도 3과 같이 패턴 리타더(PRF)는 액정패널(LCD) 상에 위치하며 이는 필름 형태로 형성된다. 패턴 리타더(PRF)에는 수직방향으로 구획되며 검은색 계열로 이루어진 블랙매트릭스(BM)가 포함된다. 블랙매트릭스(BM)는 서브 픽셀에 포함된 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)의 사이 영역에 대응하여 복수로 배치된다. 예컨대 하나의 블랙매트릭스(BM)는 적색 서브 픽셀(SPr)에 포함된 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)의 사이 영역에 대응하도록 배치된다. 즉, 종래의 패턴 리타더의 블랙매트릭스는 수평방향으로 배치되지만 제1실시예의 패턴 리타더의 블랙매트릭스는 수직방향으로 형성된다.
위의 설명에서 백라이트유닛(BLU), 액정패널(LCD) 및 패턴 리타더(PRF)는 영상을 표시하는 통합적인 장치이므로 본 발명의 설명에서는 이들을 이미지 패널(PNL)로 정의하여 설명한다.
편광안경(GLS)은 이미지 패널(PNL)에 표시된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 역할을 한다. 편광안경(GLS)의 좌측 안경(LEFT)은 패턴 리타더(PRF)를 통해 표시된 홀수 번째의 서브 픽셀만 투과시키므로 사용자는 좌안영상만 보게 된다. 이와 달리, 편광안경(GLS)의 우측 안경(RIGHT)은 패턴 리타더(PRF)를 통해 표시된 짝수 번째의 서브 픽셀만 투과시키므로 사용자는 우안영상만 보게 된다.
위와 같은 구조에 따라, 이미지 패널(PNL)에는 프레임별로 좌안영상과 우안영상이 교번하여 표시되고, 사용자는 편광안경(GLS)을 통해 삼차원 입체 영상을 감상할 수 있게 된다.
이하, 서브 픽셀의 구조에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도이고, 도 5는 제1실시예의 다른 실시예에 따른 서브 픽셀의 구조도이다.
도 4와 같이, 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)은 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)을 각각 포함한다. 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)은 데이터라인들(Dn, Dn+1)의 배열 방향인 수직방향의 크기보다 게이트라인들(Gm ~ Gm+2)의 배열 방향인 수평방향의 크기가 더 크다. 즉, 종래의 서브 픽셀은 데이터라인들(Dn, Dn+1)의 배열 방향인 수직방향으로 길게 형성되지만 제1실시예의 서브 픽셀은 게이트라인들(Gm ~ Gm+2)의 배열 방향인 수평방향으로 길게 형성된다.
제1실시예에 따른 입체영상표시장치의 경우, 액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 메인서브 픽셀로 동작하고 다른 하나는 이를 돕는 보조서브 픽셀로 동작한다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 동작하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 메인서브 픽셀로 동작하고 다른 하나는 액티브 블랙스트라이프 역할을 하도록 동작한다.
메인서브 픽셀을 보조하는 보조서브 픽셀의 경우, 2D모드 구동시 휘도 저하 등을 방지하고 3D모드 구동시 블랙스트라이프 역할을 하도록 동작하므로 메인서브 픽셀의 크기보다 작게 형성된다.
도 4의 제1실시예에 따른 구조의 경우, 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)에 각각 포함된 제1서브 픽셀(SP1)은 제2서브 픽셀(SP2) 보다 크다. 제1서브 픽셀(SP1)은 메인서브 픽셀(MP) 역할을 하고 제2서브 픽셀(SP2)은 액티브 블랙스트라이프(BS) 역할을 한다.
적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)은 한 개의 게이트라인과 두 개의 데이터라인들에 의해 정의된다. 예컨대, 적색 서브 픽셀(SPr)의 경우 제M번째 게이트라인(Gm)과 제N번째 및 제N+1번째 데이터라인들(Dn, Dn+1)에 의해 정의된다.
액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들(Dn, Dn+1)에는 영상 데이터가 공급된다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들(Dn, Dn+1) 중 하나인 제N번째 데이터라인(Dn)에는 영상 데이터가 공급되고 다른 하나인 제N+1번째 데이터라인(Dn+1)에는 블랙 데이터가 공급된다.
도 5의 다른 실시예에 따른 구조의 경우, 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)에 각각 포함된 제2서브 픽셀(SP2)은 제1서브 픽셀(SP1) 보다 크다. 제1서브 픽셀(SP1)은 액티브 블랙스트라이프(BS) 역할을 하고 제2서브 픽셀(SP2)은 메인서브 픽셀(MP) 역할을 한다.
적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀(SPg) 및 청색 서브 픽셀(SPb)은 한 개의 게이트라인과 두 개의 데이터라인들에 의해 정의된다. 예컨대, 녹색 서브 픽셀(SPg)의 경우 제M+1번째 게이트라인(Gm+1)과 제N번째 및 제N+1번째 데이터라인들(Dn, Dn+1)에 의해 정의된다.
액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들(Dn, Dn+1)에는 영상 데이터가 공급된다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 구동하면 두 개의 데이터라인들(Dn, Dn+1) 중 하나인 제N번째 데이터라인(Dn)에는 블랙 데이터가 공급되고 다른 하나인 제N+1번째 데이터라인(Dn+1)에는 영상 데이터가 공급된다.
<제2실시예>
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치에는 영상 공급부(SBD), 타이밍 제어부(TCN), 구동부(DRV), 액정패널(LCD), 패턴 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 데이터구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트구동부를 포함한다. 구동부(DRV) 중 데이터구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터를 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 데이터구동부는 수직방향으로 배열된 데이터라인들을 통해 데이터신호들을 공급한다. 또한, 구동부(DRV) 중 게이트구동부는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다. 게이트구동부는 수평방향으로 배열된 게이트라인들을 통해 게이트신호들을 공급한다.
액정패널(LCD)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 이차원 영상 또는 삼차원 영상을 표시한다. 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 픽셀(SP)이 매트릭스 형태로 형성된다.
서브 픽셀(SP)은 적색 서브 픽셀(SPr)은 물론 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀은 표시영역 내에 형성되며 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)로 각각 구획된다. 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)은 IPS(In Plane Switching) 모드또는 FFS(Fringe Field Switching), TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등으로 구현될 수 있다.
적색 서브 픽셀(SPr), 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀은 제1실시예와 같이 데이터라인들의 배열 방향인 수직방향의 크기보다 게이트라인들의 배열 방향인 수평방향의 크기가 더 크다. 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)의 크기는 서로 다르다.
이러한 구조는 액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)은 영상을 표시한다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 반면 다른 하나는 블랙 상태가 된다.
따라서, 액정패널(LCD)이 2D모드로 구동하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 메인서브 픽셀로 동작하고 다른 하나는 이를 돕는 보조서브 픽셀로 동작한다. 이와 달리, 액정패널(LCD)이 3D모드로 동작하면 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2) 중 하나는 영상을 표시하는 메인서브 픽셀로 동작하고 다른 하나는 액티브 블랙스트라이프 역할을 하도록 동작한다.
제2실시예에 따른 입체영상표시장치의 경우, 액정패널(LCD)의 중앙영역(CP)을 기준으로 일측은 제1서브 픽셀(SP1)이 메인서브 픽셀로 동작하고 제2서브 픽셀(SP2)이 보조서브 픽셀로 동작한다. 여기서, 제1서브 픽셀(SP1)의 크기는 제2서브 픽셀(SP2)의 크기보다 크다. 그리고 액정패널(LCD)의 중앙영역(CP)을 기준으로 타측은 제1서브 픽셀(SP1)이 보조서브 픽셀로 동작하고 제2서브 픽셀(SP2)이 메인서브 픽셀로 동작한다. 여기서, 제2서브 픽셀(SP2)의 크기는 제1서브 픽셀(SP1)의 크기보다 크다. 예컨대, 중앙영역(CP)의 일측에 위치하는 적색 서브 픽셀(SPr)의 제1서브 픽셀(SP1)은 메인서브 픽셀로 동작하고 제2서브 픽셀(SP2)은 보조서브 픽셀로 동작한다. 그리고 중앙영역(CP)의 타측에 위치하는 적색 서브 픽셀(SPr)의 제1서브 픽셀(SP1)은 보조서브 픽셀로 동작하고 제2서브 픽셀(SP2)은 메인서브 픽셀로 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) 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.
패턴 리타더(PRF)는 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴 리타더(PRF)는 홀수 라인은 우원편광(R)으로 짝수라인은 좌원편광(L)(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 분리시킨다.
패턴 리타더(PRF)는 액정패널(LCD) 상에 위치하며 이는 필름 형태로 형성된다. 패턴 리타더(PRF)에는 수직방향으로 구획되며 검은색 계열로 이루어진 블랙매트릭스(BM)가 포함된다. 블랙매트릭스(BM)는 서브 픽셀에 포함된 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)의 사이 영역에 대응하여 복수로 배치된다. 예컨대 하나의 블랙매트릭스(BM)는 적색 서브 픽셀(SPr)에 포함된 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)의 사이 영역에 대응하도록 배치된다. 즉, 종래의 패턴 리타더의 블랙매트릭스는 수평방향으로 배치되지만 제2실시예의 패턴 리타더(PRF)의 블랙매트릭스(BM)는 수직방향으로 형성된다. 한편, 제2실시예에 따른 패턴 리타더(PRF)의 블랙매트릭스(BM)는 액정패널(LCD)의 중앙영역(CP)을 기준으로 일측과 타측이 미러 형태를 취할 수 있다. 이는 서브 픽셀에 포함된 제1서브 픽셀(SP1)과 제2서브 픽셀(SP2)이 액정패널(LCD)의 중앙영역(CP)을 기준으로 일측과 타측으로 구분되어 메인서브 픽셀과 보조서브 픽셀의 위치가 바뀌기 때문이다.
위의 설명에서 백라이트유닛(BLU), 액정패널(LCD) 및 패턴 리타더(PRF)는 영상을 표시하는 통합적인 장치이므로 본 발명의 설명에서는 이들을 이미지 패널(PNL)로 정의하여 설명한다.
편광안경(GLS)은 이미지 패널(PNL)에 표시된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 역할을 한다. 편광안경(GLS)의 좌측 안경(LEFT)은 패턴 리타더(PRF)를 통해 표시된 홀수 번째의 서브 픽셀만 투과시키므로 사용자는 좌안영상만 보게 된다. 이와 달리, 편광안경(GLS)의 우측 안경(RIGHT)은 패턴 리타더(PRF)를 통해 표시된 짝수 번째의 서브 픽셀만 투과시키므로 사용자는 우안영상만 보게 된다.
이상 본 발명의 실시예는 서브 픽셀이 수직방향의 크기보다 수평방향의 크기가 더 크므로 상하 시야각 프리(free)가 가능한 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다. 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 2D모드 구동시 휘도 증가와 더불어 수평해상도를 종래 구조 대비 2배 이상 증가시킬 수 있게 된다.
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: 패턴 리타더 GLS: 편광안경
SPr: 적색 서브 픽셀 SPg: 녹색 서브 픽셀
SPb: 청색 서브 픽셀 SP1: 제1서브 픽셀
SP2: 제2서브 픽셀 MP: 메인서브 픽셀
BS: 액티브 블랙스트라이프 BM: 블랙매트릭스

Claims (10)

  1. 2D모드와 3D모드 중 하나로 전환되는 액정패널;
    상기 액정패널의 표시면에 위치하는 패턴 리타더;
    상기 액정패널의 수평방향으로 배열된 게이트라인들을 통해 게이트신호들을 공급하는 게이트구동부; 및
    상기 액정패널의 수직방향으로 배열된 데이터라인들을 통해 데이터신호들을 공급하는 데이터구동부를 포함하되,
    상기 액정패널은 제1서브 픽셀과 제2서브 픽셀로 구획된 서브 픽셀을 포함하며, 상기 서브 픽셀은 상기 수직방향의 크기보다 상기 수평방향의 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 리타더는 상기 수직방향으로 구획된 블랙매트릭스를 포함하는 입체영상표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 상기 제1서브 픽셀과 상기 제2서브 픽셀 사이의 영역에 대응하여 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 픽셀과 상기 제2서브 픽셀의 크기는 다른 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 픽셀의 크기는 상기 제2서브 픽셀의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2서브 픽셀의 크기는 상기 제1서브 픽셀의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널이 상기 2D모드로 구동하면 상기 제1서브 픽셀 및 상기 제2서브 픽셀은 영상을 표시하고,
    상기 액정패널이 상기 3D모드로 구동하면 상기 제1서브 픽셀 및 상기 제2서브 픽셀 중 하나는 영상을 표시하는 반면 다른 하나는 블랙 상태가 되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널은 한 개의 게이트라인과 두 개의 데이터라인들에 의해 하나의 서브 픽셀이 정의되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액정패널이 상기 2D모드로 구동하면 상기 두 개의 데이터라인들에는 영상 데이터가 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 액정패널이 상기 3D모드로 구동하면 상기 두 개의 데이터라인들 중 하나에는 영상 데이터가 공급되고 다른 하나에는 블랙 데이터가 공급되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150080187A (ko) * 2013-12-30 2015-07-09 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 디스플레이 장치
KR20150080354A (ko) * 2013-12-31 2015-07-09 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 디스플레이 장치와 이의 구동 방법

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