KR20130020456A

KR20130020456A - 입체영상 표시장치 및 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20130020456A
Application number: KR1020110083101A
Authority: KR
Inventors: 김상재; 박승범; 이승희; 김광현; 김지훈; 변병훈
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27
Also published as: US20130044147A1

Abstract

입체영상 표시장치 및 이의 구동방법에서, 백라이트 유닛은 독립적으로 동작 가능한 다수의 발광 블럭을 포함한다. 표시패널은 N(N은 양의 정수) 번째 프레임기간 동안 제1 이미지 데이터를 이용하여 제1 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력하고, N+1 번째 프레임기간 동안 제2 이미지 데이터를 이용하여 제2 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력한다. 액티브 리타더는 N 번째 프레임기간 동안 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간 동안 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환한다. 여기서, 각 프레임 구간마다 상기 다수의 발광 블럭은 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등된다.

Description

입체영상 표시장치 및 이의 구동방법{3D IMAGE DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 입체영상 표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안 시차(Bincular disparity)를 가지는 좌안 영상과 우안 영상을 관찰자의 좌안과 우안 각각에 분리하여 보여주는 장치이다. 관찰자는 양안을 통해 좌안 영상과 우안 영상을 보게 되고, 좌안 및 우안 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

양안 시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식 입체영상 표시장치에서 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환하여 입체 영상을 구현할 수 있다.

그러나, 입체영상 표시장치의 표시 패널에 표시되는 영상이 좌안 영상에서 우안 영상으로 전환되거나, 반대로 우안 영상에서 좌안 영상으로 전환될 때, 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 입체 영상의 품질이 저하된다.

본 발명의 목적은 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 입체 영상의 품질이 저하되는 것을 방지하기 위한 입체영상 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 입체영상 표시장치를 구동하는데 적용되는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 입체영상 표시장치는 백라이트 유닛, 표시패널 및 액티브 리타더를 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 광을 발생하고, 독립적으로 동작 가능한 다수의 발광 블럭을 포함한다. 상기 표시패널은 상기 백라이트 유닛 상에 구비되어 상기 광을 수신하고, N(N은 양의 정수) 번째 프레임기간 동안 제1 이미지 데이터를 이용하여 제1 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력하고, N+1 번째 프레임기간 동안 제2 이미지 데이터를 이용하여 제2 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력한다.

상기 액티브 리타더는 순차적으로 스캐닝되는 다수의 편광 블럭을 포함하고, 상기 N 번째 프레임기간 동안 제1 구동전압에 응답하여 상기 표시패널로부터 출사된 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간 동안 제2 구동전압에 응답하여 상기 표시패널로부터 출사된 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환한다.

각 프레임 구간마다 상기 다수의 발광 블럭은 상기 다수의 편광 블럭의 스캐닝 방향을 따라 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 입체영상 표시장치의 구동 방법은 다음과 같다. 상기 입체영상 표시장치는 각 프레임 기간 동안 광을 발생하는 다수의 발광 블럭을 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등시킨다. 다음, 상기 광을 수신하고, N(N은 양의 정수) 번째 프레임기간 동안 제1 이미지 데이터를 이용하여 제1 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력하고, N+1 번째 프레임기간 동안 제2 이미지 데이터를 이용하여 제2 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력한다. 이후, 다수의 편광 블럭을 순차적으로 스캐닝하여 상기 N 번째 프레임기간 동안 제1 구동전압에 응답하여 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간 동안 제2 구동전압에 응답하여 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환한다.

상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 독립적으로 동작 가능한 다수의 발광 블럭을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하고, 각 프레임 구간마다 상기 다수의 발광 블럭이 액티브 리타더의 스캐닝 방향을 따라 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등된다.

따라서, 표시패널에 좌안 영상이 표시되는 제1 영역과 우안 영상이 표시되는 제2 영역의 경계에 대응하여 상기 발광 블럭을 소등시킬 수 있고, 그 결과 좌안 영상과 우안 영상이 혼재되어 크로스토크 현상이 시인되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널 및 패널 구동부의 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 입체영상 표시장치의 단면도이다.
도 4는 표시패널의 표시되는 영상에 따라 변화되는 스캔 펄스를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 입체영상 표시장치의 3D 모드 동작 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 N번째 프레임기간 동안의 백라이트 유닛의 소등 블럭을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시패널 및 패널 구동부의 블럭도이며, 도 3은 도 1에 도시된 입체영상 표시장치의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)는 백라이트 유닛(110), 표시패널(120), 액티브 리타더(active retarder)(130), 타이밍 제어부(140), 패널 구동부(150), 리타더 구동부(160) 및 편광안경(170)을 포함한다.

상기 표시패널(120)은 액정표시패널, 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel), 또는 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 구비하는 전계발광(Electroluminescence Device, EL) 표시패널 등으로 구현될 수 있다.

이하에서는, 상기 표시패널(120)의 일 예로써 액정표시패널을 예시하였지만 상기 표시패널(120)은 이에 한정되지 않고 다른 표시패널로도 구현될 수 있다.

상기 표시패널(120)은 어레이 기판(121), 상기 어레이 기판(121)과 대향하는 대향기판(122) 및 상기 어레이 기판(121)과 상기 대향기판(122) 사이에 개재된 제1 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 어레이 기판(121) 상에는 다수의 데이터 라인(DL1~DLm), 다수의 게이트 라인(GL1~GLn), 및 다수의 화소(Px)가 구비된다. 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)과 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)은 서로 절연되게 교차한다.

상기 다수의 화소(Px)는 상기 어레이 기판(121)에 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 다수의 화소(Px) 각각은 박막 트랜지스터(Tr) 및 상기 박막 트랜지스터(Tr)에 연결된 액정 커패시터(Clc)를 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극, 상기 다수의 데이터 라인(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 접속된 소오스 전극 및 상기 액정 커패시터(Clc)에 접속된 드레인 전극을 포함한다.

한편, 상기 액정 커패시터(Clc)는 상기 어레이 기판(121) 상에 구비된 화소전극, 상기 대향 기판(122) 상에 구비되어 상기 화소전극과 대향하는 공통전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 개재된 상기 제1 액정층에 의해서 형성된다.

상기 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상기 대향 기판(122) 상에 형성되지만, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극과 함께 상기 어레이 기판(121) 상에 형성된다.

상기 표시패널(120)은 상기 어레이 기판(121)과 상기 대향 기판(122)에 각각 부착된 제1 및 제2 편광판(123, 124)을 구비한다. 상기 제1 편광판(123)은 상기 어레이 기판(121)으로 입사되는 광의 편광 특성을 결정하고, 상기 제2 편광판(124)은 상기 액티브 리타더(130)로 입사되는 광의 편광 특성을 결정한다. 상기 제1 및 제2 편광판(123, 124)의 광 흡수축은 서로 직교할 수 있다.

또한, 상기 표시패널(120)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 상기 표시패널(120)이 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널로 구현될 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 입체영상 표시장치(100)는 상기 백라이트 유닛(151)을 필요로 한다.

상기 백라이트 유닛(110)은 광을 발생하여 상기 표시패널(120)로 공급한다. 상기 백라이트 유닛(110)은 독립적으로 동작 가능하며, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)은 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(110)은 광원의 위치에 따라서 직하형 백라이트 유닛과 에지형 백라이트 유닛으로 구분된다. 본 발명의 일 예로, 상기 백라이트 유닛(110)은 에지형으로 이루어지고, 이 경우 상기 백라이트 유닛(110)은 상기 광을 발생하는 다수의 광원(111), 및 상기 다수의 광원(111)의 일측에 구비되어 상기 광원들(111)로부터 상기 광을 수신하고 상기 수신된 광을 상기 표시 패널(120) 측으로 가이드하는 도광판(113)을 포함한다.

상기 다수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드로 이루어질 수 있으며, 상기 발광 블럭들(LB1~LB8) 각각에 적어도 하나의 발광 다이오드가 대응하여 구비될 수 있다. 여기서, 상기 도광판(113)을 상기 제1 방향(D1)을 따라 8 등분하였을 때 상기 도광판(113)에 제공된 8개의 영역들이 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)으로 정의될 수 있다.

한편, 상기 액티브 리타더(130)는 제2 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향하는 제1 투명기판(131)과 제2 투명기판(132)을 포함한다. 상기 제2 액정층은 90°의 위상 지연값을 갖는 TN 모드의 액정 또는 복굴절제어형(Electrically Controlled Birefringence ;ECB) 액정으로 형성될 수 있다. 상기 제1 투명기판(131)에는 제2 방향(D2)으로 연장된 다수의 스캔 전극들(131a)이 형성된다. 상기 다수의 스캔 전극들(131a)은 서로 전기적으로 절연되며, 상기 제1 방향(D1)으로 배열된다.

상기 스캔 전극들(131a) 각각은 상기 표시패널(120)에 구비된 게이트 라인들(GL1~GLn)에 대해 1 : K(단 K는 2 이상의 정수)의 대응관계를 갖도록 분할 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 표시패널(120)의 게이트 라인들(GL1~GLn)이 1080개이고, 상기 액티브 리타더(130)의 스캔 전극들(131a)이 90개라면 1개의 스캔 전극은 12개의 게이트 라인들에 대응될 수 있다.

또한, 상기 액티브 리타더(130)는 독립적으로 구동 가능한 다수의 편광 블럭(PB1~PB8)으로 분할될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 상기 편광 블럭들(PB1~PB8) 각각에는 적어도 하나의 스캔 전극들(131a)이 구비될 수 있다.

한편, 상기 제2 투명기판(132)에는 상기 다수의 스캔 전극들(131a)과 대향하는 기준 전극이 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 기준 전극에는 상기 표시 패널(120)의 공통 전극에 공급되는 공통 전압과 등전위의 전압이 인가될 수 있다.

따라서, 상기 액티브 리터더(130)는 상기 스캔 전극들(131a)과 상기 기준 전극에 의해서 형성된 전계에 따라서 상기 표시패널(120)로부터 출사된 광의 위상 지연양을 다르게 하여 빛의 편광을 조정한다.

상기 타이밍 제어부(140)는 2차원 모드(2D 모드)에서는 2D 포맷의 영상 데이터를 상기 패널 구동부(150)에 공급하고, 3차원 모드(3D 모드)에서는 3D 포맷의 우안/좌안 영상 데이터(LRLR)를 상기 패널 구동부(150)에 공급한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(140)는 제1 제어 신호(CT1)를 상기 패널 구동부(150)에 공급한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(140)는 제2 제어 신호(CT2)를 상기 리타더 구동부(160)에 공급한다.

상기 타이밍 제어부(140)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 선택에 따라 2D/3D 모드를 선택한다. 상기 유저 인터페이스는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패널 구동부(150)는 데이터 구동부(151) 및 게이트 구동부(152)를 포함한다. 3D 모드에서, 상기 데이터 구동부(151)는 상기 타이밍 제어부(140)로부터 좌안 및 우안 영상 데이터(LRLR)를 수신한다. 여기서, 상기 좌안 및 우안 영상 데이터(LRLR)는 60×p(p는 2 이상의 정수)Hz의 프레임 주파수로 상기 데이터 구동부(151)에 공급될 수 있다. 또한, 3D 모드에서, 상기 좌안 및 우안 영상 데이터(LRLR)는 교대로 상기 데이터 구동부(151)에 공급될 수 있다. 따라서, 상기 타이밍 제어부(140)는 입력 영상의 프레임 주파수를 n 배 체배하여 상기 데이터 구동부(151)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호의 주파수를 높인다.

상기 데이터 구동부(151)는 상기 제1 제어신호(CT1) 중 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 상기 좌안 및 우안 영상 데이터(LRLR)를 정극성 또는 부극성을 갖는 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 변환된 데이터 전압을 상기 표시패널(120)에 구비된 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 공급한다. 상기 게이트 구동부(152)는 상기 제1 제어신호(CT1) 중 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 상기 표시패널(120)에 구비된 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)에 게이트 펄스를 순차적으로 공급한다.

상기 표시패널(120)은 N(N은 1 이상의 정수) 번째 프레임기간 동안 상기 좌안 이미지 데이터를 이용하여 좌안 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력한다. 또한, 상기 표시패널(120)은 N+1 번째 프레임기간 동안 상기 우안 이미지 데이터를 이용하여 우안 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력한다. 따라서, 상기 표시패널 상에는 좌안 영상과 우안 영상이 교번적으로 표시될 수 있다.

한편, 상기 리타더 구동부(160)는 상기 제2 제어신호(CT2)에 응답하여 스캔 전극들(131a) 각각에 스캔 펄스(SP)를 인가한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스캔 펄스(SP)는 상기 표시패널(120) 상에 표시되는 영상에 따라서 제1 구동전압(Voff) 또는 제2 구동전압(Von)의 전위를 가질 수 있다.

도 4는 표시패널의 표시되는 영상에 따라 변화되는 스캔 펄스를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 리타더 구동부(160)는 상기 표시 패널(120) 상에 좌안 영상(또는 우안 영상)이 표시될 때 상기 기준 전극에 인가되는 공통전압과 등전위의 제1 구동전압(Voff)을 상기 스캔 전극들(131a)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 리타더 구동부(160)는 상기 표시 패널(120) 상에 상기 우안 영상(또는 좌안 영상)이 표시될 때 상기 공통전압과 소정의 전압차를 가지는 제2 구동전압(Von)을 공급할 수 있다.

상기 액티브 리타더(130)에 구비된 제2 액정층의 열화를 방지하기 위하여 상기 제2 구동전압(Von)은 상기 제1 구동전압(Voff)에 대하여 정극성 또는 부극성을 가질 수 있으며, 상기 스캔 전극들(131a)에는 정극성/부극성 제2 구동전압(+Von/-Von)이 교대로 공급될 수 있다.

도 4에서는 좌안 영상이 먼저 표시되는 것을 일례로 한 것일 뿐 우안 영상이 먼저 표시될 경우 상기 스캔 전극들(131a)에 공급되는 구동 전압은 이와 다를 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 액티브 리타더(130)가 상기 다수의 편광 블럭(PB1~PB8)으로 분할된 경우, 각 편광 블럭(PB1~PB8)에 속하는 스캔 전극들(131a)은 동시에 동작할 수 있다. 또한, 각 편광 블럭(PB1~PB8)에 속하는 스캔 전극들(131a)에 인가되는 스캔 펄스(SP)의 전위는 상기 표시패널(120)에 표시되는 영상에 따라서 상기 제1 방향(D1)으로 순차적으로 가변된다. 구체적으로, 상기 각 편광 블럭(PB1~PB8)에 대응하여 상기 표시패널(120)에 우안 영상이 표시되면, 상기 해당 편광 블럭(PB1~PB8)에 속하는 스캔 전극들(131a)에는 상기 제1 구동전압(Voff)이 인가될 수 있고, 반대로, 상기 해당 편광 블럭(PB1~PB8)에 대응하여 상기 표시패널(120)에 좌안 영상이 표시되면, 상기 해당 편광 블럭(PB1~PB8)에 속하는 스캔 전극들(131a)에는 상기 제2 구동전압(Von)이 인가될 수 있다.

따라서, 상기 액티브 리타더(130)는 상기 N 번째 프레임기간(Nth) 동안 상기 제1 구동전압(Voff)에 응답하여 상기 표시패널(120)로부터의 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간((N+1)th) 동안 상기 제2 구동전압(Von)에 응답하여 상기 표시패널(120)로부터의 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환할 수 있다.

한편, 상기 편광 안경(170)은 좌안의 편광특성과 우안의 편광특성이 서로 다르도록 광흡수측이 다른 좌안용 편광필터(171)와 우안용 편광필터(172)를 포함한다.

상기 좌안용 편광필터(171)는 상기 액티브 리타더(130)에서 출사되는 상기 제1 편광을 투과하고, 상기 우안용 편광필터(172)는 상기 액티브 리타더(130)에서 출사되는 상기 제2 편광을 투과할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 입체영상 표시장치의 3D 모드 동작 예를 나타낸 도면이다. 단, 도 5는 표시 패널(120)과 액티브 리타더(130)를 거쳐 투과된 좌/우안 영상이 편광 안경(170)을 통해 어떻게 볼 수 있는지 프레임(Nth frame, (N+1)th frame) 별로 도시한 것이다.

3D 모드에서 상기 표시 패널(120)은 한 프레임 단위로 좌안 및 우안 영상을 교대로 표시한다.

먼저, N번째 프레임(Nth frame)에서 상기 표시 패널(120)은 상기 좌안 영상 정보를 포함하는 상기 제1 광을 상기 제2 편광판(124)을 통해 좌편광으로 투과시킨다. 본 발명의 일 예로, N번째 프레임(Nth frame)에서 스캔 라인들(131a, 도 1에 도시됨)에 제1 구동전압(Voff)이 공급되어, 상기 액티브 리타더(130)는 상기 표시 패널(120)로부터의 좌편광의 제1 광을 90°위상지연시켜 우편광의 제1 편광으로 출력한다. 상기 액티브 리타더(130)로부터 출력된 상기 제1 편광은 상기 편광 안경(170)의 좌안용 편광필터(171)를 투과한다.

다음, N+1번째 프레임((N+1)th frame)에서 상기 표시 패널(120)은 상기 우안 영상 정보를 포함하는 제2 광을 상기 제2 편광판(124)을 통해 좌편광으로 투과시킨다. 본 발명의 일 예로, N+1번째 프레임((N+1)th frame)에서 스캔 라인들(131a)에 제2 구동전압(Von)이 공급되어, 상기 액티브 리타더(130)는 상기 표시 패널(120)로부터의 좌편광의 제1 광을 위상지연없이 제2 편광으로 출력한다. 따라서, 상기 액티브 리타더(130)로부터 출력된 상기 제2 편광은 상기 편광 안경(170)의 우안용 편광필터(172)를 투과한다.

그러면, 관찰자는 상기 편광 안경(170)을 착용함으로써, N번째 프레임(Nth frame)기간 동안 좌안을 통해 좌안 영상을 볼 수 있게 되고, N+1번째 프레임((N+1)th frame)기간 동안 우안을 통해 우안 영상을 볼 수 있게 된다. 위의 좌편광은 수직 선편광(또는 수평 선편광), 좌원편광(또는 우원편광) 중 어느 하나의 편광이며, 우편광의 광축과 교차되는 광축을 갖는 편광으로써 수평 선편광(또는 수직 선편광), 우원편광(또는 좌원편광) 중 어느 하나의 편광일 수 있다.

한편, 상기 표시패널(120)은 2D 모드에서 2D 포맷의 영상을 표시할 수 있다. 상기 표시패널(120)이 2D 포맷의 영상을 표시할 경우, 관찰자는 상기 편광 안경(170)을 벗음으로써 2D 이미지를 볼 수 있게 된다.

도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(110)은 독립적으로 동작 가능하며, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)을 포함한다. 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)은 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 도 6에서는 다수의 발광 블럭(LB1~LB8) 중 제4 발광 블럭(LB4)이 소등된 상태를 도시하였다.

3D 모드에서, N번째 프레임 구간동안 상기 표시패널(120)의 하나의 화소행 단위로 순차적으로 좌안 영상 데이터가 기입된다. 이어서, N+1번째 프레임 구간동안 상기 표시패널(120)의 하나의 화소행 단위로 순차적으로 우안 영상 데이터가 기입된다. 액정셀들은 좌안 영상(또는 우안 영상)의 기입 전에 그 전 프레임기간에 충전하였던 우안 영상(또는 좌안 영상)의 데이터를 유지한다.

따라서, 상기 표시패널(120)은 좌안 영상 데이터가 기입되는 제1 영역(A1)과 우안 영상 데이터가 기입되는 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계는 상기 소등된 제4 발광 블럭(LB4)에 대응할 수 있다.

한편, 상기 액티브 리타더(130)는 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)에 일대일 대응하는 상기 다수의 편광 블럭(PB1~PB8)으로 분할될 수 있다. 여기서, 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 편광 블럭들(PB4, PB5, PB6, PB7, PB8)은 상기 좌안 영상 정보를 포함하는 제1 광을 위상 지연시켜 제1 편광으로 변환한다. 한편, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 편광 블럭들(PB1, PB2, PB3)은 상기 우안 영상 정보를 포함하는 제2 광을 위상 지연시키지 않아 제2 편광을 출력한다.

본 발명의 일 예로, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계는 상기 다수의 편광 블럭들(PB1~PB8) 중 제4 편광 블럭(PB4)에 대응할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제4 편광 블럭(PB4)의 일부는 상기 제1 영역(A1)에 대응하며, 나머지 일부는 상기 제2 영역(A2)에 대응함에도, 상기 제4 편광 블럭(PB4)은 상기 좌안 영상 정보를 포함하는 제1 광을 위상 지연시켜 제1 편광으로 변환하도록 제어된다.

따라서, 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 상기 제4 편광 블럭(PB4)의 일부에 대해서는 원하는 편광이 이루어지지 않는다. 이에, 상기 제4 편광 블럭(PB4)에 대응하는 상기 백라이트 유닛(110)의 제4 발광 블럭(LB4)이 소등되어 상기 원하지 않는 편광이 시인되는 것을 방지할 수 있다.

도 7은 N+1번째 프레임기간 동안의 백라이트 유닛의 소등 블럭을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, N+1번째 프레임((N+1)th)이 시작되면, 상기 표시패널(120)에는 하나의 화소행 단위로 순차적으로 우안 영상 데이터가 기입된다. 상기 N+1번째 프레임((N+1)th)이 시작되고 소정 시간이 경과되면, 상기 표시패널(120)은 좌안 영상 데이터가 기입된 제1 영역(A1)과 우안 영상 데이터가 기입된 제2 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 특히, 상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)의 경계가 상기 제1 편광 블럭(PB1)에 위치할 경우, 상기 제1 편광 블럭(PB1)에 대응하는 상기 백라이트 유닛(110)의 제1 발광 블럭(LB1)이 소등될 수 있다.

이후, 상기 표시 패널(120)의 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 경계가 상기 제2 편광 블럭(PB2)에 위치할 경우, 상기 제2 편광 블럭(PB2)에 대응하는 상기 백라이트 유닛(110)의 제2 발광 블럭(LB2)이 소등될 수 있다.

시간이 경과함에 따라서, 상기 표시 패널(120)의 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 경계는 상기 제1 방향(D1)으로 쉬프트된다. 이에 따라, N+1번째 프레임 기간((N+1)th) 동안 상기 다수의 발광 블럭들(LB1~LB8)은 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(110)은 독립적으로 동작 가능하며, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)은 세 개의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등된다. 도 8에서는 다수의 발광 블럭(LB1~LB8) 중 제3 내지 제5 발광 블럭(LB3, LB4, LB5)이 소등된 상태를 도시하였다.

상기 액티브 리타더(130)는 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)에 일대일 대응하는 상기 다수의 편광 블럭(PB1~PB8)으로 분할될 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계는 상기 다수의 편광 블럭들(PB1~PB8) 중 제4 편광 블럭(PB4)에 대응할 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)이 상기 다수의 편광 블럭(PB1~PB8)과 일대일 대응하는 구조에서, 하나 이상의 발광 블럭들이 동시에 소등될 수 있다. 다만, 이 경우에도 상기 백라이트 유닛(110)의 상기 소등 영역은 하나의 발광 블럭 단위로 쉬프트될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 액티브 리타더의 스캐닝 방법을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 백라이트 유닛(110)은 독립적으로 동작 가능하며, 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)은 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등된다.

한편, 상기 액티브 리타더(130)는 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)의 개수보다 2배 많은 상기 다수의 편광 블럭(PB1~PB16)으로 분할될 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8) 각각은 두 개의 편광 블럭과 대응한다.

또한, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계는 상기 다수의 편광 블럭들(PB1~PB8) 중 제6 편광 블럭(PB6)에 대응한다. 여기서, 상기 제6 편광 블럭(PB6)은 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8) 중 제4 발광 블럭(LB4)에 대응하므로, 상기 제4 발광 블럭(LB4)이 소등될 수 있다.

이처럼, 상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)의 경계에서 원하는 편광이 출력되어 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위하여, 상기 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계에 대응하는 발광 블럭을 소등함으로써, 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은 다수의 광원(111), 도광판(113) 및 인쇄회로기판(112)을 포함한다.

상기 도광판(113)은 사각 플레이트 형상으로 이루어진다. 특히, 상기 도광판(113)은 상기 광원들(111)과 인접한 측면(113a)을 통해 광을 수신하고, 수신된 광을 표시패널(120, 도 2에 도시됨) 측으로 가이드한다.

상기 인쇄회로기판(112)은 일 방향으로 길게 연장된 구조를 갖는다. 상기 도광판(113)은 상기 인쇄회로기판(122)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열된 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)을 포함한다.

상기 다수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드로 이루어진다. 상기 인쇄회로기판(112)의 상면(112a)에는 상기 다수의 광원(111)이 실장되고, 상기 길이 방향을 따라 일렬로 배열된다.

상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8) 각각에는 적어도 하나의 광원이 대응하여 구비될 수 있다. 상기 다수의 광원(111) 중 상기 각 발광 블럭(LB1~LB8)에 대응하는 광원들(111)이 상기 제1 방향(D1)으로 순차적으로 턴-오프되는 것에 의해서 상기 다수의 발광 블럭(LB1~LB8)은 한 발광 블럭 단위로 상기 제1 방향(D1)으로 순차적으로 소등될 수 있다.

한편, 상기 다수의 광원들(111) 각각은 상기 광이 출사되는 발광면(111a)을 포함한다. 특히, 상기 발광면(111a)은 상기 인쇄회로기판(112)의 상면(112a)에 평행한 면일 수 있다. 또한, 상기 발광면(111a) 및 상기 인쇄회로기판(112)의 상면(112a)은 상기 도광판(113)의 측면(113a)에 평행할 수 있다.

도 10에서는 상기 도광판(113)의 일 측면에 인접하여 다수의 광원(120)이 구비된 백라이트 유닛(110)을 도시하였으나, 상기 백라이트 유닛(100)의 다수의 광운은 상기 도광판(113)의 적어도 두 개의 측면에 각각 인접하여 배치될 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.

도 11을 참조하면, 상기 다수의 광원들(111) 각각은 상기 광이 출사되는 발광면(111a)을 포함한다. 특히, 상기 발광면(111a)은 상기 인쇄회로기판(112)의 상면(112a)에 수직한 면일 수 있다. 또한, 상기 발광면(111a) 및 상기 인쇄회로기판(112)의 상면(112a)은 상기 도광판(113)의 측면(113a)에 평행할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 입체영상 표시장치 110: 백라이트 유닛
120: 표시패널 130: 액티브 리타더
140 : 타이밍 제어부 150 : 패널 구동부
160: 리타더 구동부 170: 편광 안경

Claims

광을 발생하고, 독립적으로 동작 가능한 다수의 발광 블럭을 포함하는 백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛 상에 구비되어 상기 광을 수신하고, N(N은 양의 정수) 번째 프레임기간 동안 제1 이미지 데이터를 이용하여 제1 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력하고, N+1 번째 프레임기간 동안 제2 이미지 데이터를 이용하여 제2 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력하는 표시패널; 및
순차적으로 스캐닝되는 다수의 편광 블럭을 포함하고, 상기 N 번째 프레임기간 동안 제1 구동전압에 응답하여 상기 표시패널로부터 출사된 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간 동안 제2 구동전압에 응답하여 상기 표시패널로부터 출사된 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환하는 액티브 리타더를 구비하고,
각 프레임 구간마다 상기 다수의 발광 블럭은 상기 다수의 편광 블럭의 스캐닝 방향을 따라 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 표시패널 중 상기 제1 광이 출력되는 제1 영역과 상기 제2 광이 출력되는 제2 영역을 포함하고,
상기 소등된 부분은 상기 제1 및 제2 영역의 경계에 대응하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭은 상기 다수의 편광 블럭과 일대일 대응하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제3항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭은 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭의 개수는 상기 편광 블럭들의 개수의 정수배로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제5항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭은 적어도 두 개의 발광 블럭 단위로 소등되고, 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 쉬프트되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 액티브 리타더는 제1 방향으로 배열된 다수의 스캔 전극들을 포함하고,
상기 스캔 전극들에 인가되는 전압에 의해서 상기 편광 블럭들이 상기 제1 방향으로 순차적으로 스캔되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제7항에 있어서, 상기 표시패널은 상기 다수의 스캔 전극들과 평행하게 배열된 다수의 게이트 라인을 포함하고,
상기 스캔 전극들과 상기 게이트 라인들은 1 : K(단 K는 2이상의 정수)의 대응관계를 갖는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제8항에 있어서, 상기 게이트 라인들의 스캔 타이밍을 제어하는 게이트 신호를 상기 게이트 라인들에 순차적으로 인가하는 패널 구동부; 및
상기 스캔 전극들에 상기 제1 및 제2 구동전압을 인가하여 스캔 타이밍을 제어하는 리타더 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제9항에 있어서, 각 스캔 전극에 인가되는 상기 스캔 펄스의 전위는 한 프레임 기간 단위로 변화되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 액티브 리타더의 앞에 배치된 편광 안경을 더 포함하고,
상기 편광 안경은 상기 제1 편광을 투과하는 제1 편광필터 및 상기 제2 편광을 투과하는 제2 편광필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 표시패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 입사되는 상기 광을 편광하는 제1 편광판 및 상기 액티브 리타더로 입사되는 광을 편광하는 제2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은,
상기 광을 발생하는 다수의 광원; 및
적어도 일측면을 통해 상기 광을 수신하여 상기 표시패널 측으로 가이드하는 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제13항에 있어서, 상기 다수의 광원은 상기 다수의 편광 블럭의 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 적어도 하나의 광원 단위로 순차적으로 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 데이터는 상기 표시패널에 공급되는 좌안 이미지 데이터이고 상기 제2 이미지 데이터는 상기 표시패널에 공급되는 우안 이미지 데이터인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
각 프레임 기간 동안 광을 발생하는 다수의 발광 블럭을 적어도 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등시키는 단계;
상기 광을 수신하고, N(N은 양의 정수) 번째 프레임기간 동안 제1 이미지 데이터를 이용하여 제1 영상 정보를 포함하는 제1 광을 출력하고, N+1 번째 프레임기간 동안 제2 이미지 데이터를 이용하여 제2 영상 정보를 포함하는 제2 광을 출력하는 단계; 및
다수의 편광 블럭을 순차적으로 스캐닝하여 상기 N 번째 프레임기간 동안 제1 구동전압에 응답하여 상기 제1 광을 제1 편광으로 변환하고, 상기 N+1 번째 프레임기간 동안 제2 구동전압에 응답하여 상기 제2 광을 제2 편광으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제16항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭은 상기 다수의 편광 블럭의 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제17항에 있어서, 상기 다수의 발광 블럭은 상기 다수의 편광 블럭과 일대일 대응하고, 하나의 발광 블럭 단위로 순차적으로 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 이미지 데이터는 좌안 이미지 데이터이고 상기 제2 이미지 데이터는 우안 이미지 데이터인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.