KR20130134009A - 입체영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 이미지와 우안 이미지를 시분할 표시하는 표시소자; 상기 표시소자에 동기하여 상기 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 상기 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 하는 액티브 리타더; 및 변조된 타이밍신호를 기반으로, 1 프레임 기간 중에서 영상 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간을 70%이하로 설정하고 상기 영상 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간을 30%이상으로 설정하는 제어회로를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치 및 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 3차원 입체영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 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. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다. 안경방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.

액정셔터 안경방식은 표시패널에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경의 좌우안 셔터를 서로 반대로 개폐한다. 액정셔터 안경은 좌안 이미지가 표시되는 기수 프레임 기간 동안 그의 좌안 셔터만을 개방하고, 우안 이미지가 표시되는 우수 프레임 기간 동안 그의 우안 셔터만을 개방함으로써 시분할 방식으로 양안 시차를 만들어낸다.

편광 안경방식은 표시패널 위에 부착된 패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 포함한다. 패턴드 리타더는 입사광을 제1 편광으로 변환하는 제1 리타더패턴과 제2 편광으로 변환하는 제2 리타더패턴을 포함한다. 편광 안경방식은 표시패널에 좌안 이미지와 우안 이미지를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 제1 및 제2 리타더패턴을 통해 편광 안경에 입사되는 빛의 편광특성을 스위칭한다. 이를 통해, 편광 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간분할 방식으로 양안 시차를 만들어 냄으로써 3D 영상을 구현한다.

이러한 안경방식의 입체영상 표시장치에서 가장 문제가 되는 것은 3D 크로스토크(crosstalk)이다. 3D 크로스토크는 단안(좌안 또는 우안)에서, 좌안 이미지와 우안 이미지가 서로 중첩하여 보여질 때 생긴다.

액정셔터 안경방식에서 3D 크로스토크가 발생되는 주된 요인은, 이미지 표시 타이밍과 셔터 개폐 타이밍의 동기 틀어짐과, 액정셔터 안경의 온/오프 응답 지연이다. 액정셔터 안경방식은 시분할 방식으로 3D 영상을 구현하기 때문에 3D 크로스토크에 상대적으로 매우 취약하다.

반면, 공간 분할 방식으로 3D 영상을 구현하는 편광 안경방식에서 3D 크로스토크는 표시패널을 정면이 아닌 상하 방향에서 바라볼 때 생긴다. 즉, 3D 크로스토크는, 좌안 및 우안 이미지가 제1 리타더패턴을 통과하여 편광 안경의 좌안에 입사될 때 생기고, 또한, 좌안 및 우안 이미지가 제2 리타더패턴을 통과하여 편광 안경의 우안에 입사될 때 생긴다. 편광 안경방식에서는 3D 크로스토크로 인해 상하 시야각을 넓게 확보하기가 어렵다.

따라서, 본 발명의 목적은 3D 크로스토크를 줄일 수 있도록 한 입체영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 이미지와 우안 이미지를 시분할 표시하는 표시소자; 상기 표시소자에 동기하여 상기 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 상기 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 하는 액티브 리타더; 및 변조된 타이밍신호를 기반으로, 1 프레임 기간 중에서 영상 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간을 70%이하로 설정하고 상기 영상 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간을 30%이상으로 설정하는 제어회로를 구비한다.

상기 변조된 타이밍신호는 변조 데이터 인에이블 신호와 변조 도트 클럭을 포함한다.

상기 변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기는 미변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기에 비해 줄어든다.

상기 변조된 타이밍신호는 변조 수평 동기신호를 더 포함한다.

상기 제어회로는, 상기 좌안 이미지의 표시에 할당되는 좌안 프레임을 좌안 데이터 스캔을 위한 좌안 스캔 기간과 좌안 데이터 유지를 위한 좌안 서스테인 기간으로 분할하고, 상기 우안 이미지의 표시에 할당되는 우안 프레임을 우안 데이터 스캔을 위한 우안 스캔 기간과 우안 데이터 유지를 위한 우안 서스테인 기간으로 분할하며; 상기 좌안 및 우안 스캔 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 70% 이하로 설정하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 30% 이상으로 설정한다.

상기 액티브 리타더는, 상기 표시소자에 상기 좌안 이미지가 표시되는 좌안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제1 편광으로 변환하여 출사시키고; 상기 표시소자에 상기 우안 이미지가 표시되는 우안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제2 편광으로 변환하여 출사시킨다.

상기 표시소자는 표시패널과, 상기 표시패널의 상하에 부착된 상부 편광필름과 하부 편광필름을 포함한 액정표시소자로 구현되고; 상기 상부 편광필름은 별도의 부품으로 형성된 후 상기 액티브 리타더와 상기 표시패널 사이에 접착되거나 또는, 상기 액티브 리타더와 일체로 형성된 후 상기 표시패널 상에 접착된다.

상기 표시소자는 표시패널과, 외광 흡수판을 포함한 유기발광표시소자로 구현되고; 상기 외광 흡수판은 편광판과 위상지연판을 포함하여 외광을 흡수함과 아울러, 상기 표시패널로부터 입사되는 광을 선편광으로 변환하여 상기 액티브 리타더에 출사시킨다.

상기 표시소자는 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함하고; 상기 제어회로는 상기 좌안 및 우안 스캔 기간 각각에서 상기 백라이트를 소등 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 백라이트를 점등 제어한다.

상기 표시소자는 유기발광다이오드를 각각 구비한 다수의 화소들을 포함하고; 상기 제어회로는 상기 화소들에 포함된 유기발광다이오드를 동시에 비발광 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 화소들에 포함된 유기발광다이오드를 동시에 발광 제어한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은 변조된 타이밍신호를 기반으로, 1 프레임 기간 중에서 영상 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간을 70%이하로 설정하고 상기 영상 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간을 30%이상으로 설정하는 단계; 좌안 이미지와 우안 이미지를 표시소자에 시분할 표시하는 단계; 및 상기 표시소자에 동기하는 액티브 리타더를 이용하여 상기 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 상기 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 하는 단계를 포함한다.

본 발명은 스캔 시간을 줄이고 서스테인 시간을 늘려 3D 크로스토크를 경감하고 표시품위를 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명은 스캔 시간 동안 백라이트를 소등시키거나 또는 화소를 비발광시킴으로써 3D 크로스토크를 크게 줄일 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 블록도들.
도 3a 및 도 3b는 표시소자가 액정표시소자로 구현되는 예를 보여주는 도면들.
도 4는 표시소자가 유기발광표시소자로 구현되는 예를 보여주는 도면.
도 5는 액티브 리타더를 상세히 보여주는 도면.
도 6은 좌안 프레임과 우안 프레임 각각에서 액티브 리타더를 투과하는 빛의 위상 변화 과정을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 표시소자와 액티브 리타더를 이용하여 시분할 방식으로 3D 영상을 구현하는 예를 보여주는 도면.
도 8은 3D 크로스토크를 경감시키기 위해 1 프레임 중에서 데이터 스캔시간을 줄이는 콘셉을 보여주는 도면.
도 9는 데이터 스캔시간을 줄이는 일 예를 보여주는 도면.
도 10 및 도 11은 1 프레임 중에서 데이터 스캔시간을 줄이기 위한 구체적인 구성을 보여주는 도면들.
도 12는 3D 크로스토크를 경감하기 위한 일 구현예를 보여주는 도면.
도 13은 3D 크로스토크를 경감하기 위한 다른 구현예를 보여주는 도면.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여준다. 도 3a 및 도 3b는 표시소자가 액정표시소자로 구현되는 예들을 보여준다. 그리고, 도 4는 표시소자가 유기발광표시소자로 구현되는 예를 보여준다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이 입체영상 표시장치는 표시소자(10), 액티브 리타더(20), 제어회로(30), 패널 구동회로(40) 및 편광 안경(50)을 구비한다.

표시소자(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 유기발광표시소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(10)를 액정표시소자 또는 유기발광표시소자를 중심으로 설명한다.

표시소자(10)가 액정표시소자로 구현되는 경우, 표시소자(10)는 도 3a 및 도 3b와 같이 표시패널(11)과, 상부 편광필름(Polarizer)(11a)과, 하부 편광필름(11b)을 포함한다. 표시패널(11)은 두 장의 유리기판들과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(11)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL), 이 데이터라인들(DL)과 각각 교차되는 다수의 게이트라인들(GL)이 배치된다. 이러한, 신호라인들(DL,GL)의 교차 구조에 의해 표시패널(11)에는 액정셀을 각각 포함한 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배치된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다. 상부 편광필름(11a)은 도 3a와 같이 별도의 부품으로 형성된 후 액티브 리타더(20)와 표시패널(11) 사이에 접착될 수 있으며, 또한 도 3b와 같이 액티브 리타더(20)와 일체로 형성된 후 표시패널(11) 상에 접착될 수 있다. 하부 편광필름(11b)은 표시패널(11) 아래에 접착된다. 표시패널(11)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(12)이 필요하다. 백라이트 유닛(12)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(12)은 표시소자(10)의 아래에 체결된다.

표시소자(10)가 유기발광표시소자로 구현되는 경우, 표시소자(10)는 도 4와 같이 표시패널(11)과, 외광 흡수판(13)을 포함한다. 표시패널(11)에는 다수의 데이터라인들(DL), 이 데이터라인들(DL)과 각각 교차되는 다수의 게이트라인들(GL)이 배치된다. 이러한, 신호라인들(DL,GL)의 교차 구조에 의해 표시패널(11)에는 발광셀을 각각 포함한 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배치된다. 화소들 각각은 자발광 소자인 유기발광다이오드, 유기발광다이오드에 흐르는 전류를 제어하는 구동 TFT, 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압을 설정하기 위한 다수의 스위칭 TFT들, 유기발광다이오드에 인가되는 전류를 온/오프시키기 위한 에미션 TFT를 포함할 수 있다. 외광 흡수판(13)은 외부로부터 입사되는 외광을 흡수하여 외광으로 인한 눈부심을 방지한다. 외광 흡수판(13)은 편광판과 위상지연판을 포함하여 외광을 흡수하고, 또한 표시패널(11)로부터 입사되는 광을 선편광으로 변환하여 액티브 리타더(20)에 출사시킨다.

액티브 리타더(20)는 표시소자(10) 상에 부착되어 자신에게 입사되는 광의 편광 특성을 프레임 단위로 바꾼다. 액티브 리타더(20)는 전기적인 제어에 따라 편광특성이 바뀌는 이방성 물질을 포함하고, 표시소자(10)에 동기하여 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 한다. 액티브 리타더(20)는 표시소자(10)에 좌안 이미지가 표시되는 좌안 프레임에서 표시소자(10)로부터 입사되는 빛을 제1 편광(예컨대, 좌원편광)으로 변환하여 출사시킨다. 액티브 리타더(20)는 표시소자(10)에 우안 이미지가 표시되는 우안 프레임에서 표시소자(10)로부터 입사되는 빛을 제2 편광(예컨대, 우원편광)으로 변환하여 출사시킨다.

제어회로(30)는 비디오 소스로부터 소스 영상 데이터를 입력받고, 이 소스 영상 데이터를 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)를 포함한 3D 영상 데이터(DATA)로 변환한다. 제어회로(30)는 시스템 보드(미도시)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호들을 입력받는다. 제어회로(30)는 데이터 인에이블 신호(DE)와 수평 동기신호(Hsync)를 변조하여 1 프레임 기간 중에서 비디오 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간(액티브 기간)을 줄이고 비디오 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간(버티컬 블랭크 구간)을 넓힌다. 그리고, 제어회로(30)는 줄어든 스캔 기간에 부합되도록 도트 클럭(DCLK)을 변조하여 비디오 데이터를 데이터 구동부(40A)에 공급하기 위한 전송 주파수를 증가킬 수 있다. 데이터 인에이블신호(DE), 수평 동기신호(Hsync) 및 도트 클럭(DCLK)에 대한 변조는 외부의 시스템 보드(미도시)에서 이루어질 수도 있다. 제어회로(30)는 변조된 데이터 인에이블신호(DE), 수평 동기신호(Hsync) 및 도트 클럭(DCLK)등을 기반으로 패널 구동회로(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GDC,DDC)을 발생한다. 제어회로(30)는 전원회로(미도시)를 제어하여 액티브 리타더(20)에 인가될 제어전압(Vct)을 온/오프 시킬 수 있다.

또한, 제어회로(30)는 표시소자(10)가 액정표시소자로 구현되는 경우에 있어, 백라이트 구동회로(미도시)를 제어하여 백라이트의 점소등 타이밍을 제어할 수 있다. 또는, 제어회로(30)는 표시소자(10)가 유기발광표시소자로 구현되는 경우에 있어, 게이트 구동부(40B)를 제어하여 에미션 TFT의 스위칭 타이밍를 제어할 수 있다.

패널 구동회로(40)는 표시패널(11)의 데이터라인들(DL)을 구동시키기 위한 데이터 구동부(40A)와, 표시패널(11)의 게이트라인들(GL)을 구동시키기 위한 게이트 구동부(40B)를 포함한다.

데이터 구동부(40A)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(40A)는 데이터 제어신호(DDC)에 따라 3D 영상 데이터(DATA)를 래치한다. 데이터 구동부(40A)는 극성제어신호에 응답하여 3D 영상 데이터(DATA)를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부(40A)는 게이트 구동부(40B)로부터 출력되는 게이트펄스와 동기되는 데이터전압을 데이터라인들(DL)로 출력한다. 데이터 구동부(40A)의 소스 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.

게이트 구동부(40B)는 쉬프트 레지스터(Shift register), 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부(40B)는 게이트 제어신호(GDC)에 따라 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(40B)는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.

편광 안경(50)은 제1 편광필터를 갖는 좌안(50L)과 제2 편광필터를 갖는 우안(50R)을 구비한다. 제1 편광필터는 액티브 리타더(20)로부터 입사되는 제1 편광을 투과시키고, 제2 편광필터는 액티브 리타더(20)로부터 입사되는 제2 편광을 투과시킨다. 예들 들면, 편광 안경(50)의 제1 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(50)의 제2 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 표시소자(10)에 시분할 방식으로 표시된 3D 영상을 편광 안경(50)을 통해 감상할 수 있다.

도 5는 액티브 리타더(20)의 일 예를 상세히 보여준다. 그리고, 도 6은 좌안 프레임(Fn)과 우안 프레임(Fn+1) 각각에서 액티브 리타더(20)를 투과하는 빛의 위상 변화 과정을 보여준다.

도 5를 참조하면, 액티브 리타더(20)는 기준전압이 인가되는 제1 투명전극(21), 제어전압(Vct)이 인가되는 제2 투명전극(22), 제1 및 제2 투명전극(21,22) 사이에 형성되어 제어전압(Vct)에 따라 투과되는 빛의 편광특성을 스위칭하는 이방성 물질층(23), 이방성 물질층(23)을 통과한 광을 λ/4 위상 지연시키는 위상 지연판(24)을 포함하여 필름 타입으로 형성될 수 있다. 액티브 리타더(20)는 도 6과 같이 제어전압(Vct)의 온 또는 오프에 따라 이방성 물질층(23)의 복굴절 상태를 전기적으로 제어함으로써 표시소자(10)로부터 입사되는 빛의 편광 특성을 변환한다.

이방성 물질층(23)은 전계에 따라 분극 작용이 발생되는 폴리머 전기 광학 물질(Polymer Electro Optic Material), 전기 광학 계수가 큰 무기물 전기 광학 물질(Inorganic Electro Optic Material), 강유전성 액정(Ferro Electric Liquid Crystal) 등을 포함할 수 있다. 이방성 물질층(23)은 온 상태의 제어전압(Vct)에 응답하여 입사광의 위상을 지연시키지 않고 그대로 통과시키는 반면, 오프 상태의 제어전압(Vct)에 응답하여 입사광의 위상을 1/2 파장만큼 지연시킨다.

이방성 물질층(23)은, 도 6과 같은 좌안 프레임(Fn)에서 제2 투명전극(22)에 오프 상태의 제어전압(Vct)이 인가될 때 HWP(Half Wave Plate)로 기능하여 표시소자(10)로부터 입사되는 -45°선편광의 위상을 1/2 파장만큼 지연시켜 45°선편광으로 변환한다. 위상 지연판(24)은 이방성 물질층(23)으로부터 입사되는 45°선편광을 λ/4 위상 지연시켜 좌원 편광으로 변환한 후 편광 안경으로 출사시킨다.

이방성 물질층(23)은 도 6과 같은 우안 프레임(Fn+1)에서 제2 투명전극(22)에 온 상태의 제어전압(Vct)이 인가될 때 표시소자(10)로부터 입사되는 -45°선편광을 위상 지연없이 그대로 위상 지연판(24)으로 인가한다. 위상 지연판(24)은 이방성 물질층(23)으로부터 입사되는 -45°선편광을 λ/4 위상 지연시켜 우원 편광으로 변환한 후 편광 안경으로 출사시킨다.

위상 지연판(24)은 QWP(Quarter Wave Plate)로 기능한다.

액티브 리타더(20)는 도 5에 도시된 것에 한정되지 않는다.

도 7은 본 발명에 따른 표시소자(10)와 액티브 리타더(20)를 이용하여 시분할 방식으로 3D 영상을 구현하는 예를 보여준다.

도 7을 참조하면, 본 발명은 좌안 프레임(Fn)에서 좌안 영상 데이터(L1,L2,L3)를 표시소자(10)에 표시하고, 이 표시 타이밍에 맞춰 액티브 리타더(20)에 오프 상태의 제어전압(Vct)을 인가하여 좌원 편광 성분의 표시화상을 편광 안경으로 공급한다. 본 발명은 우안 프레임(Fn+1)에서 우안 영상 데이터(R1,R2,R3)를 표시소자(10)에 표시하고, 이 표시 타이밍에 맞춰 액티브 리타더(20)에 온 상태의 제어전압(Vct)을 인가하여 우원 편광 성분의 표시화상을 편광 안경으로 공급한다.

도 8은 3D 크로스토크를 경감시키기 위해 1 프레임 중에서 데이터 스캔시간을 줄이는 콘셉을 보여준다. 도 9는 데이터 스캔시간을 줄이는 일 예를 보여준다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 좌안 영상 데이터(L DATA)의 표시에 할당되는 좌안 프레임(Fn)을 좌안 데이터 스캔을 위한 제1 기간(T1)과 좌안 데이터 유지를 위한 제2 기간(T2)으로 분할하고, 우안 영상 데이터(R DATA)의 표시에 할당되는 우안 프레임(Fn+1)을 우안 데이터 스캔을 위한 제3 기간(T3)과 우안 데이터 유지를 위한 제4 기간(T4)으로 분할한다.

본 발명은 데이터 스캔을 위한 제1 기간(T1) 및 제3 기간(T3)에서 한 화면 내에 좌우안 영상 데이터가 서로 병존하고, 이러한 좌우안 영상 데이터가 동일한 특정 편광 형태로 편광 안경의 단안(좌안 또는 우안)으로 입사됨으로써 3D 크로스토크가 발생됨에 착안하여, 데이터 스캔을 위한 제1 기간(T1) 및 제3 기간(T3)을 각각 줄이는 방안을 제시한다.

도 9를 참조하여 부연 설명하면, 표시소자는 초당 리프레시레이트에 해당하는 개수의 화면을 표시한다. 한 화면의 표시는 스캔 방향을 따라 라인 순차 방식으로 진행된다. 도 9는 1 프레임 내에서, 빗금 패턴으로 표기된 좌안 영상 데이터(L)에서 점 패턴으로 표기된 우안 영상 데이터(R)로 화면이 전환되는 과정을 보여주고 있다. 도 9의 화살표는 스캔이 진행되고 있는 시간적 위치를 보여준다. 스캔 위치는 시간 경과에 따라 위에서 아래로 진행하며, 스캔이 완료된 곳의 화면은 새로운 데이터(즉, 우안 영상 데이터(R))로 대체된다. 본 발명에서는 스캔 시간을 짧게 하여 한 화면 내에 좌우안 영상 데이터가 서로 병존하는 시간을 줄이고, 이전 화면에서 새로운 화면으로의 전환을 빠르게 한다. 도 9와 같이 1 프레임 시간을 4등분하면, 본 발명은 2/4 프레임 시간과 3/4 프레임 시간 사이에서 새로운 데이터(즉, 우안 영상 데이터(R))에 대한 스캔을 완료하고, 이 스캔 완료후부터 4/4 프레임 시간까지 새로운 데이터(즉, 우안 영상 데이터(R))를 유지시킨다. 이에 따라, 한 화면 내에 좌우안 영상 데이터가 병존하는 시간이 짧아져 3D 크로스토크가 줄어들고, 갱신 데이터(즉, 우안 영상 데이터(R))를 위한 할당 시간이 길어져서 화면 표시가 명확해진다.

본 발명은 3D 크로스토크가 줄이기 위해, 1 프레임 내에서 제1 기간(T1) 및 제3 기간(T3) 각각이 차지하는 비율을 70% 이하로 설정하고, 1 프레임 내에서 제2 기간(T2) 및 제4 기간(T4) 각각이 차지하는 비율을 30% 이상으로 설정할 수 있다.

도 10 및 도 11은 1 프레임 중에서 데이터 스캔시간을 줄이기 위한 구체적인 구성을 보여준다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명은 도 1의 제어회로(30) 또는 외부의 시스템보드(미도시)를 통해 데이터 인에이블 신호(DE)를 변조하고, 이 변조된 신호를 기반으로 1 프레임 기간(VT) 중에서 비디오 데이터 스캔에 할당되는 스캔 기간(액티브 기간)(AL)을 줄이고 그 외의 버티컬 블랭크 구간(VBP,VFP)을 넓힌다. 이를 위해, 본 발명은 1 수평기간에 해당되는 데이터 인에이블 신호(DE)의 1 파형 발생 주기(HT)를 줄인다. 도 10에서, 1 프레임 기간(VT)과 버티클 싱크폭(VSW)은 프레임 주파수에 따라 고정된다. 이 상태에서 HT'에 따라 스캔 기간(AL)이 AL'로 줄어들면 상대적으로 버티컬 백 포치(Vertical Back Porch:VBP)은 VBP'로, 버티컬 프론트 포치(Vertical Front Porch:VFP)는 VFP'로 각각 넓어지게 된다.

본 발명은 데이터 인에이블 신호(DE)를 DE'로 변조함과 아울러, 그에 맞춰 수평 동기신호(Hsync)를 Hsync'로 더 변조할 수 있다. 이렇게 수평 동기신호(Hsync)를 Hsync'로 변조하는 이유는, 패널 구동회로(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GDC,DDC)을 줄어든 스캔 기간(AL')에 맞추기 위함이다. 수평 동기신호(Hsync)에 대한 변조 과정은 경우에 따라서 생략될 수 있으며, 이 경우 제어신호들(GDC,DDC)은 DE'를 기준으로 스캔 기간(AL')에 맞추어 진다.

표시패널 제어신호(DDC,GDC)는 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 포함한다. 데이터 제어신호(DDC)는 도 11과 같이 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 게이트 제어신호(GDC)는 도 11과 같이 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 도 11에서, GOE_Start와 GOE_End, GSC_Start와 GSC_End, SOE_Start와 SOE_End 등은 DE'와 Hync'에 부합하도록 모두 조정된다.

도 12는 3D 크로스토크를 경감하기 위한 일 구현예를 보여준다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 영상 데이터(L DATA)의 표시에 할당되는 좌안 프레임(Fn)을 좌안 영상 데이터(L)의 기입을 위한 제1 스캔 기간과 좌안 영상 데이터(L)의 유지를 위한 제1 서스테인 기간으로 시분할한다. 여기서, 3D 크로스토크의 경감을 위해, 제1 스캔 기간은 좌안 프레임(Fn)의 70%이하로, 제1 서스테인 기간은 좌안 프레임(Fn)의 30%이상으로 설정됨이 바람직하다.

제1 스캔 기간 동안 좌안 영상 데이터(L)는 이전 프레임에서 저장된 우안 영상 데이터(R)를 스캔 방향을 따라 라인 순차 방식으로 대체한다. 이렇게 기입된 좌안 영상 데이터(L)는 제1 서스테인 기간 동안 표시소자에 홀딩된다.

액티브 리타더는 제1 스캔 기간과 제1 서스테인 기간을 포함한 좌안 프레임(Fn) 내내 표시소자로부터 입사되는 빛을 좌원 편광으로 변환하여 출사한다. 이 좌원 편광은 편광 안경의 좌안으로 입사된다. 편광 안경을 착용한 관찰자는 좌안 프레임(Fn) 기간 동안 좌안을 통해 입사되는 좌원 편광을 인지한다. 좌안 프레임(Fn) 기간 동안 편광 안경의 우안으로는 좌원 편광이 투과될 수 없다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 우안 영상 데이터(R DATA)의 표시에 할당되는 우안 프레임(Fn+1)을 우안 영상 데이터(R)의 기입을 위한 제2 스캔 기간과 우안 영상 데이터(R)의 유지를 위한 제2 서스테인 기간으로 시분할한다. 여기서, 3D 크로스토크의 경감을 위해, 제2 스캔 기간은 우안 프레임(Fn+1)의 70%이하로, 제2 서스테인 기간은 우안 프레임(Fn+1)의 30%이상으로 설정됨이 바람직하다.

제2 스캔 기간 동안 우안 영상 데이터(R)는 이전 프레임에서 저장된 좌안 영상 데이터(L)를 스캔 방향을 따라 라인 순차 방식으로 대체한다. 이렇게 기입된 우안 영상 데이터(R)는 제2 서스테인 기간 동안 표시소자에 홀딩된다.

액티브 리타더는 제2 스캔 기간과 제2 서스테인 기간을 포함한 우안 프레임(Fn+1) 내내 표시소자로부터 입사되는 빛을 우원 편광으로 변환하여 출사한다. 이 우원 편광은 편광 안경의 우안으로 입사된다. 편광 안경을 착용한 관찰자는 우안 프레임(Fn+1) 기간 동안 우안을 통해 입사되는 우원 편광을 인지한다. 우안 프레임(Fn+1) 기간 동안 편광 안경의 좌안으로는 우원 편광이 투과될 수 없다.

이러한 도 12에 따르면, 한 화면 내에 좌우안 영상 데이터가 서로 섞이는 시간(스캔 기간)이 줄어든 만큼 3D 크로스토크가 경감되고, 이와 반대로 한 화면 내에 좌안 또는 우안 영상 데이터가 유지되는 시간(서스테인 기간)이 늘어난 만큼 표시품위가 향상되는 효과가 있다. 다만, 도 12에 의하는 경우, 스캔 기간에서 관찰자에게 인지되는 좌우안 간섭광은 여전히 존재하므로 3D 크로스토크를 완전히 해결하기는 어렵다.

도 13은 3D 크로스토크를 경감하기 위한 다른 구현예를 보여준다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 도 12에 도시된 것과 비교하여 나머지 구성은 동일하고 백라이트 제어 구성(액정표시자에 대응) 또는 발광 제어 구성(유기발광표시소자에 대응)을 더 포함한다.

액정표시소자를 표시소자로 이용하는 경우에 있어 본 발명은, 좌안 영상 데이터에서 우안 영상 데이터(또는, 우안 영상 데이터에서 좌안 영상 데이터)로 순차 전환되는 스캔 기간 동안 백라이트를 소등 제어함으로써 좌우안 간섭광이 관찰자에게 인지되지 못하도록 한다. 유기발광표시소자를 표시소자로 이용하는 경우에 있어 본 발명은, 스캔 기간 동안 모든 화소들을 동시에 비 발광(모든 에미션 TFT들을 동시에 오프)시킴으로써 좌우안 간섭광이 관찰자에게 인지되지 못하도록 한다.

편광 안경을 착용한 관찰자는 좌안 프레임(Fn)의 제1 서스테인 기간 동안에만 좌안을 통해 입사되는 좌원 편광을 인지한다. 이때 편광 안경의 우안으로는 좌원 편광이 투과될 수 없다. 그리고, 좌안 프레임(Fn)의 제1 스캔 기간 동안에는 빛 발생이 억제된다.

편광 안경을 착용한 관찰자는 우안 프레임(Fn+1)의 제2 서스테인 기간 동안에만 우안을 통해 입사되는 우원 편광을 인지한다. 이때 편광 안경의 좌안으로는 우원 편광이 투과될 수 없다. 그리고, 우안 프레임(Fn+1)의 제2 스캔 기간 동안에는 빛 발생이 억제된다.

도 13에 의하는 경우, 관찰자는 백라이트 소등(또는, 화소 비발광) 등으로 인해 스캔 기간 동안 좌우안 간섭광을 인지하지 못하므로, 3D 크로스토크가 획기적으로 줄어들게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 스캔 시간을 줄이고 서스테인 시간을 늘려 3D 크로스토크를 경감하고 표시품위를 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명은 스캔 시간 동안 백라이트를 소등시키거나 또는 화소를 비발광시킴으로써 3D 크로스토크를 크게 줄일 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 : 표시소자 20 : 액티브 리타더
30 : 제어회로 40 : 패널 구동회로
50 : 편광 안경

Claims (18)

1. 좌안 이미지와 우안 이미지를 시분할 표시하는 표시소자;
   상기 표시소자에 동기하여 상기 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 상기 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 하는 액티브 리타더; 및
   변조된 타이밍신호를 기반으로, 1 프레임 기간 중에서 영상 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간을 70%이하로 설정하고 상기 영상 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간을 30%이상으로 설정하는 제어회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 변조된 타이밍신호는 변조 데이터 인에이블 신호와 변조 도트 클럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기는 미변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기에 비해 줄어드는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 변조된 타이밍신호는 변조 수평 동기신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어회로는,
   상기 좌안 이미지의 표시에 할당되는 좌안 프레임을 좌안 데이터 스캔을 위한 좌안 스캔 기간과 좌안 데이터 유지를 위한 좌안 서스테인 기간으로 분할하고, 상기 우안 이미지의 표시에 할당되는 우안 프레임을 우안 데이터 스캔을 위한 우안 스캔 기간과 우안 데이터 유지를 위한 우안 서스테인 기간으로 분할하며;
   상기 좌안 및 우안 스캔 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 70% 이하로 설정하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 30% 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 액티브 리타더는,
   상기 표시소자에 상기 좌안 이미지가 표시되는 좌안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제1 편광으로 변환하여 출사시키고;
   상기 표시소자에 상기 우안 이미지가 표시되는 우안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제2 편광으로 변환하여 출사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시소자는 표시패널과, 상기 표시패널의 상하에 부착된 상부 편광필름과 하부 편광필름을 포함한 액정표시소자로 구현되고;
   상기 상부 편광필름은 별도의 부품으로 형성된 후 상기 액티브 리타더와 상기 표시패널 사이에 접착되거나 또는, 상기 액티브 리타더와 일체로 형성된 후 상기 표시패널 상에 접착되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시소자는 표시패널과, 외광 흡수판을 포함한 유기발광표시소자로 구현되고;
   상기 외광 흡수판은 편광판과 위상지연판을 포함하여 외광을 흡수함과 아울러, 상기 표시패널로부터 입사되는 광을 선편광으로 변환하여 상기 액티브 리타더에 출사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 표시소자는 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함하고;
   상기 제어회로는 상기 좌안 및 우안 스캔 기간 각각에서 상기 백라이트를 소등 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 백라이트를 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 표시소자는 유기발광다이오드를 각각 구비한 다수의 화소들을 포함하고;
    상기 제어회로는 상기 화소들에 포함된 유기발광다이오드를 동시에 비발광 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 화소들에 포함된 유기발광다이오드를 동시에 발광 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
11. 변조된 타이밍신호를 기반으로, 1 프레임 기간 중에서 영상 데이터의 기입에 할당되는 스캔 기간을 70%이하로 설정하고 상기 영상 데이터의 유지에 할당되는 서스테인 기간을 30%이상으로 설정하는 단계;
    좌안 이미지와 우안 이미지를 표시소자에 시분할 표시하는 단계; 및
    상기 표시소자에 동기하는 액티브 리타더를 이용하여 상기 좌안 이미지에 대한 편광 특성과 상기 우안 이미지에 대한 편광 특성을 다르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 변조된 타이밍신호는 변조 데이터 인에이블 신호와 변조 도트 클럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기는 미변조 데이터 인에이블 신호의 1 파형 발생 주기에 비해 줄어드는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 변조된 타이밍신호는 변조 수평 동기신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 스캔기간과 상기 서스테인 기간을 설정하는 단계는,
    상기 좌안 이미지의 표시에 할당되는 좌안 프레임을 좌안 데이터 스캔을 위한 좌안 스캔 기간과 좌안 데이터 유지를 위한 좌안 서스테인 기간으로 분할하고, 상기 우안 이미지의 표시에 할당되는 우안 프레임을 우안 데이터 스캔을 위한 우안 스캔 기간과 우안 데이터 유지를 위한 우안 서스테인 기간으로 분할하는 단계; 및
    상기 좌안 및 우안 스캔 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 70% 이하로 설정하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간을 각각 상기 좌안 및 우안 프레임의 30% 이상으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 액티브 리타더는,
    상기 표시소자에 상기 좌안 이미지가 표시되는 좌안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제1 편광으로 변환하여 출사시키고;
    상기 표시소자에 상기 우안 이미지가 표시되는 우안 프레임에서 상기 표시소자로부터 입사되는 빛을 제2 편광으로 변환하여 출사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 좌안 및 우안 스캔 기간 각각에서 상기 표시소자에 포함된 상기 백라이트를 소등 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 백라이트를 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
18. 제 15 항에 있어서,
    상기 좌안 및 우안 스캔 기간 각각에서 상기 표시소자에 포함된 상기 화소들을 동시에 비발광 제어하고, 상기 좌안 및 우안 서스테인 기간 각각에서 상기 화소들을 동시에 발광 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.

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