KR20150092815A

KR20150092815A - 3d 영상 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20150092815A
Application number: KR1020140013242A
Authority: KR
Inventors: 고재현; 고승균; 노영록; 윤현식; 이준표
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-08-17
Also published as: US20150221263A1

Abstract

본 발명은 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 셔터 안경을 포함하는 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치는 복수의 화소 및 복수의 데이터선을 포함하는 표시판, 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 외부로부터 입력 영상 신호를 입력받아 출력 영상 신호를 생성하고, 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 3D 표시 모드에서 상기 입력 영상 신호가 최고 계조일 때 상기 입력 영상 신호를 상기 최고 계조보다 낮은 클리핑 계조로 보정하는 신호 보정부를 포함한다.

Description

3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법{3 DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 셔터 부재를 포함하는 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근에 표시 장치 기술의 발전에 따라서 3차원(3 dimensional, 3D)의 3D 영상 표시 장치가 관심을 끌고 있으며, 다양한 3차원 영상 표시 방법이 연구되고 있다.

일반적으로, 3차원 영상 표시 기술에서는 근거리에서 3D감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안 시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 3D감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 비춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상(left eye image) "이라 함)과 우안에 비춰지는 영상(이하, "우안 영상(right eye image) "이라 함)이 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(depth perception) 또는 3D감을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.

3D 영상 표시 장치는 양안 시차를 이용하는 것으로, 셔터 안경(shutter glasses), 편광 안경(polarized glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식 방법과, 안경을 이용하지 않고 표시 장치에 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등을 배치하는 비안경식 방법이 있다.

셔터 안경 방식은 표시판에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 서로 다른 시간에 출력되고, 셔터 안경의 좌안 셔터(left eye shutter)와 우안 셔터(right eye shutter)가 셔터 제어부의 제어에 의해 선택적으로 개폐됨으로써 관찰자가 3D 영상을 인식하는 방법이다.

셔터 안경 방식에서 3D 영상을 표시하는 구동 방법으로 좌안 영상을 표시하는 프레임("좌안 영상 표시 프레임"이라 함)과 우안 영상을 표시하는 프레임("우안 영상 표시 프레임"이라 함) 사이에 미리 정해진 계조의 영상 프레임을 삽입(예를 들어 블랙 계조)하는 방식이 있다. 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조의 영상 프레임을 삽입하는 방식의 경우 좌안 영상 및 우안 영상이 겹쳐 보이는 크로스토크 현상을 줄일 수 있으나, 블랙 계조의 영상 프레임의 영향으로 3D 영상의 휘도가 크게 감소하는 단점이 있다.

좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조의 영상 프레임을 삽입하는 방식의 크로스토크 현상을 줄이기 위해 블랙 계조의 영상을 표시하는 프레임에서 블랙 계조의 영상 대신 이전 프레임에서 충전된 좌안 영상 또는 우안 영상을 유지하거나 동일한 좌안 영상 또는 우안 영상을 다시 표시하는 방식을 사용할 수 있다.

그러나 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 이전 프레임에서 충전된 좌안 영상 또는 우안 영상을 유지하거나 동일한 좌안 영상 또는 우안 영상을 다시 표시하는 구동 방식의 경우, 3D 영상의 휘도는 크게 증가되나 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크 현상이 증가하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3D 영상의 휘도를 높이면서 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크를 줄일 수 있는 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치는 복수의 화소 및 복수의 데이터선을 포함하는 표시판, 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고 외부로부터 입력 영상 신호를 입력받아 출력 영상 신호를 생성하고, 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 3D 표시 모드에서 상기 입력 영상 신호가 최고 계조일 때 상기 입력 영상 신호를 상기 최고 계조보다 낮은 클리핑 계조로 보정하는 신호 보정부를 포함한다.

상기 신호 보정부는 현재 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 현재 영상 신호와 이전 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 이전 영상 신호를 바탕으로 상기 현재 영상 신호를 보정 신호로 보정하며, 상기 보정된 현재 영상 신호의 최고 계조는 상기 클리핑 계조일 수 있다.

상기 신호 보정부는 상기 현재 영상 신호와 상기 이전 영상 신호에 대한 상기 보정 신호를 저장하는 룩업 테이블을 포함하고, 상기 현재 영상 신호의 최고 계조에 대응하는 상기 보정 신호는 상기 클리핑 계조일 수 있다.

상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 영상을 복수의 프레임 동안 표시하는 방식을 포함할 수 있다.

상기 3D 표시 모드는 한 프레임의 좌안 영상 신호의 입력 구간과 한 프레임의 우안 영상 신호의 입력 구간 사이에 상기 화소에 상기 데이터 전압을 인가하지 않는 홀드 구간을 포함하는 LHRH 구동 방식을 포함할 수 있다.

상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 또는 우안 영상 신호를 연속한 복수의 프레임 동안 복수 회 상기 데이터 구동부에 입력하는 LLRR 구동 방식을 포함할 수 있다.

상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트를 더 포함하고, 상기 백라이트는 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부 시간 동안 상기 영상을 표시하는 상기 화소에 빛을 조사할 수 있다.

상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 및 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 우안 영상 신호를 한 프레임을 단위로 교대로 상기 데이터 구동부에 입력하는 LR 구동 방식을 포함할 수 있다.

상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트를 더 포함하고, 상기 백라이트는 상기 표시판의 서로 다른 영역에 각각 대응하여 빛을 조사하는 복수의 발광 블록을 포함할 수 있다.

상기 백라이트의 상기 복수의 발광 블록은 상기 데이터 전압이 상기 복수의 화소에 인가되는 순서에 따라 차례대로 온(ON)될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 구동 방법은 복수의 화소 및 복수의 데이터선을 포함하는 표시판, 상기 데이터선과 연결되어 있는 데이터 구동부, 그리고 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함하는 3D 영상 표시 장치에서, 상기 신호 제어부가 입력 영상 신호를 입력받는 단계, 상기 신호 제어부가 3D 표시 모드에서 상기 입력 영상 신호가 최고 계조일 때 상기 입력 영상 신호를 상기 최고 계조보다 낮은 클리핑 계조로 보정하여 출력 영상 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 신호 제어부가 상기 출력 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 입력하는 단계를 포함한다.

상기 출력 영상 신호를 생성하는 단계는 현재 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 현재 영상 신호와 이전 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 이전 영상 신호를 바탕으로 상기 현재 영상 신호를 보정 신호로 보정하는 단계를 포함하고, 상기 보정된 현재 영상 신호의 최고 계조는 상기 클리핑 계조일 수 있다.

상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트가 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부 시간 동안 상기 영상을 표시하는 상기 화소에 빛을 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트가 상기 표시판의 서로 다른 영역에 각각 대응하여 빛을 독립적으로 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 3D 영상 표시 장치가 표시하는 3D 영상의 휘도를 높이면서 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크를 줄일 수 있어 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 발광 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치가 포함하는 신호 제어부가 포함하는 룩업 테이블의 한 예를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 표시판에 빛을 공급하는 백라이트의 발광 블록들을 도시한 평면도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고,
도 6은 도 5에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고,
도 8은 도 7에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고,
도 10은 도 9에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치 및 그 동작에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 발광 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치가 포함하는 신호 제어부가 포함하는 룩업 테이블(LUT)의 한 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 표시판에 빛을 공급하는 백라이트의 발광 블록들을 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치는 그래픽 제어부(700), 표시판(display panel)(300), 표시판(300)에 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 표시판(300)에 빛을 제공하는 백라이트(BLU)(900), 백라이트(900)를 제어하는 백라이트 제어부(950), 신호 제어부(600), 그리고 셔터 부재(60)를 포함한다.

그래픽 제어부(700)는 외부로부터 영상 정보(DATA) 및 모드 선택 신호(도시하지 않음) 등을 입력받는다. 모드 선택 신호는 영상의 표시 모드가 2D 모드인지 3D 모드인지, 그리고 3D 모드의 어떤 방식 등인지에 대한 정보를 포함한다. 그래픽 제어부(700)는 영상 정보(DATA) 및 모드 선택 신호를 바탕으로 입력 영상 신호(IDAT) 및 입력 영상 신호(IDAT)의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 생성한다.

입력 영상 신호(IDAT)는 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효의 계조(gray)를 가질 수 있다. 입력 제어 신호(ICON)는 영상 표시와 관련하여 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다. 입력 영상 신호(IDAT) 및 입력 제어 신호(ICON)는 신호 제어부(600)에 전달된다.

표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우 표시판(300)은 단면 구조로 볼 때 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(도시하지 않음)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

신호선은 게이트 신호를 전달하며 행 방향으로 뻗는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하며 열 방향으로 뻗는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다.

한 화소(PX)는 적어도 한 데이터선(D1-Dm) 및 적어도 한 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있는 적어도 하나의 스위칭 소자(도시하지 않음) 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있고, 게이트선(G1-Gn)이 전달하는 게이트 신호에 따라 제어되어 데이터선(D1-Dm)이 전달하는 데이터 전압(Vd)을 화소 전극에 전달할 수 있다.

각 화소(PX)는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색(primary color) 중 하나를 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하여(시간 분할) 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다.

신호 제어부(600)는 그래픽 제어부(700)로부터 입력 영상 신호(IDAT)와 입력 제어 신호(ICON) 등을 입력받고 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 셔터 부재(60), 그리고 백라이트 제어부(950) 등의 동작을 제어한다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(IDAT)와 입력 제어 신호(ICON)를 기초로 입력 영상 신호(IDAT)를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하여 출력 영상 신호(DAT)를 생성하고, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 입체 영상 제어 신호(CONT3), 그리고 백라이트 제어 신호(CONT4) 등을 생성한다. 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 전달하고, 데이터 제어 신호(CONT2)를 데이터 구동부(500)로 전달하고, 입체 영상 제어 신호(CONT3)를 셔터 부재(60)로 전달하고, 백라이트 제어 신호(CONT4)를 백라이트 제어부(950)로 전달한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압(Vd)을 인가하라는 적어도 하나의 데이터 로드 신호(TP) 및 데이터 클록 신호 등을 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)는 2D 영상을 표시하는 2D 모드 또는 3D 영상을 표시하는 3D 모드로 동작할 수 있다. 3D 모드에서 출력 영상 신호(DAT)는 서로 다른 시점에 대한 영상 신호, 예를 들어 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 신호 보정부(650)를 포함할 수 있고, 신호 보정부(650)는 신호 보정, 예를 들어 DCC(dynamic capacitance compensation) 등을 수행할 수 있다. DCC에 대해서는 이후에 설명하도록 한다.

데이터 구동부(500)는 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있다. 데이터 구동부(500)는 외부로부터 복수의 계조 전압을 입력받거나 외부로부터 입력받은 계조 기준 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고 계조 전압으로부터 각 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택하여 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 전압(Vd)으로 변환한다. 데이터 구동부(500)는 데이터 전압(Vd)을 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

3D 모드에서 데이터 전압(Vd)은 우안 영상 신호에 대응하는 우안 영상용 데이터 전압("우안 데이터 전압"이라 함)과 좌안 영상용 데이터 전압("좌안 데이터 전압"이라 함)을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있고, 신호 제어부(600)로 입력받은 게이트 제어 신호(CONT1)를 바탕으로 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 생성하여 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.

게이트 구동부(400)가 게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 해당 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자가 턴온되고 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압(Vd)이 인가되면, 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)이 인가된다. 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)이 인가되면 화소(PX)는 화소 전압으로 충전되고 다양한 광학 변환 소자를 통해 데이터 전압(Vd)에 대응하는 휘도를 표시할 수 있다. 예를 들어 액정 표시 장치의 경우 액정층의 액정 분자들의 기울어진 정도를 제어하여 빛의 편광을 조절하여 입력 영상 신호(IDAT)의 계조에 대응하는 휘도를 표시할 수 있다.

화소(PX)는 데이터 전압(Vd)을 인가받으면 데이터 전압(Vd)에 대응하는 목표 화소 전압으로 충전될 때까지 화소 전압이 변화하는데 이에는 어느 정도의 시간이 소요될 수 있다. 화소(PX)가 안정한 상태에 이르면 광투과율 또한 일정해질 수 있다. 이와 같이 화소(PX)가 안정한 상태에서의 화소 전압을 "목표 화소 전압"이라 하고 이때의 광투과율을 "목표 광투과율"이라 하면, 목표 화소 전압과 목표 광투과율은 일대응 대응 관계가 있다. 그러나 화소(PX)의 스위칭 소자를 턴온시켜 데이터 전압(Vd)을 인가하는 시간이 제한되어 있기 때문에, 데이터 전압(Vd)을 인가하는 동안 화소(PX)가 안정한 상태에 이르기는 어렵고 스위칭 소자가 턴오프되면 화소 전압이 변화할 수 있다. 따라서 목표 데이터 전압을 그대로 화소(PX)에 인가하면 실제 화소 전압은 목표 화소 전압과 다를 것이고 이에 따라 목표 투과율을 얻을 수 없다. 따라서 화소(PX)에 인가하는 데이터 전압(Vd)을 목표 데이터 전압보다 크거나 작게 할 보정할 필요가 있으며, 그 방법 중 하나가 앞에서 설명한 DCC이다.

DCC는 앞에서 설명한 바와 같이 신호 제어부(600)가 포함하는 신호 보정부(650)에서 수행될 수 있다. 신호 보정부(650)는 DCC를 위한 적어도 하나의 룩업 테이블(LUT)을 포함할 수 있다. 신호 보정부(650)는 한 화소(PX)에 대한 현재 프레임(current frame)의 입력 영상 신호(IDAT)인 현재 영상 신호와 그 화소(PX)에 대한 직전 프레임의 입력 영상 신호(IDAT)인 이전 영상 신호를 기초로 룩업 테이블(LUT)을 참고하여 현재 영상 신호를 보정할 수 있다. 신호 보정부(650) 또는 신호 제어부(600)는 이전 영상 신호를 저장하는 적어도 하나의 프레임 메모리(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 룩업 테이블(LUT)은 예를 들어 입력 영상 신호(IDAT)의 계조의 수가 256개인 경우 일부 계조의 이전 영상 신호(G(N-1)) 및 현재 영상 신호(G(N))의 쌍에 대한 보정 신호를 포함할 수 있다. 룩업 테이블(LUT)에 포함되지 않은 계조에 대해서는 보간법(interpolation) 등을 이용해 현재 영상 신호(G(N))에 대한 보정 신호를 구할 수 있다.

표시 모드가 3D 모드 중 특정 구동 방식, 예를 들어 이후에 설명할 LHRH 구동 방식 또는 LLRR 구동 방식인 경우에 DCC 수행시 사용되는 룩업 테이블(LUT)은 그 밖의 구동 방식 또는 모드의 경우에 사용되는 룩업 테이블(LUT)과 별도로 마련될 수 있다. 룩업 테이블의 선택은 모드 선택 신호에 따라 이루어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면 3D 모드가 특정 구동 방식, 예를 들어 하나의 입력 영상 신호(IDAT)에 대한 영상을 복수의 프레임 동안 표시하는 구동 방식인 경우, 더 구체적으로 LHRH 구동 방식 또는 LLRR 구동 방식인 경우에 사용되는 룩업 테이블(LUT)의 보정 신호의 최고 계조값은 현재 영상 신호(G(N))의 최고 계조(예를 들어 255)보다 낮은 클리핑 계조(GMX_clip)이며, 그 차이는 대략 1 계조 이상일 수 있다. 예를 들어 전체 계조의 수효가 256개인 경우 클리핑 계조(GMX_clip)은 255 또는 이보다 작은 계조일 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 최고 계조(예를 들어 255)의 현재 영상 신호(G(N))에 대한 보정 신호는 종래에 따르면 최고 계조(예를 들어 255)이나, 본 발명의 한 실시예에 따르면 최고 계조(예를 들어 255)의 현재 영상 신호(G(N))에 대한 보정 신호는 최고 계조보다 낮은 계조인 클리핑 계조(GMX_clip)이다. 또한 최고 계조가 아닌 현재 영상 신호(G(N))에 대응하는 보정 신호가 최고 계조인 경우에도 그 보정 신호는 최고 계조(예를 들어 255)가 아닌 이보다 작은 클리핑 계조(GMX_clip)이다.

이와 같이 3D 모드가 특정 구동 방식, 예를 들어 LHRH 구동 방식 또는 LLRR 구동 방식인 경우에 출력 영상 신호(DAT)의 최고 계조가 대응하는 입력 영상 신호(IDAT)의 최고 계조보다 낮도록 생성하는 것을 "클리핑 처리"라 하며, 이는 예를 들어 앞에서 설명한 바와 같이 신호 보정부(650)에서 DCC 수행 시 룩업 테이블(LUT)의 변경 등의 방법을 통해 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 클리핑 처리는 이에 한정되는 것은 아니고 신호 보정부(650)에서의 입력 영상 신호(IDAT)의 보정시 최고 계조를 클리핑 계조(GMX_clip)로 낮추어 수행될 수도 있고, DCC 수행 후 별도의 신호 처리 단계를 통해 수행될 수도 있다. 이 밖에도 신호 제어부(600)의 다양한 신호 처리 단계에서 클리핑 처리가 행해질 수도 있다.

다시 도 1을 참조하면, 셔터 부재(60)는 입체 영상 표시를 구현하기 위한 것으로서, 좌안에 좌안용 영상("좌안 영상"이라 함)이 입사하도록 하고 우안에 우안용 영상("우안 영상"이라 함)이 입사하도록 하여 양안 시차가 발생할 수 있다. 즉, 셔터 부재(60)는 양쪽 눈에 각각 다른 각도에서 관찰된 영상이 입력되도록 함으로써 관찰자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다.

도 3을 참조하면, 셔터 부재(60)의 한 예로서 좌안 셔터(61, 61') 및 우안 셔터(62, 62')를 포함하는 셔터 안경을 포함할 수 있다. 이러한 셔터 안경은 기계식 셔터 안경 (고글), 광학식 셔터 안경, 헤드마운트, 마이크로 전자 기계 시스템(micro electromechanical system, MEMS)(멤스라 함)을 이용한 셔터로 이루어진 셔터 안경 등을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 표시판(300)이 좌안 영상(101, 102)과 우안 영상(101', 102')을 번갈아 표시하면 셔터 부재(60)의 우안 셔터(62, 62')와 좌안 셔터(61, 61')는 표시판(300)에 동기되어 번갈아 가면서 빛을 차단한다. 좌안 셔터(61, 61')는 열린 상태의 좌안 셔터(61) 또는 닫힌 상태의 좌안 셔터(61')일 수 있고, 우안 셔터(62, 62')는 닫힌 상태의 우안 셔터(62) 또는 열린 상태의 우안 셔터(62')일 수 있다. 예를 들어, 우안 셔터가 열린 상태인 동안 좌안 셔터는 닫힌 상태일 수 있으며, 반대로 좌안 셔터가 열린 상태인 동안 우안 셔터는 닫힌 상태일 수 있다. 그러나 표시 모드에 따라 좌안 셔터와 우안 셔터는 모두 열린 상태일 수도 있고, 모두 닫힌 상태일 수도 있다.

표시판(300)에 좌안 영상(101, 102)이 표시되면, 셔터 부재(60)의 좌안 셔터(61)는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고 우안 셔터(62)는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 표시판(300)에 우안 영상(101', 102')이 출력되면, 셔터 부재(60)의 우안 셔터(62')는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고 좌안 셔터(61')는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 따라서, 일정 시간 동안에는 왼쪽 눈에 의해서만 좌안 영상이 인식되고, 그 다음 일정 시간 동안에는 오른쪽 눈에 의해서만 우안 영상이 인식될 수 있다. 따라서 좌안 영상과 우안 영상의 차이에 의해 깊이감을 갖는 입체 영상이 인식될 수 있다.

왼쪽 눈으로 인식되는 영상은 제1 프레임(F(N))의 영상으로서 사각형의 좌안 영상(101) 및 삼각형의 좌안 영상(102)이 거리 α만큼 떨어져 있는 영상이다. 한편, 오른쪽 눈으로 인식되는 영상은 제2 프레임((F(N+1))의 영상으로서 사각형의 우안 영상(101') 및 삼각형의 우안 영상(102')이 거리 β만큼 떨어져 있는 영상이다. 여기서 α와 β는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이와 같이 양 눈에서 인식되는 복수의 영상 간의 거리가 서로 다르면 사각형 뒤로 삼각형이 떨어져 있다고 인식하게 되어 깊이감을 느낄 수 있다. 삼각형과 사각형이 떨어져 있는 거리 α 및 β를 조절하여 두 모양이 떨어져 있다고 느끼는 거리(깊이감)를 조절할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 셔터 부재(60)는 신호 제어부(600)로부터의 입체 영상 제어 신호(CONT3)에 따라 동작할 수 있다. 입체 영상 제어 신호(CONT3)는 셔터 부재(60)의 동작 타이밍을 제어하는 동기 신호를 포함할 수 있다.

백라이트(900)는 표시판(300)의 뒤쪽에 위치할 수 있으며 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 광원의 예로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)과 같은 형광 램프, LED(light emitting diode) 등을 포함할 수 있다. 백라이트(900)가 포함하는 광원은 백라이트 제어 신호(CONT4)에 따른 백라이트 제어부(950)의 제어에 따라 소정 시간 켜지거나 꺼질 수 있다. 백라이트(900)는 전체 표시판(300)에 대응하여 동시에 구동될 수도 있고, 도 4에 도시한 바와 같이 복수의 발광 블록(BLU1, BLU2, …, BLUj)(j는 2 이상의 자연수)으로 나뉘어 구동될 수도 있다. 복수의 발광 블록(BLU1, BLU2, …, BLUj)은 표시판(300)의 서로 다른 영역에 각각 대응하여 빛을 조사할 수 있으며, 어느 한 방향으로 차례대로 스캐닝하며 온(ON)될 수 있다.

백라이트 제어부(950)는 신호 제어부(600)로부터의 백라이트 제어 신호(CONT4)에 따라 백라이트(900)를 구동한다.

그러면 이러한 3D 영상 표시 장치의 구체적인 구동 방법에 대하여 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고, 도 6은 도 5에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이다.

먼저, 신호 제어부(600)는 외부로부터 입력 영상 신호(IDAT) 및 입력 제어신호(ICON)을 입력 받은 후 입력 영상 신호(IDAT)를 처리하여 출력 영상 신호(DAT)를 생성한다. 이 단계는 앞에서 설명한 신호 보정부(650)에서의 DCC 수행 단계를 포함한다.

3D 모드인 경우, 출력 영상 신호(DAT)는 서로 다른 시점에 대한 영상 신호, 예를 들어 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)를 포함할 수 있으며, 좌안 영상 신호(L)과 우안 영상 신호(R)는 교대로 출력될 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 출력 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호인 데이터 전압(Vd)으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(500)는 데이터 로드 신호(TP)에 동기하여 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 데이터 전압(Vd)을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압(Vd)이 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

게이트 온 전압(Von)이 게이트선(G1-Gn)에 인가되면 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자가 턴온되고, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 턴온된 스위칭 소자를 통해 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 화소 전압으로서 나타난다. 액정 표시 장치의 경우 화소 전압은 액정 축전기의 충전 전압이고, 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 이에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 액정 표시 장치에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)을 인가하고, 백라이트(900)가 표시판(300)에 빛을 조사하면 한 프레임(frame)의 영상을 표시할 수 있다. 관찰자는 셔터 부재(60)를 이용해 좌안 영상과 우안 영상을 구별하여 관찰할 수 있다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호의 상태가 제어될 수 있다. 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호의 특성에 따라 한 데이터선(D1-Dm)을 통하여 흐르는 데이터 전압(Vd)의 극성이 주기적으로 바뀌거나, 한 화소행에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성도 서로 다를 수 있다.

도 5를 참조하면, 3D 모드에서 한 프레임의 좌안 영상 신호(L)의 입력 구간과 한 프레임의 우안 영상 신호(R)의 입력 구간 사이에는 앞선 프레임의 좌안 영상 신호(L) 또는 우안 영상 신호(R)에 대응하는 데이터 전압(Vd)으로 충전된 화소 전압을 일정 시간 유지하는(hold) 홀드 구간(Hold)이 위치할 수 있다. 홀드 구간(Hold)에는 데이터 구동부(500)로부터 데이터 전압(Vd)이 출력되지 않고 화소(PX)가 새로운 데이터 전압(Vd)으로 충전되지도 않는다. 홀드 구간(Hold)은 대략 한 프레임 동안 유지될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

홀드 구간(Hold)에는 이전 프레임에서 진행되던 화소(PX)의 목표 광투과율을 향한 응답의 나머지가 진행될 수 있고, 화소 전압의 방전 누설 전류가 작다면 이전 프레임에서 충전된 화소 전압이 홀드 구간(Hold)의 대부분 동안 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.

앞선 프레임의 좌안 영상 신호(L) 또는 우안 영상 신호(R)에 대한 데이터 전압(Vd)의 입력 구간과 그 직후의 홀드 구간(Hold)을 더한 시간은 데이터 로드 신호(TP)의 인접한 펄스 사이의 시간과 대략 동일할 수 있으며, 이는 예를 들어 대략 16.7ms일 수 있다.

이러한 3D 영상 표시 장치의 구동 방식을 앞에서 언급한 "LHRH 구동 방식"이라 한다.

그러면, 도 5와 함께 도 6을 참조하여 예를 들어 좌안에 대한 입력 영상 신호(IDAT)가 최고 계조인 화이트 계조(W)이고("좌안 입력 영상 신호(L(W))"라 함), 우안에 대한 입력 영상 신호(IDAT)가 최저 계조인 블랙 계조(B)인("우안 입력 영상 신호(R(B))"라 함) 경우의 데이터 전압(Vd), 화소(PX)의 광투과율, 그리고 화소(PX)의 휘도의 변화 등에 대해 살펴본다.

도 6을 참조하면, 만약 좌안 입력 영상 신호(L(W))가 클리핑 처리 없이 처리되면 최고 데이터 전압(Vd_max')으로 변환되어 출력될 것이다. 그러나 본 발명의 한 실시예에 따르면 좌안 입력 영상 신호(L(W))는 신호 제어부(600)에서 클리핑 처리되어 클리핑 계조(GMX_clip)에 대응하는 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)으로 변환되어 표시판(300)에 출력된다. 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)은 최고 데이터 전압(Vd_max')보다 낮다.

홀드 구간(Hold)에서는 데이터 전압(Vd)이 출력되지 않는다.

데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 증가한다. 광투과율(RES)은 화소(PX)의 광학 변환 소자, 예를 들어 액정층의 반응 속도에 의존한다. 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 도 6에 도시한 바와 같이 최고 데이터 전압(Vd_max')을 입력받은 경우 광투과율(RES')보다 낮고 또한 느리게 상승할 수 있다. 그러나 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조를 삽입하는 3D 구동 방식("LBRB 구동 방식"이라 함)의 광투과율에 비해 높을 수 있다.

홀드 구간(Hold)에서는 데이터 전압(Vd)이 출력되지 않는다. 홀드 구간(Hold) 이전의 프레임에서 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 그 직후의 홀드 구간(Hold)에서 더 높아지거나 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.

다음, 홀드 구간(Hold)이 끝난 후 우안 입력 영상 신호(R(B))가 데이터 전압(Vd)으로 변환되어 출력되면 데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 감소한다. 직전 홀드 구간(Hold)의 마지막 시점에서의 광투과율(RES)이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮으므로 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 입력되는 프레임에서 광투과율(RES)도 도 6에 도시한 바와 같이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮고 또한 빠르게 하강할 수 있다.

특히 액정 표시 장치와 같이 고휘도에서 저휘도로 바뀔 때의 액정 분자의 폴링 응답 속도(falling response speed)가 그 반대의 경우의 라이징 응답 속도(rising response speed)보다 낮은 경향에 있는데, 본 발명의 한 실시예와 같이 신호 제어부(600)에서의 클리핑 처리를 통해 액정 분자의 폴링 응답 속도를 클리핑 처리를 하지 않은 경우보다 상대적으로 빠르게 할 수 있는 이점이 있다.

데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)는 도 6에 도시한 바와 같이 데이터 전압(Vd)의 입력 후의 홀드 구간(Hold)의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되어 해당 화소(PX)에 빛을 조사할 수 있다. 백라이트(900)의 온(ON) 타이밍 및 시간은 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 바뀔 수 있다.

도 6을 참조하면, 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)이 인가된 프레임 다음의 홀드 구간(Hold)에서 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(WB))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(WB))보다 낮을 수 있다.

여기서 휘도(Lum(WB)) 또는 휘도(Lum'(WB))는 좌안 입력 영상 신호(L(W))가 화이트 계조(W)이고 우안 입력 영상 신호(R(B))가 블랙 계조(B)일 때의 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 의해 표시된 영상의 휘도를 나타낸다. 마찬가지로 휘도(Lum(BW)) 또는 휘도(Lum'(BW))는 좌안 입력 영상 신호(L(W))가 화이트 계조(W)이고 우안 입력 영상 신호(R(B))가 블랙 계조(B)일 때의 우안 입력 영상 신호(R(B))에 의해 표시된 영상의 휘도를 나타낸다.

도 6에 도시한 바와 같이 인접 백라이트(900)가 복수의 발광 블록을 포함하고 스캐닝 방식으로 구동될 때 온(ON)된 백라이트(900)의 발광 블록의 빛이 해당 화소(PX)의 인접한 영역으로 누설되어 어느 정도의 휘도의 영상이 시인될 수 있다.

다음, 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)가 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 인가된 프레임 다음의 홀드 구간(Hold)의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되면 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(BW))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(BW))보다 낮아진다.

따라서 블랙 계조를 나타내는 우안 영상에 대한 좌안 영상의 영향이 거의 없어지고 목표하는 블랙 계조에 가까운 휘도를 나타낼 수 있다. 특히 화소(PX)가 화이트 계조에서 블랙 계조로 바뀌는 영상을 표시할 때 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크가 줄어들 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에서 3D 영상의 크로스토크(Crosstalk)는 다음 [수학식 1]에 따라 계산될 수 있다.

[수학식 1]

Crosstalk= {Lum(BW)-Lum(BB)}/{Lum(WB)-Lum(BB)}

[수학식 1]에서 Lum(BW) 및 Lum(WB)는 앞에서 설명한 바와 같고, Lum(BB)는 좌안 입력 영상 신호가 블랙 계조(B)이고 우안 입력 영상 신호가 블랙 계조(B)일 때의 좌안 입력 영상 신호에 의해 표시된 영상의 휘도를 나타낸다.

[수학식 1]에 따르면 휘도(Lum(WB))와 휘도(Lum(BW))의 값을 조절하여 크로스토크를 줄일 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 휘도(Lum(WB))와 휘도(Lum(BW))의 값을 동시에 조절하여 크로스토크를 줄일 수 있다.

구체적으로, 입력 영상 신호(IDAT)의 최고 계조와 클리핑 계조(GMX_clip)의 차이가 커질수록 휘도(Lum(WB))는 낮아지나 휘도(Lum(BW))가 낮아져 크로스토크를 줄일 수 있고, 입력 영상 신호(IDAT)의 최고 계조와 클리핑 계조(GMX_clip)의 차이가 작아질수록 휘도(Lum(WB))는 높아지나 휘도(Lum(BW))의 낮아지는 정도가 줄어들어 크로스토크 감소 효과가 줄어들 수 있다. 즉, 휘도(Lum(WB))와 휘도(Lum(BW))는 서로에 영향을 미친다. 따라서 휘도(Lum(WB))와 휘도(Lum(BW))의 트레이드 오프(trade off) 관계를 고려하여 클리핑 계조(GMX_clip)를 적절히 조절할 수 있다.

본 실시예에 따른 LHRH 구동 방식의 경우 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조를 삽입하는 LBRB 구동 방식에 비해 3D 영상의 휘도가 높다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따르면 3D 영상의 휘도를 높이면서 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크를 줄여 3D 영상 표시 품질을 높일 수 있다.

다음, 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 구동 방법에 대하여 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고, 도 8은 도 7에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이다.

본 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 구동 방법은 앞에서 설명한 도 5 및 도 6에 도시한 실시예에 따른 구동 방법과 대부분 동일하므로 차이점을 중심으로 설명한다.

도 7을 참조하면, 3D 모드에서 하나의 입력 영상 신호(IDAT)에 대해 좌안 영상 신호(L) 또는 우안 영상 신호(R)는 연속한 복수의 프레임에서 복수 회 입력될 수 있다. 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이 하나의 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대해 좌안 영상 신호(L)가 연속한 두 프레임에서 데이터 로드 신호(TP)의 펄스에 따라 두 번 입력되고, 하나의 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대해 우안 영상 신호(R)가 연속한 두 프레임에서 데이터 로드 신호(TP)의 펄스에 따라 두 번 입력될 수 있다. 데이터 로드 신호(TP)의 인접한 펄스 사이의 시간은 대략 한 프레임과 동일하며, 한 프레임은 예를 들어 대략 8.33ms일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 프레임이 반복되는 구동 주파수는 대략 240Hz일 수 있다.

이러한 3D 영상 표시 장치의 구동 방식을 앞에서 언급한 "LLRR 구동 방식"이라 한다.

그러면, 도 7과 함께 도 8을 참조하여 예를 들어 좌안 입력 영상 신호(L(W)) 및 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd), 화소(PX)의 광투과율, 그리고 화소(PX)의 휘도의 변화 등에 대해 살펴본다.

도 8을 참조하면, 하나의 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 데이터 전압(Vd)이 연속한 복수의 프레임, 예를 들어 연속한 두 프레임 동안 프레임의 수만큼 화소(PX)에 인가된다.

만약 좌안 입력 영상 신호(L(W))가 클리핑 처리 없이 처리되면 최고 데이터 전압(Vd_max')으로 변환되어 출력될 것이다. 그러나 본 발명의 한 실시예에 따르면 좌안 입력 영상 신호(L(W))는 신호 제어부(600)에서 클리핑 처리되어 클리핑 계조(GMX_clip)에 대응하는 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)으로 변환되어 표시판(300)에 출력된다. 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)은 최고 데이터 전압(Vd_max')보다 낮다.

좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 증가한다. 광투과율(RES)은 화소(PX)의 광학 변환 소자, 예를 들어 액정층의 반응 속도에 의존한다. 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 도 8에 도시한 바와 같이 최고 데이터 전압(Vd_max')을 입력받은 경우 광투과율(RES')보다 낮고 또한 느리게 상승할 수 있다. 그러나 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조를 삽입하는 3D 구동 방식("LBRB 구동 방식"이라 함)의 광투과율에 비해 높을 수 있다. 나아가 앞에서 설명한 LHRH 구동 방식의 광투과율(RES)에 비해 목표 광투과율에 도달하는 시간이 짧아 라이징 응답 속도가 굉장히 빨라지고, 이에 따라 3D 영상의 휘도가 더욱 향상될 수 있다.

하나의 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 두 번째 프레임에서는 광투과율(RES)이 거의 목표 광투과율을 유지할 수 있다.

다음, 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 복수의 프레임 동안의 데이터 전압(Vd)의 입력이 끝난 후 우안 입력 영상 신호(R(B))가 데이터 전압(Vd)으로 변환되어 연속한 복수의 프레임, 예를 들어 연속한 두 프레임 동안 프레임의 수만큼 화소(PX)에 인가된다.

우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 감소한다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 직전 프레임의 마지막 시점에서의 광투과율(RES)이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮으므로 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 입력되는 첫 번째 프레임에서 광투과율(RES)은 도 8에 도시한 바와 같이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮고 또한 빠르게 하강할 수 있다. 또한 동일한 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 입력되는 두 번째 프레임에서 광투과율(RES)은 더욱 빠르게 낮아질 수 있다.

본 발명의 한 실시예와 같이 신호 제어부(600)에서의 클리핑 처리를 통해 액정 분자의 폴링 응답 속도를 클리핑 처리를 하지 않은 경우보다 상대적으로 빠르게 할 수 있다.

데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)는 도 8에 도시한 바와 같이 좌안 입력 영상 신호(L(W)) 또는 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)을 인가하는 두 프레임 중 두 번째 프레임의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되어 해당 화소(PX)에 빛을 조사할 수 있다. 백라이트(900)의 온(ON) 타이밍 및 시간은 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 바뀔 수 있다.

도 8을 참조하면, 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)이 인가되는 경우 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(WB))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(WB))보다 낮을 수 있다.

다음, 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)가 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 인가되는 두 프레임 중 두 번째 프레임의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되면 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(BW))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(BW))보다 낮아진다.

따라서 블랙 계조를 나타내는 우안 영상에 대한 좌안 영상의 영향이 거의 없어지고 목표하는 블랙 계조에 가까운 휘도를 나타낼 수 있다. 특히 화소(PX)가 화이트 계조에서 블랙 계조로 바뀌는 영상을 표시할 때 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크가 줄어들 수 있다. 또한 LLRR 구동 방식의 경우 좌안 영상 표시 프레임과 우안 영상 표시 프레임 사이에 블랙 계조를 삽입하는 LBRB 구동 방식 또는 LHRH 구동 방식에 비해 3D 영상의 휘도가 높다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따르면 3D 영상의 휘도를 높이면서 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크를 줄여 3D 영상 표시 품질을 높일 수 있다.

이 밖에 앞에서 설명한 도 5 및 도 6에 도시한 실시예의 특징 및 효과가 본 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

다음, 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 구동 방법에 대하여 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 3D 영상 표시 장치의 데이터 구동부에 입력되는 출력 영상 신호의 출력 순서를 나타낸 타이밍도이고, 도 10은 도 9에 도시한 출력 영상 신호에 따른 데이터 전압, 화소의 광투과율, 그리고 표시판이 나타내는 영상의 휘도를 나타낸 타이밍도이다.

도 9를 참조하면, 3D 모드에서 하나의 입력 영상 신호(IDAT)에 대한 좌안 영상 신호(L) 또는 우안 영상 신호(R)는 각각 한 프레임 동안 한 번씩 입력되고, 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)는 교대로 입력될 수 있다. 이 경우 데이터 로드 신호(TP)의 인접한 펄스 사이의 시간은 대략 한 프레임과 동일하며, 한 프레임은 예를 들어 대략 16.7ms일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 프레임이 반복되는 구동 주파수는 대략 120Hz일 수 있다.

이러한 3D 영상 표시 장치의 구동 방식을 "LR 구동 방식"이라 한다.

그러면, 도 9와 함께 도 10을 참조하여 예를 들어 좌안 입력 영상 신호(L(W)) 및 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd), 화소(PX)의 광투과율, 그리고 화소(PX)의 휘도의 변화 등에 대해 살펴본다.

도 10을 참조하면, 하나의 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 데이터 전압(Vd)이 한 프레임 동안 화소(PX)에 인가된다.

좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 증가한다. 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 도 10에 도시한 바와 같이 최고 데이터 전압(Vd_max')을 입력받은 경우 광투과율(RES')보다 낮고 또한 느리게 상승할 수 있다. 그러나 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)을 입력받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 LBRB 구동 방식의 광투과율에 비해 높을 수 있다.

다음, 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 데이터 전압(Vd)의 입력이 끝난 후 한 우안 입력 영상 신호(R(B))가 데이터 전압(Vd)으로 변환되어 한 프레임 동안 화소(PX)에 인가된다.

우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)의 광투과율(RES)은 점차 감소한다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 직전 프레임의 마지막 시점에서의 광투과율(RES)이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮으므로 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 입력되는 프레임에서 광투과율(RES)은 도 10에 도시한 바와 같이 클리핑 처리가 없는 경우의 광투과율(RES')보다 낮고 또한 빠르게 하강할 수 있다.

데이터 전압(Vd)을 인가받은 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)는 도 10에 도시한 바와 같이 좌안 입력 영상 신호(L(W)) 또는 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 인가되는 프레임의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되어 해당 화소(PX)에 빛을 조사할 수 있다. 백라이트(900)의 온(ON) 타이밍 및 시간은 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 바뀔 수 있다.

도 10을 참조하면, 좌안 입력 영상 신호(L(W))에 대한 클리핑 최고 데이터 전압(Vd_max)이 인가되는 경우 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(WB))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(WB))보다 낮을 수 있다.

다음, 화소(PX)에 대응하는 백라이트(900)의 발광 블록 또는 백라이트(900)가 우안 입력 영상 신호(R(B))에 대한 데이터 전압(Vd)이 인가되는 프레임의 적어도 일부 시간 동안 온(ON)되면 화소(PX)가 표시하는 영상의 휘도(Lum(BW))는 클리핑 처리가 없는 경우의 휘도(Lum'(BW))보다 낮아진다.

따라서 블랙 계조를 나타내는 우안 영상에 대한 좌안 영상의 영향이 거의 없어지고 목표하는 블랙 계조에 가까운 휘도를 나타낼 수 있다. 특히 화소(PX)가 화이트 계조에서 블랙 계조로 바뀌는 영상을 표시할 때 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크가 줄어들 수 있다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따르면 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크를 줄여 3D 영상 표시 품질을 높일 수 있다.

특히 LR 구동 방식의 경우 복수의 발광 블록을 포함하는 백라이트(900)를 사용하여 데이터 전압(Vd)의 인가 순서에 따라 발광 블록을 온(ON)함으로써 표시판(300)의 화소(PX) 중 어느 정도 목표 광투과율에 도달한 화소(PX)가 표시한 영상만이 관찰될 수 있도록 할 수 있다. 이에 따르면 화소(PX)의 느린 응답 속도에 의한 표시 품질을 열화를 막을 수 있고, 이웃한 프레임의 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크를 더욱 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

60: 셔터 부재
300: 표시판
400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부
650: 신호 보정부
700: 그래픽 제어부
900: 백라이트
950: 백라이트 제어부
LUT: 룩업 테이블

Claims

복수의 화소 및 복수의 데이터선을 포함하는 표시판,
상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부, 그리고
외부로부터 입력 영상 신호를 입력받아 출력 영상 신호를 생성하고, 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부
를 포함하고,
상기 신호 제어부는 3D 표시 모드에서 상기 입력 영상 신호가 최고 계조일 때 상기 입력 영상 신호를 상기 최고 계조보다 낮은 클리핑 계조로 보정하는 신호 보정부를 포함하는
3D 영상 표시 장치.
제1항에서,
상기 신호 보정부는 현재 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 현재 영상 신호와 이전 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 이전 영상 신호를 바탕으로 상기 현재 영상 신호를 보정 신호로 보정하며,
상기 보정된 현재 영상 신호의 최고 계조는 상기 클리핑 계조인
3D 영상 표시 장치.
제2항에서,
상기 신호 보정부는 상기 현재 영상 신호와 상기 이전 영상 신호에 대한 상기 보정 신호를 저장하는 룩업 테이블을 포함하고,
상기 현재 영상 신호의 최고 계조에 대응하는 상기 보정 신호는 상기 클리핑 계조인
3D 영상 표시 장치.
제3항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 영상을 복수의 프레임 동안 표시하는 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치.
제4항에서,
상기 3D 표시 모드는 한 프레임의 좌안 영상 신호의 입력 구간과 한 프레임의 우안 영상 신호의 입력 구간 사이에 상기 화소에 상기 데이터 전압을 인가하지 않는 홀드 구간을 포함하는 LHRH 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치.
제4항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 또는 우안 영상 신호를 연속한 복수의 프레임 동안 복수 회 상기 데이터 구동부에 입력하는 LLRR 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치.
제4항에서,
상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트를 더 포함하고,
상기 백라이트는 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부 시간 동안 상기 영상을 표시하는 상기 화소에 빛을 조사하는
3D 영상 표시 장치.
제3항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 및 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 우안 영상 신호를 한 프레임을 단위로 교대로 상기 데이터 구동부에 입력하는 LR 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치.
제8항에서,
상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트를 더 포함하고,
상기 백라이트는 상기 표시판의 서로 다른 영역에 각각 대응하여 빛을 조사하는 복수의 발광 블록을 포함하는
3D 영상 표시 장치.
제9항에서,
상기 백라이트의 상기 복수의 발광 블록은 상기 데이터 전압이 상기 복수의 화소에 인가되는 순서에 따라 차례대로 온(ON)되는 3D 영상 표시 장치.
복수의 화소 및 복수의 데이터선을 포함하는 표시판, 상기 데이터선과 연결되어 있는 데이터 구동부, 그리고 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 포함하는 3D 영상 표시 장치에서,
상기 신호 제어부가 입력 영상 신호를 입력받는 단계,
상기 신호 제어부가 3D 표시 모드에서 상기 입력 영상 신호가 최고 계조일 때 상기 입력 영상 신호를 상기 최고 계조보다 낮은 클리핑 계조로 보정하여 출력 영상 신호를 생성하는 단계, 그리고
상기 신호 제어부가 상기 출력 영상 신호를 상기 데이터 구동부에 입력하는 단계
를 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제11항에서,
상기 출력 영상 신호를 생성하는 단계는 현재 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 현재 영상 신호와 이전 프레임에 대한 상기 입력 영상 신호인 이전 영상 신호를 바탕으로 상기 현재 영상 신호를 보정 신호로 보정하는 단계를 포함하고,
상기 보정된 현재 영상 신호의 최고 계조는 상기 클리핑 계조인
3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제12항에서,
상기 신호 제어부는 상기 현재 영상 신호와 상기 이전 영상 신호에 대한 상기 보정 신호를 저장하는 룩업 테이블을 포함하고,
상기 현재 영상 신호의 최고 계조에 대응하는 상기 보정 신호는 상기 클리핑 계조인
3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제13항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 영상을 복수의 프레임 동안 표시하는 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제14항에서,
상기 3D 표시 모드는 한 프레임의 좌안 영상 신호의 입력 구간과 한 프레임의 우안 영상 신호의 입력 구간 사이에 상기 화소에 상기 데이터 전압을 인가하지 않는 홀드 구간을 포함하는 LHRH 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제14항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 또는 우안 영상 신호를 연속한 복수의 프레임 동안 복수 회 상기 데이터 구동부에 입력하는 LLRR 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제14항에서,
상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트가 상기 복수의 프레임 중 적어도 일부 시간 동안 상기 영상을 표시하는 상기 화소에 빛을 조사하는 단계를 더 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제13항에서,
상기 3D 표시 모드는 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 좌안 영상 신호 및 하나의 상기 입력 영상 신호에 대한 우안 영상 신호를 한 프레임을 단위로 교대로 상기 데이터 구동부에 입력하는 LR 구동 방식을 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제18항에서,
상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트가 상기 표시판의 서로 다른 영역에 각각 대응하여 빛을 독립적으로 조사하는 단계를 더 포함하는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.
제19항에서,
상기 백라이트는 상기 표시판의 서로 다른 영역에 각각 대응하는 복수의 발광 블록을 포함하고,
상기 복수의 발광 블록은 상기 데이터 전압이 상기 복수의 화소에 인가되는 순서에 따라 차례대로 온(ON)되는 3D 영상 표시 장치의 구동 방법.