KR20160088465A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치에서, 컨트롤러는 제어신호들을 생성하고, 영상 데이터를 출력하고, 보상회로는 상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호 중 일부를 수신하여 보상 신호를 생성한다. 전압 발생회로는 입력 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 보상신호에 응답하여 한 프레임 구간 내에서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 증가 또는 감소시킨다. 구동부는 상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호들 및 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생회로로부터 상기 구동전압을 수신하여 패널 구동신호를 생성한다. 표시패널은 상기 구동부로부터 상기 패널 구동신호를 수신하여 영상을 표시한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 신호 지연을 보상할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치가 대형화, 고해상도화되고 있다. 이에 따라, 각 화소를 제어하기 위한 신호선의 배선 저항이 증가한다. 뿐만 아니라, 화소를 구동하기 위한 드라이버로 공급되는 신호가 지연되는 현상이 발생한다.
이러한 지연 현상은 드라이버로 신호를 공급하는 신호 공급부로부터 드라이버가 멀수록 증가한다. 이러한 지연 현상이 증가할수록 표시 장치의 위치에 따라 화소의 계조 표현성이 달라지고, 그 결과 표시장치의 전체 표시 품질이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 표시패널에서 스캔 방향에 따른 위치별 게이트 신호의 왜곡을 방지하여 구동 신뢰성 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치는 제어신호들을 생성하고, 영상 데이터를 출력하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호 중 일부를 수신하여 보상 신호를 생성하는 보상회로; 입력 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 보상신호에 응답하여 한 프레임 구간 내에서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 증가 또는 감소시키는 전압 발생회로; 상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호들 및 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생회로로부터 상기 구동전압을 수신하여 패널 구동신호를 생성하는 구동부; 및 상기 구동부로부터 상기 패널 구동신호를 수신하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널; 상기 표시 패널의 상기 영상을 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 인지되도록 하기 위해 2차원 모드 또는 3차원 모드로 동작하도록 액정 분자들을 제어하는 스위칭 패널; 상기 표시패널을 구동하는 제1 구동부; 상기 스위칭 패널을 구동하는 제2 구동부; 및 상기 제1 및 제2 구동부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
상기 제1 구동부는, 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 수신하여 보상 신호를 생성하는 보상회로; 입력 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 보상신호에 응답하여 한 프레임 구간 내에서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 증가 또는 감소시키는 전압 발생회로; 및 상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호들 및 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생회로로부터 상기 구동전압을 수신하여 패널 구동신호를 생성하는 패널구동부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 표시패널에서 스캔 방향에 따른 위치별 게이트 신호의 왜곡을 방지하기 위하여, 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 시간에 따라 비선형적으로 가변시킴으로써, 신호 지연에 따른 구동 신뢰성 및 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전압 발생 회로의 내부 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 온 전압 발생부 및 오프 전압 발생부의 내부 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 포지티브 전압 발생부의 내부 블럭도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 게이트 온 전압 및 제1 게이트 오프 전압을 나타낸 파형도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제2 포지티브 전압 발생부 및 제2 네가티브 전압 발생부의 내부 블럭도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제2 게이트 온 전압 및 제2 게이트 오프 전압을 나타낸 파형도이다.
도 8a는 제1 펄스폭 변조 신호에 따른 제1 게이트 온 전압의 변화를 나타낸 파형도이다.
도 8b는 제2 펄스폭 변조 신호에 따른 제2 게이트 온 전압의 변화를 나타낸 파형도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 블럭도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치의 2차원 영상 및 3차원 영상을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 11은 포지티브 스캔 동작시 제1 게이트 온 전압 및 제1 게이트 오프 전압의 전위를 나타낸 파형도이다.
도 12는 네가티브 스캔 동작시 제2 게이트 온 전압 및 제2 게이트 오프 전압의 전위를 나타낸 파형도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전압 발생 회로의 내부 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(500)는 컨트롤러(210), 게이트 보상회로(300), 전압 발생 회로(400), 데이터 구동부(230), 게이트 구동부(250) 및 표시 패널(100)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 액정표시패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL) 등의 평판표시패널로 구현될 수 있다.
상기 표시 패널(100)이 액정표시패널로 구현되는 경우, 상기 표시 장치(500)는 상기 표시 패널(100) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시)을 더 구비할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 표시 패널(100)과 상기 백라이트 유닛 사이에는 하부 편광필름이 배치되고, 상기 표시 패널(100) 상에는 상부 편광필름이 배치될 수 있다. 이하에서는 편의상 상기 표시 패널(100)이 액정표시패널로 구현되는 경우를 일 예로 설명한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 표시 패널(100)은 하부 기판, 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 하부기판에는 다수의 화소가 구비되고, 상부 기판에는 상기 화소들에 대응하여 배치되는 컬러필터들이 구비될 수 있다. 상기 컬러필터들은 레드, 그린 및 블루 주요색을 표현하는 레드, 그린 및 블루 컬러필터들을 포함하고, 상기 주요색들 이외의 다른 컬러를 표현하는 컬러필터들을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 기판에는 상기 상부 편광필름이 부착되고, 상기 하부 기판에는 상기 하부 편광필름이 부착될 수 있다.
상기 표시영역(DA)에는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn), 다수의 데이터 라인(DL1~DLm), 및 다수의 화소가 구비된다. 구체적으로, 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)은 제1 방향(D1)으로 연장하고, 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장하고 상기 제1 방향(D1)으로 배열된다. 상기 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)과 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)은 서로 다른 층 상에 구비되어 서로 전기적으로 절연되게 교차한다.
상기 표시영역(DA)에는 다수의 화소영역이 정의된다. 상기 화소영역들에는 다수의 화소가 각각 배치되고, 각 화소는 박막 트랜지스터 및 액정 커패시터를 포함한다. 상기 액정 커패시터는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 액정층은 유전체로서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재된다.
본 발명의 일 예로, 상기 게이트 라인들(GL1~GLn), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm), 상기 각 화소의 박막 트랜지스터 및 상기 액정 커패시터의 제1 전극인 화소전극은 상기 하부 기판에 구비될 수 있다. 상기 액정 커패시터의 제2 전극인 기준 전극은 상기 상부 기판에 구비될 수 있다.
상기 하부 기판에는 상기 화소 전극이 복수개 구비되고, 상기 화소 전극들은 상기 화소들에 일대일 대응하여 배치된다. 상기 화소 전극들 각각은 대응하는 박막 트랜지스터를 통해 데이터 전압을 수신한다. 상기 상부 기판에는 상기 기준 전극이 하나의 통 전극 형태로 구비되어, 상기 복수의 화소 전극들과 마주한다. 상기 기준전극에는 기준 전압이 인가될 수 있다. 상기 각 화소 전극과 상기 기준 전극 사이에는 상기 데이터 전압과 상기 기준 전압 사이의 전위차에 의해서 전계가 형성되고, 상기 액정층은 상기 전계의 크기에 따라서 상기 광 투과율을 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러(210)는 상기 표시 장치(500)의 외부로부터 RGB 영상신호(RGB) 및 다수의 제어신호(CS)를 수신한다. 상기 컨트롤러(210)는 상기 데이터 구동부(230)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 RGB 영상신호들(RGB)을 변환하고, 변환된 상기 영상신호들(DAT)을 상기 데이터 구동부(230)로 제공한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(210)는 상기 다수의 제어신호(CS)에 근거하여 데이터 제어신호(D-CS, 예를 들어, 출력개시신호, 수평개시신호 등) 및 게이트 제어신호(G-CS, 예를 들어, 수직개시신호, 수직클럭신호, 및 수직클럭바신호)를 생성한다. 상기 데이터 제어신호(D-CS)는 상기 데이터 구동부(230)로 제공되고, 상기 게이트 제어신호(G-CS)는 상기 게이트 구동부(250)로 제공된다.
상기 게이트 구동부(250)는 상기 컨트롤러(210)로부터 제공되는 상기 게이트 제어신호(G-CS)에 응답해서 게이트 신호를 순차적으로 출력한다. 따라서, 상기 다수의 화소는 상기 게이트 신호에 의해서 행 단위로 순차적으로 스캐닝될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 게이트 구동부(250)는 복수개의 칩을 포함할 수 있고, 칩들 각각에는 대응하는 게이트 라인들(GL1~GLn)이 연결될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 게이트 구동부(250)는 박막 공정을 통해 상기 표시패널(100)에 직접적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 게이트 구동부(250)는 적어도 하나의 쉬프트 레지스터를 포함하고, 상기 쉬프트 레지스터는 서로 종속적으로 연결된 다수의 스테이지를 구비할 수 있다. 상기 다수의 스테이지가 순차적으로 동작하면서 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)에 순차적으로 게이트 신호를 인가할 수 있다.
상기 데이터 구동부(230)는 상기 컨트롤러(210)로부터 제공되는 상기 데이터 제어신호(D-CS)에 응답해서 상기 영상신호들(DAT)을 데이터 전압들로 변환하여 출력한다. 상기 출력된 데이터 전압들은 상기 표시패널(100)로 인가된다. 본 발명의 일 예로, 상기 데이터 구동부(230)는 복수개의 칩을 포함할 수 있고, 칩들 각각에는 대응하는 데이터 라인들이 연결될 수 있다.
따라서, 각 화소는 상기 게이트 신호에 의해서 턴-온되고, 턴-온된 상기 화소는 상기 데이터 구동부(230)로부터 해당 데이터 전압을 수신하여 원하는 계조의 영상을 표시한다.
상기 전압 발생 회로(400)는 외부로부터 공급되는 제1 및 제2 입력 전압(Vin1, Vin2)을 상기 게이트 구동부(250)와 상기 데이터 구동부(230)를 구동하는데 필요한 전압들로 변환한다. 이하에서는, 상기 전압 발생 회로(400) 중 상기 게이트 구동부(250)를 구동하는데 필요한 전압들, 즉 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 생성하는 블럭에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 게이트 온 전압(Von)은 상기 게이트 신호의 하이 레벨을 결정하고, 상기 게이트 오프 전압(Voff)은 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 결정할 수 있다.
상기 표시 장치(500)는 상기 전압 발생 회로(400)가 생성하는 상기 게이트 온 전압(Von) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 보상하기 위해 상기 게이트 보상회로(300)를 더 구비한다. 상기 게이트 보상회로(300)는 상기 컨트롤러(210)로부터 보상을 위한 각종 제어신호를 수신한다. 상기 제어신호는 상기 수직개시신호(STV) 및 프레임 레이트 신호(FR) 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 보상회로(300)는 상기 제어신호에 근거하여 상기 게이트 온 전압(Von) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 보상하기 위한 보상 신호를 생성한다. 상기 보상 신호는 펄스폭 변조 신호일 수 있다. 상기 게이트 보상회로(300)는 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티비를 조절하고, 조절된 상기 펄스폭 변조 신호(PWM)를 상기 전압 발생 회로(400)로 인가한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전압 발생 회로(400)는 상기 게이트 온 전압(Von)을 생성하는 온 전압 발생부(410) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 생성하는 오프 전압 발생부(430)를 포함한다. 상기 온 전압 발생부(410)는 상기 펄스폭 변조 신호(PWM)에 근거하여 상기 제1 입력 전압(Vin1)을 상기 게이트 온 전압(Von)으로 변환한다. 상기 오프 전압 발생부(430)는 상기 펄스폭 변조 신호(PWM)에 근거하여 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 상기 게이트 오프 전압(Voff)으로 변환할 수 있다.
상기 게이트 보상회로(300)는 상기 게이트 온 전압(Von) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff) 각각의 보상 시점 및 원복 시점을 결정하기 위한 보상 제어신호(SC)를 상기 전압 발생 회로(400)의 상기 온 전압 발생부(410) 및 상기 오프 전압 발생부(430)로 더 공급한다.
도 2에서는 상기 온 전압 발생부(410)와 상기 오프 전압 발생부(430)가 동일한 상기 펄스폭 변조 신호(PWM)를 수신하는 것으로 도시하였으나, 상기 온 전압 발생부(410)와 상기 오프 전압 발생부(430)는 각각 서로 다른 펄스폭 변조 신호를 수신할 수 있다.
도 2에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 온 전압 발생부(410)와 상기 오프 전압 발생부(430)가 동일한 상기 보상 제어신호(SC)를 수신하는 것으로 도시하였으나, 상기 온 전압 발생부(410)와 상기 오프 전압 발생부(430)는 각각 서로 다른 보상 제어신호를 수신할 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전압 발생 회로(400)는 상기 게이트 구동부(250)의 일단에 인접하여 배치되어, 상기 게이트 구동부(250)와 상기 전압 발생 회로(400)를 연결하는 제1 및 제2 연결 배선들(40a, 40b)을 통해 상기 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 상기 게이트 구동부(250)로 공급한다. 그러나, 상기 게이트 구동부(250)에 포함된 구동칩들 또는 다수의 스테이지들과 상기 전압 발생 회로(400)와의 거리에 따라서 상기 제이트 온 전압(Von)과 상기 게이트 오프 전압(Voff)의 전위가 달라진다. 상기 전위가 달라지는 것은 상기 제1 및 제2 연결 배선들(40a, 40b)의 라인 저항값이 길이에 따라 변화되기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전압 발생 회로(400)는 상기 거리에 따라 상기 게이트 온 전압(Von) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff)의 전위를 가변시키도록 구성된다. 따라서, 상기 구동칩들 또는 상기 스테이지들 각각은 상기 전압 발생 회로(400)와의 거리에 무관하게 실질적으로 동일한 전위를 갖는 상기 게이트 온 전압(Von) 및 상기 게이트 오프 전압(Voff)을 수신할 수 있다.
상기 게이트 구동부(250)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)으로부터 상기 제n 게이트 라인(GLn)까지 제2 방향(D2)으로 순차적으로 스캔 동작을 실시할 수 있고, 상기 제n 게이트 라인(GLn)으로부터 상기 제1 게이트 라인(GL1)까지 상기 제2 방향(D2)과 반대하는 제3 방향(D3)으로 순차적으로 스캔 동작을 실시할 수도 있다. 여기서, 상기 게이트 구동부(250)가 상기 제2 방향(D2)으로 스캔 동작을 실시하는 경우를 포지티브 스캔이라고 정의하고, 상기 게이트 구동부(250)가 상기 제3 방향(D3)으로 스캔 동작을 실시하는 경우를 네가티브 스캔이라고 정의하기로 한다.
이하, 도 3, 도 4a 및 도 4b을 참조하여, 도 2에 도시된 전압 발생 회로(400)를 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 구동부(250)는 상기 포지티브 스캔 및 상기 네가티브 스캔 중 어느 한 방향으로 스캔 동작을 실시하도록 고정될 수 있다. 그러나, 다른 실시예로 상기 게이트 구동부(250)는 원하는 경우에 따라서 상기 포지티브 스캔 및 네가티브 스캔 중 어느 하나를 선택하여 동작할 수 있도록 구성될 수 있다.
이하에서는, 상기 게이트 구동부(250)가 상기 포지티브 스캔 및 네가티브 스캔 중 어떤 스캔 방식으로 동작하느냐에 따라서 다르게 보상된 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 생성하는 상기 전압 발생 회로(400)를 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 온 전압 발생부 및 오프 전압 발생부의 내부 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 상기 전압 발생 회로(400)는 상기 온 전압 발생부(410) 및 상기 오프 전압 발생부(430)를 포함한다. 상기 온 전압 발생부(410)는 상기 포지티브 스캔시 동작하는 제1 포지티브 전압 발생부(411) 및 상기 네가티브 스캔시 동작하는 제1 네가티브 전압 발생부(413)를 포함한다. 상기 오프 전압 발생부(430)는 상기 포지티브 스캔시 동작하는 제2 포지티브 전압 발생부(431) 및 상기 네가티브 스캔시 동작하는 제2 네가티브 전압 발생부(433)를 포함한다.
상기 온 전압 발생부(410)는 상기 제1 입력 전압(Vin1)을 수신하며, 상기 제1 입력 전압(Vin1)을 승압하여 제1 게이트 온 전압(Von1) 또는 제2 게이트 온 전압(Von2)을 출력한다. 여기서, 상기 제1 포지티브 전압 발생부(411)로부터 출력되는 전압을 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)이라고 정의하고, 상기 제1 네가티브 전압 발생부(413)로부터 출력되는 전압을 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)으로 정의한다.
상기 오프 전압 발생부(430)는 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 수신하며, 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 감압하여 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1) 또는 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 출력한다. 여기서, 상기 제2 포지티브 전압 발생부(431)로부터 출력되는 전압을 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)이라고 정의하고, 상기 제2 네가티브 전압 발생부(433)로부터 출력되는 전압을 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)으로 정의한다.
상기 제1 포지티브 전압 발생부(411) 및 상기 제1 네가티브 전압 발생부(413)는 서로 동시에 동작할 수 없고, 어느 하나만이 상기 게이트 구동부(250)의 스캔 동작에 따라서 동작할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 컨트롤러(210)는 스캔 방향에 따라서 상기 제1 포지티브 전압 발생부(411) 및 상기 제1 네가티브 전압 발생부(413) 중 어느 하나, 상기 제2 포지티브 전압 발생부(431) 및 상기 제2 네가티브 전압 발생부(433) 중 어느 하나를 선택하기 위한 스캔 방향 신호를 상기 전압 발생 회로(400)로 전송할 수 있다.
상기 포지티브 스캔 동작 시 상기 제1 포지티브 전압 발생부(411)는 상기 게이트 보상회로(300, 도 1에 도시됨)로부터 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1) 및 보상 제어신호(SC)를 수신하고, 상기 제2 포지티브 전압 발생부(431)는 상기 게이트 보상회로(300, 도 1에 도시됨)로부터 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1) 및 상기 보상 신호(SC)를 수신한다.
상기 네가티브 스캔 동작 시 상기 제1 네가티브 전압 발생부(413)는 상기 게이트 보상회로(300)로부터 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2) 및 상기 보상 제어신호(SC)를 수신하고, 상기 제2 네가티브 전압 발생부(433)는 상기 게이트 보상회로(300)로부터 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2) 및 상기 보상 제어신호(SC)를 수신한다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 포지티브 전압 발생부의 내부 블럭도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 게이트 온 전압 및 제1 게이트 오프 전압을 나타낸 파형도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 포지티브 전압 발생부(411)는 승압부(411a) 및 방전부(411b)를 포함한다. 상기 승압부(411a)는 상기 제1 입력 전압(Vin1) 및 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)를 수신하여, 상기 제1 입력 전압(Vin1)을 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)으로 변환한다. 상기 승압부(411a)는 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)에 의해서 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)을 한 프레임 중 소정 구간동안 기준 게이트 온 전압(Von_ref)보다 증가하는 방향으로 가변시킨다. 상기 방전부(411b)는 다음 프레임이 시작되기 전 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)을 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)으로 방전시킨다.
상기 제2 포지티브 전압 발생부(431)는 감압부(431a) 및 부스팅부(431b)를 포함한다. 상기 감압부(431a)는 상기 제2 입력 전압(Vin2) 및 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)를 수신하여, 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)으로 변환한다. 상기 감압부(431a)는 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)에 의해서 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 한 프레임 중 소정 구간동안 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)보다 감소하는 방향으로 가변시킨다. 상기 부스팅부(431b)는 다음 프레임이 시작되기 전 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)으로 부스팅시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 포지티브 스캔 동작시 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn, 도 1에 도시됨)은 각 프레임(1F, 2F)의 시작을 알리는 수직 개시 신호(STV)가 하이 구간으로 발생한 이후 상기 제1 게이트 라인(GL1)으로부터 상기 제n 게이트 라인(GLn) 방향으로 순차적으로 스캔될 수 있다.
상기 보상 제어신호(SC)는 상기 수직 개시 신호(STV)의 라이징 시점에 동기하여 하이 상태로 발생되고, 다음 프레임이 시작되기 전 소정 시점에서 로우 상태로 전환된다. 여기서, 상기 보상 제어신호(Von1)의 하이 구간(H_P)은 상기 제1 게이트 온 전압(Von1) 및 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)을 보상하는 보상 구간에 대응하고, 상기 보상 제어신호(SC)의 로우 구간(L_P)은 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 방전 구간 및 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 부스팅 구간에 대응한다.
상기 보상 제어신호(SC)의 상기 로우 구간(L_P)은 연속하는 두 프레임(1F, 2F) 사이에 구비되는 블랭크 구간(1B)과 실질적으로 동일하거나, 상기 블랭크 구간(1B) 내에 포함될 수 있다. 상기 블랭크 구간(1B)은 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)이 실질적으로 스캔되는 구간이 아니며, 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)으로 인가된 신호들을 리셋시키는 구간일 수 있다. 따라서, 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 로우 구간(L_P)에서의 상기 제1 게이트 온 전압(Von1) 및 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 상기 게이트 신호에 영향을 미치지 않을 수 있다.
상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비는 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P) 내에서 가변된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)은 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P)내에서 k개의 변곡점(IP1~IP4)(여기서, k는 1 이상의 정수)을 갖고 비선형적으로 증가할 수 있다. 상기 변곡점(IP1~IP4)의 개수는 상기 표시 장치(500)의 사양, 구동칩의 개수 등에 따라 결정될 수 있다.
상기 보상 제어신호(SC)의 하이 구간(H_P)은 상기 k개의 변곡점(IP1~IP4)에 의해서 (k+1)개의 선형 구간(LP1~LP5)으로 분할될 수 있다. 상기 (k+1)개의 선형 구간(LP1~LP5)의 경계에 상기 k개의 변곡점(IP1~IP4)이 각각 위치할 수 있다. 각 선형 구간(LP1~LP5) 내에서 전압 변화량은 일정할 수 있으며, 서로 인접하는 두 개의 선형 구간(LP1~LP5) 사이의 전압 변화량은 서로 다를 수 있다. 도 5에서는 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P)이 5개의 선형 구간(이하, 제1 내지 제5 선형 구간(LP1~LP5))을 포함하는 것을 본 발명의 일 예로 도시하였다.
상기 한 프레임 구간(1F)동안 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)은 시간축 상에서 2x개(x는 1 이상의 정수)의 해상도를 가질 수 있다. 도 5에서는 상기 x가 4인 경우를 일 예로 도시하였다. 따라서, 상기 한 프레임 구간(1F) 내에는 16개의 단위 시간 구간이 포함될 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제5 선형 구간(LP1~LP5) 각각에 포함되는 단위 시간 구간의 개수는 서로 같거나 다를 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 제3 및 제4 선형 구간(LP1, LP3, LP4) 각각은 3개의 단위 시간 구간을 포함하고, 상기 제2 선형 구간(LP2)은 4개의 단위 시간 구간을 포함할 수 있다.
상기 하이 구간(H_P) 내에서 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)이 가질 수 있는 최저 전위를 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)이라고 정의하고, 최고 전위를 최고 게이트 온 전압(Von_Max)이라고 정의한다. 상기 하이 구간(H_) 내에서 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)과 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 사이의 전위 구간은 2y개(여기서, y는 1 이상의 정수)의 해상도를 가질 수 있다. 도 5에서는 y가 4인 경우를 일예로 도시하였다. 따라서, 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)과 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 사이의 전위 구간은 16개의 단위 전위 구간을 포함할 수 있다. 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)과 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)의 차이값을 α라고 할 때, 각 단위 전위 구간 사이에는 α/2y의 전위차가 생길 수 있다.
상기 제1 선형 구간(LP1)에서의 제1 게이트 온 전압 곡선의 기울기는 1/3이고, 상기 제2 선형 구간(LP2)에서의 상기 제1 게이트 온 전압 곡선의 기울기는 4/4이며, 상기 제3 선형 구간(LP3)에서의 상기 제1 게이트 온 전압 곡선의 기울기는 4/3이고, 상기 제4 선형 구간(LP4)에서의 상기 제1 게이트 온 전압 곡선의 기울기는 7/3일 수 있다. 즉, 단위 시간 구간당 전압 변화량은 상기 각 선형 구간(LP1~LP5)마다 달라질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제5 선형 구간(LP5)은 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)을 유지할 수 있다.
상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 전위는 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비에 따라서 결정되므로, 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비는 상기 단위 시간 구간마다 가변된다. 앞서 기술한 바와 같이, 상기 듀티비의 변화량 역시 상기 제1 내지 제5 선형 구간(LP1~LP5)마다 달라질 수 있다.
한편, 상기 한 프레임 구간(1F)동안 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 시간축 상에서 2x개의 해상도를 가질 수 있다. 즉, 도 5에서는 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 상기 시간축 상의 해상도는 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 상기 시간축 상의 해상도와 동일할 수 있다. 그러나, 다른 실시예로 상기 제1 게이트 오프 전압(Von1)의 상기 시간축 상의 해상도는 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 상기 시간축 상의 해상도와 상이할 수도 있다.
상기 하이 구간(H_P) 내에서 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)이 가질 수 있는 최고 전위를 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)이라고 정의하고, 최저 전위를 최저 게이트 오프 전압(Voff_Min)이라고 정의한다. 상기 하이 구간(H_P) 내에서 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)과 상기 최저 게이트 오프 전압(Voff_Min) 사이의 전위 구간은 2y개의 해상도를 가질 수 있다. 즉, 도 5에서는 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 상기 전위축 상의 해상도는 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 상기 전위축 상의 해상도와 동일할 수 있다. 그러나, 다른 실시예로 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 상기 전위축 상의 해상도는 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 상기 전위축 상의 해상도와 상이할 수도 있다. 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)과 상기 최저 게이트 오프 전압(Voff_Min)의 차이값을 β라고 할 때, 각 단위 전위 구간 사이에는 β/2y의 전위차가 생길 수 있다.
상기 제1 선형 구간(LP1)에서의 제1 게이트 오프 전압 곡선의 기울기는 (-1/3)이고, 상기 제2 선형 구간(LP2)에서의 상기 제1 게이트 오프 전압 곡선의 기울기는 (-4/4)이며, 상기 제3 선형 구간(LP3)에서의 상기 제1 게이트 오프 전압 곡선의 기울기는 (-4/3)이고, 상기 제4 선형 구간(LP4)에서의 상기 제1 게이트 오프 전압 곡선의 기울기는 (-7/3)일 수 있다. 즉, 단위 시간 구간당 전압 변화량은 상기 각 선형 구간마다 달라질 수 있다. 상기 제5 선형 구간(LP5)은 상기 최저 게이트 오프 전압(Voff_Min)을 유지할 수 있다.
상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 전위는 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비에 따라서 결정되므로, 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비는 상기 단위 시간 구간마다 가변된다. 앞서 기술한 바와 같이, 상기 듀티비의 변화량 역시 상기 제1 내지 제5 선형 구간(LP1~LP5)마다 달라질 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 제2 포지티브 전압 발생부 및 제2 네가티브 전압 발생부의 내부 블럭도이고, 도 7은 도 6에 도시된 제2 게이트 온 전압 및 제2 게이트 오프 전압을 나타낸 파형도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 네가티브 전압 발생부(413)는 사전 승압부(413a)를 포함한다. 상기 제2 네가티브 전압 발생부(413)는 상기 게이트 구동부(250)의 네가티브 스캔 시 동작한다. 상기 사전 승압부(413a)는 상기 제2 입력 전압(Vin2) 및 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)를 수신하여, 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)으로 변환한다. 상기 사전 승압부(413a)는 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)에 의해서 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)을 한 프레임의 시작전 블랭크 구간동안 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)까지 승압시킨다. 이후, 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)의 듀티비가 감소하여, 상기 제2 승압부(413a)는 상기 한 프레임이 시작되고 소정 구간동안 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)으로부터 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)까지 감소하는 방향으로 가변시킬 수 있다.
상기 제2 네가티브 전압 발생부(433)는 사전 감압부(433a)를 포함한다. 상기 사전 감압부(433a)는 상기 제2 입력 전압(Vin2) 및 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM1)를 수신하여, 상기 제2 입력 전압(Vin2)을 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)으로 변환한다. 상기 사전 감압부(433a)는 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)에 의해서 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 한 프레임의 시작전 블랭크 구간동안 상기 최저 게이트 온 전압(Voff_Min)까지 다운시킨다. 이후, 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)의 듀티비가 증가하여, 상기 사전 감압부(433a)는 상기 한 프레임이 시작되고 소정 구간동안 상기 최저 게이트 온 전압(Voff_Min)으로부터 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref)까지 증가하는 방향으로 가변시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 네가티브 스캔 동작시 상기 다수의 게이트 라인(GL1~GLn, 도 1에 도시됨)은 각 프레임(1F, 2F)의 시작을 알리는 수직 개시 신호(STV)가 하이 구간으로 발생한 이후 상기 제n 게이트 라인(GLn)으로부터 상기 제1 게이트 라인(GL1) 방향으로 순차적으로 네가티브 스캔될 수 있다.
상기 보상 제어신호(SC)는 상기 수직 개시 신호(STV)의 라이징 시점에 동기하여 하이 상태로 발생되고, 다음 프레임이 시작되기 전 소정 시점에서 로우 상태로 전환된다. 여기서, 상기 보상 제어신호(SC)의 하이 구간(H_P)은 상기 제2 게이트 온 전압(Von2) 및 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 보상하는 보상 구간에 대응하고, 상기 보상 제어신호(SC)의 로우 구간(L_P)은 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)의 사전 승압 구간 및 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)의 사전 감압 구간에 대응한다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)의 듀티비는 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P) 내에서 가변된다. 도 5에 도시된 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)는 상기 하이 구간(H_P) 내에서 비선형적으로 증가하는 듀티비를 갖고, 상기 도 7에 도시된 상기 제2 펄스퍽 변조 신호(PWM2)는 상기 하이 구간(H_P) 내에서 비선형적으로 감소하는 듀티비를 가질 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P)내에서 k개의 변곡점(IP1~IP4)(여기서, k는 1 이상의 정수)을 갖고 비선형적으로 감소할 수 있다. 상기 변곡점(IP1~IP4)의 개수는 상기 표시 장치(500)의 사양, 구동칩의 개수 등에 따라 결정될 수 있다. 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)이 상기 최고 게이트 온 전압(Von_Max)으로부터 감소하는 경향은 도 5에 도시된 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)을 k번째 변곡점(IP4) 위치에서 전위축을 기준으로 대칭한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 네가티브 스캔과 포지티브 스캔이 동일 표시 장치에서 수행되는 경우, 상기 네가티브 스캔과 포지티브 스캔 사이의 전압 지연 편차를 감소시키는 방향으로, 상기 제1 및 제2 펄스폭 변조 신호(PWM1, PWM2) 각각의 듀티비를 설정할 수 있다.
나머지 부분에 대한 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)의 설명은 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 설명과 유사하므로, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)은 상기 보상 제어신호(SC)의 상기 하이 구간(H_P)내에서 k개의 변곡점(IP1~IP4)(여기서, k는 1 이상의 정수)을 갖고 비선형적으로 증가할 수 있다. 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)이 상기 최저 게이트 오프 전압(Voff_Min)으로부터 감소하는 경향은 도 5에 도시된 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)을 k번째 변곡점(IP4) 위치에서 전위축 기준으로 대칭한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 네가티브 스캔과 포지티브 스캔이 동일 표시 장치에서 수행되는 경우, 상기 네가티브 스캔과 포지티브 스캔 사이의 전압 지연 편차를 감소시키는 방향으로, 상기 제1 및 제2 펄스폭 변조 신호(PWM1, PWM2) 각각의 듀티비를 설정할 수 있다.
나머지 부분에 대한 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)의 설명은 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)의 설명과 유사하므로, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
도 8a는 제1 펄스폭 변조 신호에 따른 제1 게이트 온 전압의 변화를 나타낸 파형도이고, 도 8b는 제2 펄스폭 변조 신호에 따른 제2 게이트 온 전압의 변화를 나타낸 파형도이다.
도 8a를 참조하면, 한 프레임 구간(1F)동안 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)은 기준 게이트 온 전압(Von_ref)으로부터 최대 게이트 온 전압(Von_Max)까지 비선형적으로 증가한다. 상기 제1 게이트 온 전압(Von_ref)의 전위는 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비에 따라서 가변된다. 즉, 상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비가 증가할수록 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)의 전위가 상승한다.
상기 제1 펄스폭 변조 신호(PWM1)의 듀티비는 각각의 선형 구간(도 5에 도시됨) 내에서 일정한 비율로 증가하고, 두 개의 인접하는 선형 구간 사이에서는 상기 듀티비의 증가 비율이 달라질 수 있다.
도 8b를 참조하면, 한 프레임 구간(1F)동안 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 상기 최대 게이트 온 전압(Von_Max)으로부터 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)까지 비선형적으로 감소한다. 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)의 전위는 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)의 듀티비에 따라서 가변된다. 즉, 상기 제2 펄스록 변조 신호(PWM2)의 듀티비가 감소할수록 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)의 전위가 감소한다. 상기 한 프레임 구간(1F)이 시작되지 직전에 최대 듀티비를 갖는 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)에 의해서 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 상기 최대 게이트 온 전압(Von_Max)까지 사전 승압된다. 이후, 상기 제2 펄스폭 변조 신호(PWM2)의 듀티비가 감소하여 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)까지 다운될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 입체 영상표시장치(1000)는 표시 유닛(600), 구동 유닛(700), 패턴 리타더(800) 및 스위칭 패널(900)을 포함한다.
상기 표시 유닛(600)은 백라이트 유닛(610) 및 표시패널(650)을 포함한다. 상기 표시 패널(650)은 액정표시패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL) 등의 평판표시패널로 구현될 수 있다.
상기 표시 패널(650)이 액정표시패널로 구현되는 경우, 상기 표시 유닛(600)은 상기 표시 패널(650) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(610), 상기 표시 패널(650)과 상기 백라이트 유닛(610) 사이에 배치되는 하부 편광필름(630), 및 상기 표시 패널(650)과 상기 패턴 리타더(800) 사이에 배치되는 상부 편광필름(670)을 더 구비할 수 있다.
상기 표시 패널(650)은 상기 구동 유닛(700)의 제어하에서 2D 모드 또는 3D 모드로 동작하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 구동 유닛(700)은 컨트롤러(710), 상기 표시패널(650)을 구동하는 제1 구동부(730), 및 상기 스위칭 패널(900)을 구동하는 제2 구동부(750)를 포함한다. 상기 컨트롤러(710)는 상기 제1 구동부(730)의 동작을 제어하고, 상기 제1 구동부(730)에 동기하여 상기 제2 구동부(750)를 구동시킬 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제1 구동부(730)는 데이터 구동부, 게이트 구동부, 게이트 보상회로 및 전압 발생회로를 포함할 수 있다. 상기 데이터 구동부, 게이트 구동부, 게이트 보상회로 및 전압 발생회로에 대한 설명 중 도 1에서의 설명과 중복되는 부분은 생략하기로 한다.
상기 데이터 구동부는 상기 3D 모드에서 상기 컨트롤러(710)로부터 입력되는 3D 데이터 포맷의 디지털 비디오 데이터들을 아날로그 감마전압으로 변환하여 3D용 데이터 전압들을 발생한다. 한편, 상기 데이터 구동부는 상기 2D 모드에서 상기 컨트롤러(710)로부터 입력되는 2D 데이터 포맷의 디지털 비디오 데이터들을 아날로그 감마전압으로 변환하여 2D용 데이터전압들을 발생한다.
상기 컨트롤러(710)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 유저의 2D/3D 모드선택 신호(Mode_2D/Mode_3D) 또는 입력 영상신호로부터 추출된 2D/3D 식별코드에 응답하여 상기 표시패널(650)이 상기 2D 모드 또는 상기 3D 모드로 동작하도록 상기 제1 구동부(730)를 제어한다.
상기 컨트롤러(710)는 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭, 데이터 인에이블 등의 타이밍 신호들을 이용하여 상기 제1 구동부(730)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 상기 컨트롤러(710)는 상기 타이밍 제어신호들을 정수배로 배속하여 N×60Hz(N은 1이상의 정수)의 프레임 주파수 예컨대, 입력 프레임 주파수 대비 2배의 프레임 주파수인 120Hz로 상기 제1 구동부(730)를 구동할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(610)은 하나 이상의 광원, 상기 광원으로부터의 빛을 면광원으로 변환하여 상기 표시 패널(650)로 조사하는 다수의 광학부재를 포함한다. 상기 광원은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), FFL(Flange Focal Length), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다. 상기 광학부재는 도광판, 확산판, 프리즘시트, 확산시트 등을 포함하여 상기 광원으로부터의 빛의 면균일도를 향상시킬 수 있다.
상기 스위칭 패널(900)은 제1 기판, 제2 기판, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판 각각은 유리, 플라스틱 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 스위칭 패널(900)의 외측면에는 편광필름(도시하지 않음)이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러(710)는 상기 2D 모드에서 상기 스위칭 패널(900)이 오프 상태로 동작하도록 제어하기 위한 제1 제어신호(CON_2D) 및 상기 3D 모드에서 상기 스위칭 패널(900)이 온 상태로 동작하도록 제어하기 위한 제2 제어신호(CON_3D)를 상기 제2 구동부(750)로 제공한다.
상기 제2 구동부(750)는 상기 제1 및 제2 제어신호(CON_2D, CON_3D)에 근거하여 제1 또는 제2 구동 전압(VD_ON, VD_OFF)을 생성하여 상기 스위칭 모듈(900)에 제공한다. 이에 따라, 상기 스위칭 패널(900)은 상기 2D 모드일 경우 상기 제2 구동부(750)로부터 상기 제2 구동 전압(VD_OFF)을 제공받아 액정 렌즈로서 구동하지 않고, 상기 3D 모드일 경우 상기 제2 구동부(750)로부터 상기 제1 구동 전압(VD_ON)을 제공받아 상기 액정 렌즈로서 구동할 수 있다
따라서, 상기 스위칭 패널(900)은 상기 2D 모드에서는 상기 표시 패널(650)에서 표시된 영상을 시역 분리 없이 투과시키고, 상기 3D 모드에서는 상기 표시 패널(650)의 영상의 시역을 분리할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치의 2차원 영상 및 3차원 영상을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 10a 및 도 10b에서는, 설명의 편의를 위하여 도 9에 도시된 구성 요소 중 표시 패널(650) 및 스위칭 패널(900)만을 도시하였다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 표시 패널(650)은 상기 2D 모드에서는 하나의 평면 영상을 표시하지만, 상기 3D 모드에서는 우안용 영상, 좌안용 영상 등 여러 시역(visual field)에 해당하는 영상을 공간 또는 시간 분할 방식으로 교대로 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 3D 모드에서 상기 표시 패널(650)은 우안용 영상과 좌안용 영상을 한 열의 화소마다 번갈아 표시할 수 있다.
상기 스위칭 패널(900)은 상기 2D 모드에서는 상기 표시 패널(650)에서 표시된 영상을 시역 분리하지 않고 투과되도록 하고, 3D 모드에서는 상기 표시 패널(650)의 영상의 시역을 분리한다. 즉, 3D 모드로 동작하는 상기 스위칭 패널(900)은 상기 표시 패널(650)에 표시된 좌안용 영상과 우안용 영상을 포함한다. 시점 영상을 빛의 회절 및 굴절 현상을 이용하여 각시점 영상 별로 해당하는 시역에 상이 맺히도록 한다.
도 10a는 상기 표시 패널(650) 및 상기 스위칭 패널(900)이 2차원 모드로 동작하는 경우로, 좌안과 우안에 동일한 영상이 도달하여 2D 영상이 인지되는 것을 도시한다. 도 10b는 상기 표시 패널(650) 및 상기 스위칭 패널(900)이 3D 모드로 동작하는 경우로, 스위칭 패널(900)이 상기 표시 패널(650)의 영상을 좌안 및 우안과 같은 각 시역으로 분리하여 굴절시킴으로써 3D 영상이 인지되는 것을 도시한다.
도 11은 포지티브 스캔 동작시 제1 게이트 온 전압 및 제1 게이트 오프 전압의 전위를 나타낸 파형도이다.
도 11을 참조하면, 2D 모드에서 상기 입체 영상표시장치(1000)는 제1 주파수로 동작하고, 3D 모드에서 상기 입체 영상표시장치(1000)는 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 동작할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 2D 모드에서 상기 입체 영상표시장치(1000)는 60Hz로 동작하고, 상기 3D 모드에서 120Hz로 동작할 수 있다.
상기 게이트 보상회로(300)는 상기 입체 영상표시장치(1000)의 주파수 정보에 따라서 상기 보상 제어신호(SC)의 주파수를 조절할 수 있다. 상기 제1 구동부(730)가 상기 2D 모드로 동작하는 구간이 2D 구간(2D_P)으로 정의되고, 상기 제1 구동부(730)가 상기 3D 모드로 동작하는 구간이 3D 구간(3D_P)으로 정의된다. 상기 3D 모드선택 신호(Mode_3D)는 상기 2D 구간(2D_P)에서 로우 상태를 가지며, 상기 3D 구간(3D_P)에서 하이 상태를 가질 수 있으나, 실제 3D 모드로 동작하는 시점보다 미리 하이 상태로 전환될 수 있다.
상기 수직 개시신호(STV)는 상기 2D 구간(2D_P)동안 60Hz의 주파수를 갖고, 상기 3D 구간(3D_P)동안 120Hz의 주파수를 갖는다. 따라서, 상기 2D 구간(2D_P)에서의 한 프레임 구간(1F_2D)의 폭은 상기 3D 구간(3D_P)에서의 한 프레임 구간(1F_3D)의 폭보다 크다. 여기서, 2D 구간(2D_P)에서의 한 프레임 구간을 2D 프레임 구간(1F_2D)이라고 정의하고, 상기 3D 구간(3D_P)에서의 한 프레임 구간을 3D 프레임 구간(1F_3D)이라고 정의한다.
상기 보상 제어신호(SC)는 상기 2D 구간(2D_P)동안 60Hz의 주파수를 갖고, 상기 3D 구간(3D_P)의 제1 구간(P1)동안 로우 레벨을 유지할 수 있으며, 제2 구간(P2)동안 120Hz의 주파수를 가질 수 있다. 상기 제1 구간(P1)은 상기 2D 모드에서 3D 모드로 전이될 때 처음 몇 개의 프레임을 포함하는 구간으로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 예로 상기 제1 구간(P1)은 2개의 3D 프레임 구간(1F_3D)에 해당하는 구간폭을 가질 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 2D 구간(2D_P)에서 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)은 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 대비 제1 보상값(Vα1)만큼 증가된 제1 최대 게이트 온 전압(Von_Max1)까지 상승한다. 상기 3D 구간(3D_P)에서 상기 제1 게이트 온 전압(Von1)은 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 대비 제2 보상값(Vα2)만큼 증가된 제2 최대 게이트 온 전압(Von_Max2)까지 상승한다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 보상값(Vα1)은 상기 제2 보상값(Vα2)보다 크거나 같을 수 있다.
상기 2D 프레임 구간(1F_2D)은 상기 3D 프레임 구간(1F_3D)에 비하여 시간폭이 길어, 상기 제1 보상값(Vα1)이 상기 제2 보상값(Vα2)보다 커도 무방할 수 있다.
상기 2D 구간(2D_P)에서 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref) 대비 제3 보상값(Vβ1)만큼 감소된 제1 최소 게이트 오프 전압(Voff_Min1)까지 다운된다. 상기 3D 구간(3D_P)에서 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref) 대비 제4 보상값(Vβ2)만큼 감소된 제2 최소 게이트 온 전압(Voff_Min2)까지 다운된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제3 보상값(Vβ1)은 상기 제4 보상값(Vβ2)보다 크거나 같을 수 있다.
상기 2D 프레임 구간(1F_2D)은 상기 3D 프레임 구간(1F_3D)에 비하여 시간폭이 길어, 상기 제3 보상값(Vβ1)이 상기 제4 보상값(Vβ2)보다 커도 무방할 수 있다.
도 12는 네가티브 스캔 동작시 제2 게이트 온 전압 및 제2 게이트 오프 전압의 전위를 나타낸 파형도이다. 도 12에 도시된 도면 부호 중 도 11에 도시된 도면 부호와 동일한 도면 부호에 대해서는 구체적인 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 상기 2D 구간(2D_P)에서 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 한 프레임 구간동안 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 대비 제1 보상값(Vα1)만큼 증가된 제1 최대 게이트 온 전압(Von_Max1)으로부터 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)까지 다운된다. 상기 3D 구간(3D_P)에서 상기 제2 게이트 온 전압(Von2)은 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref) 대비 제2 보상값(Vα2)만큼 증가된 제2 최대 게이트 온 전압(Von_Max2)으로부터 상기 기준 게이트 온 전압(Von_ref)까지 다운된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 보상값(Vα1)은 상기 제2 보상값(Vα2)보다 크거나 같을 수 있다.
상기 2D 구간(2D_P)에서 상기 제2 게이트 오프 전압(Voff2)은 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref) 대비 제3 보상값(Vβ1)만큼 감소된 제1 최대 게이트 오프 전압(Voff_Min1)까지 다운된다. 상기 3D 구간(3D_P)에서 상기 제1 게이트 오프 전압(Voff1)은 상기 기준 게이트 오프 전압(Voff_ref) 대비 제4 보상값(Vβ2)만큼 감소된 제2 최소 게이트 온 전압(Voff_Min2)까지 다운된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제3 보상값(Vβ1)은 상기 제4 보상값(Vβ2)보다 크거나 같을 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 : 표시패널 400 : 스위칭 패널
410 : 제1 기판 420 : 제2 기판
430 : 액정층 431 : 액정 분자
411 : 제1 베이스 기판 412 : 제1 전극층
421 : 제2 베이스 기판 422 : 제2 전극층

Claims (23)

  1. 제어신호들을 생성하고, 영상 데이터를 출력하는 컨트롤러;
    상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호 중 일부를 수신하여 보상 신호를 생성하는 보상회로;
    입력 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 보상신호에 응답하여 한 프레임 구간 내에서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 증가 또는 감소시키는 전압 발생회로;
    상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호들 및 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생회로로부터 상기 구동전압을 수신하여 패널 구동신호를 생성하는 구동부; 및
    상기 구동부로부터 상기 패널 구동신호를 수신하여 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 구동 전압에 근거하여 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부; 및
    상기 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 구동부를 포함하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보상신호는 펄스폭 변조 신호를 포함하고, 상기 보상회로는 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티비를 조절하여 상기 전압 발생회로로 인가하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전압 발생회로는,
    상기 구동 전압 중 상기 게이트 신호의 하이 레벨을 결정하는 게이트 온 전압을 생성하는 온 전압 발생부; 및
    상기 구동 전압 중 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 결정하는 게이트 오프 전압을 생성하는 오프 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 방향으로 배열되는 제1 내지 제n 게이트 라인을 포함하고,
    상기 전압 발생회로는 상기 제1 게이트 라인 및 상기 제n 게이트 라인 중 어느 하나에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 내지 제n 게이트 라인은 상기 제1 방향으로 순차적으로 스캔되고,
    상기 온 전압 발생부 한 프레임 구간 동안 상기 게이트 온 전압을 기준 게이트 온 전압으로부터 최대 게이트 온 전압까지 비선형적으로 증가시키는 제1 포지티브 전압 발생부를 포함하고,
    상기 오프 전압 발생부는 상기 한 프레임 구간 동안 상기 게이트 오프 전압을 기준 게이트 오프 전압으로부터 최소 게이트 오프 전압까지 비선형적으로 감소시키는 제2 포지티브 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 포지티브 전압 발생부는,
    상기 펄스폭 변조 신호의 듀티비에 따라서 상기 게이트 온 전압을 상기 기준 게이트 온 전압으로부터 상기 최대 게이트 온 전압까지 증가시키는 승압부; 및
    보상 제어신호에 응답하여 상기 게이트 온 전압을 상기 기준 게이트 온 전압으로 방전시키는 방전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 포지티브 전압 발생부는,
    상기 펄스폭 변조 신호의 듀티비에 따라서 상기 게이트 오프 전압을 상기 기준 게이트 오프 전압으로부터 상기 최소 게이트 오프 전압까지 다운시키는 감압부; 및
    상기 보상 제어신호에 응답하여 상기 게이트 오프 전압을 상기 기준 게이트 오프 전압으로 부스팅시키는 부스팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1 내지 제n 게이트 라인은 상기 제1 방향과 반대하는 제2 방향으로 순차적으로 스캔되고,
    상기 온 전압 발생부는 한 프레임 구간 동안 상기 게이트 온 전압을 최대 게이트 온 전압으로부터 기준 게이트 온 전압까지 비선형적으로 감소시키는 제1 네가티브 전압 발생부를 포함하고,
    상기 오프 전압 발생부는 상기 한 프레임 구간 동안 상기 게이트 오프 전압을 최소 게이트 오프 전압으로부터 기준 게이트 오프 전압까지 비선형적으로 증가시키는 제2 네가티브 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 보상 신호는 상기 게이트 온 전압 및 상기 게이트 오프 전압의 보상 시점을 결정하는 보상 제어신호를 더 포함하고,
    상기 보상 제어신호는 상기 한 프레임 구간 내에서 순차적으로 발생되는 하이 구간 및 로우 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보상회로는 상기 제어신호 중 상기 게이트 구동부의 동작을 개시하기 위한 수직 개시 신호를 더 수신하고,
    상기 보상 제어신호의 상기 하이 구간은 상기 수직 개시 신호의 라이징 시점에 동기하여 시작되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 한 프레임 구간은 상기 제1 내지 제n 게이트 라인이 스캔되는 스캔 구간 및 상기 스캔 구간과 다음 프레임의 스캔 구간 사이에 위치하는 블랭크 구간을 포함하고,
    상기 로우 구간은 상기 블랭크 구간 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 게이트 온 전압 및 상기 게이트 오프 전압 각각은 k개의 변곡점(여기서, k는 1이상의 정수)을 갖고 비선형적으로 증가 또는 감소하고,
    상기 한 프레임 구간은 k+1개의 선형 구간으로 분할되며,
    각 선형 구간 내에서 상기 게이트 온 전압 및 상기 게이트 오프 전압 각각의 전압 변화량은 일정한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 한 프레임 구간동안 상기 게이트 온 전압 및 상기 게이트 오프 전압은 시간축 상에서 2x개(x는 1 이상의 정수) 단위 시간 구간을 포함하고,
    상기 각 선형 구간은 적어도 하나의 단위 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 최고 게이트 온 전압과 상기 기준 게이트 온 전압 사이의 전위 구간은 2y개(여기서, y는 1 이상의 정수)의 단위 전위 구간을 갖고,
    상기 최고 게이트 온 전압과 상기 기준 게이트 온 전압의 차이값은 α이며, 각 단위 전위 구간 사이에는 α/2y의 전위차가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 기준 게이트 오프 전압과 상기 최소 게이트 오프 전압 사이의 전위 구간은 2y개(여기서, y는 1 이상의 정수)의 단위 전위 구간을 갖고,
    상기 기준 게이트 오프 전압과 상기 최소 게이트 오프 전압의 차이값은 β이며, 각 단위 전위 구간 사이에는 β/2y의 전위차가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 상기 영상을 2차원 영상 또는 3차원 영상으로 인지되도록 하기 위해 2차원 모드 또는 3차원 모드로 동작하도록 액정 분자들을 제어하는 스위칭 패널;
    상기 표시패널을 구동하는 제1 구동부;
    상기 스위칭 패널을 구동하는 제2 구동부; 및
    상기 제1 및 제2 구동부를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 구동부는,
    상기 컨트롤러로부터 제어신호를 수신하여 보상 신호를 생성하는 보상회로;
    입력 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 보상신호에 응답하여 한 프레임 구간 내에서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 증가 또는 감소시키는 전압 발생회로; 및
    상기 컨트롤러로부터 상기 제어신호들 및 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생회로로부터 상기 구동전압을 수신하여 패널 구동신호를 생성하는 패널구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 패널 구동부는,
    상기 구동 전압에 근거하여 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부; 및
    상기 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하는 데이터 구동부를 포함하는 표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보상신호는 펄스폭 변조 신호를 포함하고, 상기 보상회로는 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티비를 조절하여 상기 전압 발생회로로 인가하고,
    상기 전압 발생회로는,
    상기 구동 전압 중 상기 게이트 신호의 하이 레벨을 결정하는 게이트 온 전압을 생성하는 온 전압 발생부; 및
    상기 구동 전압 중 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 결정하는 게이트 오프 전압을 생성하는 오프 전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 2차원 모드에서의 한 프레임 구간의 폭은 상기 3차원 모드에서의 한 프레임 구간의 폭보다 크며,
    상기 온 전압 발생부는 상기 2차원 모드에서 상기 게이트 온 전압을 제1 최대 게이트 온 전압으로부터 기준 게이트 온 전압까지 비선형적으로 증가 또는 감소시키고, 상기 3차원 모드에서 상기 게이트 온 전압을 제2 최대 게이트 온 전압으로부터 상기 기준 게이트 온 전압까지 비선형적으로 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 최대 게이트 온 전압과 상기 기준 게이트 온 전압 사이의 전위차는 상기 제2 최대 게이트 온 전압과 상기 기준 게이트 온 전압 사이의 전위차보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 2차원 모드에서의 한 프레임 구간의 폭은 상기 3차원 모드에서의 한 프레임 구간의 폭보다 크며,
    상기 오프 전압 발생부는 상기 2차원 모드에서 상기 게이트 오프 전압을 제1 최소 게이트 오프 전압으로부터 기준 게이트 오프 전압까지 비선형적으로 증가 또는 감소시키고, 상기 3차원 모드에서 상기 게이트 오프 전압을 제2 최소 게이트 오프 전압으로부터 상기 기준 게이트 오프 전압까지 비선형적으로 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 최소 게이트 오프 전압과 상기 기준 게이트 오프 전압 사이의 전위차는 상기 제2 최소 게이트 오프 전압과 상기 기준 게이트 오프 전압 사이의 전위차보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 표시장치.
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