KR20170050155A

KR20170050155A - 무안경 3d 표시장치와 그의 구동방법

Info

Publication number: KR20170050155A
Application number: KR1020150151321A
Authority: KR
Inventors: 탁윤성; 이창호; 주성환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-11
Also published as: KR102601571B1

Abstract

본 발명의 실시예는 해상도 저하를 방지할 수 있는 무안경 3D 표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치는 화소들을 포함하는 표시패널과 표시패널 아래에 배치되어 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 백라이트 유닛은 제1 3D 출광 패턴들을 포함하는 제1 3D 도광판, 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 제1 3D 광원들, 제1 3D 도광판의 하부에 배치되며, 제2 3D 출광 패턴들을 포함하는 제2 3D 도광판, 및 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 제2 3D 광원들을 포함한다.

Description

무안경 3D 표시장치와 그의 구동방법{AUTOSTEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명의 실시예는 무안경 3D 표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.

3D 표시장치는 안경 방식(stereoscopic 3d display technique)과 무안경 방식(autostereoscopic 3d display technique)으로 구분되고, 최근에는 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꿔서 표시하고 편광안경을 사용하여 3D 영상을 구현하는 편광 안경 방식과 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 셔터안경을 사용하여 3D 영상을 구현하는 셔터 안경 방식으로 구분된다.

무안경 방식은 표시패널의 화소들로부터의 광을 적절히 제어함으로써 최적 시청거리에 시청 영역(viewing zone)을 형성함으로써, 3D 영상을 구현한다. 시청 영역은 x(x는 2 이상의 정수) 개의 뷰들을 포함할 수 있다.

무안경 방식에서는 표시패널의 화소들이 x 개의 뷰들을 나눠 표시하여야 한다. 이로 인해, 시청 영역이 x 개의 뷰들을 포함하는 경우, 무안경 방식의 3D 영상의 해상도는 2D 영상의 해상도 대비 1/x로 낮아질 수 있다. 예를 들어, 시청 영역이 좌안 영상을 표시하는 좌안 뷰와 우안 영상을 표시하는 우안 뷰와 같이 두 개의 뷰들을 포함하는 경우, 무안경 방식의 3D 영상의 해상도는 2D 영상의 해상도 대비 1/2로 낮아질 수 있다.

본 발명의 실시예는 해상도 저하를 방지할 수 있는 무안경 3D 표시장치와 그의 구동방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치는 화소들을 포함하는 표시패널과 표시패널 아래에 배치되어 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 백라이트 유닛은 제1 3D 출광 패턴들을 포함하는 제1 3D 도광판, 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 제1 3D 광원들, 제1 3D 도광판의 하부에 배치되며, 제2 3D 출광 패턴들을 포함하는 제2 3D 도광판, 및 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 제2 3D 광원들을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치의 구동방법은 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 영상 데이터를 이용하여 제1 그룹의 화소들에 좌안 영상을 표시하고, 제2 그룹의 화소들에 우안 영상을 표시하는 단계, 상기 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 광원들을 발광하여 제1 3D 출광 패턴들을 포함하는 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 단계, 상기 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 그룹의 화소들에 상기 우안 영상을 표시하고, 상기 제2 그룹의 화소들에 상기 좌안 영상을 표시하는 단계, 및 상기 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 광원들을 점등하여 제2 3D 출광 패턴들을 포함하는 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 기수 프레임 기간들과 우수 프레임 기간들에 제1 그룹의 화소들과 제2 그룹의 화소들에 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 제1 3D 도광판과 제2 3D 도광판을 이용하여 개구부와 배리어의 위치를 다르게 제어한다. 그러므로, 사용자는 좌안을 이용하여 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들에 표시되는 좌안 영상을 시청하고, 우수 프레임 기간 동안 제2 그룹의 화소들에 표시되는 좌안 영상을 시청할 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 이용하여 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제2 그룹의 화소들에 표시되는 우안 영상을 시청하고, 우수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들에 표시되는 우안 영상을 시청할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 1 프레임 기간 동안 사용자가 양안으로 모든 화소들에 표시되는 영상을 시청할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 무안경 3D 모드에서 해상도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 광원들을 발광하여 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 경우 제1 3D 출광 패턴들 사이 영역들을 제1 배리어로 역할을 하게 할 수 있으며, 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 광원들을 발광하여 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 경우 제2 3D 출광 패턴들 사이 영역들을 배리어로 역할을 하게 할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예는 3D 모드에서 백라이트 유닛이 3D 광학판과 같은 역할을 할 수 있으며, 기수 프레임 기간의 배리어의 위치와 우수 프레임 기간의 배리어의 위치를 다르게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 2D 모드에서 2D 광원들을 발광하여 2D 도광판에 빛을 조사함으로써, 균일한 면광을 표시패널에 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 2D 모드에서 2D 영상을 표시할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제2 3D 도광판의 두께를 제1 3D 도광판의 두께보다 얇게 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 백라이트 유닛의 두께를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제1 3D 광원들과 제2 3D 광원들을 소정의 듀티비로 발광한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐보이는 3D 크로스토크(3D crosstalk)를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 화소를 보여주는 회로도이다.
도 3은 도 1의 백라이트 유닛을 보여주는 일 예시도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 3D 도광판의 예들을 상세히 보여주는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 제2 3D 도광판의 예들을 상세히 보여주는 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c는 2D 모드, 3D 모드의 기수 프레임 기간 및 우수 프레임 기간에서 백라이트 유닛의 빛의 출력을 보여주는 예시도면들.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치의 2D 와 3D 구현 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 3D 구현 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 9는 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 3D 구현 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 10은 3D 모드에서 액정 응답 곡선에 따른 백라이트 점등 타이밍을 보여주는 일 예시도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 3D 표시장치(100)는 표시패널(110), 표시패널 구동부, 표시패널 제어부(140), 호스트 시스템(150), 백라이트 유닛(210), 백라이트 구동부(220), 및 백라이트 제어부(230)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치(100)는 백라이트 유닛(210)을 이용하여 3D 영상을 표시하기 위한 배리어를 구현하므로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)로 구현되는 것이 바람직하다.

표시패널(110)은 화소(P)들을 이용하여 화상을 표시한다. 표시패널(110)은 하부기판, 상부기판, 및 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시패널(110)의 하부기판에는 데이터라인(D)들, 게이트라인(G)들이 형성된다. 데이터라인(D)들은 게이트라인(G)들과 교차될 수 있다.

화소(P)들은 도 1과 같이 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들의 교차부들에 형성될 수 있다. 화소(P)들 각각은 데이터라인(D)과 게이트라인(G)에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 도 2와 같이 트랜지스터(T), 화소전극(11), 공통전극(12), 액정층(13) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(T)는 게이트라인(G)의 게이트신호에 의해 턴-온되어 데이터라인(D)의 데이터전압을 화소전극(11)에 공급한다. 공통전극(12)은 공통라인에 접속되어 공통라인으로부터 공통전압을 공급받는다. 이로 인해, 화소(P)들 각각은 화소전극(11)에 공급된 데이터전압과 공통전극(12)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정층(13)의 액정을 구동하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 투과량을 조정할 수 있다. 그 결과, 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(11)과 공통전극(12) 사이에 마련되어 화소전극(11)과 공통전극(12) 간의 전위차를 일정하게 유지한다.

공통전극(12)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식에서 상부기판상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식에서 화소 전극과 함께 하부기판상에 형성된다. 표시패널(110)의 액정 모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.

표시패널(110)의 상부기판에는 블랙 매트릭스(black matrix)와 컬러필터들(color filter) 등이 형성될 수 있다. 컬러필터들은 블랙 매트릭스에 의해 가려지지 않는 개구부에 형성될 수 있다. 표시패널(110)이 COT(Color filter On TFT) 구조로 형성되는 경우, 블랙 매트릭스와 컬러필터들은 표시패널(110)의 하부기판에 형성될 수 있다.

표시패널(110)의 하부기판과 상부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성될 수 있다. 표시패널(110)의 하부기판과 상부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.

표시패널 구동부는 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)를 포함한다.

데이터 구동부(120)는 표시패널 제어부(140)로부터 데이터 제어신호(DCS)와 2D 데이터(DATA2D) 또는 3D 데이터(DATA3D)를 입력받는다. 데이터 구동부(120)는 2D 모드에서 2D 데이터(DATA2D)를 입력받고, 3D 모드에서 3D 데이터(DATA3D)를 입력받을 수 있다. 데이터 구동부(120)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 2D 데이터(DATA2D) 또는 3D 데이터(DATA3D)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 아날로그 데이터전압들은 표시패널(110)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.

게이트 구동부(130)는 표시패널 제어부(140)로부터 게이트 제어신호(GCS)를 입력받는다. 게이트 구동부(130)는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성하며, 게이트 신호들을 표시패널(110)의 게이트 라인(G)들에 순차적으로 공급한다. 이에 따라, 게이트 신호들이 공급되는 화소(P)에는 데이터 라인(D)의 데이터 전압이 공급될 수 있다.

표시패널 제어부(140)는 호스트 시스템(150)으로부터 2D 모드에서 2D 데이터(DATA2D)를 입력받고, 3D 모드에서 3D 데이터(DATA3D)를 입력받는다. 또한, 표시패널 제어부(140)는 호스트 시스템(150)으로부터 타이밍 신호들과 모드 신호(MODE)를 입력받는다. 타이밍 신호들은 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 수직동기신호(vertical synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 도트 클럭(dot clock) 등을 포함할 수 있다. 표시패널 제어부(140)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 제어신호(GCS), 데이터 제어신호(DCS)를 생성할 수 있다.

표시패널 제어부(140)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동부(130)로 공급하고, 데이터 구동부 제어신호(DCS)와 2D 데이터(DATA2D) 또는 3D 데이터(DATA3D)를 데이터 구동부(120)로 공급한다. 표시패널 제어부(140)는 2D 모드에서 2D 데이터(DATA2D)를 데이터 구동부(120)로 공급하고, 3D 모드에서 3D 데이터(DATA3D)를 데이터 구동부(120)로 공급할 수 있다.

호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 데이터(DATA2D) 또는 3D 데이터(DATA3D)를 표시패널 제어부(140)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(150)은 모드 신호(MODE)와 타이밍 신호들 등을 표시패널 제어부(140)에 공급하고, 모드 신호(MODE)를 백라이트 제어부(230)에 공급한다. 모드 신호(MODE)는 현재 모드가 2D 모드와 3D 모드 중 어떠한 모드인지를 지시하는 신호이다. 예를 들어, 모드 신호(MODE)가 제1 로직 레벨 전압을 갖는 경우 2D 모드를 지시하고, 제2 로직 레벨 전압을 갖는 경우 3D 모드를 지시하는 것으로 설정될 수 있다.

무안경 3D 표시장치는 일반적으로 2D 모드에서 표시패널(110)에 표시되는 2D 영상을 그대로 표시하고, 3D 모드에서 표시패널(110)에 표시되는 3D 영상을 시청 영역(viewing zone)에 복수 개의 뷰들로 표시하기 위한 3D 광학판(210)이 필요하다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 백라이트 유닛(210)이 3D 광학판(210)의 역할을 대신하므로, 별도의 3D 광학판(210)이 필요없다.

이를 위해, 백라이트 유닛(210)은 도 3과 같이 제1 3D 출광 패턴(211a)을 포함하는 제1 3D 도광판(211), 제2 3D 출광 패턴(212a)들을 포함하는 제2 3D 도광판(212), 2D 출광 패턴(213a)들을 포함하는 2D 도광판(213), 제1 3D 도광판(211)에 광을 조사하는 제1 3D 광원(216)들, 제2 3D 도광판(212)에 광을 조사하는 제2 3D 광원(217)들, 및 2D 도광판(213)에 광을 조사하는 2D 광원(218)들을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(210)은 도 3과 같이 복수의 도광판들(211, 212, 213)을 포함하므로, 복수의 광원들(216, 217, 218) 각각이 복수의 도광판들(211, 212, 213) 각각의 측면에 배치되는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현되는 것이 바람직하다.

백라이트 유닛(210)은 제1 3D 도광판(211)에 광을 조사하는 경우 제1 3D 출광 패턴(211a)들이 형성된 영역들에만 광이 출사되고 나머지 영역들에서는 광이 출사되지 않아 나머지 영역들이 배리어로 역할을 하도록 표시패널(10)에 빛을 제공할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(210)은 제2 3D 도광판(212)에 광을 조사하는 경우 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 형성된 영역들에만 광이 출사되고 나머지 영역들에서는 광이 출사되지 않아 나머지 영역들이 배리어로 역할을 하도록 표시패널(10)에 빛을 제공할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(210)은 2D 도광판(213)에 광을 조사하는 경우 표시패널(10)에 균일한 빛을 제공할 수 있다. 백라이트 유닛(210)에 대한 자세한 설명은 도 3, 및 도 6a 내지 도 6c를 결부하여 후술한다.

백라이트 구동부(220)는 백라이트 제어부(230)으로부터 백라이트 제어 데이터(BCD)를 입력받는다. 백라이트 구동부(220)는 백라이트 제어 데이터(BCD)에 따라 백라이트 유닛(210)의 제1 3D 광원(216)들을 발광시키기 위한 제1 구동전류(DC1), 제2 3D 광원(217)들을 발광시키기 위한 제2 구동전류(DC2), 및 2D 광원(218)들을 발광시키기 위한 제3 구동전류(DC3)를 발생한다. 백라이트 구동부(220)는 제1 구동전류(DC1)를 제1 3D 광원(216)들에 공급하고, 제2 구동전류(DC2)를 제2 3D 광원(217)들에 공급하며, 제3 구동 전류(DC3)를 2D 광원(218)들에 공급한다.

백라이트 제어부(230)는 호스트 시스템(150)로부터 모드 신호(MODE)를 입력받는다. 백라이트 제어부(230)는 모드 신호(MODE)에 따라 백라이트 제어 데이터(BCD)를 생성하여 백라이트 구동부(220)에 공급함으로써, 백라이트 구동부(220)를 제어할 수 있다. 백라이트 제어 데이터는 SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터 포맷으로 전송될 수 있다.

구체적으로, 백라이트 제어부(230)는 2D 모드에서 2D 광원(218)들이 발광되도록 백라이트 구동부(220)를 제어한다. 따라서, 백라이트 구동부(220)는 2D 모드에서 제3 구동 전류(DC3)를 2D 광원(218)들에 공급한다.

백라이트 제어부(230)는 3D 모드에서 기수 프레임 기간(또는 우수 프레임 기간) 동안 제1 3D 광원(216)들이 발광하고, 우수 프레임 기간(또는 기수 프레임 기간) 동안 제2 3D 광원(217)들이 발광하도록 백라이트 구동부(220)를 제어한다. 따라서, 백라이트 구동부(220)는 3D 모드에서 기수 프레임 기간(또는 우수 프레임 기간) 동안 제1 구동 전류(DC1)를 제1 3D 광원(216)들에 공급하고, 우수 프레임 기간(또는 기수 프레임 기간) 동안 제2 구동 전류(DC2)를 제2 3D 광원(217)들에 공급한다.

백라이트 제어부(230)는 액정의 응답 특성을 고려하여 2D 모드와 3D 모드에서 2D 광원(218)들, 제1 3D 광원(216)들, 및 제2 3D 광원(217)들을 소정의 듀티비로 제어할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 10 및 도 11을 결부하여 후술한다.

백라이트 제어부(230)는 표시패널 제어부(140)에 포함될 수 있다. 즉, 표시패널 제어부(140)와 백라이트 제어부(230)는 하나의 IC로 형성될 수 있다.

도 3은 도 1의 백라이트 유닛을 보여주는 일 예시도면이다. 도 3에는 백라이트 유닛의 측단면도가 나타나 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(210)은 제1 3D 도광판(211), 제2 3D 도광판(212), 2D 도광판(213), 광학 시트들(214), 반사 시트(215), 제1 3D 광원(216)들, 제2 3D 광원(217)들, 2D 광원(218)들, 및 제1 내지 제3 회로보드들(219a, 219b, 219c)을 포함한다.

제1 3D 도광판(211)은 백라이트 유닛(210)의 최상부에 배치되며, 제1 3D 출광 패턴(211a)들을 포함할 수 있다. 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 3과 같이 제1 3D 도광판(211)의 하부에 배치되는 경우, 제1 3D 광원(216)들로부터 제1 3D 도광판(211)으로 입사되는 빛이 제1 3D 출광 패턴(211a)들에 의해 제1 3D 도광판(211)의 상부로 출력되게 하기 위해서 음각으로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 6b와 같이 제1 3D 출광 패턴(211a)들이 배치된 영역들에서만 대부분의 빛을 출력하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 4a와 같이 y축 방향으로 형성되는 복수의 삼각 프리즘산을 포함하는 라인 패턴들로 형성될 수 있다. 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 복수의 삼각 프리즘산에 도달하는 빛의 양이 적어질 수 있으므로, 복수의 삼각 프리즘산은 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 더 두껍게 형성될 수 있다.

또는, 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 4b와 같이 y축 방향으로 형성되는 반구 형태의 도트 패턴들로 형성될 수 있다. 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 반구 형태의 도트 패턴들에 도달하는 빛의 양이 적어질 수 있으므로, 반구 형태의 도트 패턴들 사이의 간격은 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 짧아지게 형성될 수 있다. 즉, 반구 형태의 도트 패턴들은 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 더 밀도 있게 형성될 수 있다.

또는, 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 4c와 같이 y축 방향으로 형성되는 삼각뿔 형태의 도트 패턴들로 형성될 수 있다. 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 삼각뿔 형태의 도트 패턴들에 도달하는 빛의 양이 적어질 수 있으므로, 삼각뿔 형태의 도트 패턴들 사이의 간격은 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 짧아지게 형성될 수 있다. 즉, 삼각뿔 형태의 도트 패턴들은 제1 3D 광원(216)들로부터 멀어질수록 더 밀도 있게 형성될 수 있다. 도 4a 내지 도 4c에서 x축 방향은 제1 3D 광원(216)들로부터의 빛이 입사되는 방향이고, y축 방향은 x축 방향과 교차하는 방향이며, z축 방향은 제1 3D 도광판(211)의 두께 방향이다.

제2 3D 도광판(212)은 제1 3D 도광판(211) 아래에 배치되며, 제2 3D 출광 패턴(212a)들을 포함할 수 있다. 제2 3D 출광 패턴(212a)들은 도 3과 같이 제2 3D 도광판(212)의 상부에 배치되는 경우, 제2 3D 광원(217)들로부터 제2 3D 도광판(212)으로 입사되는 빛이 제2 3D 출광 패턴(212a)들에 의해 제2 3D 도광판(212)의 상부로 출력되게 하기 위해서 양각으로 형성되는 것이 바람직하다.

제2 3D 출광 패턴(212a)들은 도 6c와 같이 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 배치된 영역들에서만대부분의 빛을 출력하도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 3D 출광 패턴(212a)들은 도 5a와 같이 y축 방향으로 형성되는 삼각 프리즘 형태의 라인 패턴들로 형성될 수 있다. 또는, 제2 3D 출광 패턴(212a)들은 도 5b와 같이 y축 방향으로 형성되는 반구 형태의 도트 패턴들로 형성될 수 있다. 또는, 제1 3D 출광 패턴(212a)들은 도 5c와 같이 y축 방향으로 형성되는 삼각뿔 형태의 도트 패턴들로 형성될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c에서 x축 방향은 제2 3D 광원(217)들로부터의 빛이 입사되는 방향이고, y축 방향은 x축 방향과 교차하는 방향이며, z축 방향은 제2 3D 도광판(212)의 두께 방향이다.

한편, 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 제1 간격(d1)으로 이격되어 형성되고, 제2 3D 출광 패턴(212a)들은 제2 간격(d2)으로 이격되어 형성될 수 있다. 제1 간격(d1)과 제2 간격(d2)은 동일할 수 있다. 또한, 제2 3D 출광 패턴(212a)은 서로 인접한 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이에 배치되고, 제1 3D 출광 패턴(211a)은 서로 인접한 제2 3D 출광 패턴(212a)들 사이에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 3D 출광 패턴(211a)들에 의해 출력되는 빛의 위치와 제2 3D 출광 패턴(212a)에 의해 출력되는 빛의 위치는 달라질 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6b 및 도 6c를 결부하여 후술한다.

2D 도광판(213)은 제2 3D 도광판(212) 아래에 배치된다. 2D 광원(218)들로부터 2D 도광판(213)으로 입사되는 빛은 도 6a와 같이 2D 도광판(212)의 상부로 면광(面光, surface light)으로 출력될 수 있다. 2D 도광판(213)은 2D 광원(218)들로부터의 빛을 면광으로 출력 가능하다면, 이미 공지된 어떠한 도광판도 이용 가능하다.

2D 도광판(213)은 2D 도광판(212)의 상부로 면광을 출력하기 위한 2D 출광 패턴(213a)들을 포함할 수 있다. 2D 출광 패턴(213a)들은 도 3과 같이 2D 도광판(213)의 하부에 형성될 수 있다.

2D 도광판(213)으로부터의 빛을 표시패널(10)에 더욱 균일한 면광(面光, surface light)으로 조사하기 위해 제2 3D 도광판(212)과 2D 도광판(213) 사이에는 광학 시트들(241)이 배치될 수 있다. 광학 시트들(214)은 적어도 하나의 확산 시트와 프리즘 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트들(214)은 도 3과 같이 확산 시트(214a), 프리즘 시트(214b), 및 이중휘도강화필름(dual brightness enhncement film, 214c)을 포함할 수 있다.

2D 도광판(213)의 아래에는 반사 시트(215)가 배치될 수 있다. 반사 시트(215)는 2D 도광판(213)으로부터 아래로 향하는 광을 2D 도광판(213)으로 반사시킴으로써 빛의 손실을 줄일 수 있다.

제1 3D 광원(216)들은 제1 3D 도광판(211)의 측면에 배치되어 제1 3D 도광판(211)에 빛을 조사한다. 제2 3D 광원(217)들은 제2 3D 도광판(212)의 측면에 배치되어 제2 3D 도광판(212)에 빛을 조사한다. 2D 광원(218)들은 2D 도광판(213)의 측면에 배치되어 2D 도광판(213)에 빛을 조사한다. 제1 및 제2 3D 광원들(216, 217)과 2D 광원(218)들들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.

제1 3D 광원(216)들 각각은 제1 광원회로보드(219a) 상에 실장되며, 제1 광원회로보드(219a)로부터 제1 구동 전류(DC1)를 공급받아 발광할 수 있다. 제2 3D 광원(217)들 각각은 제2 광원회로보드(219b) 상에 실장되며, 제2 광원회로보드(219b)로부터 제2 구동 전류(DC2)를 공급받아 발광할 수 있다. 2D 광원(218)들 각각은 제3 광원회로보드(219c) 상에 실장되며, 제3 광원회로보드(219c)로부터 제3 구동 전류(DC3)를 공급받아 발광할 수 있다. 제1 내지 제3 광원회로보드들(219a, 219b, 219c) 각각은 백라이트 구동부(220)에 연결되어, 백라이트 구동회로부(220)로부터 제1 내지 제3 구동전류들(DC1, DC2, DC3)을 각각 공급받는다.

이하에서는, 도 6a 내지 도 6c를 결부하여 2D 모드, 3D 모드의 기수 프레임 기간 및 우수 프레임 기간 동안 백라이트 유닛의 빛의 출력을 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 2D 모드, 3D 모드의 기수 프레임 기간 및 우수 프레임 기간에서 백라이트 유닛의 빛의 출력을 보여주는 예시도면들이다.

첫 번째로, 2D 모드에서 도 6a와 같이 2D 광원(218)들이 발광되고, 이로 인해 2D 도광판(213)으로 빛이 입사된다. 2D 모드에서 2D 광원(218)들로부터의 빛은 2D 도광판(213)의 2D 출광 패턴(213a)들에 의해 2D 도광판(213)의 상부로 면광(SL)으로 출력된다.

두 번째로, 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 도 6b와 같이 제1 3D 광원(216)들이 발광되고, 이로 인해 제1 3D 도광판(211)으로 광이 입사된다. 제1 3D 광원(216)들로부터의 빛은 제1 3D 도광판(211)의 제1 3D 출광 패턴(211a)들에 의해 제1 3D 도광판(211)의 상부로 출력된다. 특히, 제1 3D 출광 패턴(211a)들은 도 6b와 같이 제1 3D 출광 패턴(211a)들이 배치된 영역들에서만 대부분의 빛을 출력하도록 설계될 수 있다.

즉, 제1 3D 도광판(211)은 제1 3D 출광 패턴(211a)들이 배치된 영역들에서만 빛(L)이 출력되며, 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이 영역들에서는 빛이 거의 출력되지 않는다. 따라서, 제1 3D 출광 패턴(211a)들이 배치된 영역들은 3D 구현시 제1 개구부(OA1)로 역할을 하고, 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이 영역들은 3D 구현시 제1 배리어(barrier, B1)로서의 역할을 하게 된다.

세 번째로, 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 도 6c와 같이 제2 3D 광원(217)들이 발광되고, 이로 인해 제2 3D 도광판(212)으로 광이 입사된다. 제2 3D 광원(217)들로부터의 빛은 제2 3D 도광판(212)의 제2 3D 출광 패턴(212a)들에 의해 제2 3D 도광판(212)의 상부로 출력된다. 특히, 제2 3D 출광 패턴(212a)들은 도 6c와 같이 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 배치된 영역들에서만 대부분의 빛을 출력하도록 설계될 수 있다.

즉, 제2 3D 도광판(212)은 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 배치된 영역들에서만 빛(L)이 출력되며, 제2 3D 출광 패턴(212a)들 사이 영역들에서는 빛이 거의 출력되지 않는다. 따라서, 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 배치된 영역들은 3D 구현시 제2 개구부(OA2)로 역할을 하고, 제2 3D 출광 패턴(212a)들 사이 영역들은 3D 구현시 제2 배리어(B2)로서의 역할을 하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 2D 모드에서 2D 광원(217)들을 발광하여 2D 도광판(213)에 빛을 조사하는 경우 균일한 면광을 표시패널(10)에 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 광원(216)들을 발광하여 제1 3D 도광판(212)에 빛을 조사하는 경우 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이 영역들을 제1 배리어(B1)로 역할을 하게 할 수 있으며, 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 광원(217)들을 발광하여 제2 3D 도광판(213)에 빛을 조사하는 경우 제2 3D 출광 패턴(212a)들 사이 영역들을 배리어(B2)로 역할을 하게 할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 3D 모드에서 백라이트 유닛(210)이 3D 광학판과 같은 역할을 할 수 있으며, 기수 프레임 기간의 배리어의 위치와 우수 프레임 기간의 배리어의 위치를 다르게 제어할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 2D 모드에서 2D 영상을 구현할 수 있고, 3D 모드에서 3D 영상을 표시할 수 있다.

또한, 제2 3D 출광 패턴(212a)은 서로 인접한 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이에 배치되고, 제1 3D 출광 패턴(211a)은 서로 인접한 제2 3D 출광 패턴(212a)들 사이에 배치될 수 있다. 이로 인해, 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 개구부(OA1)와 제1 배리어(B1)의 위치는 우수 프레임 기간 동안 제2 개구부(OA2)와 제2 배리어(B2)의 위치는 달라질 수 있다. 예를 들어, 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 개구부(OA1)의 위치는 우수 프레임 기간 동안 제2 배리어(B2)의 위치에 대응될 수 있고, 기수 프레임 기간 동안 제1 배리어(B1)의 위치는 우수 프레임 기간 동안 제2 개구부(OA2)의 위치에 대응될 수 있다.

구체적으로, 기수 프레임 기간 동안 제1 개구부(OA1)와 제1 배리어(B1)의 위치를 우수 프레임 기간 동안 제2 개구부(OA2)와 제2 배리어(B2)의 위치와 다르게 형성함으로써, 기수 프레임 기간 동안 좌안에 의해 시청되는 화소들과 우안에 의해 시청되는 화소들을 우수 프레임 기간 동안 좌안에 의해 시청되는 화소들과 우안에 의해 시청되는 화소들을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 기수 프레임 기간 동안 도 8과 같이 좌안에 의해서는 제1 그룹의 화소들(PG1)이 시청되고 우안에 의해서는 제2 그룹의 화소들(PG2)이 시청되는 반면에, 우수 프레임 기간 동안 도 9와 같이 좌안에 의해서는 제2 그룹의 화소들(PG2)이 시청되고 우안에 의해서는 제1 그룹의 화소들(PG1)이 시청될 수 있다.

이하에서는 도 1, 도 7 내지 도 9를 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치의 2D와 3D 구현 방법을 상세히 살펴본다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 3D 표시장치의 2D 와 3D 구현 방법을 보여주는 흐름도이다.

첫 번째로, 표시패널 제어부(140)는 호스트 시스템(150)으로부터 모드 신호(MODE)와 2D 데이터(DATA2D) 또는 3D 데이터(DATA3D)를 입력받는다. 또한, 백라이트 제어부(230)는 호스트 시스템(150)으로부터 모드 신호(MODE)를 입력받는다. 표시패널 제어부(140)와 백라이트 제어부(230)는 모드 신호(MODE)에 따라 2D 모드인지 3D 모드인지를 판단할 수 있다. (도 7의 S101)

두 번째로, 표시패널 제어부(140)는 2D 모드에서 2D 데이터(DATA2D)와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 공급한다. 데이터 구동부(120)는 2D 데이터(DATA2D)와 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 데이터 전압들을 데이터 라인(D)들에 공급한다. 게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 게이트 라인(G)들에 공급한다. 이로 인해, 표시패널(110)의 화소(P)들은 2D 영상을 표시한다.

백라이트 제어부(230)는 2D 모드에서 2D 광원(218)들이 발광하도록 백라이트 제어 데이터(BCD)를 백라이트 구동부(220)에 공급한다. 백라이트 구동부(220)는 백라이트 제어 데이터(BCD)에 따라 2D 광원(218)들에 제3 구동 전류(DC)들을 공급하며, 이로 인해 2D 광원(218)들은 발광된다.

2D 광원(218)들의 발광에 의해 2D 도광판(213)은 표시패널(110)에 면광을 제공하므로, 표시패널(110)은 2D 영상을 표시한다. 따라서, 사용자는 2D 영상을 볼 수 있다. (도 7의 S102)

세 번째로, 표시패널 제어부(140)는 3D 모드에서 프레임 주파수를 높여 1 프레임 기간을 기수 프레임 기간과 우수 프레임 기간으로 분할한다. 표시패널 제어부(140)는 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 영상 데이터(DATA3D(1))와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 공급한다. 데이터 구동부(120)는 제1 3D 영상 데이터(DATA3D(1))와 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 데이터 전압들을 데이터 라인(D)들에 공급한다. 게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 게이트 라인(G)들에 공급한다. 표시패널(110)에 제1 3D 영상 데이터(DATA3D(1))가 공급되는 경우, 표시패널(110)의 제1 그룹의 화소들(PG1)은 좌안 영상을 표시하고, 나머지 제2 그룹의 화소들(PG2)은 우안 영상을 표시한다.

백라이트 제어부(230)는 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 광원(216)들이 발광하도록 백라이트 제어 데이터(BCD)를 백라이트 구동부(220)에 공급한다. 백라이트 구동부(220)는 백라이트 제어 데이터(BCD)에 따라 제1 3D 광원(216)들에 제1 구동 전류(DC1)들을 공급하며, 이로 인해 제1 3D 광원(216)들이 발광한다.

제1 3D 광원(216)들의 발광에 의해 제1 3D 도광판(211)은 도 8과 같이 제1 개구부(OA1)들과 제1 배리어(B1)들이 형성되도록 빛을 출력한다. 그 결과, 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 사용자의 좌안(LE)에는 좌안 영상이 입사되고, 우수 프레임 기간 동안 사용자의 우안(RE)에는 우안 영상이 입사된다. 따라서, 사용자는 3D 영상을 볼 수 있다. (도 7의 S103)

네 번째로, 표시패널 제어부(140)는 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 영상 데이터(DATA3D(2))와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(130)에 공급한다. 데이터 구동부(120)는 제2 3D 영상 데이터(DATA3D(2))와 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 데이터 전압들을 데이터 라인(D)들에 공급한다. 게이트 구동부(130)는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 게이트 라인(G)들에 공급한다. 표시패널(110)에 제2 3D 영상 데이터(DATA3D(2))가 공급되는 경우, 표시패널(110)의 제1 그룹의 화소들(PG1)은 우안 영상을 표시하고, 나머지 제2 그룹의 화소들(PG2)은 좌안 영상을 표시한다.

백라이트 제어부(230)는 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 광원(217)들이 발광하도록 백라이트 제어 데이터(BCD)를 백라이트 구동부(220)에 공급한다. 백라이트 구동부(220)는 백라이트 제어 데이터(BCD)에 따라 제2 3D 광원(217)들에 제2 구동 전류(DC2)들을 공급하며, 이로 인해 제2 3D 광원(217)들이 발광한다.

제2 3D 광원(217)들의 발광에 의해 제2 3D 도광판(212)은 도 9와 같이 제2 개구부(OA2)들과 제2 배리어(B2)들이 형성되도록 빛을 출력한다. 그 결과, 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 사용자의 좌안(LE)에는 좌안 영상이 입사되고, 우수 프레임 기간 동안 사용자의 우안(RE)에는 우안 영상이 입사된다. 따라서, 사용자는 3D 영상을 볼 수 있다. (도 7의 S104)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 기수 프레임 기간들과 우수 프레임 기간들에 제1 그룹의 화소들(PG1)과 제2 그룹의 화소들(PG2)에 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 제1 3D 도광판(211)과 제2 3D 도광판(212)을 이용하여 개구부와 배리어의 위치를 다르게 형성한다. 그러므로, 사용자는 좌안을 이용하여 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들(PG1)에 표시되는 좌안 영상을 시청하고, 우수 프레임 기간 동안 제2 그룹의 화소들(PG2)에 표시되는 좌안 영상을 시청할 수 있다. 또한, 사용자는 우안을 이용하여 3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제2 그룹의 화소들(PG2)에 표시되는 우안 영상을 시청하고, 우수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들(PG1)에 표시되는 우안 영상을 시청할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 1 프레임 기간 동안 사용자가 양안으로 모든 화소(P)들에 표시되는 영상을 시청할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 무안경 3D 모드에서 해상도 저하를 방지할 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9에서 S는 배면 거리로서, 표시패널(110)의 액정층으로부터 제1 3D 도광판(211)의 제1 3D 출광 패턴(211a)들까지의 거리를 나타내며, OD는 3D 영상 최적 시청거리를 나타내며, E는 양안 사이의 거리로서, 65mm일 수 있다.

화소(P)의 폭, 배면 거리(S), 양안 사이의 거리(E)에 의해 3D 영상 최적 시청거리(OD)가 설계된다. 제1 3D 도광판(211)의 두께는 배면 거리(S)를 유지하기 위해 소정의 두께 이상으로 설계되어야 한다. 하지만, 제2 3D 도광판(212)의 두께는 배면 거리(S)와 관계 없다. 또한, 본 발명의 실시예는 3 개의 도광판들(211, 212, 213)을 포함하기 때문에, 백라이트 유닛(210)의 두께를 최소화하기 위해 제2 3D 도광판(212)의 두께를 제1 3D 도광판(211)의 두께보다 얇게 형성할 수 있다. 그렇다 하더라도, 제2 3D 도광판(212)의 두께는 제2 3D 광원(217)들로부터의 빛을 손실없이 도광할 수 있는 두께를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 제2 3D 출광 패턴(212a)들이 제2 3D 도광판(212)의 상부에 형성되는 이유는 제1 3D 출광 패턴(211a)들과의 거리를 최소화하기 위해서이다. 제2 3D 출광 패턴(212a)들과 제1 3D 출광 패턴(211a)들 사이의 거리가 최소화되어야 제2 3D 출광 패턴(212a)들로부터 표시패널(110)의 액정층까지의 거리와 배면 거리(S) 사이의 차이가 최소화되기 때문이다.

도 10은 3D 모드에서 액정 응답 곡선에 따른 백라이트 점등 타이밍을 보여주는 일 예시도면이다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해 기수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들(PG1)에 표시되는 좌안 영상이 피크 화이트 계조를 표시하고 제2 그룹의 화소들(PG2)에 표시되는 우안 영상이 피크 블랙 계조를 표시하며, 우수 프레임 기간 동안 제1 그룹의 화소들(PG1)에 표시되는 우안 영상이 피크 블랙 계조를 표시하고, 제2 그룹의 화소들(PG2)에 표시되는 좌안 영상이 피크 화이트 계조를 표시하는 것을 예시하였다. 8 비트의 디지털 데이터를 기준으로, 255 계조 데이터는 피크 화이트 계조를 표시하고, 0 계조 데이터는 피크 블랙 계조를 표시한다.

액정은 도 10과 같이 응답 지연(response delay)이 있기 때문에, 제1 3D 광원(216)들과 제2 3D 광원(217)들의 듀티비(duty ratio)를 조정하지 않는 경우, 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐보이는 3D 크로스토크(3D crosstalk)가 발생할 수 있다. 듀티비는 점등 기간과 소등 기간의 합계 기간 대비 점등 기간을 지시한다. 다만, 제1 3D 광원(216)들과 제2 3D 광원(217)들의 듀티비가 너무 낮은 경우, 3D 휘도가 낮아지는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 제1 3D 광원(216)들과 제2 3D 광원(217)들의 듀티비는 액정의 응답 지연으로 인한 3D 크로스토크와 3D 휘도를 고려하여 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 무안경 3D 표시장치 110: 표시패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 표시패널 제어부 150: 호스트 시스템
210: 백라이트 유닛 211: 제1 3D 도광판
211a: 제1 3D 출광 패턴 212: 제2 3D 도광판
212a: 제2 3D 출광 패턴 213: 2D 도광판
213a: 2D 출광 패턴 214: 광학 시트들
215: 반사 시트 216: 제1 3D 광원
217: 제2 3D 광원 218: 제3 3D 광원
220: 백라이트 구동부 230: 백라이트 제어부

Claims

화소들을 포함하는 표시패널; 및
상기 표시패널 아래에 배치되어 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하고,
상기 백라이트 유닛은,
제1 3D 출광 패턴들을 포함하는 제1 3D 도광판;
상기 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 제1 3D 광원들;
상기 제1 3D 도광판의 하부에 배치되며, 제2 3D 출광 패턴들을 포함하는 제2 3D 도광판; 및
상기 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 제2 3D 광원들을 포함하는 무안경 3D 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 3D 출광 패턴들은 상기 제1 3D 출광 패턴들의 사이에 배치되는 무안경 3D 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 3D 출광 패턴들은 상기 제1 3D 도광판의 하부에 마련되고,
상기 제2 3D 출광 패턴들은 상기 제2 3D 도광판의 상부에 마련되는 무안경 3D 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 3D 출광 패턴들은 음각으로 형성되고,
상기 제2 3D 출광 패턴들은 양각으로 형성되는 무안경 3D 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 3D 도광판의 두께는 상기 제1 3D 도광판의 두께보다 얇은 무안경 3D 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은,
상기 제2 3D 도광판의 하부에 배치되는 2D 도광판; 및
상기 2D 도광판에 빛을 조사하는 2D 광원들을 더 포함하는 무안경 3D 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은,
상기 2D 도광판과 상기 제2 3D 도광판 사이에 배치된 광학 시트들; 및
상기 2D 도광판 아래에 배치된 반사 시트를 더 포함하는 무안경 3D 표시장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
3D 영상을 표시하는 3D 모드에서 상기 제1 3D 광원들은 기수 프레임 기간 동안 발광하고, 상기 제2 3D 광원들은 우수 프레임 기간 동안 발광하는 무안경 3D 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 화소들은 제1 그룹의 화소들과 제2 그룹의 화소들을 포함하고,
상기 기수 프레임 기간 동안 상기 제1 그룹의 화소들은 좌안 영상을 표시하고, 상기 제2 그룹의 화소들은 우안 영상을 표시하며, 상기 우수 프레임 기간 동안 상기 제1 그룹의 화소들은 상기 우안 영상을 표시하고, 상기 제2 그룹의 화소들은 상기 좌안 영상을 표시하는 무안경 3D 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 3D 광원들과 상기 제2 3D 광원들은 소정의 듀티비로 발광하는 무안경 3D 표시장치.
제 8 항에 있어서,
2D 영상을 표시하는 2D 모드에서 상기 2D 광원들이 발광하는 무안경 3D 표시장치.
3D 모드에서 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 영상 데이터를 이용하여 제1 그룹의 화소들에 좌안 영상을 표시하고, 제2 그룹의 화소들에 우안 영상을 표시하는 단계;
상기 기수 프레임 기간 동안 제1 3D 광원들을 발광하여 제1 3D 출광 패턴들을 포함하는 제1 3D 도광판에 빛을 조사하는 단계;
상기 3D 모드에서 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 영상 데이터를 이용하여 상기 제1 그룹의 화소들에 상기 우안 영상을 표시하고, 상기 제2 그룹의 화소들에 상기 좌안 영상을 표시하는 단계; 및
상기 우수 프레임 기간 동안 제2 3D 광원들을 점등하여 제2 3D 출광 패턴들을 포함하는 제2 3D 도광판에 빛을 조사하는 단계를 포함하는 무안경 3D 표시장치의 구동방법.
제 12 항에 있어서,
2D 모드에서 2D 영상 데이터를 이용하여 제1 및 제2 그룹들의 화소들에 2D 영상을 표시하는 단계; 및
상기 2D 모드에서 2D 광원들을 점등하여 2D 도광판에 빛을 조사하는 단계를 더 포함하는 무안경 3D 표시장치의 구동방법.