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KR101291804B1 - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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KR101291804B1
KR101291804B1 KR1020100030382A KR20100030382A KR101291804B1 KR 101291804 B1 KR101291804 B1 KR 101291804B1 KR 1020100030382 A KR1020100030382 A KR 1020100030382A KR 20100030382 A KR20100030382 A KR 20100030382A KR 101291804 B1 KR101291804 B1 KR 101291804B1
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crystal display
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Abstract

본 발명은 표시 품위를 높일 수 있는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
이 입체영상 표시장치는 단위 프레임 기간을 주기로 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 데이터라인들을 구동하는 데이터 구동회로; 상기 액정표시패널의 게이트라인들을 구동하는 게이트 구동회로; 상기 단위 프레임 기간을 N(N은 2 이상의 양의 정수) 개의 서브 프레임 기간들로 분할하고 상기 좌안 영상 또는 우안 영상 표시를 위한 동일한 단위 프레임 데이터를 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 동안 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하는 타이밍 콘트롤러; 상기 액정표시패널에 조사될 빛을 발생하는 광원들; 상기 광원들의 점등 타이밍을 제어하기 위한 백라이트 제어신호를 발생하는 광원 제어회로; 및 상기 백라이트 제어신호에 응답하여 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 중 마지막 서브 프레임 기간 내에서 상기 광원들을 모두 점등시키는 광원 구동회로를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치{3D IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 품위를 높일 수 있는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3차원 입체 영상(이하, '3D 영상')을 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 액정표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.
안경방식은 크게 패턴 리타더 필름과 편광 안경을 이용하는 제1 편광 필터 방식과, 스위칭 액정층과 편광 안경을 이용한 제2 편광 필터 방식과, 액정셔터 안경을 이용한 셔터 글래스 방식으로 대별될 수 있다.
제1 편광 필터 방식은 액정표시패널에 좌안 이미지와 우안 이미지를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 액정표시패널 상의 패턴 리타더 필름을 통해 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환함으로써, 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현한다. 제2 편광 필터 방식은 액정표시패널에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 액정표시패널 상의 스위칭 액정층을 통해 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환함으로써, 좌안 이미지와 우안 이미지를 시공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현한다. 제1 및 제2 편광 필터 방식에 의하는 경우, 편광 필터 역할을 위해 액정표시패널 상에 배치된 패턴 리타더 필름 또는 스위칭 액정층으로 인해 3D 영상의 투과율이 저하된다.
셔터 글래스 방식은 액정표시패널에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경의 좌우안 셔터를 개폐함으로써 3D 영상을 구현한다. 액정셔터 안경은 도 1과 같이 액정표시패널에 좌안 이미지(예컨대, 화이트(W) 이미지)가 표시되는 제1 프레임 기간 동안 그의 좌안 셔터만을 개방하고, 액정표시패널에 우안 이미지(예컨대, 블랙(B) 이미지)가 표시되는 제2 프레임 기간 동안 그의 우안 셔터만이 개방하도록 제어됨으로써 시분할 방식으로 양안 시차를 만들어낸다.
도 1의 요구사양과 같이 각 프레임의 제2 기간(Tb)에서 백라이트를 점등하여 양호한 양안 시차를 만들기 위해서는, 각 프레임의 제1 기간(Ta) 내에 액정의 응답이 완료되어야 한다. 하지만, 실제 액정의 응답 시간은 제1 기간(Ta) 내에 완료되지 않고 제2 기간(Tb)까지 연장된다. 이러한 액정의 느린 응답속도로 인해, 화이트 상태에서는 휘도가 낮고, 블랙 상태에서는 휘도가 높은 현상이 발생된다. 다시 말해, 제2 기간(Tb)에서 백라이트를 점등시킨다고 가정할 때, 화이트 상태에서는 액정이 라이징 세츄레이션(saturation) 되기 전에 백라이트가 점등되어 원하는 휘도 레벨보다 낮은 휘도 레벨로 표시되고, 블랙 상태에서는 액정이 폴링 세츄레이션 되기 전에 백라이트가 점등되어 원하는 휘도 레벨보다 높은 휘도 레벨로 표시된다. 이렇게 화이트 또는 블랙으로 완전히 세츄레이션 되지 않은 기간에서 백라이트 점등되면 고스트 형태의 3D 크로스토크가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정의 응답속도를 향상시켜 표시 품위를 높일 수 있도록 한 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 단위 프레임 기간을 주기로 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 데이터라인들을 구동하는 데이터 구동회로; 상기 액정표시패널의 게이트라인들을 구동하는 게이트 구동회로; 상기 단위 프레임 기간을 N(N은 2 이상의 양의 정수) 개의 서브 프레임 기간들로 분할하고 상기 좌안 영상 또는 우안 영상 표시를 위한 동일한 단위 프레임 데이터를 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 동안 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하는 타이밍 콘트롤러; 상기 액정표시패널에 조사될 빛을 발생하는 광원들; 상기 광원들의 점등 타이밍을 제어하기 위한 백라이트 제어신호를 발생하는 광원 제어회로; 및 상기 백라이트 제어신호에 응답하여 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 중 마지막 서브 프레임 기간 내에서 상기 광원들을 모두 점등시키는 광원 구동회로를 구비한다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 액정의 응답속도를 증가시켜 3D 크로스토크를 방지할 수 있으며, 특히 동영상에서 휘도 저하 없이 MPRT 성능을 개선할 수 있어 전체적으로 표시 품위를 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 입체영상 표시장치에서 느린 액정응답으로 인해 3D 크로스토크가 발생되는 원인을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.
도 3 내지 도 5는 120Hz의 단위 프레임 주파수에서, 데이터의 기입 타이밍, 광원들의 점소등 타이밍, 및 좌우안 셔터의 개방 타이밍을 보여주는 도면들.
도 6 내지 도 8은 80Hz의 단위 프레임 주파수에서, 데이터의 기입 타이밍, 광원들의 점소등 타이밍, 및 좌우안 셔터의 개방 타이밍을 보여주는 도면들.
도 9는 휘도 저하를 보상하기 위해 PWM 신호의 듀티비에 따라 구동전류의 레벨들이 조절되는 예를 보여주는 도면.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여준다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 액정표시패널(10), 타이밍 콘트롤러(11), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 광원 제어회로(14), 광원 구동회로(15), 백라이트 유닛(16), 셔터 제어회로(17), 셔터 글래스(18), 및 데이터 변조회로(20)를 구비한다.
액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판과 이들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(DL)과 다수의 게이트라인들(GL)이 교차된다. 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 액정표시패널(10)에는 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 액정표시패널(10)의 하부 유리기판에는 TFT, TFT에 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다.
액정표시패널(10)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극(2)이 형성된다. 공통전극(2)은 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 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
타이밍 콘트롤러(11)는 외부의 시스템 회로로부터의 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 콘트롤러(11)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 N(N은 2 이상의 양의 정수) 배속 서브 프레임 주파수로 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(13)의 동작을 제어한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 단위 프레임기간을 N 개의 서브 프레임 기간들로 시분할한다. 그리고, 데이터 변조회로(20)로부터 입력되는 3D 데이터 포맷의 단위 프레임 데이터(3D DATA)를 프레임 메모리 등을 이용하여 프레임 단위로 복사한다. 그리고, 셔터 글래스(18)의 좌안이 개방될 때 표시되는 동일한 좌안 프레임 데이터를 기수번째 단위 프레임의 서브 프레임 기간들 동안 데이터 구동회로(12)에 반복 공급하고, 셔터 글래스(18)의 우안이 개방될 때 표시되는 동일한 우안 프레임 데이터를 우수번째 프레임의 서브 프레임 기간들 동안 데이터 구동회로(12)에 반복 공급한다.
데이터 구동회로(12)는 다수의 데이터 드라이브 집적회로들을 포함한다. 데이터 드라이브 집적회로는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 데이터를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 데이터를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 데이터를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압의 참조하에 정극성/부극성의 감마전압을 선택하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 정극성/부극성 감마전압에 의해 변환된 아날로그 데이터가 공급되는 데이터라인(DL)을 선택하기 위한 멀티플렉서 및 멀티플렉서와 데이터라인(DL) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 구비한다. 데이터 구동회로(12)는 N 배속 서브 프레임 주파수에 동기되는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 기반으로 좌안/우안 프레임 데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)들에 인가한다.
게이트 구동회로(13)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들을 포함한다. 게이트 드라이브 집적회로는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 구비한다. 게이트 구동회로(13)는 N 배속 서브 프레임 주파수에 동기되는 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 기반으로 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 출력하여 게이트라인들(GL)에 공급한다.
백라이트 유닛(16)은 다수의 광원들을 포함하여 액정표시패널(10)에 빛을 조사한다. 백라이트 유닛(16)은 직하형(Direct type)과 에지형(Edge type) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 직하형 백라이트 유닛(16)은 액정표시패널(10)의 아래에 다수의 광학시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 에지형 백라이트 유닛(16)은 액정표시패널(10)의 아래에 다수의 광학시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 광원들은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)와 같은 선광원들로 구현될 수 있고, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다.
광원 제어회로(14)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 광원 제어신호(LCS)를 발생하며, 이 광원 제어신호(LCS)를 통해 광원들이 동시에 블링킹(Blinking) 구동되도록 광원들을 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM)로 제어한다. 한편, 광원 제어회로(14)는 광원들을 펄스진폭변조(Pulse Amplitude Modulation, PAM) 또는, 펄스주파수변조((Pulse Frequency Modulation, PFM)로 제어할 수도 있다. PWM 신호의 최대 듀티비(Maximum Duty ratio)는 3D 크로스토크 제거와 함께 MPRT(Moving Picture Response Time) 성능이 향상될 수 있도록 50% 또는 33% 이하의 범위 내에서 미리 설정될 수 있다. 전류 제어신호에 의해, 구동전류의 레벨은 PWM 신호의 최대 듀티비에 반비례하도록 설정된다. 즉, PWM 신호의 최대 듀티비가 작게 설정될수록 구동전류의 레벨은 높게 설정된다. 이는, 단위 프레임 기간 내에서 광원들(16)의 소등 시간이 길어지는 것에 대응하여, 화면의 휘도 저하를 보상하기 위함이다. 광원 제어회로(14)는 단위 프레임 데이터(3D DATA)의 분석 결과에 기초하여 최대 듀티비 범위 내에서 PWM 신호의 듀티비를 조절할 수 있다. 광원 제어회로(14)는 타이밍 콘트롤러(11)에 내장될 수 있다.
광원 제어신호(LCS)는 광원들의 점소등 타이밍을 포함한다. 광원들의 점등 타이밍은 광간섭을 최소화하기 위해 단위 프레임 기간 내에서 액정표시패널(10)의 중간 수평라인 부분에 배치된 액정들이 세츄레이션(Saturation) 된 이후로 정해지되, PWM 신호의 듀티비에 따라 다르게 정해질 수 있다. 광원들의 소등 타이밍은 단위 프레임 기간의 종료 시점으로 고정될 수 있다.
광원 구동회로(15)는 광원 제어신호(LCS)에 응답하여 N 개의 서브 프레임 기간들 중 마지막 서브 프레임 기간 내에서 광원들을 모두 점등시킴으로써, 광원들을 블링킹(Blinking) 구동시킨다.
셔터 제어회로(17)는 시스템회로로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync)를 참조하여 현재의 단위 프레임이 좌안 프레임 데이터가 표시될 기수번째 단위 프레임인지 또는, 우안 프레임 데이터가 표시될 우수번째 단위 프레임인지를 판단한다. 그리고, 기수번째 단위 프레임 기간 동안 셔터 글래스(18)의 좌안 셔터를 개방 제어하는 좌안 셔터 제어신호(STL)와, 우수번째 단위 프레임 기간 동안 셔터 글래스(18)의 우안 셔터를 개방 제어하는 우안 셔터 제어신호(STR)를 발생한다.
셔터 글래스(18)는 액정표시패널(10)에 프레임 단위로 표시되는 좌/우안 영상을 입체적으로 보기 위해 관람자가 착용하는 장치로서, 셔터 제어회로(17)로부터의 셔터 제어신호들(STL,STR)에 동기되어 그의 좌/우안 셔터를 단위 프레임 기간을주기로 번갈아 개폐한다. 그 결과, 셔터 글래스(18)의 좌/우안에는 서로 다른 상이 맺히게 되고 이를 통해 관람자는 입체감을 느끼게 된다.
데이터 변조회로(20)는 비디오 소스로부터 공급되는 영상 프레임 데이터에 보간 프레임 데이터를 삽입하여 단위 프레임 데이터를 생성한다. 예컨대, 데이터 변조회로(20)는 60Hz로 입력되는 영상 프레임 데이터 1장 당 보간 프레임 데이터 1장을 삽입하여 120Hz의 단위 프레임 주파수에 동기되는 단위 프레임 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 데이터 변조회로(20)는 60Hz로 입력되는 영상 프레임 데이터 3장 당 보간 프레임 데이터 1장을 삽입하여 80Hz의 단위 프레임 주파수에 동기되는 단위 프레임 데이터를 생성할 수 있다. 데이터 변조회로(20)는 생성된 단위 프레임 데이터를 타이밍 콘트롤러(11)에 공급한다. 데이터 변조회로(20)는 시스템 회로 또는 타이밍 콘트롤러(11)에 내장될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 120Hz의 단위 프레임 주파수에서, 표시품위를 향상시키기 위한 데이터 기입, 광원들의 점소등 타이밍, 및 좌우안 셔터의 개방 타이밍을 보여준다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 단위 프레임 주파수가 120Hz일 때, 타이밍 콘트롤러는 단위 프레임 기간을 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1,SF2)으로 분할하고, 단위 프레임 데이터를 더블링(Doubling) 한 후, 동일한 단위 프레임 데이터를 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1,SF2) 동안 데이터 구동회로에 반복 공급한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러는 단위 프레임 주파수를 체배하여 2배속 서브 프레임 주파수(240Hz)로 게이트 및 데이터 구동회로를 제어한다. 그 결과, 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)의 제1 및 제2 서브 프레임(SF1,SF2) 기간 동안 동일한 좌안 프레임 데이터(DATA(L))가 중복해서 액정표시패널에 표시고, 우수번째 단위 프레임(Even Frame)의 제1 및 제2 서브 프레임(SF1,SF2) 기간 동안 동일한 우안 프레임 데이터(DATA(R))가 중복해서 액정표시패널에 표시된다.
액정(LC)의 응답속도는 액정표시패널에 존재하는 커패시터 성분에 반비례하고 또한, 커패시터 성분은 프레임 주파수에 반비례하므로, 결과적으로 단위 프레임 주파수를 2배로 체배하면 그만큼 액정(LC)의 응답속도는 빨라진다. 이에 따라, 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)에서 액정표시패널(10)의 중간부(Center)에 좌안 프레임 데이터(DATA(L))가 기입된 직후부터 제1 서브 프레임(SF1)만큼의 시간이 경과되기 전에 상기 중간부(Center)의 액정(LC)은 세츄레이션 되고, 제2 서브 프레임(SF2)까지 이 세츄레이션 상태를 유지한다. 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)에서 모든 광원들(BL)은 중간부(Center) 액정(LC)이 세츄레이션 상태로 유지되는 제2 서브 프레임 기간(SF2) 내에서 동시에 점등된다. 그리고, 좌안 셔터는 기수번째 단위 프레임(Odd Frame) 기간 동안 개방된다.
또한, 우수번째 단위 프레임(Even Frame)에서 액정표시패널(10)의 중간부(Center)에 우안 프레임 데이터(DATA(R))가 기입된 직후부터 제1 서브 프레임(SF1)만큼의 시간이 경과되기 전에 상기 중간부(Center)의 액정(LC)은 세츄레이션 되고, 제2 서브 프레임(SF2)까지 이 세츄레이션 상태를 유지한다. 우수번째 단위 프레임(Even Frame)에서 모든 광원들(BL)은 중간부 액정(LC)이 세츄레이션 상태로 유지되는 제2 서브 프레임 기간(SF2) 내에서 동시에 점등된다. 그리고, 우안 셔터는 우수번째 단위 프레임(Even Frame) 기간 동안 개방된다.
광원들(BL)의 점등 타이밍은 도 5와 같이 PWM 신호의 최대 듀티비에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예컨대, 광원들(BL)의 점등 타이밍은 최대 듀티비 50%를 구현하기 위해 제1 시점(t1)으로 결정될 수 있고, 50%보다 작은 최대 듀티비를 구현하기 위해 제1 시점(t1)보다 늦은 제2 시점(t2)으로 결정될 수 있다.
이러한 도 3 내지 도 5와 같은 구동에 의하면, 종래에 비해 액정의 응답 속도가 향상되어 3D 크로스토크가 크게 경감된다. 다만, 광원들의 점등 타이밍이 액정표시패널의 중간부를 기준으로 결정되고 단위 프레임 기간이 1초/120(대략, 8.33ms)로서 비교적 짧기 때문에, 액정표시패널의 하단부 액정은 상기 중간부보다 늦게 기입되는 데이터에 반응하여 광원들의 점등 기간 동안 여전히 트랜지션(Transition) 상태에 있을 수 있다. 이 경우 액정표시패널의 하단부에서는 3D 크로스토크의 경감 정도가 떨어질 수 있다. 3D 크로스토크의 경감 편차를 없애기 위해서는 광원 점등에 앞서 액정 응답에 할애될 시간을 충분히 늘릴 필요가 있다.
도 6 내지 도 8은 80Hz의 단위 프레임 주파수에서, 표시품위를 향상시키기 위한 데이터 기입, 광원들의 점소등 타이밍, 및 좌우안 셔터의 개방 타이밍을 보여준다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 단위 프레임 주파수가 80Hz일 때, 타이밍 콘트롤러는 단위 프레임 기간을 제1 내지 제3 서브 프레임 기간(SF1~SF3)으로 분할하고, 단위 프레임 데이터를 트리플링(Tripling) 한 후, 동일한 단위 프레임 데이터를 제1 내지 제3 서브 프레임 기간(SF1~SF3) 동안 데이터 구동회로에 반복 공급한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러는 단위 프레임 주파수를 체배하여 3배속 서브 프레임 주파수(240Hz)로 게이트 및 데이터 구동회로를 제어한다. 그 결과, 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)의 제1 내지 제3 서브 프레임 기간(SF1~SF3) 동안 동일한 좌안 프레임 데이터(DATA(L))가 중복해서 액정표시패널에 표시고, 우수번째 단위 프레임(Even Frame)의 제1 내지 제3 서브 프레임 기간(SF1~SF3) 동안 동일한 우안 프레임 데이터(DATA(R))가 중복해서 액정표시패널에 표시된다.
액정(LC)의 응답속도는 액정표시패널에 존재하는 커패시터 성분에 반비례하고 또한, 커패시터 성분은 프레임 주파수에 반비례하므로, 결과적으로 단위 프레임 주파수를 3배로 체배하면 그만큼 액정(LC)의 응답속도는 빨라진다. 이에 따라, 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)에서 액정표시패널(10)의 중간부(Center)에 좌안 프레임 데이터(DATA(L))가 기입된 직후부터 제1 서브 프레임(SF1)만큼의 시간이 경과되기 전에 상기 중간부(Center)의 액정(LC)은 세츄레이션 되고, 제3 서브 프레임(SF3)까지 이 세츄레이션 상태를 유지한다. 기수번째 단위 프레임(Odd Frame)에서 모든 광원들(BL)은 중간부(Center) 액정(LC)이 세츄레이션 상태로 유지되는 제3 서브 프레임 기간(SF3) 내에서 동시에 점등된다. 그리고, 좌안 셔터는 기수번째 단위 프레임(Odd Frame) 기간 동안 개방된다.
또한, 우수번째 단위 프레임(Even Frame)에서 액정표시패널(10)의 중간부(Center)에 우안 프레임 데이터(DATA(R))가 기입된 직후부터 제1 서브 프레임(SF1) 만큼의 시간이 경과되기 전에 상기 중간부(Center)의 액정(LC)은 세츄레이션 되고, 제3 서브 프레임(SF2)까지 이 세츄레이션 상태를 유지한다. 우수번째 단위 프레임(Even Frame)에서 모든 광원들(BL)은 중간부 액정(LC)이 세츄레이션 상태로 유지되는 제3 서브 프레임 기간(SF3) 내에서 동시에 점등된다. 그리고, 우안 셔터는 우수번째 단위 프레임(Even Frame) 기간 동안 개방된다.
광원들(BL)의 점등 타이밍은 도 8과 같이 PWM 신호의 최대 듀티비에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예컨대, 광원들(BL)의 점등 타이밍은 최대 듀티비 33%를 구현하기 위해 제1 시점(t1)으로 결정될 수 있고, 33%보다 작은 최대 듀티비를 구현하기 위해 제1 시점(t1)보다 늦은 제2 시점(t2)으로 결정될 수 있다.
이러한 도 6 내지 도 8과 같은 구동에 의하면, 종래에 비해 액정의 응답 속도가 향상되어 3D 크로스토크가 크게 경감된다. 또한, 광원들의 점등 타이밍이 액정표시패널의 중간부를 기준으로 결정되더라도, 3D 크로스토크의 경감 편차는 발생되지 않는다. 이는 단위 프레임 기간이 1초/80(즉, 12.5ms)로서 비교적 길고 이에 비례하여 액정 반응에 할당될 시간이 늘어나고, 그 결과 액정표시패널의 액정은 그 위치에 상관없이 광원들의 점등에 앞서 모두 세츄레이션 되기 때문이다.
도 9는 백라이트 블링킹 구동시 휘도 저하를 보상하기 위해 PWM 신호의 듀티비에 따라 구동전류의 레벨들이 조절되는 예를 보여준다.
도 9를 참조하면, 구동전류의 레벨은 PWM 신호의 최대 듀티비와 반비례 관계를 갖도록 설정된다. 예컨대, 구동전류의 레벨은, 50%의 최대 듀티비로 설정되는 PWM 신호에 대응하여 기준전류 레벨(A)의 2배(2A)로, 33%의 최대 듀티비로 설정되는 PWM 신호에 대응하여 기준전류 레벨(A)의 3배(3A)로, 25%의 최대 듀티비로 설정되는 PWM 신호에 대응하여 기준전류 레벨(A)의 4배(4A)로, 20%의 최대 듀티비로 설정되는 PWM 신호에 대응하여 기준전류 레벨(A)의 5배(5A)로 설정될 수 있다. 여기서, 기준전류 레벨(A)은 100%의 최대 듀티비에 대응되는 전류레벨로써, 광원 제어회로 내의 특정 레지스터에 미리 저장되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 단위 프레임 주파수보다 빠른 주파수로 구동회로들의 동작을 제어하고, 단위 프레임을 다수의 서브 프레임들로 분할하여 동일한 데이터를 반복 표시한다. 그리고, 다수의 서브 프레임들 중 마지막 서브 프레임 기간 내에서 광원들을 모두 점등시키며, 단위 프레임 기간을 주기로 좌우안 셔터를 번갈아 개폐한다. 또한, 블링킹 구동에 의한 표시면의 휘도 저하를 광원 구동전류를 높임으로써 보상한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 액정의 응답속도를 증가시켜 3D 크로스토크를 방지할 수 있으며, 나아가, 동영상에서 휘도 저하 없이 MPRT 성능을 개선할 수 있어 전체적으로 표시 품위를 크게 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 액정표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로
14 : 광원 제어회로 15 : 광원 구동회로
16 : 백라이트 유닛 17 : 셔터 제어회로
18 : 셔터 글래스 20 : 데이터 변조회로

Claims (12)

  1. 단위 프레임 기간을 주기로 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하는 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 데이터라인들을 구동하는 데이터 구동회로;
    상기 액정표시패널의 게이트라인들을 구동하는 게이트 구동회로;
    상기 단위 프레임 기간을 N(N은 2 이상의 양의 정수) 개의 서브 프레임 기간들로 분할하고 상기 좌안 영상 또는 우안 영상 표시를 위한 동일한 단위 프레임 데이터를 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 동안 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하고, 단위 프레임 주파수를 체배하여 N 배속 서브 프레임 주파수로 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러;
    상기 액정표시패널에 조사될 빛을 발생하는 광원들;
    상기 광원들의 점등 타이밍을 제어하기 위한 백라이트 제어신호를 발생하는 광원 제어회로; 및
    상기 백라이트 제어신호에 응답하여 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 중 마지막 서브 프레임 기간 내에서 상기 광원들을 모두 점등시키는 광원 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 제어신호는 펄스폭변조(PWM) 신호, 펄스진폭변조(PAM) 신호 및 펄스주파수변조(PFM) 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 프레임 주파수가 120Hz 일때 상기 타이밍 콘트롤러는,
    상기 단위 프레임 기간을 제1 및 제2 서브 프레임 기간으로 분할하고;
    상기 단위 프레임 데이터를 복사한 후, 동일한 단위 프레임 데이터를 상기 제1 및 제2 서브 프레임 기간 동안 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하며;
    상기 단위 프레임 주파수를 체배하여 2 배속 서브 프레임 주파수로 상기 구동회로들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 프레임 주파수가 80Hz 일때 상기 타이밍 콘트롤러는,
    상기 단위 프레임 기간을 제1 내지 제3 서브 프레임 기간으로 분할하고;
    상기 단위 프레임 데이터를 복사한 후, 동일한 단위 프레임 데이터를 상기 제1 내지 제3 서브 프레임 기간 동안 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하며;
    상기 단위 프레임 주파수를 체배하여 3 배속 서브 프레임 주파수로 상기 구동회로들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 제어회로는 상기 광원들에 인가되는 구동전류를 제어하기 위한 전류 제어신호를 더 발생하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동전류의 레벨은 상기 백라이트 제어신호의 최대 듀티비에 반비례하도록 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 백라이트 제어신호의 최대 듀티비는 33% 이하의 범위 또는 50% 이하의 범위 내에서 미리 설정되고,
    상기 광원들의 점등 타이밍은 상기 백라이트 제어신호의 최대 듀티비가 작게 설정될수록 지연되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌안 영상이 표시되는 단위 프레임 기간 내에서 개방되는 좌안 셔터와, 상기 우안 영상이 표시되는 단위 프레임 기간 내에서 개방되는 우안 셔터를 포함하는 셔터 글래스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단위 프레임 데이터는 좌안 프레임 데이터 또는 우안 프레임 데이터이고;
    상기 타이밍 콘트롤러는,
    상기 좌안 영상이 표시되는 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 동안 동일한 좌안 프레임 데이터를 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하고;
    상기 우안 영상이 표시되는 상기 N 개의 서브 프레임 기간들 동안 동일한 우안 프레임 데이터를 상기 데이터 구동회로에 반복 공급하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원들의 점등 타이밍은 상기 액정표시패널의 중간부 액정이 세츄레이션 된 이후로 정해지는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 콘트롤러에 상기 단위 프레임 데이터를 공급하는 데이터 변조회로를 더 구비하고;
    상기 데이터 변조회로는 입력 프레임 데이터에 보간 프레임 데이터를 삽입하여 상기 단위 프레임 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
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