KR101281989B1

KR101281989B1 - 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법

Info

Publication number: KR101281989B1
Application number: KR1020100036724A
Authority: KR
Inventors: 문명국; 남현택; 구성조; 김종우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2013-07-03
Also published as: KR20110117334A; CN102238402A; US20110261029A1; CN102238402B

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 2D 영상 및 셔터 글라스를 이용하여 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치의 구동장치에 있어서, 3D 영상 데이터에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 3D 룩업 테이블 및 2D 영상 데이터에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 2D 룩업 테이블을 포함하는 룩업 테이블부; 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 상기 룩업 테이블부로부터 제공되는 2D 룩업 테이블 또는 3D 룩업 테이블을 선택하는 룩업 테이블 선택부; 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 2D 영상에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터 및 3D 영상에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 ODC 데이터 생성부; 및 3D 모드 입력에 기초하여, 액정패널에서 표시되는 영상이 사용자에게 3D 영상으로 인식될 수 있도록 상기 셔터 글라스의 동작 제어하는 셔터 글라스 제어부;를 포함한다.

Description

액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 3D 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.

액정 표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 포함하며, 입력된 영상 신호에 따라 액정셀 별로 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.

상기 액정패널의 액정셀들은 복수 개의 게이트 라인과 복수 개의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되고, 각 액정셀에는 전계를 인가하기 위한 화소전극과 공통전극이 형성된다. 상기 액정셀들 각각은 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 통해 스위칭 된다.

상기 구동회로는 게이트 라인들에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(G-IC)와, 데이터 라인들에 영상 신호에 따른 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(D-IC)와, 상기 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버에 제어신호를 공급함과 아울러, 상기 데이터 드라이버에 영상 데이터를 공급하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 액정패널에 광을 공급하는 광원(백라이트)을 구동시키는 백라이트 구동부를 포함한다.

이러한, 액정 표시장치는 액정셀 별로 화소전극과 공통전극 사이에 형성된 전압에 따라 액정의 배열 상태가 변화되고, 상기 액정의 배열을 통해 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다.

최근에는 실감 있는 영상에 대한 사용자들의 요구가 증대되어, 2D(2차원) 영상뿐만 아니라 3D(3차원) 영상의 구현이 가능한 액정 표시장치가 개발되고 있다. 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치는 일반적으로 사용자의 양안(兩眼, Binocular Display) 시차를 이용하여 3D 영상을 구현하며, 입체용 특수 안경을 이용하는 셔터 글라스(shutter glass) 방식, 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 방식 등이 제안된바 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 셔터 글라스 방식을 이용한 3D 영상 구현방법을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 셔터 글라스(20)를 이용한 3D 영상의 구현방법은 사용자의 양안 시차를 이용하는 것으로, 사용자의 좌안 및 우안을 통해 서로 다른 2차원의 좌안 영상 및 우안 영상이 인식된 후, 인식된 2개의 2차원 영상이 융합되어 3차원 영상으로 인식되게 된다.

이를 위해, 액정패널(10)은 시차를 두고 좌안 및 우안의 인식을 위한 2D 영상을 표시한다. 이때, 셔터 글라스(20)를 통해 좌안의 2D 영상이 표시되는 기간에는 우안의 영상 인식을 차단하고, 좌안에서 2D 영상이 인식되도록 한다. 그리고, 우안의 2D 영상이 표시되는 기간에는 좌안의 영상 인식을 차단하고, 우안에서 2D 영상이 인식되도록 한다. 이를 통해, 좌안과 우안에서 시차를 두고 서로 다른 2D 영상을 인식된 후, 좌안 및 우안의 2D 영상이 융합되어 사용자가 3D 영상을 인식하도록 한다.

이러한, 종래 기술에 따른 액정 표시장치는 셔터 글라스(20)를 이용한 3D 영상의 구현 시 도 2에 도시된 바와 같이, 정해진 시간(1 프레임) 동안 좌/우 2D 영상을 번갈아 표시하게 된다.

그러나, 액정의 응답속도가 느린 경우에는 정해진 시간 동안에 액정 거동이 완전히 끝나지 않게 된다. 이러한 경우, 좌안의 영상과 우안의 영상이 완전히 분리되지 않고 겹쳐지는 현상 즉, 크로스 토크(crosstalk)가 발생되어 2개의 2D 영상이 겹쳐져 보이게 된다.

도 3을 참조하면, 액정패널(10)은 복수의 게이트 라인들에 순차적으로 스캔신호가 인가되어 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온(turn-on)되므로 전체 영역 중 하단부의 응답 속도가 가장 느리다. 따라서, 셔터 글라스(20)를 이용하여 블랜크 기간(Blank time)에 디스플레이가 이루어져 3D 영상을 구현하는 경우, 셔터 글라스(20)가 턴-온(turn-on)되는 초기 기간에는 액정패널(10) 하단부의 크로스 토크 비율이 커지게 된다.

액정과 마찬가지로 셔터 글라스(20)도 응답 속도가 늦기 때문에 수직 블랜크(V-Blank) 기간이 끝나는 시점에 셔터 글라스(20)가 턴-오프(turn-off)되더라도 액정패널(10)의 상단부 영상 데이터가 디스플레이 될 때가지 셔터 글라스(20)가 완전히 닫히지 않게 된다. 따라서, 셔터 글라스(20)가 턴-오프되는 시점에서는 액정패널(10) 상단부의 크로스 토크 비율이 커지게 되어 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이게 된다.

상술한 바와 같이, 셔터 글라스(20)를 이용하여 3D 영상을 구현하는 종래 기술의 액정 표시장치에서는 액정의 응답 속도와 셔터 글라스(20)의 응답 속도 특성으로 인해 3D 영상의 표시품질이 낮은 문제점이 있다.

크로스 토크를 줄여 사용자에게 높은 표시품질의 3D 영상을 제공하기 위해서는 액정의 응답 속도를 향상시켜야 한다. 이를 위해, 종래 기술에 따른 3D 액정 표시장치에서는 오버드라이빙(ODC: Overdriving) 방식을 적용하여 영상 데이터를 액정패널(10)에 공급함으로써, 액정의 응답 속도를 향상시키고 있다.

종래 기술에서는 액정패널(10)의 중앙부를 기준으로 영상 데이터의 오버드라이빙 비율을 설정하여 적용하고 있다. 따라서, 액정패널(10)의 중앙부에서는 크로스 토크 비율이 양호한 수준이다.

그러나, 영상 데이터의 어드레싱(addressing) 순서와 셔터 글라스(20)의 느린 응답 속도로 인해 액정패널(10)의 상단부 및 하단부에서는 크로스 토크가 심하게 발생되어 3D 영상의 표시품질이 낮은 문제점이 있다.

한편, 오버드라이빙 비율을 액정패널(10)의 상/하단부를 기준으로 설정하는 경우, 액정패널(10)의 상/하단부에서의 크로스 토크는 개선되지만 반대로 중앙부에서는 크로스 토크가 심화되어 3D 표시품질이 떨어지는 다른 문제점이 발생된다.

도 4 내지 종래 기술에 따른 액정 표시장치에서의 크로스 토크 측정 방법을 나타내는 도면이고, 도 5 내지 도 7은 종래 기술에 따른 액정 표시장치에서의 휘도 별 크로스 토크 측정 결과 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 액정패널(10)에서 i휘도(gray)의 좌안 영상과 j휘도의 우안 영상을 교번적으로 디스플레이하고, 셔터 글라스(20)를 통해 인식되는 좌안 및 우안 영상의 휘도를 측정하였다.

측정된 좌안 및 우안 영상의 휘도 값을 아래의 수학식 1에 대입하여 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 휘도 별 크로스 토크 비율을 산출하고, 각 휘도 별 크로스 토크 비율의 평균값을 나타내었다. 여기서, 액정패널(10)에 디스플레이 되는 영상의 휘도는 64 그레이(gray) 단위로(0gray ↔ 63gray, 64 ↔ 127, …) 변경시켰다.

상기 수학식 1에서, Gi,j는 i 그레이에서 j 그레이로 변경되었을 때의 휘도 값, Gj,i는 j 그레이에서 I 그레이로 변경되었을 때의 휘도 값, CTi,j는 i, j 휘도에 따른 크로스 토크 비율을 의미한다.

측정 결과, 액정패널(10)의 중앙부에서는 평균 2.23, 상단부에서는 평균 4.22, 하단부에서는 평균 7.87의 크로스 토크 비율이 측정 되었다.

상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 3D 액정 표시장치는 액정패널(10)의 중앙부를 기준으로 영상 데이터의 오버드라이빙 비율을 설정함으로 인해, 중앙부에서의 크로스 토크는 양호한 수준이지만, 상단부 및 하단부에서 크로스 토크가 심하게 발생되어 3D 영상의 표시품질이 낮은 문제점 있다. 특히, 액정패널(10)의 하단부에서는 크로스 토크가 더욱 심화되어 사용자가 3D 영상을 인식하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3D 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 분할하고, 복수의 로컬 영역 별로 서로 다른 오버드라이빙(ODC) 비율을 적용하여 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있는 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정의 응답속도를 향상시켜 3D 영상의 크로스 토크를 줄일 수 있는 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치는 2D 영상 및 셔터 글라스를 이용하여 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치의 구동장치에 있어서, 3D 영상 데이터에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 3D 룩업 테이블 및 2D 영상 데이터에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 2D 룩업 테이블을 포함하는 룩업 테이블부; 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 상기 룩업 테이블부로부터 제공되는 2D 룩업 테이블 또는 3D 룩업 테이블을 선택하는 룩업 테이블 선택부; 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 2D 영상에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터 및 3D 영상에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 ODC 데이터 생성부; 및 3D 모드 입력에 기초하여, 액정패널에서 표시되는 영상이 사용자에게 3D 영상으로 인식될 수 있도록 상기 셔터 글라스의 동작 제어하는 셔터 글라스 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치의 상기 3D 룩업 테이블은 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하여 각각의 로컬 영역에 서로 다른 룩업 테이블 값이 적용될 수 있도록 복수의 룩업 테이블로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치의 상기 ODC 데이터 생성부는 2D 모드가 입력되면 상기 2D 룩업 테이블을 이용하여 2D 영상을 위한 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하고, 3D 모드가 입력되면 상기 3D 룩업 테이블을 이용하여 3D 영상을 위한 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치의 상기 ODC 데이터 생성부는 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하여 각각의 로컬 영역 별로 오버드라이빙 비율이 적용되도록 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 2D 영상 및 셔터 글라스를 이용하여 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치의 구동방법에 있어서, 2D 모드 또는 3D 모드 입력에 따라 2D 룩업 테이블을 이용하여 2D 영상을 위한 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 룩업 테이블을 이용하여 3D 영상을 위한 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 단계; 프레임 단위로 정렬된 영상 데이터에 상기 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 오버드라이빙 데이터를 반영시키는 단계; 및 상기 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 오버드라이빙 데이터가 반영된 영상 데이터에 따른 아날로그 데이터 신호를 액정패널에 공급하여 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동방법은 상기 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하고, 각각의 로컬 영역 별로 서로 다른 오버드라이빙 비율을 적용시켜 3D 영상을 표시하는 것을 특징으로 한다.

실시 예에 따른 본 발명은 액정 표시장치에서 구현되는 3D 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

실시 예에 따른 본 발명은 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 분할하고, 복수의 로컬 영역 별로 서로 다른 오버드라이빙(ODC) 비율을 적용시킬 수 있는 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법을 제공할 수 있다.

실시 예에 따른 본 발명은 복수의 영역 별로 오버드라이빙(ODC) 비율을 상이하게 적용하여 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있다.

실시 예에 따른 본 발명은 액정의 응답속도를 향상시켜 3D 영상의 크로스 토크를 줄일 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 셔터 글라스 방식을 이용한 3D 영상 구현방법을 나타내는 도면.
도 3은 3D 영상의 구현 시 액정패널의 영역별 크로스 토크 발생을 나타내는 도면.
도 4 내지 종래 기술에 따른 액정 표시장치에서의 크로스 토크 측정 방법을 나타내는 도면.
도 5 내지 도 7은 종래 기술에 따른 액정 표시장치에서의 휘도 별 크로스 토크 측정 결과 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부가 적용된 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부를 나타내는 도면.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 오버드라이빙 구동방법을 나타내는 도면.
도 13 내지 도 15는 실시 예에 따른 본 발명의 휘도 별 크로스 토크 측정 결과를 나타내는 도면.
도 16은 실시 예에 따른 본 발명과 종래 기술의 크로스 토크 발생 비율을 비교하여 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치 구동장치 및 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치가 적용된 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치의 구동장치를 나타내는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200)가 적용된 액정 표시장치(100)는 액정패널(110), 게이트 드라이버(120), 데이터 드라이버(130), 백라이트 유닛(140), 백라이트 구동부(150), 타이밍 컨트롤러(160)를 포함하고, 상기 오버드라이빙 제어부(200)는 타이밍 컨트롤러(160) 내에 구현될 수 있다.

액정패널(110)은 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)과 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)을 포함하고, 상기 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성되는 액정셀(Clc, 화소영역)을 포함한다. 상기 액정셀은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인들로부터 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인들로부터 공급되는 아날로그 데이터 신호(데이터 전압)를 액정셀로 공급한다.

액정패널(110)은 자발광을 발생시키지 못하므로 백라이트 유닛(140)을 통해 광을 공급받게 된다.

백라이트 유닛(140)은 상기 액정패널(110)에 광을 조사하기 위한 것으로, 광을 발생시키는 복수의 광원(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp, EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp, LED: Light Emitting Diode)과, 상기 광원에서 발생된 광을 상기 액정패널(110) 방향으로 안내함과 아울러 광의 효율을 향상시키기 위한 광학 부재(도광판, 확산판, 광학 시트 등)를 포함할 수 있다.

백라이트 구동부(150)는 타이밍 컨트롤러(160)로부터 입력되는 백라이트 제어신호(BCS)에 따라 상기 광원을 구동시킨다. 이때, 백라이트 구동부(150)는 상기 백라이트 제어신호(BCS)에 따라 액정패널(110)에서 표시되는 영상이 명확히 표현될 수 있도록 광원의 휘도를 제어할 수 있다.

게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 기초하여 각 액정셀에 형성된 박막 트랜지스터를 구동시키기 위한 스캔신호를 생성하고, 생성된 스캔신호를 액정패널(110)의 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 박막 트랜지스터를 구동시킨다.

데이터 드라이버(130)는 후술되는 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200)로부터의 오버드라이빙 데이터가 반영되어, 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급되는 디지털 영상 데이터(R', G', B')를 아날로그 데이터 신호(데이터 전압)로 변환한다. 그리고, 변환된 아날로그 데이터 신호를 타이밍 컨트롤러(160)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터 라인들 각각에 공급한다.

타이밍 컨트롤러(160)는 수직/수평 동기신호 및 클럭신호를 이용하여 게이트 드라이버(120)의 제어를 위한 게이트 제어신호(GCS), 데이터 드라이버(130)의 제어를 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 또한, 백라이트 구동부(150)의 제어를 위한 백라이트 제어신호(GCS)를 생성한다.

생성된 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 드라이버(120)에 공급되고, 데이터 제어신호(DCS)는 데이터 드라이버(130)에 공급되며, 백라이트 제어신호(BCS)는 백라이트 구동부(150)에 공급된다.

여기서, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable) 및 극성 제어신호(POL: Polarity) 등을 포함할 수 있다.

게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.

또한, 타이밍 컨트롤러(160)는 외부로부터의 영상 신호를 정렬하여 프레임 단위의 디지털 영상 데이터(R, G, B)로 변환하고, 프레임 단위로 정렬된 디지털 영상 데이터에 오버드라이빙 제어부(200)로부터 공급되는 오버드라이빙 데이터를 반영하여 데이터 드라이버(120)에 공급한다.

본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위해, 2D 모드 또는 3D 모드 입력에 따라 타이밍 컨트롤러(160)에서 정렬된 디지털 영상 데이터(R, G, B)에 반영되는 오버드라이빙 데이터(ODC data)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(160)에 제공한다.

또한, 오버드라이빙 제어부(200)는 표시하고자 하는 영상이 3D 영상인 경우, 상기 3D 모드 입력에 따라 셔터 글라스의 제어를 위한 셔터 글라스 제어신호(SCS)를 생성하여 타이밍 컨트롤러(160)에 제공한다.

이를 위해, 오버드라이빙 제어부(200)는 도 9에 도시된 바와 같이, 룩업 테이블부(210), 룩업 테이블 선택부(220), ODC 데이터 생성부(230), 셔터 글라스 제어부(240)를 포함한다.

룩업 테이블부(210)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)과 같은 비휘발성 메모리로 구현되며, 3D 영상 데이터에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 3D 룩업 테이블(LUT1) 및 2D 영상 데이터에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 2D 룩업 테이블(LUT2)을 포함한다.

상술한 바와 같이, 액정패널의 중앙부를 기준으로 오버드라이빙 비율을 설정하면 상단부 및 하단부에서 크로스 토크의 발생이 심화될 수 있다. 또한, 2D 영상과 3D 영상을 구분하지 않고 하나의 오버드라이빙 비율을 적용하게 되면 2D 영상과 3D 영상의 표시품질을 모두 만족시키지 못하게 된다.

일 예로서, 2D 영상을 표시하는 경우에 3D 영상 데이터를 기준으로 오버드라이빙 비율을 설정하면 화면의 상단부와 하단부 간에 불연속적이 영상이 표시되어 2D 영상의 표시품질이 낮아질 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200)는 3D 영상을 위한 3D 룩업 테이블(LUT1)과 2D 영상을 위한 2D 룩업 테이블(LUT2)을 각각 구비한다.

여기서, 2D 룩업 테이블(LUT2)은 액정패널(110)의 전 영역에서 동일한 룩업 테이블 값이 적용될 수 있도록 하나의 2D 룩업 테이블로 구성되고, 3D 룩업 테이블(LUT1)은 액정패널(110)의 전체 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하고, 각각의 로컬 영역에 서로 다른 룩업 테이블 값이 적용될 수 있도록 복수의 3D 룩업 테이블로 구성된다.

상기 3D 룩업 테이블(LUT1) 및 2D 룩업 테이블(LUT2)은 3D/2D 영상의 휘도 값에 따라, 3D/2D 영상 데이터에 반영되는 오버드라이빙 비율을 설정하기 위해 미리 설정된 값들이 저장된다.

상기 3D 룩업 테이블(LUT1) 및 2D 룩업 테이블(LUT2)에 저장된 값들은 액정패널(110)의 특성, 표시하고자 하는 영상의 품질에 따라 변경될 수 있으며, 이를 통해 3D/2D 영상 데이터에 반영되는 오버드라이빙 비율을 변경시킬 수 있다.

룩업 테이블 선택부(220)는 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 룩업 테이블부(210)로부터 제공되는 3D 룩업 테이블(LUT1) 또는 2D 룩업 테이블(LUT2)을 선택하여 ODC 데이터 생성부(230)에 제공한다. 즉, 2D 모드가 입력되면 ODC 데이터 생성부(230)에서 2D 모드에 따른 2D 오버드라이빙 데이터가 생성되어 될 수 있도록 2D 룩업 테이블(LUT2)을 선택하여 제공한다. 한편, 3D 모드가 입력되면 ODC 데이터 생성부(230)에서 3D 모드에 따른 3D 오버드라이빙 데이터가 생성되어 될 수 있도록 3D 룩업 테이블(LUT1)을 선택하여 제공한다.

ODC 데이터 생성부(230)는 액정패널(110)에서 2D 영상 또는 3D 영상을 표시할 때 크로스 토크의 발생 수준을 낮추기 위해, 2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 2D 영상 또는 3D 영상에 반영되는 오버드라이빙 데이터를 생성하여 타이밍 컨트롤로(160)에 제공한다.

2D 모드가 입력되면 상기 룩업 테이블 선택부(220)를 통해 입력되는 2D 룩업 테이블(LUT2)을 이용하여 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하고, 생성된 2D 오버드라이빙 데이터를 타이밍 컨트롤러(160)에 제공한다.

3D 모드가 입력되면 상기 룩업 테이블 선택부(220)를 통해 입력되는 3D 룩업 테이블(LUT1)을 이용하여 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하고, 생성된 3D 오버드라이빙 데이터를 타이밍 컨트롤러(160)에 제공한다.

3D 모드가 입력되어 액정패널(110)에서 3D 영상을 표시하는 경우, 3D 영상을 위한 오버드라이빙 비율을 데이터 신호(데이터 전압)에 반영하여 액정패널(110)의 각 화소에 공급함으로써 액정의 응답속도를 높여 크로스 토크의 발생 수준을 낮추게 된다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, ODC 데이터 생성부(230)는 3D 영상의 위한 3D 오버드라이빙 데이터의 생성 시, 액정패널(10)의 전체 표시화면을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 각각의 로컬 영역 별로 오버드라이빙 비율이 적용될 수 있도록 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성한다.

이때, 액정패널(110)의 전체 표시화면에 단일 오버드라이빙 비율을 적용하는 경우에는 표시화면의 중앙부와 상단부 및 하단부 간의 크로스 토크가 발생되는 수준이 다르게 된다.

이를 개선하기 위해, 액정패널(110)의 전체 표시화면을 도 10에 도시된 바와 같이, 복수(21개)의 로컬 영역으로 분할하고, 분할된 각각의 로컬 영역 별로 오버드라이빙 비율을 다르게 적용함으로써 3D 영상의 화질에 영향을 미치는 크로스 토크(crosstalk)를 개선할 수 있다.

여기서, 복수의 로컬 영역의 사이즈와 개수는 프로그램머블(Programmable)하게 변경이 가능하며, 상술에서는 일 예로서 전체 표시화면을 21개의 로컬 영역으로 분할하는 것으로 설명하였다.

상기 복수의 로컬 영역은 크게 3개 블록으로 구분할 수 있는데, 전체 표시화면에서 중앙부 영역(region10 ~ region12), 상/하단부 영역(region1 ~ region3, region 19 ~ region 21) 및 상기 중앙부와 상/하단부 사이의 삽입 영역(region 4 ~ region 9, region 13 ~ region 18)으로 구분할 수 있다. 이하 에서는 상기 중앙부 영역을 제1 블록, 상기 삽입 영역을 제2 블록, 상기 상/하단부 영역을 제3 블록으로 정의한다.

액정패널(110)에서 표시되는 영상은 저 계조로부터 고 계조를 가질 수 있음으로 상기 제1 블록 내지 제3 블록은 다음의 수학식 2 및 수학식 3을 통해 오버드라이빙 비율이 산출된다.

여기서, 도 11에 도시된 바와 같이 영상의 계조 값에 따라 액정의 응답 속도를 높이기 위해, 오버슈트(Over shoot)와 언더슈트(Under shoot)에 대한 파라메터(Parameter)가 독립적으로 적용되어 오버드라이빙 비율이 산출된다.

여기서, 상기 수학식 2는 오버드라이빙(Over-driving)에 대한 오버드라이빙 비율의 산출을 위한 것이고, 상기 수학식 3은 언더드라이빙(Under-driving)에 대한 오버드라이빙 비율의 산출을 위한 것이다.

상기 수학식 2 및 수학식 3에서 LUT는 3D 영상을 위한 3D 룩업 테이블(LUT1)을 의미하고, Input_data는 입력된 3D 영상 데이터 신호를 의미한다. 또한, 3D 영상 데이터에 반영되는 오버드라이빙 비율(Weighting 값)은 오버슈트(A, B 파라메터 적용)와 언더슈트(A', B' 파라메터 적용)에 따라 구분되어 설정되며, 상기 A 파라메터, B 파라메터, A' 파라메터, B' 파라메터는 0~255까지 정수 값을 가진다.

도 12에 도시된 바와 같이, 각각의 파라메터(A 파라메터, B 파라메터, A' 파라메터, B' 파라메터가 3D 룩업 테이블(LUT1) 데이터에 독립적으로 적용되어 오버드라이빙 비율이 산출된다. 이를 통해, ODC 데이터 생성부(230)는 제1 내지 제 3 블록 별로 3D 영상을 위한 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성한다.

구체적으로, 액정패널(110)의 중앙부(region10 ~ region12)에 해당하는 상기 제1 블록은 다른 영역에 비해 크로스 토크의 발생 수준이 낮은 노멀 오버드라이빙이 영역(Normal OD region)으로 가장 낮은 제1 오버드라이빙 비율이 적용된다.

이어서, 액정패널(110)의 중앙부와 상/하단부 사이의 삽입 영역(region 4 ~ region 9, region 13 ~ region 18)에 해당하는 상기 제2 블록은 중앙부와 상/하단부 간에 표시되는 영상의 불연속성을 최소화시키기 위해 상기 제1 오버드라이빙 비율보다는 큰 제2 오버드라이빙 비율이 적용된다.

이어서, 액정패널(110)의 상/하단부 영역(region1 ~ region3, region 19 ~ region 21)에 해당하는 상기 제3 블록은 액정패널(110)의 중앙부보다 액정의 응답 시간을 더 줄이기 위해 가장 높은 제3 오버드라이빙 비율이 적용된다.

여기서, 상기 제1 오버드라이빙 비율 내지 제3 오버드라이빙 비율은 A 파라메터, B 파라메터, A' 파라메터, B' 파라메터를 적용하여 언드슈트 및 오버슈트에 따른 오버드라이빙 비율이 적용되도록 한다.

상술한, 설명에서는 제1 내지 제 3 블록 별로 3D 영상을 위한 복수의 3D 오버드라이빙 데이터가 생성되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예를 나타낸 것이고 상기 복수의 로컬 영역 별로 복수의 3D 오버드라이빙 데이터가 생성될 수 있으며, 이를 통해 상기 복수의 로컬 영역 별로 서로 다른 오버 드라이빙 비율이 적용될 수 있다.

셔터 글라스 제어부(240)는 3D 모드 입력에 기초하여, 액정패널(110)에서 표시되는 영상이 사용자에게 3D 영상으로 인식될 수 있도록 셔터 글라스의 동작 제어를 위한 셔터 글라스 제어신호(SCS)를 생성한다. 그리고, 도시되지 않은 송신 수단(유선 수단 또는 무선 수단)을 통해 상기 셔터 글라스 제어신호를 셔터 글라스에 제공하여 셔터 글라스의 동작을 제어한다.

여기서, 셔터 글라스는 상기 셔터 글라스 제어신호에 따라 구동되어 액정패널(110)에서 표시되는 영상이 사용자에게 3D 영상으로 인식되도록 한다.

상술한 설명에서는 오버드라이빙 제어부(200)가 타이밍 컨트롤러(160) 내에 구현되는 것으로 설명하였으나 이는 일 예를 나타낸 것이고, 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 오버드라이빙 제어부(200)가 액정 표시장치(100)에서 별도의 구성으로 구현될 수 있다.

상술한 구성을 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200)는 표시화면을 복수의 로컬 영역으로 구분하고 복수의 로컬 영역 별로 로컬 오버드라이빙이 적용되도록 하여 액정의 응답속도를 높일 수 있다. 이를 통해, 액정패널(110)의 중앙부, 상/하단부 및 상기 중앙부와 상/하단부 사이의 영역에서의 크로스 토크 발생 수준을 낮춰 3D 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

도 13 내지 도 15는 실시 예에 따른 본 발명의 휘도 별 크로스 토크 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 16은 실시 예에 따른 본 발명과 종래 기술의 크로스 토크 발생 비율을 비교하여 나타내는 도면이다.

도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(200) 및 구동방법을 통해 액정패널(110)의 전체 표시영역에서 크로스 토크가 개선되는 것을 검증하기 위해 테스트를 수행하고, 3D 영상의 구현 시 발생되는 크로스 토크 발생 비율을 나타내었다.

액정패널(110)에서 i휘도(gray)의 좌안 영상과 j휘도의 우안 영상을 교번적으로 디스플레이하고, 셔터 글라스를 통해 인식되는 좌안 및 우안 영상의 휘도를 측정하였다.

측정된 좌안 및 우안 영상의 휘도 값을 상술한 수학식 1에 대입하여 휘도 별 크로스 토크 비율을 산출하고, 각 휘도 별 크로스 토크 비율의 평균값을 도 13 내지 도 16에 나타내었다. 여기서, 액정패널(110)에 디스플레이 되는 영상의 휘도는 64 그레이(gray) 단위로(0gray ↔ 63gray, 64 ↔ 127, …) 변경시켰다.

측정 결과, 액정패널(110)의 중앙부에서는 평균 2.23, 상단부에서는 평균 3.70, 하단부에서는 평균 3.99의 크로스 토크 비율이 측정 되었다.

도 16에 도시된 바와 같이, 종래 기술에서는 오버드라이빙을 적용하더라도 액정패널의 상단부에서는 5 ~ 7%, 하단부에서는 8 ~ 10%의 크로스 토크가 발생되어 3D 영상의 표시품질이 낮았다.

본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이빙 제어부(20) 및 로컬 오버드라이빙 구동방법을 액정 표시장치에 적용하면 액정패널의 중앙부뿐만 아니라 상단부 및 하단부에서도 크로스 토크가 3 ~ 6%의 낮은 수준으로 발생되어 3D 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 액정 표시장치 110: 액정패널
120: 게이트 드라이버 130: 데이터 드라이버
140: 백라이트 유닛 150: 백라이트 구동부
160: 타이밍 컨트롤러 200: 오버드라이빙 제어부
210: 룩업 테이블부 220: 룩업 테이블 선택부
230: ODC 데이터 생성부 240: 셔터 글라스 제어부

Claims

2D 영상 및 셔터 글라스를 이용하여 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치의 구동장치에 있어서,
3D 영상 데이터에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 3D 룩업 테이블 및 2D 영상 데이터에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하기 위한 2D 룩업 테이블을 포함하는 룩업 테이블부;
2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 상기 룩업 테이블부로부터 제공되는 2D 룩업 테이블 또는 3D 룩업 테이블을 선택하는 룩업 테이블 선택부;
2D 모드 또는 3D 모드의 입력에 따라 2D 영상에 반영되는 2D 오버드라이빙 데이터 및 3D 영상에 반영되는 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 ODC 데이터 생성부; 및
3D 모드 입력에 기초하여, 액정패널에서 표시되는 영상이 사용자에게 3D 영상으로 인식될 수 있도록 상기 셔터 글라스의 동작 제어하는 셔터 글라스 제어부;를 포함하고,
상기 3D 룩업 테이블은 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하여 각각의 로컬 영역에 서로 다른 룩업 테이블 값이 적용될 수 있도록 복수의 룩업 테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 룩업 테이블 선택부는
2D 모드가 입력되면 상기 ODC 데이터 생성부에 상기 2D 룩업 테이블을 제공하고, 3D 모드가 입력되면 상기 ODC 데이터 생성부에 상기 3D 룩업 테이블을 제공하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 ODC 데이터 생성부는
2D 모드가 입력되면 상기 2D 룩업 테이블을 이용하여 2D 영상을 위한 2D 오버드라이빙 데이터를 생성하고,
3D 모드가 입력되면 상기 3D 룩업 테이블을 이용하여 3D 영상을 위한 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 ODC 데이터 생성부는
액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하여 각각의 로컬 영역 별로 오버드라이빙 비율이 적용되도록 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 ODC 데이터 생성부는
액정패널에서 3D 영상을 표시하는 경우, 오버슈트(Over shoot)와 언더슈트(Under shoot)에 대한 파라메터를 독립적으로 적용하여 3D 영상을 위한 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 ODC 데이터 생성부는
3D 모드 입력에 기초하여 액정패널의 표시영역을 중앙부에 대응되는 제1 블록, 상/하단부에 대응되는 제3 블록 및 상기 중앙부와 상/하단부 사이의 영역에 대응되는 제2 블록으로 구분하고,
상기 제1 블록 내지 제3 블록 각각에 서로 다른 오버드라이빙 비율이 적용되도록 복수의 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
제 7 항에 있어서, 상기 ODC 데이터 생성부는
상기 상/하단부에 적용되는 오버드라이빙 비율을 상기 중앙부에 적용되는 오버드라이빙 비율보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동장치.
2D 영상 및 셔터 글라스를 이용하여 3D 영상을 표시하는 액정 표시장치의 구동방법에 있어서,
2D 모드 또는 3D 모드 입력에 따라 2D 룩업 테이블을 이용하여 2D 영상을 위한 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 룩업 테이블을 이용하여 3D 영상을 위한 3D 오버드라이빙 데이터를 생성하는 단계;
프레임 단위로 정렬된 영상 데이터에 상기 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 오버드라이빙 데이터를 반영시키는 단계; 및
상기 2D 오버드라이빙 데이터 또는 3D 오버드라이빙 데이터가 반영된 영상 데이터에 따른 아날로그 데이터 신호를 액정패널에 공급하여 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 단계;를 포함하고,
상기 액정패널의 표시영역을 복수의 로컬 영역으로 구분하고, 각각의 로컬 영역 별로 서로 다른 오버드라이빙 비율을 적용시켜 3D 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치의 구동방법.
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