KR101323468B1

KR101323468B1 - 입체영상 표시장치와 그 구동방법

Info

Publication number: KR101323468B1
Application number: KR1020100100171A
Authority: KR
Inventors: 박준영; 박준하; 손현호; 이창호; 박재우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2013-10-29
Also published as: US8803953B2; KR20120013869A; CN102378019B; CN102378019A; US20120033053A1

Abstract

본 발명은 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로, 표시패널; 제N(N은 자연수) 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터를 상기 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하고, 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터를 상기 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하는 패널 구동부; 및 상기 패널 구동부에 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 공급하고 상기 패널 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

입체영상 표시장치와 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRVING METHOD THEREOF}

본 발명은 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꿔서 또는 시분할방식으로 표시한다. 안경방식은 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.

셔터안경방식 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 표시패널에 시분할로 표시한다. 사용자가 착용하는 안경은 좌안 영상의 빛을 투과시키는 좌안 셔터와, 우안 영상의 빛을 투과시키는 우안 셔터를 포함한다. 따라서, 사용자는 기수 프레임 동안 좌안 영상만을 보게 되고, 우수 프레임 기간 동안 우안 영상만을 보게 되어 양안 시차로 입체감을 느낄 수 있다.

입체영상을 구현하는 액정표시장치에 있어서, 표시패널의 액정은 수학식 1 및 2와 같이, 고유한 점성과 탄성 등의 특성에 의해 응답속도가 느리다.

수학식 1에서, τ_r는 액정에 전압이 인가될 때의 라이징 타임(rising time)을, V_a는 인가전압을, V_F는 액정분자가 경사운동을 시작하는 프리드릭 천이 전압(Freederick Transition Voltage)을, d는 액정셀의 셀갭(cell gap)을,

(gamma)는 액정분자의 회전점도(rotational viscosity)를 각각 의미한다.

수학식 2에서, τ_f는 액정에 인가된 전압이 오프된 후 액정이 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원되는 폴링타임(falling time)을, K는 액정 고유의 탄성계수를 각각 의미한다.

셔터안경방식의 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 표시패널에 시분할로 표시한다. 이 때문에, 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하기 위하여 기존의 2D 표시장치에 비하여 높은 프레임 주파수로 구동되어야 한다. 그런데, 입체영상 표시장치는 120Hz의 프레임 주파수로 구동하는 경우에 액정셀에 이미 충전되었던 이전 단안(單眼, 좌안 또는 우안) 영상의 데이터 전압이 잔류한 상태에서 다음 단안 영상(우안 또는 좌안)의 데이터 전압이 충전된다. 따라서, 사용자는 120Hz의 프레임 주파수로 구동되는 입체영상 표시장치로 입체 영상을 감상하면 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크(Crosstalk)를 느낄 수 있다. 이러한 3D 크로스토크를 해결하기 위한 방법으로, 프레임 주파수를 240Hz로 높이고 이전 단안 영상과 그 다음 단안 영상 사이에 블랙 계조 전압을 모든 액정셀들에 기입하는 프레임 기간을 할당하는 방법이 있다. 이 방법은 블랙 계조 삽입 프레임 기간 동안 액정셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 변하게 한 후에 그 다음 프레임기간에 다음 단안 영상 데이터 전압을 액정셀들에 기입함으로써 3D 크로스토크 문제를 완화할 수 있다. 그러나, 이 방법은 높은 프레임 주파수를 필요로 하기 때문에 구동 회로 비용을 상승시키는 문제점이 있다. 따라서, 입체영상 표시장치를 120Hz 프레임 주파수로 3D 영상을 구동하면서 3D 크로스토크를 느끼지 않는 구동 방법이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 120Hz의 프레임 주파수로 3D 영상을 구동하고 3D 크로스토크를 줄일 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.

본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널; 제N(N은 자연수) 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터를 상기 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하고, 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터를 상기 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하는 패널 구동부; 및 상기 패널 구동부에 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 공급하고 상기 패널 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

상기 표시패널은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 중 어느 하나의 표시패널로 구현된다.

상기 표시패널은 데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들, 및 상기 데이터라인들과 상기 게이트라인들에 의해 정의되는 화소 영역들에 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다.

상기 입체영상 표시장치는 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 및 전기적으로 제어 가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경을 더 포함한다.

상기 패널 구동부는 상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하고, 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 및 상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하고, 상기 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 상기 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 상기 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함한다.

상기 패널 구동부는 상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하고, 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하는 데이터 구동회로; 및 상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하고, 상기 제N+1 프레임기간의 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 상기 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함한다. 이웃하는 게이트라인들에 공급되는 상기 제2 게이트펄스들의 일부는 중첩된다.

상기 컨트롤러는 상기 데이터 구동회로의 데이터 출력 타이밍과 상기 데이터라인들의 차지 쉐어링을 제어하기 위한 소스 출력 인에이블신호를 발생하여 상기 데이터 구동회로를 제어한다. 상기 소스 출력 인에이블신호는 상기 데이터 어드레스 기간 동안 일정 주기로 발생되는 펄스 신호로 발생되고, 상기 블랙 계조 어드레스 기간 동안 특정 논리 전압으로 유지된다.

상기 백라이트 유닛은 상기 제N 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점까지의 시간 내에서 일부 시간 동안만 점등되고, 상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점까지의 시간 내에서 일부 시간 동안만 점등된다.

상기 좌안 셔터는 제N-1 프레임 기간 내에서 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간 내의 소정 시점까지 개방되고, 상기 우안 셔터는 상기 제N 프레임 기간 내에서 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간 내의 소정 시점까지 개방된다.

상기 컨트롤러는 상기 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어하기 위한 소스 출력 인에이블 신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하여 상기 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하고, 상기 게이트 구동회로의 출력 시작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 스타트 펄스, 상기 게이트 스타트 펄스의 쉬프트 타이밍을 제어하기 위한 게이트 쉬프트 클럭, 및 상기 게이트 구동회로의 출력 타이밍을 제어하기 위한 게이트 출력 인에이블신호를 상기 게이트 구동회로에 공급하여 상기 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어한다.

상기 컨트롤러는 상기 제N 프레임 기간의 시작 시점에 제1 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N 프레임기간의 소정 시점에 제2 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급하고, 상기 제N 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 소정 시점까지 제1 주기를 갖는 제1 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기를 갖는 제2 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급하고, 상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점에 상기 제1 게이트 스타트펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점에 상기 제2 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급하고, 상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 소정 시점까지 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제2 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급한다.

상기 컨트롤러는 상기 제N 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 소정 시점까지 제1 주기를 갖는 제1 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고, 상기 제N 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기를 갖는 제2 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고, 상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점까지 상기 제1 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고, 상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제2 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급한다.

본 발명의 입체영상 표시장치의 구동방법은 제N(N은 자연수) 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터를 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하는 단계; 및 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터를 상기 표시패널의 모든 픽셀들에 어드레싱한 후에 상기 제N+1 프레임 기간 내에서 설정된 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 표시패널의 모든 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 3D 모드에서 1 프레임기간을 데이터 어드레스 기간과 블랙 계조 삽입 기간으로 분할하여 1 프레임 기간 내에서 단안 영상의 데이터전압을 픽셀들에 어드레싱한 후에 그 픽셀들의 전압을 블랙 계조 전압으로 조정함으로써 120Hz의 프레임 주파수에서 3D 크로스토크 없는 입체 영상을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시패널의 TFT 기판을 상세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 표시패널, 표시패널 구동부, 및 컨트롤러를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 6은 3D 모드에서 표시패널의 액정의 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7은 2D 모드로 구현시 타이밍 신호들 및 데이터 전압을 보여주는 파형도이다.
도 8은 3D 모드로 구현시 타이밍 신호들 및 데이터 전압을 보여주는 파형도이다.
도 9는 3D 모드에서 액정셀들의 방전을 유도하기 위한 소스 출력 인에이블신호를 보여 주는 파형도이다.
도 10은 도 9와 같은 소스 출력 인에이블 신호에 의해 제어되는 데이터라인들의 전압을 보여 주는 파형도이다.
도 11은 데이터 구동회로의 차지 쉐어링 동작 예를 보여 주는 파형도이다.
도 12는 데이터 어드레스 기간과 블랙 계조 삽입기간 동안 발생되는 게이트 펄스를 보여 주는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 액정표시소자를 중심으로 예시하였지만, 액정표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 백라이트 유닛(20), 액정셔터안경(30), 표시패널 구동부(110), 백라이트 구동부(120), 액정셔터안경 제어신호 수신부(130), 액정셔터안경 제어신호 송신부(140), 컨트롤러(150), 시스템 보드(160) 등을 구비한다.

표시패널(10)은 컨트롤러(150)의 제어 하에 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 교대로 표시한다. 표시패널(10)은 컨트롤러(150)의 제어 하에 좌안 영상과 우안 영상의 구분이 없는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시할 수도 있다. 표시패널(10)은 액정표시소자(LCD)와 같은 홀드 타입 표시소자로 선택될 수 있다. 홀드 타입 표시소자는 대표적으로 백라이트 유닛(20)으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다. 표시패널(10)은 전술한 바와 같이 액정표시소자(LCD)에 한정되지 않고 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기발광다이오드 소자(OLED) 등의 자발광 평판 표시소자로 구현될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.

액정표시패널은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 어레이 기판과, 컬러필터 어레기 기판을 포함한다. TFT 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에는 액정층이 형성된다.

TFT 어레이 기판에서, 하부 유리기판 상에 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들(또는 스캔라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들에 의해 정의된 셀영역들에 액정셀(Clc, 또는 픽셀)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(G)으로부터의 게이트펄스(또는 스캔펄스)에 응답하여 데이터라인(D)들을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(G)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(D)에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극 및 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor)(Cst)에 접속된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 화소전극에 전달된 데이터 전압을 다음 데이터 전압이 들어올 때까지 일정시간 동안 유지한다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 컬러필터 어레이 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다. 공통전극은 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 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.

액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 투과형 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 투과형 액정표시패널의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.

도 3은 도 1의 표시패널(10), 표시패널 구동부(110), 및 컨트롤러(150)를 상세히 보여주는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 표시패널 구동부(110)는 데이터 구동회로(112)와 게이트 구동회로(111)를 포함하여, 컨트롤러(150)의 제어 하에 제N(N은 자연수) 프레임 기간 내에서 좌안 영상 데이터를 표시패널(10)의 모든 액정셀들에 어드레싱한 후에 블랙 계조 데이터를 표시패널(10)의 모든 액정셀들에 어드레싱하고, 제N+1 프레임 기간 내에서 우안 영상 데이터를 표시패널(10)의 모든 액정셀들에 어드레싱한 후에 상기 블랙 계조 데이터를 표시패널(10)의 모든 액정셀들에 어드레싱한다.

데이터 구동회로(112)는 3D 모드에서 컨트롤러(150)로부터 입력되는 좌안 영상과 우안 영상의 데이터들(RGBL, RGBR)을 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 데이터 구동회로(112)로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급된다. 게이트 구동회로(111)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 표시패널(10)의 게이트라인(G)들에 순차적으로 공급한다.

게이트 구동회로(111)는 2D 모드에서 1 프레임 기간 동안 표시패널(10)의 제1 게이트라인부터 마지막 게이트라인까지 모든 게이트라인(G)들에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 1회 순차적으로 공급한다. 게이트 구동회로(111)는 3D 모드에서 1 프레임 기간 동안 표시패널(10)의 제1 게이트라인부터 마지막 게이트라인까지 모든 게이트라인(G)들에 게이트펄스를 2회 순차적으로 공급한다. 게이트펄스는 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지의 데이터 어드레스 기간 동안 표시패널(10)의 모든 게이트라인(G)들에 순차적으로 공급된다. 또한, 게이트펄스는 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지의 블랙 계조 삽입 기간 동안 표시패널(10)의 모든 게이트라인(G)들에 순차적으로 공급된다.

도 1에서, 백라이트 유닛(20)은 미리 설정된 소정의 시간 동안 점등하여 표시패널(10)에 빛을 조사하고 그 이외의 기간 동안 소등한다. 백라이트 유닛(20)은 백라이트 유닛 구동부(120)로부터 공급되는 구동전력에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다. 백라이트 유닛(20)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(20)의 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.

백라이트 유닛 구동부(120)는 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키기 위한 구동전력을 발생한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 컨트롤러(150)의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전력을 주기적으로 온/오프(ON/OFF)한다.

액정셔터안경(30)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 구비한다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극과, 제1 및 제2 투명기판 상에 협지된 액정층을 포함한다. 제1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 차단한다.

액정셔터안경 제어신호 송신부(140)는 컨트롤러(150)에 접속되어 컨트롤러(150)로부터 입력되는 액정셔터안경 제어신호(CST)를 유/무선 인터페이스를 통해 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 전송한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 액정셔터안경(30)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 액정셔터 제어신호(CST)를 수신하고, 액정셔터 제어신호(CST)에 따라 액정셔터 안경(30)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐한다.

액정셔터 제어신호(CST)가 제1 논리값으로 액정셔터 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제2 투명전극에 ON 전압이 공급되는 반면에 우안 셔터(STR)의 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급된다. 액정셔터 제어신호(CST)가 제2 논리값으로 액정셔터 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급되는 반면에 우안 셔터(STR)의 제2 투명전극에 ON 전압이 공급된다. 따라서, 액정셔터 안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 액정셔터 제어신호(CST)가 제1 논리값으로 발생될 때 개방되고, 액정셔터 안경(30)의 우안 셔터(STR)는 액정셔터 제어신호(CST)가 제2 논리값으로 발생될 때 개방된다. 제1 논리값은 하이논리전압(High logic voltage)으로, 제2 논리값은 로우논리전압(High logic voltage)으로 설정될 수 있다.

컨트롤러(150)는 프레임 주파수를 입력 프레임 주파수의 2배로 체배하고, 체배된 프레임 주파수 기준으로 표시패널 제어신호(CDIS), 백라이트 유닛 제어신호(CBLU), 및 액정셔터안경 제어신호(CST)를 발생한다. 입력 프레임 주파수는 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서 50Hz 이고, NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz 이다. 따라서, 컨트롤러(150)는 입력 프레임 주파수를 2배로 체배할 때, 100Hz 이상의 프레임 주파수 기준으로 표시패널 제어신호(CDIS), 백라이트 유닛 제어신호(CBLU), 및 액정셔터안경 제어신호(CST)의 주파수를 체배한다. 프레임 주파수가 100Hz 일 때 1 프레임기간은 10 msec 이고, 프레임 주파수가 120Hz 일 때 1 프레임기간은 대략 8.33 msec 이다.

도 3에서, 표시패널의 제어신호는 데이터 구동회로(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(CData)와, 게이트 구동회로(111)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(CGate)를 포함한다. 데이터 제어신호(CData)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로(112)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(112)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로(112)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(112)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(112)의 데이터 출력 타이밍과 차지 쉐어링 타이밍을 제어한다.

게이트 제어신호(CGate)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(111)의 출력 타이밍을 제어한다.

본 발명은 2D 모드에서 1 프레임 기간 동안 제1 게이트라인부터 마지막 게이트라인까지 모든 게이트라인들에 게이트펄스를 1회 순차적으로 공급하고, 3D 모드에서 1 프레임 기간 동안 제1 게이트라인부터 마지막 게이트라인까지 모든 게이트라인들에 게이트펄스를 2회 순차적으로 공급한다. 따라서, 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)는 2D 및 3D 모드에서 표시패널(10)에 다르게 공급되어야 한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6 및 도 7을 결부하여 후술한다.

컨트롤러(150)는 프레임 카운터(Frame Counter), 라인 카운터(Line Counter), 및 메모리(Memory) 등을 포함할 수 있다. 프레임 카운터는 수직 동기신호(Vsync), 또는 게이트 스타트 펄스(GSP)와 같이 1 프레임 기간(1 수직 기간)에 1회 펄스가 발생되는 신호를 카운트하여 프레임 카운트 신호를 발생한다. 라인 카운터는 수평 동기신호(Hsync), 또는 데이터 인에이블신호(DE)와 같이 1 수평기간에 1회 펄스가 발생되는 신호를 카운트하여 라인 카운트 신호를 발생한다.

컨트롤러(150)는 프레임 카운터와 라인 카운터를 통해 프레임 기간, 백라이트 유닛의 점소등 기간, 액정셔터안경의 동작 기간을 판단할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(150)는 프레임 카운트 신호와 라인 카운트 신호를 입력받아, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)와 액정셔터안경 제어신호(CST)를 발생한다. 본 발명의 백라이트 유닛의 점소등 및 액정셔터안경의 좌안 및 우안 셔터의 개방에 대하여는 도 4 및 도 5를 결부하여 자세히 설명한다.

컨트롤러(150)는 시스템 보드(160)로부터 RGB 데이터(RGB)를 입력받고, 입력된 RGB 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(112)로 출력한다. 컨트롤러(150)는 2D 모드에서 입력된 영상 데이터(RGB)를 그대로 표시패널 구동부(110)의 데이터 구동회로(112)로 출력한다. 컨트롤러(150)는 3D 모드에서 1 프레임 기간 내에서 3D 영상 데이터의 좌안 또는 우안 영상 데이터(RGBL, RGBR)를 데이터 구동회로(112)에 전송한 후에 액정셀들의 방전을 유도하기 위한 블랙 계조의 디지털 데이터(이하 '블랙 계조 데이터'라 함)(DB)를 데이터 구동회로(112)에 전송한다. 여기서, 블랙 계조 데이터(DB)는 입력 3D 영상 데이터와 무관하게 컨트롤러(150)의 내장 레지스터(Register)에 저장된 데이터이다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 결부하여 후술한다.

시스템 보드(160)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 해상도를 표시패널(10)의 해상도에 맞게 변환하고, 각종 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK 등)을 컨트롤러(150)에 전송한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 나타내는 파형도이다. 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법에 대하여는 도 1에 도시된 입체영상 표시장치를 결부하여 설명하기로 한다. 도 5를 참조하면, 가로축(X축)은 시간, 세로축(Y축)은 표시패널의 수직 라인(V1~V1080)을 나타낸다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 2D 모드에서, 컨트롤러(150)은 2D 모드에 따른 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)를 발생하고, 2차원 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(112)에 공급하여 표시패널(10)의 액정셀(Clc)들에 2차원 영상 데이터(RGB)의 데이터 전압을 충전시킨다. 컨트롤러(150)는 백라이트 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 2D 모드에서 액정셔터안경은 동작하지 않으므로, 컨트롤러(150)는 액정셔터안경 제어신호(CST)를 발생하지 않는다.

데이터 구동회로(112)는 제N 및 제N+1 프레임 기간의 시작과 동시에 2차원 영상 데이터(RGB)의 데이터전압을 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급한다. 백라이트 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 제어신호(CBLU)에 응답하여 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다.(S101, S102)

3D 모드에서, 컨트롤러(150)는 제N 프레임 기간의 시작과 동시에 3D 모드의 좌안 영상 데이터(RGBL)에 따른 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)를 발생하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로(112)에 공급하여 표시패널(10)의 액정셀(Clc)들에 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터 전압을 충전시킨다. 컨트롤러(150)는 제N 프레임 기간의 시작과 동시에 백라이트 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생하고, 액정셔터안경 제어신호(CST)를 하이 논리로 발생한다.

데이터 구동회로(112)는 제N 프레임 기간의 시작과 동시에 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 액정셔터안경 제어신호(CST)에 응답하여 액정셔터안경의 좌안 셔터(STL)만을 개방한다.(S103, S104)

컨트롤러(150)는 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T1시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다. 백라이트 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 제어신호(CBLU)에 응답하여 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T1시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다.(S105, S106)

컨트롤러(150)는 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점에 3D 모드의 블랙 계조 데이터(DB)에 따른 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)를 발생하고, 블랙 계조 데이터(DB)를 표시패널(10)에 어드레싱하여 액정셀(Clc)에 충전되어 있는 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터 전압의 잔류 전압의 방전을 유도한다. 컨트롤러(150)는 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 재반전시키고, 액정셔터안경 제어신호(CST)를 로우 논리로 반전시킨다.

데이터 구동회로(112)는 블랙 계조 데이터(DB)를 블랙 계조 전압으로 변환하고, 소정의 T2시간으로부터 제N 프레임의 시작시점의 종료 시점까지 그 블랙 계조 전압을 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급하여 액정셀(Clc)들의 방전을 유도한다.

액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 액정셔터안경 제어신호(CST)에 응답하여 액정셔터안경의 좌안 셔터(STL)를 차단하고, 우안 셔터(STR)를 개방한다.

소정의 T2시간은 액정의 응답 특성, 액정의 라이징(rising) 지연시간, 및 액정의 폴링(falling) 지연 시간 등을 고려하여 정해질 수 있다. 소정의 T2시간은 1 프레임 기간보다 짧고, 1/2 프레임 기간보다 길게 설정될 수 있다. 즉, 120Hz 구동의 경우, 1 프레임 기간이 대략 8.33msec 이므로, 소정의 T2시간은 4.17msec 보다 길고, 8.33msec보다 짧은 시간으로 설정될 수 있다.

또한, 백라이트 유닛(20)은 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T1시간 만큼 경과된 시점에 점등되었다가, 제N 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점에 소등된다. 백라이트 유닛(20)의 소등시점은 제N 및 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점으로 일정하며, 백라이트 유닛(20)의 점등시점은 백라이트 유닛의 PWM 듀티비(DR)에 따라 달라질 수 있다. PWM 듀티비(DR)는 백라이트 유닛의 점등시간의 비율을 나타낸다. PWM 듀티비(DR)는 수학식 3과 같다.

수학식 3에서, DR은 PWM 듀티비, d₁은 PWM 신호의 하이로직레벨(백라이트 유닛 점등시간), d₂는 PWM 신호의 로우로직레벨(백라이트 유닛 소등시간)을 의미한다. d₁은 백라이트 유닛 점등시간인 소정의 T₂시간과 소정의 T₁시간의 차이(T₂-T₁)를 의미하고, 본 발명의 백라이트 유닛(20)은 매 프레임 기간마다 일정한 PWM 듀티비로 점등되므로, d₁+d₂는 1 프레임 기간을 의미한다. 예를 들어, PWM 듀티비(DR)가 20%로 설정된다면, 120Hz 구동시 1 프레임 기간이 8.33 msec이므로, 백라이트 유닛의 점등시간(T₂-T₁)은 1.67msec로 설정될 수 있다.(S107, S108)

컨트롤러(150)는 제N+1 프레임 기간의 시작과 동시에 3D 모드의 우안 영상 데이터(RGBR)에 따른 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)를 발생하고, 우안 영상 데이터(RGBR)를 표시패널(10)에 어드레싱하여 액정셀(Clc)들에 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터 전압을 충전한다. 컨트롤러(150)는 제N+1 프레임 기간의 시작과 동시에 백라이트 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생하고, 액정셔터안경 제어신호(CST)를 로우 논리로 발생한다.

데이터 구동회로(112)는 제N+1 프레임 기간의 시작과 동시에 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 액정셔터안경 제어신호(CST)에 응답하여 액정셔터안경의 우안 셔터(STR)만을 개방한다.(S109, S110)

컨트롤러(150)는 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T1시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다. 백라이트 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 제어신호(CBLU)에 응답하여 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T1시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다.(S111, S112)

컨트롤러(150)는 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점에 3D 모드의 블랙 계조 데이터(DB)에 따른 게이트 제어신호(CGate)와 데이터 제어신호(CData)를 발생하고, 블랙 계조 데이터(DB)를 표시패널(10)에 어드레싱하여 액정셀(Clc)에 충전되어 있는 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터 전압의 잔류 전압의 방전을 유도한다. 컨트롤러(150)는 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점에 백라이트 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 재반전시키고, 액정셔터안경 제어신호(CST)를 하이 논리로 반전시킨다.

데이터 구동회로(112)는 블랙 계조 데이터(DB)를 블랙 계조 전압으로 변환하고, 제N+1 프레임의 시작시점으로부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지 그 블랙 계조 전압을 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급하여 액정셀들의 방전을 유도한다.

액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 액정셔터안경 제어신호(CST)에 응답하여 액정셔터안경의 우안 셔터(STR)를 차단하고, 좌안 셔터(STL)를 개방한다. 소정의 T1시간, T2시간, 및 백라이트 점등 타이밍에 대하여는 앞에서 이미 설명하였다.(S113, S114)

도 6은 3D 모드에서 표시패널의 액정의 응답 특성을 보여주는 그래프이다. 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 액정의 응답 특성은 도 1 및 도 5를 결부하여 설명하기로 한다. 도 6을 참조하면, 가로축(X축)은 시간, 세로축(Y축)은 휘도를 나타낸다.

컨트롤러(150)는 제N 및 제N+1 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지 단안(좌안 또는 우안) 영상 데이터(RGBL, RGBR)를 어드레싱하고, 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지 블랙 계조 데이터(DB)를 어드레싱한다. 도 6과 같이, 본 발명의 액정의 응답 곡선 그래프는 제N 및 제N+1 프레임 기간의 시작지점으로부터 소정의 T2시간이 경과된 시점에 목표 휘도에 도달하고, 제N 및 제N+1 프레임 기간의 종료시점에 블랙 휘도에 도달한다.

결국, 소정의 T2시간부터 제N 및 제N+1 프레임 기간의 종료시점까지 단안 영상 데이터의 잔류 전압을 블랙 계조 전압까지 방전시킴으로써, 이전 단안 영상의 잔류전압이 완전히 방전된 상태에서 다음 단안 영상 데이터의 데이터 전압이 액정에 충전된다. 따라서, 이전 단안 영상과 다음 단안 영상이 겹치지 않으므로, 3D 크로스토크를 개선할 수 있다.

도 7은 2D 모드로 구현시 타이밍 신호들 및 데이터 전압을 보여주는 파형도이고, 도 8은 3D 모드로 구현시 타이밍 신호들 및 데이터 전압을 보여주는 파형도이다. 본 발명의 2D 또는 3D 모드로 구현시 타이밍 신호들 및 데이터 전압의 파형도는 도 1을 결부하여 설명하기로 한다.

본 발명의 컨트롤러(150)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB)를 표시패널(10)에 1 프레임 기간 동안 어드레싱하나, 3D 모드에서 좌안 또는 우안 영상 데이터(RGBL, RGBR)와 블랙 계조 데이터(DB)를 표시패널(10)에 1 프레임 기간 동안 어드레싱한다. 다시 말해, 컨트롤러(150)는 2D 모드에서 게이트펄스를 표시패널(10)의 게이트라인(G)들에 1 프레임 기간 동안 1회 공급하나, 3D 모드에서 게이트 펄스를 1 프레임 기간 동안 2회 공급한다. 따라서, 본 발명은 2D 또는 3D 모드에서 게이트펄스 및 데이터 전압이 표시패널(10)에 다르게 공급되므로, 이하에서 이에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7을 참조하면, 2D 모드에서 1 프레임 기간 동안 게이트 구동회로(111)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 시프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등을 컨트롤러(150)로부터 입력받고, 게이트 펄스(GP)를 게이트라인들(G1 내지 G3)에 공급한다. 게이트 구동회로(111)는 게이트 시프트 클럭(GSC)의 라이징 에지마다 게이트 스타트 펄스(GSP)를 시프트시켜 쉬프트 레지스터(Shift Register)의 출력을 발생시키고, 그 출력을 게이트 펄스(GP)로서 게이트 출력 인에블 신호의 로우 로직 구간 동안 게이트 라인들로 출력한다. 게이트 펄스(GP)는 순차적으로 게이트라인들(G1 내지 G3)에 공급된다.

데이터 구동회로(112)는 소스 출력 인에이블 신호(SOE), 및 2D 영상 데이터 등을 컨트롤러(150)로부터 입력받고, 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 따라 2D 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(D)들에 공급한다. 따라서, 액정셀(Clc)들은 게이트펄스(GP)에 의해 턴-온된 TFT를 통해 데이터라인(D)들에 공급되는 2D 영상 데이터(RGB)의 데이터 전압을 충전한다.

도 8을 참조하면, 3D 모드에서 1 프레임 기간 동안 게이트 구동회로(111)는 게이트 펄스(GP)를 2회 공급한다. 게이트 구동회로(111)는 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지 게이트 펄스(GP)를 1회 공급하고, 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지 게이트 펄스(GP)를 1회 더 공급한다. 소정의 T2시간은 1/2 프레임 기간보다 길기 때문에, 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지의 게이트 펄스(GP)의 폭이 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지의 게이트 펄스(GP)의 폭보다 넓다. 제N+1 프레임 기간의 게이트 펄스(GP)의 공급도 제N 프레임 기간의 게이트 펄스(GP) 공급과 같다.

데이터 구동회로(112)는 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지 3차원의 좌안 또는 우안 영상 데이터(RGBL, RGBR)를 공급하고, 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지 블랙 계조 데이터(DB)를 공급한다. 소정의 T2시간은 1/2 프레임 기간보다 길기 때문에, 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지의 단위 데이터당 데이터 구동회로의 출력시간이 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지의 출력시간보다 길다. 즉, 제N 프레임 기간의 시작시점부터 소정의 T2시간 만큼 경과된 시점까지의 소스 출력 인에이블 신호(SOE)의 주기가 소정의 T2시간부터 제N 프레임 기간의 종료시점까지의 소스 출력 인에이블 신호(SOE)의 주기보다 길다. 제N+1 프레임 기간의 소스 출력 인에이블 신호(SOE)도 제N 프레임 기간의 소스 출력 인에이블 신호(SOE)와 같다.

제N 및 제N+1 프레임 기간 각각 소정의 T2시간부터 프레임 기간의 종료시점까지 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에는 블랙 계조 전압이 순차적으로 공급된다. 이 경우, 표시패널(10)의 액정셀(Clc)들에는 좌안 또는 우안 영상 데이터(RGBL, RGBR)의 전압이 충전되어 있다. 따라서, 소정의 T2시간부터 프레임 기간의 종료시점까지 공급되는 게이트 펄스에 의해 TFT의 게이트전극이 턴-온되면, 데이터라인(D)들과 액정셀(Clc)에 의해 액정셀(Clc)들에 충전되어있던 잔류 전압은 데이터라인(D)들로 방전(discharging)된다.

본 발명은 전술한 바와 같이, 3D 모드에서 1 프레임 기간을 비디오 데이터가 표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 어드레싱되는 데이터 어드레스 기간과, 그 액정셀들(Clc)에 블랙 계조 데이터를 어드레싱하는 블랙 계조 삽입 기간으로 시분할 구동할 수 있다. 여기서, 블랙 계조 삽입 기간은 전술한 실시예와 같이 액정셀들에 블랙 계조 데이터를 기입(write)하는 방법으로 구현될 수 있다. 다른 실시예로서, 본 발명은 도 9 내지 11과 같이 데이터라인들(D1~D4)의 차지 쉐얼링(Charge sharing)을 통해 블랙 계조 삽입 기간 동안 액정셀들에 충전된 전압을 블랙 계조 전압까지 방전시킬 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 컨트롤러(150)는 데이터 어드레스기간 동안 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 펄스를 약 1 수평기간 단위로 발생하는 반면에, 블랙 계조 삽입 기기 동안 소스 출력 인에이블신호(SOE)를 하이 로직 전압(High logic voltage)으로 유지한다.

데이터 구동회로(112)는 소스 출력 인에블신호(SOE)의 로우 로직 전압(Low logic voltage)에 응답하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들(DATA1~DATA4)을 데이터라인들(D1~D4)로 출력하고, 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 하이 로직 전압에 응답하여 데이터라인들(D1~D4)을 서로 접속시켜 단락 회로(Short circuit)를 구성함으로써 데이터라인들(D1~D4)의 전압을 평균화한다. 이를 위하여, 데이터 구동회로(112)의 출력 회로는 출력 버퍼(BUF)와 데이터라인들(D1~D4)을 선택적으로 1:1로 접속시키는 제1 스위치들(SW1)과, 이웃하는 데이터라인들(D1~D4)을 선택적으로 접속시키는 제2 스위치들(SW2)을 포함한다. 제1 스위치들(SW1)은 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 로우 로직 전압에 응답하여 출력 버퍼들(BUF)과 데이터라인들(D1~D4)을 연결하고, 소스 출력 인에이블 신호(SOE)가 하이 로직 전압일 때 출력 버퍼들(BUF)과 데이터라인들(D1~D4) 사이의 전류 패스를 차단한다. 제2 스위치들(SW2)은 소스 출력 인에이블 신호(SOE)의 하이 로직 전압에 응답하여 데이터라인들(D1~D4)을 연결하여 이웃하는 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하고, 소스 출력 인에이블 신호(SOE)가 로우 로직 전압일 때 데이터라인들(D1~D4)을 전기적으로 분리시킨다.

데이터라인들의 차지 쉐어링은 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 펄스 폭 기간이나 소스 출력 인에이블신호(SOE)가 하이 로직 전압일 때 발생된다. 데이터라인의 차지 쉐어링 동작 구간(CS) 동안, 게이트펄스에 의해 TFT들이 턴-온되면 액정셀들의 전압은 데이터라인들을 통해 방전되어 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압의 평균전압 즉, 약 공통전압(Vcom)에 도달한다. 공통전압(Vcom) 레벨은 블랙 계조 전압으로 설정된다. 따라서, 3D 모드의 블랙 계조 삽입 기간 동안, 게이트라인들(G1)에 게이트펄스가 인가되고, 소스 출력 인에이블신호(SOE)가 하이 로직 전압을 유지하면 액정셀들은 블랙 계조 전압까지 방전된다.

본 발명은 3D 모드의 블랙 계조 삽입 기간 동안, TFT 어레이에서 동시에 턴-온되는 TFT들의 개수를 늘리고 TFT의 온 타임을 충분히 길게 하기 위하여, 이웃하는 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스들을 도 12와 같이 중첩시킬 수 있다. 게이트펄스들을 중첩시키면, 게이트펄스의 펄스폭(W2)을 1 수평기간 이상으로 길게할 수 있다. 이에 비하여, 데이터 어드레스 기간 동안, 게이트펄스의 펄스폭(W1)은 비중첩되고, 대략 1 수평기간으로 설정된다. 이러한 게이트펄스의 펄스폭(W1, W2)과 중첩 또는 비중첩은 콘트롤러(150)에 의해 발생되는 게이트 제어신호(CGate)에 의해 제어될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10: 표시패널 20: 백라이트 유닛
30: 액정셔터안경 110: 표시패널 구동부
111: 게이트 구동회로 112: 데이터 구동회로
120: 백라이트 구동부 130: 액정셔터안경 제어신호 수신부
140: 액정셔터안경 제어신호 송신부 150: 컨트롤러
160: 시스템 보드 G: 게이트라인
D: 데이터라인

Claims

데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들, 및 상기 데이터라인들과 상기 게이트라인들에 의해 정의되는 화소 영역들에 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함하는 표시패널;
제N(N은 자연수) 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하고, 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하는 데이터 구동회로;
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하고, 상기 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 상기 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 상기 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로; 및
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 제1 주기를 갖는 제1 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기를 갖는 제2 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급하며, 상기 제N+1 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N+1 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제2 게이트 쉬프트 클럭을 상기 게이트 구동회로에 공급하는 컨트롤러를 포함하는 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널은,
액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 중 어느 하나의 표시패널로 구현되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 및
전기적으로 제어 가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
삭제
데이터라인들, 상기 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들, 및 상기 데이터라인들과 상기 게이트라인들에 의해 정의되는 화소 영역들에 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함하는 표시패널;
제N(N은 자연수) 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하고, 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하는 데이터 구동회로; 및
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하고, 상기 제N+1 프레임기간의 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 상기 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함하고,
상기 제2 게이트 펄스의 펄스 폭은 상기 제1 게이트 펄스의 펄스 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛;
전기적으로 제어 가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경; 및
상기 데이터 구동회로에 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 공급하고, 상기 데이터 구동회로의 데이터 출력 타이밍과 상기 데이터라인들의 차지 쉐어링을 제어하기 위한 소스 출력 인에이블신호를 발생하여 상기 데이터 구동회로를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하고,
상기 소스 출력 인에이블신호는 상기 데이터 어드레스 기간 동안 일정 주기로 발생되는 펄스 신호로 발생되고, 상기 블랙 계조 어드레스 기간 동안 특정 논리 전압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 7 항에 있어서,
이웃하는 게이트라인들에 공급되는 상기 제2 게이트펄스들의 일부가 중첩되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 4 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은,
상기 제N 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점까지의 시간 내에서 일부 시간 동안만 점등되고,
상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점까지의 시간 내에서 일부 시간 동안만 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 4 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 좌안 셔터는 제N-1 프레임 기간 내에서 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간 내의 소정 시점까지 개방되고,
상기 우안 셔터는 상기 제N 프레임 기간 내에서 상기 블랙 계조 데이터가 어드레싱되기 시작하는 소정 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간 내의 소정 시점까지 개방되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간의 시작 시점에 제1 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간의 시작 시점에 제2 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급하고,
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 블랙 계조 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급하며,
상기 제N+1 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간의 시작 시점에 상기 제1 게이트 스타트펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N+1 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간의 시작 시점에 상기 제2 게이트 스타트 펄스를 상기 게이트 구동회로에 공급하고,
상기 제N+1 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급한 후에, 상기 제N+1 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 블랙 계조 데이터를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제N 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 소정 시점까지 제1 주기를 갖는 제1 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고,
상기 제N 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기를 갖는 제2 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고,
상기 제N+1 프레임 기간의 시작 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점까지 상기 제1 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하고,
상기 제N+1 프레임 기간의 소정 시점으로부터 상기 제N+1 프레임 기간의 종료 시점까지 상기 제2 소스 출력 인에이블신호를 상기 데이터 구동회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제N(N은 자연수) 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하는 제1 단계;
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 제2 단계;
제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압을 상기 데이터라인들에 공급하는 제3 단계; 및
상기 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 블랙 계조 전압과 동기되는 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 제4 단계를 포함하고,
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 제1 주기를 갖는 제1 게이트 쉬프트 클럭을 공급하고, 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기를 갖는 제2 게이트 쉬프트 클럭을 공급하며, 상기 제N+1 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 제1 게이트 쉬프트 클럭을 공급하고, 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제2 게이트 쉬프트 클럭을 공급하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,
백라이트 유닛을 이용하여 상기 표시패널에 빛을 조사하는 단계; 및
액정셔터안경을 전기적으로 제어하여 상기 액정셔터안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 교대로 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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삭제
제N(N은 자연수) 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 좌안 영상 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하는 단계;
상기 제N 프레임 기간의 데이터 어드레스 기간 동안 상기 좌안 영상 데이터전압과 동기되는 제1 게이트펄스를 상기 표시패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N 프레임 기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 단계;
상기 제N+1 프레임기간의 데이터 어드레스 기간 동안 우안 영상 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 데이터라인들을 서로 연결하여 상기 데이터라인들 간의 차지 쉐어링을 유도하는 단계; 및
상기 제N+1 프레임기간의 어드레스 기간 동안 상기 우안 영상 데이터전압과 동기되는 상기 제1 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급한 후에 상기 제N+1 프레임기간의 블랙 계조 삽입 기간 동안 상기 제2 게이트펄스를 상기 게이트라인들에 순차적으로 공급하는 단계를 포함하고,
상기 제2 게이트 펄스의 펄스 폭은 상기 제1 게이트 펄스의 펄스 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
삭제
제 18 항에 있어서,
백라이트 유닛을 이용하여 상기 표시패널에 빛을 조사하는 단계;
액정셔터안경을 전기적으로 제어하여 상기 액정셔터안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 교대로 개방하는 단계; 및
상기 데이터라인들에 상기 좌안 영상 및 우안 영상 데이터전압을 출력하는 데이터 구동회로의 데이터 출력 타이밍과 상기 데이터라인들의 차지 쉐어링을 제어하기 위한 소스 출력 인에이블신호를 발생하는 단계를 더 포함하고,
상기 소스 출력 인에이블신호는 상기 데이터 어드레스 기간 동안 일정 주기로 발생되는 펄스 신호로 발생되고, 상기 블랙 계조 어드레스 기간 동안 특정 논리 전압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.