KR101738476B1 - 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 패널의 구동 방법은 데이터 전압이 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 동일한 극성인 제1 프레임에, 표시 패널의 화소부에 기준 전압과 제1 전위차를 갖는 제1 데이터 전압을 출력하고, 데이터 전압이 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극성인 제2 프레임에, 화소부에 기준 전압과 제1 전위차 보다 작은 제2 전위차를 갖는 제2 데이터 전압을 출력한다. 이에 따라, 데이터 전압의 극성 반전 방식에 따른 다운 커패시터의 쉐어링 전압을 고려하여 좌안용 데이터 및 우안용 데이터를 보상함으로써 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 개선할 수 있다. 또한, 반전 신호를 변경하여 상기 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 균일하게 하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치{METHOD OF DRIVING DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 영상 표시 품질을 향상시키기 위한 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 2차원 평면 영상을 표시한다. 최근 게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 상기 액정표시장치를 이용하여 3차원 입체 영상을 표시하고 있다.
일반적으로, 입체 영상은 사람의 두 눈을 통한 양안시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 입체 영상을 표시한다. 예를 들어, 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관찰한 영상은 뇌에 입력된다. 상기 입체 영상 표시 장치는 사람의 상기 양안시차를 이용한다.
상기 양안시차를 이용하는 방식으로는, 안경 방식(stereoscopic)과 비안경 방식(autostereoscopic)이 있다. 상기 안경 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그러프(anaglyph) 방식과, 시간 분할되어 좌안 영상과 우안 영상을 주기적으로 표시하고, 이 주기에 동기된 좌안 셔터와 우안 셔터를 개폐하는 안경을 쓰는 셔터 안경(Shutter Glass) 방식 등이 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 잔상 특성을 개선하기 위한 방안으로 반전 방식이 채용되고 있다. 상기 반전 방식은 도트 단위의 반전 방식과 프레임 단위의 반전 방식 등이 있다. 상기 셔터 안경 방식은 상기 좌안 영상과 우안 영상이 시분할 구동됨에 따라서 프레임 반전 방식에 따라 데이터 전압의 극성 변화로 인해 좌안 영상과 우안 영상 간의 휘도 차이가 발생하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 좌안 영상과 우안 영상의 휘도 차이를 개선하기 위한 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 구동 방법을 수행하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법은 반전 방식에 따라서 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 동일한 극성을 갖는 제1 프레임에서, 표시 패널의 화소부에 상기 기준 전압과 제1 전위차를 갖는 제1 데이터 전압을 출력하고, 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 상기 기준 전압 대비 반전된 극성을 갖는 제2 프레임에서, 상기 화소부에 상기 기준 전압과 상기 제1 전위차 보다 작은 제2 전위차를 갖는 제2 데이터 전압을 출력한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 패널의 구동 방법은 복수의 좌안용 데이터 프레임들과 복수의 우안용 데이터 프레임들을 생성한다. 복수의 좌안용 프레임들과 복수의 우안용 프레임들에서, 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 동일한 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수 및 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수가 서로 동일한 반전 신호를 생성한다. 상기 반전 신호를 기초하여 상기 좌안용 데이터 프레임들 및 상기 우안용 데이터 프레임들을 상기 기준 전압 대비 음극성 및 양극성의 데이터 전압으로 변환하여 표시 패널에 출력한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 화소부들을 포함한다. 상기 패널 구동부는 데이터 전압이 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 동일한 극성인 제1 프레임에, 표시 패널의 화소부에 상기 기준 전압과 제1 전위차를 갖는 제1 데이터 전압을 출력하고, 데이터 전압이 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극성인 제2 프레임에, 상기 화소부에 상기 기준 전압과 상기 제1 전위차 보다 작은 제2 전위차를 갖는 제2 데이터 전압을 출력한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 영상 처리부, 타이밍 제어부 및 데이터 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 화소부들을 포함한다. 상기 영상 처리부는 복수의 좌안용 데이터 프레임들 및 복수의 우안용 데이터 프레임들을 생성한다. 상기 타이밍 제어부는 복수의 좌안용 프레임들과 복수의 우안용 프레임들에서, 이전 프레임의 데이터 전압과 동일한 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수 및 이전 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극상의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수가 서로 동일한 반전 신호를 생성한다. 상기 데이터 구동부는 상기 반전 신호를 기초하여 상기 좌안용 데이터 프레임들 및 상기 우안용 데이터 프레임들을 상기 기준 전압 대비 음극성 및 양극성의 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시 패널에 출력한다.
본 발명에 따르면, 데이터 전압의 극성 반전 방식에 따른 다운 커패시터의 쉐어링 전압을 고려하여 좌안용 데이터 및 우안용 데이터를 보상함으로써 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 개선할 수 있다. 또한, 반전 신호를 변경하여 상기 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 균일하게 하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 등가회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 따른 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3의 데이터 처리 방법에 따른 3차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다.
도 5는 도 3의 데이터 처리 방법에 따른 2차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다.
도 6a 및 도 6b는 3차원 영상 모드시 도 2의 화소부의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 보상부의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 표시 장치에서 데이터 전압의 극성 변화에 따른 화소부의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 10은 도 8의 표시 장치에 따른 3차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 등가회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 영상 처리부(200), 데이터 보상부(410), 타이밍 제어부(300), 패널 구동부(500) 및 셔터 안경(600)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 화소부들을 정의하는 복수의 화소 영역들을 포함한다. 도 2를 참조하면, 각 화소부(P)는 제1 스위칭 소자(TR1), 제1 액정 커패시터(CLC1) 및 제1 스토리지 커패시터(CST1), 제2 스위칭 소자(TR2), 제2 액정 커패시터(CLC2), 제2 스토리지 커패시터(CST2), 제3 스위칭 소자(TR3) 및 다운 커패시터(Cd)를 포함한다. 상기 화소부(P)의 화소 영역은 상기 제1 액정 커패시터가 형성된 영역에 대응하여 제1 서브 영역(SP1)과 상기 제2 액정 커패시터가 형성된 영역에 대응하여 제2 서브 영역(SP2)으로 이루어진다.
상기 제1 스위칭 소자(TR1)는 제n 게이트 배선(GLn), 데이터 배선(DL) 및 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극에 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자(TR2)는 상기 제n 게이트 배선(GLn)(n은 자연수), 상기 데이터 배선(DL) 및 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극에 연결된다. 상기 제3 스위칭 소자(TR3)는 제n+1 게이트 배선(GLn+1), 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극 및 상기 다운 커패시터(Cd)의 제1 전극에 연결된다.
한 프레임에서 상기 제n 게이트 배선(GLn)에 하이 레벨의 제n 게이트 신호(Gn)가 수신되는 제n 구간에서, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자들(TR1, TR2)은 턴-온되어 상기 데이터 배선(DL)에 인가된 데이터 전압을 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극 및 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제1 서브 전극에 인가한다. 이후, 한 프레임에서 상기 제n+1 게이트 배선(GLn+1)에 하이 레벨의 제n+1 게이트 신호(Gn+1)가 수신되는 제n+1 구간에서, 상기 제3 스위칭 소자(TR3)는 턴-온되어 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극에 인가된 상기 데이터 전압은 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 일부분 쉐어링 된다. 이에 따라, 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)에는 상기 데이터 전압이 인가되고 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에는 상기 데이터 전압 보다 낮은 분할 전압이 인가된다. 따라서 상기 화소부(P)의 제1 서브 영역(SP1)은 상대적으로 고휘도로 구동되고, 상기 제2 서브 영역(SP2)은 상대적으로 저휘도로 구동된다.
상기 영상 처리부(200)는 수신된 데이터를 이용하여 복수의 데이터 프레임들을 생성한다. 예를 들면, 240Hz의 3차원 영상 모드인 경우, 영상 처리부(200)는 상기 수신된 데이터를 좌안 데이터와 우안 데이터로 분리하고, 분리된 상기 좌안 및 우안 데이터 각각을 상기 표시 패널(500)의 해상도로 스케일링하여 좌안용 데이터 프레임 및 우안용 데이터 프레임을 생성하고, 상기 좌안용 및 우안용 데이터 프레임들 각각을 반복하여 출력한다. 240Hz의 2차원 영상 모드인 경우, 영상 처리부(200)는 현재 수신된 데이터 프레임과 다음 수신된 데이터 프레임을 기초로 움직임 추정 및 보간 방식을 이용하여 보간 데이터 프레임을 생성하고, 현재 수신된 상기 데이터 프레임을 반복하여 제1 및 제2 데이터 프레임들을 생성하고, 상기 보간 데이터 프레임을 반복하여 제1 및 제2 보간 데이터 프레임들을 생성한다.
상기 타이밍 제어부(300)는 상기 영상 처리부(200)로부터 제공된 복수의 데이터 프레임들을 상기 데이터 보상부(410)에 제공한다. 상기 3차원 영상 모드인 경우, 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 좌안용 데이터 프레임과 상기 우안용 데이터 프레임 사이에 좌안용 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 상기 우안용 데이터 프레임과 상기 좌안용 프레임 데이터 사이에 우안용 블랙 데이터 프레임을 삽입한다. 상기 2차원 영상 모드인 경우, 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 영상 처리부(200)에서 생성된 상기 복수의 데이터 프레임들을 상기 데이터 보상부(410)에 그대로 제공한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 데이터 보상부(410) 및 상기 패널 구동부(500) 각각에 제어 신호를 제공한다. 상기 타이밍 제어부(300)는 상기 데이터 보상부(410)에 상기 제1 및 제2 룩업테이블들(230, 250) 중 하나를 선택하기 위한 선택 신호(SEL)를 제공한다. 상기 3차원 영상 모드인 경우 상기 제1 선택 신호(SEL1)는 하이 레벨 및 로우 레벨을 포함하고, 상기 2차원 영상 모드인 경우 상기 제2 선택 신호(SEL2)는 하이 레벨 또는 로우 레벨을 포함할 수 있다. 상기 타이밍 제어부(300)는 패널 구동부(500)에 반전 신호(REV)를 제공한다. 상기 반전 신호(REV)는 상기 데이터 배선에 출력되는 데이터 전압의 극성을 설정된 프레임 단위로 기준 전압(Vcom) 대해 반전시킨다.
상기 데이터 보상부(410)는 온도에 대한 이미지 왜곡을 최소화하기 위해 이전 프레임의 데이터를 이용해 현재 프레임의 데이터를 보상하여 액정의 응답 속도를 개선한다. 이를 DCC(Dynamic Capacitance Compensation)라고 칭한다. 예를 들면, 상기 DCC 기술은 현재 프레임의 데이터 계조가 이전 프레임의 데이터 계조에 비해 급격히 큰 경우 상기 현재 프레임의 데이터 계조를 현재 프레임의 데이터 계조보다 고계조로 오버슈트(Over-shoot) 하여 상기 액정의 라이징(Rising) 응답 속도를 향상시키고, 반면, 상기 현재 프레임의 데이터 계조가 이전 프레임의 데이터 계조에 비해 급격히 작은 경우 상기 현재 프레임의 데이터 계조를 상기 현재 프레임의 데이터 계조보다 저계조로 다운슈트(Down-shoot)하여 상기 액정의 폴링(Falling) 응답 속도를 향상시킨다.
본 실시예에 따른 상기 데이터 보상부(410)는 메모리(411), 제1 룩업테이블(430) 및 제2 룩업테이블(415)을 포함한다. 상기 메모리(411)는 데이터를 저장한다. 상기 제1 룩업테이블(430)에는 현재 프레임에서 수신된 데이터와 이전 프레임의 데이터에 맵핑된 제1 보상 데이터가 저장된다. 상기 제2 룩업테이블(415)에는 현재 프레임에서 수신된 데이터와 이전 프레임의 데이터에 맵핑된 제2 보상 데이터가 저장된다. 상기 데이터 보상부(410)는 상기 타이밍 제어부(200)로부터 제공된 선택 신호의 레벨에 기초하여 상기 제1 룩업테이블(430) 또는 제2 룩업테이블(415)을 선택한다. 상기 제1 룩업테이블(430)에는 노멀한 상기 제1 보상 데이터가 저장되며, 상기 제2 룩업테이블(415)은 동일한 계조의 데이터에 대해 상기 제1 보상 데이터에 의한 상기 화소부(P)의 투과율과 동일한 투과율을 갖는 제2 보상 데이터가 저장된다.
예를 들면, 3차원 영상 모드시 상기 데이터 보상부(410)는 하이 레벨의 제1 선택 신호(SEL1)가 수신되면 상기 제1 룩업테이블(430)을 이용하여 제1 보상 데이터를 생성하고, 로우 레벨의 제1 선택 신호(SEL1)가 수신되면 상기 제2 룩업테이블(415)을 이용하여 제2 보상 데이터를 생성한다. 또한, 2차원 영상 모드시 상기 데이터 보상부(410)는 하이 레벨의 제2 선택 신호(SEL2)에 응답하여 상기 제1 룩업테이블(430)을 이용하여 제1 보상 데이터를 생성한다.
상기 제2 룩업테이블은 상기 3차원 영상 모드시 좌안 영상과 우안 영상의 휘도 차이를 개선하기 위한 제2 보상 데이터가 저장된다. 상기 제2 보상 데이터에 대해서는 상세하게 후술된다.
상기 패널 구동부(500)는 데이터 구동부(510) 및 게이트 구동부(530)를 포함한다. 상기 데이터 구동부(510)는 상기 표시 패널(100)의 데이터 배선에 제공되는 데이터 전압을 출력한다. 상기 게이트 구동부(530)는 상기 표시 패널(100)의 게이트 배선에 제공되는 게이트 신호를 출력한다. 상기 데이터 구동부(510)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 제공된 상기 반전 신호(REV)에 기초하여 상기 데이터 보상부(410)에 제공된 보상 데이터에 대응하여 기준 전압(Vcom) 대비 양극성의 데이터 전압 또는 음극성의 데이터 전압을 생성한다.
예를 들면, 상기 타이밍 제어부(300)는 4 프레임 단위로 하이 레벨과 로우 레벨을 반복하는 반전 신호(REV)를 상기 데이터 구동부(510)에 제공하고, 상기 데이터 구동부(510)는 상기 반전 신호(REV)에 응답하여 4 프레임 단위로 반전된 극성의 데이터 전압을 출력한다.
상기 셔터 안경(600)은 상기 3차원 영상 모드시 사용된다. 상기 셔텨 안경(600)은 상기 표시 패널(100)에 좌안 영상이 표시되는 구간에 열리고 우안 영상이 표시되는 구간에 닫히는 좌안 액정 셔터와 상기 표시 패널(100)에 우안 영상이 표시되는 구간에 열리고 좌안 영상이 표시되는 구간에 닫히는 우안 액정 셔터를 포함한다. 상기 셔터 안경(600)은 일반적으로 60Hz로 구동할 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 따른 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 도 3의 데이터 처리 방법에 따른 3차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다. 도 5는 도 3의 데이터 처리 방법에 따른 2차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 3차원 영상 모드에서 상기 영상 처리부(200)는 좌안용 데이터 프레임, 좌안용 블랙 데이터 프레임, 우안용 데이터 프레임 및 우안용 블랙 데이터 프레임을 순서로 반복하여 출력한다.
상기 타이밍 제어부(300)는 제1 선택 신호(SEL1)를 생성하여 상기 데이터 보상부(410)를 제어한다(단계 S110). 상기 제1 선택 신호(SEL1)는 제N 및 제N+1 프레임(FN, FN+1)동안은 하이 레벨(HV)이고 제N+2 및 제N+3 프레임(FN+2, FN+3)동안은 로우 레벨(LV)이고, 제N+4 및 제N+5 프레임(FN+4, FN+5) 동안은 하이 레벨(HV)이며, 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+6, FN+7) 동안은 로우 레벨(LV)이다. 상기 제1 선택 신호(SEL1)는 2 프레임 단위로 하이 레벨(HV)과 로우 레벨(LV)을 교대로 반복하는 4 프레임 주기를 가진다.
상기 데이터 보상부(410)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 좌안용 데이터 프레임, 좌안용 블랙 데이터 프레임, 우안용 데이터 프레임 및 우안용 블랙 데이터 프레임을 순서대로 수신한다.
상기 데이터 보상부(410)는 제N 프레임(FN)에 상기 좌안용 데이터 프레임의 좌안용 데이터가 수신되면, 상기 제1 선택 신호(SEL1)의 하이 레벨(HV)에 응답하여 제1 룩업테이블(430)을 통해 좌안용 제1 보상 데이터를 생성한다(단계 S120). 상기 좌안용 제1 보상 데이터는 상기 메모리(411)에 저장된 이전 프레임인 제N-1 프레임(FN-1)의 우안용 블랙 데이터와 현재 프레임인 제N 프레임(FN)에 수신된 좌안용 데이터에 대응하여 상기 제1 룩업테이블(430)에 맵핑된 데이터이다.
상기 데이터 보상부(410)는 제N+1 프레임(FN+1)에 상기 좌안용 블랙 데이터 프레임에 포함된 좌안용 블랙 데이터가 수신되면, 상기 데이터 보상부(410)는 상기 제1 선택 신호(SEL1)의 하이 레벨(HV)에 응답하여 제1 룩업테이블(430)을 이용하여 좌안용 제1 블랙 데이터를 생성한다(단계 S120). 상기 좌안용 제1 블랙 데이터는 상기 메모리(411)에 저장된 제N 프레임(FN)의 좌안용 데이터와 제N+1 프레임(FN+1)의 좌안용 블랙 데이터에 대응하여 상기 제1 룩업테이블(430)에 맵핑된 데이터이다.
상기 데이터 보상부(410)는 제N+2 프레임(FN+2)에 상기 우안용 데이터 프레임의 우안용 데이터가 수신되면, 상기 제1 선택 신호(SEL1)의 로우 레벨(LV)에 응답하여 제2 룩업테이블(415)을 이용하여 우안용 제2 보상 데이터를 생성한다(단계 S120). 상기 우안용 제2 보상 데이터는 상기 메모리(411)에 저장된 이전 프레임인 제N+1 프레임(FN+1)의 좌안용 블랙 데이터와 현재 프레임인 제N+2 프레임(FN+2)에 수신된 우안용 데이터에 대응하여 상기 제2 룩업테이블(415)에 맵핑된 데이터이다.
상기 데이터 보상부(410)는 제N+3 프레임(FN+3)에 상기 우안용 블랙 데이터 프레임의 우안용 블랙 데이터가 수신되면, 상기 제1 선택 신호(SEL1)의 로우 레벨(LV)에 응답하여 제2 룩업테이블(415)을 이용하여 우안용 제2 블랙 데이터를 생성한다(단계 S120). 상기 우안용 제2 블랙 데이터는 상기 메모리(411)에 저장된 제N+2 프레임(FN+2)의 우안용 데이터와 제N+3 프레임(FN+3)의 우안용 블랙 데이터에 대응하여 상기 제2 룩업테이블(415)에 맵핑된 데이터이다.
같은 방식으로, 상기 데이터 보상부(410)는 제N+4, 제N+5, 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안 좌안용 제1 보상 데이터, 좌안용 제1 블랙 데이터, 우안용 제2 보상 데이터, 우안용 제2 블랙 데이터를 생성한다. 상기 데이터 보상부(410)는 상기 제2 룩업테이블(415)을 통해 상기 좌안용 제1 보상 데이터에 비해 상대적으로 저계조인 상기 우안용 제2 보상 데이터를 생성한다. 이에 의해 후술되는 프레임 반전 방식에 따라 상기 좌안용 제1 보상 데이터에 대응하는 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 제2 보상 데이터에 대응하는 상기 우안용 영상의 휘도를 균일하게 한다.
상기 타이밍 제어부(300)는 반전 신호(REV)를 상기 데이터 구동부(510)에 제공하여 상기 데이터 구동부(410)의 출력 신호의 극성을 제어한다. 상기 반전 신호(REV)는 제N, 제N+1, 제N+2 및 제N+3 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안은 하이 레벨(HV)이고, 제N+4, 제N+5 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안은 로우 레벨(LV)이다. 상기 반전 신호(REV)는 8 프레임 주기를 가진다.
상기 데이터 구동부(510)는 상기 반전 신호(REV)의 하이 레벨(HV)에 기초하여 제N, 제N+1, 제N+2 및 제N+3 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안에는 기준 전압(Vcom) 대비 양극성의 데이터 전압을 출력한다(단계 S410). 즉, 상기 데이터 구동부(510)는 제N 프레임(FN)에는 제1 보상 데이터를 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)으로 변환하여 출력하고, 제N+1 프레임(FN+1)에는 제1 보상 블랙 데이터를 블랙 데이터 전압(BDV)으로 변환하여 출력하고, 제N+2 프레임(FN+2)에는 제2 보상 데이터를 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)으로 변환하여 출력하고, 제N+3 프레임(FN+3)에는 제2 보상 블랙 데이터를 블랙 데이터 전압(BDV)으로 변환하여 출력한다.
같은 방식으로, 상기 데이터 구동부(510)는 상기 반전 신호(REV)의 로우 레벨(LV)에 기초하여 제N+4, 제N+5, 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안에는 기준 전압(Vcom) 대비 음극성의 제1 데이터 전압(-DV), 블랙 데이터 전압(BDV), 음극성의 제2 데이터 전압(-DV2) 및 블랙 데이터 전압(BDV)으로 변환하여 출력한다(단계 S410).
도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, 2차원 영상 모드인 경우, 상기 타이밍 제어부(300)는 하이 레벨의 제2 선택 신호(SEL2)를 생성하여 상기 데이터 보상부(410)에 제공한다(단계 S210). 상기 데이터 보상부(410)는 상기 제2 선택 신호(SEL2)에 응답하여 상기 제1 룩업테이블(413)을 이용하여 수신된 데이터에 대응하는 보상 데이터를 생성한다.
2차원 영상 모드에 대응하여, 상기 데이터 보상부(410)는 상기 타이밍 제어부(300)로부터 제1 데이터 프레임, 제2 데이터 프레임, 제1 보간 데이터 프레임 및 제2 보간 데이터 프레임 순서대로 수신한다.
상기 데이터 보상부(410)는 제N 프레임(FN)에 상기 제1 데이터 프레임의 데이터가 수신되면, 상기 제2 선택 신호(SEL2)의 하이 레벨(HV)에 응답하여 제1 룩업테이블(413)을 이용하여 제1 보상 데이터를 생성한다(단계 S220). 상기 제1 보상 데이터는 상기 메모리(411)에 저장된 이전 프레임인 제N-1 프레임(FN-1)의 데이터와 현재 프레임인 제N 프레임(FN)에 수신된 데이터에 대응하여 상기 제1 룩업테이블(413)에 맵핑된 데이터이다.
같은 방식으로, 상기 데이터 보상부(410)는 2차원 영상 모드에서는 상기 하이 레벨(HV)의 제2 선택 신호(SEL2)에 응답하여 제1 룩업테이블(413)을 이용하여 수신된 데이터의 제1 보상 데이터를 생성하여 출력한다(단계 S220).
상기 타이밍 제어부(300)는 반전 신호(REV)를 상기 데이터 구동부(510)에 제공하여 상기 데이터 구동부(510)의 출력 신호의 극성을 제어한다. 상기 반전 신호(REV)는 제N, 제N+1, 제N+2 및 제N+3 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안은 하이 레벨(HV)이고, 제N+4, 제N+5 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안은 로우 레벨(LV)이다. 이와 같이, 상기 반전 신호(REV)는 8 프레임 주기를 가지는 것을 예로 설명한다.
상기 데이터 구동부(510)는 제N, 제N+1, 제N+2 및 제N+3 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안에는 상기 반전 신호(REV)의 하이 레벨(HV)에 응답하여 기준 전압(Vcom) 대비 양극성(+)의 데이터 전압을 출력하고, 제N+4, 제N+5, 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안에는 상기 반전 신호(REV)의 로우 레벨(LV)에 응답하여 기준 전압(Vcom) 대비 음극성(-)의 데이터 전압을 출력한다(단계 S410). 즉, 즉, 상기 데이터 구동부(510)는 제N, 제N+1, 제N+2 및 제N+3 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안에는 제1 보상 데이터를 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)으로 변환하여 출력하고, 제N+4, 제N+5, 제N+6 및 제N+7 프레임(FN+4, FN+5, FN+6, FN+7) 동안에는 제1 보상 데이터를 음극성의 제1 데이터 전압(-DV)으로 변환하여 출력한다.
도 6a 및 도 6b는 3차원 영상 모드시 도 2의 화소부의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 1, 도 2 및 도 6a를 참조하면, 상기 데이터 배선(DL)에는 4 프레임 동안 좌안용 제1 데이터 전압, 좌안용 제1 블랙 데이터 전압, 우안용 제2 데이터 전압 및 우안용 제2 블랙 데이터 전압이 수신된다. 이에 대응하여 반전 신호는 8 프레임 주기를 갖는다. 따라서, 좌안용 제1 데이터 전압은 다음 프레임의 우안용 제2 데이터 전압과 동일한 극성을 가지며, 상기 우안용 제2 데이터 전압은 다음 프레임의 좌안용 제1 데이터 전압과 반전된 극성을 갖는다. 다시 말하면, 상기 좌안용 제1 데이터 전압은 이전의 이전 프레임의 우안용 제2 데이터 전압과 반전된 극성을 갖고, 상기 우안용 제2 데이터 전압을 이전의 이전 프레임의 좌안용 제1 데이터 전압과 동일한 극성을 갖는다.
예를 들면, 상기 제N 프레임(FN)에, 상기 데이터 배선(DL)에는 양극성의 좌안용 제1 데이터 전압(+DV1)이 인가된다. 제n 게이트 배선(GLn)에 제n 게이트 신호(Gn)가 인가되면 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극(SE1) 및 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극(SE2)에 상기 좌안용 제1 데이터 전압(+DV1)이 인가된다. 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)은 제1 룩업테이블(413)에 의해 보상된 제1 보상 데이터에 대응하는 전압으로 상기 기준 전압(Vcom)과 제1 전위차(VP1)를 갖는다. 제n+1 게이트 신호가 인가되기 전 상기 다운 커패시터(Cd)는 제N-1 프레임(FN-1)에서 쉐어링된 전하량에 대응하는 음극성의 분할 전압(-SVN-1)을 유지한다. 상기 분할 전압(-SVN-1)은 제N-1 프레임의 좌안용 블랙 데이터 전압과 제N-2 프레임의 음극성의 우안용 데이터 전압에 기초한 것으로 음극성(-)을 갖는다.
이후, 상기 제n+1 게이트 신호(Gn+1)가 인가되면, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에 인가된 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)은 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 일부분 쉐어링된다. 상기 다운 커패시터(Cd)는 제2 전극(E2)에 제N-1 프레임(FN-1)의 분할 전압(-SVN-1)이 유지된 상태에서 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)이 인가되면, 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)과 상기 분할 전압(-SVN-1)의 전압 차에 대해 일정 전하량을 충전한다. 이에 따라서 제2 액정 커패시터(CLC2)에는 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)에서 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 쉐어링된 전압을 제외한 제1 분할 전압(+SVN)이 인가된다. 상기 제1 분할 전압(+SVN)은 상기 기준 전압(Vcom)과 상기 제1 전위차(VP1) 보다 작은 제2 전위차(VP2)를 갖는다.
결과적으로 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 상기 제1 서브 전극(SE1)에 상기 양극성의 제1 데이터 전압(+DV1)이 인가되고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 상기 제2 서브 전극(SE2)에 상기 제1 분할 전압(+SVN)이 인가된다. 이에 따라서 상기 제1 서브 영역(SP1)의 투과율은 상기 제2 서브 영역(SP2)은 투과율 보다 높다.
도 1, 도 2 및 도 6b를 참조하면, 상기 제N+2 프레임(FN+2)에, 상기 데이터 배선(DL)에는 양극성의 우안용 제2 데이터 전압(+DV2)이 인가된다. 제n 게이트 배선(GLn)에 제n 게이트 신호(Gn)가 인가되면 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극(SE1) 및 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극(SE2)에 상기 제2 데이터 전압(+DV2)이 인가된다. 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)은 제2 룩업테이블(415)에 의해 보상된 제2 보상 데이터에 대응하는 전압으로 상기 기준 전압(Vcom)과 제3 전위차(VP3)를 갖는다. 제n+1 게이트 신호가 인가되기 전 상기 다운 커패시터(Cd)는 제N+1 프레임(FN+1)에서 쉐어링된 전하량에 대응하는 양극성의 분할 전압(+SVN+1)을 유지한다. 상기 분할 전압(+SVN+1)은 제N+1 프레임의 좌안용 블랙 데이터 전압과 제N 프레임의 양극성의 좌안용 데이터 전압에 기초한 것으로 양극성(+)을 갖는다.
이후, 상기 제n+1 게이트 신호가 인가되면, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에 인가된 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)은 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 일부분 쉐어링된다. 상기 다운 커패시터(Cd)는 제2 전극(E2)에 제N+1 프레임(FN+1)의 분할 전압(+SVN+1)이 유지된 상태에서 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)이 인가되면, 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)과 상기 양극성의 상기 분할 전압(+SVN+1)의 전압 차에 대해 일정 전하량을 충전한다. 이에 따라서 제2 액정 커패시터(CLC2)에는 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)에서 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 쉐어링된 전압을 제외한 제2 분할 전압(+SVN+2)이 인가된다. 상기 제2 분할 전압(+SVN+2)은 상기 기준 전압(Vcom)과 상기 제3 전위차(VP3) 보다 작은 제4 전위차(VP4)를 갖는다.
결과적으로 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 상기 제1 서브 전극(SE1)에 상기 양극성의 제2 데이터 전압(+DV2)이 인가되고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 상기 제2 서브 전극(SE2)에 상기 제2 분할 전압(+SVN+2)이 인가된다. 이에 따라서 상기 제1 서브 영역(SP1)의 투과율은 상기 제2 서브 영역(SP2)은 투과율 보다 높다.
도 1, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제N 프레임(FN) 동안 상기 화소부(P)에 해당하는 화소 데이터는 상기 제1 룩업테이블(413)을 통해 제1 보상 데이터로 보상되고 상기 제1 보상 데이터는 상기 제1 데이터 전압으로 변환되어 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)에 제공되고, 상기 제1 데이터 전압(+DV1)은 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 제1 분할 전압(+SVN)으로 분할되어 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에 제공된다. 이에 따라 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 양단 전극들은 제1 전위차(VP1)를 갖고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 양단 전극들은 상기 제1 전위차(VP1) 보다 작은 제2 전위차(VP2)를 갖는다. 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)가 형성된 상기 화소부(P)의 제1 서브 영역(SP1)은 제1 투과율을 갖고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)가 형성된 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)은 상기 제1 투과율 보다 낮은 제2 투과율을 갖고, 상기 화소부(P)는 제1 평균 투과율을 갖는다.
한편, 제N+2 프레임(FN+2) 동안 상기 화소부(P)에 해당하는 상기 화소 데이터는 상기 제2 룩업테이블(415)을 통해 제2 보상 데이터로 보상되고 상기 제2 보상 데이터는 상기 제2 데이터 전압(+DV2)으로 변환되어 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)에 제공되고, 상기 제2 데이터 전압(+DV2)은 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 제2 분할 전압(+SVN+2)으로 분할되어 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에 제공된다. 이에 따라 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 양단 전극들은 상기 제1 전위차(VP1) 보다 작은 제3 전위차(VP3)를 갖고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 양단 전극들은 상기 제3 전위차(VP3) 보다 작고 상기 제2 전위차(VP2) 보다 큰 제4 전위차(VP4)를 갖는다. 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)가 형성된 상기 화소부(P)의 제1 서브 영역(SP1)은 상기 제1 투과율보다 낮은 제3 투과율을 갖고, 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)가 형성된 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)은 상기 제3 투과율 보다 낮고 상기 제2 투과율 보다 높은 제4 투과율을 가지며, 상기 화소부(P)는 상기 제1 평균 투과율과 동일한 제2 평균 투과율을 갖는다.
본 실시예에 따르면, 전압 극성이 다음 다음 프레임과 동일한 제1 프레임과 전압 극성이 다음 다음 프레임에 대해 반전된 제2 프레임 각각에 대해 서로 다른 룩업테이블을 적용함으로써 프레임간 휘도 편차를 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 보상부의 블록도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 도 1에 도시된 표시 장치와 비교할 때 데이터 보상부를 제외한 나머지 구성 요소는 실질적으로 동일하다. 이하에서는 동일한 구성 요소에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
상기 데이터 보상부(420)는 메모리(421), 룩업테이블(423) 및 연산부(425)를 포함한다. 상기 메모리(421)는 데이터를 저장한다. 상기 룩업테이블(423)에는 현재 프레임에서 수신된 데이터와 이전 프레임의 데이터에 맵핑된 제1 보상 데이터가 저장된다. 상기 연산부(425)는 상기 제1 보상 데이터를 이용하여 수신된 데이터에 대응하는 제2 보상 데이터를 생성한다. 상기 제2 보상 데이터는 앞서 설명된 실시예와 같이, 상기 3차원 영상 모드시 좌안 영상과 우안 영상의 휘도 차이를 개선하기 위한 보상 데이터이다.
본 실시예에 따르면, 현재 프레임의 전압 극성이 다음 다음 프레임에 대해 동일한 경우와, 현재 프레임의 전압 극성이 다음 다음 프레임에 대해 반전된 경우 중 하나에 대한 제1 보상 데이터가 저장된 룩업테이블과, 상기 제1 보상 데이터를 이용하여 설정된 연산 알고리즘을 통해 다른 하나에 대한 제2 보상 데이터를 생성하는 연산부를 적용함으로써 프레임간 휘도 편차를 제거할 수 있다. 상기 제2 보상 데이터는 동일한 계조 데이터에 대해 상기 제1 보상 데이터에 의한 상기 화소부(P)의 투과율과 동일한 투과율을 갖도록 설정된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다. 이하에서는 도 1에 도시된 표시 장치와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 설명은 간략하게 한다.
도 8을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 영상 처리부(200), 타이밍 제어부(310), 데이터 보상부(430), 패널 구동부(500) 및 셔터 안경(600)을 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 도 2에서 설명된 바와 같이, 복수의 화소부들을 정의하는 복수의 화소 영역들을 포함한다. 도 2를 참조하면, 각 화소부(P)는 제1 스위칭 소자(TR1), 제1 액정 커패시터(CLC1) 및 제1 스토리지 커패시터(CST1), 제2 스위칭 소자(TR2), 제2 액정 커패시터(CLC2), 제2 스토리지 커패시터(CST2), 제3 스위칭 소자(TR3) 및 다운 커패시터(Cd)를 포함한다. 상기 화소부(P)의 화소 영역은 상기 제1 액정 커패시터가 형성된 영역에 대응하여 제1 서브 영역(SP1)과 상기 제2 액정 커패시터가 형성된 영역에 대응하여 제2 서브 영역(SP2)으로 이루어진다. 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)에는 데이터 전압이 인가되고 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)에는 상기 데이터 전압 보다 낮은 분할 전압이 인가된다. 따라서 상기 화소부(P)의 제1 서브 영역(SP1)은 상대적으로 고휘도로 구동되고, 상기 제2 서브 영역(SP2)은 상대적으로 저휘도로 구동된다.
상기 영상 처리부(200)는 수신된 데이터를 이용하여 복수의 데이터 프레임들을 생성한다. 예를 들면, 240Hz의 3차원 영상 모드인 경우, 영상 처리부(200)는 좌안용 데이터 프레임 및 우안용 데이터 프레임을 생성하고, 상기 좌안용 및 우안용 데이터 프레임들 각각을 반복하여 출력한다. 240Hz의 2차원 영상 모드인 경우, 영상 처리부(200)는 현재 수신된 상기 데이터 프레임을 반복하여 제1 및 제2 데이터 프레임들을 생성하고, 보간 데이터 프레임을 반복하여 제1 및 제2 보간 데이터 프레임들을 생성한다.
상기 타이밍 제어부(310)는 상기 영상 처리부(200)로부터 제공된 복수의 데이터 프레임들을 상기 데이터 보상부(430)에 제공한다. 상기 3차원 영상 모드인 경우, 상기 타이밍 제어부(310)는 상기 좌안용 데이터 프레임과 상기 우안용 데이터 프레임 사이에 좌안용 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 상기 우안용 데이터 프레임과 상기 좌안용 프레임 데이터 사이에 우안용 블랙 데이터 프레임을 삽입한다. 상기 2차원 영상 모드인 경우, 상기 타이밍 제어부(310)는 상기 영상 처리부(200)에서 생성된 상기 복수의 데이터 프레임들을 상기 데이터 보상부(430)에 그대로 제공한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(310)는 패널 구동부(300)에 반전 신호(REV)를 제공한다. 상기 반전 신호(REV)는 상기 데이터 배선에 출력되는 데이터 전압의 극성을 설정된 프레임 단위로 기준 전압(Vcom) 대해 반전시킨다.
상기 반전 신호(REV)는 3차원 영상 모드에서 좌안 영상과 우안 영상의 휘도차이를 개선하기 위한 주기를 갖는다. 상기 반전 신호(REV)는 이전의 이전 프레임과 반전된 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수 및 이전의 이전 프레임과 동일한 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수를 좌안용 프레임들과 우안용 프레임들에 대해 서로 동일하게 한다. 예를 들면, 상기 표시 패널이 (60Hz×I)(I 는 4 이상의 자연수) 프레임 주파수로 구동되는 경우, 상기 반전 신호(REV)는 I 프레임 동안은 로우 레벨, I 프레임 동안은 하이 레벨, 2 프레임 동안 로우 레벨, I 프레임 동안 하이 레벨, I 프레임 동안 로우 레벨 및 2 프레임 동안 하이 레벨을 갖는 신호로서, 한 주기는 [(4×I)+4] 프레임이다.
상기 반전 신호(REV)는 2차원 영상 모드에서 동일하게 적용될 수 있으며, 또한, 2차원 영상 모드에서는 앞서 도 5를 참조하여 설명된 실시예와 동일하게 적용될 수 있다. 상기 반전 신호(REV)에 따른 상세한 설명은 후술된다.
상기 데이터 보상부(430)는 메모리(431) 및 룩업테이블(433)을 포함한다. 상기 메모리(431)는 데이터를 저장한다. 상기 룩업테이블(433)에는 현재 프레임에서 수신된 데이터와 이전 프레임의 데이터에 맵핑된 보상 데이터가 저장된다. 상기 데이터 보상부(430)는 수신된 데이터와 상기 메모리(431)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 룩업테이블(433)에 저장된 보상 데이터를 상기 수신된 데이터의 보상 데이터로 출력한다.
상기 패널 구동부(500)는 데이터 구동부(510) 및 게이트 구동부(530)를 포함한다. 상기 데이터 구동부(510)는 상기 타이밍 제어부(310)로부터 제공된 상기 반전 신호(REV)에 기초하여 상기 데이터 보상부(430)에 제공된 보상 데이터에 대응하여 기준 전압(Vcom) 대비 양극성의 데이터 전압 또는 음극성의 데이터 전압을 생성한다.
상기 셔터 안경(600)은 상기 3차원 영상 모드시 사용된다. 상기 셔텨 안경(600)은 상기 표시 패널(100)에 좌안 영상이 표시되는 구간에 열리고 우안 영상이 표시되는 구간에 닫히는 좌안 액정 셔터와 상기 표시 패널(100)에 우안 영상이 표시되는 구간에 열리고 좌안 영상이 표시되는 구간에 닫히는 우안 액정 셔터를 포함한다. 상기 셔터 안경(600)은 일반적으로 60Hz로 구동할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 표시 장치에서 데이터 전압의 극성 변화에 따른 화소부의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 9a는 화소부(P)에 현재 프레임에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에 인가된 데이터 전압의 극성에 대해 반전된 경우이이다. 여기서, 현재 프레임에 데이터 배선(DL)에 인가된 상기 데이터 전압은 양극성(+)의 전압이고, 이전 프레임에 상기 데이터 배선(DL)에 인가된 상기 데이터 전압의 극성은 음극성(-)이다.
도 9a를 참조하면, 상기 화소부(P)는 상기 데이터 배선(DL)에는 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 제n 게이트 배선(GLn)에 제n 게이트 신호(Gn)가 인가되면 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극(SE1) 및 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극(SE2)에 상기 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 제n+1 게이트 신호가 인가되기 전 상기 다운 커패시터(Cd)는 이전 프레임에서 쉐어링된 전하량에 대응하는 분할 전압(-SV)을 유지한다. 상기 분할 전압(-SV)은 음극성을 갖는 이전 프레임의 데이터 전압에 따라서 음극성을 갖는다.
이후, 상기 제n+1 게이트 신호(Gn+1)가 인가되면, 상기 다운 커패시터(Cd)의 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 상기 다운 커패시터(Cd)는 제2 전극(E2)에는 상기 음극성의 분할 전압(-SV)이 유지된 상태에서 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가되므로, 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)과 상기 음극성의 분할 전압(-SV)의 전압 차에 대해 일정 전하량을 충전한다. 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 쉐어링되는 전하량은 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)과 상기 음극성의 분할 전압(-SV)의 전압 차에 비례하여 결정된다. 결과적으로 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 양단 전극간의 전위차(VP1)가 작아져 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)의 투과율이 상대적으로 작아져 휘도가 감소한다.
도 9b는 상기 화소부(P)에 현재 프레임에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에 인가된 데이터 전압의 극성과 동일한 경우이다. 여기서, 현재 프레임에 데이터 배선(DL)에 인가된 상기 데이터 전압은 양극성(+)의 전압이고, 이전 프레임에 상기 데이터 배선(DL)에 인가된 상기 데이터 전압의 극성도 양극성(+)이다.
도 9b를 참조하면, 상기 화소부(P)는 상기 데이터 배선(DL)에는 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 제n 게이트 배선(GLn)에 제n 게이트 신호(Gn)가 인가되면 상기 제1 액정 커패시터(CLC1)의 제1 서브 전극(SE1) 및 제2 액정 커패시터(CLC2)의 제2 서브 전극(SE2)에 상기 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 제n+1 게이트 신호가 인가되기 전 상기 다운 커패시터(Cd)는 이전 프레임에서 쉐어링된 전하량에 대응하는 분할 전압(+SV)을 유지한다. 상기 분할 전압(+SV)은 양극성을 갖는 이전 프레임의 데이터 전압에 따라서 양극성을 갖는다.
이후, 상기 제n+1 게이트 신호(Gn+1)가 인가되면, 상기 다운 커패시터(Cd)의 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가된다. 상기 다운 커패시터(Cd)는 제2 전극(E2)에는 상기 양극성의 분할 전압(+SV)이 유지된 상태에서 제1 전극(E1)에 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)이 인가되므로, 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)과 상기 양극성의 분할 전압(+SV)의 전압 차에 대해 일정 전하량을 충전한다. 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 쉐어링되는 전하량은 상기 양극성의 데이터 전압(+DV)과 상기 양극성의 분할 전압(+SV)의 전압 차에 비례하여 결정된다. 결과적으로 상기 제2 액정 커패시터(CLC2)의 양단 전극간의 전위차(VP2＞VP1)가 커져 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)의 투과율이 상대적으로 높아 휘도가 증가한다.
도 9a 및 도 9b를 비교할 때, 현재 프레임에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에 인가된 데이터 전압의 극성에 대해 반전된 경우에는 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)이 상대적으로 어둡고, 현재 프레임에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에 인가된 데이터 전압의 극성과 동일한 경우에는 상기 화소부(P)의 제2 서브 영역(SP2)이 상대적으로 밝아진다.
이와 같은 특성에 의해 3차원 영상 모드에서, 상기 화소부(P)에 좌안 영상과 우안 영상이 표시되는 경우, 데이터 전압의 극성 변화에 따라서 동일한 계조에 대해 좌안 영상과 우안 영상이 서로 다른 휘도로 표시될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 데이터 전압의 극성 변화에 따른 좌안 영상과 우안 영상의 휘도 편차를 제거하기 위한 프레임 반전 방식을 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 도 8의 표시 장치에 따른 3차원 영상 모드시 입출력신호들의 타이밍도들이다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 3차원 영상 모드에서 상기 영상 처리부(200)는 좌안용 데이터 프레임(R), 좌안용 블랙 데이터 프레임(B), 우안용 데이터 프레임(R) 및 우안용 블랙 데이터 프레임(B)을 순서로 반복하여 출력한다.
상기 데이터 보상부(430)는 상기 룩업테이블(433)을 이용하여 상기 타이밍 제어부(310)로부터 수신된 데이터에 대해 보상 데이터를 생성하여 출력한다.
상기 데이터 구동부(510)는 상기 데이터 보상부(430)로부터 제공된 보상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 상기 타이밍 제어부(310)로부터 제공된 반전 신호(REV)에 응답하여 기준 전압(Vcom)에 대해 음극성 및 양극성의 데이터 전압으로 출력한다.
예를 들면, 240Hz 프레임 주파수를 갖는 표시 패널(100)과 60Hz의 구동 주파수를 갖는 셔터 안경(600)을 갖는 표시 장치에서는, 상기 반전 신호(REV)는 4 프레임(FN-4, FN-3, FN-2, FN-1) 동안은 로우 레벨(LV), 4 프레임(FN, FN+1, FN+2, FN+3) 동안은 하이 레벨(HV), 2 프레임(FN+4, FN+5) 동안 로우 레벨(LV), 4 프레임(FN+6, FN+7, FN+8, FN+9) 동안 하이 레벨(HV), 4 프레임(FN+10, FN+11, FN+12, FN+13) 동안 로우 레벨(LV) 및 2 프레임(FN+14, FN+15) 동안 하이 레벨(HV)을 갖는 한 주기가 20 프레임인 신호이다. 즉, 상기 반전 신호(REV)의 주기는 16K(K는 자연수)+4 프레임이다.
이와 같은 방식으로, 480Hz 프레임 주파수를 갖는 표시 패널(100)과 60Hz의 구동 주파수를 갖는 셔터 안경(600)을 갖는 표시 장치에서는, 상기 반전 신호(REV)의 주기는 32K+4 프레임일 수 있다. 즉, 480Hz 프레임 주파수를 갖는 표시 장치의 경우, 4개의 좌안용 데이터 프레임들(L, L, L, B) 및 4개의 우안용 데이터 프레임들(R, R, R, B)을 포함하므로, 8개 프레임 단위로 극성이 변환된다. 상기 반전 신호(REV)는 8 프레임 동안은 로우 레벨(LV), 8 프레임 동안은 하이 레벨(HV), 2 프레임 동안 로우 레벨(LV), 8 프레임 동안 하이 레벨(HV), 8 프레임 동안 로우 레벨(LV) 및 2 프레임 동안 하이 레벨(HV)을 갖는 한 주기가 36 프레임인 신호이다. 이에 따라서, 상기 반전 신호(REV)의 한 주기는 (8×4 + 4) 프레임이다.
상기 반전 신호(REV)에 따라서, 데이터 배선(DL)에 출력되는 데이터 전압은, 제N-4 프레임(FN-4)의 좌안용(L) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N-2 프레임(FN-2)의 우안용(R) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N 프레임(FN)의 좌안용(L) 데이터 전압은 양극성(+DV)을 갖고, 제N+2 프레임(FN+2)의 우안용(R) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N+4 프레임(FN+4)의 좌안용(L) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N+6 프레임(FN+6)의 우안용(R) 데이터 전압은 양극성(+DV)을 갖고, 제N+8 프레임(FN+8)의 좌안용(L) 데이터 전압은 양극성(+DV)을 갖고, 제N+10 프레임(FN+10)의 우안용(R) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N+12 프레임(FN+12)의 좌안용(L) 데이터 전압은 음극성(-DV)을 갖고, 제N+14 프레임(FN+14)의 우안용(R) 데이터 전압은 양극성(+DV)을 갖는다.
상기 좌안용 데이터 전압들을 살펴보면, 이전의 이전 프레임에 대해 반전된 극성의 전압이 인가되는 프레임은 제N-4, 제N 및 제N+4 프레임들(FN-4, FN, FN+4)이고, 이전의 이전 프레임에 대해 동일한 극성의 전압이 인가되는 프레임은 제N+8 및 제N+12 프레임들(FN+8, FN+12)이다.
상기 우안용 데이터 전압들을 살펴보면, 이전의 이전 프레임에 대해 반전된 극성의 전압이 인가되는 프레임은 제N+6, 제N+10 및 제N+14 프레임들(FN+6, FN+10, FN+14)이고, 이전의 이전 프레임에 대해 동일한 극성의 전압이 인가되는 프레임은 제N-2 및 제N+2 프레임들(FN-2, FN+2)이다.
상기 반전 신호(REV)의 한 주기 동안, 좌안용 데이터 전압들은 이전의 이전 프레임에 대해 반전된 극성의 전압이 인가되는 프레임은 3개이고, 이전의 이전 프레임에 대해 동일한 극성의 데이터가 인가되는 프레임은 2개이며, 우안용 데이터 전압들은 이전의 이전 프레임에 대해 반전된 극성의 전압이 인가되는 프레임은 3개이고, 이전의 이전 프레임에 대해 동일한 극성의 데이터가 인가되는 프레임은 2개이다. 이와 같이, 데이터 전압의 극성 반전에 대한 조건이 좌안용 프레임들 및 우안용 프레임들에서 실질적으로 동일하다.
이에 따라서 도 9a 및 도 9b에서 설명된 바와 같이, 프레임간 데이터 전압의 극성 반전에 따라 상기 다운 커패시터(Cd)에 의해 쉐어링된 전압의 차에 의한 상기 제2 서브 영역(SP2)의 휘도 차이가 좌안 영상과 우안 영상에서 균일하게 발생한다. 결과적으로 관찰자는 좌안 영상과 우안 영상의 휘도 차이를 시인하지 못하므로 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 데이터 전압의 극성 반전 방식에 따른 다운 커패시터의 쉐어링 전압을 고려하여 좌안용 데이터 및 우안용 데이터를 보상함으로써 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 개선할 수 있다. 또한, 반전 신호를 변경하여 상기 좌안용 영상과 우안용 영상의 휘도 편차를 균일하게 하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 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 : 표시 패널 200 : 영상 처리부
300. 310 : 타이밍 제어부 410, 420, 430 : 데이터 보상부
500 : 패널 구동부 510 : 데이터 구동부
530 : 게이트 구동부

Claims (20)

  1. 3차원 영상 모드의 경우, 데이터 프레임마다 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 데이터 프레임과 블랙 데이터 프레임을 교차로 출력하는 표시장치의 구동 방법에서,
    반전 방식에 따라서 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 동일한 극성을 갖는 제1 프레임에서, 표시 패널의 화소부에 상기 기준 전압과 제1 전위차를 갖는 제1 데이터 전압을 출력하고,
    상기 반전 방식에 따라서 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 상기 기준 전압 대비 반전된 극성을 갖는 제2 프레임에서, 상기 화소부에 상기 기준 전압과 상기 제1 전위차 보다 작은 제2 전위차를 갖는 제2 데이터 전압을 출력하고,
    상기 제1 프레임의 제n 구간(n은 자연수)에 상기 화소부의 제1 서브 영역에 형성된 제1 액정 커패시터 및 상기 화소부의 제2 서브 영역에 형성된 제2 액정 커패시터에 상기 제1 데이터 전압을 각각 인가하고, 및
    상기 제1 프레임의 제n+1 구간에 다운 커패시터를 통해 상기 제2 액정 커패시터에 인가된 상기 제1 데이터 전압을 제1 분할 전압으로 다운시키는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 프레임의 제n 구간에 상기 제1 액정 커패시터 및 상기 제2 액정 커패시터에 상기 제2 데이터 전압이 각각 인가되는 단계; 및
    상기 제2 프레임의 제n+1 구간에 상기 제2 액정 커패시터에 연결된 상기 다운 커패시터에 의해 상기 제2 데이터 전압에서 분할된 제2 분할 전압이 상기 제2 액정 커패시터에 인가되는 단계를 더 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 프레임에서 상기 제1 서브 영역과 상기 제2 서브 영역의 평균 투과율은 상기 제2 프레임에서 상기 제1 서브 영역과 상기 제2 서브 영역의 평균 투과율과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 프레임에 좌안용 데이터 전압을 상기 화소부에 출력하고, 상기 제2 프레임에 우안용 데이터 전압을 상기 화소부에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  6. 삭제
  7. 3차원 영상 모드의 경우, 데이터 프레임마다 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 데이터 프레임과 블랙 데이터 프레임을 교차로 출력하는 표시장치의 구동 방법에서,
    복수의 좌안용 데이터 프레임들과 복수의 우안용 데이터 프레임들을 생성하는 단계;
    복수의 좌안용 프레임들과 복수의 우안용 프레임들에서, 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 동일한 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수 및 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수가 서로 동일한 반전 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 반전 신호를 기초하여 상기 좌안용 데이터 프레임들 및 상기 우안용 데이터 프레임들을 상기 기준 전압 대비 음극성 및 양극성의 데이터 전압으로 변환하여 표시 패널에 출력하는 단계를 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서, 한 프레임의 제n 구간(n은 자연수)에 화소부의 제1 서브 영역에 형성된 제1 액정 커패시터 및 상기 화소부의 제2 서브 영역에 형성된 제2 액정 커패시터에 상기 데이터 전압이 각각 인가하는 단계; 및
    상기 한 프레임의 제n+1 구간에 다운 커패시터를 통해 상기 제2 액정 커패시터에 인가된 상기 데이터 전압을 분할 전압으로 다운시키는 단계를 더 포함하는 표시 패널의 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 표시 패널이 (60Hz×I)(I 는 4 이상의 자연수) 프레임 주파수로 구동되는 경우, 상기 반전 신호는 I 프레임 동안은 로우 레벨, I 프레임 동안은 하이 레벨, 2 프레임 동안 로우 레벨, I 프레임 동안 하이 레벨, I 프레임 동안 로우 레벨 및 2 프레임 동안 하이 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반전 신호의 주기는 [(4×I)+4] 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 구동 방법.
  11. 3차원 영상 모드의 경우, 데이터 프레임마다 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 데이터 프레임과 블랙 데이터 프레임을 교차로 출력하는 표시장치에서,
    복수의 화소부들을 포함하는 표시 패널; 및
    반전 방식에 따라서 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 동일한 극성인 제1 프레임에서는 화소부에 상기 기준 전압과 제1 전위차를 갖는 제1 데이터 전압을 출력하고, 데이터 전압이 다음 다음 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극성인 제2 프레임에서는 상기 화소부에 상기 기준 전압과 상기 제1 전위차 보다 작은 제2 전위차를 갖는 제2 데이터 전압을 출력하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 화소부는
    제1 서브 영역에 형성되고, 제1 스위칭 소자를 통해 데이터 배선과 제n 게이트 배선(n은 자연수)에 연결된 제1 액정 커패시터;
    제2 서브 영역에 형성되고, 제2 스위칭 소자를 통해 상기 데이터 배선과 상기 제n 게이트 배선에 연결된 제2 액정 커패시터; 및
    상기 제2 액정 커패시터 및 제n+1 게이트 배선에 연결되고, 제3 스위칭 소자를 통해 상기 제2 액정 커패시터에 인가되는 전압을 분할하는 다운 커패시터를 포함하는 표시 장치
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 프레임의 데이터를 제1 보상 데이터로 생성하고,
    상기 제2 프레임의 데이터를 상기 제1 보상 데이터에 의한 상기 화소부의 투과율과 동일한 투과율을 갖는 제2 보상 데이터로 생성하는 데이터 보상부를 더 포함하고,
    상기 패널 구동부는 상기 제1 보상 데이터를 상기 제1 데이터 전압으로 변환하고, 상기 제2 보상 데이터를 상기 제2 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 배선에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 데이터 보상부는 상기 제1 보상 데이터를 생성하는 제1 룩업테이블; 및
    상기 제2 보상 데이터를 생성하는 제2 룩업테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 데이터 보상부는 상기 제1 보상 데이터를 생성하는 룩업테이블; 및
    상기 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 제2 보상 데이터를 생성하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 패널 구동부는 상기 제1 프레임에 좌안용 데이터 전압을 상기 표시 패널에 출력하고, 상기 제2 프레임에 우안용 데이터 전압을 상기 표시 패널에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 3차원 영상 모드의 경우, 데이터 프레임마다 블랙 데이터 프레임을 삽입하고, 데이터 프레임과 블랙 데이터 프레임을 교차로 출력하는 표시 장치에서,
    복수의 화소부들을 포함하는 표시 패널;
    복수의 좌안용 데이터 프레임들 및 복수의 우안용 데이터 프레임들을 생성하는 영상 처리부;
    복수의 좌안용 프레임들과 복수의 우안용 프레임들에서, 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 동일한 극성의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수 및 이전의 이전 프레임의 데이터 전압과 기준 전압 대비 반전된 극상의 데이터 전압을 갖는 프레임의 개수가 서로 동일한 반전 신호를 생성하는 타이밍 제어부; 및
    상기 반전 신호를 기초하여 상기 좌안용 데이터 프레임들 및 상기 우안용 데이터 프레임들을 상기 기준 전압 대비 음극성 및 양극성의 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시 패널에 출력하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 각 화소부는
    상기 화소부의 제1 서브 영역에 형성되고, 제1 스위칭 소자를 통해 데이터 배선과 제n 게이트 배선(n은 자연수)에 연결된 제1 액정 커패시터;
    상기 화소부의 제2 서브 영역에 형성되고, 제2 스위칭 소자를 통해 상기 데이터 배선과 상기 제n 게이트 배선에 연결된 제2 액정 커패시터; 및
    상기 제2 액정 커패시터 및 제n+1 게이트 배선에 연결되고, 제3 스위칭 소자를 통해 상기 제2 액정 커패시터에 인가되는 전압을 분할하는 다운 커패시터를 포함하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 표시 패널이 (60Hz×I)(I 는 4 이상의 자연수) 프레임 주파수로 구동되는 경우, 상기 반전 신호는 I 프레임 동안은 로우 레벨, I 프레임 동안은 하이 레벨, 2 프레임 동안 로우 레벨, I 프레임 동안 하이 레벨, I 프레임 동안 로우 레벨 및 2 프레임 동안 하이 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 반전 신호의 주기는 [(4×I)+4] 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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