KR20140048662A - 입체 영상 표시장치와 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 표시장치와 그 제어 방법에 관한 것으로, 그 입체 영상 표시장치는 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 백라이트 구동부; 상기 3D 영상 데이터의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 광축을 분리하기 위한 베리어나 렌즈를 형성하는 스위쳐블 3D 필터; 및 상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 3D 필터에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 3D 필터 구동부를 포함한다.

Description

입체 영상 표시장치와 그 제어 방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 입체 영상 표시장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.

텔레비젼이나 모니터와 같은 표시장치에 입체 영상 재현 기술이 적용되어 가정에서도 3D 입체 영상을 감상할 수 있는 시대가 도래하였다. 입체 영상 표시장치는 안경 방식과 무안경 방식으로 나뉘어질 수 있다. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴랙스 베리어(parallax barrier), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 등의 광학 부품을 표시 화면의 앞에 설치하여 입체 영상을 구현한다.

입체 영상 표시장치는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치를 기반으로 제작될 수 있다. 액티브 매트릭스 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 액정표시장치의 액정셀들은 화소전극에 공급되는 데이터전압과 공통전극에 공급되는 공통전압의 전위차에 따라 투과율을 변화시킴으로써 화상을 표시한다.

액정표시장치는 자발광소자가 아니기 때문에 백라이트 유닛(Backlight unit)과 같은 별도의 광원이 필요하다. 액정표시장치는 액정의 느린 응답 특성으로 인하여 모션 블러(motion blur)와 같은 화질 저하를 초래할 수 있다. 액정의 느린 응답 특성으로 인한 화질 저하를 줄이기 위하여, 백라이트 유닛은 블링킹(blinking) 구동 기술이나 스캐닝 백라이트(scanning backlight) 구동 기술로 구동될 수 있다. 블링킹 구동 기술은 표시패널의 중앙을 기준으로 백라이트 유닛의 광원들을 동시에 점등하고 동시에 소등한다.

스캐닝 백라이트 구동 기술은 백라이트 유닛의 발광면을 다수의 백라이트 블록들로 분할하고 액정표시패널의 데이터 스캐닝 방향을 따라 백라이트 블록 단위로 광원들을 순차적으로 점등시킨다.

무안경 입체 영상 표시장치는 전기적으로 제어 가능한 스위쳐블(switchable) 렌즈, 스위쳐블 베리어 등의 스위쳐블 3D 필터를 이용하여 특수한 안경 없이 입체 영상을 구현할 수 있다. 스위쳐블 3D 필터는 액정층과, 그 액정층에 전기 신호를 인가하는 전극들을 포함하여 액정 분자들을 전기적으로 제어할 수 있다. 스위쳐블 3D 필터는 본원 출원인에 의해 기 출원된 미국출원 13/077565, 미국출원 13/325272, 대한민국 출원 10-2010-0030531, 대한민국 출원 10-2010-0130547 등에서 상세히 설명되어 있다.

블링킹 구동 기술은 표시패널의 중앙에 위치하는 액정의 응답 특성을 기준으로 표시패널의 화면 전체에서 백라이트의 광원들을 동시에 점등 및 소등한다. 스위쳐블 3D 필터가 채용된 무안경 입체 영상 표시장치에 블링킹 구동 기술을 적용하면 표시패널의 상측과 하측에서 표시패널과 스위쳐블 3D 필터의 액정 응답 시간의 불일치와, 좌/우안 영상 데이터의 어드레싱 타이밍(Addressing timing)과 액정 응답 시간 간의 불일치로 인하여 표시패널의 상측과 하측에서 3D 크로스토크(crosstalk)가 발생된다. 3D 크로스토크는 3D 영상에서 시청자의 좌안을 통해 인식되는 영상(이하 "좌안 인식 영상")과 우안을 통해 인식되는 영상(이하 "우안 인식 영상")이 겹쳐 보이는 현상이다.

스캐닝 백라이트 구동 기술은 백라이트 유닛의 발광면들을 순차적으로 구동한다. 스위쳐블 3D 필터가 채용된 무안경 입체 영상 표시장치에 블링킹 구동 기술을 적용하면, 표시패널의 상측부터 하측까지 픽셀 데이터가 픽셀들에 순차적으로 어드레싱되어 표시패널의 액정이 상측부터 하측까지 순차적으로 응답하고 이에 동기하여 백라이트 블록들이 순차점으로 점등 및 소등하기 때문에 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time, MPRT(ms))와 3D 크로스토크를 개선할 수 있다. 그러나 스위쳐블 3D 필터가 채용된 무안경 입체 영상 표시장치에 블링킹 구동 기술을 적용하더라도 표시패널의 액정 응답 시간과 스위쳐블 3D 필터의 액정 응답 시간의 불일치 그리고, 액정 응답 시간과 백라이트의 점등 및 소등 시간의 불일치로 인하여 백라이트 블록들 간에 휘도 차이가 발생하고 3D 크로스토크를 충분히 줄일 수 없다.

본 발명은 스위쳐블 3D 필터가 채용된 무안경 입체 영상 표시장치에서 3D 영상의 화질을 높이도록 한 입체 영상 표시장치와 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 입체 영상 표시장치는 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널; 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 백라이트 구동부; 상기 3D 영상 데이터의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 광축을 분리하기 위한 베리어나 렌즈를 형성하는 스위쳐블 3D 필터; 및 상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 스위쳐블 3D 필터 내에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 3D 필터 구동부를 포함한다.

상기 백라이트 유닛의 발광면은 다수의 백라이트 블록들로 분할되고, 상기 백라이트 블록들은 상기 표시패널의 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 점등 및 소등된다.

상기 스위쳐블 3D 필터는 상기 백라이트 블록들과 대응하는 다수의 3D 필터 블록들로 분할되고, 상기 3D 필터 블록들은 베리어나 렌즈를 순차적으로 시프트한다.

제n(n은 양의 정수) 백라이트 블록의 소등 기간은 제n 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈의 시프트 기간 이내이다.

상기 스위쳐블 3D 필터의 최대 액정 응답 시간은 상기 표시패널의 최대 액정 응답 시간 보다 작거나 같다.

상기 백라이트 블록 각각의 최대 소등 구간의 시간은 상기 표시패널의 최대 액정 응답 시간과 실질적으로 같다.

상기 백라이트 블록 각각의 최소 소등 구간의 시간은 상기 스위쳐블 3D 필터의 최대 액정 응답 시간과 실질적으로 같다. 상기 입체 영상 표시장치의 제어 방법은 상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 단계; 및 상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 3D 필터에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 단계를 포함한다.

상기 입체 영상 표시장치의 제어 방법은 상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 단계; 및 상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 3D 필터에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 스캐닝 백라이트 구동 기술을 바탕으로 픽셀 데이터 스캐닝 방향을 따라 백라이트 블록들을 순차적으로 점등 및 소등하고, 스위쳐블 3D 필터에 형성된 베리어나 렌즈를 백라이트 블록의 소등 구간 내에서 시프트시킨다. 그 결과, 본 발명은 스위쳐블 3D 필터가 채용된 무안경 입체 영상 표시장치에서 동영상 응답속도(MPRT)와 3D 크로스토크를 최소화하여 3D 영상의 화질을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 스위쳐블 렌즈를 보여 주는 단면도이다.
도 3은 스위쳐블 베리어를 보여 주는 단면도이다.
도 4는 스위쳐블 3D 필터의 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 좌안 영상 및 우안 영상 각각에서 해상도 손실이 없는 무안경 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 9는 백라이트 유닛의 발광면이 3 개의 백라이트 블록들로 분할된 예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 도 9와 같이 백라이트 유닛의 발광면이 3 개의 백라이트 블록들로 분할된 경우에 적용되는 스캐닝 백라이트 구동 기술을 보여 주는 도면이다.
도 11은 표시패널의 액정 응답 시간과 스위쳐블 3D 필터의 액정 응답 시간을 보여 주는 파형도이다.
도 12는 스위쳐블 3D 필터의 블록 분할 구동 방법을 구현하기 위한 스위쳐블 3D 필터의 제1 실시예를 보여 주는 회로도이다.
도 13은 스위쳐블 3D 필터의 블록 분할 구동 방법을 구현하기 위한 스위쳐블 3D 필터의 제2 실시예를 보여 주는 회로도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소자들을 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.

본 발명의 입체 영상 표시장치는 스캐닝 백라이트 구동 기술로 구동되는 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)를 기반으로 제작된다. 이 입체 영상 표시장치는 스위쳐블 3D 필터를 통해 좌안 영상과 우안 영상의 광축을 분리하고 전기적으로 제어되어 스위쳐블 3D 필터를 포함한 무안경 입체 영상 표시장치로 구현된다. 스위쳐블 3D 필터는 스위쳐블(switchable) 렌즈, 스위쳐블 베리어 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 스위쳐블 3D 필터는 표시패널의 전면이나 배면 상에 접합될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 입체 영상 표시장치는 표시패널(100), 표시패널 구동부, 표시패널(100)의 배면과 대향하는 백라이트 유닛(300), 백라이트 구동부(310), 표시패널(100) 상에 접합된 스위쳐블 3D 필터(200), 3D 필터 구동부(210), 타이밍 콘트롤러(101) 등을 포함한다.

표시패널(100)에는 데이터라인들(105)과 게이트라인들(또는 스캔라인들)(106)이 직교되고, 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이(PIX)를 포함한다. 픽셀 어레이(PIX)는 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 좌안 영상과 우안 영상을 표시한다.

표시패널 구동부는 표시패널(100)의 픽셀들에 데이터를 기입한다. 표시패널 구동부는 3D 모드에서 좌안 및 우안 영상 데이터를 표시패널(100)의 픽셀들에 시간 및 공간적으로 분할하여 기입한다. 이를 위하여, 표시패널 구동부는 표시패널(100)의 데이터라인들(105)에 2D/3D 영상의 데이터전압들을 공급하기 위한 데이터 구동회로(102)와, 표시패널(100)의 게이트라인들(106)에 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동회로(103)를 포함한다.

데이터 구동회로(102)는 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 감마전압으로 변환하여 데이터전압들을 발생하고 그 데이터전압을 표시패널(100)의 데이터라인들(105)에 공급한다. 게이트 구동회로(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 데이터라인들(105)에 공급되는 데이터전압과 동기되는 게이트펄스를 게이트라인들(106)에 공급하고, 그 게이트펄스를 순차적으로 시프트시킨다.

백라이트 유닛(300)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원은 LED(Light Emitting Diode)와 같은 점광원으로 구현될 수 있다. 이 백라이트 유닛(300)의 발광면은 다수의 블록들로 분할되어 스캐닝 백라이트 구동 기술을 바탕으로 순차적으로 점등 및 소등한다.

백라이트 구동부(310)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 표시패널(100)에 기입되는 데이터의 스캐닝 방향을 따라 백라이트 유닛(300)의 광원들을 블록 단위로 순차적으로 점등 및 소등한다. 따라서, 백라이트 구동부(310)는 스캐닝 백라이트 구동 기술로 백라이트 유닛(300)의 광원들을 구동한다.

스위쳐블 3D 필터(200)는 도 2와 같은 스위쳐블 렌즈(LENTI) 또는 도 3과 같은 스위쳐블 베리어(BAR)로 구현될 수 있다. 스위쳐블 3D 필터(200)는 표시패널(100) 상에 접합되거나 표시패널(100)에 내장될 수 있다. 스위쳐블 3D 필터(200)는 전기적으로 제어되어 3D 영상 데이터의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 광축을 분리하기 위한 베리어나 렌즈를 형성한다. 스위쳐블 3D 필터(200)는 액정과 같은 복굴절 매질, 전극 등을 포함하고 3D 필터 구동부(210)에 의해 전기적으로 구동되어 좌안 영상과 우안 영상의 빛의 광축을 분리시킨다. 이 스위치별 3D 필터(200)는 스캐닝 백라이트 구동 기술에 의해 분할되는 백라이트 블록들과 같은 형태와 개수의 3D 필터 블록들로 분할 구동된다. 3D 필터 블록들은 백라이트 블록들과 1:1로 대응한다. 3D 필터 블록들의 셀들은 후술하는 능동 스위치 소자들을 통해 인가되는 구동 전압에 따라 스위쳐블 베리어(BAR)의 베리어 위치나 스위쳐블 렌즈(LENTI)의 렌즈 위치를 시프트시킨다. 스위쳐블 3D 필터(200)의 베리어나 렌즈는 3D 필터 구동부(210)에 의해 백라이트 블록들의 소등 기간에 동기되어 3D 필터 블록 단위로 순차적으로 시프트된다.

3D 필터 구동부(210)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 3D 모드에서 구동되어 스캐닝 백라이트의 블록별 소등 기간에 동기하여 스위쳐블 3D 필터(200)의 베리어나 렌즈를 순차적으로 시프트시킨다.

타이밍 콘트롤러(101)는 호스트 시스템(110)으로부터 입력되는 2D/3D 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(102)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 2D/3D 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와 동기되어 호스트 시스템(110)로부터 입력된 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 메인 클럭 등의 타이밍신호를 수신한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 수신된 타이밍 신호를 이용하여 표시패널 구동부(102, 103), 백라이트 구동부(310), 3D 필터 구동부(210) 각각의 동작 타이밍을 제어하고 그 구동부들의 동작 타이밍을 동기시키기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 타이밍 제어신호들은 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호(DDC), 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 스캐닝 백라이트 제어신호(SBL), 및 스위쳐블 3D 필터 제어신호(3DC) 등을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(101)는 입력 영상의 프레임 레이트×N(N은 2 이상의 양의 정수) Hz의 주파수로 프레임 레이트를 높여 표시패널 구동부(102, 103)와 3D 필터 구동부(210)의 동작 주파수를 N 배 체배된 프레임 레이트로 제어할 수 있다. 입력 영상의 프레임 레이트(frame rate)는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.

호스트 시스템(110)과 타이밍 콘트롤러(101) 사이에는 3D 데이터 포맷터(data formatter, 120)가 설치될 수 있다. 3D 데이터 포맷터(120)는 3D 모드에서 호스트 시스템(110)으로부터 입력되는 3D 영상의 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)를 무안경 입체 영상 표시장치의 3D 데이터 포맷에 맞게 시간 및 공간적으로 분산하여 재정렬한다.

해상도 저하 없는 입체 영상을 구현하기 위하여 도 5 내지 도 7과 같이 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 기입되는 데이터는 소정 시간 마다 시프트될 수 있다. 3D 데이터 포맷터(120)는 도 5 내지 도 7과 같은 방법으로 3D 영상이 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 시프트할 수 있다.

3D 데이터 포맷터(120)는 3D 모드에서 2D 영상 데이터가 입력되면 미리 설정된 2D-3D 영상 변환 알고리즘을 실행하여 2D 영상 데이터로부터 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 생성하고 그 데이터들을 3D 데이터 포맷에 맞게 시간 및 공간적으로 분산하여 재정렬할 수 있다.

3D 데이터 포맷터(120)는 호스트 시스템(110)으로부터 수신받은 원본 이미지 데이터의 복사본 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 3D 데이터 포맷터(120)는 MEMC(Motion Estimation Motion Compensation) 알고리즘으로 수신받은 원본 이미지 데이터들을 비교 분석하여 움직임 벡터를 추출하고 그 움직임 벡터를 바탕으로 원본 이미지 데이터들 사이에 삽입될 새로운 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

호스트 시스템(110)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(110)은 스케일러(scaler)를 이용하여 2D/3D 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(PNL, 100)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고 그 데이터와 함께 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(101)로 전송한다.

호스트 시스템(110)은 2D 모드에서 2D 영상을 타이밍 콘트롤러(101)에 공급하는 반면, 3D 모드에서 3D 영상 또는 2D 영상 데이터를 3D 데이터 포맷터(120)에 공급한다. 호스트 시스템(110)은 도시하지 않은 유저 인터페이스(user interface)를 통해 입력되는 유저 데이터에 응답하여 타이밍 콘트롤러에 모드 신호를 전송하여 2D 모드 동작과 3D 모드 동작을 전환할 수 있다. 유저 인터페이스는 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 리모트 콘트롤러(Remote controller), 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface, GUI), 터치 UI(User Interface), 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 구현될 수 있다. 사용자는 유저 인터페이스를 통해 2D 모드와 3D 모드를 선택할 수 있고, 3D 모드에서 2D-3D 영상 변환을 선택할 수 있다.

도 4는 스위쳐블 3D 필터(200)의 구조를 보여 주는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 스위쳐블 3D 필터(200)는 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 형성된 액정층(18), 분할된 하부 전극들(14a, 14b), 상부 기판(20)에 형성된 상부 전극(22) 등을 포함한다.

하부 기판(10)과 상부 기판(20) 각각은 투명한 소재의 기판으로 제작된다. 스위쳐블 베리어(BAR)의 경우에 하부 기판(10)과 상부 기판(20)에는 편광판(도시하지 않음)이 접합될 수 있다. 하부 기판(10)과 상부 기판(20)에서 편광판을 제거하고 액정 분자들이 렌즈 형태로 배열되도록 하부 전극들(14a, 14b)에 인가되는 구동 전압을 조절하면, 스위쳐블 렌즈(LENTI)를 구현할 수 있다.

전극들(14a, 14b, 22)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극 소재로 형성된다. 하부 전극들(14a, 14b)은 전극 패턴들 간의 간격을 최소화하여 액정층(18)의 액정 분자들을 세밀하게 제어하기 위하여 투명 절연층들(12, 16)에 의해 위 아래 층들로 분리될 수 있다.

하부 전극들(14a, 14b)에 인가되는 구동 전압은 스위쳐블 렌즈(LENTI)나 스위쳐블 베리어(BAR)의 구동 방식에 맞게 전압이 독립적으로 인가된다. 하부 전극들(14a, 14b)에 인가되는 구동 전압은 도 5 내지 도 8과 같이 렌즈나 베리어를 시프트시키기 위하여 시프트될 수 있다. 상부 전극(22)은 상부 기판(20)의 전체의 하나의 막으로 형성되고 하나의 공통 전압이 인가되어 등전위 면을 형성한다.

이하에서, 스위쳐블 3D 필터(200)를 스위쳐블 베리어(BAR)로 예시하여 설명하기로 한다. 본 발명의 스위쳐블 3D 필터(200)는 스위쳐블 베리어(BAR)에 한정되지 않고 스위쳐블 렌즈(LENTI)로도 구현될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 좌안 영상 및 우안 영상 각각에서 해상도 손실이 없는 무안경 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 보여 준다. 이 구동 방법은 1 프레임 기간을 제1 및 제2 서브 프레임(SF1, SF2)으로 분할하고, 도 5의 (a)와 같이 스위쳐블 3D 필터(200)를 전기적으로 제어하여 소정 시간 단위로 스위쳐블 3D 필터(200)와 픽셀 어레이(PIX)에 기입되는 픽셀 데이터들을 시프트시킨다. 이러한 구동 방법은 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허 출원 10-2011-0134699호에 상세히 설명되어 있다. 도 5의 (b)는 스위쳐블 3D 필터(200)에 의해 분리된 좌안 인식 영상과 우안 인식 영상을 보여 준다.

도 5의 (c)는 시청자가 1 프레임 기간 내에서 누적된 좌안 인식 영상과 우안 인식 영상을 보여 준다. 도 5의 (c)에서 알 수 있는 바와 같이, 스위쳐블 3D 필터(200)와 픽셀 데이터를 적절히 시프트시키면 해상도 저하 없는 무안경 입체 영상 표시장치를 구현할 수 있다.

도 5 내지 도 7에서, "oL1, oL2"는 제1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 픽셀 어레이(PIX)의 픽셀들에 기입된 좌안 영상 데이터이고, "oR1, oR2"는 제1 서브 프레임 기간 동안 픽셀 어레이(PIX)의 픽셀들에 기입된 우안 영상 데이터이다. "eL1, eL2"는 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 픽셀 어레이(PIX)의 픽셀들에 기입된 좌안 영상 데이터이고, "eR1, eR2"는 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 표시패널(PNL)의 픽셀들에 기입된 우안 영상 데이터이다.

도 6은 도 5와 같은 무안경 입체 영상 표시장치의 구동 방법의 일 예로서 원본 이미지(original image)에 대한 복사본 이미지를 생성하는 프레임 레이트 업 컨버젼(Frame rate up-conversion, FRUC)을 적용한 예이다. 도 6에서, 픽셀 어레이는 6×2 픽셀들로 예시되었다. "X"는 제n(n은 양의 정수) 프레임 기간(F(n))에 수신된 원본 이미지의 움직임 객체이고, "Y"는 제n+1 프레임 기간(F(n+1))에 수신된 원본 이미지의 움직임 객체이다.

도 6을 참조하면, 3D 데이터 포맷터(120)는 60Hz의 프레임 레이트(frame rate)로 수신된 원본 이미지 데이터(original image)를 복사하여 복사본 이미지를 생성한다.

호스트 시스템(110)으로부터 3D 데이터 포맷터(120)에 입력되는 영상 데이터의 프레임 레이트를 60Hz라 가정하여 설명하기로 한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 프레임 레이트를 2 배 체배하여 120Hz의 프레임 레이트로 원본 이미지 데이터와 복사본 이미지 데이터를 데이터 구동회로(102)에 공급하고, 2 배 체배된 프레임 레이트로 표시패널 구동부(102, 103), 스위쳐블 3D 필터(200), 및 백라이트 유닛(300)를 제어한다.

제n 프레임 기간(F(n))은 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1, SF2)으로 시분할된다. 마찬가지로, 제n+1 프레임 기간(F(n+1))은 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1, SF2)으로 시분할된다. 표시패널 구동부(102, 103)는 제n 프레임 기간(F(n))의 제1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 움직임 객체(X)를 포함한 원본 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한 후에 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 복사본 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한다. 표시패널 구동부(102, 103)는 제n+1 프레임 기간(F(n+1))의 제1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 움직임 객체(Y)를 포함한 원본 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한 후에 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 복사본 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한다. 표시패널 구동부(102, 103)는 2 뷰(view) 시스템의 경우에, 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로 나눠이진 3D 영상 데이터를 매 서브 프레임 기간 마다 우측으로 1 서브 픽셀 만큼 시프트(shift) 시킨다.

3D 필터 구동부(210)는 매 서브 프레임 기간마다 3D 영상 데이터의 시프트 방향과 반대 방향으로 스위쳐블 3D 필터(200)를 시프트시킨다. 예를 들어, 3D 필터 구동부(210)는 2 뷰 시스템의 경우에, 스위쳐블 3D 필터(200)를 좌측으로 1 서브 픽셀 만큼 시프트시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 액정층에 인가되는 전압으로 액정 분자들을 제어하여 스위쳐블 베리어(BAR)에서 광차단 부분과 광투과 부분의 위치를 시프트시거나, 스위쳐블 렌즈(LENTI)의 렌즈면을 시프트시킬 수 있다.

도 7은 도 5와 같은 무안경 입체 영상 표시장치의 구동 방법의 일 예로서 원본 이미지들을 분석하여 움직임 객체의 움직임 벡터를 계산하고 그 움직임 벡터를 바탕으로 새로운 이미지를 생성하는 프레임 레이트 업 컨버젼(FRUC)을 적용한 예이다. 도 7에서, 픽셀 어레이는 6×2 픽셀들로 예시되었다. "X"는 제n(n은 양의 정수) 프레임 기간(F(n))에 수신된 원본 이미지의 움직임 객체이고, "Y"는 제n+1 프레임 기간(F(n+1))에 수신된 원본 이미지의 움직임 객체이다.

도 7을 참조하면, 3D 데이터 포맷터(120)는 60Hz의 프레임 레이트로 수신된 원본 이미지 데이터들을 MEMC 알고리즘으로 분석하여 원본 이미지들 사이에 움직임 벡터를 바탕으로 생성된 이미지들(이하, "MEMC 생성 이미지"라 함)을 삽입한다.

호스트 시스템(110)으로부터 3D 데이터 포맷터(120)에 입력되는 영상 데이터의 프레임 레이트를 60Hz라 가정하여 설명하기로 한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 프레임 레이트를 2 배 체배하여 120Hz의 프레임 레이트로 원본 이미지 데이터와 MEMC 생성 이미지 데이터를 데이터 구동회로(102)에 공급하고, 2 배 체배된 프레임 레이트로 표시패널 구동부(102, 103), 스위쳐블 3D 필터(200), 및 백라이트 유닛(300)를 제어한다.

제n 프레임 기간(F(n))은 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1, SF2)으로 시분할되고 프레임 레이트가 2 배 높아진다. 마찬가지로, 제n+1 프레임 기간(F(n+1))은 제1 및 제2 서브 프레임 기간(SF1, SF2)으로 시분할되고 프레임 레이트가 2 배 높아진다. 표시패널 구동부(102, 103)는 제n 프레임 기간(F(n))의 제1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 움직임 객체(X)를 포함한 원본 이미지를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한 후에 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 MEMC 생성 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한다. 표시패널 구동부(102, 103)는 제n+1 프레임 기간(F(n+1))의 제1 서브 프레임 기간(SF1) 동안 MEMC 생성 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한 후에 제2 서브 프레임 기간(SF2) 동안 움직임 객체(Y)를 포함한 원본 이미지 데이터를 표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에 기입한다. 표시패널 구동부(102, 103)는 2 뷰(view) 시스템의 경우에, 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로 나눠이진 3D 영상 데이터를 매 서브 프레임 기간 마다 우측으로 1 서브 픽셀 만큼 시프트 시킨다.

3D 필터 구동부(210)는 매 서브 프레임 기간마다 3D 영상 데이터의 시프트 방향과 반대 방향으로 스위쳐블 3D 필터(200)를 시프트시킨다. 백라이트 구동부(310)는 픽셀 어레이(PIX)의 데이터 스캐닝 방향을 따라 백라이트 블록들을 순차적으로 발광시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 스위쳐블 3D 필터(200)를 백라이트 블록과 1:1로 대향하는 3D 필터 블록 단위로 순차적으로 시프트시킨다.

도 8은 픽셀 데이터에 동기되어 스위쳐블 렌즈(LENTI)가 시프트되는 예를 보여 주는 도면이다. 도 8과 같은 방법으로 스위쳐블 렌즈(LENTI)와 픽셀 데이터를 시프트시키는 방법으로 무안경 입체 영상 표시장치를 구동하면 도 5 내지 도 7과 같이 해상도 저하 없는 입체 영상을 구현할 수 있다.

백라이트 구동부(310)는 도 9 내지 도 10과 같이 발광면을 다수의 백라이트 블록들로 분할하고 픽셀 어레이(PIX)의 데이터 스캐닝 방향을 따라 백라이트 블록들을 순차적으로 점등시킨다. 그리고 백라이트 구동부(310)는 제n 백라이트 블록의 을 제n 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈의 시프트 기간 이내에서 소등시킨다. 여기서, 제n 백라이트 블록의 소등 구간은 제n 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈의 시프트 기간 이내이다.

스위쳐블 3D 필터(200)의 시프트 타이밍은 스캐닝 백라이트 구동 기술에서 나뉘어진 블록들의 순차 구동 타이밍에 맞추어야 한다. 이를 위하여, 스위쳐블 3D 필터(200)는 백라이트 유닛(300)의 발광면들에서 나뉘어진 블록들과 같은 형태와 개수의 3D 필터 블록들로 분할되고, 3D 필터 구동부(210)는 스위쳐블 3D 필터(200)의 시프트 타이밍을 3D 필터 블록 단위로 순차적으로 시프트시킨다. 백라이트 블록들은 픽셀 어레이의 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 시프트되면서 점등 및 소등되고, 3D 필터 블록들은 베리어나 렌즈가 시프트되도록 백라이트 블록들의 시프트 방향을 따라 순차적으로 시프트된다. 도 9 및 도 10의 예는 백라이트 유닛(300)의 발광면이 3 개의 백라이트 블록들로 분할된 예이지만 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 백라이트 유닛(300)의 발광면과 스위쳐블 3D 필터(200)는 2 개 이상의 블록들로 분할될 수 있다.

도 9는 백라이트 유닛의 발광면이 3 개의 백라이트 블록들로 분할된 예를 보여 주는 도면이다. 도 10은 도 9와 같이 백라이트 유닛의 발광면이 3 개의 백라이트 블록들로 분할된 경우에 적용되는 스캐닝 백라이트 구동 기술을 보여 주는 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 백라이트 유닛(300)의 발광면은 제1 내지 제3 백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb)로 분할된다. 스위쳐블 3D 필터(200)는 백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb)에 1:1로 대응하는 3D 필터 블록들로 분할된다. 3D 필터 블록들은 백라이트 블록들(BL1~BL6)과 동일한 형태와 동일한 개수로 분할된다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이(PIX)에는 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)로 나뉘어진 3D 영상 데이터가 표시패널(100)의 상측부터 하측으로 진행하는 스캔 방향을 따라 기입된다.

백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb)은 표시패널(100)에 기입되는 픽셀 데이터의 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 점등 및 소등한다. 백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb)의 점등 및 소등 타이밍은 픽셀 데이터의 스캔 방향을 따라 1 블록씩 순차적으로 시프트된다. 백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb) 각각은 표시패널(100)의 액정 응답 특성 곡선에서 상승 구간과 하강 구간 각각에서 소등하고, 그 사이의 액정 응답 포화 구간 내에서 점등한다.

스위쳐블 3D 필터(200)의 베리어나 렌즈는 표시패널(100)의 화면 전체에서 동영상 응답속도(MPRT)와 3D 크로스토크를 최소화하기 위하여 백라이트 블록들(BL1~BL6)의 소등 구간(BLU off 구간) 내에 시프트되어야 한다. 제n 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈는 제n 백라이트 블록의 소등 구간 내에서 시프트된다.

3D 필터 구동부(210)는 백라이트 블록들(BLt, BLc, BLb)의 소등 타이밍에 동기되어 스위쳐블 3D 필터(200)의 구동 전압을 시프트시켜 스위쳐블 3D 필터(200)의 베리어나 렌즈를 3D 필터 블록 단위로 순차적으로 시프트시킨다. 도 10에서, "BLU on 구간"은 백라이트 블록의 점등 구간이고, "RT"는 표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선이다. "Tdc"는 표시패널(100)의 상측에 위치하는 제1 픽셀 블록 대비 표시패널(100)의 중앙에 위치하는 제2 픽셀 블록의 액정 응답 시작 지연 시간이고, "Tdb"는 표시패널(100)의 제2 픽셀 블록 대비 표시패널(100)의 하측에 위치하는 제3 픽셀 블록의 액정 응답 시작 지연 시간이다. "Ton_3D_Cell"은 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선에서 상승 구간, "Toff_3D_Cell"은 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선에서 하강 구간을 각각 나타낸다. "Max{Ton_3D_cell, Toff_3D_cell}"은 스위쳐블 3D 필터(200)의 최대 액정 응답 특성 시간이다.

표시패널(100)의 액정 응답 특성과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성은 실제로 도 10과 같이 완벽하게 일치하지 않고, 도 11과 같이 상승 구간과 하강 구간에서 서로 다르다. 표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200) 간의 액정 응답 시간 차이를 고려할 때 표시패널(100)의 화면 전체에서 동영상 응답속도(MPRT)와 3D 크로스토크를 최소화하기 위해서는 아래의 조건식 (1)과 같이 스위쳐블 3D 필터(200)의 최대 액정 응답 시간이 표시패널(100)의 최대 액정 응답 시간 보다 작거나 같아야 한다.

스위쳐블 3D 필터(200)의 최대 액정 응답 시간은 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선에서 상승 구간의 액정 응답 시간과 하강 구간의 액정 응답 시간 중에서 더 긴 액정 응답 시간을 의미한다. 표시패널(100)의 최대 액정 응답 시간은 표시패널(100)의 액정 응답 특성 곡선에서 상승 구간의 액정 응답 시간과 하강 구간의 액정 응답 시간 중에서 더 긴 액정 응답 시간을 의미한다.

Max{RT_3D_On, RT_3D_Off} ≤ Max{RT_i_On, RT_i_Off} --- 조건식 (1)

여기서, "RT_3D_On"는 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선에서 액정 응답이 시작되는 상승 구간(도 11의 Ton_3D)의 액정 응답 시간이며, "RT_3D_Off"는 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 특성 곡선에서 하강 구간(도 11의 Toff_3D)의 액정 응답 시간이다. "RT_i_On"는 표시패널(100)의 액정 응답 특성 곡선에서 액정 응답이 시작되는 상승 구간(도 11의 Ton_ic)의 액정 응답 시간이며, "RT_i_Off"는 표시패널(100)의 액정 응답 특성 곡선에서 하강 구간(도 11의 Toff_ic)의 액정 응답 시간이다.

표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 시간은 액정 조성에 따라 달라지는 액정의 점탄성 특성과 인가 전압으로 조정될 수 있다. 따라서, 액정 종류와 액정 인가 전압을 조절하면 표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 시간을 조건식 (1)에 맞게 조절할 수 있다.

본 발명의 스캐닝 백라이트 구동 기술에서, 백라이트 블록들의 소등 구간 시간은 아래의 조건식 (2) 및 (3)과 같다. 입체 영상 표시장치의 제조 업체나 사용자는 동영상 응답속도(MPRT)와 휘도 중에서 더 중시하는 것을 고려하여 조건식 (2) 및 (3)를 선택하거나, 조건식 (2) 및 (3)을 모두 선택할 수 있다. 조건식 (2)는 동영상 응답속도(MPRT)를 중시하는 경우에 효과적이며, 백라이트 블록의 최대 소등 구간의 시간(BLU Off Time)을 표시패널(100)의 최대 액정 응답 시간[Max{RT_i_On, RT_i_Off}]과 실질적으로 같게 한다. 조건식 (3)은 3D 영상의 휘도를 중시하는 경우에 효과적이며, 백라이트 블록의 최소 소등 구간의 시간(BLU Off Time)을 스위쳐블 3D 필터(200)의 최대 액정 응답 시간[Max{RT_3D_On, RT_3D_Off}]과 실질적으로 같게 한다.

백라이트 점등 및 소등 구간 시간은 백라이트 구동부(310)에 인가되는 PWM(pulse width modulation) 신호의 듀티비에 따라 조절될 수 있다. 표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 시간은 액정 조성에 따라 달라지는 액정의 점탄성 특성과 인가 전압으로 조정될 수 있다. 따라서, 본 발명은 아래의 조건식 (2) 및 (3)을 충족할 수 있도록 백라이트 유닛(300)의 점등 및 소등 구간 시간과, 표시패널(100)과 스위쳐블 3D 필터(200)의 액정 응답 시간을 최적화할 수 있다.

BLU Off Time = Max{RT_i_On, RT_i_Off} --- 조건식 (2)

BLU Off Time = Max{RT_3D_On, RT_3D_Off} --- 조건식 (3)

조건식 (1)~(3)은 액정 모드, 노말리 화이트 모드(Normally white mode), 노말리 블랙 모드(Normally black mode) 등에 관계 없이 공통으로 적용 가능하다.

3D 필터 블록들 간의 동작 시작 지연 차이는 도 10에서 표시패널(100)의 블록간 액정 응답 시작 지연 시간(Tdc, Tdb)과 동일하다. 예를 들어, 제1 픽셀 블록과 대향하는 제1 3D 필터 블록 대비 제2 픽셀 블록과 대향하는 제2 3D 필터 블록의 동작 시작 지연 시간은 도 10에서 "Tdc"와 동일하다. 제2 픽셀 블록과 대향하는 제2 3D 필터 블록 대비 제3 픽셀 블록과 대향하는 제3 3D 필터 블록의 동작 시작 지연 시간은 도 10에서 "Tdb"와 동일하다.

도 12는 스위쳐블 3D 필터(200)의 제1 실시예를 보여 주는 회로도이다. 도 13은 스위쳐블 3D 필터의 제2 실시예를 보여 주는 회로도이다.

도 12를 참조하면, 셀들(C1~C6)은 분할된 하부 전극(14a, 14b), 공통전압(Vcom)이 인가되는 상부 전극(22), 및 그 전극들 사이에 배치된 액정층(18)으로 구성된다. 셀들(C1~C6)의 액정 분자들은 분할된 하부 전극(14a, 14b)에 인가되는 구동 전압(Vdrv)과 상부 전극(22)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압차에 따라 발생되는 전계에 의해 구동되어 액정 분자들로 베리어나 렌즈를 형성한다.

트랜지스터들(T1~T6)은 스위쳐블 3D 필터(200)의 하부 기판(10)에 형성된 게이트라인들(G1~G6)을 통해 인가되는 게이트펄스에 응답하여 턴-온(turn-on)되어 구동 전압(Vdrv)을 셀들(C1~C6)의 하부 전극(14a, 14b)에 공급한다. 구동 전압(Vdrv)은 스위쳐블 베리어(BAR)와 스위쳐블 렌즈(LENTI)의 구동 방식에 따라 그 전압이 적절히 선택된다.

제1 백라이트 블록(BLt)과 대응하는 제1 3D 필터 블록에 세 개의 셀들과 세 개의 TFT들이 형성되고, 제2 백라이트 블록(BLc)과 대응하는 제2 3D 필터 블록에 세 개의 셀들과 세 개의 TFT들이 형성된 예를 가정하여 스위쳐블 3D 필터의 블록 분할 구동 방법을 설명하기로 한다.

제1 3D 필터 블록은 제1 내지 제3 셀들(C1~C3)과, 그 셀들(C1~C3)에 연결된 제1 내지 제3 TFT들(T1~T3)을 포함한다.

제1 내지 제3 셀들(C1~C3)은 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 내에서 베리어나 렌즈를 시프트시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 구동전압 공급라인에 구동전압(Vdrv)을 공급하고, 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 내에서 제1 내지 제3 셀들(C1~C3)에 의해 생성된 베리어나 렌즈가 시프트되도록 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 동안 제1 내지 제3 게이트라인들(G1~G3)에 게이트펄스들을 순차적으로 공급한다. 제1 내지 제3 TFT들(T1~T3)은 제1 내지 제3 게이트라인들(G1~G3)로부터의 게이트펄스에 응답하여 제1 내지 제3 셀들(C1~C3)에 인가되는 구동전압(Vdrv)을 시프트시킨다.

제1 TFT(T1)는 제1 게이트라인(G1)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제1 셀(C1)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제1 TFT(T1)의 게이트전극은 제1 게이트라인(G1)에 접속된다. 제1 TFT(T1)의 드레인전극은 구동전압(Vdrv)이 인가되는 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제1 셀(C1)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제2 TFT(T2)는 제2 게이트라인(G2)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제2 셀(C2)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제2 TFT(T2)의 게이트전극은 제2 게이트라인(G2)에 접속된다. 제2 TFT(T2)의 드레인전극은 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제2 셀(C2)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제3 TFT(T3)는 제3 게이트라인(G3)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제3 셀(C3)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제3 TFT(T3)의 게이트전극은 제3 게이트라인(G3)에 접속된다. 제3 TFT(T3)의 드레인전극은 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제3 셀(C3)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제2 3D 필터 블록은 제1 3D 필터 블록이 시프트된 후에, 제2 백라이트 블록의 소등 구간에 동기되어 시프트된다. 제2 3D 필터 블록은 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)과, 그 셀들(C4~C6)에 연결된 제4 내지 제6 TFT들(T4~T6)을 포함한다.

제4 내지 제6 셀들(C4~C6)은 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 베리어나 렌즈를 시프트시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)에 의해 생성된 베리어나 렌즈가 시프트되도록 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 제4 내지 제6 게이트라인들(G4~G6)에 게이트펄스들을 순차적으로 공급한다. 제4 내지 제6 TFT들(T4~T6)은 제4 내지 제6 게이트라인들(G4~G6)로부터의 게이트펄스에 응답하여 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)에 인가되는 구동전압(Vdrv)을 시프트시킨다.

제4 TFT(T4)는 제4 게이트라인(G4)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제4 셀(C4)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제4 TFT(T4)의 게이트전극은 제4 게이트라인(G4)에 접속된다. 제4 TFT(T4)의 드레인전극은 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제4 셀(C4)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제5 TFT(T5)는 제5 게이트라인(G5)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제5 셀(C5)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제5 TFT(T5)의 게이트전극은 제5 게이트라인(G5)에 접속된다. 제5 TFT(T5)의 드레인전극은 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제5 셀(C5)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제6 TFT(T6)는 제6 게이트라인(G6)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 제6 셀(C6)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제6 TFT(T6)의 게이트전극은 제6 게이트인(G6)에 접속된다. 제6 TFT(T6)의 드레인전극은 구동전압 공급라인에 접속되고, 그 소스전극은 제6 셀(C6)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

도 13을 참조하면, 셀들(C1~C6)은 분할된 하부 전극(14), 공통전압(Vcom)이 인가되는 상부 전극(22), 및 그 전극들 사이에 배치된 액정층(18)으로 구성된다. 셀들(C1~C6)의 액정 분자들은 분할된 하부 전극(14a, 14b)에 인가되는 구동 전압(Vdrv)과 상부 전극(22)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압차에 따라 발생되는 전계에 의해 구동되어 액정 분자들로 베리어나 렌즈를 형성한다.

다이오드들(D1~D6)은 스위쳐블 3D 필터(200)의 하부 기판(10)에 형성된 애노드라인들(A1~A6)을 통해 인가되는 구동전압(Vdrv)에 따라 턴-온되고 그 구동전압(Vdrv)을 셀들(C1~C6)의 하부 전극(14a, 14b)에 공급한다. 구동 전압(Vdrv)은 스위쳐블 베리어(BAR)와 스위쳐블 렌즈(LENTI)의 구동 방식에 따라 그 전압이 적절히 선택된다.

제1 백라이트 블록(BLt)과 대응하는 제1 3D 필터 블록에 세 개의 셀들과 세 개의 다이오드들이 형성되고, 제2 백라이트 블록(BLc)과 대응하는 제2 3D 필터 블록에 세 개의 셀들과 세 개의 다이오드들이 형성된 예를 가정하여 스위쳐블 3D 필터의 블록 분할 구동 방법을 설명하기로 한다.

제1 3D 필터 블록은 제1 내지 제3 셀들(C1~C3)과, 그 셀들(C1~C3)에 연결된 제1 내지 제3 다이오드들(D1~D3)을 포함한다.

제1 내지 제3 셀들(C1~C3)은 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 내에서 베리어나 렌즈를 시프트시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 내에서 베리어나 렌즈가 시프트되도록 제1 백라이트 블록(BLt)의 소등 구간 내에서 제1 내지 제3 애노드라인들(A1~A3)에 구동전압(Vdrv)을 순차적으로 공급한다. 제1 내지 제3 다이오드들(D1~D3)은 제1 내지 제3 애노드라인들(A1~A3)로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 순차적으로 턴-온되어 그 구동전압(Vdrv)을 제1 내지 제3 셀들(C1~C3)에 공급한다.

제1 다이오드(D1)는 제1 애노드라인(A1)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제1 셀(C1)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제1 다이오드(D1)의 애노드는 제1 애노드라인(A1)에 접속된다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드는 제1 셀(C1)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제2 다이오드(D2)는 제2 애노드라인(A2)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제2 셀(C2)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제2 다이오드(D2)의 애노드는 제2 애노드라인(A2)에 접속된다. 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 제2 셀(C2)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제3 다이오드(D3)는 제3 애노드라인(A3)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제3 셀(C3)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제3 다이오드(D3)의 애노드는 제3 애노드라인(A3)에 접속된다. 제3 다이오드(D3)의 캐소드는 제3 셀(C3)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제2 3D 필터 블록은 제1 3D 필터 블록이 시프트된 후에, 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 시프트된다. 제2 3D 필터 블록은 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)과, 그 셀들(C4~C6)에 연결된 제4 내지 제6 다이오드들(D4~D6)을 포함한다.

제4 내지 제6 셀들(C4~C6)은 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 베리어나 렌즈를 시프트시킨다. 3D 필터 구동부(210)는 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)에 의해 생성된 베리어나 렌즈가 시프트되도록 제2 백라이트 블록(BLc)의 소등 구간 내에서 제4 내지 제6 애노드라인들(A4~A6)에 구동전압(Vdrv)을 순차적으로 공급한다. 제4 내지 제6 다이오드들(D4~D6)은 제4 내지 제6 애노드라인들(A4~A6)로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 순차적으로 턴-온되어 그 구동전압(Vdrv)을 제4 내지 제6 셀들(C4~C6)에 공급한다.

제4 다이오드(D4)는 제4 애노드라인(A4)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제4 셀(C4)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제4 다이오드(D4)의 애노드는 제4 애노드라인(A4)에 접속된다. 제4 다이오드(D4)의 캐소드는 제4 셀(C4)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제5 다이오드(D5)는 제5 애노드라인(A5)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제5 셀(C5)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제5 다이오드(D5)의 애노드는 제5 애노드라인(A5)에 접속된다. 제5 다이오드(D5)의 캐소드는 제5 셀(C5)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

제6 다이오드(D6)는 제6 애노드라인(A6)으로부터의 구동전압(Vdrv)에 응답하여 제6 셀(C6)에 구동전압(Vdrv)을 공급한다. 제6 다이오드(D6)의 애노드는 제6 애노드라인(A6)에 접속된다. 제6 다이오드(D6)의 캐소드는 제6 셀(C6)의 하부 전극(14a, 14b)에 접속된다.

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.

100 : 표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러
102 : 데이터 구동회로 103 : 게이트 구동회로
110 : 호스트 시스템 120 : 3D 데이터 포맷터
200 : 스위쳐블 3D 필터 210 : 3D 필터 구동부
300 : 백라이트 유닛 310 : 백라이트 구동부
LENTI : 스위쳐블 렌즈 BAR : 스위쳐블 베리어
C1~C6 : 스위쳐블 3D 필터의 셀 T1~T6 : 트랜지스터
D1~D6 : 다이오드

Claims (5)

1. 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널;
   상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛;
   상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 백라이트 구동부;
   상기 3D 영상 데이터의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 광축을 분리하기 위한 베리어나 렌즈를 형성하는 스위쳐블 3D 필터; 및
   상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 스위쳐블 3D 필터 내에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 3D 필터 구동부를 포함하고,
   상기 백라이트 유닛의 발광면은 다수의 백라이트 블록들로 분할되고, 상기 백라이트 블록들은 상기 표시패널의 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 점등 및 소등되고,
   상기 스위쳐블 3D 필터는 상기 백라이트 블록들과 대응하는 다수의 3D 필터 블록들로 분할되고, 상기 3D 필터 블록들은 베리어나 렌즈를 순차적으로 시프트하고,
   제n(n은 양의 정수) 백라이트 블록의 소등 기간은 제n 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈의 시프트 기간 이내인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위쳐블 3D 필터의 최대 액정 응답 시간은 상기 표시패널의 최대 액정 응답 시간 보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 백라이트 블록 각각의 최대 소등 구간의 시간은 상기 표시패널의 최대 액정 응답 시간과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 백라이트 블록 각각의 최소 소등 구간의 시간은 상기 스위쳐블 3D 필터의 최대 액정 응답 시간과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
5. 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널, 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛, 및 상기 3D 영상 데이터의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 광축을 분리하기 위한 베리어나 렌즈를 형성하는 스위쳐블 3D 필터를 포함하는 입체 영상 표시장치의 제어 방법에 있어서,
   상기 표시패널에 기입되는 상기 3D 영상 데이터의 스캐닝 방향을 따라 상기 백라이트 유닛의 광원들을 순차적으로 구동하는 단계; 및
   상기 스위쳐블 3D 필터를 전기적으로 제어하여 상기 3D 필터에 베리어나 렌즈를 형성하고 그 베리어나 렌즈를 시프트시키는 단계를 포함하고,
   상기 백라이트 유닛의 발광면은 다수의 백라이트 블록들로 분할되고, 상기 백라이트 블록들은 상기 표시패널의 데이터 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 점등 및 소등되고,
   상기 스위쳐블 3D 필터는 상기 백라이트 블록들과 대응하는 다수의 3D 필터 블록들로 분할되고, 상기 3D 필터 블록들은 베리어나 렌즈를 순차적으로 시프트되고,
   제n(n은 양의 정수) 3D 필터 블록에 형성된 베리어나 렌즈는 제n 백라이트 블록의 소등 기간 내에 시프트되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 제어 방법.

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