KR20160083214A - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 입체영상 표시장치는 제1 게이트라인 내지 제m 게이트라인의 제1 영역과, 제m+1 게이트라인 내지 제n 게이트라인의 제2 영역을 포함하는 다수의 게이트 라인 및 다수의 소스 라인을 포함하는 표시부와, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부와, 상기 게이트 신호에 따라 상기 게이트 라인에 연결된 화소에 프레임 단위로 영상 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부와, 상기 게이트 신호의 구동 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 포함할 수 있다. 신호 제어부는 상기 제1 프레임 동안 제1 영역의 게이트라인들과, 제2 영역의 게이트 라인들에 게이트 신호를 순차적으로 교번하여 공급할 수 있다.
실시예는 영상의 구동 방식을 상하로 교번하여 공급함으로써, 블랙 영상의 듀티를 줄여 휘도 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY APPARATUS}
실시예는 휘도를 향상시키기 위한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 영상표시 기술에서는 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안시차(Binocular Parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 바춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상"이라 지칭함)과 우안에 비춰지는 영상(이하 "우안 영상"이라 지칭함)이 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(Depth Perception)을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.
입체영상 표시장치는 양안시차를 이용하는 것으로, 셔터 글래스(Shutter Glasses), 편광 안경(Polarized Glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식(Stereoscopic) 방법과, 안경을 이용하지 않고 표시장치의 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens), 패럴랙스 베리어(Parallax Barrier) 등을 배치하는 비안경식(Autostereoscopic) 방법이 있다.
셔터 글래스 방식은 입체영상 표시장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 연속적으로 출력되고, 셔터 글래스의 좌안 셔터와 우안 셔터가 선택적으로 개폐됨으로써 입체 영상이 표현되는 방법이다.
이러한 셔터 글래스 방식은 좌안 영상과 우안 영상이 순차적으로 인가되어 순차적으로 발광되며, 좌안 영상과 우안 영상 사이에 블랙 영상이 인입되어 영상을 표시하고 있다.
하지만, 종래 셔터 글래스 방식은 좌안 영상과 우안 영상이 게이트 라인을 통해 일정 시간을 유지하도록 순차적으로 인가됨으로써, 블랙 영상의 인입되는 시간이 늘어나게 되고, 이로부터 영상의 휘도 저하 및 플리커 현상이 발생되는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 휘도 저하를 방지하기 위한 입체영상 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 제1 게이트라인 내지 제m 게이트라인의 제1 영역과, 제m+1 게이트라인 내지 제n 게이트라인의 제2 영역을 포함하는 다수의 게이트 라인 및 다수의 소스 라인을 포함하는 표시부와, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부와, 상기 게이트 신호에 따라 상기 게이트 라인에 연결된 화소에 프레임 단위로 영상 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부와, 상기 게이트 신호의 구동 타이밍을 제어하는 신호 제어부를 포함할 수 있다. 신호 제어부는 상기 제1 프레임 동안 제1 영역의 게이트라인들과, 제2 영역의 게이트 라인들에 게이트 신호를 순차적으로 교번하여 공급할 수 있다.
실시예는 영상의 구동 방식을 상하로 교번하여 공급함으로써, 블랙 영상의 듀티를 줄여 휘도 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 화소를 나타낸 회로도이다.
도 3은 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 게이트 신호의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 영상을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 휘도 값을 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이고, 도 2는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 화소를 나타낸 회로도이고, 도 3은 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 게이트 신호의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 4는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 영상을 나타낸 도면이고, 도 5는 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 휘도 값을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 제1 게이트라인 내지 제m 게이트라인의 제1 영역과, 제m+1 게이트라인 내지 제n 게이트라인의 제2 영역을 포함하는 다수의 게이트 라인 및 다수의 소스 라인을 포함하는 표시부(100)와, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부(200)와, 상기 게이트 신호에 따라 상기 게이트 라인에 연결된 화소에 1프레임 단위로 영상 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부(300)와, 상기 게이트 신호의 구동 타이밍을 제어하는 신호 제어부(400)를 포함할 수 있다.
표시부(100)는 복수의 게이트 라인(S1~Sn), 복수의 데이터 라인(D1~Dk), 및 복수의 신호선(S1~Sn, D1~Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열되는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 게이트 라인(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 복수의 데이터 라인(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다. 복수의 게이트 라인(S1~Sn)은 게이트 구동부(200)에 연결되고, 복수의 데이터 라인(D1~Dm)은 데이터 구동부(300)에 연결된다. 표시부(100)의 복수의 화소(PX)는 외부로부터 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)을 공급받는다. 여기서, 게이트 라인은 제1 게이트라인 내지 제n 게이트 라인을 포함할 수 있다. 제1 게이트라인부터 제m 게이트라인까지 제1 영역이라 지칭할 수 있으며, 제m+1 게이트라인부터 제n 게이트라인까지 제2 영역이라 지칭할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시 장치의 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(10)를 포함한다. 화소 회로(10)는 스위칭 트랜지스터(M1), 구동 트랜지스터(M2) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.
화소 회로(10)가 2개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 유기발광 표시 장치의 화소 회로는 다양하게 구성되어 동작할 수 있으며, 본 발명에 따른 입체영상 표시 장치는 화소 회로의 구성에 제한되지 않는다.
스위칭 트랜지스터(M1)는 게이트 라인(S)에 연결되는 게이트 전극, 데이터 라인(D)에 연결되는 일단 및 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함한다.
구동 트랜지스터(M2)는 스위칭 트랜지스터(M1)의 타단에 연결되는 게이트 전극, 제1 전원(ELVDD)에 연결되는 일단 및 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 타단을 포함한다.
유지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M2)의 게이트전극에 연결되는 일단 및 구동 트랜지스터(M2)의 일단에 연결되는 타단을 포함한다. 유지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴-오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)의 타단에 연결되는 애노드 전극 및 제2 전원(ELVSS)에 연결되는 캐소드 전극을 포함한다.
스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 이때, 스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2)를 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 로우 레벨 전압이고 턴-오프시키는 게이트 오프 전압은 논리 하이 레벨 전압이다.
여기서는 p-채널 전계 효과 트랜지스터를 나타내었으나, 스위칭 트랜지스터(M1) 및 구동 트랜지스터(M2) 중 적어도 어느 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있으며, 이때 n-채널 전계 효과 트랜지스터를 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 하이 레벨 전압이고 턴-오프시키는 게이트 오프 전압은 논리 로우 레벨 전압이다.
게이트 라인(S)으로 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 스위칭 트랜지스터(M1)는 턴-온되고, 데이터 라인(D)으로 인가되는 데이터 신호는 턴-온된 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 유지 커패시터(Cst)의 일단으로 인가되어 유지 커패시터(Cst)를 충전시킨다. 구동 트랜지스터(M2)는 유지 커패시터(Cst)에 충전된 전압값에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다. 제1 전원(ELVDD)으로부터 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 흐르는 전류가 유기발광 다이오드(OLED)로 흐른다. 유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 흐르는 전류량에 대응하는 빛을 생성한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이 경우에 일부 유기발광 다이오드(OLED)는 백색의 빛을 낼 수 있으며 이렇게 하면 휘도가 높아진다. 이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기발광 다이오드(OLED)가 백색의 빛을 낼 수 있으며, 일부 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
게이트 구동부(200)는 복수의 게이트 라인(S1~Sn)에 연결되고, 게이트 제어신호(CONT1)에 따라 스위칭 트랜지스터를 턴-온(turn on)시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴-오프(turn off)시키는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 복수의 게이트 라인(S1~Sn)에 인가한다. 게이트 구동부(200)는 복수의 화소(PX)에 데이터 신호가 인가되도록 게이트 신호를 복수의 게이트 라인(S1~Sn)에 인가한다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터 라인(D1~Dm)에 연결되고, 영상 데이터 신호(DAT)에 따른 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(300)는 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 선택한 계조 전압을 데이터 신호로서 복수의 데이터 라인(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 신호는 좌안영상을 표시하기 위한 좌안영상 데이터 및 우안영상을 표시하기 위한 우안영상 데이터를 포함한다. 데이터 구동부(300)는 좌안영상을 표시하기 위한 좌안영상 데이터 및 우안영상을 표시하기 위한 우안영상 데이터를 프레임 단위 교대 방식으로 복수의 데이터 라인(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(300)는 프레임 단위로 영상신호 즉, 좌안영상 데이터 및 우안영상 데이터를 제공하게 된다.
신호 제어부(400)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(400)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시부(100) 및 데이터 구동부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 신호 제어부(400)는 게이트 제어신호(CONT1)를 게이트 구동부(200)에 전달한다. 신호 제어부(400)는 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(300)에 전달한다. 영상 데이터 신호(DAT)는 좌안영상 데이터 신호 및 우안영상 데이터 신호를 포함한다.
신호 제어부(400)는 1프레임 동안 게이트 제1 영역(1A)의 게이트 라인들(S)과, 제2 영역(2A)의 게이트 라인(L)들에 게이트 신호를 순차적으로 교번하여 공급하도록 게이트 구동부(200)를 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 제1 게이트라인(S1)으로부터 제m 게이트라인(Sm)으로 순차적으로 게이트 신호를 제공할 수 있으며, 제2 영역(2A)의 제n 게이트라인(Sn)으로부터 제m+1 게이트라인(Sm+1)으로 순차적으로 게이트 신호를 제공할 수 있다.
예컨대, 신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 제1 게이트라인(S1)과 제2 게이트라인(S2)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 이어서, 신호 제어부(400)는 제2 영역(2A)의 제n 게이트라인(Sn)과 제n-1 게이트라인(Sn-1)에 신호를 동시에 공급할 수 있다.
이어서, 신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 제3 게이트라인(S3)과 제4 게이트라인(S4)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 이어서, 신호 제어부(400)는 제2 영역(2A)의 제n-2 게이트라인(Sn-1)과 제n-3 게이트라인(Sn-3)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다.
위와 마찬가지로, 신호 제어부(400)는 나머지 제1 영역(1A)의 게이트라인(S)들과, 제2 영역(2A)의 게이트라인(S)들에 게이트 신호를 공급할 수 있게 된다.
게이트 라인(S)에 마지막 게이트 신호가 공급되는 동안 나머지 게이트 라인(S)에도 게이트 신호가 연속적으로 공급될 수 있다.
이때, 게이트 신호에 공급되는 시간의 차이에 의해 휘도 및 플리커가 발생될 수 있다. 이를 해결하기 위해 신호 제어부(400)는 제2 프레임동안 제1 프레임과 반대의 파형으로 게이트 라인들에 게이트 신호를 제공할 수 있다.
신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 게이트라인들(S)과, 제2 영역(2A)의 게이트라인들(S)에 게이트 신호를 순차적으로 교번하여 공급할 수 있다. 다시 말해, 신호 제어부(400)는 제2 프레임 동안 제m 게이트라인(Sm)으로부터 제1 게이트라인(S1)으로 순차적으로 게이트 신호를 인가할 수 있으며, 제m+1 게이트라인(Sm+1)으로부터 제n 게이트라인(Sn)으로 순차적으로 게이트 신호를 제공할 수 있다.
예컨대, 신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 제m 게이트라인(Sm)과 제m+1 게이트라인(Sm+1)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 이어서, 신호 제어부(400)는 제2 영역(2A)의 제m+2 게이트라인(Sm+2)과 제m+3 게이트라인(Sm+3)에 신호를 동시에 공급할 수 있다.
이어서, 신호 제어부(400)는 제1 영역(1A)의 제m-1 게이트라인(Sm-1)과 제m-2 게이트라인(Sm-2)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 이어서, 신호 제어부(400)는 제2 영역(2A)의 제m+3 게이트라인(Sm+3)과 제m+4 게이트라인(Sm+4)에 동시에 게이트 신호를 제공할 수 있다.
위와 마찬가지로, 신호 제어부(400)는 나머지 제1 영역(1A)의 게이트라인들과, 제2 영역(2A)의 게이트라인들에 게이트 신호를 공급할 수 있게 된다.
게이트 라인에 마지막 게이트 신호가 공급되는 동안 나머지 게이트 라인에도 게이트 신호가 연속적으로 공급될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 1프레임 기간 동안에는 제1 영역의 게이트라인들과 제2 영역의 게이트라인들을 교번하여 게이트 신호를 인가하고, 2프레임 기간 동안에는 제1 프레임 기간과 반대의 파형으로 제1 영역의 게이트 라인들과 제2 영역의 게이트라인들을 교번하여 게이트 신호를 인가하게 되면, 영상이 상하 방식으로 구동될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 입체영상 표시장치 휘도는 65%이고, 종래 입체영상 표시장치의 휘도는 43%를 나타내고 있음을 알 수 있다. 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 휘도는 종래와 대비하여 150% 이상 증가한 것을 알 수 있다. 이와 함께 플리커가 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시부 200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부 400: 신호 제어부

Claims (5)

  1. 제1 게이트라인 내지 제m 게이트라인의 제1 영역과, 제m+1 게이트라인 내지 제n 게이트라인의 제2 영역을 포함하는 다수의 게이트 라인 및 다수의 소스 라인을 포함하는 표시부;
    상기 게이트 라인에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부;
    상기 게이트 신호에 따라 상기 게이트 라인에 연결된 화소에 프레임 단위로 영상 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 게이트 신호의 구동 타이밍을 제어하는 신호 제어부;를 포함하고,
    상기 신호 제어부는 상기 제1 프레임 동안 제1 영역의 게이트라인들과, 제2 영역의 게이트 라인들에 게이트 신호를 순차적으로 교번하여 공급하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 게이트 라인으로부터 제m 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 인가하며, 제n 게이트 라인으로부터 제m+1 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 제공하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제2 프레임 동안 상기 제m 게이트라인으로부터 제1 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 제공하며, 제m+1 게이트 라인으로부터 제n 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호를 제공하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이트 신호는 서로 인접하는 게이트 라인에 동시에 제공되는 입체영상 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 신호는 프레임 단위로 좌안 영상 및 우안 영상을 반복적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
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