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KR100623726B1 - 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치 및 그의 구동방법 Download PDF

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KR100623726B1
KR100623726B1 KR1020050014711A KR20050014711A KR100623726B1 KR 100623726 B1 KR100623726 B1 KR 100623726B1 KR 1020050014711 A KR1020050014711 A KR 1020050014711A KR 20050014711 A KR20050014711 A KR 20050014711A KR 100623726 B1 KR100623726 B1 KR 100623726B1
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KR
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electro
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오은정
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

고해상도를 얻을 수 있는 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치에 관하여 개시한다. 본 발명은 구동부에서 액정표시패널에 좌안영상과 우안영상을 시분할적으로 인가하고, 전기광학(electric-optic)소자를 이용하여 공간 분리할 뿐만 아니라, 1 프레임을 적어도 2 개의 서브 프레임으로 분할하여 각 서브 프레임에서 레드, 그린, 블루를 발광시킨다. 따라서, 하나의 화소로 좌안/우안 영상을 시분할적으로 디스플레이하기 때문에 종래의 입체영상 액정 표시 장치 보다 3배 이상의 해상도를 가지는 효과가 있다.
입체영상, 필드순차구동방식, 액정 표시 장치.

Description

필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치 및 그의 구동방법{Stereopsis Liquid Crystal Display Device in Field-Sequential Driving and Method of Driving the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치의 전기광학 프리즘을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 우안 영상 데이터가 시청자에게 전달되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 5는 좌안 영상 데이터가 시청자에게 전달되는 경로를 나타내는 도면이다.
본 발명은 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 좌안영상과 우안영상을 시분할 및 전기 광학(electric-optic)소자를 이용하여 공간 분리할 뿐만아니라, 필드순차 구동방식을 적용함으로써 고해상도를 얻을 수 있는 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치에 관한것이다.
일반적으로 입체 영상 디스플레이는 디스플레이 되는 영상을 사용자가 3차원으로 인식하도록 만드는 것으로서, 통상 3차원 입체영상의 인식은 사용자의 좌안(左眼)과 우안(右眼)이 보이는 미소한 영상 차이에 의해서 느껴지게 된다.
이러한 원리에 따라 여러가지 방식의 입체 영상 디스플레이가 연구 개발 중에 있는바, 상기한 입체영상 디스플레이의 종류에는 입체영상의 디스플레이를 위한 데이터 정보의 형태에 따라 크게 스테레오스코픽 디스플레이(Stereoscopic Display), 발루메트릭 디스플레이(Volumetric Display), 홀로그래픽 디스플레이(Holographic Display)가 있다.
이중에서 상기 스테레오스코픽 방식의 입체영상 디스플레이 장치는 주로 좌안과 우안에 입사되는 화상에 약간의 공간적 차이를 발생시켜 양안(兩眼)으로 입사된 서로 다른 두 빛이 눈 주변 근육의 조절로 인하여 망막에 적절히 맺혀 하나으 입체영상을 인식할 수 있도록 하는 방식이다. 이러한 방식의 입체영상 디스플레이 장치의 일례로, 미국특허 제 5,774,262호에는 액정표시장치에서 디스플레이되는 좌안 및 우안 영상을 프리즘을 이용하여 분리하는 디스플레이 장치가 개시되어 있다. 그러나, 상기한 구성의 스테레오스코픽 방식 입체영상 디스플레이 장치는 우안영상과 좌안영상이 혼합된 이미지를 액정표시패널에 동시에 디스플레이 해야하므로, 상기 이미지를 보는 시청자가 느끼게 되는 해상도는 절반이하로 저하되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 국내특허공개 제2003-0075321호에서는 좌안과 우안으 영상을 시분할 방식 및 전기광학소자를 이용하여 분리함으로써 해상도 저하를 방지하는 입체영상 디스플레이 장치가 개시되어 있다. 상기 국내공개특허의 경우 종래의 칼라필터를 사용하는 2차원 영상표시장치와 동일한 해상도를 가진다. 그러나, 최근 영상 입체영상 디스플레이 장치의 소형화 추세와 동영상 보급에 따라 상기 국내공개특허에 개시된 입체영상 디스플레이 장치 보다 더 고해상도의 신규한 입체영상 디스플레이 장치 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고해상도를 가지기 위한 필드순차 구동방식을 적용한 입체영상 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 다수의 화소로 구성되고, 1 프레임을 적어도 2개의 서브 프레임으로 분할하여 상기 각 서브 프레임에서 좌안영상과 우안영상을 시분할적으로 디스플레이하기 위한 액정 표시 패널; 상기 다수의 화소를 선택하고, 선택된 상기 화소에 상기 좌안영상 데이터 및 상기 우안영상 데이터를 시분할적으로 인가하기 위한 구동부; 상기 액정 표시 패널에 소정 의 빛을 조사하기 위한 백라이트; 상기 백라이트의 발광을 제어하기 위한 광원 제어기; 상기 액정 표시 패널의 영상 표시면에 부착되고, 상기 좌안영상 또는 상기 우안영상을 공간적으로 분할시키기 위한 전기광학 프리즘; 상기 액정 표시 패널의 시분할 타이밍과 상기 전기광학 프리즘의 온/오프 동작을 동기시키기 위한 싱크로나이저; 상기 싱크로나이저로부터의 동기 신호를 입력받아 상기 좌안영상 데이터 또는 상기 우안영상 데이터중 어느 한쪽을 굴절시키기 위해 상기 전기광학 프리즘에 일정 전압을 인가하기 위한 파형발생기; 상기 전기광학 프리즘을 투과한 좌안 또는 우안 영상을 시청자의 좌안 또는 우안으로 집속하기 위한 집속렌즈; 및 상기 백라이트부, 상기 구동부 및 상기 싱크로나이저의 동작을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함한다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치의 구동방법은 입체 영상을 디스플레이 하는 액정 표시 패널과 상기 액정 표시 패널에 소정의 빛을 인가하는 백라이트 및 상기 입체 영상을 굴절시키기 위한 전기광학 프리즘을 포함하는 액정 표시 장치의 구동방법에 있어서,
1 프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하며, 제 1 서브 프레임에서 액정 표시 패널에 좌안영상 데이터 및 우안영상 데이터를 시분할적으로 인가하는 제 1 단계; 상기 제 1 서브 프레임에서 상기 백라이트는 소정의 빛을 발광하는 제 2 단계; 상기 제 1 서브 프레임에서 상기 액정 표시 패널에서 출력되는 상기 좌안영상 데이터 또는 상기 우안영상 데이터를 굴절시키기 위하여 상기 전기광학 프리즘에 일정전압을 인가하는 제 3 단계; 및 제 2 및 제 3 서브 프레임에서 상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하는 제 4 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(10), 구동부(20), 백라이트(30), 광원 제어기(40), 타이밍 컨트롤러(50), 전기 광학 프리즘(60), 싱크로나이즈(70), 파형발생기(80) 및 집속렌즈(90)로 구성된다.
액정 표시 패널(10)은 입체영상인 시분할된 좌안 영상 데이터(Dl)와 우안 영상 데이터(Dr)를 인가받아 해당 화소에 디스플레이 한다.
구동부(20)는 상기 액정 표시 패널(10)을 통해 좌안 영상 데이터(Dl) 및 우안 영상 데이터(Dr)가 시분할된 상태로 디스플레이 되도록 상기 액정 표시 패널(10)의 스캔라인(미도시)과 데이터라인(미도시)에 스캔신호를 인가하는 스캔드라이버(미도시) 및 시분할된 좌안/우안 영상 데이터(Dl,Dr)를 순차적으로 인가하는 소스 드라이버(미도시)로 구성된다. 또한, 필드순차 구동방식의 경우 이전 프레임 또는 이전 데이터가 현재 프레임 또는 현재 데이터에 영향을 미치기 때문에 각 영상 데이터가 인가되는 초기에 액정을 리셋(reset)시키기 위한 리셋구간에는 데이터를 인가하지 않는다. 리셋이란 액정의 광투과율이 실질적인 0(블랙상태) 또는 100(화이트상태)인것을 의미한다.
백라이트(30)는 적어도 하나의 발광다이오드(LED) 예를들어, 레드 발광다이오드(RLED), 그린 발광다이오드(GLED) 및 블루 발광다이오드(BLED)로 구성되어, 1 프레임동안 적어도 2개의 서브 프레임으로 분할된 서브 프레임에서 상기 액정 표시 패널(10)에 인가되는 시분할된 좌안 영상 데이터(Dl) 및 우안 영상 데이터(Dr)에 동기되어 순차적으로 또는 동시에 발광한다. 본 발명의 실시예에서는 백라이트(30)가 R, G, B 발광다이오드(RLED, GLED, BLED)로만 구성되었으나, R, G, B 발광다이오드와 W(white) 색을 방출하는 W 발광다이오드(WLED)로 구성될 수도 있다.
광원 제어기(40)는 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드 발광다이오드(RLED), 그린 발광다이오드(GLED) 및 블루 발광다이오드(BLED)가 순차적으로 해당 서브 프레임에서 발광하도록 제어한다.
본 발명의 실시예의 경우 필드순차 구동방식을 사용하기 때문에 한 프레임은 적어도 2개의 서브 프레임 예를들어, 레드 서브 프레임, 그린 서브 프레임, 블루 서브 프레임으로 나누어지며, 하나의 서브 프레임에서 좌안/우안 영상 데이터(Dl,Dr)가 시분할되어 상기 액정 표시 패널(10)에 인가된다. 즉, 하나의 프레임에서 좌안/우안 영상 데이터(Dl, Dr) 및 R, G, B 광이 순차적으로 한 화소에 인가된다.(도 1에서는 DlB→DrB →DlG →DrG →DlR →DrR 순으로 발광함) 따라서, 종래의 국내공개특허 개시된 디스플레이보다 3배의 해상도를 가질 수 있다. 후술하는 도 3의 동작 타이밍도를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
타이밍 제어기(50)는 상기 구동부(20), 상기 광원 제어기(40) 및 후술할 싱크로나이저(70)가 각 서브 프레임에서 서로 동기되어 정상적인 동작을 하도록 제어 신호를 인가한다.
전기 광학 프리즘(60)은 상기 액정 표시 패널(10)의 영상표시면에 부착되어 좌안 또는 우안 영상을 굴절시킨다. 전기 광학 프리즘(60)에 대하여 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치의 전기광학 프리즘을 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 전기광학 프리즘(60)은 내면에 톱니부가 형성된 투명재질의 상판(61) 및 이 상판(61)에 대향 배치되는 하판(63)과, 상판(61) 및 하판(63)의 사이 공간에 주입되는 전기광학 물질(65)과, 상판(61) 및 하판(63)의 외면에 형성되어 전기광학 물질(65)에 전압을 인가하는 투명 도전막(67)으로 이루어진다.
상기 전기광학 프리즘(60)은 전기광학 물질(65)의 굴절류 변화량과 톱니부의 기울어진 각도(θ), 및 시청거리를 고려하여 설계한다. 통상적으로 상기 시청거리는 전기광학 프리즘(60)의 전방에 설치되는 집속렌즈(90)의 초점거리와 동일하게 설정하는데, 시청거리가 1m인 경우 좌안 영상 데이터(Dl)와 우안 영상 데이터(Dr)가 63mm(양안의 평균거리)정도 떨어져야 하므로, 굴절률 변화량과 톱니부의 기울기(θ)는 시청거리를 고려하여 설정해야한다. 즉, 시청거리가 가까울수록 전기광학 프리즘(60)에 의해 꺽이는 각도가 커져야 하기 때문에 굴절률 변화량이 큰 전기광학 물질을 사용하던가, 아니면 전기광학 프리즘의 톱니부 기울기(θ)를 크게 설정해야 하고, 시청거리가 멀어질수록 굴절률 변화량이 작은 전기광학 물질을 사용하던가, 아니면 상기 톱니부 기울기(θ)를 작게 설정해야 한다. 이때, 전기광학 물질 (65)은 네마틱 액정, NH4H2PO4, LiNbO3 등이 사용가능한데, 상기 물질 중 전압인가시 굴절률 변화량이 큰 네마틱 액정을 사용하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 전기광학 물질(65)의 두께는 수 내지 수십㎛가 적당하다.
다시 도 1을 참조하면, 싱트로나이즈(syncronizer:70)는 상기 타이밍 컨트롤러(50)의 제어신호를 인가받아 상기 액정 표시 패널(10)의 좌안/우안 영상 데이터(Dl,Dr)의 시분할 타이밍과 상기 전기 광학 프리즘(60)의 온/오프 동작을 동기시킨다.
파형 발생기(80)는 상기 싱크로나이즈(70)로 부터의 동기신호(S)를 인가받아 좌안 또는 우안 영상 데이터(Dl, Dr) 중 어느 한쪽의 영상만 굴절시켜 상기 좌안 또는 우안 영상이 공간적으로 분할 되도록 전기적 신호(S')를 전기광학 프리즘(60)에 출력한다.
집속렌즈(90)는 전기 광학 프리즘(60)을 투과한 영상을 시청자의 좌안 또는 우안으로 집속하는 역할을 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치는 좌안 및 우안 영상을 시분할 하고, 전기광학 프리즘에서는 좌안 및 우안 영상을 공간적으로 분할하며, 광원제어기와 백라이트부에서는 R, G, B 광을 시분할하여 입체영상을 디스플레이 하게 됨으로써, 종래의 좌안/우안을 시분할하여 디스플레이하던 상술한 국내공개특허의 기술에 비해 해상도가 3배나 향상되는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도이고, 도 4는 우안 영상 데이터가 시청자에게 전달되는 경로를 나타내는 도면이며, 도 5는 좌안 영상 데이터가 시청자에게 전달되는 경로를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에서 1 프레임이 3개의 서브 프레임 즉, R 백라이트를 구동하기 위한 제1 서브 프레임(레드), G 백라이트를 구동하기 위한 제2 서브 프레임(그린), B 백라이트를 구동하기 위한 제3 서브 프레임(블루)으로 이루어지고, R, G, B 백라이트순으로 한 프레임동안 순차적으로 발광된다고 가정한다. 또한, 각 서브 프레임에서 각 영상 데이터는 우안 영상 데이터(Dr)부터 인가되고, 좌안 영상 데이터(Dl)가 인가되는 것으로 가정한다.
도 3, 4 및 5를 참조하면, 1 프레임동안 하나의 화소에 입체영상이 디스플레이 되기 위하여 3개 레드, 그린, 블루 서브 프레임으로 나누어져 있고, 상기 각 서브 프레임은 우안 영상 데이터(Dr)가 입력되는 구간과 좌안 영상 데이터(Dl)가 입력되는 구간으로 나누어져 있다. 또한, 각 좌안 또는 우안 영상 데이터(Dl, Dr)가 인가되는 초기에 액정을 리셋(reset)시키기 위한 리셋구간(re)이 존재하며, 상기 리셋구간(re)에서는 영상 데이터를 인가하지 않고 액정을 리셋시킨다.
먼저, 제1 서브 프레임(레드)의 우안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 R 발광다이오드(RLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구 동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 우안 영상 데이터(Dr)를 인가하면 우안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 레드광(R)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 우안 레드 영상 데이터(Dr/R)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 우안 영상 데이터(Dr)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생기(80)로 출력된다. 그러나, 상기 파형 발생기(80)에서는 전압 파형이 발생되지 않으므로 상기 전기광학 프리즘(60)내부의 전기광학 물질(65)에는 전압이 인가되지 않는 상태이다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 상판 및 하판의 굴절률(n1)을 갖는 한개의 매질로 작용하며, 우안 레드 영상 데이터(Dr/R)는 상기 굴절률(n1) 및 톱니부 기울기(θ)를 근거로 산출된 빛의 각도(φ)만큼 굴절된 후 집속렌즈(90)에 의해 집속되어 시청자의 우안으로 입사된다.
또한, 제1 서브 프레임(레드)의 좌안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 R 발광다이오드(RLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 좌안 영상 데이터(Dl)를 인가하면 좌안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 레드광(R)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 좌안 레드 영상 데이터(Dㅣ/R)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 좌안 영상 데이터(Dㅣ)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생 기(80)로 출력된다. 상기 파형 발생기(80)는 도전막(67)을 통해 전기광학 물질(65)에 일정 전위의 전압을 인가하게된다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 전기광학 물질(65)의 굴절률(n2) 이 인가전압의 크기에 따라 일정량만큼 변화하게 되는바, 전기광학 프리즘(60)에 입사된 좌안 레드 영상 데이터(Dl/R)는 전기광학 물질(65)의 굴절률 변화에 따라 우안 레드 영상 데이터(Dr/R)보다 더욱 굴절되어 집속 렌즈(90)로 입사된 후, 시청자의 좌안으로 입사되게 된다.
다음으로, 제2 서브 프레임(그린)의 우안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 G 발광다이오드(GLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 우안 영상 데이터(Dr)를 인가하면 우안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 그린광(G)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 우안 그린 영상 데이터(Dr/G)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 우안 영상 데이터(Dr)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생기(80)로 출력된다. 그러나, 상기 파형 발생기(80)에서는 전압 파형이 발생되지 않으므로 상기 전기광학 프리즘(60)내부의 전기광학 물질(65)에는 전압이 인가되지 않는 상태이다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 상판 및 하판의 굴절률(n1)을 갖는 한개의 매질로 작용하며, 우안 그린 영상 데이터(Dr/G)는 상기 굴절률(n1) 및 톱니부 기울기(θ)를 근거로 산출된 빛의 각도(φ)만큼 굴절된 후 집속렌즈(90)에 의해 집속되어 시청자의 우안으로 입사된다.
또한, 제2 서브 프레임(그린)의 좌안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 G 발광다이오드(RLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 좌안 영상 데이터(Dl)를 인가하면 좌안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 그린광(G)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 좌안 그린 영상 데이터(Dㅣ/G)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 좌안 영상 데이터(Dㅣ)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생기(80)로 출력된다. 상기 파형 발생기(80)는 도전막(67)을 통해 전기광학 물질(65)에 일정 전위의 전압을 인가하게된다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 전기광학 물질(65)의 굴절률(n2)이 인가전압의 크기에 따라 일정량만큼 변화하게 되는바, 전기광학 프리즘(60)에 입사된 좌안 그린 영상 데이터(Dl/G)는 전기광학 물질(65)의 굴절률 변화에 따라 우안 그린 영상 데이터(Dr/G)보다 더욱 굴절되어 집속 렌즈(90)로 입사된 후, 시청자의 좌안으로 입사되게 된다.
마지막으로, 제3 서브 프레임(블루)의 우안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 B 발광다이오드(BLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 우안 영상 데이터(Dr)를 인가하면 우안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 블루광(B)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 우안 블루 영상 데이터(Dr/B)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 우안 영상 데이터(Dr)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생기(80)로 출력된다. 그러나, 상기 파형 발생기(80)에서는 전압 파형이 발생되지 않으므로 상기 전기광학 프리즘(60)내부의 전기광학 물질(65)에는 전압이 인가되지 않는 상태이다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 상판 및 하판의 굴절률(n1)을 갖는 한개의 매질로 작용하며, 우안 블루 영상 데이터(Dr/R)는 상기 굴절률(n1) 및 톱니부 기울기(θ)를 근거로 산출된 빛의 각도(φ)만큼 굴절된 후 집속렌즈(90)에 의해 집속되어 시청자의 우안으로 입사된다.
또한, 제3 서브 프레임(블루)의 좌안 영상 데이터 구간동안, 상기 광원 제어기(40)의 제어신호에 따라 상기 백라이트(30)를 구성하는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 발광다이오드 중 B 발광다이오드(BLED)가 발광을 한다. 이와 동시에, 상기 구동부(20)에서 상기 액정 표시 패널(10)에 좌안 영상 데이터(Dl)를 인가하면 좌안 영상 데이터(Dr)에 상응하는 투과도를 가지고 블루광(B)이 액정 표시 패널(10)을 통과하여 디스플레이된다. 위와 같이 좌안 블루 영상 데이터(Dㅣ/B)는 전기광학 프리즘(60)을 투과하게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저(70)에서는 상기 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 좌안 영상 데이터(Dㅣ)신호에 동기된 동기신호(S)가 상기 파형 발생기(80)로 출력된다. 상기 파형 발생기(80)는 도전막(67)을 통해 전기광학 물질(65) 에 일정 전위의 전압을 인가하게된다. 따라서, 상기 전기광학 프리즘(60)은 전기광학 물질(65)의 굴절률(n2)이 인가전압의 크기에 따라 일정량만큼 변화하게 되는바, 전기광학 프리즘(60)에 입사된 좌안 블루 영상 데이터(Dl/B)는 전기광학 물질(65)의 굴절률 변화에 따라 우안 블루 영상 데이터(Dr/B)보다 더욱 굴절되어 집속 렌즈(90)로 입사된 후, 시청자의 좌안으로 입사되게 된다.
위와 같이 액정 표시 패널의 모든 화소가 R,G,B 3개의 시분할된 광에 따라 좌안/우안 시분할된 영상 데이터에 해당하는 투과율을 가지고 입체영상을 디스플레이하게 된다.
본 발명에서는 1 프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하고 각 서브 프레임마다 R, G, B 발광다이오드를 순차 구동하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며 본 발명은 1 프레임이 적어도 2개의 서브 프레임으로 나뉘어 구동될수 있는 것을 요지로 한다. 예를들어, 1 프레임을 4개 이상의 서브 프레임으로 분할하고 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 순차 구동하고 나머지 한 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 모두 구동하거나 또는 R, G, B 발광다이오드중 하나이상을 구동할 수도 있다.
한편, 백라이트를 R, G, B, W 발광다이오드로 구성하여, 4개의 서브 프레임중 3개의 서브 프레임에서는 R, G, B 발광다이오드를 구동하고, 나머지 한 프레임에서 W 발광다이오드를 구성할 수도 있다.
또한, 상기 각 서브 프레임이 R, G, B 순으로 발광하는 것으로 실시예에 나 타내었지만, 이에 한정되지 않는다.
나아가, 좌안 영상 데이터이 인가될때 파형 발생기의 전압이 전기광학 프리즘에 인가되는 것으로 실시예에 나타내었지만, 우안 영상 데이터가 인가될때 전압이 인가될 수 있다.
상기에서 설명한바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필드순차(Field-Sequencial) 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치는 R, G, B 단위화소로 분할되지 않은 하나의 화소에 R, G, B 백라이트가 배열되는 구조로서, 하나의 화소에 R, G, B 백라이트로부터 R, G, B 3원색의 광이 액정을 통해 시분할적으로 순차 발광하고, 구동부에서 시분할적으로 좌안 또는 우안 영상 데이터를 액정 표시 패널에 인가하며, 전기광학 프리즘에서는 좌안 및 우안 영상 데이터를 공간적으로 분할하여 눈의 잔상효과를 이용하여 칼라이미지를 디스플레이한다. 따라서, 필드순차(Field-Sequencial) 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치는 종래의 좌안 및 우안 영상 데이터를 시분할한 입체영상 디스플레이장치보다 3배 이상의 해상도를 가진다.
이상에서는 좌안 및 우안 영상 이 액정 표시 패널에서 디스플레이 되는 장치를 실시예를 들어 설명하였지만, 상기 액정 표시 패널 대신에 PDP(Plasma Display Panel) 유기 EL(Organic Electroluminescent display), 음극선관(Cathode Ray Tube:CRT)등의 다른 디스플레이소자를 사용하는 것도 가능하다.
이와 같이 본 발명의 필드순차 구동방식의 입체영상 액정 표시 장치는 좌안/ 우안 영상을 시분할하고, R, G, B 단위화소로 분할되지 않은 하나의 화소에 R, G, B 광을 순차적으로 발광시켜 입체영상을 디스플레이하기 때문에 기존 입체영상 디스플레이보다 3배 이상의 해상도를 유지할 수 있다는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명은 바람직한 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.

Claims (14)

  1. 다수의 화소로 구성되고, 1 프레임을 적어도 2개의 서브 프레임으로 분할하여 상기 각 서브 프레임에서 좌안영상과 우안영상을 시분할적으로 디스플레이하기 위한 액정 표시 패널;
    상기 다수의 화소를 선택하고, 선택된 상기 화소에 상기 좌안영상 데이터 및 상기 우안영상 데이터를 시분할적으로 인가하기 위한 구동부;
    상기 액정 표시 패널에 소정의 빛을 조사하기 위한 백라이트;
    상기 백라이트의 발광을 제어하기 위한 광원 제어기;
    상기 액정 표시 패널의 영상 표시면에 부착되고, 상기 좌안영상 또는 상기 우안영상을 공간적으로 분할시키기 위한 전기광학 프리즘;
    상기 액정 표시 패널의 시분할 타이밍과 상기 전기광학 프리즘의 온/오프 동작을 동기시키기 위한 싱크로나이저;
    상기 싱크로나이저로부터의 동기 신호를 입력받아 상기 좌안영상 데이터 또는 상기 우안영상 데이터중 어느 한쪽을 굴절시키기 위해 상기 전기광학 프리즘에 일정 전압을 인가하기 위한 파형발생기;
    상기 전기광학 프리즘을 투과한 좌안 또는 우안 영상을 시청자의 좌안 또는 우안으로 집속하기 위한 집속렌즈; 및
    상기 백라이트부, 상기 구동부 및 상기 싱크로나이저의 동작을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 포함하는 필드순차 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트는 레드 발광다이오드(RLED), 그린 발광다이오드(GLED) 및 블루 발광다이오드(BLED)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1프레임은 3개의 서브 프레임으로 분할되고, 상기 각 서브 프레임에서 상기 RLED, GLED 및 BLED 중 어느 하나가 발광하는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트는 레드 발광다이오드(RLED), 그린 발광다이오드(GLED), 블루 발광다이오드(BLED) 및 화이트 발광다이오드(WLED)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 1 프레임은 4개의 서브 프레임으로 분할되고, 임의의 3개의 서브 프레임에서 상기 RLED, GLED 및 BLED 중 어느 하나가 발광하고, 나머지 1개의 서브 프레임에서 상기 RLED, GLED 및 BLED가 모두 발광하거나, WLED가 발광하는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기광학 프리즘은,
    내면에 톱니부를 갖는 투명 재질의 상판;
    상기 상판과 대향 배치되는 하판;
    상기 상판 및 하판의 사이 공간에 주입되며 인가 전압에 따라 굴절률이 변화하는 전기광학 물질; 및
    상기 상판 및 하판에 부착되어 상기 전기광학 물질에 전압을 인가하는 투명도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기광학 물질은 네마틱 액정, NH4H2PO4, LiNbO3 중 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서브 프레임은 상기 좌안영상 데이터 및 상기 우안영상 데이터가 인가되는 초기에 액정을 초기화시키기 위한 리셋구간을 가지는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 리셋구간에서 액정의 광투과율이 실질적인 0 또는 100인것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치.
  10. 입체 영상을 디스플레이 하는 액정 표시 패널과 상기 액정 표시 패널에 소정의 빛을 인가하는 백라이트 및 상기 입체 영상을 굴절시키기 위한 전기광학 프리즘을 포함하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법에 있어서,
    1 프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하며,
    제 1 서브 프레임에서 액정 표시 패널에 좌안영상 데이터 및 우안영상 데이터를 시분할적으로 인가하는 제 1 단계;
    상기 제 1 서브 프레임에서 상기 백라이트는 소정의 빛을 발광하는 제 2 단계;
    상기 제 1 서브 프레임에서 상기 액정 표시 패널에서 출력되는 상기 좌안영상 데이터 또는 상기 우안영상 데이터를 굴절시키기 위하여 상기 전기광학 프리즘에 일정전압을 인가하는 제 3 단계; 및
    제 2 및 제 3 서브 프레임에서 상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하는 제 4 단계를 포함하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 백라이트는 레드 발광다이오드(RLED), 그린 발광다이오드(GLED) 및 블루 발광다이오드(BLED)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 각 서브 프레임에서 상기 RLED, GLED 및 BLED 중 어느 하나가 발광하는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 각 서브 프레임은 상기 좌안영상 데이터 및 상기 우안영상 데이터가 인가되는 초기에 액정을 초기화시키기 위한 리셋구간을 가지는 것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 리셋구간에서 액정의 광투과율이 실질적인 0 또는 100인것을 특징으로 하는 필드순차 액정 표시 장치의 구동방법.
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