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KR20090010661A - 디스플레이장치 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20090010661A
KR20090010661A KR1020070073963A KR20070073963A KR20090010661A KR 20090010661 A KR20090010661 A KR 20090010661A KR 1020070073963 A KR1020070073963 A KR 1020070073963A KR 20070073963 A KR20070073963 A KR 20070073963A KR 20090010661 A KR20090010661 A KR 20090010661A
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South Korea
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panel unit
display
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Application number
KR1020070073963A
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Inventor
최경오
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to CNA2008101322740A priority patent/CN101354873A/zh
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른디스플레이장치는 컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과; 상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록을 포함하는 제2디스플레이패널유닛과; 신호처리부와; 입력된 영상신호를 처리하여 상기 제1디스플레이패널유닛에 표시하고, 상기 영상신호의 계조에 기초하여 생성된 블록영상신호가 상기 제2디스플레이패널유닛에 표시되도록 상기 신호처리부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해 콘트라스트비와 화상품질이 향상된 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
STN형 패널, 수동형 패널

Description

디스플레이장치 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 두 개의 디스플레이패널을 갖는 디스플레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
표시장치에는 여러 종류가 있다. 그 중에서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형화 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시(liquid crystal display, LCD) 패널을 구비한 표시 장치가 대표적인 표시장치로 자리 잡고 있다.
액정표시패널을 구비한 표시 장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목 받아왔다. 현재는 표시 장치를 필요로 하는 핸드폰, PDA(personal digital assistant), 및 PMP(portable multimedia player) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
액정표시패널과 같은 표시장치는 콘트라스트(contrast)비(계조비)를 높이는 데 한계가 있었다. 액정 표시 패널을 구비한 표시 장치도 점점 대형화되면서, 높은 콘트라스트비를 요구하게 되었다. 따라서 종래의 표시 장치는 콘트라스트비를 향상시키기 위해서 편광자나 기능성 필름을 사용하였다. 하지만, 이러한 종래의 방법 및 구조에 따른 컨트라스비의 확보는 편광자 또는 기능성 필름의 속성에 의존되기 쉽고, 가격 상승의 원인이 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 컨트라스트비가 향상된 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조비용이 절감되는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 두 개의 패널을 이용하여 로컬디밍을 구현하는 디스플레이장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과; 상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록을 포함하는 제2디스플레이패널유닛과; 신호처리부와; 입력된 영상신호를 처리하여 상기 제1디스플레이패널유닛에 표시하고, 상기 영상신호의 계조에 기초하여 생성된 블록영상신호가 상기 제2디스플레이패널유닛에 표시되도록 상기 신호처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 표시블록은 복수의 픽셀을 포함하며, 상기 블럭영상신호의 계조는 상기 표시블록이 포함하는 픽셀에 대응되는 상기 영상신호 계조의 중간값일 수 있다.
비용을 절감하고, 로컬 디밍을 구현하기 위하여 상기 제2디스플레이패널유닛에는 무채색의 화상이 표시되는 것이 바람직하다.
상기 제2디스플레이패널유닛은 수동 구동형(passive matrix, PM) 액정패널을 포함할 수 있으며, 이 경우 수퍼 트위스트 네마틱 모드(super twisted nematic mode, TN mode)의 액정패널을 포함할 수 있다.
상기 제1디스플레이패널유닛은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정패널을 포함할 수 있으며, 상기 제1디스플레이패널유닛은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode) 및 의 액정패널을 포함할 수 있다.
상기 제1디스플레이패널유닛 및 상기 제2디스플레이패널유닛에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
상기 백라이트 어셈블리는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode flourscent lamp, EEFL) 및 열음극 형광 램프(hot cathode fluorescence lamp, HCFL) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과; 상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록으로 구획되어 있는 제2디스플레이패널유닛과; 영상신호를 처리하여 상기 제1디스플레이패널유닛에 표시하는 제1영상처리부와; 상기 영상신호의 계조에 기초하여 상기 표시블록에 인가될 소정의 블럭영상신호를 생성하고, 상기 블럭영상신호를 상기 제2디스플레이패널유닛에 표시하는 제2영상처리부와; 상기 제1디스플레이패널유닛 및 상기 제2디스플레이패널유닛에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 디스플레이장치에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과 상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록으로 구획되어 있는 제2디스플레이패널유닛을 포함하는 디스플레이장치의 제어방법에 있어서, 입력되는 영상신호의 계조에 기초하여 상기 표시블록에 인가된 소정의 블럭영상신호를 생성하는 단계와; 상기 영상신호를 상기 제1디스플레이패널유닛에 인가하고, 상기 블럭영상신호를 상기 제2디스플레이패널유닛에 인가하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 컨트라스트비와 화상품질이 향상된 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면 제조비용이 절감되는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 다른 실시예에 따르면 두 개의 패널을 이용하여 로컬디밍을 구현하는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(1)는 디스플레이패널(100), 신호처리부(410), 제어부(420) 및 백라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 디스플레이패널(100)은 서로 대향적으로 배치되어 있는 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유닛(300)로 구성되어 있다. 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 백라이트 어셈블리(500)를 포함하는 액정표시장치로 구현될 수 있다.
도2는 본 실시예에 따른 디스플레이패널의 단면도이다. 이를 참조하여 디스플레이패널(100)에 관하여 상세히 설명한다.
먼저, 제1디스플레이패널유닛(200)에 대하여 살펴보면, 제1디스플레이패널유닛(200)은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT; 113)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정 표시 패널이다. 도 2에서는, 실시예로 5매 마스크 공정으로 형성된 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(213)가 사용된 제1디스플레이패널유닛(200)을 나타내고 있다. 그러나 제1디스플레이패널유닛(200)은 여러 가지 상이한 형태의 박막 트랜지스터(213)를 사용할 수 있다.
제1디스플레이패널유닛(200)은 제1패널(210), 제2패널(220) 및 제1액정층(230)을 포함한다.
제1패널(210)은 제1기판부재(211)와, 제1기판부재(211) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제1기판부재(211)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다. 제1기판부재(211) 위에는 게이트선, 유지전극라인 및 박막 트랜지스터(213)의 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선이 형성되고, 순차 적으로 게이트 배선을 절연시키기 위한 게이트 절연막(212)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(212) 위에는 데이터선과, 박막 트랜지스터(213)의 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하는 데이터 배선이 형성된다.
게이트 배선 및 데이터 배선은 Al, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금 따위로 만들어진다. 또한, 게이트 배선 및 데이터 배선은 단일층으로 마련될 수도 있고, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 또는 이들을 포함하는 합금의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 다중층으로 형성될 수도 있다.
박막 트랜지스터(213)는 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극과 반도체층으로 이루어진다. 박막 트랜지스터(213)의 상부에는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer; 214)이 형성된다.
보호막(214) 위에는 다수의 화소전극(215)이 형성되어 있다. 화소전극(215)은 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체를 포함하여 만들어진다.
화소전극(215)은 복수의 도메인으로 분할되기 위한 도메인 분할 수단을 갖는다. 도 2에서는, 화소전극(215)의 일부가 절개된 절개패턴(215a)이 도메인 분할 수단이 된다. 도메인 분할 수단은 절개패턴 외에도 돌기 등과 같이 공지된 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
제2패널(220)은 제2기판부재(221)와, 제2기판부재(221) 상에 형성된 복수의 층들을 포함한다. 제2기판부재(221)는, 제1기판부재(211)와 마찬가지로, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
그리고 제2기판부재(221)에서 제1기판부재(211)와 대향하는 면 위에는 블랙매트릭스(222)가 형성된다. 블랙매트릭스(222)는 화소전극(215)과 마주보는 개구 영역을 가지며 서로 이웃하는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단한다. 블랙매트릭스(222)의 개구 영역은 화소전극(215)보다 실질적으로 적은 크기의 면적을 갖는다. 또한, 블랙매트릭스(222)는 박막 트랜지스터(213)의 반도체층에 입사하는 외부광을 차단하기 위해 박막 트랜지스터(213)에 대응되는 위치에도 형성된다.
블랙매트릭스(222)는 빛을 차단하기 위해 금속 물질로 만들거나, 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기 물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다.
제2기판부재(221) 상의 블랙매트릭스(222)의 사이에는 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 갖는 컬러필터(223)가 각각 연속적으로 배치된다. 이때, 컬러필터(223)의 색은 반드시 3원색에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 색으로 다양하게 구성될 수 있다. 도 2에서 컬러필터(223)는 제2기판부재(221) 상에 위치하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 컬러필터(223)는 제1기판부재(211) 상에 형성될 수도 있다.
블랙매트릭스(222) 및 컬러필터(223) 위에는 평탄화막(224)이 형성된다. 이러한 평탄화막(224)은 생략될 수 있다.
평탄화막(224) 위에는 화소전극(251)과 함께 전계를 형성하는 제1공통전극(225)이 형성된다. 제1공통전극(225) 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다. 제1공통전극(225) 역시 복수의 도메인으로 분할되기 위한 도메인 분할 수단을 갖는다.
화소전극(215)과 제1공통전극(225)이 서로 대향하는 면에는 각각 제1배향막(216)과 제2배향막(226)이 형성된다. 제1배향막(216)과 제2배향막(226) 사이에는 제1액정층(230)이 배치된다. 제1액정층(230)은 수직 배향형 액정 분자(131)를 포함하고, 제1배향막(216) 및 제2배향막(226)은 제1액정층(230)의 액정 분자들(131)을 수직에 가까운 방향으로 배향시킨다. 즉, 제1디스플레이패널유닛(200)은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode)의 액정표시패널이다. 수직 배향 모드란 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 양 기판에 대하여 수직으로 배향되는 것을 말한다. 수직 배향 모드의 액정표시패널은 하나의 화소가 복수의 도메인으로 분할된다. 분할된 복수의 도메인마다 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 수직 배향된 액정 분자들의 눕는 방향을 다양한 방향으로 조절할 수 있다. 따라서 수직 배향 모드의 액정 표시 패널은 넓은 시야각을 확보할 수 있다.
제1액정층(230)이 포함하는 액정분자(231)는 반드시 수직 배향형에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 제1액정층(230)은 TN(twisted nematic)형 액정분자를 포함할 수 있다. 이 경우 제1배향막(216)과 제2배향막(226)은 제1액정층(230)의 TN형 액정분자를 장축 방향이 화소전극(215) 및 제1공통전극(225)에 대해 평행하면서도 중심축을 트위스트시켜 배향한다. 이와 같이 형성된 TN 모드의 제 1패널(210)은 수직 배향 모드보다 시야각이 좁은 단점이 있으나, 응답 속도가 빠르고 구조 및 공정인 간소해 생산성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 이 경우, 디스플레이장치는 제1패널(210)의 시야각을 향상시키기 위해 편광판(10, 20) 이외에 광시야각 보상 필름과 같은 기능성 필름을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 형성된 제1디스플레이패널유닛(200)은 백라이트 어셈블리(500)(도 1에 도시)에서 공급된 빛을 받아 실질적으로 컬러풀한 화상을 표시한다.
다음, 제2디스플레이패널유닛(300)에 대해 상세히 설명한다. 제2디스플레이패널유닛(300)은 능동 구동형 액정표시패널 및 수동 구동(passive matrix, PM)형 액정표시패널 중 어느 하나로 구현될 수 있으며, 본 실시예에 따른 제2디스플레이패널유닛(300)은 컬러필터를 포함하지 않고, 수동형 액정표시패널로 마련된다. 즉, 제2디스플레이패널유닛(300)은 화소마다 박막 트랜지스터를 포함하고 있지 않으며, 격자형태로 형성되어 있는 공통전극과 주사전극만으로 액정분자(331)의 배향을 조절한다. 다만, 제2디스플레이패널유닛(300)에 인가되는 영상신호는 제1디스플레이패널유닛(200)에 인가되는 영상신호와 동기된다.
제2디스플레이패널유닛(300)은 제3패널(310), 제4패널(320) 및 제2액정층(330)을 포함한다.
제3패널(310)은 제3기판부재(311)와, 제3기판부재(311) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제3기판부재(311)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
제3기판부재(311) 위에는 주사전극(312)이 형성된다. 주사전극(312)도 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다. 그리고 주사전극(312) 위에는 보호층(313)과 제3배향막(314)이 순차적으로 형성된다.
제4패널(320)은 제4기판부재(321)와, 제4기판부재(321) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제4기판부재(321) 위에는 제2공통전극(322)이 형성된다. 제2공통전극(322)도 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어지며, 주사 전극(312)과 교차하여 매트릭스 형태의 화소를 형성한다. 제2공통전극(322) 위에는 보호층(323) 및 제4배향막(324)이 순차적으로 형성된다.
제3배향막(314)과 제4배향막(324) 사이에는 제2액정층(330)이 배치된다. 제2액정층(330)은 수퍼 트위스트 네마틱(super twisted nematic, STN)형 액정분자(331)를 포함한다. STN형 액정분자(331)는 주사전극(321)과 제2공통전극(322)의 사이에서 210 내지 270 정도 트위스트된다. 통상적으로 STN 형 액정분자(331)는 270도 정도 트위스트되며 휘도와 콘트라스트비가 우수하고 응답속도가 빠른 장점을 갖는다.
본 실시예에서, 제2디스플레이패널유닛(300)은 STN형 액정표시패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면 제2액정층(330)은 게스트-호스트(guest-host)형 액정층을 포함할 수도 있다. 제2디스플레이패널유닛(300)은 흑색과 백색만을 표현하면 되므로, 게스트-호스트 액정표시패널과 같이 비교적 간단한 구성을 가지고 저렴하게 생산될 수 있는 표시패널이 사용될 수 있다. 게스트-호스트 액정 표시 패널은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동 방식으로 구동될 수도 있고, 수동 구동 방식으로도 구동될 수 있다. 게 스트-호스트형 액정패널의 경우, 제3편광판(30)은 구비되지 않을 수 있다.
정리하면, 제2디스플레이패널유닛(300)은 흑색과 백색으로 화상을 표시할 수 있는 것이면 어느 것이나 무방하다. 다만, 제2디스플레이패널유닛(300)은 상대적으로 간소한 구조를 가지고 생산성이 높은 것이 유리하다.
이와 같이 형성된 제2디스플레이패널유닛(300)은 백라이트 어셈블리(500, 도 1)에서 공급된 빛을 받아 흑색과 백색을 포함한 무채색의 색상으로 표현된 화상만을 표시하며, 제1디스플레이패널유닛(200)에서 표시하는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 한다. 예컨대, 제1디스플레이패널유닛(200) 및 제2디스플레이패널유닛(300)의 콘트라스트비가 각각 1000:1 이라고 가정하고, 디스플레이패널유닛(200, 300)으로 빛이 투과될 경우, 중간에 손실 없이 입력된 빛의 100% 가 투과된다고 가정하자. 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유닛(300)이 모두 노말리 블랙(nomarly black) 모드로 동작하는 경우, 액정층(130, 230)에 전압이 인가되지 않으면 1000의 빛은 두 개의 패널유닛(200, 300)을 통과한 후 1/1000으로 감소한다. 반면, 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유닛(300)에 전압이 인가되어 백색이 표시되는 경우, 두 개의 디스플레이패널유닛(200, 300)을 통과한 빛의 양은 1000이 된다. 즉, 콘트라스트비는 1000,000:1 로써 하나의 디스플레이패널유닛(200, 300)의 개별적인 콘트라스트비(1000:1)의 제곱에 해당한다.
디스플레이패널(100)은 제1 내지 제3편광판(10, 20, 30)을 더 포함한다. 제1편광판(10)은 컬러필터(223)가 형성되어 있는 제2기판부재(220)의 타면에 형성되어 있으며, 제2편광판(20)은 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유 닛(300) 사이에 배치된다. 제3편광판(30)은 주사전극(312)이 형성되어 있는 제3기판부재(310)의 타면에 형성된다. 여기서, 제2편광판(20)의 편광자의 편광축은 제1편광판(10) 및 제3편광판(30)의 편광자의 편광축과 교차한다. 그리고 제1편광판(10)과 제3편광판(30)의 편광자는 편광축이 서로 평행하다.
다시 도 1로 돌아가면, 신호처리부(410)는 입력되는 영상신호를 디스플레이패널유닛(200, 300)에서 지원하는 포맷으로 처리한다. 신호처리부(410)는 스케일러, 타이밍 컨트롤러 및 디스플레이패널(200, 300)에 각종 신호를 인가하는 구동부 등을 포함한다.
제어부(420)는 제1디스플레이패널유닛(200)에는 입력된 영상신호가 정상적으로 표시되고, 제2디스플레이패널유닛(300)에는 소정의 패턴영상이 표시되도록 신호처리부(410)를 제어한다. 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유닛(300)은 복수의 픽셀을 포함하고 있으며, 각 픽셀에 인가되는 화소전압에 의하여 화상이 형성된다. 제어부(420)는 제1디스플레이패널유닛(200)에는 각 픽셀 별로 화소전압을 인가하는 반면, 제2디스플레이패널유닛(300)에는 둘 이상의 픽셀을 포함하는 표시블록 단위로 화소전압을 인가한다. 도 3은 본 실시예에 따른 디스플레이패널의 블록영상신호를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1디스플레패널유닛(200)은 영상이 표시되는 복수의 픽셀(240)로 구성되며 제2디스플레이패널유닛(300) 역시 복수의 픽셀(340)을 포함한다. 하나의 표시블럭(350)은 적어도 둘 이상의 픽셀(340)을 포함하는 표시영역을 의미한다.
영상신호는 디스플레이패널유닛이 포함하고 있는 픽셀의 수, 즉 해상도에 따 라 적절히 변경되며, 각 픽셀에 인가되는 영상신호는 영상을 표현하기 위한 계조를 갖는다. 제어부(420)는 소정의 연산에 의하여 영상신호의 계조를 조절할 수 있다. 표시블럭(350)에는 개별적인 픽셀에 대응되는 영상신호가 인가되는 것이 아니라, 표시블럭(350)이 포함하는 픽셀(340)에 대응되는 영상신호의 대략적인 계조를 갖는 블록영상신호가 인가된다. 본 실시예에 따른 신호처리부(410)는 제어부(420)의 제어에 따라 표시블럭(350)이 갖는 픽셀(340)에 대응되는 영상신호의 계조의 중간값을 연산한다. 즉, 표시블럭(350)에 포함되어 있는 픽셀(340)에는 상기 연산에 따른 중간값의 계조를 갖는 영상신호가 인가된다. 표시블럭(350)에 인가되는 블록영상신호에 따라 제2디스플레이패널유닛(300)에는 마치 모자이크 영상과 같은 무채색 영상이 표시된다. 이와 같은 디스플레이장치의 구동으로 인하여 밝은 화상이 표시되는 부분은 더욱 밝아지고 어두운 화상이 표시되는 부분은 더욱 어두워지는 효과가 발생한다. 또한, 제2디스플레이패널유닛(300)에는 채도가 없는 무채색이 표시되기 때문에 제2디스플레이패널유닛(300)은 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절하게 되고, 이는 제2디스플레패널유닛(300)에 의하여 백라이트 어셈블리(500)로부터 공급되는 빛을 국부적으로 조절할 수 있는 로컬 디밍이 수행되는 것을 의미한다.
신호처리부(420)는 블록영상신호를 생성하기 위하여 영상신호 계조의 중간값을 연산하는 방법 이외에, 복수의 계수를 갖는 다양한 연산식에 의하여 블록영상신호의 계조를 연산할 수도 있으며, 소정의 룩업테이블을 포함하고 룩업테이블의 데이터를 이용하여 블록영상신호의 계조를 결정할 수도 있다.
만약, 제2디스플레이패널유닛(300)의 영상신호가 블록영상신호로 처리되지 않는 경우, 두 개의 디스플레이패널유닛(200, 300)이 겹쳐짐으로 각 디스플레이패널유닛(200, 300)에 형성된 배선들 간에 오정렬이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 픽셀(240, 340)이 중첩되어 영상신호가 적절히 표시되지 않을 수 있으며 이로 인하여 명확한 화질을 구현할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 본 실시예의 경우, 이러한 화질 저하를 방지하기 위하여 제2디스플레이패널유닛(300)에는 표시블럭(350) 단위로 화소전압을 인가하고, 백색 또는 검은 색을 표현하는 표시블럭을 로컬 디밍 수단으로 사용한다.
백라이트 어셈블리(500)는 제1디스플레이패널유닛(200)과 제2디스플레이패널유닛(300)에 실질적으로 면광원에 가까운 빛을 균일하게 공급한다. 백라이트 어셈블리(500)는 램프 유닛과, 램프 유닛에서 발생된 빛을 확산시키는 광학 부재를 포함하여 만들어질 수 있다. 램프 유닛으로는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode flourscent lamp, EEFL) 및 열음극 형광 램프(hot cathode fluorescence lamp, HCFL) 등이 사용될 수 있다.
또한, 백라이트 어셈블리(500)는 면광원 형태의 램프 유닛을 사용하거나, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 및 무기 발광 소자 등을 사용하여 만들어질 수도 있다. 이외에도 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 공지된 모든 종류의 백라이트 어셈블리(500)를 사용할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도로서, 이는 참조하여 제어부(420)의 제어방법을 정리하면 다음과 같다. 우선, 도시하지는 않았지만, 유채색의 화상을 표시하는 제1디스플레이패널유닛(200)과 무채색의 화상을 표시하는 제2디스플레이패널유닛(300) 및 이들에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(500)를 마련한다.
그런 다음, 영상신호가 입력되면, 표시블럭(350)에 대응하는 영상신호 계조의 중간값을 연산하여 블록영상신호를 생성한다(S10).
그런 다음, 소정 포맷으로 처리된 영상신호는 제1디스플레이패널유닛(200)에 새롭게 생성된 블록영상신호는 제2디스플레이패널유닛(300)에 동기하여 표시한다(S20).
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이장치는 제1디스플레이패널유닛(200), 제2디스플레이패널유닛(300), 제1영상처리부(430), 제2영상처리부(440), 사용자 선택부(600) 및 백라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 제1실시예와 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
제1영상처리부(430)는 입력되는 영상신호를 소정 포맷에 따라 처리하여 제1디스플레이패널유닛(200)으로 제공한다. 제1영상처리부(430)는 액정표시패널에 연성필름으로 연결되어 있는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버, 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 각종 영상처리회로부가 실장되어 있는 인쇄회로기판을 포함한다.
제2영상처리부(440)는 입력되는 영상신호의 계조에 기초하여 블록영상신호를 생성하고 이를 제2디스플레이패널유닛(300)의 표시블럭에 인가한다. 제2영상처리부(440)는 액정표시패널에 연성필름으로 연결되어 있는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버, 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 각종 영상처리회로부가 실장되어 있는 인쇄회로기판을 포함한다.
제1영상처리부(430)와 제2영상처리부(440)에는 동일한 영상신호가 입력되면, 하나의 프레임에 대응되는 영상신호는 상호 동기되어 각 디스플레이패널유닛(200, 300)으로 제공된다. 이를 위하여 제1영상처리부(430)와 제2영상처리부(440)는 서로 통신 가능하며, 각 영상처리부(430, 440)는 제1실시예의 제어부의 기능을 수행할 수 있다.
사용자 선택부(600)는 콘트라스비조절을 위한 것으로, 사용자는 사용자 선택부(600)를 통하여 제2디스플레이패널유닛(300)의 구동 여부를 제어할 수 있다. 즉, 사용자의 기호에 따라 제2디스플레이패널유닛(300)은 구동될 수도 있고, 구동되지 않을 수도 있다. 사용자 선택부(600)는 디스플레이장치의 하우징에 마련된 단축버튼, 터치패드로 마련되거나 원격제어장치, 마우스, 키보드 등과 같은 일반적인 입력장치를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면 디스플레이장치는 액정표시장치 이외의 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display) 및 PDP(Plasma Display Panel) 등을 포함할 수도 있다. 상기 디스플레이장치의 경우 백라이트 어셈블리를 포함하지는 않는다. 즉, 두 개의 패널을 겹쳐 형성하여 영상을 표시하면서, 제1디스플레이패널유닛(200)에서는 채도를 갖는 유채색 화상이 표시되고, 제2디스플레이패널유닛(300) 에서는 명도만을 갖는 무채색 화상이 표시되는 경우라면 디스플레이장치의 종류는 어느 하나로 특정되지 않는다. 유기전계발광표시장치의 경우, 제2디스플레이패널유닛(300)은 수동 구동방식으로 구동되고, 명도만을 포함하기 위하여 백색 유기발광물질이 사용될 것이다. 또한, PDP의 경우, 발광물질은 적색, 녹색, 청색이 하나의 화소마다 형성되지 않고 하나의 화소에 백색을 발광하는 형광체가 모두 형성되고, 방전 정도에 따라 명도를 표시할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이장치는 서로 다른 역할을 수행하는 한 쌍의 패널 유닛을 구비한 디스플레이패널(100)을 통해 화상을 표시한다. 구체적으로, 디스플레이패널(100)은 실질적으로 화상을 표시하는 제1디스플레이패널유닛(200)과, 제1디스플레이패널유닛(200)에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 하는 제2디스플레이패널유닛(300)을 포함한다. 따라서 디스플레이장치는 상대적으로 높은 콘트라스트비를 갖는 화상을 표시할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이패널의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이패널의 블록영상신호를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 제어블럭도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 디스플레이장치 100 : 디스플레이패널
200 : 제1디스플레이패널유닛 300 : 제2디스플레이패널유닛
410 : 신호처리부 420 : 제어부
430 : 제1영상처리부 440 : 제1영상처리부
500 : 백라이트 어셈블리 600 : 사용자 선택부

Claims (16)

  1. 디스플레이장치에 있어서,
    컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과;
    상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록을 포함하는 제2디스플레이패널유닛과;
    신호처리부와;
    입력된 영상신호를 처리하여 상기 제1디스플레이패널유닛에 표시하고, 상기 영상신호의 계조에 기초하여 생성된 블록영상신호가 상기 제2디스플레이패널유닛에 표시되도록 상기 신호처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시블록은 복수의 픽셀을 포함하며,
    상기 블럭영상신호의 계조는 상기 표시블록이 포함하는 픽셀에 대응되는 상기 영상신호 계조의 중간값인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2디스플레이패널유닛에는 무채색의 화상이 표시되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2디스플레이패널유닛은 수동 구동형(passive matrix, PM) 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2디스플레이패널유닛은 수퍼 트위스트 네마틱 모드(super twisted nematic mode, TN mode)의 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1디스플레이패널유닛은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1디스플레이패널유닛은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode) 및 의 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1디스플레이패널유닛 및 상기 제2디스플레이패널유닛에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 백라이트 어셈블리는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode flourscent lamp, EEFL) 및 열음극 형광 램프(hot cathode fluorescence lamp, HCFL) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 디스플레이장치에 있어서,
    컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과;
    상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록으로 구획되어 있는 제2디스플레이패널유닛과;
    영상신호를 처리하여 상기 제1디스플레이패널유닛에 표시하는 제1영상처리부와;
    상기 영상신호의 계조에 기초하여 상기 표시블록에 인가될 소정의 블럭영상신호를 생성하고, 상기 블럭영상신호를 상기 제2디스플레이패널유닛에 표시하는 제2영상처리부와;
    상기 제1디스플레이패널유닛 및 상기 제2디스플레이패널유닛에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2디스플레이패널유닛에는 무채색의 화상이 표시되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 표시블록은 복수의 픽셀을 포함하며,
    상기 블럭영상신호의 계조는 상기 표시블록이 포함하는 픽셀에 대응되는 상기 영상신호 계조의 중간값인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2디스플레이패널유닛은 수동 구동형(passive matrix, PM) 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 제10항에 있어서,
    콘트라스트비 조절을 선택하기 위한 사용자 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  15. 컬러필터를 포함하는 제1디스플레이패널유닛과 상기 제1디스플레이패널유닛에 대향 배치되어 있으며, 복수의 표시블록으로 구획되어 있는 제2디스플레이패널 유닛을 포함하는 디스플레이장치의 제어방법에 있어서,
    입력되는 영상신호의 계조에 기초하여 상기 표시블록에 인가된 소정의 블럭영상신호를 생성하는 단계와;
    상기 영상신호를 상기 제1디스플레이패널유닛에 인가하고, 상기 블럭영상신호를 상기 제2디스플레이패널유닛에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시블록은 복수의 픽셀을 포함하며,
    상기 블럭영상신호를 생성하는 단계는,
    상기 표시블록이 포함하는 픽셀에 대응되는 상기 영상신호 계조의 중간값을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제어방법.
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