KR100871817B1 - 다중 패널 액정 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

LCD 유닛 (116) 은 하나가 다른 하나 위에 적층된 제 1 및 제 2 LCD 패널 (261, 262) 을 갖는다. 제 1 LCD 패널 (261) 은 컬러필터층 (251) 을 포함하고, 컬러 디스플레이를 수행하기 위해 컬러 LCD 패널로서 구성된다. 제 2 LCD 패널 (262) 은 이미지 소스에 기초하여 단색 디스플레이를 수행하기 위해 단색 LCD 패널로서 구성된다. 제 1 LCD 패널 (261) 은, 중앙 픽셀로부터 특정 거리 떨어진 범위 내에 배치된 이미지 데이터 픽셀을 평균화하는 연산 유닛을 이용함으로써 이미지 소스의 이미지 데이터를 평균화함으로써 획득되는 이미지를 디스플레이한다.
LCD 디바이스, LCD 패널, 이미지 디스플레이 시스템, 이미지 데이터 프로세싱 유닛

Description

다중 패널 액정 디스플레이 디바이스{MULTIPLE-PANEL LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스를 관련된 구동 시스템과 함께 나타내는 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 LCD 유닛의 단면도.
도 3은 도 2의 LCD 유닛의 주요부의 단면도.
도 4는 TV 모니터로서 구성된 LCD 디바이스와 관찰자 사이의 위치 관계를 나타내는 개략도.
도 5a는 평균화 프로세싱 전의 이미지의 예를 나타내고, 도 5b는 평균화 프로세싱 후의 이미지를 나타내는 도면.
도 6은 평균화 프로세싱을 수행하는 거리 r 및 (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스 내의 LCD 유닛의 단면도.
도 8은 제 2 실시형태의 LCD 디바이스를 관련된 구동 시스템과 함께 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 LCD 디바이스 내의 LCD 유닛의 단면 구조.
도 10은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스를 관련된 구동 시스템과 함께 나타내는 블록도.
도 11은 종래의 LCD 디바이스에 있어서 내부에 2개의 LCD 패널이 하나가 다른 하나 위에 적층되어 있는 다중 패널 구조를 갖는 구성의 단면도.
본 발명은 다중 패널 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스 및 그것을 사용하는 이미지 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 LCD 패널을 포함하여 그것에 의해 높은 콘트라스트 비가 얻어질 수 있는 직시형 (direct-view type) LCD 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전자 장치, 이미지 신호 송신기, 이미지 데이터 스위칭 장치, 이미지 데이터 진단 장치 및 이러한 LCD 디바이스가 사용되는 건축물에 관한 것이다.
LCD 디바이스는 저전력 소비로 고선명도를 실현하는 이점을 가지며 소형 스크린 셀룰러 폰에서 대형 스크린 텔레비전 모니터에 이르는 광범위한 응용에 사용된다. 그러나, LCD 디바이스에는 어두운 환경에서 LCD 패널 단독의 콘트라스트 비는 기껏해야 약 1000:1 정도이며, CRT의 콘트라스트 비보다 낮고, LCD 패널과 유사하게 텔레비전 모니터로도 사용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 비 (3000:1) 보다 낮으며, 그리고 FED/SED 로 불리는 전계방출 디스플레이 패널의 콘트라스트 비보다 낮은 결점이 있다. 따라서, 특히 어두운 환경에서의 표현력에 대한 높은 전력을 갖는 동화상 등의 이미지 소스를 표시하는 동안 불충분한 현장감의 문제가 지적된다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 디스플레이될 이미지에 따른 백라이트의 광 강도를 제어하여, LCD 패널 자체의 콘트라스트 비는 손상되지 않으면서 디스플레이 스크린상의 콘트라스트 비를 개선하는 기술이 개발되었다. 그러나, 표면 방출 광원을 갖는 종래의 백라이트 유닛에 있어서, 좁은 동적 범위를 갖는 냉음극관이 광원으로서 사용된다. 따라서, 디스플레이될 이미지에 따른 백라이트의 광 강도를 제어하는 것에 의한 콘트라스트 비의 개선은 대략 2000:1 내지 3000:1 로 제한된다.
백라이트 유닛의 냉음극관은 막대 형상을 갖는다. 이리하여, 만일 LCD 디바이스의 동일 스크린상에 고휘도 영역 및 저휘도 영역이 동시에 표현된다면, 백라이트의 휘도는 영역 마다 조정될 수 없어, 백라이트의 휘도 제어에 의해 얻어지는 콘트라스트 비의 개선이 불량해진다. 따라서, 만일 스크린상에 표현된 이미지가 고휘도 영역을 가지지만 저휘도 영역에서의 재현성을 강조하기 원한다면, 유효 콘트라스트 비가 고휘도 영역의 존재로 인해 저하된다.
상기의 문제를 해결하기 위하여, LCD 패널의 콘트라스트 비는 대폭적으로 개선되어야 한다. 그러나, 상술된 바와 같이, LCD 패널 단독의 콘트라스트 비는 기껏해야 약 1000:1 이다. LCD 패널 자체의 콘트라스트 비를 개선하지 않고 콘트라스트 비를 상당히 개선할 수 있는 LCD 디바이스를 제조하는 기술이, 예를 들어 특허 공보 JP-1989-10223A 및 JUM-1984-189625A 에 기술되어 있다.
도 11은 2개의 LCD 패널이 하나가 다른 하나 위에 적층되어 있는 다중 패널 LCD 디바이스의 구조를 갖는 LCD 디바이스의 구성을 도시한다. LCD 디바이스 (900) 는 LCD 디바이스 (900) 의 광 입사측으로부터 광 출사측을 향하여, 즉 LCD 디바이스 (900) 의 후방측으로부터 전방측을 향햐여 순서대로 배치된 편광필름 (901), LCD 패널 (941), 편광필름 (902), LCD 패널 (942) 및 편광필름 (903) 을 포함한다. LCD 패널 (941) 은 트위스티드 네마틱 (TN) 모드에서 동작하는 액정 (LC) 층 (931) 및 LC 층 (931) 근처의 그 표면상에 투명전극 (921, 922) 을 갖는 한 쌍의 투명기판 (911, 912) 을 포함한다. LCD 패널 (942) 은 TN 모드에서 동작하는 LC 층 (932) 및 LC 층 (932) 근처의 그 표면상에 투명전극 (923, 924) 을 갖는 한 쌍의 투명기판 (913, 914) 을 포함한다. LCD 패널 (941, 942) 의 투명 전극 (921, 923) 은 구동 신호가 구동 회로 (951) 로부터 공급되는 화소 전극이다. 투명 전극 (922, 924) 는 공통 전극이다. 2층 적층된 LCD 패널을 포함하는 상기 구조를 채택함으로써, 콘트라스트 비가 레이저 광을 사용하여 측정되는 경우, 단일 LCD 패널을 사용하는 구조에서 대략 10 내지 15인 콘트라스트 비는 대략 100:1 까지 개선될 수 있다. 또한, 콘트라스트 비는 3개의 LCD 패널을 적층함으로써 대략 1000:1 까지 개선될 수도 있다. 이러한 방식으로, LCD 패널 단독의 콘트라스트의 한계를 뛰어넘는 콘트라스트 비가 실현될 수 있다.
공개 특허 공보 JP-1989-10223A 는 2개의 적층된 LCD 패널 (941, 942) 이 높은 콘트라스트 비를 얻기 위해 단일 신호 소스로부터 공급된 동일한 신호에 의해 구동되는 구동 방식을 기술한다. 그러나, LCD 디바이스 (900) 의 구조에 있어서, LC 층 (931, 932) 은 두께 방향으로의 거리 즉 갭 d1 만큼 서로로부터 떨어져 적층된다. 따라서, 디스플레이 스크린을 경사진 시야 방향에서 관찰하면, LCD 패널 (941) 과 LCD 패널 (942) 사이의 화소에서 배열 불일치 (misalignment) 가 발생한다. 이러한 배열 불일치에 기인하여, 만일, 관찰자가 경사진 시야 방향으로 스크린을 관찰하면, 이미지는 관찰자로 하여금 불편함을 느끼게 하는 이중 라인으로 관찰될 것이다. 또한, 컬러 디스플레이를 수행하는 2개의 LCD 패널이 하나가 다른 하나 위에 적층되고 경사진 시야 방향으로 관찰된다면, 광은 후방측 LCD 패널과 전방측 LCD 패널 사이에서 상이한 컬러 필터를 통과할 수도 있다. 이런 이유로, 적층 패널 LCD 디바이스의 휘도 및 시감도가 저하된다는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 경사진 시야 방향에서 관찰될 때 LCD 디바이스의 이미지 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는, 복수의 적층된 LCD 패널을 갖는 LCD 디바이스 및 그 LCD 디바이스를 포함하는 이미지 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
제 1 양태에 있어서, 본 발명은 각각 한쌍의 투명기판과 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수의 LCD 패널; 적층된 LCD 패널을 사이에 끼우는 한 쌍의 제 1 편광필름; 및 각각 인접한 2개의 적층된 LCD 패널 사이에 개재된 하나 이상의 제 2 편광필름을 포함하고, 적층된 LCD 패널 중 하나는 컬러필터층을 포함하고, 적층된 LCD 패널 중 나머지는 컬러필터층을 포함하지 않는 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스를 제공한다.
제 2 양태에 있어서, 본 발명은 각각 한 쌍의 투명기판과 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수 (n) 의 LCD 패널; 적층된 LCD 패널을 사이에 끼우는 한 쌍의 제 1 편광필름; 각각 인접한 2개의 적층된 LCD 패널 사이에 개재된 하나 이상의 제 2 편광필름; 및 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상을 구동하는 제 1 구동 신호 및 적층된 LCD 패널들 중 나머지를 구동하는 제 2 구동 신호를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하고, 제 2 구동 신호는 제 1 구동 신호에 평균화 프로세싱을 적용함으로써 얻어지는 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태의 LCD 디바이스를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 제 1 및 제 2 양태의 LCD 디바이스를 포함하는 이미지 신호 송신기를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태의 LCD 디바이스를 포함하는 이미지 데이터 스위칭 장치를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태의 LCD 디바이스를 포함하는 이미지 데이터 진단 장치를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 제 1 또는 제 2 양태의 LCD 디바이스를 포함하는 건축 구조물을 제공한다.
제 3 양태에 있어서, 본 발명은 각각 한 쌍의 투명기판과 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수의 LCD 패널; 적층된 LCD 패널 중 하나 이상의 패널에 디스플레이하기 위한 제 1 이미지 데이터를 생성하고 적층된 LCD 패널 중 나머지 패널에 디스플레이하기 위한 제 2 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛으로서, 상기 제 2 이미지 데이터는 상기 제 1 이미지 데이터에 평균화 프로세싱을 적용함으로써 얻어지는, 상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛; 각각의 LCD 패널에 이미지 데이터를 송신하는 신호 송신기; 및 상기 신호 송신기가 이미지 데이터를 송신할 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기를 포함하는 이미지 디스플레이 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태의 LCD 디바이스에 따르면, 적층된 LCD 패널의 하나는 컬러필터층을 가지며 적층된 LCD 패널 중 나머지는 광이 상이한 컬러 필터를 통과하는 것을 방지함으로써, 경사진 시야 방향에서 볼 때 LCD 디바이스의 이미지 품질의 열화를 극복한다.
본 발명의 제 2 양태의 LCD 디바이스에 따르면, 제 1 구동 신호의 평균화 프로세싱은 제 2 구동 신호가 LCD 디바이스상에 디스플레이된 이미지의 에지를 흐리게 하여, 에지가 이중 라인으로 관찰되는 것을 방지하고, 이리하여 경사진 시야 방향에서 이미지를 볼 때 불편함을 제거한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 더욱 명백할 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
[제 1 실시형태]
도 1은 관련된 구동 시스템과 함께 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 2 패널 LCD 디바이스를 나타낸다. 일반적으로 식별부호 100 으로 지정된 LCD 디바이스는 3 개의 부분, 즉 대략적으로 분리된 구조의 이미지 소스 유닛 (117), 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 및 LCD 유닛 (116) 을 포함한다. 3개의 유닛의 각각은 신호 케이블 (120 내지 122) 을 통해 다른 유닛에 접속된다. LCD 유닛 (116) 은 복수의 적층된 LCD 패널 (도 1의 예에서 2개의 LCD 패널 (113, 114)) 을 갖는다. LCD 패널 (113, 114) 의 디스플레이 모드로서 다양한 모드가 사용될 수 있다. 여기서 LCD 패널 (113, 114) 은 IPS (In-Plane Switching) 모드 구동 방식에 의해 구동된다고 가정된다.
이미지 소스 유닛 (117) 은 이미지 소스 (101) 및 신호 송신기 (102) 를 포함한다. 이미지 소스 (101) 는 소정의 처리를 수행함으로써 전자 이미지 데이터가 되도록 재구성되는 사진 및 동화상에 의해 표현되는 보통의 데이터이다. 신호 송신기 (102) 는 이미지 소스 (101) 로부터 공급된 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 으로 송신되는 이미지 신호를 생성한다. 신호 송신기 (102) 는 생성된 이미지 신호를 신호 케이블 (120) 을 통해 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 으로 송신한다. 신호 송신기 (102) 는 예를 들어 Thine Electronics 사에 의해 제조된 THC63DV164 로 구성된다. 신호 송신기 (102) 는 이미지 소스로부터 출력된 병렬 데이터를 직렬 신호로 변환하고, 그 변환 후 직렬 신호를 신호 케이블 (120) 로 송신한다. 신호 송신기 (102) 는 일반적으로 퍼스널 컴퓨터용 디지털 인터페이스로 사용되는 DVI (Digital Visual Interface) 와 동등한 신호를 출력하도록 구성되는 것으로 충분하다. 따라서, 만일 이미지 소스 유닛 (117) 이 DVI 인터페이스를 갖는 퍼스널 컴퓨터라면 아무 문제가 없다. 또한, 신호 송신기 (102) 및 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 내의 수신기들이 한 쌍으로 신호를 송수신할 수 있는 한 아무 문제가 없다. 따라서, 신호 케이블 (120) 을 통해 송신된 신호의 포맷은 DVI 포맷에 제한되지 않고, 아날로그 포맷일 수 있다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 수신기 (103), 로컬 메모리 (104), 버퍼 메모리 (106, 109), 신호 송신기 (107, 108), 타이밍 제어 유닛 (110) 및 연산 유닛 (118) 을 포함한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 연산 유닛 (118) 에서 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 수신된 이미지 신호에 대한 신호 변환 (이미지 프로세싱) 을 수행한다. 그 후, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 LCD 유닛 (116) 을 구성하는 복수의 LCD 패널의 각각에 대해 신호를 생성한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 의 각각의 블록의 동작의 상세는 다음에 설명될 것이다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 예를 들어 옵션으로서 DVI-I/F 보드가 접속되는 Xilinx, Inc.사에 의해 제조된 Spartan-3E 디스플레이 솔루션 보드로 구성될 수 있다. 특히, DVI-I/F 보드는 수신기 (103) 로서 사용되고, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 을 구성하는 다른 블록은 Spartan-3E 디스플레이 솔루션 보드로 구성된다. 또한, 이미지 프로세싱 논리 회로 등은 보드에 내장된 FPGA 칩 (Spartan 3-E) 내부에 구성된다. LCD 유닛 (116) 에 사용된 LCD 패널의 입력 포맷 (LVDS) 은 출력측상의 신호 송신기 (107, 108) 로부터 출력된 신호에 사용된다.
LCD 유닛 (116) 은 LC 구동 회로 (111, 112), LCD 패널 (113, 114) 및 백라이트 유닛 (115) 을 포함한다. 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 은 컬러 디스플레이를 수행하는 LCD 패널로서 구성된다. 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 은 단색 디스플레이를 수행하는 LCD 패널로서 구성된다. 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113, 114) 의 순서는 바뀔 수도 있다. 즉, 단색 디스플레이의 LCD 패널이 관찰자에 더 가까운 측에 설정될 수도 있고, 컬러 디스플레이의 LCD 패널이 광원에 더 가까운 측에 설정될 수도 있다.
LC 구동 회로 (111, 112) 는 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 으로부터 수신된 신호에 기초하여, 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113, 114) 을 각각 구동한다. 백라이트 유닛 (115) 은 평면 광원이고, 그 배면으로부터 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113, 114) 에 입사하는 광을 출사한다. 백라이트 유닛 (광원; 115) 으로부터 출사된 광은 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 으로 입력되는 구동 신호에 기초하여 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에서 변조되고, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에 입사한다. 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 디스플레이 이미지는 입력 구동 신호에 기초하여 제어된다. 관찰자는 광이 백라이트 유닛 (115) 으로부터 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113, 114) 을 통과하는 것을 관찰함으로써 디스플레이 이미지를 관찰한다.
도 2는 LCD 유닛 (116) 의 단면 구조를 도시한다. 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 은 편광필름 (201), 투명기판 (211), 컬러필터층 (251), 배향필름 (221), LC 층 (231), 배향필름 (222), 투명기판 (212), 및 편광필름 (202) 을 포함하고, 이들은 광출사측 또는 후방측으로부터 이 순서대로 배열된다. 백라이트 유닛 (115) 상의 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 은 편광필름 (203), 투명기판 (213), 배향필름 (223), LC 층 (232), 배향필름 (224), 투명기판 (214), 및 편광필름 (204) 을 포함하고, 이들은 LCD 패널의 광출사측으로부터 광입사측으로 이 순서대로 배치된다.
이 명세서에서, 편의상, 투명기판 (211), 컬러필터층 (251), 배향필름 (221), LC 층 (231), 배향필름 (222) 및 투명기판 (212) 은 제 1 LCD 패널 (261) 로 지칭한다. 상기 제 1 LCD 패널 (261) 및 한 쌍의 편광필름 (201, 202) 은 다 함께 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 으로 지칭한다. 또한, 투명기판 (213), 배향필름 (223), LC 층 (232), 배향필름 (224) 및 투명기판 (214) 은 제 2 LCD 패널 (262) 로 지칭한다. 상기 제 2 LCD 패널 (262) 및 한쌍의 편광필름 (203, 204) 은 다 함께 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 으로 지칭한다.
제 1 LCD 패널 유닛 (113) 을 구성하는 LC 층에 가까운 투명기판 (212) 의 표면 상에는 전극선이 매트릭스 상으로 배치되고, 3단자 비선형 소자 (TFT와 같은 능동 소자이며, "TFT"로도 지칭) 가 전극선의 각 교점에 배치되어 대응하는 픽셀의 능동 소자를 구성한다. 각 픽셀에서, 대응하는 TFT의 소스/드레인 경로에 접속되는 픽셀전극과 공통 전극선에 접속된 공통전극은 빗살 (comb-teeth) 형상으로 형성된다. LC 층 (231) 은 IPS 구동 방식과 같은 측전계 구동 방식으로 구동된다. 컬러필터층 (251)에서, 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 의 컬러필터가 스트라이프 상으로 배치되고, 하나의 픽셀은 R, G 및 B 컬러필터를 가지고 서로 인접하게 배치된 3개의 단위 픽셀로 구성된다.
제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 제조를 설명한다. 배향필름 (221, 222) 은, 그 위에 컬러필터층 (251) 또는 전극이 형성된, 투명기판 (211, 212) 의 표면들 중 일 표면상에 코팅하고, 후속하여 LC 층의 배향을 위해 이를 러빙하여 형성한다. 이후, 배향필름 (221, 222) 이 형성되어 있는 양 투명기판 (211, 212) 의 표면이 서로 대향하게 형성되고, 초기 LC 배향의 방향이 서로 평행하거나 또는 평행하지 않도록 상기 투명기판 (211, 212) 을 배치하되, 대향하는 표면 사이에 특정 공간이 제공되게 한다. 상기 공간에, Merck Ltd.에서 제조된 ZLI4792와 같은 LC 분자를 주입하여 제 1 LCD 패널 (261) 을 형성한다.
또한, 제 1 LCD 패널 (261) 이 편광필름 (201, 202) 사이에 끼워지도록 예를 들어 Nitto Denko Corporation에서 제조된 SEG1224로 구성된 편광필름 (201, 202) 을 배치하여 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 을 형성한다. 이 단계에서, 편광필름 (201, 202) 의 광 투과축 또는 광 흡수축은 실질적인 직각으로 서로 교차하도록 배치되고, 편광필름 (201, 202) 중 어느 하나의 광 흡수축은 LC 배향 방향으로 상기 LC 층 (231) 에 평행한다.
제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 관하여, LC 층에 가까운 투명기판 (214) 의 일표면 상에 전극이 또한 매트릭스 상으로 배열되고, TFT가 전극선의 각 교점에 배치된다. 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 은 컬러필터층이 없기 때문에, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 과 달리, 단일 픽셀이 R, G 및 B에 대응하는 3개의 단위 픽셀로 분할될 필요가 없다. 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에서, 단일 픽셀은 하나의 픽셀로 구성되고, 단일 픽셀의 사이즈는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 3개의 단위 픽셀의 총 사이즈와 동등하다. 다른 방법으로는, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 픽셀 (사이즈) 구성과 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 픽셀 (사이즈) 구성이 동일하게 설정되고, 단일 컬러의 3개의 픽셀이 함께 조합되어 하나의 픽셀을 가진다. 어느 경우에나, 유닛으로서의 픽셀의 해상도는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 과 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 사이에서 동일하다.
제 2 LCD 패널 유닛 (114) 을 제조하는 절차는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 을 제조하는 절차와 유사하다. 배향필름 (223, 224) 은 각각 전극이 매트릭스 상으로 배치된 투명기판 (213) 의 일 표면과 투명기판 (214) 의 일 표면 상에 형성된다. 배향필름 (223 및 224) 이 서로 대향하고 그 사이에 공간이 형성되도록 투명기판 (213 및 214) 이 배치된다. 다음, LC 분자를 공간에 주입하여 제 2 LCD 패널 (262) 을 형성한다. 이후, 제 2 LCD 패널 (262) 이 편광필름 (203, 204) 사이에 끼워지도록 편광필름 (203, 204) 을 배치하여 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 을 형성한다. 편광필름 (203, 204) 의 광 투과축 또는 광 흡수축의 방향에 관해서, 양 편광필름의 광 투과축 또는 광 흡수축이 실질적인 직각으로 서로 교차하고, 편광필름 (203, 204) 중 어느 하나의 광 흡수축을 LC 층 (232) 의 LC 분자의 배향 방향에 평행하도록 한다.
LCD 유닛 (116) 에서, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 과 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 이 하나가 다른 하나 위에 적층되어, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 픽셀이 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 대응하는 픽셀과 정렬되도록 한다. 이 제조 단계에서, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 LC 분자 배향이, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 LC 층의 LC분자의 배향에 평행하거나 또는 수직하도록 한다. 또한, 광 입사측 상의 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 편광필름 (202) 과 광 입사측상의 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 편광필름 (203) 사이에서, 광 투과축들 또는 광 흡수축들이 실질적으로 서로 평행하도록 한다. 그에 의해, 편광필름 (203) 을 통과한 광이, 가능한 많이, 광 입사측 상의 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 편광필름 (202) 을 통과하게 된다.
본 발명의 실시형태에서, 컬러필터층은 LCD 디바이스 (100) 를 구성하는 복수의 LCD 패널 중 하나 상에만 형성된다. 구체적으로, 도 2에서, 컬러필터층 (251) 이 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에만 제공된다. 복수의 적층된 LCD 패널의 각각에 컬러필터층이 제공되면, 시점 (viewing point) 이 물리적으로 움직일 때, 3차원의 정렬 불일치로 인해 LCD 패널 중 하나의 컬러필터층과 LCD 패널 중 다른 하나의 컬러필터층 사이에서 다른 컬러 영역을 입사광이 통과할 것이다. 예를 들어, LCD 패널 유닛의 적색 컬러 필터를 통과한 광이 다른 LCD 패널 유닛의 청색 컬러 필터를 통과하면, 표시 휘도는 시야각에 따라 급격히 변한다. 본 발명의 실시형태에서, 이러한 상황은 복수의 LCD 패널 유닛 중 단일 LCD 패널 유닛에 컬러필터층을 형성함으로써 방지된다. 따라서, 표시 휘도가 시야각에 따라 크게 변하는 상황이 방지된다.
상기 구성의 LCD 디바이스 (100) 에서, 관찰자와 LCD 패널의 LC 층 사이의 거리는 LCD 패널들 마다 다르다. 따라서, 복수의 적층된 LCD 패널이 단일 신호 소스로부터 공급된 동일 신호에 의해 구동되면, 이미지 품질은 시차에 의해 저하될 것이다. 이러한 문제를 고려하여, 본 발명은 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 을 구동하는 이미지 데이터에 대해서 평균화 프로세싱을 적용하고, 이로써 시차에 의한 편차를 보상한다. 또한, 평균화 프로세싱의 적용에 의해 야기되는 투과율의 변화를 방지하기 위해서, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 을 구동하는 이미지 데이터에 대해 투과율 보정 프로세싱 또는 투과율 조정 프로세싱을 수행된다. 이후, 이미지 프로세싱의 내용이 상세히 기술될 것이다.
도 3은 LCD 유닛 (116) 의 주요 부분의 단면도를 도시한다. 도 3에서는, 설명을 위해 도 2의 투명기판 (211~214) 및 LC 층 (231, 232) 이 발췌된다. 도 3의 LCD 패널 유닛 (301, 302) 은 도 2의 LCD 패널 유닛 (113, 114) 의 LCD 패널에 대응한다. 투명기판 (321~324) 은 도 2의 투명기판 (211~214) 에 각각 대응한다. 또한, LC 층 (325, 326) 은 도 2의 LC 층 (231, 232) 에 대응한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시형태의 이미지 프로세싱 기술의 개념을 서술할 것인데, 관찰자는 복수의 LCD 패널 (LC 층) 이 하나가 다른 하나 위에 적층되는 구성에서 야기되는 시차 (334) 를 인식하는 것이 방지된다. 또한, 제 1 LCD 패널 (301) 에서 평균화 프로세싱을 수행하는 거리 "r" 의 정의 방법을 참조하여 설명한다.
제 1 및 제 2 LCD 패널 (301, 302) 이, 도 3에 도시된 시점 (311) 에서 LCD 패널에 수직한 방향으로 관찰된다면, 동일한 데이터 (그레이-스케일 레밸) 가 제 1 LCD 패널 (301) 및 제 2 LCD 패널 (302) 에 표시되는 제 2 LCD 패널 (302) 의 점 α 및 제 1 LCD 패널 (301) 의 점 β가 서로 오버랩되게 관찰되어, 단일 점을 나타낸다. 따라서, 이 경우, 관찰자는 불편함을 느끼지 않게 된다. 반면, 경사진 시야 방향에서, Φ의 각도로 제 2 LCD 패널 (302) 의 점 α를 통과하는 광과 Φ의 각도로 제 1 LCD 패널 (301) 의 점 β를 통과하는 광은, 광이 투명기판 (321) 으로부터 공기로 출사할 때, 투명기판 (321) 과 공기 사이의 굴절률 차이 때문에 스넬의 법칙에 기초하여 각도 θ 방향으로 굴절된다. 이로써, 수직 방향으로 점 α 및 β 사이의 거리에 대응하는 거리 만큼 점 α 와 점 β가 서로 분리된다. 따라서, 수직방향으로부터 각 θ 만큼 벗어난 방향의 시점 (312) 으로부터 점 α 및 점 β를 관찰할 때, 동일한 이미지를 디스플레이하는 점 α 및 β 가 시차 (333) 정도에 따라 서로 떨어진 상이한 위치에서 관찰된다. 따라서, 이미지의 윤곽선은, 예를 들어, 이중 라인으로 관찰되어, 관찰자가 상당히 불편함을 느끼도록 한다.
투명기판 (321) 으로부터 출사되는 광의 각 θ와 LCD 패널 (301, 302) 내에서 광이 진행하는 각 Φ가 하기 식에 의해 표현될 수 있으며,
na·sinθ = ng·sinΦ,
여기서, ng, na는 투명기판 및 공기의 굴절률이다. 이 식을 배열함으로써, 광이 LCD 패널 (301, 302) 에서 진행하는 방향의 각이 다음 식으로 표현된다.
Φ=sin-1((na/ng)×sinθ)
이들 관계식으로부터, 제 2 LCD 패널 (302) 에서의 α 위치와 제 1 LCD 패널 (301) 에서의 β 위치가 경사진 시야각 θ에서 서로 떨어지게 관찰될 때, 겉보기 거리, 또는 편차 r이 다음 식으로 표현되며,
tanΦ=(r/d)
r=d×tanΦ
=d×tan(sin-1((na/ng)×sinθ)) (1)
경사진 시야각 θ에서의 시차 (333) 을 제거하기 위해서, β 위치에서 원래 표시되어야 할 데이터가, 도 3에 도시된 β 원래 위치에서 γ 위치로 그 위치를 이동함으로써 표시되었다. 이러한 이유 때문에, 연산 유닛 (118) 은, 제 1 LCD 패널 (301) 을 구동하기 위한 신호에 대하여, 전체 스크린에 대한 거리 "r"만큼 점 β 에서의 데이터를 분산하기 위한 평균화 프로세싱을 수행한다. 이러한 방법으로, 시차의 효과가 감소될 수 있고, 관찰자가 불편함을 느끼지 않는다. 본 발명의 실시형태에서, 컬러필터층 (도 2의 251) 을 가지는 제 1 LCD 패널 (301) 에 대해 평균화 프로세싱이 수행된다. 하지만, 컬러필터층을 가지고 있지 않은 제 2 LCD 패널 (302) 에 대해서도 평균화 프로세싱이 수행될 수 있다. 또한, 평균화 프로세싱이 수행되는 LCD 패널은 관찰자와 보다 가까운 전면측에 배치될 필요가 없고, 이러한 LCD 패널이 LCD 디바이스의 후면측 상에 존재한다면 특별한 영향이 없다.
평균화 프로세스에서, 포커싱된 픽셀로부터 측정된 소정 거리의 영역 내에 존재하는 픽셀의 이미지 데이터를 단순히 평균화한다. 평균화 프로세스에서, 예를 들어, 포커싱된 픽셀의 좌표로부터 거리 r만큼 연장하는 수직 및 수평측을 가지는 직사각형 영역에 의해 둘러싸인 범위 내의 이미지 데이터를 평균화한다. 평균화 프로세스의 경우에, 상기 영역 내의 이미지 데이터를 단순히 평균화하는 방법을 채용할 수도 있다. 선택적으로, 포커싱된 픽셀로부터의 거리에 대응하여 가중치 (weighting) 를 부여한 이후 평균화 프로세싱이 수행될 수 있어, 상기 영역의 중앙부가 평균화에서 더 큰 가중치를 취하도록 한다. 이러한 가중치 기술에서, 가우스 분포가 사용될 수 있다. 가우스 분포이외에, 단순한 경사 분포, 2차 곡선 또는 4차 곡선을 사용한 가중치 기술이 채용될 수도 있다.
평균화 프로세싱이 수행되어야 하는 영역의 범위는, 각 θ의 범위가 어느 정도로 가정되느냐에 따라 변해져야 한다. 평균화 프로세싱이 수행될 영역의 범위를 얻기 위한 계산은 도 4를 참조하여 서술될 것이다. 여기서, LCD 디바이스 (401) 의 장축 방향 (도 4에서의 402 방향) 의 길이는 L로 가정되고, LCD 디바이스 (401)는 수평방향의 스크린 길이 L의 두배 (즉, 2×L) 만큼 LCD 디바이스 (401) 로부터 떨어진 점으로부터 관찰된다. 시점 (404) 은 LCD 디바이스 (401) 가 전면 중앙으로부터 관찰되는 중앙 시점이고, 시점 (404) 과 LCD 디바이스 (401) 의 스크린 중앙 사이의 거리는 2×L이다. 여기서, LCD 디바이스 (401) 의 수직 방향 (방향 403) 으로 관찰되는 중앙과 그 수평방향으로 관찰되는 에지에 자리잡은 위치가 시점 (404) 으로부터 관찰된다고 가정된다. 시점 (404) 으로부터 스크린 중앙 측으로의 방향과 시점 (404) 으로부터 표시 스크린 측면 상의 에지 측으로의 방향 사이의 각 θ1 은 다음 식으로 표현될 수 있다.
θ1=tan-1((L/2)/2L) (2)
스크린 에지가 시점 (404) 으로부터 관찰될 때, 시차에 의해 야기되는 불편함을 방지하기 위해서, 식 (2)의 θ1이 식 (1)의 θ로 치환되고, 하기 식에서 얻어지는 거리 r1의 범위에서 평균화 프로세싱이 수행될 수 있다.
r1=d×tan(sin-1((na/ng)×sin(tan-1((L/2)/2L)))) (3)
평균화 프로세싱이 수행되는 범위는 상기 식 (3)에 의해 얻어진 거리 r1의 범위로 설정되고, 이로써, 전면측의 시점 (404) 으로부터 LCD 디바이스 (401) 의 스크린을 관찰할 때 시차에 의해 야기되는 불편함이 감소될 수 있다. 하지만, 이 경우, 시점이 중앙에 위치된 시점 (404) 으로부터 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동될 때, 시점으로부터 LCD 디바이스 (401) 측으로의 방향과 시점으로부터 스크린의 수평 에지측으로의 방향 사이의 각이 θ1보다 더 크고, 시차에 의한 불편함이 여전히 발생한다. LCD 디바이스 (401) 가 스크린에 대하여 임의의 시점으로부터 관찰될 때 불편함을 방지하기 위해서, 수평방향에서의 스크린 에지가 수평방향에 대향하는 시점 (405) 으로부터 관찰될 때, 평균화 프로세싱이 수행되는 거리는 각 θ2에 대응하는 거리여야만 한다. 이 경우, θ2는 다음 식으로 표현될 수 있다.
θ2=tan-1(L/2L)
수평 방향의 스크린의 에지가 시점 (405) 으로부터 관찰될 때 시차에 의해 발생되는 불편함을 방지하기 위하여, 평균화 프로세싱은, 오직
r2=d×tan (sin-1((na/ng)×sin(tan-1((L/2L)))
에 의해 획득된 거리 r2 의 범위에서 수행될 것이다.
LC 텔레비전 세트가 LCD 디바이스 (401) 로 가정하면, 시점이 항상 디스플레이 스크린의 범위 내에 존재하는 것은 아니다. 이 경우에, 거리 L 만큼 스크린의 에지로부터 이격된 시점 (406) 을 가정하고, 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리는 오직 시점 (406) 으로부터 수평 방향으로 LCD 디바이스 (401) 의 대향 에지를 관찰할 때 각도 θ3 에 대응하는 거리이어야 한다. 각도 θ3 는,
θ3 =tan-1(2L/2L)=45°
에 의해 획득된다.
평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r3 은,
r3=d×tan(sin-1((na/ng)×sin(45°)))
에 의해 획득될 수 있다.
게다가, LCD 디바이스 (401) 가 임의의 방향으로부터 관찰될 때 불편함을 방지하기 위하여, 수평 방향으로의 연장선 상의 위치로부터 스크린을 관찰하기 위한 시점 (407) 이 가정되고, 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리는 오직 LCD 디바이스 (401) 가 그 시점 (407) 으로부터 관찰될 때 90 도의 각도에 대응하는 거리여야 한다. 이 경우의 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r4 는,
r4=d×tan(sin-1(na/ng))
에 의해 획득된다.
상기와 같이 획득된 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 "r" 는 LCD 패널의 픽셀들의 피치와 관계없이 일정하다. 단일의 픽셀 이미지를 디스플레이하는데 필요한 영역이 일 픽셀로서 설정되고, 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리가 r 이며, 수평 방향 또는 수직 방향에서 서로 인접한 2 개의 픽셀 간의 거리인 픽셀 피치가 pp 인 것으로 가정하면, 포커싱된 픽셀로부터, 수직 방향의 np=r/pp 만큼 포커싱된 픽셀로부터 이격된 픽셀까지의 범위에서만 평균화 프로세싱이 수행되어야 한다. 평균화 프로세싱의 경우, 이미지 데이터가 휘도 성분과 컬러 성분으로 분리되면, 각각의 성분들 마다 다른 거리 r 를 이용하여 평균화 프로세싱이 수행될 수도 있다.
도 1 로 돌아가면, 상기 평균화 프로세싱은 연산 유닛 (118) 에서 수행된다. 수신기 (103) 는 신호 케이블 (120) 을 통해 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 입력된 이미지 신호를 복원한다. 수신기 (103) 는 복원된 이미지 신호를 연산 유닛 (118) 에 전달한다. 연산 유닛 (118) 은 입력된 이미지 신호를 저장하기 위한 로컬 메모리 (104) 를 갖고, 이미지의 저장과 이미지 프로세싱을 동시에 수행한다. 로컬 메모리 (104) 는 적어도 (np×2+1) 개의 라인 메모리를 갖고, 바람직하게는 프레임 메모리를 포함한다. 연산 유닛 (118) 은 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 각각을 구동하기 위한 데이터를 발생시킨다. 연산 유닛 (118) 은 LCD 패널 (113 및 114) 을 구동하기 위한 신호를 버퍼 메모리 (106 및 109), 신호 송신기 (107 및 108) 및 신호 케이블 (121 및 122) 을 통해 LCD 유닛 (116) 으로 송신한다. 신호 송신 시에, 포커싱된 픽셀로부터 이격된 픽셀의 수 np 또는 거리 r 인 픽셀들의 범위에 대해 평균화된 신호는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 으로 송신된다.
제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에 적용된 평균화 프로세싱의 효과적인 범위가 설정된 범위와 동일한지 여부는 다음의 단계에 의해 확인될 수 있다. 예를 들어, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 을 전체 투과 (full transmission) 상태에 있게 하는 동안, 오직 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 만이 구동되고, 25 의 휘도 및 75 의 휘도와 같은 다른 그레이 스케일 레벨을 갖는 2 개의 스트라이프는 동일 폭 W 을 갖는 스트라이프의 각각의 폭에 따라 수직 또는 수평 방향으로 연장하여 디스플레이된다. 이 예에서, 그레이 스케일 레벨의 표기법은, 전체 투과에서의 최대 휘도가 100 이고 전체 차폐 (full shielding) 에서의 최소 휘도가 0 인 것이다. 스크린상에서 휘도가 가장 높은 위치의 휘도 T1 및 휘도가 가장 낮은 위치의 휘도 T2 가 측정되며, 이들의 비율은 CR1 (=T1/T2) 로서 정의된다. 스트라이프의 폭 W 이 평균화 프로세스를 수행하기 위한 거리 r 보다 상당히 더 클 때, 비록 폭 W 가 더 좁아지더라도 CR1 은 변하지 않는다. 그러나, W=2×r 의 조건이 충족될 때, CR1 의 값은 폭 W 을 초과하는 평균화 프로세싱의 범위로 떨어지기 시작한다. 따라서, CR1 의 저하를 관찰함으로써, 평균화 프로세싱의 유효 범위가 설정된 범위와 동일한지 여부가 스크린상에서 확인될 수 있다.
도 5a 는 평균화 프로세스 이전의 이미지의 예를 나타낸 것이다. 도 5b 는 평균화 프로세스 이후의 이미지를 나타낸 것이다. 평균화 프로세싱될 이미지로서, 도 5a 에 나타낸 것처럼, 2 개의 다른 그레이 스케일 레벨, 즉, 전체 투과의 휘도가 100 이고 전체 차폐의 휘도가 0 인 것으로 가정하면 100 의 휘도와 0 의 휘도가 동일 폭을 갖는 2 개의 스트라이프의 형태로 공간 주기 "p" 로 교대로 배치되는 이미지가 예시된다. 도 5a 에는, 이미지에 있어서 더 높은 휘도를 갖는 스트라이프의 그레이 스케일 레벨은 TW 로서 표현되고 더 낮은 휘도를 갖는 스트라이프의 그레이 스케일 레벨은 TB 로서 표현된다. 도 5a 의 이미지에 평균화 프로세싱이 적용될 때, 도 5b 에 나타낸 것처럼, 그레이 스케일 레벨 중 더 높은 변화도를 갖는 위치가 희미해지고, 이로써, 총 이미지는 스트라이프에 걸쳐 적절하고 평활하게 변하는 그레이 스케일 레벨을 갖는다. 여기서, 이미지에 있어서 가장 높은 휘도를 갖는 위치의 휘도가 TsW 이고 가장 낮은 휘도를 갖는 위치의 휘도가 TsB 인 것으로 가정한다. 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r 가 주기 p 와 비교하여 충분히 더 작은 범위에 있어서, 상기 휘도 TW 및 TsW 는 실질적으로 동일하고 휘도 TB 및 TsB 는 실질적으로 동일하며, 이로 인해 다음의 식, 즉,
(TsW-TsB)/(TW-TB)
로 표현된 값은 "1" 을 취한다.
도 6 은 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r 과 (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값 사이의 관계를 나타낸 것이다. 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r 가 스트라이프의 주기 p 의 1/4 보다 더 작은 경우, 0 의 휘도를 갖는 스트라이프의 중앙 위치에서의 평균화 프로세싱의 범위는 휘도 0 의 스트라이프 내에 있다. 게다가, 100 의 휘도를 갖는 스트라이프의 중앙 위치에서의 평균화 프로세싱의 범위는 휘도 100 의 스트라이프 내에 있다. 따라서, 비록 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r 가 변하더라도, (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값은 여전히 "1" 이며 변하지 않는다. 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 거리 r 가 주기 p 의 1/4 를 초과할 때, (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값은 휘도 0 및 휘도 100 이 혼합되기 때문에 떨어지기 시작한다. 평균화 프로세싱을 수행하는 범위의 증가에 대한 (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값의 감소의 정도 (또는 기울기) 는 평균화 프로세스의 가중치, 즉, 주변 픽셀 또는 중앙 픽셀에 따른 영향의 정도에 의존하여 변한다. 본 실시형태에서, 예를 들어, r=3/p 인 경우의 거리 r 에 대하여 평균화 프로세싱이 수행될 때, (TsW-TsB)/(TW-TB) 의 값이 0.5 인 평균화 프로세싱이 채용된다.
제 1 LCD 패널 유닛 (113) 이 평균화된 이미지를 디스플레이하면, 그 이미지는 평균화 프로세스로 인해, 전면 중앙으로부터 바라보았을 때 흐려지거나 희미하게 관찰될 수도 있으며, 이로써 전체의 이미지는 선명도가 결여된다. 이런 이유로, 연산 유닛 (118) 은 여기에, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 상에 디스플레이될 이미지에 대해 평균화 프로세싱에 의해 변화되는 투과율을 보정하기 위한 투과율 보정 프로세싱으로 지칭되는 이미지 프로세싱을 적용한다. 이로써, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 투과율은 평균화 프로세싱이 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에 적용되기 이전에 획득되는 오리지널 그레이 스케일 레벨 특성을 획득하도록 제어된다. 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 대해 연산 유닛 (118) 에 의해 적용되는 이미지 프로세싱은 통상 이미지의 에지부를 강조하기 위한 이미지 프로세싱이다. 여기서, 편의를 위해, 이러한 이미지 프로세싱은 에지 강조 프로세싱으로 표현된다.
에지 강조 프로세싱에 있어서, 픽셀의 총 투과율은 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 상에 적용된 평균화 프로세싱에 의해 Ta 에서 Ta+α (α
Figure 112008023271209-pat00015
0 또는 α
Figure 112008023271209-pat00016
0) 로 변하는 것으로 가정된다. 이 경우에, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 및, 평균화 프로세싱이 적용되는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에 의해 통과되는 광의 투과 휘도가 평균화 프로세싱이 적용되기 이전의 휘도인 Ta 를 취하도록, 연산 유닛 (118) 은 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 픽셀의 투과율을 β 량 변화시킨다. 이 방식으로, 제 1 LCD 패널이 평균화 프로세싱이 적용된 이미지를 디스플레이하더라도, 전면 시야 영역에 대한 총 투과율은 평균화 프로세싱이 적용되기 이전의 투과율과 같아질 수 있다.
제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 이미지에 에지 강조 프로세싱이 어느 정도 수행되는지가 다음의 절차에 의해 심사될 수 있다. 예를 들어, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 이 전체 투과의 상태에 있는 것으로 가정될 때, 전체 투과의 휘도가 100 이고 전체 차폐의 휘도가 0 인 것으로 가정하면, 2 개의 그레이 스케일 레벨, 예를 들면, 25 의 휘도와 75 의 휘도가 동일 폭 W 을 갖는 2 개의 스트라이프로 디스플레이되도록 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 만이 구동된다. 여기서, 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 있어서 더 높은 휘도 스트라이프의 중앙 위치의 휘도가 U1 으로 가정되고, 더 낮은 휘도 스트라이프의 중앙 위치의 휘도가 U2 로서 가정된다. 게다가, 스크린 상의 가장 높은 휘도를 갖는 위치의 휘도는 U3 으로 가정되고, 가장 낮은 휘도를 갖는 위치의 휘도는 U4 로 가정된다. 에지 강조 프로세싱이 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 적용되기 이전에, 다음의 식, 즉,
U1/U2= U3/U4
이 성립된다.
에지 강조 프로세싱이 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 적용되면, 상기 식은 다음의 관계, 즉
U1/U2
Figure 112007035855849-pat00017
U3/U4
로 변한다.
따라서, U3/U4 의 값에 대해 U1/U2 의 값을 비교함으로써, 에지 강조 프로세싱이 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 에 어느 정도 적용되고 있는지가 스크린 상에 디스플레이된 이미지에 의해 판별될 수 있다.
타이밍 제어 유닛 (110) 은 에지 강조 프로세스 및 평균화 프로세싱에서의 프로세싱 지연 시간을 고려하여, 동일 타이밍에 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 상에 이미지를 디스플레이하도록 이미지 신호의 송신 타이밍을 조정한다. 게다가, 타이밍 제어 유닛 (110) 은 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 에 대한 디스플레이를 위해 필요한 Vsync, Hsync 및 DotClock 신호를 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 에 전달한다. 타이밍 제어 유닛 (110) 은 전체 디바이스의 타이밍을 제어하여, 이로써, 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 상의 이미지 디스플레이를 동기화할 수 있다.
본 실시형태에서 단독으로 사용되는 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 각각의 콘트라스트 비는 700:1 정도이다. 본 실시형태에서, 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 을 하나를 다른 하나 위에 적층함으로써, LCD 디바이스 (100) 의 콘트라스트 비는 500,000:1 정도까지 상당히 향상될 수 있다. 게다가, 본 실시형태에서, 적층된 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 중 임의의 하나는 공간 휘도의 더 높은 미분값을 갖는 에지부와 같은 부분이 희미해지거나 뚜렷해지지 않는 평균화된 이미지를 디스플레이한다. 사람의 감각은 자극값이 급격히 변하는 위치에 포커싱하려고 한다. 따라서, 관찰자는 에지부가 흐리지 않은 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 상에 디스플레이된 상세한 이미지에 주목한다. 이런 이유로, 평균화된 이미지를 디스플레이하는 LCD 패널은 전체 스크린의 콘트라스트에 기여하지만, 관찰자는 그런 LCD 패널에 상당한 주의를 기울이지 않는다. 이런 방식으로, 관찰자가 경사진 각도로 스크린을 관찰할 때 시차에 의해 야기된 불편함이 감소될 수 있다.
평균화 프로세싱이 적용된 이미지가 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 중 임의의 하나에 디스플레이되면, 평균화 프로세싱을 적용하는 넓은 범위는 시차에 의해 야기되는 불편함이 발생되지 않는 시야 영역의 각도를 증가시킬 것이다. 그러나, 전면 시야에 있어서, 이미지는 흐리게 디스플레이된 이미지의 에지부로 인해 전체로서 흐려진 인상을 갖게 된다. 본 실시형태에서, 평균화된 이미지를 디스플레이하지 않는 제 1 및 제 2 LCD 패널 (113 및 114) 중 하나는, 평균화된 이미지에 의해 영향받는 투과율의 변경을 보상하기 위해, 투과율 보상 프로세싱이 적용되는 이미지를 디스플레이한다. 이런 방식으로, 평균화된 이미지에 의해 야기되는 흐려진 인상이 해소되고, 동시에, 관찰자는 비-평균화된 이미지를 주목하게 되며, 이로써 시차에 의해 야기되는 불편함이 해소된다.
도 1 에는, 이미지 소스 유닛 (117), 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 및 LCD 유닛 (116) 이 개별 구성으로 도시되어 있다. 그러나, 이들 유닛은 하드웨어의 개별 아이템으로 구성될 필요는 없다. 이들 3 개의 유닛은 공통 하우징 내에 존재할 수도 있다. 게다가, 이미지 소스 유닛 (117) 및 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 이 공통 하우징 내에 존재하고 LCD 유닛 (116) 이 다른 하우징 내에 존재하도록 구성될 수도 있다. 대안으로, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 및 LCD 유닛 (116) 은 공통 하우징 내에 존재하고 이미지 소스 유닛 (117) 은 다른 하우징 내에 존재하도록 구성될 수도 있다. 본 발명에 있어서, 특별한 특징들은 적층된 LCD 패널 상의 이미지 데이터에 대한 이미지 프로세싱 및 LCD 유닛 (116) 내의 컬러필터층의 배치에 존재한다. 따라서, 본 발명의 이점은 상기 유닛이 하나의 하우징 또는 하우징들에 수용되는지 여부에 관계없이 손상되지 않는다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에 의해 수행된 이미지 프로세싱으로서, 하드웨어를 사용한 이미지 프로세싱은 본 실시형태에 채용되고 소프트웨어에 의해 수행되는 이미지 프로세싱 또한 채용될 수 있다. 게다가, 평균화 프로세싱 및 에지 강조 프로세싱은 단일 이미지 데이터 프로세싱 유닛에 의해 반드시 수행되는 것은 아니다. 평균화 프로세싱 및 에지 강조 프로세싱은 CPU 를 이용한 소프트웨어 프로세싱 및 MPEG 디코더로 대표되는 그래픽 칩을 이용한 프로세싱을 수행하는 이미지 소스 유닛 (117) 에 의해 수행될 수 있다. 이 경우에, 도 1 의 단일 신호 라인을 갖는 신호 케이블 (120) 이 이중화되고 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 상에 디스플레이될 이미지 및 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 상에 디스플레이될 이미지는 오직 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 출력될 필요가 있다.
상기 실시형태는, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 이 컬러필터층 (251; 도 2) 을 갖도록 구성되고 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 단일 이미지 데이터를 수신하는 단일 픽셀이 RGB 의 컬러 필터에 대응하는 3 개의 단위 픽셀 (또는 영역) 로 분할되는 것을 예시한다. 그러나, 컬러필터층은 평균화된 이미지의 디스플레이 중에 시차감의 해소와 관련하여 필수불가결한 구성 요소는 아니다. 따라서, 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 은 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 과 유사한 단색형 LCD 패널로서 구성될 수 있다. 게다가, 컬러필터층의 컬러들을 3 개의 컬러, 즉, R, G, 및 B 로 제한하는 것은 아니다. RGBYMC 컬러들을 포함한 것과 같은 다색 필터층도 사용할 수 있다. 이 경우에, 단일 픽셀은 오직 컬러필터층의 컬러들의 수에 대응하는 영역들의 수로 분할되어야 한다. 더욱이, 단일 픽셀은 4 개의 영역으로 분할될 수 있고, 각각의 영역은 R, G, G, B 컬러에 대응될 수 있다. 대안으로, 4 개의 영역들은 각각 RGB 컬러들 중 하나에 대응하는 3 개의 영역들 및 컬러 (W) 를 갖지 않는 단일 영역으로 구성될 수 있다.
상기 실시형태에서, IPS 모드 LCD 패널은 LC 구동 모드를 설명하기 위해 예시한다. 그러나, LC 구동 모드는 이러한 유형의 LC 구동 모드에 제한되지 않는다. 예를 들어, VA (vertical-orientation) LC 모드, TN (twisted-nematic) LC 모드, 및 OCB (optically compensated birefringence) LC 모드와 같은 다양한 모드가 채택될 수 있다. 또한, 도 2 에서, 위상차 보상층이 LCD 패널 (261 및 262) 과 편광필름 (201 내지 204) 사이에 제공되지 않도록 구성한다. 그러나, 위상차 보상층이 이 부분에 제공되더라도, 본 발명의 이점은 손상되지 않는다.
위상차 보상층이 삽입되는 경우, 삽입될 위상차 보상층의 광학 특성 등은 LC 층의 LC 모드의 조합에 따라 설정된다. 예를 들어, 위상차 보상층이 IPS 모드에 의해 구동되는 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 에 삽입되는 경우, 위상차 보상층은 편광필름 (201 및 202) 과 LCD 패널 (261) 사이에 다음의 방법으로 삽입되는데, 즉, 굴절률이 최고인 방향의 굴절률이 nx 이고, 기판과 평행인 면내의 nx 의 방향과 교차하는 방향의 굴절률이 ny 이며, nx 및 nz 에 수직인 방향의 굴절률이 nz 이면, nx
Figure 112007035855849-pat00018
nz
Figure 112007035855849-pat00019
ny 의 특성을 갖는 위상차 보상층이 편광필름 (201 및 202) 의 광 흡수축 또는 광 투과축에 평행하게 삽입된다. 이러한 방법으로 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 시야각 특성이 개선될 수 있다.
제 1 LCD 패널 유닛 (113) 이 VA 모드에 의해 구동되면, nx
Figure 112007035855849-pat00020
nz
Figure 112007035855849-pat00021
ny 의 특성을 갖는 위상차 보상층은, nx 방향이 편광필름 (201 및 202) 의 광 흡수축 또는 광 투과축에 평행하도록 삽입되어, 이에 의해 시야각 특성이 개선될 수 있다. 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 이 TN 모드 또는 OCB 모드에 의해 구동되면, 와이드 시야 필름 (wide view film) 이 위상차 보상층으로서 삽입되어, 이에 의해 시야각 특성이 개선될 수 있다. 와이드 시야 필름은 네거티브 위상차를 갖는 디스코틱 LC 층을 포함하고, 디스코틱 LC 층의 배향각은 두께 방향으로 연속적으로 변한다.
위상차 보상층은 LCD 패널 (261 및 262) 의 일 표면에 삽입되거나, LCD 패널 (261 및 262) 의 양 표면에 삽입될 수 있다. 상기 구성에서, 위상차 보상층의 삽입 위치는 LCD 패널 (261 및 262) 과 편광필름 (201 내지 204) 사이로 설정된다. 실질적으로, 삽입 위치는 LC 층 (231 및 232) 과 편광필름 (201 내지 204) 사이에 위치한 임의의 위치가 될 수 있다. 또한, 삽입될 위상차 보상층의 개수는 하나로 제한되지 않고, 복수의 위상차 보상층이 삽입될 수도 있다.
[제 2 실시형태]
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 다중 패널 LCD 디바이스의 LCD 유닛의 단면 구조를 도시한다. 제 1 실시형태에서, 도 2 에 도시된 바와 같이, LCD 패널 하나만의 콘트라스트 비가 x:1 이면, 2 개의 LCD 패널 (113 및 114) 를 함께 적층함으로써 약 x2:1 의 콘트라스트 비가 획득될 수 있다. 본 실시형태에서, 더 높은 콘트라스트 비를 획득하기 위해, 도 7 에 도시된 바와 같이, n 개의 LCD 패널 유닛 (520-1 내지 520-n) 은 서로 위에 적층된다. 이러한 경우, 약 xn:1 의 콘트라스트 비가 획득될 수 있다.
LCD 유닛 (116a) 을 구성하는 n 개의 LCD 패널 유닛 (520) 각각은 LCD 패널 (510), 및 LCD 패널 (510) 을 사이에 끼우는 한 쌍의 편광필름 (501 및 507) 을 포함한다. LCD 패널 (510) 각각은 한 쌍의 투명기판 (502 및 506), 한 쌍의 투명기판 (502 및 506) 사이에 끼워진 LC 층 (504), 및 LC 층 (504) 에 인접하여 배치된 배향필름 (503 및 505) 을 가진다. 또한, 제 1 LCD 패널 (510-1) 은 상기에 더하여 컬러필터층을 가진다. LCD 유닛 (116a) 의 최하부에 위치한 제 n LCD 패널 (520-n) 의 후면측에, 백라이트 유닛 (115) 이 배치된다. 제 1 LCD 패널 유닛 (520-1) 은 도 2 의 제 1 LCD 패널 유닛 (113) 의 구성과 유사한 구성을 가진다. 제 2 내지 제 n LCD 패널 유닛 (520-2 내지 520-n) 은 도 2 의 제 2 LCD 패널 유닛 (114) 의 구성과 유사한 구성을 가진다.
도 8 은 관련 구동 시스템과 함께 제 2 실시형태의 LCD 디바이스 (100a) 를 투시적으로 도시한다. 본 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 은 LCD 유닛 (116a) 의 n 개의 LCD 패널 유닛 (520-1 내지 520-n) 에 각각 대응하는 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130-1 내지 130-n) 을 가진다. 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130) 은 도 1 의 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 과 유사한 구성을 가진다. 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130) 은 분배기 (131) 를 통해 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 이미지 신호를 각각 수신하고, 대응하는 LCD 패널 (520) 을 구동하는 신호를 생성한다. 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130) 은 생성된 구동 신호를 대응하는 신호 케이블 (123) 을 통해 LCD 유닛 (116a) 에 각각 전달한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (130) 의 경우, 예를 들어, Spartan-3E 디스플레이 솔루션 보드가 사용될 수 있다. n 개의 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130) 중 임의의 것의 타이밍 제어 유닛, 즉, 도 8 의 예에서 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (130-n) 의 타이밍 제어 유닛 (110) 은 LCD 유닛 (116a) 에 신호를 출력하는 이미지 데이터 프로세싱 블록 (130) 의 각각의 타이밍을 제어하고, LCD 패널 (520) 각각에 디스플레이되는 이미지를 동기화한다.
LCD 유닛 (116a) 에서, 에지 강조 프로세싱은 제 2 LCD 패널 (520-2) 에서 수행되고, 평균화 프로세싱은 LCD 패널 (520) 에서 수행된다. 제 2 LCD 패널 (520-2) 을 제외한 LCD 패널 (520) 각각에서, 평균화 프로세싱이 수행되는 거리는 상부에 위치한 LCD 패널 (520-1) 의 LC 층의 위치와 최하부에 위치한 LCD 패널 (520-n) 의 LC 층의 위치 사이의 거리에 대응하는 값일 수 있다. 또한, 임의의 에지는 제 3 내지 제 n LCD 패널 (520-3 내지 520-n) 의 평균화 프로세싱에 의해 눈에 띄지 않게 되어, 그 결과, 관찰자에 의해 시각적으로 인식되기 어렵다. 이러한 이유로, 거리는 제 1 LCD 패널 (520-1) 의 LC 층의 위치와 제 2 LCD 패널 (520-2) 의 LC 층의 위치 사이의 또 다른 거리에 대응하는 값일 수도 있다. 이러한 경우, 경사진 시야 방향에서 관찰했을 때 시차에 의해 야기된 불편함은 해소될 수 있다.
본 실시형태에서, n 개의 LCD 패널 유닛 (520) 이 하나가 다른 하나 위에 적층된 LCD 유닛 (116a) 이 사용된다. 이러한 방식으로, 보다 높은 콘트라스트 비가 또한 획득될 수 있다. 또한, n 개의 LCD 패널 (520) 중 적어도 하나는 평균화된 이미지를 디스플레이하여, 이에 의해, 경사 시야 방향에서 시차에 의해 야기된 불편함은 해소될 수 있다. 또한, n 개의 LCD 패널 (520) 중에서 평균화 프로세싱이 수행되지 않는 LCD 패널 중 적어도 하나가 에지 강조 프로세싱 (투과율 보정 프로세싱) 이 적용되는 이미지를 디스플레이하고, 이에 의해 평균화된 이미지를 디스플레이하는 LCD 패널의 존재로 인한 전면 시야에서의 투과율의 변화가 제어될 수 있다.
본 실시형태에서, 제 2 LCD 패널 (520-2) 이 에지 강조 프로세싱이 적용되는 이미지를 디스플레이하는 예가 도시된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 상이한 위치에 배치된 다른 LCD 패널 유닛 (520) 이 에지 강조 프로세싱이 적용된 이미지를 디스플레이할 수도 있다. 또한, 평균화 프로세싱 또는 에지 강조 프로세싱은 모든 층에 적용될 필요는 없고, LCD 패널 유닛 중에 정규적인 방식으로 이미지를 디스플레이하는 LCD 패널 유닛 (520) 이 존재할 수도 있다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (130) 이 LCD 패널 (520) 의 각각에 대응하여 제공된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (130) 은 임의의 수의 LCD 패널 (520) 에 대응할 수도 있다.
본 발명의 이점을 확인하기 위해, 검증 테스트가 제 1 및 제 2 실시형태에 대응하는 LCD 디바이스를 제조함으로써 수행된다. 검증 테스트에서, 모든 LCD 패널은 IPS 모드 LCD 패널로서 제공된다. 그러나, 본 발명은 이 모드에 제한되지 않으며, VA LC 모드, TN LC 모드 및 OCB LC 모드와 같은 다양한 모드가 적용될 수 있다. IPS 모드 이외의 모드를 사용하는 LCD 디바이스에서, 투명 전극은 TFT 가 형성되지 않은 표면상의 투명기판상에서 제조되고, 전계는 전하에 의해 기판에 수직한 방향으로 인가되어, 이에 의해 LC 층을 구동한다.
[제 3 실시형태]
도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스의 LCD 유닛의 단면 구조를 도시한다. 도 7 에 도시된 상기 실시형태에서는, 예를 들어, 각각의 LCD 패널 유닛 (520) 은 LCD 패널 (510), 및 LCD 패널 (510) 을 사이에 끼우는 한 쌍의 편광필름 (501 및 507) 으로 구성된다. 이 경우에, 2 개의 편광필름 (501 및 507) 이 2 개의 인접하는 LCD 패널 (510) 사이에 배치된다. 2 개의 편광필름의 광 흡수축들 또는 광 투과축들은 서로 평행하고, 2 개의 편광필름에 의한 광 흡수는 최소가 된다. 본 발명의 LCD 유닛 (116b) 에서는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 최하부에 위치한 제 n LCD 패널 (520-n) 은 도 7 에 도시된 구성과 유사한 구성을 가진다. 제 n LCD 패널 유닛 (520-n) 을 제외한 다른 LCD 패널 유닛 (520a) 에 관하여는, LCD 패널의 후면측 상의 편광필름 (507) 에 대응하는 편광필름은 생략되고, 2 개의 인접한 LCD 패널 (510a) 사이에 배치된 편광필름의 개수는 하나이다.
본 실시형태에서는, 최하부에 위치한 LCD 패널 (520) 이외의 LCD 패널 (520a) 의 편광필름 중 하나는 생략된다. 이러한 방식에서는, 각 LCD 패널 (510) 사이의 편광필름 중 2 개를 통과하는 광에서 생성된 약 20 % 의 투과율의 감소는 생략될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 2 개의 편광필름이 각각의 LCD 패널에 대해 배치되는 제 2 실시형태에 비해, 광투과시 휘도의 감소가 1/(0.8n-1) 의 배수로 감소될 수 있다.
[제 4 실시형태]
상기 실시형태에서는, 백색의 균일광을 방출하는 광원이 백라이트 유닛 (115; 도 1) 으로서 사용된다. 본 실시형태에서는, 시분할 방식으로 RGB 광을 포함하는 3 개의 컬러를 출력하는 광원이 백라이트 유닛으로서 사용된다. 이 경우, 적층된 LCD 패널 각각은 시분할 방식으로 필드 시퀀셜 디스플레이 (field sequential display) 에서 RGB 의 스크린에 대응하는 이미지를 디스플레이한다. 이러한 디스플레이 방식이 채택되면, 평균화된 이미지를 적층된 LCD 패널 중 하나 이상에 디스플레이함으로써, 경사진 시야 방향에서 관찰하는 경우 시차에 의해 야기되는 불편함이 제거될 수 있다.
[제 5 실시형태]
제 5 실시형태에서는, LCD 패널의 구동 모드로서, 기판 표면에 대한 LC 분자의 배향각이 인가된 전압에 따라 변화하는, TN 모드와 같은 구동 모드가 채택된다. 일반적으로 이러한 구동 모드에서는, 적합한 시야각이 관찰자의 시야 방향, 또는 방위각에 따라 변화하는 점에서 문제가 있다. 이것은, 기판 표면에 대한 LC 분자의 배향각의 변화로 인해 시야각에 따라 변화하는, LC 분자의 복굴절 특성에 기인하며, 이에 의해 적합한 시야각이 변화한다. 전술한 시야각 특성을 갖는 복수의 LCD 패널이 픽셀들이 함께 정렬된 채로 하나가 다른 하나 위에 적층되면, 전술한 조건은, 시너지 효과에 의해 적층된 층의 수에 대응하는 양 만큼 더 악화되는 것으로 고려된다. 따라서, 이러한 구동 모드가 채택되면, 두께방향으로 LC 층의 중심부의 LC 분자의 상승 방향은 인접한 LCD 패널 사이에서 반대이다. 이 경우, 시야각 의존도의 특성은 LC 분자가 반대 방향으로 향하는 2 개의 LCD 패널 사이에서 오프셋될 수 있으며, 이에 의해 시야각 특성의 평균화 프로세싱이 달성될 수 있다.
[제 6 실시형태]
도 10 은 관련 구동 시스템과 함께 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스를 도시한다. 본 실시형태에 따른, 식별부호 100b 에 의해 전체적으로 지정된 LCD 디바이스는, 백라이트 유닛 (115a) 의 발광 강도가 가변적으로 설정된 LCD 유닛 (116b) 을 포함한다. 백라이트 유닛 (115a) 은 매트릭스 상으로 배열된 복수의 발광 다이오드로 구성된다. 상세하게는, 백라이트 유닛 (115a) 은 480 × 640 의 고휘도 백색 발광 다이오드로 구성된다. 발광 다이오드 각각의 휘도는 백라이트 구동 회로 (119) 에 의해 제어된다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105b) 은 백라이트 제어 유닛, 즉 이미지 프로세싱 보드 (132) 를 포함한다. 백라이트 제어 유닛 (132) 은 분배기 (131) 를 통해 수신된 이미지 신호를 사용하여, 각각의 픽셀, 또는 전체 영역으로부터 분할된 복수 영역의 각각의 영역에 대한 피크 휘도를 계산한다. 그 후, 백라이트 제어 유닛 (131) 은 신호 케이블 (124) 을 통해 백라이트 구동 회로 (119) 를 제어하고, 피크 휘도에 기초하여 백라이트 유닛 (115a) 의 발광 강도를 제어한다. 이러한 방식으로, 광원의 발광 강도가 제어되지 않는 경우에 비해, 콘트라스트 비가 약 1.5 배만큼 증가될 수 있다.
[제 7 실시형태]
본 발명의 제 7 실시형태에 따른 다중 패널 LCD 디바이스에서는, 복수의 이미지 소스가 제공되어, 복수의 LCD 패널이 그 위에 상이한 이미지를 디스플레이할 수 있게 한다. 예를 들어, 제 1 LCD 패널은 이미지 소스로부터 이미지를 디스플레이하고, 제 2 LCD 패널은 이미지 소스로부터 이미지의 일부를 마스크한다. 본 실시형태는 복수의 적층된 LCD 패널을 가진 LCD 디바이스에 이러한 디스플레이 방식을 제안한다.
상기 실시형태에서, LCD 패널에서 TFT 가 비선형 소자로서 사용되는 예시적인 구조가 설명된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 비선형 소자로서, 박막 다이오드가 사용될 수 있다. 또한, LCD 디바이스에 대해 요구되는 해상도가 비교적 낮으면, LCD 패널은 단순 매트릭스 구동 방식에 의해 구동될 수 있다. 상기 실시형태들에 따른 LCD 디바이스는 고 콘트라스트 비를 달성할 수 있다. 따라서, 이러한 LCD 디바이스는, 더 높은 콘트라스트 이미지를 요구하는 이미지 진단 장비와 같은 이미지 디스플레이 유닛, 방송국에서 사용되는 모니터, 및 영화를 상영하기 위해 어두운 환경에서 이미지를 제공하는 극장에서 사용되는 전자 장치의 이미지 디스플레이부로서 사용되는 경우 현저한 효과를 갖는다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 다음의 실시형태를 가질 수도 있다.
제 1 양태의 LCD 디바이스에서, n은 2이고, 2개의 적층된 LCD 패널들 중 하나는 컬러필터층을 포함한다.
또한, 적어도 하나의 제 2 편광필름은 서로 평행한 광 투과축들 또는 광 흡수축들을 갖는 한 쌍의 편광필름을 포함한다.
또한, 적층된 LCD 패널들 중 하나는 LCD 디바이스의 정면 측에 배치된다.
제 2 양태의 LCD 디바이스에서, 적층된 LCD 패널들 중에서 단일 LCD 패널은 컬러필터층을 포함한다.
또한, 제 2 구동 신호는 그 단일 LCD 패널을 구동하는데 사용된다.
또한, 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r) 이격된 범위내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득한다.
또한, 평균화 프로세싱은 단순 평균화 프로세싱 및 거리-가중 평균화 프로세싱 중 하나를 사용한다.
또한, 평균화 프로세싱은 가우스 분포를 사용하는 거리-가중 평균화 프로세싱을 사용한다.
또한, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은 제 1 구동 신호의 이미지 데이터를 휘도 성분 및 컬러 성분으로 분리하고, 그 휘도 성분 및 그 컬러 성분에 평균화 프로세싱을 적용하고, 그 평균화 프로세싱의 적용 이후 그 휘도 성분 및 그 컬러 성분을 합성하여 그에 의해 합성된 이미지 데이터를 생성하며, 그 합성된 이미지 데이터를 사용함으로써 컬러필터층을 갖는 적층된 LCD 패널의 다른 하나를 구동한다.
또한, 제 1 구동 신호가 주기적인 이미지 데이터를 포함하고, 그 주기적인 이미지 데이터에서 TW의 투과율을 갖는 전체 투과 데이터 및 TB의 투과율을 갖는 전체 차폐 데이터가 p=3r의 공간 주기 및 50%의 듀티 비에서 주기적으로 발생하고, 제 2 구동 신호가 TsW의 투과율을 갖는 전체 투과 데이터 및 TsB의 투과율을 갖는 전체 차폐 데이터를 포함하면, 여기서 다음의 관계가 적용된다.
TsW－TsB＝(TW－TB)/2
또한, 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (R) 이격된 범위내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하며, 그 특정 거리 R은,
R＝d×tan(sin-1(na/ng)×sinθ)
와 같이 표현되며, 여기서, d, ng, na 및 θ는, 각각, 적층된 LCD 패널들 중 인접한 2개의 패널 사이의 거리, 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 적층된 LCD 패널에 대해 경사진 시야 방향과 수직한 시야 방향 사이의 시차 각도이다.
또한, 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r1) 이격된 범위내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하며, 그 특정 거리 r1은,
r1＝d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1((L/2)/2L)))
와 같이 표현되며, 여기서, d, ng, na 및 L은, 각각, 적층된 LCD 패널들 중 인접한 2개의 패널 사이의 거리, 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 LCD 디바이스의 스크린의 긴변이다.
또한, 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r2) 이격된 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하며, 그 특정 거리 r2는,
r2＝d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1(L/2L)))
와 같이 표현되며, 여기서, d, ng, na 및 L은, 각각, 적층된 LCD 패널들 중 인접한 2개의 패널 사이의 거리, 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 LCD 디바이스의 스크린의 긴변이다.
또한, 보조 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r3) 이격된 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하며, 그 특정 거리 r3는,
r3＝d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1(2L/2L)))
와 같이 표현되며, 여기서, d, ng, na 및 L은, 각각, 적층된 LCD 패널들 중 인접한 2개의 패널 사이의 거리, 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 LCD 디바이스의 스크린의 긴변이다.
또한, 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r4) 이격된 범위내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하며, 그 특정 거리 r4는,
r4＝d×tan(sin-1(na/ng))
와 같이 표현되며, 여기서, d, ng 및 na는, 각각, 적층된 LCD 패널들 중 인접한 2개의 패널 사이의 거리, 투명기판의 굴절률, 및 공기의 굴절률이다.
또한, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 하나 이상의 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상을 구동하는 제 1 구동 신호에 기초한 제 3 구동 신호를 생성하며, 그 제 3 구동 신호는, 제 2 구동 신호에 의해 구동되는 적층된 LCD 패널의 나머지 패널에 의해 야기되는, 적층된 LCD 패널들의 본래의 총 투과율 (Ta) 로부터 그 적층된 LCD 패널들의 총 투과율의 편차 (±α) 를 보상한다.
또한, 제 3 구동 신호는, β 량과 상이한 편차 ±α를 보상하기 위해, 하나 이상의 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상의 투과율을 β 량만큼 변경하여, 적층된 LCD 패널들에 대한 본래의 총 투과율 Ta를 복원한다.
또한, 적층된 LCD 패널은 컬러 LCD 패널을 포함하며, 그 컬러 LCD 패널의 픽셀은 컬러필터층의 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터에 대응하는 3개의 분할 영역을 갖는다.
또한, 적층된 LCD 패널은 컬러 LCD 패널을 포함하며, 그 컬러 LCD 패널의 픽셀은 4개 이상의 분할 영역을 가지고, 그 4개의 분할 영역들 중 3개는 컬러필터층의 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터에 대응한다.
또한, 적층된 LCD 패널은 컬러 LCD 패널 및 단색 LCD 패널을 포함하고, 그 컬러 LCD 패널의 픽셀의 컬러 필터들에 대응하는 단위 픽셀들은, 각각, 단색 LCD 패널의 픽셀의 사이즈와 실질적으로 동일한 사이즈를 갖는다.
또한, 적층된 LCD 패널은 컬러 LCD 패널 및 단색 LCD 패널을 포함하고, 그 컬러 LCD 패널의 컬러 필터들에 대응하는 단위 픽셀들을 포함하는 픽셀은 단색 LCD 패널의 픽셀의 사이즈와 실질적으로 동일한 사이즈를 갖는다.
청구항 제 5 항에 따른 LCD 디바이스에서, 투명기판 쌍 각각은 투명기판들의 부근에서 LC 층의 LC 분자의 배향을 규정하기 위한 배향필름을 포함한다.
또한, 적층된 LCD 패널의 각각을 사이에 끼우는 편광필름들은 서로 수직하는 광 투과축들 또는 광 흡수축들을 갖고; LC 층의 배향 방향은 배향필름에 의해 적용된 프리틸트각 (pretilt angle) 내에서 투명기판과 실질적으로 평행하고, LCD 층의 트위스트된 각은 그 투명기판에 대해 실질적으로 0도이고; 한 쌍의 투명기판들 중 하나의 기판에 형성된 배향필름은, 그 한 쌍의 투명기판의 다른 기판에 형성된 배향필름의 배향 방향과 실질적으로 평행 또는 적절한 (apposite) 배향 방향 및 편광필름의 광 투과축 또는 광 흡수축과 실질적으로 평행 또는 수직인 배향 방향을 가지며; 그 적층된 LCD 패널들 각각은 횡전계 모드에서 동작하고, 그 모드에서, LC 층의 LC 분자들은 전체 투과 상태 및 전체 차폐 상태를 달성하기 위해 투명기판과 실질적으로 평행한 평면 내에서 회전한다.
또한, 적층된 LCD 패널들은 LCD 디바이스의 전면 측으로부터 바라보았을 때 연속적으로 배치되는 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함하고, 그 제 2 LCD 패널의 투명기판들 중 전면측 기판상에 형성된 배향필름은, 그 제 1 LCD 패널의 투명기판들 중 후면측 기판상에 형성된 배향필름의 배향 방향과 실질적으로 평행한 배향 방향을 갖는다.
또한, 적층된 LCD 패널들은 LCD 디바이스의 전면 측으로부터 바라보았을 때 연속적으로 배치되는 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함하고, 그 제 2 LCD 패널의 투명기판들 중 전면측 기판상에 형성된 배향필름은, 그 제 1 LCD 패널의 투명기판들 중 후면측 기판상에 형성된 배향필름의 배향 방향과 실질적으로 반대인 배향 방향을 갖는다.
또한, 위상차 보상 필름은 적층된 LCD 패널들 중 적어도 하나와, 그 적층된 LCD 패널들 중 적어도 하나에 인접한 적어도 하나의 편광필름 사이에 개재된다.
또한, 위상차 보상 필름은, 제 1 면내 방향으로 nx의 굴절률, 그 제 1 면내 방향과 수직인 제 2 면내 방향으로 ny의 굴절률, 및 두께 방향으로 nz의 굴절률을 가지며, 그 nx, ny 및 nz는,
nx
Figure 112007035855849-pat00022
nz＞ny
와 같은 관계를 만족한다.
또한, 위상차 보상 필름은, 투명기판과 평행한 광축을 갖는 제 1 일축성 위상차 보상층, 및 투명기판과 수직한 광축을 갖는 제 2 일축성 위상차 보상층을 포함한다.
또한, 위상차 보상 필름은 투명기판과 평행한 광축을 갖는 네거티브 일축성 필름이다.
또한, 적층된 LCD 패널의 각각을 사이에 끼우는 편광필름들은 서로 수직하는 광 투과축들 또는 광 흡수축들을 갖고; LC 층의 배향 방향은 투명기판들 사이에서 90도 만큼 트위스트되고; 투명기판들 각각은 그 LC 층을 구동하는 투명 전극을 포함하고; 그 적층된 LCD 패널들은 TN (트위스티드-네마틱) 모드에서 동작하며, 그 모드에서, LC 층의 LC 분자들은, 전체 투과 상태 및 전체 차폐 상태를 달성하기 위해, 그 투명기판과 실질적으로 평행한 평면으로부터 그 투명기판과 실질적으로 수직한 평면으로 회전한다.
또한, 적층된 LCD 패널들은, LCD 디바이스의 전면 측으로부터 번호를 매길 때 (i―1)번째 LCD 패널 및 i번째 LCD 패널을 포함하고 (0＜i
Figure 112007035855849-pat00033
n), 그 i번째 LCD 패널의 투명기판의 전면측 상에 형성된 배향필름은, (i―1)번째 LCD 패널의 투명기판의 후면측 상에 형성된 배향필름의 배향 방향과 실질적으로 평행한 배향 방향을 갖는다.
또한, 적층된 LCD 패널들은 LCD 디바이스의 전면 측으로부터 번호를 매길 때 (j―1)번째 LCD 패널 및 j번째 LCD 패널을 포함하고 (0＜j
Figure 112007035855849-pat00034
n), 그 j번째 LCD 패널들의 투명기판들 사이의 LC 층의 중앙에 실질적으로 위치된 LC 분자들의 긴 축은 그 투명기판들에 관해 ＋θC의 각도를 갖고, 그 (j-1)번째 LCD 패널의 투명기판들 사이의 LC 층의 중앙에 실질적으로 위치된 LC 분자들의 긴 축은 그 투명기판에 대하여 ―θC의 각도를 가진다.
또한, 위상차 보상 필름은 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상과 그 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상에 인접한 편광필름들의 하나 이상 사이에 개재된다.
또한, 위상차 보상 필름은 두께 방향으로 연속적으로 변하는 광축 및 네거티브 위상차를 갖는 디스코틱 LC 층을 포함한다.
또한, 위상차 보상 필름은 투명기판에 대하여 경사진 광축을 갖는 네거티브 위상차 필름을 포함하고, 그 투명기판과 평행한 평면상에 투영된 위상차 보상 필름의 광축은 그 평면에 투영된 투명기판들 중 하나의 기판의 부근의 LC 분자들의 광축과 실질적으로 평행 또는 수직이다.
또한, 적층된 LCD 패널들 각각을 사이에 끼우는 편광필름들은 서로 수직하는 광 투과축들 또는 광 흡수축들을 갖고; LC 층의 LC 분자들의 긴 축은 투명기판과 실질적으로 수직한 초기 방향에서 유지되고; 그 투명기판들 각각은 그 LC 층을 구동하는 투명 전극을 포함하며; 그 적층된 LCD 패널들은 투명 전극들 사이에 전압을 인가함으로써 동작되어 그 LC 분자들을 구동하므로, 그 LC 분자들의 긴 축은 그 투명기판들과 평행한 방향을 향해 초기 방향으로부터 회전된다.
또한, 위상차 보상 필름은 제 1 면내 방향으로 nx의 굴절률, 그 제 1 면내 방향에 수직한 제 2 면내 방향으로 ny의 굴절률, 및 두께 방향으로 nz의 굴절률을 가지며, 그 nx, ny 및 nz는,
nx
Figure 112007035855849-pat00023
nz＞ny
와 같은 관계식을 만족한다.
또한, 위상차 보상 필름은 투명기판들과 수직한 광축을 갖는 네거티브 일축성 필름을 포함한다.
또한, 적층된 LCD 패널들 중 적어도 2개는 상이한 이미지 소스로부터 제공되는 상이한 이미지 데이터에 의해 구동된다.
또한, 적층된 LCD 패널들 각각은, 서로 평행하게 연장하는 복수의 제 1 전극 라인들, 그 제 1 전극 라인들과 수직하게 연장하는 복수의 제 2 전극 라인들, 공통 전극, 및 제 1 전극 라인들과 제 2 전극 라인들 사이의 교점 부근에 각각 배치된 복수의 3단자 스위칭 디바이스를 포함하고, 그 적층된 LCD 패널들은 액티브 매트릭스 구동 방식에 의해 구동된다.
또한, 각각의 적층된 LCD 패널들의 투명기판들 중 하나의 투명기판은, 서로 평행하게 연장하는 복수의 제 1 전극 라인들을 포함하고, 그 각각의 적층된 LCD 패널들의 투명기판들 중 다른 투명기판은 그 제 1 전극 라인들과 수직하게 연장하는 복수의 제 2 전극 라인들을 포함하고, 그 투명기판들의 하나의 기판 또는 다른 기판은 공통 전극을 포함하고, 복수의 3단자 스위칭 디바이스 각각은 제 1 전극 라인들과 제 2 전극 라인들 사이의 교점 부근에 배치되며, 적층된 LCD 패널들은 액티브 매트릭스 구동 방식에 의해 구동된다.
본 발명의 제 3 양태의 LCD 시스템에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은 적층된 LCD 패널들 중 하나 이상의 패널상에서 디스플레이하기 위한 제 1 이미지 데이터에 기초하여 제 3 이미지 데이터를 생성하며, 그 제 3 이미지 데이터는, 제 2 구동 신호에 의해 구동되는 적층된 LCD 패널들 중 나머지 패널에 의해 야기되는 적층된 LCD 패널들의 본래의 총 투과율 (Ta) 로부터 그 적층된 LCD 패널들의 총 투과율의 편차 (±α) 를 보상한다.
또한, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 적층된 LCD 패널들 중 대응하는 하나의 패널에 대해 복수의 이미지 데이터 중 하나를 각각 생성하는 복수의 연산 유닛들을 포함한다.
또한, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은 평균화 프로세싱을 수행하는 평균화 프로세싱 유닛 및 제 3 이미지 데이터를 생성하는 투과율 조정 유닛을 포함한다.
또한, 백라이트 제어기는 제 1 이미지 데이터에서 나타나는 피크 휘도에 기초하여 적층된 LCD 패널들의 백라이트를 제어하기 위해 제공된다.
이상, 본 발명에 대하여 바람직한 실시형태들에 기초하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 LCD 디바이스 및 이미지 디스플레이 모드는 상술된 실시형태에만 제한되지는 않는다. 평균화 프로세스의 더 이전 및 더 이후 단계에서 γ 보정 프로세싱을 수행하는 이미지 프로세싱의 추가와 같이, 상기 실시형태에 다양한 변형 및 수정이 적용된 구성도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 제 1 양태의 LCD 디바이스에 따르면, 적층된 LCD 패널의 하나는 컬러필터층을 가지며 적층된 LCD 패널 중 나머지는 광이 상이한 컬러 필터를 통과하는 것을 방지함으로써, 경사진 시야 방향에서 볼 때 LCD 디바이스의 이미지 품질의 열화를 극복한다.
본 발명의 제 2 양태의 LCD 디바이스에 따르면, 제 1 구동 신호의 평균화 프로세싱은 제 2 구동 신호가 LCD 디바이스상에 디스플레이된 이미지의 에지를 흐리게 하여, 에지가 이중 라인으로 관찰되는 것을 방지하고, 이리하여 경사진 시야 방향에서 이미지를 볼 때 불편함을 제거한다.

Claims (54)

  1. 각각이 한 쌍의 투명기판 (211, 212; 213, 214) 및 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층 (231, 232) 을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수 (n) 의 LCD 패널 (261, 262);
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 을 사이에 끼우는 한 쌍의 제 1 편광필름 (201, 204); 및
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 각 2 개의 패널 사이에 개재된 하나 이상의 제 2 편광필름 (202, 203) 을 포함하며,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나는 컬러필터층 (251) 을 포함하고, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 나머지는 컬러필터층을 포함하지 않는, 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 n 은 2 이고,
    2 개의 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나는 상기 컬러필터층 (251) 을 포함하는, LCD 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 편광필름은 서로 평행한 광 투과축 또는 광 흡수축을 갖는 한 쌍의 편광필름 (202, 203) 을 포함하는, LCD 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나는 상기 LCD 디바이스 (116) 의 전면측에 배치되는, LCD 디바이스.
  5. 각각이 한 쌍의 투명기판 (211, 212; 213, 214) 및 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층 (231, 232) 을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수 (n) 의 LCD 패널 (261, 262);
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 을 사이에 끼우는 한 쌍의 제 1 편광필름 (201, 204);
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 각 2 개의 패널 사이에 개재된 하나 이상의 제 2 편광필름 (202, 203) ; 및
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상을 구동하기 위한 제 1 구동 신호 및 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 나머지를 구동하기 위한 제 2 구동 신호를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 으로서, 상기 제 2 구동 신호는 상기 제 1 구동 신호에 평균화 프로세싱을 적용함으로써 획득되는, 상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 을 포함하는, LCD 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중에서 단일 LCD 패널 (261) 은 컬러필터층 (251) 을 포함하는, LCD 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 신호는 상기 단일 LCD 패널 (261) 을 구동하는데 이용되는, LCD 디바이스.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하는, LCD 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 단순 평균화 프로세싱 및 거리-가중 평균화 프로세싱 중 하나를 이용하는, LCD 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 가우스 분포를 이용하여 거리-가중 평균화 프로세싱을 이용하는, LCD 디바이스.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 상기 제 1 구동 신호의 이미지 데이터를 휘도 성분과 컬러 성분으로 분리하고, 상기 평균화 프로세싱을 상기 휘도 성분과 상기 컬러 성분 둘 다에 적용하며, 상기 평균화 프로세싱의 상기 적용 이후에 상기 휘도 성분과 상기 컬러 성분을 합성함으로써 합성된 이미지 데이터를 생성하며, 상기 합성된 이미지 데이터를 이용함으로써 컬러필터층 (251) 을 갖는 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나를 구동하는, LCD 디바이스.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 신호가, TW의 투과율을 갖는 전체 투과 데이터 및 TB의 투과율을 갖는 전체 차폐 데이터가 p=3r 의 공간 주기 및 50% 의 듀티비로 주기적으로 발생하는 주기적인 이미지 데이터를 포함하면, 상기 제 2 구동 신호는, TsW의 투과율을 갖는 전체 투과 데이터 및 TsB의 투과율을 갖는 전체 차폐 데이터를 포함하며, 다음의 관계식
    TsW - TsB = (TW - TB)/2
    이 적용되는, LCD 디바이스.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 상기 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (R) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하고,
    상기 특정 거리 (R) 는 다음의 식에 의해 나타내며,
    R = d×tan(sin-1(na/ng)×sinθ)
    d, ng, na 및 θ는 각각, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 2 개의 패널 사이의 거리, 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 에 대해 경사진 시야 방향과 수직한 시야 방향 사이의 시차 각도인, LCD 디바이스.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r1) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하고,
    상기 특정 거리 (r1) 는 다음의 식에 의해 나타내며,
    r1 = d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1((L/2)/2L)))
    d, ng, na 및 L은 각각, 상기 적층된 LCD 패널 중 인접한 2 개의 패널 사이의 거리, 상기 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 상기 LCD 디바이스 (116) 의 스크린의 긴변인, LCD 디바이스.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r2) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하고,
    상기 특정 거리 (r2) 는 다음의 식에 의해 나타내며,
    r2 = d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1(L/2L)))
    d, ng, na 및 L은 각각, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 2 개의 패널 사이의 거리, 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 상기 LCD 디바이스 (116) 의 스크린의 긴변인, LCD 디바이스.
  16. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r3) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하고,
    상기 특정 거리 (r3) 는 다음의 식에 의해 나타내며,
    r3 = d×tan(sin-1(na/ng)×sin(tan-1(2L/2L)))
    d, ng, na 및 L은 각각, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 2 개의 패널 사이의 거리, 상기 투명기판의 굴절률, 공기의 굴절률, 및 상기 LCD 디바이스 (116) 의 스크린의 긴변인, LCD 디바이스.
  17. 제 5 항에 있어서,
    상기 평균화 프로세싱은 포커싱된 픽셀로부터 특정 거리 (r4) 떨어진 범위 내에 배치된 픽셀의 이미지 데이터의 평균을 획득하고,
    상기 특정 거리 (r4) 는 다음의 식에 의해 나타내며,
    r4 = d×tan(sin-1(na/ng))
    d, ng, 및 na 는 각각, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 인접한 2 개의 패널 사이의 거리, 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 의 굴절률, 및 공기의 굴절률인, LCD 디바이스.
  18. 제 5 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상의 패널을 구동하기 위한 상기 제 1 구동 신호에 기초한 제 3 구동 신호를 생성하며,
    상기 제 3 구동 신호는 상기 제 2 구동 신호에 의해 구동되는 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 상기 나머지 패널에 의해 야기되는, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 본래의 총 투과율 (Ta) 로부터의 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 총 투과율의 편차 (±α) 를 보상하는, LCD 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 3 구동 신호는, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상의 패널의 투과율을 β량 만큼 변경하여, β 량과 상이한 상기 편차 (±α) 를 보상함으로써, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 에 대한 상기 본래의 총 투과율 (Ta) 을 복원하는, LCD 디바이스.
  20. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 컬러 LCD 패널 (261) 을 포함하며,
    상기 컬러 LCD 패널 (261) 의 픽셀은 컬러필터층 (251) 의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터에 대응하는 3 개의 분할된 영역을 갖는, LCD 디바이스.
  21. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 컬러 LCD 패널 (261) 을 포함하며,
    상기 컬러 LCD 패널 (261) 의 픽셀은 4 개 이상의 분할된 영역을 가지며, 상기 4 개의 분할된 영역 중 3 개는 컬러필터층 (251) 의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터에 대응하는, LCD 디바이스.
  22. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 컬러 LCD 패널 (261) 및 단색 LCD 패널 (262) 을 포함하며,
    상기 컬러 LCD 패널 (261) 의 픽셀에서 컬러 필터에 대응하는 단위 픽셀은 각각 상기 단색 LCD 패널 (262) 의 픽셀의 사이즈와 동일한 사이즈를 갖는, LCD 디바이스.
  23. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 컬러 LCD 패널 (261) 및 단색 LCD 패널 (262) 을 포함하며,
    상기 컬러 LCD 패널 (261) 에서 컬러 필터에 대응하는 단위 픽셀을 포함하는 픽셀은 상기 단색 LCD 패널 (262) 의 픽셀의 사이즈와 동일한 사이즈를 갖는, LCD 디바이스.
  24. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명기판 (211,212; 213,214) 쌍은 각각 상기 투명기판 (211,212; 213,214) 의 부근에서 상기 LC 층 (231, 232) 의 LC 분자의 배향을 정의하는 배향필름 (221, 222; 223, 224) 을 포함하는, LCD 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 각각을 사이에 끼우는 상기 편광필름은 서로 수직한 광 투과축 또는 광 흡수축을 가지고;
    상기 LC 층 (231, 232) 의 배향 방향은 상기 배향필름 (221, 222; 223, 224) 에 의해 경사진 각도 내에서 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 평행하고, 상기 LC 층 (231, 232) 의 트위스트된 각은 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 대하여 0 도이고;
    상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 쌍 중 하나에 형성된 상기 배향필름 (221, 222; 223, 224) 은, 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 쌍 중 다른 하나에 형성된 상기 배향필름 (221, 222; 223, 224) 의 배향 방향과 평행하거나 적합한 배향 방향을 가지며, 및 상기 편광필름 (201, 202, 203, 204) 의 상기 광 투과축 또는 광 흡수축에 평행하거나 수직한 배향 방향을 가지며;
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 각각은, 전체 투과 상태 및 전체 차폐 상태를 달성하기 위해 상기 LC 층 (231,232) 의 LC 분자가 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 평행한 평면 내에서 회전하는 횡전계 모드에서 동작하는, LCD 디바이스.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 상기 LCD 디바이스 (116) 의 전면측으로부터 바라보았을 때 연속적으로 배치된 제 1 LCD 패널 (261) 및 제 2 LCD 패널 (262) 을 포함하고,
    상기 제 2 LCD 패널 (262) 의 상기 투명기판 (213, 214) 중 전면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (223) 은 상기 제 1 LCD 패널 (261) 의 상기 투명기판 (211, 212) 중 후면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (222) 의 배향 방향에 평행한 배향 방향을 가지는, LCD 디바이스.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 상기 LCD 디바이스 (116) 의 전면측으로부터 바라보았을 때 연속적으로 배치된 제 1 LCD 패널 (261) 및 제 2 LCD 패널 (262) 을 포함하고,
    상기 제 2 LCD 패널 (262) 의 상기 투명기판 (213, 214) 중 전면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (223) 은 상기 제 1 LCD 패널 (261) 의 상기 투명기판 (211, 212) 중 후면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (222) 의 배향 방향과 반대인 배향 방향을 가지는, LCD 디바이스.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상의 패널과, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 상기 하나 이상의 패널에 인접하는 상기 편광필름 (201, 202, 203, 204) 중 하나 이상의 편광필름 사이에 개재된 위상차 보상 필름을 더 포함하는, LCD 디바이스.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 평면 내의 제 1 방향으로 nx 의 굴절률, 상기 평면 내의 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 ny 의 굴절률, 및 두께 방향으로 nz 의 굴절률을 가지며,
    상기 nx, ny 및 nz는 다음의 관계식
    nx
    Figure 112008023271209-pat00024
    nz
    Figure 112008023271209-pat00025
    ny
    을 만족하는, LCD 디바이스.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은, 상기 투명기판에 평행한 광축을 가지는 제 1 일축성 위상차 보상층 및 상기 투명기판에 수직한 광축을 가지는 제 2 일축성 위상차 보상층을 포함하는, LCD 디바이스.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 상기 투명기판에 평행한 광축을 갖는 네거티브 일축성 필름인, LCD 디바이스.
  32. 제 24 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 각각을 사이에 끼우는 상기 편광필름 (201, 202, 203, 204) 은 서로 수직한 광 투과축 또는 광 흡수축을 가지고;
    상기 LC 층 (231, 232) 의 배향 방향은 상기 투명기판들 (211, 212; 213, 214) 사이에서 90 도만큼 트위스트되고;
    상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 은 상기 LC 층 (231, 232) 을 구동하기 위한 투명 전극을 각각 포함하고;
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은, 전체 투과 상태 및 전체 차폐 상태를 달성하기 위해, 상기 LC 층 (231, 232) 의 LC 분자가 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 평행한 평면으로부터 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 수직한 평면으로 회전하는 TN (트위스티드-네마틱) 모드에서 동작하는, LCD 디바이스.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 상기 LCD 디바이스의 전면측으로부터 번호를 매길 때 (i-1)번째 LCD 패널 (261) 및 i번째 LCD 패널 (262) 을 포함하고 (1
    Figure 112008023271209-pat00035
    i
    Figure 112008023271209-pat00036
    n),
    상기 i번째 LCD 패널 (262) 의 상기 투명기판 (213, 214) 중 전면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (223) 은 상기 (i-1)번째 LCD 패널 (261) 의 상기 투명기판 (211, 212) 중 후면측 투명기판상에 형성된 상기 배향필름 (222) 의 배향 방향에 평행한 배향 방향을 가지는, LCD 디바이스.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 상기 LCD 디바이스의 전면측으로부터 번호를 매길 때 (j-1)번째 LCD 패널 (261) 및 j번째 LCD 패널 (262) 을 포함하고 (1
    Figure 712008003842971-pat00028
    j
    Figure 712008003842971-pat00002
    n),
    상기 j번째 LCD 패널 (262) 의 상기 투명기판들 (213, 214) 사이의 상기 LC 층 (232) 의 중앙에 위치한 LC 분자의 긴 축은 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 대하여 +θc (0°＜θc＜180°) 의 각도를 가지며,
    상기 (j-1)번째 LCD 패널 (261) 의 상기 투명기판들 (211, 212) 사이의 상기 LC 층 (231) 의 중앙에 위치한 LC 분자의 긴 축은 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 대하여 -θc (0°＜θc＜180°) 의 각도를 가지는, LCD 디바이스.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상의 패널과, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 상기 하나 이상의 패널에 인접하는 상기 편광필름 (201, 202, 203, 204) 중 하나 이상의 편광필름 사이에 개재되는 위상차 보상 필름을 더 포함하는, LCD 디바이스.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 두께 방향으로 연속적으로 변하는 광축 및 네거티브 위상차를 가지는 디스코틱 LC 층을 포함하는, LCD 디바이스.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 상기 투명기판에 대하여 경사진 광축을 갖는 네거티브 위상차 필름을 포함하고,
    상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 평행한 면에 투영된 상기 위상차 보상 필름의 상기 광축은 상기 면에 투영된 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 중 하나에 더 가까운 LC 층의 LC 분자의 광축에 평행하거나 수직한, LCD 디바이스.
  38. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 의 각각을 사이에 끼우는 상기 편광필름 (201, 202; 203, 204) 은 서로 수직한 광 투과축 또는 광 흡수축을 가지고;
    상기 LC 층 (231, 232) 의 LC 분자의 긴 축은 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 수직한 초기 방향으로 유지되고;
    상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 은 상기 LC 층 (231, 232) 을 구동하기 위한 투명 전극을 각각 포함하며;
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은, 상기 LC 분자의 상기 긴 축이 상기 초기 방향으로부터 상기 투명기판에 평행한 방향 쪽으로 회전하도록, 상기 투명 전극들 사이에 전압을 인가하여, 상기 LC 분자를 구동시킴으로써 동작되는, LCD 디바이스.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 하나 이상의 패널과, 상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 상기 하나 이상의 패널에 인접하는 상기 편광필름 중 하나 이상의 편광필름 사이에 개재되는 위상차 보상 필름을 더 포함하는, LCD 디바이스.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 평면 내의 제 1 방향으로 nx의 굴절률, 상기 평면 내의 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 ny의 굴절률, 및 두께 방향으로 nz의 굴절률을 가지며,
    상기 nx, ny 및 nz는 다음의 관계식
    nx
    Figure 112008023271209-pat00029
    nz
    Figure 112008023271209-pat00030
    ny
    을 만족하는, LCD 디바이스.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 위상차 보상 필름은 상기 투명기판 (211, 212; 213, 214) 에 수직한 광축을 가지는 네거티브 일축성 필름을 포함하는, LCD 디바이스.
  42. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 중 2 개 이상이 상이한 이미지 소스로부터 제공되는 상이한 이미지 데이터에 의해 구동되는, LCD 디바이스.
  43. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 서로 평행하게 연장하는 복수의 제 1 전극 라인, 상기 제 1 전극 라인에 수직하게 연장하는 복수의 제 2 전극 라인, 공통 전극, 및 상기 제 1 전극 라인과 상기 제 2 전극 라인 사이의 교점 부근에 각각 배치된 복수의 3단자 스위칭 디바이스를 각각 포함하고,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 액티브 매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는, LCD 디바이스.
  44. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 각각의 상기 투명 기판 중 하나는 서로 평행하게 연장하는 복수의 제 1 전극 라인을 포함하고,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 각각의 상기 투명기판 중 다른 하나는 상기 제 1 전극 라인에 수직하게 연장하는 복수의 제 2 전극 라인을 포함하고,
    상기 투명기판 중 상기 하나 또는 상기 다른 하나는 공통 전극을 포함하며,
    상기 제 1 전극 라인과 상기 제 2 전극 라인 사이의 교점의 부근에 복수의 3단자 스위칭 디바이스가 각각 배치되며,
    상기 적층된 LCD 패널 (261, 262) 은 액티브 매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는, LCD 디바이스.
  45. 제 5 항에 기재된 LCD 디바이스를 포함하는, 전자 장치.
  46. 제 5 항에 기재된 LCD 디바이스를 포함하는, 이미지 신호 송신기.
  47. 제 5 항에 기재된 LCD 디바이스를 포함하는, 이미지 데이터 스위칭 장치.
  48. 제 5 항에 기재된 LCD 디바이스를 포함하는, 이미지 데이터 진단 장치.
  49. 제 5 항에 기재된 LCD 디바이스를 포함하는, 건축 구조물.
  50. 각각이 한 쌍의 투명기판 및 그 사이에 끼워진 액정 (LC) 층을 포함하고, 하나의 패널 위에 다른 패널이 적층된 복수의 LCD 패널 (520);
    상기 적층된 LCD 패널 (520) 중 하나 이상의 패널에 디스플레이하기 위한 제 1 이미지 데이터 및 상기 적층된 LCD 패널 (520) 중 나머지 패널에 디스플레이하기 위한 제 2 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 으로서, 상기 제 2 이미지 데이터는 상기 제 1 이미지 데이터에 평균화 프로세싱을 적용함으로써 획득되는, 상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a);
    상기 이미지 데이터를 상기 LCD 패널 (520) 각각에 송신하는 신호 송신기; 및
    상기 신호 송신기가 상기 이미지 데이터를 송신할 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기 (110) 를 포함하는, 이미지 디스플레이 시스템.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 은, 상기 적층된 LCD 패널 (520) 중 하나 이상의 패널에 디스플레이하기 위해, 상기 제 1 이미지 데이터에 기초한 제 3 이미지 데이터를 생성하며,
    상기 제 3 이미지 데이터는 구동 신호에 의해 구동되는 상기 적층된 LCD 패널 (520) 중 상기 나머지 패널에 의해 야기되는, 상기 적층된 LCD 패널 (520) 의 본래의 총 투과율 (Ta) 로부터의 상기 적층된 LCD 패널 (520) 의 총 투과율의 편차 (±α) 를 보상하는, 이미지 디스플레이 시스템.
  52. 제 50 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 은, 각각이 상기 적층된 LCD 패널 중 대응하는 하나에 대하여 상기 복수의 이미지 데이터 중 하나를 생성하기 위한 복수의 연산 유닛을 포함하는, 이미지 디스플레이 시스템.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 은 상기 평균화 프로세싱을 수행하기 위한 평균화 프로세싱 유닛 및 상기 제 3 이미지 데이터를 생성하기 위한 투과율 조정 유닛를 포함하는, 이미지 디스플레이 시스템.
  54. 제 50 항에 있어서,
    상기 제 1 이미지 데이터에 나타나는 피크 휘도에 기초하여 상기 적층된 LCD 패널 (105a) 의 백라이트를 제어하기 위한 백라이트 제어기를 더 포함하는, 이미지 디스플레이 시스템.
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