KR100942842B1 - 위치별 휘도 제어방법과 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 광을 조사하기 위한 광원; 상기 광원으로부터 입사되는 광의 위상을 위치에 따라 서로 다르게 전기적으로 제어하여 상기 위치에 따라 광량을 다르게 제어하는 광제어기; 상기 광제어기로부터 입사되는 광을 이용하여 특정 영역에서의 최대 휘도를 그와 다른 영역의 최대 휘도보다 높게 하여 화상을 표시하는 액정패널; 상기 특정 영역을 지정하기 위한 사용자 명령을 상기 액정표시장치에 공급하는 사용자 인터페이스회로; 입력 영상을 판별하는 영상 판별부; 및 상기 사용자 인터페이스회로와 상기 영상 판별부 중 어느 하나로부터 입력되는 정보에 기초하여 상기 특정 영역을 지정하고, 상기 광제어기의 수직 및 수평 해상도를 기준으로 상기 특정 영역의 평균휘도를 산출하여 상기 광제어기의 위치별 위상값과 구동전압을 결정하는 제어기를 구비한다.

Description

위치별 휘도 제어방법과 이를 이용한 액정표시장치{METHOD OF CONTROLING BRIGHTNESS FOR EACH POSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME}

도 1a 및 도 1b는 종래의 음극선관의 위치별 휘도제어를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 3은 도 2에 도시된 액정패널을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 액정셔터를 상세이 나타내는 분해 사시도이다.

도 6은 액정셔터에 인가되는 전압과 그에 따른 광의 위상 변화를 나타내는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정셔터의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

도 8은 액정셔터에 입삭되는 광의 경로를 나타내는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정셔터의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

도 10은 액정셔터의 로우라인 전극패턴들과 컬럼라인 전극패턴들에 인가되는 전압과 그에 따라 달라지는 각 영역의 전압차를 나타내는 평면도이다.

도 11a 및 도 11b는 도 10과 같은 전기적 제어방식에 의해 선택되는 최대 휘도 영역을 나타내는 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 액정패널 2 : 액정셔터

3 : 백라이트 유닛 4 : 제어기

5 : 액정패널 구동회로 6 : 액정셔터 구동회로

7 : 인버터 구동회로 8 : 사용자 인터페이스회로

9 : 영상 판별부 35 : 액정패널의 컬러필터 기판

36 : 액정패널의 TFT 기판 41,46 : CLC' 편광판 또는 DBEF

42 ; 액정셔터의 하부 투명기판 43,55 : 액정셔터의 컬럼라인 전극패턴

44 : 액정셔터의 상부 투명기판 45,53 : 액정셔터의 로우라인 전극패턴

47 : 액정셔터의 액정층 71,72 : CLC 편광판

91,92 : DBEF

본 발명은 평판디스플레이소자에 관한 것으로, 특히 필요에 따라 화면 내에 서 일부 영역의 최대 휘도를 높일 수 있도록 한 위치별 휘도 제어방법과 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다.

그런데 액정표시장치는 전체 화면 중에서 위치별로 휘도를 제어할 수 있는 기능이 없는 문제점이 있다. 다시 말하여, 사용자가 원하는 영역이나 영상 종류에 따라 액정표시장치의 화면 휘도를 국부적으로 제어할 수 없다. 이에 비하여, 음극선관 텔레비젼(TV)이나 모니터(monitor)는 화면의 일부 영역에 집중되는 전자빔양을 증가시킴으로써 화면의 휘도를 국부적으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 음극선관 텔레비젼이나 모니터는 도 1b와 같이 전체 화면 중에서 일부 영역의 휘도(A(I2))를 다른 영역의 휘도(B(I3))에 비하여 높게(I2>I3) 제어할 수 있다. 이 때, A 영역의 휘도(I2)는 도 1a와 같이 전체 화면이 백색으로 표시할 때의 최대 휘도(I1)보다 높다. 음극선관과 액정표시장치의 최대 휘도가 400nit로 동일한 경우라 하더라도, CRT에서 국부적으로 밝은 A 영역의 휘도(I2)는 400nit의 2∼3 배 이상 더 밝다. 이러한 음극선관의 위치별 휘도 제어기능은 모니터와 같이 전체 화면 중에서 국부 적으로 작은 윈도우 내에서 동화상이 표시될 때에 동화상의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 음극선관의 위치별 휘도 제어기능은 화면 전체의 휘도를 증가시키는 경우에 비하여, 전력 소비가 작고 수명 단축이 최소화되는 등의 잇점을 제공한다.

위치별 휘도 제어에 대한 사용자의 요구에 부응함은 물론, 액정표시장치에서 동화상의 표시품질을 높이고 저소비전력과 장수명의 잇점을 제공할 수 있게 하는 방안이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 필요에 따라 화면 내에서 일부 영역의 최대 휘도를 높일 수 있도록 한 액정표시장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 광을 조사하기 위한 광원; 상기 광원으로부터 입사되는 광의 위상을 위치에 따라 서로 다르게 전기적으로 제어하여 상기 위치에 따라 광량을 다르게 제어하는 광제어기; 상기 광제어기로부터 입사되는 광을 이용하여 특정 영역에서의 최대 휘도를 그와 다른 영역의 최대 휘도보다 높게 하여 화상을 표시하는 액정패널; 상기 특정 영역을 지정하기 위한 사용자 명령을 상기 액정표시장치에 공급하는 사용자 인터페이스회로; 입력 영상을 판별하는 영상 판별부; 및 상기 사용자 인터페이스회로와 상기 영상 판별부 중 어느 하나로부터 입력되는 정보에 기초하여 상기 특정 영역을 지정하고, 상기 광제어기의 수직 및 수평 해상도를 기준으로 상기 특정 영역의 평균휘도를 산출하여 상기 광제어기의 위치별 위상값과 구동전압을 결정하는 제어기를 구비한다.

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이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(1)과 백라이트유닛(3) 사이에 설치된 위치별 휘도 제어용 액정셔터(2)를 구비한다.

액정패널(1)은 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계의 제어에 따라 액정셔터(2)로부터의 광량을 제어하여 화상을 표시한다. 이 액정패널(1)은 도 3과 같이 액정층(15)을 사이에 두고 컬러필터 기판(35)과 박막트랜지스터 기판(이 하, "TFT 기판"이라 한다)(36)이 합착된다. 컬러필터 기판(35)에는 상부 유리기판(12)의 배면 상에 컬러필터(13) 및 공통전극(14)이 형성되며, 상부 유리기판(12)의 전면 상에 편광판(11)이 부착된다. 컬러필터(13)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터들(13) 사이에는 도시하지 않은 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성된다. TFT 기판(36)은 백라이트 유닛(3)과 대향한다. TFT 기판(36)에는 하부 유리기판(16)의 전면에 데이터라인들(19)과 게이트라인들(18)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT들(20)이 형성된다. 그리고 하부 유리기판(16)의 전면에는 데이터배선(19)과 게이트배선(18) 사이의 셀 영역에 화소전극(21)이 매트릭스 형태로 형성된다. TFT(20)는 게이트배선(18)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터배선(19)과 화소전극(21) 사이의 데이터 전송패스를 절환함으로써 화소전극(21)을 구동하게 된다. TFT 기판(36)의 배면에는 편광판(17)이 부착된다. 액정층(15)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 TFT 기판(36)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다. 컬러필터 기판(35)과 TFT 기판(36) 상에 부착된 편광판들(11,17)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정(15)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다. 컬러필터 기판(35)과 TFT 기판(36)의 액정 대향면들에는 도시하지 않은 배향막이 형성된다. 이 액정패널(1)은 도 3에 도시된 것에 국한되지 않고 그와 다른 구조 예컨대 횡전계 방식의 액정패널로도 구현될 수 있다.

백라이트유닛(3)은 선광원을 면광원으로 변환하여 액정셔터(2)에 조사하는 역할을 한다. 이 백라이트 유닛(3)에는 램프, 도광판, 반사판 그리고 프리즘시트와 확산시트 등의 다수의 광학시트들을 포함한다.

액정셔터(2)는 배라이트 유닛(3)으로부터 조사되는 광을 사용자의 제어 하에 또는 영상 종류에 따라 화면 내에 지정된 국부영역의 휘도를 높이는 역할을 한다. 이 액정셔터(2)에 대하여는 도 4 내지 도 11을 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정패널(5)을 구동하기 위한 액정패널 구동회로(5)와, 액정셔터(6)를 구동하기 위한 액정셔터 구동회로(6)와, 백라이트 유닛(7)을 구동하기 위한 인버터회로(7)와, 각 구동회로들(5,6,7)을 사용자 명령 또는 영상종류에 따라 제어하기 위한 제어기(4)와, 제어기(4)에 접속된 사용자 인터페이스회로(8)을 구비한다.

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액정패널 구동회로(5)는 제어기(4)로부터 입력되는 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 액정패널(5)의 데이터라인들(19)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동회로와, 제어기(4)의 제어 하에 액정패널(5)의 게이트라인들(18)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로를 포함한다.

액정셔터 구동회로(6)는 휘도를 제어하기 위한 국부영역을 선택하기 위하여 제어기(4)의 제어 하에 액정셔터(2)의 일측 전극과 타측 전극에 필요한 전압을 발생한다.

인버터회로(7)는 제어기(4)의 제어 하에 백라이트 유닛(3)의 램프에 필요한 전원전압을 발생한다.

영상 판별부(9)는 프레임간 비디오 데이터를 비교하거나 윤곽정보의 움직임 여부를 판단함으로써 정지영상과 동영상을 판별한다.

사용자 인터페이스회로(8)은 액정표시장치의 전면에 설치된 키패드, 온스크린 디스플레이 회로, 원격제어(Remote control) 수신회로 등을 포함하여 사용자로부터 입력되는 국부영역의 휘도 제어명령을 입력받고, 그 사용자의 명령을 제어기(4)에 전달한다.

도 4 및 도 5는 액정셔터(2)를 상세히 나타낸다.

도 4를 참조하면, 액정셔터(2)는 상부 투명기판(44)에 형성된 로우라인 전극패턴(45)과, 하부 투명기판(42) 상에 형성된 컬럼라인 전극패턴(43)과, 상부 투명기판(44)과 하부 투명기판(42) 각각에 부착되는 콜레스테릭 액정 편광판(이하, 'CLC 편광판'이라 한다) 또는 듀얼 브라이트니스 인핸스먼트 필름(Dual Brightness Enhancement Film : 이하, 'DBEF'라 한다)(41,46)을 구비한다.

상부 투명기판(44)과 하부 투명기판(42)은 투명한 유리기판이나 투명 플라스틱 기판으로 제작된다. 이 상부 투명기판(44)과 하부 투명기판(42) 사이에는 도 9와 같이 전압에 따라 광의 위상을 0∼λ/2 사이에서 지연시키는 액정(47)이 주입된다. 여기서, λ는 광의 파장이다.

액정(47)은 VA(Vertical Aligned mode), ECB (Electrically Controllabe Birefringence), FLC(Ferro-electric Liquid Crystal) 중 어느 하나로 선택될 수 있다.

로우라인 또는 컬럼라인 전극패턴(45,47)은 액정패널(1)에 형성된 수십 내지 수백 개의 액정셀들을 포함하는 크기로 그 폭이 결정되며, 각각 스타라이프(stripe) 형태로 형성된다. 이 로우라인 또는 컬럼라인 전극패턴(45,47)의 위치는 서로 바뀌어질 수 있다. 즉, 도 5와 같이 로우라인 전극패턴(53)은 액정셔터(2)의 하판 상에 형성되며, 컬럼라인 전극패턴(55)은 액정셔터(2)의 상판 상에 형성될 수 있다. 로우라인 또는 컬럼라인 전극패턴(45,53,47,55) 사이의 전압차는 액정층(47)에 입사된 광의 위상지연이 0∼λ/2 사이가 되도록 도 6과 같이 0V∼VR 전압 사이이다.

로우라인 또는 컬럼라인 전극패턴(45,53,47,55)은 투명도전성 물질 예를 들면, ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide), ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 등으로 형성되어 빛을 투과시킨다.

CLC 편광판 또는 DBEF(41,46) 각각은 CLC나 DBEF의 선택 반사 특성을 이용한다. CLC의 선택 반사 특성이란 나선 축을 따라 액정분자들이 비틀리도록 배열된 CLC가 자신의 나선축 나선 방향과 동일한 원편광을 반사시키고 그 나선 방향과 다른 방향의 원편광을 투과하는 것을 의미한다. DBEF는 '3M'사에 의해 개발되었다. 이 DBEF는 특정 광축의 선평광을 투과시키고 그와 직교하는 광축의 선편광을 반사시키는 특성이 있다. 따라서, CLC 편광판 또는 DBEF(41,46)는 특정 방향의 원편광(또는 선편광)을 투과시키고 그와 다른 원편광(또는 선편광)을 차단하게 된다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정셔터(2)를 나타낸다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정셔터(2)의 동작에 대하여 도 6 및 도 8을 결부하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정셔터(2)의 상판과 하판 각각에는 좌원편광을 반사시키고 우원편광을 투과시키는 CLC 편광판(71,72)이 부착된다. 액정셔터(2)의 상판과 하판 사이에는 자신에게 인가된 전계에 응답하여 액정분자들의 배열이 바뀜으로써 입사광의 위상을 0∼λ/2 범위 내에서 지연시키기 위한 액정층(47)이 형성된다.

액정층(47)의 A 영역에 형성된 전극패턴들(45,53) 사이의 전압차는 도 6에서 Vth 이하이고 액정층(47)의 B 영역의 전극패턴들(45,53) 사이의 전압차는 0∼VR이다. 그러면 A 영역에 입사된 우원편광은 위상 지연없이 편광특성을 유지하여 액정층(47)을 투과한다. B 영역에 입사된 우원편광은 위상 지연값에 따라 액정층(47)을 투과하면서 좌원편광으로의 변환율이 달라진다. B 영역에 입사된 우원편광에 대한 위상지연값이 비교적 작으면 좌원편광으로의 변환율이 작고, 위상지연값이 λ/2에 가까울수록 좌원편광으로의 변환율이 상대적으로 커진다. 그리고 B 영역에 입사된 우원편광에 대한 위상지연값이 λ/2이면 B 영역에 입사된 모든 우원편광은 액정층(47)을 투과하면서 좌원편광으로 변환된다.

백라이트 유닛(3)으로부터 액정셔터(2)의 A 영역에 입사된 우원편광은 하부 CLC 편광판(72)과 액정층(47) 및 상부 CLC 편광판(71)을 그대로 통과하여 액정패널(1)에 입사된다. 액정셔터(2)의 A 영역에 조사된 좌원편광은 하부 CLC 편광판(72)에서 반사된다. 이렇게 액정셔터(2)의 A 영역을 투과한 광양은 도 8과 같이 백라이트 유닛(3)으로부터 입사되는 우원편광과 B 영역 내에서의 반사과정을 통하여 B 영역에서 A 영역으로 입사되는 우원편광의 합이다. 따라서, 액정셔터(2)의 A 영역 휘도는 B 영역의 휘도보다 높고 백라이트 유닛(3)으로부터 직접 입사되는 광에 의해서만 해당 영역에서 화상을 표시하는 경우에 비하여 더 높다.

백라이트 유닛(3)으로부터 액정셔터(2)의 B 영역에 입사된 우원편광은 하부 CLC 편광판(72)을 그대로 투과한 후에 액정층(47)을 통과하면서 위상지연값에 비례하는 좌원편광으로의 변환율에 따라 좌원편광으로 변환되어 일부가 상부 CLC 편광판(71)을 통과하고 그 외 나머지가 상부 CLC 편광판(71)에서 반사된다. 액정층(47)의 위상 지연값이 λ/2이면 B 영역에 입사된 모든 우원편광은 액정층(47)을 투과하면서 좌원편광으로 변환되어 상부 CLC 편광판(71)에서 반사된다. B 영역에 입사된 좌원편광은 하부 CLC 편광판(72)에서 반사된다. 따라서, 액정셔터(2)의 B 영역을 투과하여 액정패널(1)로 진행하는 광양은 A 영역의 그 것보다 작다.

이러한 액정셔터(2)에 의하여 액정패널(1)에는 동화상이나 사용자가 지정하는 A 영역의 휘도는 B 영역의 휘도보다 높고 전체 화면이 백색으로 표시될 때의 최대 휘도보다 높게 된다.

한편, 도 7과 같이 액정셔터(2)의 상판에 CLC 편광판(121)이 형성되면 그 CLC 편광판(121)을 투과하여 액정패널(1)에 입사되는 광이 원편광이기 때문에 액정패널(1)의 하판에는 원편광을 선편광으로 변환하기 위한 위상차판 예컨데, λ/4 판이 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정셔터(2)를 나타낸다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정셔터(2)의 동작에 대하여 도 6 및 도 8을 결부하여 설명하 기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정셔터(2)의 상판과 하판 각각에는 수평 선편광을 반사시키고 수직 선편광을 투과시키는 DBEF(91,92)가 부착된다. 액정셔터(2)의 상판과 하판 사이에는 자신에게 인가된 전계에 응답하여 액정분자들의 배열이 바뀜으로써 입사광의 위상을 0∼λ/2 범위 내에서 지연시키기 위한 액정층(47)이 형성된다.

액정층(47)의 A 영역에 형성된 전극패턴들(45,53) 사이의 전압차는 도 6에서 Vth 이하이고 액정층(47)의 B 영역의 전극패턴들(45,53) 사이의 전압차는 0∼VR이다. 그러면 A 영역에 입사된 수직 선편광은 위상 지연없이 편광특성을 유지하여 액정층(47)을 투과한다. B 영역에 입사된 수직 선편광은 위상 지연값에 따라 액정층(47)을 투과하면서 수평 선편광으로의 변환율이 달라진다. B 영역에 입사된 수직 선편광에 대한 위상지연값이 비교적 작으면 수평 선편광으로의 변환율이 작고, 위상지연값이 λ/2에 가까울수록 수평 선편광으로의 변환율이 상대적으로 커진다. 그리고 B 영역에 입사된 수직 선편광에 대한 위상지연값이 λ/2이면 B 영역에 입사된 모든 수직 선편광은 액정층(47)을 투과하면서 수평 선편광으로 변환된다.

백라이트 유닛(3)으로부터 액정셔터(2)의 A 영역에 입사된 수직 선편광은 하부 DBEF(92)와 액정층(47) 및 상부 DBEF(91)를 그대로 통과하여 액정패널(1)에 입사된다. 액정셔터(2)의 A 영역에 조사된 수평 선편광은 하부 DBEF(122)에서 반사된다. 이렇게 액정셔터(2)의 A 영역을 투과한 광양은 도 8과 같이 백라이트 유닛(3)으로부터 입사되는 수직 선편광과 B 영역 내에서의 반사과정을 통하여 B 영 역에서 A 영역으로 입사되는 수직 선편광의 합이다. 따라서, 액정셔터(2)의 A 영역의 휘도는 B 영역의 휘도보다 높고 백라이트 유닛(3)으로부터 직접 입사되는 광에 의해서만 해당 영역에서 화상을 표시하는 경우에 비하여 더 높다.

백라이트 유닛(3)으로부터 액정셔터(2)의 B 영역에 입사된 수직 선편광은 하부 DBEF(92)를 그대로 투과한 후에 액정층(47)을 통과하면서 위상지연값에 비례하는 수평 선편광으로의 변환율에 따라 수평 선편광으로 변환되어 일부가 상부 DBEF(91)를 통과하고 그 외 나머지가 상부 DBEF(91)에서 반사된다. 액정층(47)의 위상 지연값이 λ/2이면 B 영역에 입사된 모든 수직 선편광은 액정층(47)을 투과하면서 수평 선편광으로 변환되어 상부 DBEF(91)에서 반사된다. B 영역에 입사된 수평 선편광은 하부 DBEF(92)에서 반사된다. 따라서, 액정셔터(2)의 B 영역을 투과하여 액정패널(1)로 진행하는 광양은 A 영역의 그 것보다 작다.

결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정셔터(2)를 투과하는 휘도특성은 액정층(47)의 위상 지연값이 A 영역과 B 영역에서 동일한 경우의 휘도가 'I'라 할 때, I(B) < I < I(A)의 관계가 성립된다. 한편, 액정패널(2) 자체의 투과율은 전화면에서 동일하지만 액정패널(2)에 입사되는 광의 휘도분포가 액정셔터(2)의 위상 지연값에 따라 다르기 때문에 액정패널(2)에서 표시되는 화상이 위치별로 다르게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 다음과 같은 알고리즘으로 화상 신호 또는 사용자의 명령에 따라 위치별로 최대 휘도를 변경할 수 있다. 기본적으로 전술한 I(B) < I < I(A)의 관계를 기초 하여 위치별 최대 휘도가 제어된다. 먼 저, 제어기(4)는 입력 영상신호의 휘도정보에 액정셔터(2)의 수평 해상도와 수직 해상도에 맞추어 각 국부 영역에서의 평균휘도를 산출한다. 액정셔터(2)의 해상도가 X1×Y1이고 액정패널(1)의 해상도가 X2×Y2라면, 제어기(4)는 X2/X1 ×Y2/Y1의 영역에 포함된 화소 데이터의 평균 휘도를 산출한다. 예를 들어, 액정셔터(2)의 해상도가 16×12이고 액정패널(1)의 해상도가 640×480이라면, 제어기(4)는 40 ×40의 영역에 포함된 화소 데이터의 평균 휘도를 산출하고 그에 따라 전화면에서의 휘도 분포를 산출한다. 이렇게 전체 화면에서의 휘도 분포가 산출되면 그 휘도 분포에 따라 제어기(4)는 액정셔터(2)에서 각 위치별로 액정층(47)의 위상 지연값과 그에 따른 구동전압을 결정하여 액정셔터(2)를 제어한다.

액정셔터(2)의 위치별 휘도 제어를 도 10 및 도 11을 결부하여 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 액정셔터(2)에는 네 개의 로우라인 전극패턴(RL1 내지 RL4)와 다섯 개의 컬럼라인 전극패턴(CL1 내지 CL5)이 액정층(47)을 사이에 두고 교차한다.

제1 및 제4 로우라인 전극패턴들(RL1,RL4)에 V1 전압이 공급되고 제2 및 제3 로우라인 전극패턴들(RL2,RL3)에 V2 전압이 공급된다. 그리고 제1, 제2 및 제5 컬럼라인 전극패턴들(CL1,CL2,CL5)에 V1 전압이 공급되고 제3 및 제4 컬럼 라인 전극패턴들(CL3,CL4)에 V3 전압이 공급된다. 그러면 액정층(47)의 위상지연값은 로우라인 전극패턴들(RL1 내지 RL4)과 컬럼라인 전극패턴들(CL1 내지 CL5)의 전압차에 따라 다르게 된다.

(1,1), (3,1), (1,3) 및 (3,3) 영역에서는 액정층(47)의 양단 전압차가 0이므로 그 영역들에 입사된 광은 위상 지연없이 그 편광특성을 그대로 유지하여 액정패널(1)로 진행한다. (2,1) 및 (2,3) 영역에서는 액정층(47)의 양단 전압차가

이므로 그 영역들에 입사된 광은 0∼λ/2 범위 내에서 그 위상이 지연된다. (1,2) 및 (3,2) 영역에서는 액정층(47)의 양단 전압차가

이므로 그 영역들에 입사된 광의 위상은 0∼λ/2 범위 내에서 다른 영역들의 위상 지연값과 다른 위상 지연값으로 지연된다. 그리고 (2,2) 영역에서는 액정층(47)의 양단 전압차가

이므로 그 영역들에 입사된 광의 위상은 0∼λ/2 범위 내에서 다른 영역들의 위상 지연값과 다른 위상 지연값으로 지연된다.

이러한 패스브 매트릭스 방식에 의하여 액정셔터(2)는 도 11a 및 도 11b와 같이 B 영역에 비하여 휘도가 높은 A 영역을 임의의 크기와 형상으로 지정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 전계에 따라 입사광의 위상 지연량을 0∼λ/2 사이의 범위 내에서 제어하여 영상 종류나 사용자에 의해 지정된 국부 영역의 최대 휘도를 다른 영역보다 높게 제어할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 위치별 휘도 제어방법은 발명의 상세한 설명 액정표시장치에 적용되는 예로써 설명되었지만 액정표시장치뿐만 아니라 다른 평판표시장치에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 광을 조사하기 위한 광원;

   상기 광원으로부터 입사되는 광의 위상을 위치에 따라 서로 다르게 전기적으로 제어하여 상기 위치에 따라 광량을 다르게 제어하는 광제어기;

   상기 광제어기로부터 입사되는 광을 이용하여 특정 영역에서의 최대 휘도를 그와 다른 영역의 최대 휘도보다 높게 하여 화상을 표시하는 액정패널;

   상기 특정 영역을 지정하기 위한 사용자 명령을 상기 액정표시장치에 공급하는 사용자 인터페이스회로;

   입력 영상을 판별하는 영상 판별부; 및

   상기 사용자 인터페이스회로와 상기 영상 판별부 중 어느 하나로부터 입력되는 정보에 기초하여 상기 특정 영역을 지정하고, 상기 광제어기의 수직 및 수평 해상도를 기준으로 상기 특정 영역의 평균휘도를 산출하여 상기 광제어기의 위치별 위상값과 구동전압을 결정하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 광제어기는 전계에 따라 입사광의 위상을 제어하기 위한 액정층과,

   제1 편광의 광을 상기 액정층으로 투과시킴과 제2 편광의 광을 반사시키기 위한 입사측 편광판과,

   상기 액정층을 경유하여 입사되는 상기 제1 편광의 광을 투과시킴과 상기 액정층을 경유하여 입사되는 상기 제2 편광의 광을 반사시키는 출사측 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 광제어기는,

   상기 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 및 하부 투명기판과,

   상기 상부 투명기판 상에 형성되는 다수의 상부 전극라인들과,

   상기 상부 전극라인들과 교차하는 방향으로 상기 하부 투명기판 상에 형성되 는 다수의 하부 전극라인들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 액정층은 상기 상부 전극라인들과 상기 하부 전극라인들의 전압차에 응답하여 상기 광의 위상을 0∼광의 1/2 파장 범위 내에서 지연시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 편광은 우원편광 및 좌원편광 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제2 편광은 상기 제1 편광과 다른 원편광인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제 5 항에 있어서,

    상기 제1 편광은 수직 선편광 및 수평 선편광 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제2 편광은 상기 제1 편광과 다른 선편광인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 제 5 항에 있어서,

    상기 특정 영역 내에 동영상이 표시되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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