KR20180034208A - Image Display Device And Method Of Displaying Image - Google Patents

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KR20180034208A
KR20180034208A KR1020170100484A KR20170100484A KR20180034208A KR 20180034208 A KR20180034208 A KR 20180034208A KR 1020170100484 A KR1020170100484 A KR 1020170100484A KR 20170100484 A KR20170100484 A KR 20170100484A KR 20180034208 A KR20180034208 A KR 20180034208A
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츠토무 이치카와
히데오 나카야
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

The present invention is to provide an image display device capable of improving the contrast ratio even if a high luminance region and a low luminance region are mixed in one dimming block of a local dimming technique. The image display device comprises: a front LCD panel displaying RGB images; a rear LCD panel disposed behind the front LCD panel, overlapping the front LCD panel, and displaying gray images; a backlight unit disposed behind the rear LCD panel, irradiating the front LCD panel and the rear LCD panel with light, and capable of adjusting the luminance of each of a plurality of blocks; a block luminance value determiner for determining the luminance of each block from an input RGB image signal; a backlight drive signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block according to the luminance of each block determined by the block luminance value determiner; a gray image data generator for generating a first gray image signal for each pixel based on the maximum luminance among the luminance of subpixels of each pixel of the input RGB image signal, and for generating a second gray image signal for each pixel to control the luminance level of the gray image displayed on the block of the rear LCD panel from the first gray image signal, based on the luminance of each block determined by the block luminance value determiner; and an RGB image data generator for adjusting the luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front LCD panel based on the first gray image signal.

Description

화상 표시 장치 및 화상 표시 방법 {Image Display Device And Method Of Displaying Image}Technical Field [0001] The present invention relates to an image display device and an image display method,

본 발명은, 콘트라스트비를 개선할 수 있는 화상 표시 장치 및 화상 표시 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image display apparatus and an image display method capable of improving a contrast ratio.

근년, 휘도와 콘트라스트비를 대폭 개선한 HDR(High Dynamic Range) 화상이 제안되고 있다. HDR에 관하여, SMPTE(미국영화티비기술자협회)에 따른 ST2084, 이른바 Dolby Vision 혹은 NHK와 영국 BBC가 주로 개발한 HLG(Hybrid Log Gamma) 방식 등 표준화가 이루어지고 있다. 화상 표시 장치에는, 표준화에 따른 표시 능력이 요구된다. In recent years, an HDR (High Dynamic Range) image has been proposed in which the luminance and the contrast ratio are greatly improved. About HDR, ST2084 according to SMPTE (Association of American Cinema Technicians), HLG (Hybrid Log Gamma) method developed by so called Dolby Vision or NHK and British BBC is being standardized. The image display device is required to have display capability according to standardization.

유기 EL 패널에서는 1,000,000:1 정도의 콘트라스트비가 실현되고 있다. 그러나 액정 디스플레이(LCD)의 경우, 백라이트의 빛이 LCD 패널을 투과함으로써 화상이 표시되므로, 특히 블랙 영역의 계조 특성이 나쁘고 이상적인 휘도에 비해서 밝은 방향으로 휘도가 관측되는 이른바 black floating이라는 현상이 발생한다. 따라서 종래의 LCD 화상 표시 장치에서는 콘트라스트비는, 예를 들면 1,500:1 정도이다. In the organic EL panel, a contrast ratio of about 1,000,000: 1 is realized. However, in the case of a liquid crystal display (LCD), the backlight is transmitted through the LCD panel to display an image, so that a so-called black floating phenomenon occurs in which the gray level characteristic of the black region is poor and the luminance is observed in a bright direction . Therefore, in the conventional LCD image display device, the contrast ratio is, for example, about 1,500: 1.

LCD 화상 표시 장치의 콘트라스트비를 개선하기 위해서, 2장의 LCD 패널을사용한 화상 표시 장치가 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 화상 표시 장치에서는, 후측 LCD 패널(LV: Light Valve)이 그레이 화상을 표시함으로써 백라이트의 투과량을 조정하며 전측 LCD 패널(RGB 패널)이 RGB 화상을 표시함으로써 콘트라스트비의 개선을 도모하고 있다. In order to improve the contrast ratio of the LCD image display apparatus, an image display apparatus using two LCD panels has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this image display apparatus, the rear LCD panel (LV: Light Valve) displays a gray image to adjust the transmission amount of the backlight, and the front LCD panel (RGB panel) displays RGB images to improve the contrast ratio.

특허문헌 1: 일본특허공개공보 2016-118690 호Patent Document 1: JP-A-2016-118690

그러나 LCD 화상 표시 장치에 대해서는, 콘트라스트비를 더욱 개선하는 것이 바람직하다. However, for the LCD image display device, it is desirable to further improve the contrast ratio.

예를 들면 백라이트의 로컬 디밍(Local Dimming) 기술을 적용함으로써 어두운 블록에서의 black floating은 대폭 저감된다. 그러나 예를 들면 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재한 경우에는 저휘도 영역에서의 black floating을 방지하는 것은 곤란하다. For example, by applying the local dimming technique of the backlight, the black floating in the dark block is greatly reduced. However, for example, when a high luminance region and a low luminance region are mixed in one dimming block, it is difficult to prevent black floating in the low luminance region.

그래서 본 발명은, 로컬 디밍 기술을 적용하는 한편 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 콘트라스트비를 개선하는 것이 가능한 화상 표시 장치 및 화상 표시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an image display apparatus and an image display method which can improve a contrast ratio even when a local dimming technique is applied and a high luminance region and a low luminance region are mixed in one dimming block.

상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 있어서의 화상 표시 장치는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛과, 입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기와, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기와, 입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하고, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 화상 데이터 생성기와, 상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 RGB 화상 데이터 생성기를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems and to achieve the object, an image display apparatus according to the present invention includes: a front side LCD panel for displaying RGB images; a rear side LCD panel disposed on the rear side of the front side LCD panel, A backlight unit disposed behind the rear LCD panel and capable of adjusting the luminance of each of the plurality of blocks by irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel, A block luminance value determiner for determining the luminance of each of the blocks; a backlight driving signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block in accordance with the luminance of each of the blocks determined by the block luminance value determiner; Based on the maximum luminance among the luminance of the subpixels of each pixel of the input RGB image signal, Image signal and controls the brightness level of the gray image displayed on the block of the rear LCD panel from the first gray image signal based on the brightness of each of the blocks determined by the block brightness value determiner A gray image data generator for generating a second gray image signal for each pixel based on the first gray image signal and an RGB image signal for adjusting the brightness level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel And a data generator.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 블록 휘도값 판정기는, 입력된 RGB 화상 신호의 각 블록 내의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 추출하는 최대값 추출기와, 추출된 최대 휘도로부터 상기 블록의 휘도를 판정하는 적용값 판정기를 구비하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the block luminance value determiner includes: a maximum value extractor for extracting a maximum luminance among the luminance of subpixels in each block of the input RGB image signal; And an application value determiner for determining the application value.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 입력된 RGB 화상 신호를, 각 픽셀마다 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 대표값으로 한 상기 제 1 그레이 화상 신호로 변환하는 그레이 변환기와, 상기 제 1 그레이 화상 신호를, 상기 제 2 그레이 화상 신호로 변환하는 레벨 변환기를 구비하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the gray image data generator converts the input RGB image signal into the first gray image signal in which the maximum luminance among the sub-pixel luminance of each pixel is a representative value for each pixel Gray converter and a level converter for converting the first gray image signal into the second gray image signal.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 블록의 휘도가 낮을수록 상기 블록에 대응하는 각 픽셀마다의 그레이 화상의 휘도 레벨을 높게 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the gray image data generator is characterized in that the lower the luminance of the block determined by the block luminance value determiner is, the higher the luminance level of the gray image for each pixel corresponding to the block is .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 1 그레이 화상 신호의 휘도가 낮을수록 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the RGB image data generator is configured to increase the luminance level of each subpixel of the RGB image signal as the luminance of the first gray image signal generated by the gray image data generator is lower .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, there is further provided an RGB gradation converter for correcting the gradation of the RGB image signal whose luminance level is adjusted by the RGB image data generator to match the output characteristic of the front side LCD panel .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 2 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 그레이 계조 변환기를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, there is further provided a gray gradation converter for correcting the gradation of the second gray image signal generated by the gray image data generator to match the output characteristics of the rear LCD panel.

또한 본 발명에 있어서의 화상 표시 장치는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛과, 입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하고, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기와, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기와, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 화상 데이터 생성기와, 상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 RGB 화상 데이터 생성기를 구비하는 것을 특징으로 한다. A rear LCD panel disposed behind the front LCD panel and superimposed on the front LCD panel and displaying a gray image; and a rear LCD panel disposed behind the front LCD panel, A backlight unit disposed at the rear of the panel and capable of adjusting the luminance of each of the plurality of blocks by irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel; A block brightness value determiner for generating a first gray image signal for each pixel on the basis of the first gray image signal and determining the brightness of each of the blocks from the first gray image signal based on the block brightness value, Therefore, a backlight driving signal generator for driving the backlight unit to adjust the brightness of the block, Generates a second gray image signal for each pixel that controls the brightness level of the gray image displayed on the block of the rear side LCD panel from the first gray image signal based on the brightness of each of the blocks determined in the determination unit And an RGB image data generator for adjusting a luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel based on the first gray image signal.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 블록 휘도값 판정기는, 입력된 RGB 화상 신호를, 각 픽셀마다 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 대표값으로 한 상기 제 1 그레이 화상 신호로 변환하는 그레이 변환기와, 상기 제 1 그레이 화상 신호의 각 블록 내의 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 추출하는 최대값 추출기와, 추출된 최대 휘도로부터 상기 블록의 휘도를 판정하는 적용값 판정기를 구비하는 것을 특징으로 한다. Further, in an embodiment of the present invention, the block luminance value determiner converts the input RGB image signal into the first gray image signal in which the maximum luminance among the luminance of the subpixels of each pixel is a representative value for each pixel A maximum value extractor for extracting a maximum luminance among the luminance of pixels in each block of the first gray image signal and an application value determiner for determining the luminance of the block from the extracted maximum luminance .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 상기 제 1 그레이 화상 신호를, 상기 제 2 그레이 화상 신호로 변환하는 레벨 변환기를 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the gray image data generator includes a level converter for converting the first gray image signal into the second gray image signal.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 블록의 휘도가 낮을수록 상기 블록에 대응하는 각 픽셀마다의 그레이 화상의 휘도 레벨을 높게 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the gray image data generator is characterized in that the lower the luminance of the block determined by the block luminance value determiner is, the higher the luminance level of the gray image for each pixel corresponding to the block is .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 1 그레이 화상 신호의 휘도가 낮을수록 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the RGB image data generator is configured to increase the luminance level of each subpixel of the RGB image signal as the luminance of the first gray image signal generated by the gray image data generator is lower .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, there is further provided an RGB gradation converter for correcting the gradation of the RGB image signal whose luminance level is adjusted by the RGB image data generator to match the output characteristic of the front side LCD panel .

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 2 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 그레이 계조 변환기를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, there is further provided a gray gradation converter for correcting the gradation of the second gray image signal generated by the gray image data generator to match the output characteristics of the rear LCD panel.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기의 후단에 지연 회로를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a delay circuit is further provided at the rear end of the RGB image data generator.

또한 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 RGB 화상 데이터 생성기의 전단에 지연 회로를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a delay circuit is further provided at the previous stage of the RGB image data generator.

또한 본 발명에 있어서의 화상 표시 방법은, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과, 상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과, 상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서 실행되는 화상 표시 방법으로서, 입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 단계와, 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계와, 입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하는 단계와, 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 단계와, 상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The image display method according to the present invention includes a front side LCD panel displaying RGB images, a rear side LCD panel disposed behind the front side LCD panel and superimposed on the front side LCD panel to display a gray image, And a backlight unit disposed behind the panel and irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel and adjusting a luminance of each of the plurality of blocks, the image display method being implemented in an image display apparatus, The method comprising the steps of: determining a luminance of each of the blocks from an image signal; driving the backlight unit to adjust the luminance of the block in accordance with the determined luminance of each of the blocks; Generating a first gray image signal for each pixel based on the maximum luminance among the luminance of the pixels; Generating a second gray image signal for each pixel for controlling the brightness level of the gray image displayed on the block of the rear LCD panel from the first gray image signal based on the brightness of each of the locks; And adjusting the luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel based on the one gray image signal.

본 발명에서는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널을 구비하는 화상 표시 장치에 로컬 디밍 기술을 적용하고, RGB 화상으로부터 생성한 그레이 화상에 기초하여 RGB 화상의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 한편 각 블록의 휘도에 기초하여, 후측 LCD 패널에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성한다. 이로써 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating을 방지하고, 콘트라스트비를 개선하는 것이 가능하다. In the present invention, a local dimming technique is applied to an image display apparatus including a front side LCD panel for displaying an RGB image and a rear side LCD panel for displaying a gray image, And generates a gray image signal for controlling the brightness level of the gray image displayed on the rear side LCD panel based on the brightness of each block while adjusting the brightness level of the pixels. Thus, even if a high luminance area and a low luminance area are mixed in one dimming block, black floating can be prevented and the contrast ratio can be improved.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 화상 표시 장치의 LED 배치를 도시한 백라이트 유닛의 개략 평면도이다.
도 3은 도 1의 화상 표시 장치에 있어서의 블록과 픽셀과 서브 픽셀의 관계를 도시한 개략도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 신호 처리부를 도시한 블록도이다.
도 5는 1장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에 로컬 디밍 기술을 적용한 표시 화상의 외관을 모의한 화상의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치에 로컬 디밍 기술을 적용한 표시 화상의 외관을 모의한 화상의 예를 도시한 예이다.
도 7은 도 6의 화상에 대한 각 디밍 블록에서의 BLum/BLumMax의 분포를 도시한 도면이다.
도 8은 제 2 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 신호 처리부를 도시한 블록도이다.
도 9는 제 3 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 신호 처리부를 도시한 블록도이다. 1 is a schematic side view of an image display apparatus according to the first embodiment.
2 is a schematic plan view of a backlight unit showing the LED arrangement of the image display apparatus of Fig.
3 is a schematic view showing a relationship between a block, a pixel and a subpixel in the image display apparatus of FIG.
4 is a block diagram showing a signal processing unit of the image display apparatus according to the first embodiment.
5 is a diagram showing an example of an image obtained by simulating the appearance of a display image to which a local dimming technique is applied to an image display apparatus having one LCD panel.
6 shows an example of an image obtained by simulating the appearance of a display image to which the local dimming technique is applied to the image display device according to the first embodiment.
Fig. 7 is a diagram showing the distribution of BLum / BLumMax in each dimming block for the image of Fig. 6. Fig.
8 is a block diagram showing a signal processing unit of the image display apparatus according to the second embodiment.
9 is a block diagram showing a signal processing section of the image display apparatus according to the third embodiment.

이상 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 화상 표시 장치 및 화상 표시 방법을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image display apparatus and an image display method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본원 발명의 목적, 장점 및 신규 특징은, 첨부한 도면과 관련된 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해진다. 다른 도면에 있어서, 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 도시하기 위해서 동일한 참조 부호가 사용된다. 도면은 개략적으로 도시하고 있고, 도면의 축척은 정확하지 않은 것을 이해하기 바란다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. In the different drawings, the same reference numerals are used to denote the same or functionally similar elements. It is to be understood that the drawings are schematically shown, and that the scale of the drawings is not accurate.

<제 1 실시형태>&Lt; First Embodiment >

제 1 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 측면도이다. 도 2는, 도 1의 화상 표시 장치의 LED 배치를 도시한 백라이트 유닛의 개략 평면도이다. 도 1에 도시한 것과 같이 화상 표시 장치(1)는, 전측 LCD 패널(RGB 패널, 2)과 후측 LCD 패널(LV 패널, 3)과 백라이트 유닛(4)을 구비하고 있다. The first embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic side view of an image display device according to a first embodiment. 2 is a schematic plan view of the backlight unit showing the LED arrangement of the image display apparatus of Fig. 1, the image display apparatus 1 includes a front side LCD panel (RGB panel) 2, a rear side LCD panel (LV panel) 3, and a backlight unit 4.

전측 LCD 패널(2)은 RGB 화상을 표시한다. 전측 LCD 패널(2)은 컬러 필터 기판(20), TFT 기판(22), 편광 필름(24), 편광 필름(26) 및 구동 IC(28)를 구비한다. 도시하지 않지만, 컬러 필터 기판(20)과 TFT 기판(22) 사이에는 액정이 배치되어 있다. 컬러 필터 기판(20)은 블랙 매트릭스 및 R, G, B 컬러 필터를 가지고, 더욱이 공통 전극을 가진다. TFT 기판(22)은, TFT(Thin Film Transistor) 및 전극을 가진다. 편광 필름(24)은 컬러 필터 기판(20)의 전면에 배치되고, 편광 필름(26)은 TFT 기판(22)의 후면에 배치되어 있다. 구동 IC(28)는 TFT 기판(22)에 실장되어 있고, 구동 IC(28)에 입력되는 RGB 화상 신호를 따라서, 전측 LCD 패널(2)의 액정의 투과 상태를 서브 픽셀(부화소)마다 제어한다.The front side LCD panel 2 displays RGB images. The front side LCD panel 2 includes a color filter substrate 20, a TFT substrate 22, a polarizing film 24, a polarizing film 26, and a driving IC 28. Although not shown, a liquid crystal is disposed between the color filter substrate 20 and the TFT substrate 22. The color filter substrate 20 has a black matrix and R, G, and B color filters, and further has a common electrode. The TFT substrate 22 has a TFT (Thin Film Transistor) and an electrode. The polarizing film 24 is disposed on the front surface of the color filter substrate 20 and the polarizing film 26 is disposed on the rear surface of the TFT substrate 22. [ The driving IC 28 is mounted on the TFT substrate 22 and controls the transmissive state of the liquid crystal of the front side LCD panel 2 for each of the sub pixels (sub-pixels) in accordance with the RGB image signal input to the driving IC 28 do.

후측 LCD 패널(3)은, 전측 LCD 패널(2)의 후방에 배치되고 전측 LCD 패널(2)에 중첩되며 그레이 화상(LV 화상)을 표시한다. 후측 LCD 패널(3)은 유리 기판(30), TFT 기판(32), 편광 필름(34) 및 구동 IC(36)를 구비한다. 유리 기판(30)은, 전측 LCD 패널(2)에 있어서의 컬러 필터 기판(20)에 대응하고 공통 전극을 갖지만, 컬러 필터 기판(20)과는 달리 컬러 필터를 가지지 않는다. 이것은 후측 LCD 패널(3)이 LV 화상, 즉 white부터 black까지의 명암으로만 표현된, 그레이 스케일 화상을 표시하기 때문이다. 도시하지 않지만 유리 기판(30)과 TFT 기판(32) 사이에는 액정이 배치되어 있다. TFT 기판(32)은, TFT 및 전극을 가진다. 편광 필름(34)은 TFT 기판(32)의 후면에 배치되어 있다. 구동 IC(36)는 TFT 기판(32)에 실장되어 있고, 구동 IC(36)에 입력되는 그레이 화상 신호를 따라서 후측 LCD 패널(3)의 액정의 투과 상태를 제어한다. 전측 LCD 패널(2)과 후측 LCD 패널(3)은, 편광 필름(26)과 유리 기판(30) 사이에 배치된 접합층(38)에 의해 접합되어 있다.The rear side LCD panel 3 is disposed behind the front side LCD panel 2 and superimposed on the front side LCD panel 2 to display a gray image (LV image). The rear side LCD panel 3 includes a glass substrate 30, a TFT substrate 32, a polarizing film 34, and a driving IC 36. The glass substrate 30 has a common electrode corresponding to the color filter substrate 20 in the front side LCD panel 2 but has no color filter unlike the color filter substrate 20. This is because the rear side LCD panel 3 displays a grayscale image, which is expressed only by LV images, that is, from white to black. Although not shown, a liquid crystal is disposed between the glass substrate 30 and the TFT substrate 32. [ The TFT substrate 32 has a TFT and an electrode. The polarizing film 34 is disposed on the rear surface of the TFT substrate 32. [ The driving IC 36 is mounted on the TFT substrate 32 and controls the liquid crystal transmission state of the rear side LCD panel 3 in accordance with the gray image signal inputted to the driving IC 36. [ The front side LCD panel 2 and the rear side LCD panel 3 are bonded by a bonding layer 38 disposed between the polarizing film 26 and the glass substrate 30.

백라이트 유닛(4)은, 후측 LCD 패널(3)의 후방에 배치되고, 전측 LCD 패널(2)과 후측 LCD 패널(3)에 빛을 조사한다. 백라이트 유닛(4)은 직하형이고, 기판(40), 기판(40)에 장착된 복수의 평판상 LED(Light Emitting Diode, 42) 및 기판(40)과 협동하여 LED(42)를 포위하는 측벽(44)을 구비한다. LED(42)는, 후측 LCD 패널(3)로부터 소망하는 거리를 떨어져서 설치되어 있다. LED(42)의 발광은, LED 구동부(46)에 의해 제어된다. LED 구동부(46)는 회로로서, 예를 들면 기판(40)에 실장해도 되고 기판(40)과는 다른 기판에 실장해도 된다. The backlight unit 4 is disposed behind the rear side LCD panel 3 and irradiates the front side LCD panel 2 and the rear side LCD panel 3 with light. The backlight unit 4 is directly underneath and includes a substrate 40, a plurality of flat LEDs (Light Emitting Diodes) 42 mounted on the substrate 40, and side walls (44). The LED 42 is provided at a desired distance from the rear side LCD panel 3. The light emission of the LED 42 is controlled by the LED driver 46. The LED driver 46 may be mounted on the substrate 40 or on a substrate different from the substrate 40, for example.

도 2에 도시한 것과 같이, LED(42)는 직사각형 형상으로 가정하여 도시했고, LED(42) 사이의 간극이 격자상이 되도록 서로 이간되어 배치되어 있다. 단 LED(42)의 형상, 수 및 배치는 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 LED(42)의 형상은 원형이어도 된다.As shown in Fig. 2, the LEDs 42 are assumed to have a rectangular shape, and the gaps between the LEDs 42 are spaced apart from each other so as to be lattice-like. The shape, number, and arrangement of the LEDs 42 are not limited to those shown. For example, the shape of the LED 42 may be circular.

백라이트 유닛(4)은, 로컬 디밍을 수행할 수 있도록 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능하다. 복수의 LED(42)는, 로컬 디밍의 복수의 디밍 블록에 각각 대응한다. 즉 1개의 LED(42)가 1개의 디밍 블록에 대응한다. LED 구동부(46)는, 복수의 LED(42)를 독립적으로 발광시키고, 복수의 LED(42)의 휘도를 독립적으로 조정한다. 도시하지 않지만 백라이트 유닛(4)에는, 공지된 격벽 및 공지된 플래터(flatter)가 설치되어 있다. LED(42)의 발광을 제어함으로써, 그 LED(42)에 대응하는 디밍 블록의 휘도를 조정할 수 있다.The backlight unit 4 is capable of adjusting the luminance of each of the plurality of blocks so as to perform local dimming. The plurality of LEDs 42 correspond to the plurality of dimming blocks of the local dimming, respectively. That is, one LED 42 corresponds to one dimming block. The LED driver 46 independently emits the plurality of LEDs 42 and independently adjusts the brightness of the plurality of LEDs 42. [ Although not shown, the backlight unit 4 is provided with a known partition and a known flatter. The luminance of the dimming block corresponding to the LED 42 can be adjusted by controlling the light emission of the LED 42. [

단 백라이트 유닛(4)은 도시한 직하형에 한정되지 않고, 예를 들면 엣지 라이트형이라도 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 로컬 디밍을 수행할 수 있는 것이라면 본 발명에 사용할 수 있다.However, the backlight unit 4 is not limited to the direct type shown in the drawing. For example, even if it is an edge light type, the backlight unit 4 can be used in the present invention as long as it can perform local dimming in which luminance of each of a plurality of blocks can be adjusted.

도 3은 화상 표시 장치에 있어서의 블록과 픽셀과 서브 픽셀의 관계를 도시한다. 상기와 같이 백라이트 유닛(4)의 1개 LED(42)는, 1개의 디밍 블록(BL)에 대응한다. 1개의 디밍 블록(BL)에는 다수의 픽셀(PX)이 포함된다. 후측 LCD 패널(3)에서는, 그레이 화상의 각 픽셀(PX)의 휘도를 조정할 수 있다. 전측 LCD 패널(2)에서는, RGB 삼색의 각 서브 픽셀(SP)의 휘도를 조정할 수 있다. 본 명세서에서 패널(2, 3)에 관하여 설명하는 휘도란, 패널(2, 3)에 있어서의 투과율을 의미한다. 3 shows a relationship between a block, a pixel and a subpixel in an image display apparatus. As described above, one LED 42 of the backlight unit 4 corresponds to one dimming block BL. One dimming block (BL) includes a plurality of pixels (PX). In the rear side LCD panel 3, the brightness of each pixel PX of the gray image can be adjusted. In the front side LCD panel 2, the luminance of each subpixel SP of RGB three colors can be adjusted. In this specification, the brightness to be described with respect to the panels 2 and 3 means the transmittance in the panels 2 and 3.

<신호 처리부><Signal Processing Unit>

도 4는, 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치(1)의 신호 처리부를 도시한 블록도이다. 신호 처리부(5)는, 화상 표시 장치(1)의 전측 LCD 패널(2)의 구동 IC(28), 후측 LCD 패널(3)의 구동 IC(36) 및 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급되는 각 신호를 생성한다. 구체적으로는, 신호 처리부(5)는, EOTF(Electro-Optical Transfer Function)를 거쳐서 휘도와 선형 관계에 있는 RGB 화상 신호(R, G, B)에 기초하여, RGB 패널(2)용 신호, LV 패널(3)용 신호 및 LED 구동부(46)용 신호를 작성한다. 4 is a block diagram showing a signal processing unit of the image display apparatus 1 according to the first embodiment. The signal processing unit 5 is connected to the driving IC 28 of the front side LCD panel 2 of the image display apparatus 1, the driving IC 36 of the rear side LCD panel 3, and the LED driving unit 46 of the backlight unit 4 As shown in FIG. Specifically, the signal processing unit 5 generates a signal for the RGB panel 2, a signal for the RGB panel 2 based on the RGB image signals (R, G, B) in linear relationship with the luminance through an EOTF (Electro- The signal for the panel 3 and the signal for the LED driver 46 are generated.

신호 처리부(5)는 블록 휘도값 판정기(50), 지연 회로(51), LV 화상 데이터 생성기(그레이 화상 데이터 생성기, 52), 엣지 홀드 회로(53), 그레이 계조 변환기(54), RGB 화상 데이터 생성기(55), 지연 회로(56), RGB 계조 변환기(57), 지연 회로(58) 및 LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기, 59)를 구비하고 있다. The signal processing unit 5 includes a block luminance value determiner 50, a delay circuit 51, an LV image data generator (gray image data generator) 52, an edge hold circuit 53, a gray level converter 54, A data generator 55, a delay circuit 56, an RGB gradation converter 57, a delay circuit 58, and an LED drive signal generator (backlight drive signal generator) 59.

블록 휘도값 판정기(50)는, RGB 화상 신호(R, G, B)에 기초하여, 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록(화소 블록)마다 휘도값 판정을 수행한다. 예를 들면 화상 표시 장치에 있어서 로컬 디밍을 수행하는 디밍 블록의 수는, 수십 블록 내지 수백 블록으로 구성되고, 1블록당 수천 픽셀이다. 블록 휘도값 판정기(50)는, 최대값 추출기(60) 및 적용값 판정기(61)를 구비하고 있다. The block brightness value determiner 50 performs brightness value determination for each dimming block (pixel block) that performs local dimming based on the RGB image signals (R, G, B). For example, the number of dimming blocks that perform local dimming in an image display apparatus is comprised of several tens of blocks to several hundreds of blocks, and is several thousands of pixels per one block. The block brightness value determiner 50 includes a maximum value extractor 60 and an applied value determining unit 61. [

최대값 추출기(60)는, 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록마다, 디밍 블록 내의 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값(휘도)의 3개의 값 중에서 디밍 블록에 있어서의 휘도의 최대값(BLmax)을 추출한다. 블록의 최대값(BLmax)을 추출하는 구체적인 방법은 이하에 설명한다. The maximum value extractor 60 extracts the luminance in the dimming block among the three values of the sub pixel values (luminance) of all the RGB image signals (R, G, B) in the dimming block for each of the dimming blocks for performing local dimming The maximum value (BLmax) is extracted. A specific method of extracting the maximum value (BLmax) of the block will be described below.

로컬 디밍에 의해 기판(40)의 각 LED(42)가 제어 가능한 휘도값이 Lj(=L1, L2, …, Ln)이고, RGB 화상 신호가 12비트(4096) 계조인 경우를 생각한다. 그리고 n=4로, 기판(40)의 각 LED(42)의 휘도값이 4단계로 제어 가능한 경우, 각 단계에 있어서의 LED와 휘도값의 관계는 다음과 같이 된다. It is assumed that luminance values Lj (= L1, L2, ..., Ln) that each LED 42 of the substrate 40 can be controlled by local dimming and the RGB image signals are 12 bits (4096) gradations. When n = 4 and the luminance value of each LED 42 of the substrate 40 can be controlled in four steps, the relationship between the LED and the luminance value in each step is as follows.

L1 = 1023L1 = 1023

L2 = 2047L2 = 2047

L3 = 3071L3 = 3071

L4 = 4095L4 = 4095

예를 들면 디밍 블록 중 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값의 3개의 값 중에서 가장 높은 휘도가 R(적)이고 1020인 경우, 그 디밍 블록의 최대값(BLmax)은 1020이 된다. 마찬가지로 디밍 블록 중 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값의 3개의 값 중에서 가장 높은 휘도가 B(청)이고 3000인 경우, 그 디밍 블록의 최대값(BLmax)은 3000이 된다. For example, when the highest luminance among the three values of the sub pixel values of all the RGB image signals (R, G, B) among the dimming blocks is R (red) and 1020, the maximum value BLmax of the dimming block is 1020 . Similarly, when the highest luminance among the three values of the sub pixel values of all the RGB image signals (R, G, B) among the dimming blocks is B (blue) and 3000, the maximum value BLmax of the dimming block becomes 3000 .

적용값 판정기(61)는, 최대값(BLmax)으로부터 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 판정한다. 구체적으로는, 디밍 블록의 최대값(BLmax)에 대해서 BLmax ≤ Lj가 되는 최소 Lj를 블록 휘도값(BLum)으로 판정한다. 전술한 예에서는, Lj는 L1(1023), L2(2047), L3(3071), L4(4095)의 4개가 된다. The applied value determining unit 61 determines the block luminance value (BLum) in the dimming block from the maximum value (BLmax). Specifically, the minimum value Lj at which BLmax &amp;le; Lj with respect to the maximum value BLmax of the dimming block is determined as the block luminance value BLum. In the above example, Lj is four of L1 (1023), L2 (2047), L3 (3071), and L4 (4095).

그리고 디밍 블록의 최대값(BLmax)이 1020인 경우, 블록 휘도값(BLum)은 L3(1023)로 판정된다. 또한 디밍 블록의 최대값(BLmax)이 3000인 경우, 블록 휘도값(BLum)은 L3(3071)로 판정된다. When the maximum value (BLmax) of the dimming block is 1020, the block luminance value (BLum) is determined as L3 (1023). When the maximum value (BLmax) of the dimming block is 3000, the block luminance value (BLum) is determined as L3 (3071).

지연 회로(51)는, RGB 화상 신호(R, G, B)에 대해서 지연 1을 발생시킨다. 지연 1의 목적은, 블록 휘도값 판정기(50)에 있어서의 블록 휘도값(BLum)의 판정 처리 지연분을 보상하는 것이다. 지연 1에 의해, LV 화상 데이터 생성기(52)의 후술하는 레벨 변환기(63)에 있어서, 그레이 화상 신호(W)와 블록 휘도값(BLum)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해진다. 또한 지연 1이 걸린 후의 RGB 화상 신호를 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로 한다. The delay circuit 51 generates delay 1 for the RGB image signals (R, G, B). The purpose of the delay 1 is to compensate for the processing delay of the block luminance value (BLum) in the block luminance value determiner 50. [ The delay 1 makes it possible to match the timing of the block luminance value BLum with the gray image signal W in the level converter 63 described later of the LV image data generator 52. [ Further, the RGB image signals after the delay 1 is taken are the RGB image signals (R1, G1, B1).

LV 화상 데이터 생성기(52)는, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로부터 그레이 화상 신호(W 및 W1)를 생성한다. LV 화상 데이터 생성기(52)는, 그레이 변환기(62) 및 레벨 변환기(63)를 구비하고 있다. The LV image data generator 52 generates the gray image signals W and W1 from the RGB image signals R1, G1 and B1. The LV image data generator 52 includes a gray converter 62 and a level converter 63.

그레이 변환기(62)는, 지연 회로(51)로부터 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)를 수신하고, 수신한 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)를 각 픽셀(각 화소)마다, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)의 서브 픽셀값(휘도)의 3개의 값 중에서 최대값을 대표값으로 한 그레이 화상 신호(W)로 변환한다. The gray converter 62 receives the RGB image signals R1, G1 and B1 from the delay circuit 51 and supplies the received RGB image signals R1, G1 and B1 to the respective pixels (each pixel) (Luminance) of the signals R1, G1, and B1 into the gray image signal W having the maximum value among the three values as the representative value.

레벨 변환기(63)는, 그 픽셀(화소) 위치를 포함한 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 이용하여, 그레이 화상 신호(W)를 그레이 화상 신호(W1)로 변환한다. 구체적인 변환식을 이하와 같다. The level converter 63 converts the gray image signal W into the gray image signal W1 by using the block brightness value BLum in the dimming block including the pixel (pixel) position. Concrete conversion equations are as follows.

W1 = (Ln/BLum) * WW1 = (Ln / BLum) * W

그레이 화상 신호(W1)는, LV 패널(3)의 상기 디밍 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 신호이다. 레벨 변환기(63)는, 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 각 디밍 블록의 휘도가 낮을수록 그 디밍 블록에 속하는 픽셀의 그레이 화상 신호의 휘도 레벨을 높게 한다. 또한 상기 식의 Ln은, n=4이고 12비트(4096) 계조인 경우, L4=4095가 된다. The gray image signal W1 is a signal for controlling the brightness level of the gray image displayed on the dimming block of the LV panel 3. [ The level converter 63 increases the luminance level of the gray image signal of the pixel belonging to the dimming block as the luminance of each dimming block determined by the block luminance value determiner 50 is lower. Further, Ln in the above equation becomes L4 = 4095 when n = 4 and 12-bit (4096) gradation.

엣지 홀드 회로(53)는, 그레이 화상 신호(W1)에 대해서 시야각 보정(국소적 엣지 홀드 처리)을 수행하고, 그레이 화상 신호(W1)로부터 그레이 화상 신호(W2)를 생성한다. 2장의 LCD 패널(2, 3)에 대해서, 정면으로부터 봤을 때는 문제없지만, 대각 방향으로부터 봤을 때는 패널 두께에 기인하여, RGB 패널(2)의 표시 화상과 LV 패널(3)의 표시 화상의 위치가 각도에 따라서 어긋남으로써, 이중상(double image)과 색어긋남이 보이는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 엣지 홀드 회로(53)는, 그레이 화상에 대해서 시야각 보정을 실시하는 역할을 하고 있다. The edge hold circuit 53 performs a viewing angle correction (local edge hold processing) on the gray image signal W1 and a gray image signal W2 from the gray image signal W1. The position of the display image of the RGB panel 2 and the position of the display image of the LV panel 3 in the two diagonal LCD panels 2 and 3 are There is a problem that a double image and a color discrepancy are seen by deviating according to the angle. To solve this problem, the edge hold circuit 53 plays a role of correcting the viewing angle of the gray image.

그레이 계조 변환기(54)는, 그레이 화상 신호(W2)에 대해서, LV 패널(3)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, 그레이 화상 신호(W2)를 그레이 화상 신호(W3)로 변환한다. 그리고 그레이 화상 신호(W3)가 LV 패널(3)의 구동 IC(36)에 공급된다. The gray level converter 54 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the gray image signal W2 in accordance with the characteristics of the LV panel 3 to convert the gray image signal W2 into a gray image signal W3 ). And the gray image signal W3 is supplied to the drive IC 36 of the LV panel 3. [

RGB 화상 데이터 생성기(55)는, LV 화상 데이터 생성기(52)의 그레이 변환기(62)로부터 수신한 그레이 화상 신호(W)를 이용하여, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로부터 RGB 화상 신호(R2, G2, B2)를 생성한다. 구체적인 생성식은 이하와 같다. The RGB image data generator 55 generates an RGB image signal (RGB) from the RGB image signals (R1, G1, B1) using the gray image signal W received from the gray converter 62 of the LV image data generator 52 R2, G2, B2). The concrete production formula is as follows.

R2 = (Ln/W) * R1R2 = (Ln / W) * R1

G2 = (Ln/W) * G1G2 = (Ln / W) * G1

B2 = (Ln/W) * B1B2 = (Ln / W) * B1

RGB 화상 신호(R2, G2, B2)는, RGB 패널(2)에 표시되는 RGB 화상의 각 화소에 있어서의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 제어하는 신호이다. RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 그레이 변환기(62)에서 변환된 그레이 화상 신호(W)의 휘도가 낮을수록 그 화소에 속하는 서브 픽셀의 RGB 화상 신호의 휘도 레벨을 높게 한다. 어느 디밍 블록이 저휘도 영역 내에 있는 경우, 그 블록의 휘도가 낮은 것 및 RGB 서브 픽셀이 LCD 패널에 있어서 black floating이 발생하기 어려운 높은 휘도 레벨인 것에 의해, 어둡게 바래서 계조 특성이 뛰어난 저휘도 영역을 표시할 수 있다. 또한 상기 식의 Ln은, n=4이고 12비트(4096) 계조인 경우, L4=4095가 된다. The RGB image signals R2, G2 and B2 are signals for controlling the luminance level of each subpixel in each pixel of the RGB image displayed on the RGB panel 2. [ The RGB image data generator 55 increases the luminance level of the RGB image signal of the subpixel belonging to the pixel as the luminance of the gray image signal W converted by the gray converter 62 is lower. When one of the dimming blocks is located in the low luminance region, the luminance of the block is low and the RGB sub-pixel is a high luminance level which is difficult to cause black floating in the LCD panel, Can be displayed. Further, Ln in the above equation becomes L4 = 4095 when n = 4 and 12-bit (4096) gradation.

지연 회로(56)는, RGB 화상 신호(R2, G2, B2)에 대해서 지연 2를 발생시킨다. 지연 2의 목적은, LV 화상 데이터 생성기(52)의 레벨 변환기(63)에 있어서의 그레이 화상 신호(W1)로의 변환 처리 지연분 및 엣지 홀드 회로(53)에 있어서의 시야각 보정 처리 지연분을 보상하는 것이다. 지연 2에 의해, RGB 패널(2)에 공급되는 RGB 화상 신호와, LV 패널(3)에 공급되는 그레이 화상 신호(W3)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해진다. 또한 지연 2가 걸린 후의 RGB 화상 신호를 RGB 화상 신호(R3, G3, B3)로 한다. The delay circuit 56 generates delay 2 for the RGB image signals (R2, G2, B2). The purpose of the delay 2 is to compensate the conversion processing delay in the level converter 63 of the LV image data generator 52 into the gray image signal W1 and the viewing angle correction processing delay in the edge hold circuit 53 . It is possible to match the timing of the RGB image signal supplied to the RGB panel 2 with the timing of the gray image signal W3 supplied to the LV panel 3 by the delay 2. The RGB image signals after the delay of 2 is taken as RGB image signals (R3, G3, B3).

RGB 계조 변환기(57)는, RGB 화상 신호(R3, G3, B3)에 대해서, RGB 패널(2)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, RGB 화상 신호(R4, G4, B4)로 변환한다. 그리고 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)가 RGB 패널(2)의 구동 IC(28)에 공급된다. The RGB gradation converter 57 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the RGB image signals R3, G3, and B3 in accordance with the characteristics of the RGB panel 2 to output the RGB image signals R4, B4). The RGB image signals R4, G4 and B4 are supplied to the drive IC 28 of the RGB panel 2. [

또한 본 실시형태에서는, 지연 회로(56) 뒤에 RGB 계조 변환기(57)를 배치하고 있지만, 최종적으로 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)와 그레이 화상 신호(W3)의 타이밍을 맞출 수 있으면 되므로, RGB 계조 변환기(57) 뒤에 지연 회로(56)를 배치해도 된다. 즉, RGB 계조 변환기(57)에서 RGB 화상 신호에 대해서 OETF를 수행한 후 지연 2를 발생시켜도 된다. In the present embodiment, the RGB gradation converter 57 is disposed after the delay circuit 56. However, since the timing of the RGB image signals R4, G4, and B4 and the gray image signal W3 can be finally adjusted, The delay circuit 56 may be disposed after the RGB gradation converter 57. [ That is, the RGB gradation converter 57 may perform the OETF on the RGB image signal and then generate the delay 2.

지연 회로(58)는, 블록 휘도값(BLum)에 대해서 지연 3을 발생시킨다. 지연 3의 목적은, RGB 패널(2)에 공급되는 RGB 화상 신호의 처리에 의한 지연분 및 LV 패널(3)에 공급되는 그레이 화상 신호의 처리에 의한 지연분을 보상하는 것이다. 지연 3에 의해, RGB 패널(2)에 공급되는 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)와, LV 패널(3)에 공급되는 그레이 화상 신호(W3)와, LED 구동부(46)에 공급되는 LED 구동 신호(BD)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해진다. 또한 지연 3이 걸린 후의 블록 휘도값을 블록 휘도값(BLum1)으로 한다. The delay circuit 58 generates a delay 3 for the block luminance value (BLum). The purpose of the delay 3 is to compensate for the delay caused by the processing of the RGB image signal supplied to the RGB panel 2 and the delay caused by the processing of the gray image signal supplied to the LV panel 3. [ The delay 3 supplies the RGB image signals R4, G4 and B4 supplied to the RGB panel 2 and the gray image signal W3 supplied to the LV panel 3 and the LEDs 46 supplied to the LED driver 46 The timing of the drive signal BD can be adjusted. Further, the block luminance value after the delay of 3 is taken as the block luminance value (BLum1).

LED 구동 신호 발생기(59)는, 블록 휘도값(BLum1, 즉 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 디밍 블록 각각의 휘도)에 따라서, 상기 디밍 블록의 휘도를 조정하도록 백라이트 유닛(4)을 구동하는 LED 구동 신호(BD)를 생성한다. 본 실시형태에서는, PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의해 LED 조광을 수행하고 있다. 따라서 LED 구동 신호(BD)는, 조광 휘도에 따라서 듀티비를 변화시킨 일정한 진폭의 펄스 신호이다. 그리고 LED 구동 신호(BD)가, 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급된다. The LED driving signal generator 59 generates the backlight unit 4 to adjust the luminance of the dimming block in accordance with the block luminance value BLum1 (i.e., the luminance of each of the dimming blocks determined by the block luminance value determiner 50) And generates an LED driving signal BD to be driven. In the present embodiment, LED dimming is performed by a PWM (Pulse Width Modulation) method. Therefore, the LED drive signal BD is a pulse signal with a constant amplitude that changes the duty ratio according to the dim brightness. Then, the LED driving signal BD is supplied to the LED driving unit 46 of the backlight unit 4.

또한 본 실시형태에서는, PWM 방식에 의해 LED의 조광을 수행하고 있지만, 전류 제어 방식 등에 의해 LED의 조광을 수행해도 된다. 그 경우, LED 구동 신호(BD)의 신호도 LED의 조광 방식에 대응한 신호가 된다. In the present embodiment, the dimming of the LED is performed by the PWM method, but the dimming of the LED may be performed by a current control method or the like. In this case, the signal of the LED driving signal BD also corresponds to the dimming method of the LED.

또한 본 실시형태에서는, 지연 회로(58) 뒤에 LED 구동 신호 발생기(59)를 배치하고 있지만, 최종적으로 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)와 그레이 화상 신호(W3)와 LED 구동 신호(BD)의 타이밍을 맞출 수 있으면 되므로, LED 구동 신호 발생기(59) 뒤에 지연 회로(58)를 배치해도 된다. 즉, LED 구동 신호 발생기(59)에서 LED 구동 신호(BD)를 생성한 후 지연 3을 발생시켜도 된다. In the present embodiment, the LED drive signal generator 59 is disposed behind the delay circuit 58. Finally, the RGB image signals R4, G4, and B4, the gray image signal W3, and the LED drive signal BD, The delay circuit 58 may be disposed behind the LED drive signal generator 59. [ That is, the LED drive signal generator 59 may generate the LED drive signal BD and then generate the delay 3.

또한 실제 신호 처리부에는, 상술한 지연 회로(51), 지연 회로(56) 및 지연 회로(58) 이외에도 몇 개의 지연 회로가 사용되고 있지만 여기에서의 설명은 생략한다. Although a number of delay circuits are used in the actual signal processing section in addition to the above-described delay circuit 51, delay circuit 56 and delay circuit 58, the description thereof is omitted here.

이상 설명한 것과 같이 제 1 실시형태에 있어서는, RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널(2)과 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널(3)을 구비하는 화상 표시 장치에 로컬 디밍 기술을 적용하고, RGB 화상으로부터 생성한 그레이 화상에 기초하여 RGB 화상의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 한편 각 디밍 블록의 휘도에 기초하여, 후측 LCD 패널(3)의 상기 디밍 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 그레이 화상 신호를 생성한다. 이로써 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating을 방지하고, 콘트라스트비를 개선하는 것이 가능하다. As described above, in the first embodiment, the local dimming technique is applied to the image display apparatus including the front side LCD panel 2 displaying the RGB image and the rear side LCD panel 3 displaying the gray image, And controls the brightness level of the gray image displayed on the dimming block of the rear side LCD panel 3 based on the brightness of each dimming block while controlling the brightness level of each sub pixel of the RGB image based on the gray image generated from the dimming block Thereby generating a gray image signal. Thus, even if a high luminance area and a low luminance area are mixed in one dimming block, black floating can be prevented and the contrast ratio can be improved.

도 5는, 1장의 LCD 패널을 구비한 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용한 표시 화상의 외관을 모의한 화상 예를 도시한다. 도 6은, 제 1 실시형태에 따른 화상 표시 장치에, 로컬 디밍 기술을 적용한 표시 화상의 외관을 모의한 화상 예를 도시한다. 참고를 위해, 도 6의 화상에 대한 각 디밍 블록에서의 BLum/BLumMax의 분포를 도 7에 도시한다. 이들 도면의 정방형 칸은, 디밍 블록에 대응한다. BLum은 상기대로 블록 휘도값이고, BLumMax는 최대 BLum이다. 5 shows an example of an image obtained by simulating the appearance of a display image to which a local dimming technique is applied to an image display apparatus having one LCD panel. 6 shows an image example in which the appearance of a display image to which the local dimming technique is applied is simulated in the image display device according to the first embodiment. For reference, the distribution of BLum / BLumMax in each dimming block with respect to the image of Fig. 6 is shown in Fig. The squares in these figures correspond to dimming blocks. BLum is the block luminance value as described above, and BLumMax is the maximum BLum.

도 5와 도 6의 대비에 의하면, 도 5에서는 특히 중앙 및 상방 디밍 블록의 휘도가 높은데 비해서, 도 6에서는 이들 디밍 블록의 휘도가 제어된다. 또한 특히 태양을 표시하는 중앙의 디밍 블록에 대해서는, 도 5에서는 고휘도 영역에 영향을 받아서 저휘도 영역의 휘도가 높아지는 black floating이 관찰되는데 비해서, 도 6에서는 black floating이 방지되어 있고, 콘트라스트비가 개선되어 있다. 5 and FIG. 6, the brightness of these dimming blocks is controlled in FIG. 6, while the brightness of the central and upper dimming blocks is particularly high in FIG. In particular, with respect to the center dimming block for displaying the sun, in FIG. 5, black floating which is influenced by the high luminance region and the luminance of the low luminance region is observed is observed. On the other hand, in FIG. 6, black floating is prevented and the contrast ratio is improved have.

제 1 실시형태에 따르면, HDR 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치에 있어서, 최대 휘도 10,000nits, 콘트라스트비 2,000,000:1이 실현되고, 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating이 방지된다. According to the first embodiment, in the image display apparatus capable of displaying an HDR image, a maximum luminance of 10,000 nits and a contrast ratio of 2,000,000: 1 are realized. Even if a high luminance area and a low luminance area are mixed in one dimming block, .

또한 2장의 LCD 패널(2, 3)을 이용하여 콘트라스트비를 대폭 향상시킨 화상 표시 장치를 HDR용 화상 표시 장치에 적용하는 경우, 패널 전체의 빛의 투과율은, 패널 1장의 화상 표시 장치의 투과율보다 저하되기 때문에 패널 1장의 경우와 동일한 표시 휘도를 얻기 위해서는, 백라이트 유닛의 휘도를 보다 높게 할 필요가 있다. 이 경우에는, 백라이트 유닛에 있어서의 막대한 전력 소비 및 그 발열에 수반되는 냉각 기구의 설치가 문제가 될 수 있다. When an image display device in which the contrast ratio is greatly improved by using the two LCD panels 2 and 3 is applied to the HDR image display device, the light transmittance of the entire panel is lower than the transmittance of the image display device of one panel It is necessary to further increase the brightness of the backlight unit in order to obtain the same display brightness as in the case of panel 1. In this case, a considerable power consumption in the backlight unit and the installation of the cooling mechanism accompanying the heat generation may be a problem.

그러나 제 1 실시형태에 따르면, 로컬 디밍 기술을 적용함으로써, 백라이트 유닛(4)에서는 필요한 디밍 블록에 대응하는 LED(42)를 적절한 휘도로 발광시킴으로써, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 소비 전력을 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 대규모의 냉각 기구를 필요로 하지 않는다. 따라서 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 제 1 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 비용을 삭감할 수 있다. 예를 들면 도 6의 표시 화상을 실현하는 경우, 제 1 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 소비 전력은, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛의 약 1/3이다. However, according to the first embodiment, by applying the local dimming technique, the backlight unit 4 emits the LEDs 42 corresponding to the necessary dimming blocks with appropriate brightness, as compared with the backlight unit not using the local dimming technique , The power consumption can be greatly reduced, and a large-scale cooling mechanism is not required. Therefore, the cost of the backlight unit 4 according to the first embodiment can be reduced as compared with the backlight unit not using the local dimming technique. For example, in the case of realizing the display image of Fig. 6, the power consumption of the backlight unit 4 according to the first embodiment is about 1/3 of the backlight unit to which the local dimming technique is not applied.

<제 2 실시형태>&Lt; Second Embodiment >

다음으로 본 발명에 따른 화상 표시 장치의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 이상에 설명하는 제 2 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 구성이 다르다. Next, a second embodiment of the image display apparatus according to the present invention will be described. In the second embodiment described above, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In the second embodiment, the configuration of the signal processing unit differs from that of the first embodiment.

화상 표시 장치(1)는, 전측 LCD 패널(RGB 패널, 2)과 후측 LCD 패널(LV 패널, 3)과 백라이트 유닛(4)과 신호 처리부(6)를 구비하고 있다. 전측 LCD 패널(2)은, 컬러 필터 기판(20), TFT 기판(22), 편광 필름(24), 편광 필름(26) 및 구동 IC(28)를 구비하고 있다. 후측 LCD 패널(3)은, 유리 기판(30), TFT 기판(32), 편광 필름(34) 및 구동 IC(36)를 구비하고 있다. 백라이트 유닛(4)은 기판(40), LED(42), 측벽(44) 및 LED 구동부(46)를 구비하고 있다. The image display apparatus 1 includes a front side LCD panel (RGB panel) 2, a rear side LCD panel (LV panel) 3, a backlight unit 4 and a signal processing unit 6. The front side LCD panel 2 includes a color filter substrate 20, a TFT substrate 22, a polarizing film 24, a polarizing film 26, and a driving IC 28. The rear side LCD panel 3 includes a glass substrate 30, a TFT substrate 32, a polarizing film 34, and a driving IC 36. The backlight unit 4 includes a substrate 40, an LED 42, a side wall 44, and an LED driver 46.

도 8은, 제 2 실시형태에 따른 신호 처리부(6)의 블록도이다. 신호 처리부(6)는, 화상 표시 장치(1)의 전측 LCD 패널(2)의 구동 IC(28), 후측 LCD 패널(3)의 구동 IC(36) 및 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급되는 각 신호를 생성한다. 신호 처리부(6)는, 블록 휘도값 판정기(64), 지연 회로(65), 지연 회로(51), LV 화상 데이터 생성기(그레이 화상 데이터 생성기, 66), 엣지 홀드 회로(53), 그레이 계조 변환기(54), RGB 화상 데이터 생성기(55), 지연 회로(56), RGB 계조 변환기(57), 지연 회로(58) 및 LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기, 59)를 구비하고 있다. 8 is a block diagram of the signal processing unit 6 according to the second embodiment. The signal processing unit 6 is connected to the driving IC 28 of the front side LCD panel 2 of the image display apparatus 1, the driving IC 36 of the rear side LCD panel 3, and the LED driving unit 46 of the backlight unit 4 As shown in FIG. The signal processing section 6 includes a block luminance value determiner 64, a delay circuit 65, a delay circuit 51, an LV image data generator (gray image data generator) 66, an edge hold circuit 53, An RGB image data generator 55, a delay circuit 56, an RGB gradation converter 57, a delay circuit 58, and an LED driving signal generator (backlight driving signal generator) 59. [

블록 휘도값 판정기(64)는, 화상 데이터(R, G, B)를, 각 픽셀(각 화소)마다 그레이 화상 신호로 변환하는 한편 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록(화소 블록)마다 휘도값 판정을 수행한다. 블록 휘도값 판정기(64)는 그레이 변환기(67), 최대값 추출기(68) 및 적용값 판정기(61)를 구비하고 있다. The block luminance value determiner 64 converts the image data (R, G, B) into a gray image signal for each pixel (each pixel), and for each dimming block (pixel block) Determination is made. The block luminance value determiner 64 includes a gray converter 67, a maximum value extractor 68, and an applied value determiner 61. [

그레이 변환기(67)는 RGB 화상 신호(R, G, B)를 각 픽셀마다, RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값(휘도)의 3개의 값 중에서 최대값을 대표값으로 한 그레이 화상 신호(W)로 변환한다. The gray converter 67 converts the RGB image signals R, G and B into the maximum value among the three values of the sub pixel values (luminance) of the RGB image signals R, G and B for each pixel Into a gray image signal (W).

최대값 추출기(68)는, 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록마다, 디밍 블록 내의 그레이 화상 신호(W)의 전체 화소값 중에서 디밍 블록에 있어서의 휘도의 최대값(BLmax)을 추출한다. 블록의 최대값(BLmax)을 추출하는 구체적인 방법은 이하에 설명한다. The maximum value extractor 68 extracts the maximum value (BLmax) of luminance in the dimming block from among all the pixel values of the gray image signal (W) in the dimming block, for each dimming block performing local dimming. A specific method of extracting the maximum value (BLmax) of the block will be described below.

로컬 디밍에 의해 기판(40)의 각 LED(42)가 제어 가능한 휘도값이 Lj(=L1, L2, …, Ln)이고, RGB 화상 신호가 12비트(4096) 계조인 경우를 생각한다. 그리고 n=4로, 기판(40)의 각 LED(42)의 휘도값이 4단계로 제어 가능한 경우, 각 단계에 있어서의 LED와 휘도값의 관계는 다음과 같이 된다. It is assumed that luminance values Lj (= L1, L2, ..., Ln) that each LED 42 of the substrate 40 can be controlled by local dimming and the RGB image signals are 12 bits (4096) gradations. When n = 4 and the luminance value of each LED 42 of the substrate 40 can be controlled in four steps, the relationship between the LED and the luminance value in each step is as follows.

L1 = 1023L1 = 1023

L2 = 2047L2 = 2047

L3 = 3071L3 = 3071

L4 = 4095L4 = 4095

예를 들면 디밍 블록 중 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값의 3개의 값 중에서 가장 높은 휘도가 R(적)이고 1020인 경우, 그 디밍 블록의 최대값(BLmax)은 1020이 된다. 마찬가지로 디밍 블록 중 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값의 3개의 값 중에서 가장 높은 휘도가 B(청)이고 3000인 경우, 그 디밍 블록의 최대값(BLmax)은 3000이 된다. For example, when the highest luminance among the three values of the sub pixel values of all the RGB image signals (R, G, B) among the dimming blocks is R (red) and 1020, the maximum value BLmax of the dimming block is 1020 . Similarly, when the highest luminance among the three values of the sub pixel values of all the RGB image signals (R, G, B) among the dimming blocks is B (blue) and 3000, the maximum value BLmax of the dimming block becomes 3000 .

적용값 판정기(61)는, 최대값(BLmax)으로부터 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 판정한다. 구체적으로는, 디밍 블록의 최대값(BLmax)에 대해서 BLmax ≤ Lj가 되는 최소 Lj를 블록 휘도값(BLum)으로 판정한다. 전술한 예에서는, Lj는 L1(1023), L2(2047), L3(3071), L4(4095)의 4개가 된다. The applied value determining unit 61 determines the block luminance value (BLum) in the dimming block from the maximum value (BLmax). Specifically, the minimum value Lj at which BLmax &amp;le; Lj with respect to the maximum value BLmax of the dimming block is determined as the block luminance value BLum. In the above example, Lj is four of L1 (1023), L2 (2047), L3 (3071), and L4 (4095).

그리고 디밍 블록의 최대값(BLmax)이 1020인 경우, 블록 휘도값(BLum)은 L3(1023)로 판정된다. 또한 디밍 블록의 최대값(BLmax)이 3000인 경우, 블록 휘도값(BLum)은 L3(3071)로 판정된다. When the maximum value (BLmax) of the dimming block is 1020, the block luminance value (BLum) is determined as L3 (1023). When the maximum value (BLmax) of the dimming block is 3000, the block luminance value (BLum) is determined as L3 (3071).

제 1 실시형태에서, 최대값 추출기에 의한 디밍 블록마다의 최대값(BLmax) 추출은, 디밍 블록 내의 전체 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값(휘도)의 3개의 값 중에서 디밍 블록에 있어서의 최대값(BLmax)을 추출함으로써 수행하고 있다. In the first embodiment, the extraction of the maximum value (BLmax) for each dimming block by the maximum value extractor is performed by dimming from among three values of the sub pixel values (luminance) of all the RGB image signals (R, G, B) And extracting the maximum value (BLmax) in the block.

이에 비해서, 처음에 각 픽셀에 대하여 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값마다 휘도의 최대값을 추출하고, 다음으로, 추출된 R, G, B 서브 픽셀값의 휘도의 최대값으로부터 디밍 블록에 있어서의 최대값(BLmax)을 추출해도 동일한 결과를 얻는 것이 가능하다. 그 경우, 각 픽셀마다 RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값으로부터 추출한 최대값인 휘도는, 생성 타이밍은 다르지만 그레이 화상 신호(W)와 동등해진다. On the other hand, first, the maximum value of the luminance is extracted for each pixel value of the RGB image signals (R, G, B) for each pixel, and then the maximum value of the luminance of the extracted R, It is possible to obtain the same result even if the maximum value BLmax in the dimming block is extracted. In this case, the luminance, which is the maximum value extracted from the sub pixel values of the RGB image signals (R, G, B) for each pixel, is equivalent to the gray image signal W although the generation timing is different.

따라서 제 2 실시형태에서는, 블록 휘도값 판정기(64) 내부에 그레이 변환기(67)를 구성하여, RGB 화상 신호(R, G, B)를 그레이 화상 신호(W)로 변환하고, 그레이 화상 신호(W)로부터 블록 최대값(BLmax)을 추출하여 블록 휘도값(BLum)을 판정하고 있다. Therefore, in the second embodiment, a gray converter 67 is provided in the block brightness value determiner 64 to convert the RGB image signals R, G, B into gray image signals W, The block maximum value BLmax is extracted from the block width W to determine the block luminance value BLum.

지연 회로(65)는, 그레이 화상 신호(W)에 대해서 지연 4를 발생시킨다. 지연 4의 목적은, 블록 휘도값 판정기(64)의 그레이 변환기(67)에 있어서 그레이 화상 신호(W)로의 변환 처리의 지연분을 보상하는 것이다. 지연 4에 의해, LV 화상 데이터 생성기(66)의 레벨 변환기(63)에 있어서, 그레이 화상 신호와 블록 휘도값(BLum)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해지고, 또한 RGB 화상 데이터 생성기(55)에 있어서, 그레이 화상 신호와 화상 데이터(R1, G1, B1)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해진다. 또한 지연 4가 걸린 후의 그레이 화상 신호를 그레이 화상 신호(W0)로 한다. The delay circuit 65 generates the delay 4 with respect to the gray image signal W. The purpose of the delay 4 is to compensate for the delay in the conversion process to the gray image signal W in the gray converter 67 of the block brightness value determiner 64. [ The timing of the gray image signal and the block luminance value (BLum) can be adjusted in the level converter 63 of the LV image data generator 66 by the delay 4, and in the RGB image data generator 55, The timing of the gray image signal and the image data (R1, G1, B1) can be matched. The gray image signal after the delay of 4 is taken as the gray image signal W0.

지연 회로(51)는, 화상 데이터(R, G, B)에 대해서 지연 1을 발생시킨다. 또한 지연 1이 걸린 후의 RGB 화상 신호를 RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로 한다. The delay circuit 51 generates delay 1 for the image data (R, G, B). Further, the RGB image signals after the delay 1 is taken are the RGB image signals (R1, G1, B1).

LV 화상 데이터 생성기(66)는, 그레이 화상 신호(W0)로부터 그레이 화상 신호(W1)를 생성한다. LV 화상 데이터 생성기(66)는, 레벨 변환기(63)를 구비하고 있다. 또한 블록 휘도값 판정기(64) 부분에서 설명한 것과 같이, LV 화상 데이터 생성기(66)에는 그레이 변환기는 불필요해진다. The LV image data generator 66 generates the gray image signal W1 from the gray image signal W0. The LV image data generator 66 is provided with a level converter 63. Also, as described in the block luminance value determiner 64, a gray converter is not required for the LV image data generator 66. [

레벨 변환기(63)는, 그 픽셀(화소) 위치를 포함한 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 이용하여, 그레이 화상 신호(W)를 그레이 화상 신호(W1)로 변환한다. 구체적인 변환식은 이하와 같다. The level converter 63 converts the gray image signal W into the gray image signal W1 by using the block brightness value BLum in the dimming block including the pixel (pixel) position. Concrete conversion equations are as follows.

W1 = (Ln/BLum) * WW1 = (Ln / BLum) * W

그레이 화상 신호(W1)는, LV 패널(3)의 상기 디밍 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 신호이다. 레벨 변환기(63)는, 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 각 디밍 블록의 휘도가 낮을수록 그 디밍 블록에 속하는 픽셀의 그레이 화상 신호의 휘도 레벨을 높게 한다. 또한 상기 식의 Ln은, n=4이고 12비트(4096) 계조인 경우, L4=4095가 된다. The gray image signal W1 is a signal for controlling the brightness level of the gray image displayed on the dimming block of the LV panel 3. [ The level converter 63 increases the luminance level of the gray image signal of the pixel belonging to the dimming block as the luminance of each dimming block determined by the block luminance value determiner 50 is lower. Further, Ln in the above equation becomes L4 = 4095 when n = 4 and 12-bit (4096) gradation.

엣지 홀드 회로(53)는, 그레이 화상 신호(W1)에 대해서 시야각 보정(국소적 엣지 홀드 처리)을 수행하고, 그레이 화상 신호(W1)로부터 그레이 화상 신호(W2)를 생성한다. The edge hold circuit 53 performs a viewing angle correction (local edge hold processing) on the gray image signal W1 and a gray image signal W2 from the gray image signal W1.

그레이 계조 변환기(54)는, 그레이 화상 신호(W2)에 대해서, LV 패널(3)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, 그레이 화상 신호(W2)를 그레이 화상 신호(W3)로 변환한다. 그리고 그레이 화상 신호(W3)가 LV 패널(3)의 구동 IC(36)에 공급된다. The gray level converter 54 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the gray image signal W2 in accordance with the characteristics of the LV panel 3 to convert the gray image signal W2 into a gray image signal W3 ). And the gray image signal W3 is supplied to the drive IC 36 of the LV panel 3. [

RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 지연 회로(65)로부터 수신한 그레이 화상 신호(W0)를 이용하여, RGB 화상 신호(R1, G1, B1)로부터 RGB 화상 신호(R2, G2, B2)를 생성한다. 구체적인 생성식은 이하와 같다. The RGB image data generator 55 generates the RGB image signals R2, G2 and B2 from the RGB image signals R1, G1 and B1 using the gray image signal W0 received from the delay circuit 65 do. The concrete production formula is as follows.

R2 = (Ln/W) * R1R2 = (Ln / W) * R1

G2 = (Ln/W) * G1G2 = (Ln / W) * G1

B2 = (Ln/W) * B1B2 = (Ln / W) * B1

RGB 화상 신호(R2, G2, B2)는, RGB 패널(2)에 표시되는 RGB 화상의 각 화소에 있어서의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 제어하는 신호이다. RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 그레이 변환기(62)에서 변환된 그레이 화상 신호(W)의 휘도가 낮을수록 그 화소에 속하는 서브 픽셀의 RGB 화상 신호의 휘도 레벨을 높게 한다. 또한 상기 식의 Ln은, n=4이고 12비트(4096) 계조인 경우, L4=4095가 된다. The RGB image signals R2, G2 and B2 are signals for controlling the luminance level of each subpixel in each pixel of the RGB image displayed on the RGB panel 2. [ The RGB image data generator 55 increases the luminance level of the RGB image signal of the subpixel belonging to the pixel as the luminance of the gray image signal W converted by the gray converter 62 is lower. Further, Ln in the above equation becomes L4 = 4095 when n = 4 and 12-bit (4096) gradation.

지연 회로(56)는, RGB 화상 신호(R2, G2, B2)에 대해서 지연 2를 발생시킨다. 또한 지연 2가 걸린 후의 RGB 화상 신호를 RGB 화상 신호(R3, G3, B3)로 한다. The delay circuit 56 generates delay 2 for the RGB image signals (R2, G2, B2). The RGB image signals after the delay of 2 is taken as RGB image signals (R3, G3, B3).

RGB 계조 변환기(57)는, RGB 화상 신호(R3, G3, B3)에 대해서, RGB 패널(2)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, RGB 화상 신호(R4, G4, B4)로 변환한다. 그리고 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)가 RGB 패널(2)의 구동 IC(28)에 공급된다. The RGB gradation converter 57 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the RGB image signals R3, G3, and B3 in accordance with the characteristics of the RGB panel 2 to output the RGB image signals R4, B4). The RGB image signals R4, G4 and B4 are supplied to the drive IC 28 of the RGB panel 2. [

지연 회로(58)는, 블록 휘도값(BLum)에 대해서 지연 3을 발생시킨다. 또한 지연 3이 걸린 후의 블록 휘도값을 블록 휘도값(BLum1)으로 한다. The delay circuit 58 generates a delay 3 for the block luminance value (BLum). Further, the block luminance value after the delay of 3 is taken as the block luminance value (BLum1).

LED 구동 신호 발생기(59)는, 블록 휘도값(BLum1, 즉 블록 휘도값 판정기(64)에서 판정된 디밍 블록 각각의 휘도)에 따라서, 상기 디밍 블록의 휘도를 조정하도록 백라이트 유닛(4)을 구동하는 LED 구동 신호(BD)를 생성한다. 그리고 LED 구동 신호(BD)가, 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급된다. The LED drive signal generator 59 generates the backlight unit 4 to adjust the brightness of the dimming block in accordance with the block brightness value BLum1 (i.e., the brightness of each of the dimming blocks determined in the block brightness value determiner 64) And generates an LED driving signal BD to be driven. Then, the LED driving signal BD is supplied to the LED driving unit 46 of the backlight unit 4.

제 2 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 구성이 다르지만 제 1 실시형태와 마찬가지로, HDR 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치에 있어서, 최대 휘도 10,000nits, 콘트라스트비 2,000,000:1이 실현되고, 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating이 방지된다. According to the second embodiment, although the configuration of the signal processing unit is different from that of the first embodiment, the maximum luminance of 10,000 nits and the contrast ratio of 2,000,000: 1 are realized in an image display apparatus capable of displaying an HDR image as in the first embodiment Black floating is prevented even if a high luminance region and a low luminance region are mixed in one dimming block.

또한 제 2 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 구성이 다르지만 제 1 실시형태와 마찬가지로, 로컬 디밍 기술을 적용함으로써, 백라이트 유닛(4)에서는 필요한 디밍 블록에 대응하는 LED(42)를 적절한 휘도로 발광시킴으로써, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 소비 전력을 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 대규모의 냉각 기구를 필요로 하지 않는다. 따라서 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 제 2 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 비용을 삭감할 수 있다. 예를 들면 도 6의 표시 화상을 실현하는 경우, 제 2 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 소비 전력은, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛의 약 1/3이다. According to the second embodiment, the configuration of the signal processing unit is different from that of the first embodiment. However, similar to the first embodiment, by applying the local dimming technique, the LEDs 42 corresponding to the necessary dimming blocks in the backlight unit 4 Can be significantly reduced in power consumption as compared with a backlight unit to which the local dimming technique is not applied, and thus a large-scale cooling mechanism is not required. Therefore, the cost of the backlight unit 4 according to the second embodiment can be reduced as compared with the backlight unit not using the local dimming technique. For example, in the case of realizing the display image of Fig. 6, the power consumption of the backlight unit 4 according to the second embodiment is about 1/3 of the backlight unit to which the local dimming technique is not applied.

<제 3 실시형태>&Lt; Third Embodiment >

다음으로 본 발명에 따른 화상 표시 장치의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 이하에 설명하는 제 3 실시형태에 있어서는, 제 2 실시형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 3 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 구성이 다르다. Next, a third embodiment of the image display apparatus according to the present invention will be described. In the third embodiment to be described below, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted. In the third embodiment, the configuration of the signal processing unit differs from that of the second embodiment.

화상 표시 장치(1)는, 전측 LCD 패널(RGB 패널, 2)과 후측 LCD 패널(LV 패널, 3)과 백라이트 유닛(4)과 신호 처리부(7)를 구비하고 있다. 전측 LCD 패널(2)은, 컬러 필터 기판(20), TFT 기판(22), 편광 필름(24), 편광 필름(26) 및 구동 IC(28)를 구비하고 있다. 후측 LCD 패널(3)은, 유리 기판(30), TFT 기판(32), 편광 필름(34) 및 구동 IC(36)를 구비하고 있다. 백라이트 유닛(4)은 기판(40), LED(42), 측벽(44) 및 LED 구동부(46)를 구비하고 있다. The image display apparatus 1 includes a front side LCD panel (RGB panel) 2, a rear side LCD panel (LV panel) 3, a backlight unit 4 and a signal processing unit 7. The front side LCD panel 2 includes a color filter substrate 20, a TFT substrate 22, a polarizing film 24, a polarizing film 26, and a driving IC 28. The rear side LCD panel 3 includes a glass substrate 30, a TFT substrate 32, a polarizing film 34, and a driving IC 36. The backlight unit 4 includes a substrate 40, an LED 42, a side wall 44, and an LED driver 46.

도 9는, 제 3 실시형태에 따른 신호 처리부(7)의 블록도이다. 신호 처리부(7)는, 화상 표시 장치(1)의 전측 LCD 패널(2)의 구동 IC(28), 후측 LCD 패널(3)의 구동 IC(36) 및 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급되는 각 신호를 생성한다. 신호 처리부(7)는, 블록 휘도값 판정기(64), 지연 회로(65), LV 화상 데이터 생성기(그레이 화상 데이터 생성기, 66), 엣지 홀드 회로(53), 그레이 계조 변환기(54), RGB 화상 데이터 생성기(55), 지연 회로(69), RGB 계조 변환기(57), 지연 회로(58) 및 LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기, 59)를 구비하고 있다. 9 is a block diagram of the signal processing unit 7 according to the third embodiment. The signal processing section 7 is connected to the driving IC 28 of the front side LCD panel 2 of the image display apparatus 1, the driving IC 36 of the rear side LCD panel 3 and the LED driving section 46 of the backlight unit 4 As shown in FIG. The signal processing unit 7 includes a block luminance value determiner 64, a delay circuit 65, an LV image data generator (gray image data generator) 66, an edge hold circuit 53, a gray level converter 54, An image data generator 55, a delay circuit 69, an RGB gradation converter 57, a delay circuit 58, and an LED drive signal generator (backlight drive signal generator) 59.

블록 휘도값 판정기(64)는, 화상 데이터(R, G, B)를, 각 픽셀(각 화소)마다 그레이 화상 신호로 변환하는 한편 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록(화소 블록)마다 휘도값 판정을 수행한다. 블록 휘도값 판정기(64)는 그레이 변환기(67), 최대값 추출기(68) 및 적용값 판정기(61)를 구비하고 있다. The block luminance value determiner 64 converts the image data (R, G, B) into a gray image signal for each pixel (each pixel), and for each dimming block (pixel block) Determination is made. The block luminance value determiner 64 includes a gray converter 67, a maximum value extractor 68, and an applied value determiner 61. [

그레이 변환기(67)는 RGB 화상 신호(R, G, B)를 각 픽셀마다, RGB 화상 신호(R, G, B)의 서브 픽셀값(휘도)의 3개의 값 중에서 최대값을 대표값으로 한 그레이 화상 신호(W)로 변환한다. The gray converter 67 converts the RGB image signals R, G and B into the maximum value among the three values of the sub pixel values (luminance) of the RGB image signals R, G and B for each pixel Into a gray image signal (W).

최대값 추출기(68)는, 로컬 디밍을 수행하는 각 디밍 블록마다, 디밍 블록 내의 그레이 화상 신호(W)의 전체 화소값 중에서 디밍 블록에 있어서의 휘도의 최대값(BLmax)을 추출한다. The maximum value extractor 68 extracts the maximum value (BLmax) of luminance in the dimming block from among all the pixel values of the gray image signal (W) in the dimming block, for each dimming block performing local dimming.

적용값 판정기(61)는, 최대값(BLmax)으로부터 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 판정한다.The applied value determining unit 61 determines the block luminance value (BLum) in the dimming block from the maximum value (BLmax).

지연 회로(65)는, 그레이 화상 신호(W)에 대해서 지연 4를 발생시킨다. 또한 지연 4가 걸린 후의 그레이 화상 신호를 그레이 화상 신호(W0)로 한다. The delay circuit 65 generates the delay 4 with respect to the gray image signal W. The gray image signal after the delay of 4 is taken as the gray image signal W0.

LV 화상 데이터 생성기(66)는, 그레이 화상 신호(W0)로부터 그레이 화상 신호(W1)를 생성한다. LV 화상 데이터 생성기(66)는, 레벨 변환기(63)를 구비하고 있다. The LV image data generator 66 generates the gray image signal W1 from the gray image signal W0. The LV image data generator 66 is provided with a level converter 63.

레벨 변환기(63)는, 그 픽셀(화소) 위치를 포함한 디밍 블록에 있어서의 블록 휘도값(BLum)을 이용하여, 그레이 화상 신호(W)를 그레이 화상 신호(W1)로 변환한다. The level converter 63 converts the gray image signal W into the gray image signal W1 by using the block brightness value BLum in the dimming block including the pixel (pixel) position.

엣지 홀드 회로(53)는, 그레이 화상 신호(W1)에 대해서 시야각 보정(국소적 엣지 홀드 처리)을 수행하고, 그레이 화상 신호(W1)로부터 그레이 화상 신호(W2)를 생성한다. The edge hold circuit 53 performs a viewing angle correction (local edge hold processing) on the gray image signal W1 and a gray image signal W2 from the gray image signal W1.

그레이 계조 변환기(54)는, 그레이 화상 신호(W2)에 대해서, LV 패널(3)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, 그레이 화상 신호(W2)를 그레이 화상 신호(W3)로 변환한다. 그리고 그레이 화상 신호(W3)가 LV 패널(3)의 구동 IC(36)에 공급된다. The gray level converter 54 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the gray image signal W2 in accordance with the characteristics of the LV panel 3 to convert the gray image signal W2 into a gray image signal W3 ). And the gray image signal W3 is supplied to the drive IC 36 of the LV panel 3. [

RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 블록 휘도값 판정기(64)의 그레이 변환기(67)로부터 수신한 그레이 화상 신호(W)를 이용하여, 화상 데이터(R, G, B)로부터 화상 데이터(R1, G1, B1)를 생성한다. 구체적인 생성식은 이하와 같다. The RGB image data generator 55 generates image data R1 from the image data R, G, B using the gray image signal W received from the gray converter 67 of the block luminance value determiner 64 , G1, B1). The concrete production formula is as follows.

R1 = (Ln/W0) * RR1 = (Ln / W0) * R

G1 = (Ln/W0) * GG1 = (Ln / W0) * G

B1 = (Ln/W0) * BB1 = (Ln / W0) * B

또한 제 2 실시형태에서는, RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 지연 회로(65)로부터 수신한 그레이 화상 신호(W0)를 이용하여 화상 데이터(R1, G1, B1)로부터 화상 데이터(R2, G2, B2)를 생성하고 있는데 비해서, 제 3 실시형태에서는, RGB 화상 데이터 생성기(55)는, 블록 휘도값 판정기(64)의 그레이 변환기(67)로부터 수신한 화상 신호(W)를 이용하여 화상 데이터(R, G, B)로부터 화상 데이터(R1, G1, B1)을 생성하고 있다. In the second embodiment, the RGB image data generator 55 extracts the image data (R2, G2, G3) from the image data (R1, G1, B1) using the gray image signal W0 received from the delay circuit 65 The RGB image data generator 55 generates the RGB image data by using the image signal W received from the gray converter 67 of the block luminance value determiner 64 in the third embodiment, (R1, G1, B1) are generated from the image data (R, G, B).

지연 회로(69)는, 화상 데이터(R1, G1, B1)에 대해서 지연 5를 발생시킨다. 지연 5의 목적은, 블록 휘도값 판정기(64)에 있어서의 블록 휘도값(BLum)의 판정 처리의 지연분, 레벨 변환기(63)에 있어서의 그레이 화상 신호(W1)로의 변환 처리의 지연분 및 엣지 홀드 회로(53)에 있어서의 시야각 보정 처리의 지연분을 보상하는 것이다. 지연 5에 의해, RGB 패널(2)에 공급되는 화상 데이터와, LV 패널(3)에 공급되는 그레이 화상 신호(W3)의 타이밍을 맞추는 것이 가능해진다. 또한 지연 5가 걸린 후의 화상 데이터를 화상 데이터(R3, G3, B3)로 한다. The delay circuit 69 generates delay 5 for the image data (R1, G1, B1). The purpose of the delay 5 is to delay the determination processing of the block luminance value (BLum) in the block luminance value determiner 64, the delay of the conversion processing to the gray image signal W1 in the level converter 63 And the delay of the viewing angle correction processing in the edge hold circuit 53 are compensated. With the delay 5, the timing of the image data supplied to the RGB panel 2 and the gray image signal W3 supplied to the LV panel 3 can be matched. The image data after the delay of 5 is taken as image data (R3, G3, B3).

또한 제 3 실시형태에서는, 제 2 실시형태에 대해서 지연 회로(51)와 RGB 화상 데이터 생성기(55)의 처리 순서를 바꾸고, 더욱이 제 2 실시형태에 있어서의 지연 회로(51)와 지연 회로(56)를, 지연 회로(69)로서 1개로 합쳤다. 따라서 제 3 실시형태에 있어서의 지연 회로(69)에 의한 지연 시간은, 제 2 실시형태에 있어서의 지연 회로(51)에 의한 지연 시간과 지연 회로(56)에 의한 지연 시간을 합계한 시간과 동일해진다. In the third embodiment, the processing order of the delay circuit 51 and the RGB image data generator 55 is changed in the second embodiment, and the delay circuit 51 and the delay circuit 56 ) Are combined into one as the delay circuit 69. Therefore, the delay time by the delay circuit 69 in the third embodiment is equal to the sum of the delay time by the delay circuit 51 and the delay time by the delay circuit 56 in the second embodiment The same.

RGB 계조 변환기(57)는, RGB 화상 신호(R3, G3, B3)에 대해서, RGB 패널(2)의 특성에 맞춘 적절한 OETF(Optical-Electro Transfer)를 수행하여, RGB 화상 신호(R4, G4, B4)로 변환한다. 그리고 RGB 화상 신호(R4, G4, B4)가 RGB 패널(2)의 구동 IC(28)에 공급된다. The RGB gradation converter 57 performs appropriate OETF (Optical-Electro Transfer) on the RGB image signals R3, G3, and B3 in accordance with the characteristics of the RGB panel 2 to output the RGB image signals R4, B4). The RGB image signals R4, G4 and B4 are supplied to the drive IC 28 of the RGB panel 2. [

지연 회로(58)는, 블록 휘도값(BLum)에 대해서 지연 3을 발생시킨다. 또한 지연 3이 걸린 후의 블록 휘도값을 블록 휘도값(BLum1)으로 한다. The delay circuit 58 generates a delay 3 for the block luminance value (BLum). Further, the block luminance value after the delay of 3 is taken as the block luminance value (BLum1).

LED 구동 신호 발생기(59)는, 블록 휘도값(BLum1, 즉 블록 휘도값 판정기(50)에서 판정된 디밍 블록 각각의 휘도)에 따라서, 상기 디밍 블록의 휘도를 조정하도록 백라이트 유닛(4)을 구동하는 LED 구동 신호(BD)를 생성한다. 그리고 LED 구동 신호(BD)가, 백라이트 유닛(4)의 LED 구동부(46)에 공급된다. The LED driving signal generator 59 generates the backlight unit 4 to adjust the luminance of the dimming block in accordance with the block luminance value BLum1 (i.e., the luminance of each of the dimming blocks determined by the block luminance value determiner 50) And generates an LED driving signal BD to be driven. Then, the LED driving signal BD is supplied to the LED driving unit 46 of the backlight unit 4.

제 3 실시형태에 따르면, 제 2 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 지연 회로의 구성이 다르지만 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, HDR 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치에 있어서, 최대 휘도 10,000nits, 콘트라스트비 2,000,000:1이 실현되고, 1개의 디밍 블록 내에 고휘도 영역과 저휘도 영역이 혼재해 있어도 black floating이 방지된다. The third embodiment differs from the second embodiment in the configuration of the delay circuit of the signal processing unit. However, similar to the first and second embodiments, the image display apparatus capable of displaying an HDR image has a maximum luminance of 10,000 nits, A ratio of 2,000,000: 1 is realized, and even if a high luminance area and a low luminance area are mixed in one dimming block, black floating is prevented.

또한 제 3 실시형태에 따르면, 제 2 실시형태와 비교해서 신호 처리부의 지연 회로의 구성이 다르지만 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 로컬 디밍 기술을 적용함으로써, 백라이트 유닛(4)에서는 필요한 디밍 블록에 대응하는 LED(42)를 적절한 휘도로 발광시킴으로써, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 소비 전력을 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 대규모의 냉각 기구를 필요로 하지 않는다. 따라서 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛에 비교해서, 제 3 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 비용을 삭감할 수 있다. 예를 들면 도 6의 표시 화상을 실현하는 경우, 제 3 실시형태에 따른 백라이트 유닛(4)의 소비 전력은, 로컬 디밍 기술을 적용하지 않은 백라이트 유닛의 약 1/3이다. According to the third embodiment, although the configuration of the delay circuit of the signal processing unit is different from that of the second embodiment, by applying the local dimming technique as in the first and second embodiments, the backlight unit 4 needs the dimming block The power consumption can be significantly reduced as compared with the backlight unit to which the local dimming technique is not applied, and furthermore, a large-scale cooling mechanism is not required. Therefore, the cost of the backlight unit 4 according to the third embodiment can be reduced as compared with the backlight unit to which the local dimming technique is not applied. For example, in the case of realizing the display image of Fig. 6, the power consumption of the backlight unit 4 according to the third embodiment is about 1/3 of the backlight unit to which the local dimming technique is not applied.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명했지만, 당해 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가지는 자라면 앞으로 다양한 변형 및 균등한 실시형태가 가능하다. While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent arrangements can be made therein without departing from the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에서 정의되는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형과 개량 형태도 본 발명에 포함된다. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, but various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention, which is defined in the claims, are also included in the present invention.

1: 화상 표시 장치 2: 전측 LCD 패널(RGB 패널)
3: 후측 LCD 패널(LV 패널) 4: 백라이트 유닛
5, 6, 7: 신호 처리부 20: 컬러 필터 기판
22: TFT 기판 24, 26: 편광 필름
28: 구동 IC 30: 유리 기판
32: TFT 기판 34: 편광 필름
36: 구동 IC 40: 기판
42: LED 44: 측벽
46: LED 구동부 50, 64: 블록 휘도값 판정기
51, 56, 58, 65, 69: 지연 회로
52, 66: LV 화상 데이터 생성기(그레이 화상 데이터 생성기)
53: 엣지 홀드 회로 54: 그레이 계조 변환기
55: RGB 화상 데이터 생성기 57: RGB 계조 변환기
59: LED 구동 신호 발생기(백라이트 구동 신호 발생기)
60, 68: 최대값 추출기 61: 적용값 판정기
62, 67: 그레이 변환기 63: 레벨 변환기1: Image display device 2: Front side LCD panel (RGB panel)
3: Rear LCD panel (LV panel) 4: Backlight unit
5, 6, 7: signal processing unit 20: color filter substrate
22: TFT substrate 24, 26: polarizing film
28: driving IC 30: glass substrate
32: TFT substrate 34: polarizing film
36: driving IC 40: substrate
42: LED 44: side wall
46: LED driver 50, 64: block luminance value determining device
51, 56, 58, 65, 69: delay circuit
52, 66: LV image data generator (gray image data generator)
53: Edge hold circuit 54: Gray gradation converter
55: RGB image data generator 57: RGB gradation converter
59: LED drive signal generator (backlight drive signal generator)
60, 68: maximum value extractor 61: applied value determining device
62, 67: Gray converter 63: Level converter

Claims (17)

RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널;
상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널;
상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛;
입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기;
상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기;
입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하고, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 화상 데이터 생성기; 및
상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 RGB 화상 데이터 생성기를 구비하는 화상 표시 장치.
A front side LCD panel for displaying RGB images;
A rear side LCD panel disposed behind the front side LCD panel and superimposed on the front side LCD panel to display a gray image;
A backlight unit disposed behind the rear LCD panel and capable of adjusting the brightness of each of the plurality of blocks by irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel;
A block luminance value determiner for determining the luminance of each of the blocks from the input RGB image signal;
A backlight driving signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block in accordance with the luminance of each of the blocks determined by the block luminance value determiner;
A first gray image signal is generated for each pixel based on the maximum luminance among the luminance of subpixels of each pixel of the input RGB image signal, and based on the luminance of each of the blocks determined by the block luminance value determining unit, A gray image data generator for generating a second gray image signal for each pixel that controls a brightness level of a gray image displayed in the block of the rear side LCD panel from a first gray image signal; And
And an RGB image data generator for adjusting a luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel based on the first gray image signal.
제 1 항에 있어서,
상기 블록 휘도값 판정기는,
입력된 RGB 화상 신호의 각 블록 내의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 추출하는 최대값 추출기와,
추출된 최대 휘도로부터 상기 블록의 휘도를 판정하는 적용값 판정기를 구비하는 화상 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the block brightness value determiner comprises:
A maximum value extractor for extracting a maximum luminance among the luminance of subpixels in each block of the input RGB image signal,
And an application value determiner for determining the luminance of the block from the extracted maximum luminance.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기는,
입력된 RGB 화상 신호를, 각 픽셀마다 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 대표값으로 한 상기 제 1 그레이 화상 신호로 변환하는 그레이 변환기와,
상기 제 1 그레이 화상 신호를, 상기 제 2 그레이 화상 신호로 변환하는 레벨 변환기를 구비하는 화상 표시 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the gray image data generator comprises:
A gray converter for converting the inputted RGB image signal into the first gray image signal having a representative value of maximum luminance among the luminance of sub pixels of each pixel for each pixel;
And a level converter for converting the first gray image signal into the second gray image signal.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 블록의 휘도가 낮을수록 상기 블록에 대응하는 각 픽셀마다의 그레이 화상의 휘도 레벨을 높게 하는 화상 표시 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The gray image data generator increases the luminance level of the gray image for each pixel corresponding to the block as the luminance of the block determined by the block luminance value determiner is lower.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 1 그레이 화상 신호의 휘도가 낮을수록 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 하는 화상 표시 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the RGB image data generator increases the luminance level of each subpixel of the RGB image signal as the luminance of the first gray image signal generated by the gray image data generator is lower.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And an RGB gradation converter for correcting the gradation of the RGB image signal whose luminance level is adjusted by the RGB image data generator so as to match the output characteristic of the front side LCD panel.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 2 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 그레이 계조 변환기를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a gray gradation converter for correcting the gradation of the second gray image signal generated by the gray image data generator to match the output characteristics of the rear side LCD panel.
RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널;
상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널;
상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛;
입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하고, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 블록 휘도값 판정기;
상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동 신호 발생기;
상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 그레이 화상 데이터 생성기;
상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 RGB 화상 데이터 생성기를 구비하는 화상 표시 장치.
A front side LCD panel for displaying RGB images;
A rear side LCD panel disposed behind the front side LCD panel and superimposed on the front side LCD panel to display a gray image;
A backlight unit disposed behind the rear LCD panel and capable of adjusting the brightness of each of the plurality of blocks by irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel;
For generating a first gray image signal for each pixel based on the maximum luminance among the luminance of subpixels of each pixel of the input RGB image signal and for determining the luminance of each of the blocks from the first gray image signal, Routine;
A backlight driving signal generator for driving the backlight unit to adjust the luminance of the block in accordance with the luminance of each of the blocks determined by the block luminance value determiner;
For each of the pixels for controlling the brightness level of the gray image displayed on the block of the rear LCD panel from the first gray image signal based on the brightness of each of the blocks determined by the block brightness value determiner, A gray image data generator for generating an image signal;
And an RGB image data generator for adjusting a luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel based on the first gray image signal.
제 8 항에 있어서,
상기 블록 휘도값 판정기는,
입력된 RGB 화상 신호를, 각 픽셀마다, 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 대표값으로 한 상기 제 1 그레이 화상 신호로 변환하는 그레이 변환기와,
상기 제 1 그레이 화상 신호의 각 블록 내의 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도를 추출하는 최대값 추출기와,
추출된 최대 휘도로부터 상기 블록의 휘도를 판정하는 적용값 판정기를 구비하는 화상 표시 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the block brightness value determiner comprises:
A gray converter for converting the input RGB image signal into the first gray image signal having a representative value of the maximum luminance among the luminance of sub pixels of each pixel,
A maximum value extractor for extracting a maximum luminance among the luminance of pixels in each block of the first gray image signal;
And an application value determiner for determining the luminance of the block from the extracted maximum luminance.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기는,
상기 제 1 그레이 화상 신호를, 상기 제 2 그레이 화상 신호로 변환하는 레벨 변환기를 구비하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
Wherein the gray image data generator comprises:
And a level converter for converting the first gray image signal into the second gray image signal.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기는, 상기 블록 휘도값 판정기에서 판정된 블록의 휘도가 낮을수록 상기 블록에 대응하는 각 픽셀마다의 그레이 화상의 휘도 레벨을 높게 하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
The gray image data generator increases the luminance level of the gray image for each pixel corresponding to the block as the luminance of the block determined by the block luminance value determiner is lower.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기는, 상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 1 그레이 화상 신호의 휘도가 낮을수록 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 높게 하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
Wherein the RGB image data generator increases the luminance level of each subpixel of the RGB image signal as the luminance of the first gray image signal generated by the gray image data generator is lower.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기에서 휘도 레벨이 조정된 상기 RGB 화상 신호의 계조를 상기 전측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 RGB 계조 변환기를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
And an RGB gradation converter for correcting the gradation of the RGB image signal whose luminance level is adjusted by the RGB image data generator so as to match the output characteristic of the front side LCD panel.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 그레이 화상 데이터 생성기에서 생성된 상기 제 2 그레이 화상 신호의 계조를 상기 후측 LCD 패널의 출력 특성에 적합하도록 보정하는 그레이 계조 변환기를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
And a gray gradation converter for correcting the gradation of the second gray image signal generated by the gray image data generator to match the output characteristics of the rear side LCD panel.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기의 후단에 지연 회로를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
10. The method according to claim 8 or 9,
Further comprising a delay circuit at a rear stage of the RGB image data generator.
제 15 항에 있어서,
상기 RGB 화상 데이터 생성기의 전단에 지연 회로를 더욱 구비하는 화상 표시 장치.
16. The method of claim 15,
Further comprising a delay circuit at the previous stage of the RGB image data generator.
RGB 화상을 표시하는 전측 LCD 패널과,
상기 전측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널에 중첩되며 그레이 화상을 표시하는 후측 LCD 패널과,
상기 후측 LCD 패널의 후방에 배치되고 상기 전측 LCD 패널과 상기 후측 LCD 패널에 빛을 조사하며, 복수의 블록 각각의 휘도를 조정 가능한 백라이트 유닛을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서 실행되는 화상 표시 방법으로서,
입력된 RGB 화상 신호로부터 상기 블록 각각의 휘도를 판정하는 단계;
판정된 상기 블록 각각의 휘도에 따라서, 상기 블록의 휘도를 조정하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계;
입력된 RGB 화상 신호의 각 픽셀의 서브 픽셀의 휘도 중에서 최대 휘도에 기초하여 각 픽셀마다 제 1 그레이 화상 신호를 생성하는 단계;
판정된 상기 블록 각각의 휘도에 기초하여, 상기 제 1 그레이 화상 신호로부터 상기 후측 LCD 패널의 상기 블록에 표시되는 그레이 화상의 휘도 레벨을 제어하는 각 픽셀마다의 제 2 그레이 화상 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제 1 그레이 화상 신호에 기초하여, 상기 전측 LCD 패널에 표시되는 상기 RGB 화상 신호의 각 서브 픽셀의 휘도 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 화상 표시 방법.A front side LCD panel for displaying RGB images,
A rear side LCD panel disposed behind the front side LCD panel and superimposed on the front side LCD panel to display a gray image,
And a backlight unit disposed behind the rear LCD panel and irradiating light to the front LCD panel and the rear LCD panel and capable of adjusting the brightness of each of the plurality of blocks, the image display method being implemented in an image display apparatus,
Determining the brightness of each of the blocks from the input RGB image signal;
Driving the backlight unit to adjust the brightness of the block according to the brightness of each of the determined blocks;
Generating a first gray image signal for each pixel based on the maximum luminance among the luminance of subpixels of each pixel of the input RGB image signal;
Generating a second gray image signal for each pixel to control a brightness level of a gray image displayed on the block of the rear LCD panel from the first gray image signal based on the brightness of each of the determined blocks; And
And adjusting a luminance level of each subpixel of the RGB image signal displayed on the front side LCD panel based on the first gray image signal.
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