液晶显示装置及其驱动方法

专利名称：液晶显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示(LCD)装置和补偿低灰度(gray scale)值的
对应方法。
背景技术：
阴极射线管(CRT)已广泛用作显示装置。然而，有源矩阵LCD装 置现在正变得更为普遍。此外，LCD装置通过以像素为单位调整平面光 的量来显示图像。平面光穿过包括在其中液晶分子以不同方式配向的 LCD装置中的液晶层，以显示图像。
此外，LCD装置通常用于笔记本计算机或台式计算机中。然而，LCD 也开始用作电视的图像显示装置。因此，在电视中使用的LCD装置必须 清晰地显示图像。
然而，当图像暗时，LCD所显示的图像的轮廓不清晰。因此，因为 LCD装置无法显示清晰的图像，所以LCD的可靠性下降。

发明内容
因此，本发明的一个目的是解决上述问题和其他问题。 本发明的另一目的是提供一种用于清晰地显示图像的LCD装置和 对应的驱动方法。
本发明的又一 目的是提供一种具有提高的可靠性的LCD装置。 为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此具体 体现以及广义描述的本发明的宗旨，本发明的一方面提供了一种液晶显 示装置，该装置包括液晶板；数据驱动器，其被配置为以一行为单位 向所述液晶板上的像素提供像素驱动信号；输入单元，其被配置为输入 要提供给所述数据驱动器的视频数据；低灰度补偿器，其被配置为对从
所述输入单元接收的视频数据中的低灰度值视频数据进行补偿，以产生 高灰度值视频数据；和选择控制器，其被配置为对从所述输入单元接收 的视频数据的亮度进行检测，并且选择性地提供从所述低灰度补偿器接 收的所述高灰度值视频数据或者从所述输入单元接收的所述视频数据。
另一方面，本发明提供了一种驱动液晶显示装置的方法。该方法包 括以下步骤以一行为单位向液晶板上的像素提供像素驱动信号；对正 提供给数据驱动器的输入视频数据中的低灰度值视频数据进行补偿，以
产生高灰度值视频数据；以及对所述视频数据的亮度进行检测并根据所
检测到的亮度选择性地提供所述视频数据。
又一方面，本发明提供了一种驱动液晶显示装置的方法。该方法包
括以下步骤确定输入视频数据的像素数据是否具有小于第一预定基准 的灰度值；对小于所述第一预定基准的像素数据的数量进行累加；确定 所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的数量是否超过第二预定基 准；对所述像素数据的灰度值进行补偿；以及选择性地将经补偿的像素 数据输出到液晶板。本发明还提供了一种对应的液晶显示装置。
根据下文给出的详细描述，本发明的其他范围的应用将变得清楚。 然而，应该理解的是，因为根据该详细描述，在本发明的精神和范围内 的各种改变和变型对于本领域的技术人员将是清楚的，所以仅以例示的 方式给出了这些说明了本发明的优选实施例的详细描述和具体示例。


根据以下给出的详细描述和附图可以更充分地理解本发明，仅以例 示的方式给出了附图，因而不是对本发明的限制，在附图中 图1是根据本发明实施例的LCD装置的框图； 图2是描述图1中的低灰度补偿器的补偿特性的曲线图； 图3是图1中的低灰度补偿器的框图；以及 图4是图1中的选择控制器的框图。
具体实施例方式
现在将对本发明的优选实施例进行详细的描述，其示例在附图中示出。
首先参照图1，图1是根据本发明实施例的LCD装置的框图。如所 示出的，该LCD装置包括选通驱动器12，其连接到液晶板10上的多 条选通线GLl至GLn;和数据驱动器14，其连接到液晶板10上的多条 数据线DL1至DLm。
此外，选通线GL1至GLn与数据线DL1至DLm在液晶板10上彼 此交叉，从而限定了多个像素区。此外，在各个像素区中形成有薄膜晶 体管(未示出)，以响应于对应的选通线GL上的扫描信号从对应的数据 线DL施加到对应的液晶单元(未示出)的像素驱动信号进行切换。
此外，液晶单元通过根据像素驱动信号的电压电平调整穿过像素区 的光的量来显示图像。因此，在各个像素区中形成了包括一个薄膜晶体 管和一个液晶单元的像素。
此外，在一个帧期间，选通驱动器12按一预定时段(即，水平同步 信号的一个周期)以顺序地且排他
地方式将多条选通线GLl至GLn分别使能。出于此目的，选通驱动 器12产生多个扫描信号，所述多个扫描信号具有在水平同步信号的每个 周期顺序地且排他地移位的使能脉冲。
各个扫描信号中的选通使能脉冲具有与水平同步信号的周期相等的 宽度。此外，在每个帧周期产生一次各个扫描信号中的选通使能信号。 此外，只要使能了选通线GL1至GLn中的任何一条时，数据驱动器14 会产生与数据线DL1至DLm的数量(即，排列在一条选通线上的像素 的数量)一样多的像素驱动信号。
此外，将与一条线相对应的各个像素驱动信号通过对应的数据线提 供给液晶板10上的对应像素(即，液晶单元)。此外，布置在选通线上 的各个像素使与像素驱动信号的电压电平相对应的光量透过。此外，为 了产生一条线的像素驱动信号，数据驱动器14以一个水平同步信号为周
期顺序地输入与一条线相对应的像素数据，并且同时将顺序输入的像素 数据转换为模拟格式。 、
此外，定时控制器16控制选通驱动器12和数据驱动器14。定时控 制器16通过控制传输线CTL从外部视频数据源(例如电视接收模块中 的图像信号调制器或计算机系统中的图形卡)接收同步信号SYNC。例 如，同步信号SYNC包括数据时钟Dclk、水平同步信号Hsync、以及垂 直同步信号Vsync。
此外，定时控制器16使用同步信号SYNC产生选通控制信号GCS， 选通驱动器12利用该选通控制信号GCS在每个帧产生多个扫描信号。 此外，定时控制器16产生数据控制信号DCS，数据驱动器12使用该数 据控制信号DCS在水平同步信号的每个周期顺序地输入一行的像素数 据，以将顺序输入的一行的像素数据转换为模拟形式的像素驱动信号并 输出经转换的信号。
此外，如图1所示，LCD装置还包括串联在数据传输线DTL和数据 驱动器14之间的低灰度补偿器18和复用器20。数据传输线DTL还连接 到外部视频数据源(例如电视接收模块中的图像信号调制器或计算机系 统中的图形卡)以接收视频数据VDi。视频数据VDi包括像素数据，该 像素数据顺序地排列并被分为帧单位(一个图像单位)。
此外，低灰度补偿器18对像素数据的灰度低于从数据传输线DTL 接收的视频数据VDi中的预定灰度级的差进行补偿。即，低灰度补偿器 18将像素数据转换为使低灰度级(例如灰度级0至30)对应于高灰度级 (例如灰度级0至40)。
与输入的像素数据VDi相比，由低灰度补偿器18进行了灰度转换的 像素数据VDc在像素驱动信号之间具有根据灰度级之间的差而增大的电 压差。因此，如图2所示，与输入的像素数据VDi相比，液晶板10上的 每个像素的亮度(即，透过每个液晶单元的光的量)根据经灰度转换的 像素数据VDc而急剧变化。
此外，复用器20选择来自数据传输线DTL的像素数据VDi和来自 低灰度补偿器18的像素数据中的任何一个。此外，复用器20向数据驱 动器14提供所选择的像素数据。由选择控制器22控制在复用器20中对 像素数据的选择。 、
此外，选择控制器22响应于包括在来自数据传输线DTL的像素数 据VDi中的图像的亮度，来控制在复用器20中的对像素数据的选择。当 图像暗时，选择控制器22使复用器20向数据驱动器14交替地发送经灰 度转换的像素数据VDc或者像素数据VDi。
此外，当从低灰度补偿器18输出了经灰度转换的像素数据VDc时， 复用器20向数据驱动器14提供该经灰度转换的像素数据VDc。相反， 当没有从低灰度补偿器18输出经灰度转换的像素数据VDc时，复用器 20向数据驱动器14提供从数据传输线DTL接收的输入像素数据VDi。
然而，当包括输入的像素数据VDi的图像亮时，即使从低灰度补偿 器18输出了经灰度转换的像素数据VDc，选择控制器22也使复用器20 仅发送输入的像素数据VDi。此外，选择控制器22使用从定时控制器16 接收的数据时钟Ddk和垂直同步信号Vsync，以根据与输入的像素数据 VDi相对应的图像的亮度来产生要提供给复用器20的数据选择信号 DSS。
更具体地，选择控制器22使用垂直同步信号Vsync将输入的像素数 据VDi分为帧(图像)单位。然后，选择控制器22在按照数据时钟Dclk 划分的帧中检测低于预定灰度级(例如灰度级30)的像素数据VDi是否 超过基准量(例如70%)。
根据检测结果，选择控制器22产生具有高逻辑值或低逻辑值的数据 选择信号DSS。根据数据选择信号DSS的逻辑值，复用器20选择经灰 度转换的像素数据VDc和输入的像素数据VDi中的一个。
此外，如图1所示，LCD装置还包括帧延迟单元24，该帧延迟单元 24将像素数据VDi延迟一个帧的时间段。然后将该像素数据VDi从数据 传输线DTL提供给低灰度补偿器18和复用器20。帧延迟单元24对提供 给复用器20的输入的像素数据VDi、经灰度转换的像素数据VDc和从选 择控制器22提供给复用器20的数据选择信号DSS之间的传播延迟时间 的差进行补偿。
接下来参照图3，图3是图1中的低灰度补偿器18的框图。如、所示 出的，低灰度补偿器18包括与图1中的帧延迟单元24串联的查询存储
器30和控制缓冲器32。查询存储器30存储有经灰度转换的像素数据 VDc，该经灰度转换的像素数据VDc包括第二整数灰度级(例如灰度级 0至40)中与输入的像素数据VDi的第一整数低灰度级(例如灰度级0 至30)相对应的30个灰度级。
查询存储器30响应于像素数据VDi的位数据中指定低于头n个灰度 级(n是整数)的灰度值的预定数量的低位像素数据(例如低5位数据)， 输出经灰度转换的像素数据VDc。换言之，当从帧延迟单元24输入的像 素数据VDi包括8位时，査询存储器30向控制缓冲器32提供存储在存 储区中并与所述8位像素数据的低5位的逻辑值相对应的8位经灰度转 换的像素数据VDc。
此外，查询存储器30的表存储有与所有输入的像素数据的灰度电压 相对应的值，并将输入的帧数据转换成在查询存储器30中存储的值。此 外，因为仅须将低灰度电压转换成高灰度电压，所以0至30的灰度级的 值增加，而3:1至255的灰度级的值保持不变。可以选择其他范围的值。 即，无论整个图像是亮还是暗，对帧单位中的低灰度级都进行灰度补偿。 此外，选择控制器确定是否输出经补偿的图像。
接下来，图4是图1中的选择控制器22的框图。如所示出的，选择 控制器22包括与图1中的数据传输线DTL串联的第一比较器100、累加 器102、锁存器(latch) 104、第二比较器106以及逻辑运算单元108。 控制器22还包括第一基准数据产生单元112，其向第一比较器100提供 基准灰度数据RD。此外，第二基准数据产生单元114向第二比较器106 提供基准像素数量数据RND。
将在第一基准数据产生单元112中产生的基准灰度数据RD设置为 具有这样的灰度值，该灰度值与将被灰度转换的像素数据VDi的极限灰 度值(例如灰度级30)相等。在第二基准数据产生单元114中产生的基 准像素数量数据RND是指示包括所述像素数据VDi的图像是亮还是暗的 低灰度像素数据VDi的数量。
该数量被设置为与形成在液晶板10上的像素数量的70%相对应的 图像的数量。除了 70%之外，还可以选择其他的百分比值。此外，第一
基准数据产生单元112和第二基准数据产生单元114优选地包括寄存器 或键开关。
此外，当从数据传输线DTL接收的像素数据VDi等于或低于从第一 基准数据产生单元112提供的基准灰度数据RD时，第一比较器100产生 具有特定逻辑值(即，高逻辑值或低逻辑值)的第一比较信号。B卩，第 一比较器100检测基准灰度数据RD中的低灰度值的像素数据VDi (即，
将被灰度转换的像素数据)。
然后，累加器102对一个帧的像素数据中的低灰度像素数据VDi的 数量进行计数。因此，累加器102在垂直同步信号Vsync的消隐(blanking) 期间初始化计数器的值。另外，累加器102响应于数据时钟Dclk将具有 特定逻辑值的第一比较信号的数量加一。从图1中的定时控制器16将数 据时钟Dclk和垂直同步信号Vsync提供给累加器102。
然后，锁存器104对一个帧的时段期间的低灰度像素数据的数量进 行抽样，并将抽样的数量提供给第二比较器106。即，锁存器104响应于 从图1中的定时控制器16接收的垂直同步信号Vsync，将从累加器102 提供的低灰度像素数据的数量锁存。更具体地，锁存器104按垂直同步 信号Vsync的指示从扫描时段到消隐时段的转变的特定边沿，来将低灰 度像素数据的数量锁存。
然后，第二比较器106将来自锁存器104的低灰度像素数据的数量 与从第二基准数据产生单元114提供的基准像素数量数据RND中的数量 进行比较。当低灰度像素数据的数量大于基准像素数量数据RND的逻辑 值时，第二比较器106产生具有指示图像暗的特定逻辑值(例如，高逻 辑值或低逻辑值)的第二比较信号。相反，当低灰度像素数据的数量小 于基准像素数量数据RND的逻辑值时，第二比较器106产生具有指示图 像亮的特定逻辑值的第二比较信号。
然后，逻辑运算单元108对从第一比较器100提供的第一比较信号 和从第二比较器106提供的第二比较信号进行逻辑运算，以产生提供到 图1中的复用器20的数据选择信号DSS。当第二比较信号保持特定逻辑 值(例如，高逻辑值或低逻辑值)时，即，当图像暗时，数据选择信号 DSS具有与第一比较信号的波形相同或反转的波形。
此外，图1中的复用器20选择性地向数据驱动器14提供从帧延迟 单元24接收的像素数据VDi和来自低灰度补偿器18的经灰度转换的像 素数据VDc。相反，当第二比较信号具有与特定逻辑值不同的逻辑值(例 如，高逻辑值或低逻辑值)时，即，当图像亮时，数据选择信号DSS保 持所述特定逻辑值或者与所述特定逻辑值不同的所述逻辑值。然后，图1 中的复用器20向数据驱动器14连续地提供从帧延迟单元24接收的像素 数据。
此外，如图4所示，选择控制器22还包括连接在第一比较器100与 逻辑运算单元108之间的第二帧延迟单元110。第二帧延迟单元110在一 个帧的时段期间延迟从第一比较器100提供给逻辑运算单元108的第一 比较信号，所述一个帧的时段与进行信号处理直到根据第一比较信号产 生了第二比较信号的延迟时间相对应。即，.第二帧延迟单元110使从逻 辑运算单元108提供的第二比较信号和第一比较信号的定时同步。
如上所述，本发明的LCD装置通过对低灰度视频数据进行灰度转换 而使低灰度视频数据的灰度值增大。因此，暗图像的轮廓变得清楚，从 而图像被更清晰地显示。
由于可以在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下以多种形式实 施本发明，所以应该理解除非指明，否则上述实施例不为前面的描述 的任何细节所限制，而是应该在所附权利要求所限定的本发明的精神和 范围内进行广义地解释，因此，所附权利要求将涵盖落入这些权利要求 的边界和范围内或这种边界和范围的等同物内的所有改变和变型。 本申请要求于2006年6月30日在韩国提交的韩国专利申请No. 10.-2006-0061277的优先权，通过引用将其全部内容并入于此。
权利要求
1、一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括液晶板；数据驱动器，其被配置为以一行为单位向所述液晶板上的多个像素提供像素驱动信号；输入单元，其被配置为输入要提供给所述数据驱动器的视频数据；低灰度补偿器，其被配置为对从所述输入单元接收的视频数据中的低灰度值视频数据进行补偿，以产生高灰度值视频数据；和选择控制器，其被配置为对从所述输入单元接收的视频数据的亮度进行检测，并且选择性地向所述数据驱动器提供从所述低灰度补偿器接收的所述高灰度值视频数据或者从所述输入单元接收的所述视频数据。
2、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中，所述低灰度补偿器 包括查询存储器，其被配置为输出所产生的与从所述输入单元接收的视 频数据的灰度值相对应的高灰度值视频数据；和控制缓冲器，其被配置为从所述查询存储器中检索所产生的高灰度 值视频数据。
3、 根据权利要求2所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括帧 延迟单元，所述帧延迟单元被配置为对从所述输入单元发送到所述低灰 度补偿器的视频数据进行延迟。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述选择控制器包括第一比较器，其被配置为将从所述输入单元接收的视频数据的灰度 值与基准灰度值进行比较；累加器，其被配置为根据在所述第一比较器中的比较结果，响应于 数据时钟，对一个帧的像素数据中的低灰度像素数据的数量进行计数；锁存器，其被配置为对所述累加器所计数的数量进行抽样；第二比较器，其被配置为将由所述锁存器抽样的计数数量和基准像 素数量进行比较；和逻辑运算单元，其被配置为对所述第一比较器和所述第二比较器的 比较结果执行逻辑运算，以产生选择控制信号。
5、 一种驱动液晶显示装置的方法，该方法包括以下步骤以一行为单位向液晶板上的像素提供像素驱动信号； 对提供给数据驱动器的输入视频数据中的低灰度值视频数据进行补偿，以产生高灰度值视频数据；以及对所述视频数据的亮度进行检测并根据所检测到的亮度选择性地提供所述视频数据。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中，对所述低灰度值视频数据进 行补偿的步骤包括根据查询表的基准对所述低灰度值视频数据进行补 偿。
7、 根据权利要求6所述的方法，该方法还包括在对所述低灰度值视 频数据进行补偿之前延迟所述输入视频数据。
8、 根据权利要求5所述的方法，其中，对所述视频数据的亮度进行 检测并根据所检测到的亮度选择性地提供所述视频数据的步骤包括以下步骤将所述视频数据的灰度值与基准灰度值进行比较 ， 根据所述比较结果，响应于数据时钟，对一个帧的像素数据中的低灰度像素数据的数量进行计数；对所述低灰度值视频数据的计数数量进行抽样； 将所抽样的值与基准像素数量进行比较；以及对所述视频数据的灰度值与所述基准灰度值的比较结果和所抽样的 值与所述基准像素数量的比较结果进行逻辑运算，以产生选择控制信号。
9、 一种驱动液晶显示装置的方法，该方法包括以下步骤 第一确定步骤，确定输入视频数据的像素数据是否具有小于第一预定基准的灰度值；累加步骤，对小于所述第一预定基准的像素数据的数量进行累加； 第二确定步骤，确定所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的 数量是否超过第二预定基准；补偿步骤，对所述像素数据的灰度值进行补偿；以及 输出步骤，将所述经补偿的像素数据选择性地输出给液晶板。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中，如果所述第一确定步骤确 定所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的数量大于所述第二预定 基准，则所述输出步骤选择性地输出所述经补偿的像素数据。
11、 根据权利要求io所述的方法，其中，如果所述第二确定步骤确定所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的数量不大于所述第二预 定基准，则所述输出步骤将未经补偿的所述视频数据选择性地输出到所述液晶板。
12、 根据权利要求9所述的方法，该方法还包括 将所述输入视频数据划分为多个帧。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中，所述补偿步骤逐帧地补偿所述灰度值。
14、 根据权利要求9所述的方法，其中，所述补偿步骤包括在多个灰度级之间对低灰度值视频数据进行补偿以产生较高的灰度值。
15、 一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括第一比较器，其被配置为确定输入视频数据的像素数据是否具有小于第一预定基准的灰度值；累加器，其被配置为对小于所述第一预定基准的像素数据的数量进行累加；第二比较器，其被配置为确定所累加的小于所述第一预定基准的像 素数据的数量是否超过第二预定基准；灰度补偿单元，其被配置为对所述像素数据的灰度值进行补偿；和 选择控制器，其被配置为选择性地将经补偿的像素数据输出到液晶板。
16、 根据权利要求15所述的液晶显示装置，其中，如果所述第二比 较器确定所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的数量大于所述第 二预定基准，则所述选择控制器选择性地输出经补偿的像素数据。
17、 根据权利要求16所述的液晶显示装置，其中，如果所述第二比较器确定所累加的小于所述第一预定基准的像素数据的数量不大于所述 第二预定基准，则所述选择控制器选择性地将未经补偿的视频数据输出 到液晶板。
18、 根据权利要求15所述的液晶显示装置，其中，所述灰度补偿单 元逐帧地补偿所述灰度值，并且在多个灰度级之间对低灰度值视频数据 进行补偿以产生较高的灰度值。
19、 根据权利要求15所述的液晶显示装置，其中，所述灰度补偿单元增大所述像素数据的灰度值以使暗图像的轮廓清晰。
20、 根据权利要求15所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括: 输出单元，其被配置为将经补偿的像素数据输出到液晶板。
全文摘要
本发明提供了液晶显示装置及其驱动方法。该液晶显示装置包括液晶板；数据驱动器，其被配置为以一行为单位向所述液晶板上的多个像素提供像素驱动信号；输入单元，其被配置为输入要提供给所述数据驱动器的视频数据；低灰度补偿器，其被配置为将从所述输入单元接收的视频数据中的低灰度值视频数据进行补偿，以产生高灰度值视频数据；和选择控制器，其被配置为对从所述输入单元接收的视频数据的亮度进行检测，并且选择性地提供从所述低灰度补偿器接收的所述高灰度值视频数据或者从所述输入单元接收的所述视频数据。
文档编号G09G3/36GK101097319SQ20061016886
公开日2008年1月2日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年6月30日
发明者张修赫, 李再雨, 闵雄基 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社