专利名称：液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及驱动该液晶显示器的方法。
背景技术：
由于诸如轻量、紧凑和低功耗的特点，液晶显示器得到普及。透射型液晶显示器控制施加到液晶层的电场并调制背光单元发出的光来显示图像。液晶显示器的驱动方法包括全局调光方法和局部调光方法，这两种方法已经被开 发用来提高图像质量。全局调光方法分析屏幕上显示的整个图像来确定整个背光单元的驱 动量并把相同的增益值施加给整个像素。如此，全局调光方法可以减少功耗，增强对比度 并显示明亮的图像。局部调光方法把背光分割成多个逻辑块，并彼此独立地为每个块确定 驱动量，从而给多个块应用不同的像素值。在大部分情况下，局部调光方法与全局调光方法 相比，具有低功耗以及高对比度。但是，局部调光方法可能会引起亮部使暗部看上去浮动的 “光晕”现象，尤其在暗部位于亮部附近时这种现象更为明显。此外，局部调光方法可能会由 于暗部的亮度不足而在暗部周围的亮部产生灰度级的条带。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供了一种液晶显示器，包括液晶面板；背光单元，该 背光单元向所述液晶面板提供光并具有多个光源；以及图像校准单元，该图像校准单元为 输入到所述液晶面板的图像数据信号计算全局调光结果值和局部调光结果值，分析与所述 图像数据信号有关的每个块的平均图像电平，并且根据所述全局调光结果值、所述局部调 光结果值和所述平均图像电平确定凸组合参数，以产生用于所述背光单元的校准调光值以 及用于所述图像数据信号的图像校准值。根据本发明的实施方式，还提供了一种液晶显示器，包括液晶面板；向所述液晶 面板提供光并具有多个光源的背光单元，所述背光单元以全局调光方式和局部调光方式被 驱动；以及图像校准单元，该图像校准单元为输入到所述液晶面板的图像数据信号分析低 灰度级，并为彼此不同的全局调光值和局部调光值中的一个赋予权重值，以产生所述背光 单元的调光值。根据本发明的实施方式，还提供了一种驱动液晶显示器的方法，包括为输入到液 晶面板的图像数据信号计算全局调光结果值和局部调光结果值；分析与所述图像数据信号 有关的每个块的平均图像电平；根据所述全局调光结果值、所述局部调光结果值和所述平 均图像电平确定凸组合参数；以及产生用于所述背光单元的校准调光值以及用于所述图像 数据信号的图像校准值，以控制背光单元。
所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，其并入本申请中组成本申请的一 部分。附示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。图1是示出根据本发明实施方式的液晶显示器的框图。图2是示出包含在图1所示的液晶面板中的子像素的电路图。图3是示出背光单元的结构的视图。图4和图5是示出调光曲线的图。图6是示意性示出包含在根据本发明实施方式的液晶显示器中的图像校准单元 的框图。图7是示出与图像校准单元相互配合的设备的框图。图8示出了可能严重导致灰度级条带和光晕问题的图像。图9示出了没有灰度级条带和光晕的图像。图10是示意性示出本发明实施方式的液晶显示器的框图。图11是示出驱动图10所示的图像校准单元的流程图。图12是示意性示出图像校准单元的框图。图13是示出在运动图像的边缘部分上执行局部调光处理时所产生的光晕的视 图。图14和15是示出本发明的实施方式的光晕减轻的视图。
具体实施例方式现在，将参考本发明的实施方式进行详细说明，其多个实例在附图中示出。在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明实施方式的液晶显示器的框图。图2是示出包含在图1所示的 液晶面板中的子像素的电路图。图3是示出背光单元的结构的视图。图4和图5是示出调 光曲线的图。参照图1，液晶显示器包括时序驱动器TCN、数据驱动器DDRV、栅极驱动器SDRV、图 像校准单元CMP、液晶面板PNL、背光单元BLU和背光单元驱动器BLD。时序驱动器TCN从外部源(未示出)接收时序信号，这些时序信号包括垂直同步 信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、时钟信号CLK和图像数据信号DDATA。 时序驱动器TCN根据时序信号控制数据驱动器DDRV和栅极驱动器SDRV的操作时序。时序 驱动器TCN可以通过在一个水平周期期间对数据使能信号DE计数来确定帧周期，因此可以 省略垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。时序驱动器TCN产生控制信号，这些控制 信号包括用于控制栅极驱动器SDRV的操作时序的栅极时序控制信号GDC和用于控制数据 驱动器DDRV的操作时序的数据时序控制信号DDC。栅极时序控制信号GDC可以包括栅极启 动脉冲GSP、栅极移位时钟GSC和栅极输出使能信号G0E。栅极启动脉冲GSP被提供给产生 第一栅极信号的栅极驱动IC(集成电路)。栅极移位时钟GSC是一种时钟信号，该时钟信号 一起输入给多个栅极驱动IC以使栅极启动脉冲GSP移位。栅极输出使能信号GOE控制栅 极驱动IC的输出。时序控制信号DDC可以包括源极启动脉冲SSP、源极采样时钟SSC和源 极输出使能信号S0E。源极启动脉冲SSP控制数据驱动器DDRV的数据采样的启动时间点。源极采样时钟SSC是一种基于上升沿或下降沿控制数据驱动器DDRV中的数据采样操作的 时钟信号。源极输出使能信号SOE控制数据驱动器DDRV的输出。提供给数据驱动器DDRV 的源极启动脉冲SSP可以根据数据传输方式而省略。数据驱动器DDRV响应于时序驱动器TCN提供的数据时序控制信号DDC采样并锁 存时序驱动器TCN提供的数字图像数据信号DDATA，以把图像数据信号DDATA转换成并行 数据。为此，数据驱动器DDRV可以包括移位寄存器、参考从移位寄存器接收的信号而存储 数字图像数据信号DDATA的锁存器、把从锁存器接收的图像数据信号DDATA转换成模拟数 据信号ADATA的转换器、以及输出从转换器输出的数据信号ADATA的输出缓冲器，但不限 于此。数据驱动器DDRV通过数据线DLl到DLn把转换的数据信号ADATA提供给液晶面板 PNL。栅极驱动器SDRV响应于时序驱动器TCN提 的栅极时序控制信号⑶C顺序地产 生栅极驱动电压。为此，栅极驱动器SDRV可以包括移位寄存器、调节从移位寄存器接收的 信号的电平的电平移位器、以及输出从电平移位器接收的信号的输出缓冲器，但不限于此。 栅极驱动器SDRV通过栅极线SLl到SLm把栅极信号提供到液晶面板PNL。液晶面板PNL包括晶体管基板(称为“TFT基板”)、滤色器基板和液晶层。液晶面 板PNL包括以矩阵图案布置的子像素。TFT基板包括至少一条数据线、至少一条栅极线、至 少一个TFT和至少一个存储电容器。滤色器基板包括至少一个黑矩阵和至少一个滤色器。 一个子像素SP布置在数据线Datal和栅极线Gatel的交叉点附近。子像素SP包括响应于 通过栅极线Gatel提供的栅极信号而驱动的TFT、把通过数据线Datal提供的数据信号存 储为数据电压的存储电容器Cst、和由存储在存储电容器Cst中的数据电压驱动的液晶单 元Clc。液晶单元Clc由提供给像素电极的数据电压和提供给公共电极的公共电压Vcom驱 动。在以垂直电场驱动方式例如TN(扭曲向列)模式和VA(垂直取向)模式驱动的液晶显 示器中，公共电极形成在滤色器基板上，而在以水平电场驱动方式例如IPS(面内切换)模 式和FFS (边缘场切换)模式驱动的液晶显示器中，公共电极与像素电极一起形成在TFT基 板上。偏振板附接在液晶面板PNL的TFT基板和滤色器基板中的每个上。液晶面板PNL可 以包括用于设置液晶分子的预倾角的取向膜。液晶面板PNL的液晶模式可以包括TN模式、 VA模式、IPS模式和FFS模式，但并不限于上述模式。背光单元BLU给液晶面板PNL提供光。如图3中所示，背光单元BLU包括多个光 源Lll到L55，这些光源可以包括η个或者更多个块。光源Lll到L55以矩阵图案(i，j)形 式布置。光源可以包括HCFL(热阴极荧光灯)、CCFL(冷阴极荧光灯)、EEFL(外部电极荧光 灯)和LED (发光二极管)中的至少之一。背光单元BLU可以包括导光板、散射板、棱镜片、 透镜片和保护片，以有效提供光。背光单元驱动器BLD利用根据从图像校准单元CMP提供的校准调光值BLdim而改 变占空比的诸如脉冲宽度调制(PWM)的调光信号diml到dimk，以每个块为基础控制背光 单元BLU的光源。调光信号diml到dimk包括全局调光信号和局部调光信号。全局调光方 法可以增强在前一帧和下一帧之间测量的动态对比度。相反，局部调光方法局部地控制一 个帧周期期间的图像数据信号的亮度，以增强全局调光方法难以提高的静态对比度。局部 调光方法为输入的图像数据信号选择每个块的代表值，并将代表值映射到调光曲线中以为 每个块选择调光值(％ )。例如，局部调光方法所选择的调光值可以按照图4或图5中所示的曲线的形式出现。在图4和图5中，X轴表示每个块的代表值，而Y轴表示调光值(% )。 在图4中，随着灰度级增加，调光值(％)呈指数增加。但是，在图5中，随着灰度级增加，调 光值(％ )与灰度级成比例地线性增加。背光单元BLU的光可以根据调光曲线的形式改变 开/关比和亮度。图像校准单元CMP通过执行以下步骤而产生用于背光单元的校准调光值和用于 图像数据信号的图像校准值CDATA 计算对输入到液晶面板PNL的图像数据信号DDATA执 行全局调光和局部调光而获得的结果值；为图像数据信号DDATA分析每个块的平均图像电 平(APL)；以及根据计算的全局调光结果值、局部调光结果值和分析的每个块的平均图像 电平确定凸组合(convexcombination)参数。为此，图像校准单元CMP可以计算平均图像 电平，分析在相邻块之间的所计算平均图像电平的差值，并根据局部调光结果值和差值确 定凸 组合参数。当所计算的平均图像 电平和相邻块亮度之间的亮度差太大时，图像校准单 元CMP给全局调光结果值增加权重值，而当亮度差较小时，给局部调光结果值减小权重值。现在将对液晶显示器进行更加详细的说明。图6是示意性示出包含在根据本发明实施方式的液晶显示器中的图像校准单元 的框图。图7是示出与图像校准单元相互配合的设备的框图。参照图6，图像校准单元CMP包括计算全局调光结果值glv的全局调光结果值计算 单元GLD、计算局部调光结果值Idv的局部调光结果值计算单元LD、计算平均图像电平apl 的每个块的平均图像电平计算单元APLP、分析在相邻块之间的所计算平均图像电平的差值 Plv的平均图像电平差值分析单元APLD、以及根据所计算的全局调光值glv、局部调光结果 值Idv和差值plv确定凸组合参数的凸组合参数确定单元CCPD。全局调光结果值计算单元GLD确定整个图像数据信号的可获得像素补偿的亮度 和程度，以相同比率把背光单元BLU的整个亮度降低到可补偿的程度，并计算全局调光结 果值glv，以使降低的程度可由像素补偿来校准。局部调光结果值计算单元LD根据输出给光源块的图像数据信号的可获得的像素 补偿的亮度和程度来确定通过逻辑分割背光单元BLU而获得的每个光源块的驱动电平，并 计算局部调光结果值ldv，以便可执行像素补偿。每个块的平均图像电平计算单元APLP为输入的图像数据信号计算像素的平均亮 度值。每个块的平均图像电平计算单元APLP计算局部调光时彼此区分开的每个块的逻辑 平均图像电平。平均图像电平差值分析单元APLD计算在相邻块之间的所计算平均图像电平的差 值以及显示出该差值的块的数量，并对结果(即，差值Plv)进行分析。凸组合参数确定单元CCPD在根据全局调光结果值glv、局部调光结果值Idv和差 值Plv确定相邻块之间的亮度差较大时，给全局调光赋予权重值，并在确定亮度差不大时， 给局部调光值赋予权重值，从而能够在一个屏幕上保持提高的对比度。由图像校准单元CMP 的凸组合参数确定单元CCPD确定的背光单元BLU的校准调光值BLdim可以在数学上由以 下等式定义等式1
权利要求
1.一种液晶显示器，包括 液晶面板；背光单元，该背光单元向所述液晶面板提供光并具有多个光源；以及 图像校准单元，该图像校准单元为输入到所述液晶面板的图像数据信号计算全局调光 结果值和局部调光结果值，分析与所述图像数据信号有关的每个块的平均图像电平，并且 根据所述全局调光结果值、所述局部调光结果值和所述平均图像电平确定凸组合参数，以 产生用于所述背光单元的校准调光值以及用于所述图像数据信号的图像校准值。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述图像校准单元计算所述平均图像电平并分析相邻块之间的平均图像电平的差值。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述图像校准单元在所述相邻块之间的平均图像电平的差值较大时，增加所述全局调 光结果值的权重值，以及所述图像校准单元在所述相邻块之间的平均图像电平的差值较小时，增加所述局部调 光结果值的权重值。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中， 所述校准调光值由以下等式定义
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，当所述差值较小时，α具有0到k的值，其中k是大于0的实数；而当所述差值较大时， α具有k到1的值。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中， 所述图像校准单元包括计算所述全局调光结果值的全局调光结果值计算单元， 计算所述局部调光结果值的局部调光结果值计算单元， 计算所述平均图像电平的每个块的平均图像电平计算单元，分析在相邻块之间的所计算平均图像电平的差值的平均图像电平差值分析单元，以及 根据所计算的全局调光结果值、局部调光结果值和差值确定凸组合参数的凸组合参数 确定单元。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括根据所述背光单元的校准调光值驱动所述背光单元的背光单元驱动器；以及 根据所述背光单元的校准调光值计算每个块的像素校准量并为每个像素产生图像校 准值的校准量调节单元。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述图像校准单元在所述图像数据信号是运动图像时，分析所述运动图像的字符框处 的低灰度级，以相对于所述局部调光结果值的权重值增加所述全局调光结果值的权重值。
9.一种液晶显示器，包括液晶面板；向所述液晶面板提供光并具有多个光源的背光单元，所述背光单元以全局调光方式和 局部调光方式被驱动；以及图像校准单元，该图像校准单元为输入到所述液晶面板的图像数据信号分析低灰度 级，并为彼此不同的全局调光值和局部调光值中的一个赋予权重值，以产生所述背光单元 的调光值。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述图像校准单元在所述图像数据信号是运动图像时，分析所述运动图像的字符框处 的低灰度级，以相对于局部调光结果值的权重值增加全局调光结果值的权重值。
11.一种驱动液晶显示器的方法，包括如下步骤为输入到液晶面板的图像数据信号计算全局调光结果值和局部调光结果值；分析与所述图像数据信号有关的每个块的平均图像电平；根据所述全局调光结果值、所述局部调光结果值和所述平均图像电平确定凸组合参 数；以及产生用于所述背光单元的校准调光值以及用于所述图像数据信号的图像校准值，以控 制背光单元。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，分析平均图像电平的步骤包括计算所述平均图像电平并分析相邻块之间的平均图像 电平的差值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，分析平均图像电平的步骤包括当所述相邻块之间的平均图像电平的差值较大时，增 加所述全局调光结果值的权重值；当所述相邻块之间的平均图像电平的差值较小时，增加 所述局部调光结果值的权重值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述校准调光值由以下等式定义
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当所述差值较小时，α具有0到k的值，其中k是大于0的实数；而当所述差值较大时， α具有k到1的值。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，控制背光单元的步骤包括根据所述背光单元的校准调光值计算每个块的像素校准量 并为每个像素产生图像校准值。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，分析平均图像电平的步骤包括当所述图像数据信号是运动图像时，分析所述运动图像的字符框处的低灰度级，以相对于局部调光结果值的权重值增加全局调光结果值的权重值。
全文摘要
公开了一种液晶显示器及其驱动方法。该液晶显示器包括液晶面板；向液晶面板提供光并具有多个光源的背光单元；以及图像校准单元，其为输入到液晶面板的图像数据信号计算全局调光结果值和局部调光结果值，分析与图像数据信号有关的每个块的平均图像电平，并根据全局调光结果值、局部调光结果值和平均图像电平确定凸组合参数，以产生用于背光单元的校准调光值以及用于图像数据信号的图像校准值。
文档编号G09G3/36GK102074210SQ201010225869
公开日2011年5月25日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年11月25日
发明者吴义烈, 朴昶均, 权耕准, 李廷桓, 秋教弈 申请人:乐金显示有限公司