专利名称：液晶显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置和用于驱动该液晶显示装置的方法。具体来说，本发明涉及包括采用多个发光二极管的背光单元的液晶显示装置和用于驱动该液晶显示装置的方法。
背景技术：
通常，在显示装置当中，在 包括电视、膝上型计算机、用于台式计算机的监视器以及移动电话的各种装置中已经使用液晶显示(LCD)装置。因为这样的液晶显示装置不是自发光型，所以它要求有发光单元以在显示图像时照射液晶显示面板。液晶显示装置的发光单元被称为背光单元，因为它被布置在液晶显示面板的后面。背光单元形成均匀的表面光并且将其提供到面板。常规的背光单元包括光源、导光板、扩散片、棱镜、保护片等并且通常可以采用诸如萊冷阴极突光灯的突光灯或者发光二极管作为光源。
发明内容
[技术问题]本发明的目的是为了提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括使用LED的并且以分区的方式驱动的背光单元，其中可以通过使亮度(照度)差优化来抑制具有不同亮度(照度)值的区域之间的边界的可见性，并且还提供用于驱动该液晶显示装置的方法。[技术方案]根据本发明的一个方面，提供一种液晶显示装置，其包括区域照度提取单元，该区域照度提取单元提取输入图像中的作为每个区域的照度值的第一照度值；区域照度优化单元，该区域照度优化单元将第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量使得减少彼此邻近的区域之间的照度差，并且输出生成的第二照度值；驱动单元，该驱动单元使用第二照度值对区域的单独区域独立地驱动背光单元的光源；以及图像信号处理单元，该图像信号处理单元基于第二照度值补偿第一照度值。液晶显示装置可以进一步包括用户界面，该用户界面输出用于设置给定的增量或者减量的设置菜单。 用户界面可以接收根据设置菜单输入的设置键信号。液晶显示装置可以进一步包括控制单元，该控制单元控制区域照度优化单元使得基于设置键信号设置的给定的增量或者减量被应用于第一照度值，并由此输出第二照度值。用户界面可以输出用于确定是否将第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量的OSD (屏上显示)，并由此输出第二照度值。区域照度优化单元可以执行对比度调节、直方图均衡化或者空间滤波器应用以便减少邻近区域之间的照度差，并由此输出第二照度值。空间滤波器应用可以包括3X3空间滤波器掩模以使一个单元区域和包围一个单元区域的8个单元区域优化。图像信号处理单元可以补偿第一照度值使得第一和第二照度值之间的差减小。图像信号处理单元可以通过将给定区域中的第一照度值和与给定区域相对应的背光单元的区域的照度值进行比较，并且如果给定区域中的第一照度值和与给定区域相对应的背光单元的区域的照度值不同则通过增加或者减少第一照度值，来补偿第一照度值。光源可以包括多个LED，所述多个LED沿着彼此邻近布置的多个导光板的至少一侧设置。 单元区域可以分别对应于导光板。根据本发明的另一方面，提供了一种驱动液晶显示装置的方法。该方法包括提取作为输入图像中的每个区域的照度值的第一照度值；通过将第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量来提取第二照度值以便减少邻近区域之间的照度差；使用第二照度值对区域的单独的区域独立地驱动背光单元的光源；以及基于第二照度值补偿第一照度值。[有益效果]本发明的有益效果如下。尽管在从其中以分区的方式驱动背光单元的光源的液晶显示装置显示的图像中的区域之间存在很大的照度(亮度)差，但是可以抑制由于照度差而导致的图像中的区域之间边界的可见性。当使用具有以邻近方式布置的导光板的背光单元时，可以抑制由于发光区域，SP，导光板之间的照度差而导致的导光板之间边界的可见性。能够局部地调节图像的亮度的局部调光可以更加有效地应用于液晶显示装置，导致显示具有高对比度的画面并且极大地减少背光单元的功率消耗。
图I是液晶显示装置的一个示例的示意图。图2是直接照明型背光单元的一个示例的示意图。图3是采用导光板的背光单元的一个示例的示意图。图4是包括液晶显示装置的电视的图像处理的框图。图5是输入图像的一个示例的示意图。图6a和图6b是分别示出每个区域的提取的照度的视图和图表。图7a和图7b是分别示出由空间滤波器应用引起的每个区域的照度的视图和图表。图8示出3X3空间滤波器的一个示例。
具体实施例方式在下面，将会参考附图详细地描述本发明的实施例。现在详细地参考本发明的示例性实施例，在附图中示出其示例。将参考附图在下面给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出根据本发明能够实现的仅有的实施例。下面详细的描述包括具体的详情以便于提供本发明的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显然的是，在没有这些具体的详情的情况下也可以实践本发明。例如，下面的描述将会关于具体术语来给出，但是本发明不限于此并且任何其它的术语可以被用于表不相同的意义。当在此诸如层、区域或者衬底的元件被布置在另一元件“上”时，这意味着前者可以直接或者间接地接触后者。如图I中所示，液晶显示模块包括作为发光单元的背光单元10和作为显示单元被布置在背光单元10上的液晶面板20。背光单元10可以使用LED作为光源，并且在这种情况下，可以是如图2中所示的直接照明型或者如图3中所示的导光板型。 在图2的直接照明型背光单元中，多个LED 12被布置在电路板11上并且从LED12发射的光通过光学片13被照射到液晶面板20。在图3的导光板型背光单元中，多个导光板15被布置为彼此邻近并且相互耦合。沿着每个导光板15的一侧布置LED 14。使用具有多个LED 12或者14的阵列的背光单元10，能够根据在驱动液晶显示模块时要显示的图像独立地调节每个显示区域的亮度。因此，当使用这种能够对其分区驱动的背光单元结构时，通过基于图像以分区的方式局部地驱动LED光源可以实现能够局部地调节要显示的图像的亮度的局部调光。结果，可以显示具有高对比度的画面并且可以极大地减少背光单元的功率消耗。可以以单独地驱动LED 12或者14这样的方式执行分区驱动。或者，可以将LED12或者14进行逻辑地分组从而对单独的组以分区的方式进行驱动。对于布置在每个导光板15上的所有LED的整体或者对于布置在每个导光板15上的LED的一部分，可以以分区的方式驱动图3的导光板型背光单元。另外，布置在一个导光板15上的LED 14的一部分和布置在与前述导光板15邻近的另一导光板上的LED 14的一部分的组合可以被设置为用于分区驱动的单元。使用如图4中所示的图像处理可以实现用上述方式的液晶面板20和背光单元10的驱动。参考如采用液晶显示装置的电视机的示例阐述图4的这个图像处理。以分支的方式将要从液晶显示装置显示的图像信号30输入到用于驱动LED的LED驱动单元18和图像信号处理单元21。在图像信号处理单元21已处理的信号被输入到用于驱动LCD面板20的LCD面板驱动单元22。图像信号具有第一照度值。使用从包括使用LED驱动单元18形成的LED的阵列的背光单元10发射的光，执行从利用面板驱动单元22的LCD面板20显示图像信号。现在，将会描述如何使用这样的图像处理来实现局部调光。通过图像信号处理单元21将图像信号30输出到LCD面板20，同时，取决于图像信号30的亮度条件以分区的方式通过LED驱动单元18来驱动背光单元10中的LED。具体地，当图像信号30全部包括暗图像或者其部分包括暗图像时，LED驱动单元18驱动背光单元的LED使得在液晶显示面板20的划分的区域中，与要显示暗图像的液晶显示面板20的区域相对应的LED被关断或者变暗。相反地，当图像信号30包括亮图像时，LED驱动单元18驱动背光单元的LED使得在液晶显示面板20的划分的区域当中，与要显示亮图像的液晶显示面板20的区域相对应的LED变得更亮。因此，能够显示具有高对比度的画面。然而，当以分区的方式驱动背光单元时，可能出现下述问题。在一个示例中，当在显示的图像区域之间存在大的照度差时，由于照度差在显示的图像中区域之间的边界可能是可见的。在另一示例中，即在其中邻近的导光板耦合的图3的背光单元中，在显示的图像中邻近的导光板之间的边界也可能是可见的。因此，根据实施例，可以通过从输入的图像 信号中提取背光单元中每个区域的照度值，使用各种图像处理方法来减少区域之间的照度差，并且基于生成的背光单元的照度值来补偿图像信号来抑制这种现象。提取的每个区域的照度值可以成为上述第一照度值。各种图像处理方法可以包括对比度调节、直方图均衡化、空间滤波器应用等。即，液晶显示装置可以包括区域照度提取单元16，该区域照度提取单元16用于从输入图像信号30提取背光单元10中的每一个分区驱动区域中的照度值；和区域照度优化单元17，该区域照度优化单元17用于使提取的照度值空间地优化使得减少分区驱动区域之间的照度差。因此，可以基于优化的照度值，通过LED驱动单元18驱动背光单元10。此外，图像信号处理单元21可以基于背光单元10的优化的照度值补偿图像信号并且利用已补偿的图像信号使用面板驱动单元22驱动IXD面板20。下面将详细地描述本发明的方法。首先，区域照度提取单元16从输入图像信号30提取背光单元10中的每个分区驱动区域的照度值。提取的每个区域的照度值成为上述第一照度值。区域照度优化单元17使提取的照度值空间地优化以减少背光单元10中的分区驱动区域之间的照度差。优化可以包括对比度调节、直方图均衡化、空间滤波器应用等。然后，基于优化的照度值，通过LED驱动单元18来驱动背光单元10的每个区域。这时，图像信号处理单元21基于优化的照度值来补偿图像信号。下面将参考图4至图8详细地描述当以分区方式驱动背光单元时使背光单元10的照度值优化的处理。首先，如图6a和图6b中所示，当输入如图5中所示的图像时，区域照度提取单元16提取输入图像中的每个区域的照度值。提取的每个区域的照度值可以是每个区域中的像素之间的红、绿以及蓝色的最大值的平均值或者可以是每个区域中的像素之间的照度值的平均值。区域照度优化单元17使用上述对比度调节、直方图均衡化或者空间滤波器应用使提取的每个区域的照度值空间地优化，以便减少背光单元10的分区驱动区域之间的照度差。优化的每个区域的照度值被发送到LED驱动单元18，LED驱动单元18继而基于优化的照度值对单独的区域驱动背光单元。图6a和图6b中所示的每个区域可以是如图2或者图3中所示的背光单元的单独的驱动区域或者可以与如图3中的背光单元中的包括一个导光板的导光板模块相对应。图7a和图7b示出在用于照度的优化的上述图像处理方法当中的如图8中所示应用3X3空间滤波器掩模的结果的示例。此空间滤波器是使一个单元区域和包围一个单元区域的8个单元区域优化的滤波器掩模。也可以使用具有另一构造的空间滤波器掩模。这种空间滤波器的一个示例可以是控制具有图像的空间频率分量的每分量的透射率的滤波器。此类型的滤波器通过重叠每空间频率分量的透射率来处理图像。区域照度优化单元17将原始图像中的每个区域的照度值(如图6a中所示)增加或者减少给定的增量或者减量，以便减少背光单元10的分区驱动区域之间的照度差，然后输出生成的每个区域的优化的照度值(如图7a中所示)。能够减少背光单元10的区域之间的照度差的空间优化方法可以包括上述对比度调节、直方图均衡化、空间滤波器应用等。使用用户界面(未示出)可以输出用于设置给定的增量或者减量的设置菜单。用户界面可以经由用户的远程控制接收根据设置菜单设置的设置键信号。包括在液晶显示装置中的控制单元(未示出)可以控制单元17使得设置 的给定的增量或者减量被应用于第一照度值(使用区域照度提取单元16提取的每个区域的照度值)，并由此产生优化的照度值(从区域照度优化单元17输出的照度值)。根据图6a和图7a中分别指示的照度值之间的差，这种给定的增量或者减量变得很明显。用户界面(未示出)可以输出用于确定是否将第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量的OSD (屏上显示)，从而输出优化的照度值。这时，当在使用区域照度优化单元17计算的背光单元10的照度值与图像信号的实际照度值之间存在差时，应补偿图像信号以减少这种差。为此，图像信号处理单元21将感兴趣的图像像素的照度值和与该图像像素相对应的背光单元10的区域的照度值进行比较。当前者高于后者时，图像信号处理单元21增加该图像像素的透射率(即，增加该像素的图像信号值)以增加该图像像素的照度。同时，当图像像素的照度值低于与该图像像素相对应的背光单元10的区域的照度值时，图像信号处理单元21减少该图像像素的透射率(即，减少该像素的图像信号值)以减少该像素的照度。这样，可以补偿从区域照度优化单元17计算的背光单元10的照度值和图像信号的实际照度值之间的差。根据上述处理，尽管如上所述，在液晶显示装置中显示的图像区域之间的照度(亮度)上存在很大的差，但是可以抑制由于照度差导致的图像中的区域之间的边界的可见性。此外，当使用具有如图3中所示的以邻近方式布置的导光板的背光单元时，不仅可以抑制由于发光区域，即，导光板之间的照度(亮度)差导致的导光板之间的边界的可见性，而且可以最小化导光板之间的照度(亮度)差。因此，能够局部地调节图像的亮度的局部调光可以更加有效地应用于液晶显示装置，导致显示具有高对比度的画面并极大地减少背光单元的功率消耗。对本领域的技术人员来说将会显然的是，在没有脱离本发明的精神或者范围的情况下能够在本发明中进行各种修改和变化。因此，意图是本发明涵盖本发明的修改和变化，只要它们落入随附的权利要求和它们的等同物的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括 区域照度提取单元，所述区域照度提取单元提取作为输入图像中的每个区域的照度值的第一照度值； 区域照度优化单元，所述区域照度优化单元将所述第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量以便减少邻近的区域之间的照度差，并且输出生成的第二照度值； 驱动单元，所述驱动单元使用所述第二照度值对所述区域的单独区域独立地驱动背光单元的光源；以及 图像信号处理单元，所述图像信号处理单元基于所述第二照度值补偿所述第一照度值。
2.根据权利要求I所述的装置，进一步包括 用户界面，所述用户界面输出用于设置所述给定的增量或者减量的设置菜单。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述用户界面接收与所述设置菜单对应地输入的设置键信号。
4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括 控制单元，所述控制单元控制所述区域照度优化单元使得基于所述设置键信号设置的所述给定的增量或者减量被应用于所述第一照度值，并由此输出所述第二照度值。
5.根据权利要求I所述的装置，其中所述用户界面输出用于确定是否将所述第一照度值增加或者减少所述给定的增量或者减量的OSD (屏上显示)，并由此输出所述第二照度值。
6.根据权利要求I所述的装置，其中所述区域照度优化单元执行对比度调节、直方图均衡化或者空间滤波器应用以便减少所述邻近的区域之间的照度差，并由此输出所述第二照度值。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述空间滤波器应用包括3X 3空间滤波器掩模以使一个单元区域和包围所述一个单元区域的8个单元区域优化。
8.根据权利要求I所述的装置，其中所述图像信号处理单元补偿所述第一照度值使得所述第一和第二照度值之间的差减小。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述图像信号处理单元通过将给定区域中的第一照度值和与所述给定区域相对应的所述背光单元的区域的照度值进行比较，并且如果所述给定区域中的第一照度值和与所述给定区域相对应的所述背光单元的区域的照度值不同则增加或者减少所述第一照度值，来补偿所述第一照度值。
10.根据权利要求I所述的装置，其中所述光源包括多个LED，所述多个LED沿着彼此邻近布置的多个导光板的至少一侧设置。
11.根据权利要求7所述的装置，其中所述单元区域分别对应于导光板。
12.—种驱动液晶显示装置的方法，包括 提取作为输入图像中的区域的照度值的第一照度值； 提取第二照度值，所述第二照度值是将所述第一照度值增加或者减少给定的增量或者减量以便减少邻近的区域之间的照度差； 使用所述第二照度值对所述区域的单独的区域独立地驱动背光单元的光源；以及 基于所述第二照度值补偿所述第一照度值。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括 通过用户界面，输出用于设置所述给定的增量或者减量的设置菜单。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括 通过所述用户界面，接收与所输出的设置菜单对应地输入的设置键信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中提取所述第二照度值包括将基于所述设置键信号设置的所述给定的增量或者减量应用于所述第一照度值，并且输出所述第二照度值。
16.根据权利要求12所述的方法，进一步包括 输出用于确定是否将所述第一照度值增加或者减少所述给定的增量或者减量的OSD (屏上显示)，并由此输出所述第二照度值。
17.根据权利要求12所述的方法，其中提取所述第二照度值包括执行对比度调节、直方图均衡化或者空间滤波器应用以便减少邻近的区域之间的照度差，并且输出所述第二照度值。
18.根据权利要求12所述的方法，其中补偿所述第一照度值包括如果给定区域中的第一照度值和与所述给定区域相对应的所述背光单元的区域的照度值不同，则通过增加或者减少所述第一照度值来补偿所述第一照度值。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法，其中背光单元的光源作为多个单独的区域被独立地驱动，并且涉及用于该液晶显示装置的驱动方法。在正被显示在液晶显示装置上的区域的亮度(照度)中存在实质变化的情况下，结果，本发明能够改善由于显示在以不同照度级别发光的背光单元的区域内的图像中的照度差导致的边界的可见性。
文档编号G02F1/133GK102804035SQ201080028566
公开日2012年11月28日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年6月26日
发明者安正男, 金珉镐, 郑灿成, 金胜世, 许薰, 奇元度 申请人:Lg电子株式会社