顯示設備及其驅動方法

文檔序號：2543065閱讀：192來源：國知局

專利名稱：顯示設備及其驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示設備和一種驅動該顯示設備的方法。更具體來講，本發(fā)明涉及一種控制背光單元的亮度水平(luminance value)的顯示設備和驅動該顯示設備的方法。
背景技術：
液晶顯示器("LCD")設備通常包括LCD面板和為LCD面板提供光的背光單元。
LCD面板通常包括柵極線、數(shù)據(jù)線、在其上形成薄膜晶體管("TFT")和像素電極的TFT襯底、以及在其上形成濾色器和公共電極的濾色器襯底。LCD 面板通過控制從背光單元通過液晶層的光傳輸(transmission)來顯示圖像。通過液晶層的光傳輸經常通過像素電壓來控制。
在用LCD面板制成的LCD設備中，由于LCD面板不發(fā)光，經常在LCD
面板的后表面上設置背光單元以才是供光。
背光單元包括熒光燈或者發(fā)光二極管("LED")。最近，由于其低功耗和卓越的顏色呈現(xiàn)，LED開始廣泛用作背光單元。
背光單元給LCD面板提供具有均勻亮度的光，而不考慮期望的圖像灰度。因此，當LCD面板顯示暗的圖4象時，對比率(contrast ratio)由于漏光而變低。
背光單元可以通過計算對應于一幀的像素數(shù)據(jù)信號的平均亮度來控制幀亮度。然而，利用該方法，當在一幀中存在高亮度圖像和低亮度圖像時，該高亮度圖像無法用適當?shù)牧炼人斤@示，從而降低了 LCD設備的總體亮度。

發(fā)明內容
本公開內容提供了一種顯示設備，其能夠防止形成由鄰近顯示區(qū)域之間
的亮度差引起的不期望的人為失真(artifact)。
本公開內容還提供了一種用于制造該顯示設備的方法。根據(jù)本發(fā)明一個方面的顯示設備包括背光單元，其包括多個發(fā)光區(qū)域；通過使用從背光單元發(fā)出的光顯示圖像的顯示面板；驅動背光單元的背光驅動器；和控制發(fā)光區(qū)域的亮度的亮度控制信號發(fā)生器。所述發(fā)光區(qū)域包括第一發(fā)光區(qū)域和鄰近于第一發(fā)光區(qū)域的第二發(fā)光區(qū)域。亮度控制信號發(fā)生器根據(jù)第一發(fā)光區(qū)域和第二發(fā)光區(qū)域之間的光干擾(interference)的量控制第一發(fā)光區(qū)域的亮度。
亮度控制信號發(fā)生器可以包括:亮度提取器，用以響應于像素數(shù)據(jù)信號產生每個發(fā)光區(qū)域的亮度值；亮度補償器，用以計算對應于亮度值的干擾值并產生補償值；以及調光計算器，用以產生對應于補償值的調光信號并將調光信號提供給背光驅動器。干擾值指示光干擾的量。
亮度控制信號發(fā)生器可以將補償值與對應于每個發(fā)光區(qū)域所允許的最大電流電平的預定最大亮度值進行比較，并且當補償值小于最大亮度值時可以產生對應于補償值的調光信號。當補償值等于或者大于最大亮度值時，亮度控制信號發(fā)生器可以產生對應于預定最大亮度值的調光信號。
背光驅動器還可以包括脈沖寬度調制("PWM，，)信號發(fā)生器，用以產生具有對應于調光信號的占空比的PWM信號；以及發(fā)光二極管("LED")驅動器，用以根據(jù)PMW信號的占空比控制電流。
如果使用多個背光驅動器，那么可以形成與發(fā)光區(qū)域相同數(shù)目的背光驅動器。
背光單元可以在每個發(fā)光區(qū)域中包括至少一個LED。
背光單元還可以在每個發(fā)光區(qū)域中包括彼此串聯(lián)地電氣連接的多個 LED。
LED可以包括白色LED。
背光單元還可以在每個發(fā)光區(qū)域中包括紅色LED、綠色LED和藍色 LED。背光單元可以包括串聯(lián)地電氣連接到相同顏色LED的多個紅色LED、多個綠色LED和多個藍色LED,并且背光驅動器可以驅動顏色組中的紅色 LED、綠色LED和藍色LED，每個顏色組具有相同顏色的LED。
顯示設備還可以包括光傳感器，用以測量背光單元的亮度；和傳感器信號調制器，用以調制從光傳感器提供的光檢測信號，并且將光檢測信號提供到亮度控制信號發(fā)生器。
測量來自鄰近發(fā)光區(qū)域的光干擾的干擾值可以在亮度值的大約5%到大約30%之間。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面的驅動顯示設備的方法包括計算背光單元中每個發(fā)光區(qū)域的亮度值；計算每個發(fā)光區(qū)域的補償值；生成對應于該補償值的調光信號；以及將對應于調光信號的光提供給每個發(fā)光區(qū)咸。
計算補償值可以包括將亮度值與干擾值相加，其中干擾值表示來自鄰近顯示區(qū)域的光之間的干擾量。
調光信號的產生還可以包括將補償值與預定最大亮度值進行比較；當補償值等于或者大于預定最大亮度值時，產生對應于預定最大亮度值的調光信號；并且當補償值小于預定最大亮度值時，產生對應于補償值的調光信號。
產生光可以包括產生具有對應于調光信號的占空比的PWM信號，并且將對應于占空比的電流提供給每個發(fā)光區(qū)域。
提供電流可以包括測量對應于每個發(fā)光區(qū)域的亮度；并且將測量的亮度與補償值進行比較，以控制背光單元的亮度。
應該理解的是，以上一般i兌明及以下詳細說明都僅僅是示例性和解釋性的，而非過度限制。

包括以下附圖以提供對所公開實施例的進一步理解，并且用來更好地解 lf公開內容的原理。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設備的示意性框圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖1中的背光單元的平面
圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的圖1中的背光單元的平面
圖;圖4是示出圖1中的背光驅動器的示意性框圖5是圖1中的背光驅動器和背光單元的關系的示意性框圖6是圖1中的亮度控制信號發(fā)生器的示意性框圖7是表示從背光單元發(fā)出的光的亮度分布的示意圖表；
圖8是5x5點擴展函數(shù)("PSF")濾波窗的方塊圖9是3x5PSF濾波窗的方塊圖10是示出了 LCD面板中顯示器區(qū)域的亮度值的方塊圖；圖11是示出通過使用補償值獲得的發(fā)光區(qū)域的預定亮度值的方塊圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設備中的亮度控制信號發(fā)生器的有效性的平面圖13是表示圖12中獲得的顯示區(qū)域的亮度值的圖表；
圖14是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的驅動LCD設備的方法的流程圖；以及
圖15是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設備的示意性框圖。
具4本實施方式
子在附圖中示出。只要可能，貫穿附圖相同的附圖標記將用于表示相同或者類似的部分。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設備的示意性框圖。
LCD設備包括LCD面板10、柵極驅動器20、數(shù)據(jù)驅動器30、電源40、定時控制器50、背光單元80、背光驅動器70和亮度控制信號發(fā)生器60。
LCD面板10包括多個柵極線；多個數(shù)據(jù)線，被形成為垂直于柵極線延伸；薄膜晶體管，形成在柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉部分；以及像素電極，其連接到薄膜晶體管并由薄膜晶體管進行驅動。LCD面板10從柵極線接收柵極導通電壓VON并從數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)電壓以顯示圖像。
LCD面板10可以包括多個顯示區(qū)域11。顯示區(qū)域11可以對應于背光單元80的發(fā)光區(qū)域。顯示區(qū)域11可以從背光單元80的發(fā)光區(qū)域接收光，以才艮據(jù)各個顯示區(qū)域11形成具有不同亮度的圖像。
柵極驅動器20可以響應于從定時控制器50提供的柵極控制信號G一CS，順序地將電源40提供的柵極導通電壓VON和柵極斷開電壓VOFF提供到形成在LCD面板10上的柵極線。數(shù)據(jù)驅動器30可以響應于數(shù)據(jù)控制信號D_CS,輸出相應于從定時控制器50提供的數(shù)據(jù)信號R、 G和B的、灰度電壓形式的數(shù)據(jù)電壓。如圖所示，數(shù)據(jù)控制信號D—CS是從定時控制器50提供的。
電源40可以根據(jù)外部驅動電壓產生柵極導通電壓VON、柵極斷開電壓 VOFF、模擬驅動電壓AVDD和輸入電壓VIN。柵極導通電壓VON和柵極斷開電壓VOFF被提供給柵極驅動器20 ，模擬驅動電壓AVDD被提供給數(shù)據(jù)驅動器30，而輸入電壓VIN被提供給背光驅動器70。
定時控制器50從外部設備接收數(shù)據(jù)信號R、 G和B，并且將它們提供給數(shù)據(jù)驅動器30。定時控制器50產生柵極控信號G一CS和數(shù)據(jù)控制信號D一CS。定時控制器50將柵極控信號G_CS提供給柵極驅動器20，并將數(shù)據(jù)控制信號 D—CS提供給數(shù)據(jù)線30。
背光單元80包括多個發(fā)光區(qū)域。各個發(fā)光區(qū)域可以包括至少一個發(fā)光二極管("LED")。
背光驅動器70將LED驅動電壓VLED提供給各個發(fā)光區(qū)域以驅動LED。響應于從亮度控制信號發(fā)生器60施加的調光信號DS，背光驅動器70控制電流電平，以將電流才是供給發(fā)光區(qū)域。
亮度控制信號發(fā)生器60基于從外部設備輸入的像素數(shù)據(jù)信號R、 G和B 產生調光信號DS。亮度控制信號發(fā)生器60通過提前計算沿著發(fā)光區(qū)域外圍發(fā)生的光干擾的量產生補償值。亮度控制信號發(fā)生器60產生相應于補償值的調光信號DS ，并將調光信號DS提供給背光驅動器70。
圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖1中的背光單元的平面圖，而圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的圖1的背光單元的平面圖。參見圖2，背光單元80包括具有至少一個LED82的發(fā)光區(qū)域81。
在發(fā)光區(qū)域81中形成的LED82可以包括產生白光的多個白色LED，并且白色LED可以彼此串聯(lián)地電氣連接。
參見圖3，發(fā)光區(qū)域81可以包括紅、綠和藍LED83、 84和85以產生白光。當在各個發(fā)光區(qū)城81中形成紅、綠和藍LED83、 84和85時，LED 83、 84和85中的每一種^皮此串聯(lián)地電氣連接，根據(jù)顏色分組(例如，相同顏色的 LED串聯(lián)連接)?？梢孕纬杀彻怛寗悠?0以用于驅動顏色組中的LED83、 84 和85 ，每個顏色組具有相同顏色的LED。圖4是示出圖1中的背光驅動器的示意性框圖，而圖5是圖1中的背光驅動器和背光單元之間的關系的示意性框圖。此處將利用具有彼此串聯(lián)地電
氣連接的白色LED的實施例來描述背光驅動器。
如圖4中所示，背光驅動器70可以包括脈沖寬度調制("PWM")信號發(fā)生器7和LED驅動器72，以提供電流到形成在發(fā)光區(qū)域中的LED。
PWM信號發(fā)生器71可以產生具有占空比的PWM信號以用于產生調光信號DS。 PWM信號可以用于調光控制中使用，因為PWM信號可以作為時間的函數(shù)控制電流?；蛘?，在LCD設備中可以使用用作為PWM信號發(fā)生器 71的信號發(fā)生器。例如，PWM信號發(fā)生器71可以借助于根據(jù)調光信號DS 調制電壓強度的強度調制方法、通過控制4是供給發(fā)光區(qū)域的電壓電平來執(zhí)行調光控制。
LED驅動器72從電源40接收輸入電壓VIN，并從PWM信號發(fā)生器71 接收PWM信號，以產生LED驅動電壓VLED。 LED驅動器72將具有占空比的PMW信號轉換為直流電壓，以將LED驅動電壓提供給LED。
背光驅動器70可以形成為單個芯片或者多個芯片。如果形成為多個芯片，則信號可以在芯片之間交換。
背光驅動器70的數(shù)目可以基本上等于發(fā)光區(qū)域的數(shù)目。在一些實施例中，單個背光驅動器70可以驅動多個發(fā)光區(qū)城。
如圖5所示，第一到第八背光驅動器70a到70h可以將LED驅動電壓
VLED 11到VLED 18、 VLED 21到VLED 28、......、以及VLED 81到VLED
88分別提供給形成在背光單元80的第一到第六十四發(fā)光區(qū)域中的LED。第一背光驅動器70a可以將第一到第八LED驅動電壓VLED 11到VLED 18分別提供給在第一到第八發(fā)光區(qū)域中形成的LED。第二背光驅動器70b可以將第九到第十六LED驅動電壓VLED 21到VLED 28分別i是供給在第九到第十六發(fā)光區(qū)域中形成的LED。因此，通過第一到第八背光驅動器70a到70h將
LED驅動電壓VLED 11到VLED 18、 VLED 21到VLED 28、.......和VLED
81到VLED 88提供給在64個發(fā)光區(qū)域中形成的LED。
當單個背光驅動器提供驅動電壓到多個發(fā)光區(qū)域時，通過減少背光驅動器的數(shù)目而減少了制造成本。
發(fā)光區(qū)域可以包括紅、綠和藍LED。當在各個發(fā)光區(qū)域中形成紅、綠和藍LED時，在LCD設備中形成紅、綠和藍背光驅動器，以通過為LED才是供驅動電壓來驅動紅、綠和藍LED。分離地形成紅LED、綠LED和藍LED，并且相同顏色的LED可以串聯(lián)地電氣連接。
在圖5中，單個背光驅動器為八個發(fā)光區(qū)域中的LED才是供驅動電壓。然而，這不是對本發(fā)明的限制，并且背光驅動器的數(shù)目可以由發(fā)光區(qū)域的數(shù)目確定。此外，背光驅動器的數(shù)目可以由在每個發(fā)光區(qū)域中形成的LED的數(shù)目確定。
圖6是LCD設備的亮度控制信號發(fā)生器的示意性框圖。參見圖6，亮度控制信號發(fā)生器60可以包括亮度提取器61、亮度補償器 62和調光計算器63。
亮度提取器61從外部設備接收像素數(shù)據(jù)信號R、 G和B，并臨時存儲信號R、 G和B。亮度提取器61將存儲的像素數(shù)據(jù)信號R、 G和B分配給對應于發(fā)光區(qū)域的顯示區(qū)域。亮度提取器61通過對像素數(shù)據(jù)信號R、 G和B進行數(shù)據(jù)轉換來提取各個顯示區(qū)域的亮度信息，并且計算各個顯示區(qū)域的相應亮度值。亮度值可以是與各個顯示區(qū)域的亮度信息有關的平均值、最大值或者最小值。
亮度補償器62通過使用濾波窗來產生補償值。該補償值是通過將相應亮度值與干擾值相加而計算的。干擾值是指示從顯示區(qū)域的發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光和來自鄰近區(qū)域的光之間的干擾量的亮度值。該補償值是相應亮度值和干擾值的和。
例如，如圖7所示，從發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光線具有高斯形的亮度分布。從
發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光與來自鄰近顯示區(qū)域的光線發(fā)生干擾。干擾光量可以通過使用點擴展函數(shù)(point spread function， "PSF")來計算。例如，從發(fā)光區(qū)域發(fā)
償值是通過使用PSF、應用濾波窗而計算的。
圖8是5x5點擴展函數(shù)("PSF")濾波窗(filterwindow)的方塊圖，而圖9 是3x5PSF濾波窗的方塊圖。
如圖8所示，中央顯示區(qū)域具有亮度值1，而且位于中央顯示區(qū)域的左側和右側的兩個顯示區(qū)域具有亮度^i 0.3 。〗立于中央顯示區(qū)域上方和下方的兩個顯示區(qū)域具有亮度值0.15，而且位于中央顯示區(qū)域的拐角處的四個顯示區(qū) 城具有亮度值O.l。位于與左右顯示區(qū)域相鄰位置的兩個顯示區(qū)域具有亮度值 0.1，而且位于與中央顯示區(qū)域上方和下方的顯示區(qū)域相鄰的位置的兩個顯示區(qū)域具有亮度值0.06。除了中央顯示區(qū)域之外的顯示區(qū)域的亮度值是利用與從中央發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光的干擾近似的。
如圖9所示，可以使用3x5 PSF濾波窗。如果需要的話，可以根據(jù)顯示區(qū)域的數(shù)目、發(fā)光區(qū)域的最大亮度值和亮度分布改變PSF濾波窗。
利用PSF濾波窗，從發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光具有比顯示區(qū)域高的亮度值，從而LCD設備可以防止顯示由中央顯示區(qū)域和鄰近顯示區(qū)域之間的亮度差所引起的斑點(spot)或者閃光(flash)現(xiàn)象。亮度補償器62通過將顯示區(qū)域的相應亮度值應用于PSF濾波窗而獲得對對應亮度值的補償值。
在圖8和圖9中，通過濾波窗的最大干擾值被限制為0.3。干擾值可以根據(jù)發(fā)光區(qū)域的數(shù)目、發(fā)光二極管的數(shù)目和分布、以及發(fā)光二極管的最大亮度值而變化。
圖10是示出了 LCD面板中顯示區(qū)域的亮度值的方塊圖，而圖11是示出了亮度補償器利用補償值獲得的各個發(fā)光區(qū)域的預定亮度值的方塊圖。圖11 示出了通過將5x5 PSF濾波窗應用在圖6的亮度補償器中所獲得的亮度值。
參見圖10和11，當背光單元包括64個發(fā)光區(qū)域時，LCD面板10包括對應于64個發(fā)光區(qū)域的64個顯示區(qū)域。每個顯示區(qū)域具有相應的亮度值。如圖10所示，通過粗實線隔開的四個顯示區(qū)域lla、 llb、 llc和lld分別具有亮度值l、 0.3、 0和0。具有亮度值1的顯示區(qū)域lla表示100%亮度，而具有亮度值0.3的顯示區(qū)域lib表示30%亮度。具有亮度值0的顯示區(qū)域llc 和lld表示0。/。亮度，這表示顯示黑色。其他剩余的顯示區(qū)域中的每一個也可
以具有相應的亮度^f直。
當對具有顯示區(qū)域的相應亮度值的LCD面板10應用5x5 PSF濾波窗時，
計算對應于發(fā)光區(qū)域的補償值以發(fā)出對應于該補償值的光。
對應于圖10中的由粗實線隔開的四個顯示區(qū)域lla、 llb、 llc和lid的
四個發(fā)光區(qū)域81a、 81b、 81c和81d發(fā)出具有對應于補償值的預定亮度值1、 0.87、 0.23和0.18的光。具有預定亮度值1的發(fā)光區(qū)域81a將在發(fā)光區(qū)域81a 中形成的LED的最大亮度值提供給對應于發(fā)光區(qū)域81a的顯示區(qū)域lla,而不考慮干擾亮度的量。具有預定亮度值0.87的發(fā)光區(qū)域81b將比亮度值0.3 更高的補償值提供給對應于發(fā)光區(qū)域81b的顯示區(qū)域llb。盡管顯示區(qū)域lib 具有亮度值0.3,但發(fā)光區(qū)域81b的預定亮度值是與鄰近發(fā)光區(qū)域的干擾亮度的量的和。也就是說，發(fā)光區(qū)域81b將高于亮度值0.3的預定亮度值0.87提供給顯示區(qū)域llb，從而防止顯示由顯示區(qū)域lib和具有亮度值1的鄰近顯示區(qū)域lla之間的亮度差引起的斑點。
發(fā)光區(qū)域81c將預定亮度值0.23提供給顯示區(qū)域llc，并且發(fā)光區(qū)域81c 位于具有預定亮度值1的發(fā)光區(qū)域81a的下方。盡管顯示區(qū)域llc具有亮度值O,但是考慮到干擾光的量，將預定亮度值0.23才是供給顯示區(qū)域llc，從而防止顯示由顯示區(qū)域和鄰近顯示區(qū)域之間的亮度差引起的斑點。
亮度補償器62計算補償值并且將該值提供給調光計算器63。
調光計算器63利用補償值產生對應于各個發(fā)光區(qū)域的調光信號DS。例如，當顯示區(qū)域顯示白色時，對應于顯示區(qū)域的發(fā)光區(qū)域產生具有最大亮度的光。因此，調光計算器63將100%調光信號DS提供給對應于顯示白色的顯示區(qū)域的背光驅動器70 。其他剩余的顯示區(qū)域中的每一個接收對應于其補償值的調光信號DS。
由調光計算器63計算的調光信號DS被提供給背光驅動器70。提供給背光驅動器70的調光信號DS控制PWM信號的占空比以驅動在發(fā)光區(qū)域中形成的LED。
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設備中亮度控制信號發(fā)生器的有效性的平面圖，而圖13是表示圖12中獲得的各個顯示區(qū)域的亮度值的圖表。
圖13是表示根據(jù)測試塊86的大小以及根據(jù)亮度控制信號發(fā)生器60的驅動狀態(tài)測量的歸一化亮度的圖表。橫坐標表示與測試塊86的初始大小成比例的比例的增加，而縱坐標表示在測試塊86中測量的歸一化亮度。
LCD面板10的測試塊86是以預定大小設置的，并且其大小在測試期間增加。最大灰度測試塊86在最小顯示區(qū)域上形成。隨著測試塊86的大小增加，測量測試塊86的中央的亮度。
當圖1中的亮度控制信號發(fā)生器60不運行時，在對應于測試塊86的10%, 30%，和60%的區(qū)域，圖13中的第一線所示的歸一化亮度急劇地增加。在這些亮度急劇增加的區(qū)域，顯示設備產生不期望的人為失真(artifact),諸如閃光。然而，當圖1中的亮度控制信號發(fā)生器60運行時，歸一化亮度未示出急劇增加的這些區(qū)域，如圖13中的第二線所示。相反，歸一化亮度連續(xù)地增加，開始時迅速增加然后逐漸地增加。在此情況下，顯示設備不產生不期望的諸如閃光的人為失真。因此，在根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD設備中，亮度控制信號發(fā)生器控制每
個發(fā)光區(qū)域的亮度，以防止形成諸如閃光的不期望的人為失真。亮度控制信號發(fā)生器通過減少發(fā)光區(qū)域之間的亮度差來實現(xiàn)這一點。
圖14是依照本發(fā)明實施例的驅動LCD設備的方法的流程圖。參見圖14,驅動LCD設備的方法包括計算對應于每個發(fā)光區(qū)域的相應亮度值(步驟SIO),通過濾波窗計算補償值(步驟S20)，將補償值與預定最大亮度值進行比較(步驟S30),產生對應于預定最大亮度值的調光信號(步驟 S40),產生對應于補償值的調光信號(步驟S50)，以及產生對應于每個發(fā)光區(qū) 域的光(步驟S60)。
在步驟SIO中，通過將從外部設備輸入的數(shù)據(jù)信號分配給每個顯示區(qū)域來計算對應于每個發(fā)光區(qū)域的相應亮度值。相應亮度值可以是固定值、所述
數(shù)據(jù)信號的亮度信息的和或者平均值。
在步驟S20中，利用諸如PSF濾波窗的濾波窗計算補償值。PSF濾波窗包括5x5點擴展PSF濾波窗，3x5 PSF濾波窗或高斯濾波窗。
補償值是通過濾波窗將相應亮度值與干擾值相加的值。
在步驟30,預定最大亮度值被固定為背光單元產生最大亮度所需要的電流電平。將預定最大亮度與補償值進行比較。因為在背光單元中形成的多個 LED可能由于接收高于最大允許電流電平的電流電平而損壞，所以預定最大亮度值可以設置在最大電流電平的大約80%到大約100%。
在步驟S40，當補償值等于或者大于預定最大亮度值時，產生相應于預定最大亮度值的調光信號。調光信號具有PWM信號的100%占空比。
在步驟S50,當補償值小于預定最大亮度值時，產生相應于補償值的調光信號。調光信號具有PWM信號的小于100%的占空比。
在步驟S60，通過對應于預定最大亮度值的調光信號或者對應于補償值的調光信號控制PMW信號的占空比。LED驅動電壓由受控的占空比施加到每一個發(fā)光區(qū)城。當施加相應于補償值的調光信號時，PWM信號具有在大約 0%和大約100°/。之間的占空比。當施加相應于預定最大亮度值的調光信號時， PWM信號具有100%的占空比。
通過所施加的調光信號控制PWM信號的占空比，以調整在每個發(fā)光區(qū) 域中形成的LED的亮度。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設備的示意性框圖。根據(jù)第二實施例的LCD設備包括LCD面板10、柵極驅動器20、數(shù)據(jù)驅動器30、定時控制器50、背光單元80、背光驅動器70、亮度控制信號發(fā)生器60、光傳感器91、和傳感器信號調制器90。
圖15中的LCD面板10、柵極驅動器20、數(shù)據(jù)驅動器30和定時控制器 50具有與在圖1中分配相同參考標記的元件相同的結構，因此不重復對它們的i羊細i兌明。
背光單元80包括在每個發(fā)光區(qū)域81中形成的LED 82和檢測來自LED 82的光量的光傳感器91。
光傳感器91在每個發(fā)光區(qū)域81的預定位置形成，以檢測LED 82的亮度水平，并將模擬的或者數(shù)字的光檢測信號PDS提供到傳感器信號調制器90 。
傳感器信號調制器90調制從光傳感器91輸入的光檢測信號PDS,并將調制信號MPDS作為反饋提供到亮度控制信號發(fā)生器60。調制信號MPDS 對信號進行調制，以匹配從外部設備傳送給亮度控制信號發(fā)生器60的數(shù)據(jù)像素信號R、 G和B的信號類型。例如，當輸入到亮度控制信號發(fā)生器60的數(shù) 據(jù)像素信號R、 G和B使用低電壓差分信令("LVDS")時，傳感器信號調制器 90將光線檢測信號PDS調制為LVDS。
傳感器信號調制器90可以調制光檢測信號PDS,以將光檢測信號PDS 提供給每個發(fā)光區(qū)域81。傳感器信號調制器90可以將調制后的光檢測信號 PDS提供到亮度控制發(fā)生器60，所述調之后的光檢測信號PDS包括用于相互區(qū)分發(fā)光區(qū)域81的信息。
通過判斷在LED 82是否將依照補償值的光提供到LCD面板10，可以實時地對補償值進行控制。
傳感器信號調制器90可以被形成為附加芯片，或者可以被形成在背光驅動器70中。
因此，根據(jù)本發(fā)明的顯示設備和驅動方法可以通過控制每個發(fā)光區(qū)域的亮度來改善圖像的對比率。同時，本發(fā)明可以通過將光提供到具有與顯示區(qū) 域不同的亮度的鄰近顯示區(qū)域來防止在顯示區(qū)域和鄰近顯示區(qū)域之間顯示斑點。根據(jù)本發(fā)明的顯示設備可以改善顯示設備的整體亮度，并且可以通過將各個信號提供到每個發(fā)光區(qū)域而減少功耗。傳統(tǒng)的背光單元不允許這樣各別地控制發(fā)光區(qū)域。
對于本領域技術人員而言顯而易見的是，在不背離本公開內容的精神或范圍的情況下，可以作出各種修改和變化。因此，意味著本公開內容覆蓋了歸入所公開實施例和它們的等效物的范圍之內的顯而易見的修改和變化。
權利要求
1、一種顯示設備包括背光單元，其包括多個發(fā)光區(qū)域，所述多個發(fā)光區(qū)域包括第一發(fā)光區(qū)域和鄰近于該第一發(fā)光區(qū)域的第二發(fā)光區(qū)域；顯示面板，其使用從背光單元發(fā)出的光顯示圖像；背光驅動器，其驅動背光單元；以及亮度控制信號發(fā)生器，其根據(jù)第一發(fā)光區(qū)域和第二發(fā)光區(qū)域之間的光干擾的量控制第一發(fā)光區(qū)域的亮度。
2、如權利要求l所述的顯示設備，其中所述亮度控制信號發(fā)生器包括亮度提取器，其響應于像素數(shù)據(jù)信號產生每個發(fā)光區(qū)域的亮度值；亮度補償器，其計算相應于亮度值的干擾值并且產生補償值，其中所述干擾值指示光干擾的量；以及調光計算器，其產生相應于補償值的調光信號，并將該調光信號提供給背光驅動器。
3、如權利要求2所述的顯示設備，其中所述干擾值在亮度值的大約5% 和大約30%之間。
4、如權利要求2所述的顯示設備，其中所述亮度控制信號發(fā)生器將所述補償值與相應于每個發(fā)光區(qū)域所允許的最大電流電平的預定最大亮度值進行比較，當所述補償值小于所述最大亮度值時產生相應于補償值的調光信號，并且當所述補償值等于或大于預定最大亮度值時產生相應于預定最大亮度值的調光信號。
5、如權利要求4所述的顯示設備，其中所迷背光驅動器還包括脈寬調制(PWM)信號發(fā)生器，其產生具有相應于調光信號的占空比的PWM信號；以及發(fā)光二極管(LED)驅動器，其根據(jù)PMW信號的占空比控制電流。
6、如權利要求5所述的顯示設備，其中存在包括所述背光驅動器的多個背光驅動器，其中背光驅動器的數(shù)目等于發(fā)光區(qū)域的數(shù)目。
7、如權利要求1所述的顯示設備，其中所述背光單元在每個發(fā)光區(qū)域中包括至少一個LED。
8、如權利要求7所述的顯示設備，其中所述背光單元在每個發(fā)光區(qū)域中還包括多個彼此串聯(lián)地電氣連接的LED。
9、如權利要求7所述的顯示設備，其中所述LED包括白色LED。
10、如權利要求7所述的顯示設備，其中所述背光單元在每個發(fā)光區(qū)域中還包括紅色LED、綠色LED和藍色LED。
11、如權利要求10所述的顯示設備，其中所迷背光單元包括串聯(lián)地電氣連接到相同顏色LED的多個紅色LED、多個綠色LED和多個藍色LED，并且背光驅動器驅動顏色組中的紅色LED、綠色LED和藍色LED,每個顏色組具有相同顏色的LED。
12、如權利要求1所述的顯示設備，還包括光傳感器，其測量背光單元的亮度；以及傳感器信號調制器，其調制從光傳感器提供的光檢測信號，并且將該光檢測信號提供給亮度控制信號發(fā)生器。
13、一種驅動顯示設備的方法，包括計算背光單元中的每個發(fā)光區(qū)域的亮度值；計算用于每個發(fā)光區(qū)域的補償值；產生相應于所述補償值的調光控制信號；以及將相應于所述調光信號的光提供給每個發(fā)光區(qū)域。
14、如權利要求13所述的方法，其中，所述計算補償值的步驟還包括將所迷亮度值和干擾值相加，其中所述干擾值指示來自鄰近顯示區(qū)域的光之間的干擾的量。
15、如權利要求14所述的方法，其中所述產生調光信號的步驟還包括將所述補償值與預定最大亮度值進行比較；當所述補償值等于或大于預定最大亮度值時，產生相應于預定最大亮度值的調光信號；以及當所述補償值小于預定最大亮度值時，產生相應于所述補償值的調光信
16、如權利要求15所述的方法，其中所述產生光的步驟包括產生具有相應于調光信號的占空比的PWM信號；以及將相應于所述占空比的電流才是供給每個發(fā)光區(qū)域。
17、如權利要求16所述的方法，其中，所述提供電流的步驟包括測量相應于每個發(fā)光區(qū)域的亮度；以及將測量的亮度與補償值進行比較，以控制背光單元的亮度。
全文摘要
提供一種顯示設備及其驅動方法，所述顯示設備的背光單元減少了功耗和圖像中不期望的人工失真的顯示。背光單元被分成多個發(fā)光區(qū)域，并且亮度控制信號發(fā)生器控制由每個發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光的亮度。通過考慮來自鄰近發(fā)光區(qū)域的光干擾而控制特定發(fā)光區(qū)域的亮度。顯示面板通過從背光單元發(fā)出的光顯示圖像，而背光驅動器驅動背光單元。
文檔編號G09G5/10GK101425275SQ20081014519
公開日2009年5月6日申請日期2008年8月5日優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者崔烱旭, 樸允載, 樸文秀, 金明洙申請人:三星電子株式會社

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