JP2009109975A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトユニットから出射される光の輝度を発光領域別に制御してコントラスト比を向上させることができる表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】第１発光領域と該第１発光領域に隣接した第２発光領域とを含む複数の発光領域を含むバックライトユニットと、前記バックライトユニットから供給される光を用いて画像を表示する表示パネルと、前記バックライトユニットを駆動させるバックライト駆動部と、前記第１発光領域と前記第２発光領域との間の光干渉量に従って前記第１発光領域の輝度を制御する輝度制御信号生成部とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示装置及びその駆動方法に係り、より詳しくはバックライトの輝度を制御することのできる表示装置及びその駆動方法に関する。

液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネル、液晶パネルに光を供給するバックライトユニットを含む。
液晶パネルは、ゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ及び画素電極などを含む薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルタ及び共通電極などを含むカラーフィルタ基板と、それらの間に挟持される液晶層を備える。液晶パネルは、画素電圧が印加されると、液晶層の液晶分子が配向を変化させてバックライトユニットから供給された光の透過率を調節して画像を表示する。

このような液晶表示装置は、受光形表示装置であるため、液晶パネルの背面にはバックライトユニットが配置される。
バックライトユニットは、蛍光ランプ又は発光ダイオードなどを使用する。最近、低消費電力及び色再現性の優れた発光ダイオードがバックライトユニットに広く使われる。

一般にバックライトユニットは、液晶パネルに表示される画像の階調に関わらず、一定の輝度の光を供給する。従って、暗い画像を表示する場合、光漏れによるコントラスト比が低下してしまうという問題がある。
そして、フレーム別に入力される画像データ信号の平均輝度を計算してバックライトユニットの輝度を調節する方法もあるが、一つのフレームで表示される画像には、暗い画面と明るい画面が共存する場合にコントラスト比低下の問題が改善されず、全体的な輝度が減少されるという問題がある。

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、バックライトユニットから出射される光の輝度を発光領域別に制御してコントラスト比を向上させることができる表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記表示装置の駆動方法を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、第１発光領域と該第１発光領域に隣接した第２発光領域とを含む複数の発光領域を含むバックライトユニットと、前記バックライトユニットから供給される光を用いて画像を表示する表示パネルと、前記バックライトユニットを駆動させるバックライト駆動部と、前記第１発光領域と前記第２発光領域との間の光干渉量に従って前記第１発光領域の輝度を制御する輝度制御信号生成部とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置の駆動方法は、複数の発光領域を備えるバックライトユニットの各々の発光領域別に輝度値を計算するステップと、前記各発光領域別に補正輝度値を計算するステップと、前記補正輝度値に対応するディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）制御信号を生成するステップと、前記各々の発光領域別に前記ディミング制御信号に対応する光を生成するステップとを有することを特徴とする。

本発明に係る表示装置及びその駆動方法によれば、表示装置の発光領域別に輝度を制御してコントラスト比を向上させることができるという効果がある。
また、表示装置の発光領域別に輝度差が大きく発生される場合、隣接した発光領域に光をさらに供給することによって、輝度差による表示染み（ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ａｓｐｏｔ）を防止できるという効果がある。

また、本発明の効果は、表示装置の全体輝度を向上させることができる。そして本発明による表示装置は、発光領域別に別途の光を供給するため、従来全面発光するバックライトユニットに比べて消費電力が減少できるという効果がある。

次に、本発明に係る表示装置及びその駆動方法を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置を示したブロック図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置は、液晶パネル１０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、電源部４０、タイミングコントローラ５０、バックライトユニット８０、バックライト駆動部７０、及び輝度制御信号生成部６０を含む。

具体的には、液晶パネル１０は、複数のゲートライン及びデータラインが交差して形成され、各々の交差部ごとに薄膜トランジスタ及び画素電極が配置されゲートラインを通して供給されるゲートオン電圧ＶＯＮとデータラインとを通して供給されたデータ電圧によって画像を表示する。
液晶パネル１０は、複数の表示領域１１を含む。この際、各々の表示領域１１は、バックライトユニット８０の複数の発光領域と対応する領域である。表示領域１１は、バックライトユニット８０の複数の発光領域で生成された光を供給されて表示領域１１別に異なる輝度に画像を表示できる。

ゲート駆動部２０は、タイミングコントローラ５０から印加されたゲート制御信号Ｇ＿ＣＳによって電源部４０で供給されたゲートオン／オフ電圧ＶＯＮ／ＶＯＦＦを液晶パネル１０に形成されたゲートラインに順次に印加する。
データ駆動部３０は、タイミングコントローラ５０から印加されたデータ制御信号Ｄ＿ＣＳによってタイミングコントローラ５０から印加されたデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する階調電圧に変換されたデータ電圧を出力する。

電源部４０は、外部から入力された電圧からゲートオン電圧ＶＯＮ、ゲートオフ電圧ＶＯＦＦ、アナログ駆動電圧ＡＶＤＤ、及び入力電圧ＶＩＮなどの駆動電圧を生成しうる。 この際、電源部４０で生成されたゲートオン／オフ電圧ＶＯＮ／ＶＯＦＦは、ゲート駆動部２０に供給され、アナログ駆動電圧ＡＶＤＤは、データ駆動部３０に供給される。入力電圧ＶＩＮは、バックライト駆動部７０に供給される。

タイミングコントローラ５０は、外部の装置から印加されたデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂをデータ駆動部３０に供給する。そして、タイミングコントローラ５０は、ゲート制御信号Ｇ＿ＣＳ及びデータ制御信号Ｄ＿ＣＳを生成する。タイミングコントローラ５０で生成されたゲート制御信号Ｇ＿ＣＳはゲート駆動部２０に、データ制御信号Ｄ＿ＣＳはデータ駆動部３０に供給される。
バックライトユニット８０は、複数の発光領域を備わる。各々の発光領域には少なくとも一つの発光ダイオードが形成される。

バックライト駆動部７０は、バックライトユニット８０の各々の発光領域ごとに形成された発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤを供給する。この際、バックライト駆動部７０は、輝度制御信号生成部６０から印加されたディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）制御信号ＤＳによって発光領域別に供給される電流量を制御する。

輝度制御信号生成部６０は、外部の装置から入力される画素データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂからディミング制御信号ＤＳを生成する。輝度制御信号生成部６０は、複数の発光領域に分けられたバックライトユニット８０で互いに隣接した発光領域で干渉する光量をあらかじめ計算して補正輝度値を生成する。そして、輝度制御信号生成部６０は、補正輝度値に対応するディミング制御信号ＤＳを生成してバックライト駆動部７０に供給する。

図２は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置に含まれたバックライトユニットを概略的に示した図であり、図３は、発光領域に赤、緑、青色発光ダイオードが形成されたことを概略的に示した図である。
図２に示すように、バックライトユニット８０は、少なくとも一つの発光ダイオード８２が形成された複数の発光領域８１を備える。
発光領域８１に形成された発光ダイオード８２は、白色光を生成する白色発光ダイオードが複数に形成されることができ、複数の白色発光ダイオードは直列接続することができる。

一方、図３に示すように、発光領域８１には白色光を生成するために、赤、緑、青色の光を生成する赤、緑、青色発光ダイオード８３、８４、８５を含むこともできる。この際、発光領域８１別に赤、緑、青色発光ダイオード８３、８４、８５が複数に形成されると、これらダイオードは互いに同一の色同士直列接続できる。この際、発光領域８１に形成された赤、緑、青色の発光ダイオード８３、８４、８５は、これを色別に駆動するバックライト駆動部７０を備えることが好ましい。

図４は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置のバックライト駆動部を概略的に示したブロック図であり、図５は、図１に示したバックライト駆動部とバックライトユニットとの関係を示したブロック図である。
ここでは、バックライト駆動部は、白色発光ダイオードが直列に接続される例を挙げて説明する。

図４に示すように、バックライト駆動部７０は、一つの発光領域に形成された発光ダイオードに電流を供給するために、ＰＷＭ信号生成部７１及び発光ダイオードドライバ７２が備わる。
ＰＷＭ信号生成部７１は、ディミング制御信号ＤＳによってデューティ比を有するパルス幅変調（Ｐｕｌｓ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；以下、“ＰＷＭ”と称する）信号を生成する。このようなＰＷＭ信号は、時間の関数として電流値を制御できるため、ディミング制御の時、たくさん使われる。また、パルス幅変調信号生成部７１と同一の機能をする信号生成部が液晶表示装置に使用される。例えば、ディミング制御信号ＤＳによって電圧の大きさを変調する大きさ変調方法などを通して発光領域に供給される電圧レベルを調節することによってディミング制御をすることができる。

発光ダイオードドライバ７２は、電源部４０から入力電圧ＶＩＮとＰＷＭ信号生成部７１からのＰＷＭ信号を印加されて発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤを生成する。発光ダイオードドライバ７２は、デューティ比を有するＰＷＭ信号を直流電圧に変換して発光ダイオードに発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤを供給する。
上記の構成要素を有するバックライト駆動部７０は、単一チップ又は複数のチップで形成され、互いに有機的に信号が交換される。
このようなバックライト駆動部７０は、一つの発光領域と対応して発光領域の数だけ備える。また、バックライト駆動部７０は、一つのバックライト駆動部７０が複数の発光領域を駆動する。

例えば、図５に示すように、バックライトユニット８０が６４個の発光領域に分れると、第１〜第６４発光領域別に形成された発光ダイオードに第１〜第８バックライト駆動部７０ａ〜７０ｈから発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤ１１〜ＶＬＥＤ８８を供給する。
すなわち、８個の発光領域には、第１バックライト駆動部７０ａで第１〜第８発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤ１１〜ＶＬＥＤ１８を供給し、第２バックライト駆動部７０ｂでは他の８個の発光領域に第９〜第１６発光ダイオード駆動電圧ＶＬＥＤ２１〜ＶＬＥＤ２８を供給する。このように、第１〜第８バックライト駆動部７０ａ〜７０ｈを通して６４個の発光領域各々に発光ダイオード駆動電圧を供給する。
一つのバックライト駆動部で複数の発光領域に発光ダイオード駆動電圧を供給する場合、チップ形態に製造されるバックライト駆動部の数を減らすことによって費用を下げる。

一方、各々の発光領域には、赤、緑、青色発光ダイオードが形成され得る。各々の発光領域別に赤、緑、青色発光ダイオードが形成されると、バックライト駆動部は赤、緑、青色発光ダイオード各々を駆動する赤、緑、青色バックライト駆動部を備え、赤、緑、青色バックライト駆動部は、複数の発光領域に発光ダイオード駆動電圧を供給する。この際、赤、緑、青色発光ダイオードは、同一の色別に複数備わり、複数の発光ダイオードは、直列に接続される。

図５においては、８個の発光領域に一つのバックライト駆動部を通して発光ダイオード駆動電圧を供給することを例に挙げて説明したが、これに限定されず、発光領域の数によってバックライト駆動部の数を決定する。また、バックライト駆動部の電流容量及び各々の発光領域別に形成された発光ダイオードの数によってもバックライト駆動部の数を決定する。

図６は、図１に示した液晶表示装置の輝度制御信号生成部の内部構成を示したブロック図であり、図７は、各々のバックライトユニットから供給される輝度分布を表すグラフである。
図６に示すように、輝度制御信号生成部６０は、輝度抽出部６１、輝度補正部６２、及びディミング計算部６３を含む。

輝度抽出部６１は、入力された画素データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂを一時的に格納する。輝度抽出部６１は、格納された画素データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂを発光領域と対応する表示領域に分ける。輝度抽出部６１は、画素データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂからデータ変換を通して表示領域別輝度情報を抽出し、各々の表示領域別に輝度値を計算する。輝度値は、各々の表示領域の輝度情報の平均値か、又は最大値、又は最小値である。

輝度補正部６２は、フィルタウィンドウを用いて補正輝度値を生成する。この際、補正輝度値は、対応する輝度値に干渉輝度値を加算して計算される。すなわち、干渉輝度値は、表示領域の発光領域で供給された光と隣接した発光領域で供給された光との間の光干渉量を表す輝度値である。従って、任意の表示領域での補正輝度値は、輝度値と干渉輝度値を合せた値である。

例えば、各々の発光領域で供給される光は、図７に示すように、ガウス（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布形態の輝度分布を有する。この際、任意の発光領域で供給される光は任意の発光領域と対応する表示領域の周辺領域に干渉を起こす。干渉を起こす程度はＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）などを用いて計算する。例えば、任意の発光領域で供給される光の約５％〜約３０％が隣接した発光領域から出射される光と干渉を起こす。補正輝度値は、このようなＰＳＦを逆に用いたフィルタウィンドウを適用して計算される。

図８は、ＰＳＦフィルタウィンドウのうち、５×５ＰＳＦフィルタウィンドウのブロック図であり、図９は、３×５ＰＳＦフィルタウィンドウのブロック図である。
図８に示すように、中心の表示領域は、“１”の輝度値を有し、中心の表示領域の左側と右側に位置した２個の表示領域は、“０．３”の輝度値を有する。中心の表示領域の上側と下側に位置した２個の表示領域は“０．１５”の輝度値を有し、中心の表示領域の角に位置した４個の表示領域は、“０．１”の輝度値を有する。左側と右側表示領域の次に位置した２個の表示領域は、“０．１”の輝度値を有し、中心の表示領域の上側と下側の表示領域の次に位置した２個の表示領域は、“０．０５”の輝度値を有する。中央の表示領域を除いた表示領域の輝度値は、中央の発光領域から供給された光で干渉された光干渉量を用いた近似値である。

また、図９に示すように、ＰＳＦフィルタウィンドウのうち、３×５ＰＳＦフィルタウィンドウを使用する。
すなわち、ＰＳＦフィルタウィンドウは、表示領域の数、発光領域での最大輝度及び輝度分布を通して適切なＰＳＦフィルタウィンドウを使用する。
上述したＰＳＦフィルタウィンドウを用いて表示領域の輝度値より大きい輝度の光を発光領域で供給すると、表示領域の輝度が急激に変わる時、表示染み（ｓｐｏｔ）やフラッシュ現象のような表示不良を防止できる。すなわち、輝度補正部６２は、各々の表示領域別に入力された輝度値に上記のＰＳＦフィルタウィンドウを適用して補正輝度値を生成する。

図８及び図９においては、最大干渉輝度値がフィルタウィンドウを通して０．３で限定される。干渉輝度値は、バックライトユニットの発光領域の数、発光領域別に形成された発光ダイオードの数及び分布、発光ダイオードの最大輝度量によって多様に変更することができる。

図１０は、液晶パネルの表示領域別輝度を正規化して示したブロック図であり、図１１は、輝度補正部で補正された補正輝度値を通して発光領域別に発光される輝度を正規化して示したブロック図である。
図１１は、図６に示した輝度補正部６２で５×５ＰＳＦフィルタウィンドウを適用した例を挙げて示した図面である。

図１０及び図１１に示すように、液晶パネル１０は、バックライトユニットの発光領域が６４個である場合、各々の発光領域が対応される６４個の表示領域に区分されることができ、各表示領域は対応する輝度値を有する。この時、中央の太線に区画された４個の表示領域１１ａ〜１１ｄは、各々“１”、“０．３”、“０”及び“０”の輝度値を示す。
すなわち、“１”の輝度値を有する表示領域１１ａは１００％の輝度を表し、“０．３”の輝度値を有する表示領域１１ｂは３０％の輝度を表し、“０”の輝度値を有する表示領域１１ｃ、１１ｄは０％の輝度、すなわち、ブラックを表す。また、中央の太線に区画された領域を除いた残り領域も対応する輝度値を有することができる。

表示領域別に上記の輝度値を有する液晶パネル１０に図９に示した５×５ＰＳＦフィルタウィンドウを適用してバックライトユニット８０に図１１に示すように、発光領域別に補正輝度値に対応される光が生成される。
ここで、図１０の太線に区画にされた４個の表示領域と対応される発光領域８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄにおいては、補正輝度値に対応して“１”、“０．８７”、“０．２３”、“０．１８”の正規化された輝度を有する光を生成する。

すなわち、正規化された輝度が“１”で表示された発光領域８１ａは、周辺の発光領域で干渉する光量に関わらず、発光領域８１ａに形成された発光ダイオードの最大輝度を供給する。しかしながら、正規化された輝度が“０．８７”で表示された発光領域８１ｂは、“０．３”の輝度を表す表示領域１１ｂより高い補正された輝度で光を供給する。
“０．３”の輝度を表す表示領域１１ｂの輝度が“０．３”であるが、これと対応する発光領域８１ｂにおいては、周辺発光領域で干渉する光量が全て加算された値を有する。これに従い、“０．３”の輝度より高い“０．８７”の輝度で光を供給する。従って、輝度が“１”である表示領域１１ａとの輝度差による表示染みが防止される。

また、正規化された輝度が“１”で表示された発光領域８１ａのすぐ下に位置した発光領域８１ｃでは“０．２３”の輝度で光を供給する。すなわち、表示領域１１ｃに表示される輝度は、“０”であるが、これと対応する発光領域８１ｃでは周辺の干渉輝度値を考慮して“０．２３”の輝度で光を供給する。これに従い、隣接した表示領域との輝度差による表示染みが防止される。
上記のように、輝度補正部６２で生成された補正輝度値は、ディミング計算部６３で供給される。

ディミング計算部６３は、補正輝度値を用いてバックライトユニット８０の発光領域別にディミング制御信号ＤＳを生成する。
例えば、表示領域が白色を表示する場合、表示領域と対応する発光領域では最大輝度の光を生成しなければならない。従って、ディミング計算部６３は、白色を表示する表示領域には１００％のディミング制御信号ＤＳをバックライト駆動部７０に供給する。そして、残りの補正輝度値に各々対応されるディミング制御信号ＤＳを供給する。
ディミング計算部６３から生成されたディミング制御信号ＤＳは、バックライト駆動部７０に供給される。バックライト駆動部に供給されたディミング制御信号ＤＳは、図４で説明したように、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節して各々の発光領域ごとに形成された発光ダイオードを駆動できる。

図１２は、本発明の液晶表示装置の効果を説明するためにバックライトユニットの最大輝度変化量を実施した実験図であり、図１３は、図１２で測定された各々の表示領域の輝度値を示すグラフである。
図１３は、テストブロック８６の大きさ及び輝度制御信号生成部の動作状態によって各々の輝度を測定したグラフである。図１３に示したグラフィックの横軸は、テストブロック８６の大きさを初期大きさに比例して増加した比率を示し、縦軸は、テストブロック８６で測定された輝度を正規化した値を示す。

具体的には、液晶パネル１０のテストブロック８６は、所定の大きさに設定され、テスト中に時間によりテストブロック８６の大きさは増加する。上記の実験は、最小表示領域上に最高階調のテストブロック８６を作る。次に、テストブロック８６の大きさを増加させつつテストブロック８６の中心で輝度を測定する。

図１に示した輝度制御信号生成部６０が動作しない場合にテストブロック８６の大きさが最初のテストブロック８６の大きさの１０％、３０％、６０％と増加する領域で図１３の第１ラインのように階段状に輝度が急激に変わることがわかる。この時、第１ラインで急激に輝度が変わる領域においては、閃光（ｆｌａｓｈｉｎｇ）などの表示不良が現れる。

しかしながら、図１に示した輝度制御信号生成部６０が動作する場合には、図１３の第２ラインのように連続的に輝度が変わることによって閃光などの表示不良が防止される。
従って、本発明の実施形態による液晶表示装置は、輝度制御信号生成部で発光領域単位で輝度を制御する場合、隣接した発光領域間の輝度差によって発生される閃光などの不良を防止できる。

図１４は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の駆動方法を示したフローチャートである。
図１４に示すように、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、発光領域別輝度値を計算する段階（ステップＳ１０）、フィルタウィンドウを用いた補正輝度値を計算する段階（ステップＳ２０）、設定された最大輝度値と補正輝度値とを比較する段階（ステップＳ３０）、設定された最大輝度値のディミング制御信号を生成する段階（ステップＳ４０）、補正輝度値のディミング制御信号を生成する段階（ステップＳ５０）、及び発光領域別の光を生成する段階（ステップＳ６０）を含む。

具体的には、発光領域別輝度値を計算する段階（ステップＳ１０）は、外部の装置から入力されるデータ信号を各々の発光領域と対応する各々の表示領域別に区分して発光領域別輝度値を計算する。この時、発光領域別輝度値は、データ信号に含まれた輝度情報が加算された値、正規化された値、又は平均値のうち何れか一つの値である。

次に、フィルタウィンドウを用いた補正輝度値計算する段階（ステップＳ２０）は、ＰＳＦフィルタウィンドウなどのフィルタウィンドウを用いて補正輝度値を計算する。この時、ＰＳＦフィルタウィンドウは、図８に示した５×５ＰＳＦフィルタウィンドウ、又は、図９に示した５×３ＰＳＦフィルタウィンドウなどが適用でき、ガウシアンフィルタウィンドウを適用することができる。
補正輝度値は、輝度値にフィルタウィンドウによって設定された干渉輝度値を加算した値である。

次に、設定された最大輝度値と補正輝度値とを比較する段階（ステップＳ３０）は、バックライトユニットで最大輝度の光を生成する時必要な電流値が換算されて設定された最大輝度値と補正輝度値とを比較する。すなわち、バックライトユニットに含まれた複数の発光ダイオードは、最大電流値以上の電流が供給される場合破損するおそれがあるため、最大電流値の８０〜１００％間の値に設定されることが好ましい。

次に、設定された最大輝度値のディミング制御信号を生成する段階（ステップＳ４０）は、補正輝度値が設定された最大輝度値よりさらに大きいか、又は同じ場合、設定された最大輝度値と対応するディミング制御信号を生成する。この時、ディミング制御信号は、ＰＷＭ信号のデューティー比が１００％になるようにする。

一方、補正輝度値のディミング制御信号を生成する段階（ステップＳ５０）は、補正輝度値が設定された最大輝度値より小さい場合、補正輝度値と対応するディミング制御信号を生成する。この時、ディミング制御信号は、１００％ＰＷＭ信号のデューティー比が１００％未満になるようにする信号である。

次に、発光領域別に光を生成する段階（ステップＳ６０）は、設定された最大輝度値のディミング制御信号及び補正輝度値のディミング制御信号の何れか一つのディミング制御信号によってＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。そしてデューティ比によって電流を別にして各々の発光領域別に発光ダイオード駆動電圧を供給する。ここで、補正輝度値と対応するディミング制御信号が印加されると、ＰＷＭ信号のデューティ比は０％以上１００％未満の値を有する。そして、最大輝度値と対応するディミング制御信号が印加されると、ＰＷＭ信号のデューティ比は１００％となる。
従って、印加されたディミング制御信号によってＰＷＭ信号のデューティ比を制御することによって各々の発光領域に形成された発光ダイオードの輝度を調節する。

図１５は、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置を示したブロック図である。
図１５に示すように、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置は、図１に示したものと同様に液晶パネル１０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０、タイミングコントローラ５０、バックライトユニット８０、バックライト駆動部７０、輝度制御信号生成部６０を含み、さらに光センサ９１及びセンサ信号変調部９０を含む。

具体的には、液晶パネル１０、ゲート駆動部２０、データ駆動部３０及びタイミングコントローラ５０は、図１に示した構成要素と同一であるため、具体的な説明は省略する。
バックライトユニット８０は、発光領域８１別に形成された発光ダイオード８２及び発光ダイオード８２からの光量を検出する光センサ９１を含む。
光センサ９１は、発光領域８１の所定領域に位置して発光ダイオード８２の輝度を検出してアナログ又はデジタル形態の光検出信号ＰＤＳをセンサ信号変調部９０に供給する。

センサ信号変調部９０は、光センサ９１から入力された光検出信号ＰＤＳを変調して変調信号ＭＰＤＳを輝度制御信号生成部６０にフィードバックさせる。ここで、変調信号ＭＰＤＳは、外部の装置から輝度制御信号生成部６０に入力されるデータ信号Ｒ、Ｇ、Ｂの形態と同一の形態の信号に変調される。例えば、輝度制御信号生成部６０に入力されるデータ信号Ｒ、Ｇ、ＢがＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ；以下、“ＬＶＤＳ”と称する）形態の信号なら、センサ信号変調部９０では光検出信号ＰＤＳをＬＶＤＳ信号形態に変調して供給する。

また、センサ信号変調部９０は、光検出信号ＰＤＳを各発光領域別に区分できるように信号を変調することができる。すなわち、センサ信号変調部９０は、発光領域別に検出された光検出信号ＰＤＳに発光領域を識別できる情報を含めて変調される信号を輝度制御信号生成部６０で供給することが好ましい。
これによって、発光ダイオード８２より補正輝度値に従った補正がなされた光が液晶パネル１０に供給されたかどうかを判断して補正輝度値をリアルタイムで制御できる。
ここで、センサ信号変調部９０は、別途のチップで製造、又はバックライト駆動部７０に含まれることができる。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置に含まれたバックライトユニットを概略的に示した図である。 発光領域に赤、緑、青色発光ダイオードが形成されたことを概略的に示した図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置のバックライト駆動部を概略的に示したブロック図である。 図１に示したバックライト駆動部とバックライトユニットとの関係を示したブロック図である。 図１に示した液晶表示装置の輝度制御信号生成部の内部構成を示したブロック図である。 各々のバックライトユニットから供給される輝度分布を表すグラフである。 ５×５ＰＳＦフィルタウィンドウのブロック図である。 ３×５ＰＳＦフィルタウィンドウのブロック図である。 液晶パネルの表示領域別輝度を正規化して示したブロック図である。 輝度補正部で補正された補正輝度値を通して発光領域別に発光される輝度を正規化して示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による液晶表示装置の輝度制御信号生成部の効果を説明するためにバックライトユニットの最大輝度変化量を実施した実験図である。 図１２の実験で測定された表示領域の輝度値を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の駆動方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による液晶表示装置を表したブロック図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
１１ 表示領域
２０ ゲート駆動部
３０ データ駆動部
４０ 電源部
５０ タイミングコントローラ
６０ 輝度制御信号生成部
６１ 輝度抽出部
６２ 輝度補正部
６３ ディミング計算部
７０ バックライト駆動部
７１ ＰＷＭ信号生成部
７２ 発光ダイオードドライバ
８０ バックライトユニット
８１ 発光領域
８２ 発光ダイオード
８３ 赤色発光ダイオード
８４ 緑色発光ダイオード
８５ 青色発光ダイオード
８６ テストブロック
９０ センサ信号変調部
９１ 光センサ

Claims (17)

1. 第１発光領域と該第１発光領域に隣接した第２発光領域とを含む複数の発光領域を含むバックライトユニットと、
   前記バックライトユニットから供給される光を用いて画像を表示する表示パネルと、
   前記バックライトユニットを駆動させるバックライト駆動部と、
   前記第１発光領域と前記第２発光領域との間の光干渉量に従って前記第１発光領域の輝度を制御する輝度制御信号生成部とを有することを特徴とする表示装置。
2. 前記輝度制御信号生成部は、画素データ信号に応答して前記複数の発光領域の各々の輝度値を生成する輝度抽出部と、
   前記輝度値に対応する前記光干渉量を示す干渉輝度値を計算し、前記輝度値に前記干渉輝度値を加算して補正輝度値を生成する輝度補正部と、
   前記補正輝度値に対応するディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）制御信号を生成して前記バックライト駆動部に供給するディミング計算部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記干渉輝度値は、前記輝度値の５％〜３０％であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記輝度制御信号生成部は、前記複数の発光領域の各々に供給される最大電流レベルと対応する所定の最大輝度値と前記補正輝度値とを比較し、
   前記補正輝度値が前記最大輝度値より小さい場合、前記補正輝度値に対応するディミング制御信号を生成し、
   前記補正輝度値が前記最大輝度値と同一、又は前記最大輝度値より大きい場合、前記最大輝度値に対応するディミング制御信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記バックライト駆動部は、前記ディミング制御信号に対応するデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成する信号生成部と、
   前記パルス幅変調信号のデューティ比に従って電流量を制御する発光ダイオードドライバとをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記バックライト駆動部は、複数のバックライト駆動部で構成され、
   前記複数のバックライト駆動部の数は前記複数の発光領域の数と同一であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記バックライトユニットは、前記複数の発光領域の各々に少なくとも一つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記バックライトユニットは、前記各発光領域別に直列接続される複数の発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
10. 前記バックライトユニットは、前記複数の発光領域の各々に赤、緑、青色発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
11. 前記バックライトユニットは、同一の色別に直列接続された複数の赤色発光ダイオード、複数の緑色発光ダイオード、及び複数の青色発光ダイオードを含み、
    前記バックライト駆動部は、前記赤色、緑色、青色発光ダイオードを色別に駆動することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記バックライトユニットの輝度を測定する光センサと、
    前記光センサから供給された光検出信号を変調して前記輝度制御信号生成部に供給するセンサ信号変調部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
13. 複数の発光領域を備えるバックライトユニットの各々の発光領域別に輝度値を計算するステップと、
    前記各発光領域別に補正輝度値を計算するステップと、
    前記補正輝度値に対応するディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）制御信号を生成するステップと、
    前記各々の発光領域別に前記ディミング制御信号に対応する光を生成するステップとを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。
14. 前記発光領域別補正輝度値を計算するステップは、前記発光領域別に対応する表示領域のうち、隣接した表示領域の間の光干渉量を示す干渉輝度値を前記輝度値に加算するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の駆動方法。
15. 前記補正輝度値と対応するディミング制御信号を生成するステップは、前記補正輝度値と予め設定された最大輝度値とを比較するステップと、
    前記補正輝度値が前記予め設定された最大輝度値と同一、又はより大きい場合、前記最大輝度値に対応するディミング制御信号を生成するステップと、
    前記補正輝度値が前記予め設定された最大輝度値より小さい場合、前記補正輝度値に対応するディミング制御信号を生成するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置の駆動方法。
16. 前記各々の表示領域別に前記ディミング制御信号に対応する光を供給するステップは、前記ディミング制御信号に対応するデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するステップと、
    前記デューティ比に相当する電流を各々の前記発光領域に供給するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置の駆動方法。
17. 前記デューティ比に相当する電流を各々の前記発光領域に供給してバックライトユニットを駆動するステップは、前記バックライトユニットの各々の発光領域別輝度を測定するステップと、
    前記発光領域別に測定された輝度を前記補正輝度値と比較して前記バックライトユニットの輝度を制御するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置の駆動方法。
    

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