CN101739982A - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种显示设备。该显示设备包括光源模块、显示面板和光源模块驱动部件，其中，光源模块驱动部件分别驱动光源模块的多个发光块，提升第一发光块的亮度，所述第一发光块与对应于发光块的多个图像块中包括色域外(OOG)数据的第一图像块对应，其中，所述光源模块向包括单位像素的显示面板提供光。与不包括OOG数据的第二图像块对应的第二发光块被驱动，以使得第二发光块具有与第二图像块的代表灰度级对应的亮度。

Description

显示设备
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种驱动光源的方法、执行该方法的显示设备以及驱动该显示设备的方法。更具体地讲，本发明的示例性实施例涉及一种提高显示质量的光源的驱动方法、执行该方法的显示设备以及驱动该显示设备的方法。
背景技术
通常，液晶显示(LCD)设备包括利用液晶分子的光学透射特性来显示图像的LCD面板和设置在LCD面板之下用于向LCD面板提供光的背光组件。
LCD面板包括阵列基底、滤色器基底和液晶层。阵列基底包括多个像素电极和与像素电极电连接的多个薄膜晶体管(TFT)。滤色器基底面向阵列基底，并具有共电极和多个滤色器。
液晶层介于阵列基底和滤色器基底之间。当像素电极和共电极之间产生的电场被施加到液晶层时，液晶层的液晶分子的排列变化，以改变液晶层的光学透射率，从而在LCD面板上显示图像。当光学透射最大时LCD面板显示高亮度的白色图像，当光学透射最小时LCD面板显示低亮度的黑色图像。
液晶层的液晶分子的排列可能是不均匀的，从而在LCD面板显示低灰度的图像，例如全黑图像时，可能产生漏光。因此，全黑图像的显示质量会劣化，从而LCD面板上所显示的图像的对比度(CR)会降低
已开发了光源的局部调光(local dimming)方法来提高图像的对比度，该方法根据显示图像的位置来分别控制光量，以驱动光源。在光源的局部调光方法中，光源被划分为多个发光块，并且与LCD面板的显示区域的暗区域和亮区域相应地控制发光块的光量。例如，以低亮度(luminance)来驱动与显示黑色图像的显示区域对应的发光块(例如，关闭)，以高亮度来驱动与显示白色图像的显示区域对应的发光块。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，在分别驱动光源模块的多个发光块的方法中，提升第一发光块的亮度，所述第一发光块与对应于发光块的多个图像块中包括色域外(OOG)数据的第一图像块对应，其中，所述光源模块向包括单位像素的显示面板提供光。与不包括OOG数据的第二图像块对应的第二发光块被驱动，以使得第二发光块具有与第二图像块的代表灰度级对应的亮度。
根据本发明的另一示例性实施例，显示设备包括光源模块、显示面板和光源模块驱动部件。光源模块包括多个发光块。显示面板包括单位像素，所述单位像素包括红像素、绿像素、蓝像素和白像素，所述显示面板显示被划分为与发光块对应的多个图像块的图像。光源模块驱动部件提升第一发光块的亮度，所述第一发光块与图像块中包括色域外(OOG)数据的第一图像块对应，所述OOG数据在显示面板的可显示数据范围之外。
根据本发明的另一示例性实施例，在驱动包括显示面板和光源模块的显示设备的方法中，将输入数据与参考值进行比较，以确定输入数据是否是色域外(OOG)数据，OOG数据在显示面板的可显示数据范围之外，所述输入数据包括红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级，其中，所述显示面板包括单位像素，所述单位像素包括红像素、绿像素、蓝像素和白像素，所述光源模块分别驱动多个发光块。提升第一发光块的亮度，所述第一发光块与对应于发光块的多个图像块中包括OOG数据的第一图像块对应。第一图像块的除了OOG数据之外的灰度级被校正，以使得通过校正的灰度级显示的图像具有原始的提升之前的亮度。第一图像块的OOG数据和校正的灰度级被显示在显示面板上。
根据本发明的一些示例实施例，在包括单位像素的显示设备中，与包括OOG数据的图像块对应的发光块的亮度被提升，以使得显示设备可显示OOG数据，其中，所述单位像素包括红像素、绿像素、蓝像素和白像素。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明将变得更清楚，其中：
图1是示出根据本发明实施例的显示设备的框图；
图2是示出在包括图1的显示面板的红像素、绿像素和蓝像素的RGB结构的单位像素中显示的颜色区域的图；
图3是示出在包括图1的显示面板的红像素、绿像素、蓝像素和白像素的RGBW结构的单位像素中显示的颜色区域的图；
图4是示出图1的光源设备的框图；
图5是示出驱动图1的显示设备的方法的流程图；
图6是示出图1的显示面板上所显示的图像的示意图；
图7是示出图6的图像中具有OOG数据的OOG区域的示意图；
图8是示出与图6的图像对应的光源模块的示意图；
图9是示出图7的图像块“A”的放大平面图；
图10是示出图1的显示设备所显示的颜色区域的图。
具体实施方式
以下参照示出了本发明的示例性实施例的附图来更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现，而不应被解释为限于这里所阐述的示例性实施例。相反，提供示例性实施例以使得本公开将全面和完整，并将向本领域技术人员充分传达本发明的构思。在附图中，为了清晰，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
这里所使用的术语只是出于描述特定示例实施例的目的，而不是意在限制本发明。
以下，将参照附图详细说明本发明。
图1是示出根据本发明实施例的显示设备的框图。
参照图1，该显示设备包括显示面板100、面板驱动部件170和光源设备300。
显示面板100包括多条数据线DL、与数据线DL相交的多条栅极线GL和多个单位像素。每一个单位像素分别包括红像素PR、绿像素PG、蓝像素PB和白像素PW。红像素、绿像素、蓝像素和白像素中的每一个包括与栅极线GL和数据线DL连接的开关元件TR、与开关元件TR连接的液晶电容器CLC和与液晶电容器CLC连接的存储电容器CST。
图2是示出在包括图1的显示面板的红像素、绿像素和蓝像素的RGB结构的单位像素中显示的颜色区域的图。图3是示出在包括图1的显示面板的红像素、绿像素、蓝像素和白像素的RGBW结构的单位像素中显示的颜色区域的图。
参照图2和图3，X轴表示绿亮度(luminance)，Y轴表示红亮度，从X轴和Y轴的交点垂直延伸的Z轴表示蓝亮度。在X轴和Y轴之间延伸的W轴表示白亮度。RGB结构的图被定义为第一显示区域GH1，第一显示区域GH1是通过利用红亮度、绿亮度和蓝亮度显示的颜色(颜色子集)的整个区域(全色域(Gamut Hull))。通过红亮度、绿亮度和蓝亮度的最大值来确定第一显示区域GH1。RGBW结构的图被定义为第二显示区域GH2，第二显示区域GH2是通过利用红亮度、绿亮度、蓝亮度和白亮度显示的颜色的整个区域(全色域(Gamut Hull))。通过红亮度、绿亮度、蓝亮度和白亮度的最大值来确定第二显示区域GH2。RGBW结构中的白亮度的最大值大约是RGB结构中的白亮度的最大值的两倍。
对于相同数量的颜色像素，与RGB结构相比，RGBW结构可具有高分辨率。RGBW结构具有高透射率，从而与RGB结构相比，可以以低的电功率获得相同的亮度。然而，RGBW结构包括色域外(OOG)区域OOG_A。OOG区域OOG_A包括OOG颜色，OOG颜色是不包括白色的饱和色。因此，RGBW结构的单位像素不显示OOG颜色。以下，将参照根据示例性实施例的光源设备来说明显示OOG区域OOG_A的OOG颜色的方法。
光源设备300包括光源模块200和光源模块驱动部件270。光源模块200包括印刷电路板(PCB)和设置在PCB上的多个光源。光源模块200包括红光源、绿光源和蓝光源。光源模块200被划分成I×J(其中I和J是自然数)个发光块B。可以在局部驱动模式下，与显示面板100上显示的图像相应地分别驱动发光块B。每一发光块B可包括多个白光源。每一发光块B可包括红光源、绿光源和蓝光源。光源可包括发光二极管(LED)。
光源模块驱动部件270包括OOG确定部件210、局部调光(localdimming)驱动部件230和光源驱动部件250。光源模块驱动部件270驱动光源模块200的发光块B，以提升发光块B的亮度。因此，在RGBW结构中，可显示OOG区域OOG_A的OOG颜色。
OOG确定部件210将输入数据与参考值进行比较，以确定输入数据是否是OOG数据。输入数据包括红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级。
例如，OOG确定部件210将与单位像素对应的红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级转换为红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值。当红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最小值比低参考值小，并且红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最大值比高参考值大时，OOG确定部件210确定OOG区域OOG_A的OOG数据。另外，OOG确定部件210将红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级转换为红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级，并将红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级转换为红亮度值、绿亮度值、蓝亮度值和白亮度值。当红亮度值、绿亮度值、蓝亮度值和白亮度值的最小值比低参考值小，并且红亮度值、绿亮度值、蓝亮度值和白亮度值的最大值比高参考值大时，OOG确定部件210可确定OOG数据。
局部调光驱动部件230将图像信号划分成与发光块B对应的多个图像块D，并利用灰度级产生控制各个发光块的亮度的控制信号。例如，局部调光驱动部件230驱动与图像块D中具有OOG数据的第一图像块对应的第一发光块，以使得第一发光块提升到最大亮度。局部调光驱动部件230驱动与图像块D中不具有OOG数据的第二图像块对应的第二发光块，以使得第二发光块发出与第二图像块的代表灰度级对应的亮度。
局部调光驱动部件230将驱动第一发光块的驱动信号的占空比调节为最大，或者将驱动信号的峰值电流调节到最大。局部调光驱动部件230还可将驱动信号的占空比(脉冲持续时间与周期之比)和峰值电流调节到最大。
局部调光驱动部件230向光源驱动部件250提供控制发光块B的亮度的控制信号，例如，该控制信号包括控制驱动信号的占空比的占空数据和控制驱动信号的峰值电流的电流水平数据。
光源驱动部件250利用从局部调光驱动部件230接收的占空数据和电流水平数据来产生驱动信号。光源驱动部件250向光源模块200的发光块B提供驱动信号，以驱动发光块B。
面板驱动部件170包括时序控制部件110、数据转换部件120、灰度级校正部件130、数据驱动部件140和栅极驱动部件150。
时序控制部件110接收外部同步信号。时序控制部件110利用外部同步信号来产生时序控制信号。时序控制信号包括时钟信号、水平起始信号和垂直起始信号等。
数据转换部件120对应于RGBW结构的显示面板100转换输入数据。例如，数据转换部件120将红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级转换为红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级。
灰度级校正部件130校正包括OOG数据的第一图像块的灰度级。例如，灰度级校正部件130减小第一图像块的除了OOG数据之外的剩余灰度级的水平。将提升到最大亮度的光提供给第一图像块，以使得利用剩余灰度级显示的图像可具有原始的提升之前的亮度。例如，在将提升到原始亮度的两倍的光提供给第一图像块时，剩余灰度级被校正到剩余灰度级的水平的一半。因此，被校正到低灰度级的剩余灰度级可显示原始的提升之前的图像。
数据驱动部件140利用从时序控制部件110接收的数据控制信号和从灰度级校正部件130接收的灰度级来驱动数据线DL。数据驱动部件140将灰度级转换为模拟数据电压，以输出到数据线DL。
栅极驱动部件150利用从时序控制部件110接收的栅极控制信号来驱动栅极线GL。栅极驱动部件150向栅极线GL输出栅极信号。
图4是示出图1的光源设备的框图。
参照图1和图4，光源设备300包括光源模块200、OOG确定部件210、局部调光驱动部件230和光源驱动部件250。
例如，光源模块200被划分为形成8×8矩阵结构的多个发光块B，发光块包括8个驱动块BH1、BH2、BH3、......、BH8。每一驱动块，例如BH1，包括8个发光块B1、B2、B3、......、B8。
OOG确定部件210将单位像素的红灰度级R、绿灰度级G和蓝灰度级B转换为红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值。当红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最小值比低参考值小，并且红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最大值比高参考值大时，OOG确定部件210确定OOG区域OOG_A的OOG数据。
局部调光驱动部件230包括代表数据确定部件231和占空比确定部件233。
代表数据确定部件231将包括红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级的输入数据划分为与发光块B对应的多个图像块D。代表数据确定部件231确定红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级的代表灰度级。例如，代表灰度级可以是平均灰度级、最大灰度级等。代表数据确定部件231在发光块B包括红光源、绿光源和蓝光源光源时利用图像块的红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级来确定代表灰度级，在发光块B包括白光源时确定白色的代表灰度级。
占空比确定部件233确定控制发光块B的亮度的占空数据。例如，占空比确定部件233将与包括OOG数据的第一图像块对应的第一发光块的占空比确定为最大占空比。占空比确定部件233将与不包括OOG数据的第二图像块对应的第二发光块的占空比确定为与第二图像块的代表灰度级对应的预定占空比。
光源驱动部件250包括多个驱动电路。例如，光源驱动部件250包括与8个驱动块BH1、BH2、......、BH8对应的第一至第八驱动电路IC1、IC2、......、IC8。第一驱动电路IC1包括8个输出通道，并向第一驱动块BH1的发光块B1、B2、B3、......、B8提供驱动信号。
例如，当第二驱动块BH2和第三驱动块BH3与包括OOG数据的第一图像块对应时，第二驱动电路IC2和第三驱动电路IC3向第一发光块BBT提供从局部调光驱动部件230接收的最大占空比。因此，第二驱动电路IC2和第三驱动电路IC3利用最大占空比来驱动第一发光块BBT，以使得第一发光块BBT被提升到最大亮度。
图5是示出驱动图1的显示设备的方法的流程图。
参照图1、图4和图5，OOG确定部件210将输入数据与参考值进行比较，确定输入数据是否是包括OOG区域的OOG数据(方框S110)。例如，OOG确定部件210将红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级(R、G和B)转换为红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值。当红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最小值比低参考值小，并且红亮度值、绿亮度值和蓝亮度值的最大值比高参考值大时，OOG确定部件210确定输入数据是OOG数据。另外，OOG确定部件210将红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级(R、G和B)转换为红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级(R、G、B和W)，并将红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级转换为红亮度值、绿亮度值、蓝亮度值和白亮度值。OOG确定部件210将红亮度值、绿亮度值、蓝亮度值和白亮度值与参考值进行比较以确定输入数据是否是OOG数据。
局部调光驱动部件230利用OOG确定部件210所提供的信息来从图像块区分第一图像块和第二图像块(方框S130)。为了说明的目的，假设第一图像块包括OOG数据，第二图像块不包括OOG数据。
局部调光驱动部件230控制与第一图像块对应的第一发光块，以将与第一图像块对应的第一发光块的亮度提升到最大亮度。局部调光驱动部件230控制光源驱动部件250，以使得第一发光块的亮度被提升到最大亮度(方框S210)。
灰度级校正部件130将第一图像块的除了OOG数据之外的剩余灰度级校正到低灰度级。数据驱动部件140将第一图像块的校正的灰度级和OOG数据转换为模拟数据电压。数据驱动部件140将模拟数据电压输出给显示面板100(方框S230)。第一图像块的剩余灰度级的水平被减小到低灰度级，以使得即使最大亮度的光被照射到第一图像块上，具有低灰度级的剩余灰度级仍可以以原始亮度显示图像。因此，第一图像块的图像显示在显示面板100上。
局部调光驱动部件230控制与第二图像块对应的第二发光块，以驱动第二发光块使其具有基于第二图像块的代表灰度级的亮度。局部调光驱动部件230控制光源驱动部件250，以使得第二发光块的亮度被驱动为具有与代表灰度级对应的亮度(方框S310)。
灰度级校正部件130不校正将提供给数据驱动部件140的第二图像块的灰度级。灰度级校正部件130可基于第二图像块的代表灰度级来校正第二图像块的灰度级。数据驱动部件140将第二图像块的灰度级转换为模拟数据电压，并将模拟数据电压提供给显示面板100(方框S330)。因此，第二图像块的图像被显示在显示面板100上。
图6是示出在图1的显示面板上显示的图像的示意图。图7是示出图6的图像的具有OOG数据的OOG区域的示意图。图8是示出与图6的图像对应的光源模块的示意图。图9是示出图7的图像块“A”的放大平面图。
参照图1、图6和图7，OOG确定部件210将如图6所示的帧图像的数据与参考值进行比较，并确定如图7所示的帧图像中的OOG数据OOG_D。
参照图1、图7和图9，局部调光驱动部件230利用OOG确定部件210所提供的信息来区分第一图像块D1和第二图像块D2。第一图像块D1包括OOG数据OOG_D，第二图像块，例如D2，不包括OOG数据OOG_D。
局部调光驱动部件230控制与第一图像块D1对应的第一发光块BBT，以将第一发光块BBT提升到最大亮度。局部调光驱动部件230控制与第二图像块D2对应的第二发光块BNL，以驱动第二发光块BNL使其具有基于第二图像块D2的代表灰度级的亮度。
图9所示的第一图像块D1包括OOG数据OOG_D和灰度级。灰度级校正部件130将该灰度级校正到低灰度级G_D”。低灰度级G_D”与提供给第一图像块D1的光的亮度增加率基本成比例地低于原始灰度级。
因此，可利用提升到最大亮度的光来显示第一图像块D1的OOG数据OOG_D。第一图像块的灰度级被校正到低灰度级G_D”，从而即使最大亮度的光被提供给第一图像块D1，具有低灰度级的灰度级仍可显示原始亮度的图像。
图10是示出图1的显示设备所显示的颜色区域的图。
参照图1和图10，显示设备通过RGBW结构的显示面板而具有第二显示区域GH2。显示面板可利用从光源设备300提供的被提升到最大亮度的光来显示OOG区域OOG_A的OOG颜色。
根据示例性实施例，RGBW结构的显示设备具有第三显示区域GH3，该第三显示区域GH3可扩展至RGB结构的显示设备的显示区域的两倍(2×)。此外，RGBW结构的显示设备可显示OOG区域OOG_A的OOG颜色。
根据本发明的示例性实施例，可利用提升到最大亮度的光来显示原来在RGBW结构的显示面板上不显示的OOG颜色，从而显示设备可提高显示质量。显示设备通过采用RGBW结构，可提高透射率并可减小功耗。
以上是本发明的示意性说明，不应被解释为对本发明的限制。尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的本质范围的情况下，可进行许多修改。因此，所有这样的修改意在被包括在权利要求所限定的本发明的范围内。在权利要求中，装置加功能的表述意在覆盖这里所描述的执行所述功能的结构，不仅是结构等同物，而且是等同结构。因此，应该理解的是，以上是本发明的示意性说明，不应被解释为限于所公开的具体示例性实施例，对示例性实施例的修改意在被包括在权利要求的范围内。本发明由权利要求以及包括在其中的权利要求的等同物限定。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：
光源模块，包括多个发光块；
显示面板，包括单位像素，所述显示面板显示被划分为与发光块对应的多个图像块的图像，所述单位像素包括红像素、绿像素、蓝像素和白像素；
光源模块驱动部件，提升第一发光块的亮度，所述第一发光块与图像块中包括色域外OOG数据的第一图像块对应，所述OOG数据在显示面板的可显示数据范围之外。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，光源模块驱动部件驱动与不包括OOG数据的第二图像块对应的第二发光块，使第二发光块具有与第二图像块的代表灰度级对应的亮度。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，光源模块驱动部件包括：
OOG确定部件，将图像数据与参考值进行比较，并确定输入数据是否是OOG数据，所述输入数据包括红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级；
光源驱动部件，向发光块提供驱动信号；
局部调光驱动部件，控制光源驱动部件提升第一发光块的亮度，并使第二发光块的亮度对应于第二图像块的代表灰度级。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，局部调光驱动部件增大驱动第一发光块的驱动信号的占空比。
5.根据权利要求3所述的显示设备，其中，局部调光驱动部件增大驱动第一发光块的驱动信号的峰值电流。
6.根据权利要求3所述的显示设备，还包括：
数据转换部件，将红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级转换为红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，OOG确定部件基于红灰度级、绿灰度级和蓝灰度级来确定输入数据是否是OOG数据。
8.根据权利要求6所述的显示设备，其中，OOG确定部件基于红灰度级、绿灰度级、蓝灰度级和白灰度级来确定输入数据是否是OOG数据。
9.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
灰度级校正部件，校正第一图像块的除了OOG数据之外的灰度级，以使得通过校正的灰度级显示的图像具有原始的提升之前的亮度。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述光源模块包括红光源、绿光源和蓝光源。
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