CN103854620A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置及其驱动方法。液晶显示装置包括：具有显示图像的多个像素区域的液晶面板、配置成驱动所述液晶面板的数据线的数据驱动器、调光控制器、时序控制器以及背光单元，调光控制器配置成使用在从外部源输入的图像数据的平均灰度级值到最大灰度级值范围内的任意一个值进行调制以产生调光值，通过根据所述调光值调制并输出所述图像数据以及控制背光单元的驱动时间，时序控制器配置成将由所述调光控制器调制的所述图像数据传输给所述数据驱动器并控制所述数据驱动器，背光单元配置成响应于来自所述调光控制器的驱动信号向液晶面板发射光。

Description

液晶显示装置及其驱动方法
本申请要求2012年12月4日提交的韩国专利申请10-2012-0139596的优先权，在此援引该专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种通过对要显示的图像进行数据调制以提高显示分辨率从而实现背光单元的功耗降低的液晶显示装置及其驱动方法，尤其涉及一种可以在使显示分辨率的劣化最小并提高图像质量的同时使背光单元的功耗降低效能最大的液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
近年来势力逐渐增强的平板显示装置包括液晶显示装置、场发射显示装置、等离子显示面板、有机发光二极管显示装置等。
在这些平板显示装置中，由于液晶显示装置具有例如出色的分辨率、色再现性、图像质量，液晶显示装置正被积极地应用于膝上型计算机、台式显示器和移动终端。
典型的液晶显示装置包括液晶面板、驱动液晶面板的驱动电路和给液晶面板发射光的背光单元，液晶面板具有用于显示图像的多个液晶单元。
液晶面板通过根据图像信号调整从背光单元发射的光的透射率来显示预期的图像。在该情形中，背光单元根据从驱动电路提供的光源驱动控制信号驱动其中包含的多个光源，以发射光至液晶面板。
如上所述驱动的背光单元不管液晶面板的图像信号如何，在所有时间都产生具有恒定亮度的光，这增加了功耗。
由于该原因，现有技术中提出了一种减小背光单元的驱动时间以在保持显示图像的质量的同时降低功耗的方法。特别地，根据显示图像数据的平均灰度级来调整图像数据的调制和背光单元的驱动时间的方法已经被使用。
然而，在使用图像数据的平均灰度级的情形中，由于根据图像特性的灰度级饱和以及灰度级条带（banding），图像质量会劣化。此外，减小图像质量劣化的努力会对效率控制具有负面影响，因而很难降低功耗。
发明内容
因此，本发明涉及一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的液晶显示装置及其驱动方法。
本发明的一个目的是提供一种液晶显示装置及其驱动方法，其通过对要显示的图像进行数据调制以提高显示分辨率从而实现背光单元的功耗降低，的尤其可以在使显示分辨率的劣化最小并提高图像质量的同时使背光单元的功耗降低效能最大。
本发明的其它优点、目的和特征的一部分将在下面的描述中列出，一部分将是本领域普通技术人员在阅读下面描述的基础上显而易见的或者可通过实施本发明而领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的，一种液晶显示装置，包括：液晶面板，所述液晶面板具有用于显示图像的多个像素区域；数据驱动器，所述数据驱动器配置成驱动所述液晶面板的数据线；调光控制器，所述调光控制器配置成通过使用在从外部源输入的图像数据的平均灰度级值到最大灰度级值之间的范围内的任意一个值进行调制以产生调光值，根据所述调光值调制并输出所述图像数据以及控制背光单元的驱动时间；时序控制器，所述时序控制器配置成将由所述调光控制器调制的所述图像数据传输给所述数据驱动器并控制所述数据驱动器；和背光单元，所述背光单元配置成响应于来自所述调光控制器的驱动信号而发射光至所述液晶面板。
所述调光控制器可包括：数据分析器，所述数据分析器配置成以每至少一帧为基础，检测从所述外部源或所述时序控制器输入的图像数据的平均灰度级值和最大灰度级值；调光值设定器，所述调光值设定器配置成通过使用以每至少一帧为基础检测到的所述平均灰度级值、所述最大灰度级值、或所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制并输出所述调光值；数据调制器，所述数据调制器配置成通过使用来自所述调光值设定器的所述调光值调制来自所述外部源或所述时序控制器的图像数据，以产生调制的数据；以及脉宽调制（PWM）产生器，所述PWM产生器配置成根据来自所述调光值设定器的所述调光值产生用于变换占空比（duty ratio）的所述驱动信号，由此控制所述背光单元的驱动时间。
所述调光值设定器可通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，再乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程1所示：
方程1
dim＝[{(MAX-APL)/255}×hyb_coeff]+APL
（在此，hyb_coeff是基于实验值预先确定的系数）。或者所述调光值设定器可通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，取其结果值的平方，再乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程2所示：
方程2
dim＝[{(MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
然后，所述调光值设定器可通过使用下面的方程3调整所述最大灰度级值，从而调整基于上面的方程1或方程2得到的所述调光值：
方程3
adj_MAX＝MAX-[{(MAX-APL)/255)2×(255-APL)]×adj_coeff
（在此，adj_MAX取代方程1或方程2的所述最大灰度级值），并且所述调光值设定器可通过用根据上述方程3调整的所述最大灰度级值取代方程2的所述最大灰度级值，产生所述调光值，如下面的方程4所给出：
方程4
dim＝[{(adj_MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
所述调光值设定器可包括预定的第一阈值和第二阈值作为参考值，以根据包含有所检测到的平均灰度级值的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定。如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从最小灰度级值到所述预定的第一阈值的范围内，则所述调光值设定器可仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值。如果所述检测到的平均灰度级值大于所述第一阈值且小于所述预定的第二阈值，则所述调光值设定器可使用下面的方程5产生所述调光值，
方程5
如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从所述第二阈值到最大灰度级整数（例如255）的范围内，则所述调光值设定器可使用上面的方程4产生所述调光值。
所述调光值设定器可包括预定的第三阈值和第四阈值作为参考值，以根据包含有所检测到的最大灰度级值的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定。如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到所述预定的第三阈值之间的范围内，则所述调光值设定器可仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值。如果所述检测到的最大灰度级值大于所述第三阈值且小于所述第四阈值，则所述调光值设定器可使用下面的方程6产生所述调光值，
方程6
Figure BDA0000425868250000042
如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从所述第四阈值到最大灰度级整数（例如255）之间的范围内，所述调光值设定器可使用上面的方程4或方程5产生所述调光值。
根据本发明的另一个方面，一种驱动液晶显示装置的方法，所述方法包括：驱动液晶面板的栅极线和数据线；通过使用从外部源或时序控制器输入的图像数据的平均灰度级值到最大灰度级值之间的范围内的任意一个值进行调制以产生调光值，通过根据所述调光值调制并输出所述图像数据以及控制背光单元的驱动时间；将所述调制的图像数据传输给数据驱动器并控制所述数据驱动器；以及响应于所产生的用于控制所述背光单元的驱动时间的驱动信号而发射光至所述液晶面板。
调制并输出所述图像数据以及控制所述背光单元的驱动时间可包括：以每至少一帧为基础检测所述图像数据的所述平均灰度级值和所述最大灰度级值；通过使用以每至少一帧为基础检测的所述平均灰度级值、所述最大灰度级值、或所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制并输出所述调光值；通过使用所述输出的被调制的调光值调制所述图像数据以产生调制的数据；以及根据所述输出的被调制的调光值产生用于变换占空比的所述驱动信号，由此控制所述背光单元的驱动时间。
在调制并输出所述调光值时，可通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，再乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程1所示：
方程1
dim＝[｛(MAX-APL)/255}×hyb_coeff]+APL
（在此，hyb_coeff是基于实验值预先确定的系数）。或者可通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，取其结果值的平方，再乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程2所示：
方程2
dim＝[{(MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
然后，可通过使用下面的方程3调整所述最大灰度级值，从而调整基于上面的方程1或方程2得到的所述调光值，
方程3
adj_MAX＝MAX-[{(MAX-APL)/255}2×(255-APL)]×adj_coeff
（在此，adj_MAX取代方程1或方程2的所述最大灰度级值），并且可通过用根据上述方程3调整的所述最大灰度级值取代方程2的所述最大灰度级值，产生所述调光值，如下面的方程4所给出的：
方程4
dim＝[{(adj_MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
在调制并输出所述调光值时，以作为参考值的预定的第一阈值和第二阈值为基础，根据包含有所检测到的平均灰度级值的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从最小灰度级值到所述预定的第一阈值之间的范围内，则可仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值。如果所述检测到的平均灰度级值大于所述第一阈值且小于所述预定的第二阈值，则可使用下面的方程5产生所述调光值，
方程5
Figure BDA0000425868250000061
如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从所述第二阈值到最大灰度级整数（例如255）之间的范围内，则可使用上面的方程4产生所述调光值。
在调制并输出所述调光值时，以作为参考值的预定的第三阈值和第四阈值为基础，根据包含有所检测到的最大灰度级值的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到所述预定的第三阈值之间的范围内，则可仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值。如果所述检测到的最大灰度级值大于所述第三阈值且小于所述第四阈值，则可使用下面的方程6产生所述调光值，
方程6
Figure BDA0000425868250000062
如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从所述第四阈值到最大灰度级整数（例如255）之间的范围内，则可使用上面的方程4或方程5产生所述调光值。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是显示根据本发明实施方式的液晶显示装置的构造的示图；
图2是显示图1中所示的调光控制器的详细构造的示图；
图3是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图4是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图5是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图6是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图7是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图8是显示由图2中所示的调光值设定器预先确定的第一阈值和第二阈值的范围的图表；
图9是根据图2中所示的调光值设定器的调光值设定而不同地显示的图像的特性的示例图；
图10是显示由图2中所示的调光值设定器预先确定的第三阈值和第四阈值的范围的图表。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述具有上述特征的、根据本发明实施方式的液晶显示装置及其驱动方法。
图1是显示根据本发明实施方式的液晶显示装置的构造的示图。
图1中示例性所示的液晶显示装置包括：具有用于显示图像的多个像素区域的液晶面板2、用于驱动液晶面板2的数据线DL1到DLm的数据驱动器4、用于驱动液晶面板2的栅极线GL1到GLn的栅极驱动器6、调光控制器10、时序控制器8以及背光单元12，调光控制器10通过使用从外部源输入的图像数据RGB的平均灰度级值到最大灰度级值范围内的任意一个值进行调制以产生调光值、并且根据所述调光值调制并输出图像数据以及控制背光单元12的驱动时间，时序控制器8将被调光控制器10调制的图像数据C_Data传输到数据驱动器4并控制数据驱动器4和栅极驱动器6，背光单元12响应于来自调光控制器10的驱动信号PWM而发射光至液晶面板2。
液晶面板2包括形成在由多条栅极线GL1到GLn和多条数据线DL1到DLm界定的各个像素区域处的薄膜晶体管（TFT）、以及与TFT连接的液晶电容器Clc。液晶电容器Clc每个都包括与TFT连接的像素电极、以及与像素电极相对的公共电极，在像素电极与公共电极之间夹有液晶。TFT配置成响应于来自各条栅极线GL1到GLn的扫描脉冲，向像素电极提供来自各条数据线DL1到DLm的图像信号。每个液晶电容器Clc被加载提供给像素电极的图像信号与提供给公共电极的公共电压之间的差电压，并根据差电压调整液晶分子的排列，从而调整光透射率，由此实现灰度级。此外，与液晶电容器Clc平行地连接存储电容器Cst，以保持液晶电容器Clc中加载的电压直到被提供下一个数据信号为止。
数据驱动器4使用来自时序控制器8的数据控制信号中的源极起始脉冲（SSP）和源极移位时钟（SSC），将由调光控制器10调制的图像数据C_Data转换为模拟图像数据，即图像信号。此外，在给各条栅极线GL1到GLn提供扫描脉冲的每一水平周期期间，数据驱动器4给各条数据线DL1到DLm提供一个水平行的图像信号。在该情形中，数据驱动器4响应于源极输出使能（SOE）信号，向各条数据线DL1到DLm提供图像信号。
栅极驱动器6响应于来自时序控制器8的栅极控制信号GCS（例如栅极起始脉冲（GSP）和栅极移位时钟（GSC）），依次产生栅极导通（gate-on）信号，并响应于栅极输出使能（GOE）信号控制栅极导通信号的脉冲宽度。然后，栅极驱动器6依次向栅极线GL1到GLn提供该栅极导通信号。在此，在不向栅极线GL1到GLn提供栅极导通电压的周期提供栅极截止(gate-off)电压。
时序控制器8排列从外部源输入的图像数据RGB，以与液晶面板2的驱动一致，并将排列的图像数据RGB提供给调光控制器10。此外，时序控制器8使用从外部源提供的至少一个同步信号（即点时钟DCLK、数据使能信号DE以及水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync），产生分别控制栅极驱动器4和数据驱动器6的栅极控制信号GCS和数据控制信号DCS。
调光控制器10可被包含在时序控制器8中，或者可与时序控制器8分离地设置。例如，如果调光控制器10被包含在时序控制器8中，调光控制器10使用从外部源输入的图像数据RGB的平均灰度级值到最大灰度级值之间的范围内的任意一个值进行调制以产生调光值。然后，调光控制器10使用该输出的被调制的调光值调制所述输入的图像数据RGB并将其提供给数据驱动器4。此外，调光控制器10通过根据该输出的被调制的调光值进行调制以产生驱动信号PWM，并将驱动信号PWM提供给背光单元12。
如果调光控制器10与时序控制器8分离地设置，则调光控制器10使用从外部源直接输入或从时序控制器8输入的图像数据RGB的平均灰度级值到最大灰度级值之间的范围内的任意一个值进行调制以产生调光值。然后，调光控制器10使用输出的被调制的调光值调制输入的图像数据RGB，并将其提供给时序控制器8。由此，时序控制器8排列来自调光控制器10的经调制的图像数据C_Data，并将其提供给数据驱动器4。在该情形中，调光控制器10通过根据输出的被调制的调光值进行调制进一步产生驱动信号PWM，并将驱动信号PWM提供给背光单元12。下文中，将详细描述其中调光控制器10与时序控制器8分离地设置的例子。
调光控制器10以每至少一帧为基础检测输入图像数据RGB的平均灰度级值，并以每至少一帧为基础检测最大灰度级值。然后，调光控制器10使用平均灰度级值、最大灰度级值、或者平均灰度级值与最大灰度级值之间的任意一个值调制图像数据RGB，并提取调光值以控制背光单元12的驱动时间。调光控制器10不仅执行图像数据RGB的调制以提高显示分辨率，而且还使用提取的调光值执行对背光单元12的驱动时间的控制，即调光的控制。
具体来说，调光控制器10根据输入图像数据RGB的特性（即全亮或全暗的图像、具有特定亮区或暗区的图像、或者渐进亮或暗表示的图像的特性），将平均灰度级值、最大灰度级值、或者平均灰度级值与最大灰度级值之间的任意一个值设定为参考值，之后根据该参考值设定调光值。作为基于与图像数据RGB的特性对应的调光值而调制图像数据RGB以及控制背光单元12的驱动时间的结果，能够最小化较差或劣化图像的显示并提高背光单元12的功耗降低效果。下文中将参照附图更详细地描述如上所述本发明的调光控制器10。
背光单元12包括：背光14，具有向液晶面板2发射光的多个光源和提高由各个光源发射的光的亮度效能的光学单元；以及背光控制器16，背光控制器16响应于来自调光控制器10的驱动信号（例如脉宽调制（PWM）信号）而向多个光源提供用于驱动各个光源的驱动电压Vled。
通过来自背光控制器16的驱动电压Vled驱动背光14的光源以产生光，光学单元用于通过扩散和会聚来自光源的光以提高亮度效能。根据来自调光控制器10的驱动信号PWM提供或截断驱动电压Vled，从而以触发模式（burstmode）驱动背光控制器16以便导通或关断各个光源。
图2是显示图1中所示的调光控制器的详细构造的示图。
图2中示例性所示的调光控制器10包括：数据分析器22，数据分析器22以每至少一帧为基础检测从外部源或时序控制器8输入的图像数据RGB的平均灰度级值APL和最大灰度级值MAX；调光值设定器24，调光值设定器24使用以每至少一帧为基础检测到的平均灰度级值APL、最大灰度级值MAX、或平均灰度级值APL与最大灰度级值MAX之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制以输出调光值n_Dim；数据调制器26，数据调制器26通过使用来自调光值设定器24的调光值调制来自外部源或时序控制器8的图像数据RGB，以产生调制的数据C_Data；以及PWM产生器28，PWM产生器28根据来自调光值设定器24的调光值n_Dim产生用于变换占空比的驱动信号PWM，由此控制背光单元12的驱动时间。
数据分析器22以每至少一帧为基础检测从外部源或时序控制器8输入的图像数据RGB的平均灰度级值APL和最大灰度级值MAX。然后，数据分析器22将检测到的平均灰度级值APL和检测到的最大灰度级值MAX依次提供给调光值设定器24。
调光值设定器24使用以每至少一帧为基础检测到的平均灰度级值APL、最大灰度级值MAX、或平均灰度级值APL与最大灰度级值MAX之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制以输出调光值n_Dim。
更具体地说，调光值设定器24一般是通过将平均灰度级值APL与最大灰度级值MAX之间的差值除以最大灰度级值MAX（例如255），再加上平均灰度级值APL，从而产生调光值n_Dim。然而，在该情形中，尽管降低了功耗，但由于例如灰度级条带，所得的调光值n_Dim会增加图像质量的劣化。此外，如图3中示例性所示，如果不应用系数hyb_coeff（hyb_coeff＝0），即如果调光值n_Dim被设定为减小到最大程度，则即使当需要显示明亮部分时，仍应用低调光值n_Dim，这导致全暗图像的显示。如图4中示例性所示，如果调光值n_Dim被设定为增加到最大程度，则显示全亮的图像，这增加了功耗。
为了防止显示分辨率降低和减少功耗，调光值设定器24通过将平均灰度级值APL与最大灰度级值MAX之间的差值除以最大灰度级整数MAX，乘以预定系数，并加上平均灰度级值APL，从而产生调光值n_Dim或dim，如下面的方程1所示。
方程1
dim＝[{(MAX-APL)/255}×hyb_coeff]+APL
在此，hyb_coeff是基于实验值预先确定的系数。
然而，在使用上面的方程1产生调光值n_Dim或dim的情形中，如图5中示例性所示，尽管可防止显示分辨率降低，但功耗的降低效力比之前系数hyb_coeff设定为“零”的功耗降低效力更小。就是说，即使在其中没有识别到图像质量劣化的图像中，仍确定不必要的高调光值n_Dim或dim，这导致了高功耗。
为解决上述问题，调光值设定器24通过将平均灰度级值APL与最大灰度级值MAX之间的差值除以最大灰度级整数MAX，取结果值的平方，乘以预定系数，并加上平均灰度级值APL，从而产生调光值n_Dim或dim，如下面的方程2所示。
方程2
dim＝[{(MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL
在使用上面的方程2产生调光值n_Dim或dim的情形中，对于其中没有识别到图像质量劣化的图像，将接近平均灰度级值APL的值确定为调光值n_Dim或dim，这可降低功耗。
然而，在使用上面的方程2产生调光值n_Dim或dim的情形中，尽管可防止调光值n_Dim或dim不必要地增加，但如图6中示例性所示，会出现暗级别图像，尤其是稍亮的黑色级别图像。
如果出现黑色级别图像，调光值设定器24可通过使用下面的方程3调整最大灰度级值MAX，从而调整基于上述方程1或方程2的调光值n_Dim或dim。
方程3
adj_MAX＝MAX-[{(MAX-APL)/255}2×(255-APL)]×adj_coeff
在此，adj_MAX取代方程1或方程2的最大灰度级值MAX。
如下面的方程4提出的，调光值设定器24可通过用根据上面的方程3调整的最大灰度级值adj_MAX取代方程2的最大灰度级值MAX，产生调光值n_Dim或dim。
方程4
dim＝[{(adj_MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL
在使用上面的方程4产生调光值n_Dim或dim的情形中，如图7中示例性所示，对于其中没有识别到图像质量劣化的图像来说，将接近平均灰度级值APL的值确定作为调光值n_Dim或dim，可防止出现黑色级别图像以及显示分辨率的降低。特别是，即使全暗屏幕的特定部分被稍微明亮地显示，也可防止该特定部分变得过度明亮。
根据使用上面方程4的实验结果，将会认识到，防止图像质量劣化和功耗的降低效力优于在使用系数hyb_coeff之前的情况，但与仅使用平均灰度级值APL的情形相比，功耗的降低效力变差。
图8是显示由图2中所示的调光值设定器预先确定的第一和第二阈值的范围的图表。
如图8中示例性所示，调光值设定器24设定第一和第二阈值lw_ap1和up_apl，以在使图像质量劣化最小的同时，实现与仅使用平均灰度级值APL设定调光值n_Dim时的功耗降低接近的效果。在此，第一和第二阈值lw_ap1和up_apl是参考值，用于根据包含所检测到的平均灰度级值APL的范围而不同地选择和应用调光值n_Dim的设定。
就是说，如果由数据分析器22检测到的平均灰度级值APL被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到预定的第一阈值lw_ap1的范围内，则调光值设定器24仅使用平均灰度级值APL产生调光值n_Dim。此外，如果由数据分析器22检测到的平均灰度级值APL大于第一阈值lw_ap1且小于预定的第二阈值up_apl，则调光值设定器24使用下面的方程5产生调光值n_Dim。在此，在使用平均灰度级值APL产生调光值n_Dim的情形中，平均灰度级值APL可被直接用作调光值n_Dim。
方程5
Figure BDA0000425868250000121
此外，如果由数据分析器22检测到的平均灰度级值APL被包含在从第二阈值up_apl到最大灰度级整数MAX的范围内，调光值设定器24使用上面的方程4产生调光值n_Dim。
通过区分其中识别到图像质量劣化的图像和其中没有识别到图像质量劣化的图像，可设定和使用第一和第二阈值lw_ap1和up_apl，以在使图像质量劣化最小的同时控制功耗。换句话说，如图8和9中示例性所示，如果根据由数据分析器22检测到的平均灰度级值APL被包含的范围而设定第一和第二阈值lw_ap1和up_apl以及产生调光值n_Dim，可在使图像质量劣化最小的同时，实现与仅使用平均灰度级值APL设定调光值n_Dim时的功耗降低接近的效果。
图10是显示由图2中所示的调光值设定器预先确定的第三和第四阈值的范围的图表。
如图10中示例性所示，调光值设定器24根据由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX被包含的范围产生调光值n_Dim，而不是根据由数据分析器22检测到的平均灰度级值APL产生调光值n_Dim。
同样地，在根据由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX产生调光值n_Dim的情形中，设定第三和第四阈值lw_max和up_max，以在使图像质量劣化最小的同时，实现与仅使用平均灰度级值APL设定调光值n_Dim时的功耗降低接近的效果。在此，第三和第四阈值lw_max和up_max是参考值，以根据所检测到的最大灰度级值MAX被包含的范围而不同地选择和应用调光值n_Dim的设定。
就是说，如果由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到预定的第三阈值lw_max的范围内，则调光值设定器24仅使用平均灰度级值APL产生调光值n_Dim；如果由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX大于第三阈值lw_max且小于第四阈值up_max，则调光值设定器24使用下面的方程6产生调光值n_Dim。在此，在仅使用平均灰度级值APL产生调光值n_Dim的情形中，平均灰度级值APL可被直接用作调光值n_Dim。
方程6
Figure BDA0000425868250000131
然后，如果由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX被包含在从第四阈值up_max到最大灰度级整数（例如255）的范围内，使用上面的方程4或方程5产生调光值n_Dim。
通过区分其中识别到图像质量劣化的图像和其中没有识别到图像质量劣化的图像，可设定和使用第三和第四阈值lw_max和up_max，以控制功耗并使图像质量劣化最小。
如果根据由数据分析器22检测到的最大灰度级值MAX被包含的范围而设定第三和第四阈值lw_max和up_max以及产生调光值n_Dim，可在使图像质量劣化最小的同时，实现与仅使用平均灰度级值APL设定调光值n_Dim时的功耗降低接近的效果。
从上面的描述可见，根据本发明实施方式的液晶显示装置及其驱动方法可通过调制将要显示的图像的数据以实现背光单元的功耗降低，从而提高显示分辨率。更具体地说，根据本发明，根据图像的特性，使用与从平均灰度级值到最大灰度级值范围内的任意一个值对应的参考值产生调光值。然后，因为根据产生的调光值调制图像数据并控制背光单元的功耗，所以可使显示分辨率的降低最小并使背光单元的功耗降低效力最大。
很显然，尽管上面显示和描述了优选实施方式，但本发明并不限于上述具体实施方式，在不脱离所附权利要求要旨的情况下本领域技术人员可进行各种修改和变化。因而，这些修改和变化不应当理解为独立于本发明的技术精神或期望。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括：
液晶面板，所述液晶面板具有用于显示图像的多个像素区域；
数据驱动器，所述数据驱动器配置成驱动所述液晶面板的数据线；
调光控制器，所述调光控制器配置成通过使用在从外部源输入的图像数据的平均灰度级值到最大灰度级值之间的范围内的任意一个值进行调制以产生调光值，根据所述调光值调制并输出所述图像数据以及控制背光单元的驱动时间；
时序控制器，所述时序控制器配置成将由所述调光控制器调制的所述图像数据传输给所述数据驱动器并控制所述数据驱动器；和
背光单元，所述背光单元配置成响应于来自所述调光控制器的驱动信号而向所述液晶面板发射光。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述调光控制器包括：
数据分析器，所述数据分析器配置成以每至少一帧为基础检测从所述外部源或所述时序控制器输入的图像数据的平均灰度级值和最大灰度级值；
调光值设定器，所述调光值设定器配置成通过使用以每至少一帧为基础检测到的所述平均灰度级值、所述最大灰度级值、或所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制并输出所述调光值；
数据调制器，所述数据调制器配置成通过使用来自所述调光值设定器的所述调光值调制来自所述外部源或所述时序控制器的图像数据，以产生调制的数据；和
脉宽调制产生器，所述脉宽调制产生器配置成根据来自所述调光值设定器的所述调光值产生用于变换占空比的所述驱动信号，由此控制所述背光单元的驱动时间。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述调光值设定器通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程1所示：
方程1
dim＝[{(MAX-APL)/255}×hyb_coeff]+APL
在此，hyb_coeff是基于实验值预先确定的系数，
或者
所述调光值设定器通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，取结果值的平方，乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程2所示：
方程2
dim＝[{(MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL
其中所述调光值设定器通过使用下面的方程3调整所述最大灰度级值，从而调整基于上面的方程1或方程2所得到的所述调光值，
方程3
adj_MAX＝MAX-[{(MAX-APL)/255}2×(255-APL)]×adj_coeff
在此，adj_MAX取代方程1或方程2的所述最大灰度级值，且
其中如下面的方程4所给出的，所述调光值设定器通过用根据上面的方程3调整的所述最大灰度级值取代方程2的所述最大灰度级值，产生所述调光值，
方程4
dim＝[{(adj_MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述调光值设定器包括预定的第一和第二阈值作为参考值，以根据其中所检测到的平均灰度级值被包含的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，
其中，如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从最小灰度级值到所述预定的第一阈值的范围内，则所述调光值设定器仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值，
其中，如果所述检测到的平均灰度级值大于所述第一阈值且小于所述预定的第二阈值，则所述调光值设定器使用下面的方程5产生所述调光值，
方程5
Figure FDA0000425868240000021
以及其中，如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从所述第二阈值到最大灰度级整数（例如255）的范围内，则所述调光值设定器使用上面的方程4产生所述调光值。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述调光值设定器包括预定的第三和第四阈值作为参考值，以根据所检测到的最大灰度级值被包含的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，
其中，如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到所述预定的第三阈值的范围内，则所述调光值设定器仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值，
其中，如果所述检测到的最大灰度级值大于所述第三阈值且小于所述第四阈值，则所述调光值设定器使用下面的方程6产生所述调光值，
方程6
Figure FDA0000425868240000031
以及其中，如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从所述第四阈值到最大灰度级整数（例如255）的范围内，则所述调光值设定器使用上面的方程4或方程5产生所述调光值。
6.一种驱动液晶显示装置的方法，所述方法包括：
驱动液晶面板的栅极线和数据线；
通过使用在从外部源或时序控制器输入的图像数据的平均灰度级值到最大灰度级值范围内的任意一个值进行调制以产生调光值，通过根据所述调光值调制并输出所述图像数据以及控制背光单元的驱动时间；
将所述调制的图像数据传输给数据驱动器并控制所述数据驱动器；以及
响应于所产生的用于控制所述背光单元的驱动时间的驱动信号而向所述液晶面板发射光。
7.根据权利要求6所述的方法，其中调制并输出所述图像数据以及控制所述背光单元的驱动时间包括：
以每至少一帧为基础检测所述图像数据的所述平均灰度级值和所述最大灰度级值；
通过使用以每至少一帧为基础检测到的所述平均灰度级值、所述最大灰度级值、或所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的任意一个值，以每至少一帧为基础进行调制并输出所述调光值；
通过使用所述输出的被调制的调光值调制所述图像数据以产生调制的数据；以及
根据所述输出的被调制的调光值产生用于变换占空比的所述驱动信号，由此控制所述背光单元的驱动时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在调制并输出所述调光值时，
通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程1所示：
方程1
dim＝[｛（ＭＡＸ－ＡＰＬ）/255｝×hyb_coeff]+APL
在此，hyb_coeff是基于实验值预先确定的系数，或者
通过将所述平均灰度级值与所述最大灰度级值之间的差值除以最大灰度级整数，取结果值的平方，乘以预定系数，并加上所述平均灰度级值，从而产生所述调光值，如下面的方程2所示：
方程2
dim=[{(MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL
其中通过使用下面的方程3调整所述最大灰度级值，从而调整基于上面的方程1或方程2所得到的所述调光值，
方程3
adj_MAX＝MAX-[{(MAX-APL)/255}2×(255-APL)]×adj_coeff
在此，adj_MAX取代方程1或方程2的所述最大灰度级值，且
其中如下面的方程4所给出的，通过用根据上面的方程3调整的所述最大灰度级值取代方程2的所述最大灰度级值，产生所述调光值，
方程4
dim＝[{(adj_MAX-APL)/255}2×hyb_coeff]+APL。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在调制并输出所述调光值时，
以作为参考值的预定的第一和第二阈值为基础，根据其中所检测到的平均灰度级值被包含的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，
如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从最小灰度级值到预定的所述第一阈值的范围内，则仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值，
如果所述检测到的平均灰度级值大于所述第一阈值且小于所述预定的第二阈值，则使用下面的方程5产生所述调光值，
方程5
Figure FDA0000425868240000051
并且，如果所述检测到的平均灰度级值被包含在从所述第二阈值到最大灰度级整数（例如255）的范围内，则使用上面的方程4产生所述调光值。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在调制并输出所述调光值时，
以作为参考值的预定的第三和第四阈值为基础，根据其中所检测到的最大灰度级值被包含的范围而不同地选择和应用所述调光值的设定，
如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从最小灰度级值（零灰度级）到所述预定的第三阈值的范围内，则仅使用所述平均灰度级值产生所述调光值，
如果所述检测到的最大灰度级值大于所述第三阈值且小于所述第四阈值，使用下面的方程6产生所述调光值，
方程6
Figure FDA0000425868240000052
并且，如果所述检测到的最大灰度级值被包含在从所述第四阈值到最大灰度级整数（例如255）的范围内，则使用上面的方程4或方程5产生所述调光值。
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