JP4272595B2 - 液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置に関し、特に、データに対応して安定的にバックライトの輝度を変更することができるようにした液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置に関するものである。

液晶表示装置は、ビデオ信号に沿って液晶セルの光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、セルごとにスイチング素子が形成されたアクティブマトリックス（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）タイプによって実現され、コンピューター用モニター、事務機器、セルラホンなどの表示装置に適用されている。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置に使われるスイッチング素子としては、主に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、“ＴＦＴ”という）が利用されている。

図１は従来の液晶表示装置の駆動装置を概略的に示したものである。

図１を参照すると、従来の液晶表示装置の駆動装置は、ｍ×ｎ個の液晶セルＣｌｃがマトリックスタイプに配列され、ｍ個のデータラインＤ１乃至Ｄｍとｎ個のゲートラインＧ１乃至Ｇｎとが交差してその交差部にＴＦＴが形成された液晶パネル２と、液晶パネル２のデータラインＤ１乃至Ｄｍにデータ信号を供給するためのデータドライバー４と、ゲートラインＧ１乃至Ｇｎにスキャン信号を供給するためのゲートドライバー６と、データドライバー４にガンマ電圧を供給するためのガンマ電圧供給部８と、システム２０から供給される同期信号を利用してデータドライバー４とゲートドライバー６を制御するためのタイミングコントローラ１０と、電源供給部１２から供給される電圧を利用して液晶パネル２に供給される電圧を発生するための直流／直流変換部（以下、“ＤＣ／ＤＣ変換部”という）１４と、バックライト１８を駆動するためのインバーター１６とを具備する。

システム２０は、垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、クロック信号ＤＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ及びデータＲ、Ｇ、Ｂをタイミングコントローラ１０に供給する。

液晶パネル２は、データラインＤ１乃至ＤｍとゲートラインＧ１乃至Ｇｎとの交差部にマトリックス形態に配置される多数の液晶セルＣｌｃを具備する。液晶セルＣｌｃにそれぞれ形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧから供給されるスキャン信号に応答してデータラインＤ１乃至Ｄｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃに供給する。尚、液晶セルＣｌｃのそれぞれにはストレージキャパシター（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔが形成される。ストレージキャパシターＣｓｔを液晶セルＣｌｃの画素電極と電端ゲートラインとの間に形成するか、あるいは液晶セルＣｌｃの画素電極と共通電極ラインとの間に形成することで、液晶セルＣｌｃの電圧を一定に維持する。

ガンマ電圧供給部８は多数のガンマ電圧をデータドライバー４に供給する。

データドライバー４は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答して、デジタルビデオデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換して、このアナログガンマ電圧をデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。

ゲートドライバー６は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答して、スキャンパルスをゲートラインＧ１乃至Ｇｎに順次的に供給して、データ信号が供給される液晶パネル２の水平ラインを選択する。

タイミングコントローラ１０は、システム２０から入力される垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ及びクロック信号ＤＣＬＫを利用して、ゲートドライバー６及びデータドライバー４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。ここでゲートドライバー６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＧＳＣ）、ゲート出力信号（Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＧＯＥ）などが含まれる。さらに、データドライバー４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ソースシフトクロック（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＳＳＣ）、ソース出力信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＳＯＣ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ；ＰＯＬ）などが含まれる。同時に、タイミングコントローラ１０は、システム２０から供給されるデータＲ、Ｇ、Ｂを再整列してデータドライバー４に供給する。

ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、電源供給部１２から入力される３.３Ｖの電圧を昇圧または減圧して、液晶パネル２に供給する電圧を発生する。このようなＤＣ／ＤＣ変換部１４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。インバーター１６は、バックライト１８を駆動させるための駆動電圧（駆動電流）をバックライト１８に供給する。バックライト１８は、インバーター１６から供給された駆動電圧（または駆動電流）に対応する光を生成して液晶パネル２に供給する。

このように駆動される液晶パネル２で生動感のある映像を表示するためには、データに対応する明暗（明るさと暗さ）対比を明らかにしなければならない。しかし、従来のバックライト１８はデータと無関係にいつも一定の明るさの輝度を生成するから、生動的で鮮やかな映像を表示することが困難であった。

したがって、本発明の目的は、データに対応して安定的にバックライトの輝度を変更する液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、外部から入力されるデータを輝度成分に変換する第１段階と、輝度成分を多数の輝度領域に分割する第２段階と、輝度成分をフレーム単位のヒストグラムに配置した後に制御値を抽出する第３段階と、抽出された制御値を蓄積する第４段階と、第３段階で抽出された現在フレームの制御値と第４段階で蓄積された少なくとも二つの以前フレームの制御値を利用してバックライトの輝度を制御する第５段階を含む。

前記制御値は、ヒストグラムで一番多い階調を占める最頻値及びヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかである。

前記第５段階は、現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が同一の時、バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する。

前記第５段階は、現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が相異なっている時、バックライトの輝度を現在フレームの制御値に対応して変化させる。

前記第５段階では、階調を多数の輝度領域に分割して、制御値が属した輝度領域に対応してバックライトの輝度を変化させる。

先に設定された条件に対応する現在フレームの制御値とは無関係に、バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する段階をさらに含む。

先に設定された条件は、少なくとも二つの以前フレームの制御値に対応してバックライトの輝度が続いて明るくなり途中から現在フレームまでは暗くなる条件、及び少なくとも二つの以前フレームの制御値に対応してバックライトの輝度が続いて暗くなり途中から現在フレームまで明るくなる条件を含む。

先に設定された条件は、少なくとも二つの以前フレームから現在フレームまでバックライトの輝度が続いて明るくなる条件及び少なくとも二つの以前フレームから現在フレームまでバックライトの輝度が続いて暗くなる条件をさらに含む。

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、現在フレームの制御値とは無関係にバックライトで以前フレームの輝度が維持される条件を設定する段階と、外部から入力されるデータを輝度成分に変換する段階と、輝度成分を多数の輝度領域に分割する段階と、輝度成分をフレーム単位のヒストグラムに配置した後で制御値を抽出する段階と、抽出された制御値が以前フレームの輝度が維持される条件に含まれない時、抽出された制御値に対応するバックライトの輝度を制御する段階を含む。

制御値は、ヒストグラムで一番多い階調を占める最頻値及びヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかである。

前記バックライトの輝度は、制御値が属した輝度領域別でお互いに異なるように設定される。

以前フレームの輝度が維持される条件には、バックライトの輝度が少なくとも二つのフレームが暗くなり途中から現在フレームまで明るくなる条件が含まれる。

以前フレームの輝度が維持される条件には、バックライトの輝度が少なくとも二つのフレームが明るくなり途中から現在フレームまで暗くなる条件が含まれる。

以前フレームの輝度が維持される条件には、バックライトの輝度が少なくとも二つのフレームが明るくなる条件が含まれる。

以前フレームの輝度が維持される条件には、バックライトの輝度が少なくとも二つのフレームが暗くなる条件が含まれる。

現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が同一の時、バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する段階を含む。

本発明の液晶表示装置の駆動装置は、外部から入力されたデータを輝度成分に変換するための輝度／色分離部と；輝度成分をフレーム単位のヒストグラムに配置するためのヒストグラム分析部と；ヒストグラムからバックライトの輝度を決める制御値を抽出して、抽出された現在フレームの制御値と少なくとも二つのフレーム以前の制御値を利用してバックライトの輝度を制御するためのバックライト制御手段と、を具備する。

制御値は、ヒストグラムで一番多い階調を占める最頻値及びヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかである。

バックライト制御手段は、ヒストグラムから制御値を抽出するための制御値抽出部と、制御値抽出部から抽出された制御値が蓄積される蓄積部と、制御値抽出部から供給される現在フレームの制御値と蓄積部から供給される少なくとも二つの以前フレームの制御値を利用してバックライトの輝度を制御するためのバックライト制御部と、を具備する。

バックライト制御部は、現在フレームの制御値が少なくとも二つの以前フレームの制御値と同一の時、直前の以前フレームの輝度が維持されるようにバックライトの輝度を制御する。

バックライト制御部は、現在フレームの制御値が少なくとも二つの以前フレームの制御値と相異なっている時、現在フレームの制御値に対応する輝度を生成するようにバックライトの輝度を制御する。

上述のように、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置によれば、データを輝度成分に変更してフレーム単位のヒストグラムで配置するのと同時にヒストグラムから抽出された制御値を利用してバックライト輝度を制御することで、生動感のある映像を表示することができる。同時に、本発明では、少なくとも二つの以前フレームの階調値と現在フレームの階調値が同一の時、以前フレームの階調値を維持することで、バックライトの輝度が階調値に対応して敏感に変化することを防止して、これにより液晶パネルでちらつき現象が発生することを防止することができる。さらに本発明では、液晶パネルでちらつき現象が発生される特定条件で以前フレームの輝度を維持するようバックライトを制御することで、液晶パネルでちらつき現象が発生されることを防止することができる。

［実施例］
以下、図２乃至図８ｂを参照して本発明の望ましい実施例を説明する事にする。

図２は本発明の実施例に係る液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。

図２を参照すると、本発明の実施例に係る液晶表示装置の駆動装置は、ｍ×ｎ個の液晶セルＣｌｃがマトリックスタイプに配列され、ｍ個のデータラインＤ１乃至Ｄｍとｎ個のゲートラインＧ１乃至Ｇｎとが交差してその交差部にＴＦＴが形成された液晶パネル２２と、液晶パネル２２のデータラインＤ１乃至Ｄｍにデータ信号を供給するためのデータドライバー２４と、ゲートラインＧ１乃至Ｇｎにスキャン信号を供給するためのゲートドライバー２６と、データドライバー２４にガンマ電圧を供給するためのガンマ電圧供給部２８と、画質改善部４２から供給される第２同期信号を利用してデータドライバー２４とゲートドライバー２６とを制御するためのタイミングコントローラ３０と、電源供給部３２から供給される電圧を利用して液晶パネル２２に供給する電圧を発生するためのＤＣ／ＤＣ変換部３４と、バックライト３８を駆動するためのインバーター３６と、入力データの明暗対比を選択的に強調するのと同時に入力データに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇをインバーター３６に供給するための画質改善部４２を具備する。

システム４０は、第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１、Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１及び第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを画質改善部４２に供給する。

液晶パネル２２は、データラインＤ１乃至ＤｍとゲートラインＧ１乃至Ｇｎとの交差部にマトリックス形態に配置される多数の液晶セルＣｌｃを具備する。液晶セルＣｌｃにそれぞれ形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧから供給されるスキャン信号に応答してデータラインＤ１乃至Ｄｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃに供給する。尚、液晶セルＣｌｃそれぞれにはストレージキャパシターＣｓｔが形成される。ストレージキャパシターＣｓｔは液晶セルＣｌｃの画素電極と電端ゲートラインとの間に形成されるか、あるいは液晶セルＣｌｃの画素電極と共通電極ラインとの間に形成されて、液晶セルＣｌｃの電圧を一定に維持させる。

ガンマ電圧供給部２８は、多数のガンマ電圧をデータドライバー２４に供給する。

データドライバー２４は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに応答して、デジタルビデオデータＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換して、このアナログガンマ電圧をデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。

ゲートドライバー２６は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに回答応答して、スキャンパルスをゲートラインＧ１乃至Ｇｎに順次的に供給して、データ信号が供給される液晶パネル２２の水平ラインを選択する。

タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から入力される第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２、Ｈｓｙｎｃ２及び第２クロック信号ＤＣＬＫ２を利用して、ゲートドライバー２６及びデータドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。ここでゲートドライバー２６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＧＳＣ）、ゲート出力信号（Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＧＯＥ）などが含まれる。さらに、データドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ソースシフトクロック（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＳＳＣ）、ソース出力信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＳＯＣ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ；ＰＯＬ）などが含まれる。同時に、タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から供給される第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを再整列して、データドライバー２４に供給する。

ＤＣ／ＤＣ変換部３４は、電源供給部３２から入力される３.３Ｖの電圧を昇圧または減圧して、液晶パネル２２に供給する電圧を発生する。このようなＤＣ／ＤＣ変換部３４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。

インバーター３６は、画質改善部４２から供給される明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応する駆動電圧（または駆動電流）をバックライト３８に供給する。言い換えれば、インバーター３６からバックライト３８に供給される駆動電圧（駆動電流）は、画質改善部４２から供給される明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇにより決定される。バックライト３８は、インバーター３６から供給される駆動電圧（駆動電流）に対応する明るさの光を液晶パネル２２に供給する。

画質改善部４２は、システム４０から入力される第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを利用して輝度成分を抽出し、抽出された輝度成分に対応した第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの階調値を変更した第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。ここで、画質改善部４２は、入力データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉと比較して、明暗対比が拡張されるように第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。

さらに、画質改善部４２は、輝度成分に対応される明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成してインバーター３６に供給する。実質的に画質改善部４２は、輝度成分からバックライトを制御することができる制御値（例えば、最頻値（一つのフレーム内で一番多く存在する階調値）及び／または平均値（一つのフレーム階調の平均値））を抽出して、抽出された制御値を利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。ここで、画質改善部４２は、輝度成分の階調に対応するバックライトの輝度を少なくとも二以上の区間で分けて、制御値に対応して輝度の区間が選択されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

また、画質改善部４２は、システム４０から入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１、Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１を利用して、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏに同期される第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２、Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成する。

このために、画質改善部４２は、図３のように第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを利用して第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成するための映像信号変調手段７０と、映像信号変調手段７０の制御により明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成するためのバックライト制御手段７２と、２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２、Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成するための制御部６８とを具備する。

映像信号変調手段７０は、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉから輝度成分Ｙを抽出して、抽出された輝度成分Ｙを利用して明暗対比が部分的に強調された第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。このために、映像信号変調手段７０は、輝度／色分離部５０、遲延部５２、輝度／色ミックシング部５４、ヒストグラム分析部５６及びデータ処理部５８を具備する。

輝度／色分離部５０は、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを輝度成分Ｙ及び色遮成分Ｕ、Ｖに分離する。ここで、輝度成分Ｙ及び色遮成分Ｕ、Ｖのそれぞれは式１乃至式３により求められる。

Ｙ＝０.２２９×Ｒｉ＋０.５８７×Ｇｉ＋０.１１４×Ｂｉ （１）
Ｕ＝０.４９３×（Ｂｉ−Ｙ） （２）
Ｖ＝０.８８７×（Ｒｉ−Ｙ） （３）

ヒストグラム分析部５６は、輝度成分Ｙをフレーム単位の階調で区分する。言い換えると、ヒストグラム分析部５６は、フレーム単位で輝度成分Ｙを階調に対応するように配置して図４のようなヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）を生成する。ここで、ヒストグラムの模様は、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの輝度成分に対応して多様に設定される。

データ処理部５８は、ヒストグラム分析部５６が分析したヒストグラムを利用して、明暗対比が選択的に強調された変調された輝度成分ＹＭを生成する。実際に、データ処理部５８は、多様な方法により変調された輝度成分ＹＭを生成するようになる。データ処理部５８で明暗対比が拡張されるように変調する方法は、本願出願人により大韓民国特許出願第２００３-０３６２８９号、第２００３-０４０１２７号及び第２００３-０４１１２７号などにより詳しく記述されている。

遅延部５２は、データ処理部５８から変調された輝度成分ＹＭが生成されるまで色遮成分Ｕ、Ｖを遅延させる。そして、遅延部５２は、変調された輝度成分ＹＭと同期するように遅延された色遮成分ＵＤ、ＶＤを輝度／色ミキシング部５４に供給する。

輝度／色ミキシング部５４は、変調された輝度成分ＹＭ及び遅延された色遮成分ＵＤ、ＶＤを利用して、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。ここで、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏは式４乃至式６により求められる。

Ｒ＝Ｙ＋０.０００×Ｕ＋１.１４０×Ｖ （４）
Ｇ＝Ｙ−０.３９６×Ｕ−０.５８１×Ｖ （５）
Ｂ＝Ｙ＋２.０２９×Ｕ＋０.０００×Ｖ （６）

輝度／色ミキシング部５４で求められた第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏは、明暗対比が拡張された変調された輝度成分ＹＭにより生成されたので、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに比べて明暗対比が拡張されるようになる。このように、明暗対比が拡張されるよう生成された第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏがタイミングコントローラ３０に供給される。

制御部６８は、システム４０から入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１、Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１を受信する。さらに制御部６８は、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏに同期するように第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２、Ｈｓｙｎｃ２、第２クラック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成してタイミングコントローラ３０に供給する。

バックライト制御手段７２は、ヒストグラム分析部５６から制御値を抽出して、抽出された制御値を利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。ここで、制御値を、バックライト３８の輝度を変化させる値に多様に設定することができる。例えば、制御値として最頻値（一つのフレームのヒストグラムで一番多く存在する階調値）及び／または平均値（一つのフレーム階調の平均値）を利用することができる。このようなバックライト制御手段７２は、制御値抽出部６０、バックライト制御部６４を具備する。

バックライト制御部６４は、図５のように輝度成分Ｙの階調を多数の領域に分けて、このそれぞれの領域ごとにお互いに異なる輝度の光を供給することができるようにバックライト３８を制御する。言い換えると、バックライト制御部６４は、制御値の階調を把握して、この制御値が属する領域に対応するように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

制御値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６から制御値を抽出してバックライト制御部６４に供給する。

このようなバックライト制御手段７２の動作過程を詳しく説明すると以下の通りである。先に制御値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６で分析されたヒストグラムから制御値を抽出してバックライト制御部６４に供給する。制御値の供給を受けたバックライト制御部６４は、自分に供給された制御値が属する領域（階調値）をチェックする。言い換えると、バックライト制御部６４は、図５のように多数に分けられた階調値領域の中で制御値が属する領域をチェックして、ここに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。この時、バックライト制御部６４は、制御値が高い領域に属するほど高い輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

バックライト制御部６４で生成された明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇをインバーター３６に供給する。インバーター３６は、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応してバックライト３８を制御することで、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応する光が液晶パネル２２に供給される。すなわち、本発明のバックライト制御手段７２は、階調を多数の領域に分割して、制御値に対応するそれぞれの領域ごとに相異なっている輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを供給することで、生動感のある映像を表示することができる。言い換えると、制御値が属する領域に沿って光の輝度を制御することで、明暗対比の明らかな画像を液晶パネル２２で表示することができるようになる。

しかし、このような本発明の実施例においては、バックライト３８の輝度が制御値に対応して敏感に変化することで、液晶パネル２２がちらつく現象が発生することがある。例えば、図５のように階調の領域が仕分けされた時、制御値が１６５階調及び１７５階調でフレームごとに交番的に表れるときには、バックライト３８の輝度はフレームごとに変化するようになる。例えば、バックライト制御部６４は、制御値が１６５の階調を示すときには、第１輝度の光を供給するようにインバーター３６を制御し、制御値が１７５の階調を示すときには、第１輝度より明るい第２輝度の光を供給するようにインバーター３６を制御する。

このように、制御値に対応して敏感に輝度が変化すると、液晶パネル２２で明るい輝度及び暗い輝度が交番的に表れる問題点が発生する。このような問題点を克服するために、図６のような本発明の他の実施例に係る画質改善部４２を提案する。図６においては、バックライト制御手段７２を除き、映像信号変調手段７０及び制御部６８の構成及び機能は、図３に図示された本発明の実施例と同一なので詳細な説明は略する事にする。

図６を参照すれば、本発明の他の実施例に係るバックライト制御手段７２は、ヒストグラム分析部５６から制御値を抽出して、抽出された制御値を利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。同時に、本発明の他の実施例に係るバックライト制御手段７２は、階調を多数の領域に分けて、多数の領域の中で階調値に属する領域に対応してバックライト３８の輝度を制御する。（多数の領域はそれぞれ別の輝度を有するように制御される）さらに、本発明の他の実施例に係るバックライト制御手段７２は、現在フレームの制御値に対応してバックライト３８の輝度が敏感に変化することを防止するように、少なくとも二つの以前フレームの制御値と現在フレームの制御値とを比べながらバックライト３８の輝度を制御する。

こために、バックライト制御手段７２は、制御値抽出部６０、蓄積部６２及びバックライト制御部６４を具備する。

制御値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６から制御値を抽出して蓄積部６２及びバックライト制御部６４に供給する。ここで、制御値は、最頻値及び／または平均値を選択することができる。

蓄積部６２は、少なくとも二つの以前フレームの制御値を蓄積する。すなわち、蓄積部６２には以前フレームの制御値が蓄積されている。

バックライト制御部６４は、図５のように輝度成分Ｙの階調を多数の領域に分けて、このそれぞれの領域ごとにお互いに異なる輝度の光を供給できるようにバックライト３８を制御する。言い換えると、バックライト制御部６４は、制御値の階調を把握して、この制御値が属する領域に対応するように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。さらに、バックライト制御部６４は、蓄積部６２から供給される少なくとも二つの以前フレームの制御値と制御値抽出部６０から供給される現在フレームの制御値とが同一の時、以前フレームの輝度が維持されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

このようなバックライト制御手段７２の動作過程を詳しく説明すると、以下の通りである。先に制御値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６で分析されたヒストグラムから制御値を抽出して、蓄積部６２及びバックライト制御部６４に供給する。

制御値の供給を受けた蓄積部６２は、現在フレームの制御値を蓄積するのと同時に自分に蓄積された少なくとも二つの以前フレームの制御値をバックライト制御部６４に供給する。

バックライト制御部６４は、制御値抽出部６０から現在フレームの制御値の供給を受けて、蓄積部６２から少なくとも二つの以前フレームの制御値の供給を受ける。現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値の供給を受けたバックライト制御部６４は、現在フレームの制御値が少なくとも二つの以前フレームの制御値と同一か否かをチェックする。ここで、現在フレームの制御値が少なくとも二つの以前フレームの制御値と同一のときには、バックライト制御部６４は、現在フレームの制御値とは無関係に以前フレームの輝度が維持されるような明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

さらに、現在フレームの制御値が少なくとも二つの以前フレームの制御値と同一ではないときには、バックライト制御部６４は、現在フレームの制御値が属する領域に対応するように明るさ制御信号を生成する。

バックライト制御部６４で生成された明るさ制御信号はインバーター３６に供給される。インバーター３６は、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応してバックライト３８を制御することで、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応する光が液晶パネル２２に供給される。すなわち、本発明のバックライト制御手段７２は、階調を多数の領域に分割して、制御値に対応したそれぞれの領域ごとに相異なっている輝度の光を生成することができるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを供給することで、生動感のある映像を表示することができる。言い換えると、制御値が属する領域に沿って光の輝度を制御することで、明暗対比の明らかな画像を液晶パネル２２に表示することができる。

同時に、本発明の他の実施例でバックライト制御部６４は、少なくとも二つの以前フレームの制御値と現在フレームの制御値を比べて、以前フレームの制御値と現在フレームの制御値が同一であると判断したときには以前フレームの輝度を維持する。したがって、本発明の他の実施例においては、制御値に対応して敏感に輝度を変化することで発生するちらつき現象を防止することができる。

これを詳しく説明すれば、図５のように階調の領域が仕分けされた時、制御値が１６５階調及び１７５階調で交番的に現れるときには、本発明の他の実施例のバックライト３８は、現在フレームの制御値とは無関係に以前フレームの輝度を維持する。（ここで、蓄積部６２には二つの以前フレームの制御値が蓄積されると仮定する）すなわち、現在フレームの制御値と二つの以前フレームの制御値が同一なので、液晶パネル２２では以前フレームの輝度が維持される。（すなわち、フレーム単位で輝度が変化されない。）

同時に、本発明の他の実施例でバックライト制御部６４は、ちらつき現象が現れる特定の条件で以前フレームと同一輝度を維持する。ここで、特定条件に対応する制御値は蓄積部６２に蓄積される。特定条件に対応するバックライト制御部６４で以前フレームと同一輝度を維持する過程を詳しく説明すると、以下の通りである。先に図７Ａは、データの映像が続いて明るくなり途中から現在フレームまで暗くなったことを示す。このように、データの映像が明るくり途中から現在フレームまで暗くなったときには、バックライト制御部６４は、以前フレームの制御値を利用してバックライト３８の輝度を制御する。言い換えると、バックライト制御部６４は、映像が続いて明るくなり途中から現在フレームまで暗くなったときには、現在フレームの制御値とは無関係に以前フレームの明るさを維持するようにバックライト３８を制御することで、ちらつき現象の発生を防止することができる。一方、バックライト制御部６４は、制御値が式７のような条件を満たすときには、データの映像が明るくなり途中から現在フレームまで暗くなったと把握する。

ＣＳＮ¹＜ＣＳＮ²、ＣＳＮ²≧ＣＳＮ³、ＣＳＮ³≧ＣＳＮ⁴、ＣＳＮ⁴≧ＣＳＮ⁵．．．(7)

式７で示す“ＣＳＮ^X”のＣＳＮは制御値を示す。そして、“Ｘ”はフレームの位置を示す。ここで、“Ｘ”の値が大きいほど現在フレームから遠くなる制御値であり、“Ｘ”の値が小さいほど現在フレームから近い制御値であることを示す。

式７では、一番遠い以前フレームＣＳＮ⁵から直前フレームＣＳＮ²までは、近くなるほど制御値が大きいことが分かる。したがって、制御値により決まるバックライトの輝度も次第に明るくなる。一方、現在フレームＣＳＮ¹の制御値は直前フレームＣＳＮ²の制御値に比べて小さな階調値を有する。このように、現在フレームＣＳＮ¹の制御値が直前フレーム（ＣＳＮ²）の制御値に比べて小さい階調値を有するときには、バックライトの輝度が暗くなるように制御しなければならない。しかし、バックライトの輝度が漸次的に明るくなっている途中で急に暗くなれば、液晶パネル２２でちらつき現象が現れることから、本発明では、制御値が式７の条件を有するときには、現在フレームの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する。

図７Ｂは、データの映像が徐々に暗くなり、途中から現在フレームまで明るくなったことを示す。このように、データの映像が暗くなり途中から現在フレームまで明るくなるときには、バックライト制御部６４は、以前フレームの制御値を利用してバックライト３８の輝度を制御する。言い換えると、バックライト制御部６４は、映像が続いて暗くなり途中から現在フレームまで明るくなるときには、現在フレームの制御値とは無関係に以前フレームの明るさを維持するようにバックライト３８を制御することで、ちらつき現象の発生を防止することができる。一方、バックライト制御部６４は、制御値が式８のような条件を満たすときには、データの映像が暗くなり途中から現在フレームまで明るくなったと把握する。

ＣＳＮ¹＞ＣＳＮ²、ＣＳＮ²≦ＣＳＮ³、ＣＳＮ³≦ＣＳＮ⁴、ＣＳＮ⁴≦ＣＳＮ⁵．．．(８)

式８では、一番遠い以前フレーム（ＣＳＮ⁵）から直前フレーム（ＣＳＮ²）までは近くなるほど制御値が小さくなることが分かる。したがって、制御値により決まるバックライトの輝度も次第に暗くなるようになる。一方、現在フレーム（ＣＳＮ¹）の制御値は直前フレーム（ＣＳＮ²）の制御値に比べて大きい階調値を有する。このように、現在フレーム（ＣＳＮ¹）の制御値が直前フレーム（ＣＳＮ²）の制御値に比べて大きい階調値を有するときには、バックライトの輝度が明るくなるように制御しなければならない。しかし、バックライトの輝度が漸次的に暗くなっている途中で急に明るくなると液晶パネル２２でちらつき現象が表れることから、本発明では制御値が式８のような条件を満たすときには、現在フレームの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する。

すなわち、本発明では、データの映像が続いて明るくなり途中から現在フレームまでは暗くなる条件及びデータの映像が続いて暗くなり途中から現在フレームまでは明るくなる条件で以前フレームの輝度を維持することで、液晶パネル２２におけるちらつき現象の発生を防止することができる。一方、本発明のバックライト制御部６４は、追加的に図８Ａ及び式９のようにバックライトの輝度が続いて暗くなる場合と、図Ｂ及び式１０のようにバックライトの輝度が続いて明るくなる場合にも、現在フレームで以前フレームの輝度を維持するように制御することができる。実際に、バックライトの輝度が続いて明るくなるとか暗くなるときにも、液晶パネル２２の輝度が持続的に変化することから、ちらつき現象が表れることになる。

ＣＳＮ¹≦ＣＳＮ²、ＣＳＮ²≦ＣＳＮ³、ＣＳＮ³≦ＣＳＮ⁴、ＣＳＮ⁴≦ ＣＳＮ⁵．．．(9)
ＣＳＮ¹≧ＣＳＮ²、ＣＳＮ²≧ＣＳＮ³、ＣＳＮ³≧ＣＳＮ⁴、ＣＳＮ⁴≧ ＣＳＮ⁵．．(10)

一方、本発明では図７Ａ乃至図８Ｂのような条件を把握するために、少なくとも二つの以前フレームＣＳＮ²、ＣＳＮ³．．．の制御値と現在フレームの制御値をと比べる。

以上説明した内容を通じて当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で多様な変更及び修正ができる。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲により決められなければならない。

従来の液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。 図２に図示された画質改善部の第１実施例を示すブロック図である。 図３に図示されたヒストグラム分析部で分析されたヒストトグラムを示す図である。 図３に図示されたバックライト制御部で輝度を制御するための輝度領域を示す図である。 図２に図示された画質改善部の第２実施例を示すブロック図である。 図６に図示されたバックライト制御部において以前フレームの輝度を維持する条件を示す図面である。 図６に図示されたバックライト制御部において以前フレームの輝度を維持する条件を示す図面である。 図６に図示されたバックライト制御部において以前フレームの輝度を維持する条件を示す図面である。 図６に図示されたバックライト制御部においてで以前フレームの輝度を維持する条件を示す図面である。

符号の説明

２、２２ 液晶パネル
４、２４ データドライバー
６、２６ ゲートドライバー
８、２８ ガンマ電圧供給部
１０、３０ タイミングコントローラ
１２、３２ 電源供給部
１４、３４ ＤＣ／ＤＣ変換部
１６、３６ インバーター
１８、３８ バックライト
２０、４０ システム
４２ 画質改善部
５０ 輝度／色分離部
５２ 遅延部
５４ 輝度／色ミックシング部
５６ ヒストグラム分析部
５８ データ処理部
６０ 制御値抽出部
６２ 蓄積部
６４ バックライト制御部
６８ 制御部
７０ 映像信号変調手段
７２ バックライト制御手段

Claims (11)

1. 外部から入力されるデータを輝度成分に変換する第１段階と、
   前記輝度成分を多数の輝度領域に分割する第２段階と、
   前記輝度成分をフレーム単位のヒストグラムで配置した後に制御値を抽出する第３段階と、
   前記抽出された制御値を蓄積する第４段階と、
   前記第３段階から抽出された現在フレームの制御値と前記第４段階で蓄積された制御値のうちの少なくとも二つの以前フレームの制御値を利用してバックライトの輝度を制御する第５段階と、
   先に設定された条件に対応して、前記現在フレームの制御値とは無関係に前記バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する段階とを含み、
   前記第５段階は、前記現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が同一の時、前記バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持し、そして、
   前記先に設定された条件は、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に明るくなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも暗いという条件、及び、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に暗くなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも明るいという条件を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 前記制御値は、前記ヒストグラムにおいて一番多い階調を占める最頻値及び前記ヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. 前記第５段階は、前記現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が相異なっている時、前記バックライトの輝度を前記現在フレームの制御値に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
4. 前記第５段階では、階調を多数の輝度領域に分割して、前記制御値が属する輝度領域に対応して前記バックライトの輝度を変化させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
5. 前記先に設定された条件は、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームまで徐々に明るくなるという条件、及び、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームまで徐々に暗くなるという条件をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
6. 現在フレームの制御値とは無関係にバックライトにおいて以前フレームの輝度が維持される条件を設定する段階と、
   外部から入力されるデータを輝度成分に変換する段階と、
   前記輝度成分を多数の輝度領域に分割する段階と、
   前記輝度成分をフレーム単位のヒストグラムで配置した後に制御値を抽出する段階と、
   前記抽出された制御値が前記以前フレームの輝度が維持される条件に含まれない時、前記抽出された制御値に対応するようにバックライトの輝度を制御する段階と、を含み、前記現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値が同一の時、前記バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持する段階を含み、そして、
   前記以前フレームの輝度が維持される条件には、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に暗くなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも明るいという条件、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に明るくなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも暗いという条件、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームまで徐々に明るくなるという条件、及び、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームまで徐々に暗くなるという条件が含まれることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記制御値は、前記ヒストグラムで一番多い階調を占める最頻値及び前記ヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
8. 前記バックライトの輝度は、前記制御値が属した輝度領域別でお互いに異なるように設定されることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
9. 外部から入力されたデータを輝度成分に変換するための輝度／色分離部と、
   前記輝度成分をフレーム単位のヒストグラムで配置するためのヒストグラム分析部と、
   前記ヒストグラムからバックライトの輝度を決める制御値を抽出して、抽出された現在フレームの制御値と少なくとも二つの以前フレームの制御値とを利用してバックライトの輝度を制御するためのバックライト制御手段と、を具備し、
   前記バックライト制御手段は、前記ヒストグラムから制御値を抽出するための制御値抽出部と、前記制御値抽出部から抽出された制御値が蓄積される蓄積部と、前記制御値抽出部から供給される現在フレームの制御値と前記蓄積部から供給される少なくとも二つの以前フレームの制御値を利用して前記バックライトの輝度を制御するためのバックライト制御部と、を具備し、
   前記バックライト制御部は、前記現在フレームの制御値が前記少なくとも二つの以前フレームの制御値と同一の時、直前の以前フレームの輝度が維持されるように前記バックライトの輝度を制御し、
   前記バックライト制御部は、先に設定された条件に対応して、前記現在フレームの制御値とは無関係に前記バックライトの輝度を以前フレームの輝度と同一に維持し、そして、
   前記先に設定された条件は、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に明るくなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも暗いという条件、及び、前記少なくとも二つの以前フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が、前記現在フレームから最遠の以前フレームから、前記現在フレームの直近の以前フレームまでは徐々に暗くなり、前記現在フレームの制御値の大きさに対応する前記バックライトの輝度が前記直近の以前フレームのバックライトの輝度よりも明るいという条件を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
10. 前記制御値は、前記ヒストグラムにおいて一番多い階調を占める最頻値及び前記ヒストグラム階調の平均を示す平均値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置の駆動装置。
11. 前記バックライト制御部は、前記現在フレームの制御値が前記少なくとも二つの以前フレームの制御値と相異なっている時、前記現在フレームの制御値に対応する輝度が生成されるように前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置の駆動装置。

Images