JP5734580B2 - 画素データの補正方法及びこれを遂行するための表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画素データの補正方法及びこれを遂行するための表示装置に関し、より詳しくは表示画質を改善するための画素データの補正方法及びこれを遂行するための表示装置に関する。

一般的に、液晶表示装置は、液晶の光透過率を利用して画像を表示する液晶表示パネル及び液晶表示パネルの下部に配置されて液晶表示パネルに光を提供する光源モジュールを含む。液晶表示パネルは、画素電極と画素電極を駆動する薄膜トランジスタとが形成された第１基板と、第１基板と結合して液晶層を収容する第２基板とを含む。

最近、光源モジュールを複数の発光ブロックに分けて発光ブロックごとに輝度を制御するローカルディミング（ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）技術が開発された。ローカルディミング技術とは、光源モジュールから発生した光の明るさと液晶表示パネルの透過率とを調節して元の画像の明るさを表現することをいう。ローカルディミング技術によると、発光ブロックの明るさに連動して画素の透過率を調整することによって電力消費を減らし、コントラスト比を向上させることができる。

ローカルディミング技術によると、最大階調の画像を表現する場合、画素に提供される光の輝度を最大にし、画素の透過率を最大値未満にすることによって、最大階調の明るさの画像を表示することができる。しかしながら、ローカルディミング技術は、複数の発光ブロックの輝度を個別的に制御するので、隣接する発光ブロック間の輝度差によってフリッカー現象が発生するという問題を有する。

韓国特許出願公開 ２００８-００４３２５９号公報 日本特許公開 ２００７-１７１５２７号公報 日本特許公開 ２００４-１７７７２２号公報

本発明の目的は、上述のフリッカー現象を改善するための画素データの補正方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記画素データの補正方法を行うための表示装置を提供することにある。

上述の本発明の目的を達成するための一実施形態において、各画素に提供される光の輝度である画素輝度は、複数の発光ブロックからなる光源モジュール及び複数の画素を含む表示装置に提供される画素データの補正方法によって決まる。各発光ブロックが発する光の最大輝度及び画素輝度に基づいて画素データを補正する補正データが生成される。

上述の本発明の目的を達成するための他の実施形態における画素データの補正方法は、複数の発光ブロックから発生する光が表示パネルの画素を透過する透過率を制御し、画素に提供される光の輝度である画素輝度が一つの発光ブロックが発光することのできる発光最大輝度より大きい場合に、前記画素を透過する光の透過率を減少させる。

上述の本発明の他の目的を達成するための一実施形態における表示装置は、表示パネル、光源モジュール及びローカルディミング駆動部を含む。表示パネルは画素を含む。光源モジュールは複数の発光ブロックからなり、表示パネルに光を提供する。ローカルディミング駆動部は、画素に提供される光の輝度である画素輝度が一つの発光ブロックが発光できる発光最大輝度より大きくなると、前記画素に対応する画素データを低階調に補正する。

本発明によると、画素輝度が発光最大輝度より大きい場合、画素の透過率を減少させて同一階調を実質的に同一の明るさで表示することができる。従って、動画及び画面転換の際に発生するフリッカー現象を防止することができる。

本発明の実施形態における表示装置のブロック図である。 図１に示す表示装置の多様なローカルディミング方式における光源モジュールの概念図である。 図１に示す表示装置の多様なローカルディミング方式における光源モジュールの概念図である。 図１に示す表示装置の多様なローカルディミング方式における光源モジュールの概念図である。 相対輝度による補正係数の変化を示すグラフである。 図５に示す「Ａ」部分の拡大図である。 図１の表示装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 図１の表示装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。 図１の画素輝度決定部に適用されるルックアップテーブルの概念図である。 図１に示す表示装置に表示された画面の輝度変化を説明するための概念図である。 図１に示す表示装置に表示された画面の輝度変化を説明するための概念図である。 図１に示す表示装置に表示された画面の輝度変化を説明するための概念図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態をより詳しく説明する。本発明には多様な変更を加えてもよく、様々な形態を有するものでもよいため、特定の実施形態を図面に例示し、本明細書で詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変形物、均等物、ないしは代替物を含むものと理解されるべきである。各図面を説明する際には、類似する参照符号を類似する構成要素に対して使用した。本発明を明確に説明するために、添付図面において、構造物のサイズを実際より拡大して示した。第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するにあたって使用されるが、各構成要素は使用される用語によって限定されるものではない。各用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用されるものであって、例えば、明細書中において、第１構成要素を第２構成要素に書き換えてもよく、同様に第２構成要素を第１構成要素としてもよい。文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、単数表現は複数の表現を含む。

本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つまたはそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を排除しないものと理解されるべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あると記載される場合は、これらが他の部分の「すぐ上に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。同様に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あると記載される場合、これらが他の部分の「すぐ下に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。

図１は、本発明の実施形態における表示装置のブロック図である。図２、図３、及び図４は、図１に示す表示装置の多様なローカルディミング方式における光源モジュールの概念図である。

図１を参照すると、表示装置は光源モジュール１００Ａ、ローカルディミング駆動部１００Ｂ、表示パネル２００Ａ、及びパネル駆動部２００Ｂを含む。

光源モジュール１００Ａは、表示パネル２００Ａに光を提供する。例えば、光源モジュール１００Ａは複数の発光ブロックＢに分けられ、発光ブロックＢの輝度は、個別的に制御されてローカルディミング駆動される。各発光ブロック（例えば、Ｂ１）は少なくとも一つの光源を有する。前記光源は蛍光ランプ及び発光ダイオードを含むものでもよい。

光源モジュール１００Ａの発光ブロックＢは、図２から図４に示すように、１次元及び２次元のローカルディミング構造を有するものでもよい。

例えば、図２に示すように、光源モジュール１００Ａは、第１方向にＩ個、第１方向と交差する第２方向にＪ個に分けられたＩ×Ｊ個の発光ブロック（Ｂ１，…，ＢＩ×Ｊ）を含む２次元ローカルディミング構造を有するものでもよい。

図３に示すように、光源モジュール１００Ａは、第１方向にＩ個に分けられたＩ個の発光ブロック（Ｂ１，…，ＢＩ）を含むか、または、図４に示すように光源モジュール１００Ａは第２方向にＪ個に分けられたＪ個の発光ブロック（Ｂ１，…，ＢＪ）を含む１次元ローカルディミング構造を有するものでもよい。前記Ｉ及びＪは自然数である。図２、図３、及び図４に示すように、ローカルディミング構造を有する光源モジュール１００Ａは、各発光ブロックの隣接する発光ブロックの輝度に影響されるものであってもよい。

画素に提供される光の輝度である画素輝度が、一つの発光ブロックが発光できる発光最大輝度より大きくなると、ローカルディミング駆動部１００Ｂは、前記画素に対応する画素データを低階調に補正し、発光ブロックの輝度を個別的に制御する。以下においてローカルディミング駆動部１００Ｂを機能別に構成要素に分けて説明するが、ローカルディミング駆動部１００Ｂの構成要素は、一つのモジュールに具現されるか、または所定の個数にグルーピングされた複数のモジュールで具現されるか、あるいは多様な方式のモジュールで具現されるものでもよい。

ローカルディミング駆動部１００Ｂは、光源駆動部１４０及び画素補正部１８０を含む。光源モジュール１４０は、ディミングレベル決定部１１０及び発光駆動部１３０を含み、表示パネル２００Ａに表示される画像に対応する画素データに基づいて発光ブロックの輝度を個別的に制御する。

ディミングレベル決定部１１０は、画素データを光源モジュール１００Ａの発光ブロックＢに応じて複数の画像ブロックに分ける。ディミングレベル決定部１１０は、各画像ブロックに含まれる画素データの階調によるヒストグラムを利用して画像ブロックの代表階調を算出する。前記代表階調は画像ブロックに含まれる画素データの平均階調または最大階調であってもよい。ディミングレベル決定部１１０は、画像ブロックの代表階調を利用して発光ブロックＢのディミングレベルをそれぞれ決める。図示はしていないが、ディミングレベル決定部１１０は、ローパスフィルタを通じて時間的及び空間的にディミングレベルを補正するものでもよい。

発光駆動部１３０は、発光ブロックＢのディミングレベルに基づいて発光ブロックＢを駆動する駆動信号を生成する。それぞれの駆動信号は、パルス幅が変調されたＰＷＭ信号であってもよく、前記ディミングレベルはＰＷＭ信号のデューティ比（ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）に対応するものであってもよい。

画素補正部１８０は、画素輝度決定部１５０及び補正部１７０を含む。

画素輝度決定部１５０は、発光ブロックＢのディミングレベルを利用して表示パネル２００Ａに提供される光の輝度分布を判断し、判断された光の輝度分布を利用してそれぞれの画素Ｐに提供される光の輝度（以下、「画素輝度」と称する）を決める。

補正部１７０は、補正係数α’を利用して画素データＧを補正して補正データＧ’を生成する。

一般的に画素補正関係式は下記の式（１）のように示される。

前記Ｌｍａｘｗｈｉｔｅは、光源モジュール１００Ａがフルホワイト（ｆｕｌｌ−ｗｈｉｔｅ）で駆動する場合の輝度（以下、「最大ホワイト輝度」と称する）であり、前記Ｇｍａｘは、画素データの最大階調であり、前記Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔは、画素輝度決定部１５０で決められた画素輝度であり、γはガンマ値である。

式（１）から一般補正係数αは下記の式（２）のように示される。

式（１）及び（２）を参照すると、画素データＧと補正データＧ’との間の関係は一般補正係数αによって変化する。画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔと最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅとが同一である場合、一般補正係数αは「１」になるため、画素データＧと補正データＧ’とは同一になる。つまり、この場合には画素データＧは補正されない。

例えば、ホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに一つの発光ブロックを点灯して第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１を提供する第１の場合、ホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに複数の発光ブロックを点灯して第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２を提供する第２の場合、及びホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに全ての発光ブロックを点灯してホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３を提供する第３の場合をそれぞれ調べてみる。第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１は第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２より低く、第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２は第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３より低く、第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３は最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅと同一である。

まず、第１及び第２の場合を調べてみると、第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１及び第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２は、最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅより低いため、一般補正係数αは「１」より大きい数となる。式（１）によると、補正データＧ’は画素データＧより高階調である。つまり、画素データＧがホワイト階調、つまり「２５５」（８ｂｉｔ基準）であるため、補正データＧ’は「２５５」より高階調に算出されるが、画素Ｐが表示できる最大階調が「２５５」であるため補正データＧ’は実質的に「２５５」になる。

一方、第３の場合を調べてみると、第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３は最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅと同一であるため、一般補正係数αは「１」になる。式（１）によって、補正データＧ’は画素データＧと同一の階調「２５５」になる。

結果的に、第１、第２、及び第３の場合は、全て同一階調の補正データＧ’に補正されるため、画素Ｐは同一の透過率を有する。したがって、第１、第２、及び第３の場合が連続して実行された場合、画素Ｐの透過率は同一である反面、画素Ｐに提供される光の輝度が変化するため、フリッカー現象が発生することがある。特に、動画において字幕が表示される場合は、光の急激な変化が引き起こされてフリッカー現象が発生することがある。

このような問題点を解決するために、本発明の実施形態における補正部１７０は、下記の式（３）のような画素補正関係式を適用してもよい。

補正係数α’は、設定された発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅと画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔとの関係式で定義される。発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅは、最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅより低い輝度である。例えば、発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅは、一つの発光ブロックが発光することのできる最大輝度である。

式（３）及び（４）を参照すると、画素データＧと補正データＧ’との関係は補正係数α’によって変化する。画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きいと、補正係数α’は「１」より小さくなるため、画素データＧは低階調の補正データＧ’に逆補正される。

例えば、ホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに一つの発光ブロックを点灯して第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１を提供する第１の場合と、ホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに複数の発光ブロックを点灯して第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２を提供する第２の場合と、ホワイト階調の透過率を有する画素Ｐに全ての発光ブロックを点灯して第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３を提供する第３の場合とをそれぞれ調べてみる。第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１が「２５０」であり、第２画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ２が「２５１」であり、第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３が「２５５」であり、発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅは第１画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ１と同一であり、最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅは第３画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔ３と同一である場合を仮定する。

第１の場合、式（３）及び（４）に従うと、補正係数α’は「１」であり、補正データＧ’は画素データＧと同一の階調「２５５」である。第２の場合、式（３）に従うと、補正係数α’は（０．９９）^Ｃであり、式（４）に従うと、補正データＧ’は２５５×（０．９９）^Ｃである。ここで、Ｃは、１／γである。第３の場合、式（３）に従うと、補正係数α’は（０．９８）^Ｃであり、式（４）に従うと、補正データＧ’は２５５×（０．９８）^Ｃである。

第１の場合の補正データＧ’に対応する画素の透過率を第１透過率とする場合、第２の場合の補正データＧ’に対応する画素の透過率は第１透過率より小さい第２透過率であり、第３の場合の補正データＧ’に対応する画素の透過率は第２透過率より小さい第３透過率である。

結果的に、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい場合、画素データは相対的に低階調に補正されて画素の透過率が減少する。その結果、同一階調の画素データに対して実質的に同一の明るさを表示することができる。

補正部１７０で補正された補正データＧ’によって画素Ｐに表示される画像の輝度Ｌｄｉｓｐｌａｙは、下記の式（５）のように示される。

前記Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｔｉｏは、画素Ｐの透過率である。

これによって、ローカルディミング駆動の際に発生するフリッカー現象を防ぐことができ、特に動画において字幕表示によって発生する輝度変化によるフリッカー現象を防ぐことができる。

表示パネル２００Ａは画像を表示する。例えば、表示パネル２００Ａは、ｍ×ｎ個の複数画素を含み、各画素Ｐは、データ配線ＤＬとゲート配線ＧＬとに接続されたスイッチング素子ＴＲ、スイッチング素子ＴＲに接続された液晶キャパシタＣＬＣ、及びストレージキャパシタＣＳＴを含む。前記ｍ及びｎは自然数である。

パネル駆動部２００Ｂは、タイミング制御部２３０、データ駆動部２５０、及びゲート駆動部２７０を含む。

タイミング制御部２３０は、データ駆動部２５０及びゲート駆動部２７０にタイミング制御信号を提供する。タイミング制御部２３０は、タイミング制御信号に基づいて画素補正部１８０から提供された補正データＧ’をデータ駆動部２５０に提供する。

データ駆動部２５０は、補正データＧ’をアナログのデータ電圧に変換して表示パネル２００Ａのデータ配線ＤＬに出力する。画素Ｐは、データ配線ＤＬに電気的に接続され、前記画素Ｐは補正データＧ’に対応する透過率を有する。例えば、補正データＧ’が「２５５」階調（８ｂｉｔ基準）であれば、前記画素の透過率は最大（例えば、１００％）であり、補正データＧ’が「０」階調であれば、前記画素の透過率は最小（例えば、０％）である。

ゲート駆動部２７０は、タイミング制御信号に基づいてゲート信号を生成し、ゲート信号を表示パネル２００Ａのゲート配線ＧＬに出力する。

図５は、相対輝度による補正係数の変化を示すグラフである。図６は、図５に示す「Ａ」部分の拡大図である。

図５及び図６を参照すると、第１グラフＲＬｅは、本発明の実施形態の表示装置における、任意の画素に対する画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔの変化による補正係数αの変化を示すグラフであり、第２グラフＲＬｎは、一般的な表示装置における、任意の画素に対する画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔの変化による補正係数αの変化を示すグラフである。

第２グラフＲＬｎを参照すると、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが小さくなると補正係数αは増加し、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが増加すると補正係数αは「１」に近くなる。つまり、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅに到達すると、補正係数αは「１」になる。

例えば、任意の画素に該当する画素データが、最大階調２５５（８ｂｉｔ基準）より小さい階調２５０である場合、前記画素に提供される光の画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが小さいので、１より大きい補正係数αを適用して高階調の補正データを生成する。従って、画素に提供される光の輝度が低くても画素の透過率を増加させて、元の階調に該当する明るさを表示することができる。

しかし、画素データが最大階調２５５である場合、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔの変化に関係なく、補正データは２５５になる。画素に最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅより低い輝度の光が提供される場合、前記画素データは、「１」より大きい補正係数αが適用されて２５５より高階調の補正データに補正される。しかし、画素で表示可能な最大階調が２５５であるため、前記補正データは２５５になる。

一方、画素に最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅのような輝度の光が提供される場合、前記画素データに「１」である補正係数αが適用されて補正データは２５５になる。このように画素データが２５５である場合、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅであるかまたは最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅより低い輝度である場合の全てにおいて、補正データは２５５になる。従って、画素の透過率は同一である反面、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが互いに異なり、同一階調で表示される明るさが互いに異なるためフリッカー現象が発生する。

一方、第１グラフＲＬｅを参照すると、補正係数αは画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅで「１」になり、補正係数αは画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより小さい場合には１より大きくなり、補正係数αは画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい場合には１より小さくなる。

例えば、任意の画素に提供される画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより小さい場合には、１より大きい補正係数αを適用して高階調の補正データを得る。画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅと同一である場合には、画素データと実質的に同一階調の補正データを得る。また、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい場合には、１より小さい補正係数αを適用して低階調の補正データを得る。従って、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔに従って画素の透過率を制御する画素データを補正することにより、元の階調に該当する明るさを表示することができる。

また、第１グラフＲＬｅによると、画素が最大階調の２５５である場合、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔに従って画素データを補正して２５５階調に該当する明るさを表示するものでもよい。例えば、画素に発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい輝度の光が提供される場合、画素データは「１」より小さい補正係数αが適用されて２５５より低い階調の補正データに補正される。従って、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが増加すると、画素の透過率を減少させて２５５階調に対応する明るさを表示することができる。

このように、第２グラフＲＬｎによると、画素データの全体階調範囲のうち、特定階調以上の高階調は同一の補正データを有する反面、第１グラフＲＬｅによると、全体階調範囲に対して補正データを有するものであってもよい。これにより、画像の表示品質を向上させることができ、また、同一階調に対して同一の明るさを表示することによってフリッカー現象を防ぐことができる。

図７及び図８は、図１の表示装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図９は、図１の画素輝度決定部に適用されるルックアップテーブルの概念図である。

図１、図７、及び図８を参照すると、ディミングレベル決定部１１０は、外部から画素データを受信する（ステップＳ１１０）。ディミングレベル決定部１１０は受信した画素データを光源モジュール１００Ａの発光ブロックＢに応じて複数の画像ブロックに分ける。ディミングレベル決定部１１０は、各画像ブロックの代表階調を利用して発光ブロックのディミングレベルを決定する（ステップＳ１３０）。ディミングレベルは時間的及び空間的にローパスフィルタを通じて補正されてもよい。

発光駆動部１３０は、ディミングレベルに基づいて発光ブロックＢの輝度を制御する駆動信号を生成して発光ブロックＢに提供する。これによって、発光ブロックＢはローカルディミング駆動する（ステップＳ１５０）。

一方、画素補正部１８０は、ディミングレベルを利用して画素データＧを補正して補正データＧ’を出力する（ステップＳ２１０）。

例えば、画素輝度決定部１５０は、ディミングレベル決定部２１０から提供されたディミングレベルを利用して、表示パネル２００Ａに提供される光の輝度分布を判断し、判断された光の輝度分布を利用してそれぞれの画素Ｐに提供される光の輝度である画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔを決定する（ステップＳ２２０）。

補正部１７０は、式（３）及び式（４）に示す画素補正関係式を利用して画素データＧに対応する補正データＧ’を求める（ステップＳ２３０）。ここでは、補正部１７０が画素補正関係式を利用して補正データＧ’を算出する例を挙げている。しかし、補正部１７０は、図９に示すように、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔに対応する補正係数α’が保存されたルックアップテーブルを利用して補正データＧ’を求めるものであってもよい。図９に示すルックアップテーブルは、ガンマ（γ）が「２．２」であり、発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅが「２０８」である場合の一例として、１６等級間隔でサンプリングされた発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅに対応する補正係数α’を示す。この場合、ルックアップテーブルに保存されていないその他の等級の発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅに対応する補正係数α’は、補間（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）方式を利用して算出されてもよい。または、ルックアップテーブルには、全体等級、例えば、０から２５５等級の発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅに対応する補正係数α’が保存されるものでもよい。

ステップ（Ｓ２３０）は次のステップ（Ｓ２３１〜Ｓ２３７）を含む。

まず、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより小さい場合（ステップＳ２３１）、補正係数α’が「１」より大きくなるため、補正部１７０は、画素データＧを相対的に高階調の補正データＧ’に補正する（ステップＳ２３２）。次に、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅと同一である場合（ステップＳ２３３）、補正係数α’が「１」になるため、補正部１７０は、画素データＧを画素データＧと同一階調の補正データＧ’に補正する（ステップＳ２３４）。次に、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい場合（ステップＳ２３５）、補正係数α’が「１」より小さくなるため、補正部１７０は、画素データＧを低階調の補正データＧ’に補正する（ステップＳ２３６）。

タイミング制御部２３０は、画素補正部１８０から提供された補正データＧ’をタイミング制御信号に基づいてデータ駆動部２５０に提供する。

データ駆動部２５０は、補正データＧ’をアナログのデータ電圧に変換してデータ配線ＤＬに出力する。ゲート駆動部２７０は、データ駆動部２５０の出力タイミングに同期されてゲート配線ＧＬに出力する。表示パネル２００Ａにはローカルディミング駆動する発光ブロックＢの明るさによって補正された画像が表示される（ステップＳ２５０）。

従って、ローカルディミング駆動する周辺の発光ブロックの輝度変化による表示パネルの輝度変化を減らすことができるため、動画または画面転換の際に発生するフリッカー現象を改善することができる。

図１０、図１１、及び図１２は、図１に示す表示装置に表示された画面の輝度変化を説明するための概念図である。

図１０は、７つの発光ブロックからなる光源モジュールのうち、一つの発光ブロックを点灯する場合に、表示パネル上に表示される第１テストパターンＴＰ１を示す概念図である。図１１は、光源モジュールのうち、隣接する２つの発光ブロックが点灯する場合に、表示パネル上に表示される第２テストパターンＴＰ２を示す概念図である。図１２は、光源モジュールの発光ブロックを全て点灯する場合に、表示パネル上に表示される第３テストパターンＴＰ３を示す概念図である。

一般的に、表示装置においては、第１から第３のテストパターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３が連続的に表示される場合、２つの発光ブロックから光の提供を受ける第２テストパターンＴＰ２のホワイト階調に対応する画素は、一つの発光ブロックから光の提供を受ける第１テストパターンＴＰ１のホワイト階調に対応する画素より輝度が高い。また、７つの発光ブロックから光の提供を受ける第３テストパターンＴＰ３のホワイト階調に対応する画素は、第２テストパターンＴＰ２のホワイト階調に対応する画素より輝度が高い。このように、同一の階調の画素は隣接する発光ブロックの点灯による影響によって表現される明るさに差が生じてフリッカー現象が発生する。

以下においては、第１テストパターンＴＰ１から第３テストパターンＴＰ３が連続的に表示される場合の、本発明の実施形態における表示装置の駆動方法を説明する。

図１及び図１０を参照すると、光源モジュール１００Ａは、第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第５発光ブロックＢ５、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７を含む１次元ローカルディミング構造を有する。光源モジュール１００Ａに対向する表示パネル２００Ａに第１テストパターンＴＰ１が表示される場合を説明する。第１テストパターンＴＰ１の第５発光ブロックＢ５に対応する画像ブロックはホワイト階調「２５５」（８ｂｉｔ基準）の画像であり、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７に対応する画像ブロックはブラック階調「０」の画像である。

ディミングレベル決定部１１０は、第１テストパターンＴＰ１に対応して第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第５発光ブロックＢ５、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７のディミングレベルを決める。つまり、第５発光ブロックＢ５は最大ディミングレベルを有し、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７は最小ディミングレベルを有する。発光駆動部１３０は、ディミングレベルに基づいて、第５発光ブロックＢ５を最大輝度で駆動し、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７を最小輝度で駆動、つまり消灯する。例えば、第５発光ブロックＢ５は、発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅを有する。光源モジュール１００Ａがフルホワイトで駆動される場合の最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅを「２５５」とすると、一つの発光ブロックのみが点灯される場合の発光ブロックの発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅを「２４２」と仮定する。

一方、画素輝度決定部１５０は、ディミングレベルを利用して表示パネル２００Ａに提供される光の輝度分布を判断し、判断された光の輝度分布を利用して画素Ｐのそれぞれに提供される光の輝度である画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔを決める。第５発光ブロックＢ５の発光最大輝度が「２４２」であるため、第５発光ブロックＢ５には、点灯された隣接発光ブロックが存在しないため隣接発光ブロックの影響を受けない。従って、第５発光ブロックＢ５から光の提供を受ける画素の画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔは第５発光ブロックＢ５の発光最大輝度である約２４２になる。

従って、補正部１７０は、第５発光ブロックＢ５に対応する画素の補正データＧ’として「２５５」を生成して、タイミング制御部２３０に提供する。データ駆動部２５０は前記画素に補正データＧ’である「２５５」に対応するデータ電圧を印加することによって前記画素を約１００％の透過率で駆動する。

図１及び図１１を参照して、表示パネル２００Ａに第２テストパターンＴＰ２が表示される場合を説明する。第２テストパターンＴＰ２では、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５に対応する画像ブロックはホワイト階調「２５５」の画像であり、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７に対応する画像ブロックはブラック階調「０」の画像である。

ディミングレベル決定部１１０は、第２テストパターンＴＰ２に対応して第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第５発光ブロックＢ５、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７のディミングレベルを決める。第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５は最大ディミングレベルを有し、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７は最小ディミングレベルを有する。発光駆動部１３０は、ディミングレベルに基づいて、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５を最大輝度で駆動し、残りの第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７を消灯する。

画素輝度決定部１５０は、画素Ｐのそれぞれに提供される光の輝度である画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔを決める。第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５は互いに隣接して配置されるため、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５のそれぞれの輝度は、互いの輝度に影響を与える。従って、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５は、それぞれ発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅ「２４２」より高く、最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅ「２５５」より低いホワイト輝度「２４４」を有する。つまり、画素輝度決定部１５０は、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５から光の提供を受ける画素の画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔを、発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅ「２４２」より高い約２４４に決定する。

従って、補正部１７０は、第４発光ブロックＢ４及び第５発光ブロックＢ５に対応する画素の補正データＧ’として「２５３」を生成してタイミング制御部２３０に提供する。データ駆動部２５０は、前記画素に補正データＧ’である「２５３」に対応するデータ電圧を印加することによって前記画素を約９９％の透過率で駆動する。

図１及び図１２を参照して、表示パネル２００Ａに第３テストパターンＴＰ３が表示される場合を説明する。第３テストパターンＴＰ３は全体画像の全てがホワイト階調「２５５」の画像である。

ディミングレベル決定部１１０は、第３テストパターンＴＰ３に対応して第１発光ブロックＢ１、第２発光ブロックＢ２、第３発光ブロックＢ３、第４発光ブロックＢ４、第５発光ブロックＢ５、第６発光ブロックＢ６、及び第７発光ブロックＢ７のディミングレベルを全て最大輝度に決める。

画素輝度決定部１５０は、画素Ｐのそれぞれに提供される光の輝度である画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔを決定する。光源モジュール１００Ａがフルホワイトで駆動されることによって、それぞれの画素の画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔは最大ホワイト輝度Ｌｍａｘｗｈｉｔｅの２５５になる。

従って、補正部１７０は、補正データＧ’である「２４９」をタイミング制御部２３０に提供する。データ駆動部２５０は、画素に補正データＧ’「２４９」に対応するデータ電圧を印加することによって前記画素を約９７．６％の透過率で駆動する。

図１０から図１２において説明したように、画素輝度Ｌｐｉｘｅｌｌｉｇｈｔが発光最大輝度Ｌｍｉｎｗｈｉｔｅより大きい場合、画素データＧは逆補正されて相対的に画素の透過率を減少させる。従って、同一階調の元の画像に対しては同一の明るさを表示することができる。これによってローカルディミング駆動の際、動画または画面転換において発生するフリッカー現象を改善することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。

１００Ａ 光源モジュール
１００Ｂ ローカルディミング駆動部
１１０ ディミングレベル決定部
１３０ 発光駆動部
１４０ 光源駆動部
１５０ 画素輝度決定部
１７０ 補正部
１８０ 画素補正部
２００Ａ 表示パネル
２００Ｂ パネル駆動部
２３０ タイミング制御部
２５０ データ駆動部
２７０ ゲート駆動部

Claims (5)

1. 複数の発光ブロックからなる光源モジュール及び複数の画素を含む表示パネルを備える表示装置に提供される画素データの補正方法において、
   前記画素データを前記複数の発光ブロックに応じて複数の画像ブロックに分け、
   前記画像ブロックに含まれる画素データのヒストグラムを利用して前記画像ブロックの代表階調を算出し、
   前記画像ブロックの代表階調に基づいて前記発光ブロックのディミングレベルを決定し、
   前記発光ブロックのディミングレベルに基づいて前記表示パネルに提供される光の輝度分布を判断し、前記光の輝度分布を利用して各画素に提供される光の輝度である画素輝度を決定し、
   前記複数の発光ブロックのうちの１つの発光ブロックが単独で発光することのできる最大輝度である発光最大輝度と前記画素輝度との関係式で定義される補正係数を用いて前記画素データを補正する補正データを生成し、
   前記補正データに基づいて前記画素を透過する光の透過率を調整して同一階調の画素データを実質的に同一の輝度で前記表示パネルに表示することを含み、
   前記画素輝度が前記発光最大輝度と同じ場合は、前記補正係数は１であり、
   前記画素輝度が、前記光源モジュールのすべての発光ブロックをフルホワイトで駆動する場合の輝度である最大ホワイト輝度と同じ場合は、前記補正係数は１より小さい数であることを特徴とする画素データの補正方法。
2. 前記補正データを生成することは、
   前記画素輝度が前記発光最大輝度より大きい場合に、前記画素データより低階調の補正データを生成することであることを特徴とする請求項１に記載の画素データの補正方法。
3. 前記補正データを生成することは、
   前記画素輝度が前記発光最大輝度より小さい場合に、前記画素データより高階調の補正データを生成することであることを特徴とする請求項１に記載の画素データの補正方法。
4. 前記補正データを生成することは、
   前記画素輝度が前記発光最大輝度と同一である場合に、前記画素データと同一階調の補正データを生成することであることを特徴とする請求項１に記載の画素データの補正方法。
5. 画素を含む表示パネルと、
   複数の発光ブロックからなり、前記表示パネルに光を提供する光源モジュールと、
   前記画素に提供される光の輝度である画素輝度が、前記複数の発光ブロックのうちの１つの発光ブロックが単独で発光することのできる最大輝度である発光最大輝度より大きくなる場合に、前記画素に対応する画素データを低階調に補正するローカルディミング駆動部と、を含み、
   前記ローカルディミング駆動部は、
   前記画素データを前記複数の発光ブロックに応じて複数の画像ブロックに分け、前記画像ブロックに含まれる画素データのヒストグラムを利用して前記画像ブロックの代表階調を算出し、前記画像ブロックの代表階調に基づいて前記発光ブロックのディミングレベルを決定するディミングレベル決定部と、
   前記発光ブロックのディミングレベルに基づいて前記表示パネルに提供される光の輝度分布を判断し、前記光の輝度分布を利用して各画素に提供される光の輝度である画素輝度を決定する画素輝度決定部と、
   前記画素輝度と前記発光最大輝度との関係式で定義される補正係数を用いて補正データを生成する補正部と、
   前記補正データに基づいて前記画素を透過する光の透過率を調整して同一階調の画素データを実質的に同一の輝度で前記表示パネルに表示するパネル駆動部と、を含み、
   前記画素輝度が前記発光最大輝度と同じ場合は、前記補正係数は１であり、
   前記画素輝度が、前記光源モジュールのすべての発光ブロックをフルホワイトで駆動する場合の輝度である最大ホワイト輝度と同じ場合は、前記補正係数は１より小さい数であることを特徴とする表示装置。