CN102469340B - 显示设备和驱动该显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种显示设备和驱动所述显示设备的方法。在所述显示设备中，帧率转换器将图像信号划分为针对左眼的第一图像帧和针对右眼的第二图像帧，并产生第一中间图像帧和第二中间图像帧。时序控制器分别将第一图像帧和第二图像帧转换为第一补偿帧和第二补偿帧，并将第一补偿帧、第一中间图像帧、第二补偿帧和第二中间图像帧顺序地提供给数据驱动器。数据驱动器将第一补偿帧和第二补偿帧分别转换为左眼数据电压和右眼数据电压，并将第一中间图像帧和第二中间图像帧转换为预定的黑数据电压。

Description

显示设备和驱动该显示设备的方法
本申请要求于2010年11月17日提交的第10-2010-0114551号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种平板显示器。更具体地，本发明的实施例涉及一种能够提高显示质量的显示设备以及用于驱动所述显示设备的方法。
背景技术
三维图像显示设备呈现将通过观看者的左眼和右眼分别观看的两幅二维图像(即，左眼图像和右眼图像)。所述两幅图像具有双眼视差，从而用户在观看所述两幅图像时感受到三维效果。
通常的三维图像显示设备通过在其显示面板上交替显示左眼图像和右眼图像来显示三维图像。当显示在显示面板上的图像从左眼图像改变为右眼图像，或者反过来时，由于显示面板不能在图像之间进行瞬时切换，导致左眼图像和右眼图像彼此混合在一起持续一段特定时间。这种混合会造成显示质量的恶化。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种能够消除余象(afterimage)以提高图像质量的显示设备。
本发明的示例性实施例还提供了一种驱动所述显示设备的方法。
根据本发明的示例性实施例，显示设备包括帧率转换器、时序控制器、数据驱动器以及显示面板。
帧率转换器将图像信号划分为针对左眼的第一图像帧和针对右眼的第二图像帧，并产生分别接连第一图像帧和第二图像帧的第一中间图像帧和第二中间图像帧，以将图像信号转换为四倍速图像信号。时序控制器分别从第一图像帧和第二图像帧产生第一补偿帧和第二补偿帧，以顺序输出第一补偿帧、第一中间图像帧、第二补偿帧和第二中间图像帧。数据驱动器将来自时序控制器的第一补偿帧和第二补偿帧分别转换为左眼数据电压和右眼数据电压，响应于黑插入控制信号将第一中间图像帧和第二中间图像帧转换为与预定黑灰度对应的黑数据电压，并响应于反相信号对左眼数据电压和右眼数据电压的极性进行每4n帧反相(其中，n是等于或大于1的自然数)。显示面板顺序接收左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压，以交替显示左眼图像和右眼图像。
根据本发明的示例性实施例，显示设备包括时序控制器、数据驱动器和显示面板。
时序控制器在3-D模式期间接收与第一控制信号同步的针对左眼的第一图像帧和针对右眼的第二图像帧，并在2-D模式期间接收与第二控制信号同步的2-D图像帧。在3-D模式期间，数据驱动器将第一图像帧转换为第一数据电压并将第二图像帧转换为第二数据电压，以交替输出第一数据电压和第二数据电压。在2-D模式期间，数据驱动器将2-D图像帧转换为数据电压以输出所述数据电压。在3-D模式期间，显示面板交替接收第一数据电压和第二数据电压，以交替显示左眼图像和右眼图像。在2-D模式期间，显示面板接收所述数据电压以显示2-D图像。
在3-D模式期间，数据驱动器从时序控制器接收反相信号，并响应于所述反相信号对第一数据电压和第二数据电压的极性进行每4n帧反相(其中，n是等于或大于1的自然数)。在2-D模式期间，数据驱动器对数据电压进行每n帧反相。
根据本发明的示例性实施例，如下提供了一种驱动显示设备的方法。图像信号被划分为针对左眼的第一图像帧和针对右眼的第二图像帧。分别接连第一图像帧和第二图像帧的第一中间图像帧和第二中间图像帧被产生。第一图像帧被转换为第一补偿帧，第二图像帧被转换为第二补偿帧。第一补偿帧被转换为左眼数据电压，第二补偿帧被转换为右眼数据电压。响应于黑插入控制信号，第一中间图像帧和第二中间图像帧被转换为与预定黑灰度对应的黑数据电压。左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压被顺序提供给显示设备，以交替显示左眼图像和右眼图像。
根据示例性实施例，左眼数据电压和右眼数据电压的极性被每4n帧反相(其中，n是等于或大于1的自然数)。
根据上述，当显示3-D图像时产生分别接连左眼图像帧和右眼图像帧的中间图像帧，并且数据驱动器将所述中间图像帧转换为黑数据电压，从而防止左眼图像和右眼图像彼此混合。
另外，由于当图像信号被转换为四倍速图像信号以显示3-D图像时，左眼数据电压和右眼数据电压的极性被控制为被每4帧反相，因此可防止当左眼图像和右眼图像显示在显示面板上时产生残留DC分量，从而消除余象。
附图说明
通过在考虑结合附图时参照下面进行的详细描述，本发明的上述和其他优点将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示设备的框图；
图2是示出图1的帧率转换器的框图；
图3是示出图1的时序控制器的框图；
图4是示出图1的数据驱动器的框图；
图5是示出图4的D/A转换器中布置的电阻器串的示图；
图6是示出参照图1到图4的显示设备的操作的波形图；
图7A是示出显示面板上显示的左眼图像的平面图；
图7B是示出显示面板上显示的右眼图像的平面图；
图7C是示出用户察觉的图像的平面图；
图8A是示出按时间顺序施加到图7C的第一区域的信号的波形图；
图8B是示出按时间顺序施加到图7C的第二区域的信号的波形图；
图8C是示出按时间顺序施加到图7C的第三区域的信号的波形图；
图8D是示出按时间顺序施加到图7C的第四区域的信号的波形图；
图9是示出根据本发明的另一示例性实施例的显示设备的框图；
图10是示出在图1的显示设备上显示3-D图像的方法的流程图。
具体实施方式
应该理解，当元件或层被称作在另一元件或层“之上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在所述另一元件或层之上、连接或结合到另一元件或层，或者可能存在中间元件或层。相反，当元件被称作“直接”在另一元件或层“之上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。相同的标号始终表示相同的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项的任何以及全部组合。
将理解，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
在这里可为了描述方便而使用空间相对术语(例如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...之上”、“上面的”等)，以描述在附图中示出的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解，除了附图中描述的方位之外，空间相对术语还意图包括在使用或运行中的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“之下”或“下方”的元件将随后被定位为在所述其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在...下方”可包括上面和下面两种方位。可将装置定位为另外的方位(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释在这里使用的空间相对的描述符。
在这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是意图限制本发明。如在此所使用的，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另有清楚的指示。还将理解，当在本说明中使用术语“包括”和/或“包含”时，表示存在叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非这里确切地定义，否则术语(诸如在常用词典中定义的那些术语)应被解释为具有与所述术语在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应被理想化或过于正式地解释。
在下文中，将参照附图详细解释本发明。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示设备的框图。
参照图1，显示设备50包括：显示图像的显示面板100；驱动显示面板100的栅极驱动器120和数据驱动器140；连接到数据驱动器140的伽马电压产生器(gammavoltagegenerator)150；控制栅极驱动器120和数据驱动器140的时序控制器160。显示设备50还可包括转发器170、帧率转换器180、帧存储器310、三维(3-D)时序转换器330以及一副快门眼镜300。
转发器170从视频系统(未示出)接收二维(2-D)图像信号DATA。转发器170可以以低电压差分信令(LVDS)方法接收2-D图像信号DATA。转发器170将2-D图像信号DATA发送到帧率转换器180。
帧率转换器180从转发器170接收2-D图像信号DATA，并将2-D图像信号DATA转换为3-D图像信号。另外，帧率转换器180转换3-D图像信号的帧率，以满足显示面板100的帧率。例如，帧率转换器180可将具有约60Hz的频率的2-D图像信号DATA划分为针对左眼的图像帧L(在下文中，称为左眼图像帧)以及针对右眼的图像帧R(在下文中，称为右眼图像帧)，以生成具有约240Hz的频率的四倍速图像信号LLRR。在本示例性实施例中，帧率转换器180可具有约240Hz的驱动频率，但其不应限于此，或者不应因此而受到限制。例如，帧率转换器180可具有约120Hz的驱动频率或约360Hz的驱动频率，而不是约240Hz的驱动频率(或者除了约240Hz的驱动频率以外，帧率转换器180还可具有约120Hz的驱动频率或约360Hz的驱动频率)。
60Hz的2-D图像信号DATA可包括多个帧，其中，每个帧可在1/60秒期间被输出。同样，四倍速图像信号LLRR可包括多个帧，其中，每个帧可在1/240秒期间被输出。
为了输出四倍速图像信号LLRR，帧率转换器180将从转发器170接收的2-D图像信号DATA划分为左眼图像帧L和右眼图像帧R，从而产生双倍速图像信号。然后，帧率转换器180产生接连左眼图像帧L的第一中间图像帧L以及接连右眼图像帧R的第二中间图像帧R。第一中间图像帧L可具有与左眼图像帧L相同的值，第二中间图像帧R可具有与右眼图像帧R相同的值。因此，帧率控制器180可通过复制L帧和R帧来将双倍速图像信号转换为四倍速图像信号LLRR。
另外，尽管在图1中仅示出一个帧率转换器180，但显示设备50可包括两个帧率转换器。在显示设备50包括两个帧率转换器的情况下，第一帧率转换器可从转发器170接收2-D图像信号DATA并输出与显示面板100的左侧对应的左侧图像信号，其中，这里参照显示面板100的中间线来定义“左”。第二帧率转换器可从转发器170接收2-D图像信号DATA并输出与显示面板100的右侧对应的右侧图像信号，其中，这里参照所述中间线来定义“右”。
同时，时序控制器160从帧率转换器180接收四倍速图像信号LLRR，并还从转发器170接收控制信号CONT1。时序控制器160通过数据补偿方法来对四倍速图像信号LLRR进行补偿，以对每个像素的电荷率(chargerate)进行补偿。时序控制器160还可输出四倍速补偿图像信号L’LR’R。详细地，时序控制器160通过输出左眼补偿帧L’来对左眼图像帧L进行补偿，并通过输出右眼补偿帧R’来对右眼图像帧R进行补偿。另外，时序控制器160在没有对第一中间图像帧L和第二中间图像帧R进行补偿的情况下输出第一中间图像帧L和第二中间图像帧R。该操作的净效果是为了时序控制器160输出四倍速补偿图像信号L’LR’R。下面进一步描述这些帧L’和R’被描述为分别对帧L和帧R进行补偿的原因。
施加到时序控制器160的控制信号CONT1可包括主时钟信号MCLK、垂直同步信号VSYNC、水平同步信号HSYNC以及数据使能信号DE。时序控制器160产生栅极控制信号CONT2以控制栅极驱动器120的操作，产生数据控制信号CONT3以控制数据驱动器140的操作。时序控制器160将栅极控制信号CONT2以及数据控制信号CONT3分别提供给栅极驱动器120和数据驱动器140。
时序控制器160接收3-D使能信号3D_EN，并响应于3-D使能信号3D_EN产生伽马选择控制信号CONT4。伽马选择控制信号CONT4被施加到伽马电压产生器150。伽马电压产生器150响应于具有高电平的伽马选择控制信号CONT4而输出3-D伽马参考电压VGMA1至VGMA18。尽管在图1中未示出，但是在时序控制器160接收到2-D使能信号的情况下，伽马电压产生器150可响应于具有低电平的伽马选择控制信号CONT4而输出具有与3-D伽马参考电压VGMA1至VGMA18不同的电压电平的2-D伽马参考电压。
显示面板100包括：多条栅极线GL1至GLn，每条栅极线接收栅极电压；多条数据线DL1至DLm，每条数据线接收数据电压。通过可在显示面板100中以矩阵结构布局的栅极线GL1至GLn以及数据线DL1以及DLm来限定多个像素区域，并且像素103被布置在每个像素区域中。每个像素103包括薄膜晶体管105、液晶电容器107以及存储电容器109。
薄膜晶体管105包括连接到第一栅极线GL1的栅极电极、连接到第一数据线DL1的源极电极以及连接到液晶电容器107和存储电容器109的漏极电极。液晶电容器107和存储电容器109并连到漏极电极。
尽管图1中没有示出，但是显示面板100可包括第一显示基底(未示出)、面向第一显示基底的第二显示基底(未示出)以及介于第一显示基底和第二显示基底之间的液晶层(未示出)。
第一显示基底包括栅极线GL1至GLn、数据线DL1至DLm、薄膜晶体管105以及用作液晶电容器107的第一电极的像素电极。薄膜晶体管105响应于栅极电压将数据电压施加到像素电极。
第二显示基底包括用作形成在第二显示基底上的液晶电容器107的第二电极的公共电极(未示出)，并且参考电压被施加到所述公共电极。介于像素电极和公共电极之间的液晶层用作液晶电容器107的介电材料。使用与数据电压和参考电压之间的电势差对应的电压来对液晶电容器107充电。
栅极驱动器120电连接到栅极线GL1至GLn，以将栅极电压施加到栅极线GL1至GLn。具体地，栅极驱动器120响应于栅极控制信号CONT2产生包括栅极导通电压VON和栅极截止电压VOFF的栅极信号，并将所述栅极信号顺序输出到栅极线GL1至GLn以驱动栅极线GL1至GLn。栅极控制信号CONT2可包括：垂直开始信号STV，指示栅极驱动器120的操作的开始；栅极时钟信号GCLK，确定栅极电压的输出时序；输出使能信号OE，确定栅极电压的ON脉冲宽度。
数据驱动器140从时序控制器160接收四倍速补偿图像信号L’LR’R，并响应于数据控制信号CONT3，将左眼补偿帧L’和右眼补偿帧R’分别转换为左眼数据电压和右眼数据电压。左眼数据电压和右眼数据电压被施加到显示面板100。具体地，数据驱动器140可基于3-D伽马参考电压VGMA1至VGMA18，分别将左眼补偿帧L’转换为左眼数据电压，并将右眼补偿帧R’转换为右眼数据电压。数据控制信号CONT3可包括：水平开始信号STH，指示数据驱动器140的操作的开始；反相信号(inversionsignal)POL，控制左眼数据电压和右眼数据电压的极性；负载信号TP，确定左眼数据电压和右眼数据电压的输出时序。
同时，数据驱动器140响应于黑插入控制信号BIC将四倍速补偿图像信号L’LR’R的第一中间图像帧L和第二中间图像帧R转换为预定黑数据电压，以将所述黑数据电压提供给显示面板100。
数据驱动器140电连接到数据线DL1至DLm，并将左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压顺序提供给数据线DL1至DLm。
显示设备50还包括：帧存储器310，连接到时序控制器160以存储先前的图像帧；3-D时序转换器330，将黑插入控制信号BIC提供给数据驱动器140。
帧存储器310顺序地存储施加到时序控制器160的四倍速图像信号L’LR’R。作为示例，在右眼图像帧R被提供给时序控制器160的情况下，帧存储器310存储作为先前帧的第一中间图像帧L，并根据来自时序控制器160的请求，将所述第一中间图像帧L提供给时序控制器160。然后，时序控制器160可基于第一中间图像帧L的数据，将右眼图像帧R转换为右眼补偿帧R’。
3-D时序转换器330从视频系统接收3-D同步信号3D_Sync，并响应于3-D同步信号3D_Sync将黑插入控制信号BIC提供给数据驱动器140。另外，3-D时序转换器330将反相控制信号PCS提供给时序控制器160。时序控制器160响应于反相控制信号PCS改变反相信号POL的周期(所述反相信号POL用于控制左眼数据电压和右眼数据电压的极性)，并将反相信号POL提供给数据驱动器140。例如，当产生了2-D同步信号时，时序控制器160可将反相信号POL的反相周期改变为n帧(n是等于或大于1的自然数)，当产生了3-D同步信号3D_Sync时，时序控制器160可将反相信号POL的反相周期改变为4n帧(n是等于或大于1的自然数)。
显示设备50还包括快门眼镜300，所述快门眼镜300用于观看显示在显示面板100上的图像。
快门眼镜300包括左眼快门(未示出)和右眼快门(未示出)。快门眼镜300接收3-D同步信号3D_Sync，并响应于3-D同步信号3D_Sync顺序操作左眼快门和右眼快门。因此，当用户佩戴了快门眼镜300时，用户顺序地察觉左眼图像和右眼图像，产生3-D图像的印象。
图2是示出图1的帧率转换器的框图。
参照图2，帧率转换器180可包括数据划分器181、缩放器(scaler)182和中间图像插入器183。
数据划分器181从转发器170接收2-D图像信号DATA，并响应于3-D使能信号3D_EN将所述2-D图像信号DATA划分为左眼图像帧L和右眼图像帧R。然后，数据划分器181将双倍速图像信号L/R输出到缩放器182。
缩放器182转换左眼图像帧L和右眼图像帧R的格式，以允许左眼图像帧L和右眼图像帧R的分辨率满足显示面板100的分辨率。
中间图像插入器183产生具有与第n左眼图像帧L相同的值的第一中间图像帧L，并将第一中间图像帧L布置在从缩放器182接收的第n左眼图像帧L和第n右眼图像帧R之间。另外，中间图像插入器183产生具有与第n右眼图像帧R相同的值的第二中间图像帧R，并将第二中间图像帧R布置在从缩放器182接收的第n右眼图像帧R和第n+1左眼图像帧L之间(即，将第二中间图像帧R布置在第n右眼图像帧R之后)。
因此，中间图像插入器183可顺序输出第n左眼图像帧L、第一中间图像帧L、第n右眼图像帧R和第二中间图像帧R，从而双倍速图像信号L/R可被转换为四倍速图像信号LLRR。
尽管在图中没有示出，但是在帧率转换器180接收到约60Hz的频率的2-D图像信号的情况下，帧率转换器180可在不将所述2-D图像信号划分为针对左眼的图像帧和针对右眼的图像帧的情况下，仅改变所述2-D图像信号的帧率。也就是说，帧率转换器180可将具有约60Hz的频率的2-D图像信号转换为具有约240Hz的频率的四倍速2-D图像信号，以输出四倍速2-D图像信号。
图3是示出图1的时序控制器的框图。
参照图3，时序控制器160包括数据补偿块161、第一查找表3D_LUT和第二查找表2D_LUT。第一查找表3D_LUT存储3-D补偿值，第二查找表2D_LUT存储2-D补偿值。因此，数据补偿块161在3-D模式期间参考第一查找表3D_LUT，并在2-D模式期间参考第二查找表2D_LUT。
如图3中所示，当数据补偿块161接收到四倍速图像信号LLRR时，数据补偿块161参考第一查找表3D_LUT，以将四倍速图像信号LLRR转换为四倍速补偿图像信号L’LR’R。
帧存储器310顺序存储四倍速图像信号LLRR的帧。作为示例，当数据补偿块161接收到左眼图像帧L时，作为先前图像帧的最后图像帧的第二中间图像帧R被存储在帧存储器310中，因此当数据补偿块161请求所述第二中间图像帧R时，所述第二中间图像帧R被提供给数据补偿块161。数据补偿块161可基于第二中间图像帧R的数据(即，基于将被存储在帧存储器310中的最后图像帧)将左眼图像帧L转换为左眼补偿帧L’。
另外，在数据补偿块161接收到右眼图像帧R的情况下，作为先前图像帧的最后图像帧的第一中间图像帧L被存储在帧存储器310中。在被数据补偿块161请求时，帧存储器310会因此将第一中间图像帧L提供给数据补偿块161。数据补偿块161可基于第一中间图像帧L的数据将右眼图像帧R转换为右眼补偿帧R’。
在数据补偿块161接收到第一中间图像帧L和第二中间图像帧R的情况下，数据补偿块161在没有进行补偿的情况下输出第一中间图像帧L和第二中间图像帧R。由于第一中间图像帧L和第二中间图像帧R没有被实质上提供给显示面板100，因此不需要对第一中间图像帧L和第二中间图像帧R进行数据补偿。因此，时序控制器160可按照左眼补偿帧L’、第一中间图像帧L、右眼补偿帧R’和第二中间图像帧R的顺序输出四倍速补偿图像信号L’LR’R。
如上所述，第一中间图像帧L具有与左眼图像帧L相同的值，第二中间图像帧R具有与右眼图像帧R相同的值。因此，当数据补偿块161对右眼图像帧R进行补偿时，数据补偿块161可参考第一中间图像帧L，所述第一中间图像帧L是右眼图像帧R的先前帧。类似地，当数据补偿块161对左眼图像帧L进行补偿时，数据补偿块161可参考第二中间图像帧R，所述第二中间图像帧R是左眼图像帧L的先前帧。
在第一中间图像帧L具有与左眼图像帧L相同的值并且第二中间图像帧R具有与右眼图像帧R相同的值的情况下，帧存储器310仅需要存储与用于数据补偿的一帧对应的数据。然而，当第一中间图像帧L具有与左眼图像帧L不同的值并且第二中间图像帧R具有与右眼图像帧R不同的值的情况下，帧存储器310需要存储与两帧对应的数据，从而最好采用两个帧存储器。因此，在如上所述的本示例性实施例中，第一中间图像帧L和第二中间图像帧R分别具有与左眼图像帧L和右眼图像帧R相同的值，因此，仅使用单个帧存储器。
图4是示出图1的数据驱动器的框图，图5是示出在图4的D/A转换器中布置的电阻器串的示图。
参照图4，数据驱动器140包括移位寄存器142、锁存器143、D/A转换器144、黑数据选择器145、逻辑控制器147和输出缓冲器146。
移位寄存器142包括彼此顺次连接的多个级(stage)(未示出)。每一级接收水平时钟信号CKH，并且所述多个级中的第一级接收水平开始信号STH。当第一级响应于水平开始信号STH而开始其操作时，所述多个级响应于水平时钟信号CKH顺序地输出控制信号。
锁存器143从时序控制器160接收四倍速补偿图像信号L’LR’R，并响应于来自所述多个级的控制信号而锁存与一条线的四倍速补偿图像信号L’LR’R对应的数据。锁存器143将锁存的数据提供给D/A转换器144。
D/A转换器144接收从锁存器143提供的数据，并基于伽马参考电压VGMA1至VGMA18将接收的数据转换为数据电压。
参照图5，D/A转换144可包括将十八个伽马参考电压VGMA1至VGMA18转换为2×2k个灰度(gray-scale)电压(k是等于或大于1的自然数)的电阻器串144a。在本示例性实施例中，“k”可被定义为数据的比特数量。也就是说，当数据是8比特的数据时，电阻器串144a可将8比特的数据转换为512个灰度电压。
另外，电阻器串144a包括正极性电阻器串144b和负极性电阻器串144c，从而灰度电压可具有极性。更具体地，正极性电阻器串144b可基于第一伽马参考电压VGMA1至第九伽马参考电压VGMA9产生256个正灰度电压V1至V256，而负极性电阻器串144c可基于第十伽马参考电压VGMA10至第十八伽马参考电压VGMA18产生256个负灰度电压-V1至-V256。在本示例性实施例中，伽马参考电压VGMA1至VGMA18的电压电平可按照从第一伽马参考电压VGMA1到第十八伽马参考电压VGMA18的顺序逐渐降低。
正灰度电压V1至V256相对于预定参考电压(在下文中，称为公共电压Vcom)具有正极性，负灰度电压-V1至-V256相对于公共电压Vcom具有负极性。在本示例性实施例中，正灰度电压V1至V256具有随着与公共电压Vcom的距离而增加的灰度。也就是说，较高序号的正灰度电压表示较白的灰度，较低序号的正灰度电压表示较黑的灰度。类似地，负灰度电压-V1至-V256随着与公共电压Vcom的较大距离而具有较高灰度(即，白灰度)。
再次参照图4，D/A转换器144基于反相信号POL选择正极性电阻器串144b或负极性电阻器串144c，从自选择的电阻器串144b或144c输出的256个灰度电压之中选择与数据对应的灰度电压，并将选择的灰度电压输出为数据电压。数据电压输出被施加到黑数据选择器145。
逻辑控制器147基于反相信号POL和黑插入控制信号BIC产生第一控制信号CT1和第二控制信号CT2，并将第一控制信号CT1和第二控制信号CT2施加到黑数据选择器145。
黑数据选择器145接收第一控制信号CT1和第二控制信号CT2，接收从伽马电压产生器150输出的第九伽马参考电压VGMA9和第十伽马参考电压VGMA10。因此，黑数据选择器145响应于第一控制信号CT1和第二控制信号CT2，将第九伽马参考电压VGMA9或第十伽马参考电压VGMA10输出为黑数据电压。
具体地，当第一控制信号CT1处于高状态并且第二控制信号CT2处于低状态时，第九伽马参考电压VGMA9(相对于公共电压Vcom具有正极性并具有最接近于公共电压Vcom的黑灰度)被输出为具有正极性的第一黑数据电压+VB。同时，当第一控制信号CT1处于低状态并且第二控制信号CT2处于高状态时，第十伽马参考电压VGMA10(相对于公共电压Vcom具有负极性并具有最接近于公共电压Vcom的黑灰度)被输出为具有负极性的第二黑数据电压-VB。
输出缓冲器146包括多个运算放大器(未示出)，并临时存储从黑数据选择器145输出的第一黑数据电压+VB、第二黑数据电压-VB和数据电压的中一个，以响应于负载信号TP基本上同时输出这些存储的电压。
图6是示出参照图1至图4的显示设备的操作的波形图。
参照图6，帧率转换器180从转发器170接收2-D图像信号DATA，并响应于3-D使能信号3D_EN将2-D图像信号DATA转换为3-D图像信号LLRR。具体地，帧率转换器180将2-D图像数据DATA划分为左眼图像帧L和右眼图像帧R，并将中间图像帧插入在左眼图像帧L与右眼图像帧R之间，以输出四倍速图像信号LLRR作为3-D图像信号。
如图6中所示，当3-D使能信号3D_EN在第N-3帧周期移到高状态时，帧率转换器180使用第N-2帧和第N-1帧作为缓冲周期，以将2-D图像信号DATA划分为3-D图像信号LLRR，并在第N帧周期的开始处输出所述3-D图像信号LLRR。作为示例，左眼图像帧L在第N帧周期期间被输出，具有与左眼图像帧L相同的值的第一中间图像帧L在第N+1帧周期期间被输出，右眼图像帧R在第N+2帧周期期间被输出，具有与右眼图像帧R相同的值的第二中间图像帧R在第N+3帧周期期间被输出。
3-D时序控制器330响应于从视频系统提供的3-D图像同步信号3D_Sync，将反相控制信号PCS施加到时序控制器160。在本示例性实施例中，3-D图像同步信号3D_Sync在与左眼图像帧L和第一中间图像帧L对应的两个帧期间可被维持在高电平，并在与右眼图像帧R和第二中间图像帧R对应的两个帧期间可被维持在低电平。
时序控制器160响应于反相控制信号PCS控制反相信号POL的反相周期。详细地，在第N-3帧周期、第N-2帧周期以及第N-1帧周期期间，对反相信号POL进行每帧反相。然后，当基于3-D同步信号3D_Sync产生的反相控制信号PCS被施加到时序控制器160时，对反相信号POL进行每四帧反相。也就是说，当3-D同步信号3D_Sync被产生时，在第N帧周期的开始处开始对反相信号POL进行每四帧反相。
另外，3-D时序转换器330在第N+1帧周期期间将处于高电平的黑插入控制信号BIC施加到数据驱动器140，以响应于3-D同步信号3D-Sync在两帧周期期间具有高电平而将第一中间图像帧L和第二中间图像帧R转换为黑数据电压。
数据驱动器140响应于反相信号POL，在第N帧周期期间将正极性左眼数据电压+VL提供给数据线DL1至DLm。该数据电压+VL与左眼图像帧L对应。然后，数据驱动器140将第一中间图像帧L转换为正极性第一黑数据电压+VB，其中，响应于第一控制信号CT1和第二控制信号CT2(图4中示出)在第N+1帧周期期间将所述第一黑数据电压+VB施加到数据线DL1至DLm。如上，根据黑插入控制信号BIC和反相信号POL发送CT1和CT2。
另外，数据驱动器140响应于反相信号POL，在第N+2帧周期期间将正极性右眼数据电压+VR提供给数据线DL1至DLm。所述电压+VR与右眼图像帧R对应。然后，数据驱动器140将第二中间图像帧R转换为正极性第一黑数据电压+VB，其中，响应于第一控制信号CT1和第二控制信号CT2(图4中示出)在第N+3帧周期期间将所述正极性第一黑数据电压+VB施加到数据线DL1至DLm。如上，基于黑插入控制信号BIC和反相信号POL产生CT1和CT2。
因此，在连续的第N帧周期、第N+1帧周期、第N+2帧周期、第N+3帧周期期间，正极性左眼数据电压+VL、正极性第一黑数据电压+VB、正极性右眼数据电压+VR以及正极性第一黑数据电压+VB被顺序输出。
接下来，当反相信号POL被反相时，数据驱动器140在第N+4帧周期期间将与左眼图像帧L对应的负极性左眼数据电压-VL提供给数据线DL1至DLm。数据驱动器140将第一中间图像帧L转换为负极性第二黑数据电压-VB，并响应于第一控制信号CT1和第二控制信号CT2在第N+5帧周期期间将-VB提供给数据线DL1至DLm。如上，CT1和CT2基于黑插入控制信号BIC和反相信号POL。
另外，数据驱动器140响应于反相信号POL，在第N+6帧周期期间将与右眼图像帧R对应的负极性右眼数据电压-VR提供给数据线DL1至DLm。然后，数据驱动器140将第二中间图像帧R转换为负极性第二黑数据电压-VB，并响应于第一控制信号CT1和第二控制信号CT2在第N+7帧周期期间将-VB提供给数据线DL1至DLm。CT1和CT2基于黑插入控制信号BIC和反相信号POL。
因此，在连续的第N+4帧周期、第N+5帧周期、第N+6帧周期、第N+7帧周期期间，负极性左眼数据电压-VL、负极性第二黑数据电压-VB、负极性右眼数据电压-VR以及负极性第二黑数据电压-VB被顺序输出。
如上所述，根据本示例性实施例，显示设备在显示3-D图像时将中间图像帧插入在左眼图像帧和右眼图像帧之间，并将该中间图像帧转换为第一黑数据电压+VB或第二黑数据电压-VB，从而实质上防止左眼图像与右眼图像彼此混合。
另外，当图像信号被转换为四倍速图像信号以显示3-D图像时，可对施加到显示面板的左眼图像数据电压和右眼图像数据电压的极性进行每四帧反相。因此，可防止当左眼图像和右眼图像显示在显示面板上时产生残留DC分量，从而消除或降低余像。
图7A是示出显示在显示面板上的左眼图像的平面图，图7B是示出显示在显示面板上的右眼图像的平面图，图7C是示出用户察觉的图像的平面图。
参照图7A，参照图7C中显示的显示屏幕在第一区域A1和第四区域A4中以白灰度显示左眼图像，并在第二区域A2和第三区域A3中以黑灰度显示左眼图像。
参照图7B，参照图7C中显示的显示屏幕在第一区域A1和第二区域A2中以白灰度显示右眼图像，并在第三区域A3和第四区域A4中以黑灰度显示右眼图像。
参照图7C，用户察觉到合成图像，在所述合成图像中左眼图像和右眼图像彼此混合。因此，用户在第一区域A1中察觉到白灰度，在第二区域A2和第四区域A4中察觉到灰的灰度，并在第三区域A3中察觉到黑灰度。
图8A是示出施加到图7C的第一区域A1的信号的波形图，图8B是示出施加到图7C的第二区域A2的信号的波形图，图8C是示出施加到图7C的第三区域A3的信号的波形图，图8D是示出施加到图7C的第四区域A4的信号的波形图。
参照图8A，由于在第一区域A1中以白灰度显示左眼图像和右眼图像两者，因此左眼数据电压和右眼数据电压两者具有与白灰度对应的灰度电平。更具体地，具有与白灰度对应的灰度电平的正极性左眼数据电压+VL在第N帧周期期间被施加到第一区域A1，正极性第一黑数据电压+VB在第N+1帧周期期间被施加到第一区域A1，具有与白灰度对应的灰度电平的正极性右眼数据电压+VR在第N+2帧周期期间被施加到第一区域A1，并且正极性第一黑数据电压+VB在第N+3帧周期期间被施加到第一区域A1。随后，具有与白灰度对应的灰度电平的负极性左眼数据电压-VL、负极性第二黑数据电压-VB，具有与白灰度对应的灰度电平的负极性右眼数据电压-VR以及负极性第二黑数据电压-VB分别在第N+4帧周期、第N+5帧周期、第N+6帧周期和第N+7帧周期期间被施加到第一区域A1。
同时，参照图8B，由于在图7C的第二区域A2中以黑灰度显示左眼图像，并在图7C的第二区域A2中以白灰度显示右眼图像，因此左眼数据电压具有与黑灰度对应的灰度电平，右眼数据电压具有与白灰度对应的灰度电平。
更具体地，具有与黑灰度对应的灰度电平的正极性左眼数据电压+VL在第N帧周期期间被施加到第二区域A2，正极性第一黑数据电压+VB在第N+1帧周期期间被施加到第二区域A2，具有与白灰度对应的灰度电平的正极性右眼数据电压+VR在第N+2帧周期期间被施加到第二区域A2，并且正极性第一黑数据电压+VB在第N+3帧周期期间被施加到第二区域A2。此后，具有与黑灰度对应的灰度电平的负极性左眼数据电压-VL、负极性第二黑数据电压-VB，具有与白灰度对应的灰度电平的负极性右眼数据电压-VR以及负极性第二黑数据电压-VB分别在第N+4帧周期、第N+5帧周期、第N+6帧周期和第N+7帧周期期间被施加到第二区域A2。
参照图8C，由于在图7C的第三区域A3中以黑灰度显示左眼图像和右眼图像两者，因此左眼数据电压和右眼数据电压具有与黑灰度对应的灰度电平。具体地，具有与黑灰度对应的灰度电平的正极性左眼数据电压+VL在第N帧周期期间被施加到第三区域A3，正极性第一黑数据电压+VB在第N+1帧周期期间被施加到第三区域A3，具有与黑灰度对应的灰度电平的正极性右眼数据电压+VR在第N+2帧周期期间被施加到第三区域A3，并且正极性第一黑数据电压+VB在第N+3帧周期期间被施加到第三区域A3。接下来，具有与黑灰度对应的灰度电平的负极性左眼数据电压-VL、负极性第二黑数据电压-VB，具有与黑灰度对应的灰度电平的负极性右眼数据电压-VR以及负极性第二黑数据电压-VB分别在第N+4帧周期、第N+5帧周期、第N+6帧周期和第N+7帧周期期间被施加到第三区域A3。
参照图8D，由于在图7C的第四区域A4中以白灰度显示左眼图像，并在图7C的第四区域A4中以黑灰度显示右眼图像，因此左眼数据电压具有与白灰度对应的灰度电平，右眼数据电压具有与黑灰度对应的灰度电平。
更详细地，具有与白灰度对应的灰度电平的正极性左眼数据电压+VL在第N帧周期期间被施加到第四区域A4，正极性第一黑数据电压+VB在第N+1帧周期期间被施加到第四区域A4，具有与黑灰度对应的灰度电平的正极性右眼数据电压+VR在第N+2帧周期期间被施加到第四区域A4，并且正极性第一黑数据电压+VB在第N+3帧周期期间被施加到第四区域A4。随后，具有与白灰度对应的灰度电平的负极性左眼数据电压-VL、负极性第二黑数据电压-VB，具有与黑灰度对应的灰度电平的负极性右眼数据电压-VR以及负极性第二黑数据电压-VB分别在第N+4帧周期、第N+5帧周期、第N+6帧周期和第N+7帧周期期间被施加到第四区域A4。
如上所述，当对左眼数据电压和右眼数据电压中的每一个的极性进行每四帧反相时，可防止左眼图像和右眼图像以相同极性被显示，从而消除或减小由残留DC分量造成的余象。
另外，当黑图像被插入在左眼图像和右眼图像之间时，黑数据电压可具有与先前的帧周期中的数据电压的极性相同的极性。另外，如图5中所示，黑数据电压可使用具有黑灰度电平的两个伽马参考电压VGMA9和VGMA10。所述两个伽马参考电压VGMA9和VGMA10具有彼此不同的极性。因此，黑数据电压可通过使用所述两个伽马参考电压VGMA9和VGMA10而具有极性。
图9是示出根据本发明的另一示例性实施例的显示设备的框图。在图9中，相同的标号表示图1中的相同的元件，因此将省略所述相同元件的详细描述。
参照图9，显示设备55包括显示面板100、驱动显示面板100的栅极驱动器120和数据驱动器140、连接到数据驱动器140的伽马电压产生器150以及控制栅极驱动器120和数据驱动器140的时序控制器190。显示设备55还可包括转发器170和帧率转换器180。
除了3-D时序转换器330和帧存储器310被内置在时序控制器190之中以外，图9中显示的显示设备55大体具有与图1中显示的显示设备50相同的结构和功能。
时序控制器190从帧率转换器180接收四倍速图像信号LLRR，从转发器170接收控制信号CONT1。时序控制器190通过数据补偿方法对四倍速图像信号LLRR进行补偿来对每个像素的电荷率进行补偿，以输出四倍速补偿图像信号L’LR’R。更具体地，时序控制器190对左眼图像帧L进行补偿以输出左眼补偿帧L’，并对右眼图像帧R进行补偿以输出右眼补偿帧R’。另外，时序控制器190在没有进行补偿的情况下输出第一中间图像帧L和第二中间图像帧R。
时序控制器190可包括顺序存储四倍速图像信号LLRR的帧的帧存储器310。另外，时序控制器190从视频系统接收3-D同步信号3D_Sync，并响应于所述3-D同步信号3D_Sync将黑插入控制信号BIC提供给数据驱动器140。
在本示例性实施例中，图1中显示的3-D时序转换器330和帧存储器310的功能通过时序控制器190来处理，从而减少了显示设备55中的部件的数量。
图10是示出使用图1的显示设备显示3-D图像的方法的流程图。
参照图1和图10，帧率转换器180从外部视频系统接收2-D图像信号DATA(S11)。
帧率转换器180通过图2的数据划分器181将所述2-D图像信号DATA划分为左眼图像帧L和右眼图像帧R(S21)。
帧率转换器180在中间图像插入器183接收左眼图像帧L和右眼图像帧R，以产生分别接连左眼图像帧L和右眼图像帧R的第一中间图像帧L和第二中间图像帧R(S31)。第一中间图像帧L可具有与左眼图像帧L相同的值，第二中间图像帧R可具有与右眼图像帧R相同的值。
帧率转换器180将四倍速图像信号LLRR提供给时序控制器160，其中，所述四倍速图像信号LLRR包括左眼图像帧L、第一中间图像帧L、右眼图像帧R和第二中间图像帧R。
时序控制器160通过上面的数据补偿方法对四倍速图像信号LLRR进行补偿，以通过输出四倍速补偿图像信号L’LR’R来对每个像素的电荷率进行补偿。具体地，时序控制器160通过输出左眼补偿帧L’来对左眼图像帧L进行补偿，并通过输出右眼补偿帧R’来对右眼图像帧R进行补偿(S41)。另外，时序控制器160在没有对第一中间图像帧L和第二中间图像帧R进行补偿的情况下输出第一中间图像帧L和第二中间图像帧R。因此，时序控制器160将四倍速补偿图像信号L’LR’R提供给数据驱动器140。
数据驱动器140将左眼补偿帧L’转换为左眼数据电压，并将右眼补偿帧R’转换为右眼数据电压。另外，数据驱动器140响应于黑插入控制信号BIC，将第一中间图像帧L和第二中间图像帧R转换为预定的黑数据电压。
根据本示例性实施例，数据驱动器140响应于反相信号，对左眼数据电压和右眼数据电压中的每一个的极性进行每4n帧反相。
然后，数据驱动器140将左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压顺序提供给显示面板100(S61)。显示面板100顺序接收左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压，以显示3-D图像。
如上所述，根据显示3-D图像的方法，分别接连左眼图像帧和右眼图像帧的第一中间图像帧和第二中间图像帧被插入，并且第一中间图像帧和第二中间图像帧被转换为黑数据电压，从而防止左眼图像和右眼图像彼此混合。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是应该理解，本发明不应限于这些示例性实施例，而是本领域的普通技术人员可在所要求保护的本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：
帧率转换器，被配置为将图像信号划分为针对左眼的第一图像帧和针对右眼的第二图像帧，并产生分别接连第一图像帧和第二图像帧的第一中间图像帧和第二中间图像帧，以将图像信号转换为四倍速图像信号；
时序控制器，被配置为基于第二图像帧从第一图像帧产生第一补偿帧，基于第一图像帧从第二图像帧产生第二补偿帧，并顺序输出第一补偿帧、第一中间图像帧、第二补偿帧和第二中间图像帧；
数据驱动器，被配置为将第一补偿帧和第二补偿帧分别转换为左眼数据电压和右眼数据电压，响应于黑插入控制信号将第一中间图像帧和第二中间图像帧转换为与预定黑灰度对应的黑数据电压，并响应于反相信号对左眼数据电压、右眼数据电压和黑数据电压的极性进行每4n帧反相，其中，n是等于或大于1的自然数；以及
显示面板，顺序接收左眼数据电压、黑数据电压、右眼数据电压和黑数据电压，以按照交替的方式显示左眼图像和右眼图像，
其中，数据驱动器将第一图像帧转换为第一数据电压并将第二图像帧转换为第二数据电压，并且黑数据电压的极性与黑数据电压之前的第一数据电压和第二数据电压中的数据电压的极性相同。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，左眼数据电压、右眼数据电压和黑数据电压相对于预定参考电压具有相同的极性。
3.如权利要求2所述的显示设备，其中，所述黑数据电压包括：第一黑数据电压，相对于参考电压具有正极性；第二黑数据电压，相对于所述参考电压具有负极性，
其中，数据驱动器根据左眼数据电压和右眼数据电压的极性，将第一中间图像帧和第二中间图像帧中的每一个转换为第一黑数据电压或第二黑数据电压。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中，第一中间图像帧具有与第一图像帧相同的值，第二中间图像帧具有与第二图像帧相同的值。
5.如权利要求1所述的显示设备，还包括：帧存储器，被配置为顺序存储四倍速图像信号的帧，
其中，时序控制器被配置为基于先前图像帧对当前图像帧进行补偿。
6.如权利要求1所述的显示设备，还包括：3-D时序转换器，被配置为响应于3-D同步信号产生黑插入控制信号，并将所述黑插入控制信号提供给数据驱动器。
7.如权利要求6所述的显示设备，其中，3-D时序转换器还被配置为响应于3-D同步信号产生反相控制信号以控制左眼数据电压和右眼数据电压的极性反相，并将所述反相控制信号提供给时序控制器，其中，所述时序控制器还被配置为响应于反相控制信号来改变反相信号的周期。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中，对反相信号进行每四帧反相。
9.如权利要求1所述的显示设备，其中，时序控制器还包括：
3-D时序转换器，响应于3-D同步信号产生黑插入控制信号，以将所述黑插入控制信号提供给数据驱动器；以及
帧存储器，被配置为顺序存储包括在四倍速图像信号中的帧。
10.如权利要求1所述的显示设备，还包括：伽马电压产生器，被配置为将伽马参考电压提供给数据驱动器，
其中，数据驱动器基于所述伽马参考电压，将第一补偿帧转换为左眼数据电压，并将第二补偿帧转换为右眼数据电压。
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