CN104112425A - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

公开了被配置为消耗更少的电力的显示设备。在一个方面，显示设备包括：显示面板，其包括连接至栅极线和数据线的像素；数据驱动器，其连接至数据线以便施加数据电压；和栅极驱动器，其连接至栅极线以便顺序地施加栅极导通电压。显示设备另外包括信号控制器，其被配置为将图像数据确定为对应于运动图片、静态图像、和文本屏幕之一。另外，信号控制器被配置为以用于显示运动图片的运动图片频率、用于显示静态图像的低于运动图片频率的静态图像频率、和用于显示文本屏幕的大约10Hz或更低的超低频率之一来驱动显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器。

Description

显示设备及其驱动方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年4月22日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0044346号的优先权和权益，其整体内容通过引用结合于此。

技术领域

所公开的技术一般涉及显示设备，更具体地，涉及被配置为消耗更少电力的显示设备。

背景技术

显示设备构成许多设备的组成部分，包括计算机监控器、电视机、移动电话、等等。显示设备的类别包括阴极射线管显示器、液晶显示器(LCD)、等离子体显示设备、有机发光二极管显示器(OLED)、和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)等等。

通常，显示设备包括显示面板和信号控制器。信号控制器生成控制信号用于与从外部接收的图像信号一起驱动显示面板，并且将所生成的控制信号传递到显示面板以便驱动显示设备。

通常，图像可以基于每秒能够显示的图像的多个帧包括相同的图像信息还是不同的图像信息，而被分类为静态图像(still image)和运动图片(motionpicture)。例如，当每个帧显示相同的图像数据时，所显示的图像是静态图像。相反，当每个帧显示不同的图像数据时，所显示的图像是运动图片。

然而，在许多技术中，控制器并不相对于显示面板的驱动频率而在不同类型的图像(例如，运动图片相对静态图像)之间进行区别，尽管事实是可以以具有更低的电力消耗的更低频率来驱动静态图像而不会使观察者的体验到明显变差。因此，需要被配置成通过基于正被显示的图像的类型定制显示面板的驱动频率来消耗更少的电力的显示设备。

以上在背景技术部分公开的信息仅仅用于加强对本发明的背景的理解，因此，它可以包含不形成在本国已经为本领域普通技术人员所熟知的现有技术的信息。

发明内容

本发明努力提供具有减少电力消耗的优点的显示设备及其驱动方法。

在一个方面，所述显示设备包括：显示面板，其包括连接至栅极线和数据线的像素；数据驱动器，其连接至所述数据线以便施加数据电压；和栅极驱动器，其连接至所述栅极线以便顺序地施加栅极导通电压。所述显示设备另外包括信号控制器，其被配置为将图像数据确定为对应于运动图片、静态图像、和文本屏幕之一。另外，所述信号控制器被配置为以用于显示运动图片的运动图片频率、用于显示静态图像的低于运动图片频率的静态图像频率、和用于显示文本屏幕的大约10Hz或更低的超低频率之一来驱动显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器。

当所述运动图片频率是60Hz时，所述静态图像频率可以是大约30Hz到40Hz。

所述信号控制器可以从外部接收PSR(panel self-refresh)信号，以便检查所显示的图像对应于运动图片还是静态图像。

当所显示的屏幕是文本屏幕时，所述信号控制器可以以初始的低频率操作显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器。

可以通过基于灰度将输入数据当中的一个帧的数据划分为包括在低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域当中的任何区域中的数据，并确定低灰度区域和高灰度区域中是否包括预定比率的或更多的数据，来确定是否为文本屏幕。

可以通过确定输入数据当中具有特定数目的或更多的数据的主导灰度的数目，并确定所确定的数目是否是预定数目或更少，来确定是否为文本屏幕。

所述信号控制器可以包括驱动条件设置单元，其确定是否为文本屏幕，并且选择驱动频率和寄存器值。

所述驱动条件设置单元可以包括：直方图检查单元，其通过基于灰度将输入数据当中的一个帧的数据划分为包括在低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域当中的任何区域中的数据，并确定低灰度区域和高灰度区域中是否包括预定比率的或更多的数据，来确定是否为文本屏幕；灰度检查单元，其通过确定输入数据当中具有特定数目的或更多的数据的主导灰度的数目，并确定所确定的数目是否是预定数目或更少，来确定是否为文本屏幕；组合单元，其接收直方图检查单元和灰度检查单元的输出以及执行AND操作或OR操作；频率选择单元，其根据所述组合单元的输出来选择驱动频率；和寄存器选择单元，其根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

所述驱动条件设置单元可以包括：直方图检查单元，其通过基于灰度将输入数据当中的一个帧的数据划分为包括在低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域当中的任何区域中的数据，并确定低灰度区域和高灰度区域中是否包括预定比率的或更多的数据，来确定是否为文本屏幕；灰度检查单元，其通过确定输入数据当中具有特定数目的或更多的数据的主导灰度的数目，并确定所确定的数目是否是预定数目或更少，来确定是否为文本屏幕；组合单元，其接收直方图检查单元和灰度检查单元的输出以及执行AND操作或OR操作；频率选择单元，其根据所述组合单元的输出和从所述灰度检查单元接收的主灰度的值来选择驱动频率；和寄存器选择单元，其根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

即使文本屏幕被显示，所述驱动条件设置单元仍可以根据空间频率来允许文本屏幕不以超低频率被驱动。

所述驱动条件设置单元可以包括：空间频率分析单元，其提取空间频率；人眼适应单元，其根据所提取的空间频率来确定用户的对比率敏感度；频率选择单元，其基于所述对比率敏感度选择驱动频率；和寄存器选择单元，其根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

显示设备还可以包括照相机，所述照相机可以测量用户与显示设备之间的距离以便将所测量的距离传递到所述驱动条件设置单元的空间频率分析单元，并且所测量的距离可以在所述空间频率分析单元中被用来确定空间频率。

在另一个方面，显示设备的驱动方法包括接收图像数据并且将图像数据确定为对应于运动图片、静态图像、和文本屏幕之一。所述方法另外包括从用于显示运动图片的运动图片频率、用于显示静态图像的低于运动图片频率的静态图像频率、和用于显示文本屏幕的大约10Hz或更低的超低频率之一中选择用于驱动显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器的驱动频率。所述方法还包括根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

当所述运动图片频率是60Hz时，所述静态图像频率可以是大约30Hz到40Hz。

在接收输入数据时，PSR信号可以被一起接收，并且在分析输入数据时，输入数据可以根据PSR信号被划分为运动图片或静态图像。

在分析输入数据时，可以通过基于灰度将输入数据当中的一个帧的数据划分为包括在低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域当中的任何区域中的数据，并确定低灰度区域和高灰度区域中是否包括预定比率的或更多的数据，来确定输入数据为文本屏幕的情况。

在分析输入数据时，可以通过确定输入数据当中具有特定数目的或更多的数据的主导灰度的数目，并确定所确定的数目是否是预定数目或更少，来确定输入数据为文本屏幕的情况。

显示设备的驱动方法还可以包括根据空间频率确定用户的对比率敏感度，其中，即使在文本屏幕的情况下，大约10Hz或更低的超低频率可以不被选择作为驱动频率。

空间频率可以基于用户与显示设备之间的距离来确定。

根据本发明的示范性实施例，虽然输入到显示设备的图像数据的图案是像文本屏幕那样以大约10Hz或更低的超低频率被驱动的，在不存在图像质量问题的情况下，显示设备以超低频率被驱动，结果，显示设备的电力消耗可以减少。另外，根据示范性实施例，根据取决于空间频率的用户的对比率敏感度，诸如文本屏幕的图像数据不以超低频率被驱动，结果，闪烁可能不被用户识别。

附图说明

图1是示出根据示范性实施例的显示设备的框图。

图2是根据本发明的示范性实施例的信号控制器的驱动条件设置单元的框图。

图3和图4是根据本发明的示范性实施例的直方图检查的示例。

图5是根据本发明的示范性实施例的灰度检查的示例。

图6到图8是示意性地示出根据示范性实施例的、在显示设备中显示图像的方法的示图。

图9到图11是示出根据示范性实施例的、显示设备中根据灰度的特性改变的示图。

图12是示出根据本发明的示范性实施例的显示设备的电力消耗的减少比率的示图。

图13是根据本发明的另一个示范性实施例的、信号控制器的驱动条件设置单元的框图。

图14是示出根据图13的示范性实施例中的灰度的驱动频率的图形。

图15是示出根据空间频率的显示特性的图形。

图16是根据本发明的另一个示范性实施例的信号控制器的驱动条件设置单元的框图。

图17是示出根据本发明的另一个示范性实施例的显示设备的框图。

图18是根据图17的示范性实施例的、信号控制器的驱动条件设置单元的框图。

图19是根据本发明的示范性实施例的显示设备的驱动方法的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图更加全面地描述本发明，本发明的示范性实施例在附图中被示出。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改，都不会脱离本发明的精神或范围。

在附图中，为了清晰而夸大了层、膜、面板、区域等等的厚度。贯穿说明书，相似的参考标号指代相似的元素。将理解，当诸如层、膜、区域或基板的一个元素被称为“在另一个元素上”时，它可以直接在另一个元素上，或者也可以存在插入其间的元素。相反，当一个元素被称为“直接在另一个元素上”时，则不存在插入其间的元素。

以下，将参考图1详细描述根据本发明的示范性实施例的液晶显示设备。

图1是示出根据示范性实施例的显示设备的框图。

如图1中所示，根据示范性实施例的显示设备100包括被配置成显示图像的显示面板300、被配置成驱动显示面板300的数据驱动器500、栅极驱动器400、以及被配置成控制数据驱动器500和栅极驱动器400的信号控制器600。另外，在图1中，图形处理单元(GPU)10被连接至显示设备100。

图形处理单元10提供作为用于将在显示设备100中显示的图像的数据的输入数据、和作为能够区分相应的图像是静态图像还是运动图片的区分信号的面板自刷新(PSR)信号。由于PSR信号是静态图像，因此PSR信号可以是服务来允许显示设备100通过自身显示已有帧中的图像的信号。

从图形处理单元10接收输入数据和PSR信号的显示设备100执行显示图像的操作，并且以下，将详细描述设备100的每个部分。

首先，将描述显示面板300。以下，将基于液晶面板来描述显示面板300。然而，除了液晶面板之外，可以应用本发明的显示面板300可以使用各种显示面板，诸如有机发光显示面板、电泳显示面板、等离子显示面板、等等。

显示面板300包括多个栅极线G1-Gn和多个数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn在水平方向上延伸，而数据线D1-Dm在与栅极线G1-Gn交叉的垂直方向上延伸。

像素(PX)形成在栅极线G1-Gn和数据线D1-Dm的交叉结上。像素PX以矩阵的形式排列，并且每个像素PX包括薄膜晶体管、液晶电容器、和存储电容器。薄膜晶体管的控制端子连接至栅极线G1-Gn之一，薄膜晶体管的输入端子连接至数据线D1-Dm之一，而薄膜晶体管的输出端子连接至液晶电容器的一个端子(像素电极)和存储电容器的一个端子。液晶电容器的另一个端子连接至公共电极，而存储电容器的另一个端子接收从信号控制器600施加的存储电压Vcst。根据示范性实施例，薄膜晶体管的沟道层可以是非晶硅或者多晶硅。

信号控制器600响应于从外部输入的输入数据、PSR信号、及其控制信号，例如，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、以及用于处理输入数据、PSR信号、及其控制信号的数据使能信号DE，以便适于显示面板300的操作条件，然后生成和输出图像数据DAT、栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2、和时钟信号。

栅极控制信号CONT1可以包括指令栅极导通电压Von的输出开始的扫描开始信号STV、控制栅极导通电压Von的输出时间的栅极时钟信号CPV等等。

数据控制信号CONT2可以包括指令图像数据DAT的输入开始的水平同步开始信号STH、指令相应的数据电压被施加在数据线D1-Dm的负载信号TP等等。

显示面板300的多条栅极线G1-Gn与栅极驱动器400连接，并且栅极驱动器400根据从信号控制器600施加的栅极控制信号CONT1将栅极导通电压Von和栅极关断电压Voff交替地施加在栅极线G1-Gn上。栅极导通电压Von被顺序地施加在栅极线G1-Gn中的每一个上。

显示面板300的多条数据线D1-Dm与数据驱动器500连接，并且数据驱动器500从信号控制器600接收数据控制信号CONT2和图像数据DAT。数据驱动器500通过使用在灰度电压生成器(未示出)中生成的灰度电压来将图像数据DAT转换成数据电压，以便将所转换的数据电压传递到数据线D1-Dm。

显示面板300可以根据信号控制器600的控制来显示静态图像和运动图片。当多个连续帧具有相同的图像数据时，显示静态图像，而当多个连续帧具有不同的图像数据时，显示运动图片。信号控制器600被配置成以低于显示运动图片的运动图片频率的静态图像频率来显示静态图像。此外，根据示范性实施例的信号控制器600被配置成，当除了用于显示静态图像的标准之外的一组预定标准被满足时，以低于静态图像频率的大约10Hz或更低的超低频率被驱动。这里，作为示例，所述预定标准能够包括与文本屏幕的图像相对应的标准，例如，书籍或论文的页面的图像，其主要部分在显示屏幕上被配置为黑色和白色部分。然而，根据其它示范性实施例，即使在除了文本屏幕之外的屏幕上，显示面板300可以以超低频率被驱动。

也就是说，在根据示范性实施例的显示设备中，显示面板300被配置成，当显示运动图片时以运动图片频率被驱动，当显示静态图像时以静态图像频率被驱动，以及当显示文本屏幕时以大约10Hz或更低的超低频率被驱动。以下，仅仅为了例示的目的，运动图片频率是指在大约50Hz到70Hz之间的频率，例如，60Hz，而静态图像频率是指在大约30Hz到40Hz之间的频率。

在信号控制器600中，将参考图2描述驱动条件设置单元601，其被配置成确定将被显示的图像是否是文本屏幕并且选择驱动频率和各种初始寄存器值。

图2是根据一个实施例的信号控制器的驱动条件设置单元的框图。

图1的信号控制器600被配置成通过基于从外部图形处理单元10输入的输入数据和PSR信号，把将被显示图像分类为静态图像或运动图片，来确定显示面板300将以静态图像频率还是运动图片频率操作。在这种情况下，从外部提供的分类仅仅是对运动图片或静态图像的划分，但是对于具有与文本屏幕相同的预定要求的屏幕，根据本发明的示范性实施例的显示设备100以大约10Hz或更低的超低频率被驱动。因此，需要检查屏幕是否对应于诸如文本屏幕的具有预定要求的屏幕，并且这是在图2中所示的驱动条件设置单元601中确定的。

在一些实施方式中，驱动条件设置单元601被配置成确定驱动显示面板300的驱动频率以及必需的初始寄存器值。此外，将输入数据转换成图像数据DAT以便传递到数据驱动器500的过程可以由除了驱动条件设置单元601之外的、信号控制器600的另一个部分来执行。在这方面，存在各种示范性实施例，并且不被单独地限制。

以下，将详细描述驱动条件设置单元601。

驱动条件设置单元601基于PSR信号选择驱动频率和初始寄存器值，从而，当运动图片的输入数据，即，与前一帧中的输入数据不同的输入数据被输入时，显示面板300、数据驱动器500、和栅极驱动器400以运动图片频率(例如，60Hz)操作，结果，允许信号控制器600基于所选择的驱动频率和初始寄存器值来控制显示面板300。

同时，驱动条件设置单元601基于PSR信号选择驱动频率和初始寄存器值，从而，当静态图像的输入数据，即，与前一帧中的输入数据相同的输入数据被输入时，显示面板300、数据驱动器500、和栅极驱动器400以静态图像频率(例如，在大约30Hz到40Hz之间的频率)操作，结果，允许信号控制器600基于所选择的驱动频率和初始寄存器值来控制显示面板300。

另外，当基于PSR信号，静态图像的输入数据对应于预定的要求时(即，在文本屏幕的情况下)，显示设备以低于静态图像频率的大约10Hz或更低的超低频率被驱动。将被显示的图像是否是文本屏幕由驱动条件设置单元601来确定，并且通过图2的示范性实施例中的直方图检查和灰度检查来执行。

每当运动图片被输入或者静态图像被输入作为输入数据时，驱动条件设置单元601可以操作，并且根据示范性实施例，驱动条件设置单元601可以仅仅在静态图像被输入的情况下操作。

以下，将详细描述根据图2的示范性实施例的驱动条件设置单元601。

驱动条件设置单元601接收输入数据以便确定输入数据是否对应于文本屏幕。输入到驱动条件设置单元601的输入数据被分别输入到直方图检查单元610和灰度检查单元620。根据示范性实施例的驱动条件设置单元601通过由直方图检查单元610执行的直方图检查和由灰度检查单元620执行的灰度检查，来确定输入数据是否对应于文本屏幕。在一个实施例中，通过直方图检查单元610和灰度检查单元620(AND条件)，输入数据被确定为将在超低频率驱动条件下被显示的文本屏幕。在另一个实施例中，通过直方图检查单元610和灰度检查单元620之一(OR条件)，输入数据被确定为文本屏幕。

首先，将描述直方图检查单元610。

直方图检查单元610基于一个帧中的像素的灰度等级将所述像素划分成总共三个区域(低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域)，并且检查作为所述三个区域当中的两端区域的低灰度区域和高灰度区域中是否包括预定比率的或更多的数据。因此，低灰度区域和高灰度区域中包括预定比率的或更多的数据的情况意味着包括了大量由黑色和白色显示的部分并且屏幕上所显示的部分中的大多数是文本。另外，当被划分到三个部分中的边界值被控制时，包括在低灰度区域和高灰度区域中的数据的比率被改变，结果，可以确定数据是否对应于诸如书籍或论文的文本屏幕。作为通过使用属于每个划分的区域的比率来确定的结果，在文本屏幕的情况下，因为用户要花费时间来阅读相应的屏幕，因而屏幕并不经常改变，虽然屏幕是以大约10Hz或更低的超低频率显示，屏幕每秒刷新若干次(10次或更少)，但是，结果，用户察看屏幕时不存在问题。

参考图3和图4示出了根据示范性实施例的直方图检查方法。

图3和图4是根据本发明的示范性实施例的直方图检查的示例。

在所示出的图3的直方图中，像素数据基于像素的灰度等级，而被划分为区域1(低灰度区域)、区域2(中灰度区域)、和区域3(高灰度区域)中的一个。

在所示出的图3的实施例中，256个灰度等级(0到255灰度)内的灰度等级5和250被用作分别用于划分低灰度区域和高灰度区域的参考值。中灰度区域包括较宽灰度范围的灰度等级，其包括灰度等级6到249，并且该范围被设置以便更加严格地来划分输入数据是否对应于文本屏幕。然而，使用不同的灰度等级作为参考值的其它实施例是可能的。

在图3的直方图中，一个帧中的像素的图像数据被划分到每个灰度等级中并且用数字来表示。然而，如果期望包括在所述三个区域(区域1、区域2、和区域3)中的每一个中的像素的数目，则直方图检查可以被确定为如图4中所示。如图4中所示，通过基于属于区域1和区域3的数据的比率执行直方图检查，基于所述三个区域中所包括的像素的数目来确定数据是否对应于文本屏幕。

在图3和图4的示范性实施例中，因为作为中灰度区域的区域2中不包括数据，因此很明显区域2是文本区域。然而，虽然包括了一些中灰度，在PSR信号上，数据仍然是静态图像的信号，结果，显示设备可以以与文本屏幕成比例的超低频率被驱动。在示范性实施例中，当在一个帧中属于中灰度区域的数据的数目少于数据的总数目的15％时，也就是说，当在一个帧中属于低灰度区域和高灰度区域的数据的数目多于数据的总数目的85％时，则确定该数据是基于文本屏幕的。然而，所述值85％可以根据示范性实施例而改变。

同时，以下，将描述灰度检查单元620。

参考图2，输入数据被输入到灰度检查单元620中。灰度检查单元620确定具有一个帧的数据当中的特定数目的或更多的数据的主导灰度(dominant gray)的数目，并且当所述数目是预定数目或更少时，将输入数据识别为文本屏幕。

也就是说，当一个帧的数据中并不包括各种灰度(或色彩)，而仅仅包括少数灰度(或色彩)时，数据被识别为诸如书籍或论文的文本屏幕，结果，虽然文本屏幕以超低频率被显示，但是在图像识别中不存在问题。

同样地，灰度检查示出在图5中。

图5是根据另一个示范性实施例的灰度检查的示例。

图5是将针对每个灰度的、一个帧中的数据当中的相应的数据的数目示出为条形图的示图。

图5的水平线是表示是或不是作为用于确定主导灰度的参考的特定数目的线，并且在这个示例中是基于一个帧的整个数据的0.5％来设置的。也就是说，在图5的示范性实施例中，与特定数目(整个数据的0.5％)或更多相对应的灰度被认为是主导灰度，并且其数目被确定。

同样地，当所确定的主导灰度的数目是预定数目或更少时，数据被识别为文本屏幕，并且在示范性实施例中，预定数目被设置为10。在图5的示例中，具有特定数目的或更多的主导灰度的数目总共为8。因此，输入数据对应于文本屏幕。

根据示范性实施例，预定数目和特定数目可以被设置为各种值。

回头参考图2，直方图检查单元610和灰度检查单元620的输出被传递到组合单元630。直方图检查单元610和灰度检查单元620向组合单元630输出与帧的输入数据是否已经被确定为对应于文本屏幕相对应的信号。

当直方图检查单元610的输出和灰度检查单元620的输出两者都被施加为文本屏幕的信号时，组合单元630输出文本屏幕的信号，并且在其它情况下输出使得该输出不是文本屏幕的信号。也就是说，当文本屏幕的信号为1而非文本屏幕的信号为0时，AND操作被执行并且结果被输出。然而，根据示范性实施例，OR操作被执行并且结果被输出。也就是说，当直方图检查单元610的输出和灰度检查单元620的输出中的至少一个是文本屏幕的信号时，组合单元630可以输出文本屏幕的信号，并且仅仅在其它情况下输出使得该输出不是文本屏幕的信号。

当AND操作被执行并且OR操作被执行时，直方图检查单元610和灰度检查单元620中所设置的值可以彼此不同。

此后，在组合单元630的输出是文本屏幕的信号的情况下，频率选择单元640选择大约10Hz或更低的超低频率。在组合单元630的输出为非文本屏幕的信号的情况下，频率选择单元640选择被设置为大约30Hz到40Hz的低频率。

此后，寄存器选择单元650根据所选择的频率(超低频率或低频率)来选择显示面板300的各种设置值，并且显示面板300以相应的寄存器值被驱动。寄存器值可以包括在显示面板300的驱动期间所必需的初始寄存器值。

在频率选择单元640和寄存器选择单元650中选择的驱动频率和初始寄存器值被用来在信号控制器600中控制显示面板300、栅极驱动器400、和数据驱动器500。

根据示范性实施例，频率选择单元640和寄存器选择单元650可以被配置成一个块。

同时，在PSR信号中，即使在运动图片的情况下，输入数据也可以经过图2的块。然而，由于直方图检查和灰度检查确定是否可以执行超低频率驱动，因此在运动图片的情况下，显示面板300可以以运动图片频率(例如，以60Hz)被驱动而无需经过图2的块。

另外，在从信号控制器600向数据驱动器500传递的图像数据DAT中，输入数据通过来自图2的驱动条件设置单元601的单独的路由被转换和传递为图像数据DAT。

根据本发明的示范性实施例的显示设备100显示运动图片、静态图像、和文本屏幕的情况被相互比较，并且示出在图6到图8中。

图6到图8是示意性地示出根据示范性实施例的、在显示设备中显示图像的方法的示图。

首先，在图6中，在显示运动图片的情况下，通过以相应的运动图片频率(例如，60Hz)进行驱动来每秒显示，例如，60帧的方法被示意性地示出。为了清晰，仅仅示出了六帧。

相反，在图7中，在显示静态图像的情况下，通过以相应的静态图像频率(例如，30Hz)进行驱动来每秒显示，例如，30帧的方法被示意性地示出。为了清晰，仅仅示出了三帧。

最后，在图8中，在显示文本屏幕的情况下，通过以相应的频率(例如，10Hz)进行驱动来每秒显示，例如，10帧的方法被示意性地示出。为了清晰，仅仅示出了一帧。

如图6到图8中所示，虽然驱动频率被降低，但是以低频率或者低于低频率的超低频率驱动没有问题的屏幕，结果，电力消耗被减少。

以下，将参考图9到图12描述根据示范性实施例的显示设备的特性。

图9到图11是示出根据示范性实施例的显示设备中根据灰度的特性改变的示图，而图12是示出根据本发明的示范性实施例的显示设备的电力消耗的减少比率的示图。

首先，图9是用于针对每个灰度分析并非文本屏幕的一个帧的数据的图形。如图9中所示，数据的所有各种灰度被包括。因此，虽然图像数据是静态图像，但是由于中灰度中的数据泄露而可能识别出闪烁，结果，因为在降低静态图像频率方面存在限制，因此显示设备以大约30Hz或更高的低频率被驱动。

然而，在诸如书籍或论文的文本屏幕中，由于大部分的灰度值是由白色和黑色配置的并且具有高灰度和低灰度，所以数据的泄露很小并且即使在以超低频率被驱动时也不会识别出闪烁。

这里，将参考图10和图11描述数据泄露。

首先，图10是示出作为跨过液晶电容器的电压的函数的透过率(transmittance)曲线的图形。

如图10中所示，与低电压区域(对应于低灰度等级)或高电压区域(对应于高灰度等级)相比，中电压区域(对应于中灰度等级)中的透过率曲线的相对斜率更大。也就是说，与低电压区域和高电压区域相比，在中电压区域中，针对给定的电压变化的透过率变化的相对速率更大。

通常，在液晶显示器中，由于泄露电流，液晶电容器中所充的电压随着时间而降低。具体地，在低频率驱动的情况下，液晶电容器的一个端子(或像素电极)中所充的电压的泄露时间增加，结果，像素电极的电压变化增大。因此，如以上所讨论的，虽然由于针对给定的电容器电压变化的亮度变化相对较小，从而在高灰度区域和低灰度区域中观察者可能不会识别出电压变化，但是因为针对所述给定的电容器电压变化的亮度变化相对较大，在中灰度区域中观察者可能识别出电压变化。

在图11中，虽然相同的灰度被显示在中灰度区域中，亮度随着时间的变化通过图形示出。

如图11中所示，在中灰度区域中亮度被改变，并且用户根据亮度改变将亮度改变识别为闪烁。

结果，在即使在静态图像中包括预定水平的或更多的中灰度区域的灰度的情况下，用户可以识别出闪烁，结果，驱动频率可能不降低至超低频率。

因此，如图2中所示，在本发明的示范性实施例中，是或不是具有较少中灰度的文本屏幕是通过直方图检查和灰度检查来确定的，然后，在是文本屏幕的情况下，文本屏幕以超低频率被驱动。

图12示出根据本发明的示范性实施例的显示设备的电力消耗的减少。在图12中，x轴是驱动频率，y轴是基于以60Hz进行驱动的时候的电力消耗的降低比率，作为电力消耗的降低比率。

如图12中所示，在将驱动频率从大约60Hz降低至30Hz时，电力消耗减少了大约16％。另外，在以大约10Hz或更低进行驱动的情况下，电力消耗减少了至少27％，而在以大约1Hz或更低进行驱动的情况下，电力消耗减少了大约32％。

因此，当考虑到电力消耗的减少时，使用电池的笔记本或平板PC在充满电期间可以被使用10小时22分钟，但是通过使用本发明的超低频率则可以被使用10小时46分钟。

因此，如本发明的示范性实施例，当用户在具有电池的显示设备中仅仅识别出文本屏幕时，与相关技术中的显示设备相比，图像可以被显示更长的时间。

以下，将参考图13描述根据本发明的另一个示范性实施例的驱动条件设置单元601。

图13是根据本发明的另一个示范性实施例的信号控制器的驱动条件设置单元601的框图。

图13的示范性实施例类似于图2的示范性实施例，但是存在不同之处，灰度检查单元620的输出被传递到组合单元630并且被直接传递到频率选择单元640。

也就是说，图13与图2的类似之处在于，显示设备包括直方图检查单元610、灰度检查单元620、组合单元630、频率选择单元640、和寄存器选择单元650。然而，在图13中，查找表645被包括在频率选择单元640中，在灰度检查单元620中主导灰度值被传递到查找表645以便在查找表645中选择驱动频率，所选择的驱动频率(频率值)被传递到寄存器选择单元650以便根据相应的驱动频率选择寄存器值，然后显示面板300、数据驱动器500、和栅极驱动器400进行操作。

也就是说，在图13的示范性实施例中，在如图2的示范性实施例的文本屏幕的情况下，通过经由直方图检查和灰度检查来选择超低频率和选择寄存器，显示面板300、数据驱动器500、和栅极驱动器400以超低频率操作。同时，在数据不是文本屏幕的情况下，显示面板300、数据驱动器500、和栅极驱动器400可以以低频率操作。然而，组合单元630的输出仅仅提供关于超低频率是否在频率选择单元640中被选择的信息，而实际的驱动频率可以根据主灰度值来选择。为此，在图13中，将主灰度值从灰度检查单元620直接输出到频率选择单元640的路由被包括。这里，主灰度可以是包括最多数目的数据的灰度。所述路由是通过基于图像的主灰度值改变驱动频率来减少电力消耗的路由，即使是在一个帧的数据是一般图像数据而非文本屏幕的情况下。另外，在图13的示范性实施例中，由于所显示的图像的背景与主灰度相关，显示设备可以根据背景以不同的驱动频率被驱动。

也就是说，灰度检查单元620确定具有一个帧的数据当中的特定数目的或更多的数据的主导灰度的数目，在预定数目的或更少的数据的情况下将数据识别为文本屏幕以便将文本屏幕传递到组合单元630，并且确定一个帧的数据当中的主灰度值以便将所确定的主灰度值传递到频率选择单元640的查找表645。主灰度值可以是一个帧的数据中包括最多的灰度。

对应于主灰度值的驱动频率被存储在查找表645中，并且对应于主灰度值的驱动频率被发现并被传递到寄存器选择单元650。

图14中示意性地示出了存储在查找表645中的驱动频率与主灰度之间的关系的示范性实施例。

图14是示出根据图13的示范性实施例中的灰度的驱动频率的示例图形。

图14的图形是针对主灰度值的驱动频率值的示例的图形，并且运动图片频率是60Hz的最大驱动频率值。

如图14中所示，在一般图像数据的主灰度值是中灰度的情况下，作为最大驱动频率60Hz或者对应于60Hz的高频率可以被设置为驱动频率。然而，在主灰度值是低灰度和高灰度的情况下，驱动频率具有较低值。

原因在于，即使包括高灰度和低灰度作为主灰度的屏幕以相对较低的驱动频率被显示，显示质量的变差很少。

查找表645中的主灰度值与驱动频率之间的关系可以具有与图14中的主灰度值与驱动频率之间的关系不同的关系。

以下，将描述根据空间频率的不同于显示设备的驱动频率的示范性实施例。

首先，将在图15中描述空间频率。

图15是示出根据空间频率的显示特性的图形。

图15是示出根据空间频率的由个人识别对比率(contrast ratio)的程度的图形。空间频率一般是指按照空间单位重复自身的结构的特性。不被理论束缚，在一个方面，人类对特征的感知能够包括对多个子特征的数学总结，其中每个子特征具有正弦空间频率。因为人类感知数学总结，因此所总结的特征被感知为“平滑”，而不具有可区别的子特征的正弦周期性。在人类感知中的空间频率可以用每个视觉角度的度的周期数目来表示。此外，图15示出成人与小孩对于不同的空间频率能够具有不同的敏感度。

在成人的情况下，在3周期/度的空间频率时，对比率被最佳的识别。这里，3周期/度的空间频率意味着查看角度中具有3个周期的像素值变化。

因此，在对比率被很好地识别的区域中，在以低频率进行驱动的情况下，可以更加容易地识别出闪烁。因此，为了最小化所感知到的闪烁，在人类对空间频率的敏感度低的情况下，显示设备可以以低频率或超低频率被驱动，而在人类对空间频率的敏感度高的情况下，显示设备可以以一般驱动频率被驱动。

也就是说，在示范性实施例中，空间频率在以低频率或超低频率驱动的图像中被分析，然后仅仅当用户不能很好地识别闪烁时，显示设备才以低频率或超低频率被驱动，而当用户很好地识别闪烁时，以低频率或超低频率的驱动被限制。

因此，考虑到空间频率的信号控制器600的驱动条件设置单元601在图16中被示出。

图16是根据本发明的另一个示范性实施例的信号控制器的驱动条件设置单元601的框图。

信号控制器600的驱动条件设置单元601包括空间频率分析单元615、人眼适应单元625、频率选择单元640、和寄存器选择单元650。

空间频率分析单元615基于显示设备所显示的图像或者用户环境来估计显示设备与用户之间的距离，以便基于该距离来提取空间频率。

所提取的空间频率值被传递到人眼适应单元625，并且在图15的图形中，根据使用显示设备的个人的平均年龄的空间频率的个人对比率敏感度被确定。

所确定的对比率敏感度被传递到频率选择单元640，并且当所确定的对比率敏感度是预定等级或更高时，超低频率不被选择作为驱动频率，而当所确定的对比率敏感度低于预定等级时，超低频率被选择作为驱动频率并且被驱动。

另外，寄存器选择单元650根据所选择的驱动频率来选择初始值，并且显示面板300操作。

在所确定的对比率敏感度是预定等级或更高的情况下，用户识别出闪烁的可能性高，因此显示面板300不以超低频率被驱动，而当所确定的对比率敏感度低于预定等级时，超低频率被选择作为驱动频率并且被驱动。

图16的示范性实施例可以与像图2或图13的示范性实施例的、确定图像数据的示范性实施例一起被应用。也就是说，如图2或图13的示范性实施例，虽然通过确定图像数据而确定了显示设备可以以超低频率被驱动，但是在根据图16的示范性实施例确定的对比率敏感度是预定等级或更高的情况下，显示设备可以被控制成不以超低频率驱动。

同时，空间频率分析单元615基于显示设备与用户之间的距离值来分析空间频率，并且为此，显示设备100还可以包括确定从显示设备到用户的距离的照相机110。

这将在图17和图18中被描述。

图17是根据另一个示范性实施例的显示设备的框图，而图18是根据图17的示范性实施例的、信号控制器的驱动条件设置单元601的框图。

在图17中，示出了包括照相机110以便确定用户与显示设备100之间的距离的结构。

另外，在图18中，在被输入到信号控制器600的驱动条件设置单元601的数据中，对用户的距离值与输入数据一起被输入。

所输入的对用户的距离值被输入到空间频率分析单元615以便基于该距离值计算空间频率。

下面的结构与图16中的结构相同。

由于图17和图18的示范性实施例根据用户的位置更加清楚地确定空间频率，因此当显示设备以大约10Hz或更低的超低频率被驱动时，不管用户的位置如何，闪烁都不被识别。

以下，将参考图19描述根据本发明的示范性实施例的显示设备的驱动方法。

图19是根据示范性实施例的显示设备的驱动方法的流程图。

在过程状态S10中，输入数据被从位于显示设备外部的图形处理单元10应用到显示设备100的信号处理器600。在这种情况下，PSR信号可以被一起应用。

在状态S10中所应用的输入数据在过程状态S20于信号控制器600的驱动条件设置单元601中被随后分析，并且被划分为包括运动图片、静态图像、或文本屏幕的类别。这里，分类为文本屏幕可以通过如图2或图13中所示的直方图检查或灰度检查来执行。另外，可以通过PSR信号来确定将被显示的图像是运动图片还是静态图像。

在过程状态S30中，根据如状态S20中所分类的、将被显示的图像的类型来选择驱动频率。也就是说，在输入数据被分类为运动图片的情况下，运动图片频率(例如，大约60Hz)被选择作为驱动频率，而在输入数据被分类为静态图像的情况下，低于运动图片频率的大约30Hz到40Hz的静态图像频率被选择作为驱动频率。另外，在输入数据被分类为文本屏幕的情况下，大约10Hz或更低的超低频率被选择作为驱动频率。

此后，在过程状态S40中，寄存器值根据所选择的驱动频率被选择(S40)。

根据一个示范性实施例的显示设备可以根据以上次序被驱动。

然而，根据另一个示范性实施例，在选择驱动频率的过程中空间频率可以被额外地考虑。也就是说，在过程步骤S25中，可以根据空间频率来确定用户的对比率敏感度。当在状态S30中选择驱动频率时，即使在将被显示的图像是文本屏幕的某些实例中，根据所确定的对比率敏感度，大约10Hz或更低的超低频率可以不被选择作为驱动频率。也就是说，当所确定的对比率敏感度是预定等级或更高时，超低频率不被选择作为驱动频率，而当作确定的对比率敏感度低于预定等级时，超低频率被选择作为驱动频率并且被驱动，结果，用户可能不会识别出闪烁。

在图19的流程图中，对文本屏幕的分析(S20)和空间频率的确定(S25)被一起包括。然而，可以省略空间频率的确定(S25)。

以上，主要描述了使用60Hz的运动图片频率和大约30Hz到40Hz的静态图像频率的示范性实施例。然而，运动图片频率可以执行像120Hz和240Hz那样的高速驱动，而静态图像频率可以具有运动图片频率的一半到2/3的值。

虽然已经结合当前被认为实用的示范性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明意图涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效安排。

Claims (21)

1.一种显示设备，包括：

显示面板，包括连接至栅极线和数据线的像素；

数据驱动器，连接至所述数据线以便施加数据电压；

栅极驱动器，连接至所述栅极线以便顺序地施加栅极导通电压；和

信号控制器，被配置为将图像数据确定为对应于运动图片、静态图像、和文本屏幕之一，

其中，所述信号控制器被进一步配置为以用于显示运动图片的运动图片频率、用于显示静态图像的低于运动图片频率的静态图像频率、和用于显示文本屏幕的大约10Hz或更低的超低频率之一来驱动显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器。

2.如权利要求1所述的显示设备，其中：

所述运动图片频率是大约60Hz，并且其中，所述静态图像频率在大约30Hz到40Hz之间。

3.如权利要求2所述的显示设备，其中：

所述信号控制器被配置为接收外部生成的面板自刷新(PSR)信号，以便确定图像数据是否对应于运动图片和静态图像之一。

4.如权利要求3所述的显示设备，其中：

所述信号控制器被进一步配置为，通过基于图像数据的一个帧的像素的灰度等级将所述像素划分为低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域之一，并确定低灰度区域和高灰度区域内的像素的数目占像素总数目的比率是否超过预定比率，来确定图像数据是否对应于文本屏幕。

5.如权利要求3所述的显示设备，其中：

所述信号控制器被进一步配置为通过确定一个帧的像素内具有主导灰度等级的像素的数目是否超过预定数目，来确定图像数据是否对应于文本屏幕。

6.如权利要求3所述的显示设备，其中：

所述信号控制器包括驱动条件设置单元，其被配置为确定图像数据是否对应于文本屏幕，并且被配置为选择驱动频率和寄存器值。

7.如权利要求6所述的显示设备，其中：

所述驱动条件设置单元包括：

直方图检查单元，被配置为通过基于图像数据的一个帧的像素的灰度等级将所述像素划分为低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域之一，并确定低灰度区域和高灰度区域内的像素的数目占像素总数目的比率是否超过预定比率，来确定图像数据是否对应于文本屏幕；

灰度检查单元，被配置为通过确定一个帧的像素内具有主导灰度等级的像素的数目是否超过预定数目，来确定图像数据是否对应于文本屏幕；

组合单元，被配置为接收直方图检查单元和灰度检查单元的输出以及执行AND操作和OR操作之一；

频率选择单元，被配置为根据所述组合单元的输出来选择驱动频率；和

寄存器选择单元，被配置为根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

8.如权利要求6所述的显示设备，其中：

所述驱动条件设置单元包括：

直方图检查单元，被配置为通过基于图像数据的一个帧的像素的灰度等级将所述像素划分为低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域之一，并确定低灰度区域和高灰度区域内的像素的数目占像素总数目的比率是否超过预定比率，来确定图像数据是否对应于文本屏幕；

灰度检查单元，被配置为通过确定一个帧的像素内具有主导灰度等级的像素的数目是否超过预定数目，来确定图像数据是否对应于文本屏幕；

组合单元，被配置为接收直方图检查单元和灰度检查单元的输出以及执行AND操作和OR操作之一；

频率选择单元，被配置为根据所述组合单元的输出以及从所述灰度检查单元接收的主灰度等级的值来选择驱动频率；和

寄存器选择单元，被配置为根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

9.如权利要求6所述的显示设备，其中：

虽然文本屏幕被显示，但是所述驱动条件设置单元根据空间频率允许文本屏幕不以超低频率被驱动。

10.如权利要求9所述的显示设备，其中：

所述驱动条件设置单元包括：

空间频率分析单元，被配置为提取空间频率；

人眼适应单元，被配置为根据所提取的空间频率来确定用户的对比率敏感度；

频率选择单元，被配置为基于所述对比率敏感度选择驱动频率；和

寄存器选择单元，被配置为根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

11.如权利要求10所述的显示设备，还包括：

照相机，被配置为测量用户与显示设备之间的距离并且将所测量的距离传递到所述驱动条件设置单元的空间频率分析单元，其中

所测量的距离在所述空间频率分析单元中被用来确定空间频率。

12.如权利要求1所述的显示设备，其中：

所述信号控制器包括驱动条件设置单元，其中

所述驱动条件设置单元包括：

空间频率分析单元，被配置为提取空间频率；

人眼适应单元，被配置为根据所提取的空间频率来确定用户的对比率敏感度；

频率选择单元，被配置为基于所述对比率敏感度选择驱动频率；和

寄存器选择单元，被配置为根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

13.如权利要求12所述的显示设备，还包括：

照相机，被配置为测量用户与显示设备之间的距离并且将所测量的距离传递到所述驱动条件设置单元的空间频率分析单元，其中

所测量的距离在所述空间频率分析单元中被用来确定空间频率。

14.一种显示设备的驱动方法，包括：

接收图像数据；

将图像数据确定为对应于运动图片、静态图像、和文本屏幕之一；

从用于显示运动图片的运动图片频率、用于显示静态图像的低于运动图片频率的静态图像频率、和用于显示文本屏幕的大约10Hz或更低的超低频率中之一选择用于驱动显示面板、数据驱动器、和栅极驱动器的驱动频率；以及

根据所选择的驱动频率来选择寄存器值。

15.如权利要求14所述的显示设备的驱动方法，其中：

所述运动图片频率是大约60Hz，并且其中，所述静态图像频率在大约30Hz到40Hz之间。

16.如权利要求15所述的显示设备的驱动方法，其中：

图像数据的接收包括接收面板自刷新(PSR)信号，以及

确定输入的图像数据包括基于PSR信号来确定所述图像数据对应于运动图片还是静态图像。

17.如权利要求15所述的显示设备的驱动方法，其中：

确定所述图像数据为文本屏幕包括将图像数据的一个帧的像素划分为低灰度区域、中灰度区域、和高灰度区域之一，并确定低灰度区域和高灰度区域内的像素的数目占像素总数目的比率是否超过预定比率。

18.如权利要求17所述的显示设备的驱动方法，其中：

确定所述图像数据为文本屏幕包括确定一个帧的像素内具有主导灰度等级的像素的数目是否超过预定数目。

19.如权利要求15所述的显示设备的驱动方法，其中：

确定所述图像数据为文本屏幕包括确定具有主导灰度等级的像素的数目是否超过预定数目。

20.如权利要求15所述的显示设备的驱动方法，还包括：

根据空间频率确定用户的对比率敏感度，

其中，当确定所述图像数据为文本屏幕时，根据所确定的对比率敏感度，大约10Hz或更低的超低频率不被选择作为驱动频率。

21.如权利要求20所述的显示设备的驱动方法，其中：

所述空间频率是基于用户与显示设备之间的距离来确定的。