CN104347045B - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备包括信号控制器和数据驱动器。所述信号控制器处理输入图像信号以生成输出图像信号。所述信号控制器使用校正单元处理所述输入图像信号。当所述输入图像信号的灰度值是0时，所述校正单元选择性地将输入图像信号校正为大于0灰度值的第一灰度值。所述输出图像信号是基于经校正的输入图像信号的。所述数据驱动器将所述输出图像信号转换成要施加到显示面板的数据电压。

Description

显示设备及其驱动方法
技术领域
在这里描述的一个或多个实施例涉及显示设备。
背景技术
已经开发了各种显示设备。这些显示设备中许多包括包含多个像素和信号线的显示面板以及用于驱动显示面板的多个驱动器。每一个像素可以包括连接到相应信号线的开关元件、连接到相应开关元件的像素电极以及对向电极(opposing electrode)。驱动器包括用于将栅极信号供应到显示面板的栅极驱动器、用于将数据信号供应到显示面板的数据驱动器、用于控制数据驱动器和栅极驱动器的信号控制器。这种类型的显示设备的示例包括液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器。
像素电极可以连接到开关元件，比如薄膜晶体管(TFT)，以接收数据电压。对向电极可以在显示面板的整个表面上形成以接收公共电压Vcom。像素电极和对向电极可以位于相同的基板上或者不同的基板上。
例如，液晶显示器可以包括：两个显示面板，所述两个显示面板包括像素电极和对向电极；以及插入其间的具有介电各向异性的液晶层。像素电极可以按矩阵排列并且连接到开关元件以顺序地接收用于矩阵中的每一行的数据电压。对向电极可以在显示面板的整个表面上形成以接收公共电压Vcom。可以通过将电压施加到像素电极和对向电极来获取期望的图像。这些电压在液晶层中生成电场。电场的强度可以控制穿过液晶层的光的透射率。
一种类型的显示设备可以从外部图形控制器接收输入图像信号。所述输入图像信号可以包括每一个像素的亮度信息，并且每个亮度可以具有预定数量的灰度。同时，每一个像素可以接收与期望的亮度信息相对应的数据电压。施加到每一个像素的数据电压基于与施加到公共电极的公共电压的差而被表示为像素电压。每一个像素根据像素电压显示由图像信号的灰度值所表示的亮度。在液晶显示器的情况下，因长时间地将一个方向上的电场施加到液晶层而产生的退化可以通过对于每一帧、每一行、每一列或者每一个像素反转数据电压的极性来避免。
近来，显示设备的分辨率得到提高以产生更高质量的图像。然而，随着分辨率的提高，每一个像素被数据电压充电的充电时间减少。特别是在数据电压的极性被反转的情况下，将像素充电到目标数据电压所花费的时间可能是不够的。
已经进行了在这些情形下补偿充电时间的尝试。一个尝试包括采用预充电驱动方法。该方法包括在将目标数据电压施加到每一个像素之前，传送预充电电压，以便在相应像素被主充电时迅速地达到用于表现目标亮度的像素电压。
发明内容
依据一个实施例，一种显示设备包括：显示面板，其包含多个像素；信号控制器，其处理输入图像信号以生成输出图像信号；以及数据驱动器，其将所述输出图像信号转换成要施加到所述显示面板的数据电压，其中，所述信号控制器包括校正单元，当所述输入图像信号的灰度值是0时，所述校正单元可选择地将所述输入图像信号校正为大于0灰度值的第一灰度值，所述输出图像信号是基于经校正的输入图像信号的。
此外，当所述输入图像信号的灰度值是0时，所述数据驱动器将所述输出图像信号转换成作为像素电压的第一黑色数据电压，或者将所述输出图像信号转换成小于或者等于阈值电压的第二黑色数据电压，其中像素亮度在该阈值电压处开始改变。第一黑色数据电压小于第二黑色数据电压，并且第二黑色数据电压对应于用于所述第一灰度值的像素电压。所述阈值电压可以是大约1.45V。
此外，所述信号控制器包括校正避免确定单元，其确定用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值是否全部都是0。
此外，所述校正避免确定单元将接收经校正的输入图像信号以及所述输入图像信号，并且当用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值全部都是0时，输出用于所述一个点的输入图像信号作为输出图像信号。
此外，所述校正单元包括查找表格，所述查找表格包括与所述输入图像信号相对应的校正数据，并且所述第一灰度值被包括在所述查找表格中。
此外，多个像素当中的第一像素被用于与所述第一像素位于不同行中的第二像素的数据电压预充电，所述第二像素连接到与所述第一像素相同的数据线。
此外，所述信号控制器包括寄存器，其将所述输入图像信号延迟预定时间，并且所述校正避免确定单元将从所述寄存器接收输入图像信号。
此外，所述显示面板包括：第一栅极线，其传送第一栅极信号；第二栅极线，其传送第二栅极信号，所述第二栅极信号包括与第一栅极信号的栅极导通电压时段重叠的栅极导通电压时段；数据线，其与第一栅极线和第二栅极线交叉；第一像素，其通过第一开关连接到所述第一栅极线以及所述数据线；以及第二像素，其通过第二开关连接到所述第二栅极线以及所述数据线。
此外，所述多个像素位于相同的像素列中并且交替地连接到不同的数据线。所述第一像素和所述第二像素位于不同的像素列中。
此外，多对栅极线可以被布置在相应像素行中，位于一个像素行中的多个像素连接到栅极线对中的相应栅极线，并且一对相邻像素连接到相同数据线以及不同的栅极线。所述第一像素和所述第二像素位于相同的像素行中。
依据另一个实施例，一种用于驱动显示设备的方法包括：处理输入图像信号以生成输出图像信号；以及将所述输出图像信号转换成数据电压，其中，处理输入图像信号包括：当输入图像信号的灰度值是0时，选择性地将所述输入图像信号校正为大于0灰度值的第一灰度值，输出图像信号是基于经校正的输入图像信号的。
此外，转换包括：当输入图像信号的灰度值是0时，将输出图像信号转换成作为像素电压的第一黑色数据电压，或者将输出图像信号转换成第二黑色数据电压，所述第二黑色数据电压小于或者等于阈值电压，其中像素的亮度在该阈值电压处开始改变，其中，所述第一黑色数据电压小于所述第二黑色数据电压，并且其中，所述第二黑色数据电压对应于用于所述第一灰度值的像素电压。所述阈值电压可以是大约1.45V。
此外，处理包括：接收经校正的输入图像信号和所述输入图像信号，确定用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值是否全部都是0，以及当用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值全部都是0时，输出用于所述一个点的输入图像信号作为输出图像信号。
此外，处理所述输入图像信号包括将所述输入图像信号延迟预定时间。
此外，处理所述输入图像信号包括：接收经校正的输入图像信号和所述输入图像信号；确定用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值是否全部都是0；以及当用于包括在一个点中的多个像素的输入图像信号的灰度值全部都是0时，输出用于所述一个点的输入图像信号作为输出图像信号。对所述输入图像信号的处理包括将所述输入图像信号延迟预定时间。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征将对于本领域普通技术人员来说变得清楚，附图中：
图1图示了显示设备的实施例；
图2图示了显示设备的像素和信号线的布局；
图3图示了显示设备的驱动信号的时序图；
图4图示了显示设备的一种图像信号处理器；
图5图示了图像信号处理器的更详细的实施例；
图6图示了根据像素电压的透射率变化；
图7中的(a)-(d)图示了当黑色数据电压被施加到三个原色像素中的至少一些像素时的数据电压；
图8图示了显示设备的像素和信号线的另一个布局；
图9是图8中的显示设备的驱动信号的时序图；
图10图示了显示设备的像素和信号线的另一个布局；以及
图11是图10中的显示设备的驱动信号的时序图。
具体实施方式
下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式具体实现，并且不应当被解释为受限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开全面和完整，并向本领域技术人员充分地传达示例性实现方式。
在附图中，为了例示的清楚，可能夸大层和区域的尺寸。还将理解，当一层或者一元件被称为在另一层或者基底“之上”时，它可以直接在该另一层或者基底之上，或者也可以存在居间层。此外，将会理解，当一层被称为在另一层“之下”时，它可以直接在其之下，并且也可以存在一个或多个居间层。另外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间唯一的层，或者也可以存在一个或多个居间层。相同的参考标记始终指代相同的元件。
图1图示了显示设备1的一个实施例，显示设备1包括连接到显示面板300的栅极驱动器400和数据驱动器500以及信号控制器600。
显示面板300包括多个信号线和连接到所述信号线的多个像素PX。当从等效电路看时，像素PX和信号线基本上以矩阵形式排列。在显示设备是液晶显示器的情况下，当在截面上看时，显示面板300可以包括彼此面对面的下面板和上面板，其中液晶层插在两个面板之间。在其它实施例中，显示面板可以是OLED或者其他类型的显示面板。
信号线包括用于传送栅极信号(称为“扫描信号”)的多个栅极线G1-Gn以及用于传送数据电压的多个数据线D1-Dm。
每一个像素PX可以包括连接到至少一个数据线D1、D2、…、Dm和至少一个栅极线G1、G2、…、Gn的至少一个开关元件以及连接到开关元件的至少一个像素电极。开关元件可以包括至少一个薄膜晶体管，并且可以根据通过栅极线G1、G2、…、Gn传送的栅极信号来控制。栅极信号可以控制对通过数据线D1、D2、…、Dm中的相应一个数据线传送到像素PX的相应像素电极的数据电压Vd的传送。
为了实现颜色显示，每一个像素PX可以显示原色之一(空间分割)或可以随时间交替地显示原色(时间分割)，从而通过原色的空间和以及时间和来识别期望的颜色。原色的示例可以包括三原色，比如红色、绿色和蓝色，或者黄色、青色、品红色等等。显示不同原色的多个相邻像素PX或者非相邻像素PX可以一起配置成一个集合(称为点)。一个点可以显示白色图像。在下面的讨论中，出于说明性的目的，考虑比如红色、绿色和蓝色的三原色的示例。此外，R、G和B可以分别表示红色或者红色像素、绿色或者绿色像素以及蓝色或者蓝色像素。
数据驱动器500与数据线D1-Dm连接，并且基于从信号控制器600接收的输出图像信号DAT来选择灰度电压。数据驱动器500将所选择的灰度电压作为数据电压Vd施加到数据线D1-Dm。数据驱动器500可以接收从分离的灰度电压生成器生成的灰度电压。数据驱动器500可以仅接收预定数量的参考灰度电压，并且分解所述参考灰度电压以生成用于所有灰度值的灰度电压。
栅极驱动器400连接到栅极线G1-Gn并且将栅极信号施加到栅极线G1-Gn。栅极信号可以例如，基于栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合来配置。
信号控制器600从图形控制器接收输入图像信号IDAT和输入控制信号ICON，并且控制栅极驱动器400、数据驱动器500等等的操作。
图形控制器处理从外部源接收的图像数据以生成输入图像信号IDAT，并接着可以将输入图像信号IDAT发送给信号控制器600。例如，为了减少运动模糊，图形控制器可以执行或者可以不执行在相邻帧之间插入中间帧的帧速率控制。
输入图像信号IDAT存储每一个像素PX的亮度信息。亮度可以具有预定数量的灰度值，例如，1024(＝210)、256(＝28)或者64(＝26)个灰度。可以针对通过像素PX显示的每个原色提供输入图像信号IDAT。例如，在像素PX显示红色、绿色和蓝色的原色中的任何一个的情况下，输入图像信号IDAT可以包括红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in。
输入控制信号ICON的示例包括垂直同步信号、水平同步信号、主时钟信号、数据使能信号等等。
信号控制器600基于输入图像信号IDAT和输入控制信号ICON处理输入图像信号IDAT以将经处理的输入图像信号IDAT转换成输出图像信号DAT。信号控制器600也生成栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2等等。在像素PX显示红色、绿色和蓝色的原色中的任何一个的情况下，输出图像信号DAT可以包括红色输出图像信号R_out、绿色输出图像信号G_out和蓝色输出图像信号B_out。数据控制信号CONT2还可以包括用于关于公共电压Vcom反转数据电压Vd的极性(称为数据电压的极性)的反转信号。
信号控制器600包括图像信号处理器610，所述图像信号处理器610根据显示面板300的条件处理所接收到的输入图像信号IDAT。
为了驱动显示面板300，信号控制器600接收输入图像信号IDAT和用于控制输入图像信号IDAT的显示的输入控制信号ICON。信号控制器600处理输入图像信号IDAT以将经处理的输入图像信号IDAT转换成输出图像信号DAT，并且生成栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2等等。信号控制器600向栅极驱动器400发送栅极控制信号CONT1，并且向数据驱动器500发送数据控制信号CONT2和输出图像信号DAT。
数据驱动器500根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2接收用于一行中的像素PX的输出图像信号DAT，并且选择与每个输出图像信号DAT相对应的灰度电压以将输出图像信号DAT转换成模拟数据电压Vd。然后，数据驱动器500将转换后的模拟数据电压Vd施加到相应数据线D1-Dm。
栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1将栅极导通电压Von施加到栅极线G1-Gn，以导通连接到栅极线G1-Gn的开关元件。施加到数据线D1-Dm的数据电压Vd通过导通的开关元件被施加到相应像素PX，以被表示为像素电压，该像素电压是像素PX的充电电压。当数据电压Vd被施加到像素PX时，像素PX可以通过各种光学转换元件(比如液晶)来显示与数据电压Vd相对应的亮度。例如，在液晶显示器的情况下，控制液晶层的液晶分子的倾斜度以控制光偏振，从而显示与输入图像信号IDAT的灰度值相对应的亮度。
以1个水平周期(称为“1H”，并且其与水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期相同)为单位重复上述过程。结果，栅极导通电压Von被顺序地施加到所有栅极线G1-Gn，并且数据电压被施加到所有像素PX，从而显示一帧的图像。
在一帧结束之后，下一帧开始。可以控制包括在数据控制信号CONT2中的反转信号的状态，以使得施加到每一个像素PX的数据电压Vd的极性与在先前的帧中的极性相反(称为帧反转)。在帧反转中，可以每一帧或每多个帧地反转施加到所有像素PX的数据电压Vd的极性。在一个应用中，可以根据反转信号的特性在一帧中周期性地改变流过数据线D1-Dm之一的数据电压Vd的极性，或者在一个像素行中被施加到数据线D1-Dm的数据电压Vd的极性可以彼此不同。
现在考虑图1、参照图2和图3来描述显示设备的预充电方法的更详细的实施例。
图2图示了显示设备的像素和信号线的布局视图的一个实施例，并且图3图示了显示设备的驱动信号的时序图的示例。
参照图2和图3，显示设备包括连接到不同栅极线Gi和Gj(i，j＝1、2、…、n)和相同数据线Dk(k＝1、2、…、m)的至少两个像素PXa和PXb。作为示例，图2图示了连接到第一栅极线Gi和数据线Dk的第一像素PXa以及连接到第二栅极线Gj和数据线Dk的第二像素PXb。至少两个像素PXa和PXb可以如图2中的实线所示位于一个像素行中，和/或可以如图2中的虚线所示位于不同的像素行中。
参照图3，第一栅极线Gi和第二栅极线Gj分别传送栅极信号Vgi和Vgj。栅极信号Vgi和Vgj的栅极导通电压Von时段部分重叠。当第一栅极线Gi比第二栅极线Gj更早地传送栅极导通电压Von时，第二栅极线Gj的栅极导通电压Von时段与第一栅极线Gi的栅极导通电压Von时段重叠的部分被称为预充电时段Pre。与第一栅极线Gi的栅极导通电压Von时段不重叠的部分被称为主充电时段Main。
第二栅极线Gj的预充电时段Pre可以对应于第一栅极线Gi的主充电时段Main。即，在第二栅极线Gj的预充电时段Pre期间，通过导通的开关元件，数据线Dk传送的数据电压Vd当中的与第一像素PXa的输出图像信号DAT相对应的第一数据电压V1对连接到第一栅极线Gi的第一像素PXa充电。在这种情况下，因为栅极导通电压Von被传送到连接到第二像素PXb的开关元件，所述第二像素PXb连接到第二栅极线Gj，所以第二像素PXb也被作为相同的数据电压Vd的第一数据电压V1预充电。
在第二栅极线Gj的主充电时段Main期间，数据电压Vd不被传送到第一像素PXa。此时，通过导通的开关元件，数据电压Vd之中的与第二像素PXb的输出图像信号DAT相对应的第二数据电压V2对第二像素PXb主充电。在一个实施例中，可以通过帧反转来驱动显示设备。在第一数据电压Vd和第二数据电压V2具有关于公共电压的相同极性的情况下，由于在预充电时段Pre期间与第二数据电压V2具有相同极性的第一数据电压V1预先对第二像素PXb进行了预充电，所以第二像素PXb的像素电压在主充电时段Main期间可以迅速地达到目标亮度。
在这种预充电方法中，作为预充电对象的第二像素PXb可以被称为“预充电像素”。将在第二像素PXb中预充电的第一数据电压V1设置为主充电电压的第一像素PXa可以被称为“影响预充电的像素”。
根据输入图像信号IDAT，影响预充电的像素的主充电电压的灰度值可以从最小灰度值变化到最大灰度值。因此，由于在预充电像素的预充电时段Pre期间预充电的电压根据影响预充电的像素的图像信号的灰度值而变化，所以根据像素的位置出现预充电像素之间的充电率的偏差。结果，亮度可能被不同地表现。具体地，在表示预定颜色的情况下，由于预充电而产生的影响根据显示相同原色的预充电像素的位置而变化。结果，亮度发生变化，被识别为斑迹(spots)。
例如，当影响两个预充电红色像素中的一个红色像素的预充电的像素的灰度值是0并且影响另一个红色像素的预充电的像素的灰度值是高灰度时，出现两个红色像素之间的预充电程度的差别，结果，可能出现相同原色的像素PX的亮度偏差。在这种情况下，可能出现图像质量缺陷，比如混合颜色水平线和混合颜色垂直线。在显示面板300具有大面积或者高分辨率、或者被以高速驱动的情况下，每一个像素PX的充电率可能进一步减小。结果，可能进一步增加这种图像质量缺陷。
现在，将讨论0灰度值表示黑色的情况。
显示设备中的信号控制器600的图像信号处理器610可以减少显示相同原色的像素PX之间的预充电程度的偏差以避免这种图像质量缺陷。参照图4到图7描述图像信号处理器610的详细结构和包括图像信号处理器610的显示设备的驱动方法。
图4图示了显示设备的图像信号处理器的实施例。图5图示了显示设备的图像信号处理器的更详细的实施例。图6是图示透射率可以如何根据显示设备的像素电压变化的示例的图。
首先，参照图4，信号控制器600的图像信号处理器610包括输入图像信号校正单元620和黑色校正避免确定单元630。这些单元可以以软件、硬件或者它们两者来实现。
输入图像信号校正单元620依据显示设备校正输入图像信号IDAT(R_in、G_in、B_in)以生成校正图像信号IDAT’。校正的示例包括精确颜色捕获(accurate color capture，ACC)处理或者动态电容补偿(dynamic capacitance compensation，DCC)处理。通过这种校正生成的校正图像信号IDAT’的位数可以不同于校正前的输入图像信号IDAT的位数。可以在校正期间使用存储在单独的存储器中的校正数据或者查找表格。
例如，当输入图像信号校正单元620执行ACC处理时，输入图像信号校正单元620可以将N位的输入图像信号IDAT转换成依据显示设备的特性预定的M位的校正图像信号IDAT’。在这种情况下，N位和M位可以彼此相同、或者彼此不同。输入图像信号校正单元620可以包括用于将N位的输入图像信号IDAT转换成M位的校正图像信号IDAT’的查找表格。
图5图示了输入图像信号校正单元620包括可以被用来执行ACC处理的查找表格622的示例。查找表格622存储各个灰度值的校正数据以用于依据目标伽玛曲线调整红色、绿色和蓝色的相应原色的输入图像信号IDAT的亮度。在已经提出的另一种类型的ACC查找表格中，关于0灰度的输入图像信号IDAT按原样存储0灰度值的校正数据。
然而，在本实施例中，虽然已经提供了用于查找表格622的纵轴的许多灰度值的R、G和B校正数据的例子，但是其不局限于表格中所示出的值。更具体地，在查找表格622中，用于0灰度值的输入图像信号IDAT的校正数据具有大于上述所提出的ACC查找表格中的0灰度值的值。例如，如图5中图示，用于0灰度值的输入图像信号IDAT的校正数据可以是大约0.75到大约2。
如果关于0灰度的输入图像信号IDAT按原样将0灰度值的输出图像信号DAT输入到数据驱动器500，则数据驱动器500将0灰度值的输出图像信号DAT转换成第一黑色数据电压Vb1，并且将转换后的第一黑色数据电压Vb1施加到像素PX。这里，包括第一黑色数据电压Vb1的所有数据电压可以对应于基于公共电压Vcom与所述数据电压中的相应数据电压之间的差的像素电压。此外，虽然与0灰度值的输出图像信号DAT相对应的数据电压被表示为第一黑色数据电压Vb1，但是黑色是示范性的。第一黑色数据电压Vb1可以大于0V。
图6图示了例如在正常黑色模式的液晶显示器的情况下，显示设备的关于像素电压V的亮度T。当施加用于最大灰度的像素电压Vwh时，显示设备可以显示最大亮度。具体地，直到在0灰度值附近的特定程度的像素电压V，亮度T都基本上是0。因此，即使第一黑色数据电压Vb1的值大于0V，亮度T也可以基本上是0。
第一黑色数据电压Vb1可以根据显示设备的特性(例如，液晶显示器中的液晶的特性)而变化。此外，例如，第一黑色数据电压Vb1可以是大约0.8V到1.2V，但是不限于此。虽然在施加第一黑色数据电压Vb1时显示的图像的亮度可以是大约0.3nit，但是不限于此。
再次参照图5，用于0灰度值的输入图像信号IDAT的校正数据大于0灰度值。当用于0灰度值的输入图像信号IDAT的校正图像信号IDAT’被输出作为输出图像信号DAT时，数据驱动器500将输出图像信号DAT转换成第二黑色数据电压Vb2。第二黑色数据电压Vb2是大于第一黑色数据电压Vb1的经校正的黑色数据电压。转换后的第二黑色数据电压Vb2被施加到像素PX。
参照图6，第二黑色数据电压Vb2可以等于或者小于阈值电压Vth，在所述阈值电压Vth处与数据电压相对应的亮度开始改变。例如，在液晶显示器的情况下，第二黑色数据电压Vb2可以是阈值电压Vth或者小于阈值电压Vth，在该阈值电压Vth处液晶显示黑色亮度并且随后开始改变。在液晶显示器的情况下，第二黑色数据电压Vb2可以是大约1.45V或者更小，但是不限于此。第二黑色数据电压Vb2可以根据液晶的特性而变化。当用于0灰度值的输入图像信号IDAT的大于阈值电压Vth的数据电压被施加到显示面板300时，对比率可能退化。
在将第一黑色数据电压Vb1应用到0灰度值的输入图像信号IDAT的情况下的亮度与在应用第二黑色数据电压Vb2的情况下的亮度之间的差可以是大约0.003nit或者更小。因为该亮度差是人不能识别的水平，所以黑色灰度值的实际亮度没有差别。因此，即使对于配置一个点的像素的每个原色，根据输入图像信号IDAT的0灰度值的配置使黑色数据电压二元化，也不会出现颜色坐标的退化。
因而，输入图像信号IDAT在查找表格622中被转换以被输出为校正图像信号IDAT’。所述校正图像信号IDAT’可以包括红色校正图像信号R_lut、绿色校正图像信号G_lut和/或蓝色校正图像信号B_lut。
图像信号处理器610还可以包括：寄存器624，所述寄存器624接收输入图像信号IDAT，在将所接收到的输入图像信号IDAT延迟预定时间之后，输出所接收到的输入图像信号IDAT。这里，延迟的预定时间可以对应于用于在输入图像信号校正单元620中处理输入图像信号IDAT的时间。寄存器624可以包括在输入图像信号校正单元620中。
参照图4和图5，黑色校正避免确定单元630确定关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in是否全部都是0灰度值。作为确定的结果，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in全部都是0灰度值时，将校正前的输入图像信号IDAT、而不是校正图像信号IDAT’输出作为输出图像信号DAT。在这种情况下，因为关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in全部都是0灰度值，所以数据驱动器500将第一黑色数据电压Vb1输出到红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B三者。
然而，除了关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in全部都是0灰度值的情况之外，黑色校正避免确定单元630输出从输入图像信号校正单元620接收到的校正图像信号IDAT’(R_lut、G_lut、B_lut)作为输出图像信号DAT。所述输出图像信号DAT可以包括红色输出图像信号R_out、绿色输出图像信号G_out和蓝色输出图像信号B_out。在这种情况下，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in中的任意一个或者两个是0灰度值时，数据驱动器500关于0灰度值的输入图像信号R_in、G_in和B_in输出大于第一黑色数据电压Vb1的第二黑色数据电压Vb2。
将参照图7描述包括如上所述地生成的第一黑色数据电压Vb1和第二黑色数据电压Vb2的数据电压。
图7中的(a)(d)图示了当黑色数据电压被施加到三个原色像素中的至少一些时的数据电压的实施例。在图7中的(a)(d)中图示的示例性实施例中，虽然描述了像素PX显示的原色是红色R、绿色G和蓝色B的示例，但是原色的数量和种类不限于此。
如图7中的(a)图示的，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in全部都是0灰度值时，相应数据电压Vd可以是大于被假定为0V的公共电压Vcom的第一黑色数据电压Vb1。
如图7中的(b)图示的，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in中的两个(例如，红色输入图像信号R_in和绿色输入图像信号G_in)是0灰度值，并且蓝色输入图像信号B_in是大于0的灰度值时，用于红色输入图像信号R_in和绿色输入图像信号G_in的数据电压Vd是大于第一黑色数据电压Vb1的第二黑色数据电压Vb2。此外，用于蓝色输入图像信号B_in的数据电压Vd可以是与校正图像信号IDAT’相对应的电压，例如，第一数据电压V1。
如图7中的(c)图示的，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in中的任意一个(例如，仅红色输入图像信号R_in)是0灰度值，并且绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in是大于0的灰度值时，用于红色输入图像信号R_in的数据电压Vd可以是大于第一黑色数据电压Vb1的第二黑色数据电压Vb2。此外，用于绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in的数据电压Vd可以是与校正图像信号IDAT’相对应的电压，例如，第一数据电压V1。
如图7中的(d)图示的，当关于一个点的红色输入图像信号R_in、绿色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in中的任意一个(例如，仅绿色输入图像信号G_in)是0灰度值，并且红色输入图像信号G_in和蓝色输入图像信号B_in是大于0的灰度值时，用于绿色输入图像信号G_in的数据电压Vd可以是大于第一黑色数据电压Vb1的第二黑色数据电压Vb2。此外，用于红色输入图像信号R_in和蓝色输入图像信号B_in的数据电压Vd可以是与校正图像信号IDAT’相对应的电压，例如，第一数据电压V1。
因而，根据一个或多个实施例，当用于一个点的所有原色像素的输入图像信号IDAT都是0灰度值时，第一黑色数据电压Vb1被施加到每一个像素PX以避免对比率的退化。当用于一个点的一些原色像素的输入图像信号IDAT是0灰度时，大于第一黑色数据电压Vb1的第二黑色数据电压Vb2被施加到相应的原色像素PX。所述第二黑色数据电压Vb2虽然大于所述第一黑色数据电压Vb1，但是可以被确定为不足以使显示图像的对比率退化或者不足以被人容易地识别的幅度。
结果，即使在影响预充电像素的像素的输入图像信号IDAT是0灰度值的情况下，预充电的黑色数据电压也被增大，因此可以显著地提高预充电像素的预充电程度。因此，可以减少根据相同原色的像素的位置(不同的列和不同的行)的充电率的偏差，从而避免比如水平线或者垂直线的斑迹被识别出来。
此外，在提出的其它方法中，为了避免由于充电率的偏差而导致的比如水平线或者垂直线的斑迹的图像质量缺陷，预充电时间被减少。然而，根据一个或多个实施例，因为可以通过减少充电率的偏差而增大预充电时间，所以可以增大像素PX的充电率。结果，可以减少在对像素PX的充电不充分时生成的可识别的斑迹。
图8图示了依据显示设备的另一个实施例的像素和信号线的布局，以及图9是用于图8中的显示设备的驱动信号的时序图的实施例。
参照图8，根据本实施例的显示面板300包括在行方向上延伸的多个栅极线Gi、G(i+1)、…，在列方向上延伸的多个数据线Dj、D(j+1)、…，以及多个像素PX。每一个像素PX可以包括通过开关元件Q连接到栅极线Gi、G(i+1)、…和数据线Dj、D(j+1)、…的像素电极191。虽然每一个像素PX被图示为显示红色R、绿色G和蓝色B的原色，但是在其它实施例中可以显示不同数量和/或集合的颜色。
显示相同原色R、G和B的像素可以被布置在一个像素列中。例如，可以交替地布置红色像素R的像素列、绿色像素G的像素列和蓝色像素B的像素列。对于每个像素列可以布置数据线Dj、D(j+1)…之一，并且对于每个像素行可以布置栅级线Gi、G(i+1)、…之一，但是不限于此。
在一个像素列中布置的显示相同原色的像素R、G和B可以连接到两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…等等中的一个。如图8中图示的，在一个像素列中布置的像素R、G和B可以交替地连接到两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…。位于相同像素行中的像素R、G和B可以连接到相同的栅极线Gi、G(i+1)、…等等。
具有相反极性的数据电压可以被施加到相邻数据线Dj、D(j+1)、…等等。可以对于每个帧反转数据电压的极性。结果，列方向上的相邻像素R、G和B可以接收具有相反极性的数据电压。一个像素行中的相邻像素R、G和B可以接收具有相反极性的数据电压以基本上以1×1点反转的形式被驱动。即，即使以施加到数据线Dj、D(j+1)、…的数据电压对于一帧保持相同极性的列反转来驱动相邻像素R、G和B，也可以实现点反转驱动。
参照图9，对于一个水平周期1H，栅极信号Vgi、Vg(i+1)和Vg(i+2)的栅极导通电压Von可以被顺序地施加到栅极线Gi、G(i+1)、…。顺序施加的栅极信号Vgi、Vg(i+1)和Vg(i+2)中的两个栅极信号的栅极导通电压Von时段部分地重叠。栅极导通电压Von的重叠部分对应于预充电时段Pre，在所述预充电时段Pre期间，被顺序施加栅极信号Vgi、Vg(i+1)和Vg(i+2)的像素R、G和B被预充电。
根据图8和图9中的示例性实施例，基于像素所连接的数据线Dj、D(j+1)、…，不同像素行中的显示相同原色的像素PX被施加到显示不同颜色的像素PX的数据电压预充电。
例如，在图8中，连接到栅极线G(i+1)和数据线D(j+2)的绿色像素G，被在连接到前面的栅极线Gi和与该绿色像素G相同的数据线D(j+2)的蓝色像素B的主充电期间施加的具有相同极性的数据电压预充电，如箭头A1所示。另一方面，连接到栅极线G(i+2)和数据线D(j+1)的绿色像素G，被在连接到前面的栅极线G(i+1)和与绿色像素G相同的数据线D(j+1)的红色像素R的主充电期间施加的具有相同极性的数据电压预充电，如箭头A2所示。
当未校正时，影响位于不同行的两个绿色像素G的预充电的像素彼此不同。耦接到数据线D(j+2)的绿色像素G通过蓝色像素B被预充电，并且耦接到数据线D(j+1)的绿色像素G通过红色像素R被预充电。当蓝色像素B或者红色像素R中的任意一个具有0灰度值并且另一个具有高于0灰度值的灰度值时，出现位于不同行的两个绿色像素G的预充电程度的差异和亮度的差异。结果，可能产生斑迹。所述斑迹可以是水平线或者其它屏幕标记或者伪像的形式。
然而，根据本实施例，因为图像信号处理器610将0灰度的输入图像信号校正为大于0的灰度值(例如，大约0.75到2)以便将第二黑色数据电压Vb2施加到相应像素PX，所以可以减少(由于影响位于不同行中的相同原色像素的预充电的像素PX之间的灰度差所导致的)预充电程度的差异和亮度差异。结果，可以避免斑迹被用户察觉。
具体地，在相同像素列中的像素PX交替地连接到相邻数据线Dj、D(j+1)、…、从而显示相同原色的一个像素列中的像素PX在预充电方面受到显示不同原色的像素影响的情况下，可以减少在显示具有预定颜色的图像时(例如，当所述显示不同原色的像素中的任意一个显示0灰度值时)表现出的混合颜色水平线的生成。
图10是依据显示设备的另一个实施例的像素和信号线的布局，图11是图10中的显示设备的驱动信号的时序图的实施例。
参照图10，根据本实施例的显示面板300包括在行方向上延伸的多个栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)，在列方向上延伸的多个数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)，以及多个像素PX。每一个像素PX可以包括通过开关元件连接到栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)和数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)的像素电极。在本实施例中，每一个像素PX被图示为显示红色R、绿色G和蓝色B的原色。如同这里描述的所有实施例一样，所述像素可以可替换地显示不同数量和/或不同集合的颜色。
显示相同原色的像素可以被布置在一个像素列中。例如，可以交替地布置红色像素R的像素列、绿色像素G的像素列和蓝色像素B的像素列。可以在两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)之间布置两个像素R、G和B，并且可以每像素行布置栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)中的两个，但是不限于此。
在每像素行布置两条栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)的情况下，每一个像素行中的像素R、G和B可以连接到两个相应栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)中的一个。
布置在一个像素列中的像素R、G和B可以连接到两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)中的一个。更具体地，布置在一个像素列中的像素R、G和B可以交替地连接到两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)。
更具体地，一个像素行中的、连接到不同栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)的一对像素R、G和B可以连接到相同的数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)。布置在两个相邻数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)之间的一对像素R、G和B可以连接到两个不同的栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)和相同的数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)。
具有相反极性的数据电压可以被施加到相邻数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)。可以对于每一帧反转数据电压的极性。
结果，列方向上的相邻像素R、G和B可以接收具有相反极性的数据电压，并且一个像素行中的R、G和B像素中的每两个像素可以接收具有相反极性的数据电压，从而基本上以点反转形式驱动。即，即使以列反转驱动相邻像素R、G和B，在该列反转中施加到数据线Dj、D(j+1)、…、D(j+3)的数据电压对于一帧保持相同极性，也可以实现点反转驱动。
参照图11，对于1个水平周期1H，顺序地施加栅极信号Vgi、Vg(i+1)、…、Vg(i+2)的栅极导通电压Von。在图9中的示例性实施例中描述了栅极导通电压Von可以首先被施加到布置在一个像素行中的一对栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)当中的位于下侧的栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)的示例，但是不限于此。
在时间上顺序地输入的两个栅极信号Vgi、Vg(i+1)、…、Vg(i+2)的两个栅极导通电压Von的时段部分地重叠。栅极导通电压Von的前面部分对应于对连接到相应栅极线Gi、G(i+1)、…、G(i+7)的像素R、G和B进行预充电的预充电时段Pre。
根据图10和图11中的示例性实施例，即使两个像素PX显示相同原色，它们也基于显示相同原色的两个像素PX位于其中的像素列而被施加到显示不同颜色的像素PX的数据电压预充电。
例如，参照图10，连接到栅极线Gi和数据线D(j+1)的绿色像素G被在红色像素R(连接到比栅极线Gi更早地接收栅极导通电压的栅极线G(i+1)及相同的数据线D(j+1))的主充电期间施加的具有相同极性的数据电压预充电，如箭头A1所示。另一方面，连接到栅极线Gi和数据线D(j+3)的绿色像素G被在蓝色像素B(连接到栅极线G(i+1)和数据线D(j+3))的主充电期间施加的、具有相同极性的数据电压预充电，如箭头A2所示。
因此，当未校正时，因为影响位于不同像素列中的两个绿色像素G的预充电的像素彼此不同(例如，一个通过红色像素R被充电而另一个通过蓝色像素B被充电)，所以当蓝色像素B或者红色像素R中的一个表示0灰度值并且另一个表示高于0的灰度时，出现位于不同像素列中的两个绿色像素G的预充电程度和亮度的差别。结果，可能生成斑迹，比如垂直线、标记和/或其它伪像。
然而，根据本实施例，图像信号处理器610将0灰度值的输入图像信号校正为大于0的灰度值(例如，大约0.75到2)。因此，第二黑色数据电压Vb2被施加到相应像素PX。结果，可以减少(由于影响位于不同像素列中的相同原色像素的预充电的像素PX之间的灰度差所导致的)预充电程度和亮度的差别。因此，可以避免被用户察觉的斑迹。
在位于不同像素列中的显示相同原色的像素PX与连接到相同数据线的显示不同原色的像素PX配对的情况下，可以应用这个方法。在显示相同原色的不同像素列中的像素PX在预充电方面受到显示不同原色的像素影响情况下，可以减少(当显示具有预定颜色的图像时表现出的，即，当所述显示不同原色的像素中的任意一个显示0灰度值时表现出的)混合颜色垂直线的生成。
作为概括和回顾，这里描述的一个或多个实施例提供了显示设备及其驱动方法，其避免或者减少了在图像中出现或察觉到斑迹(比如水平线或者垂直线)。这可以通过去除由充电率的差别所导致的亮度偏差而实现，所述充电率在实现预充电驱动方法的显示设备中可以在逐像素地基础上变化。此外，这里描述的一个或多个实施例提供了显示设备及其驱动方法，其通过提高充电率来避免或者减少可察觉斑迹的生成。
这里已经公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性的和描述性的意义而非出于限制的目的被使用，并且也应如此解释。在一些情况下，在本申请提交时的本领域普通技术人员将清楚，除非另有具体指示，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域普通技术人员应理解，可以进行形式和细节上的各种改变而不脱离权利要求所阐述的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种显示设备，包括：
显示面板，其包括多个像素；
信号控制器，其处理输入图像信号以生成输出图像信号；以及
数据驱动器，其将所述输出图像信号转换成要施加到所述显示面板的数据电压，
其中，所述信号控制器包括校正单元，当像素的所述输入图像信号的灰度值是0时，所述校正单元将像素的所述输入图像信号的灰度值校正为大于0灰度值的第一灰度值，所述输出图像信号基于经校正的输入图像信号，
其中，所述信号控制器包括校正避免确定单元，其确定用于包括在一个点中的像素的输入图像信号的灰度值是否全部都是0，
其中，所述校正避免确定单元接收经校正的输入图像信号和所述输入图像信号，并且当用于包括在一个点中的像素的输入图像信号的灰度值全部都是0时，输出用于所述一个点的输入图像信号作为输出图像信号。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述数据驱动器在像素的所述输入图像信号的灰度值是0时，将所述输出图像信号转换成作为像素电压的第一黑色数据电压，或者将所述输出图像信号转换成第二黑色数据电压，所述第二黑色数据电压小于或者等于阈值电压，在该阈值电压处像素亮度开始改变，其中，所述第一黑色数据电压小于第二黑色数据电压，并且其中，所述第二黑色数据电压对应于用于所述第一灰度值的像素电压。
3.如权利要求2所述的显示设备，其中，所述阈值电压是1.45V。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中：
所述校正单元包括查找表格，所述查找表格包括与所述输入图像信号相对应的校正数据，并且
在所述查找表格中包括所述第一灰度值。
5.如权利要求4所述的显示设备，其中：
在多个像素当中的第一像素被用于与所述第一像素位于不同行的第二像素的数据电压预充电，所述第二像素连接到与所述第一像素相同的数据线。
6.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述显示面板包括：
第一栅极线，其传送第一栅极信号；
第二栅极线，其传送第二栅极信号，所述第二栅极信号包括与第一栅极信号的栅极导通电压时段重叠的栅极导通电压时段；
数据线，其与第一栅极线和第二栅极线交叉；
第一像素，其通过第一开关连接到所述第一栅极线以及所述数据线；以及
第二像素，其通过第二开关连接到所述第二栅极线以及所述数据线。
7.如权利要求6所述的显示设备，其中：
位于相同的像素列中的像素交替地连接到不同的数据线。
8.如权利要求6所述的显示设备，其中，所述第一像素和所述第二像素位于不同的像素列中。
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