CN104751758A - 能够以低速驱动的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种能够以低速驱动的显示设备，所述显示设备包括：显示面板，在所述显示面板上形成多个显示线，所述多个显示线中的每一个显示线都包括多个像素；驱动器单元，所述驱动器单元用于驱动所述像素；以及定时控制器，所述定时控制器控制所述驱动器单元的操作并且包括第一控制逻辑单元和第二控制逻辑单元。当在正常驱动期间输入导通电平的模式转换控制信号时，在所述正常驱动中将一个帧的长度设置为P，所述第一控制逻辑单元将低速驱动的一个帧的长度扩展为(n×P)，其中n是等于或大于2的正整数，将长度P指定给被包括在所述低速驱动的一个帧中的n个子帧中的每一个子帧，并且在隔行扫描低速驱动方案中控制所述驱动器单元的操作。

Description

能够以低速驱动的显示设备
技术领域
本公开的实施方式涉及一种能够以低速驱动的显示设备。
背景技术
显示设备已经被用在诸如便携式信息设备、办公设备、计算机和电视的各种显示单元中。
用于减小显示设备的功耗的方法包括低速驱动技术。低速驱动技术是基于数据量的变化来改变帧频率(例如，驱动频率)。在数据没有变化的停止图像中，低速驱动技术使用小于输入帧频率(例如，60Hz的正常帧频率)的帧频率来刷新显示设备的画面。在数据有改变的移动图像中，使用基于输入帧频率的正常驱动方法来刷新显示设备的画面。显示设备可以响应于从系统中接收到的面板自刷新(PSR)控制信号来改变帧频率。例如，当PSR控制信号与停止图像相一致地在导通电平(on-level)处被输入时，显示设备可以将帧频率减小到小于60Hz的频率。此外，当PSR控制信号与移动图像相一致地在截止电平(off-level)处被输入时，显示设备可以将帧频率保持在60Hz。
低速驱动技术可以通过隔行扫描驱动方案实现。在隔行扫描低速驱动方案中，按照时间划分方式将一个帧划分成多个子帧，并且在每个子帧中对选通线进行隔行扫描驱动。在隔行扫描驱动方案中，随着子帧数量的增加，一个帧的长度增加。因此，帧频率减小了。随着帧频率从60Hz逐渐减小以进行低速驱动，源驱动器的数据转换频率(在提供数据电压时使用)减小。因此，功耗减小了。
然而，如上所述，能够以低速驱动的显示设备可能会经历在帧频率改变时所生成的瞬间画面闪烁(例如，毛刺现象)。当在隔行扫描低速驱动期间改变帧频率以进行正常驱动时生成毛刺现象。作为毛刺现象的示例，图1示出了当帧频率在30Hz隔行扫描低速驱动期间改变成60Hz时所生成的毛刺现象。
图2示出了当帧频率从30Hz改变成60Hz时由光电二极管测量的亮度变化(例如，平均亮度等级的瞬态增加)。如图2所示，在以30Hz驱动的第N帧与以60Hz驱动的第(N+1)帧之间存在亮度差。
下面参照图3描述毛刺现象的引发原因。
在30Hz隔行扫描驱动状态下，在第N帧的第一子帧SF1期间，奇数显示线L#1、L#3、L#5和L#7被顺序地扫描并且被充电到新数据电压，并且偶数显示线L#2、L#4、L#6和L#8没有被扫描且保持在先前充电的数据电压。在第N帧的第二子帧SF2期间，偶数显示线L#2、L#4、L#6和L#8被顺序地扫描并且被充电到新数据电压，并且奇数显示线L#1、L#3、L#5和L#7没有被扫描且保持在先前充电的数据电压。在60Hz正常驱动状态下，在一个帧期间，所有显示线L#1至L#8被顺序地扫描并且被充电到新的数据电压。当在一个帧时段的周期(cycle)中扫描相应显示线时，充电到相应显示线的数据电压的极性被反转。
在这种状态下，如图3所示，当在第N帧的第一子帧SF1与第二子帧SF2之间的截止电平处输入PSR控制信号时，现有技术的显示设备省略第N帧的第二子帧SF2并且立即将帧频率从30Hz改变成60Hz。换句话说，现有技术的显示设备在30Hz驱动状态下扫描奇数显示线L#1、L#3、L#5和L#7，并且之后响应于截止电平的PSR控制信号立即将帧频率从30Hz改变成60Hz。因此，在现有技术的显示设备中，当帧频率改变成60Hz时，在偶数显示线L#2、L#4、L#6和L#8中生成极性重复现象。针对相同数据电压，相同极性模式重复的显示线的电荷量大于极性模式反转的显示线的电荷量。因此，在现有技术的显示设备中，当帧频率改变成60Hz时，整个亮度由于其中生成极性重复现象的一些数据线而增加。这被认为是毛刺现象。
发明内容
本公开的实施方式提供了一种显示设备，该显示设备能够以低速驱动，该显示设备响应于从外部接收到的模式转换控制信号改变帧频率，该显示设备能够防止在低速驱动模式改变成正常驱动模式时生成毛刺现象。
在一个方面中，一种能够以低速驱动的显示设备，响应于从外部接收到的模式转换控制信号改变帧频率。所述显示设备包括：显示面板，在所述显示面板上形成多个显示线，所述多个显示线中的每一个显示线都包括多个像素。所述显示设备还包括：驱动器单元，所述驱动器单元被构造为驱动所述多个像素；以及定时控制器，所述定时控制器被构造为控制所述驱动器单元的操作并且在所述显示面板上显示图像。所述定时控制器包括第一控制逻辑单元和第二控制逻辑单元。当在一个帧的长度被设置为P的正常驱动期间输入导通电平的所述模式转换控制信号时，所述第一控制逻辑单元将低速驱动的一个帧的长度扩展为(n×P)(其中n是等于或大于2的正整数)，将长度P指定给被包括在所述低速驱动的一个帧中的n个子帧中的每一个子帧，并且在隔行扫描低速驱动方案中控制所述驱动器单元的操作。当在隔行扫描低速驱动期间在所述低速驱动的一个帧的预定子帧中输入截止电平的所述模式转换控制信号时，所述第二控制逻辑单元检测所述预定子帧的下一个子帧作为转换备用子帧，控制所述驱动器单元的所述操作，并且在所述转换备用子帧中扫描在所述低速驱动的一个帧内的所述预定子帧之前没有被扫描的所有显示线。
所述第二控制逻辑单元包括具有帧计数器的截止时间检测器，并且判定在所述低速驱动的一个帧的所述预定子帧之前存在所述一个帧的多少子帧。
当所述预定子帧被判定为所述低速驱动的一个帧的最后一个子帧前一个子帧时，所述第二控制逻辑单元在所述转换备用子帧结束之后立即在正常驱动方式中控制所述驱动器单元的操作，所述正常驱动方式用于正常驱动。
当所述预定子帧被判定为所述低速驱动的一个帧的最后一个子帧时，所述第二控制逻辑单元跳过所述转换备用子帧的检测操作，并且在所述预定子帧结束之后立即在正常驱动方式中控制所述驱动器单元的操作，所述正常驱动方式用于正常驱动。
所述驱动器单元包括选通驱动器和源驱动器，所述选通驱动器用于驱动所述显示面板的多个选通线，所述源驱动器用于驱动所述显示面板的多个数据线。针对所述隔行扫描低速驱动，所述第一控制逻辑单元将所述选通线分组成n个选通组，在每个子帧中控制所述选通驱动器的操作，在占用一个子帧的一分部的扫描时段期间完成属于相应的选通组的所述选通线的扫描操作，生成缓冲器操作控制信号，并且在跳过时段期间基于所述缓冲器操作控制信号来切断被施加到所述源驱动器的缓冲器的驱动电源，所述跳过时段与所述一个子帧的、除了所述扫描时段之外的剩余时段相对应。
针对所述隔行扫描低速驱动，所述第一控制逻辑单元改变极性控制信号，将要被输入到所述显示面板的数据电压的极性反转时段扩展为所述低速驱动的一个帧，控制所述源驱动器的操作，在所述扫描时段期间将所述数据电压输出到所述数据线，并且在所述跳过时段期间跳过所述数据电压的输出。
所述源驱动器按照列反转方案通过相邻的输出信道输出相反极性的所述数据电压，并且响应于所述极性控制信号在所述低速驱动的一个帧的周期中使每个输出信道的极性反转。
所述扫描时段占用每个子帧的1/n，并且所述扫描时段之后的所述跳过时段占用每个子帧的(n-1)/n。
所述第一控制逻辑单元将在每个子帧中扫描一个选通线所需的一个选通时间设置为由一个子帧的长度P/选通线的数量限定的‘1H’，并且将在一个子帧中的隔行扫描方案中扫描的相邻扫描脉冲的上升沿之间的距离设置为‘1H’，从而在所述隔行扫描低速驱动中保护所述跳过时段。
所述选通驱动器的扫描操作和所述源驱动器的数据电压提供操作在每个子帧的所述跳过时段期间被跳过。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1和图2示出在隔行扫描低速驱动方案转换成正常驱动方法时生成的毛刺现象的示例；
图3例示当在现有技术的显示设备中改变帧频率时为何生成毛刺现象的解释(例如，基于极性重复现象)；
图4是根据本公开的实施方式的显示设备的框图；
图5例示应用于根据本公开的实施方式的显示设备的像素的连接结构；
图6和图7例示根据一个实施方式的用于隔行扫描低速驱动的定时控制器的操作；
图8例示根据通过扫描驱动和跳过驱动实现的一个实施方式的隔行扫描低速驱动的原理；
图9示出设置一个选通时间从而执行扫描驱动和跳过驱动的示例；
图10例示去除在源驱动器的缓冲器中流动的静态电流的开关的构造；
图11例示在30Hz隔行扫描低速驱动期间，在第一子帧和第二子帧的扫描时段和跳过时段中图10所示的开关的开关操作；
图12例示能够抑制在隔行扫描低速驱动模式转换成正常驱动模式时生成的毛刺现象的定时控制器的操作；
图13和图14例示能够通过在图12所示的截止时间①处改变帧频率时防止极性重复现象来抑制毛刺现象的本发明的示例性实施方式的操作效果；以及
图15示出根据低速驱动的一个帧时段的子帧的位置设置转换备用子帧的位置的各种示例，其中输入截止电平的面板自刷新(PSR)控制信号。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施方式，在附图中例示了这些实施方式的示例。在可能的情况下，将使用相同的附图标记贯穿附图来指代相同或相似的部件。
例如参照图4至图15来描述本公开的示例性实施方式。
图4是根据本公开的实施方式的能够以低速驱动的显示设备的框图。图5示出了应用于根据本公开的实施方式的显示设备的像素的连接结构。
如图4所示，能够以低速驱动的显示设备可以实现为平板显示器，诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光显示器或电泳显示器(EPD)。在以下描述中，使用液晶显示器作为平板显示器的示例。其它平板显示器可以替代使用。
根据一个实施方式的显示设备包括：显示面板10、定时控制器11、源驱动器12、选通驱动器13和主机系统14。源驱动器12和选通驱动器13构成驱动器单元。
显示面板10包括下玻璃基板、上玻璃基板和形成在下玻璃基板与上玻璃基板之间的液晶层。
像素阵列形成在显示面板10的下玻璃基板上。像素阵列包括：液晶单元(即，像素)Clc，其形成在数据线15与选通线16的交叉点；薄膜晶体管(TFT)，其连接到像素的像素电极1；与像素电极1相对的公共电极2；以及存储电容器Cst。每个液晶单元Clc都被连接到TFT并且由像素电极1与公共电极2之间的电场驱动。黑底、红色、绿色和蓝色滤波器等形成在显示面板10的上玻璃基板上。偏光板分别附接到显示面板10的上玻璃基板和下玻璃基板。用于设置液晶的预倾斜角的配向层分别形成在显示面板10的上玻璃基板和下玻璃基板上。
在诸如扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式的垂直电场驱动方式中，公共电极2形成在上玻璃基板上。在诸如面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式的水平电场驱动方式中，公共电极2与像素电极1一起形成在下玻璃基板上。
可以在包括有TN模式、VA模式、IPS模式、FFS模式等的任何液晶模式中实现可应用于本公开的实施方式的显示面板10。根据本发明的实施方式的液晶显示器可以实现为包括透射型液晶显示器、透反型液晶显示器和反射型液晶显示器的任何类型的液晶显示器。透射型液晶显示器和透反型液晶显示器需要背光单元。背光单元可以实现为直下型背光单元和边缘型背光单元。
如图5所示，作为减小功耗的方法，显示设备可以按照Z型反转方案设计多个像素的连接结构并且可以按照列反转方案控制从源驱动器12输出的数据电压的极性。在图5中，附图标记D1至D5表示向其提供数据电压的数据线，并且附图标记G1至G4表示向其提供扫描脉冲的选通线。在Z型反转方案的像素连接结构中，位于奇数显示线上的多个像素中的每一个像素都可以通过TFT连接到数据线且可以布置在数据线的右侧上，位于偶数显示线上的多个像素中的每一个像素都可以通过TFT连接到数据线且可以布置在数据线的左侧上。源驱动器12使用列反转方案将通过一个输出信道输出的数据电压的极性反转时段增加到一个帧。因此，基于相同的数据线(例如D2)在垂直方向上以锯齿形状布置的多个像素，接收相同极性的数据电压。显示设备可以减小功耗，同时基于像素连接结构和数据电压的极性控制方法按照点反转方案控制显示极性。
再次参照图4，定时控制器11通过低压差分信令(LVDS)接口从主机系统14接收输入图像的数字视频数据RGB并且通过最小LVDS接口向源驱动器12提供输入图像的数字视频数据RGB。定时控制器11与像素阵列的布置构造相一致地排列从主机系统14接收到的数字视频数据RGB，并且之后向源驱动器12提供所排列的数字视频数据RGB。
定时控制器11从主机系统14接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、和点时钟CLK的定时信号，并且生成用于控制源驱动器12和选通驱动器13的操作定时的控制信号。控制信号包括用于控制选通驱动器13的操作定时的选通定时控制信号和用于控制源驱动器12的操作定时的源定时控制信号。
选通定时控制信号包括选通开始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能信号GOE等。选通开始脉冲GSP被施加到生成第一扫描脉冲的选通驱动器集成电路(IC)并且控制选通驱动器IC，从而生成第一扫描脉冲。选通移位时钟GSC被共同输入到选通驱动器13的多个选通驱动器IC并且使选通开始脉冲GSP移位。选通输出使能信号GOE控制选通驱动器IC的输出。
源定时控制信号包括源开始脉冲SSP、源采样时钟SSC、极性控制信号POL、源极输出使能信号SOE等。源开始脉冲SSP控制源驱动器12的数据采样开始定时。源采样时钟SSC基于其上升沿或者下降沿来控制源驱动器12中的数据的采样定时。极性控制信号POL控制从源驱动器12的每个输出信道顺序地输出的数据电压的极性。源极输出使能信号SOE控制源驱动器12的输出定时。
定时控制器11从主机系统14接收模式转换控制信号，并且响应于模式转换控制信号来改变用于控制驱动器单元12和13的操作的帧频率，由此能够在正常驱动模式或隔行扫描低速驱动模式中驱动显示面板10，驱动器单元12和13包括源驱动器12和选通驱动器13。可以选择面板自刷新(PSR)控制信号作为模式转换控制信号。主机系统14包括各种已知图像判定装置，并且因此可以判定输入图像是停止图像还是移动图像。主机系统14可以在输入停止图像时在导通电平处生成PSR控制信号，并且可以在输入移动图像时在截止电平处生成PSR控制信号。
响应于截止电平的PSR控制信号，定时控制器11按照正常驱动模式来控制驱动器单元12和13的操作，在正常驱动模式中帧频率是基准值。出于简要的且易读的目的，使用60Hz作为基准值的示例来描述本公开的实施方式，但是不限于此。基准值可以根据显示面板的模型和分辨率等变化。其它值可以用作基准值。在正常驱动模式中，基于60Hz的帧频率生成源定时控制信号和选通定时控制信号。
响应于导通电平的PSR控制信号，定时控制器11按照隔行扫描低速驱动模式来控制驱动器单元12和13的操作，在隔行扫描低速驱动模式中帧频率小于(或者慢于)60Hz。在隔行扫描低速驱动模式中，基于60/n Hz的帧频率来生成源定时控制信号和选通定时控制信号，其中n是等于或大于2的正整数。
定时控制器11包括：第一控制逻辑单元，其用于实现隔行扫描低速驱动模式；和第二控制逻辑单元，其用于抑制在隔行扫描低速驱动模式转换成正常驱动模式时的毛刺现象。其在下面详细描述。
源驱动器12包括移位寄存器、锁存器阵列、数字-到-模拟转换器、输出电路等等。源驱动器12响应于源定时控制信号锁存数字视频数据RGB，并且将锁存的数字视频数据RGB转换成正负模拟伽马补偿电压。之后，源驱动器12通过多个输出信道向数据线15提供其极性在每个预定时间段被转换的数据电压。输出电路包括多个缓冲器。缓冲器连接到源驱动器12的输出信道，并且输出信道分别连接到数据线15。响应于从定时控制器11接收到的极性控制信号POL，源驱动器12通过列反转方案改变从每个输出信道输出的数据电压的极性。根据列反转方案，通过相同输出信道输出的数据电压的极性在一个帧时段的周期中反转。在同一帧周期中通过相邻输出信道输出的数据电压的极性彼此相反。
响应于使用移位寄存器和电平移位器的选通定时控制信号，选通驱动器13向选通线16提供扫描脉冲。选通驱动器13在正常驱动模式中以行(line)顺序方式向选通线16提供扫描脉冲，并且在隔行扫描低速驱动模式中以隔行扫描方案向选通线16提供扫描脉冲。选通驱动器13的移位寄存器可以通过板内栅极驱动器(GIP)工艺直接形成在显示面板10的下玻璃基板上。
图6和图7例示根据一个实施方式的用于隔行扫描低速驱动的定时控制器的操作。图8例示根据通过扫描驱动和跳过驱动实现的一个实施方式的隔行扫描低速驱动的原理。图9示出设置一个选通时间从而执行扫描驱动和跳过驱动的示例。
如图6所示，当在正常驱动期间输入导通电平的PSR控制信号时，在正常驱动中，将一个帧的长度设置为P(例如，1/60秒)，定时控制器11的第一控制逻辑单元将低速驱动的一个帧的长度扩展为(n×P)，其中n是等于或大于2的正整数。第一控制逻辑单元将与‘P’对应的长度指定给被包括在低速驱动的一个帧中的n个子帧中的每一个子帧，并且之后在隔行扫描低速驱动方案中控制驱动器单元12和13的操作。
第一控制逻辑单元将选通线16(图4所示)分组成n个选通组GP#1到GP#n。如图8所示，第一控制逻辑单元根据驱动次序使得n个选通组GP#1到GP#n分别对应于n个子帧SF1到SFn并且对选通线16进行隔行驱动。
第一控制逻辑单元在每个子帧中控制选通驱动器13的操作，并且在一个子帧的1/n时段(下文中称作扫描时段P/n)期间完成属于相应选通组的选通线的顺序扫描。此外，第一控制逻辑单元生成缓冲器操作控制信号LITEST并且在一个子帧的、除了扫描时段P/n之外的剩余时段(n-1)/n(下文称作跳过时段P(n-1)/n)期间，切断被施加到源驱动器12的缓冲器的驱动电源(例如，高电位驱动电压和地电平电压)。因此，实现了隔行扫描低速驱动。
针对隔行扫描低速驱动，第一控制逻辑单元改变极性控制信号POL(图4所示)并且把将要被输入到显示面板10的数据电压的极性反转时段扩展为一个帧时段(n×P)以进行低速驱动。此外，第一控制逻辑单元在扫描时段P/n期间向数据线15输出数据电压，并且之后通过源驱动器12的操作的控制在跳过时段P(n-1)/n期间跳过数据电压的输出。
换句话说，如图8所示，第一控制逻辑单元在长度为P的第一子帧SF1的扫描时段P/n期间控制选通驱动器13的操作，并且顺序地扫描属于第一选通组GP#1的选通线16。此外，第一控制逻辑单元控制源驱动器12的操作并且向数据线15提供与第一选通组GP#1的扫描同步的数据电压。如图8所示，按照与第一子帧SF1相同的方式，第一控制逻辑单元在长度为P的第n子帧SFn的扫描时段P/n期间控制选通驱动器13的操作，并且顺序地扫描属于第n选通组GP#n的选通线16。此外，第一控制逻辑单元控制源驱动器12的操作并且向数据线15提供与第n选通组GP#n的扫描同步的数据电压。
如图8所示，在第一子帧SF1到第n子帧SFn中的每一个子帧的、除了扫描时段P/n之外(指定为扫描操作)的跳过时段(n-1)/n期间，第一控制逻辑单元跳过选通驱动器13的扫描操作和源驱动器12的数据电压提供操作，第一子帧SF1到第n子帧SFn中的每一个子帧都具有长度P。
如图8所示，第一控制逻辑单元在n个子帧SF1到SFn中的每一个子帧的扫描时段P/n期间在导通电平LV2处生成缓冲器操作控制信号LITEST，并且在n个子帧SF1到SFn中的每一个子帧的跳过时段P(n-1)/n期间在截止电平LV1处生成缓冲器操作控制信号LITEST，由此控制图10所示的源驱动器12的第一开关SW1和第二开关SW2的开关操作。被施加到源驱动器12的缓冲器的驱动电源(例如，高电位驱动电压和地电平电压)当在导通电平LV2处生成缓冲器操作控制信号LITEST时没有被切断，但是当在截止电平LV1处生成缓冲器操作控制信号LITEST时被切断。第一控制逻辑单元控制源驱动器12的操作，使得源驱动器12的驱动在n个子帧SF1到SFn中的每一个子帧的跳过时段P(n-1)/n期间被跳过。此外，第一控制逻辑单元切断被施加到源驱动器12的驱动电源并且去除在源驱动器12的缓冲器中流动的静态电流。因此，源驱动器12的功耗大大地减小了。
图7示出了当第101到第500子帧(F101到F500)操作在隔行扫描低速驱动模式中并且剩余帧操作中正常驱动模式中时，PSR控制信号的输入电平和极性控制信号POL的反转时段。如图7所示，由源驱动器12输出的数据电压的极性反转时段在正常驱动模式下是用于正常驱动的一个帧时段P，而在隔行扫描低速驱动模式下被扩展为用于低速驱动的一个帧时段(n×P)。
第一控制逻辑单元将在子帧SF1到SFn中的每一个子帧中扫描一个选通线所需的一个选通时间设置为‘1H’，其由一个子帧的长度P/选通线的数量限定，并且还将在一个子帧中的隔行扫描方案中所扫描的相邻扫描脉冲的上升沿之间的距离设置为‘1H’，从而在隔行扫描低速驱动中保护跳过时段P(n-1)/n。
换句话说，参照图9，在现有技术中，在60/n Hz隔行扫描低速驱动中扫描一个选通线所需的一个选通时间(指示被布置中一个显示线上的像素的充电时间)比在60Hz正常驱动中的一个选通时间‘1H’(这里，由一个子帧的长度P/选通线的数量限定)长n倍。另一方面，在本公开的实施方式中，在60/n Hz隔行扫描低速驱动中一个选通时间被设置为与正常扫描的值‘1H’相同。例如，如图9所示，在30Hz隔行扫描低速驱动中，在按照时间划分方式被划分成两个子帧SF1和SF2的一个帧中，一个选通时间在现有技术中被设置为2H，但是该一个选通时间在本公开的实施方式中被设置为1H。此外，本公开的实施方式中的每个扫描脉冲的上升时间比现有技术早1H。因此，本发明的实施方式可以在每个子帧中执行高速扫描操作(指示仅使用一部分子帧的、被指定给所述子帧的所有选通线的顺序扫描操作)。
图10示出(例如，图4的)源驱动器12的部分构造。图11例示在30Hz隔行扫描低速驱动中的第一子帧和第二子帧的扫描时段和跳过时段中图10所示的开关的开关操作。
如图10所示，源驱动器12包括：第一数字-到-模拟转换器P-DAC，其用于将输入数字视频数据转换成正伽马补偿电压；第一缓冲器BUF1，其用于缓冲并输出正伽马补偿电压；第二数字-到-模拟转换器N-DAC，其用于将输入数字视频数据转换成负伽马补偿电压；以及第二缓冲器BUF2，其用于缓冲并输出负伽马补偿电压。
高电位驱动电压VDD、地电平电压GND和驱动电压HVDD(在下文中称作“中间电位驱动电压”并且具有电压VDD和GND的中间电位)被施加到第一缓冲器BUF1和第二缓冲器BUF2。中间电位驱动电压HVDD的电压电位可以与高电位驱动电压VDD的大约一半相对应，并且可基本上等于被施加到显示面板10的公共电压Vcom(如图4所示)。
第一缓冲器BUF1包括：第一输入单元PI，其由高电位驱动电压VDD和地电位电压GND操作；第一输出单元PO，其由高电位驱动电压VDD和中间电位驱动电压HVDD操作。第二缓冲器BUF2包括：第二输入单元NI，其由高电位驱动电压VDD和地电位电压GND操作；第二输出单元NO，其由高电位驱动电压VDD和中间电位驱动电压HVDD操作。
第一动态电流DIDD1从第一输出单元PO放电，或者第二动态电流DIDD2通过第一输出单元PO的开关操作进入第一输出单元PO。此外，第三动态电流DIDD3从第二输出单元NO放电，或者第四动态电流DIDD4通过第二输出单元NO的开关操作进入第二输出单元NO。在这里公开的实施方式中，当实现高灰度级图像时，第一动态电流DIDD1和第三动态电流DIDD3通过输出信道CH1和CH2进入数据线。此外，当实现低灰度级图像时，第二动态电流DIDD2和第四动态电流DIDD44经由输出信道CH1和CH2从数据线流动。
源驱动器12还可以包括第一到第四极性反转开关OS1、OS2、OS3和OS4。第一极性反转开关OS1和第四极性反转开关OS4的导通时间以及第二极性反转开关OS2和第三极性反转开关OS3的导通时间在一个子帧的周期中可以彼此交替。当第一极性反转开关OS1和第四极性反转开关OS4在低速驱动的一个帧的奇数子帧中打开时，第二极性反转开关OS2和第三极性反转开关OS3可以在低速驱动的一个帧的偶数子帧中打开。
例如，在30Hz隔行扫描低速驱动中，如图11所示，第一极性反转开关OS1和第四极性反转开关OS4在第一子帧SF1中打开，并且在第二子帧SF2中关闭。另一方面，在30Hz隔行扫描低速驱动中，第二极性反转开关OS2和第三极性反转开关OS3可以在第一子帧SF1中关闭，并且在第二子帧SF2中打开。本公开的实施方式可以通过极性反转开关OS1、OS2、OS3和OS4的交替操作将第一数字-到-模拟转换器P-DAC的数量和第二数字-到-模拟转换器N-DAC的数量减少到一半。
现有技术的源驱动器具有这样一种结构：其中静态电流SIDD在高电位驱动电压VDD的输入端与第一缓冲器BUF1之间以及第二缓冲器BUF2与地电平电压GND的输入端之间频繁地流动。因为现有技术具有这样一种结构，在该结构中通常生成静态电流而不管数据转换频率根据低速驱动减小，所以现有技术具有源驱动器的功耗急剧减小的限制。
返回到图10，本发明的实施方式包括：第一电源开关SW1，其连接在高电位驱动电压VDD的输入端与第一输出单元PO之间；以及第二电源开关SW2，其连接在地电平电压GND的输入端与第二输出单元NO之间，从而在每个子帧的跳过时段中完全切断静态电流SIDD。
第一电源开关SW1和第二电源开关SW2响应于从定时控制器11的第一控制逻辑单元(上面参照图4描述的)输入的缓冲器操作控制信号LITEST(上面参照图8描述的)打开或者关闭。如图11所示，第一电源开关SW1和第二电源开关SW2在每个子帧的扫描时段PSCAN期间响应于导通电平LV2的缓冲器操作控制信号LITEST打开并且在每个子帧的跳过时段PSKIP期间响应于截止电平LV1的缓冲器操作控制信号LITEST关闭。当第一电源开关SW1和第二电源开关SW2在每个子帧的跳过时段PSKIP期间关闭时，静态电流可以通过其流动的电流通路(current path)被中断或破坏。因此，在高电位驱动电压VDD的输入端与第一缓冲器BUF1之间流动的静态电流以及在第二缓冲器BUF2与地电平电压GND的输入端之间流动的静态电流在每个子帧的跳过时段PSKIP中完全被切断。
图12例示能够抑制在隔行扫描低速驱动模式转换成正常驱动模式时生成的毛刺现象的定时控制器11的操作。
如图12所示，当在隔行扫描低速驱动期间在低速驱动的一个帧的预定子帧中输入截止电平的PSR控制信号时，定时控制器11的第二控制逻辑单元检测所述预定子帧的下一个子帧作为转换备用子帧并且控制所述驱动器单元12和13的操作。因此，第二控制逻辑单元在转换备用子帧中，扫描在低速驱动的一个帧时段的预定子帧之前没有被扫描的所有显示线。
为此，第二控制逻辑单元包括帧计数器并且可以具有截止时间检测器，其判定在低速驱动的一个子帧的预定子帧之前存在该一个帧的多少子帧。
当将预定子帧判定为低速驱动的一个帧的最后一个子帧的前一个子帧时，第二控制逻辑单元在转换备用子帧结束之后，立即以用于正常驱动的正常驱动方式来控制驱动器单元12和13的操作。
例如，当在图12所示的截止时间①处输入截止电平的PSR控制信号时，第二控制逻辑单元使用截止时间检测器来确定截止时间①所属的子帧是低速驱动的一个帧时段的第一子帧SF1。此外，第二控制逻辑单元检测第一子帧SF1的下一个子帧(即，第二子帧SF2)作为转换备用子帧。第二控制逻辑单元在第二子帧SF2中扫描在第一子帧SF1之前没有被扫描的所有显示线，并且在转换备用子帧结束之后将低速驱动模式转换成正常驱动模式。
当预定子帧被判定为低速驱动的一个帧的最后一个子帧时，第二控制逻辑单元跳过转换备用子帧的检测操作，并且在预定子帧结束之后立即以用于正常驱动的正常驱动方式来控制驱动器单元12和13的操作。
例如，当在图12所示的截止时间②处输入截止电平的PSR控制信号时，第二控制逻辑单元使用截止时间检测器来确定截止时间②所属的子帧是低速驱动的一个帧时段的最后一个子帧(即，第二子帧SF2)。进一步地，第二控制逻辑单元跳过转换备用子帧的检测操作，并且在第二子帧SF2结束之后将低速驱动模式转换成正常驱动模式。
图13和图14例示能够通过在图12所示的截止时间①处改变帧频率时防止极性重复现象来抑制毛刺现象的本发明的示例性实施方式的操作效果。
如图13所示，根据本发明的实施方式的第二控制逻辑单元响应于截止电平(在截止时间①处输入)的PSR控制信号，确定截止时间①所属的子帧是低速驱动的一个帧时段的第一子帧SF1，并且检测第一子帧SF1的下一个子帧(即，第二子帧SF2)作为转换备用子帧。此外，第二控制逻辑单元在第二子帧SF2中扫描在第一子帧SF1之前没有被扫描的所有偶数显示线，并且在转换备用子帧结束之后将低速驱动模式转换成正常驱动模式。在现有技术中，因为在截止时间①所属的子帧之后立即将驱动模式转换成正常驱动模式，所以在一些显示线中生成了极性重复现象。然而，根据本公开的实施方式的第二控制逻辑单元没有在截止时间①所属的预定子帧之后立即将低速驱动模式转换成正常驱动模式，并且产生了内部转换信号。因此，模式转换定时延迟了预定时间段(即，一个子帧)TD，该预定时间段TD与预定子帧的下一个子帧的长度相对应。第二控制逻辑单元在预定子帧的下一个子帧(即，转换备用子帧)中扫描在截止时间①所属的预定子帧之前没有被扫描的所有显示线，并且之后将低速驱动模式转换成正常驱动模式。因此，防止了极性重复现象。也就是说，第二控制逻辑单元完全改变了第N子帧中的所有显示线的极性，并且之后将低速驱动模式转换成正常驱动模式。
如上所述，并且如图13所示，第二控制逻辑单元改变了在第N子帧中用作转换备用子帧的第二子帧SF2中的所有剩余显示线的极性，并且之后将驱动模式转换成正常驱动模式。因此，第二控制逻辑单元防止在转换驱动模式时在第(N+1)帧中生成的极性重复现象。结果，与图2的例示相比，如图14所示，当在驱动频率之间进行转换时(例如，当帧频率从30Hz改变成60Hz时)，本公开的实施方式可以实现与在第N帧和第(N+1)帧中的同一数据电压相对应的相同或基本上相同的亮度(或者平均亮度)。因此，由于亮度差异造成的毛刺现象被防止。
虽然图12和图13示出了将30Hz隔行扫描低速驱动模式转换成60Hz正常扫描模式的示例，但是这些实施方式不限于这些帧频率。
图15示出了根据低速驱动的一个帧时段的子帧位置来设置转换备用子帧的位置的各种示例，其中输入了截止电平的PSR控制信号。在图15中，作为示例，隔行扫描低速驱动模式中的帧频率15Hz。
如图15所示，用于在隔行扫描低速驱动模式中进行低速驱动的一个帧被划分成四个子帧。
与显示面板10中的第一选通组#1相对应的第(4k+1)显示线在第一子帧中驱动，其中k是包括0的正整数；与显示面板10中的第二选通组#2相对应的第(4k+2)显示线在第二子帧中驱动；与显示面板10中的第三选通组#3相对应的第(4k+3)显示线在第三子帧中驱动；并且与显示面板10中的第四选通组#4相对应的第(4k+4)显示线在第四子帧中驱动。
如图15的(A)所示，当在隔行扫描低速驱动期间在第一子帧中输入截止电平的PSR控制信号时，本公开的实施方式检测由图15的(A)所示的圈指示的第二子帧作为转换备用子帧，并且在第二子帧中一次驱动在第一子帧之前没有被驱动的驱动第(4k+2)显示线到第(4k+4)显示线中的所有显示线。此外，本公开的实施方式在第二子帧结束的同时将驱动模式转换成正常驱动模式，从而尽可能地提前模式转换时间点。
如图15的(B)所示，当在隔行扫描低速驱动期间在第二子帧中输入截止电平的PSR控制信号时，本公开的实施方式检测由图15的(B)所示的圈指示的第三子帧作为转换备用子帧，并且在第三子帧中一次驱动在第二子帧之前没有被驱动的驱动第(4k+3)显示线和第(4k+4)显示线中的所有显示线。此外，本实施方式在第三子帧结束的同时将驱动模式转换成正常驱动模式，从而尽可能地提前模式转换时间点。
如图15的(C)所示，当在隔行扫描低速驱动期间在第三子帧中输入截止电平的PSR控制信号时，本实施方式检测由图15的(C)所示的圈指示的第四子帧作为转换备用子帧，并且在第四子帧中驱动在第三子帧之前没有被驱动的驱动第(4k+4)显示线中的所有显示线。此外，本实施方式在第四子帧结束的同时将驱动模式转换成正常驱动模式，从而尽可能地提前模式转换时间点。
如上所述，当在隔行扫描低速驱动期间在预定子帧中输入模式转换控制信号时，本发明的实施方式检测预定子帧的下一个子帧作为转换备用子帧，并且在该转换备用子帧中一次扫描在低速驱动的一个帧的预定子帧之前没有被扫描的所有显示线。之后，驱动模式转换成正常驱动模式。因此，本发明的实施方式防止在转换驱动模式时生成的极性重复现象，由此抑制由于亮度差异造成的毛刺现象。
此外，本实施方式在隔行扫描低速驱动期间调节一个选通时间和扫描脉冲的上升时间，由此在每个子帧的一部分(即，扫描时段)期间完成了扫描操。此外，本实施方式防止了源驱动器的静态电流在每个子帧的剩余时段(即，跳过时段)期间生成，由此大大地减小了功耗。
虽然已经参考本发明的多个示例性实施方式描述了实施方式，但是应理解的是，本领域技术人员能够想到很多其它的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落入本公开的原理的范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，在主题组合排列的组成部分和/或排列中可以进行各种变化和修改。除了组成部分和/或排列中的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员来说也是显而易见的。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月30日提交的韩国专利申请第10-2013-0166662号的优先权，通过引用将该韩国专利申请并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (10)

1.一种能够以低速驱动的显示设备，该显示设备响应于模式转换控制信号改变帧频率，所述显示设备包括：
显示面板，在所述显示面板上形成多个显示线，所述多个显示线中的每一个显示线都包括多个像素；
驱动器单元，所述驱动器单元被构造为驱动所述多个像素；以及
定时控制器，所述定时控制器被构造为控制所述驱动器单元的操作并且在所述显示面板上显示图像，所述定时控制器包括第一控制逻辑单元和第二控制逻辑单元，
其中，响应于在正常驱动期间为导通电平的所述模式转换控制信号，所述第一控制逻辑单元将低速驱动的一个帧的长度扩展为(n×P)，所述第一控制逻辑单元将长度P指定给被包括在所述低速驱动的一个帧中的n个子帧中的每一个子帧，并且所述第一控制逻辑单元以隔行扫描低速驱动方案控制所述驱动器单元的操作，在所述正常驱动中一个帧的长度被设置为P，其中n是等于或大于2的正整数，并且
其中，响应于在隔行扫描低速驱动期间在所述低速驱动的一个帧的预定子帧中为截止电平的所述模式转换控制信号，所述第二控制逻辑单元检测所述预定子帧的下一个子帧作为转换备用子帧，所述第二控制逻辑单元控制所述驱动器单元的所述操作，并且所述第二控制逻辑单元在所述转换备用子帧中扫描在所述低速驱动的一个帧内的所述预定子帧之前没有被扫描的所有显示线。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第二控制逻辑单元包括具有帧计数器的截止时间检测器，并且所述第二逻辑单元确定在所述低速驱动的一个帧的所述预定子帧之前存在的所述一个帧中的子帧的数量。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，当所述预定子帧被确定为所述低速驱动的一个帧的最后一个子帧的前一个子帧时，所述第二控制逻辑单元在所述转换备用子帧结束之后立即在正常驱动方式中控制所述驱动器单元的操作，所述正常驱动方式用于正常驱动。
4.根据权利要求2所述的显示设备，其中，响应于被确定为是所述低速驱动的一个帧的最后一个子帧的所述预定子帧，所述第二控制逻辑单元跳过用于检测所述转换备用子帧的检测操作，并且在所述预定子帧结束之后立即在正常驱动方式中控制所述驱动器单元的操作，所述正常驱动方式用于正常驱动。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述驱动器单元包括选通驱动器和源驱动器，所述选通驱动器用于驱动所述显示面板的多个选通线，所述源驱动器用于驱动所述显示面板的多个数据线，
其中，针对所述隔行扫描低速驱动，所述第一控制逻辑单元将所述选通线分组成n个选通组，在每个子帧中控制所述选通驱动器的操作，在占用一个子帧的一分部的扫描时段期间完成属于相应的选通组的所述选通线的扫描操作，生成缓冲器操作控制信号，并且在跳过时段期间基于所述缓冲器操作控制信号来切断被施加到所述源驱动器的缓冲器的驱动电源，所述跳过时段与所述一个子帧的、除了所述扫描时段之外的剩余时段相对应。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其中，针对所述隔行扫描低速驱动，所述第一控制逻辑单元改变极性控制信号，将用于输入到所述显示面板的数据电压的极性反转时段扩展为所述低速驱动的一个帧，控制所述源驱动器的操作，在所述扫描时段期间将所述数据电压输出到所述数据线，并且在所述跳过时段期间跳过所述数据电压的输出。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述源驱动器按照列反转方案通过相邻的输出信道输出相反极性的所述数据电压，并且响应于所述极性控制信号在所述低速驱动的一个帧的周期中使每个输出信道的极性反转。
8.根据权利要求5所述的显示设备，其中，所述扫描时段占用每个子帧的1/n，并且所述扫描时段之后的所述跳过时段占用每个子帧的(n-1)/n。
9.根据权利要求5所述的显示设备，其中，所述第一控制逻辑单元将在每个子帧中扫描一个选通线所需的一个选通时间设置为由一个子帧的长度P/选通线的数量限定的‘1H’，并且将在一个子帧中的隔行扫描方案中扫描的相邻扫描脉冲的上升沿之间的距离设置为‘1H’，从而在所述隔行扫描低速驱动中保护所述跳过时段。
10.根据权利要求5所述的显示设备，其中，所述选通驱动器的扫描操作和所述源驱动器的数据电压提供操作在每个子帧的所述跳过时段期间被跳过。
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