CN109215551B - 显示设备及其栅极驱动电路、控制方法以及虚拟现实设备 - Google Patents

显示设备及其栅极驱动电路、控制方法以及虚拟现实设备 Download PDF

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Abstract

公开了一种显示设备及其栅极驱动电路、控制方法和虚拟现实设备，该显示设备包括：显示面板，包括多条数据线、多条栅极线以及以多条数据线和多条栅极线彼此交叉的矩阵布置的多个像素；系统控制器，将输入图像的图像数据发送至显示驱动器；以及显示驱动器，通过相比于第一区域减少施加至第二区域中的栅极线的栅极信号的移位次数来驱动显示面板，其中，第一区域是显示面板中的以第一分辨率显示输入图像的区域，并且第二区域是显示面板中的以第二分辨率显示输入图像的区域，第二分辨率低于第一分辨率。根据本公开的实施例的至少一方面，可以减少直到数据被写入像素为止的等待时间，从而改善运动抖动和运动模糊。

Description

显示设备及其栅极驱动电路、控制方法以及虚拟现实设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月30日提交的韩国专利申请第10-2017-0083276号的权益，其全部内容通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本公开内容涉及一种适用于虚拟现实设备的显示设备及其栅极驱动电路。
背景技术
虚拟现实技术在军事、建筑、旅游、电影、多媒体、游戏等方面发展最快。虚拟现实是指通过利用三维图像技术复制真实环境的特定环境或情形。用于实现虚拟现实技术的设备可以分为虚拟现实(VR)设备和增强现实(AR)设备。这些设备包括正在开发中的各种形式的显示设备，诸如HMD(头戴式显示器)、FMD(面戴式显示器)和EGD(眼镜型显示器)。
图1示出了虚拟现实设备6的示例。用户通过鱼眼镜头4看到在小显示面板2上显示的立体图像。
在虚拟现实设备中，图像质量受到总等待时间的影响，总等待时间为从图像源直到在显示面板上显示图像的时间。例如，从VR系统的图形图像处理器生成的图像数据通过显示驱动器被写入显示面板上的像素。图形图像处理器可以被实现为GPU(图形处理单元)。从GPU传输到显示设备的数据在总等待时间之后显示在像素上，总等待时间等于系统中的处理延迟与显示设备中的延迟之和。系统处理时间是GPU处理图像所需的时间。显示设备的延迟是显示驱动器的延迟和像素响应延迟之和。如果总等待时间长，则用户可能感知到运动抖动和运动模糊。这增加了用户的疲劳，也降低了图像质量。
发明内容
本公开内容涉及一种通过使直到显示数据为止的延迟最小化来提高图像质量的显示设备及其栅极驱动电路。
根据本公开的一方面，提供了一种显示设备，其包括：显示面板，包括多条数据线、多条栅极线以及以多条数据线和多条栅极线彼此交叉的矩阵布置的多个像素；系统控制器，将输入图像的图像数据发送至显示驱动器；以及显示驱动器，通过相比于第一区域减少施加至第二区域中的栅极线的栅极信号的移位次数来驱动显示面板，其中，第一区域是显示面板中的以第一分辨率显示输入图像的区域，并且第二区域是显示面板中的以第二分辨率显示输入图像的区域，第二分辨率低于第一分辨率。
根据本公开的另一方面，还提供了一种用于显示设备的栅极驱动电路，该显示设备的显示面板包括以第一分辨率显示输入图像的第一区域和以第二分辨率显示输入图像的第二区域，第二分辨率低于第一分辨率，其中，该栅极驱动电路包括：移位寄存器，用于对栅极信号的脉冲进行移位并且将栅极信号顺序地提供至栅极线，移位寄存器包括通过进位信号布线级联连接的多个级；以及多路复用器，用于切换多个级中的各个级的输出信号的路径，其中，在第一区域中，多路复用器将前一级的输出信号作为进位信号提供至第一数量的下一级的起始端子，并且在第二区域中，多路复用器将前一级的输出信号作为进位信号提供至第二数量的下一级的起始端子，第一数量对应于第一分辨率，并且第二数量对应于第二分辨率。
根据本公开的另一方面，还提供了一种控制用于显示设备的栅极驱动电路的方法，该显示设备的显示面板包括以第一分辨率显示输入图像的第一区域和以第二分辨率显示输入图像的第二区域，第二分辨率低于第一分辨率，其中，栅极驱动电路包括：移位寄存器，用于对栅极信号的脉冲进行移位并且将栅极信号顺序地提供至栅极线，移位寄存器包括通过进位信号布线级联连接的多个级；以及多路复用器，用于切换多个级中的各个级的输出信号的路径，其中，该方法包括：控制多路复用器以在第一区域中将前一级的输出信号作为进位信号提供至第一数量的下一级的起始端子；以及控制多路复用器以在第二区域中将前一级的输出信号作为进位信号提供至第二数量的下一级的起始端子，第一数量对应于第一分辨率，并且第二数量对应于第二分辨率。
根据本公开的另一方面，还提供了一种包括上述显示设备的虚拟现实设备。
附图说明
附图被包括以提供对本公开内容的进一步理解并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开内容的实施方式，并且与描述一起用于说明本公开内容的原理。在附图中：
图1是示意性地示出虚拟现实设备的图；
图2是示出根据本公开内容的示例性实施方式的显示设备的框图；
图3是详细地示出图2的显示驱动器和显示面板的图；
图4和图5是示出聚焦区域、邻近区域和外围区域中的栅极信号的图；
图6是示出在本公开内容的示例性实施方式和比较例中栅极信号在聚焦区域、邻近区域和外围区域中如何移位的比较图；
图7和图8是详细地示出系统控制器和显示驱动器的操作的图；
图9是示出显示面板的以输入帧速率生成的垂直同步信号和以驱动帧速率生成的垂直同步信号的波形图；
图10A至图10C是分别示出显示面板的驱动帧速率的变化的示例的图；
图11是示出显示面板的驱动帧速率的变化的示例的波形图；
图12是示出像素阵列的一部分的图；
图13是示出像素电路和用于驱动像素电路的栅极信号的示例的波形图；
图14是示意性地示出根据本公开内容的示例性实施方式的栅极驱动器的电路图；
图15是图14的Q节点电压、QB节点电压和输出电压的波形图；
图16是详细地示出栅极驱动器中的向聚焦区域中的栅极线输出栅极信号的电路的电路图；
图17是详细地示出栅极驱动器中的向邻近区域中的栅极线输出栅极信号的电路的电路图；
图18是详细地示出栅极驱动器中的向外围区域中的栅极线输出栅极信号的电路的电路图；以及
图19和图20是示出如何对图像进行处理以避免邻近区域之间的边界可见的示例的图。
具体实施方式
本公开内容的各个方面和特征及其实现方法通过参考以下示例性实施方式的详细描述和附图可以更容易地理解。然而，本公开内容可以以许多不同形式实施，并且不应被解释为限于本文中所阐述的示例性实施方式。相反，提供这些示例性实施方式使得本公开内容将是全面和完整的，并向本领域技术人员全面地传达本公开内容的构思，并且本公开内容的范围将由所附权利要求限定。
在附图中所示的用于描述本公开内容的示例性实施方式的形状、尺寸、比率、角度、数目等仅是示例并且不限于附图中所示的那些。贯穿本说明书，相似的附图标记表示相似的元件。在描述本公开内容时，将省略对相关公知技术的详细描述，以避免不必要地模糊本公开内容。
当使用术语“包含”、“具有”、“由……构成”等时，只要不使用术语“仅”，就可以添加其他部分。单数形式可以解释为复数形式，除非明确说明。
即使没有明确说明，元件也可以被解释为包括误差容限。
当使用术语“在……上”、“在……上方”、“在……下”、“挨着……”等来描述两个部分之间的位置关系时，只要不使用术语“紧接地”或“直接地”，就可以在两个部分之间设置一个或更多个其他部分。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种元素，但这些元素的功能或结构不应该受这些术语的限制。
本公开内容的各种示例性实施方式的特征可以部分地或全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式在技术上相互作用或一起工作。示例性实施方式可以独立地或彼此结合地执行。
在本公开内容的电致发光显示器中，像素电路可以包括n型TFT(NMOS)和p型TFT(PMOS)中的一个或更多个。TFT是具有栅极、源极和漏极的三电极器件。源极是向晶体管提供载流子的电极。TFT中的载流子从源极流出。漏极是载流子离开TFT的电极。也就是说，TFT中的载流子从源极流到漏极。在n型TFT的情况下，载流子是电子，因而源极电压低于漏极电压，使得电子从源极流到漏极。在n型TFT中，电流从漏极流向源极。在p型TFT(PMOS)的情况下，载流子是空穴，因而源极电压高于漏极电压，使得空穴从源极流到漏极。在p型TFT中，由于空穴从源极流到漏极，所以电流从源极流向漏极。应当注意，TFT的源极和漏极在位置上不固定。例如，源极和漏极根据施加的电压可互换。因此，本公开内容不应受到TFT的源极和漏极的限制。在下面的描述中，TFT的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
施加至像素电路的栅极信号在栅极导通电压与栅极关断电压之间摆动。栅极导通电压被设定为高于TFT的阈值电压，并且栅极关断电压被设定为低于TFT的阈值电压。TFT响应于栅极导通电压而导通并且响应于栅极关断电压而关断。在n型TFT中，栅极导通电压可以是栅极高电压VGH，并且栅极关断电压可以是栅极低电压VGL。在p型TFT中，栅极导通电压可以是栅极低电压VGL，并且栅极关断电压可以是栅极高电压VGH。
在下文中，将参照附图对本公开内容的示例性实施方式进行详细描述。贯穿说明书中，相似的附图标记表示基本相似的部件。在描述本公开内容时，当认为与本公开内容相关的已知功能或配置的详细描述可能不必要地模糊本公开内容的主题时，将省略这些详细描述。
参照图2和图3，本公开内容的显示设备包括显示面板100、100A和100B，系统控制器50，显示驱动器200等。
系统控制器50可以是但不限于以下之一：TV(电视)系统、计算机系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、家庭影院系统、移动设备系统、可穿戴设备系统、或虚拟/增强现实系统。应指出，现在将关于但不限于虚拟现实设备系统对系统控制器50进行描述。
系统控制器50连接至传感器52、摄像装置54等。系统控制器50还包括连接至存储器或外部视频源的外部设备接口、接收用户命令的用户接口和产生电力的电源部件。在图中省略了外部设备接口、用户接口和电源部件。系统控制器50通过利用对输入图像执行图像处理的图形图像处理器诸如GPU来调节聚焦区域及其邻近区域的分辨率。外部设备接口可以由公知的各种接口模块(诸如通用串行总线(USB)和高清多媒体接口(HDMI))来实现。
系统控制器50将图像数据发送至显示驱动器200。系统控制器50通过借助于预设的眼睛跟踪算法对来自摄像装置54的图像数据进行分析来估计用户的注视所指向的聚焦区域，该摄像装置54捕获用户的左眼和右眼。系统控制器50通过利用注视点渲染算法(foveatedrenderingalgorithm)来调节聚焦区域、聚焦区域周围的邻近区域以及邻近区域之外的外围区域中的输入图像的分辨率。
聚焦区域是以第一分辨率表示图像的区域，并且邻近区域是以比第一分辨率低的第二分辨率表示图像的区域。外围区域是以比第二分辨率低的第三分辨率表示图像的区域。系统控制器50通过利用缩放器将输入图像的分辨率转换成与聚焦区域、邻近区域和外围区域的分辨率相匹配。例如，如果聚焦区域中的数据的分辨率为100％(全分辨率)，则系统控制器50将要在邻近区域中显示的图像数据的分辨率缩小到50％并且将要在外围区域中显示的图像数据的分辨率缩小到25％。在立体图像的情况下，系统控制器50以与上述方式相同的方式分别对左眼图像数据和右眼图像数据的1帧数据的分辨率进行转换。
传感器52包括各种传感器，诸如陀螺仪传感器、加速度计等。传感器52将各种传感器的输出发送至系统控制器50。系统控制器50接收来自传感器52的输出并且控制显示设备的操作。
显示面板100可以实现为在诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)或电致发光显示器的平板显示器中的显示图像的显示面板。根据发光层的材料，电致发光显示器可以分类为无机发光显示器或有机发光显示器。无机发光显示器的示例包括量子点显示器。在下文中，将关于但不限于有机发光显示器来对显示设备进行描述。显示面板100被分割为显示左眼图像数据的第一显示面板100A和显示右眼图像数据的第二显示面板100B。
第一显示面板100A可以是但不限于虚拟现实设备的左眼显示面板，并且第二显示面板100B可以是虚拟现实设备的右眼显示面板。本公开内容的显示设备可以根据显示设备的目的而由一个显示面板或者两个或更多个显示面板来实现。
显示面板100A和100B中的每一个显示面板均包括施加有图像数据的数据信号的数据线，施加有栅极信号的栅极线(或扫描线)和以数据线和栅极线彼此交叉的矩阵布置的像素。在布置在显示面板的屏幕上的像素阵列AA上显示图像。
每个像素可以被划分成子像素101，诸如红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素以用于颜色表示。每个像素还可以包括白色子像素。在有机发光显示器的情况下，每个子像素101可以包括但不限于图13所示的像素电路。
显示驱动器200可以以慢驱动模式、正常驱动模式和区域特定驱动模式来驱动显示面板100。
在慢驱动模式下，通过减小显示面板100的驱动帧速率来降低功耗。显示驱动器200可以将帧速率减小到1Hz至30Hz，以便减小在慢驱动模式下的帧速率。在慢驱动模式下，对输入图像进行分析，并且如果输入图像在预设时间段内没有变化，则降低显示设备的功耗。在慢驱动模式下，当静止图像持续超过一定时间时，通过减小像素的帧速率来延长将数据写入像素的间隔，从而降低功耗。慢驱动模式不限于输入静止图像时。例如，当显示设备在待机模式下操作或者在超过给定时间量内没有用户命令或输入图像被输入至显示面板驱动电路时，显示面板驱动电路可以在慢驱动模式下操作。
在正常驱动模式下，显示面板100的驱动帧速率是恒定的，并且在整个屏幕内的栅极移位次数是统一的。在正常驱动模式下，栅极信号被移位与屏幕的垂直分辨率等同的量，并且在整个屏幕内以显示面板的全分辨率显示图像。
在区域特定驱动模式下，对屏幕上的不同分辨率的区域进行区分，例如用户的注视所指向的聚焦区域和聚焦区域周围的邻近区域。除了屏幕上的聚焦区域和邻近区域之外，邻近区域周围可以设置有外围区域。在区域驱动特定模式下，显示驱动器200以在邻近区域中的分辨率比聚焦区域中的分辨率低的方式在显示面板100上显示图像。与聚焦区域中的移位次数相比，显示驱动器200可以通过减少邻近区域和外围区域中的栅极信号的移位次数来将帧速率增大为比输入帧速率高的频率。因此，在区域特定驱动模式中，可以减少直到数据被写入显示面板100上为止的像素的等待时间，从而提高图像质量并降低用户的疲劳。现在将关于区域特定驱动模式对显示驱动器200的操作进行描述。
如图7所示，显示驱动器200从系统控制器50接收指示聚焦区域的位置信息的眼睛跟踪结果和经注视点渲染的输入图像。显示驱动器200基于聚焦区域的位置信息在聚焦区域、邻近区域和外围区域之间划分输入图像的1帧数据。显示驱动器200将从系统控制器50接收的图像数据写入显示面板100上的像素。如图3所示，显示驱动器200包括定时控制器130、数据驱动器110和栅极驱动器120。
在虚拟现实设备的情况下，显示驱动器200对在显示面板100A和100B中的每个显示面板上的聚焦区域和邻近区域进行区分，并且将显示面板100A和100B的帧速率设置为等于或高于从系统控制器50接收的图像数据的输入帧速率的频率。与在聚焦区域中的移位次数相比，显示驱动器200减少施加至邻近区域中的栅极线的栅极信号的移位次数。
显示驱动器200将输入图像的数据写入显示面板100A和100B。显示驱动器200包括在显示面板100A和100B中的每个显示面板上的数据驱动器110、栅极驱动器120和定时控制器130。如图3所示，显示面板100A和100B的数据驱动器110可以共享单个定时控制器130。
数据驱动器110将输入图像的数据转换成经伽马补偿的电压以生成模拟数据信号的电压(数据电压)，并且将数据电压输出至数据线102。栅极驱动器120将与数据电压同步的栅极信号(或扫描信号)输出至栅极线104。
栅极驱动器120包括用于对栅极信号的脉冲进行移位并且将栅极信号顺序地提供至栅极线的移位寄存器。栅极驱动器120在定时控制器130的控制下对输出至栅极线的栅极信号进行移位。具体地，栅极驱动器120分别调节在聚焦区域、邻近区域和外围区域中的移位次数。栅极信号的移位次数与每个区域的分辨率成比例。因为不同的数据被写入相邻像素，所以栅极信号的移位次数越大，分辨率越高。聚焦区域中的栅极信号的移位次数(下文中称为“栅极移位次数”)比邻近区域和外围区域中的栅极移位次数大。邻近区域中的栅极移位次数比外围区域中的栅极移位次数大。
定时控制器130将从系统控制器50接收的输入图像的数据发送至数据驱动器110。定时控制器130从系统控制器50接收与输入图像数据同步的定时信号，并且基于这些定时信号控制数据驱动器110和栅极驱动器120的操作定时。定时控制器130控制栅极驱动器120，使得聚焦区域、邻近区域和外围区域中的栅极移位次数与每个区域的分辨率成比例地被调节。
定时控制器130可以通过减少邻近区域和外围区域中的栅极移位次数，将显示面板100的驱动帧速率控制为具有等于或高于从系统控制器50接收的输入图像的帧速率(输入帧速率)的频率的驱动帧速率。NTSC(国家电视标准委员会)系统的输入帧速率为60Hz，并且PAL(相位交替线)系统的输入帧速率为50Hz。
图4和图5是示出聚焦区域、邻近区域和外围区域中的栅极信号的图。
参照图4，栅极信号的脉冲宽度可以设置为1个水平时段1H。1个水平时段1H是将数据写入像素的1个像素行的时间段。一条栅极线连接至布置在一个像素行上的像素，以通过将来自栅极驱动器120的栅极信号施加至像素来选择要写入数据的像素行。
因为用户的注视指向聚焦区域，因此聚焦区域向用户提供高分辨率的清晰图像。施加至形成在聚焦区域中的栅极线G9至G12的栅极信号顺序地移位，其中每个水平时段移位一行。例如，在图4的示例中，与用于第九像素行的数据信号同步的栅极信号被提供至第九栅极线G9，然后与用于第十像素行的数据信号同步的栅极信号被提供至第十栅极线G10。以这种方式，栅极信号按照G9、G10、G11和G12的顺序移位，并且栅极信号被顺序地提供至栅极线G9至G12。因此，可以将离散数据写入聚焦区域中的像素行中的每个像素行，因此聚焦区域中的像素以100％分辨率显示图像。
由于邻近区域靠近聚焦区域，因此邻近区域提供相对高分辨率的图像。由于两个像素行被同时扫描，所以施加至邻近区域中的栅极线G5至G8和G13至G16的栅极信号可以每两个像素行移位一次。例如，栅极驱动器120可以在定时控制器130的控制下，同时向第五栅极线G5和第六栅极线G6提供第一栅极信号，然后同时向第七栅极线G7和第八栅极线G8提供在第一栅极信号之后生成的第二栅极信号。当向两个栅极线同时提供栅极信号时，栅极移位次数减少到一半。因此，当邻近区域和聚焦区域具有相同的尺寸时，扫描邻近区域中的所有像素所需的扫描时间被减少到聚焦区域的扫描时间的一半。
邻近区域中的扫描时间的减少可以缩短帧周期，这可以增大帧速率。根据帧速率来确定用于将1帧数据写入屏幕上的所有像素的帧周期。帧速率也可以被解释为具有与刷新率相同的含义。当向两条栅极线同时施加栅极信号时，相同的数据被写入连接至这些栅极线的两个像素行，因此分辨率降低到一半。由于用户的注视指向聚焦区域，所以用户不会感知到邻近区域中的分辨率下降，除非邻近区域中的分辨率太低。
由于外围区域远离聚焦区域，所以用户对外围区域中的分辨率不是非常敏感。由此，即使外围区域的分辨率低于邻近区域的分辨率，用户也很少感知到外围区域中的图像质量的劣化。由于四个像素行被同时扫描，所以施加至外围区域中的栅极线G1至G4和G17至G20的栅极信号可以每四个像素行移位一次。例如，栅极驱动器120在定时控制器130的控制下，向第一栅极线G1至第四栅极线G4同时提供第一栅极信号，然后同时向栅极线G17至G20提供在第一栅极信号之后生成的第二栅极信号。当同时向四条栅极线提供栅极信号时，栅极移位次数减少到1/4。因此，当外围区域和聚焦区域具有相同的尺寸时，扫描外围区域中的所有像素所需的扫描时间减少到聚焦区域的扫描时间的1/4。
外围区域中的扫描时间的减少可以缩短帧周期，这可以增大帧速率。当向四条栅极线同时施加栅极信号时，相同的数据被写入连接至这些栅极线的四个像素行，因此分辨率降低到1/4。由于用户的注视指向聚焦区域，所以用户对远离聚焦区域的外围区域的分辨率比邻近区域中的分辨率更不敏感。
图5示出了用户移位其注视并且聚焦区域FA向下移位的示例。
参照图5，施加至聚焦区域FA中的栅极线G13至G16的栅极信号针对每个像素行移位。在聚焦区域FA中，将离散数据写入像素P1至P4中的每个像素。聚焦区域FA在水平(x)方向和垂直(y)方向两者均以100％的分辨率显示图像。
施加至邻近区域NA中的栅极线G9至G12和G17至G20的栅极信号每两个像素行移位一次。例如，可以向第九栅极线G9和第十栅极线G10同时施加第一栅极脉冲，并且可以向第十一栅极线G11和第十二栅极线G12同时施加第二栅极脉冲。因此，垂直方向(y)的分辨率可以降低到一半。也就是说，可以将相同的数据写入邻近区域NA中的两个相邻像素，因此水平方向(x)的分辨率可以降低到一半。例如，将与第一像素P1相同的数据复制到第二像素P2，并且将与第三像素P3相同的数据复制到第四像素P4。因此，邻近区域NA在水平(x)方向和垂直(y)方向两者均以50％的分辨率显示图像。由于邻近区域NA中的栅极移位次数减少到聚焦区域FA中的栅极移位次数的一半，所以用于邻近区域NA的扫描时间可以减少为一半。
施加至外围区域UA中的栅极线G1至G8的栅极信号每四个像素行移位一次。例如，可以向第一栅极线G1至第四栅极线G4同时施加第一栅极脉冲，并且可以向第五栅极线G5至第八栅极线G8同时施加第二栅极脉冲。因此，垂直方向(y)的分辨率可以降低到1/4。也就是说，可以将相同的数据写入外围区域UA中的四个相邻像素，因此水平方向(x)的分辨率可以降低到1/4。例如，将与第一像素P1相同的数据复制到第二像素P2至第四像素P4，并且将与第五像素相同的数据复制到第六像素至第八像素(未示出)。因此，外围区域UA在水平(x)方向和垂直(y)方向两者均以25％的分辨率显示图像。由于外围区域UA中的栅极的移位的次数减少到聚焦区域FA中的栅极的移位的次数的1/4，所以用于外围区域UA的扫描时间可以减少为1/4。
图6是示出在本公开内容的示例性实施方式(A)和比较例(B)中栅极信号在聚焦区域、邻近区域和外围区域中如何移位的比较图。在比较例(B)中，为了在整个屏幕上实现100％的分辨率，针对所有栅极线G1至G20中的每一条栅极线对栅极信号移位。
参照图6，在本公开内容的示例性实施方式(A)中，系统控制器50将栅极移位次数减少为与在显示面板100上定义的邻近区域NA和外围区域UA的分辨率相匹配。在比较例(B)中，栅极信号针对每一行移位以在聚焦区域和邻近区域两者中均与100％的分辨率相匹配。比较例(B)中的栅极移位次数为20。
即使与聚焦区域相比系统控制器50降低了邻近区域的分辨率，当如在比较例中针对每一行移位栅极信号时，栅极移位次数也不会减少，因此帧速率不会提高。相反，在本公开内容中，通过减少用户对其分辨率的变化不太敏感的邻近区域和外围区域中的栅极移位次数，将显示面板100的驱动帧速率控制在等于或高于输入帧速率的频率。因此，可以减少直到数据被写入像素为止的等待时间，从而改善运动抖动和运动模糊。本公开内容的显示设备通过与用户的注视所指向的聚焦区域的分辨率和邻近区域的分辨率成比例地调节显示面板上的栅极移位次数，可以在不在物理上改变显示面板的分辨率的情况下来根据区域改变用户所感知的分辨率。
图7和图8是详细地示出系统控制器50和显示驱动器200的操作的图。
参照图7和图8，系统控制器50向显示驱动器200发送通过眼睛跟踪所估计的聚焦区域的位置信息和邻近区域的位置信息。连同聚焦区域的位置信息和邻近区域的位置信息一起，系统控制器50向显示驱动器200发送其分辨率通过注视点渲染算法根据区域被调节的输入图像的数据。聚焦区域的位置信息和邻近区域的位置信息包括屏幕上的坐标值。因为聚焦区域响应于用户的眼睛的移动而移动，所以针对每个帧更新聚焦区域的位置信息和邻近区域的位置信息并且将其发送至显示驱动器200。系统控制器50可以针对聚焦区域、邻近区域和外围区域不同地调节分辨率并且将其发送至显示驱动器200。
显示驱动器200还包括第一图像处理器210和第二图像处理器220。第一图像处理器210和第二图像处理器220可以设置在定时控制器130内。
第一图像处理器210基于显示面板100上的聚焦区域的位置信息和邻近区域的位置信息来区分聚焦区域、邻近区域和外围区域并且确定帧速率。除了聚焦区域和邻近区域之外的区域可以确定为屏幕上的外围区域。聚焦区域、邻近区域和外围区域的尺寸和比例可以被预设为固定值，或者可以如图10A和图11的示例中那样变化。
在系统控制器50将屏幕划分为聚焦区域和邻近区域的情况下，第一图像处理器210可以区分屏幕上的聚焦区域和邻近区域，并另外地设置具有比邻近区域的分辨率低的分辨率的外围区域。通过设置其中的栅极信号移位次数最少的外围区域，显示面板100的驱动帧速率进一步增大。
第一图像处理器210能够通过减少邻近区域和外围区域中的栅极移位次数来减少扫描时间，从而将显示面板100的驱动帧速率增大为高于由显示驱动器200接收的输入图像的输入帧速率的频率，如图9和图11所示。第一图像处理器210通过将垂直同步信号调制成显示面板100的驱动帧速率来增大从系统控制器50接收的输入垂直同步信号Vsync的频率。在图9和图11中，Vsync表示在正常驱动模式下生成的垂直同步信号，并且Vsync’表示从第一图像处理器210输出的经调制的垂直同步信号。垂直同步信号Vsync和Vsync’的一个周期定义为1个帧周期。
第一图像处理器210基于显示面板100的驱动帧速率生成栅极定时控制信号。栅极定时控制信号包括起始脉冲、移位时钟、选择信号SEL等。起始脉冲在每帧的开始处生成一次，并被提供至栅极驱动器120中的移位寄存器的生成第一输出的第一级的VST端子(起始端子)。起始脉冲定义栅极驱动器120的启动定时。移位时钟控制移位寄存器的移位定时。选择信号SEL通过控制连接在移位寄存器的相邻级之间的多路复用器并且选择性地改变施加至各个级的VST端子的进位信号的路径而在顺序扫描与同时扫描之间进行选择。第一图像处理器210可以通过使用选择信号SEL，通过调节聚焦区域、邻近区域和外围区域中的栅极移位次数来根据区域在顺序扫描与同时扫描之间进行选择。
第一图像处理器210控制栅极驱动器120以便在邻近区域和外围区域中同时输出多个栅极信号，并且控制栅极驱动器120使得聚焦区域中的栅极信号移位次数与显示面板100的垂直分辨率相匹配。在聚焦区域中，栅极信号针对每个像素行移位。由于聚焦区域响应于用户眼睛的移动而移动，所以屏幕的分辨率可以针对每个帧周期随着位置而变化。
第二图像处理器220调节在垂直方向和水平方向上的输入图像的分辨率以与显示面板100的分辨率相匹配。在邻近区域和外围区域中，通过将输入数据复制到相邻像素来降低分辨率。
第二图像处理器220如图19和图20的示例中那样处理边界BD处的图像，以避免每个区域的边界被用户感知。例如，第二图像处理器220可以使得聚焦区域和邻近区域的边界在聚焦区域的分辨率和邻近区域的分辨率之间交替，或者可以在时间轴上使边界上下移动。
第二图像处理器220向数据驱动器110发送其分辨率根据区域被调节的输入图像的数据。通过使用数模转换器DAC，数据驱动器110将来自第二图像处理器220的数据转换为模拟数据信号，并将其输出至数据线102。
在图7和图8中，可以在显示驱动器200内实现系统控制器50的聚焦区域估计功能和区域特定分辨率转换功能。反之，显示驱动器200的图像处理器210和220可以在系统控制器50中实现。
图9是示出显示面板100的以输入帧速率生成的垂直同步信号Vsync和以驱动帧速率生成的垂直同步信号Vsync’的波形图。在显示驱动器200中，聚焦区域和邻近区域的尺寸(或屏幕比)可以预设为固定值。在这种情况下，如图9所示，显示面板100在正常驱动模式和区域特定驱动模式下的驱动帧速率高于或等于输入帧速率。当聚焦区域和邻近区域的尺寸固定时，帧周期和帧速率是固定的。例如，根据聚焦区域和邻近区域的尺寸，显示面板100的驱动帧速率可以被设置为以下中任意一个：90Hz、110Hz和120Hz。聚焦区域越小，帧速率越高，并且等待时间减少。
在本公开内容中，如图10A至图10C所示，在区域特定驱动模式下，可以基于输入图像的移动或用户头部的移动和输入图像的内容来改变聚焦区域的尺寸，因此，可以改变帧速率。而且，邻近区域的尺寸也可以随着聚焦区域而变化。例如，当用户的注视指向输入图像中的移动对象时，对象移动越快，显示驱动器200将聚焦区域的尺寸缩小得越小。对象移动越快，所感知的对象的分辨率越低，并且用户几乎感知不到分辨率的变化。同样地，当用户的头部移动得快时，所感知的屏幕的分辨率降低，使得用户难以感知分辨率的变化。此外，屏幕上移动对象的数目越多，所感知的屏幕的分辨率越低。因此，本公开内容可以在不降低图像质量的情况下通过减小聚焦区域允许更快的帧速率来进一步减少等待时间。
图10A至图10C是示出显示面板的驱动帧速率的变化的示例的图。
参照图10A至图10C，在本公开内容中，显示面板100的驱动帧速率可以根据聚焦区域与邻近区域的比率而变化。当聚焦区域为屏幕尺寸的10％时，栅极移位次数可以是最少的。
图10A示出了将聚焦区域设置为屏幕的35％的尺寸的示例。在不存在外围区域的情况下，邻近区域占65％，邻近区域被分为两部分，其中聚焦区域在这两部分之间。由于栅极信号针对每一行移位，因此聚焦区域中的像素行被顺序地逐行扫描。在邻近区域中，由于向多条栅极线同时施加栅极信号，因此可以同时扫描多个像素行。在图10A中，在邻近区域中同时扫描每两个像素行。在图10A的显示面板驱动方法中，总扫描计数(即栅极移位次数)在UHD(3840×2160)标准中为2,592。在UHD(3840×2160)标准中，“3840”是垂直分辨率，并且“2160”是水平分辨率。在这种情况下，可以以90Hz的帧速率驱动显示面板100。
可以基于输入图像的移动或用户头部的移动来改变聚焦区域与屏幕的比率。图10B示出了聚焦区域减少到10％的示例。在不存在外围区域的情况下，通过同时扫描而扫描的邻近区域根据聚焦区域的减少量而增大到90％。由于栅极信号针对每一行移位，因此聚焦区域中的像素行被顺序地逐行扫描。在邻近区域中，由于向多条栅极线同时施加栅极信号，因此可以同时扫描多个像素行。在图10B中，在邻近区域中同时扫描每两个像素行。在图10B的显示面板驱动方法中，总扫描计数(即栅极移位次数)在UHD(3840×2160)标准中为2,112。在这种情况下，可以以110Hz的帧速率驱动显示面板100。
图10C示出了将聚焦区域转换为屏幕的20％的尺寸的示例。邻近区域占40％，邻近区域被分为两部分，聚焦区域在这两个部分之间，并且外围区域占40％。由于栅极信号针对每一行移位，因此聚焦区域中的像素行被顺序地逐行扫描。在邻近区域和外围区域中，由于向多条栅极线同时施加栅极信号，因此可以同时扫描多个像素行。在外围区域中，同时扫描每四个像素行。在图10C的显示面板驱动方法中，总扫描计数(即栅极移位次数)在UHD(3840×2160)标准中为1,920。在这种情况下，可以以120Hz的帧速率驱动显示面板100。
从图10A至图10C可以看出，显示面板100的驱动帧速率可以根据屏幕上的聚焦区域和邻近区域的尺寸而变化。
图11是示出显示面板的驱动帧速率的变化的示例的波形图。
当显示驱动器200改变聚焦区域和邻近区域的尺寸时，帧周期和帧速率也变化。对于每个帧，可以基于输入图像或用户头部移动的速率来预设帧周期和帧速率。在这种情况下，显示面板100在区域特定驱动模式下的帧速率可以高于或等于输入帧速率。
图12是示出像素阵列的一部分的图。在图12中，LINE1至LINEn表示像素阵列中的共享栅极线的像素的像素行。LINEn是第n像素行(n为正整数)。Vdata是提供至数据线D1至D4的输入图像的数据电压。SCAN0至SCAN(n)和EM1至EM(n)表示栅极信号。在内部补偿中，栅极信号分为扫描信号SCAN0至SCAN(n)和发光切换信号(下文中称为“EM信号”)EM1至EM(n)。
在该像素电路中，可以通过内部补偿实时地补偿各个像素的电特性的变化。在内部补偿方法中，可以实时地补偿驱动元件的电特性的变化。在内部补偿方法中，子像素在复位阶段Tini、感测和数据写入阶段Twr以及驱动阶段Tem中被驱动。
图13是示出像素电路和用于驱动像素电路的栅极信号的示例的波形图。
参照图13，在复位阶段Tini中第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)(N为正整数)被生成为具有栅极导通电压的脉冲以定义复位阶段Tini。在复位阶段Tini中，像素电路的主节点被复位。在感测和数据写入阶段Twr中第N扫描信号SCAN(N)被生成为具有栅极导通电压的脉冲以定义感测和数据写入阶段Twr。在感测和数据写入阶段Twr中，通过数据线将数据电压Vdata施加至像素电路，对像素电路中的驱动元件的电特性例如阈值电压进行感测，并且将驱动元件的栅源电压设定为通过阈值电压补偿的数据电压。在驱动阶段Tem中，电流通过像素电路中的驱动元件流向发光元件，使发光元件发光。EM信号EM(N)在驱动阶段Tem中保持为栅极导通电压，并且在复位阶段Tini和感测和数据写入阶段Twr中生成为具有栅极关断电压的脉冲。
像素电路包括发光元件EL、驱动元件DT、存储电容器Cst和多个开关元件T1至T6。驱动元件DT和开关元件T1至T6可以实现为但不限于PMOS TFT。在该像素电路中，从电力电路(未示出)生成电源电压，诸如高电位像素驱动电压VDD、复位电压Vini以及低电位电源电压VSS。电源电压可以设置为但不限于VDD＝4.5V，VSS＝-2.5V，Vini＝-3.5V，VGH＝7.0V，以及VGL＝-5.5V。电源电压可以根据显示面板100的驱动特性或型号而变化。
发光元件EL可以被实现为OLED。OLED包括形成在阳极与阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。当OLED导通时，通过空穴传输层HTL的空穴和通过电子传输层ETL的电子移动至发光层EML，形成激子。因此，发光层EML产生可见光。OLED通过由驱动元件DT的栅源电压Vgs调节的电流而发光。OLED的阳极经由第五节点n5连接至第三开关元件T3和第六开关元件T6。OLED的阴极连接至施加有VSS的VSS电极。OLED的电流路径由第四开关元件T4切换。
存储电容器Cst的第一电极连接至VDD布线103，并且被提供有VDD。存储电容器Cst的第二电极经由第一节点n1连接至驱动元件DT的栅极、第三开关元件T3的第一电极和第五开关元件T5的第一电极。
第一开关元件T1在感测和数据写入阶段Twr中响应于第N扫描信号SCAN(N)而导通，并且将数据电压VData提供至第二节点n2。第二节点n2形成在第一开关元件T1的第一电极、第二开关元件T2的第二电极和驱动元件DT的第一电极之间。第一开关元件T1包括连接至施加有第N扫描信号SCAN(N)的第二栅极线1042的栅极、连接至第二节点n2的第一电极和连接至数据线102的第二电极。
第二开关元件T2在驱动阶段Tem中响应于EM信号EM(N)而导通，并且将施加有VDD的VDD布线103连接至第二节点n2。第二开关元件T2包括连接至施加有EM信号EM(N)的第三栅极线1043的栅极、连接至VDD布线103的第一电极和连接至第二节点n2的第二电极。
第三开关元件T3在感测和数据写入阶段Twr中响应于第N扫描信号SCAN(N)而导通，并且将第一节点n1连接至第三节点n3。第三节点n3形成在第三开关元件T3的第二电极、驱动元件DT的第二电极和第四开关元件T4的第一电极之间。第三开关元件T3包括连接至施加有第N扫描信号SCAN(N)的第二栅极线1042的栅极、连接至第一节点n1的第一电极和连接至第三节点n3的第二电极。第三开关元件T3可以实现为双栅极TFT，其有利于消除在TFT的关断状态下流动的漏电流。
第四开关元件T4在驱动阶段Tem中响应于EM信号EM(N)而导通，并且将第三节点n3连接至第五节点n5。第四开关元件T4包括连接至施加有EM信号EM(N)的第三栅极线1043的栅极、连接至第三节点n3的第一电极、以及经由第五节点n5连接至发光元件EL的阳极的第二电极。第四开关元件T4可以实现为双栅极TFT，其有利于消除在TFT的关断状态下流动的漏电流。
第五开关元件T5在复位阶段Tini中响应于第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)而导通，并且将第一节点n1连接至施加有Vini的第四节点n4。第五开关元件T5包括连接至施加有第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)的第一栅极线1041的栅极、连接至第一节点n1的第一电极、以及连接至第四节点n4的第二电极。第四节点n4形成在第五开关元件T5的第二电极与第六开关元件T6的第一电极之间的Vini布线105上。
第六开关元件T6在感测和数据写入阶段Twr中响应于第N扫描信号SCAN(N)而导通，并且将第四节点n4连接至第五节点n5。第六开关元件T6包括连接至施加有第N扫描信号SCAN(N)的第二栅极线1042的栅极、连接至第四节点n4的第一电极和连接至第五节点n5的第二电极。
驱动元件DT的阈值电压Vth被存储在存储电容器Cst中，并且在感测和数据写入阶段Twr中被采样。在驱动阶段Tem中，驱动元件DT通过栅源电压Vgs来调节流过发光元件EL的电流。驱动元件DT包括连接至第一节点n1的栅极、连接至第二节点n2的第一电极和连接至第三节点n3的第二电极。
本公开内容的栅极驱动器120包括移位寄存器，该移位寄存器直接形成在与构成屏幕的有源区域中的TFT(薄膜晶体管)阵列相同的基板上。栅极驱动器120可以通过使用移位寄存器对信号进行移位而将包括扫描信号和EM信号的栅极信号顺序地提供至栅极线104。如图14所示，移位寄存器包括通过进位信号布线级联连接的多个级。
图14是示意性地示出根据本公开内容的示例性实施方式的栅极驱动器的电路图。图15是图14的Q节点电压、QB节点电压和输出电压的波形图。图14和图15中所示的栅极驱动器及其驱动波形是移位寄存器的晶体管被实现为NMOS的示例。
参照图14和图15，移位寄存器的每个级接收起始脉冲或接收来自前一级的进位信号CAR作为起始脉冲，并且在接收到移位时钟CLK(N-1)或CLK(N)时产生输出。因此，输出波形与输入至各级的移位时钟CLK(N-1)和CLK(N)的定时同步地移位。在接收到第(N-1)时钟CLK(N-1)时，第(N-1)级生成具有栅极导通电压的第(N-1)输出电压OUT(N-1)。在接收到第N时钟CLK(N)时，第N级生成具有栅极导通电压的第N输出电压OUT(N)。
每个级均包括：上拉晶体管Tu，其通过响应于Q节点电压对输出节点进行充电来上拉输出电压OUT(N-1)或OUT(N)；下拉晶体管Td，其通过响应于QB节点电压对输出节点进行放电来下拉输出电压OUT(N-1)或OUT(N)；以及开关电路140或141，其用于对Q节点和QB节点进行充电和放电。每个级的输出节点连接至显示面板100上的栅极线。
在Q节点处于预充电状态的情况下，上拉晶体管Tu在接收到移位时钟CLK(N-1)或CLK(N)时对输出节点充电。当Q节点预充电有VGH并浮置时，移位时钟CLK(N-1)或CLK(N)被输入至上拉晶体管Tu的第一电极。因此，当输入移位时钟CLK(N-1)或CLK(N)时，Q节点处的电压通过经由上拉晶体管Tu的寄生电容的自举(bootstrapping)而被提升到高于预充电电压的电压，高达约2VGH，从而使上拉晶体管Tu导通。生成形状与施加至上拉晶体管Tu的移位时钟CLK(N-1)或CLK(N)的形状相似的输出波形。
当QB节点被充电时，下拉晶体管Td将输出节点连接至施加有栅极关断电压VGL的VSS节点，以便将输出电压OUT(N-1)或OUT(N)放电至栅极关断电压VGL。
开关电路140和141中的每一个开关电路均响应于经由Vst端子输入的起始脉冲或从前一级接收到的进位信号而对Q节点充电，并且响应于经由RST端子或VNEXT端子(未示出)接收到的信号而对Q节点进行放电。用于同时对所有级的Q节点进行放电的复位信号被施加至RST端子。从下一级生成的进位信号施加至VNEXT端子以便对Q节点进行放电。
QB节点连接至下拉晶体管Td的栅极。QB节点与Q节点相反地被充电和放电。下拉晶体管Td根据QB节点电压而导通以便对输出节点进行放电。
在本公开内容中，聚焦区域被顺序地逐行扫描，而在邻近区域和外围区域中，同时扫描多个行。为此，如图16至图18所示，栅极驱动器120包括切换进位信号和输出信号的路径的多路复用器(MUX)151至156。在聚焦区域(第一区域)中，多路复用器151至156将前一级的输出电压提供至与前一级连接的下一级的起始端子Vst。在邻近区域或外围区域(第二区域)中，多路复用器151至156将前一级的输出电压同时提供至多个级的起始端子Vst。
图16是详细地示出栅极驱动器中的向聚焦区域中的栅极线输出栅极信号的电路的电路图。将利用施加有扫描信号的第一栅极线和第二栅极线连接至一个像素行的示例来描述栅极驱动器的操作。
参照图16，来自第(N-1)开关电路的第(N-1)输出电压OUT(N-1)被提供至第N像素行的第一栅极线。来自第N开关电路141的第N输出电压OUT(N)被提供至第N像素行的第二栅极线。第N开关电路141在接收到第N时钟时输出第N输出电压OUT(N)。
第一多路复用器151响应于选择信号SEL，将第N开关电路141的第N输出电压OUT(N)馈送到第(N+1)像素行的第一栅极线。第二多路复用器152响应于选择信号SEL，将第N开关电路141的第N输出OUT(N)馈送到第(N+1)开关电路142的Vst端子。因此，第(N+1)开关电路142在接收到第(N+1)时钟时将第(N+1)输出电压OUT(N+1)输出至第(N+1)像素行的第二栅极线。
来自第(N+1)开关电路142的第(N+1)输出电压OUT(N+1)被提供至第(N+2)像素行的第一栅极线。来自第(N+2)开关电路143的第(N+2)输出电压OUT(N+2)被提供至第(N+2)像素行的第二栅极线。第(N+2)开关电路143在接收到第(N+2)时钟时输出第(N+2)输出电压OUT(N+2)。
第三多路复用器153响应于选择信号SEL，将来自第(N+2)开关电路143的第(N+2)输出电压OUT(N+2)馈送到第(N+3)像素行的第一栅极线。第四复用器154响应于选择信号SEL，将来自第(N+2)开关电路143的第(N+2)输出电压OUT(N+2)馈送到第(N+3)开关电路144的Vst端子。因此，第(N+3)开关电路144在接收到第(N+3)时钟时将第(N+3)输出电压OUT(N+3)输出至第(N+3)像素行的第二栅极线。
以这种方式，来自栅极驱动器120的输出波形在聚焦区域中每像素行移位一次。
图17是详细地示出栅极驱动器中的向邻近区域的栅极线输出栅极信号的电路的电路图。
参照图17，来自第(N-1)开关电路的第(N-1)输出电压OUT(N-1)被提供至第N像素行的第一栅极线。来自第N开关电路141的第N输出电压OUT(N)被提供至第N像素行的第二栅极线。第N开关电路141在接收到第N时钟时输出第N输出电压OUT(N)。
第一多路复用器151响应于选择信号SEL，将来自第N开关电路141的第N输出电压OUT(N)馈送到第(N+1)像素行的第一栅极线。第二复用器152响应于选择信号SEL，将第(N-1)输出电压OUT(N-1)馈送到第(N+1)开关电路142的Vst端子。因此，第(N+1)开关电路142在接收到第N时钟时将第(N+1)输出电压OUT(N+1)输出至第(N+1)像素行的第二栅极线。由于第(N-1)输出电压OUT(N-1)同时输入至第N级的Vst端子和第(N+1)级的Vst端子，所以同时输出第N输出电压OUT(N)和第(N+1)输出电压OUT(N+1)。
第(N+1)输出电压OUT(N+1)被提供至第(N+2)像素行的第一栅极线。来自第(N+2)开关电路143的第(N+2)输出电压OUT(N+2)被提供至第(N+2)像素行的第二栅极线。第(N+2)开关电路143在接收到第(N+1)时钟时输出第(N+2)输出电压OUT(N+2)。也就是说，紧接在同时输出第N输出电压OUT(N)和第(N+1)输出电压OUT(N+1)之后输出第(N+2)输出电压OUT(N+2)。
第三多路复用器153响应于选择信号SEL，将第(N+1)输出电压OUT(N+1)馈送到第(N+3)像素行的第一栅极线。第四多路复用器154响应于选择信号SEL，将第(N+1)输出OUT(N+1)馈送到第(N+3)开关电路144的Vst端子。因此，第(N+3)开关电路144在接收到第(N+1)时钟时将第(N+3)输出电压OUT(N+3)输出至(N+3)像素行的第二栅极线。由于第(N+1)输出电压OUT(N+1)同时输入至第(N+2)级的Vst端子和第(N+3)级的Vst端子，所以同时输出第(N+2)输出电压OUT(N+2)和第(N+3)输出电压OUT(N+3)。
以这种方式，如图17所示，来自栅极驱动器120的输出波形在邻近区域中每两个像素行移位一次。
图18是详细地示出栅极驱动器中的向外围区域的栅极线输出栅极信号的电路的电路图。在图18中，MUX是图16和图17中的多路复用器151至156的简单表示。
参照图18，来自第(N-1)开关电路的第(N-1)输出电压OUT(N-1)被提供至第N像素行的第一栅极线。来自第N开关电路141的第N输出电压OUT(N)被提供至第N像素行的第二栅极线。第N开关电路141在接收到第N时钟时输出第N输出电压OUT(N)。
多路复用器MUX响应于选择信号SEL将第(N-1)输出电压OUT(N-1)馈送到第(N+1)像素行的第一栅极线至第(N+3)像素行的第一栅极线。然后，多路复用器MUX响应于选择信号SEL，将第(N-1)输出电压OUT(N-1)同时馈送到第N开关电路141的Vst端子至第(N+3)开关电路144的Vst端子。因此，第N开关电路141至第(N+3)开关电路144在接收到第N时钟时同时生成输出电压OUT(N)至OUT(N+3)，并将其输出至第N像素行的第二栅极线至第(N+3)像素行的第二栅极线。
以这种方式，来自栅极驱动器120的输出波形在外围区域中每四个像素行移位一次。
分辨率变化的边界可能看起来很清晰。为了解决这个问题，如图19所示，第二图像处理器220可以通过使用空间滤波器使得高分辨率区域和低分辨率区域在边界处彼此交替，使得分辨率逐渐变化。在另一个示例性实施方式中，第二图像处理器220可以通过使用时间滤波器在每个帧周期内对高分辨率区域和低分辨率区域之间的边界进行移动，使得当从时间轴观察时这些区域之间的边界在屏幕上上下移动。除了这些滤波器之外，可以使用公知的图像处理方法来处理不同分辨率的区域之间的边界。
如上所述，本公开内容可以通过减少与用户的注视所指向的聚焦区域的邻近区域中的栅极移位次数来大大地减少扫描时间和帧周期以及增大帧速率，因此可以减少直到数据被写入像素为止的等待时间，从而改善运动抖动和运动模糊。本公开内容的显示设备可以通过与用户的注视所指向的聚焦区域的分辨率和邻近区域的分辨率成比例地调节显示面板上的栅极移位次数，在不在物理上改变显示面板的分辨率的情况下根据区域改变用户所感知的分辨率。
虽然已经参照大量示例性实施方式对实施方式进行了描述，但是应当理解，本领域技术人员可以在本公开内容的原理的范围内设计出大量其他的修改和实施方式。更具体地，可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合设置的组成部件和/或布置进行各种变化和修改。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外，替代性用途对于本领域技术人员来说也是显而易见的。
根据本公开的实施例，还提供了以下方案，包括但不限于：
1.一种显示设备，包括：
显示面板，在所述显示面板中，数据线和栅极线相交叉并且多个子像素布置在每条像素线上；
图形图像处理器，被配置成估计用户的注视所指向的聚焦区域，并且将所述聚焦区域周围的邻近区域中的输入图像数据的分辨率缩小至低于所述聚焦区域的分辨率的分辨率；以及
显示驱动器，被配置成区分所述显示面板上的所述聚焦区域和所述邻近区域，将所述显示面板的驱动帧速率设置为等于或高于从所述图形图像处理器接收的图像数据的输入帧速率的频率，以及相比于所述聚焦区域减少施加至所述邻近区域中的栅极线的栅极信号的移位次数。
2.根据方案1所述的显示设备，其中，所述显示驱动器包括：
数据驱动器，相比于所述聚焦区域减小要写入所述邻近区域中的子像素的输入图像数据的分辨率，并且将所述输入图像数据转换成数据信号并将所述数据信号提供至所述显示面板上的数据线；以及
栅极驱动器，将栅极信号提供至所述显示面板上的栅极线。
3.根据方案1所述的显示设备，其中，所述显示面板上的所述聚焦区域的尺寸基于输入图像或用户头部移动的速率而改变。
4.根据方案1所述的显示设备，其中，当所述聚焦区域的尺寸改变时，所述显示面板的驱动帧速率发生变化。
5.根据方案1所述的显示设备，其中，施加至所述显示面板上的所述聚焦区域和所述邻近区域中的栅极线的栅极信号的移位次数与各个区域的分辨率成比例。
6.根据方案1所述的显示设备，其中，所述显示驱动器使得所述聚聚区域与所述邻近区域的边界在所述聚焦区域的分辨率与所述邻近区域的分辨率之间交替或者在时间轴上使所述边界上下移动。
7.一种显示设备，包括：
第一显示面板和第二显示面板，在所述第一显示面板和所述第二显示面板中，数据线和栅极线相交叉并且多个子像素布置在每条像素线上；
图形图像处理器，被配置成估计用户的注视所指向的聚焦区域，并且将所述聚焦区域周围的邻近区域中的输入图像数据的分辨率缩小至低于所述聚焦区域的分辨率的分辨率；以及
显示驱动器，被配置成区分每个显示面板上的所述聚焦区域和所述邻近区域，将每个显示面板的驱动帧速率设置为等于或高于从所述图形图像处理器接收的图像数据的输入帧速率的频率，以及相比于所述聚焦区域减少施加至所述邻近区域中的栅极线的栅极信号的移位次数。
8.一种显示设备的栅极驱动电路，包括栅极驱动器，所述栅极驱动器通过使用移位寄存器将针对每条像素线移位的栅极信号输出至显示面板的第一区域以及将栅极信号同时输出至所述显示面板的第二区域中的多条栅极线，
所述移位寄存器包括通过进位信号布线级联连接的多个级，
其中，每个级接收起始脉冲或者接收来自前一级的进位信号作为起始脉冲，并且在接收到移位时钟时产生输出，以及
所述移位寄存器包括多路复用器，所述多路复用器在所述显示面板的所述第一区域中将所述前一级的输出电压提供至与所述前一级连接的下一级的起始端子，并且在所述显示面板的所述第二区域中将所述前一级的输出电压同时提供至多个级的起始端子。
9.根据方案8所述的栅极驱动电路，其中，所述第一区域是用户的注视所指向的聚焦区域，并且所述第二区域是所述聚焦区域周围的邻近区域。
10.根据方案8所述的栅极驱动电路，其中，施加至所述第一区域和所述第二区域中的栅极线的栅极信号的移位次数与各个区域的分辨率成比例。

Claims (12)

1.一种显示设备，包括：
显示面板，其包括多条数据线、多条栅极线以及以矩阵布置的多个像素，在所述矩阵中，所述多条数据线和所述多条栅极线彼此交叉；
系统控制器，其将输入图像的图像数据发送至显示驱动器；以及
所述显示驱动器，其通过相比于第一区域减少施加至第二区域中的栅极线的栅极信号的移位次数来驱动所述显示面板，
其中，所述第一区域是所述显示面板中的以第一分辨率显示所述输入图像的区域，并且所述第二区域是所述显示面板中的以第二分辨率显示所述输入图像的区域，所述第二分辨率低于所述第一分辨率，以及
其中，所述显示驱动器进一步包括：
数据驱动器，其将所述输入图像的图像数据转换成数据电压，并且将所述数据电压输出至所述多条数据线；
栅极驱动器，其将与所述数据电压同步的栅极信号输出至所述多条栅极线；
定时控制器，其基于来自所述系统控制器的与所述输入图像的图像数据同步的定时信号，控制所述数据驱动器和栅极驱动器的操作定时；
第一图像处理器，其区分所述第一区域与所述第二区域以确定所述显示面板的驱动帧速率，并且基于所述驱动帧速率控制所述栅极驱动器；以及
第二图像处理器，其调节所述第一区域和所述第二区域中的所述输入图像的分辨率以分别与所述第一分辨率和所述第二分辨率匹配，并将经分辨率调节的图像数据发送至所述数据驱动器，
其中，所述第二图像处理器通过使得所述第一区域与所述第二区域之间的边界处的图像的分辨率在所述第一分辨率与所述第二分辨率之间交替或者通过在时间轴上使所述第一区域与所述第二区域之间的边界进行移动，对所述边界进行处理。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述显示驱动器进一步通过相比于所述第二区域减少施加至第三区域中的栅极线的栅极信号的移位次数来驱动所述显示面板，所述第三区域是所述显示面板中的以第三分辨率显示所述图像数据的区域，所述第三分辨率低于所述第二分辨率。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述系统控制器或所述显示驱动器将用户的注视指向的区域估计为所述第一区域，将所述第一区域周围的区域估计为所述第二区域，并且将在所述第一区域和所述第二区域中显示的输入图像的分辨率分别调节为所述第一分辨率和所述第二分辨率。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述系统控制器或所述显示驱动器将所述显示面板中的除所述第一区域和所述第二区域之外的区域估计为所述第三区域，并且将在第三区域中显示的输入图像的分辨率调节为所述第三分辨率。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述定时控制器控制所述栅极驱动器，使得所述栅极驱动器与所述第一分辨率和所述第二分辨率成比例地调节所述第一区域和所述第二区域中的栅极信号的移位次数。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述栅极驱动器通过同时向所述第二区域中的相比于所述第一区域的更大数量的栅极线施加栅极信号来减少所述第二区域中的栅极信号的移位次数。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述数据驱动器将相同的图像数据写入与所述更大数量的栅极线连接的多个像素行。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一图像处理器和所述第二图像处理器包括在所述定时控制器中。
9.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，所述第一区域和所述第二区域的尺寸是预设的固定值，或者基于所述输入图像的移动、用户的头部移动和所述输入图像的内容中的一个或多个而改变。
10.一种虚拟现实设备，包括根据权利要求1至9中任一项所述的显示设备。
11.根据权利要求10所述的虚拟现实设备，其中，显示面板包括左眼显示面板和右眼显示面板。
12.根据权利要求11所述的虚拟现实设备，其中，所述左眼显示面板和所述右眼显示面板共用显示驱动器中的定时控制器。
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