CN110660348A - 能够改变帧率的显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了显示设备。显示设备包括显示面板和驱动电路，其中，显示面板包括栅极线、数据线以及连接至栅极线和数据线的像素；驱动电路响应于来自外部的图像信号、控制信号和模式信号控制显示面板以通过显示面板显示图像。当模式信号表示正常模式时，驱动电路将图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号以将该数据电压信号施加至数据线；以及当模式信号表示频率可变模式时，驱动电路将图像信号转换成与不同于第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号以将该数据电压信号施加至数据线。

Description

能够改变帧率的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2018年6月28日提交的第10-2018-0074981号韩国专利申请的优先权和从其获得的全部权益，该韩国专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及能够改变帧率的显示设备以及驱动显示设备的方法。
背景技术
显示设备通常包括栅极线、数据线以及连接至栅极线和数据线的像素。显示设备还包括向栅极线施加栅极信号的栅极驱动器以及向数据线施加数据信号的数据驱动器。
发明内容
高清晰度游戏图像和虚拟现实图像通过图形处理器进行渲染花费很长时间。在针对一个帧的图像信号的渲染时间变得比显示设备的帧率更长的情况中，通过显示设备显示的图像的品质会劣化。
本发明的示例性实施方式提供了能够改变帧率的显示设备。
本发明的示例性实施方式提供了能够在帧率改变的频率可变模式期间改善所显示的图像的品质的显示设备以及驱动显示设备的方法。
本发明的示例性实施方式提供了这样的显示设备，其包括显示面板和驱动电路，其中，显示面板包括多条栅极线、多条数据线以及各自连接至多条栅极线中的相应栅极线和多条数据线中的相应数据线的多个像素；驱动电路响应于来自外部的图像信号、控制信号和模式信号控制显示面板以通过显示面板显示图像。当模式信号表示正常模式时，驱动电路将图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号以向多条数据线施加数据电压信号；且当模式信号表示频率可变模式时，驱动电路将图像信号转换成与不同于第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号以向多条数据线施加数据电压信号。
在示例性实施方式中，当图像信号具有预定灰度级时，在频率可变模式中转换的数据电压信号的电压电平高于在正常模式中转换的数据电压信号的电压电平。
在示例性实施方式中，第一伽玛曲线针对当图像信号具有黑色图像图案时优化的第一公共电压电平而形成，且第二伽玛曲线针对当图像信号具有白色图像图案时优化的第二公共电压电平而形成。
在示例性实施方式中，频率可变模式是其中帧率至少针对每个帧改变的自适应同步模式，且正常模式是其中帧率针对每个帧恒定的固定频率模式。
在示例性实施方式中，驱动电路包括栅极驱动器、数据驱动器、电压生成电路和驱动控制器，其中，栅极驱动器驱动多条栅极线；数据驱动器基于图像数据信号、参考伽玛选择信号和至少一个驱动电压向多条数据线施加数据电压信号；电压生成电路响应于电压控制信号生成至少一个驱动电压；驱动控制器响应于图像信号、控制信号和模式信号控制栅极驱动器并且向数据驱动器施加图像数据信号和参考伽玛选择信号。当模式信号表示正常模式时，驱动控制器输出与第一伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号，并且当模式信号表示频率可变模式时，驱动控制器输出与第二伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号。
在示例性实施方式中，驱动控制器包括接收电路和控制信号生成电路，其中，接收电路基于控制信号还原数据使能信号和时钟信号并且将模式信号转换成频率模式信号；控制信号生成电路响应于数据使能信号和时钟信号分别向数据驱动器和栅极驱动器施加第一控制信号和第二控制信号，当频率模式信号具有第一电平时输出与第一伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号，并且当频率模式信号具有第二电平时输出与第二伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号。
在示例性实施方式中，数据使能信号在一帧中包括显示时段和空白时段，且在频率可变模式中数据使能信号的空白时段的持续时间至少针对每个帧变得不同。
在示例性实施方式中，数据驱动器包括移位寄存器、锁存器、数模转换器(DAC)和输出缓冲器，其中，移位寄存器与时钟信号同步地输出锁存时钟信号；锁存器接收图像数据信号并且与锁存时钟信号同步地输出数据信号；数模转换器(DAC)接收参考伽玛选择信号和至少一个驱动电压并且将从锁存器输出的数据信号转换成模拟电压信号；以及输出缓冲器将模拟电压信号作为数据电压信号输出至多条数据线。
在示例性实施方式中，电压生成电路响应于电压控制信号生成第一驱动电压和第二驱动电压。
在示例性实施方式中，DAC包括电阻串、参考电压选择电路、电压生成器和解码器，其中，电阻串生成处于第一驱动电压和第二驱动电压之间的多个伽玛电压；参考电压选择电路响应于参考伽玛选择信号选择多个伽玛电压之中的伽玛电压，并且将所选择的伽玛电压输出为多个参考伽玛电压；电压生成器基于多个参考伽玛电压生成多个电压；以及解码器将多个电压之中与数据信号对应的电压输出为模拟电压信号。
在示例性实施方式中，参考电压选择电路包括多个选择器，选择器各自接收多个伽玛电压并且响应于参考伽玛选择信号将多个伽玛电压中的一个输出为多个参考伽玛电压中的参考伽玛电压。
在示例性实施方式中，电阻串包括在第一驱动电压和第二驱动电压之间彼此串联连接的多个电阻，并且将电阻之间的连接节点的电压输出为多个伽玛电压。
本发明的示例性实施方式提供了这样的显示设备，其包括显示面板、栅极驱动器、数据驱动器、电压生成电路和驱动控制器，其中，显示面板包括多条栅极线、多条数据线以及各自连接至多条栅极线中的相应栅极线和多条数据线中的相应数据线的多个像素；栅极驱动器驱动多条栅极线；数据驱动器基于图像数据信号、参考伽玛选择信号和至少一个驱动电压向多条数据线施加数据电压信号；电压生成电路响应于电压控制信号生成至少一个驱动电压；驱动控制器响应于来自外部的图像信号、控制信号和模式信号控制栅极驱动器，并且向数据驱动器施加图像数据信号和参考伽玛选择信号。当模式信号表示正常模式时，驱动控制器输出与第一公共电压电平对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号，且当模式信号表示频率可变模式时，驱动控制器输出与不同于第一公共电压电平的第二公共电压电平对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号。
在示例性实施方式中，第二公共电压电平具有比第一公共电压电平的电压电平更高的电压电平。
在示例性实施方式中，第一公共电压电平是当图像信号具有黑色图像图案时优化的公共电压电平；且第二公共电压电平是当图像信号具有白色图像图案时优化的公共电压电平。
在示例性实施方式中，电压生成电路响应于电压控制信号生成第一驱动电压和第二驱动电压，且数据驱动器包括电阻串、参考电压选择电路、电压生成器和解码器，其中，电阻串生成处于第一驱动电压和第二驱动电压之间的多个伽玛电压；参考电压选择电路响应于参考伽玛选择信号选择多个伽玛电压之中的伽玛电压并且将所选择的伽玛电压输出为多个参考伽玛电压；电压生成器基于参考伽玛电压生成多个电压；以及解码器将电压之中与数据信号对应的电压输出为模拟电压信号。
在示例性实施方式中，频率可变模式是其中帧率至少针对每个帧改变的自适应同步模式，且正常模式是其中帧率针对每个帧恒定的固定频率模式。
本发明的示例性实施方式提供了驱动显示设备的方法，其包括：接收图像信号和模式信号；当模式信号表示正常模式时将图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号；当模式信号表示频率可变模式时将图像信号转换成与不同于第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号；以及向多条数据线施加数据电压信号。
在示例性实施方式中，将图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号包括：输出与第一伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号；生成与电压控制信号对应的至少一个驱动电压；响应于参考伽玛选择信号选择多个伽玛信号之中的伽玛信号作为参考伽玛电压；以及响应于至少一个驱动电压和参考伽玛电压将图像信号转换成数据电压信号。
在示例性实施方式中，将图像信号转换成与第二伽玛曲线对应的数据电压信号包括：输出与第二伽玛曲线对应的电压控制信号和参考伽玛选择信号；生成与电压控制信号对应的至少一个驱动电压；响应于参考伽玛选择信号选择多个伽玛信号之中的伽玛信号作为参考伽玛电压；以及响应于至少一个驱动电压和参考伽玛电压将图像信号转换成数据电压信号。
根据以上，显示设备在正常模式期间将图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号以改善其中先前帧的图像对当前帧产生影响的余像现象。此外，显示设备在频率可变模式期间将图像信号转换成与不同于第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号，以减小因改变帧率而导致的亮度差，由此防止发生闪烁现象。
附图说明
在结合附图考虑的情况下通过参考以下详细描述，本发明的以上和其他优点将容易变得明显，在附图中：
图1是示出根据本发明的显示设备的配置的示例性实施方式的框图；
图2是图1中所示的像素的等效电路图；
图3是示出根据本发明的驱动控制器的配置的示例性实施方式的框图；
图4是示出正常模式和频率可变模式中的模式信号和数据使能信号的变化的时序图；
图5是示出根据本发明的数据驱动器的配置的示例性实施方式的框图；
图6是示出根据本发明的图5中所示的数模转换器的配置的示例性实施方式的框图；
图7是示出根据本发明的图6中所示的正极性转换器的配置的示例性实施方式的视图；
图8是示出施加至显示设备的伽玛曲线的示例的视图；
图9是示出根据操作模式的优化公共电压的示例的视图；
图10是示出根据操作模式的第一伽玛曲线和第二伽玛曲线的示例的视图；以及
图11是示出根据本发明的驱动显示设备的方法的示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。然而，本公开能够不同地修改并且能以诸多不同的形式来实现，并且因此，本公开不应解释为局限于所示的实施方式。更确切地说，作为示例提供这些实施方式以使得本公开将是透彻和完整的，并且这些实施方式将向本领域技术人员充分地传达本公开的示例性实施方式和特征。
应理解，当元件或层被称为在另一元件或层上、连接至或联接至另一元件或层时，它可直接地在所述另一元件或层上、连接或联接至所述另一元件或层，或者可存在介于中间的元件或层。如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应理解，虽然术语第一、第二等可在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在没有脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
本文使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在进行限制。如本文所使用的那样，除非内容清楚地另行指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。“或”表示“和/或”。如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。还应理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”或者“包括(includes)”和/或“包括(including)”当在该说明书中使用时指出存在所阐述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
此外，诸如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述如附图中所示的、一个元件相对于另一元件的关系。应理解，除了附图中所示的定向之外，相对术语还旨在涵盖设备的不同定向。例如，如果附图之一中的设备翻转，则描述为在其他元件的“下”侧上的元件于是将定向成在所述其他元件的“上”侧上。因此，示例性术语“下部”可根据图的特定定向涵盖“下部”和“上部”两个定向。类似地，如果附图之一中的设备翻转，则描述为在其他元件“下方”或“下面”的元件于是将定向成在所述其他元件“上方”。示例性术语“下方”或“下面”因此可涵盖上方和下方两个定向。
为了便于描述，诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语可在本文中用于描述如附图中所示的、一个元件或特征相对于另外的元件或特征的关系。应理解，除了附图中所描绘的定向之外，空间相对术语还旨在涵盖设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备翻转，则描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件于是将定向成在所述其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方两个定向。设备可另行定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文使用的空间相对描述语应相应地进行解释。
如本文所使用的“约”或“近似”包括所阐述值，并且意味着在特定值的、如由本领域普通技术人员考虑到正在进行的测量以及与特定量的测量关联的误差(即，测量系统的局限性)所确定的可接受偏差范围内。例如，“约”可表示在一个或多个标准偏差内，或者在所阐述值的±30％、20％、10％、5％内。
除非另行限定，否则本文使用的全部术语(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所理解的含义相同的含义。还应理解，术语，诸如常用词典中所定义的那些，应解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文明确地限定成这样。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的显示设备100的配置的框图。图2是图1中所示的像素PXij的等效电路图。
参考图1，显示设备100包括显示面板110和驱动电路105。显示面板110包括多条数据线DL1至DLm、布置成与数据线DL1至DLm交叉的多条栅极线GL1至GLn以及布置在通过数据线DL1至DLm和与数据线DL1至DLm交叉的栅极线GL1至GLn限定的区域中的多个像素PX11至PXnm，其中，n和m是自然数。数据线DL1至DLm与栅极线GL1至GLn绝缘。
如图2中所示，像素PXij包括开关晶体管TR和液晶电容器Clc，其中，i和j是自然数。开关晶体管TR包括栅电极、第一电极和第二电极，其中，栅电极连接至第i栅极线GLi，且第一电极连接至第j数据线DLj。液晶电容器Clc连接在开关晶体管TR的第二电极与公共电压VCOM之间。在示例性实施方式中，例如，像素PXij还可包括并联地连接至液晶电容器Clc的存储电容器。
返回参考图1，驱动电路105接收图像信号RGB、控制信号CTRL和模式信号FREE_SYNC，并且控制显示面板110显示图像。当模式信号FREE_SYNC指示正常模式时，驱动电路105将图像信号RGB转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号并且将该数据电压信号施加至数据线DL1至DLm；以及当模式信号FREE_SYNC指示频率可变模式时，驱动电路105将图像信号RGB转换成与不同于第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号并且将该数据电压信号施加至数据线DL1至DLm。
连接至显示设备100的图形处理器(未示出)向显示设备100的驱动电路105施加指示显示设备100是在正常模式还是在频率可变模式中操作的模式信号FREE_SYNC。在所示的示例性实施方式中，频率可变模式是帧率(或帧频率)至少针对每个帧改变的自适应同步模式，且正常模式是帧率针对每个帧恒定的固定频率模式。
根据另一示例性实施方式，模式信号FREE_SYNC可以是表示帧率的信号。在模式信号FREE_SYNC是表示帧率的信号的情况中，驱动电路105可根据帧率确定显示设备100是在正常模式还是在频率可变模式中操作。
驱动电路105包括驱动控制器120、电压生成电路130、栅极驱动器140和数据驱动器150。
驱动控制器120接收图像信号RGB、控制信号CTRL和模式信号FREE_SYNC。控制信号CTRL例如可包括竖直同步信号、水平同步信号、主时钟信号和数据使能信号。驱动控制器120向数据驱动器150施加图像数据信号RGB_DATA、第一控制信号CONT1和参考伽玛选择信号VSEL并且向栅极驱动器140施加第二控制信号CONT2，其中图像数据信号RGB_DATA是通过基于控制信号CTRL将图像信号RGB处理成适于显示面板110的操作条件而获得。第一控制信号CONT1包括时钟信号CLK、极性反转信号POL和线锁存信号LOAD，且第二控制信号CONT2包括竖直同步开始信号。在所示的示例性实施方式中，驱动控制器120响应于模式信号FREE_SYNC向数据驱动器150输出参考伽玛选择信号VSEL。驱动控制器120响应于控制信号CTRL和模式信号FREE_SYNC向电压生成电路130输出电压控制信号CTRLV。
电压生成电路130生成用于操作显示面板110所需要的多个电压和时钟信号。在所示的示例性实施方式中，电压生成电路130向栅极驱动器140施加栅极时钟信号CKV和接地电压VSS。此外，电压生成电路130还生成用于操作数据驱动器150所需要的第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL。电压生成电路130还生成施加至显示面板110的公共电压VCOM。
在所示的示例性实施方式中，电压生成电路130响应于来自驱动控制器120的电压控制信号CTRLV设定第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL中的每一个的电压电平。
栅极驱动器140响应于来自驱动控制器120的第二控制信号CONT2、来自电压生成电路130的栅极时钟信号CKV和来自电压生成电路130的接地电压VSS驱动栅极线GL1至GLn。栅极驱动器140包括栅极驱动集成电路(IC)。除了栅极驱动IC之外，栅极驱动器140还可利用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)、氧化物半导体、晶体半导体、多晶半导体等在具有非晶硅栅极(ASG)的电路中实现。栅极驱动器140可通过薄膜工艺与像素PX11至PXnm基本同时形成。在该情况中，栅极驱动器140可设置在显示面板110的一个侧部分的预定区域(例如，非显示区域)中。
响应于来自驱动控制器120的图像数据信号RGB_DATA、第一控制信号CONT1和参考伽玛选择信号VSEL，数据驱动器150利用第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL输出数据电压信号D1至Dm以驱动数据线DL1至DLm。
在通过栅极驱动器140以具有预定电平的栅极导通电压驱动一条栅极线时，布置在一个行上并且连接至所述一条栅极线的像素的开关晶体管导通。在该情况中，数据驱动器150向数据线DL1至DLm施加与图像数据信号RGB_DATA对应的数据电压信号D1至Dm。施加至数据线DL1至DLm的数据电压信号D1至Dm通过导通的开关晶体管施加至相应液晶电容器和相应存储电容器。这里，数据驱动器150针对每个帧将与图像数据信号RGB_DATA对应的数据电压信号D1至Dm中的每一个的极性反转为正极性(+)或负极性(-)，以防止液晶电容器烧坏和劣化。第一驱动电压VGMA_UH和第二驱动电压VGMA_UL用于驱动处于正极性的像素，且第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL用于驱动处于负极性的像素。
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的驱动控制器120的配置的框图。
参考图3，驱动控制器120包括接收电路210、图像信号处理电路220和控制信号生成电路230。
接收电路210将图像信号RGB还原成图像信号RGB′。接收电路210基于控制信号CTRL还原水平同步信号Hsync、竖直同步信号Vsync、数据使能信号DE和时钟信号MCLK。作为示例，从外部提供的图像信号RGB和控制信号CTRL可通过低电压差分信号传输(LVDS)方法施加至接收电路210。接收电路210将模式信号FREE_SYNC转换成频率模式信号F_SYNC。在示例性实施方式中，例如，模式信号FREE_SYNC可以是表示操作模式(例如，正常模式和频率可变模式)的信号。当模式信号FREE_SYNC表示正常模式时，接收电路210输出呈第一电平(例如，低电平)的频率模式信号F_SYNC；以及当模式信号FREE_SYNC表示频率可变模式时，接收电路210输出呈第二电平(例如，高电平)的频率模式信号F_SYNC。根据另一示例性实施方式，模式信号FREE_SYNC可以是表示帧率的信号。当模式信号FREE_SYNC表示预定帧率(例如，约120赫兹(Hz))时，接收电路210输出呈第一电平(例如，低电平)的频率模式信号F_SYNC。当模式信号FREE_SYNC表示除了预定帧率(例如，约120Hz)之外的另一帧率时，接收电路210输出呈第二电平(例如，高电平)的频率模式信号F_SYNC。换言之，根据模式信号FREE_SYNC，频率模式信号F_SYNC可表示正常模式和频率可变模式中的一者。
图像信号处理电路220将从接收电路210输出的图像信号RGB′转换成图像数据信号RGB_DATA并且输出图像数据信号RGB_DATA。图像信号处理电路220可通过将图像信号RGB′线性化使得图像信号RGB′的伽玛特性与亮度成比例来输出数据信号。
控制信号生成电路230从接收电路210接收水平同步信号Hsync、竖直同步信号Vsync、数据使能信号DE、时钟信号MCLK和频率模式信号F_SYNC，并且输出参考伽玛选择信号VSEL以及包括时钟信号CLK、线锁存信号LOAD和极性反转信号POL的第一控制信号CONT1。此外，控制信号生成电路230输出包括竖直同步开始信号的第二控制信号CONT2。第一控制信号CONT1和参考伽玛选择信号VSEL施加至图1中所示的数据驱动器150，且第二控制信号CONT2施加至图1中所示的栅极驱动器140。此外，控制信号生成电路230基于频率模式信号F_SYNC输出电压控制信号CTRLV。电压控制信号CTRLV施加至图1中所示的电压生成电路130。
图4是示出正常模式和频率可变模式中的模式信号FREE_SYNC和数据使能信号DE的变化的时序图。
参考图4，从外部提供的模式信号FREE_SYNC在处于低电平时表示正常模式，并且在处于高电平时表示频率可变模式。在模式信号FREE_SYNC具有低电平的正常模式期间，帧率针对每个帧保持恒定频率(例如，约120Hz)。数据使能信号DE的一帧包括有效时段和空白时段。在正常模式期间，数据使能信号DE的有效时段APa和空白时段BPa中的每一个针对每个帧具有相同的持续时间。
在模式信号FREE_SYNC具有高电平的频率可变模式期间，帧率可针对每个帧改变。虽然帧率改变，但是数据使能信号DE的有效时段的持续时间恒定(即，APb＝APc＝APd)。然而，数据使能信号DE的空白时段的持续时间根据帧率改变。随着在频率可变模式期间帧率变得更缓慢，数据使能信号DE的空白时段的持续时间变得更长。在示例性实施方式中，例如，当帧率是约144Hz、约100Hz和约48Hz时，空白时段BPb、BPc和BPd的持续时间满足关系BPb<BPc<BPd。
在示例性实施方式中，例如，当图形处理器(未示出)的渲染时间增加时，帧率随着渲染时间的增加而变得更缓慢，且数据使能信号DE的空白时段的持续时间变得更长。当数据使能信号DE的空白时段变得更长(即，帧率减小)时，充电到图2中所示的像素PXij的液晶电容器Clc中的电荷减少达漏电流。因此，随着空白时段变得更长，通过显示面板110显示的图像的亮度降低。具体地，在连续帧的帧率针对每个帧快速改变至约144Hz、约48Hz、约120Hz或约30Hz的情况中，用户可能感知到亮度差异。
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的数据驱动器150的配置的框图。
参考图5，数据驱动器150包括移位寄存器310、锁存器320、数模转换器(DAC)330以及输出缓冲器340。在图5中，时钟信号CLK、线锁存信号LOAD和极性反转信号POL是包括在从图1中所示的驱动控制器120提供的第一控制信号CONT1中的信号。
移位寄存器310与时钟信号CLK同步地依次激活锁存时钟信号CK1至CKm。锁存器320与来自移位寄存器310的锁存时钟信号CK1至CKm同步地锁存图像数据信号RGB_DATA，并且响应于线锁存信号LOAD基本同时向DAC 330施加锁存数据信号DA1至DAm。
DAC 330接收来自图1中所示的驱动控制器120的极性反转信号POL和参考伽玛选择信号VSEL以及来自电压生成电路130的第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL。DAC 330向输出缓冲器340输出与来自锁存器320的锁存数据信号DA1至DAm对应的模拟电压信号Y1至Ym。输出缓冲器340将来自DAC 330的模拟电压信号Y1至Ym作为数据电压信号D1至Dm输出至数据线DL1至DLm。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的图5中所示的DAC 330的配置的框图。
参考图6，DAC 330包括正极性转换器410和负极性转换器430。正极性转换器410包括电阻串412、参考电压选择电路414、电压生成器416和解码器418。
电阻串412接收来自图1中所示的电压生成电路130的第一驱动电压VGMA_UH和第二驱动电压VGMA_UL，并且输出多个伽玛电压VGAU0至VGAUk。电阻串412对第一驱动电压VGMA_UH和第二驱动电压VGMA_UL进行分压以输出伽玛电压VGAU0至VGAUk。
参考电压选择电路414响应于参考伽玛选择信号VSEL将伽玛电压VGAU0至VGAUk中的一些输出为多个正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFUx。
电压生成器416基于正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFUx生成多个电压VU0至VUy。在该情况中，“k”、“x”和“y”中的每一个是正整数。
在极性反转信号POL的第一电平(例如，低电平)期间，解码器418基于电压VU0至VUy将锁存数据信号DA1至DAm转换成模拟电压信号Y1至Ym。
负极性转换器430包括电阻串432、参考电压选择电路434、电压生成器436和解码器438。
电阻串432对来自图1中所示的电压生成电路130的第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL进行分压，以输出多个伽玛电压VGAL0至VGALk。
参考电压选择电路434响应于参考伽玛选择信号VSEL将伽玛电压VGAL0至VGALk中的一些输出为多个负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFLx。
电压生成器436基于负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFLx生成多个电压VL0至VLy。在该情况中，“k”、“x”和“y”中的每一个是正整数。
在极性反转信号POL的第二电平(例如，高电平)期间，解码器438基于电压VL0至VLy将锁存数据信号DA1至DAm转换成模拟电压信号Y1至Ym。
图7是示出根据本发明的示例性实施方式的图6中所示的正极性转换器410的配置的视图。图6中所示的“k”、“x”和“y”在图7中分别是255，9和1023，但是它们不应局限于此或由此限制。
参考图7，电阻串412接收第一驱动电压VGMA_UH和第二驱动电压VGMA_UL并且输出伽玛电压VGAU0至VGAU255。电阻串412包括在第一驱动电压VGMA_UH和第二驱动电压VGMA_UL之间彼此串联连接的电阻R0至R255。在电阻R0至R255之间的连接节点处的电压输出为伽玛电压VGAU0至VGAU255。
参考电压选择电路414包括选择器451至459。选择器451至459响应于参考伽玛选择信号VSEL将伽玛电压VGAU0至VGAU255中的一些输出为正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9。
在示例性实施方式中，例如，选择器451将伽玛电压VGAU2输出为正极性参考伽玛电压VREFU1，选择器457将伽玛电压VGAU120输出为正极性参考伽玛电压VREFU7，选择器458将伽玛电压VGAU160输出为正极性参考伽玛电压VREFU8，且选择器459将伽玛电压VGAU253输出为正极性参考伽玛电压VREFU9。
电压生成器416接收正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9并且生成电压VU0至VU1023。电压生成器416可由于两个邻近参考电压之间的分压而生成多个模拟电压信号。在示例性实施方式中，例如，电压生成器416可由于正极性参考伽玛电压VREFU1和正极性参考伽玛电压VREFU2之间的分压而生成电压VU0至VU90，并且可由于正极性参考伽玛电压VREFU2和正极性参考伽玛电压VREFU3之间的分压而生成电压VU91至VU120。以这种方式，电压生成器416可利用九个正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9生成电压VU0至VU1023。在电压生成器416中，可根据预设的方法来确定基于正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9的电压VU0至VU1023之间的电压间隔以及通过两个邻近的参考电压生成的电压的数量。
解码器418在极性反转信号POL的第一电平(例如，低电平)期间基于电压VU0至VU1023将锁存数据信号DA1至DAm转换成模拟电压信号Y1至Ym。
在所示的示例性实施方式中，电阻串412包括256个电阻以输出256个伽玛电压VGAU0至VGAU255。然而，电阻的数量和所输出的电压的数量不应局限于此或由此限制。
在所示的示例性实施方式中，参考电压选择电路414将伽玛电压VGAU0至VGAU255中的九个电压输出为正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9。然而，正极性参考伽玛电压的数量能以各种方式改变。随着参考电压的数量增加，可减小当所接收的图像数据信号RGB_DATA转换成数据电压信号D1至Dm时出现的失真。
图6中所示的负极性转换器430可具有与图7中所示的正极性转换器410的配置相似的配置。
图8是示出施加至显示设备的伽玛曲线的示例的视图。
参考图7和图8，参考电压选择电路414响应于参考伽玛选择信号VSEL将伽玛电压VGAU0至VGAU255中的一些输出为正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9。类似地，图6中所示的参考电压选择电路434可响应于参考伽玛选择信号VSEL将伽玛电压VGAL0至VGAL255中的一些输出为负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9。正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9中的每一个与公共电压VCOM之间的电压差等于负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9中的每一个与公共电压VCOM之间的电压差。
正极性参考伽玛电压VREFU9低于第一驱动电压VGMA_UH，正极性参考伽玛电压VREFU1高于第二驱动电压VGMA_UL，负极性参考伽玛电压VREFL1低于第三驱动电压VGMA_LH，且负极性参考伽玛电压VREFL9高于第四驱动电压VGMA_LL。
在正常模式和频率可变模式中的每一者中用于选择正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9的参考伽玛选择信号VSEL可存储在驱动控制器120(参考图1)的存储器(例如，缓冲存储器或查找表)中。
图9是示出根据操作模式的优化公共电压的示例的视图。
参考图9，对于每个灰度级，用于提高通过显示面板110(参考图1)显示的图像的品质的优化公共电压VCOM_G是不同的。在图9中所示的示例中，对于具有黑色灰度的图像信号RGB的优化公共电压VCOM_G是约7伏，且对于具有白色灰度的图像信号RGB的优化公共电压VCOM_G是约9.1伏，其中，黑色灰度具有零(0)的灰度级，且白色灰度具有255的灰度级。
在显示面板110在竖直对齐(VA)模式或超级竖直对齐(SVA)模式中操作的情况中，可能会产生其中先前帧的图像对当前帧产生影响的余像现象。当对于具有黑色灰度(具有零(0)的灰度级)的图像信号RGB的优化公共电压VCOM_G应用到全部灰度时，可改善余像现象。因此，将正常模式公共电压VCOM_N(其为在帧率不改变的正常模式中的优化公共电压)设定为黑色灰度的优化公共电压。因此，当模式信号FREE_SYNC表示正常模式时，图1中所示的驱动控制器120输出参考伽玛选择信号VSEL和电压控制信号CTRLV使得针对正常模式公共电压VCOM_N选择正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9。电压生成电路130(参考图1)响应于电压控制信号CTRLV生成与正常模式公共电压VCOM_N对应的第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL。
然而，当在频率可变模式期间针对黑色灰度的优化公共电压选择正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9的情况中，当帧率改变时可更容易地感知到亮度差。虽然白色灰度的优化公共电压高于黑色灰度的优化公共电压，但是由于白色灰度的图像信号RGB针对黑色灰度的优化公共电压转换成数据电压信号D1至Dm，所以在公共电压VCOM和正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9之间的电压差与公共电压VCOM和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9之间的电压差之间出现不平衡。尤其是，当帧率针对每个帧改变时，由于电压差之间的不平衡可更容易地感知到亮度差。
因此，在所示的本发明的示例性实施方式中，将频率可变模式公共电压VCOM_F(其为在频率可变模式期间的优化公共电压)设定为针对具有白色灰度的图像信号RGB的优化公共电压。驱动控制器120输出参考伽玛选择信号VSEL和电压控制信号CTRLV，使得当模式信号FREE_SYNC表示频率可变模式时，针对频率可变模式公共电压VCOM_F选择正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9。
图10是示出根据操作模式的第一伽玛曲线G_C1和第二伽玛曲线G_C2的示例的视图。
参考图10，通过针对正常模式公共电压VCOM_N选择的正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9形成第一伽玛曲线G_C1。通过针对频率可变模式公共电压VCOM_F选择的正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9形成第二伽玛曲线G_C2。
在所示的示例性实施方式中，频率可变模式公共电压VCOM_F的电压电平高于正常模式公共电压VCOM_N的电压电平。然而，根据另一示例性实施方式，正常模式公共电压VCOM_N的电压电平可高于频率可变模式公共电压VCOM_F的电压电平。
图11是示出根据本发明的示例性实施方式的驱动显示设备的方法的流程图。
参考图1和图11，驱动控制器120接收图像信号RGB和模式信号FREE_SYNC(S500)。驱动控制器120将图像信号RGB转换成图像数据信号RGB_DATA并且将图像数据信号RGB_DATA施加至数据驱动器150。
驱动控制器120确定模式信号FREE_SYNC是表示正常模式还是频率可变模式(S510)。当模式信号FREE_SYNC表示正常模式时，驱动控制器120输出与第一伽玛曲线G_C1(参考图10)对应的电压控制信号CTRLV和参考伽玛选择信号VSEL(S520)。当模式信号FREE_SYNC表示频率可变模式时，驱动控制器120输出与第二伽玛曲线G_C2(参考图10)对应的电压控制信号CTRLV和参考伽玛选择信号VSEL(S530)。
电压生成电路130响应于电压控制信号CTRLV生成第一驱动电压VGMA_UH、第二驱动电压VGMA_UL、第三驱动电压VGMA_LH和第四驱动电压VGMA_LL(S540)。
数据驱动器150响应于参考伽玛选择信号VSEL选择正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9(S550)。
数据驱动器150基于正极性参考伽玛电压VREFU1至VREFU9和负极性参考伽玛电压VREFL1至VREFL9将图像数据信号RGB_DATA转换成数据电压信号D1至Dm，并且将数据电压信号D1至Dm施加至数据线DL1至DLm(S560)。
虽然已经描述了本发明的示例性实施方式，但是要理解，本发明不应局限于这些示例性实施方式，而是可在如要求专利保护的本发明的精神和范围内由本领域普通技术人员做出各种改变和修改。

Claims (10)

1.显示设备，包括：
显示面板，包括多条栅极线、多条数据线以及各自连接至所述多条栅极线中的相应栅极线和所述多条数据线中的相应数据线的多个像素；以及
驱动电路，响应于来自外部的图像信号、控制信号和模式信号控制所述显示面板以通过所述显示面板显示图像，
其中，当所述模式信号表示正常模式时，所述驱动电路将所述图像信号转换成与第一伽玛曲线对应的数据电压信号以向所述多条数据线施加所述数据电压信号，且当所述模式信号表示频率可变模式时，所述驱动电路将所述图像信号转换成与不同于所述第一伽玛曲线的第二伽玛曲线对应的数据电压信号以向所述多条数据线施加所述数据电压信号。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，当所述图像信号具有预定灰度级时，在所述频率可变模式中转换的所述数据电压信号的电压电平高于在所述正常模式中转换的所述数据电压信号的电压电平。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一伽玛曲线针对当所述图像信号具有黑色图像图案时优化的第一公共电压电平而形成，且所述第二伽玛曲线针对当所述图像信号具有白色图像图案时优化的第二公共电压电平而形成。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述频率可变模式是帧率至少针对每个帧改变的自适应同步模式，且所述正常模式是所述帧率针对每个帧恒定的固定频率模式。
5.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述驱动电路包括：
栅极驱动器，驱动所述多条栅极线；
数据驱动器，基于图像数据信号、参考伽玛选择信号和至少一个驱动电压向所述多条数据线施加所述数据电压信号；
电压生成电路，响应于电压控制信号生成所述至少一个驱动电压；以及
驱动控制器，响应于所述图像信号、所述控制信号和所述模式信号控制所述栅极驱动器，并且向所述数据驱动器施加所述图像数据信号和所述参考伽玛选择信号，以及
其中，当所述模式信号表示所述正常模式时，所述驱动控制器输出与所述第一伽玛曲线对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号，并且当所述模式信号表示所述频率可变模式时，所述驱动控制器输出与所述第二伽玛曲线对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号。
6.如权利要求5所述的显示设备，其中，所述驱动控制器包括：
接收电路，基于所述控制信号还原数据使能信号和时钟信号，并且将所述模式信号转换成频率模式信号；以及
控制信号生成电路，响应于所述数据使能信号和所述时钟信号向所述数据驱动器施加第一控制信号并且向所述栅极驱动器施加第二控制信号，当所述频率模式信号具有第一电平时输出与所述第一伽玛曲线对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号，并且当所述频率模式信号具有第二电平时输出与所述第二伽玛曲线对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号。
7.如权利要求6所述的显示设备，其中，所述数据使能信号在一个帧中包括显示时段和空白时段，且在所述频率可变模式中所述数据使能信号的所述空白时段的持续时间至少针对每个帧变得不同。
8.显示设备，包括：
显示面板，包括多条栅极线、多条数据线以及各自连接至所述多条栅极线中的相应栅极线和所述多条数据线中的相应数据线的多个像素；
栅极驱动器，驱动所述多条栅极线；
数据驱动器，基于图像数据信号、参考伽玛选择信号和至少一个驱动电压向所述多条数据线施加数据电压信号；
电压生成电路，响应于电压控制信号生成所述至少一个驱动电压；以及
驱动控制器，响应于来自外部的图像信号、控制信号和模式信号控制所述栅极驱动器，并且向所述数据驱动器施加所述图像数据信号和所述参考伽玛选择信号，
其中，当所述模式信号表示正常模式时，所述驱动控制器输出与第一公共电压电平对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号，并且当所述模式信号表示频率可变模式时，所述驱动控制器输出与不同于所述第一公共电压电平的第二公共电压电平对应的所述电压控制信号和所述参考伽玛选择信号。
9.如权利要求8所述的显示设备，其中，所述第一公共电压电平是当所述图像信号具有黑色图像图案时优化的公共电压电平，且所述第二公共电压电平是当所述图像信号具有白色图像图案时优化的公共电压电平。
10.如权利要求8所述的显示设备，其中，所述频率可变模式是帧率至少针对每个帧改变的自适应同步模式，且所述正常模式是所述帧率针对每个帧恒定的固定频率模式。
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