CN114550658A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及显示装置及其驱动方法，其中，在正常驱动模式下以参考帧频率控制像素的刷新率，而在低速驱动模式下以低于参考帧频率的频率控制像素的刷新率。在低速驱动模式下，在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本公开涉及显示装置及其驱动方法。
背景技术
电致发光显示装置依据发光层的材料大致分类为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型有机发光显示装置包括自身发光的有机发光二极管(以下称为“OLED”)。因此，存在响应速度快、发光效率高、亮度和视角大的优点。此外，在有机发光显示装置中，发光二极管形成在每个像素上。因此，有机发光显示装置具有高的响应速度、优异的发光效率、亮度、视角等，并且能够在全黑中表现黑色层次，从而提供优异的对比度和色彩再现。
有机发光显示装置不需要背光单元，并且可以在塑料基板上实现，塑料基板是柔性材料、薄玻璃基板或金属基板。因此，柔性显示器可以实现为有机发光显示装置。
发明内容
本公开提供了能够在低速驱动模式下提高图像质量的显示装置及该显示装置的驱动方法。
应当注意，本公开的目的不限于上述目的，并且根据以下描述，本公开的其它目的对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
根据本公开的一方面，提供了一种显示装置，其包括：像素阵列，在该像素阵列中布置有多条数据线、与数据线交叉的多条选通线、以及多个像素；数据驱动单元，其被配置为将像素数据转换为数据电压，并且将驻留数据转换为驻留电压；选通驱动单元，其被配置为向各条选通线依次提供选通信号；以及定时控制器，其被配置为在正常驱动模式下以参考帧频率控制像素的刷新率，并且在低速驱动模式下以低于参考帧频率的频率控制像素的刷新率，并且在低速驱动模式下在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据。
根据本公开的另一方面，提供了一种驱动显示装置的方法，其包括：在正常驱动模式下，以参考帧频率控制像素的刷新率；在低速驱动模式下，以低于参考帧频率的频率控制像素的刷新率；在低速驱动模式下，在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据；以及在数据驱动单元中将像素数据转换为数据电压并且将驻留数据转换为驻留电压。
根据本公开，在低速驱动模式的垂直消隐时段期间从定时控制器生成的驻留数据可以被发送给数据驱动单元，并且可以向显示面板的数据线施加在数据驱动单元中获得的驻留电压，从而提高在低速驱动模式下的图像质量。
根据本公开，由于从定时控制器向数据驱动单元发送驻留数据，所以在数据驱动单元中不需要用于切换数据电压和驻留电压的电路。因此，可以从数据驱动单元去除从电源单元输出驻留电压的通道和用于切换驻留电压的开关元件。
根据本公开，驻留电压可以根据像素阵列的像素位置和低速驱动模式的帧频率而变化，可以以像素、行或帧为单位调整驻留电压。
根据本公开，可以根据像素阵列的扫描顺序不同地施加驻留电压。
根据本公开，可以分析输入图像的像素数据分布特性、施加驻留电压的像素位置以及像素的劣化量，从而自动调整最佳驻留电压。
此外，根据本公开，可以防止控制扫描信号的控制节点不期望地放电或衰减的现象，从而在低速驱动模式下可以通过防止闪烁来提高图像质量。
本公开的效果不限于上述效果，本领域技术人员可以从权利要求的公开内容中清楚地理解没有提及的其它效果。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的以上和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得更加清楚，在附图中：
图1和图2是示出了根据本公开的实施方式的显示装置的框图；
图3是示出了1个帧时段的图；
图4是例示了在1个帧时段的有效区间期间从定时控制器发送到数据驱动单元的数据的示例的图；
图5是例示了根据本公开的实施方式的驱动显示装置的方法的流程图；
图6是例示了在正常驱动模式和低速驱动模式下帧频率变化的示例的图；
图7是在低速驱动模式下从定时控制器发送到数据驱动单元的驻留数据(parkdata)的图；
图8示意性地示出了本公开的像素电路的图；
图9是示出了在低速驱动模式下像素电路在有效区间期间的操作的电路图；
图10是示出了在低速驱动模式下像素电路在垂直消隐时段期间的操作的电路图；
图11是根据本公开的第一实施方式的定时控制器的框图；
图12是示出了像素扫描方向和像素行的图；
图13是示出了根据本公开的第二实施方式的定时控制器的框图；
图14是详细示出了根据本公开的第一实施方式的像素电路的电路图；
图15A和图15B、图16A和图16B、图17A和图17B是逐步示出图14中所示的像素电路的操作的图；
图18是示出了根据本公开的第二实施方式的像素电路的电路图；
图19是示出了图18中所示的像素电路的驱动方法的波形图；以及
图20A至图20C是逐步示出了图18中所示的像素电路的驱动的电路图。
具体实施方式
从以下参照附图描述的实施方式中将更清楚地理解本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同形式来实现。相反，本实施方式将使得本公开的公开内容完整并且使本领域技术人员完整地理解本公开的范围。仅在所附权利要求的范围内限定本公开。
用于描述本公开的实施方式的附图中示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅是示例，并且本公开不限于此。贯穿说明书，相似的附图标记通常指代相似的元件。此外，在描述本公开时，可以省略已知相关技术的详细描述以避免不必要地模糊本公开的主题。
本文使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”和“由……组成”之类的术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非另外明确提及，否则对单数的任何引用可以包括复数。
即使没有明确提及，组件也被解释为包括普通的误差范围。
当使用诸如“在…上”、“在…上方”、“在…下”和“挨着”等术语来描述两个组件之间的位置关系时，除非这些术语与术语“紧接着”或“直接”一起使用，否则一个或更多个组件可能位于这两个组件之间。
可以使用术语“第一”、“第二”等将组件彼此区分开，但是组件的功能或结构不受组件前的序数或组件名称的限制。
在整个描述中，相同的附图标记指代相同的元件。
以下实施方式可以部分地或全部地彼此结合或组合并且可以以技术上的各种方式进行链接和操作。实施方式可以彼此独立地或相互关联地执行。
在本公开的显示装置中，像素电路可以包括多个晶体管。晶体管可以实现为包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(TFT)、包括低温多晶硅(LTPS)的LTPS TFT等。每个晶体管可以实现为p沟道TFT或n沟道TFT。在实施方式的描述中，基于其中像素电路的晶体管被实现为p沟道TFT的示例来描述像素电路的晶体管，但是本发明不限于此。
晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是为晶体管提供载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流动。漏极是载流子离开晶体管的电极。在晶体管中，载流子从源极流向漏极。在n沟道晶体管(NMOS)的情况下，由于载流子是电子，所以源极电压低于漏极电压，使得电子可以从源极流向漏极。在n沟道晶体管的情况下，电流在从漏极到源极的方向上流动。在p沟道晶体管(PMOS)的情况下，由于载流子是空穴，所以源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流向漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流向漏极，因此电流从源极流向漏极。应注意，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可以根据施加的电压而改变。因此，本公开不限制晶体管的源极和漏极。在以下描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
选通信号在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压被设置为比晶体管的阈值电压高的电压，并且栅极截止电压被设置为比晶体管的阈值电压低的电压。晶体管响应于栅极导通电压而导通，并响应于栅极截止电压而截止。在n沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以是栅极高电压VGH/VEH，而栅极截止电压可以是栅极低电压VGL/VEL。在p沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以是栅极低电压VGL/VEL，而栅极截止电压可以是栅极高电压VGH/VEH。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式。
图1是示出了根据本公开的实施方式的显示装置的框图。图2是示意性地示出了像素阵列的一些像素和布线的图。在图2中，省略了电源线。
参照图1和图2，根据本公开的实施方式的显示装置包括显示面板100和用于将输入图像的像素数据写入显示面板100的像素的显示面板驱动器。
显示面板100包括在屏幕上显示输入图像的像素阵列AA。像素阵列AA包括多条数据线DL、与数据线DL交叉的多条选通线GL、以由数据线DL和选通线GL限定的矩阵形式布置的像素P。
每个像素P可以划分为用于颜色实现的红子像素、绿子像素和蓝子像素。每个像素还可以包括白子像素。每个子像素包括驱动发光元件OLED的像素电路。像素电路包括发光元件OLED、通过根据栅源电压Vgs控制流过发光元件OLED的电流来驱动发光元件OLED的驱动元件、保持驱动元件的栅极电压的存储电容器等。驱动元件可以实现为晶体管。
子像素可以包括滤色器，但是可以省略。在下文中，像素可以被解释为与子像素具有相同的含义。
像素阵列AA包括多个像素行L1至Ln。像素行包括在沿行线方向(X轴方向)设置的一行上布置的像素。当像素阵列的分辨率为m*n时，像素阵列包括n个像素行L1至L(N)。布置在一个像素行上的像素共享选通线并连接到不同的数据线DL。沿列方向(Y轴方向)垂直布置的子像素共用相同的数据线。
一行数据的数据电压在一个水平时段1H期间被充入到一个像素行的像素，使得像素数据被写入一个像素行的像素。在一个帧时段期间，像素数据被写入像素阵列AA的全部像素行L1至Ln。
触摸传感器可以设置在显示面板100的屏幕上。触摸传感器可以实现为内嵌式(In-cell type)触摸传感器，该内嵌式触摸传感器以外嵌式(On-cell type)或外挂式(Add-on type)设置在显示面板的屏幕上，或嵌入在像素阵列中。
显示面板100可以实现为其中像素布置在诸如塑料基板或金属基板的柔性基板上的柔性显示面板。在柔性显示器中，可以通过卷绕、折叠和弯曲柔性显示面板来改变屏幕的尺寸和形状。柔性显示器可以包括可滑动显示器、可卷绕显示器、可弯曲显示器、可折叠显示器等。
由于显示面板制造过程中的工艺偏差和器件特性偏差，像素之间的驱动元件的电特性可能存在差异，并且随着像素驱动时间的推移，该差异可能增大。为了补偿像素之间的驱动元件的电特性偏差，可以将内部补偿技术或外部补偿技术应用于有机发光显示装置。
在内部补偿技术中，使用嵌入每个像素中的内部补偿电路来针对每个子像素感测驱动元件的阈值电压，并且通过阈值电压来补偿驱动元件的栅源电压Vgs。外部补偿技术使用外部补偿电路来实时感测根据驱动元件的电特性变化的驱动元件的电流或电压。外部补偿技术将输入图像的像素数据(数字数据)调制与针对每个像素感测到的驱动元件的电特性偏差(或变化)一样多，从而实时地补偿在每个像素中驱动元件的电特性偏差(或变化)。
显示面板驱动器可以通过应用内部补偿技术和/或外部补偿技术来驱动像素。在下文中，将基于应用内部补偿技术的示例来描述像素电路和显示面板驱动器，但本公开不限于此。
显示面板驱动器通过将输入图像的像素数据写入子像素中，来在显示面板100的像素阵列AA上再现输入图像。显示面板驱动器包括数据驱动单元110、选通驱动单元120和定时控制器130。显示面板驱动器还可以包括设置在数据驱动单元110和数据线DL之间的解复用器112。此外，显示面板驱动器还可以包括触摸传感器驱动单元。触摸传感器驱动单元驱动触摸传感器，将触摸传感器的输出信号与预设阈值进行比较以确定触摸输入，并将触摸输入的坐标数据发送到主机系统。
显示面板驱动器可以在低速驱动模式下操作。低速驱动模式可以分析输入图像，以在输入图像没有变化如预设时间那么多或在预定时间或更长时间内没有发生触摸输入时降低显示装置的功耗。在低速驱动模式下，当静止图像被输入达一定时间或更长时间时，可以降低像素的刷新率，从而将像素的写入数据的时段控制为较长时间，从而降低功耗。
刷新率可以不同于从主机系统200向定时控制器130发送的帧频率。刷新率是向像素写入新的像素数据的像素驱动频率。在正常驱动模式的情况下，可以以等于参考帧频率的刷新率驱动像素。参考帧频率可以预设为来自主机系统200的输入帧频率或正常驱动模式下像素的驱动频率。在低速驱动模式的情况下，数据可以以低于来自主机系统200的输入帧频率或参考帧频率的频率写入像素。在低速驱动模式下，定时控制器可以在低于输入帧频率或参考帧频率的帧频率的帧时段期间将像素数据发送给数据驱动单元110。因此，由于在低速驱动模式下以低于输入帧频率或参考帧频率的刷新率驱动像素，所以降低了数据驱动单元110、选通驱动单元120和像素P中的功耗。
当输入静止图像时，低速驱动模式不受限制。例如，当显示装置在待机模式下操作时或者当在预定时间或更长时间内没有向显示面板驱动器输入用户命令或输入图像时，显示面板驱动器可以在低速驱动模式下操作。
数据驱动单元110使用数模转换器(在下文中，称为“DAC”)，将从定时控制器130接收的数据转换为伽马补偿电压，以生成数据电压Vdata。数据可以包括输入图像的像素数据和驻留数据。伽马补偿电压从分压电路输出并且被输入到DAC，分压电路对伽马参考电压GMA进行分压以生成每个灰度级的电压。数据电压Vdata可以通过解复用器112提供给显示面板100的数据线DL。
在低速驱动模式下，数据驱动单元110在垂直消隐时段期间将从定时控制器130输入的驻留数据转换为伽马补偿电压，并输出驻留电压Vpark。在低速驱动模式下，驻留电压Vpark在垂直消隐时段期间通过数据线施加给像素。驻留电压Vpark具有与驻留数据的数据值相对应的电压电平。因此，定时控制器130可以以子像素为单位、以像素为单位、以像素行为单位、或者以帧为单位，改变施加给像素的驻留电压Vpark，作为发送给数据驱动单元110的驻留数据。
解复用器112将通过数据驱动单元110的一个通道输出的数据电压Vdata时分并分配给多条数据线DL。借助解复用器112，可以减少数据驱动单元110的通道数量。
选通驱动单元120可以通过向显示面板100的像素行依次施加选通信号，来依次扫描像素行。当施加选通信号时，像素行的像素被充入与选通信号同步的数据电压Vdata。
选通驱动单元120可以与像素阵列的TFT阵列一起实现为直接形成在显示面板100上的边框区域BZ上的面板内栅极(GIP)电路。选通驱动单元120在定时控制器130的控制下向选通线GL输出选通信号。选通驱动单元120可以使用移位寄存器对选通信号进行移位并且将移位后的信号依次提供给选通线GL。选通信号的电压在栅极截止电压VGH/VEH和栅极导通电压VGL/VEL之间摆动。选通信号包括扫描信号和用于控制像素的发光时间的发光控制信号(在下文中，称为“EM信号”)。选通线可以分为被施加扫描信号的扫描线和被施加EM信号的EM线(或发光控制线)。
选通驱动单元120可以设置在显示面板100的左边框和右边框中的每个边框上，以按照双馈方法向选通线GL提供选通信号。在双馈方法中，两侧的选通驱动单元120同步，使得可以在一条选通线的两端同时施加选通信号。在另一实施方式中，选通驱动单元120可以设置在显示面板100的左边框或右边框的任一侧，以按照单馈方法向选通线GL提供选通信号。
选通驱动单元120可以包括第一选通驱动单元121和第二选通驱动单元122。第一选通驱动单元121输出扫描信号的脉冲并根据移位时钟对扫描信号的脉冲进行移位。第二选通驱动单元122输出EM信号的脉冲并根据移位时钟对EM信号的脉冲进行移位。在无边框的型号的情况下，构成第一选通驱动单元121和第二选通驱动单元122的开关元件中的至少一些可以分开设置在像素阵列中。
定时控制器130在正常驱动模式下以参考帧频率控制像素P的刷新率。此外，定时控制器130在低速驱动模式下以低于参考帧频率的频率控制像素P的刷新率。在低速驱动模式下，定时控制器130可以在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据。
定时控制器130在正常驱动模式下以参考帧频率向数据驱动单元110发送像素数据。定时控制器130在低速驱动模式下以低于参考帧频率的刷新率向数据驱动单元发送像素数据，并在低速驱动模式下在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据。数据驱动单元110将像素数据转换为数据电压并将驻留数据转换为驻留电压。
定时控制器130从主机系统接收输入图像的像素数据和与像素数据同步的定时信号。定时信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、时钟CLK、数据使能信号DE等。垂直同步信号Vsync的一个周期是一个帧时段。水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期是一个水平时段1H。数据使能信号DE的脉冲与要写入一个像素行的像素的一行数据同步。由于可以通过对数据使能信号DE进行计数而获知帧时段和水平时段，因此可以省略垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。
主机系统可以是电视机(TV)系统、机顶盒、导航系统、个人计算机(PC)、车辆系统、家庭影院系统、移动装置或可穿戴装置的主电路板。在移动装置或可穿戴装置中，定时控制器130、数据驱动单元110和电源单元150可以集成到一个驱动IC(D-IC)中，如图2所示。主机系统可以对从触摸传感器驱动单元输入的触摸输入的坐标数据进行响应并且与触摸输入相对应地执行应用或处理数据。在图2中，附图标记“200”表示主机系统。在移动装置中，主机系统可以被实现为应用处理器(AP)。
定时控制器130可以将输入帧频率乘以i倍，并以输入帧频率×i Hz(i是大于0的正整数)的帧频率控制显示面板驱动器110、112和120的操作定时。输入帧频率在国家电视标准委员会(NTSC)系统中为60Hz，而在逐行倒相(PAL)系统中为50Hz。定时控制器130或主机系统200可以在低速驱动模式下将帧频率降低至1Hz至30Hz之间的频率，以降低像素的刷新率。
定时控制器130基于从主机系统接收的定时信号Vsync、Hsync和DE，生成用于控制数据驱动单元110的操作定时的数据定时控制信号、用于控制解复用器112的操作定时的MUX信号、以及用于控制选通驱动单元120的操作定时的选通定时控制信号。
选通定时控制信号可以包括起始脉冲、移位时钟等。从定时控制器130输出的选通定时控制信号的电压电平可以通过电平转换器(未示出)被转换为栅极截止电压VGH/VEH和栅极导通电压VGL/VEL以提供给选通驱动单元120。电平转换器可以将选通定时控制信号的低电平电压转换为栅极导通电压VGL，并且将选通定时控制信号的高电平电压转换为栅极截止电压VGH。
电源单元150可以包括电荷泵、调节器、降压转换器、升压转换器等。电源单元150通过调整来自主机系统的DC输入电压，生成用于驱动显示面板驱动器和显示面板100所需的电力。电源单元150可以输出诸如伽马参考电压GMA、栅极截止电压VGH/VEH、栅极导通电压VGL/VEL、像素驱动电压VDD、低电位电源电压VSS、初始化电压Vini和参考电压Vref之类的DC电压。伽马参考电压GMA被提供给数据驱动单元110。栅极截止电压VGH/VEH和栅极导通电压VGL/VEL被提供给选通驱动单元120。像素驱动电压VDD、低电位电源电压VSS、初始化电压Vini和参考电压Vref通过图2中省略的电源线共同提供给像素电路。像素驱动电压VDD被设置为高于低电位电源电压VSS、初始化电压Vini和参考电压Vref的电压。
图3是示出了1帧时段的图。在图3中，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Vsync和数据使能信号DE是与输入图像的像素数据同步的定时信号。
参照图3，一(1)个帧时段(1帧)被划分为在其间将输入图像的像素数据写入像素的有效区间AT和没有像素数据的垂直消隐时段VB。
垂直消隐时段VB是在第N-1(N是自然数)帧时段的有效区间AT和第N帧时段的有效区间AT之间的在定时控制器130中不接收像素数据的消隐时段。垂直消隐时段VB包括垂直同步时间VS、垂直前沿FP和垂直后沿BP。
垂直同步信号Vsync定义一个帧时段。水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个脉冲周期是一个水平时段1H。数据使能信号DE定义了有效数据区段，该有效数据区段包括要在有效区间AT期间写入像素的像素数据。数据使能信号DE的脉冲与要写入显示面板100的一个像素行的像素的一行像素数据同步。
定时控制器130可以通过相同的布线将数据与时钟一起发送给数据驱动单元110。例如，由定时控制器130生成的时钟和数据可以以嵌入式时钟点对点接口(EPI)接口协议中定义的数据格式进行编码，并发送给数据驱动单元110。
在EPI接口中，数据驱动单元110将从定时控制器130输入的时钟进行倍乘并恢复时钟以生成用于采样数据的内部时钟。定时控制器130向数据驱动单元110发送前导时钟或时钟训练模式时钟，使得可以锁定数据驱动单元110中恢复的时钟的相位。
在EPI接口协议中，定时控制器130可以在帧时段之间的垂直消隐时段VB期间以及在一行数据之间的水平消隐时段HB期间向数据驱动单元110发送数据和时钟。数据驱动单元110通过基于前导时钟执行时钟训练操作来恢复从定时控制器130接收的时钟，以生成用于数据采样的内部时钟。数据驱动单元110根据内部时钟定时对从定时控制器130接收的数据进行采样和锁存，并通过DAC将数据转换为数据电压。
图4是例示了在1个帧时段的有效区间AT期间从定时控制器130发送给数据驱动单元110的数据的示例的图。图4示出了EPI接口协议中定义的数据传输方法。
参照图4，定时控制器130可以在每个帧时段的有效区间AT期间向数据驱动单元110发送在每个水平时段的第一阶段Phase-I、第二阶段Phase-II和第三阶段Phase-III中定义的信号。在一个水平时段1H期间，第一阶段Phase-I、第二阶段Phase-II和第三阶段Phase-III的信号可以被发送给数据驱动单元110。
定时控制器130在一个水平时段1H的水平消隐HB期间向数据驱动单元110发送第一阶段Phase-I和第二阶段Phase-II的信号，并且在数据使能信号DE的脉冲区段期间向数据驱动单元110发送第一阶段Phase-I和第二阶段Phase-II的信号。
在第一阶段Phase-I中，定时控制器130向数据驱动单元110发送预定频率的前导时钟。定时控制器130响应于在输出前导时钟之后从数据驱动单元110输入的锁定信号反馈而执行第二阶段Phase II，并且向数据驱动单元110发送控制数据分组CTRL。锁定信号是数据驱动单元110生成的并且当在数据驱动单元110中恢复的内部时钟的相位固定时被发送给定时控制器130。控制数据分组CTRL可以包括数据定时控制信号、MUX信号、选通定时控制信号等。
定时控制器130在第二阶段Phase-II之后执行第三阶段Phase-III，以向数据驱动单元110发送包括输入图像的像素数据的像素数据分组RGB。
定时控制器130可以在低速驱动模式下在垂直消隐时段VB期间向数据驱动单元110发送驻留数据。在低速驱动模式下，数据驱动单元110通过DAC将从定时控制器130输入的驻留数据转换为数据电压。从数据驱动单元110输出的驻留数据的数据电压可以通过数据线DL被施加到每个子像素的像素电路。
图5是例示了根据本公开的实施方式的驱动显示装置的方法的流程图。在该驱动方法中，主机系统200和/或定时控制器130确定输入图像和触摸输入以选择驱动模式。在下文中，主机系统200的图形处理单元或定时控制器130可以被解释为控制单元。
参照图5，控制单元分析输入图像数据以确定图像数据是否是静止图像(S1和S2)。如果存储于存储器中的先前的帧数据与当前输入的帧数据基本相同，则控制单元可以确定为静止图像。控制单元确定静止图像是否持续预定时间或更长。
控制单元从触摸传感器驱动单元接收触摸输入的坐标数据，以确定触摸输入。控制单元在没有生成触摸输入而是输入了静止图像数据时，进入低速驱动模式，并将帧频率降低到低于参考帧频率的频率(S3和S4)。控制单元基于低速驱动模式下的帧频率，控制数据驱动单元110和选通驱动单元120的操作定时，以降低像素的刷新率。在低速驱动模式下，在像素数据以预定时间间隔写入像素后，像素在超过一个帧时段内不接收新数据并保持先前的数据。在低速驱动模式下，可以在帧中的不向像素输入数据的垂直消隐时段期间向数据驱动单元110输入驻留数据。在随后的驱动模式下，像素的刷新率低于正常驱动模式的参考频率。在低速驱动模式下，在垂直消隐时段VB期间向像素施加驻留电压(S5)。
当输入图像为运动图像或生成了触摸输入时，控制单元在正常驱动模式下控制像素的刷新率(S6)。控制单元基于正常驱动模式下的参考帧频率，控制数据驱动单元110和选通驱动单元120的操作定时。在正常驱动模式下，在每个帧时段内向像素写入像素数据。在这种情况下，刷新率等于参考帧频率。因此，在正常驱动模式下，通过在每个帧时段内接收新像素数据来刷新像素。
图6是例示了在正常驱动模式和低速驱动模式下改变帧频率的示例的图。
参照图6，在正常驱动模式下被设置为帧频率的参考帧频率可以设置为120Hz。在这种情况下，1个帧时段是1/120秒。在正常驱动模式下，在每个帧时段内向像素施加像素数据的数据电压，使得像素数据被写入像素。在下文中，将像素数据写入像素的帧时段称为“刷新帧”，如图6所示。
低速驱动模式的帧频率可以降低到24Hz。在这种情况下，刷新帧频率为1/24Hz。因此，与正常驱动模式相比，在低速驱动模式下向像素写入像素数据的刷新帧之间的不输入像素数据的垂直消隐时段VB被扩展和延长。第N(N是自然数)刷新帧与第N+1刷新帧之间的垂直消隐时段VB可以被划分为向显示面板100的数据线DL施加驻留电压Vpark的多个复位子帧。
在低速驱动模式下在第N复位帧时段期间向像素写入像素数据之后，在随后的垂直消隐时段VB期间不向像素写入像素数据，而是保持先前的数据。
图7是例示了在低速驱动模式下从定时控制器发送给数据驱动单元的驻留数据的图。
参照图7，在低速驱动模式下，定时控制器130在至少一个垂直消隐时段VB期间向数据驱动单元110发送驻留数据(Vpark值)。数据驱动单元110的DAC将驻留数据转换为伽马补偿电压并输出驻留电压Vpark。在图7中，“Ln-1”和“Ln”是第N刷新帧时段FR(N)的最后一个像素行和先前像素行的数据。“L1”和“L2”是在垂直消隐时段(VB)之后恢复的第(N+1)个刷新帧时段FR(N+1)中的第一像素行和第二像素行的数据。“前导码(Preamble)”是前导时钟数据。
定时控制器130可以在驻留数据DPARK之前向数据驱动单元110发送预定起始码ST。当在低速驱动模式下在垂直消隐时段VB期间接收到的数据流中检测到起始码ST时，数据驱动单元110对检测到起始码ST之后接收到的驻留数据DPARK进行采样，并将其转换为驻留电压Vpark。
图8是示意性示出了本公开的像素电路的示意图。
参照图8，像素电路可以包括第一至第三电路单元10、20和30以及第一至第三连接单元12、23和13。在这些像素电路中，可以省略或添加一个或更多个组件，并且可以包括外部补偿电路或内部补偿电路。
第一电路单元10向驱动元件DT提供数据电压Vdata。驱动元件DT可以被实现为包括栅极DRG、源极DRS和漏极DRD的晶体管。第二电路单元20接收像素驱动电压VDD并对连接到驱动元件DT的栅极DRG的电容器Cst进行充电。第三电路单元30向发光元件OLED提供流过驱动元件DT的电流。发光元件OLED将电流转换为光。第一连接单元12连接第一电路单元10和第二电路单元20。第二连接单元23连接第二电路单元20和第三电路单元30。第三连接单元13连接第三电路单元30和第一电路单元10。
图9是示出了在低速驱动模式下像素电路在有效区间期间的操作的电路图。图10是示出了在低速驱动模式下像素电路在垂直消隐时段期间的操作的电路图。
参照图9和图10，像素电路包括用于驱动发光元件OLED的驱动元件DT、连接在驱动元件DT的第一电极与数据线DL之间的第一开关元件S1、以及用于对驱动元件DT和发光元件OLED之间的电流路径进行开关的第二开关元件S2。
第一开关元件S1响应于扫描信号SCAN的栅极导通电压VGL而导通。第一开关元件S1根据扫描信号SCAN的栅极导通电压VGL导通，以将数据线DL连接至驱动元件DL的第一电极。第二开关元件S2根据EM信号EM的栅极导通电压VEL导通。第二开关元件S2根据EM信号EM的栅极导通电压VEL导通以将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件OLED的阳极电极。
可以在初始化步骤、采样步骤和发光步骤中的有效区间AT期间驱动像素电路。在发光步骤中，第一开关元件S1截止并且第二开关元件S2导通。如图9所示，在发光步骤中，电流通过像素驱动电压VDD、驱动元件DT和第二开关元件S2流至发光元件OLED。在低速驱动模式下，在刷新帧时段期间向数据线施加像素数据的数据电压Vdata，而在垂直消隐时段VB期间施加驻留电压Vpark。
在低速驱动模式下，在至少一个垂直消隐时段VB期间向数据线DL施加驻留电压Vpark。在垂直消隐时段VB期间，第一开关元件S1和第二开关元件S2处于截止状态。因此，驻留电压Vpark不直接施加到驱动元件DT和发光元件OLED。
如图10所示，驻留电压Vpark通过寄生电容器CP施加到驱动元件DT的栅极，以抑制驱动元件DT的栅极电压的波动。因此，本公开可以在低速驱动模式下使驱动元件DT的栅极电压稳定，以防止像素的亮度改变。
图11是例示了根据本公开的第一实施方式的定时控制器130的框图。
参照图11，定时控制器130包括数据接收单元131、数据处理单元132、帧频率确定单元133、位置确定单元134、驻留数据生成单元135、选择单元136、以及数据传输单元137。定时控制器130还包括用于输出选通定时控制信号的选通控制单元140。
数据接收单元131从主机系统200接收输入图像的像素数据RGB DATA以及与数据RGB DATA同步的定时信号DE、Vsync和Hsync。数据接收单元131可以通过标准接口(例如，嵌入式显示端口(eDP))接收像素数据RGB DATA和定时信号DE、Vsync和Hsync。
数据处理单元132将像素数据RGB DATA提供给选择单元136。数据处理单元132可以将像素数据存储在帧缓冲器141中，并根据显示面板上的像素布置和子像素的颜色布置将所接收的像素数据RGB DATA重新排列以将其提供给选择单元136。
帧频率确定单元133对定时信号DE、Vsync和Hsync进行计数，以确定当前输入数据的帧频率。主机系统200可以降低在低速驱动模式下的帧频率。因此，帧频率确定单元133可以根据帧频率来确定当前驱动模式是正常驱动模式还是低速驱动模式。帧频率确定单元133输出指示帧频率的信号。
位置确定单元134对数据使能信号DE进行计数，并确定当前输入的像素数据在像素阵列AA的哪个位置处被写入像素。位置确定单元134输出指示当前输入的像素数据被写入的像素位置的信号。
驻留数据生成单元135接收来自帧频率确定单元133的输出信号和来自位置确定单元134的输出信号。驻留数据生成单元135基于帧频率信息以及像素数据被写入的像素位置信息，来确定并输出低速驱动模式下的驻留数据。
在低速驱动模式下，主机系统200可以降低输入图像数据的帧频率并将其发送给定时控制器130。低速驱动模式的帧频率可以是低于参考帧频率的特定帧频率，但该频率可以依据主机系统200而变化。
驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为随着在低速驱动模式下帧频率的增加而降低的值。在这种情况下，驻留电压Vpark降低。
像素数据值越高，施加到像素电路的数据电压Vdata越大。驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为与像素数据成比例的值，使得驻留电压Vpark随着像素数据值的增加而增加。
参照图12，当从图12所示的像素扫描方向观看时，驻留数据生成单元135将驻留数据DPARK确定为随着像素行的编号的增加而升高的值。因此，可以在具有较晚扫描顺序的像素行中补偿像素驱动电压VDD的IR压降。在这种情况下，施加到具有较晚扫描顺序的第n像素行Ln的像素的驻留电压Vpark可以高于施加到第一像素行L1的像素的驻留电压Vpark。
驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为指示特定电压值的帧代表值，使得在低速驱动模式下向全部像素施加相同的驻留电压Vpark。帧代表值可以被设置为一帧数据的平均值，但不限于此。
驻留电压Vpark可以根据驻留数据DPARK以子像素为单位、以像素为单位、以像素行为单位或以帧为单位而变化。例如，驻留数据生成单元135可以独立地确定每个像素的驻留数据，使得可以施加驻留电压Vpark作为在先前帧中充入到像素的数据电压或略高于数据电压的电压。另选地，可以基于要写入一个像素行的像素中的行数据的平均值，将驻留数据确定为以像素行为单位的代表值。
选择单元136响应于选择信号SEL而选择来自数据处理单元132的像素数据DATA′和来自驻留数据生成单元135的驻留数据DPARK，以将其提供给数据传输单元137。选择信号SEL在低速驱动模式和正常驱动模式下具有不同的逻辑值。选择信号SEL可以由主机系统200或帧频率确定单元133生成。
在正常驱动模式下，选择单元136在每个帧时段的有效区间AT期间将来自数据处理单元132的像素数据提供给数据传输单元137。
在低速驱动模式下，选择单元136在刷新帧时段的有效区间AT期间将来自数据处理单元132的像素数据提供给数据传输单元137。在低速驱动模式下，选择单元136在至少一个垂直消隐时段期间将来自驻留数据生成单元135的驻留数据DPARK提供给数据传输单元137。
数据传输单元137以符合定时控制器130和数据驱动单元110之间的数据通信的接口协议(例如，EPI接口协议)的数据传输方法，将来自选择单元136的数据DATA′和DPRAK发送给数据驱动单元110。数据驱动单元110将通过EPI接口所接收到的像素数据输入到DAC，以将像素数据转换为数据电压Vdata并且将驻留数据DPARK转换为驻留电压Vpark。
选通控制单元140对定时信号DE、Vsync和Hsync进行计数，以生成具有预设选通定时控制值的选通定时控制信号GCS。
图13是例示了根据本公开的第二实施方式的定时控制器的框图。在图13中，与第一实施方式的组件基本相同的组件由相同的附图标记表示，并且省略了其详细描述。
参照图13，定时控制器130包括数据接收单元131、数据处理单元132、补偿单元138、帧频率确定单元133、位置确定单元134、驻留数据生成单元135、选择单元136、以及数据传输单元137。定时控制器130还包括选通控制单元140。
数据处理单元132可以将像素数据RGB DATA提供给选择单元136。数据处理单元132将像素数据存储在帧缓冲器141中，并根据显示面板的像素布置和子像素的颜色布置对所接收到的像素数据RGB DATA重新排列，以将其提供给补偿单元138。
补偿单元138基于每个像素的预定劣化预测模型对每个像素的每个像素的像素数据求和，以基于求和的累积值根据每个像素的驱动时间的流逝来确定每个像素的劣化量。补偿单元138按照劣化预测模型通过基于像素的劣化量将预定补偿值添加到像素数据或与像素数据相乘来调制像素数据，从而补偿像素的劣化。因此，可以防止显示装置的余像并且可以延长显示装置的寿命。
补偿单元138向驻留数据生成单元135提供指示每个像素的劣化量的劣化量数据DET。
驻留数据生成单元135接收来自帧频率确定单元133的帧频率信息、来自位置确定单元134的像素位置信息、以及来自补偿单元138的关于每个像素的劣化量的信息。驻留数据生成单元135基于帧频率信息、像素位置信息和关于每个像素的劣化量的信息，来确定驻留数据DPARK。
驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为随着在低速驱动模式下帧频率的增加而降低的值。驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为与像素数据成比例的值，使得驻留电压Vpark随着像素数据值的增加而增加。此外，驻留数据生成单元135可以在扫描顺序较晚的像素行中将驻留数据确定为较高值，以便与具有较早扫描顺序的像素行相比，在具有较晚扫描顺序的像素行中增加驻留电压Vpark。
在低速驱动模式下，在每个刷新帧内向全部像素写入像素数据。包括与刷新帧中的全部像素相对应的像素数据的一帧数据被输入到定时控制器130。驻留数据生成单元135可以将驻留数据DPARK确定为帧代表值，使得在低速驱动模式下向全部像素施加相同的驻留电压Vpark。帧代表值可以被确定为一帧数据的平均值。
驻留数据生成单元135可以独立地确定每个像素的驻留数据，使得可以应用驻留电压Vpark作为在先前帧中充入像素的数据电压或略高于充入的数据电压的电压。另外，可以基于要写入一个像素行的像素中的行数据的平均值，将驻留数据确定为以像素行为单位的代表值。
驻留数据生成单元135可以基于像素劣化量信息随着每个像素中的像素劣化量增加而增加驻留数据值，以增加驻留电压Vpark。
图14是示出了根据本公开的第一实施方式的像素电路的电路图。
参照图14，像素电路包括发光元件OLED、驱动元件DT、多个开关元件M1至M6、电容器Cst等。驱动元件DT和开关元件M1至M6可以实现为p沟道开关元件。
像素驱动电压VDD通过VDD线PL1提供给像素电路。低电位电源电压VSS通过VSS线PL2共同提供给像素的像素电路。初始化电压Vini通过Vini线PL3共同提供给像素的像素电路。像素电路被提供有选通信号，诸如第N-1扫描信号SCAN(N-1)、第N扫描信号SCAN(N)和EM信号EM(N)。第N-1扫描信号SCAN(N-1)与第N-1像素行的数据电压Vdata同步。第N扫描信号SCAN(N)与第N像素行的数据电压Vdata同步。第N扫描信号SCAN(N)的脉冲被生成为具有与第N-1扫描信号SCAN(N-1)相同的脉冲宽度，并且比第N-1扫描信号SCAN(N-1)的脉冲更晚地生成。
驱动元件DT通过根据栅源电压Vgs控制流过发光元件OLED的电流来驱动发光元件OLED。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。第一节点n1连接到电容器Cst、驱动元件DT的栅极和第四开关元件M4的第一电极。第二节点n2连接到第一开关元件M1的第一电极和第三开关元件M3的第二电极。第三节点n3连接到驱动元件DT的第二电极、第四开关元件M4的第二电极和第二开关元件M2的第一电极。
发光元件OLED的阳极电极AND连接到第四节点n4，并且阴极电极CAT连接到被施加低电位电源电压VSS的VSS线PL2。第四节点n4连接到发光元件OLED的阳极电极AND、第二开关元件M2的第二电极、以及第六开关元件M6的第二电极。发光元件OLED可以包括形成于阳极电极AND和阴极电极CAT之间的电容器。
电容器Cst连接在VDD线PL1和第一节点n1之间。
第一开关元件M1根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以将数据线DL连接到第二节点n2。第一开关元件M1包括连接到被施加第N扫描信号SCAN(N)的第二选通线GL2的栅极、连接到第二节点n2的第一电极以及连接到数据线DL的第二电极。
第二开关元件M2根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通，以将第三节点n3连接到第四节点n4。第二开关元件M2的栅极连接到被施加EM信号EM(N)的第三选通线GL3。第二开关元件M2的第一电极连接到第三节点n3，并且第二开关元件M2的第二电极连接到第四节点n4。
第三开关元件M3根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通，以将VDD线PL1连接至驱动元件DT的第一电极。第三开关元件M3包括连接到第三选通线GL3的栅极、连接到VDD线PL1的第一电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
第四开关元件M4根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以连接第一节点n1和第三节点n3。第四开关元件M4包括连接到第二选通线GL2的栅极、连接到第一节点n1的第一电极以及连接到第三节点n3的第二电极。
由于第四开关元件M4仅在一个帧时段期间的其中第N扫描信号SCAN(N)被生成为栅极导通电压VGL的极短的1个水平时段1H中导通，因此第四开关元件M4保持截止状态达近似1个帧时段。因此，通过第四开关元件M4可能产生漏电流。为了抑制第四开关元件M4的漏电流，第四开关元件M4可以实现为具有两个晶体管串联连接的双栅结构的晶体管。
第五开关元件M5根据第N-1扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL导通，以将第一节点n1连接到Vini线PL3。第五开关元件M5包括连接到被施加第N-1扫描信号SCAN(N-1)的第一选通线GL1的栅极、连接到第一节点n1的第一电极、以及连接到Vini线PL3的第二电极。为了抑制第五开关元件M5的漏电流，第五开关元件M5可以实现为具有两个晶体管串联连接的双栅结构的晶体管。
第六开关元件M6根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以将Vini线PL3连接到第四节点n4。第六开关元件M6包括连接到第二选通线GL2的栅极、连接到Vini线PL3的第一电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
图15A至图17B是逐步示出图14中所示的像素电路的操作的图。图15A是示出了在初始化步骤Ti中流经像素电路的电流路径的电路图。图16A是示出了在采样步骤Ts中在像素电路中流动的电流路径的电路图。图17A是示出了在发光步骤Tem中在像素电路中流动的电流路径的电路图。图15B、图16B和图17B是示出了施加到图14所示的像素电路的选通信号的波形图。在图15A、图16A和图17A中，箭头表示像素电路中流动的电流。
参照图15A和图15B，第N-1扫描信号SCAN(N-1)在初始化步骤Ti中的电压是栅极导通电压VGL。在初始化步骤Ti中，第N扫描信号SCAN(N)和EM信号EM(N)是栅极截止电压VEH。第五开关元件M5在初始化步骤Ti中根据第N-1扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL导通，以将第一节点n1放电至初始化电压Vini。在这种情况下，第一节点n1被初始化。
在图16A和图16B中，第N扫描信号SCAN(N)在采样步骤Ts中的电压是栅极导通电压VGL。在采样步骤Ts中，第N-1扫描信号SCAN(N-1)和EM信号EM(N)是栅极截止电压VGH/VEH。第一开关元件M1和第二开关元件M2在采样步骤Ts中根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通。在采样步骤Ts中，数据电压Vdata被施加到第二节点n2，并且第一节点n1的电压变为Vdata+Vth。“Vth”是驱动元件DT的阈值电压。因此，在采样步骤Ts中，驱动元件DT的阈值电压Vth被采样并充电至第一节点n1中。
参照图17A和图17B，在发光步骤Tem中，EM信号EM(N)的电压是栅极导通电压VGL。在发光步骤Tem中，第N-1扫描信号SCAN(N-1)和第N扫描信号SCAN(N)是栅极截止电压VGH。第二开关元件M2和第三开关元件M3在发光步骤Tem中根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通。在发光步骤Tem期间，电流通过驱动元件DT流至发光元件OLED，使得发光元件OLED可以发光。根据驱动元件DT的栅源电压Vgs来调整在发光元件OLED中流动的电流。在发光步骤Tem期间，驱动元件DT的栅源电压Vgs为Vgs＝Vdata+Vth-VDD。
在垂直消隐时段VB期间，开关元件M1至M6处于截止状态。在低速驱动模式下，驻留电压Vpark在至少一个垂直消隐时段VB期间被施加至数据线DL，以使驱动元件DT的栅极电压稳定。
图18是示出了根据本公开的第二实施方式的像素电路的电路图。图19是示出了图18所示的像素电路的驱动方法的波形图。
参照图18和图19，像素电路包括发光元件OLED、驱动元件DT、多个开关元件M1至M9、电容器(Cst)等。驱动元件DT和开关元件M1至M9可以实现为p沟道开关元件。
驱动元件DT通过根据栅源电压Vgs控制流向发光元件OLED的电流，来驱动发光元件OLED。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。
发光元件OLED的阳极电极AND连接到第四节点n4，并且阴极电极CAT连接到被施加低电位电源电压VSS的VSS线PL2。发光元件OLED可以包括形成于阳极电极AND和阴极电极CAT之间的电容器Coled。
电容器Cst连接在VDD线PL1和第一节点n1之间。
第一开关元件M1根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以将数据线DL连接到第二节点n2。第二开关元件M2根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通，以将第三节点n3连接到第四节点n4。第三开关元件M3根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通，以将VDD线PL1连接至驱动元件DT的第一电极。EM信号EM(N)通过第三选通线GL3提供给像素电路。
第四开关元件M4根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以连接第一节点n1和第三节点n3。第N扫描信号SCAN(N)通过第二选通线GL2提供给像素P。为了抑制第四开关元件M4的漏电流，第四开关元件M4可以实现为具有两个晶体管串联连接的双栅结构的晶体管。
第五开关元件M5根据第N-1扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL导通，以将第一节点n1连接至Vini线PL3。第五开关元件M5包括连接到第一选通线GL1的栅极、连接到第一节点n1的第一电极、以及连接到Vini线PL3的第二电极。第N-1扫描信号SCAN(N-1)通过第一选通线GL1提供给像素电路。为了抑制第五开关元件M5的漏电流，第五开关元件M5可以实现为具有两个晶体管串联连接的双栅结构的晶体管。
第六开关元件M6根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以将Vini线PL3连接到第四节点n4。第六开关元件M6包括连接到第二选通线GL2的栅极、连接到Vini线PL3的第一电极以及连接到第四节点n4的第二电极。
第七开关元件M7根据EM信号EM(N)的栅极导通电压VEL导通，以将VDD线PL1连接到第五节点n5。第七开关元件M7的栅极连接到被施加EM信号EM(N)的第三选通线GL3。第七开关元件M7的第一电极连接到VDD线PL1，并且第二电极连接到第五节点n5。第五节点n5连接到电容器Cst、第七开关元件M7的第二电极、第八开关元件M8的第二电极和第九开关元件M9的第二电极。第七开关元件M7在发光步骤Tem中导通，以向第一节点n1施加像素驱动电压VDD，使得驱动元件DT的栅源电压被设置为Vref-Vdata。因此，根据本公开，由于在使用第七开关元件M7的发光步骤Tem中通过驱动元件DT流向发光元件OLED的电流不受像素驱动电压VDD的影响，因此可以防止由于像素驱动电压VDD的IR压降引起的亮度偏差。
第八开关元件M8在初始化步骤Ti中根据第N-1扫描信号SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL导通，以将被施加参考电压Vref的参考电压线PL4连接至第五节点n5。第八开关元件M8的栅极连接到被施加第N-1扫描信号SCAN(N-1)的第一选通线GL1。第八开关元件M8的第一电极连接到Vref线PL4，并且第二电极连接到第五节点n5。
第九开关元件M9根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通，以在采样步骤Ts中将被施加参考电压Vref的参考电压线PL4连接至第五节点n5。第九开关元件M9的栅极连接到被施加第N扫描信号SCAN(N)的第二选通线GL2。第九开关元件M9的第一电极连接至参考电压线PL4，并且第二电极连接至第五节点n5。
第八开关元件M8和第九开关元件M9在初始化步骤Ti和采样步骤Ts中将第五节点n5的电压保持为参考电压Vref。
像素电路在每个子像素中实时采样驱动元件DT的阈值电压Vth，以通过阈值电压Vth补偿数据电压Vdata。在这种像素电路的情况下，由于向第一电容Cst施加参考电压Vref，因此即使电容器Cst在制造过程中变为短路，暗点也是有缺陷的，并且因此图像质量不会受到不利影响。图18所示的像素电路可以直接向驱动元件DT施加数据线DL的电压，以对驱动元件DT的阈值电压Vth进行采样并补偿像素驱动电压VDD的IR压降以根据屏幕位置改善亮度偏差。
图20A至图20C是逐步示出了图18所示的像素电路的驱动的电路图。图20A是示出了在初始化步骤Ti中在图18所示的像素电路中流动的电流路径的电路图。图20B是示出了在采样步骤Ts中在图18所示的像素电路中流动的电流路径的电路图。图20C是示出了在发光步骤Tem中在图18所示的像素电路中流动的电流路径的电路图。保持步骤Th可以设置在采样步骤Ts和发光步骤Tem之间。在保持步骤中，像素电路的全部开关元件截止，使得像素电路的主要节点可以浮置。
参照图19和图20A，在初始化步骤Ti中，第N-1扫描信号SCAN(N-1)被生成为栅极导通电压VGL的脉冲。在这种情况下，第N扫描信号SCAN(N)和第N EM信号EM(N)保持栅极截止电压VGH/VEH。因此，在初始化步骤Ti中，第五开关元件M5和第八开关元件M8导通，而其余开关元件M1至M4、M6、M7和M9保持截止状态。
第N-1像素行的采样步骤Ts和第N-1像素行的初始化步骤Ti由第N-1扫描信号SCAN(N-1)同时生成。第N-1扫描信号SCAN(N-1)与要写入第N-1像素行的子像素的数据电压Vdata同步，使得向布置在第N-1像素行上的子像素的第一节点n1提供数据电压Vdata。同时，第N-1扫描信号SCAN(N-1)向第N像素行的子像素中的第五节点n5提供像素驱动电压VDD。
在初始化步骤Ti中，由于第二开关元件M2和第三开关元件M3处于截止状态，因此第二节点n2的电压(即，驱动元件DT的第一电极电压)处于浮置状态。因为第五开关元件M5在初始化步骤Ti中导通，所以第一节点n1的电压被初始化为初始化电压Vini。由于第八开关元件M8在初始化步骤Ti中导通，因此第五节点n5的电压为像素驱动电压VDD。
参照图19和图20B，在采样步骤Ts中，第N扫描信号SCAN(N)被生成为栅极导通电压VGL的脉冲，并且从数据驱动单元110输出要写入第N像素行的子像素的数据电压Vdata。在这种情况下，第N-1扫描信号SCAN(N-1)被反相为栅极截止电压VGH，并且第N EM信号EM(N)保持栅极截止电压VEH。因此，在采样步骤Ts中，第一开关元件M1、第四开关元件M4、第六开关元件M6和第九开关元件M9导通，而其余开关元件M2、M3、M5、M7和M8保持处于截止状态。
在第N像素行的采样步骤Ts中，要写入第N像素行的子像素的数据电压Vdata与第N扫描信号SCAN(N)的脉冲同步，使得它被提供给布置在第N像素行上的子像素的节点n2。
在采样步骤Ts中，第四开关元件M4导通，以连接驱动元件DT的栅极与第二电极。由于在采样步骤Ts中第一节点n1和第三节点n3通过第四开关元件M4连接，因此当驱动元件DT的栅极电压DTG增加并达到驱动元件DT的阈值电压Vth的绝对值(|Vth|)时，驱动元件DT截止。因此，在采样步骤Ts和保持步骤Th中，Vref-(Vdata-|Vth|)被存储在第一电容器Cst中，使得驱动元件DT的阈值电压Vth被采样。第四开关元件M4在发光步骤Tem中截止并保持截止状态，使得流过驱动元件DT的电流流向发光元件OLED。
在采样步骤Ts中，由于第一开关元件M1导通且第三开关元件M3处于截止状态，因此第二节点n2的电压DTS为数据电压Vdata。在采样步骤Ts中，第一节点n1的电压(即，驱动元件DT的栅极电压DTG)从Vref-VDD+Vini变化为Vdata-|Vth|。在采样步骤Ts中，通过经由第八开关元件M8施加参考电压Vref，第五节点n5的电压从VDD降低到Vref。在采样步骤Ts中，当第五开关元件M5截止时，第一节点n1的电压通过电容耦合下降了与第五节点n5的电压从VDD下降到Vref一样多。因此，第一节点n1的电压降低到Vref-VDD+Vini，然后变为Vdata-|Vth|。
在保持步骤Th中，选通信号SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)保持栅极截止电压VGH，使得全部开关元件M1至M9保持截止状态。在这种情况下，像素电路的主要节点n1至n5被浮置，使得驱动元件DT的阈值电压感测操作可以继续。
参照图19和图20C，在发光步骤Tem中，第N EM信号EM(N)被反相为栅极导通电压VEL。在这种情况下，扫描信号SCAN(N-1)和SCAN(N)保持栅极截止电压VGH。因此，在发光步骤Tem中，第三开关元件M3、第二开关元件M2和第七开关元件M7导通，而其余开关元件M1、M4、M5、M6、M8和M9保持截止状态。
在发光步骤Tem中，由于通过第三开关元件M2和第九开关元件M9提供的像素驱动电压VDD，第一节点n1和第五节点n5的电压改变为VDD。在发光步骤Tem中，第一节点n1的电压(即，驱动元件DT的栅极电压DTG)改变为VDD-Vref+Vdata-|Vth|。在发光步骤Tem中，如下式所示，发光元件OLED的电流IOLED不受驱动元件DT的阈值电压Vth的影响，因此，驱动元件DT中的微小变化或像素间阈值电压Vth的偏差得到补偿，并且不受由于像素驱动电压VDD的IR压降引起的像素驱动电压VDD的变化的影响。
Figure BDA0003337516100000241
在此，K是由驱动元件DT的电荷迁移率、寄生电容和沟道电容确定的比例常数。Vgs是驱动元件DT的栅极和源极之间的电压。
第一选通驱动单元121使用根据移位时钟定时依次移位扫描信号的第一移位寄存器来移位扫描信号并将其提供给扫描线。类似地，每个第二选通驱动单元122使用根据移位时钟定时依次移位EM信号的第二移位寄存器来移位EM信号并将其提供给EM线。
在垂直消隐时段VB期间，开关元件M1至M9处于截止状态。在低速驱动模式下，在至少一个垂直消隐时段VB期间向数据线DL施加驻留电压Vpark，以使驱动元件DT的栅极电压稳定。
本公开要实现的目的、用于实现目的的手段以及以上描述的本公开的效果并未具体说明权利要求的必要特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
尽管已经参照附图更详细地描述了本公开的实施方式，但是本公开不限于此并且可以在不脱离本公开的技术构思的情况下以多种不同的形式实施。因此，本公开所公开的实施方式仅是出于示例目的而提供的，并非旨在限制本公开的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面都是示例性的，而并不限制本公开。应基于所附权利要求来解释本公开的保护范围，在其等同范围内的所有技术构思应被解释为落入本公开的保护范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月19日提交的韩国专利申请No.10-2020-0155420的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (20)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
像素阵列，在该像素阵列中布置有多条数据线、与所述多条数据线交叉的多条选通线、以及多个像素；
数据驱动单元，该数据驱动单元被配置为将像素数据转换为数据电压，并且将驻留数据转换为驻留电压；
选通驱动单元，该选通驱动单元被配置为向各条选通线依次提供选通信号；以及
定时控制器，该定时控制器被配置为在正常驱动模式下以参考帧频率控制像素的刷新率，并且在低速驱动模式下以低于所述参考帧频率的频率控制所述像素的刷新率，并且在所述低速驱动模式下在至少一个垂直消隐时段期间向所述数据驱动单元发送所述驻留数据。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述数据电压和所述驻留电压被提供给所述数据线。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述定时控制器被配置为以显示面板的子像素单位、所述显示面板的像素单位、所述显示面板的像素行单位和帧数据单位中的一种来确定所述驻留数据。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述定时控制器被配置为基于所述像素数据被写入的像素位置和所述低速驱动模式的帧频率来确定所述驻留数据。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述定时控制器被配置为基于所述像素数据被写入的像素位置、所述低速驱动模式的帧频率、以及每个所述像素的劣化量来确定所述驻留数据。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述定时控制器被配置为在所述驻留数据之前向所述数据驱动单元发送预定起始码。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驻留电压被生成为随着在所述低速驱动模式下帧频率的增加而降低的电压。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示面板的像素行是根据所述选通信号而被依次扫描的，并且
所述驻留电压在其扫描顺序相对较晚的像素行中比在其扫描顺序较早的其它像素行中以更高电压生成，并被施加至所述像素。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驻留电压以相同的电压被施加到所述像素阵列的全部像素。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述定时控制器基于一帧数据的平均值确定所述驻留数据。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驻留电压以按显示面板的像素行为单位设定的电压施加到所述像素。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述定时控制器将所述像素数据确定为要写入一个像素行的像素的行数据的平均值。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个所述像素包括具有不同颜色的子像素，
所述选通信号包括扫描信号和EM信号，
每个所述子像素包括：
发光元件；
驱动元件，该驱动元件用于通过向所述发光元件提供电流来驱动所述发光元件；
第一开关元件，该第一开关元件根据所述扫描信号的栅极导通电压导通，以将所述数据线连接至所述驱动元件的第一电极；以及
第二开关元件，该第二开关元件根据所述EM信号的栅极导通电压导通，以将所述驱动元件的第二电极连接到所述发光元件的阳极电极，并且
当所述第一开关元件和所述第二开关元件截止时，所述驻留电压被施加到所述数据线。
14.一种驱动显示装置的方法，该显示装置包括像素阵列，在该像素阵列中布置有多条数据线、与所述多条数据线交叉的多条选通线以及多个像素，该方法包括以下步骤：
在正常驱动模式下，以参考帧频率控制所述像素的刷新率；
在低速驱动模式下，以低于所述参考帧频率的频率控制所述像素的刷新率；
在所述低速驱动模式下，在至少一个垂直消隐时段期间向数据驱动单元发送驻留数据；以及
在所述数据驱动单元中将像素数据转换为数据电压并且将所述驻留数据转换为驻留电压。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
向所述数据线提供所述数据电压和所述驻留电压。
16.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
以随着所述像素数据的值的增加而升高的电压将所述驻留电压施加至所述像素。
17.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
以先前充入所述像素的数据电压或高于所述数据电压的电压将所述驻留电压施加至所述像素。
18.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在其扫描顺序相对更晚的像素行中比在其扫描顺序更早的其它像素行中以更高的电压将所述驻留电压施加至所述像素。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法还包括以下步骤：
以相同的电压将所述驻留电压施加至所述像素阵列的全部像素。
20.根据权利要求19所述的方法，该方法还包括以下步骤：
以按显示面板的像素行为单位设定的电压将所述驻留电压施加至所述像素。
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