显示装置及其控制方法
专利名称：显示装置及其控制方法
显示装置及其控制方法 技术领域根据本发明的装置和方法涉及一种显示装置及其控制方法，更具体地讲， 涉及一种具有提供数据信号的数据驱动器的显示装置及其控制方法。
背景技术：
液晶显示(LCD)装置或有机发光二极管显示器包括电路基底上的薄膜 晶体管(TFT)，以单独地驱动像素。薄膜晶体管基底具有用于传输扫描信号 的栅极线和用于传输数据信号的数据线。薄膜晶体管基底包括与栅极线和数 据线连接的薄膜晶体管或与薄膜晶体管连接的像素电极。这样的显示装置包 括栅极驱动器，用于使薄膜晶体管导通和截止；数据驱动器，用于提供与 将被显示的图像对应的灰度电压(gradation voltage )。数据驱动器的数字位的数目决定可表现的灰度的数目(即，灰度电压的 电平的数目)。如果数据驱动器设置有n位，则单色可通过2。个灰度级来表 现，而当红色、绿色和蓝色被组合表现时，则需要2311个灰度级。需要数目更 多的灰度级来以全彩色显示具有最高保真度的图像。然而，向数据驱动器提 供数目较多的位伴随着高生产成本，由此显示装置的价格提高。发明内容因此，本发明的一方面提供了一种通过利用n位数据驱动器来表现2n+k 个灰度级的显示装置和适当的控制方法。此外，本发明的另 一方面提供了 一种通过应用脉冲驱动来防止图像模糊 的显示装置。本发明的上述和/或其它方面可以通过提供一种显示装置来实现，该显示 装置包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位二进制代码 的第一图像信号，将一帧划分为2k个子帧，并根据二进制代码的前面的k个 最高有效位以预定的比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后 面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二
图像信号选择的数据电压。根据本发明的实施例，信号控制器从二进制码的前面的k个最高有效位 来在m+l个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，如果二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则信号控制器在2k-m个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，在一帧中，在形成显示第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，在一帧中，在形成显示非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。根据本发明的实施例，连续地形成显示非图〗象信号的子帧。 根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为黑色。 根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为灰色。 根据本发明的实施例，每秒形成60帧。根据本发明的实施例，显示面板还包括第一基底、第二基底及设置在第一基底和第二基底之间的液晶层，该液晶层包括以光学补偿双折射(OCB) 模式取向的液晶分子。本发明的上述和/或其它方面可以通过一种控制显示装置的方法来实现， 该方法包括接收构成一帧的n+k位二进制代码的第一图像信号；将一帧划 分为2k个子帧，并根据二进制码的第一图像信号中的前面的k个最高有效位 以预定的重复比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后面的n 位的第二图像信号，；基于非图像信号和第二图像信号来形成图像数据电压； 为将要显示的 一帧形成多个子帧，并将图像数据电压提供到像素。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括如果二进制码的前面的k 个最高有效位的十进制值是m,则在m+l个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括如果二进制码的前面的k 个最高有效位的十进制值是m,则在2k-m个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括在一帧中，在形成显示第 二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括在一帧中，在形成显示非 图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括连续地形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为黑色 或灰色。根据本发明的实施例，每秒形成60帧。
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的以上和/或其它方面和优点将变得清楚且更容易理解，在附图中图1是根据本发明第一实施例的显示装置的控制框图；图2A是根据本发明第一实施例的显示装置的平面图；图2B是沿着图2A中的线II-II截取的根据本发明第 一实施例的显示装置的剖浮见图；图3示出了根据本发明第一实施例的显示装置中的图像信号的位变化； 图4A至图4D示出了根据本发明第一实施例的子帧； 图5A至图5D示出了根据本发明第二实施例的子帧； 图6是根据本发明第 一 实施例的显示装置的控制流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明第一实施例的显示装置的控制框图。 如在其中所示出的，显示装置包括信号控制器IO,接收n+k位第一图 像信号并输出非图像信号和n位第二图像信号；数据驱动器20，根据从信号 控制器10输出的非图像信号和n位第二图像信号来输出数据电压；栅极驱动 器30，控制栅极线(将在下面描述)，以根据从信号控制器IO输出的非图像 信号和n位第二图像信号来形成多个子帧；液晶面板400，通过数据驱动器 20和栅极驱动器30提供的信号来实现图像。根据本发明的显示装置包括具 有液晶面板400的液晶显示装置，但不限于此。可选4奪地，本发明可以应用 于其它显示装置，只要这些显示装置具有用于形成像素A的薄膜晶体管基底、 用于驱动薄膜晶体管基底的栅极驱动器和数据驱动器。根据本发明另 一实施 例的显示装置可包括具有有机发光层的有机发光二极管(OLED )。将参照图2A和图2B来描述根据本发明第一实施例的显示装置的液晶面 板400。图2A是根据本发明第一实施例的显示装置的液晶面板400的正视图， 而图2B是沿着图2A中的线II-II截取的液晶面板400的剖视图。如图2A所 示，液晶面板400包括具有薄膜晶体管和像素电极的多个像素A。栅极布线120、 121和122形成在第一绝缘基底110上。栅极布线120、 121和122可包括金属的单层或双层。栅极布线120、 121和122包括栅极 线120,沿着横向方向伸长；栅电极121，与栅极线120和栅极焊盘(未示出) 连接，其中，栅极焊盘与栅极驱动器(未示出)连接，以接收驱动信号；维 持电极122，与栅极线120和栅电极121形成在同一层，用于存储电荷。包含氮化硅(SiNx)的栅极绝缘层130覆盖第一绝缘基底IIO上的栅极 布线120、 121和122。在栅电极121的棚-极绝缘层130上形成包含半导体(比如非晶硅)的半 导体层123,而在半导体层123上形成包含高度掺杂有硅化物或n型掺杂物 的n+氢化非晶硅的欧姆接触层124。从源电极142和漏电极141 (将在随后 描述)之间的沟道去除欧姆接触层124。在欧姆接触层124和栅极绝缘层130上形成数据布线140、 141和142。 数据布线140、 141和142也可包括金属的单层或双层。数据布线140、 141 和142包括数据线140,沿着垂直方向设置，以与栅极线120交叉从而形 成像素A;漏电极141，从数据线140分支出并延伸到欧姆接触层124的上 部；源电极142，与漏电极141分隔，并与漏电极141相对地形成在欧姆接 触层124上。在数据布线140、 141和142及没有被数据布线140、 141和142覆盖的 半导体层123上形成钝化层150。在钝化层150和薄膜晶体管之间可形成包 含氮化硅的无机绝缘层，以确保薄膜晶体管的可靠性。在钝化层150上形成像素电极170，像素电极170包含透明导电材料比 如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。像素电极170通过接触孔145与 源电极142电连接。在像素电极170上形成像素电才及切割图案171,以将像 素电极170划分为多个范围(domain)。像素电极切割图案171与形成在共电 极250上的共电极切割图案251 —起将液晶层300划分为多个范围，从而改 进了视角。在下文中，将描述根据本发明第 一示例性实施例的显示装置的第二基底 200。对应于第一基底IOO的薄膜晶体管，在第二绝缘基底210上形成黑矩阵 220。黑矩阵220通常限定红色、绿色和蓝色滤色器，并防止外部光被引入薄
膜晶体管。黑矩阵220通常包含添加有黑色颜料的感光有机材料。黑色素包 括碳黑、氧化钛等。滤色器230包括在黑矩阵220之间重复形成的红色滤色器230R、绿色滤 色器230G和蓝色滤色器230B。滤色器230为从背光单元(未示出)发射并 传播通过液晶层300的光赋予颜色。滤色器230通常包含感光有机材料。在滤色器230和没有被滤色器230覆盖的黑矩阵220上形成覆盖层240。 覆盖层240使滤色器230平坦并保护滤色器230。覆盖层240可包含丙烯酸 环氧酉旨(acrylic epoxy ester )。在覆盖层240上形成共电极250。共电极250包含透明导电材料比如氧 化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。共电极250与第一基底100的像素电 极170 —起向液晶层300提供电压。在共电极250上形成共电极切割图案251, 以与像素电极切割图案171 —起将液晶层300划分为预定的范围。在通过密封剂(未示出)密封的第一基底100和第二基底200之间设置 液晶层300。液晶层300包括多个液晶分子301,其中，液晶分子的取向根据 提供的电压来变化。根据本发明的第一示例性实施例的液晶分子301以光学 补偿双折射(OCB)模式来取向。即，向列型液晶是展曲(splay)取向，然 后通过接收预定电压而成为弯曲(bend)取向。通过调节提供的电压来控制 光的透射率。以OCB模式取向的液晶分子301高速响应并实现宽视角，这促 进了对其应用的积极研究。根据本发明第一示例性实施例的显示装置形成多 个子帧(将在随后描述)，而传统的显示装置形成单帧。因此，具有液晶层 300的显示装置应该高速响应。以OCB模式取向的液晶分子301可以提供高 达3ms-4ms的响应速度，并实现本发明。如果液晶显示装置具有优良的响应 速度，则液晶显示装置可以包括处于其它模式的液晶分子来代替处于OCB模 式的液晶分子。根据本发明的显示装置还包括补偿膜2，设置在第一基底100和第二 基底200的外表面上；偏振膜1,设置在补偿膜2的外表面上。偏振膜1的 偏振轴与另一偏振膜1的偏振轴垂直，并与取向层(未示出)的摩擦方向 (rubbing direction)成45度或135度角。以绿光作为参考调节补偿膜2,使得补偿特性被最优化。回到图1,将描述根据本发明第一示例性实施例的图像信号的处理方法。信号控制器IO从外部接收对应于一帧的n+k位第一图像信号，并将一帧
划分为多个子帧。信号控制器10利用第 一 图像信号中的前面的k个最高有效位来形成非图像信号，并利用剩余的后面的n位来形成第二图像信号，从而形成包括非图像信号和第二图像信号的多个子帧。图3示出了根据本发明的图像信号的位的数目。如图3中的(a)所示， 从外部输入到显示装置，即输入到信号控制器10的第 一 图像信号具有n+k位。 显示装置将红色、绿色和蓝色分别划分为多个灰度，并将灰度组合以实现与 图像对应的颜色。单色被划分为多个灰度，从而增加了组合灰度的可能性。 颜色的灰度的数目由数据驱动器20的驱动位的数目来确定。如果数据驱动器20以n位来驱动，则针对单色，可以表现2"个灰度。 因此，如果将红色、绿色和蓝色的灰度组合，则可以用2 2nx2n个颜色来表 现图像。例如，如果数据驱动器20以IO位来驱动，则单色被划分为21()个颜 色，即划分为1024个灰度来表现O灰度级到1023灰度级。总体上，可以用 21()><3个颜色(即1073741824个颜色)来表现图4象。因为以n位来驱动根据本发明第一示例性实施例的数据驱动器20,所以 信号控制器10将n+k位第一图像信号处理成n位第二图像信号，然后将其输 出到数据驱动器20。信号控制器10利用n+k位第一图像信号中的前面的k 个最高有效位的二进制码来形成表现黑色或灰色的非图像信号子帧(图3中 的(b)),并将剩余的n位第二图像信号输出到数据驱动器20(图3中的(c))。 由于输出到数据驱动器20的图像信号具有用来表现2"个灰度的n位，因此 信号控制器10在各像素中形成包括非图像信号子帧的2k个子帧，以补偿第 一图像信号的减少的灰度。通过信号控制器10形成的2k个子帧包括非图像信号子帧，向像素提 供黑色电压或灰色电压；第二图像信号子帧，提供图像信号的灰度电压。形 成在各像素中的非图像信号子帧的数目可以相同或不同。即，可通过数据驱 动器20来表现2"个灰度，可通过调节一帧中非图像信号的比率或者调节向 像素A充入灰度电压的时间来表现附加的2k个子帧。因此，用户最终可以确 认2n+k个灰度。通常，显示装置每秒形成60帧。这就意味着，形成一帧要花费1/60秒。 用于选通单条栅极线120的时间对应于1/ (60x栅极线的数目)，单个像素A 将与提供的图像信号对应的灰度电压保持1/60秒(大致16ms )。在本发明的 第一示例性实施例中，可以根据对应的像素A来调节对应于大约16ms的充
入时间，以总地表现2威个灰度。更具体地讲，当单个像素A被充入灰度电压大约16ms和8ms时，即使单个像素A接收相同的灰度电压，也会发现灰 度不同。例如，如图3中的(d)和(e)所示，如果在IO位的图像信号中最 高的两个有效位不同而剩余的8位相同，则像素形成有表现相同灰度的第二 图像信号子帧，根据二进制码中前面的两个最高有效位来调节接收黑色电压 的非图像信号子帧的数目。如果作为本发明实施例，显示装置包括液晶显示 装置，则由于可采用提供到非图像信号的黑色电压或灰色电压进行脉冲驱动 (impulsive driving),因此运动图像的模糊现象会减少。如果k为l，则形成2'个子帧，即形成两个子帧，可形成0至1个非图 像信号子帧。如果k是2，则可形成22个子帧，可形成0至3个非图像信号 子帧。概括上述内容，如果形成2k个子帧，则可形成2、1个非图像信号子帧。 形成的子帧的数目越多，可以表现的不同的灰度级越多。然而，由于形成多 个子帧的时间受用于形成单帧的时间(大约16ms)的限制，因此优选地但不 是必要地，根据液晶层300的响应速度、驱动功率等来适当地设置子帧的数 目。图4A至图4D示出了根据本发明第一示例性实施例的子帧。信号控制器10利用二进制码的前面的k个最高有效位(MSB )来设置与 图像信号的灰度相关的非图像信号子帧的数目。信号控制器IO调节非图像信 号子帧和第二图像信号子帧的数目，以控制一帧中的灰度电压的充入比率 (charging rate )。如在此示出的，如果k位图像信号是(0 0 )，则所有子帧都 是第二图像信号子帧(参照图4A)。如果k位图像信号是(l 1),则形成数 目最多的非图像信号子帧(参照图4D)。可以根据数据驱动器20来不同地实现图像信号的灰度。在本发明的第一 示例性实施例中，如果第一图像信号的二进制代码的前面的k个最高有效位 的十进制值较低，则图像信号的灰度变高。如果二进制码的最高有效位的十 进制值较低，则非图像信号子帧的数目减小，以表现高灰度。即，如果二进 制码中前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在一帧中形成2k-m个第二 图像信号子帧和m个非图像信号子帧。数据驱动器20基于从信号控制器10输入的非图像信号和n位第二图像 信号来产生数据电压，并在单帧形成时间内将其提供到液晶面板400 。信号控制器10将子帧的信息和垂直同步信号提供到栅极驱动器30，从 而使得在一帧内能够形成多个子帧。栅极驱动器30根据从信号控制器10输入的垂直同步信号向栅极线120提供栅极导通/截止信号。如果k为2，则2位的数字信号可以表现为(00)、 (01)、 ( 1 0 )和(1 1 )， 这表示在16ms内形成四个子帧。在这种情况下，可以形成0至3个非图像信 号子帧。如上所述，由二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值来确定 非图像信号子帧的数目。如图4A所示，如果二进制码的前面的k个最高有 效位是(OO)，则十进制值是O。在这种情况下，根本就不形成非图像信号子 帧。像素A四次接收相同的第二图像信号。即，充入第二图像信号16ms。如图4B所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 1 )，则十进 制值是l。因此，非图像信号子帧形成为最后的子帧。在前面的三个子帧内， 在12ms内相关的第二图像信号被提供以被充入，在剩余的4ms内提供非图 像信号。如在此所示出的，四个子帧中的非图像信号子帧最后形成，即在第 二图像信号子帧之后形成。液晶显示装置釆用脉冲驱动法来形成一帧中的黑 色图像，防止图像模糊。根据本发明第一示例性实施例的显示装置在单帧形 成时间内形成非图像信号子帧，从而实现脉沖驱动的效果。如图4C所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(1 0),则十进 制值是2。因此，像素A形成有提供第二图像信号的两个第二图像信号子帧 和提供非图像信号的两个非图像信号子帧，以将灰度电压充入8ms。在子帧 的末尾连续地形成两个非图像信号子帧。优选地但不是必要地，非图像信号 子帧连续地形成，以通过提供到像素的第二图像信号来具有期望的透射率。如图4D所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(1 1)，则十进 制值是3。因此，仅第一子帧提供第二图像信号，而剩余的三个子帧向像素A 提供非图像信号。图5A至图5D示出了根据本发明第二示例性实施例的子帧。根据第二实 施例形成非图像信号子帧的过程和方法与根据第一实施例形成非图像信号子 帧的过程和方法不同 。在本发明的第二示例性实施例中，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 0),则形成数目最多的非图像信号子帧。如果二进制码的前面的k个最高有效位是(l 1),则不形成非图像信号子帧。与第一实施例相反，第一图像信号位二进制码的十进制值越大，图像信号的灰度越大。即，如果二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m，则在一帧中形成m+l个第
二图像信号子帧和2、 (m+l )个非图像信号子帧。 ，因此，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 0),则形成三个非 图像信号子帧，而当二进制码的前面的k个最高有效位是(1 0)时形成一个非图像信号子帧。根据本发明的第二示例性实施例，当形成一帧时，在形成第二图像信号 子帧之前形成非图像信号子帧。在形成第二图像信号子帧之前形成非图像信 号子帧的第二示例性实施例中，在一帧中也形成黑色图像，从而实现脉冲驱 动的效果。图6是根据本发明第一示例性实施例的显示装置的控制流程图。根据本发明第二示例性实施例的显示装置的控制方法与根据本发明第一示例性实施例的显示装置的控制方法相同，将参照图6来描述控制方法。 首先，信号控制器10接收n+k位第一图l象信号(SIO)。 然后，信号控制器IO根据第一图像信号的二进制码的前面的k个最高有效位以预定的比率在一帧内来产生非图像信号以及具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号(S20)。这里，非图像信号的比率由第一图像信号的二进制代码的前面的k个最高有效位的十进制值来确定。数据驱动器20基于非图像信号和第二图像信号来形成数据电压(S30 ),并将信号提供到液晶面板400,从而形成多个子帧(S40)。在本发明中，在形成一帧时，形成多个子帧来变化灰度电压的充入时间。如果灰度电压的充入时间得到调节，则本发明不限于形成子帧，可以通过改变驱动液晶面板400的电路和逻辑来实现本发明。如上所述，本发明提供了一种通过利用n位的数据驱动器来表现2。+k个灰度的显示装置及其控制方法。此外，本发明提供了 一种通过应用脉冲驱动来防止图像模糊的显示装置及其控制方法。虽然已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应 该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改 变，其中，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种显示装置，包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位二进制代码的第一图像信号，将一帧划分为2k个子帧，并在一帧内根据二进制代码的前面的k个最高有效位以预定的比率来产生非图像信号和具有后面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二图像信号选择的数据电压。
2、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，如果二进制码的前面的k个 最高有效位的十进制值是m，则信号控制器在m+l个子帧中产生第二图像信号。
3、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，如果二进制码的前面的k个 最高有效位的十进制值是m,则信号控制器在2k-m个子帧中产生第二图像信—，
4、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，在一帧中，在形成显示 第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。
5、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，在一帧中，在形成显示 非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。
6、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，连续地形成显示非图像 信号的子帧。
7、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示非图像信号的子帧在显 示面板中表现为黑色。
8、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示非图像信号的子帧在显 示面板中表现为灰色。
9、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，每秒形成60帧。
10、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示面板还包括第一基 底、第二基底及设置在第一基底和第二基底之间的液晶层，该液晶层包括以 光学补偿双折射模式取向的液晶分子。
11、 一种控制显示装置的方法，包括 接收一帧中的n+k位第一图像信号； 将一帧划分为2k个子帧，并根据第一图像信号中的二进制码的前面的k 个最高有效位以预定比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号；基于非图像信号和第二图像信号来形成数据电压； 通过提供数据电压在一帧中形成多个子帧。
12、 根据权利要求11所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括如果二 进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在m+l个子帧中产生第 二图像信号。
13、 根据权利要求11所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括如果二 进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在2k-m个子帧中产生第 二图像信号。
14、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 在一帧中在形成显示第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。
15、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 在一帧中在形成显示非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。
16、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 连续地形成显示非图像信号的子帧。
17、 根据权利要求11所述的方法，其中，显示非图像信号的子帧在显示 面板中表现为黑色或灰色。
18、 根据权利要求11所述的方法，其中，每秒形成60帧。
全文摘要
本发明提供了一种显示装置，该显示装置包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位第一图像信号，将一帧划分为2<sup>k</sup>个子帧，并根据二进制代码的前面的k个最高有效位以预定的比率在一帧内产生非图像信号以及具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二图像信号选择的数据电压。
文档编号G09G3/20GK101165752SQ20071014030
公开日2008年4月23日 申请日期2007年8月9日 优先权日2006年10月16日
发明者朴镇浩, 李浚表, 裴栽成 申请人:三星电子株式会社
显示装置及其控制方法 技术领域根据本发明的装置和方法涉及一种显示装置及其控制方法，更具体地讲， 涉及一种具有提供数据信号的数据驱动器的显示装置及其控制方法。
背景技术：
液晶显示(LCD)装置或有机发光二极管显示器包括电路基底上的薄膜 晶体管(TFT)，以单独地驱动像素。薄膜晶体管基底具有用于传输扫描信号 的栅极线和用于传输数据信号的数据线。薄膜晶体管基底包括与栅极线和数 据线连接的薄膜晶体管或与薄膜晶体管连接的像素电极。这样的显示装置包 括栅极驱动器，用于使薄膜晶体管导通和截止；数据驱动器，用于提供与 将被显示的图像对应的灰度电压(gradation voltage )。数据驱动器的数字位的数目决定可表现的灰度的数目(即，灰度电压的 电平的数目)。如果数据驱动器设置有n位，则单色可通过2。个灰度级来表 现，而当红色、绿色和蓝色被组合表现时，则需要2311个灰度级。需要数目更 多的灰度级来以全彩色显示具有最高保真度的图像。然而，向数据驱动器提 供数目较多的位伴随着高生产成本，由此显示装置的价格提高。发明内容因此，本发明的一方面提供了一种通过利用n位数据驱动器来表现2n+k 个灰度级的显示装置和适当的控制方法。此外，本发明的另 一方面提供了 一种通过应用脉冲驱动来防止图像模糊 的显示装置。本发明的上述和/或其它方面可以通过提供一种显示装置来实现，该显示 装置包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位二进制代码 的第一图像信号，将一帧划分为2k个子帧，并根据二进制代码的前面的k个 最高有效位以预定的比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后 面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二
图像信号选择的数据电压。根据本发明的实施例，信号控制器从二进制码的前面的k个最高有效位 来在m+l个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，如果二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则信号控制器在2k-m个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，在一帧中，在形成显示第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，在一帧中，在形成显示非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。根据本发明的实施例，连续地形成显示非图〗象信号的子帧。 根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为黑色。 根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为灰色。 根据本发明的实施例，每秒形成60帧。根据本发明的实施例，显示面板还包括第一基底、第二基底及设置在第一基底和第二基底之间的液晶层，该液晶层包括以光学补偿双折射(OCB) 模式取向的液晶分子。本发明的上述和/或其它方面可以通过一种控制显示装置的方法来实现， 该方法包括接收构成一帧的n+k位二进制代码的第一图像信号；将一帧划 分为2k个子帧，并根据二进制码的第一图像信号中的前面的k个最高有效位 以预定的重复比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后面的n 位的第二图像信号，；基于非图像信号和第二图像信号来形成图像数据电压； 为将要显示的 一帧形成多个子帧，并将图像数据电压提供到像素。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括如果二进制码的前面的k 个最高有效位的十进制值是m,则在m+l个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括如果二进制码的前面的k 个最高有效位的十进制值是m,则在2k-m个子帧中产生第二图像信号。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括在一帧中，在形成显示第 二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括在一帧中，在形成显示非 图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。根据本发明的实施例，形成子帧的步骤包括连续地形成显示非图像信号的子帧。根据本发明的实施例，显示非图像信号的子帧在显示面板中表现为黑色 或灰色。根据本发明的实施例，每秒形成60帧。
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的以上和/或其它方面和优点将变得清楚且更容易理解，在附图中图1是根据本发明第一实施例的显示装置的控制框图；图2A是根据本发明第一实施例的显示装置的平面图；图2B是沿着图2A中的线II-II截取的根据本发明第 一实施例的显示装置的剖浮见图；图3示出了根据本发明第一实施例的显示装置中的图像信号的位变化； 图4A至图4D示出了根据本发明第一实施例的子帧； 图5A至图5D示出了根据本发明第二实施例的子帧； 图6是根据本发明第 一 实施例的显示装置的控制流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明第一实施例的显示装置的控制框图。 如在其中所示出的，显示装置包括信号控制器IO,接收n+k位第一图 像信号并输出非图像信号和n位第二图像信号；数据驱动器20，根据从信号 控制器10输出的非图像信号和n位第二图像信号来输出数据电压；栅极驱动 器30，控制栅极线(将在下面描述)，以根据从信号控制器IO输出的非图像 信号和n位第二图像信号来形成多个子帧；液晶面板400，通过数据驱动器 20和栅极驱动器30提供的信号来实现图像。根据本发明的显示装置包括具 有液晶面板400的液晶显示装置，但不限于此。可选4奪地，本发明可以应用 于其它显示装置，只要这些显示装置具有用于形成像素A的薄膜晶体管基底、 用于驱动薄膜晶体管基底的栅极驱动器和数据驱动器。根据本发明另 一实施 例的显示装置可包括具有有机发光层的有机发光二极管(OLED )。将参照图2A和图2B来描述根据本发明第一实施例的显示装置的液晶面 板400。图2A是根据本发明第一实施例的显示装置的液晶面板400的正视图， 而图2B是沿着图2A中的线II-II截取的液晶面板400的剖视图。如图2A所 示，液晶面板400包括具有薄膜晶体管和像素电极的多个像素A。栅极布线120、 121和122形成在第一绝缘基底110上。栅极布线120、 121和122可包括金属的单层或双层。栅极布线120、 121和122包括栅极 线120,沿着横向方向伸长；栅电极121，与栅极线120和栅极焊盘(未示出) 连接，其中，栅极焊盘与栅极驱动器(未示出)连接，以接收驱动信号；维 持电极122，与栅极线120和栅电极121形成在同一层，用于存储电荷。包含氮化硅(SiNx)的栅极绝缘层130覆盖第一绝缘基底IIO上的栅极 布线120、 121和122。在栅电极121的棚-极绝缘层130上形成包含半导体(比如非晶硅)的半 导体层123,而在半导体层123上形成包含高度掺杂有硅化物或n型掺杂物 的n+氢化非晶硅的欧姆接触层124。从源电极142和漏电极141 (将在随后 描述)之间的沟道去除欧姆接触层124。在欧姆接触层124和栅极绝缘层130上形成数据布线140、 141和142。 数据布线140、 141和142也可包括金属的单层或双层。数据布线140、 141 和142包括数据线140,沿着垂直方向设置，以与栅极线120交叉从而形 成像素A;漏电极141，从数据线140分支出并延伸到欧姆接触层124的上 部；源电极142，与漏电极141分隔，并与漏电极141相对地形成在欧姆接 触层124上。在数据布线140、 141和142及没有被数据布线140、 141和142覆盖的 半导体层123上形成钝化层150。在钝化层150和薄膜晶体管之间可形成包 含氮化硅的无机绝缘层，以确保薄膜晶体管的可靠性。在钝化层150上形成像素电极170，像素电极170包含透明导电材料比 如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。像素电极170通过接触孔145与 源电极142电连接。在像素电极170上形成像素电才及切割图案171,以将像 素电极170划分为多个范围(domain)。像素电极切割图案171与形成在共电 极250上的共电极切割图案251 —起将液晶层300划分为多个范围，从而改 进了视角。在下文中，将描述根据本发明第 一示例性实施例的显示装置的第二基底 200。对应于第一基底IOO的薄膜晶体管，在第二绝缘基底210上形成黑矩阵 220。黑矩阵220通常限定红色、绿色和蓝色滤色器，并防止外部光被引入薄
膜晶体管。黑矩阵220通常包含添加有黑色颜料的感光有机材料。黑色素包 括碳黑、氧化钛等。滤色器230包括在黑矩阵220之间重复形成的红色滤色器230R、绿色滤 色器230G和蓝色滤色器230B。滤色器230为从背光单元(未示出)发射并 传播通过液晶层300的光赋予颜色。滤色器230通常包含感光有机材料。在滤色器230和没有被滤色器230覆盖的黑矩阵220上形成覆盖层240。 覆盖层240使滤色器230平坦并保护滤色器230。覆盖层240可包含丙烯酸 环氧酉旨(acrylic epoxy ester )。在覆盖层240上形成共电极250。共电极250包含透明导电材料比如氧 化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。共电极250与第一基底100的像素电 极170 —起向液晶层300提供电压。在共电极250上形成共电极切割图案251, 以与像素电极切割图案171 —起将液晶层300划分为预定的范围。在通过密封剂(未示出)密封的第一基底100和第二基底200之间设置 液晶层300。液晶层300包括多个液晶分子301,其中，液晶分子的取向根据 提供的电压来变化。根据本发明的第一示例性实施例的液晶分子301以光学 补偿双折射(OCB)模式来取向。即，向列型液晶是展曲(splay)取向，然 后通过接收预定电压而成为弯曲(bend)取向。通过调节提供的电压来控制 光的透射率。以OCB模式取向的液晶分子301高速响应并实现宽视角，这促 进了对其应用的积极研究。根据本发明第一示例性实施例的显示装置形成多 个子帧(将在随后描述)，而传统的显示装置形成单帧。因此，具有液晶层 300的显示装置应该高速响应。以OCB模式取向的液晶分子301可以提供高 达3ms-4ms的响应速度，并实现本发明。如果液晶显示装置具有优良的响应 速度，则液晶显示装置可以包括处于其它模式的液晶分子来代替处于OCB模 式的液晶分子。根据本发明的显示装置还包括补偿膜2，设置在第一基底100和第二 基底200的外表面上；偏振膜1,设置在补偿膜2的外表面上。偏振膜1的 偏振轴与另一偏振膜1的偏振轴垂直，并与取向层(未示出)的摩擦方向 (rubbing direction)成45度或135度角。以绿光作为参考调节补偿膜2,使得补偿特性被最优化。回到图1,将描述根据本发明第一示例性实施例的图像信号的处理方法。信号控制器IO从外部接收对应于一帧的n+k位第一图像信号，并将一帧
划分为多个子帧。信号控制器10利用第 一 图像信号中的前面的k个最高有效位来形成非图像信号，并利用剩余的后面的n位来形成第二图像信号，从而形成包括非图像信号和第二图像信号的多个子帧。图3示出了根据本发明的图像信号的位的数目。如图3中的(a)所示， 从外部输入到显示装置，即输入到信号控制器10的第 一 图像信号具有n+k位。 显示装置将红色、绿色和蓝色分别划分为多个灰度，并将灰度组合以实现与 图像对应的颜色。单色被划分为多个灰度，从而增加了组合灰度的可能性。 颜色的灰度的数目由数据驱动器20的驱动位的数目来确定。如果数据驱动器20以n位来驱动，则针对单色，可以表现2"个灰度。 因此，如果将红色、绿色和蓝色的灰度组合，则可以用2 2nx2n个颜色来表 现图像。例如，如果数据驱动器20以IO位来驱动，则单色被划分为21()个颜 色，即划分为1024个灰度来表现O灰度级到1023灰度级。总体上，可以用 21()><3个颜色(即1073741824个颜色)来表现图4象。因为以n位来驱动根据本发明第一示例性实施例的数据驱动器20,所以 信号控制器10将n+k位第一图像信号处理成n位第二图像信号，然后将其输 出到数据驱动器20。信号控制器10利用n+k位第一图像信号中的前面的k 个最高有效位的二进制码来形成表现黑色或灰色的非图像信号子帧(图3中 的(b)),并将剩余的n位第二图像信号输出到数据驱动器20(图3中的(c))。 由于输出到数据驱动器20的图像信号具有用来表现2"个灰度的n位，因此 信号控制器10在各像素中形成包括非图像信号子帧的2k个子帧，以补偿第 一图像信号的减少的灰度。通过信号控制器10形成的2k个子帧包括非图像信号子帧，向像素提 供黑色电压或灰色电压；第二图像信号子帧，提供图像信号的灰度电压。形 成在各像素中的非图像信号子帧的数目可以相同或不同。即，可通过数据驱 动器20来表现2"个灰度，可通过调节一帧中非图像信号的比率或者调节向 像素A充入灰度电压的时间来表现附加的2k个子帧。因此，用户最终可以确 认2n+k个灰度。通常，显示装置每秒形成60帧。这就意味着，形成一帧要花费1/60秒。 用于选通单条栅极线120的时间对应于1/ (60x栅极线的数目)，单个像素A 将与提供的图像信号对应的灰度电压保持1/60秒(大致16ms )。在本发明的 第一示例性实施例中，可以根据对应的像素A来调节对应于大约16ms的充
入时间，以总地表现2威个灰度。更具体地讲，当单个像素A被充入灰度电压大约16ms和8ms时，即使单个像素A接收相同的灰度电压，也会发现灰 度不同。例如，如图3中的(d)和(e)所示，如果在IO位的图像信号中最 高的两个有效位不同而剩余的8位相同，则像素形成有表现相同灰度的第二 图像信号子帧，根据二进制码中前面的两个最高有效位来调节接收黑色电压 的非图像信号子帧的数目。如果作为本发明实施例，显示装置包括液晶显示 装置，则由于可采用提供到非图像信号的黑色电压或灰色电压进行脉冲驱动 (impulsive driving),因此运动图像的模糊现象会减少。如果k为l，则形成2'个子帧，即形成两个子帧，可形成0至1个非图 像信号子帧。如果k是2，则可形成22个子帧，可形成0至3个非图像信号 子帧。概括上述内容，如果形成2k个子帧，则可形成2、1个非图像信号子帧。 形成的子帧的数目越多，可以表现的不同的灰度级越多。然而，由于形成多 个子帧的时间受用于形成单帧的时间(大约16ms)的限制，因此优选地但不 是必要地，根据液晶层300的响应速度、驱动功率等来适当地设置子帧的数 目。图4A至图4D示出了根据本发明第一示例性实施例的子帧。信号控制器10利用二进制码的前面的k个最高有效位(MSB )来设置与 图像信号的灰度相关的非图像信号子帧的数目。信号控制器IO调节非图像信 号子帧和第二图像信号子帧的数目，以控制一帧中的灰度电压的充入比率 (charging rate )。如在此示出的，如果k位图像信号是(0 0 )，则所有子帧都 是第二图像信号子帧(参照图4A)。如果k位图像信号是(l 1),则形成数 目最多的非图像信号子帧(参照图4D)。可以根据数据驱动器20来不同地实现图像信号的灰度。在本发明的第一 示例性实施例中，如果第一图像信号的二进制代码的前面的k个最高有效位 的十进制值较低，则图像信号的灰度变高。如果二进制码的最高有效位的十 进制值较低，则非图像信号子帧的数目减小，以表现高灰度。即，如果二进 制码中前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在一帧中形成2k-m个第二 图像信号子帧和m个非图像信号子帧。数据驱动器20基于从信号控制器10输入的非图像信号和n位第二图像 信号来产生数据电压，并在单帧形成时间内将其提供到液晶面板400 。信号控制器10将子帧的信息和垂直同步信号提供到栅极驱动器30，从 而使得在一帧内能够形成多个子帧。栅极驱动器30根据从信号控制器10输入的垂直同步信号向栅极线120提供栅极导通/截止信号。如果k为2，则2位的数字信号可以表现为(00)、 (01)、 ( 1 0 )和(1 1 )， 这表示在16ms内形成四个子帧。在这种情况下，可以形成0至3个非图像信 号子帧。如上所述，由二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值来确定 非图像信号子帧的数目。如图4A所示，如果二进制码的前面的k个最高有 效位是(OO)，则十进制值是O。在这种情况下，根本就不形成非图像信号子 帧。像素A四次接收相同的第二图像信号。即，充入第二图像信号16ms。如图4B所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 1 )，则十进 制值是l。因此，非图像信号子帧形成为最后的子帧。在前面的三个子帧内， 在12ms内相关的第二图像信号被提供以被充入，在剩余的4ms内提供非图 像信号。如在此所示出的，四个子帧中的非图像信号子帧最后形成，即在第 二图像信号子帧之后形成。液晶显示装置釆用脉冲驱动法来形成一帧中的黑 色图像，防止图像模糊。根据本发明第一示例性实施例的显示装置在单帧形 成时间内形成非图像信号子帧，从而实现脉沖驱动的效果。如图4C所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(1 0),则十进 制值是2。因此，像素A形成有提供第二图像信号的两个第二图像信号子帧 和提供非图像信号的两个非图像信号子帧，以将灰度电压充入8ms。在子帧 的末尾连续地形成两个非图像信号子帧。优选地但不是必要地，非图像信号 子帧连续地形成，以通过提供到像素的第二图像信号来具有期望的透射率。如图4D所示，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(1 1)，则十进 制值是3。因此，仅第一子帧提供第二图像信号，而剩余的三个子帧向像素A 提供非图像信号。图5A至图5D示出了根据本发明第二示例性实施例的子帧。根据第二实 施例形成非图像信号子帧的过程和方法与根据第一实施例形成非图像信号子 帧的过程和方法不同 。在本发明的第二示例性实施例中，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 0),则形成数目最多的非图像信号子帧。如果二进制码的前面的k个最高有效位是(l 1),则不形成非图像信号子帧。与第一实施例相反，第一图像信号位二进制码的十进制值越大，图像信号的灰度越大。即，如果二进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m，则在一帧中形成m+l个第
二图像信号子帧和2、 (m+l )个非图像信号子帧。 ，因此，如果二进制码的前面的k个最高有效位是(0 0),则形成三个非 图像信号子帧，而当二进制码的前面的k个最高有效位是(1 0)时形成一个非图像信号子帧。根据本发明的第二示例性实施例，当形成一帧时，在形成第二图像信号 子帧之前形成非图像信号子帧。在形成第二图像信号子帧之前形成非图像信 号子帧的第二示例性实施例中，在一帧中也形成黑色图像，从而实现脉冲驱 动的效果。图6是根据本发明第一示例性实施例的显示装置的控制流程图。根据本发明第二示例性实施例的显示装置的控制方法与根据本发明第一示例性实施例的显示装置的控制方法相同，将参照图6来描述控制方法。 首先，信号控制器10接收n+k位第一图l象信号(SIO)。 然后，信号控制器IO根据第一图像信号的二进制码的前面的k个最高有效位以预定的比率在一帧内来产生非图像信号以及具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号(S20)。这里，非图像信号的比率由第一图像信号的二进制代码的前面的k个最高有效位的十进制值来确定。数据驱动器20基于非图像信号和第二图像信号来形成数据电压(S30 ),并将信号提供到液晶面板400,从而形成多个子帧(S40)。在本发明中，在形成一帧时，形成多个子帧来变化灰度电压的充入时间。如果灰度电压的充入时间得到调节，则本发明不限于形成子帧，可以通过改变驱动液晶面板400的电路和逻辑来实现本发明。如上所述，本发明提供了一种通过利用n位的数据驱动器来表现2。+k个灰度的显示装置及其控制方法。此外，本发明提供了 一种通过应用脉冲驱动来防止图像模糊的显示装置及其控制方法。虽然已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应 该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改 变，其中，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种显示装置，包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位二进制代码的第一图像信号，将一帧划分为2k个子帧，并在一帧内根据二进制代码的前面的k个最高有效位以预定的比率来产生非图像信号和具有后面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二图像信号选择的数据电压。
2、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，如果二进制码的前面的k个 最高有效位的十进制值是m，则信号控制器在m+l个子帧中产生第二图像信号。
3、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，如果二进制码的前面的k个 最高有效位的十进制值是m,则信号控制器在2k-m个子帧中产生第二图像信—，
4、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，在一帧中，在形成显示 第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。
5、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，在一帧中，在形成显示 非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。
6、 根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，连续地形成显示非图像 信号的子帧。
7、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示非图像信号的子帧在显 示面板中表现为黑色。
8、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示非图像信号的子帧在显 示面板中表现为灰色。
9、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，每秒形成60帧。
10、 根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示面板还包括第一基 底、第二基底及设置在第一基底和第二基底之间的液晶层，该液晶层包括以 光学补偿双折射模式取向的液晶分子。
11、 一种控制显示装置的方法，包括 接收一帧中的n+k位第一图像信号； 将一帧划分为2k个子帧，并根据第一图像信号中的二进制码的前面的k 个最高有效位以预定比率在一帧内产生非图像信号和具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号；基于非图像信号和第二图像信号来形成数据电压； 通过提供数据电压在一帧中形成多个子帧。
12、 根据权利要求11所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括如果二 进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在m+l个子帧中产生第 二图像信号。
13、 根据权利要求11所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括如果二 进制码的前面的k个最高有效位的十进制值是m,则在2k-m个子帧中产生第 二图像信号。
14、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 在一帧中在形成显示第二图像信号的子帧之前形成显示非图像信号的子帧。
15、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 在一帧中在形成显示非图像信号的子帧之前形成显示第二图像信号的子帧。
16、 根据权利要求12或13所述的方法，其中，形成子帧的步骤包括 连续地形成显示非图像信号的子帧。
17、 根据权利要求11所述的方法，其中，显示非图像信号的子帧在显示 面板中表现为黑色或灰色。
18、 根据权利要求11所述的方法，其中，每秒形成60帧。
全文摘要
本发明提供了一种显示装置，该显示装置包括显示面板，包括多个像素；信号控制器，接收n+k位第一图像信号，将一帧划分为2<sup>k</sup>个子帧，并根据二进制代码的前面的k个最高有效位以预定的比率在一帧内产生非图像信号以及具有第一图像信号的后面的n位的第二图像信号；数据驱动器，向像素提供基于非图像信号和第二图像信号选择的数据电压。
文档编号G09G3/20GK101165752SQ20071014030
公开日2008年4月23日 申请日期2007年8月9日 优先权日2006年10月16日
发明者朴镇浩, 李浚表, 裴栽成 申请人:三星电子株式会社
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