CN113257164A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种显示装置及其驱动方法。所述显示装置包括：多个像素，基于转换灰度接收数据电压；以及灰度转换器，基于所述多个像素的位置和针对所述多个像素的输入灰度来计算第一补偿偏移，根据基于输入最大亮度的最大亮度权重将第一补偿偏移转换为第二补偿偏移，并且通过将第二补偿偏移应用于输入灰度来计算转换灰度。

Description

显示装置及其驱动方法
本申请要求于2020年2月12日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0017200号韩国专利申请和于2020年9月15日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0118662号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请中的每个的全部公开内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开的示例实施例的各方面总体上涉及一种显示装置和该显示装置的驱动方法。
背景技术
随着信息技术的发展，作为用户与信息之间的连接媒介的显示装置的重要性增加。因此，例如，越来越多地使用诸如液晶显示装置、有机发光显示装置和等离子体显示装置的显示装置。
显示装置可以包括多个像素，并且像素可以使用至少一个共电力电压。各个像素的电力电压的电压降量(例如，IR降量)会根据像素的位置和灰度值而彼此不同。
因此，已经讨论了用于补偿这种电压降量的各种结构和方法。然而，会因电压降量的补偿而在功耗与显示质量之间存在权衡问题。
在本背景技术部分中公开的以上信息是为了增强对本公开的背景技术的理解，因此，其可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本公开的一个或更多个示例实施例旨在提供一种显示装置以及该显示装置的驱动方法，该显示装置能够在通过使用输入最大亮度和导通像素比率中的至少一者来补偿电力电压的电压降量的同时改善显示质量并且降低功耗。
根据本公开的一个或更多个示例实施例，显示装置包括：多个像素，被配置为基于转换灰度接收数据电压；以及灰度转换器，被配置为基于所述多个像素的位置和针对所述多个像素的输入灰度来计算第一补偿偏移，根据基于输入最大亮度的最大亮度权重将第一补偿偏移转换为第二补偿偏移，并且通过将第二补偿偏移应用于输入灰度来计算转换灰度。
在示例实施例中，当输入最大亮度小于第一阈值时，最大亮度权重可以随着输入最大亮度增大而增大，并且当输入最大亮度大于第一阈值时，最大亮度权重可以随着输入最大亮度增大而减小。
在示例实施例中，当输入最大亮度大于第一阈值且小于比第一阈值大的第二阈值时，最大亮度权重可以对应于正数；当输入最大亮度对应于第二阈值时，最大亮度权重可以对应于0；并且当输入最大亮度大于第二阈值时，最大亮度权重可以对应于负数。
在示例实施例中，灰度转换器可以包括：第一查找表，包括所述多个像素的位置和针对用于所述多个像素的参考灰度的电压降量；电压降量计算器，被配置为根据第一查找表和输入灰度来计算输入灰度的电压降量；以及补偿偏移计算器，被配置为计算与输入灰度的电压降量对应的第一补偿偏移。
在示例实施例中，灰度转换器还可以包括：最大亮度权重提供器，被配置为提供与输入最大亮度对应的最大亮度权重；补偿偏移转换器，被配置为通过根据最大亮度权重对第一补偿偏移进行转换来提供第二补偿偏移；以及转换灰度计算器，被配置为通过将第二补偿偏移应用于输入灰度来计算转换灰度。
在示例实施例中，灰度转换器还可以包括最大亮度转换器，所述最大亮度转换器被配置为向最大亮度权重提供器提供基于输入灰度和输入最大亮度而转换的转换输入最大亮度。
在示例实施例中，最大亮度转换器可以包括：目标图案检测器，被配置为当输入灰度的导通像素比率小于参考比率时提供图案检测信号；目标亮度检测器，被配置为当输入最大亮度在参考亮度范围内时提供亮度检测信号；以及最大亮度移动器，被配置为当接收到图案检测信号和亮度检测信号时，通过对输入最大亮度进行转换来提供转换输入最大亮度。
在示例实施例中，最大亮度移动器可以被配置为通过根据时间使输入最大亮度逐渐增大来提供转换输入最大亮度。
在示例实施例中，最大亮度转换器还可以包括帧计数器，所述帧计数器被配置为通过对帧进行计数来提供计数数量，并且最大亮度移动器可以被配置为通过根据计数数量使输入最大亮度逐渐增大来提供转换输入最大亮度。
在示例实施例中，灰度转换器还可以包括导通像素权重提供器，所述导通像素权重提供器被配置为提供与输入灰度的导通像素比率对应的导通像素权重，并且补偿偏移转换器可以被配置为通过根据最大亮度权重和导通像素权重对第一补偿偏移进行转换来提供第二补偿偏移。
在示例实施例中，当导通像素比率小于第一阈值比率时，导通像素权重可以随着导通像素比率增大而增大。
在示例实施例中，当导通像素比率大于比第一阈值比率大的第二阈值比率时，导通像素权重可以随着导通像素比率增大而减小，并且当导通像素比率在第一阈值比率与第二阈值比率之间时，导通像素权重可以具有最大值。
在示例实施例中，灰度转换器还可以包括导通像素比率计算器，所述导通像素比率计算器被配置为通过将权重应用于针对每种颜色的输入灰度的平均值来计算导通像素比率。
在示例实施例中，灰度转换器还可以包括最大亮度限制器，所述最大亮度限制器被配置为在导通像素比率减小到参考比率或更小时限制第二补偿偏移的增大。
根据本公开的一个或更多个示例实施例，用于驱动显示装置的方法包括：基于像素的位置和针对像素的输入灰度来计算第一补偿偏移；根据基于输入最大亮度的最大亮度权重将第一补偿偏移转换为第二补偿偏移；通过将第二补偿偏移应用于输入灰度来计算转换灰度；以及基于转换灰度向像素提供数据电压。
在示例实施例中，当输入最大亮度小于第一阈值时，最大亮度权重可以随着输入最大亮度增大而增大，并且当输入最大亮度大于第一阈值时，最大亮度权重可以随着输入最大亮度增大而减小。
在示例实施例中，当输入最大亮度大于第一阈值且小于比第一阈值大的第二阈值时，最大亮度权重可以对应于正数，当输入最大亮度对应于第二阈值时，最大亮度权重可以对应于0，并且当输入最大亮度大于第二阈值时，最大亮度权重可以对应于负数。
在示例实施例中，所述方法还可以包括：当输入灰度的导通像素比率小于参考比率时，产生图案检测信号；当输入最大亮度在参考亮度范围内时，产生亮度检测信号；以及当产生图案检测信号和亮度检测信号时，对输入最大亮度进行转换。
在示例实施例中，在对输入最大亮度进行转换的步骤中，可以通过根据时间使输入最大亮度逐渐增大来提供转换输入最大亮度。
在示例实施例中，所述方法还可以包括：通过对帧进行计数来提供计数数量，并且在对输入最大亮度进行转换的步骤中，可以通过根据计数数量使输入最大亮度逐渐增大来提供转换输入最大亮度。
附图说明
通过下面参照附图对示例实施例的详细描述，本公开的以上和其他方面及特征对于本领域技术人员将变得更加明显。
图1是示出根据本公开的实施例的显示装置的图。
图2是示出根据本公开的实施例的像素的图。
图3至图4是示出当灰度转换器不操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
图5是示出根据本公开的实施例的灰度转换器的图。
图6至图8是示出当图5中所示的灰度转换器操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
图9是示出根据本公开的实施例的最大亮度权重提供器的操作的图。
图10至图11是示出当图9中所示的最大亮度权重提供器操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
图12是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
图13至图14是示出根据本公开的实施例的最大亮度转换器的图。
图15至图16是示出根据本公开的另一实施例的最大亮度转换器的图。
图17是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
图18是示出根据本公开的实施例的导通像素权重提供器的图。
图19是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述示例实施例，在附图中，同样的附图标记始终指代同样的元件。然而，本公开可以以各种不同的形式实施，并且不应被解释为仅限于在此示出的实施例。相反，提供这些实施例作为示例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的方面和特征。因此，可以不描述对于本领域普通技术人员完全理解本公开的方面和特征而言不必要的工艺、元件和技术。除非另外说明，否则在整个附图和书面描述中，同样的附图标记表示同样的元件，因此可以不重复其描述。
在附图中，为了清楚起见，可以夸大和/或简化元件、层和区域的相对尺寸和/或厚度。为了易于解释，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下面”、“下面的”、“在……下方”、“在……上面”、“上面的”等空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语旨在包括装置在使用或操作中除了图中所描绘的方位之外的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下面”或“之下”或“下方”的元件或特征随后将被定位为“在”所述其他元件或特征“上面”。因此，示例术语“在……下面”和“在……下方”可以包括上面和下面两种方位。装置可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其他方位处)，并且应当相应地解释在此使用的空间相对描述语。
将理解的是，尽管在此可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，下面描述的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以被命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分而不脱离本公开的精神和范围。
将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在一个或更多个中间元件或中间层。例如，当电极或线被称为“连接到”或“结合到”另一电极或线时，该电极或线可以“直接”连接到或结合到所述另一电极或线，或者可以“间接”连接到或结合到所述另一电极或线并且一个或更多个中间电极或中间线介于它们之间。另外，还将理解的是，当元件或层被称为“在”两个元件或层“之间”时，该元件或层可以是所述两个元件或层之间的唯一元件或层，或者也可以存在一个或更多个中间元件或中间层。
在此使用的术语是出于描述具体实施例的目的，而不意图成为本公开的限制。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”和“一个(种/者)”也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、和“包含”以及“具有”时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和全部组合。当诸如“……中的至少一个(种/者)”的表述在一列元件(要素)之后时，修饰的是整列的元件(要素)，而不修饰该列中的个别元件(要素)。
如在此使用的，术语“基本”、“大约(约)”和类似术语用作近似术语而不是程度术语，并且旨在解释本领域普通技术人员将认识到的测量值或计算值中的固有偏差。此外，当描述本公开的实施例时，“可以”的使用指“本公开的一个或更多个实施例”。如在此使用的，可以认为术语“使用”及其变型分别与术语“利用”及其变型同义。此外，术语“示例性”旨在表示示例或举例说明。
根据在此描述的本公开的各种实施例的电子器件或电器件和/或任何其他相关器件或组件(例如，灰度转换器、电压降量计算器、补偿偏移计算器、补偿偏移转换器、转换灰度计算器、最大亮度权重提供器、最大亮度转换器、目标图案检测器、目标最大亮度检测器、最大亮度移动器、帧计数器、导通像素权重提供器、导通像素比率计算器、最大亮度限制器等)可以利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的组合来实现。例如，这些器件的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在单独的IC芯片上。此外，这些器件的各种组件可以在柔性印刷电路膜、带式载体封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上实施，或者形成在一个基底上。此外，这些装置的各种组件可以是在一个或更多个处理器上运行、在一个或更多个计算装置中执行计算机程序指令并且与其他***组件交互的用于执行在此描述的各种功能的进程或线程。计算机程序指令被存储在存储器中，所述存储器可以在使用标准存储器装置(诸如，以随机存取存储器(RAM)为例)的计算装置中实施。计算机程序指令还可以存储在其他非暂时性计算机可读介质(诸如，以CD-ROM、闪存驱动器等为例)中。此外，本领域技术人员应当认识到，在不脱离本公开的示例性实施例的精神和范围的情况下，各种计算装置的功能可以组合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以遍布一个或更多个其他计算装置分布。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，术语(诸如在通用字典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域和/或本说明书的背景下的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的含义来解释，除非在此明确地如此定义。
图1是示出根据本公开的实施例的显示装置的图。
参照图1，根据本公开的一个或更多个实施例的显示装置10可以包括时序控制器11、数据驱动器12、扫描驱动器13、像素单元(例如，像素面板或像素层)14和灰度转换器15。
时序控制器11可以从外部处理器接收针对每个帧的输入灰度和控制信号。针对帧的输入灰度可以被称为帧数据。为了帧显示的目的，时序控制器11可以根据数据驱动器12、扫描驱动器13等的规格为数据驱动器12、扫描驱动器13等提供适合的控制信号。
灰度转换器15可以提供通过对输入灰度进行转换而获得的转换灰度。时序控制器11可以将转换灰度提供到数据驱动器12。灰度转换器15可以被构造为与时序控制器11集成的集成芯片(IC)，或者可以被构造为单独的IC。在一些实施例中，灰度转换器15可以被实现为时序控制器11中的软件。
数据驱动器12可以通过使用转换灰度和控制信号来产生将被提供到数据线DL1、DL2、DL3、……和DLn的数据电压，其中，n可以是大于0的整数。例如，数据驱动器12可以通过使用时钟信号对转换灰度进行采样，并且可以以像素行为单位将与转换灰度对应的数据电压施加到数据线DL1至DLn。像素行可以指连接到一条扫描线的像素的组(例如，连接到同一扫描线的像素的组)。
扫描驱动器13可以通过从时序控制器11接收时钟信号和/或扫描起始信号等来产生将被提供到扫描线SL1、SL2、SL3、……和SLm的扫描信号，其中，m可以是大于0的整数。
扫描驱动器13可以将具有导通电平的脉冲的扫描信号顺序地供应到扫描线SL1至SLm。扫描驱动器13可以被配置为移位寄存器的形式，并且可以包括多个扫描级。例如，扫描驱动器13可以通过在时钟信号的控制下以导通电平的脉冲的形式将扫描起始信号顺序地传输到下一扫描级来产生扫描信号。
像素单元14包括多个像素。每个像素可以连接到对应的数据线和对应的扫描线。例如，第i-j像素PXij(其中，i和j可以是大于0的整数)可以指其中其扫描晶体管连接到第i扫描线和第j数据线的像素。像素可以共同连接到第一电力线ELVDDL和第二电力线ELVSSL(例如，见图2)。
图2是示出根据本公开的实施例的像素的图。
参照图2，像素PXij可以是用于发射第一颜色的光的像素。除了由其发光二极管LD发射的颜色之外，其他像素(例如，用于发射第二颜色或第三颜色的光的像素)可以包括与像素PXij的组件相同或基本相同的组件，因此，可以不重复其冗余描述。
例如，在一些实施例中，第一颜色可以是红色、绿色和蓝色之中的一种颜色，第二颜色可以是红色、绿色和蓝色之中的与第一颜色不同的另一种颜色，并且第三颜色可以是红色、绿色和蓝色之中的与第一颜色和第二颜色不同的其余颜色。在其他实施例中，代替红色、绿色和蓝色，第一颜色至第三颜色可以是品红色、青色和黄色之中的任何合适的颜色。
像素PXij可以包括多个晶体管T1和T2(例如，第一晶体管T1和第二晶体管T2)、存储电容器Cst1和发光二极管LD。
虽然图2示出了晶体管T1和T2以P型晶体管(诸如，以PMOS晶体管为例)实现的情况，但是本公开不限于此，并且相关领域的普通技术人员可以使用其他种类的晶体管(诸如，以N型晶体管(例如，NMOS晶体管)为例)来设计执行相同或基本相同功能的像素电路。
晶体管(例如，第二晶体管)T2的栅电极可以连接到扫描线SLi，晶体管T2的第一电极可以连接到数据线DLj，并且晶体管T2的第二电极可以连接到晶体管(例如，第一晶体管)T1的栅电极。晶体管T2可以被称为扫描晶体管、开关晶体管等。
晶体管(例如，第一晶体管)T1的栅电极可以连接到晶体管T2的第二电极，晶体管T1的第一电极可以连接到第一电力线ELVDDL，并且晶体管T1的第二电极可以连接到发光二极管LD的阳极。晶体管T1可以被称为驱动晶体管。
存储电容器Cst1将晶体管T1的第一电极与晶体管T1的栅电极彼此连接。
发光二极管LD的阳极可以连接到晶体管T1的第二电极，并且发光二极管LD的阴极可以连接到第二电力线ELVSSL。发光二极管LD可以是用于发射具有与第一颜色对应的波长的光的元件。发光二极管LD可以被构造为有机发光二极管、无机发光二极管、量子点/阱发光二极管等。虽然在图2中仅示出了一个发光二极管LD，但是本公开不限于此，并且在一些实施例中，多个子发光二极管可以串联连接、并联连接或串并联连接成发光二极管LD。
当具有导通电平(例如，低电平)的扫描信号通过扫描线SLi被供应到晶体管T2的栅电极时，晶体管T2将存储电容器Cst1的第一电极连接到数据线DLj。因此，与通过数据线DLj施加的数据电压和通过第一电力线ELVDDL施加的第一电力电压ELVDD之间的差对应的电压可以被充在存储电容器Cst1中。
晶体管T1允许根据充在存储电容器Cst1中的电压确定的驱动电流从第一电力线ELVDDL经由发光二极管LD流向第二电力线ELVSSL。发光二极管LD发射具有与驱动电流的量对应的期望亮度的光。
图3和图4是示出当灰度转换器不操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
参照图3，像素单元14被示例性地示出为处于以下状态：多个像素之中的第一像素发射与白色灰度(例如，白色灰度值或白色灰阶)对应的光，并且多个像素之中的除第一像素之外的第二像素不发射光以对应于黑色灰度(例如，黑色灰度值或黑色灰阶)。
例如，针对第一像素的第一输入灰度可以对应于白色灰度，并且针对第二像素的第二输入灰度可以对应于黑色灰度。第一帧数据可以包括第一输入灰度和第二输入灰度。
多个像素之中的第一像素的比率可以被称为导通像素比率OPR。例如，在像素的总数量之中显示白色灰度的像素的数量(例如，第一像素的数量)的比率可以为65％。在这种情况下，第一帧数据的导通像素比率OPR可以为65％。
然而，本公开不限于通过仅使用显示白色灰度的像素和显示黑色灰度的像素来确定的导通像素比率OPR。例如，导通像素比率OPR可以如下面的等式1中所示来定义。
等式1：
OPR(％)＝((AVG_R×WR+AVG_G×WG+AVG_B×WB)/MG)×100
在等式1中，AVG_R可以对应于第一帧数据之中的红色灰度的平均值，WR可以对应于第一权重，AVG_G可以对应于第一帧数据之中的绿色灰度的平均值，WG可以对应于第二权重，AVG_B可以对应于第一帧数据之中的蓝色灰度的平均值，WB可以对应于第三权重，并且MG可以对应于最大灰度值。
例如，红色灰度值中的每个可以是0至255的值之中的一个，绿色灰度值中的每个可以是0至255的值之中的一个，并且蓝色灰度值中的每个可以是0至255的值之中的一个。在这种情况下，MG可以为255。
第一权重WR、第二权重WG和第三权重WB中的每个可以被设定为1/3。在另一实施例中，第一权重WR、第二权重WG和第三权重WB中的每个可以对应于对应颜色的亮度贡献率。例如，第一权重WR可以被设定为0.2，第二权重WG可以被设定为0.7，并且第三权重WB可以被设定为0.1。在另一实施例中，当应用用于使功耗最小化或降低的算法时，对应于蓝色(例如，蓝颜色或蓝色灰度)的第三权重WB可以被设定为最高。第一权重WR、第二权重WG和第三权重WB的和可以为1。
根据上述等式1，可以对于各种类型(例如，全部类型)的帧数据来计算导通像素比率OPR。
在显示装置10出厂之前，可以对显示装置10执行用于根据像素的位置来补偿工艺变化和信号差的调谐工艺。当不执行调谐工艺时，会在图像中观看到斑点。已经被研究的是，当用户使用显示装置10时最常观看的帧数据的导通像素比率OPR为大约65％。因此，在一些实施例中，显示装置10可以在使用其导通像素比率OPR为65％的帧数据执行调谐工艺之后出厂。
由于节拍时间的限制，在调谐工艺中使用的输入最大亮度可以对应于可以由用户使用的输入最大亮度中的一些。
输入最大亮度可以是从对应于最大灰度(例如，最大灰度值或最大灰阶)的像素发射的光的亮度值。例如，输入最大亮度可以是当像素单元14的像素(例如，像素中的全部像素)发射与白色灰度对应的光时产生的白光的亮度。亮度的单位可以表示为尼特。输入最大亮度可以被称为显示亮度值DBV。
像素单元14可以显示局部(例如，空间上)暗或亮的图像，但是图像的最大亮度限于输入最大亮度。输入最大亮度可以通过用户的操作来手动设定，或者可以通过与亮度传感器等相关联的算法来自动设定。
尽管输入最大亮度的值可以根据实施方式(例如，产品)而改变，但是在一些实施例中，输入最大亮度的最大值可以为例如1200尼特，并且输入最大亮度的最小值可以为例如4尼特。因为针对一些灰度(例如，针对特定灰度)的数据电压可以根据输入最大亮度而变化(例如，可以根据输入最大亮度而改变)，所以像素的发射亮度也可以变化(例如，也可以改变)。
在图3中，假定输入最大亮度为1200尼特的情况。因此，在这种情况下，当导通像素比率OPR为65％并且输入最大亮度为1200尼特时，用户可以观看在显示装置10中被最佳地调谐的第一帧数据的图像。
参照图4，像素单元14被示例性地示出为处于以下状态：除了第一像素之外的第二像素也发射与白色灰度对应的光。例如，针对第一像素的第一输入灰度可以对应于白色灰度，并且针对第二像素的第二输入灰度可以对应于白色灰度。换言之，在图4中，导通像素比率OPR可以为100％。
虽然输入最大亮度为1200尼特，但是像素单元14会显示1000尼特的图像。当电力电压ELVDD和ELVSS的IR降量根据导通像素比率OPR的增大(例如，负载的增大)而增大时，会导致这种情况。因此，尽管用户可以将输入最大亮度被设定为1200尼特，但是在图像中实际显示的最大亮度会根据帧数据的导通像素比率OPR而变化(例如，会根据帧数据的导通像素比率OPR而改变)。例如，随着导通像素比率OPR变得大于65％，在图像中显示的最大亮度会变得小于1200尼特。此外，例如，随着导通像素比率OPR变得小于65％，在图像中显示的最大亮度会变得大于1200尼特。因此，尽管用户可以设定输入最大亮度(例如，相同的输入最大亮度)，但是用户会根据导通像素比率OPR(例如，根据负载)而观看到具有不同的最大亮度(例如，不相等的最大亮度)的图像。
图5是示出根据本公开的实施例的灰度转换器的图。图6至图8是示出当图5中所示的灰度转换器操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
参照图5，根据本公开的一个或更多个示例实施例的灰度转换器15a可以包括电压降量计算器151、补偿偏移计算器152、补偿偏移转换器153、转换灰度计算器154、第一查找表155和最大亮度权重提供器156。
灰度转换器15a可以基于像素的位置以及针对像素的输入灰度GVi来计算第一补偿偏移COFS，可以将第一补偿偏移COFS转换为第二补偿偏移COFSm，并且可以通过将第二补偿偏移COFSm应用于输入灰度GVi来计算转换灰度GVo。灰度转换器15a可以根据基于输入最大亮度DBVi的最大亮度权重Wdbv将第一补偿偏移COFS转换为第二补偿偏移COFSm。像素可以接收基于转换灰度GVo的数据电压。
第一查找表155可以包括像素的位置以及针对像素的参考灰度的电压降量IRDr。参考灰度的电压降量IRDr可以对应于IR降量。可以利用存储器或其他合适的存储介质来实现第一查找表155。如上所述，由于节拍时间的限制，组织与全部输入最大亮度DBVi和全部输入灰度GVi对应的第一查找表155会是低效的。因此，可以基于与可用的输入灰度GVi中的一些对应的参考灰度以及与可用的输入最大亮度DBVi中的一些对应的参考输入最大亮度来组织第一查找表155。
电压降量计算器151可以参照第一查找表155和输入灰度GVi来计算输入灰度GVi的电压降量IRD。电压降量计算器151可以基于输入灰度GVi与参考灰度之间的差来计算电压降量IRD。
在另一实施例中，电压降量计算器151还可以接收输入最大亮度DBVi。在这种情况下，除了输入灰度GVi与参考灰度之间的差之外，电压降量计算器151还可以基于输入最大亮度DBVi与参考输入最大亮度之间的差来计算电压降量IRD。
补偿偏移计算器152可以计算与电压降量IRD对应的第一补偿偏移COFS。例如，第一补偿偏移COFS可以随着电压降量IRD增大而增大。根据实施例，当帧数据的导通像素比率OPR大于参考导通像素比率(例如，65％)时，第一补偿偏移COFS可以对应于正数。此外，当帧数据的导通像素比率OPR小于参考导通像素比率时，第一补偿偏移COFS可以对应于负数。
最大亮度权重提供器156可以提供与输入最大亮度DBVi对应的最大亮度权重Wdbv。最大亮度权重提供器156可以随着输入最大亮度DBVi增大而使最大亮度权重Wdbv增大。
参照图6，参考最大亮度权重Wdbvt可以被设定为1，所述参考最大亮度权重Wdbvt使像素单元14能够在调谐时间以参考输入最大亮度DBVt呈现参考亮度Nitst。在调谐时间的导通像素比率OPR可以被称为参考导通像素比率(例如，65％)。例如，当输入最大亮度DBVi大于参考输入最大亮度DBVt时，最大亮度权重提供器156a可以提供大于1的最大亮度权重Wdbv。当输入最大亮度DBVi小于参考输入最大亮度DBVt时，最大亮度权重提供器156a可以提供小于1的最大亮度权重Wdbv。
补偿偏移转换器153可以通过根据最大亮度权重Wdbv对第一补偿偏移COFS进行转换来提供第二补偿偏移COFSm。例如，补偿偏移转换器153可以通过将第一补偿偏移COFS与对应的最大亮度权重Wdbv相乘来提供第二补偿偏移COFSm。因此，当输入最大亮度DBVi等于参考输入最大亮度DBVt时，第一补偿偏移COFS和第二补偿偏移COFSm可以彼此相同或基本相同。当输入最大亮度DBVi大于参考输入最大亮度DBVt时，第二补偿偏移COFSm的绝对值可以大于第一补偿偏移COFS的绝对值。当输入最大亮度DBVi小于参考输入最大亮度DBVt时，第二补偿偏移COFSm的绝对值可以小于第一补偿偏移COFS的绝对值。
转换灰度计算器154可以通过将第二补偿偏移COFSm应用于输入灰度GVi来计算转换灰度GVo。例如，转换灰度计算器154可以通过将输入灰度GVi与对应的第二补偿偏移COFSm相加来计算针对各个像素的转换灰度GVo。
图7和图8是示出当图5中所示的灰度转换器操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
参照图7，即使当帧数据的导通像素比率OPR为100％时，像素单元14也可以显示具有1200尼特的亮度的图像。换言之，因为导通像素比率OPR大于参考导通像素比率(例如，65％)，所以第一补偿偏移COFS和第二补偿偏移COFSm可以对应于正数，并且转换灰度GVo可以大于输入灰度GVi。
参照图8，即使当帧数据的导通像素比率OPR为10％时，像素单元14也可以显示具有1200尼特的亮度的图像。换言之，因为导通像素比率OPR小于参考导通像素比率(例如，65％)，所以第一补偿偏移COFS和第二补偿偏移COFSm可以对应于负数，并且转换灰度GVo可以小于输入灰度GVi。
根据本公开的一个或更多个示例实施例，与图3和图4中所示的情况不同，当用户设定输入最大亮度(例如，相同的输入最大亮度)时，即使当导通像素比率OPR(例如，负载)改变时，用户也可以观看到具有相同或基本相同的最大亮度(例如，相等或基本相等的最大亮度)的图像。
如图7中所示，当导通像素比率OPR为100％时，为了使像素单元14显示1200尼特的图像，第一电力电压ELVDD与第二电力电压ELVSS之间的差会大(例如，会非常大)。然而，将第二电力电压ELVSS被设定为足够低和/或将第一电力电压ELVDD被设定为足够高会是困难的。
图9是示出根据本公开的实施例的最大亮度权重提供器的操作的图。
当输入最大亮度DBVi小于第一阈值DBVc1时，根据本公开的一个或更多个实施例的最大亮度权重提供器156d可以随着输入最大亮度DBVi增大而使最大亮度权重Wdbv增大。此外，当输入最大亮度DBVi大于第一阈值DBVc1时，最大亮度权重提供器156d可以随着输入最大亮度DBVi增大而使最大亮度权重Wdbv减小。
此外，当输入最大亮度DBVi大于第一阈值DBVc1且小于第二阈值DBVc2时，最大亮度权重Wdbv可以对应于正数。当输入最大亮度DBVi对应于(例如，等于或基本上等于)第二阈值DBVc2时，最大亮度权重Wdbv可以对应于(例如，可以等于或基本上等于)0。此外，当输入最大亮度DBVi大于第二阈值DBVc2时，最大亮度权重Wdbv可以对应于负数。第二阈值DBVc2可以大于第一阈值DBVc1。
图10和图11是示出当图9中所示的最大亮度权重提供器操作时根据帧数据的图案的亮度的图。
根据参照图9描述的最大亮度权重提供器156d，当由用户设定的输入最大亮度DBVi小于第一阈值DBVc1时，即使当导通像素比率OPR改变时，用户也可以观看到具有均匀或基本均匀的最大亮度的图像。
例如，在像素单元14的像素(例如，全部像素)被配置为具有第一像素和除第一像素之外的第二像素的情况下，第一帧数据可以包括针对第一像素的第一输入灰度和针对第二像素的第二输入灰度。第一输入灰度可以对应于白色灰度(例如，白色灰度值或白色灰阶)，并且第二输入灰度可以对应于黑色灰度(例如，黑色灰度值或黑色灰阶)。第一帧数据的导通像素比率OPR可以被称为第一比率。假定输入最大亮度DBVi具有小于第一阈值DBVc1的第一值的情况。从第一像素发射的光的亮度被假定为第一亮度。
例如，第二帧数据可以包括针对第一像素的第一输入灰度和针对第二像素的第二输入灰度。第一输入灰度可以对应于白色灰度，第二输入灰度中的一些可以对应于白色灰度，并且第二输入灰度中的其他可以对应于黑色灰度。第二帧数据的导通像素比率OPR可以被称为第二比率。换言之，第二帧数据的第二比率可大于第一帧数据的第一比率。假定输入最大亮度DBVi具有第一值的情况。从第一像素发射的光的亮度可以是等于或基本等于第一亮度的第二亮度。此外，从第二像素发射的与白色灰度对应的光的亮度可以是第二亮度。换言之，当输入最大亮度DBVi小于第一阈值DBVc1时，图像可以具有均匀或基本均匀的最大亮度，而与导通像素比率OPR无关。
根据图9中所示的最大亮度权重提供器156d，当由用户设定的输入最大亮度大于第一阈值DBVc1时，用户可以根据导通像素比率OPR而观看到具有各种最大亮度的图像。
例如，当第一帧数据被输入到显示装置10，输入最大亮度DBVi具有第二值而不是第一值并且导通像素比率OPR是第一比率时，第一像素可以发射具有第三亮度(例如，如图11中所示的1800尼特)的光。第二值可以大于第一值。例如，第二值可以大于第一阈值DBVc1。
例如，当第二帧数据被输入到显示装置10，输入最大亮度DBVi具有第二值并且导通像素比率OPR是第二比率时，第一像素可以发射具有比第三亮度低的第四亮度(例如，800尼特)的光(例如，见图10)。第二比率可以大于第一比率。
根据本实施例，对于高输入最大亮度DBVi，可以在高导通像素比率OPR下降低功耗(例如，见图10)，并且可以在低导通像素比率OPR下增大最大亮度(例如，见图11)。最大亮度的增大允许显示屏的暗区域和亮区域进行对比(例如，进行极度地对比)，因此，会期望应用高动态范围(HDR)技术。因此，最大亮度的增大可以有助于用于图像效果，例如，诸如夜空中闪耀的星星。
当输入最大亮度DBVi大于第一阈值DBVc1时，如参照图7所描述的，由于显示装置10的硬件的限制和/或其他限制，不管导通像素比率OPR如何，都会难以提供具有均匀或基本均匀的最大亮度的图像。因此，可能更加期望图10和图11中所示的效果。
在图10中，因为第一补偿偏移COFS对应于正数，所以乘以对应于负数的最大亮度权重Wdbv所得的第二补偿偏移COFSm变为负数。因此，转换灰度GVo可以变得小于输入灰度GVi。例如，当输入最大亮度DBVi对应于1200尼特作为最大值DBVma并且导通像素比率OPR为100％时，图像可以具有800尼特的最大亮度。
在图11中，因为第一补偿偏移COFS对应于负数，所以乘以对应于负数的最大亮度权重Wdbv所得的第二补偿偏移COFSm变为正数。因此，转换灰度GVo可以变得大于输入灰度GVi。例如，当输入最大亮度DBVi对应于最大值DBVma并且导通像素比率OPR为10％时，图像可以具有1800尼特的最大亮度。
图12是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
图12中所示的灰度转换器15b可以与图5中所示的灰度转换器15a不同，不同之处在于，图12的灰度转换器15b还包括最大亮度转换器157。因此，在下文中可以主要描述它们之间的差异，并且可以不重复对其相同或基本相同的组件的冗余描述。
最大亮度转换器157可以将转换输入最大亮度DBVo提供到最大亮度权重提供器156，转换输入最大亮度DBVo可以基于输入灰度GVi和输入最大亮度DBVi而被转换。
图13和图14是示出根据本公开的实施例的最大亮度转换器的图。
参照图13，根据本公开的一个或更多个实施例的最大亮度转换器157a可以包括目标最大亮度检测器1571、目标图案检测器1572和最大亮度移动器1573。
当输入最大亮度DBVi属于参考亮度范围DBVr(例如，具有在参考亮度范围DBVr内的值)时，目标最大亮度检测器1571可以提供亮度检测信号TDBV。例如，参考亮度范围DBVr可以小于第一阈值DBVc1。
当输入灰度GVi的导通像素比率OPR小于参考比率时，目标图案检测器1572可以提供图案检测信号TPAT。
当最大亮度移动器1573接收图案检测信号TPAT和亮度检测信号TDBV时，最大亮度移动器1573可以通过对输入最大亮度DBVi进行转换来提供转换输入最大亮度DBVo。
换言之，根据目标最大亮度检测器1571和目标图案检测器1572，可以检测用于对比度加重的帧数据，例如，诸如夜空中闪烁的星星。对于帧数据，即使当输入最大亮度DBVi小于第一阈值DBVc1时，输入最大亮度DBVi也增大，从而可以实现并呈现根据图9和图11中所示的实施例的效果。
图15和图16是示出根据本公开的另一实施例的最大亮度转换器的图。
参照图15，与图13中所示的最大亮度转换器157a相比，图15的根据本公开的一个或更多个实施例的最大亮度转换器157b还可以包括帧计数器1574。因此，在下文中可以主要描述它们之间的差异，并且可以不重复对其相同或基本相同的组件的冗余描述。
帧计数器1574可以通过执行帧计数来提供计数数量FCN。垂直同步信号(例如，VSYNC信号)可以用于帧计数。
最大亮度移动器1573可以通过根据时间使输入最大亮度DBVi逐渐增大来提供转换输入最大亮度DBVo’。例如，最大亮度移动器1573可以通过根据计数数量FCN使输入最大亮度DBVi逐渐增大来提供转换输入最大亮度DBVo’。
当输入最大亮度被转换(例如，突然被转换或直接被转换)为输入最大亮度DBVo(例如，不考虑计数数量FCN)时，用户会观看到图像的亮度变化，例如，诸如闪烁。根据本实施例，通过根据时间(例如，根据计数数量FCN)使输入最大亮度DBVi逐渐增大来提供最终的转换输入最大亮度DBVo’，从而可以减少用户的不适感。
根据实施例，当没有产生图案检测信号TPAT和亮度检测信号TDBV中的至少一个时，可能期望转换输入最大亮度DBVo返回到转换之前的输入最大亮度DBVi。转换输入最大亮度DBVo以其减小到转换之前的输入最大亮度DBVi的第二速度可以高于输入最大亮度DBVi以其增加到转换输入最大亮度DBVo的第一速度。例如，当第一速度为3DBV/100DBV时，第二速度可以为5DBV/100DBV。因此，可以防止或减少不期望的(例如，不必要的)加重效果。
图17是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
与图5中所示的灰度转换器15a相比，图17中所示的灰度转换器15c还可以包括导通像素比率计算器158和导通像素权重提供器159。因此，在下文中可以主要描述它们之间的差异，并且可以不重复对其相同或基本相同的组件的冗余描述。
导通像素比率计算器158可以通过将权重应用于针对每种颜色的输入灰度GVi的平均值来计算导通像素比率OPR。例如，导通像素比率计算器158可以根据上述等式1来计算导通像素比率OPR。
导通像素权重提供器159可以提供与输入灰度GVi的导通像素比率OPR对应的导通像素权重Wopr。
补偿偏移转换器153可以通过根据最大亮度权重Wdbv和导通像素权重Wopr对第一补偿偏移COFS进行转换来提供第二补偿偏移COFSm。例如，补偿偏移转换器153可以通过将第一补偿偏移COFS乘以最大亮度权重Wdbv和导通像素权重Wopr来计算第二补偿偏移COFSm。
图18是示出根据本公开的实施例的导通像素权重提供器的图。
例如，当导通像素比率OPR小于第一阈值比率CR1时，导通像素权重提供器159可以随着导通像素比率OPR增大而使导通像素权重Wopr增大。
例如，当导通像素比率OPR大于第二阈值比率CR2时，导通像素权重提供器159可以随着导通像素比率OPR增大而使导通像素权重Wopr减小。第二阈值比率CR2可以大于第一阈值比率CR1。
例如，当导通像素比率OPR在第一阈值比率CR1与第二阈值比率CR2之间时，导通像素权重提供器159可以提供具有最大值的导通像素权重Wopr。
根据本实施例，可以进一步强调根据图10和图11中所示的实施例的效果。
图19是示出根据本公开的另一实施例的灰度转换器的图。
与图17中所示的灰度转换器15c相比，图19中所示的灰度转换器15d还可以包括最大亮度限制器160。因此，在下文中可以主要描述它们之间的差异，并且可以不重复对其相同或基本相同的组件的冗余描述。
当导通像素比率OPR减小到参考比率或更小时，最大亮度限制器160可以限制第二补偿偏移COFSm的增大。例如，当导通像素比率OPR减小到参考比率或更小时，最大亮度限制器160可以将粘滞(stuck)信号STUCK提供到补偿偏移转换器153。当补偿偏移转换器153接收到粘滞信号STUCK时，补偿偏移转换器153可以将第二补偿偏移COFSm限制为参考值或更小。
根据本实施例，可以防止或减少在具有低导通像素比率OPR的图像中呈现过亮的亮度的情况。
在根据本公开的一个或更多个示例实施例的显示装置和显示装置的驱动方法中，在通过使用输入最大亮度和导通像素比率中的至少一个来补偿电力电压的电压降量的同时可以改善显示质量并且可以降低功耗。
尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，在示例实施例中的各种修改是可能的。将理解的是，除非另外描述，否则每个实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。因此，对于本领域普通技术人员将明显的是，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外具体说明。因此，将理解的是，前述内容是各种示例实施例的说明，并且不应被解释为限于在此公开的具体示例实施例，并且对所公开的示例实施例的各种修改以及其他示例实施例旨在被包括在如所附权利要求及其等同物中限定的本公开的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
多个像素，被配置为基于转换灰度接收数据电压；以及
灰度转换器，被配置为：
基于所述多个像素的位置和针对所述多个像素的输入灰度来计算第一补偿偏移；
根据基于输入最大亮度的最大亮度权重将所述第一补偿偏移转换为第二补偿偏移；并且
通过将所述第二补偿偏移应用于所述输入灰度来计算所述转换灰度。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
当所述输入最大亮度小于第一阈值时，所述最大亮度权重随着所述输入最大亮度增大而增大；并且
当所述输入最大亮度大于所述第一阈值时，所述最大亮度权重随着所述输入最大亮度增大而减小。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
当所述输入最大亮度大于所述第一阈值且小于比所述第一阈值大的第二阈值时，所述最大亮度权重对应于正数；
当所述输入最大亮度对应于所述第二阈值时，所述最大亮度权重对应于0；并且
当所述输入最大亮度大于所述第二阈值时，所述最大亮度权重对应于负数。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述灰度转换器包括：
第一查找表，包括所述多个像素的所述位置和针对用于所述多个像素的参考灰度的电压降量；
电压降量计算器，被配置为根据所述第一查找表和所述输入灰度来计算所述输入灰度的电压降量；以及
补偿偏移计算器，被配置为计算与所述输入灰度的所述电压降量对应的所述第一补偿偏移。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述灰度转换器还包括：
最大亮度权重提供器，被配置为提供与所述输入最大亮度对应的所述最大亮度权重；
补偿偏移转换器，被配置为通过根据所述最大亮度权重对所述第一补偿偏移进行转换来提供所述第二补偿偏移；以及
转换灰度计算器，被配置为通过将所述第二补偿偏移应用于所述输入灰度来计算所述转换灰度。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述灰度转换器还包括最大亮度转换器，所述最大亮度转换器被配置为向所述最大亮度权重提供器提供基于所述输入灰度和所述输入最大亮度而转换的转换输入最大亮度。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述最大亮度转换器包括：
目标图案检测器，被配置为当所述输入灰度的导通像素比率小于参考比率时提供图案检测信号；
目标亮度检测器，被配置为当所述输入最大亮度在参考亮度范围内时提供亮度检测信号；以及
最大亮度移动器，被配置为当接收到所述图案检测信号和所述亮度检测信号时，通过对所述输入最大亮度进行转换来提供所述转换输入最大亮度。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述最大亮度移动器被配置为通过根据时间逐渐使所述输入最大亮度增大来提供所述转换输入最大亮度。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述最大亮度转换器还包括帧计数器，所述帧计数器被配置为通过对帧进行计数来提供计数数量，并且
其中，所述最大亮度移动器被配置为通过根据所述计数数量使所述输入最大亮度逐渐增大来提供所述转换输入最大亮度。
10.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述灰度转换器还包括导通像素权重提供器，所述导通像素权重提供器被配置为提供与所述输入灰度的导通像素比率对应的导通像素权重，并且
其中，所述补偿偏移转换器被配置为通过根据所述最大亮度权重和所述导通像素权重对所述第一补偿偏移进行转换来提供所述第二补偿偏移。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，当所述导通像素比率小于第一阈值比率时，所述导通像素权重随着所述导通像素比率增大而增大。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，当所述导通像素比率大于比所述第一阈值比率大的第二阈值比率时，所述导通像素权重随着所述导通像素比率增大而减小，并且
其中，当所述导通像素比率在所述第一阈值比率与所述第二阈值比率之间时，所述导通像素权重具有最大值。
13.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述灰度转换器还包括导通像素比率计算器，所述导通像素比率计算器被配置为通过将权重应用于针对每种颜色的所述输入灰度的平均值来计算所述导通像素比率。
14.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述灰度转换器还包括最大亮度限制器，所述最大亮度限制器被配置为在所述导通像素比率减小到参考比率或更小时限制所述第二补偿偏移的增大。
15.一种用于驱动显示装置的方法，所述方法包括：
基于像素的位置和针对所述像素的输入灰度来计算第一补偿偏移；
根据基于输入最大亮度的最大亮度权重将所述第一补偿偏移转换为第二补偿偏移；
通过将所述第二补偿偏移应用于所述输入灰度来计算转换灰度；以及
基于所述转换灰度向所述像素提供数据电压。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述输入最大亮度小于第一阈值时，所述最大亮度权重随着所述输入最大亮度增大而增大，并且
其中，当所述输入最大亮度大于所述第一阈值时，所述最大亮度权重随着所述输入最大亮度增大而减小。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当所述输入最大亮度大于所述第一阈值且小于比所述第一阈值大的第二阈值时，所述最大亮度权重对应于正数，
其中，当所述输入最大亮度对应于所述第二阈值时，所述最大亮度权重对应于0，并且
其中，当所述输入最大亮度大于所述第二阈值时，所述最大亮度权重对应于负数。
18.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：
当所述输入灰度的导通像素比率小于参考比率时，产生图案检测信号；
当所述输入最大亮度在参考亮度范围内时，产生亮度检测信号；以及
当产生所述图案检测信号和所述亮度检测信号时，对所述输入最大亮度进行转换。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述对所述输入最大亮度进行转换的步骤中，通过根据时间使所述输入最大亮度逐渐增大来提供所述转换输入最大亮度。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：
通过对帧进行计数来提供计数数量，
其中，在所述对所述输入最大亮度进行转换的步骤中，通过根据所述计数数量使所述输入最大亮度逐渐增大来提供所述转换输入最大亮度。
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