显示设备的制作方法

本申请要求于2015年10月29日向韩国特许厅提交的韩国专利申请第10-2015-0151343号的优先权和权益，通过引用将其内容整体合并于此。

技术领域

本发明构思的一个或多个示例实施例涉及显示设备。更具体地，本发明构思的一个或多个示例实施例涉及可以基于常黑操作和常白操作而工作的显示设备。

背景技术：

显示设备包括用于显示图像的显示面板、以及用于驱动显示面板的栅极驱动电路和数据驱动电路。显示面板包括栅极线、数据线和像素。每个像素可以包括薄膜晶体管、液晶电容器和存储电容器。数据驱动电路向数据线施加数据驱动信号，而栅极驱动电路施加栅极驱动信号以驱动栅极线。

通常，显示设备执行伽马纠正操作以匹配在驱动特性(例如，线性)与用户的人视觉感知特性(例如，非线性)之间的差异。执行伽马校正操作的伽马校正器根据显示面板的特性基于伽马驱动电压产生伽马参考电压。

然而，伽马驱动电压以恒定的DC电压持续施加到数据驱动电路。结果，无论图像信号如何，伽马参考电压被产生以覆盖全部灰阶(例如，灰度级别)时段。因此，即使当数据驱动电路根据图像信号仅需要具有相对低级别的伽马参考电压时，也向数据驱动电路施加具有相对高级别的伽马参考电压，这可能是不必要的。

背景技术部分中公开的上述信息是用于增强对本发明构思的背景的理解，因而可能包含不构成现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明构思的一个或多个示例实施例提供能够根据图像信号的灰阶级别(例如，灰度级别)控制伽马驱动电压、并且能够控制向显示面板提供的光的亮度的显示设备。

根据本发明构思的示例实施例，一种显示设备包括：显示面板，包括与第一栅极线相连以接收第一数据电压的第一组像素、和与所述第一栅极线相连以接收第二数据电压的第二组像素；背光源，被配置为向该显示面板提供光；信号控制器，被配置为将水平图像信号划分为第一组图像信号和第二组图像信号，从第一组图像信号中提取第一最大灰阶图像信号，并从第二组图像信号中提取第二最大灰阶图像信号；电源，被配置为基于第一最大灰阶图像信号的灰阶级别和第二最大灰阶图像信号的灰阶级别从参考伽马驱动电压产生第一伽马驱动电压和第二伽马驱动电压；第一数据驱动电路，被配置为向第一组像素施加基于第一伽马驱动电压和第一组图像信号产生的第一数据电压；以及第二数据驱动电路，被配置为向第二组像素施加基于第二伽马驱动电压和第二组图像信号产生的第二数据电压。

该信号控制器可以被配置为基于第一最大灰阶图像信号将第一组图像信号转换为第一转换图像信号，并基于第二最大灰阶图像信号将第二组图像信号转换为第二转换图像信号。

第一数据驱动电路可以被配置为基于第一转换图像信号产生第一数据电压，而第二数据驱动电路可以被配置为基于第二转换图像信号产生第二数据电压。

该信号控制器可以被配置为根据第一最大灰阶图像信号的灰阶级别产生低于该参考伽马驱动电压的第一伽马驱动电压，并根据第二最大灰阶图像信号的灰阶级别产生低于该参考伽马驱动电压的第二伽马驱动电压。

该背光源可以包括第一组发光二极管和第二组发光二极管，第一组发光二极管被配置为响应于第一光控制信号向第一组像素提供第一光，而第二组发光二极管被配置为响应于第二光控制信号向第二组像素提供第二光。

该信号控制器可以被配置为将第一最大灰阶图像信号的灰阶级别与参考灰阶级别比较，并根据该比较输出用于控制第一光的亮度的第一光控制信号。

当第一最大灰阶图像信号的灰阶级别大于或等于该参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生第一光控制信号以将第一光的亮度维持在最大亮度，而且该电源可以被配置为产生低于该参考伽马驱动电压的第一伽马驱动电压。

当第一最大灰阶图像信号的灰阶级别小于或等于该参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生第一光控制信号以将第一光的亮度从最大亮度降低，而且该电源可以被配置为产生该参考伽马驱动电压作为第一伽马驱动电压。

当第一最大灰阶图像信号的灰阶级别小于或等于该参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生第一光控制信号以将第一光的亮度从最大亮度降低，而且该电源可以被配置为产生低于该参考伽马驱动电压的第一伽马驱动电压。

该信号控制器可以包括：存储器，被配置为接收所述水平图像信号；最大灰阶提取器，被配置为提取第一最大灰阶图像信号和第二最大灰阶图像信号；图像信号转换器，被配置为基于第一最大灰阶图像信号将第一组图像信号转换为第一转换图像信号，并基于第二最大灰阶图像信号将第二组图像信号转换为第二转换图像信号；以及调光器，被配置为响应于第一和第二最大灰阶图像信号控制该背光源。

该图像信号转换器可以包括：查找表，被配置为存储第一转换图像信号和第二转换图像信号；以及寄存器，被配置为从该查找表中存储的转换图像信号中提取与第一最大灰阶图像信号的灰阶级别对应的第一转换图像信号，并向第一数据驱动电路施加所提取的第一转换图像信号。

该背光源可以包括多个发光二极管，而且所述发光二极管可以被配置为响应于光控制信号向第一组像素和第二组像素提供光。

当第一最大灰阶图像信号的灰阶级别和第二最大灰阶图像信号的灰阶级别小于或等于参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生光控制信号以将光的亮度从最大亮度降低，而且该电源可以被配置为产生低于该参考伽马驱动电压的第一和第二伽马驱动电压。

该信号控制器可以被配置为基于在水平空白时段期间可变的灰阶级别的最大变化量存储至少一个水平图像信号。

该信号控制器可以被配置为基于在水平空白时段期间可变的灰阶级别的最大变化量计算每个水平时段使用的最小伽马驱动电压，而且该电源可以被配置为将每个水平时段使用的最小伽马驱动电压与第一伽马驱动电压比较，并根据该比较对第一数据驱动电路施加该最小伽马驱动电压和第一伽马驱动电压之一。

根据本发明构思的示例实施例，一种显示设备包括：显示面板，包括与第一栅极线相连以接收第一数据电压的第一组像素、和与第一栅极线相连以接收第二数据电压的第二组像素；背光源，被配置为向该显示面板提供光；信号控制器，被配置为将水平图像信号划分为第一组图像信号和第二组图像信号，从第一组图像信号中提取第一最小灰阶图像信号，并从第二组图像信号中提取第二最小灰阶图像信号；电源，用于基于第一最小灰阶图像信号的灰阶级别和第二最小灰阶图像信号的灰阶级别从参考伽马驱动电压产生第一和第二伽马驱动电压；第一数据驱动电路，被配置为向第一组像素施加基于第一伽马驱动电压和第一组图像信号产生的第一数据电压；以及第二数据驱动电路，被配置为向第二组像素施加基于第二伽马驱动电压和第二组图像信号产生的第二数据电压。

该信号控制器可以被配置为基于第一最小灰阶图像信号将第一组图像信号转换为第一转换图像信号，并且第一数据驱动电路可以被配置为基于第一转换图像信号产生第一数据电压。

该背光源可以包括第一组发光二极管和第二组发光二极管，第一组发光二极管被配置为响应于第一光控制信号向第一组像素提供第一光，而第二组发光二极管被配置为响应于第二光控制信号向第二组像素提供第二光。

当第一最小灰阶图像信号的灰阶级别小于或等于参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生第一光控制信号以将第一光的亮度从最大亮度降低，而且该电源可以被配置为产生该参考伽马驱动电压作为第一伽马驱动电压。

当第一最小灰阶图像信号的灰阶级别大于或等于该参考灰阶级别时，该信号控制器可以被配置为产生第一光控制信号以将第一光的亮度维持在最大亮度，而且该电源可以被配置为产生第一伽马驱动电压以降低该参考伽马驱动电压。

根据一个或多个示例实施例，可以减少显示设备的功耗。

附图说明

通过结合附图参照以下详细描述，本公开的上述以及其他方面和特征将变得显而易见，其中：

图1是示出根据本公开的示范性实施例的显示设备的框图；

图2是示出图1所示的栅极驱动电路和数据驱动电路的操作的时序图；

图3是示出根据本公开的示范性实施例的图1所示的信号控制器和电源的框图；

图4是示出根据本公开的示范性实施例的向显示面板提供的转换图像信号和光的发射的框图；

图5是示出图3所示的图像信号转换器的框图；

图6是示出图3所示的电源的框图；

图7是示出根据本公开的示范性实施例的信号控制器和背光单元的操作的表；

图8是示出图7所示的第一最大灰阶图像信号的曲线图；

图9是示出图7所示的第三最大灰阶图像信号的曲线图；

图10是示出图7所示的第四最大灰阶图像信号的曲线图；

图11是示出图3所示的信号控制器和电源的用于输出最终伽马驱动电压的操作的流程图；

图12是示出根据本公开的另一示范性实施例的向显示面板提供的转换图像信号和光的发射的框图；

图13是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和背光单元的操作的表；

图14是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和电源的框图；以及

图15是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和背光单元的操作的表。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述示范性实施例。然而，本发明构思可以以多种不同的形式实现，而不应当被解读为仅限于这里例示的实施例。相反，提供这些实施例作为示例以使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员全面传达本发明构思的方面和特征。因此，将不描述对于本领域普通技术人员完整了解本发明构思的方面和特征来说不必要的过程、元件和技术。除非另有说明，相同的引用数字在附图和说明书中始终表示相同的元件，因而将不重复其描述。

附图中，为清楚起见可以夸大和/或简化元件、层和区域的相对尺寸。这里可以使用诸如“下”、“下方”、“上”、“上方”、“以上”、“上面”等空间相对术语以便于描述图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。应当理解，除了图中绘示的朝向之外，所述空间相对术语意在涵盖使用中或工作中的设备的不同的朝向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将被定向在其他元件或特征“上方”。因而，示例术语“下”和“下方”可以涵盖上和下朝向两者。设备可以以其他方式朝向(例如，旋转90度或沿其他朝向)，而且应当相应地解释这里使用的空间相对描述。

应当理解，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、组件、区域、层和/或段，这些元件、组件、区域、层和/或段不应当被这些术语限制。这些术语是用于将一个元件、组件、区域、层或段与另一元件、组件、区域、层或段区分开。因而，下面描述的第一元件、组件、区域、层或段可以被命名为第二元件、组件、区域、层或段而不脱离本发明构思的精神和范围。

应当理解，当元件或层被称为“在…上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在…上、连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在一个或多个中间元件或层。此外，还应当理解，当元件或层被称为在两个元件或层“之间”时，它可以是所述两个元件或层之间的仅有的元件或层，或者还可以存在一个或多个中间元件或层。

这里使用的术语是用于描述特定实施例的目的，并且不打算限制本发明构思。这里使用的单数形式“一”和“一个”意在同样包括复数形式，除非上下文清楚地另有指明。应当进一步理解，术语“包括”和“包含”当在说明书中使用时，指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其群组。这里使用的术语“和/或”包括相关所列条目的一个或多个的任何和全部组合。诸如“的至少一个”的表达当跟随元素的列表时，修饰元素的整个列表而不修饰列表的个别元素。

这里使用的术语“基本上”、“大约”以及类似的术语是用于作为近似的术语而非作为程度的术语，而且意在考虑本领域普通技术人员将会理解的测量或计算值中的固有变化。另外，当使用“可以”描述本发明构思的实施例时，指代“本发明构思的一个或多个实施例”。这里使用的术语“使用(使用中、已使用)”可以被认为与术语“利用(利用中、已利用)”同义。而且，术语“示范性”意在指代示例或图示。

除非另有定义，这里使用的全部术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。应当进一步理解，诸如常用词典中定义的术语应当被解读为具有与它们在相关技术和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义，而不应当在理想化或过度形式化的意义上解读，除非这里明确地这样定义。

根据一个或多个示例实施例，图1至13所示的显示设备可以在常黑模式NB下工作。术语“常黑模式NB”是指与数据电压对应的图像信号的灰阶级别随着向像素施加的数据电压的级别升高而变高的情况。

图1是示出根据本公开的示范性实施例的显示设备DD的框图。

参照图1，显示设备DD包括驱动电路板100、栅极驱动电路200、数据驱动电路300、显示面板400和背光单元(例如，背光源)500。

驱动电路板100包括信号控制器110，用于控制显示设备DD的整体操作。信号控制器110从显示设备DD外部接收多个控制信号CS和多个图像信号RGB。

信号控制器110响应于控制信号CS输出多个驱动信号。信号控制器110产生数据控制信号D-CS、栅极控制信号G-CS和光控制信号B-CS作为驱动信号。例如，栅极控制信号G-CS包括垂直起始信号，并且数据控制信号D-CS包括水平起始信号、输出起始信号和数据使能信号。

信号控制器110向数据驱动电路300施加数据控制信号D-CS，并向栅极驱动电路200施加栅极控制信号G-CS。此外，信号控制器110向背光单元500施加光控制信号B-CS以控制向显示面板400提供的光的亮度。

此外，信号控制器110通过数据驱动电路300中包括的多个柔性印刷电路板320_1至320_k当中的一个柔性印刷电路板向栅极驱动电路200施加栅极控制信号G-CS，但本发明构思不限于此或由此受限。即，在其他实施例中，信号控制器110可以直接向栅极驱动电路200施加栅极控制信号G-CS。

根据示范性实施例，信号控制器110接收图像信号RGB，并向数据驱动电路300施加通过转换图像信号RGB的灰阶级别获得的转换图像信号D。信号控制器110向数据驱动电路300施加通过将数据格式转换为适合信号控制器110与数据驱动电路300之间的接口的数据格式获得的转换图像信号。

此外，信号控制器110产生用于控制多个伽马驱动电压AVDD1至AVDDk的级别的最大灰阶图像信号，并向电源120施加该最大灰阶图像信号。这里，最大灰阶图像信号是指对于给定帧由信号控制器110接收的图像信号RGB当中具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的图像信号(例如，一个图像信号)。电源120响应于该最大灰阶图像信号产生多个伽马驱动电压AVDD1至AVDDk，并向数据驱动电路300施加伽马驱动电压AVDD1至AVDDk。将参照图3更具体地描述信号控制器110的操作。

栅极驱动电路200响应于从信号控制器110提供的栅极控制信号G-CS产生多个栅极信号GS1至GSn。以行为单位通过多条栅极线GL1至GLn向多个像素PX11至PXnm依次施加栅极信号GS1至GSn。结果，以行为单位操作像素PX11至PXnm。

数据驱动电路300从信号控制器110接收转换图像信号D和数据控制信号D-CS。响应于数据控制信号D-CS数据驱动电路300产生对应于转换图像信号D的多个数据电压。数据驱动电路300通过多条数据线DL1至DLm向像素PX11至PXnm施加所述数据电压。

更具体地，数据驱动电路300包括多个源驱动电路310_1至310_k。在示范性实施例中，“k”是大于0且小于m的整数。源驱动电路310_1至310_k安装在多个柔性印刷电路板320_1至320_k上。柔性印刷电路板320_1至320_k连接到驱动电路板100以及邻近显示区域DA的上部的非显示区域NDA。

源驱动电路310_1至310_k通过带载封装方式安装在柔性印刷电路板320_1至320_k上，但本发明构思不限于此或由此受限。即，在另一实施例中，源驱动电路310_1至310_k可以通过玻璃覆晶方式(chip-on-glass manner)安装在柔性印刷电路板320_1至320_k上。

显示面板400包括显示区域DA以及邻近显示区域DA的非显示区域NDA。例如，非显示区域NDA可以围绕显示区域DA。

显示面板400包括在显示区域DA中排列的像素PX11至PXnm。此外，显示面板400包括栅极线GL1至GLn、以及与栅极线GL1至GLn绝缘并与栅极线GL1至GLn交叉的数据线DL1至DLm。

栅极线GL1至GLn连接到栅极控制电路200，并且依次接收栅极信号GS1至GSn。数据线DL1至DLm连接到数据驱动电路300，并且接收数据电压。

在通过栅极线GL1至GLn和数据线DL1至DLm定义的区域(例如，交叉区域)处排列像素PX11至PXnm。因此，像素PX11至PXnm被排列为n行和m列。这里，“n”和“m”的每一个是大于0的整数。

像素PX11至PXnm的每一个连接到栅极线GL1至GLn中的相应的栅极线、以及数据线DL1至DLm中的相应的数据线。像素PX11至PXnm响应于通过栅极线GL1至GLn提供的栅极信号GS1至GSn通过数据线DL1至DLm接收数据电压。结果，像素PX11至PXnm显示与数据电压对应的灰阶级别。

背光单元500向显示面板400提供光。根据示范性实施例，背光单元500包括多个组发光二极管。每个组发光二极管向显示面板400的整个区域当中的相应的区域提供光。以下，为方便起见，将描述包括第一、第二、第三和第四组发光二极管510、520、530和540的背光单元500，但组发光二极管的数量不限于此。

第一至第四组发光二极管510至540响应于背光控制信号B-CS向显示面板400输出第一、第二、第三、和第四光L1、L2、L3和L4。

图2是示出图1所示的栅极驱动电路200和数据驱动电路300的操作的时序图。

参照图1和2，信号控制器110输出驱动信号。例如，信号控制器110在帧F期间向栅极驱动电路200施加垂直起始信号Vsync。这里，帧F是指在其期间显示一个图像的时段(例如，单位帧时段)。

信号控制器110在水平时段HP期间向数据驱动电路300施加信号(例如，水平同步信号Hsync)作为行区分信号。此外，信号控制器110向数据驱动电路300施加用于指示数据电压输入时段的数据使能信号DE，其可以在输出数据的时段期间维持在或基本维持在高电平。

垂直同步信号Vsync被包括在栅极控制信号G-CS中。水平同步信号Hsync和数据使能信号DE被包括在数据控制信号D-CS中。栅极控制信号G-CS可以进一步包括时钟信号和时钟闩(bar)信号，用于产生例如处于高电平的栅极信号GS1至GSn。

从数据驱动电路300输出的数据电压DS包括具有相对于公共电压的正值的正数据电压、和/或具有相对于公共电压的负值的负数据电压。在水平时段HP期间，施加到数据线DL1至DLm的一部分数据电压DS具有正极性，而施加到数据线DL1至DLm的另一部分数据电压DS具有负极性。

同时，依次输出栅极信号GS1至GSn以对应于水平时段HP。在每个水平时段HP期间数据电压DS被施加到与栅极线GL1至GLn当中的相应的栅极线相连的像素。

此外，显示面板400包括在其期间基于相应的帧显示图像的显示时段DP、以及在其期间不显示图像的空白时段BP。用于显示图像的显示时段DP对应于在其期间向数据线DL1至DLm施加数据电压DS的时段，而且数据使能信号DE在显示时段DP期间具有高电平。空白时段BP对应于在其期间不向数据线DL1至DLm施加数据电压DS的时段，而且数据使能信号DE在空白时段BP期间具有低电平。

图3是示出根据本公开的示范性实施例的图1所示的信号控制器110和电源120的框图，图4是示出根据本公开的示范性实施例的向显示面板400提供的转换图像信号和光的发射的框图，图5是示出图3所示的图像信号转换器113的框图，而图6是示出图3所示的电源120的框图。

参照图3和4，信号控制器110包括存储器111、最大灰阶提取器112、图像信号转换器113以及调光部件(例如，调光器)114。

存储器111接收每帧的图像信号RGB。根据示范性实施例，存储器110根据帧存储用于每个水平时段的图像信号RGB。即，存储器111存储图像信号RGB当中与将要在相应的水平时段输出的数据电压对应的图像信号。以下，基于水平时段在存储器111中存储的图像信号将被描述为水平图像信号。

此外，存储器111根据每个水平时段将水平图像信号分类为多个组图像信号。

根据示范性实施例，存储器111基于数据驱动电路300中包括的源驱动电路310_1至310_k的数量将水平图像信号分类为组图像信号。

如图4所示，在数据驱动电路300中包括第一至第四源驱动电路310_1至310_4的情况下，存储器111根据每个水平时段将水平图像信号分类为四个组图像信号。

根据示范性实施例，存储器111基于背光单元500中包括的组发光二极管的数量将水平图像信号分类为组图像信号。如图4所示，显示面板400包括分别接收从第一至第四组发光二极管510至540输出的第一至第四光L1至L4的第一至第四光区域B1至B4。

以下，为方便起见，将描述将水平图像信号分类为第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4的存储器111。因此，在每个水平时段中第一至第四组像素分别连接到第一至第四源驱动电路310_1至310_4。

存储器111向最大灰阶提取器112和图像信号转换器113施加第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4。

最大灰阶提取器112从存储器111接收组图像信号，并从组图像信号中提取具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的最大灰阶图像信号。

更具体地，最大灰阶提取器112接收第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4。最大灰阶提取器112从第一组图像信号sRGB1当中提取具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的第一最大灰阶图像信号Dm1。最大灰阶提取器112从第二组图像信号sRGB2当中提取具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的第二最大灰阶图像信号Dm2。最大灰阶提取器112从第三组图像信号sRGB3当中提取具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的第三最大灰阶图像信号Dm3。最大灰阶提取器112从第四组图像信号sRGB4当中提取具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的第四最大灰阶图像信号Dm4。

最大灰阶提取器112向图像信号转换器113、调光部件114和电源120施加从第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4中提取的第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4。

图像信号转换器113从存储器111接收第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4，并从最大灰阶提取器112接收第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4。

图像信号转换器113响应于第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4将第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4转换为第一至第四转换图像信号D1至D4。

例如，图像信号转换器113基于参考伽马曲线将第一组图像信号sRGB1当中具有最大灰阶级别(例如，最高灰阶级别)的第一最大灰阶图像信号Dm1的灰阶级别转换到白灰阶级别，以允许在数据驱动电路300中表达第一最大灰阶图像信号Dm1。此外，图像信号转换器113基于参考伽马曲线将除了第一最大灰阶图像信号Dm1之外的第一组图像信号sRGB1的灰阶级别转换到白灰阶级别，以允许在数据驱动电路300中表达除了第一最大灰阶图像信号Dm1之外的第一组图像信号sRGB1。

即，图像信号转换器113产生通过基于参考伽马曲线将第一组图像信号sRGB1控制到白灰阶级别获得的第一转换图像信号D1。图像信号转换器113使用上述方法将第二至第四组图像信号sRGB2至sRGB4转换为第二至第四转换图像信号D2至D4。因此，将略去将第二至第四组图像信号sRGB2至sRGB4转换为第二至第四转换图像信号D2至D4的详细描述。

参照图5，图像信号转换器113包括寄存器113a和查找表113b。

寄存器113a可以响应于第一至第四组图像信号sRGB1至sRGB4提取(例如，读出)查找表113b中存储的第一至第四转换图像信号D1至D4。寄存器113a分别向第一至第四柔性印刷电路板320_1至320_4施加提取(例如，读出)的第一至第四转换图像信号D1至D4，如图4所示。

查找表113b存储通过根据伽马曲线将相应的组图像信号的灰阶级别转换到白灰阶级别获得的转换图像信号。查找表113b存储(例如，预先存储)分别对应于0至255灰阶级别的转换图像信号。

因而，寄存器113a可以基于相应的组图像信号的灰阶级别提取(例如，读出)查找表113b中存储的转换图像信号。

调光部件114从最大灰阶提取器112接收第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4。调光部件114响应于第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4而控制背光单元500产生的光的亮度。

根据示范性实施例，调光部件114对第一至第四组发光二极管510至540单独执行局部调光。

例如，调光部件114对第一至第四组发光二极管510至540的每一个执行局部调光，因而从第一至第四组发光二极管510至540发射的第一至第四光L1至L4可以具有彼此不同的亮度。结果，可以分别向显示面板400的光区域B1至B4提供具有彼此不同的亮度的光。

更具体地，调光部件114响应于第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4产生第一至第四光控制信号B-CS1至B-CS4。第一组发光二极管510响应于第一光控制信号B-CS1发射第一光L1。第二组发光二极管520响应于第二光控制信号B-CS2发射第二光L2。第三组发光二极管530响应于第三光控制信号B-CS3发射第三光L3。第四组发光二极管540响应于第四光控制信号B-CS4发射第四光L4。

电源120从最大灰阶提取器112接收第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4。电源120响应于第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4从参考伽马驱动电压产生第一至第四伽马驱动电压AVDD1至AVDD4。这里，参考伽马驱动电压可以用于表达根据正常伽马曲线的最大灰阶级别(例如，255灰阶级别)。

根据示范性实施例，电源120响应于第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4产生具有彼此相同或基本相同的电平、或具有至少一个不同的电平的第一至第四伽马驱动电压AVDD1至AVDD4。

参照图6，电源120包括寄存器121、查找表122、解码器123、开关阵列124和电阻器串125。

寄存器121可以响应于最大灰阶图像信号提取(例如，读出)查找表122中存储的开关控制信号QS。寄存器121向解码器123施加提取(例如，读出)的开关控制信号QS。

查找表122存储(例如，预先存储)与最大灰阶图像信号的每个灰阶级别对应的多个开关控制信号QS。即，查找表122存储(例如，预先存储)与0至255灰阶级别分别对应的开关控制信号QS。在实施例中，开关控制信号QS可以被实现为8比特的数字信号。

解码器123解码从寄存器121提供的开关控制信号QS，并向多个输出引脚P0至P255施加解码的开关控制信号QS。解码器123例如包括与8比特的开关控制信号QS的数量对应的256个输出引脚P0至P255。

开关阵列124包括多个开关T0至T255。开关T0至T255的栅极端子G分别电连接到输出引脚P0至P255。开关T0至T255的栅极端子G通过输出引脚P0至P255接收解码的开关控制信号。开关T0至T255的漏极端子D分别电连接到分压电压节点n0至n255，而且电阻器串125中包括的电阻器R1至R255连接在分压电压节点n0至n255的相应的节点之间。开关T0至T255的源极端子S共同连接到伽马电源线VSL。

根据每个最大灰阶图像信号的伽马驱动电压AVDD可以被设置为分压电压的一个伽马驱动电压AVDD。即，由于开关T0至T255中的一个开关响应于解码的开关控制信号而接通，分压电压中的一个分压电压可以被选择为伽马驱动电压AVDD。

结果，伽马驱动电压AVDD可以从最大灰阶图像信号的参考伽马驱动电压VDD降低到或接近模拟伽马补偿电压。

电阻器串125包括彼此串联连接在参考伽马驱动电压VDD与地电压GND之间的电阻器R1至R255。电阻器串125通过布置在电阻器R1至R255之间的分压电压节点n0至n255产生具有彼此不同的电平的分压电压。

图7是示出根据本公开的示范性实施例的信号控制器和背光单元(例如，背光源)的操作的表，图8是示出图7所示的第一最大灰阶图像信号的曲线图，图9是示出图7所示的第三最大灰阶图像信号的曲线图，而图10是示出图7所示的第四最大灰阶图像信号的曲线图。

图7所示的表示出依赖于最大灰阶图像信号的灰阶级别来控制伽马驱动电压AVDD和光L。图8至10所示的曲线图中，水平轴指示与每个灰阶级别对应的伽马补偿电压V，而垂直轴指示灰阶级别T。

以下，将更详细描述图3所示的第一至第四最大灰阶图像信号Dm1至Dm4当中的第一、第三、和第四最大灰阶图像信号Dm1、Dm3、和Dm4。

根据示范性实施例，可以依赖于最大灰阶图像信号的灰阶级别来控制伽马驱动电压AVDD和光L。

参照图7和8，伽马驱动电压AVDD的电平基于第一最大灰阶图像信号Dm1降低，而且光L的亮度维持或基本维持在最大级别。

更详细地，第一最大灰阶图像信号Dm1可以具有第一灰阶级别G1。该情况下，第一灰阶级别G1对应于第一参考灰阶级别C与第二参考灰阶级别B之间的灰阶级别。例如，第一参考灰阶级别C为大约250灰阶级别，而第二参考灰阶级别B为大约180灰阶级别。

根据示范性实施例，在第一最大灰阶图像信号Dm1具有第一参考灰阶级别C与第二参考灰阶级别B之间的灰阶级别的情况下，电源120输出通过控制参考伽马驱动电压获得的第一伽马驱动电压AVDD1。即，电源120输出通过将作为参考伽马驱动电压的第一驱动电压V1a的电平降低到第二驱动电压V1b的电平获得的第一伽马驱动电压AVDD1。

结果，数据驱动电路300(例如，参照图1)根据第二伽马曲线C2基于第一伽马驱动电压AVDD1和第一转换图像信号D1产生第二伽马补偿电压VB，其被施加到第一组像素。第一伽马曲线C1可以是根据正常图像信号的第一伽马补偿电压VA的伽马曲线。

该情况下，如图8所示，基于第一伽马驱动电压AVDD1和第一转换图像信号D1产生的第二伽马补偿电压VB的电压电平可以低于基于参考伽马驱动电压和参考图像信号产生的第一伽马补偿电压VA的电压电平。结果，可以比基于参考伽马驱动电压产生伽马补偿电压时更多地减少用于驱动显示设备DD的功耗。

如上所述，参考伽马驱动电压可以是用于产生正常图像信号的最大灰阶级别的电压(例如，DC电压)，而无论最大灰阶图像信号如何。参考图像信号可以是但不限于与其灰阶级别不改变的多个组图像对应的图像信号。

调光部件114输出第一光控制信号B-CS1以将第一光L1的亮度维持或基本维持在第一级别(例如，100％)，因为第一最大灰阶图像信号Dm1具有在第一参考灰阶级别C与第二参考灰阶级别B之间的灰阶级别。第一级别(例如，100％)是指具有最大亮度的光。在将第一光L1的亮度维持或基本维持在第一级别(例如，100％)的情况下，第一组发光二极管510可以以最大功率工作。

如上所述，在最大灰阶图像信号的灰阶级别具有与第一参考灰阶级别C与第二参考灰阶级别B之间对应的最高灰阶级别的情况下，根据用户的人视觉感知特性将光的亮度维持或基本维持在最大亮度。此外，向数据驱动电路300施加的伽马驱动电压AVDD的电平可以改变为低于参考伽马驱动电压的电平。

参照图7和图9，基于第三最大灰阶图像信号Dm3将伽马驱动电压AVDD的电平维持或基本维持在参考伽马驱动电压，而且降低光的亮度。

更详细地，第三最大灰阶图像信号Dm3具有第三灰阶级别G3。该情况下，第三灰阶级别G3具有在第二参考灰阶级别B与第三参考灰阶级别A之间的灰阶级别。在示范性实施例中，第二参考灰阶级别B为大约190灰阶级别，而第三参考灰阶级别A为大约128灰阶级别。

根据示范性实施例，在第三最大灰阶图像信号Dm3具有在第二参考灰阶级别B与第三参考灰阶级别A之间的灰阶级别的情况下，电源120输出参考伽马驱动电压作为第三伽马驱动电压AVDD3。即，电源120输出作为参考伽马驱动电压的第一驱动电压V1a作为第三伽马驱动电压AVDD3。

结果，数据驱动电路300(例如，参照图1)根据第三伽马曲线C3基于第三伽马驱动电压AVDD3和第三转换图像信号D3产生第三伽马补偿电压VC，其被施加到第三组像素。

调光部件114输出第三光控制信号B-CS3以将第三光L3的亮度降低到第二级别(例如，50％)，因为第三最大灰阶图像信号Dm3具有在第二参考灰阶级别B与第三参考灰阶级别A之间的灰阶级别。因为第三光L3的亮度从第一级别(例如，100％)降低到第二级别(例如，50％)，可以减少第三组发光二极管530的功耗。

如上所述，在最大灰阶图像信号具有与第二参考灰阶级别B与第三参考灰阶级别A之间对应的中间灰阶级别的情况下，可以控制降低光的亮度级别。此外，向数据驱动电路300施加的伽马驱动电压AVDD的电平被维持或基本维持在参考伽马驱动电压。更详细地，因为控制降低光的亮度级别，可以提高伽马补偿电压的电平以补偿降低的光的亮度级别。即，因为伽马补偿电压的电平升高以补偿降低的光的亮度级别，可能不希望控制用于产生伽马补偿电压的伽马驱动电压AVDD的电平。

参照图7和10，基于第四最大灰阶图像信号Dm4降低伽马驱动电压AVDD的电平，因而降低光的亮度。

更详细地，第四最大灰阶图像信号Dm4具有第四灰阶级别G4。该情况下，第四灰阶级别G4具有在第三参考灰阶级别A与最小灰阶级别(例如，0灰阶级别)之间的灰阶级别。

根据示范性实施例，在第四最大灰阶图像信号Dm4具有第三参考灰阶级别A与最小灰阶级别之间的灰阶级别的情况下，电源120输出通过控制参考伽马驱动电压获得的第四伽马驱动电压AVDD4。即，电源120输出通过将作为参考伽马驱动电压的第一伽马驱动电压V1a的电平降低到第四驱动电压V1d的电平获得的第四伽马驱动电压AVDD4。

结果，数据驱动电路300(例如，参照图1)根据第四伽马曲线C4基于第四伽马驱动电压AVDD4和第四转换图像信号D4产生第四伽马补偿电压VD，其被施加到第四组像素。

该情况下，如图10所示，基于第四伽马驱动电压AVDD4和第四转换图像信号D4产生的第四伽马补偿电压VD的电压电平可以低于基于参考伽马驱动电压和参考图像信号产生的第一伽马补偿电压VA的电压电平。结果，可以比基于参考伽马驱动电压产生伽马补偿电压时更多地减少用于驱动显示设备DD的功耗。

调光部件114输出第四光控制信号B-CS4以将第四光L4的亮度降低到第三级别(例如，25％)，因为第四最大灰阶图像信号Dm4具有在第三参考灰阶级别A与最小灰阶级别之间的灰阶级别。因为第四光L4的亮度从第一级别(例如，100％)降低到第三级别(例如，25％)，可以减少在第四组发光二极管540中的功耗。

如上所述，在最大灰阶图像信号具有与第三参考灰阶级别A与最小灰阶级别之间对应的低灰阶级别的情况下，可以控制降低伽马驱动电压AVDD以及光的亮度级别。

更详细地，在以中间或高灰度级别显示图像的情况下，可能不期望改变用于补偿光L的伽马驱动电压AVDD的电平。然而，在以低灰度级别显示图像的情况下，用户可能无法识别视觉特性的变化(例如，显著变化)，即便光L的亮度级别和伽马驱动电压AVDD的电平降低。

根据示范性实施例，可以在每个水平时段控制伽马驱动电压，而且可以在每个帧控制光的亮度。

图11是示出图3所示的信号控制器110和电源120的用于输出最终伽马驱动电压的操作的流程图。

参照图3和11，信号控制器110计算在水平空白时段H期间(例如，参照图2)最大灰阶图像信号之间可变的最大灰阶范围(S110)。这里，水平空白时段H对应于图2所示的通过从水平时段HP中减去输出数据电压的时段获得的时段。

信号控制器110测量在其期间最小灰阶级别转换到最大灰阶级别的时间(S120)。

信号控制器110计算用于将最小灰阶级别转换到最大灰阶级别的水平空白时段H的数量(S130)。

信号控制器110存储基于计算的水平空白时段H的数量的水平图像信号(S140)。例如，在三个水平空白时段H被用于将最小灰阶级别转换到最大灰阶级别的情况下，信号控制器110存储三个水平图像信号。

信号控制器110计算与对应于一个水平时段的组图像信号当中的最大灰阶图像信号对应的第一伽马驱动电压V1(S150)。

信号控制器110基于用于将最小灰阶级别转换到最大灰阶级别的时间计算一个水平时段使用的第二伽马驱动电压V2(S160)。

信号控制器110比较第一伽马驱动电压V1和第二伽马驱动电压V2，并根据比较结果在一个水平时段期间选择第一伽马驱动电压V1和第二伽马驱动电压V2之一(S170)。

电源120输出所选择的伽马驱动电压(S180)。

图12是示出根据本公开的另一示范性实施例的向显示面板提供的转换图像信号和光的发射的框图，而图13是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和背光单元(例如，背光源)的操作的表。

参照图12和13，图12所示的数据驱动电路300和显示面板400可以具有与图4所示的数据驱动电路300和显示面板400相同或基本相同的结构，因而将不重复数据驱动电路300和显示面板400的详细描述。

图12所示的背光单元(例如，背光源)600被实现为与图4所示的背光单元500不同的单组发光二极管。

更具体地，背光单元600可以向显示面板400的整个区域提供处于恒定或基本恒定亮度的光。即，背光单元600使用全局调光提供具有恒定或基本恒定亮度的光，而不是图4所示的背光单元500的局部调光。

调光部件114(例如，参照图3)产生光控制信号B-CS，并向背光单元600施加光控制信号B-CS以控制背光单元600的操作。

参照图13，调光部件114在第一、第三和第四最大灰阶图像信号Dm1、Dm3和Dm4的灰阶级别G1、G3和G4对应于低灰阶级别的情况下产生光控制信号B-CS以降低光L的亮度级别。在该情况下，电源120(例如，参照图3)输出通过将第一驱动电压V1a的电平降低到第四驱动电压V1d的电平获得的第四伽马驱动电压AVDD4。低灰阶级别可以具有在最小灰阶级别(例如，0灰阶级别)与第三参考灰阶级别A之间的灰阶级别。

图14是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和电源的框图，而图15是示出根据本公开的另一示范性实施例的信号控制器和背光单元(例如，背光源)的操作的表。

图14和15所示的显示设备可以在常白模式NW下工作。这里使用的术语“常白模式NW”是指与数据电压对应的图像信号的灰阶级别随着向像素施加的数据电压的电平降低而变低的情况。

参照图14，信号控制器1000包括存储器1100、最小灰阶提取器1200、图像信号转换器1300和调光部件(例如，调光器)1400。除了最小灰阶提取器1200之外，图14所示的信号控制器1000可以具有与图3所示的信号控制器110相同或基本相同的结构和功能。

最小灰阶提取器1200从存储器1100接收第一至第四组图像信号wRGB1至wRGB4。最小灰阶提取器1200从第一组图像信号wRGB1当中提取具有最小灰阶级别(例如，最低灰阶级别)的第一最小灰阶图像信号Dn1。最小灰阶提取器1200从第二组图像信号wRGB2当中提取具有最小灰阶级别(例如，最低灰阶级别)的第二最小灰阶图像信号Dn2。最小灰阶提取器1200从第三组图像信号wRGB3当中提取具有最小灰阶级别(例如，最低灰阶级别)的第三最小灰阶图像信号Dn3。最小灰阶提取器1200从第四组图像信号wRGB4当中提取具有最小灰阶级别(例如，最低灰阶级别)的第四最小灰阶图像信号Dn4。

最小灰阶提取器1200向图像信号转换器1300、调光部件1400和电源2000的每一个施加从第一至第四组图像信号wRGB1至wRGB4中提取的第一至第四最小灰阶图像信号Dn1至Dn4。

例如，图像信号转换器1300基于参考伽马曲线将第一组图像信号wRGB1当中具有最低灰阶级别的第一最小灰阶图像信号Dn1的灰阶级别转换到黑灰阶级别，以允许在数据驱动电路300中表达第一最小灰阶图像信号Dn1。此外，图像信号转换器1300基于参考伽马曲线将除了第一最小灰阶图像信号Dn1之外的第一组图像信号wRGB1的灰阶级别转换到黑灰阶级别，以允许在数据驱动电路300中表达除了第一最小灰阶图像信号Dn1之外的第一组图像信号wRGB1。

即，图像信号转换器1300产生通过基于参考伽马曲线将第一组图像信号wRGB1控制到黑灰阶级别获得的第一转换图像信号D1。图像信号转换器1300使用上述方法将第二至第四组图像信号wRGB2至wRGB4转换为第二至第四转换图像信号D2至D4。因此，将略去将第二至第四组图像信号wRGB2至wRGB4转换为第二至第四转换图像信号D2至D4的详细描述。

图14所示的电源2000从最小灰阶提取器1200接收第一至第四最小灰阶图像信号Dn1至Dn4。电源2000响应于第一至第四最小灰阶图像信号Dn1至Dn4从参考伽马驱动电压产生第一至第四伽马驱动电压AVDD1至AVDD4。

根据示范性实施例，电源2000响应于第一至第四最小灰阶图像信号Dn1至Dn4产生具有彼此相同或基本相同的电平、或具有至少一个不同的电平的第一至第四伽马驱动电压AVDD1至AVDD4。即，电源2000根据第一至第四最小灰阶图像信号Dn1至Dn4产生具有低于参考伽马驱动电压的电平的电平的伽马驱动电压。结果，可以减少显示设备的总功耗。

参照图15，在第一最小灰阶图像信号Dn1具有在最小灰阶级别(例如，0灰阶级别)与第三参考灰阶级别A之间的灰阶级别时，信号控制器1000产生第一光控制信号B-CS1以将第一光L1的亮度从最大亮度降低。结果，第一组发光二极管510响应于第一光控制信号B-CS1发射具有从第一级别(例如，100％)降低到第三级别(例如，25％)的亮度的第一光L1。此外，电源2000产生通过将作为参考伽马驱动电压的第一驱动电压V2a降低到第二驱动电压V2b获得的第一伽马驱动电压AVDD1。

例如，在第三最小灰阶图像信号Dn3具有在第三参考灰阶级别A与第二参考灰阶级别B之间的灰阶级别时，信号控制器1000产生第三光控制信号B-CS3以将第三光L3的亮度从最大亮度降低。结果，第三组发光二极管530响应于第三光控制信号B-CS3发射具有从第一级别(例如，100％)降低到第二级别(例如，50％)的亮度的第三光L3。此外，电源2000维持或基本维持作为参考伽马驱动电压的第一驱动电压V2a。

作为示例，在第四最小灰阶图像信号Dn4具有在第二参考灰阶级别B与第一参考灰阶级别C之间的灰阶级别时，信号控制器1000产生第四光控制信号B-CS4以将第四光L4维持或基本维持在最大亮度。此外，电源2000产生通过将作为参考伽马驱动电压的第一驱动电压V2a降低到第四驱动电压V2d获得的第四伽马驱动电压AVDD4。

可以利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件、或软件、固件和硬件的结合来实现根据这里描述的本发明构思的实施例的电子或电气设备(例如，信号控制器、最大灰阶提取器、最小灰阶提取器、图像信号转换器、调光部件等)和/或任何其他相关设备或组件。例如，这些设备的各种组件可以在一个集成电路(IC)芯片上或在单独的各个IC芯片上形成。此外，这些设备的各种组件可以在柔性印刷电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上实现，或者在一个基板上形成。另外，这些设备的各种组件可以是在一个或多个计算设备中的一个或多个处理器上运行的进程或线程，执行计算机程序指令并与用于执行这里描述的各种功能的其他系统组件交互。在例如可以使用诸如随机存取存储器(RAM)的标准存储设备在计算设备中实现的存储器中存储所述计算机程序指令。例如也可以在诸如CD-ROM、闪存驱动器等其他非暂时性计算机可读介质中存储所述计算机程序指令。而且，本领域技术人员应当认识到，可以将各种计算设备的功能组合或集成到单个计算设备中，或者可以将特定计算设备的功能分布在一个或多个其他计算设备上，而不脱离本发明构思的示范性实施例的精神和范围。

虽然已经描述本发明的示范性实施例，但是应当理解，本发明不应限于这些示范性实施例，本领域普通技术人员可以进行各种变更和修改而不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围。