CN100504979C - 数据驱动器、平板显示器及数据转换方法 - Google Patents

数据驱动器、平板显示器及数据转换方法 Download PDF

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Abstract

一种平板显示器中的数据驱动器，包括：锁存器，用于串行接收数据信号，并且用于并行输出数据信号；以及数模(D/A)转换器，用于将由锁存器输出的数字信号转换成模拟信号。该D/A转换器接收具有随时间变化的电压电平的参考信号，并且在参考信号具有与数字信号的电压电平相同的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号。这样，基于参考信号表示数据信号的灰度等级，并且因而通过转换参考信号来补偿数据信号的灰度等级，由此在无需使用额外装置的情况下补偿了数据信号的灰度等级。后者的功能对应于数据转换方法的步骤。

Description

数据驱动器、平板显示器及数据转换方法
技术领域
本发明涉及数据驱动器、平板显示器及数据转换方法，并更具体地涉及根据数据信号的振幅来表示灰度等级的数据驱动器、平板显示器及数据转换方法。
背景技术
作为相对沉重且巨大的阴极射线管(CRT)的替代，近来已开发了各种平板显示器。平板显示器包括液晶显示器(LCD)、场致发射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)、采用有机发光器件(OLED)的有机发光显示器等等。
在平板显示器中，通过在基板上以矩阵形式排列多个像素来定义显示区域，并且每个像素与扫描线和数据线相连接。数据信号被选择性地施加到像素，由此显示图像。此外，平板显示器包括用于输出数据信号的数据驱动器和用于输出扫描信号的扫描驱动器。
数据驱动器接收数字数据信号并且将数字数据信号转换成模拟数据信号，从而基于数据信号的振幅来表示灰度等级。
数模(D/A)转换器包括分配器，其具有用于接收第一电压Vdd的输入端和用于分配第一电压Vdd的多个寄存器、用于输出所分配的电压的输出端、以及用于接收四比特的数字信号的输入部分。
分配器包括被置于输入端和Vss端之间并且串联的十五个寄存器，由此通过各个寄存器将对比度控制(contrast control)信号分配成十六个电压。
输出端包括串联并且将源极连接到漏极的4个晶体管。此外，输出端连接到分配器的输入端与第一寄存器之间的连接点、第十五寄存器与Vss端之间的连接点、各个第一到第十五寄存器之间的各个连接点，使得十六个输出端连接到分配器。
此外，连接到分配器的每一输出端的各个晶体管响应于施加到其栅极的信号而导通/截止，并且在四个晶体管都导通的情况下通过分配器的输出端输出信号。
输入部分接收四比特的数字数据信号，并且选择性地使连接到输出端的四个晶体管导通/截止。在这点上，通过两条线将每个四比特的数字数据信号输入到输入部分，从而通过总共八条线输入数字数据信号。
同时，连接到相同输入端的两条线中的一条线连接到反相器，而另一条线不连接到反相器。此外，在各个开关端中提供的四个开关在八条线之中选择四条线，并且连接到晶体管的栅极，从而每个开关由数字数据信号来导通/截止。因而，相应于四比特的数字数据信号，通过十六个开关端之中的仅一个开关端来输出所分配的对比度信号。这样，通过四个数字信号输出十六个模拟数据信号。
此外，通过调整通过输入端提供的第一电压Vdd的电平，来调整被分配到置于控制端与Vss端之间的每个寄存器的电压电平，由此调整模拟数据信号的电压电平。
但是，采用该D/A转换器的平板显示器需要额外的装置来转换数据信号以便补偿该数据信号。这样，用于补偿数据信号的处理很困难。此外，额外的装置增加了平板显示器的生产成本。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种数据驱动器、平板显示器和数据转换方法，其中基于参考信号来表示数据信号的灰度等级，从而通过转换参考信号来补偿数据信号的灰度等级，由此在无需使用额外装置的情况下补偿数据信号的灰度等级。
本发明的前述和/或其它方面通过提供一种数据驱动器而实现，该数据驱动器包括：锁存器，用于串行接收数据信号，并且用于并行输出数据信号；以及数模(D/A)转换器，用于将从锁存器输出的数字信号转换成模拟信号。该D/A转换器接收具有随时间变化的电压电平的参考信号，并且在参考信号具有与数字信号相同的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号。
本发明的其它方面通过提供一种平板显示器而实现，该平板显示器包括：像素部分，包括由数据线和扫描线定义的多个像素；数据驱动器，包括用于串行接收数据信号并且用于并行输出数据信号的锁存器、以及用于将从锁存器输出的数字信号转换成模拟信号的D/A转换器；和扫描驱动器，用于传送扫描信号到像素部分。该D/A转换器接收具有随时间变化的电压电平的参考信号，并且在参考信号具有与数字信号相同的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号。
本发明的其它方面通过提供一种将数字信号转换成模拟信号的方法而实现，该方法包括下述步骤：接收数字信号和具有随时间变化的电压电平的参考信号；以及在参考信号具有与数字信号相同的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号。
附图说明
通过结合附图参考下面的详细说明，本发明的更全面的理解及其许多附带的优点将很清楚并且变得更好理解，在所述附图中，同样的标号表示相同或相似的组件，其中：
图1是数模(D/A)转换器的电路图；
图2图示了根据本发明实施例的平板显示器的配置；
图3是根据本发明实施例的平板显示器中所采用的数据驱动器的方框图；
图4是根据本发明实施例的数据驱动器中所采用的D/A转换器的方框图；
图5是图示了根据本发明实施例的D/A转换器的操作的波形；
图6是参考信号的波形；以及
图7示意性地图示了根据本发明实施例的平板显示器中所采用的像素的结构。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例，提供这些优选实施例以易于被本领域技术人员理解，从而各种修改将是清楚的，并且从而本发明并不限于这里所公开的实施例。
图1是数模(D/A)转换器的电路图。
参考图1，该D/A转换器包括分配器30，其具有用于接收第一电压Vdd的输入端31和用于分配第一电压Vdd的多个寄存器R1、R2、...、R14、R15，用于输出所分配的电压的输出端20，以及用于接收四比特的数字信号的输入部分10。
分配器30包括置于输入端31和Vss端之间并且串联的十五个寄存器R1、R2、...、R14、R15，由此通过各个寄存器R1、R2、...、R14、R15将对比度控制信号分配成十六个电压。
输出端20包括串联并且将源极连接到漏极的四个晶体管21。此外，输出端20连接到分配器的输入端31与第一寄存器R1之间的连接点、第十五寄存器R15与Vss端之间的连接点、各个第一到第十五寄存器R1到R15之间的各个连接点，使得十六个输出端连接到分配器30。
此外，连接到分配器30的每一输出端的各个晶体管21响应于施加到其栅极的信号而导通/截止，并且在四个晶体管21都导通的情况下通过分配器30的输出端而输出信号。
输入部分10接收四比特的数字数据信号，并且选择性地使连接到输出端的四个晶体管21导通/截止。在这点上，通过两条线将每一四比特的数字数据信号输入到输入部分10，从而通过总共八条线输入数字数据信号。
同时，连接到相同输入端的两条线中的一条线连接到反相器，而另一条线不连接到反相器。此外，在各个开关端中提供的四个开关在八条线之中选择四条线，并且连接到晶体管21的栅极，使得每个开关由该数字数据信号来导通/截止。因而，对应于四比特的数字数据信号，通过十六个开关端之中的仅一个开关端来输出所分配的对比度信号。这样，通过四个数字信号输出十六个模拟数据信号。
此外，通过调整通过输入端提供的第一电压Vdd的电平，来调整被分配到置于控制端与Vss端之间的每个寄存器的电压的电平，由此调整模拟数据信号的电压电平。
图2图示了根据本发明实施例的平板显示器的配置。
参考图2，平板显示器包括用于显示图像的像素部分100、用于传送数据信号到像素部分100的数据驱动器200、和用于传送扫描信号到像素部分100的扫描驱动器。
像素部分100包括：多个数据线D1、D2、...、Dm-1、Dm；多个扫描线S1、S2、...、Sn-1、Sn；由多个数据线D1、D2、...、Dm-1、Dm与多个扫描线S1、S2、...、Sn-1、Sn交叉得到的多个像素110。每个像素110包括选通电极和阴极电极，并且分别从数据线D1、D2、...、Dm-1、Dm之一和扫描线S1、S2、...、Sn-1、Sn之一接收数据信号和扫描信号。
排列在一个水平线上的多个像素110由通过多个扫描线S1、S2、...、Sn-1、Sn传送的扫描信号顺序选择，并且所选择的像素接收通过数据线D1、D2、...、Dm-1、Dm传送的数据信号，由此发光。
数据驱动器200施加数据信号到数据线D1、D2、...、Dm-1、Dm，其中数据信号根据其振幅表示灰度等级。数据驱动器200接收外部参考信号Vref，并且将参考信号Vref与数据信号相比较，由此确定数据信号的振幅。
扫描驱动器300对于像素部分100的每个水平线在预定周期中施加低信号到扫描线S1、S2、...、Sn-1、Sn，由此选择在该周期中排列在预定水平线上的像素。
图3是根据本发明实施例的平板显示器中所采用的数据驱动器的方框图。
参考图3，数据驱动器200包括移位寄存器210、采样锁存器200、保持锁存器230、和数模(D/A)转换器240。
移位寄存器210包括多个触发器(flipflop)，并且基于时钟信号CLK和水平同步信号Hsync而控制采样锁存器220。采样锁存器220根据从移位寄存器210输出的控制信号而串行接收对应于一个水平线的数据信号，并且并行输出数据信号。在这点上，串行接收信号且并行输出信号的方法被称作“串进并出”(serialin parallel out，SIPO)。保持锁存器230并行接收数据信号，并且并行输出数据信号。在这点上，并行接收信号且并行输出信号的方法被称作“并入并出”(parallel in parallel out，PIPO)。D/A转换器240将数字数据信号转换成模拟数据信号。
图4是根据本发明实施例的数据驱动器中所采用的D/A转换器的方框图。
参考图4，D/A转换器240包括比较器241、计数器242、和输出级243。
比较器241接收来自保持锁存器230的数字数据信号D.data以及来自计数器242的离散信号，并且将数字数据信号D.data与离散信号相比较。当数字数据信号D.data等于离散信号时，比较器241输出控制信号。
计数器242是时钟计数器。这样，计数器242接收时钟CLK，并且依次输出与数字数据信号D.data的最小比特值与最大比特值之间的比特值对应的比特值。
输出级243基于比较器241的控制信号和参考信号Vref而输出输出信号。当比较器241输出控制信号同时参考信号Vref被传送到输出级243时，输出级243输出具有与比较器241输出控制信号时的参考信号Vref对应的电压电平的信号。这时，输出级243输出模拟数据信号A.data。
图5是图示了根据本发明实施例的D/A转换器的操作的波形，而图6是参考信号的波形。
参考图5和6，D/A转换器240通过接收时钟CLK、数字数据信号D.data、以及具有斜坡波形的参考信号Vref而工作。
当D/A转换器240的比较器241接收时钟CLK和数字数据信号D.data时，计数器242开始对时钟CLK计数，并且依次向比较器241输出离散信号。比较器241连续地将来自计数器242的离散信号与数字数据信号D.data相比较，并且确定离散信号是否等于数字数据信号D.data。换言之，当数字数据信号是7个比特时，计数器242输出7个比特的离散信号，即，输出与最小比特值0到最大比特值127对应的离散信号。而且，当数字数据信号D.data具有比特值45时，比较器241连续地将数字数据信号D.data与计数器242的离散信号相比较，并且确定离散信号是否等于比特值45，由此在离散信号等于比特值45的时间点，向输出级243输出控制信号。同样，当数字数据信号D.data具有比特值90时，比较器241在计数器242输出等于比特值90的离散信号的时间点，向输出级243输出控制信号。这样，根据数字数据信号D.data而在不同的时刻从比较器241输出控制信号。
此外，将具有斜坡波形的参考信号Vref和从比较器241输出的控制信号输入到输出级243。这里，参考信号Vref在每个预定周期中重复，并且在一个周期内向输出级传送一次控制信号。对于一个周期，在数字信号D.data具有比特值45的情况下向输出级243传送控制信号的时间点与在数字信号D.data具有比特值90的情况下向输出级243传送控制信号的时间点不同。因而，具有随时间变化的电压电平的参考信号Vref在具有比特值45和90的数字数据信号D.data之间是不同的，从而输出级243输出具有不同电压电平的模拟数据信号A.data。这样，由输出级243输出的模拟数据信号A.data具有根据数字数据信号D.data而不同的电压电平，由此表示灰度等级。
此外，即使输入同样的数字数据信号D.data，也可以通过改变参考信号Vref的电压电平而不同地表示灰度等级。例如，灰度等级不同的两个参考信号在同一时间点处的电压电平不同，从而与各参考信号的电压电平对应的模拟数据信号A.data也彼此不同。这样，可以通过使用参考信号的变化而很容易地补偿灰度等级。
同时，参考信号Vref可以具有如图6所示的非线性波形。
此外，在图5中，以规则间隔从计数器242输出离散信号。或者，可以以不规则的间隔从计数器242输出离散信号。在参考信号Vref是线性的并且以不规则的间隔从计数器242输出离散信号的情况下，用线性参考信号而非线性地表示灰度等级。
图7示意性地图示了根据本发明实施例的平板显示器中所采用的像素的结构。
参考图7，平板显示器包括下基板190、上基板200、隔板(spacer)(未示出)、和网格电极170。下基板190包括后基板100、阴极电极110、绝缘层120、电子发射部件130、和选通电极140。此外，上基板200包括前基板(未示出)、阳极电极(未示出)、和荧光层(未示出)。
在下基板190中，以条纹形式在后基板100上形成至少一个阴极电极110。此外，绝缘层120具有多个第一洞121、并且形成在阴极电极110上，从而露出阴极电极110的预定部分。此外，选通电极140形成在绝缘层120上。选通电极140形成有具有统一大小的多个第二洞141，其中每个第二洞141与第一洞121相重叠。同时，电子发射部件130被置于阴极110上的第一洞121和第二洞141彼此重叠的区域。
后基板100包括玻璃或硅基板。在通过将后部暴露(rear-exposure)处涂敷浆糊(paste)而形成电子发射部件130的情况下，后基板100优选地包括透明基板，诸如玻璃基板。
阴极电极110分别提供来自数据驱动器(未示出)和扫描驱动器(未示出)的数据信号和扫描信号到每一相应电子发射部件130。在这点上，每个电子发射部件130形成在由阴极电极110和选通电极140的交叉点所限定的区域中。优选地，阴极电极120由铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)制成。
绝缘层120形成在后基板100和每个阴极电极110上，并且使每个阴极电极110与选通电极140电绝缘。
选通电极140以预定形式诸如条形形成在绝缘层120上，并且被排列成与阴极电极110相交。在这点上，选通电极140分别提供来自数据驱动器200和扫描驱动器300(图2)的数据信号和扫描信号给像素。选通电极140由具有良好导电性的金属制成、并且例如包括从下述组中选择的至少一种导电性金属材料，该组由金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铝(Al)、铬(Cr)及其合金组成。
电子发射部件130置于阴极电极110上，通过绝缘层120的第一洞121而露出，并且电连接到阴极电极110。为了使得电子发射部件130在阴极电极110与阳极电极之间形成电场时发射电子，电子发射部件130优选地由碳材料、纳米(nano)材料、石墨、石墨纳米纤维(graphite nano fiber)、类似金刚石的碳(diamond-like-carbon)、球壳状碳分子(fullerene)(C60)、硅纳米线(silicon nano wire)或者它们的组合制成。
当通过在阴极电极110和选通电极140之间施加电压形成电场时，电子发射部件130发射电子，并且电子与在上基板200上形成的荧光层相碰撞，由此形成预定图像。
网格电极170形成在选通电极140上，控制从电子发射部件130发射的电子的轨迹，并且保护电子发射部件130免受由高压导致的阳极电场影响。如图7所示，网格电极170由网格洞171形成，通过该网格洞171露出电子发射部件130。网格洞171在从下基板190向上基板200延伸时逐渐变窄。
此外，可以将绝缘层(未示出)插入到网格电极170和选通电极140之间，由此使网格电极170与选通电极140绝缘。此外，绝缘层在网格电极170的一侧形成，并且增强电子发射区域中的耐压性。绝缘层优选地包括氧化铅(PbO)或者二氧化硅(SiO2)。
如上所述，本发明提供了一种数据驱动器、一种平板显示器、和一种数据转换方法，其中基于参考信号而表示数据信号的灰度等级，从而通过转换参考信号而补偿数据信号的灰度等级，由此在无需使用额外装置的情况下补偿了数据信号的灰度等级，并且减少了平板显示器的生产成本。
尽管已示出并描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解，可以在不背离由权利要求及其等价物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，对实施例进行改变。
要求优先权
本申请参考、在此合并、并要求较早于2004年10月28日向韩国知识产权局提交并适时分配No.2004-86917的题为“数据驱动器、平板显示器及数据转换方法”的申请在35 U.S.C.§119下产生的全部权益。

Claims (18)

1.一种数据驱动器，包括：
锁存器，用于串行接收数据信号，并且用于并行输出数据信号；以及
数模转换器，用于将由锁存器输出的数字信号转换成模拟信号；
其中，该数模转换器接收具有随时间变化的电压电平的参考信号，并且在参考信号的电压电平等于数字信号的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号，
其中所述数模转换器包括：
计数器，用于接收时钟信号，并且用于对应于该时钟信号而输出在数字信号的最小比特值与最大比特值之间的离散信号；
比较器，用于将数字信号与该离散信号相比较，并且当数字信号的值等于离散信号的值时，输出控制信号；以及
输出级，用于接收控制信号和参考信号，并且在输入控制信号的时间点处，输出具有等于参考信号的电压电平的电压电平的输出信号。
2.如权利要求1所述的数据驱动器，其中，以规则间隔和不规则间隔之一从计数器输出离散信号。
3.如权利要求1所述的数据驱动器，其中，参考信号被维持在随着时间推移的渐增状态和渐减状态之一。
4.如权利要求1所述的数据驱动器，其中，所述参考信号包括线性信号和非线性信号之一。
5.如权利要求1所述的数据驱动器，其中，所述参考信号就其电压电平而言是可调节的。
6.一种平板显示器，包括：
像素部分，其包括多个像素，每个像素由数据线和扫描线定义；
数据驱动器，其包括用于串行接收数据信号并且用于并行输出数据信号的锁存器，以及用于将由锁存器输出的数字信号转换成模拟信号的数模转换器；
扫描驱动器，用于传送扫描信号到像素部分；
其中，该数模转换器接收具有随时间变化的电压电平的参考信号，并且在参考信号的电压电平等于数字信号的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号，
其中所述数模转换器包括：
计数器，用于接收时钟信号，并且用于对应于该时钟信号而输出在数字信号的最小比特值与最大比特值之间的离散信号；
比较器，用于将数字信号与该离散信号相比较，并且当数字信号的值等于离散信号的值时，输出控制信号；以及
输出级，用于接收控制信号和参考信号，并且在输入控制信号的时间点处，输出具有等于参考信号的电压电平的电压电平的输出信号。
7.如权利要求6所述的平板显示器，其中，以规则间隔和不规则间隔之一从计数器输出离散信号。
8.如权利要求6所述的平板显示器，其中，参考信号被维持在随着时间推移的渐增状态和渐减状态之一。
9.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述参考信号包括线性信号和非线性信号之一。
10.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述参考信号就其电压电平而言是可调节的。
11.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述像素部分包括：
后基板；
阴极电极，其以条纹形式形成在后基板上；
第一绝缘层，其形成在后基板和阴极电极上，并且具有用于露出阴极电极的一部分的第一洞；
选通电极，其形成在第一绝缘层上，所述选通电极与阴极电极交叉并且具有与第一绝缘层的第一洞对应的第二洞；以及
电子发射部件，其对应于第二洞而形成在阴极电极上。
12.如权利要求11所述的平板显示器，还包括形成在选通电极上的网格电极。
13.一种将数字信号转换成模拟信号的方法，所述方法包括下述步骤；
接收数字信号和具有随时间变化的电压电平的参考信号；以及
在参考信号的电压电平等于数字信号的电压电平的时间点处，输出与参考信号的电压电平对应的输出信号，
其中，当依次输出、并且指示数字信号的最小比特值与最大比特值之间的比特值的信号与数字信号的比特值匹配时，确定当参考信号的电压电平等于数字信号的电压电平时的时间点。
14.如权利要求13所述的方法，其中，参考信号被维持在随着时间推移的渐增状态和渐减状态之一。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述参考信号包括线性信号和非线性信号之一。
16.如权利要求13所述的方法，其中，所述参考信号就其电压电平而言是可调节的。
17.如权利要求13所述的方法，还包括提供计数器的步骤，并且其中所述指示数字信号的最小比特值与最大比特值之间的比特值的信号由该计数器依次输出。
18.如权利要求13所述的方法，其中，所述指示数字信号的最小比特值与最大比特值之间的比特值的信号以规则间隔和不规则间隔之一输出。
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