CN1758309A - 数/模转换器、显示设备和显示板及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

数/模(D/A)转换器、使用所述转换器的发光显示设备以及显示板及其驱动方法。按照本发明的一个例证实施例的显示设备包括：显示单元，具有用于发送数据电流的多条数据线、用于发送选择信号的多条扫描线和由相应的数据线和扫描线限定的多个像素区域；数据驱动器，用于将具有第一数据和第二数据的多个灰度级数据划分为至少两个灰度级部分，将所述灰度级数据转换为所述数据电流，并且向数据线施加所述数据电流；以及扫描驱动器，用于依序向所述多个扫描线施加所述选择信号。

Description

数/模转换器、显示设备和显示板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示设备。具体上，本发明涉及一种数/模(D/A)转换器、一种使用所述转换器的发光显示设备以及一种显示板及其驱动方法。
背景技术
通常，有机发光二极管(OLED)显示设备是电激发磷有机化合物以发光的显示设备，并且它电压或电流编程N×M个有机发光像素以显示图像。OLED显示设备的有机发光像素(或二极管)包括阳极、有机薄膜和阴极。所述有机薄膜具有多层的结构，包括发光层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)，用于保持电子和空穴之间的平衡以改善发射效率，并且它还包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。
用于驱动有机发光像素的方法包括无源矩阵方法和使用薄膜晶体管(TFT)或MOSFET的有源矩阵方法。所述无源矩阵方法形成彼此交叉的阴极和阳极，并且选择线路来驱动有机发光像素。所述有源矩阵方法将TFT和电容器耦接到每个铟锡氧化物(ITO)像素电极，并且通过由电容器的电容保持的电压来驱动有机发光像素。有源矩阵方法可以根据被提供用于向电容器编程电压的信号的形式而被分类为电压编程方法或电流编程方法。
因为由制造工艺的不一致性(non-uniformity)而引起的TFT的门限电压(VTH)和/或TFT的载流子的迁移率的偏差，传统的电压编程像素电路难于获得高灰度级(gray scale)。但是，如果电流源可以通过整个一条数据线向像素电路提供基本一致的电流，则电流编程方法的像素电路产生一致的显示特性，即使当在每个像素中的驱动晶体管具有不一致的电压-电流特性。
在电流编程像素的显示设备中需要用于将灰度级数据转换为灰度级电流并且将其施加到像素电路的数/模(D/A)转换器，该D/A转换器应当在将灰度级数据转换为灰度级电流时根据显示板的特性来校正灰度级数据的伽马特性。
但是，虽然显示板的伽马特性相对于灰度级数据是非线性的，但是传统的D/A转换器输出相对于灰度级数据为线性的灰度级电流。因此，在显示板上不能显示期望的灰度级图像并且图像质量变差。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅仅是为了增强对于本发明的背景的理解，并且因此，除非明确地相反描述，不应当将其当作下述的确认或任何形式的建议，即该信息形成在此国家中对于本领域技术人员已经公知的
现有技术。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于输出伽马校正的灰度级电流的数/模(D/A)转换器、使用所述转换器的显示设备以及显示板及其驱动方法。
按照本发明的一个实施例的例证显示设备包括显示单元、数据驱动器和扫描驱动器。
所述显示单元包括用于发送数据电流的多条数据线、用于发送选择信号的多条扫描线和由相应的数据线和扫描线限定的多个像素区域。
将包括第一数据和第二数据的多个灰度级数据划分为至少两个灰度级部分的数据驱动器将所述灰度级数据转换为数据电流，并且向数据线施加所述数据电流。
所述扫描驱动器依次将选择信号施加于多条扫描线。
在此，数据驱动器通过使用第一数据来输出第一电流，所述第一电流对应于由在所述多个灰度级部分中的灰度级数据的至少一个指示的第一灰度级部分，数据驱动器通过使用第二数据来输出对应于第一灰度级部分的第二电流，并且将第一灰度级部分划分为第一组灰度级数据和第二组灰度级数据，将所述灰度级数据划分为两个组，并且按照在第一组灰度级数据和第二组灰度级数据中的灰度级数据来不同地控制第二电流的变化。
在显示设备的另一个实施例中，第一数据是灰度级数据的高位数据(high-order bit data)，第二数据是灰度级数据的低位数据(low-order bit data)。
在显示设备的另一个实施例中，第一电流是第一灰度级部分的初始电流。
在显示设备的另一个实施例中，第一灰度级部分是在至少两个灰度级部分中的最低灰度级部分。
在显示设备的另一个实施例中，在第一灰度级部分中，第一组灰度级数据是低灰度级数据组，第二组灰度级数据是高灰度级数据组。
在显示设备的另一个实施例中，在第二组灰度级数据中的第二电流的变化被设置为两倍于在第一组灰度级数据中的第二电流的相应变化。
在显示设备的另一个实施例中，所述数据驱动器包括移位寄存器、锁存器和灰度级电流。
移位寄存器接收第一信号和时钟信号，并且与时钟信号同步地将第一信号移位为多个移位的信号。
锁存器与来自移位寄存器的相应移位信号同步地锁存多个灰度级数据。
灰度级电流产生器将从锁存器输出的多个灰度级数据转换为数据电流，并且输出数据电流。
在显示设备的另一个实施例中，所述灰度级电流产生器包括第一电流输出单元、多路复用器和第二电流输出单元。
第一电流输出单元通过使用第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流。
多路复用器从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择对应于第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压。
第二电流输出单元按照在第一组灰度级数据和第二组灰度级数据中的第二数据来设置第二电流的变化，并且通过使用第二数据和从多路复用器输出的第一参考电压来输出第二电流。
在显示设备的另一个实施例中，第一电流输出单元包括多个第一晶体管和多个第一开关。
所述多个第一晶体管分别输出对应于第二电压的多个第三电流。
所述多个第一开关响应于第一数据，并且输出来自第一晶体管的第三电流来作为第一电流。
在显示设备的另一个实施例中，第二电压与第一参考电压大致相同，第三电流与灰度级部分的相应电流周期大致相同，第一电流大致与第三电流之和大致相同。
在显示设备的另一个实施例中，第二电流输出单元包括多个晶体管组、多个第二开关和第三开关。
所述多个晶体管组的每个都包括两个晶体管，它们响应于由多路复用器输出的第一参考电压而分别输出大致相同的第四电流。
所述多个第二开关响应于第二数据，并且输出来自第二晶体管组的晶体管的电流来作为第二电流。
第三开关耦接到第二晶体管组中的两个晶体管之一和第二开关。
在显示设备的另一个实施例中，从相应的第二晶体管组输出的电流分别被设置为彼此不同。
在显示设备的另一个实施例中，输出在同一第二晶体管组中包括的晶体管的电流的第二开关被同时接通。
在显示设备的另一个实施例中，第三开关被控制以当输入在第一组灰度级数据中的灰度级数据时全部被断开，以及一些第三开关被控制以当输入第二组灰度级数据的灰度级数据时被接通。
在显示设备的另一个实施例中，多个第三开关被控制以在除了第一灰度级部分之外的所有灰度级部分中被接通。
按照本发明的一个实施例的一个例证显示板包括显示单元和灰度级电流产生器。
显示单元包括多个像素，用于按照所施加的数据电流来显示图像。
灰度级电流产生器将包括第一数据和第二数据的多个灰度级数据划分为至少两个灰度级部分，将至少一个所述灰度级数据转换为数据电流，并且向数据线施加所述数据电流。
在此，灰度级电流产生器通过使用第一数据来产生第一电流，所述第一电流对应于所述至少两个灰度级部分的第一灰度级部分，所述至少一个灰度级数据属于所述第一灰度级部分，灰度级电流产生器产生对应于在第一灰度级部分中的第二数据的第二电流，通过使用第二数据而将第一灰度级部分划分为至少两个子灰度级部分，并且按照在每个子灰度级部分中的第二数据来不同地控制第二电流的变化。
在显示板的另一个实施例中，第一电流是第一灰度级部分的初始电流，第二电流的变化对应于第二数据。
在显示板的另一个实施例中，在所述至少两个子灰度级部分中，将在低灰度级部分中的第二电流的变化控制为小于在高灰度级部分中的变化。
在显示板的另一个实施例中，所述灰度级电流产生器包括第一电流输出单元、多路复用器和第二电流输出单元。
第一电流输出单元通过使用第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流。
多路复用器从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择对应于第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压。
第二电流输出单元在子灰度级部分中设置第二电流的变化，并且通过使用第二数据和从多路复用器输出的第一电压来输出第二电流。
按照本发明的一个实施例的例证D/A转换器——它通过将一个灰度级部分划分为包括第一灰度级部分的至少两个灰度级部分来将多个灰度级数据转换为灰度级电流并且输出它们——包括第一电流输出单元、多路复用器和第二电流输出单元。
第一电流输出单元通过使用在灰度级数据中的第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流。
多路复用器从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压。
第二电流输出单元将第一灰度级部分划分为至少两个子灰度级部分，并且通过使用在灰度级数据中的第二数据和从多路复用器输出的第一参考电压来输出第二电流。
在此，第二电流输出单元按照在第一灰度级部分中包括的至少两个子灰度级部分中的第二数据来不同地控制第二电流的变化。
在D/A转换器的另一个实施例中，第一灰度级部分是在所述多个灰度级部分中的最低灰度级部分。
在D/A转换器的另一个实施例中，在所述至少两个子灰度级部分中，在低灰度级部分中的第二电流的变化被控制为小于在高灰度级部分中的变化。
按照本发明的、用于将多个灰度级数据转换为灰度级电流并且输出它们的例证D/A转换器包括参考电流输出单元、多路复用器、细电流输出单元和开关。
参考电流输出单元通过使用在灰度级数据中的第一数据来输出多个参考电流。
多路复用器接收对应于多个参考电流中的相应单位电流，并且根据第一数据而选择性地输出所述单位电流的对应的一个。
细电流输出单元根据由多路复用器输出的单位电流和在灰度级数据中第二数据而不是第一数据来输出多个细电流。
开关根据第二数据而被接通，并且选择性地向输出端发送由细电流输出单元所输出的多个细电流。
在此，灰度级电流属于根据多个参考电流而划分的多个灰度级电流部分之一，在多个灰度级电流部分中的第一灰度级电流部分被划分为至少两个子灰度级电流部分，并且开关不同地控制来自所述至少两个子灰度级电流部分的细电流的变化。
在D/A转换器的另一个实施例中，细电流输出单元包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八晶体管。
第一和第二晶体管响应于由多路复用器输出的单位电流和第二数据的第一位而输出第一电流。
第三和第四晶体管响应于由多路复用器输出的单位电流和第二数据的第二位而输出第二电流。
第五和第六晶体管响应于由多路复用器输出的单位电流和第二数据的第三位而输出第三电流。
第七和第八晶体管响应于由多路复用器输出的单位电流和第二数据的第四位而输出第四电流。
在D/A转换器的另一个实施例中，所述开关包括第一开关、第二开关和第三开关。
第一开关响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第二晶体管与输出端耦接。
第二开关响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第四晶体管与输出端耦接。
第三开关响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第六晶体管与输出端耦接。
在D/A转换器的另一个实施例中，所述开关包括第四开关、第五开关、第六开关和第七开关。
第四开关按照第一数据而将第二晶体管与输出端耦接。
第五开关按照第一数据而将第四晶体管与输出端耦接。
第六开关按照第一数据而将第六晶体管与输出端耦接。
第七开关按照第一数据而将第八晶体管与输出端耦接。
按照本发明的一个实施例，一种显示板的例证驱动方法，在所述显示板中，形成用于响应于输入数据电流而显示图像的多个像素电路，其中，多个灰度级数据被划分为包括第一灰度级部分的至少两个灰度级部分，并且第一灰度级部分包括两个子灰度级部分，所述方法包括第一部分、第二部分、第三部分和第四部分。
第一部分通过使用灰度级数据的第一数据来产生第一电流，所述第一电流对应于第一灰度级部分，灰度级数据中的至少之一属于所述第一灰度级部分。
第二部分选择性地输出在分别对应于至少两个灰度级部分的第一信号中的、第一灰度级部分的第一参考信号。
第三部分产生对应于第一参考信号的第三电流，并且通过使用第三电流和灰度级数据的第二数据来产生第二电流。
第四部分将第一电流和第二电流组合，并且将它们输出为数据电流，其中，在所述至少两个子灰度级部分中不同地控制按照第二数据的第二电流的变化。
在所述驱动方法的另一个实施例中，第一参考信号是对应于第一灰度级部分的单位电流的电压。
附图说明
图1是示出按照本发明的一个实施例的OLED显示器的俯视图。
图2是示出按照本发明的一个实施例的数据驱动器的方框图。
图3是示出按照本发明的第一实施例的灰度级电流产生器的D/A转换器的方框图。
图4示出了按照本发明的第一实施例的伽马曲线。
图5示出了对应于在图4中的伽马曲线的第二灰度级部分的部分。
图6是示出了按照本发明的第一实施例的D/A转换器的电路图。
图7是示出了按照本发明的第二实施例的D/A转换器的电路图。
图8示出了按照本发明的第一和第二实施例的在第一灰度级部分中的伽马曲线。
图9是示出了按照本发明的第三实施例的D/A转换器的电路图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细说明本发明的特定实施例。
在下面的说明中，当描述一个元件耦接到另一个元件时，所述元件可以直接耦接到所述另一个元件或者通过第三元件而耦接到所述另一个元件。贯穿说明书和附图，相同的附图标号表示相同的元件。所述附图和说明应当被看作在本质上是说明性的，而不是限定性的。
在按照本发明的实施例的下面的说明中，将使用有机材料的场致发光的有机发光二极管显示器(以下称为OLED显示器)作为显示设备的例子。
图1是示出按照本发明的一个实施例的OLED显示器的俯视图。
如图1所示，按照本发明的一个实施例的OLED显示器包括基板1000，用于形成显示板。所述基板1000包括其上显示实际图像的显示单元100和其上不显示图像的外围部分。在所述外围部分上，形成数据驱动器200以及扫描驱动器300和400。
显示单元100包括多条数据线D1至Dm、多条扫描线S1至Sn、多条发光控制线E1至En和多个像素110。数据线D1至Dm在列方向上延伸，并且用于向像素110发送数据电流，所述数据电流用于表示图像。扫描线S1至Sn和发光控制线E1至En在行方向上延伸，并且分别用于向像素110发送扫描信号和发光控制信号。像素区域由一条数据线和一条扫描线限定。
数据驱动器200向所述数据线D1至Dm施加所述数据电流(或多个数据电流)。扫描驱动器300依序向所述多条扫描线S1至Sn施加扫描信号(或多个扫描信号)，并且扫描驱动器400依序向所述多条发光控制线E1至En施加发光控制信号(或多个发光控制信号)。
数据驱动器200和/或扫描驱动器300和400以集成电路的形式被直接地构造在基板1000上。或者，驱动器200、300和/或400可以被形成在基板1000的同一层上，在基板1000上形成数据线D1至Dm、扫描线S1至Sn、发光控制线E1至En和像素的晶体管(或像素电路)。或者，驱动器200、300和/或400可以被形成在与基板1000分离的一个基板上，并且所述分离的基板可以与基板1000耦接，或者所述驱动器可以以与带载体封装体(TCP)、软性印刷电路(FPC)或带自动焊接体(TAB)耦接的芯片的形式被粘附地构造在基板1000上。
图2是示出按照本发明的一个实施例的数据驱动器200的方框图。
如图2中所示，按照本发明的一个实施例的数据驱动器200包括移位寄存器210、锁存器220、灰度级电流产生器230和输出单元240。
移位寄存器210与时钟信号Clk同步地依序移位起始信号SP，并且输出为多个移位的起始信号的起始信号SP。锁存器220与移位寄存器210的输出信号同步地锁存多个视频信号，并且输出所述视频信号。
灰度级电流产生器230接收从锁存器220输出的视频信号，并且产生对应于视频信号的灰度级电流Iout1至Ioutm。按照本发明的一个实施例，灰度级电流产生器230包括多个D/A转换器DAC1至DACm。DAC1至DACm的每一个将相应的一个输入数字视频信号转换为灰度级电流Iout1至Ioutm中的相应的一个，并且输出它。
输出单元240分别向数据线D1至Dm施加从灰度级电流产生器230输出的灰度级电流Iout1至Ioutm。输出单元240可以被形成为与在灰度级电流产生器230中包括的D/A转换器DACl至DACm和数据线D1至Dm耦接的缓冲器电路，并且被置于它们之间。
参见图3、4和5，将说明按照本发明的第一实施例的灰度级电流产生器(例如灰度级电流产生器230)。为了更好地理解和容易描述，假定视频信号是6比特的灰度级数据，但是本发明不限制于此。
图3是示出按照本发明的第一实施例的灰度级电流产生器的D/A转换器的方框图，并且代表性地描述D/A转换器DACm。图4示出了按照本发明的第一实施例的伽马曲线。图5是在输入图4中的伽马曲线的第二灰度级部分的灰度级数据的情况下的输出灰度级电流的示意图。
如图3所示，按照本发明的第一实施例的D/A转换器DACm包括参考电流输出单元231、多路复用器232和细电流输出单元233。
参考电流输出单元231接收灰度级数据的高位数据(high-order bit data)，并且输出参考电流IR。多路复用器232选择对应于高位数据的参考电压VR，并且将其发送到细电流输出单元233。细电流输出单元233接收参考电压VR，并且输出对应于灰度级数据的低位数据(low-order bit data)的细电流ΔI。
按照本发明的第一实施例的灰度级电流产生器230将伽马曲线划分为多个灰度级部分，如图4所示。参考电流输出单元231通过使用灰度级数据的高位数据来输出参考电流IR1至IR3或补偿电流(offset current)。细电流输出单元233输出对应于灰度级数据的低位数据的细电流ΔI。
可以通过将灰度级部分的相应单位电流I1至I4和低位数据相乘来计算细电流ΔI。伽马曲线的第一到第四灰度级部分的各自的斜率不同，因此所述单位电流I1至I4具有不同的值。即，多路复用器232选择灰度级数据所属的灰度级部分的相应参考电压VR1至VR4，并且向细电流输出单元233发送所选择的参考电压VR，并且细电流输出单元233通过使用单位电流I和灰度级数据所属的灰度级部分的灰度级数据的低位数据来输出细电流ΔI。
更详细而言，当如图5所示输入在第二灰度级部分中的灰度级数据Gin时，参考电流输出单元231输出对应于灰度级数据的高位数据的参考电流IR1。多路复用器232向细电流输出单元233发送第二灰度级部分的参考电压VR2，并且细电流输出单元233通过使用灰度级数据Gin的低位数据来输出细电流ΔI。例如，当灰度级数据Gin是25(011001)时，参考电流输出单元231输出对应于高位数据16(01)的参考电流IR1，多路复用器232输出参考电压VR2，并且细电流输出单元233输出为单位电流I2的9倍的电流。
如上所述，多个灰度级数据被划分为四个灰度级部分，以便灰度级电流产生器230可以输出满足非线性伽马特性的灰度级电流。换句话说，灰度级电流产生器230可以分别控制灰度级电流相对于所划分的灰度级部分的电流变化。
以下，参见图6，将更详细地说明按照本发明的第一实施例的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)的内部结构。
图6是示出按照本发明的第一实施例的D/A转换器的电路图。
如图6所示，参考电流输出单元231包括四个晶体管M11至M14和四个开关SW11至SW14，接收灰度级数据的高位数据，并且输出参考电流IR。
参考电压VR1至VR3和补偿电压(offset voltage)Voffset被分别施加到晶体管M11至M14的栅极，并且晶体管M11至M14的源极耦接到电源VDD。开关SW11至SW14耦接到晶体管M11至M14的相应漏极，并且根据灰度级数据的高位数据而被控制以接通/断开。
设置晶体管M11至M13的沟道宽度和沟道长度(例如尺寸或长宽比)，以便晶体管M11至M13可以分别响应于参考电压VR1、VR2和VR3而分别输出为单位电流I1、I2和I3的16倍的电流。设置晶体管M14的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M14可以响应于补偿电压Voffset而输出对应于灰度级数据0的补偿电流Ioffset。
当灰度级数据的高位数据是‘00’时，开关SW14被接通，并且输出补偿电流Ioffset，并且当高位数据是‘01’时，开关SW11被接通，并且输出为单位电流I1的16倍的参考电流IR1。
当高位数据是‘10’时，开关SW11和SW12被接通，并且输出方程1中所示的参考电流IR2，并且当高位数据是‘11’时，开关SW11、SW12和SW13被接通，并且输出方程2中所示的参考电流IR3。
【方程1】
IR2＝16×I1+16×I2
【方程2】
IR3＝16×I1+16×I2+16×I3
另外，当灰度级数据的高位数据是‘00’时，不必输出电流，因此当高位数据是‘01’时(而不是当高位数据是‘00’时)可以输出补偿电流Ioffset。但是，以下，将仅仅详细说明当高位数据是‘00’时输出补偿电流Ioffset的情况。即，多路复用器232接收灰度级数据的高位数据，从四个参考电压VR1至VR4中选择对应的参考电压，然后向细电流输出单元233发送所选择的参考电压。更详细而言，多路复用器232当高位数据是‘00’时输出对应于第一灰度级部分的单位电流I1的参考电压VR1，并且当高位数据是‘01’、‘10’或‘11’时分别输出对应于第二到第四灰度级部分的电流I2、I3或I4的参考电压VR2至VR4。
细电流输出单元233包括四个晶体管M21至M24和四个开关SW21至SW24。
晶体管M21至M24输出对应于由多路复用器232输出的参考电压VR的相应电流，并且开关SW21至SW24响应于灰度级数据的低位数据而被接通。
按照本发明的一个实施例，设置晶体管M21的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M21可以输出对应于参考电压VR的灰度级部分的单位电流I，以及设置晶体管M22-M24的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M22至M24可以分别输出为2倍、4倍和8倍于单位电流I的电流。
更详细而言，在晶体管M21的沟道宽度和沟道长度之间的比率(W/L)被设置为晶体管M11至M14的每个的比率的1/16，并且晶体管M22至M24的比率被分别设置为晶体管M21的比率的2倍、4倍和8倍。
因此，当输入第一灰度级部分的灰度级数据时，多路复用器232选择参考电压VR1，并且将其发送到细电流输出单元233，并且开关SW21至SW24响应于灰度级数据的低位数据而被接通/断开，以便可以输出为单位电流I1的0至15倍的电流来作为细电流ΔI。
类似地，当输入第二到第四灰度级部分的灰度级数据时，多路复用器232从参考电压VR2至VR4中选择参考电压，并且将其发送到细电流输出单元233，并且开关SW21至SW24按照灰度级数据的低位数据而被接通/断开，以便可以输出为相应的单位电流I2至I4的0至15倍的电流来作为细电流ΔI。
如上所述，通过使用灰度级数据的高位数据来将灰度级数据划分为多个灰度级部分，并且使用低位数据来输出属于灰度级数据所对应的灰度级部分的细电流ΔI。由此，变得有可能输出反映非线性伽马特性的灰度级电流。
但是，仍然难于输出满足理想的伽马特性的灰度级电流，这是因为按照本发明的第一实施例，在D/A转换器的每个灰度级部分中伽马曲线是线性的。具体上，在其中伽马曲线的非线性相对较大的低灰度级部分(例如第一灰度级部分)中，可能不充分地执行伽马校正以输出期望的灰度级电流。
因此，在本发明的第二实施例中，第一灰度级部分还被划分为两个子灰度级部分。因此，在所述两个子灰度级部分的较低灰度级部分中，按照灰度级数据的电流变化被设置为较小，而在较高灰度级部分中，电流变化被设置为较大。因此，可以在第一灰度级部分中实现更为准确的伽马校正。
以下，参见图7，将说明按照本发明的第二实施例的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)。
按照本发明的第二实施例的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)包括参考电流输出单元231’、多路复用器232’和细电流输出单元233’。
参考电流输出单元231’包括四个晶体管M11’至M14’和四个开关SW11’至SW14’。设置晶体管M11’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M11’可以输出为12倍于单位电流I1的电流，并且设置晶体管M12’和M13’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M12’和M13’可以分别输出为16倍于单位电流I2和I3的电流。设置晶体管M14’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M14’可以输出补偿电流Ioffset。
当灰度级数据的高位数据是‘00’时，开关SW14’被接通，并且输出补偿电流Ioffset，并且当高位数据是‘01’时，开关SW11’被接通，并且输出为12倍于单位电流I1的参考电流IR1。
当高位数据是‘10’时，开关SW11’和SW12’被接通，并且输出方程3中所示的参考电流IR2，并且当高位数据是‘11’时，开关SW11’、SW12’和SW13’被接通，并且输出在方程4中所示的参考电流IR3。
【方程3】
IR2＝12×I1+16×I2
【方程4】
IR3＝12×I1+16×I2+16×I3
多路复用器232’接收灰度级数据的高位数据，从四个参考电压VR1’至VR4’中选择对应的参考电压，然后向细电流输出单元233’发送所选择的参考电压。在此，参考电压VR1’至VR4’对应于灰度级部分的相应单位电流。
细电流输出单元233’包括8个晶体管M21'至M28’、8个第一开关SW21’至SW28’和四个第二开关SW31’至SW34’。
晶体管M21’至M28’分别耦接到电源VDD和第一开关SW21’至SW28’，并且被置于它们之间，并且通过施加到每个栅极的相同参考电压，设置每相邻的两个晶体管以输出大致相同的电流。
更详细而言，设置晶体管M21’和M22’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M21’和M22’的每个都可以输出为对应于参考电压VR’的单位电流I的一半的电流，并且设置晶体管M23’和M24’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M23’和M24’的每个都可以输出与单位电流I大致相同的电流。设置晶体管M25’和M26’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M25’和M26’的每个都可以输出两倍于所述单位电流的电流，设置晶体管M27’和M28’的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M27’和M28’的每个都可以输出四倍于所述单位电流I的电流。
开关SW21’至SW28’响应于灰度级数据的低位数据而被接通，并且所有的相邻的两个开关被设置为同时接通/断开。例如，当低位数据是‘0001’时，开关SW21’和SW22’被接通，以及当低位数据是‘0011’时，开关SW25’和SW26’被接通。
开关SW31’至SW34’分别耦接到输出相同电流的两个相邻晶体管之一，并且由控制信号L2b控制以接通/断开。在第一灰度级部分中，控制信号L2b接通开关SW31’至SW33’，而断开开关Sw34’。在第二到第四灰度级部分中，所有的开关SW31’至SW34’被接通。
按照本发明的第二实施例，第一灰度级部分被划分为两个子灰度级部分。在所述两个子灰度级部分的较低灰度级部分中，开关SW31’至SW34’全部被断开，而在高灰度级部分中，开关SW31’至SW33’被接通。
以下，将更详细地说明按照本发明的第二实施例的D/A转换器的示例性操作。
当视频信号是6位的灰度级数据时，通过使用灰度级数据的低位数据，第一灰度级部分被划分为第一子灰度级部分和第二子灰度级部分，其中，在第一灰度级部分中，灰度级数据的低位数据是‘0000’至‘0111’，而在第二灰度级部分中，灰度级数据的低位数据是‘1000’至‘1111’。
在第一子灰度级部分中，第二开关SW31’至SW34’被关断，并且按照灰度级数据的低位数据来控制第一开关SW21’至SW28’，以便输出对应于灰度级数据的低位数据的电流。例如，当低位数据是‘0001’时，开关SW21’和SW22’被接通，并且可以输出为单位电流I的一半的电流来作为细电流ΔI。当低位数据是‘0010’时，开关SW23’和SW24’被接通，并且可以输出与单位电流I相同的电流来作为细电流ΔI。在此，因为开关SW31’和SW32’被断开，因此它们阻止了来自晶体管M22’和M24’的电流的流动。
在第二子灰度级部分中，第二开关SW31'至SW33’被接通，并且按照灰度级数据的低位数据来控制第一开关SW21’至SW28’，以便输出对应于灰度级数据的低位数据的电流。例如，当低位数据是‘1000’时，开关SW21’、SW22’、SW25’和SW26’被接通，并且可以输出为单位电流I的5倍的电流来作为细电流ΔI。当低位数据是‘1001’时，开关SW23’、SW24’、SW25’和SW26’被接通，并且可以输出为单位电流I的6倍的电流来作为细电流ΔI。
换句话说，在第一子灰度级部分中，第二开关SW31'至SW34’被断开，并且每次低位数据增加1时向要输出的细电流ΔI增加单位电流的一半(例如0.5I和0.5I之一)。在第二子灰度级部分中，第二开关SW31’至SW33’被接通，并且每次低位数据增加1时向要输出的细电流ΔI增加与单位电流相同的电流(例如0.5I和0.5I两者)。由此，分别对于具有不同参考的灰度级数据的被划分的子灰度级部分控制要输出的细电流的变化。
因此，在第一灰度级部分中的伽马曲线(b)变得如图8所示，并且比按照本发明的第一实施例的伽马曲线(a)更接近于理想的伽马曲线。
在第二到第四灰度级部分中，所有的第二开关SW31’至SW34’被接通，并且第一开关SW21’至SW28’与本发明的第一实施例中基本相同地工作，因为两个相邻的开关在彼此耦接时工作。
以下，将参照图9说明按照本发明的第三实施例的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)。
图9是示出按照本发明的第三实施例的D/A转换器的电路图。
按照本发明的第三实施例的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)包括参考电流输出单元231”、多路复用器232”和细电流输出单元233”。
参考电流输出单元231”包括四个晶体管M11”至M14”和四个开关SW11”至SW14”。因为参考电流输出单元231”的格式和操作与在本发明的第二实施例中的那些基本相同，因此不提供对参考电流输出单元231”的详细说明。
在第三实施例中，多路复用器232”接收对应于第一到第四灰度级部分的单位电流I1至I4，并且根据灰度级数据的高位数据(即两个最高位)来输出所述单位电流之一。更详细而言，当高位数据是‘00’时可以输出单位电流I1，而当灰度级数据的高位数据是‘11’时可以输出单位电流I4。
细电流输出单元233”包括八个晶体管M21”至M28”、8个第一开关SW21”至SW28”、四个第二开关SW31”至SW34”和3个第三开关SW41”至SW43”。
从多路复用器232”输出的单位电流被施加到晶体管M21”至M28”的源极，并且灰度级数据的低位比特d<0>到d<3>之一被施加到晶体管M21”至M28”的栅极。设置晶体管M21”和M22”的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M21”和M22”的每个都可以响应于低位数据d<0>而输出为单位电流I的一半的电流，设置晶体管M23”和M24”的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M23”和M24”的每个都可以响应于低位数据d<1>而输出与单位电流I大致相同的电流。设置晶体管M25”和M26”的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M25”和M26”的每个都可以响应于低位数据d<2>而输出为两倍于单位电流I的电流，设置晶体管M27”和M28”的沟道宽度和沟道长度，以便晶体管M27”和M28”的每个都可以响应于低位数据d<3>而输出为4倍于单位电流I的电流。
开关SW41”至SW43”分别耦接到晶体管M22”、M24”和M26”，并且按照低位数据d<3>被接通/断开。更详细而言，当低位数据d<3>是‘1’时，所有的开关SW41”至SW43”被接通，而当低位数据d<3>是‘0’时，所有的开关SW41”至SW43”被断开。因此，对于灰度级数据的低位，通过开关SW41”至SW43”的操作，第一灰度级部分被划分为灰度级数据的第一子灰度级部分和灰度级数据的第二子灰度级部分。然后，在所述两个子灰度级部分的较低灰度级部分中，按照灰度级数据的电流变化被设置为较小，而在较高灰度级部分中，所述电流变化被设置为较大，以便可以在第一灰度级部分中得到比在第一实施例中更精确的伽马校正。换句话说，分别对于具有不同参考的灰度级数据的至少两个子灰度级部分来控制灰度级电流的变化。
开关SW31”至SW34”分别耦接到输出相同电流的两个相邻晶体管之一(例如晶体管M22”、M24”、M26”和M28”之一)，并且由控制信号L2b控制以同时被接通/断开。在此，按照灰度级数据的2个最高位来确定控制信号L2b。例如，当灰度级数据的2个最高位是‘00’时，控制信号L2b可以是断开(off)信号，而当灰度级数据的2个最高位不是‘00’——换句话说，当它们是‘01’、‘10’或‘11’——时，控制信号L2b可以是接通(on)信号。因此，在第二到第四灰度级部分中，所有的开关SW31”至SW34”被接通，并且从晶体管M21”至M28”输出的电流被发送到输出端，而与开关SW41”至SW43”接通/断开无关。在第一灰度级部分中，开关SW31”至SW34”全部被断开，并且从晶体管M21”至M28”输出的电流根据开关SW41”至SW43”接通/断开而选择性地被发送到所述输出端。
因此，在图9中所示的D/A转换器(例如D/A转换器DACm)中，开关SW31”至SW34”仅仅在第一灰度级部分中被断开，并且通过开关SW41”至SW43”的操作，第一灰度级部分被划分为第一子灰度级部分和第二子灰度级部分。然后，在所述两个子灰度级部分的较低灰度级部分中，按照灰度级数据的电流变化被设置为较小，而在较高灰度级数据中，所述电流变化被设置为较大，以便可以在第一灰度级部分中获得比在第一实施例中更精确的伽马校正。
根据上述情况，已经说明了按照本发明的一个实施例的、用于产生灰度级电流的D/A转换器和使用其的显示设备。上述的实施例是反映本发明的思想的示例性实施例；但是，应当明白，本发明不限于此，因为本领域技术人员可以容易地明白在本发明的精神和范围内可以进行各种修改和/或变化。
例如，在图6、图7和图9中，描述了晶体管是P型沟道晶体管(例如PMOS晶体管)，并且电源电压VDD被施加到其源极。但是，本发明的范围不限于特定的沟道类型的晶体管，可以按照各种实施例而使用N型沟道的晶体管(例如NMOS晶体管)。
另外，虽然已经说明了其中第一灰度级部分被划分为两个子灰度级部分的情况，但是应当明白也可以按照各种实施例来将第二到第四灰度级部分划分为多个子灰度级部分，并且由此可以执行伽马校正。
按照本发明，多个灰度级数据被划分为至少两个灰度级部分，并且通过使用灰度级数据的高位数据来输出参考电流，并且使用低位数据来对于对应的灰度级部分输出细电流，以便可以输出伽马校正的灰度级电流。
虽然已经参照特定的示例性实施例说明了本发明，但是本领域技术人员应当明白，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意欲涵盖在所附权利要求和其等同内容的精神和范围内包括的各种修改。

Claims (28)

1.一种显示设备，包括：
显示单元，包括用于发送数据电流的多条数据线、用于发送选择信号的多条扫描线和由相应的数据线和扫描线限定的多个像素区域；
数据驱动器，用于将多个灰度级数据划分为至少两个灰度级部分，将所述多个灰度级数据转换为所述数据电流的至少一个，并且向至少一条数据线施加所述至少一个数据电流，所述多个灰度级数据包括第一数据和第二数据；以及
扫描驱动器，用于依序向所述多个扫描线施加所述选择信号，
其中，所述数据驱动器通过使用第一数据来输出第一电流，所述第一电流对应于所述至少两个灰度级部分中的第一灰度级部分，所述第一灰度级部分由所述多个灰度级数据中的至少一个来指示，
其中，所述数据驱动器通过使用第二数据来输出对应于第一灰度级部分的第二电流，以及
其中，所述数据驱动器通过使用第二数据来将多个灰度级数据划分为第一组灰度级数据和第二组灰度级数据，并且分别相对于具有不同参考的第一组灰度级数据和第二组灰度级数据来控制第二电流的电流变化。
2.按照权利要求1的显示设备，其中，第一数据是灰度级数据的高位数据，第二数据是灰度级数据的低位数据。
3.按照权利要求1的显示设备，其中，第一电流是第一灰度级部分的初始电流。
4.按照权利要求1的显示设备，其中，第一灰度级部分是在所述至少两个灰度级部分中的最低的灰度级部分。
5.按照权利要求4的显示设备，其中，在第一灰度级部分中，第一组灰度级数据是低灰度级数据组，第二组灰度级数据是高灰度级数据组。
6.按照权利要求5的显示设备，其中，在第二组灰度级数据中的第二电流的变化被设置为两倍于在第一组灰度级数据中的第二电流的相应变化。
7.按照权利要求1的显示设备，其中，所述数据驱动器包括：
移位寄存器，用于接收第一信号和时钟信号，并且与时钟信号同步地将第一信号移位为多个移位的信号；
锁存器，用于与来自移位寄存器的相应移位信号同步地锁存多个灰度级数据；以及
灰度级电流产生器，用于将从锁存器输出的多个灰度级数据转换为数据电流，并且输出数据电流。
8.按照权利要求7的显示设备，其中，所述灰度级电流产生器包括：
第一电流输出单元，用于通过使用第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流；
多路复用器，用于从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择对应于第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压；以及
第二电流输出单元，用于按照在第一组灰度级数据和第二组灰度级数据中的第二数据来设置第二电流的变化，并且通过使用第二数据和从多路复用器输出的第一参考电压来输出第二电流。
9.按照权利要求8的显示设备，其中，所述第一电流输出单元包括：
多个第一晶体管，用于分别输出对应于第二电压的多个第三电流；
多个第一开关，用于响应于第一数据，并且输出来自第一晶体管的第三电流来作为第一电流。
10.按照权利要求9的显示设备，其中：
第二电压与第一参考电压大致相同；
第三电流与灰度级部分的相应电流周期大致相同；以及
第一电流大致与第三电流之和相同。
11.按照权利要求8的显示设备，其中，第二电流输出单元包括：
多个晶体管组，所述晶体管组的每个都包括至少两个晶体管，所述至少两个晶体管响应于由多路复用器输出的第一参考电压而分别输出第四电流，每个晶体管组的第四电流彼此大致相同；
多个第二开关，响应于第二数据，并且输出来自第二晶体管组的晶体管的电流来作为第二电流；以及
第三开关，被耦接到第二晶体管组的每个中的至少两个晶体管之一和第二开关的相应的一个。
12.按照权利要求11的显示设备，其中，从相应的第二晶体管组输出的电流分别被设置为彼此不同。
13.按照权利要求11的显示设备，其中，用于输出在第二晶体管组的相应的一个中包括的晶体管的电流的第二开关被同时接通。
14.按照权利要求11的显示设备，其中，在每个第二晶体管组中的第三开关被控制以当输入在第一组灰度级数据中的灰度级数据时全部被断开，以及在一些第二晶体管组中的第三开关被控制以当输入第二组灰度级数据的灰度级数据时被接通。
15.按照权利要求14的显示设备，其中，在每个第二晶体管组中的第三开关被控制以在除了第一灰度级部分之外的所有灰度级部分中被接通。
16.一种显示板，包括：
显示单元，包括多个像素，用于按照所施加的数据电流来显示图像；
灰度级电流产生器，用于将多个灰度级数据划分为至少两个灰度级部分，将所述多个灰度级数据中的至少一个转换为数据电流，并且向数据线施加所述数据电流，所述多个灰度级数据包括第一数据和第二数据，
其中，灰度级电流产生器通过使用第一数据来产生第一电流，所述第一电流对应于所述至少两个灰度级部分的第一灰度级部分，所述第一灰度级部分由所述多个灰度级数据中的至少一个来指示，以及
所述灰度级电流产生器通过使用第二数据来产生对应于第一灰度级部分的第二电流，其中，所述灰度级电流产生器通过使用第二数据来将第一灰度级部分划分为灰度级数据的至少两个子灰度级部分，并且分别相对于具有不同参考的灰度级数据的至少两个子灰度级部分来控制第二电流的电流变化。
17.按照权利要求16的显示板，其中，第一电流是第一灰度级部分的初始电流，第二电流的变化对应于第二数据。
18.按照权利要求16的显示板，其中，在所述至少两个子灰度级部分中，将在所述至少两个子灰度级部分的低灰度级部分中的第二电流的变化控制为小于在所述至少两个子灰度级部分的高灰度级部分中的变化。
19.按照权利要求18的显示板，其中，所述灰度级电流产生器包括：
第一电流输出单元，用于通过使用第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流；
多路复用器，用于从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择对应于第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压；以及
第二电流输出单元，用于在子灰度级部分中设置第二电流的变化，并且通过使用第二数据和从多路复用器输出的第一参考电压来输出第二电流。
20.一种数/模转换器，用于将多个灰度级数据转换为灰度级电流并且输出所述灰度级电流，所述数/模转换器将多个灰度级数据划分为包括第一灰度级部分的至少两个灰度级部分，并且将所述多个灰度级数据转换为灰度级电流，所述数/模转换器包括：
第一电流输出单元，用于通过使用在灰度级数据中的第一数据来输出对应于第一灰度级部分的第一电流；
多路复用器，用于从分别对应于灰度级部分的单位电流的多个第一电压中选择对应于第一灰度级部分的第一参考电压，并且输出第一参考电压；以及
第二电流输出单元，用于将第一灰度级部分划分为至少两个子灰度级部分，并且通过使用在灰度级数据中的第二数据和从多路复用器输出的第一参考电压来产生第二电流，
其中，第二电流输出单元通过使用第二数据，相对于具有不同参考的至少两个子灰度级部分来分别控制第二电流的电流变化。
21.按照权利要求20的数/模转换器，其中，第一灰度级部分是在所述多个灰度级部分中的最低的灰度级部分。
22.按照权利要求20的数/模转换器，其中，在所述至少两个子灰度级部分中，在所述至少两个子灰度级部分的低灰度级部分中的第二电流的变化被控制为小于在所述至少两个子灰度级部分的高灰度级部分中的相应变化。
23.一种数/模转换器，用于将多个灰度级数据转换为灰度级电流并且输出它们，包括：
参考电流输出单元，用于通过使用在灰度级数据中的第一数据来输出多个参考电流，
多路复用器，用于接收对应于多个参考电流的相应单位电流，并且根据第一数据而选择性地输出所述单位电流的对应的一个；
细电流输出单元，用于根据由多路复用器输出的单位电流中的相应的一个和在灰度级数据中的第二数据而不是第一数据来输出多个细电流；以及
开关，根据第二数据而被接通，并且选择性地向输出端发送由细电流输出单元所输出的多个细电流，
其中，灰度级电流的相应的一个属于参照多个参考电流所划分的多个灰度级电流部分之一，其中，通过使用第二数据来将在多个灰度级电流部分中的第一灰度级电流部分划分为灰度级数据的至少两个子灰度级部分，并且其中，所述开关通过使用第二数据来将灰度级数据划分为灰度级数据的至少两个子灰度级部分，并且相对于具有不同参考的灰度级数据的至少两个子灰度级部分来控制细电流的电流变化。
24.按照权利要求23的数/模转换器，其中，细电流输出单元包括：
第一晶体管和第二晶体管，用于响应于由多路复用器输出的单位电流的对应的一个和第二数据的第一位而输出第一电流；
第三晶体管和第四晶体管，用于响应于由多路复用器输出的单位电流的对应的一个和第二数据的第二位而输出第二电流；
第五晶体管和第六晶体管，用于响应于由多路复用器输出的单位电流的对应的一个和第二数据的第三位而输出第三电流；以及
第七晶体管和第八晶体管，用于响应于由多路复用器输出的单位电流的对应的一个和第二数据的第四位而输出第四电流。
25.按照权利要求24的数/模转换器，其中所述开关包括：
第一开关，用于响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第二晶体管与输出端耦接；
第二开关，用于响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第四晶体管与输出端耦接；以及
第三开关，用于响应于第二数据的第四位而被接通，并且将第六晶体管与输出端耦接。
26.按照权利要求25的数/模转换器，其中，所述开关包括：
第四开关，用于按照第一数据而将第二晶体管与输出端耦接；
第五开关，用于按照第一数据而将第四晶体管与输出端耦接；
第六开关，用于按照第一数据而将第六晶体管与输出端耦接；以及
第七开关，用于按照第一数据而将第八晶体管与输出端耦接。
27.一种显示板的驱动方法，在所述显示板中，形成用于响应于输入数据电流而显示图像的多个像素电路，其中，多个灰度级数据被划分为包括第一灰度级部分的至少两个灰度级部分，并且第一灰度级部分包括两个子灰度级部分，所述方法包括：
通过使用灰度级数据的第一数据来产生第一电流，所述第一电流对应于第一灰度级部分，其中，多个灰度级数据中的至少之一属于所述第一灰度级部分；
选择性地输出在分别对应于至少两个灰度级部分的第一信号中的、第一灰度级部分的第一参考信号；
产生对应于第一参考信号的第三电流，并且通过使用第三电流和灰度级数据的第二数据来产生第二电流；以及
将第一电流和第二电流组合，并且将它们输出为数据电流，其中，通过使用第二数据来分别相对于具有不同参考的灰度级数据的至少两个子灰度级部分来控制第二电流的变化。
28.按照权利要求27的驱动方法，其中，第一参考信号是对应于第一灰度级部分的单位电流的电压。
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