CN101650924A - 驱动电压产生电路 - Google Patents

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Abstract

提供了一种驱动电压产生电路。可降低制造成本并可提高显示质量的驱动电压产生电路具有：第一变换器，接收输入电压，并输出通过对输入电压的电压电平进行第一变换而获得的第一驱动电压；第二变换器，接收并输出通过对第一驱动电压的电压电平进行第二变换而获得的第二驱动电压；驱动电压控制器，根据环境温度调整第一变换器的变换量和第二变换器的变换量中的一个，其中，第二驱动电压根据环境温度以模拟方式连续变化。

Description

驱动电压产生电路
本申请基于并要求于2008年8月12日在韩国知识产权局提交的第10-2008-0078975号韩国专利申请的优先权，该申请完全公开于此以资参考。
技术领域
本公开涉及一种驱动电压产生电路，更具体地讲，涉及一种可降低制造成本并提高显示质量的驱动电压产生电路。
背景技术
液晶显示器(LCD)包括：液晶面板，设置有多个栅极线和多个数据线；栅极驱动器，将栅极信号输出到栅极线；和数据驱动器，将数据信号输出到数据线。
传统上，通过以TCP(卷带载体封装)或COG(玻璃上芯片)形式封装栅极驱动器集成电路来实施栅极驱动器。最近，考虑到产品的制造成本、大小和设计，寻找另外的方法。即，在液晶显示面板上封装了通过使用非晶硅薄膜晶体管(以下，称为“a-Si TFT”)产生栅极信号的栅极驱动器。
在液晶显示面板上封装的栅极驱动器包括多个级，每一级包括至少一个a-Si TFT。
a-Si TFT的驱动性能根据环境温度变化。更具体地讲，如果温度变低，则驱动性能恶化，因此a-Si TFT无法输出具有足以使像素中的开关晶体管导通/截止的电压电平的栅极信号。通过使用提供给栅极驱动器的时钟信号和时钟禁止信号来产生这种栅极信号，所述时钟信号和时钟禁止信号在栅极导通电压电平和栅极截止电压电平之间振荡(swing)。
因此，需要一种可根据环境温度调整栅极导通电压电平和栅极截止电压电平的液晶显示器。
发明内容
因此，提出了本发明的示例性实施例以解决在现有技术中出现的以上提到的问题，本发明的目的在于提供一种可降低制造成本并可提高显示质量的驱动电压产生电路。
本发明的其他优点、目的和特征将在下面的描述中被部分地阐述，部分地，通过查看下面的内容，对本领域的普通技术人员而言将变得清楚，或可通过实施本发明而获知。
为了实现这些目的，提供了一种驱动电压产生电路，根据本发明的示例性实施例，所述驱动电压产生电路包括：第一变换器，接收输入电压，并输出通过对输入电压的电压电平进行第一变换而获得的第一驱动电压；第二变换器，接收并输出通过对第一驱动电压的电压电平进行第二变换而获得的第二驱动电压；驱动电压控制器，根据环境温度调整第一变换器的变换量和第二变换器的变换量中的一个，其中，第二驱动电压根据环境温度以模拟方式连续变化。
附图说明
从下面结合附图的详细描述，将更详细地理解本发明的示例性实施例，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的液晶显示器的构造的框图；
图2是图1的液晶显示器中包括的一个像素的等效电路图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的液晶显示器中包括的图1的栅极电压产生器的构造的框图；
图4是示出图3的栅极导通电压产生器的构造的电路图；
图5是示出图4的AVDD控制器的构造的电路图；
图6是示出图4的开关驱动器的构造的框图；
图7是示出图4的参考电压产生器的构造的电路图；
图8A是解释图7的可变元件的特性的曲线图；
图8B是解释图7的可变电压的曲线图；
图9是解释图7的比较和选择单元的操作的流程图；
图10是解释图7的参考电压的曲线图；
图11是解释图4的栅极导通电压的曲线图；
图12是示出图1的栅极驱动器的构造的示例性框图；
图13是示出图12的栅极驱动器的第j级的构造的示例性电路图；
图14是示出输入到栅极驱动器以及从栅极驱动器输出的信号的时序图；
图15是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中包括的参考电压产生器的构造的电路图；
图16是解释图15的可变元件的特性的曲线图；
图17是解释图16的参考电压的曲线图；
图18是解释图16的栅极导通电压的曲线图；
图19是示出根据本发明示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极电压产生器的构造的框图；
图20A、图20B和图20C是解释根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中的可变元件、参考电压和栅极截止电压的特性的曲线图；
图21是示出在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中输入到栅极驱动器或从栅极驱动器输出的信号的时序图；
图22是示出根据本发明示例性实施例的在液晶显示器中包括的栅极电压产生器的构造的框图；
图23是示出在根据本发明的上述示例性实施例的液晶显示器中输入到栅极驱动器和从栅极驱动器输出的信号的时序图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。通过参照将参照附图详细描述的示例性实施例，本发明的多方面和特征以及用于实现所述多方面和特征的方法将是清楚的。本发明不限于以下公开的示例性实施例，而是可按不同的形式被实现。描述中限定的内容(例如，详细的结构和元件)只是为了帮助本领域的普通技术人员全面理解本发明而提供的特定细节，仅在权利要求的范围内限定本发明。在本发明的整体描述中，对各个附图中相同的元件使用相同的附图标号。
以下，将参照图1至图14描述根据本发明示例性实施例的液晶显示器。
图1是示出根据本发明示例性实施例的液晶显示器的构造的框图，图2是图1的液晶显示器中包括的一个像素的等价电路图。
参照图1，液晶显示器10包括：液晶面板300、驱动电压产生器450、时序控制器500、时钟产生器460、栅极驱动器470和数据驱动器800。
可将液晶面板300划分成显示区域DA和非显示区域PA。
为了显示图像，显示区域DA包括：多个栅极线G1至Gn；多个数据线D1至Dm；第一基底(参看图2的100)，由开关元件(参看图2的Q1)和像素电极(参看图2的PE)形成；第二基底(参看图2的200)，由滤色器(参看图2的CF)和公共电极(参看图2的CE)形成；和液晶分子层(参看图2的150)，插入在第一基底和第二基底之间。彼此平行的栅极线G1至Gn大致沿行方向上延伸，彼此平行的数据线D1至Dm大致沿列方向上延伸。
将参照图2描述图1的一个像素。在第二基底200的公共电极的一部分上，面对第一基底100的像素电极PE形成滤色器CF。例如，连接到第i(其中，i＝1、2…n)栅极线Gi和第j(其中，j＝1、2…m)数据线Dj的像素PE包括：开关元件Q1，连接到信号线Gi和数据线Gj；液晶电容器C1c和连接到开关元件Q1的存储电容器Cst。可根据期望省略存储电容器Cst。开关元件Q1是由a-Si(非晶硅)制成的TFT。
非显示区域PA是由于第一基底100比第二基底200宽而导致不显示图像的区域。栅极驱动器470可封装在非显示区域PA上。
驱动电压产生器450产生驱动电压，并将所述驱动电压提供给时钟产生器460。这里，驱动电压可以是栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff。以下，假设驱动电压是栅极导通电压Von或栅极截止电压Voff，驱动电压产生器450是栅极导通电压产生器或栅极截止电压产生器。可将驱动电压产生器450应用于各种驱动电压产生电路，而不限于栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff。
栅极电压产生器450产生栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff，并将其提供给时钟产生器460。栅极导通电压Von和/或栅极截止电压Voff的电压电平可根据环境温度而变化。例如，栅极导通电压Von的电压电平在低温时增加，在高温时减小。相反，栅极截止电压Voff的电压电平在低温时减小，在高温时增加。将通过下面将描述的本发明的各个示例性实施例更详细地描述驱动电压产生器450。
时序控制器500从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、G和B以及用于控制图像信号的显示的输入控制信号。输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号Mclk和数据使能信号DE。
时序控制器500基于输入图像信号R、G和B以及输入控制信号来产生数据控制信号CONT，并将数据控制信号CONT和图像数据信号DAT发送到数据驱动器800。
另外，时序控制器500将第一时钟产生控制信号OE、第二时钟产生控制信号CPV和源极扫描开始信号STV提供给时钟产生器460。在本示例性实施例中，第一时钟产生控制信号OE可以是用于启用栅极信号的信号，第二时钟产生控制信号可以是用于确定栅极信号的占空比的信号。源极扫描开始信号STV可以是用于报告一帧的开始的信号。
响应于第一时钟产生控制信号OE、第二时钟产生控制信号CPV和源极扫描开始信号STV，时钟产生器460通过使用从栅极电压产生器450提供的栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff来输出时钟信号CKV、时钟禁止信号CKVB和栅极截止电压Voff。在本示例性实施例中，时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB是在栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff之间振荡的信号，并具有彼此相反的相位。
时钟产生器460将源极扫描开始信号STV转换成扫描开始信号STVP，并将扫描开始信号STVP提供给栅极驱动器470。在该示例性实施例中，扫描开始信号STVP是通过增加源极扫描开始信号STV的幅度而获得的信号。
当环境温度变低时，时钟产生器460输出具有增加幅度的时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB，而当环境温度变高时，时钟产生器460输出具有减小幅度的时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB。通过根据环境温度增加/减小栅极导通电压Von和/或栅极截止电压Voff的电压电平，可调整时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB的幅度。
通过扫描开始信号STVP启用栅极驱动器470，栅极驱动器470通过使用时钟信号CKV、时钟禁止信号CKVB和栅极截止电压Voff来产生多个栅极信号，并将所述栅极信号分别提供给栅极线G1至Gn。稍后将参照图12至图14描述栅极驱动器470的细节。
数据驱动器800从时序控制器500接收图像数据信号DAT和数据控制信号CONT，并将与图像数据信号DAT相应的图像数据电压提供给各个数据线D1至Dm。在该示例性实施例中，数据控制信号CONT是用于控制数据驱动器800的操作的信号，数据控制信号CONT包括用于指示两个数据电压的输出的负载信号和水平开始信号等。
数据驱动器800是集成电路，可按TCP(卷带载体封装)的形式连接到液晶面板300。数据驱动器800不限于此，其可形成在液晶显示面板300的非显示区域PA。
图3是示出根据本发明示例性实施例的液晶显示器中包括的图1的栅极电压产生器的构造的框图。
参照图3，栅极电压产生器450包括栅极导通电压产生器610和栅极截止电压产生器710。栅极导通电压产生器610接收第一输入电压Vin1，并输出栅极导通电压Von(T)。栅极截止电压产生器710接收第二输入电压Vin2，并输出栅极截止电压Voff。在该示例性实施例中，第一输入电压Vin1和第二输入电压Vin2可以是相同的电压Vin。另外，用Von(T)表示栅极导通电压的原因在于，栅极导通电压的电压电平可根据环境温度变化。
栅极导通电压产生器610包括第一变换器或升压器620、第二变换器或升压器630以及第二驱动电压控制器650。以下，假设第二驱动电压控制器650是栅极导通电压(Von)控制器。
第一变换器620接收第一输入电压Vin1，通过例如变换第一输入电压Vin1的电压电平而获得的第一驱动电压AVDD1。第二变换器630输出通过变换(例如，升高)第一驱动电压AVDD1的电压电平而获得的第二驱动电压。这里，第二驱动电压可以是栅极导通电压Von(T)。
栅极导通电压控制器650可根据环境温度调整第一变换器620的变换量和第二变换器630的变换量之一。根据变换量，栅极导通电压Von(T)根据环境温度以模拟方式连续变化。
另外，栅极导通电压控制器650包括具有根据环境温度变化的电阻值的可变元件，并调整第一变换器620的升压量或第二变换器630的升压量。栅极导通电压控制器650可调整在图3中从栅极导通电压控制器650到第一变换器620的用虚线箭头Vref(T)表示的第一变换器620的升压量，或者通过输出具有根据环境温度变化的电压电平的参考电压Vref(T)来调整第二变换器630的升压量。图3显示栅极导通电压控制器650调整第二变换器630的升压量。尽管为了便于解释举例说明了如图3所示的栅极导通电压控制器650调整第二变换器630的升压量，但清楚的是，本发明不限于此。
栅极导通电压产生器610还可包括第一驱动电压控制器640。如上所述，在栅极导通电压控制器650调整第二变换器630的升压量的情况下，第一驱动电压控制器640通过将PWM信号输出到第一变换器620来控制第一变换器620执行第一输入电压Vin1的电压电平到第一驱动电压AVDD1的变换(例如，升压)。第一变换器620、第二变换器630、第一驱动电压控制器640和栅极导通电压控制器650可形成在单个芯片上。
图4是示出图3的栅极导通电压产生器610的构造的电路图，图5是示出图4的AVDD控制器640的构造的电路图，图6是示出图4的开关驱动器的构造的电路图。
参照图4至图6，栅极导通电压产生器610包括第一变换器620、AVDD控制器640、第二变换器630和栅极导通电压控制器650。
第一变换器620和第二变换器630可以是如图4示出的升压转换器。升压转换器可以是一种DC-DC转换器，第一变换器620和第二变换器630也可包括其他种类的转换器。
第一变换器620包括：电感器L1，对其施加了第一输入电压Vin1；二极管D1，其阳极连接到电感器L1，其阴极连接到输出端的第一驱动电压AVDD1。电容器C连接在二极管D1的阴极和地之间，开关元件Q1连接到连接了电感器L1和二极管D1的阳极的节点。
在操作中，开关元件Q1根据从AVDD控制器640输出的PWM信号的信号电平而接通/断开。当PWM信号是低电平时，开关元件Q1断开，流过电感器L1的电流I1根据电感器L1的电流-电压特性与施加到电感器L1的第一输入电压Vin1成比例地逐渐增加。
当PWM信号是高电平时，开关元件Q1接通，流过电感器L1的电流I1流过二极管D1，并根据电容器C1的电流-电压特性对电容器C1充电。因此，第一输入电压Vin1升压至特定电压，并被输出为第一驱动电压AVDD1。
如图5所示，AVDD控制器640包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、比较器cpr1和脉冲振荡器(脉冲OSC)。AVDD控制器640输出PWM信号，所述PWM信号的占空比根据第一反馈电压Vd1的电压电平而变化。
第一驱动电压AVDD1被第一电阻器R1和第二电阻器R2分压，并且第一反馈电压Vd1被输入到比较器cpr1的一个输入端。脉冲OSC产生具有特定频率的参考时钟信号RCLK。比较器cpr1将从脉冲OSC产生的参考时钟信号RCLK和第一反馈电压Vd1进行比较，并按以下方式产生PWM信号：当第一反馈电压Vd1的电平高于参考时钟信号RCLK的电平时，比较器cpr1输出高电压信号；而如果第一反馈电压Vd1的电平低于参考时钟信号RCLK的电平，则比较器cpr1输出低电平信号。在该示例性实施例中，因为参考时钟信号RCLK具有恒定频率，所以PWM信号的占空比根据第一反馈电压Vd1的电平变化。
参照图4，第二变换器630包括：电感器L2，对其施加了第一驱动电压AVDD1；二极管D2，其阳极连接到电感器L2，其阴极连接到输出端的栅极导通电压Von(T)；电容器C2，连接在二极管D2和地之间；开关元件Q2，连接在连接了电感器L2和二极管D2的阳极的节点；和第二反馈电阻器Rd，用于检测流过开关元件Q2的电流。反馈电阻器Rd检测流过开关元件Q2的电流，并将第三反馈电压Vd3提供给栅极导通电压控制器650。
在操作中，开关元件Q2根据来自Q2驱动器660的栅极导通电压控制器650的输出信号的信号电平而接通/断开。如果栅极导通电压控制器650的输出信号为低电平，则开关元件Q2断开，流过电感器L2的电流I2根据电感器L2的电流-电压特性与施加到电感器L2的两端的第一驱动电压AVDD1成比例地逐渐增加。
当来自Q2驱动器660的栅极导通电压控制器650的输出信号是高电平时，开关元件Q2接通，流过电感器L2的电流I2流过二极管D2，根据电容器C2的电流-电压特性对电容器C2充电。因此，第一驱动电压AVDD1升压至特定电压，并被输出为栅极导通电压Von(T)。
如图4所示，栅极导通电压控制器650还包括第三电阻器R3、第四电阻器R4、比较器cpr2、参考电压产生器680和开关驱动器660。
在操作中，栅极导通电压Von(T)被第三电阻器R3和第四电阻器R4分压，第二反馈电压Vd2被输入到比较器cpr2的一个输入端。参考电压产生器680输出参考电压Vref(T)，所述参考电压Vref(T)的电压值根据温度变化。比较器cpr2将从参考电压产生器680产生的参考电压Vref(T)与第二反馈电压Vd2进行比较，当第二反馈电压Vd2的电平高于参考电压Vref(T)的电平时，比较器cpr2输出高电平信号，而如果第二反馈电压Vd2的电平低于参考电压Vref(T)的电平，则比较器cpr2输出低电平信号。
如图6所示，开关驱动器660包括第三比较器cpr3、SR触发器670和脉冲OSC。将比较器cpr3的输出输入到SR触发器670的复位端R，并将从脉冲OSC产生的参考时钟信号RCLK输入到SR触发器670的设置端S。SR触发器670的输出端Q连接到开关元件Q2。
通过第三反馈电压Vd3的电压电平与第二比较器cpr2的输出的比较，开关驱动器660调整流过开关晶体管Q2的电流的峰值。
在操作中，如果第三比较器cpr3的输出为高电平，即，如果高电平信号输入到复位端R，则SR触发器670通过其输出端Q输出低电平信号。此时，开关元件Q2断开。当第三比较器cpr3的输出为低电平时，即当低电平信号输入到复位端R时，高电平的时钟信号输入到设置端S，SR触发器670通过其输出端Q输出高电平信号。此时，开关元件Q2接通。
图7是示出图4的参考电压产生器680的构造的电路图。图8A是解释图7的可变元件的特性的曲线图，图8B是解释图7的可变电压的曲线图。
参照图7，参考电压产生器680包括：第一恒流源CS1，向可变元件NTC提供恒定电流I1；电阻器R_H1，输出第一DC电压V_HI；第二恒流源CS2，向电阻器R_H1提供恒定电流I2；和恒压源VS，输出第二DC电压。所述可变元件可以是电阻随温度增加而减小的负温度系数(NTC)热敏电阻器。在该示例性实施例中，可变电压V_NTC具有根据可变元件NTC的电压值变化的电压电平，第二DC电压具有比第一DC电压V_HI小的电压电平。以下，假设恒压源VS输出1.25V作为第二DC电压，并将电阻器R_HI和第一恒流源CS1设置为输出1.8V的第一DC电压V_HI。
参考电压产生器680包括比较和选择单元690，所述比较和选择单元690接收第一DC电压V_HI、可变电压V_NTC和第二DC电压，并选择三个输入电压中的一个作为参考电压Vref(T)输出。
比较和选择单元690根据可变电压V_NTC的电压电平与第一DC电压V_HI的电压电平或第二DC电压的电压电平的比较结果，输出第一DC电压V_HI、可变电压V_NTC和第二DC电压中的一个作为参考电压Vref(T)。将参照图9更详细地描述该特性。
可变元件NTC可以是NTC电阻器元件。NTC电阻器元件的电阻值与环境温度的变化基本成反比。例如，如图8A所示，随着环境温度的升高，NTC电阻器电阻器元件的电阻值变小；而随着环境温度的下降，NTC电阻器电阻器元件的电阻值变大。
随着如图8A所示可变元件NTC的电阻值变化，如图8B所示，可变电压V_NTC与环境温度的变化基本成反比地变化。
图9是解释图7的比较和选择单元690的操作的流程图，图10是解释图7的参考电压Vref(T)的曲线图。如上所述，假设第二DC电压是1.25V，第一DC电压V_HI是1.8V。
参照图9，比较和选择单元690将可变电压V_NTC的电压电平与第二DC电压的电压电平(即1.25V)进行比较。如果1.25V高于可变电压V_NTC的电压电平，即情况A，则比较和选择单元690选择第二DC电压(即1.25V)作为参考电压Vref。如果1.25V低于可变电压V_NTC的电压电平，则比较和选择单元690将可变电压V_NTC的电压电平与第一DC电压的电压电平(即1.8V)进行比较。如果1.8V高于可变电压V_NTC的电压电平，即情况B，则比较和选择单元690选择可变电压V_NTC作为参考电压Vref。如果可变电压V_NTC的电压电平高于1.8V，则比较和选择单元690选择第一DC电压的电压电平(即1.8V)作为参考电压Vref。
如上所述，通过比较和选择单元690的上述操作，输出图10中示出的参考电压Vref(T)。参照图10，随着环境温度降低，比较和选择单元690可确认依次选择了1.25V的第二DC电压、可变电压V_NTC和第一DC电压V_HI(1.8V)。
换句话讲，在环境温度为高的第一区间A，参考电压Vref(T)具有第二DC电压的电压电平(1.25V)；在环境温度为低的第二区间C，参考电压Vref(T)具有第一DC电压V_HI的电压电平(1.8V)。在第一区间A和第二区间C之间的第三区间B，参考电压Vref(T)具有根据温度减小而从第二DC电压的电压电平(1.25V)平稳地增加到第一DC电压V_HI的电压电平(1.8V)的电压电平。
图10是解释图7的参考电压在各种温度处的不同值的曲线图。
总之，参照图4至图10，图4的栅极导通电压控制器610包括参考电压产生器680，所述参考电压产生器680设置有可变元件NTC，并输出根据环境温度变化的参考电压Vref，如图7和图10所示。如图4所示，相应于与栅极导通电压电平Von(T)相应的第二反馈电压Vd2和参考电压Vref的比较结果，栅极导通电压控制器610调整栅极导通电压电平Von(T)。与参考电压Vref的电压电平的变化基本成比例地输出栅极导通电压Von(T)。因此，栅极导通电压Von(T)具有如图11所示的电压电平。
在环境温度为高的第一区间A，栅极导通电压Von(T)具有第一电压电平；在环境温度为低的第二区间C，参考电压Vref(T)具有比第一电压电平高的第二电压电平；在第一区间A和第二区间C之间的第三区间B，栅极导通电压Von(T)具有根据温度减小从第一电压电平平稳地增加至第二电压电平的电压电平。即，栅极导通电压Von(T)的电压电平与环境温度的变化基本成反比。
如上所述，根据本发明示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极导通电压产生器通过转换第一输入电压Vin1输出栅极导通电压Von(T)，并且还执行根据环境温度调整栅极导通电压Von(T)的电压电平的功能，即温度补偿功能。因此，栅极导通电压产生器包括具有嵌入式温度补偿功能的DC-DC转换器。因此，可节省为单独执行温度补偿功能和DC-DC转换功能所需的成本，从而降低制造成本。
参照图12至图14，将详细描述图1的栅极驱动器470。图12是示出图1的栅极驱动器470的构造的示例性框图，图13是示出图12的栅极驱动器470的第j级的构造的示例性电路图，图14是示出输入到栅极驱动器以及从栅极驱动器输出的信号的时序图。
通过来自图1的时钟产生器460的扫描开始信号STVP启用栅极驱动器470，所述栅极驱动器470通过使用来自图1的时钟产生器460的时钟信号CKV、时钟禁止信号CKVB和栅极截止电压Voff来产生多个栅极信号，并将所述栅极信号相继提供给栅极线G1至Gn。现在将参照图12至图14更详细地描述栅极驱动器470的细节。
参照图12，栅极驱动器470包括以级联方式连接的多级ST1至STn+1。除了最后一级STn+1之外的各级ST1至STn+1以一对一的方式连接到栅极线G1至Gn，并分别输出栅极信号Gout1至Gout(n)。栅极截止电压Voff、时钟信号CKV、时钟禁止信号CKVB和初始化信号INT被输入到各级ST1至STn+1。在示例性实施例中，尽管没有在图1中示出，但从时钟产生器460提供所述初始化信号INT。
级ST1至STn+1中的每一级具有第一时钟信号端CK1、第二时钟信号端CK2、设置端S、复位端R、电源电压端GV、帧复位端FR、栅极输出端OUT1和进位输出(carry output)端OUT2。
例如，将前端级STj-1(j≠1)的进位信号Cout(j-1)输入到与第j栅极线连接的第j级STj的设置端，将后端级STj+1的栅极信号Gout(j+1)输入到第j级STj的复位端R。将时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB分别输入到第一时钟端CK1和第二时钟端CK2，并将栅极截止信号Voff输入到电源电压端GV。将初始化信号INT或最后一级STn+1的进位信号Cout(n+1)输入到帧复位端FR。栅极输出端OUT1输出栅极信号Gout(j)，进位输出端OUT2输出进位信号Cout(j)。
将第一扫描开始信号STVP而非前端进位信号输入到第一级ST1，并且将扫描开始信号STVP而非后端栅极信号输入到最后一级STn+1。
在该示例性实施例中，参照图13，将更详细地描述图12的第j级STj。
参照图13，第j级STj包括缓冲器单元4710、充电单元4720、上拉单元4730、进位信号产生器4770、下拉单元4740、放电单元4750和维持(holding)单元4760。向第j级STj提供前端进位信号Cout(j-1)、时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB。
缓冲器单元4710包括二极管连接的晶体管T4。在操作中，缓冲器单元4710向充电单元4720、进位信号产生器4770和上拉单元4730提供通过设置端S输入的前端进位信号Cout(j-1)。
充电单元4720包括电容器C1，电容器C1的一端连接到晶体管T4的源极、上拉单元4730和放电单元4750，另一端连接到栅极输出端OUT1。
上拉单元4730包括晶体管T1。晶体管T1的漏极连接到第一时钟端CK1，晶体管T1的栅极连接到充电单元4720，晶体管T1的源极连接到栅极输出端OUT1。
进位信号产生器4770包括：晶体管T15，晶体管T15的漏极连接到第一时钟端CK1，晶体管T15的源极连接到进位输出端OUT2，晶体管T15的栅极连接到缓冲器单元4710；和电容器C2，连接到晶体管T15的栅极和源极。
下拉单元4740包括晶体管T2，晶体管T2的漏极连接到晶体管T1的源极和电容器C1的另一端，晶体管T2的源极连接到电源电压端GV，晶体管T2的栅极连接到复位端R。
放电单元4750包括：晶体管T9，晶体管T9的栅极连接到复位端R，晶体管T9的漏极连接到电容器C1的另一端，晶体管T9的源极连接到电源电压端GV，并且晶体管T9响应于下一级STj+1的栅极信号Gout(j+1)而对充电单元4720放电；晶体管T6，晶体管T6的栅极连接到帧复位端FR，晶体管T6的漏极连接到充电单元4720的电容器C1的一端，晶体管T6的源极连接到电源电压端GV，并晶体管T6响应于初始化信号INT对充电单元4720放电。
维持单元4760包括多个晶体管T3、T5、T7、T8、T10、T11、T12和T13。如果栅极信号Gout(j)从低电平变到高电平，则维持单元4760保持高电平状态，在栅极信号Gout(j)从高电平变到低电平之后，维持单元4760不管时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB的电压电平而将栅极信号保持一帧的低电平。
参照图14，将详细描述输入到图1的栅极驱动器470的时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB以及从栅极驱动器470输出的栅极信号Gout(j)。如上所述，因为时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB根据温度变化，所以低温处的信号幅度Von_L到Voff可大于室温或更高温度处的信号幅度Von_R到Voff。另外，在通过使用时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB生成栅极信号Gout(j)的情况下，低温处的信号幅度Von_L到Voff大于室温或更高温度处的信号幅度Von_R到Voff。
因此，确保了低温处的驱动裕度(margin)，因此，即使在低温处栅极驱动器470的驱动性能也不恶化。因为栅极驱动器470的驱动性能不恶化，所以可提高液晶显示器的显示质量。
以下，将参照图15至图18描述根据本发明示例性实施例的液晶显示器。将对与本发明的以上描述的示例性实施例相同的部件使用相同的附图标号，为了方便，将省略对与本发明的先前示例性实施例的那些元件相同的元件的重复描述。
图15是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中包括的参考电压产生器的构造的电路图，图16是解释图15的可变元件的特性的曲线图。
参照图15，在可在根据图4中示出的本发明示例性实施例的液晶显示器中使用的参考电压产生器681的示例性实施例包括：第一恒流源CS1，向二极管D3提供恒定电流I1；电阻器R_HI，形成第一DC电压V_HI；第二恒流源CS2，向电阻器R_HI提供恒定电流I2；和恒压源VS，输出第二DC电压VS。在该示例性实施例中，可变电压Vf具有根据二极管D3的电压-电流特性Vf-If而变化的电压电平，第二DC电压VS具有比第一DC电压V_HI小的电压电平。以下，假设恒压源VS输出1.25V作为第二DC电压VS，电阻器R_HI和第一恒流源CS1被设置为输出1.8V的第一DC电压V_HI。
图15中示出的电压产生器681包括比较和选择单元691，所述比较和选择单元691接收第一DC电压V_HI、可变电压Vf和第二DC电压作为输入电压，选择所述输入电压中的一个作为参考电压Vref(T)，并将其输出。
二极管D3可用作图16中示出的NTC电阻器元件。NTC电阻器元件的电阻值与环境温度的变化基本成反比。例如，如图8A所示，如果环境温度升高，则NTC电阻器元件的电阻值变小；而如果环境温度下降，则NTC电阻器元件的电阻值变大。
二极管D3形式的可变元件的电阻值可具有如图16示出的电压-电流特性Vf-If。即，二极管D3可具有与环境温度的变化基本成反比的阈值电压。参照图16，在比温度T1高的温度T2，阈值电压从Vt减小至Vt’。此时，如果第一恒流源CS1提供恒定电流I1，则施加到二极管D3的端子的电压从Vf1降低到Vf2。因此，图15的可变电压Vf与环境温度的变化基本成反比地变化。
图17是解释图16的参考电压的曲线图，图18是解释图16的栅极导通电压的曲线图。
在图15和图16中，如果合适地选择了恒流源CS1和二极管D3，则可获得图17中示出的参考电压Vref。即，与结合图10解释的本发明的示例性实施例不同，可变电压Vf可在第三区间B以直线变化。在图15示出的本发明的示例性实施例中，用作可变元件的二极管D3仅为用于与环境温度的变化相应地以直线推导参考电压Vref的变化的示例性元件，清楚的是，本发明不限于此。
根据本发明的上述示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极导通电压产生器通过转换第一输入电压Vin1输出栅极导通电压Von(T)，并且还执行根据环境温度调整栅极导通电压Von(T)的电压电平的功能，即执行温度补偿功能。因此，可以与本发明的最初描述的示例性实施例的相同方式降低制造成本。另外，因为栅极驱动器470的驱动性能即使在低温处也没有恶化，因此可提高液晶显示器的显示质量。
以下，将参照图19至图21描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示器。将对与本发明的最初描述示例性实施例中相同的元件使用相同的附图标号，为了方便，将省略对与本发明的最初描述的示例性实施例中的那些元件相同的元件的重复描述。
图20B是解释图19的参考电压的曲线图，图18是解释图19的栅极导通电压的曲线图。
参照图19，在图1中示出的示例性实施例中使用的栅极电压产生器451包括栅极导通电压产生器611和栅极截止电压产生器711。栅极导通电压产生器611接收第一输入电压Vin1，并输出栅极导通电压Von。栅极截止电压产生器711接收第二输入电压Vin2，并输出栅极截止电压Voff(T)。在该示例性实施例中，第一输入电压Vin1和第二输入电压Vin2可以是相同的电压Vin。另外，用Voff(T)表示栅极截止电压的原因在于，栅极截止电压的电压电平可根据环境温度而变化。
栅极截止电压产生器711包括第一减小变换器或降压转换器720、第二减小变换器或降压转换器730和栅极截止电压控制器750。
第一减小变换器或降压转换器720接收第二输入电压Vin2，并输出通过减小变换第二输入电压Vin2的电压电平而获得的第一驱动电压AVDD2。第二减小变换器或降压转换器730输出通过减小变换第一驱动电压AVDD2的电压电平而获得的栅极截止电压Voff(T)。如所提到的那样，第一减小变换器720和第二减小变换器730可以是例如降压转换器。降压转换器是DC-DC转换器的示例，第一减小变换器720和第二减小变换器730可以是彼此不同的转换器。
栅极截止电压控制器750包括具有根据环境温度变化的电阻值的可变元件，并调整如图19中从栅极截止电压控制器750到第一减小变换器720的虚线箭头Vref(T)所表示的第一减小变换器720的减小量或第二减小变换器730的减小量。栅极截止电压控制器750通过输出参考电压Vref(T)来调整第一减小变换器720的减小量或第二减小变换器730的减小量，其中，所述参考电压Vref(T)的电压电平根据环境温度而变化。图19显示栅极截止电压控制器750调整第二减小变换器730的减小量。尽管为了便于解释举例说明了如图19所示栅极截止电压控制器750调整第二减小变换器730的减小量，但清楚的是，本发明不限于此。
栅极截止电压产生器711还可包括第一驱动电压控制器740。如上所述，在栅极截止电压控制器750调整第二减小变换器或降压转换器730的减小量的情况下，第一驱动电压控制器740通过将PWM信号输出到第一减小变换器或降压转换器720来控制第一减小变换器或降压转换器720执行第二输入电压Vin2到第一驱动电压AVDD2的电压电平的减小变换。
栅极截止电压控制器750可包括具有可变元件的参考电压产生器(未示出)，以输出根据环境温度变化的参考电压Vref(T)，并相应于与栅极截止电压电平Voff(T)相应的第一反馈电压的比较结果来调整栅极截止电压Voff(T)。栅极截止电压控制器750中包括的参考电压产生器(未示出)可包括比较和选择单元(未示出)。所述比较和选择单元接收第一DC电压、电压电平根据可变元件的电阻值变化的可变电压以及比第一DC电压低的第二DC电压，将所述可变电压的电压电平与第一DC电压的电压电平或第二DC电压的电压电平进行比较，并选择第一DC电压、所述可变电压和第二DC电压中的一个，并将其输出。可按与根据最初描述的本发明的示例性实施例的栅极导通电压产生器相同的方式来实现栅极截止电压产生器711，为了方便将省略对其的详细描述。
图20A、图20B和图20C是解释根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中的可变元件、参考电压和栅极截止电压的特性的曲线图。
栅极截止电压控制器(参看图19中的750)可包括电阻值根据环境温度变化的可变元件。如图20A所示，可变元件的电阻值可与环境温度的变化基本成正比。
在如图20A所示的可变元件的电阻值变化的情况下，参考电压Vref(T)可如图20B所示变化。在环境温度为高的第一区间A，参考电压Vref(T)具有第一DC电压的电压电平；在环境温度相对低的第二区间C，参考电压Vref(T)具有比第一电压电平低的第二DC电压的电压电平；在第一区间A和第二区间C之间的第三区间B，参考电压Vref(T)具有根据温度减小从第一DC电压的电压电平连续且平稳地减小到第二DC电压的电压电平的电压电平。
随着如图20B所示的参考电压电平Vref(T)变化，栅极截止电压Voff(T)可具有如图20C所示的电压电平。
如图20C所示，在环境温度为高的第一区间A，栅极截止电压Voff(T)具有第一电压电平；在环境温度为低的第二区间C，栅极截止电压Voff(T)具有比第一电压电平低的第二电压电平；在第一区间A和第二区间C之间的第三区间B，栅极截止电压Voff(T)具有根据温度减小从第一电压电平连续且平稳地减小到第二电压电平的电压电平。也就是说，栅极截止电压Voff(T)实质上与环境温度的变化成比例。
根据本发明的该示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极截止电压产生器通过转换第二输入电压Vin2输出栅极截止电压Voff(T)，并且还执行根据环境温度调整栅极截止电压Voff(T)的电压电平的功能，即执行温度补偿功能。因此，可按与本发明的最初描述的示例性实施例的相同方式来降低制造成本。
图21是示出在根据本发明的该示例性实施例的液晶显示器中输入到栅极驱动器(例如，图1中的470)或从栅极驱动器输出的信号的时序图。
参照图21，将详细描述输入到栅极驱动器470的时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB以及从栅极驱动器470输出的栅极信号Gout(j)。如上所述，因为时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB根据温度而变化，所以在低温处的信号幅度Von至Voff_L比在室温处的信号幅度Von至Voff_R大。另外，在通过使用时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB生成的栅极信号Gout(j)的情况下，在低温处的信号幅度Von至Voff_L比在室温处的信号幅度Von至Voff_R大。
从而，确保了低温处的驱动裕度，因此，即使在低温处栅极驱动器470的驱动性能也不恶化。因为栅极驱动器470的驱动性能不恶化，所以可提高液晶显示器的显示质量。
以下，将参照图22和图23描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示器。将对与本发明的以上描述的示例性实施例中相同的元件使用相同的附图标号，为了方便，将省略对与本发明的以前的示例性实施例中的那些元件相同的元件的重复描述。
图22是示出根据本发明示例性实施例的在液晶显示器中包括的图1中示出的示例性实施例中使用的栅极电压产生器的构造的框图。
参照图22，根据本发明示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极电压产生器452包括栅极导通电压产生器610和栅极截止电压产生器711。栅极导通电压产生器610接收第一输入电压Vin1，并输出栅极导通电压Von(T)。栅极截止电压产生器711接收第二输入电压Vin2，并输出栅极截止电压Voff。因为已经在本发明的前面的示例性实施例中描述了栅极导通电压产生器610和栅极截止电压产生器711，所以为了方便将省略对其的详细描述。
根据本发明的该示例性实施例的液晶显示器中包括的栅极导通电压产生器610通过转换第一输入电压Vin1来输出栅极导通电压Von(T)，并且还执行根据环境温度调整栅极导通电压Von(T)的电压电平的功能，即执行温度补偿功能。另外，栅极截止电压产生器711通过转换第二输入电压Vin2来输出栅极截止电压Voff(T)，并且还执行根据环境温度调整栅极截止电压Voff(T)的电压电平的功能，即执行温度补偿功能。
栅极导通电压产生器610和栅极截止电压产生器711可以是具有嵌入式温度补偿功能的DC-DC转换器。因此，可节省为单独执行温度补偿功能和DC-DC转换功能所需的成本，从而降低制造成本。
图23是示出在根据本发明的上述示例性实施例的液晶显示器中输入到栅极驱动器和从栅极驱动器输出的信号的时序图。
参照图23，将详细描述输入到栅极驱动器470的时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB以及从栅极驱动器470输出的栅极信号Gout(j)。如上所述，因为时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB根据温度而变化，所以在低温处的信号幅度Von_L至Voff_L比在室温处的信号幅度Von_R至Voff_R大。另外，在通过使用时钟信号CKV和时钟禁止信号CKVB生成的栅极信号Gout(j)的情况下，在低温处的信号幅度Von_L至Voff_L比在室温处的信号幅度Von_R至Voff_R大。
从而，确保了低温处的驱动裕度，因此，即使栅极驱动器470的驱动性能在低温处也不恶化。因为栅极驱动器470的驱动性能不恶化，所以可提高液晶显示器的显示质量。
尽管为了示出的目的描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的普通技术人员应该明白，在不脱离权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。

Claims (10)

1、一种驱动电压产生电路，包括：
第一变换器，接收输入电压，并输出通过对输入电压的电压电平进行第一变换而获得的第一驱动电压；
第二变换器，接收并输出通过对第一驱动电压的电压电平进行第二变换而获得的第二驱动电压；
驱动电压控制器，根据环境温度调整第一变换器的变换量和第二变换器的变换量中的一个，
其中，第二驱动电压关于环境温度的变化以模拟方式连续变化。
2、如权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中，第二驱动电压的电压电平与环境温度的变化成反比。
3、如权利要求2所述的驱动电压产生电路，其中，在环境温度为高的第一区间，第二驱动电压具有第一电压电平；在环境温度为低的第二区间，第二驱动电压具有比第一电压电平高的第二电压电平；在第一区间和第二区间之间的第三区间，第二驱动电压具有根据温度减小而从第一电压电平连续地增加至第二电压电平的电压电平。
4、如权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中，第一变换器、第二变换器和驱动电压控制器形成在单一芯片上。
5、如权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中，驱动电压产生电路是降压转换器或升压转换器。
6、如权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中，驱动电压控制器包括参考电压产生器，所述参考电压产生器包括可变元件，输出根据环境温度变化的参考电压，并相应于与第二驱动电压电平相应的第一反馈电压和参考电压的比较结果来调整第二驱动电压电平。
7、如权利要求6所述的驱动电压产生电路，其中，第二驱动电压电平与参考电压的电压电平的变化成正比。
8、如权利要求6所述的驱动电压产生电路，其中，第一变换器和第二变换器中的一个包括开关元件，驱动电压控制器还包括用于将第一反馈电压与参考电压进行比较的比较器，驱动电压控制器基于与流过开关元件的电流成比例的第二反馈电压与比较器的输出的比较结果来接通/断开开关元件。
9、如权利要求6所述的驱动电压产生电路，其中，参考电压产生器接收第一DC电压、电压电平根据可变元件的电阻值变化的可变电压以及比第一DC电压低的第二DC电压，将可变电压的电压电平与第一DC电压的电压电平或第二DC电压的电压电平进行比较，并选择和输出第一DC电压、可变电压和第二DC电压中的任何一个作为参考电压。
10、如权利要求6所述的驱动电压产生电路，其中，第二驱动电压是栅极截止电压，其中，在环境温度为高的第一区间，栅极截止电压具有第一电压电平；在环境温度为低的第二区间，栅极截止电压具有比第一电压电平高的第二电压电平；在第一区间和第二区间之间的第三区间，栅极截止电压具有根据温度减小而从第一电压电平连续地增加至第二电压电平的电压电平。
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