JP2005234580A - パルス補償器、これを有する画像表示装置、及び画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺温度の低下に伴いゲート駆動部の駆動能力が低下することを防止し、表示品質を改善することができる画像表示装置を開示する。
【解決手段】画像表示装置は、パルス補償部、ゲート駆動部、ソース駆動部、及び表示パネルを含み、パルス補償部は、周辺温度が増加すると減少される振幅を有し、周辺温度が減少すると増加する振幅を有するクロック信号を生成し、ゲート駆動部は、クロック信号に基づいて、周辺温度が増加すると減少される振幅を有し、周辺温度が減少すると増加する振幅を有するゲート駆動信号を表示パネルに出力し、ソース駆動部は、画像の階調データに基づいて階調電圧を提供し、表示パネルは、ゲート駆動信号に応答して階調電圧に相応する画像をディスプレイする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法に関する。

一般に、液晶表示装置は、多数のゲートラインと多数のデータラインが具備された液晶表示パネル、多数のゲートラインにゲート駆動信号を出力するゲート駆動回路、及び多数のデータラインに画像信号を出力するデータ駆動回路で構成される。

ゲート駆動回路及びデータ駆動回路はチップＩＣ形態で構成され、液晶表示パネルに実装される。しかし、最近には液晶表示装置の全体的なサイズを減少させながら、生産性を増加させるために、ゲート駆動回路をチップＩＣ形態で製造せず、液晶表示パネルの所定領域に集積して形成する構造が開発されている。

ゲート駆動回路が液晶表示パネルに形成される構造において、ゲート駆動回路は互いに従属的に連結された複数のステージを有する一つのシフトレジスターを含む。又、各ステージは、ゲートラインを駆動するためのゲート駆動信号を生成する多数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）及びキャパシタを含む。

前記ＴＦＴの駆動能力は周辺温度によって変化するが、特に、周辺温度が低くなると、前記各ＴＦＴのゲート電圧（Ｖｇ）が低くなって、ＴＦＴの駆動能力が低下する。このように、ＴＦＴのゲート電圧が低くなると、充分な時間の間、ゲートラインに連結された液晶キャパシタを充電させることができず、結果的に、液晶表示装置の表示品質が低下する。

従って、本発明の目的は、ゲート駆動部の駆動能力を向上させることにより、表示品質を改善するための画像表示装置を提供することにある。
又、本発明の目的は、ゲート駆動部の駆動能力を向上させることにより、表示品質を改善するための画像表示装置の駆動方法を提供することにある。

又、本発明の目的は、周辺温度が低下する場合に増加された振幅を有するパルスを生成するパルス補償器を提供することにある。

本発明の一特徴による画像表示装置は、周辺温度の増加に応じて振幅が減少し、周辺温度の減少に応じて振幅が増加するクロック信号を生成するパルス補償部と、前記クロック信号に基づいて、前記周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するゲート駆動信号を出力するゲート駆動部と、画像の階調データに基づいて階調電圧を提供するソース駆動部と、前記ゲート駆動信号に応答して、前記階調電圧に相応する画像をディスプレイする表示パネルとを含む。

このようにすることで、液晶表示パネル内のピクセルのＴＦＴのソースとゲートとの間の電圧差が増加し、それによってピクセルのＴＦＴの液晶駆動能力を向上させることができる。

本願第２発明は、第１発明において、前記ゲート駆動部は、前記クロック信号がアクティブ状態である場合に、前記ゲート駆動信号を出力するシフトレジスターをさらに含むことを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第３発明は、第２発明において、前記ゲート駆動部は、ターンオン時に、前記クロック信号を第１電流電極を通じて入力を受けて、前記ゲート駆動信号として提供するａ−Ｓｉ ＴＦＴを含むことを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第４発明は、第１発明において、前記パルス補償部は、第１パルスの入力を受けて、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を生成する第１電圧発生部と、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を生成する第２電圧発生部と、前記第１及び第２電圧発生部に結合され、前記第１直流電圧と前記第２直流電圧をスウィングする前記クロック信号を生成するスイッチング部と、を含むことを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第５発明は、第４発明において、前記第１パルスは、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第６発明は、第４発明において、前記第１基準電圧は、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第７発明は、第４発明において、前記第１電圧発生部は、前記第１パルスを前記第１基準電圧を用いてチャージポンプさせて前記第１直流電圧を生成することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第８発明は、第４発明において、前記第２電圧発生部は、前記第１パルスを前記第２基準電圧を用いてネガティブチャージポンプさせて前記第２直流電圧を生成することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第９発明は、第４発明において、前記パルス補償部は、周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加される電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させるフィードバック回路と、前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するようにパルス幅を変調（ＰＷＭ）して、前記第１パルスを発生するＰＷＭ信号発生器を更に含み、前記第１パルスを用いて周辺温度変化の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有する前記クロック信号を生成することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第１０発明は、第９発明において、前記フィードバック回路は、周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて、前記フィードバック電圧を発生させることを特徴とする請求項９記載の画像表示装置を提供する。

本願第１１発明は、第１発明において、前記表示パネルには、多数のゲートライン及び多数のデータラインが具備され、前記ゲート駆動部は、前記多数のゲートラインに前記ゲート駆動信号を出力することを特徴とする画像表示装置を提供する。

本願第１２発明は、複数のゲートラインと複数のデータラインにより定義される複数のピクセルを有する画像表示装置を駆動する方法において、第１パルスを、周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するクロック信号に変換する段階と、前記クロック信号に基づいて、前記周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するゲート駆動信号を前記複数のゲートラインに提供する段階と、前記ゲート駆動信号に応答して、階調電圧に相応する画像をディスプレイする段階と、を含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法を提供する。

本願第１３発明は、第１２発明において、前記クロック信号に変換する段階は、前記周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加する電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させる段階と、前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するように、前記フィードバック電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）して前記第１パルスを発生させる段階と、を含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法を提供する。

本願第１４発明は、第１３発明において、前記フィードバック電圧は、前記周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて発生されることを特徴とする画像表示装置の駆動方法を提供する。

本願第１５発明は、第１３発明において、前記クロック信号に変換する段階は、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を生成する段階と、前記周辺温度が前記基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を生成する段階と、前記第１直流電圧と前記第２直流電圧をスウィングする前記クロック信号を生成する段階と、を更に含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法を提供する。

本願第１６発明は、第１パルスの入力を受けて、周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を出力する第１電圧発生部と、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を出力する第２電圧発生部と、前記第１及び第２電圧発生部に結合され、前記第１直流電圧と前記第２直流電圧との間をスウィングするクロック信号を生成するスイッチング部と、を含むことを特徴とするパルス補償器を提供する。

本願第１７発明は、第１６発明において、前記第１パルスは、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とするパルス補償器を提供する。

本願第１８発明は、第１６発明において、前記第１基準電圧は、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とするパルス補償器を提供する。

本願第１９発明は、第１６発明において、前記パルス補償器は、
周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加する電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させるフィードバック回路と、前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するように、前記フィードバック電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）して、前記第１パルスを発生するＰＷＭ信号発生器と、を更に含むことを特徴とするパルス補償器を提供する。

本願第２０発明は、第１９発明において、前記第１電圧発生部は、前記第１パルスを前記第１基準電圧でチャージポンプし、前記第２基準電圧でネガティブチャージポンプして、前記クロック信号を生成するチャージポンプ回路を含むことを特徴とするパルス補償器を提供する。

本願第２１発明は、第１９発明において、前記フィードバック回路は、周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて、前記フィードバック電圧を発生させることを特徴とするパルス補償器を提供する。

このような画像表示装置によると、前記周辺温度が基準温度より低くなっても、前記ゲート駆動部に提供される前記クロック信号の振幅が増加して、前記周辺温度によって画像表示装置の前記ゲート駆動部の駆動能力が低下することを防止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置を概念的に示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明の一実施例による液晶表示装置５００は、液晶表示パネル３００、ゲート駆動部４２０、データ駆動部（又は、ソース駆動部）４３０、及びパルス補償部４００を含む。

前記液晶表示パネル３００は、画像を表示する表示領域ＤＡ、前記表示領域ＤＡに隣接する第１周辺領域ＰＡ１、及び前記第１周辺領域ＰＡに隣接する第２周辺領域ＰＡ２で構成される。

前記表示領域ＤＡには、第１乃至第ｎゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）と第１乃至第ｍデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）が具備される。前記第１乃至第ｎゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）は第１方向Ｄｒ１に延長され、前記第１乃至第ｍデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）は前記第１方向Ｄｒ１と直交する第２方向Ｄｒ２に延長される。又、前記表示領域ＤＡには複数のピクセルが存在し、各ピクセルは、ＴＦＴ１２１及び液晶キャパシタＣｌｃを含む。例えば、前記ＴＦＴ１２１のゲート電極は前記第１ゲートラインＧＬ１に連結され、ソース電極は前記第１データラインＤＬ１に連結され、ドレイン電極は前記液晶キャパシタＣｌｃに結合される。

前記第１周辺領域ＰＡ１は、前記表示領域ＤＡを囲む領域である。前記第２周辺領域ＰＡ２は前記第１周辺領域ＰＡ１に隣接し、下部基板１００が上部基板２００より長く延長された領域である。前記第２周辺領域ＰＡ２に対応して、前記下部基板１００上には前記データ駆動部４３０が実装される。

前記データ駆動部４３０は、前記第１乃至第ｍデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）に電気的に連結され、前記第１乃至第ｍデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）にデータ信号を出力する。

前記第１周辺領域ＰＡ１には、前記ゲート駆動部４２０が具備される。前記ゲート駆動部４２０は、前記第１乃至第ｎゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）と電気的に連結され、前記第１乃至第ｎゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）にゲート信号を順次に出力する。図２は、図１のゲート駆動部を示す概念図である。

図２を参照すると、前記ゲート駆動部４２０は、互いに従属的に連結された多数のステージ（ＳＲＣ１〜ＳＲＣｎ）で構成された一つのシフトレジスターを含む。前記シフトレジスターの各ステージは、一つのＳ−Ｒラッチとアンドゲート（ＡＮＤ）で構成される。

前記Ｓ−Ｒラッチは、直前ステージの出力信号により活性化（ｓｅｔ）され、次段ステージの出力信号により非活性化（ｒｅｓｅｔ）される。前記各ステージのアンドゲート（ＡＮＤ）は前記Ｓ−Ｒラッチが活性化状態であり、提供される第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢがハイレベルである時、ゲート信号（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）を発生させる。

奇数番目ステージ（ＳＲＣ１、ＳＲＣ３、ＳＲＣ５、．．．）には前記第１クロックＣＫＶが印加され、偶数番目ステージ（ＳＲＣ２、ＳＲＣ４、ＳＲＣ６、．．．）には前記第１クロックＣＫＶとは異なる位相を有する前記第２クロックＣＫＶＢが印加される。例えば、前記第１クロックＣＫＶと前記第２クロックＣＫＶＢは互いに反対位相を有する。

従って、前記奇数番目ステージ（ＳＲＣ１、ＳＲＣ３、ＳＲＣ５、．．．）のアンドゲート（ＡＮＤ）は前記Ｓ−Ｒラッチが活性化状態であり、前記第１クロックＣＫＶがハイレベルである時、ゲート信号（ＯＵＴ１、ＯＵＴ３、ＯＵＴ５、．．．）を発生させる。前記偶数番目ステージ（ＳＲＣ２、ＳＲＣ４、ＳＲＣ６、．．．）のアンドゲート（ＡＮＤ）は、前記Ｓ−Ｒラッチが活性化状態であり、前記第２クロックＣＫＶＢがハイレベルである時、ゲート信号（ＯＵＴ２、ＯＵＴ４、ＯＵＴ６、．．．）を発生させる。このように、前記ゲート駆動部４２０は、前記第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢのハイレベルをゲート信号（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）として前記多数のゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）に順次に出力する。

図３は、図２のゲート駆動部の各ステージを具現した例示的な回路図であり、図４は、図３の各ステージの動作を説明するためのタイミング図である。
図３を参照すると、各ステージは複数のＮＭＯＳ薄膜トランジスタＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４及びキャパシタＣを含む。

第１入力端ＩＮ１には、一番目ステージである場合には開始信号ＳＴＶが提供され、その他のステージである場合には直前ステージのゲート信号が提供される。第２入力端ＩＮ２には次段ステージのゲート信号が提供される。クロック入力端ＣＫには、クロック信号（ＣＫＶ又はＣＫＶＢ）が提供される。

ＩＮ１入力端に入力された直前ステージのゲート信号がダイオード結合されたトランジスタＮＴ４を経由してキャパシタＣに電荷が充電されると、ノードＮ１にＶ１電圧（Ｖ１＝ＶＩＮ１−Ｖｔｈ、ＶｔｈはトランジスタＮＴ４のしきい電圧）が充電される。この際、ハイレベルのクロック信号ＣＫがトランジスタＮＴ１のドレインに提供されると、トランジスタＮＴ１がターンオンされ、前記クロック信号がゲート信号ＯＵＴｉとして出力される。ゲート信号ＯＵＴｉが出力される時、ノードＮ１はキャパシタＣによりブートストラップされ、Ｖ２電圧（Ｖ２＝Ｖ１＋ＶＯＵＴｉ）に上昇されることで、トランジスタＮＴ１をターンオン状態に維持して、クロック信号ＣＫがゲートラインに最大限伝送されるようにする。この際、Ｖ２電圧は、薄膜トランジスタＮＴ１のゲート電圧になる。薄膜トランジスタＮＴ１は、数百ｐＦの寄生容量を有するゲートラインを駆動する。

第２入力端子ＩＮ２に次段ステージのゲート信号ＯＵＴｉ＋１が入力されると、トランジスタＮＴ３がターンオンされ前記キャパシタＣに充電された電圧を放電させ、トランジスタＮＴ２がターンオンされ前記出力されるゲート信号ＯＵＴｉを電源電圧ＶＯＦＦレベルに下降（ｐｕｌｌ−ｄｏｗｎ）させる。例えば、クロック信号は１５Ｖ以上であり、電源電圧ＶＯＦＦは−７Ｖ以下である。例えば、前記トランジスタＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４は、ａ−Ｓｉ ＴＦＴで構成される。

図５は、周辺温度変化によるａ−Ｓｉ ＴＦＴのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓとドレイン−ソース電流Ｉ_DS特性を示すグラフである。特に、図５は、ゲートラインを駆動する図３のトランジスタＮＴ１のゲート−ソース間電圧Ｖ_gSとドレイン−ソース電流Ｉ_DS特性を示す。

図５を参照すると、低温（約−１５℃）でのトランジスタＮＴ１の電流駆動能力は、例えば３０℃や１５℃程度の常温でのトランジスタＮＴ１の電流駆動能力の半分の水準に低減される。

ゲートラインの寄生容量は、温度変化により殆ど変化しなくても、低温環境下でトランジスタＮＴ１の電流駆動能力が低下すると、一定の時間の間、ゲートラインの寄生キャパシタを充電させる電荷量の供給が減少する。その結果、ピクセル内の薄膜トランジスタ１２１のゲートを駆動するためのゲート駆動電圧が低下する。このゲート駆動電圧がシフトレジスターの次段ステージののＩＮ１電圧になるので、このゲート駆動電圧が低下することにより各ステージの出力電圧であるゲート信号が発生しない場合がある。

図１を更に参照すると、パルス補償部４００は、前記周辺温度によって前記各ステージのトランジスタＮＴ１に提供される第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢ（図２参照）の振幅を増減させる。即ち、周辺温度が減少する場合、前記各ステージのトランジスタＮＴ１に提供される第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢの振幅を増加させ、周辺温度が増加する場合、前記第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢの振幅を減少させる。その結果、前記液晶表示パネル３００内のピクセルのＴＦＴのソースとゲートとの間の電圧差が増加し、それによって前記ピクセルのＴＦＴの液晶駆動能力を向上させることができる。

具体的に、パルス補償部４１０は、ＤＣ電圧であるＶＩＮ電圧の入力を受けて第１パルスＰ１を生成し、周辺温度が低くなるにつれて、第１パルスＰ１を前記第１パルスＰ１より大きい幅で振動する第２パルスＰ２に変換する。前記パルス補償部４００から出力された前記第２パルスＰ２は、前記ゲート駆動部４２０に提供される。例えば、前記第２パルスＰ２は、互いに異なる位相を有する前記第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢであり得る。

図６は図１のパルス補償部のうち、第２パルス発生器を示すブロック図であり、図７は図６の第１及び第２電圧発生部をチャージポンプ回路で具現した一例であり、図１１は図７の動作を説明するタイミング図である。パルス補償部４００は、ＰＷＭ信号発生器８１０（図９参照）、フィードバック回路９２０（図９参照）、及び第２パルス発生器４１０を含む。図６を参照すると、前記第２パルス発生器４１０は、第１電源発生部４１１、第２電圧発生部４１２、及びスイッチング部４１３を含む。

第２パルス発生器４１０は、第１パルスＰ１の振幅（ΔＶ１）（図１１参照）より大きい振幅（ΔＶ２）を有する第２パルスＰ２を出力する。スイッチング部４１３は、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの間をスイッチングして、第１パルスＰ１より大きい振幅を有して、第１パルスＰ１と異なる周期及び位相を有する第２パルスＰ２を生成する。

前記第１電圧発生部４１１は、所定のＤＣ電圧を有する第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第１パルスＰ１の提供を受けて、周辺温度が常温より低い場合、前記第１パルスＰ１のハイレベルより高い電圧レベルを有するゲートオン電圧Ｖｏｎを出力する。

前記第２電圧発生部４１２は、周辺温度が常温より低い場合、前記第１パルスＰ１のローレベルより低い電圧レベルを有するゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを出力する。ここで、前記第１時間Ｔ１は、前記第１パルスＰ１がハイレベルに維持される時間であり、前記第２時間Ｔ２は、前記第１パルスＰ２がローレベルに維持される時間である。前記第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は所定のＤＣ電圧である。例えば、前記第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は、約８Ｖであり得る。前記ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧ＶｏｆｆはＤＣ電圧である。例えば、前記ゲートオン電圧Ｖｏｎは、常温で約２０Ｖであり得る。例えば、前記ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、常温で約−１３Ｖであり得る。

図７に示すように、前記第１電圧発生部４１１は、第１チャージポンプ回路４１１ａを含む。例えば、第１チャージポンプ回路４１１ａは、第１及び第２ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、第１及び第２キャパシタＣａ１、Ｃａ２で構成される。第１チャージポンプ回路４１１ａは、３つ以上のダイオードと３つ以上のキャパシタの組合でも構成されることもできる。前記第１ダイオードＤｉ１のアノードには、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が提供され、カソードは第１ノードＮ１に連結される。前記第１キャパシタＣａ１の第１電極は、前記第１ノードＮ１に連結され、前記第１キャパシタＣａ１の第２電極には、前記第１パルスＰ１が提供される。前記第２ダイオードＤｉ２のアノードは第１ノードＮ１に連結され、カソードは第２ノードＮ２に連結される。前記第２キャパシタＣａ２の第１電極は、前記第２ノードＮ２に連結され、前記第２キャパシタＣａ２の第２電極はＶｓｓと連結される。Ｖｓｓは接地電位又は（−）電圧を有することができる。ここで、前記ゲートオン電圧Ｖｏｎは、第２ノードＮ２を通じて出力される。

第１チャージポンプ回路４１１ａは、第１パルスＰ１及び第１基準電圧Ｖｒｅｆ１の提供を受けてチャージポンプして、ゲートオン電圧Ｖｏｎを出力する。ここで、第１パルスＰ１は、周辺温度が増加すると減少される振幅を有し、周辺温度が減少すると増加する振幅を有するように変わる。又、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１も周辺温度が増加すると減少される振幅を有し、周辺温度が減少すると増加するように変わる。その結果、ゲートオン電圧Ｖｏｎの大きさは、周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加するように変わる。第１基準電圧Ｖｒｅｆ１の発生過程については後述する。

図７及び図１１に示すように、前記第１パルスＰ１が前記第１電圧発生部４１１の第１キャパシタＣａ１に提供されると、前記第１電圧発生部４１１の前記第１キャパシタＣａ１の第１ノードＮ１は、前記第１パルスＰ１から前記第１基準電圧Ｖｒｅｆ１だけ上昇された第３パルスＰ３が出力される。以後、前記第３パルスＰ３は、前記第２ダイオードＤｉ２及び第２キャパシタＣａ２によってクランピングされた後、第２ノードＮ２で発生された電圧がゲートオン電圧Ｖｏｎに出力される。ゲートオン電圧Ｖｏｎは、（第１パルスＰ１のハイレベル値＋第１基準電圧Ｖｒｅｆ１−ダイオードＤｉ１及びＤｉ２の電圧降下）の電圧レベルを有するＤＣ電圧になる。

前記第２電圧発生部４１２は、第２チャージポンプ回路４１２ａを含む。例えば、第２チャージポンプ回路４１２ａは、第３及び第４ダイオードＤｉ３、Ｄｉ４、第３及び第４キャパシタＣａ３、Ｃａ４で構成される。第２チャージポンプ回路４１２ａは、３つ以上のダイオードと３つ以上のキャパシタの組合でも構成されることができる。前記第３ダイオードＤｉ３のカソードは第２基準電圧Ｖｒｅｆ２が提供され、アノードは第３ノードＮ３に連結される。前記第３キャパシタＣａ３の第１電極は、前記第３ノードＮ３に連結され、前記第３キャパシタＣａ３の第２電極には、前記第１パルスＰ１が提供される。前記第４ダイオードＤｉ４のカソードは第３ノードＮ３に連結され、アノードは第４ノードＮ４に連結される。前記第４キャパシタＣａ４の第１電極は前記第４ノードＮ４に連結され、前記第４キャパシタＣａ４の第２電極は電圧Ｖｓｓに連結される。ここで、前記Ｖｏｆｆ電圧は、第４ノードＮ４を通じて出力される。

第２チャージポンプ回路４１２ａは、周辺温度によって周辺温度が増加すると減少される振幅を有し、周辺温度が減少すると増加する振幅を有する第１パルスＰ１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２の提供を受けて、ネガティブチャージポンプしてゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを出力する。ここで、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２は、接地電位又は（−）電圧レベルを有することができる（図１１参照）。

前記第１パルスＰ１が前記第２電圧発生部４１２に提供されると、前記第２電圧発生部４１２の前記第３ノードＮ３では、図１１に示すように、第１パルスＰ１がハイレベルを有する場合には、実質的に前記第２基準電圧Ｖｒｅｆ２レベルを有し、第１パルスＰ１がローレベルを有する場合には、前記第２基準電圧Ｖｒｅｆ２で前記第１パルスＰ１の第１振幅（ΔＶ１）だけ下降された電圧レベルを有する前記第４パルスＰ４が出力される。以後、第４パルスＰ４は、前記第４ダイオードＤｉ４及び第４キャパシタＣａ４によりクランピングされた後、第４ノードＮ４を通じてゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとして出力される。ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、前記第２基準電圧Ｖｒｅｆ２で１パルスＰ１の第１振幅（ΔＶ１）だけ下降された電圧レベルを有するＤＣ電圧である。即ち、周辺温度の変化時、第１パルスＰ１の振幅変化によってゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの大きさが変わる。図６及び図１１を更に参照すると、前記スイッチング部４１３は、前記ゲートオン電圧Ｖｏｎと前記ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの間を振動する所定周期のクロック信号（ＣＬＫ１又はＣＬＫ）である第２パルスＰ２を出力する。ここで、前記ゲートオン電圧Ｖｏｎは、（＋）ＤＣ電圧として周辺温度が低くなる場合には、電圧レベルが増加して、周辺温度が高くなる場合には、電圧レベルが減少する。又、前記ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、（−）ＤＣ電圧として周辺温度が低くなる場合には、電圧レベルが減少して、周辺温度が高くなる場合には、電圧レベルが増加する。

従って、前記パルス補償部４００から出力される前記第２パルスＰ２は、前記ゲートオン電圧Ｖｏｎと前記ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの間でスウィングするので、周辺温度が低くなる場合には振幅が増加し、周辺温度が高くなると振幅が小さくなる。即ち、この場合、図１１に示すように、第２パルスＰ２の第２振幅（ΔＶ２）は第１パルスＰ１の第１振幅（ΔＶ１）より大きい。

ここで、スイッチング部４１０は、タイミングコントローラのような制御装置により、前記のようなスイッチング機能を行うようにすることもできる。
以上は、前記周辺温度が基準温度より低くなるにつれて、前記パルス補償部４００が、出力電圧の振幅の大きな第２パルスＰ２に変換する過程を説明した。

しかし、前記周辺温度が前記基準温度より高くなると、振幅が減少するような第２パルスＰ２を生成することができる。
このように前記第２パルスＰ２の振幅を調節することは、前記第１及び第２電圧発生部４１１、４１２に提供される第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び／又は第１パルスＰ１の振幅の調整を通じて可能になる。即ち、前記周辺温度が基準温度より次第に低くなると、前記第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び／又は第１パルスＰ１の振幅は、次第に増加するようにする。

反面、前記周辺温度が前記基準温度より次第に高くなると、前記第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び／又は第１パルスＰ１は、次第に減少するようにする。これにより、前記周辺温度による前記第２パルスＰ２の振幅が調節されることができる。又は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び／又は第１パルスＰ１のみならず、周辺温度変化によって第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を調整することによっても、前記周辺温度による前記第２パルスＰ２の振幅を調節することができるのは自明である。

図８は、図６の第１及び第２電圧発生部をチャージポンプ回路で具現した他の例である。図８を参照すると、第１電圧発生部４１１は、第３チャージポンプ回路４１１ｂで構成される。第３チャージポンプ回路４１１ｂは、４つのダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ５、Ｄｉ６、及び４つのキャパシタＣａ１、Ｃａ２、Ｃａ５、Ｃａ６で構成される。ここで、キャパシタＣａ１及びＣａ５がチャージポンプ動作を行う。例えば、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は約７．８Ｖである時、ゲートオン電圧ＶｏｎはキャパシタＣａ１及びＣａ５により２回のチャージポンプされ、第１パルスＰ１で１５．６Ｖだけ上昇されたＤＣ電圧レベルを有する。例えば、ゲートオン電圧Ｖｏｎは、約２０Ｖ〜２４Ｖを有する。

第２電圧発生部８１２は、ネガティブチャージポンプ回路４１２ｂで構成される。ネガティブチャージポンプ回路４１２ｂは、４つのダイオードＤｉ３、Ｄｉ４、Ｄｉ７、Ｄｉ８、及び４つのキャパシタＣａ３、Ｃａ４、Ｃａ７、Ｃａ８で構成される。ここで、キャパシタＣａ３及びＣａ７がネガティブチャージポンプ動作を行う。例えば、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２が約０Ｖである時、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、キャパシタＣａ３及びＣａ７によって２回のネガティブチャージポンプされ、第１パルスＰ１の振幅に１５．６Ｖだけ減少されたＤＣ電圧レベルを有する。例えば、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、約−１３Ｖ〜−１６Ｖを有する。

以下、周辺温度変化による第１基準電圧Ｖｒｅｆ１調節について説明する。
図９は、周辺温度変化による第１パルスを発生するための回路図であり、図１０は、図９のＰＷＭ信号発生器の概略的なブロック図である。

図９を参照すると、フィードバック回路９２０によって、周辺温度変化に相応して、フィードバック電圧Ｖｆが発生され、フィードバック電圧ＶｆがＰＷＭ信号発生器９１０に提供される。

例えば、ＰＷＭ信号発生器９１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ用ＰＷＭ ＩＣを用いて具現できる。
フィードバック回路９２０は、電圧分配用抵抗Ｒ１、Ｒ２、キャパシタＣ１、３つのＰＮ接合ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、前記３つのＰＮ接合ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３に並列で連結された抵抗Ｒ３、漏洩電流を遮断するための抵抗Ｒ４を含む。

ＰＷＭ信号発生器９１０は、キャパシタＣ２を通じてＶｓｓと結合されたＶＩＮ入力端子を通じてＤＣ電圧ＶＩＮの入力を受けて、第１パルスＰ１を発生させる。
ＰＷＭ信号発生器９１０で出力されるパルスＰ１の振幅は、抵抗Ｒ１及びＲ２の比率により決定されることができる。抵抗Ｒ１及びＲ２により分割された電圧（ノードＮ５電圧）は、フィードバック電圧Ｖｆが、前記ＰＷＭ信号発生器９１０の内部基準電圧、例えば、１．２５Ｖになるように調整されることができる。抵抗Ｒ１及びＲ２により分割された電圧（ノードＮ５電圧）は、Ｎ個のＰＮ接合ダイオードを経て、フィードバック電圧Ｖｆ（ノードＮ６電圧）として、ＰＷＭ信号発生器９１０に提供される。図９では、例示的にＮが３である場合を示す。

ここで、フィードバック電圧ＶｆはＤＣ電圧であり、次の数式１により決定されることができる。
［数式１］
Ｖｆ＝ΔＶ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｎ×ＶＤ（Ｔ）
（ここで、ΔＶ１は第１パルスの振幅、Ｎはダイオードの個数、ＶＤ（Ｔ）はダイオードの温度変化によるしきい電圧を示す。）
一般に、ＰＮ接合ダイオードのしきい電圧は−２ｍＶ／℃であり、周辺温度変化に対して反比例する関係にある。

数式１によると、周辺温度が低下するとフィードバック電圧Ｖｆも低下し、フィードバック電圧Ｖｆが減少するにつれてＰＷＭ信号発生器９１０で出力されるパルスＰ１の振幅は増加する。

図１０を参照すると、フィードバック電圧Ｖｆは、エラーアンプ（ｅｒｒｏｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）９１１によりバンドギャップ電圧Ｖ_BGと比較される。周辺温度が基準温度より低下して、フィードバック電圧Ｖｆがバンドギャップ電圧Ｖ_BGより小さいと、エラーアンプ９１１はハイ電圧を出力する。一方、周辺温度が基準温度より大きくなって、フィードバック電圧Ｖｆがバンドギャップ電圧Ｖ_BGより大きくなると、エラーアンプ９１１はロー電圧を出力する。

ＰＷＭ比較器９１３は、オシレータ（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）９１５で出力される三角波とエラーアンプ９１１の出力信号の提供を受けてＰＷＭ信号を出力する。エラーアンプ９１１がハイ電圧を出力すると、ＰＷＭ比較器９１３はＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを増加させ、エラーアンプ９１１がロー電圧を出力すると、ＰＷＭ比較器９１３は、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを減少させる。

ドライバー９１７は、ＰＷＭ比較器９１３の出力電流を増幅して、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１のゲート電極に提供する。
ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がターンオンされると、ダイオードＤ４は逆バイアス（ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｉａｓ）がかかってターンオフされ、インダクタＬ１にはエネルギーが充電される。この際、第１パルスＰ１は、Ｖｓｓ電圧レベルを有する。ＮＭＯＳトランジスタＮＭ１がターンオフされると、ダイオードＤ４は順バイアス（ｆｏｒｗａｒｄ ｂｉａｓ）がかかってターンオンされ、インダクタＬ１に充電されていたエネルギーがＶｒｅｆ１に放出される。この際、第１パルスＰ１はＶｒｅｆ１＋ＶＤ４になる。ここで、ＶＤ（４）はダイオードＤ４のしきい電圧を示す。

以上より、周辺温度が基準温度より低下すると、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄが増加され、図９のインダクタＬ１に充電されるエネルギーが増加して、第１パルスＰ１のパルス幅が増加することになる。

図１２は、図１に図示されたパルス補償部から出力される第２パルスの第２振幅と周辺温度との関係を理想的に示すグラフであり、図１３は、図８のチャージポンプ回路を用いたパルス補償部から出力されるパルスの振幅と周辺温度との関係を実験した結果を示すグラフである。

図６及び図１２に示すように、前記パルス補償部４００は、周辺温度が基準温度より減少すると、入力された前記第１パルスＰ１の第１振幅（ΔＶ１、図１１に図示）より大きい第２振幅（ΔＶ２）を有してスウィングする前記第２パルスＰ２を出力する。反面、前記周辺温度が基準温度より増加すると、前記パルス補償部４００は、前記第１パルスＰ１の第１振幅（ΔＶ１）より小さい第２振幅を有してスウィングする前記第２パルスＰ２を出力する。

図１３を参照すると、−２０℃、−１５℃、−１０℃、−５℃、０℃、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃での第２パルスＰ２の振幅（ΔＶ２：ＤＥＬＴＡ）が図示されている。例えば、常温近傍である２０℃で第２パルスＰ２の振幅（ΔＶ２：ＤＥＬＴＡ）は、約３３℃と３４℃との間の値を有し、周辺温度が増加するほど、第２パルスＰ２の振幅（ΔＶ２：ＤＥＬＴＡ）は減少し、周辺温度が減少するほど、第２パルスＰ２の振幅（ΔＶ２：ＤＥＬＴＡ）は増加することが分かる。図１３において、実線は回帰曲線（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｃｕｒｖｅ）であり、点線は９５％信頼区間（ＣＩ：Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を示す。

これにより、前記ゲート駆動部４２０（図１に図示）の各ステージのＴＦＴのゲート電圧が前記周辺温度に比例して変化しても、前記パルス補償部４００から提供される前記第２パルス（第１又は第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢ）の振幅が前記周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加することにより、周辺温度変化による各ステージのＴＦＴのゲート電圧を補償する。即ち、周辺温度が変化しても、前記パルス補償部４００（図１に図示）は、前記第１及び第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢの振幅を前記周辺温度が増加すると減少させ、周辺温度が減少すると増加させる。特に、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記パルス補償部４００は、前記第１及び第２クロックＣＫＶ、ＣＫＶＢの振幅を増加させて、前記周辺温度によって前記ゲート駆動部４２０の駆動能力が低下されることを防止することができる。

このような画像表示装置によると、前記周辺温度が前記基準温度より低くなっても、前記パルス補償部によって前記ゲート駆動部に提供される前記第２パルスの振幅が増加する。
従って、前記周辺温度によって前記ゲート駆動部の駆動能力が低下することを防止することができ、その結果として、画像表示装置の表示品質を改善することができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の一実施例による液晶表示装置を概念的に示すブロック図である。 図１のゲート駆動部を示す概念図である。 図２のゲート駆動部の各ステージを具現した例示的な回路図である。 図３の各ステージの動作を説明するためのタイミング図である。 周辺温度変化によるａ−Ｓｉ ＴＦＴのゲート電圧（Ｖｇ）と出力電流（Ｉ）特性を示すグラフである。 図１のパルス補償部のうち、第２パルス発生器を示すブロック図である。 図６の第１及び第２電圧発生部をチャージポンプ回路で具現した一例である。 図６の第１及び第２電圧発生部をチャージポンプ回路で具現した他の例である。 周辺温度変化による第１パルス（Ｐ１）を発生するための回路図である。 図９のＰＷＭ信号発生器の概略的なブロック図である。 図７の動作を説明するタイミング図である。 図１に図示されたパルス補償部から出力される第２パルスの振幅と周辺温度との関係を理想的に示すグラフである。 図８のチャージポンプ回路を用いたパルス補償部から出力される第２パルスの振幅と周辺温度との関係を実験した結果を示すグラフである。

符号の説明

１００ 下部基板
２００ 上部基板
３００ 液晶表示パネル
４００ パルス補償部
４１０ 第２パルス発生器
４１１ 第１電圧発生部
４１２ 第２電圧発生部
４１２ａ 第２チャージポンプ回路
４１３ スイッチング部
４２０ ゲート駆動部
４３０ データ駆動部
５００ 液晶表示装置
８１０ ＰＷＭ信号発生器
９２０ フィードバック回路

Claims (21)

1. 周辺温度の増加に応じて振幅が減少し、周辺温度の減少に応じて振幅が増加するクロック信号を生成するパルス補償部と、
   前記クロック信号に基づいて、前記周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するゲート駆動信号を出力するゲート駆動部と、
   画像の階調データに基づいて階調電圧を提供するソース駆動部と、
   前記ゲート駆動信号に応答して、前記階調電圧に相応する画像をディスプレイする表示パネルと、を含むことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記ゲート駆動部は、前記クロック信号がアクティブ状態である場合に前記ゲート駆動信号を出力するシフトレジスターをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記ゲート駆動部は、ターンオン時に、前記クロック信号を第１電流電極を通じて入力を受けて、前記ゲート駆動信号として提供するａ−Ｓｉ ＴＦＴを含むことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
4. 前記パルス補償部は、
   第１パルスの入力を受けて、前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を生成する第１電圧発生部と、
   前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を生成する第２電圧発生部と、
   前記第１及び第２電圧発生部に結合され、前記第１直流電圧と前記第２直流電圧をスウィングする前記クロック信号を生成するスイッチング部と、を含むことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
5. 前記第１パルスの振幅は、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
6. 前記第１基準電圧の振幅は、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
7. 前記第１電圧発生部は、前記第１パルスを前記第１基準電圧を用いてチャージポンプさせて前記第１直流電圧を生成することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
8. 前記第２電圧発生部は、前記第１パルスを前記第２基準電圧を用いてネガティブチャージポンプさせて前記第２直流電圧を生成することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
9. 前記パルス補償部は、
   周辺温度が増加すると減少し、周辺温度が減少すると増加する電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させるフィードバック回路と、
   前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するようにパルス幅を変調（ＰＷＭ）して、前記第１パルスを発生するＰＷＭ信号発生器を更に含み、前記第１パルスを用いて周辺温度変化の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有する前記クロック信号を生成することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
10. 前記フィードバック回路は、周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて、前記フィードバック電圧を発生させることを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
11. 前記表示パネルには、多数のゲートライン及び多数のデータラインが具備され、
    前記ゲート駆動部は、前記多数のゲートラインに前記ゲート駆動信号を出力することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
12. 複数のゲートラインと複数のデータラインにより定義される複数のピクセルを有する画像表示装置を駆動する方法において、
    第１パルスを、周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するクロック信号に変換する段階と、
    前記クロック信号に基づいて、前記周辺温度の増加に応じて減少する振幅を有し、周辺温度の減少に応じて増加する振幅を有するゲート駆動信号を前記複数のゲートラインに提供する段階と、
    前記ゲート駆動信号に応答して、階調電圧に相応する画像をディスプレイする段階と、を含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
13. 前記クロック信号に変換する段階は、
    前記周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加する電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させる段階と、
    前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するように、前記フィードバック電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）して前記第１パルスを発生させる段階と、を含むことを特徴とする請求項１２記載の画像表示装置の駆動方法。
14. 前記フィードバック電圧は、前記周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて発生されることを特徴とする請求項１３記載の画像表示装置の駆動方法。
15. 前記クロック信号に変換する段階は、
    前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を生成する段階と、
    前記周辺温度が前記基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を生成する段階と、
    前記第１直流電圧と前記第２直流電圧をスウィングする前記クロック信号を生成する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１３記載の画像表示装置の駆動方法。
16. 第１パルスの入力を受けて、周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第１基準電圧だけ高くなった電圧レベルを有する第１直流電圧を出力する第１電圧発生部と、
    前記周辺温度が基準温度より低くなると、前記第１パルスより第２基準電圧だけ低くなった電圧レベルを有する第２直流電圧を出力する第２電圧発生部と、
    前記第１及び第２電圧発生部に結合され、前記第１直流電圧と前記第２直流電圧との間をスウィングするクロック信号を生成するスイッチング部と、を含むことを特徴とするパルス補償器。
17. 前記第１パルスは、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする請求項１６記載のパルス補償器。
18. 前記第１基準電圧は、前記周辺温度が前記基準温度より増加すると減少し、前記基準温度より減少すると増加することを特徴とする請求項１６記載のパルス補償器。
19. 前記パルス補償器は、
    周辺温度が増加すると減少され、周辺温度が減少すると増加する電圧レベルを有するフィードバック電圧を発生させるフィードバック回路と、
    前記フィードバック電圧が減少するにつれて振幅が増加するように、前記フィードバック電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）して、前記第１パルスを発生するＰＷＭ信号発生器と、を更に含むことを特徴とする請求項１６記載のパルス補償器。
20. 前記第１電圧発生部は、前記第１パルスを前記第１基準電圧でチャージポンプし、前記第２基準電圧でネガティブチャージポンプして、前記クロック信号を生成するチャージポンプ回路を含むことを特徴とする請求項１９記載のパルス補償器。
21. 前記フィードバック回路は、周辺温度変化に実質的に反比例するしきい電圧を有する少なくとも一つのダイオードを用いて、前記フィードバック電圧を発生させることを特徴とする請求項１９記載のパルス補償器。
    
    

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