柵極導通電壓發生器、驅動裝置和顯示設備的製作方法

2023-05-28 19:31:21

專利名稱：柵極導通電壓發生器、驅動裝置和顯示設備的製作方法
技術領域：
本發明的公開涉及一種柵極導通電壓發生器、 一種驅動裝置以及一種具 有該柵極導通電壓發生器和驅動裝置的顯示設備。
背景技術：
通常，液晶顯示器包括液晶顯示面板，具有多條柵極線和多條數據線； 柵極驅動器，向多條^f冊極線提供柵極驅動信號；數據驅動器，向多條數據線 提供數據信號。為了實現小型化和提高可製造性，近來已經研發了這樣一種 結構，在該結構中，將具有多個柵極驅動IC的柵極驅動器集成在液晶面板的 預定區域上。
形成在液晶面板上的柵極驅動器包括至少一個具有多個薄膜電晶體 (TFT)的級(stage )。 TFT的驅動能力根據環境溫度而變化。即，如果環境 溫度降低，則柵極驅動器的TFT的電流驅動能力降低，從而輸出的柵極導通 電壓的電壓電平不足以驅動像素陣列中的TFT。結果，會降低液晶顯示器的 顯示品質。
因此，需要提供一種能夠在低溫下提高顯示品質的柵極導通電壓發生器、 一種驅動裝置和具有該柵極導通電壓發生器和驅動裝置的液晶顯示設備。

發明內容
本發明的示例性實施例提供了一種可以在低溫下提高顯示品質的柵極導 通電壓發生器。
本發明的示例性實施例提供了一種可以在低溫下提高顯示品質的驅動裝置。
本發明的示例性實施例提供了一種具有在低溫下提高顯示品質的驅動裝 置的顯示設備。
在下面的對示例性實施例的描述中將描述本發明的這些和其它目標，或 從下面的對示例性實施例的描述中，本發明的這些和其它目標將是清楚的。
根據本發明的示例性實施例，提供了一種柵極導通電壓發生器，包括 溫度傳感器，具有運算放大器並被構造為接收驅動電壓並產生基於溫度可變
的電壓，所述基於溫度可變的電壓的電平隨著環境溫度而變化；電荷泵單元， 將所述基於溫度可變的電壓變化脈衝信號的大小，並產生柵極導通電壓。
根據本發明的示例性實施例，提供了一種驅動裝置，包括升壓變換器， 其接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸出驅動電壓和脈沖信號， 所述驅動電壓和所述脈衝信號的大小不受環境溫度的影響；柵極導通電壓發 生器，包括溫度傳感器和電荷泵單元，所述溫度傳感器包括運算放大器並被 構造為接收所述驅動電壓並產生基於溫度可變的電壓，所述基於溫度可變的 電壓的電平隨著所述環境溫度而變化，所述電荷泵單元將所述基於溫度可變 的電壓變化所述脈衝信號的電壓電平，並產生柵極導通電壓；柵極截止電壓 發生器，將第二輸入電壓的電壓電平變化所述脈衝信號的電壓電平並產生柵 極截止電壓；開關單元，產生預定壓差在所述柵極導通電壓和所述柵極截止 電壓之間擺動的時鐘信號。
根據本發明的另一示例性實施例，提供了一種驅動裝置，所述驅動裝置 包括升壓變換器、柵極導通電壓發生器、柵極截止電壓發生器和開關單元。 所述升壓變換器接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸出驅動電 壓和脈衝信號，其中，所述驅動電壓和所述脈衝信號的大小不受環境溫度的 影響。所述柵極導通電壓發生器包括第一溫度傳感器，其輸出第一基於溫 度可變的電壓；第一電荷泵單元，將所述第一基於溫度可變的電壓變化所述 脈衝信號的大小並輸出柵極導通電壓，其中，所述第一基於溫度可變的電壓 與所述環境溫度成反比地變化。所述柵極截止電壓發生器包括第二溫度傳 感器，其輸出第二基於溫度可變的電壓；第二電荷泵單元，將所述第二基於 溫度可變的電壓變化所述脈衝信號的大小並輸出柵極導通電壓，其中，所述 第二基於溫度可變的電壓與所述環境溫度成比例地變化。所述開關單元輸出 在所述柵極導通電壓和所述柵極截止電壓之間擺動的時鐘信號。
根據本發明的示例性實施例，提供了一種顯示設備，包括驅動裝置； 柵極驅動器，接收時鐘信號並輸出柵極驅動信號，所述時鐘信號和所述柵極 驅動信號均具有當環境溫度下降時增大和當環境溫度升高時減小的大小；柵 極驅動器，提供與圖像數據對應的灰度電壓；顯示面板，響應所述柵極驅動 信號顯示與所述灰度電壓對應的圖像。所述驅動裝置包括包括升壓變換
器，其接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸出驅動電壓和脈衝 信號，所述驅動電壓和所述脈沖信號的大小不受環境溫度的影響；柵極導通 電壓發生器，包括溫度傳感器和電荷泵單元，所述溫度傳感器接收所述驅動 電壓並產生基於溫度可變的電壓，所述基於溫度可變的電壓的電平隨著所述
信號的大小，並產生柵極導通電壓；柵極截止電壓發生器，將第二輸入電壓 的電壓電平變化所述脈衝信號的大小並產生柵極截止電壓；開關單元，產生 壓差在所述柵極導通電壓和所述柵極截止電壓之間擺動的時鐘信號。


通過下面結合附圖進行的描述，本發明的示例性實施例將會被更詳細地 理解，其中
圖1是根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器的框圖2是在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器中的像素的等效電路
圖3是根據本發明的示例性實施例的驅動裝置的框圖； 圖4是示出在圖3中示出的裝置中使用的溫度傳感器的內部電路圖； 圖5是示出在圖3中示出的裝置中使用的電荷泵單元和柵極截止電壓發 生器的內部電路圖6是用於解釋圖3中示出的開關單元的輸出的曲線圖7是示出在圖3中示出的裝置中使用的升壓變換器的內部電路圖8是示出在圖1中示出的顯示器中使用的柵極驅動器的框圖9是示出在圖6中示出的變換器的第一級的電路圖10是示出根據本發明的示例性實施例的驅動裝置的溫度傳感器的電
路圖11是根據本發明的示例性實施例的驅動裝置的電路圖； 圖12是用於解釋圖11中示出的驅動裝置的輸出的曲線圖。
具體實施例方式
通過參照以下對示例性實施例和附圖進行的詳細描述，可更容易地理解 本發明的優點和特徵以及實現本發明的方法。然而，本發明可以以多種不同
的形式實施，並不應該被理解為限於在此提出的示例性實施例。相反，提供
充分地傳達給本領域的技術人員，並且本發明將僅由權利要求限定。在說明 書和附圖中，相同的標號始終表示相同的元件。
為了簡潔，現在將通過示例的方式對於LCD來描述根據本發明的示例性
實施例的顯示設備，但是本發明不限於此。
圖1是根據本發明示例性實施例的液晶顯示器10的框圖，圖2是在根據 本發明示例性實施例的液晶顯示器中的像素的等效電路圖，圖3是根據本發 明實施例的驅動裝置的框圖。
參照圖l,根據本發明示例性實施例的液晶顯示器10包括液晶面板300、 柵極驅動器500、數據驅動器600和驅動裝置400。
液晶面板300包括第一板，具有多條柵極線GrGn、多條數據線D廣Dm、 開關元件(未示出)和像素電極(未示出)；第二板，具有濾色器(未示出) 和共電極(CE)(未示出)。第一板100延伸得稍^t比第二板200寬一些。
柵極線GrGn基本上沿著行方向延伸並相互平行，而數據線D廣Dm基本 上沿著列方向延伸並相互平行。
參照圖2，可在設置在第二板200上的共電極(CE)的預定區域上形成 濾色器(CF )，使得濾色器(CF )面向設置在第一板100上的像素電極(PE )。 例如，像素PX包括連接到信號線Gi和Dj的開關元件Q、連接到該像素的液 晶電容器a和存儲電容器Qt。如果期望，可以省略存儲電容器Ca。開關元 件Q是由非晶矽(a-Si)製成的TFT。
圖1中的柵極驅動器500安裝在第一板100的延伸區域中。柵極驅動器 500從驅動裝置400接收時鐘信號CKV、互補時鐘(clock - bar)信號CKVB 和柵極截止電壓Voff，從時序控制器(未示出)接收表示垂直掃描開始的垂 直起始信號STV，並向多條柵極線GrGn提供柵極驅動信號。
數據驅動器600連接到多條數據線DrDm並向多條數據線D,-Dm提供數 據信號。
驅動裝置400從外部電路(未示出)接收第一輸入信號Vinl和第二輸入 信號Vin2，並向一冊極驅動器500提供時鐘信號CKV、互補時鐘信號CKVB 和柵極截止電壓Voff。時鐘信號CKV、互補時鐘信號CKVB和柵極截止電壓 Voff是用於控制多條柵極線GrGn的導通/截止狀態的信號。然而，與圖l中
所示出的不同，驅動裝置400可被構造為對柵極驅動器500僅提供時鐘信號 CKV。在這種情況下，柵極驅動器500將時鐘信號CKV轉換成互補時鐘信 號CKVB以驅動多條柵極線G廣Gn。
如圖3所示，根據本發明示例性實施例的驅動裝置400包括升壓變換器 (boost converter) 410、柵極導通電壓發生器440、柵極截止電壓發生器450 和開關單元460。
升壓變換器410接收第一輸入信號Vinl並使第一輸入信號Vinl升高， 從而產生驅動電壓AVDD和脈衝信號PULSE。升壓變換器410可以是DC-DC 變換器或其它類型的變換器。後面將參照圖7對升壓變換器410進行描述。
柵極導通電壓發生器440從升壓變換器410接收驅動電壓AVDD和脈衝 信號PULSE,並產生柵極導通電壓Von。根據環境溫度來調整柵極導通電壓 Von的電平。
更具體地講，柵極導通電壓發生器440包括溫度傳感器420和電荷泵單 元(charge pumping unit) 430。溫度傳感器420產生基於溫度可變的電壓 VARV，當環境溫度升高時，所述的基於溫度可變的電壓VARV的電平升高； 反之亦然。電荷泵單元430接收基於溫度可變的電壓VARV和脈衝信號 PULSE，將可變電壓VARV電平變化脈衝信號PULSE的大小，然後產生柵 極導通電壓Von。更具體地講，當環境溫度降低時，^fr極導通電壓發生器440 產生具有增大的電壓電平的柵極導通電壓Von。相反，當環境溫度升高時， 柵極導通電壓發生器440產生具有降低的電壓電平的柵極導通電壓Von。以 下，將參照圖4和圖5分別更詳細地描述溫度傳感器420和電荷泵單元430。
柵極截止電壓發生器450接收第二輸入信號Vin2並從升壓變換器410接 收脈衝信號PULSE，然後產生柵極截止電壓Voff。不管環境溫度如何變化， 柵極截止電壓Voff保持在固定的值。後面將參照圖5更詳細地描述柵極截止 電壓發生器450。
開關單元460產生在柵極導通電壓Von和柵極截止電壓Voff之間擺動的 時鐘信號CKV和互補時鐘信號CKVB。也就是說，時鐘信號CKV的高電平 對應柵極導通電壓Von的電壓電平，時鐘信號CKV的低電平對應於柵極截止 電壓Voff的電壓電平。時鐘信號CKV的相位與互補時鐘信號CKVB的相位 不同。例如，時鐘信號CKV和互補時鐘信號CKVB具有彼此相反的相位。
這裡，開關單元460從時序控制器(未示出)接收控制信號，並在兩個
輸出信號CKV和CKVB之間執行切換操作。
因此，當環境溫度降低時，驅動裝置400輸出具有大小增大的時鐘信號 CKV和與時鐘信號CKV對應的相位不同的互補時鐘信號CKVB。相反，當 環境溫度升高時，驅動裝置400輸出具有大小減小的時鐘信號CKV和與時鐘 信號CKV對應的並具有不同相位的互補時鐘信號CKVB。根據取決於環境溫 度的變化的柵極導通電壓Von的電壓電平的變化來調整時鐘信號CKV和互補 時鐘信號CKVB的大小。
圖4是示出圖3中示出的溫度傳感器420的電路圖。
參照圖4，溫度傳感器420包括比較電壓發生器421,根據環境溫度改 變驅動電壓AVDD的電壓電平並產生比4交電壓Vcpr;基準電壓發生器422, 將驅動電壓AVDD分壓並產生基準電壓Vref;放大器423,將比較電壓Vcpr 和基準電壓Vref之間的差放大。
比較電壓發生器421包括一個或多個二極體Dl、 D2和D3，每個二極體 具有可變的閾值電壓。例如，二極體D1、 D2和D3的閾值電壓基本上與環境 溫度的變化成反比。更具體地講，比較電壓發生器421包括固定電阻器Rl, 連接在第一節點N1和第二節點N2之間； 一個或多個二極體D1、 D2和D3， 連接在第二節點N2和第三節點N3之間。將為正電壓的驅動電壓AVDD施加 到第一節點N1，經第二節點N2輸出比較電壓Vcpr。由於二^l管Dl、 D2和 D3具有與環境溫度成反比而變化的閾值電壓，所以比較電壓Vcpr也隨著環 境溫度而變化。例如，假定驅動電壓AVDD為大約12V， 二極體D1、 D2和 D3中的每個的閾值電壓在室溫下為大約0.57V,如果環境溫度下降，則比較 電壓Vcpr的電平升高至大約2V,這是由於二極體D1、 D2和D3的每個的閾 值電壓的增大而導致的。
基準電壓發生器422可為電壓分壓器。也就是說，基準電壓發生器422 產生從被多個串^:連接的電阻器R2和R3分壓的驅動電壓AVDD得到的基準 電壓Vref。由於電阻器的電阻不隨溫度變化並且驅動電壓AVDD是固定的， 所以不管環境溫度如何變化，基準電壓Vref的都保持在固定值。基準電壓Vref 不受限於通過將驅動電壓AVDD分壓而獲得的電壓，因此，可以是任意的電 壓。
放大器423將比較電壓Vcpr和基準電壓Vref之間的差放大，並輸出基 於溫度可變的電壓VARV。例如，假定基準電壓Vref在大約1.7V和大約2V
之間隨著環境溫度而改變，然而，基於溫度可變的電壓VARV在大約0V和 大約12V之間而變化。作為差分放大器的放大器423包括兩對用於確定電壓 增益的電阻器R4和R5和運算放大器OP。放大器423不限於差分放大器。 溫度傳感器420還可包括如圖10所示的緩衝器426，實際上，該緩衝器426 對放大器423提供比較電壓Vcpr。如果通過將驅動電壓AVDD分壓來獲得基 準電壓Vref，則溫度傳感器420還可以包括實際上向放大器423提供基準電 壓Vref的緩衝器(未示出)。
現在將參照圖5更詳細地描述電荷泵單元430和柵極截止電壓發生器 450，圖5是示出圖3中示出的電荷泵單元430和柵極截止電壓發生器450的 電路圖。
電荷泵單元430包括第四二極體D4和第五二極體D5以及第一電容器 Cl和第二電容器C2。將基於溫度可變的電壓VARV供應到第四二極體D4 的陽極端，第四二極體D4的陰極端連接到第四節點N4。第一電容器C1連 接在第四節點N4和第五節點N5之間，脈衝信號PULSE被施加到第五節點 N5。第五二極體D5的陽極端連接到第四節點N4,在第五二極體D5的陰極 端輸出柵極導通電壓Von。第二電容器C2連接在第四二極體D4的陽極端和 第五二極體D5的陰極端之間。儘管示例性實施例已經通過示例的方式示出 了電荷泵單元430包括兩個二極體和兩個電容器，但是本發明限於示出的實 施例，並且可通過組合三個或多個二極體以及三個或多個電容器來構造電荷 泵單元430。
在電荷泵單元430的操作中，當將脈衝信號PULSE施加到第一電容器 Cl時，第四節點N4輸出增大了脈衝信號PULSE的電壓電平的高電壓電平的 脈衝。第五二極體D5和第二電容器C2將第四節點N4的電壓嵌位，然後輸 出柵極導通電壓Von。換言之，柵極導通電壓Von是從基於溫度可變的電壓 VARV變換大約脈沖信號PULSE的大小而得到的DC電壓。筒而言之，由於 基於溫度可變的電壓VARV與溫度成反比地變化，所以柵極導通電壓Von也 與溫度成反比地變化。
柵極截止電壓發生器450包括第六二極體D6和第七二極體D7以及第三 電容器C3和第四電容器C4。將第二輸入電壓Vin2施加到第六二極體D6的 陰極端，第六二極體D6的陽極端連接到第六節點N6。第三電容器C3連接 在第六節點N6和第五節點N5之間，將脈衝信號PULSE施加到第五節點N5。
第七二極體D7的陰極端連接到第六節點N6並在第七二極體D7的陽極端輸 出柵極截止電壓Voff。第四電容器C4連接在第六二極體D6的陰極端和第七 二極體D7的陽極端之間。儘管示例性實施例已經通過示例的方式示出了柵 極截止電壓發生器450包括兩個二極體和兩個電容器，但是本發明不限於示 出的示例，並且可以通過組合三個或多個二極體以及三個或多個電容器來構 造柵極截止電壓發生器450。
在柵極截止電壓發生器450的操作中，當將脈衝信號PULSE施加到第三 電容器C3時，第六節點N6輸出降低了脈衝信號PULSE的電壓電平的低電 壓電平的脈衝。第六二極體D6和第四電容器C4將第六節點N6的電壓嵌位， 然後輸出柵極截止電壓Voff。換言之，柵極截止電壓Voff是從第二輸入電壓 Vin2變化大約脈衝信號PULSE的大小而得到的DC電壓。這裡，第二輸入電 壓Vin2可為地電壓。如果脈衝信號PULSE不受溫度影響，則柵極截止電壓 Voff可為負電壓，並且也不會受溫度影響。
圖6示出了利用柵極導通電壓Von和柵極截止電壓Voff獲得的時鐘信號 CKV和互補時鐘信號CKVB。即，在高溫下，時鐘信號CKV和互補時鐘信 號CKVB均在柵極導通電壓Von一H和柵極截止電壓Voff之間擺動；而在低 溫下，時鐘信號CKV和互補時鐘信號CKVB均在柵極導通電壓Von—L和柵 極截止電壓Voff之間擺動，其中，4冊極導通電壓Von—L高於4冊極導通電壓 Von—H。
圖7示出了在圖3中示出的驅動裝置400中使用的升壓變換器410的電路圖。
參照圖7，升壓變換器410包括電感器L,第一輸入電壓Vinl被施加 到電感器L;第八二極體D8，第八二極體D8的陽極端連接到電感器L,第 八二極體D8的陰極端連接到驅動電壓AVDD的輸出端；第六電容器C6，連 接在第八二極體D8的陰極和接地端之間；開關元件SW，連接在第八二極體 D8的陽極和接地端之間；脈寬調製(PWM)信號發生器415，連接到開關元 件SW的柵極。
在升壓變換器410的操作中，當從PWM信號發生器415輸出的PWM 信號PWM為高電平時，開關元件SW導通。電感器L的端部通過開關元件 SW連接到接地端，並且流過電感器L的電流L與施加到電感器L的相對的 端部的第一輸入電壓Vinl成比例，並且該電流隨著電感器L的電流和電壓特
性而慢慢增大。
如果從PWM信號發生器415輸出的PWM信號PWM為低電平，則會 使開關元件SW截止，電流It會經第八二極體D8流過電感器L,根據第六 電容器C6的電流和電壓特性而對第六電容器C6充電。因此，第一輸入電壓 Vinl被升壓到預定的電壓電平，然後作為驅動電壓AVDD被輸出。在示例性 實施例中，脈衝信號PULSE在驅動電壓AVDD和地電壓之間擺動。即，驅 動電壓AVDD和脈衝信號PULSE的大小可不受溫度的影響。
可將驅動電壓AVDD提供到灰度電壓發生器(未示出)。灰度電壓發生 器可包括多個電阻器，以通過將驅動電壓AVDD的電壓電平分壓而產生灰度 電壓，其中，多個電阻器中的每個連接在被施加驅動電壓的節點的每個和接 地端之間。灰度電壓發生器的內部電路不限於上述的示例，並可以做出各種 更改和改變。
現在將參照圖8和圖9來描述圖1中示出的顯示器中的柵極驅動器500
的操作。
圖8是示出圖1中示出的柵極驅動器500的框圖，圖9是示出圖8中示 出的第一級的電路圖。
參照圖8，柵極驅動器500包括多個級SRd..... SRCn,所述多個級
SRC,.....SRCn相互級聯連接。更具體地講，第一至第n級SRd.....SRCn
均包括SR鎖存器(SR廣SRJ和AND門。另外，多個級SRd..... SRCn
分別連接到如圖1所示的柵極線GrGn。
各個SR鎖存器SRrSRn由從前一級供給的高電平的柵極驅動信號 Gout,-Goutn設置，即激活，並且由從下一級或後一級反饋的高電平的柵極驅
動信號Gout廣Goutn重置，即，去激活。當級SRd..... SRCn的每個的各自
的AND門被設置，並且將高電平的時鐘信號CVK或互補時鐘信號CKVB供 給到AND門時，產生柵極驅動信號Gout廣Goutn。
更具體地講，將時鐘信號CKV施加到奇數的級SRC(2i.D (i=l、 2、...) 的每個，將具有與時鐘信號CKV的相位不同的相位的互補時鐘信號CKVB 施加到偶數的級SRC(2j) (j = 1、 2、...)的每個。例如，時鐘信號CKV和互 補時鐘信號CKVB可具有彼此相反的相位。
因此，在奇數的級SRCpi力(i=l、 2..... n)的AND門中，當SR鎖
存器SR(2w) (i = 1、 2.....n)被設置並且高電平的時鐘信號CKV被供給到
AND門時，產生柵極驅動信號Gout(2i.D (i= 1、 2、 ...、 n)。按照這種方式， 柵極驅動器500順序地將高電平的時鐘信號CKV或互補時鐘信號CKVB輸 出到柵極線GrGn。
參照圖9,各個級SRQ..... SRCn中的每個包括多個電晶體Tl-T4和
第五電容器C5。在下面的描述中，將通過示例的方式關於第一級SRQ的操 作來解釋本發明的示例性實施例。
當高電平的垂直起始信號STV被饋給至第七節點N7，然後經第一晶體 管Tl (其中，所述第一電晶體Tl為被二極體連接的電晶體)被供給到第五 電容器C5時，對第五電容器C5充入電壓。當第八節點N8被提供有上述電 壓時，第二電晶體T2導通。在這種情況下，當將高電平的時鐘信號CKV供 應到第二電晶體T2時，時鐘信號CKV被輸出作為柵極驅動信號Gout"輸 出的為高電平的時鐘信號CKV的柵極驅動信號Go叫是柵極導通電壓Von。
在第二級SRC2中，當將高電平的柵極驅動信號Gout2施加到第三電晶體 T3和第四電晶體T4的柵極端時，第三電晶體T3導通以使得在第五電容器 C5中充入的電壓放電，並且第四電晶體T4也導通以將輸出的高電平的柵極 驅動信號Gouti下拉到柵極截止電壓Voff的電壓電平。因此，柵極驅動信號 Gout,下降到4冊極截止電壓Voff。
儘管示例性實施例已經通過示例的方式示出了第一至第四電晶體Tl-T4 為NMOSTFT，但是本發明不限於示出的示例，並且第一至第四電晶體Tl-T4 可為由非晶矽(a-Si)製成的PMOSTFT。
在溫度低於室溫的情況下，圖2中的像素的開關元件Q和由oc-Si製成 的第二電晶體T2的電流驅動能力降低，導致顯示品質的劣化。然而，由於圖 1中的驅動裝置400提供了在低溫下大小增大的時鐘信號CKL,所以可以提 高顯示品質而不會劣化顯示品質。
更具體地講，圖1中示出的柵極線G廣Gn具有幾百pF的寄生電容。如果 在低溫下第二電晶體T2的電流驅動能力降低，則被供應以對柵極線GrG。的 寄生電容器進行充電的電荷的量減少預定的時間。結果，用於驅動圖2中像 素中的開關元件Q的柵極導通電壓Von減小。在這種情況下，顯示品質會劣 化。同時，當環境溫度低時，柵極導通電壓發生器440產生高電平的柵極導 通電壓並且基於高電平的柵極導通電壓的時鐘信號CKV被供應到柵極驅動 器500。因此，第二電晶體T2的源極和柵極之間的壓差增大。因此，由於第
二電晶體T2的電流驅動能力增大並且開關元件，即，圖2中的像素的開關元
件Q響應高電平的柵極驅動信號Go叫導通，所以提供了顯示品質。
以下，將參照圖10詳細地描述根據本發明的示例性實施例的柵極電壓發 生器、驅動裝置和包括該柵極電壓發生器和該驅動裝置的顯示設備。圖10是 根據本發明的示例性實施例的包括在驅動裝置中的溫度傳感器470的電路 圖。在說明書和附圖中，相同的標號始終表示相同的元件，因此，將略過對 其的詳細描述。
參照圖10，將負電壓施加到比較電壓發生器421的第三節點N3。可通 過將柵極截止電壓Voff分壓來獲得負電壓。為此，溫度傳感器470可包括分 壓器471,該分壓器471將負的柵極截止電壓Voff分壓並將通過分壓所獲得 的電壓提供到第三節點N3。
當將負電壓施加到比較電壓發生器421的第三節點N3時，比較電壓Vcpr 的變化範圍改變。例如，比較電壓Vcpr可高於OV或可為負電壓。第三節點 N3的電壓可隨著分壓器471的電阻器R6和R7的電阻而變化。
以下，將參照圖11和圖12詳細地描述根據本發明的示例性實施例的柵 極電壓發生器、驅動裝置和包括該柵極電壓發生器和該驅動裝置的顯示設備。 圖11是根據本發明實施例的驅動裝置400，的電路圖，圖12是用於解釋圖11 中示出的驅動裝置400，的輸出的曲線圖。在說明書和附圖中，相同的標號始 終表示相同的元件，因此，將略過對其的詳細描述。
在本發明的示例性實施例中，與前一示例性實施例不同，柵極截止電壓 Voff隨溫度而變化。因此，隨著溫度降低，時鐘信號CKV和互補時鐘信號 CKVB的大小增大。
參照圖11,驅動裝置400，包括柵極導通電壓發生器、柵極截止電壓發生 器和開關單元。柵極導通電壓發生器包括第一溫度傳感器421、 426和427以 及第一電荷泵單元430。柵極截止電壓發生器包括第二溫度傳感器421、 426 和428以及第二電荷泵單元450。即，第一溫度傳感器421、 426和427與第 二溫度傳感器421、 426和428可共享比較電壓發生器421和緩衝器426。可 將地電壓施加到比較電壓發生器421的第三節點N3，但是本發明不限於此。 即，可將通過將柵極截止電壓Voff分壓而獲得的負電壓施加到比較電壓發生 器421的第三節點N3。
第一溫度傳感器421、 426和427接收比較電壓Vcpr並輸出第一基於溫
度可變的電壓VARV1。隨著溫度升高，第一基於溫度可變的電壓VARV1降 低。另一方面，隨著溫度降低，第一基於溫度可變的電壓VARV1升高。第一 溫度傳感器421、 426和427可包括非反相放大器427。非反相放大器427接 收與溫度成反比地變化的比較電壓Vcpr，並通過將比較電壓Vcpr放大來產 生第 一基於溫度可變的電壓VARV1 。
第二溫度傳感器421、 426和428接收比較電壓Vcpr，並輸出第二基於 溫度可變的電壓VARV2。隨著溫度升高，第二基於溫度可變的電壓VARV2 升高。另一方面，隨著溫度降低，第二基於溫度可變的電壓VARV2降低。第 二溫度傳感器421、 426和428可包括反相放大器428。反相》t大器428被提 供有與溫度成比例變化地比較電壓Vcpr,並通過將比較電壓Vcpr放大同時 將比較電壓Vcpr的相位反相來產生第二基於溫度可變的電壓VARV2。
第一電荷泵單元430和第二電荷泵單元450分別接收第一基於溫度可變 的電壓VARV1和第二基於溫度可變的電壓VARV2,並分別輸出隨著溫度變 化的柵極導通電壓Von和4冊極截止電壓Voff。
圖3中的開關單元460利用柵極導通電壓Von和柵極截止電壓Voff來產 生時鐘信號CKV和互補時鐘信號CKVB。圖12示出了時鐘信號CKV和互 補時鐘信號CKVB。參照圖12，在高溫下，時鐘信號CKV和互補時鐘信號 CKVB在柵極導通電壓Von—H和柵極截止電壓Voff—H之間擺動；而在低溫 下，時鐘信號CKV和互補時鐘信號CKVB在柵極導通電壓Von—L和柵極截 止電壓Voff—L之間擺動，其中，柵極導通電壓Von—L高於柵極導通電壓 Von_H,柵極截止電壓Voff一L低於4冊極截止電壓Voff—H。
簡而言之，驅動裝置400，可提供大小隨著溫度而增大的時鐘信號CKV 和互補時鐘信號CKVB。因此，包括驅動裝置400，的顯示設備即使在低溫下 也可以提高圖像的顯示品質。
在總結的詳細描述中，本領域的普通技術人員應該理解，在基本上不脫 離本發明的原理的情況下，可以對示例性實施例做出很多變化和修改。因此， 本發明的公開的示例性實施例僅用於一般和描述的意思，並不是限制的目的。
權利要求
1、一種柵極導通電壓發生器，包括溫度傳感器，包括運算放大器，所述溫度傳感器被構造為接收驅動電壓並產生基於溫度可變的電壓，所述基於溫度可變的電壓的電平隨著環境溫度而變化；電荷泵單元，將所述基於溫度可變的電壓改變饋給至所述電荷泵單元的脈衝信號的大小，並產生柵極導通電壓。
2、 根據權利要求1所述的柵極導通電壓發生器，其中，當所述環境溫度 降低時，所述基於溫度可變的電壓的電壓電平升高，當所述環境溫度升高時， 所述基於溫度可變的電壓的電壓電平降低。
3、 根據權利要求2所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述溫度傳感器 包括一個或多個二極體，每個二極體具有隨著所述環境溫度的改變而變化的 可變閾值電壓。
4、 根據權利要求2所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述運算放大器 增大所述基於溫度可變的電壓隨著所述環境溫度的改變而發生的變化。
5、 根據權利要求2所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述溫度傳感器 包括比較電壓發生器，包括一個或多個二極體，並根據所述環境溫度產生具 有可變電壓電平的比較電壓，其中，每個二極體具有隨著所述環境溫度的改 變而變化的可變閾值電壓；放大器，包括所述運算放大器，將所述比較電壓和基準電壓之間的差放大。
6、 根據權利要求5所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述比較電壓發 生器還包括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯 連接在所述第二節點和第三節點之間，其中，將正電壓施加到所述第一節點， 經所述第二節點輸出所述比較電壓，將地電壓施加到所述第三節點。
7、 根據權利要求5所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述比較電壓發 生器還包括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯 連接在所述第二節點和第三節點之間，其中，將正電壓施加到所述第一節點， 經所述第二節點輸出所述比較電壓，將負電壓施加到所述第三節點。
8、 根據權利要求5所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述溫度傳感器還包括緩衝器，所述緩衝器對所述放大器提供沒有任何改變的所述比較電壓。
9、 根據權利要求1所述的柵極導通電壓發生器，其中，所述驅動電壓和 所述脈衝信號的大小不受所述環境溫度的影響。
10、 一種驅動裝置，包括升壓變換器，其接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸出驅 動電壓和脈衝信號，所述驅動電壓和所述脈衝信號的大小與環境溫度無關；柵極導通電壓發生器，包括溫度傳感器和電荷泵單元，所述溫度傳感器 設置有運算放大器並被構造為接收所述驅動電壓並產生基於溫度可變的電 壓，所述基於溫度可變的電壓的電平隨著所述環境溫度而變化，所述電荷泵電壓；柵極截止電壓發生器，將第二輸入電壓的電壓電平變化所述脈衝信號的 大小並產生柵極截止電壓；開關單元，產生壓差在所述柵極導通電壓和所述柵極截止電壓之間擺動 的時鐘信號。
11、 根據權利要求IO所述的驅動裝置，其中，當所述環境溫度降低時， 所述基於溫度可變的電壓的電壓電平升高，當所述環境溫度升高時，所述基 於溫度可變的電壓的電壓電平降低。
12、 根據權利要求11所述的驅動裝置，所述運算放大器增大所述基於溫 度可變的電壓隨著所述環境溫度的改變而發生的變化。
13、 根據權利要求11所述的驅動裝置，其中，所述溫度傳感器包括 比較電壓發生器，包括一個或多個二極體，並根據所述環境溫度產生具有可變電壓電平的比較電壓，其中，每個二極體具有隨著所述環境溫度的改 變而變化的可變閾值電壓；放大器，包括所述運算放大器，將所述比較電壓和基準電壓之間的差放大。
14、 根據權利要求13所述的驅動裝置，其中，所述比較電壓發生器還包 括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯連接在所 述第二節點和第三節點之間，其中，將正電壓施加到所述第一節點，經所述 第二節點輸出所述比較電壓，將地電壓施加到所述第三節點。
15、 根據權利要求13所述的驅動裝置，其中，所述比較電壓發生器還包 括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯連接在所 述第二節點和第三節點之間，其中，將正電壓施加到所述第一節點，經所述 第二節點輸出所述比較電壓，將負電壓施加到所述第三節點。
16、 根據權利要求15所述的驅動裝置，其中，所述溫度傳感器還包括分節點。 、 ' 、
17、 根據權利要求13所述的驅動裝置，其中，所述溫度傳感器還包括緩
18、 一種驅動裝置，包括升壓變換器，其接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸出驅 動電壓和脈衝信號，所述驅動電壓和所述脈衝信號的大小不受環境溫度的影 響；柵極導通電壓發生器，包括第一溫度傳感器，其輸出第一基於溫度可 變的電壓；第一電荷泵單元，將所述第一基於溫度可變的電壓變化所述脈衝 信號的大小並輸出柵極導通電壓，所述第一基於溫度可變的電壓與所述環境 溫度成反比地變化；柵極截止電壓發生器，包括第二溫度傳感器，其輸出第二基於溫度可 變的電壓；第二電荷泵單元，將所述第二基於溫度可變的電壓變化所述脈衝 信號的大小並輸出柵極截止電壓，所述第二基於溫度可變的電壓與所述環境 溫度成比例地變化；開關單元，其輸出在所述柵極導通電壓和所述柵極截止電壓之間擺動的 時鐘信號。
19、 根據權利要求18所述的驅動裝置，其中，所述第一溫度傳感器包括 比較電壓發生器，包括一個或多個二極體，並提供隨著所述環境溫度而變化的比較電壓，其中，所述一個或多個二極體具有與所述環境溫度成反比 變化的可變閾值電壓；非反相放大器，接收所述比較電壓並增大所述第一基於溫度可變的電壓 隨著所述環境溫度而變化的範圍。
20、 根據權利要求19所述的驅動裝置，其中，所述比較電壓發生器還包 括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯連接在所 述第二節點和第三節點之間，其中，將所述驅動電壓施加到所述第一節點， 經所述第二節點輸出所述比較電壓，將負電壓施加到所述第三節點。
21、 根據權利要求19所述的驅動裝置，其中，所述比較電壓發生器還包 括固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間；二極體，串聯連接在所 述第二節點和第三節點之間，其中，將所述驅動電壓施加到所述第一節點， 經所述第二節點輸出所述比較電壓，將地電壓施加到所述第三節點。
22、 根據權利要求18所述的驅動裝置，其中，所述第二溫度傳感器包括 比較電壓發生器，包括一個或多個二極體，並提供隨著所述環境溫度的改變而變化的比較電壓，其中，所述一個或多個二極體具有與所述環境溫度 成比例變化的可變閾值電壓；非反相放大器，接收所述比較電壓並增大所述第二基於溫度可變的電壓 隨著所述環境溫度而變化的範圍。
23、 一種顯示設備，包括 驅動裝置，包括升壓變換器，其接收第一輸入電壓並使第一輸入電壓升高，然後輸 出驅動電壓和脈衝信號，所述驅動電壓和所述脈衝信號的大小不受環境溫度 的影響；柵極導通電壓發生器，包括溫度傳感器和電荷泵單元，所述溫度傳 感器接收所述驅動電壓並產生基於溫度可變的電壓，所述基於溫度可變的電 壓的電平隨著所述環境溫度而變化，所述電荷泵單元將所述基於溫度可變的 電壓變化所述脈衝信號的大小，並產生柵極導通電壓；柵極截止電壓發生器，將第二輸入電壓的電壓電平變化所述脈衝信 號的大小並產生柵極截止電壓；開關單元，產生壓差在所述柵極導通電壓和所述柵極截止電壓之間 擺動的時鐘信號；柵極驅動器，接收所述時鐘信號並輸出所述柵極驅動信號，所述時鐘信 號和所述柵極驅動信號均具有當所述環境溫度下降時增大和當所述環境溫度 升高時減小的大小；數據驅動器，提供與圖像數據對應的灰度電壓；顯示面板，響應所述柵極驅動信號顯示與所述灰度電壓對應的圖像。
24、 根據權利要求23所述的顯示設備，其中，當所述環境溫度降低時， 所述基於溫度可變的電壓的電壓電平升高，當所述環境溫度升高時，所述基 於溫度可變的電壓的電壓電平降低。
25、 根據權利要求20所述的顯示設備，其中，所述柵極驅動器包括一個 或多個級，所述一個或多個級接收所述時鐘信號並輸出所述柵極驅動信號， 所述級中的每個包括接收所述時鐘信號的a-Si薄膜電晶體。
26、 根據權利要求21所述的顯示設備，其中，所述溫度傳感器包括 比較電壓發生器，被設置有一個或多個二極體，並根據所述環境溫度產生具有可變的電壓電平的比較電壓，其中，每個二極體具有隨著所述環境溫 度的改變而變化的可變閾值電壓；放大器，包括所述運算放大器，用於將所述比較電壓和所述基準電壓之 間的差放大。
27、 根據權利要求26所述的顯示設備，其中，所述溫度傳感器還包括 固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間； 一個或多個二極體，串聯連 接在所述第二節點和第三節點之間，其中，將所述驅動電壓施加到所述第一 節點，經所述第二節點輸出所述比較電壓，將地電壓施加到所述第三節點。
28、 根據權利要求26所述的顯示設備，其中，所述溫度傳感器還包括 固定電阻器，連接在第一節點和第二節點之間； 一個或多個二極體，串聯連 接在所述第二節點和第三節點之間，其中，將所述驅動電壓施加到所述第一 節點，經所述第二節點輸出所述比較電壓，將負電壓施加到所述第三節點。
29、 根據權利要求28所述的顯示設備，其中，所述溫度傳感器還包括分 壓器，所述分壓器將所述柵極截止電壓分壓並將所述負電壓提供到所述第三節點e
30、 根據權利要求26所述的顯示設備，其中，所述溫度傳感器還包括緩 衝器，所述緩衝器對所述放大器提供沒有任何改變的所述比較電壓。
全文摘要
本發明提供了一種可以提高在低溫下的顯示品質的柵極導通電壓發生器、驅動裝置和具有所述柵極導通電壓發生器和驅動裝置的顯示設備，其中，所述柵極導通電壓發生器包括溫度傳感器，具有運算放大器並被構造為接收驅動電壓並產生基於溫度可變的電壓，所述基於溫度可變的電壓的電平隨著環境溫度的改變而變化；和電荷泵單元，將所述基於溫度可變的電壓變化脈衝信號的電壓電平，並產生柵極導通電壓。
文檔編號G09G3/36GK101105923SQ20071013627
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月12日 優先權日2006年7月13日
發明者崔允碩, 李龍淳 申請人:三星電子株式會社