专利名称：具有降低功耗的电压电平移动的制作方法
技术领域：
本发明的实施例总的涉及用于驱动显示面板的电压电平移动电路以及电压电平移动方法。
背景技术：
集成在玻璃上的薄膜晶体管(TFT)用来制造液晶显示(IXD)面板。集成在玻璃上的TFT具有比常规NMOS晶体管或PMOS晶体管(统称为常规N/PM0S晶体管)慢得多的迁移率。通常，常规N/PM0S晶体管一般具有0.7 3V范围内的阈值电压。为了导通常规N/ PMOS晶体管，栅极源极电压(Vgs)必须大于阈值电压(Vthreshold)。相对而言，由于低劣的迁移率，TFT具有比常规N/PM0S晶体管明显更高的阈值电压。因此，TFT需要非常高的栅极源极电压，并因此需要施加至其栅极的非常高的电压。要求的栅极源极电压对于不同的 IXD制造商来说是不同的，但多数TFT要求栅极源极电压落在30V 60V的范围内。因此， 经常使用电压电平移动器来产生驱动集成在玻璃上的这类TFT的栅极所需的电压电平。图1示出传统电压电平移动器102的示例性高级电路。参见图1，传统电压电平移动器102被示为包括连接在高电压供给干线Vs+和电压输出Vqut节点之间的第一开关Sl 以及连接在低电压供给干线Vs-和电压输出Vot节点之间的第二开关S2。图1的左侧示出第一配置(配置1)，其中Sl断开而S2闭合，这使Vott拉低至Vs-。图1的右侧示出第二配置(配置2)，其中Sl闭合而S2断开，这使Vott拉高至Vs+。图2示出在图1的电压输出节点Vot处获得的示例性输出电压的曲线图。对于图 2，假设Vs- = -15V并且Vs+ = +20V。如从图2所领会到的那样，电压电平移动器102在配置1和配置2之间交替变化，这使Vott在拉低至Vs-和拉高至Vs+之间交替变化。在图2 中，在Vott处的电压移动Vshift为35V。等式P = C*Vshift~2*F指定例如图1所示的电压电平移动器102的电压电平移动器所消耗的功率(P)。这里，C是LCD面板的电容性负载(Cumd)的电容，Vshift是电压电平移动器所提供的电压移动(就是图1中的电压电平移动器102的Vs+-Vs-)，而F是电压电平移动器的工作频率。在该等式中，对于特定LCD面板，C和F是固定的，但Vshift是可变的。 此外，如可从该等式中领会的那样，如果Vshift改变，则功耗改变Vshift~2 (即Vshift的平方)。再次参见图2，Vs+示为+20V而Vs-示为-15V。这意味着Vshift = !35V。因此，在该例中，P = 035~2氺F。C的示例值=4. 7nF，而F的示例值=129kHz (例如假设120Hz的帧速率和1080行，则F = 120Hz*1080行=129kHz频率)。组件温度是功耗的一个函数。IXD面板制造优选是降低组件温度以及与电压电平移动器芯片关联的功耗。
发明内容
根据一个实施例，电压电平移动器电路(例如图3中的302)包括配置成连接于高电压供给干线(Vs+)的第一端子、配置成连接于低电压供给干线(Vs-)的第二端子、输出电压(Vott)端子以及补偿电压(Votp)节点。附加地，电压电平移动器包括可构造成多种配置的多个开关；以及控制电路，该控制电路配置成控制开关以在配置的至少一种中使连接于输出电压(Vom)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。所述负载可以是例如一部分薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)面板，但不局限于此。根据一个实施例，多个开关包括第一开关(Si)、第二开关(S2)和第三开关(S3)。 第一开关(Si)连接在第一端子和输出电压(Vot)端子之间，其中第一端子配置成连接于高电压供给干线(Vs+)。第二开关(S》连接在第二端子和输出电压(Vott)端子之间，其中第二端子配置成连接于低电压供给干线(Vs-)。第三开关(S3)连接在补偿电压(Votp)节点和输出电压(Vqut)端子之间。控制电路配置成控制第一、第二和第三开关(S1、S2和S3)以使它们在第一、第二、第三和第四配置之间转换。在第一配置(配置1)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)闭合，而第三开关(S3)断开，这使输出电压(Vom)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)。在第二配置(配置2)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)断开，而第三开关(S3)闭合，这使输出电压(Vom)端子拉高至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线 (Vs+)之间的第一中间电压电平。在第三配置(配置幻中，第一开关(Si)闭合，第二开关 (S2)断开，而第三开关(S3)断开，这使输出电压(Vqut)端子拉高至高电压供给干线(Vs+)。 在第四配置(配置4)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)断开，而第三开关(S3)闭合， 这使输出电压(Vom)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平。在第二配置和第四配置(配置2和配置4)中，电压电平移动器电路不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。此外，在第二配置和第四配置(配置2和配置4)中，连接于输出电压(Vot)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。根据一个实施例，第一中间电压电平等于(Vs-+VOTP)/2，并且第二中间电压电平等于(Vs++VOTP)/2。根据一个实施例，至少补偿电容器(Ctomp)拟连接在补偿电压(Votp)节点和又一电压干线之间，所述又一电压干线在高电压供给干线和低电压供给干线之间。另外，补偿电阻器(Rcqmp)可与补偿电容器(Cotp)串联在补偿电压(Votp)节点和又一电压干线之间。又一电压干线可接地，或者是在Vs-和Vs+之间的某些其它电压干线或电平。补偿电压(Vtomp)节点处的电压取决于连接在补偿电压(Vtomp)节点和又一电压干线之间的补偿电容器(Cotp)。补偿电阻器(Rotp)和补偿电容器(Cotp)是连接在补偿电压(Votp)节点和又一电压干线之间的补偿电路的示例性组件。根据一些特定实施例，该补偿电路处于由电压电平移动器驱动的显示面板(例如IXD面板)外部。通过使补偿电路位于IXD面板外部，这允许产生在Votp节点的中间电压电平精确地受到控制以提供最佳节能和/或其它定制而无需对LCD面板的改进。换句话说，这允许电压电平移动器用于各种不同的LCD面板(例如由各个不同制造商制造)，同时仍然允许在Vtomp节点产生的中间电压电平变得容易优化或针对不同LCD面板以其它方式定制，而不需要LCD面板的制造商对其LCD面板作出修改。根据一个实施例，第一开关(Si)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和控制电路实现在集成电路(IC)中，并且第一端子、第二端子、输出电压(Vom)端子和补偿电压(νωΜΡ)节点中的每一个是IC的分立端子。在这一实施例中，控制电路可配置成根据提供给IC的一个或多个时钟输入端子的一个或多个时钟信号在第一、第二、第三和第四配置之间转换。根据一个实施例，补偿电压(νωΜΡ)节点处的电压由电源提供。在这一实施例中，补偿电压(Votp)节点处由电源提供的电压可等于(Vs++Vs_)/2，但不局限于此。根据一个实施例，一种电压电平移动方法包括在第一时间周期内，将输出电压 (Vout)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)；在第二时间周期内，将输出电压(Vott)端子拉高至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第一中间电压电平；在第三时间周期内，将输出电压(Vot)端子拉高至高电压供给干线(Vs+)；在第四时间周期内，将输出电压(Vom)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平。根据一个实施例，上面描述的方法可用来提供用于驱动显示面板的电压电平移动， 所述显示面板例如是TFT-LCD面板但不局限于此。根据特定实施例，该方法还包括使用充分对应于显示面板的电路产生第一和第二中间电压电平。这允许中间电压电平精确地受到控制，由此当将这些方法用于各种不同显示面板(例如由各个不同制造商制造)时提供节能优化和/或其它定制。本发明内容部分无意于概括本发明的所有实施例。根据下面阐述的详细说明、附图以及权利要求，其他和替代实施方式以及本发明实施例的特征、方面以及优点将变得更加显而易见。
图1示出传统电压电平移动器的示例性高级电路。图2示出能在图1的传统电压电平移动器的电压输出节点得到的示例性输出电压的曲线图。图3示出根据本发明实施例的电压电平移动器的四种不同配置。图4和图5示出可在图3的电压电平移动器的电压输出节点得到的示例性输出电压的曲线图。图6示出根据本发明一个实施例的作为图3介绍的电压电平移动器的示例性实现的电压电平移动器。
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图7是图6的电压电平移动器的时序图。图8A示出根据本发明另一实施例的电压电平移动器的四种不同配置。图8B示出根据本发明又一实施例的电压电平移动器。图9示出根据本发明一个实施例的作为图8A介绍的电压电平移动器的示例性实现的电压电平移动器。图10示出可采用根据本发明实施例的电压电平移动器的示例性系统。图11是用来概括根据本发明某些实施例的方法的高级流程图。
具体实施例方式图3示出根据本发明实施例的电压电平移动器302的四种不同配置。参见图3，电压电平移动器302示为包括连接在高电压供给干线Vs+和电压输出Vqut节点之间的第一开关Sl以及连接在低电压供给干线Vs-和电压输出Vqut节点之间的第二开关S2。另外，第三开关(S3)连接在补偿电压Votp节点和电压输出Vott节点之间。补偿电阻器Rroffi^n补偿电容器Cotp示为串联在补偿电压Votp节点和接地线或处在Vs-和Vs+之间的某些其它电压干线或电平之间。因此，开关Sl有选择地将Vott连接于高电压供给干线Vs+，开关S2有选择地将Vot连接于低电压供给干线Vs-，而开关S3有选择地将Vott连接于νωΜΡ。电压电平移动器302还示为包括有选择地控制开关Si、S2和S3的控制电路 304。鉴于下面对控制电路304操作的描述，本领域内技术人员将理解，控制电路304可按落在本发明范围内的数种不同方式实现。例如，该控制电路304可包括延迟线、单触发 (one-shot)、触发器、逻辑门(例如与、或、与非、或非、异或等门)及其它。此外，本领域内技术人员将从下面描述中理解，控制电路304本身可根据一个或多个时钟信号受到控制。这种时钟信号可使用处于电压电平移动器302外部的定时电路来产生。或者，该时钟信号可使用集成在电压电平移动器302中的定时电路来产生。图3的左上方示出第一配置(配置1)，其中第一开关Sl断开，第二开关S2闭合， 而第三开关S3断开，这使Vot拉低至低电压供给干线Vs-。图3的右上方示出第二配置(配置2)，其中第一开关Sl断开，第二开关S2断开，而第三开关S3闭合，这使Vqut上拉至低电压供给干线Vs-和高电压供给干线Vs+之间的第一中间电压电平，其中第一中间电压电平为(Vs-+Votp)/2。图3的左下方示出第三配置(配置幻，其中第一开关Sl闭合，第二开关 S2断开，而第三开关S3断开，这使Vott进一步拉高至高电压供给干线Vs+。图3的右下方示出第四配置(配置4)，其中第一开关Sl断开，第二开关S2断开，而第三开关S3闭合，这使Vot拉低至低电压供给干线Vs-和高电压供给干线Vs+之间的第二中间电压电平，其中第二中间电压电平等于(VS++VroMP)/2。此后，电压电平移动器回到第一配置并且上述配置变化重复。电压电平移动器302的第一、第二、第三和第四配置也称为电压电平移动器302 的第一、第二、第三和第四阶段。如下文中更详细说明的，参见图10，电压电平移动器302可用来驱动LCD面板的栅驱动器中的高电压移位寄存器，Rload和Cumd表示栅驱动器的高电压移位寄存器的总电阻和电容。如从图3可以看出的那样，Vtomp节点用来连接于处于LCD面板外部的补偿电路。补偿电路示为包括连接在Votp节点和接地线或处在高电压供给干线和低电压供给干线之间的一些替代的其它电压干线之间的COTP。在图3的实施例中，补偿电路还包括与Cotp串联的Rotp。补偿电路的替代配置也是可能的并且落在本发明的范围内。Votp节点处的电压——其简称为Votp——取决于补偿电路的Rotp、Ccomp的值以及 LCD面板的Rum和CMAD。Votp还取决于开关S3的开关电阻以及开关S3的控制，包括控制开关S3的信号的工作频率和占空比。假设IXD面板的Rum和Cukd是IXD制造商定义的常数，则可通过调节补偿电路的Ctomp和来Rotp来调节VOTP。通过使补偿电路位于LCD面板外部，这允许在Votp节点产生的中间电压电平精确地受到控制以提供最佳节能和/或其它定制而无需对LCD面板的改进。换句话说，这允许电压电平移动器用于各种不同的LCD面板 (例如由各个不同制造商制造)，同时仍然允许在νωΜΡ节点产生的中间电压电平容易优化或针对不同LCD面板以其它方式定制，而不需要LCD面板的制造商对其LCD面板作出修改。 电压电平移动器如何获得节能的附加细节将在下面给出。图3的电压电平移动器302允许通过使用补偿电容器Cotp增加电压电平Votp来降低功耗。补偿电容器Cotp存储来自LCD面板的电荷并将电荷排放至LCD面板。补偿电阻器Rotmp控制流入和流出补偿电容器Cotp的电流。不是将电压输出节点Vot从低电压供给干线Vs-的电压直接切换至高电压供给干线Vs+的电压，而是从Vs-至Vs+的电压移动分两步发生。更具体地，根据一个实施例，存在从Vs-至(Vs-+VOTP)/2的电压移动以及从 (Vs-+VC0MP) /2至Vs+的电压移动。另外，不是将电压输出节点Vot从高电压供给干线Vs+的电压直接切换至低电压供给干线Vs-的电压，而是从Vs+至Vs-的移动分两步发生。更具体地，根据一个实施例，存在从Vs+至(Vs++VOTP) /2的移动以及从(ν8++νωΜΡ) /2至Vs-的移动。从图3可以看出，在第二配置(配置2)和第四配置(配置4)中，Vqut以及因此连接于Vot的LCD面板从高电压供给干线Vs+和低电压供给干线Vs-两者断开。因此，在配置2和配置4中，不从高电压供给干线和低电压供给干线汲取功率。相反，在配置2和配置 4中提供给Vott并因此提供给连接于Vott的IXD面板的电压源自无源电容Cotp和CMAD。图4和图5示出可使用图3的电压电平移动器302在图3的电压输出节点Vott获得的示例性输出电压的曲线图。为了在参照图3-5描述的实施例与参照图1和图2描述的现有技术之间提供方便的比较，图3-5再次假设Vs- = -15V，而Vs+ = +20V。在图4的曲线图中，从高电压供给干线Vs+或者低电压供给干线Vs-汲取功率的 Vshift部分仅为0. 7*Vshift。如前所述，对于参照图1和图2描述的现有技术电平移动器102 来说，由电平移动器102消耗的功率为P = C*Vshift~2*F。作为比较，在参照图3和图4描述的实施例中，P = C*(0. 7*V腿)~2*F = C*0. 49*Vshift*F，相比参照图1和图2描述的现有技术电压电平移动器102来说功耗降低近似50%。如前所述，可通过调节Cotp和Rotp来调节VroMP。这种对Votp的调节可用来调节电平移动器302的功耗，如现在参照图5阐述的那样。通过为Ctomp和Rotp选择合适的值，就可得到从高电压供给干线Vs+或者低电压供给干线Vs-汲取功率的Vshift部分仅为0. 55*Vshift的 Vcomp。由此，通过对图3和图5的实施例的Cotp和Rotp选择适当的值，P = C* (0. 55*Vshift) “ 2*F =c*0. 30*Vshift*F，相比参照图1和图2描述的现有技术电压电平移动器102来说功耗降低近似70%。根据某些实施例，电压电平移动器302(或电压电平移动器的其它实施例)实现为集成电路(IC)，也称芯片。在这些实施例中，电压输出节点Vqut可以是IC的一个端子(例如引脚)，而补偿电压节点Votp可以是IC的另一端子(例如引脚)。IC的又一对端子可连接于高电压干线和低电压干线(Vs+和Vs-)。IC的一个或多个其它端子可接收一个或多个控制信号，所述控制信号可包括一个或多个时钟信号，但不局限于此。更具体地，根据某些实施例，开关Si、S2和S3连同可用来响应接收一个或多个时钟信号控制开关Si、S2和S3 的控制电路304 —起被集成在集成电路(IC)中。在这些实施例中，电压电平移动器IC可包括连接于高电压供给干线的端子(例如引脚)、连接于低电压供给干线的端子、提供Vot的输出端子以及与串联的(或其它方式连接的)Ctomp和Rotp相连的又一端子(可称其为Votp 端子)，如图3所示。电压电平移动器IC也可包括接收一个或多个时钟信号的一个或多个时钟输入端子。作为本文使用的术语，端子是将电路(可以是集成电路也可以不是)连接于其它(外部)电路的节点。电压电平移动器的端子可例如连接于电压干线，接收控制信号或连接于由电压电平移动器驱动的负载(例如一部分TFT-LCD面板)。在替代实施例中，Cotp和Rtomp和/或其它补偿电路集成在电压电平移动器IC中并可编程(例如通过使用一组可选电容器和一组可选电阻器)。也可使定时电路用来产生一个或多个时钟信号，这些时钟信号用来控制集成在电压电平移动器IC中的控制电路304。图6示出根据本发明一个实施例的作为电压电平移动器302的示例性实现的电压电平移动器602。参见图6，开关Si、S2和S3分别通过晶体管Ql、Q2和Q3来实现。Ql示为PMOS晶体管，其源极连接于高电压供给干线Vs+，其漏极连接于Vott，而其栅极由控制电路604驱动。Q2示为匪OS晶体管，其源极连接于低电压供给干线Vs-，其漏极连接于VQUT， 而其栅极由控制电路604驱动。Q3示为PM0S，其源极连接于VroMP，其漏极连接于Vott，而其栅极由控制电路604驱动。作为控制电路304的一种实现的控制电路604示为接收两路时钟信号CLK1、CLK2，但它能接收更多或更少的时钟信号，这取决于控制电路604的实现。控制电路604可包括如图6所示的逻辑控制块。此外，要注意开关可以其它方式实现，例如使用其它类型的晶体管，包括但不局限于BJT、FET和JFET，这仍然落在本发明范围内。图7是图6的电压电平移动器604的时序图，图中示出如何使用两时钟信号CLKl 和CLK2来产生VOTT。在参照图6和图7描述的示例性实施例中，CLKl控制开关晶体管Ql 和Q2 (它们实现开关Sl和S2)，而CLK2控制开关晶体管Q3 (它实现开关S3)。如从图7可以看出的那样，在这种配置中，CLK2的频率和占空比控制何时在Vot处具有从电压供给干线(Vs-或Vs+)其中之一至取决于Votp的中间电压电平的电压电平移动。再次参见图4和图5，这些曲线图中还示出如何使用CLK2来控制何时在Vot处具有从电压供给干线(Vs-或 Vs+)其中之一至取决于Votp的中间电压电平的电压电平移动。能用来操作该电路的输入信号可以有许多不同的组合(例如CLKl和CLK2)。然而，已经提供图7所示的时序图以示出输入信号能用来控制电压电平移动器602的输出的一个例子。由于要求的输出时序对于不同应用来说可能是不同的，因此使用两时钟信号获得的可调时序和这种架构中的节能特征使这种电压电平移动器可用于多种应用，例如用于各种不同的LCD面板。图8A示出根据本发明另一实施例的电压电平移动器802A的四种不同配置。这里， 不是使用Ctomp来产生νωΜΡ(以相比图1的电压电平移动器102降低功耗)，而是使用电源 804Α来提供νωΜΡ。这仍然提供相比图1的电压电平移动器102降低的功耗，但可能其功耗降低不像图3介绍的电压电平移动器302那么多。根据一个实施例，Votp= (Vs++VS-)/2。根据其它实施例，Votp是Vs+和Vs-之间的某些其它电压。电压电平移动器802Α的功耗可表达为 P = (4*C (Vshift/2) * (Vshift/2) *F) /2。在 Vcomp = (Vs++Vs-) /2 时，P = (C*Vshift~2*F) /2， 其功耗相比图1的电压电平移动器102降低50%。图8A中的控制电路304和开关Si、S2 和S3以与图3所示类似的方式工作，并因此不需要再次详细说明。根据本发明的一个实施例，不是使用外部电源来产生VOTP，如图8A的情形，电源 (或其至少一部分)可与电压电平移动器集成在一起。这将参照图8B所示的电压电平移动器802B进行说明。参照图8B，包含电阻器Rl和R2的电阻分压器产生一电压，将该电压提供给配置为缓冲器的放大器Ul的非反相(+)输入，即放大器的输出连接于放大器的反相 ㈠输入。补偿电容器Cotp连接于^^。缓冲器配置的放大器Ul将稳定的DC电压电平提供给补偿电容器COTP。又一电阻器R3可连接在放大器Ul的输出和Votp节点之间以限制提供给补偿电容器Ctomp的电流。根据一个实施例，Ccomp的电容为Cum的电容的至少100倍。 补偿电容器Cotp示为处于电压电平移动器的外部，但也能集成在其中。在这些实施例中， 电阻器Rl、R2、R3，放大器Ul和补偿电容器Cotp提供电源804Β。根据一特定实施例，电源 804Β配置成使Votp等于(Vs++Vs-)/2，尽管在替代实施例中Votp可被驱动至另一电压。图 8B中仅示出开关S1、S2和S3的一种配置，但如同前述实施例的情形，这些开关具有四种配置。图8B中的控制电路304和开关Si、S2和S3工作方式与图3中相似，并因此无需再次详细地解释。根据其它实施例，经缓冲的放大器Ul以及电阻器Rl、R2和R3可用DC-DC开关电源或低压差(LDO)调节器来代替，但不局限于此。图9示出根据本发明一个实施例的作为电压电平移动器802A的示例性实现的电压电平移动器902。类似的实现可用于电压电平移动器802B。本文描述的电压电平移动器在其Vott端子产生单端电压信号。因此，本文描述的电压电平移动器可用来驱动负载，例如接收单端驱动信号的一部分TFT-LCD面板。如果拟驱动的负载需要差分信号，则Vott端子处的单端电压信号可利用用单端-差分信号转换器来转换成差分信号。替代地，一对电压电平移动器可用来产生共同提供差分信号的互补单端信号。图10示出其中可采用根据本发明实施例的电压电平移动器的示例性系统。更具体地，图10是在面板内栅(GIP)TFT-LCD系统1000的高级图。GIPTFT-LCD系统1000示为包括TFT-LCD面板1010、定时控制器(TCON) 1030和电压电平移动器1002。TFT-LCD面板 1010示为包括面板内栅(GIP)驱动器1012、列驱动器1014以及TFT-LCD屏幕1016。作为一种栅极线驱动器的GIP驱动器1012(也称为行驱动器)包括可由上述本发明一个实施例的一个或多个电压电平移动器1002驱动的高电压移位寄存器。列驱动器 1014有时也称为数据驱动电路，或称为源极线驱动器。TFT-IXD屏幕1016包括栅极线Gl-GN 以及数据线D1-DM，它们彼此交叉。在每根栅极线Gl-GN和每根数据线Dl-DM的交叉点处设有薄膜晶体管TFT，例如多晶硅或非晶硅TFT。TFT的栅极连接于栅极线Gl-GN其中之一， TFT的源极连接于数据线Dl-DM其中之一，TFT的漏极连接于表示为虚线电容器的液晶单元 Clc的一个端子(有时称其为像素电极)。Clc的另一端子连接于公共电压(Vcom)。存储电容器Cs也示为与Clc并联在TFT的漏极和Vcom之间。TFT、Clc和Cs可统称为像素。这些像素在TFT-IXD屏幕1016中排列成矩阵。GIP驱动器1012具有多根栅极线输出G1-GN，这些栅极线输出Gl-GN通过提供栅极驱动脉冲以顺序方式驱动面板TFT-IXD屏幕1016的栅极线G1-GN，所述栅极驱动脉冲有时称为扫描脉冲或栅极线信号。可以是本发明前述实施例的电压电平移动器之一的电压电平移动器1002将来自定时控制器1030的低电压信号(例如3. 3V)转换成高电压信号(例如在+20V至-15V之间变动)。该高电压信号驱动面板内的高电压移位寄存器。移位寄存器的输出驱动面板的行。例如，电压电平移动器可将来自一个行的“on”脉冲移动至下一行，直到一个帧结束。在 LCD面板具有1080行的情形下，移位寄存器可将“on”脉冲从行1移动至行1080。根据帧速率和刷新率，可使用少至一个电压电平移动器或多达九个或更多个电压电平移动器。图11是用来概括根据本发明某些实施例的方法的高级流程图。参见图11，在第一时间周期(也称第一阶段)，输出电压(Vom)端子拉低至低电压供给干线(VS-)，如步骤 1102所示。在第二时间周期(也称第二阶段)，输出电压(Vom)端子拉高至低电压供给干线 (Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第一中间电压电平，如步骤1104所示。在第三时间周期(也称第三阶段)，输出电压(Vqut)端子拉高至高电压供给干线(VS+)，如步骤1106所示。在第四时间周期(也称第四阶段)，输出电压(Vott)端子拉低至低电压供给干线(Vs-) 和高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平。如直线1110所示，步骤1102-1108被重复。如前所述，在第二时间周期和第四时间周期内，连接于输出电压(Vom)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。参照图11描述的方法可用来提供用于驱动例如但不局限于TFT-LCD面板的LCD面板的电压电平移动。参照图11 描述的方法也可用来驱动其它类型的显示面板，包括但不局限于有机光发射二极管(OLED) 面板。根据特定实施例，方法还包括使用LCD面板、OLED面板或其它类型显示面板外部的电路产生第一和第二中间电压电平(在步骤1104和1108中提到)。这允许中间电压电平精确地受到控制，由此当将这些方法用于各种不同的显示面板(例如由各个不同制造商制造)时提供节能优化和/或其它定制。本发明的特定实施例涉及具有降低功耗的高电压电平移动器，该高电压电平移动器还导致降低的热散逸，这也是理想的。这些功率/热的减少是使用双层开关布置来达成的。本发明的实施例还针对以功率和热量效率高的方式提供电压电平移动的方法。本发明的实施例还针对包括电压电平移动器的系统。尽管以上已经描述了本发明的各个实施例，但应当理解，它们是作为示例而非限定给出的。对相关领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可对本发明在形式和细节方面作出各种变化。本发明的宽度和范围不应由上述示例性实施方式中的任何一个来限制，而应当只根据所附权利要求书及其等效物来限定。
附图中主要组件的附图标记列表 102，302，602，802A，
802B，902，1002
304,604
804A,804B
Ccomp
电压电平移动器
控制电路电源
补偿电容器
Ql, Q2, Q3
Rl, R2, R3
Si, S2, S3
Ul
Vcomp
VOUT
Vs-
Vs+
1000
1010
1012
1014
1016
1030
1102，1104，1106，
1108
晶体管电阻器开关
放大器补偿电压节点输出电压端子低电压供给干线高电压供给干线面板内栅(GIP)TFT-LCD系统 TFT-LCD 面板面板内栅(GIP)驱动器列驱动器 TFT-LCD 屏幕定时控制器
步骤
权利要求
1.一种电压电平移动器电路，包括第一开关(Si)，所述第一开关(Si)连接在第一端子和输出电压(Vott)端子之间，其中所述第一端子配置成连接于高电压供给干线(Vs+)；第二开关(S2)，所述第二开关(S》连接在第二端子和输出电压(Vott)端子之间，其中所述第二端子配置成连接于低电压供给干线(Vs-)；第三开关(S3)，所述第三开关(S； )连接在补偿电压(Vcqmp)节点和输出电压(Vqut)端子之间；以及控制电路，所述控制电路配置成控制所述第一、第二和第三开关(S1、S2和S3)以使 在第一配置(配置1)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)闭合而第三开关(S3)断开，这使输出电压(Vqut)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)，在第二配置(配置2)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)断开，而第三开关(S3) 闭合，这使输出电压(Vot)端子拉高至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第一中间电压电平，在第三配置(配置3)中，第一开关(Si)闭合，第二开关(S2)断开，而第三开关(S3) 断开，这使输出电压(Vot)端子拉高至高电压供给干线(Vs+)，并且在第四配置(配置4)中，第一开关(Si)断开，第二开关(S2)断开，而第三开关(S3) 闭合，这使输出电压(Vot)端子拉低至低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平。
2.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于 所述输出电压(Vott)端子输出单端电压信号；所述输出电压(Vott)端子连接于显示面板；以及所述补偿电压(Votp)节点连接于所述显示面板外部的补偿电路，所述补偿电路包括连接在补偿电压(Votp)节点和处于高电压供给干线和低电压供给干线之间的又一电压干线之间的补偿电容器(Ctomp)。
3.如权利要求2所述的电压电平移动器电路，其特征在于，所述又一电压干线包括接地线。
4.如权利要求2所述的电压电平移动器，其特征在于，补偿电压(Vtomp)节点处的电压取决于连接在补偿电压(Vcqmp)节点和又一电压干线之间的补偿电容器(Cotp)。
5.如权利要求2所述的电压电平移动器，其特征在于，所述补偿电路还包括与补偿电容器(Cotp)串联在所述补偿电压(Vcqmp)节点和又一电压干线之间的补偿电阻器(Rotp)。
6.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于 所述第一中间电压电平等于(Vs-+VOTP)/2 ；以及所述第二中间电压电平等于(Vs++VOTP)/2。
7.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于，在所述第二和第四配置(配置2和配置4)中，所述电压电平移动器电路不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线 (Vs+)汲取任何功率。
8.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于，在所述第二和第四配置(配置2和配置4)中，连接于输出电压(Vom)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。
9.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于，所述控制电路配置成接收一个或多个时钟信号，所述一个或多个时钟信号用来控制在第一、第二、第三和第四配置间切换的时间。
10.如权利要求1所述的电压电平移动器电路，其特征在于 所述电压电平移动器电路实现为集成电路(IC)；所述第一开关(Si)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和控制电路实现在所述集成电路 (IC)中；以及所述第一端子、第二端子、输出电压(Vom)端子和补偿电压(Votp)节点中的每一个是集成电路(IC)的分立端子。
11.如权利要求10所述的电压电平移动器，其特征在于 所述集成电路(IC)还包括一个或多个时钟输入端子；以及控制电路，所述控制电路配置成根据由所述集成电路(IC)的一个或多个时钟输入端子接收的一个或多个时钟信号在所述第一、第二、第三和第四配置之间转换。
12.如权利要求1所述的电压电平移动器，其特征在于，所述补偿电压(Votp)节点处的电压是由电源提供的。
13.如权利要求12所述的电压电平移动器，其特征在于，由电源提供的补偿电压(Votp) 节点处的电压等于(Vs++Vs-)/2。
14.如权利要求12所述的电压电平移动器，其特征在于所述第一开关(Si)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、控制电路以及至少一部分电源实现在所述集成电路(IC)中；以及所述第一端子、第二端子和输出电压(Vom)端子中的每一个是集成电路(IC)的分立端子。
15.如权利要求12所述的电压电平移动器，其特征在于所述第一开关(Si)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和控制电路实现在集成电路(IC)中；所述电源实现在所述集成电路(IC)外部；以及所述第一端子、第二端子、输出电压(Vom)端子和补偿电压(Votp)节点中的每一个是集成电路(IC)的分立端子。
16.一种配置成驱动负载的电压电平移动器电路，包括 第一端子，所述第一端子配置成连接于高电压供给干线(Vs+)； 第二端子，所述第二端子配置成连接于低电压供给干线(Vs-)；输出电压(Vot)端子，所述输出电压(Vott)端子可连接于拟由所述输出电压(Vom)端子处的单端电压信号输出驱动的负载；补偿电压(Votp)节点，此处产生所述高电压供给干线(Vs+)和低电压供给干线(Vs-) 之间的中间电压电平；多个开关，所述多个开关构造成多种配置；以及控制电路，所述控制电路配置成控制开关，从而在所述配置的至少一种中将连接于输出电压(Vott)端子的负载连接于所述补偿电压(Votp)节点并从所述低电压供给干线(Vs-) 和高电压供给干线(Vs+)两者断开，并因此不从所述低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。
17.如权利要求16所述的电压电平移动器电路，其特征在于 所述输出电压(Vott)端子连接于显示面板；以及所述补偿电压(Votp)节点连接于所述显示面板外部的补偿电路，所述补偿电路包括连接在补偿电压(Votp)节点和处于高电压供给干线和低电压供给干线之间的又一电压干线之间的补偿电容器(Ctomp)。
18.如权利要求17所述的电压电平移动器，其特征在于 所述控制电路配置成控制开关以使在第一配置中，所述输出电压(Vott)端子被拉低至低电压供给干线(Vs-)， 在第二配置中，所述输出电压(Vom)端子被拉高至在所述低电压供给干线(Vs-)和所述高电压供给干线(Vs+)之间的第一中间电压电平，所述第一中间电压取决于所述补偿电压(Votp)节点处的电压，在第三配置中，所述输出电压(Vqut)端子被拉高至高电压供给干线(Vs+)， 在第四配置中，所述输出电压(Vom)端子被拉低至在所述低电压供给干线(Vs-)和所述高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平，所述第一第二中间电压取决于所述补偿电压(Votp)节点处的电压，以及在所述第二配置和第四配置中，电压电平移动器电路不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。
19.一种提供用于驱动显示面板的电压电平移动的方法，所述方法包括(a)在第一时间周期，将输出电压(Vot)端子拉低至所述低电压供给干线(Vs-)，所述输出电压(Vom)端子可连接于所述显示面板；(b)在第二时间周期，将输出电压(Vott)端子拉高至所述低电压供给干线(Vs-)和所述高电压供给干线(Vs+)之间的第一中间电压电平；(c)在第三时间周期，将所述输出电压(Vqut)端子拉高至高电压供给干线(Vs+)；(d)在第四时间周期，将所述输出电压(Vott)端子拉低至所述低电压供给干线(Vs-)和所述高电压供给干线(Vs+)之间的第二中间电压电平；以及(e)使用处于所述显示面板外部的电路来产生所述第一和第二中间电压电平。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，在第二时间周期和第四时间周期内，连接于输出电压(Vom)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。
21.—种系统，包括显示面板，所述显示面板包括列驱动器、栅驱动器以及由由所述列驱动器和栅驱动器的输出驱动的显示屏幕；电压电平移动器，所述电压电平移动器驱动所述显示面板的栅驱动器；以及定时控制器，所述定时控制器将至少一个时钟信号提供给所述电压电平移动器； 其中所述电压电平移动器包括 配置成连接于高电压供给干线(Vs+)的第一端子； 配置成连接于低电压供给干线(Vs-)的第二端子；可连接于所述显示面板的栅驱动器的输出电压(Vott)端子，所述显示面板由所述输出电压(Vom)端子处的电压信号输出驱动；补偿电压(Votp)节点，此处产生所述高电压供给干线(Vs+)和低电压供给干线(Vs-) 之间的中间电压电平；多个开关，所述多个开关构造成多种配置；以及控制电路，所述控制电路配置成控制开关，从而在所述配置的至少一种中将连接于输出电压(Vott)端子的负载连接于所述补偿电压(Votp)节点并从所述低电压供给干线(Vs-) 和高电压供给干线(Vs+)两者断开，并因此不从所述低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率；并且还包括所述显示面板外部的补偿电路，所述补偿电路包括连接在所述电压电平移动器的补偿电压(Votp)节点和处于高电压供给干线和低电压供给干线之间的又一电压干线之间的补偿电容器(Ctomp)。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，在第二配置和第四配置中，连接于输出电压(Vom)端子的栅驱动器不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。
全文摘要
在一个实施例中，电压电平移动器电路包括配置成连接于高电压供给干线(Vs+)的第一端子、配置成连接于低电压供给干线(Vs-)的第二端子以及输出电压(VOUT)端子。该电压电平移动器还包括补偿电压(VCOMP)节点。附加地，电压电平移动器包括可构造成多种配置的多个开关；以及控制电路，该控制电路配置成控制开关以在配置的至少一种中使连接于输出电压(VOUT)端子的负载不从低电压供给干线(Vs-)和高电压供给干线(Vs+)汲取任何功率。负载可以是例如显示面板的栅驱动电路，该显示面板例如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)面板，但不局限于此。
文档编号G09G3/36GK102237065SQ20111012036
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月4日 优先权日2010年5月5日
发明者C·Y·洽, H·J·金 申请人:英特赛尔美国股份有限公司