KR100597061B1 - Tft lcd gate driver circuit with two-transistion output level shifter - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 전압 레벨의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨의 제 2 상태를 포함하는 신호와, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치와, 제 1 전원 장치에 연결된 게이트 전극, 신호를 수신하는 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 1 고전압 트랜지스터와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치와, 제 2 전원 장치에 연결된 제 1 전극 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 2 고전압 트랜지스터를 포함하는, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 회로에 관한 것이며, 여기서, 노드의 전압 레벨은 신호의 제 1 상태에 응답하여 대략 제 3 전압 레벨로 풀되며, 신호의 제 2 상태에 응답하여 대략 제 2 전압 레벨로 풀된다. The present invention provides a signal comprising a first state of a first voltage level and a second state of a second voltage level, a first power supply providing a first voltage level, a gate electrode connected to the first power supply, a signal A first high voltage transistor comprising a first electrode receiving a second electrode and a second electrode connected to the node, a second power supply providing a third voltage level, a first electrode connected to the second power supply and a first connected to the node; A circuit for converting a voltage level in a liquid crystal display panel, comprising a second high voltage transistor comprising a second electrode, wherein the voltage level of the node is at approximately a third voltage level in response to the first state of the signal. Is pulled to approximately a second voltage level in response to the second state of the signal.
Description
도 1a는 종래 기술의 게이트 드라이버를 도시하는 블록도, 1A is a block diagram showing a gate driver of the prior art;
도 1b는 종래 기술의 게이트 드라이버에서 사용되는 상이한 전압 레벨을 도시하는 도면, 1B is a diagram showing different voltage levels used in the prior art gate driver,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로를 도시하는 회로도, 2 is a circuit diagram showing a circuit for converting a voltage level according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로를 도시하는 회로도, 3 is a circuit diagram showing a circuit for converting a voltage level according to another embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로를 도시하는 회로도, 4 is a circuit diagram showing a circuit for converting a voltage level according to another embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로를 도시하는 회로도이다.5 is a circuit diagram showing a circuit for converting a voltage level according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 일반적으로 박막 트랜지스터의 액정 디스플레이("TFT LCD") 소자에 관한 것이고, 보다 상세하게는, TFT LCD 게이트 드라이버의 출력 레벨 시프터에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to liquid crystal display ("TFT LCD") elements of thin film transistors, and more particularly to an output level shifter of a TFT LCD gate driver.
액티브 매트릭스 액정 디스플레이("LCD") 소자는 일반적으로 디스플레이 패널과, 그 디스플레이 패널을 구동하는 구동 회로를 포함한다. 구동 회로는 게이트 라인의 하나의 행을 선택하는 게이트 드라이버와, 소스 라인을 통해 그 선택된 게이트 라인에 대응하는 픽셀로 픽셀 신호를 제공하는 소스 드라이버를 더 포함할 수 있다. 혼합형 전압 환경에서 일반적으로 동작하는 게이트 드라이버는, 자신이 사용하는 상이한 전압 레벨을 변환시키는 회로를 필요로 한다. Active matrix liquid crystal display ("LCD") elements generally comprise a display panel and a drive circuit for driving the display panel. The driving circuit may further include a gate driver for selecting one row of the gate lines, and a source driver for providing a pixel signal through the source line to a pixel corresponding to the selected gate line. Gate drivers typically operating in mixed voltage environments require circuitry to convert the different voltage levels they use.
도 1a는 종래 기술의 게이트 드라이버(10)의 블록도이다. XGA/SXGA 디스플레이 시스템에 있어서, 게이트 드라이버(10)는 256개의 출력 채널(OUT1 - OUT256)을 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(10)는 입력 레벨 시프터(12), 시프트 레지스터(14), 제어 장치(16), 출력 레벨 시프터(18) 및 출력 버퍼(20)를 포함한다. 입력 레벨 시프터(12)는 LCD 제어 주문형 반도체("ASIC")으로부터의 입력 신호의 전압 레벨을 변환시킨다. 입력 신호는 좌/우 시프트 제어 신호(LR), 출력 인에이블 신호(OE) 및 글로벌 온(global-on) 제어 신호(XON) 등의 제어 신호, 클록 신호(SCLK), 및 우측 데이터 입력/출력(DIOR)과 좌측 데이터 입력/출력(DIOL) 등의 데이터 신호를 포함한다. 시프트 레지스터(14)는 신호(SCLK)의 상승 에지에서 신호(LR)에 따라서 신호(DIOR 또는 DIOL)의 개시 펄스(start pulse)를 시프트한다. 제어 장치(16)는 시프트 레지스터(14)로부터의 신호를 디코딩하고, 신호(OE, XON)를 통해 게이트 드라이버(10)의 동작 모드를 제어한다. 출력 레벨 시프터(18)는 제어 장치(16)로부터의 신호의 전압 레벨을 변환한다. 레벨 변환된 신호는 디스플레이 패널을 구동하기 위해 출력 버퍼(20)에 저장된다. 1A is a block diagram of a
도 1b는 게이트 드라이버(10)에 사용되는 상이한 전압 레벨을 도시하는 도면이다. LCD 제어 ASIC으로부터의 입력 신호는 VSS ~ VDD(예를 들어, 각각 0V, 3.6V) 범위의 제 1 전압 레벨을 가지고 있다. 입력 레벨 시프터(12)는 제 1 전압 레벨을, VEE ~ VAA(예를 들어, 각각 -10V, (-10 + (3.6 ~ 5))V) 범위의 제 2 전압 레벨로 변환한다. 제 2 전압 레벨은 입력 레벨 시프터(12), 시프트 레지스터(14), 및 제어 장치(16)에 사용된다. 출력 레벨 시프터(18)는 제 2 전압 레벨을, VEE ~ VCOM(예를 들어, 각각 -10V, 25V) 범위의 제 3 전압 레벨로 변환한다. 제 3 전압 레벨은 출력 레벨 시프터(18)와 출력 버퍼(20)에 사용된다. FIG. 1B is a diagram illustrating different voltage levels used for the
종래 기술인 출력 레벨 시프터의 일예가, "Single-Ended High-Voltage Level Shifter for a TFT-LCD Gate Driver"의 미국 특허 출원 공보 제 2002-0135555 호(이하, '555 특허 출원이라 함)에 기술되어 있다. 특히, '555 특허 출원의 도 5에서, 2 레벨 출력 레벨 시프터(51)가 개시되어 있다. 레벨 시프터(51)는 입력 신호의 전압 레벨을 변환하기 위해 2개의 고전압 트랜지스터(M1, M2)를 포함한다. 레벨 시프터(51)는 부분 회로(511)를 내장함으로써, 칩 면적을 감소시킨다. 그러나, 부분 회로(511)는, 레벨 시프터(51)가 정적 전력을 많이 소비하는 것을 방지하기 위 해서, 글로벌 온 제어 신호(XON2, XON3)에 응답하여 동작하는 2개의 다른 고전압 트랜지스터(M11, M12)를 포함한다. 또한, 신호(XON2, XON3)에 대한 전압 레벨을 발생시키기 위해서는 추가적인 레벨 시프터가 필요하다. 결과적으로, 레벨 시프터(51)는 바람직하지 않게 복잡해지고 큰 칩 면적을 여전히 차지하게 될 것이다. An example of a prior art output level shifter is described in US Patent Application Publication No. 2002-0135555 (hereinafter referred to as the '555 patent application) of "Single-Ended High-Voltage Level Shifter for a TFT-LCD Gate Driver". . In particular, in FIG. 5 of the '555 patent application, a two level output level shifter 51 is disclosed. The level shifter 51 includes two high voltage transistors M1 and M2 for converting the voltage level of the input signal. The level shifter 51 reduces the chip area by incorporating the partial circuit 511. However, the partial circuit 511 has two different high voltage transistors M11 and M12 that operate in response to the global on control signals XON2 and XON3 to prevent the level shifter 51 from consuming a lot of static power. ). In addition, an additional level shifter is required to generate voltage levels for the signals XON2 and XON3. As a result, the level shifter 51 will be undesirably complicated and still occupy a large chip area.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 한계 및 단점으로 인한 하나 이상의 문제점을 극복하는 회로 및 방법에 관한 것이다. Accordingly, the present invention is directed to circuits and methods that overcome one or more problems due to the limitations and disadvantages of the prior art.
이들 장점 및 다른 장점을 달성하기 위해서, 그리고, 구현되고 광범위하게 설명된 본 발명의 목적에 따라서, 제 1 전압 레벨의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨의 제 2 상태를 포함하는 신호와, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치와, 제 1 전원 장치에 연결된 게이트 전극, 신호를 수신하는 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 1 고전압 트랜지스터와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치와, 제 2 전원 장치에 연결된 제 1 전극 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 2 고전압 트랜지스터를 포함하는, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 회로가 제공되며, 여기서, 노드의 전압 레벨은 신호의 제 1 상태에 응답하여 대략 제 3 전압 레벨로 풀(pull)되며, 신호의 제 2 상태에 응답하여 대략 제 2 전압 레벨로 풀된다. A signal comprising a first state of a first voltage level and a second state of a second voltage level, in order to achieve these and other advantages, and in accordance with the object of the invention as implemented and broadly described, A first high voltage transistor comprising a first power supply providing a voltage level, a gate electrode connected to the first power supply, a first electrode receiving a signal, and a second electrode connected to the node, and a third voltage level A circuit for converting a voltage level in a liquid crystal display panel is provided, comprising: a second power supply; and a second high voltage transistor comprising a first electrode connected to the second power supply and a second electrode connected to the node. Here, the voltage level of the node is pulled to approximately the third voltage level in response to the first state of the signal, and pulled to approximately the second voltage level in response to the second state of the signal.
또한, 본 발명에 따르면, 기준 전압을 제공하는 전류원과, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 복수의 회로 - 각각의 회로는, 제 1 전압 레벨의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨의 제 2 상태를 포함하는 신호와, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치와, 제 1 전원 장치에 연결된 게이트 전극, 신호를 수신하는 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치와, 기준 전압에서 바이어싱되는 게이트 전극, 제 2 전원 장치에 연결된 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터를 포함함 - 를 포함하는 액정 디스플레이 패널용 구동 회로가 제공되며, 노드에서의 전압 레벨은 신호의 제 1 상태에 응답하여 대략 제 3 전압 레벨로 풀되고, 신호의 제 2 상태에 응답하여 대략 제 2 전압 레벨로 풀된다. Furthermore, according to the present invention, a current source for providing a reference voltage and a plurality of circuits for converting voltage levels in the liquid crystal display panel, each circuit comprising a first state of the first voltage level and a second voltage level of the second voltage level. A first comprising a signal comprising a two state, a first power supply providing a first voltage level, a gate electrode connected to the first power supply, a first electrode receiving a signal, and a second electrode connected to the node A second transistor comprising a transistor, a second power supply providing a third voltage level, a gate electrode biased at a reference voltage, a first electrode connected to the second power supply, and a second electrode connected to the node; A driving circuit for a liquid crystal display panel is provided, wherein the voltage level at the node is pulled to approximately a third voltage level in response to the first state of the signal and in response to the second state of the signal. In response to approximately the second voltage level.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치와, 제 2 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 3 전원 장치와, 제 1 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터와, 제 2 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터와, 제 3 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 3 트랜지스터와, 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 제 1 입력 신호와, 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 제 2 입력 신호와, 출력 신호와, 제 1 입력 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 1 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 1 장치와, 제 2 입력 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 2 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 2 장치와, 제 1 및 제 2 입력 신호를 디코딩하여 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 디코딩 신호를 제공하는 디코더와, 디코딩 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 3 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 3 장치를 포함하는, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 회로가 제공된다. According to the present invention, there is also provided a first power supply for providing a first voltage level, a second power supply for providing a second voltage level, a third power supply for providing a third voltage level, and a first power supply. A first transistor comprising an electrode connected to the second transistor; a second transistor comprising an electrode connected to the second power supply; a third transistor comprising an electrode connected to the third power supply; and a first state and a second state. Turning on and turning the first transistor in response to a first input signal, a second input signal including a first state and a second state, an output signal, and first and second states of the first input signal, respectively. A first device to turn off, a second device to turn on and off a second transistor in response to the first and second states of the second input signal, respectively, and a first state to decode the first and second input signals. And a deco including a second state A circuit for converting a voltage level in a liquid crystal display panel comprising a decoder for providing a signal and a third device for turning on and off a third transistor in response to first and second states of the decoded signal, respectively. Is provided.
또한, 본 발명에 따르면, 기준 전압을 제공하는 전류원을 제공하는 단계와, 제 1 전압 레벨의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨의 제 2 상태를 포함하는 신호를 제공하는 단계와, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치를 제공하는 단계와, 제 1 전원 장치에 연결된 게이트 전극, 신호를 수신하는 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터를 제공하는 단계와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치를 제공하는 단계와, 기준 전압에서 바이어싱되는 게이트 전극, 제 2 전원 장치에 연결된 제 1 전극, 및 노드에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터를 제공하는 단계와, 신호의 제 1 상태에 응답하여 노드의 전압 레벨을 대략 제 3 전압 레벨로 풀하는 단계와, 신호의 제 2 상태에 응답하여 노드의 전압 레벨을 대략 제 2 전압 레벨로 풀하는 단계를 포함하는, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 방법이 제공된다. Further, according to the present invention, there is provided a method of providing a current source that provides a reference voltage, providing a signal comprising a first state of a first voltage level and a second state of a second voltage level; Providing a first power supply comprising: a first transistor comprising a gate electrode connected to the first power supply, a first electrode receiving a signal, and a second electrode connected to the node; Providing a second power supply providing a third voltage level, a second transistor comprising a gate electrode biased at a reference voltage, a first electrode connected to a second power supply, and a second electrode connected to a node And pulling the voltage level of the node to approximately a third voltage level in response to the first state of the signal, and bringing the node's voltage level to approximately a second voltage level in response to the second state of the signal. A method of converting a voltage level in a liquid crystal display panel is provided, which includes pulling up.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 전압 레벨을 제공하는 제 1 전원 장치를 제공하는 단계와, 제 2 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치를 제공하는 단계와, 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 3 전원 장치를 제공하는 단계와, 제 1 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터를 제공하는 단계와, 제 2 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터를 제공하는 단계와, 제 3 전원 장치에 연결된 전극을 포함하는 제 3 트랜지스터를 제공하는 단계와, 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 제 1 입력 신호를 제공하는 단계와, 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 제 2 입력 신호를 제공하는 단계와, 출력 신호를 제공하는 단계와, 제 1 입력 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 1 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 1 장치를 제공하는 단계와, 제 2 입력 신호의 제 1 상태 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 2 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 2 장치를 제공하는 단계와, 제 1 및 제 2 입력 신호를 디코딩하여 제 1 상태 및 제 2 상태를 포함하는 디코딩 신호를 제공하는 디코더를 제공하는 단계와, 디코딩 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여 제 3 트랜지스터를 턴 온 및 턴 오프하는 제 3 장치를 제공하는 단계를 포함하는, 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 방법이 제공된다. Further, according to the present invention, there is provided a method of providing a first power supply that provides a first voltage level, providing a second power supply that provides a second voltage level, and a third providing a third voltage level. Providing a power supply, providing a first transistor comprising an electrode coupled to the first power supply, providing a second transistor comprising an electrode coupled to the second power supply, and providing a third power supply; Providing a third transistor comprising an electrode coupled to the second transistor; providing a first input signal comprising a first state and a second state; and providing a second input signal comprising a first state and a second state. Providing an output signal, providing a first device for turning on and turning off a first transistor in response to first and second states of a first input signal, and a second input Providing a second device for turning on and off a second transistor in response to a first state and a second state of the signal, respectively, and decoding the first and second input signals to determine the first state and the second state. Providing a decoder for providing a decoded signal comprising: providing a third device for turning on and off a third transistor in response to first and second states of the decoded signal, respectively; A method of converting voltage levels in a panel is provided.
본 발명의 추가적인 목적 및 장점은 다음의 상세한 설명에서 부분적으로 설명될 것이며, 부분적으로 상세한 설명으로부터 자명해질 것이며, 본 발명의 실행에 의해 알게 될 것이다. 본 발명의 목적 및 장점은 첨부한 청구 범위에서 특히 지시된 구성 요소 및 그 조합에 의해 실현되고 얻어질 것이다. Additional objects and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will be obvious from the description, and will be learned by practice of the invention. The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
청구된 바와 같이, 상술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 둘다는 단지 예시적이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. As claimed, both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary only and are not intended to limit the invention.
본 명세서에 포함되며 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 일 실시예를 도시하며, 설명과 함께, 본 발명의 이론을 설명하는 역할을 한다.
The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate one embodiment of the invention and, together with the description, serve to explain the theory of the invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보며, 그 예가 첨부한 도면에 예시되어 있다. 가능한 한 어느 곳이든, 도면 전체에 걸쳐 동일 참조 부호가 사용되어 동일 또는 유사 구성 요소를 지칭하게 될 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numerals will be used throughout the drawings to refer to the same or similar components.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로(10)를 도시하는 회로도이다. 회로(10)는 2 레벨 입력 신호(VIN)에 응답하여 2 레벨 출력 신호(VOUT)를, 예를 들어, 게이트 드라이버(도시 생략)의 256개의 출력 채널 중 하나에 제공한다. 회로(10)는 시프트 레지스터(12), 레벨 시프터(14), 및 출력 버퍼(16)를 포함한다. 시프트 레지스터(12)는 예를 들어, D형 플립 플롭의 래치 소자(12-2)와, 인버터(12-4)를 더 포함한다. 입력 신호(VIN)는 예를 들어, VAA인 제 1 전압 레벨의 제 1 상태와, 예를 들어, VEE인 제 2 전압 레벨의 제 2 상태를 포함한다. 인버터(12-4)는 출력 단자, 즉 노드 A에서 입력 신호(VIN)의 반전 신호를 제공한다. 2 is a circuit diagram showing a
레벨 시프터(14)는 제 1 트랜지스터(14-2)와 제 2 트랜지스터(14-4)를 더 포함한다. 제 1 트랜지스터(14-2)는 제 1 전압 레벨(VAA)을 제공하는 제 1 전원 장치(18)에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음), 노드 A에 연결된 제 1 전극(참조 번호 없음), 및 노드 B에 연결된 제 2 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 제 2 트랜지스터(14-4)는 기준 전압(VR)에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음), 예를 들어, VCOM인 제 3 전압 레벨을 제공하는 제 2 전원 장치(20)에 연결된 제 1 전극(참조 번호 없음), 및 노드 B에 연결된 제 2 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 전류 원에 의해 생성되는 기준 전압(VR)은 게이트 드라이버의 256개의 출력 채널 각각에 전체적으로 제공된다. 제 2 트랜지스터(14-4)가 턴 온되도록, 기준 전압(VR)의 전압 레벨은 사전결정되어 있다. The
본 발명에 따른 일 실시예에서, 제 1 트랜지스터(14-2)는 고전압의 n 채널 금속 산화물 반도체(NMOS) 트랜지스터이고, 제 2 트랜지스터(14-4)는 고전압의 p 채널 금속 산화물 반도체(PMOS) 트랜지스터이다. 제 1 및 제 2 트랜지스터(14-2, 14-4)는 각각 스위치와 풀 업 소자로서 기능하기 때문에, 이들 트랜지스터는 바람직하게 보다 소형으로 설계될 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the first transistor 14-2 is a high voltage n-channel metal oxide semiconductor (NMOS) transistor, and the second transistor 14-4 is a high voltage p-channel metal oxide semiconductor (PMOS). Transistor. Since the first and second transistors 14-2 and 14-4 respectively function as switches and pull-up elements, these transistors can preferably be designed to be smaller.
출력 버퍼(16)는 PMOS 트랜지스터(16-2)와 NMOS 트랜지스터(16-4)를 더 포함하며, 이들 트랜지스터는 함께 하나의 상보 인버터를 형성한다. PMOS 트랜지스터(16-2)는 노드 B에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음), 제 2 전원 장치(20)에 연결된 제 1 전극(참조 번호 없음), 및 회로(10)의 출력 단자로서 기능하는 노드 C에 연결된 제 2 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. NMOS 트랜지스터(16-4)는 노드 B에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음), 노드 C에 연결된 제 1 전극(참조 번호 없음), 및 제 2 전압 레벨(VEE)을 제공하는 제 3 전원 장치(22)에 연결된 제 2 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. The
입력 신호(VIN)의 제 1 상태 또는 노드 A에 존재하는 반전 신호의 제 2 상태에 응답하여, 제 1 트랜지스터(14-2)는 턴 온된다. 노드 B의 전압 레벨은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀되고, 그 다음, PMOS 트랜지스터(16-2)를 턴 온하고, NMOS 트랜지스터(16-4)를 턴 오프한다. 노드 C의 전압 레벨, 즉 VOUT는 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)이다. In response to the first state of the input signal V IN or the second state of the inverted signal present at node A, the first transistor 14-2 is turned on. The voltage level at node B is pulled to approximately the second voltage level V EE , which then turns on the PMOS transistor 16-2 and turns off the NMOS transistor 16-4. The voltage level at node C, ie V OUT, is approximately the third voltage level V COM .
입력 신호(VIN)의 제 2 상태 또는 노드 A에 존재하는 반전 신호의 제 1 상태에 응답하여, 제 1 트랜지스터(14-2)는 턴 오프된다. 노드 B의 전압 레벨은 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀되고, 그 다음, PMOS 트랜지스터(16-2)를 턴 오프하고 NMOS 트랜지스터(16-4)를 턴 온한다. 노드 C의 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)이다. 결과적으로, 입력 전압 레벨(VAA, VEE)은 각각 출력 전압 레벨(VCOM, VEE)로 변환된다. In response to the second state of the input signal V IN or the first state of the inverted signal present at node A, the first transistor 14-2 is turned off. The voltage level at node B is pulled to approximately the third voltage level V COM , and then turns off PMOS transistor 16-2 and turns on NMOS transistor 16-4. The voltage level V OUT at node C is approximately the second voltage level V EE . As a result, the input voltage levels V AA , V EE are converted to output voltage levels V COM , V EE , respectively.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로(30)를 도시하는 회로도이다. 회로(30)는 전압 발전기(32), 시프트 레지스터 및 제어 장치(34), 레벨 시프터(14), 및 출력 버퍼(16)를 포함한다. 게이트 드라이버의 출력 채널 모두에 기준 전압(VR)을 제공하는 전압 발전기(32)는 고전압 트랜지스터(32-2)와 전류원(32-4)을 포함한다. 트랜지스터(32-2)는 레벨 시프터(14)의 제 2 트랜지스터(14-4)의 게이트 전극에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음), 제 2 전원 장치(VCOM)에 연결된 제 1 전극(참조 번호 없음), 및 전류원(32-4)에 연결된 제 2 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 시프트 레지스터 및 제어 장치(34)는 래치 소 자(12-2), AND 게이트(34-2), 및 NOR 게이트(34-4)를 포함한다. 회로(30)는 2 레벨 입력 신호(VIN)에 응답하여 2 레벨 출력 신호(VOUT)를, 예를 들어, 게이트 드라이버의 256개의 출력 채널 중 하나에 제공한다. 3 is a circuit diagram showing a
게이트 드라이버는 3개의 모드, 즉, 정상 모드, OFF 모드, 및 ON 모드 중 하나의 모드에서 동작할 것이다. 둘 다 제 1 전압 레벨(VAA)의 제 1 상태 및 제 2 전압 레벨(VEE)의 제 2 상태를 포함하는 제 1 및 제 2 제어 신호(XON, OE)는 3개의 모드 중 하나를 선택할 때 제공된다. 게이트 드라이버는, 제 2 상태(VEE)의 제 1 제어 신호(XON) 및 제 1 상태(VAA)의 제 2 제어 신호(OE)가 제공될 때, 정상 모드에서 동작한다. 정상 모드에서, 입력 신호(VIN)의 제 1 상태(VAA)에 응답하여, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 입력 신호(VIN)의 제 2 상태(VEE)에 응답하여, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. The gate driver will operate in one of three modes: normal mode, OFF mode, and ON mode. The first and second control signals XON, OE, both including a first state of the first voltage level V AA and a second state of the second voltage level V EE , select one of three modes. When provided. The gate driver operates in the normal mode when the first control signal XON of the second state V EE and the second control signal OE of the first state V AA are provided. In the normal mode, in response to the first state V AA of the input signal V IN , the output voltage level V OUT is pulled to approximately the third voltage level V COM . In response to the second state V EE of the input signal V IN , the output voltage level V OUT is pulled to approximately the second voltage level V EE .
게이트 드라이버는, 제 2 상태(VEE)의 제 1 제어 신호(XON) 및 제 2 상태(VEE)의 제 2 제어 신호(OE)가 제공될 때, OFF 모드에서 동작한다. OFF 모드에서, AND 게이트(34-2)의 출력은, 입력 신호(VIN)의 상태와는 무관하게, 논리값 0 또는 VEE이다. 입력 단자에 존재하는 VEE 레벨의 제어 신호(XON, OE)에 응답하여, NOR 게이트(34-4)는 출력 단자에서 논리값 1 또는 VAA를 제공한다. 계속해서, 출력 전 압 레벨(VOUT)은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. A gate driver, a second state (V EE) of
게이트 드라이버는, 제 1 상태(VAA)의 제 1 제어 신호(XON)가 제공될 때, 제 2 제어 신호(OE)와 입력 신호(VIN)의 상태와는 무관하게, ON 모드에서 동작한다. ON 모드에서, NOR 게이트(34-4)의 출력은 논리값 0 또는 VEE이다. 계속해서, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 글로벌 신호로서의 제 1 제어 신호(XON)는, 제 1 상태(VAA)가 어서트될 때, 게이트 드라이버의 출력 채널 모두를 턴 온할 것이며, 그 결과, 바람직하지 않게, 게이트 드라이버에는 대규모 정적 전류가 흐르게 된다. 게이트 드라이버를 원하지 않는 정적 전류로부터 보호하기 위해서, 특히, 도 3에 도시된 실시예에서, 전류원(32-4)은 제 1 제어 신호(XON)의 제 1 상태에 응답하여 컷 오프된다. The gate driver operates in the ON mode regardless of the state of the second control signal OE and the input signal V IN when the first control signal XON of the first state V AA is provided. . In the ON mode, the output of the NOR gate 34-4 is logical 0 or V EE . Subsequently, the output voltage level V OUT is pulled to approximately the third voltage level V COM . The first control signal XON as a global signal will turn on all of the output channels of the gate driver when the first state V AA is asserted, and as a result, the gate driver is undesirably subjected to large static currents. Will flow. In order to protect the gate driver from unwanted static current, in particular, in the embodiment shown in FIG. 3, the current source 32-4 is cut off in response to the first state of the first control signal XON.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로(50)를 도시하는 회로도이다. 회로(50)는 전압 발전기(32), 시프트 레지스터 및 제어 장치(52), 레벨 시프터(14), 및 출력 버퍼(16)를 포함한다. 시프트 레지스터 및 제어 장치(52)는 래치 소자(12-2)와 저전압 트랜지스터(M1 - M6)를 더 포함한다. 회로(50)는 2 레벨 입력 신호(VIN)에 응답하여 2 레벨 출력 신호(VOUT)를, 예를 들어, 게이트 드라이버의 256개의 출력 채널 중 하나에 제공한다. 게이트 드라이버는, 제 2 상태(VEE)의 제 1 제어 신호(XON)와 제 1 상태(VAA)의 제 2 제어 신호(OE)가 제공될 때, 정상 모드에서 동작한다. 정상 모드에서, 트랜지스터(M1, M6)는 턴 온되고, 트랜지스터(M3, M5)는 턴 오프된다. 입력 신호(VIN)의 제 1 상태(VAA)에 응답하여, 트랜지스터(M4)는 턴 온되고, 트랜지스터(M2)는 턴 오프된다. 노드 D의 출력 전압 레벨은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀되고, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 입력 신호(VIN)의 제 2 상태(VEE)에 응답하여, 트랜지스터(M4)는 턴 오프되고, 트랜지스터(M2)는 턴 온된다. 노드 D의 출력 전압 레벨은 대략 제 1 전압 레벨(VAA)로 풀되고, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. 4 is a circuit diagram showing a
게이트 드라이버는, 제 2 상태(VEE)의 제 1 제어 신호(XON)와 제 2 상태(VEE)의 제 2 제어 신호(OE)가 제공될 때, OFF 모드에서 동작한다. OFF 모드에서, 트랜지스터(M1, M3)는 턴 온되고, 트랜지스터(M5, M6)는 턴 오프된다. 입력 신호(VIN)의 상태와는 무관하게, 노드 E의 전압 레벨은 대략 제 1 전압 레벨(VAA)로 풀되고, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. A gate driver, a second state (V EE) of
게이트 드라이버는, 제 1 상태(VAA)의 제 1 제어 신호(XON)가 제공될 때, 입력 신호(VIN)의 제 2 제어 신호(OE)의 상태와는 무관하게, ON 모드에서 동작한다. ON 모드에서, 트랜지스터(M1)는 턴 오프되고, 트랜지스터(M5)는 턴 온된다. 노드 E의 전압 레벨은 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀되고, 출력 전압 레벨(VOUT)은 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 게이트 드라이버를 대규모 정적 전류로부터 보호하기 위해서, 전류원(32-4)은 제 1 제어 신호(XON)의 제 1 상태에 응답하여 컷 오프된다. The gate driver operates in the ON mode regardless of the state of the second control signal OE of the input signal V IN when the first control signal XON of the first state V AA is provided. . In the ON mode, transistor M1 is turned off and transistor M5 is turned on. The voltage level at node E is pulled to approximately the second voltage level V EE , and the output voltage level V OUT is pulled to approximately the third voltage level V COM . In order to protect the gate driver from large scale static current, current source 32-4 is cut off in response to the first state of first control signal XON.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 전압 레벨을 변환하는 회로(70)를 도시하는 회로도이다. 회로(70)는 2 레벨 입력 신호(VIN1, VIN2)에 응답하여 3 레벨 출력 신호(VOUT)를, 예를 들어, 게이트 드라이버의 256개의 출력 채널 중 하나에 제공한다. 입력 신호(VIN1, VIN2) 둘다는 제 1 전압 레벨, 예를 들어, VAA
의 제 1 상태와, 제 2 전압 레벨(VEE)의 제 2 상태를 포함한다. 회로(70)는 시프트 레지스터 및 디코더(72), 레벨 시프터(74), 및 출력 버퍼(76)를 포함한다. 시프트 레지스터 및 디코더(72)는 래치 소자(72-2), 제 1 인버터(72-4), 제 2 인버터(72-6), 및 디코더(72-8)를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 디코더(72-8)는 NOR 게이트를 포함한다. 5 is a circuit diagram showing a
레벨 시프터(74)는 제 1, 제 2, 및 제 3 세트의 시프터 장치(참조 번호 없음)를 더 포함한다. 제 1 세트의 시프터 장치는, 각각이 스위치와 풀 업 장치로서 기능하는 트랜지스터(M1A, M1B)를 포함한다. 유사하게, 제 2 세트의 시프터 장치는 트랜지스터(M2A, M2B)를 포함하고, 제 3 세트의 시프터 장치는 트랜지스터(M3A, M3B)를 포함한다. 제 2 세트의 시프터 장치는 트랜지스터(M2B)에 정적 전류가 흐르는 것을 차단하는 인버터(74-2)를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 인버터(74-2) 는 NOT 게이트를 포함한다. 트랜지스터(M1A, M2A, M3A) 각각은 제 1 전압 레벨(VAA)을 제공하는 제 1 전원 장치에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음)과, 제 1 인버터(72-4), 제 2 인버터(72-6) 또는 디코더(72-8) 중 하나에 연결된 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 트랜지스터(M1B, M2B, M3B) 각각은 전류원(도시 생략)에 의해 제공되는 기준 전압(VR)에 연결된 게이트 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. The
출력 버퍼(76)는 제 1, 제 2 및 제 3 세트의 시프터 장치에 각각 대응하는 제 1, 제 2, 및 제 3 트랜지스터(M1C, M2C, M3C)를 더 포함한다. 제 1 트랜지스터(M1C)는 제 3 전압 레벨(VCOM)을 제공하는 제 2 전원 장치에 연결된 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 제 2 트랜지스터(M2C)는 제 2 전압 레벨(VEE)을 제공하는 제 3 전원 장치에 연결된 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 제 3 트랜지스터(M3C)는 제 4 전압 레벨(VL)을 제공하는 제 4 전원 장치에 연결된 전극(참조 번호 없음)을 포함한다. 제 4 전압(VL)은 LCD 소자의 오프 제어 전압으로서 작용한다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, VL은 대략 VEE 내지 (VEE + 10V)의 범위이다. The
VAA 레벨의 VIN1과 VEE 레벨의 VIN2에 응답하여, 트랜지스터(M1C)는 턴 온되고, 트랜지스터(M2C, M3C)는 턴 오프된다. 출력 전압(VOUT)은 대략 VCOM로 풀된다. V EE 레벨의 VIN1과 VAA 레벨의 VIN2에 응답하여, 트랜지스터(M2C)는 턴 온되고, 트랜지스터(M1C, M3C)는 턴 오프된다. 출력 전압(VOUT)은 대략 VEE로 풀된다. VEE 레벨의 VIN1과 VEE 레벨의 VIN2에 응답하여, 트랜지스터(M3C)는 턴 온되고, 트랜지스터(M1C, M2C)는 턴 오프된다. 출력 전압(VOUT)은 대략 VL로 풀된다. VAA 레벨의 VIN1과 VAA 레벨의 VIN2에 응답하여, 트랜지스터(M1C, M2C)는 턴 온되고, 트랜지스터(M3C)는 턴 오프된다. 출력 전압(VOUT)은 대략 VL로 풀된다. In response to V IN1 at V AA level and V IN2 at V EE level, transistor M1C is turned on and transistors M2C and M3C are turned off. The output voltage V OUT is pulled to approximately V COM . In response to V IN1 at the V EE level and V IN2 at the V AA level, the transistors M2C are turned on and the transistors M1C, M3C are turned off. The output voltage V OUT is pulled to approximately V EE . To V EE level of V IN1 and V EE levels in response to the V IN2, transistors (M3C) is turned on, are turned off transistor (M1C, M2C). The output voltage V OUT is pulled to approximately V L. In response to the level of V AA V IN1 and V IN2 AA level of the V, the transistor (M1C, M2C) is turned on and the transistors (M3C) is turned off. The output voltage V OUT is pulled to approximately V L.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이 패널에서 전압 레벨을 변환하는 방법을 제공한다. 기준 전압(VR)을 제공하는 전류원(32-4)이 제공된다. 제 1 전압 레벨(VAA)의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨(VEE)의 제 2 상태를 포함하는 신호가 제공된다. 제 1 전압 레벨(VAA)을 제공하는 제 1 전원 장치(18)가 제공된다. 제 1 전원 장치(18)에 연결된 게이트 전극과, 신호를 수신하는 제 1 전극과, 노드 B에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터(14-2)가 제공된다. 제 3 전압 레벨(VCOM)을 제공하는 제 2 전원 장치(20)가 제공된다. 기준 전압(VR)에서 바이어싱되는 게이트 전극과, 제 2 전원 장치(20)에 연결된 제 1 전극과, 노드 B에 연결된 제 2 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터(14-4)가 제공된다. 노드 B의 전압 레벨은, 신호의 제 1 상태에 응답하여, 대략 제 3 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 노드 B의 전압 레벨은, 신호의 제 2 상태에 응답하여, 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. The present invention also provides a method of converting a voltage level in a liquid crystal display panel. A current source 32-4 is provided that provides a reference voltage V R. A signal is provided that includes a first state of a first voltage level V AA and a second state of a second voltage level V EE . A
본 발명에 따른 일 실시예에서, 제 1 전압 레벨(VAA)의 제 1 상태와, 제 2 전압 레벨(VEE)의 제 2 상태를 포함하는 제 1 제어 신호(XON)가 제공된다. 제 1 전압 레벨(VAA)의 제 1 상태와 제 2 전압 레벨(VEE)의 제 2 상태를 포함하는 제 2 제어 신호(OE)가 제공된다. 전류원(32-4)은 제 1 제어 신호(XON)의 제 1 상태(VAA)에 응답하여 턴 오프된다. In one embodiment according to the invention, a first control signal XON is provided comprising a first state of a first voltage level V AA and a second state of a second voltage level V EE . A second control signal OE is provided that includes a first state of the first voltage level V AA and a second state of the second voltage level V EE . The current source 32-4 is turned off in response to the first state V AA of the first control signal XON.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨을 변환하는 방법을 제공한다. 제 1 전원 장치(VCOM), 제 2 전원 장치(VEE), 및 제 3 전원 장치(V L)가 제공된다. 제 1 전원 장치(VCOM)에 연결된 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터(M1C)가 제공된다. 제 2 전원 장치(VEE)에 연결된 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터(M2C)가 제공된다. 제 3 전원 장치(VL)에 연결된 전극을 포함하는 제 3 트랜지스터(M3C)가 제공된다. 제 1 상태와 제 2 상태를 포함하는 제 1 입력 신호(VIN1)가 제공된다. 제 1 상태와 제 2 상태를 포함하는 제 2 입력 신호(VIN2)가 제공된다. 출력 신호(VOUT)가 제공된다. 제 1 입력 신호(VIN1)의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여, 제 1 트랜지스터(M1C)를 턴 온 및 턴 오프하는 제 1 장치가 제공된다. 제 2 입력 신호(VIN2)의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여, 제 2 트랜지 스터(M2C)를 턴 온 및 턴 오프하는 제 2 장치가 제공된다. 제 1 및 제 2 입력 신호(VIN1, VIN2)를 디코딩하여, 제 1 상태와 제 2 상태를 포함하는 디코딩 신호를 제공하는 디코더(72-8)가 제공된다. 디코딩 신호의 제 1 및 제 2 상태에 각각 응답하여, 제 3 트랜지스터(M3C)를 턴 온 및 턴 오프하는 제 3 장치가 제공된다. Moreover, this invention provides the method of converting the voltage level in a liquid crystal display panel. A first power supply V COM , a second power supply V EE , and a third power supply V L are provided. A first transistor M1C is provided that includes an electrode connected to a first power supply V COM . A second transistor M2C is provided that includes an electrode connected to a second power supply V EE . A third transistor M3C is provided that includes an electrode connected to a third power supply V L. A first input signal V IN1 is provided that includes a first state and a second state. A second input signal V IN2 is provided that includes a first state and a second state. The output signal V OUT is provided. In response to the first and second states of the first input signal V IN1 , respectively, a first device is provided for turning on and off the first transistor M1C. In response to the first and second states of the second input signal V IN2 , a second device is provided for turning on and off the second transistor M2C. A decoder 72-8 is provided that decodes the first and second input signals V IN1 , V IN2 , and provides a decoded signal comprising a first state and a second state. In response to the first and second states of the decoded signal, respectively, a third apparatus for turning on and off the third transistor M3C is provided.
본 발명에 따른 일 실시예에서, 제 1, 제 2, 및 제 3 장치 각각은, 제 4 전압 레벨(VAA)을 제공하는 제 4 전원 장치에 연결된 게이트 전극을 포함하는 제 1 트랜지스터(14-2)와, 제 1 전원 장치(VCOM)에 연결된 전극을 포함하는 제 2 트랜지스터(14-4)를 구비하고 있다. In one embodiment according to the invention, each of the first, second and third devices comprises a first transistor 14-14 comprising a gate electrode connected to a fourth power supply providing a fourth voltage level V AA . 2) and a second transistor 14-4 including an electrode connected to the first power supply device V COM .
출력 신호의 전압 레벨(VOUT)은, 제 1 입력 신호(VIN1)의 제 1 상태와 제 2 입력 신호(VIN2)의 제 2 상태에 응답하여, 대략 제 1 전압 레벨(VCOM)로 풀된다. 출력 신호의 전압 레벨(VOUT)은, 제 1 입력 신호(VIN1)의 제 2 상태와 제 2 입력 신호(V IN2)의 제 2 상태에 응답하여, 대략 제 2 전압 레벨(VEE)로 풀된다. 출력 신호의 전압 레벨(VOUT)은, 동일 상태에 있는 제 1 및 제 2 입력 신호(VIN1, VIN2)에 응답하여, 대략 제 3 전압 레벨(VL)로 풀된다. The voltage level V OUT of the output signal is approximately at the first voltage level V COM in response to the first state of the first input signal V IN1 and the second state of the second input signal V IN2 . Unpacked The voltage level V OUT of the output signal is approximately at the second voltage level V EE in response to the second state of the first input signal V IN1 and the second state of the second input signal V IN2 . Unpacked The voltage level V OUT of the output signal is pulled to approximately the third voltage level V L in response to the first and second input signals V IN1 and V IN2 in the same state.
당업자라면, 본 명세서에 기재된 본 발명의 설명 및 실행을 고려하여, 본 발명의 다른 실시예를 알 수 있을 것이다. 다음의 청구 범위에 나타낸 본 발명의 사상과 범위에서, 이러한 설명 및 실시예는 단지 예시적인 것으로만 고려되어야 한 다. Those skilled in the art will recognize other embodiments of the invention in view of the description and practice of the invention described herein. In the spirit and scope of the invention as indicated in the following claims, these descriptions and examples are to be considered merely illustrative.
본 발명에 따르면, 개선된 액정 디스플레이 패널에 있어서의 전압 레벨 변환 회로 및 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a voltage level converting circuit and a method in an improved liquid crystal display panel.
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