KR102023932B1 - 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치 - Google Patents

전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하기 위한 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치에 관한 것으로, 입력 전압을 승압하여 제1 전원 전압을 생성하는 부스트 컨버터와; 상기 입력 전압을 감압하여 제2 전원 전압을 생성하는 벅 컨버터와; 상기 입력 전압을 승압하여 게이트 하이 전압을 생성하는 포지티브 차지 펌핑부와; 상기 부스트 컨버터로부터 제공된 상기 제1 전원 전압과 상기 벅 컨버터로부터 제공된 상기 제2 전원 전압을 이용하여 제1 및 제2 게이트 로우 전압을 생성하는 네거티브 차지 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치{POWER SUPPLY AND FLAT PANEL DISPLAY USING THE SAME}
본 발명은 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하기 위한 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치(Flat Panel Display)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등이 있다.
일반적으로, 평판 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널의 게이트 라인들에 스캔 펄스(Scan)를 공급하기 위한 게이트 드라이버와, 표시 패널의 데이터 라인들에 영상 신호(데이터 전압)를 공급하기 위한 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비한다. 게이트 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 제공된 게이트 제어 신호에 응답하여 스캔 펄스(Scan)를 순차적으로 출력하는 게이트 쉬프트 레지스터를 구비한다.
평판 표시 장치는 점점 대면적화되고 고해상도로 개발되고 있는데, 평판 표시 장치가 대면적 및 고해상도로 제조될수록 게이트 라인들의 저항 및 커패시턴스 성분이 증가하여 스캔 펄스(Scan)의 차징 및 디스차징 효율이 떨어진다. 특히, 스캔 펄스(Scan)의 디스차징 효율이 떨어지면 화소에 대한 영상 신호의 충전불량이 발생되어 화질이 저하되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 스캔 펄스(Scan)의 게이트 로우 전압(VGL)을 2레벨로 구성하는 기술이 소개되었다. 그런데, 스캔 펄스(Scan)의 게이트 로우 전압(VGL)을 2레벨로 구성하기 위해서는 기존의 제1 게이트 로우 전압(VGL1)보다 낮은 레벨의 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 생성하는 별도의 전원 소자가 구비되어야 했기 때문에 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하면서도 비용을 절감할 수 있는 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치는 입력 전압을 승압하여 제1 전원 전압을 생성하는 부스트 컨버터와; 상기 입력 전압을 감압하여 제2 전원 전압을 생성하는 벅 컨버터와; 상기 입력 전압을 승압하여 게이트 하이 전압을 생성하는 포지티브 차지 펌핑부와; 상기 부스트 컨버터로부터 제공된 상기 제1 전원 전압과 상기 벅 컨버터로부터 제공된 상기 제2 전원 전압을 이용하여 제1 및 제2 게이트 로우 전압을 생성하는 네거티브 차지 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 네거티브 차지 펌핑부는 상기 제1 및 제2 전원 전압을 이용하여 상기 제1 게이트 로우 전압을 출력하는 제1 차지 펌핑부와; 상기 제1 차지 펌핑부로부터 제공된 상기 제1 게이트 로우 전압을 이용하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 출력하는 제2 차지 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 차지 펌핑부는 상기 제1 전원 전압의 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 제1 스위칭부와; 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 제어하는 제1 제어부와; 상기 제1 및 제2 스위칭 소자 간의 접점인 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와; 상기 제2 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드와; 상기 제2 노드와 상기 제2 전원 전압의 공급단 또는 상기 접지단 사이에 연결된 제2 다이오드와; 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항을 구비하고; 상기 제1 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 스위칭 시켜 상기 제1 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제1 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제1 및 제2 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제1 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 차지 펌핑부는 상기 제1 전원 전압의 공급단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 스위칭 소자를 포함하는 제2 스위칭부와; 상기 제3 및 제4 스위칭 소자를 제어하는 제2 제어부와; 상기 제3 및 제4 스위칭 소자 간의 접점인 제3 노드와 제4 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와; 상기 제4 노드와 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제3 다이오드와; 상기 제4 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제4 다이오드와; 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 저항을 구비하고; 상기 제2 제어부는 상기 제3 및 제4 스위칭 소자를 스위칭시켜 상기 제2 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제2 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제3 및 제4 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 차지 펌핑부는 상기 제1 전원 전압의 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부와; 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어부와; 상기 제1 및 제2 스위칭 소자 간의 접점인 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와; 상기 제2 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드와; 상기 제2 노드와 상기 제2 전원 전압의 공급단 또는 상기 접지단 사이에 연결된 제2 다이오드와; 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결된 상기 제너 다이오드를 구비하여; 상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 스위칭 동작과 상기 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 이용해 상기 제1 게이트 로우 전압을 생성하되, 상기 제너 다이오드의 특성에 따라 상기 제1 게이트 로우 전압이 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 차지 펌핑부는 상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와; 상기 제3 노드와 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제3 다이오드와; 상기 제3 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제4 다이오드와; 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 저항을 구비하고; 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 스위칭 시켜 상기 제2 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제2 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제3 및 제4 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 네거티브 차지 펌핑부는 2개의 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하기 위해 벅 부스트와 같은 별도의 전원 소자를 구비하지 않아도 되기 때문에 구조가 간단하여 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 게이트 드라이버(4)의 구동 파형도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전원 공급부(8)의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 네거티브 차지 펌핑부(18)의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 네거티브 차지 펌핑부(18)의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급부 및 이를 이용한 평판 표시 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시 장치의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 게이트 드라이버(4)의 구동 파형도이다.
도 1에 도시된 평판 표시 장치는 표시 패널(2)과, 게이트 드라이버(4)와, 데이터 드라이버(6)와, 전원 공급부(8)와, 타이밍 컨트롤러(10)를 구비한다.
표시 패널(2)은 서로 교차하는 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)을 구비하고, 이들(GL, DL)의 교차 영역에는 다수의 화소(P)들이 구비된다. 각 화소(P)들은 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔 펄스(Scan)에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 영상 신호(데이터 전압)에 따른 영상을 표시한다. 이러한 표시 패널(2)은 액정 표시 패널이거나, 유기 발광 다이오드 표시 패널일 수 있다.
게이트 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 제공된 다수의 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 다수의 게이트 라인(GL)에 스캔 펄스(Scan)를 공급하는 게이트 쉬프트 레지스터를 구비한다. 게이트 쉬프트 레지스터는 다수의 게이트 제어 신호(GCS)를 이용하여 제1 내지 제3 전압(V1~V3)을 갖는 스캔 펄스(Scan)를 출력한다. 예를 들어, 게이트 드라이버(4)는 도 2에 도시한 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(10)로부터 제공된 다수의 게이트 제어 신호(GCS) 중에서 다수의 클럭 펄스(CLK1~CLK4)를 이용하여 스캔 펄스(Scan)를 생성한다. 이때, 다수의 클럭 펄스(CLK1~CLK4) 는 제1 게이트 로우 전압(VGL1)인 제1 전압(V1)과, 게이트 하이 전압(VGH)인 제2 전압(V2)과, 제2 게이트 로우 전압(VGL2)인 제3 전압(V3)을 순환 반복하는 신호이고, 따라서, 스캔 펄스(Scan)도 제1 내지 제3 전압(V1~V3)을 순환 반복하는 신호가 된다. 이러한 게이트 드라이버(4)는 스캔 펄스(Scan)의 디스차징 효율을 향상시켜 표시 패널(2)의 대형화로 인한 영상 신호의 충전불량을 방지할 수 있다.
데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 제공된 다수의 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(10)로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(RGB)를 기준 감마 전압을 이용하여 데이터 전압으로 변환하고, 변환된 데이터 전압을 다수의 데이터 라인(DL)에 공급한다.
전원 공급부(8)는 외부로부터 제공된 입력 전압(VIN)을 승압 및 감압하여 제1 및 제2 전원 전압(VDD, VCC)과, 게이트 하이 전압(VGH)과, 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성한다. 제1 및 제2 전원 전압(VDD, VCC)은 데이터 드라이버(6)에 공급되어, 데이터 드라이버(6)를 구동하기 위한 구동 전압으로 이용될 수 있다. 그리고 기준 감마 전압을 생성하는 감마 전압 회로에서 고전위 전압과 저전위 전압으로서 이용될 수 있다. 제1 전원 전압(VDD)은 제2 전원 전압(VCC)보다 높은 레벨을 가질 수 있다. 게이트 하이 전압(VGH)과, 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)은 타이밍 컨트롤러(10)에 공급되어, 다수의 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하는데 이용될 수 있다. 이러한 전원 공급부(8)에 관해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 후술한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시 패널(2)의 크기 및 해상도에 알맞게 정렬하여 데이터 드라이버(6)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(10)는 외부로부터 입력되는 동기 신호들(SYNC), 예를 들어 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync)를 이용해 다수의 게이트 및 데이터 제어신호(GCS, DCS)를 생성하여 게이트 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(6)에 각각 공급한다.
다수의 게이트 제어신호(GCS)는 서로 다른 위상을 갖는 다수의 클럭 펄스(CLK)와, 게이트 드라이버(4)의 구동 시작을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Vst)를 포함한다. 다수의 클럭 펄스(CLK)는 서로 다른 위상을 갖는 2개 이상의 클럭 펄스(CLK)를 포함한다. 도 2에서는 본 발명의 클럭 펄스(CLK)가 4상의 클럭 펄스(CLK1~CLK4)를 포함하는 것으로 나타냈으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 게이트 스타트 펄스(Vst)는 매 프레임 시작시 단 한번의 게이트 하이 전압(VGH) 상태를 갖는다. 게이트 스타트 펄스(Vst)는 다수의 클럭 펄스(CLK)가 몇상의 클럭 펄스(CLK)인지에 따라 적어도 1개 출력된다.
타이밍 컨트롤러(10)는 다수의 게이트 제어신호(GCS)를 생성하기 위해 전원 공급부(8)로부터 게이트 하이 전압(VGH)과, 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL)을 제공받는다.
이하, 본 발명의 전원 공급부(8)를 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 전원 공급부(8)의 구성도이다. 도 4는 도 3에 도시된 네거티브 차지 펌핑부(18)의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 전원 공급부(8)는 부스트 컨버터(12)와, 벅 컨버터(14)와, 포지티브 차지 펌핑부(16)와, 네거티브 차지 펌핑부(18)를 구비한다.
부스트 컨버터(12)는 입력 전압(VIN)을 승압하여 제1 전원 전압(VDD)을 생성한다.
벅 컨버터(14)는 입력 전압(VIN)을 강압하여 제2 전원 전압(VCC)을 생성한다. 예를 들어, 입력 전압(VIN)으로서 벅 컨버터(14) 12V의 전압이 공급되면, 벅 컨버터(14)는 이를 강압하여 약 3.3V의 제2 전원 전압(VCC)을 출력한다.
상기 부스트 컨버터(12) 및 벅 컨버터(14)의 동작은 종래 기술에 따른다. 예를 들어, 부스트 컨버터(12)와 벅 컨버터(14) 각각은 트랜지스터의 스위칭 동작과 인덕터(inductor)의 전류 차징 및 디스차징 동작을 통해 입력 전압(VIN)을 승압 또는 강압한다. 이때, 부스트 컨버터(12)의 부스트 동작은 입력단과 출력단 사이에 연결된 트랜지스터의 스위칭 동작에 따른 부스트 컨버터(12)의 입력단 측에 연결된 인덕터의 전류 차징 및 디스차징 동작을 통해 수행된다. 또한, 벅 컨버터(14)의 벅동작은 입력단과 출력단 사이에 연결된 트랜지스터의 스위칭 동작에 따른 벅 컨버터부(14)의 출력단 측에 연결된 인덕터의 전류 차징 및 디스차징 동작을 통해 수행된다. 부스트 컨버터(12)와 벅 컨버터(14)의 스위칭 동작은, PWM(pulse width modulation) 방식 즉 펄스폭 변조 방식을 통해 제어될 수 있다.
포지티브 차지 펌핑부(16)는 입력 전압(VIN)을 차지 펌핑하여 게이트 하이 전압(VGH)을 생성한다. 포지티브 차지 펌핑부(16)의 동작은 종래 기술에 따른다. 예를 들어, 포지티브 차지 펌핑부(16)는 트랜지스터의 스위칭 동작과 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 통해 게이트 하이 전압(VGH)을 출력한다.
네거티브 차지 펌핑부(18)는 부스트 컨버터(12)로부터 제공된 제1 전원 전압(VDD)과, 벅 컨버터(14)로부터 제공된 제2 전원 전압(VCC)을 이용하여 제1 및 제2 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성한다. 특히, 본 발명의 네거티브 차지 펌핑부(16)는 2개의 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위해 벅 부스트와 같은 별도의 전원 소자를 구비하지 않아도 되기 때문에 비용을 절감할 수 있다. 이에 대해 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 네거티브 차지 펌핑부(18)는 제1 및 제2 전원 전압(VDD, VCC)을 이용하여 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 출력하는 제1 차지 펌핑부(30)와, 제1 차지 펌핑부(30)로부터 제공된 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 이용하여 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 출력하는 제2 차지 펌핑부(40)를 구비한다.
제1 차지 펌핑부(30)는 제1 스위칭부(20)와, 제1 제어부(22)와, 제1 커패시터(C1)와, 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)와, 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 구비한다.
제1 스위칭부(20)는 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)를 구비한다. 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)는 제1 전원 전압(VDD) 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된다. 이러한 제1 스위칭부(20)는 제1 제어부(22)로부터 제공된 신호에 따라 스위칭 동작을 한다.
제1 제어부(22)는 제1 스위칭부(20)의 스위칭 동작을 제어한다. 즉, 제1 제어부(22)는 스위칭 신호를 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각의 게이트 전극에 인가하여 제1 스위칭부(20)의 스위칭 동작을 제어한다. 한편, 제1 제어부(22)는 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1)과 제2 전원 전압(VCC) 공급단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 분배 전압을 피드백하여 제1 스위칭부(20)에 공급되는 스위칭 신호를 가변함으로써 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 결정짓는다.
제1 커패시터(C1)는 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)의 접점인 제1 노드(N1)와, 제2 노드(N2) 사이에 연결된다. 이와 같은 제1 커패시터(C1)를 플라잉(flying) 커패시터라고 부른다.
제1 다이오드(D1)는 제2 노드(N2)와 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1) 사이에 연결된다.
제2 다이오드(D2)는 제2 노드(N2)와 제2 전원 전압(VCC) 공급단 또는 접지단 사이에 연결된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제2 다이오드(D2)가 제2 노드(N2)와 제2 전원 전압(VCC) 공급단 사이에 연결된 것으로 설명한다.
이와 같은 제1 차지 펌핑부(30)는 다음과 같이 동작하여 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 생성한다.
먼저, 제1 제어부(22)는 제1 트랜지스터(T1)를 턴-온시켜 제1 노드(N1)에 제1 전원 전압(VDD)을 공급한다. 그리고 제2 트랜지스터(T2)에 대해서는 채널이 부분적으로 열리도록 한다. 따라서, 제2 트랜지스터(T2)를 통해 소정 전류(Ids)가 흐르도록 하며, 제2 트랜지스터(T2)의 채널 전압(Vds)에 따라, 제1 노드(N1)의 전압은 "VDD-Vds"가 된다. 이때, 제2 노드(N2)는 제2 다이오드(D2)에 의해 제2 전원 전압(VCC)을 갖고서 플로팅 된다.
이어서, 제1 제어부(22)는 제1 트랜지스터(T1)를 턴-오프시키고, 제2 트랜지스터(T2)를 턴-온시킨다. 그러면, 제1 노드(N1)의 전압은 제1 전원 전압(VDD)으로부터 접지 전압(GND)으로 방전되고, 제2 노드(N2)는 제1 커패시터(C1)의 커플링 현상에 의해 제1 전원 전압(VDD)과 접지 전압(GND) 간의 전압차만큼 (-)방향으로 커플링된다. 따라서, 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1) 전압은 "VCC-VDD+Vds"가 되며, 이 전압이 제1 게이트 로우 전압(VGL1)이 된다.
한편, 제1 제어부(22)는 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1)에 연결된 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 분배 전압을 피드백하여, 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 결정짓는데, 이를 위해 제1 제어부(22)는 제2 트랜지스터(T2)의 채널 전압(Vds)을 조절함으로써, 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 결정짓는다.
제2 차지 펌핑부(40)는 제2 스위칭부(24)와, 제2 제어부(26)와, 제2 커패시터(C2)와, 제3 및 제4 다이오드(D3, D4)와, 제3 및 제4 저항(R3, R4)을 구비한다.
제2 스위칭부(24)는 제3 및 제3 트랜지스터(T3, T3)를 구비한다. 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)는 제1 전원 전압(VDD) 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된다. 이러한 제2 스위칭부(24)는 제2 제어부(26)로부터 제공된 신호에 따라 스위칭 동작을 한다.
제2 제어부(26)는 제2 스위칭부(24)의 스위칭 동작을 제어한다. 즉, 제1 제어부(22)는 스위칭 신호를 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각의 게이트 전극에 인가하여 제2 스위칭부(24)의 스위칭 동작을 제어한다. 한편, 제2 제어부(22)는 제2 차지 펌핑부(40)의 출력단(out2)과 제2 전원 전압(VCC) 공급단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 저항(R3, R4)의 분배 전압을 피드백하여 제2 스위칭부(24)에 공급되는 스위칭 신호를 가변함으로써 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 결정짓는다.
제2 커패시터(C2)는 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)의 접점인 제3 노드(N3)와, 제4 노드(N4) 사이에 연결된다. 이와 같은 제2 커패시터(C1)를 플라잉(flying) 커패시터라고 부른다.
제3 다이오드(D3)는 제4 노드(N4)와 제2 차지 펌핑부(40)의 출력단(out2) 사이에 연결된다. 특히, 제2 차지 펌핑부(40)는 제4 다이오드(D4)가 제4 노드(N4)와 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1) 사이에 연결된다.
이와 같은 제2 차지 펌핑부(40)는 다음과 같이 동작하여 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 생성한다.
먼저, 제2 제어부(26)는 제3 트랜지스터(T3)를 턴-온시켜 제3 노드(N3)에 제1 전원 전압(VDD)을 공급한다. 그리고 제4 트랜지스터(T4)에 대해서는 채널이 부분적으로 열리도록 한다. 따라서, 제4 트랜지스터(T4)를 통해 소정 전류(Ids)가 흐르도록 하며, 제4 트랜지스터(T4)의 채널 전압(Vds)에 따라, 제3 노드(N3)의 전압은 "VDD-Vds"가 된다. 이때, 제4 노드(N4)는 제4 다이오드(D2)에 의해 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 갖고서 플로팅 된다.
이어서, 제2 제어부(26)는 제3 트랜지스터(T3)를 턴-오프시키고, 제4 트랜지스터(T4)를 턴-온시킨다. 그러면, 제3 노드(N3)의 전압은 제1 전원 전압(VDD)으로부터 접지 전압(GND)으로 방전되고, 제4 노드(N4)는 제2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 제1 전원 전압(VDD)과 접지 전압(GND) 간의 전압차만큼 (-)방향으로 커플링된다. 따라서, 제2 차지 펌핑부(40)의 출력단(out2) 전압은 "VGL1-VDD+Vds"가 되며, 이 전압이 제2 게이트 로우 전압(VGL2)이 된다.
한편, 제2 제어부(26)는 제2 차지 펌핑부(40)의 출력단(out2)에 연결된 제3 및 제4 저항(R3, R4)의 분배 전압을 피드백하여, 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 결정짓는데, 제2 제어부(26)는 제4 트랜지스터(T4)의 채널 전압(Vds)을 조절함으로써 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 결정짓는다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네거티브 차지 펌핑부(18)를 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 네거티브 차지 펌핑부(18)의 구성도이다.
도 5에 도시된 네거티브 차지 펌핑부(18)는 제1 및 제2 전원 전압(VDD, VCC)을 이용하여 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 출력하는 제1 차지 펌핑부(30)와, 제1 차지 펌핑부(30)로부터 제공된 제1 게이트 로우 전압(VGL)을 이용하여 제2 게이트 로우 전압(VGL2)을 출력하는 제2 차지 펌핑부(40)를 구비한다.
제1 차지 펌핑부(30)는 제1 스위칭부(20)와, 제1 제어부(22)와, 제1 커패시터(C1)와, 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)와, 제너 다이오드(ZD)를 구비한다.
제1 스위칭부(20)는 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)를 구비한다. 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)는 제1 전원 전압(VDD) 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된다. 이러한 제1 스위칭부(20)는 제1 제어부(22)로부터 제공된 신호에 따라 스위칭 동작을 한다.
제1 제어부(22)는 제1 스위칭부(20)의 스위칭 동작을 제어한다. 즉, 제1 제어부(22)는 스위칭 신호를 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각의 게이트 전극에 인가하여 제1 스위칭부(20)의 스위칭 동작을 제어한다.
제1 커패시터(C1)는 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)의 접점인 제1 노드(N1)와, 제2 노드(N2) 사이에 연결된다. 이와 같은 제1 커패시터(C1)를 플라잉(flying) 커패시터라고 부른다.
제1 다이오드(D1)는 제2 노드(N2)와 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1) 사이에 연결되고, 제2 다이오드(D2)는 제2 노드(N2)와 제2 전원 전압(VCC) 공급단 사이에 연결된다.
제너 다이오드(ZD)는 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1) 과 접지단 사이에 연결된다. 이러한 제너 다이오드(ZD)는 제1 차지 펌핑부(30)의 출력단(out1)에 일정한 역바이어스 전압을 인가하여 제1 게이트 로우 전압(VGL1)을 결정 짓는다. 즉, 제1 게이트 로우 전압(VGL1)은 제너 다이오드(ZD)의 (역바이어스 전압)특성에 따라 결정된다.
도 5에 도시된 제1 차지 펌핑부(30)의 동작은 제1 게이트 로우 전압(VGL)이 제너 다이오드(ZD)의 특성에 따라 결정되는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 제1 차지 펌핑부(40)의 동작과 동일하므로, 설명을 생략한다.
한편, 도 5에 도시된 제2 차지 펌핑부(40)는 도 4에 도시된 제2 제어부(26)가 삭제되어 제2 커패시터(C2)가 제1 차지 펌핑부(30)의 제1 노드(N1)에 접속되는 점과, 제3 및 제4 저항(R3, R4)의 분배 전압이 제1 차지 펌핑부(30)의 제1 제어부(22)에 공급되는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 제2 차지 펌핑부(40)의 구성 및 동작 방법이 동일하다.
이러한 도 5에 도시된 네거티브 차지 펌핑부(18)는 제2 제어부(26)를 삭제하여 비용을 더욱 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 네거티브 차지 펌핑부는 2개의 게이트 로우 전압(VGL1, VGL2)을 생성하기 위해 벅 부스트와 같은 별도의 전원 소자를 구비하지 않아도 되기 때문에 구조가 간단하여 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
18: 네거티브 차지 펌핑부 30: 제1 차지 펌핑부
40: 제2 차지 펌핑부 out1, out2: 제1 및 제2 차지 펌핑부의 출력단

Claims (7)

  1. 입력 전압을 승압하여 제1 전원 전압을 생성하는 부스트 컨버터와;
    상기 입력 전압을 감압하여 제2 전원 전압을 생성하는 벅 컨버터와;
    상기 입력 전압을 승압하여 게이트 하이 전압을 생성하는 포지티브 차지 펌핑부와;
    상기 부스트 컨버터로부터 제공된 상기 제1 전원 전압과 상기 벅 컨버터로부터 제공된 상기 제2 전원 전압을 이용하여 제1 및 제2 게이트 로우 전압을 생성하는 네거티브 차지 펌핑부를 구비하고,
    상기 네거티브 차지 펌핑부는
    상기 제1 및 제2 전원 전압을 이용하여 상기 제1 게이트 로우 전압을 출력하는 제1 차지 펌핑부와;
    상기 제1 차지 펌핑부로부터 제공된 상기 제1 게이트 로우 전압을 이용하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 출력하는 제2 차지 펌핑부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 공급부.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 차지 펌핑부는
    상기 제1 전원 전압의 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 제1 스위칭부와;
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 제어하는 제1 제어부와;
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자 간의 접점인 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와;
    상기 제2 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드와;
    상기 제2 노드와 상기 제2 전원 전압의 공급단 또는 상기 접지단 사이에 연결된 제2 다이오드와;
    상기 제1 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 저항을 구비하고;
    상기 제1 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 스위칭 시켜 상기 제1 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제1 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제1 및 제2 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제1 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 하는 전원 공급부.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 차지 펌핑부는
    상기 제1 전원 전압의 공급단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 스위칭 소자를 포함하는 제2 스위칭부와;
    상기 제3 및 제4 스위칭 소자를 제어하는 제2 제어부와;
    상기 제3 및 제4 스위칭 소자 간의 접점인 제3 노드와 제4 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와;
    상기 제4 노드와 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제3 다이오드와;
    상기 제4 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제4 다이오드와;
    상기 제2 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 저항을 구비하고;
    상기 제2 제어부는 상기 제3 및 제4 스위칭 소자를 스위칭시켜 상기 제2 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제2 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제3 및 제4 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 하는 전원 공급부.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 차지 펌핑부는
    상기 제1 전원 전압의 공급단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부와;
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어부와;
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자 간의 접점인 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와;
    상기 제2 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제1 다이오드와;
    상기 제2 노드와 상기 제2 전원 전압의 공급단 또는 상기 접지단 사이에 연결된 제2 다이오드와;
    상기 제1 차지 펌핑부의 출력단과 상기 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드를 구비하여;
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 스위칭 동작과 상기 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 이용해 상기 제1 게이트 로우 전압을 생성하되, 상기 제너 다이오드의 특성에 따라 상기 제1 게이트 로우 전압이 결정되는 것을 특징으로 하는 전원 공급부.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 차지 펌핑부는
    상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와;
    상기 제3 노드와 상기 제2 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제3 다이오드와;
    상기 제3 노드와 상기 제1 차지 펌핑부의 출력단 사이에 연결된 제4 다이오드와;
    상기 제2 차지 펌핑부의 출력단과 상기 제2 전원 전압의 공급단 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 저항을 구비하고;
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 스위칭 시켜 상기 제2 커패시터의 차징 및 디스차징 동작을 반복하여 상기 제2 게이트 로우 전압의 출력을 제어하고, 상기 제3 및 제4 저항 사이의 전압을 피드백하여 상기 제2 게이트 로우 전압을 결정짓는 것을 특징으로 하는 전원 공급부.
  7. 영상을 표시하는 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 다수의 게이트 라인에 제1 내지 제3 전압을 갖는 스캔 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 드라이버와;
    상기 게이트 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러와;
    청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 상기 전원 공급부를 구비하고;
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 전원 공급부로부터 제공된 게이트 하이 전압, 제1 및 제2 게이트 로우 전압을 이용하여 상기 제1 내지 제3 전압을 갖는 다수의 클럭 펄스를 생성하여 상기 게이트 드라이버에 공급하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
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