KR102263025B1 - 레벨 쉬프터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

레벨 쉬프터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 상기 레벨 쉬프터는 온 입력 신호와 오프 입력 신호를 제공받아, 게이트 펄스의 위상의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라서 제어 신호를 생성하는 위상 컨트롤러; 상기 제어 신호를 제공받아, 적어도 하나의 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러; 및 상기 적어도 하나의 스위칭 신호를 제공받아, 레벨 쉬프트된 상기 게이트 펄스를 생성하는 출력 버퍼를 포함한다.

Description

레벨 쉬프터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Level shifter and display device comprising the same}
본 발명은 레벨 쉬프터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
반도체 기술의 급속한 발전과 함께, 디스플레이 장치도 소형화, 경량화되고 있다. 액정표시장치(LCD), 유기전계발광표시장치(OLED) 등과 같은 평판형 디스플레이 장치는, 소형화, 경량화가 용이하면서도 소비 전력이 상대적으로 낮다. 또한, 평판형 디스플레이 장치에서, 게이트 드라이버는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 디스플레이 패널에 직접 형성되거나 부착될 수 있다.
한편, 디스플레이 패널의 베젤 폭 감소 및 소비 전력 감소 목적으로, 게이트 펄스의 위상의 개수가 증가되어 개발되고 있다. 또한, 디스플레이 패널의 종류마다, 서로 다른 게이트 펄스의 위상의 개수가 요구된다.
미국등록특허 8,390,556
본 발명이 해결하려는 과제는, 별도의 레지스터 추가 없이 게이트 펄스의 위상의 개수를 채택할 수 있는 레벨 쉬프터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 별도의 레지스터 추가 없이 게이트 펄스의 위상의 개수를 채택할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 레벨 쉬프터의 일 면(aspect)은, 온 입력 신호와 오프 입력 신호를 제공받아, 게이트 펄스의 위상의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라서 제어 신호를 생성하는 위상 컨트롤러; 상기 제어 신호를 제공받아, 적어도 하나의 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러; 및 상기 적어도 하나의 스위칭 신호를 제공받아, 레벨 쉬프트된 상기 게이트 펄스를 생성하는 출력 버퍼를 포함한다.
상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호와 오프 입력 신호의 입력순서 또는 횟수를 기초로 상기 위상의 개수를 결정할 수 있다. 상기 온 입력 신호의 x 클럭(단, x는 자연수) 이후부터 상기 오프 입력 신호가 입력된 경우, 상기 위상의 개수는 2x 개일 수 있다.
상기 출력 버퍼는 게이트 하이 전압과 출력 노드 사이에 연결된 풀업 소자와, 게이트 로우 전압과 상기 출력 노드 사이에 연결된 풀다운 소자와, 상기 출력 노드와 외부의 중간 전압과 연결된 모듈레이션 소자를 포함하고, 상기 중간 전압은 상기 게이트 로우 전압보다 크고 상기 게이트 하이 전압보다 작을 수 있다. 상기 출력 노드와 상기 외부의 중간 전압 사이에 저항체가 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 스위칭 신호는 상기 풀업 소자를 온오프하는 제1 스위칭 신호와, 상기 풀다운 소자를 온오프하는 제2 스위칭 신호와, 상기 모듈레이션 소자를 온오프하는 제3 스위칭 신호를 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치의 일 면(aspect)은, 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인과 다수의 셀을 포함하는 디스플레이 패널; 타이밍에 맞추어서 입력 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러; 상기 입력 신호를 제공받아, 다수의 게이트 펄스를 제공하는 레벨 쉬프터; 상기 다수의 게이트 펄스를 제공받아, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버; 및 상기 다수의 데이터 라인에 다수의 데이터 신호를 제공하는 소오스 드라이버를 포함하되, 상기 레벨 쉬프터는 온 입력 신호와 오프 입력 신호를 제공받아 위상의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라서 제어 신호를 생성하는 위상 컨트롤러와, 상기 제어 신호를 제공받아, 적어도 하나의 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러와, 상기 적어도 하나의 스위칭 신호를 제공받아, 레벨 쉬프트된 게이트 펄스를 생성하는 출력 버퍼를 포함할 수 있다.
상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호와 오프 입력 신호의 입력순서 또는 횟수를 기초로 위상의 개수를 결정할 수 있다.
상기 온 입력 신호의 x 클럭(단, x는 자연수) 이후부터, 상기 오프 입력 신호가 입력된 경우, 상기 위상의 개수는 2x 개일 수 있다.
상기 출력 버퍼는 게이트 하이 전압과 출력 노드 사이에 연결된 풀업 소자와, 게이트 로우 전압과 상기 출력 노드 사이에 연결된 풀다운 소자와, 상기 출력 노드와 외부의 중간 전압과 연결된 모듈레이션 소자를 포함하고, 상기 중간 전압은 상기 게이트 로우 전압보다 크고 상기 게이트 하이 전압보다 작을 수 있다. 상기 출력 노드와 상기 외부의 중간 전압 사이에 저항체가 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 스위칭 신호는 상기 풀업 소자를 온오프하는 제1 스위칭 신호와, 상기 풀다운 소자를 온오프하는 제2 스위칭 신호와, 상기 모듈레이션 소자를 온오프하는 제3 스위칭 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 쉬프터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 출력 버퍼를 설명하기 위한 예시적 회로도이다.
도 3은 도 2의 출력 버퍼의 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 4는 도 1의 레벨 쉬프터의 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 5는 도 1의 레벨 쉬프터의 다른 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 6은 도 1의 레벨 쉬프터의 또 다른 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 예시적 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "연결된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 연결된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 연결된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 쉬프터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 쉬프터(1)는 위상 컨트롤러(90), 다수의 스위칭 컨트롤러(10_1~10_8), 다수의 출력 버퍼(20_1~20_8) 등을 포함할 수 있다. 설명의 편의상, 스위칭 컨트롤러(10_1~10_8)와 출력 버퍼(20_1~20_8)가 각각 8개인 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
위상 컨트롤러(90)는 온 입력 신호(INON)와 오프 입력 신호(INOFF)를 제공받아, 게이트 펄스(OUT1~OUT8)의 위상의 개수를 결정한다. 온 입력 신호(INON)는 게이트 펄스(OUT1~OUT8)의 액티브 시점(active timing)을 결정하는 신호이고, 오프 입력 신호(INOFF)는 게이트 펄스(OUT1~OUT8)의 인액티브 시점(inactive timing)을 결정하는 신호이다.
위상 컨트롤러(90)는 예를 들어, 온 입력 신호(INON)와 오프 입력 신호(INOFF)의 입력순서 또는 횟수를 기초로, 위상의 개수를 결정할 수 있다. 즉, 위상 컨트롤러(90)는 입력순서와 횟수를 모두 고려할 수도 있고, 입력순서만 고려하거나 횟수만 고려할 수도 있다.
예를 들어, 온 입력 신호(INON)의 x 클럭(단, x는 자연수) 이후부터, 오프 입력 신호(INOFF)가 입력된 경우, 위상의 개수는 2x 개일 수 있다. 예를 들어, 온 입력 신호(INON)의 4클럭 이후에 오프 입력 신호(INOFF)가 입력되면, 위상의 개수는 8상일 수 있다. 또한, 온 입력 신호(INON)의 3클럭 이후에 오프 입력 신호(INOFF)가 입력되면, 위상의 개수는 6상일 수 있다.
또한, 위상 컨트롤러(90)는 이와 같이 결정된 개수에 따라서 제어 신호(CNT1~CNT8)를 생성할 수 있다.
다수의 스위칭 컨트롤러(10_1~10_8)는 각각 대응되는 제어 신호(CNT1~CNT8)를 제공받는다. 각 스위칭 컨트롤러(10_1~10_8)는 제어 신호(CNT1~CNT8)에 따라서 적어도 하나의 스위칭 신호(SWH1~SHW8, SWL1~SWL8, SWG~SWG8)를 생성한다. 예를 들어, 제어 신호(CNT1~CNT8)의 레벨(즉, 제1 레벨 또는 제2 레벨)에 따라서, 대응되는 스위칭 컨트롤러(10_1~10_8)은 동작을 달리할 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨의 제어 신호(예를 들어, CNT1)를 제공받은 스위칭 컨트롤러(10_1)은 게이트 펄스(OUT1)를 생성할 수 있도록 SWH1, SWL1, SWG1 신호를 생성한다. 반면, 제2 레벨의 제어 신호(예를 들어, CNT8)를 제공받은 스위칭 컨트롤러(10_8)은 게이트 펄스(OUT8)를 생성하지 않도록 SWH8, SWL8, SWG8 신호를 생성한다(도 8 참조).
다수의 출력 버퍼(20_1~20_8)는 각각 대응되는 적어도 하나의 스위칭 신호(SWH1~SHW8, SWL1~SWL8, SWG~SWG8)를 제공받는다. 각 출력 버퍼(20_1~20_8)는 대응되는 스위칭 신호(SWH1~SHW8, SWL1~SWL8, SWG~SWG8)에 따라서, 레벨 쉬프트된 게이트 펄스(OUT1~OUT8)를 생성한다. 각 게이트 펄스(OUT1~OUT8)는 제1 패드(81~88)를 통해서 외부(예를 들어, 게이트 라인)로 제공될 수 있다. 도시하지 않았으나, 출력 버퍼(20_1~20_8)는 외부의 중간 전압(VDC)과 연결될 수 있다(도 2 참조).
여기서, 예를 들어, 위상 컨트롤러(90)가 위상의 개수를 8상으로 결정한 경우, 8개의 출력 버퍼(20_1~20_8)가 적절한 타이밍에 맞추어서 8개의 게이트 펄스(OUT1~OUT8)를 출력할 수 있다.
또는, 위상 컨트롤러(90)가 위상의 개수를 6상으로 결정한 경우, 6개의 출력 버퍼(20_1~20_8)가 적절한 타이밍에 맞추어서 6개의 게이트 펄스(OUT1~OUT8)를 출력할 수 있다. 6개의 출력 버퍼(20_1~20_8)는 8개의 출력 버퍼(20_1~20_8) 중에서 선택된 것일 수 있다. 예를 들어, 출력 버퍼(20_1~20_6)일 수도 있고, 출력 버퍼(20_1~20_3, 20_5~20_7)일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 쉬프터(1)는, 위상의 개수를 설정하기 위한 별도의 레지스터(register)가 불필요하다. 레지스터에 위상의 개수를 미리 저장해 두지 않고, 온 입력 신호(INON)와 오프 입력 신호(INOFF)를 기초로, 위상 컨트롤러(90)는 위상의 개수를 실시간으로 설정할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널의 사이즈에 따라서 별도로 레벨 쉬프터를 제조할 필요도 없다.
도 2는 도 1의 출력 버퍼를 설명하기 위한 예시적 회로도이다.
도 2에서는 예시적으로 출력 버퍼(20_1)를 설명하나, 다른 출력 버퍼(20_2~20_8)도 출력 버퍼(20_1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
도 2를 참조하면, 출력 버퍼(20_1)는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)을 제공받는다. 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이를 스윙하는 신호일 수 있다.
이러한 출력 버퍼(20_1)는 풀업 소자(21)와, 풀다운 소자(22)와, 모듈레이션 소자(23) 등을 포함할 수 있다.
풀업 소자(21)는 게이트 하이 전압(VGH)과 출력 노드(N1) 사이에 연결된다. 풀업 소자(21)는 제1 스위칭 신호(SWH1)에 따라서 온/오프된다.
풀다운 소자(22)는 게이트 로우 전압(VGL)과 출력 노드(N1) 사이에 연결된다. 풀다운 소자(22)는 제2 스위칭 신호(SWL1)에 따라서 온/오프될 수 있다.
모듈레이션 소자(23)는 출력 노드(N1)와 제2 패드(89) 사이에 연결된다. 모듈레이션 소자(23)는 제2 패드(89)를 통해서 외부의 중간 전압(VDC)과 연결될 수 있다. 모듈레이션 소자(23)는 제3 스위칭 신호(SWG1)에 따라서 온/오프될 수 있다. 제2 패드(89)와 중간 전압(VDC) 사이에는 선택적으로 저항체(89a)가 배치될 수 있다. 즉, 필요에 따라서, 저항체(89a) 없이 중간 전압(VDC)이 제2 패드(89)에 바로 제공될 수도 있다.
중간 전압(VDC)은 게이트 로우 전압(VGL)보다 크고 게이트 하이 전압(VGH)보다 작다. 이러한 중간 전압(VDC)은 GPM(Gate Pulse Modulation) 동작에 사용될 수 있다.
평판형 디스플레이 장치에서, 게이트 드라이버는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 디스플레이 패널에 직접 형성되거나 부착될 수 있다. 이러한 경우, GIP 방식의 특성상 높은 전압 구동이 필요하다. 그런데, 높은 전압을 사용하면, 전력 소비가 커지며, 플리커나 크로스토크와 같은 비정상적인 효과가 발생하기도 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서, GPM 방식이 사용된다.
GPM 라이징 동작을 수행하는 경우, 게이트 펄스(OUT1)는 계단식으로 상승할 수 있다(ascending stepwise). 즉, 게이트 펄스(OUT1)는 예를 들어, 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 하이 전압(VGH)으로 바로 올라가지 않고, 게이트 로우 전압(VGL)에서 적어도 하나의 중간 전압(VDC)으로 올라간 후, 일정시간 후에 게이트 하이 전압(VGH)으로 올라갈 수 있다. 즉, 2단 이상의 계단 형태로 상승할 수 있다.
GPM 폴링 동작을 수행하는 경우, 게이트 펄스(OUT1)가 계단식으로 내려올 수 있다(descending stepwise). 즉, 게이트 펄스(OUT1)는 예를 들어, 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)으로 바로 떨어지지 않고, 게이트 하이 전압(VGH)에서 적어도 하나의 중간 전압(VDC)으로 떨어진 후 게이트 로우 전압(VGL)으로 떨어질 수 있다. 즉, 2단 이상의 계단 형태로 떨어질 수 있다.
GPM 라이징 동작과 GPM 폴링 동작이 모두 사용될 수도 있고, GPM 라이징 동작과 GPM 폴링 동작 중 어느 하나만 사용될 수도 있다.
도 3은 도 2의 출력 버퍼의 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 시간 t1 이전에, 제1 스위칭 신호(SWH1)는 오프 레벨(off level)(예를 들어, 로우 레벨)이고, 제2 스위칭 신호(SWL1)가 온 레벨(on level)(예를 들어, 하이 레벨)이고, 제3 스위칭 신호(SWG1)는 오프 레벨(예를 들어, 로우 레벨)이다. 따라서, 풀업 소자(21)는 오프 상태이고, 풀다운 소자(22)는 온 상태이고, 모듈레이션 소자(23)는 오프 상태이다. 따라서, 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 로우 전압(VGL) 레벨을 유지한다.
시간 t1에서, 제1 스위칭 신호(SWH1)는 여전히 오프 레벨이고, 제2 스위칭 신호(SWL1)가 오프 레벨이 되고, 제3 스위칭 신호(SWG1)는 온 레벨이 된다. 따라서, 풀업 소자(21)는 오프 상태이고, 풀다운 소자(22)는 오프 상태가 되고, 모듈레이션 소자(23)는 온 상태가 된다. 따라서, 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 로우 전압(VGL) 레벨에서 중간 전압(VDC) 레벨로 라이징한다.
시간 t2에서, 제1 스위칭 신호(SWH1)는 온 레벨이 되고, 제2 스위칭 신호(SWL1)가 오프 레벨을 유지하고, 제3 스위칭 신호(SWG1)는 오프 레벨이 된다. 따라서, 풀업 소자(21)는 온 상태가 되고, 풀다운 소자(22)는 오프 상태를 유지하고, 모듈레이션 소자(23)는 오프 상태가 된다. 따라서, 게이트 펄스(OUT1)는 중간 전압(VDC) 레벨에서 게이트 하이 전압(VGH) 레벨로 라이징한다.
즉, 시간 t1에서 시간 t2까지, GPM 라이징 동작이 수행된다. 즉, 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 하이 전압(VGH)으로 계단식으로 상승할 수 있다(ascending stepwise).
시간 t3에서, 제1 스위칭 신호(SWH1)는 오프 레벨이 되고, 제2 스위칭 신호(SWL1)가 오프 레벨을 유지하고, 제3 스위칭 신호(SWG1)는 온 레벨이 된다. 따라서, 풀업 소자(21)는 오프 상태가 되고, 풀다운 소자(22)는 오프 상태를 유지하고, 모듈레이션 소자(23)는 온 상태가 된다. 따라서, 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 하이 전압(VGH) 레벨에서 중간 전압(VDC) 레벨로 폴링한다.
시간 t4에서, 제1 스위칭 신호(SWH1)는 오프 레벨을 유지하고, 제2 스위칭 신호(SWL1)가 온 레벨이 되고, 제3 스위칭 신호(SWG1)는 오프 레벨이 된다. 따라서, 풀업 소자(21)는 오프 상태를 유지하고, 풀다운 소자(22)는 온 상태가 되고, 모듈레이션 소자(23)는 오프 상태가 된다. 따라서, 게이트 펄스(OUT1)는 중간 전압(VDC) 레벨에서 게이트 로우 전압(VGL) 레벨로 폴링한다.
즉, 시간 t3에서 시간 t4까지, GPM 폴링 동작이 수행된다. 즉, 게이트 펄스(OUT1)는 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 로우 전압(VGL)으로 계단식으로 내려올 수 있다(descending stepwise).
도 4는 도 1의 레벨 쉬프터의 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 시간t11에서 온 입력 신호(INON)에 입력되고, 시간 t12에서 오프 입력 신호(INOFF)가 입력될 수 있다. 즉, 온 입력 신호(INON)의 4클럭 이후에, 오프 입력 신호(INOFF)가 입력된다. 이러한 경우, 위상 컨트롤러(90)는 위상의 개수를 8상으로 결정할 수 있다.
따라서, 8개의 출력 버퍼(20_1~20_8)가 적절한 타이밍에 맞추어서 8개의 게이트 펄스(OUT1~OUT8)를 순차적으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 게이트 펄스(OUT1)는 온 입력 신호(INON)의 첫번째 클럭에 응답하여 GPM 라이징되고, 오프 입력 신호(INOFF)의 첫번째 클럭에 응답하여 GPM 폴링될 수 있다. 유사하게, 게이트 펄스(OUT2)는 온 입력 신호(INON)의 두번째 클럭에 응답하여 GPM 라이징되고, 오프 입력 신호(INOFF)의 두번째 클럭에 응답하여 GPM 폴링될 수 있다.
도 5는 도 1의 레벨 쉬프터의 다른 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 시간 t11에서 온 입력 신호(INON)에 입력되고, 시간 t13에서 오프 입력 신호(INOFF)가 입력될 수 있다. 즉, 온 입력 신호(INON)의 3클럭 이후에, 오프 입력 신호(INOFF)가 입력된다. 이러한 경우, 위상 컨트롤러(90)는 위상의 개수를 6상으로 결정할 수 있다.
따라서, 8개의 출력 버퍼(20_1~20_8) 중 6개의 출력 버퍼(20_1~20_3, 20_5~20_7)가 적절한 타이밍에 맞추어서 6개의 게이트 펄스(OUT1~OUT3, OUT5~OUT7)를 순차적으로 출력할 수 있다. 다만, 선택된 6개의 출력 버퍼(20_1~20_3, 20_5~20_7)는, 설계 방식이나, 사용되는 디스플레이 패널에 따라서 달라질 수 있다.
도 6은 도 1의 레벨 쉬프터의 또 다른 예시적 동작을 설명하기 위한 예시적 타이밍도이다. 설명의 편의상, 도 5를 이용하여 설명한 것과, 실질적으로 동일한 것은 생략한다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 온 입력 신호(INON)의 3클럭 이후에, 오프 입력 신호(INOFF)가 입력되었기 때문에, 위상 컨트롤러(90)는 위상의 개수를 6상으로 결정할 수 있다. 여기서, 8개의 출력 버퍼(20_1~20_8) 중 6개의 출력 버퍼(20_1~20_6)가 적절한 타이밍에 맞추어서 6개의 게이트 펄스(OUT1~OUT6)를 순차적으로 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 레벨 쉬프터가 적용된 디스플레이 장치를 설명하기 위한 예시적 블록도이다. 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한 레벨 쉬프터가 적용된 디스플레이 장치를 설명하기 위한 것이다. 설명의 편의상 액정표시장치를 예로 들었으나, 예를 들어, 유기전계발광표시장치(OLED)와 같은 평판형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 레벨 쉬프터가 적용된 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널(140), 레벨 쉬프터(115), 게이트 드라이버(120), 소오스 드라이버(130), 타이밍 컨트롤러(110) 등을 포함한다.
디스플레이 패널(140)은 예를 들어, 두 장의 유리기판 사이에 배치된 액정분자들을 구비한다. 디스플레이 패널(140)에는 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 m × n (m, n은 양의 정수)개의 액정셀(Clc)이 배치된다.
디스플레이 패널(140)의 하부 유리기판에는 m 개의 데이터라인들, n개의 게이트라인들, TFT들, TFT들에 각각 접속된 액정셀(Clc)의 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함한 화소 어레이가 형성된다.
디스플레이 패널(140)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극 등이 형성될 수 있다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.
디스플레이 패널(140)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 광축이 직교하는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
소오스 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(110)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치하고 그 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터전압을 발생한다. 소오스 드라이버(130)는 데이터전압을 데이터라인들에 공급한다. 데이터 드라이브 집적회로들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 디스플레이 패널(140)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.
레벨 쉬프터(115)는 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한 레벨 쉬프터일 수 있다. 타이밍 컨트롤러(110)의 제어 하에 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트 펄스들을 게이트 드라이버(120)의 입력단에 제공할 수 있다.
게이트 드라이버(120)는 게이트 펄스들을 제공받아, 게이트 라인을 구동한다.
예를 들어, 레벨 쉬프터(115)는 별도의 칩으로 구성되고, 게이트 드라이버(120)는 GIP(Gate driver In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(110)는 시스템 보드(미도시)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 디스플레이 패널(140)에 맞게 재정렬하여 소오스 드라이버(130)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(110)는 시스템 보드로부터 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블(Data Enable), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 소오스 드라이버(130)와 레벨 쉬프터(115)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 신호들을 발생한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10_1~10_8: 스위칭 컨트롤러 20_1~20_8: 출력 버퍼
21: 풀업 소자 22: 풀다운 소자
23: 모듈레이션 소자 90: 위상 컨트롤러
110: 타이밍 컨트롤러 115: 레벨 쉬프터
120: 게이트 드라이버
130: 소오스 드라이버 140: 디스플레이 패널

Claims (9)

  1. 온 입력 신호와 오프 입력 신호를 제공받아, 게이트 펄스의 위상의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라서 제어 신호를 생성하는 위상 컨트롤러;
    상기 제어 신호를 제공받아, 적어도 하나의 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러; 및
    상기 적어도 하나의 스위칭 신호를 제공받아, 레벨 쉬프트된 상기 게이트 펄스를 생성하는 출력 버퍼를 포함하고,
    상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호가 입력되는 시간과 상기 오프 입력 신호가 입력되는 다른 시간 사이에 상기 온 입력 신호의 클럭 수에 따라 상기 제어 신호의 수를 결정하며,
    상기 게이트 펄스의 위상 수는 상기 제어 신호의 수에 따라 결정되는 레벨 쉬프터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호와 오프 입력 신호의 입력순서 또는 횟수를 기초로 상기 위상의 개수를 결정하는 레벨 쉬프터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 온 입력 신호의 x 클럭(단, x는 자연수) 이후부터 상기 오프 입력 신호가 입력된 경우, 상기 위상의 개수는 2x 개인 레벨 쉬프터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 출력 버퍼는
    게이트 하이 전압과 출력 노드 사이에 연결된 풀업 소자와,
    게이트 로우 전압과 상기 출력 노드 사이에 연결된 풀다운 소자와,
    상기 출력 노드와 외부의 중간 전압과 연결된 모듈레이션 소자를 포함하고,
    상기 중간 전압은 상기 게이트 로우 전압보다 크고 상기 게이트 하이 전압보다 작은 레벨 쉬프터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 출력 노드와 상기 외부의 중간 전압 사이에 저항체가 배치되는 레벨 쉬프터.
  6. 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인과 다수의 셀을 포함하는 디스플레이 패널;
    타이밍에 맞추어서 입력 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러;
    상기 입력 신호를 제공받아, 다수의 게이트 펄스를 제공하는 레벨 쉬프터;
    상기 다수의 게이트 펄스를 제공받아, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버; 및
    상기 다수의 데이터 라인에 다수의 데이터 신호를 제공하는 소오스 드라이버를 포함하되,
    상기 레벨 쉬프터는 온 입력 신호와 오프 입력 신호를 제공받아 위상의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라서 제어 신호를 생성하는 위상 컨트롤러와, 상기 제어 신호를 제공받아, 적어도 하나의 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러와, 상기 적어도 하나의 스위칭 신호를 제공받아, 레벨 쉬프트된 게이트 펄스를 생성하는 출력 버퍼를 포함하고,
    상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호가 입력되는 시간과 상기 오프 입력 신호가 입력되는 다른 시간 사이에 상기 온 입력 신호의 클럭 수에 따라 상기 제어 신호의 수를 결정하며,
    상기 게이트 펄스의 위상 수는 상기 제어 신호의 수에 따라 결정되는 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 위상 컨트롤러는 상기 온 입력 신호와 오프 입력 신호의 입력순서 또는 횟수를 기초로 위상의 개수를 결정하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 온 입력 신호의 x 클럭(단, x는 자연수) 이후부터, 상기 오프 입력 신호가 입력된 경우, 상기 위상의 개수는 2x 개인 디스플레이 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 출력 버퍼는
    게이트 하이 전압과 출력 노드 사이에 연결된 풀업 소자와,
    게이트 로우 전압과 상기 출력 노드 사이에 연결된 풀다운 소자와,
    상기 출력 노드와 외부의 중간 전압과 연결된 모듈레이션 소자를 포함하고,
    상기 중간 전압은 상기 게이트 로우 전압보다 크고 상기 게이트 하이 전압보다 작은 디스플레이 장치.
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