KR102627933B1 - Scan driver circuit for improving degradation of TFT - Google Patents

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Abstract

본 발명의 제1 특징에 따른, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로는, 부트스트래핑(bootstrapping) 기법이 적용되는 제1 노드; 스캔 신호 및 캐리 신호를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하고, 상기 제1 노드와 연결되는 출력부; 및 상기 제1 노드를 방전시키는 제2 노드를 포함하는 인버터 구조부;를 포함하고, 상기 스캔 드라이버 회로는 DC 전압인 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 DC 전압인 제2 기준 전압을 소자의 제어 신호로 사용하며, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조를 통해 연결되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 두 종류의 기준 전압과 부스티드 다운(boosted down) 구조 등을 기반으로 멀티 출력 및 소자 열화가 방지되고 공핍 방식 동작 대응이 가능하다.According to the first feature of the present invention, a scan driver circuit including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage is bootstrapping. A first node to which the technique is applied; An output unit including two output nodes that output a scan signal and a carry signal, respectively, and connected to the first node; and an inverter structure including a second node discharging the first node, wherein the scan driver circuit applies a first reference voltage that is a DC voltage and a second reference voltage that is a lower DC voltage than the first reference voltage. It is used as a control signal for the device, and the first node and the second node are connected through a boosted down structure including a capacitor. Accordingly, based on two types of reference voltages and a boosted down structure, multi-output and device degradation are prevented, and depletion mode operation is possible.

Description

TFT 열화 현상 개선을 위한 스캔 드라이버 회로{Scan driver circuit for improving degradation of TFT}Scan driver circuit for improving degradation of TFT}

본 발명은 TFT 열화 현상 개선을 위한 스캔 드라이버 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 두 종류의 기준 전압과 부스티드 다운(boosted down) 구조 등을 기반으로 회로 오작동을 제어하는 TFT 열화 현상 개선을 위한 스캔 드라이버 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a scan driver circuit for improving the TFT deterioration phenomenon, and more specifically, to a scan driver circuit for improving the TFT deterioration phenomenon that controls circuit malfunction based on two types of reference voltages and a boosted down structure. It's about the driver circuit.

디스플레이 장치는 픽셀 어레이(pixel array)의 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버 회로, 데이터 신호에 동기되는 스캔 펄스를 픽셀 어레이의 스캔 라인(scan line)들에 순차적으로 공급하는 스캔 드라이버 회로, 데이터 드라이버 회로와 스캔 드라이버 회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러 등을 포함한다. 픽셀들 각각은 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인의 전압을 픽셀 전극에 공급하는 TFT(thin film transistor)를 포함할 수 있다. 스캔 펄스는 게이트 하이 전압(gate high voltage, VGH)과 게이트 로우 전압(gate low voltage, VGL) 사이에서 스윙한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 픽셀 TFT의 문턱 전압(VTH) 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 로우 전압(VGH)은 픽셀 TFT의 문턱 전압(VTH) 보다 낮은 전압으로 설정된다.The display device includes a data driver circuit that supplies data signals to the data lines of the pixel array, a scan driver circuit that sequentially supplies scan pulses synchronized with the data signals to the scan lines of the pixel array, It includes a timing controller that controls the data driver circuit and the scan driver circuit. Each of the pixels may include a thin film transistor (TFT) that supplies the voltage of the data line to the pixel electrode in response to the scan pulse. The scan pulse swings between gate high voltage (VGH) and gate low voltage (VGL). The gate high voltage (VGH) is set to a voltage higher than the threshold voltage (VTH) of the pixel TFT, and the gate low voltage (VGH) is set to a voltage lower than the threshold voltage (VTH) of the pixel TFT.

한편, 높은 이동도(mobility) 및 저 생산비용을 갖고, LTPS TFT 대비 소자 간 균일성이 높아 대면적 디스플레이 패널에 적용이 가능하며, 낮은 오프 전류 특성을 가져 저 소비전력 구현이 가능하다는 점에서, 최근 산화물 TFT에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Meanwhile, it has high mobility and low production costs, can be applied to large-area display panels due to high uniformity between elements compared to LTPS TFTs, and has low off-current characteristics, enabling low power consumption. Recently, research on oxide TFTs is actively underway.

디스플레이 구동에 사용되는 기존 스캔 드라이버 회로는 각 화소에 안정적으로 전압을 공급하기 위해 풀업 트랜지스터에 부트스트래핑(bootstrapping) 기법을 적용, TFT의 게이트 전압을 상승시켜 출력단으로 안정적인 전압이 전달될 수 있는 구조를 기본적인 구조로 한다. 여기서, 부트스트래핑 기법이 적용되는 노드를 Q 노드로 명칭한다.The existing scan driver circuit used to drive the display applies a bootstrapping technique to the pull-up transistor to stably supply voltage to each pixel, raising the gate voltage of the TFT to create a structure that can deliver a stable voltage to the output terminal. It has a basic structure. Here, the node to which the bootstrapping technique is applied is called the Q node.

도 1a는 종래 기술의 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이고, 도 1b는 상기 회로에 대한 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 1A is a diagram showing a prior art scan driver circuit, and FIG. 1B is a diagram showing a timing diagram for the circuit.

일반적으로 스캔 드라이버 회로에서의 Q 노드는 안정적인 화소 구동을 위해 사전 충전(precharge), 부트스트래핑 구간을 제외하고는 동작하지 않는다. 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 Q 노드가 동작하게 되면 클럭 전압이 풀업 트랜지스터를 통해 VOUT 노드로 인가될 수 있기 때문에 종래의 스캔 드라이버 회로에서는 Q 노드를 방전시키기 위한 QB 노드(풀다운 유닛)를 설계한다.Generally, the Q node in a scan driver circuit does not operate except during the precharge and bootstrapping sections for stable pixel driving. When the Q node operates in sections other than the output section, the clock voltage can be applied to the VOUT node through the pull-up transistor, so in the conventional scan driver circuit, a QB node (pull-down unit) is designed to discharge the Q node.

QB 노드는 픽셀 구동시간을 제외하고 Q 노드를 방전시키기 위해 항상 켜져 있으므로 DC 타입으로 구동한다고 볼 수 있다. 이와 같은 DC 타입 구동으로 인하여, 풀다운 유닛에 대해 지속적인 바이어스 스트레스가 가해져 TFT에 열화가 발생하게 된다. 이러한 TFT의 열화 및 전기적 특성 변화(문턱 전압 이동, 온 전류 감소 등)는 회로의 안정성에 직접적인 영향을 미친다.The QB node is always on to discharge the Q node except during pixel operation time, so it can be considered to be driven in a DC type. Due to this DC type drive, continuous bias stress is applied to the pull-down unit, causing deterioration in the TFT. Deterioration of the TFT and changes in electrical characteristics (shift in threshold voltage, decrease in on-current, etc.) directly affect the stability of the circuit.

한편, 산화물 TFT는 높은 이동도를 갖고, 생산비용이 저렴하며, LTPS(Low-Temperature Polycrystalline Silicon) TFT 대비 소자 간 균일성이 높아 대면적 디스플레이 패널에 적용이 가능하며, 낮은 오프 전류 특성을 지니고 있어 저 소비전력의 구현이 가능하다.Meanwhile, oxide TFT has high mobility, low production cost, and higher uniformity between elements compared to LTPS (Low-Temperature Polycrystalline Silicon) TFT, so it can be applied to large-area display panels and has low off-current characteristics. It is possible to implement low power consumption.

이러한 산화물 TFT는 In-Ga-Zn-O(IGZO)의 비율을 조절하여 채널 층을 구성하며, 전자 이동도를 높이기 위해 인듐(In)의 비율을 높이게 된다. 그러나, 인듐의 비율이 높아지게 되면 oxygen vacancy가 증가하여 산화물 TFT의 문턱전압이 음의 값을 가지게 되어 게이트 전압에 바이어스를 가해주지 않아도 트랜지스터의 채널이 형성되는 normally on 상태가 되고, 이를 공핍 방식 동작이라고 한다.This oxide TFT configures the channel layer by adjusting the ratio of In-Ga-Zn-O (IGZO), and the ratio of indium (In) is increased to increase electron mobility. However, as the ratio of indium increases, oxygen vacancy increases and the threshold voltage of the oxide TFT has a negative value, so that the transistor channel is formed in a normally on state even without applying a bias to the gate voltage, which is called depletion mode operation. do.

다시 도 1a를 참조하면, 종래에는 Q 노드에 클럭 신호를 이용한 부트스트래핑 기법을 적용하여 안정적인 출력이 이루어지며, 이후 풀다운 유닛을 통해 출력 노드를 100% duty로 방전시킴으로써 멀티 출력을 방지하였다.Referring again to FIG. 1A, in the past, stable output was achieved by applying a bootstrapping technique using a clock signal to the Q node, and then multiple outputs were prevented by discharging the output node to 100% duty through a pull-down unit.

하지만, 풀다운 유닛은 Q 노드 및 VOUT 노드를 방전시키기 위해 DC 타입으로 구동되어 항상 턴 온 상태가 되어 풀다운 유닛에 대해 지속적인 바이어스 스트레스가 가해져 TFT의 열화가 발생하게 된다.However, the pull-down unit is driven in a DC type to discharge the Q node and VOUT node and is always turned on, thereby continuously applying bias stress to the pull-down unit and causing deterioration of the TFT.

또한, 도 1a와 같은 종래 스캔 드라이버 회로에서는 산화물 TFT의 공핍 방식 동작을 고려하지 않아 음의 문턱 전압을 가지는 TFT는 누설 전류가 발생하여 소비 전력이 증가하는 단점이 있으며, 풀업 트랜지스터의 기생 커패시턴스 및 클럭 신호에 의해 순간적으로 높은 리플(ripple) 전압이 Q 노드에 발생하여 VOUT 출력 노드에 멀티 출력이 발생하게 된다.In addition, in the conventional scan driver circuit as shown in Figure 1a, the depletion mode operation of the oxide TFT is not considered, so the TFT with a negative threshold voltage has the disadvantage of generating leakage current and increasing power consumption, and the parasitic capacitance of the pull-up transistor and the clock A high ripple voltage is momentarily generated at the Q node by the signal, causing multiple outputs to be generated at the VOUT output node.

추가적으로, 부트스트래핑 구간 동안 Q 노드와 연결된 T1, T2, T3에 상당히 높은 드레인-소스 전압이 인가되어 소자 열화가 발생한다.Additionally, during the bootstrapping period, a fairly high drain-source voltage is applied to T1, T2, and T3 connected to the Q node, resulting in device deterioration.

이에 따라, TFT의 normally on 동작으로 인한 누설 전류의 발생으로 소비 전력이 상승하는 문제를 해결하기 위해 공핍 방식 동작 대응이 가능한 스캔 드라이버 회로가 필요하다.Accordingly, a scan driver circuit capable of responding to depletion mode operation is needed to solve the problem of increased power consumption due to leakage current due to the normally on operation of the TFT.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공핍 방식 동작을 고려하고, 두 종류의 기준 전압과 부스티드 다운 구조 등을 기반으로 회로 오작동을 제어하는 TFT 열화 현상 개선을 위한 스캔 드라이버 회로를 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above. The present invention considers depletion mode operation and scans to improve the TFT deterioration phenomenon by controlling circuit malfunction based on two types of reference voltages and boosted down structure. It provides a driver circuit.

본 발명의 제1 특징에 따른, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로는, 부트스트래핑(bootstrapping) 기법이 적용되는 제1 노드; 스캔 신호 및 캐리 신호를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하고, 상기 제1 노드와 연결되는 출력부; 및 상기 제1 노드를 방전시키는 제2 노드를 포함하는 인버터 구조부;를 포함하고, 상기 스캔 드라이버 회로는 DC 전압인 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 DC 전압인 제2 기준 전압을 소자의 제어 신호로 사용하며, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조를 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.According to the first feature of the present invention, a scan driver circuit including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage is bootstrapping. A first node to which the technique is applied; An output unit including two output nodes that output a scan signal and a carry signal, respectively, and connected to the first node; and an inverter structure including a second node discharging the first node, wherein the scan driver circuit applies a first reference voltage that is a DC voltage and a second reference voltage that is a lower DC voltage than the first reference voltage. It is used as a control signal for the device, and the first node and the second node are connected through a boosted down structure including a capacitor.

본 발명의 제2 특징에 따른, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로의 제어 방법은, 상기 스캔 드라이버 회로는, 부트스트래핑(bootstrapping) 기법이 적용되는 제1 노드; 스캔 신호 및 캐리 신호를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하고, 상기 제1 노드와 연결되는 출력부; 및 상기 제1 노드를 방전시키는 제2 노드를 포함하는 인버터 구조부를 포함하고, 상기 스캔 드라이버 회로는 DC 전압인 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 DC 전압인 제2 기준 전압을 소자의 제어 신호로 사용하며, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조를 통해 연결되고, 상기 제어 방법은, 상기 제1 노드를 사전 충전(precharging) 하는 단계; 상기 제1 노드가 플로팅 상태가 되고, 상기 제1 노드 및 상기 스캔 신호 출력 노드를 연결하는 커패시터 및 클럭 신호를 통해 부트스트래핑이 발생하고, 상기 출력부의 상기 두 개의 출력 노드에서 게이트 하이 전압이 출력되는 단계; 상기 스캔 신호 출력 노드가 상기 제1 기준 전압으로, 상기 캐리 신호 출력 노드가 상기 제2 기준 전압으로 방전되는 단계; 및 상기 제2 노드가 상기 제2 기준 전압으로 방전되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the second feature of the present invention, a control method of a scan driver circuit including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage, includes the scan driver circuit, The driver circuit includes a first node to which a bootstrapping technique is applied; An output unit including two output nodes that output a scan signal and a carry signal, respectively, and connected to the first node; and an inverter structure including a second node discharging the first node, wherein the scan driver circuit supplies a first reference voltage that is a DC voltage and a second reference voltage that is a lower DC voltage than the first reference voltage. It is used as a control signal, and the first node and the second node are connected through a boosted down structure including a capacitor, and the control method includes precharging the first node. step; The first node is in a floating state, bootstrapping occurs through a capacitor and a clock signal connecting the first node and the scan signal output node, and a gate high voltage is output from the two output nodes of the output unit. step; discharging the scan signal output node to the first reference voltage and discharging the carry signal output node to the second reference voltage; and discharging the second node to the second reference voltage.

본 발명의 제3 특징에 따른 박막 트랜지스터 기반의 디스플레이 장치는, 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 픽셀들의 어레이(array) 중 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버 회로; 상기 데이터 신호에 동기되는 스캔 펄스를 상기 픽셀들의 어레이 중 스캔 라인들에 순차적으로 공급하는 스캔 드라이버 회로; 및 상기 데이터 드라이버 회로와 상기 스캔 드라이버 회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고, 상기 스캔 드라이버 회로는 제1 특징에 따른, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로인 것을 특징으로 한다.A display device based on a thin film transistor according to a third aspect of the present invention includes a display panel including a plurality of pixels; a data driver circuit that supplies data signals to data lines among the array of pixels; a scan driver circuit that sequentially supplies scan pulses synchronized with the data signal to scan lines in the array of pixels; and a timing controller that controls the data driver circuit and the scan driver circuit, wherein the scan driver circuit sequentially generates an output signal by transferring the output signal of the previous stage to the next stage according to the first feature. It is characterized as a scan driver circuit including a plurality of stages.

본 발명의 실시 예에 따른 TFT 열화 현상 개선을 위한 스캔 드라이버 회로는 다음과 같은 효과를 제공한다.A scan driver circuit for improving TFT deterioration phenomenon according to an embodiment of the present invention provides the following effects.

VSS(기준 전압) 하나를 사용하던 구조에서 VSS보다 더 낮은 레벨의 DC 전압인 VSS2를 추가하여 공핍 방식 동작 TFT의 제어 신호로 사용하여, normally on 상태를 방지하고 이를 통해 저 소비전력 구현이 가능하다.In a structure that used one VSS (reference voltage), VSS2, a DC voltage of a lower level than VSS, is added and used as a control signal for the depletion mode operation TFT, preventing the normally on state and realizing low power consumption. .

부스티드 다운 구조를 통해 A 노드에 VSS2 전압이 인가될 때, 상기 구조 내의 커패시터의 커플링 효과를 통해 Q 노드 전압이 VSS2로 유도되어, 풀업 트랜지스터의 높은 기생 커패시터 및 클럭 신호들에 의한 Q 노드 리플 전압이 방지되어 멀티 출력이 발생하지 않는다.When the VSS2 voltage is applied to the A node through the boosted down structure, the Q node voltage is induced to VSS2 through the coupling effect of the capacitor in the structure, causing Q node ripple due to the high parasitic capacitor of the pull-up transistor and clock signals. Voltage is prevented and multi-output does not occur.

Q 노드, 출력 노드들은 각각 50%의 클럭 듀티 비(duty ratio) 동안 방전되어, 풀다운 유닛의 열화를 방지할 수 있으며, 단일 풀다운 TFT의 사용으로 스캔 드라이버 회로가 간소화되어 베젤리스 디스플레이 구현이 가능하다.The Q node and output nodes are each discharged for a clock duty ratio of 50%, preventing deterioration of the pull-down unit, and the use of a single pull-down TFT simplifies the scan driver circuit, making it possible to implement a bezel-less display. .

따라서, 두 종류의 기준 전압과 부스티드 다운(boosted down) 구조 등을 기반으로 멀티 출력 방지, 소자 열화 방지, 공핍 방식 동작 대응이 이루어져 제품의 수율이 향상될 수 있다.Therefore, the yield of the product can be improved by preventing multi-output, preventing device deterioration, and responding to depletion mode operation based on two types of reference voltages and a boosted down structure.

도 1a는 종래 기술의 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이다.
도 1b는 종래 기술의 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 2a는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이다.
도 2b는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 동작을 나타내는 회로도들 및 타이밍 다이어그램들이다.
도 4a 내지 도 4c는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로에 사용된 모든 TFT의 문턱 전압이 각각 +2.0V, +10.5V, -3.5V인 경우의 스캔 드라이버 회로 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이다.
도 5b는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 동작을 나타내는 회로도들 및 타이밍 다이어그램들이다.
도 7a 및 도 7b는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로에 사용된 모든 TFT의 문턱 전압이 각각 +2.0V, -2.0V인 경우의 스캔 드라이버 회로 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7c는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로에서 열화 방지 TFT 유무에 따른 드레인-소스 전압 스트레스를 확인하기 위한 B 노드 전압 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.
1A is a diagram showing a scan driver circuit of the prior art.
FIG. 1B is a diagram illustrating a timing diagram of a prior art scan driver circuit.
FIG. 2A is a diagram illustrating a scan driver circuit according to one disclosed embodiment.
FIG. 2B is a diagram illustrating a timing diagram of a scan driver circuit according to one disclosed embodiment.
3A to 3D are circuit diagrams and timing diagrams showing the operation of a scan driver circuit according to an embodiment of the disclosure.
4A to 4C are graphs showing scan driver circuit simulation waveforms when the threshold voltages of all TFTs used in the scan driver circuit are +2.0V, +10.5V, and -3.5V, respectively, according to an embodiment of the disclosure.
FIG. 5A is a diagram illustrating a scan driver circuit according to another disclosed embodiment.
FIG. 5B is a diagram illustrating a timing diagram of a scan driver circuit according to another disclosed embodiment.
6A to 6D are circuit diagrams and timing diagrams showing the operation of a scan driver circuit according to another disclosed embodiment.
FIGS. 7A and 7B are graphs showing scan driver circuit simulation waveforms when the threshold voltages of all TFTs used in the scan driver circuit are +2.0V and -2.0V, respectively, according to another disclosed embodiment.
FIG. 7C is a graph showing a B-node voltage simulation waveform for checking drain-source voltage stress depending on the presence or absence of an anti-deterioration TFT in a scan driver circuit according to another disclosed embodiment.

이하, 본 발명에 대해서 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. .

도 2a는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이고, 도 2b는 상기 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 2A is a diagram illustrating a scan driver circuit according to an embodiment of the disclosure, and FIG. 2B is a diagram illustrating a timing diagram of the scan driver circuit.

도 2a를 참조하여, 일 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 9개의 TFT 및 2개의 커패시터로 구성될 수 있다. VOUT 노드에서는 각 화소에 들어가는 스캔 신호가 출력되고, Vc 노드에서는 각 스캔 드라이버 스테이지(stage)에 입력 신호로 사용되는 캐리 신호가 출력된다. 클럭 신호로는 총 4상(CLK, CLKb, CLKL, CLKLb)이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 2A, the scan driver circuit of one embodiment may be composed of 9 TFTs and 2 capacitors. A scan signal input to each pixel is output from the VOUT node, and a carry signal used as an input signal to each scan driver stage is output from the Vc node. A total of 4 phases (CLK, CLKb, CLKL, CLKLb) can be used as a clock signal.

개시된 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 공핍 방식 동작 TFT의 제어 신호로 기준 전압인 VSS1 뿐만 아니라 VSS1보다 더 낮은 레벨의 DC 전압인 VSS2를 추가하여 사용한다. 이를 통해 TFT의 normally on 상태를 방지할 수 있다.The scan driver circuit of the disclosed embodiment uses not only the reference voltage VSS1 but also VSS2, a DC voltage of a lower level than VSS1, as a control signal for the depletion type operation TFT. Through this, the normally on state of the TFT can be prevented.

Q 노드에는 부트스트래핑 기법이 적용되고, 출력부(10)는 스캔 신호(VOUT) 및 캐리 신호(Vc)를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하며, Q 노드와 연결된다.A bootstrapping technique is applied to the Q node, and the output unit 10 includes two output nodes that output a scan signal (VOUT) and a carry signal (Vc), respectively, and is connected to the Q node.

출력부(10)의 출력 노드들 각각에는 TFT 단일 소자(T6,T7)가 연결되어 출력 노드들의 전압을 방전시키는 풀다운 유닛으로서 기능한다.A single TFT element (T6, T7) is connected to each of the output nodes of the output unit 10 and functions as a pull-down unit that discharges the voltage of the output nodes.

인버터 구조부(20)에는 A 노드가 포함되고, A 노드를 통해 Q 노드의 방전이 이루어진다. 보다 상세하게는, Q 노드 및 A 노드가 커패시터(C2)를 포함하는 부스티드 다운(boosted down)(30) 구조를 통해 연결되고, A 노드에 VSS2 전압이 인가될 때, C2 커패시터의 커플링 효과를 통해 Q 노드 전압이 VSS2로 내려간다. 이에 따라, 출력부(10)의 풀업 트랜지스터(T2,T3)의 높은 기생 커패시터 및 클럭 신호(CLK,CLKL)에 의한 Q 노드 리플 전압이 방지되어 멀티 출력 현상을 해결할 수 있다.The inverter structure 20 includes an A node, and discharge of the Q node occurs through the A node. More specifically, the Q node and the A node are connected through a boosted down 30 structure including a capacitor C2, and when the VSS2 voltage is applied to the A node, the coupling effect of the C2 capacitor The Q node voltage goes down to VSS2. Accordingly, the high parasitic capacitor of the pull-up transistors (T2, T3) of the output unit 10 and the Q node ripple voltage caused by the clock signals (CLK, CLKL) are prevented, thereby solving the multi-output phenomenon.

Q 노드 및 출력부(10)의 출력 노드들(즉, 스캔 및 캐리 출력 노드)은 풀다운 유닛(T6,T7)의 열화 방지를 위해 각각 50%의 클럭 듀티 비(duty ratio) 동안 방전된다. 이 경우, Q 노드의 방전은 A 노드를 통해 이루어진다. 따라서, 각 풀다운 유닛에 대한 열화 방지를 통해 Q 노드 및 출력 노드들의 신뢰성 확보가 가능하게 된다.The output nodes (i.e., scan and carry output nodes) of the Q node and output unit 10 are discharged for a clock duty ratio of 50% to prevent deterioration of the pull-down units T6 and T7. In this case, the discharge of the Q node occurs through the A node. Therefore, it is possible to secure the reliability of the Q node and output nodes by preventing deterioration of each pull-down unit.

도 2a를 참조하여, 일 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 A 노드에 대한 VSS2 기준 전압의 인가가 시리즈 투 트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해서 이루어질 수 있다. 또한, T5a, T5b의 STT 구조를 통해 T5a, T5b의 드레인-소스 전압의 안정화가 이루어진다.Referring to FIG. 2A, in the scan driver circuit of one embodiment, the VSS2 reference voltage to the A node may be applied through a series two transistor (STT) structure. In addition, the drain-source voltage of T5a and T5b is stabilized through the STT structure of T5a and T5b.

도 2a를 참조하여, 개시된 일 실시 예에 따른 스캔 드라이버 회로의 각 TFT 소자, 주요 노드 및 입출력 신호의 기능에 대해 정리하면 하기의 표 1 및 표 2와 같다.With reference to FIG. 2A, the functions of each TFT element, main node, and input/output signal of the scan driver circuit according to the disclosed embodiment are summarized in Tables 1 and 2 below.

T1: Q 노드 프리차징(precharging) 소자
T2: VOUT[n] 출력 소자
T3: Vc[n] 출력 소자
T4: A 노드 VGH 인가 소자
T5a, T5b: A 노드 VGL2 인가 및 VDS 안정화 소자
T6: VOUT[n] 풀다운 소자
T7: Vc[n] 풀다운 소자
T8: Q 노드 풀다운 소자
T1: Q node precharging element
T2: VOUT[n] output device
T3: Vc[n] output device
T4: A node VGH applying element
T5a, T5b: A node VGL2 enabling and V DS stabilizing elements
T6: VOUT[n] pull-down element
T7: Vc[n] pull-down element
T8: Q node pulldown element

Q[n]: VOUT[n] / Vc[n] 출력을 위한 노드
A[n]: (i) T6, T7을 통해 VOUT[n], Vc[n] 50% 클럭 듀티 비 동안 방전
(ii) Q 노드 부스팅 다운(boosting down)
VOUT[n]: 스캔 신호 출력
Vc[n]: 캐리 신호 출력
VOUT[n-1]: Q 노드 프리차징(precharging)
Vc[n+1]: Q 노드 리셋(reset)
Q[n]: Node for VOUT[n] / Vc[n] output
A[n]: (i) Discharge VOUT[n], Vc[n] through T6, T7 for 50% clock duty ratio
(ii) Q node boosting down
VOUT[n]: Scan signal output
Vc[n]: Carry signal output
VOUT[n-1]: Q node precharging
Vc[n+1]: Q node reset

도 2b의 타이밍 다이어그램에서, 게이트 로우 전압 VGL1, VGL2는 각각 기준 전압 VSS1, VSS2에 해당하고, 여기서 VGL2는 VGL1보다 더 낮은 레벨의 DC 전압이다. 이는 이하의 타이밍 다이어그램 들에서도 모두 동일하다.In the timing diagram of FIG. 2B, the gate low voltages VGL1 and VGL2 correspond to the reference voltages VSS1 and VSS2, respectively, where VGL2 is a DC voltage at a lower level than VGL1. This is the same in all timing diagrams below.

도 3a 내지 도 3d는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 동작을 나타내는 회로도들 및 타이밍 다이어그램들이다.3A to 3D are circuit diagrams and timing diagrams showing the operation of a scan driver circuit according to an embodiment of the disclosure.

일 실시 예의 스캔 드라이버 회로의 동작을 도 3a 내지 3d를 참조하여 이하에서 구체적으로 설명한다.The operation of the scan driver circuit of one embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 3A to 3D.

A-(1) 프리차징 구간A-(1) Precharging section

도 3a를 참조하면, VOUT[n-1]은 VGH(게이트 하이 전압)가 되고, Q 노드 전압은 T1 트랜지스터를 통해 VGH-VTH_T1까지 충전된다. T2, T3 트랜지스터 및 CLK, CLKL 클럭 신호를 통해 VOUT[n], Vc[n] 출력 노드에 각각 기준 전압 VSS1, VSS2가 인가된다.Referring to Figure 3a, VOUT[n-1] becomes VGH (gate high voltage), and the Q node voltage is charged to VGH-V TH_T1 through the T1 transistor. Reference voltages VSS1 and VSS2 are applied to the VOUT[n] and Vc[n] output nodes through T2 and T3 transistors and CLK and CLKL clock signals, respectively.

A-(2) 부트스트래핑 및 VOUT[n] 출력 구간A-(2) Bootstrapping and VOUT[n] output section

도 3b를 참조하면, T1 트랜지스터가 턴 오프 되고, Q 노드가 플로팅(floating) 상태가 되어 CLK 클럭 신호 및 C1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)이 발생한다. Q 노드 전압이 [VGH-VTH_T1]+[VGH-VSS1] 값으로 증가하여 T2 및 T3 풀업 트랜지스터를 통해 VOUT[n] 및 Vc[n] 출력 노드에는 VGH 전압 출력이 이루어진다. 이 때, Vc[n+1]이 VSS2 전압을 가지므로 T8 트랜지스터의 VGS가 충분히 큰 음의 전압을 가지게 되어 Q 노드 전압의 변화를 방지하게 된다.Referring to FIG. 3b, the T1 transistor is turned off, the Q node is in a floating state, and bootstrapping occurs through the CLK clock signal and the C1 capacitor. The Q node voltage increases to [VGH-V TH_T1 ]+[VGH-VSS1], and VGH voltage is output to the VOUT[n] and Vc[n] output nodes through T2 and T3 pull-up transistors. At this time, since Vc[n+1] has the VSS2 voltage, V GS of the T8 transistor has a sufficiently large negative voltage to prevent changes in the Q node voltage.

A-(3) 리셋 및 VOUT[n] 방전 구간A-(3) Reset and VOUT[n] discharge section

도 3c를 참조하면, Vc[n+1]이 VGH가 되어 T8 트랜지스터가 턴 온 상태가 된다. CLKLb 클럭 신호가 VGH가 되어 A 노드는 [VGH-VTH_T4]로 충전된다. VOUT[n] 및 Vc[n]이 T6, T7 트랜지스터를 통해 기준 전압 VSS1 및 VSS2로 각각 방전된다.Referring to Figure 3c, Vc[n+1] becomes VGH and the T8 transistor is turned on. The CLKLb clock signal becomes VGH and the A node is charged to [VGH-V TH_T4 ]. VOUT[n] and Vc[n] are discharged to reference voltages VSS1 and VSS2 through transistors T6 and T7, respectively.

A-(4) 방전 홀딩 구간A-(4) Discharge holding section

도 3d를 참조하면, CLKL 클럭 신호가 VGH가 됨에 따라 STT 구조의 T5a 및 T5b 트랜지스터가 턴 온 상태가 되며 A 노드가 VSS2 전압으로 방전된다. 플로팅 상태인 Q 노드에 부스팅 다운(boosting down)이 발생하여 VSS1보다 낮은 전압으로 방전된다. 이 때, CLK 클럭 신호 및 T2 트랜지스터의 기생 커패시터에 의한 Q 노드 리플(ripple) 전압이 감소하여 VOUT[n] 출력 노드의 멀티 출력이 방지된다.Referring to Figure 3d, as the CLKL clock signal becomes VGH, transistors T5a and T5b of the STT structure are turned on and the A node is discharged to the VSS2 voltage. Boosting down occurs at the Q node, which is in a floating state, and is discharged to a voltage lower than VSS1. At this time, the Q node ripple voltage caused by the CLK clock signal and the parasitic capacitor of the T2 transistor is reduced, preventing multi-output of the VOUT[n] output node.

도 4a 내지 도 4c는 개시된 일 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로에 사용된 모든 TFT의 문턱 전압이 각각 +2.0V, +10.5V, -3.5V인 경우의 스캔 드라이버 회로 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.FIGS. 4A to 4C are graphs showing scan driver circuit simulation waveforms when the threshold voltages of all TFTs used in the scan driver circuit are +2.0V, +10.5V, and -3.5V, respectively, according to an embodiment of the disclosure.

일 실시 예의 스캔 드라이버 회로의 시뮬레이션 결과를 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 이하에서 설명한다.Simulation results of the scan driver circuit of one embodiment will be described below with reference to FIGS. 4A to 4C.

산화물 TFT를 기반으로 SmartSpice 시뮬레이션을 진행하였으며, 사용된 TFT 모델의 문턱 전압(VTH)은 2V, 채널 길이는 5μm이다. 클럭 신호로 CLK(L)~CLKb(L)을 사용하였으며, Vc[n-1] 및 VOUT[n-1] 입력 신호는 -5V~28V로 스윙하고, VGH, VSS1, VSS2는 각각 28V, -5V, -13V의 전압을 가진다.SmartSpice simulation was conducted based on oxide TFT, and the threshold voltage (VTH) of the TFT model used was 2V and the channel length was 5μm. CLK(L) to CLKb(L) were used as clock signals, Vc[n-1] and VOUT[n-1] input signals swing from -5V to 28V, and VGH, VSS1, and VSS2 were 28V and -, respectively. It has a voltage of 5V, -13V.

도 4a를 참조하면, Q 노드에서 사전 충전(precharge) 및 부트스트래핑 전압이 각각 26V, 51V이고, VOUT 출력은 전압 손실 없이 +28V 전압이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Figure 4a, it can be seen that the precharge and bootstrapping voltages at the Q node are 26V and 51V, respectively, and the VOUT output is maintained at +28V without voltage loss.

도 4b를 참조하면, +10.5V 만큼의 문턱 전압 이동에도 불구하고 VOUT 출력은 전압 손실 없이 +28V의 전압이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4b, it can be seen that the VOUT output is maintained at a voltage of +28V without voltage loss, despite a threshold voltage shift of +10.5V.

도 4c를 참조하면, -3.5V 만큼의 문턱 전압 이동에도 불구하고 VOUT 출력은 전압 손실 없이 +28V의 전압이 출력됨을 확인할 수 있다.Referring to Figure 4c, it can be seen that despite the threshold voltage shift by -3.5V, the VOUT output outputs a voltage of +28V without voltage loss.

도 5a는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이고, 도 5b는 상기 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a scan driver circuit according to another disclosed embodiment, and FIG. 5B is a diagram illustrating a timing diagram of the scan driver circuit.

도 5a를 참조하여, 다른 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 10개의 TFT 및 2개의 커패시터로 구성될 수 있다. VOUT 노드에서는 각 화소에 들어가는 스캔 신호가 출력되고, Vc 노드에서는 각 스캔 드라이버 스테이지(stage)에 입력 신호로 사용되는 캐리 신호가 출력된다. 클럭 신호로는 총 4상(CLK, CLKb, CLKL, CLKLb)이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5A, a scan driver circuit in another embodiment may be composed of 10 TFTs and 2 capacitors. A scan signal input to each pixel is output from the VOUT node, and a carry signal used as an input signal to each scan driver stage is output from the Vc node. A total of 4 phases (CLK, CLKb, CLKL, CLKLb) can be used as a clock signal.

개시된 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 공핍 방식 동작 TFT의 제어 신호로 기준 전압인 VSS1 뿐만 아니라 VSS1보다 더 낮은 레벨의 DC 전압인 VSS2를 추가하여 사용한다. 이를 통해 TFT의 normally on 상태를 방지할 수 있다.The scan driver circuit of the disclosed embodiment uses not only the reference voltage VSS1 but also VSS2, a DC voltage of a lower level than VSS1, as a control signal for the depletion type operation TFT. Through this, the normally on state of the TFT can be prevented.

Q 노드에는 부트스트래핑 기법이 적용되고, 출력부(10)는 스캔 신호(VOUT) 및 캐리 신호(Vc)를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하며, Q 노드와 연결된다.A bootstrapping technique is applied to the Q node, and the output unit 10 includes two output nodes that output a scan signal (VOUT) and a carry signal (Vc), respectively, and is connected to the Q node.

출력부(10)의 출력 노드들 각각에는 TFT 단일 소자(T6,T7)가 연결되어 출력 노드들의 전압을 방전시키는 풀다운 유닛으로서 기능한다.A single TFT element (T6, T7) is connected to each of the output nodes of the output unit 10 and functions as a pull-down unit that discharges the voltage of the output nodes.

인버터 구조부(20)에는 A 노드가 포함되고, A 노드를 통해 Q 노드의 방전이 이루어진다. 보다 상세하게는, Q 노드 및 A 노드가 커패시터(C2)를 포함하는 부스티드 다운(boosted down)(30) 구조를 통해 연결되고, A 노드에 VSS2 전압이 인가될 때, C2 커패시터의 커플링 효과를 통해 Q 노드 전압이 VSS2로 내려간다. 이에 따라, 출력부(10)의 풀업 트랜지스터(T2,T3)의 높은 기생 커패시터 및 클럭 신호(CLK,CLKL)에 의한 Q 노드 리플 전압이 방지되어 멀티 출력 현상을 해결할 수 있다.The inverter structure 20 includes an A node, and discharge of the Q node occurs through the A node. More specifically, the Q node and the A node are connected through a boosted down 30 structure including a capacitor C2, and when the VSS2 voltage is applied to the A node, the coupling effect of the C2 capacitor The Q node voltage goes down to VSS2. Accordingly, the high parasitic capacitor of the pull-up transistors (T2, T3) of the output unit 10 and the Q node ripple voltage caused by the clock signals (CLK, CLKL) are prevented, thereby solving the multi-output phenomenon.

Q 노드 및 출력부(10)의 출력 노드들(즉, 스캔 및 캐리 출력 노드)은 풀다운 유닛(T6,T7)의 열화 방지를 위해 각각 50%의 클럭 듀티 비(duty ratio) 동안 방전된다. 이 경우, Q 노드의 방전은 A 노드를 통해 이루어진다. 따라서, 각 풀다운 유닛에 대한 열화 방지를 통해 Q 노드 및 출력 노드들의 신뢰성 확보가 가능하게 된다.The output nodes (i.e., scan and carry output nodes) of the Q node and output unit 10 are discharged for a clock duty ratio of 50% to prevent deterioration of the pull-down units T6 and T7. In this case, the discharge of the Q node occurs through the A node. Therefore, it is possible to secure the reliability of the Q node and output nodes by preventing deterioration of each pull-down unit.

도 5a를 참조하여, 다른 실시 예의 스캔 드라이버 회로는 Q 노드 및 A 노드의 연결이 B 노드를 통해 이루어지되, Q 노드 및 B 노드는 열화 방지 TFT(T10)(50)를 통해 연결되고, B 노드 및 A 노드는 커패시터(C2)를 포함하는 부스티드 다운(boosted down)(30) 구조로 연결될 수 있다. 이를 통해, 부트스트래핑 구간에 T1과 T5 트랜지스터에 높은 VDS 전압이 가해지는 것을 방지하여 TFT의 열화 방지가 이루어진다.Referring to FIG. 5A, in the scan driver circuit of another embodiment, the Q node and the A node are connected through the B node, the Q node and the B node are connected through the anti-deterioration TFT (T10) 50, and the B node And the A node may be connected in a boosted down (30) structure including a capacitor (C2). Through this, deterioration of the TFT is prevented by preventing a high V DS voltage from being applied to the T1 and T5 transistors during the bootstrapping section.

도 5a를 참조하여, 개시된 다른 실시 예에 따른 스캔 드라이버 회로의 각 TFT 소자, 주요 노드 및 입출력 신호의 기능에 대해 정리하면 하기의 표 3 및 표 4와 같다.With reference to FIG. 5A, the functions of each TFT element, main node, and input/output signal of the scan driver circuit according to another disclosed embodiment are summarized in Table 3 and Table 4 below.

T1: Q 노드 프리차징(precharging) 소자
T2: VOUT[n] 출력 소자
T3: Vc[n] 출력 소자
T4: A 노드 VGH 인가 소자
T5: B 노드 풀다운 소자
T6: VOUT[n] 풀다운 소자
T7: Vc[n] 풀다운 소자
T8: A 노드 리셋 소자
T9: A 노드 풀다운 소자
T10: T1, T5의 VDS 낮추는 소자
T1: Q node precharging element
T2: VOUT[n] output device
T3: Vc[n] output device
T4: A node VGH applying element
T5: B-node pull-down element
T6: VOUT[n] pull-down element
T7: Vc[n] pull-down element
T8: A node reset element
T9: A-node pull-down element
T10: V DS lowering element of T1, T5

Q[n]: VOUT[n] / Vc[n] 출력을 위한 노드
A[n]: (i) T6, T7을 통해 VOUT[n], Vc[n] 50% 클럭 듀티 비 동안 방전
(ii) Q 노드 부스팅 다운(boosting down)
VOUT[n]: 스캔 신호 출력
Vc[n]: 캐리 신호 출력
VOUT[n-1]: Q 노드 프리차징(precharging)
Vc[n+1]: A 노드 리셋(reset)
Q[n]: Node for VOUT[n] / Vc[n] output
A[n]: (i) Discharge VOUT[n], Vc[n] through T6, T7 for 50% clock duty ratio
(ii) Q node boosting down
VOUT[n]: Scan signal output
Vc[n]: Carry signal output
VOUT[n-1]: Q node precharging
Vc[n+1]: A node reset

도 6a 내지 도 6d는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로의 동작을 나타내는 회로도들 및 타이밍 다이어그램들이다.6A to 6D are circuit diagrams and timing diagrams showing the operation of a scan driver circuit according to another disclosed embodiment.

다른 실시 예의 스캔 드라이버 회로의 동작을 도 6a 내지 6d를 참조하여 이하에서 구체적으로 설명한다.The operation of the scan driver circuit of another embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 6A to 6D.

B-(1) 프리차징 구간B-(1) Precharging section

도 6a를 참조하면, CLKLb 클럭 신호가 VGH(게이트 하이 전압)가 됨에 따라 T1 트랜지스터가 동작하고, VOUT[n-1]은 Q 노드 전압을 VGH-VTH_T1으로 사전 충전한다. T2, T3 트랜지스터 및 CLK, CLKL 클럭 신호를 통해 VOUT[n], Vc[n] 출력 노드에 각각 기준 전압 VSS1, VSS2가 인가된다.Referring to Figure 6a, as the CLKLb clock signal becomes VGH (gate high voltage), the T1 transistor operates, and VOUT[n-1] pre-charges the Q node voltage to VGH-V TH_T1 . Reference voltages VSS1 and VSS2 are applied to the VOUT[n] and Vc[n] output nodes through T2 and T3 transistors and CLK and CLKL clock signals, respectively.

B-(2) 부트스트래핑 및 VOUT[n] 출력 구간B-(2) Bootstrapping and VOUT[n] output section

도 6b를 참조하면, T1 트랜지스터가 턴 오프 되고, Q 노드가 플로팅(floating) 상태가 되어 CLK 클럭 신호 및 C1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)이 발생한다. Q 노드 전압이 [VGH-VTH_T1]+[VGH-VSS1] 값으로 증가하여 T2 및 T3 풀업 트랜지스터를 통해 VOUT[n] 및 Vc[n] 출력 노드에는 VGH 전압 출력이 이루어진다. 이 때, Vc[n+1]이 VSS2 전압을 가지므로 T8 트랜지스터의 VGS가 충분히 큰 음의 전압을 가지게 되어 Q 노드 전압의 변화를 방지하게 된다. 또한, T10 트랜지스터가 턴 오프 되고, T1 및 T5 트랜지스터의 드레인 노드로 전압이 전달되지 않게 되어 T1 및 T5 트랜지스터에 가해지는 VDS를 감소시키므로 TFT의 안정성이 보장된다.Referring to FIG. 6b, the T1 transistor is turned off, the Q node is in a floating state, and bootstrapping occurs through the CLK clock signal and the C1 capacitor. The Q node voltage increases to [VGH-V TH_T1 ]+[VGH-VSS1], and VGH voltage is output to the VOUT[n] and Vc[n] output nodes through T2 and T3 pull-up transistors. At this time, since Vc[n+1] has the VSS2 voltage, V GS of the T8 transistor has a sufficiently large negative voltage to prevent changes in the Q node voltage. In addition, the T10 transistor is turned off, and voltage is not transmitted to the drain nodes of the T1 and T5 transistors, thereby reducing V DS applied to the T1 and T5 transistors, thereby ensuring the stability of the TFT.

B-(3) 리셋 및 VOUT[n] 방전 구간B-(3) Reset and VOUT[n] discharge section

도 6c를 참조하면, CLKLb 클럭 신호가 VGH 전압이 되어 T5 트랜지스터가 턴 온 상태가 되기 때문에 T4 트랜지스터를 통해 A 노드에 전압이 충전된다. 이에 따라, T10 트랜지스터가 턴 온 상태가 되어 Q 노드 전압이 T10, T5 트랜지스터를 거쳐 VSS1으로 방전된다. VOUT[n] 및 Vc[n] 출력 노드 전압은 T6 및 T7을 통해 각각 VSS1 및 VSS2로 방전된다. 이 때, A 노드가 VGH 전압을 가지면서 C2 커패시터에 VGH-VSS1 전압을 저장한다.Referring to Figure 6c, the CLKLb clock signal becomes the VGH voltage and the T5 transistor is turned on, so the voltage is charged to the A node through the T4 transistor. Accordingly, the T10 transistor is turned on and the Q node voltage is discharged to VSS1 through the T10 and T5 transistors. The VOUT[n] and Vc[n] output node voltages discharge through T6 and T7 to VSS1 and VSS2, respectively. At this time, the A node has the VGH voltage and stores the VGH-VSS1 voltage in the C2 capacitor.

B-(4) 방전 홀딩 구간B-(4) Discharge holding section

도 6d를 참조하면, CLKL 및 CLKLb 클럭 신호가 각각 VGH 및 VSS2 전압 상태가 됨에 따라 T9 트랜지스터가 턴 온 상태가 되고, A 노드가 T9 트랜지스터를 통해 VSS2 전압으로 방전된다. 플로팅 상태인 Q 노드에 부스팅 다운(boosting down)이 발생하여 VSS1보다 낮은 전압으로 방전된다. 음의 VGS로 인해 T2 트랜지스터가 턴 오프 되고 CLK 클럭 신호와 기생 커패시턴스에 의해 발생하는 출력 리플 전압이 방지된다. 또한, 이 기간 동안 T6 트랜지스터는 턴 오프 상태지만 다음 스테이지(stage)의 T1 및 T5 트랜지스터를 통하여 VOUT 출력 노드 전압은 VSS2가 된다. CLKL 클럭 신호에 의해 다음 스테이지의 T1, T5 트랜지스터는 턴 온 상태가 되며 VOUT 출력 노드는 다음 스테이지의 T1 및 T5 트랜지스터에 의해 방전될 수 있다. 결과적으로 발명 회로는 듀티 비(duty ratio)가 50%인 하나의 풀다운 TFT를 사용하여 안정적인 오프 스테이지 출력을 나타낸다.Referring to Figure 6d, as the CLKL and CLKLb clock signals become VGH and VSS2 voltage states, respectively, the T9 transistor is turned on, and the A node is discharged to the VSS2 voltage through the T9 transistor. Boosting down occurs at the Q node, which is in a floating state, and is discharged to a voltage lower than VSS1. Negative V GS turns off the T2 transistor and prevents output ripple voltage caused by the CLK clock signal and parasitic capacitance. Additionally, during this period, the T6 transistor is turned off, but the VOUT output node voltage becomes VSS2 through the T1 and T5 transistors of the next stage. The T1 and T5 transistors of the next stage are turned on by the CLKL clock signal, and the VOUT output node can be discharged by the T1 and T5 transistors of the next stage. As a result, the invented circuit exhibits a stable off-stage output using one pull-down TFT with a duty ratio of 50%.

도 7a 및 도 7b는 개시된 다른 실시 예에 따른, 스캔 드라이버 회로에 사용된 모든 TFT의 문턱 전압이 각각 +2.0V, -2.0V인 경우의 스캔 드라이버 회로 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이고, 도 7c는 스캔 드라이버 회로에서 열화 방지 TFT 유무에 따른 드레인-소스 전압 스트레스를 확인하기 위한 B 노드 전압 시뮬레이션 파형을 나타낸 그래프이다.FIGS. 7A and 7B are graphs showing scan driver circuit simulation waveforms when the threshold voltages of all TFTs used in the scan driver circuit are +2.0V and -2.0V, respectively, according to another disclosed embodiment, and FIG. 7C is a scan This is a graph showing the B-node voltage simulation waveform to check the drain-source voltage stress depending on the presence or absence of anti-deterioration TFT in the driver circuit.

다른 실시 예의 스캔 드라이버 회로의 시뮬레이션 결과를 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 이하에서 설명한다.Simulation results of a scan driver circuit of another embodiment will be described below with reference to FIGS. 7A to 7C.

산화물 TFT를 기반으로 SmartSpice 시뮬레이션을 진행하였으며, 사용된 TFT 모델의 문턱 전압(VTH)은 2V, 채널 길이는 5μm이다. 클럭 신호로 CLK(L)~CLKb(L)을 사용하였으며, Vc[n-1] 및 VOUT[n-1] 입력 신호는 -5V~28V로 스윙하고, VGH, VSS1, VSS2는 각각 28V, -5V, -13V의 전압을 가진다.SmartSpice simulation was conducted based on oxide TFT, and the threshold voltage (VTH) of the TFT model used was 2V and the channel length was 5μm. CLK(L) to CLKb(L) were used as clock signals, Vc[n-1] and VOUT[n-1] input signals swing from -5V to 28V, and VGH, VSS1, and VSS2 were 28V and -, respectively. It has a voltage of 5V, -13V.

도 7a를 참조하면, Q 노드에서 사전 충전(precharge) 및 부트스트래핑 전압이 각각 26V, 51V이고, VOUT 출력은 전압 손실 없이 +28V 전압이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Figure 7a, it can be seen that the precharge and bootstrapping voltages at the Q node are 26V and 51V, respectively, and the VOUT output is maintained at +28V without voltage loss.

도 7b를 참조하면, -2.0V 만큼의 문턱 전압 이동에도 불구하고 VOUT 출력은 전압 손실 없이 +28V의 전압이 출력됨을 확인할 수 있다.Referring to Figure 7b, it can be seen that despite the threshold voltage shift by -2.0V, the VOUT output outputs a voltage of +28V without voltage loss.

도 7c를 참조하면, 열화 방지 TFT(T10)(50)가 없는 경우는, 부트스트래핑 구간에 44.3V의 큰 전압이 T1과 T5 트랜지스터의 드레인에 인가되는 것과 비교하여, 열화 방지 TFT(T10)(50)가 있는 경우는, 27.3V의 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, T1 및 T5 트랜지스터에 가해지는 VDS 스트레스를 완화시키는 효과가 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 7C, in the case where the anti-deterioration TFT (T10) 50 is not present, a large voltage of 44.3 V is applied to the drains of the T1 and T5 transistors in the bootstrapping section, compared to the anti-deterioration TFT (T10) (50). In the case where 50) is present, it can be confirmed that a relatively low voltage of 27.3V is applied. Therefore, it can be seen that there is an effect of relieving V DS stress applied to the T1 and T5 transistors.

이와 같이, 개시된 실시 예에 따른 스캔 드라이버 회로는, 두 종류의 기준 전압과 부스티드 다운(boosted down) 구조 등을 기반으로 멀티 출력 방지, 소자 열화 방지, 공핍 방식 동작 대응이 이루어질 수 있다. 또한, Q 노드 등 주요 노드 및 출력 노드들의 방전 시 단일 풀다운 TFT의 사용으로 스캔 드라이버 회로의 간소화를 제공한다.As such, the scan driver circuit according to the disclosed embodiment can prevent multi-output, prevent device deterioration, and respond to depletion mode operation based on two types of reference voltages and a boosted down structure. In addition, the use of a single pull-down TFT when discharging major nodes such as the Q node and output nodes provides simplification of the scan driver circuit.

한편, TFT를 기반으로 화소(pixel)를 제어하는 디스플레이 장치는, 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널, 픽셀 어레이(pixel array)의 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버 회로, 데이터 신호에 동기되는 스캔 펄스를 픽셀 어레이의 스캔 라인들에 순차적으로 공급하는 스캔 드라이버 회로, 및 데이터 드라이버 회로와 스캔 드라이버 회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함하여 구성될 수 있으며, 여기서 사용되는 스캔 드라이버 회로는 상술한 바와 같은 개시된 실시 예들의 스캔 드라이버 회로일 수 있다.Meanwhile, a display device that controls pixels based on a TFT includes a display panel including a plurality of pixels, a data driver circuit that supplies data signals to data lines of a pixel array, and a data driver circuit that supplies data signals to the data lines. It may be configured to include a scan driver circuit that sequentially supplies scan pulses to the scan lines of the pixel array, and a timing controller that controls the data driver circuit and the scan driver circuit, and the scan driver circuit used here is as described above. It may be a scan driver circuit of the same disclosed embodiments.

다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구 범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.Since various modifications may be made to the configurations and methods described and illustrated herein without departing from the scope of the present invention, all matters contained in the foregoing detailed description or shown in the accompanying drawings are exemplary and are not intended to limit the present invention. It's not. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be determined only by the following claims and their equivalents.

10: 출력부 20: 인버터 구조부
30: 부스티드 다운 구조 40: STT 구조
50: 열화 방지 소자
10: output unit 20: inverter structural unit
30: Boosted down structure 40: STT structure
50: anti-deterioration element

Claims (15)

이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로에 있어서,
부트스트래핑(bootstrapping) 기법이 적용되는 제1 노드;
스캔 신호 및 캐리 신호를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하고, 상기 제1 노드와 연결되는 출력부; 및
상기 제1 노드를 방전시키는 제2 노드를 포함하는 인버터 구조부;
를 포함하고,
상기 스캔 드라이버 회로는 DC 전압인 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 DC 전압인 제2 기준 전압을 소자의 제어 신호로 사용하며,
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조를 통해 연결되고,
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드의 연결은 제3 노드를 통해 이루어지되, 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드는 박막 트랜지스터를 통해 연결되고, 상기 제3 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조로 연결되는 스캔 드라이버 회로.
In a scan driver circuit including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage,
A first node to which a bootstrapping technique is applied;
An output unit including two output nodes that output a scan signal and a carry signal, respectively, and connected to the first node; and
an inverter structure including a second node discharging the first node;
Including,
The scan driver circuit uses a first reference voltage that is a DC voltage and a second reference voltage that is a lower DC voltage than the first reference voltage as a control signal for the device,
The first node and the second node are connected through a boosted down structure including a capacitor,
The first node and the second node are connected through a third node. The first node and the third node are connected through a thin film transistor, and the third node and the second node include a capacitor. A scan driver circuit connected in a boosted down structure.
제1항에 있어서,
상기 제2 노드에 상기 제2 기준 전압이 인가될 때 상기 부스티드 다운 구조로 인하여 상기 제1 노드의 전압이 제2 기준 전압으로 내려가는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로.
According to paragraph 1,
A scan driver circuit, wherein when the second reference voltage is applied to the second node, the voltage of the first node goes down to the second reference voltage due to the boosted down structure.
제1항에 있어서,
상기 출력부는 두 개의 단일 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 두 개의 단일 박막 트랜지스터는 상기 출력 노드들 각각에 연결되어 상기 출력 노드들을 각각 방전시키는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로.
According to paragraph 1,
The output unit further includes two single thin film transistors,
A scan driver circuit, wherein the two single thin film transistors are connected to each of the output nodes to discharge the output nodes, respectively.
제3항에 있어서,
상기 제1 노드 및 상기 두 개의 출력 노드는 각각 50%의 듀티 비(duty ratio) 동안 방전되는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로.
According to paragraph 3,
A scan driver circuit, wherein the first node and the two output nodes are each discharged for a duty ratio of 50%.
제4항에 있어서,
상기 제1 노드의 방전은 상기 제2 노드를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로.
According to paragraph 4,
A scan driver circuit, wherein discharge of the first node occurs through the second node.
제1항에 있어서,
상기 제2 노드에 대한 상기 제2 기준 전압의 인가는 시리즈 투 트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로.
According to paragraph 1,
A scan driver circuit, wherein the application of the second reference voltage to the second node is performed through a series two transistor (STT) structure.
삭제delete 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver) 회로의 제어 방법에 있어서,
상기 스캔 드라이버 회로는,
부트스트래핑(bootstrapping) 기법이 적용되는 제1 노드; 스캔 신호 및 캐리 신호를 각각 출력하는 두 개의 출력 노드를 포함하고, 상기 제1 노드와 연결되는 출력부; 및 상기 제1 노드를 방전시키는 제2 노드를 포함하는 인버터 구조부를 포함하고,
상기 스캔 드라이버 회로는 DC 전압인 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 더 낮은 DC 전압인 제2 기준 전압을 소자의 제어 신호로 사용하며, 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조를 통해 연결되고,
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드의 연결은 제3 노드를 통해 이루어지되, 상기 제1 노드 및 상기 제3 노드는 박막 트랜지스터를 통해 연결되고, 상기 제3 노드 및 상기 제2 노드는 커패시터를 포함하는 부스티드 다운(boosted down) 구조로 연결되고,
상기 제어 방법은,
상기 제1 노드를 사전 충전(precharging) 하는 단계;
상기 제1 노드가 플로팅 상태가 되고, 상기 제1 노드 및 상기 스캔 신호 출력 노드를 연결하는 커패시터 및 클럭 신호를 통해 부트스트래핑이 발생하고, 상기 출력부의 상기 두 개의 출력 노드에서 게이트 하이 전압이 출력되는 단계;
상기 스캔 신호 출력 노드가 상기 제1 기준 전압으로, 상기 캐리 신호 출력 노드가 상기 제2 기준 전압으로 방전되는 단계; 및
상기 제2 노드가 상기 제2 기준 전압으로 방전되는 단계;
를 포함하는, 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
In the control method of a scan driver circuit including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage,
The scan driver circuit is,
A first node to which a bootstrapping technique is applied; An output unit including two output nodes that output a scan signal and a carry signal, respectively, and connected to the first node; and an inverter structure including a second node discharging the first node,
The scan driver circuit uses a first reference voltage that is a DC voltage and a second reference voltage that is a lower DC voltage than the first reference voltage as a control signal for the device, and the first node and the second node include a capacitor. connected through a boosted down structure,
The first node and the second node are connected through a third node, and the first node and the third node are connected through a thin film transistor, and the third node and the second node include a capacitor. It is connected with a boosted down structure that
The control method is,
precharging the first node;
The first node is in a floating state, bootstrapping occurs through a capacitor and a clock signal connecting the first node and the scan signal output node, and a gate high voltage is output from the two output nodes of the output unit. step;
discharging the scan signal output node to the first reference voltage and discharging the carry signal output node to the second reference voltage; and
discharging the second node to the second reference voltage;
A control method of a scan driver circuit including.
제8항에 있어서,
상기 제2 노드가 상기 제2 기준 전압으로 방전되는 단계는, 상기 부스티드 다운 구조로 인하여 상기 제1 노드의 전압이 상기 제2 기준 전압으로 유도되는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
According to clause 8,
The step of discharging the second node to the second reference voltage further includes the step of inducing the voltage of the first node to the second reference voltage due to the boosted down structure. control method.
제8항에 있어서,
상기 출력부는 두 개의 단일 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 두 개의 단일 박막 트랜지스터는 상기 출력 노드들 각각에 연결되어 상기 출력 노드들을 각각 방전시키는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
According to clause 8,
The output unit further includes two single thin film transistors,
The control method of a scan driver circuit, wherein the two single thin film transistors are connected to each of the output nodes to discharge the output nodes, respectively.
제10항에 있어서,
상기 제1 노드 및 상기 두 개의 출력 노드는 각각 50%의 듀티 비(duty ratio) 동안 방전되는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
According to clause 10,
The first node and the two output nodes are each discharged for a duty ratio of 50%.
제11항에 있어서,
상기 제1 노드의 방전은 상기 제2 노드를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
According to clause 11,
A method of controlling a scan driver circuit, characterized in that discharge of the first node is performed through the second node.
제8항에 있어서,
상기 제2 노드에 대한 상기 제2 기준 전압의 인가는 시리즈 투 트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법.
According to clause 8,
A method of controlling a scan driver circuit, wherein the application of the second reference voltage to the second node is performed through a series two transistor (STT) structure.
삭제delete 박막 트랜지스터 기반의 디스플레이 장치에 있어서,
복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널;
상기 픽셀들의 어레이(array) 중 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버 회로;
상기 데이터 신호에 동기되는 스캔 펄스를 상기 픽셀들의 어레이 중 스캔 라인들에 순차적으로 공급하는 스캔 드라이버 회로; 및
상기 데이터 드라이버 회로와 상기 스캔 드라이버 회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
상기 스캔 드라이버 회로는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 스캔 드라이버 회로인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
In a thin film transistor-based display device,
A display panel including a plurality of pixels;
a data driver circuit that supplies data signals to data lines among the array of pixels;
a scan driver circuit that sequentially supplies scan pulses synchronized with the data signal to scan lines in the array of pixels; and
A timing controller that controls the data driver circuit and the scan driver circuit,
A display device, wherein the scan driver circuit is the scan driver circuit of any one of claims 1 to 6.
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