KR20050076166A - Level shifter with single input and liquid crystal display device employing the same - Google Patents

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Abstract

면적이 증가되지 않으면서도 레벨 시프터를 구성하는 박막 트랜지스터의 특성 변동에 대하여 안정적인 동작을 수행하는 단일 입력 레벨 시프터 및 이를 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display; TFT LCD)가 제공된다. 액정 표시 장치의 단일 입력 레벨 시프터는 외부에서 인가되는 디지털 로직 신호를 레벨 시프트하여 게이트 구동부 또는 데이터 구동부에 전달하며, 중간 전압 신호 제공부, 인버팅부 및 전압 신호 비교부를 포함한다.Provided are a single input level shifter which performs a stable operation against a characteristic variation of a thin film transistor constituting a level shifter without increasing an area, and a thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD) using the same. The single input level shifter of the liquid crystal display level shifts an externally applied digital logic signal to a gate driver or a data driver, and includes an intermediate voltage signal providing unit, an inverting unit, and a voltage signal comparing unit.

Description

단일 입력 레벨 시프터 및 이를 이용하는 액정 표시 장치{Level shifter with single input and liquid crystal display device employing the same}Level shifter with single input and liquid crystal display device employing the same}

본 발명은 단일 입력 레벨 시프터(level shifter) 및 이를 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display; TFT LCD)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면적이 증가되지 않으면서도 레벨 시프터를 구성하는 박막 트랜지스터의 특성 변동에 대하여 안정적인 동작을 수행하는 단일 입력 레벨 시프터 및 이를 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single input level shifter and a thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD) using the same. More specifically, a thin film constituting the level shifter without increasing the area is described. The present invention relates to a single input level shifter performing stable operation against variations in characteristics of a transistor and a thin film transistor liquid crystal display using the same.

최근에 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 소형화, 경량화, 박형화의 추세에 따라 표시 장치도 소형화, 경량화, 박형화가 요구되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위하여 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT) 대신 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널(flat panel)형 표시 장치가 개발되고 있다.In recent years, with the trend of miniaturization, weight reduction, and thinning of personal computers and televisions, display devices have also been required to be smaller, lighter, and thinner. In order to meet these demands, flat panel display devices such as liquid crystal displays (LCDs) are being developed instead of cathode ray tubes (CRTs).

액정 표시 장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 플랫 패널형 표시 장치로서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있다.A liquid crystal display device is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and adjusting the intensity of the electric field to adjust the amount of light transmitted through the substrate. Such a liquid crystal display device is a portable flat panel display device, and a thin film transistor liquid crystal display device (TFT LCD) using a thin film transistor (TFT) as a switching element is mainly used.

일반적으로, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인, 화상 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 전달하며 다수의 게이트 라인에 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인 및 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 각각 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열되어 있는 다수의 화소를 포함하는 디스플레이부, 게이트 라인으로 주사 신호를 제공하는 게이트 구동부, 데이터 라인으로 계조 전압을 제공하는 데이터 구동부, 로직 신호를 제공하는 타이밍 제어부 및 로직 신호를 레벨 시프팅하여 게이트 구동부 또는 데이터 구동부에 전달하는 레벨 시프터를 포함한다.In general, a thin film transistor liquid crystal display device includes a plurality of gate lines that transmit scan signals, a plurality of data lines that transmit corresponding gray voltages according to an image data signal, and are insulated from and intersect the plurality of gate lines. A display unit including a plurality of pixels arranged in a matrix form having switching elements connected to a gate line and a data line in an area surrounded by the gate line, a gate driver providing a scan signal to the gate line, and a gray voltage to the data line And a level shifter configured to level shift the logic signal and to transfer the logic signal to the gate driver or the data driver.

여기에서, 레벨 시프터는 외부의 타이밍 제어부로부터 디지털 로직 신호를 입력받아 게이트 구동부나 데이터 구동부를 구동하기 위해서 디지털 로직 신호보다 전압 크기가 큰 전압 신호를 제공한다.Here, the level shifter receives a digital logic signal from an external timing controller and provides a voltage signal having a larger voltage than the digital logic signal to drive the gate driver or the data driver.

도 1을 참조하여 종래의 액정 표시 장치의 레벨 시프터에 대해서 설명한다. A level shifter of a conventional liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 1.

로우(low) 상태의 입력 신호(IN)가 도 1의 레벨 시프터에 전달되는 경우에는 피모스 트랜지스터(MP5)가 턴온되어 피모스 트랜지스터(MP2) 및 엔모스 트랜지스터(MN2)에 입력 신호의 반전 신호(INB)인 하이(high) 상태의 전압 신호가 인가되므로, 피모스 트랜지스터(MP2)는 턴오프되고 엔모스 트랜지스터(MN2)는 턴온되어 접지 전압이 출력 신호(OUT)로 제공된다.When the input signal IN in the low state is transmitted to the level shifter of FIG. 1, the PMOS transistor MP5 is turned on to invert the input signal to the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistor MN2. Since a high voltage signal of INB is applied, the PMOS transistor MP2 is turned off and the NMOS transistor MN2 is turned on so that the ground voltage is provided as the output signal OUT.

반면에, 하이 상태의 입력 신호가 도 1의 레벨 시프터에 전달되는 경우에는 엔모스 트랜지스터(MN3)가 턴온되어 피모스 트랜지스터(MP2) 및 엔모스 트랜지스터(MN2)에 입력 신호의 반전 신호(INB)인 로우 상태의 전압 신호가 인가되므로, 피모스 트랜지스터(MP2)는 턴온되고 엔모스 트랜지스터(MN2)는 턴오프되어 전원 전압이 출력 신호(OUT)로 제공된다. 따라서 레벨 시프터는 전원 전압으로서 입력 신호의 하이 상태의 전압 크기보다 큰 것을 이용함으로써 입력 신호의 전압 크기보다 큰 전압 신호를 제공한다.On the other hand, when the input signal in the high state is transmitted to the level shifter of FIG. 1, the NMOS transistor MN3 is turned on to invert the signal INB of the input signal to the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistor MN2. Since the in-low voltage signal is applied, the PMOS transistor MP2 is turned on and the NMOS transistor MN2 is turned off so that the power supply voltage is provided as the output signal OUT. The level shifter thus provides a voltage signal that is larger than the voltage magnitude of the input signal by using the power supply voltage larger than the voltage level of the high state of the input signal.

도 1의 레벨 시프터는 다수의 박막 트랜지스터로 구성되어 입력 신호의 하이 상태의 전압 크기가 소정의 전압 크기 이상인 경우에만 안정적인 레벨 시프팅 동작을 수행할 수 있다. 박막 트랜지스터는 높은 문턱 전압(threshold voltage), 낮은 전계 효과 이동도(mobility; μ)나 큰 서브쓰레숄드 스윙(subthreshold swing)으로 인하여 소정의 전압 크기보다 큰 전압에서 안정적인 동작을 수행한다. 따라서 입력 신호의 하이 상태의 전압 크기가 소정의 전압 크기 이하인 것이 인가되는 경우에는 엔모스 트랜지스터가 충분히 턴온되지 못하여 입력 신호를 반전시키지 못할 수 있는 문제점이 있다. 입력 신호가 반전되지 못하게 되면 레벨 시프터의 출력 신호(OUT)는 하이 상태 또는 로우 상태를 계속 유지하게 되거나 출력 신호(OUT)의 하이 상태의 전압 크기가 전원 전압 크기보다 작게 된다. 또한 다수의 박막 트랜지스터의 문턱 전압, 전계 효과 이동도 또는 서브쓰레숄드 스윙의 편차에 따라서 레벨 시프팅 동작이 달라지게 되는 문제점이 있다.The level shifter of FIG. 1 may be configured of a plurality of thin film transistors to perform stable level shifting operations only when the voltage level of the high state of the input signal is greater than or equal to a predetermined voltage level. The thin film transistors perform stable operation at voltages greater than a predetermined voltage level due to high threshold voltage, low field effect mobility (μ), or large subthreshold swing. Therefore, when the voltage level of the high state of the input signal is less than or equal to the predetermined voltage level, the NMOS transistor may not be sufficiently turned on so that the input signal may not be inverted. When the input signal is not inverted, the output signal OUT of the level shifter may remain in a high state or a low state, or the voltage level of the high state of the output signal OUT may be smaller than the power supply voltage. In addition, there is a problem that the level shifting operation is changed according to the threshold voltage, field effect mobility, or deviation of the subthreshold swing of the plurality of thin film transistors.

미국 등록 특허 6,404,230에 개시된 액정 표시 장치의 레벨 시프터는 입력 신호와 입력 신호의 반전 신호를 별도로 인가하여 입력 신호를 레벨 시프팅하고 있으나, 입력 신호를 전달하는 배선과 입력 신호의 반전 신호를 전달하는 배선이 별도로 필요하므로 레벨 시프터가 차지하는 면적이 증가하게 되고, 타이밍 제어부의 출력 단자의 개수가 증가하게 되는 문제점이 있다. The level shifter of the liquid crystal display disclosed in U.S. Patent No. 6,404,230 applies the input signal and the inverted signal of the input signal separately to level shift the input signal, but the wiring for transmitting the input signal and the wiring for inverting the input signal. Since this is required separately, the area occupied by the level shifter increases, and the number of output terminals of the timing controller increases.

대한민국 공개 특허 공보 특2003-0051920에 개시된 액정 표시 장치의 레벨 시프터는 입력 신호와 기준 전압을 별도로 인가하여 입력 신호를 레벨 시프팅하고 있으나, 기준 전압이 전달되는 배선이 다른 전압 신호를 전달하는 배선과 커플링(coupling)하여 안정적인 기준 전압을 전달하지 못하게 되므로 오동작을 유발할 수 있는 문제점이 있다.Although the level shifter of the liquid crystal display disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0051920 applies a separate input signal and a reference voltage to level shift the input signal, the wiring to which the reference voltage is transmitted is different from the wiring to which another voltage signal is transmitted. There is a problem that may cause a malfunction because the coupling (coupling) does not deliver a stable reference voltage.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 면적이 증가되지 않으면서도 안정적인 레벨 시프팅 동작을 수행하고 레벨 시프터를 구성하는 박막 트랜지스터의 특성 변동에 대하여도 안정적인 레벨 시프팅 동작을 수행하는 단일 입력 레벨 시프터를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a single input level shifter that performs a stable level shifting operation without increasing an area and performs a stable level shifting operation even with a characteristic variation of a thin film transistor constituting a level shifter. It is.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 단일 입력 레벨 시프터를 이용하는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display using the single input level shifter.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 단일 입력 레벨 시프터는 전원 전압 크기와 입력 신호의 전압 크기 사이의 중간 전압 신호를 제공하는 중간 전압 신호 제공부, 상기 중간 전압 신호를 입력받아 상기 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공하는 인버팅부 및 상기 중간 전압 신호의 전압 크기와 상기 중간 전압 신호의 반전 신호의 전압 크기를 비교하여 비교 결과에 따라서 상기 전원 전압 또는 접지 전압을 제공하는 전압 신호 비교부를 포함한다.A single input level shifter according to the present invention for achieving the above technical problem is an intermediate voltage signal providing unit for providing an intermediate voltage signal between the magnitude of the power supply voltage and the voltage of the input signal, the intermediate voltage receiving the intermediate voltage signal An inverting unit providing an inverted signal of the signal and a voltage signal comparing unit comparing the voltage magnitude of the intermediate voltage signal with the voltage magnitude of the inverted signal of the intermediate voltage signal and providing the power supply voltage or the ground voltage according to a comparison result. do.

상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인, 화상 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 전달하며 상기 다수의 게이트 라인에 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열되어 있는 다수의 화소를 포함하는 디스플레이부, 상기 게이트 라인으로 상기 주사 신호를 제공하는 게이트 구동부, 상기 데이터 라인으로 상기 계조 전압을 제공하는 데이터 구동부, 로직 신호를 제공하는 타이밍 제어부 및 상기 로직 신호를 레벨 시프팅하여 상기 게이트 구동부 또는 상기 데이터 구동부에 전달하는 단일 입력 레벨 시프터를 포함하며, 상기 단일 입력 레벨 시프터는 전원 전압 크기와 입력 신호의 전압 크기 사이의 중간 전압 신호를 제공하는 중간 전압 신호 제공부, 상기 중간 전압 신호를 입력받아 상기 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공하는 인버팅부 및 상기 중간 전압 신호의 전압 크기와 상기 중간 전압 신호의 반전 신호의 전압 크기를 비교하여 비교 결과에 따라서 상기 전원 전압 또는 접지 전압을 제공하는 전압 신호 비교부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a plurality of gate lines transferring scan signals, a plurality of gate lines transferring corresponding gray voltages according to image data signals, and being insulated from and intersecting the plurality of gate lines. A display unit including a plurality of pixels arranged in a matrix form having a data line of and a switching element connected to the gate line and the data line in an area surrounded by the gate line and the data line, respectively; A gate driver providing the scan signal, a data driver providing the gray voltage to the data line, a timing controller providing a logic signal, and a single input level shifting the logic signal to the gate driver or the data driver Level shifter The single input level shifter may include an intermediate voltage signal providing unit providing an intermediate voltage signal between a power supply voltage magnitude and an input signal voltage magnitude, and receiving the intermediate voltage signal to provide an inverted signal of the intermediate voltage signal. And a voltage signal comparison unit comparing the voltage level of the butting unit and the voltage level of the inverted signal of the intermediate voltage signal to provide the power supply voltage or the ground voltage according to a comparison result.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

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 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.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the present embodiments completely cover the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to inform the disclosure that the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(100) 및 타이밍 제어부(210)를 포함한다.2 is a block diagram of a liquid crystal display according to the present invention. A liquid crystal display according to the present invention will be described with reference to FIG. 2. The liquid crystal display according to the present invention includes a liquid crystal panel 100 and a timing controller 210.

단일 입력 레벨 시프터(110) 및 디스플레이부(120)가 액정 패널(100)의 내부에 집적되어 형성되어 있다. 한편 게이트 구동부(220) 및 데이터 구동부(230)는 COG(Chip On Glass) 방식으로 액정 패널(100) 상에 실장된다. 물론 본 발명은 이에 한정하지 않고, 상기 게이트 구동부(220) 또는 상기 데이터 구동부(230)가 상기 액정 패널(100) 내부에 형성되어 있지 않고 PCB, 플렉서블 필름 등에 실장된 액정 표시 장치에도 동일하게 적용될 수 있다.The single input level shifter 110 and the display unit 120 are integrated in the liquid crystal panel 100. The gate driver 220 and the data driver 230 are mounted on the liquid crystal panel 100 in a chip on glass (COG) method. Of course, the present invention is not limited thereto, and the gate driver 220 or the data driver 230 may not be formed inside the liquid crystal panel 100, but may be equally applied to a liquid crystal display device mounted on a PCB, a flexible film, or the like. have.

상기 디스플레이부(120)은 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인, 화상 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 전달하며 상기 다수의 게이트 라인에 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열되어 있는 다수의 화소를 포함한다.The display unit 120 may include a plurality of gate lines that transmit scan signals, a plurality of data lines that transmit corresponding gray voltages according to image data signals, and are insulated from and cross the plurality of gate lines, and the gate lines and data lines. And a plurality of pixels arranged in a matrix form having switching elements connected to the gate line and the data line, respectively, in an area surrounded by the gate line.

상기 게이트 구동부(220)는 상기 게이트 라인으로 상기 주사 신호를 제공하고, 상기 데이터 구동부(230)는 상기 데이터 라인으로 상기 계조 전압을 제공하며, 상기 타이밍 제어부(210)는 로직 신호를 제공하고, 상기 단일 입력 레벨 시프터(110)는 상기 로직 신호를 레벨 시프팅하여 상기 게이트 구동부(220) 또는 상기 데이터 구동부(230)에 전달한다. 상기 로직 신호는 클럭 신호, 스타트 신호 등을 포함하여 게이트 구동부(220) 또는 데이터 구동부(230)를 구동하기 위한 모든 디지털 신호를 포함한다.The gate driver 220 provides the scan signal to the gate line, the data driver 230 provides the gray voltage to the data line, and the timing controller 210 provides a logic signal. The single input level shifter 110 level-shifts the logic signal to the gate driver 220 or the data driver 230. The logic signal includes all digital signals for driving the gate driver 220 or the data driver 230 including a clock signal and a start signal.

다음은, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단일 입력 레벨 시프터(110)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단일 입력 레벨 시프터(110)의 회로도이다. 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단일 입력 레벨 시프터(110)는 중간 전압 신호 제공부(10), 인버팅부(20) 및 전압 신호 비교부(30)를 포함한다.Next, the single input level shifter 110 of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3. 3 is a circuit diagram of a single input level shifter 110 of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. The single input level shifter 110 of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes an intermediate voltage signal providing unit 10, an inverting unit 20, and a voltage signal comparing unit 30.

상기 중간 전압 신호 제공부(10)는 전원 전압(VDD) 크기와 입력 신호(IN)의 전압 크기 사이의 중간 전압 신호를 제공하고, 상기 인버팅부(20)는 상기 중간 전압 신호를 입력받아 상기 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공하며, 상기 전압 신호 비교부(30)는 상기 중간 전압 신호의 전압 크기와 상기 중간 전압 신호의 반전 신호의 전압 크기를 비교하여 비교 결과에 따라서 상기 전원 전압(VDD) 또는 접지 전압(GND)을 제공한다.The intermediate voltage signal providing unit 10 provides an intermediate voltage signal between the magnitude of the power supply voltage VDD and the voltage of the input signal IN, and the inverting unit 20 receives the intermediate voltage signal. The inverted signal of the intermediate voltage signal is provided, and the voltage signal comparator 30 compares the voltage magnitude of the intermediate voltage signal with the voltage magnitude of the inverted signal of the intermediate voltage signal and according to a comparison result, the power supply voltage VDD. Or provide a ground voltage (GND).

상기 중간 전압 신호 제공부(10)는 중간 전압 신호의 출력 노드(N10)에 소정의 전류를 전달하는 제 1 전류 공급원(current source)(11)과 입력 신호(IN)단에 소정의 전류를 전달하는 제 2 전류 공급원(12)을 포함한다. 출력 노드(N10)에 출력되는 중간 전압 신호의 전압 크기는 상기 제 1 전류 공급원(11)이 전달하는 전류와 상기 제 2 전류 공급원이 전달하는 전류의 비에 의해서 결정된다. The intermediate voltage signal providing unit 10 transfers a predetermined current to the first current source 11 and the input signal IN which deliver a predetermined current to the output node N10 of the intermediate voltage signal. A second current source 12. The voltage magnitude of the intermediate voltage signal output to the output node N10 is determined by the ratio of the current delivered by the first current source 11 and the current delivered by the second current source.

즉 상기 제 1 전류 공급원(11)이 상기 출력 노드(N10)에 전달하는 전류의 양보다 상기 제 2 전류 공급원이 상기 입력 신호(IN)단에 전달하는 전류의 양이 큰 경우에는 상기 출력 노드(N10)에 전달되는 차지(charge)보다 상기 입력 신호(IN)단으로 더 많은 차지가 빠져 나가기 때문에 출력 노드(N10)에 출력되는 중간 전압 신호의 전압 크기는 전원 전압(VDD) 크기와 입력 신호(IN)의 전압 크기의 차의 중간보다 작아진다.That is, when the amount of current delivered by the second current source to the input signal IN is greater than the amount of current delivered by the first current source 11 to the output node N10, the output node ( Since the charge goes out to the input signal IN terminal more than the charge transferred to N10, the voltage level of the intermediate voltage signal output to the output node N10 is equal to the power supply voltage VDD and the input signal ( IN) becomes smaller than the middle of the difference in magnitude.

반대로 상기 제 1 전류 공급원(11)이 상기 출력 노드(N10)에 전달하는 전류의 양보다 상기 제 2 전류 공급원(12)이 상기 입력 신호(IN)단에 전달하는 전류의 양이 작은 경우에는 상기 출력 노드(N10)에 전달되는 차지보다 상기 입력 신호(IN)단으로 빠져 나가는 차지가 더 적기 때문에 출력 노드(N10)에 출력되는 중간 전압 신호의 전압 크기는 전원 전압(VDD) 크기와 입력 신호(IN)의 전압 크기의 차의 중간보다 커진다.On the contrary, when the amount of current transmitted by the second current source 12 to the input signal IN is smaller than the amount of current delivered by the first current source 11 to the output node N10, the Since the charge exiting to the input signal IN is smaller than the charge transmitted to the output node N10, the voltage level of the intermediate voltage signal output to the output node N10 is equal to the power supply voltage VDD and the input signal ( IN is greater than the middle of the difference in the magnitude of the voltage.

상기 제 1 전류 공급원(11)은 전원 전압(VDD)단에 소스가 연결되고, 상기 중간 전압 신호의 출력 노드(N10)에 드레인이 연결되며, 접지 전압(GND)단에 게이트가 연결되는 피모스 트랜지스터(MP11)인 것이 바람직하다.The first current source 11 has a PMOS having a source connected to a power supply voltage VDD, a drain connected to an output node N10 of the intermediate voltage signal, and a gate connected to a ground voltage GND. It is preferable that it is a transistor MP11.

피모스 트랜지스터(MP11)의 게이트에 접지 전압(GND)단이 연결되어 피모스 트랜지스터(MP11)의 게이트에 접지 전압(GND)이 전달되고, 피모스 트랜지스터(MP11)의 소스에 전원 전압(VDD)단이 연결되어 피모스 트랜지스터(MP11)의 소스에 전원 전압(VDD)이 전달되므로 피모스 트랜지스터(MP11)는 항상 턴온된다. 따라서 피모스 트랜지스터(MP11)는 상기 중간 전압 신호의 출력 노드(N10)에 일정한 전류를 전달하는 전류 공급원으로 이용될 수 있다. 피모스 트랜지스터(MP11)가 제공하는 전류의 양은 피모스 트랜지스터(MP11)의 폭(width; W)과 길이(length; L)의 비(W/L) 및 전원 전압(VDD)과 상기 출력 노드(N10)의 전압 차에 의해서 조절할 수 있다.The ground voltage GND terminal is connected to the gate of the PMOS transistor MP11, the ground voltage GND is transferred to the gate of the PMOS transistor MP11, and the power supply voltage VDD is supplied to the source of the PMOS transistor MP11. Since the terminal is connected and the power supply voltage VDD is transmitted to the source of the PMOS transistor MP11, the PMOS transistor MP11 is always turned on. Therefore, the PMOS transistor MP11 may be used as a current source for transmitting a constant current to the output node N10 of the intermediate voltage signal. The amount of current provided by the PMOS transistor MP11 is equal to the ratio W / L of the width W and the length L of the PMOS transistor MP11 and the power supply voltage VDD and the output node. It can be adjusted by the voltage difference of N10).

상기 제 2 전류 공급원(12)은 상기 중간 전압 신호의 출력 노드(N10)에 드레인이 연결되고, 상기 입력 신호(IN)단에 소스가 연결되며, 전원 전압(VDD)단에 게이트가 연결되는 엔모스 트랜지스터(MN11)인 것이 바람직하다.The second current source 12 has a drain connected to an output node N10 of the intermediate voltage signal, a source connected to the input signal IN, and a gate connected to a power supply voltage VDD. It is preferable that it is a MOS transistor MN11.

엔모스 트랜지스터(MN11)의 게이트에 전원 전압(VDD)단이 연결되어 엔모스 트랜지스터(MN11)의 게이트에 전원 전압(VDD)이 전달되고, 엔모스 트랜지스터(MN11)의 드레인에 상기 출력 노드(N10)가 연결되어 엔모스 트랜지스터(MN11)의 드레인에 상기 출력 노드(N10)의 전압이 전달되므로 엔모스 트랜지스터(MN11)는 항상 턴온된다. 따라서 엔모스 트랜지스터(MN11)는 상기 입력 신호(IN)단에 일정한 전류를 전달하는 전류 공급원으로 이용될 수 있다. 엔모스 트랜지스터(MN11)가 제공하는 전류의 양은 엔모스 트랜지스터(MN11)의 폭(width; W)과 길이(length; L)의 비(W/L) 및 상기 출력 노드(N10)의 전압과 입력 신호(IN)의 전압 차에 의해서 조절할 수 있다.A power supply voltage VDD terminal is connected to a gate of the NMOS transistor MN11, a power supply voltage VDD is transferred to a gate of the NMOS transistor MN11, and the output node N10 is applied to a drain of the NMOS transistor MN11. ) Is connected to transfer the voltage of the output node N10 to the drain of the NMOS transistor MN11, so that the NMOS transistor MN11 is always turned on. Therefore, the NMOS transistor MN11 may be used as a current supply source for transmitting a constant current to the input signal IN terminal. The amount of current provided by the NMOS transistor MN11 is a ratio W / L of the width W and the length L of the NMOS transistor MN11 and the voltage and the input of the output node N10. It can be adjusted by the voltage difference of the signal IN.

입력 신호(IN)가 로우 상태의 전압 신호로 입력되는 경우에는 상기 출력 노드(N10)의 전압과 입력 신호(IN)의 전압 차가 입력 신호(IN)가 하이 상태의 전압 신호로 입력되는 경우보다 크기 때문에 더 많은 양의 전류를 입력 신호(IN)단에 제공하게 되므로 상기 출력 노드(N10)의 전압의 크기는 입력 신호(IN)가 하이 상태의 전압 신호로 입력되는 경우보다 커진다.When the input signal IN is input as a low voltage signal, the voltage difference between the voltage of the output node N10 and the input signal IN is greater than when the input signal IN is input as a high voltage signal. Therefore, since a larger amount of current is provided to the input signal IN, the magnitude of the voltage of the output node N10 is larger than the case where the input signal IN is input as a high voltage signal.

따라서 중간 전압 신호 제공부(10)는 중간 전압 신호로서 입력 신호(IN)의 하이 상태와 로우 상태의 전압 크기의 차이를 유지하면서 소정의 직류 전압 성분을 포함하는 형태의 전압 신호를 제공한다. 중간 전압 신호의 하이 상태의 전압 크기는 전원 전압(VDD) 크기보다 작고 중간 전압 신호의 로우 상태의 전압 크기는 접지 전압(GND) 크기보다 크다. 그리고 상기 소정의 직류 전압 성분의 크기는 피모스 트랜지스터(MP11)의 폭과 길이의 비 및 엔모스 트랜지스터(MN11)의 폭과 길이의 비에 의해서 조절할 수 있다.Therefore, the intermediate voltage signal providing unit 10 provides a voltage signal including a predetermined DC voltage component while maintaining a difference between voltage levels of the high state and the low state of the input signal IN as the intermediate voltage signal. The voltage level in the high state of the intermediate voltage signal is smaller than the power supply voltage VDD, and the voltage level in the low state of the intermediate voltage signal is greater than the ground voltage GND. The size of the predetermined DC voltage component may be adjusted by the ratio of the width and length of the PMOS transistor MP11 and the ratio of the width and length of the NMOS transistor MN11.

피모스 트랜지스터(MP11)와 엔모스 트랜지스터(MN11)는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Polycrystalline Silicon; LTPS)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 저온 폴리 실리콘은 레이저를 비정질 실리콘에 조사하여 결정화하는 것으로 비정질 실리콘에 비하여 전계 효과 이동도가 매우 높으며 상기 액정 패널(100)의 내부에 디스플레이부(120) 형성시 함께 집적하여 형성하기가 용이하다. 그럼으로써 생산 원가를 감소시키면서 경박단소화가 가능하다.The PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN11 are preferably formed of low temperature polycrystalline silicon (LTPS). Low-temperature polysilicon is crystallized by irradiating the laser to amorphous silicon and has a very high field effect mobility compared to amorphous silicon, and is easily integrated and formed when the display unit 120 is formed inside the liquid crystal panel 100. This makes it possible to reduce production costs while reducing production costs.

중간 전압 신호 제공부(10)를 2 개의 저항을 이용하여 구성하면 입력 신호(IN)의 하이 상태와 로우 상태의 전압 차가 2 개의 저항비만큼 감소하게 되므로 인버팅부(20)로 제공되는 중간 전압 신호로서 적합하지 못하다.When the intermediate voltage signal providing unit 10 is configured using two resistors, the voltage difference between the high state and the low state of the input signal IN is reduced by two resistance ratios, so that the intermediate voltage provided to the inverting unit 20 is provided. Not suitable as a signal

예를 들면 입력 신호(IN)의 하이 상태와 로우 상태의 전압 차가 3 V인 경우에 저항의 크기가 동일한 2 개의 저항으로 중간 전압 신호 제공부(10)를 구성하면 전원 전압(VDD)과 하이 상태의 입력 신호(IN)의 전압 차의 1/2 값이 하이 상태의 중간 전압 신호가 되고 전원 전압(VDD)과 로우 상태의 입력 신호(IN)의 전압 차의 1/2 값이 로우 상태의 중간 전압 신호가 되므로, 결국 중간 전압 신호의 하이 상태와 로우 상태의 전압 차는 1.5V로 감소하게 된다.For example, when the voltage difference between the high state and the low state of the input signal IN is 3 V, when the intermediate voltage signal providing unit 10 is composed of two resistors having the same resistance, the power supply voltage VDD and the high state The half value of the voltage difference of the input signal IN is the intermediate voltage signal in the high state, and the half value of the voltage difference of the power supply voltage VDD and the input signal IN in the low state is the middle of the low state. As a result, the voltage difference between the high and low states of the intermediate voltage signal is reduced to 1.5V.

중간 전압 신호는 인버팅부(20)에 전달되어, 상기 인버팅부(20)는 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공한다. 상기 인버팅부(20)는 도 3에 도시된 것처럼, 전원 전압(VDD)단과 접지 전압(GND)단 사이에 피모스 트랜지스터(MP21)와 엔모스 트랜지스터(MN21)로 구성되는 보상 모스(Complementary MOS; CMOS) 트랜지스터를 연결하는 것이 바람직하다.The intermediate voltage signal is transmitted to the inverting unit 20, and the inverting unit 20 provides an inversion signal of the intermediate voltage signal. As shown in FIG. 3, the inverting unit 20 includes a compensation MOS including a PMOS transistor MP21 and an NMOS transistor MN21 between a power supply voltage VDD terminal and a ground voltage GND terminal. ; CMOS) transistors are preferred.

로우 상태의 중간 전압 신호가 상기 인버팅부(20)로 전달되는 경우에는 피모스 트랜지스터(MP21)가 턴온되어 전원 전압(VDD)이 인버팅부의 출력 노드(N20)로 전달되고, 하이 상태의 중간 전압 신호가 상기 인버팅부(20)로 전달되는 경우에는 엔모스 트랜지스터(MN21)가 턴온되어 접지 전압(GND)이 인버팅부의 출력 노드(N20)로 전달되므로 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공한다.When the intermediate voltage signal in the low state is transmitted to the inverting unit 20, the PMOS transistor MP21 is turned on so that the power supply voltage VDD is transferred to the output node N20 of the inverting unit. When the voltage signal is transmitted to the inverting unit 20, the NMOS transistor MN21 is turned on and the ground voltage GND is transmitted to the output node N20 of the inverting unit, thereby providing an inversion signal of the intermediate voltage signal. .

이 때, 하이 상태의 중간 전압 신호의 전압값은 하이 상태의 입력 신호(IN)의 전압값보다 더 크기 때문에 엔모스 트랜지스터(MN21)의 문턱 전압(threshold voltage) 또는 서브쓰레숄드 스윙(subthreshold swing)이 높거나, 전계 효과 이동도(mobility; μ)가 낮아도 엔모스 트랜지스터(MN21)를 충분히 턴온시킬 수 있다. At this time, the voltage value of the intermediate voltage signal in the high state is larger than the voltage value of the input signal IN in the high state, so the threshold voltage or subthreshold swing of the NMOS transistor MN21 is high. The NMOS transistor MN21 can be sufficiently turned on even if this is high or the field effect mobility μ is low.

그러므로 하이 상태의 입력 신호(IN)의 전압값이 작아지더라도 엔모스 트랜지스터(MN21)를 충분히 턴온 시킬 수 있어 인버팅부의 출력 노드(N20)로 중간 전압 신호의 반전을 제공할 수 있다. 또한 엔모스 트랜지스터(MN21)의 문턱 전압, 서브쓰레숄드 스윙 또는 전계 효과 이동도에 편차가 존재하더라도 엔모스 트랜지스터(MN21)를 충분히 턴온시킬 수 있다.Therefore, even when the voltage value of the high state input signal IN decreases, the NMOS transistor MN21 can be sufficiently turned on, thereby providing the inversion of the intermediate voltage signal to the output node N20 of the inverting unit. In addition, even if there is a deviation in the threshold voltage, subthreshold swing, or field effect mobility of the NMOS transistor MN21, the NMOS transistor MN21 may be sufficiently turned on.

중간 전압 신호의 하이 상태와 로우 상태의 전압 차이는 입력 신호(IN)의 하이 상태와 로우 상태의 전압 차이보다 더 커진다. 다만 로우 상태의 중간 전압 신호가 입력되는 경우에 중간 전압 신호의 로우 상태의 전압 크기가 접지 전압(GND)의 크기보다 더 커서 엔모스 트랜지스터(MN21)가 확실히 턴오프되지 않으므로 중간 전압 신호의 하이 상태의 전압은 전원 전압(VDD) 보다 더 작아 진다.The voltage difference between the high state and the low state of the intermediate voltage signal is greater than the voltage difference between the high state and the low state of the input signal IN. However, when the intermediate voltage signal in the low state is input, the low voltage of the intermediate voltage signal is larger than that of the ground voltage GND, so the NMOS transistor MN21 is not surely turned off. The voltage of becomes smaller than the power supply voltage VDD.

피모스 트랜지스터(MP21)와 엔모스 트랜지스터(MN21)는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Polycrystalline Silicon; LTPS)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 것처럼, 저온 폴리 실리콘은 레이저를 비정질 실리콘에 조사하여 결정화하는 것으로 비정질 실리콘에 비하여 전계 효과 이동도가 매우 높으며 상기 액정 패널(100)의 내부에 집적하여 형성하기가 용이하다. 그럼으로써 생산 원가를 감소시키면서 경박단소화가 가능하다.The PMOS transistor MP21 and the NMOS transistor MN21 are preferably formed of low temperature polycrystalline silicon (LTPS). As described above, low-temperature polysilicon is crystallized by irradiating a laser to amorphous silicon, and has a very high field effect mobility compared to amorphous silicon, and is easy to integrate and form inside the liquid crystal panel 100. This makes it possible to reduce production costs while reducing production costs.

중간 전압 신호와 중간 전압 신호의 반전 신호는 전압 신호 비교부(30)에 전달되어, 상기 전압 신호 비교부(30)는 단일 입력 레벨 시프터의 출력 신호(OUT)로 전원 전압(VDD) 또는 접지 전압(GND)을 제공한다. 상기 전압 신호 비교부(30)는 도 3에 도시된 것처럼, 커런트 미러(current mirror)와 2 개의 엔모스 트랜지스터(MN31, MN32)를 포함한다.The inverted signal of the intermediate voltage signal and the intermediate voltage signal is transmitted to the voltage signal comparator 30 so that the voltage signal comparator 30 is an output signal OUT of the single input level shifter, which is a power supply voltage VDD or a ground voltage. Provide (GND). As illustrated in FIG. 3, the voltage signal comparison unit 30 includes a current mirror and two NMOS transistors MN31 and MN32.

상기 커런트 미러는 전원 전압(VDD)단과 공통 노드(N30) 사이에 연결되어 있고 게이트와 드레인이 공통으로 접속되어 있는 피모스 트랜지스터(MP31)와 전원 전압(VDD)단과 출력 신호(OUT)의 노드 사이에 연결되어 있고 피모스 트랜지스터(MP31)의 게이트에 게이트가 연결되어 있는 피모스 트랜지스터(MP32)를 구비한다.The current mirror is connected between a power supply voltage VDD terminal and a common node N30 and between a PMOS transistor MP31 and a power supply voltage VDD terminal having a gate and a drain connected in common, and a node of an output signal OUT. And a PMOS transistor MP32 connected to the gate of the PMOS transistor MP31.

엔모스 트랜지스터(MN31)는 공통 노드(N30)와 중간 전압 신호부의 출력 노드(N10) 사이에 연결되어 있고, 게이트는 인버팅부의 출력 노드(N20)에 연결되어 있다. 그리고 엔모스 트랜지스터(MN32)는 출력 신호(OUT)의 노드와 인버팅부의 출력 노드(N20) 사이에 연결되어 있고, 게이트는 중간 전압 신호의 출력 노드(N10)에 연결되어 있다.The NMOS transistor MN31 is connected between the common node N30 and the output node N10 of the intermediate voltage signal part, and the gate is connected to the output node N20 of the inverting part. The NMOS transistor MN32 is connected between the node of the output signal OUT and the output node N20 of the inverting unit, and the gate is connected to the output node N10 of the intermediate voltage signal.

상기 전압 신호 비교부(30)는 엔모스 트랜지스터(MN31)의 게이트로 인가되는 인버팅부(20)의 출력 신호와 엔모스 트랜지스터(MN32)의 게이트로 인가되는 중간 전압 신호의 차이를 다시 증폭할 필요가 없기 때문에 종래의 차동 증폭기에서 커런트 싱크(current sink)의 기능하는 엔모스 트랜지스터를 제거하여도 무방하다. 그러므로 종래의 차동 증폭기는 2 개의 피모스 트랜지스터와 3 개의 엔모스 트랜지스터로 구성되어 있지만, 상기 전압 신호 비교부(30)는 2 개의 피모스 트랜지스터(MP31, MP32)와 2 개의 엔모스 트랜지스터(MN31, MN32)로 구성되어 있다. 따라서 상기 전압 신호 비교부(30)는 면적을 효율적으로 감소시킬 수 있다.The voltage signal comparison unit 30 may amplify the difference between the output signal of the inverting unit 20 applied to the gate of the NMOS transistor MN31 and the intermediate voltage signal applied to the gate of the NMOS transistor MN32 again. Since there is no need, it is possible to eliminate the NMOS transistor functioning as the current sink in the conventional differential amplifier. Therefore, although the conventional differential amplifier is composed of two PMOS transistors and three NMOS transistors, the voltage signal comparator 30 includes two PMOS transistors MP31 and MP32 and two NMOS transistors MN31, MN32). Therefore, the voltage signal comparison unit 30 can reduce the area efficiently.

로우 상태의 입력 신호(IN)가 입력 신호단에 인가되면 중간 전압 신호 제공부(10)는 로우 상태의 중간 전압 신호를 인버팅부(20)에 제공하므로 인버팅부(20)는 하이 상태의 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공한다. 따라서 엔모스 트랜지스터(MN31)의 게이트에는 하이 상태의 중간 전압 신호의 반전 신호가 전달되고 엔모스 트랜지스터(MN32)의 게이트에는 로우 상태의 중간 전압 신호가 전달되므로, 엔모스 트랜지스터(MN31)만이 턴온된다. 엔모스 트랜지스터(MN31)가 턴온되면 공통 노드(N30)의 전압값은 로우 상태가 되어 피모스 트랜지스터(MP32)는 턴온된다.When the input signal IN in the low state is applied to the input signal terminal, the intermediate voltage signal providing unit 10 provides the inverting unit 20 with the intermediate voltage signal in the low state. Provide an inversion signal of the intermediate voltage signal. Accordingly, since the inverted signal of the high voltage is transmitted to the gate of the NMOS transistor MN31 and the low voltage of the intermediate voltage signal is transmitted to the gate of the NMOS transistor MN32, only the NMOS transistor MN31 is turned on. . When the NMOS transistor MN31 is turned on, the voltage value of the common node N30 becomes low, and the PMOS transistor MP32 is turned on.

특히 엔모스 트랜지스터(MN31)의 게이트에는 중간 전압 신호의 하이 상태의 전압값보다 큰 중간 전압 신호의 반전 신호의 하이 상태의 전압이 전달되므로 공통 노드(N30)의 전압값이 중간 전압 신호의 로우 상태의 전압값으로 낮아진다. 따라서 피모스 트랜지스터(MP32)가 확실하게 턴온되어 출력 신호(OUT)의 노드에 전원 전압(VDD)값이 전달된다.In particular, since the voltage of the high state of the inversion signal of the intermediate voltage signal larger than the voltage value of the high state of the intermediate voltage signal is transmitted to the gate of the NMOS transistor MN31, the voltage value of the common node N30 is set to the low state of the intermediate voltage signal. It is lowered to the voltage value of. Therefore, the PMOS transistor MP32 is reliably turned on to transmit the power supply voltage VDD to the node of the output signal OUT.

하이 상태의 입력 신호(IN)가 입력 신호단에 인가되면 중간 전압 신호 제공부(10)는 하이 상태의 중간 전압 신호를 인버팅부(20)에 제공하므로 인버팅부(20)는 로우 상태의 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공한다. 따라서 엔모스 트랜지스터(MN31)의 게이트에는 로우 상태의 중간 전압 신호의 반전 신호가 전달되고 엔모스 트랜지스터(MN32)의 게이트에는 하이 상태의 중간 전압 신호가 전달되므로, 엔모스 트랜지스터(MN32)만이 턴온된다. 엔모스 트랜지스터(MN32)가 턴온되면 출력 신호(OUT)의 노드의 전압은 중간 전압 신호의 반전 신호의 로우 상태의 전압이 전달된다. 그러므로 출력 신호(OUT)의 노드의 전압은 접지 전압(GND)이 된다.When the input signal IN of the high state is applied to the input signal terminal, the intermediate voltage signal providing unit 10 provides the high voltage of the intermediate voltage signal to the inverting unit 20. Provide an inversion signal of the intermediate voltage signal. Therefore, since the inverted signal of the low voltage of the intermediate voltage signal is transmitted to the gate of the NMOS transistor MN31 and the high voltage of the intermediate voltage signal is transmitted to the gate of the NMOS transistor MN32, only the NMOS transistor MN32 is turned on. . When the NMOS transistor MN32 is turned on, the voltage of the node of the output signal OUT is transferred to the low state of the inverted signal of the intermediate voltage signal. Therefore, the voltage at the node of the output signal OUT becomes the ground voltage GND.

결국 전압 신호 비교부(30)는 로우 상태의 입력 신호(IN)가 인가되면 출력 신호(OUT)로서 전원 전압(VDD)을 제공하고, 하이 상태의 입력 신호(IN)가 인가되면 출력 신호(OUT)로서 접지 전압(GND)을 제공한다.As a result, the voltage signal comparison unit 30 provides the power supply voltage VDD as the output signal OUT when the input signal IN in the low state is applied, and outputs the output signal OUT when the input signal IN in the high state is applied. Provides the ground voltage (GND).

다수의 피모스 트랜지스터(MP31, MP32)와 다수의 엔모스 트랜지스터(MN31, MN32)는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Polycrystalline Silicon; LTPS)으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 것처럼, 저온 폴리 실리콘은 레이저를 비정질 실리콘에 조사하여 결정화하는 것으로 비정질 실리콘에 비하여 전계 효과 이동도가 매우 높으며 상기 액정 패널(100)의 내부에 집적하여 형성하기가 용이하다. 그럼으로써 생산 원가를 감소시키면서 경박단소화가 가능하다.It is preferable that the plurality of PMOS transistors MP31 and MP32 and the plurality of NMOS transistors MN31 and MN32 are formed of low temperature polycrystalline silicon (LTPS). As described above, low-temperature polysilicon is crystallized by irradiating a laser to amorphous silicon, and has a very high field effect mobility compared to amorphous silicon, and is easy to integrate and form inside the liquid crystal panel 100. This makes it possible to reduce production costs while reducing production costs.

본 발명에 따른 단일 입력 레벨 시프터(110)는 별도의 입력 신호(IN)의 반전 신호가 필요하지 않기 때문에 입력 신호(IN)의 반전 신호를 전달하는 배선이 별도로 필요하지 않게 되어, 레벨 시프터(110)가 차지하는 면적이 증가되지 않고, 타이밍 제어부(210)의 출력 단자의 개수가 증가되지 않는다. 또한 별도의 기준 전압도 필요하지 않기 때문에 기준 전압이 전달되는 배선이 다른 전압 신호를 전달하는 배선과 커플링(coupling)하여 유발할 수 있는 오동작의 문제점도 발생되지 않는다.Since the single input level shifter 110 according to the present invention does not need a separate inverted signal of the input signal IN, a separate wire for transferring the inverted signal of the input signal IN is not required, and thus the level shifter 110 is required. ) Does not increase, and the number of output terminals of the timing controller 210 does not increase. In addition, since a separate reference voltage is not required, malfunctions that may be caused by the coupling of the wiring to which the reference voltage is transmitted with the wiring to transmit another voltage signal are not generated.

도 4a 및 4b는 도 3의 단일 입력 레벨 시프터의 주요부 신호의 파형도이고, 전원 전압(VDD)이 12 V, 접지 전압(GND)이 0 V이고, 입력 신호(in)가 3.3 V와 0 V 사이의 펄스 신호인 경우에 도 3의 단일 입력 레벨 시프터(110)에 대해서 SPICE를 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과이다.4A and 4B are waveform diagrams of the main part signals of the single input level shifter of FIG. 3, wherein the power supply voltage VDD is 12V, the ground voltage GND is 0V, and the input signals in are 3.3V and 0V. In the case of the pulse signal between the results of the simulation using the SPICE for the single input level shifter 110 of FIG.

도 4a에 도시된 것처럼 입력 신호(in)가 인가되면, 도 4b에 도시된 것처럼 중간 전압 신호 제공부(10)는 중간 전압 신호(N10)로서 입력 신호(in)와 반전되지 아니한 형태의 4.5 V와 8 V 사이의 펄스 신호를 제공하고, 인버팅부(20)는 중간 전압 신호의 반전 신호 신호(N20)로서 입력 신호(in)와 반전된 형태의 0.5 V와 8 V 사이의 펄스 신호를 제공하며, 전압 신호 비교부(30)는 출력 신호(out)로서 입력 신호(in)와는 반전된 형태의 0.5 V와 11.5 V 사이의 펄스 신호를 제공함을 알 수 있다.When the input signal in is applied as shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 4B, the intermediate voltage signal providing unit 10 is an intermediate voltage signal N10, which is 4.5 V in a form not inverted with the input signal in. And a pulse signal between 8 V and the inverting unit 20 provides a pulse signal between 0.5 V and 8 V in an inverted form with the input signal in as the inverted signal signal N20 of the intermediate voltage signal. In addition, it can be seen that the voltage signal comparator 30 provides a pulse signal between 0.5 V and 11.5 V in an inverted form from the input signal in as the output signal out.

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.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 면적이 증가되지 않으면서도 안정적인 레벨 시프팅 동작을 수행하고 레벨 시프터를 구성하는 박막 트랜지스터의 특성(예를 들면, 문턱 전압) 변동에 대하여도 안정적인 레벨 시프팅 동작을 수행하는 단일 입력 레벨 시프터 및 이를 이용하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention made as described above, it is possible to perform a stable level shifting operation without increasing the area, and stable level shifting operation even with respect to a characteristic (eg, threshold voltage) variation of the thin film transistor constituting the level shifter. It is possible to provide a single input level shifter for performing the above and a liquid crystal display using the same.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 레벨 시프터의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a level shifter of a conventional liquid crystal display.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단일 입력 레벨 시프터의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a single input level shifter of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 및 4b는 도 3의 단일 입력 레벨 시프터의 주요부 신호의 파형도이다.4A and 4B are waveform diagrams of main part signals of the single input level shifter of FIG.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

10: 중간 전압 신호 제공부10: medium voltage signal providing unit

20: 인버팅부20: inverting part

30: 전압 신호 비교부30: voltage signal comparator

100: 액정 패널100: liquid crystal panel

110: 레벨 시프터110: level shifter

120: 디스플레이부120: display unit

210: 타이밍 제어부210: timing controller

220: 게이트 구동부220: gate driver

230: 데이터 구동부230: data driver

Claims (13)

전원 전압 크기와 입력 신호의 전압 크기 사이의 중간 전압 신호를 제공하는 중간 전압 신호 제공부;An intermediate voltage signal providing unit providing an intermediate voltage signal between the power supply voltage magnitude and the voltage magnitude of the input signal; 상기 중간 전압 신호를 입력받아 상기 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공하는 인버팅부; 및An inverting unit receiving the intermediate voltage signal and providing an inverted signal of the intermediate voltage signal; And 상기 중간 전압 신호의 전압 크기와 상기 중간 전압 신호의 반전 신호의 전압 크기를 비교하여 비교 결과에 따라서 상기 전원 전압 또는 접지 전압을 제공하는 전압 신호 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.And a voltage signal comparator for comparing the voltage magnitude of the intermediate voltage signal with the voltage magnitude of the inverted signal of the intermediate voltage signal to provide the power supply voltage or the ground voltage according to a comparison result. 제1항에서,In claim 1, 상기 중간 전압 신호 제공부는 중간 전압 신호의 출력 노드에 소정의 전류를 전달하는 제 1 전류 공급원과 입력 신호단에 소정의 전류를 전달하는 제 2 전류 공급원을 포함하며,The intermediate voltage signal providing unit includes a first current source for transmitting a predetermined current to an output node of the intermediate voltage signal and a second current source for transmitting a predetermined current to an input signal terminal. 중간 전압 신호의 전압 크기는 상기 제 1 전류 공급원이 전달하는 전류와 상기 제 2 전류 공급원이 전달하는 전류의 비에 의해서 조절되는 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.The voltage magnitude of the intermediate voltage signal is adjusted by the ratio of the current delivered by the first current source and the current delivered by the second current source. 제2항에서,In claim 2, 상기 제 1 전류 공급원은 전원 전압단에 소스가 연결되고 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 드레인이 연결되며, 접지 전압단에 게이트가 연결되는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.And the first current source is a PMOS transistor having a source connected to a power supply voltage terminal, a drain connected to an output node of the intermediate voltage signal, and a gate connected to a ground voltage terminal. 제2항에서,In claim 2, 상기 제 2 전류 공급원은 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 드레인이 연결되고, 상기 입력 신호단에 소스가 연결되며, 상기 전원 전압단에 게이트가 연결되는 엔모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.And the second current source is an NMOS transistor having a drain connected to an output node of the intermediate voltage signal, a source connected to the input signal terminal, and a gate connected to the power supply voltage terminal. . 제3항 또는 제4항에서,The method of claim 3 or 4, 상기 피모스 트랜지스터 또는 상기 엔모스 트랜지스터는 폴리 실리콘으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.And said PMOS transistor or said NMOS transistor is formed of polysilicon. 제1항에서,In claim 1, 상기 전압 신호 비교부는 게이트와 드레인이 공통으로 접속되어 있는 제 1 피모스 트랜지스터, 상기 제 1 피모스 트랜지스터의 게이트에 게이트가 연결되어 있는 제 2 피모스 트랜지스터, 상기 제 1 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 중간 전압 신호부의 출력 노드 사이에 연결되어 있고 게이트가 상기 인버팅부의 출력 노드에 연결되어 있는 제 1 엔모스 트랜지스터 및 상기 제 2 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 인버팅부의 출력 노드 사이에 연결되어 있고 게이트가 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 단일 입력 레벨 시프터.The voltage signal comparison unit includes a first PMOS transistor having a gate and a drain connected in common, a second PMOS transistor having a gate connected to a gate of the first PMOS transistor, a drain of the first PMOS transistor, and the A gate connected between an output node of an intermediate voltage signal part and a gate connected between an output node of the first NMOS transistor and the second PMOS transistor connected to an output node of the inverting part and an output node of the inverting part; Is coupled to an output node of the intermediate voltage signal. 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트 라인, 화상 데이터 신호에 따라 해당하는 계조 전압을 전달하며 상기 다수의 게이트 라인에 절연되어 교차하는 다수의 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 각각 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 있는 스위칭 소자를 가지는 행렬 형태로 배열되어 있는 다수의 화소를 포함하는 디스플레이부;A plurality of gate lines transferring scan signals, a plurality of data lines transferring corresponding gray voltages according to an image data signal, and insulated from and intersecting the plurality of gate lines, and regions surrounded by the gate lines and the data lines, respectively. A display unit including a plurality of pixels arranged in a matrix form having a gate line and a switching element connected to the data line; 상기 게이트 라인으로 상기 주사 신호를 제공하는 게이트 구동부;A gate driver providing the scan signal to the gate line; 상기 데이터 라인으로 상기 계조 전압을 제공하는 데이터 구동부;A data driver providing the gray voltage to the data line; 로직 신호를 제공하는 타이밍 제어부; 및A timing controller for providing a logic signal; And 상기 로직 신호를 레벨 시프팅하여 상기 게이트 구동부 또는 상기 데이터 구동부에 전달하는 단일 입력 레벨 시프터를 포함하며,And a single input level shifter for level shifting the logic signal and transferring the logic signal to the gate driver or the data driver. 상기 단일 입력 레벨 시프터는 전원 전압 크기와 입력 신호의 전압 크기 사이의 중간 전압 신호를 제공하는 중간 전압 신호 제공부, 상기 중간 전압 신호를 입력받아 상기 중간 전압 신호의 반전 신호를 제공하는 인버팅부 및 상기 중간 전압 신호의 전압 크기와 상기 중간 전압 신호의 반전 신호의 전압 크기를 비교하여 비교 결과에 따라서 상기 전원 전압 또는 접지 전압을 제공하는 전압 신호 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The single input level shifter may include an intermediate voltage signal providing unit providing an intermediate voltage signal between a power supply voltage magnitude and an input signal voltage magnitude, an inverting unit receiving the intermediate voltage signal and providing an inverted signal of the intermediate voltage signal; And a voltage signal comparator for comparing the voltage magnitude of the intermediate voltage signal with the voltage magnitude of the inverted signal of the intermediate voltage signal to provide the power voltage or the ground voltage according to a comparison result. 제7항에서,In claim 7, 상기 디스플레이부와 상기 단일 입력 레벨 시프터는 상기 액정 표시 장치의 패널에 함께 집적되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the display unit and the single input level shifter are integrally formed in a panel of the liquid crystal display. 제7항에서,In claim 7, 상기 중간 전압 신호 제공부는 중간 전압 신호의 출력 노드에 소정의 전류를 전달하는 제 1 전류 공급원과 입력 신호단에 소정의 전류를 전달하는 제 2 전류 공급원을 포함하며,The intermediate voltage signal providing unit includes a first current source for transmitting a predetermined current to an output node of the intermediate voltage signal and a second current source for transmitting a predetermined current to an input signal terminal. 중간 전압 신호의 전압 크기는 상기 제 1 전류 공급원이 전달하는 전류와 상기 제 2 전류 공급원이 전달하는 전류의 비에 의해서 조절되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The voltage level of the intermediate voltage signal is controlled by the ratio of the current delivered by the first current source and the current delivered by the second current source. 제9항에서,In claim 9, 상기 제 1 전류 공급원은 전원 전압단에 소스가 연결되고 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 드레인이 연결되며, 접지 전압단에 게이트가 연결되는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first current source is a PMOS transistor having a source connected to a power supply voltage terminal, a drain connected to an output node of the intermediate voltage signal, and a gate connected to a ground voltage terminal. 제9항에서,In claim 9, 상기 제 2 전류 공급원은 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 드레인이 연결되고, 상기 입력 신호단에 소스가 연결되며, 상기 전원 전압단에 게이트가 연결되는 엔모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the second current source is an NMOS transistor having a drain connected to an output node of the intermediate voltage signal, a source connected to the input signal terminal, and a gate connected to the power supply voltage terminal. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 10 or 11, 상기 피모스 트랜지스터 또는 상기 엔모스 트랜지스터는 폴리 실리콘으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The PMOS transistor or the NMOS transistor is formed of polysilicon. 제7항에서,In claim 7, 상기 전압 신호 비교부는 게이트와 드레인이 공통으로 접속되어 있는 제 1 피모스 트랜지스터, 상기 제 1 피모스 트랜지스터의 게이트에 게이트가 연결되어 있는 제 2 피모스 트랜지스터, 상기 제 1 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 중간 전압 신호부의 출력 노드 사이에 연결되어 있고 게이트가 상기 인버팅부의 출력 노드에 연결되어 있는 제 1 엔모스 트랜지스터 및 상기 제 2 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 인버팅부의 출력 노드 사이에 연결되어 있고 게이트가 상기 중간 전압 신호의 출력 노드에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The voltage signal comparison unit includes a first PMOS transistor having a gate and a drain connected in common, a second PMOS transistor having a gate connected to a gate of the first PMOS transistor, a drain of the first PMOS transistor, and the A gate connected between an output node of an intermediate voltage signal part and a gate connected between an output node of the first NMOS transistor and the second PMOS transistor connected to an output node of the inverting part and an output node of the inverting part; Is connected to an output node of the intermediate voltage signal.
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