KR20080009446A - 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
이 표시 장치의 구동 장치는, 게이트선에 각각 연결되어 있으며 일렬로 배치되어 있는 복수의 스테이지를 포함하고, 상기 각 스테이지는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 연결되어 있다.
이러한 방식으로, 한 쪽에만 게이트 구동부를 두는 경우에도 2H 동안 게이트 출력을 생성하여 화소의 스위칭 소자에 충분한 전압을 인가할 수 있다.
표시장치, 게이트구동부, 감지부, 스테이지, 클록신호

Description

표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 {DRIVING APPARATUS FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명함으로써 본 발명을 분명하게 하고자 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시한 게이트 구동부용 시프트 레지스터의 j 번째 스테이지의 회로도의 한 예이다.
도 5는 도 3에 도시한 게이트 구동부의 신호 파형도이다.
<도면 부호에 대한 설명>
3: 액정층 100: 하부 표시판
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
230: 색 필터 270: 공통 전극
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
410: 스테이지 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 800: 계조 전압 생성부
R, G, B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호
MCLK: 메인 클록 Hsync: 수평 동기 신호
Vsync: 수직 동기 신호 CONT1: 게이트 제어 신호
CONT2: 데이터 제어 신호 DAT: 출력 영상 신호
PX: 화소 Clc: 액정 축전기
Cst: 유지 축전기 Q: 스위칭 소자
STV1, STV2: 주사 시작 신호
CLK1, CLK2, CLK3, CLK4: 클록 신호
S: 세트 단자 R: 리세트 단자
GV: 게이트 전압 단자 OUT: 출력 단자
CK1, CK2: 클록 단자
본 발명은 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발 중이다.
PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 발광 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이러한 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판, 그리고 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압을 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부와 표시 신호선 중 데이터선에 데이터 전압을 내보내어 턴온된 스위칭 소자를 통하여 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다.
한편, 최근 개발된 표시 장치 중 일부는 작업자가 영상이 표시된 스크린을 통하여 데이터를 입력하고 이를 정보 처리 장치로 출력하여 영상을 재구성하는 기능을 갖는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 개발되었다. 터치 스크린 패널은 작업자의 손 또는 터치 펜(touch pen)에 의해 가해진 소정 압력을 인식하여 터치 여부와 위치 데이터를 정보 처리 장치로 출력한다.
한편, 이러한 압력을 인식하기 위하여 상부 표시판과 하부 표시판이 일정한 간격을 유지하고 있어야 하며, 일정한 간격을 유지하는지 여부를 감지부를 통하여 모니터링한다. 이 감지부는 스크린의 한쪽에 배치되어 있다.
스크린의 다른 쪽에는 게이트 구동부가 위치하는데, 게이트 구동부가 양쪽에 위치하는 경우에 비하여 게이트 신호의 폭이 짧아 스위칭 소자를 충분히 턴온시키기에 미흡하다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 게이트 신호의 하이 구간의 폭을 늘릴 수 있는 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라, 게이트선에 각각 연결되어 있으며 일렬로 배치되어 있는 복수의 스테이지를 포함하는 표시 장치의 구동 장치는, 상기 각 스테이지는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 연결되어 있다.
이때, 상기 각 스테이지에는 제1 내지 제4 클록 신호 중 두 개의 클록 신호가 입력되고, 상기 제1 내지 제4 클록 신호는 차례로 90°의 위상차를 가지며, 주기가 4H일 수 있다.
여기서, 상기 홀수 번째 스테이지에는 상기 제1 및 제3 클록 신호가 입력되고, 상기 짝수 번째 스테이지에는 상기 제2 및 제4 클록 신호가 입력될 수 있다.
또한, 상기 홀수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지와 상기 짝수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지에는 소정 간격으로 주사 시작 신호가 각각 입력될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따라, 게이트선에 각각 연결되어 있으며 일렬로 배치 되어 있는 복수의 스테이지를 포함하는 게이트 구동부를 포함하는 표시 장치는, 상기 각 스테이지는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 연결되어 있다.
이때, 상기 각 스테이지에는 제1 내지 제4 클록 신호 중 두 개의 클록 신호가 입력되고, 상기 제1 내지 제4 클록 신호는 차례로 90°의 위상차를 가지며, 주기가 4H일 수 있다.
또한, 상기 홀수 번째 스테이지에는 상기 제1 및 제3 클록 신호가 입력되고, 상기 짝수 번째 스테이지에는 상기 제2 및 제4 클록 신호가 입력될 수 있다.
또한, 상기 홀수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지와 상기 짝수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지에는 소정 간격으로 주사 시작 신호가 각각 입력될 수 있다.
한편, 상기 표시 장치는 상부 표시판과 하부 표시판을 포함하고, 상기 상부 표시판과 하부 표시판의 단락 여부를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 감지부는 상기 게이트 구동부의 반대편에 배치되어 있을 수 있으며, 상기 게이트 구동부와 상기 감지부는 상기 표시 장치에 집적되어 있을 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명하며, 액정 표시 장치를 한 예로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수 의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)에 집적되어 있고, 게이트 선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
감지부(450)는 게이트 구동부(400)의 반대편에 집적되어 있고, 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100)의 접촉 유무를 감지하여 두 표시판(100, 200)이 일정한 간격을 유지하도록 한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
게이트 구동부(400)를 제외한 구동 장치(500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있 다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV1, STV2)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호(CLK1, CLK2)를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다. 또한, 순방향 구동 전압(Vfwd)과 역방향 구동 전압(Vbwd)을 포함하여 양방향 구동을 행할 수 있으며, 단방향 구동시에는 둘 중 하나만을 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압 의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 3 내지 도 6을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부의 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시한 게이트 구동부용 시프트 레지스터의 j 번째 스테이지의 회로도의 한 예이며, 도 5는 도 3에 도시한 게이트 구동부의 신호 파형도이다.
설명의 편의를 위하여 클록 신호(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)의 하이 레벨에 해 당하는 전압의 크기는 게이트 온 전압(Von)과 동일하고 이를 고전압이라 하며, 로우 레벨에 해당하는 전압의 크기는 게이트 오프 전압(Voff)과 동일하고 이를 저전압이라 한다.
도 3에 도시한 게이트 구동부(400)는 게이트선(G1-Gn)에 각각 연결되어 있는 복수의 스테이지(410)를 포함하는 시프트 레지스터로서, 주사 시작 신호(STV1, STV2), 클록 신호(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4) 및 게이트 오프 전압(Voff)이 입력된다.
각 스테이지(410)는 세트 단자(S), 리세트 단자(R), 게이트 전압 단자(GV), 출력 단자(OUT)와 클록 단자(CK1, CK2)를 포함한다.
이때, 스테이지(410)는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 서로 연결되어 있다.
즉, 예를 들어 j(j는 홀수)번째 스테이지[ST(j)]의 세트 단자(S)에는 전단 스테이지[ST(j-2)]의 게이트 출력, 즉 전단 게이트 출력[Gout(j-2)]이, 리세트 단자(R)에는 후단 스테이지[ST(j+2)]의 게이트 출력, 즉 후단 게이트 출력[Gout(j+2)]이 입력되고, 클록 단자(CK1, CK2)에는 클록 신호(CLK1, CLK3)가 각각 입력된다. 출력 단자(OUT)는 게이트선(Gj)과 전단 및 후단 스테이지[ST(j-2), ST(j+2)]로 게이트 출력[Gout(j)]을 내보낸다. 이와는 달리, 전단 및 후단 스테이지[ST(j-2), ST(j+2)]로 출력되는 캐리 신호를 내보내는 별개의 출력 단자를 하나 더 둘 수 있으며, 출력 단자(OUT)에 연결되는 버퍼를 더 둘 수도 있다.
단, 시프트 레지스터(400)의 첫 번째 및 두 번째 스테이지(ST1, ST2)에는 전단 게이트 출력 대신 주사 시작 신호(STV1, STV2)가 입력된다.
클록 신호(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)는 듀티비(duty ratio)가 약 50%이고 4H의 주기를 가지며 차례로 90°의 위상차를 가진다.
이때, 예를 들어 j(j는 홀수)번째 스테이지[ST(j)]의 클록 단자(CK1)에 클록 신호(CLK1)가, 클록 단자(CK2)에 클록 신호(CLK3)가 입력되는 경우, 이에 연결되어 있는 (j-2)번째 및 (j+2)번째 스테이지[ST(j-2), ST(j+2)]의 클록 단자(CK1)에는 클록 신호(CLK3)가, 클록 단자(CK2)에는 클록 신호(CLK1)가 입력된다. 마찬가지로, (j-1)번째 스테이지[ST(j-1)]의 클록 단자(CK1)에 클록 신호(CLK2)가, 클록 단자(CK2)에 클록 신호(CLK4)가 입력되는 경우, 이에 연결되어 있는 (j-3)번째 스테이지(도시하지 않음)와 (j+1)번째 스테이지[ST(j+1)]의 클록 단자(CK1)에는 클록 신호(CLK4)가 클록 단자(CK2)에는 클록 신호(CLK2)가 입력된다.
따라서, 각 스테이지(410)에 입력되는 클록 신호(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)끼리는 180°의 위상차를 갖는다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부(400)의 각 스테이지, 예를 들면 j번째 스테이지는 적어도 하나의 NMOS 트랜지스터(T1-T7) 및 축전기(C1, C2)로 이루어져 있다. 그러나 NMOS 트랜지스터 대신 PMOS 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 또한, 축전기(C1, C2)는 실제로 공정시에 형성되는 게이트와 드레인/소스간 기생 용량(parasitic capacitance)일 수 있다.
트랜지스터(T2)는 세트 단자(S)에 연결되어 있으며, 전단 게이트 출 력[Gout(j-2)을 접점(J1)으로 출력한다.
트랜지스터(T3)는 리세트 단자(R)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J1)으로 출력한다.
트랜지스터(T4)와 트랜지스터(T5)의 제어 단자는 접점(J2)에 공통적으로 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 각각 접점(J1)과 출력 단자(OUT)로 전달한다.
트랜지스터(T6)는 클록 단자(CK2)에, 트랜지스터(T7)는 접점(J1)에 연결되어 게이트 오프 전압(Voff)을 각각 접점(J2)과 출력 단자(OUT)로 전달한다.
트랜지스터(T1)는 제어 단자가 접점(J1)에 연결되어 있으며 클록 신호(CLK1)를 출력 단자(OUT)로 전달한다.
축전기(C1)는 클록 단자(CK1)와 접점(J2)사이에 연결되어 있으며, 축전기(C2)는 접점(J1)과 출력 단자(OUT) 사이에 연결되어 있다.
그러면 도 4에 도시한 시프트 레지스터의 동작에 대하여 j번째 스테이지를 예를 들어 도 5를 참조하여 설명한다.
j번째 스테이지[ST(j)]가 클록 신호(CLK1)에 동기하여 게이트 출력을 생성하는 경우, 이에 연결되어 있는 전단 및 후단 스테이지[ST(j-2), ST(j+2)]는 클록 신호(CLK3)에 동기하여 게이트 출력을 생성한다. 마찬가지로, (j-1)번째 스테이지[ST(j-1)]가 클록 신호(CLK2)에 동기하여 게이트 출력을 생성하는 경우, 이에 연결되어 있는 전단 및 후단 스테이지[ST(j-3), ST(j+1)]는 클록 신호(CLK4)에 동기하여 게이트 출력을 생성한다.
먼저, 클록 신호(CLK3) 및 전단 게이트 출력[Gout(j-2)]이 하이가 되면, 트랜지스터(T2)와 트랜지스터(T6)가 턴온된다. 그러면 트랜지스터(T2)는 고전압을 접점(J1)으로 전달하여 두 트랜지스터(T1, T7)를 턴온시킨다. 이에 따라, 트랜지스터(T7)는 저전압을 접점(J2)으로, 트랜지스터(T6)는 저전압을 출력단(OUT)으로 전달한다. 또한, 트랜지스터(T1)가 턴온되어 클록 신호(CLK1)가 출력단(OUT)으로 출력되는데, 이때, 클록 신호(CLK1)가 저전압이므로, 게이트 출력[Gout(j)]은 저전압을 유지한다. 이와 동시에, 축전기(C2)는 고전압과 저전압의 차에 해당하는 크기의 전압을 충전한다.
이 때, 후단 게이트 출력[Gout(j+2)]이 로우이므로 리세트 단자(R)의 입력 역시 로우이다. 따라서, 리세트 단자(R)와 접점(J2)에 제어 단자가 연결되어 있는 트랜지스터(T3, T4, T5)는 턴오프 상태이다.
이어, 클록 신호(CLK1)가 하이가 되고 클록 신호(CLK3)가 로우가 되면 두 트랜지스터(T6)가 턴오프된다. 이에 따라, 출력단(OUT)은 게이트 오프 전압(Voff)과는 차단되는 동시에 클록 신호(CLK1)에 연결되어 고전압을 게이트 출력[Gout(j)]으로서 내보낸다. 이때, 축전기(C1)에는 고전압과 저전압의 차에 해당하는 전압이 충전된다. 한편, 축전기(C2)의 일단, 즉 접점(J1)의 전위는 고전압만큼 더 상승한다.
이어, 클록 신호(CLK1)가 로우가 되면, 접점(J1)이 부유 상태이므로 이전 전압을 유지하여 트랜지스터(T1)는 턴온 상태를 유지하고, 출력단(OUT)은 로우인 클록 신호(CLK1)를 출력한다. 또한, 트랜지스터(T7) 역시 턴온 상태를 유지하므로 접점(J2)은 저전압을 유지한다.
다음, 후단 게이트 출력[Gout(j+2)]이 하이가 되면, 트랜지스터(T3)가 턴온되어 저전압을 접점(J1)으로 전달한다. 이에 따라, 트랜지스터(T1)가 턴오프되어 클록 신호(CLK1)와 출력단(OUT)의 연결이 차단된다.
이와 동시에, 클록 신호(CLK3)가 하이가 되어 트랜지스터(T6)가 턴온되면서 출력단(OUT)과 게이트 오프 전압(Voff)이 연결되므로, 출력단(OUT)은 저전압을 계속해서 내보낸다. 또한, 트랜지스터(T7)가 턴오프되면서 접점(J2)은 부유 상태가 되므로 이전 전압인 저전압을 유지한다.
이어, 후단 게이트 출력[Gout(j+2)]과 클록 신호(CLK3)가 로우가 되면, 접점(J1, J2)은 부유 상태에서 이전 전압을 유지한다. 이때, 축전기(C1)의 일단은 클록 신호(CLK1)에 연결되어 있으므로, 부유 상태인 접점(J2)의 전위는 클록 신호(CLK1)의 레벨에 따라 변화한다.
이후에는 출력단(OUT)은 접점(J2)의 고전압이 될 때, 즉 클록 신호(CLK1)가 하이일 때 트랜지스터(T5)를 통하여 게이트 오프 전압(Voff)에 연결되고, 클록 신호(CLK3)가 하이일 때는 트랜지스터(T6)를 통하여 게이트 오프 전압(Voff)에 연결된다.
이러한 방식으로, 첫 번째 스테이지(ST1)부터 마지막 스테이지(도시하지 않음)까지 순차적으로 게이트 출력을 생성하고, 생성된 게이트 출력[Gout(j-2), Gout(j-1), Gout(j), Gout(j+1)]은 도 5에 도시한 것처럼, 하이 구간의 폭이 2H이면서 인접한 출력끼리는 1H씩 중첩한다.
따라서, 한 쪽에 감지부(450)를 배치함으로 인해 생기는 공간상의 제약으로 종래의 경우에는 다른 한 쪽에만 게이트 구동부(400)를 집적함으로써 1H 동안만 게이트 출력을 생성하였다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부(400)가 한 쪽에만 있더라도 2H 동안 게이트 출력을 생성함으로써 스위칭 소자(Q)에 충분한 전압을 인가할 수 있고, 이로 인해 데이터 전압을 화소 전극(191)으로 정확하게 전달할 수 있다.
이러한 방식으로, 스위칭 소자(Q)에 충분한 전압을 인가함으로써 화질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 게이트선에 각각 연결되어 있으며 일렬로 배치되어 있는 복수의 스테이지를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,
    상기 각 스테이지는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 연결되어 있는
    표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 각 스테이지에는 제1 내지 제4 클록 신호 중 두 개의 클록 신호가 입력되고,
    상기 제1 내지 제4 클록 신호는 차례로 90°의 위상차를 가지며, 주기가 4H인
    표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 홀수 번째 스테이지에는 상기 제1 및 제3 클록 신호가 입력되고, 상기 짝수 번째 스테이지에는 상기 제2 및 제4 클록 신호가 입력되는 표시 장치의 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 홀수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지와 상기 짝수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지에는 소정 간격으로 주사 시작 신호가 각각 입력되는 표시 장치의 구동 장치.
  5. 게이트선에 각각 연결되어 있으며 일렬로 배치되어 있는 복수의 스테이지를 포함하는 게이트 구동부를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 각 스테이지는 홀수 번째는 홀수 번째끼리, 짝수 번째는 짝수 번째 스테이지끼리 연결되어 있는
    표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 각 스테이지에는 제1 내지 제4 클록 신호 중 두 개의 클록 신호가 입력되고,
    상기 제1 내지 제4 클록 신호는 차례로 90°의 위상차를 가지며, 주기가 4H인
    표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 홀수 번째 스테이지에는 상기 제1 및 제3 클록 신호가 입력되고, 상기 짝수 번째 스테이지에는 상기 제2 및 제4 클록 신호가 입력되는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 홀수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지와 상기 짝수 번째 스테이지의 첫 번째 스테이지에는 소정 간격으로 주사 시작 신호가 각각 입력되는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 표시 장치는 상부 표시판과 하부 표시판을 포함하고,
    상기 상부 표시판과 하부 표시판의 단락 여부를 감지하는 감지부를 더 포함하는
    표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 감지부는 상기 게이트 구동부의 반대편에 배치되어 있는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 게이트 구동부와 상기 감지부는 상기 표시 장치에 집적되어 있는 표시 장치.
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