KR20160083378A - Display device and gate driving circuit thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a display device and a gate driving circuit thereof. The gate driving circuit includes a shift register which a gate start pulse and a gate shift clock are inputted to and comprises subordinately connected flip-flops, buffers which supply the output signal of the flip-flop to gate lines, a first switch which responds to a first switch control signal and connects adjacent gate lines, a second switch which responds to a second switch control signal and connects the gate liens and the buffers, and a logical operation element which uses the gate start pulse, the gate shift clock, the output of the flip-flop, and an gate output enable signal to generate the first and the second switch control signal. So, the power consumption of the gate driving circuit can be reduced.

Description

표시장치와 그 게이트 구동 회로{DISPLAY DEVICE AND GATE DRIVING CIRCUIT THEREOF}DISPLAY DEVICE AND GATE DRIVE CIRCUIT THEREOF BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 표시장치와 그 게이트 구동 회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device and a gate driving circuit thereof.

액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display : OLED Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다. 액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치에는 픽셀 마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성되어 있다. An organic light emitting diode (OLED) display, a plasma display panel (PDP), an electrophoretic display device (EPD), a liquid crystal display (LCD) Various flat panel display devices have been developed. A liquid crystal display device displays an image by controlling an electric field applied to liquid crystal molecules in accordance with a data voltage. A thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") is formed for each pixel in an active matrix driving liquid crystal display device.

액정표시장치는 표시패널, 표시패널의 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동 회로, 표시패널의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)에 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 공급하기 위한 게이트 구동 회로, 및 이 구동 회로들을 제어회로, 백라이트 유닛의 광원을 구동하기 위한 광원 구동 회로 등을 구비한다.The liquid crystal display device includes a display panel, a data driving circuit for supplying a data signal to the data lines of the display panel, a gate driving circuit for supplying a gate signal (or a scan signal) to the gate lines (or scan lines) A control circuit for driving the driving circuits, a light source driving circuit for driving the light source of the backlight unit, and the like.

게이트 구동 회로는 픽셀 어레이의 라인들을 순차적으로 선택하기 위하여 1 프레임 기간 동안 게이트 신호를 첫 번째 게이트 라인부터 마지막 게이트 라인까지 순차적으로 공급한다. 일반적으로, 게이트 구동 회로는 다수의 게이트 드라이브 IC(Integrated Circuit)를 포함한다. The gate driving circuit successively supplies the gate signal from the first gate line to the last gate line for one frame period in order to sequentially select the lines of the pixel array. Generally, the gate drive circuit includes a plurality of gate drive ICs (Integrated Circuits).

도 1은 게이트 구동 회로의 일 예를 나타낸다. 도 2는 게이트 구동 회로를 제어하기 위한 제어 신호와 게이트 신호를 나타낸다. 1 shows an example of a gate driving circuit. 2 shows a control signal and a gate signal for controlling the gate driving circuit.

도 1 및 도 2를 참조하면, 게이트 구동 회로는 시프트 레지스터(shift register), 레벨 시프터(level shifter, LS) 등을 포함한다. 1 and 2, the gate driving circuit includes a shift register, a level shifter (LS), and the like.

시프트 레지스터는 종속적으로 접속된 다수의 플립 플롭(flip-flop, FF)을 이용하여 게이트 스타트 펄스(Gate start pulse, GSP)를 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC) 타이밍 마다 시프트시킨다. 제1 플립 플롭(FF)은 게이트 시프트 클럭(GSC)의 첫 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 입력 즉, 게이트 스타트 펄스(GSP)를 출력한다. 제2 플립 플롭(FF)은 게이트 시프트 클럭(GSC)의 두 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 입력 즉, 제1 플립 플롭(FF)의 출력을 출력한다. Q1은 제1 플립 플롭(FF)의 출력 신호이고, Q2는 제2 플립 플롭(FF)의 출력 신호이다. 시프트 레지스터의 출력은 AND 게이트(AND)를 통해 레벨 시프터(LS)에 공급된다. The shift register shifts a gate start pulse (GSP) every gate shift clock (GSC) timing by using a plurality of flip-flops (FF) which are connected in a dependent manner. The first flip-flop FF outputs an input, that is, a gate start pulse GSP at the rising edge timing of the first clock of the gate shift clock GSC. The second flip-flop FF outputs the input, that is, the output of the first flip-flop FF at the rising edge timing of the second clock of the gate shift clock GSC. Q1 is the output signal of the first flip-flop FF, and Q2 is the output signal of the second flip-flop FF. The output of the shift register is supplied to the level shifter LS through the AND gate (AND).

AND 게이트들(11) 각각은 플립 플롭(Q)의 출력 신호(Q1, Q2)와 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE)의 반전 신호를 논리곱하여 출력을 발생한다. 게이트 출력 인에블 신호(GOE)는 인버터(NOT)에 의해 반전되어 AND 게이트(AND)의 제1 입력 단자에 공급된다. AND 게이트(AND)는 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)가 로우 로직 전압(Low logic voltage : L)일 때, 플립 플롭(FF)의 출력(Q1, Q2)을 레벨 시프터(LS)에 공급하고, 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)가 하이 로직 전압(High logic voltage : H)일 때, 0(zero 혹은 Low)를 출력한다. Each of the AND gates 11 generates an output by logically multiplying the inverted signals of the output signals Q1 and Q2 of the flip-flop Q and the gate output enable (GOE). The enable signal GOE which is the gate output is inverted by the inverter NOT and supplied to the first input terminal of the AND gate AND. The AND gate AND supplies the outputs Q1 and Q2 of the flip-flop FF to the level shifter LS when the gate output enable signal GOE is a low logic voltage (L) And outputs 0 (zero or low) when the gate output enable signal GOE is a high logic voltage (H).

레벨 시프터(LS)는 입력 전압 레벨을 픽셀 어레이의 TFT의 동작 전압으로 시프트시킨다. 레벨 시프터(LS)의 출력 신호는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에 스윙한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이다.The level shifter LS shifts the input voltage level to the operating voltage of the TFT of the pixel array. The output signal of the level shifter LS swings between the gate high voltage VGH and the gate low voltage VGL. The gate high voltage VGH is higher than the threshold voltage of the TFT and the gate low voltage VGL is higher than the threshold voltage of the TFT.

레벨 시프터(LS)의 출력 신호는 버퍼(BUF)를 통해 표시패널의 게이트 라인들에 공급된다. 도 2에서 OUT1, OUT2는 버퍼(BUT)를 통해 게이트 구동 회로로부터 출력되는 게이트 신호이다. TFT는 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 따라 턴-온(turn-on)되어 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소 전극에 공급한다. The output signal of the level shifter LS is supplied to the gate lines of the display panel through the buffer BUF. In Fig. 2, OUT1 and OUT2 are gate signals output from the gate driving circuit through the buffer BUT. The TFT is turned on according to the gate signal from the gate line to supply the data signal from the data line to the pixel electrode.

게이트 구동 회로는 도 3과 같이 게이트 신호의 라이징 에지에서 VGL부터 VGH 까지 게이트 라인의 전압을 충전시켜 게이트 신호를 라이징(rising)시킨다. 게이트 구동 회로는 도 3과 같이 게이트 신호의 폴링 에지에서 VGH부터 VGL까지 게이트 라인의 전압을 방전시켜 게이트 신호를 폴링(falling)시킨다. 따라서, 게이트 구동 회로는 VGH와 VGL 사이에서 게이트 신호의 전압을 발생하므로 소비 전력이 크다. 도 3에서 "GIC 출력 전압"은 게이트 드라이브 IC의 구동 전압으로서 버퍼(BUF)의 구동 전압과 같다. 버퍼(BUF)의 구동 전압은 VGL과 VGH 사이에서 발생된다. The gate driving circuit charges the gate line voltage from VGL to VGH at the rising edge of the gate signal to rise the gate signal as shown in FIG. The gate driving circuit discharges the gate line voltage from VGH to VGL at the falling edge of the gate signal as shown in FIG. Therefore, the gate driving circuit generates the voltage of the gate signal between VGH and VGL, so that power consumption is large. In Fig. 3, "GIC output voltage" is the drive voltage of the gate drive IC and is equal to the drive voltage of the buffer BUF. The driving voltage of the buffer BUF is generated between VGL and VGH.

VGH의 전류 소모량이 증가하면 표시패널의 배선 저항으로 인하여 VHG 전압의 강하가 발생할 수 있다. VHG의 전압 강하는 특정 라인의 픽셀 충전양을 떨어 뜨려 라인 형태의 노이즈를 초래한다. VGH의 전압 강하는 이웃한 게이 드라이브 IC들 사이에서 주로 발생하여 가로 방향의 블록 딤(block dim) 현상을 초래한다. If the current consumption of the VGH increases, the VHG voltage may drop due to the wiring resistance of the display panel. The voltage drop on the VHG lowers the amount of pixel charge on a particular line, resulting in line-shaped noise. The voltage drop of the VGH occurs mainly between neighboring gay drive ICs, causing a block dim in the lateral direction.

1 수평 기간은 표시패널에서 1 라인의 픽셀들에 데이터가 기입되는 기간이다. 1 수평 기간은 표시패널의 라인 수에 반비례한다. 게이트 라인의 부하는 게이트 라인의 배선 저항이나 기생 용량에 비례한다. 1 수평 기간(horizotal taim)이 짧아지거나 게이트 라인의 부하(load)가 커지면 게이트 신호의 슬루율(slew rate)가 저하된다. 게이트 신호의 슬루율이 낮아지면 픽셀의 충전율이 낮아지기 때문에 화질이 떨어진다. 슬루율은 출력 전압의 최대 변화율로 정의된다. 슬루율이 낮다는 것은 출력 전압이 원하는 시간 내에 타겟 전압(target voltage)까지 도달하지 못한다는 것을 의미한다. One horizontal period is a period in which data is written to one line of pixels in the display panel. 1 The horizontal period is inversely proportional to the number of lines in the display panel. The load on the gate line is proportional to the wiring resistance and parasitic capacitance of the gate line. 1 When the horizotal taim is shortened or the load of the gate line is increased, the slew rate of the gate signal is lowered. When the slew rate of the gate signal is lowered, the charge rate of the pixel is lowered, so the picture quality is lowered. The slew rate is defined as the maximum rate of change of the output voltage. A low slew rate means that the output voltage does not reach the target voltage within the desired time.

도 4와 같이 표시장치의 해상도가 증가하거나 게이트 라인의 부하가 증가하면, 게이트 신호의 슬루율이 낮아진다. 도 4에서 도면 부호 '11'은 슬루율이 높은 게이트 신호이고, '12'는 슬루율이 낮은 게이트 신호이다. 게이트 신호의 슬루율이 낮아지면, 게이트 신호가 1 수평 기간 내에 타겟 전압(VGH)까지 도달하지 못한다. 따라서, 게이트 신호의 슬루율이 낮아지면, TFT의 게이트 전압이 낮아져 픽셀의 충전양 저하를 초래한다.
As shown in Fig. 4, when the resolution of the display device is increased or the load of the gate line is increased, the slew rate of the gate signal is lowered. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a gate signal having a high slew rate, and reference numeral 12 denotes a gate signal having a low slew rate. When the slew rate of the gate signal is lowered, the gate signal does not reach the target voltage (VGH) within one horizontal period. Therefore, when the slew rate of the gate signal is lowered, the gate voltage of the TFT is lowered, resulting in a decrease in the charge amount of the pixel.

본 발명은 게이트 구동 회로의 소비 전력을 낮추고 슬루율을 높일 수 있고 또한, 게이트 신호의 전압 강하를 줄일 수 있는 표시장치와 그 게이트 구동 회로를 제공한다.
The present invention provides a display device capable of lowering the power consumption of a gate driving circuit, increasing a slew rate, and reducing a voltage drop of a gate signal, and a gate driving circuit thereof.

본 발명의 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들이 구비된 표시패널; 및 게이트 스타트 펄스, 게이트 시프트 클럭, 및 게이트 출력 인에이블 신호를 입력 받아 순차적으로 시프트되는 게이트 신호를 발생하고 상기 게이트 신호를 상기 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. A display device of the present invention includes: a display panel including pixels arranged in a matrix by an intersection structure of data lines and gate lines; And a gate driver for receiving a gate start pulse, a gate shift clock, and a gate output enable signal to generate a gate signal sequentially shifted and supplying the gate signal to the gate lines.

상기 게이트 구동부는 상기 게이트 스타트 펄스와 상기 게이트 시프트 클럭이 입력되고 종속적으로 접속된 플립 플롭들이 구비된 시프트 레지스터, 상기 플릅 플롭의 출력 신호를 게이트 라인들에 공급하는 버퍼들, 제1 스위치 제어 신호에 응답하여 이웃한 게이트 라인들을 연결하는 제1 스위치, 제2 스위치 제어 신호에 응답하여 게이트 라인들을 상기 버퍼들에 연결하는 제2 스위치, 및 상기 게이트 스타트 펄스, 상기 게이트 시프트 클럭, 상기 플립 플롭의 출력, 및 상기 게이트 출력 인에이블 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호를 발생하는 논리 연산 소자를 포함한다.
The gate driver may include a shift register having flip-flops to which the gate start pulse and the gate shift clock are input and to which the gate shift clock is connected, buffers for supplying the output signal of the flip flop to the gate lines, A second switch for connecting gate lines to the buffers in response to a second switch control signal, and a second switch for connecting the gate start pulse, the gate shift clock, the output of the flip flop And a logic operation element for generating the first and second switch control signals using the gate output enable signal.

본 발명의 표시장치는 본 발명은 게이트 구동 회로 내에서 차지 쉐어를 제어하는 스위치 제어 신호를 발생하고 그 스위치 제어 신호를 이용하여 게이트 신호의 라이징 에지와 폴링 에지에서 차지 쉐어를 실시한다. 그 결과, 본 발명은 게이트 구동 회로의 소비 전력을 낮출 수 있고, 게이트 신호의 슬루율을 높일 수 있고 또한, 게이트 신호의 전압 강하를 줄일 수 있다.
In the display device of the present invention, the present invention generates a switch control signal for controlling the charge share in the gate driving circuit, and carries out charge sharing at the rising edge and the falling edge of the gate signal using the switch control signal. As a result, the present invention can lower the power consumption of the gate driving circuit, increase the slew rate of the gate signal, and reduce the voltage drop of the gate signal.

도 1은 종래의 게이트 구동 회로를 보여 주는 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 게이트 구동 회로의 제어 신호와 게이트 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 3은 도 1에 도시된 게이트 구동 회로의 구동 전압을 보여 주는 파형도이다.
도 4는 게이트 신호의 슬루율과 표시장치의 해상도의 관계를 보여 주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따를 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 6은 게이트 신호의 차지 쉐어 구간과 게이트 구동부의 구동 기간을 보여 주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부의 동작 원리를 보여 주는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동부의 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 10은 도 9와 같은 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동부를 보여 주는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동부의 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 12는 도 11과 같은 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동부를 보여 주는 회로도이다.
1 is a circuit diagram showing a conventional gate driving circuit.
2 is a waveform diagram showing control signals and gate signals of the gate driving circuit shown in FIG.
3 is a waveform diagram showing a driving voltage of the gate driving circuit shown in FIG.
4 is a graph showing the relationship between the slew rate of the gate signal and the resolution of the display device.
5 is a block diagram showing a display device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a charge share period of a gate signal and a driving period of a gate driver.
FIGS. 7 and 8 are views showing the operation principle of the gate driver according to the embodiment of the present invention.
9 is a waveform diagram showing the operation of the gate driver according to the first embodiment of the present invention.
10 is a circuit diagram showing a gate driver for generating a gate signal as shown in FIG.
11 is a waveform diagram showing the operation of the gate driver according to the second embodiment of the present invention.
12 is a circuit diagram showing a gate driver for generating a gate signal as shown in FIG.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(OLED Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등 컬러 구현이 가능한 평판 표시장치로 구현될 수 있다.The display device of the present invention can be implemented as a flat panel display device capable of color display such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode display (OLED) display, and a plasma display panel (PDP).

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 5를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 픽셀 어레이가 형성된 표시패널(100)과, 표시패널(100)에 입력 영상의 데이터를 기입하기 위한 표시패널 구동 회로를 구비한다. 도 6에서 백라이트 유닛(back light unit)과 그 구동부는 생략되어 있다. Referring to Fig. 5, the display device of the present invention includes a display panel 100 on which a pixel array is formed, and a display panel drive circuit for writing data of an input image on the display panel 100. Fig. In FIG. 6, a back light unit and its driving unit are omitted.

입력 영상은 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 표시된다. 픽셀 어레이의 픽셀들은 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차 구조에 의해 정의된 매트릭스 형태로 배열된다. 픽셀들 각각은 데이터 전압이 공급되는 화소 전극(10), 스위치 소자 및/또는 구동 소자로 동작하는 하나 이상의 TFT와, 하나 이상의 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 픽셀들은 공통 전극(2)에 접속될 수 있다. 공통 전극(2)에 공통 전압(Vcom)을 픽셀들에 공급한다. The input image is displayed on the pixel array of the display panel 100. Pixels of the pixel array are arranged in a matrix form defined by the intersection structure of the data lines DL and the gate lines GL. Each of the pixels may include one or more TFTs that operate as a pixel electrode 10 to which a data voltage is supplied, a switching element and / or a driving element, and one or more capacitors Cst. The pixels may be connected to the common electrode 2. And supplies a common voltage Vcom to the common electrode 2 to the pixels.

표시패널 구동 회로는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103), 및 타이밍 콘트롤러(101)를 포함한다. The display panel drive circuit includes a data driver 102, a gate driver 103, and a timing controller 101.

데이터 구동부(102)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(101)로부터 수신된 입력 영상의 데이터를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터 신호를 출력한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력된 데이터 신호는 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급된다. 소스 드라이드 IC들 각각은 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 픽셀들에 공급될 데이터 전압의 극성을 반전시켜 데이터 라인들(S1~Sm)로 출력한다. The data driver 102 includes a plurality of source drive ICs. The source driver ICs convert the data of the input image received from the timing controller 101 into a positive / negative gamma compensation voltage to output positive / negative data signals. The data signals output from the source drive ICs are supplied to the data lines S1 to Sm. Each of the source driver ICs inverts the polarity of the data voltage to be supplied to the pixels under the control of the timing controller 101 and outputs them to the data lines S1 to Sm.

게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 n(n은 양의 정수)게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 신호를 공급한다. 게이트 구동부는 다수의 게이트 드라이브 IC들을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(103)가 집적된 IC는 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 표시패널(100)에 접착되어 게이트 라인들(G1~Gn)에 연결될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(103)는 GIP(Gate In Panel) 공정으로 픽셀 어레이가 형성된 표시패널(100)의 기판 표면에 직접 형성될 수 있다.The gate driver 103 supplies gate signals to n (n is a positive integer) gate lines G1 to Gn under the control of the timing controller 101. [ The gate driver may include a plurality of gate driver ICs. The IC in which the gate driver 103 is integrated may be bonded to the display panel 100 by a TAB (Tape Automated Bonding) process and connected to the gate lines G1 to Gn. In addition, the gate driver 103 may be formed directly on the substrate surface of the display panel 100 in which the pixel array is formed by the GIP (Gate In Panel) process.

게이트 구동부(103)는 게이트 신호의 라이징 에지와 폴링 에지 각각에서 미리 설정된 t1 기간 동안 이웃한 게이트 라인들을 연결하여 게이트 라인들의 차지 쉐어(charge share, CS)를 유도한다. 게이트 구동부(103)는 t1 기간 이외의 t2 기간 동안 게이트 라인들을 서로 분리시킨 상태에서 게이트 신호를 게이트 라인(GL)에 공급한다. 게이트 구동부(103)는 이러한 동작을 반복하여 게이트 신호를 발생하고 그 게이트 신호를 순차적으로 시프트시키면서 게이트 라인들(GL)에 공급한다.The gate driver 103 connects neighboring gate lines during a preset t1 period in each rising edge and falling edge of the gate signal to induce a charge share (CS) of the gate lines. The gate driver 103 supplies the gate signal to the gate line GL in a state in which the gate lines are separated from each other during a period t2 other than the period t1. The gate driver 103 repeats this operation to generate a gate signal and sequentially supplies the gate signal to the gate lines GL while shifting the gate signal.

타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(101)는 입력 영상 데이터와 동기되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 호스트 시스템(Host systme, HOST)(104)으로부터 수신한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 호스트 시스템(110)으로부터 수신된 입력 영상의 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(CLK) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 바탕으로 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(103)의 동작 타이밍을 제어하는 소스 타이밍 제어 신호(SDC)와 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)를 발생한다. A timing controller (TCON) 101 receives timing signals (Vsync, Hsync, DE, CLK) synchronized with input image data from a host system (HOST) 104. The timing controller 101 transmits the data of the input image received from the host system 110 to the data driver 102. The timing signals include a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal DE, and a main clock CLK. The timing controller 101 generates a source timing control signal SDC for controlling the operation timing of the data driver 102 and the gate driver 103 based on the timing signals Vsync, Hsync, DE and CLK, (GDC).

소스 타이밍 제어신호(SDC)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(102)에 내장된 시프트 레지스터의 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 데이터의 샘플링 타이밍을 제어한다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동부(102)로부터 출력되는 데이터 신호의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 신호의 출력 타이밍과 차지 쉐어링 타이밍(Charge sharing timing)을 제어한다. The source timing control signal SDC includes a source start pulse SSP, a source sampling clock SSC, a polarity control signal POL, and a source output enable signal Source Output Enable, SOE). The source start pulse SSP controls the start timing of the shift register built in the data driver 102. The source sampling clock SSC controls the sampling timing of the data. The polarity control signal POL controls the polarity of the data signal output from the data driver 102. The source output enable signal SOE controls the output timing of the data signal and the charge sharing timing.

게이트 타이밍 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 시프트 레지스터의 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 시프트 레지스터의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 게이트 신호들 각각에서 차지 쉐어 타이밍과 게이트 하이 전압 출력 타이밍을 정의한다. The gate timing control signal GDC includes a gate start pulse GSP, a gate shift clock GSC, a gate output enable signal GOE, and the like. The gate start pulse GSP controls the start timing of the shift register. The gate shift clock GSC controls the shift timing of the shift register. The gate output enable signal GOE defines the charge share timing and the gate high voltage output timing in each of the gate signals.

호스트 시스템(104)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나일 수 있다.The host system 104 may be any one of a television system, a set top box, a navigation system, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, and a phone system.

도 6은 게이트 신호의 차지 쉐어 구간(t1)과 게이트 구동부(103)의 구동 기간(t2)을 보여 주는 도면이다. 6 is a diagram showing the charge share period t1 of the gate signal and the drive period t2 of the gate driver 103. In FIG.

차지 쉐어 구간(t1)은 게이트 구동부(103)의 버퍼(BUF)에서 출력이 발생되지 않고 게이트 라인들(GL)이 서로 단락될 때의 평균 전압으로 게이트 라인들(GL)이 충/방전되는 구간이다. 게이트 구동부(103)의 구동 기간(t2)은 게이트 라인들(GL)이 분리되고 게이트 구동부(103)의 버퍼(BUF)를 통해발생되는 전압으로 게이트 라인들(GL)이 충/방전되는 구간이다. The charge sharing period t1 is a period during which the gate lines GL are charged or discharged with an average voltage when no output is generated in the buffer BUF of the gate driver 103 and the gate lines GL are shorted to each other to be. The driving period t2 of the gate driving unit 103 is a period during which the gate lines GL are discharged and charged or discharged with a voltage generated through the buffer BUF of the gate driving unit 103 .

본 발명은 도 6과 같이 게이트 신호의 라이징 에지에서 t1 구간 동안 차지 쉐어(CS)를 이용하여 VGH와 VGL 사이의 중간 전위 예를 들어, (VGH-VGL)/2 까지 게이트 라인들의 전압을 프리 차징시킨다. 게이트 신호의 라이징 에지에서 게이트 라인들이 서로 연결되면 차지 쉐어링(CS)에 의해 게이트 라인들의 전압이 평균화되어 대략 (VGH-VGL)/2 까지 게이트 라인의 전압이 빠르게 상승한다. 이어서, 본 발명은 게이트 신호의 라이징 에지에서 t2 동안 VGH 전압을 출력하는 버퍼(BUF)에 게이트 라인을 연결하여 (VGH-VGL)/2부터 VGH 까지 게이트 라인(GL)의 전압을 빠르게 상승시킨다. 본 발명은 게이트 신호의 라이징 에지에서 t2 구간 동안만 게이트 구동부(103)를 구동하므로 게이트 구동부(103)의 소비 전력을 대폭 줄일 수 있다. 게이트 신호는 t2 기간 동안, 스윙폭이 종래 기술 대비 1/2에 불과하므로 슬루율이 높아진다. 6, the voltage of the gate lines is precharged to an intermediate potential between VGH and VGL, for example, (VGH-VGL) / 2 by using a charge share CS during the t1 period in the rising edge of the gate signal, . When the gate lines are connected to each other at the rising edge of the gate signal, the voltage of the gate lines is averaged by the charge sharing CS so that the voltage of the gate line increases rapidly to approximately (VGH-VGL) / 2. Next, the present invention rapidly increases the voltage of the gate line GL from (VGH-VGL) / 2 to VGH by connecting the gate line to the buffer BUF that outputs the VGH voltage during the rising period of the gate signal at the rising edge. Since the present invention drives the gate driver 103 only during the t2 period at the rising edge of the gate signal, the power consumption of the gate driver 103 can be greatly reduced. During the period t2, the swing width of the gate signal is only 1/2 of that of the prior art, so that the slew rate is high.

본 발명은 도 6과 같이 게이트 신호의 폴링 에지에서 t1 동안 차지 쉐어(CS)를 이용하여 VGH와 VGL 사이의 전위 예를 들어 (VGH-VGL)/2 까지 게이트 라인들의 전압을 프리 차징시킨다. 게이트 신호의 폴링 에지에서 게이트 라인들이 서로 연결되면 차지 쉐어링(CS)에 의해 게이트 라인들의 전압이 평균화되어 대략 (VGH-VGL)/2 까지 게이트 라인의 전압이 빠르게 낮아진다.. 이어서, 본 발명은 게이트 신호의 폴링 에지에서 t2 동안 VGL을 출력하는 버퍼(BUF)에 게이트 라인을 연결하여 게이트 라인(GL)의 전압을 (VGH-VGL)/2부터 VGL까지 빠르게 낮춘다. 본 발명은 게이트 신호의 폴링 에지에서 t2 구간 동안만 게이트 구동부(103)를 구동하므로 게이트 구동부(103)의 소비 전력을 대폭 줄일 수 있다. 게이트 신호는 t2 기간 동안, 스윙폭이 종래 기술 대비 1/2에 불과하므로 슬루율이 높아진다. The present invention precharges the voltage of the gate lines up to the potential between VGH and VGL, for example (VGH-VGL) / 2, using the charge share CS during t1 at the polling edge of the gate signal as shown in FIG. When the gate lines are connected to each other at the polling edge of the gate signal, the voltages of the gate lines are averaged by the charge sharing CS, and the voltage of the gate line is rapidly lowered to about (VGH-VGL) / 2. The voltage of the gate line GL is rapidly lowered from (VGH-VGL) / 2 to VGL by connecting the gate line to the buffer (BUF) that outputs VGL during the t2 period at the polling edge of the signal. Since the present invention drives the gate driver 103 only during a period t2 in the falling edge of the gate signal, the power consumption of the gate driver 103 can be greatly reduced. During the period t2, the swing width of the gate signal is only 1/2 of that of the prior art, so that the slew rate is high.

도 7 및 도 8은 게이트 구동부의 동작 원리를 보여 주는 도면들이다. FIGS. 7 and 8 are views showing the operation principle of the gate driver.

도 7 및 도 8을 참조하면, 게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 시프트 레지스터를 이용하여 게이트 신호를 순차적으로 시프트시킨다. Referring to FIGS. 7 and 8, the gate driver 103 sequentially shifts gate signals using a shift register under the control of the timing controller 101.

게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 게이트 신호의 라이징 에지에서 t1 구간 동안 제1 스위치(S1)를 턴-온(turn_on)시킨다. 게이트 신호의 라이징 에지에서, 게이트 라인들(GL)은 t1 구간 동안 서로 단락되어 차지 쉐어(CS)되어 대략 (VGH-VGL)/2 까지 상승한다. 게이트 신호의 라이징 에지에서 게이트 라인의 전압은 게이트 구동부(103)의 전압 공급 없이 차지 쉐어링으로 상승한다. 게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 t2 구간 동안 제2 스위치(S2)를 턴-온시켜 제2 스위치(S2)를 통해 게이트 라인(GL)에 전압을 공급하여 게이트 라인의 전압을 VGH 까지 상승시킨다. The gate driver 103 turns on the first switch S1 during a period t1 at the rising edge of the gate signal under the control of the timing controller 101. [ In the rising edge of the gate signal, the gate lines GL are short-circuited to each other during the t1 section and rise to approximately (VGH-VGL) / 2. In the rising edge of the gate signal, the voltage of the gate line rises by charge sharing without the voltage supply of the gate driver 103. [ The gate driver 103 turns on the second switch S2 during a period t2 under the control of the timing controller 101 and supplies a voltage to the gate line GL through the second switch S2 to apply a voltage To VGH.

게이트 구동부(103)는 논리 연산 소자를 이용하여 t1 및 t2 기간을 정의하는 제1 및 제2 스위치 제어 신호를 발생한다. 게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 게이트 신호의 폴링 에지에서 t1 구간 동안 제1 스위치(S1)를 턴-온시킨다. 게이트 신호의 폴링 에지에서, 게이트 라인들(GL)은 t1 구간 동안 서로 단락되어 차지 쉐어(CS)되어 VGH로부터 대략 (VGH-VGL)/2 까지 낮아진다. 게이트 신호의 폴링 에지에서 게이트 라인의 전압은 게이트 구동부(103)의 전압 공급 없이 차지 쉐어링으로 낮아진다. 게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 t2 구간 동안 제2 스위치(S2)를 턴-온시켜 제2 스위치(S2)를 통해 게이트 라인(GL)에 전압을 방전시켜 게이트 라인의 전압을 VGL까지 낮춘다. The gate driver 103 generates the first and second switch control signals defining the periods t1 and t2 using the logic operation element. The gate driver 103 turns on the first switch S1 during the t1 period on the falling edge of the gate signal under the control of the timing controller 101. [ At the polling edge of the gate signal, the gate lines GL are shorted to CS and VGH to VGH-VGL / 2 for a period t1. The voltage of the gate line at the polling edge of the gate signal is lowered by the charge sharing without the voltage supply of the gate driver 103. [ The gate driver 103 turns on the second switch S2 during the period t2 under the control of the timing controller 101 to discharge the voltage to the gate line GL through the second switch S2, To VGL.

데이터 구동부(102)는 도 9 내지 도 12와 같이 t1 및 t2 기간을 정의하는 스위치 제어신호들(C1, C2)을 발생하여 스위치들(S1, S2)을 제어한다. The data driver 102 generates the switch control signals C1 and C2 defining the periods t1 and t2 to control the switches S1 and S2 as shown in FIGS.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동부(103)의 동작을 보여 주는 파형도이다. 도 10은 도 9와 같은 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동부(103)를 보여 주는 회로도이다. 9 is a waveform diagram showing the operation of the gate driver 103 according to the first embodiment of the present invention. 10 is a circuit diagram showing a gate driver 103 for generating a gate signal as shown in FIG.

도 9 및 도 10을 참조하면, 게이트 구동부(103)는 시프트 레지스터, 레벨 시프터(LS), NOT 게이트(NOT), AND 게이트(AND), NOR 게이트(NOR), 버퍼(BUF) 등을 포함한다. 9 and 10, the gate driver 103 includes a shift register, a level shifter LS, a NOT gate, an AND gate, a NOR gate, a buffer BUF, and the like .

게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)로부터 GSP, GSC 및 GOE를 수신하여 동작한다. 시프트 레지스터는 종속적으로 접속된 다수의 플립 플롭(FF)을 포함한다. 시프트 레지스터에는 GSP와 GSC가 입력된다. GSP는 1 프레임 기간 동안 1 회 발생되어 시프트 레지스터의 첫 번째 플립 플롭(FF)에 입력된다. 나머지 플립 플롭들(FF)의 데이터 입력 단자에는 앞단 플립 플롭(FF)의 출력 신호가 입력된다. GSC는 표시패널의 라인 수 만큼 발생된다. GSC의 1 주기는 1 수평 기간이다. GSC는모든 플립 플롭들의 클럭 단자에 공급되고 또한, NOT 게이트(NOT)에 입력된다. GOE는 AND 게이트(AND)에 입력된다. The gate driver 103 receives GSP, GSC and GOE from the timing controller 101 and operates. The shift register includes a plurality of flip-flops (FFs) connected in a dependent manner. GSP and GSC are input to the shift register. GSP is generated once during one frame period and input to the first flip-flop (FF) of the shift register. The output signal of the front end flip-flop FF is input to the data input terminal of the remaining flip-flops FF. The GSC is generated by the number of lines of the display panel. One cycle of GSC is one horizontal period. The GSC is supplied to the clock terminals of all flip-flops and is also input to the NOT gate (NOT). The GOE is input to the AND gate (AND).

시프트 레지스터는 종속적으로 접속된 다수의 플립 플롭(FF)을 이용하여 GSP를 GSC의 클럭 타이밍 마다 시프트시킨다. 제1 플립 플롭(FF)은 GSC의 첫 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 입력 즉, GSP를 출력한다. 제2 플립 플롭(FF)은 GSC의 두 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 제1 플립 플롭(FF)의 출력을 출력한다. 제3 플립 플롭(FF)은 GSC의 세 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 제2 플립 플롭(FF)의 출력을 출력한다. Q1은 제1 플립 플롭(FF)의 출력 신호이고, Q2는 제2 플립 플롭(FF)의 출력 신호이다. Q3은 제3 플립 플롭(FF)의 출력 신호이다. 시프트 레지스터의 출력(Q1, Q2, Q3)은 레벨 시프터(LS)에 입력되고 또한, AND 게이트(AND)에 입력된다. The shift register shifts the GSP every clock timing of the GSC using a plurality of flip-flops (FFs) that are connected in a dependent manner. The first flip-flop FF outputs the input, i.e., the GSP, at the rising edge timing of the first clock of the GSC. The second flip-flop FF outputs the output of the first flip-flop FF at the rising edge timing of the second clock of the GSC. The third flip-flop FF outputs the output of the second flip-flop FF at the rising edge timing of the third clock of the GSC. Q1 is the output signal of the first flip-flop FF, and Q2 is the output signal of the second flip-flop FF. Q3 is the output signal of the third flip-flop (FF). The outputs Q1, Q2 and Q3 of the shift register are input to the level shifter LS and also input to the AND gate AND.

NOT 게이트(NOT)는 게이트 시프트 클럭(GSC)을 반전시켜 AND 게이트(AND)에 공급한다. The NOT gate (NOT) inverts the gate shift clock GSC and supplies it to the AND gate (AND).

AND 게이트(AND)는 차지 쉐어(CS)가 실시되는 t1을 정의하는 제1 스위치 제어신호(C1)를 출력한다. t1은 도 9와 같이 같이 GOE = High AND GSC=Low AND (GSP or Q = high) 인 기간이다. 여기서, Hig는 하이 로직 구간이고 Low는 로우 로직 구간이다. AND는 논리곱 연산이다. GSP or Q = high는 게이트 스타트 펄스(GSP) 또는 플립 플롭(FF)의 출력 출력(Q1, Q2, Q3)이 하이 로직일 때를 의미한다. 첫번째 AND 게이트(AND)는 GOE, /GSC, 및 GSP를 논리곱 연산하여 제1 스위치 제어 신호(C1)를 출력한다. /GSC는 반전된 게이트 시프트 클럭을 의미한다. 나머지 AND 게이트(AND)는 GOE, /GSC, 및 Qn(n은 자연수)를 논리곱 연산하여 제1 스위치 제어 신호(C1)를 출력한다. AND 게이트(AND)의 출력은 레벨 시프터(LS)를 통해 제1 스위치(S1)의 제어 단자에 입력되고 또한, 이웃한 NOR 게이트(NOR)에 입력된다. The AND gate AND outputs a first switch control signal C1 that defines t1 at which the charge share CS is implemented. t1 is a period in which GOE = High AND GSC = Low AND (GSP or Q = high) as shown in FIG. Here, Hig is a high logic period and Low is a low logic period. AND is an AND operation. GSP or Q = high means when the gate output pulse (GSP) or the output output (Q1, Q2, Q3) of the flip-flop (FF) is high logic. The first AND gate (AND) ANDs GOE, / GSC, and GSP to output the first switch control signal (C1). / GSC denotes an inverted gate shift clock. The remaining AND gates (AND) perform a logical multiplication of GOE, / GSC, and Qn (n is a natural number) to output the first switch control signal C1. The output of the AND gate AND is input to the control terminal of the first switch S1 through the level shifter LS and is input to the adjacent NOR gate NOR.

NOR 게이트(NOR)는 t2 기간을 정의하는 제2 스위치 제어 신호(C2)를 발생한다. t2 기간은 t1 기간을 제외한 나머지 기간이다. 따라서, NOR 게이트(NOR)는 이웃한 AND 게이트(AND)의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 제2 스위치 제어신호(C2)를 출력한다. NOR 게이트(NOR)의 출력은 레벨 시프터(LS)를 통해 제2 스위치(S2)의 제어 단자에 입력된다.The NOR gate (NOR) generates a second switch control signal C2 that defines the t2 period. The period t2 is the remaining period excluding the period t1. Therefore, the NOR gate (NOR) receives the output of the neighboring AND gate (AND), performs a NOR operation, and outputs the second switch control signal (C2). The output of the NOR gate (NOR) is input to the control terminal of the second switch (S2) through the level shifter (LS).

레벨 시프터(LS)는 입력 전압 레벨을 픽셀 어레이의 TFT의 동작 전압으로 시프트시킨다. 레벨 시프터(LS)의 출력 신호는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에 스윙한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이다.The level shifter LS shifts the input voltage level to the operating voltage of the TFT of the pixel array. The output signal of the level shifter LS swings between the gate high voltage VGH and the gate low voltage VGL. The gate high voltage VGH is higher than the threshold voltage of the TFT and the gate low voltage VGL is higher than the threshold voltage of the TFT.

한편, 레벨 시프터(LS)는 GIP 회로의 경우에 시프트 레지스터의 입력 단에 연결된다. 따라서, GIP 회로는 표시패널의 기판 상에 레벨 시프터(LS)가 생략될 수 있다. On the other hand, the level shifter LS is connected to the input terminal of the shift register in the case of the GIP circuit. Therefore, the level shifter LS on the substrate of the display panel can be omitted in the GIP circuit.

제1 스위치(S1)는 제1 스위치 제어신호(C1)에 응답하여 게이트 신호(OUT1, OUT2, OUT3)의 라이징 에지와 폴링 에지 각각에서 t1 기간 동안 차지 쉐어(CS)를 실시한다. 제1 출력 단자에 연결된 제1 스위치(S1)에는 VGH, 또는 앞단 게이트 드라이브 IC의 마지막 출력 신호(Carry)가 공급된다. 나머지 제1 스위치들(S1)은 이웃한 출력 단자들을 연결한다. 제1 스위치들(S1)은 제1 스위치 제어 신호(C1)에 응답하여 동시에 턴-온되어 모든 출력 단자들을 단락시켜 차지 쉐어(CS)를 실시한다. 게이트 구동부(103)의 출력 단자들은 게이트 라인들(GL)에 연결되어 있기 때문에 출력 단자들이 단락되면 게이트 라인들(GL)의 전압이 차지 쉐어링에 의해 VGH와 VGL 사이의 중간 전위 까지 상승하거나 낮아진다. t1 기간 동안, 제2 스위치들(S2)은 오프 상태를 유지한다. The first switch S1 responds to the first switch control signal C1 and applies a charge share CS for the period t1 at the rising edge and the falling edge of the gate signals OUT1, OUT2 and OUT3, respectively. The first switch S1 connected to the first output terminal is supplied with VGH or the last output signal Carry of the front gate drive IC. The remaining first switches S1 connect the neighboring output terminals. The first switches S1 are simultaneously turned on in response to the first switch control signal C1 to short-circuit all the output terminals to implement a charge share CS. Since the output terminals of the gate driver 103 are connected to the gate lines GL, when the output terminals are short-circuited, the voltage of the gate lines GL is raised or lowered to an intermediate potential between VGH and VGL by charge sharing. During the period t1, the second switches S2 remain off.

제2 스위치(S2)는 제2 스위치 제어신호(C2)에 응답하여 게이트 신호(OUT1, OUT2, OUT3)의 라이징 에지와 폴링 에지 각각에서 t1 기간을 제외한 나머지 기각 동안 버퍼(BUF)를 통해 공급되는 VGH 또는 VGL을 출력 단자들에 공급한다. 제2 스위치들(S2)은 시프트 레지스터의 출력(Q1, Q2, Q3)이 순차적으로 발생되므로 그와 동기하여 순차적으로 턴-온된다. 따라서, 게이트 신호는 라이징 에지의 t1 기간 이후의 t2 기간 동안 버퍼(BUF)를 통해 입력되는 VGH에 따라 VGH 전위를 유지하고, 폴링 에지의 t1 기간 이후의 t2 기간 동안 버퍼(BUF)를 통해 입력되는 VGL에 따라 VGL 전위를 유지한다. t2 기간 동안, 제1 스위치들(S1)은 오프 상태를 유지한다. The second switch S2 is supplied through the buffer BUF during the other excitation except the t1 period in the rising edge and the falling edge of the gate signals OUT1, OUT2 and OUT3 in response to the second switch control signal C2 VGH or VGL to the output terminals. The second switches S2 are sequentially turned on in synchronization with the outputs Q1, Q2 and Q3 of the shift register sequentially generated. Therefore, the gate signal maintains the VGH potential according to VGH input through the buffer BUF during the t2 period after the t1 period of the rising edge, and is input through the buffer BUF during the t2 period after the t1 period of the falling edge And maintains the VGL potential according to VGL. During the period t2, the first switches S1 remain off.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동부(103)의 동작을 보여 주는 파형도이다. 도 12는 도 11과 같은 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동부(103)를 보여 주는 회로도이다. 11 is a waveform diagram showing the operation of the gate driver 103 according to the second embodiment of the present invention. 12 is a circuit diagram showing a gate driver 103 for generating a gate signal as shown in FIG.

도 11 및 도 12를 참조하면, 게이트 구동부(103)는 시프트 레지스터, 레벨 시프터(LS), NOT 게이트(NOT), 제1 AND 게이트(AND1), 제2 AND 게이트(AND2), OR 게이트(OR), 제3 AND 게이트NOR 게이트(NOR), 버퍼(BUF) 등을 포함한다. 11 and 12, the gate driver 103 includes a shift register, a level shifter LS, a NOT gate NOT, a first AND gate AND1, a second AND gate AND2, an OR gate OR ), A third AND gate NOR gate (NOR), a buffer (BUF), and the like.

게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)로부터 GSP, GSC 및 GOE를 수신하여 동작한다. 시프트 레지스터는 종속적으로 접속된 다수의 플립 플롭(FF)을 포함한다. 시프트 레지스터에는 GSP와 GSC가 입력된다. GSP는 1 프레임 기간 동안 1 회 발생되어 시프트 레지스터의 첫 번째 플립 플롭(FF)에 입력된다. 나머지 플립 플롭들(FF)의 데이터 입력 단자에는 앞단 플립 플롭(FF)의 출력 신호가 입력된다. GSC는 표시패널의 라인 수 만큼 발생된다. GSC의 1 주기는 1 수평 기간이다. GSC는모든 플립 플롭들의 클럭 단자에 공급되고 또한, NOT 게이트(NOT)에 입력된다. GOE는 AND 게이트(AND)에 입력된다. The gate driver 103 receives GSP, GSC and GOE from the timing controller 101 and operates. The shift register includes a plurality of flip-flops (FFs) connected in a dependent manner. GSP and GSC are input to the shift register. GSP is generated once during one frame period and input to the first flip-flop (FF) of the shift register. The output signal of the front end flip-flop FF is input to the data input terminal of the remaining flip-flops FF. The GSC is generated by the number of lines of the display panel. One cycle of GSC is one horizontal period. The GSC is supplied to the clock terminals of all flip-flops and is also input to the NOT gate (NOT). The GOE is input to the AND gate (AND).

시프트 레지스터는 종속적으로 접속된 다수의 플립 플롭(FF)을 이용하여 GSP를 GSC의 클럭 타이밍 마다 시프트시킨다. 제1 플립 플롭(FF)은 GSC의 첫 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 입력 즉, GSP를 출력한다. 제2 플립 플롭(FF)은 GSC의 두 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 제1 플립 플롭(FF)의 출력을 출력한다. 제3 플립 플롭(FF)은 GSC의 세 번째 클럭의 라이징 에지 타이밍에서 제2 플립 플롭(FF)의 출력을 출력한다. Q1은 제1 플립 플롭(FF)의 출력 신호이고, Q2는 제2 플립 플롭(FF)의 출력 신호이다. Q3은 제3 플립 플롭(FF)의 출력 신호이다. 시프트 레지스터의 출력(Q1, Q2, Q3)은 레벨 시프터(LS)에 입력되고 또한, 제1 및 제2 AND 게이트(AND1, AND2)에 입력된다. The shift register shifts the GSP every clock timing of the GSC using a plurality of flip-flops (FFs) that are connected in a dependent manner. The first flip-flop FF outputs the input, i.e., the GSP, at the rising edge timing of the first clock of the GSC. The second flip-flop FF outputs the output of the first flip-flop FF at the rising edge timing of the second clock of the GSC. The third flip-flop FF outputs the output of the second flip-flop FF at the rising edge timing of the third clock of the GSC. Q1 is the output signal of the first flip-flop FF, and Q2 is the output signal of the second flip-flop FF. Q3 is the output signal of the third flip-flop (FF). The outputs Q1, Q2 and Q3 of the shift register are input to the level shifter LS and also input to the first and second AND gates AND1 and AND2.

NOT 게이트(NOT)는 게이트 시프트 클럭(GSC)을 반전시켜 제2 AND 게이트(AND2)에 공급한다. The NOT gate NOT inverts the gate shift clock GSC and supplies it to the second AND gate AND2.

제1 AND 게이트(AND1)는 GSC와 n(n은 자연수) 번째 플립 플롭(FF)의 출력(Qn)을 논리곱 연산하여 GSC = High AND Qn = High인 구간을 검출한다. 제2 AND 게이트(AND2)는 반전된 GSC와 n-1 번재 플립 플롭(FF)의 출력(Qn-1)을 논리곱 연산하여 GSC = Low AND Qn-1 = High인 구간을 검출한다. Qn-1은 n-1 번째 플립 플롭(FF)의 출력이다. The first AND gate AND1 performs an AND operation between the GSC and the output Qn of n (n is a natural number) flip-flop FF to detect an interval of GSC = High AND Qn = High. The second AND gate AND2 performs an AND operation on the inverted GSC and the output Qn-1 of the (n-1) th flip-flop FF to detect a period in which GSC = Low AND Qn-1 = High. Qn-1 is the output of the (n-1) th flip-flop (FF).

OR 게이트(OR)는 제1 AND 게이트(AND1)의 출력과 제2 AND 게이트(AND2)의 출력을 논리합 연산한 결과를 출력한다. The OR gate OR outputs a result of performing an OR operation on the output of the first AND gate AND1 and the output of the second AND gate AND2.

제3 AND 게이트(AND3)는 차지 쉐어(CS)가 실시되는 t1을 정의하는 제1 스위치 제어신호(C1)를 출력한다. 첫번째 제3 AND 게이트(AND3)는 GOE와 GSP를 논리곱 연산하여 제1 스위치 제어 신호(C1)를 출력한다. 나머지 제3 AND 게이트(AND)는 GOE와 OR 게이트(OR)의 출력을 논리곱 연산하여 제1 스위치 제어 신호(C1)를 출력한다. 제3 AND 게이트(AND3)의 출력은 레벨 시프터(LS)를 통해 제1 스위치(S1)의 제어 단자에 입력되고 또한, 이웃한 NOR 게이트(NOR)에 입력된다. The third AND gate AND3 outputs a first switch control signal C1 defining t1 at which the charge share CS is implemented. The first third AND gate AND3 ANDs GOE and GSP to output the first switch control signal C1. The remaining third AND gate ANDs the output of the GOE with the output of the OR gate OR to output the first switch control signal C1. The output of the third AND gate AND3 is input to the control terminal of the first switch S1 through the level shifter LS and is input to the neighboring NOR gate NOR.

NOR 게이트(NOR)는 t2 기간을 정의하는 제2 스위치 제어 신호(C2)를 발생한다. t2 기간은 t1 기간을 제외한 나머지 기간이다. 따라서, NOR 게이트(NOR)는 이웃한 제3 AND 게이트(AND3)의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 제2 스위치 제어신호(C2)를 출력한다. NOR 게이트(NOR)의 출력은 레벨 시프터(LS)를 통해 제2 스위치(S2)의 제어 단자에 입력된다. The NOR gate (NOR) generates a second switch control signal C2 that defines the t2 period. The period t2 is the remaining period excluding the period t1. Therefore, the NOR gate (NOR) receives the output of the neighboring third AND gate (AND3), performs NOR operation, and outputs the second switch control signal (C2). The output of the NOR gate (NOR) is input to the control terminal of the second switch (S2) through the level shifter (LS).

레벨 시프터(LS)는 입력 전압 레벨을 픽셀 어레이의 TFT의 동작 전압으로 시프트시킨다. 레벨 시프터(LS)의 출력 신호는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에 스윙한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이고, 게이트 로우 전압(VGL)은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압이다.The level shifter LS shifts the input voltage level to the operating voltage of the TFT of the pixel array. The output signal of the level shifter LS swings between the gate high voltage VGH and the gate low voltage VGL. The gate high voltage VGH is higher than the threshold voltage of the TFT and the gate low voltage VGL is higher than the threshold voltage of the TFT.

한편, 레벨 시프터(LS)는 GIP 회로의 경우에 시프트 레지스터의 입력 단에 연결된다. 따라서, GIP 회로는 표시패널의 기판 상에 레벨 시프터(LS)가 생략될 수 있다. On the other hand, the level shifter LS is connected to the input terminal of the shift register in the case of the GIP circuit. Therefore, the level shifter LS on the substrate of the display panel can be omitted in the GIP circuit.

제1 스위치(S1)는 제1 스위치 제어신호(C1)에 응답하여 게이트 신호(OUT1, OUT2, OUT3)의 라이징 에지와 폴링 에지 각각에서 t1 기간 동안 차지 쉐어(CS)를 실시한다. 제1 출력 단자에 연결된 제1 스위치(S1)에는 VGH 또는 앞단 게이트 드라이브 IC의 마지막 출력 신호(Carry)가 공급된다. 나머지 제1 스위치들(S1)은 이웃한 출력 단자들을 연결한다. 제1 스위치들(S1)은 제1 스위치 제어 신호(C1)에 응답하여 동시에 턴-온되어 모든 출력 단자들을 단락시켜 차지 쉐어(CS)를 실시한다. 게이트 구동부(103)의 출력 단자들은 게이트 라인들(GL)에 연결되어 있기 때문에 출력 단자들이 단락되면 게이트 라인들(GL)의 전압이 차지 쉐어링에 의해 VGH와 VGL 사이의 중간 전위 까지 상승하거나 낮아진다. t1 기간 동안, 제2 스위치들(S2)은 오프 상태를 유지한다. The first switch S1 responds to the first switch control signal C1 and applies a charge share CS for the period t1 at the rising edge and the falling edge of the gate signals OUT1, OUT2 and OUT3, respectively. The first switch S1 connected to the first output terminal is supplied with the last output signal Carry of the VGH or the front gate drive IC. The remaining first switches S1 connect the neighboring output terminals. The first switches S1 are simultaneously turned on in response to the first switch control signal C1 to short-circuit all the output terminals to implement the charge share CS. Since the output terminals of the gate driver 103 are connected to the gate lines GL, when the output terminals are short-circuited, the voltage of the gate lines GL is raised or lowered to an intermediate potential between VGH and VGL by charge sharing. During the period t1, the second switches S2 remain off.

제2 스위치(S2)는 제2 스위치 제어신호(C2)에 응답하여 게이트 신호(OUT1, OUT2, OUT3)의 라이징 에지와 폴링 에지 각각에서 t1 기간을 제외한 나머지 기각 동안 버퍼(BUF)를 통해 공급되는 VGH 또는 VGL을 출력 단자들에 공급한다. 제2 스위치들(S2)은 시프트 레지스터의 출력(Q1, Q2, Q3)이 순차적으로 발생되므로 그와 동기하여 순차적으로 턴-온된다. 따라서, 게이트 신호는 라이징 에지의 t1 기간 이후의 t2 기간 동안 버퍼(BUF)를 통해 입력되는 VGH에 따라 VGH 전위를 유지하고, 폴링 에지의 t1 기간 이후의 t2 기간 동안 버퍼(BUF)를 통해 입력되는 VGL에 따라 VGL 전위를 유지한다. t2 기간 동안, 제1 스위치들(S1)은 오프 상태를 유지한다. The second switch S2 is supplied through the buffer BUF during the other excitation except the t1 period in the rising edge and the falling edge of the gate signals OUT1, OUT2 and OUT3 in response to the second switch control signal C2 VGH or VGL to the output terminals. The second switches S2 are sequentially turned on in synchronization with the outputs Q1, Q2 and Q3 of the shift register sequentially generated. Therefore, the gate signal maintains the VGH potential according to VGH input through the buffer BUF during the t2 period after the t1 period of the rising edge, and is input through the buffer BUF during the t2 period after the t1 period of the falling edge And maintains the VGL potential according to VGL. During the period t2, the first switches S1 remain off.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

100 : 표시패널 102 : 데이터 구동부
103 : 게이트 구동부 101 : 타이밍 콘트롤러
104 : 호스트 시스템 FF : 시프트 레지스터의 플립 플롭
LS : 레벨 시프터 BUF : 버퍼
NOT : NOT 게이트 AND : AND 게이트
OR : OR 게이트 NOR : NOR 게이트
S1 : 제1 스위치 S2 : 제2 스위치
100: display panel 102: data driver
103: Gate driver 101: Timing controller
104: Host system FF: Flip-flop of shift register
LS: Level shifter BUF: Buffer
NOT: NOT gate AND: AND gate
OR: OR gate NOR: NOR gate
S1: first switch S2: second switch

Claims (8)

데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들이 구비된 표시패널; 및
게이트 스타트 펄스, 게이트 시프트 클럭, 및 게이트 출력 인에이블 신호를 입력 받아 순차적으로 시프트되는 게이트 신호를 발생하고 상기 게이트 신호를 상기 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동부를 포함하고,
상기 게이트 구동부는,
상기 게이트 스타트 펄스와 상기 게이트 시프트 클럭이 입력되고 종속적으로 접속된 플립 플롭들이 구비된 시프트 레지스터;
상기 플릅 플롭의 출력 신호를 게이트 라인들에 공급하는 버퍼들;
제1 스위치 제어 신호에 응답하여 이웃한 게이트 라인들을 연결하는 제1 스위치;
제2 스위치 제어 신호에 응답하여 게이트 라인들을 상기 버퍼들에 연결하는 제2 스위치; 및
상기 게이트 스타트 펄스, 상기 게이트 시프트 클럭, 상기 플립 플롭의 출력, 및 상기 게이트 출력 인에이블 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호를 발생하는 논리 연산 소자를 포함하는 표시장치.
A display panel having pixels arranged in a matrix form by an intersection structure of data lines and gate lines; And
And a gate driver for receiving a gate start pulse, a gate shift clock, and a gate output enable signal to generate a gate signal sequentially shifted and supplying the gate signal to the gate lines,
Wherein the gate driver comprises:
A shift register having flip-flops to which the gate start pulse and the gate shift clock are input and are connected in a dependent manner;
Buffers for supplying an output signal of the flip-flop to gate lines;
A first switch for connecting neighboring gate lines in response to a first switch control signal;
A second switch coupled to the buffers in response to a second switch control signal; And
And a logic operation element for generating the first and second switch control signals using the gate start pulse, the gate shift clock, the output of the flip-flop, and the gate output enable signal.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 스위치 제어 신호는 상기 게이트 신호의 라이지 에지와 폴링 에지 기간 내에서 제1 기간을 정의하고,
상기 제2 스위치 제어 신호는 상기 제1 기간을 제외한 제2 기간을 정의하고,
상기 제1 스위치는 제1 기간 동안 턴-온되고,
상기 제2 스위치는 제2 기간 동안 턴-온되는 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first switch control signal defines a first period within the edge period and the polling edge period of the gate signal,
Wherein the second switch control signal defines a second period except for the first period,
The first switch is turned on for a first period,
And the second switch is turned on during a second period.
제 2 항에 있어서,
상기 논리 연산 소자는,
상기 게이트 시프트 클럭을 반전시키는 NOT 게이트;
상기 NOT 게이트의 출력과, 상기 게이트 스타트 펄스 또는 상기 플립 플롭의 출력, 및 상기 게이트 출력 인에이블 신호를 논리곱 연산하여 상기 제1 스위치 제어 신호를 발생하는 AND 게이트; 및
이웃한 AND 게이트들의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 상기 제2 스위치 제어신호를 발생하는 NOR 게이트를 포함하는 표시장치.
3. The method of claim 2,
The logic operation element includes:
A NOT gate for inverting the gate shift clock;
An AND gate for performing an AND operation on an output of the NOT gate, an output of the gate start pulse or the flip-flop, and the gate output enable signal to generate the first switch control signal; And
And a NOR gate for receiving an output of neighboring AND gates and performing a NOR operation to generate the second switch control signal.
제 2 항에 있어서,
상기 논리 연산 소자는,
상기 게이트 시프트 클럭을 반전시키는 NOT 게이트;
상기 게이트 시프트 클럭과 n(n은 자연수) 번째 플립 플롭의 출력을 논리곱 연산하는 제1 AND 게이트;
상기 NOT 게이트의 출력과 n-1 번째 플립 플롭의 출력을 논리곱 연산하는 제2 AND 게이트;
상기 제1 AND 게이트와 상기 제2 AND 게이트의 출력을 논리합 연산하는 OR 게이트;
상기 게이트 출력 인에이블 신호와 상기 게이트 스타트 펄스의 논리곱하거나, 상기 게이트 출력 인에이블 신호와 상기 OR 게이트 출력의 논리곱하여 상기 제1 스위치 제어 신호를 발생하는 제3 AND 게이트; 및
이웃한 AND 게이트들의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 상기 제2 스위치 제어신호를 발생하는 NOR 게이트를 포함하는 표시장치.
3. The method of claim 2,
The logic operation element includes:
A NOT gate for inverting the gate shift clock;
A first AND gate for performing an AND operation on the outputs of the gate shift clock and n (n is a natural number) flip-flops;
A second AND gate for performing an AND operation on the output of the NOT gate and the output of the (n-1) th flip-flop;
An OR gate for ORing the outputs of the first AND gate and the second AND gate;
A third AND gate for performing a logical multiplication of the gate output enable signal and the gate start pulse or a logical multiplication of the gate output enable signal and the OR gate output to generate the first switch control signal; And
And a NOR gate for receiving an output of neighboring AND gates and performing a NOR operation to generate the second switch control signal.
게이트 스타트 펄스와 게이트 시프트 클럭이 입력되고 종속적으로 접속된 플립 플롭들이 구비된 시프트 레지스터;
상기 플릅 플롭의 출력 신호를 게이트 라인들에 공급하는 버퍼들;
제1 스위치 제어 신호에 응답하여 이웃한 게이트 라인들을 연결하는 제1 스위치;
제2 스위치 제어 신호에 응답하여 게이트 라인들을 상기 버퍼들에 연결하는 제2 스위치; 및
상기 게이트 스타트 펄스, 상기 게이트 시프트 클럭, 상기 플립 플롭의 출력, 및 게이트 출력 인에이블 신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호를 발생하는 논리 연산 소자를 포함하는 표시장치의 게이트 구동 회로.
A shift register having flip-flops to which a gate start pulse and a gate shift clock are input and are connected in a dependent manner;
Buffers for supplying an output signal of the flip-flop to gate lines;
A first switch for connecting neighboring gate lines in response to a first switch control signal;
A second switch coupled to the buffers in response to a second switch control signal; And
And a logic operation element for generating the first and second switch control signals using the gate start pulse, the gate shift clock, the output of the flip-flop, and the gate output enable signal.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 스위치 제어 신호는 상기 게이트 신호의 라이지 에지와 폴링 에지 기간 내에서 제1 기간을 정의하고,
상기 제2 스위치 제어 신호는 상기 제1 기간을 제외한 제2 기간을 정의하고,
상기 제1 스위치는 제1 기간 동안 턴-온되고,
상기 제2 스위치는 제2 기간 동안 턴-온되는 표시장치의 게이트 구동 회로.
6. The method of claim 5,
Wherein the first switch control signal defines a first period within the edge period and the polling edge period of the gate signal,
Wherein the second switch control signal defines a second period except for the first period,
The first switch is turned on for a first period,
And the second switch is turned on during a second period.
제 6 항에 있어서,
상기 논리 연산 소자는,
상기 게이트 시프트 클럭을 반전시키는 NOT 게이트;
상기 NOT 게이트의 출력과, 상기 게이트 스타트 펄스 또는 상기 플립 플롭의 출력, 및 상기 게이트 출력 인에이블 신호를 논리곱 연산하여 상기 제1 스위치 제어 신호를 발생하는 AND 게이트; 및
이웃한 AND 게이트들의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 상기 제2 스위치 제어신호를 발생하는 NOR 게이트를 포함하는 표시장치의 게이트 구동 회로.
The method according to claim 6,
The logic operation element includes:
A NOT gate for inverting the gate shift clock;
An AND gate for performing an AND operation on an output of the NOT gate, an output of the gate start pulse or the flip-flop, and the gate output enable signal to generate the first switch control signal; And
And a NOR gate for receiving an output of neighboring AND gates and performing a NOR operation to generate the second switch control signal.
제 6 항에 있어서,
상기 논리 연산 소자는,
상기 게이트 시프트 클럭을 반전시키는 NOT 게이트;
상기 게이트 시프트 클럭과 n(n은 자연수) 번째 플립 플롭의 출력을 논리곱 연산하는 제1 AND 게이트;
상기 NOT 게이트의 출력과 n-1 번째 플립 플롭의 출력을 논리곱 연산하는 제2 AND 게이트;
상기 제1 AND 게이트와 상기 제2 AND 게이트의 출력을 논리합 연산하는 OR 게이트;
상기 게이트 출력 인에이블 신호와 상기 게이트 스타트 펄스의 논리곱하거나, 상기 게이트 출력 인에이블 신호와 상기 OR 게이트 출력의 논리곱하여 상기 제1 스위치 제어 신호를 발생하는 제3 AND 게이트; 및
이웃한 AND 게이트들의 출력을 입력 받아 부정 논리합 연산하여 상기 제2 스위치 제어신호를 발생하는 NOR 게이트를 포함하는 표시장치의 게이트 구동 회로.
The method according to claim 6,
The logic operation element includes:
A NOT gate for inverting the gate shift clock;
A first AND gate for performing an AND operation on the outputs of the gate shift clock and n (n is a natural number) flip-flops;
A second AND gate for performing an AND operation on the output of the NOT gate and the output of the (n-1) th flip-flop;
An OR gate for ORing the outputs of the first AND gate and the second AND gate;
A third AND gate for performing a logical multiplication of the gate output enable signal and the gate start pulse or a logical multiplication of the gate output enable signal and the OR gate output to generate the first switch control signal; And
And a NOR gate for receiving an output of neighboring AND gates and performing a NOR operation to generate the second switch control signal.
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