KR20160147089A - Display Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device.
표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 직교되도록 배치되고 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들에는 표시하고자 하는 비디오 데이터전압이 공급되고 게이트라인들에는 게이트펄스가 순차적으로 공급된다. 게이트펄스가 공급되는 표시라인의 픽셀들에 비디오 데이터전압이 공급되며, 모든 표시라인들이 게이트펄스에 의해 순차적으로 스캐닝되면서 비디오 데이터를 표시한다. The display device is arranged such that the data lines and the gate lines are orthogonal and the pixels are arranged in a matrix form. Video data voltages to be displayed are supplied to the data lines and gate pulses are sequentially supplied to the gate lines. The video data voltage is supplied to the pixels of the display line to which the gate pulse is supplied and all of the display lines are sequentially scanned by the gate pulse to display the video data.
평판표시장치의 게이트라인들에 게이트펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부는 통상 다수의 게이트 집적회로(Integrated Circuit, 이하 "IC"라 함)를 포함한다. 게이트 드라이브 IC 각각은 게이트펄스를 순차적으로 출력하여야 하기 때문에 기본적으로 쉬프트 레지스터를 포함하며, 표시패널의 구동특성에 따라 쉬프트 레지스터의 출력 전압을 조정하기 위한 회로들과 출력 버퍼들을 포함할 수 있다.A gate driver for supplying gate pulses to the gate lines of the flat panel display typically includes a plurality of integrated circuits (ICs). Since each of the gate drive ICs must sequentially output gate pulses, it basically includes a shift register and may include circuits and output buffers for adjusting the output voltage of the shift register depending on the driving characteristics of the display panel.
게이트 구동부는 표시패널에서 비표시영역인 베젤 영역에 박막 트랜지스터들의 조합으로 이루어지기도 하며, 이를 일컬어 게이트-인-패널(Gate In Panel, 이하 GIP) 형태라고도 한다. GIP 회로는 게이트라인의 개수에 대응하는 스테이지를 포함한다. 각 스테이지는 각 게이트라인에 공급되는 게이트펄스를 출력한다. 스테이지는 전단 스테이지의 출력을 캐리신호로 이용하여 게이트펄스를 출력한다. The gate driver may be a combination of thin film transistors in a bezel region which is a non-display region in the display panel, and is also referred to as a gate-in-panel (GIP) type. The GIP circuit includes a stage corresponding to the number of gate lines. Each stage outputs a gate pulse supplied to each gate line. The stage outputs the gate pulse using the output of the front stage as a carry signal.
최근 표시패널의 해상도가 높아지고 크기가 대형화되면서, 게이트펄스 출력단에 연결되는 캐리신호가 지연되는 문제점이 발생할 수 있다. 캐리신호가 지연되면서 캐리신호의 전압레벨이 낮아지기 때문에, 게이트펄스의 출력단 제어 노드인 Q 노드의 충전이 충분하지 않게 되는 문제점이 발생한다. Q 노드의 충전이 불량하면 게이트펄스가 정상적으로 출력되지 않게 되고, 결국 화소에 데이터충전이 불량하게 되는 문제점이 발생한다. Recently, the resolution of the display panel is increased and the size of the display panel is becoming larger, and the carry signal connected to the output terminal of the gate pulse may be delayed. The carry signal is delayed and the voltage level of the carry signal is lowered, so that the Q node, which is the output stage control node of the gate pulse, becomes insufficiently charged. If the charging of the Q node is poor, the gate pulse is not normally outputted, resulting in a problem that the charging of data in the pixel becomes poor.
상술한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 Q 노드의 충전불량을 개선할 수 있는 표시장치를 제공하기 위한 것이다. In order to solve the above-described problems, the present invention is to provide a display device capable of improving the charging failure of the Q node.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 표시장치는 화소행 단위로 화소들과 연결되는 복수의 게이트라인 및 게이트라인에 게이트펄스를 제공하는 게이트 구동부 포함한다. 게이트 구동부는 종속적으로 접속된 스테이지들을 이용하여 게이트펄스를 쉬프트하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 쉬프트 레지스터의 i(i는 자연수) 번째 스테이지는 풀업 트랜지스터를 제어하는 Q 노드, 풀다운 트랜지스터를 제어하는 QB 노드, Q 노드 및 QB 노드의 전압을 제어하는 노드 제어회로 및 Q 노드 전압을 (i+k)(k는 i 미만의 자연수) 번째 스테이지로 제공하는 캐리 라인을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a display device includes a plurality of gate lines connected to pixels in units of pixel lines, and a gate driver for providing gate pulses to gate lines. The gate driver includes a shift register that shifts the gate pulse using the stages to which it is connected. The i-th stage (i is a natural number) of the shift register includes a Q-node for controlling the pull-up transistor, a QB node for controlling the pull-down transistor, a node control circuit for controlling the voltages of the Q- ) < / RTI > (k is a natural number less than i) th stage.
본 발명의 표시장치는 게이트 구동부의 각 스테이지가 전단 스테이지의 Q 노드 전압을 직접 입력받아서 동작하기 때문에, 출력단에 연결되는 화소들의 로드(load)에 의해서 캐리신호가 지연되는 것을 방지할 수 있다. The display device of the present invention can prevent the carry signal from being delayed by the load of the pixels connected to the output stage because each stage of the gate driver operates by directly receiving the Q node voltage of the previous stage.
도 1은 본 발명에 의한 표시장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 실시 예에 의한 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면.
도 3은 실시 예에 의한 쉬프트 레지스터의 스테이지를 나타내는 도면.
도 4는 스테이지들 간의 캐리신호의 연결 구조를 나타내는 도면.
도 5는 스테이지의 입력 및 출력 신호를 나타내는 파형도.
도 6은 비교 예에 의한 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면.
도 7은 비교 예에 의한 쉬프트 레지스터의 문제점을 나타내는 도면.
도 8은 제2 실시 예에 의한 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면.
도 9는 제2 실시 예에 의한 스테이지의 입력 및 출력 신호를 나타내는 파형도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a configuration of a display device according to the present invention;
Fig. 2 shows a shift register according to an embodiment; Fig.
3 is a view showing a stage of a shift register according to an embodiment;
4 is a diagram showing a connection structure of carry signals between stages;
5 is a waveform diagram showing input and output signals of a stage;
6 is a view showing a shift register according to a comparative example;
7 is a view showing a problem of a shift register according to a comparative example;
8 is a view showing a shift register according to the second embodiment;
9 is a waveform diagram showing input and output signals of a stage according to the second embodiment;
이하 첨부된 도면을 참조하여 액정표시장치를 중심으로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 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. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to 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. The names of components used in the following description are selected in consideration of ease of specification, and may be different from actual product names.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 표시장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 타이밍 콘트롤러(110), 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로(130)를 구비한다. 1 is a block diagram showing a display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the display device of the present invention includes a
표시패널(100)은 서브 픽셀들이 형성되는 표시영역(100A)과 표시영역(100A)의 외측으로 각종 신호라인들이나 패드 등이 형성되는 비표시영역(100B)을 포함한다. 표시영역(100A)에는 복수 개의 화소(P)들이 배치된다. 화소(P)는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 연결된 스위칭 소자(SW)를 통해 공급된 스캔신호에 대응하여 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)를 포함한다. 픽셀회로(PC) 및 스위칭 소자(SW)는 표시패널의 종류에 따라서 다른 형태로 구현될 수 있다.The
타이밍 콘트롤러(110)는 LVDS 또는 TMDS 인터페이스 수신회로를 통해 호스트 컴퓨터로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(110)는 호스트 컴퓨터로부터의 타이밍 신호를 기준으로 데이터 구동회로와 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 타이밍 제어신호들은 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호, 소스 드라이브 IC들(120)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.The
스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(VST), 게이트클럭(CLK), 후단신호(NEXT) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(VST)는 쉬프트 레지스터(130)에 입력되어 쉬프트 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트클럭(CLK)은 레벨 쉬프터(130)를 통해 레벨 쉬프팅된 후에 쉬프트 레지스터(140)에 입력된다. 후단신호(NEXT)는 쉬프트 레지스터(140)가 게이트펄스(Gout)를 출력한 이후에 쉬프트 레지스터(140)의 각 노드를 초기화한다.The scan timing control signal includes a gate start pulse VST, a gate clock CLK, a rear stage signal NEXT, and the like. The gate start pulse VST is input to the
데이터 타이밍 제어신호는 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 소스 드라이브 IC들(120)의 쉬프트 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 소스 드라이브 IC들(120) 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. The data timing control signal includes a source start pulse (SSP), a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (POL), and a source output enable signal (SOE) . The source start pulse SSP controls the shift start timing of the
데이터 구동회로는 다수의 소스 드라이브 IC(120)들을 포함한다. 각 소스 드라이브 IC(120)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 입력받는다. 소스 드라이브 IC(120)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터의 소스 타이밍 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생하고, 그 데이터전압을 게이트펄스에 동기되도록 표시패널(100)의 데이터라인들에 공급한다. The data driving circuit includes a plurality of
게이트 구동회로는 레벨 쉬프터(level shiftet)(130) 및 쉬프트 레지스터(140)를 구비한다.The gate driving circuit includes a
레벨 쉬프터(130)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력되는 게이트클럭들(CLK)의 TTL(Transistor-Transistor-Logic) 로직 레벨 전압을 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)으로 레벨 쉬프팅한다. 레벨 쉬프터(130)는 PCB(105)에 실장될 수 있다.The
쉬프트 레지스터(140)는 스타트펄스(VST) 또는 캐리신호(Qout)를 게이트클럭들(CLK)에 맞추어 쉬프트시켜 순차적으로 게이트펄스(Gout)를 출력하는 스테이지들로 구성된다. 쉬프트 레지스터(140)는 표시패널(100)에 GIP 회로로 구현될 수 있다.The
쉬프트 레지스터(140)는 전단 스테이지의 Q 노드 전압을 캐리신호(Qout)로 직접 이용하기 때문에 캐리신호(Qout)가 딜레이(delay)되어서 프리차징(pre-charging)이 원활하게 이루어지지 않는 것을 개선할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. Since the
도 2는 본 발명에 의한 쉬프트 레지스터(140)를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 게이트 쉬프트 레지스터(140)는 종속적으로 접속된 제1 내지 제n 스테이지들(ST1~STn)을 구비한다. 제i(i는 n 이하의 자연수) 스테이지(STi)는 제i 게이트펄스(Gouti)를 출력한다. 제i 게이트펄스(Gouti)는 i 번째 화소행에 배열되는 화소들에 제공된다. Referring to FIG. 2, the
이하의 설명에서 "전단 스테이지"는 기준이 되는 스테이지의 상부에 위치하는 것을 말한다. 예컨대, 제i 스테이지(STi)을 기준으로, 전단 스테이지는 제1 스테이지(ST1) 내지 제(i-1) 스테이지(ST[i-1)) 중 어느 하나를 지시한다. "후단 스테이지"는 기준이 되는 스테이지의 하부에 위치하는 것을 말한다. 예컨대, 제i 스테이지(STi)을 기준으로, 후단 스테이지는 제(i+1) 스테이지(ST[i+1]) 내지 제n 스테이지(ST[n]) 중 어느 하나를 지시한다.In the following description, the term "front stage" means that the stage is located at the upper portion of the reference stage. For example, based on the i-th stage STi, the front stage designates any one of the first stage ST1 to the (i-1) th stage ST (i-1). Quot; rear stage "refers to a stage located at the bottom of the reference stage. For example, based on the i-th stage STi, the trailing stage designates any one of the (i + 1) th stage ST [i + 1] to the nth stage ST [n].
도 3은 도 2에 i(i는 2<i<n인 자연수)스테이지의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 i 스테이지 및 (i+1) 스테이지 간의 캐리신호 연결을 나타내는 도면이다. Fig. 3 is a block diagram showing a configuration of a stage i (i is a
도 3 및 도 4를 참조하면, 제i 스테이지(STi)는 노드 제어회로(NCON) 및 출력부(145)를 포함한다.3 and 4, the i-th stage STi includes a node control circuit (NCON) and an
노드 제어회로(NCON)는 게이트 타이밍 제어신호를 입력받아서 Q노드(Q) 및 QB노드(QB)를 제어한다. 노드 제어회로(141)는 충전제어 트랜지스터(T1), 보조제어회로(143) 및 방전제어 트랜지스터(T2)를 포함한다. The node control circuit (NCON) receives the gate timing control signal to control the Q node (Q) and the QB node (QB). The
충전제어 트랜지스터(T1)는 게이트하이전압(VGH) 입력단에 연결되는 제1 전극, Q 노드(Q)에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 캐리라인(149)에 연결되는 게이트전극을 포함한다. 충전제어 트랜지스터(T1)는 캐리라인(149)을 통해서 제공받는 캐리신호(Qout)를 바탕으로 게이트하이전압(VGH)을 Q 노드(Q)에 충전한다. 제1 전극은 고전위전압원 이외에도 게이트하이전압(VGH) 입력단에 연결될 수도 있다.The charge control transistor T1 includes a first electrode coupled to the gate high voltage (VGH) input, a second electrode coupled to the Q node Q, and a gate electrode coupled to the
제1 스테이지(STG1)의 충전제어 트랜지스터(T1)는 이전단 스테이지의 캐리신호 대신에 스타트펄스(VST)를 입력받아서 동작한다. The charge control transistor Tl of the first stage STG1 operates by receiving the start pulse VST instead of the previous single stage carry signal.
보조제어회로(143)는 Q 노드(Q) 및 QB노드와 직접 또는 간접적으로 연결되어 Q 노드(Q)의 전압이나 QB 노드(QB)의 전압을 초기화하거나 안정화시킨다. 보조제어회로(143)는 트랜지스터들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 공지된 기술을 선택적으로 적용하여 구현할 수 있다. 일례로, 보조제어회로(143)는 후단신호(NEXT)에 응답하는 트랜지스터를 추가하고, 이를 이용하여 Q 노드(Q) 또는 QB 노드(QB)의 전압을 초기화할 수 있다. 후단신호(NEXT)는 후단 스테이지의 게이트펄스를 이용할 수 있다.The
방전제어 트랜지스터(T2)는 QB 노드(QB)에 연결되는 제1 전극, 저전위전압(VSS) 입력단에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 게이트펄스를 입력받는 게이트전극을 포함한다. 방전제어 트랜지스터(T2)는 전단 스테이지의 게이트펄스에 응답하여, QB 노드(QB)의 전압을 저전위전압(VSS)으로 방전한다. The discharge control transistor T2 includes a first electrode connected to the QB node QB, a second electrode connected to the low potential voltage (VSS) input terminal, and a gate electrode receiving the gate pulse of the front stage. The discharge control transistor T2 discharges the voltage of the QB node QB to the low potential voltage VSS in response to the gate pulse of the front stage.
출력부(145)는 i번 째 화소행에 제공되는 게이트펄스(Gouti)를 출력한다. 출력부(145)는 풀업 트랜지스터(Tpu) 및 풀다운 트랜지스터(Tpd)를 포함한다. 풀업 트랜지스터(Tpu)의 게이트전극은 Q 노드(Q)에 연결되고 제1 전극은 게이트클럭(CLK)에 연결되며 제2 전극은 출력단(A)에 연결된다. 풀다운 트랜지스터(Tpd)의 게이트전극은 QB 노드(QB)에 연결되고 전극은 출력단(A)에 연결되며 제2 전극은 저전위전압(VSS) 입력단에 연결된다. The
풀업 트랜지스터(Tpu)는 Q노드(Q)가 하이레벨전압일 때 턴-온되어, 제1 전극으로부터 제공받는 게이트클럭(CLK)을 게이트펄스(Gouti)로 출력한다. 풀다운 트랜지스터(Tpd)는 QB노드(QB)의 하이레벨전압일 때 턴-온되어, 출력단(A)의 전압을 저전위전압(VSS)으로 방전한다.The pull-up transistor Tpu is turned on when the Q node Q is at the high level voltage, and outputs the gate clock CLK supplied from the first electrode to the gate pulse Gouti. The pull-down transistor Tpd is turned on when it is the high level voltage of the QB node QB and discharges the voltage of the output terminal A to the low potential voltage VSS.
캐리라인(149)은 Q 노드(Q)의 전압을 후단 스테이지(STG[i+k])(k는 i 미만의 자연수)의 충전제어 트랜지스터(T1)에 제공한다. The
도 5는 본 발명의 쉬프트레지스터를 구동하기 위한 파형 및 이에 따른 노드제어회로의 출력 파형을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 구동방법을 살펴보면 다음과 같다. 이하의 쉬프트레지스터의 동작은 스타트펄스(VST)를 입력받는 제1 스테이지(STG1) 및 제1 스테이지(STG2)로부터 캐리신호(Qout1)를 입력받는 제2 스테이지의 동작을 중심으로 살펴보기로 한다.5 is a diagram showing a waveform for driving the shift register of the present invention and an output waveform of the node control circuit according to the waveform. Referring to FIG. 5, the driving method of the present invention will be described as follows. The operation of the shift register will be described focusing on the operation of the first stage STG1 receiving the start pulse VST and the second stage receiving the carry signal Qout1 from the first stage STG2.
제1 기간(t1) 동안, 스타트펄스(VST)는 충전제어 트랜지스터(T1)의 턴-온전압을 유지한다. 충전제어 트랜지스터(T1)가 도 3 및 도 4에서와 같이 n형 트랜지스터일 경우에 스타트펄스(VST)는 하이레벨 전압을 유지한다. 스타트펄스(VST)는 제1 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)에 제공된다. 제1 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)는 제1 기간(t1) 동안 스타트펄스(VST)에 의해서 턴-온되어, 제1 전극으로부터 제공받는 고전위전압(VGH)을 Q 노드(Q)에 충전한다. During the first period t1, the start pulse VST maintains the turn-on voltage of the charge control transistor T1. When the charge control transistor T1 is an n-type transistor as shown in Figs. 3 and 4, the start pulse VST maintains a high level voltage. The start pulse VST is provided to the charge control transistor Tl of the first stage. The charge control transistor T1 of the first stage is turned on by the start pulse VST during the first period t1 to charge the Q node Q with the high potential voltage VGH supplied from the first electrode do.
제2 기간(t2) 동안, 출력부(145)의 풀업 트랜지스터(Tpu)는 게이트클럭(CLK)을 입력받는다. 제2 기간(t2)은 1 수평주기(Horizontal Time) 이상으로 설정될 수 있다. 게이트클럭(CLK)의 하이레벨 전압은 정전위의 고전위전압(VDD) 또는 게이트하이전압(VGH)을 이용할 수 있다. During the second period t2, the pull-up transistor Tpu of the
제2 기간(t2) 동안, 풀업 트랜지스터(Tpu)의 제1 전극은 게이트클럭(CLK)에 의해서 전압레벨이 높아지고, 풀업 트랜지스터(Tpu)의 게이트전극은 제1 전극의 전압레벨이 높아지는 것에 따라서 부트 스트랩핑(bootstrapping)된다. 이처럼 풀업 트랜지스터(Tpu)의 게이트전극이 부트 스트랩핑되는 과정에서 게이트-소스 전압이 문턱전압(Vth)에 도달할 때 풀업 트랜지스터(Tpu)는 턴-온된다. 풀업 트랜지스터(Tpu)는 턴-온 됨에 따라서, 전극을 통해서 제공받는 게이트클럭(CLK)은 출력단(A)을 통해서 게이트펄스(Gout1)을 출력한다.During the second period t2, the voltage level of the first electrode of the pull-up transistor Tpu is increased by the gate clock CLK, and the voltage level of the first electrode of the gate electrode of the pull-up transistor Tpu is increased, And is bootstrapped. As described above, in the process of bootstrapping the gate electrode of the pull-up transistor Tpu, the pull-up transistor Tpu is turned on when the gate-source voltage reaches the threshold voltage Vth. As the pull-up transistor Tpu is turned on, the gate clock CLK provided through the electrode outputs the gate pulse Gout1 through the output terminal A.
제2 기간(t2)의 종료 시점에 게이트클럭(CLK)은 저전위로 반전되고, 이에 따라서 출력단(A)의 전압은 저전위레벨이 된다. 풀업 트랜지스터(Tpu)가 출력단(A)의 전압을 방전함에 따라 제1 기간(t1) 동안 부트 스트랩핑 된 게이트전극의 전압은 감소한다. At the end of the second period t2, the gate clock CLK is inverted to the low level, and accordingly, the voltage of the output stage A becomes the low potential level. As the pull-up transistor Tpu discharges the voltage at the output terminal A, the voltage of the bootstrapped gate electrode during the first period t1 decreases.
제3 기간(t3) 동안에, 노드 제어회로(141)의 보조제어회로(143)는 후단신호(NEXT)를 입력받는다. 보조제어회로(143)는 후단신호(NEXT)를 바탕으로 동작하여, Q 노드(Q) 및 QB 노드(QB)를 초기화한다. 후단신호(NEXT)는 후단 스테이지의 게이트펄스를 이용할 수 있다.During the third period t3, the
각 스테이지의 Q 노드(Q)는 캐리라인(149)을 통해서 후단 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)와 연결된다. 즉, 후단 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)는 이전 스테이지의 Q 노드(Q)의 전압을 직접 입력받는다. 따라서, 제2 스테이지(STG2)의 충전제어 트랜지스터(T1)는 제1 스테이지(STG1)의 Q 노드(Q)의 전압을 캐리신호(Qout1)로 입력받는다. 마찬가지로 제3 스테이지 이후의 스테이지에 포함되는 충전제어 트랜지스터(T1)는 전단 스테이지의 Q 노드(Q) 전압을 캐리신호(Qout)로 입력받는다. 이처럼, i(i는 2 이상, n 보다 작은 자연수) 번째 스테이지(STGi)의 충전제어 트랜지스터(T1)는 전단 스테이지(STG[i-1])의 Q 노드(Q) 전압을 캐리신호(Qout)로 입력받기 때문에, 패널 로드(load)에 의해서 캐리신호가 지연되는 것을 개선할 수 있다. 또한, Q 노드(Q)가 충전되는 제1 전압레벨(V1)은 게이트하이전압(VGH)의 제2 전압레벨(V2)보다 높은 전압레벨을 갖기 때문에 캐리신호(Qout)의 전압레벨은 높아진다. 이와 같이, 전압레벨이 높은 캐리신호(Qout)를 이용하여 Q 노드(Q)를 충전함으로써 충전 특성을 향상시키는 원리를 살펴보면 다음과 같다. The Q node Q of each stage is connected to the charge control transistor Tl of the subsequent stage through the
제1 기간(t1) 동안에 Q 노드(Q)를 게이트하이전압으로 충전하려고 할 때, 실제적으로 Q 노드(Q)는 충전제어 트랜지스터의 게이트 전위(Vg)와 문턱전압(Vth) 간의 차이에 해당하는 전압이 충전된다. 비교 예의 충전제어 트랜지스터(T1)는 게이트하이전압의 전압을 갖는 게이트펄스를 입력받기 때문에, Q 노드(Q)는 "게이트하이전압-문턱전압"의 크기에 대응하는 전압이 된다. 결국, 비교 예에서는 Q 노드의 충전이 부족할 수밖에 없다. 특히, 게이트펄스(Gout)를 캐리신호로 이용하는 쉬프트 레지스터에서는 캐리신호의 지연 현상으로 인해서 이러한 문제점이 두드러진다. When the Q node Q is to be charged to the gate high voltage during the first period t1, the Q node Q actually corresponds to the difference between the gate potential Vg and the threshold voltage Vth of the charge control transistor The voltage is charged. Since the charge control transistor T1 of the comparative example receives the gate pulse having the voltage of the gate high voltage, the Q node Q becomes the voltage corresponding to the magnitude of the "gate high voltage-threshold voltage". As a result, in the comparative example, the charge of the Q node is insufficient. Particularly, in a shift register using the gate pulse Gout as a carry signal, such a problem is conspicuous due to the delay of the carry signal.
도 6은 본 발명의 쉬프트 레지스터와 대비되는 비교 예의 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 후단 스테이지(NEXT)는 전단 스테이지의 게이트펄스(Gout)를 캐리신호로 입력받는다. 표시패널의 해상도가 높아지고 패널 크기가 대형화되면, 화소들에 포함되는 다수 트랜지스터의 로드(load)에 의해서 도 7과 같이 게이트펄스(Gout)의 출력이 지연된다. 예컨대, 이상적인 게이트펄스(Gout)의 출력이 "Vgout1"이라고 하면, 화소 로드에 의해서 게이트펄스는 "Vgout2"의 형태로 지연된다. 도 6에 도시된 비교 예에 의한 쉬프트 레지스터는 전단 스테이지의 게이트펄스(Gout)를 캐리신호로 이용하기 때문에, 게이트펄스(Gout)가 지연되는 만큼 캐리신호도 지연된다. 이처럼 비교 예에서는, 캐리신호의 지연현상 및 캐리신호의 전압레벨이 낮은 이유로, "Qout1"과 같은 이상적인 Q 노드(Q)의 충전 파형보다 낮은 전압을 갖는 "Qout2"과 같은 충전파형이 나타난다. Q 노드(Q)의 충전이 원활하게 이루어지지 않게 되면 게이트펄스(Gout)의 출력전압이 낮아지고, 결국 화소에 데이터 충전이 원활하게 이루어지지 않는다. 6 is a view showing a shift register of a comparative example as compared with the shift register of the present invention. Referring to FIG. 6, the rear stage NEXT receives the gate pulse Gout of the front stage as a carry signal. When the resolution of the display panel is increased and the panel size is enlarged, the output of the gate pulse Gout is delayed as shown in FIG. 7 due to the load of a plurality of transistors included in the pixels. For example, assuming that the output of the ideal gate pulse Gout is "Vgout1 ", the gate pulse is delayed in the form of" Vgout2 " Since the shift register according to the comparative example shown in Fig. 6 uses the gate pulse Gout of the front stage as the carry signal, the carry signal is also delayed as the gate pulse Gout is delayed. In this comparative example, a charging waveform such as "Qout2" having a lower voltage than the ideal Q node Q charging waveform such as "Qout1 " appears because of the delay of the carry signal and the voltage level of the carry signal. If the charging of the Q node Q is not performed smoothly, the output voltage of the gate pulse Gout becomes low, and as a result, data is not charged smoothly in the pixel.
이에 반해서, 본 발명에 의한 쉬프트 레지스터(140)는 전단 스테이지의 Q 노드 전압을 직접 캐리신호로 이용하기 때문에, 출력단(A)에 연결되는 화소 트랜지스터들의 로드로 인해서 캐리신호가 지연되는 것을 개선할 수 있다. 또한, 캐리신호는 게이트하이전압보다 높은 전압레벨을 갖기 때문에 Q 노드의 충전 전압을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 쉬프트 레지스터(140)는 Q 노드의 충전 특성을 높임으로써, 화소에 데이터충전 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, since the
도 8은 제2 실시 예에 의한 스테이지 간의 캐리신호 연결을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 스테이지를 구동하기 위한 파형 및 주요 노드의 출력 파형을 나타내는 도면이다. 제2 실시 예에서 전술한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. FIG. 8 is a diagram showing a carry signal connection between stages according to the second embodiment, FIG. 9 is a diagram showing a waveform for driving the stage shown in FIG. 8 and an output waveform of a main node. The detailed description of the substantially same configuration as the above-described embodiment in the second embodiment will be omitted.
제2 실시 예에서, 제i 스테이지(STi)는 노드 제어회로(NCON) 및 출력부(145)를 포함한다.In the second embodiment, the i < th > stage STi includes a node control circuit (NCON) and an
노드 제어회로(NCON)는 게이트 타이밍 제어신호를 입력받아서 Q노드(Q) 및 QB노드(QB)를 제어한다. 노드 제어회로(141)는 충전제어 트랜지스터(T1), 보조제어회로(143) 및 방전제어 트랜지스터(T2)를 포함한다. The node control circuit (NCON) receives the gate timing control signal to control the Q node (Q) and the QB node (QB). The
충전제어 트랜지스터(T1)는 Q 클럭(CLK_Q) 입력단에 연결되는 제1 전극, Q 노드(Q)에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 캐리라인(149)에 연결되는 게이트전극을 포함한다. 충전제어 트랜지스터(T1)는 캐리라인(149)을 통해서 제공받는 캐리신호(Qout)를 바탕으로 Q 클럭(CLK_Q)이 하이레벨 전압일 때에 Q 노드(Q)를 충전한다. The charge control transistor T1 includes a first electrode coupled to the Q clock CLK_Q input, a second electrode coupled to the Q node Q, and a gate electrode coupled to the
제1 스테이지(STG1)의 충전제어 트랜지스터(T1)는 이전단 스테이지의 캐리신호 대신에 스타트펄스(VST)를 입력받아서 동작한다. The charge control transistor Tl of the first stage STG1 operates by receiving the start pulse VST instead of the previous single stage carry signal.
보조제어회로(143)는 Q 노드(Q) 및 QB노드와 직접 또는 간접적으로 연결되어 Q 노드(Q)의 전압이나 QB 노드(QB)의 전압을 초기화하거나 안정화시킨다.The
방전제어 트랜지스터(T2)는 QB 노드(QB)에 연결되는 제1 전극, 저전위전압(VSS) 입력단에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 게이트펄스를 입력받는 게이트전극을 포함한다. 방전제어 트랜지스터(T2)는 전단 스테이지의 게이트펄스에 응답하여, QB 노드(QB)의 전압을 저전위전압(VSS)으로 방전한다. The discharge control transistor T2 includes a first electrode connected to the QB node QB, a second electrode connected to the low potential voltage (VSS) input terminal, and a gate electrode receiving the gate pulse of the front stage. The discharge control transistor T2 discharges the voltage of the QB node QB to the low potential voltage VSS in response to the gate pulse of the front stage.
출력부(145)는 i번 째 화소행에 제공되는 게이트펄스(Gouti)를 출력한다. 출력부(145)는 풀업 트랜지스터(Tpu) 및 풀다운 트랜지스터(Tpd)를 포함한다. The
캐리라인(149)은 Q 노드(Q)의 전압을 후단 스테이지(STG[i+k])(k는 i 미만의 자연수)의 충전제어 트랜지스터(T1)에 제공한다. The
스타트펄스(VST)를 입력받는 제1 스테이지(STG1) 및 제1 스테이지(STG2)로부터 캐리신호(Qout1)를 입력받는 제2 스테이지의 동작을 중심으로 쉬프트 레지스터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the shift register will be described with reference to the operations of the first stage STG1 receiving the start pulse VST and the second stage receiving the carry signal Qout1 from the first stage STG2.
제1 기간(t1) 동안, 스타트펄스(VST)는 충전제어 트랜지스터(T1)의 턴-온 전압을 유지한다. 충전제어 트랜지스터(T1)가 도 3 및 도 4에서와 같이 n형 트랜지스터일 경우에 스타트펄스(VST)는 하이레벨 전압을 유지한다. 스타트펄스(VST)는 제1 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)에 제공된다. 제1 기간(T1) 동안에 Q 클럭(CLK_Q)은 하이레벨 전압으로 반전된다. 제1 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)는 제1 기간(t1) 동안 스타트펄스(VST)에 의해서 턴-온되어, 제1 전극으로부터 제공받는 Q 클럭(CLK_Q)을 Q 노드(Q)에 충전한다. During the first period t1, the start pulse VST maintains the turn-on voltage of the charge control transistor T1. When the charge control transistor T1 is an n-type transistor as shown in Figs. 3 and 4, the start pulse VST maintains a high level voltage. The start pulse VST is provided to the charge control transistor Tl of the first stage. During the first period T1, the Q clock CLK_Q is inverted to a high level voltage. The charge control transistor T1 of the first stage is turned on by the start pulse VST during the first period t1 and charges the Q node Q with the Q clock CLK_Q supplied from the first electrode .
제2 기간(t2) 동안, 출력부(145)의 풀업 트랜지스터(Tpu)는 게이트클럭(CLK)을 입력받는다. 제2 기간(t2)은 1 수평주기(Horizontal Time) 이상으로 설정될 수 있다. 제2 기간(t2) 동안, 풀업 트랜지스터(Tpu)의 제1 전극은 게이트클럭(CLK)에 의해서 전압레벨이 높아지고, 풀업 트랜지스터(Tpu)의 게이트전극은 제1 전극의 전압레벨이 높아지는 것에 따라서 부트 스트랩핑(bootstrapping)된다. 이처럼 풀업 트랜지스터(Tpu)의 게이트전극이 부트 스트랩핑되는 과정에서 게이트-소스 전압이 문턱전압(Vth)에 도달할 때 풀업 트랜지스터(Tpu)는 턴-온된다. 풀업 트랜지스터(Tpu)는 턴-온 됨에 따라서, 전극을 통해서 제공받는 게이트클럭(CLK)은 출력단(A)을 통해서 게이트펄스(Gout1)을 출력한다.During the second period t2, the pull-up transistor Tpu of the
제2 기간(t2)의 종료 시점에 게이트클럭(CLK)은 저전위로 반전되고, 이에 따라서 출력단(A)의 전압은 저전위레벨이 된다. 풀업 트랜지스터(Tpu)가 출력단(A)의 전압을 방전함에 따라 제1 기간(t1) 동안 부트 스트랩핑 된 게이트전극의 전압은 감소한다. At the end of the second period t2, the gate clock CLK is inverted to the low level, and accordingly, the voltage of the output stage A becomes the low potential level. As the pull-up transistor Tpu discharges the voltage at the output terminal A, the voltage of the bootstrapped gate electrode during the first period t1 decreases.
제3 기간(t3) 동안에, 노드 제어회로(141)의 보조제어회로(143)는 후단신호(NEXT)를 입력받는다. 보조제어회로(143)는 후단신호(NEXT)를 바탕으로 동작하여, Q 노드(Q) 및 QB 노드(QB)를 초기화한다. 후단신호(NEXT)는 후단 스테이지의 게이트펄스를 이용할 수 있다.During the third period t3, the
각 스테이지의 Q 노드(Q)는 캐리라인(149)을 통해서 후단 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)와 연결된다. 즉, 후단 스테이지의 충전제어 트랜지스터(T1)는 이전 스테이지의 Q 노드(Q)의 전압을 직접 입력받는다. The Q node Q of each stage is connected to the charge control transistor Tl of the subsequent stage through the
이처럼, i(i는 2 이상, n 보다 작은 자연수) 번째 스테이지(STGi)의 충전제어 트랜지스터(T1)는 전단 스테이지(STG[i-1])의 Q 노드(Q) 전압을 캐리신호(Qout)로 입력받기 때문에, 패널 로드(load)에 의해서 캐리신호가 지연되는 것을 개선할 수 있다. 또한, Q 노드(Q)가 충전되는 제1 전압레벨(V1)은 게이트하이전압(VGH)의 제2 전압레벨(V2)보다 높은 전압레벨을 갖기 때문에 캐리신호(Qout)의 전압레벨은 높아진다.As described above, the charge control transistor T1 of i (i is a natural number smaller than or equal to 2 and less than n) th stage STGi receives the Q node Q voltage of the previous stage STG [i-1] as the carry signal Qout, The delay of the carry signal due to the panel load can be improved. Since the first voltage level V1 charged in the Q node Q has a voltage level higher than the second voltage level V2 of the gate high voltage VGH, the voltage level of the carry signal Qout becomes high.
제1 및 제2 실시 예에서 보는 바와 같이, 충전제어 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 게이트하이전압(VGH) 또는 고전위전압(VDD)과 같은 정전압을 입력받거나, Q 클럭(CLK_Q)과 같은 클럭신호를 입력받을 수 있다. 충전제어 트랜지스터(T1)에 입력되는 전압은 보조제어회로(143)에 따라서 선택될 수 있다. As shown in the first and second embodiments, the first electrode of the charge control transistor T1 receives a constant voltage such as a gate high voltage VGH or a high potential voltage VDD, or a constant voltage such as a Q clock CLK_Q A clock signal can be input. The voltage input to the charge control transistor T1 may be selected in accordance with the
제1 및 제2 실시 예에서, 제i 스테이지의 캐리라인은 제(i+1) 스테이지로 캐리신호를 전송하는 것을 중심으로 설명하였다. 캐리라인의 연결구조는 이에 한정되지 않고 다양한 실시 예로 구현될 수 있다. 예컨대, 캐리라인은 제i 스테이지의 Q 노드 전압을 (i+k)(k는 i 미만의 자연수) 스테이지로 전송할 수 있다. 스테이지들의 연결구조는 노드 제어회로(141) 및 보조제어회로(143)에 따라서 선택될 수 있다.In the first and second embodiments, the carry line of the i < th > stage has mainly described the transfer of the carry signal to the (i + 1) -th stage. The connection structure of the carry line is not limited to this and can be implemented in various embodiments. For example, the carry line may transmit the Q-node voltage of the i-th stage to (i + k) (k is a natural number less than i) stage. The connection structure of the stages can be selected in accordance with the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100: 표시패널
110: 타이밍 콘트롤러
120: 데이터 구동부
130: 레벨 쉬프터
140: 쉬프트 레지스터
149: 캐리라인100: display panel 110: timing controller
120: Data driver 130: Level shifter
140: shift register 149: carry line
Claims (6)
상기 게이트라인에 게이트펄스를 제공하는 게이트 구동부 포함하되,
상기 게이트 구동부는 종속적으로 접속된 스테이지들을 이용하여 상기 게이트펄스를 쉬프트하는 쉬프트 레지스터를 포함하고,
쉬프트 레지스터의 i(i는 자연수) 번째 스테이지는
풀업 트랜지스터를 제어하는 Q 노드;
풀다운 트랜지스터를 제어하는 QB 노드;
상기 Q 노드 및 QB 노드의 전압을 제어하는 노드 제어회로; 및
상기 Q 노드 전압을 (i+k)(k는 i 미만의 자연수) 번째 상기 스테이지로 제공하는 캐리 라인을 포함하는 표시장치.A plurality of gate lines connected to pixels in unit pixel lines; And
A gate driver for providing a gate pulse to the gate line,
Wherein the gate driver includes a shift register that shifts the gate pulse using the stages connected thereto,
The i (i is a natural number) stage of the shift register is
A Q node for controlling a pull-up transistor;
A QB node for controlling a pull-down transistor;
A node control circuit for controlling voltages of the Q node and the QB node; And
And a carry line for providing the Q node voltage to (i + k) (k is a natural number less than i) th stage.
상기 노드 제어회로는
고전위전압원에 연결되는 제1 전극, 상기 Q 노드에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 캐리라인에 연결되는 충전제어 트랜지스터를 포함하는 표시장치.The method according to claim 1,
The node control circuit
A first electrode coupled to the high potential source, a second electrode coupled to the Q node, and a charge control transistor coupled to the carry line of the previous stage.
상기 노드 제어회로는
상기 QB 노드에 연결되는 제1 전극, 저전위전압원에 연결되는 제2 전극 및 전단 스테이지의 게이트펄스를 입력받는 게이트전극을 포함하는 방전제어 트랜지스터를 포함하는 표시장치.The method according to claim 1,
The node control circuit
And a discharge control transistor including a first electrode connected to the QB node, a second electrode connected to a low potential voltage source, and a gate electrode receiving a gate pulse of the front stage.
상기 충전제어 트랜지스터는 상기 캐리라인으로부터 제공받는 상기 Q 노드 전압에 의해서 동작하여, 상기 고전위전압을 상기 Q 노드에 프리챠지하는 표시장치.3. The method of claim 2,
Wherein the charge control transistor is operated by the Q node voltage supplied from the carry line to precharge the high potential voltage to the Q node.
상기 게이트클럭은 상기 충전제어 트랜지스터가 턴-오프 된 이후에, 상기 풀업 트랜지스터를 동작시키는 전압으로 인가되는 표시장치. 5. The method of claim 4,
And the gate clock is applied as a voltage for operating the pull-up transistor after the charge control transistor is turned off.
상기 게이트클럭에 의해서 상기 풀업 트랜지스터가 동작할 때, 프리챠지된 상기 Q 노드는 상기 고전위전압의 전압레벨보다 높은 전압으로 부트스트랩핑되는 표시장치.6. The method of claim 5,
And when the pull-up transistor is operated by the gate clock, the precharged Q node is bootstrapped to a voltage higher than the voltage level of the high potential voltage.
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