KR20220093764A - Gate Driving Circuit and Organic Light Emitting Display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저속 구동에서도 안정적인 구동이 가능한 게이트 구동회로 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gate driving circuit capable of stably driving even at a low speed and to an organic light emitting diode display using the same.
정보화 사회에서 시각 정보를 영상 또는 화상으로 표시하기 위한 표시 장치 분야 기술이 많이 개발되고 있다. 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합으로 발광층을 발광시키는 자발광 소자인 유기 발광 다이오드를 이용하므로 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능할 뿐만 아니라 자유로운 형상으로 구현이 가능하여 차세대 디스플레이로 각광받고 있다.In the information society, many technologies have been developed in the field of display devices for displaying visual information as images or images. Among display devices, the organic light emitting diode display uses an organic light emitting diode, which is a self-luminous element that emits light through the recombination of electrons and holes, so that it has a fast response speed, high luminance, low driving voltage, ultra-thin film formation, and free shape. It can be realized as a next-generation display.
유기발광 표시장치는 데이터 라인들, 스캔 라인들, 데이터 라인들과 스캔 라인들의 교차부에 형성된 다수의 서브 픽셀들을 구비하는 표시 패널, 상기 스캔 라인들에 스캔 신호들을 공급하는 게이트 구동 회로 및 상기 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급하는 데이터 구동 회로를 포함한다. An organic light emitting diode display includes a display panel including data lines, scan lines, a plurality of sub-pixels formed at intersections of data lines and scan lines, a gate driving circuit supplying scan signals to the scan lines, and the data and a data driving circuit for supplying data voltages to the lines.
표시 패널의 각 서브 픽셀들은, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; 이하 'OLED' 라 함)와 상기 유기 발광 다이오드를 독립적으로 구동하는 픽셀 회로를 구비한다. Each sub-pixel of the display panel includes an organic light emitting diode (hereinafter, referred to as 'OLED') and a pixel circuit independently driving the organic light emitting diode.
상기 픽셀 회로는, 게이트-소스 간 전압에 따라 상기 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 TFT(Driving Thin Film Transistor), 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압을 한 프레임 동안 일정하게 유지시키는 커패시터, 및 게이트 신호에 응답하여 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압을 프로그래밍하는 적어도 하나 이상의 스위칭 TFT(Switching Thin Film Transistor), 구동 TFT의 특성을 센싱하기 위한 센싱 TFT 등을 포함한다. The pixel circuit includes a driving TFT (Driving Thin Film Transistor) for controlling a driving current flowing through the OLED according to a gate-source voltage, a capacitor for maintaining a gate-source voltage of the driving TFT constant for one frame, and a gate and at least one switching thin film transistor (TFT) for programming a gate-source voltage of the driving TFT in response to a signal, a sensing TFT for sensing characteristics of the driving TFT, and the like.
게이트 구동 회로는 각 픽셀 회로를 구성하는 회로 소자들과 함께 동일 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 각 픽셀 회로를 구성하는 회로 소자들과 함께 표시 패널의 기판 상에 직접 형성되는 게이트 구동 회로를 "GIP(Gate In Panel) 회로"로 칭하기로 한다.The gate driving circuit may be directly formed on the same substrate together with circuit elements constituting each pixel circuit. A gate driving circuit directly formed on the substrate of the display panel together with circuit elements constituting each pixel circuit will be referred to as a “Gate In Panel (GIP) circuit”.
상기 픽셀 회로를 구성하는 TFT들은 온 전류(On current) 특성이 우수한 LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT와 오프 전류(Off current) 특성이 우수한 산화물 반도체(Oxide Semiconduct) TFT를 적용하였으며, 게이트 구동 회로를 구성하는 TFT는 온 전류(On current) 특성이 우수한 LTPS TFT를 적용하였다.For the TFTs constituting the pixel circuit, a LTPS (Low Temperature Poly Silicon) TFT with excellent on current characteristics and an oxide semiconductor TFT with excellent off current characteristics are applied, and a gate driving circuit is used. The constituting TFT is an LTPS TFT with excellent on-current characteristics.
그러나, 최근에는 구동을 단순화하고 화상 품질을 향상시키기 위하여, 픽셀 회로의 구성을 모두 오프 전류(Off current) 특성이 우수한 산화물 반도체 TFT로 구성하고, GIP 회로는 네로우 베젤을 구현하기 위하여 LTPS TFT와 산화물 반도체 TFT를 적용하는 기술 개발이 필요하게 되었다.However, in recent years, in order to simplify driving and improve image quality, all pixel circuits are composed of oxide semiconductor TFTs with excellent off current characteristics, and the GIP circuits are combined with LTPS TFTs to realize narrow bezels. It became necessary to develop a technology for applying an oxide semiconductor TFT.
본 발명은 게이트 구동 회로의 Q 노드에 저전압을 지속적으로 유지하도록 하여 저속 구동 시에도 안정적인 구동이 가능한 게이트 구동회로 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a gate driving circuit capable of stably driving even at a low speed by continuously maintaining a low voltage at the Q node of the gate driving circuit, and an organic light emitting diode display using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 구동 회로는, 종속적으로 연결된 다수의 스테이지들을 구비하고, n번째 스테이지는, 스타트 신호 또는 전단 스테이지의 출력 및 제1 클럭 신호에 따라 제1 노드 및 제2 노드의 전압을 제어하는 노드 제어부와, 상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압을 출력하는 출력부와, 다음 단 스테이지에 인가되는 클럭신호에 의해 상기 제1 노드를 안정화시키는 안정화부를 구비할 수 있다.A gate driving circuit according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of stages connected cascadingly, and the nth stage is based on a start signal or an output of the previous stage and a first clock signal. A node control unit for controlling voltages of the first and second nodes, an output unit for outputting a gate-on voltage or a gate-off voltage according to the voltages of the first and second nodes, and a clock signal applied to the next stage A stabilizing unit for stabilizing the first node may be provided.
상기 안정화부는 상기 다음 단 스테이지의 클럭 신호를 공급하는 클럭 신호 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 상기 제1 노드에 게이트 전극이 연결되는 TFT와, 상기 TFT의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 연결되는 커패시터를 구비하여 구성될 수 있다.The stabilization unit includes a TFT having a first electrode connected to a clock signal supply line for supplying a clock signal of the next stage and a gate electrode connected to the first node, and between a second electrode of the TFT and the first node. It may be configured by having a capacitor connected thereto.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기게이트 발광 표시 장치는, 데이터 라인들, 게이트 라인들, 및 서브 픽셀들을 포함한 표시 패널과, 상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로와, 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로를 구비하고, 상기 게이트 구동 회로는 종속적으로 연결된 다수의 스테이지들을 구비하고, n번째 스테이지는, 스타트 신호 또는 전단 스테이지의 출력 및 제1 클럭 신호에 따라 제1 노드 및 제2 노드의 전압을 제어하는 노드 제어부와, 상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압을 출력하는 출력부와, 다음 단 스테이지에 인가되는 클럭신호에 의해 상기 제1 노드를 안정화시키는 안정화부를 구비할 수 있다.In addition, an organic gate light emitting display device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a display panel including data lines, gate lines, and sub-pixels, and an input image to the data lines. a data driving circuit for supplying a data signal, and a gate driving circuit for supplying a gate signal to the gate lines, wherein the gate driving circuit includes a plurality of stages connected cascadingly, and the nth stage includes a start signal or A node controller for controlling voltages of the first node and the second node according to the output of the previous stage and the first clock signal, and an output unit for outputting a gate-on voltage or a gate-off voltage according to the voltages of the first and second nodes and a stabilizing unit for stabilizing the first node by a clock signal applied to the next stage.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 게이트 구동 회로 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The gate driving circuit according to the present invention having the above characteristics and the organic light emitting display device using the same have the following effects.
항상 게이트 온 전압이 인가되어 제1 노드(Q)에 스타트 신호 또는 이전 스테이지의 출력 신호를 제1 노드(Q)에 인가하는 제2 TFT가 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T12)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생되더라도, 안정화부에 의해 상기 제1 노드를 펌핑(Pumping)하므로, 게이트 구동 회로가 안정적으로 구동될 수 있다.The gate-on voltage is always applied to the second TFT that applies the start signal or the output signal of the previous stage to the first node Q to the first node Q, and the second TFT (Gate Bias Stress) causes the second TFT ( Even when a leakage current is generated in T12), the first node is pumped by the stabilizing unit, so that the gate driving circuit can be stably driven.
특히, 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압으로 장 시간 동안 유지될 수 있으므로, 저속 구동 시에도 게이트 구동 회로가 안정적인 구동될 수 있다.In particular, since the first node Q may be maintained at the gate-on voltage for a long time, the gate driving circuit may be stably driven even when driving at a low speed.
또한, 게이트 구동 회로가 저속 구동 시에도 안정적인 구동될 수 있으므로, 표시 품위를 높일 수 있다.In addition, since the gate driving circuit can be stably driven even when driving at a low speed, display quality can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 게이트 구동 회로(120)에서 시프트 레지스터의 회로 구성을 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 패스 게이트 회로와 에지 트리거 회로를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 4는 제1 비교예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.
도 8는 제2 비교예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a circuit configuration of a shift register in the
3A and 3B are diagrams schematically illustrating a pass gate circuit and an edge trigger circuit.
4 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of the gate driving circuit according to the first comparative example.
FIG. 5 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 4 .
6 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of the gate driving circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 6 .
8 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of a gate driving circuit according to a second comparative example.
FIG. 9 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 8 .
10 is a detailed diagram showing the GIP circuit of the gate driving circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 10 .
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It is provided to fully understand the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiment of the present invention are exemplary, and therefore the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다.When "includes", "includes", "having", "consisting of", etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, it may be interpreted as the plural unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is construed as including an error range even if there is no separate explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship between two components is described as 'on One or more other elements may be interposed between those elements in which 'directly' or 'directly' are not used.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다. 특허청구범위는 필수 구성 요소를 중심으로 기재되기 때문에 특허청구범위의 구성 요소 명칭 앞에 붙은 서수와 실시예의 구성 요소 명칭 앞에 붙은 서수가 일치되지 않을 수 있다. 1st, 2nd, etc. may be used to distinguish the components, but the functions or structures of these components are not limited to the ordinal number or component name attached to the front of the component. Since the claims are described based on essential elements, the ordinal numbers before the component names in the claims and the ordinal numbers before the component names in the embodiments may not match.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.The following embodiments can be partially or wholly combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving are possible. Each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.
본 발명에서, 게이트 구동 회로의 GIP 회로와 픽셀 회로 각각은 다수의 트랜지스터들을 포함한다. 트랜지스터는 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET) 구조의 TFT로 구현될 수 있으며, 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT 또는 저온 폴리실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함한 LTPS TFT일 수 있다. Oxide TFT는 n 타입 TFT(NMOS)로 구현되고, LTPS TFT는 p 타입 TFT(PMOS)로 구현될 수 있다. 게이트 구동 회로의 GIP 회로와 픽셀 회로 각각에서 n 타입 TFT(NMOS)와 p 타입 TFT(PMOS)가 모두 형성될 수 있다.In the present invention, each of the GIP circuit and the pixel circuit of the gate driving circuit includes a plurality of transistors. The transistor may be implemented as a TFT of a metal-oxide-semiconductor FET (MOSFET) structure, and may be an oxide TFT including an oxide semiconductor or an LTPS TFT including low temperature polysilicon (LTPS). The oxide TFT may be implemented as an n-type TFT (NMOS), and the LTPS TFT may be implemented as a p-type TFT (PMOS). In each of the GIP circuit and the pixel circuit of the gate driving circuit, both an n-type TFT (NMOS) and a p-type TFT (PMOS) may be formed.
MOSFET는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. MOSFET 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 MOSFET에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. MOSFET에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 타입TFT(NMOS)의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 타입 TFT(NMOS)에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 타입 TFT(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 타입 TFT(PMOS)에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. TFT의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, TFT의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 TFT의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.A MOSFET is a three-electrode device including a gate, a source and a drain. The source is an electrode that supplies a carrier to the transistor. In the MOSFET, carriers start flowing from the source. The drain is the electrode through which carriers exit the MOSFET. In a MOSFET, the flow of carriers flows from source to drain. In the case of an n-type TFT (NMOS), since carriers are electrons, the source voltage has a lower voltage than the drain voltage so that electrons can flow from the source to the drain. In an n-type TFT (NMOS), the direction of current flows from the drain to the source. In the case of a p-type TFT (PMOS), since carriers are holes, the source voltage is higher than the drain voltage so that holes can flow from the source to the drain. In a p-type TFT (PMOS), since holes flow from the source to the drain, the current flows from the source to the drain. It should be noted that the source and drain of the TFT are not fixed. For example, the source and drain may be changed according to an applied voltage. Therefore, the invention is not limited by the source and drain of the TFT. In the following description, the source and drain of the TFT will be referred to as first and second electrodes.
게이트 구동 회로의 GIP 회로로부터 출력되는 게이트 신호는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙한다. 게이트 온 전압은 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. TFT는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다.The gate signal output from the GIP circuit of the gate driving circuit swings between a gate on voltage and a gate off voltage. The gate-on voltage is set to a voltage higher than the threshold voltage of the TFT, and the gate-off voltage is set to a voltage lower than the threshold voltage of the TFT. The TFT is turned on in response to the gate-on voltage, while it is turned off in response to the gate-off voltage.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서, 전계 발광 표시장치는 유기 발광 물질을 포함한 유기 발광 표시장치를 중심으로 설명한다. 본 명세서의 기술적 사상은 유기 발광 표시 장치에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. 예를 들어, 본 발명은 게이트 구동회로가 필요한 디지털 평판 표시 장치 예를 들어, 액정 표시 장치(LCD) 또는 양자점 표시 장치(QD)의 게이트 구동회로에도 큰 변경 없이 적용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the electroluminescent display will be mainly described with respect to the organic light emitting display including the organic light emitting material. It should be noted that the technical concept of the present specification is not limited to the organic light emitting diode display. For example, the present invention can be applied to a gate driving circuit of a digital flat panel display that requires a gate driving circuit, for example, a liquid crystal display (LCD) or a quantum dot display (QD) without significant change.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 보여 주는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널 구동 회로를 포함한다.A display device according to an exemplary embodiment of the present specification includes a
표시패널(100)은 입력 영상의 데이터를 표시하는 액티브 영역(AA)을 포함한다. 액티브 영역(AA)에 입력 영상의 비디오 데이터가 표시되는 화면이다. 액티브 영역(AA)의 픽셀 어레이는 다수의 데이터 라인들(DL), 데이터 라인들(DL)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들의 배치 형태는 매트릭스 형태 이외에도 동일한 색을 발광하는 픽셀을 공유하는 형태, 스트라이프 형태, 다이아몬드 형태 등 다양하게 형성될 수 있다.The
픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수도 있다. 서브 픽셀(101)들 각각은 픽셀 회로를 포함한다. 픽셀 회로는 전계 발광 표시 장치의 경우에 발광 소자, 다수의 TFT들, 및 커패시터를 포함한다. 픽셀 회로는 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)에 연결된다. 도 1에서 원 안에 표시된 "D1~D3"은 데이터 라인들이고, "Gn-2~Gn"은 게이트 라인들이다.Each of the pixels may be divided into a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel to implement color. Each of the pixels may further include a white sub-pixel. Each of the sub-pixels 101 includes a pixel circuit. The pixel circuit includes a light emitting element, a plurality of TFTs, and a capacitor in the case of an electroluminescent display device. The pixel circuit is connected to the data line DL and the gate line GL. In FIG. 1 , “D1 to D3” indicated by circles are data lines, and “Gn-2 to Gn” are gate lines.
표시패널(100) 상에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱되거나 픽셀들을 통해 센싱될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시 패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.Touch sensors may be disposed on the
표시패널(100)을 구동하는 구동 회로는 데이터 구동 회로(110)와 게이트 구동 회로(120)를 구비한다. 표시패널 구동 회로는 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(130)의 제어 하에 입력 영상의 데이터를 표시패널(100)의 픽셀들에 기입한다.A driving circuit for driving the
표시패널 구동회로는 저속 구동 모드(Low refresh driving mode, Tlrr)로 동작할 수 있다. 저속 구동 모드(Tlrr)는 입력 영상을 분석하여 입력 영상이 미리 설정된 프레임 개수만큼 변화가 없을 때 표시장치의 소비 전력을 줄이기 위하여 설정될 수 있다. 다시 말하여, 저속 구동 모드(Tlrr)는 정지 영상이 일정 시간 이상 입력 될 때 픽셀들의 리프레쉬 레이트(Refresh rate)를 낮춤으로써 픽셀들의 데이터 기입 주기를 길게 제어하여 소비 전력을 줄일 수 있다. 저속 구동 모드(Tlrr)는 정지 영상이 입력될 때에 한정되지 않는다. 예컨대, 표시장치가 대기 모드로 동작하거나 사용자 명령이나 입력 영상이 소정 시간 이상 표시패널 구동 회로에 입력되지 않을 때 표시패널 구동 회로는 저속 구동 모드로 동작할 수 있다.The display panel driving circuit may operate in a low refresh driving mode (Tlrr). The low-speed driving mode Tlrr may be set to reduce power consumption of the display device when the input image does not change by a preset number of frames by analyzing the input image. In other words, in the low-speed driving mode Tlrr, when a still image is input for a predetermined time or more, the refresh rate of the pixels is lowered, thereby controlling the data writing period of the pixels to be long, thereby reducing power consumption. The low speed driving mode Tlrr is not limited when a still image is input. For example, when the display device operates in the standby mode or when a user command or an input image is not input to the display panel driving circuit for a predetermined time or more, the display panel driving circuit may operate in the low speed driving mode.
데이터 구동 회로(110)는 노말 구동 모드(Normal driving mode, Tnor)에서 매 프레임 마다 타이밍 콘트롤러(130)로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 데이터(DATA)를 데이터 전압으로 변환한 후, 그 데이터 전압을 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 데이터 구동 회로(110)는 디지털 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 데이터 전압을 출력한다. 저속 구동 모드에서 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 데이터 구동부(110)의 구동 주파수가 낮아진다.The
데이터 구동 회로(110)는 노말 구동 모드(Tnor)에서 매 프레임 기간 마다 입력 영상의 데이터 전압을 출력한다.The
데이터 구동부(110)는 저속 구동 모드(Tlrr)에서 일부 프레임 기간에 입력 영상의 데이터 전압을 출력하고 나머지 프레임 기간에 출력을 발생하지 않는다. 따라서, 저속 구동 모드에서 데이터 구동 회로(110)의 구동 주파수와 소비 전력이 노말 구동 모드 보다 낮아질 수 있다.The
데이터 구동 회로(110)는 버티컬 액티브 구간(VA) 내에서 표시패널(100)의 모든 라인들의 픽셀들에 공급될 데이터 전압을 출력한다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이가 N*M 개의 픽셀들을 포함할 때 이 표시패널(100)은 M 개의 데이터 라인(DL)들을 포함한다. 데이터 전압은 디스플레이용 비디오 데이터 전압과 센싱용 데이터 전압으로 나뉘어질 수 있다. 디스플레이용 데이터 전압은 입력 영상의 데이터 전압이다. 센싱용 데이터 전압은 서브 픽셀의 전기적 특성을 센싱하기 위한 데이터 전압이다. 센싱용 데이터 전압은 입력 영상의 데이터와 무관하게 미리 설정된 특정 전압이다.The
게이트 구동 회로(120)는 표시패널(100)에서 영상이 표시되는 않는 베젤 영역(BZ)에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로(120)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 게이트 신호를 출력하여 게이트 라인들(GL)을 통해 데이터 전압이 충전되는 픽셀들을 선택한다. 게이트 구동 회로(120)는 하나 이상의 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 게이트 신호를 출력하고 그 게이트 신호를 시프트한다. 게이트 구동 회로(120)는 버티컬 액티브 구간 내에서 미리 설정된 특정 게이트 라인까지 일정한 시프트 타이밍으로 게이트 라인들에 공급되는 게이트 신호를 시프트한 후 라인 제어 신호에 응답하여 특정 게이트 라인의 전압을 일시적으로 홀딩(holding)한다. 이어서, 게이트 구동 회로(120)는 특정 게이트 라인에 게이트 신호를 공급한 다음, 일정한 시프트 타이밍으로 나머지 게이트 라인들에 공급되는 게이트 펄스를 시프트한다. 따라서, 버티컬 액티브 구간 내에서, 특정 게이트 라인에만 소정의 홀딩 시간을 사이에 두고 제1 및 제2 게이트 신호가 인가되며 그 이외의 게이트 라인들에는 한 차례의 게이트 신호가 인가된다.The
게이트 구동 회로(120)는 저속 구동 모드에서 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 구동 주파수가 낮아질 수 있다. 따라서, 게이트 구동 회로(120)의 구동 주파수와 소비 전력이 노말 구동 모드 보다 낮아진다.The driving frequency of the
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(DATA)와, 그와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭 신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함한다. 호스트 시스템은 TV(Television), 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터, 모바일 기기, 웨어러블 기기 중 어느 하나일 수 있다. 모바일 기기와 웨어러블 기기에서 데이터 구동 회로(110), 타이밍 콘트롤러(130), 레벨 시프터(Level shifter, 140) 등은 하나의 드라이브 IC에 집적될 수 있다.The
타이밍 콘트롤러(130)는 표시 패널 구동 회로(110, 120)의 구동 주파수를 낮추는 저속 구동 제어 모듈을 포함한다. 전술한 바와 같이 저속 구동 모드는 정지 영상에만 한정되지는 않는다.The
타이밍 콘트롤러(130)는 노말 구동 모드에서 입력 프레임 주파수를 i 배 체배하여 입력 프레임 주파수×i(i는 0보다 큰 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 표시패널 구동 회로(110, 120)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.The
타이밍 콘트롤러(130)는 저속 구동 모드에서 표시패널 구동 회로(110, 120)의 구동 주파수를 낮춘다. 예를 들어, 타이밍 콘트롤러(130)는 초(sec) 당 픽셀들에 데이터가 1회 기입되도록 표시패널 구동 회로의 구동 주파수를 1 Hz 수준으로 낮출 수 있다. 저속 구동 모드의 주파수는 1 Hz에 한정되지 않는다. 따라서, 표시 패널(100)의 픽셀들은 저속 구동 모드에서 대부분의 시간 동안 새로운 데이터 전압을 충전하지 않고 이미 충전된 데이터 전압을 유지할 수 있다.The
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 바탕으로서 데이터 구동 회로(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호(DDC), 및 게이트 구동 회로(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)를 발생한다.The
레벨 시프터(140)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 전압을 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 변환하여 게이트 구동 회로(120)에 공급한다. 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환되고, 게이트 타이밍 제어 신호(GDC)의 하이 레벨 전압(high level voltage)은 게이트 하이 전압(VGH)으로 변환된다.The
n 타입 TFT(NMOS)의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. p 타입 TFT(PMOS)의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.In the case of an n-type TFT (NMOS), the gate-on voltage may be a gate high voltage (VGH), and the gate-off voltage may be a gate low voltage (VGL). In the case of a p-type TFT (PMOS), the gate-on voltage may be the gate low voltage VGL, and the gate-off voltage may be the gate high voltage VGH.
게이트 타이밍 제어신호(GDC)는 스타트 펄스(Gate Start Pulse, VST), 클럭(Gate Shift Clock, CLK) 등을 포함한다. 스타트 펄스는 매 프레임 기간마다 프레임 기간의 초기에 1회 발생되어 게이트 구동 회로(120)에 입력된다. 스타트 펄스(VST)는 매 프레임 기간 마다 게이트 구동 회로(120)의 스타트 타이밍을 제어한다. 클럭(CLK)은 게이트 구동 회로(120)로부터 출력되는 게이트 신호의 시프트 타이밍(shift timing)을 제어한다.The gate timing control signal GDC includes a start pulse (Gate Start Pulse, VST), a clock (Gate Shift Clock, CLK), and the like. The start pulse is generated once at the beginning of each frame period and is input to the
도 2는 게이트 구동 회로(120)에서 시프트 레지스터의 회로 구성을 개략적으로 보여 주는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 패스 게이트 회로와 에지 트리거 회로를 개략적으로 보여 주는 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically showing a circuit configuration of a shift register in the
게이트 구동 회로(120)의 시프트 레지스터는 종속적으로 연결된 스테이지들(ST(n-1)~ST(n+2))을 포함한다. 시프트 레지스터는 스타트 펄스(VST) 또는 이전 스테이지로부터 수신된 스캔 신호(Vgout(n-1)~Vgout(n+2)) 또는 캐리 신호(CAR1~CAR4)를 스타트 펄스로서 입력 받고 클럭 타이밍에 맞추어 출력(Gout(n-1))~Gout(n+2))을 발생한다. 이하에서, 스타트 신호는 스타트 펄스(VST) 또는 이전 스테이지로부터 발생되어 그 다음 스테이지의 VST 노드에 인가되는 스캔 신호(Vgout(n-1)~Vgout(n+2)) 또는 캐리 신호(CAR1~CAR4)를 의미한다. The shift register of the
각 스테이지는 도 3a와 같은 패스 게이트(pass-gate) 회로 또는 도 3b와 같은 에지 트리거(Edge trigger) 회로로 구현될 수 있다.Each stage may be implemented as a pass-gate circuit as shown in FIG. 3A or an edge trigger circuit as shown in FIG. 3B.
패스 게이트 회로는, Q 노드의 전압에 따라 온/오프되는 풀업 트랜지스터(Tup)에 클럭(CLK)이 입력된다. 이에 비하여, 에지 트리거 회로는 Q 노드의 전압에 따라 온/오프되는 풀업 트랜지스터(Tup)에 게이트 온 전압(VGL)이 공급되고 스타트 신호(VST)와 클럭(CLK)이 입력된다. 풀다운 트랜지스터(Tdn)는 QB 노드의 전압에 따라 턴-온/오프(turn-on/off)된다.In the pass gate circuit, the clock CLK is input to the pull-up transistor Tup that is turned on/off according to the voltage of the Q node. In contrast, in the edge trigger circuit, the gate-on voltage VGL is supplied to the pull-up transistor Tup that is turned on/off according to the voltage of the Q node, and the start signal VST and the clock CLK are inputted. The pull-down transistor Tdn is turned on/off according to the voltage of the QB node.
패스 게이트 회로에서, Q 노드는 스타트 신호에 따라 프리 차징(pre-charging)된 상태에서 플로팅(floating)된다. Q 노드가 플로팅된 상태에서 클럭(CLK)이 풀업 트랜지스터(Tup)에 인가되면 부트스트래핑(bootstrapping)에 의해 Q 노드 전압이 상승하여 출력 신호(Gout(n))의 전압이 게이트 온 전압으로 변경된다.In the pass gate circuit, the Q node floats in a pre-charged state according to the start signal. When the clock CLK is applied to the pull-up transistor Tup while the Q node is floating, the Q node voltage rises by bootstrapping and the voltage of the output signal Gout(n) is changed to the gate-on voltage. .
에지 트리거 회로는 클럭(CLK)의 에지에 동기되어 스타트 신호의 전압으로 출력 신호(Gout(n))의 전압이 변하기 때문에 스타트 신호의 위상과 동일한 파형으로 출력 신호(Gout(N))를 발생한다. 스타트 신호 파형을 변경하면, 그에 따라 출력 신호의 파형도 변경된다. 에지 트리거 회로에서 입력 신호는 출력 신호와 오버랩(overlap)된다.The edge trigger circuit generates the output signal Gout(N) with the same waveform as the phase of the start signal because the voltage of the output signal Gout(n) is changed to the voltage of the start signal in synchronization with the edge of the clock CLK. . Changing the start signal waveform also changes the waveform of the output signal accordingly. In an edge trigger circuit, the input signal overlaps the output signal.
패스 게이트 회로는 입력 신호의 역위상으로 출력 신호를 발생하기가 어렵다. 패스 게이트 회로의 트랜지스터들이 p 타입 TFT(PMOS)들로 구현되면, p 타입 트랜지스터용 게이트 온 전압 파형을 출력할 수 있다. p 타입 트랜지스터(PMOS)들로 패스 게이트 회로를 구현한 경우에, n 타입 TFT의 게이트 온 전압 파형을 출력하려면 출력 노드의 전압을 반전시키기 위한 인터버 회로가 더 필요하다. 패스 게이트 회로의 출력단에 인버터 회로가 연결되면 GIP 회로 면적이 커지기 때문에 표시장치의 베젤이 그 만큼 넓어진다. 패스 게이트 회로에 입력되는 클럭 신호의 위상을 반전하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법은 클럭 신호의 반전으로 인하여 Q 노드가 부트스트래핑이 되지 않아 Q 노드 전압이 상승되지 않기 때문에 원하는 출력 파형을 얻을 수 없다.It is difficult for the pass gate circuit to generate an output signal out of phase with the input signal. If the transistors of the pass gate circuit are implemented as p-type TFTs (PMOS), a gate-on voltage waveform for the p-type transistor may be output. When the pass gate circuit is implemented with p-type transistors (PMOS), an inverter circuit for inverting the voltage of the output node is further required to output the gate-on voltage waveform of the n-type TFT. When the inverter circuit is connected to the output terminal of the pass gate circuit, the area of the GIP circuit increases, so that the bezel of the display device becomes wider by that amount. A method of inverting the phase of the clock signal input to the pass gate circuit may be considered. However, in this method, the desired output waveform cannot be obtained because the Q node voltage is not increased because the Q node is not bootstrapped due to the inversion of the clock signal.
에지 트리거 회로는 역위상 출력 신호를 발생할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따르면 에지 트리거 회로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 에지 트리거 회로의 트랜지스터들을 p 타입 TFT들로 구현하여 인버터 회로 없이 n 타입 TFT의 게이트 온 전압 파형을 얻을 수 있다. The edge trigger circuit may generate an out-of-phase output signal. For example, according to an embodiment of the present invention, the edge trigger circuit may implement the transistors of the edge trigger circuit as p-type TFTs as shown in FIG. 4 to obtain the gate-on voltage waveform of the n-type TFT without an inverter circuit. can
본 발명에 따른 게이트 구동 회로는 에지 트리거 회로를 바탕으로 구현된다.The gate driving circuit according to the present invention is implemented based on an edge trigger circuit.
제1 실시예first embodiment
본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로를 설명하기에 앞서, 제1 비교예의 GIP회로를 설명하면 다음과 같다.Before describing the gate driving circuit according to the first embodiment of the present invention, the GIP circuit of the first comparative example will be described as follows.
도 4는 제1 비교예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.4 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of the gate driving circuit according to Comparative Example 1, and FIG. 5 is a diagram illustrating input/output waveforms of the circuit illustrated in FIG. 4 .
도 4에 도시된 제1 비교예의 GIP 회로는 제n(n은 양의 정수) 스테이지 회로이다. 도 4에 도시된 트랜지스터들은 p 타입 TFT(PMOS)와 n 타입 TFT(NMOS)로 구성된다. 여기서, p 타입 TFT는 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함한 LTPS TFT이고, n 타입 TFT는 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT이다.The GIP circuit of the first comparative example shown in FIG. 4 is an nth (n is a positive integer) stage circuit. The transistors shown in Fig. 4 are composed of a p-type TFT (PMOS) and an n-type TFT (NMOS). Here, the p-type TFT is an LTPS TFT including low-temperature polysilicon (LTPS), and the n-type TFT is an oxide TFT including an oxide semiconductor.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 비교예의 제n 스테이지는 다수의 TFT들(T1~T4, T6~T7)과, 하나의 커패시터(Cq)를 포함한다.4 and 5 , the n-th stage of the first comparative example includes a plurality of TFTs T1 to T4 and T6 to T7 and a single capacitor Cq.
제1 비교예의 제n 스테이지는, 도 4와 같이, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, 제1 클럭 신호(CLK1) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 N 노드(N)에 제2 전극이 연결되어 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))를 N 노드(N)에 인가하는 제1 TFT(T1)와, N 노드(N)에 제1 전극이 연결되고, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되어 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온/오프되어 N 노드(N)와 제1 노드(Q)를 연결하는 제2 TFT(T2)와, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제3 TFT(T3)와, 제2 노드(QB)에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제4 TFT(T4)와, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀업 TFT(T6)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제2 노드(QB)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제2 노드(QB)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀다운 TFT(T7)와, 풀업 TFT(T6)의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 연결되어 제1 노드(Q)를 부트스트래핑(Bootstrapping)하는 커패시터(Cq)를 구비하여 구성된다.In the n-th stage of the first comparative example, as shown in FIG. 4 , the first electrode is connected to the input terminal of the start signal VST or the output terminal Vgout(n-1) of the previous stage, and the first clock signal CLK1 supply line A gate electrode is connected to , and a second electrode is connected to the N node N, and is turned on/off according to the first clock signal CLK1 to obtain a start signal VST or an output signal Vgout(n-1) of the previous stage. )) to the N node (N), the first electrode is connected to the N node (N), the gate electrode is connected to the gate-on voltage (VGL) supply line, and the first node ( A second TFT (T2) connected to Q) and turned on/off according to the gate-on voltage VGL to connect the N node (N) and the first node (Q), and the gate-on voltage ( VGL) a first electrode is connected to the supply line, a gate electrode is connected to a first node (Q), and a second electrode is connected to a second node (QB) to turn on according to the voltage of the first node (Q) A third TFT T3 that is turned off and supplies the gate-on voltage VGL to the second node QB, the first electrode is connected to the second node QB, and the gate electrode is connected to the first node Q is connected and the second electrode is connected to the gate-off voltage (VGH) supply line to be turned on/off according to the voltage of the first node (Q) to supply the gate-off voltage (VGH) to the second node (QB) The first electrode is connected to the fourth TFT T4 and the gate-on voltage VGL supply line, the gate electrode is connected to the first node Q, and the second electrode is connected to the output terminal OUT to the first node The first electrode is connected to the pull-up TFT T6 that is turned on/off according to the voltage of Q and outputs the gate-on voltage VGL to the output terminal OUT, and the gate-off voltage VGH supply line, The gate electrode is connected to the second node QB and the second electrode is connected to the output terminal OUT, and is turned on/off according to the voltage of the second node QB to output the gate-off voltage VGH to the output terminal OUT. The pull-down TFT (T7) outputted to and the pull-up TFT (T6) It is connected between the first electrode and the second electrode and is configured to include a capacitor Cq for bootstrapping the first node Q.
여기서, 제1 TFT(T1), 제2 TFT(T2), 제4 TFT(T4), 풀업 TFT(T6) 및 풀다운 TFT(T7)는 p 타입 TFT(PMOS)이고, 제3 TFT(T3)는 n 타입 TFT(NMOS)이다.Here, the first TFT ( T1 ), the second TFT ( T2 ), the fourth TFT ( T4 ), the pull-up TFT ( T6 ) and the pull-down TFT ( T7 ) are p-type TFTs (PMOS), and the third TFT ( T3) is It is an n-type TFT (NMOS).
이와 같이 구성된 비교예의 비교예의 제n 스테이지의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the n-th stage of the comparative example of the comparative example configured as described above is as follows.
도 5에서 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 하이 레벨(High Level)은 게이트 오프 전압(VGH)에 상응하고, 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 로우 레벨(Low Level)은 게이트 온 전압(VGL)에 상응한다.5, the start signal VST, the clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage have a high level (High Level) corresponds to the gate-off voltage VGH, the start signal VST, the respective clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage ) corresponds to the gate-on voltage VGL.
도 5에 도시한 바와 같이, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 하이 레벨(High Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t1), 제1 및 제2 TFT(T1, T2)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된다.As shown in FIG. 5 , in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a high level, the first clock signal CLK1 is gated on When a voltage (Low level) is applied (t1), the first node Q is charged to a gate-off voltage (High Level) through the first and second TFTs T1 and T2.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T3)가 턴-온되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 온 전압(Low Level; VGL)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-off voltage (High Level), the third TFT T3 is turned on, and thus the second node QB is charged to the gate-on voltage (Low Level; VGL). do.
따라서, 풀업 TFT(T6)는 턴-오프되고, 풀다운 TFT(T7)는 턴-온되어, 게이트 오프 전압(High Level; VGH)을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T6 is turned off and the pull-down TFT T7 is turned on to output the gate-off voltage High Level (VGH) as the output signal Vgout(n).
그리고, 4H 기간 후, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 로우 레벨(Low Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t2), 제1 및 제2 TFT(T1, T2)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된다.Then, after the 4H period, in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a low level, the first clock signal CLK1 is again the gate-on voltage When applied at a (low level) (t2), the first node Q is charged to a gate-on voltage (low level) through the first and second TFTs T1 and T2.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T3)가 턴-오프되고, 제4 TFT(T4)가 턴-온되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 오프 전압(High Level; VGH)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the third TFT T3 is turned off and the fourth TFT T4 is turned on, so that the second node QB is charged with a gate-off voltage (High Level; VGH).
따라서, 풀업 TFT(T6)는 턴-온 되고, 풀다운 TFT(T7)는 턴-오프되어, 게이트 온 전압(Low Level; VGL))을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T6 is turned on and the pull-down TFT T7 is turned off, thereby outputting the gate-on voltage Low Level (VGL) as the output signal Vgout(n).
상기 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되는시점(t2) 후, 제2 TFT(T2)의 게이트에 인가되는 전압과 제1 전극(Source)에 인가되는 전압은 동일한 레벨이 된다. 즉 제2 TFT(T2)의 게이트-소오스 간 전압(Vgs)는 0V가 된다.After a time point t2 when the first clock signal CLK1 is again applied as a gate-on voltage (low level), the voltage applied to the gate of the second TFT T2 and the voltage applied to the first electrode Source are be on the same level. That is, the gate-source voltage Vgs of the second TFT T2 becomes 0V.
상기 제2 TFT(T2)의 Vgs가 0V이므로, 제2 TFT(T2)는 턴-오프되어, 제1 노드(Q)는 플로우팅(Floating)된다. 그리고 플로우팅된 제1 노드(Q)는 커패시터(Cq)에 의해 부트스트랩핑(Bootstrapping)되므로 게이트 온 전압(VGL)보다 더 낮은 전압을 유지하게 된다.Since Vgs of the second TFT T2 is 0V, the second TFT T2 is turned off, and the first node Q is floated. And, since the floating first node Q is bootstrapped by the capacitor Cq, a voltage lower than the gate-on voltage VGL is maintained.
그러나, 제2 TFT(T2)의 게이트에는 항상 게이트 온 전압(VGL)이 인가되므로, 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T2)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생된다.However, since the gate-on voltage VGL is always applied to the gate of the second TFT T2 , a leakage current is generated in the second TFT T2 due to the gate bias stress.
이와 같이 제2 TFT(T2)에 누설 전류가 발생되면 제1 노드(Q)의 전압이 상승하게 되고, 이로 인하여 게이트 구동 회로가 오동작 할 수 있다. 특히 1Hz와 같이 저속 구동 시에는 장 시간 동안 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압을 유지하여야 하므로, 제2 TFT(T2)의 누설 전류로 인한 게이트 구동 회로의 출력 이상이 발생하게 된다.As such, when a leakage current is generated in the second TFT (T2), the voltage of the first node (Q) rises, which may cause a malfunction of the gate driving circuit. In particular, when driving at a low speed such as 1 Hz, since the first node Q must maintain the gate-on voltage for a long time, an output abnormality of the gate driving circuit occurs due to the leakage current of the second TFT T2.
본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로는 상기 제1 비교예의 게이트 구동 회로의 문제점을 해결하기 위한 것이다.The gate driving circuit according to the first embodiment of the present invention is to solve the problem of the gate driving circuit of the first comparative example.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다. 도 6에 도시된 GIP 회로는 제n(n은 양의 정수) 스테이지 회로이다. 도 6에 도시된 트랜지스터들은 p 타입 TFT(PMOS)와 n 타입 TFT(NMOS)로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 여기서, p 타입 TFT는 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함한 LTPS TFT일 수 있고, n 타입 TFT는 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT일 수 있다.6 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of the gate driving circuit according to the first embodiment of the present invention. The GIP circuit shown in Fig. 6 is an nth (n is a positive integer) stage circuit. The transistors shown in FIG. 6 are exemplified by a p-type TFT (PMOS) and an n-type TFT (NMOS), but are not limited thereto. Here, the p-type TFT may be an LTPS TFT including low-temperature polysilicon (LTPS), and the n-type TFT may be an oxide TFT including an oxide semiconductor.
도 7은 도 6에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 6 .
도 6 및 도 7에 도시된 출력(Vgout)은 스캔 신호(SCAN)일 수 있고, 발광 제어신(EM)일 수 있다.The output Vgout illustrated in FIGS. 6 and 7 may be the scan signal SCAN or the emission control signal EM.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로(120)의 제n 스테이지는 다수의 TFT들(T1~T7)과, 다수의 커패시터(Cq, q1)를 포함할 수 있다.6 and 7 , the n-th stage of the
제n 스테이지는, 스타트 신호(VST 또는 Vgout(n-1)) 및 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 제1 노드(Q) 및 제2 노드(QB)의 전압을 제어하는 노드 제어부(11)와, 제1 및 제2 노드(Q 및 QB)의 전압에 따라 게이트 온 전압(VGL) 또는 게이트 오프 전압(VGH)을 출력하는 출력부(13)와, 클럭신호(CLK2)에 의해 상기 제1 노드(Q)를 안정화시키는 안정화부(12)를 구비하여 구성될 수 있다.The nth stage is a
노드 제어부(11)는, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, 제1 클럭 신호(CLK1) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 N 노드(N)에 제2 전극이 연결되어 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))를 N 노드(N)에 인가하는 제1 TFT(T1); N 노드(N)에 제1 전극이 연결되고, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되어 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온/오프되어 N노드(N)와 제1 노드(Q)를 연결하는 제2 TFT(T2); 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제3 TFT(T3); 및 제2 노드(QB)에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제4 TFT(T4)를 구비하여 구성될 수 있다.The
출력부(13)는, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀업 TFT(T6); 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제2 노드(QB)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제2 노드(QB)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀다운 TFT(T7); 및 풀업 TFT(T6)의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 연결되어 제1 노드(Q)를 부트스트랩핑하는 제1 커패시터(Cq)를 구비하여 구성된다.The
안정화부(12)는 제2 클럭 신호(CLK2) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되는 제5 TFT(T5); 및 제5 TFT(T5)의 제2 전극과 제1 노드(Q) 사이에 연결되는 제2 커패시터(q1)를 구비하여 구성될 수 있다.The stabilizing
여기서, 제1 TFT(T1), 제2 TFT(T2), 제4 TFT(T4), 제5 TFT(T5), 풀업 TFT(T6) 및 풀다운 TFT(T7)는 p 타입 TFT(PMOS)이고, 제3 TFT(T3)는 n 타입 TFT(NMOS)이다. 즉, 제1 TFT(T1), 제2 TFT(T2), 제4 TFT(T4), 제5 TFT(T5), 풀업 TFT(T6) 및 풀다운 TFT(T7)는 LTPS TFT이고, 제3 TFT(T3)는 산화물 반도체 TFT이다.Here, the first TFT (T1), the second TFT (T2), the fourth TFT (T4), the fifth TFT (T5), the pull-up TFT (T6) and the pull-down TFT (T7) are p-type TFTs (PMOS), The third TFT (T3) is an n-type TFT (NMOS). That is, the first TFT ( T1 ), the second TFT ( T2 ), the fourth TFT ( T4 ), the fifth TFT ( T5 ), the pull-up TFT ( T6 ) and the pull-down TFT ( T7 ) are LTPS TFTs, and the third TFT ( T3) is an oxide semiconductor TFT.
그리고, 제1 내지 제4 TFT(T1, T2, T3, T4)는, 도 10의 원으로 표시한 것과 같이, 두얼 TFT로 구성될 수 있다. 또한, 제2 클럭 신호(CLK2)는 다음단(n+1) 스테이지의 제1 TFT(T1)의 게이트에 입력되는 클럭 신호이다.In addition, the first to fourth TFTs T1 , T2 , T3 , and T4 may be configured as dual TFTs as indicated by a circle in FIG. 10 . Also, the second clock signal CLK2 is a clock signal input to the gate of the first TFT T1 of the next stage (n+1).
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 제n 스테이지의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the n-th stage of the gate driving circuit according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
도 7에서 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 하이 레벨(High Level)은 게이트 오프 전압(VGH)에 상응하고, 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 로우 레벨(Low Level)은 게이트 온 전압(VGL)에 상응할 수 있다.7, the start signal VST, the clock signals CLK1, CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage have a high level (High Level) corresponds to the gate-off voltage VGH, the start signal VST, the respective clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage ) may correspond to the gate-on voltage VGL.
스타트 신호(VST) 및 출력 신호들(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))은 4H 동안 하이 레벨을 유지한다.The start signal VST and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), and Vgout(n+1) maintain a high level for 4H.
각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 1 주기는 4H 기간을 갖고, 각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 로우 레벨(Low Level)은 2H-1u 기간을 유지하고, 각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 하이 레벨(Low Level)은 2H+1u 기간을 유지할 수 있다. 제2 클럭신호(CLK2)는 제1 클럭신호(CLK1)보다 1u 정도 쉬프팅된다.One period of each of the clock signals CLK1 and CLK2 has a period of 4H, a low level of each of the clock signals CLK1 and CLK2 maintains a period of 2H-1u, and the A high level (Low Level) may maintain a period of 2H+1u. The second clock signal CLK2 is shifted by about 1u from the first clock signal CLK1.
도 7에 도시한 바와 같이, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 하이 레벨(High Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t1), 제1 및 제2 TFT(T1, T2)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된다.As shown in FIG. 7 , in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a high level, the first clock signal CLK1 is gated on. When a voltage (Low level) is applied (t1), the first node Q is charged to a gate-off voltage (High Level) through the first and second TFTs T1 and T2.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T3)가 턴-온되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 온 전압(Low Level; VGL)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-off voltage (High Level), the third TFT T3 is turned on, and thus the second node QB is charged to the gate-on voltage (Low Level; VGL). do.
따라서, 풀업 TFT(T6)는 턴-오프되고, 풀다운 TFT(T7)는 턴-온되어, 게이트 오프 전압(High Level; VGH)을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T6 is turned off and the pull-down TFT T7 is turned on to output the gate-off voltage High Level (VGH) as the output signal Vgout(n).
그리고, 4H 기간 후, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 로우 레벨(Low Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t2), 제1 및 제2 TFT(T1, T2)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된다.Then, after the 4H period, in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a low level, the first clock signal CLK1 is again the gate-on voltage When applied at a (low level) (t2), the first node Q is charged to a gate-on voltage (low level) through the first and second TFTs T1 and T2.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T3)가 턴-오프되고, 제4 TFT(T4)가 턴-온되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 오프 전압(High Level; VGH)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the third TFT T3 is turned off and the fourth TFT T4 is turned on, so that the second node QB is charged with a gate-off voltage (High Level; VGH).
따라서, 풀업 TFT(T6)는 턴-온 되고, 풀다운 TFT(T7)는 턴-오프되어, 게이트 온 전압(Low Level; VGL))을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T6 is turned on and the pull-down TFT T7 is turned off, thereby outputting the gate-on voltage Low Level (VGL) as the output signal Vgout(n).
상기 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되는시점(t2) 후, 제2 TFT(T2)의 게이트에 인가되는 전압과 제1 전극(Source)에 인가되는 전압은 동일한 레벨이 된다. 즉 제2 TFT(T2)의 게이트-소오스 간 전압(Vgs)는 0V가 된다.After a time point t2 when the first clock signal CLK1 is again applied as a gate-on voltage (low level), the voltage applied to the gate of the second TFT T2 and the voltage applied to the first electrode Source are be on the same level. That is, the gate-source voltage Vgs of the second TFT T2 becomes 0V.
상기 제2 TFT(T2)의 Vgs가 0V이므로, 제2 TFT(T2)는 턴-오프되어, 제1 노드(Q)는 플로우팅(Floating)된다. 그리고 플로우팅된 제1 노드(Q)는 커패시터(Cq)에 의해 부트스트랩핑(Bootstrapping)되므로 게이트 온 전압(VGL)보다 더 낮은 전압을 유지하게 된다.Since Vgs of the second TFT T2 is 0V, the second TFT T2 is turned off, and the first node Q is floated. And, since the floating first node Q is bootstrapped by the capacitor Cq, a voltage lower than the gate-on voltage VGL is maintained.
이와 같은 과정에서, 제2 TFT(T2)의 게이트에는 항상 게이트 온 전압(VGL)이 인가되므로, 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T12)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생될 수 있다.In this process, since the gate-on voltage VGL is always applied to the gate of the second TFT T2, a leakage current is generated in the second TFT T12 due to the gate bias stress. can be
그러나, 안정화부(12)에 의해 제1 노드(Q)는 제2 TFT(T2)의 누설 전류에 영향을 받지 않는다.However, due to the
즉, 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된 시점에는 안정화부(12)의 제5 TFT(T5)가 턴-오프 되므로, 제2 클럭신호(CLK2)가 제1 노드(Q)에 영향을 주지 않는다.That is, when the first node Q is charged to the gate-off voltage (High Level), the fifth TFT T5 of the stabilizing
반대로, 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된 시점에, 안정화부(12)의 제5 TFT(T5)가 턴-온된다. 따라서, 제2 클럭신호(CLK2)가 제2 커패시터(q1)를 통해 제1 노드(Q)를 펌핑(Pumping)하게 된다.Conversely, when the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the fifth TFT T5 of the stabilizing
이와 같이 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T2)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생되더라도, 안정화부(12)에 의해 제1 노드(Q)의 전압이 게이트 온 전압을 지속적으로 유지할 수 있다. 더불어, 1Hz와 같이 저속 구동 시에도 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압으로 장 시간 동안 유지될 수 있으므로, 저속 구동 시에도 게이트 구동 회로가 안정적인 구동될 수 있다.As described above, even if a leakage current is generated in the second TFT T2 due to the gate bias stress, the voltage of the first node Q continuously maintains the gate-on voltage by the
제2 실시예second embodiment
본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로를 설명하기에 앞서, 제2 비교예의 GIP회로를 설명하면 다음과 같다.Before describing the gate driving circuit according to the second embodiment of the present invention, the GIP circuit of the second comparative example will be described as follows.
도 8은 제2 비교예의 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.8 is a diagram illustrating in detail a GIP circuit of the gate driving circuit of Comparative Example 2, and FIG. 9 is a diagram illustrating input/output waveforms of the circuit illustrated in FIG. 8 .
도 8에 도시된 제2 비교예의 GIP 회로는 제n(n은 양의 정수) 스테이지 회로이다. 도 8에 도시된 트랜지스터들은 모두 p 타입 TFT(PMOS)로 구성된다. 여기서, p 타입 TFT는 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함한 LTPS TFT이다.The GIP circuit of the second comparative example shown in FIG. 8 is an nth (n is a positive integer) stage circuit. The transistors shown in Fig. 8 are all composed of a p-type TFT (PMOS). Here, the p-type TFT is an LTPS TFT including low-temperature polysilicon (LTPS).
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 비교예의 제n 스테이지는 다수의 TFT들(T11~T15, T6~T7)과, 3개의 커패시터(CQ, CB, CN)를 포함한다.8 and 9 , the n-th stage of the second comparative example includes a plurality of TFTs T11 to T15 and T6 to T7 and three capacitors CQ, CB, and CN.
제2 비교예의 제n 스테이지는, 도 8과 같이, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, 제1 클럭 신호(CLK1) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 N1 노드(N1)에 제2 전극이 연결되어 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))를 N1 노드(N1)에 인가하는 제1 TFT(T11)와, N1 노드(N1)에 제1 전극이 연결되고, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되어 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온/오프되어 N1 노드(N1)와 제1 노드(Q)를 연결하는 제2 TFT(T12)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 게이트 전극이 연결되며 N2 노드(N2)에 제2 전극이 연결되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력(Vgout(n-1))에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 N2 노드(N2)에 공급하는 제3 TFT(T13)와, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, N2 노드(N2)에 게이트 전극이 연결되며 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 N2 노드(N2)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력(Vgout(n-1))을 제2 노드(QB)에 공급하는 제4 TFT(T14)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, N1 노드(N1)에 게이트가 연결되며, 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 N1 노드(N1)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제5 TFT(T15)와, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀업 TFT(T17)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제2 노드(QB)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제2 노드(QB)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀다운 TFT(T18)와, 풀업 TFT(T17)의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 연결되어 제1 노드(Q)를 부트스트래핑(Bootstrapping)하는 제1 커패시터(Cq)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인과 제2 노드(QB) 사이에 연결되는 제2 커패시터(CB)와, 제1 클럭신호(CLK1) 입력단과 과 N2 노드(N2) 사이에 연결되는 제3 커패시터(CN)를 구비하여 구성된다.In the n-th stage of the second comparative example, as shown in FIG. 8 , the first electrode is connected to the input terminal of the start signal VST or the output terminal Vgout(n-1) of the previous stage, and the first clock signal CLK1 supply line is connected to the gate electrode, and the second electrode is connected to the N1 node N1 and is turned on/off according to the first clock signal CLK1 to obtain the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage. )) to the N1 node N1, the first electrode is connected to the N1 node N1, the gate electrode is connected to the gate-on voltage (VGL) supply line, and the first node ( A second TFT T12 connected to Q) and turned on/off according to the gate-on voltage VGL to connect the N1 node N1 and the first node Q, and the gate-off voltage ( VGH) the first electrode is connected to the supply line, the gate electrode is connected to the input terminal of the start signal (VST) or the output terminal (Vgout(n-1)) of the previous stage, and the second electrode is connected to the N2 node (N2) to start The third TFT T13 is turned on/off according to the signal VST or the output Vgout(n-1) of the previous stage to supply the gate-off voltage VGH to the N2 node N2, and a start signal (VST) The first electrode is connected to the input terminal or the output terminal (Vgout(n-1)) of the previous stage, the gate electrode is connected to the N2 node N2, and the second electrode is connected to the second node QB. a fourth TFT (T14) that is turned on/off according to the voltage of the node (N2) and supplies the start signal (VST) or the output (Vgout(n-1)) of the previous stage to the second node (QB); The first electrode is connected to the gate-off voltage (VGH) supply line, the gate is connected to the N1 node (N1), and the second electrode is connected to the second node (QB) to turn according to the voltage of the N1 node (N1) - The fifth TFT T15 that is turned on/off and supplies the gate-off voltage VGH to the second node QB, the first electrode is connected to the gate-on voltage VGL supply line, and the first node ( A pull-up in which the gate electrode is connected to Q) and the second electrode is connected to the output terminal OUT, and is turned on/off according to the voltage of the first node Q to output the gate-on voltage VGL to the output terminal OUT The first electrode is connected to the TFT T17 and the gate-off voltage VGH supply line, the gate electrode is connected to the second node QB, and the second electrode is connected to the output terminal OUT, so that the second node QB ) is turned on/off according to the voltage of the pull-down TFT T18 to output the gate-off voltage VGH to the output terminal OUT, and is connected between the gate electrode and the second electrode of the pull-up TFT T17 to the first A first capacitor Cq for bootstrapping the node Q, a second capacitor CB connected between the gate-off voltage VGH supply line and the second node QB, and a first clock signal (CLK1) is configured to include a third capacitor (CN) connected between the input terminal and the N2 node (N2).
여기서, 제1 내지 제5 TFT(T11, T12, T13, T14, T15), 풀업 TFT(T17) 및 풀다운 TFT(T18)는 p 타입 TFT(PMOS)이다.Here, the first to fifth TFTs T11, T12, T13, T14, and T15, the pull-up TFT T17, and the pull-down TFT T18 are p-type TFTs (PMOS).
이와 같이 구성된 비교예의 비교예의 제n 스테이지의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the n-th stage of the comparative example of the comparative example configured as described above is as follows.
도 9에서 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 하이 레벨(High Level)은 게이트 오프 전압(VGH)에 상응하고, 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 로우 레벨(Low Level)은 게이트 온 전압(VGL)에 상응한다.In FIG. 9 , the high level of the start signal VST, the clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), and Vgout(n+1) of each stage corresponds to the gate-off voltage VGH, the start signal VST, the respective clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage ) corresponds to the gate-on voltage VGL.
도 9에 도시한 바와 같이, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 하이 레벨(High Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t1), 제1 및 제2 TFT(T11, T12)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된다.As shown in FIG. 9 , in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a high level, the first clock signal CLK1 is gated on When the voltage (low level) is applied (t1), the first node Q is charged to the gate-off voltage (high level) through the first and second TFTs T11 and T12.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T13)가 턴-오프되고, 이전 프레임에서 제3 커패시터(CN)에 게이트 온 전압(VGL)이 충전되어 있으므로, 제4 TFT(14)는 턴-온되어 제2 노드(QB)에는 제1 클럭신호(CLK1)의 게이트 온 전압(Low level; VGL)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-off voltage (high level), the third TFT T13 is turned off, and the gate-on voltage VGL is charged to the third capacitor CN in the previous frame. Therefore, the fourth TFT 14 is turned on and the second node QB is charged with the gate-on voltage (Low level; VGL) of the first clock signal CLK1.
따라서, 풀업 TFT(T17)는 턴-오프되고, 풀다운 TFT(T18)는 턴-온되어, 게이트 오프 전압(High Level; VGH)을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T17 is turned off and the pull-down TFT T18 is turned on, thereby outputting a gate-off voltage High Level (VGH) as an output signal Vgout(n).
그리고, 4H 기간 후, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 로우 레벨(Low Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t2), 제1 및 제2 TFT(T11, T12)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된다.Then, after the 4H period, in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a low level, the first clock signal CLK1 is again the gate-on voltage When applied at (low level) (t2), the first node Q is charged to the gate-on voltage (low level) through the first and second TFTs T11 and T12.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T13) 및 제5 TFT(T15)는 턴-온 되고, 제4 TFT(T14)는 턴-오프되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 오프 전압(High Level; VGH)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the third TFT T13 and the fifth TFT T15 are turned on, and the fourth TFT T14 is turned off. , the second node QB is charged with a gate-off voltage (High Level; VGH).
따라서, 풀업 TFT(T17)는 턴-온 되고, 풀다운 TFT(T18)는 턴-오프되어, 게이트 온 전압(Low Level; VGL))을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T17 is turned on and the pull-down TFT T18 is turned off, and outputs the gate-on voltage Low Level (VGL) as the output signal Vgout(n).
상기 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되는시점(t2) 후, 제2 TFT(T12)의 게이트에 인가되는 전압과 제1 전극(Source)에 인가되는 전압은 동일한 레벨이 된다. 즉 제2 TFT(T12)의 게이트-소오스 간 전압(Vgs)는 0V가 된다.After a time point t2 when the first clock signal CLK1 is again applied as a gate-on voltage (low level), the voltage applied to the gate of the second TFT T12 and the voltage applied to the first electrode Source are be on the same level. That is, the gate-source voltage Vgs of the second TFT T12 becomes 0V.
상기 제2 TFT(T12)의 Vgs가 0V이므로, 제2 TFT(T12)는 턴-오프되어, 제1 노드(Q)는 플로우팅(Floating)된다. 그리고 플로우팅된 제1 노드(Q)는 커패시터(CQ)에 의해 부트스트랩핑(Bootstrapping)되므로 게이트 온 전압(VGL)보다 더 낮은 전압을 유지하게 된다.Since Vgs of the second TFT T12 is 0V, the second TFT T12 is turned off, and the first node Q is floated. And, since the floating first node Q is bootstrapped by the capacitor CQ, a voltage lower than the gate-on voltage VGL is maintained.
그러나, 제2 TFT(T12)의 게이트에는 항상 게이트 온 전압(VGL)이 인가되므로, 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T12)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생된다.However, since the gate-on voltage VGL is always applied to the gate of the second TFT T12 , a leakage current is generated in the second TFT T12 due to the gate bias stress.
이와 같이 제2 TFT(T12)에 누설 전류가 발생되면 제1 노드(Q)의 전압이 상승하게 되고, 이로 인하여 게이트 구동 회로가 오동작 할 수 있다. 특히 1Hz와 같이 저속 구동 시에는 장 시간 동안 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압을 유지하여야 하므로, 제2 TFT(T12)의 누설 전류로 인한 게이트 구동 회로의 출력 이상이 발생하게 된다.As such, when a leakage current is generated in the second TFT T12 , the voltage of the first node Q rises, which may cause a malfunction of the gate driving circuit. In particular, when driving at a low speed such as 1 Hz, since the first node Q must maintain the gate-on voltage for a long time, an output abnormality of the gate driving circuit occurs due to the leakage current of the second TFT T12 .
본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로는 상기 제2 비교예의 게이트 구동 회로의 문제점을 해결하기 위한 것이다.The gate driving circuit according to the second embodiment of the present invention is to solve the problem of the gate driving circuit of the second comparative example.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 GIP 회로를 상세히 보여 주는 도면이다. 도 10에 도시된 GIP 회로는 제n(n은 양의 정수) 스테이지 회로이다. 도 6에 도시된 트랜지스터들은 p 타입 TFT(PMOS)로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 여기서, p 타입 TFT는 저온 폴리실리콘(LTPS)을 포함한 LTPS TFT일 수 있다.10 is a detailed diagram showing the GIP circuit of the gate driving circuit according to the second embodiment of the present invention. The GIP circuit shown in Fig. 10 is an nth (n is a positive integer) stage circuit. The transistors shown in FIG. 6 are exemplified as p-type TFTs (PMOS), but are not limited thereto. Here, the p-type TFT may be an LTPS TFT including low-temperature polysilicon (LTPS).
도 11은 도 10에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 도면이다.FIG. 11 is a diagram showing input/output waveforms of the circuit shown in FIG. 10 .
도 10 및 도 11에 도시된 출력(Vgout)은 스캔 신호(SCAN)일 수 있고, 발광 제어신(EM)일 수 있다.The output Vgout illustrated in FIGS. 10 and 11 may be a scan signal SCAN or a light emission control signal EM.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로(120)의 제n 스테이지는 다수의 TFT들(T11~T18)과, 다수의 커패시터(CQ, CB, CN, q1)를 포함할 수 있다.10 and 11, the n-th stage of the
제n 스테이지는, 스타트 신호(VST 또는 Vgout(n-1)) 및 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 제1 노드(Q) 및 제2 노드(QB)의 전압을 제어하는 노드 제어부(11)와, 제1 및 제2 노드(Q 및 QB)의 전압에 따라 게이트 온 전압(VGL) 또는 게이트 오프 전압(VGH)을 출력하는 출력부(13)와, 클럭 신호(CLK2)에 따라 상기 제1 노드(Q)를 안정화시키는 안정화부(12)를 구비하여 구성될 수 있다.The nth stage is a
노드 제어부(11)는, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, 제1 클럭 신호(CLK1) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 N1 노드(N1)에 제2 전극이 연결되어 제1 클럭 신호(CLK1)에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))를 N1 노드(N1)에 인가하는 제1 TFT(T11)와, N1 노드(N1)에 제1 전극이 연결되고, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되어 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온/오프되어 N1 노드(N1)와 제1 노드(Q)를 연결하는 제2 TFT(T12)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 게이트 전극이 연결되며 N2 노드(N2)에 제2 전극이 연결되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력(Vgout(n-1))에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 N2 노드(N2)에 공급하는 제3 TFT(T13)와, 스타트 신호(VST) 입력단 또는 이전 스테이지의 출력단(Vgout(n-1))에 제1 전극이 연결되고, N2 노드(N2)에 게이트 전극이 연결되며 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 N2 노드(N2)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력(Vgout(n-1))을 제2 노드(QB)에 공급하는 제4 TFT(T14)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, N1 노드(N1)에 게이트가 연결되며, 제2 노드(QB)에 제2 전극이 연결되어 N1 노드(N1)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 제2 노드(QB)에 공급하는 제5 TFT(T15)와, 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인과 제2 노드(QB) 사이에 연결되는 제2 커패시터(CB)와, 제1 클럭신호(CLK1) 입력단과 N2 노드(N2) 사이에 연결되는 제3 커패시터(CN)를 구비하여 구성될 수 있다.The
출력부(13)는, 게이트 온 전압(VGL) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제1 노드(Q)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 온 전압(VGL)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀업 TFT(T17); 게이트 오프 전압(VGH) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고, 제2 노드(QB)에 게이트 전극이 연결되며 출력단(OUT)에 제2 전극이 연결되어 제2 노드(QB)의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압(VGH)을 출력단(OUT)으로 출력하는 풀다운 TFT(T18); 및 풀업 TFT(T17)의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 연결되어 제1 노드(Q)를 부트스트랩핑하는 제1 커패시터(CQ)를 구비하여 구성될 수 있다.The
안정화부(12)는 제2 클럭 신호(CLK2) 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 제1 노드(Q)에 게이트 전극이 연결되며 제1 노드(Q)에 제2 전극이 연결되는 제6 TFT(T16); 및 제6 TFT(T16)의 제2 전극과 제1 노드(Q) 사이에 연결되는 제4 커패시터(q1)를 구비하여 구성될 수 있다.The stabilizing
여기서, 제1 내지 제6 TFT(T11, T12, T13, T14, T15, T16), 풀업 TFT(T17) 및 풀다운 TFT(T18)는 모두 p 타입 TFT(PMOS)이다. 즉, 제1 내지 제6 TFT(T11, T12, T13, T14, T15, T16), 풀업 TFT(T17) 및 풀다운 TFT(T18)는 LTPS TFT일 수 있다.Here, the first to sixth TFTs T11, T12, T13, T14, T15, and T16, the pull-up TFT T17, and the pull-down TFT T18 are all p-type TFTs (PMOS). That is, the first to sixth TFTs T11 , T12 , T13 , T14 , T15 , and T16 , the pull-up TFT T17 , and the pull-down TFT T18 may be LTPS TFTs.
제1 내지 제5 TFT(T11, T12, T13, T14, T15)는, 도 10의 원으로 표시한 것과 같이, 두얼 TFT로 구성될 수 있다. 그리고, 제2 클럭 신호(CLK2)는 다음단(n+1) 스테이지의 제1 TFT(T11)의 게이트에 입력되는 클럭 신호이다.The first to fifth TFTs T11 , T12 , T13 , T14 , and T15 may be configured as dual TFTs, as indicated by a circle in FIG. 10 . In addition, the second clock signal CLK2 is a clock signal input to the gate of the first TFT T11 of the next stage (n+1).
이와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 구동 회로의 제n 스테이지의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the nth stage of the gate driving circuit according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
도 11에서 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 하이 레벨(High Level)은 게이트 오프 전압(VGH)에 상응하고, 스타트 신호(VST), 각 클럭신호(CLK1, CLK2) 및 각 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))의 로우 레벨(Low Level)은 게이트 온 전압(VGL)에 상응할 수 있다.11, the high level of the start signal VST, each clock signal CLK1, CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage corresponds to the gate-off voltage VGH, the start signal VST, the respective clock signals CLK1 and CLK2, and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1) of each stage ) may correspond to the gate-on voltage VGL.
스타트 신호(VST) 및 출력 신호들(Vgout(n-1), Vgout(n), Vgout(n+1))은 4H 동안 하이 레벨을 유지한다.The start signal VST and the output signals Vgout(n-1), Vgout(n), and Vgout(n+1) maintain a high level for 4H.
각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 1 주기는 4H 기간을 갖고, 각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 로우 레벨(Low Level)은 2H-1u 기간을 유지하고, 각 클럭신호(CLK1, CLK2)의 하이 레벨(Low Level)은 2H+1u 기간을 유지할 수 있다. 제2 클럭신호(CLK2)는 제1 클럭신호(CLK1)보다 1u 정도 쉬프팅된다.One period of each of the clock signals CLK1 and CLK2 has a period of 4H, a low level of each of the clock signals CLK1 and CLK2 maintains a period of 2H-1u, and the A high level (Low Level) may maintain a period of 2H+1u. The second clock signal CLK2 is shifted by about 1u from the first clock signal CLK1 .
도 11에 도시한 바와 같이, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 하이 레벨(High Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t1), 제1 및 제2 TFT(T11, T12)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된다.11 , in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a high level, the first clock signal CLK1 is gated on When the voltage (low level) is applied (t1), the first node Q is charged to the gate-off voltage (high level) through the first and second TFTs T11 and T12.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T13)는 턴-오프되지만, 이전 프레임에서 제3 커패시터(CN)는 게이트 온 전압(VGL)을 충전하고 있으므로 제4 TFT(T14)가 턴-온되어, 제2 노드(QB)에는 제1 클력신호의 로우 레벨((Low Level; VGL) 전압으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-off voltage (high level), the third TFT T13 is turned off, but in the previous frame, the third capacitor CN charges the gate-on voltage VGL. Thus, the fourth TFT T14 is turned on, and the second node QB is charged with the low level (VGL) voltage of the first clock signal.
따라서, 풀업 TFT(T17)는 턴-오프되고, 풀다운 TFT(T18)는 턴-온되어, 게이트 오프 전압(High Level; VGH)을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T17 is turned off and the pull-down TFT T18 is turned on, thereby outputting a gate-off voltage High Level (VGH) as an output signal Vgout(n).
그리고, 4H 기간 후, 스타트 신호(VST) 또는 이전 스테이지의 출력 신호(Vgout(n-1))가 로우 레벨(Low Level)로 입력되는 상태에서, 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되면(t2), 제1 및 제2 TFT(T11, T12)를 통해 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된다.Then, after the 4H period, in a state in which the start signal VST or the output signal Vgout(n-1) of the previous stage is input at a low level, the first clock signal CLK1 is again the gate-on voltage When applied at (low level) (t2), the first node Q is charged to the gate-on voltage (low level) through the first and second TFTs T11 and T12.
상기 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전될 때, 제3 TFT(T13)와 제5 TFT(T15)가 턴-온되고, 제4 TFT(T14)는 턴-오프되므로, 제2 노드(QB)에는 게이트 오프 전압(High Level; VGH)으로 충전된다.When the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the third TFT T13 and the fifth TFT T15 are turned on, and the fourth TFT T14 is turned off. , the second node QB is charged with a gate-off voltage (High Level; VGH).
따라서, 풀업 TFT(T17)는 턴-온 되고, 풀다운 TFT(T18)는 턴-오프되어, 게이트 온 전압(Low Level; VGL))을 출력 신호(Vgout(n))로 출력한다.Accordingly, the pull-up TFT T17 is turned on and the pull-down TFT T18 is turned off, and outputs the gate-on voltage Low Level (VGL) as the output signal Vgout(n).
상기 제1 클럭신호(CLK1)가 다시 게이트 온 전압(Low level)으로 인가되는시점(t2) 후, 제2 TFT(T12)의 게이트에 인가되는 전압과 제1 전극(Source)에 인가되는 전압은 동일한 레벨이 된다. 즉 제2 TFT(T12)의 게이트-소오스 간 전압(Vgs)는 0V가 된다.After a time point t2 when the first clock signal CLK1 is again applied as a gate-on voltage (low level), the voltage applied to the gate of the second TFT T12 and the voltage applied to the first electrode Source are be on the same level. That is, the gate-source voltage Vgs of the second TFT T12 becomes 0V.
상기 제2 TFT(T12)의 Vgs가 0V이므로, 제2 TFT(T12)는 턴-오프되어, 제1 노드(Q)는 플로우팅(Floating)된다. 그리고 플로우팅된 제1 노드(Q)는 커패시터(CQ)에 의해 부트스트랩핑(Bootstrapping)되므로 게이트 온 전압(VGL)보다 더 낮은 전압을 유지하게 된다.Since Vgs of the second TFT T12 is 0V, the second TFT T12 is turned off, and the first node Q is floated. And, since the floating first node Q is bootstrapped by the capacitor CQ, a voltage lower than the gate-on voltage VGL is maintained.
이와 같은 과정에서, 제2 TFT(T12)의 게이트에는 항상 게이트 온 전압(VGL)이 인가되므로, 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T12)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생될 수 있다.In this process, since the gate-on voltage VGL is always applied to the gate of the second TFT T12, a leakage current is generated in the second TFT T12 due to the gate bias stress. can be
그러나, 안정화부(12)에 의해 제1 노드(Q)는 제2 TFT(T12)의 누설 전류에 영향을 받지 않는다.However, due to the
즉, 제1 노드(Q)가 게이트 오프 전압(High Level)으로 충전된 시점에는 안정화부(12)의 제6 TFT(T16)가 턴-오프 되므로, 제2 클럭신호(CLK2)가 제1 노드(Q)에 영향을 주지 않는다.That is, since the sixth TFT T16 of the stabilizing
반대로, 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압(Low Level)으로 충전된 시점에, 안정화부(12)의 제6 TFT(T16)가 턴-온된다. 따라서, 제2 클럭신호(CLK2)가 제4 커패시터(q1)를 통해 제1 노드(Q)를 펌핑(Pumping)하게 된다.Conversely, when the first node Q is charged to the gate-on voltage (Low Level), the sixth TFT T16 of the stabilizing
이와 같이 게이트 바이어스 스트레스(Gate Bias Stress)로 인하여 제2 TFT(T12)에 누설 전류(Leakage Current)가 발생되더라도, 안정화부(12)에 의해 제1 노드(Q)의 전압이 게이트 온 전압을 지속적으로 유지할 수 있다. 더불어, 1Hz와 같이 저속 구동 시에도 제1 노드(Q)가 게이트 온 전압으로 장 시간 동안 유지될 수 있으므로, 저속 구동 시에도 게이트 구동 회로가 안정적인 구동될 수 있다.As described above, even if a leakage current is generated in the second TFT T12 due to the gate bias stress, the voltage of the first node Q continuously maintains the gate-on voltage by the stabilizing
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.Those skilled in the art from the above description will be able to see that various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, 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.
11: 노드 제어부
12: 안정화부
13: 출력부
100: 표시패널
110: 데이터 구동 회로
120: 게이트 구동 회로
130: 타이밍 콘트롤러
140: 레벨 시프터11: node control unit 12: stabilization unit
13: output unit 100: display panel
110: data driving circuit 120: gate driving circuit
130: timing controller 140: level shifter
Claims (15)
n번째(n은 자연수) 스테이지는,
스타트 신호 또는 전단 스테이지의 출력 및 제1 클럭 신호에 따라 제1 노드 및 제2 노드의 전압을 제어하는 노드 제어부;
상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압을 출력하는 출력부; 및
제2 클럭신호에 의해 상기 제1 노드를 안정화시키는 안정화부를 구비하는 게이트 구동 회로.Having a plurality of stages connected dependently,
The nth (n is a natural number) stage,
a node controller for controlling voltages of the first node and the second node according to the start signal or the output of the previous stage and the first clock signal;
an output unit outputting a gate-on voltage or a gate-off voltage according to voltages of the first and second nodes; and
A gate driving circuit comprising a stabilizing unit for stabilizing the first node by a second clock signal.
상기 노드 제어부는,
제1 클럭 신호에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호 또는 이전 스테이지의 출력 신호를 N 노드에 인가하는 제1 TFT;
상기 게이트 온 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 N노드와 상기 제1 노드를 연결하는 제2 TFT;
상기 제1 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 게이트 온 전압을 상기 제2 노드에 공급하는 제3 TFT; 그리고
상기 제1 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 게이트 오프 전압을 상기 제2 노드에 공급하는 제4 TFT를 구비하는 게이트 구동 회로.The method of claim 1,
The node control unit,
a first TFT turned on/off according to a first clock signal to apply a start signal or an output signal of a previous stage to the N node;
a second TFT turned on/off according to the gate-on voltage to connect the N node and the first node;
a third TFT turned on/off according to the voltage of the first node to supply the gate-on voltage to the second node; and
and a fourth TFT turned on/off according to the voltage of the first node to supply a gate-off voltage to the second node.
상기 출력부는,
상기 제1 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 게이트 온 전압을 출력하는 풀업 TFT;
상기 제2 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 게이트 오프 전압을 출력하는 풀다운 TFT; 및
상기 풀업 TFT의 게이트 전극과 제2 전극 사이에 연결되어 상기 제1 노드를 부트스트랩핑하는 제1 커패시터를 구비하는 게이트 구동 회로.The method of claim 1,
the output unit,
a pull-up TFT turned on/off according to the voltage of the first node to output the gate-on voltage;
a pull-down TFT turned on/off according to the voltage of the second node to output the gate-off voltage; and
and a first capacitor connected between a gate electrode and a second electrode of the pull-up TFT to bootstrap the first node.
상기 안정화부는,
상기 제2 클럭 신호를 공급하는 제2 클럭 신호 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 상기 제1 노드에 게이트 전극이 연결되는 제5 TFT; 및
상기 제5 TFT의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 연결되는 제2 커패시터를 구비하는 게이트 구동 회로.The method of claim 1,
The stabilization unit,
a fifth TFT having a first electrode connected to a second clock signal supply line for supplying the second clock signal and a gate electrode connected to the first node; and
and a second capacitor connected between the second electrode of the fifth TFT and the first node.
상기 제2 클럭 신호는 다음 단(n+1) 스테이지의 노드 제어부에 인가되는 제1 클럭 신호와 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 게이트 구동 회로.5. The method of claim 4,
The second clock signal is the same signal as the first clock signal applied to the node controller of the next stage (n+1).
상기 제1 TFT, 상기 제2 TFT, 상기 제4 TFT, 상기 제5 TFT, 상기 풀업 TFT 및 상기 풀다운 TFT는 저온 폴리 실리콘 TFT이고, 상기 제3 TFT(T3)는 산화물 반도체 TFT인 게이트 구동 회로.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The first TFT, the second TFT, the fourth TFT, the fifth TFT, the pull-up TFT, and the pull-down TFT are low-temperature polysilicon TFTs, and the third TFT (T3) is an oxide semiconductor TFT.
상기 노드 제어부는,
제1 클럭 신호에 따라 턴-온/오프되어 스타트 신호 또는 이전 스테이지의 출력 신호를 N1 노드에 인가하는 제1 TFT;
상기 게이트 온 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 N1 노드와 상기 제1 노드를 연결하는 제2 TFT;
상기 스타트 신호 또는 이전 스테이지의 출력 신호에 따라 턴-온/오프되어 상기 게이트 오프 전압을 N2 노드에 공급하는 제3 TFT;
상기 N2 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 스타트 신호 또는 상기 이전 스테이지의 출력 신호를 상기 제2 노드에 공급하는 제4 TFT;
상기 N1 노드의 전압에 따라 턴-온/오프되어 상기 게이트 오프 전압을 상기 제2 노드에 공급하는 제5 TFT를 구비하는 게이트 구동 회로.The method of claim 1,
The node control unit,
a first TFT turned on/off according to a first clock signal to apply a start signal or an output signal of a previous stage to the N1 node;
a second TFT turned on/off according to the gate-on voltage to connect the N1 node and the first node;
a third TFT turned on/off according to the start signal or an output signal of a previous stage to supply the gate-off voltage to the N2 node;
a fourth TFT turned on/off according to the voltage of the N2 node to supply the start signal or the output signal of the previous stage to the second node;
and a fifth TFT turned on/off according to the voltage of the N1 node to supply the gate-off voltage to the second node.
상기 노드 제어부는,
상기 게이트 오프 전압을 공급하는 게이트 오프 전압 공급 라인과 상기 제2 노드 사이에 연결되는 제2 커패시터와, 상기 제1 클럭신호 입력단과 상기 N2 노드 사이에 연결되는 제3 커패시터를 더 구비하는 게이트 구동 회로.8. The method of claim 7,
The node control unit,
A gate driving circuit further comprising: a second capacitor connected between the second node and a gate-off voltage supply line for supplying the gate-off voltage; and a third capacitor connected between the first clock signal input terminal and the N2 node. .
상기 안정화부는,
상기 제2 클럭 신호를 공급하는 제2 클럭 신호 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 상기 제1 노드에 게이트 전극이 연결되는 제6 TFT; 및
상기 제6 TFT의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 연결되는 제4 커패시터를 구비하는 게이트 구동 회로.The method of claim 1,
The stabilization unit,
a sixth TFT having a first electrode connected to a second clock signal supply line for supplying the second clock signal and a gate electrode connected to the first node; and
and a fourth capacitor connected between the second electrode of the sixth TFT and the first node.
상기 제2 클럭 신호는 다음 단 스테이지의 노드 제어부에 인가되는 제1 클럭 신호와 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 게이트 구동 회로.10. The method of claim 9,
The second clock signal is the same signal as the first clock signal applied to the node controller of the next stage.
상기 제1 내지 제6 TFT는 저온 폴리 실리콘 TFT인 것을 특징으로 하는 게이트 구동 회로.10. The method according to claim 7 or 9,
The first to sixth TFTs are low-temperature polysilicon TFTs.
상기 스타트 신호는 4H 동안 하이 레벨을 유지하고,
상기 제1 및 제2 클럭신호의 1 주기는 4H 기간을 갖고, 상기 제1 및 제2 클럭신호의 로우 레벨은 2H-1u 기간을 유지하고, 상기 제1 및 제2 클럭신호의 하이 레벨은 2H+1u 기간을 유지하며, 상기 제2 클럭신호는 상기 제1 클럭신호보다 1u 정도 쉬프트되는 게이트 구동 회로.8. The method according to claim 2 or 7,
The start signal maintains a high level for 4H,
One period of the first and second clock signals has a period of 4H, the low levels of the first and second clock signals maintain a period of 2H-1u, and the high levels of the first and second clock signals have a period of 2H The gate driving circuit maintains a +1u period, and the second clock signal is shifted by about 1u from the first clock signal.
상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로; 및
상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동 회로를 구비하고,
상기 게이트 구동 회로는
종속적으로 연결된 다수의 스테이지들을 구비하고,
n번째(n은 자연수) 스테이지는,
스타트 신호 또는 전단 스테이지의 출력 및 제1 클럭 신호에 따라 제1 노드 및 제2 노드의 전압을 제어하는 노드 제어부;
상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압을 출력하는 출력부; 및
제2 클럭신호에 의해 상기 제1 노드를 안정화시키는 안정화부를 구비하는 유기 발광 표시 장치.a display panel including data lines, gate lines, and sub-pixels;
a data driving circuit for supplying a data signal of an input image to the data lines; and
a gate driving circuit for supplying a gate signal to the gate lines;
The gate driving circuit is
Having a plurality of stages connected dependently,
The nth (n is a natural number) stage,
a node controller for controlling voltages of the first node and the second node according to the start signal or the output of the previous stage and the first clock signal;
an output unit outputting a gate-on voltage or a gate-off voltage according to voltages of the first and second nodes; and
and a stabilizing unit for stabilizing the first node in response to a second clock signal.
상기 안정화부는,
상기 제2 클럭 신호를 공급하는 제2 클럭 신호 공급 라인에 제1 전극이 연결되고 상기 제1 노드에 게이트 전극이 연결되는 TFT; 및
상기 TFT의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 연결되는 커패시터를 구비하는 유기 발광 표시 장치.14. The method of claim 13,
The stabilization unit,
a TFT having a first electrode connected to a second clock signal supply line for supplying the second clock signal and a gate electrode connected to the first node; and
and a capacitor connected between the second electrode of the TFT and the first node.
상기 제2 클럭 신호는 다음 단 스테이지의 노드 제어부에 인가되는 제1 클럭 신호와 동일한 신호인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.15. The method of claim 14,
and the second clock signal is the same as the first clock signal applied to the node controller of the next stage.
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