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KR101942984B1 - 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치 - Google Patents

게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치 Download PDF

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KR101942984B1
KR101942984B1 KR1020120024022A KR20120024022A KR101942984B1 KR 101942984 B1 KR101942984 B1 KR 101942984B1 KR 1020120024022 A KR1020120024022 A KR 1020120024022A KR 20120024022 A KR20120024022 A KR 20120024022A KR 101942984 B1 KR101942984 B1 KR 101942984B1
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switching transistor
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Abstract

본 발명은 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것으로, 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널의 측면에 형성되는 게이트 드라이버를 포함하며, 상기 게이트 드라이버는 제 1 및 제 2 서브 구동유닛을 구비하는 다수의 구동유닛을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력단자가 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력인 제 1 및 제 2 서브출력이 표시영역의 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터로 각각 전달되는 것을 특징으로 한다.

Description

게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치{GATE DRIVER AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복잡한 파형을 이용하여 픽셀을 구동하는 게이트 드라이버의 쉬프트 레지스터를 단순화하여 신뢰성을 향상시키기 위한 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.
도1은 일반적인 영상표시장치에서의 표시패널 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 드라이버의 출력 파형을 도시한 도면이다.
표시패널은 표시영역과 게이트 드라이버(20) 등을 포함할 수 있으며, 표시영역에는 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, GL3, GL4, ..) 및 다수의 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)이 형성될 수 있다.
그리고, 각 화소영역에는 스위칭 트랜지스터(Tr)와 스토리지 커패시터(C)와 픽셀회로블록(CB) 등이 더욱 형성될 수 있다.
게이트 드라이버(20)는 GIP(Gate In Panel)방식으로 표시패널의 측면에 형성되며, 타이밍 제어부(미도시) 및 레벨 쉬프트를 거쳐 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, GL3, GL4, ..)을 통해 표시영역으로 공급하는 역할을 한다.
이때, 다수의 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등일 수 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 게이트 드라이버(20)는 다수의 구동 유닛(22A, 22B, 22C, 22D, ..)을 포함할 수 있다.
여기서, 다수의 구동 유닛(22A, 22B, 22C, 22D, ..)은 타이밍 제어부로부터 전달 받은 다수의 제어신호가 레벨 쉬프트를 거쳐 생성된 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 게이트 신호는 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, GL3, GL4, ..)을 통해 표시영역으로 공급될 수 있다.
표시패널을 구동하기 위한 게이트 신호는 적어도 하나의 펄스로 이루어질 수 있다.
즉, 게이트 신호는 영상표시장치의 구동방법 별로 하나의 펄스로 이루어지는 단순한 파형의 신호이거나, 경우에 따라 둘 이상의 펄스로 구성된 복잡한 파형의 신호일 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 다수의 게이트 신호(Scan1, Scan2, Scan3, Scan4, .. , ScanN)는 제 1 펄스(A) 및 제 2 펄스(B)를 포함하는 복잡한 파형의 신호이다.
이때, 제 1 펄스(A) 및 제 2 펄스(B)는 각각 제 1 주기(T1) 및 제 2 주기(T2)를 가지며, 펄스폭도 상이하다.
그리고, 제 1 펄스(A)는 화소영역의 스위칭 트랜지스터(Tr)를 턴-온(Turn-On)시키고, 제 1 펄스(A)가 인가되는 동안에 화소영역에 제 1 데이터 신호가 인가될 수 있다.
이때, 제 1 펄스(A)의 주기인 제 1 주기(T1)는 1 Frame 일 수 있다.
한편, 제 2 펄스(B)도 화소영역의 스위칭 트랜지스터(Tr)를 턴-온(Turn-On)시키고, 제 2 펄스(B) 가 인가되는 동안에 화소영역에 제 2 데이터 신호가 인가될 수 있다.
이때, 제 2 펄스(B)의 주기인 제 2 주기(T2)는 1 Frame *N(N은 게이트 배선 수)일 수 있다.
예를 들어, 제 2 펄스(B)는 1 Frame 마다 한 게이트 배선을 통해서만 전달될 수 있으며, 바람직하게는 1 Frame 마다 순차적으로 인가될 수 있다.
복잡한 파형인 게이트 신호에 의해 영상표시장치가 정상적으로 구동되기 위해서는 게이트 신호가 정확하게 인가될 필요가 있다.
위와 같은 복잡한 파형인 게이트 신호가 전달하는 과정에서 신호왜곡이 발생하는 문제점이 존재한다.
또한, 이러한 복잡한 파형의 출력을 만들기 위해서 구동 유닛(쉬프트 레지스터)의 구조가 복잡하게 된다.
c-Si 트랜지스터 또는 poly-Si 트랜지스터를 이용하여 구동 유닛을 설계할 경우에는 트랜지스터의 이동도가 크고 신뢰성이 좋아서 복잡한 회로를 만들어도 문제가 없지만, a-Si 트랜지스터 또는 oxide 트랜지스터를 사용하여 구동 유닛을 설계할 경우에는 낮은 이동도 등에 의해 의도된 파형의 출력이 발생하지 못할 수 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복잡한 파형을 이용하여 픽셀을 구동하는 게이트 드라이버의 쉬프트 레지스터를 단순화하여 신뢰성을 향상시키기 위한 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 게이트 드라이버는, 제 1 및 제 2 서브 구동유닛을 구비하는 다수의 구동유닛을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력단자가 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력인 제 1 및 제 2 서브출력이 표시영역의 하나의 화소영역에 형성되는 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자로 각각 전달되고, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자는 각각 상기 제 2 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자와 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호를 입력받는 입력부와, 상기 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 서브출력은 상기 클럭신호의 펄스폭 및 주기에 의해 조절이 가능하다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널의 측면에 형성되는 게이트 드라이버를 포함하며, 상기 게이트 드라이버는 제 1 및 제 2 서브 구동유닛을 구비하는 다수의 구동유닛을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력단자가 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력인 제 1 및 제 2 서브출력이 표시영역의 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자로 각각 전달되고, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자는 각각 상기 제 2 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자와 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 표시패널에는 제 1 서브 게이트 배선, 제 2 서브 게이트 배선, 데이터 배선을 포함하는 표시영역이 형성되며, 상기 표시영역에는 상기 제 1 서브 게이트 배선 및 데이터 배선이 서로 교차하여 정의되는 다수의 화소영역이 형성되며, 상기 다수의 화소영역에는 상기 제 1 및 제 2 서브출력에 의해 구동되는 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호를 입력받는 입력부와, 상기 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 서브출력은 상기 클럭신호의 펄스폭 및 주기에 의해 조절이 가능하다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 드라이버 및 그를 포함하는 영상표시장치에서는,
복잡한 파형을 이용하여 픽셀을 구동하는 게이트 드라이버의 쉬프트 레지스터를 단순화하여 신뢰성을 향상
도1은 종래의 영상표시장치에서의 표시영역 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도2는 종래의 영상표시장치에서의 게이트 드라이버의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상표시장치에서의 표시영역 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 및 제 2 서브출력 파형을 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치에서의 표시영역 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 서브 구동유닛의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 서브 구동유닛의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상표시장치에서의 표시영역 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에서는 게이트 드라이버가 게이트 인 패널(Gate In Panel)방식으로 표시패널의 양측에 형성되어 있는 것을 예로 들어 설명하나 이에 한정되지 아니하고, 표시패널의 일측에 형성될 수도 있다.
그리고, 본 발명에서는 제 1 서브 구동유닛 및 제 2 서브 구동유닛을 모두 표시패널에 내장하는 경우를 예를 들어 설명하였으나 이에 한정하지 아니하고 적어도 하나의 서브 구동유닛은 외부 IC에 포함될 수 있다.
그리고, 본 발명에서의 영상표시장치는 유기발광 다이오드 표시장치를 예로 들어 설명하나 이에 한정되지 아니하고, 액정표시장치 등 다른 평판 표시 장치일 수 있다.
도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널(100)과 소스 드라이버(미도시)와 타이밍 제어부(미도시) 등을 포함한다.
표시패널(100)은 표시영역(110)과 좌측 게이트 드라이버(120)와 우측 게이트 드라이버(130) 등을 포함할 수 있다.
표시영역(110)에는, 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, ..) 및 다수의 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)이 형성될 수 있다.
그리고, 각 화소영역에는 스위칭 트랜지스터(Tr)와 스토리지 커패시터(C)와 픽셀회로블록(CB) 등이 형성될 수 있다.
그리고, 픽셀회로블록(CB)은 부화소영역을 구동하기 위한 다수의 트랜지스터 등으로 구성될 수 있다.
영상표시장치의 화소영역의 구동을 살펴보면, 먼저 게이트 배선(GL1, GL2, ..)을 통하여 게이트 신호가 공급되어 스위칭 트랜지스터가 턴-온(Turn-On)되면, 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)을 통하여 공급되는 데이터 신호가 스위칭 트랜지스터(Tr) 및 스토리지 커패시터(C)로 전달된다.
그리고, 구동 트랜지스터(미도시)가 데이터 신호에 의해 턴-온되면 유기발광 다이오드를 통해 전류가 흐르게 되어 유기발광 다이오드는 발광하게 된다.
이때, 유기발광 다이오드가 방출하는 빛의 세기는 유기발광 다이오드를 흐르는 전류의 양에 비례하고, 유기발광 다이오드를 흐르는 전류의 양은 데이터 신호의 크기에 비례한다.
따라서, 영상표시장치는 각 화소영역 마다 다양한 크기의 데이터 신호를 인가하여 상이한 계조를 표시하고, 그 결과 영상을 표시할 수 있다.
그리고, 스토리지 커패시터(C)는 데이터 신호를 일 프레임(frame) 동안 유지하여 유기발광 다이오드를 흐르는 전류의 양을 일정하게 하고 유기발광 다이오드가 표시하는 계조를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
소스 드라이버(미도시)는 다수의 소스 드라이버 IC를 포함하며, 타이밍 제어부로부터 전달 받은 변환된 영상 데이터와 다수의 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성한 데이터 신호를 표시영역(110)으로 공급한다.
이때, 데이터 신호는 표시패널(100)에 형성되는 다수의 소스 IC 패드부(140)로 전달되어 다수의 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)을 통해 데이터 신호를 표시영역(110)으로 공급하게 된다.
좌측 게이트 드라이버(120) 및 우측 게이트 드라이버(130)는 GIP(Gate In Panel)방식으로 표시패널(100)의 양 측면에 형성되며, 타이밍 제어부 및 레벨 쉬프트를 거쳐 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, ..)을 통해 표시영역(110)으로 공급한다.
여기서, 게이트 제어신호는, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부는 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스를 통해 그래픽 카드와 같은 시스템(System)으로부터 다수의 영상 신호 및 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 등과 같은 다수의 제어신호를 전달 받을 수 있다.
그리고, 타이밍 제어부는, 다수의 제어신호를 이용하여 좌측 게이트 드라이버(120) 및 우측 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 생성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 외부로부터 전달 받은 전원전압을 이용하여 영상표시장치의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압을 생성하여 공급하는 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 좌측 게이트 드라이버(120)는 다수의 구동 유닛(122A, 122B, ..)을 포함할 수 있다.
여기서, 다수의 구동 유닛(122A, 122B, ..)은 타이밍 제어부로부터 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성할 수 있다.
이때, 다수의 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 다수의 구동 유닛(122A, 122B, ..)에서 생성된 게이트 신호는 다수의 게이트 배선(GL1, GL2, ..)을 통해 표시영역으로 공급될 수 있다.
이러한 다수의 구동 유닛(122A, 122B, ..)은 각각 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126) 등을 포함할 수 있다.
이때, 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)은 각각 상이한 펄스를 출력할 수 있다.
그리고, 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 출력은 각각 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)의 게이트 단자로 입력된다.
이때, 제 1 구동유닛(122A)의 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)는 각각 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 출력에 의해 턴-온(Turn-On)되고, 턴-온(Turn-On) 시간 동안에 구동 전압(Vd)을 제 1 출력노드(N1)에 전달한다.
그리고, 제 2 구동유닛(122B)의 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)는 각각 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 출력에 의해 턴-온(Turn-On)되고, 턴-온(Turn-On) 시간 동안에 구동 전압(Vd)을 제 2 출력노드(N2)에 전달한다.
결과적으로, 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 출력은 각각 상이한 시간에 출력노드(N1, N2, ..)로 전달되며, 게이트 배선(GL1, GL2, ..)을 통해 전달되는 게이트 신호는 두 개의 펄스가 합쳐진 복잡한 파형의 신호가 된다.
도시한 바와 같이, 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 출력은 다음 제 1 서브 구동유닛(124) 및 제 2 서브 구동유닛(126)의 일 단자로 입력되며, 이전 서브 구동유닛의 출력은 다음 서브 구동유닛의 출력을 제어하는 역할을 한다.
그리고, 도시하지는 않았지만 서브 구동 유닛의 구동을 제어하기 위하여 다수의 클럭신호가 서브 구동 유닛으로 전달될 수 있다.
이와 같은 다수의 구동 유닛(122A, 122B, ..), 제 1 서브 구동유닛(124), 제 2 서브 구동유닛(126)은 쉬프트 레지스터일 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 게이트 드라이버는 두 개의 펄스가 합쳐진 복잡한 파형의 게이트 신호를 출력하기 위하여 각각의 구동유닛에 두 개의 서브 구동유닛을 구비하고, 두 개의 서브 구동유닛의 출력을 멀티플렉싱(Multiplexing)하여 게이트 배선(GL1, GL2, ..)을 통해 표시영역으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 및 제 2 서브출력의 파형을 도시한 도면이다. 도4를 더욱 참조하여 설명하기로 한다.
게이트 신호는 상이한 주기를 갖는 제 1 펄스(A) 및 제 2 펄스(B)를 포함하는 복잡한 파형의 신호이다.
도5a에 도시한 바와 같이, 제 1 서브 구동유닛(124)의 제 1 서브출력(Vg1A, Vg2A, Vg3A, ..)은 제 1 주기(T1) 마다 반복 인가되는 제 1 펄스(A)로 이루어진다.
그리고, 제 1 펄스(A)는 화소영역의 스위칭 트랜지스터(Tr)를 턴-온(Turn-On)시키고, 제 1 펄스(A)가 인가되는 동안에 화소영역에 제 1 데이터 신호가 인가될 수 있다.
이때, 제 1 펄스(A)의 주기인 제 1 주기(T1)는 1 Frame 일 수 있다.
도5b에 도시한 바와 같이, 제 2 서브 구동유닛(126)의 제 2 서브출력(Vg1B, Vg2B, Vg3B, ..)은 제 2 주기(T2) 마다 반복 인가되는 제 2 펄스(B)로 이루어진다.
제 2 펄스(B)도 화소영역의 스위칭 트랜지스터(Tr)를 턴-온(Turn-On)시키며, 제 2 펄스(B) 가 인가되는 동안에 화소영역에 제 2 데이터 신호가 인가될 수 있다.
이때, 제 2 펄스(B)의 주기인 제 2 주기(T2)는 1 Frame *N(N은 게이트 배선 수)일 수 있다.
예를 들어, 제 2 펄스(B)는 1 Frame 마다 한 게이트 배선을 통해서만 전달될 수 있으며, 바람직하게는 1 Frame 마다 순차적으로 인가될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 게이트 드라이버에서는 각각의 구동유닛에 두 개의 서브 구동유닛을 구비하고, 두 개의 서브 구동유닛의 출력인 제 1 서브출력 및 제 2 서브출력을 멀티플렉싱(Multiplexing)하여 게이트 배선을 통해 표시영역으로 공급한다.
c-Si 트랜지스터 또는 poly-Si 트랜지스터를 이용하여 구동 유닛을 설계할 경우에는 트랜지스터의 이동도가 크고 신뢰성이 좋아서 두 개의 서브 구동유닛와 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)를 구비하더라도 구동하더라도 표시장치의 구동에는 문제가 없다.
a-Si 트랜지스터 또는 oxide 트랜지스터를 사용하여 구동 유닛을 설계할 경우에는 상대적으로 낮은 이동도 등에 의해 의도된 파형의 출력이 발생하지 못하여 표시장치의 구동에 문제가 발생할 수 있다.
이때, 의도된 파형의 출력을 위해서 화소영역의 스위칭 트랜지스터로 인가되는 전압을 증가하게 되면 스위칭 트랜지스터의 저항이 증가하고, 스위칭 트랜지스터의 저항을 일정 수준으로 맞추기 위해서 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)의 크기를 커지게 되는 문제점이 존재한다.
그리고, 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)로 인하여 구동 전압(Vd)에서 제 1 트랜지스터(TA) 및 제 2 트랜지스터(TB)의 문턱전압(Vth)만큼 감소된 전압이 출력되어 출력노드로 전달되어 표시장치의 구동에 영향을 미칠 수가 있다.
도6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치에서의 표시영역 및 게이트 드라이버를 개략적으로 도시한 도면이다. 도5a 및 도5b를 더욱 참조하여 설명하기로 한다.
도6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치의 표시영역에는 제 1 서브 게이트 배선(GL1A, GL2A, ..), 제 2 서브 게이트 배선(GL1B, GL2B, ..), 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)이 형성될 수 있다.
제 1 서브 게이트 배선(GL1A, GL2A, ..) 및 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)은 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의할 수 있다.
그리고, 각각의 화소영역에는 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)와 스토리지 커패시터(C)와 픽셀회로블록(CB) 등이 형성될 수 있다.
이때, 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)는 병렬로 연결되어 트랜지스터의 소스 단자는 소스 단자끼리 연결되고, 트랜지스터의 드레인 단자는 드레인 단자끼리 서로 연결된다.
그리고, 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)의 드레인 단자는 스토리지 커패시터(C)의 일 전극과 연결된다.
그리고, 픽셀회로블록(CB)은 부화소영역을 구동하기 위한 다수의 트랜지스터 등으로 구성될 수 있다.
이러한 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)는 2개의 제 1 서브 구동유닛(224) 및 제 2 서브 구동유닛(226)의 출력을 받아 동작하며, 예를 들어, oxide 트랜지스터일 수 있다.
예시적으로, 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)는 각각 제 1 서브 구동유닛(224) 및 제 2 서브 구동유닛(226)의 출력에 의해 턴-온(Turn-On)되고, 턴-온(Turn-On) 시간 동안에 데이터 배선(DL1, DL2, DL3, ..)을 통해 인가되는 제 1 데이터 신호 및 제 2 데이터 신호를 전달하는 역할을 한다.
이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 좌측 게이트 드라이버는 다수의 구동 유닛(222A, 222B, ..)을 포함할 수 있다.
여기서, 다수의 구동 유닛(222A, 222B, ..)은 타이밍 제어부로부터 전달 받은 다수의 게이트 제어신호를 이용하여 게이트 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 다수의 구동 유닛(222A, 222B, ..)에서 생성된 제 1 서브출력(Vg1A, Vg2A, Vg3A, ..) 및 제 2 서브출력(Vg1B, Vg2B, Vg3B, ..)은 제 1 서브 게이트 배선(GL1A, GL2A, ..) 및 제 2 서브 게이트 배선(GL1B, GL2B, ..)을 통해 표시영역으로 공급될 수 있다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치는 게이트 드라이버에 각각의 구동유닛에 두 개의 서브 구동유닛을 구비하고, 두 개의 서브 구동유닛의 제 1 서브출력(Vg1A, Vg2A, Vg3A, ..) 및 제 2 서브출력(Vg1B, Vg2B, Vg3B, ..)을 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선을 통해 표시영역으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 제 1 서브출력(Vg1A, Vg2A, Vg3A, ..) 및 제 2 서브출력(Vg1B, Vg2B, Vg3B, ..)에 의해 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)를 턴-온하여 각각의 턴-온시간 동안에 제 1 및 제 2 데이터 신호를 전달한다.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 각 화소영역에 제 1 스위칭 트랜지스터(Tr1) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(Tr2)를 형성하며, oxide 트랜지스터를 사용하더라도 트랜지스터의 크기를 증가시키지 않아도 무방하다.
그리고, 구동방법에서 트랜지스터의 문턱전압(Vth)을 보상하기 때문에 표시장치의 구동에 영향을 미치는 문제점을 방지할 수 있다.
도7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 서브 구동유닛의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는 제 1 서브 구동유닛이 클럭신호에 의해 서브 출력이 조절되는 형태인 회로를 일 예로 들어 설명하지만 이에 한정되지 아니하고, 제 1 서브 구동유닛 및 제 2 서브 구동유닛 중 적어도 하나는 클럭신호에 의해 서브출력이 조절되는 형태가 아닌 회로를 사용할 수도 있다.
도7에 도시한 바와 같이, 제 1 서브 구동유닛(224)은 입력부(224a), 로직부(224b), 출력부(224c)로 이루어진다.
첫번째 제 1 서브 구동유닛(224)의 입력부(224a)는 로직부(224b)의 구동을 제어하기 위한 개시신호(Vst)와 리셋신호(V1A)를 입력 받는 역할을 한다.
이때, 개시신호(Vst)는 게이트 스타트 펄스 또는 이전단의 제 1 서브 구동유닛의 출력 등일 수 있으며, 리셋신호(V1A)는 다음 제 1 서브 구동유닛의 출력이거나 다다음 제 1 서브 구동유닛의 출력 등일 수 있다.
그리고, 로직부(224b)는 개시신호(Vst)와 리셋신호(V1A)에 따라 Q1 및 Qb1 신호를 출력하고, 출력부(224c)는 Q1 및 Qb1 신호에 의해 제 1 클럭신호(CLK1)를 출력노드로 전달하는 역할을 한다.
그 결과 제 1 서브 구동유닛(224)의 제 1 서브출력(Vg1A)는 제 1 클럭신호(CLK1)와 동일한 형태의 신호가 된다.
즉, 제 1 클럭신호(CLK1)의 주기 및 펄스폭을 조절함에 따라 의도된 파형의 제 1 서브출력(Vg1A)을 출력할 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 인에이블(enable) 상태를 나타내는 Q1 신호가 하이(high) 상태로 있는 동안에 제 1 클럭신호(CLK1)에 의해 제 1 서브출력(Vg1A)이 생성된다.
다음단 제 1 서브 구동유닛(224)의 입력부(224a)는 로직부(224b)의 구동을 제어하기 위한 개시신호(Vg1A)와 리셋신호(V2A)를 입력 받는 역할을 한다.
이때, 개시신호(Vg1A)는 예를 들어, 이전 제 1 서브 구동유닛의 출력일 수 있다.
그리고, 로직부(224b)는 개시신호(Vg1A)와 리셋신호(V2A)에 따라 Q1 및 Qb1 신호를 출력하고, 출력부(224c)는 Q1 및 Qb1 신호에 의해 제 2 클럭신호(CLK2)를 출력노드로 전달하는 역할을 한다.
그 결과 제 1 서브출력(Vg1A)는 제 2 클럭신호(CLK2)와 동일한 형태의 신호가 된다.
이때, 제 2 클럭신호(CLK2)는 제 1 클럭신호(CLK1)와 동일한 형태인 것이 바람직하다. 즉, 제 1 클럭신호(CLK1) 및 제 2 클럭신호(CLK2) 등은 동일한 펄스폭을 가지며 쉬프트된 신호일 수 있다.
이와 같은 방법으로 게이트 드라이버의 제 1 서브출력(Vg1A, Vg2A, Vg3A, ..)은 순차적으로 발생하여 표시영역으로 전달되고, 마찬가지 방법으로 제 2 서브출력도 순차적으로 발생하여 표시영역으로 전달될 수 있다.
도8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 게이트 드라이버의 제 1 서브 구동유닛의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는 제 1 서브 구동유닛에서 개시신호 및 리셋신호의 입력단이 상이한 경우는 예로 들어 설명하나 이제 한정되지 아니하고, 서브 유닛의 개시신호와 리셋신호의 입력단이 동일할 수 있으며, 이때, 개시신호 및 리셋신호를 모두 이전단 출력으로 입력 받아 Q1 노드로 제 1 및 제 2 구동전압을 전달하여 의도된 제 1 서브출력이 출력되도록 제어할 수도 있다.
도8에 도시한 바와 같이, 제 1 서브 구동유닛(324)은 제 1 내지 제 5 트랜지스터(T1 내지 T5), 인버터 회로 등을 이루어진다.
제 1 트랜지스터(T1)는 각각 개시신호(Vst)를 입력 받고, 제 1 구동전압(VDD)을 Q1 노드로 전달하는 역할을 한다.
이때, 개시신호(Vst)는 게이트 스타트 펄스 또는 이전단의 제 1 서브 구동유닛의 출력 등일 수 있으며, 리셋신호(V1A)는 다음 제 1 서브 구동유닛의 출력이거나 다다음 제 1 서브 구동유닛의 출력 등일 수 있다.
그리고, Q1 노드로 전달된 제 1 구동전압(VDD)은 인버터 회로를 통해 반전되어 Qb1 노드로 전달된다.
즉, Q1 노드 및 Qb1 노드에서의 전압 레벨은 Q1 노드의 전압 레벨이 하이일 때, Qb1 노드에서의 전압 레벨은 로우이고, Q1 노드의 전압 레벨이 로우일 때, Qb1 노드에서의 전압 레벨은 하이가 된다.
Q1 및 Qb1 신호에 의해 제 1 클럭신호(CLK1)를 출력노드로 전달하는 역할을 한다. 여기서, Q1 및 Qb1 신호는 각각 Q1 노드 및 Qb1 노드에서의 전압을 의미한다.
그 결과 제 1 서브 구동유닛(224)의 제 1 서브출력(Vg1A)는 제 1 클럭신호(CLK1)와 동일한 형태의 신호가 된다.
제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)는 각각 리셋신호(V1A) 및 Qb1 노드에서의 전압을 전달 받고 제 1 서브 구동유닛(324)을 리셋시키는 역할을 한다.
즉, 제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)는 Q1 노드로 제 2 구동전압(VSS)을 전달하여, 제 1 서브 구동유닛(324)의 제 1 서브출력(Vg1A)이 제 2 구동전압(VSS)가 되도록 제어한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100: 표시패널 110: 표시영역
120: 좌측 게이트 드라이버 130: 우측 게이트 드라이버
140: 소스 IC 패드부

Claims (9)

  1. 제 1 및 제 2 서브 구동유닛을 구비하는 다수의 구동유닛을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력단자가 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력인 제 1 및 제 2 서브출력이 표시영역의 하나의 화소영역에 형성되는 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자로 각각 전달되고,
    상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자는 각각 상기 제 2 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호를 입력받는 입력부와, 상기 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브출력은 상기 클럭신호의 펄스폭 및 주기에 의해 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  5. 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널의 측면에 형성되는 게이트 드라이버를 포함하며,
    상기 게이트 드라이버는 제 1 및 제 2 서브 구동유닛을 구비하는 다수의 구동유닛을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력단자가 각각 제 1 및 제 2 서브 게이트 배선과 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 출력인 제 1 및 제 2 서브출력이 표시영역의 제 1 스위칭 트랜지스터 및 제 2 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자로 각각 전달되고,
    상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자는 각각 상기 제 2 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표시패널에는 제 1 서브 게이트 배선, 제 2 서브 게이트 배선, 데이터 배선을 포함하는 표시영역이 형성되며,
    상기 표시영역에는 상기 제 1 서브 게이트 배선 및 데이터 배선이 서로 교차하여 정의되는 다수의 화소영역이 형성되며,
    상기 다수의 화소영역에는 상기 제 1 및 제 2 서브출력에 의해 구동되는 제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터가 형성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호를 입력받는 입력부와, 상기 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브출력은 상기 클럭신호의 펄스폭 및 주기에 의해 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛은,
    상기 제 1 및 제 2 서브 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 개시신호 및 리셋신호에 따라 Q 및 Qb 신호를 출력하는 로직부와, 상기 Q 및 Qb 신호에 의해 클럭신호를 출력노드로 전달하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
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