KR102673103B1 - Scan driver, display device using the same, method for controlling the same thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이를 위한 구동 회로에 관한 것으로, 이전 스테이지의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver)에 있어서, 스테이지 각각은, 부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부, Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 출력부의 다중 출력을 방지하는 전압 제어부, Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 Q 노드 및 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부 및 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부를 포함한다.The present invention relates to a driving circuit for a display. In the scan driver including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage, each stage has a boot When a dropped voltage is applied through the output unit that is connected to the Q node where bootstrapping is applied and supplies voltage to the display device, and the A node that is connected to the Q node and formed in a boosted-down structure, Q A voltage control unit that prevents multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the node, a pull-down unit that discharges the Q node and output unit in all sections except the output section of the Q node, and a series connected to the Q node. It includes a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors that distribute voltage in (series).
Description
본 발명은 디스플레이를 위한 구동 회로에 관한 것으로, 디스플레이를 구동하기 위한 스캔 드라이버, 이를 활용한 디스플레이 장치 및 이러한 스캔 드라이버를 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a driving circuit for a display, a scan driver for driving a display, a display device utilizing the same, and a method for controlling such a scan driver.
디스플레이 장치는 픽셀 어레이(pixel array)의 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로, 데이터 신호에 동기되는 스캔 펄스를 픽셀 어레이의 스캔 라인(scan line)들에 순차적으로 공급하는 스캔 구동 회로, 데이터 구동 회로와 스캔 구동 회로를 제어하는 타이밍 콘트롤러 등을 포함한다. 픽셀들 각각은 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인의 전압을 픽셀 전극에 공급하는 TFT(thin film transistor)를 포함할 수 있다. 스캔 펄스는 게이트 온 전압(gate high voltage, VGH)과 게이트 오프 전압(gate low voltage, VGL) 사이에서 스윙한다. 게이트 온 전압(VGH)은 픽셀 TFT의 문턱 전압(VTH) 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압(VGH)은 픽셀 TFT의 문턱 전압(VTH) 보다 낮은 전압으로 설정된다.The display device includes a data driving circuit that supplies a data signal to the data lines of the pixel array, a scan driving circuit that sequentially supplies scan pulses synchronized with the data signal to the scan lines of the pixel array, It includes a timing controller that controls the data driving circuit and the scan driving circuit. Each of the pixels may include a thin film transistor (TFT) that supplies the voltage of the data line to the pixel electrode in response to the scan pulse. The scan pulse swings between the gate on voltage (gate high voltage, VGH) and the gate off voltage (gate low voltage, VGL). The gate-on voltage (VGH) is set to a voltage higher than the threshold voltage (VTH) of the pixel TFT, and the gate-off voltage (VGH) is set to a voltage lower than the threshold voltage (VTH) of the pixel TFT.
한편, 높은 이동도(mobility) 및 저 생산비용을 갖고, LTPS TFT 대비 소자 간 균일성이 높아 대면적 디스플레이 패널에 적용이 가능하며, 낮은 오프 전류 특성을 가져 저 소비전력 구현이 가능하다는 점에서, 최근 산화물 TFT에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Meanwhile, it has high mobility and low production costs, can be applied to large-area display panels due to high uniformity between elements compared to LTPS TFT, and has low off-current characteristics, enabling low power consumption. Recently, research on oxide TFTs is actively underway.
이하의 선행기술문헌에는 산화물 TFT를 위한 스캔 드라이버에 대해 소개하고 있으나, 구동 회로의 안정성을 확보하기 위한 구조 및 산화물 TFT의 특성을 고려한 새로운 스캔 드라이버의 개발이 요구된다.The following prior art literature introduces scan drivers for oxide TFTs, but the development of new scan drivers taking into account the structure and characteristics of oxide TFTs to ensure the stability of the driving circuit is required.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 디스플레이 구동을 위한 종래의 스캔 드라이버가 풀-다운(pull-down) 유닛의 DC 타입 구동의해 지속적인 바이어스 스트레스가 가해지는 약점을 극복하고, 산화물 TFT의 공핍 모드 동작에 의해 음의 문턱 전압을 갖는 TFT에 누설 전류가 발생하여 소비 전력이 증가하는 단점을 해소하고, 풀-업(pull-up) 트랜지스터의 기생 커패시턴스 및 클럭 신호로 인해 순간적으로 높은 리플(ripple) 전압이 발생하여 출력 노드에 다중 출력이 발생하는 문제를 해결하며, 부트스트래핑(bootstrapping) 전압이 인가되는 경우 드레인-소스 전압 증가에 따른 TFT 열화를 방지하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to overcome the weakness of the conventional scan driver for display driving in which continuous bias stress is applied by DC type driving of the pull-down unit, and to overcome the weakness of the conventional scan driver for display driving, which is the depletion mode operation of the oxide TFT. It solves the problem of increased power consumption due to leakage current occurring in the TFT with negative threshold voltage, and temporarily high ripple voltage due to the parasitic capacitance of the pull-up transistor and clock signal. This solves the problem of multiple outputs occurring at the output node, and prevents TFT deterioration due to an increase in drain-source voltage when a bootstrapping voltage is applied.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver)에 있어서, 상기 스테이지 각각은, 부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부; 상기 Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부의 다중 출력을 방지하는 전압 제어부; 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부; 및 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a scan driver includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage according to an embodiment of the present invention. Each of the stages includes: an output unit connected to a Q node to which bootstrapping is applied and supplying voltage to the display device; a voltage control unit that prevents multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the Q node when a dropped voltage is applied through the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure; a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in sections other than the output section of the Q node; and a deterioration prevention unit consisting of a plurality of transistors connected to the Q node and distributing voltage in series.
일 실시예에 따른 스캔 드라이버에서, 상기 전압 제어부는, 상기 A 노드에 하이(high) 전압에서 로우(low) 전압으로 강하된 전압을 인가하고, 상기 A 노드에 연결된 커패시터를 이용한 커플링 효과를 통해 상기 Q 노드의 전압을 상기 로우 전압으로 강하시키도록 유도하여 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지할 수 있다.In the scan driver according to one embodiment, the voltage control unit applies a voltage lowered from a high voltage to a low voltage to the A node, and through a coupling effect using a capacitor connected to the A node. By inducing the voltage of the Q node to drop to the low voltage, multiple outputs of the scan output node and the carry output node of the output unit can be prevented.
일 실시예에 따른 스캔 드라이버에서, 상기 풀-다운부는, 상기 Q 노드, 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각을 1/3의 클럭 주기 동안 방전시킬 수 있다.In the scan driver according to one embodiment, the pull-down unit may discharge each of the Q node, the scan output node of the output unit, and the carry output node for 1/3 of a clock cycle.
일 실시예에 따른 스캔 드라이버에서, 상기 열화 방지부는, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터 및 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 드레인-소스 전압을 감소시킬 수 있다.In the scan driver according to one embodiment, the degradation prevention unit may reduce drain-source voltage by distributing voltage through a transistor connected to the Q node and a series two transistor (STT) structure.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 산화물 TFT(thin film transistor)로 구성되는 디스플레이 패널; 및 상기 산화물 TFT의 노멀리 온(normally on) 상태에 따른 공핍 모드(depletion mode) 동작에 대응하는 스캔 드라이버(scan driver);를 포함하고, 상기 스캔 드라이버는, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하되, 상기 스테이지 각각은, 부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부; 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부의 다중 출력을 방지하는 전압 제어부; 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부; 및 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a display device according to another embodiment of the present invention includes a display panel composed of an oxide thin film transistor (TFT); And a scan driver corresponding to a depletion mode operation according to the normally on state of the oxide TFT, wherein the scan driver receives the output signal of the previous stage. It includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing them to the next stage, each stage comprising: an output unit connected to a Q node to which bootstrapping is applied and supplying a voltage to the display device; a voltage control unit that prevents multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the Q node when a voltage drop is applied through the A node formed in a boosted-down structure; a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in sections other than the output section of the Q node; and a deterioration prevention unit consisting of a plurality of transistors connected to the Q node and distributing voltage in series.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver)의 제어 방법은, 상기 스테이지 각각을 통해, (a) 제 1 트랜지스터를 구동하여 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부에 연결되는 Q 노드를 프리-차징(pre-charging)하는 단계; (b) 상기 출력부에 연결되는 제 1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)을 발생시킴으로써 상기 출력부에서 하이(high) 전압을 출력하고, 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부를 통해 트랜지스터 각각의 드레인-소스 전압을 감소시키는 단계; (c) 상기 출력부의 풀-업(pull-up) 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드를 방전시키는 단계; (d) 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부를 통해, 상기 Q 노드 및 상기 출력부의 스캔 출력 노드를 제 1 로우(low) 전압으로, 상기 출력부의 캐리 출력 노드를 제 2 로우 전압으로 방전시키는 단계; 및 (e) 상기 Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드가 상기 제 2 로우 전압으로 방전되면 상기 Q 노드의 전압을 상기 제 2 로우 전압으로 유도하는 단계;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a scan driver includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage according to another embodiment of the present invention. The control method includes, through each of the stages, (a) pre-charging the Q node connected to the output unit that drives the first transistor to supply voltage to the display device; (b) outputting a high voltage from the output unit by generating bootstrapping through a first capacitor connected to the output unit, and connecting the Q node to distribute the voltage in series Reducing the drain-source voltage of each transistor through a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors; (c) discharging the scan output node and carry output node of the output unit through a pull-up transistor of the output unit; (d) Through a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in the remaining sections excluding the output section of the Q node, the scan output node of the Q node and the output unit is first low (low). ) voltage, discharging the carry output node of the output unit to a second low voltage; and (e) inducing the voltage of the Q node to the second low voltage when the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure is discharged to the second low voltage. Includes.
본 발명의 실시예들은, 부스티드-다운 구조를 통한 다중 출력을 방지하고, 풀-다운 동작의 듀티 비를 조절하여 방전시킴으로써 소자의 열화를 방지하고, 낮은 드레인-소스 전압 확보를 통해 소자의 열화를 방지하며, 공핍 모드 동작 대응을 통해 제품의 수율 향상에 기여할 수 있다.Embodiments of the present invention prevent multiple outputs through a boosted-down structure, prevent device deterioration by discharging by adjusting the duty ratio of the pull-down operation, and prevent device deterioration by securing a low drain-source voltage. It can contribute to improving product yield by responding to depletion mode operation.
도 1은 부트스트래핑 기법이 적용된 스캔 드라이버 회로 및 그 타이밍 다이어그램을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 드라이버 회로의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5 내지 도 9는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법의 각 단계에 따른 회로의 순차적인 동작을 타이밍 다이어그램과 함께 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 스캔 드라이버 회로의 시뮬레이션 결과를 예시한 그래프이다.Figure 1 is a diagram illustrating a scan driver circuit to which a bootstrapping technique is applied and its timing diagram.
Figure 2 is a diagram illustrating a scan driver circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a timing diagram of the scan driver circuit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing a control method of a scan driver circuit according to another embodiment of the present invention.
5 to 9 are diagrams showing the sequential operation of the circuit according to each step of the control method of the scan driver circuit with timing diagrams.
10 to 12 are graphs illustrating simulation results of a scan driver circuit according to embodiments of the present invention.
본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명이 활용되는 디스플레이 구동 기술 분야에서 활용될 수 있는 스캔 드라이버 회로의 기술적 특성과 약점을 간략히 소개하도록 한다.Before describing the embodiments of the present invention in detail, let us briefly introduce the technical characteristics and weaknesses of the scan driver circuit that can be used in the display driving technology field in which the present invention is used.
디스플레이 구동에 사용되는 스캔 드라이버 회로는 각 화소로 안정적인 전압 공급을 위해 풀-업 트랜지스터에 부트스트래핑(bootstrapping) 기법을 적용하여, TFT의 게이트 전압을 상승시켜 출력단으로 안정적인 전압이 전달될 수 있도록 하는 것을 기본 구조로 하고 있다. 여기서 부트스트래핑 기법이 적용되는 노드를 Q 노드로 명명한다. 일반적으로 스캔 드라이버 회로에서의 Q 노드는 안정적인 화소 구동을 위해 프리-차지(pre-charge) 및 부트스트래핑 구간을 제외하고는 동작하지 않는다. 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 Q 노드가 동작하게 되면 풀-업(pull-up) 트랜지스터를 통해 클럭 전압이 출력 노드로 인가될 수 있기 때문에 스캔 드라이버 회로에 Q 노드 및 출력 노드를 방전시키기 위한 풀-다운(pull-down) 유닛을 추가 설계할 수 있다.The scan driver circuit used to drive the display applies a bootstrapping technique to the pull-up transistor to supply a stable voltage to each pixel, increasing the gate voltage of the TFT so that a stable voltage can be transmitted to the output terminal. It has a basic structure. Here, the node to which the bootstrapping technique is applied is named Q node. In general, the Q node in a scan driver circuit does not operate except during the pre-charge and bootstrapping periods for stable pixel driving. When the Q node operates in sections other than the output section, the clock voltage can be applied to the output node through a pull-up transistor, so the scan driver circuit has a pull-up voltage to discharge the Q node and the output node. Additional pull-down units can be designed.
이러한 풀-다운 유닛은 화소 구동 시간을 제외하고 Q 노드를 방전시키기 위해 항상 켜져 있으므로 DC 타입으로 구동한다고 볼 수 있다. 그러나, DC 타입으로 구동하게 되면 풀-다운 유닛에 대해 지속적인 바이어스 스트레스가 가해져 TFT의 열화가 발생하게 된다. 또한, Q 노드에 부트스트래핑 전압이 인가되었을 때, Q 노드와 연결된 TFT의 드레인-소스 전압이 상당히 높아지게 된다. 이는 TFT의 열화로 이어져 전기적 특성이 변화(문턱 전압 이동, 온 전류 감소 등)하고, 회로의 안정성에 직접적인 영향을 미친다.This pull-down unit is always on to discharge the Q node except for the pixel driving time, so it can be considered to be driven as a DC type. However, when driven in the DC type, continuous bias stress is applied to the pull-down unit, causing deterioration of the TFT. Additionally, when a bootstrapping voltage is applied to the Q node, the drain-source voltage of the TFT connected to the Q node becomes significantly higher. This leads to deterioration of the TFT, changes in electrical characteristics (shift in threshold voltage, reduction in on-state current, etc.) and directly affects the stability of the circuit.
한편, 산화물 TFT는 인듐-갈륨-아연-산소(In-Ga-Zn-O, IGZO)의 비율을 조절하여 채널 층을 구성하는데, 전자 이동도를 높이기 위해 인듐(In)의 비율을 높일 수 있다. 그러나, 인듐의 비율이 높아지게 되면 산소 공핍(oxygen vacancy)이 증가하여 산화물 TFT의 문턱 전압이 음의 값을 가지게 되어 게이트 전압에 바이어스를 가해주지 않아도 트랜지스터의 채널이 형성되는 노멀리 온(normally on) 상태가 되며, 이를 공핍 모드(depletion mode) 동작이라고 한다. 따라서 TFT의 공핍 모드 동작에 대응할 수 있는 스캔 드라이버 구조가 요구된다.Meanwhile, oxide TFT configures the channel layer by controlling the ratio of indium-gallium-zinc-oxygen (In-Ga-Zn-O, IGZO), and the ratio of indium (In) can be increased to increase electron mobility. . However, as the proportion of indium increases, oxygen vacancy increases, causing the threshold voltage of the oxide TFT to have a negative value, so that the transistor channel is formed without applying a bias to the gate voltage. state, and this is called depletion mode operation. Therefore, a scan driver structure that can respond to the depletion mode operation of the TFT is required.
도 1은 부트스트래핑 기법이 적용된 스캔 드라이버 회로 및 그 타이밍 다이어그램을 예시한 도면으로, Q 노드에 클럭(CLK)을 이용한 부트스트래핑 기법을 적용하여 안정적인 출력이 이루어지며, 그 이후 풀-다운 유닛을 통해 출력 노드를 100% 듀티(duty)로 방전시킴으로서 다중 출력을 방지하고자 하였다. 그러나, 풀-다운 유닛은 Q 노드 및 VOUT n을 방전시키기 위해 DC 타입으로 구동하여 항상 턴 온 되어있어 풀-다운 유닛에 대해 지속적인 바이어스 스트레스가 가해지고, 그로 인해 TFT의 열화가 발생하게 된다.Figure 1 is a diagram illustrating a scan driver circuit to which a bootstrapping technique is applied and its timing diagram. Stable output is achieved by applying a bootstrapping technique using a clock (CLK) to the Q node, and then through a pull-down unit. We attempted to prevent multiple outputs by discharging the output node at 100% duty. However, the pull-down unit is driven in DC type to discharge the Q node and VOUT n and is always turned on, so continuous bias stress is applied to the pull-down unit, resulting in deterioration of the TFT.
또한, 도 1의 스캔 드라이버 회로에서는 산화물 TFT의 공핍 방식 동작을 고려하지 않아 음의 문턱 전압을 갖는 TFT에서 누설 전류가 발생하여 소비 전력이 증가하는 단점이 있으며, 풀-업 트랜지스터의 기생 커패시턴스 및 클럭(CLK) 신호에 의해 순간적으로 높은 리플(ripple) 전압이 Q 노드에 발생하여 출력 노드(VOUT n)에 다중 출력이 발생할 우려가 존재한다. 이와 더불어, 부트스트래핑 구간 동안 Q 노드와 연결된 트랜지스터 T1, T2 및 T3에 상당히 높은 드레인-소스 전압이 인가되어 소자 열화가 발생할 수 있다.In addition, the scan driver circuit of Figure 1 does not consider the depletion mode operation of the oxide TFT, which has the disadvantage of increasing power consumption due to leakage current occurring in the TFT with a negative threshold voltage, and the parasitic capacitance of the pull-up transistor and clock There is a risk that a high ripple voltage will momentarily occur at the Q node due to the (CLK) signal, causing multiple outputs at the output node (VOUT n). In addition, during the bootstrapping period, a fairly high drain-source voltage is applied to transistors T1, T2, and T3 connected to the Q node, which may cause device deterioration.
따라서, 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은 상기 기술적 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, TFT의 노멀리 온 동작으로 인한 누설 전류가 발생하여 소비 전력이 상승하는 문제를 해결하기 위해 공핍 모드 동작 대응이 가능한 스캔 드라이버 회로를 제안하고자 한다.Therefore, the embodiments of the present invention described below were devised to overcome the above technical limitations, and respond to depletion mode operation to solve the problem of increased power consumption due to leakage current due to normally-on operation of the TFT. I would like to propose a scan driver circuit that makes this possible.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, detailed descriptions of known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention are omitted in the following description and attached drawings. In addition, throughout the specification, 'including' a certain component does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but rather means that other components may be further included.
또한, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Additionally, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “comprise” are intended to designate the presence of the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless specifically defined differently, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 회로를 도시한 도면이다. 스캔 드라이버는, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하며, 여기서는 스테이지 각각에 적용될 수 있는 단일 스테이지의 구조를 나타내었다. 스캔 드라이버 회로는 14개의 트랜지스터 및 2개의 커패시터(14T2C)로 구성되어 있다. 각 화소에 들어가는 스캔 출력은 G[n] 노드이며, CR[n]은 각 스캔 드라이버 스테이지에 입력 신호로 사용된다. 도 2의 회로를 구성하는 노드의 의미는 다음의 표 1과 같다.Figure 2 is a diagram illustrating a scan driver circuit according to an embodiment of the present invention. The scan driver includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage. Here, the structure of a single stage that can be applied to each stage is shown. The scan driver circuit consists of 14 transistors and 2 capacitors (14T2C). The scan output to each pixel is the G[n] node, and CR[n] is used as an input signal to each scan driver stage. The meaning of the nodes constituting the circuit of FIG. 2 is shown in Table 1 below.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 스캔 드라이버 회로의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면으로서, 클럭 신호는 총 6상이 사용되며, 도 2의 스캔 드라이버 회로의 입력 신호로서 예시되었다. 각 노드의 의미는 다음의 표 2와 같다.FIG. 3 is a diagram illustrating a timing diagram of the scan driver circuit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. A total of 6 phases of clock signals are used, and is illustrated as an input signal of the scan driver circuit of FIG. 2. The meaning of each node is shown in Table 2 below.
도 2 및 도 3을 통해 본 실시예가 제안하는 스캔 드라이버 구조는, 앞서 지적하였던 기생 커패시터에 의한 다중 출력, 풀-다운 유닛의 전기적 열화, 높은 드레인-소스 전압에 의한 트랜지스터의 전기적 열화로 인해 야기될 수 있는 회로 오작동 문제를 해결하기 위해 안출되었으며, 부스티드-다운(boosted-down) 구조, 풀-다운 유닛의 듀티 비(duty ratio) 조절 및 시리즈-투-트랜지스터(series-two-transistor, STT) 구조를 도입하였다.2 and 3, the scan driver structure proposed in this embodiment has multiple outputs due to parasitic capacitors, electrical deterioration of the pull-down unit, and electrical deterioration of the transistor due to high drain-source voltage, as pointed out earlier. It was designed to solve the problem of circuit malfunctions, including boosted-down structure, duty ratio adjustment of the pull-down unit, and series-two-transistor (STT). structure was introduced.
출력부(10)는, 부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 구성이다.The output unit 10 is connected to a Q node to which bootstrapping is applied and supplies voltage to the display device.
전압 제어부(20)는, 상기 Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부(10)의 다중 출력을 방지하는 구성이다. 보다 구체적으로, 전압 제어부(20)는, 상기 A 노드에 하이(high) 전압에서 로우(low) 전압으로 강하된 전압을 인가하고, 상기 A 노드에 연결된 커패시터를 이용한 커플링 효과를 통해 상기 Q 노드의 전압을 상기 로우 전압으로 강하시키도록 유도하여 상기 출력부(10)의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 전압 제어부(20)는, 상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부(10)에 포함된 풀-업(pull-up) 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 방지하게 된다.The voltage control unit 20 induces a voltage drop in the Q node when a dropped voltage is applied through the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure, thereby generating the output unit 10. This is a configuration that prevents multiple output. More specifically, the voltage control unit 20 applies a voltage lowered from a high voltage to a low voltage to the A node, and connects the Q node through a coupling effect using a capacitor connected to the A node. By inducing the voltage of to drop to the low voltage, multiple outputs of the scan output node and the carry output node of the output unit 10 can be prevented. Here, the voltage control unit 20 controls the parasitic capacitor of the pull-up transistor included in the output unit 10 and the ripple voltage of the Q node through the voltage drop of the Q node. It is prevented.
도 2를 참조하면, 전압 제어부(20)의 부스티드-다운 구조를 통해 A 노드 A[n]에 CLK2L 신호가 하이 전압 VGH에서 제 2 로우 전압 VGL2으로 인가될 때, 전압 제어부(20)의 커패시터(C2)의 커플링 효과를 통해 Q 노드 Q[n]의 전압이 제 2 로우 전압 VGL2으로 내려간다. 이때 출력부(10)의 풀-업 트랜지스터(T3, T4)의 높은 기생 커패시터 및 CLK3, CLK3L에 의한 Q 노드 Q[n]의 리플 전압이 방지되어 스캔 출력 노드 G[n] 및 캐리 출력 노드 CR[n]의 다중 출력이 발생하지 않아 회로에 대한 신뢰성 확보가 가능하다.Referring to FIG. 2, when the CLK2L signal is applied from the high voltage VGH to the second low voltage VGL2 to the A node A[n] through the boosted-down structure of the voltage control unit 20, the capacitor of the voltage control unit 20 Through the coupling effect of (C2), the voltage of the Q node Q[n] goes down to the second low voltage VGL2. At this time, the high parasitic capacitor of the pull-up transistors (T3, T4) of the output unit 10 and the ripple voltage of the Q node Q[n] due to CLK3 and CLK3L are prevented, thereby preventing the scan output node G[n] and the carry output node CR. Since multiple outputs of [n] do not occur, reliability of the circuit can be secured.
풀-다운(pull-down)부(30)는, 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부(10)를 방전시키는 구성이다. 보다 구체적으로, 풀-다운부(30)는, 상기 Q 노드, 상기 출력부(10)의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각을 1/3의 클럭 주기 동안 방전시킬 수 있다. 이때, 상기 A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터(inverter) 구조(50)를 형성하는 D 노드를 더 포함할 수 있는데, 상기 풀-다운부(30)는, 상기 D 노드를 통해 상기 A 노드를 2/3의 클럭 주기 동안 방전시키고, 상기 A 노드를 통해 상기 Q 노드를 방전시킬 수 있다.The pull-down unit 30 is configured to discharge the Q node and the output unit 10 in sections other than the output section of the Q node. More specifically, the pull-down unit 30 may discharge each of the Q node, the scan output node and the carry output node of the output unit 10 for 1/3 of the clock cycle. At this time, it may further include a D node connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure 50. The pull-down unit 30 may be connected to the D node through the D node. The A node can be discharged for 2/3 of the clock cycle, and the Q node can be discharged through the A node.
도 2를 참조하면, 풀-다운부(30)는, 출력부(10)의 내부에 포함되는 트랜지스터(32)(T6, T7) 및 출력부(10)의 외부에 형성되는 트랜지스터(31)(T5a, T5b)로부터 구성될 수 있다. 풀-다운부(30)의 열화 방지를 위해 Q 노드 Q[n], 스캔 출력 노드 G[n], 캐리 출력 노드 CR[n]를 각각 33.3%의 클럭(CLK) 주기(duty ratio) 동안 방전한다. 특히, A 노드 A[n]를 통해 Q 노드 Q[n]의 방전이 이루어지는데, D 노드 D[n] 및 풀-다운 트랜지스터 T9를 통해 A 노드 A[n]가 66.6%의 클럭 주기 동안 방전된다. 따라서 각 풀-다운 유닛에 대한 열화 방지를 통해 Q 노드 Q[n] 및 스캔 출력 노드 G[n], 캐리 출력 노드 CR[n]의 신뢰성을 한 번에 확보할 수 있다.Referring to FIG. 2, the pull-down unit 30 includes transistors 32 (T6, T7) included inside the output unit 10 and transistors 31 (T6, T7) formed outside the output unit 10. T5a, T5b). To prevent deterioration of the pull-down unit 30, the Q node Q[n], scan output node G[n], and carry output node CR[n] are discharged for a clock (CLK) cycle (duty ratio) of 33.3%, respectively. do. In particular, the Q node Q[n] is discharged through the A node A[n], and the A node A[n] is discharged through the D node D[n] and the pull-down transistor T9 for 66.6% of the clock cycle. do. Therefore, the reliability of the Q node Q[n], scan output node G[n], and carry output node CR[n] can be secured at once by preventing deterioration of each pull-down unit.
열화 방지부(40)는, 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성된다. 보다 구체적으로, 열화 방지부(40)는, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터(41) 및 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조(42)를 통해 전압을 분배함으로써 드레인-소스 전압을 감소시킬 수 있다. 이때, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터(41)는 상기 Q 노드 및 프리-차징(pre-charging) 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 프리-차징 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감소시키게 된다.The deterioration prevention unit 40 is composed of a plurality of transistors that are connected to the Q node and distribute voltage in series. More specifically, the deterioration prevention unit 40 reduces the drain-source voltage by distributing the voltage through the transistor 41 and the series two transistor (STT) structure 42 connected to the Q node. You can do it. At this time, the transistor 41 connected to the Q node is connected between the Q node and a pre-charging transistor to reduce the drain-source voltage of the pre-charging transistor.
앞서 도 1에 예시된 스캔 드라이버 회로에서 부트스트래핑 구간 동안 트랜지스터 T1, T2 및 T3에 상당히 높은 드레인-소스 전압이 인가되었고, 이는 장시간 구동시 소자 열화를 유발하여 회로 오작동을 초래할 수 있음을 지적한 바 있다. 따라서, 본 실시예가 제안하는 도 2에서는 Q 노드 Q[n]와 연결된 트랜지스터(41)(T2) 및 시리즈-투-트랜지스터(T5a, T5b, T5c) 구조(42)를 통해 소자의 드레인-소스 전압을 낮추는 구조를 적용함으로써 소자 안정성을 확보할 수 있다.It was previously pointed out that in the scan driver circuit illustrated in FIG. 1, a fairly high drain-source voltage was applied to transistors T1, T2, and T3 during the bootstrapping period, and that this could cause device deterioration during long-term operation, resulting in circuit malfunction. . Therefore, in Figure 2 proposed by this embodiment, the drain-source voltage of the device is connected to the Q node Q[n] through the transistor 41 (T2) and the series-to-transistor (T5a, T5b, T5c) structure 42. Device stability can be secured by applying a structure that lowers .
한편, 상기된 본 실시예에 따른 스캔 드라이버 회로는, 다양한 유형의 TFT(a-Si:H, Poly-Si TFT, Organic TFT 등)에 적용될 수 있으며, 또한 산화물 TFT 기반의 스캔 드라이버 회로로서 활용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 산화물 TFT(thin film transistor)로 구성되는 디스플레이 패널 및 상기 산화물 TFT의 노멀리 온(normally on) 상태에 따른 공핍 모드(depletion mode) 동작에 대응하는 스캔 드라이버(scan driver)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the scan driver circuit according to the present embodiment described above can be applied to various types of TFTs (a-Si:H, Poly-Si TFT, Organic TFT, etc.), and can also be used as an oxide TFT-based scan driver circuit. You can. Therefore, a display device according to another embodiment of the present invention corresponds to a display panel composed of an oxide TFT (thin film transistor) and a depletion mode operation according to the normally on state of the oxide TFT. It may include a scan driver.
여기서, 상기 스캔 드라이버는 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하되, 상기 스테이지 각각은, 앞서 도 2를 통해 기술한 스캔 드라이버의 각 구성을 활용하여 구현될 수 있으므로, 여기서는 그 개요만을 약술하도록 한다.Here, the scan driver includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage, and each of the stages is an angle of the scan driver described above with reference to FIG. 2. Since it can be implemented using configuration, only the outline will be outlined here.
출력부는, 부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 구성이다.The output unit is connected to the Q node to which bootstrapping is applied and supplies voltage to the display device.
전압 제어부는, 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부의 다중 출력을 방지하는 구성이다. 이러한 전압 제어부는, 상기 A 노드에 하이(high) 전압에서 로우(low) 전압으로 강하된 전압을 인가하고, 상기 A 노드에 연결된 커패시터를 이용한 커플링 효과를 통해 상기 Q 노드의 전압을 상기 로우 전압으로 강하시키도록 유도하며, 상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부에 포함된 풀-업(pull-up) 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 방지함으로써 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지할 수 있다.The voltage control unit is configured to prevent multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the Q node when a voltage drop is applied through the A node formed in a boosted-down structure. This voltage control unit applies a voltage dropped from a high voltage to a low voltage to the A node, and changes the voltage of the Q node to the low voltage through a coupling effect using a capacitor connected to the A node. and scan the output unit by preventing the parasitic capacitor of the pull-up transistor included in the output unit and the ripple voltage of the Q node through the voltage drop of the Q node. Multiple outputs of output nodes and carry output nodes can be prevented.
풀-다운(pull-down)부는, 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 구성이다. 여기서, 상기 스캔 드라이버의 스테이지 각각은, 상기 A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터 구조를 형성하는 D 노드를 더 포함하고, 상기 풀-다운부는, 상기 Q 노드, 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각을 1/3의 클럭 주기 동안 방전시키되, 상기 D 노드를 통해 상기 A 노드를 2/3의 클럭 주기 동안 방전시키고, 상기 A 노드를 통해 상기 Q 노드를 방전시킬 수 있다.The pull-down unit is configured to discharge the Q node and the output unit in the remaining sections excluding the output section of the Q node. Here, each stage of the scan driver further includes a D node connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure, wherein the pull-down unit is the Q node and the scan output node of the output unit. and each of the carry output nodes can be discharged for 1/3 of the clock cycle, while the A node can be discharged for 2/3 of the clock cycle through the D node, and the Q node can be discharged through the A node.
열화 방지부는, 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성된다. 이러한 열화 방지부는, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터 및 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 드레인-소스 전압을 감소시키되, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터는 상기 Q 노드 및 프리-차징(pre-charging) 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 프리-차징 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감소시킬 수 있다.The deterioration prevention unit is composed of a plurality of transistors that are connected to the Q node and distribute voltage in series. This deterioration prevention unit reduces the drain-source voltage by distributing voltage through a transistor connected to the Q node and a series-to-transistor (series two transistor, STT) structure, and the transistor connected to the Q node is connected to the Q node and It can be connected between pre-charging transistors to reduce the drain-source voltage of the pre-charging transistor.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 드라이버 회로의 제어 방법을 도시한 흐름도로서, 이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하는 스캔 드라이버(scan driver)의 제어 방법에 있어서, 스테이지 각각을 통해 도 2의 스캔 드라이버 회로를 제어하는 시계열적인 과정을 나타내었다. 이를 위해, 제안된 스캔 드라이버 회로에서 산화물 TFT를 기반으로 SmartSpice 시뮬레이션이 병행되었다. 사용된 모델의 문턱 전압(VTH)은 2 V이며 채널 길이는 5 μm이다. 또한 CLK1(L)~CLK3(L), CR[n-1] 및 G[n-1]은 -5 V ~ 28 V로 스윙하며 VGH, VGL1, VGL2는 각각 28 V, -5V, -13 V의 전압을 가진다. 또한, 도 5 내지 도 9는 스캔 드라이버 회로의 제어 방법의 각 단계에 따른 회로의 순차적인 동작을 타이밍 다이어그램과 함께 나타낸 도면이다.Figure 4 is a flowchart showing a control method of a scan driver circuit according to another embodiment of the present invention, which includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by transferring the output signal of the previous stage to the next stage. In the scan driver control method, a time-series process of controlling the scan driver circuit of FIG. 2 through each stage is shown. For this purpose, SmartSpice simulation based on oxide TFT was performed in parallel in the proposed scan driver circuit. The threshold voltage (VTH) of the model used is 2 V and the channel length is 5 μm. Additionally, CLK1(L) to CLK3(L), CR[n-1], and G[n-1] swing from -5 V to 28 V, and VGH, VGL1, and VGL2 swing from 28 V, -5V, and -13 V, respectively. has a voltage of In addition, FIGS. 5 to 9 are diagrams showing the sequential operation of the circuit according to each step of the control method of the scan driver circuit along with timing diagrams.
S410 단계에서는, 제 1 트랜지스터를 구동하여 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부에 연결되는 Q 노드를 프리-차징(pre-charging)한다. 보다 구체적으로, 우선 하이 전압 [VGH]의 인가에 따라 제 1 트랜지스터를 구동하여 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부에 연결되는 Q 노드를 [VGH-VTH] (VTH는 문턱 전압)까지 프리-차징한다. 그런 다음, 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드에 각각 제 1 로우 전압 [VGL1] 및 제 2 로우 전압 [VGL2] (VGL1>VGL2)을 인가할 수 있다.In step S410, the first transistor is driven to pre-charge the Q node connected to the output unit that supplies voltage to the display device. More specifically, first, upon application of a high voltage [VGH], the Q node connected to the output unit that drives the first transistor to supply voltage to the display device is pre-charged to [VGH-VTH] (VTH is the threshold voltage). do. Then, the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2] (VGL1>VGL2) can be applied to the scan output node and the carry output node of the output unit, respectively, through the pull-up transistor of the output unit.
S410 단계와 함께 프리-차징 구간을 나타낸 도 5를 참조하면, 캐리 출력 노드 CR[n-1], 스캔 출력 노드 G[n-1]가 하이 전압 [VGH]을 통해 프리-차징 트랜지스터(T1)를 동작시키고, Q 노드 Q[n]를 [VGH-VTH]까지 충전시킨다. 이때, 출력부의 풀-업 트랜지스터 T3, T4 및 CLK3, CLK3L 신호를 통해 스캔 출력 노드 G[n], 캐리 출력 노드 CR[n]에 각각 제 1 로우 전압 [VGL1], 제 2 로우 전압 [VGL2]이 인가된다. 한편, A 노드 A[n]의 전압은 A 노드 A[n]와 연결된 트랜지스터(T8)을 통해 제 1 로우 전압 [VGL1]으로 방전된다.Referring to FIG. 5 showing the pre-charging section along with step S410, the carry output node CR[n-1] and the scan output node G[n-1] are connected to the pre-charging transistor (T1) through the high voltage [VGH]. Operate and charge the Q node Q[n] to [VGH-VTH]. At this time, the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2] are applied to the scan output node G[n] and carry output node CR[n] through the pull-up transistors T3, T4, CLK3, and CLK3L signals of the output unit, respectively. This is approved. Meanwhile, the voltage of the A node A[n] is discharged to the first low voltage [VGL1] through the transistor T8 connected to the A node A[n].
S420 단계에서는, 출력부에 연결되는 제 1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)을 발생시킴으로써 상기 출력부에서 하이(high) 전압을 출력하고, 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부를 통해 트랜지스터 각각의 드레인-소스 전압을 감소시킨다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 트랜지스터를 턴-오프하고 상기 Q 노드를 플로팅(floating) 상태로 유도하여 상기 출력부에 연결되는 제 1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)을 발생시킨다. 이때, 상기 Q 노드의 전압을 [VGH-VTH]+[VGH-VGL1]으로 증가시킴으로써 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각에서 상기 하이 전압을 출력할 수 있다. 한편, 상기 제 1 트랜지스터와 상기 Q 노드 사이에 연결된 트랜지스터가 턴-오프되어 상기 제 1 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 [VGH-VTH-VGL1]로 감소시킬 수 있으며, 또한 상기 Q 노드와 연결된 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 트랜지스터 각각의 드레인-소스 전압을 감소시킬 수 있다. In step S420, the output unit outputs a high voltage by generating bootstrapping through a first capacitor connected to the output unit, and is connected to the Q node to distribute the voltage in series. The drain-source voltage of each transistor is reduced through a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors. More specifically, the first transistor is turned off and the Q node is brought into a floating state to generate bootstrapping through the first capacitor connected to the output unit. At this time, by increasing the voltage of the Q node to [VGH-VTH]+[VGH-VGL1], the high voltage can be output from each of the scan output node and carry output node of the output unit through the pull-up transistor of the output unit. there is. Meanwhile, the transistor connected between the first transistor and the Q node may be turned off to reduce the drain-source voltage of the first transistor to [VGH-VTH-VGL1], and the series connected to the Q node may be reduced to [VGH-VTH-VGL1]. By distributing voltage through a two-transistor (series two transistor, STT) structure, the drain-source voltage of each transistor can be reduced.
S420 단계와 함께 부트스트래핑 및 스캔 출력 노드 G[n]의 출력 구간을 나타낸 도 6을 참조하면, 복수 개의 트랜지스터 T2 및 STT 구조(T5a, T5b, T5c)를 통해 T1, T2 및 T5a, T5b의 드레인-소스 전압을 감소시켜 소자 열화를 개선하고자 하였다. 보다 구체적으로, 프리-차징 트랜지스터 T1가 턴 오프가 되고, Q 노드 Q[n]가 플로팅 상태가 되어 CLK3의 하이 전압 [VGH] 및 커패시터 C1을 통해 부트스트래핑이 발생한다. 그러면, Q 노드 Q[n]의 전압이 [VGH-VTH]+[VGH-VGL1] 값으로 증가하여 풀-업 트랜지스터 T3 및 T4를 통해 스캔 출력 노드 G[n] 및 캐리 출력 노드 CR[n]는 하이 전압 [VGH]의 출력이 이루어진다. 이때, 트랜지스터 T2는 게이트-소스 전압이 문턱 전압보다 작아 턴 오프(turn off)가 되어 프리-차징 트랜지스터 T1에 인가되는 드레인-소스 전압(VDS)이 [VGH-VTH-VGL1]로 상당히 낮아지게 된다. 또한, 열화 방지부의 트랜지스터 T5a, T5b 및 T5c는 시리즈-투-트랜지스터 구조로 설계되어, 트랜지스터 T5c의 전압이 턴 온(turn on) 되면 트랜지스터 T5a 및 T5b 사이의 노드에 하이 전압 [VGH]이 인가되어 트랜지스터 T5a 및 T5b 각각의 드레인-소스 전압을 낮춰주게 된다. 따라서 프리-차징 트랜지스터 T1, 트랜지스터 T5a 및 T5b의 전기적 열화를 방지하여 소자의 안정성을 확보할 수 있다.Referring to FIG. 6, which shows the output section of the bootstrapping and scan output node G[n] along with step S420, the drains of T1, T2, T5a, and T5b are connected through a plurality of transistors T2 and STT structures (T5a, T5b, and T5c). -An attempt was made to improve device deterioration by reducing the source voltage. More specifically, the pre-charging transistor T1 is turned off, the Q node Q[n] is floating, and bootstrapping occurs through the high voltage [VGH] of CLK3 and capacitor C1. Then, the voltage at Q node Q[n] increases to the value [VGH-VTH]+[VGH-VGL1], thereby increasing scan output node G[n] and carry output node CR[n] through pull-up transistors T3 and T4. The output of high voltage [VGH] is achieved. At this time, transistor T2 is turned off because its gate-source voltage is less than the threshold voltage, so that the drain-source voltage (V DS ) applied to pre-charging transistor T1 is significantly lowered to [VGH-VTH-VGL1]. do. In addition, the transistors T5a, T5b, and T5c of the deterioration prevention section are designed in a series-to-transistor structure, so when the voltage of transistor T5c is turned on, a high voltage [VGH] is applied to the node between transistors T5a and T5b. This lowers the drain-source voltage of each transistor T5a and T5b. Therefore, the stability of the device can be ensured by preventing electrical deterioration of the pre-charging transistor T1 and transistors T5a and T5b.
S430 단계에서는, 출력부의 풀-업(pull-up) 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드를 방전시킨다. 보다 구체적으로, 상기 Q 노드의 플로팅 상태가 유지되어 상기 제 1 커패시터의 커플링 효과에 의해 상기 Q 노드의 전압을 [VGH-VTH]로 감소시킨다. 또한, 제 1 로우 전압 [VGL1] 및 제 2 로우 전압 [VGL2]이 인가된 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드를 각각 방전시킬 수 있다.In step S430, the scan output node and carry output node of the output unit are discharged through the pull-up transistor of the output unit. More specifically, the floating state of the Q node is maintained and the voltage of the Q node is reduced to [VGH-VTH] by the coupling effect of the first capacitor. Additionally, the scan output node and the carry output node of the output unit may be discharged through the pull-up transistor of the output unit to which the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2] are applied.
S430 단계와 함께 Q 노드 Q[n]의 홀딩(holding) 및 스캔 출력 노드 G[n]의 방전 구간을 나타낸 도 7을 참조하면, Q 노드 Q[n]는 여전히 플로팅 상태가 되어, CLK3 및 커패시터 C1의 커플링 효과로 인해 [VGH-VTH] 값으로 다시 내려가게 된다. 동시에 CLK3, CLK3L 신호가 각각 제 1 로우 전압 [VGL1], 제 2 로우 전압 [VGL2]이 되어 출력부의 풀-업 트랜지스터 T3 및 T4를 통해 스캔 출력 노드 G[n] 및 캐리 출력 노드 CR[n]가 방전된다.Referring to Figure 7, which shows the holding of the Q node Q[n] and the discharge section of the scan output node G[n] along with step S430, the Q node Q[n] is still floating, and CLK3 and the capacitor Due to the coupling effect of C1, the value drops back to [VGH-VTH]. At the same time, the CLK3 and CLK3L signals become the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2], respectively, to the scan output node G[n] and carry output node CR[n] through the pull-up transistors T3 and T4 of the output section. is discharged.
S440 단계에서는, Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부를 통해, 상기 Q 노드 및 상기 출력부의 스캔 출력 노드를 제 1 로우(low) 전압으로, 상기 출력부의 캐리 출력 노드를 제 2 로우 전압으로 방전시킨다. 보다 구체적으로, A 노드에 하이 전압 [VGH]을 인가하여 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터를 동작시키고, 상기 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터를 통해 상기 Q 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 1 로우 전압 [VGL1]으로 방전시킬 수 있다. 또한, 상기 A 노드는 상기 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터에 연결되고, 상기 부스티드-다운 구조에 포함되는 제 2 커패시터는 상기 A 노드 및 상기 Q 노드 사이에 연결됨으로써 상기 제 2 커패시터에 [VGH-VGL1]의 전압을 충전할 수 있다. 나아가, 상기 출력부의 스캔 출력 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 1 로우 전압 [VGL1]으로, 상기 출력부의 캐리 출력 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 2 로우 전압 [VGL2]으로, 각각 방전시킬 수 있다.In step S440, through a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in the remaining sections excluding the output section of the Q node, the scan output node of the Q node and the output unit is first low (low). ) voltage, discharging the carry output node of the output unit to a second low voltage. More specifically, a high voltage [VGH] is applied to the A node to operate the transistor included in the pull-down section, and the Q node is operated for 1/3 of the clock cycle through the transistor included in the pull-down section. 1 Can be discharged to low voltage [VGL1]. In addition, the A node is connected to the transistor included in the pull-down unit, and the second capacitor included in the boosted-down structure is connected between the A node and the Q node to provide [VGH to the second capacitor. -VGL1] voltage can be charged. Furthermore, the scan output node of the output unit is discharged to the first low voltage [VGL1] for 1/3 of the clock cycle, and the carry output node of the output unit is discharged to the second low voltage [VGL2] for 1/3 of the clock cycle, respectively. You can do it.
S440 단계와 함께 방전 홀딩(holding) 제 1 구간을 나타낸 도 8을 참조하면, 하이 전압 [VGH]을 갖는 CLK2L 신호가 트랜지스터 T11을 통해 A 노드 A[n]에 인가되어 풀-다운부의 트랜지스터 T5a, T5b가 동작하게 되고, Q 노드 Q[n]의 전압은 제 1 로우 전압 [VGL1]으로 방전된다(33.3% duty ratio). 따라서, A 노드 A[n]가 하이 전압 [VGH]이 되어 커패시터 C2에 저장되는 전압은 [VGH-VGL1]이 된다. 이때, 스캔 출력 노드 G[n] 및 캐리 출력 노드 CR[n]가 트랜지스터 T6 및 T7을 통해 제 1 로우 전압 [VGL1] 및 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 각각 방전된다(33.3% duty ratio). 이를 통해, 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터 소자(T5a, T5b, T6, T7)의 열화를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 8 showing the first section of discharge holding along with step S440, the CLK2L signal with high voltage [VGH] is applied to the A node A[n] through transistor T11, and transistor T5a of the pull-down part, T5b operates, and the voltage of Q node Q[n] is discharged to the first low voltage [VGL1] (33.3% duty ratio). Therefore, the A node A[n] becomes the high voltage [VGH], and the voltage stored in capacitor C2 becomes [VGH-VGL1]. At this time, the scan output node G[n] and the carry output node CR[n] are discharged to the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2] through transistors T6 and T7, respectively (33.3% duty ratio). Through this, it is possible to prevent deterioration of the transistor elements T5a, T5b, T6, and T7 included in the pull-down part.
S450 단계에서는, Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드가 상기 제 2 로우 전압으로 방전되면 상기 Q 노드의 전압을 상기 제 2 로우 전압으로 유도한다. 보다 구체적으로, A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터 구조를 형성하는 D 노드에 하이 전압 [VGH]을 인가하여 상기 풀-다운 트랜지스터를 턴-온시킴으로써 상기 A 노드의 전압을 하이 전압 [VGH]에서 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 방전시킬 수 있다. 그런 다음, 상기 A 노드의 방전에 따라 상기 부스티드-다운 구조에 포함되는 제 2 커패시터의 커플링 효과에 의해 플로팅 상태인 상기 Q 노드의 전압을 제 1 로우 전압 [VGL1]보다 낮은 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 강하시키도록 유도할 수 있다. 따라서, 상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 감소시킴으로써 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지할 수 있다.In step S450, when the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure is discharged to the second low voltage, the voltage of the Q node is induced to the second low voltage. More specifically, a high voltage [VGH] is applied to the D node, which is connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure, to turn on the pull-down transistor, thereby reducing the voltage of the A node to a high voltage [ [VGH] can be discharged to the second low voltage [VGL2]. Then, according to the discharge of the A node, the voltage of the Q node, which is floating due to the coupling effect of the second capacitor included in the boosted-down structure, is lowered to a second low voltage lower than the first low voltage [VGL1]. It can be induced to descend to [VGL2]. Therefore, by reducing the parasitic capacitor of the pull-up transistor of the output unit and the ripple voltage of the Q node through the voltage drop of the Q node, multiple outputs of the scan output node and the carry output node of the output unit can be prevented. there is.
S450 단계와 함께 방전 홀딩(holding) 제 2 구간을 나타낸 도 9를 참조하면, 커패시터 C2의 커플링 효과를 이용하여 Q 노드 Q[n]를 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 완전히 낮추는 부스티드-다운 구조를 적용함으로써 출력부의 풀-업 트랜지스터 T3의 기생 커패시터에 의해 스캔 출력 노드 G[n]의 다중 출력을 방지하고자 하였다. 우선, CLK3L 및 CLK3을 통해 D 노드 D[n]에 하이 전압 [VGH]이 인가되어 풀-다운 트랜지스터 T9가 턴 온 되고, A 노드 A[n]의 전압이 이전의 하이 전압 [VGH]에서 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 인가된다. 따라서, 플로팅 상태인 Q 노드 Q[n]에 부스티드-다운이 발생하여 제 1 로우 전압 [VGL1] 보다 낮은 전압이 충전된다. 이때, CLK3 및 풀-업 트랜지스터 T3의 기생 커패시터(CGDO)에 의한 Q 노드 Q[n]의 리플 전압이 감소하여 스캔 출력 노드 G[n]의 다중 출력이 방지될 수 있다.Referring to FIG. 9 showing the second section of discharge holding along with step S450, boosted-down completely lowers the Q node Q[n] to the second low voltage [VGL2] using the coupling effect of capacitor C2. By applying the structure, we attempted to prevent multiple outputs of the scan output node G[n] due to the parasitic capacitor of the pull-up transistor T3 of the output unit. First, a high voltage [VGH] is applied to the D node D[n] through CLK3L and CLK3 to turn on the pull-down transistor T9, and the voltage of the A node A[n] is reduced from the previous high voltage [VGH]. 2 Low voltage [VGL2] is applied. Accordingly, boosted-down occurs in the Q node Q[n], which is in a floating state, and is charged to a voltage lower than the first low voltage [VGL1]. At this time, the ripple voltage of the Q node Q[n] due to the parasitic capacitor (C GDO ) of CLK3 and the pull-up transistor T3 is reduced, thereby preventing multiple outputs of the scan output node G[n].
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 스캔 드라이버 회로의 시뮬레이션 결과를 예시한 그래프이다.10 to 12 are graphs illustrating simulation results of a scan driver circuit according to embodiments of the present invention.
도 10은 모든 TFT의 문턱 전압이 2.0V일 때의 Q 노드 Q[n] 및 스캔 출력 노드 G[n]의 시뮬레이션 결과이다. n 번째 Q[n]에서 프리-차징 및 부트스트래핑 전압이 각각 26 V, 56 V이며, G[n] 출력은 전압 손실 없이 +28 V의 전압이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.Figure 10 is a simulation result of the Q node Q[n] and scan output node G[n] when the threshold voltage of all TFTs is 2.0V. It can be seen that the pre-charging and bootstrapping voltages at the nth Q[n] are 26 V and 56 V, respectively, and the G[n] output is maintained at a voltage of +28 V without voltage loss.
도 11은 모든 TFT의 문턱 전압이 10.5V일 때의 A 노드 A[n], 스캔 출력 노드 G[n], Q 노드 Q[n]에 대한 시뮬레이션 결과이다. +8.5 V 만큼의 문턱 전압 이동에도 불구하고 G[n] 출력은 전압 손실 없이 +28V의 전압이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.Figure 11 shows simulation results for A node A[n], scan output node G[n], and Q node Q[n] when the threshold voltage of all TFTs is 10.5V. It can be confirmed that despite the threshold voltage shift of +8.5 V, the G[n] output maintains a voltage of +28 V without voltage loss.
도 12는 모든 TFT가 공핍 모드로 동작하고, 문턱 전압이 -3.5 V일 때 본 발명의 실시예들이 제안하는 스캔 드라이버 회로의 Q 노드 Q[n], 스캔 출력 노드 G[n]의 시뮬레이션 파형이다. -5.5V 만큼의 문턱 전압의 이동에도 불구하고 G[n]에서 전압 손실 없이 +28V의 전압이 출력되고 있음을 확인할 수 있다.Figure 12 is a simulation waveform of the Q node Q[n] and scan output node G[n] of the scan driver circuit proposed by embodiments of the present invention when all TFTs operate in depletion mode and the threshold voltage is -3.5 V. . It can be confirmed that a voltage of +28V is output at G[n] without voltage loss despite a shift in the threshold voltage of -5.5V.
본 발명의 실시예들이 적용되는 스캔 드라이버 회로에서 다중 출력 현상, 소자 열화, 높은 소비 전력은 수율 하락의 원인이 될 수 있다. 상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 부스티드-다운 구조를 통한 다중 출력을 방지하고, 풀-다운 동작의 듀티 비를 조절하여 방전시킴으로써 소자의 열화를 방지하고, 낮은 드레인-소스 전압 확보를 통해 소자의 열화를 방지하며, 공핍 모드 동작 대응을 통해 제품의 수율 향상에 기여할 수 있다.In scan driver circuits to which embodiments of the present invention are applied, multiple output phenomena, device deterioration, and high power consumption may cause a decrease in yield. According to the above-described embodiments of the present invention, multiple outputs are prevented through a boosted-down structure, deterioration of the device is prevented by discharging by adjusting the duty ratio of the pull-down operation, and low drain-source voltage is secured. This prevents device deterioration and can contribute to improving product yield by responding to depletion mode operation.
나아가, 본 발명의 실시예들은 AMOLED 및 AMLCD 패널 TFT 기판 내부에 게이트 스캔 드라이버를 설계하여 내장하므로 드라이버 IC를 제거하여 원가 절감의 효과를 가질 수 있고, 모듈 공정 시 드라이버 IC 부착 공정이 제거되므로 수율 향상에 기여할 수 있다.Furthermore, embodiments of the present invention design and embed a gate scan driver inside the AMOLED and AMLCD panel TFT substrate, thereby reducing costs by eliminating the driver IC, and improving yield by eliminating the driver IC attachment process during the module process. can contribute to
이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention was examined focusing on its various embodiments. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.
10: 출력부 20: 전압 제어부
30, 31, 32: 풀-다운부 40, 41, 42: 열화 방지부
50: 인버터 회로10: output unit 20: voltage control unit
30, 31, 32: Pull-down section 40, 41, 42: Deterioration prevention section
50: Inverter circuit
Claims (19)
상기 스테이지 각각은,
부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부;
상기 Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부의 다중 출력을 방지하는 전압 제어부;
상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부; 및
상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부;를 포함하는, 스캔 드라이버.In a scan driver including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage,
Each of the above stages is:
An output unit connected to a Q node to which bootstrapping is applied and supplies voltage to the display device;
a voltage control unit that prevents multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the Q node when a dropped voltage is applied through the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure;
a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in sections other than the output section of the Q node; and
A scan driver comprising: a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors connected to the Q node and distributing voltage in series.
상기 전압 제어부는,
상기 A 노드에 하이(high) 전압에서 로우(low) 전압으로 강하된 전압을 인가하고, 상기 A 노드에 연결된 커패시터를 이용한 커플링 효과를 통해 상기 Q 노드의 전압을 상기 로우 전압으로 강하시키도록 유도하여 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지하는, 스캔 드라이버.According to claim 1,
The voltage control unit,
A voltage dropped from a high voltage to a low voltage is applied to the A node, and the voltage of the Q node is induced to drop to the low voltage through a coupling effect using a capacitor connected to the A node. A scan driver that prevents multiple outputs from the scan output node and carry output node of the output unit.
상기 전압 제어부는,
상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부에 포함된 풀-업(pull-up) 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 방지하는, 스캔 드라이버.According to claim 2,
The voltage control unit,
A scan driver that prevents a parasitic capacitor of a pull-up transistor included in the output unit and a ripple voltage of the Q node through a voltage drop of the Q node.
상기 풀-다운부는,
상기 Q 노드, 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각을 1/3의 클럭 주기 동안 방전시키는, 스캔 드라이버.According to claim 1,
The pull-down part,
A scan driver that discharges each of the Q node, the scan output node and the carry output node of the output unit for 1/3 of a clock cycle.
상기 A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터 구조를 형성하는 D 노드를 더 포함하고,
상기 풀-다운부는,
상기 D 노드를 통해 상기 A 노드를 2/3의 클럭 주기 동안 방전시키고, 상기 A 노드를 통해 상기 Q 노드를 방전시키는, 스캔 드라이버.According to claim 4,
It further includes a D node connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure,
The pull-down part,
A scan driver that discharges the A node through the D node for 2/3 of a clock cycle and discharges the Q node through the A node.
상기 열화 방지부는,
상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터 및 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 드레인-소스 전압을 감소시키는, 스캔 드라이버.According to claim 1,
The deterioration prevention unit,
A scan driver that reduces drain-source voltage by distributing voltage through a transistor connected to the Q node and a series-to-transistor (STT) structure.
상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터는 상기 Q 노드 및 프리-차징(pre-charging) 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 프리-차징 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감소시키는, 스캔 드라이버.According to claim 6,
A transistor connected to the Q node is connected between the Q node and a pre-charging transistor to reduce the drain-source voltage of the pre-charging transistor.
상기 산화물 TFT의 노멀리 온(normally on) 상태에 따른 공핍 모드(depletion mode) 동작에 대응하는 스캔 드라이버(scan driver);를 포함하고,
상기 스캔 드라이버는,
이전 스테이지(stage)의 출력 신호를 다음 스테이지로 전달하여 순차적으로 출력 신호를 발생하는 복수 개의 스테이지를 포함하되, 상기 스테이지 각각은,
부트스트래핑(bootstrapping)이 적용되는 Q 노드와 연결되어 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부;
부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드를 통해 강하된 전압이 인가되면 상기 Q 노드의 전압 강하를 유도하여 상기 출력부의 다중 출력을 방지하는 전압 제어부;
상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부; 및
상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부;를 포함하는, 디스플레이 장치.A display panel composed of an oxide TFT (thin film transistor); and
Includes a scan driver corresponding to depletion mode operation according to the normally on state of the oxide TFT,
The scan driver is,
It includes a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage, each of the stages comprising:
An output unit connected to a Q node to which bootstrapping is applied and supplies voltage to the display device;
a voltage control unit that prevents multiple outputs of the output unit by inducing a voltage drop in the Q node when a voltage drop is applied through the A node formed in a boosted-down structure;
a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in sections other than the output section of the Q node; and
A display device comprising: a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors connected to the Q node and distributing voltage in series.
상기 전압 제어부는,
상기 A 노드에 하이(high) 전압에서 로우(low) 전압으로 강하된 전압을 인가하고, 상기 A 노드에 연결된 커패시터를 이용한 커플링 효과를 통해 상기 Q 노드의 전압을 상기 로우 전압으로 강하시키도록 유도하며, 상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부에 포함된 풀-업(pull-up) 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 방지함으로써 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지하는, 디스플레이 장치.According to claim 8,
The voltage control unit,
A voltage dropped from a high voltage to a low voltage is applied to the A node, and the voltage of the Q node is induced to drop to the low voltage through a coupling effect using a capacitor connected to the A node. By preventing the parasitic capacitor of the pull-up transistor included in the output unit and the ripple voltage of the Q node through the voltage drop of the Q node, the scan output node and carry output of the output unit A display device that prevents multiple outputs from nodes.
상기 스캔 드라이버의 스테이지 각각은,
상기 A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터 구조를 형성하는 D 노드를 더 포함하고,
상기 풀-다운부는,
상기 Q 노드, 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각을 1/3의 클럭 주기 동안 방전시키되, 상기 D 노드를 통해 상기 A 노드를 2/3의 클럭 주기 동안 방전시키고, 상기 A 노드를 통해 상기 Q 노드를 방전시키는, 디스플레이 장치.According to claim 8,
Each stage of the scan driver is:
It further includes a D node connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure,
The pull-down part,
The Q node, the scan output node of the output unit, and the carry output node are each discharged for 1/3 of the clock cycle, the A node is discharged through the D node for 2/3 of the clock cycle, and the A node is discharged through the A node. A display device that discharges the Q node.
상기 열화 방지부는,
상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터 및 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 드레인-소스 전압을 감소시키되, 상기 Q 노드와 연결된 트랜지스터는 상기 Q 노드 및 프리-차징(pre-charging) 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 프리-차징 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 감소시키는, 디스플레이 장치.According to claim 8,
The deterioration prevention unit,
The drain-source voltage is reduced by distributing voltage through a transistor connected to the Q node and a series-to-transistor (series two transistor, STT) structure, and the transistor connected to the Q node is connected to the Q node and pre-charging (pre-charging). -charging) A display device connected between transistors to reduce the drain-source voltage of the pre-charging transistor.
상기 스테이지 각각을 통해,
(a) 제 1 트랜지스터를 구동하여 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부에 연결되는 Q 노드를 프리-차징(pre-charging)하는 단계;
(b) 상기 출력부에 연결되는 제 1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)을 발생시킴으로써 상기 출력부에서 하이(high) 전압을 출력하고, 상기 Q 노드와 연결되어 시리즈(series)로 전압을 분배하는 복수 개의 트랜지스터로 구성되는 열화 방지부를 통해 트랜지스터 각각의 드레인-소스 전압을 감소시키는 단계;
(c) 상기 출력부의 풀-업(pull-up) 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드를 방전시키는 단계;
(d) 상기 Q 노드의 출력 구간을 제외한 나머지 구간에서 상기 Q 노드 및 상기 출력부를 방전시키는 풀-다운(pull-down)부를 통해, 상기 Q 노드 및 상기 출력부의 스캔 출력 노드를 제 1 로우(low) 전압으로, 상기 출력부의 캐리 출력 노드를 제 2 로우 전압으로 방전시키는 단계; 및
(e) 상기 Q 노드와 연결되어 부스티드-다운(boosted-down) 구조로 형성된 A 노드가 상기 제 2 로우 전압으로 방전되면 상기 Q 노드의 전압을 상기 제 2 로우 전압으로 유도하는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.In the control method of a scan driver including a plurality of stages that sequentially generate output signals by passing the output signal of the previous stage to the next stage,
Through each of the above stages,
(a) pre-charging the Q node connected to the output unit that supplies voltage to the display device by driving the first transistor;
(b) outputting a high voltage from the output unit by generating bootstrapping through a first capacitor connected to the output unit, and connecting the Q node to distribute the voltage in series Reducing the drain-source voltage of each transistor through a deterioration prevention unit composed of a plurality of transistors;
(c) discharging the scan output node and carry output node of the output unit through a pull-up transistor of the output unit;
(d) Through a pull-down unit that discharges the Q node and the output unit in the remaining sections excluding the output section of the Q node, the scan output node of the Q node and the output unit is first low (low). ) voltage, discharging the carry output node of the output unit to a second low voltage; and
(e) when the A node connected to the Q node and formed in a boosted-down structure is discharged to the second low voltage, inducing the voltage of the Q node to the second low voltage; The control method of the scan driver.
상기 (a) 단계는,
(a1) 하이 전압 [VGH]의 인가에 따라 제 1 트랜지스터를 구동하여 디스플레이 장치에 전압을 공급하는 출력부에 연결되는 Q 노드를 [VGH-VTH] (VTH는 문턱 전압)까지 프리-차징하는 단계; 및
(a2) 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드에 각각 제 1 로우 전압 [VGL1] 및 제 2 로우 전압 [VGL2] (VGL1>VGL2)을 인가하는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 12,
In step (a),
(a1) Pre-charging the Q node connected to the output unit that supplies voltage to the display device by driving the first transistor according to the application of high voltage [VGH] to [VGH-VTH] (VTH is the threshold voltage) ; and
(a2) applying a first low voltage [VGL1] and a second low voltage [VGL2] (VGL1>VGL2) to the scan output node and the carry output node of the output unit, respectively, through the pull-up transistor of the output unit; Including, control method of scan driver.
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 제 1 트랜지스터를 턴-오프하고 상기 Q 노드를 플로팅(floating) 상태로 유도하여 상기 출력부에 연결되는 제 1 커패시터를 통해 부트스트래핑(bootstrapping)을 발생시키는 단계; 및
(b2) 상기 Q 노드의 전압을 [VGH-VTH]+[VGH-VGL1]으로 증가시킴으로써 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드 각각에서 상기 하이 전압을 출력하는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 12,
In step (b),
(b1) turning off the first transistor and inducing the Q node into a floating state to generate bootstrapping through a first capacitor connected to the output unit; and
(b2) increasing the voltage of the Q node to [VGH-VTH]+[VGH-VGL1] to output the high voltage at each of the scan output node and carry output node of the output unit through the pull-up transistor of the output unit. A control method of a scan driver, including steps.
상기 (b) 단계는,
(b3) 상기 제 1 트랜지스터와 상기 Q 노드 사이에 연결된 트랜지스터가 턴-오프되어 상기 제 1 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 [VGH-VTH-VGL1]로 감소시키는 단계; 및
(b4) 상기 Q 노드와 연결된 시리즈-투-트랜지스터(series two transistor, STT) 구조를 통해 전압을 분배함으로써 트랜지스터 각각의 드레인-소스 전압을 감소시키는 단계;를 더 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 14,
In step (b),
(b3) turning off the transistor connected between the first transistor and the Q node to reduce the drain-source voltage of the first transistor to [VGH-VTH-VGL1]; and
(b4) reducing the drain-source voltage of each transistor by distributing the voltage through a series two transistor (STT) structure connected to the Q node.
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 Q 노드의 플로팅 상태가 유지되어 상기 제 1 커패시터의 커플링 효과에 의해 상기 Q 노드의 전압을 [VGH-VTH]로 감소시키는 단계; 및
(c2) 제 1 로우 전압 [VGL1] 및 제 2 로우 전압 [VGL2]이 인가된 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터를 통해 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드를 각각 방전시키는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 12,
In step (c),
(c1) maintaining the floating state of the Q node and reducing the voltage of the Q node to [VGH-VTH] by the coupling effect of the first capacitor; and
(c2) discharging the scan output node and the carry output node of the output unit through the pull-up transistor of the output unit to which the first low voltage [VGL1] and the second low voltage [VGL2] are applied, respectively. Scan driver control method.
상기 (d) 단계는,
(d1) 상기 A 노드에 하이 전압 [VGH]을 인가하여 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터를 동작시키고, 상기 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터를 통해 상기 Q 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 1 로우 전압 [VGL1]으로 방전시키는 단계;
(d2) 상기 A 노드는 상기 풀-다운부에 포함되는 트랜지스터에 연결되고, 상기 부스티드-다운 구조에 포함되는 제 2 커패시터는 상기 A 노드 및 상기 Q 노드 사이에 연결됨으로써 상기 제 2 커패시터에 [VGH-VGL1]의 전압을 충전하는 단계; 및
(d3) 상기 출력부의 스캔 출력 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 1 로우 전압 [VGL1]으로, 상기 출력부의 캐리 출력 노드를 1/3의 클럭 주기 동안 제 2 로우 전압 [VGL2]으로, 각각 방전시키는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 12,
In step (d),
(d1) Applying a high voltage [VGH] to the A node to operate the transistor included in the pull-down part, and operating the Q node for 1/3 of the clock cycle through the transistor included in the pull-down part. 1 Discharging to low voltage [VGL1];
(d2) The A node is connected to the transistor included in the pull-down unit, and the second capacitor included in the boosted-down structure is connected between the A node and the Q node, so that the second capacitor [ charging the voltage of [VGH-VGL1]; and
(d3) setting the scan output node of the output unit to a first low voltage [VGL1] for 1/3 of the clock cycle, and the carry output node of the output unit to the second low voltage [VGL2] for 1/3 of the clock period, respectively. A method of controlling a scan driver, including the step of discharging.
상기 (e) 단계는,
(e1) 상기 A 노드와 풀-다운 트랜지스터를 통해 연결되어 인버터 구조를 형성하는 D 노드에 하이 전압 [VGH]을 인가하여 상기 풀-다운 트랜지스터를 턴-온시킴으로써 상기 A 노드의 전압을 하이 전압 [VGH]에서 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 방전시키는 단계; 및
(e2) 상기 A 노드의 방전에 따라 상기 부스티드-다운 구조에 포함되는 제 2 커패시터의 커플링 효과에 의해 플로팅 상태인 상기 Q 노드의 전압을 제 1 로우 전압 [VGL1]보다 낮은 제 2 로우 전압 [VGL2]으로 강하시키도록 유도하는 단계;를 포함하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 12,
In step (e),
(e1) Applying a high voltage [VGH] to the D node connected to the A node through a pull-down transistor to form an inverter structure to turn on the pull-down transistor, thereby reducing the voltage of the A node to the high voltage [ discharging from [VGH] to a second low voltage [VGL2]; and
(e2) As the A node discharges, the voltage of the Q node, which is floating due to the coupling effect of the second capacitor included in the boosted-down structure, is lowered to a second low voltage lower than the first low voltage [VGL1]. A control method of a scan driver, including a step of inducing a descent to [VGL2].
상기 (e) 단계는,
(e3) 상기 Q 노드의 전압 강하를 통해 상기 출력부의 풀-업 트랜지스터의 기생 커패시터 및 상기 Q 노드의 리플(ripple) 전압을 감소시킴으로써 상기 출력부의 스캔 출력 노드 및 캐리 출력 노드의 다중 출력을 방지하는, 스캔 드라이버의 제어 방법.According to claim 18,
In step (e),
(e3) preventing multiple outputs of the scan output node and carry output node of the output unit by reducing the parasitic capacitor of the pull-up transistor of the output unit and the ripple voltage of the Q node through the voltage drop of the Q node. , Control method of scan driver.
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