KR20080000205A - Gate driving circuit and display apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 게이트 구동회로의 제1 실시예에 따른 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a first embodiment of the gate driving circuit shown in FIG. 1.
도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the stage shown in FIG.
도 4는 도 3에 도시된 스테이지의 신호 파형도이다.4 is a signal waveform diagram of the stage shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
IN1: 제1 입력 단자 IN2: 제2 입력 단자IN1: first input terminal IN2: second input terminal
CK1: 제1 클럭 단자 CK2: 제2 클럭 단자CK1: first clock terminal CK2: second clock terminal
V: 전압 단자 RE: 전압 단자V: voltage terminal RE: voltage terminal
CR: 캐리 단자 OUT: 출력 단자CR: carry terminal OUT: output terminal
Cgd: 기생 커패시터 Cgs: 충전 커패시터Cgd: Parasitic Capacitor Cgs: Charge Capacitor
210: 풀업부 212: 충전부210: pull-up part 212: charging part
220: 풀다운부 230: 버퍼부220: pull-down unit 230: buffer unit
240: 방전부 250: 제1 홀딩부240: discharge portion 250: first holding portion
260: 제2 홀딩부 270: 스위칭부260: second holding unit 270: switching unit
280: 리셋부 290: 캐리부280: reset unit 290: carry unit
T1 ~ T14: 제1 ~ 제14트랜지스터 C1, C2: 제1, 제2 커패시터T1 to T14: first to fourteenth transistors C1 and C2: first and second capacitors
본 발명은 게이트 구동회로 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동 불량을 개선하기 위한 게이트 구동회로 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gate driving circuit and a display device including the same, and more particularly, to a gate driving circuit for improving a driving failure and a display device including the same.
일반적으로 액정표시장치는 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정에 전계를 인가하고, 전계의 세기에 따른 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다.BACKGROUND ART In general, a liquid crystal display device is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal having an anisotropic dielectric constant injected between an array substrate and an opposing substrate, and adjusting the light transmittance according to the intensity of the electric field.
액정표시장치는 게이트 배선들 및 게이트 배선들과 교차하는 데이터 배선들에 의해 복수의 화소부가 형성된 표시 패널, 게이트 배선들을 구동하는 게이트 구동부 및 데이터 배선들을 구동하는 데이터 구동부를 포함한다. 이러한 게이트 구동부 및 데이터 구동부는 칩(chip) 형태로 표시 패널에 실장되는 것이 일반적이다.The liquid crystal display device includes a display panel in which a plurality of pixel portions are formed by gate lines and data lines crossing the gate lines, a gate driver driving the gate lines, and a data driver driving the data lines. Such a gate driver and a data driver are generally mounted on a display panel in a chip form.
최근에는 전체적인 사이즈를 감소시키면서 생산성을 증대시키기 위하여 게이트 구동부를 표시 기판상에 집적회로 형태로 집적하는 방식이 주목받고 있다. 이런 경우 구동 마진 향상을 위해 저저항 메탈의 사용을 필요로 한다.Recently, in order to increase productivity while reducing the overall size, a method of integrating the gate driver on the display substrate in the form of an integrated circuit has been attracting attention. This requires the use of low-resistance metals to improve drive margins.
하지만, 이럴 경우 박막트랜지스터의 I-V(전류-전압) 특성이 향상되어 저온 구동 마진은 향상되나, 고온에서는 게이트 오프 신호 구간에 비정상적인 게이트 온 신호가 나타나는 노이즈(Noise) 불량이 발생된다. However, in this case, the I-V (current-voltage) characteristics of the thin film transistor are improved to improve the low temperature driving margin. However, at a high temperature, a noise defect occurs in which an abnormal gate on signal appears in the gate off signal section.
구체적으로 풀업 소자의 기생 용량(Cgd)에 의한 클럭 신호와의 커플링이 게이트 전극의 오프 전압을 증가시키고, 동시에 고온으로 가면서 누설전류량이 상승되어 풀업 소자를 턴-온 시킨다. 이로 인해서 게이트 오프 신호 구간에 간헐적으로 게이트 온 신호가 발생함으로써 화질 불량이 발생하는 문제점이 있다.Specifically, the coupling with the clock signal by the parasitic capacitance Cgd of the pull-up device increases the off voltage of the gate electrode, and at the same time, the leakage current increases as the temperature increases to turn on the pull-up device. As a result, the gate-on signal is intermittently generated in the gate-off signal section, thereby causing a problem of poor image quality.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 표시 장치의 구동 불량을 개선하기 위한 게이트 구동회로 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a gate driving circuit and a display device including the same to improve the driving failure of the display device.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 게이트 구동회로는 복수의 스테이지들이 종속적으로 연결된 쉬프트 레지스터로 이루어지며, 제m 스테이지는 풀업부, 풀다운부 및 충전부를 포함한다. 상기 풀업부는 드레인 전극으로 제1 클럭 신호를 입력받고, 게이트 전극으로 입력되는 제1 입력 신호에 의해 하이 레벨로 전환되는 제1 노드의 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 신호를 게이트 신호로 출력하는 제1 트랜지스터를 포함한다. 상기 풀다운부는 게이트 전극으로 입력되는 제2 입력 신호에 응답하여 상기 게이트 신호를 오프 전압으로 방전시키는 제2 트랜지스터를 포함한다. 상기 충전부는 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된 충전 커패시터를 포함하며, 상기 충전 커패시터의 용량은 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 게이트 전극 사이의 기생 커패시터 용량의 10배 이상인 것을 특징으로 한다.The gate driving circuit according to the embodiment for realizing the object of the present invention is composed of a shift register coupled to a plurality of stages, the m-th stage includes a pull-up unit, a pull-down unit and a charging unit. The pull-up unit receives a first clock signal to a drain electrode and outputs the first clock signal as a gate signal in response to a signal of a first node that is switched to a high level by a first input signal input to a gate electrode. One transistor is included. The pull-down part includes a second transistor configured to discharge the gate signal to an off voltage in response to a second input signal input to the gate electrode. The charging unit includes a charging capacitor formed between the gate electrode and the source electrode of the first transistor, wherein the capacitance of the charging capacitor is at least 10 times the capacitance of the parasitic capacitor between the drain electrode and the gate electrode of the first transistor. do.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 장치는 게이트 배선들 및 상기 게이트 배선들과 교차하는 데이터 배선들에 의해 복수의 화소부가 형성되어 영상을 디스플레이 하는 표시 영역과, 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하는 표시 패널, 상기 데이터 배선들에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부; 및 종속적으로 연결된 복수의 스테이지들로 이루어져 상기 주변 영역에 직접회로 형태로 형성되고, 상기 각 스테이지들은 상기 게이트 배선들에 게이트 신호들을 출력하는 게이트 구동회로를 포함한다. 여기서, 제m 스테이지는 풀업부, 풀다운부 및 충전부를 포함한다. 상기 풀업부는 드레인 전극으로 제1 클럭 신호를 입력받고, 게이트 전극으로 입력되는 제1 입력 신호에 의해 하이 레벨로 전환되는 제1 노드의 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 신호를 게이트 신호로 출력하는 제1 트랜지스터를 포함한다. 상기 풀다운부는 게이트 전극으로 입력되는 제2 입력 신호에 응답하여 상기 게이트 신호를 오프 전압으로 방전시키는 제2 트랜지스터를 포함한다. 상기 충전부는 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된 충전 커패시터를 포함하는 충전부를 포함하고, 상기 충전 커패시터의 용량은 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 게이트 전극 사이의 기생 커패시터 용량의 10배 이상인 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a display area includes a display area in which a plurality of pixel parts are formed by gate lines and data lines crossing the gate lines, to display an image, and the display area. A display panel including a peripheral area surrounding the data line, the data driver outputting a data signal to the data lines; And a plurality of stages connected in a cascade form, in the form of an integrated circuit in the peripheral area, wherein each stage includes a gate driving circuit configured to output gate signals to the gate lines. Here, the m-th stage includes a pull-up part, a pull-down part and a charging part. The pull-up unit receives a first clock signal to a drain electrode and outputs the first clock signal as a gate signal in response to a signal of a first node that is switched to a high level by a first input signal input to a gate electrode. One transistor is included. The pull-down part includes a second transistor configured to discharge the gate signal to an off voltage in response to a second input signal input to the gate electrode. The charging unit includes a charging unit including a charging capacitor formed between the gate electrode and the source electrode of the first transistor, and the capacitance of the charging capacitor is 10 times the capacitance of the parasitic capacitor between the drain electrode and the gate electrode of the first transistor. It is characterized by the above.
이러한 게이트 구동회로 및 이를 포함하는 표시 장치에 의하면, 클럭 신호와의 리플을 감소시켜 게이트 오프 신호 구간에 비정상적인 게이트 온 신호의 발생을 방지함으로써, 표시 장치의 구동 불량을 개선할 수 있다.According to the gate driving circuit and the display device including the same, the driving failure of the display device can be improved by reducing the ripple with the clock signal to prevent the occurrence of an abnormal gate on signal in the gate off signal section.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100)과 표시 패널(100)을 구동하기 위한 게이트 구동부(200, 이하 게이트 구동회로라 함) 및 데이터 구동부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
표시 패널(100)은 어레이 기판(110)과, 어레이 기판(110)과 소정간격 이격하여 대향 결합되는 대향 기판(120, 예컨대 컬러필터 기판) 및 어레이 기판(110)과 대향 기판(120) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하며, 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)으로 구분된다.The
표시 영역(DA)에는 일방향으로 형성된 게이트 배선(GL)들 및 게이트 배선(GL)들과 교차하는 방향으로 형성된 데이터 배선(DL)들에 의해 복수의 화소부가 형성되어 영상을 디스플레이 한다. 각 화소부에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT)와, 박막트랜지스터(TFT) 와 전기적으로 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)가 형성된다. 구체적으로 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극 및 소스 전극은 각각 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 전기적으로 연결되고, 드레인 전극에는 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)가 전기적으로 연결된다.In the display area DA, a plurality of pixel parts are formed by the gate lines GL formed in one direction and the data lines DL formed in a direction crossing the gate lines GL to display an image. Each pixel unit includes a thin film transistor TFT as a switching element, a liquid crystal capacitor CLC, and a storage capacitor CST electrically connected to the thin film transistor TFT. In detail, the gate electrode and the source electrode of the thin film transistor TFT are electrically connected to the gate line GL and the data line DL, respectively, and the liquid crystal capacitor CLC and the storage capacitor CST are electrically connected to the drain electrode. do.
한편, 주변 영역(PA)은 데이터 배선(DL)들의 일단부에 위치하는 제1 주변 영역(PA1)과 게이트 배선(GL)들의 일단부에 위치하는 제2 주변 영역(PA2)을 포함한 다.The peripheral area PA includes a first peripheral area PA1 positioned at one end of the data lines DL and a second peripheral area PA2 positioned at one end of the gate lines GL.
데이터 구동부(130)는 게이트 배선(GL)으로 인가되는 게이트 신호에 동기하여 데이터 배선(DL)들에 데이터 신호를 출력하며, 적어도 하나 이상의 데이터 구동칩(132)으로 이루어진다. 데이터 구동칩(132)은 일단부가 표시 패널(100)의 제1 주변 영역(PA1)에 연결되고, 타단부가 인쇄회로기판(140)에 연결된 연성회로기판(134) 상에 실장되며, 연성회로기판(134)을 통해 인쇄회로기판(134) 및 표시 패널(100)과 전기적으로 연결된다.The
게이트 구동회로(200)는 복수의 스테이지들이 종속적으로 연결된 쉬프트 레지스터를 포함하며, 게이트 배선(GL)들에 순차적으로 게이트 신호를 출력한다. 이러한 게이트 구동회로(200)는 표시 패널(100)의 제2 주변 영역(PA2)에 집적되는 집적회로 형태로 형성된다.The
도 2는 도 1에 도시된 게이트 구동회로의 제1 실시예에 따른 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a first embodiment of the gate driving circuit shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동회로(200)는 서로 종속적으로 연결된 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)로 이루어져 게이트 신호(GOUT)를 순차적으로 출력하는 회로부(CS)와, 회로부(CS)에 각종 제어신호를 제공하는 배선부(LS)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)는 n 개의 구동 스테이지(SRC1~SRCn)와 하나의 더미(dummy) 스테이지(SRCn+1)로 이루어진다.The first to nth + 1th stages SRC1 to SRCn + 1 are composed of n driving stages SRC1 to SRCn and one dummy stage SRCn + 1.
각 스테이지(SRC)는 제1 클럭 단자(CK1), 제2 클럭 단자(CK2), 제1 입력 단 자(IN1), 제2 입력 단자(IN2), 전압 단자(V), 리셋 단자(RE), 캐리 단자(CR) 및 출력 단자(OUT)를 포함한다.Each stage SRC includes a first clock terminal CK1, a second clock terminal CK2, a first input terminal IN1, a second input terminal IN2, a voltage terminal V, and a reset terminal RE. , A carry terminal CR and an output terminal OUT.
제1 클럭 단자(CK1) 및 제2 클럭 단자(CK2)에는 서로 반대 위상의 클럭 신호가 제공된다. 구체적으로, 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1) 중에서 홀수 번째 스테이지(SRC1, SRC3...)의 제1 클럭 단자(CK1)에는 제1 클럭 신호(CK)가 제공되고, 제2 클럭 단자(CK2)에는 제1 클럭 신호(CK)와 위상이 반대인 제2 클럭 신호(CKB)가 제공된다. 반면에 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1) 중에서 짝수 번째 스테이지(SRC2, SRC4...)의 제1 클럭 단자(CK1)에는 제2 클럭 신호(CKB)가 제공되고, 제2 클럭 단자(CK2)에는 제2 클럭 신호(CKB)와 위상이 반대인 제1 클럭 신호(CK)가 제공된다.The clock signals of opposite phases are provided to the first clock terminal CK1 and the second clock terminal CK2. Specifically, the first clock signal CK is provided to the first clock terminal CK1 of the odd-numbered stages SRC1, SRC3... Among the first to n + 1th stages SRC1 to
다시 말해, 홀수 번째 스테이지(SRC1, SRC3...)의 제1 클럭 단자(CK1) 및 제2 클럭 단자(CK2)에는 반대 위상의 제1 클럭 신호(CK) 및 제2 클럭 신호(CKB)가 각각 제공되고, 이와 반대로 짝수 번째 스테이지(SRC2, SRC4...)의 제1 클럭 단자(CK1) 및 제2 클럭 단자(CK2)에는 각각 제2 클럭 신호(CKB) 및 제1 클럭 신호(CK)가 제공된다.In other words, the first clock signal CK1 and the second clock terminal CK2 of the odd-numbered stages SRC1, SRC3..., The first clock signal CK and the second clock signal CKB of opposite phases are provided. The second clock signal CKB and the first clock signal CK are respectively provided to the first clock terminal CK1 and the second clock terminal CK2 of the even-numbered stages SRC2 and SRC4 ..., respectively. Is provided.
제1 입력 단자(IN1)에는 수직 개시신호(STV) 또는 이전 스테이지의 캐리 신호가 제공된다. 즉, 첫 번째 스테이지인 제1 스테이지(SRC1)의 제1 입력 단자(IN1)에는 수직 개시신호(STV)가 제공되고, 제2 내지 제n+1 스테이지(SRC2~SRCn+1)의 제1 입력 단자(IN1)에는 이전 스테이지(SRC1~SRCn)의 캐리 신호가 제공된다.The first input terminal IN1 is provided with a vertical start signal STV or a carry signal of a previous stage. That is, the vertical start signal STV is provided to the first input terminal IN1 of the first stage SRC1, which is the first stage, and the first input of the second to n + 1 stages SRC2 to
제2 입력 단자(IN2)에는 다음 스테이지의 게이트 신호 또는 수직 개시신 호(STV)가 제공된다. 즉, 제1 내지 제n 스테이지(SRC1~SRCn)의 제2 입력 단자(IN2)에는 다음 스테이지(SRC2~SRCn+1)의 게이트 신호가 제공되고, 마지막 스테이지(SRCn+1)인 제n+1 스테이지(SRCn+1)의 제2 입력 단자(IN2)에는 수직 개시신호(STV)가 제공된다.The second input terminal IN2 is provided with a gate signal or a vertical start signal STV of the next stage. That is, the gate signals of the next stages SRC2 to SRCn + 1 are provided to the second input terminals IN2 of the first to nth stages SRC1 to SRCn, and the n + 1 which is the last
전압 단자(V)에는 오프 전압(VOFF)이 제공되며, 일 예로 오프 전압(VOFF)은 -5 ~ -7V의 전압 레벨을 갖는다.The voltage terminal V is provided with an off voltage VOFF. For example, the off voltage VOFF has a voltage level of -5 to -7V.
리셋 단자(RE)에는 마지막 스테이지인 제n+1 스테이지(SRCn+1)의 캐리 신호가 공통으로 제공된다.The reset terminal RE is commonly provided with a carry signal of the last stage n + 1
출력 단자(OUT)는 제1 클럭 단자(CK1)로 제공되는 클럭 신호의 하이 구간이 출력된다. 즉, 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1) 중에서 홀수 번째 스테이지(SRC1, SRC3...)의 출력 단자(OUT)는 제1 클럭 신호(CK)의 하이 구간이 출력되고, 짝수 번째 스테이지(SRC2, SRC4...)의 출력 단자(OUT)는 제2 클럭 신호(CKB)의 하이 구간이 출력된다. 따라서, 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)는 순차적으로 게이트 신호(GOUT)를 출력할 수 있다.The output terminal OUT outputs a high section of the clock signal provided to the first clock terminal CK1. That is, a high period of the first clock signal CK is output to the output terminal OUT of the odd stages SRC1, SRC3..., Among the first to n + 1th stages SRC1 to
한편, 게이트 구동회로(200)는 회로부(CS)의 일측에 형성되어 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)에 동기신호 및 구동전압을 제공하기 위한 복수의 배선들로 이루어진 배선부(LS)를 포함한다. On the other hand, the
배선부(LS)는 개시신호 배선(SL1), 제1 클럭 배선(SL2), 제2 클럭 배선(SL3), 전압 배선(SL4) 및 리셋 배선(SL5)을 포함한다.The wiring part LS includes a start signal wiring SL1, a first clock wiring SL2, a second clock wiring SL3, a voltage wiring SL4, and a reset wiring SL5.
개시신호 배선(SL1)은 외부로부터 수직 개시신호(STV)를 제공받으며, 제공받 은 수직 개시신호(STV)를 첫 번째 스테이지의 제1 입력 단자(IN1) 및 마지막 스테이지의 제2 입력 단자(IN2)에 제공한다. 즉, 수직 개시신호(STV)를 제1 스테이지(SRC1)의 제1 입력 단자(IN1) 및 제n+1 스테이지(SRCn+1)의 제2 입력 단자(IN2)에 제공한다.The start signal line SL1 receives the vertical start signal STV from the outside, and receives the received vertical start signal STV from the first input terminal IN1 of the first stage and the second input terminal IN2 of the last stage. To provide. That is, the vertical start signal STV is provided to the first input terminal IN1 of the first stage SRC1 and the second input terminal IN2 of the n + 1th
제1 클럭 배선(SL2)은 외부로부터 제1 클럭 신호(CK)를 제공받으며, 제공받은 제1 클럭 신호(CK)를 홀수 번째 스테이지(SRC1, SRC3...)의 제1 클럭 단자(CK1) 및 짝수 번째 스테이지(SRC2, SRC4...)의 제2 클럭 단자(CK2)에 제공한다.The first clock wire SL2 receives the first clock signal CK from the outside, and receives the first clock signal CK from the first clock terminal CK1 of the odd-numbered stages SRC1, SRC3... And the second clock terminal CK2 of the even-numbered stages SRC2, SRC4 ....
제2 클럭 배선(SL3)은 외부로부터 제1 클럭 신호(CK)와 위상이 반대인 제2 클럭 신호(CKB)를 제공받으며, 제공받은 제2 클럭 신호(CKB)를 홀수 번째 스테이지(SRC1, SRC3...)의 제2 클럭 단자(CK2) 및 짝수 번째 스테이지(SRC2, SRC4...)의 제1 클럭 단자(CK1)에 제공한다.The second clock wire SL3 receives a second clock signal CKB having a phase opposite to that of the first clock signal CK from the outside, and receives the second clock signal CKB from the odd-numbered stages SRC1 and SRC3. ... to the second clock terminal CK2 and the first clock terminal CK1 of the even-numbered stages SRC2, SRC4 ....
전압 배선(SL4)은 외부로부터 오프 전압(VOFF)을 제공받아 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)의 전압 단자(V)에 제공하며, 리셋 배선은(SL5)은 마지막 스테이지(SRCn+1)의 캐리 신호를 제공받아 제1 내지 제n+1 스테이지(SRC1~SRCn+1)의 리셋 단자(RE)에 제공한다.The voltage line SL4 receives the off voltage VOFF from the outside and provides the voltage to the voltage terminal V of the first to n + 1th stages SRC1 to
한편, 기술한 게이트 구동회로(200)는 제m 스테이지(SRCm)에서 제m-1 스테이지(SRCm-1)의 캐리 신호를 제1 입력 신호로 제공받고, 제m+1 스테이지(SRCm+1)의 게이트 신호를 제2 입력 신호로 제공받아 구동하는 경우를 설명하였다. 하지만, 게이트 신호(GOUT)의 특성(예컨대 신호 구간의 길이 등)에 따라서 제m-2, 제m-3, 제m-4… 스테이지 등의 캐리 신호를 제1 입력 신호로 제공받고, 제m+2, 제m+3, 제m+4 … 스테이지 등의 게이트 신호를 제2 입력 신호로 제공받아 구동할 수도 있다.In the meantime, the
도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 상세 회로도이고, 도 4는 도 3에 도시된 스테이지의 신호 파형도이다.3 is a detailed circuit diagram of the stage shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a signal waveform diagram of the stage shown in FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동회로(200)의 제m 스테이지(SRCm)는 제1 입력 단자의 신호(이하 제1 입력 신호)에 응답하여 제1 클럭 신호(CK)를 제m 게이트 신호(GOUTm)로 출력하여 제m 게이트 신호(GOUTm)를 풀-업(pull-up) 시키는 풀업부(210) 및 제2 입력 단자의 신호(이하 제2 입력 신호) 신호에 응답하여 제m 게이트 신호(GOUTm)를 오프 전압으로 방전시켜 풀-다운(pull-down)시키는 풀다운부(220)를 포함한다. 여기서, 제1 입력 신호는 수직 개시신호(STV) 또는 제m-1 스테이지(SRCm-1)의 캐리 신호이고, 제2 입력 신호는 제m+1 스테이지(SRCm+1)의 제m+1 게이트 신호(GOUTm+1) 또는 수직 개시신호(STV)이다.3 and 4, the m th stage SRCm of the
풀업부(210)는 게이트 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 드레인 전극은 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되며, 소스 전극은 출력 단자(OUT)에 연결된 제1 트랜지스터(T1)로 이루어진다. 따라서, 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극은 제1 클럭 단자(CK1)를 통해 제1 클럭 신호(CK)를 입력받는다.The pull-up
풀다운부(220)는 게이트 전극이 제2 입력 단자(IN2)에 연결되고, 드레인 전극이 출력 단자(OUT)에 연결되며, 소스 전극이 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)이 제공되는 제2 트랜지스터(T2)로 이루어진다.The pull-down
제m 스테이지(SRCm)는 제1 입력 신호에 응답하여 풀업부(210)를 턴-온 시키고, 제2 입력 신호에 응답하여 풀업부(210)를 턴-오프 시키는 풀업 구동부를 더 포 함한다. 풀업 구동부는 버퍼부(230), 방전부(240) 및 충전부(212)를 포함한다.The m-th stage SRCm further includes a pull-up driving unit which turns on the pull-up
버퍼부(230)는 게이트 전극 및 드레인 전극이 제1 입력 단자(IN1)에 공통으로 연결되고, 소스 전극이 제1 노드(N1)에 연결된 제3 트랜지스터(T3)로 이루어진다.The
방전부(240)는 게이트 전극이 제2 입력 단자(IN2)에 연결되고, 드레인 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)이 제공되는 제4 트랜지스터(T4)로 이루어진다.The
충전부(212)는 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성되는 기생 커패시터로 정의되는 충전 커패시터(Cgs)로 이루어진다. 즉, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 제2 전극이 출력 단자(OUT)에 연결되는 충전 커패시터(Cgs)로 이루어진다. 이러한 충전 커패시터(Cgs)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 형성되는 기생 커패시터(Cgd)의 용량보다 10배 이상 큰 용량을 갖는다.The charging
이러한 풀업 구동부는 제1 입력 신호에 응답하여 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온 되면, 제1 입력 신호가 제1 노드(N1)에 인가되어 제1 노드(N1)의 신호를 하이 레벨로 전환시키고, 동시에 충전 커패시터(Cgs)에 충전된다. 이 후, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압 이상의 전하가 충전 커패시터(Cgs)에 충전되고 제1 클럭 신호(CK)가 하이 구간이 되면, 제1 트랜지스터(T1)가 부트스트랩(Bootstrap) 되어 제1 클럭 신호(CK)의 하이 구간을 출력 단자(OUT)로 출력한다. When the third transistor T3 is turned on in response to the first input signal, the pull-up driving unit applies the first input signal to the first node N1 to switch the signal of the first node N1 to a high level. And charging charge capacitor Cgs at the same time. Subsequently, when charge or more than the threshold voltage of the first transistor T1 is charged in the charging capacitor Cgs and the first clock signal CK becomes a high period, the first transistor T1 is bootstraped to form a first voltage. The high section of the one clock signal CK is output to the output terminal OUT.
즉, 제1 트랜지스터(T1)가 부트스트랩 되어 제1 클럭 신호(CK)의 하이 구간 을 제m 스테이지(SRCm)의 게이트 온 신호로 출력한다. 이 후, 제2 입력 신호에 응답하여 제4 트랜지스터(T4)가 턴-온 되면, 충전 커패시터(Cgs)에 충전된 전하는 전압 단자(V)의 오프 전압(VOFF)으로 방전되어 제1 트랜지스터(T1)는 턴-오프 된다.That is, the first transistor T1 is bootstraped and outputs the high period of the first clock signal CK as the gate-on signal of the m-th stage SRCm. Subsequently, when the fourth transistor T4 is turned on in response to the second input signal, the charge charged in the charging capacitor Cgs is discharged to the off voltage VOFF of the voltage terminal V, so that the first transistor T1 is turned on. ) Is turned off.
제m 스테이지(SRCm)는 게이트 오프 신호 구간에 제1 노드(N1)의 신호를 오프 전압(VOFF) 상태로 유지시키는 제1 홀딩부(250)와, 출력되는 제m 게이트 신호(GOUTm)를 오프 전압(VOFF) 상태로 유지시키는 제2 홀딩부(260) 및 제2 홀딩부(260)의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭부(270)를 더 포함한다.The m-th stage SRCm turns off the first holding
제1 홀딩부(250)는 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)로 이루어지며, 제5 트랜지스터(T5)는 게이트 전극이 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되고, 드레인 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 소스 전극이 출력 단자(OUT)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 게이트 전극이 제2 클럭 단자(CK2)에 연결되고, 드레인 전극은 제1 입력 단자(IN1)에 연결되며, 소스 전극은 제1 노드(N1)에 연결된다.The
제1 홀딩부(250)는 제m 게이트 신호(GOUTm)가 풀다운부(220)에 의해 오프 전압(VOFF)으로 방전된 후에 제1 노드(N1)의 신호를 오프 전압(VOFF)으로 유지시킨다. 즉, 제1 클럭 신호(CK)에 응답하여 제5 트랜지스터(T5)가 턴-온 되면, 오프 전압(VOFF)으로 방전된 제m 게이트 신호(GOUTm)가 제1 노드(N1)에 인가되어 제1 노드(N1)의 신호를 오프 전압(VOFF)으로 유지시킨다. 또한, 제1 클럭 신호(CK)와 위상이 반대인 제2 클럭 신호(CKB)에 응답하여 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온 되면, 오프 전압(VOFF) 상태의 제1 입력 신호를 제1 노드(N1)에 인가하여 제1 노드(N1)의 신호를 오프 전압(VOFF)으로 유지시킨다. The
이처럼, 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 각각 제1 클럭 신호(CK) 및 제2 클럭 신호(CKB)에 응답하여 교대로 턴-온 구동하여 제1 노드(N1)의 신호를 오프 전압(VOFF)으로 유지시킨다.As such, the fifth transistor T5 and the sixth transistor T6 are alternately turned on in response to the first clock signal CK and the second clock signal CKB, respectively, so that the signal of the first node N1 is turned on. Is maintained at the off voltage (VOFF).
제2 홀딩부(260)는 제7 트랜지스터(T7) 및 제8 트랜지스터(T8)로 이루어지며, 제7 트랜지스터(T7)는 게이트 전극이 제2 클럭 단자(CK2)에 연결되고, 드레인 전극은 출력 단자(OUT)에 연결되며, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)을 제공받는다. 제8 트랜지스터(T8)는 게이트 전극이 스위칭부(270)의 제2 노드(N2)에 연결되고, 드레인 전극은 출력 단자(OUT)에 연결되며, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)을 제공받는다.The
스위칭부(270)는 제9 내지 제12 트랜지스터(T9, T10, T11, T12)와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)로 이루어진다.The
제9 트랜지스터(T9)의 게이트 전극과 드레인 전극은 공통으로 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되어 제1 클럭 신호(CK)를 제공받고, 소스 전극은 제10 트랜지스터(T10)의 드레인 전극과 연결된다. 제10 트랜지스터(T10)의 게이트 전극은 출력 단자(OUT)에 연결되고, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)을 제공받는다. 제11 트랜지스터(T11)의 드레인 전극은 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되고, 게이트 전극은 제1 커패시터(C1)를 통해 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되며, 소스 전극은 제2 노드(N2)에 연결된다. 따라서 제11 트랜지스터(T11)의 드레인 전극 및 게이트 전극은 제1 클럭 신호(CK)를 제공받으며, 제11 트랜지스터(T11)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 제2 커패시터(C2)가 연결된다. 제12 트랜지스터(T12)는 게이트 전극은 출력 단자(OUT)에 연결되고, 드레인 전극은 제2 노드(N2)에 연결되며, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)을 제공받는다.The gate electrode and the drain electrode of the ninth transistor T9 are commonly connected to the first clock terminal CK1 to receive the first clock signal CK, and the source electrode is connected to the drain electrode of the tenth transistor T10. do. The gate electrode of the tenth transistor T10 is connected to the output terminal OUT, and the source electrode is connected to the voltage terminal V to receive an off voltage VOFF. The drain electrode of the eleventh transistor T11 is connected to the first clock terminal CK1, the gate electrode is connected to the first clock terminal CK1 through the first capacitor C1, and the source electrode is connected to the second node ( N2). Accordingly, the drain electrode and the gate electrode of the eleventh transistor T11 are provided with the first clock signal CK, and the second capacitor C2 is connected between the gate electrode and the source electrode of the eleventh transistor T11. The twelfth transistor T12 has a gate electrode connected to an output terminal OUT, a drain electrode connected to a second node N2, and a source electrode connected to a voltage terminal V to provide an off voltage VOFF. Receive.
제1 클럭 신호(CK)에 의해서 제9 트랜지스터(T9) 및 제11 트랜지스터(T11)가 턴-온 된 상태에서 출력 단자(OUT)로 제1 클럭 신호(CK)가 출력되면, 출력 단자(OUT)의 전위는 하이 레벨로 전환된다. 출력 단자(OUT)가 하이 레벨로 전환됨에 따라서 제10 및 제12 트랜지스터(T10, T12)가 턴-온 되고, 제9 및 제11 트랜지스터(T9, T11)로부터 출력된 전압은 제10 및 제12 트랜지스터(T10, T12)를 통해 오프 전압(VOFF)으로 방전된다. 따라서 제2 노드(N2)의 신호는 로우 레벨로 유지되어 제8 트랜지스터(T8)는 턴-오프 된다.When the first clock signal CK is output to the output terminal OUT while the ninth transistor T9 and the eleventh transistor T11 are turned on by the first clock signal CK, the output terminal OUT ) Is switched to the high level. As the output terminal OUT is switched to the high level, the tenth and twelfth transistors T10 and T12 are turned on, and the voltages output from the ninth and eleventh transistors T9 and T11 are the tenth and twelfth. The transistors are discharged to the off voltage VOFF through the transistors T10 and T12. Therefore, the signal of the second node N2 is maintained at a low level, and the eighth transistor T8 is turned off.
이 후, 제m 게이트 신호(GOUTm)가 제2 입력 신호에 응답하여 오프 전압(VOFF)으로 방전되면, 출력 단자(OUT)의 전위는 로우 상태로 점차 하락한다. 따라서 제10 및 제12 트랜지스터(T10, T12)는 턴-오프 상태로 전환되고, 제9 및 제11 트랜지스터(T9, T11)로부터 출력된 전압에 의해 제2 노드(N2)의 전위는 하이 레벨로 전환된다. 제2 노드(N2)의 전위가 하이 레벨로 전환됨에 따라서 제8 트랜지스터(T8)가 턴-온 되고, 턴-온 된 제8 트랜지스터(T8)에 의해서 출력 단자(OUT)의 전위는 오프 전압(VOFF)으로 더욱 빠르게 방전된다.Thereafter, when the m-th gate signal GOUTm is discharged to the off voltage VOFF in response to the second input signal, the potential of the output terminal OUT gradually decreases to a low state. Accordingly, the tenth and twelfth transistors T10 and T12 are turned off, and the potential of the second node N2 is set to a high level by the voltage output from the ninth and eleventh transistors T9 and T11. Is switched. As the potential of the second node N2 is switched to the high level, the eighth transistor T8 is turned on and the potential of the output terminal OUT is turned off by the turned-on eighth transistor T8. VOFF) to discharge faster.
이 후, 제1 클럭 신호(CK)가 로우 레벨로 전환되면, 제2 노드(N2)의 전위도 로우 레벨로 전환되어 제8 트랜지스터(T8)는 턴-오프 된다. 반면에 제1 클럭 신호(CK)와 위상이 반대인 제2 클럭 신호(CKB)에 의해서 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온 되어 출력 단자(OUT)의 전위를 오프 전압(VOFF)으로 방전시킨다.Thereafter, when the first clock signal CK is switched to the low level, the potential of the second node N2 is also switched to the low level, and the eighth transistor T8 is turned off. On the other hand, the seventh transistor T7 is turned on by the second clock signal CKB having a phase opposite to that of the first clock signal CK to discharge the potential of the output terminal OUT to the off voltage VOFF. .
이처럼, 제2 홀딩부(260)의 제7 트랜지스터(T7) 및 제8 트랜지스터(T9) 는 각각 제2 클럭 신호(CKB) 및 제2 노드(N2)의 신호에 응답하여 교대로 출력 단자(OUT)의 전위를 오프 전압(VOFF)으로 방전시킨다.As such, the seventh transistor T7 and the eighth transistor T9 of the
본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동회로(200)의 제m 스테이지는 리셋부(280) 및 캐리부(290)를 더 포함한다.The m-th stage of the
리셋부(260)는 게이트 전극이 리셋 단자(RE)에 연결되고, 드레인 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 소스 전극은 전압 단자(V)에 연결되어 오프 전압(VOFF)이 제공되는 제13 트랜지스터(T13)로 이루어진다. 리셋 단자(RE)로 마지막 스테이지인 제n+1 스테이지(SRCn+1)의 캐리 신호가 제공되면, 제13 트랜지스터(T13)가 턴-온 되어, 제1 노드(N1)의 전위는 오프 전압(VOFF)으로 방전된다. 따라서, 제m 게이트 신호(GOUTm)는 제n+1 스테이지(SRCn+1)의 캐리 신호에 의해서 오프 전압(VOFF)으로 방전된다.In the
캐리부(290)는 게이트 전극이 제1 노드(N1)에 연결되고, 드레인 전극은 제1 클럭 단자(CK1)에 연결되어 제1 클럭 신호(CK)를 제공받으며, 소스 전극은 캐리 단자(CR)에 연결되는 제14 트랜지스터(T14)로 이루어진다. 캐리부(290)는 제1 노드(N1)의 전위가 하이 레벨로 전환됨에 따라서, 캐리 단자(CR)로 제1 클럭 신호(CK)의 하이 구간을 출력한다.The
이와 같은, 제m 스테이지(SRCm)는 기술한 바와 같이 충전 커패시터(Cgs)의 용량이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이의 기생 커패시터(Cgd)의 용량보다 10배 이상 큰 값을 가지며, 이로 인해서 제1 트랜지스터(T1)의 제어전극과 연결된 제1 노드(N1)에 발생되는 리플(ripple)을 개선할 수 있다.As described above, the m-th stage SRCm has a value in which the capacitance of the charging capacitor Cgs is 10 times larger than the capacitance of the parasitic capacitor Cgd between the gate electrode and the drain electrode of the first transistor T1. As a result, ripple generated in the first node N1 connected to the control electrode of the first transistor T1 may be improved.
일반적으로 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이의 기생 커패시터(Cgd)에 의해 제1 클럭 신호(CK)와의 커플링으로 제1 노드(N1)에 발생되는 리플은 아래의 수식Ⅰ을 사용하여 구할 수 있다.In general, the ripple generated at the first node N1 by the parasitic capacitor Cgd between the gate electrode and the drain electrode of the first transistor T1 by the coupling with the first clock signal CK is represented by Equation I below. Can be obtained using
여기서, Vr은 제1 노드(N1)에 발생되는 리플 전압이고, Cgd는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이의 기생 용량이고, Cgs는 충전 커패시터의 용량이고, ΔCKV는 제1 클럭 신호(CK)의 변동분(피크값)이다.Here, Vr is a ripple voltage generated at the first node N1, Cgd is a parasitic capacitance between the gate electrode and the drain electrode of the first transistor T1, Cgs is the capacitance of the charging capacitor, and ΔCKV is the first clock. This is the variation (peak value) of the signal CK.
상기한 수식으로 충전 커패시터(Cgs)의 용량이 커짐에 따라서 제1 클럭 신호(CK)에 의해 발생되는 제1 노드(N1)의 리플은 감소함을 확인할 수 있다. 즉, 충전 커패시터(Cgs)의 용량이 기생 커패시터(Cgd)의 용량보다 10배 이상 큰 값을 가짐으로 인해 제1 노드(N1)에 발생되는 리플은 고온 노이즈 현상이 발생하지 않는 수준으로 감소하게 되고, 이로 인해서 표시 장치의 구동 불량을 개선할 수 있다.As described above, as the capacitance of the charging capacitor Cgs increases, the ripple of the first node N1 generated by the first clock signal CK decreases. That is, since the capacitance of the charging capacitor Cgs has a value 10 times larger than the capacitance of the parasitic capacitor Cgd, the ripple generated in the first node N1 is reduced to a level where no high temperature noise occurs. As a result, poor driving of the display device can be improved.
한편, 충전 커패시터(Cgs)의 용량을 크게 형성하면 제1 노드(N1)의 리플이 감소하여 고온 노이즈 불량은 개선되는 반면에, 제1 노드(N1)에 연결된 제3, 제4, 제5, 및 제6 트랜지스터(T3, T4, T5, T6)의 저온 구동 마진이 감소하게 된다.On the other hand, if the capacitance of the charging capacitor Cgs is increased, the ripple of the first node N1 is reduced to improve the high temperature noise defect, while the third, fourth, fifth, and third connected to the first node N1 are improved. And a low temperature driving margin of the sixth transistors T3, T4, T5, and T6.
따라서, 고온 노이즈 불량을 개선하면서도 저온 구동 마진에 영향이 없도록 다음 제1 트랜지스터(T1)의 폭/길이 비(W/L)는 다음의 수식Ⅱ에 조건을 만족하도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)를 수식Ⅱ의 조건을 만족하도록 형성하여 제1 트랜지스터(T1)의 구동 전류 특성을 향상시켜 저온 구동 마진을 개선한다.Therefore, the width / length ratio W / L of the next first transistor T1 may be formed to satisfy the condition of the following Equation II so as to improve the high temperature noise defect and not affect the low temperature driving margin. That is, the first transistor T1 is formed to satisfy the condition of Equation II to improve driving current characteristics of the first transistor T1 to improve low temperature driving margin.
여기서, GLm_cap은 제m 게이트 배선(GLm)에 연결된 모든 캡들의 용량의 합으로 단위는 [㎊]이고, L은 게이트 배선의 수이고, Hz는 구동 주파수이다.Here, GLm_cap is the sum of the capacities of all the caps connected to the m-th gate line GLm, and the unit is [k], L is the number of gate lines, and Hz is a driving frequency.
이 때, 0.15보다 큰 값을 갖도록 제1 트랜지스터(T1)를 형성하게 되면 과도한 구동 전류 특성의 향상으로 오히려 고온 노이즈가 발생할 수 있으므로, 0.15보다 작은 값을 갖도록 제1 트랜지스터(T1)를 형성하는 것이 바람직하다.At this time, if the first transistor T1 is formed to have a value greater than 0.15, high-temperature noise may occur due to excessive improvement of driving current characteristics. Therefore, forming the first transistor T1 to have a value less than 0.15 is preferable. desirable.
이처럼, 본 발명에 따른 게이트 구동회로(200)의 제m 스테이지(SRCm)는 충전 커패시터(Cgs)의 용량이 제1 트랜지스터(t1)의 게이트 전극과 드레인 전극간 기생 커패시터(Cgd) 용량의 10배 이상의 값을 갖고, 상기한 수식Ⅱ의 결과값이 0.09 ~ 0.15의 값이 되도록 제1 트랜지스터(T1)가 형성된 것을 특징으로 하며, 이로 인해 고온 노이즈 불량을 개선할 수 있다.As such, in the m-th stage SRCm of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 충전부를 이루는 충전 커패시터의 용량을 풀업부 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극 사이의 기생 커패시터 용량의 10배 이상의 값을 갖도록 함으로써, 풀업부 제어 전극에 발생되는 리플 이 감소된다. 이로 인해서, 게이트 오프 신호 구간에 비정상적으로 발생되는 게이트 온 신호가 방지되어 표시 장치의 구동 불량을 개선할 수 있다.As described above, according to the present invention, the capacitance of the charging capacitor constituting the charging unit has a value of 10 times or more of the capacitance of the parasitic capacitor between the gate electrode and the drain electrode of the pull-up transistor. Is reduced. As a result, the gate-on signal that is abnormally generated in the gate-off signal period can be prevented, thereby improving the driving failure of the display device.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
Claims (9)
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