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KR-102961018-B1 - LEVEL SHIFTER AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME

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Abstract

실시예에 의한 레벨 시프터 및 이를 이용한 표시 장치가 개시된다. 실시예에 따른 레벨 시프터는 복수의 신호 라인들을 통해 다수의 구동 신호들을 출력하는 구동신호 생성부; 및 상기 구동 신호들과 위상이 반전된 의사 신호를 생성하되, 상기 구동 신호들이 시간축 상에서 중첩되는 구간이 발생할 때마다 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 구동 신호에 따라 조절되는 가변 크기만큼 상승시키거나 하강시키는 의사신호 생성부를 포함한다.

Inventors

  • 이상욱
  • 채재권

Assignees

  • 엘지디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20221223

Claims (17)

  1. 복수의 신호 라인들을 통해 다수의 구동 신호들을 출력하는 구동신호 생성부; 및 상기 구동 신호들과 위상이 반전된 의사 신호를 생성하되, 상기 구동 신호들이 시간축 상에서 중첩되는 구간이 발생할 때마다 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 구동 신호에 따라 조절되는 가변 크기만큼 상승시키거나 하강시키는 의사신호 생성부를 포함하는, 레벨 시프터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 의사신호 생성부는, 상기 중첩되는 구간에서 상기 구동 신호가 라이징 에지인 경우 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 가변 크기만큼 상승시키고, 상기 구동 신호가 폴링 에지인 경우 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 가변 크기만큼 하강시키는, 레벨 시프터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가변 크기는 상기 구동 신호의 슬루율에 비례하여 조절되는, 레벨 시프터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동 신호는, 디멀티플렉서에 인가되는 먹스 신호와 게이트 구동부에 인가되는 클럭 신호를 포함하는, 레벨 시프터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동신호 생성부는 상기 다수의 구동 신호들 각각을 출력하는 다수의 회로 블록을 포함하고, 상기 다수의 회로 블록들 각각은, 구동 신호를 출력하는 풀업 트랜지스터와 풀다운 트랜지스터를 포함하는, 레벨 시프터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 의사신호 생성부는, 상기 구동 신호들의 에지를 검출하여 에지 검출 신호를 출력하는 에지 검출부; 상기 에지 검출 신호가 출력될 때 상기 구동 신호들의 전압값을 측정하여 출력하는 전압 측정부; 상기 측정된 전압값을 이용하여 각 구동 신호의 슬루율을 산출하는 슬루율 산출부; 및 상기 산출된 슬루율에 따라 상기 가변 크기를 조절하고, 상기 조절된 가변 크기를 이용하여 상기 의사 신호를 생성하는 신호 반전부를 포함하는, 레벨 시프터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 에지 검출부는, 일단이 상기 풀업 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고 타단이 노드에 연결되는 제1 라인; 상기 제1 라인 상에 배치되는 인버터; 및 일단이 상기 풀다운 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고 타단이 상기 노드에 연결되는 제2 라인을 포함하는, 레벨 시프터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 슬루율 산출부는, 상기 다수의 구동 신호들의 전압값에 상응하는 8비트의 데이터를 저장하는 다수의 버퍼; 상기 버퍼에 저장된 8비트의 데이터를 기초로 각 구동 신호의 슬루율을 산출하는 산출 회로; 및 상기 구동 신호들 각각에 대한 에지 검출 신호에 따라 턴-온되어 상기 산출된 슬루율에 상응하는 8비트의 데이터를 출력하는 다수의 스위치를 포함하는, 레벨 시프터.
  9. 제6항에 있어서, 상기 신호 반전부는, 반전 증폭기; 상기 반전 증폭기의 반전 입력단에 병렬로 연결되고 다수의 구동 신호들 각각을 입력받는 다수의 입력 단자; 상기 다수의 입력 단자들과 상기 반전 입력단 사이에 각각 배치된 다수의 저항들; 상기 반전 증폭기의 출력단과 상기 반전 입력단과 사이에 연결된 피드백 저항을 포함하는, 레벨 시프터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 피드백 저항은, 상기 산출된 슬루율에 상응하는 8비트의 데이터에 따라 가변되는, 레벨 시프터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 의사신호 생성부는, 상기 산출된 슬루율에 따라 선폭이 다른 다수의 의사신호 라인들 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 가산부; 및 상기 신호 반전부로부터 생성된 의사 신호를 상기 가산부로부터의 선택 신호에 따라 선택된 하나의 의사신호 라인에 인가하는 라인 선택부를 더 포함하는, 레벨 시프터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 라인 선택부는 상기 다수의 의사신호 라인들 각각에 연결되는 다수의 스위치 소자를 포함하고, 상기 다수의 스위치 소자들 각각은, 상기 반전 증폭기의 출력단에 연결된 제1 전극, 상기 의사신호 라인에 연결되는 제2 전극, 및 상기 선택 신호가 인가되는 게이트 전극을 포함하는, 레벨 시프터.
  13. 복수의 신호라인들과 적어도 하나의 의사신호 라인이 형성된 표시 패널; 상기 복수의 신호 라인들을 통해 다수의 구동 신호들을 출력하는 구동신호 생성부; 및 상기 구동 신호들과 위상이 반전된 의사 신호를 생성하여 상기 생성된 의사신호를 상기 적어도 하나의 의사신호 라인에 출력하되, 상기 구동 신호들이 시간축 상에서 중첩되는 구간이 발생할 때마다 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 구동 신호에 따라 조절되는 가변 크기만큼 상승시키거나 하강시켜 생성하는 의사신호 생성부를 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상시 의사신호 라인은, 디멀티플렉서 또는 게이트 구동부의 적어도 일부를 둘러싸는, 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 의사신호 생성부는, 상기 중첩되는 구간에서 상기 구동 신호가 라이징 에지인 경우 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 가변 크기만큼 상승시키고, 상기 구동 신호가 폴링 에지인 경우 상기 의사 신호의 전압 레벨을 상기 가변 크기만큼 하강시키는, 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 의사신호 생성부는, 상기 구동 신호들의 에지를 검출하여 에지 검출 신호를 출력하는 에지 검출부; 상기 에지 검출 신호가 출력될 때 상기 구동 신호들의 전압값을 측정하여 출력하는 전압 측정부; 상기 측정된 전압값을 이용하여 각 구동 신호의 슬루율을 산출하는 슬루율 산출부; 및 상기 산출된 슬루율에 따라 상기 가변 크기를 조절하고, 상기 조절된 가변 크기를 이용하여 상기 의사 신호를 생성하는 신호 반전부를 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 의사신호 라인은 선폭이 다르고 나란히 배치된 복수의 의사신호 라인들을 포함하고, 상기 의사신호 생성부는, 상기 산출된 슬루율에 따라 선폭이 다른 다수의 의사신호 라인들 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 출력하는 가산부; 및 상기 신호 반전부로부터 생성된 의사 신호를 상기 가산부로부터의 선택 신호에 따라 선택된 하나의 의사신호 라인에 인가하는 라인 선택부를 더 포함하는, 표시 장치.

Description

레벨 시프터 및 이를 이용한 표시 장치{LEVEL SHIFTER AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME} 본 발명은 레벨 시프터 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다. 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등이 있다. 전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 나뉘어진다. 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기 발광 표시장치는 스스로 발광하는 자발광 소자 예를 들어, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 이용하여 입력 영상을 재현한다. 유기 발광 표시장치는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 표시장치 중 일부 예컨대, 액정 표시장치나 유기 발광 표시장치에는 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시 패널, 표시 패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔 신호, 발광 제어 신호 등의 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부, 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다. 이때, 데이터 구동부와 데이터 라인들 사이에 구비된 디멀티플렉서(Demultiplexer, DEMUX)에 공급할 먹스 신호들과 게이트 구동부에 공급할 클럭 신호들은 레벨 시프터에서 생성되어 공급된다. 레벨 시프터에서 공급되는 구동 신호들에 의해 전자파 간섭(Electro Magnetic Interference, EMI)이 발생하기 때문에 구동 신호들의 반전 위상을 갖는 신호들을 함께 출력하여 상쇄시키고 있다. 하지만, 구동 신호들 간 시간축 상에서 중첩 구간이 발생하는 경우 구동 신호들의 반전 위상을 갖는 신호들을 출력하더라도 중첩된 구간에 대한 상쇄가 완전하지 않는다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치에서 레벨 시프터의 배치 형태를 보여 주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레벨 시프터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 구동신호 생성부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 의사신호 생성부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5에 도시된 에지 검출부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 5에 도시된 전압 측정부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 내지 도 8b는 도 5에 도시된 슬루율 산출부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 9는 도 5에 도시된 신호 반전부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10 내지 도 12는 레벨 시프터에서 의사 신호를 생성하는 원리를 설명하기 위한 도면들이다. 도 13a 내지 도 13b는 신호 라인의 선폭에 따른 EMI 개선 효과를 보여주는 도면들이다. 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레벨 시프터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 15는 도 14에 도시된 의사신호 생성부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다. 도 16 내지 도 17은 도 15에 도시된 가산부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 18은 도 15에 도시된 라인 선택부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 19a 내지 도 19b는 도 14에 도시된 의사신호 라인의 배치 형태를 보여주는 도면들이다. 도 20은 본 발명에 따른 레벨 시프터의 구현 예를 보여주는 도면이다. 도 21은 도 20에 도시된 레벨 시프터의 출력 파형 및 의사 신호를 보여주는 도면이다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 실시예 설명에서, 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되지만, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 여러 실시예들의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널 구동회로를 포함한다. 표시패널(100)의 화면은 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시하는 픽셀 어레이(AA)를 포함한다. 픽셀 어레이(AA)의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터가 표시된다. 픽셀 어레이(AA)는 다수의 데이터 라인들(DL), 데이터 라인들(DL)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. 픽셀들의 배치 형태는 매트릭스 형태 이외에도 동일한 색을 발광하는 픽셀을 공유하는 형태, 스트라이프 형태, 다이아몬드 형태 등 다양하게 형성될 수 있다. 픽셀 어레이(AA)의 해상도가 n*m 일 때, 픽셀 어레이(AA)는 n 개의 픽셀 컬럼(Column)과, 픽셀 컬럼과 교차되는 m 개의 픽셀 라인들(L1~Lm)을 포함한다. 픽셀 라인은 제1 방향(X)을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 컬럼은 제1 방향을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 1 수평 기간(1H)은 1 프레임 기간을 m 개의 픽셀 라인(L1~Lm) 개수로 나눈 시간이다. 1 수평 기간(1H)에 1 픽셀 라인의 픽셀들에 픽셀 데이터가 기입된다. 픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 둘 이상의 서브 픽셀들(101)을 포함한다. 예를 들어, 픽셀들 각각은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수도 있다. 서브 픽셀(101)들 각각은 픽셀 회로를 포함한다. 픽셀 회로는 픽셀 전극, 하나 이상의 TFT들(Thin Film Transistor), 및 커패시터를 포함한다. 픽셀 회로는 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)에 연결된다. 표시패널(100) 상에 터치 센서들이 배치되어 터치 스크린(touch screen)이 구현될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱되거나 픽셀들을 통해 센싱될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다. 표시패널 구동회로는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 입력 영상의 데이터를 표시패널(100)의 픽셀들에 기입한다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동부(110), 게이트 구동부(120), 구동부들(110, 120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(130), 타이밍 콘트롤러(130)와 게이트 구동부(120) 사이에 연결된 레벨 시프터(141, 142)를 포함한다. 표시패널 구동회로는 전원부(300)를 더 포함한다. 데이터 구동부(110)는 매 프레임 마다 타이밍 콘트롤러(130)로부터 디지털 신호로 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 아날로그 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 신호(Vdata1~Vdata3)를 출력한다. 데이터 구동부(110)로부터 출력된 데이터 신호(Vdata1~ Vdata3)는 데이터 라인들(DL)에 공급된다. 데이터 구동부(110)는 디지털 신호를 아날로그 감마 보상 전압으로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 데이터 신호(Vdata1~Vdata3)를 출력한다. 데이터 구동부(110)는 도 2에 도시된 소스 드라이브 IC(110a)에 집적될 수 있다. 소스 드라이브 IC(110a)는 COF(Chip on film)(110b) 상에 실장되어 소스 PCB(152, 153)와 표시패널(100) 사이에 연결될 수 있다. 소스 드라이브 IC(110a) 각각에는 터치 센서들을 구동하기