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쉬프트 레지스터 및 그의 구동방법과 그를 이용한 표시장치 document_id A220623019056

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문맥 (context)
본 발명은 양방향 구동이 가능한 쉬프트 레지스터의 회로구성을 단순화하여 그 형성 면적을 최소화시킬 수 있는 쉬프트 레지스터 및 그의 구동방법과 그를 이용한 표시장치에 관한 것이다. 통상의 액정 표시장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여 액정 표시장치는 화소영역들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다. 액정패널은 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인에 의해 정의되는 각 화소영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)와, TFT에 접속된 액정 캐패시터를 구비한다. 그리고 화소영역들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭 소자인 TFT와 접속된다. TFT는 각각의 게이트 라인으로부터의 출력펄스에 응답하여 각각의 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소전극에 공급한다. 액정 캐패시터는 화소전극에 공급된 데이터 신호와 공통전극에 공급된 공통전압의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정 분자들의 배열을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다. 그리고 액정 캐패시터에는 스토리지 캐패시터가 병렬로 접속되어 액정 캐패시터에 충전된 전압이 다음 데이터 신호가 공급될 때까지 유지되게 한다. 스토리지 캐패시터는 화소전극이 이전 게이트 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성된다. 이와 달리 스토리지 캐패시터는 화소전극이 스토리지 라인과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 형성되기도 한다. 구동회로는 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와, 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 입력된 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터로 변환하고, 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 영상 데이터를 데이터 라인에 공급한다. 게이트 드라이버는 스캔펄스들을 순차적으로 출력하기 위해 쉬프트 레지스터를 구비한다. 쉬프트 레지스터는 서로 종속적으로 연결된 다수의 스테이지들로 구성된다. 다수의 스테이지 각각은 타이밍 컨트롤러로부터의 제어신호에 따라 적어도 하나의 스캔펄스를 순차적으로 출력하여 액정패널의 게이트 라인들을 순차적으로 스캐닝한다. 여기서, 각 스테이지는 액정패널의 구동방향 즉, 게이트 라인들의 구동방향을 순방향 또는 역방향으로 제어하기 위해 방향 제어회로를 각각 구비한다. 하지만, 각각의 방향 제어회로는 적어도 세개의 NAND 게이트가 직렬 및 병렬로 연결되어 구성되기 때문에 그 구성과 동작과정이 복잡하고 또한, 각각의 방향 제어회로가 차지하는 면적이 크기 때문에 제품의 크기가 증가되는 문제점이 있다. 구체적으로, 하나의 NAND 게이트는 두개의 NMOS 트랜지스터와 두개의 PMOS 트랜지스터로 구성되기 때문에 적어도 세개의 NAND 게이트로 하나의 방향 제어회로를 구성하기 위해서는 적어도 열두개의 NMOS 및 PMOS 트랜지스터를 형성해야 한다. 이에 따라, 각각의 스테이지 개수에 따라 방향 제어회로를 구성하기 위해서는 각 스테이지 개수의 열두배에 해당하는 NMOS 및 PMOS 트랜지스터를 형성해야 한다. 이로 인해, 방향 제어회로들의 동작과정이 복잡해지고 쉬프트 레지스터의 형성 면적이 증가함과 아울러 제품의 제조 단가가 상승하는 문제점들이 발생한다. 상기와 같은 문제점은 쉬프트 레지스터가 구비되는 데이터 드라이버에서도 동일하게 나타난다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
양방향 구동이 가능한 쉬프트 레지스터에서 기존 방향 제어회로가 가진 문제점은 무엇이며, 본 발명이 해결하고자 하는 목적은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
  1. 1과제 해석task_interpretation

    기존 방향 제어회로의 문제점과 본 발명의 기술적 목적을 파악해야 한다.

    • 양방향 구동이 가능한 쉬프트 레지스터의 회로구성을 단순화하여 그 형성 면적을 최소화시킬 수 있는 쉬프트 레지스터
  2. 2정보 추출information_extraction

    기존 방향 제어회로의 구성과 그로 인한 문제점을 추출한다.

    • 각각의 방향 제어회로는 적어도 세개의 NAND 게이트가 직렬 및 병렬로 연결되어 구성되기 때문에 그 구성과 동작과정이 복잡하고 또한, 각각의 방향 제어회로가 차지하는 면적이 크기 때문에 제품의 크기가 증가되는 문제점이 있다.
  3. 3근거 선택evidence_selection

    문제점의 구체적 원인(트랜지스터 수 증가)과 결과(면적 증가, 단가 상승)를 선별한다.

    • 방향 제어회로들의 동작과정이 복잡해지고 쉬프트 레지스터의 형성 면적이 증가함과 아울러 제품의 제조 단가가 상승하는 문제점들이 발생한다.
  4. 4논리 통합logical_integration

    기존 기술의 복잡한 구성(NAND 게이트 기반)이 면적과 비용 문제를 야기함을 연결한다.

  5. 5결론 도출conclusion_formulation

    본 발명은 이러한 복잡성을 해결하여 면적을 최소화하는 것을 목적으로 함을 도출한다.

    • 회로구성을 단순화하여 그 형성 면적을 최소화시킬 수 있는 쉬프트 레지스터
  6. 6답변 생성answer_generation

    문제점과 목적을 통합하여 답변을 작성한다.

    • 구성과 동작과정이 복잡하고 또한, 각각의 방향 제어회로가 차지하는 면적이 크기 때문에 제품의 크기가 증가되는 문제점
    • 회로구성을 단순화하여 그 형성 면적을 최소화
최종 답변 (final_answer)
기존의 방향 제어회로는 적어도 세 개의 NAND 게이트로 구성되어 동작 과정이 복잡하고 차지하는 면적이 커서 제품의 크기가 증가하며, 이로 인해 쉬프트 레지스터의 형성 면적 증가 및 제품 제조 단가 상승의 문제점이 있다. 본 발명은 이러한 회로 구성을 단순화하여 형성 면적을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
기존 방향 제어회로는 복잡한 구성으로 면적과 비용 문제를 초래하며, 본 발명은 회로 단순화를 통해 형성 면적을 최소화한다.