KR101293559B1 - 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동방법 - Google Patents

접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 장치는 서로 연결되어 있으며 복수의 클록 신호에 동기하여 차례대로 출력 신호를 생성하는 복수의 스테이지를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나 또는 주사 시작 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 입력부, 복수의 클록 신호 중 어느 하나 또는 후단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나에 따라 제2 전압을 출력하는 중간 처리부, 제1 전압을 충전하고 입력부 및 중간 처리부의 출력에 따라 자신의 출력 신호를 생성하는 출력 전압 생성부, 그리고 자신의 출력 신호의 출력 경로를 선택하는 출력 경로 선택부를 포함한다. 이에 의해 표시 장치의 구조를 간단히 할 수 있다.
Figure R1020070034306
전기 영동 표시 장치, 게이트 구동부, 시프트 레지스터, 트랜지스터축전기, 입력, 구동, 출력

Description

접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동 방법{TOUCH SENSIBLE DISPLAY DEVICE, AND APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 한 화소 및 감지부의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 표시판 조립체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부의 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시한 게이트 구동부용 시프트 레지스터의 i 번째 스테이지의 회로도의 한 예이다.
도 6는 도 4에 도시한 게이트 구동부의 동작을 나타내는 신호 파형도이다.
<도면 부호에 대한 설명>
3: 전기 영동층 100: 하부 표시판
124: 제어 전극 154: 반도체
173: 입력 전극 175: 출력 전극
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
270: 공통 전극 300: 전기 영동 표시판 조립체
400: 게이트 구동부 410: 스테이지
420: 입력부 440: 중간 처리부
450: 출력 전압 생성부 460: 출력 경로 선택부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
900: 감지 신호 처리부 Din: 입력 영상 신호
CSin: 입력 제어 신호 CONT1: 게이트 제어 신호
CONT2: 데이터 제어 신호 DAT: 출력 영상 신호
PX: 화소 SC: 감지부
Cep: 전기 영동 축전기 Cst: 유지 축전기
QS1: 스위칭 소자 Qp: 감지 소자
Qs2: 스위칭 소자 STV1, STV2: 주사 시작 신호
CLK1, CLK2: 클록 신호 Cout: 캐리 신호
SEL1, SEL2: 경로 선택 신호 S: 세트 단자
R: 리세트 단자 GV: 게이트 전압 단자
OUT1, OUT2: 출력 단자 COUT: 캐리 출력 단자
CK1, CK2: 클록 단자 SEL1, SEL2: 선택 단자
본 발명은 표시 장치의 구동 장치와 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방 법에 관한 것이다.
최근, 평판형 표시 장치로서 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등과 더불어 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display, EPD)가 활발히 개발 중이다.
전기 영동 표시 장치는 전기 영동 축전기에 연결된 스위칭 소자를 포함하는 화소와 표시 신호선이 구비된 표시판 조립체, 표시 신호선 중 게이트선에 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 이루어진 주사 신호를 내보내어 화소의 스위칭 소자를 턴온/오프시키는 게이트 구동부, 그리고 표시 신호선 중 데이터선에 데이터 전압을 내보내어 턴온된 스위칭 소자를 통하여 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함한다
이 중에서 게이트 구동부는 원가 절감 등을 위하여 화소의 스위칭 소자와 동일한 공정으로 형성되어 표시판 조립체에 집적되어 있는 경우가 있다. 집적된 게이트 구동부는 복수의 스테이지를 포함하는 시프트 레지스터이다.
한편, 최근에는 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치가 개발되고 있다.
그러나 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치는 일반적인 영상 표시 기능 이외에 감지 기능을 수행하여야 하기 때문에 영상 표시 기능만을 갖는 표시 장치보다 구조가 복잡하다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감지 기능이 있는 표시 장치, 특히 전기 영동 표시 장치의 구조를 단순화하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치는 서로 연결되어 있으며 복수의 클록 신호에 동기하여 차례대로 출력 신호를 생성하는 복수의 스테이지를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나 또는 주사 시작 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 입력부,
상기 복수의 클록 신호 중 어느 하나 또는 후단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나에 따라 제2 전압을 출력하는 중간 처리부, 상기 제1 전압을 충전하고 상기 입력부 및 상기 중간 처리부의 출력에 따라 자신의 출력 신호를 생성하는 출력 전압 생성부, 그리고 상기 자신의 출력 신호의 출력 경로를 선택하는 출력 경로 선택부를 포함한다.
상기 제 1 전압은 고전압인 게이트 온 전압 (Von)이며, 상기 제 2 전압은 저전압인 게이트 오프 전압 (Voff)일 수 있다.
상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 가지며, 상기 출력 경로 선택부는 상기 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자 중 하나를 선택하여 선택된 출력 단자에 상기 자신의 출력 신호를 내보낼 수 있다.
상기 출력 경로 선택부는 상기 제1 출력 단자에 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 그리고 상기 제2 출력 단자에 연결되어 있는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 서로 반대로 동작할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자에는 위상이 서로 반대인 제1 선택 신호 및 제2 선택 신호가 입력될 수 있다.
상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 세트 단자, 리세트 단자, 게이트 전압 단자, 제1 및 제2 클록 단자와 제1 및 제2 선택 단자를 더 가지며, 상기 입력부는 상기 세트 단자와 제1 접점 사이에 연결되어 있으며 제어 단자가 상기 세트 단자에 연결되어 있는 제3 트랜지스터를 포함하며, 상기 중간 처리부는 상기 제1 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제4 및 제5 트랜지스터, 제2 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 연결되어 있는 제6 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제1 축전기를 포함하며, 상기 제4 트랜지스터의 제어 단자는 상기 리세트 단자에, 상기 제5 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제6 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에 연결되어 있으며, 상기 출력 전압 생성부는 제3 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제7 트랜지스터, 상기 제3 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제8 및 제9 트랜지스터, 그리고 상기 제1 접점과 상기 제3 접점 사이에 연결되어 있는 제2 축전기를 포함하며, 상기 제7 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에, 상기 제8 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제9 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 클록 단자에 각각 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제 2 트랜지스터는 상기 제3 접점에 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 선택 단자에는 제1 선택 신호가 인가되며, 상기 제2 선택 단자에는 상기 제1 선택 신호와 180°의 위상차를 가지는 제2 선택 신호가 인가될 수 있다.
상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 및 후단 스테이지로 상기 자신의 출력 신호를 출력하는 캐리 출력 단자를 더 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수의 영상 주사선, 제2 스위칭 소자를 포함하는 복수의 감지부 및 상기 제2 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수의 감지 주사선을 포함하는 표시판 조립체, 그리고 상기 영상 주사선 및 상기 감지 주사선과 연결되어 있으며 출력 신호를 생성하여 상기 영상 주사선과 상기 감지 주사선 중 어느 하나에 선택적으로 인가하는 게이트 구동부를 포함한다.
상기 게이트 구동부는 서로 연결되어 있으며 복수의 클록 신호에 동기하여 차례대로 출력 신호를 생성하는 복수의 스테이지를 포함하며, 상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나 또는 주사 시작 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 입력부, 상기 복수의 클록 신호 중 어느 하나 또는 후단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나에 따라 제2 전압을 출력하는 중간 처리부, 상기 제1 전압을 충전하고 상기 입력부 및 상기 중간 처리부의 출력에 따라 자신의 출력 신호를 생성하는 출력 전압 생성부, 그리고 상기 자신의 출력 신호를 상기 영상 주사선과 상기 감지 주사선 중 어느 하나에 인가하는 출력 경로 선택부를 포함할 수 있다.
상기 출력 경로 선택부는 상기 영상 주사선에 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 그리고 상기 감지 주사선에 연결되어 있는 제2 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 서로 반대로 동작할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자에는 위상이 서로 반대인 제1 선택 신호 및 제2 선택 신호가 입력될 수 있다.
상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 세트 단자, 리세트 단자, 게이트 전압 단자, 제1 및 제2 클록 단자와 제1 및 제2 선택 단자를 더 가지며, 상기 입력부는 상기 세트 단자와 제1 접점 사이에 연결되어 있으며 제어 단자가 상기 세트 단자에 연결되어 있는 제3 트랜지스터를 포함하며, 상기 중간 처리부는 상기 제1 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제4 및 제5 트랜지스터, 제2 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 연결되어 있는 제6 트랜지스터, 그리고 상기 제2 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제1 축전기를 포함하며, 상기 제4 트랜지스터의 제어 단자는 상기 리세트 단자에, 상기 제5 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제6 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에 연결되어 있으며, 상기 출력 전압 생성부는 제3 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제7 트랜지스터, 상기 제3 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제8 및 제9 트랜지스터, 그리고 상기 제1 접점과 상기 제3 접점 사이에 연결되어 있는 제2 축전기를 포함하며, 상기 제7 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에, 상기 제8 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제9 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 클록 단자에 각각 연결되어 있을 수 있다.
상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 및 후단 스테이지로 상기 자신의 출력 신호를 출력하는 캐리 출력 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 스위칭 소자와 상기 제1 내지 제9 박막 트랜지스터는 비정질 규소로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 구동부는 상기 표시판 조립체에 집적되어 있을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 영상 주사선 및 영상 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소, 감지 주사선 및 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 제1 선택 신호에 따라 상기 영상 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계, 영상 데이터 전압을 상기 영상 데이터선에 인가하여 상기 화소를 통하여 영상을 표시하는 단계, 제 2 선택 신호에 따라 상기 감지 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계, 상기 감지 데이터선으로부터의 감지 데이터 신호를 처리하여 감지 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 영상 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계 및 상기 영상을 표시하는 단계는 상기 감지 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계 및 상기 감지 동작을 수행하는 단계와 교대로 수행될 수 있다.
상기 영상 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계와 상기 영상을 표시하는 단계를 모든 화소에 대하여 수행한 후에 상기 감지 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계와 상기 감지 동작을 수행하는 단계를 모든 감지부에 대하여 수행할 수 있다.
상기 영상 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계와 상기 영상을 표시하는 단계를 모든 화소에 대하여 두 번 이상 연속 수행한 후에 상기 감지 주사선에 게이트 온 전압을 인가하는 단계와 상기 감지 동작을 수행하는 단계를 모든 감지부에 대하여 수행할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 전기 영동 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 한 화소 및 감지부에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 표시판 조립체의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동표시 장치는 전기 영동 표시판 조립체(electrophoretic panel assembly)(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 감지 신호 처리부(900) 및 신호 제어부(600)를 포함 한다.
전기 영동 표시판 조립체(300)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm), 감지 신호선(S1-Sn, P1-Pm), 대략 행렬 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX) 및 복수의 감지부(SC)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때 전기 영동 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 전기 영동층(3)을 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)의 투명한 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 형성되어 있으며, 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 영상 주사선(G1-Gn)과 영상 데이터 신호를 전달하는 복수의 영상 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 영상 주사선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
감지 신호선(S1-Sn, P1-Pm)도 절연 기판(110) 위에 형성되어 있으며 감지 주사 신호를 전달하는 복수의 감지 주사선(S1-Sn)과 감지 데이터 신호를 전달하는 복수의 감지 데이터선(P1-Pm)을 포함한다. 감지 주사선(S1-Sn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 감지 데이터선(P1-Pm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2,…, n) 영상 주사선(Gi)과 j번째(j=1, 2,…, m) 영상 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX) 는 표시 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Qs1)와 이에 연결된 전기 영동 축전기(electrophoretic capacitor)(Cep) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다.
스위칭 소자(Qs1)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자(124a)는 영상 주사선(Gi)에, 입력 단자(173a)는 영상 데이터선(Dj)에, 출력 단자(175a)는 전기 영동 축전기(Cep) 및 유지 축전기(Cst)에 각각 연결되어 있다. 또한, 스위칭 소자(QS1)는 제어 단자(124a)와 입력 단자(173a) 및 출력 단자(175a) 사이에 형성되어 있는 반도체(154a) 및 그 위의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a)를 포함한다.
전기 영동 축전기(Cep)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(pixel electrode)(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)을 두 단자로 하며, 두 전극(191, 270) 사이의 전기 영동층(3)은 유전체로서 기능한다.
화소 전극(191)은 스위칭 소자(Qs1)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등 투명한 도전체나 불투명한 금속으로 만들어지며, 공통 전극(270)은 투명한 도전체로 만들어진다. 화소 전극(191)과 스위칭 소자(Qs1)는 보호막(passivation layer)(180)을 사이에 두고 있으며, 보호막(180)의 접촉 구멍(185)를 통하여 화소 전극(191)과 스위칭 소자(Qs1)의 출력 단자(175a)가 서로 연결되어 있다.
전기 영동층(3)은 복수의 마이크로 캡슐(30)과 마이크로 캡슐(30)을 고정하 는 결합제(37)를 포함한다. 각 마이크로 캡슐(30)은 음 전하(-) 또는 양 전하(+)로 대전된 흰색 전기 영동 입자(31)와 그 반대 전하로 대전된 검은색 전기 영동 입자(33) 및 투명 유전 유체(35)를 포함한다.
전기 영동 축전기(Cep)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 영상 주사선(Gi-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
각 감지부(SC), 예를 들면 i번째(i=1, 2,…, n) 감지 주사선(Si)과 j번째(j=1, 2,…, m) 감지 데이터선(Pj)에 연결된 감지부(SC)는 감지 소자(Qp), 스위칭 소자(Qs2) 및 감지 축전기(Cp)를 포함한다. 감지부(SC)는 하부 표시판(100)에 형성되어 있으며 대부분 보호막(180)으로 덮여 있다.
감지 소자(Qp)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자(124b)는 감지 제어 전압(Vdd1)에, 출력 단자(175b)는 감지 축전기(Cp)의 일단 및 스위칭 소자(Qs2)의 입력 단자(173c)에, 입력 단자(173b)는 감지 입력 전압(Vdd2)에 각각 연결되어 있다. 또한, 감지 소자(Qp)는 제어 단자(124b)와 입력 단자(173b) 및 출력 단자(175b) 사이에 형성되어 있는 반도체(154b) 및 그 위의 저항성 접촉 부재(163b, 165b)를 포함한다. 보호막(180)에 형성되어 있는 노출 구멍(exposure hole)(187)을 통해 감지 소자(Qp)의 반도체(154b)에 빛이 조사되면 광전류가 형성 되고, 입력 단자(173b)와 출력 단자(175b) 사이의 전압 차에 의해 감지 축전기(Cp) 및 스위칭 소자(Qs2)로 흘러간다.
감지 축전기(Cp)는 일단이 감지 제어 전압(Vdd1)에 연결되어 있고, 다른 일단이 감지 소자(Qp)의 출력 단자(175b)와 스위칭 소자(Qs2)의 입력 단자(173c)에 연결되어 있다. 감지 축전기(Cp)는 감지 소자(Qp)로부터의 광전류에 따른 전하를 축적하여 소정 전압을 유지한다.
스위칭 소자(Qs2) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자(124c)는 감지 주사선(Si)에, 출력 단자(175c)는 감지 데이터선(Pj)에, 입력 단자(173c)는 감지 소자(Qp)의 출력 단자(175b)에 각각 연결되어 있다. 또한, 스위칭 소자(Qs2)는 제어 단자(124c)와 입력 단자(173c) 및 출력 단자(175c) 사이에 형성되어 있는 반도체(154c) 및 그 위의 저항성 접촉 부재(163c, 165c)를 포함한다. 스위칭 소자(Qs2)는 감지 주사 신호가 인가되면 감지 축전기(Cp)에 저장되어 있는 전압 또는 감지 소자(Qp)로부터의 광전류를 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(Pj)으로 출력한다.
여기서 스위칭 소자(Qs1, Qs2) 및 감지 소자(Qp)의 반도체(154a, 154c, 154b)는 비정질 규소(amorphous silicon)로 만들어지나 다결정 규소(poly crystalline silicon) 박막 트랜지스터로 만들어질 수도 있다. 스위칭 소자(Qs1, Qs2) 및 감지 소자(Qp)의 제어 단자(124a, 124b, 124c)와 반도체(154a, 154b, 154c)는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)으로 절연되어 있다.
앞에서 화소(PX)와 감지부(SC)의 수가 동일한 것으로 설명하였으나 감지부(SC)의 수가 화소(PX)의 수보다 적을 수 있다. 이에 따라 감지 주사선(S1-Sn) 및 감지 데이터선(P1-Pm)의 수효도 조정될 수 있다.
예를 들어 액정 표시 장치의 해상도가 QVGA(quarter video graphics array, 240*320 도트)인 경우, 감지부(SC)의 해상도가 QVGA이면 3개의 화소(PX) 당 하나의 감지부(SC)가 배치되며, 감지부(SC)의 해상도가 QQVGA(quarter QVGA, 120*160 도트)이면 12개의 화소(PX) 당 하나의 감지부(SC)가 배치된다. 여기서 1 도트는 3개의 화소(PX)가 모여 하나의 영상을 표시하는 단위를 의미한다.
게이트 구동부(400)는 영상 주사선(G1-Gn)에 연결되어 영상 주사 신호를 영상 주사선(G1-Gn)에 인가하고, 감지 주사선(S1-Sn)에 연결되어 감지 주사 신호를 감지 주사선(S1-Sn)에 인가한다. 영상 주사 신호 및 감지 주사 신호는 스위칭 소자(QS1, Qs2)를 턴 온 시키는 전압과 턴 오프 시키는 전압으로 이루어진다. 게이트 구동부(400)는 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-Sn, P1-Pm), 스위칭 소자(Qs1, Qs2) 및 감지부(SC)와 함께 전기 영동 표시판 조립체(300)에 집적될 수 있다. 그러나 게이트 구동부(400)는 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 전기 영동 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 전기 영동 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다.
데이터 구동부(500)는 전기 영동 표시판 조립체(300)의 영상 데이터선(D1- Dm)에 연결되어 있으며 영상 데이터 신호를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
감지 신호 처리부(900)는 전기 영동 표시판 조립체(300)의 감지 데이터선(P1-Pm)에 연결되어 감지 데이터선(P1-Pm)을 통하여 출력되는 감지 데이터 신호를 입력 받는다.
데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(900) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 전기 영동 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 전기 영동 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(900)는 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-Sn, P1-Pm), 스위칭 소자(Qs1, Qs2) 및 감지부(SC)와 함께 전기 영동 표시판 조립체(300)에 집적될 수 있다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 감지 신호 처리부(900) 등의 동작을 제어한다.
한편 전기 영동 표시 장치는 계조 전압을 생성하여 데이터 구동부(500)에 제공하는 계조 전압 생성부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 데이터 구동부(500)는 이들 계조 전압 또는 이를 분압한 전압을 영상 데이터 신호로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
그러면 이러한 전기 영동 표시 장치의 영상 표시 동작 및 광 감지 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(input image siGnal)(Din) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(input control siGnal)(CSin)를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록, 데이터 인에이블 신호 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(Din)와 입력 제어 신호(CSin)를 기초로 입력 영상 신호(Din)를 전기 영동 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 신호의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 주사 신호의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호(CLK), 그리고 영상 주사선(G1-Gn)과 감지 주사선(S1-Sn) 중 어느 한 쪽을 선택하여 주사하기 위한 경로 선택 신호(SEL)를 포함한다. 한편, 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소 행의 데이터 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 영상 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)를 입력 받고, 출력 영상 신호(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한 다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 주사 신호를 영상 주사선(G1-Gn)에 인가하여 이 영상 주사선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Qs1)를 턴 온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Qs1)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 전기 영동 축전기(Cep)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 화소 전압의 크기, 극성 및 인가 시간 등에 따라 전기 영동 입자(31, 33)는 마이크로 캡슐(30) 내에서 위치가 다양하게 변화한다.
예를 들어 흰색 전기 영동 입자(31)가 공통 전극(270)에 가까이 위치하는 경우 전기 영동 표시 장치는 흰색을 표시하며, 반대로 검은색 전기 영동 입자(33)가 공통 전극(270)에 가까이 위치하는 경우 전기 영동 표시 장치는 검은색을 표시한다. 또한 흰색 및 검은색 전기 영동 입자(31, 33)가 마이크로 캡슐(30)의 가운데에 위치하는 경우 회색을 표시할 수도 있다. 이와 같이 전기 영동 표시 장치는 마이크로 캡슐(30) 내에서 전기 영동 입자(31, 33)의 위치를 변화시켜 다양한 계조의 영상을 외부로 표시한다.
소정 주기[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 모든 영상 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가한다.
그런 다음 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 감지 주사선(S1-Sn)에 차례로 인가하고, 이에 따라 감지 데이터선(P1-Pm)은 감지부(SC)로부터 받은 감지 데이터 신호를 감지 신호 처리부(900)에 전달한다. 감지 신호 처리부(900)는 읽어 들인 감지 데이터 신호를 증폭하거나 필터링한 후 디지털 신호로 변환하여 신호 제어부(600)에 전달한다. 신호 제어부(600)는 디지털 신호가 담고 있는 정보에 따라 소정 영상을 표시하도록 각종 제어 신호(CONT1, CONT2) 및 출력 영상 신호(DAT)를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)로 다시 내보낸다.
이때 감지 입력 전압(Vdd2)은 게이트 오프 전압(Voff)과 동일할 수 있다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부의 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시한 게이트 구동부용 시프트 레지스터의 i 번째 스테이지의 회로도의 한 예이며, 도 6는 도 4에 도시한 게이트 구동부의 동작을 나타내는 신호 파형도이다.
도 4에 도시한 게이트 구동부(400)는 영상 주사선(G1-Gn) 및 감지 주사선(S1-Sn) 양쪽에 각각 연결되어 있는 복수의 스테이지(410)를 포함하는 시프트 레지스터로서, 주사 시작 신호(STV1, STV2), 클록 신호(CLK1, CLK2), 경로 선택 신호(SEL1, SEL2) 및 게이트 오프 전압(Voff)이 입력된다.
각 스테이지(410)는 세트 단자(S), 리세트 단자(R), 게이트 전압 단자(GV), 출력 단자(OUT1, OUT2), 클록 단자(CK1, CK2) 및 선택 단자(SE1, SE2) 및 캐리 출 력 단자(COUT)를 포함한다.
각 스테이지(410), 예를 들면 i번째 스테이지[ST(i)]의 세트 단자(S)에는 전단 스테이지[ST(i-1)]의 캐리 신호[Cout(i-1)]가 입력되며, 리세트 단자(R)에는 후단 스테이지[ST(i+1)]의 캐리 신호[Cout(i-1)]가 입력되며, 클록 단자(CK1, CK2)에는 클록 신호(CLK1, CLK2)가 각각 입력된다. 출력 단자(OUT1)는 영상 주사선(Gi)에 영상 주사 출력[Gout(i)]을 내보내며, 출력 단자(OUT2)는 감지 주사선(Si)에 감지 주사 출력[Sout(i)]을 내보낸다.
또한 선택 단자(SE1, SE2)에는 경로 선택 신호(SEL1, SEL2)가 입력된다. 캐리 출력 단자(COUT)는 전단 스테이지[ST(i-1)] 및 후단 스테이지[ST(i+1)]로 캐리 신호[Cout(i)]를 내보낸다. 여기서 캐리 신호는 영상 주사 출력[Gout(i)] 또는 감지 주사 출력[Sout(i)]과 동일할 수 있다.
정리하면, 각 스테이지(410)는 전단 스테이지[ST(i-1)]의 캐리 신호[Cout(i-1)]와 후단 스테이지[ST(i+1)]의 캐리 신호[Cout(i+1)]에 기초하고 클록 신호(CLK1, CLK2)에 동기하여 영상 주사 출력[Gout(i)] 및 감지 주사 출력[Sout(i)] 중 하나와 캐리 신호[Cout(i)]를 생성한다. 이 때 경로 선택 신호(SEL1, SEL2)에 따라 주사 출력[Gout(i)] 및 감지 주사 출력[Sout(i)] 중 하나가 결정된다.
단, 시프트 레지스터의 첫 번째 스테이지(ST1)에는 전단 스테이지의 캐리 신호 대신 주사 시작 신호(STV1)가 입력되며, 마지막 스테이지[ST(n)]에는 후단 스테이지의 캐리 신호 대신 주사 시작 신호(STV2)가 입력된다.
클록 신호(CLK1, CLK2)는 듀티비(duty ratio)가 약 50%이고 180ㅀ의 위상차 를 가진다. 경로 선택 신호(SEL1, SEL2)도 듀티비(duty ratio)가 약 50%이고, 180ㅀ의 위상차를 가진다.
이때, 예를 들어 i번째 스테이지[ST(i)]의 클록 단자(CK1)에 클록 신호(CLK1)가, 클록 단자(CK2)에 클록 신호(CLK2)가 입력되는 경우, 이에 인접한 (i-1)번째 및 (i+1)번째 스테이지[ST(i-1), ST(i+1)]의 클록 단자(CK1)에는 클록 신호(CLK2)가, 클록 단자(CK2)에는 클록 신호(CLK1)가 입력된다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 구동부(400)의 각 스테이지, 예를 들면 i번째 스테이지는 입력부(420), 중간 처리부(440), 출력 전압 생성부(450) 및 출력 경로 선택부(460)를 포함하며, 이들 각각은 비정질 규소로 이루어진 적어도 하나의 N채널 전계 효과 트랜지스터(T1-T9)를 포함한다. 그러나 N채널 전계 효과 트랜지스터 대신 P채널 전계 효과 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
입력부(420)는 세트 단자(S)에 연결되어 있는 트랜지스터(T2)를 포함한다. 이 트랜지스터(T2)는 입력 단자와 제어 단자가 세트 단자(S)에 공통으로 연결되어 일종의 다이오드 역할을 하며, 고전압인 게이트 온 전압(Von)을 접점(J1)으로 출력한다.
중간 처리부(440)는 저전압인 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J1, J2)으로 출력하며, 세 개의 트랜지스터(T3, T4, T7) 및 축전기(C1)을 포함한다.
트랜지스터(T3)는 그 제어 단자가 리세트 단자(R)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J1)으로 출력한다. 트랜지스터(T4)는 그 제어 단자가 접점(J2)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J1)으로 출력한다. 트랜지스터(T7)는 그 제어 단자가 접점(J1)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J2)으로 출력한다.
축전기(C1)는 클록 단자(CK1)와 접점(J2)사이에 연결되어 있다.
출력 전압 생성부(450)는 제1 클록 단자(CK1)와 게이트 오프 전압 단자(GV) 사이에 연결되어 접점(J1, J2)의 전압에 따라 제1 클록 신호(CLK1)와 게이트 오프 전압(Voff)을 선택적으로 접점(J3)으로 출력하며, 세개의 트랜지스터(T1, T5, T6)와 축전기(C2)를 포함한다.
트랜지스터(T1)는 그 제어 단자가 접점(J1)에 연결되어 있으며, 클록 신호(CLK1)를 점점(J3)으로 출력한다. 트랜지스터(T5)는 그 제어 단자가 접점(J2)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J3)으로 출력한다. 트랜지스터(T6)는 그 제어 단자가 클록 단자(CK2)에 연결되어 있으며, 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J3)으로 출력한다.
축전기(C2)는 접점(J1)과 접점(J3) 사이에 연결되어 있다.
출력 경로 선택부(460)는 출력 단자(OUT1, OUT2)와 접점(J3) 사이에 각각 연결되어 있는 두 개의 트랜지스터(T8, T9)를 포함한다.
트랜지스터(T8)는 그 제어 단자가 선택 단자(SE1)에 연결되어 있으며, 접점(J3)의 전압을 영상 주사선(G1-Gn)에 연결되어 있는 출력 단자(OUT1)에 전달한다. 트랜지스터(T9)는 그 제어 단자가 선택 단자(SE2)에 연결되어 있으며, 접점(J3)의 전압을 감지 주사선(S1-Sn)에 연결되어 있는 출력 단자(OUT2)에 전달한다.
그러면 도 5에 도시한 시프트 레지스터의 동작에 대하여 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
설명을 시작하기 전에, i번째 스테이지[ST(i)]가 제1 클록 신호(CLK1)에 동기하여 출력을 생성하는 경우, 그 전단 및 후단 스테이지[ST(i-1), ST(i+1)]는 제2 클록 신호(CLK2)에 동기하여 출력을 생성한다는 점을 고려한다. 또한 클록 신호(CLK1, CLK2)의 하이 레벨에 해당하는 전압의 크기는 게이트 온 전압(Von)과 동일하며 이를 고전압이라 하며, 로우 레벨에 해당하는 전압의 크기는 게이트 오프 전압(Voff)과 동일하며 이를 저전압이라 한다.
먼저, 제1 클록 신호(CLK1)가 저전압으로 천이하고, 제2 클록 신호(CLK2) 및 전단 캐리 신호[Cout(i-1)]가 고전압으로 천이하면, 트랜지스터(T2)와 트랜지스터(T6)가 턴 온된다. 그러면 트랜지스터(T2)를 통하여 접점(J1)에 게이트 온 전압(Von)이 전달되며, 이에 따라 트랜지스터(T1, T7)가 턴 온된다. 트랜지스터(T7)를 통하여 접점(J2)에 게이트 전압 단자(GV)의 게이트 오프 전압(Voff)이 전달되며, 이에 따라 트랜지스터(T4, T5)가 턴 오프된다. 이때, 후단 캐리 신호[Cout(i+1)]가 저전압이므로 트랜지스터(T3)는 턴 오프 상태를 유지한다. 한편, 턴 온된 두 트랜지스터(T1, T6)를 통하여 접점(J3)으로 게이트 오프 전압(Voff)이 전달된다.
다음으로, 전단 캐리 신호[Cout(i-1)]와 제2 클록 신호(CLK2)가 저전압으로 천이하고 제1 클록 신호(CLK1)가 고전압으로 천이하면, 트랜지스터(T2, T6)는 턴 오프되며, 이때 후단 캐리 신호[Cout(i+1)]는 저 전압을 유지하므로, 트랜지스 터(T3)도 턴 오프 상태를 유지한다. 트랜지스터(T2)가 턴 오프됨에 따라 접점(J1)은 세트 단자(S)와의 연결이 차단되어 고립(floating)된다. 따라서 트랜지스터(T1, T7)는 턴 온 상태를 유지한다. 이때, 트랜지스터(T7)를 통해 접점(J2)에 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되고, 이에 따라 트랜지스터(T4, T5)는 턴 오프 상태를 유지한다.
트랜지스터(T5, T6)가 모두 턴 오프 상태가 되므로 접점(J3)에 전달되던 게이트 전압 단자(GV)의 게이트 오프 전압(Voff)은 차단되며, 트랜지스터(T1)는 턴 온 상태를 유지하므로 제1 클록 신호(CLK1)의 고전압인 게이트 온 전압(Von)만이 접점(J3)으로 전달된다. 그러므로 i번째 스테이지[ST(i)]의 접점(J3)은 제1 클록 신호(CLK1)의 상승점(rising edge)에 동기하여 게이트 온 전압(Von)과 같아진다.
이때 축전기(C2)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 차에 해당하는 전압을 충전한다. 한편, 축전기(C2)는 일정한 전압을 유지하므로 접점(J3)의 전압이 게이트 온 전압(Von)으로 상승함에 따라 고립 상태인 접점(J1)의 전압은 게이트 온 전압(Von)만큼 더 상승한다. 또한, 트랜지스터(T7)의 제어 단자와 출력 단자 사이의 중첩으로 생기는 기생 용량으로 인해 제어 단자인 접점(J1)의 전압이 증가하면 출력 단자인 접점(J2)의 전위도 도시한 것처럼 소폭 상승한다.
이때 축전기(C1)는 제1 클록 신호(CLK1)의 고전압인 게이트 온 전압(Von)과 접점(J2)의 전압인 게이트 오프 전압(Voff)의 차에 해당하는 전압을 충전한다.
제1 클록 신호(CLK1)가 저전압으로 천이하고 제2 클록 신호(CLK2) 및 후단 캐리 신호[Cout(i+1)]가 고전압으로 천이하면, 트랜지스터(T3, T6)가 턴 온되며, 이때 전단 캐리 신호[Cout(i-1)]는 저전압을 유지하므로 트랜지스터(T2)는 턴 오프 상태를 유지한다. 트랜지스터(T3)가 턴 온됨에 따라 접점(J1)에 게이트 오프 전압(Voff)이 전달되어 트랜지스터(T1, T7)가 턴 오프된다.
트랜지스터(T7)가 턴 오프되면 접점(J2)이 고립 상태가 되며, 이때 축전기(C1)가 일정한 전압을 유지하므로, 제1 클록 신호(CLK1)가 저전압으로 천이함에 따라 접점(J2)의 전압이 게이트 오프 전압(Voff) 아래로 더욱 떨어지고자 한다. 그러나 접점(J2)의 전압이 게이트 오프 전압(Voff) 아래로 떨어지는 경우 트랜지스터(T7)가 다시 턴 온되어 접점(J2)에 게이트 오프 전압(Voff)을 전달하므로 최종적인 평형 상태에서는 접점(J2)의 전압이 게이트 오프 전압(Voff)과 거의 같아진다. 그리고 이에 따라 트랜지스터(T4, T5)는 턴 오프 상태를 계속해서 유지한다.
한편, 트랜지스터(T1)가 턴 오프되고 트랜지스터(T6)가 턴 온되므로, 접점(J3)에는 게이트 전압 단자(GV)의 게이트 오프 전압(Voff)이 전달되어 출력되며, 축전기(C2)는 방전된다.
이후로는 제1 및 제2 클록 신호(CLK1, CLK2)만이 저전압과 고전압으로의 천이를 반복한다. 그런데, 제1 클록 신호(CLK1)의 전압의 크기 변화는 접점(J2)의 전압을 게이트 오프 전압(Voff)까지만 끌어올리고, 제2 클록 신호(CLK2)의 전압의 크기 변화는 트랜지스터(T6)를 주기적으로 턴온 및 턴 오프시켜 접점(J3)에 게이트 오프 전압(Voff)을 주기적으로 인가해주기만 한다. 따라서 접점(J3)의 전압은 계속해서 게이트 오프 전압(Voff)을 유지한다.후단 캐리 신호[Cout(i+1)]가 저전압으로 천이하고 이에 따라 트랜지스터(T3)가 턴 오프된 후의 i번째 스테이지[ST(i)]의 접점(J3)은 제1 및 제2 클록 신호(CLK1, CLK2)에 관계 없이 저전압, 즉 게이트 오프 전압(Voff)을 유지한다.
즉, 제1 클록 신호(CLK1)가 고전압, 제2 클록 신호(CLK2)가 저전압일 때에는 축전기(C1)에 의해 접점(J2)의 전압이 상승하여 트랜지스터(T4, T5)가 턴 온된다. 따라서 접점(J1)으로 게이트 오프 전압(Voff)이 전달되어 트랜지스터(T1, T7)가 턴 오프 상태를 유지한다. 그리고 턴 온된 트랜지스터(T5)를 통해 접점(J3)으로 게이트 오프 전압(Voff)을 전달한다.
제1 클록 신호(CLK1)가 저전압, 제2 클록 신호(CLK2)가 고전압일 때에는 축전기(C1)에 의해 접점(J2)의 전압이 하강하여 트랜지스터(T4, T5)가 턴 오프된다. 따라서 접점(J1)은 고립되므로 축전기(C2)에 의해 이전 전압인 저전압을 유지하고, 이에 따라 트랜지스터(T1, T7)도 턴 오프 상태를 유지한다. 또한, 트랜지스터(T6)가 턴 온되어 게이트 오프 전압(Voff)을 접점(J3)으로 전달한다.
따라서 이후의 소정 주기에서는 제1 및 제2 클록 신호(CLK1, CLK2)가 변하더라도 접점(J3)이 게이트 오프 전압(Voff)을 일정하게 유지한다.
한편, 영상 표시 구간(PR1) 동안에 선택 단자(SE1)에 인가되는 경로 선택 신호(SEL1)는 고 레벨 전압이고 선택 단자(SE2)에 인가되는 경로 선택 신호(SEL2)는 저 레벨 전압이므로 트랜지스터(T8)는 턴 온되고 트랜지스터(T9)는 턴 오프되어 있다. 따라서 게이트 출력인 게이트 온/오프 전압(Von, Voff)이 접점(J3)으로부터 출력 단자(OUT1)에 전달되며 출력 단자(OUT2)에는 전달되지 않는다. 결국 영상 표시 구간(PR1) 동안에는 영상 주사선(Gi)에만 주사 신호가 인가된다.
반대로, 감지 구간(PR2) 동안에는 경로 선택 신호(SEL1)는 저 레벨 전압이고 경로 선택 신호(SEL2)는 고 레벨 전압이므로, 트랜지스터(T8)는 턴 오프되고 트랜지스터(T9)는 턴 온되어 있다. 따라서 감지 주사선(Si)에만 주사 신호가 인가된다. 이러한 방식으로 영상 표시 구간(PR1) 동안에는 첫 번째 스테이지[(ST1)]부터 마지막 스테이지[ST(n)]까지 영상 주사 신호가 출력되고, 감지 구간(PR2) 동안에는 첫 번째 스테이지[(ST1)]부터 마지막 스테이지[ST(n)]까지 감지 주사 신호가 출력된다.
본 실시예와 달리 선택 신호와 선택 단자는 하나일 수 있으며, 이 경우 게이트 구동부(400)는 두 박막 트랜지스터(T8, T9) 중 하나의 제어 단자와 선택 단자 사이에 인버터를 더 포함할 수 있다. 이를 통해 위상이 서로 반대인 두 신호를 두 박막 트랜지스터(T8, T9)의 제어 단자에 인가할 수 도 있다.
한편, 캐리 출력 단자(COUT)는 경로 선택 신호(SEL1, SEL2)와 관계없이 항상 접점(J3)의 전압을 출력한다.
앞에서 설명한 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동 방법에 의하면 하나의 게이트 구동부로 화소 및 감지부를 모두 구동할 수 있어 표시 장치의 구조를 간단히 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (22)

  1. 서로 연결되어 있으며 복수의 클록 신호에 동기하여 차례대로 출력 신호를 생성하는 복수의 스테이지를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,
    상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는
    전단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나 또는 주사 시작 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 입력부,
    상기 복수의 클록 신호 중 어느 하나 또는 후단 스테이지의 출력 신호 중 어느 하나에 따라 제2 전압을 출력하는 중간 처리부,
    상기 제1 전압을 충전하고 상기 입력부로부터 출력되는 상기 제1 전압과 상기 중간 처리부로부터 출력된 상기 제2 전압에 따라 출력 신호를 생성하는 출력 전압 생성부, 그리고
    상기 출력 전압 생성부로부터 생성된 출력 신호의 출력 경로를 선택하는 출력 경로 선택부
    를 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제 1 전압은 고전압인 게이트 온 전압(Von)이며,
    상기 제 2 전압은 저전압인 게이트 오프 전압(Voff)인 표시 장치의 구동 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 가지며,
    상기 출력 경로 선택부는 상기 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자 중 어느 하나를 선택하여 선택된 출력 단자에 상기 출력 신호를 내보내는
    표시 장치의 구동 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 출력 경로 선택부는
    상기 제1 출력 단자에 연결되어 있는 제1 트랜지스터, 그리고
    상기 제2 출력 단자에 연결되어 있는 제2 트랜지스터
    를 포함하는
    표시 장치의 구동 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 서로 반대로 동작하는 표시 장치의 구동 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 단자에는 위상이 서로 반대인 제1 선택 신호 및 제2 선택 신호가 입력되는 표시 장치의 구동 장치.
  7. 제4항에서,
    상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 세트 단자, 리세트 단자, 게이트 전압 단자, 제1 및 제2 클록 단자와 제1 및 제2 선택 단자를 더 가지며,
    상기 입력부는 상기 세트 단자와 제1 접점 사이에 연결되어 있으며 제어 단자가 상기 세트 단자에 연결되어 있는 제3 트랜지스터를 포함하며,
    상기 중간 처리부는
    상기 제1 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제4 및 제5 트랜지스터,
    제2 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 연결되어 있는 제6 트랜지스터, 그리고
    상기 제2 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제1 축전기
    를 포함하며,
    상기 제4 트랜지스터의 제어 단자는 상기 리세트 단자에, 상기 제5 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제6 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에 연결되어 있으며,
    상기 출력 전압 생성부는
    제3 접점과 상기 제1 클록 단자 사이에 연결되어 있는 제7 트랜지스터,
    상기 제3 접점과 상기 게이트 전압 단자 사이에 병렬로 연결되어 있는 제8 및 제9 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 접점과 상기 제3 접점 사이에 연결되어 있는 제2 축전기
    를 포함하며,
    상기 제7 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 접점에, 상기 제8 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 접점에, 상기 제9 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 클록 단자에 각각 연결되어 있으며,
    상기 제1 및 제 2 트랜지스터는 상기 제3 접점에 연결되어 있는
    표시 장치의 구동 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 선택 단자에는 제1 선택 신호가 인가되며, 상기 제2 선택 단자에는 상기 제1 선택 신호와 180°의 위상차를 가지는 제2 선택 신호가 인가되는 표시 장치의 구동 장치.
  9. 제3항에서,
    상기 복수의 스테이지 중 적어도 하나는 전단 및 후단 스테이지로 상기 출력 신호를 출력하는 캐리 출력 단자를 더 가지는 표시 장치의 구동 장치.
  10. 제1 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소, 상기 제1 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수의 영상 주사선, 제2 스위칭 소자를 포함하는 복수의 감지부 및 상기 제2 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수의 감지 주사선을 포함하는 표시판 조립체, 그리고
    상기 영상 주사선 및 상기 감지 주사선과 연결되어 있으며 출력 신호를 생성하여 상기 영상 주사선과 상기 감지 주사선 중 어느 하나에 선택적으로 인가하는 게이트 구동부
    를 포함하는 표시 장치.
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