KR102354076B1 - 터치 디스플레이 장치, 게이트 구동 회로 및 게이트 구동 회로의 구동 방법 - Google Patents

터치 디스플레이 장치, 게이트 구동 회로 및 게이트 구동 회로의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 패널 또는 터치 디스플레이 장치와, 이들에 포함되는 게이트 구동 회로에 관한 것으로서, 디스플레이 구동 기간 동안 스캔 신호를 출력하는 시프트 레지스터 그룹과 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹을 포함하는 게이트 구동 회로를 제공한다. 이러한 게이트 구동 회로는, 터치 구동 기간의 이전 디스플레이 구동 기간이 종료되기 직전에 출력된 신호를 터치 구동 기간 동안 더미 시프트 레지스터를 통해 전달시키고 다음 디스플레이 구동 기간의 첫 번째 스캔 신호 출력에 이용하도록 함으로써, 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간의 경계에서 스캔 신호의 출력 저하와 이로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.

Description

터치 디스플레이 장치, 게이트 구동 회로 및 게이트 구동 회로의 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, GATE DRIVING CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치, 게이트 구동 회로와 그 구동 방법에 관한 것이다.
화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 사용자들의 요구가 증가함에 따라 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device), 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 최근 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 사용자의 입력을 처리하는 기능을 제공하고 있다.
따라서, 이러한 터치 디스플레이 장치는 터치 디스플레이 패널을 통해 화상을 표시하는 디스플레이 기능과 터치 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하는 기능을 함께 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 기능과 터치 기능을 함께 제공하기 위하여, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간들 사이의 기간(예, 블랭크 기간)을 터치 구동 기간으로 설정하고 터치 구동 기간 동안 사용자의 터치를 센싱하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
이때, 디스플레이 구동 기간들 사이의 블랭크 기간 동안 터치 구동을 수행하므로, 터치 센싱을 위한 터치 구동 시간이 충분하지 않은 문제점이 존재할 수 있다.
또한, 하나의 프레임 내에 둘 이상의 터치 구동 기간을 삽입(할당)할 경우, 한 프레임 내 둘 이상의 터치 구동 기간에 의해 디스플레이 구동에 영향을 줄 수 있는 문제점도 존재한다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 구동과 터치 구동을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 터치 디스플레이 패널과 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 효율적인 디스플레이 구동과 터치 구동을 가능하게 하는 게이트 구동을 수행하기 위한 터치 디스플레이 패널과 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할하여 수행하더라도 디스플레이 구동 기간 사이의 터치 구동 기간에 의해 디스플레이 성능이 저하되지 않도록 하는 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인과, 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로는, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 다수의 게이트 라인 중 제1 그룹의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 제1 시프트 레지스터 그룹과, 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹과, 더미 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 다수의 게이트 라인 중 제2 그룹의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 제2 시프트 레지스터 그룹을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인, 다수의 터치 라인 및 다수의 터치 전극이 배치된 터치 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치에서 게이트 구동 회로는, 터치 디스플레이 패널로 디스플레이 구동 전압이 인가되는 동안 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하고, 다수의 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가되는 동안 더미 신호를 순차적으로 출력한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널에 배치된 다수의 게이트 라인 중 일부 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터 그룹과, 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 신호를 입력받고 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹을 포함하는 게이트 구동 회로를 제공한다.
이러한 게이트 구동 회로는, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치된 둘 이상의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 단계와, 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 순차적으로 출력하는 단계와, 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널의 제2 영역에 배치된 둘 이상의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 단계로 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 프레임 내에서 디스플레이 구동 기간 사이에 터치 구동 기간을 삽입하여 터치 센싱을 수행함으로써, 터치를 센싱할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 기간에서 스캔 신호를 출력하기 위해 이용되는 시프트 레지스터에서 출력된 신호를 터치 구동 기간 동안 더미 시프트 레지스터를 통해 전달시키고 다음 디스플레이 구동 기간의 스캔 신호 출력에 이용함으로써, 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동 기간에서 출력되는 스캔 신호의 출력이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이를 통해, 디스플레이 구동 기간 사이에 터치 구동 기간을 삽입하더라도 터치 구동 기간에 의해 디스플레이 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 센싱을 위한 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할하여 수행하는 경우 게이트 구동 회로의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 게이트 구동 회로에서 출력하는 스캔 신호의 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 게이트 구동 회로를 구성하는 다수의 스테이지의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6과 도 7은 도 5에 도시된 다수의 스테이지에서 출력되는 스캔 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할하여 수행하는 경우 게이트 구동 회로의 구성의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 게이트 구동 회로에서 출력하는 스캔 신호와 더미 신호의 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 게이트 구동 회로를 구성하는 스테이지와 더미 시프트 레지스터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 스테이지와 더미 시프트 레지스터에서 출력되는 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 더미 시프트 레지스터에서 출력되는 신호의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 13과 도 14는 도 8에 도시된 게이트 구동 회로를 구성하는 스테이지와 더미 시프트 레지스터의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 게이트 구동 회로의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 컨트롤러(140) 및 터치 구동 회로(150)를 포함한다.
터치 디스플레이 패널(110)에는 디스플레이 구동을 위한 다수의 게이트 라인(GL), 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 서브픽셀(SP) 등이 배치될 수 있다. 또한, 터치 디스플레이 패널(110)에는 터치 센싱을 위한 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력하여 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라 온(ON) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
게이트 구동 회로(120)는, 구동 방식에 따라 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 양 측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각각의 게이트 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB, Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG, Chip On Glass) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수도 있다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있으며, 터치 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF, Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(130)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
데이터 구동 회로(130)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있으며, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 소스 드라이버 집적 회로의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 터치 디스플레이 패널(110)에 본딩된다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 수신하는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 출력하며, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상을 출력하는 것 이외에, 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 입력받은 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS, Gate Control Signal)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS, Data Control Signal)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적 회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연성 플랫 케이블(FFC, Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
이러한 컨트롤 인쇄회로기판에는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러가 더 배치될 수 있다. 이러한 전원 컨트롤러는 전원 관리 집적 회로(Power Management Integrated Circuit)라고도 한다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있도록 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 터치 라인(TL)과, 터치 전극(TE) 및 터치 라인(TL)을 구동하는 터치 구동 회로(150)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 센싱을 위한 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 터치 라인(TL)이 배치된다.
다수의 터치 전극(TE)은, 터치 디스플레이 패널(110)에 내장되거나 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치될 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 구동시 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극을 터치 전극(TE)으로 사용할 수 있다. 이러한 경우 디스플레이 구동시 터치 전극(TE)으로 디스플레이 구동 전압이 인가되고, 터치 구동시 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가될 수 있다.
즉, 인-셀 타입, 온-셀 타입 등과 같이, 터치 스크린 패널(즉, 터치 전극들)이 디스플레이 패널에 내장되는 경우, 디스플레이 구동에 활용되는 전극(예, 공통 전극)이 터치 전극(TE)으로 활용될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 전극이 디스플레이 구동 전극(예, 공통 전극 등)과 터치 전극(TE)의 역할을 모두 해야 하기 때문에, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동이 시간적으로 분할된 구간에서 진행될 필요가 있다.
또는, 터치 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 유기발광 다이오드 상에 배치되는 봉지층 상에 터치 전극(TE)이 배치될 수 있다. 이때, 터치 전극(TE)은 봉지층 상에 필름 터치 센서 형태로 배치될 수도 있다.
다수의 터치 전극(TE)은, 각각의 터치 전극(TE)이 하나의 터치 라인(TL)과 연결되며 서로 분리된 구조로 배치될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(150)로부터 출력되는 터치 구동 신호가 인가되는 TX 전극과 터치 구동 회로(150)에서 터치 센싱 신호를 수신하기 위해 이용하는 RX 전극이 서로 교차하는 방향으로 배치될 수도 있다.
다수의 터치 라인(TL)은, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되고 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 서로 연결한다.
일 예로, 다수의 터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)과 중첩되는 영역에 배치되며 컨택홀 등을 통해 터치 전극(TE)과 연결될 수 있다. 여기서, 각각의 터치 라인(TL)은 어느 하나의 터치 전극(TE)과 연결되며, 다른 터치 전극(TE)과는 절연된 상태로 중첩될 수 있다.
또는, 다수의 터치 라인(TL)은 터치 디스플레이 패널(110)의 외곽 영역을 따라 배치되며 터치 전극(TE)과 연결될 수도 있다.
터치 구동 회로(150)는, 터치 구동 기간에 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 인가하고, 터치 센싱 신호를 수신하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱한다.
터치 구동 회로(150)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치시 발생하는 캐패시턴스의 변화량을 센싱하여 사용자의 터치 유무 및 터치 위치를 센싱할 수 있으며, 자가 정전 용량 센싱(Self-Cap Sensing) 또는 상호 정전 용량 센싱(Mutual-Cap Sensing)을 통해 사용자의 터치를 검출할 수 있다. 또는, 자가 정전 용량 센싱과 상호 정전 용량 센싱을 교번하여 수행하며, 사용자의 터치를 센싱할 수도 있다.
자가 정전 용량 센싱을 통해 터치를 센싱하는 경우, 터치 구동 회로(150)는 각각의 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 출력하고 해당 터치 라인(TL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
상호 정전 용량 센싱을 통해 터치를 센싱하는 경우, 터치 구동 회로(150)는 터치 전극(TE) 중 TX 전극과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 출력하고, RX 전극과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
터치 구동 회로(150)는, 디스플레이 구동 기간과 시분할된 터치 구동 기간 동안 터치 전극(TE)을 구동하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
일 예로, 디스플레이가 구동되는 기간들 사이의 수직 블랭크(V-Blank) 기간 동안 터치 센싱을 위한 동작을 수행할 수 있다(V-Blank 센싱 방식). 이러한 경우, 디스플레이 구동에 영향을 최소화하며 사용자의 터치를 센싱할 수 있으나, 터치 센싱을 위한 기간이 충분하지 않을 수 있다.
따라서, 하나의 프레임 구간을 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간으로 시분할하여, 디스플레이 구동과 터치 구동을 함께 수행하며 터치 센싱을 위한 기간을 충분히 확보하도록 할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 하나의 프레임에서 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간을 시분할하여 수행하는 경우, 게이트 구동 회로(120)와 터치 구동을 위한 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)의 게이트 구동 회로(120)는 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 제1 게이트 구동 회로(121)와, 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 제2 게이트 구동 회로(122)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 게이트 구동 회로(121)는 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL) 중 제1 그룹의 게이트 라인(GL)을 구동하고, 제2 게이트 구동 회로(122)는 다수의 게이트 라인(GL) 중 제2 그룹의 게이트 라인(GL)을 구동할 수 있다.
도 3은 터치 디스플레이 패널(110)을 두 개의 영역으로 구분하고 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행하는 경우를 예시로 하고 있으나, 터치 디스플레이 패널(110)의 둘 이상의 영역으로 구분하고 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행할 수도 있다.
제1 게이트 구동 회로(110)는, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
제1 디스플레이 구동 기간이 종료하면, 터치 구동 회로(150)는, 터치 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 출력하고 터치 센싱 신호를 수신하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 센싱한다.
즉, 하나의 프레임에서 수평 블랭크(H-Blank) 타이밍에 터치 센싱을 수행할 수 있다(LHB(Long Horizontal Blank) 센싱 방식).
터치 구동 회로(150)는, 터치 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1) 또는 제2 영역(Area 2)에 대한 터치 센싱을 수행할 수도 있고, 모든 영역에 대한 터치 센싱을 수행할 수도 있다.
터치 구동 기간이 종료하면, 제2 게이트 구동 회로(122)는, 제2 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
따라서, 하나의 프레임에 대한 디스플레이 구동을 수행하는 기간을 분할하고 그 사이에 터치 센싱을 수행함으로써, 프레임 사이의 수직 블랭크 기간 동안 터치를 센싱하는 방식에 비하여 터치 센싱을 위한 기간을 충분히 확보할 수 있도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 게이트 구동 회로(120)가 출력하는 스캔 신호의 타이밍의 예시를 나타낸 것으로서, 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 n개의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 제2 영역(Area 2)에 n개의 게이트 라인(GL)이 배치된 경우를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)는 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 첫 번째 게이트 라인(GL)부터 n번째 게이트 라인(GL)까지 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
그리고, 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 제1 게이트 구동 회로(121)와 제2 게이트 구동 회로(122)는 스캔 신호를 출력하지 않는다.
터치 구동 기간 이후에, 제2 게이트 구동 회로(122)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 (n+1)번째 게이트 라인(GL)부터 2n번째 게이트 라인(GL)까지 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
이러한 제1 게이트 구동 회로(121)와 제2 게이트 구동 회로(122)는, 각각의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력하는 다수의 스테이지로 구성될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 게이트 구동 회로(121)와 제2 게이트 구동 회로(122)를 구성하는 스테이지의 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)와 제2 게이트 구동 회로(122)는 각각의 게이트 라인(GL)과 연결되는 다수의 스테이지를 포함할 수 있다.
즉, 제1 게이트 구동 회로(121)는 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL)과 연결되는 n개의 스테이지를 포함하고, 제2 게이트 구동 회로(122)는 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL)과 연결되는 n개의 스테이지를 포함할 수 있다.
각각의 스테이지는, 시프트 레지스터와 버퍼를 포함할 수 있다.
제1 게이트 구동 회로(121)에 배치된 첫 번째 스테이지는, 게이트 스타트 신호를 입력받고 입력받는 클럭 신호(CLK)의 타이밍에 맞춰 첫 번째 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력한다.
그리고, 첫 번째 스테이지의 시프트 레지스터는, 첫 번째 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호가 출력되는 타이밍에 두 번째 스테이지의 시프트 레지스터로 신호를 전달한다. 두 번째 스테이지는, 첫 번째 스테이지의 시프트 레지스터로부터 입력받은 신호를 스타트 신호로 이용하여 두 번째 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력한다.
이러한 방식으로 제1 게이트 구동 회로(121)에 포함된 n개의 스테이지는 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 n개의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
이때, 제1 게이트 구동 회로(121)의 n번째 스테이지에서 출력된 신호를 입력받은 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지(n+1번째 스테이지)는 제1 디스플레이 구동 기간이 종료하면 터치 구동 기간이 시작되므로 스캔 신호를 바로 출력하지 못하고 터치 구동 기간이 종료할 때까지 스타트 신호를 홀딩하고 있어야 한다.
이러한 경우, 스테이지에서 리키지(Leakage)가 발생하거나 스트레스(Stress)가 가중되어, 터치 구동 기간이 종료한 후 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지의 스캔 신호의 출력이 감소할 수 있다.
도 6과 도 7은 도 5에 도시된 스테이지에서 출력되는 스캔 신호의 예시를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)의 n번째 스테이지에서 스캔 신호를 출력하면, 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지로 스타트 신호가 입력되게 된다.
그리고, 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지는 터치 구동 기간 동안 스타트 신호를 홀딩하고, 터치 구동 기간이 종료하면 스캔 신호를 출력한다.
여기서, 스테이지가 비정질 실리콘 기판(a-Si Backplane)을 적용한 경우, 터치 구동 기간 동안 스테이지의 Q 노드의 리키지(Leakage)가 발생하여 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지의 부스트 트래핑(Boost Trapping) 전압을 감소시킨다.
따라서, 전류 감소를 야기하고, 터치 구동 기간 이후 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지의 스캔 신호의 출력이 감소하게 된다.
도 7을 참조하면, 스테이지가 옥사이드 기판(Oxide Backplane)을 적용하는 경우 터치 구동 기간 동안 Q 노드의 스트레스(Stress)가 가중되어 PBTS에 의한 포지티브 시프트(Positive Shift)로 인해 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스테이지의 스캔 신호 출력이 감소하게 된다.
이러한 제2 게이트 구동 회로(122)의 첫 번째 스캔 신호 출력의 감소는 가로선 불량을 야기하여 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동이 정상적으로 수행되지 못하게 하는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 경계에서 스캔 신호의 출력이 감소되는 것을 방지함으로써, 디스플레이 구동에 영향을 주지 않으면서 터치 구동을 수행할 수 있는 방안을 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 LHB 센싱 방식으로 수행하는 경우 게이트 구동 회로(120)의 구조의 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 게이트 구동 회로(120)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 제1 게이트 구동 회로(121)와, 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 제2 게이트 구동 회로(122)를 포함할 수 있다.
제1 게이트 구동 회로(121)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 스테이지를 포함하는 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)과, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 게이트 구동 회로(122)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 스테이지를 포함하는 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)과, 제2 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG2)을 포함할 수 있다.
여기서, 터치 디스플레이 패널(110)을 두 개의 영역으로 구분하여 구동하는 경우, 제2 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG2)은 포함하지 않을 수도 있다.
즉, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)은 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 게이트 라인(GL) 중 제1 그룹의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 출력하고, 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)은 제2 그룹의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 신호를 출력할 수 있다.
제1 게이트 구동 회로(121)의 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)은 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
그리고, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 마지막 스테이지는 스캔 신호를 출력하는 타이밍에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)으로 신호를 출력한다.
즉, 제1 디스플레이 구동 기간이 종료하기 직전에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에서 출력된 신호를 입력받는다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 다수의 더미 시프트 레지스터를 포함할 수 있으며, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수는 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 시프트 레지스터의 수와 동일할 수 있다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)으로부터 입력받은 신호의 타이밍이 시프트된 더미 신호를 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력한다.
일 예로, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터(또는 둘 이상의 제1 더미 시프트 레지스터)는 제1 디스플레이 구동 기간이 종료하기 직전에 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)으로부터 신호를 입력받는다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 첫 번째 더미 시프트 레지스터는 입력받은 신호의 타이밍이 시프트된 더미 신호를 두 번째 더미 시프트 레지스터로 출력한다. 이러한 방식으로 터치 구동 기간 동안 더미 시프트 레지스터들을 통해 신호를 전달한다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 마지막 더미 시프트 레지스터(또는 둘 이상의 제2 더미 시프트 레지스터)는 터치 구동 기간이 종료하기 직전에 제2 게이트 구동 회로(122)의 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)으로 신호를 출력한다.
제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)은, 터치 구동 기간이 종료하기 직전에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)으로부터 입력받은 신호를 이용하여 제2 디스플레이 구동 기간에서의 첫 번째 스캔 신호를 출력한다.
따라서, 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 게이트 라인(GL)을 구동하는 제2 게이트 구동 회로(122)는, 터치 구동 기간 동안 제1 게이트 구동 회로(121)로부터 입력받은 신호를 홀딩하지 않고, 제2 디스플레이 구동 기간이 시작되기 직전에 입력받은 신호를 이용하여 스캔 신호를 출력할 수 있게 된다.
제2 게이트 구동 회로(122)가 터치 구동 기간 동안 신호를 홀딩할 필요가 없게 되므로, 터치 구동 기간 동안 리키지(Leakage)가 발생하거나 스트레스(Stress)가 가중되지 않게 되어 제2 디스플레이 구동 기간에서 첫 번째 스캔 신호의 출력 저하를 방지할 수 있다.
또한, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 별도의 입력 신호 추가 없이 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)으로부터 출력된 신호를 이용하여 동작하므로, 용이하게 게이트 구동 회로(120)를 구성할 수 있도록 한다.
도 9는 도 8에 도시된 게이트 구동 회로(120)에서 출력하는 스캔 신호와 더미 신호의 타이밍의 예시를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)는 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 첫 번째 게이트 라인(GL)부터 n번째 게이트 라인(GL)까지 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
그리고, 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 제1 게이트 구동 회로(121) 내의 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 터치 디스플레이 패널(110)로 인가되지 않는 더미 신호를 순차적으로 출력한다.
제2 게이트 구동 회로(122)는, 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 (n+1)번째 게이트 라인(GL)부터 2n번째 게이트 라인(GL)까지 스캔 신호를 출력한다.
따라서, 제2 게이트 구동 회로(122)의 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)은, 제1 디스플레이 구동 기간에 전달받은 신호가 아닌 터치 구동 기간에 전달받은 신호를 이용하여 스캔 신호를 출력하므로, 터치 구동 기간 이후에 출력하는 스캔 신호의 출력이 감소하지 않도록 할 수 있다.
도 10은 도 8에 도시된 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 시프트 레지스터 그룹과, 더미 시프트 레지스터 그룹의 예시를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)는, 다수의 스테이지를 포함하는 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)과, 다수의 더미 시프트 레지스터를 포함하는 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)을 포함할 수 있다.
제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 스테이지는 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)의 수인 n개만큼 배치될 수 있고, 각각의 스테이지는 시프트 레지스터와 버퍼를 포함할 수 있다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 더미 시프트 레지스터는 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 배치된 스테이지와 동일한 수인 n개만큼 배치될 수 있으며, 각각의 스테이지와 대응되는 위치에 배치될 수 있으나 이에 한정되지는 아니한다.
제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 마지막 스테이지의 시프트 레지스터는 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터와 연결된다. 그리고, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 마지막 더미 시프트 레지스터는 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)에 포함된 첫 번째 스테이지의 시프트 레지스터와 연결된다.
이러한 더미 시프트 레지스터들을 연결하는 배선은 터치 디스플레이 패널(110)에서 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 터치 라인(TL) 등과 같은 배선 중 더미 시프트 레지스터가 배치되는 영역에서 사용되지 않는 배선일 수도 있고, 별도의 배선이 배치될 수도 있다.
제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 스테이지는 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다.
제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 마지막 스테이지의 시프트 레지스터는 n번째 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력하는 타이밍에, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터(또는 둘 이상의 제1 더미 시프트 레지스터)로 신호를 출력한다(①).
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 첫 번째 더미 시프트 레지스터는 입력받은 신호의 타이밍이 시프트된 신호를 두 번째 더미 시프트 레지스터로 출력한다(②).
이러한 방식으로 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 더미 시프트 레지스터들은 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력한다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 (n-1)번째 더미 시프트 레지스터가 n번째 더미 시프트 레지스터로 신호를 전달하면(③), n번째 더미 시프트 레지스터(또는 둘 이상의 제2 더미 시프트 레지스터)는 터치 구동 기간이 종료하기 직전에 제2 게이트 구동 회로(122)의 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)의 첫 번째 스테이지로 신호를 출력한다(④).
제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)의 첫 번째 스테이지는, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 n번째 더미 시프트 레지스터로부터 입력받은 신호를 이용하여 제2 디스플레이 구동 기간에서의 첫 번째 스캔 신호를 출력한다(⑤).
따라서, 더미 시프트 레지스터만으로 구성된 더미 시프트 레지스터 그룹을 게이트 구동 회로(120) 내 배치하여 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하도록 하고 디스플레이 구동 기간 시작시 스캔 신호 출력에 이용함으로써, LHB 경계에서 발생하는 스캔 신호 출력 저하를 방지할 수 있는 게이트 구동 회로(120)를 용이하게 구성할 수 있도록 한다.
도 11은 도 10에 도시된 스테이지와 더미 시프트 레지스터에서 출력되는 신호의 예시를 나타낸 것으로서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이가 서로 동일한 경우를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 제1 디스플레이 구동 기간에서 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 n번째 스테이지가 스캔 신호를 출력하면, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터는 n번째 스테이지의 시프트 레지스터로부터 스타트 신호를 입력받는다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터의 출력 신호는 두 번째 더미 시프트 레지스터의 스타트 신호로 입력된다. 이러한 방식으로 터치 구동 기간 동안 더미 시프트 레지스터들은 더미 신호를 출력한다.
또한, 터치 구동 기간 동안 각각의 게이트 라인(GL)으로 터치 구동 신호와 동일한 위상 및 전압을 갖는 신호가 인가될 수 있다. 터치 구동 기간 동안 터치 전극(TE)으로 인가되는 신호와 동일한 위상 및 전압을 갖는 신호를 게이트 라인(GL)으로 인가해줌으로써, 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL) 사이에 형성되는 캐패시턴스가 터치 센싱에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이가 서로 동일하므로, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수는 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에 포함된 시프트 레지스터의 수와 동일할 수 있다.
즉, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)에서 출력되는 스캔 신호의 수와 터치 구동 기간 동안 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에서 출력하는 더미 신호의 수는 서로 동일할 수 있다.
따라서, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)과 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 서로 동일한 폭의 클럭 신호(CLK)을 이용하여 신호를 출력할 수 있게 된다.
제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 마지막 더미 시프트 레지스터는 터치 구동 기간이 종료하기 직전 1001과 같이 더미 신호를 출력한다.
이러한 마지막 더미 시프트 레지스터가 출력하는 신호는 1002와 같이 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)에 포함된 첫 번째 스테이지의 스타트 신호로 입력되게 된다.
제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)에 포함된 첫 번째 스테이지는 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 마지막 더미 시프트 레지스터로부터 입력받은 신호를 이용하여 제2 디스플레이 구동 기간에서의 첫 번째 스캔 신호를 출력하므로, 1003과 같이 출력이 감소되지 않는 스캔 신호를 출력할 수 있다.
따라서, LHB 경계에서 스캔 신호 출력 저하로 인해 발생할 수 있는 가로선 불량과 같은 화상 이상을 방지할 수 있게 한다.
한편, 전술한 예시들은 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간이 동일한 경우이나, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이가 서로 상이할 수 있다. 이러한 경우 터치 구동 기간 동안 출력되는 더미 신호의 수가 디스플레이 구동 기간 동안 출력되는 스캔 신호의 수가 동일한 경우, 출력되는 더미 신호를 터치 구동 기간의 길이에 따라 조정해줄 필요가 있다.
도 12는 도 10에 도시된 스테이지와 더미 시프트 레지스터에서 출력되는 신호의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이의 비가 2:1인 경우를 나타낸 것이다.
도 12를 참조하면, 도 11의 경우와 동일하게 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 마지막 스테이지가 스캔 신호를 출력하는 타이밍에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 첫 번째 더미 시프트 레지스터가 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 마지막 스테이지의 시프트 레지스터로부터 신호를 입력받는다.
그리고, 터치 구동 기간이 시작하면 첫 번째 더미 시프트 레지스터는 입력받은 신호의 타이밍이 시프트된 더미 신호를 출력하여 두 번째 더미 시프트 레지스터의 스타트 신호로 입력된다.
이때, 터치 구동 기간에서 더미 시프트 레지스터로 입력되는 클럭 신호(CLK)의 폭이 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 비율에 따라 변조되어 입력된다.
일 예로, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이의 비율이 2:1인 경우 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)이 제1 디스플레이 구동 기간 동안 입력받는 클럭 신호(CLK)의 폭과 터치 구동 기간 동안 입력받는 클럭 신호(CLK)의 폭의 비율은 2:1이 된다.
즉, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)은 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이의 비율에 따라 터치 구동 기간 동안 폭이 변조된 클럭 신호(CLK)를 입력받음으로써, 터치 구동 기간의 길이에 맞춰 더미 신호를 출력할 수 있게 된다.
또한, 터치 구동 기간 동안 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)과 제2 시프트 레지스터 그룹(SG2)으로 입력되는 클럭 신호(CLK)의 폭도 동일하게 변조할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면, 더미 시프트 레지스터가 스캔 신호 출력에 사용되는 클럭 신호(CLK)와 동일한 클럭 신호(CLK)를 이용하여 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하도록 하며, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 비율에 따라 클럭 신호(CLK)의 폭을 변조해줌으로써 터치 구동 기간에 맞춰 더미 신호를 출력할 수 있도록 한다.
도 13과 도 14는 도 8에 도시된 게이트 구동 회로를 구성하는 스테이지와 더미 시프트 레지스터의 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 13을 참조하면, 제1 게이트 구동 회로(121)에서 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)을 구성하는 시프트 레지스터들이 서로 인접하게 배치된다. 그리고, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)을 구성하는 시프트 레지스터들이 배치된 영역 이외의 영역에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)을 구성하는 더미 시프트 레지스터들이 서로 인접하게 배치된다.
따라서, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 시프트 레지스터들을 서로 연결하는 배선과, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 더미 시프트 레지스터들을 서로 연결하는 배선, 그리고 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)과 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 경계에서 시프트 레지스터와 더미 시프트 레지스터를 연결하는 배선이 서로 중첩되지 않고 배치될 수 있다.
또한, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)을 구성하는 각각의 시프트 레지스터와 버퍼를 연결하는 배선이 순차적으로 배치되므로 서로 중첩되지 않고 배치될 수 있다.
따라서, 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)에 따라 추가되는 배선 구조를 용이하게 형성할 수 있도록 한다.
도 14는 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이가 서로 동일하지 않은 경우에 스테이지와 더미 시프트 레지스터가 배치되는 구조의 예시를 나타낸 것이다.
도 14를 참조하면, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)을 구성하는 시프트 레지스터들이 인접하게 배치되고, 그 이외의 영역에 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)을 구성하는 더미 시프트 레지스터들이 인접하게 배치된다.
이때, 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)을 구성하는 시프트 레지스터의 수와 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)을 구성하는 더미 시프트 레지스터의 수의 비율은 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이의 비율과 동일할 수 있다.
일 예로, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이의 비율이 2:1인 경우 제1 시프트 레지스터 그룹(SG1)의 시프트 레지스터의 수와 제1 더미 시프트 레지스터 그룹(DSG1)의 더미 시프트 레지스터의 수의 비율은 2:1일 수 있다.
따라서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간이 동일하지 않은 경우, 터치 구동 기간 동안 입력되는 클럭 신호(CLK)의 변조를 통해 터치 구동 기간에 맞춰 더미 신호가 출력되도록 할 수도 있고, 더미 시프트 레지스터의 수를 조정하여 클럭 신호(CLK)의 변조 없이 더미 신호가 터치 구동 기간에 맞춰 출력되도록 할 수도 있다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 게이트 구동 회로(120)의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 15를 참조하면, 게이트 구동 회로(120)는, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제1 영역(Area 1)에 배치된 게이트 라인(GL) 또는 제1 그룹의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다(S1500).
그리고, 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력한다(S1510).
여기서, 더미 신호는 게이트 구동 회로(120)에 포함된 다수의 더미 시프트 레지스터에 의해 출력될 수 있다. 일 예로, 제1 디스플레이 구동 기간이 종료되기 직전에 입력받은 신호를 이용하여 터치 구동 기간 동안 더미 신호가 출력되도록 할 수 있다.
이러한 더미 신호는 더미 시프트 레지스터들을 통해 전달되며, 터치 구동 기간이 종료되기 직전에 제2 디스플레이 구동 기간에서 스캔 신호를 출력하는 스테이지로 입력될 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널(110)의 제2 영역(Area 2)에 배치된 게이트 라인(GL) 또는 제2 그룹의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력한다(S1520).
게이트 구동 회로(120)는, 제2 디스플레이 구동 기간이 시작되기 직전에 입력받은 신호를 이용하여 스캔 신호를 출력하므로, 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간의 경계에서 스캔 신호의 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 기간 사이에 터치 구동 기간을 삽입하여 터치 센싱을 위한 기간을 충분히 확보할 수 있도록 한다.
또한, 터치 구동 기간 중 이전 디스플레이 구동 기간이 종료되기 직전에 출력된 신호를 더미 시프트 레지스터를 통해 전달하고, 다음 디스플레이 구동 기간이 시작되기 직전에 스테이지에 입력하여 스캔 신호 출력에 이용하도록 함으로써, 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간의 경계에서 스캔 신호의 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 터치 구동 기간 동안 신호를 전달하는 더미 시프트 레지스터를 이용함으로써, 별도의 신호를 추가하지 않고 스캔 신호 출력을 위한 클럭 신호(CLK)를 이용하여 스캔 신호의 출력 저하를 방지하기 위한 회로를 용이하게 구성할 수 있도록 한다.
이를 통해, 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간의 경계에서 스캔 신호의 출력이 감소되지 않도록 함으로써, 스캔 신호 출력 저하로 인한 가로선 불량과 같은 화상 이상이 발생하지 않도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 터치 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 121: 제1 게이트 구동 회로
122: 제2 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 150: 터치 구동 회로
SG1: 제1 시프트 레지스터 그룹
SG2: 제2 시프트 레지스터 그룹
DSG1: 제1 더미 시프트 레지스터 그룹
DSG2: 제2 더미 시프트 레지스터 그룹

Claims (20)

  1. 다수의 게이트 라인; 및
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로를 포함하고,
    상기 게이트 구동 회로는,
    제1 디스플레이 구동 기간 동안 상기 다수의 게이트 라인 중 제1 그룹의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 제1 시프트 레지스터 그룹;
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 상기 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹; 및
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 상기 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 상기 다수의 게이트 라인 중 제2 그룹의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 제2 시프트 레지스터 그룹
    을 포함하며,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 스캔 신호가 시프트되는 간격과 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 더미 신호가 시프트되는 간격의 비율 또는 상기 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 시프트 레지스터의 수와 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수의 비율은, 상기 제1 디스플레이 구동 기간과 상기 터치 구동 기간의 비율과 동일한 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹은,
    상기 제1 디스플레이 구동 기간이 종료되기 전에 상기 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 상기 터치 구동 기간이 종료되기 전에 상기 제2 시프트 레지스터 그룹으로 적어도 하나의 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹은,
    적어도 하나의 제1 더미 시프트 레지스터가 상기 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 적어도 하나의 제2 더미 시프트 레지스터가 상기 제2 시프트 레지스터 그룹으로 적어도 하나의 신호를 출력하며, 상기 터치 구동 기간 동안 상기 제1 더미 시프트 레지스터가 입력받은 적어도 하나의 신호의 타이밍이 시프트된 상기 더미 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 스캔 신호의 폭은 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 더미 신호의 폭과 대응되는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 스캔 신호의 폭은 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 더미 신호의 폭과 다른 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 시프트 레지스터의 수와 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수는 동일한 터치 디스플레이 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동 기간 동안 상기 제1 시프트 레지스터 그룹, 상기 더미 시프트 레지스터 그룹 및 상기 제2 시프트 레지스터 그룹은 클럭 신호를 입력받는 터치 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 구동 기간 동안 상기 제1 시프트 레지스터 그룹 및 상기 제2 시프트 레지스터 그룹이 입력받는 클럭 신호의 폭과 상기 더미 시프트 레지스터 그룹이 입력받는 클럭 신호의 폭이 상이한 터치 디스플레이 장치.
  11. 다수의 게이트 라인, 다수의 터치 라인 및 다수의 터치 전극이 배치된 터치 디스플레이 패널; 및
    상기 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동 회로를 포함하고,
    상기 게이트 구동 회로는,
    상기 터치 디스플레이 패널로 디스플레이 구동 전압이 인가되는 동안 상기 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하고, 상기 다수의 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가되는 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 순차적으로 출력하며,
    상기 게이트 구동 회로는,
    상기 다수의 게이트 라인으로 상기 스캔 신호를 출력하는 시프트 레지스터 그룹; 및
    상기 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹을 포함하고,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹은,
    상기 터치 디스플레이 패널로 상기 디스플레이 구동 전압이 인가되는 제1 디스플레이 구동 기간에 상기 시프트 레지스터 그룹 중 하나인 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 적어도 하나의 시프트 레지스터에서 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 상기 다수의 터치 전극으로 상기 터치 구동 신호가 인가되는 상기 터치 구동 기간 동안 상기 더미 신호를 출력하며,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 스캔 신호가 시프트되는 간격과 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 더미 신호가 시프트되는 간격의 비율 또는 상기 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 시프트 레지스터의 수와 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수의 비율은, 상기 제1 디스플레이 구동 기간과 상기 터치 구동 기간의 비율과 동일한 터치 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 더미 신호는 상기 터치 디스플레이 패널로 미 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 시프트 레지스터 그룹은,
    상기 터치 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치된 상기 게이트 라인으로 상기 스캔 신호를 출력하는 상기 제1 시프트 레지스터 그룹; 및
    상기 터치 디스플레이 패널의 제2 영역에 배치된 상기 게이트 라인으로 상기 스캔 신호를 출력하는 제2 시프트 레지스터 그룹을 포함하고,
    상기 제2 시프트 레지스터 그룹은,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 적어도 하나의 더미 시프트 레지스터에서 출력되는 적어도 하나의 신호를 이용하여 상기 제2 영역에 배치된 상기 게이트 라인으로 스캔 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널에 배치된 다수의 게이트 라인 중 일부 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 제1 시프트 레지스터 그룹; 및
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 출력되는 적어도 하나의 신호를 입력받고, 상기 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 출력하는 더미 시프트 레지스터 그룹
    을 포함하며,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 스캔 신호가 시프트되는 간격과 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에서 출력되는 상기 더미 신호가 시프트되는 간격의 비율 또는 상기 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 시프트 레지스터의 수와 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 더미 시프트 레지스터의 수의 비율은, 상기 제1 디스플레이 구동 기간과 상기 터치 구동 기간의 비율과 동일한 게이트 구동 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹은,
    상기 제1 시프트 레지스터 그룹으로부터 입력받은 적어도 하나의 신호의 타이밍이 시프트된 상기 더미 신호를 상기 터치 구동 기간 동안 출력하는 게이트 구동 회로.
  17. 삭제
  18. 제15항에 있어서,
    상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 첫 번째 더미 시프트 레지스터는 상기 제1 시프트 레지스터 그룹에 포함된 마지막 시프트 레지스터와 연결되고, 상기 더미 시프트 레지스터 그룹에 포함된 마지막 더미 시프트 레지스터는 상기 시프트 레지스터 그룹과 다른 제2 시프트 레지스터에 포함된 첫 번째 시프트 레지스터와 연결된 게이트 구동 회로.
  19. 제1 디스플레이 구동 기간 동안 터치 디스플레이 패널의 제1 영역에 배치된 둘 이상의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 단계;
    상기 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 더미 신호를 순차적으로 출력하는 단계; 및
    상기 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 상기 터치 디스플레이 패널의 제2 영역에 배치된 둘 이상의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 디스플레이 구동기간 동안 출력되는 상기 스캔 신호가 시프트되는 간격과 상기 터치 구동 기간 동안 출력되는 상기 더미 신호가 시프트되는 간격의 비율은, 상기 제1 디스플레이 구동 기간과 상기 터치 구동 기간의 비율과 동일한 게이트 구동 회로의 구동 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 터치 구동 기간의 종료 전 또는 후에 출력되는 적어도 하나의 더미 신호를 이용하여 상기 제2 디스플레이 구동 기간 동안 출력되는 스캔 신호들 중 적어도 하나의 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동 회로의 구동 방법.
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