KR20160031679A - Liquid crystal display device integrated with touch screen - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a liquid crystal display device integrated with a touch screen which prevents a defect of a gate driving signal generated by forming display driving and touch driving with a time-division method. The liquid crystal display integrated with a touch screen comprises: a plurality of gate output stages for supplying a gate driving signal to a plurality of gate lines formed in a liquid crystal panel in a display driving period during a first frame period; and a plurality of dummy stages for outputting an output signal as a start signal of a stage of a next step in a touch driving period during the first frame period.

Description

터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INTEGRATED WITH TOUCH SCREEN}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a touch screen integrated liquid crystal display (LCD)

본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히, 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동이 이루어짐으로 인해 발생하는 게이트 구동 신호의 불량을 방지한 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a touch screen integrated liquid crystal display device that prevents a gate driving signal from being bad due to a display driving and a touch driving in a time division manner.

액정 디스플레이 장치는 이미지가 표시되는 액정 패널, 상기 액정 패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 상기 액정 패널 및 백라이트(광원)를 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함한다. 구동 회로부는 타이밍 컨트롤러, 데이터 드라이버, 게이트 쉬프트 레지스터(게이트 드라이버), 백라이트 드라이버 및 전원 공급부를 포함한다.The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel for displaying an image, a backlight unit for supplying light to the liquid crystal panel, and a driving circuit for driving the liquid crystal panel and the backlight (light source). The driving circuit portion includes a timing controller, a data driver, a gate shift register (gate driver), a backlight driver, and a power supply portion.

아몰퍼스 실리콘(a-Si)을 이용하여 액정 패널의 하부 기판(TFT 어레이 기판)에 각 픽셀들을 구동시키기 위한 박막트랜지스터(TFT)를 형성함과 아울러, 게이트 쉬프트 레지스터를 액정 패널의 하부 기판에 집적화시키는 GIP(Gate In Panel) 방식이 적용되고 있다. 이때, 게이트 쉬프트 레지스터는 하부 기판의 좌/우측 비표시 영역에 형성될 수 있다.A thin film transistor (TFT) for driving each pixel on a lower substrate (TFT array substrate) of a liquid crystal panel is formed using amorphous silicon (a-Si), and a gate shift register is integrated on a lower substrate of the liquid crystal panel GIP (Gate In Panel) method is applied. At this time, the gate shift register may be formed in the left / right non-display region of the lower substrate.

도 1은 종래 기술에 따른 게이트 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional gate shift register.

도 1을 참조하면, 하부 기판의 좌측 비표시 영역에는 홀수(odd) 번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 제1 스테이지 그룹(10, 오드 스테이지들)이 형성될 수 있다. 그리고, 하부 기판의 우측 비표시 영역에는 짝수(even) 번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 제2 스테이지 그룹(이븐 스테이지들)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a first stage group (10, odd stages) for supplying a gate driving signal to odd-numbered gate lines may be formed in the left non-display region of the lower substrate. A second stage group (even stages) for supplying a gate driving signal to the even gate lines may be formed in the right non-display region of the lower substrate.

도 1에서는 게이트 쉬프트 레지스터 중에서 제1 스테이지 그룹(10)을 도시하고, 제2 스테이지 그룹은 도시하고 있지 않다. 제1 스테이지 그룹(10)과 제2 스테이지 그룹의 위치는 서로 바뀔 수도 있다.In FIG. 1, the first stage group 10 is shown in the gate shift register, and the second stage group is not shown. The positions of the first stage group 10 and the second stage group may be switched to each other.

예로서, 액티브 영역에 800개의 게이트 라인이 형성된 경우에 제1 스테이지 그룹(10)과 제2 스테이지 그룹은 각각 400개의 스테이지를 포함하도록 형성된다.For example, when 800 gate lines are formed in the active region, the first stage group 10 and the second stage group are formed to include 400 stages, respectively.

도 2는 종래 기술에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 입력 및 출력 파형을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing input and output waveforms of a gate shift register according to the prior art.

도 2를 참조하면, 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치는 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행한다. 이때, 터치 센싱 성능을 높이기 위해서 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행하는 방식을 적용하고 있다. 전체 게이트 라인 중에서 일정 개수의 게이트 라인 단위로 게이트 구동 신호를 공급한 후, 터치 구동을 수행하여 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행한다.Referring to FIG. 2, the touch screen integrated liquid crystal display device performs display driving and touch driving in a time division manner. At this time, in order to improve the touch sensing performance, a method of performing touch sensing driving several times in one frame period is applied. A gate driving signal is supplied in units of a predetermined number of gate lines among all the gate lines, and then touch driving is performed to perform touch sensing driving several times in one frame period.

Gate(N) 출력을 하기 전에 Gate(N-1) 출력으로 Q(N) 노드를 미리 충전하고, Gate(N) 출력 타이밍(timing)에 맞추어서 Gate(N)을 해당 게이트 라인에 출력함과 동시에 Q(N+1) 노드를 충전한다. 이를 반복적으로 수행하면서 게이트 구동 전압(스캔 신호)가 출력하게 된다. (N) is precharged to the gate (N-1) output before the gate (N) output and the gate (N) is outputted to the gate line in accordance with the gate And charges Q (N + 1) nodes. The gate driving voltage (scan signal) is output while it is repeatedly performed.

이러한, 종래 기술에 따른 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치는 시분할 방식의 디스플레이 구동 및 터치 구동을 적용하면서, 게이트 구동 전압의 출력 타이밍 중간에 터치 구동 타임이 삽입된다. 이로 인해서, 게이트 구동 전압의 출력은 터치 구동 타임 동안에 VGL로 유지하게 된다.The touch screen integrated liquid crystal display device according to the related art adopts the time-division display driving and the touch driving, while the touch driving time is inserted in between the output timing of the gate driving voltage. As a result, the output of the gate drive voltage is maintained at VGL during the touch driving time.

이와 같이, 터치 구동 타임 동안에 게이트 구동 전압의 출력이 VGL로 유지되면서 해당 스테이지의 Q 노드의 누설전류(leakage current)의 문제가 발생하게 된다. 이로 인해서 해당 스테이지의 게이트 출력이 다른 스테이지의 출력보다 낮아지고, 게이트 구동 신호의 라이징 타임(rising time)이 증가하거나, 또는 기준 전압보다 낮은 VGH 전압이 출력되어 화면 불량이 발생하는 문제점이 있다.As described above, the output of the gate driving voltage is maintained at VGL during the touch driving time, thereby causing a problem of the leakage current of the Q node of the corresponding stage. As a result, the gate output of the stage becomes lower than the output of the other stages, the rising time of the gate driving signal increases, or the VGH voltage lower than the reference voltage is output, resulting in a screen failure.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동이 이루어짐으로 인해 발생하는 게이트 구동 신호의 불량을 방지한 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch screen integrated liquid crystal display device which prevents a gate driving signal from being defective due to display driving and touch driving in a time division manner.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치에서, 복수의 게이트 출력 스테이지는 1프레임 기간 중에서 디스플레이 구동 기간에 상기 액정 패널에 형성된 복수의 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하고, 복수의 더미 스테이지는 상기 1프레임 기간 중에서 터치 구동 기간에 출력 신호를 다음 단 스테이지의 스타트 신호로 출력하고, 상기 복수의 더미 스테이지의 출력 라인은 다음 단의 스테이지의 스타트 신호의 입력단과 접속되어 있다.In the touch screen integrated liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, a plurality of gate output stages supply gate drive signals to a plurality of gate lines formed in the liquid crystal panel during a display driving period of one frame period, The output signals of the plurality of dummy stages are connected to the input terminals of the start signal of the next stage.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치는 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동이 이루어짐으로 인해 발생하는 게이트 구동 신호의 불량을 방지할 수 있다.The touch screen integrated liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention can prevent the gate driving signal from being bad due to the display driving and the touch driving in the time division manner.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.

도 1은 종래 기술에 따른 게이트 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 입력 및 출력 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 설계 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 입력 및 출력 파형을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional gate shift register.
2 is a diagram showing input and output waveforms of a gate shift register according to the prior art.
3 is a view illustrating a touch screen integrated liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a gate shift register according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
5 is a diagram illustrating a design example of a gate shift register according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating input and output waveforms of a gate shift register according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조한 설명에 앞서, 액정 디스플레이 장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양한 구동 모드가 개발되어 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정층을 구동시키는 모드에 제한 없이 상기 TN, VA, IPS 및 FFS 모드가 모두 적용될 수 있고, 이외에도 다른 모드도 적용될 수 있다.Prior to the description with reference to the drawings, the liquid crystal display device may include a twisted nematic (TN) mode, a VA (Vertical Alignment) mode, an IPS (In Plane Switching) mode, a FFS Various driving modes have been developed. In the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, the TN, VA, IPS, and FFS modes may be all applied without limitation to the mode for driving the liquid crystal layer, and other modes may be applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a touch screen integrated liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.3 is a view illustrating a touch screen integrated liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널(100), 상기 액정 패널(100)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(미도시), 상기 액정 패널(100)과 광원을 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함하여 구성된다.3, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel 100, a backlight unit (not shown) for supplying light to the liquid crystal panel 100, a liquid crystal panel 100, And a driving circuit for driving the driving circuit.

액정 패널(100)은 픽셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 공급되는 영상 데이터(데이터 전압)에 따라 화상을 표시한다. 액정 패널(100)은 대향 합착된 하부 기판(TFT 어레이 기판) 및 상부 기판(컬러필터 어레이 기판)과, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 하부 기판의 배면에는 하부 편광 필름이 배치되고, 상부 기판의 상면에는 상부 편광 필름이 배치된다.In the liquid crystal panel 100, pixels are arranged in a matrix form and display an image according to supplied image data (data voltage). The liquid crystal panel 100 includes a lower substrate (TFT array substrate) and an upper substrate (color filter array substrate) which are adhered to each other and a liquid crystal layer formed between the lower substrate and the upper substrate. A lower polarizing film is disposed on the back surface of the lower substrate, and an upper polarizing film is disposed on the upper surface of the upper substrate.

상부 기판은 하부 기판의 픽셀을 경유하여 입사된 광을 색광으로 변환시켜 컬러 영상을 표시하기 위한 컬러 필터를 포함한다.The upper substrate includes a color filter for converting the light incident via the pixels of the lower substrate into color light to display a color image.

하부 기판은 N개의 게이트 라인과 M개의 데이터 라인을 포함한다. 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차에 의해 픽셀이 정의되고, 각 픽셀은 TFT(Thin Film Transistor) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 또한, 액정 패널(100)은 픽셀에 데이터 전압을 인가하는 픽셀 전극과 공통 전압(Vcom)을 인가하는 공통 전극을 포함한다.The lower substrate includes N gate lines and M data lines. Pixels are defined by intersection of gate lines and data lines, and each pixel includes a thin film transistor (TFT) and a storage capacitor (Cst). In addition, the liquid crystal panel 100 includes a pixel electrode for applying a data voltage to a pixel and a common electrode for applying a common voltage Vcom.

각 픽셀의 TFT는 게이트 라인을 통해 공급되는 게이트 구동 신호에 의해 스위칭 되고, TFT가 온(on)되면 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압이 픽셀에 공급된다.The TFT of each pixel is switched by the gate driving signal supplied through the gate line, and when the TFT is turned on, the data voltage supplied through the data line is supplied to the pixel.

데이터 전압과 공통 전압의 전계 차이에 의해 각 픽셀에서 액정의 배열 상태가 변화되고, 액정의 배열을 조절하여 백라이트 유닛에서 입사되는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다.The arrangement state of the liquid crystal is changed in each pixel due to the electric field difference between the data voltage and the common voltage, and the image is displayed by adjusting the arrangement of the liquid crystal to adjust the transmittance of the light incident from the backlight unit.

일정 개수의 화소들(예로서, 가로60×세로64)을 하나의 터치 전극으로 구성하고, 복수의 터치 전극이 모여 터치 스크린을 형성한다. 각 터치 전극은 하부 기판의 공통 전극을 연결하여 구성되고, 각 터치 전극은 별도로 형성된 터치 라인(미도시)을 통해 터치 드라이버와 접속된다.A predetermined number of pixels (for example, 60 占 64 in width) are constituted by one touch electrode, and a plurality of touch electrodes are gathered to form a touch screen. Each touch electrode is formed by connecting common electrodes of a lower substrate, and each touch electrode is connected to a touch driver through a separately formed touch line (not shown).

터치 패널(100)은 인셀 터치(in-cell touch) 방식으로 디스플레이를 위한 화소와 터치 검출은 위한 터치 스크린이 터치 스크린이 일체화되어 형성되어 있다. 따라서, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시간적으로 분할하여 구동한다.The touch panel 100 is formed by integrating a touch screen with a pixel for display and a touch screen for touch detection in an in-cell touch manner. Therefore, the display driving and the touch driving are divided and driven in time.

1프레임 기간 중에서 표시 기간에는 각 화소의 화소 전극에 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 공급하고, 공통 전극에 공통전압(Vcom)을 공급하여 화상을 디스플레이 한다. 한편, 1프레임 기간 중에서, 비 표시 기간에는 공통 전극을 터치 전극으로 구동시켜 사용자의 터치를 센싱 한다.During the display period of one frame period, a data voltage corresponding to the video data is supplied to the pixel electrodes of the respective pixels, and a common voltage Vcom is supplied to the common electrodes to display an image. On the other hand, in the non-display period of one frame period, the common electrode is driven by the touch electrode to sense the user's touch.

터치 센싱 성능을 높이기 위해서 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행하는 방식을 적용한다. 게이트 구동 전압의 출력 타이밍 중간에 터치 구동 타임이 삽입된다. 전체 게이트 라인 중에서 일정 개수의 게이트 라인 단위로 게이트 구동 신호를 공급한 후, 터치 구동을 수행하여 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행한다.In order to improve the touch sensing performance, a method of performing touch sensing driving several times during one frame period is applied. The touch driving time is inserted in the middle of the output timing of the gate driving voltage. A gate driving signal is supplied in units of a predetermined number of gate lines among all the gate lines, and then touch driving is performed to perform touch sensing driving several times in one frame period.

구동 회로부는 메인 컨트롤러(400), 게이트 쉬프트 레지스터(200, 게이트 드라이버), 백라이트 구동부(미도시) 및 전원 공급부(미도시)를 포함한다.The driving circuit unit includes a main controller 400, a gate shift register 200 (gate driver), a backlight driving unit (not shown), and a power supply unit (not shown).

여기서, 메인 컨트롤러(400)는 타이밍 컨트롤러(T-con), 데이터 드라이버, 백라이트 구동부 및 터치 드라이버가 기판에 구성된 것으로, TCP(tape carrier package)를 통해 액정 패널(100)의 패드 영역에 형성된 패드들과 연결될 수 있다. The main controller 400 includes a timing controller T-con, a data driver, a backlight driver, and a touch driver, which are formed on a substrate. The main controller 400 includes a pad (not shown) formed on a pad region of the liquid crystal panel 100 through a tape carrier package Lt; / RTI >

타이밍 컨트롤러는 입력된 영상 신호를 프레임 단위의 R, G, B 영상 데이터로 정렬하고, 정렬된 R, G, B 영상 데이터를 데이터 드라이버에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러는 입력되는 타이밍 신호(TS)를 이용하여 게이트 쉬프트 레지스터(200)의 제어를 위한 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 드라이버의 제어를 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 상기 타이밍 신호(TS)는 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync), 클럭 신호(CLK)을 포함한다.The timing controller arranges the input video signal into R, G, and B image data in units of frames, and supplies the image data of the R, G, and B colors to the data driver. The timing controller generates a gate control signal GCS for controlling the gate shift register 200 and a data control signal DCS for controlling the data driver using the input timing signal TS. The timing signal TS includes a data enable signal DE, a horizontal synchronizing signal Hsync, a vertical synchronizing signal Vsync, and a clock signal CLK.

게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.The gate control signal GCS may include a gate start pulse (GSP), a gate shift clock (GSC), and a gate output enable (GOE).

데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable), 극성 제어 신호(POL: Polarity) 등을 포함할 수 있다.The data control signal DCS includes a source start pulse (SSP), a source sampling clock (SSC), a source output enable (SOE), a polarity control signal (POL) . ≪ / RTI >

데이터 드라이버는 디스플레이 구동 기간에, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 R, G, B 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터(데이터 전압)으로 변환한다. 이후, 액정 패널(100)의 데이터 라인들을 통해 데이터 전압을 각 픽셀에 공급한다. 또한, 데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러의 제어에 기초하여 GIP 방식의 게이트 쉬프트 레지스터(200)를 구동시키기 위한 스타트 신호(Vst), 클럭(CLK), 구동전압(VDD), 리셋신호(Vreset)들을 생성하고, 생성된 Vst, CLK, VDD, Vreset 신호들을 게이트 쉬프트 레지스터(200)에 공급한다.The data driver converts the R, G, and B image data supplied from the timing controller into analog image data (data voltages) during the display driving period. Then, a data voltage is supplied to each pixel through the data lines of the liquid crystal panel 100. The data driver generates a start signal Vst, a clock CLK, a drive voltage VDD, and a reset signal Vreset for driving the gate shift register 200 of the GIP system based on the control of the timing controller , And supplies the generated Vst, CLK, VDD, and Vreset signals to the gate shift register 200.

터치 드라이버는 터치 기간에, 액정 패널에 형성된 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고, 각 터치 전극에 형성된 정전 용량을 센싱하여 사용자의 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다.The touch driver supplies a touch driving signal to a touch electrode formed on a liquid crystal panel in a touch period, senses a capacitance formed on each touch electrode, and senses presence or non-touch of a user and touch position.

본 발명의 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치의 게이트 쉬프트 레지스터(200)는 게이트 구동 신호(Vout)를 생성하여 액티브 영역에 형성된 복수의 게이트 라인 각각에 공급하는 것으로, 복수의 게이트 라인에 대응되는 복수의 스테이지를 포함하여 구성된다.The gate shift register 200 of the integrated touch screen type liquid crystal display device of the present invention generates a gate driving signal Vout and supplies the generated gate driving signal Vout to each of a plurality of gate lines formed in the active area, .

게이트 쉬프트 레지스터(200)는 입력된 구동 전압(VDD, VSS) 및 스타트 신호(Vst), CLK, Vreset 신호들을 이용하여 게이트 구동 신호(Vout)를 생성하고, 액정 패널(100)의 게이트 라인들에 순차적으로 공급한다. The gate shift register 200 generates the gate driving signal Vout by using the input driving voltages VDD and VSS and the start signals Vst, CLK, and Vreset signals and supplies the gate driving signals Vout to the gate lines of the liquid crystal panel 100 Sequentially.

이러한, 게이트 쉬프트 레지스터(200)는 하부 기판의 비표시 영역(패드 영역)의 좌측 및 우측에 분산되어 형성된다. 하부 기판의 좌측 비표시 영역에 게이트 쉬프트 레지스터(200)의 제1 스테이지 그룹(210)이 형성된다. 그리고, 하부 기판의 우측 비표시 영역에 게이트 쉬프트 레지스터(200)의 제2 스테이지 그룹(220)이 형성된다. 예로서, 하부 기판의 좌측 및 우측 비표시 영역 각각에 전체 스테이지의 1/2씩이 형성될 수 있다.The gate shift register 200 is formed dispersed on the left and right sides of the non-display region (pad region) of the lower substrate. The first stage group 210 of the gate shift register 200 is formed in the left non-display region of the lower substrate. The second stage group 220 of the gate shift register 200 is formed in the right non-display region of the lower substrate. For example, half of the entire stage may be formed in each of the left and right non-display regions of the lower substrate.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 설계 예를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a gate shift register according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a design example of a gate shift register according to an embodiment of the present invention.

도 4에서는 게이트 쉬프트 레지스터 중에서 제1 스테이지 그룹(210)을 도시하고 있다. 제2 스테이지는 제1 스테이지(210)와 동일하게 형성됨으로, 제2 스테이지에 대한 상세한 도면은 생략 하였다.In FIG. 4, the first stage group 210 is shown in the gate shift register. The second stage is formed in the same manner as the first stage 210, and a detailed view of the second stage is omitted.

한편, 게이트 쉬프트 레지스터(200)는 게이트 구동 신호(Vout)의 출력을 박막트랜지스터의 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터를 더 포함할 수 있다.The gate shift register 200 may further include a level shifter for converting an output of the gate driving signal Vout into a swing width suitable for driving the thin film transistor.

제1 스테이지 그룹(210)의 스테이지들을 통해 액정 패널(100)의 액티브 영역에 형성된 복수의 게이트 라인들 중에서 1/2에 해당하는 게이트 라인들에 게이트 구동 신호(Vout)를 순차적으로 공급한다. 그리고, 제2 스테이지 그룹(220)의 스테이지들을 통해 액정 패널(100)의 액티브 영역에 형성된 복수의 게이트 라인들 중에서 1/2에 해당하는 게이트 라인들에 게이트 구동 신호(Vout)를 순차적으로 공급한다.The gate driving signal Vout is sequentially supplied to the gate lines corresponding to 1/2 of the plurality of gate lines formed in the active region of the liquid crystal panel 100 through the stages of the first stage group 210. [ Then, the gate driving signal Vout is sequentially supplied to the gate lines corresponding to 1/2 of the plurality of gate lines formed in the active region of the liquid crystal panel 100 through the stages of the second stage group 220 .

터치 센싱 성능을 높이기 위해서 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행하는 방식을 적용한다. 게이트 구동 전압의 출력 타이밍 중간에 터치 구동 타임이 삽입된다. 전체 게이트 라인 중에서 일정 개수의 게이트 라인 단위로 게이트 구동 신호를 공급한 후, 터치 구동을 수행하여 1 프레임 기간 중에서 터치 센싱 구동을 여러 번 수행한다In order to improve the touch sensing performance, a method of performing touch sensing driving several times during one frame period is applied. The touch driving time is inserted in the middle of the output timing of the gate driving voltage. After the gate driving signals are supplied in units of a predetermined number of gate lines among the entire gate lines, touch driving is performed to perform touch sensing driving several times in one frame period

액티브 영역에 800개의 게이트 라인이 형성된 경우, 게이트 쉬프트 레지스터(200)는 800개의 게이트 라인에 대응되도록 동일한 개수의 채널 즉, 800개의 게이트 출력 스테이지를 포함한다. 즉, 제1 스테이지 그룹(210)과 제2 스테이지 그룹(220) 각각은 400개의 게이트 출력 스테이지를 포함한다.When 800 gate lines are formed in the active region, the gate shift register 200 includes the same number of channels, that is, 800 gate output stages, corresponding to 800 gate lines. That is, each of the first stage group 210 and the second stage group 220 includes 400 gate output stages.

그리고, 제1 스테이지 그룹(210)과 제2 스테이지 그룹(220) 각각은 터치 구동 기간에 게이트 구동 전압의 출력 오류가 발생하는 것을 방지하기 위해서 복수의 더미 스테이지를 포함한다.Each of the first stage group 210 and the second stage group 220 includes a plurality of dummy stages to prevent an output error of the gate driving voltage from occurring in the touch driving period.

여기서, 복수의 더미 스테이지 각각은 1프레임 기간 중에서 디스플레이 구동이 끝나고 터치 구동이 시작되는 시점에 대응하는 스테이지의 위치에 형성된다.Here, each of the plurality of dummy stages is formed at the position of the stage corresponding to the point of time at which the display drive ends in one frame period and the touch drive starts.

예로서, 1프레임 기간에 N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호가 공급될 때까지 디스플레이 구동이 이루어지고, 이후 제1 터치 구동이 이루어질 수 있다.For example, the display driving is performed until the gate driving signal is supplied to the (N-1) th gate line in one frame period, and then the first touch driving can be performed.

이 경우, 첫 번째 게이트 라인부터 N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 게이트 출력 스테이지들은 정상적으로 게이트 라인과 접속하도록 형성된다.In this case, the gate output stages for supplying the gate driving signal from the first gate line to the (N-1) th gate line are normally formed so as to be connected to the gate line.

반면, N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 N-1번째 스테이지 이후에는 제1 더미 스테이지가 형성되고, 제1 더미 스테이지는 출력 전압이 게이트 라인으로 공급되지 않도록 Vout 출력 라인이 형성되어 있지 않다.On the other hand, a first dummy stage is formed after the (N-1) th stage for supplying the gate driving signal to the (N-1) th gate line, and a Vout output line is formed in the first dummy stage so that the output voltage is not supplied to the gate line It is not.

1프레임 기간 중에 제1 터치 기간이 종료된 이후에는 다시 2N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호가 공급될 때까지 디스플레이 구동이 이루어지고, 이후 제2 터치 구동이 이루어질 수 있다.After the first touch period is completed during one frame period, display driving is performed until a gate driving signal is supplied to the (2N-1) th gate line again, and then the second touch driving can be performed.

이 경우, N번째 게이트 라인부터 2N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 게이트 출력 스테이지들은 정상적으로 게이트 라인과 접속하도록 형성된다.In this case, the gate output stages for supplying the gate driving signal from the Nth gate line to the (2N-1) th gate line are normally formed so as to be connected to the gate line.

여기서, N번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 N번째 게이트 출력 스테이지는 제1 더미 스테이지는 출력 전압을 스타트 신호(Vst)로 입력 받는다. 이를 위해서, 제1 더미 스테이지는 Vout 출력이 N번째 게이트 출력 스테이지의 스타트 신호(Vst) 입력단과 연결되도록 출력 라인이 형성된다.Here, in the N-th gate output stage for supplying the gate driving signal to the N-th gate line, the first dummy stage receives the output voltage as the start signal Vst. To this end, an output line is formed in the first dummy stage so that the Vout output is connected to the start signal (Vst) input of the Nth gate output stage.

그리고, 2N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 2N-1번째 게이트 출력 스테이지 이후에는 제2 더미 스테이지가 형성되고, 제2 더미 스테이지는 출력 전압이 게이트 라인으로 공급되지 않도록 Vout 출력 라인이 형성되어 있지 않다.A second dummy stage is formed after the (2N-1) -th gate output stage for supplying the gate driving signal to the (2N-1) -th gate line, and a Vout output line is provided in the second dummy stage so that the output voltage is not supplied to the gate line .

1프레임 기간 중에 제2 터치 기간이 종료된 이후에는 다시 3N-1번째 게이트 라인에 게이트 구동 신호가 공급될 때까지 디스플레이 구동이 이루어지고, 이후 제3 터치 구동이 이루어질 수 있다.After the end of the second touch period during one frame period, display driving is performed until a gate driving signal is supplied to the (3N-1) th gate line again, and then the third touch driving can be performed.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 1프레임 기간 중에서 디스플레이 구동이 끝나고 터치 구동이 시작되는 시점에 대응하는 스테이지의 위치에 더미 스테이지가 형성되어 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 구동 기간 이후에 게이트 구동 신호가 정상적으로 출력되도록, 터치 구동 시간 이후의 디스플레이 구동 기간의 첫 번째 게이트 출력 스테이지에 스타트 신호(Vst)를 공급하는 더미 스테이지를 별도로 형성하였다.As shown in FIGS. 4 and 5, a dummy stage is formed at a position of a stage corresponding to a time point at which the display driving is completed and the touch driving is started in one frame period. The touch screen integrated display device according to the embodiment of the present invention includes a dummy TFT for supplying a start signal Vst to a first gate output stage of a display driving period after a touch driving time so that a gate driving signal is normally output after a touch driving period, A stage was separately formed.

도 4 및 도 5에서는 게이트 쉬프트 레지스터(200)가 800개의 스테이지를 포함하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 이는 여러 실시 예들 중에서 하나를 설명한 것이다. 액티브 영역의 게이트 라인의 개수에 따라서 게이트 쉬프트 레지스터(200)에 형성되는 스테이지의 개수가 변경될 수 있다. 즉, 액정 패널의 해상도에 연동되어 게이트 쉬프트 레지스터의 스테이지의 개수가 변경될 수 있다.Although the gate shift register 200 is shown and described as including 800 stages in FIGS. 4 and 5, this illustrates one of several embodiments. The number of stages formed in the gate shift register 200 can be changed according to the number of gate lines in the active region. That is, the number of stages of the gate shift register can be changed in conjunction with the resolution of the liquid crystal panel.

여기서, 제1 스테이지 그룹(210)의 스테이지들과 제2 스테이지 그룹(220)의 스테이지들에서 교번적으로 게이트 구동 신호(Vout)가 출력되어 1번째 채널부터 800번째 채널까지 순차적으로 게이트 구동 신호(Vout)가 출력된다.Here, the gate drive signal Vout is alternately outputted in the stages of the first stage group 210 and the stages of the second stage group 220 to sequentially output the gate drive signal Vout from the first channel to the 800th channel Vout) is outputted.

제1 스테이지(210) 및 제2 스테이지(210) 각각은 N 번째 위치한 스테이지의 출력 신호(Vout, 게이트 구동 신호)를 N+1 번째 위치한 스테이지의 구동을 스타트 시키는 스타트 신호(Vst)로 이용한다. 또한, N+1 번째에 위치한 스테이지의 출력 신호(Vout, 게이트 구동 신호)를 N 번째 스테이지의 출력 신호를 리셋 시키는 리셋 신호(Vreset)로 이용한다.Each of the first stage 210 and the second stage 210 uses the output signal Vout (gate driving signal) of the Nth stage as a start signal Vst for starting driving of the (N + 1) th stage. The output signal (Vout, gate drive signal) of the (N + 1) -th stage is used as a reset signal (Vreset) for resetting the output signal of the N-th stage.

즉, 이전 단 스테이지의 출력을 다음 단 스테이지의 스타트 신호(Vst)로 이용하고, 다음 단 스테이지의 출력을 이전 단 스테이지의 reset 신호로 이용할 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 제1 스테이지 그룹(210)의 마지막 단에 1~2개의 리셋 신호 스테이지가 추가로 형성될 수 있다.That is, the output of the previous stage may be used as the start signal Vst of the next stage, and the output of the next stage may be used as the reset signal of the previous stage. Although not shown in the figure, one or two reset signal stages may be additionally formed at the last stage of the first stage group 210.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 쉬프트 레지스터의 입력 및 출력 파형을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating input and output waveforms of a gate shift register according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 터치 구동 기간의 더미 스테이지의 출력(Vst N)의 전압이 일반적인 게이트 구동 신호보다 낮지만, Gate(N) 및 Gate(N+1) 출력 전압은 정상으로 출력된다.Referring to FIG. 6, although the voltage of the output (Vst N) of the dummy stage in the touch driving period is lower than the normal gate driving signal, the gate (N) and gate (N + 1) output voltages are normally output.

즉, 더미 스테이지의 Vst(N) 출력은 일반적인 게이트 출력 스테이지의 출력 전압보다 낮지만, 더미 스테이지의 출력 라인이 게이트 라인과는 연결되어 있지 않아 낮은 출력 전압이 게이트 라인으로 공급되지는 않는다.That is, although the output of the dummy stage Vst (N) is lower than the output voltage of a general gate output stage, the output line of the dummy stage is not connected to the gate line, so that a low output voltage is not supplied to the gate line.

더미 스테이지의 출력 라인이 실제 게이트 라인과 연결되어 있지 않기 때문에 출력 로드(load)가 없다. 따라서, 다음 단 스테이지의 Q(N) 노드를 충분히 충전시킬 수 있다. 이로 인해, 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동 기간의 첫 번째 게이트 구동 신호의 출력(gate N)이 정상적으로 이루어 지도록 할 수 있다.There is no output load because the output line of the dummy stage is not connected to the actual gate line. Therefore, the next stage Q (N) node can be sufficiently charged. Accordingly, the output (gate N) of the first gate driving signal in the display driving period after the touch driving period can be normally performed.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 액정 패널
200: 쉬프트 레지스터
210: 제1 스테이지 그룹
220: 제2 스테이지 그룹100: liquid crystal panel
200: shift register
210: first stage group
220: second stage group

Claims (4)

액정 패널의 비표시 영역에 게이트 쉬프트 레지스터가 형성된 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치에 있어서,
1프레임 기간 중에서 디스플레이 구동 기간에 상기 액정 패널에 형성된 복수의 게이트 라인에 게이트 구동 신호를 공급하는 복수의 게이트 출력 스테이지; 및
상기 1프레임 기간 중에서 터치 구동 기간에 출력 신호를 다음 단 스테이지의 스타트 신호로 출력하는 복수의 더미 스테이지;를 포함하고,
상기 복수의 더미 스테이지의 출력 라인은 다음 단의 스테이지의 스타트 신호의 입력단과 접속된 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치.A touch screen integrated liquid crystal display device in which a gate shift register is formed in a non-display area of a liquid crystal panel,
A plurality of gate output stages for supplying gate driving signals to a plurality of gate lines formed in the liquid crystal panel in a display driving period of one frame period; And
And a plurality of dummy stages for outputting an output signal as a start signal of a next stage in a touch driving period of the one frame period,
And the output lines of the plurality of dummy stages are connected to the input terminals of the start signal of the next stage. 제1 항에 있어서,
상기 복수의 더미 스테이지 각각은 상기 디스플레이 구동 기간이 끝나고 상기 터치 구동이 시작되는 시점에 대응하는 스테이지의 위치에 형성된 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of dummy stages is formed at a position of a stage corresponding to a time point at which the touch driving starts at the end of the display driving period. 제1 항에 있어서,
상기 복수의 더미 스테이지 각각은, 상기 터치 구동 시간 이후의 디스플레이 구동 기간의 첫 번째 게이트 출력 스테이지에 스타트 신호(Vst)를 공급하는 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of dummy stages supplies a start signal (Vst) to a first gate output stage of the display driving period after the touch driving time. 제1 항에 있어서,
상기 복수의 게이트 출력 스테이지 중에서 첫 번째 게이트 출력 스테이지부터 N 번째 게이트 출력 스테이지의 출력 라인 각각은 첫 번째 게이트 라인부터 N 번째 게이트 라인과 접속되고,
상기 복수의 더미 스테이지 중에서 상기 N-1 번째 게이트 출력 스테이지와 N 번째 게이트 출력 스테이지 사이에 형성된 더미 스테이지는 상기 N 번째 게이트 출력 스테이지의 스타트 신호의 입력단과 접속된 터치 스크린 일체형 액정 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Each of the output lines of the first gate output stage to the Nth gate output stage among the plurality of gate output stages is connected to the Nth gate line from the first gate line,
And a dummy stage formed between the (N-1) th gate output stage and the (N-1) th gate output stage among the plurality of dummy stages is connected to an input terminal of the start signal of the N-th gate output stage.
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