KR20170064353A

KR20170064353A - 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치

Info

Publication number: KR20170064353A
Application number: KR1020150170030A
Authority: KR
Inventors: 김효곤
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2017-06-09
Also published as: KR102391616B1

Abstract

본 발명의 터치 스크린 일체형 표시장치는, R 노드 충방전부를 포함하고, 터치 구동 전 디스플레이 구동 구간에 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지가 R 노드 충방전부를 통하여 인가 받은 보조 리셋 신호에 기초하여 정상 출력을 할 수 있다. 또한, 본 발명은, 일반적인 디스플레이 구동 구간의 스테이지 또는 스탠바이 스테이지가 R 노드 충방전부를 통하여 인가 받은 다음 스테이지 및 다음 다음 스테이지의 출력 신호에 기초하여 정상 출력을 할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 디스플레이 구동 기간 동안 모든 스테이지가 정상적인 출력을 할 수 있다.

Description

게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치{GATE DRIVER AND TOUCH SCREEN INTEGRATED DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치에 관한 발명이다.

터치스크린은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치 등과 같은 화상표시장치에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치스크린 내의 터치 센서를 가압하여(누르거나 터치하여) 미리 정해진 정보를 입력하는 입력장치의 한 종류이다.

상술한 표시장치에 사용되는 터치스크린은 그 구조에 따라 부착형(add-on type), 상판형(on-cell type) 및 일체형(in-cell type)으로 나눌 수 있다. 부착형은 표시장치와 터치스크린을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치스크린을 부착하는 방식이다. 상판형은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 내장형은 표시장치 내부에 터치스크린을 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다. 그러나, 부착형 터치스크린은 표시장치 위에 완성된 터치스크린이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시 장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 상판형 터치스크린은 표시장치의 상면에 별도의 터치스크린이 형성된 구조로서, 부착형 보다 두께를 줄일 수 있지만, 여전히 터치스크린을 구성하는 구동 전극과 센싱 전극 및 이들을 절연시키기 위한 절연층 때문에 전체 두께가 증가하고 공정수가 증가하여 제조가격이 증가하는 문제점이 있었다.

한편, 일체형 터치스크린은 내구성 향상과 박형화가 가능하다는 점에서 부착형과 상판형의 터치스크린에 의해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 장점이 있다. 이러한 일체형 터치스크린은 광방식 및 정전용량 방식의 터치스크린으로 구분될 수 있다.

광방식 터치스크린은 표시장치의 박막 트랜지스터 기판 어레이에 광센싱층을 형성하고, 백라이트 유닛으로부터의 광이나 적외선 광을 이용하여 터치된 부분에 존재하는 물체를 통해 반사된 광을 인식하는 방식이다. 그러나, 광방식 터치스크린은 주변이 어두운 경우 비교적 안정된 구동성능을 보여주지만, 주변이 밝은 경우 반사된 광보다 더 강한 광들이 노이즈로 작용하게 된다. 실제 터치에 의해 반사되는 광의 세기는 매우 약하여 외부가 조금만 밝아도 터치인식에 오류가 발생할 수 있기 때문이다. 특히, 광방식 터치스크린은 주변환경이 태양광에 노출되는 경우 광의 세기가 워낙 강하여 경우에 따라서는 터치 인식이 되는 않은 경우도 발생할 수 있는 문제점이 있다.

정전용량 방식 터치스크린은 자기 정전용량 방식(self-capacitance type)과 상호 정전용량 방식(mutual capacitance type)으로 구분 될 수 있다. 상호 정전용량방식 터치스크린은 공통전극을 분할하고, 이를 구동 전극과 센싱 전극으로 나누어 구동 전극과 센싱 전극 사이에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 형성되도록 함으로써 터치 시 발생하는 상호 정전용량의 변화 량을 측정하여 터치를 인식하는 방법이다. 그러나, 상호 정전용량 방식 터치스크린은 터치 인식 시 발생하는 상호 정전용량의 크기는 매우 작은 반면, 표시장치를 구성하는 게이트 라인과 데이터 라인 사이의 기생용량(parasitic capacitance)은 매우 크기 때문에 터치 위치를 정확하게 인식하기 곤란한 문제점이 있다. 또한, 상호 정전용량 방식 터치센서는 공통전극 상에 터치 구동을 위한 다수의 터치 구동라인과 터치 센싱을 위한 다수의 터치 센싱라인을 형성시켜야 하기 때문에 매우 복잡한 배선구조를 필요로 하게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 복수의 전극을 패널의 표시 영역에 형성할 때 복수의 픽셀 전극과 중첩되도록 형성하고, 이러한 전극을 디스플레이 구동 구간 동안 각 픽셀에 형성되어 있는 픽셀 전극과 함께 액정을 구동하는 공통전극으로 동작하며, 터치 구동 기간 동안 터치 드라이버로부터 인가되는 터치 스캔 신호에 의해 터치 위치를 감지하는 터치 전극으로 동작하도록 하는 디스플레이와 터치 구동의 분할 방식이 제안되고 있다.

일반적으로 디스플레이 구동 시 각 스테이지는 다음 스테이지의 신호를 제공 받아 각 스테이지의 출력을 리셋하게 된다. 또한, 각 스테이지는 이전 스테이지의 신호를 제공 받아 각 스테이지의 구동을 시작하게 된다.

그러나, 디스플레이와 터치 분할 구동 방식의 경우 터치 구동하는 시간 동안 게이트 구동회로의 쉬프트 레지스터를 이루는 스테이지들 중에서 Q 노드가 스탠바이(stand-by) 상태로 홀딩(holding)되고 있는 스테이지가 존재하게 된다. 따라서, 스탠바이 스테이지는 디스플레이 구동 기간이 되기 전 까지 출력이 없는 상태이다. 터치 구동 전 마지막 스캔펄스를 출력한 스테이지는 터치 구동 기간 동안 스탠바이 스테이지의 출력이 없으므로 리셋이 되지 않아 비정상적인 출력을 한다. 나아가, 터치 구동 기간 동안 스테이지가 비정상적인 출력을 하여 터치 전극이 터치 센싱을 할 수 없는 문제가 있었다.

아울러, 터치 구동 기간 종료 후 디스플레이 구동 기간 시작 시 스탠바이 스테이지는 이전 스테이지의 출력이 없으므로 구동을 할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있는 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 터치 구동 기간 동안 터치 전극이 터치 센싱을 할 수 있는 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 터치 구동 기간 종료 후 디스플레이 구동 기간 시작 시 이전 스테이지의 출력이 없어도 정상적으로 구동을 할 수 있는 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 디스플레이 구동 기간 동안 모든 스테이지가 정상적인 출력을 할 수 있는 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로서, 한 프레임을 디스플레이 구동 구간 및 터치 구동 구간으로 시분할하는 게이트 구동회로로써, 제N-1(N은 자연수) 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 Q 노드에 공급하고, R 노드 충방전부의 R 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 Q 노드에 공급하는 Q 노드 충방전부, 고전위전원 혹은 저전위전원을 R 노드에 공급하는 R 노드 충방전부 및 Q 노드 상의 전압에 의해 제어되어 인가된 클럭 신호를 제N 출력단으로 출력하는 풀업 트랜지스터;를 포함하는 제N 스테이지를 포함하고, R 노드 충방전부는, 제N+1 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 R 노드에 공급하는 제1 트랜지스터와, 제N+2 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 저전위전원을 R노드에 공급하는 제3 트랜지스터를 포함하는 게이트 구동회로를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 터치 구동 기간 종료 후 디스플레이 구동 기간 시작 시 이전 스테이지의 출력이 없어도 정상적으로 구동을 할 수 있다. 또한, 본 발명은, 디스플레이 구동 기간 동안 모든 스테이지가 정상적인 출력을 할 수 있다.

상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 한 프레임을 디스플레이 구동 구간 및 터치 구동 구간으로 시분할하는 게이트 구동회로로써, 제N-1(N은 자연수) 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 Q 노드에 공급하고, R 노드 충방전부의 R 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 Q 노드에 공급하는 Q 노드 충방전부, 고전위전원 혹은 저전위전원을 R 노드에 공급하는 R 노드 충방전부 및 Q 노드 상의 전압에 의해 제어되어 인가된 클럭 신호를 제N 출력단으로 출력하는 풀업 트랜지스터를 포함하는 제N 스테이지를 포함하고, 제N 스테이지는 터치 구동 전 디스플레이 구동 구간에 마지막 스캔 펄스를 출력하고, R 노드 충방전부는 보조 리셋 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 R 노드에 공급하는 제2 트랜지스터를 포함한 게이트 구동회로를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 보조 리셋 신호로 인하여 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있다. 또한, 본 발명은, 터치 구동 기간 동안 스테이지의 비정상적인 출력이 없으므로 터치 전극이 터치 센싱을 할 수 있다. 또한, 본 발명은, 디스플레이 구동 기간 동안 모든 스테이지가 정상적인 출력을 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 보조 리셋 신호로 인하여 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 터치 구동 기간 동안 스테이지의 비정상적인 출력이 없으므로 터치 전극이 터치 센싱을 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 터치 구동 기간 종료 후 디스플레이 구동 기간 시작 시 이전 스테이지의 출력이 없어도 정상적으로 구동을 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 디스플레이 구동 기간 동안 모든 스테이지가 정상적인 출력을 할 수 있다.

도 1a는 하나의 게이트 구동회로를 구비한 실시예에 따른 터치패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 도시한 도면이다.
도 1b는 표시패널의 다수의 화소들과 이에 대응하는 패턴전극을 나타낸 도면이다.
도 1c는 패턴전극과 센싱 라인의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 두 개의 게이트 구동회로를 구비한 실시예에 따른 터치패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 도시한 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 복수개의 스테이지의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 복수개의 스테이지의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 및 제2 실시예에 따른 쉬프트 레지스터의 게이트 스캔을 나타낸 도면이다.
도 6은 디스플레이 및 터치 시분할 구동을 나타낸 시간 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 제N 스테이지의 회로도이다.
도 8은 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이다
도 10은 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 파형도이다.
도 11은 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이다
도 13은 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 R노드 방전을 나타낸 도면이다
도 14는 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 파형도이다.
도 15는 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이다.
도 16은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이다
도 17은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 R노드 방전을 나타낸 도면이다
도 18은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 파형도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 게이트 구동회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1a는 하나의 게이트 구동회로를 구비한 실시예에 따른 터치패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 도시한 도면이고, 그리고 도 1b는 표시패널의 다수의 화소들과 이에 대응하는 패턴전극을 나타낸 도면이고, 도 1c는 패턴전극과 센싱 라인의 연결관계를 나타낸 도면이다. 그리고 도 2는 두 개의 게이트 구동회로를 구비한 실시예에 따른 터치패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치는 화상을 표시하는 액정패널(100)과, 외부시스템으로부터 타이밍 신호를 인가 받아 각종 제어신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러(400)와 제어신호에 대응하여 액정패널(100)을 제어하는 게이트 및 데이터 구동회로(200,300)를 포함하고, 터치 구동을 위한 터치 구동회로(500)를 포함한다.

상기 액정패널(100)은 글라스를 이용한 기판 상에 K개의(K는 자연수) 게이트 배선(GL)과 다수의 데이터 배선(DL)이 매트릭스 형태로 교차되고, 교차 지점에 다수의 화소(110)를 정의한다. 각 화소(110)에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정캐패시터(Clc) 및 스토리지캐패시터(Cst)가 구비되며, 모든 화소(110)들은 하나의 표시영역(A/A)을 이루게 된다. 화소(110)가 정의되지 않은 영역은 비표시영역(N)으로 구분된다.

또한 상기 액정패널(100)은 터치스크린이 내장되어 있으며 터치스크린은 사용자의 터치 위치를 감지하는 기능을 수행하는 것으로 특히 본 발명에 따른 액정 패널은 자기 정전용량 방식을 적용한 인셀 타입의 터치스크린을 내장할 수 있다. 그리고 도 1b에서와 같이 상기 액정패널(100)은 모든 화소(110)들을 복수개의 화소 그룹으로 그룹화하고, 각 그룹에 1:1로 대응하는 복수개의 패턴전극(120)을 더 포함할 수 있다. 그리고 도 1c에서와 같이 복수개의 패턴전극(120)들은 센싱라인(SL)을 통해 터치 구동회로(500)와 연결될 수 있다.

상기 패턴전극(120)에는 액정패널(100)의 디스플레이 구동을 위해 공통전압이 인가될 수 있고, 그에 따라 화소 전극과 함께 액정을 구동하는 공통 전극으로 동작할 수 있다. 그리고 상기 패턴전극(120)에는 터치 감지를 위해 터치 스캔 신호가 인가될 수 있고, 그에 따라 터치 위치를 감지하는 터치 전극으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치이므로, 1 프레임 내에서 디스플레이 구동 및 터치 구동을 시간적으로 분할하여 구동을 하며, 액정패널(100)의 구동 모드가 디스플레이 구동 모드이면 복수의 패턴전극(120)들은 공통 전압을 인가 받아 화소 전극과 함께 디스플레이 구동을 위한 공통 전극으로 동작하며, 액정패널(100)의 구동 모드가 터치 구동 모드이면, 터치 구동회로(500)로부터 터치 스캔 신호를 인가 받아 터치 위치 감지를 위한 터치 전극으로 동작한다. 여기서 공통 전압은 상기 터치 구동회로(500)로부터 인가되거나, 별도의 공통 전압 발생부를 구비하여 상기 터치 구동회로(500)를 거치지 않고 액정패널(100)에 직접 인가될 수 있다.

또한 터치 구동회로(500)는 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부, 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 감지부 및 공통 전압 또는 터치 스캔 신호를 복수의 전극들로 인가하는 스위칭부 포함하여 구성될 수 있으며, 액정패널(100)의 구동모드에 따라 복수의 패턴전극(120)들 각각으로 센싱라인(SL)들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 복수의 패턴전극(120)들로부터 수신하고, 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 역할을 수행한다.

한편 상기 패턴전극(120)은 그룹화하여 한 프레임 동안 그룹별로 순차적으로 동작할 수 있고, 그룹을 이루는 패턴전극(120)의 개수는 터치 구동 시간과 디스플레이 구동 시간을 고려하여 가변될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(400)는 외부시스템으로부터 전송되는 영상신호(RGB)와, 클럭신호(DCLK), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE)등의 타이밍 신호를 인가 받아 게이트 구동회로(200) 및 데이터 구동회로(300)의 제어신호 및 보조 리셋 제어신호(ARSTC)를 생성한다.

여기서, 수평동기신호(Hsync)는 화면의 한 수평선을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타내는 신호이고, 수직동기신호(Vsync)는 한 프레임의 화면을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타내는 신호이다. 또한, 데이터 인에이블 신호(DE)는 액정패널(100)에 정의된 화소에 데이터전압을 공급하는 기간을 나타내는 신호이다.

또한, 타이밍 콘트롤러(400)는 입력되는 타이밍 신호에 동기하여 게이트 구동회로(200)의 제어신호(GCS) 및 데이터 구동회로(300)의 제어신호(DCS)를 생성한다.

그 밖에 타이밍 콘트롤러(400) 는 게이트 구동회로(200)의 각 스테이지의 구동 타이밍을 결정하는 복수의 클록신호(CLK)를 생성하고, 게이트 구동회로(200)에 제공한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(400)는 입력받은 영상데이터(RGB DATA)를 데이터 구동회로(300)가 처리 가능한 형태로 정렬 및 변조하여 출력한다. 여기서, 정렬된 영상데이터는 화질개선을 위한 색좌표 보정 알고리즘이 적용된 형태일 수 있다.

또한, 상기 타이밍 콘트롤러(400)는 터치 구동을 위한 터치 인에이블 신호(TouchEN)를 터치 구동회로(500)에 제공할 수 있고, 상기 터치 구동회로(500)는 하이 레벨의 터치 인에이블 신호(Touch EN)가 공급되는 동안 터치 구동 구간이 되고, 이 때 터치를 센싱할 수 있다.

또한, 타이밍 콘트롤러(400)는 설정된 기간에 Q노드를 방전하기 위한 보조 리셋 제어신호(ARSTC)를 생성할 수 있다. 상기 설정된 기간은 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동기간일 수 있다. 상기 설정된 기간은 타이밍 콘트롤러(400)의 메모리부에 저장될 수 있다.

다음으로, 데이터 구동회로(300)는 타이밍 콘트롤러(400)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 구동회로(300)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 영상 데이터를 샘플링 신호에 따라 래치하여, 데이터 신호로 변경한 후, 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 데이터 신호를 데이터라인(DL)들에 공급한다. 이를 위해 데이터 구동회로(300)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함할 수 있다.

또한, 데이터 구동회로(300)는 레벨 시프터를 포함할 수 있다. 상기 레벨 시프터는 타이밍 콘트롤러(400)로부터의 보조 리셋 제어신호(ARSTC)를 클럭신호(CLK)와 동일한 레벨 및 구간을 갖는 보조 리셋 신호(ARST)를 생성할 수 있다.

다음으로, 게이트 구동회로(200)는 타이밍 콘트롤러(400)로부터 전송되어 온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 라인(GL 1 내지 GL n)에 게이트하이전압(VGH)을 갖는 스캔 펄스를 공급하며, 게이트하이전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL 1 내지 GL n)에 게이트로우전압(VGL)을 공급하게 된다.

한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동회로(200)는, 패널과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 상기 게이트 구동회로(200)는 액정패널(100)의 기판 제조시 박막패턴 형태로 비표시영역(N)상에 게이트-인-패널(Gate-In-Panel, GIP)방식으로 내장될 수 있다. 이 경우 게이트 구동회로(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 클럭 신호(CLK) 및 쉬프트 레지스터의 첫 번째로 구동하는 스테이지의 구동을 위한 스타트신호(VST)가 될 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 게이트 구동회로(200)는 레벨 시프터로부터 전송되어 온 보조 리셋신호(ARST)에 따라 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지의 Q노드를 방전할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있다.

또한 도 2를 참조하면, 게이트 구동회로(200)는 액정패널(100)의 양단, 비표시영역(N)에 두 개가 구비될 수 있다. 제1 및 제2 게이트 구동회로(200a, 200b)는 쉬프트레지스터를 포함하는 복수의 스테이지로 이루어진다. 이러한 제1 및 제2 게이트 구동회로(200a, 200b)는 타이밍 콘트롤러(400)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 액정패널(100)에 형성된 다수의 게이트 배선(GL1 ~ GLn)을 통해 스캔 펄스인 게이트하이전압(VGH)을 교번하여 출력할 수 있다. 여기서, 출력된 게이트하이전압(VGH)은 일정 수평기간 동안 중첩될 수 있다. 이는 게이트 배선(GL 1 ~ GL n)을 프리차징(precharging) 하기 위한 것으로, 데이터전압 인가 시 보다 안정적인 화소 충전을 진행할 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 쉬프트 레지스터을 구성하는 복수개의 스테이지의 연결관계를 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 도 3 및 도 4에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 복수개의 스테이지들의 게이트 스캔을 나타낸 도면이다. 또한 도 6은 디스플레이 및 터치 시분할 구동을 나타낸 시간 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 게이트 스캔 구동 시 A, B 순서로 스테이지가 구동한다. 그리고 게이트 스캔 구동 시 A는 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력한 스테이지이고, B는 터치 구동 동안 Q 노드가 충전된 상태를 유지하는 홀딩 스테이지이자, 터치 구동 종료 후 첫 번째 스캔 펄스를 출력하는 스테이지이다. 또한 B는 스탠바이 스테이지라고도 한다.

설명의 편의를 위해 복수개의 스테이지 중 N((N은 자연수로 제N 스테이지는 N번째 스테이지를 의미한다)번째 스테이지의 연결관계와 상기 N번째 스테이지로부터 해당 게이트 라인에 게이트하이전압(VGH)를 출력하는 것을 중심으로 설명한다.

<제1 및 제2 쉬프트 레지스터>

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 쉬프트 레지스터(210)는 도 1과 같은 실시예에 따른 게이트 구동회로(200)에 포함된 쉬프트 레지스터이고, 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 쉬프트 레지스터(210)는 도 2와 같은 실시예에 따른 게이트 구동회로(200a, 200b)에 포함된 쉬프트 레지스터이다.

도 3은 일 실시예에 따른 제1 쉬프트 레지스터이고, 도 4는 다른 실시예에 따른 제2 쉬프트 레지스터이다. 도 3 및 도 4의 실시예들에 따른 쉬프트 레지스터(210)를 구성하는 복수개의 스테이지로써 N-1, N, N+1 및 N+2을 도시하였다.

상기 N-1, N, N+1 및 N+2 스테이지 각각은 클럭 신호(CLK) 배선(제1 및 제2 게이트 구동회로(200a, 200b)를 포함하는 다른 실시예인 경우 제1 클럭 신호(CLK 1) 배선 및 제2 클럭 신호(CLK 2) 배선)으로부터 클럭 신호를 인가 받을 수 있다. 그리고 상기 복수개의 스테이지는 인접한 스테이지의 출력 신호 중 하나는 스타트 신호(VST)로 인가 받고 다른 하나는 제1 리셋 신호(RST1)로 인가 받을 수 있다. 또한, 상기 복수개의 스테이지는 다음 다음 스테이지의 출력신호를 제2 리셋 신호(RST2)로 인가 받을 수 있다.

또한, 복수개의 스테이지 중에서 일부 스테이지는 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A)가 될 수 있다. 이 경우, 상기 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A)는 클럭 신호(CLK) 배선로부터 클럭 신호(CLK)를 인가 받을 수 있고, 보조 리셋 신호(ARST) 배선(제1 및 제2 게이트 구동회로(200a, 200b)를 포함하는 다른 실시예인 경우 제1 보조 리셋 신호(ARST 1) 배선 및 제2 보조 리셋 신호(ARST 2) 배선)으로부터 보조 리셋 신호(ARST)를 인가 받을 수 있다.

또한 복수개의 스테이지 중에서 일부 스테이지는 스탠바이 스테이지(B)로 기능하는 스테이지가 될 수 있다. 상기 스탠바이 스테이지(B)는 터치 구동 종료 후 첫 번째 스캔 펄스를 출력하는 스테이지이다. 즉, 상기 스탠바이 스테이지(B)는 터치 구동 구간 동안 Q 노드 전압을 유지할 필요가 있는 스테이지이다.

이러한 스탠바이 스테이지(B)는 클럭 신호(CLK) 배선로부터 클럭 신호(CLK)를 인가 받을 수 있고, 인접한 스테이지의 출력 신호 중 하나는 스타트 신호(VST)로 인가 받고 다른 하나는 제1 리셋 신호(RST1)로 인가 받을 수 있다. 또한, 상기 스탠바이 스테이지(B)는 다음 다음 스테이지의 출력신호를 제2 리셋 신호(RST2)로 인가 받을 수 있다.

상기 스테이지들은 스타트 신호(VST)를 입력 받은 경우 스캔 펄스를 공급하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 스테이지들은 보조 리셋 신호(ARST), 제1 리셋 신호(RST1) 및 제2 리셋 신호(RST2)를 입력 받은 경우 게이트 라인(GL)을 방전하는 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로 일반적인 디스플레이 구동 시 상기 제N 스테이지(Normal)는 스타트 신호(VST) 입력 단자, 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자 및 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제N 스테이지(Normal)는 이전 스테이지인 제N-1 스테이지의 출력 단자(G(n-1))로부터 출력되는 스캔 펄스를 상기 스타트 신호(VST) 입력 단자로 입력 받고, 다음 스테이지인 제N+1 스테이지의 출력 단자(G(n+1))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받고, 다음 다음 스테이지인 제N+2 스테이지의 출력 단자(G(n+2))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자로 입력 받을 수 있다.

상기 제N+1 스테이지(Normal)는 스타트 신호(VST) 입력 단자, 보조 리셋 신호(ARST) 입력 단자, 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자 및 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자를 포함할 수 있다. 상기 제N+1 스테이지는 이전 스테이지인 제N 스테이지의 출력 단자(G(n))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 스타트 신호(VST) 입력 단자로 입력 받고, 다음 스테이지인 제N+2 스테이지의 출력 단자(G(n+2))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받고, 다음 다음 스테이지인 제N+3 스테이지의 출력 단자(G(n+3))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자로 받을 수 있다.

상기 제N+2 스테이지(Normal)는 스타트 신호(VST) 입력 단자, 보조 리셋 신호(ARST) 입력 단자, 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자 및 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자를 포함할 수 있다. 상기 제N+2 스테이지(Normal)는 이전 스테이지인 제N+1 스테이지의 출력 단자(G(n+1))로부터 출력되는 스캔 펄스를 상기 스타트 신호(VST) 입력 단자로 입력 받고, 다음 스테이지인 제N+3 스테이지의 출력 단자(G(n+3))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받고, 다음 다음 스테이지인 제N+4 스테이지의 출력 단자(G(n+4))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자로 입력 받을 수 있다.

또한, 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A)는 상기 제N 스테이지가 될 수 있다. 이 경우, 상기 제N 스테이지(A)는 보조 리셋 신호(ARST) 입력 단자를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제N 스테이지(A)는 보조 리셋 신호(ARST) 배선으로부터 보조 리셋 신호(ARST)를 상기 보조 리셋 신호(ARST) 입력 단자로 입력 받을 수 있다. 또한, 상기 제N 스테이지(A)는, 터치 구동 종료할 때까지 다음 스테이지인 제N+1 스테이지(B)의 출력 단자(G(n+1))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받을 수 없고, 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 시작할 때에 다음 스테이지인 제N+1 스테이지(B)의 출력 단자(G(n+1))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받을 수 있다.

또한, 터치 구동 종료 후 첫 번째 스캔 펄스를 출력하는 스탠바이 스테이지(B)는 상기 제N+1 스테이지가 될 수 있다. 이 경우, 상기 제N+1 스테이지(B)는 이전 스테이지인 제N 스테이지의 출력 단자(G(n))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 스타트 신호(VST) 입력 단자로 입력 받아 터치 구동 동안 Q 노드가 충전된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기 제N+1 스테이지(B)는 다음 스테이지인 제N+2 스테이지의 출력 단자(G(n+2))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제1 리셋 신호(RST1) 입력 단자로 입력 받아 Q노드를 방전하고 R노드를 충전할 수 있다. 또한, 상기 제N+1 스테이지(B)는 다음 다음 스테이지인 제N+3 스테이지의 출력 단자(G(n+3))로부터 출력되는 스캔 신호를 상기 제2 리셋 신호(RST2) 입력 단자로 받아 R노드를 방전할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 쉬프트 레지스터(210)는 복수개의 스탠바이 스테이지(B)를 포함할 수 있다. 예를 들어 도 5와 같이 제1 내지 제 64 게이트 라인(GL1~GL64)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하기 위한 제1 내지 제64 스테이지와 제65 내지 제128 게이트 라인(GL65~GL128)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하기 위한 제65 내지 제128 스테이지에서 제65 스테이지는 스탠바이 스테이지(B)가 될 수 있다. 다만 게이트 라인(GL)들을 64개씩 그룹화하였으나 이에 한정되는 것은 아니고 터치 구동 시점과 구동 시구간을 고려하여 달리 설정될 수 있다.

한편 상기 복수개의 스테이지들은 클럭 신호(CLK)들 중 어느 하나에 동기하여 복수개의 게이트 배선(GL 1 ~ GL n) 중 어느 하나에 스캔 펄스인 게이트하이전압(VGH)을 출력할 수 있다.

또한 복수개의 스테이지들은 고전위전원공급단자로부터 고전위전원(VDD)과 저전위전원공급단자로부터 저전위전원(VSS)을 공급받을 수 있다.

도 6을 참조하면, 한 프레임(1Frame)은 시분할되어 복수의 디스플레이 구동 구간(DT1, DT2 등) 및 복수의 터치 구동 구간(TT1, TT2 등)이 될 수 있다. 또한, 상기 복수의 디스플레이 구동 구간(DT1, DT2 등) 및 복수의 터치 구동 구간(TT1, TT2 등)은 교대로 발생할 수 있다. 구제적으로, 본 발명의 표시장치는, 한 프레임(1Frame)내에서, 디스플레이 구동 구간(예를 들어 DT1) 동안 디스플레이 구동을 한 후 터치 구동 구간(예를 들어 TT1) 동안 터치 센싱 구동을 하고 다시 디스플레이 구동 구간(예를 들어 DT2) 동안 디스플레이 구동을 하는 방법으로 반복하여 교대로 디스플레이 구동과 터치 센싱 구동을 할 수 있다.

<제N 스테이지의 회로도>

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 제N 스테이지의 회로도이다.

도 7을 참조하면, 상기 제N 스테이지는 풀업 트랜지스터(Tup), 풀다운 트랜지스터(Tdown), Q노드 충방전부(211), R노드 충방전부(212), QB노드 안정화부(213), QB노드 충전부(214) 및 Q노드 안정화부(215)를 포함할 수 있다.

상기 제N 스테이지의 전술한 구성 요소의 연결관계를 설명하면, 상기 풀업 트랜지스터(Tup)의 게이트 단자는 Q 노드에 연결되고 드레인 단자는 클럭 신호(CLK) 공급 단자에 연결되며 소스 단자는 제N 스테이지의 출력 단자(G(n))에 연결될 수 있다. 그리고 풀다운 트랜지스터(Tdown)은 방전 기간에 출력 단을 안정적으로 방전시킬 수 있다. 상기 풀다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 단자는 QB 노드에 연결되고 드레인 단자는 제N 스테이지의 출력 단자(G(n))에 연결되며, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다.

또한, Q노드 충방전부(211)는 Q 노드를 충전 또는 방전하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 Q노드 충방전부(211)는 제4 및 제5 트랜지스터(T4, T5)를 포함할 수 있다. 상기 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 단자는 제N-1 스테이지의 출력 단자(G(n-1))에 연결되고, 드레인 단자는 고전위전원(VDD)의 입력단에 연결되고, 소스 단자는 Q 노드에 연결될 수 있다. 상기 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 단자는 R 노드에 연결되고, 드레인 단자는 Q 노드에 연결되고, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다.

또한, R노드 충방전부(212)는 R 노드를 충전 또는 방전하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 R노드 충방전부(212)는 제1 내지 제3 트랜지스터(T1, T2, T3)를 포함할 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자는 제N+1 스테이지의 출력 단자(G(n+1))에 연결되고, 드레인 단자는 고전위전원(VDD)의 입력단에 연결되고, 소스 단자는 R 노드에 연결될 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 단자는 보조 리셋 신호(ARST)의 입력단에 연결되고, 드레인 단자는 제N 스테이지의 출력 단자(G(n))에 연결되고, 소스 단자는 R 노드에 연결될 수 있다. 상기 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 단자는 제N+2 스테이지의 출력 단자(G(n+2))에 연결되고, 드레인 단자는 R 노드에 연결되고, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다.

또한, QB노드 안정화부(213)는 QB 노드를 방전하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 안정화부(213)는 제8 및 제 10 트랜지스터(T8, T10)를 포함할 수 있다. 상기 제8 트랜지스터(T8)의 게이트 단자는 Q 노드에 연결되고, 드레인 단자는 QB 노드에 연결되고, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다. 상기 제10 트랜지스터(T10)의 게이트 단자는 제N-1 스테이지의 출력 단자(G(n-1))에 연결되고, 드레인 단자는 QB 노드에 연결되고, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다.

QB노드 충전부(214)는 QB 노드를 충전하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 QB노드 충전부(214)는 제7 및 제9 트랜지스터(T7, T9)를 포함할 수 있다. 상기 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 단자는 R 노드에 연결되고, 드레인 단자는 고전위전원(VDD)의 입력단에 연결되고, 소스 단자는 QB노드에 연결될 수 있다. 상기 제9 트랜지스터(T9)는 다이오드 커넥션 트랜지스터이고, 상기 다이오드 커넥션 트랜지스터는 게이트 단자와 드레인 단자를 전기적으로 연결하여 다이오드 소자와 유사한 동작을 구동시키는 것이다. 상기 제9 트랜지스터(T9)의 게이트 단자와 드레인 단자를 전기적으로 연결하여 다이오드 소자와 유사한 동작을 구동한다. 상기 제9 트랜지스터(T9)의 드레인 단자는 고전위전원(VDD)의 입력단에 연결되고, 소스 단자는 QB 노드에 연결될 수 있다. 한편, 상기 제9 트랜지스터(T9)는 다이오드 커넥션 트랜지스터이므로 제어되기 위한 별도의 제어 신호 없이, 상기 QB노드가 충전될 수 있도록 한다.

Q노드 안정화부(215)는 Q 노드를 방전하는 기능을 할 수 있고, 제6 트랜지스터(T6)을 포함할 수 있다. 상기 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 단자는 QB 노드에 연결되고, 드레인 단자는 Q 노드에 연결되고, 소스 단자는 저전위전원(VSS)의 입력단에 연결될 수 있다.

<터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 마지막 스캔 펄스를 출력하는 제N 스테이지(A)의 구동 방법>

도 8은 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이고, 도 9는 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이고, 도 10은 터치 구동 시작 전 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 파형도이다.

터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A)의 구동 방법의 설명을 위하여 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A)를 제N 스테이지로 가정한다.

도 8 및 도 10을 참조하면, 디스플레이 구동 구간(DT1) 중 제1 시구간(①) 동안 제9 트랜지스터(T9)는 고전위전원(VDD)의 출력신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 충전된 상태이다. 제6 트랜지스터(T6)는 충전된 상기 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 방전된 상태이다.

제2 시구간(②) 동안 제4 트랜지스터(T4)는 제N-1 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 충전된 상태이다. 제8 트랜지스터(T8)은 충전된 Q 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 또한, 제10 트랜지스터(T10)는 제N-1 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 방전된 상태이다.

제3 시구간(③) 동안 풀업 트랜지스터(Tup)는 클럭 신호(CLK)의 하이 논리 레벨에 의해 부트스트랩되어 턴온될 수 있다. 따라서, 제N 스테이지(A)의 출력 단자(G(n))에는 하이 논리 레벨의 스캔 펄스를 출력할 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제4 시구간(④) 동안 제2 트랜지스터(T2)는 보조 리셋 신호(ARST)의 하이 논리 레벨에 의해 턴온되어 제N 스테이지(A)의 출력 신호를 R 노드에 공급할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 R 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 Q 노드에 공급할 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 R 노드에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)를 QB 노드에 공급할 수 있다. 제9 트랜지스터(T9)는 고전위전원(VDD)의 출력신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 충전된 상태이다. 제6 트랜지스터(T6)은 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 방전된 상태이다. 풀다운 트랜지스터(Tdown)는 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 제N 스테이지(A)의 출력 단자(G(n))에 제공할 수 있다. 즉, 제N 스테이지(A)의 출력 단자(G(n))는 로우 논리 레벨을 출력할 수 있다. 특히, 상기 R 노드의 신호는 상기 제N 스테이지(A)의 출력 신호에 의해 순간적으로 하이 논리 레벨에서 로우 논리 레벨로 되므로 펄스파의 파형일 수 있다. 이로 인하여, 종래 기술과 달리, 본 발명은, 보조 리셋 신호로 인하여 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있다. 또한, 본 발명은 터치 구동 기간 동안 스테이지의 비정상적인 출력이 없으므로 터치 전극이 터치 센싱을 할 수 있다.

<스탠바이 스테이지(B)의 구동방법>

도 11은 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이고, 도 12는 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이고, 도 13은 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 R노드 방전을 나타낸 도면이고, 도 14는 터치 구동 종료 후 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N+1 스테이지의 파형도이다.

스탠바이 스테이지(B)는 터치 구동 동안 Q 노드가 충전된 상태를 유지하는 홀딩 스테이지이자, 터치 구동 종료 후 첫 번째 스캔 펄스를 출력하는 스테이지이다. 설명을 위해, 제N+1 스테이지를 스탠바이 스테이지(B)로 가정한다. 이 경우, 제N+1 스테이지(B)는 터치 구동 전 마지막 스캔 펄스를 출력하는 제N 스테이지(A)의 다음 스테이지일 수 있다.

도 11 및 도 14를 참조하면, 디스플레이 구동 구간(DT1) 중 제1 시구간(①, 이하 제1 내지 제4 시구간은 도 10의 제1 내지 제4 시구간과 상이하다) 동안 제4 트랜지스터(T4)는 제N 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 충전된 상태이다. 제8 트랜지스터(T8)은 충전된 Q 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 또한, 제10 트랜지스터(T10)는 제N 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 방전된 상태이다.

도 11 및 도 14를 참조하면, 터치 구동 구간(TT1)이 시작되고, 터치 구동 구간(TT1) 중 제2 시구간(②) 동안 Q 노드 상의 충전된 전압은 유지된다. 즉, 상기 제2 시구간(②)은 Q 노드 전압 홀딩 기간이다.

도 11 및 도 14를 참조하면, 디스플레이 구동 구간(DT2)가 시작되고, 제3 시구간(③) 동안 풀업 트랜지스터(Tup)는 클럭 신호(CLK)의 하이 논리 레벨에 의해 부트스트랩되어 턴온될 수 있다. 따라서, 제N+1 스테이지(B)의 출력 단자(G(n+1))에는 하이 논리 레벨의 스캔 펄스를 출력할 수 있다.

도 12 및 도 14를 참조하면, 제4 시구간(④) 동안 제1 트랜지스터(T1)는 제N+2 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)를 R 노드에 공급할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 R 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 R 노드는 충전된 상태이다. 제7 트랜지스터(T7)는 R 노드에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)를 QB 노드에 공급할 수 있다. 제9 트랜지스터(T9)는 고전위전원(VDD)의 출력신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 충전된 상태이다. 제6 트랜지스터(T6)은 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 방전된 상태이다. 풀다운 트랜지스터(Tdown)는 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 제N+1 스테이지(B)의 출력 단자(G(n+1))에 제공할 수 있다. 즉, 제N+1 스테이지(B)의 출력 단자(G(n+1))는 로우 논리 레벨을 출력할 수 있다. 이로 인하여, 종래 기술과 달리, 본 발명은 터치 구동 기간 종료 후 디스플레이 구동 기간 시작 시 이전 스테이지의 출력이 없어도 구동 스테이지의 Q 노드를 충분히 충전할 수 있다. 따라서, 본 발명은 정상적인 디스플레이 구동을 할 수 있다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제5 시구간(⑤) 동안 제3 트랜지스터(T3)는 제N+3의 출력 신호에 의해 턴온되어 R 노드에 저전위전원(VSS)을 공급할 수 있다. 상기 R 노드는 방전된 상태이다. 이로 인하여, 제N+1 스테이지(B)는 다음 구동을 위한 준비상태가 된다.

<일반적인 스테이지(Normal)의 구동방법>

도 15는 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 충전과 스캔 펄스 출력 동작을 나타낸 도면이고, 도 16은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 Q노드 방전과 QB 노드 충전을 나타낸 도면이고, 도 17은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 R노드 방전을 나타낸 도면이고, 도 18은 일반적인 디스플레이 구동 기간에 있어서 제N 스테이지의 파형도이다.

일반적인 스테이지(Normal)는 마지막 스캔 펄스를 출력하는 스테이지(A) 및 스탠바이 스테이지(B)를 제외한 디스플레이 구동 스테이지이다. 제N 스테이지(Normal)를 일반적인 스테이지로 가정한다.

도 15 및 도 18을 참조하면, 디스플레이 구동 구간(DT1) 중 제1 시구간(①, 이하 제1 내지 제5 시구간은 도 10 및 도 14의 제1 내지 제5 시구간과 상이하다) 동안 제9 트랜지스터(T9)는 고전위전원(VDD)의 출력신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 충전된 상태이다. 제6 트랜지스터(T6)는 충전된 상기 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 방전된 상태이다.

도 16 및 도 18를 참조하면, 제4 시구간(④) 동안 제1 트랜지스터(T1)는 제N+1 스테이지의 출력 신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)를 R 노드에 공급할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 R 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 R 노드는 충전된 상태이다. 제7 트랜지스터(T7)는 R 노드에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)를 QB 노드에 공급할 수 있다. 제9 트랜지스터(T9)는 고전위전원(VDD)의 출력신호에 의해 턴온되어 고전위전원(VDD)을 QB 노드에 공급할 수 있다. 상기 QB 노드는 충전된 상태이다. 제6 트랜지스터(T6)은 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)을 Q 노드에 공급할 수 있다. 상기 Q 노드는 방전된 상태이다. 풀다운 트랜지스터(Tdown)는 QB 노드에 의해 턴온되어 저전위전원(VSS)를 제N 스테이지(Normal)의 출력 단자(G(n))에 제공할 수 있다. 즉, 제N 스테이지(Normal)의 출력 단자(G(n))는 로우 논리 레벨을 출력할 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제5 시구간(⑤) 동안 제3 트랜지스터(T3)는 제N+2의 출력 신호에 의해 턴온되어 R 노드에 저전위전원(VSS)을 공급할 수 있다. 상기 R 노드는 방전된 상태이다. 이로 인하여, 제N 스테이지(Normal)는 다음 구동을 위한 준비상태가 된다.

따라서, 본 발명은, 보조 리셋 신호로 인하여 터치 구동 기간 전에 마지막으로 구동하는 스테이지가 정상 출력을 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 표시장치
100 액정패널
110 화소
120 패턴전극
200 게이트 구동회로
200a 제1 게이트 구동회로
200b 제2 게이트 구동회로
210 쉬프트 레지스터
211 Q노드 충방전부
212 R노드 충방전부
213 QB노드 안정화부
214 QB노드 충전부
215 Q노드 안정화부
300 데이터 구동회로
400 타이밍 콘트롤러
500 터치 구동회로

Claims

제N-1(N은 1보다 큰 자연수) 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 Q 노드에 공급하고, R 노드 충방전부의 R 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 Q 노드에 공급하는 Q 노드 충방전부;
제N+1 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 상기 R 노드에 공급하는 제1 트랜지스터와, 제N+2 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 저전위전원을 R노드에 공급하는 제3 트랜지스터를 포함하는 R 노드 충방전부; 및
상기 Q 노드 상의 전압에 의해 제어되어 인가된 클럭 신호를 제N 출력단으로 출력하는 풀업 트랜지스터;를 포함하는 제N 스테이지를 포함하고,
한 프레임을 디스플레이 구동 구간 및 터치 구동 구간으로 시분할하는 게이트 구동회로.
제N-1(N은 1보다 큰 자연수) 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 Q 노드에 공급하고, R 노드 충방전부의 R 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 Q 노드에 공급하는 Q 노드 충방전부;
보조 리셋 신호에 의해 제어되어 고전위전원을 상기 R 노드에 공급하는 제2 트랜지스터를 포함하는 R 노드 충방전부; 및
상기 Q 노드 상의 전압에 의해 제어되어 인가된 클럭 신호를 제N 출력단으로 출력하는 풀업 트랜지스터;를 포함하는 제N 스테이지를 포함하고,
상기 제N 스테이지는 터치 구동 전 디스플레이 구동 구간에 마지막 스캔 펄스를 출력하고,
한 프레임을 디스플레이 구동 구간 및 터치 구동 구간으로 시분할하는 게이트 구동회로.
제1 항에 있어서,
상기 디스플레이 구동 구간은 상기 터치 구동 구간 이전의 제1 디스플레이 구동 구간 및 상기 터치 구동 구간 다음으로 이어지는 제2 디스플레이 구동 구간을 포함하고,
상기 제1 디스플레이 구동 구간에 상기 Q 노드는 충전되고,
상기 제2 디스플레이 구동 구간에 상기 제N 출력단으로 스캔 펄스를 출력하는 게이트 구동회로.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제N 스테이지는, QB 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 상기 제N 출력단에 공급하는 풀다운 트랜지스터;를 더 포함하는 게이트 구동회로.
제4 항에 있어서,
상기 제N 스테이지는 저전위전원을 상기 QB 노드에 공급하는 QB 노드 안정화부;를 더 포함하고,
상기 QB 노드 안정화부는, 제N-1 스테이지의 출력 신호에 의해 제어되어 저전위 전원을 상기 QB노드에 공급하는 제10 트랜지스터를 포함하는 게이트 구동회로.
제5 항에 있어서,
상기 QB노드 안정화부는, 상기 Q 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 상기 QB 노드에 공급하는 제8 트랜지스터를 더 포함하는 게이트 구동회로.
제4 항에 있어서,
제N 스테이지는 고전위전원을 상기 QB 노드에 공급하는 QB 노드 충전부;를 더 포함하고,
상기 QB 노드 충전부는, 상기 R 노드 상의 전압에 의해 제어되어 고전위전원을 상기 QB 노드에 공급하는 제7 트랜지스터를 포함하는 게이트 구동회로.
제7 항에 있어서,
상기 QB 노드 충전부는, 게이트 단자와 드레인 단자가 전기적으로 연결되고 고전위전원이 상기 드레인 단자로 제공되어 고전위전원을 상기 QB 노드에 공급하는 제9 트랜지스터를 더 포함하는 게이트 구동회로.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
제N 스테이지는 저전위전원을 상기 Q 노드에 공급하는 Q 노드 안정화부;를 더 포함하고,
상기 Q 노드 안정화부는, 상기 QB 노드 상의 전압에 의해 제어되어 저전위전원을 상기 Q 노드에 공급하는 제6 트랜지스터를 포함하는 게이트 구동회로.
제1 항에 따른 게이트 구동회로;
화상을 표시하는 패널; 및
상기 패널의 터치를 감지하는 터치 구동회로;를 포함하고,
상기 게이트 구동회로는 상기 패널에 스캔 신호를 제공하고,
상기 패널은, 복수개의 화소, 상기 복수개의 화소를 복수개의 화소 그룹으로 그룹화하고 각 그룹들 각각에 일 대 일로 대응하는 복수개의 패턴 전극 및 상기 패턴 전극들 각각을 상기 터치 구동회로와 연결하는 센싱 라인을 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치.
제2 항에 따른 게이트 구동회로;
화상을 표시하는 패널; 및
상기 패널의 터치를 감지하는 터치 구동회로;를 포함하고,
상기 게이트 구동회로는 상기 패널에 스캔 신호를 제공하고,
상기 패널은, 복수개의 화소, 상기 복수개의 화소를 복수개의 화소 그룹으로 그룹화하고 각 그룹들 각각에 일 대 일로 대응하는 복수개의 패턴 전극 및 상기 패턴 전극들 각각을 상기 터치 구동회로와 연결하는 센싱 라인을 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치.
제11 항에 있어서,
보조 리셋 제어 신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러; 및
상기 보조 리셋 제어 신호에 기초하여 보조 리셋 신호를 출력하는 데이터 구동회로;를 더 포함하는 터치 스크린 일체형 표시장치.