KR20200126656A

KR20200126656A - 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법

Info

Publication number: KR20200126656A
Application number: KR1020190050562A
Authority: KR
Inventors: 전재훈; 박현규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-11-09
Also published as: KR102570341B1; US11836311B2; US20210405799A1; CN111857407B; US20230128086A1; US20200348786A1; US11144147B2; US11567597B2; CN111857407A

Abstract

본 발명의 실시예들은 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다수의 데이터 라인 각각으로 일정 전압 차이를 유지하는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 포함하는 영상 데이터 신호를 공급하고, 영상 데이터 신호가 공급된 다수의 데이터 라인 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 생성하여, 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득함으로써, 전용 터치센서 구조를 별도로 구비하지 않고도, 디스플레이와 터치 센싱을 모두 수행할 수 있으며, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있다.

Description

표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법{DISPLAY DEVICE, DATA DRIVING CIRCUIT AND DRIVING METHOD}

본 발명의 실시예들은 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다.

이러한 표시장치 중, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 표시장치가 있다.

이러한 표시장치는 터치 센싱을 위한 터치센서들이 포함된 터치패널을 별도로 구비해야 한다. 이에 따라, 표시장치의 제작 공정이 복잡해지고 어려워질 수 있다. 이 뿐만 아니라, 표시장치는 표시패널과 터치패널을 별도로 구비해야 하기 때문에 표시장치의 사이즈가 커질 수밖에 없는 문제점도 있어왔다.

또한, 표시장치는 영상 디스플레이 기능 및 터치 센싱 기능을 모두 제공해야 하기 때문에, 프레임 시간 등의 구동 시간을 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간으로 분할하고, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 구동을 수행하고, 디스플레이 구동 기간 이후에 진행되는 터치 구동 기간에서 터치 구동을 통해 터치를 센싱한다.

이러한 시분할 구동 방식의 경우, 디스플레이 구동 시간 및 터치 구동 시간이 모두 부족할 수 있어, 디스플레이 품질 및 터치 감도가 모두 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 터치 센싱 기능 적용으로 인해 고해상도의 영상 품질 제공에 어려움이 큰 실정이다.

본 발명의 실시예들은, 터치패널을 별도로 구비하지 않고도, 디스플레이와 터치 센싱을 모두 수행할 수 있는 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있는 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 전용 터치센서 구조를 별도로 구비하지 않고도, 터치 센싱을 수행할 수 있는 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이를 위한 서브픽셀을 그대로 활용하여 터치를 센싱할 수 있는 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동을 위한 영상 데이터 신호를 이용하여 터치 구동을 수행할 수 있는 표시장치, 데이터 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브픽셀이 배열되는 표시패널과, 일정 전압 차이를 유지하는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 포함하는 영상 데이터 신호를 다수의 데이터 라인 각각으로 공급하고, 영상 데이터 신호가 공급된 다수의 데이터 라인 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 출력하는 데이터 구동회로를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

이러한 표시장치는, 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 터치 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

다수의 데이터 라인 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호의 제1 신호구간과 제2 신호구간 각각의 전압 값이 가변 되더라도, 제1 신호구간과 제2 신호구간 간의 전압 차이는 일정하게 유지될 수 있다.

데이터 구동회로는, 다수의 게이트 라인 중 m(m은 2 이상의 자연수)개의 게이트 라인 각각으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 순차적으로 공급되는 기간 동안, 다수의 데이터 라인 중 n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 토대로, m개의 게이트 라인 및 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력할 수 있다.

다수의 서브픽셀 각각은, 발광소자와, 발광소자를 구동하며 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 포함하는 구동 트랜지스터와, 제1 노드와 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터와, 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 캐패시터를 포함할 수 있다.

스토리지 캐패시터의 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 제1 플레이트는 구동 트랜지스터의 제1 노드와 전기적으로 연결되고, 제2 플레이트는 구동 트랜지스터의 제2 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.

구동 트랜지스터의 채널 영역과 중첩되는 채널 쉴드 패턴을 더 포함하고, 채널 쉴드 패턴은 스토리지 캐패시터의 제1 플레이트와 전기적으로 연결될 수 있다.

다수의 데이터 라인과 대응되어 존재하며, 다수의 데이터 라인과 다수의 데이터 라인의 주변에 위치하는 주변 도전체를 서로 차폐시켜주기 위한 다수의 쉴드 라인을 더 포함할 수 있다.

데이터 구동회로는, 다수의 쉴드 라인 각각으로 해당 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터 신호와 대응되는 쉴드 구동 신호를 공급할 수 있다.

게이트 신호는, 영상 데이터 신호의 제1 신호구간과 제2 신호구간 간의 전압 차이와 대응되는 진폭만큼 전압 레벨이 가변 되는 구간을 포함할 수 있다.

표시패널은 실제 영상을 표시하는 중에 페이크 영상을 표시할 수 있다.

페이크 영상은 블랙 영상 또는 저계조 영상일 수 있다.

데이터 구동 회로는 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 일정 전압 차이를 갖는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 갖는 영상 데이터 신호로서 출력할 수 있다.

페이크 영상 데이터 신호는, 저계조 전압 이하의 범위에서, 일정 전압 차이를 갖는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 가지면서 스윙할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 영상 데이터를 저장하는 래치 회로와, 영상 데이터를 아날로그 전압 형태의 아날로그 영상 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 회로와, 아날로그 영상 신호를 토대로 일정 전압 차이를 유지하는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 포함하는 영상 데이터 신호를 다수의 데이터 라인 각각으로 공급하고, 영상 데이터 신호가 공급된 다수의 데이터 라인 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 출력하는 동시 구동회로를 포함하는 데이터 구동회로를 제공할 수 있다.

동시 구동회로는, 다수의 게이트 라인 중 m(m은 2 이상의 자연수)개의 게이트 라인 각각으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 순차적으로 공급되는 기간 동안, 다수의 데이터 라인 중 n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 토대로, m개의 게이트 라인 및 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력할 수 있다.

동시 구동회로는, 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기와, 다수의 동시 구동 증폭기에 의해 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 디지털 값에 해당하는 센싱값으로 변환하는 다수의 아날로그-디지털 컨버터와, 다수의 아날로그-디지털 컨버터 각각에서 출력되는 센싱값을 통합하여, m개의 게이트 라인 및 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 생성하여 출력하는 통합 회로를 포함할 수 있다.

또는, 동시 구동회로는, 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기와, 다수의 동시 구동 증폭기에 의해 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 통합하여 통합 검출신호를 출력하는 통합 회로와, 통합 검출신호를 토대로, m개의 게이트 라인 및 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다.

동시 구동회로는, 다수의 데이터 라인과 대응되어 존재하며, 다수의 데이터 라인과 다수의 데이터 라인의 주변에 위치하는 주변 도전체를 서로 차폐시켜주기 위한 다수의 쉴드 라인과 전기적으로 연결된 쉴드 구동회로를 포함할 수 있다.

쉴드 구동회로는 다수의 쉴드 라인 각각으로 해당 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터 신호와 대응되는 쉴드 구동 신호를 공급할 수 있다.

동시 구동회로는 다수의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하고 다수의 데이터 라인 각각을 센싱하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기를 포함할 수 있다.

다수의 동시 구동 증폭기 각각은, 영상 데이터 신호가 입력되는 제1 입력단과, 데이터 라인과 연결되며, 제1 입력단에 입력된 영상 데이터 신호를 데이터 라인으로 출력하는 제2 입력단과, 데이터 라인을 통해 검출된 검출 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기와, 제2 입력단과 출력단 사이에 전기적으로 연결된 피드백 캐패시터를 포함할 수 있다.

동시 구동회로는, 다수의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 출력 버퍼를 더 포함할 수 있다.

다수의 출력 버퍼 각각은, 영상 데이터 신호가 입력되는 버퍼 입력단과, 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 버퍼 출력단을 포함할 수 있다.

데이터 라인은, 제1 구동 타이밍 기간 동안, 동시 구동 증폭기의 제2 입력단과 전기적으로 연결되고, 제1 구동 타이밍 기간 이후의 제2 구동 타이밍 기간 동안, 출력 버퍼의 버퍼 출력단과 전기적으로 연결될 수 있다.

정해진 수평 시간 동안 영상 데이터 신호는, 제1 신호구간과, 제1 신호구간에 이어지는 제2 신호 구간과, 제2 신호 구간에 이어지는 제3 신호 구간을 포함할 수 있다.

제2 신호구간과 제3 신호구간의 전압 차이는, 없거나, 제1 신호구간과 제2 신호구간 간의 전압 차이보다 작을 수 있다.

제1 구동 타이밍 기간 동안, 영상 데이터 신호의 제1 신호구간 및 제2 신호구간은 동시 구동 증폭기를 통해 해당 데이터 라인으로 출력될 수 있다.

제2 구동 타이밍 기간 동안, 영상 데이터 신호의 제3 신호구간은 출력 버퍼를 통해 해당 데이터 라인으로 출력될 수 있다.

표시패널은 실제 영상을 표시하는 중에 페이크 영상을 표시할 수 있다. 이 경우, 동시 구동회로는 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 일정 전압 차이를 갖는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 갖는 영상 데이터 신호로서 출력할 수 있다.

동시 구동회로는, 다수의 게이트 라인 중 둘 이상의 게이트 라인으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 동시에 공급될 때, 둘 이상의 게이트 라인과 대응되는 둘 이상의 서브픽셀 행에 포함된 서브픽셀들로 페이크 영상 데이터 신호를 동시에 공급할 수 있다.

페이크 영상 데이터 신호는, 저계조 전압 이하의 범위에서, 일정 전압 차이를 갖는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 가지면서 스윙 할 수 있다.

페이크 영상 데이터 신호의 제1 신호구간은 일정한 제1 전압 값을 갖고, 페이크 영상 데이터 신호의 제2 신호구간은 일정한 제2 전압 값을 갖고, 제1 전압 값과 제2 전압 값의 전압 차이는 일정할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브픽셀이 배열되는 표시패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동회로를 포함하는 표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.

표시장치의 구동방법은, 다수의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하는 단계와, 다수의 데이터 라인에 공급된 상기 영상 데이터 신호에 응답하여 다수의 데이터 라인 각각을 통해 검출되는 신호를 토대로 리드아웃 데이터를 생성하는 단계와, 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 터치패널을 별도로 구비하지 않고도, 디스플레이와 터치 센싱을 모두 수행할 수 있다. 이를 통해, 표시장치의 사이즈를 줄일 수 있고, 표시장치의 제작 용이성을 높여줄 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라, 고해상도의 영상 디스플레이를 가능하게 할 수 있으며, 터치 센싱을 위한 충분한 시간도 확보될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전용 터치센서 구조를 별도로 구비하지 않고도, 터치 센싱을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이를 위한 서브픽셀을 그대로 활용하여 터치를 센싱할 수 있다. 따라서, 패널 내 전용 터치센서를 형성하는 공정이 불필요하고, 패널 두께도 줄여줄 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동을 위한 영상 데이터 신호를 이용하여 터치 구동을 수행할 수 있다. 따라서, 터치 구동을 위한 터치 구동 신호를 별도로 생성할 필요가 없고, 구동이 쉬어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀의 등가회로이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀의 다른 등가회로이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀들과 신호배선들의 배치도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀의 평면 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치가 디스플레이 구동 및 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있는 구조 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 구조 및 동시 구동 방법을 설명하기 위한 서브픽셀들, 데이터 라인들, 게이트 라인들 및 스토리지 캐패시터들의 배치도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시, 게이트 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시, 제1 데이터 라인에 공급되는 제1 영상 데이터 신호와 제2 데이터 라인에 공급되는 제2 영상 데이터 신호를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시, 구동 시간 경과에 따른 제1 데이터 라인에 공급되는 제1 영상 데이터 신호를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 데이터 구동회로의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 데이터 구동회로 내 동시 구동회로를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 터치 감도 향상을 위하여, 스토리지 캐패시터의 제1 플레이트와 채널 쉴드 패턴의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 터치 감도 향상을 위하여, 데이터 라인을 쉴딩하기 위한 쉴드 라인 및 쉴드 구동회로를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 터치 감도 향상을 위한 쉴드 라인의 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 터치 감도 향상을 위한 쉴드 라인에 공급되는 쉴드 구동 신호를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 하에서, 정확한 디스플레이 구동을 위한 동시 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 하에서, 정확한 디스플레이 구동을 위한 동시 구동 회로에 포함되는 2가지 구동 소자(동시 구동 증폭기, 출력 버퍼)에 의해 출력되는 영상 데이터 신호를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 통합 센싱 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제1 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동 회로를 나타낸 예시도이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제2 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동 회로를 나타낸 예시도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제2 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동 회로의 상세 예시도이다.
도 23은 도 22의 동시 구동 회로 내 스위치 소자들의 동작 타이밍도이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동영상 응답시간의 향상을 위한 페이크 구동을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 동영상 응답시간의 향상을 위한 페이크 구동과 연계하여 터치 구동을 수행하는 경우, 터치 구동 신호의 역할을 하는 영상 데이터 신호를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 구동방법에 대한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시패널(110)과, 표시패널(110)을 구동하기 위한 구동회로(111)를 포함할 수 있다.

구동회로(111)는, 기능적으로 볼 때, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동회로(120)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동회로(130)와, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.

표시패널(110)에서 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)은 서로 교차하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 데이터 라인(DL)은 행(Row) 또는 열(Column)으로 배치될 수 있고, 다수의 게이트 라인(GL)은 열(Column) 또는 행(Row)으로 배치될 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 다수의 데이터 라인(DL)은 행(Row)으로 배치되고, 다수의 게이트 라인(GL)은 열(Column)로 배치되는 것으로 가정한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)의 구동 동작에 필요한 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)를 제어한다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

전술한 디스플레이 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 구동회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하는 것 이외에, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)로 출력한다.

예를 들어, 디스플레이 컨트롤러(140)는, 게이트 구동회로(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 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 구동회로(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 게이트 신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.

또한, 디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동회로(120)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 구동회로(120)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동회로(120)의 출력 타이밍을 제어한다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행할 수 있는 제어장치일 수 있다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 구동회로(120)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.

데이터 구동회로(120)는, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 영상 디스플레이를 위한 영상 데이터(Data)를 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동회로(120)는 소스 구동회로라고도 한다.

데이터 전압은 영상 데이터(Data)를 아날로그 전압 형태로 변환한 아날로그 영상 신호와 동일하거나, 아날로그 영상 신호를 증폭하는 등의 처리를 통해 변환한 신호일 수 있다. 이러한 데이터 전압을 이하에서는 영상 데이터 신호라고도 한다.

이러한 데이터 구동회로(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 표시패널(110)에 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트 구동회로(130)는, 다수의 게이트 라인(GL)로 게이트 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동회로(130)는 스캔 구동회로라고도 한다.

게이트 신호는 게이트 라인(GL)을 통해 서브픽셀(SP) 내 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 신호로서, 스캔신호라고도 한다.

이러한 게이트 구동회로(130)는, 적어도 하나의 게이트 구동회로 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.

각 게이트 구동회로 집적회로(GDIC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.

각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(110)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 표시패널(110)과 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트 구동회로(130)는, 디스플레이 컨트롤러(140)의 제어에 따라 게이트 신호를 다수의 게이트 라인(GL)로 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 신호는, 해당 트랜지스터를 턴-온 시킬 수 있는 턴-온 전압 레벨을 갖는 신호 구간과, 해당 트랜지스터를 턴-오프 시킬 수 있는 턴-오프 전압 레벨을 갖는 신호 구간을 포함할 수 있다.

데이터 구동회로(120)는, 게이트 구동회로(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터(Data)를 아날로그 형태의 데이터 전압(영상 데이터 신호)으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)로 공급한다.

데이터 구동회로(120)는, 표시패널(110)의 일 측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(110)의 양측(예: 상 측과 하 측)에 모두 위치할 수도 있다.

게이트 구동회로(130)는, 표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(110)의 양측(예: 좌 측과 우 측)에 모두 위치할 수도 있다.

본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 일 예로, 유기발광표시장치, 액정표시장치, 플라즈마 표시장치 등일 수 있다.

본 실시예들에 따른 표시장치(100)가 액정표시장치인 경우, 표시패널(110)의 각 서브픽셀(SP)은 픽셀 전극과, 픽셀 전극으로 데이터 전압을 전달해주기 위한 트랜지스터 등을 포함하고 있고, 표시패널(110)에는 각 서브픽셀(SP)의 픽셀 전극에서의 픽셀 전압(데이터 전압)과 전계를 형성하기 위하여, 공통 전압이 인가되는 공통 전극이 배치될 수 있다.

본 실시예들에 따른 표시장치(100)가 유기발광표시장치인 경우, 표시패널(110)에 배열된 각 서브픽셀(SP)은 자 발광 소자인 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하기 위한 구동 트랜지스터(Driving Transistor) 등의 회로 소자로 구성될 수 있다.

각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)가 유기발광표시장치인 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 서브픽셀(SP)의 등가회로이다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 서브픽셀(SP)의 다른 등가회로이다.

도 2를 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 각 서브픽셀(SP)은, 빛을 방출하는 발광소자(ED)와, 발광소자(ED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DT)와, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)와 해당 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(T1)와, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst) 등을 포함하여 구현될 수 있다.

발광소자(ED)는 제1 전극(E1), 발광층(EL) 및 제2 전극(E2) 등으로 이루어질 수 있다.

발광소자(ED)에서, 제1 전극(E1)은 애노드 전극일 수 있고, 제2 전극(E2)(E2)은 캐소드 전극일 수 있다. 이와 다르게, 발광소자(ED)에서, 제1 전극(E1)은 캐소드 전극일 수 있고, 제2 전극(E2)(E2)은 애노드 전극일 수 있다.

발광소자(ED)의 제1 전극(E1)은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다.

발광소자(ED)의 제2 전극(E2)에는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다. 여기서, 기저 전압(EVSS)은, 일 예로, 그라운드 전압이거나 그라운드 전압과 유사한 전압일 수 있다.

구동 트랜지스터(DT)는 발광소자(ED)로 구동 전류를 공급해줌으로써 발광소자(ED)를 구동해준다.

구동 트랜지스터(DT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 등을 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드로서, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)는 발광소자(ED)의 제1 전극(E1)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 제3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 구동 트랜지스터(DT)에서, 제1 노드(N1)는 게이트 노드이고, 제2 노드(N2)는 소스 노드이고, 제3 노드(N3)는 드레인 노드인 것을 예로 들어 설명할 수 있다.

제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터(DT)의 온-오프 상태를 제어할 수 있으며, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)로 영상 데이터 신호(Vdata)를 전달해주는 역할을 할 수 있다.

제1 트랜지스터(T1)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 해당 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드는 해당 게이트 라인과 전기적으로 연결되어 스캔신호(SCAN)를 인가 받을 수 있다.

제1 트랜지스터(T1)는 해당 게이트 라인을 통해 스캔신호(SCAN)를 게이트 노드로 인가 받아 온-오프가 제어될 수 있다. 여기서, 스캔신호(SCAN)는 게이트 신호의 일종이다.

이러한 제1 트랜지스터(T1)는 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어 해당 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 영상 데이터 신호(Vdata)를 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되어, 영상 신호 전압에 해당하는 영상 데이터 신호(Vdata) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지해줄 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 서로 이격된 제1 플레이트(PLT1) 및 제2 플레이트(PLT2)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(PLT1)와 제2 플레이트(PLT2) 사이에는 절연층(유전체 층)이 존재할 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 2에 예시된 하나의 서브픽셀(SP)은 발광소자(ED)를 구동하기 위하여, 2개의 트랜지스터(DRT, T1)와 1개의 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함하는 2T (Transistor) 1C (Capacitor) 구조를 가질 수 있다.

도 2에 예시된 서브픽셀 구조(2T1C 구조)는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐, 기능, 패널 구조, 기능 등에 따라, 하나의 서브픽셀(SP)은 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다.

그 일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 서브픽셀(SP)은, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)와 기준전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터(T2)를 더 포함하는 3T (Transistor) 1C (Capacitor) 구조를 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)와 기준전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결되어, 게이트 노드로 센스신호(SENSE)를 인가 받아 온-오프가 제어될 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 트랜지스터(T2)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 기준전압 라인(RVL)에 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드는 해당 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되어 센스신호(SENSE)를 인가 받을 수 있다. 여기서, 센스신호(SENSE)는 게이트 신호의 일종이다.

제2 트랜지스터(T2)는, 일 예로, 디스플레이 구동 시 구간에서 턴-온 될 수 있고, 구동 트랜지스터(DT)의 특성치 또는 발광소자(ED)의 특성치를 센싱하기 위한 센싱 구동 시 구간에서 턴-온 될 수 있다.

제2 트랜지스터(T2)는 해당 구동 타이밍(예: 디스플레이 구동 타이밍 또는 센싱 구동 시 구간 내 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)의 전압 초기화 타이밍)에 맞추어, 센스신호(SENSE)에 의해 턴-온 되어, 기준전압 라인(RVL)에 공급된 기준전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)에 전달해줄 수 있다.

또한, 제2 트랜지스터(T2)는 해당 구동 타이밍(예: 센싱 구동 시 구간 내 샘플링 타이밍)에 맞추어, 센스신호(SENSE)에 의해 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)의 전압을 기준전압 라인(RVL)으로 전달해줄 수 있다.

다시 말해, 제2 트랜지스터(T2)는, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)의 전압 상태를 제어하거나, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)의 전압을 기준전압 라인(RVL)에 전달해줄 수 있다.

여기서, 기준전압 라인(RVL)은 기준전압 라인(RVL)의 전압을 센싱하여 디지털 값으로 변환하여, 디지털 값을 포함하는 센싱 데이터를 출력하는 아날로그 디지털 컨버터와 전기적으로 연결될 수 있다.

아날로그 디지털 컨버터는 데이터 구동 회로(120)를 구현한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 내부에 포함될 수도 있다.

아날로그 디지털 컨버터에서 출력된 센싱 데이터는 구동 트랜지스터(DT)의 특성치(예: 문턱전압, 이동도 등) 또는 발광소자(ED)의 특성치(예: 문턱전압 등)를 센싱하는데 이용될 수 있다.

한편, 스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.

구동 트랜지스터(DT), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 각각은 n 타입 트랜지스터 또는 p 타입 트랜지스터일 수 있다.

한편, 스캔신호(SCAN) 및 센스신호(SENSE)는 별개의 게이트 신호일 수 있다. 이 경우, 스캔신호(SCAN) 및 센스신호(SENSE)는 서로 다른 게이트 라인을 통해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드로 각각 인가될 수도 있다.

경우에 따라서는, 스캔신호(SCAN) 및 센스신호(SENSE)는 동일한 게이트 신호일 수도 있다. 이 경우, 스캔신호(SCAN) 및 센스신호(SENSE)는 동일한 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 공통으로 인가될 수도 있다.

도 2 및 도 3에 예시된 각 서브픽셀 구조는 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀들 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 표시패널(110)에 배치된 각 서브픽셀(SP)이 도 3의 3T1C 구조로 설계된 경우를 예로 들어 설명한다.

아래에서는, 각 서브픽셀(SP)의 구동 동작을 간단하게 예를 들어 설명한다.

각 서브픽셀(SP)의 구동 동작은 영상 데이터 기록 단계, 부스팅 단계 및 발광 단계로 진행될 수 있다.

영상 데이터 기록 단계에서, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)에 해당 영상 데이터 신호(Vdata)가 인가하고, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)에 기준전압(Vref)이 인가될 수 있다. 여기서, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)과 기준전압 라인(RVL) 사이의 저항성분 등으로 인해, 기준전압 라인(RVL)에 기준전압(Vref)이 인가되었을 때, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)에 실제로 인가되는 전압은 기준전압(Vref)일 수도 있지만, 기준전압(Vref)과 약간 다를 수도 있다.

영상 데이터 기록 단계에서, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는, 스캔신호(SCAN) 및 센스신호(SENSE) 각각의 턴-온 전압 레벨에 의해 동시에 또는 약간의 시간 차를 갖고 턴-온 될 수 있다.

영상 데이터 기록 단계에서, 스토리지 캐패시터(Cst)는 양단 전위차 (Vdata-Vref)에 대응되는 전하가 충전될 수 있다.

구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)에 영상 데이터 신호(Vdata)가 인가되는 것을 영상 데이터 기록(Data Writing)이라고 한다.

영상 데이터 기록 단계에 이어서 진행되는 부스팅 단계에서, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)는 동시에 또는 약간의 시간 차를 갖고 전기적으로 플로팅(Floating) 될 수 있다.

이를 위해, 스캔신호(SCAN)의 턴-오프 전압 레벨에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 턴-오프 될 수 있다. 또한, 센스신호(SENSE)의 턴-오프 전압 레벨에 의해 제2 트랜지스터(T2)가 턴-오프 될 수 있다.

부스팅 단계에서, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 간의 전압 차이는 유지되면서, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 각각의 전압이 부스팅(Boosting) 될 수 있다.

부스팅 단계 동안, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압이 부스팅(Boosting) 되다가, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)이 상승된 전압이 일정 전압 이상이 되면, 발광 단계로 진입된다.

이러한 발광 단계에서는, 발광소자(ED)로 구동 전류가 흐르게 되고, 이에 따라, 발광소자(ED)는 비로서 발광할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 서브픽셀들(SP1, SP2, SP3, SP4)과 신호배선들(DL1~DL4, RVL, DVL, GLa, GLb)의 배치도이다.

도 4는 표시패널(110)의 일부 영역으로서, 도 3의 서브픽셀 구조를 갖는 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역을 나타낸 평면도이다.

도 4에서, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)은 동일한 행에 배열된 서브픽셀들이다.

도 4를 참조하면, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는, 행 방향으로 하나 이상의 게이트 라인(GLa, GLb)이 배치될 수 있다.

도 4에서는, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는 행 방향으로 2개의 게이트 라인(GLa, GLb)이 배치되는데, 이는, 전술한 바와 같이, 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 각각에서, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드에 인가되는 스캔신호(SCAN)와 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 인가되는 센스신호(SENSE)가 서로 독립적인 경우를 가정한 것이다.

각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 각각에서, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드에 인가되는 스캔신호(SCAN)와 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 인가되는 센스신호(SENSE)가 서로 동일한 경우, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는, 행 방향으로 1개의 게이트 라인(GLa, GLb)이 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는, 열 방향으로 4개의 데이터 라인(DL1~DL4)이 배치될 수 있다.

4개의 데이터 라인(DL1~DL4)은 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)로 해당 영상 데이터 신호(Vdata1~Vdata4)를 공급할 수 있다.

도 4를 참조하면, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는, 열 방향으로 구동전압 라인(DVL)이 배치될 수 있다.

구동전압 라인(DVL)은 1개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다.

경우에 따라, 구동전압 라인(DVL)은 2개 이상의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다. 즉, 1개의 구동전압 라인(DVL)은 2개 이상의 서브픽셀 열에 의해 공유될 수 있다. 도 4의 예시는, 4개의 서브픽셀 열마다 1개의 구동전압 라인(DVL)이 배치되는 경우이다.

왼쪽의 구동전압 라인(DVL)은 제1 서브픽셀(SP1)과 제2 서브픽셀(SP2)로 구동전압(EVDD)을 공급할 수 있다. 일 예로, 왼쪽의 구동전압 라인(DVL)은 제1 서브픽셀(SP1) 및 제2 서브픽셀(SP2) 중 일부와는 직접 연결되고 나머지와는 연결패턴(CPd)으로 연결될 수 있다.

오른쪽의 구동전압 라인(DVL)은 제3 서브픽셀(SP3)과 제4 서브픽셀(SP4)로 구동전압(EVDD)을 공급할 수 있다. 일 예로, 오른쪽의 구동전압 라인(DVL)은 제3 서브픽셀(SP3) 및 제4 서브픽셀(SP4) 중 일부와는 직접 연결되고 나머지와는 연결패턴(CPd)으로 연결될 수 있다.

도 4를 참조하면, 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)이 배열된 영역에는, 열 방향으로 기준전압 라인(RVL)이 배치될 수 있다.

기준전압 라인(RVL)은 1개의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다.

경우에 따라, 기준전압 라인(RVL)은 2개 이상의 서브픽셀 열마다 1개씩 배치될 수도 있다. 즉, 1개의 기준전압 라인(RVL)은 2개 이상의 서브픽셀 열에 의해 공유될 수 있다.

도 4의 예시는, 4개의 서브픽셀 열마다 1개의 기준전압 라인(RVL)이 배치되는 경우이다.

이에 따라, 기준전압 라인(RVL)은 제1 내지 제4 서브픽셀(SP1~SP4)로 기준전압(Vref)을 공급할 수 있다. 기준전압 라인(RVL)은 제1 내지 제4 서브픽셀(SP1~SP4) 중 하나 이상과 연결패턴(CPRr)으로 연결될 수 있다.

전술한 바와 같이, 열 방향으로는 다양한 종류의 많은 신호배선(DL1~DL4, DVL, RVL)이 배치되기 때문에, 표시패널(110)의 개구율을 높여주고, 배선 배치의 규칙성 등을 높여주기 위하여, 일 예로, 4개의 데이터 라인(DL1~DL4) 중 제1 데이터 라인(DL1) 및 제2 데이터 라인(DL2)은 제1 서브픽셀(SP1)과 제2 서브픽셀(SP2) 사이에 배치될 수 있다. 4개의 데이터 라인(DL1~DL4) 중 제3 데이터 라인(DL3) 및 제4 데이터 라인(DL4)은 제3 서브픽셀(SP3)과 제4 서브픽셀(SP4) 사이에 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀의 평면 구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 서브픽셀(SP)이 도 3과 같은 3T1C 구조를 갖는 경우, 서브픽셀(SP)의 평면 구조를 나타낸 평면도이다.

도 5를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)의 영역에는, 3개의 트랜지스터(DT, T1, T2)와, 1개의 스토리지 캐패시터(Cst)와, 1개의 제1 전극(E1)이 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)의 영역에서, 3개의 트랜지스터(DT, T1, T2), 1개의 스토리지 캐패시터(Cst) 및 1개의 제1 전극(E1) 각각의 크기, 위치, 또는 모양 등은 다양하게 설계될 수 있다.

도 5를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)의 영역을 지나가는 신호배선들(DL, DVL, GLa, GLb)의 배치 위치 등도 다양하게 설계될 수 있다.

도 5를 참조하면, 각 서브픽셀(SP)의 영역에서, 1개의 스토리지 캐패시터(Cst)에 포함된 제1 플레이트(PLT1) 및 제2 플레이트(PLT2)는 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)와 각각 대응될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 디스플레이 기능뿐만 아니라, 사용자의 터치 오브젝트(예: 손가락, 펜 등)에 의한 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능도 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는 터치 오브젝트가 화면에 접촉한 경우에 터치를 센싱할 수도 있다. 이러한 경우, 표시장치(100)는 접촉식 터치 센싱을 제공한다고 한다. 이와 다르게, 표시장치(100)는 터치 오브젝트가 화면에 접촉하지 않더라도 근접한 경우에도 터치를 센싱할 수도 있다. 이러한 경우, 표시장치(100)는 비 접촉식 터치 센싱을 제공한다고 하고, 이러한 터치 센싱 모드는 호버 모드 또는 제스처 모드 등이라고도 한다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 오브젝트가 손가락(Finger)인 것으로 예를 들어 설명한다.

통상적인 표시장치는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 터치센서에 해당하는 터치전극들을 포함하는 터치패널을 별도로 구비한다. 즉, 통상적인 표시장치는 표시패널과 터치패널을 별도로 구비한다. 이 경우, 표시장치의 사이즈(두께)가 커질 수 밖에 없다.

또한, 통상적인 표시장치는, 터치패널을 구동하고 센싱하기 위한 별도의 터치 구동회로를 구비한다. 이로 인해, 통상적인 표시장치는 표시패널을 구동하기 위한 디스플레이 구동회로와 터치패널을 구동하기 위한 터치 구동회로를 별도로 포함해야 하기 때문에, 부품 수가 증가하고, 회로적인 연결을 위한 조립에도 상당한 어려움이 있어왔다.

이에 비해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 터치패널을 별도로 구비하지 않는다. 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에 포함된 표시패널(110)이 터치패널의 역할도 함께 수행한다.

특히, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 경우, 표시패널(110)이 터치패널의 역할도 함께 수행하기 위하여, 디스플레이 구동에 필요한 전극이나 배선과 다른 터치센서(터치전극)이 표시패널(110)에 내장되지 않는다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 디스플레이 구동을 위해 표시패널(110)에 이미 존재하던 구조를 그대로 활용하여, 터치 센싱을 수행한다.

또한, 아래에서 설명하게 될 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 터치 센싱을 위한 터치 구동회로를 별도로 구비하지 않는다. 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에 포함된 디스플레이 구동회로가 터치 구동회로의 기능을 함께 수행한다.

한편, 통상의 표시장치는 디스플레이 구동과 터치 구동을 별도의 시간대에 분리하여 수행한다. 하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하고, 다수의 데이터 라인(DL)에 공급된 영상 데이터 신호에 응답하여 다수의 데이터 라인 각각을 통해 검출되는 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득할 수 있다.

아래에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 터치 센싱 기능을 제공하기 위한 구조 및 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 디스플레이 구동 및 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있는 구조 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.

다만, 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 각 서브픽셀(SP)에서, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드에 인가되는 스캔신호(SCAN)와 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 인가되는 센스신호(SENSE)는 동일한 게이트 신호(GATE)인 것으로 가정한다. 이러한 가정에 따르면, 하나의 서브픽셀 행에는 하나의 게이트 라인(GL)이 배치된다. 아울러, 설명의 편의를 위해, 기준전압 라인(RVL)은 도면들에서 생략할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고 다수의 서브픽셀(SP)이 배열되는 표시패널(110)과, 다수의 게이트 라인(GL) 각각으로 게이트 신호(GATE)를 공급하는 게이트 구동회로(130)와, 일정 전압 차이(ΔV)를 유지하는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함하는 영상 데이터 신호(Vdata)를 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급하고, 영상 데이터 신호(Vdata)가 공급된 다수의 데이터 라인(DL) 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터(Readout Data)를 출력하는 데이터 구동회로(120)와, 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 터치 컨트롤러(600) 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)는, 기본적으로는 영상을 디스플레이 하기 위한 신호일뿐만 아니라, 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호의 역할도 갖는다.

이를 위해, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)는, 일정 전압 차이(ΔV)를 유지하는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 다수의 데이터 라인(DL)은 디스플레이 구동을 위한 신호 배선일 뿐만 아니라, 터치 구동을 위한 신호 배선의 역할도 할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 데이터 라인(DL)에 공급된 영상 데이터 신호(Vdata)는, 게이트 스캐닝에 따라 턴-온 레벨 전압의 게이트 신호(GATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)에 배열된 서브픽셀들(SP)로 입력될 수 있다.

이에 따라, 데이터 라인(DL)에 공급된 영상 데이터 신호(Vdata)는, 해당 서브픽셀들(SP) 내 턴-온 된 제1 트랜지스터(T1)를 통해서, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)에 전달될 수 있다.

구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)에 전달된 영상 데이터 신호(Vdata)는, 스토리지 캐시시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)에 인가된다.

스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)에 인가된 영상 데이터 신호(Vdata)는, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제2 플레이트(PLT2)에 인가되는 기준전압(Vref)와 영상 디스플레이를 위한 캐패시턴스를 형성해줄 수 있다.

일 예로, 표시장치(100)가 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)에 인가된 영상 데이터 신호(Vdata)는, 영상 디스플레이를 위한 캐패시턴스를 형성하는 것과 함께, 손가락(Finger)과 터치 센싱을 위한 캐패시턴스(Cfinger)를 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 각 서브픽셀(SP)에 존재하는 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)는 터치전극(터치센서)의 역할을 한다.

스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)가 터치전극의 역할을 할 수 있도록, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)에 인가되는 영상 데이터 신호(Vdata)는, 일정 전압 차이(ΔV)를 유지하는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함한다.

정해진 시간(tS) 동안, 영상 데이터 신호(Vdata)는, 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함할 수 있다. 여기서, 정해진 시간(tS)은 해당 게이트 라인(GL)이 턴-온 전압 레벨을 갖는 기간과 대응될 수 있으며, 1 수평시간(1H) 또는 2 수평시간(2H) 등일 수 있으며, 경우에 따라서, 1 수평시간의 양의 실수 배에 해당하는 기간(예: 1.6H) 등일 수 있다.

다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값은 영상 디스플레이를 위한 실질적인 전압 값에 해당한다. 따라서, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값은 영상 프레임 변화에 따라 변경될 수 있는 전압 값이다.

하지만, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)는, 터치 센싱을 위하여 전압 변동 부분으로서, 터치 감도를 위하여 일정 수준으로 유지되어야 하는 값이다.

다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)의 전압 값은, 터치 센싱을 위해 필요한 전압 차이(ΔV)를 만들어주기 위하여, 제2 신호구간(S2)의 전압 값에서 필요한 전압 차이(ΔV)를 뺀 전압 값에 해당한다.

전술한 바에 따라, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 각각의 전압 값이 가변 되더라도, 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)는 일정하게 유지될 수 있다.

영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)은, 제2 신호구간(S2)의 전압 값이 랜덤 한 특성을 갖더라도, 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)를 일정하게 유지시켜주기 위한 전압 값을 갖는다. 이러한 의미에서, 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)을 전압 메이킹(Voltage Making) 신호구간 또는 리셋(Reset) 신호구간이라고 할 수 있다.

이에 따라, 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)의 전압 값 또한, 제2 신호구간(S2)의 전압 값과 같이, 랜덤 한 특성을 갖는다.

영상 데이터 신호(Vdata)는 전술한 신호특성을 가짐으로써, 영상 데이터 신호(Vdata)는 영상 디스플레이를 위한 디스플레이 구동 신호와 터치 구동을 위한 터치 구동 신호의 2가지 역할을 모두 동시에 가지게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 기존의 서브픽셀(SP)을 그대로 활용하여, 디스플레이 구동은 물론, 터치 구동을 동시에 수행하여 터치를 센싱할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 구조 및 동시 구동 방법을 설명하기 위한 서브픽셀(SP)들, 데이터 라인(DL)들, 게이트 라인(GL)들 및 스토리지 캐패시터(Cst)들의 배치도이다.

도 7에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)가 서브픽셀(SP)을 활용하여 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 제공하기 위한 동시 구동 구조 및 동시 구동 방법의 설명을 위한 패널 구조를 도시한다.

도 7을 참조하면, 제1 서브픽셀 행에 대응되는 제1 게이트 라인(GL1)은 제1 서브픽셀 행에 배열된 서브픽셀들(SP11, SP12, SP13, ...)로 제1 게이트 신호(GATE1)를 전달한다. 제2 서브픽셀 행에 대응되는 제2 게이트 라인(GL2)은 제2 서브픽셀 행에 배열된 서브픽셀들(SP21, SP22, SP23, ...)로 제2 게이트 신호(GATE2)를 전달한다. 제3 서브픽셀 행에 대응되는 제3 게이트 라인(GL3)은 제3 서브픽셀 행에 배열된 서브픽셀들(SP31, SP32, SP33, ...)로 제3 게이트 신호(GATE3)를 전달한다.

도 7을 참조하면, 제1 서브픽셀 열에 배열된 서브픽셀들(SP11, SP21, SP31, ...)은, 제1 서브픽셀 열에 대응되는 제1 데이터 라인(DL1)을 통해, 해당 타이밍에 맞게, 해당 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)를 순차적으로 공급 받을 수 있다. 제2 서브픽셀 열에 배열된 서브픽셀들(SP12, SP22, SP32, ...)은, 제2 서브픽셀 열에 대응되는 제2 데이터 라인(DL2)을 통해, 해당 타이밍에 맞게, 해당 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)를 순차적으로 공급받을 수 있다. 제3 서브픽셀 열에 배열된 서브픽셀들(SP13, SP23, SP33, ...)은, 제3 서브픽셀 열에 대응되는 제3 데이터 라인(DL3)을 통해, 해당 타이밍에 맞게, 제3 영상 데이터 신호(Vdata3)를 순차적으로 공급받을 수 있다. 제4 서브픽셀 열에 배열된 서브픽셀들(SP14, SP24, SP34, ...)은, 제4 서브픽셀 열에 대응되는 제4 데이터 라인(DL4)을 통해, 해당 타이밍에 맞게, 제4 영상 데이터 신호(Vdata4)를 순차적으로 공급받을 수 있다.

도 7을 참조하면, 모든 서브픽셀들(SP11, SP12, ...) 각각의 영역에는 제1 플레이트(PLT1)와 제2 플레이트(PLT2)를 포함하는 스토리지 캐패시터(Cst)가 배치될 수 있다.

도 7을 참조하면, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)와 제2 플레이트(PLT2) 중 제1 플레이트(PLT1)는 구동 트랜지스터(DT)의 제1 노드(N1)와 전기적으로 연결된다. 스토리지 캐패시터(Cst)의 제2 플레이트(PLT2)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)에는, 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함하는 해당 영상 데이터 신호(Vdata)가 인가될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시, 게이트 구동 타이밍 다이어그램이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시, 다수의 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, ...) 각각에 인가되는 게이트 신호(GATE1, GATE2, GATE3, ...)는, 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간과 턴-오프 전압 레벨(LEV_OFF)을 갖는 신호구간을 포함할 수 있다.

다수의 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, ...) 각각에 인가되는 게이트 신호(GATE1, GATE2, GATE3, ...)의 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간은 정해진 게이트 구동 타이밍에 맞게 위치할 수 있다.

예를 들어, 게이트 신호(GATE1, GATE2, GATE3, ...)에서 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간의 시간적인 길이는, 1 수평시간(1H) 또는 2 수평시간(2H) 등일 수 있으며, 경우에 따라서, 1 수평시간의 양의 실수 배에 해당하는 기간(예: 1.6H) 등일 수 있다.

도 8을 참조하면, 각 게이트 신호(GATE1, GATE2, GATE3, ...)에서 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간은 중첩되지 않을 수 있다.

경우에 따라서는, 각 게이트 신호(GATE1, GATE2, GATE3, ...)에서 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간은 서로 중첩될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시, 제1 데이터 라인(DL1)에 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)와 제2 데이터 라인(DL2)에 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 영상 디스플레이를 위하여 계조를 표현하는 영상 데이터 신호(Vdata)의 실제적인 전압 값(즉, 제2 신호구간(S2)의 전압 값)은, 표시패널(110)의 입장에서는 랜덤한 특성을 가질 수 있다.

예를 들어, 표시패널(110)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL) 중 제1 데이터 라인(DL1)으로 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값과, 다수의 데이터 라인(DL) 중 제2 데이터 라인(DL2)으로 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값은, 동일할 수도 있지만, 다를 수도 있다.

하지만, 표시패널(110)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL) 중 제1 데이터 라인(DL1)으로 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)와, 다수의 데이터 라인(DL) 중 제2 데이터 라인(DL2)으로 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)는, 서로 대응될 수 있다.

예를 들어, 제1 데이터 라인(DL1)으로 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)와, 제2 데이터 라인(DL2)으로 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)는 동일할 수 있다.

제1 영상 데이터 신호(Vdata) 및 제2 영상 데이터 신호(Vdata2) 각각의 제1 신호구간(S1)은, 제1 영상 데이터 신호(Vdata) 및 제2 영상 데이터 신호(Vdata2) 각각의 제2 신호구간(S2)의 전압 값이 랜덤 한 특성을 갖더라도, 제1 데이터 라인(DL1)으로 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)와, 제2 데이터 라인(DL2)으로 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)를 동일하게 유지시켜주는 전압 값을 갖는다.

이에 따라, 제1 영상 데이터 신호(Vdata) 및 제2 영상 데이터 신호(Vdata2) 각각의 제1 신호구간(S1)의 전압 값 또한, 랜덤 한 전압 값을 가지게 된다.

이러한 의미에서, 제1 영상 데이터 신호(Vdata) 및 제2 영상 데이터 신호(Vdata2) 각각의 제1 신호구간(S1)은, 전압 메이킹(Voltage Making) 신호구간 또는 리셋(Reset) 신호구간이라고 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시, 구동 시간 경과에 따라, 제1 데이터 라인(DL1)에 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 구동 시간의 변화(공급되는 서브픽셀(SP)의 변화)에 따라, 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 공급되는 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값이 변하더라도, 제1 영상 데이터의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)는 일정하게 유지된다.

제1 영상 데이터의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)를 일정하게 유지시켜 주기 위하여, 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제1 신호구간(S1)의 전압 값은 구동 시간의 변화에 따라 변한다.

제2 데이터 라인(DL2)을 통해 공급되는 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값이 변하더라도, 제2 영상 데이터의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)는 일정하게 유지된다.

제2 영상 데이터의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)를 일정하게 유지시켜 주기 위하여, 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제1 신호구간(S1)의 전압 값은 구동 시간의 변화에 따라 변한다.

한편, 구동 시간의 변화에 따라, 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값과 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제2 신호구간(S2)의 전압 값이 변하더라도, 제1 영상 데이터 신호(Vdata1)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)와, 제2 영상 데이터 신호(Vdata2)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 차이(ΔV)는, 서로 대응되거나 동일할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 데이터 구동회로(120)의 구성도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 데이터 구동회로(120)는, 영상 데이터를 저장하는 래치 회로(1110)와, 영상 데이터를 아날로그 전압 형태의 아날로그 영상 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 회로(1120)와, 아날로그 영상 신호를 토대로 일정 전압 차이(ΔV)를 유지하는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함하는 영상 데이터 신호(Vdata)를 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 공급하고, 영상 데이터 신호(Vdata)가 공급된 다수의 데이터 라인(DL) 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 출력하는 동시 구동회로(1130) 등을 포함할 수 있다.

래치 회로(1110)는 다수의 데이터 라인(DL) 각각에 대하여 1개 또는 2개 이상의 래치(Latch)를 포함할 수 있다.

디지털-아날로그 변환 회로(1120)는, 다수의 디지털-아날로그 변환기(DAC: Digital-to Analog Converter)를 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 데이터 구동회로(120) 내 동시 구동회로(1130)를 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 데이터 구동회로(120)는 디스플레이 구동을 위해 다수의 데이터 라인(DL1, DL2, ...)을 구동하고 터치 센싱을 위한 다수의 데이터 라인(DL1, DL2, ...)을 센싱하는 동시 구동회로(1130)를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 동시 구동회로(1130)는 다수의 데이터 라인(DL1, DL2, ...) 각각으로 영상 데이터 신호(Vdata)를 공급하고 다수의 데이터 라인(DL1, DL2, ...) 각각을 센싱하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각은, 전하 증폭기(Charge Amplifier), 전류 컨베이어(Current Conveyor), 시그마 델타 모듈레이터(Sigma Delta Modulator) 등으로 구현될 수 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각이 전하 증폭기(Charge Amplifier)로 구현된 경우를 예로 들어 설명한다.

다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각은, 연산 증폭기(OP-AMP) 및 피드백 캐패시터(Cfb) 등을 포함할 수 있다.

다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각에 포함된 연산 증폭기(OP-AMP)는, 해당 영상 데이터 신호(Vdata)가 입력되는 제1 입력단(IN1)과, 해당 데이터 라인(DL)과 연결되며 제1 입력단(IN1)에 입력된 영상 데이터 신호(Vdata)를 해당 데이터 라인(DL)으로 출력하는 제2 입력단(IN2)과, 해당 데이터 라인(DL)을 통해 검출된 검출신호(SS)를 출력하는 출력단(OUT) 등을 포함할 수 있다.

피드백 캐패시터(Cfb)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)과 출력단(OUT) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.

피드백 캐패시터(Cfb)에 충전되는 전하량은, 해당 스토리지 캐패시터(Cst)와 인접한 터치 오브젝트의 유무나 위치 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라, 연산 증폭기(OP-AMP)의 출력단(OUT)에서 출력되는 검출신호(SS)가 달라질 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 터치 감도 향상을 위하여, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)와 채널 쉴드 패턴의 연결 구조를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 다수의 서브픽셀(SP)의 전체 또는 일부는, 구동 트랜지스터(DT)의 채널 영역과 중첩되는 채널 쉴드 패턴(CHSHD)을 포함할 수 있다.

이러한 채널 쉴드 패턴(CHSHD)은 구동 트랜지스터(DT)의 채널을 보호하는 패턴이다.

일 예로, 채널 쉴드 패턴(CHSHD)은 빛에 약한 구동 트랜지스터(DT)의 채널에 빛이 조사되는 것을 방지해줄 수 있다. 이에, 채널 쉴드 패턴(CHSHD)은 라이트 쉴드(Light Shield)라고도 한다.

이러한 채널 쉴드 패턴(CHSHD)은 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 채널 쉴드 패턴(CHSHD)이 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)와 전기적으로 연결됨으로써, 영상 데이터 신호(Vdata)가 인가되는 전극의 면적이 확장될 수 있다. 따라서, 터치 감도가 향상될 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 터치 감도 향상을 위하여, 데이터 라인(DL)을 쉴딩하기 위한 쉴드 라인(SHDL) 및 쉴드 구동회로(1400)를 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 터치 감도 향상을 위한 쉴드 라인(SHDL)의 구조를 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 터치 감도 향상을 위한 쉴드 라인(SHDL)에 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)를 나타낸 도면이다.

도 14를 참조하면, 표시패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL)과 대응되어 존재하는 다수의 쉴드 라인(SHDL)을 더 포함할 수 있다.

다수의 쉴드 라인(SHDL)은, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 데이터 라인(DL)의 주변에 위치하는 주변 도전체를 서로 차폐시켜줄 수 있다.

여기서, 어느 하나의 데이터 라인(DL)에 대응되는 주변 도전체는, 일 예로, 해당 데이터 라인(DL)의 주변에 배치되는 게이트 라인(GL), 다른 데이터 라인(DL) 등일 수 있으며, 이뿐만 아니라, 해당 데이터 라인(DL)에 인가되는 영상 데이터 신호(Vdata)와 다른 전기적 상태를 갖는 그 어떠한 전극이나 배선일 수 있다.

도 15를 참조하면, 하나의 쉴드 라인(SHDL)은 하나의 데이터 라인(DL)을 따라서 주변에 배치될 수 있는데, 해당 데이터 라인(DL)의 아래에 위치하는 제1 메탈(M1)과, 해당 데이터 라인(DL)의 옆에 위치하는 제2 메탈(M2)과, 해당 데이터 라인(DL)의 위에 위치하는 제3 메탈(M3) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 동시 구동회로(1130)는, 다수의 쉴드 라인과 전기적으로 연결된 쉴드 구동회로(1400)를 더 포함할 수 있다.

도 14를 참조하면, 쉴드 구동회로(1400)는, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 각각으로 쉴드 구동 신호(SDS)를 공급할 수 있다.

도 14를 참조하면, 쉴드 구동회로(1400)는, 영상 데이터 신호(Vdata)가 입력되는 버퍼 입력단(INb)과, 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되는 버퍼 출력단(OUTb)을 포함하는 출력 버퍼(BUF)를 포함할 수 있다. 이러한 출력 버퍼(BUF)는 데이터 라인(DL)마다 존재할 수 있다.

이와 다르게, 쉴드 구동회로(1400)는, 출력 버퍼(BUF) 없이, 동시 구동 증폭기(SDAMP)에 입력되는 영상 데이터 신호(Vdata)를 쉴드 라인(SHDL)에 동일하게 전달해주는 배선 형태로 구현될 수도 있다.

도 16을 참조하면, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 각각으로 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)는, 해당 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)와 대응될 수 있다.

도 16을 참조하면, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 각각으로 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)와, 해당 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)가 대응된다는 것은, 신호의 진폭, 위상, 또는 주파수 등이 대응된다는 것을 의미한다.

특히, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 각각으로 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)는, 해당 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제2 신호구간(S2)의 진폭, 위상, 또는 주파수 등이 대응될 수 있다.

도 16을 참조하면, 예를 들어, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 중 제1 데이터 라인(DL1)과 대응되는 제1 쉴드 라인에 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)는, 제1 데이터 라인(DL1)에 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)와 대응되는 진폭만큼 전압 레벨이 가변 되는 구간을 포함할 수 있다.

일 예로, 다수의 쉴드 라인(SHDL) 각각으로 공급되는 쉴드 구동 신호(SDS)는, 해당 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 데이터 신호(Vdata)와 동일할 수도 있다.

전술한 바에 따르면, 터치 구동 시, 데이터 라인(DL)과 주변 도전체 간의 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하는 것을 방지해줄 수 있고, 이를 통해, 터치 감도를 향상시켜줄 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 다수의 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호(GATE)는, 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)와 대응되는 진폭만큼 전압 레벨이 가변 되는 구간을 포함할 수 있다.

즉, 게이트 신호(GATE)는, 턴-온 전압 레벨(LEV_ON)을 갖는 신호구간과 턴-오프 전압 레벨(LEV_OFF)을 갖는 신호구간을 포함하는 기본적인 신호 파형을 기준으로, 해당 데이터 라인(DL)에 인가되는 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)의 전압 변동이 되는 신호 파형을 가질 수 있다.

전술한 바에 따르면, 터치 구동 시, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 간의 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하는 것을 방지해줄 수 있고, 이를 통해, 터치 감도를 향상시켜줄 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 하에서, 정확한 디스플레이 구동을 위한 동시 구동회로(1130)를 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 하에서, 정확한 디스플레이 구동을 위한 동시 구동회로(1130)에 포함되는 2가지 구동 소자(동시 구동 증폭기(SDAMP), 출력 버퍼(BUF))에 의해 출력되는 영상 데이터 신호(Vdata)를 나타낸 도면이다.

도 17을 참조하면, 동시 구동회로(1130)는, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 영상 데이터 신호(Vdata)를 공급하기 위한 다수의 출력 버퍼(BUF)를 더 포함할 수 있다.

다수의 출력 버퍼(BUF) 각각은, 영상 데이터 신호(Vdata)가 입력되는 버퍼 입력단(INb)과, 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되는 버퍼 출력단(OUTb)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 다수의 출력 버퍼(BUF) 각각은 데이터 라인(DL)의 전원 안정화를 위하여 유닛 게인 버퍼(유닛 게인 증폭기)로 구현될 수 있다.

데이터 라인(DL)은, 제1 구동 타이밍 기간(t1) 동안 동시 구동 증폭기(SDAMP)의 제2 입력단(IN2)과 전기적으로 연결되고, 제1 구동 타이밍 기간(t1) 이후의 제2 구동 타이밍 기간(t2) 동안 출력 버퍼(BUF)의 버퍼 출력단(OUTb)과 전기적으로 연결될 수 있다.

동시 구동회로(1130)는, 구동 타이밍에 따라 출력 버퍼(BUF)와 동시 구동 증폭기(SDAMP) 중 하나를 선택적으로 데이터 라인(DL)에 연결해주기 위한 구동 스위치 소자(DLSW)를 더 포함할 수 있다.

구동 스위치 소자(DLSW)는, 제1 구동 타이밍 기간(t1) 동안, 데이터 라인(DL)을 동시 구동 증폭기(SDAMP)의 제2 입력단(IN2)에 연결해준다.

구동 스위치 소자(DLSW)는, 제2 구동 타이밍 기간(t2) 동안, 데이터 라인(DL)을 출력 버퍼(BUF)의 버퍼 출력단(OUTb)과 연결해준다.

보다 구체적으로, 도 17 및 도 18을 참조하면, 구동 스위치 소자(DLSW)는, 영상 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되어야 하는 기간 동안에는, 데이터 라인(DL)을 제1 온-노드(Non1) 또는 제2 온-노드(Non2)에 연결해준다.

그리고, 구동 스위치 소자(DLSW)는, 영상 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되지 않는 기간 동안에는, 데이터 라인(DL)을 오프-노드(Noff)에 연결해주거나, 다음 번의 영상 데이터 신호 공급을 위해 데이터 라인(DL)을 제1 온-노드(Non1)에 연결해줄 수도 있다.

여기서, 제1 온-노드(Non1)는 동시 구동 증폭기(SDAMP)의 제2 입력단(IN2) 또는 이와 전기적으로 연결된 노드이고, 제2 온-노드(Non2)는 출력 버퍼(BUF)의 출력단(OUTb) 또는 이와 전기적으로 연결된 노드이다. 그리고, 오프-노드(Noff)는 동시 구동 증폭기(SDAMP) 및 출력 버퍼(BUF) 모두와 연결되지 않는 노드일 수 있다. 오프-노드(Noff)는 전기적으로 플로팅 상태(전압이 인가되지 않는 상태)일 수도 있고, 터치 센싱 등을 위해 임의의 제어 전압이 인가되는 상태일 수도 있다.

도 18을 참조하면, 정해진 수평 시간 동안, 영상 데이터 신호(Vdata)는, 제1 신호구간(S1)과, 제1 신호구간(S1)에 이어지는 제2 신호구간(S2)과, 제2 신호구간(S2)에 이어지는 제3 신호구간(S3)을 포함할 수 있다.

제2 신호구간(S2)과 제3 신호구간(S3)의 전압 차이는 없을 수 있다.

또는, 제2 신호구간(S2)과 제3 신호구간(S3)의 전압 차이는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2) 간의 전압 차이(ΔV)보다 작을 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 구동 타이밍 기간(t1) 동안, 영상 데이터 신호(Vdata)의 제1 신호구간(S1) 및 제2 신호구간(S2)은 구동 스위치 소자(DLSW)에 의해 데이터 라인(DL)과 연결된 동시 구동 증폭기(SDAMP)를 통해 데이터 라인(DL)으로 출력될 수 있다.

이를 위해, 도 18을 참조하면, 구동 스위치 소자(DLSW)는, 영상 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되어야 하는 기간 중 제1 구동 타이밍 기간(t1) 동안에는, 데이터 라인(DL)을 동시 구동 증폭기(SDAMP)의 제2 입력단(IN2)와 전기적으로 연결된 제1 온-노드(Non1)에 연결해준다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제2 구동 타이밍 기간(t2) 동안, 영상 데이터 신호(Vdata)의 제3 신호구간(S3)은 구동 스위치 소자(DLSW)에 의해 데이터 라인(DL)과 연결된 출력 버퍼(BUF)를 통해 해당 데이터 라인(DL)으로 출력될 수 있다.

이를 위해, 도 18을 참조하면, 구동 스위치 소자(DLSW)는, 영상 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되어야 하는 기간 중 제2 구동 타이밍 기간(t2) 동안에는, 데이터 라인(DL)을 출력 버퍼(BUF)의 출력단(OUTb)와 전기적으로 연결된 제2 온-노드(Non2)에 연결해준다.

영상 도 18을 참조하면, 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되어야 하는 기간(t1, t2)이 지나면, 구동 스위치 소자(DLSW)는 데이터 라인(DL)을 동시 구동 증폭기(SDAMP)의 제2 입력단(IN2)와 출력 버퍼(BUF)의 출력단(OUTb)에 모두 연결되지 않은 오프-노드(Noff)에 연결해줄 수 있다.

또는, 데이터 신호(Vdata)가 데이터 라인(DL)에 공급되어야 하는 기간(t1, t2)이 지나면, 구동 스위치 소자(DLSW)는 다음 번의 영상 데이터 신호 공급을 위해 데이터 라인(DL)을 제1 온-노드(Non1)에 연결해줄 수도 있다.

도 17을 참조하면, 출력 버퍼(BUF)는 쉴드 구동회로(1400)에 포함될 수 있다.

한편, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 하기 위해, 데이터 라인(DL)의 전압 공급과 데이터 라인(DL)으로부터의 신호 검출이 모두 가능한 동시 구동 증폭기(SDAMP)을 사용하게 되면, 데이터 라인(DL)으로 디스플레이를 위한 영상 데이터 신호(Vdata)가 안정적으로 공급되지 못할 수 있다.

전술한 바와 같이, 다수의 출력 버퍼(BUF) 및 이를 활용한 구동을 이용하게 되면, 데이터 라인(DL)으로 디스플레이를 위한 영상 데이터 신호(Vdata)를 안정적으로 공급해줄 수 있다. 즉, 다수의 출력 버퍼(BUF) 및 이를 활용한 구동을 통해, 안정적이고 정확한 디스플레이 구동을 가능하게 해줄 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 통합 센싱 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.

터치전극(터치센서)의 역할을 하는 각 서브픽셀(SP) 내 스토리지 캐패시터(Cst)의 면적이 터치 센싱을 위한 캐패시턴스(Cfinger)를 형성하기에 부족할 수도 있다.

이에, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 통합 센싱 프로세스(Integration Sensing Process)를 제공할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, m(m은 2 이상의 자연수)개의 게이트 라인(GL) 및 n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 m*n개의 서브픽셀(SP)의 영역을 터치센서 블록(TSB)으로 관리할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 하나의 터치센서 블록(TSB)에 대하여 검출되는 검출신호들(SS)을 토대로 하나의 리드아웃 데이터를 생성하고, 이를 토대로 터치를 센싱할 수 있다.

구동 관점에서 설명하면, 데이터 구동회로(120)의 동시 구동회로(1130)는, 다수의 게이트 라인(GL) 중 m개의 게이트 라인(GL) 각각으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호(GATE)가 순차적으로 공급되는 기간 동안, 다수의 데이터 라인(DL) 중 n개의 데이터 라인(DL) 각각을 통해 검출된 검출신호(SS)를 토대로, m개의 게이트 라인(GL) 및 n개의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 서브픽셀(SP)들과 대응되는 1개의 터치센서 블록(TSB)에 대한 리드아웃 데이터를 출력할 수 있다.

전술한 통합 센싱 프로세스를 적용하기 전에는, 터치센서에 해당하는 1개의 터치전극은, 1개의 서브픽셀(SP) 내 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)라고 볼 수 있다.

이에 비해, 전술한 통합 센싱 프로세스를 적용하게 되면, 터치센서에 해당하는 1개의 터치전극은 m*n개의 서브픽셀(SP)의 영역에 해당하는 터치센서 블록(TSB)으로 확대된 것으로 볼 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱을 위한 캐패시턴스(Cfinger)가 커지게 되어 터치 감도가 향상될 수 있다.

1개의 터치센서 블록(TSB)은, m개의 게이트 라인(GL) 및 n개의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 서브픽셀(SP)들 각각에 포함되는 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 플레이트(PLT1)와 제2 플레이트(PLT2) 중 하나(예: PLT1)의 집합체일 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제1 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동회로(1130)를 나타낸 예시도이다.

도 20을 참조하면, 제1 통합 센싱 프로세스는 디지털 값 레벨에서 통합 처리를 수행하는 프로세스이다.

도 20을 참조하면, 제1 통합 센싱 프로세스를 수행하기 위하여, 동시 구동회로(1130)는, 다수의 데이터 라인(DL) 중 n개의 데이터 라인(DL) 각각으로 영상 데이터 신호(Vdata)를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)와, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)에 의해 다수의 데이터 라인(DL) 중 n개의 데이터 라인(DL) 각각을 통해 검출된 검출신호(SS1, SS2, ... , SSn)를 디지털 값에 해당하는 센싱값(SD1, SD2, ... , SDn)으로 변환하는 다수의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)와, 다수의 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 각각에서 출력되는 센싱값(SD1, SD2, ... , SDn)을 통합하여, m개의 게이트 라인(GL) 및 n개의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 서브픽셀들(SP)과 대응되는 1개의 터치센서 블록(TSB)에 대한 리드아웃 데이터를 생성하여 출력하는 통합 회로(2000)를 포함할 수 있다.

동시 구동회로(1130)는, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)와 다수의 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 사이에, 적분기 회로 및/또는 다수의 샘플 앤 홀드 회로 등을 더 포함할 수 있다.

전술한 제1 통합 센싱 프로세스에 의하면, 동시 구동회로(1130)의 통합 회로(2000)는 디지털 값인 센싱값들(SD1, SD2, ... , SDn)을 디지털 값 레벨에서 산술적으로 가산 처리하여 1개의 리드아웃 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 동시 구동회로(1130)는 디지털 레벨에서 편리하게 통합 센싱 프로세스를 수행할 수 있다.

도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제2 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동회로(1130)를 나타낸 예시도이다. 도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동시 구동 시 터치 감도 및 터치 구동 효율을 증대시키기 위한 제2 통합 센싱 프로세스를 수행하는 동시 구동회로(1130)의 상세 예시도이다. 도 23은 도 22의 동시 구동회로(1130) 내 스위치 소자들(SWfb, SWt, SWint)의 동작 타이밍도이다.

도 21을 참조하면, 제2 통합 센싱 프로세스는 아날로그 전압 레벨에서 통합 처리를 수행하는 프로세스이다.

도 21을 참조하면, 제2 통합 센싱 프로세스를 수행하기 위하여, 동시 구동회로(1130)는, 다수의 데이터 라인(DL) 중 n개의 데이터 라인(DL) 각각으로 영상 데이터 신호(Vdata)를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)와, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)에 의해 다수의 데이터 라인(DL) 중 n개의 데이터 라인(DL) 각각을 통해 검출된 검출신호(SS1, SS2, ... , SSn)를 통합하여 통합 검출신호(INTSS)를 출력하는 통합 회로(2100)와, 통합 검출신호(INTSS)를 토대로, m개의 게이트 라인(GL) 및 n개의 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 서브픽셀들(SP)과 대응되는 1개의 터치센서 블록(TSB)에 대한 리드아웃 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다.

동시 구동회로(1130)는, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)와 통합 회로(2100) 사이에, 적분기 회로 및/또는 다수의 샘플 앤 홀드 회로 등을 더 포함할 수 있다.

전술한 제2 통합 센싱 프로세스에 의하면, 동시 구동회로(1130)의 통합 회로(2100)는 아날로그 전압인 검출신호(SS1, SS2, ... , SSn)을 아날로그 전압 레벨에서 통합 처리하여 1개의 리드아웃 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 동시 구동회로(1130)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 개수를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 22를 참조하면, 제2 통합 센싱 프로세스를 위한 통합회로(2100)는, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)에서 출력된 검출신호들(SS1, SS2, ... , SSn)을 전하 형태로 정해진 시간 단위로 저장하는 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn)와, 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn)에 저장된 검출신호들(SS1, SS2, ... , SSn) 모두를 누적하여 저장하며 통합 검출신호(INTSS)를 출력하는 적분기 회로(INTAMP)를 포함할 수 있다.

다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각의 일단은 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각의 출력단(OUT)과 연결된다. 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각의 타단은 적분기 회로(INTAMP)와 연결된다.

적분기 회로(INTAMP)는 비반전 입력단(+), 반전 입력단(-) 및 출력단(OUT)을 포함하며, 반전 입력단(-)과 출력단(OUT) 사이에 연결된 통합 캐패시터(Cint)를 포함할 수 있다.

적분기 회로(INTAMP)의 비반전 입력단(+)은 기준전원 노드(REF)와 연결된다. 적분기 회로(INTAMP)의 반전 입력단(-)은 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각의 타단과 모두 연결될 수 있다. 적분기 회로(INTAMP)의 출력단(OUT)은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)와 연결될 수 있다.

도 22를 참조하면, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP)는, 정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등) 단위로, 다수의 데이터 라인(DL1, DL2, ... , DLn) 각각을 통해 검출신호(SS1, SS2, ... , SSn)를 출력한다. 여기서, 정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등) 은 m개의 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GLm) 각각이 스캐닝 되는 시간과 대응될 수 있다. 즉, 정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등)은 m개의 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GLm) 각각에 인가되는 게이트 신호(GATE)의 턴-온 전압 레벨 기간의 길이와 대응될 수 있다.

다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각의 피드백 캐패시터(Cfb)는, 정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등) 단위로 충전과 리셋을 반복해야 한다.

이를 위해, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각의 피드백 캐패시터(Cfb)의 양단에는 피드백 리셋 스위치(SWfb)가 연결될 수 있다. 피드백 리셋 스위치(SWfb)에 의해, 피드백 캐패시터(Cfb)의 충전과 리셋(방전)이 반복적으로 이루어질 수 있다.

정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등) 단위로, 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn)는 충전과 리셋(방전)이 반복되어야 한다. 이를 위하여, 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각의 일단에는 전달 리셋 스위치(SWt)가 연결될 수 있다.

다수의 전달 리셋 스위치(SWt) 각각이 턴-오프 되면, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 내 피드백 캐패시터(Cfb)의 전하가 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn)에 전달된다.

다수의 전달 리셋 스위치(SWt) 각각이 턴-온 되면, 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각은 리셋이 된다. 여기서, 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각의 리셋은 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각에 충전된 전하가 기준전원 노드(REF)로 빠져나가는 것을 의미할 수 있다.

정해진 시간(예: 1H, 2H, 1.6H 등) 단위로 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각에 새롭게 충전되는 전하는, 적분기 회로(INAMP) 내 통합 캐패시터(Cint)에 누적되어 충전된다.

m개의 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GLm)이 모두 구동되는 동안, n개의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 각각은 해당 데이터 라인을 통해 m번의 검출신호를 검출하고, n개의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn) 각각은 해당 동시 구동 증폭기(SDAMP)에 출력된 검출신호를 m번 저장한다. 적분기 회로(INAMP)는 1번의 통합 검출신호를 출력한다.

적분기 회로(INAMP) 내 통합 캐패시터(Cint)는, 1개의 터치센서 블록(TSB)의 구동 시간 단위로, 충전과 리셋이 반복되어야 한다. 이를 위해, 통합 캐패시터(Cint)의 양단에는 통합 캐패시터(Cint)의 충전과 리셋(방전)을 위한 통합 스위치(SWint)가 연결될 수 있다.

도 23을 참조하면, n개의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 내 피드백 캐패시터(Cfb)의 양단에 연결된 n개의 피드백 리셋 스위치(SWfb)와, 다수의 동시 구동 증폭기(SDAMP) 내 피드백 캐패시터(Cfb)의 전하가 전달되는 다수의 전달 캐패시터(C1, C2, ... , Cn)에 연결된 n개의 전달 리셋 스위치(SWt)는, 동일한 타이밍에 온-오프가 반복될 수 있다.

n개의 피드백 리셋 스위치(SWfb)와 n개의 전달 리셋 스위치(SWt)의 온-오프 주기는 m개의 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GLm)의 구동 타이밍과 대응된다.

즉, m개의 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GLm)이 스캐닝 되는 동안, n개의 피드백 리셋 스위치(SWfb)와 n개의 전달 리셋 스위치(SWt)는 m번의 턴-오프와 m번의 턴-온을 반복할 수 있다.

도 23을 참조하면, n개의 피드백 리셋 스위치(SWfb)와 n개의 전달 리셋 스위치(SWt)가 온-오프가 반복되는 동안에는, 적분기 회로(INTAMP) 내 통합 스위치(SWint)는 턴-오프를 유지한다.

n개의 피드백 리셋 스위치(SWfb)와 n개의 전달 리셋 스위치(SWt)가 m번째 턴-오프가 완료된 이후, 적분기 회로(INTAMP) 내 통합 스위치(SWint)는 턴-온 될 수 있다.

한편, 전술한 바에 따르면, 영상 디스플레이를 위한 영상 데이터 신호(Vdata)를 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호로 활용하기 때문에, 터치 센싱에 따른 디스플레이 영향을 발생할 가능성이 있다. 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행함으로써 발생되는 디스플레이 영향을 줄여주거나 제거하기 위한 구동 타이밍의 제어 방법을 아래에서 설명한다.

도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동영상 응답시간(Motion Picture Response Time, MPRT)의 향상을 위한 페이크 구동(Fake Driving)을 나타낸 도면이고, 도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 동영상 응답시간(Motion Picture Response Time, MPRT)의 향상을 위한 페이크 구동(Fake Driving)과 연계하여 터치 구동을 수행하는 경우, 터치 구동 신호의 역할을 하는 영상 데이터 신호(Vdata)를 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 표시패널(110)은 프레임 시간 동안 실제 영상을 표시하는 중에 페이크 영상을 표시할 수 있다. 즉, 프레임 시간은 실제 영상이 표시되는 실제 영상 표시 구간(VD)과 실제 영상과 다른 페이크 영상이 표시되는 페이크 영상 표시 구간(FVD)을 포함할 수 있다.

실제 영상은 사용자가 디스플레이를 하고자 하는 영상이다.

페이크 영상은, 실제 영상과 다른 영상으로서, 사용자가 디스플레이를 하고자 하는 영상이 아니다.

페이크 영상은 동영상 응답시간(Motion Picture Response Time, MPRT)을 향상시키기 위하여 사용자 의도와는 관계 없이 표시장치(100)에서 내부적으로 만들어지는 가짜 영상이다.

페이크 영상은 실제 영상 사이마다 삽입되는 가상의 영상에 해당한다. 예를 들어, 페이크 영상은 블랙 영상 또는 저계조 영상 등일 수 있다.

데이터 구동회로(120)는, 실제 영상과 다른 페이크 영상의 표시를 위하여, 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 출력할 수 있다.

페이크 영상 데이터 신호는, 일정 전압 차이(ΔV)를 갖는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 갖는 영상 데이터 신호(Vdata)에 해당할 수 있다.

데이터 구동회로(120)는, 실제 영상과 다른 페이크 영상의 표시를 위하여, 페이크 영상 표시 구간(FVD)의 앞 타이밍에, 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 출력함으로써, 해당 서브픽셀(SP)에 페이크 영상 데이터 신호를 기록시킨다. 이를 페이크 영상 삽입 구동 또는 블랙 영상 삽입 구동이라고도 한다.

페이크 영상 데이터 신호는, 하나의 서브픽셀 행에 배치된 서브픽셀들(SP)에 공급될 수도 있다.

또는, 페이크 영상 데이터 신호는, 둘 이상의 서브픽셀 행에 배치된 서브픽셀들(SP)에 동시에 공급될 수도 있다.

이 경우, 데이터 구동회로(120) 내 동시 구동회로(1130)는, 다수의 게이트 라인(GL) 중 둘 이상의 게이트 라인(GL)으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호(GATE)가 동시에 공급될 때, 둘 이상의 게이트 라인(GL)과 대응되는 둘 이상의 서브픽셀 행에 포함된 서브픽셀(SP)들로 페이크 영상 데이터 신호를 동시에 공급할 수 있다.

이러한 페이크 영상 삽입 구동에 따르면, 페이크 영상 데이터 신호는, 블랙 데이터 전압 등의 저계조 전압에 해당할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 되는 영상의 계조(Gray)가 0 계조(: 7V 전압)에서 255 계조(예: 15V 전압) 사이에서 변한다고 가정할 때, 저계조는 0 계조(Gray)일 수 있으며, 저계조 전압은 7V 일 수 있다.

따라서, 전술한 동시 구동을 위하여, 페이크 영상 데이터 신호가 터치 구동 신호의 역할을 하기 위해서는, 페이크 영상 데이터 신호는, 도 25에 도시된 바와 같이, 저계조(예: 0 Gray) 전압 이하의 범위에서, 일정 전압 차이(ΔV)를 갖는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 가지면서 스윙 할 수 있다.

이 경우, 페이크 영상 데이터 신호의 제2 신호구간(S2)의 전압 값은 일정한 전압 값일 수 있다. 따라서, 제2 신호구간(S2)의 전압 값과 일정 전압 차이(ΔV)를 갖는 제1 신호구간(S1)의 전압 값도 일정한 전압 값일 수 있다.

즉, 페이크 영상 삽입 구동 (블랙 영상 삽입 구동)의 타이밍에 맞추어 터치 구동이 수행되는 경우, 페이크 영상 데이터 신호(블랙 영상 데이터 신호)에 해당하는 영상 데이터 신호(Vdata)는 일정한 제1 전압 값(예: 0V)을 갖는 제1 신호구간(S1)과 일정한 제2 전압 값(예: 7V 이하의 전압 값)을 갖는 제2 신호구간(S2) 사이에 일정 전압 차이(ΔV)만큼의 진폭으로 스윙 하는 펄스 신호 타입일 수 있다.

전술한 바에 따르면, 디스플레이 영향의 최소화 또는 제거하면서, 터치를 센싱할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 성능 및 터치 센싱 성능을 모두 향상시켜줄 수 있다.

아래에서는, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구동방법을 다시 한번 간략하게 설명한다.

도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구동방법에 대한 흐름도이다.

도 26을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(100)의 구동방법은, 다수의 데이터 라인(DL) 각각으로 일정 전압 차이(ΔV)를 유지하는 제1 신호구간(S1)과 제2 신호구간(S2)을 포함하는 영상 데이터 신호(Vdata)를 공급하는 단계(S2610)와, 영상 데이터 신호(Vdata)가 공급된 다수의 데이터 라인(DL) 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 생성하는 단계(S2620)와, 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계(S2630) 등을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한다. 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치패널을 별도로 구비하지 않고도, 디스플레이와 터치 센싱을 모두 수행할 수 있다. 이를 통해, 표시장치(100)의 사이즈를 줄일 수 있고, 표시장치(100)의 제작 용이성을 높여줄 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 영상 데이터 신호를 이용하여 터치 구동을 수행할 수 있다. 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.

Claims

다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브픽셀이 배열되는 표시패널;
일정 전압 차이를 유지하는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 포함하는 영상 데이터 신호를 상기 다수의 데이터 라인 각각으로 공급하고, 상기 영상 데이터 신호가 공급된 다수의 데이터 라인 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 출력하는 데이터 구동회로; 및
상기 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 터치 컨트롤러를 포함하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 데이터 라인 각각으로 공급되는 상기 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 각각의 전압 값이 가변 되더라도, 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 간의 전압 차이는 일정하게 유지되는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 구동회로는,
상기 다수의 게이트 라인 중 m(m은 2 이상의 자연수)개의 게이트 라인 각각으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 순차적으로 공급되는 기간 동안,
상기 다수의 데이터 라인 중 n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 토대로, 상기 m개의 게이트 라인 및 상기 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력하는 표시장치.
제3항에 있어서,
상기 1개의 터치센서 블록은,
상기 m개의 게이트 라인 및 상기 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들 각각에 포함되는 스토리지 캐패시터의 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 하나의 집합체인 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 서브픽셀 각각은,
발광소자와, 상기 발광소자를 구동하며 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드를 포함하는 구동 트랜지스터와, 상기 제1 노드와 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터와, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 캐패시터를 포함하고,
상기 스토리지 캐패시터의 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 상기 제1 플레이트는 상기 구동 트랜지스터의 상기 제1 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 플레이트는 상기 구동 트랜지스터의 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되는 표시장치.
제5항에 있어서,
상기 구동 트랜지스터의 채널 영역과 중첩되는 채널 쉴드 패턴을 더 포함하고,
상기 채널 쉴드 패턴은 상기 스토리지 캐패시터의 상기 제1 플레이트와 전기적으로 연결되는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 데이터 라인과 대응되어 존재하며, 상기 다수의 데이터 라인과 상기 다수의 데이터 라인의 주변에 위치하는 주변 도전체를 서로 차폐시켜주기 위한 다수의 쉴드 라인을 더 포함하고,
상기 데이터 구동회로는, 상기 다수의 쉴드 라인 각각으로 해당 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터 신호와 대응되는 쉴드 구동 신호를 공급하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 게이트 신호는, 상기 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 간의 전압 차이와 대응되는 진폭만큼 전압 레벨이 가변 되는 구간을 포함하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 구동회로는 디스플레이 구동을 위해 상기 다수의 데이터 라인을 구동하고 터치 센싱을 위한 상기 다수의 데이터 라인을 센싱하는 동시 구동회로를 포함하고,
상기 동시 구동회로는 상기 다수의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하고 상기 다수의 데이터 라인 각각을 센싱하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기를 포함하고,
상기 다수의 동시 구동 증폭기 각각은,
상기 영상 데이터 신호가 입력되는 제1 입력단과, 상기 데이터 라인과 연결되며, 상기 제1 입력단에 입력된 상기 영상 데이터 신호를 상기 데이터 라인으로 출력하는 제2 입력단과, 상기 데이터 라인을 통해 검출된 검출 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기와,
상기 제2 입력단과 상기 출력단 사이에 전기적으로 연결된 피드백 캐패시터를 포함하는 표시장치.
제9항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 출력 버퍼를 더 포함하고,
상기 다수의 출력 버퍼 각각은, 상기 영상 데이터 신호가 입력되는 버퍼 입력단과, 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 버퍼 출력단을 포함하고,
상기 데이터 라인은,
제1 구동 타이밍 기간 동안, 상기 동시 구동 증폭기의 상기 제2 입력단과 전기적으로 연결되고,
상기 제1 구동 타이밍 기간 이후의 제2 구동 타이밍 기간 동안, 상기 출력 버퍼의 상기 버퍼 출력단과 전기적으로 연결되는 표시장치.
제10항에 있어서,
정해진 수평 시간 동안 상기 영상 데이터 신호는, 상기 제1 신호구간과, 상기 제1 신호구간에 이어지는 제2 신호 구간과, 상기 제2 신호 구간에 이어지는 제3 신호 구간을 포함하고,
상기 제2 신호구간과 상기 제3 신호구간의 전압 차이는, 없거나, 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 간의 전압 차이보다 작고,
상기 제1 구동 타이밍 기간 동안, 상기 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간 및 상기 제2 신호구간은 상기 동시 구동 증폭기를 통해 해당 데이터 라인으로 출력되고,
상기 제2 구동 타이밍 기간 동안, 상기 영상 데이터 신호의 상기 제3 신호구간은 상기 출력 버퍼를 통해 해당 데이터 라인으로 출력되는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 표시패널은 실제 영상을 표시하는 중에 페이크 영상을 표시하고,
상기 데이터 구동 회로는 상기 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 일정 전압 차이를 갖는 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간을 갖는 상기 영상 데이터 신호로서 출력하고,
상기 페이크 영상은 블랙 영상 또는 저계조 영상인 표시장치.
제12항에 있어서,
상기 페이크 영상 데이터 신호는, 저계조 전압 이하의 범위에서, 일정 전압 차이를 갖는 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간을 가지면서 스윙 하는 표시장치.
표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동회로에 있어서,
영상 데이터를 저장하는 래치 회로;
상기 영상 데이터를 아날로그 전압 형태의 아날로그 영상 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 회로; 및
상기 아날로그 영상 신호를 토대로 일정 전압 차이를 유지하는 제1 신호구간과 제2 신호구간을 포함하는 영상 데이터 신호를 상기 다수의 데이터 라인 각각으로 공급하고, 상기 영상 데이터 신호가 공급된 상기 다수의 데이터 라인 각각을 통한 신호 검출에 따라 리드아웃 데이터를 출력하는 동시 구동회로를 포함하는 데이터 구동회로.
제14항에 있어서,
상기 다수의 데이터 라인 각각으로 공급되는 상기 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 각각의 전압 값이 가변 되더라도, 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 간의 전압 차이는 일정하게 유지되는 데이터 구동회로.
제14항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 게이트 라인 중 m(m은 2 이상의 자연수)개의 게이트 라인 각각으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 순차적으로 공급되는 기간 동안,
상기 다수의 데이터 라인 중 n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 토대로, 상기 m개의 게이트 라인 및 상기 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력하는 데이터 구동회로.
제16항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기와,
상기 다수의 동시 구동 증폭기에 의해 상기 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 디지털 값에 해당하는 센싱값으로 변환하는 다수의 아날로그-디지털 컨버터와,
상기 다수의 아날로그-디지털 컨버터 각각에서 출력되는 센싱값을 통합하여, 상기 m개의 게이트 라인 및 상기 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 생성하여 출력하는 통합 회로를 포함하는 데이터 구동회로.
제26항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기와,
상기 다수의 동시 구동 증폭기에 의해 상기 다수의 데이터 라인 중 n개의 데이터 라인 각각을 통해 검출된 검출신호를 통합하여 통합 검출신호를 출력하는 통합 회로와,
상기 통합 검출신호를 토대로, 상기 m개의 게이트 라인 및 상기 n개의 데이터 라인에 의해 정의되는 서브픽셀들과 대응되는 1개의 터치센서 블록에 대한 리드아웃 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 데이터 구동회로.
제14항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 데이터 라인과 대응되어 존재하며, 상기 다수의 데이터 라인과 상기 다수의 데이터 라인의 주변에 위치하는 주변 도전체를 서로 차폐시켜주기 위한 다수의 쉴드 라인과 전기적으로 연결된 쉴드 구동회로를 포함하고,
상기 쉴드 구동회로는 상기 다수의 쉴드 라인 각각으로 해당 데이터 라인에 공급되는 영상 데이터 신호와 대응되는 쉴드 구동 신호를 공급하는 데이터 구동회로.
제14항에 있어서,
상기 동시 구동회로는 상기 다수의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하고 상기 다수의 데이터 라인 각각을 센싱하기 위한 다수의 동시 구동 증폭기를 포함하고,
상기 다수의 동시 구동 증폭기 각각은,
상기 영상 데이터 신호가 입력되는 제1 입력단과, 상기 데이터 라인과 연결되며, 상기 제1 입력단에 입력된 상기 영상 데이터 신호를 상기 데이터 라인으로 출력하는 제2 입력단과, 상기 데이터 라인을 통해 검출된 검출 신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기와,
상기 제2 입력단과 상기 출력단 사이에 전기적으로 연결된 피드백 캐패시터를 포함하는 데이터 구동회로.
제20항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 데이터 라인 각각으로 상기 영상 데이터 신호를 공급하기 위한 다수의 출력 버퍼를 더 포함하고,
상기 다수의 출력 버퍼 각각은, 상기 영상 데이터 신호가 입력되는 버퍼 입력단과, 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 버퍼 출력단을 포함하고,
상기 데이터 라인은,
제1 구동 타이밍 기간 동안, 상기 동시 구동 증폭기의 상기 제2 입력단과 전기적으로 연결되고,
상기 제1 구동 타이밍 기간 이후의 제2 구동 타이밍 기간 동안, 상기 출력 버퍼의 상기 버퍼 출력단과 전기적으로 연결되는 데이터 구동회로.
제21항에 있어서,
정해진 수평 시간 동안 상기 영상 데이터 신호는, 상기 제1 신호구간과, 상기 제1 신호구간에 이어지는 제2 신호 구간과, 상기 제2 신호 구간에 이어지는 제3 신호 구간을 포함하고,
상기 제2 신호구간과 상기 제3 신호구간의 전압 차이는, 없거나, 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간 간의 전압 차이보다 작고,
상기 제1 구동 타이밍 기간 동안, 상기 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간 및 상기 제2 신호구간은 상기 동시 구동 증폭기를 통해 해당 데이터 라인으로 출력되고,
상기 제2 구동 타이밍 기간 동안, 상기 영상 데이터 신호의 상기 제3 신호구간은 상기 출력 버퍼를 통해 해당 데이터 라인으로 출력되는 데이터 구동회로.
제14항에 있어서,
상기 표시패널은 실제 영상을 표시하는 중에 페이크 영상을 표시하고,
상기 동시 구동회로는 상기 페이크 영상과 대응되는 페이크 영상 데이터 신호를 일정 전압 차이를 갖는 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간을 갖는 상기 영상 데이터 신호로서 출력하는 데이터 구동회로.
제23항에 있어서,
상기 동시 구동회로는,
상기 다수의 게이트 라인 중 둘 이상의 게이트 라인으로 턴-온 전압 레벨의 게이트 신호가 동시에 공급될 때, 상기 둘 이상의 게이트 라인과 대응되는 둘 이상의 서브픽셀 행에 포함된 서브픽셀들로 상기 페이크 영상 데이터 신호를 동시에 공급하는 데이터 구동회로.
제23항에 있어서,
상기 페이크 영상 데이터 신호는, 저계조 전압 이하의 범위에서, 일정 전압 차이를 갖는 상기 제1 신호구간과 상기 제2 신호구간을 가지면서 스윙 하는 데이터 구동회로.
제25항에 있어서,
상기 페이크 영상 데이터 신호의 상기 제1 신호구간은 일정한 제1 전압 값을 갖고, 상기 페이크 영상 데이터 신호의 상기 제2 신호구간은 일정한 제2 전압 값을 갖고, 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 전압 차이는 일정한 데이터 구동회로.
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 서브픽셀이 배열되는 표시패널과, 상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동회로를 포함하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 다수의 데이터 라인 각각으로 영상 데이터 신호를 공급하는 단계;
상기 다수의 데이터 라인에 공급된 상기 영상 데이터 신호에 응답하여 상기 다수의 데이터 라인 각각을 통해 검출되는 신호를 토대로 리드아웃 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 리드아웃 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.