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KR20240119535A - 게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR20240119535A
KR20240119535A KR1020230011717A KR20230011717A KR20240119535A KR 20240119535 A KR20240119535 A KR 20240119535A KR 1020230011717 A KR1020230011717 A KR 1020230011717A KR 20230011717 A KR20230011717 A KR 20230011717A KR 20240119535 A KR20240119535 A KR 20240119535A
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transistor
electrode
signal
electrode connected
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KR1020230011717A
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이태관
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 실시예는 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 외부로부터 공급된 선택신호를 기반으로 M노드를 충전하며, 상기 M노드에 충전된 전위와 리셋신호에 응답하여 제1고전압으로 Q노드를 충전하는 구동 회로부; 상기 구동 회로부의 구동에 대응하여 상기 Q노드와 상기 Q노드와 반대로 동작하는 Qb노드를 제어하는 노드 제어부; 및 상기 노드 제어부에 포함된 상기 Q노드와 상기 Qb노드의 전위에 대응하여 캐리신호와 적어도 하나의 스캔신호를 출력하는 출력 회로부를 포함하는 게이트 구동 회로를 제공할 수 있다.

Description

게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 표시장치{Gate Driving Circuit and Display Device including the same}
본 명세서는 게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.
본 실시예는 다수의 스테이지를 선택적으로 구동하고, 이로부터 출력된 멀티 스캔신호를 기반으로 다수의 위치에서 터치센싱 동작이 이루어지도록 하여 터치센싱에 필요한 시간을 줄일 수 있는 게이트 구동 회로와 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실시예는 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 외부로부터 공급된 선택신호를 기반으로 M노드를 충전하며, 상기 M노드에 충전된 전위와 리셋신호에 응답하여 제1고전압으로 Q노드를 충전하는 구동 회로부; 상기 구동 회로부의 구동에 대응하여 상기 Q노드와 상기 Q노드와 반대로 동작하는 Qb노드를 제어하는 노드 제어부; 및 상기 노드 제어부에 포함된 상기 Q노드와 상기 Qb노드의 전위에 대응하여 캐리신호와 적어도 하나의 스캔신호를 출력하는 출력 회로부를 포함하는 게이트 구동 회로를 제공할 수 있다.
상기 구동 회로부는 상기 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 상기 선택신호를 기반으로 상기 M노드를 충전하기 위한 제1 내지 제3트랜지스터와, 상기 선택신호를 전압으로 저장하는 홀딩 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 제1트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 선택신호를 전달하는 선택신호라인에 제1전극이 연결되고 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되며, 상기 제2트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결되며, 상기 제3트랜지스터는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압을 전달하는 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극과 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되고, 상기 홀딩 커패시터는 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결될 수 있다.
상기 구동 회로부는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결된 제4트랜지스터와, 상기 리셋신호를 전달하는 리셋신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제4트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 Q노드에 제2전극이 연결된 제5트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 회로부는 스타트신호를 전달하는 스타트신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 M노드에 제1전극이 연결되고 저전압을 전달하는 저전압라인에 제2전극이 연결되며 상기 스타트신호에 응답하여 상기 M노드를 방전시키는 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 출력 회로부는 상기 Q노드의 전위에 응답하여 온전압으로 발생되는 스캔신호들을 동시에 출력하는 스캔신호출력단들을 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 실시예는 영상을 표시하기 위한 서브 픽셀과 터치 유무를 센싱하기 위한 터치전극을 포함하는 표시패널; 및 상기 표시패널에 스캔신호를 공급하는 다수의 스테이지를 포함하는 게이트 구동회로를 포함하고, 상기 다수의 스테이지 중 제N스테이지는 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 외부로부터 공급된 선택신호를 기반으로 M노드를 충전하며, 상기 M노드에 충전된 전위와 리셋신호에 응답하여 제1고전압으로 Q노드를 충전하는 구동 회로부와, 상기 구동 회로부의 구동에 대응하여 상기 Q노드와 상기 Q노드와 반대로 동작하는 Qb노드를 제어하는 노드 제어부와, 상기 노드 제어부에 포함된 상기 Q노드와 상기 Qb노드의 전위에 대응하여 캐리신호와 적어도 하나의 스캔신호를 출력하는 출력 회로부를 포함하고, 상기 다수의 스테이지 중 적어도 두 개의 스테이지는 상기 터치전극을 센싱하기 위한 터치센싱 기간 동안 상기 선택신호에 대응하여 온전압으로 발생되는 스캔신호들을 동시에 출력하는 표시장치를 제공할 수 있다.
상기 구동 회로부는 상기 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 상기 선택신호를 기반으로 상기 M노드를 충전하기 위한 제1 내지 제3트랜지스터와, 상기 선택신호를 전압으로 저장하는 홀딩 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 제1트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 선택신호를 전달하는 선택신호라인에 제1전극이 연결되고 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되며, 상기 제2트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결되며, 상기 제3트랜지스터는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압을 전달하는 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극과 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되고, 상기 홀딩 커패시터는 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결될 수 있다.
상기 구동 회로부는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결된 제4트랜지스터와, 상기 리셋신호를 전달하는 리셋신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제4트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 Q노드에 제2전극이 연결된 제5트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예는 다수의 스테이지를 선택적으로 구동하고, 이로부터 출력된 멀티 스캔신호를 기반으로 다수의 위치에서 터치센싱 동작이 이루어지도록 하여 터치센싱에 필요한 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 실시예는 선택신호를 기반으로 다수의 스테이지를 선택적으로 구동할 수 있는 게이트 구동 회로와 이를 기반으로 영상 표시, 터치 센싱 및 실시간 센싱을 가능하게 할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 터치센서를 갖는 표시장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 터치센서를 갖는 표시장치의 구동 방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 멀티 센싱을 위한 스캔신호 출력 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실시간 센싱이 가능한 서브 픽셀을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 멀티 스캔신호를 출력할 수 있는 게이트 구동부를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 시프트 레지스터부에 포함된 제N스테이지의 일부를 나타낸 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시된 시프트 레지스터부의 멀티 스캔신호 출력시 노드 상태도이다.
도 10은 시프트 레지스터부에 포함된 2개의 스테이지에서 멀티 스캔신호 출력이 이루어지는 것을 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 2개의 스테이지의 멀티 스캔신호 출력과 관련된 구동 방식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따라 시프트 레지스터부에 포함된 제N스테이지의 일부를 나타낸 회로도이고, 도 13은 도 12에 도시된 노드 제어부의 회로 구성 예시도이고, 도 14는 도 12에 도시된 시프트 레지스터부의 멀티 스캔신호 출력시 노드 상태도이다.
도 15는 시프트 레지스터부에 포함된 2개의 스테이지에서 멀티 스캔신호 출력이 이루어지는 것을 나타낸 도면이고, 도 16은 도 15에 도시된 2개의 스테이지의 멀티 스캔신호 출력과 관련된 구동 방식을 설명하기 위한 파형도이다.
본 실시예에 따른 표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 자동차 전기장치, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에 따른 표시장치는 발광표시장치(Light Emitting Display Device: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display Device; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 무기 발광다이오드 또는 유기 발광다이오드를 기반으로 빛을 직접 발광하는 발광표시장치를 일례로 한다.
아울러, 이하에서 설명되는 박막 트랜지스터는 n 타입 박막 트랜지스터, p 타입 박막 트랜지스터 또는 n 타입과 p 타입이 함께 존재하는 형태로 구현될 수도 있다. 박막 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 박막 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 박막 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 즉, 박막 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다.
p 타입 박막 트랜지스터의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 타입 박막 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 이와 달리, n 타입 박막 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스에서 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 타입 박막 트랜지스터에서 전자가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. 그러나 박막 트랜지스터의 소스와 드레인은 인가된 전압에 따라 변경될 수 있다. 이를 반영하여, 이하의 설명에서는 소스와 드레인 중 어느 하나를 제1전극, 소스와 드레인 중 나머지 하나를 제2전극으로 설명한다.
도 1은 발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광표시장치는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(게이트 구동 회로)(130), 데이터 구동부(데이터 구동 회로)(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180) 등을 포함할 수 있다.
영상 공급부(세트 또는 호스트시스템)(110)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호(이미지 데이터신호)와 더불어 각종 구동신호를 출력할 수 있다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(120)는 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 VSYNC, 수평 동기신호인 HSYNC) 등을 출력할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상 공급부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급할 수 있다. 타이밍 제어부(120)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 스캔신호(또는 게이트신호)를 출력할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 스캔신호를 공급할 수 있다. 게이트 구동부(130)는 IC 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 표시패널(150) 상에 직접 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압을 기반으로 디지털 형태의 데이터신호를 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터 구동부(140)는 IC 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위전압과 저전위전압을 생성하고, 고전위전원라인(EVDD)과 저전위전원라인(EVSS)을 통해 출력할 수 있다. 전원 공급부(180)는 고전위전압과 저전위전압뿐만아니라 게이트 구동부(130)의 구동에 필요한 전압이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압 등을 생성 및 출력할 수 있다.
표시패널(150)은 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호 그리고 고전위전압과 저전위전압을 포함하는 구동전압 등에 대응하여 영상(이미지)을 표시할 수 있다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다. 표시패널(150)은 유리, 실리콘, 폴리이미드 등 강성 또는 연성을 갖는 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 그리고 빛을 발광하는 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 픽셀 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색을 포함하는 픽셀로 이루어질 수 있다.
예컨대, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1데이터라인(DL1), 제1게이트라인(GL1), 고전위전원라인(EVDD) 및 저전위전원라인(EVSS)에 연결될 수 있고, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터, 유기 발광다이오드 등으로 이루어진 픽셀회로를 포함할 수 있다. 발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하는바 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드의 구동에 필요한 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 또한 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)을 블록의 형태로 단순 도시하였음을 참조한다.
한편, 위의 설명에서는 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140) 등을 각각 개별적인 구성인 것처럼 설명하였다. 그러나 발광표시장치의 구현 방식에 따라 타이밍 제어부(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140) 중 하나 이상은 하나의 IC 내에 통합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 터치센서를 갖는 표시장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 터치센서를 갖는 표시장치의 구동 방법을 개략적으로 설명하기 위한 파형도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 멀티 센싱을 위한 스캔신호 출력 방식을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상을 표시하는 표시패널(150)은 사용자의 입력을 터치 방식으로 입력 받을 수 있는 터치센서(155)를 가질 수 있다. 터치센서(155)는 표시패널(150)에 대한 터치 유무 및 위치 정보 등을 검출하기 위한 터치전극들을 가질 수 있다. 터치센서(155)는 정전용량 방식 등으로 동작할 수 있다.
표시패널(150)은 데이터라인에 연결된 데이터 구동부(140)에 의해 구동될 수 있고, 터치센서(155)는 센싱라인에 연결된 터치 구동부(145)에 의해 구동될 수 있다. 표시패널(150)과 터치센서(155)는 별도의 구성으로 구분되어 형성될 수 있음은 물론이고, 하나의 패널로 일체화될 수 있다.
표시패널(150)과 터치센서(155)가 하나의 패널로 일체화된 경우, 터치센서(155)는 표시패널(150)에 별도로 형성되거나 표시패널(150)에 형성된 전극으로 구현될 수 있다. 이하, 터치센서(155)가 표시패널(150)에 형성된 전극으로 구현된 것을 일례로 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 터치센서(155)가 표시패널(150)에 형성된 전극으로 구현된 경우, 표시패널(150)과 터치센서(155)는 시분할 방식으로 구분되어 제어(구동)될 수 있다.
예를 들어, 제1프레임(1Frame)의 제1시간인 디스플레이 기간(DSP) 동안 표시패널(150)의 영상 표시 동작이 이루어질 수 있고, 제2시간인 터치센싱 기간(TSP) 동안 터치센서(155)의 센싱 동작이 이루어질 수 있다. 이러한 흐름은 제2프레임(2Frame) 등 모든 프레임에서 동일하게 나타날 수 있다.
실시예에 따른 표시장치는 표시패널(150) 내에 포함된 소자 예를 들면, 구동 트랜지스터 또는 유기 발광다이오드의 열화 유무를 판단 및 보상하기 위한 실시간 센싱 기간(RTS)을 포함할 수 있다.
실시간 센싱 기간(RTS)은 디스플레이 기간(DSP)과 터치센싱 기간(TSP)을 포함하는 액티브 기간이 아닌 블랭크 기간(VB)에 포함될 수 있다. 실시간 센싱 기간(RTS) 동안 센싱 동작과 관련된 회로는 특정 라인만 센싱 라인(SL)으로 정의하고, 센싱 라인(SL)에 포함된 적어도 하나의 서브 픽셀에 포함된 소자를 센싱할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 표시장치는 터치센싱 기간(TSP) 동안 다수의 센싱라인에 포함된 터치전극을 구동 및 센싱하고, 이를 기반으로부터 터치 유무를 판단할 수 있도록 멀티 스캔신호(MSCO)를 출력할 수 있다. 멀티 스캔신호(MSCO)는 동시에 온전압(H)으로 발생되는 스캔신호들로 정의될 수 있다.
한편, 도 5에서는 온전압(H)으로서 하이전압을 예시로 도시하였으나, 이는 서브 픽셀에 포함된 트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 전압으로 이해되어야 할 것이다. 따라서, 온전압(H)은 트랜지스터의 타입(p 타입인 경우)에 따라 하이전압이 아닌 로우전압의 형태가 될수도 있다. 멀티 스캔신호(MSCO)의 출력과 관련된 부분은 이하에서 다룬다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실시간 센싱이 가능한 서브 픽셀을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 멀티 스캔신호를 출력할 수 있는 게이트 구동부를 나타낸 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에 따라 실시간 센싱이 가능한 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT), 센싱 트랜지스터(ST), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED) 등을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)의 제1전극에 게이트전극이 연결되고 고전위전원라인(EVDD)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 저전위전원라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)는 제1게이트라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1레퍼런스라인(REF1)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다.
센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT) 또는 유기 발광다이오드(OLED)의 열화(문턱전압, 이동도 등)를 보상하기 위해 추가된 일종의 보상회로이다. 센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 팔로윙(Source Following) 동작을 기반으로 물리적인 센싱을 가능하게 할 수 있다. 센싱 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)와 유기 발광다이오드(OLED) 사이에 정의된 센싱노드를 통해 센싱전압을 취득할 수 있도록 동작할 수 있다.
한편, 도 6에서는 스위칭 트랜지스터(SW)와 센싱 트랜지스터(ST)가 하나의 제1게이트라인(GL1)에 공통으로 연결되어 동시에 턴온되거나 턴오프되는 것을 일례로 도시 및 설명하였으나, 이들은 각기 다른 게이트라인에 연결되도록 분리될 수도 있다.
데이터 구동부(140)는 서브 픽셀(SP)을 구동하기 위한 패널 구동 회로부(141)와 서브 픽셀(SP)을 센싱하기 위한 패널 센싱 회로부(143)를 포함할 수 있다. 패널 구동 회로부(141)는 제1데이터라인(DL1)에 연결될 수 있고, 패널 센싱 회로부(143)는 제1레퍼런스라인(REF1)에 연결될 수 있다.
패널 구동 회로부(141)는 도 4의 디스플레이 기간(DSP) 동안 제1데이터라인(DL1)을 통해 서브 픽셀(SP)을 구동하기 위한 데이터전압 등을 출력할 수 있다. 패널 센싱 회로부(145)는 도 4의 실시간 센싱 기간(RTS) 동안 제1레퍼런스라인(REF1)을 통해 서브 픽셀(SP)을 센싱하기 위한 센싱전압을 취득할 수 있다.
데이터 구동부(140)는 센싱전압을 타이밍 제어부 등에 전달할 수 있다. 타이밍 제어부 등은 센싱전압을 기반으로 구동 트랜지스터(DT) 또는 유기 발광다이오드(OLED)의 열화(문턱전압, 이동도 등)에 대응하는 보상값을 생성하고 이를 기반으로 데이터신호 등을 보상할 수 있다.
한편, 서브 픽셀(SP)은 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극이나 캐소드전극을 분리시킬 수 있는 트랜지스터를 기반으로 터치전극을 구성할 수 있다. 또한, 다수의 서브 픽셀(SP)을 하나로 그룹화할 수 있는 트랜지스터를 기반으로 터치전극을 구성할 수 있다. 이처럼, 표시패널 내에 터치센서를 구현하기 위한 터치전극을 구성하는 방식은 다양하게 제안되고 있는바, 실시예가 특정 터치전극 구조에 한정되지 않도록 하기 위해, 터치전극을 구성하는 부분을 도시하지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시예에 따라 멀티 스캔신호를 출력할 수 있는 게이트 구동부는 제어신호 출력부(135)와 시프트 레지스터부(131) 등을 포함할 수 있다.
제어신호 출력부(135)는 타이밍 제어부의 제어 하에 스타트신호(Vst), 리셋신호(Rst), 선택신호(Lsp), 캐리클록신호들(Cclks) 및 스캔클록신호들(Scclks) 등을 출력할 수 있다. 제어신호 출력부(135)는 발광표시장치의 구현 방식에 따라 레벨 시프터 또는 전원 공급부 등에 포함될 수도 있다. 또한, 제어신호 출력부(135)로부터 출력되는 신호들 중 적어도 하나는 타이밍 제어부로부터 직접 출력되어 시프트 레지스터부(131)에 인가될 수도 있다.
시프트 레지스터부(131)는 제어신호 출력부(135)로부터 출력된 스타트신호(Vst), 리셋신호(Rst), 선택신호(Lsp), 캐리클록신호들(Cclks) 및 스캔클록신호들(Scclks) 등을 기반으로 동작하며 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 스캔신호들을 출력할 수 있다. 시프트 레지스터부(131)는 게이트라인들(GL1 ~ GLm)에 대응하여 스캔신호들을 출력하기 위해 스테이지들(STG1 ~ STGm)로 배치될 수 있다. 스테이지들(STG1 ~ STGm)은 앞단과 뒷단이 상호 연동하는 형태로 동작이 이루어질 수 있도록 종속적인 접속 관계를 가질 수 있다.
시프트 레지스터부(131)는 표시패널의 제작시 이루어지는 박막 공정에 의해 표시패널의 비표시영역 상에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 형성될 수 있다. 시프트 레지스터부(131)는 표시패널의 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 순방향 또는 역방향으로 스캔신호들을 출력할 수 있다. 또한, 시프트 레지스터부(131)는 적어도 둘 이상의 게이트라인을 선택하고 선택된 게이트라인들에 멀티 스캔신호를 출력할 수 있는데, 이와 관련된 설명은 이하에서 다룬다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 시프트 레지스터부에 포함된 제N스테이지의 일부를 나타낸 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시된 시프트 레지스터부의 멀티 스캔신호 출력시 노드 상태도이고, 도 10은 시프트 레지스터부에 포함된 2개의 스테이지에서 멀티 스캔신호 출력이 이루어지는 것을 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 2개의 스테이지의 멀티 스캔신호 출력과 관련된 구동 방식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])는 시프트 레지스터부에 포함된 스캔신호 출력회로이다. 제N스테이지(SCG[n])는 구동 회로부(SCP), 노드 제어부(NCP) 및 출력 회로부(SOP)를 포함할 수 있다.
구동 회로부(SCP)는 스타트신호라인(VST)을 통해 입력된 스타트신호, 리셋신호라인(RST)을 통해 입력된 리셋신호 및 선택신호라인(LSP)을 통해 입력된 선택신호 등을 기반으로 동작을 개시할 수 있다. 구동 회로부(SCP)는 제1고전압라인(GVDD)을 통해 입력된 제1고전압, 게이트로우라인(VGL)(또는 제3저전압라인(GVSS2))을 통해 입력된 게이트로우전압 및 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 구동하며 노드 제어부(NCP)를 제어할 수 있다.
구동 회로부(SCP)는 제1트랜지스터(Ta), 제2트랜지스터(Tb), 제3트랜지스터(Tc), 제4트랜지스터(T1b), 제5트랜지스터(T1c), 제6트랜지스터(T3nb), 제7트랜지스터(T3nc), 제8트랜지스터(T3md) 및 홀딩 커패시터(Cm)를 포함할 수 있다.
제1트랜지스터(Ta)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])(여기서, i는 1 이상 정수)에 게이트전극이 연결되고 선택신호라인(LSP)에 제1전극이 연결될 수 있다. 제1트랜지스터(Ta)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])을 통해 출력된 제N-i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 선택신호라인(LSP)을 통해 입력된 선택신호를 제1트랜지스터(Ta)의 제2전극에 전달할 수 있다.
제2트랜지스터(Tb)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])에 게이트전극이 연결되고 제1트랜지스터(Ta)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 M노드(Mn)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제2트랜지스터(Tb)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])을 통해 출력된 제N-i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 제1트랜지스터(Ta)의 제2전극을 통해 출력된 선택신호를 M노드(Mn)에 전달할 수 있다.
제3트랜지스터(Tc)는 M노드(Mn)에 게이트전극이 연결되고 제1고전압라인(GVDD)에 제1전극이 연결되고 제1트랜지스터(Ta)의 제2전극과 제2트랜지스터(Tb)의 제1전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 제3트랜지스터(Tc)는 M노드(Mn)의 전위에 응답하여 턴온되고 제1고전압라인(GVDD)을 통해 입력된 제1고전압을 제2트랜지스터(Tb)의 제1전극에 전달할 수 있다.
제4트랜지스터(T1b)는 M노드(Mn)에 게이트전극이 연결되고 제1고전압라인(GVDD)에 제1전극이 연결되고 제5트랜지스터(T1c)의 제1전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 제4트랜지스터(T1b)는 M노드(Mn)의 전위에 응답하여 턴온되고 제1고전압라인(GVDD)을 통해 입력된 제1고전압을 제5트랜지스터(T1c)의 제1전극에 전달할 수 있다.
제5트랜지스터(T1c)는 리셋신호라인(RST)에 게이트전극이 연결되고 제4트랜지스터(T1b)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 Q노드(Q)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제5트랜지스터(T1c)는 리셋신호라인(RST)을 통해 입력된 리셋신호에 응답하여 턴온되고 제4트랜지스터(T1b)의 제2전극을 통해 입력된 제1고전압을 Q노드(Q)에 전달할 수 있다. 즉, 제5트랜지스터(T1c)가 턴온되면, Q노드(Q)는 충전 상태가 될 수 있다.
제6트랜지스터(T3nb)는 스타트신호라인(VST)에 게이트전극이 연결되고 Q노드(Q)에 제1전극이 연결되고 제7트랜지스터(T3nc)의 제1전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 제6트랜지스터(T3nb)는 스타트신호라인(VST)을 통해 입력된 스타트신호에 응답하여 턴온되고 제7트랜지스터(T3nc)의 제1전극을 통해 입력된 제3저전압을 Q노드(Q)에 전달할 수 있다.
제7트랜지스터(T3nc)는 스타트신호라인(VST)에 게이트전극이 연결되고 제6트랜지스터(T3nb)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 제3저전압라인(GVSS2)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제7트랜지스터(T3nc)는 스타트신호라인(VST)을 통해 입력된 스타트신호에 응답하여 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 제6트랜지스터(T3nb)의 제2전극에 전달할 수 있다. 즉, 제6트랜지스터(T3nb)와 제7트랜지스터(T3nc)가 동시에 턴온되면, Q노드(Q)는 방전 상태가 될 수 있다.
제8트랜지스터(T3md)는 스타트신호라인(VST)에 게이트전극이 연결되고 M노드(Mn)에 제1전극이 연결되고 게이트로우라인(VGL)(또는 제3저전압라인(GVSS2))에 제2전극이 연결될 수 있다. 제8트랜지스터(T3md)는 스타트신호라인(VST)을 통해 입력된 스타트신호에 응답하여 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 M노드(Mn)에 전달할 수 있다. 즉, 제8트랜지스터(T3md)가 턴온되면, M노드(Mn)는 방전 상태(리셋을 위한 방전)가 될 수 있다.
홀딩 커패시터(Cm)는 제1고전압라인(GVDD)에 제1전극이 연결되고 제4트랜지스터(T1b)의 게이트전극과 제3트랜지스터(Tc)의 게이트전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 홀딩 커패시터(Cm)는 M노드(Mn)에 인가된 선택신호를 전압 형태로 저장할 수 있다. 홀딩 커패시터(Cm)는 터치센싱 기간 동안 제4트랜지스터(T1b)를 턴온시킬 수 있는 전압을 제공할 수 있다.
노드 제어부(NCP)는 구동 회로부(SCP)에 의해 제어 되어 Q노드(Q), Qh노드(Qh) 및 Qb노드(Qb)를 제어할 수 있다. 노드 제어부(NCP)는 구동 회로부(SCP)로부터 전달된 전위(전압)에 대응하여 Q노드(Q), Qh노드(Qh) 및 Qb노드(Qb) 중 적어도 하나를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 한편, Q노드(Q)와 Qb노드(Qb)는 서로 상반되는 동작 상태 예를 들어 어느 하나의 노드가 충전 상태가 되면 다른 하나의 노드는 방전 상태가 될 수 있다.
노드 제어부(NCP)는 제1고전압라인(GVDD)을 통해 입력된 제1고전압, 제2고전압라인(GVDD1)을 통해 입력된 제2고전압, 제2저전압라인(GVSS1)을 통해 입력된 제2저전압, 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 구동하며 Q노드(Q), Qh노드(Qh) 및 Qb노드(Qb)를 제어할 수 있다. 노드 제어부(NCP)는 다양한 회로를 기반으로 구현될 수 있는 바 이를 박스 형태로 도시하였다.
출력 회로부(SOP)는 노드 제어부(NCP)에 포함된 Q노드(Q)와 Qb노드(Qb)의 충전 또는 방전 상태에 대응하여 동작하며 캐리신호출력단(C[n])과 스캔신호출력단(SCO[n])을 통해 캐리신호와 스캔신호를 각각 출력할 수 있다. 출력 회로부(SOP)는 Q노드(Q)의 충전 시, 캐리클록신호라인(CRCLK[n])을 통해 입력된 캐리클록신호를 온전압의 캐리신호로 출력하고, 스캔클록신호라인(SCCLK[n])을 통해 입력된 스캔클록신호를 온전압의 스캔신호로 출력할 수 있다. 출력 회로부(SOP)는 Qb노드(Qb)의 충전 시, 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 오프전압의 캐리클록신호로 출력하고, 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 오프전압의 스캔신호로 출력할 수 있다.
출력 회로부(SOP)는 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c), 제1-2캐리 출력 트랜지스터(T7c), 제1캐리 출력 커패시터(CC), 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61), 제1-2스캔 출력 트랜지스터(T71) 및 제1스캔 출력 커패시터(C1)을 포함할 수 있다.
제1캐리 출력 커패시터(CC)는 부트스트래핑 커패시터로서, Q노드(Q) 및 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 캐리신호출력단(C[n])에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1캐리 출력 커패시터(CC)는 온전압의 캐리신호 출력시 출력 레벨을 높이는 역할을 할 수 있다.
제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)는 풀업 트랜지스터로서, Q노드(Q)에 게이트전극이 연결되고 캐리클록신호라인(CRCLK[n])에 제1전극이 연결되고 캐리신호출력단(C[n])에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)는 Q노드(Q)의 전위에 응답하여 턴온되고 캐리클록신호를 온전압의 캐리신호로 출력할 수 있다.
제1-2캐리 출력 트랜지스터(T7c)는 풀다운 트랜지스터로서, Qb노드(Qb)에 게이트전극이 연결되고 캐리신호출력단(C[n])에 제1전극이 연결되고 제3저전압라인(GVSS2)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1-2캐리 출력 트랜지스터(T7c)는 Qb노드(Qb)의 전위에 응답하여 턴온되고 제3저전압을 오프전압의 캐리클록신호로 출력할 수 있다.
제1스캔 출력 커패시터(C1)는 부트스트래핑 커패시터로서, Q노드(Q) 및 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)의 게이트전극에 제1전극이 연결되고 스캔신호출력단(SCO[n])에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1스캔 출력 커패시터(C1)는 온전압의 스캔신호 출력시 출력 레벨을 높이는 역할을 할 수 있다.
제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)는 풀업 트랜지스터로서, Q노드(Q)에 게이트전극이 연결되고 스캔클록신호라인(SCCLK[n])에 제1전극이 연결되고 스캔신호출력단(SCO[n])에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)는 Q노드(Q)의 전위에 응답하여 턴온되고 스캔클록신호를 온전압의 스캔신호로 출력할 수 있다.
제1-2스캔 출력 트랜지스터(T71)는 풀다운 트랜지스터로서, Qb노드(Qb)에 게이트전극이 연결되고 스캔신호출력단(SCO[n])에 제1전극이 연결되고 제1저전압라인(GVSS0)에 제2전극이 연결될 수 있다. 제1-2스캔 출력 트랜지스터(T71)는 Qb노드(Qb)의 전위에 응답하여 턴온되고 제1저전압을 오프전압의 스캔신호로 출력할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 제1고전압과 제2고전압은 동일한 전압 레벨을 갖거나 약간의 레벨 차이가 있을 수 있다. 또한, 앞서 설명된 제1저전압, 제2저전압 및 제3저전압은 동일한 전압 레벨을 갖거나 약간의 레벨 차이가 있을 수 있다. 그럼에도, 전압라인을 구분하는 이유는 목적 및 효과에 따라 전압 레벨을 동일하게 하거나 달리할 수 있기 때문이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])는 도 4의 터치센싱 기간(TSP) 동안 M노드(Mn)와 Q노드(Q)가 충전 되면, 멀티 스캔신호를 출력할 수 있다. 멀티 스캔신호는 하나의 스테이지가 아닌 다수의 스테이지로부터 스캔신호가 출력되는 경우를 의미할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따르면, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 동일한 회로를 기반으로 구성될 수 있으나, 신호라인의 접속 관계 부분에서 다음과 같은 차이가 있을 수 있다.
제N스테이지(SCG[n])는 전단인 제N-1스테이지의 캐리신호출력단(C[n-1])에 제1트랜지스터(Ta)와 제2트랜지스터(Tb)의 게이트전극이 연결될 수 있다. 제N스테이지(SCG[n])는 제N캐리클록신호라인(CRCLK[n])에 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)의 제1전극이 연결되고 제N스캔클록신호라인(SCCLK[n])에 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)의 제1전극이 연결될 수 있다.
제N+1스테이지(SCG[n+1])는 전단인 제N스테이지의 캐리신호출력단(C[n])에 제1트랜지스터(Ta)와 제2트랜지스터(Tb)의 게이트전극이 연결될 수 있다. 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 제N+1캐리클록신호라인(CRCLK[n+1])에 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)의 제1전극이 연결되고 제N+1스캔클록신호라인(SCCLK[n+1])에 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)의 제1전극이 연결될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따르면, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 초기 구동 기간(IDRV) 동안에 인가된 온전압(H)의 리셋신호(Rst)에 응답하여 리셋될 수 있다. 이어서, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 초기 구동 기간(IDRV) 동안에 인가된 온전압(H)의 스타트신호(Vst) 및 선택신호(Lsp)에 응답하여 구동을 개시할 수 있다.
다음으로, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 디스플레이 구동 기간(DSP) 동안에 인가된 온전압(H)의 선택신호들(Lsp), 캐리클록신호들(Cclk1 ~ Cclk3), 스캔클록신호들(Scclk1 ~ Scclk8)에 응답하여 캐리신호들과 스캔신호들을 출력할 수 있다.
다음으로, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 터치센싱 기간(TSP) 동안 리셋신호(Rst)에 응답하여 리셋될 수 있고, 디스플레이 구동 기간(DSP) 동안에 인가된 선택신호들(Lsp)에 의해 M노드(Mn)와 Q노드(Q)가 충전됨에 따라 다수의 스테이지가 구동하게 됨에 따라 멀티 스캔신호(MSCO)를 출력할 수 있다. 이때, 구동 가능한 스테이지의 개수는 선택신호들(Lsp)의 개수에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이, 2개의 선택신호들(Lsp)이 인가된 경우, 멀티 스캔신호(MSCO)를 동시에 출력할 수 있도록 동시 구동 가능한 스테이지의 개수는 2개일 수 있다.
그 결과, 표시패널에 형성된 터치센서는 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])로부터 출력된 멀티 스캔신호(MSCO)에 대응하여 다수의 위치에서 터치 유무를 센싱하기 위한 터치센싱 동작을 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따라 시프트 레지스터부에 포함된 제N스테이지의 일부를 나타낸 회로도이고, 도 13은 도 12에 도시된 노드 제어부의 회로 구성 예시도이고, 도 14는 도 12에 도시된 시프트 레지스터부의 멀티 스캔신호 출력시 노드 상태도이고, 도 15는 시프트 레지스터부에 포함된 2개의 스테이지에서 멀티 스캔신호 출력이 이루어지는 것을 나타낸 도면이고, 도 16은 도 15에 도시된 2개의 스테이지의 멀티 스캔신호 출력과 관련된 구동 방식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])는 시프트 레지스터부에 포함된 스캔신호 출력회로이다. 제N스테이지(SCG[n])는 구동 회로부(SCP), 노드 제어부(NCP) 및 출력 회로부(SOP)를 포함할 수 있다. 제2실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])는 제1실시예 대비 노드 제어부(NCP) 및 출력 회로부(SOP)의 구성에 차이가 있는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
제2실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])의 출력 회로부(SOP)는 총4개의 스캔신호를 출력하기 위해, 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61), 제1-2스캔 출력 트랜지스터(T71), 제1스캔 출력 커패시터(C1), 제2-1스캔 출력 트랜지스터(T62), 제2-2스캔 출력 트랜지스터(T72), 제2스캔 출력 커패시터(C2), 제3-1스캔 출력 트랜지스터(T63), 제3-2스캔 출력 트랜지스터(T73), 제3스캔 출력 커패시터(C3), 제4-1스캔 출력 트랜지스터(T64), 제4-2스캔 출력 트랜지스터(T74), 제4스캔 출력 커패시터(C4)를 포함할 수 있다.
제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61), 제1-2스캔 출력 트랜지스터(T71) 및 제1스캔 출력 커패시터(C1)는 제N스캔신호출력단(SCO[n])을 통해 제N스캔신호(제1스캔신호)를 출력할 수 있다. 제2-1스캔 출력 트랜지스터(T62), 제2-2스캔 출력 트랜지스터(T72) 및 제2스캔 출력 커패시터(C2)는 제N+1스캔신호출력단(SCO[n+1])을 통해 제N+1스캔신호(제2스캔신호)를 출력할 수 있다. 제3-1스캔 출력 트랜지스터(T63), 제3-2스캔 출력 트랜지스터(T73) 및 제3스캔 출력 커패시터(C3)는 제N+2스캔신호출력단(SCO[n+2])을 통해 제N+2스캔신호(제3스캔신호)를 출력할 수 있다. 제4-1스캔 출력 트랜지스터(T64), 제4-2스캔 출력 트랜지스터(T74) 및 제4스캔 출력 커패시터(C4)는 제N+3스캔신호출력단(SCO[n+3])을 통해 제N+3스캔신호(제4스캔신호)를 출력할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])의 노드 제어부(NCP)는 제1노드제어 트랜지스터(T1), 제2노드제어 트랜지스터(T1a), 제3노드제어 트랜지스터(T3q), 제4노드제어 트랜지스터(T3q'), 제5노드제어 트랜지스터(T3n), 제6노드제어 트랜지스터(T3na), 제7노드제어 트랜지스터(T3), 제8노드제어 트랜지스터(T3a), 제9노드제어 트랜지스터(T4), 제10노드제어 트랜지스터(T41), 제11노드제어 트랜지스터(T41'), 제12노드제어 트랜지스터(T4q), 제13노드제어 트랜지스터(T5q), 제14노드제어 트랜지스터(T5), 제15노드제어 트랜지스터(T5s), 제16노드제어 트랜지스터(T5n), 제17노드제어 트랜지스터(T5h), 제18노드제어 트랜지스터(T5a) 및 제19노드제어 트랜지스터(T5b)를 포함할 수 있다.
제1노드제어 트랜지스터(T1)와 제2노드제어 트랜지스터(T1a)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])(여기서, i는 1 이상 정수)을 통해 출력된 제N-i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 포워드단자(FW)를 통해 입력된 포워드신호를 기반으로 Q노드(Q)를 제어할 수 있다.
제3노드제어 트랜지스터(T3q)와 제4노드제어 트랜지스터(T3q')는 Q노드(Q)의 전위에 응답하여 턴온되고 제1고전압라인(GVDD)을 통해 입력된 제1고전압을 기반으로 Qh노드(Qh)를 제어할 수 있다.
제5노드제어 트랜지스터(T3n)와 제6노드제어 트랜지스터(T3na)는 제N+i번째 캐리신호출력단(C[n-i])(여기서, i는 1 이상 정수)을 통해 출력된 제N+i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 백워드단자(BW)를 통해 입력된 백워드신호를 기반으로 Q노드(Q)와 Qh노드(Qh)를 제어할 수 있다.
제7노드제어 트랜지스터(T3)와 제8노드제어 트랜지스터(T3a)는 Qb노드(Qb)의 전위에 응답하여 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 Q노드(Q)와 Qh노드(Qh)를 제어할 수 있다.
제9노드제어 트랜지스터(T4), 제10노드제어 트랜지스터(T41), 제11노드제어 트랜지스터(T41') 및 제12노드제어 트랜지스터(T4q)는 Q노드(Q)의 전위에 응답하여 턴온되고 제2고전압라인(GVDD1)을 통해 입력된 제2고전압을 기반으로 제13노드제어 트랜지스터(T5q)를 제어할 수 있다. 제13노드제어 트랜지스터(T5q)가 턴온되면, Qb노드(Qb)는 제3저전압라인(GVSS2))을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 방전될 수 있다.
제14노드제어 트랜지스터(T5)는 제15노드제어 트랜지스터(T5s)로부터 전달된 포워드신호 또는 제16노드제어 트랜지스터(T5n)로부터 전달된 백워드신호에 응답하여 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 Qb노드(Qb)를 방전할 수 있다.
제15노드제어 트랜지스터(T5s)는 제N-i번째 캐리신호출력단(C[n-i])(여기서, i는 1 이상 정수)으로부터 전달된 제N-i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 포워드단자(FW)를 통해 입력된 포워드신호를 제14노드제어 트랜지스터(T5)의 게이트전극과 제17노드제어 트랜지스터(T5h)의 제1전극에 전달할 수 있다.
제16노드제어 트랜지스터(T5n)는 제N+i번째 캐리신호출력단(C[n+i])(여기서, i는 1 이상 정수)으로부터 전달된 제N+i번째 캐리신호에 응답하여 턴온되고 백워드단자(BW)를 통해 입력된 백워드신호를 제14노드제어 트랜지스터(T5)의 게이트전극과 제17노드제어 트랜지스터(T5h)의 제1전극에 전달할 수 있다.
제17노드제어 트랜지스터(T5h)는 Qb노드(Qb)의 전위에 응답하여 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 기반으로 Qb노드(Qb)를 방전할 수 있다.
제18노드제어 트랜지스터(T5a)는 리셋라인(RST)을 통해 입력된 리셋신호에 응답하여 턴온되고 제19노드제어 트랜지스터(T5b)로부터 전달된 제3저전압을 기반으로 Qb노드(Qb)를 방전할 수 있다.
제19노드제어 트랜지스터(T5b)는 M노드(Mn)의 전위를 기반으로 턴온되고 제3저전압라인(GVSS2)을 통해 입력된 제3저전압을 제18노드제어 트랜지스터(T5a)의 제2전극에 전달할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 제N스테이지(SCG[n])는 도 4의 터치센싱 기간(TSP) 동안 M노드(Mn)와 Q노드(Q)가 충전 되면, 멀티 스캔신호를 출력할 수 있다. 멀티 스캔신호는 하나의 스테이지가 아닌 다수의 스테이지로부터 스캔신호가 출력되는 경우를 의미할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따르면, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 동일한 회로를 기반으로 구성될 수 있으나, 신호라인의 접속 관계 부분에서 다음과 같은 차이가 있을 수 있다.
제N스테이지(SCG[n])는 전단인 제N-1스테이지의 캐리신호출력단(C[n-1])에 제1트랜지스터(Ta)와 제2트랜지스터(Tb)의 게이트전극이 연결될 수 있다. 제N스테이지(SCG[n])는 제N캐리클록신호라인(CRCLK[n])에 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)의 제1전극이 연결될 수 있다. 제N스테이지(SCG[n])는 제N스캔클록신호라인(SCCLK[n])에 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)의 제1전극이 연결될 수 있고 제N+1스캔클록신호라인(SCCLK[n+1])에 제2-1스캔 출력 트랜지스터(T62)의 제1전극이 연결될 수 있고, 제N+2스캔클록신호라인(SCCLK[n+2])에 제3-1스캔 출력 트랜지스터(T63)의 제1전극이 연결될 수 있고, 제N+3스캔클록신호라인(SCCLK[n+3])에 제4-1스캔 출력 트랜지스터(T64)의 제1전극이 연결될 수 있다.
제N+1스테이지(SCG[n+1])는 전단인 제N스테이지의 캐리신호출력단(C[n])에 제1트랜지스터(Ta)와 제2트랜지스터(Tb)의 게이트전극이 연결될 수 있다. 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 제N+1캐리클록신호라인(CRCLK[n+1])에 제1-1캐리 출력 트랜지스터(T6c)의 제1전극이 연결될 수 있다. 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 제N+4스캔클록신호라인(SCCLK[n+4])에 제1-1스캔 출력 트랜지스터(T61)의 제1전극이 연결될 수 있고 제N+5스캔클록신호라인(SCCLK[n+5])에 제2-1스캔 출력 트랜지스터(T62)의 제1전극이 연결될 수 있고, 제N+6스캔클록신호라인(SCCLK[n+6])에 제3-1스캔 출력 트랜지스터(T63)의 제1전극이 연결될 수 있고, 제N+7스캔클록신호라인(SCCLK[n+7])에 제4-1스캔 출력 트랜지스터(T64)의 제1전극이 연결될 수 있다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따르면, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 초기 구동 기간(IDRV) 동안에 인가된 온전압(H)의 리셋신호(Rst)에 응답하여 리셋될 수 있다. 이어서, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 초기 구동 기간(IDRV) 동안에 인가된 온전압(H)의 스타트신호(Vst) 및 선택신호(Lsp)에 응답하여 구동을 개시할 수 있다.
다음으로, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 디스플레이 구동 기간(DSP) 동안에 인가된 온전압(H)의 선택신호들(Lsp), 캐리클록신호들(Cclk1 ~ Cclk3), 스캔클록신호들(Scclk1 ~ Scclk8)에 응답하여 캐리신호들과 스캔신호들을 출력할 수 있다.
다음으로, 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])는 터치센싱 기간(TSP) 동안 리셋신호(Rst)에 응답하여 리셋될 수 있고, 디스플레이 구동 기간(DSP) 동안에 인가된 선택신호들(Lsp)에 의해 M노드(Mn)와 Q노드(Q)가 충전됨에 따라 다수의 스테이지가 구동하게 됨에 따라 멀티 스캔신호(MSCO)를 출력할 수 있다. 이때, 구동 가능한 스테이지의 개수는 선택신호들(Lsp)의 개수에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 16과 같이, 4개의 선택신호들(Lsp)이 인가된 경우, 멀티 스캔신호(MSCO)를 동시에 출력할 수 있도록 동시 구동 가능한 스테이지의 개수는 4개일 수 있다.
그 결과, 표시패널에 형성된 터치센서는 제N스테이지(SCG[n])와 제N+1스테이지(SCG[n+1])로부터 출력된 멀티 스캔신호(MSCO)에 대응하여 다수의 위치에서 터치 유무를 센싱하기 위한 터치센싱 동작을 수행할 수 있다.
이상 본 실시예는 다수의 스테이지를 선택적으로 구동하고, 이로부터 출력된 멀티 스캔신호를 기반으로 다수의 위치에서 터치센싱 동작이 이루어지도록 하여 터치센싱에 필요한 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 실시예는 선택신호를 기반으로 다수의 스테이지를 선택적으로 구동할 수 있는 게이트 구동 회로와 이를 기반으로 영상 표시, 터치 센싱 및 실시간 센싱을 가능하게 할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
150: 표시패널 140: 데이터 구동부
DSP: 디스플레이 기간 TSP: 터치센싱 기간
SCG[n]: 제N스테이지 SCP: 구동 회로부
NCP: 노드 제어부 SOP: 출력 회로부
LSP: 선택신호라인 VST: 스타트신호라인
MSCO: 멀티 스캔신호

Claims (10)

  1. 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 외부로부터 공급된 선택신호를 기반으로 M노드를 충전하며, 상기 M노드에 충전된 전위와 리셋신호에 응답하여 제1고전압으로 Q노드를 충전하는 구동 회로부;
    상기 구동 회로부의 구동에 대응하여 상기 Q노드와 상기 Q노드와 반대로 동작하는 Qb노드를 제어하는 노드 제어부; 및
    상기 노드 제어부에 포함된 상기 Q노드와 상기 Qb노드의 전위에 대응하여 캐리신호와 적어도 하나의 스캔신호를 출력하는 출력 회로부를 포함하는 게이트 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로부는
    상기 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 상기 선택신호를 기반으로 상기 M노드를 충전하기 위한 제1 내지 제3트랜지스터와,
    상기 선택신호를 전압으로 저장하는 홀딩 커패시터를 포함하는 게이트 구동회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 선택신호를 전달하는 선택신호라인에 제1전극이 연결되고 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되며,
    상기 제2트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결되며,
    상기 제3트랜지스터는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압을 전달하는 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극과 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되고,
    상기 홀딩 커패시터는 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결된 게이트 구동회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 회로부는
    상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결된 제4트랜지스터와,
    상기 리셋신호를 전달하는 리셋신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제4트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 Q노드에 제2전극이 연결된 제5트랜지스터를 더 포함하는 게이트 구동회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 회로부는
    스타트신호를 전달하는 스타트신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 M노드에 제1전극이 연결되고 저전압을 전달하는 저전압라인에 제2전극이 연결되며 상기 스타트신호에 응답하여 상기 M노드를 방전시키는 트랜지스터를 더 포함하는 게이트 구동회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력 회로부는
    상기 Q노드의 전위에 응답하여 온전압으로 발생되는 스캔신호들을 동시에 출력하는 스캔신호출력단들을 포함하는 게이트 구동회로.
  7. 영상을 표시하기 위한 서브 픽셀과 터치 유무를 센싱하기 위한 터치전극을 포함하는 표시패널; 및
    상기 표시패널에 스캔신호를 공급하는 다수의 스테이지를 포함하는 게이트 구동회로를 포함하고,
    상기 다수의 스테이지 중 제N스테이지는
    제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 외부로부터 공급된 선택신호를 기반으로 M노드를 충전하며, 상기 M노드에 충전된 전위와 리셋신호에 응답하여 제1고전압으로 Q노드를 충전하는 구동 회로부와,
    상기 구동 회로부의 구동에 대응하여 상기 Q노드와 상기 Q노드와 반대로 동작하는 Qb노드를 제어하는 노드 제어부와,
    상기 노드 제어부에 포함된 상기 Q노드와 상기 Qb노드의 전위에 대응하여 캐리신호와 적어도 하나의 스캔신호를 출력하는 출력 회로부를 포함하고,
    상기 다수의 스테이지 중 적어도 두 개의 스테이지는
    상기 터치전극을 센싱하기 위한 터치센싱 기간 동안 상기 선택신호에 대응하여 온전압으로 발생되는 스캔신호들을 동시에 출력하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동 회로부는
    상기 제N-i캐리신호(i는 1 이상 정수)에 응답하여 상기 선택신호를 기반으로 상기 M노드를 충전하기 위한 제1 내지 제3트랜지스터와,
    상기 선택신호를 전압으로 저장하는 홀딩 커패시터를 포함하는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 선택신호를 전달하는 선택신호라인에 제1전극이 연결되고 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되며,
    상기 제2트랜지스터는 상기 제N-i캐리신호를 출력하는 제N-i번째 캐리신호출력단에 게이트전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결되며,
    상기 제3트랜지스터는 상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압을 전달하는 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 제1트랜지스터의 제2전극과 상기 제2트랜지스터의 제1전극에 제2전극이 연결되고,
    상기 홀딩 커패시터는 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결되고 상기 M노드에 제2전극이 연결된 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 회로부는
    상기 M노드에 게이트전극이 연결되고 상기 제1고전압라인에 제1전극이 연결된 제4트랜지스터와,
    상기 리셋신호를 전달하는 리셋신호라인에 게이트전극이 연결되고 상기 제4트랜지스터의 제2전극에 제1전극이 연결되고 상기 Q노드에 제2전극이 연결된 제5트랜지스터를 더 포함하는 표시장치.
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