KR101872987B1 - 분할 패널을 포함하는 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시패널을 2 이상의 분할패널로 구분하고, 각 분할패널의 표시 모드 사이에 추가적인 터치 모드를 추가함으로써 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)를 향상시키되, 산화물 반도체 TFT를 이용함으로써 4H 8상 펄스에서 2H 4상 펄스로 신호의 펄스폭을 감소시킴으로써 분할 표시패널의 게이트 구동부에 인가되는 신호라인의 개수를 유지 또는 감소시켜 베젤 측면의 장점을 가지는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

Description

분할 패널을 포함하는 표시장치 및 그 구동방법 {Display Device Having Partial Panels and Driving Method therefor}
본 발명은 분할 패널을 포함하는 표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것, 더 구체적으로는 터치기능을 구비한 2 이상의 분할 패널(Partial Panel)형 표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이 중, 액정표시장치(LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정표시패널과, 이 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정표시패널의 화소 어레이에는 다수의 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 교차되고 그 게이트라인(GL)과 데이터라인(GL)의 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, "TFT"라 한다)가 형성된다. 또한, 액정표시패널에는 액정셀(Clc)의 전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다. 액정셀(Clc)은 화소전극, 공통전극 및 액정층을 포함한다. 화소전극에 인가되는 데이터전압과, 공통전극에 인가되는 공통전압(Vcom)에 의해 액정셀(Clc)들의 액정층에는 전계가 걸린다. 이 전계에 의해 액정층을 투과하는 광량이 조절됨으로써 화상이 구현된다.
구동회로는 게이트라인들에 게이트 출력신호를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동회로와, 데이터라인들에 비디오신호(즉, 데이터전압)를 공급하기 위한 데이터 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 데이터라인들을 구동시켜 액정셀(Clc)들에 데이터전압을 공급한다. 게이트 구동회로는 게이트라인들을 순차적으로 구동시켜 데이터전압이 공급될 표시패널의 액정셀(Clc)들을 1 수평라인 분씩 선택한다.
게이트 구동회로는 게이트신호들을 순차적으로 발생하기 위해, 다수의 스테이지들로 구성된 게이트 쉬프트 레지스터를 포함한다. 쉬프트 레지스터의 각 스테이지는 충방전을 교번으로 진행함으로써 게이트 클럭신호(CLK)와 저전위 전압(Vss) 레벨로 이루어진 게이트 출력신호(Vout)를 출력한다. 스테이지들의 출력단들 각각은 게이트라인들에 일 대 일로 연결된다. 스테이지들로부터 제1 레벨의 게이트신호는 한 프레임에 한 번씩 순차적으로 발생되어 해당 게이트라인에 공급된다.
한편, 표시장치에서 터치 입력 기능을 제공함에 있어서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 표시장치의 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 패널 내장형(In-cell type) 터치 스크린 일체형 표시장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한, 터치 일체형 표시장치는 인셀 터치패널이라고도 표현되며, 터치 일체형 표시장치는 터치 감지를 위한 전극이 각 화소 구동을 위한 공통전극을 공통적으로 사용하되, 화소 출력 시간 동안에는 TFT의 공통전압을 제공하고, 터치 센싱 구간에서는 터치 전극으로 동작한다.
이러한, 터치 일체형 표시장치에서는 일반적으로 표시패널의 화면변경주기(Refresh Rate) 또는 프레임주파수의 1 주기인 1회의 프레임(주기) 동안 1회만 터치를 위한 구동이 이루어진다.
즉, 만일 프레임주파수가 60Hz라면, 1/60s 동안 패널을 구성하는 N개의 게이트 신호 구동을 통한 화소 On/Off 구동을 하고 그 마지막에 일정 간격동안 터치를 위한 구동을 하게 되며, 따라서 터치 감지 빈도(Touch Report Rate)가 60Hz가 되는 것과 같다.
그러나, 사용자의 터치 조작이 신속해지고, 터치 조작의 반응속도 등을 고려할 때 60Hz의 터치 센싱 빈도(즉, 1초에 60회 터치 감지)는 부족할 수 있으며 이러한 터치 센싱 빈도를 향상시킬 필요가 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 표시장치용 분할 패널의 구동방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 터치 센싱 빈도를 향상시키기 위하여 표시패널을 2 이상의 분할 패널로 분할한 후, 각 분할 패널을 구동하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 표시패널을 2 이상의 분할 패널로 구분하여 구동하는 방법으로서, 전체 패널 구동과 비교할 때 필요한 신호 라인의 개수를 감소시킴으로써 베젤 크기를 동일하게 유지하거나 감소시키는 분할 패널 구동방법을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 총 N개의 게이트 라인을 포함하되 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치로서, 1회의 터치 센싱 모드 구간을 사이에 두고, 각각 표시 모드로 구동되는 1~N/2번째 게이트 라인을 포함하는 제1분할 패널과, (N/2+1)~N번째 게이트 라인을 포함하는 제2분할 패널과, 제1분할패널 및 제2분할패널 양측에 배치되어 각각 우수 또는 기수 신호들을 입력받고 게이트 출력신호를 생성하여 각 게이트 라인으로 제공하는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부를 포함하며, 상기 게이트 구동부 각각에는 2개의 클럭신호와, 2개의 스타트 펄스 및 1 또는 2개의 엔드 신호가 인가되는 표시장치를 제공한다.
다른 측면에서 본 발명에 의하면 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치의 구동방법으로서, 1 프레임 주기 내에서, 제1분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제1 스타트 펄스(VST1), 제2 스타트 펄스(VST2) 및 4개의 엔드신호(END1~END4)를 인가하여 제1분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제1 표시 구동 단계와, 표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 1 터치 신호를 감지하는 제1 터치 구동 단계와, 제2분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제3 스타트 펄스(VST3), 제4 스타트 펄스(VST4) 및 2개의 엔드신호(END1, END2 또는 END3, END4)를 인가하여 제2분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제2 표시 구동 단계와, 표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 2 터치 신호를 감지하는 제2 터치 구동 단계를 포함하는 표시장치 구동방법을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은, 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치의 구동방법으로서, 1 프레임 주기 내에서, 제1분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제1 스타트 펄스(VST1), 제2 스타트 펄스(VST2) 및 2개의 엔드신호(END1, END2)를 인가하여 제1분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제1 표시 구동 단계와,표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 1 터치 신호를 감지하는 제1 터치 구동 단계와, 제2분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제3 스타트 펄스(VST3), 제4 스타트 펄스(VST4) 및 상기 제1분할 패널로 인가된 2개의 엔드신호와 동일한 2개의 엔드신호(END1, END2)를 인가하여 제2분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제2 표시 구동 단계와, 표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 2 터치 신호를 감지하는 제2 터치 구동 단계를 포함하는 표시장치 구동방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표시패널을 2 이상의 분할 패널로 분할한 후 각 분할 패널을 구동하고, 각 분할 패널의 구동 사이에 터치 감지 구간을 포함시킴으로써 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치 센싱 빈도를 높이기 위하여 표시패널을 2 이상의 분할 패널로 구획하여 구동하되, 전체 표시패널의 구동과 비교할 때 필요한 신호 라인의 개수를 변화 또는 감소시킴으로써 베젤 크기를 동일하게 유지하거나 감소시키는 분할 패널 구동방법을 제공하는 데 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 전체 구동 형태의 액정표시장치를 나타내며, 도 1은 전체 표시장치의 기능별 블록도를, 도 2는 패널 양측에 게이트 구동회로가 형성되는 구조를 도시한다.
도 3은 도 1 및 2와 같은 전체 구동형 표시장치의 구동방식을 도시하는 것으로서, 도 3의 (a)는 1 프레임 내에서의 화소표시(발광) 모드와 터치 모드의 시간 구획도이고, 도 3의 (b) 는 신호 라인들을 위주로 도시하는 주요 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 분할패널 및 구동방법을 도시하는 것으로서, 도 4의 (a)는 2분할 표시패널 및 각 분할패널로 인가되는 신호를 도시하며, 도 4의 (b)는 분할패널을 이용한 화소표시 및 터치 구동 방식을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 제1실시예의 분할 표시패널의 신호 인가 상태를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 제1실시예에서, 제1분할 패널 및 제2분할 패널에 엔드신호(END)가 인가되는 방식을 도시한다.
도 5c는 본 발명의 제1실시예가 적용되는 경우의 타이밍도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 분할 표시패널의 신호 인가 상태를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 6a는 전체적인 신호 인가 상태를 도시하며, 도 6b는 좌우측 대칭으로 신호가 인가되는 예를 도시하며, 도 6c는 제2실시예에 의한 엔드신호 입력 방식을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 전체 구동 형태의 액정표시장치를 나타내며, 도 1은 전체 표시장치의 기능별 블록도를, 도 2는 패널 양측에 게이트 구동회로가 형성되는 구조를 도시한다.
도 1을 참조하면, 통상적인 액정표시장치는 타이밍 콘트롤러(11), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(13), 모듈 전원부(15), 액정표시패널(16), 및 백라이트 유닛(17)을 포함하는 액정모듈과, 시스템 보드(14) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드(14)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(DATA_RGB)를 액정표시패널(16)의 해상도에 맞게 정렬한 후 mini-LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 데이터 구동회로(12)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드(14)로부터 입력되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)를 이용하여 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(SDC)와, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 60Hz의 프레임주파수로 입력되는 데이터가 60×i(i는 2 이상의 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 액정표시패널(16)의 화소 어레이에서 표시될 수 있도록 게이트 제어신호(GDC)와 데이터 제어신호(SDC)의 주파수를 60×i Hz로 체배할 수 있다.
데이터 제어신호(SDC)는 소스 스타트 펄스(Source, Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함할 수 있다.
게이트 제어신호(GDC)는 적어도 하나 이상의 스타트 펄스와 적어도 둘 이상의 클럭신호들을 포함한다. 통상적으로 액티브 채널인 반도체층의 재료로 비정질 실리콘을 사용하는 TFT의 액정표시장치의 경우, 클럭신호(CLK)가 4 수평주기(H)의 ON 구간폭을 가지는 펄스로서, 8개의 클럭신호들(CLK1 ~ CLK8) 사용한다.
여기서 “H”로 표현되는 수평주기 또는 수평구간 주기는 프레임주파수와 게이트라인 개수를 곱한 값의 역수로 정의될 수 있다. 예를 들어, 만일 표시패널이 1920*1080의 해상도를 가지는 경우, 수평구간(H) 주기는 1/(60Hz*1080)인 15.4μs가 된다.
따라서, 위와 같이 4수평주기의 ON 구간폭을 가지는 8개의 클럭을 일반적으로 4H 8상 클럭이라 표현할 수 있다.
또한, 도 1과 같은 표시장치에서 게이트 구동회로는 총 4개의 스타트 펄스들(VST1 ~ VST4) 또는 2개의 스타트 펄스들(VST1, VET2)과, 4개의 엔드신호(END1~END4) 또는 2개의 엔드신호(END1, RND2)를 사용하는 것이 일반적이며, 이러한 스타트 펄스 및 엔드신호의 구체적인 사용은 도 2와 관련하여 아래에서 더 상세하게 설명한다.
또한, 게이트 제어신호(GDC)는 게이트 출력폭을 제어하기 위한 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE)를 더 포함할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(11)는 인접 프레임 사이의 블랭크 구간에서 유효 데이터에 동기되지 않는 불필요한 클럭들이 출력되지 않도록 블랭크 구간을 포함한 한 프레임 기간 동안 클럭신호들(C1 ~ C8)의 토탈 발생 횟수를 게이트라인 갯수 또는 더미라인을 포함한 게이트라인 갯수로 제한한다.
시스템 보드(14)는 방송 수신회로와 외부 비디오 소스 인터페이스 회로에 접속되어 그 소스 회로로부터 입력된 화상 데이터(DATA_RGB)를 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 또는 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 송신회로를 통해 타이밍 콘트롤러(11)에 전송한다. 그리고 시스템 보드(14)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(11)에 전송한다.
데이터 구동회로(12)는 다수의 소스 드라이브 IC들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 타이밍 콘트롤러(11)로부터의 데이터 제어신호(SDC)에 응답하여 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(DATA_RGB)를 샘플링하고 래치하여 병렬 데이터 체계의 데이터로 변환한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 병렬데이터 전송 체계로 변환된 데이터를 모듈 전원부(15)로부터의 정극성/부극성 감마기준전압들(VGMAO1~VGMAO10)을 이용하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 액정셀들에 충전될 정극성/부극성 아날로그 비디오 데이터전압을 발생한다. 소스 드라이브 IC들 각각은 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 정극성/부극성 아날로그 비디오 데이터전압의 극성을 반전시키면서 그 데이터전압을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다.
게이트 구동회로(13)는 도 2와 같이 게이트 인 패널(Gate-In-Panel; 이하 ‘GIP’라 함) 방식에 따른 TFT 어레이 공정을 통해 액정표시패널(16)의 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.
게이트 구동회로(13)는 액정표시패널(16)에서, 화상 데이터(DATA_RGB)를 표시하기 위한 유효 표시영역(AA) 바깥의 비 표시영역(NAA)에 형성되며, 패널의 좌우(또는 상하) 양측에 대칭적으로 형성되는 구조일수 있다.
즉, 도 2와 같이, 게이트 구동회로(13)는 기수 게이트라인들 (G1,G3,...,Gn-3,Gn-1)에 게이트신호를 순차적으로 공급하기 위한 제1 게이트 구동부(13A)와, 우수 게이트라인들(G2,G4,...,Gn-2,Gn)에 게이트신호를 순차적으로 공급하기 위한 제2 게이트 구동부(13B)를 포함할 수 있으며, 각 게이트 구동부는 각 게이트 라인별로 GIP 블록을 포함할 수 있다.
제1 게이트 구동부(13A)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 기수 스타트 펄스들(VST1,VST3)과 기수 클럭들(CLK1,CLK3,CLK5,CLK7)에 응답하여 동작한다. 기수 클럭들(CLK1,CLK3,CLK5,CLK7)은 액정셀의 TFT 구동에 적합하도록 레벨 쉬프터(미도시)를 통해 레벨이 쉬프팅 된 후 제1 게이트 구동부(13A)에 입력될 수 있다. 제2 게이트 구동부(13B)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 우수 스타트 펄스들(VST2,VST4)과 우수 클럭들(CLK2,CLK4,CLK6,CLK8)에 응답하여 동작한다. 우수 클럭들(CLK2,CLK4,CLK6,CLK8)은 액정셀의 TFT 구동에 적합하도록 레벨 쉬프터(미도시)를 통해 레벨이 쉬프팅 된 후 제2 게이트 구동부(13B)에 입력될 수 있다.
또한, 전술한 예에서는 일측의 게이트 구동부 각각이 2개씩의 스타트 펄스를 사용하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서 1개씩의 스타트 펄스가 사용될 수도 있다.
즉, 기수측 구동을 기준으로, 1, 3번째 GIP 블록에 각각 VST1, VST3가 입력되는 방식(5, 7 번째 GIP 블록은 각각 1, 3번째 GIP 블록의 출력을 스타트 신호로 사용함)으로 설명하였으나, 첫번째 GIP 블록에만 VST1이 입력되는 방식(3 번째 이하의 GIP 블록은 전전 GIP 블록의 출력을 스타트 신호로서 사용)도 가능하다.
한편, 일측의 게이트 구동회로의 마지막 1 또는 2개의 GIP 블록에는 한 프레임의 종료를 나타내는 엔드신호(END)가 입력될 수 있으며, 이러한 엔드신호는 데이트 구동회로(D-IC)에서 생성하여 게이트 구동회로의 마지막 더미 GIP 블록으로 입력될 수도 있고, 마지막 더미 GIP 블록에서 생성되어 앞선 GIP 블록으로 입력될 수도 있다.
즉, 마지막 2개의 더미 GIP 블록(Dummy GIP #1, Dummy GIP #2)에서 각각 엔드신호 END1, END3을 생성하여 마지막 2개의 GIP 블록(GIP 블록 #n-1, GIP 블록 #n)으로 입력할 수도 있고, 데이터 구동회로(D-IC)에서 일측 게이트 구동부를 위한 엔드신호 1개(예를 들면, END1)를 생성하여 마지막 2개의 더미 GIP 블록(Dummy GIP #1, Dummy GIP #2)에 동시에 입력할 수 있다.
물론, 우수 및 기수 클럭과 스타트 펄스와 동작하는 제1 및 제2게이트 구동부(13A,B)의 패널 상 위치는 도 2로 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 패널 일측에 있는 제1게이트 구동부(13A)가 우수 스타트 펄스들(VST2,VST4)과 우수 클럭들(CLK2,CLK4,CLK6,CLK8)에 응답하여 동작하고, 패널 타측에 있는 제2게이트 구동부(13B)가 기수 스타트 펄스들(VST1,VST3)과 기수 클럭들(CLK1,CLK3,CLK5,CLK7)에 응답하여 동작할 수도 있을 것이며, 아래에서는 이러한 실시예로서 설명한다.
한편, 액정표시패널(16)의 하부 어레이 기판에는 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)이 교차되고, 이들의 교차 구조에 의해 m × n(m,n은 양의정수) 개의 액정셀(Clc)들이 매트릭스 형태로 형성되며, k(k는 양의 정수)개의 더미 라인들(미도시)이 더 형성될 수 있다.
액정셀(Clc)들 각각은 TFT, TFT에 접속된 화소전극(1), 및 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함한다. 액정셀(Clc)은 TFT를 통해 데이터전압을 충전하는 화소전극(1)과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극(2)의 전압차에 의해 구동되어 입사되는 빛의 투과량을 조정하여 화상 데이터(DATA_RGB)에 대응되는 표시화상을 구현한다.
액정표시패널(16)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 공통전극(2)은 TN 모드와 VA 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS모드와 FFS 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 액정표시패널(16)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
본 발명에서 적용 가능한 액정표시패널(16)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.
한편, 이와 같은 액정표시패널(16)의 하부 어레이 기판에는 터치 센싱 모드에서 터치 전극이 함께 형성되어 있을 수 있으며, 일반적으로 전술한 공통전극(2)이 터치 전극으로 이용될 수 있다.
즉, 화소표시 모드에서는 공통전극이 각 화소에 공통전압(Vcom)을 인가하기 위하여 사용되며, 터치 센싱 모드에서는 터치 구동 펄스 및 수신을 위한 터치 전극으로 사용되는 것이다.
도 3은 도 1 및 2와 같은 전체 구동형 표시장치의 구동방식을 도시하는 것으로서, 도 3의 (a)는 1 프레임 내에서의 화소표시(발광) 모드와 터치 모드의 시간 구획도이고, 도 3의 (b) 는 신호 라인들을 위주로 도시하는 주요 구성 블록도이다.
또한, 도 3의 표시장치에서는 총 1080개의 게이트 라인(GL)을 포함하는 것으로 가정하며, 양측에 게이트 구동회로가 배치되되 게이트 구동회로 각각에 대해서 4개의 게이트 클럭과, 2개의 스타트 펄스(VST)가 인가되는 것으로 가정한다.
도 3의 (a)에 표시된 바와 같이, 도 1 및 2와 같은 전체 패널 구동형 표시장치에서는 60Hz의 프레임주파수를 기준(즉, Refresh Rate가 1/60=16.7ms임)으로, 1회의 프레임 출력 시간 동안 앞의 일정 시간구간(예를 들면 10ms) 동안은 1~1280개 게이트 라인을 구동하고 동시에 데이터 라인도 구동하여 화소를 표시하는 화소표시 모드로 사용하고, 나머지 시간 동안(예를 들면, 6.7ms)에는 공통전극 등을 터치 전극으로 사용하여 터치 신호를 감지하는 터치 센싱 모드로 사용한다. 따라서, 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)는 60Hz가 된다.
또한, 도 1 및 도 2와 같은 전체 표시패널 구동형 표시장치에서는 일반적으로 비정질 실리콘(a-Si) 타입의 반도체층을 가지는 TFT를 이용하고, 게이트 클럭으로서 4H 8상 펄스를 이용하게 된다.
이 때, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 전체 구동형 표시장치의 좌측 게이트 구동회로부(미도시)에는 우수 클럭들인 CLK2, CLK4, CLK6, CLK 8 및 1개의 우수 스타트 펄스인 VST2 및 1개의 우수 엔드 신호인 END2가 인가되고, 우측 게이트 구동회로부(미도시)에는 4개의 기수 클럭들인 CLK1, CLK3, CLK5, CLK 7 및 1개의 기수 스타트 펄스인 VST1 및 1개의 기수 엔드 신호인 END1가 인가될 수 있다.
즉, 우측 게이트 구동부 기준으로, 가장 앞선 기수 GIP 블록 #1에는 스타트 펄스인 VST1와 클럭 CLK1가 입력되고, 다음 기수 GIP 블록 #3에는 클럭 CLK3과 GIP 블록 #1의 출력이 스타트 신호로서 GIP 블록 #3으로 입력된다. 이후 GIP 블록에도 이와 동일한 방식으로 클럭 CLK 1, 3, 5, 7이 순차적으로 입력되며, 가장 마지막 기수 GIP 블록 #1279 또는 첫번째 더미 GIP 블록(Dummy GIP #1)에 엔드신호인 END1이 입력된다.
물론, 전술한 바와 같이, 좌우측에 인가되는 신호들이 바뀔수도 있으며, 게이트 구동회로부 각각마다 1개씩의 스타트 펄스/엔드신호가 아니라, 양측의 게이트 구동회로부 각각마다 2개의 스타트 펄스(즉, 가장 앞서는 2개의 GIP 블록 #1, #3 또는 #2, #4)와 2개의 엔드신호(마지막 2개의 GIP 블록 #1278, #1280 또는 #1277, #1279)가 사용될 수도 있을 것이다.
이 때, 게이트 구동회로부로 입력되는 신호들의 타이밍은, 최초 4H(1~4H) 동안은 일측에 있는 VST1 펄스가 인가되고 1H 이격된 다음 4H 시간(2~5H) 동안에는 VST2가 인가되며, 다음에 순차적으로 8개의 클럭들 CLK1~CLK8이 4H의 펄스폭으로 인가됨으로써, 4H 8상 클럭 인가 상태가 유지된다.
한편, 이상과 같은 표시장치에서는 1 프레임마다 1회씩의 터치 센싱이 이루어지므로 60Hz의 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)를 가지므로 터치 감지 감도가 상대적으로 떨어지게 된다.
이러한 문제를 극복하기 위하여 표시패널을 2개 이상의 분할 패널로 구획하여 분할 패널별로 화소표시모드를 구동하되, 각 분할패널의 화소표시모드 사이에 터치 센싱 모드로 구동함으로써, 터치 센싱 빈도를 개선시키는 구조를 고려할 수 있다.
예를 들어, 표시패널을 구성하는 전체 1280개의 게이트 라인의 패널을 1~640 게이트 라인의 제1분할패널과, 641~1280 게이트 라인의 제2분할패널로 구분한 후, 한 프레임 동안, 제1분할 패널의 화소표시 모드, 제1 터치 감지 모드, 제2분할 패널의 화소표시 모드, 제2 터치 감지 모드 등으로 구동함으로써 터치 센싱 빈도를 2배 또는 그 이상으로 향상시킬 수 있다는 것이다.
그러나, 이러한 표시패널의 분할 구동시 전술한 각종 신호, 즉 게이트 구동회로로 인가되는 클럭, 스타트 펄스, 엔드신호 등이 분할 패널별로 할당하는 방식 등에 대해서 정해진 바가 없는 실정이다.
이에 본 발명의 일 실시예에서는, N개의 게이트 라인을 포함하는 표시패널로서, 1회의 터치 센싱 모드 구간을 사이에 두고, 화소 표시 모드로 구동되는 1~N/2번째 게이트 라인을 포함하는 제1분할 패널과, (N/2+1)~N번째 게이트 라인을 포함하는 제2분할 패널을 포함하되, 상기 표시패널의 양측에 배치되어 각각 우수 또는 기수 신호들을 입력받고 게이트 출력신호를 생성하여 각 게이트 라인으로 제공하는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부를 포함하며, 상기 게이트 구동부 각각에는 2개의 클럭과, 2개의 스타트 펄스 및 1 또는 2개의 엔드 신호가 인가될 수 있도록 하며, 이때 클럭은 2수평주기(H)의 펄스 폭과 4상(Phase)을 가지는 2H 4상 신호일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 및 제2분할 패널을 포함하는 표시패널의 구동방법은, 1프레임 주기 내에서, 제1분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제1 스타트 펄스(VST1), 제2 스타트 펄스(VST2) 및 2개의 엔드신호(END1, END2) 또는 4개의 엔드신호(END1~END4)를 인가하여 제1분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제1 표시 구동 단계와, 표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 1 터치 신호를 감지하는 제1 터치 구동 단계와, 제2분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제3 스타트 펄스(VST3), 제4 스타트 펄스(VST4) 및 2개의 엔드신호(END1, END2)를 인가하여 제2분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제2 표시 구동 단계와, 표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 2 터치 신호를 감지하는 제2 터치 구동 단계를 포함하도록 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 분할패널 및 구동방법을 도시하는 것으로서, 도 4의 (a)는 2분할 표시패널 및 각 분할패널로 인가되는 신호를 도시하며, 도 4의 (b)는 분할패널을 이용한 화소표시 및 터치 구동 방식을 도시한다.
이하 실시예의 설명에서는 전체 표시패널의 게이트 라인 개수가 1280개(즉, N=1280)인 것으로 가정하여 설명한다.
도 4의 (a)와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는, 표시패널이 게이트 라인 #1~640을 포함하는 제1분할 패널(410)과 게이트 라인 #641~1280을 포함하는 제2분할 패널(420)을 포함하며, 표시패널의 일측 비표시영역에는 데이터 구동부(D-IC; 450)이 배치된다. 이러한 데이터 구동부(450)는 다른 용어로 표현될 수도 있으며, 본 실시예에 의한 분할 패널 표시 구동과 터치 구동 등에 필요한 각종 신호 또는 펄스 등을 생성하여 게이트 구동부 또는 패널 내부로 제공하는 기능을 하는 모든 구성요소를 통칭하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1분할 패널(410) 및 제2분할패널(420)의 일측에는 각각 제1게이트 구동부(411) 및 제2게이트 구동부(421)가 배치되며, 제1게이트 구동부(411) 및 제2게이트 구동부(421)는 각 게이트 라인에 신호를 제공하기 위한 다수의 게이트 회로블록을 포함할 수 있으며, 이하 설명에서는 이러한 게이트 회로블록이 표시패널에 직접 형성되는 GIP 게이트 회로블록의 의미로서 “GIP 블록”이라는 표현을 사용하지만, 반드시 GIP 방식에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 모든 실시예에서는 도 4의 (b)와 같이, 하나의 프레임 주기 동안 제1분할패널의 화소를 표시하도록 구동하는 제1 표시 구동 모드와, 제1 터치 구동 모드와, 제2분할 패널의 화소를 표시하도록 구동하는 제2 표시 구동 모드 및 제2 터치 구동 모드가 순차적으로 구동되도록 제어된다. 따라서, 프레임 주파수가 60Hz인 경우 종래의 터치 방식에서는 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)가 60Hz인데 비해, 본 발명의 실시예에서는 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)가 120Hz로 증가하게 된다.
도 4와 같은 본 발명의 제1실시예에서는, 제1분할 패널의 제1 표시 모드를 구동하기 위하여 제1게이트 구동부로 인가되는 신호로서, 2수평주기(H)의 펄스폭과 4개의 상(Phase)을 가지는 4개의 클럭(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)와, 제1 스타트 펄스(VST1) 및 제2스타트 펄스(VST2)와, 4개의 엔드신호(END1, END2, END3, END 4)를 포함하며, 제2분할 패널의 제2 표시 모드를 구동하기 위하여 제2게이트 구동부로 인가되는 신호로서, 2수평주기(H)의 펄스폭과 4개의 상(Phase)을 가지는 4개의 클럭(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)와, 제3 스타트 펄스(VST3) 및 제4스타트 펄스(VST4)와, 2개의 엔드신호(END1, END2 또는 END3, END4)를 포함할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 종래에는 표시패널을 좌우로 나눴을 때 패널의 오른쪽 GIP는 CLK1,3,5,7 왼쪽은 CLK2,4,6,8 로 구동하며, CLK 하나는 4H의 펄스폭을 가졌다. 즉, 4H 8상 클럭 신호로서 게이트 제어를 수행하였으며, 이는 일반적인 비정질 실리콘(a-Si) 방식의 박막 트랜지스터 모델에서 일반적으로 사용되었던 구동방식이다.
한편, a-Si 박막 트랜지스터는 전하이동도가 약0.5cm2/VS로서 낮은 소자특성으로 인해 게이트 구동회로블록인 GIP 소자들의 크기가 커 GIP 블록 하나에 걸리는 신호들의 로드(load)가 크다는 단점이 있다.
그러나, 최근 박막 트랜지스터의 채널층 재료로 사용되고 있는 산화물 반도체(Oxide)는 a-Si에 비하여 전하이동도(약 1~40cm2/VS) 등의 소자 특성이 우수하기 때문에 GIP 소자 등의 크기가 크지 않고, 클럭등 신호들을 감당해야 하는 로드도 따라서 그만큼 작다.
또한, 기존에는 4H 8상 클럭신호, 즉 8개의 클럭을 게이트 구동부로 입력하여야 하므로 좌우 베젤이 커질 수밖에 없어서, 모바일 장치 등과 같이 좁은 베젤이 선호되는 표시장치에는 부적절한 단점이 있었다.
따라서, 본 발명이 실시예에서는 표시장치에 포함되는 박막 트랜지스터(TFT), 더 구체적으로는 각 화소에 배치되는 화소 구동 또는 스위칭 TFT 및 GIP 영역의 게이트 구동회로 내의 TFT의 반도체층으로서 산화물 반도체가 사용된 소위, ‘옥사이드 TFT(Oxide TFT)’인 것이 바람직하다.
이 때, 옥사이드 TFT에 사용되는 산화물 반도체 물질의 예로서 징크 옥사이드(ZnO) 계열의 산화물 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 등이 포함될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같은 높은 전하이동도 특성의 옥사이드 TFT를 이용하면 게이트 구동에 필요한 클럭의 펄스폭을 2수평주기(H)로 줄여도 전하 충전 등에 큰 열화가 없는 것으로 확인되었다. 시뮬레이션 결과, 120Hz 구동에서 게이트 충전에는 이상 없으며, 게이트 라인 20개를 연속 동작하여 확인한 결과 게이트 출력신호(Gout) 파형이 완전 충전(Full Charging)되며 폴링 타임(Falling Time)이 5μs 이하인 것으로 확인되었다.
또한, 클럭 펄스폭이 2H로 감소하면서, 게이트 구동 클럭의 종류, 즉 상(Phase)의 개수 역시 8에서 4로 감소할 수 있어서, 본 발명의 모든 실시예에서는 게이트 클럭으로서 ‘2H 4상’ 펄스가 사용되는 것이다.
한편, 패널 전체 구동(도 3의 (c))와 비교할 때, 제1 및 제2 분할패널로 구분되어 구동하여야 하므로, 분할 패널 전체로 볼 때 스타트 펄스 2개 및 엔드신호 2개가 추가되는데, 전술한 바와 같이 클럭신호의 개수가 8개에서 4개로 감소하므로 전체적인 신호라인의 개수는 유지될 수 있는 것이다.
즉, 전체 표시패널 구동인 도 3의 (c)와 비교할 때, 도4의 (a)와 같은 분할 패널 구동시에 게이트 구동부에 인가되어야 하는 신호의 개수, 즉 신호라인의 개수를 비교하면, 도 3의 (c)에서는 좌우 모두를 고려할 때 총 8개의 클럭신호와, 2개의 스타트 펄스, 2개의 엔드신호로서 총 12개의 신호 라인이 필요하고, 도 4의 (a)와 같은 본 발명의 제1실시예에서는 제1 및 제2분할 패널 전체를 기준으로 총 4개의 클럭신호와, 4개의 스타트 펄스 및 4개의 엔드 신호로서, 총 12개가 이용되므로 전체적인 신호라인의 개수는 유지될 수 있는 것이다.
참고로, 도 4에는 도시하지 않았지만, 저전위 전압신호(Vdd) 및 저전위 전압신호(Vss) 신호는 양 패널이 공용한다.
도 5a는 본 발명의 제1실시예의 분할 표시패널의 신호 인가 상태를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5a에서는 패널 상부 또는 하부에 배치되는 데이터 구동회로(D-IC)와, 그로부터 생성되어 양측의 게이트 구동부로 인가되는 신호 라인들을 도시하며, 편의상 게이트 구동부 및 그를 구성하는 각 게이트 회로블록(GIP 블록)은 도시하지 않는다.
도 5a는 도 4의 (a)와 같은 본 발명의 제1실시예에서, 제1분할 패널 및 제2분할 패널의 게이트 구동부가 패널의 양측에 대칭적으로 형성되어 있는 예를 도시하며, 패널의 좌측에는 우수(Even Number) 게이트 구동부가 배치되어 각종 우수 신호들이 입력되며, 패널의 우측에는 기수(Odd Number) 게이트 구동부가 배치되어 각종 기수 신호들이 입력되는 것으로 예시한다. 물론, 좌우측 배치는 바뀔 수 있을 것이다.
더 구체적으로 설명하면, 1280(N=1280)개의 게이트 라인을 포함하는 표시패널이 제1 터치 센싱 모드 구간을 사이에 두고, 화소 표시 모드로 구동되는 #1~#640 게이트 라인을 포함하는 제1분할 패널과, #641~#1280번째 게이트 라인을 포함하는 제2분할 패널을 포함한다.
이 때, 표시패널의 좌측 및 우측에 배치되어 각각 우수 또는 기수 신호들을 입력받고 게이트 출력신호를 생성하여 각 게이트 라인으로 제공하는 우수 게이트 구동부(미도시) 및 기수 게이트 구동부(미도시)를 포함하며, 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부 각각에는 2개의 클럭과, 2개의 스타트 펄스 및 2개의 엔드 신호가 인가된다.
이 때, 클럭은 2수평주기(H)의 펄스 폭과 4상(Phase)을 가지는 2H 4상 신호이며, 제1 분할 패널의 일측(좌측)으로 CLK2, 4, 제2 스타트 펄스(VST2), 제2 및 제4 엔드신호(END2, 4)가 입력되며, 타측(우측)으로 CLK1, 3, 제1 스타트 펄스(VST1), 제1 및 제3 엔드신호(END1, 3)가 입력된다.
제2분할 패널의 일측(좌측)으로는 제2, 4 클럭(CLK2, 4)와 함께 제4 스타트 펄스(VST4)와 1개의 제4엔드신호(END4)가 입력되며, 타측(우측)으로는 제1, 3 클럭(CLK1, 3)와 함께 제3 스타트 펄스(VST3)와 1개의 제3엔드신호(END3)가 입력된다.
더 구체적으로 설명하면, 우수 및 기수 게이트 구동부 각각은 우수 게이트 회로블록들(GIP 블록 #2,4….,N) 기수 게이트 회로블록들(GIP 블록 #1,3,…,N-1)을 가지며, 스타트 펄스 중 2개의 우수 스타트 펄스(VST2, VST4)는 각각 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #2) 및 제2분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #642)으로 인가된다.
또한, 동일한 방식으로서, 스타트 펄스 중 2개의 기수 스타트 펄스(VST1, VST3)는 각각 제1분할 패널에 포함된 기수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #1) 및 제2분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #641)으로 인가된다.
도 5b는 본 발명의 제1실시예에서, 제1분할 패널 및 제2분할 패널에 엔드신호(END)가 인가되는 방식을 도시한다.
전술한 바와 같이, 우수 및 기수 게이트 구동부는 각 게이트 라인에 대응되는 게이트 회로 블록, 즉 “GIP 블록”을 포함할 수 있으며, 이러한 GIP 블록은 외부의 데이트 구동부 등으로부터 각종 신호(클럭, Vdd, Vss, 스타트 펄스, 엔드신호 등)을 입력받은 후 해당되는 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 출력신호(Vout 또는 Gout)를 생성하여 해당 게이트 라인으로 출력하는 회로부를 의미한다.
이러한 GIP 블록은 시프트 레지스터의 각 스테이지 등의 회로로 구현될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
도 5b와 같이, 제2 분할 패널의 마지막 게이트 라인 외부에는 1 이상의 더미 게이트 라인과 그를 구동하기 위한 더미 게이트 회로블록(더미 GIP 블록 #1, 2)이 포함될 수 있으며, 2개의 우수 엔드 신호(END2, END4)가 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 마지막 2개의 게이트 회로블록(GIP 블록 #638, #640)으로 인가되고, 2개의 우수 엔드 신호(END2, END4) 중 하나(도 5b에서는 END 4)가 더미 게이트 라인을 위한 더미 게이트 회로블록(Dummy GIP 블록 #1 및 2)에 입력된다.
또한, 도시하지는 않았지만, 기수 엔드신호인 END1, END3도 동일한 방식으로 기수 게이트 구동부로 인가될 수 있다.
도 5c는 본 발명의 제1실시예가 적용되는 경우의 타이밍도를 도시한다.
도 5c에서 전체는 1개 프레임 주기를 의미하며, 격자 1개의 가로는 1수평주기(H)를 의미한다.
본 발명의 실시예에 의한 분할 패널 구동방식을 이용하면, 제1분할 패널의 최초 2개의 게이트 회로블록으로 제1 및 제2 스타트 펄스(VST1, VST2)가 입력되고 그에 따라 게이트 회로블록 각각에는 순차적으로 4개의 클럭 중 하나가 입력된다. (더 구체적으로는 패널 좌측의 우수 게이트 회로블록으로는 제2스타트 펄스와 제2, 4 클럭이, 패널 우측의 기수 게이트 회로블록으로는 제1스타트 펄스와 제1, 3 클럭이 인가됨)
그에 따라 게이트 라인 #1부터 #640까지 순차적으로 2H동안 충전되어 화소를 표시하는 동작을 순차적으로 수행함으로써 제1 분할패널에 대한 제1 표시 모드 구동이 완료될 수 있다.
다음으로 일정 시간간격 동안 제1터치 모드로 동작함으로써, 터치 입력을 센싱한다.
다음으로, 제 2 분할패널의 표시모두 구동이 이루어지는 바, 구체적으로 설명하면, 제2분할 패널의 최초 2개의 게이트 회로블록으로 제3 및 제4 스타트 펄스(VST3, VST4)가 입력되고 그에 따라 게이트 회로블록 각각에는 순차적으로 4개의 클럭 중 하나가 입력됨으로써, 게이트 라인 #641부터 #1280까지 순차적으로 화소를 표시하는 제1 분할패널에 대한 제1 표시 모드 구동이 수행된다.
그 이후에, 일정 시간 간격동안 제2터치 모드로 동작함으로써, 터치 입력을 센싱하고, 이로써 1개 프레임 주기가 완료되는 것이다.
이상과 같이, 도 4 및 도 5의 제1실시예에서는, 2개로 분할된 분할패널을 구동함에 있어서, 패널 좌우 중 하나를 기준으로 분할패널 전체에 걸쳐 2개의 클럭신호와 2개의 스타트 펄스 및 2개의 엔드신호로서, 총 6개의 신호라인이 필요하며, 이는 도 3의 (b)에서 설명한 바와 같은 비분할 패널에서 좌우측 중 일측 기준으로 4개의 클럭, 각각 1개씩의 스타트 펄스와 엔드신호로서 총 6개의 신호라인이 필요한 것과 비교할 때, 신호라인의 개수는 증가하지 않았다.
즉, 2 분할 패널 각각을 터치 모드 양측에서 표시 구동하여 터치 센싱 빈도를 증가시키면서도 입력되는 신호라인의 개수는 유지함으로써 표시장치의 베젤의 증가는 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 분할 표시패널의 신호 인가 상태를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 6a는 전체적인 신호 인가 상태를 도시하며, 도 6b는 좌우측 대칭으로 신호가 인가되는 예를 도시하며, 도 6c는 제2실시예에 의한 엔드신호 입력 방식을 도시한다.
제2실시예는 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1분할 패널의 제1 표시 모드를 구동하기 위하여 제1게이트 구동부로 인가되는 신호로서, 2H 4상의 클럭(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)와, 제1 스타트 펄스(VST1) 및 제2스타트 펄스(VST2)와, 2개의 엔드신호(END1, END2)를 포함하며, 제2분할 패널의 제2 표시 모드를 구동하기 위하여 제2게이트 구동부로 인가되는 신호로서, 2H 4상의 클럭(CLK1, CLK2, CLK3, CLK4)와, 제3 스타트 펄스(VST3) 및 제4스타트 펄스(VST4)와, 제1분할패널에 사용된 것과 동일한 2개의 엔드신호(END1, END2)를 포함하는 점만 상이하다.
즉, 도 6의 제2실시예는 도 4 및 도 5의 제1실시예와 유사하되, 제1실시예에서는 제1분할패널에는 총 4개의 엔드신호가 인가되고 제2분할 패널에는 그 중 2개의 엔드신호만이 인가 되었으나, 제2실시예에서는 제1분할패널 및 제2분할 패널 모두에 동일한 2개의 엔드신호(END1, END2)가 입력되는 점이 제1실시예와 상이하다.
도 6b를 참고로 본 발명의 제 2 실시예에 의한 분할 패널의 구동방식을 더 상세하게 설명한다.
우선, 도 6b와 같이, 제2실시예에서도, 총 1280(N=1280)개의 게이트 라인을 포함하는 표시패널이 제1 터치 센싱 모드 구간을 사이에 두고, 화소 표시 모드로 구동되는 #1~#640 게이트 라인을 포함하는 제1분할 패널과, #641~#1280번째 게이트 라인을 포함하는 제2분할 패널을 포함하고, 표시패널의 좌측 및 우측에 배치되어 각각 우수 또는 기수 신호들을 입력받고 게이트 출력신호를 생성하여 각 게이트 라인으로 제공하는 우수 게이트 구동부(미도시) 및 기수 게이트 구동부(미도시)를 포함하며, 각 게이트 구동부로 2개의 클럭과, 2개의 스타트 펄스가 인가되는 점은 동일하다.
그러나, 제1실시예에서는 각 게이트 구동부로는 총 2개의 엔드신호가 인가된 것과 달리, 제2실시예에서는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부 각각 1개의 엔드 신호만 인가된다.
즉, 제1 분할 패널의 일측(좌측)으로 CLK2, 4, 제2 스타트 펄스(VST2) 이외에 1개의 엔드신호인 제2 엔드신호(END2)가 입력되며, 타측(우측)으로 CLK1, 3, 제1 스타트 펄스(VST1), 1개의 엔드신호인 END1만이 입력된다.
또한, 제2분할 패널의 일측(좌측)으로는 제2, 4 클럭(CLK2, 4)와 함께 제4 스타트 펄스(VST4)에 추가하여 제1분할패널에 인가된 것과 동일한 1개의 엔드신호인 제2 엔드신호(END2)가 입력되며, 제2분할 패널의 타측(우측)으로는 제1, 3 클럭(CLK1, 3), 제3 스타트 펄스(VST3)와 함께 제1분할패널에 인가된 것과 동일한 1개의 엔드신호인 제1 엔드신호(END1)가 입력된다.
도 6c를 이용하여 제2실시예에 의한 엔드신호 입력방식을 더 구체적으로 설명하면, 1개의 우수 엔드 신호(제2엔드신호; END2)가 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 마지막 게이트 회로블록(GIP 블록 #640)으로 인가되고, 그와 동일한 1개의 우수 엔드 신호(제2엔드신호; END2)가 제2분할 패널에 포함된 1 이상의 더미 게이트 회로블록(Dummy GIP 블록 #1 및/또는 2)에도 입력되는 것이다.
또한, 도시하지는 않았지만, 1개의 기수 엔드신호인 END1 역시 동일한 방식으로 기수 게이트 구동부로 인가될 수 있다. 즉, 제1엔드신호(END1)가 제1분할패널에 포함된 마지막 기수 게이트 회로블록(GIP 블록 #639)으로 입력되고, 그와 동일한 제1엔드신호(END2)가 제2분할패널에 포함된 1 이상의 더미 게이트 회로블록(Dummy GIP 블록 #1 및/또는 2)에도 인가되는 것이다.
제1실시예와 비교할 때, 도 6에 의한 제2실시예에서는 엔드신호 개수가 하나 감소함을 알 수 있다.
한편, 엔드신호가 입력되면 해당 게이트 회로블록은 엔드신호에 의한 스트레스(Stress)를 받게 되는데, 제1실시예에서는 제1분할 패널의 마지막 우수/기수 게이트 회로블록의 경우 프레임당 1회의 엔드신호만이 입력되는 반면, 도 6의 제2실시예에서는 1프레임당 동일한 엔드신호(END1 또는 END2)가 2회 입력된다.
하지만, 기존의 4H 클럭과 비교할 때 본 발명의 제2실시예에 의한 신호들은 2H의 펄스폭을 가지므로 동일한 엔드신호가 2회 입력되더라도 4H 펄스가 입력되던 종래 게이트 회로블록과 비교할 때 엔드신호에 의한 회로블록의 스트레스는 동일하므로 구동 신뢰측면에서는 동일함을 알 수 있다.
반면, 종래의 비분할 표시패널의 구동 및 제1실시예와 비교할 때, 제2실시예에서는 엔드신호가 1개 감소하므로 패널 양측의 신호배선부의 폭을 감소시킬 수 있고, 따라서 베젤을 더 좁게 형성할 수 있다는 효과가 있다.
즉, 종래 4H 8상 펄스를 이용하는 비분할 표시패널과 제1실시예에 의한 분할표시패널의 경우, 양측 중 하나 기준으로 총 6개의 신호라인(비분할 표시패널은 클럭 4개 + VST 1개 + END 1개, 제1실시예는 클럭 2개 + VST 2개 + END 2개)이 필요한 반면, 제2실시예에서는 게이트 구동회로의 스트레스는 종래와 동일하게 유지된 상태에서 필요한 신호라인의 개수가 5개(클럭 2개 + VST 2개 + END 1개)로 감소함으로써, 베젤 측면에서 장점을 가지게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표시패널을 2 이상의 분할패널로 구분하고, 각 분할패널의 표시 모드 사이에 추가적인 터치 모드를 추가함으로써 터치 센싱 빈도(Touch Report Rate)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 분할 표시패널을 이용하여 터치 센싱 빈도를 증가시키되, 옥사이드 TFT를 이용함으로써 4H 8상 펄스에서 2H 4상 펄스로 신호의 펄스폭을 감소시킴으로써 분할 표시패널의 게이트 구동부에 인가되는 신호라인의 개수를 유지시켜 베젤의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 각 분할 패널의 엔드신호를 공용함으로써, 분할 표시패널의 게이트 구동부에 인가되는 신호라인의 개수를 감소시킴으로써 좁은 베젤(Narrow Bezel)을 형성할 수 있는 장점이 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 타이밍 콘트롤러 12 : 데이터 구동회로
13 : 게이트 구동회로 15 : 모듈 전원부
16 : 액정표시패널 1 : 화소전극
2 : 공통전극 410 : 제1분할패널
420 : 제2분할패널 450 : 데이터 구동부

Claims (13)

  1. 총 N개의 게이트 라인을 포함하되 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치로서,
    1회의 터치 센싱 모드 구간을 사이에 두고, 각각 표시 모드로 구동되는 1~N/2번째 게이트 라인을 포함하는 제1분할 패널과, (N/2+1)~N번째 게이트 라인을 포함하는 제2분할 패널;
    제1분할패널에 포함된 게이트 라인에 게이트 출력신호를 제공하는 제1게이트 구동부 및 제2분할패널에 포함된 게이트 라인에 게이트 출력신호를 제공하는 제2게이트 구동부;를 포함하며,
    상기 제1게이트 구동부 및 제2게이트 구동부 각각에는 2개의 클럭신호와, 2개의 스타트 펄스 및 1 또는 2개의 엔드 신호가 인가되고, 상기 제1게이트 구동부에 인가되는 엔드신호와 상기 제2게이트 구동부에 인가되는 엔드신호 중 적어도 하나 이상은 동일한 엔드신호인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1게이트 구동부 및 제2게이트 구동부는 제1분할패널 및 제2분할패널 양측에 배치되어 각각 우수 또는 기수 신호들을 입력받고 게이트 출력신호를 생성하여 각 게이트 라인으로 제공하는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부를 포함하는 표시장치,
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클럭신호는 2수평주기(H)의 펄스 폭과 4상(Phase)을 가지는 2H 4상 신호인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 우수 및 기수 게이트 구동부 각각은 우수 게이트 회로블록들(GIP 블록 #2,4….,N) 기수 게이트 회로블록들(GIP 블록 #1,3,…,N-1)을 가지며, 상기 스타트 펄스 중 2개의 우수 스타트 펄스(VST2, VST4)는 각각 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #2) 및 제2분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 최초의 게이트 회로블록(GIP 블록 #(N/2)+2)으로 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 분할 패널의 마지막 게이트 라인 외부에는 1 이상의 더미 게이트 라인이 포함되며, 2개의 우수 엔드 신호(END2, END4)가 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 마지막 2개의 게이트 회로블록(GIP 블록 #(N/2)-2, #(N/2))으로 인가되고, 상기 2개의 우수 엔드 신호(END2, END4) 중 하나가 상기 더미 게이트 라인을 위한 더미 게이트 회로블록(Dummy GIP 블록)에 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 분할 패널의 마지막 게이트 라인 외부에는 1 이상의 더미 게이트 라인이 포함되며, 1개의 우수 엔드 신호(END2)가 제1분할 패널에 포함된 우수 게이트 회로블록 중 마지막 게이트 회로블록(GIP 블록 #(N/2))과 더미 게이트 라인용 더미 게이트 회로블록(Dummy GIP 블록 #1)에 동시에 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시장치는 1 이상의 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 박막 트랜지스터의 액티브층인 반도체층은 산화물 반도체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1분할패널을 위한 제1게이트 구동부에는 4개의 엔드신호(END1~END4)가 인가되고, 상기 제2분할패널을 위한 제2게이트 구동부에는 상기 제1게이트 구동부에 인가된 4개의 엔드신호(END1~END4) 중 2개의 엔드신호(END1, END2 또는 END3, END4)가 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1분할패널을 위한 제1게이트 구동부 및 상기 제2분할패널을 위한 제2게이트 구동부에는 동일한 2개의 엔드신호(END1, END2)가 인가되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치의 구동방법으로서,
    1 프레임 주기 내에서,
    제1분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제1 스타트 펄스(VST1), 제2 스타트 펄스(VST2) 및 4개의 엔드신호(END1~END4)를 인가하여 제1분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제1 표시 구동 단계;
    표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 1 터치 신호를 감지하는 제1 터치 구동 단계;
    제2분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제3 스타트 펄스(VST3), 제4 스타트 펄스(VST4) 및 2개의 엔드신호(END1, END2 또는 END3, END4)를 인가하여 제2분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제2 표시 구동 단계;
    표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 2 터치 신호를 감지하는 제2 터치 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제1분할 패널 및 제2 분할 패널의 게이트 구동부는 분할 패널 양측에 배치되는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부를 포함할 수 있으며, 상기 클럭신호(CLK1~CLK4), 스타트 펄스(VST1~VST4) 및 엔드 신호(END1~END4) 중 우수 신호들은 상기 우수 게이트 구동부로 입력되고, 기수 신호들은 기수 게이트 구동부로 입력되는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  12. 2 이상의 분할 패널을 포함하는 표시장치의 구동방법으로서,
    1 프레임 주기 내에서,
    제1분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제1 스타트 펄스(VST1), 제2 스타트 펄스(VST2) 및 2개의 엔드신호(END1, END2)를 인가하여 제1분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제1 표시 구동 단계;
    표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 1 터치 신호를 감지하는 제1 터치 구동 단계;
    제2분할 패널의 게이트 구동부로 2H 4상 신호인 4개의 클럭신호(CLK1~CLK4)와 제3 스타트 펄스(VST3), 제4 스타트 펄스(VST4) 및 상기 제1분할 패널로 인가된 2개의 엔드신호와 동일한 2개의 엔드신호(END1, END2)를 인가하여 제2분할 패널의 화소 표시를 구동하는 제2 표시 구동 단계;
    표시패널에 포함되는 터치 전극을 이용하여 제 2 터치 신호를 감지하는 제2 터치 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제1분할 패널 및 제2 분할 패널의 게이트 구동부는 분할 패널 양측에 배치되는 우수 게이트 구동부 및 기수 게이트 구동부를 포함할 수 있으며, 상기 클럭신호(CLK1~CLK4), 스타트 펄스(VST1~VST4) 및 엔드 신호(END1~END4) 중 우수 신호들은 상기 우수 게이트 구동부로 입력되고, 기수 신호들은 기수 게이트 구동부로 입력되는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
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