(57)【要約】      （修正有）【課題】タッチ駆動区間に発生する漏れ電流を最小化できるゲート駆動回路および表示装置を提供する。【解決手段】ゲート駆動回路は従属的に連結される複数のステージを含み、複数のステージそれぞれはＱノードの電圧およびＱＢノードの電圧により第１クロック信号をゲート出力電圧に出力する出力部、以前のステージの出力信号に対応して前記Ｑノードの電圧を充電する第１ノード制御部、第１クロック信号と位相が異なる第２クロック信号に対応して前記ＱＢノードに電圧を充電する第２ノード制御部、第２クロック信号が印加されなければ前記Ｑノードの漏れ電流パスを遮断する第１ノード安定化部、および第２クロック信号が印加されなければＱＢノードの漏れ電流パスを遮断する第２ノード安定化部を含む。【選択図】図３
2019086763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従属的に連結される複数のステージを含み、
前記複数のステージそれぞれは、
Ｑノードの電圧およびＱＢノードの電圧により第１クロック信号をゲート出力電圧に出力する出力部；
以前のステージの出力信号に対応して前記Ｑノードの電圧を充電する第１ノード制御部；
前記第１クロック信号と位相が異なる第２クロック信号に対応して前記ＱＢノードに電圧を充電する第２ノード制御部；
前記第２クロック信号が印加されなければ前記Ｑノードの漏れ電流パスを遮断する第１ノード安定化部；および
前記第２クロック信号が印加されなければＱＢノードの漏れ電流パスを遮断する第２ノード安定化部を含む、ゲート駆動回路。
【請求項２】
前記第１クロック信号が印加されないとき、前記該当ステージに電源電圧ＶＤＤが供給されない、請求項１に記載のゲート駆動回路。
【請求項３】
前記第１ノード安定化部は、第１補助トランジスタを含み、
前記第１補助トランジスタは、前記電源電圧に連結されたゲートを含む、請求項２に記載のゲート駆動回路。
【請求項４】
前記第２ノード安定化部は、第２補助トランジスタを含み、
前記第２補助トランジスタは、前記電源電圧に連結されたゲートを含む、請求項２に記載のゲート駆動回路。
【請求項５】
前記第２クロック信号が印加されない区間は、タッチ駆動区間であり、前記第２クロック信号が周期的に印加される区間は、ディスプレイ駆動区間である、請求項１に記載のゲート駆動回路。
【請求項６】
複数の画素および複数の画素をグループ化して配置された複数のパターン電極を含む表示パネル；
前記複数のステージで構成され、前記複数のステージから順次に出力されるゲート出力電圧を前記複数の画素に印加するゲート駆動回路；
前記表示パネルがディスプレイ駆動区間であれば共通電圧を印加し、前記表示パネルがタッチ駆動区間であればタッチスキャン信号を印加するタッチ駆動回路；および
前記ゲート駆動回路および前記タッチ駆動回路の駆動を制御するタイミングコントローラを含み、
前記ゲート駆動回路は、前記タイミングコントローラから伝送された制御信号に対応してタッチ駆動区間に進入した該当ステージに電源電圧供給を遮断する、表示装置。
【請求項７】
前記タイミングコントローラは、タッチ駆動区間に進入した前記ゲート駆動回路のステージにタッチイネーブル信号と前記電源電圧を制御するための電圧制御信号を伝送する、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記複数のステージそれぞれは、前記タッチ駆動区間の間、ＱノードおよびＱＢノードの電圧を安定して維持するためのＱノード安定化部とＱＢノード安定化部を含む、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記Ｑノード安定化部は、前記電源電圧にゲートが連結された第１補助トランジスタを含む、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記Ｑノード安定化部は、前記Ｑノードがブートストラッピングされればターンオフされる、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記ＱＢノード安定化部は、前記電源電圧にゲートが連結された第２補助トランジスタを含む、請求項７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、より詳細には、ゲートインパネル（Ｇａｔｅ  Ｉｎ  Ｐａｎｅｌ；ＧＩＰ）形態で取り付けられたゲート駆動回路およびそれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化時代に入るにつれ、電気的情報信号を視覚的に表現するディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）分野が急速に発展してきており、これに応えて薄型化、軽量化、低消費電力化の優れた性能を有する種々の様々な表示装置（Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ）が開発されている。このような表示装置の例としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）等が挙げられる。
【０００３】
このような表示装置は、映像を表示するための画素アレイが配置された表示パネルおよび表示パネルに配置されたデータ配線にデータ信号を供給するデータ駆動回路、ゲートパルスを表示領域に配置されたゲート配線に順次に供給するゲート駆動回路、およびデータ駆動回路とゲート駆動回路を制御するタイミングコントローラ等のような駆動回路を含む。
【０００４】
このような駆動回路のうちゲート駆動回路は、近年、画素アレイと共に表示パネルに内蔵するゲートインパネル（Ｇａｔｅ  Ｉｎ  Ｐａｎｅｌ；以下「ＧＩＰ」という）の形態で表示装置に適用されている。
【０００５】
ＧＩＰは、ゲート電圧を順次に出力するためのシフトレジスタ（Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を含み、シフトレジスタは、従属的に接続された多数のステージ（ｓｔａｇｅｓ）を含む。
【０００６】
シフトレジスタのステージは、ゲート配線を充電するＱノードとゲート配線を放電させるＱＢノードおよびＱノードとＱＢノードに連結されたスイッチング回路を含む。スイッチング回路は、スタートパルスまたは以前のステージの出力に応答してＱノードを充電させてゲート配線の電圧を上昇させ、次のステージの出力またはリセットパルスに応答してＱＢノードを放電させる。
【０００７】
一方、近年、表示装置は、ボタン、キーボード、マウス等の通常の入力方式から脱皮し、ユーザが容易に情報あるいは命令を直観的かつ便利に入力できるようにするタッチスクリーンが多く利用されている。言い換えれば、タッチスクリーンは、画像表示装置に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながらタッチスクリーン内のタッチセンサを加圧して予め定められた情報を入力する入力装置の一種類である。
【０００８】
タッチスクリーンは、その構造によって、取付型（ａｄｄ−ｏｎ  ｔｙｐｅ）、上板型（ｏｎ−ｃｅｌｌ  ｔｙｐｅ）および一体型（ｉｎ−ｃｅｌｌ  ｔｙｐｅ）に分けられるが、この中で、表示装置の薄型化および耐久性の向上が可能であるということから一体型タッチスクリーンが多く利用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本明細書が解決しようとする課題は、タッチ駆動区間にＧＩＰのＱＢノードで発生する漏れ電流を最小化できるゲート駆動回路およびそれを含む表示装置を提供することである。
本発明の課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述したような課題を解決するために、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路は、従属的に連結される複数のステージを含み、複数のステージそれぞれは、Ｑノードの電圧およびＱＢノードの電圧により第１クロック信号をゲート出力電圧に出力する出力部、以前のステージの出力信号に対応して前記Ｑノードの電圧を充電する第１ノード制御部、第１クロック信号と位相が異なる第２クロック信号に対応して前記ＱＢノードに電圧を充電する第２ノード制御部、第２クロック信号が印加されなければ前記Ｑノードの漏れ電流パスを遮断する第１ノード安定化部、および第２クロック信号が印加されなければＱＢノードの漏れ電流パスを遮断する第２ノード安定化部を含む。
【００１１】
本発明の一実施例に係る表示装置は、複数の画素および複数の画素をグループ化して配置された複数のパターン電極を含む表示パネル、複数のステージで構成され、前記複数のステージから順次に出力されるゲート出力電圧を前記複数の画素に印加するゲート駆動回路、表示パネルがディスプレイ駆動区間であれば共通電圧を印加し、表示パネルがタッチ駆動区間であればタッチスキャン信号を印加するタッチ駆動回路、および、ゲート駆動回路および前記タッチ駆動回路の駆動を制御するタイミングコントローラを含み、ゲート駆動回路は、前記タイミングコントローラから伝送された制御信号に対応してタッチ駆動区間に進入した該当ステージに電源電圧供給を遮断することができる。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、シフトレジスタのステージのうちタッチ駆動区間に該当するステージのＱノードおよびＱＢノードを安定化させることができるノード安定化部を備え、ＱノードおよびＱＢノードの充電電圧を安定して維持することができる。
【００１３】
本発明は、ノード安定化部を備え、ＱノードおよびＱＢノードで発生する漏れ電流による異常出力を防止して表示装置の信頼性を向上させることができる。
本発明は、ＱノードおよびＱＢノードで発生し得る漏れ電流を完全に遮断することができ、周辺環境の考慮なしにゲート駆動回路を配置させることができて設計自由度が向上し得る。
【００１４】
本発明に係る効果は、以上において例示された内容により制限されず、さらに様々な効果が本発明内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る表示装置を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路に備えられた各ステージの等価回路を示す図である。
【図４ａ】本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路に備えられた各ステージの内部信号を示すタイミング図である。
【図４ｂ】本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路に備えられた各ステージの内部信号を示すタイミング図である。
【図５】本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の利点および特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に制限されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
【００１７】
本発明の実施例を説明するための図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数等は、例示的なものであるので、本発明は、図示された事項に制限されるものではない。明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本発明上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「〜だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
【００１８】
構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。
【００１９】
位置関係についての説明である場合、例えば、「〜上に」、「〜上部に」、「〜下部に」、「〜隣に」等と二部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されない以上、二部分の間に一つ以上の他の部分が位置してもよい。
【００２０】
素子または層が異なる素子または層の「上（ｏｎ）」と称されるものは、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子を介在した場合をいずれも含む。
【００２１】
また、第１、第２等が様々な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であってもよい。
【００２２】
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
【００２３】
図面で示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成の大きさおよび厚さに必ずしも限定されるものではない。
【００２４】
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であってもよく、関連関係で共に実施してもよい。
【００２５】
本発明の実施例は、液晶表示装置に基づいて説明したが、本発明は、液晶表示装置に限定されず、有機発光表示装置等のゲート駆動回路が備えられた全ての表示装置に適用可能である。
【００２６】
本発明の実施例は、タッチスクリーン一体型表示装置に関するものであり、タッチスクリーン一体型表示装置は、複数のタッチ電極をパネルの表示領域に形成するとき、複数の画素電極と重畳されるように電極を形成し、このような電極は、ディスプレイ駆動区間には、各画素に形成されている画素電極と共に液晶を駆動する共通電極として動作し、タッチ駆動区間には、タッチ駆動回路から印加されるタッチスキャン信号によりタッチ位置を感知するタッチ電極として動作できる。即ち、一体型タッチスクリーンは、ディスプレイ駆動とタッチ駆動が分割方式でなされるようになる。
【００２７】
このように、ディスプレイ駆動区間とタッチ駆動区間が分割駆動方式でなされた場合、ディスプレイ駆動区間の間にはクロック周期に合わせてＧＩＰのシフトレジスタをなすステージのＱノードおよびＱＢノードに電圧が供給され、タッチ駆動区間にはクロック（ＣＬＫ）動作が止まるため、ＱノードおよびＱＢノードがフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態を維持することとなる。
【００２８】
しかし、タッチ駆動区間にあるステージのＱノードおよびＱＢノードは、温度等の周辺の影響により安定したフローティング状態を維持することが難しく、これによって、ＱノードおよびＱＢノードに漏れ電流が発生し、電圧降下（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）が生じる問題が発生する。
【００２９】
このような問題は、ゲート配線上の非正常な信号が出力される問題につながり、該当ゲート配線に対応する表示パネル上に横線が視認されるディム（Ｄｉｍ）現象のような画質不良が発生することとなる。
【００３０】
そこで、本発明の実施例は、前記の問題を解決するために、Ｑノード安定化部とＱＢノード安定化部が備えられ、前記問題を解決しようとするゲート駆動回路およびそれを含む表示装置について説明する。
【００３１】
以下においては、図面を参照して本発明について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施例に係る表示装置を説明するためのブロック図である。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の一実施例に係る表示装置は、表示パネル１００、ゲート駆動回路２００、データ駆動回路３００、タイミングコントローラ４００およびタッチ駆動回路５００を含む。
【００３４】
表示パネル１００は、タッチスクリーンが内蔵されており、タッチスクリーンは、ユーザのタッチ位置を感知する機能を果たすものであり、本発明の一実施例に係る表示パネル１００は、自己静電容量方式を適用したインセルタイプのタッチスクリーンを内蔵することができる。
【００３５】
表示パネル１００は、全ての画素Ｐを複数個の画素グループにグループ化し、各グループに対応する複数個のパターン電極１１０をさらに含むことができる。このような複数個のパターン電極１１０は、センシングラインＳＬを通してタッチ駆動回路５００と連結され得る。
【００３６】
パターン電極１１０には、表示パネル１００のディスプレイ駆動のために共通電圧が印加され得、それによって画素電極と共に液晶を駆動する共通電極として動作できる。また、パターン電極１１０は、タッチ感知のためにタッチスキャン信号が印加され得、それによってタッチ位置を感知するタッチ電極として動作できる。例えば、本発明の一実施例に係る表示装置は、タッチスクリーン一体型表示装置であるので、一つのフレーム内でディスプレイ駆動およびタッチ駆動を時間的に分割して駆動をする。これによって、表示パネル１００の駆動モードがディスプレイ駆動モードであれば、複数のパターン電極１１０は、共通電圧の印加を受けて画素電極と共にディスプレイ駆動のための共通電極として動作し、表示パネル１００の駆動モードがタッチ駆動モードであれば、タッチ駆動回路５００からタッチスキャン信号の印加を受けてタッチ位置感知のためのタッチ電極として動作する。ここで、共通電圧は、タッチ駆動回路５００から印加されるか、または別の共通電圧発生部を備え、タッチ駆動回路５００を経ることなく表示パネル１００に直接印加され得る。パターン電極１１０は、グループ化して一フレームの間グループ別に順次に動作でき、グループをなすパターン電極１１０の個数は、タッチ駆動期間とディスプレイ駆動期間を考慮して可変し得る。
【００３７】
表示パネル１００は、画像を表示する表示領域Ａ／Ａと、表示領域Ａ／Ａの外側に各種の信号ラインや駆動回路が配置された非表示領域Ｎ／Ａとを含む。
【００３８】
表示領域Ａ／Ａは、複数個の画素Ｐが配列され、それぞれの画素Ｐが表示する階調を基盤に画像を表示する。表示領域Ａ／Ａには、第１方向に配置されたｎ個のゲートラインＧＬ１、…ＧＬｎと、第１方向とは異なる方向に配置されたｍ個のデータラインＤＬ１、…ＤＬｍが配列される。複数個の画素Ｐは、ｎ個のゲートラインＧＬ１、…ＧＬｎおよびｍ個のデータラインＤＬ１、…ＤＬｍと電気的に連結され、ゲートラインＧＬ１、…ＧＬｎとデータラインＤＬ１、…ＤＬｍを通して印加された駆動信号または駆動電圧により画像を表示する。
【００３９】
非表示領域Ｎ／Ａには、表示領域Ａ／Ａに配置された画素Ｐの動作を制御する信号を伝達する各種の信号配線等、例えば、ゲート駆動回路２００が配置される。
【００４０】
タイミングコントローラ４００は、ホストシステムから受信された入力映像信号ＲＧＢをデータ駆動回路３００に伝送する。タイミングコントローラ４００は、入力映像信号ＲＧＢと共に受信されるクロック信号ＤＣＬＫ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびデータイネーブル信号ＤＥ等のタイミング信号を利用してゲート駆動回路２００およびデータ駆動回路３００の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号を生成する。このとき、水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、画面の一水平線を表示するのにかかる時間を示す信号であり、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは、一フレームの画面を表示するのにかかる時間を示す信号であり、データイネーブル信号ＤＥは、表示パネル１００に定義された画素Ｐにデータ電圧を供給する期間を示す信号である。タイミングコントローラ４００は、タイミング信号に同期してゲート駆動回路２００の制御信号ＧＣＳおよびデータ駆動回路３００の制御信号ＤＣＳを生成する。
【００４１】
タイミングコントローラ４００は、タッチ駆動のためのタッチイネーブル信号ＴＥを生成する。タッチイネーブル信号ＴＥは、タッチ駆動回路５００とゲート駆動回路２００に伝送される。
【００４２】
タイミングコントローラ４００は、ゲート駆動回路２００の各ステージの駆動タイミングを決定する複数のクロック信号および電圧制御信号をゲート駆動回路２００に伝送する。このとき、電圧制御信号は、タイミングコントローラ４００でタッチ駆動のためのタッチイネーブル信号ＴＥが生成されれば、ゲート駆動回路２００の各ステージに備えられたＱＢノードが安定化されるようにするＱＢノード安定化部を制御する信号であってよい。このようなＱＢノード安定化部と電圧制御信号については、次の図３および図４を参照してより詳細に検討する。
【００４３】
タッチ駆動回路５００は、タイミングコントローラ４００から伝送されたタッチイネーブル信号ＴＥに対応してタッチスキャン信号を生成し、共通電圧またはタッチスキャン信号を複数の電極に印加することができる。タッチ駆動回路５００は、パターン電極１１０から伝送されたタッチセンシング信号の差を利用してタッチ有無を感知できる。
【００４４】
データ駆動回路３００は、タイミングコントローラ４００から伝送されたデータ駆動制御信号ＤＣＳによりサンプリング信号を生成し、タイミングコントローラ４００から入力される映像データをサンプリング信号によってラッチしてデータ信号に変更した後、ソース出力イネーブル（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｅｎａｂｌｅ；ＳＯＥ）信号に応答してデータ信号をデータラインＤＬ１、…ＤＬｍに供給する。データ駆動回路３００は、チップオングラス（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ；ＣＯＧ）方式で表示パネル１００のボンディングパッドに連結されるか、または表示パネル１００に直接配置されてもよく、場合によって表示パネル１００に集積化されて配置されてもよい。また、データ駆動回路３００は、チップオンフィルム（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ；ＣＯＦ）方式で配置され得る。
【００４５】
ゲート駆動回路２００は、タイミングコントローラ４００から伝送されたゲート駆動制御信号ＧＣＳによって順次にゲート配線ＧＬ１、…ＧＬｎにゲート信号を供給する。ゲート駆動回路２００は、シフトレジスタおよびレベルシフタ等を含むことができる。
【００４６】
一般的なゲート駆動回路は、表示パネルと独立して形成され、様々な方式で表示パネルと電気的に連結される形態で構成され得るが、本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路２００は、表示パネル１００の基板製造の際、薄膜パターン形態で非表示領域Ｎ／Ａ上にゲートインパネル（Ｇａｔｅ  Ｉｎ  Ｐａｎｅｌ；ＧＩＰ）方式で内蔵され得る。図１においては、表示パネル１００の非表示領域Ｎ／Ａに一つのゲート駆動回路２００だけが備えられるものと示したが、これに限定されるものではなく、２つのゲート駆動回路２００が配置され得る。
【００４７】
ゲート駆動回路２００は、シフトレジスタを含む複数のステージを含む。次の図２を参照して、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の詳細構成について検討する。
【００４８】
図２は、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の構成を説明するためのブロック図である。
【００４９】
図２を参照すると、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路２００は、電源電圧ＶＤＤおよび接地電圧ＶＳＳの入力を受け、クロック信号ＣＬＫによってゲート配線ＧＬ１、…ＧＬｎにゲート出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３、…Ｖｏｕｔ（ｎ−１）、Ｖｏｕｔ（ｎ）を出力する第１〜第ｎステージＳ１、Ｓ２、Ｓ３、…Ｓ（ｎ−１）、Ｓｎを含むシフトレジスタで構成され得る。このとき、クロック信号ＣＬＫは、互いに異なる位相の２つのパルスを含む第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）と第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）を含むことができる。より具体的に、第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）は、ゲート出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３、…Ｖｏｕｔ（ｎ−１）、Ｖｏｕｔ（ｎ）をゲート配線に出力するためのクロック信号であり、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）は、ＱＢノードに電圧を供給するためのクロック信号であってよい。即ち、ＱＢ電圧は、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）の周期に合わせて供給され得る。
【００５０】
第１ステージＳ１は、ゲートスタート信号ＶＳＴの印加を受けてクロックＣＬＫを利用して第１ゲート出力電圧Ｖｏｕｔ１を出力し、第２ステージＳ２〜第ｎステージＳｎは、以前の段の出力電圧または次の段の出力電圧によって多数のクロックＣＬＫｓを利用して第２〜第ｎゲート出力電圧Ｖｏｕｔ２〜Ｖｏｕｔｎを順次に出力する。
【００５１】
図３は、本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路に備えられた各ステージの等価回路を示す図である。
【００５２】
以下、各ステージＳ１、Ｓ２、Ｓ３、…Ｓ（ｎ−１）、Ｓｎがゲート出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３、…Ｖｏｕｔ（ｎ−１）、Ｖｏｕｔ（ｎ）を出力する動作について、第ｎステージＳｎを例に挙げて説明する。ゲート駆動回路を構成するスイッチ素子は、ｎタイプまたはｐタイプのＭＯＳＦＥＴ構造のトランジスタで具現され得る。以下の実施例において、ｎタイプのトランジスタを例示したが、本発明は、これに限定されない。トランジスタは、ゲート（ｇａｔｅ）、ソース（ｓｏｕｒｃｅ）およびドレイン（ｄｒａｉｎ）を含む３電極素子である。ソースは、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）をトランジスタに供給する電極である。トランジスタ内でキャリアはソースから流れ始める。ドレインは、トランジスタでキャリアが外部に出る電極である。即ち、ＭＯＳＦＥＴでのキャリアの流れは、ソースからドレインに流れる。ｎタイプのＭＯＳＦＥＴ（ＮＭＯＳ）の場合、キャリアが電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）であるため、ソースからドレインに電子が流れることができるようにソース電圧がドレイン電圧より低い電圧を有する。ｎタイプのＭＯＳＦＥＴで電子がソースからドレインの方に流れるため、電流の方向は、ドレインからソースの方に流れる。ｐタイプのＭＯＳＦＥＴ（ＰＭＯＳ）の場合、キャリアが正孔（ｈｏｌｅ）であるため、ソースからドレインに正孔が流れることができるようにソース電圧がドレイン電圧より高い。ｐタイプのＭＯＳＦＥＴで正孔がソースからドレインの方に流れるため、電流がソースからドレインの方に流れる。ＭＯＳＦＥＴのソースとドレインは、固定されたものではないということに注意すべきである。例えば、ＭＯＳＦＥＴのソースとドレインは、印加電圧によって変更され得る。以下の実施例において、トランジスタのソースとドレインによって発明が限定されてはならない。
【００５３】
図３を参照すると、ゲート駆動回路の第ｎステージは、第１ノード制御部Ｔ１、Ｔ３Ｒ、Ｔ３、第２ノード制御部Ｔ４、Ｔ５、第１ノード安定化部ＴＡ１、第２ノード安定化部ＴＡ２、第１キャパシタＣＱ、第２キャパシタＣＱＢおよび出力部Ｔ６、Ｔ７を含む。
【００５４】
第１キャパシタＣＱは、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）と接地電圧ＶＳＳに連結され得、第２キャパシタＣＱＢは、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）と接地電圧ＶＳＳに連結され得る。
【００５５】
第１ノード制御部Ｔ１、Ｔ３Ｒ、Ｔ３は、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の充電タイミングを決定する。第１ノード制御部Ｔ１、Ｔ３Ｒ、Ｔ３は、第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ３Ｒおよび第３トランジスタＴ３を含む。
【００５６】
第１トランジスタＴ１は、第（ｎ−１）ステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ−１）にゲート電極が連結され、高電位電圧源である電源電圧ＶＤＤ端子に第１電極が連結され、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に第２電極が連結される。第１トランジスタＴ１は、第（ｎ−１）ステージのゲート出力電圧Ｖｏｕｔ（ｎ−１）に応答してＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）を充電する。
【００５７】
第２トランジスタＴ３Ｒは、ゲートスタートパルス端子ＶＳＴにゲート電極が連結され、低電位電源である接地電圧ＶＳＳに第１電極が連結され、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に第２電極が連結される。第２トランジスタＴ３Ｒは、ゲートスタートパルス端子ＶＳＴを通して供給されるゲートスタートパルス信号に応答してＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）を接地電圧ＶＳＳまで放電する。
【００５８】
第３トランジスタＴ３は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）にゲート電極が連結され、接地電圧ＶＳＳに第１電極が連結され、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に第２電極が連結される。第３トランジスタＴ３は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）がハイレベルであるとき、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）を接地電圧ＶＳＳまで放電する。
【００５９】
第２ノード制御部Ｔ４、Ｔ５は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）の充電タイミングを決定する。第２ノード制御部Ｔ４、Ｔ５は、第４トランジスタＴ４および第５トランジスタＴ５を含む。
【００６０】
第４トランジスタＴ４は、第２クロック信号端子ＣＬＫ（ｎ＋２）にゲート電極が連結され、電源電圧ＶＤＤに第１電極が連結され、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）に第２電極が連結される。第４トランジスタＴ４は、ハイレベルの電源電圧ＶＤＤが入力されるとき、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）の周期に対応してＱＢ電圧を供給してＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）を充電する。
【００６１】
第５トランジスタＴ５は、第（ｎ−１）ステージの出力端Ｖｏｕｔ（ｎ−１）にゲート電極が連結され、接地電圧ＶＳＳに第１電極が連結され、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）に第２電極が連結される。第５トランジスタＴ５は、第（ｎ−１）ステージの出力に応答してＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）を接地電圧ＶＳＳで放電する。
【００６２】
第１ノード安定化部ＴＡ１は、Ｐノード（Ｐ  ｎｏｄｅ）に連結されたトランジスタ、例えば、第１ノード制御部である第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ３Ｒおよび第３トランジスタＴ３を保護し、タッチ駆動区間の間Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）を安定化させてＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に漏れ電流が発生することを最小化できる。このとき、タッチ駆動区間は、ゲート駆動回路が動作しない区間と称することができる。第１安定化部ＴＡ１は、第１補助トランジスタＴＡ１を含むことができる。第１補助トランジスタＴＡ１は、電源電圧ＶＤＤがゲートに連結され、第１電極は、Ｐノード（Ｐ  ｎｏｄｅ）に連結され、第２電極は、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に連結される。
【００６３】
一般的な第１補助トランジスタＴＡ１は、ゲート電圧が出力される時点を除いては同じ電圧、即ち、電源電圧ＶＤＤが印加される。ただし、第１補助トランジスタＴＡ１は、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）のブートストラッピング（ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ）の際、ターンオフ（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）されてＰノード（Ｐ  ｎｏｄｅ）と連結された第１ノード制御部のトランジスタＴ１、Ｔ３Ｒ、Ｔ３を保護する役割だけを果たした。しかし、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の第１補助トランジスタＴＡ１は、タイミングコントローラ４００でタッチイネーブル信号ＴＥが入力されれば、電源電圧ＶＤＤのレベルを制御する電圧制御信号によりターンオフされ、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の漏れ電流が発生することを遮断することができる。
【００６４】
第２安定化部ＴＡ２は、タッチ駆動区間の間、電圧制御信号により電源電圧ＶＤＤのレベルがローレベルになるとターン−オフ（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）される。これによって、第２安定化部ＴＡ２は、ＱＢ電圧のオフカレントパス（ｏｆｆ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐａｔｈ）を増加させ、タッチ駆動区間の間、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）が安定したフローティング状態を維持するようにする。第２安定化部ＴＡ２は、第２補助トランジスタＴＡ２を含むことができる。第２補助トランジスタＴＡ２は、電源電圧ＶＤＤがゲートに連結され、タッチモードの際に電圧制御信号により電源電圧ＶＤＤが印加されないようにして、ＱＢ電圧のオフカレントパス（ｏｆｆ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐａｔｈ）を増加させ、ＱＢノードのディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｉｎｇ）を最小化できる。
【００６５】
出力部Ｔ６、Ｔ７は、第ｎゲート出力電圧Ｖｏｕｔ（ｎ）をプルアップ（ｐｕｌｌ−ｕｐ）するトランジスタである第６トランジスタＴ６と、第ｎゲート出力電圧Ｖｏｕｔ（ｎ）をプルダウン（ｐｕｌｌ−ｄｏｗｎ）するトランジスタである第７トランジスタＴ７とを含む。
【００６６】
第６トランジスタＴ６は、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）にゲートが連結され、第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）が第１電極に連結され、第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）に第２電極が連結される。第６トランジスタＴ６は、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）が充電状態であるとき、第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）を第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）に出力する。
【００６７】
第７トランジスタＴ７は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）にゲートが連結され、第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）に第１電極が連結され、接地電圧ＶＳＳに第２電極が連結される。第７トランジスタＴ７は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）が充電状態であるとき、第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）の電位を接地電圧ＶＳＳで放電する。
【００６８】
このような本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の第ｎステージの駆動について検討すると、ディスプレイ駆動期間中、第１時区間の間、第ｎ−１ステージの出力信号により第１トランジスタＴ１がターンオンされて正電源がＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に供給され、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）に充電された電圧により第５トランジスタＴ５がターンオンされてＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）は放電され、第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）のハイ論理レベルによりブートストラッピングによって第６トランジスタＴ６がターンオンされながら第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）にはハイ論理レベルのスキャンパルスが出力され得る。一方、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）にブートストラッピングが起こると第１補助トランジスタＴＡ１はターン−オフされ、第１ノード制御部を構成する第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ３Ｒおよび第３トランジスタＴ３を保護すると同時にＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）のレベル変化がほとんどない状態を維持することができる。これによって、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路は、第１補助トランジスタＴＡ１を備えることでＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の安定化を図ることができる。
【００６９】
一方、第ｎステージは、ディスプレイ駆動期間中、第１次区間の次につながる第２次区間の間、第ｎ−１ステージの出力信号により第１トランジスタＴ１がターンオンされて逆電源がＱノードに供給されるとＱノードは放電され、正電源によりターンオンされた第４トランジスタＴ４は、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）の周期に対応してＱＢノードを充電すると第７トランジスタＴ７がターンオンされながら第ｎステージの出力端子Ｖｏｕｔ（ｎ）は接地電圧ＶＳＳにより放電され得る。
【００７０】
一方、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路の第ｎステージがタッチ駆動区間であれば、タイミングコントローラ４００で生成された電圧制御信号が入力されると電源電圧ＶＤＤは第ｎステージに供給されずターンオフ状態となる。このように、電源電圧ＶＤＤがターンオフされると第１補助トランジスタＴＡ１がターンオフされ、これによって、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の漏れ電流パスを遮断して安定したＱノード電圧を維持することができる。また、電源電圧ＶＤＤがターンオフされると第２補助トランジスタＴＡ２もターンオフされ、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）も供給されないため、第４トランジスタＴ４もターンオフされてＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）に充電されたＱＢ電圧をフローティング状態を維持することとなる。これによって、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路は、ＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）の漏れ電流パスを遮断して安定したＱＢノード電圧を維持することができる。
【００７１】
図４ａおよび図４ｂは、本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路に備えられた各ステージの内部信号を示すタイミング図である。
【００７２】
図４ａおよび図４ｂに示されたように、本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路２００の各ステージは、ディスプレイ駆動区間とタッチ駆動区間とに分割されて駆動され得る。
【００７３】
まず、図４ａを検討すると、図４ａは、Ｑノードの動作タイミング図に関するものであり、ディスプレイ駆動区間中、電源電圧ＶＤＤは、ハイレベルの電源電圧ＶＤＤが印加され、第（ｎ−２）のゲート出力電圧が出力されると、第（ｎ−１）ステージの第１トランジスタは、第（ｎ−１）Ｑノードに高電位電源電圧で充電する。以後、ターンオンされた第１トランジスタのゲート−ソースキャパシタによってブートストラップ回路が構成されると、第（ｎ−１）Ｑノードの電圧がブートストラッピングされて上昇するようになって第（ｎ−１）ステージの出力端でゲート出力電圧を出力することとなる。このとき、第ｎステージの第１トランジスタＴ１はターンオンされて第ｎＱノードに高電位電源電圧で充電する。
【００７４】
以後、タイミングコントローラ４００によりタッチイネーブル信号ＴＥが生成されてゲート駆動回路２００に印加されるとタッチ駆動区間に入ることとなり、タッチイネーブル信号ＴＥが生成される時に共に生成された電圧制御信号により第１補助トランジスタＴＡ１がターンオフされてタッチ駆動区間にある第ｎステージには電源電圧ＶＤＤが供給されない。これによって、第ｎＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ（ｎ））が周辺環境により発生し得る漏れ電流パスを完全に遮断して、図４ａのＡのようにディスチャージングが発生せず、安定した充電電圧状態を維持することができる。
【００７５】
以後、タッチ駆動区間が完了し、ディスプレイ駆動区間に入ると、タイミングコントローラ４００から伝送された電圧制御信号により電源電圧ＶＤＤはハイレベルの電源電圧が供給され、第ｎステージの第ｎＱノードは、タッチ駆動区間で充電電圧状態を安定して維持するため、第ｎＱノードの電圧がブートストラッピングされて上昇するようになり、第ｎステージの出力端でゲート出力電圧を安定して出力できる。
【００７６】
一方、図４ｂは、ＱＢノードの動作タイミング図に関するものであり、ディスプレイ駆動区間中、電源電圧ＶＤＤは、ハイレベルの電源電圧ＶＤＤが印加され、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）は周期的に印加される。このとき、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）のレベルがハイレベルからローレベルにシフトすると、第１トランジスタＴ１は、第（ｎ−１）ステージのゲート出力電圧Ｖｏｕｔ（ｎ−１）に応答してＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）を高電位電源電圧で充電し、第４トランジスタＴ４は、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）の周期に対応して低電位電源電圧でＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）を充電する。
【００７７】
以後、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）が印加されない区間でターンオンされた第１トランジスタＴ１のゲート−ソースキャパシタによりブートストラップ回路が構成されると、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の電圧がブートストラッピングされて上昇するようになる。このようにＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）電圧が上昇するようになると、第ｎステージの出力端で第１クロック信号ＣＬＫ（ｎ）が第ｎステージのゲート出力電圧に出力される。
【００７８】
以後、第２クロック信号ＣＬＫ（ｎ＋２）がハイレベルにシフトすると、第４トランジスタＴ４は、高電位電源電圧ＶＤＤでＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）を充電し、第２トランジスタＴ３Ｒおよび第３トランジスタＴ３によりＱノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）の電圧は接地電圧ＶＳＳまで放電される。
【００７９】
以後、タイミングコントローラ４００によりタッチイネーブル信号ＴＥが生成されてゲート駆動回路２００に印加されるとタッチ駆動区間に入ることとなり、タッチイネーブル信号ＴＥが生成される時に共に生成された電圧制御信号によりタッチ駆動区間にある第ｎステージＳｎには電源電圧ＶＤＤが供給されない。これによって、第１補助トランジスタＴＡ１と第２補助トランジスタＴＡ２はターンオフされ、Ｑノード（Ｑ  ｎｏｄｅ）とＱＢノード（ＱＢ  ｎｏｄｅ）それぞれに周辺環境により発生し得る漏れ電流パスを完全に遮断して、図４ｂのＢのように、ディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）が発生せず、安定した充電電圧状態を維持することができる。
【００８０】
図５は、本発明の一実施例に係る表示装置のゲート駆動回路の効果を説明するための図である。
【００８１】
図５を参照すると、図５のａのように、本願の第１安定化部ＴＡ１と第２安定化部ＴＡ２が備えられていない場合、ＱノードまたはＱＢノードにディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）が発生することが分かる。
【００８２】
一方、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路は、図５のｂのように、第１安定化部ＴＡ１と第２安定化部ＴＡ２を備えることで時間が経ってもＱノードまたはＱＢノードにディスチャージングが発生せず、安定した電圧状態を維持することが分かる。
【００８３】
このように、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路およびそれを含む表示装置は、ＱノードとＱＢノードの電圧を安定して維持させることができる第１ノード安定化部ＴＡ１および第２ノード安定化部ＴＡ２を備えることで表示装置の信頼性を向上させることができる。
【００８４】
また、本発明の一実施例に係るゲート駆動回路は、漏れ電流を完全に遮断できる第１ノード安定化部ＴＡ１および第２ノード安定化部ＴＡ２を備えることで、周辺環境の考慮なしにゲート駆動回路を配置させることができ、設計自由度が向上し得る。
【００８５】
本発明の例示的な実施例はまた下記のように記述され得る。本発明の一側面によれば、ゲート駆動回路は、従属的に連結される複数のステージを含み、複数のステージそれぞれは、Ｑノードの電圧およびＱＢノードの電圧により第１クロック信号をゲート出力電圧に出力する出力部、以前のステージの出力信号に対応して前記Ｑノードの電圧を充電する第１ノード制御部、第１クロック信号と位相が異なる第２クロック信号に対応して前記ＱＢノードに電圧を充電する第２ノード制御部、第２クロック信号が印加されなければ前記Ｑノードの漏れ電流パスを遮断する第１ノード安定化部、および第２クロック信号が印加されなければＱＢノードの漏れ電流パスを遮断する第２ノード安定化部を含む。
【００８６】
第１クロック信号が印加されないとき、該当ステージに電源電圧ＶＤＤが供給されなくてよい。
【００８７】
第１ノード安定化部は、第１補助トランジスタを含み、第１補助トランジスタは、前記電源電圧にゲートが連結され得る。
【００８８】
第２ノード安定化部は、第２補助トランジスタを含み、第２補助トランジスタは、前記電源電圧にゲートが連結され得る。
【００８９】
第２クロック信号が印加されない区間は、タッチ駆動区間であり、第２クロック信号が周期的に印加される区間は、ディスプレイ駆動区間であってよい。
【００９０】
本発明の他の側面によれば、表示装置は、複数の画素および複数の画素をグループ化して配置された複数のパターン電極を含む表示パネル、複数のステージで構成され、前記複数のステージから順次に出力されるゲート出力電圧を前記複数の画素に印加するゲート駆動回路、表示パネルがディスプレイ駆動区間であれば共通電圧を印加し、表示パネルがタッチ駆動区間であればタッチスキャン信号を印加するタッチ駆動回路、および、ゲート駆動回路および前記タッチ駆動回路の駆動を制御するタイミングコントローラを含み、ゲート駆動回路は、前記タイミングコントローラから伝送された制御信号に対応してタッチ駆動区間に進入した該当ステージに電源電圧供給を遮断することができる。
【００９１】
タイミングコントローラは、タッチ駆動区間に進入した前記ゲート駆動回路のステージにタッチイネーブル信号と前記電源電圧を制御するための電圧制御信号を伝送することができる。
【００９２】
複数のステージそれぞれは、前記タッチ駆動区間の間、ＱノードおよびＱＢノードの電圧を安定して維持するためのＱノード安定化部とＱＢノード安定化部を含むことができる。
【００９３】
Ｑノード安定化部は、電源電圧にゲートが連結された第１補助トランジスタで構成され得る。
【００９４】
Ｑノード安定化部は、Ｑノードがブートストラッピングされればターンオフされ得る。
【００９５】
ＱＢノード安定化部は、前記電源電圧にゲートが連結された第２補助トランジスタで構成され得る。
【００９６】
以上、添付の図面を参照して、本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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