液晶表示装置
【課題】感知素子の信頼性を向上させ、液晶表示板組立体の空間使用効率を増加させことのできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１表示板と、第１表示板と対向し離隔される第２表示板と、第１、第２表示板間に介在される液晶層と、第２表示板に形成される複数の感知データ線と、圧力によって静電容量が変化し感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、感知データ線各々に接続され感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、第１電圧の大きさは相異なる第１レベルと第２レベルとを有し、第２電圧の大きさは一定であり、感知信号の読み取り区間で、第１電圧が第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、第１電圧が第２レベルを維持する間に出力部から感知信号が生成される。
【解決手段】第１表示板と、第１表示板と対向し離隔される第２表示板と、第１、第２表示板間に介在される液晶層と、第２表示板に形成される複数の感知データ線と、圧力によって静電容量が変化し感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、感知データ線各々に接続され感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、第１電圧の大きさは相異なる第１レベルと第２レベルとを有し、第２電圧の大きさは一定であり、感知信号の読み取り区間で、第１電圧が第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、第１電圧が第２レベルを維持する間に出力部から感知信号が生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、感知素子の信頼性を向上させることのできる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の中で代表的な液晶表示装置（ＬＣＤ）は画素電極及び共通電極が備えられた２枚の表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層を含む。画素電極は行列形態に配列され、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に接続されて一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は表示板の全面にわたって形成され、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は回路的に見る時に液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタはこれに接続されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では２つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長時間印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム別に、行別に或いは画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
【０００４】
タッチスクリーンパネルは画面上に指またはタッチペン（ｓｔｙｌｕｓ ｐｅｎ）などで接触して文字を書くか絵を描いたり、アイコンを実行してコンピュータなどの機械に所望の命令を遂行させる装置のことを言う。タッチスクリーンパネルが付着された液晶表示装置は、使用者の指またはタッチペンなどが画面に接触したかどうかの有無及び接触位置情報を知ることができる。しかし、このような液晶表示装置はタッチスクリーンパネルによって原価上昇、タッチスクリーンパネルを液晶表示板上に接着する工程の追加による収率減少、液晶表示板の輝度低下、製品厚さの増加などの問題がある。
【０００５】
したがって、このような問題を解決するために、タッチスクリーンパネルの代りに薄膜トランジスタまたは可変キャパシタからなる感知素子を液晶表示装置で画像を表示する表示領域に内蔵する技術が開発された。感知素子は使用者の指などが画面に加えた光または圧力の変化を感知することによって、液晶表示装置が使用者の指などが画面に接触したかどうかの有無及び接触位置情報を検知することができる。
【０００６】
可変キャパシタからなる感知素子は、一定周期ごとに高レベルと低レベルでスイングする共通電圧と所定の大きさの直流（ＤＣ）電圧の印加を受け、外部からの圧力変化による可変キャパシタの静電容量変化に基づいた電圧変化に基づいて感知素子の動作有無を判断する。
しかし、共通電圧の状態を考慮して感知素子からの感知信号を読取らなければならないので、感知信号の読み取り時間に制限があり、そのために感知素子の信頼性が減少するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、感知素子の信頼性を向上させることにある。
また、本発明の他の目的は、液晶表示板組立体における空間使用効率を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、第１表示板と、前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に介在される液晶層と、前記第２表示板に形成される複数の感知データ線と、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、前記感知データ線各々に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、前記第１電圧の大きさは第１レベルと該第１レベルと異なる第２レベルとを有し、前記第２電圧の大きさは一定であり、前記感知信号の読み取り区間で、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する間に前記出力部から前記感知信号が生成されることを特徴とする。
【０００９】
前記第２レベルは、前記第１レベルより高いことが好ましい。
前記第２レベルは、前記第１レベルより低いことが好ましい。
前記第１電圧は、共通電圧であることが好ましい。
前記読み取り区間は、ポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間であることが好ましい。
前記感知データ線各々に接続され、リセット制御信号を受けて前記感知データ線にリセット電圧を供給する複数のリセット信号入力部をさらに有することが好ましい。
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第１リセット制御信号によって動作して入力される第１リセット電圧を接続された前記感知データ線に印加する第１リセットスイッチング素子を有することが好ましい。
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第２リセット制御信号によって動作して入力される第２リセット電圧を前記第１リセット電圧が印加される時間とは異なる時間に接続された前記感知データ線に印加する第２リセットスイッチング素子をさらに有することが好ましい。
前記感知データ線に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて生成された出力信号を前記出力部各々に伝達する複数の出力トランジスタをさらに有することが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、第１表示板と、前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、前記第１表示板と第２表示板との間に形成される複数の画素と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第１感知部と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第２感知部と、前記第１感知部に接続され、横方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第１感知データ線と、前記第２感知部に接続され、縦方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第２感知データ線と、前記第２表示板に形成され、前記第１感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第１感知信号出力部と、前記第２表示板に形成され、前記第２感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第２感知信号出力部とを有し、前記複数の第１感知信号出力部は、前記第２表示板の左側及び右側のうちの少なくとも一側に形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記複数の第１感知信号出力部に各々接続される複数の出力データ線をさらに有することが好ましい。
前記複数の第１感知信号出力部は同一線上で縦方向に平行に配置されることが好ましい。
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることが好ましい。
前記複数の出力データ線各々は、互いに異なる長さだけ隣接した画素の間を横方向に延長した後、縦方向に延長することが好ましい。
隣接した前記第１感知信号出力部は、所定距離だけ離隔して縦方向に配置されること。
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることが好ましい。
前記感知部各々は、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタとを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置によれば、共通電圧を調整して感知信号の積分時間を増加させるので、ノイズなどによる感知信号の信頼度が増加し、その結果、感知部の感度が向上するという効果がある。
また、多様な方式で感知信号出力部と横出力データ線の配置が可能であるので、液晶表示板組立体の空間使用が効率的に行われ、設計の自由度が増加するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明に係る液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図面において多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も有する。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１５】
次に、本発明のよる液晶表示装置について図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であって、画素観点で示した液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、感知部観点で示した液晶表示装置のブロック図であり、図４は本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの感知部に対する等価回路図である。図５は本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略斜視図である。
【００１６】
図１及び図３を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００と、これに接続された画像走査部４００と、画像データ駆動部５００と、感知信号処理部８００と、画像データ駆動部５００に接続された階調電圧生成部５５０と、感知信号処理部８００に接続された接触判断部７００と、これらを制御する信号制御部６００とを有する。
【００１７】
図１〜図４を参照すると、液晶表示板組立体３００は複数の表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）と、これに接続されてほぼ行列形態で配列された複数の画素ＰＸ、そして複数の感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＲＬ）と、これに接続されてほぼ行列形態で配列された複数の感知部ＳＵ、各感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）の１つの端部に接続された複数の初期信号入力部ＩＮＩ、各感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）の他の端部に接続された複数の感知信号出力部ＳＯＵＴ、そして各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された複数の出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を有する。
【００１８】
一方、図２及び図５を参照すると、液晶表示板組立体３００は互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００と、その間に入っている液晶層３、そして２つの表示板（１００、２００）の間に間隙を作って、ある程度圧縮変形する間隔材（図示せず）を有する。
【００１９】
表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）は画像走査信号を伝達する複数の画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）と画像データ信号を伝達する画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）を有し、感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＲＬ）は感知データ信号を伝達する複数の横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）及び複数の縦感知データ線（ＳＸ１〜ＳＸＭ）、そして基準電圧を伝達する複数の基準電圧線ＲＬを有する。基準電圧線ＲＬは必要に応じて省略することができる。
画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）及び横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）はほぼ行方向に伸びて互いにほぼ平行し、画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）及び縦感知データ線（ＳＸ１〜ＳＸＭ）はほぼ列方向に伸びて互いにほぼ平行する。基準電圧線ＲＬは行或いは列方向に伸びる。
【００２０】
各画素ＰＸは表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）に接続されたスイッチング素子Ｑと、これに接続された液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔを有する。ストレージキャパシタＣｓｔは必要に応じて省略することができる。
スイッチング素子Ｑは、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられる薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）と接続され、入力端子は画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）と接続され、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔと接続される。この時、薄膜トランジスタは非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを含む。
【００２１】
液晶キャパシタＣｌｃは薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１と共通電極表示板２００の共通電極２７０を２つの端子とし、２つの電極（１９１、２７０）の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子Ｑに接続され、共通電極２７０は共通電極表示板２００の全面に形成されて共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０が薄膜トランジスタ表示板１００に備えられる場合もあり、この時には２つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも１つを線状または棒状に形成することができる。
【００２２】
液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔは、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９１が絶縁体を介して重なって構成され、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタＣｓｔは画素電極１９１が絶縁体を媒介として直上の前段画像走査線と重なって成ることもできる。
【００２３】
一方、色表示を実現するためには、各画素ＰＸが基本色のうちの１つを固有に表示したり（空間分割）、各画素ＰＸが時間によって交互に基本色を表示したり（時間分割）して、これら基本色の空間的、時間的合計で所望する色相を認識させる。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は空間分割の一例で、各画素ＰＸが画素電極１９１に対応する共通電極表示板２００の領域に基本色のうちの１つを表示する色フィルタ２３０を備えることを示している。図２とは異なって、色フィルタ２３０は薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１上または下に形成することもできる。
液晶表示板組立体３００の外側には光を偏光させる少なくとも１つの偏光子（図示せず）が付着される。
【００２４】
図４に示すように、感知部ＳＵは、図面符号ＳＬで示した横または縦感知データ線（以下、感知データ線と言う）に接続される可変キャパシタＣｖと、感知データ線ＳＬと基準電圧線ＲＬとの間に接続される基準キャパシタＣｐとを有する。
基準キャパシタＣｐは、薄膜トランジスタ表示板１００の基準電圧線ＲＬと感知データ線ＳＬが絶縁体（図示せず）を介して重なって成る。
【００２５】
可変キャパシタＣｖは、薄膜トランジスタ表示板１００の感知データ線ＳＬと共通電極表示板２００の共通電極２７０を２つの端子とし、２つの端子の間の液晶層３は誘電体として機能する。
可変キャパシタＣｖの静電容量は液晶表示板組立体３００に加えられる使用者の接触などの外部刺激によってその値が変化する。このような外部刺激としては圧力があり、共通電極表示板２００に圧力が加えられると間隔材が圧縮変形し、２つの端子の間の距離が変化して可変キャパシタＣｖの静電容量が変わる。静電容量が変わると、静電容量の大きさに依存する基準キャパシタＣｐと可変キャパシタＣｖとの間の接点電圧Ｖｎの大きさが変わる。
【００２６】
接点電圧Ｖｎは感知データ信号で、感知データ線ＳＬを通って流れ、これに基づいて接触の有無を判断することができる。この時、基準キャパシタＣｐは固定された静電容量を有し、基準キャパシタＣｐに印加される基準電圧は一定の電圧値を有するので、接点電圧Ｖｎは一定の範囲で変動する。したがって、感知データ信号が常に一定の範囲の電圧レベルを有することができ、その結果、接触の有無及び接触位置を容易に判断することができる。
【００２７】
感知部ＳＵは隣接した２つの画素ＰＸの間に配置される。横及び縦感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）に各々接続され、これらが交差する領域に隣接して配置される一対の感知部ＳＵの密度は、例えば、ドット（ｄｏｔ）密度の約１／４であり得る。ここで、１つのドットは、例えば、平行に配列され、赤色、緑色、青色などの三原色を表示する３個の画素ＰＸを有し、１つの色相を表示し、液晶表示装置の解像度を示す基本単位となる。しかし、１個のドットは４個以上の画素ＰＸからなることができ、この場合、各画素ＰＸは三原色と白色のうちの１つを表示することができる。
【００２８】
一対の感知部ＳＵ密度がドット密度の１／４である例としては、一対の感知部ＳＵの横及び縦解像度が各々液晶表示装置の横及び縦解像度の１／２である場合がある。この場合、感知部ＳＵのない画素行及び画素列もある。
感知部ＳＵ密度とドット密度をこの程度に合せると、文字認識のように精密度の高い応用分野にもこのような液晶表示装置を適用することができる。もちろん、感知部ＳＵの解像度は必要に応じてさらに高くても低くてもよい。
このように、本発明の実施形態による感知部ＳＵによると、感知部ＳＵと感知データ線ＳＬが占める空間が相対的に小さいので、画素ＰＸの開口率減少を最少化することができる。
【００２９】
複数のリセット信号入力部ＩＮＩは全て同一の構造からなり、複数の感知信号出力部ＳＯＵＴもまた全て同一の構造からなる。これら（ＩＮＩ、ＳＯＵＴ）の構造と動作については以下でさらに詳細に説明する。
出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は該当感知信号出力部ＳＯＵＴを通って横及び縦感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）に各々接続される複数の横及び縦出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を有する。出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は感知信号処理部８００に接続され、感知信号出力部ＳＯＵＴからの出力信号を感知信号処理部８００に伝達する。横及び縦出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）はほぼ列方向に伸び、互いにほぼ平行する。
【００３０】
再び図１及び図３を参照すると、階調電圧生成部５５０は画素の透過率と関する２対の階調電圧集合（或いは基準階調電圧集合）を生成する。２対のうちの１対は共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有し、他の１対は負の値を有する。
画像走査部４００は、液晶表示板組立体３００の画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に接続されてスイッチング素子Ｑを導通させるゲートオン電圧Ｖｏｎと、遮断させるゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合わせからなる画像走査信号を画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加する。
【００３１】
画像データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００の画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に接続され、階調電圧生成部５５０からの階調電圧を選択し、これを画像データ信号として画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加する。しかし、階調電圧生成部５５０が全ての階調に対する電圧を全て提供するものでなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合に、画像データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して全階調に対する階調電圧を生成し、この中で画像データ信号を選択する。
【００３２】
感知信号処理部８００は、液晶表示板組立体３００の出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続される複数の増幅部８１０などを有し、各増幅部８１０を通って伝達される出力信号の入力を受けて、増幅などの信号処理を行ってアナログ感知信号Ｖｏを生成した後、アナログ−デジタル変換器（図示せず）などを利用してデジタル信号に変換し、デジタル感知信号ＤＳＮを生成する。
【００３３】
接触判断部７００は感知信号処理部８００からデジタル感知信号ＤＳＮを受け、所定の演算処理を行って接触の有無及び接触位置を判断した後、接触情報ＩＮＦを外部装置に出力する。接触判断部７００はデジタル感知信号ＤＳＮに基づいて感知部ＳＵの動作状態を監視し、これらに印加される信号を制御することができる。
信号制御部６００は、画像走査部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、そして感知信号処理部８００などの動作を制御する。
【００３４】
このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）の各々は、少なくとも１つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着することができ、可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着することもでき、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。これとは異なって、これら駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）が信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ、ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ、ＲＬ）及び薄膜トランジスタＱなどと共に液晶表示板組立体３００に直接集積させることもできる。
【００３５】
図５を参照すると、液晶表示板組立体３００は表示領域Ｐ１、周縁領域Ｐ２及び露出領域Ｐ３に分けられる。表示領域Ｐ１には画素ＰＸ、感知部ＳＵ及び信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ、ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ、ＲＬ）の大部分が位置する。共通電極表示板２００は黒色層のような遮光部材（図示せず）を有し、遮光部材は周縁領域Ｐ２の大部分を覆って外部からの光を遮断する。共通電極表示板２００は薄膜トランジスタ表示板１００より大きさが小さくて、薄膜トランジスタ表示板１００の一部が露出して露出領域Ｐ３をなし、露出領域Ｐ３には単一チップ６１０が実装され、ＦＰＣ基板６２０が付着される。
【００３６】
単一チップ６１０は液晶表示装置を駆動するための複数の駆動装置、つまり、画像駆動部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、信号制御部６００、接触判断部７００、そして感知信号処理部８００を有する。このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）を単一チップ６１０内に集積することによって実装面積を減らすことができ、消費電力も下げることができる。もちろん、必要に応じてこれらのうちの少なくとも１つまたはこれらを構成する少なくとも１つの回路素子が単一チップ６１０外側にあってもよい。
【００３７】
表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）及び出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は露出領域Ｐ３にまで伸びて該当駆動装置（４００、５００、８００）と接続される。
ＦＰＣ基板６２０は外部装置から信号を受けて単一チップ６１０または液晶表示板組立体３００に伝達し、外部装置との接続を容易にするために端部は通常コネクタ（図示せず）からなる。
【００３８】
以下では、このような液晶表示装置の表示動作及び感知動作について更に詳細に説明する（図１〜図４参照）。
信号制御部６００は、外部装置（図示せず）から入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各画素ＰＸの輝度情報を含み、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２１０）、２５６（＝２８）または６４（＝２６）個の階調を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどがある。
【００３９】
信号制御部６００は、入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００及び画像データ駆動部５００の動作条件に合わせて適切に処理し、画像走査制御信号ＣＯＮＴ１、画像データ制御信号ＣＯＮＴ２及び感知データ制御信号ＣＯＮＴ３などを生成した後、画像走査制御信号ＣＯＮＴ１を画像走査部４００に出力し、画像データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理したデジタル画像信号ＤＡＴを画像データ駆動部５００に出力し、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３を感知信号処理部８００に出力する。
【００４０】
画像走査制御信号ＣＯＮＴ１は、走査開始を指示する走査開始信号ＳＴＶとゲートオン電圧Ｖｏｎの出力を制御する少なくとも１つのクロック信号を有する。画像走査制御信号ＣＯＮＴ１はまた、ゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥをさらに有することができる。
画像データ制御信号ＣＯＮＴ２は、１つの画素行のデジタル画像信号ＤＡＴの伝送開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨと画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に画像データ信号を印加することを命令するロード信号ＬＯＡＤ及びデータクロック信号ＨＣＬＫを有する。画像データ制御信号ＣＯＮＴ２は、また共通電圧Ｖｃｏｍに対する画像データ信号の電圧極性（以下、共通電圧に対する画像データ信号の電圧極性を略して画像データ信号の極性と言う）を反転させる反転信号ＲＶＳをさらに有することができる。
【００４１】
信号制御部６００からの画像データ制御信号ＣＯＮＴ２によって画像データ駆動部５００は１つの画素行の画素ＰＸに対するデジタル画像信号ＤＡＴを受信し、各デジタル画像信号ＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによってデジタル画像信号ＤＡＴをアナログ画像データ信号に変換した後、これを当該画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加する。
画像走査部４００は信号制御部６００からの画像走査制御信号ＣＯＮＴ１によってゲートオン電圧Ｖｏｎを画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加し、この画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に接続されたスイッチング素子Ｑを導通させる。その結果、画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加された画像データ信号が導通したスイッチング素子Ｑを通じて該当画素ＰＸに印加される。
【００４２】
画素ＰＸに印加された画像データ信号の電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの差は、液晶キャパシタＣｌｃの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさに応じてその配列を異ならせ、そのために液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は液晶表示板組立体３００に付着された偏光子によって光の透過率変化で現れ、これによって所望の画像を表示することができる。
【００４３】
１水平周期（“１Ｈ”とも言い、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一）を単位として、このような過程を繰り返すことによって全ての画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加し、全ての画素ＰＸに画像データ信号を印加して１つのフレームの画像を表示する。
【００４４】
１つのフレームが終わると次のフレームが始まり、各画素ＰＸに印加される画像データ信号の極性が直前フレームにおける極性と反対になるように画像データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（“フレーム反転”）。この時、１つのフレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって１つの画像データ線を通って流れる画像データ信号の極性が変わったり（例：行反転、点反転）、１つの画素行に印加される画像データ信号の極性も互いに異なることがある（例：列反転、点反転）。
【００４５】
感知信号処理部８００は、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３によって毎フレームごとに１回ずつフレームとフレームとの間のポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間で出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を通って印加される感知データ信号を読み取る。ポーチ区間では感知データ信号が画像走査部４００及び画像データ駆動部５００などからの駆動信号の影響をあまり受けないので、感知データ信号の信頼度が高まる。しかし、このような読み取り動作は毎フレームごとに必ず行う必要はなく、必要に応じて複数のフレームごとに１回ずつ行ってもよい。また、ポーチ区間内で２回以上読み取り動作が行うこともでき、フレーム内でも読み取り動作が少なくとも１回行うことができる。
【００４６】
そして、感知信号処理部８００は読取ったアナログ感知データ信号を各増幅部８１０などを利用して増幅などの信号処理を行った後、デジタル感知信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に出力する。感知信号処理部８００の増幅部８１０の動作については後述する。
接触判断部７００はデジタル感知信号ＤＳＮを受けた後、適切な演算処理を行って接触の有無及び接触位置を確認し、これを外部装置に伝送し、外部装置はこれに基づいた画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示装置に伝送して使用者によって選択された画面などを表示する。
【００４７】
次に、図６〜図９を参照して、本発明の一実施形態に係るリセット信号入力部ＩＮＩ、感知信号出力部ＳＯＵＴ及び増幅部８１０の構造と動作について説明する。
図６（ａ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置で１つの感知データ線に接続される複数の感知部の等価回路図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）を簡略に示した等価回路図であり、図７は本発明の一実施形態による液晶表示装置の感知動作のためのタイミング図である。また、図８は本発明の他の実施形態によって接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧とこれによる感知信号の波形図であり、図９は本発明の他の実施形態によって接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧とそれによる感知信号の波形図である。
【００４８】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示板組立体３００は図３を参照して既に説明したように、複数の感知データ線ＳＬ（図３ではＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）と各感知データ線ＳＬに接続される複数の感知部ＳＵ、各感知データ線ＳＬの一側に接続されたリセット信号入力部ＩＮＩ、各感知データ線ＳＬの他側と各出力データ線ＯＬ（図３ではＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）の間に接続された複数の感知信号出力部ＳＯＵＴを有する。また、図３を参照して既に説明したように、感知信号処理部８００は各出力データ線ＯＬに接続される複数の増幅部８１０を有する。
【００４９】
つまり、１つの感知データ線ＳＬには可変キャパシタＣｖと基準キャパシタＣｐからなる複数の感知部ＳＵが接続され、感知データ線ＳＬの互いに異なる端部には各々リセット信号入力部ＩＮＩと感知信号出力部ＳＯＵＴが接続される。可変キャパシタＣｖは共通電圧Ｖｃｏｍに接続され、基準キャパシタＣｐは基準電圧Ｖｐに接続される。
上述したように、複数の可変キャパシタＣｖは感知データ線ＳＬと共通電極２７０を２つの端子として構成するので、複数の可変キャパシタＣｖは図６（ｂ）に示す１つの可変キャパシタＣｖ’で代表することができ、実際に可変キャパシタＣｖ’の静電容量は１つの感知データ線ＳＬに沿って実質的に均一に分布されている。また、図６（ｂ）に示すように可変キャパシタＣｖ’に対応して複数の基準キャパシタＣｐも１つの基準キャパシタＣｐ’で代表することができる。
【００５０】
各リセット信号入力部ＩＮＩは、第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）を有する。第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）は薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）と各々接続され、その入力端子は第１及び第２リセット電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２と各々接続され、出力端子は感知データ線ＳＬと接続される。
第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）は画素が配置されていない液晶表示板組立体３００の周縁領域Ｐ２に位置し、第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）によって第１及び第２リセット電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２を感知データ線ＳＬに供給する。
【００５１】
各感知信号出力部ＳＯＵＴは、出力トランジスタＱｓを有する。出力トランジスタＱｓも薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は感知データ線ＳＬと接続され、その入力端子は入力電圧Ｖｓと接続され、出力端子は出力データ線ＯＬと接続される。出力トランジスタＱｓも液晶表示板組立体３００の周縁領域Ｐ２に位置し、感知データ線ＳＬを通って流れる感知データ信号に基づいて出力信号を生成する。出力信号としては出力電流がある。これとは異なって、出力トランジスタＱｓが出力信号として電圧を生成することもできる。
【００５２】
各増幅部８１０は増幅器Ａｐ、キャパシタＣｆ及びスイッチＳＷを有する。
増幅器Ａｐは反転端子（−）と非反転端子（＋）及び出力端子を有し、反転端子（−）は出力データ線ＯＬに接続され、反転端子（−）と出力端子との間にはキャパシタＣｆ及びスイッチＳＷが接続され、非反転端子（＋）は基準電圧Ｖａに接続される。増幅器Ａｐ及びキャパシタＣｆは電流積分器で、出力トランジスタＱｓからの出力電流を所定時間積分して感知信号Ｖｏを生成する。
【００５３】
図７を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は上述したようにフレームとフレームの間のポーチ区間で感知動作を行い、特に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃより前のフロントポーチ（ｆｒｏｎｔ ｐｏｒｃｈ）区間で感知動作を行うのが好ましい。
共通電圧Ｖｃｏｍはハイレベルとローレベルを有し、１Ｈごとにハイレベルとローレベルをスイングする。
図７に示すように、第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）は第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）を各々導通させる導通電圧Ｔｏｎと遮断させる遮断電圧Ｔｏｆｆを有する。導通電圧Ｔｏｎはゲートオン電圧Ｖｏｎを使用し、遮断電圧Ｔｏｆｆはゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを使用するが、その他の電圧を使用してもよい。
【００５４】
図７に示すように、本実施形態では共通電圧Ｖｃｏｍが低レベル状態を維持する時に感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる。
まず、第１リセット制御信号ＲＳＴ１の導通電圧Ｔｏｎは共通電圧Ｖｃｏｍがハイレベルの時に印加される。
第１リセットトランジスタＱｒ１に導通電圧Ｔｏｎが印加されると、第１リセットトランジスタＱｒ１が導通して入力端子に印加される第１リセット電圧Ｖｒ１を感知データ線ＳＬに印加し、第１リセット電圧Ｖｒ１で感知データ線ＳＬを初期化する。一方、動作が始まって増幅部８１０に基準電圧Ｖａが印加されると、増幅部８１０のキャパシタＣｆはこの基準電圧Ｖａで充電されるので、増幅器Ａｐの出力電圧Ｖｏの大きさは基準電圧Ｖａと同一である。
【００５５】
また、第１リセット制御信号ＲＳＴ１が遮断電圧Ｔｏｆｆになると感知データ線ＳＬはフローティング状態になり、感知部ＳＵの接触の有無による可変キャパシタＣｖ’の静電容量の変化及び共通電圧Ｖｃｏｍの変動に基づいて出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧が変わる。このような電圧変化によって、出力トランジスタＱｓを流れる感知データ信号の電流が変動する。
【００５６】
この時、出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧Ｖｇは次の数式１のように求められる。
【数１】
（ここで、ＶＨは高レベルの共通電圧値であり、ＶＬは低レベルの共通電圧値であり、Ｃｐ’は基準キャパシタの静電容量であり、Ｃｖ’との可変キャパシタの静電容量である。）
【００５７】
数式１に示すように、出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧Ｖｇはキャパシタ（Ｃｐ’、Ｃｖ’）の容量変化と共通電圧Ｖｃｏｍの変化量に基づく。したがって、使用者によって感知部ＳＵが接触されると、２つの表示板（１００、２００）の間の距離が近くなって可変キャパシタＣｖ’の静電容量が変わり、共通電圧Ｖｃｏｍのレベルが変わるので、相当する量の電流が出力トランジスタＱｓを通って出力データ線ＯＬに流れる。
一方、第１リセット信号ＲＳＴ１がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆに変わった後、スイッチング信号ＶｓｗがスイッチＳＷに印加されてキャパシタＣｆに充電されている電圧を放電させる。
【００５８】
その後、所定時間が経過すると、感知信号処理部８００は感知信号Ｖｏを読み取る。この時、感知信号Ｖｏを読み取る時間は第１リセット制御信号ＲＳＴ１が遮断電圧Ｖｏｆｆになった後、１Ｈ時間以内に設定するのが好ましい。つまり、共通電圧Ｖｃｏｍが再びハイレベルに変わる前に感知信号Ｖｏを読み取るのが好ましい。これは共通電圧Ｖｃｏｍのレベル変化によって感知信号Ｖｏもまた変わるためである。
感知データ信号が第１リセット電圧Ｖｒ１を基準に変動するので、感知データ信号が常に一定範囲の電圧レベルを有することができ、そのために接触の有無及び接触位置を容易に判断することができる。
【００５９】
感知信号処理部８００が感知信号Ｖｏを読込んだ後、第２リセット制御信号ＲＳＴ２は導通電圧Ｔｏｎになって第２リセットトランジスタＱｒ２を導通させる。その後、第２リセット電圧Ｖｒ２が感知データ線ＳＬに印加され、この時、第２リセット電圧Ｖｒ２は接地電圧であるので、感知データ線ＳＬは接地電圧でリセットされる。第２リセット電圧Ｖｒ２は次の第１リセット電圧Ｖｒ２が感知データ線ＳＬに印加されるまで維持される。これによって、次の第１リセット電圧Ｖｒ２が印加されるまで出力トランジスタＱｓは遮断状態が維持されて不要な動作による電力消費を減らす。
【００６０】
また、第２リセット電圧Ｖｒ２と共通電圧Ｖｃｏｍは感知データ線ＳＬと共通電極２７０との間の液晶層に電界を形成し、その間の液晶分子は生成された電界によって傾斜方向が決められる。液晶分子の傾斜方向によって感知データ信号の変化量が変わるが、第２リセット電圧Ｖｒ２を適切な値に設定することによって感知データ信号の変化量が大きくして、感知部ＳＵの感度を向上させることができる。
第１リセット制御信号ＲＳＴ１の導通電圧Ｔｏｎは共通電圧Ｖｃｏｍがローレベルである時に印加されてもよく、この時、共通電圧Ｖｃｏｍがハイレベルに変わった後、再びローレベルになる前に感知信号Ｖｏを読み取る。また、第１リセット制御信号ＲＳＴ１を最後の画像走査線Ｇｎに印加される画像走査信号に同期させることもできる。
【００６１】
第２リセット制御信号ＲＳＴ２は感知信号Ｖｏを読取った直後の１Ｈ区間で導通電圧Ｔｏｎになることができ、その後の１Ｈ区間で導通電圧Ｔｏｎになることもできる。
この時、感知信号Ｖｏの読み取り動作は、ポーチ区間内で１Ｈだけでなく所定個数の水平周期の間に行うことができる。つまり、感知信号Ｖｏの読み取り時間は、ポーチ区間内で共通電圧Ｖｃｏｍの出力波形を変更して調整することができる。
【００６２】
このために、共通電圧Ｖｃｏｍの低レベル状態で感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる場合、図８の（ａ）乃至（ｃ）に示すように、ポーチ区間内の共通電圧Ｖｃｏｍが低レベル状態を維持する期間を１Ｈだけでなく２Ｈや３Ｈなどのように所望の数の水平周期の間を低レベル状態に維持させる。
これによって、共通電圧Ｖｃｏｍが低レベルを維持する間に増幅部８１０の積分動作が行われ、積分結果に対する電圧を感知信号Ｖｏとして出力する。このように、感知信号Ｖｏの読み取り時間が増えるほど積分時間が増加して接触感知部ＳＵが作動する時の目標大きさに到達する時間が増加するので、ノイズによる感知信号Ｖｏの悪影響が減少し、感知部の感度が向上する。
【００６３】
また、図９に示すように、共通電圧Ｖｃｏｍの高レベル状態で感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる場合、ポーチ区間において１Ｈだけでなく２Ｈや３Ｈなどのように所定個数の水平周期の間を共通電圧Ｖｃｏｍの高レベル状態に維持させて感知信号Ｖｏを読み取することもできる。したがって、図９のように、共通電圧Ｖｃｏｍが高レベルを維持する時間が増加するほど増幅部８１０の積分時間が増加して、ノイズによる感知信号Ｖｏの悪影響が減少し、感知部の感度が向上する。
【００６４】
既に説明したように、任意の１つのフレームの全ての画素に対する正常の走査動作が完了した後、次のフレームにおける正常の走査動作が行われないポーチ区間において感知信号Ｖｏを読み取るための共通電圧Ｖｃｏｍの波形変化が行われるので、このような共通電圧Ｖｃｏｍの波形変化による画素の表示動作には影響を与えない。
【００６５】
感知信号Ｖｏの読み取り動作は、共通電圧Ｖｃｏｍが所望する状態、つまり、低レベルや高レベル状態に変わった後、決められた所定の時間が経過した後に行われるのが好ましい。つまり、共通電圧Ｖｃｏｍの傾斜がブラック階調を表示する時とホワイト階調を表示する時のように表示される画像データの階調によって変わるので、所定周期ごとにスイングされる共通電圧Ｖｃｏｍが安定化状態を維持した後、感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われるのが好ましい。
【００６６】
次に、図１０〜図１２を参照して感知信号出力部ＳＯＵＴと出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を説明する。
図３を再び参照すると、感知信号出力部ＳＯＵＴと、これらに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は液晶表示板組立体３００の一側、例えば右側で同一線上で縦方向に平行に配置されている。また、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）をほぼ垂直に配置して感知信号処理部８００と接続させる配置構造を示している。
図３に示した配置構造とは異なって、液晶表示板組立体３００の左側同一線上で縦方向に平行に感知信号出力部ＳＯＵＴを配置した後、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を配置できるのは当然のことである。
【００６７】
図１０において感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の一側、例えば右側に配置されており、これら感知信号出力部ＳＯＵＴに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は各々所定の長さだけ表示領域の間を横切った後、縦方向に伸びる。これによって、縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０と横出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０が交互に配置される。
【００６８】
図１０において、横方向に伸びる第１横出力データ線（ＯＹ１）の長さが最も短いが、最後の横出力データ線（ＯＹＮ）の長さが最も短いこともある。また、縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０が横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された増幅部８１０より先に配置されているが、横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された増幅部８１０が縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０より先に配置されてもよい。このような横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の配置は、各横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された感知信号出力部ＳＯＵＴが液晶表示板組立体３００の左側に配置される場合にも全て適用される。
【００６９】
図１１には液晶表示板組立体３００の左右両側に感知信号出力部ＳＯＵＴとこれに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を配置した例を示している。一例として、奇数番目横出力データ線（ＯＹ１、ＯＹ３、…）と、これに接続された感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の右側に配置し、偶数番目横出力データ線（ＯＹ２、ＯＹ４、…）とこれに接続された感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の左側に配置されるが、これとは異なって反対の場合ももちろん可能である。
【００７０】
図３、図１０及び図１１に示すように、感知信号出力部ＳＯＵＴを同一線上に縦に平行に配列して横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）の長さを同一に維持すると、各横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）を通って出力される感知データ信号間の誤差が減少し、感知信号出力部ＳＯＵＴを通って出力される感知信号Ｖｏ間の誤差もさらに減少する。つまり、横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）と、この感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）下部に形成された他の金属層の間に発生する寄生静電容量などを含む全静電容量の合計が同一になって、各横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）を通って出力される感知データ信号間の誤差が減少する。
【００７１】
図１２には図３と同様に、感知信号出力部ＳＯＵＴと、これら感知信号出力部ＳＯＵＴに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は液晶表示板組立体３００と一側、例えば、右側に配置される。しかし、図３とは異なって、感知信号出力部ＳＯＵＴは同一線上に位置せず、縦方向に隣接した感知信号出力部ＳＯＵＴは横方向に所定間隔を維持している。これによって、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）の長さが相異なる。図１２では第１横感知信号線（ＳＹ１）の長さが最も短いが、これとは反対に、最後横感知信号線（ＳＹＮ）の長さが最も短いように、感知信号出力部と感知出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）が配置できる。
このように、液晶表示板組立体３００上で感知信号出力部ＳＯＵＴと横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を多様に配置することで、液晶表示板組立体３００の空間を効率的に利用することができ、また、設計の自由度が増加する。
【００７２】
本発明の実施形態において、感知部として可変キャパシタ及び基準キャパシタを利用した感知部を例に挙げたが、これに限定されず、これと異なる形態の感知素子を適用することもできる。つまり、共通電極表示板の共通電極と薄膜トランジスタ表示板の感知データ線を２つの端子とし、２つの端子のうちの少なくとも１つは突出していて使用者の接触によって２つの端子が物理的且つ電気的に接続されることで共通電圧が感知データ信号として出力される圧力感知部や光の強さによって出力信号が変わる光センサーなどを利用することもできる。また、本発明の表示装置は二種類以上の感知部を含んで接触判断の正確度を向上させることができる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義する本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の実施形態では表示装置として液晶表示装置を対象として説明したが、これに限定されず、プラズマ表示装置、有機発光表示装置などのような平板表示装置でも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、画素観点で示した液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、感知部観点で示した液晶表示装置のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの感知部に対する等価回路図である。
【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略斜視図である。
【図６】（ａ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、１つの感知データ線に接続される複数の感知部の等価回路図であり、（ｂ）は、（ａ）を簡略に示した等価回路図である。
【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の感知動作のためのタイミング図である。
【図８】本発明の他の実施形態による接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧と、それによる感知信号の波形図である。
【図９】本発明の他の実施形態による接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧と、それによる感知信号の波形図である。
【図１０】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【図１１】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【図１２】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【符号の説明】
【００７６】
３ 液晶層
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１９１ 画素電極
２００ 共通電極表示板
２３０ 色フィルタ
２７０ 共通電極
３００ 液晶表示板組立体
４００ 画像走査部
５００ 画像データ駆動部
５５０ 階調電圧生成部
６００ 信号制御部
６１０ 単一チップ
６２０ ＦＰＣ基板
７００ 接触判断部
８００ 感知信号処理部
８１０ 増幅部
ＡＰ 増幅器
Ｃｆ キャパシタ Ｃｌｃ 液晶キャパシタ
Ｃｓｔ ストレージキャパシタ
Ｃｐ、Ｃｐ’ 基準キャパシタ
Ｃｖ、Ｃｖ’ 可変キャパシタ
ＣＯＮＴ１ 画像走査制御信号
ＣＯＮＴ２ 画像データ制御信号
ＤＡＴ デジタル画像信号
ＤＳＮ デジタル感知信号
Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ 表示信号線（画像走査線、画像データ線）
ＨＣＬＫ データクロック信号
ＩＮＩ リセット信号入力部
ＬＯＡＤ ロード信号
ＯＬ 出力データ線
ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ （横及び縦）出力データ線
Ｐ１ 表示領域
Ｐ２ 周縁領域
Ｐ３ 露出領域
ＰＸ 画素
Ｑ スイッチング素子
Ｑｒ１、Ｑｒ２ （第１及び第２）リセットトランジスタ
Ｑｓ 出力トランジスタ
ＲＬ 基準電圧線
ＲＳＴ１ 第１リセット制御信号
ＲＳＴ２ 第２リセット制御信号
ＳＯＵＴ 感知信号出力部
ＳＴＨ 水平同期開始信号
ＳＵ 感知部
ＳＷ スイッチ
ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ （横及び縦）感知データ線（感知信号線）
Ｖｃｏｍ 共通電圧
Ｖｒ１ 第１リセット電圧
Ｖｒ２ 第２リセット電圧
Ｖｓｗ スイッチング信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、感知素子の信頼性を向上させることのできる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の中で代表的な液晶表示装置（ＬＣＤ）は画素電極及び共通電極が備えられた２枚の表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層を含む。画素電極は行列形態に配列され、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に接続されて一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は表示板の全面にわたって形成され、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は回路的に見る時に液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタはこれに接続されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では２つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長時間印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム別に、行別に或いは画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
【０００４】
タッチスクリーンパネルは画面上に指またはタッチペン（ｓｔｙｌｕｓ ｐｅｎ）などで接触して文字を書くか絵を描いたり、アイコンを実行してコンピュータなどの機械に所望の命令を遂行させる装置のことを言う。タッチスクリーンパネルが付着された液晶表示装置は、使用者の指またはタッチペンなどが画面に接触したかどうかの有無及び接触位置情報を知ることができる。しかし、このような液晶表示装置はタッチスクリーンパネルによって原価上昇、タッチスクリーンパネルを液晶表示板上に接着する工程の追加による収率減少、液晶表示板の輝度低下、製品厚さの増加などの問題がある。
【０００５】
したがって、このような問題を解決するために、タッチスクリーンパネルの代りに薄膜トランジスタまたは可変キャパシタからなる感知素子を液晶表示装置で画像を表示する表示領域に内蔵する技術が開発された。感知素子は使用者の指などが画面に加えた光または圧力の変化を感知することによって、液晶表示装置が使用者の指などが画面に接触したかどうかの有無及び接触位置情報を検知することができる。
【０００６】
可変キャパシタからなる感知素子は、一定周期ごとに高レベルと低レベルでスイングする共通電圧と所定の大きさの直流（ＤＣ）電圧の印加を受け、外部からの圧力変化による可変キャパシタの静電容量変化に基づいた電圧変化に基づいて感知素子の動作有無を判断する。
しかし、共通電圧の状態を考慮して感知素子からの感知信号を読取らなければならないので、感知信号の読み取り時間に制限があり、そのために感知素子の信頼性が減少するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、感知素子の信頼性を向上させることにある。
また、本発明の他の目的は、液晶表示板組立体における空間使用効率を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、第１表示板と、前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に介在される液晶層と、前記第２表示板に形成される複数の感知データ線と、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、前記感知データ線各々に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、前記第１電圧の大きさは第１レベルと該第１レベルと異なる第２レベルとを有し、前記第２電圧の大きさは一定であり、前記感知信号の読み取り区間で、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する間に前記出力部から前記感知信号が生成されることを特徴とする。
【０００９】
前記第２レベルは、前記第１レベルより高いことが好ましい。
前記第２レベルは、前記第１レベルより低いことが好ましい。
前記第１電圧は、共通電圧であることが好ましい。
前記読み取り区間は、ポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間であることが好ましい。
前記感知データ線各々に接続され、リセット制御信号を受けて前記感知データ線にリセット電圧を供給する複数のリセット信号入力部をさらに有することが好ましい。
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第１リセット制御信号によって動作して入力される第１リセット電圧を接続された前記感知データ線に印加する第１リセットスイッチング素子を有することが好ましい。
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第２リセット制御信号によって動作して入力される第２リセット電圧を前記第１リセット電圧が印加される時間とは異なる時間に接続された前記感知データ線に印加する第２リセットスイッチング素子をさらに有することが好ましい。
前記感知データ線に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて生成された出力信号を前記出力部各々に伝達する複数の出力トランジスタをさらに有することが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、第１表示板と、前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、前記第１表示板と第２表示板との間に形成される複数の画素と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第１感知部と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第２感知部と、前記第１感知部に接続され、横方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第１感知データ線と、前記第２感知部に接続され、縦方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第２感知データ線と、前記第２表示板に形成され、前記第１感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第１感知信号出力部と、前記第２表示板に形成され、前記第２感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第２感知信号出力部とを有し、前記複数の第１感知信号出力部は、前記第２表示板の左側及び右側のうちの少なくとも一側に形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記複数の第１感知信号出力部に各々接続される複数の出力データ線をさらに有することが好ましい。
前記複数の第１感知信号出力部は同一線上で縦方向に平行に配置されることが好ましい。
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることが好ましい。
前記複数の出力データ線各々は、互いに異なる長さだけ隣接した画素の間を横方向に延長した後、縦方向に延長することが好ましい。
隣接した前記第１感知信号出力部は、所定距離だけ離隔して縦方向に配置されること。
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることが好ましい。
前記感知部各々は、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタとを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置によれば、共通電圧を調整して感知信号の積分時間を増加させるので、ノイズなどによる感知信号の信頼度が増加し、その結果、感知部の感度が向上するという効果がある。
また、多様な方式で感知信号出力部と横出力データ線の配置が可能であるので、液晶表示板組立体の空間使用が効率的に行われ、設計の自由度が増加するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明に係る液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図面において多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も有する。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１５】
次に、本発明のよる液晶表示装置について図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であって、画素観点で示した液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、感知部観点で示した液晶表示装置のブロック図であり、図４は本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの感知部に対する等価回路図である。図５は本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略斜視図である。
【００１６】
図１及び図３を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００と、これに接続された画像走査部４００と、画像データ駆動部５００と、感知信号処理部８００と、画像データ駆動部５００に接続された階調電圧生成部５５０と、感知信号処理部８００に接続された接触判断部７００と、これらを制御する信号制御部６００とを有する。
【００１７】
図１〜図４を参照すると、液晶表示板組立体３００は複数の表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）と、これに接続されてほぼ行列形態で配列された複数の画素ＰＸ、そして複数の感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＲＬ）と、これに接続されてほぼ行列形態で配列された複数の感知部ＳＵ、各感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）の１つの端部に接続された複数の初期信号入力部ＩＮＩ、各感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）の他の端部に接続された複数の感知信号出力部ＳＯＵＴ、そして各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された複数の出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を有する。
【００１８】
一方、図２及び図５を参照すると、液晶表示板組立体３００は互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００と、その間に入っている液晶層３、そして２つの表示板（１００、２００）の間に間隙を作って、ある程度圧縮変形する間隔材（図示せず）を有する。
【００１９】
表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）は画像走査信号を伝達する複数の画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）と画像データ信号を伝達する画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）を有し、感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＲＬ）は感知データ信号を伝達する複数の横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）及び複数の縦感知データ線（ＳＸ１〜ＳＸＭ）、そして基準電圧を伝達する複数の基準電圧線ＲＬを有する。基準電圧線ＲＬは必要に応じて省略することができる。
画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）及び横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）はほぼ行方向に伸びて互いにほぼ平行し、画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）及び縦感知データ線（ＳＸ１〜ＳＸＭ）はほぼ列方向に伸びて互いにほぼ平行する。基準電圧線ＲＬは行或いは列方向に伸びる。
【００２０】
各画素ＰＸは表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）に接続されたスイッチング素子Ｑと、これに接続された液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔを有する。ストレージキャパシタＣｓｔは必要に応じて省略することができる。
スイッチング素子Ｑは、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられる薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）と接続され、入力端子は画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）と接続され、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔと接続される。この時、薄膜トランジスタは非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを含む。
【００２１】
液晶キャパシタＣｌｃは薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１と共通電極表示板２００の共通電極２７０を２つの端子とし、２つの電極（１９１、２７０）の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子Ｑに接続され、共通電極２７０は共通電極表示板２００の全面に形成されて共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０が薄膜トランジスタ表示板１００に備えられる場合もあり、この時には２つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも１つを線状または棒状に形成することができる。
【００２２】
液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔは、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９１が絶縁体を介して重なって構成され、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタＣｓｔは画素電極１９１が絶縁体を媒介として直上の前段画像走査線と重なって成ることもできる。
【００２３】
一方、色表示を実現するためには、各画素ＰＸが基本色のうちの１つを固有に表示したり（空間分割）、各画素ＰＸが時間によって交互に基本色を表示したり（時間分割）して、これら基本色の空間的、時間的合計で所望する色相を認識させる。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は空間分割の一例で、各画素ＰＸが画素電極１９１に対応する共通電極表示板２００の領域に基本色のうちの１つを表示する色フィルタ２３０を備えることを示している。図２とは異なって、色フィルタ２３０は薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１上または下に形成することもできる。
液晶表示板組立体３００の外側には光を偏光させる少なくとも１つの偏光子（図示せず）が付着される。
【００２４】
図４に示すように、感知部ＳＵは、図面符号ＳＬで示した横または縦感知データ線（以下、感知データ線と言う）に接続される可変キャパシタＣｖと、感知データ線ＳＬと基準電圧線ＲＬとの間に接続される基準キャパシタＣｐとを有する。
基準キャパシタＣｐは、薄膜トランジスタ表示板１００の基準電圧線ＲＬと感知データ線ＳＬが絶縁体（図示せず）を介して重なって成る。
【００２５】
可変キャパシタＣｖは、薄膜トランジスタ表示板１００の感知データ線ＳＬと共通電極表示板２００の共通電極２７０を２つの端子とし、２つの端子の間の液晶層３は誘電体として機能する。
可変キャパシタＣｖの静電容量は液晶表示板組立体３００に加えられる使用者の接触などの外部刺激によってその値が変化する。このような外部刺激としては圧力があり、共通電極表示板２００に圧力が加えられると間隔材が圧縮変形し、２つの端子の間の距離が変化して可変キャパシタＣｖの静電容量が変わる。静電容量が変わると、静電容量の大きさに依存する基準キャパシタＣｐと可変キャパシタＣｖとの間の接点電圧Ｖｎの大きさが変わる。
【００２６】
接点電圧Ｖｎは感知データ信号で、感知データ線ＳＬを通って流れ、これに基づいて接触の有無を判断することができる。この時、基準キャパシタＣｐは固定された静電容量を有し、基準キャパシタＣｐに印加される基準電圧は一定の電圧値を有するので、接点電圧Ｖｎは一定の範囲で変動する。したがって、感知データ信号が常に一定の範囲の電圧レベルを有することができ、その結果、接触の有無及び接触位置を容易に判断することができる。
【００２７】
感知部ＳＵは隣接した２つの画素ＰＸの間に配置される。横及び縦感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）に各々接続され、これらが交差する領域に隣接して配置される一対の感知部ＳＵの密度は、例えば、ドット（ｄｏｔ）密度の約１／４であり得る。ここで、１つのドットは、例えば、平行に配列され、赤色、緑色、青色などの三原色を表示する３個の画素ＰＸを有し、１つの色相を表示し、液晶表示装置の解像度を示す基本単位となる。しかし、１個のドットは４個以上の画素ＰＸからなることができ、この場合、各画素ＰＸは三原色と白色のうちの１つを表示することができる。
【００２８】
一対の感知部ＳＵ密度がドット密度の１／４である例としては、一対の感知部ＳＵの横及び縦解像度が各々液晶表示装置の横及び縦解像度の１／２である場合がある。この場合、感知部ＳＵのない画素行及び画素列もある。
感知部ＳＵ密度とドット密度をこの程度に合せると、文字認識のように精密度の高い応用分野にもこのような液晶表示装置を適用することができる。もちろん、感知部ＳＵの解像度は必要に応じてさらに高くても低くてもよい。
このように、本発明の実施形態による感知部ＳＵによると、感知部ＳＵと感知データ線ＳＬが占める空間が相対的に小さいので、画素ＰＸの開口率減少を最少化することができる。
【００２９】
複数のリセット信号入力部ＩＮＩは全て同一の構造からなり、複数の感知信号出力部ＳＯＵＴもまた全て同一の構造からなる。これら（ＩＮＩ、ＳＯＵＴ）の構造と動作については以下でさらに詳細に説明する。
出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は該当感知信号出力部ＳＯＵＴを通って横及び縦感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）に各々接続される複数の横及び縦出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を有する。出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は感知信号処理部８００に接続され、感知信号出力部ＳＯＵＴからの出力信号を感知信号処理部８００に伝達する。横及び縦出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）はほぼ列方向に伸び、互いにほぼ平行する。
【００３０】
再び図１及び図３を参照すると、階調電圧生成部５５０は画素の透過率と関する２対の階調電圧集合（或いは基準階調電圧集合）を生成する。２対のうちの１対は共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有し、他の１対は負の値を有する。
画像走査部４００は、液晶表示板組立体３００の画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に接続されてスイッチング素子Ｑを導通させるゲートオン電圧Ｖｏｎと、遮断させるゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合わせからなる画像走査信号を画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加する。
【００３１】
画像データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００の画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に接続され、階調電圧生成部５５０からの階調電圧を選択し、これを画像データ信号として画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加する。しかし、階調電圧生成部５５０が全ての階調に対する電圧を全て提供するものでなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合に、画像データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して全階調に対する階調電圧を生成し、この中で画像データ信号を選択する。
【００３２】
感知信号処理部８００は、液晶表示板組立体３００の出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続される複数の増幅部８１０などを有し、各増幅部８１０を通って伝達される出力信号の入力を受けて、増幅などの信号処理を行ってアナログ感知信号Ｖｏを生成した後、アナログ−デジタル変換器（図示せず）などを利用してデジタル信号に変換し、デジタル感知信号ＤＳＮを生成する。
【００３３】
接触判断部７００は感知信号処理部８００からデジタル感知信号ＤＳＮを受け、所定の演算処理を行って接触の有無及び接触位置を判断した後、接触情報ＩＮＦを外部装置に出力する。接触判断部７００はデジタル感知信号ＤＳＮに基づいて感知部ＳＵの動作状態を監視し、これらに印加される信号を制御することができる。
信号制御部６００は、画像走査部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、そして感知信号処理部８００などの動作を制御する。
【００３４】
このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）の各々は、少なくとも１つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着することができ、可撓性印刷回路フィルム（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着することもでき、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。これとは異なって、これら駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）が信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ、ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ、ＲＬ）及び薄膜トランジスタＱなどと共に液晶表示板組立体３００に直接集積させることもできる。
【００３５】
図５を参照すると、液晶表示板組立体３００は表示領域Ｐ１、周縁領域Ｐ２及び露出領域Ｐ３に分けられる。表示領域Ｐ１には画素ＰＸ、感知部ＳＵ及び信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ、ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ、ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ、ＲＬ）の大部分が位置する。共通電極表示板２００は黒色層のような遮光部材（図示せず）を有し、遮光部材は周縁領域Ｐ２の大部分を覆って外部からの光を遮断する。共通電極表示板２００は薄膜トランジスタ表示板１００より大きさが小さくて、薄膜トランジスタ表示板１００の一部が露出して露出領域Ｐ３をなし、露出領域Ｐ３には単一チップ６１０が実装され、ＦＰＣ基板６２０が付着される。
【００３６】
単一チップ６１０は液晶表示装置を駆動するための複数の駆動装置、つまり、画像駆動部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、信号制御部６００、接触判断部７００、そして感知信号処理部８００を有する。このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）を単一チップ６１０内に集積することによって実装面積を減らすことができ、消費電力も下げることができる。もちろん、必要に応じてこれらのうちの少なくとも１つまたはこれらを構成する少なくとも１つの回路素子が単一チップ６１０外側にあってもよい。
【００３７】
表示信号線（Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ）及び出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）は露出領域Ｐ３にまで伸びて該当駆動装置（４００、５００、８００）と接続される。
ＦＰＣ基板６２０は外部装置から信号を受けて単一チップ６１０または液晶表示板組立体３００に伝達し、外部装置との接続を容易にするために端部は通常コネクタ（図示せず）からなる。
【００３８】
以下では、このような液晶表示装置の表示動作及び感知動作について更に詳細に説明する（図１〜図４参照）。
信号制御部６００は、外部装置（図示せず）から入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各画素ＰＸの輝度情報を含み、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２１０）、２５６（＝２８）または６４（＝２６）個の階調を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどがある。
【００３９】
信号制御部６００は、入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００及び画像データ駆動部５００の動作条件に合わせて適切に処理し、画像走査制御信号ＣＯＮＴ１、画像データ制御信号ＣＯＮＴ２及び感知データ制御信号ＣＯＮＴ３などを生成した後、画像走査制御信号ＣＯＮＴ１を画像走査部４００に出力し、画像データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理したデジタル画像信号ＤＡＴを画像データ駆動部５００に出力し、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３を感知信号処理部８００に出力する。
【００４０】
画像走査制御信号ＣＯＮＴ１は、走査開始を指示する走査開始信号ＳＴＶとゲートオン電圧Ｖｏｎの出力を制御する少なくとも１つのクロック信号を有する。画像走査制御信号ＣＯＮＴ１はまた、ゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥをさらに有することができる。
画像データ制御信号ＣＯＮＴ２は、１つの画素行のデジタル画像信号ＤＡＴの伝送開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨと画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に画像データ信号を印加することを命令するロード信号ＬＯＡＤ及びデータクロック信号ＨＣＬＫを有する。画像データ制御信号ＣＯＮＴ２は、また共通電圧Ｖｃｏｍに対する画像データ信号の電圧極性（以下、共通電圧に対する画像データ信号の電圧極性を略して画像データ信号の極性と言う）を反転させる反転信号ＲＶＳをさらに有することができる。
【００４１】
信号制御部６００からの画像データ制御信号ＣＯＮＴ２によって画像データ駆動部５００は１つの画素行の画素ＰＸに対するデジタル画像信号ＤＡＴを受信し、各デジタル画像信号ＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによってデジタル画像信号ＤＡＴをアナログ画像データ信号に変換した後、これを当該画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加する。
画像走査部４００は信号制御部６００からの画像走査制御信号ＣＯＮＴ１によってゲートオン電圧Ｖｏｎを画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加し、この画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に接続されたスイッチング素子Ｑを導通させる。その結果、画像データ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加された画像データ信号が導通したスイッチング素子Ｑを通じて該当画素ＰＸに印加される。
【００４２】
画素ＰＸに印加された画像データ信号の電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの差は、液晶キャパシタＣｌｃの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさに応じてその配列を異ならせ、そのために液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は液晶表示板組立体３００に付着された偏光子によって光の透過率変化で現れ、これによって所望の画像を表示することができる。
【００４３】
１水平周期（“１Ｈ”とも言い、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一）を単位として、このような過程を繰り返すことによって全ての画像走査線（Ｇ１〜Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加し、全ての画素ＰＸに画像データ信号を印加して１つのフレームの画像を表示する。
【００４４】
１つのフレームが終わると次のフレームが始まり、各画素ＰＸに印加される画像データ信号の極性が直前フレームにおける極性と反対になるように画像データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（“フレーム反転”）。この時、１つのフレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって１つの画像データ線を通って流れる画像データ信号の極性が変わったり（例：行反転、点反転）、１つの画素行に印加される画像データ信号の極性も互いに異なることがある（例：列反転、点反転）。
【００４５】
感知信号処理部８００は、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３によって毎フレームごとに１回ずつフレームとフレームとの間のポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間で出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）を通って印加される感知データ信号を読み取る。ポーチ区間では感知データ信号が画像走査部４００及び画像データ駆動部５００などからの駆動信号の影響をあまり受けないので、感知データ信号の信頼度が高まる。しかし、このような読み取り動作は毎フレームごとに必ず行う必要はなく、必要に応じて複数のフレームごとに１回ずつ行ってもよい。また、ポーチ区間内で２回以上読み取り動作が行うこともでき、フレーム内でも読み取り動作が少なくとも１回行うことができる。
【００４６】
そして、感知信号処理部８００は読取ったアナログ感知データ信号を各増幅部８１０などを利用して増幅などの信号処理を行った後、デジタル感知信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に出力する。感知信号処理部８００の増幅部８１０の動作については後述する。
接触判断部７００はデジタル感知信号ＤＳＮを受けた後、適切な演算処理を行って接触の有無及び接触位置を確認し、これを外部装置に伝送し、外部装置はこれに基づいた画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示装置に伝送して使用者によって選択された画面などを表示する。
【００４７】
次に、図６〜図９を参照して、本発明の一実施形態に係るリセット信号入力部ＩＮＩ、感知信号出力部ＳＯＵＴ及び増幅部８１０の構造と動作について説明する。
図６（ａ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置で１つの感知データ線に接続される複数の感知部の等価回路図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）を簡略に示した等価回路図であり、図７は本発明の一実施形態による液晶表示装置の感知動作のためのタイミング図である。また、図８は本発明の他の実施形態によって接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧とこれによる感知信号の波形図であり、図９は本発明の他の実施形態によって接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧とそれによる感知信号の波形図である。
【００４８】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示板組立体３００は図３を参照して既に説明したように、複数の感知データ線ＳＬ（図３ではＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ）と各感知データ線ＳＬに接続される複数の感知部ＳＵ、各感知データ線ＳＬの一側に接続されたリセット信号入力部ＩＮＩ、各感知データ線ＳＬの他側と各出力データ線ＯＬ（図３ではＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ）の間に接続された複数の感知信号出力部ＳＯＵＴを有する。また、図３を参照して既に説明したように、感知信号処理部８００は各出力データ線ＯＬに接続される複数の増幅部８１０を有する。
【００４９】
つまり、１つの感知データ線ＳＬには可変キャパシタＣｖと基準キャパシタＣｐからなる複数の感知部ＳＵが接続され、感知データ線ＳＬの互いに異なる端部には各々リセット信号入力部ＩＮＩと感知信号出力部ＳＯＵＴが接続される。可変キャパシタＣｖは共通電圧Ｖｃｏｍに接続され、基準キャパシタＣｐは基準電圧Ｖｐに接続される。
上述したように、複数の可変キャパシタＣｖは感知データ線ＳＬと共通電極２７０を２つの端子として構成するので、複数の可変キャパシタＣｖは図６（ｂ）に示す１つの可変キャパシタＣｖ’で代表することができ、実際に可変キャパシタＣｖ’の静電容量は１つの感知データ線ＳＬに沿って実質的に均一に分布されている。また、図６（ｂ）に示すように可変キャパシタＣｖ’に対応して複数の基準キャパシタＣｐも１つの基準キャパシタＣｐ’で代表することができる。
【００５０】
各リセット信号入力部ＩＮＩは、第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）を有する。第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）は薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）と各々接続され、その入力端子は第１及び第２リセット電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２と各々接続され、出力端子は感知データ線ＳＬと接続される。
第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）は画素が配置されていない液晶表示板組立体３００の周縁領域Ｐ２に位置し、第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）によって第１及び第２リセット電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２を感知データ線ＳＬに供給する。
【００５１】
各感知信号出力部ＳＯＵＴは、出力トランジスタＱｓを有する。出力トランジスタＱｓも薄膜トランジスタなどの三端子素子で、その制御端子は感知データ線ＳＬと接続され、その入力端子は入力電圧Ｖｓと接続され、出力端子は出力データ線ＯＬと接続される。出力トランジスタＱｓも液晶表示板組立体３００の周縁領域Ｐ２に位置し、感知データ線ＳＬを通って流れる感知データ信号に基づいて出力信号を生成する。出力信号としては出力電流がある。これとは異なって、出力トランジスタＱｓが出力信号として電圧を生成することもできる。
【００５２】
各増幅部８１０は増幅器Ａｐ、キャパシタＣｆ及びスイッチＳＷを有する。
増幅器Ａｐは反転端子（−）と非反転端子（＋）及び出力端子を有し、反転端子（−）は出力データ線ＯＬに接続され、反転端子（−）と出力端子との間にはキャパシタＣｆ及びスイッチＳＷが接続され、非反転端子（＋）は基準電圧Ｖａに接続される。増幅器Ａｐ及びキャパシタＣｆは電流積分器で、出力トランジスタＱｓからの出力電流を所定時間積分して感知信号Ｖｏを生成する。
【００５３】
図７を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は上述したようにフレームとフレームの間のポーチ区間で感知動作を行い、特に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃより前のフロントポーチ（ｆｒｏｎｔ ｐｏｒｃｈ）区間で感知動作を行うのが好ましい。
共通電圧Ｖｃｏｍはハイレベルとローレベルを有し、１Ｈごとにハイレベルとローレベルをスイングする。
図７に示すように、第１及び第２リセット制御信号（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）は第１及び第２リセットトランジスタ（Ｑｒ１、Ｑｒ２）を各々導通させる導通電圧Ｔｏｎと遮断させる遮断電圧Ｔｏｆｆを有する。導通電圧Ｔｏｎはゲートオン電圧Ｖｏｎを使用し、遮断電圧Ｔｏｆｆはゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを使用するが、その他の電圧を使用してもよい。
【００５４】
図７に示すように、本実施形態では共通電圧Ｖｃｏｍが低レベル状態を維持する時に感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる。
まず、第１リセット制御信号ＲＳＴ１の導通電圧Ｔｏｎは共通電圧Ｖｃｏｍがハイレベルの時に印加される。
第１リセットトランジスタＱｒ１に導通電圧Ｔｏｎが印加されると、第１リセットトランジスタＱｒ１が導通して入力端子に印加される第１リセット電圧Ｖｒ１を感知データ線ＳＬに印加し、第１リセット電圧Ｖｒ１で感知データ線ＳＬを初期化する。一方、動作が始まって増幅部８１０に基準電圧Ｖａが印加されると、増幅部８１０のキャパシタＣｆはこの基準電圧Ｖａで充電されるので、増幅器Ａｐの出力電圧Ｖｏの大きさは基準電圧Ｖａと同一である。
【００５５】
また、第１リセット制御信号ＲＳＴ１が遮断電圧Ｔｏｆｆになると感知データ線ＳＬはフローティング状態になり、感知部ＳＵの接触の有無による可変キャパシタＣｖ’の静電容量の変化及び共通電圧Ｖｃｏｍの変動に基づいて出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧が変わる。このような電圧変化によって、出力トランジスタＱｓを流れる感知データ信号の電流が変動する。
【００５６】
この時、出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧Ｖｇは次の数式１のように求められる。
【数１】
（ここで、ＶＨは高レベルの共通電圧値であり、ＶＬは低レベルの共通電圧値であり、Ｃｐ’は基準キャパシタの静電容量であり、Ｃｖ’との可変キャパシタの静電容量である。）
【００５７】
数式１に示すように、出力トランジスタＱｓの制御端子に印加される電圧Ｖｇはキャパシタ（Ｃｐ’、Ｃｖ’）の容量変化と共通電圧Ｖｃｏｍの変化量に基づく。したがって、使用者によって感知部ＳＵが接触されると、２つの表示板（１００、２００）の間の距離が近くなって可変キャパシタＣｖ’の静電容量が変わり、共通電圧Ｖｃｏｍのレベルが変わるので、相当する量の電流が出力トランジスタＱｓを通って出力データ線ＯＬに流れる。
一方、第１リセット信号ＲＳＴ１がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆに変わった後、スイッチング信号ＶｓｗがスイッチＳＷに印加されてキャパシタＣｆに充電されている電圧を放電させる。
【００５８】
その後、所定時間が経過すると、感知信号処理部８００は感知信号Ｖｏを読み取る。この時、感知信号Ｖｏを読み取る時間は第１リセット制御信号ＲＳＴ１が遮断電圧Ｖｏｆｆになった後、１Ｈ時間以内に設定するのが好ましい。つまり、共通電圧Ｖｃｏｍが再びハイレベルに変わる前に感知信号Ｖｏを読み取るのが好ましい。これは共通電圧Ｖｃｏｍのレベル変化によって感知信号Ｖｏもまた変わるためである。
感知データ信号が第１リセット電圧Ｖｒ１を基準に変動するので、感知データ信号が常に一定範囲の電圧レベルを有することができ、そのために接触の有無及び接触位置を容易に判断することができる。
【００５９】
感知信号処理部８００が感知信号Ｖｏを読込んだ後、第２リセット制御信号ＲＳＴ２は導通電圧Ｔｏｎになって第２リセットトランジスタＱｒ２を導通させる。その後、第２リセット電圧Ｖｒ２が感知データ線ＳＬに印加され、この時、第２リセット電圧Ｖｒ２は接地電圧であるので、感知データ線ＳＬは接地電圧でリセットされる。第２リセット電圧Ｖｒ２は次の第１リセット電圧Ｖｒ２が感知データ線ＳＬに印加されるまで維持される。これによって、次の第１リセット電圧Ｖｒ２が印加されるまで出力トランジスタＱｓは遮断状態が維持されて不要な動作による電力消費を減らす。
【００６０】
また、第２リセット電圧Ｖｒ２と共通電圧Ｖｃｏｍは感知データ線ＳＬと共通電極２７０との間の液晶層に電界を形成し、その間の液晶分子は生成された電界によって傾斜方向が決められる。液晶分子の傾斜方向によって感知データ信号の変化量が変わるが、第２リセット電圧Ｖｒ２を適切な値に設定することによって感知データ信号の変化量が大きくして、感知部ＳＵの感度を向上させることができる。
第１リセット制御信号ＲＳＴ１の導通電圧Ｔｏｎは共通電圧Ｖｃｏｍがローレベルである時に印加されてもよく、この時、共通電圧Ｖｃｏｍがハイレベルに変わった後、再びローレベルになる前に感知信号Ｖｏを読み取る。また、第１リセット制御信号ＲＳＴ１を最後の画像走査線Ｇｎに印加される画像走査信号に同期させることもできる。
【００６１】
第２リセット制御信号ＲＳＴ２は感知信号Ｖｏを読取った直後の１Ｈ区間で導通電圧Ｔｏｎになることができ、その後の１Ｈ区間で導通電圧Ｔｏｎになることもできる。
この時、感知信号Ｖｏの読み取り動作は、ポーチ区間内で１Ｈだけでなく所定個数の水平周期の間に行うことができる。つまり、感知信号Ｖｏの読み取り時間は、ポーチ区間内で共通電圧Ｖｃｏｍの出力波形を変更して調整することができる。
【００６２】
このために、共通電圧Ｖｃｏｍの低レベル状態で感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる場合、図８の（ａ）乃至（ｃ）に示すように、ポーチ区間内の共通電圧Ｖｃｏｍが低レベル状態を維持する期間を１Ｈだけでなく２Ｈや３Ｈなどのように所望の数の水平周期の間を低レベル状態に維持させる。
これによって、共通電圧Ｖｃｏｍが低レベルを維持する間に増幅部８１０の積分動作が行われ、積分結果に対する電圧を感知信号Ｖｏとして出力する。このように、感知信号Ｖｏの読み取り時間が増えるほど積分時間が増加して接触感知部ＳＵが作動する時の目標大きさに到達する時間が増加するので、ノイズによる感知信号Ｖｏの悪影響が減少し、感知部の感度が向上する。
【００６３】
また、図９に示すように、共通電圧Ｖｃｏｍの高レベル状態で感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われる場合、ポーチ区間において１Ｈだけでなく２Ｈや３Ｈなどのように所定個数の水平周期の間を共通電圧Ｖｃｏｍの高レベル状態に維持させて感知信号Ｖｏを読み取することもできる。したがって、図９のように、共通電圧Ｖｃｏｍが高レベルを維持する時間が増加するほど増幅部８１０の積分時間が増加して、ノイズによる感知信号Ｖｏの悪影響が減少し、感知部の感度が向上する。
【００６４】
既に説明したように、任意の１つのフレームの全ての画素に対する正常の走査動作が完了した後、次のフレームにおける正常の走査動作が行われないポーチ区間において感知信号Ｖｏを読み取るための共通電圧Ｖｃｏｍの波形変化が行われるので、このような共通電圧Ｖｃｏｍの波形変化による画素の表示動作には影響を与えない。
【００６５】
感知信号Ｖｏの読み取り動作は、共通電圧Ｖｃｏｍが所望する状態、つまり、低レベルや高レベル状態に変わった後、決められた所定の時間が経過した後に行われるのが好ましい。つまり、共通電圧Ｖｃｏｍの傾斜がブラック階調を表示する時とホワイト階調を表示する時のように表示される画像データの階調によって変わるので、所定周期ごとにスイングされる共通電圧Ｖｃｏｍが安定化状態を維持した後、感知信号Ｖｏの読み取り動作が行われるのが好ましい。
【００６６】
次に、図１０〜図１２を参照して感知信号出力部ＳＯＵＴと出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を説明する。
図３を再び参照すると、感知信号出力部ＳＯＵＴと、これらに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は液晶表示板組立体３００の一側、例えば右側で同一線上で縦方向に平行に配置されている。また、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）をほぼ垂直に配置して感知信号処理部８００と接続させる配置構造を示している。
図３に示した配置構造とは異なって、液晶表示板組立体３００の左側同一線上で縦方向に平行に感知信号出力部ＳＯＵＴを配置した後、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を配置できるのは当然のことである。
【００６７】
図１０において感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の一側、例えば右側に配置されており、これら感知信号出力部ＳＯＵＴに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は各々所定の長さだけ表示領域の間を横切った後、縦方向に伸びる。これによって、縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０と横出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０が交互に配置される。
【００６８】
図１０において、横方向に伸びる第１横出力データ線（ＯＹ１）の長さが最も短いが、最後の横出力データ線（ＯＹＮ）の長さが最も短いこともある。また、縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０が横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された増幅部８１０より先に配置されているが、横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された増幅部８１０が縦出力データ線（ＯＸ１〜ＯＸＭ）に接続された増幅部８１０より先に配置されてもよい。このような横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の配置は、各横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）に接続された感知信号出力部ＳＯＵＴが液晶表示板組立体３００の左側に配置される場合にも全て適用される。
【００６９】
図１１には液晶表示板組立体３００の左右両側に感知信号出力部ＳＯＵＴとこれに接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を配置した例を示している。一例として、奇数番目横出力データ線（ＯＹ１、ＯＹ３、…）と、これに接続された感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の右側に配置し、偶数番目横出力データ線（ＯＹ２、ＯＹ４、…）とこれに接続された感知信号出力部ＳＯＵＴは液晶表示板組立体３００の左側に配置されるが、これとは異なって反対の場合ももちろん可能である。
【００７０】
図３、図１０及び図１１に示すように、感知信号出力部ＳＯＵＴを同一線上に縦に平行に配列して横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）の長さを同一に維持すると、各横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）を通って出力される感知データ信号間の誤差が減少し、感知信号出力部ＳＯＵＴを通って出力される感知信号Ｖｏ間の誤差もさらに減少する。つまり、横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）と、この感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）下部に形成された他の金属層の間に発生する寄生静電容量などを含む全静電容量の合計が同一になって、各横感知データ線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）を通って出力される感知データ信号間の誤差が減少する。
【００７１】
図１２には図３と同様に、感知信号出力部ＳＯＵＴと、これら感知信号出力部ＳＯＵＴに各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）は液晶表示板組立体３００と一側、例えば、右側に配置される。しかし、図３とは異なって、感知信号出力部ＳＯＵＴは同一線上に位置せず、縦方向に隣接した感知信号出力部ＳＯＵＴは横方向に所定間隔を維持している。これによって、各感知信号出力部ＳＯＵＴに接続された横感知信号線（ＳＹ１〜ＳＹＮ）の長さが相異なる。図１２では第１横感知信号線（ＳＹ１）の長さが最も短いが、これとは反対に、最後横感知信号線（ＳＹＮ）の長さが最も短いように、感知信号出力部と感知出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）が配置できる。
このように、液晶表示板組立体３００上で感知信号出力部ＳＯＵＴと横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）を多様に配置することで、液晶表示板組立体３００の空間を効率的に利用することができ、また、設計の自由度が増加する。
【００７２】
本発明の実施形態において、感知部として可変キャパシタ及び基準キャパシタを利用した感知部を例に挙げたが、これに限定されず、これと異なる形態の感知素子を適用することもできる。つまり、共通電極表示板の共通電極と薄膜トランジスタ表示板の感知データ線を２つの端子とし、２つの端子のうちの少なくとも１つは突出していて使用者の接触によって２つの端子が物理的且つ電気的に接続されることで共通電圧が感知データ信号として出力される圧力感知部や光の強さによって出力信号が変わる光センサーなどを利用することもできる。また、本発明の表示装置は二種類以上の感知部を含んで接触判断の正確度を向上させることができる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義する本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の実施形態では表示装置として液晶表示装置を対象として説明したが、これに限定されず、プラズマ表示装置、有機発光表示装置などのような平板表示装置でも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、画素観点で示した液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図で、感知部観点で示した液晶表示装置のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置の１つの感知部に対する等価回路図である。
【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略斜視図である。
【図６】（ａ）は、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、１つの感知データ線に接続される複数の感知部の等価回路図であり、（ｂ）は、（ａ）を簡略に示した等価回路図である。
【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の感知動作のためのタイミング図である。
【図８】本発明の他の実施形態による接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧と、それによる感知信号の波形図である。
【図９】本発明の他の実施形態による接触感知部の感知信号を読み取るための多様な共通電圧と、それによる感知信号の波形図である。
【図１０】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【図１１】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【図１２】本発明の実施形態による感知信号出力部と、これら感知信号出力部に各々接続された横出力データ線（ＯＹ１〜ＯＹＮ）の多様な配置例を示した図面である。
【符号の説明】
【００７６】
３ 液晶層
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１９１ 画素電極
２００ 共通電極表示板
２３０ 色フィルタ
２７０ 共通電極
３００ 液晶表示板組立体
４００ 画像走査部
５００ 画像データ駆動部
５５０ 階調電圧生成部
６００ 信号制御部
６１０ 単一チップ
６２０ ＦＰＣ基板
７００ 接触判断部
８００ 感知信号処理部
８１０ 増幅部
ＡＰ 増幅器
Ｃｆ キャパシタ Ｃｌｃ 液晶キャパシタ
Ｃｓｔ ストレージキャパシタ
Ｃｐ、Ｃｐ’ 基準キャパシタ
Ｃｖ、Ｃｖ’ 可変キャパシタ
ＣＯＮＴ１ 画像走査制御信号
ＣＯＮＴ２ 画像データ制御信号
ＤＡＴ デジタル画像信号
ＤＳＮ デジタル感知信号
Ｇ１〜Ｇｎ、Ｄ１〜Ｄｍ 表示信号線（画像走査線、画像データ線）
ＨＣＬＫ データクロック信号
ＩＮＩ リセット信号入力部
ＬＯＡＤ ロード信号
ＯＬ 出力データ線
ＯＹ１〜ＯＹＮ、ＯＸ１〜ＯＸＭ （横及び縦）出力データ線
Ｐ１ 表示領域
Ｐ２ 周縁領域
Ｐ３ 露出領域
ＰＸ 画素
Ｑ スイッチング素子
Ｑｒ１、Ｑｒ２ （第１及び第２）リセットトランジスタ
Ｑｓ 出力トランジスタ
ＲＬ 基準電圧線
ＲＳＴ１ 第１リセット制御信号
ＲＳＴ２ 第２リセット制御信号
ＳＯＵＴ 感知信号出力部
ＳＴＨ 水平同期開始信号
ＳＵ 感知部
ＳＷ スイッチ
ＳＹ１〜ＳＹＮ、ＳＸ１〜ＳＸＭ （横及び縦）感知データ線（感知信号線）
Ｖｃｏｍ 共通電圧
Ｖｒ１ 第１リセット電圧
Ｖｒ２ 第２リセット電圧
Ｖｓｗ スイッチング信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示板と、
前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に介在される液晶層と、
前記第２表示板に形成される複数の感知データ線と、
圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、
前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、
前記感知データ線各々に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、
前記第１電圧の大きさは第１レベルと該第１レベルと異なる第２レベルとを有し、前記第２電圧の大きさは一定であり、
前記感知信号の読み取り区間で、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する間に前記出力部から前記感知信号が生成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２レベルは、前記第１レベルより高いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２レベルは、前記第１レベルより低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１電圧は、共通電圧であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記読み取り区間は、ポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記感知データ線各々に接続され、リセット制御信号を受けて前記感知データ線にリセット電圧を供給する複数のリセット信号入力部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第１リセット制御信号によって動作して入力される第１リセット電圧を接続された前記感知データ線に印加する第１リセットスイッチング素子を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第２リセット制御信号によって動作して入力される第２リセット電圧を前記第１リセット電圧が印加される時間とは異なる時間に接続された前記感知データ線に印加する第２リセットスイッチング素子をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記感知データ線に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて生成された出力信号を前記出力部各々に伝達する複数の出力トランジスタをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
第１表示板と、
前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、
前記第１表示板と第２表示板との間に形成される複数の画素と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第１感知部と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第２感知部と、
前記第１感知部に接続され、横方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第１感知データ線と、
前記第２感知部に接続され、縦方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第２感知データ線と、
前記第２表示板に形成され、前記第１感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第１感知信号出力部と、
前記第２表示板に形成され、前記第２感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第２感知信号出力部とを有し、
前記複数の第１感知信号出力部は、前記第２表示板の左側及び右側のうちの少なくとも一側に形成されることを特徴とする液晶表示装置
【請求項１１】
前記複数の第１感知信号出力部に各々接続される複数の出力データ線をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記複数の第１感知信号出力部は同一線上で縦方向に平行に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記複数の出力データ線各々は、互いに異なる長さだけ隣接した画素の間を横方向に延長した後、縦方向に延長することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
隣接した前記第１感知信号出力部は、所定距離だけ離隔して縦方向に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記感知部各々は、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタとを含むことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
第１表示板と、
前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に介在される液晶層と、
前記第２表示板に形成される複数の感知データ線と、
圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、
前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタと、
前記感知データ線各々に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて感知信号を生成する複数の出力部とを有し、
前記第１電圧の大きさは第１レベルと該第１レベルと異なる第２レベルとを有し、前記第２電圧の大きさは一定であり、
前記感知信号の読み取り区間で、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する時間は少なくとも１水平周期（１Ｈ）であり、前記第１電圧が前記第２レベルを維持する間に前記出力部から前記感知信号が生成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２レベルは、前記第１レベルより高いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２レベルは、前記第１レベルより低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１電圧は、共通電圧であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記読み取り区間は、ポーチ（ｐｏｒｃｈ）区間であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記感知データ線各々に接続され、リセット制御信号を受けて前記感知データ線にリセット電圧を供給する複数のリセット信号入力部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第１リセット制御信号によって動作して入力される第１リセット電圧を接続された前記感知データ線に印加する第１リセットスイッチング素子を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記リセット信号入力部の各々は対応する感知データ線に接続され、第２リセット制御信号によって動作して入力される第２リセット電圧を前記第１リセット電圧が印加される時間とは異なる時間に接続された前記感知データ線に印加する第２リセットスイッチング素子をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記感知データ線に接続され、感知データ線を通って流れる感知データ信号に基づいて生成された出力信号を前記出力部各々に伝達する複数の出力トランジスタをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
第１表示板と、
前記第１表示板と対向し、前記第１表示板と離隔される第２表示板と、
前記第１表示板と第２表示板との間に形成される複数の画素と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第１感知部と、
前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成される複数の第２感知部と、
前記第１感知部に接続され、横方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第１感知データ線と、
前記第２感知部に接続され、縦方向に延長して前記第２表示板に形成される複数の第２感知データ線と、
前記第２表示板に形成され、前記第１感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第１感知信号出力部と、
前記第２表示板に形成され、前記第２感知データ線から入力される感知データ信号を感知信号に変換する第２感知信号出力部とを有し、
前記複数の第１感知信号出力部は、前記第２表示板の左側及び右側のうちの少なくとも一側に形成されることを特徴とする液晶表示装置
【請求項１１】
前記複数の第１感知信号出力部に各々接続される複数の出力データ線をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記複数の第１感知信号出力部は同一線上で縦方向に平行に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記複数の出力データ線各々は、互いに異なる長さだけ隣接した画素の間を横方向に延長した後、縦方向に延長することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
隣接した前記第１感知信号出力部は、所定距離だけ離隔して縦方向に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記複数の出力データ線は縦方向に延長されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記感知部各々は、圧力によって静電容量が変化し、前記感知データ線と第１電圧との間に接続される複数の可変キャパシタと、前記感知データ線と第２電圧との間に接続される複数の基準キャパシタとを含むことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２１９５２３（Ｐ２００７−２１９５２３Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３６２１２（Ｐ２００７−３６２１２）
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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