JP2007065660A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過率を向上させ、画像データ信号の変化による感知データ信号の歪みを最少化できる表示装置を提供する。
【解決手段】表示板と、前記表示板に形成される複数の画素と、前記画素の間に配置され、前記表示板に対する接触によって感知データ信号を生成する感知部と、前記画素に接続され、画像データ信号を伝達する複数の画像データ線と、前記感知部に接続され、前記感知データ信号を伝達する感知データ線とを備え、前記感知データ線は、これに隣接した画像データ線と前記画素を間に置いて離隔している。
【選択図】 図４

Description

本発明は表示装置に関し、特に接触感知機能を有する表示装置に関する。

一般的に液晶表示装置（ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極を備えた二つの表示板とその間に挟持された誘電率異方性を有する液晶層とを備える。画素電極は行列状に配列されており、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）など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亘って形成され、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は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。
このような液晶表示装置は、二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。

タッチスクリーンパネルは、画面上に指先やタッチペン（ｔｏｕｃｈ ｐｅｎ、ｓｔｙｌｕｓ）などで触れて文字や図形を描いたり、アイコンを実行させてコンピュータなどの機械に必要な命令を実行させる装置を言う。タッチスクリーンパネルが付着された液晶表示装置は、使用者の指先やタッチペンなどが画面に触れたかどうか、及び触れた位置情報を検出することができる。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るコスト上昇、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が追加されることによる収率減少、液晶表示板の輝度低下、製品幅の拡大などの問題点がある。

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からなる感知素子を液晶表示装置の画像を表示する画素内部に内蔵する技術が開発されてきている。感知素子は、使用者の指先などによる画面に加えられた光の変化を感知することによって、液晶表示装置は、使用者の指先などが画面に触れたかどうか、及び触れた位置情報を検出する。

ところが、このような感知素子及びそのための配線が占める面積が広く、画素電極の間の光漏れを防ぐためのブラックマトリックスは、二つの表示板の許容整列誤差による光漏れを防止するために十分な大きさの幅を有する必要があるため、液晶表示装置の透過率が低下する。また、このような感知素子の出力信号である感知データ信号を送る感知データ線は、画素電極及び画像データ線と共に寄生容量を形成するので、画像データ信号が変化することによって感知データ信号が影響を受けて歪む可能性があるというような問題点があった。

そこで、本発明は上記従来の接触感知機能を有する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、透過率を向上させ、画像データ信号の変化による感知データ信号の歪みを最少化できる表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、表示板と、前記表示板に形成される複数の画素と、前記画素の間に配置され、前記表示板に対する接触によって感知データ信号を生成する感知部と、前記画素に接続され、画像データ信号を伝達する複数の画像データ線と、前記感知部に接続され、前記感知データ信号を伝達する感知データ線とを備え、前記感知データ線は、これに隣接した画像データ線と前記画素を間に置いて離隔していることを特徴とする。

前記複数の画素は、前記感知部の一側と他側にそれぞれ配置される第１及び第２画素を有し、前記複数の画像データ線は、前記第１画素に接続され、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第１画像データ線と、前記第２画素に接続され、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第２画像データ線とを有することを特徴とする。
前記第１及び第２画素は、前記感知部を中心として実質的に対称であることを特徴とする。
前記第１及び第２画素の間に配置され、前記感知部に感知入力電圧を伝達する入力電圧線をさらに備えることを特徴とする。
前記複数の画素は、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第３画素をさらに有し、前記複数の画像データ線は、前記第３画素に接続され、前記第３画素の一側及び他側のいずれか一方に配置される第３画像データ線をさらに有することを特徴とする。
前記複数の画素は、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第４画素をさらに有し、前記複数の画像データ線は、前記第４画素に接続され、前記第４画素の一側及び他側のいずれか一方に配置される第４画像データ線をさらに有することを特徴とする。
前記感知部に接続されて感知走査信号を伝達し、前記画素を横切る感知走査線をさらに備えることを特徴とする。
前記感知部は、前記接触によって外部光の変化を感知して前記感知データ信号を生成する感知素子を有することを特徴とする。
前記感知部は、前記感知データ信号を前記感知データ線に送出するスイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
前記感知部は、前記接触により圧力の変化を感知して前記感知データ信号を生成する感知素子を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、表示板と、前記表示板に形成される複数の画素と、前記画素の間に配置され、前記表示板に対する接触によって感知データ信号を生成する感知部と、前記画素に接続され、画像データ信号を伝達する複数の画像データ線とを備え、前記感知部は、これに隣接した画像データ線と前記画素を間に置いて離隔していることを特徴とする。

前記複数の画素は、前記感知部の一側と他側にそれぞれ配置される第１及び第２画素を有し、前記複数の画像データ線は、前記第１画素に接続され、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第１画像データ線と、前記第２画素に接続され、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置された第２画像データ線とを有することを特徴とする。
前記感知部に接続されて前記感知データ信号を伝達し、前記第１及び第２画素の間に配置される感知データ線をさらに有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第２基板上に形成される画像走査線と、前記第２基板上に形成され、前記画像走査線と交差する第１及び第２画像データ線と、前記第１及び第２画像データ線にそれぞれ接続される第１及び第２薄膜トランジスタと、前記第１及び第２薄膜トランジスタに接続される第１及び第２画素電極と、前記第２基板上に形成される感知走査線と、前記第２基板上に形成され、前記感知走査線と交差する感知データ線と、前記感知走査線及び前記感知データ線に接続される第３薄膜トランジスタとを備え、前記第１及び第２画素電極は、それぞれ前記第３薄膜トランジスタの一側及び他側に形成され、前記第１及び第２画像データ線は、それぞれ前記第１画素電極の前記第３薄膜トランジスタ側とは反対の一側及び前記第２画素電極の前記第３薄膜トランジスタ側とは反対の一側に形成されることを特徴とする。

前記感知データ線は、前記第１及び第２画素電極の間に形成されることを特徴とする。
前記第１及び第２画素電極の態様は実質的に線対称であることを特徴とする。
前記第１及び第２画像データ線下に形成される遮光部材をさらに有することを特徴とする。
前記第１及び第２画像データ線のうち少なくとも一つ上に形成される遮光部材をさらに有することを特徴とする。
前記感知データ線上に形成される遮光部材をさらに有することを特徴とする。
前記遮光部材は、前記第１及び第２画素電極と同一層に形成されることを特徴とする。
前記第１及び第２画像データ線は、前記画像走査線及び前記感知走査線と交差する複数の拡張部を有することを特徴とする。
前記感知データ線は、前記画像走査線及び前記感知走査線と交差する複数の拡張部を有することを特徴とする。
前記第２基板上に形成される制御電圧線と、前記第２基板上に形成される入力電圧線と、前記制御電圧線、前記入力電圧線及び前記第３薄膜トランジスタに接続される第４薄膜トランジスタとをさらに備え、前記入力電圧線及び前記第４薄膜トランジスタは、前記第１及び第２画素電極の間に形成されることを特徴とする。
前記感知データ線及び前記入力電圧線上に形成され、前記第３薄膜トランジスタを覆い、前記第４薄膜トランジスタは覆わない遮光部材をさらに有することを特徴とする。
前記第１基板上に形成され、前記画像走査線と同一方向に延びる遮光部材をさらに有することを特徴とする。

本発明に係る表示装置によれば、感知部を画素の間に配置し、従来のブラックマトリックスを用いないことで画素の透過領域を大きくして透過率を向上でき、感知素子の半導体チャンネル幅を縦方向に長く拡張できるので、感知データ信号を大きくすることができるという効果がある。また、画像データ線と感知データ線とを最大限に隔離して配置することによって画像データ信号と感知データ信号との間の干渉を減らすことができるという効果がある。

次に、本発明に係る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。

図面は、各種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ている。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。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“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

以下、本発明の一実施形態に係る表示装置である液晶表示装置について図１乃至図４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係る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係る液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の一つの感知部に対する等価回路図である。 図４は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素及び感知部の配列を示した概略図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００及びこれに接続された画像走査部４００、画像データ駆動部５００、感知走査部７００及び感知信号処理部８００、画像データ駆動部５００に接続された階調電圧生成部５５０、そしてこれらを制御する信号制御部６００を備える。
図１〜図３（ｂ）に示すように、液晶表示板組立体３００は、複数の表示信号線（Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊ）（ｉ、ｊは自然数）と、これに接続されてほぼ行列状に配列された複数の画素（ＰＸ）、そして複数の感知信号線（Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐ_ｓｇ、Ｐ_ｓｄ）（α、βは自然数）と、これに接続され、ほぼ行列状に配列された複数の感知部（ＳＵ）を備える。一方、図２に示すように、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とその間に挟持された液晶層３を備える。

表示信号線（Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊ）は、画像走査信号（Ｖｇ）を伝達する複数の画像走査線（Ｇ_ｉ）と、画像データ信号（Ｖｄ）を伝達する画像データ線（Ｄ_ｊ）を有する。
感知信号線（Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）は、感知走査信号（Ｖｓ）を伝達する複数の感知走査線（Ｓ_α）、感知データ信号（Ｖｐ）を伝達する感知データ線（Ｐ_β）、感知制御電圧を伝達する複数の制御電圧線（Ｐｓｇ）、そして感知入力電圧を伝達する複数の入力電圧線（Ｐｓｄ）を有する。
画像走査線（Ｇ_ｉ）、感知走査線（Ｓ_α）及び制御電圧線（Ｐｓｇ）は、ほぼ行方向に延びて互いにほぼ平行であり、画像データ線（Ｄ_ｊ）、感知データ線（Ｐ_β）及び入力電圧線（Ｐｓｄ）はほぼ列方向に延びて互いにほぼ平行である。

各画素（ＰＸ）は、表示信号線（Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊ）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（Ｃ_ＬＣ）及びストレージキャパシタ（Ｃ_ｓｔ）を有する。ストレージキャパシタ（Ｃ_ｓｔ）は必要によって省略してもよい。
スイッチング素子（Ｑ）は、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は画像走査線（Ｇ_ｉ）に接続されており、入力端子は画像データ線（Ｄ_ｊ）に接続されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）及びストレージキャパシタ（Ｃ_ｓｔ）に接続されている。

液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）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を二つの端子とし、二つの電極（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とは異なり、共通電極２７０が薄膜トランジスタ表示板１００に具備されることもあり、その場合には、二つの電極（１９１、２７０）のうち少なくとも一つが線形または棒形に形成できる。

液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）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が絶縁体を介在して重なってなり、この別個の信号線には共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの定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（Ｃ_ＳＴ）は、画素電極１９１が絶縁体を媒介にしてすぐ上の前段画像走査線と重なってなることもできる。

一方、色表示を実現するためには各画素（ＰＸ）が基本色のうちの一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するように（時間分割）して、基本色の空間的、時間的作用で所望の色相が認識されるようにする。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あり、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一つを示すカラーフィルタ２３０を備えている。図２とは異なり、カラーフィルタ２３０は薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１の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の外側面には光を偏光させる少なくとも一つの偏光子（図示せず）が付着されている。

感知部（ＳＵ）は、図３（ａ）に示す構造、または図３（ｂ）示す構造を有することができる。
図３（ａ）に示す感知部（ＳＵ１）は、信号線（Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）に接続された感知素子（Ｑｐ１）及び感知素子（Ｑｐ１）と信号線（Ｓ_α、Ｐ_β）に接続されたスイッチング素子（Ｑｓ）を有する。
感知素子（Ｑｐ１）は、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は制御電圧線（Ｐｓｇ）に接続されており、その入力端子は入力電圧線（Ｐｓｄ）に接続されており、出力端子はスイッチング素子（Ｑｓ）に接続されている。感知素子（Ｑｐ１）は光が照射されれば、光電流を生成する光電（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質を含む。

感知素子（Ｑｐ１）の例としては、光電流を生成することができる非晶質シリコンまたは多結晶シリコンチャンネルを有する薄膜トランジスタがある。感知素子（Ｑｐ１）の制御端子に印加される感知制御電圧は、照射される光のない状態で感知素子（Ｑｐ１）がオフ状態を維持できるように十分に低いか高い値を維持する。感知素子（Ｑｐ１）の入力端子に印加される感知入力電圧は十分高い値を維持して、光電流がスイッチング素子（Ｑｓ）方向に流れるようにする。
スイッチング素子（Ｑｓ）もまた薄膜トランジスタなどの三端子素子であってその制御端子、出力端子及び入力端子は各々感知走査線（Ｓ_α）、感知データ線（Ｐ_β）及び感知素子（Ｑｐ１）に接続されている。スイッチング素子（Ｑｓ）は、感知走査線（Ｓ_α）からの感知走査信号（Ｖｓ）に応答して素子出力信号を当該感知データ線（Ｐ_β）に出力する。素子出力信号は感知素子（Ｑｐ１）からの光電流であることができる。

図３（ｂ）に示す感知部（ＳＵ２）は、感知信号線（Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐ_ｓｄ）に接続されている感知素子（Ｑｐ２）のみを有する。
感知素子（Ｑｐ２）もまた、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子、出力端子及び入力端子は各々感知走査線（Ｓ_α）、感知データ線（Ｐ_β）及び入力電圧線（Ｐｓｄ）に接続されている。感知素子（Ｑｐ２）もまた光が照射されれば光電流を生成する光電物質を含み、光が照射された状態で感知走査線（Ｓ_α）からの感知走査信号（Ｖｓ）に応答して素子出力信号を感知データ線（Ｐ_β）に送出する。
感知素子（Ｑｐ２）は、感知走査信号（Ｖｓ）が所定電圧以上であるときに素子出力信号を出力することができ、この時、所定電圧は感知素子（Ｑｐ２）の動作領域を考慮して決定されることができる。このような感知部（ＳＵ２）を適用すれば、図３（ａ）に示した制御電圧線（Ｐｓｇ）を省略することができる。

ここでスイッチング素子（Ｑ、Ｑｓ）及び感知素子（Ｑｐ１、Ｑｐ２）は、非晶質シリコンまたは多結晶シリコン薄膜トランジスタからなることができる。

感知部（ＳＵ）は、外部光を感知することに限らず、外部から加えられた圧力を感知することもできる。圧力を感知するために感知部（ＳＵ）は、加わった圧力の大きさによって静電容量が変わる可変キャパシタ（図示せず）を有することができる。可変キャパシタは、二つの表示板１００、２００にそれぞれ形成される二つの感知電極（図示せず）と、二つの電極の間に挟持された液晶層３を有することででき、共通電極表示板２００に圧力が加われば、二つの感知電極の間の距離が変化して可変キャパシタの静電容量が変わる。静電容量が変われば静電容量の大きさに依存する感知データ信号の大きさが変わり、これに基づいて接触位置を判断することができる。

感知部（ＳＵ）は、隣接した二つの画素（ＰＸ）の間に配置され、感知部（ＳＵ）の密度は、例えばドット密度の約１／４であることができる。ここで一つのドットは、例えば並んで配列されており、赤色、緑色、青色など三原色を表示する３つの画素（ＰＸ）を有し、一つの色相を表示し、液晶表示装置の解像度を示す基本単位となる。しかし、一つのドットは４つ以上の画素（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（ｗｈｉｔｅ）のうちの一つを表示することができる。

感知部（ＳＵ）の密度がドット密度の１／４である例には、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、図１で液晶表示板組立体３００の内部に点線の“×”印で示したように、感知部（ＳＵ）のない画素行もあり得る。
感知部（ＳＵ）の密度とドット密度を上記程度にすれば、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高くしたり低くすることもできる。

次に、図４に示すように、感知データ線（Ｐ_β）及び入力電圧線（Ｐｓｄ）と、これに隣接した画像データ線（Ｄ_ｊ＋２、Ｄ_ｊ＋３）は、画素（ＰＸ）を間に置いて離れている。
図４に示した例を具体的に説明する。
感知データ線（Ｐ_β）に接続されている感知部（ＳＵ）を基準にしてその左側に隣接した一つのドット、つまり、３個の画素（ＰＸ）に接続されている画像データ線（Ｄ_ｊ、Ｄ_ｊ＋１、Ｄ_ｊ＋２）は、当該画素（ＰＸ）の左側に配置されており、感知部（ＳＵ）の右側に隣接した一つのドット、つまり３個の画素（ＰＸ）に接続されている画像データ線（Ｄ_ｊ＋３、Ｄ_ｊ＋４、Ｄ_ｊ＋５）は、当該画素（ＰＸ）の右側に配置されている。しかし、感知部（ＳＵ）に最も隣接した画像データ線（Ｄ_ｊ＋２、Ｄ_ｊ＋３）を除いた残りの画像データ線（Ｄ_ｊ、Ｄ_ｊ＋１、Ｄ_ｊ＋４、Ｄ_ｊ＋５）、つまり感知部（ＳＵ）から二番目及び三番目に隣接した画像データ線（Ｄ_ｊ、Ｄ_ｊ＋１、Ｄ_ｊ＋４、Ｄ_ｊ＋５）の位置は、図４に示したものと逆にすることもできる。感知部（ＳＵ）の右側及び左側に配置された画素（ＰＸ）の構造的な形態は実質的に互いに対称である。

このように一つの感知部（ＳＵ）とそれに隣接した二つのドットを１単位とする配置構造は、一つの画素行に反復的に配置されている。図４に示した反復配列構造において、隣接した単位配置構造の隣接した二つの画像データ線（Ｄ_ｊ−１、Ｄ_ｊ／Ｄ_ｊ＋５、Ｄ_ｊ＋６）の間に画素（ＰＸ）は配置されない。しかし、上述したように、感知部（ＳＵ）で二番目及び三番目に隣接した画像データ線（Ｄ_ｊ、Ｄ_ｊ＋１、Ｄ_ｊ＋４、Ｄ_ｊ＋５）の位置が図４に示したものと逆である場合には、単位配置構造内で隣接した二つのデータ線の間に画素が配置されない。

このように配列することで、感知データ線（Ｐ_β）とこれに隣接した画像データ線（Ｄ_ｊ＋２、Ｄ_ｊ＋３）とがその間に画素（ＰＸ）を置いて遠く離れ、画像データ信号（Ｖｄ）の変化による感知データ信号（Ｖｐ）の歪みを減少できる。
このような配置構造は、ドットが４つ以上の画素（ＰＸ）からなる場合に対しても同様に適用することができる。

縦に隣接した二つの画素行に二つの感知部（ＳＵ）をそれぞれ配置し、二つの感知部（ＳＵ）にそれぞれ接続されている二つの感知走査線（Ｓ_α）を接続することによって、二つの感知部（ＳＵ）の素子出力信号を一つの感知データ線（Ｐ_β）に重畳（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）して、感知データ信号（Ｖｄ）として送出することができる。このように素子出力信号を重畳した感知データ信号（Ｖｐ）に基づいて制御を行えば、各感知部（ＳＵ）の特性偏差を減らすことができるとともに信号対雑音比も２倍になり、より正確な接触情報を抽出することができる。この時、一つの感知データ線（Ｐ_β）に接続された感知部（ＳＵ）の個数が二倍に増加しても、実際に出力される感知データ信号（Ｖｐ）は一つであるので、感知部（ＳＵ）の解像度は感知データ信号（Ｖｐ）の個数によって決定される。

再び図１を参照すれば、階調電圧生成部５５０は、画素の透過率に関連する二組の階調電圧群（または基準階調電圧群）を生成する。そのうちの一組は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し、もう一組は負の値を有する。
画像走査部４００は、液晶表示板組立体３００の画像走査線（Ｇ_ｉ）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と、非導通させるゲートオフ電圧との組み合わせからなる画像走査信号（Ｖｇ）を画像走査線（Ｇ_ｉ）に印加する。

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（Ｄ_ｊ）に接続されており、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（Ｖｄ）として画像データ線（Ｄ_ｊ）に印加する。しかし、階調電圧生成部５５０が全階調に対する電圧を全て提供するのでなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合、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、その中から画像データ信号（Ｖｄ）を選択する。
感知走査部７００は、液晶表示板組立体３００の感知走査線（Ｓ_α）に接続されてゲートオン電圧とゲートオフ電圧との組み合わせからなる感知走査信号（Ｖｓ）を感知走査線（Ｓα）に印加する。感知走査部７００はこれと異なり、感知素子（Ｑｐ２）の動作領域に応じて光電流を生成できる高電圧と、生成できない低電圧とからなる感知走査信号（Ｖｓ）を感知走査線（Ｓ_α）に印加することもできる。

感知信号処理部８００は、液晶表示板組立体３００の感知データ線（Ｐ_β）に接続されて感知データ線（Ｐ_β）を介して出力される感知データ信号（Ｖｐ）を受信し、増幅、フィルタリングなどの信号処理を行った後、アナログ−デジタル変換を行なってデジタル感知信号（ＤＳＮ）を生成する。特定時点に一つの感知データ線（Ｐ_β）に流れる一つの感知データ信号（Ｖｐ）は、一つの感知素子（Ｑｐ１、Ｑｐ２）から出力された素子出力信号のみを含むか、二つ以上の感知素子（Ｑｐ１、Ｑｐ２）から出力された素子出力信号を含むことができる。
信号制御部６００は、画像走査部４００、画像データ駆動部５００、感知走査部７００、及び感知信号処理部８００などの動作を制御する。

このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）のそれぞれは、少なくとも一つの集積回路チップの形態に液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、フレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態に液晶表示板組立体３００に付着されたり、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着されることもできる。これと異なり、駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）が信号線（Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊ、Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）及び薄膜トランジスタ（Ｑ、Ｑｓ、Ｑｐ１、Ｑｐ２）などと共に液晶表示板組立体３００に集積されることもできる。また、駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、８００）は単一チップに集積でき、この場合、これらの少なくとも一つ、またはこれらをなす少なくとも一つの回路素子が単一チップの外側に位置し得る。

次に、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より詳細に説明する。
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御部（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、輝度は定められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）、または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有する。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。

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の動作条件に合うように適切に処理し、画像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）、画像データ制御信号（ＣＯＮＴ２）、感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）及び感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）などを生成した後、画像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）を画像走査部４００に送出し、画像データ制御信号（ＣＯＮＴ２）と処理した画像信号（ＤＡＴ）を画像データ駆動部５００に送出し、感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）を感知走査部７００に送出し、感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）を感知信号処理部８００に送出する。

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）とゲートオン電圧の出力を制御する少なくとも一つのクロック信号を含む。画像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）はまた、ゲートオン電圧の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）をさらに含むことができる。
画像データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一つの画素行の画像データ（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（Ｄ_ｊ）に画像データ信号（Ｖｄ）の印加を指示するロード信号（ＬＯＡＤ）及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）を含む。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（Ｖｄ）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”とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）をさらに含むことができる。

信号制御部６００からの画像データ制御信号（ＣＯＮＴ２）に従って、画像データ駆動部５００は、一つの画素行の画素（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（Ｖｄ）に変換した後、これを当該画像データ線（Ｄ_ｊ）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）に従ってゲートオン電圧を画像走査線（Ｇ_ｉ）に印加して、この画像走査線（Ｇ_ｉ）に接続されたスイッチング素子（Ｑ）を導通させる。すると、画像データ線（Ｄ_ｊ）に印加された画像データ信号（Ｖｄ）が導通したスイッチング素子（Ｑ）を介して当該画素（ＰＸ）に印加される。

画素（ＰＸ）に印加された画像データ信号（Ｖｄ）の電圧と共通電圧（Ｖｃｏｍ）との差は、液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）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よってその配列が異なっており、このために液晶層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り光透過率の変化として現れ、これによって所望の画像を表示することができる。

１水平周期（１Ｈともいう。水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一である。）を単位として上記過程を繰り返すことによって、全画像走査線（Ｇ_ｉ）に対して順次にゲートオン電圧を印加し、全画素（ＰＸ）に画像データ信号（Ｖｄ）を印加して１フレームの画像を表示する。
１フレームが終了すれば次のフレームが開始され、各画素（ＰＸ）に印加される画像データ信号（Ｖｄ）の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、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フレーム期間内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって一つの画像データ線を通じて流れる画像データ信号（Ｖｄ）の極性が変わったり（行反転、ドット反転）、一つの画素行に印加される画像データ信号（Ｖｄ）の極性も互いに異なることができる（列反転、ドット反転）。

感知走査部７００は、信号制御部６００からの感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）に従ってゲートオン電圧を感知走査線（Ｓ_α）に印加し、この感知走査線（Ｓ_α）に接続されたスイッチング素子（Ｑｓ）を導通させる。これにより、感知素子（Ｑｐ１）からの感知データ信号（Ｖｐ）が導通したスイッチング素子（Ｑｓ）を介して当該感知データ線（Ｐ_β）に印加される。これと異なり感知走査部７００は、高電圧を感知走査線（Ｓ_α）に印加することもでき、これによって該感知走査線（Ｓ_α）に接続された感知素子（Ｑｐ２）が光電流を感知データ信号（Ｖｐ）として当該感知データ線（Ｐ_β）に送ることもできる。

感知信号処理部８００は、感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）に従って感知データ線（Ｐ_β）に沿って流れる感知データ信号（Ｖｐ）を読み取る。感知信号処理部８００は、読み取ったアナログ感知データ信号（Ｖｐ）を増幅及びフィルタリングなど信号処理を行なった後、デジタル感知信号（ＤＳＮ）に変換して信号制御部６００に送る。
感知部（ＳＵ）の縦解像度に応じて１以上の水平周期を単位として上記過程を繰り返すことによって、全感知走査線（Ｓ_α）に対して順次にゲートオン電圧／高電圧を印加し、全感知部（ＳＵ）からの感知データ信号（Ｖｐ）を処理してデジタル感知信号（ＤＳＮ）を生成する。

信号制御部６００は、１フレームのデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信し、適切な演算処理を行って接触位置を感知して、これを外部装置で伝送し、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する。これと異なり、外部装置がデジタル感知信号（ＤＳＮ）を直接受信して接触の有無及び位置を感知できる。
このような感知動作は、既に説明した表示動作と別に行われ、互いに影響を受けない。感知動作は必ずしも１フレームごとに行われる必要はなく、必要に応じて複数のフレームごとに１回ずつ行なってもよい。

次に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造について、図５乃至図１２を参照して詳細に説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図で、図４の「ＲＡ」で示した部分の配置図であり、図６は、図５に示した液晶表示装置のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図で、図４の「ＲＢ」で示した部分の配置図であり、図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用共通電極表示板の配置図で、図４の「ＲＢ」で示した部分の配置図であり、図９は、図７に示した薄膜トランジスタ表示板と、図８に示した共通電極表示板を備える液晶表示装置の配置図である。図１０乃至図１２は、それぞれ図９に示した液晶表示装置のＸ−Ｘ線、ＸＩ−ＸＩ線、及びＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００と、これと対向する共通電極表示板２００、及び薄膜トランジスタ表示板１００と、共通電極表示板２００の間に挟持された液晶層３からなる。

まず、薄膜トランジスタ表示板１００について図５乃至７、及び図９乃至１２を参照して説明する。
薄膜トランジスタ表示板１００には透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０上に、複数の画像走査線１２１ａ、複数の感知走査線１２１ｂ、複数の制御電圧線１２２、複数の維持電極線１３１、及び複数の島状遮光部材１３９を有するゲート導電体が形成されている。

画像走査線１２１ａは、画像走査信号（Ｖｇ）を伝達し、主に横方向に延びている。各画像走査線１２１ａは上方に突出した複数の第１制御電極１２４ａを有する。
感知走査線１２１ｂは感知走査信号（Ｖｓ）を伝達し、画像走査線１２１ａと平行して延びている。各感知走査線１２１ｂは上方に突出した複数の第２制御電極１２４ｂを有する。第２制御電極１２４ｂは広い面積を占めており、光漏れを防ぐ。

制御電圧線１２２は感知制御電圧の印加を受け、感知走査線１２１ｂと並んで延びている。各制御電圧線１２２は、感知走査線１２１ｂに隣接して位置しており、下方に突出した複数の第３制御電極１２４ｃを有する。第３制御電極１２４ｃもまた、広い面積を占めており光漏れを防ぐ。
維持電極線１３１は共通電圧（Ｖｃｏｍ）など予め定められた電圧の印加を受け、画像走査線１２１ａとほぼ並んで延びている。各維持電極線１３１は画像走査線１２１ａに隣接して位置しており、ストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）用維持電極１３７と、上方に延びて光漏れを防止する遮光部１３８を有する。遮光部１３８は、その幅が広いものと狭いものがある。
島状遮光部材１３９もまた、光漏れを防止し、維持電極線１３１の遮光部１３８の延長線上に位置し、前段画像走査線１２１ａと感知走査線１２１ｂとの間に位置する。島状遮光部材１３９もまた、その幅が広いものと狭いものがある。

ゲート導電体（１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１３１、１３９）は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタニウム（Ｔｉ）などからなることができる。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有してもよい。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。

これとは異なり、もう一つの導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適な例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート導電体（１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１３１、１３９）はこれ以外にも様々な金属または導電体からなることができる。

ゲート導電体（１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１３１、１３９）の側面は絶縁基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０゜乃至約８０゜であることが好ましい。
ゲート導電体（１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１３１、１３９）上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンはａ−Ｓｉと略称する。）または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体１５１ａ、１５１ｂ、１５２及び複数の島状半導体１５３、１５４ｂ、１５４ｃが形成されている。
線状半導体１５１ａは主に縦方向に延びており、第１制御電極１２４ａに向かって延び出た複数の突出部１５４ａを有する。線状半導体１５１ａは、走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と出会う近傍で幅が広くなってこれらを幅広く覆う。

線状半導体１５１ｂ、１５２も主に縦方向に延びており、走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と出会う近傍で幅が広くなってこれらを幅広く覆う。しかし、線状半導体１５１ｂ、１５２は、それぞれ第２及び第３制御電極１２４ｂ、１２４ｃ部分上には存在しない。
島状半導体１５３は、感知走査線１２１ｂと制御電圧線１２２上にかかっている。島状半導体１５４ｂ、１５４ｃはそれぞれ第２及び第３制御電極１２４ｂ、１２４ｃ上に位置しており、線状半導体１５１ｂ、１５２の無い部分にそれぞれ配置されている。

半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ）上には、複数の線状及び島状オーミック接触部材（１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ）が形成されている。オーミック接触部材（１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ）は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。

線状オーミック接触部材１６１ａは、複数の突出部１６３ａを有しており、この突出部１６３ａと島状オーミック接触部材１６５ａは対をなして線状半導体１５１ａの突出部１５４ａ上に配置されている。また、島状オーミック接触部材１６３ｂ、１６５ｂは対をなして島状半導体１５４ｂ上に配置されており、島状オーミック接触部材１６３ｃ、１６５ｃも対をなして島状半導体１５４ｃ上に配置されている。

半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ）とオーミック接触部材（１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ）の側面も絶縁基板１１０面に対して傾斜しており、傾斜角は約３０゜乃至約８０゜である。

オーミック接触部材（１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ）及びゲート絶縁膜１４０上には、複数の画像データ線１７１ａ、複数の感知データ線１７１ｂ、複数の入力電圧線１７２、複数の第２入力電極１７３ｂ、並びに複数の第１及び第３出力電極１７５ａ、１７５ｃを有するデータ導電体が形成されている。
画像データ線１７１ａは、画像データ信号（Ｖｄ）を伝達し、主に縦方向に延びて走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２、及び維持電極線１３１と交差する。各画像データ線１７１ａは、これらと交差する近傍で幅が広くなってこれらを幅広く覆う遮光用拡張部１７８ａと、第１制御電極１２４ａに向かって延びた複数の第１入力電極１７３ａを有する。

第１出力電極１７５ａは、画像データ線１７１ａと分離されており、第１制御電極１２４ａを中心にして第１入力電極１７３ａと対向する。各第１出力電極１７５ａは、広い一端部１７７と棒状の他端部を有する。広い端部１７７は維持電極１３７と重畳されており、棒状端部は屈曲された第１入力電極１７３ａで一部囲まれている。
一つの第１制御電極１２４ａ、一つの第１入力電極１７３ａ、及び一つの第１出力電極１７５ａは、線状半導体１５１ａの突出部１５４ａと共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａとの間の突出部１５４ａに形成される。この薄膜トランジスタがスイッチング素子（Ｑ）として機能する。

感知データ線１７１ｂは、感知データ信号（Ｖｐ）を伝達し、主に縦方向に延びて走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と交差し、各感知データ線１７１ｂは、これらと交差する近傍で幅が広くなってこれらを幅広く覆う遮光用拡張部１７８ｂと、島状半導体１５４ｂ上に位置している複数の第２出力電極１７５ｂを有する。
第２入力電極１７３ｂは感知データ線１７１ｂと分離されており、島状半導体１５４ｂを中心に第２出力電極１７５ｂと対向する。

一つの第２制御電極１２４ｂ、一つの第２入力電極１７３ｂ及び一つの第２出力電極１７５ｂは、島状半導体１５４ｂと共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂとの間の島状半導体１５４ｂに形成される。この薄膜トランジスタがスイッチング素子（Ｑｓ）として機能する。

入力電圧線１７２は感知入力電圧の印加を受け、主に縦方向に延びて走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と交差し、各入力電圧線１７２は、これらと交差する近傍で幅が広くなってこれらを幅広く覆う遮光用拡張部１７８ｃと、半導体１５４ｃ上に位置している複数の第３入力電極１７３ｃを有する。
第３出力電極１７５ｃは入力電圧線１７２と分離されており、島状半導体１５４ｃを中心にして第３入力電極１７３ｃと対向する。第３出力電極１７５ｃは第２入力電極１７３ｂに接続されている。

一つの第３制御電極１２４ｃ、一つの第３入力電極１７３ｃ及び一つの第３出力電極１７５ｃは、島状半導体１５４ｃと共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、第３入力電極１７３ｃと第３出力電極１７５ｃとの間の島状半導体１５４ｃに形成される。このように縦方向に長い形状を有する島状半導体１５４ｃにチャンネルが形成されるため、チャンネル幅が増加し、チャンネルを通過する電流量が増加する。この薄膜トランジスタが感知素子（Ｑｐ１）として機能する。

遮光用拡張部１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃは既に説明したように、走査線１２１ａ、１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と出会う部分で幅が広くなって維持電極線１３１の遮光部１３８、島状遮光部材１３９、第２及び第３制御電極１２４ｂ、１２４ｃによって覆われない部分の光漏れを防止する。

データ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなどの耐火性金属、またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。しかし、データ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）はこれ以外にも様々な金属または導電体からなることができる。

データ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）もまた、その側面が絶縁基板１１０面に対して３０゜乃至８０゜程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。

オーミック接触部材（１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ）は、その下部の半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ）とその上部のデータ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）との間にのみ存在し、接触抵抗を低くする役割を果たす。半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３）は、画像データ線１７１ａ、感知データ線１７１ｂ及び入力電圧線１７２より狭い部分があるが、既に述べたように画像走査線１２１ａ、感知走査線１２１ｂ、制御電圧線１２２及び維持電極線１３１と出会う部分で幅が広くなって表面のプロファイルを滑らかにすることによって画像データ線１７１ａ、感知データ線１７１ｂ及び入力電圧線１７２が断線するのを防止する。半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ）には入力電極（１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ）と出力電極（１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ）との間を始めとしてデータ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）で覆われず露出した部分がある。

データ導電体（１７１ａ、１７１ｂ、１７２、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｃ）及び露出した半導体（１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ）部分上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機絶縁物からなる下部膜１８０ｐと有機絶縁物からなる上部膜１８０ｑを含む。上部保護膜１８０ｑは４．０以下の誘電定数を有することが好ましく、感光性を有することもでき、平坦面を提供することもできる。また、保護膜１８０は無機絶縁物または有機絶縁物などからなる単一膜構造を有することもできる。

保護膜１８０には第１出力電極１７５ａを露出させる複数のコンタクトホール１８５が形成されている。
保護膜１８０上には複数の画素電極１９１及び複数の第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５が形成されている。

画素電極１９１はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなり、コンタクトホール１８５を介して第１出力電極１７５ａと物理的・電気的に接続されており、第１出力電極１７５ａから画像データ電圧（Ｖｄ）の印加を受ける。画像データ電圧（Ｖｄ）が印加された画素電極１９１は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）の印加を受ける共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、二つの電極（１９１、２７０）の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層３を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０は液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）を構成し、薄膜トランジスタが非導通した後にも印加された電圧を維持する。

画素電極１９１及びこれに接続された第１出力電極１７５ａの広い端部１７７は、維持電極１３７と重なってストレージキャパシタ（Ｃ_ＳＴ）を構成し、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は液晶キャパシタ（Ｃ_ＬＣ）の電圧維持能力を強化する。
画素電極１９１は、画像走査線１２１ａ、画像データ線１７１ａ、感知データ線１７１ｂ及び入力電圧線１７２と重なって開口率を向上させているが、重ならないこともある。
隣接する画素電極１９１の間に二つの画像データ線１７１ａが配置された領域に位置する維持電極線１３１の遮光部１３８及び島状遮光部材１３９はその幅が広く、隣接する画素電極１９１の間に一つの画像データ線１７１ａが配置された領域に位置する維持電極線１３１の遮光部１３８及び島状遮光部材１３９はその幅が狭い。

第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５は光漏れを防止し、主に縦方向に延びている。第１遮光用縦線１９４は隣接した二つの画像データ線１７１ａ上に配置されている。第２遮光用縦線１９５は、島状半導体１５４ｂを覆う拡張部１９６を有し、感知データ線１７１ｂと入力電圧線１７２上に配置されているが島状半導体１５４ｃ上には配置されない。
第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５は、維持電極線１３１の遮光部１３８、島状遮光部材１３９、第２及び第３制御電極１２４ｂ、１２４ｃ、並びに遮光用拡張部１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃによって覆われない部分の光漏れを防止する。特に第２遮光用縦線１９５の拡張部１９６は、上部からの外部光を遮断して島状半導体１５４ｂに流入しないようにする。しかし、島状半導体１５４ｃは、その上に第２遮光用縦線１９５が存在しないので外部光に露出される。

第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５はアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの不透明な金属からなる。しかし、第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５は、アルミニウム、銀またはその合金などの上部膜（図示せず）と、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの下部膜（図示せず）の二重膜構造を有することができる。または、第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５は、上部膜及び下部膜と共にモリブデン系金属、クロム、タンタル及びチタニウムなどのＩＴＯまたはＩＺＯと、接触特性が良い中間膜（図示せず）の三重膜構造を有することもできる。

次に、共通電極表示板２００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板２１０上に光漏れを防止する複数の遮光用横線２２０が形成されている。遮光用横線２２０は、画像走査線１２１ａ及び維持電極線１３１と主に対向し、画像データ線１７１ａ及び第１出力電極１７５ａに向かって突出した部分を有する。遮光用横線２２０は、維持電極線１３１の遮光部１３８、島状遮光部材１３９、第２及び第３制御電極１２４ｂ、１２４ｃ、遮光用拡張部１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃ、並びに第１及び第２遮光用縦線１９４、１９５によって覆われない部分の光漏れを防止し、これらと共に画素電極１９１の間の光漏れを完全に防止することができる。

従来の液晶表示装置は、画素電極の間の光漏れを防止するために横及び縦方向に延びたブラックマトリックスを共通電極表示板に形成した。ところが、薄膜トランジスタ表示板と共通電極表示板の整列誤差のためブラックマトリックスの幅を広くする必要があり、この結果、画素の開口率が低下してしまう。しかし、本発明の実施形態のように遮光用横線２２０などを用いることで画素間の光漏れを防止することができ、従来のブラックマトリックスを使用することによって発生する画素開口率の低下を防止することができる。

それぞれ三原色のうちの一つを示す複数のカラーフィルタ２３１、２３２、２３３が基板２１０と遮光用横線２２０上に形成されている。各カラーフィルタ２３１、２３２、２３３は、画素電極１９１に対応する領域に配置されている。縦方向に配列されたカラーフィルタ２３１、２３２、２３３は互いに連結されて一つの帯をなすことができる。
隣接する画素電極１９１の間に一つの画像データ線１７１ａが配置された領域には、カラーフィルタ２３１、２３２、２３３が重なっており、隣接する画素電極１９１の間に二つの画像データ線１７１ａが配置された領域と感知データ線１７１ｂ及び入力電圧線１７２が配置された領域にはカラーフィルタ２３１、２３３が離れている。
カラーフィルタ２３１、２３２、２３３及び遮光用横線２２０上にはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなる共通電極２７０が形成されている。
液晶表示板組立体３００の二つの表示板（１００、２００）のうちの少なくとも一つの外側面には光を偏光させる偏光子（図示せず）が付着されている。

また、本発明の実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、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にも同様に適用することができる。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の一つの感知部に対する等価回路図であり、（ａ）は感知素子とスイッチング素子を有するもの、（ｂ）は感知素子だけを有するものである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素及び感知部の配列を示した概略図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図４の「ＲＡ」で示した部分の配置図である。 図５に示す液晶表示装置のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の図４の「ＲＢ」で示した部分の配置図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置用共通電極表示板の図４の「ＲＢ」で示した部分の配置図である。 図７に示した薄膜トランジスタ表示板と、図８に示した共通電極表示板を備える液晶表示装置の配置図である。 図９に示す液晶表示装置のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図９に示す液晶表示装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。 図９に示す液晶表示装置のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。

符号の説明

３ 液晶層
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１１０、１２０ 絶縁基板
１２１ａ 画像走査線
１２１ｂ 感知走査線
１２２ 制御電圧線
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ （第１、第２、第３）制御電極
１３１ 維持電極線
１３９ 島状遮光部材
１３８ 遮光部
１４０ ゲート絶縁膜
１５１ａ、１５１ｂ、１５２、１５３、１５４ｂ、１５４ｃ （線状、島状）半導体
１６１ａ、１６１ｂ、１６２、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ （線状、島状）オーミック接触部材
１７１ａ、１７１ｂ データ線
１７２ 入力電圧線
１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ （第１、第２、第３）入力電極
１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ （第１、第２、第３）出力電極
１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃ 遮光用拡張部
１８０ 保護膜
１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
１９４、１９５ 遮光用縦線
２００ 共通電極表示板
２３０、２３１、２３２、２３３ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
２２０ 遮光用横線
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
７００ 感知走査部
８００ 感知信号処理部

Claims (25)

1. 表示板と、
   前記表示板に形成される複数の画素と、
   前記画素の間に配置され、前記表示板に対する接触によって感知データ信号を生成する感知部と、
   前記画素に接続され、画像データ信号を伝達する複数の画像データ線と、
   前記感知部に接続され、前記感知データ信号を伝達する感知データ線とを備え、
   前記感知データ線は、これに隣接した画像データ線と前記画素を間に置いて離隔していることを特徴とする表示装置。
2. 前記複数の画素は、前記感知部の一側と他側にそれぞれ配置される第１及び第２画素を有し、
   前記複数の画像データ線は、前記第１画素に接続され、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第１画像データ線と、前記第２画素に接続され、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第２画像データ線とを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１及び第２画素は、前記感知部を中心として実質的に対称であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１及び第２画素の間に配置され、前記感知部に感知入力電圧を伝達する入力電圧線をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記複数の画素は、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第３画素をさらに有し、
   前記複数の画像データ線は、前記第３画素に接続され、前記第３画素の一側及び他側のいずれか一方に配置される第３画像データ線をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 前記複数の画素は、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第４画素をさらに有し、
   前記複数の画像データ線は、前記第４画素に接続され、前記第４画素の一側及び他側のいずれか一方に配置される第４画像データ線をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
7. 前記感知部に接続されて感知走査信号を伝達し、前記画素を横切る感知走査線をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記感知部は、前記接触によって外部光の変化を感知して前記感知データ信号を生成する感知素子を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記感知部は、前記感知データ信号を前記感知データ線に送出する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８に記載の表示装置。
10. 前記感知部は、前記接触によって圧力の変化を感知して前記感知データ信号を生成する感知素子を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
11. 表示板と、
    前記表示板に形成される複数の画素と、
    前記画素の間に配置され、前記表示板に対する接触によって感知データ信号を生成する感知部と、
    前記画素に接続され、画像データ信号を伝達する複数の画像データ線とを備え、
    前記感知部は、これに隣接した画像データ線と前記画素を間に置いて離隔していることを特徴とする表示装置。
12. 前記複数の画素は、前記感知部の一側と他側にそれぞれ配置される第１及び第２画素を有し、
    前記複数の画像データ線は、前記第１画素に接続され、前記第１画素の前記感知部側とは反対の一側に配置される第１画像データ線と、前記第２画素に接続され、前記第２画素の前記感知部側とは反対の一側に配置された第２画像データ線とを有することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記感知部に接続されて前記感知データ信号を伝達し、前記第１及び第２画素の間に配置される感知データ線をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第２基板上に形成される画像走査線と、
    前記第２基板上に形成され、前記画像走査線と交差する第１及び第２画像データ線と、
    前記第１及び第２画像データ線にそれぞれ接続される第１及び第２薄膜トランジスタと、
    前記第１及び第２薄膜トランジスタに接続される第１及び第２画素電極と、
    前記第２基板上に形成される感知走査線と、
    前記第２基板上に形成され、前記感知走査線と交差する感知データ線と、
    前記感知走査線及び前記感知データ線に接続される第３薄膜トランジスタとを備え、
    前記第１及び第２画素電極は、それぞれ前記第３薄膜トランジスタの一側及び他側に形成され、前記第１及び第２画像データ線は、それぞれ前記第１画素電極の前記第３薄膜トランジスタ側とは反対の一側及び前記第２画素電極の前記第３薄膜トランジスタ側とは反対の一側に形成されることを特徴とする表示装置。
15. 前記感知データ線は、前記第１及び第２画素電極の間に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記第１及び第２画素電極の態様は実質的に線対称であることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
17. 前記第１及び第２画像データ線の下に形成される遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
18. 前記第１及び第２画像データ線のうちの少なくとも一つの上に形成される遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
19. 前記感知データ線上に形成される遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
20. 前記遮光部材は、前記第１及び第２画素電極と同一層に形成されることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の表示装置。
21. 前記第１及び第２画像データ線は、前記画像走査線及び前記感知走査線と交差する複数の拡張部を有することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
22. 前記感知データ線は、前記画像走査線及び前記感知走査線と交差する複数の拡張部を有することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
23. 前記第２基板上に形成される制御電圧線と、
    前記第２基板上に形成される入力電圧線と、
    前記制御電圧線、前記入力電圧線及び前記第３薄膜トランジスタに接続される第４薄膜トランジスタとをさらに備え、
    前記入力電圧線及び前記第４薄膜トランジスタは、前記第１及び第２画素電極の間に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
24. 前記感知データ線及び前記入力電圧線上に形成され、前記第３薄膜トランジスタを覆い、前記第４薄膜トランジスタは覆わない遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。
25. 前記第１基板上に形成され、前記画像走査線と同一方向に延びる遮光部材をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
    

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