JP2007122056A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感知制御信号を調節して感知信号の値を一定に維持することができ、その結果、接触感知機能を正常に行うことができる接触感知機能を有する表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による表示装置は、複数の表示板と、表示板に形成され感知制御信号の印加を受けて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、感知部からの感知データ信号に基づいて感知信号を生成する出力部と、感知制御信号を調節して感知信号が所定の範囲に入るように感知信号を制御する補償器と、を備える。
【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。

表示装置の代表的なものとして液晶表示装置（ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が設けられた二つの表示板と、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ている。画素電極は、行列状に配列され、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一行ずつ順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、これに接続される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において、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（ｔｏｕｃｈｐｅｎ、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たりする装置を言う。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感知することができる。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。

そこで、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の画像を表示する表示領域に内蔵する技術が開発されている。感知素子が使用者の指先などで画面に加わる光や圧力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、及び接触位置情報を得ることができる。

ところがこのような感知素子の出力信号による感知信号は、感知素子自体の劣化及び温度など、周辺環境によってその値が一定ではなく、変化することがある。また、個々の液晶表示装置ごとに偏差が存在するため、感知信号のレベルが一定にならない場合がある。したがって、このような感知信号に基づいて接触の有無及び接触位置を判断することは困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、感知信号の値を一定に維持し、正常に接触感知機能を行うことが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、複数の表示板と、前記表示板に形成され、感知制御信号の印加を受けて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、前記感知部からの感知データ信号に基づいて感知信号を生成する出力部と、前記感知制御信号を調節して前記感知信号が所定の範囲に入るように前記感知信号を制御する補償器と、を備えることを特徴とする。

前記感知信号に基づいたフィードバック信号を生成して前記補償器に伝達する検出部をさらに備えてもよい。
前記補償器は、目標値と前記フィードバック信号の差である動作信号に基づいて前記感知制御信号を調節することができる。
前記補償器は、前記感知信号が前記目標値と実質的に一致するように前記感知制御信号を調節することができる。
前記補償器は次の数式に基づいて前記感知信号を制御することができる。

ここで、Ｖｃは前記感知制御信号、Ｖｃ′は直前の感知制御信号、Ｋｐは比例利得、Ｋｉは積分利得、Ｋｄは微分利得、そしてｅｖは前記動作信号である。
前記補償器は、前記感知信号が前記所定範囲を逸脱する場合、前記感知信号を制御することができる。
前記補償器は、比例制御、比例積分制御、及び比例微分積分制御のうちのいずれか一つを行うことができる。
前記補償器は、アナログ回路またはデジタル回路で実現できる。
前記感知部は、前記接触による圧力によって静電容量が変化する可変キャパシタ、及び前記可変キャパシタに接続される基準キャパシタを含むことができる。
前記可変キャパシタと前記基準キャパシタとの間に接続されて前記感知データ信号を伝達する感知データ線をさらに含むことができる。
前記感知データ線に接続されて前記感知制御信号を前記感知データ線に供給するリセットトランジスタをさらに含むことができる。
前記出力部は、前記感知データ線に接続されて前記感知データ信号に基づいて出力信号を生成する出力トランジスタを含むことができる。
前記出力部は、前記出力信号に基づいて前記感知信号を生成する増幅部をさらに含むことができる。
前記複数の表示板は、第１表示板と、前記第１表示板と対向して前記第１表示板と離隔している第２表示板とを含み、前記表示装置は、前記第１表示板と前記第２表示板との間に位置する液晶層をさらに含むことができる。
前記可変キャパシタは、前記第１及び第２表示板にそれぞれ形成される第１及び第２容量電極を含むことができる。
前記感知部は、前記接触による光を感知して光電流を生成する光感知素子を含むことができる。
前記光感知素子は、入力端子、制御端子、及び出力端子を有し、前記光感知素子は前記出力端子を介して前記光電流を送り、前記入力端子は入力電圧に接続され、前記制御端子は前記感知制御信号に接続されることができる。
前記感知データ信号を伝達する感知データ線、並びに前記光感知素子からの前記光電流を前記感知データ信号として前記感知データ線に送るスイッチング素子をさらに含むことができる。

添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明することによって本発明のいろいろな効果を明らかにしたい。

本発明による表示装置によれば、感知制御信号を調節して感知信号の値を一定に維持することができ、その結果、接触感知機能を正常に行うことができる。

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、添付の図面を参照しながら説明する。

尚、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。

本発明による表示装置の実施形態として液晶表示装置を一例に図１〜図３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り、図２は、本発明の一実施形態によ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、本発明の一実施形態によ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１に示すように、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及びこれに接続される画像走査部４００、画像データ駆動部５００、感知走査部７００、感知信号処理部８００及び補償器９５０、画像データ駆動部５００に接続される階調電圧生成部５５０、感知信号処理部８００に接続される接触判断部９００、これらを制御する信号制御部６００を備える。

図１〜図３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る複数の画素（ＰＸ）と、複数の感知信号線（Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）（α、βは自然数）とこれに接続されてほぼ行列状に配列される複数の感知部（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と、薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の二つの表示板の間に間隙を形成し、ある程度圧縮変形される間隔材（図示せず）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）を含む。また、液晶表示板組立体３００は少なくとも一つの偏光子（図示せず）を含むことができる。

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（Ｖｓｇ）を伝達する複数の制御電圧線（Ｐｓｇ）、感知入力電圧を伝達する複数の入力電圧線（Ｐｓｄ）を含む。

画像走査線（Ｇ_ｉ）、感知走査線（Ｓ_α）及び制御電圧線（Ｐｓｇ）はほぼ行方向にの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）はほぼ列方向にの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）に接続されるスイッチング素子（Ｑ）と、これに接続される液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は必要に応じて省略してもよい。

スイッチング素子（Ｑ）は、薄膜トランジスタ表示板１００に設けられ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）と接続されており、入力端子は画像データ線（Ｄ_ｊ）と接続されており、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）と接続されている。

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を二つの端子とし、画素電極１９１と共通電極２７０の二つの電極間の液晶層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）に接続されており、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に設けられてもよく、その場合、画素電極１９１と共通電極２７０の二つの電極のうちの少なくとも一つを線形または棒形に形成することができる。

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に設けられる別の信号線（図示せず）と画素電極１９１が絶縁体を介在して重畳することで形成され、この別の信号線には共通電圧（Ｖｃｏｍ）など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（Ｃｓｔ）は画素電極１９１が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段画像走査線と重畳することで形成することもできる。

一方、色表示を実現するためには各画素（ＰＸ）が基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示（空間分割）するか、各画素（ＰＸ）が時間によって交互に基本色を表示（時間分割）することによって、基本色の空間的、時間的な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、青色などの三原色がある。図２は、空間分割の一例であって、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してもよい。

三原色を表示し互いに隣接した３個の画素（ＰＸ）をドット（ｄｏｔ）と言い、ドットは画像の基本単位である。ドットの行と列の数が液晶表示装置の解像度を示す。しかし、一つのドットが４つ以上の画素（ＰＸ）からなってもよく、その場合、一部の画素（ＰＸ）は白色（ｗｈｉｔｅ）を表示することができる。

感知部（ＳＵ）は、図３（ａ）に示す構造、または図３（ｂ）に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、制御電圧線（Ｐｓｇ）と入力電圧線（Ｐｓｄ）に接続される感知素子（Ｑｐ１）、及び感知素子（Ｑｐ１）に接続され感知走査線（Ｓ_α）と感知データ線（Ｐ_β）に接続されるスイッチング素子（Ｑｓ）を含む。

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）と接続されており、その入力端子は入力電圧線（Ｐｓｄ）と接続されており、出力端子はスイッチング素子（Ｑｓ）と接続されている。感知素子（Ｑｐ１）は光が照射されると、光電流を生成する光電気（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質を含む。感知素子（Ｑｐ１）の例としては、光電流を生成できる非晶質シリコンまたは多結晶シリコンチャ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（Ｖｓｇ）は、照射される光がない状態で感知素子（Ｑｐ１）がオフの状態を維持し得るように十分に低いまたは高い値を維持する。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に高い値を維持して、光電流がスイッチング素子（Ｑｓ）方向に流れるようにする。

感知制御電圧（Ｖｓｇ）によって感知素子（Ｑｐ１）の光電流が決定され、動作領域が決められる。したがって、感知制御電圧（Ｖｓｇ）を適切に調節することによって感知素子（Ｑｐ１）が生成する光電流を制御することができる。これと異なり、感知入力電圧を調節して感知素子（Ｑｐ１）の光電流を制御することもできる。

また、スイッチング素子（Ｑｓ）も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がそれぞれ感知走査線（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）からの光電流であってもよい。

図３（ｂ）に示す感知部（ＳＵ２）は、感知信号線（Ｓ_α、Ｐ_β、Ｐｓｄ）に接続される感知素子（Ｑｐ２）のみを含む。
また、感知素子（Ｑｐ２）も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、及び入力端子はそれぞれ感知走査線（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）も光が照射されると光電流を生成する光電気物質を含み、光が照射される状態で感知走査線（Ｓ_α）からの感知走査信号（Ｖｓ）に応答して感知出力信号を感知データ線（Ｐ_β）に送る。感知素子（Ｑｐ２）は感知走査信号（Ｖｓ）が所定電圧以上である時素子出力信号を出力することができる。所定電圧によって感知素子（Ｑｐ２）の素子出力信号が決定され動作領域が決まる。したがって、所定電圧の大きさを適切に調節することによって感知素子（Ｑｐ２）が生成する素子出力信号を制御することができる。これと異なり、感知入力電圧を調節して感知素子（Ｑｐ２）の素子出力信号を制御することもできる。このような感知部（ＳＵ２）を適用すれば、図３（ａ）に示すような制御電圧線（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（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）薄膜トランジスタからなることができる。

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（ｄｏｔ）密度の約１／４であり得る。感知部（ＳＵ）の密度がドット密度の１／４である例としては、感知部（ＳＵ）の横及び縦解像度がそれぞれ液晶表示装置の横及び縦解像度の１／２の場合がある。この場合、図１に示す液晶表示板組立体３００の点線内部に「Ｘ」で表示したように、感知部（ＳＵ）のない画素行も存在し得る。

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。勿論感知部（ＳＵ）の解像度は必要に応じてより高くまたはより低くしてもよい。

一方、一つの感知部（ＳＵ）を一画素（ＰＸ）の内部に配置するかまたは二つの画素（ＰＸ）に亘って配置してもよい。

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る二つの感知走査線（Ｓ_α）を連結させることによって、二つの感知部（ＳＵ）の素子出力信号を一感知データ線（Ｐ_β）に重畳（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）して感知データ信号（Ｖｐ）として送信することができる。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うことにより、各感知部（ＳＵ）の特性偏差を減らすことができるだけでなく、信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）も２倍になり、より正確な接触情報を検出することができる。この時感知部（ＳＵ）が縦に２つ配置されていても、実際に感知データ信号（Ｖｐ）は一つが出力されるので、感知部（ＳＵ）の解像度は感知データ信号（Ｖｐ）によって決定される。

さらに、図１に示す階調電圧生成部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）に対してプラスの値を有し、もう一組はマイナスの値を有する。

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、スイッチング素子（Ｑ）を導通状態にするゲートオン電圧と非導通状態にす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、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はなく、所定の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（Ｓ_α）に印加する。感知走査部７００は、これと異なり、感知素子（Ｑｐ２）の動作領域によっ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、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）を受信して増幅、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。特定の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）から出力される素子出力信号のみを含むか、二つ以上の感知素子（Ｑｐ１、Ｑｐ２）から出力される素子出力信号を含むことができる。

接触判断部９００は、感知信号処理部８００からデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信し所定の演算処理を行なって接触の有無及び接触位置を判断した後、接触情報（ＩＮＦ）を外部装置に送信する。

補償器９５０は、感知信号処理部８００からデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信してデジタル感知信号（ＤＳＮ）が所定の範囲に入るように感知部（ＳＵ１）の感知制御電圧（Ｖｓｇ）または感知部（ＳＵ２）の感知走査信号（Ｖｓ）の高電圧を調節する。これと異なり、補償器９５０は感知部（ＳＵ）の感知入力電圧を調節することもでき、デジタル感知信号（ＤＳＮ）の代わりにアナログ感知信号を制御対象とすることもできる。

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、感知信号処理部８００などの動作を制御する。

このような画像走査部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、信号制御部６００、感知走査部７００、感知信号処理部８００、接触判断部９００、及び補償器９５０の駆動装置のそれぞれは、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上に直接装着するか、フレキシブル印刷回路フィルム（図示せず）上に装着してＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態に液晶表示板組立体３００に付着するか、別の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。これと異なり、上記画像走査部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、信号制御部６００、感知走査部７００、感知信号処理部８００、接触判断部９００、及び補償器９５０の各駆動装置を信号線（Ｇ_ｉ、Ｄ_ｊ、Ｓ_α、Ｐ_β）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に集積することもできる。また、画像走査部４００、画像データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、信号制御部６００、感知走査部７００、感知信号処理部８００、接触判断部９００、及び補償器９５０の各駆動装置は単一チップで集積されてもよく、この場合、これらのうち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てもよい。

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（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含み、輝度は所定の数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）、または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）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。

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に送り、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に送り、感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）を感知走査部７００に送り、感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）を感知信号処理部８００に送る。

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。また、画像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、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。また、画像データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、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“画像データ信号の極性”と略称する。）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）に接続されるスイッチング素子（Ｑ）を導通状態にする。すると、画像データ線（Ｄ_ｊ）に印加される画像データ信号（Ｖｄ）が導通になっ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）に印加される画像データ信号（Ｖｄ）の電圧と共通電圧（Ｖｃｏｍ）との差は、液晶キャパシタ（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よってその配列が異なり、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の一周期と同じである。）を単位としてこの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（ｆｒａｍｅ）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し、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介して流れる画像データ信号（Ｖｄ）の極性が変わったり（例：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ったりすることができる（例：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）に印加してこの感知走査線（Ｓ_α）に接続されたスイッチング素子（Ｑｓ）を導通状態にする。そのために感知素子（Ｑｐ１）からの感知データ信号（Ｖｐ）が導通になっ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、これによってこの感知走査線（Ｓ_α）に接続される感知素子（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）で送信することができる。

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の信号処理をした後、デジタル感知信号（ＤＳＮ）に変換して信号制御部６００または外部装置に送信する。

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このような過程を繰り返すことによって、全ての感知走査線（Ｓ_α）に対して順次にゲートオン電圧／高電圧を印加し、全ての感知部（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。

接触判断部９００は、１フレームのデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信して適切な演算処理を行い、接触位置を感知して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位置を感知する等、接触判断部９００の機能を行うこともでき、この場合には、接触判断部９００を省略してもよい。

このような感知動作は上述の表示動作と別に行われ、互いに影響を受けない。感知動作は毎フレームごとに必ず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度ずつ行われてもよい。

次に、本発明の他の実施形態による液晶表示装置について図４〜図７を参照して詳細に説明する。

図４に示すように、本実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３０１及びこれに接続される感知信号処理部８０１及び補償器９５１、感知信号処理部８０１に接続される接触判断部９０１、並びにこれらを制御する信号制御部６０１を備える。図示していないが、本実施形態による液晶表示装置は、画像走査部、画像データ駆動部、階調電圧生成部をさらに備える。これらは上述の実施形態の液晶表示装置のそれと実質的に同様であるのでこれに対する説明を省略する。

図４〜図６に示すように、液晶表示板組立体３０１は、複数の感知信号線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ、ＲＬ）とこれに接続されてほぼ行列状に配列される複数の感知部（ＳＣ）、複数のリセットトランジスタ（Ｑｒ）、複数の出力トランジスタ（Ｑａ）、及び出力トランジスタ（Ｑａ）に接続される複数の出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）を備える。図示していないが、本実施形態による液晶表示板組立体３０１は、複数の表示信号線及びこれと接続される複数の画素をさらに含む。これらは上述の実施形態の液晶表示板組立体３００のそれと実質的に同様であるので説明を省略する。一方、図５に示すように、液晶表示板組立体３０１は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１０１及び共通電極表示板２０１とその間に挟持された液晶層３、並びに薄膜トランジスタ１０１と共通電極表示板２０１の二つの表示板の間に間隙を形成しある程度圧縮変更される間隔材（図示せず）を備える。

感知信号線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ、ＲＬ）は、感知データ信号を伝達する複数の横感知データ線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ）及び複数の縦感知データ線（ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）と基準電圧（Ｖｒｅｆ）を伝達する複数の基準電圧線（ＲＬ）を含む。基準電圧線（ＲＬ）は必要に応じて省略してもよく、この時、表示信号線を利用して基準電圧（Ｖｒｅｆ）を伝達することもできる。

横感知データ線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ）はほぼ行方向にのびて互いにほぼ平行であり、縦感知データ線（ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）はほぼ列方向にのびて互いにほぼ平行である。基準電圧線（ＲＬ）は行または列方向にのびている。

図５に示すように、感知部（ＳＣ）は符号ＳＬで表示する横または縦感知データ線（以下、感知データ線という。）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）の間に接続される基準キャパシタ（Ｃｐ）を含む。

基準キャパシタ（Ｃｐ）は、薄膜トランジスタ表示板１０１の基準電圧線（ＲＬ）と感知データ線（ＳＬ）が絶縁体（図示せず）を介在して重畳することで形成される。

可変キャパシタ（Ｃｖ）は、薄膜トランジスタ表示板１０１の感知データ線（ＳＬ）と共通電極表示板２０１の共通電極２７１を二つの端子とし、二つの端子間の液晶層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（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、液晶表示板組立体３０１に加わる使用者の接触（ｔｏｕｃｈ）など外部刺激によって値が変わる。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２０１に圧力が加わると、間隔材が圧縮変形し両端子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）の間の接続点電圧（Ｖｎ）の値が変わる。接続点電圧（Ｖｎ）は、感知データ信号として感知データ線（ＳＬ）を介して流れ、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（Ｖｒｅｆ）は一定の電圧値を有するため、接続点電圧（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。

感知部（ＳＣ）は隣接した二つの画素の間に配置される。一対の横及び縦感知データ線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）はこれに接続され、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）を定義する。このような感知部（ＳＵ）対の密度は、例えば、ドット（ｄｏｔ）密度の約１／４とすることができる。感知部（ＳＣ）及び画素の密度は、上述の実施形態のそれと同様に設定することができる。

図４に示すように、各リセットトランジスタ（Ｑｒ）及び出力トランジスタ（Ｑａ）は、感知データ信号線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）の両端に接続されている。

リセットトランジスタ（Ｑｒ）は薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はリセット信号（Ｖｓｗ）とそれぞれ接続されており、その入力端子は感知制御電圧（Ｖｓｔ）と接続されており、出力端子は感知データ線（ＳＬ）と接続されている。リセットトランジスタ（Ｑｒ）は画素が配置されていない液晶表示板組立体３０１の周縁領域に位置し、リセット信号（Ｖｓｗ）によって感知制御電圧（Ｖｓｔ）を感知データ線（ＳＬ）に供給する。

出力トランジスタ（Ｑａ）も薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は感知データ線（ＳＬ）と接続されており、その入力端子は入力電圧（Ｖｓｄ）と接続されており、出力端子は出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）と接続されている。出力トランジスタ（Ｑａ）も液晶表示板組立体３０１の周縁領域に位置し、感知データ線（ＳＬ）を介し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。出力信号として出力電流がある。これと異なり、出力トランジスタ（Ｑａ）が出力信号として電圧を生成することもできる。

出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）は当該出力トランジスタ（Ｑａ）を介して横及び縦感知データ線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）にそれぞれ接続される複数の横及び縦出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）を含む。出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）は感知信号処理部８０１に接続されており、出力トランジスタ（Ｑａ）からの出力信号を感知信号処理部８０１に伝達する。横及び縦出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）はほぼ列方向に延びて互いにほぼ平行である。

感知信号処理部８０１は、液晶表示板組立体３０１の出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）に接続されており、出力データ線（ＯＹ_１−ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１−ＯＸ_Ｍ）を介して伝達される出力信号を受信し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−デジタル変換してデジタル感知信号（ＤＳＮ）を生成する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、感知信号処理部８０１は増幅部（ＡＰ）を含み、増幅部（ＡＰ）は電流積分器で出力トランジスタ（Ｑａ）からの出力電流を所定の時間積分してアナログ感知信号（Ｖｏ）を生成する。

接触判断部９０１は、感知信号処理部８０１からデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信し所定の演算処理をして、接触の有無及び接触位置を判断した後、接触情報（ＩＮＦ）を外部装置に送信する。

本実施形態による液晶表示装置は、横感知データ線（ＳＹ_１−ＳＹ_Ｎ）を介して流れる感知データ信号に基づいて接触点のＹ座標を判断することができるし、縦感知データ線（ＳＸ_１−ＳＸ_Ｍ）を介して流れる感知データ信号に基づいて接触点のＸ座標を判断することができる。

補償器９５１は、感知信号処理部８０１からデジタル感知信号（ＤＳＮ）を受信してデジタル感知信号（ＤＳＮ）が所定の範囲に入るように、リセットトランジスタ（Ｑｒ）を介して感知データ線（ＳＬ）に印加される感知制御電圧（Ｖｓｔ）を調節する。これと異なり補償器９５１は、出力トランジスタ（Ｑａ）の入力電圧（Ｖｓｄ）を調節してデジタル感知信号（ＤＳＮ）を制御することもできる。また、デジタル感知信号（ＤＳＮ）の代わりにアナログ感知信号（Ｖｏ）を制御することもできる。

信号制御部６０１は感知信号処理部８０１及び補償器９５１などの動作を制御する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、一つの感知データ線（ＳＬ）に複数の可変キャパシタ（Ｃｖ）、複数の基準キャパシタ（Ｃｐ）、リセットトランジスタ（Ｑｒ）及び出力トランジスタ（Ｑａ）が接続されており、出力トランジスタ（Ｑａ）に出力データ線（ＯＬ）が接続されており、出力データ線（ＯＬ）に感知信号処理部８０１の増幅部（ＡＰ）が接続されている。

上述のように、複数の可変キャパシタ（Ｃｖ）は感知データ線（ＳＬ）と共通電極２７１を二つの端子として構成されるので、複数の可変キャパシタ（Ｃｖ）は図６（ｂ）に示される一つの可変キャパシタ（Ｃｖ´）で代表される。実際には、可変キャパシタ（Ｃｖ´）の静電容量は一つの感知データ線（ＳＬ）に沿って実質的に均一に分布する。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）も一つの基準キャパシタ（Ｃｐ´）で代表される。

図７に示すように、本実施形態による液晶表示装置は、フレームとフレームと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）より先行するフロントポーチ（ｆｒｏｎｔ ｐｏｒｃｈ）区間で感知動作を行うことが望ましい。

共通電圧（Ｖｃｏｍ）はハイレバルとローレベルを有し、１Ｈごとにハイレバルとローレベルをスイングする。

リセット信号（Ｖｓｗ）は、リセットトランジスタ（Ｑｒ）を導通状態にするゲートオン電圧と非導通状態にするゲートオフ電圧を有する。リセット信号（Ｖｓｗ）のゲートオン電圧は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）がハイレバルであるときに印加される。リセットトランジスタ（Ｑｒ）にゲートオン電圧が印加されると、感知制御電圧（Ｖｓｇ）が感知データ線（ＳＬ）に印加されて感知データ線（ＳＬ）を初期化する。

１Ｈ時間が経過すると、リセット信号（Ｖｓｗ）がゲートオフ電圧になり、共通電圧（Ｖｃｏｍ）はローレベルになる。すると感知データ線（ＳＬ）は、浮遊状態となり、可変キャパシタ（Ｃｖ´）の静電容量の変化及び共通電圧（Ｖｃｏｍ）の変動に基づいて感知データ信号が変動する。このような感知データ信号によって出力トランジスタ（Ｑａ）は出力信号を送信し、感知信号処理部８０１の増幅部（ＡＰ）は出力信号を積分してアナログ感知信号（Ｖｏ）を生成する。所定時間が経過すると感知信号処理部８０１は、アナログ感知信号（Ｖｏ）を読み出してデジタルに変換する。この時、アナログ感知信号（Ｖｏ）を読み出す時間はリセット信号（Ｖｓｗ）がゲートオフ電圧になった後、１Ｈ時間以内に設定することが好ましい。即ち、共通電圧（Ｖｃｏｍ）が再びハイレバルに変わる前にアナログ感知信号（Ｖｏ）を読み出すことが好ましい。

感知データ信号は感知制御電圧（Ｖｓｇ）に基づいて変動するため、感知データ信号が一定の範囲の電圧レベルを有することができるし、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。

リセット信号（Ｖｓｗ）のゲートオン電圧は共通電圧（Ｖｃｏｍ）がローレベルである時に印加されてもよく、この場合、感知信号処理部８０１は共通電圧（Ｖｃｏｍ）がハイレバルに変わってから再びローレベルになる前にアナログ感知信号（Ｖｏ）を読み出す。一方、リセット信号（Ｖｓｗ）を最後の画像走査線（Ｇ_ｉ）に印加される画像走査信号に同期させることもできる。

上述の図１〜図３の液晶表示装置に関する多くの特徴は、図４〜図７に示す液晶表示装置にも適用できる。

次に、本発明の一実施形態による液晶表示装置のフィードバック制御システムについて図８及び図９を参照して詳細に説明する。

図８は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のフィードバック制御システムのブロック図であり、図９は、本発明の一実施形態による液晶表示装置におけるフィードバック制御による実験結果を示すグラフである。

フィードバック制御システムの観点からすれば、図８に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、調節部４０、システム５０、及び検出部６０を備える。これは説明の便宜上、上記液晶表示装置の各部分を代表して示したものである。即ち、補償器９５０、９５１は調節部４０で代表され、感知部（ＳＵ、ＳＣ）をそれぞれ含む液晶表示板組立体３００、３０１及び感知信号処理部８００、８０１の増幅部（ＡＰ）はシステム５０で代表され、増幅部（ＡＰ）を除く感知信号処理部８００、８０１は検出部６０で代表できる。

検出部６０は、システム５０から感知信号（Ｖｏ）を受信してアナログ−デジタル変換など適切に変換したフィードバック信号（ｏｖ）を調節部４０に送る。調節部４０は、目標値（ｄｖ）とフィードバック信号（ｏｖ）の差である動作信号（ｅｖ）を入力として、動作信号（ｅｖ）によってＰ制御（比例制御）、ＰＩ制御（比例動作と積分動作を組み合わせた制御）、またはＰＩＤ制御（比例動作、積分動作、微分動作を組み合わせた制御）を行なって制御信号（Ｖｃ）を生成する。システム５０は、制御信号（Ｖｃ）を受信して感知信号（Ｖｏ）を出力する。検出部６０は、この感知信号（Ｖｏ）のフィードバックを受けてフィードバック信号（ｏｖ）を生成し、調節部４０は、再びこのフィードバック信号（ｏｖ）に基づいて制御信号（Ｖｃ）を生成する。このような制御動作は、動作信号（ｅｖ）が「０」になるまで行なう。

目標値（ｄｖ）は、システム５０が出力しようとする一定の感知信号（Ｖｏ）に対応する値である。制御信号（Ｖｃ）は、システム５０が一定の感知信号（Ｖｏ）を出力するようにシステム５０に入力されるものであって、液晶表示装置の感知制御電圧（Ｖｓｇ、Ｖｓｔ）になるが、上述のように感知入力電圧（Ｖｓｄ）になることもある。フィードバック信号（ｏｖ）は、デジタル感知信号（ＤＳＮ）になり得るが、アナログ感知信号（Ｖｏ）そのものになることもある。

調節部４０は、次の数１の式によって制御変数（ｕ）を計算した後、数２の式の演算を行なって制御信号（Ｖｃ）を生成する。

〔数２〕
Ｖｃ＝Ｖｃ´＋ｕ（ｔ）
ここで、Ｋｐは比例利得、Ｋｉは積分利得、Ｋｄは微分利得であり、Ｖｃ′との制御信号の直前の値である。比例利得（Ｋｐ）、積分利得（Ｋｉ）、及び微分利得（Ｋｄ）は、制御信号（Ｖｃ）に対するシステム５０の出力信号（Ｖｏ）を観察して適切に決定できる。特に、数１の式においては、微分利得（Ｋｄ）を「０」とするとＰＩ制御器になり、積分利得（Ｋｐ）と微分利得（Ｋｄ）を全て「０」とするとＰ制御器になる。

調節部４０は、動作信号（ｅｖ）が所定の範囲内にある場合には、数１及び数２の式の演算を行わない。即ち、感知信号（Ｖｏ）が信頼できる領域にあるものと判断して制御動作を行なわない。しかし、動作信号（ｅｖ）が所定の範囲を逸脱する場合、調節部４０は制御動作を開始し、動作信号（ｅｖ）が「０」になるまで、つまり、システム５０の出力信号（Ｖｏ）に対応するフィードバック信号（ｏｖ）が目標値（ｄｖ）に一致するまで制御動作を行う。

数１及び数２の式は、連続時間領域（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）で表したものであるが、これは離散時間領域（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）においても実質的に同様に表すことができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置において、感知信号（Ｖｏ）が一定である値（動作点）を追従することを示す実験結果を図９に示した。ここで、目標値（ｄｖ）、つまり、感知信号（Ｖｏ）の動作点を０．７Ｖと設定し、許容誤差は±０．０２Ｖとした。制御動作を行わない感知信号（Ｖｏ）の所定の範囲を０．５Ｖ〜０．９Ｖと設定した（０．７Ｖ±０．２Ｖ）。そして、比例利得（Ｋｐ）を２．２、積分利得（Ｋｉ）を０．５、微分利得（Ｋｄ）を０と設定した。

図９に示すように、６番目フレームまで初期の感知信号（Ｖｏ）は０．１５２Ｖであり、６番目フレームからＰＩ制御を行った。その結果、これから５フレームが経過して感知信号（Ｖｏ）が０．７１８Ｖになり目標値（ｄｖ）を追従した。一方、制御信号（Ｖｃ）は、５フレームの間３．６３Ｖから４．０６Ｖに変化した。

接触する場合の感知信号（Ｖｏ）は、接触しない場合の感知信号（Ｖｏ）に対してほぼ±０．０５Ｖ範囲以内の値を有する。したがって、一旦感知信号（Ｖｏ）が動作点として追従されている状態であれば、その後、接触があっても感知信号（Ｖｏ）は所定の範囲以内の値を有するため、再び動作点を追従するように制御されない。これによって、接触する状態の感知信号（Ｖｏ）に基づいて接触の有無を判断することができる。

感知部（ＳＵ、ＳＣ）が劣化したり周辺環境が変わったりしても、あるいは液晶表示板組立体３００、３０１の偏差によって不均一になったりしても、このようなフィードバック制御によれば、感知信号（Ｖｏ）が一定になり、正常に接触感知機能を行うことができる。

調節部４０は、アナログ回路で実現できるとともに、デジタル回路でも実現できる。また、調節部４０は、感知信号処理部８００、８０１に含まれるか、接触判断部９００、９０１に含まれて実現できるし、特に、接触判断部９００、９０１のプロセッサー（図示せず）によってプログラムで実現することもできる。勿論調節部４０は、ハードワイヤード（ｈａｒｄｗｉｒｅｄ）形態のＡＳＩＣチップ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒ ｃｕｉｔ ｃｈｉｐ）からなることもできる。一方、調節部４０はＰＩＤ制御以外の他の制御方法を使用することもできる。

感知部として光感知素子、または可変キャパシタ及び基準キャパシタを例にとって説明したが、これに限定されるものではなく他の形態の感知素子を適用してもよい。

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対象として説明したが、これに限定されるものではなく、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よ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よ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。 本発明の一実施形態によ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。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置を感知部の観点から示すブロック図である。 本発明の他の実施形態によ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。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の一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）を簡略化した等価回路図である。 本発明の他の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。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のフィードバック制御システムのブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のフィードバック制御による実験結果を示すグラフである。

符号の説明

３ 液晶層
４０ 調節部
５０ システム
６０ 検出部
１００、１０１ 薄膜トランジスタ表示板
１９１ 画素電極
２００、２０１ 共通電極表示板
２３０ カラーフィルタ
２７０、２７１ 共通電極
３００、３０１ 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、６０１ 信号制御部
７００ 感知走査部
８００、８０１ 感知信号処理部
９００、９０１ 接触判断部
９５０、９５１ 補償器

Claims (18)

1. 複数の表示板と、
   前記表示板に形成され、感知制御信号の印加を受けて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、
   前記感知部からの感知データ信号に基づいて感知信号を生成する出力部と、
   前記感知制御信号を調節して前記感知信号が所定の範囲に入るように前記感知信号を制御する補償器と、を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記感知信号に基づいたフィードバック信号を生成して前記補償器に伝達する検出部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。
3. 前記補償器は、目標値と前記フィードバック信号の差である動作信号に基づいて前記感知制御信号を調節することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記補償器は、前記感知信号が前記目標値と実質的に一致するように前記感知制御信号を調節することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記補償器は次の式に基づいて前記感知信号を制御することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
   

   

   （ここで、Ｖｃは前記感知制御信号、Ｖｃ′は直前感知制御信号、Ｋｐは比例利得、Ｋｉは積分利得、Ｋｄは微分利得、ｅｖは前記動作信号である。）
6. 前記補償器は、前記感知信号が前記所定の範囲を逸脱する場合、前記感知信号を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記補償器は、比例制御、比例積分制御、及び比例微分積分制御のうちのいずれか一つを行なうことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記補償器は、アナログ回路またはデジタル回路で実現され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、前記接触による圧力によって静電容量が変化する可変キャパシタ、及び前記可変キャパシタに接続される基準キャパシタを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 前記可変キャパシタと前記基準キャパシタとの間に接続されて前記感知データ信号を伝達する感知データ線をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記感知データ線に接続されて前記感知制御信号を前記感知データ線に供給するリセットトランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記出力部は、前記感知データ線に接続されて前記感知データ信号に基づいて出力信号を生成する出力トランジスタを備えることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記出力部は、前記出力信号に基づいて前記感知信号を生成する増幅部をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記複数の表示板は、第１表示板、及び前記第１表示板と対向して前記第１表示板と離隔している第２表示板を含み、
    前記表示装置は、前記第１表示板と前記第２表示板との間に位置する液晶層をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
15. 前記可変キャパシタは、前記第１及び第２表示板にそれぞれ形成される第１及び第２容量電極を含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記感知部は、前記接触による光を感知して光電流を生成する光感知素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
17. 前記光感知素子は、入力端子、制御端子、及び出力端子を有し、
    前記光感知素子は前記出力端子を介して前記光電流を送り、前記入力端子は入力電圧に接続され、前記制御端子は前記感知制御信号に接続されることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
18. 前記感知データ信号を伝達する感知データ線と、
    前記光感知素子からの光電流を前記感知データ信号として前記感知データ線に送るスイッチング素子とをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置

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