JP2009157916A - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可変キャパシタに接続される基準キャパシタを別途の電極を追加しないで形成可能な表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】行方向に延びる少なくとも１つの行感知データ線ＳＹ_Ｉと、列方向に延びる少なくとも１つの列感知データ線ＳＸ_Ｊと、行感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第１感知信号を出力する第１感知部と、列感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第２感知信号を出力する第２感知部と、行感知データ線と列感知データ線に交互にリセット電圧Ｖｒｅｓを印加し、第１感知信号および第２感知信号から感知データ信号を生成する感知信号処理部と、感知データ信号を処理して接触情報を生成する接触判断部と、を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は表示装置及びその駆動方法に関し、特に接触感知機能を有する表示装置およびその駆動方法に関する。

一般的に、表示装置には複数の画素が行列形態に配列され、表示装置は与えられた輝度情報に応じて各画素の光強度を制御することによって画像を表示する。

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）等で触れて、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等の機械に必要な命令を実行させたりする装置をいう。タッチスクリーンパネルが付着された表示装置は、使用者の指先やタッチペン等が画面に触れたかどうか、および触れた位置情報を感知することができる。

タッチスクリーンパネルには複数の感知部がほぼ行列形態に配列されており、各感知部は、使用者の指先等がタッチスクリーンパネルに触れることによる静電容量の変化を感知することによって、使用者の指先等が画面に触れたかどうかおよび触れた位置情報を表示装置が感知できるようにする。このような感知部は、接触によって静電容量が変化する可変キャパシタと、これに並列に接続された基準キャパシタとを含む。接触により、可変キャパシタの静電容量が変化すれば、静電容量の大きさに依存する可変キャパシタと基準キャパシタとの間の接続点電圧が変わるので、表示装置は、この電圧を感知し、接触の有無を判断する。

しかし、可変キャパシタに接続される基準キャパシタを形成するためには、基準キャパシタの一の電極を可変キャパシタの一の電極と共有しても、もう１つの電極がさらに必要である。このように、電極が追加されることとなることは、タッチスクリーンパネルを製造する工程を複雑とし、また、タッチスクリーンパネルの厚さが厚くなるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、可変キャパシタに接続される基準キャパシタを別途の電極を追加しないで形成可能な表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、行方向に延びる少なくとも１つの行感知データ線と、列方向に延びる少なくとも１つの列感知データ線と、行感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第１感知信号を出力する第１感知部と、列感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第２感知信号を出力する第２感知部と、行感知データ線と列感知データ線に交互にリセット電圧を印加し、第１感知信号および第２感知信号から感知データ信号を生成する感知信号処理部と、感知データ信号を処理して接触情報を生成する接触判断部と、を含む。

第１感知部は、行感知データ線に接続されて、外部からの接触によって静電容量が変化する第１可変キャパシタを含み、第２感知部は、列感知データ線に接続されて、外部からの接触によって静電容量が変化する第２可変キャパシタを含む。

感知信号処理部は、第１期間中に第１感知信号を処理し、第２期間中に行感知データ線にリセット電圧を印加する第１出力部と、第２期間中に第２感知信号を処理し、第１期間中に列感知データ線にリセット電圧を印加する第２出力部とを含む。

行感知データ線と列感知データ線によって基準キャパシタが形成され、第１感知信号は、第１可変キャパシタと基準キャパシタの間の第１接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第１電流を含み、第２感知信号は、第２可変キャパシタと基準キャパシタの間の第２接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第２電流を含む。

第１出力部は、第１期間中に第１電流を積分して第１出力電圧を生成し、第２出力部は、第２期間中に第２電流を積分して第２出力電圧を生成し、感知信号処理部は、第１出力電圧および第２出力電圧を処理して、感知データ信号を生成する。

第１出力部は、出力端子、反転端子、および、基準電圧が印加される非反転端子を有する第１増幅器と、行感知データ線とリセット電圧の間に接続される第１スイッチング素子と、第１増幅器の反転端子と行感知データ線の間に接続される第２スイッチング素子と、第１増幅器の反転端子と出力端子の間に接続される第１キャパシタと、第１キャパシタに並列に接続される第３スイッチング素子と、を含み、第２出力部は、出力端子、反転端子、および、基準電圧が印加される非反転端子を有する第２増幅器と、列感知データ線とリセット電圧の間に接続される第４スイッチング素子と、第２増幅器の反転端子と列感知データ線の間に接続される第５スイッチング素子と、第２増幅器の反転端子と出力端子の間に接続される第２キャパシタと、第２キャパシタに並列に接続される第６スイッチング素子と、を含む。

第１期間中に、第２スイッチング素子、第４スイッチング素子、および、第６スイッチング素子がターンオンし、第２期間中に、第１スイッチング素子、第３スイッチング素子、および、第５スイッチング素子がターンオンする。

行感知データ線は、第１行感知データ線、第２行感知データ線、および、第３行感知データ線を含み、感知信号処理部は、第１期間中に、第１行感知データ線および第２行感知データ線からの第１感知信号を処理し、第２期間中に、第２行感知データ線および第３行感知データ線からの第１感知信号を処理する、第１出力部を含む。

列感知データ線は、第１列感知データ線、第２列感知データ線、および、第３列感知データ線を含み、感知信号処理部は、第３期間中に、第１列感知データ線および第２列感知データ線からの第２感知信号を処理し、第４期間中に、第２列感知データ線および第３列感知データ線からの第２感知信号を処理する、第２出力部をさらに含み、第１出力部は、第３期間中および第４期間中に第１行感知データ線、第２行感知データ線、および、第３行感知データ線にリセット電圧を印加し、第２出力部は、第１期間中および第２期間中に第１列感知データ線、第２列感知データ線、および、第３列感知データ線にリセット電圧を印加する。

行感知データ線と列感知データ線により基準キャパシタが形成され、第１感知信号は、第１可変キャパシタと基準キャパシタの間の第１接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた電流を含む。

第１出力部は、第１期間中に電流を積分して第１出力電圧を生成し、第２期間中に電流を積分して第２出力電圧を生成し、感知信号処理部は、第１出力電圧および第２出力電圧を処理して、感知データ信号を生成する。

第１出力電圧が第２出力電圧より高い場合、接触判断部は、第１行感知データ線および第２行感知データ線に基づいて接触位置を決定する。

行感知データ線、列感知データ線、第１感知部、および、第２感知部は、タッチスクリーンパネルに形成され、タッチスクリーンパネルと対向し、画像を表示する表示板部をさらに含む。

使用者が触れることができる第１面およびその反対側の第２面を有する絶縁体と、絶縁体の第２面上に形成され、第１方向に延びる複数の第１感知信号線と、絶縁体の第２面上に形成され、第２方向に延びる複数の第２感知信号線と、第１感知信号線および第２感知信号線に交互にリセット電圧を印加し、第１感知信号線に流れる第１感知信号および第２感知信号線に流れる第２感知信号によって感知データ信号を生成する感知信号処理部と、感知データ信号を処理して接触情報を生成する接触判断部と、を含み、第１感知信号線は、それぞれ複数の第１感知電極と、第１感知電極同士を接続し、第１感知電極より小さい幅の複数の第１連結部と、を含み、第２感知信号線は、それぞれ第１感知電極と隣接する複数の第２感知電極と、第２感知電極同士を連結し、第１連結部と交差し第２感知電極より小さい幅の複数の第２連結部と、を含み、感知信号処理部は、第１感知信号線にリセット電圧が印加され、第２感知信号線がフローティング状態の間に第２感知信号を受信し、第２感知信号線にリセット電圧が印加され、第１感知信号線がフローティング状態の間に第１感知信号を受信する。

第１感知電極および第２感知電極は菱形の形状を有し、第１感知電極および第２感知電極は、絶縁体の第２面上の第３方向に交互に配置されており、第２連結部は、第２感知電極の菱形の頂点を連結する。

それぞれの第１感知電極とこれに隣接した第２感知電極は、基準キャパシタを構成する。

第１感知電極および第２感知電極は、絶縁体の第１面に接触した接触物とキャパシタを構成する。

また、本発明に係る表示装置の駆動方法は、行方向に延びる少なくとも１つの行感知データ線と、列方向に延びる少なくとも１つの列感知データ線と、を含む表示装置の駆動方法であって、第１期間中、列感知データ線にリセット電圧を印加する段階と、第１期間中に外部からの接触によって行感知データ線を介して出力される第１感知信号を処理して第１出力電圧を生成する段階と、第２期間中、行感知データ線にリセット電圧を印加する段階と、第２期間中に外部からの接触によって列感知データ線を介して出力される第２感知信号を処理して第２出力電圧を生成する段階と、第１出力電圧および第２出力電圧を処理して感知データ信号を生成する段階と、感知データ信号から接触情報を生成する段階と、を含む。

第１出力電圧生成段階は、外部からの接触によって行感知データ線に接続される第１可変キャパシタの静電容量が変化する段階を含み、第２出力電圧生成段階は、外部からの接触によって列感知データ線に接続される第２可変キャパシタの静電容量が変化する段階を含む。

行感知データ線と列感知データ線により基準キャパシタが形成され、第１感知信号は、第１可変キャパシタと基準キャパシタの間の接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第１電流を含み、第２感知信号は、第２可変キャパシタと基準キャパシタの間の接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第２電流を含む。

第１出力電圧生成段階は、第１電流を積分して第１出力電圧を生成する段階をさらに含み、第２出力電圧生成段階は、第２電流を積分して第２出力電圧を生成する段階をさらに含む。

行感知データ線は、第１行感知データ線、第２行感知データ線、および、第３行感知データ線を含み、第１出力電圧生成段階は、第１期間内における第３期間中に、第１行感知データ線および第２行感知データ線からの第１感知信号を処理し、第１出力電圧を生成する段階と、第１期間内における第４期間中に、第２行感知データ線および第３行感知データ線からの第１感知信号を処理し、第１出力電圧を生成する段階と、をさらに含む。

接触情報を生成する段階は、第３期間の第１出力電圧と、第４期間の第１出力電圧とを比較して、接触情報を生成する段階を含む。

接触情報を生成する段階は、第３期間の第１出力電圧が第４期間の第１出力電圧より高い場合、第１行感知データ線および第２行感知データ線に基づいて接触情報を生成する段階をさらに含む。

列感知データ線は、第１列感知データ線、第２列感知データ線、および、第３列感知データ線を含み、第２出力電圧生成段階は、第２期間内における第３期間中に、第１列感知データ線および第２列感知データ線からの第１感知信号を処理し、第２出力電圧を生成する段階と、第２期間内における第４期間中に、第２列感知データ線および第３列感知データ線からの第１感知信号を処理し、第２出力電圧を生成する段階と、をさらに含み、接触情報を生成する段階は、第３期間の第２出力電圧と第４期間の第２出力電圧とを比較して、接触情報を生成する段階を含む。

上述したように、本発明によれば、別途の電極を必要とせずに可変キャパシタに並列に接続される基準キャパシタを形成して、接触位置を判断することができ、これによってタッチスクリーンパネルの厚さを薄くすることができる。また、本発明によれば、１つの接触に対して複数の感知部が接触を認識した場合にも正確な接触位置を判断することができる。

添付した図面を用いて、本発明に係る実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。また、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体を通じて同様な部分については同一の参照符号を付けている。

まず、本発明の一の実施形態に係る表示装置について図１〜図６を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一の実施形態に係る表示装置の概略図である。図２は本発明の一の実施形態に係る表示装置の表示板部を概略的に示したものである。図３は本発明の一の実施形態に係る表示装置の一部のブロック図である。図４は本発明の一の実施形態に係る表示装置の感知部の等価回路図である。図５は本発明の一の実施形態に係る表示装置のタッチスクリーンパネルの概略的な配置図である。図６は図５のタッチスクリーンパネルを含む表示装置のＶＩ−ＶＩ’線に沿って切断した断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一の実施形態に係る表示装置は、表示板部（ｄｉｓｐｌａｙ−ｐａｎｅｌ ｕｎｉｔ）３００、タッチスクリーンパネル（ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｐａｎｅｌ）９００および制御部（ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）ＣＵを含む。表示板部３００とタッチスクリーンパネル９００は位置合わせされ、制御部ＣＵによって制御される。

図２に示したように、表示板部３００はほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸを含む。各画素ＰＸは基本色のうちの１つを固有に表示する（空間分割）か、あるいは各画素ＰＸが時間によって交互に基本色を表示する（時間分割）ことができ、これら基本色の空間的、時間的な作用によって所望の色が認識されるようにする。基本色の例としては赤色、緑色、青色の三原色があり、空間分割の場合は、赤色、緑色、青色を表示する３つの画素ＰＸが集まって画像の基本単位のドット（ｄｏｔ）を形成する。

図３を参照すれば、タッチスクリーンパネル９００は、等価回路に示すように、複数の感知信号線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍと、これに接続されてほぼ行列状に配列された複数の感知部ＳＵを含む。感知信号線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍは、感知信号を伝達する複数の行感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎおよび複数の列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍを含む。

図４を参照すれば、各感知部ＳＵは、１つの行または列感知データ線ＳＬ１および隣接した２つの列または行感知データ線ＳＬ２１、ＳＬ２２によって定義される領域に形成され、感知データ線ＳＬに接続されている。感知データ線ＳＬ１と感知データ線ＳＬ２１、ＳＬ２２は、絶縁膜９５０を介在して交差する。感知部ＳＵは、感知データ線ＳＬ１に接続されている可変キャパシタＣｖと、感知データ線ＳＬ１と感知データ線ＳＬ２１、ＳＬ２２によって形成される基準キャパシタＣｐと、を含む。

図５および図６に示すように、タッチスクリーンパネル９００は、絶縁基板９２０とその両面に形成されている複数の薄膜構造物を含む。絶縁基板９２０の表面であって、表示板部３００から遠い方の表面は蓋膜９１０で覆われており、表示板部３００から近い表面には、行感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、９４０と列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ、９６０が形成されている。

行感知データ線９４０は、横方向に延びる行感知線９４１と行感知線９４１の一部が菱形状に拡張されてなる行感知電極９４２を含む。以下、行感知線９４１から行感知電極９４２を連結する部分を行連結部と言う。列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍは縦方向に延びる列感知線９６１と列感知線９６１の一部が菱形状に拡張されてなる列感知電極９６２を含む。以下、列感知線９６１から列感知電極９６２を連結する部分を列連結部と言う。

行感知電極９４２と列感知電極９６２は、斜め方向に交互に配置されており、両者の距離は近く、タッチスクリーンパネル９００の大部分の面積を占める。行連結部と列連結部は互いに交差している。

絶縁基板９２０と行感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、９４０の間には保護膜９３０が形成されており、行感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎと列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍの間には絶縁膜９５０が形成されている。

感知電極９４２、９６２は可変キャパシタＣｖの一方の側の電極を形成し、使用者の指先等（以下、接触物と言う）が可変キャパシタＣｖの他方の側の電極を形成する。接触がない場合は、可変キャパシタＣｖの他方の側の電極である接触物が無限大の距離にあるのと同じで静電容量が０である。しかし、接触物が蓋膜９１０の表面に接触すれば、感知電極９４２、９６２と接触物間の距離が有限値となり、静電容量の値が０ではなくなる。この際、接触物と感知電極９４２、９６２間の基板９２０および蓋膜９１０が誘電体として機能する。

上述したように、行感知電極９４２と列感知電極９６２は、交互に配置されており、１の感知電極９４２、９６２は４つの他の感知電極９６２、９４２と隣接する。すなわち、１つの行感知電極９４２は４つの列感知電極９６２と隣接し、１つの列感知電極９６２は４つの行感知電極９４２と隣接する。隣接した感知電極９４２、９６２は絶縁膜９５０を介在したキャパシタを構成し、１つの感知電極９４２、９６２には隣接した基準キャパシタＣｐが接続されることになる。

行または列感知電極９４２、９６２の密度、つまり、感知部ＳＵの密度は、表示板部３００のドット密度と同じか低く形成され、たとえば、行または列感知電極９４２、９６２の密度は、ドット密度の１／４である。

行感知電極９４２および列感知電極９６２には交互に所定電圧が印加されるが、行感知電極９４２に所定電圧が印加される場合、列感知電極９６２がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態になり、逆に列感知電極９６２に所定電圧が印加される場合、行感知電極９４２がフローティング状態となる。感知電極９４２、９６２がフローティング状態であるとき接触が発生して可変キャパシタＣｖの静電容量が変われば、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間の接続点電圧Ｖｎの大きさが変化する。変化した接続点電圧Ｖｎによる電流が感知信号として感知データ線ＳＬ１を介して流れ、これによって接触の有無を判断できる。

基準キャパシタＣｐ用電極を別に製造する場合に比べて、感知電極９４２、９６２の大きさを小さくすれば、接触による接続点電圧Ｖｎの変化をより容易に感知することができる。

図１および図３を参照すれば、制御部ＣＵは、感知信号処理部８００、接触判断部７００および信号制御部６００を含む。

感知信号処理部８００は、タッチスクリーンパネル９００の行感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎにそれぞれ接続される複数の出力部８１０と、列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍにそれぞれ接続される複数の出力部８２０を含む。出力部８１０、８２０は行および列感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍからの感知信号による出力電圧を生成する。感知信号処理部８００は、この出力電圧をデジタル信号に変換して信号処理し、デジタル感知データ信号ＤＳＮを生成する。

接触判断部７００は、感知信号処理部８００からのデジタル感知データ信号ＤＳＮに演算処理をして接触の有無および接触位置を判断した後、接触情報を送信する。信号制御部６００は、感知信号処理部８００等の動作を制御する。

このような駆動成分である、信号制御部６００、接触判断部７００、感知信号処理部８００のそれぞれは、少なくとも１つの集積回路チップの形態で表示板部３００および/またはタッチスクリーンパネル９００の上に直接装着されるか、あるいはフレキシブルプリント回路フィルム（図示せず）の上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態に表示板部３００および/またはタッチスクリーンパネル９００に付着されるか、あるいは別途のプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ‐ｃｉｒｃｕｉｔ‐ｂｏａｒｄ）（図示せず）の上に装着することができる。これとは異なり、これら駆動成分である、信号制御部６００、接触判断部７００、感知信号処理部８００は、表示板部３００に集積することもできる。

次に、感知信号処理部８００の出力部８１０、８２０およびこれを含む表示装置の感知動作について図７〜図１０を参照して説明する。

図７は本発明の一の実施形態に係る表示装置の感知信号処理部の２つの出力部の等価回路図であり、図８は本発明の一の実施形態に係る感知信号処理部の信号波形図であり、図９および図１０は、各々図７に示した２つの出力部の動作を示す回路図である。

図７を参照すれば、出力部８１０のうち、たとえば、Ｉ番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉに接続された出力部８１０は、増幅器８１１、２つのリセット用スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ３１、感知用スイッチング素子Ｑ２１およびキャパシタＣｆ１を含む。

同様に、出力部８２０のうち、例えば、Ｊ番目の列感知データ線ＳＸ_Ｊに接続される出力部８２０は、増幅器８２１、２つのリセット用スイッチング素子Ｑ１２、Ｑ３２、感知用スイッチング素子Ｑ２２およびキャパシタＣｆ２を含む。

増幅器８１１、８２１は、反転端子−と非反転端子＋および出力端子を有し、反転端子−は感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊに接続されており、非反転端子＋は基準電圧Ｖｒｅｆに接続されている。キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２は増幅器８１１、８２１の反転端子−と出力端子の間に接続されている。

上述したように、感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊおよび接触物によって可変キャパシタＣｖ１、Ｃｖ２が形成され、行感知データ線ＳＹ_Ｉおよび列感知データ線ＳＸ_Ｊによって基準キャパシタＣｐが形成される。増幅器８１１、８２１とキャパシタＣｆ１、Ｃｆ２は、電流積分器をなす。電流積分器は、増幅器８１１、８２１の反転端子（−）から感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊへ、すなわち、可変キャパシタＣｖ１、Ｃｖ２と基準キャパシタＣｐの間の接続点へ、流れる電流を所定時間積分して出力電圧Ｖｙ、Ｖｘを生成し、これを出力端子に送信する。

感知用およびリセット用スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１、Ｑ１２〜Ｑ３２は、制御端子、入力端子および出力端子を有するトランジスタ等の三端子素子であって、信号制御部６００からの感知制御信号ＣＯＮＴによって動作する。このような感知制御信号ＣＯＮＴは、出力部８１０の感知用スイッチング素子Ｑ２１と出力部８２０のリセット用スイッチング素子Ｑ１２、Ｑ３２を動作させる行感知制御信号Ｖｑ１と、出力部８１０のリセット用スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ３１と出力部８２０の感知用スイッチング素子Ｑ２２を動作させる列感知制御信号Ｖｑ２を含む。行感知制御信号Ｖｑ１および列感知制御信号Ｖｑ２は、感知用およびリセット用スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１、Ｑ１２〜Ｑ３２をターンオンさせるゲートオン電圧Ｖｏｎとターンオフさせるゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなる。

リセット用スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２は、リセット電圧Ｖｒｅｓと感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊの間に接続されており、ターンオン時に感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊの電圧をリセット電圧Ｖｒｅｓで初期化する。リセット電圧Ｖｒｅｓは接地電圧等の電圧であってもよく、基準電圧Ｖｒｅｆより低い電圧である。

感知用スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２は、感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊの一端と増幅器８１１の反転端子−の間に接続されており、ターンオン時に感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＸ_Ｊを増幅器８１１の反転端子−に接続する。

リセット用スイッチング素子Ｑ３１、Ｑ３２は、キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２に並列に、つまり、増幅器８１１、８２１の反転端子−と出力端子の間に接続されており、ターンオン時にキャパシタＣｆ１、Ｃｆ２に充電された電圧を放電し、増幅器８１１、８２１の出力電圧Ｖｙ、Ｖｘを基準電圧Ｖｒｅｆに初期化する。

図８および図９を参照すれば、行感知期間ＴＳ１の間、信号制御部６００は、ゲートオン電圧Ｖｏｎの行感知制御信号Ｖｑ１と、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの列感知制御信号Ｖｑ２を出力する。これにより、出力部８１０の感知用スイッチング素子Ｑ２１と出力部８２０のリセット用スイッチング素子Ｑ１２、Ｑ３２がターンオンされる。そして、行感知データ線ＳＹ_Ｉの電圧と出力電圧Ｖ_ｙは基準電圧Ｖｒｅｆとなり、列感知データ線ＳＸ_Ｊの電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓに初期化される。したがって、可変キャパシタＣｖ１と基準キャパシタＣｐは、１つの端子が行感知データ線ＳＹ_Ｉに接続され、他の端子が接地電圧等の電圧の印加を受けることとなる。

行感知データ線ＳＹ_Ｉが位置する領域に接触が発生すれば、可変キャパシタＣｖ１の静電容量が大きくなる。このため、可変キャパシタＣｖ１と基準キャパシタＣｐの接続点電圧Ｖｎｙ、つまり、行感知データ線ＳＹ_Ｉの電圧が低くなり、増幅器８１１の反転端子−からスイッチング素子Ｑ２１を介して行感知データ線ＳＹ_Ｉに電流が流れる。この電流によってキャパシタＣｆ１が徐々に充電され、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙが徐々に大きくなる。接触が発生しない場合は、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙは基準電圧Ｖｒｅｆを維持する。ここで、出力電圧Ｖｙは行感知期間ＴＳ１の長さに比例し、キャパシタＣｆ１の静電容量の大きさに反比例するので、行感知期間ＴＳ１を長くするか、キャパシタＣｆ１の静電容量の大きさを小さくして、微細な接触を感知することができる。

一方、リセット用スイッチング素子Ｑ３２のターンオンにより、出力部８２０のキャパシタＣｆ２に保存された電圧が放電され、増幅器８２１の出力電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｒｅｆに初期化される。

次に、読取期間ＴＲ１に行感知制御信号Ｖｑ１がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、すべてのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１、Ｑ１２〜Ｑ３２がターンオフ状態となる。これにより、増幅器８１１、８２１の反転端子−が浮遊状態になり、増幅器８１１、８２１は出力電圧Ｖｙ、Ｖｘを維持する。感知信号処理部８００は、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙを読み取り、これをデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

次に、図８および図１０を参照すれば、列感知期間ＴＳ２において列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオン電圧Ｖｏｎとなる。これにより、出力部８２０の感知用スイッチング素子Ｑ２２と出力部８１０のリセット用スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ３１がターンオンされる。そして、列感知データ線ＳＸ_Ｊの電圧と出力電圧Ｖｘは基準電圧Ｖｒｅｆとなり、行感知データ線ＳＹ_Ｉの電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓに初期化される。したがって、可変キャパシタＣｖ２と基準キャパシタＣｐは、一端子が列感知データ線ＳＸ_Ｊに接続されており、他の端子が接地電圧等の電圧の印加を受ける。

列感知データ線ＳＸ_Ｊが位置する領域に接触が発生すれば、可変キャパシタＣｖ２の静電容量が大きくなり、可変キャパシタＣｖ２と基準キャパシタＣｐの接続点電圧Ｖｎｘ、つまり、列感知データ線ＳＸ_Ｊの電圧が低くなる。これにより、増幅器８２１の反転端子−からスイッチング素子Ｑ２２を介して列感知データ線ＳＸ_Ｊに電流が流れ、この電流によって、キャパシタＣｆ２が徐々に充電され、増幅器８２１の出力電圧Ｖｘが徐々に大きくなる。接触が発生しない場合は、増幅器８２１の出力電圧Ｖｘは、行感知期間ＴＳ１の初期化された基準電圧Ｖｒｅｆを維持する。

一方、リセット用スイッチング素子Ｑ３１のターンオンにより、出力部８１０のキャパシタＣｆ１に保存された電圧が放電され、出力電圧Ｖｙが基準電圧Ｖｒｅｆに初期化される。次いで、読取期間ＴＲ２において列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、すべてのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１、Ｑ１２〜Ｑ３２がターンオフ状態となる。これにより、増幅器８１１、８２１は出力電圧Ｖｙ、Ｖｘを維持し、感知信号処理部８００は、増幅器８２１の出力電圧Ｖｘをデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

接触判断部７００は、すべての行および列感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに対するデジタル感知データ信号ＤＳＮに基づいて、行および列感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍの接触の有無を判断する。この際、行感知データ線ＳＹ_Ｉと列感知データ線ＳＸ_Ｊで接触が発生したと判断すれば、接触判断部７００は、行感知データ線ＳＹ_Ｉと列感知データ線ＳＸ_Ｊの座標（Ｉ、Ｊ）を接触位置として決定し、これに基づく接触情報を外部装置または信号制御部６００に送信する。

以上、本発明の一実施形態においては、行および列感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍと出力部８１０、８２０とが一対一で対応するものとして説明した。しかし、タッチスクリーンパネル９００の感知部の密度が高くなると、外部から１つの接触が発生しても、複数の感知部ＳＵで接触が発生したと認識することがあり、正確な接触位置を判断することができない。そこで、以下、複数の感知部ＳＵで接触を認識した場合、正確な接触位置を判断するための実施形態を図１１〜図１８を参照して説明する。

図１１は本発明の他の実施形態に係る表示装置の感知信号処理部のブロック図である。図１２は本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の信号波形図である。図１３〜図１８は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示すものである。

図１１を参照すれば、感知信号処理部８００は、複数の出力部８１０、８２０と、これにそれぞれ接続される複数のスイッチング部８３０、８４０を含む。

各出力部８１０、８２０は、それぞれスイッチング部８３０、８４０の動作により、少なくとも２つ、たとえば、３つの行または列感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ/ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに選択的に接続され、これらからの感知信号による出力電圧を生成する。

各スイッチング部８３０、たとえば、（Ｉ−２）番目〜（Ｉ＋２）番目行の感知データ線ＳＹ_Ｉ−２〜ＳＹ_Ｉ＋２のうち３つを選択して出力部８１０に接続するスイッチング部８３０は、３つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３を含む。３つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３は、一の端子が出力部８１０に接続されており、他の端子が行感知データ線ＳＹ_Ｉ−２〜ＳＹ_Ｉ+２のうちの隣接した３つに接続され、隣接した３つの組み合わせが時間によって変わる。スイッチング素子ＳＷ１が（Ｉ−２）番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ-２に接続される場合、残りの２つのスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３は、それぞれ（Ｉ−１）番目およびＩ番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ-１、ＳＹ_Ｉに接続される。次に、スイッチング素子ＳＷ１が（Ｉ−１）番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ-１に接続されるときは、残りの２つのスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３はそれぞれＩ番目および（Ｉ＋１）番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＹ_Ｉ+１に接続される。スイッチング素子ＳＷ１がＩ番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉに接続されるときは、残りの２つのスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３はそれぞれ（Ｉ＋１）番目および（Ｉ＋２）番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ+１、ＳＹ_Ｉ+２に接続される。

このスイッチング部８３０に隣接した他のスイッチング部８３０は、（Ｉ＋１）番目〜（Ｉ＋５）番目の行感知データ線ＳＹ_Ｉ＋１〜ＳＹ_Ｉ+５のうちの３つを選択して、出力部８１０に接続する。

同様に、（Ｊ−２）番目〜（Ｊ＋２）番目の列感知データ線ＳＸ_Ｊ-２〜ＳＸ_Ｊ＋２のうちの３つを選択して出力部８２０に接続するスイッチング部８４０の３つのスイッチング素子ＳＷ４〜ＳＷ６は、列感知データ線ＳＸ_Ｊ-２〜ＳＸ_Ｊ+２のうちの隣接した３つに接続され、隣接した３つの組み合わせが時間によって変わる。また、このスイッチング部８４０に隣接した他のスイッチング部８４０は（Ｊ＋１）番目〜（Ｊ＋５）番目の列感知データ線ＳＸ_Ｊ+１〜ＳＸ_Ｊ+５のうちの３つを選択して、出力部８２０に接続する。

このように、感知信号処理部８００は、スイッチング部８３０、８４０を介して出力部８１０、８２０に接続される感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍの組み合わせを変更して、出力部８１０、８２０の出力電圧によるデジタル感知データＤＳＮを生成する。接触判断部７００は、デジタル感知データ信号ＤＳＮに基づいて最も高い出力電圧が生成される感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍの組み合わせを判断し、これに基づいて接触情報を生成する。以下、これについて図１２〜図１８を参照して説明する。

図１２〜図１８では、３つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２が形成された領域で接触が発生したと仮定し、複数のスイッチング部８３０のうち該行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２に接続されるスイッチング部８３０ａ、８３０ｂと複数の出力部８１０のうち、スイッチング部８３０ａ、８３０ｂに接続される出力部８１０ａ、８１０ｂを例にして説明する。

図１２および図１３を参照すれば、行感知期間（ＴＳ１１）の間、信号制御部６００は、ゲートオン電圧Ｖｏｎの行感知制御信号Ｖｑ１とゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの列感知制御信号Ｖｑ２を出力する。これにより、出力部８１０ａ、８１０ｂの感知用スイッチング素子Ｑ２１がターンオンされ、列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに接続された出力部８２０のリセット用スイッチング素子Ｑ１２、Ｑ３２がターンオンされて基準キャパシタＣｐの他の端子にリセット電圧Ｖｒｅｓが印加される。また、スイッチング部８１０ａのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ-１〜ＳＹ_Ｉ+１に接続され、スイッチング部８１０ｂのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ+２〜ＳＹ_Ｉ+４に接続される。

行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２が形成された領域に接触が発生すると、行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２に接続された可変キャパシタＣｖ１の静電容量が大きくなり、この可変キャパシタＣｖ１と基準キャパシタＣｐの接続点電圧Ｖｎｙ、つまり、行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２の電圧が低くなる。これにより、出力部８１０ａの増幅器８１１の反転端子−から２つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ、ＳＹ_Ｉ+１に電流が流れて、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙ１が電圧Ｖｓ１まで増加する。また、出力部８１０ｂの増幅器８１１の反転端子−から１つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ+２に電流が流れて、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙ２が電圧Ｖｓ１より低い電圧Ｖｓ２まで増加する。

次に、読取期間ＴＲ１１の間、行感知制御信号Ｖｑ１がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、すべてのスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１、Ｑ１２〜Ｑ３２がターンオフ状態となる。感知信号処理部８００は、２つの出力部８１０ａ、８１０ｂの出力電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２を読み取った後、これをデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

次に、図１２および図１４を参照すれば、列感知期間ＴＳ２１の間、列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオン電圧Ｖｏｎになる。これにより、出力部８１０ａ、８１０ｂのリセット用スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ３１がターンオンされて行感知データ線ＳＹ_Ｉ-１〜ＳＹ_Ｉ+４の電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓに初期化され、キャパシタＣｆ１に保存された電圧が放電される。また、図示しないが、スイッチング部８４０によって各出力部８２０が列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍのうちの該当する組み合わせに接続され、感知用スイッチング素子Ｑ２２がターンオンされる。これにより、各出力部８２０は、接続された列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍが形成された領域の接触の有無によって出力電圧を出力する。

次に、読取期間ＴＲ２１中に列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、感知信号処理部８００は、出力部８２０の出力電圧をデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

図１２および図１５を参照すれば、次行の感知期間ＴＳ１２の間、行感知制御信号Ｖｑ１が再びゲートオン電圧（Ｖｏｎ）になり、スイッチング部８１０ａのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２に接続され、スイッチング部８１０ｂのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ+３〜ＳＹ_Ｉ+５に接続される。

この場合、出力部８１０ａの増幅器８１１の反転端子−から３つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２に電流が流れて、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙ１が電圧Ｖｓ１より高いＶｓ３電圧まで増加する。一方、行感知データ線ＳＹ_Ｉ+３〜ＳＹ_Ｉ+５に接続された可変キャパシタＣｖ１の静電容量は変化しないので、出力部８１０ｂの増幅器８１１は、出力電圧Ｖｙ２を基準電圧Ｖｒｅｆに維持する。

次に、読取期間ＴＲ１２中に行感知制御信号Ｖｑ１が再びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、感知信号処理部８００は、２つの出力部８１０ａ、８１０ｂの出力電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２をデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

図１２および図１６を参照すれば、次の列感知期間ＴＳ２２の間、列感知制御信号Ｖｑ２が再びゲートオン電圧Ｖｏｎになり、行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+５の電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓに初期化され、キャパシタＣｆ１に保存された電圧が放電される。また、スイッチング部８４０によって列感知期間ＴＳ２１とは異なる組み合わせで各出力部８２０が列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに接続され、感知用スイッチング素子Ｑ２２がターンオンされる。これにより、各出力部８２０は接続された列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍが形成された領域の接触の有無によって出力電圧を出力する。

次に、読取期間ＴＲ２２の間、列感知制御信号Ｖｑ２が再びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、感知信号処理部８００は出力部８２０の出力電圧をデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して接触判断部７００に送信する。

図１２および図１７を参照すれば、次行の感知期間ＴＳ１３の間、行感知制御信号Ｖｑ１が再びゲートオン電圧Ｖｏｎになり、スイッチング部８１０ａのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ-２〜ＳＹ_Ｉに接続され、スイッチング部８１０ｂのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれ行感知データ線ＳＹ_Ｉ+１〜ＳＹ_Ｉ+３に接続される。

これにより、出力部８１０ａの増幅器８１１の反転端子−から１つの行感知データ線ＳＹ_Ｉに電流が流れて、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙ１が電圧Ｖｓ２まで増加する。また、出力部８１０ｂの増幅器８１１の反転端子−から２つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ+１、ＳＹ_Ｉ+２に電流が流れて、増幅器８１１の出力電圧Ｖｙ１が電圧Ｖｓ１まで増加する。

次に、読取期間ＴＲ１３の間、行感知制御信号Ｖｑ１が再びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、感知信号処理部８００は２つの出力部８１０ａ、８１０ｂの出力電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２をデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して、接触判断部７００に送信する。

図１２および図１８を参照すれば、次の列感知期間ＴＳ２３の間、列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオン電圧Ｖｏｎになり、行感知データ線ＳＹ_Ｉ-２〜ＳＹ_Ｉ+３の電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓに初期化され、キャパシタＣｆ１に保存された電圧が放電される。また、スイッチング部８４０により列感知期間ＴＳ２１、ＴＳ２２とは異なる組み合わせで各出力部８２０が列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに接続され、各出力部８２０は、スイッチング部８４０により接続された列感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍが形成された領域で発生した接触による出力電圧Ｖｘを出力する。

次に、読取期間ＴＲ２３の間、列感知制御信号Ｖｑ２がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆになり、感知信号処理部８００は、出力部８２０の出力電圧Ｖｘをデジタル感知データ信号ＤＳＮに変換して、接触判断部７００に送信する。

次に、接触判断部７００は、デジタル感知データ信号ＤＳＮに３つの組み合わせの中で最も高い出力電圧が生成された組み合わせを判断し、それによって接触情報を生成する。この場合、行感知期間Ｔ１２における出力部８１０ａが最も高い出力電圧Ｖｓ３を生成したので、接触判断部７００は、行感知期間Ｔ１２おける出力部８１０ａに接続された３つの行感知データ線ＳＹ_Ｉ〜ＳＹ_Ｉ+２のうち中間行感知データ線ＳＹ_Ｉ＋１を行方向の接触位置として判断することができる。これと同様に、接触判断部７００は、最も高い出力電圧を生成した出力部８２０に接続された列感知データ線の組み合わせによって列方向の接触位置を判断することができる。

このような一連の過程により、接触判断部７００は、接触の有無および接触位置を判断し、制御部ＣＵは、この情報に基づいて表示板部３００の画像を変える等の作業を行う。

次に、このような表示装置の一例である液晶表示装置について図１９および図２０を参照して詳細に説明する。図１９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２０は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１つの画素の等価回路図である。

図１９および図２０を参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、表示板部３００、タッチスクリーンパネル９００、ゲート駆動部４００、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、および、感知信号処理部８００を含む。

図１９に示すように、表示板部３００は、等価回路に示すように、複数の表示信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ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を含む。また、図２０に示した構造のように、表示板部３００は、互いに対向する上部および下部表示板１００、２００とその間に介在されている液晶層３を含む。

表示信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍは、ゲート信号（走査信号とも言う）を伝達する複数のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎと、データ信号、つまり、データ電圧を伝達する複数のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍと、を含む。

ゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎは、ほぼ行方向に延びて互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍはほぼ列方向に延びて互いにほぼ平行である。

図２０を参照すれば、各画素ＰＸは、たとえば、ｉ番目（ｉ＝１、２、…、ｎ）のゲート線Ｇ_ｉと、ｊ番目（ｊ＝１、２、…、ｍ）のデータ線Ｄ_ｊに接続された画素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Ｃｌｃおよ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することができる。

スイッチング素子Ｑは、上部表示板１００に具備されている薄膜トランジスタ等の三端子素子であって、その制御端子はゲート線Ｇ_ｉに接続されており、入力端子はデータ線Ｄ_ｊに接続されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃおよびストレージキャパシタＣｓｔに接続されている。

液晶キャパシタＣｌｃは、上部表示板１００の画素電極１９１と下部表示板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、下部表示板２００の全面に形成されて共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。図２０とは異なり、共通電極２７０が上部表示板１００に具備されることもあり、その場合は、２つの電極１９１、２７０のうちの少なくとも１つを線形または棒形に形成できる。

液晶キャパシタＣｌｃの補助的な役割をするストレージキャパシタＣｓｔは、上部表示板１００に具備された別個の信号線（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等の一定の電圧が印加される。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ゲート線Ｇ_ｉ-１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、各画素ＰＸが基本色のうちの１つを固有に表示する空間分割方式、各画素ＰＸが時間によって交互に基本色を表示する時間分割方式等の方式により、これら基本色の空間的、時間的作用で所望の色が認識されるようにする。

基本色の例としては赤色、緑色、青色の三原色がある。図２０は空間分割の一例であって、各画素ＰＸが画素電極１９１に対応する下部表示板２００の領域に基本色のうちの１つを示すカラーフィルタ２３０を備えている。図２０と異なり、カラーフィルタ２３０は、上部表示板１００の画素電極１９１の上または下に形成することもできる。

表示板部３００には少なくとも１つの偏光子（図示せず）が備えられている。

再び図１９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２組の階調電圧集合（または基準階調電圧集合）を生成する。２組のうちの１組は、共通電圧Ｖｃｏｍに対してプラスの値を有し、もう１組はマイナスの値を有する。

ゲート駆動部４００は、表示板部３００のゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに接続され、スイッチング素子Ｑをターンオンさせるスイッチオン電圧と、ターンオフさせるスイッチオフ電圧との組み合わせからなるゲート信号をゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに印加する。スイッチオン電圧とスイッチオフ電圧は、各々図８に示したゲートオン電圧Ｖｏｎおよびゲートオフ電圧Ｖｏｆｆと同じであってもよいが、これは特に、図７に示した感知用スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ３１およびリセット用スイッチング素子Ｑ１２〜Ｑ３２がスイッチング素子Ｑと同じチャンネルのトランジスタで形成される場合に当てはまる。

データ駆動部５００は、表示板部３００のデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍ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、これをデータ信号としてデータ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。しかし、階調電圧生成部５５０がすべての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は、データ駆動部５００は、基準階調電圧を分圧して全体階調に対する階調電圧を生成し、この中からデータ信号を選択する。

感知信号処理部８００および接触判断部７００の構造および機能は、図３と実質的に同様であるので詳細な説明を省略する。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、階調電圧生成部５５０、および、感知信号処理部８００等の動作を制御する。このような駆動成分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表示板部３００および/またはタッチスクリーンパネル９００の上に直接装着されたり、フレキシブルプリント回路フィルム（図示せず）の上に装着されてＴＣＰの形態に表示板部３００および/またはタッチスクリーンパネル９００に付着されたり、別途の印刷回路基板（図示せず）の上に装着されることができる。また、これと異なり、これら駆動装置４００、５００、５５０、６００、７００、８００が信号線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍおよび薄膜トランジスタＱ等とともに表示板部３００に集積されることもできる。

次に、このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。

接触判断部７００は、接触の有無および接触位置を知らせる接触情報ＣＩを外部の制御器に出力し、外部の制御器（図示せず）は、これに基づいて表示板部３００が表示する画像を決定する。外部の制御器は、決定した画像を示す入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、その表示を制御する入力制御信号を生成して、信号制御部６００に供給する。入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各画素ＰＸの輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含み、輝度は定められた数、例えば、１０２４（＝２１０）、２５６（＝２８）または６４（＝２６）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、メインクロック信号ＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ等がある。

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）を表示板部３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１およびデータ制御信号ＣＯＮＴ２等を生成した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送信し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した画像信号ＤＡＴをデータ駆動部５００に送信する。

ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、走査開始を指示する走査開始信号と、スイッチオン電圧の出力周期を制御する少なくとも１つのクロック信号を含む。ゲート制御信号ＣＯＮＴ１はまた、スイッチオン電圧の持続時間を限定する出力イネーブル信号をさらに含むことができる。

データ制御信号ＣＯＮＴ２は、１行の画素ＰＸに対するデジタル画像信号ＤＡＴの伝送開始を知らせる水平同期開始信号と、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍにアナログデータ電圧の印加を指示するロード信号、およびデータクロック信号を含む。データ制御信号ＣＯＮＴ２はまた、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略してデータ電圧の極性と言う）を反転させる反転信号をさらに含むことができる。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２により、データ駆動部５００は、１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をアナログデータ電圧に変換した後、これを該当データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１によってスイッチオン電圧をゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに印加し、このゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに接続されたスイッチング素子Ｑをターンオンさせる。これにより、データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子Ｑを介して該当画素ＰＸに印加される。画素ＰＸに印加されたデータ電圧と共通電圧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応じてその配列が異なり、このため、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、偏光子によって光の透過率変化として現れ、これによって画素ＰＸは、画像信号ＤＡＴの階調が示す輝度を表示する。

１水平周期（１Ｈとも言う。水平同期信号Ｈｓｙｎｃおよ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、上記過程を繰り返すことによって、すべてのゲート線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに対して順次にスイッチオン電圧を印加し、すべての画素ＰＸにデータ電圧を印加して、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に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームの極性と逆になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号の状態が制御される（フレーム反転）。この際、１フレーム期間内でも反転信号の特性によって１つのデータ線を介して流れるデータ電圧の極性が周期的に反転させることができ（行反転、ドット反転）、１つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに反転させることができる（列反転、ドット反転）。

図１９および図２０において、表示装置の例として液晶表示装置を説明したが、本発明は、これに限定されず、プラズマ表示装置（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ）等のような表示装置にも同様に適用することができる。

以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念の範囲内における当業者による多様な変形および改良形態も本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明の一の実施形態に係る表示装置のブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る表示装置の表示板部を概略的に示した図である。 本発明の一の実施形態に係る表示装置の一部のブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る表示装置の一つの感知部の等価回路図である。 本発明の一の実施形態に係る表示装置のタッチスクリーンパネルの概略的な配置図である。 図５のタッチスクリーンパネルを含む表示装置のＶＩ−ＶＩ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の一の実施形態に係る表示装置の感知信号処理部の２つの出力部の等価回路図である。 本発明の一の実施形態に係る感知信号処理部の信号波形図である。 図７に示した２つの出力部の動作を示す図である。 図７に示した２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の感知信号処理部のブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の信号波形図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る感知信号処理部の２つの出力部の動作を示す図である。 本発明の一の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る液晶表示装置の１つの画素の等価回路図である。

符号の説明

３ 液晶層、
１００ 上部表示板、
１９１ 画素電極、
２００ 下部表示板、
２３０ カラーフィルタ、
２７０ 共通電極、
３００ 表示板部、
４００ ゲート駆動部、
５００ データ駆動部、
５５０ 階調電圧生成部、
６００ 信号制御部、
７００ 接触判断部、
８００ 感知信号処理部、
８１０、８２０、８１０ａ、８１０ｂ 出力部、
８１１、８２１ 増幅器、
８３０、８４０、８３０ａ、８３０ｂ スイッチング部、
９００ タッチスクリーンパネル、 ９１０ 蓋膜、
９２０ 基板、
９３０ 保護膜、
９４０、ＳＹ１〜ＳＹＮ 行感知データ線、
９４１ 行感知線、
９４２ 行感知電極、
９５０ 絶縁膜、
９６０、ＳＸ１〜ＳＸＭ 列感知データ線、
９６１ 列感知線、
９６２ 列感知電極、
ＣＵ 制御部、
ＰＸ 画素、
ＳＵ 感知部、
ＳＬ１、ＳＬ２１、ＳＬ２２ 感知データ線、
Ｃｖ、Ｃｖ１、Ｃｖ２ 可変キャパシタ、
Ｃｐ 基準キャパシタ、
Ｑ１１、Ｑ３１、Ｑ１２、Ｑ３２ リセット用スイッチング素子、
Ｑ１２、Ｑ２２ 感知用スイッチング素子、
Ｑｆ１、Ｑｆ２ キャパシタ、
ＳＷ１〜ＳＷ６、Ｑ スイッチング素子、
ＣＯＮＴ 感知制御信号、
Ｖｑ１ 行感知制御信号、
Ｖｑ２ 列感知制御信号、
Ｖｏｎ ゲートオン電圧、
Ｖｏｆｆ ゲートオフ電圧、
ＤＳＮ デジタル感知データ信号、
Ｖｃｏｍ 共通電圧、
Ｄ１〜Ｄｍ データ線、
Ｇ１〜Ｇｎ ゲート線、
Ｃｌｃ 液晶キャパシタ、
Ｃｓｔ ストレージキャパシタ、
Ｒ、Ｇ、Ｂ 入力画像データ、
ＤＥ データイネーブル信号、
ＭＣＬＫ メインクロック信号、
Ｈｓｙｎｃ 水平同期信号、
Ｖｓｙｎｃ 垂直同期信号、
ＤＡＴ デジタル画像信号、
ＣＯＮＴ１ ゲート制御信号、
ＣＯＮＴ２ データ制御信号。

Claims (25)

1. 行方向に延びる少なくとも１つの行感知データ線と、
   列方向に延びる少なくとも１つの列感知データ線と、
   前記行感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第１感知信号を出力する第１感知部と、
   前記列感知データ線に接続されて、外部からの接触によって第２感知信号を出力する第２感知部と、
   前記行感知データ線と前記列感知データ線に交互にリセット電圧を印加し、前記第１感知信号および前記第２感知信号から感知データ信号を生成する感知信号処理部と、
   前記感知データ信号を処理して接触情報を生成する接触判断部と、
   を含む表示装置。
2. 前記第１感知部は、前記行感知データ線に接続されて、外部からの接触によって静電容量が変化する第１可変キャパシタを含み、
   前記第２感知部は、前記列感知データ線に接続されて、外部からの接触によって静電容量が変化する第２可変キャパシタを含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記感知信号処理部は、第１期間中に前記第１感知信号を処理し、第２期間中に前記行感知データ線に前記リセット電圧を印加する第１出力部と、
   前記第２期間中に前記第２感知信号を処理し、前記第１期間中に前記列感知データ線に前記リセット電圧を印加する第２出力部とを含む請求項２に記載の表示装置。
4. 前記行感知データ線と前記列感知データ線によって基準キャパシタが形成され、
   前記第１感知信号は、前記第１可変キャパシタと前記基準キャパシタの間の第１接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第１電流を含み、
   前記第２感知信号は、前記第２可変キャパシタと前記基準キャパシタの間の第２接続点電圧と前記基準電圧との差に基づいて生じさせた第２電流を含む、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１出力部は、前記第１期間中に前記第１電流を積分して第１出力電圧を生成し、
   前記第２出力部は、前記第２期間中に前記第２電流を積分して第２出力電圧を生成し、
   前記感知信号処理部は、前記第１出力電圧および前記第２出力電圧を処理して、前記感知データ信号を生成する請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１出力部は、出力端子、反転端子、および、基準電圧が印加される非反転端子を有する第１増幅器と、
   前記行感知データ線と前記リセット電圧の間に接続される第１スイッチング素子と、
   前記第１増幅器の前記反転端子と前記行感知データ線の間に接続される第２スイッチング素子と、
   前記第１増幅器の反転端子と出力端子の間に接続される第１キャパシタと、
   前記第１キャパシタに並列に接続される第３スイッチング素子と、を含み、
   前記第２出力部は、出力端子、反転端子、および、基準電圧が印加される非反転端子を有する第２増幅器と、
   前記列感知データ線と前記リセット電圧の間に接続される第４スイッチング素子と、
   前記第２増幅器の反転端子と前記列感知データ線の間に接続される第５スイッチング素子と、
   前記第２増幅器の反転端子と出力端子の間に接続される第２キャパシタと、
   前記第２キャパシタに並列に接続される第６スイッチング素子と、を含む請求項３に記載の表示装置。
7. 前記第１期間中に、前記第２スイッチング素子、前記第４スイッチング素子、および、前記第６スイッチング素子がターンオンし、
   前記第２期間中に、前記第１スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、および、前記第５スイッチング素子がターンオンする、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記行感知データ線は、第１行感知データ線、第２行感知データ線、および、第３行感知データ線を含み、
   前記感知信号処理部は、第１期間中に、前記第１行感知データ線および前記第２行感知データ線からの前記第１感知信号を処理し、第２期間中に、前記第２行感知データ線および第３行感知データ線からの前記第１感知信号を処理する、第１出力部を含む請求項１に記載の表示装置。
9. 前記列感知データ線は、第１列感知データ線、第２列感知データ線、および、第３列感知データ線を含み、
   前記感知信号処理部は、第３期間中に、前記第１列感知データ線および前記第２列感知データ線からの前記第２感知信号を処理し、第４期間中に、前記第２列感知データ線および第３列感知データ線からの前記第２感知信号を処理する、第２出力部をさらに含み、
   前記第１出力部は、前記第３期間中および前記第４期間中に前記第１行感知データ線、前記第２行感知データ線、および、前記第３行感知データ線に前記リセット電圧を印加し、
   前記第２出力部は、前記第１期間中および前記第２期間中に前記第１列感知データ線、前記第２列感知データ線、および、前記第３列感知データ線に前記リセット電圧を印加する、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記行感知データ線と前記列感知データ線により基準キャパシタが形成され、
    前記第１感知信号は、前記第１可変キャパシタと前記基準キャパシタの間の第１接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた電流を含む、請求項８に記載の表示装置。
11. 前記第１出力部は、前記第１期間中に前記電流を積分して第１出力電圧を生成し、前記第２期間中に前記電流を積分して第２出力電圧を生成し、
    前記感知信号処理部は、前記第１出力電圧および前記第２出力電圧を処理して、前記感知データ信号を生成する請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第１出力電圧が前記第２出力電圧より高い場合、前記接触判断部は、前記第１行感知データ線および第２行感知データ線に基づいて接触位置を決定する、請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記行感知データ線、前記列感知データ線、前記第１感知部、および、前記第２感知部は、タッチスクリーンパネルに形成され、
    前記タッチスクリーンパネルと対向し、画像を表示する表示板部をさらに含む、請求項１に記載の表示装置。
14. 使用者が触れることができる第１面およびその反対側の第２面を有する絶縁体と、
    前記絶縁体の前記第２面上に形成され、第１方向に延びる複数の第１感知信号線と、
    前記絶縁体の前記第２面上に形成され、第２方向に延びる複数の第２感知信号線と、
    前記第１感知信号線および前記第２感知信号線に交互にリセット電圧を印加し、前記第１感知信号線に流れる第１感知信号および前記第２感知信号線に流れる第２感知信号によって感知データ信号を生成する感知信号処理部と、
    前記感知データ信号を処理して接触情報を生成する接触判断部と、を含み、
    前記第１感知信号線は、それぞれ複数の第１感知電極と、前記第１感知電極同士を接続し、前記第１感知電極より小さい幅の複数の第１連結部と、を含み、
    前記第２感知信号線は、それぞれ前記第１感知電極と隣接する複数の第２感知電極と、前記第２感知電極同士を連結し、前記第１連結部と交差し前記第２感知電極より小さい幅の複数の第２連結部と、を含み、
    前記感知信号処理部は、前記第１感知信号線に前記リセット電圧が印加され、前記第２感知信号線がフローティング状態の間に前記第２感知信号を受信し、
    前記第２感知信号線に前記リセット電圧が印加され、前記第１感知信号線がフローティング状態の間に前記第１感知信号を受信する表示装置。
15. 前記第１感知電極および前記第２感知電極は菱形の形状を有し、
    前記第１感知電極および前記第２感知電極は、前記絶縁体の前記第２面上の第３方向に交互に配置されており、
    前記第２連結部は、前記第２感知電極の前記菱形の頂点を連結する、請求項１４に記載の表示装置。
16. それぞれの第１感知電極とこれに隣接した第２感知電極は、基準キャパシタを構成する、請求項１４に記載の表示装置。
17. 前記第１感知電極および前記第２感知電極は、前記絶縁体の前記第１面に接触した接触物とキャパシタを構成する、請求項１６に記載の表示装置。
18. 行方向に延びる少なくとも１つの行感知データ線と、列方向に延びる少なくとも１つの列感知データ線と、を含む表示装置の駆動方法であって、
    第１期間中、前記列感知データ線にリセット電圧を印加する段階と、
    前記第１期間中に外部からの接触によって前記行感知データ線を介して出力される第１感知信号を処理して第１出力電圧を生成する段階と、
    第２期間中、前記行感知データ線に前記リセット電圧を印加する段階と、
    前記第２期間中に外部からの接触によって前記列感知データ線を介して出力される第２感知信号を処理して第２出力電圧を生成する段階と、
    前記第１出力電圧および第２出力電圧を処理して感知データ信号を生成する段階と、
    前記感知データ信号から接触情報を生成する段階と、
    を含む表示装置の駆動方法。
19. 前記第１出力電圧生成段階は、外部からの接触によって前記行感知データ線に接続される第１可変キャパシタの静電容量が変化する段階を含み、
    前記第２出力電圧生成段階は、外部からの接触によって前記列感知データ線に接続される第２可変キャパシタの静電容量が変化する段階を含む、請求項１８に記載の表示装置の駆動方法。
20. 前記行感知データ線と前記列感知データ線により基準キャパシタが形成され、
    前記第１感知信号は、前記第１可変キャパシタと前記基準キャパシタの間の接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第１電流を含み、
    前記第２感知信号は、前記第２可変キャパシタと前記基準キャパシタの間の接続点電圧と基準電圧との差に基づいて生じさせた第２電流を含む、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。
21. 前記第１出力電圧生成段階は、前記第１電流を積分して前記第１出力電圧を生成する段階をさらに含み、
    前記第２出力電圧生成段階は、前記第２電流を積分して前記第２出力電圧を生成する段階をさらに含む、請求項２０に記載の表示装置の駆動方法。
22. 前記行感知データ線は、第１行感知データ線、第２行感知データ線、および、第３行感知データ線を含み、
    前記第１出力電圧生成段階は、前記第１期間内における第３期間中に、前記第１行感知データ線および前記第２行感知データ線からの前記第１感知信号を処理し、前記第１出力電圧を生成する段階と、
    前記第１期間内における第４期間中に、前記第２行感知データ線および前記第３行感知データ線からの前記第１感知信号を処理し、前記第１出力電圧を生成する段階と、をさらに含む、請求項２０に記載の表示装置の駆動方法。
23. 前記接触情報を生成する段階は、前記第３期間の前記第１出力電圧と、前記第４期間の前記第１出力電圧とを比較して、前記接触情報を生成する段階を含む、請求項２２に記載の表示装置の駆動方法。
24. 前記接触情報を生成する段階は、前記第３期間の前記第１出力電圧が前記第４期間の前記第１出力電圧より高い場合、前記第１行感知データ線および前記第２行感知データ線に基づいて前記接触情報を生成する段階をさらに含む、請求項２３に記載の表示装置の駆動方法。
25. 前記列感知データ線は、第１列感知データ線、第２列感知データ線、および、第３列感知データ線を含み、
    前記第２出力電圧生成段階は、前記第２期間内における第３期間中に、前記第１列感知データ線および前記第２列感知データ線からの前記第１感知信号を処理し、前記第２出力電圧を生成する段階と、
    前記第２期間内における第４期間中に、前記第２列感知データ線および前記第３列感知データ線からの前記第１感知信号を処理し、前記第２出力電圧を生成する段階と、をさらに含み、
    前記接触情報を生成する段階は、前記第３期間の前記第２出力電圧と前記第４期間の前記第２出力電圧とを比較して、前記接触情報を生成する段階を含む、請求項２０に記載の表示装置の駆動方法。

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