JP4990648B2 - 表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた表示装置に関し、特に感知素子の信頼性を向上させることのできる表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた表示装置に関する。

表示装置のうちの代表的な液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が具備された二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層とを含む。

画素電極は行列状に配列されていて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などスイッチング素子に連結され、一つの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ていて、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、回路的に見れば液晶キャパシタをなし、液晶キャパシタはこれに連結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においては、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。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、また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。

タッチスクリーンパネル（ｔｏｕｃｈ ｓｃｒｅｅｎ ｐａｎｅｌ）は、画面上を指またはタッチペン（ｔｏｕｃｈ ｐｅｎ、ｓｔｙｌｕｓ）などで接触して文字や絵を書いたり描いたりし、アイコンを実行させ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の画面への接触の有無及び接触位置の情報を感知できる。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させる工程の追加による収率減少、液晶表示板の輝度低下、製品の厚さの増加などという問題がある。

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、液晶表示装置において画像を表示する表示領域に内蔵する技術が開発されてきた。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の画面への接触の有無及び接触位置の情報を感知できるようにする。

接触動作が行われない場合、感知素子から出力される電圧である初期出力電圧が適正範囲内に存在してこそ正確な接触の有無及び接触位置を判定することができる。つまり、各感知素子の初期出力電圧のレベルが一定でない場合、同一条件下における感知素子の接触判断の結果が異なるようになる。しかし、感知素子の初期出力電圧は、感知素子が実装される表示装置の状態や周辺温度などのような環境等によって変化するため、感知素子の正確な接触状態を判断することができないという問題がある。

そこで、本発明は上記従来の感知素子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、感知素子の信頼性を向上させることのできる表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた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の電圧調整方法は、液晶表示装置の液晶キャパシタの容量変化を検知することによって入力位置を検知する感知部を複数有する表示装置において、前記液晶表示装置の前記感知部から出力される複数の初期感知信号に基づいて前記初期感知信号の電圧を調整する方法であって、前記複数の初期感知信号のうちから選択された初期感知信号が入力された時、前記選択された初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在するか否かを判断して、前記初期感知信号の調整動作を行うか否かを決定する段階と、前記選択された初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在しない場合、自動電圧調整部が電圧生成部に前記初期感知信号の調整を指示する段階と、前記指示によって前記初期感知信号の調整動作が開始されたことを判断する段階と、前記初期感知信号の調整動作が開始した時、前記初期感知信号の調整を指示する動作を中止する段階と、前記初期感知信号の調整動作が完了したか否かを判断する段階とを有し、前記電圧生成部は、前記自動電圧調整部からの制御信号に基づいて、リセット信号入力部に印加されるリセット電圧の大きさを調整することにより、前記感知部から出力される初期の感知信号の大きさを変更することを特徴とする。

前記選択された初期感知信号は、複数の初期感知信号のうちの最大値を有する初期感知信号であることが好ましい。
前記初期感知信号は、縦感知信号と横感知信号であることが好ましい。
前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する段階をさらに有することが好ましい。
前記接触の有無及び接触位置を判断する段階は、前記初期感知信号の調整動作が完了した時、前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在するか否かを判断する段階と、前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在する場合、前記感知部への接触の有無及び接触位置を算出するように指示する段階と、前記感知部への接触の有無及び接触位置の算出動作が完了したか否かを判断する段階とを含むことが好ましい。
前記接触の有無及び接触位置を判断する段階は、前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在しない場合、前記感知部への接触の有無及び接触位置を算出するために保存手段に記憶されたデータをクリアするように指示する段階をさらに含むことが好ましい。

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、液晶表示装置の液晶キャパシタの容量変化を検知することによって入力位置を検知する感知部を複数有する表示装置において、複数の感知データ線と、前記複数の感知データ線を通じて各々感知信号を出力する複数の前記感知部と、複数の感知信号のうちから一つの感知信号を選択する信号選択部と、前記信号選択部で一つの感知信号が選択された時、該選択された感知信号の大きさが所定の範囲内に存在するように動作する制御動作を制御する自動電圧調整部と、前記自動電圧調整部から出力される制御信号に基づいて前記感知データ線に印加する電圧の大きさを調整する電圧生成部とを有し、前記電圧生成部は、前記自動電圧調整部からの制御信号に基づいて、リセット信号入力部に印加されるリセット電圧の大きさを調整することにより、前記感知部から出力される初期の感知信号の大きさを変更することを特徴とする。

前記信号選択部は、前記感知部に対して非接触である時に出力される複数の初期感知信号の内から最大値を有する初期感知信号を選択することが好ましい。
前記自動電圧調整部は、前記初期感知信号が入力された時、前記初期感知信号の大きさが所定の範囲内に存在するか否かを判断して、前記初期感知信号の調整動作を行うか否かを決定する手段と、前記初期感知信号の大きさが所定の範囲内に存在しない場合、前記初期感知信号の調整を前記電圧生成部に指示する手段と、前記指示によって前記電圧生成部で前記初期感知信号の調整動作が開始したか否かを判断する手段と、前記初期感知信号の調整動作が開始した時、前記電圧生成部へ初期感知信号の調整を指示する動作を中止する手段と、前記電圧生成部で前記初期感知信号の調整動作が完了したか否かを判断する手段とを含むことが好ましい。

前記表示装置は、前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する接触判断部をさらに有し、前記自動電圧調整部は、前記接触判断部で行われる前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する手段をさらに含むことが好ましい。

本発明に係る表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた表示装置によれば、初期縦感知信号や初期横感知信号が適正範囲内に存在するように縦データ線や横データ線に印加される電圧を自動調整することで、感知部の接触状態を正確に判定し、これによって感知部の信頼性が向上するという効果がある。

次に、本発明に係る表示装置の電圧調整方法及びそれを用いた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。

図面において、いろいろ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の図面符号を付けた。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“すぐ上”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含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上”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。

次に、本発明による表示装置の一実施形態であ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、画素の観点から示す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あって、感知部の観点から示す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一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。また、図６は本発明の一実施形態による液晶表示装置における一つの感知データ線に連結されている複数の感知部の等価回路図である。

図１及び図３を参照すれば、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（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００及びこれに連結された画像走査部４００、画像データ駆動部５００、感知信号処理部８００、画像データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部５５０、感知信号処理部８００に連結された接触判断部７００、感知信号処理部８００に連結された電圧調整部７５０、電圧調整部７５０に連結された電圧生成部７１０、及びこれらを制御する信号制御部６００を含む。

図１〜図４を参照すれば、液晶表示板組立体３００は、複数の表示信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ）と、これに連結されていてほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸ、複数の感知信号線（ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ、ＲＬ）と、これに連結されていてほぼ行列状に配列された複数の感知部ＳＵ、各感知信号線（ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ）の一端部に連結された複数のリセット信号入力部ＩＮＩ、各感知信号線（ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ）の他端部に連結された複数の感知信号出力部ＳＯＵＴ、及び各感知信号出力部ＳＯＵＴに連結された複数の出力データ線（ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ）を含む。

一方、図２及び図５を参照すれば、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、そして二つの表示板（１００、２００）の間に間隙を作り、ある程度圧縮変形される間隔材（図示せず）を含む。

表示信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ）は、画像走査信号を伝達する複数の画像走査線Ｇ_１〜Ｇ_ｎと、画像データ信号を伝達する画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍとを含み、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、複数の縦感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ、及び高レベルと低レベルを有し、一定の周期で高レベルと低レベルをスイングする基準電圧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できる。
画像走査線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ及び横感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎは、ほぼ行方向に延在し、互いにほとんど平行であり、画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍ及び縦感知データ線ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍは、ほぼ列方向に延在し、互いにほとんど平行である。基準電圧線ＲＬは行または列方向に延在している。

各画素ＰＸは、表示信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ）に連結されたスイッチング素子Ｑと、これに連結された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃ及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔとを含む。ストレージキャパシタＣｓｔは必要に応じて省略できる。
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_１〜Ｇ_ｎと連結されており、入力端子は画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍと連結されており、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と連結されている。この時、薄膜トランジスタは非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）を含む。

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とを二つの端子とし、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に連結され、共通電極２７０は共通電極表示板２００の全面に形成されていて、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、この時には二つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも一つを線状または棒状に作ることができる。共通電圧Ｖｃｏｍは、所定レベルの一定の電圧である直流（ＤＣ）電圧であり、ほぼ０Ｖ近くの電圧を有することができる。

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に具備された別個の信号線（図示せず）と画素電極１９１とが絶縁体を間に置いて重畳してなり、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すぐ上の前段画像走査線と重畳してなることができる。

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、これら基本色の空間的、時間的合計によって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は空間分割の一例として、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を備えることを示している。図２とは異なって、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。

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）に連結されている可変キャパシタＣｖと、感知データ線ＳＬと基準電圧線ＲＬとの間に連結されている基準キャパシタＣｐとを含む。
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とが絶縁体（図示せず）を間に置いて重畳してなる。

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とを二つの端子とし、二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（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）は、液晶表示板組立体３００に加えられる使用者の接触（ｔｏｕｃｈ）などの外部刺激によって値が変化する。

このような外部刺激としては圧力を例に挙げることができ、共通電極表示板２００に圧力が加えられれば、間隔材が圧縮変形されて二つの端子の間の距離が変化し、これによって可変キャパシタ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との間の接続点電圧Ｖｎの大きさが変わる。接続点電圧Ｖｎは感知データ信号として感知データ線ＳＬを通じて流れ、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の両端子間の距離は一定であり、ほとんど一定の静電容量を有している。
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。

感知部ＳＵは、隣接した二つの画素ＰＸの間に配置される。横及び縦感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに各々連結されており、これらが交差する領域に隣接して配置されている一対の感知部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、一つのドットは、例えば、平行に配列されていて、赤色、緑色、青色など三原色を表示する３個の画素ＰＸを含み、一つの色相を表示し、液晶表示装置の解像度を表す基本単位となる。しかし、一つのドットは４つ以上の画素ＰＸからなることもでき、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。

一対の感知部ＳＵの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である場合が挙げられる。この場合、感知部ＳＵのない画素行及び画素列もあり得る。
感知部ＳＵの密度とドット密度をこの程度に合せれば、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、さらに高いかまたは低いことがある。
このように本発明の実施形態による感知部ＳＵによれば、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の開口率減少を最小化することができる。

図６に示すように、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、各々リセットトランジスタＱｒを含む。リセットトランジスタＱｒは薄膜トランジスタの三端子素子であって、その制御端子はリセット制御信号ＲＳＴと各々連結されており、その入力端子はリセット電圧Ｖｒと各々連結されており、出力端子は感知データ線ＳＬ（図３におけるＳＸ_１〜ＳＸ_ＭまたはＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ）と連結されている。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３００の周縁領域Ｐ２（図５参照）に位置し、リセット制御信号ＲＳＴによってリセット電圧Ｖｒを感知データ線ＳＬに供給する。

また、複数の感知信号出力部ＳＯＵＴも全て同一の構造からなり、各々出力トランジスタＱｓを含む。出力トランジスタＱｓも薄膜トランジスタの三端子素子であって、その制御端子は感知データ線ＳＬと連結されており、その入力端子は入力電圧Ｖｓと連結されており、出力端子は出力データ線ＯＬと連結されている。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を通じ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。
薄膜トランジスタであるリセットトランジスタＱｒと出力トランジスタＱｓは、スイッチング素子Ｑと共に形成される。

出力データ線（ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ）は該当感知信号出力部ＳＯＵＴを通じ、横及び縦感知データ線ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍに各々連結されてい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８００に連結されており、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ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍは、ほぼ列方向に延在していて、互いにほとんど平行である。

再び図１及び図３を参照すれば、階調電圧生成部５５０は画素の透過率に係る二組の階調電圧集合（または基準階調電圧集合）を生成する。二組のうちの一組は共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有し、他の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_１〜Ｇ_ｎに連結されてスイッチング素子Ｑ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画像走査信号を画像走査線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ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_１〜Ｄ_ｍに連結されており、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として画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。しかし、階調電圧生成部５５０が全ての階調に対する電圧を全て提供することでなく、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体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。

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（ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ）に連結されている複数の増幅部８１０などを含む。

図６に示すように、複数の増幅部８１０は全て同一の構造からなり、各増幅部８１０は、増幅器ＡＰ、キャパシタＣｆ及びスイッチＳＷを含む。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に連結されており、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が連結されており、非反転端子（＋）は基準電圧Ｖａに連結されている。増幅器ＡＰ及びキャパシタＣｆは電流積分器であって、出力トランジスタＱｓからの出力電流を所定時間積分を行って感知信号Ｖｏを生成する。
したがって、感知信号処理部８００は、増幅部８１０からのアナログの感知信号Ｖｏをアナログ−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。

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を受信して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を外部装置に送出する。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。

電圧調整部７５０は、感知信号処理部８００からのデジタル感知信号ＤＳＮのうちの一つのデジタル感知信号ＤＳＮに基づいて、感知部ＳＵへの接触動作が行われない非接触の状態の時に感知信号処理部８００から出力される感知信号Ｖｏ（以下、初期の感知信号と称する）の出力範囲が、適正範囲内に存在するように制御する。
電圧生成部７１０は、電圧調整部７５０の制御によってリセット電圧（Ｖｒ）の大きさを調整する。
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、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、７１０、７５０、８００）各々は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路フィルム（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）（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に付着されたり、別途の印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）（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、７１０、７５０、８００）が、信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ、ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ、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に直接集積することもできる。

図５を参照すれば、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に分れている。表示領域Ｐ１には、画素ＰＸ、感知部ＳＵ及び信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ、ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ、ＲＬ）のほとんどが位置する。共通電極表示板２００はブラックマトリックスのような遮光部材（図示せず）を含み、遮光部材は周縁領域Ｐ２のほとんどを覆っていて、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（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ）６２０が付着される。

単一チップ６１０は、液晶表示装置を駆動するための駆動装置、つまり、画像走査駆動部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、電圧生成部７１０、電圧調整部７５０、及び感知信号処理部８００を含む。

このような駆動装置（４００、５００、５５０、６００、７００、７１０、７５０、８００）を単一チップ６１０の中に集積することによって、実装面積を減らすことができ、消費電力も低くすることができる。もちろん必要に応じ、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６１０の外側にあり得る。

表示信号線（Ｇ_１〜Ｇ_ｎ、Ｄ_１〜Ｄ_ｍ）及び感知データ線（ＳＹ_１〜ＳＹ_Ｎ、ＳＸ_１〜ＳＸ_Ｍ）は、露出領域Ｐ３にまで延長されて該当駆動装置（４００、５００、８００）と連結される。
ＦＰＣ基板６２０は、外部装置でから信号を受信して単一チップ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。

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、さらに詳細に説明する。
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（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、及び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に送出し、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に送出し、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３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Ｖｏｎの出力を制御する少なくとも一つのクロック信号とを含む。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、画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに画像データ信号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によって、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に変換した後に、これを該当画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍ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Ｇ_１〜Ｇ_ｎに印加し、この画像走査線Ｇ_１〜Ｇ_ｎに連結されたスイッチング素子Ｑをターンオンさせる。以下、画像データ線Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加された画像データ信号がターンオンされ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。

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を異ならせ、これによって液晶層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の変化として現れ、これを通じて所望の画像を表示することができる。

１水平周期（“１Ｈ”とも記し、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、このような過程を繰り返すことにより、全ての画像走査線Ｇ_１〜Ｇ_ｎ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の極性が直前フレームでの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フレーム内においても反転信号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の極性が変わるか（例：行反転、点反転）、または一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）。

感知信号処理部８００は、感知データ制御信号ＣＯＮＴ３によってフレーム毎に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（ＯＹ_１〜ＯＹ_Ｎ、ＯＸ_１〜ＯＸ_Ｍ）を通じて印加される感知データ信号を読み取り、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ことが好ましい。

ポーチ区間においては、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くなる。しかし、このような読み取り動作は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毎に１回ずつ行われても良い。また、ポーチ区間内で二回以上の読み取り動作が行われることもでき、ポーチ区間がフレーム内でも読み取り動作が少なくとも１回行われることもできる。

図６を参照して、このような感知データ信号の読み取り動作について詳細に説明する。
共通電圧Ｖｃｏｍはハイレバルとローレベルを有し、１Ｈ毎にハイレバルとローレベルをスイングする。

リセット制御信号ＲＳＴは、リセットトランジスタＱｒを各々ターンオンさせるターンオン電圧とターンオフさせるターンオフ電圧とを有する。ターンオン電圧はゲートオン電圧Ｖｏｎを使用し、ターンオフ電圧はゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを使用することができ、その他の電圧を利用することもできる。リセット制御信号ＲＳＴのターンオン電圧は、共通電圧Ｖｃｏｍがハイレバル時に印加される。

リセットトランジスタＱｒにターンオン電圧が印加されれば、リセットトランジスタＱｒがターンオンされて入力端子に印加されるリセット電圧Ｖｒを感知データ線ＳＬに印加し、リセット電圧Ｖｒによって感知データ線ＳＬを初期化する。一方、動作が開始して増幅部８１０に基準電圧Ｖａが印加されれば、増幅部８１０のキャパシタＣｆはこの基準電圧Ｖａによって充電されるので、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。

そして、リセット制御信号ＲＳＴがターンオフ電圧Ｔｏｆｆになれば、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化する。このような電圧の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。
一方、リセット制御信号ＲＳＴ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。

その後、所定時間が経過すれば、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、リセット制御信号ＲＳＴがターンオフ電圧Ｖｏｆｆになった後、１Ｈ時間以内と設定することが好ましい。つまり、共通電圧Ｖｃｏｍが再びハイレバルに変わる前に感知信号Ｖｏを読み取ることが好ましい。これは、共通電圧Ｖｃｏｍのレベルの変化によって感知信号Ｖｏも変わるためである。
感知データ信号がリセット電圧Ｖｒを基準として変動するので、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、これによって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。

リセット制御信号ＲＳＴのターンオン電圧は、共通電圧Ｖｃｏｍがローレベルの時に印加され得、この時、共通電圧Ｖｃｏｍがハイレバルに変わった後、再びローレベルになる前に感知信号Ｖｏを読み取る。また、リセット制御信号ＲＳＴを最後の画像走査線Ｇ_ｎに印加される画像走査信号に同期させることもできる。

このように、アナログ感知データ信号を各増幅部８１０を利用して読み取った後、感知信号処理部８００は感知信号Ｖｏをデジタル感知信号ＤＳＮに変換し、接触判断部７００及び電圧調整部７５０に送出する（図３参照）。

接触判断部７００は、デジタル感知信号ＤＳＮを受信して適切な演算処理を行うことで接触の有無及び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し、使用者などにより選択された画面やメニューなどを表示する。

電圧調整部７５０は、初期の感知信号Ｖｏの初期のデジタル感知信号ＤＳＮのうちの一つの初期縦感知信号及び初期横感知信号、例えば、最大値を有する初期縦感知信号及び初期横感知信号それぞれに基づいて、初期の感知信号Ｖｏの出力範囲が決められた適正範囲内に存在するように制御信号を出力し、初期縦感知信号及び初期横感知信号の値が適正範囲内に存在する場合、感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置を判定するように制御信号を出力する（ここで、初期〜と記すのは感知部ＳＵへの接触動作が行われない非接触の状態にある時の、という意味。以下、同様）。

このような制御動作のために電圧調整部７５０には制御アルゴリズムが内蔵されており、このような制御アルゴリズムを実現するためのアルゴリズムの実現方法は、後述にて詳細に説明する。

電圧生成部７１０は、電圧調整部７５０からの制御信号に基づいて所定の電圧、つまり、リセット信号入力部ＩＮＩに印加されるリセット電圧Ｖｒの大きさを調整する。これにより、リセットトランジスタＱｒのターンオン動作によって感知データＳＬに印加されるリセット電圧Ｖｒが変わるので、感知信号出力部ＳＯＵＴを通じて出力される初期の感知信号Ｖｏの大きさも変更される。本実施形態においては、初期縦感知信号や初期横感知信号が適正範囲内に存在するようにリセット電圧Ｖｒの大きさを調整するが、これに限定されない。

次に、図７〜図９を参照して、電圧調整部７５０に内蔵された制御アルゴリズムを実現するための方法について説明する。
図７は本発明の一実施形態による電圧調整部のブロック図であり、図８は本発明の一実施形態による感知信号の大きさを複数の領域に分けた模式図である。また、図９は本発明の一実施形態による電圧調整部の制御アルゴリズムの実現方法に対する状態遷移図である。

図７に示すように、電圧調整部７５０は、受信部７６０、自動電圧調整部７７０及びインターフェース部７８０を含む。
受信部７６０は、感知信号処理部８００からの初期のデジタル感知信号ＤＳＮが記憶されているメモリ７６１、及びメモリ７６１から初期のデジタル感知信号ＤＳＮのうちの最大値を有する感知信号を選択する最大値選択部７６２とを含む。

このような構造からなる電圧調整部７５０の動作について説明する。
感知信号処理部８００から入力される複数の初期のデジタル感知信号ＤＳＮが受信部７６０のメモリ７６１に記憶されれば、最大値選択部７６２は、メモリ７６１に記憶された複数の初期横感知信号と初期縦感知信号のうちの最大値を有する初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）と初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）を各々選択する。この時、入力される初期のデジタル感知信号ＤＳＮは各々８ビットからなるが、これに限定されない。

本実施形態において、最大値を有する初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）を選択したが、これとは異なって最小値を有する縦感知信号及び横感知信号を各々選択することができ、または複数の縦感知信号の平均値を有する一つの縦感知信号と複数の横感知信号の平均値を有する一つの横感知信号を選択するなど、多様な方式によって複数の縦感知信号及び横感知信号の中で一つの縦感知信号及び横感知信号を選択することができる。

このように選択された初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）と初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）は、自動電圧調整部７７０に伝達される。自動電圧調整部７７０は、これら初期感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）に基づいて、縦感知データ線ＳＬに連結されたリセット信号入力部ＩＮＩや、横感知データ線ＳＬに連結されたリセット信号入力部ＩＮＩに印加されるリセット電圧Ｖｒの調整動作が行われるように制御し、初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）と初期横縦感知信号（ｙ＿ｍａｘ）の値が適正範囲内に存在すれば、感知部の接触の有無及び接触位置を判定する動作が行われるように制御する。

このようなリセット電圧調整動作と接触の有無及び接触位置判定動作を制御するために、自動電圧調整部７７０に内蔵された制御アルゴリズムを実現する実現方法について、図８及び図９を参照して説明する。

図９に示すように、制御アルゴリズムの実現方法は大きく待機段階（Ｓ１０）、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）、横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）、及び接触判断段階（Ｓ４０）を含む。

図９において、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）を先に実施した後、横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）を実施したが、これとは異なって、横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）を先に実施した後、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）を実施することもできる。また、自動電圧調整部７７０は、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）と横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）を実施した後に接触判断段階（Ｓ４０）を実施するが、これに限定されず、接触判断段階（Ｓ４０）でない他の動作が行われるように制御することもできる。

待機段階（Ｓ１０）で、待機状態において最大値選択部７６２から第１開始信号（ｘ−ａｍｏｓ＿ｓｔａｒｔ）が入力されれば、入力された初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）の値がどの領域に存在するかを判定して、初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）の値をどのくらい調整しなけらばならないのかを判定する（ＸＳ１）。

デジタル感知信号ＤＳＮが８ビットの値を有しているので、図８に示すように、選択された初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）は、各々０から２５５のうちの一つの値を有する。図８に示すように、０から２５５の大きさは所定個数の領域（Ａ〜Ｇ）に分れて、各領域の範囲はあらかじめ所定の範囲で決められてある。したがって、本実施形態においては、これら領域のうちの選択された初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の値が目標領域、例えば、“Ｄ”領域に含まれるように、つまり、これら初期感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の値が１３３〜１７０の値を有するようにリセット電圧Ｖｒの大きさを調整する。

したがって、待機段階Ｓ１０で第１開始信号（ｘ＿ａｍｏｓ＿ｓｔａｒｔ）が入力されれば、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）の段階（ＸＳ１）に移動して入力された初期感知信号（ｘ＿ｍａｘ）の値がどの領域に属するかを判断し、該当領域によって補正値などを決定するアルゴリズムを行うようになり、アルゴリズムの動作結果によって第１アップデート信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｕｐｄａｔｅ）や維持信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）を生成する。

第１アップデート信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｕｐｄａｔｅ）は、現在入力された縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）の値が目標領域“Ｄ”に存在しない状態にある場合に、リセット電圧Ｖｒの補正が必要な状態であることを知らせる信号である。したがって、この信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｕｐｄａｔｅ）が生成されれば、自動電圧調整部７７０は段階（ＸＳ２）に移動して段階（ＸＳ１）における動作に基づいて該当する大きさにリセット電圧Ｖｒを変化させるための制御信号などを設定した後、第２開始信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）を生成する。

しかし、維持信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）が生成されれば、横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）に移動する。つまり、維持信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）は、現在入力された初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）の値が目標領域“Ｄ”に存在する状態であって、リセット電圧Ｖｒの補正を必要としない状態であることを知らせる信号であるので、初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）に基づいて横感知データ線ＳＬに連結されたリセット信号入力部ＩＮＩに印加されるリセット電圧Ｖｒの調整動作を行う。

段階（ＸＳ２）で第２開始信号（ｘ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）が生成されれば、インターフェース部７８０を通じてリセット電圧Ｖｒを変化させるための制御信号などが電圧生成部７１０に伝達される。

次に、自動電圧調整部７７０は、段階（ＸＳ３）に移動して電圧生成部７１０でリセット電圧Ｖｒの調整動作が開始するまで待機する。インターフェース部７８０を通じて電圧生成部７１０からリセット電圧Ｖｒの調整動作が開始したことを知らせる第１状態信号（ｘｄａｃ＿ｓｐｉ＿ｃｏｎ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、段階（ＸＳ４）に移動して段階（ＸＳ２）で生成された制御信号などをクリアした後、第３開始信号（！ｘ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）を生成する。
第３開始信号（！ｘ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）が生成されれば、自動電圧調整部７７０は段階（ＸＳ４）から次の段階（ＸＳ５）に移動し、電圧生成部７１０のリセット電圧調整動作が完了するまで待機する。

インターフェース部７８０を通じて電圧生成部７１０からリセット電圧Ｖｒの調整動作が完了したことを知らせる第２状態信号（！ｘｄａｃ＿ｓｐｉ＿ｃｏｎ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）に移動する。
横感知データ線の電圧調整段階（Ｓ３０）の動作は、縦感知データ線の電圧調整段階（Ｓ２０）と類似している。

つまり、段階（ＹＳ１）においては、入力された初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）の値が存在する領域と該当領域による補正値などを決定するアルゴリズムを行った後、第１アップデート信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｕｐｄａｔｅ）や維持信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）を生成する。
したがって、第１アップデート信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｕｐｄａｔｅ）が生成されれば、現在入力された初期縦感知信号（ｙ＿ｍａｘ）の値が目標領域“Ｄ”に存在しない状態であって、リセット電圧Ｖｒの補正が必要な状態であるので、自動電圧調整部７７０は、段階（ＹＳ２）に移動して該当大きさにリセット電圧Ｖｒを変化させるための制御信号などを設定した後、第２開始信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）を生成する。

維持信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）が生成されれば、入力された初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）の値が目標領域“Ｄ”に存在する状態であって、リセット電圧Ｖｒの補正を必要としない状態であるので、初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の値が全て目標領域“Ｄ”に存在する状態であり、感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置を計算するアルゴリズムを遂行する段階である接触判断段階（Ｓ４０）に移動する。
第２開始信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）が生成されれば、インターフェース部７８０を通じてリセット電圧Ｖｒを変化させるための制御信号などが電圧生成部７１０に伝達される。

次に、自動電圧調整部７７０は段階（ＹＳ３）に移動し、電圧生成部７１０でリセット電圧Ｖｒの調整動作が開始するまで待機する。インターフェース部７８０を通じて電圧生成部７１０からリセット電圧Ｖｒの調整動作が開始したことを知らせる第１状態信号（ｙｄａｃ＿ｓｐｉ＿ｃｏｎ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、段階（ＹＳ４）に移動して段階（ＹＳ２）で生成された制御信号などをクリアした後、第３開始信号（！ｙ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）を生成する。
第３開始信号（！ｙ＿ｇａｔｅ＿ｔｘ＿ｓｔａｒｔ）が生成されれば、自動電圧調整部７７０は次の段階（ＹＳ５）に移動して電圧生成部７１０のリセット電圧調整動作が完了するまで待機する。

インターフェース部７８０を通じて電圧生成部７１０からリセット電圧Ｖｒの調整動作が完了したことを知らせる第２状態信号（！ｙｄａｃ＿ｓｐｉ＿ｃｏｎ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置を計算する接触判断アルゴリズムを遂行する段階である接触判断段階（Ｓ４０）に移動する。

したがって、維持信号（ｙ＿ｇａｔｅ＿ｋｅｅｐ）や第２状態信号（！ｙｄａｃ＿ｓｐｉ＿ｃｏｎ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、段階（ＴＳ１）で感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置を計算するアルゴリズムを遂行する。
したがって、段階（ＴＳ１）で初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）が目標領域“Ｄ”に存在する値を有する状態であると判断されれば、感知部ＳＵの接触位置の計算を開始するように指示する接触開始信号（ｔｏｕｃｈ＿ｓｔａｒｔ）を生成した後、インターフェース部７８０を通じて接触判断部７００に入力する。さらに段階（ＴＳ２）に移動して、接触判断部７００は感知信号処理部８００から入力されるデジタル感知信号ＤＳＮに基づいて感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置を判断する動作を行った後、動作が完了すれば、動作完了状態を知らせる状態信号（ｔｏｕｃｈ＿ｄｏｉｎｇ）をインターフェース部７８０を通じて自動電圧調整部７７０に伝達する。

しかし、段階（ＴＳ１）で初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）が目標領域“Ｄ”に存在しない状態と判断されれば、クリア信号（ｂｕｆｆ＿ｃｌｒ＿ｓｔａｒ）を生成してインターフェース部７８０を通じて接触判断部７００に伝達する。
つまり、段階（ＸＳ１〜ＸＳ５、ＹＳ１〜ＹＳ５）を通じて初期縦感知信号または初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の電圧調整動作が行われてリセット電圧Ｖｒが調整されるが、所望の大きさの初期感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）が得られない場合、クリア信号（ｂｕｆｆ＿ｃｌｒ＿ｓｔａｒ）を生成する。

例えば、判断された初期縦感知信号または初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の値が、１回の電圧調整動作サイクル（ＸＳ１〜ＸＳ５またはＹＳ１〜ＹＳ５）の実行によって所望の目標領域“Ｄ”に到達できる範囲（例えば、“Ｃ”領域や“Ｅ”領域、図８参照）に属せず、その他の領域、例えば、“Ａ”領域や“Ｇ”領域に属する場合、数回の電圧調整動作サイクル（ＸＳ１〜ＸＳ５、ＹＳ１〜ＹＳ５）を繰り返すことで目標領域“Ｄ”に到達することができる。このような状態の場合、段階（ＴＳ１）でクリア信号（ｂｕｆｆ＿ｃｌｒ＿ｓｔａｒ）が生成される。

したがって、クリア信号（ｂｕｆｆ＿ｃｌｒ＿ｓｔａｒ）が生成されれば、初期縦感知信号（ｘ＿ｍａｘ）や初期横感知信号（ｙ＿ｍａｘ）が正常に感知部ＳＵの動作状態を判定できる大きさを有していない状態であるので、接触判断部７００は段階（ＴＳ２）に移動して感知部ＳＵの接触の有無及び接触位置などを判定するために、メモリ（図示せず）やバッファー（図示せず）に記憶された縦感知信号及び横感知信号のデジタル感知信号ＤＳＮをクリアさせた後、動作完了状態を知らせる状態信号（ｔｏｕｃｈ＿ｄｏｉｎｇ）をインターフェース部７８０を通じて自動電圧調整部７７０に伝達する。

接触判断部７００から状態信号（ｔｏｕｃｈ＿ｄｏｉｎｇ）が入力されれば、自動電圧調整部７７０は段階（ＴＳ３）に移動して制御アルゴリズムの動作を終了した後、終了信号（！ａｍｏｓ＿ｄｏｉｎｇ）を生成して待機段階（Ｓ１０）に移動する。

このような順序で制御アルゴリズムを内蔵した注文型集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）などで自動電圧調整部７７０を設計するので、初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の大きさを調整し、初期縦感知信号及び初期横感知信号（ｘ＿ｍａｘ、ｙ＿ｍａｘ）の大きさの調整動作が完了すれば、正常に感知部ＳＵの接触の有無及び接触判断動作が行われる。

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、これに限定されるわけではなく、これとは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とを二つの端子とし、二つの端子のうちの少なくとも一つは突出していて、使用者の接触により二つの端子が物理的、電気的に接続されることによって、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、本発明は二種類以上の感知部を含む表示装置にも適用可能である。

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。

本発明の実施形態においては、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（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ）などのような平板表示装置にも同様に適用できる。

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って、画素の観点から示した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ブロック図であって、感知部の観点から示した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感知部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概略斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置における一つの感知データ線に連結されている複数の感知部の等価回路図である。 本発明の一実施形態による自動電圧調整部のブロック図である。 本発明の一実施形態による感知信号の大きさを複数の領域に分けた模式図である。 本発明の一実施形態による自動電圧調整部の制御アルゴリズムの実現方法に対する状態遷移図である。

符号の説明

３ 液晶層
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１９１ 画素電極
２００ 共通電極表示板
２３０ カラーフィルタ
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
７１０ 電圧生成部
７５０ 電圧調整部
７６０ 受信部
７６１ メモリ
７６２ 最大値選択部
７７０ 自動電圧調整部
７８０ インターフェース部
８００ 感知信号処理部
８１０ 増幅部

Claims (10)

1. 液晶表示装置の液晶キャパシタの容量変化を検知することによって入力位置を検知する感知部を複数有する表示装置において、
   前記液晶表示装置の前記感知部から出力される複数の初期感知信号に基づいて前記初期感知信号の電圧を調整する方法であって、
   前記複数の初期感知信号のうちから選択された初期感知信号が入力された時、前記選択された初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在するか否かを判断して、前記初期感知信号の調整動作を行うか否かを決定する段階と、
   前記選択された初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在しない場合、自動電圧調整部が電圧生成部に前記初期感知信号の調整を指示する段階と、
   前記指示によって前記初期感知信号の調整動作が開始されたことを判断する段階と、
   前記初期感知信号の調整動作が開始した時、前記初期感知信号の調整を指示する動作を中止する段階と、
   前記初期感知信号の調整動作が完了したか否かを判断する段階とを有し、
   前記電圧生成部は、前記自動電圧調整部からの制御信号に基づいて、リセット信号入力部に印加されるリセット電圧の大きさを調整することにより、前記感知部から出力される初期の感知信号の大きさを変更することを特徴とする表示装置の電圧調整方法。
2. 前記選択された初期感知信号は、複数の初期感知信号のうちの最大値を有する初期感知信号であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の電圧調整方法。
3. 前記初期感知信号は、縦感知信号と横感知信号であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の電圧調整方法。
4. 前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する段階をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の電圧調整方法。
5. 前記接触の有無及び接触位置を判断する段階は、前記初期感知信号の調整動作が完了した時、前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在するか否かを判断する段階と、
   前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在する場合、前記感知部への接触の有無及び接触位置を算出するように指示する段階と、
   前記感知部への接触の有無及び接触位置の算出動作が完了したか否かを判断する段階とを含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置の電圧調整方法。
6. 前記接触の有無及び接触位置を判断する段階は、前記初期感知信号の電圧が所定の範囲内に存在しない場合、前記感知部への接触の有無及び接触位置を算出するために保存手段に記憶されたデータをクリアするように指示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の表示装置の電圧調整方法。
7. 液晶表示装置の液晶キャパシタの容量変化を検知することによって入力位置を検知する感知部を複数有する表示装置において、
   複数の感知データ線と、
   前記複数の感知データ線を通じて各々感知信号を出力する複数の前記感知部と、
   複数の感知信号のうちから一つの感知信号を選択する信号選択部と、
   前記信号選択部で一つの感知信号が選択された時、該選択された感知信号の大きさが所定の範囲内に存在するように動作する制御動作を制御する自動電圧調整部と、
   前記自動電圧調整部から出力される制御信号に基づいて前記感知データ線に印加する電圧の大きさを調整する電圧生成部とを有し、
   前記電圧生成部は、前記自動電圧調整部からの制御信号に基づいて、リセット信号入力部に印加されるリセット電圧の大きさを調整することにより、前記感知部から出力される初期の感知信号の大きさを変更することを特徴とする表示装置。
8. 前記信号選択部は、前記感知部に対して非接触である時に出力される複数の初期感知信号の内から最大値を有する初期感知信号を選択することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記自動電圧調整部は、前記初期感知信号が入力された時、前記初期感知信号の大きさが所定の範囲内に存在するか否かを判断して、前記初期感知信号の調整動作を行うか否かを決定する手段と、
   前記初期感知信号の大きさが所定の範囲内に存在しない場合、前記初期感知信号の調整を前記電圧生成部に指示する手段と、
   前記指示によって前記電圧生成部で前記初期感知信号の調整動作が開始したか否かを判断する手段と、
   前記初期感知信号の調整動作が開始した時、前記電圧生成部へ初期感知信号の調整を指示する動作を中止する手段と、
   前記電圧生成部で前記初期感知信号の調整動作が完了したか否かを判断する手段とを含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記表示装置は、前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する接触判断部をさらに有し、
    前記自動電圧調整部は、前記接触判断部で行われる前記感知部への接触の有無及び接触位置を判断する手段をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

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