KR101143007B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 이 장치는 공통 전압과 연결되고, 액정을 유전체로 가지며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 복수의 가변 축전기, 상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 복수의 기준 축전기, 상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이에 연결되어 있는 복수의 감지 데이터선, 상기 감지 데이터선에 소정의 전압을 공급하는 복수의 입력부, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 반도체 상부 및 하부에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 제어 전극을 가지며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 따라 출력 전류를 생성하는 복수의 출력 트랜지스터, 그리고 상기 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 전류를 공급받아 소정의 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부를 포함한다. 따라서, 출력 트랜지스터의 문턱 전압 상승으로 접촉에 대하여 더 큰 변화량을 가지는 출력 전류를 감지 신호 처리부로 공급할 수 있으므로, 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 더욱 용이하게 파악할 수 있다.
액정 표시 장치, 감지부, 터치 스크린, 출력 트랜지스터

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.
도 5a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 감지 데이터선에 연결된 감지부에 대한 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 출력 트랜지스터의 개략적인 단면도이다.
도 7a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 신호 파형도이다.
도 8a, b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지부에 대한 등가 회로도이다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 경량화 및 박형화에 따라 표시 장치도 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 평판 표시 장치로 대체되고 있다.
이러한 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등이 있다.
일반적으로 액티브 매트릭스형 평판 표시 장치에서는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되며, 주어진 휘도 정보에 따라 각 화소의 광 강도를 제어함으로써 화상을 표시한다. 이 중 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
터치 스크린 패널(touch screen panel)은 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 스크린 패 널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있다. 그런데, 이러한 액정 표시 장치는 터치 스크린 패널로 인하여 원가 상승, 터치 스크린 패널을 액정 표시판 위에 접착시키는 공정 추가로 인한 수율 감소, 액정 표시판의 휘도 저하, 제품 두께 증가 등의 문제가 있다.
따라서 이러한 문제들을 해결하기 위하여 터치 스크린 패널 대신에 감지 소자를 액정 표시 장치에 내장하는 기술이 개발되어 왔다. 감지 소자는 사용자의 손가락 등이 화면에 가한 빛 또는 압력의 변화를 감지함으로써 액정 표시 장치가 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다. 그러나 이러한 액정 표시 장치는 감지 소자에서 접촉에 따른 변화량이 접촉 여부를 판단할 수 있을 정도의 크기를 갖지 못하여, 오작동이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 접촉 여부를 정확히 판단할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 공통 전압과 연결되고, 액정을 유전체로 가지며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 복수의 가변 축전기, 상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 복수의 기준 축전기, 상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이에 연결되어 있는 복수의 감지 데 이터선, 상기 감지 데이터선에 소정의 전압을 공급하는 복수의 입력부, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 반도체 상부 및 하부에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 제어 전극을 가지며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 따라 출력 전류를 생성하는 복수의 출력 트랜지스터, 그리고 상기 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 전류를 공급받아 소정의 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부를 포함한다.
상기 입력부는 상기 감지 신호 처리부가 상기 출력 전류에 기초한 감지 신호를 읽기 전에 상기 감지 데이터선에 초기화 전압을 공급하는 초기화 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 입력부는 상기 감지 신호 처리부가 상기 감지 신호를 읽은 후에 상기 감지 데이터선에 리셋 전압을 공급하는 리셋 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
이때 상기 리셋 전압은 상기 초기화 전압보다 낮은 레벨일 수 있다.
상기 공통 전압은 서로 다른 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 가질 수 있고, 상기 기준 축전기는 일정한 기준 전압을 인가 받을 수 있다.
이때, 상기 복수의 감지 데이터선은 행 방향 및 열 방향으로 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 서로 나란히 뻗어 있는 제1 및 제2 감지 데이터선, 압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 가변 축전기, 상기 제1 감지 데이터선에 연결되어 있는 기준 축전기, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 제1 및 제2 전압을 각각 공급하는 입력부, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있으며 반도체 하부 및 상부에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 제어 전극을 가지며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선을 각각 타고 흐르는 제1 및 제2 감지 데이터 신호에 따라 출력 전류를 생성하는 출력 트랜지스터, 그리고 상기 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 전류를 공급받아 소정의 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부를 포함한다.
이때 상기 입력부는 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 상기 제1 및 제2 전압을 각각 공급하는 제1 및 제2 리셋 트랜지스터를 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따 른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 감지 신호 처리부(800), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)및 복수의 감지 데이터선(P1-PN, S1-SM)에 연결되는 복수의 감지부(sensing units)를 포함한다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3), 그리고 하부 및 상부 표시판(100, 200) 사이에 간극(間隙)을 만들며 어느 정도 압축 변형되는 간격재(도시하지 않음)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 영상 데이터선(D1-Dm)을 포함한다.
감지 데이터선(P1-PN, S1-SM) 은 액정 표시판 조립체(300)의 열 방향으로 형 성되는 열 감지 데이터선(P1-PN) 및 행 방향으로 형성되는 행 감지 데이터선(S1-SM)을 포함한다. 감지부(SU)는 열 감지 데이터선(P1-PN)과 동시에 연결되며, 대략 열 방향으로 배열된 열 감지부(SU) 및 행 감지 데이터선(S1-SM)과 연결되며, 대략 행 방향으로 배열된 행 감지부(SU)를 포함한다.
주사선(G1-Gn) 및 행 감지 데이터선(S1-SM)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm) 및 열 감지 데이터선(P1-PN)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
전압 공급선(도시하지 않음)은 행 및 열 방향으로 뻗으며, 각각의 행 및 열 감지 데이터선과 평행하게 형성되는 기준 전압선(RL)을 포함한다.
이러한 액정 표시판 조립체(300)는 행 또는 열 감지 데이터선(S1-SM, P1-PN)으로 리셋 전압 및 초기화 전압을 인가하는 입력부(330)를 포함한다. 입력부(330)는 행 감지 데이터선(S1-SM) 및 열 감지 데이터선(P1-PN) 각각에 하나씩 연결된다.
또한 액정 표시판 조립체(300)는 행 또는 열 감지 데이터선(S1-SM, P1-PN)으로부터 감지 데이터 신호를 공급받아 증폭시켜 출력하는 증폭부(350)를 포함한다. 이러한 증폭부(350)는 행 감지 데이터선 (S1-SM) 및 열 감지 데이터선(P1-PN) 각각에 하나씩 연결되며, 하나의 감지 데이터선(P1-PN)은 나란히 연결된 감지부(SU)의 양단에서 입력부(330) 및 증폭부(350)와 각각 연결된다. 이러한 입력부(330) 및 증폭 부(350)는 후에 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각 화소(PX), 예를 들면 i 번째(i＝1, 2, ..., n) 영상 주사선(Gi)과 j 번째(j＝1, 2, ..., m) 영상 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 영상 주사선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 영상 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이 에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 주사선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 각 감지부(SU), 예를 들면 j 번째(j＝1, 2, ..., N) 열 감지 데이터선(Pj)에 연결된 감지부(SU)는 열 감지 데이터선(Pj)에서 직렬 연결된 기준 축전기(Cp) 및 가변 축전기(Cv)를 포함한다. 감지부(SU)의 밀도는 화소(PX)의 밀도보다 작을 수 있다.
기준 축전기(Cp)는 하부 표시판(100)의 감지 데이터선(PL)과 기준 전압선(RL)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.
가변 축전기(Cv)는 하부 표시판(100)의 감지 데이터선(PL)과 상부 표시판의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 단자 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한 다. 가변 축전기(Cv)의 정전 용량(capacitance)은 액정 표시판 조립체(300)에 가해지는 사용자의 접촉(touch) 등 외부 자극에 의하여 값이 변화한다. 이러한 외부 자극으로는 압력을 예로 들 수 있으며, 압력이 가해지는 경우 가변 축전기(Cv)의 단자 사이의 거리를 변화시키는 등의 방법으로 정전 용량을 바꿀 수 있다. 가변 축전기(Cv)의 정전 용량이 바뀜에 따라 기준 축전기(Cp)와 가변 축전기(Cv) 사이의 접점 전압(Vp)이 바뀌게 된다. 이러한 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)이 감지 데이터로서 증폭부(350)로 출력된다.
또한, 액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 주사선(G1-Gn)과 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴 온시키는 제1 고전압(Von)과 턴 오프시키는 제1 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(550)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
감지 신호 처리부(800)는 증폭부(350)와 연결된 출력 감지선(O11-O1N/O21-O2M)으로부터 증폭된 감지 데이터 신호를 공급받아 신호 처리하여 디지털 감지 신호를 생성한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(800) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 550, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-SM, P1-PN) 및 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 550, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
이하에서는, 도 4에 도시한 감지부가 적용되는 경우의 액정 표시 장치에 대하여 도 5a, b를 참고하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 5a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 감지 데이터선에 연결된 감지부에 대한 등가 회로도이고, 도 5b는 이를 간략히 도시한 등가 회 로도이다.
도 5를 참조하면, 감지 데이터선(PL)에는 복수의 가변 축전기(Cv) 및 복수의 기준 축전기(Cp)가 연결되어 있으며, 감지 데이터선(PL)과 평행한 기준 전압선(RL)이 기준 축전기(Cp)의 다른 단자와 연결된다. 감지 데이터선(PL)은 일단이 입력부(330)와 연결되고, 타단이 증폭부(350)와 연결된다.
한편 감지 신호 처리부(800)는 전류-전압 증폭부(AP)를 포함한다.
앞서 설명한 것처럼, 복수의 가변 축전기(Cv)는 감지 데이터선(PL)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하여 이루어지므로 복수의 가변 축전기(Cv)는 도 5b에 도시한 하나의 가변 축전기(Cv')로 대표될 수 있으며, 가변 축전기(Cv')의 정전 용량은 한 감지 데이터선(PL)을 따라 실질적으로 균일하게 분포되어 있다. 또한 도 5b에 도시한 바와 같이 가변 축전기(Cv')에 대응하여 복수의 기준 축전기(Cp)도 하나의 기준 축전기(Cp')로 대표될 수 있다.
입력부(330)는 액정 표시판 조립체(330)의 가장자리 영역에 형성되는 2개의 트랜지스터(Qg, Qr)를 포함한다.
초기화 트랜지스터(Qg)는 입력 단자가 초기화 전압(Vg)과 연결되고, 출력 단자가 감지 데이터선(PL)과 연결되어, 신호 제어부(600)로부터 초기화 신호(SW)에 의해 온/ 오프 동작하여 감지 데이터선(PL)을 초기화 시킨다.
리셋 트랜지스터(Qr)는 입력 단자가 리셋 전압(Vr)과 연결되고, 출력 단자가 감지 데이터선(PL)과 연결되어, 신호 제어부(600)로부터 리셋 신호(RST)에 의해 온/ 오프 동작하여 감지 데이터선(PL)을 리셋 시킨다.
증폭부(350)는 액정 표시판 조립체(300)에서 입력부(330)와 반대의 가장자리 영역에 위치하며, 하나의 출력 트랜지스터(Qa)를 포함한다.
출력 트랜지스터(Qa)는 4단자를 가지는 트랜지스터로서, 입력 단자가 입력 전압(VDD)과 연결되고, 출력 단자가 출력 감지선(OL)과 연결되며, 제1 제어 단자(n1) 및 제2 제어 단자(n2)가 감지 데이터선(PL)과 연결된다. 이러한 출력 트랜지스터(Qa)는 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)인 감지 데이터 신호에 따라 증폭된 전류를 출력 감지선(OL)으로 출력한다.
이하에서는 이러한 4단자를 가지는 출력 트랜지스터(Qa)에 대하여 좀더 자세히 살펴본다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 출력 트랜지스터의 개략적인 단면도이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 제1 제어 전극(control electrode)(124)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트 도전체는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어 진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.
게이트 도전체 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 반도체(151)가 형성되어 있다. 반도체(151)는 제1 제어 전극(124) 위에 위치한다.
반도체(151) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165) 가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 섬 모양이며, 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 반도체(151) 위에 배치되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 감지 데이터선(176)과 입력 전극(173) 및 출력 전극(175)을 포함하는 복수의 데이 터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.
입력 전극(173)과 출력 전극(175)은 서로 분리되어 있고 감지 데이터선(176)으로부터도 분리되어 있다. 입력 전극(173)과 출력 전극(175)은 반도체(151)를 중심으로 서로 마주본다.
데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음)과 저저항 물질 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체와 마찬가지로 데이터 도전체 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터 도전체 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(151)는 입력 전극(173)과 출력 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터 도전체로 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.
데이터 도전체 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 유기 절연물과 저유전 율 절연물의 유전 상수는 4.0 이하인 것이 바람직하며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등이 그 예이다. 유기 절연물 중 감광성(photosensitivity)을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 감지 데이터선(176)을 드러내는 접촉 구멍(187)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 제1 제어 전극(124)의 끝 부분을 드러내는 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)이 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(190)은 접촉 구멍(187)을 통하여 감지 데이터선(176)과 물리적?전기적으로 연결되어 있으며, 접촉 구멍(181)을 통하여 제1 제어 전극(124)과 연결되어 있다.
이러한 액정 표시 장치에서, 반도체(151) 상으로 형성된 화소 전극(190)은 제2 제어 전극(190)이 되고, 제1 제어 전극(124), 제2 제어 전극(190), 입력 전극(173) 및 출력 전극(175)은 반도체(151)와 함께 출력 박막 트랜지스터(Qa)를 이루며, 출력 박막 트랜지스터(Qa)의 채널(channel)은 입력 전극(173)과 출력 전극(175) 사이의 반도체(151)에 형성된다.
한편, 반도체(151)가 다결정 규소인 경우에는, 제1 및 제2 제어 전극(124, 190)과 마주보는 진성 영역(intrinsic region)(도시하지 않음)과 그 양쪽에 위치한 불순물 영역(extrinsic region)(도시하지 않음)을 포함한다. 불순물 영역은 입력 전극(173) 및 출력 전극(175)과 전기적으로 연결되며, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략할 수 있다.
다시 도 5의 a 및 b를 참조하면, 출력 감지선(OL)은 감지 신호 처리부(800)의 전류-전압 증폭부(AP)에 연결되어 있으며, 전류-전압 증폭부(AP)는 출력 감지선(OL)을 통하여 흐르는 증폭된 전류를 다시 증폭하여 출력 신호(Vo)를 내보낸다.
이러한 입력부(330)의 트랜지스터(Qr, Qg) 및 증폭부(350)의 트랜지스터(Qa)는 화소(PX)의 트랜지스터(Qs)와 같이 n타입 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 형성된다. 그러나 이와 반대로, p타입 MOSFET으로 형성될 수도 있으며, 이때, n타입 MOSFET와 p타입 MOSFET은 상보적이므로, 전압 및 전류의 방향이 반대가 된다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 감지 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한 감지 데이터 제어 신호(CONT3)를 감지 신호 처리부(800)에 각각 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 제1 고전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 제1 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 일군의 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 영상 데이터선(D1-Dm)에 영상 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "영상 데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 일군의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 제1 고전압(Von)을 주사선(G1-Gn)에 인가하여 이 주사선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 액정 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 제1 고전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 영상 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열반전, 점반전).
한편, 초기화 트랜지스터(Qg)는 신호 제어부(600)로부터 게이트 온 전압(Von)의 초기화 신호(SW)에 따라 초기화 전압(Vg)을 소정 시간 동안 감지 데이터선(PL)에 인가하여, 감지 데이터선(PL)을 초기화 전압(Vg)으로 초기화 시킨다.
도 7a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 신호 파형도이다.
도 7a와 같이 공통 전압(Vcom)은 고전압과 저전압을 2H 주기로 왕복하며, 신호 제어부(600)는 공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 초기화 신호(SW)를 입력부(330)에 공급하여 감지 데이터선(PL)을 초기화한다.
그리고 초기화 신호(SW)가 게이트 오프 전압(Voff)이 되면 감지 데이터선(PL)은 플로팅 상태가 되고 가변 축전기(Cv')의 정전 용량의 변화 및 공통 전압(Vcom)의 변동에 기초하여 감지 데이터 신호가 변동된다. 초기화 신호(SW)가 게이트 오프 전압(Voff)으로 변한 후 소정 시간이 경과하면 감지 신호 처리부(800)는 출력 전압(Vo)을 읽는다. 이때 소정 시간은 1H 시간 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 즉 공통 전압(Vcom)이 다시 고전압으로 바뀌기 전에 출력 전압(Vo)을 읽는 것이 바람직하다.
감지 데이터 신호가 초기화 전압(Vg)을 기준으로 변동되므로 감지 데이터 신호가 항상 일정한 범위의 전압 레벨을 가질 수 있고 이에 따라 접촉 여부 및 접촉 위치를 용이하게 판단할 수 있다.
이와 같은 초기화 동작 및 감지 동작은 공통 전압(Vcom)의 매 주기마다 실행할 필요는 없고, 수직 동기 신호(Vsync)의 블랭킹(blanking) 구간, 프론트 또는 백 포치(front/ back porch) 구간에서 실행될 수 있으며, 프레임마다 반복하거나 복수의 프레임마다 반복할 수도 있다.
도 7b와 같이, 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 감지 데이터선(PL)을 초기화하고 공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 감지 동작을 수행할 수도 있다.
감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터선(PL)이 초기화된 후 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 출력 감지선(OL)으로부터 증폭된 감지 데이터 신호를 읽어 들인다. 그리고 읽어 들인 증폭된 감지 데이터 신호를 전류-전압 증폭기(AP)를 통하여 다시 증폭한 후 디지털 감지 신호로 변환하여 신호 제어부(600)에 전송한다. 신호 제어부(600)는 감지 신호 처리부(800)로부터의 신호를 적절하게 연산 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내는 접촉 인식 동작을 수행하여 이에 대한 정보를 외부 장치 등 필요한 곳으로 전송한다. 외부 장치는 이러한 정보에 기초한 영상 신호를 액정 표시 장치에 전송한다. 이와 달리, 디지털 감지 신호를 직접 외부 장치로 전송하여 외부 장치가 접촉 인식 동작을 직접 수행할 수도 있다.
그러면 액정 표시판 조립체(300)에의 접촉에 따른 감지부(SU) 및 증폭부(350) 등의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
사용자가 손가락 등으로 액정 표시판 조립체(300)를 누르면 손가락 등이 누르는 압력에 의하여 간격재가 변형되고 이에 따라 액정 표시판 조립체(300)의 상부 표시판(200)이 접촉점 부위가 하부 표시판(100)에 가까워져 두 표시판(100, 200)의 간격이 줄어든다. 결국, 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 하부 표시판(100)의 감지 데이터선(PL)의 간격도 줄어들게 되어 접촉점 부위의 가변 축전기(Cv')의 정전 용량이 커진다. 이때 가변 축전기(Cv')에 저장되어 있는 전하의 양은 변하지 않으므로, 가변 축전기(Cv')의 정전 용량이 커짐에 따라 가변 축전기(Cv')의 양 단자의 전압차가 줄어든다. 공통 전극(Vcom)이 저전압이고, 감지 데이터선(PL)에 인가된 초기화 전압(Vg)이 저전압의 공통 전압(Vcom)보다 높은 경우, 가변 축전기(Cv')의 양 단자의 전압차가 줄어들어, 플로팅 상태의 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)은 하강한다.
증폭부(350)의 출력 트랜지스터(Qa)는 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp) 하강 즉, 감지 데이터 신호의 변화에 따라 증폭된 전류를 출력한다. 출력 트랜지스터(Qa)는 제1 제어 단자(n1)로 하강된 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)을 공급받아 접촉이 일어나지 않은 때보다 더 작은 전류를 출력한다.
이때, 출력 트랜지스터(Qa)는 제2 제어 단자(n2)로 역시, 하강된 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)을 공급받는다. 제2 제어 단자(n2)로 이전보다 낮은 전압이 공급되는 경우, 바디 효과(body effect)에 의해 입력 단자와 제2 제어 단자(n2) 사이에 공핍 영역이 증가하여, 반도체에 형성되는 채널의 깊이가 얕아진다. 반도체의 채널의 깊이가 얕아지면, n타입 트랜지스터의 경우 문턱 전압이 높아진다. 따라서 제2 제어 단자(n2)로 공급된 하강된 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)은 출력 트랜지스터(Qa)의 문턱 전압의 상승을 유도하여 제1 제어 단자(n1)로 공급된 감지 데이터선(PL)의 전압(Vp)에 따른 출력 전류를 더욱 감소시킨다.
이러한 증폭부(350)의 출력 트랜지스터(Qa)의 출력 전류는 출력 감지선(OL)을 통하여 감지 신호 처리부(800)의 전류-전압 증폭부(AP)로 전달된다. 따라서 본 발명의 실시예에 다른 액정 표시 장치는 전류는 출력 트랜지스터(Qa)의 문턱 전압 상승으로 접촉에 대하여 더 큰 변화량을 가지는 출력 전류를 감지 신호 처리부(800)로 공급할 수 있으므로, 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 더욱 용이하게 파악할 수 있다.
이와 같이 감지 동작을 수행한 후, 리셋 트랜지스터(Qr)는 신호 제어부(600)로부터 게이트 온 전압(Von)의 리셋 신호(RST)에 따라 리셋 전압(Vr)을 소정 시간 동안 감지 데이터선(PL)에 인가하여, 감지 데이터선(PL)을 리셋 전압(Vr)으로 충전한다. 이러한 리셋 전압(Vr)은 가변 축전기(Cv')의 유전체인 액정(LC)의 접촉에 의한 변동을 극대화할 수 있는 전압 레벨을 가진다. 이러한 리셋 전압(Vr)은 실험을 통하여 설정할 수 있으며, 초기화 전압(Vg)보다 낮은 값을 가지는 경우, 증폭 트랜지스터(Qa)에 역바이어스 전압이 인가되어 문턱 전압의 변화를 방지할 수 있다.
도 8a, b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지부에 대한 등가 회로도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지부에 대한 등가 회로도이고, 도 8b는 이를 간략히 도시한 등가 회로도이다.
도 8를 참조하면, 제1 감지 데이터선(PL1)에는 복수의 제1 가변 축전기(Cv1)가 연결되어 있고, 제2 감지 데이터선(PL2)에는 복수의 제2 가변 축전기(Cv2) 및 복수의 기준 축전기(Cp)가 연결되어 있으며, 제2 감지 데이터선(PL2)과 평행한 기준 전압선(RL)이 기준 축전기(Cp)의 다른 단자와 연결된다. 제1 감지 데이터선 (PL1) 및 제2 감지 데이터선(PL2)은 일단이 입력부(330)와 연결되고, 타단이 증폭부(350)와 연결된다.
한편 감지 신호 처리부(800)는 전류-전압 증폭부(AP)를 포함한다.
앞서 설명한 것처럼, 복수의 제1 가변 축전기(Cv1)는 제1 감지 데이터선(PL1)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하여 이루어지므로 복수의 제1 가변 축전기(Cv1)는 도 8b에 도시한 하나의 제1 가변 축전기(Cv'1)로 대표될 수 있다. 또한, 복수의 제2 가변 축전기(Cv2)는 제2 감지 데이터선(PL2)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하여 이루어지므로 복수의 제2 가변 축전기(Cv2)는 도 8b에 도시한 하나의 제2 가변 축전기(Cv'2)로 대표될 수 있으며, 제2 가변 축전기(Cv'2)에 대응하여 복수의 기준 축전기(Cp)도 하나의 기준 축전기(Cp')로 대표될 수 있다.
입력부(330)는 액정 표시판 조립체(330)의 가장자리 영역에 형성되는 2개의 트랜지스터(Qg, Qr)를 포함한다.
제1 초기화 트랜지스터(Qg1)는 입력 단자가 제1 초기화 전압(Vg1)과 연결되고, 출력 단자가 제1 감지 데이터선(PL1)과 연결되어, 신호 제어부(600)로부터 초기화 신호(SW)에 의해 온/ 오프 동작하여 제1 감지 데이터선(PL1)을 초기화 시킨다.
제2 초기화 트랜지스터(Qg2)는 입력 단자가 제2 초기화 전압(Vg2)과 연결되고, 출력 단자가 제2 감지 데이터선(PL2)과 연결되어, 신호 제어부(600)로부터 초기화 신호(SW)에 의해 온/ 오프 동작하여 제2 감지 데이터선(PL2)을 초기화 시킨다.
증폭부(350)는 액정 표시판 조립체(300)에서 입력부(330)와 반대의 가장자리 영역에 위치하며, 하나의 출력 트랜지스터(Qa)를 포함한다.
출력 트랜지스터(Qa)는 4단자를 가지는 트랜지스터로서, 입력 단자가 입력 전압(VDD)과 연결되고, 출력 단자가 출력 감지선(OL)과 연결되며, 제1 제어 단자(n1)가 제1 감지 데이터선(PL1)과 연결되고, 제2 제어 단자(n2)가 제2 감지 데이터선(PL2)과 연결된다. 이러한 출력 트랜지스터(Qa)는 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)의 전압인 감지 데이터 신호에 따라 증폭된 전류를 출력 감지선(OL)으로 출력한다.
출력 트랜지스터(Qa)의 구성은 도 6과 동일하므로 생략하고, 접촉에 따른 감지부(SU)의 동작을 살펴본다.
제1 및 제2 초기화 트랜지스터(Qg1, Qg2)는 신호 제어부(600)로부터 게이트 온 전압(Von)의 초기화 신호(SW)에 따라 제1 및 제 2 초기화 전압(Vg1, Vg2)을 소정 시간 동안 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)에 각각 인가하여, 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)을 초기화 시킨다.
도 6a와 같이 신호 제어부(600)는 공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 초기화 신호(SW)를 입력부(330)에 공급하여 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)을 초기화할 수 있으며, 도 6b와 같이, 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)을 초기화할 수도 있다.
공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)이 초기화한 후, 감지 신호 처리부(800)는 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 출력 감지선 (OL)으로부터 증폭된 감지 데이터 신호를 읽어 들인다.
접촉에 따른 압력으로 제1 및 제2 가변 축전기(Cv'1, Cv'2)의 정전 용량이 증가하면, 제1 가변 축전기(Cv'1) 및 제2 가변 축전기(Cv'2)의 양 단자의 전압차가 줄어든다. 따라서, 공통 전극(Vcom)이 저전압이고, 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)에 인가된 제1 및 제2 초기화 전압(Vg1, Vg2)이 저전압의 공통 전압(Vcom)보다 높은 경우, 제1 및 제2 가변 축전기(Cv'1, Cv'2)의 양 단자의 전압차가 줄어들어, 플로팅 상태의 제1 및 제2 감지 데이터선(PL1, PL2)의 전압은 하강한다.
증폭부(350)의 출력 트랜지스터(Qa)는 제1 감지 데이터선(PL1)의 전압 하강 즉, 감지 데이터 신호의 변화에 따라 증폭된 전류를 출력한다. 출력 트랜지스터(Qa)는 제1 제어 단자(n1)로 하강된 제1 감지 데이터선(PL1)의 전압을 공급받아 접촉이 일어나지 않은 때보다 더 작은 전류를 출력한다.
이때, 출력 트랜지스터(Qa)는 제2 제어 단자(n2)로 하강된 제2감지 데이터선(PL2)의 전압을 공급받는다. 제2 제어 단자(n2)로 공급된 하강된 제2 감지 데이터선(PL2)의 전압은 바디 효과(body effect)에 의해 출력 트랜지스터(Qa)의 문턱 전압의 상승을 유도하여, 제1 제어 단자(n1)로 공급된 제1 감지 데이터선(PL1)의 전압에 따른 출력 전류를 더욱 감소시킨다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 출력 트랜지스터의 문턱 전압 상승으로 접촉에 대하여 더 큰 변화량을 가지는 출력 전류를 감지 신호 처리부로 공급할 수 있으므로, 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 더욱 용이하게 파악할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 공통 전압과 연결되고, 액정을 유전체로 가지며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 복수의 가변 축전기,
    상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 복수의 기준 축전기,
    상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이에 연결되어 있는 복수의 감지 데이터선,
    상기 감지 데이터선에 소정의 전압을 공급하는 복수의 입력부,
    상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 반도체 상부 및 하부에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 제어 전극을 가지며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 따라 출력 전류를 생성하는 복수의 출력 트랜지스터, 그리고
    상기 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 전류를 공급받아 소정의 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 입력부는 상기 감지 신호 처리부가 상기 출력 전류에 기초한 감지 신호를 읽기 전에 상기 감지 데이터선에 초기화 전압을 공급하는 초기화 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 입력부는 상기 감지 신호 처리부가 상기 감지 신호를 읽은 후에 상기 감지 데이터선에 리셋 전압을 공급하는 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 리셋 전압은 상기 초기화 전압보다 낮은 레벨인 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 공통 전압은 서로 다른 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 가지는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 기준 축전기는 일정한 기준 전압을 인가받는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 복수의 감지 데이터선은 행 방향 및 열 방향으로 배열되어 있는 표시 장치.
  8. 서로 나란히 뻗어 있는 제1 및 제2 감지 데이터선,
    압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각 각 연결되어 있는 제1 및 제2 가변 축전기,
    상기 제1 감지 데이터선에 연결되어 있는 기준 축전기,
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 제1 및 제2 전압을 각각 공급하는 입력부,
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있으며 반도체 하부 및 상부에 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 제어 전극을 가지며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선을 각각 타고 흐르는 제1 및 제2 감지 데이터 신호에 따라 출력 전류를 생성하는 출력 트랜지스터, 그리고
    상기 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 전류를 공급받아 소정의 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부
    를 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 입력부는 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 상기 제1 및 제2 전압을 각각 공급하는 제1 및 제2 리셋 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
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