KR20050082042A

KR20050082042A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20050082042A
Application number: KR1020040010388A
Authority: KR
Inventors: 박종웅; 조만승; 차영옥; 최영준; 박상진; 조종환; 이명우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-08-22

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 접촉 여부를 명확하게 인식할 수 있는 광 감지 액정 표시 장치에 관한 것이다.

스위칭 소자 및 광 감지부를 포함하는 화소, 상기 화소 위에 형성되어 있으며 빛을 편광시키는 편광자, 상기 편광자 위에 형성되어 있으며 외부로부터의 물리적 변형을 감지하는 변형 게이지, 그리고 상기 변형 게이지로부터의 변형을 전압으로 변환시키는 접촉 여부 감지부를 포함한다. 이렇게 하면, 사용자의 손이나 펜 등의 접촉 여부를 확실하게 인식할 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치는 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.

한편, 표시 장치는 정보 처리 장치(information processing device)로부터 전기적 신호를 인가 받아 영상으로 변환시킨다. 즉, 표시 장치와 정보 처리 장치는 일방향 통신만이 가능하였다. 따라서 작업자는 정보 처리 장치로 새로운 정보를 입력하기 위해 별도의 데이터 입력 장치, 예를 들면 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 마우스(mouse) 등을 필요로 한다.

최근 개발된 표시 장치 중 일부는 작업자가 영상이 표시된 스크린을 통하여 데이터를 입력하고 이를 정보 처리 장치로 출력하여 영상을 재구성하는 기능을 가지며, 이는 표시 장치와 정보 처리 장치의 양방향 통신이 가능해졌음을 의미한다.

이러한 표시 장치와 정보 처리 방치의 양방향 통신을 위한 표시 장치로서 최근 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 개발되었다. 터치 스크린 패널은 작업자의 손 또는 터치 펜(touch pen)에 의해 가해진 소정 압력을 인식하여 터치 여부와 위치 데이터를 정보 처리 장치로 출력한다. 정보 처리 장치는 표시 장치로부터 입력된 위치 데이터에 따라 새로운 영상 신호를 표시 장치로 출력하고, 표시 장치는 영상 신호에 대응하는 새로운 영상을 표시한다.

이 때, 최근에는 광을 감지하여 위치 정보 신호를 출력하고, 정보 처리 장치와 양방향 통신을 하는 광 감지 액정 표시 장치(light sensible LCD)가 개발된 바 있다. 이와 같은 광 감지 액정 표시 장치에는 영상을 표시하는 화소들과 함께 광을 감지하여 위치 정보를 갖는 신호를 출력하는 광 감지 센서들이 내장되어 있다.

광 감지 센서는 외부로부터 또는 백라이트(back light)로부터의 광의 변화를 감지하여 정보 처리 장치가 인식할 수 있는 신호로 출력하고, 출력된 신호는 정보 처리 장치로 전송된다. 정보 처리 장치는 광 감지 액정 표시 장치로부터 입력된 신호에 대응하여 새로운 영상 신호를 광 감지 액정 표시 장치로 출력하고, 광 감지 액정 표시 장치는 영상 신호에 의해 새로운 영상을 표시한다.

그런데, 이러한 광 감지 액정 표시 장치에서 데이터의 위치는 광 감지 센서를 사용하여 쉽게 인식이 되지만 접촉 여부는 인식하기 어려운 경우가 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락이 스크린 약간 위에 머물러 있을 때, 광 감지 액정 표시 장치는 접촉했을 때와 마찬가지로 손가락의 위치를 출력하는 경우가 있다. 이는 사용자가 의도하지 않은 위치에서 데이터를 출력하므로 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 접촉 여부를 감지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 스위칭 소자 및 광 감지부를 포함하는 화소, 상기 화소 위에 형성되어 있으며 빛을 편광시키는 편광자, 상기 편광자 위에 형성되어 있으며 외부로부터의 물리적 변형을 감지하는 변형 게이지, 그리고 상기 변형 게이지로부터의 변형을 전압으로 변환시키는 접촉 여부 감지부를 포함한다.

또한, 상기 액정 표시 장치는 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 액정 표시판 조립체를 포함하며, 접촉 여부 감지부는 제1 내지 제4 저항으로 이루어진 휘트스톤 브리지를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 저항 중 어느 하나는 상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 변형 게이지의 변형에 비례하여 길이가 늘어나는 것이 바람직하다.

한편, 상기 휘트스톤 브리지는 상기 주변 영역에 형성되어 있는 저항의 변형값을 전압으로 바꾸어 내보낼 수 있으며, 구체적으로 상기 휘트스톤 브리지의 처음 출력 전압은 0V이고, 최종 출력 전압은 다음 수학식에 의하여 결정될 수 있다.

(여기서, ΔV_o는 출력 전압의 변화량 즉 최종 출력 전압, Vi는 입력 전압, K는 비례 상수, ΔRg/Rg는 저항의 변화율, 그리고ε은 상기 저항의 변화율에 비례하는 변형값을 각각 나타낸다)

또한, 상기 주변 영역에 형성되어 있는 저항은 상기 액정 표시판 조립체가 형성될 때 같이 형성될 수 있으며, 장축과 단축이 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 저항의 장축은 상기 액정 표시판 조립체의 변형 방향과 동일한 것이 바람직하다. 또한, 상기 저항은 상기 스위칭 소자와 동일한 재료로 이루어 질 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 또다른 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 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 감지 화소의 등가 회로도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이며, 도 4는 도 1에 도시한 접촉 여부 감지부의 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600) 및 손가락 등의 접촉에 따른 광 변화를 감지하여 그 위치를 판단하는 접촉 여부 감지부(700) 및 접촉 위치 감지부(900)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(121, 171)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다. 또, 복수의 광 감지용 배선(122, 123, 172, 174)과 광 감지부도 포함한다.

표시 신호선(121, 171)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(121)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(171)을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

광 감지용 배선(122, 123, 172, 174)은 게이트선(121)과 나란한 오프 전압선(122)과 출력 주사선(123) 및 데이터선(171)과 나란한 신호 출력선(172)과 전원선(174)을 포함한다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(121)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(121)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 변환기(DAC) 및 출력 버퍼 등을 포함하며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(171)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.

접촉 위치 감지부(900) 및 접촉 여부 감지부(700)는 액정 표시판 조립체(300)로부터의 신호를 감지하여 신호 제어부(600)로 내보낸다.

각 화소는 표시 신호선(121, 171)에 연결된 스위칭 트랜지스터(T₁)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 트랜지스터(T₁)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있다.

또한, 각 광 감지부는 광 감지 트랜지스터(T₂)와 출력 트랜지스터(T₃) 및 감지 신호 축전기(C)를 포함한다.

광 감지 트랜지스터(T₂)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 오프 전압선(122)과 전원선(174)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 신호 축전기(C)의 일단 및 출력 트랜지스터(T₃)의 입력 단자(S)에 연결되어 있다.

출력 트랜지스터(T₃) 역시 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 출력 단자(D)는 각각 출력 주사선(123) 및 신호 출력선(172)에 연결되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 트랜지스터(T₁)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판 (100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.

유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색 또는 청색의 색 필터(230R, 230G, 230B)를 구비함으로써 가능하다. 도 3에서 색 필터(230R, 230G, 230B)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

또한, 상부 표시판(200)에는 차광막(220)이 형성되어 있다. 차광막(220)은 화소 사이의 경계부에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 것이며, 스위칭 트랜지스터 (T₁) 및 출력 트랜지스터(T₃)와 대응하는 영역에도 배치되어 있어서 이들 두 트랜지스터(T₁, T₃)가 빛에 의하여 오동작하는 것을 방지한다.

여기서, 하부 표시판(100)에 구비된 광 감지부는 녹색 색필터(230R)와 대응하는 화소에 형성되어 있다. 즉, 광 감지 트랜지스터(T₂)와 출력 트랜지스터(T₃) 및 신호 축전기(C)로 이루어지는 광 감지부가 적색, 녹색, 청색 화소 중 특히 녹색 화소에 배치되어 있다.

광 감지부의 형성 밀도는 필요에 따라 조정될 수 있는데, 예를 들어, 모든 녹색 화소마다 광 감지부를 형성할 수도 있고, 10개마다 하나씩 광 감지부를 형성할 수도 있다.

하부 표시판(100)에는 각 층간을 절연하기 위한 게이트 절연막(140)과 보호막(180) 등이 형성되어 있고, 보호막(180) 위에는 화소 전극(190)이 형성되어 있는데, 이들은 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부에서는 제거되어 광투과구(H)를 이룬다. 이는 광 감지 트랜지스터(T₂)로 유입되는 빛의 양을 극대화하기 위한 것이다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 편광자를 상부 표시판(200)에 부착하고, 그 위에 접촉 여부를 감지할 수 있는 변형 게이지(strain gage)(도시하지 않음)를 부착한다. 즉, 변형 게이지도 편광자와 동일하게 얇은 필름으로 형성된다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음) 또는 접촉 여부 감지부(700) 및 접촉 위치 감지부(900)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환하고, 이를 해당 데이터선(171)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(121)에 인가하여 이 게이트선(121)에 연결된 스위칭 소자(T₁)를 턴온시키면 데이터선(171)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(T₁)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다. 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(H_sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 위치 감지부 및 접촉 여부 감지부에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.

먼저, 광 감지 트랜지스터(T₂)는 그 채널부 반도체에 빛이 조사되면 비정질 규소로 이루어진 채널부 반도체가 광전류를 생성한다. 생성된 광전류는 전원선(174)에 인가된 전압에 의해 신호 축전기(C) 및 출력 트랜지스터(T₃) 방향으로 흐르고, 신호 축전기(C)가 이를 신호 전압으로 저장한다.

여기서, 신호 축전기(C)의 다른 일단은 오프 전압선(122)에 연결되어 있고, 오프 전압선(122)은 광 감지 트랜지스터(T₂)가 주변 전압에 의하여 영향받지 않고 오로지 빛에 의하여만 동작하도록 하기 위하여 오프 전압을 유지한다.

한편, 접촉 위치 감지부(900)는 출력 트랜지스터(T₃)를 턴온시킬 수 있는 광감지 신호를 출력 주사선(123)을 통하여 출력 트랜지스터(T₃)에 주기적으로 인가하고, 턴온된 출력 트랜지스터(T₃)를 통하여 신호 축전기(C)에 저장되어 있는 신호 전압이 신호 출력선(172)으로 출력된다.

이 때, 접촉 위치 감지부(900)는 신호 출력선(172)을 통하여 출력되는 신호 전압을 수신하여 처리하고 이를 바탕으로 하여 새로운 영상 신호를 액정 표시판 조립체(300)에 공급할 수 있도록 신호 제어부(600)로 출력한다.

한편, 도 4에는 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 여부 감지부(700)의 회로를 나타내었다.

접촉 여부 감지부(700)는 4개의 저항을 포함하는 휘트스톤 브리지 (wheatstone bridge)로 이루어져 있다. 제1 노드(1)와 제4 노드(4) 사이에는 일정한 입력 전압(Vi)이 연결되어 있으며, 제2 노드(2)와 제3 노드(3) 사이에는 출력 전압(V_o)이 연결되어 있다.

4개의 저항 중 하나의 저항(Rg)은 액정 표시판 조립체(300)의 표시 영역 바깥의 주변 영역에 형성되어 있다. 저항(Rg)은 확대하여 도시한 바와 같이, 배선을 장축과 단축을 일정하게 반복하여 만드는 형태인데, 이는 액정 표시판 조립체(300)가 접촉에 의하여 변형이 생길 때 저항값을 크게 하기 위한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 표시 영역에는 편광자 상부에 접촉을 인지할 수 있도록 변형 게이지(도시하지 않음)가 구비되어 있고, 이 변형 게이지가 접촉에 의하여 아래쪽으로 휘어지면 액정 표시판 조립체(300)의 주변 영역에 형성되어 있는 저항(Rg)의 배선도 따라서 늘어날 수 있도록 변형 방향이 일치하도록, 즉 도 4에서 좌우 방향이 장축이 되도록 배선을 형성한다. 알려진 바와 같이, 배선의 길이가 증가하면 저항값이 이에 비례하여 증가한다.

이 때, 저항의 변화율과 변형의 관계는 다음과 같다.

여기서, K는 비례 상수로서 금속인 경우에는 2 내지 4의 값을 가지며, ε는 변형값을 나타낸다.

한편, 도 4에서 저항(Rg)이 접촉으로 인하여 변형이 생겼을 경우, 출력 전압(V_o)을 구하면 다음과 같다.

출력 전압(V_o)은 휘트스톤 브리지가 초기에 평형 상태인 경우에는 알려진 바와 같이 0V이다. 변형으로 인하여 ΔRg만큼 저항이 변한 경우, 저항(Rg)은 ΔRg만큼 증가하여 (Rg + ΔRg)가 된다.

그러면 입력 전압(V_i)은 제1 노드(1) 전압과 제4 노드(4) 전압의 차이고, 출력 전압(V_o)은 제2 노드(2) 전압과 제3 노드(3) 전압의 차이다. 이 때, 제4 노드(4)를 접지 전위로 가정하고, 제1 노드(1)와 제3 노드(3) 사이를 흐르는 전류를 i₁, 제1 노드(1)와 제2 노드(2)를 흐르는 전류를 i₂라 할 때, 출력 전압(V _o)과 입력 전압(V_i)은 수학식 2와 같다.

수학식 2에서, 전류 i₁과 i₂의 관계를 구한 후 이를 출력 전압(V_o)에 대입하여 정리하면,

과 같이 된다. 여기서, ΔV_o는 출력 전압의 변화량으로서, 출력 전압(V_o)이 초기에 0이었으므로, 결국 출력 전압의 변화량(ΔV_o)이 현재의 출력 전압(V_o)이 된다.

이 때, 수학식 3에서 저항(R)을 저항(Rg)과 동일하게 하고, 수학식 1의 저항의 변화율과 변형의 관계를 대입하여 정리하면,

과 같이 된다.

저항의 변화율이 1보다 매우 작을 경우, 분모는 수학식 4에 나타낸 바와 같이 근사화될 수 있다.

그러면, 출력 전압의 변화량(ΔV_o)은 저항의 변화량(ΔRg)에 비례하여 나타나고, 접촉 여부 감지부(900)는 출력 전압의 변화량(ΔV_o)을 신호 제어부(600)로 보내면 신호 제어부(600)가 접촉 여부를 판별하게 한다. 출력 전압의 변화량(ΔV_o)은 상당히 미세하므로 출력 단자에 증폭기를 구비하고 이 증폭기를 통하여 신호 제어부(600)로 출력할 수 있다.

한편, 신호 제어부(600)는 접촉 여부를 먼저 판별한 다음 접촉 위치를 판별하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 접촉이 되지 않은 경우에도 위치 데이터를 출력하는 일이 없이 접촉이 이루어진 경우에만 동작이 되도록 할 수 있다.

또한, 앞서 설명한 변형 게이지와 저항(Rg) 배선은 액정 표시 장치를 형성할 때 같이 형성할 수 있고, 그 재료로는 TFT 형성시 사용되는 알루미늄(Al)이나 크롬(Cr)과 같은 금속 또는 비정질 규소(a-Si)와 같은 반도체를 사용하여 형성할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 변형에 의하여 생긴 저항값을 출력 전압으로 변환하고 이를 신호 제어부에 내보냄으로써 종래에 비하여 접촉 여부를 확실하게 인식할 수 있다. 따라서, 광의 변화만에 의하여 위치 여부를 감지하여 데이터를 출력하는 오류를 시정할 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.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 감지 화소의 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 4는 도 1에 도시한 접촉 여부 감지부의 회로도이다.

Claims

스위칭 소자 및 광 감지부를 포함하는 화소,

상기 화소 위에 형성되어 있으며 빛을 편광시키는 편광자,

상기 편광자 위에 형성되어 있으며 외부로부터의 물리적 변형을 감지하는 변형 게이지, 그리고

상기 변형 게이지로부터의 변형을 전압으로 변환시키는 접촉 여부 감지부

를 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 액정 표시 장치는 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 액정 표시판 조립체를 포함하며,

접촉 여부 감지부는 제1 내지 제4 저항으로 이루어진 휘트스톤 브리지를 포함하고,

상기 제1 내지 제4 저항 중 어느 하나는 상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 변형 게이지의 변형에 비례하여 길이가 늘어나는

액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 휘트스톤 브리지는 상기 주변 영역에 형성되어 있는 저항의 변형값을 전압으로 바꾸어 내보내는 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 휘트스톤 브리지의 처음 출력 전압은 0V이고, 최종 출력 전압은 다음 수학식에 의하여 결정되는 액정 표시 장치.

(여기서, ΔVo는 출력 전압의 변화량 즉 최종 출력 전압, Vi는 입력 전압, K는 비례 상수, ΔRg/Rg는 저항의 변화율, 그리고ε은 상기 저항의 변화율에 비례하는 변형값을 각각 나타낸다)
제3항에서,

상기 주변 영역에 형성되어 있는 저항은 상기 액정 표시판 조립체가 형성될 때 같이 형성되는 액정 표시 장치.
제5항에서,

상기 주변 영역에 형성되어 있는 저항은 장축과 단축이 교대로 배치되어 있는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 저항의 장축은 상기 액정 표시판 조립체의 변형 방향과 동일한 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 저항은 상기 스위칭 소자와 동일한 재료로 이루어지는 액정 표시 장치.