KR20070044160A - 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치 - Google Patents

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KR20070044160A
KR20070044160A KR1020050100168A KR20050100168A KR20070044160A KR 20070044160 A KR20070044160 A KR 20070044160A KR 1020050100168 A KR1020050100168 A KR 1020050100168A KR 20050100168 A KR20050100168 A KR 20050100168A KR 20070044160 A KR20070044160 A KR 20070044160A
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박상진
이명우
이주형
김형걸
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Abstract

본 발명은 접촉 감지 기능이 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 이 장치는, 제1 표시판, 제1 표시판과 마주하며 제1 표시판과 떨어져 있는 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 놓인 액정층, 제2 표시판에 형성되어 있으며 서로 다른 제1 및 제2 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 감지 데이터선, 압력에 의하여 정전 용량이 변화하며 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 가변 축전기, 그리고 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 기준 축전기를 포함한다. 본 발명에 의하면, 액정 표시판 조립체에 가한 압력에 기초하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아낼 수 있다.
표시 장치, 감지부, 화소, 가변 축전기, 기준 축전기, 리셋 트랜지스터, 출력 트랜지스터

Description

접촉 감지 기능이 있는 표시 장치 {TOUCH SENSIBLE DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 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, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.
도 6a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이고, 도 6b는 이를 간략히 도시한 등가 회로도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지 동작을 위한 타이밍도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 감지 데이터선과 감지 데이터 처리부의 연결 관계를 도시한 등가 회로도의 예이다.
본 발명은 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 대표적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.
이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 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 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있다. 그런데, 이러한 액정 표시 장 치는 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 박막 트랜지스터로 이루어진 광센서를 액정 표시 장치에서 영상을 표시하는 화소 내부에 내장하는 기술이 개발되어 왔다. 광센서는 사용자의 손가락 등이 화면에 가한 빛의 변화를 감지함으로써 액정 표시 장치가 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다.
그런데 이러한 광센서는 외부 환경, 즉 외부 광의 세기, 백라이트의 세기, 온도 등에 따라 그 출력 특성이 변하므로 광 감지에 많은 오차를 낼 수 있다. 즉, 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉해도 접촉하지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 접촉하지 않아도 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
또한 광센서를 화소에 내장하는 경우 광센서 자체와 광센서에 연결되는 배선으로 인하여 화소의 개구율이 감소하여, 화질이 나빠진다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 광센서와 다른 감지부를 구비하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아낼 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치 는, 제1 표시판, 상기 제1 표시판과 마주하며 상기 제1 표시판과 떨어져 있는 제2 표시판, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 놓인 액정층, 상기 제2 표시판에 형성되어 있으며 서로 다른 제1 및 제2 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 감지 데이터선, 압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 가변 축전기, 그리고 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 기준 축전기를 포함한다.
상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 리셋 전압을 각각 공급하는 복수의 제1 및 제2 리셋 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 리셋 트랜지스터는 상기 제2 표시판에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 리셋 트랜지스터는 상기 제2 표시판의 가장자리 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성하는 복수의 제1 및 제2 출력 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터는 상기 제2 표시판에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터는 상기 제2 표시판의 가장자리 영역에 형성될 수 있다.
상기 제2 표시판에 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터의 출 력 단자에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 출력 데이터선, 그리고 상기 제1 및 제2 출력 데이터선에 연결되어 있으며 상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 신호를 받아 소정 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 출력 데이터선은 교대로 배열되어 상기 감지 신호 처리부에 연결될 수 있다.
상기 복수의 제1 출력 데이터선이 각각 배열되어 있는 영역과 상기 복수의 제2 출력 데이터선이 배열되어 있는 영역은 서로 분리될 수 있다.
상기 제2 출력 데이터선은 두 개의 묶음으로 나뉘어 있으며, 상기 두 개의 묶음의 제2 출력 데이터선 사이에 상기 제1 출력 데이터선이 배열될 수 있다.
상기 제1 및 제2 감지 데이터선은 절연되어 교차할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치는, 제1 표시판, 상기 제1 표시판과 마주하며 상기 제1 표시판과 떨어져 있는 제2 표시판, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 놓인 액정층, 상기 제2 표시판에 형성되어 있는 복수의 감지 데이터선, 압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 가변 축전기, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 기준 축전기, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 리셋 전압을 상기 감지 데이터선에 공급하는 리셋 트랜지스터, 그리고 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성하는 복수의 출력 트랜지스터를 포함한다.
상기 리셋 트랜지스터는 입력 단자, 제어 단자 및 출력 단자를 가지며, 상기 입력 단자는 상기 리셋 전압에 연결되어 있고, 상기 제어 단자는 리셋 신호에 연결되어 있으며, 상기 출력 단자는 상기 감지 데이터선에 연결될 수 있다.
상기 출력 트랜지스터는 입력 단자, 제어 단자 및 출력 단자를 가지며, 상기 입력 단자는 입력 전압에 연결되어 있고, 상기 제어 단자는 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 출력 단자를 통하여 상기 출력 신호를 내보낼 수 있다.
상기 가변 축전기는 상기 제1 표시판에 형성되어 있는 제1 용량 전극과 상기 제2 표시판에 형성되어 있는 제2 용량 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 용량 전극과 상기 제2 용량 전극 사이의 거리는 상기 압력에 의하여 변화하고 이에 따라 상기 정전 용량이 변화할 수 있다.
상기 제1 용량 전극은 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 인가 받을 수 있다.
상기 기준 축전기는 일정한 기준 전압을 인가 받을 수 있다.
상기 제2 표시판에 형성되어 있는 복수의 영상 주사선, 상기 영상 주사선과 절연되어 교차하는 복수의 영상 데이터선, 그리고 상기 영상 주사선과 상기 영상 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 더 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 붙 였다. 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 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 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 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(800), 영상 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 감지 신호 처리부(800)에 연결된 접촉 판단부(700), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
도 1 내지 도 4b를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 복수의 표시 신호 선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX), 그리고 복수의 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM, RL)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 감지부(SU)를 포함한다. 반면, 도 2 및 도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 공통 전극 표시판(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 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 영상 주사선(G1-Gn)과 영상 데이터 신호를 전달하는 영상 데이터선(D1-Dm)을 포함하며, 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM, RL)은 감지 데이터 신호를 전달하는 복수의 가로 감지 데이터선(SY1-SYN) 및 복수의 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)과 기준 전압을 전달하는 복수의 기준 전압선(RL)을 포함한다. 기준 전압선(RL)은 필요에 따라 생략할 수 있다.
영상 주사선(G1-Gn) 및 가로 감지 데이터선(SY1-SYN)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm) 및 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 기준 전압선(RL)은 행 또는 열 방향으로 뻗어 있다.
각 화소(PX)는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)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 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 영상 주사선(G1-Gn)과 연결되어 있고, 입력 단자는 영상 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. 이때 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.
액정 축전기(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 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)에 연결되며 공통 전극(270)은 공통 전극 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 박막 트랜지스터 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 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절 연체를 매개로 바로 위의 전단 영상 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 공통 전극 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
감지부(SU)는 도 4a에 도시한 구조 또는 도 4b에 도시한 구조를 가질 수 있다.
도 4a에 도시한 감지부(SU1)는 도면 부호 SL로 나타낸 가로 또는 세로 감지 데이터선(이하 감지 데이터선이라 함)에 연결되어 있는 가변 축전기(Cv)와 감지 데이터선(SL)과 기준 전압선(RL) 사이에 연결되어 있는 기준 축전기(Cp)를 포함한다.
기준 축전기(Cp)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 기준 전압선(RL)과 감지 데이터선(SL)이 절연체(도시하지 않음)를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.
가변 축전기(Cv)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 감지 데이터선(SL)과 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 단자 사이의 액정층 (3)은 유전체로서 기능한다. 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, 공통 전극 표시판(200)에 압력이 가해지면 간격재가 압축 변형되어 두 단자 사이의 거리가 변화하여 가변 축전기(Cv)의 정전 용량이 바뀐다. 정전 용량이 바뀌면 정전 용량의 크기에 의존하는, 기준 축전기(Cp)와 가변 축전기(Cv) 사이의 접점 전압(Vn)의 크기가 변한다. 접점 전압(Vn)은 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SL)을 통하여 흐르며, 이를 기초로 하여 접촉 여부를 판단할 수 있다. 이때 기준 축전기(Cp)는 고정된 정전 용량을 가지며, 기준 축전기(Cp)에 인가되는 기준 전압은 일정한 전압 값을 가지므로 접점 전압(Vn)은 일정한 범위에서 변동된다. 따라서 감지 데이터 신호가 항상 일정한 범위의 전압 레벨을 가질 수 있고 이에 따라 접촉 여부 및 접촉 위치를 용이하게 판단할 수 있다.
도 4b에 도시한 감지부(SU2)는 감지 데이터선(SL)에 연결되어 있는 스위치(SWT)를 포함한다.
스위치(SWT)는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 박막 트랜지스터 표시판(100)의 감지 데이터선(SL)을 두 단자로 하며, 두 단자 중 적어도 하나는 돌출해 있어서 사용자의 접촉에 의하여 두 단자가 물리적, 전기적으로 연결된다. 이에 따라 공통 전극(270)으로부터의 공통 전압(Vcom)이 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SL)에 출력된다. 이러한 감지부(SU2)를 적용하면 도 4a에 도시한 기준 전압선(RL)을 생략할 수 있다.
가로 감지 데이터선(SY1-SYN)을 통하여 흐르는 감지 데이터 신호를 분석하여 접촉점의 Y 좌표를 판단할 수 있으며, 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)을 통하여 흐르는 감지 데이터 신호를 분석하여 접촉점의 X 좌표를 판단할 수 있다.
감지부(SU)는 인접한 두 화소(PX) 사이에 배치된다. 가로 및 세로 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 각각 연결되어 있으며, 이들이 교차하는 영역에 인접하여 배치되어 있는 한 쌍의 감지부(SU)의 밀도는 예를 들면, 도트(dot) 밀도의 약 1/4일 수 있다. 여기서 하나의 도트는, 예를 들면 나란히 배열되어 있으며 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 표시하는 3 개의 화소(PX)를 포함하고, 하나의 색상을 표시하며, 액정 표시 장치의 해상도를 나타내는 기본 단위가 된다. 그러나 하나의 도트는 4개 이상의 화소(PX)로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 각 화소(PX)는 삼원색과 백색(white) 중 하나를 표시할 수 있다.
한 쌍의 감지부(SU) 밀도가 도트 밀도의 1/4인 예로는 한 쌍의 감지부(SU)의 가로 및 세로 해상도가 각각 액정 표시 장치의 가로 및 세로 해상도의 1/2인 경우를 들 수 있다. 이 경우, 감지부(SU)가 없는 화소행 및 화소열도 있을 수 있다.
감지부(SU) 밀도와 도트 밀도를 이 정도로 맞추면 문자 인식과 같이 정밀도가 높은 응용 분야에도 이러한 액정 표시 장치를 적용할 수 있다. 물론 감지부(SU)의 해상도는 필요에 따라 더 높거나 낮을 수도 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소의 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.
영상 주사부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 주사선(G1-Gn)에 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴 온시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시키는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 영상 주사 신호를 영상 주사선(G1-Gn)에 인가한다.
영상 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 영상 데이터 신호로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(550)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 영상 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 영상 데이터 신호를 선택한다.
감지 신호 처리부(800)는 액정 표시판 조립체(300)의 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 연결되어 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)을 통하여 출력되는 감지 데이터 신호를 입력받아 증폭, 필터링 등의 신호 처리를 행한 후 아날로그-디지털 변환을 하여 디지털 감지 신호(DSN)를 생성한다.
접촉 판단부(700)는 감지 신호 처리부(800)로부터 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 소정 연산 처리를 하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단한 후 접촉 정보(INF)를 외부 장치로 내보낸다. 접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)에 기초하여 감지부(SU)의 동작 상태를 감시하여 이들에 인가되는 신호를 제어할 수 있다.
신호 제어부(600)는 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 그리고 감지 신호 처리부(800) 등의 동작을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 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, 700, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm, SY1-SYN, SX1-SXM) 및 박막 트랜지스터(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.
도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 표시 영역(P1), 가장자리 영역(P2) 및 노출 영역(P3)으로 나뉘어 있다. 표시 영역(P1)에는 화소(PX), 감지부(SU) 및 신호선(G1-Gn, D1-Dm, SY1-SYN, SX1-SXM, RL)의 대부분이 위치한다. 공통 전극 표시판(200)은 블랙 매트릭스(도시하지 않음)를 포함하며, 블랙 매트릭스는 가장자리 영역(P2)의 대부분을 덮고 있어서 외부로부터의 광을 차단한다. 공통 전극 표시판(200)은 박막 트랜지스터 표시판(100)보다 크기가 작아서 박막 트랜지스터 표시판(100)의 일부가 노출되어 노출 영역(P3)을 이루며, 노출 영역(P3)에는 단일 칩(610)이 실장되고 FPC 기판(flexible printed circuit board)(620)이 부착된다.
단일 칩(610)은 액정 표시 장치를 구동하기 위한 구동 장치들, 즉, 영상 구동부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 신호 제어부(600), 접촉 판단부(700), 그리고 감지 신호 처리부(800)를 포함한다. 이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800)를 단일 칩(610) 안에 집적함으로써 실장 면적을 줄일 수 있으며, 소비 전력도 낮출 수 있다. 물론 필요에 따라, 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩(610) 바깥에 있을 수 있다.
영상 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)은 노출 영역(P3)에까지 연장되어 해당 구동 장치(400, 500, 800)와 연결된다.
FPC 기판(620)은 외부 장치로부터 신호를 받아들여 단일 칩(610) 또는 액정 표시판 조립체(300)에 전달하며, 외부 장치와의 접속을 용이하게 하기 위하여 끝단은 통상 커넥터(도시하지 않음)로 이루어진다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작 및 감지 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예 를 들면 1024(＝210), 256(＝28) 또는 64(＝26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
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 영상 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 영상 주사 제어 신호(CONT1), 영상 데이터 제어 신호(CONT2) 및 감지 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 영상 주사 제어 신호(CONT1)를 영상 주사부(400)로 내보내고, 영상 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 영상 데이터 구동부(500)로 내보내며, 감지 데이터 제어 신호(CONT3)를 감지 신호 처리부(800)로 내보낸다.
영상 주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 영상 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소행의 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. 영상 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 신호 의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 영상 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 영상 데이터 구동부(500)는 한 화소행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
영상 주사부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 영상 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 영상 주사선(G1-Gn)에 인가하여 이 영상 주사선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가된 영상 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 영상 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 영상 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(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 영상 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 영상 데이터선을 통하여 흐르는 영상 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열반전, 점반전).
감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터 제어 신호(CONT3)에 따라 매 프레임마다 한번씩 프레임과 프레임 사이의 포치(porch) 구간에서 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)을 통하여 흐르는 감지 데이터 신호를 읽어 들인다. 포치 구간에서는 감지 데이터 신호가 영상 주사부(400) 및 영상 데이터 구동부(500) 등으로부터의 구동 신호의 영향을 덜 받게 되므로 감지 데이터 신호의 신뢰도가 높아진다. 그러나 이러한 읽기 동작은 매 프레임마다 반드시 이루어질 필요는 없으며, 필요에 따라 복수의 프레임마다 한번씩 이루어질 수도 있다.
그러고 감지 신호 처리부(800)는 읽어 들인 아날로그 감지 데이터 신호를 증폭 및 필터링 등의 신호 처리를 한 후 디지털 감지 신호(DSN)로 변환하여 접촉 판단부(700)로 내보낸다.
접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 적절한 연산 처리를 행하 여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내고 이를 외부 장치로 전송하며, 외부 장치는 이에 기초한 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시 장치에 전송한다.
그러면 도 4a에 도시한 감지부(SU1)가 적용되는 경우의 액정 표시 장치에 대하여 도 6a 내지 도 7을 참고하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 6a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이고, 도 6b는 이를 간략히 도시한 등가 회로도이며, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지 동작을 위한 타이밍도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 액정 표시판 조립체(300)는 감지 데이터선(SL)에 연결되어 있는 리셋 트랜지스터(Qr) 및 출력 트랜지스터(Qs)를 더 포함한다. 즉, 한 감지 데이터선(SL)에는 복수의 가변 축전기(Cv) 및 복수의 기준 축전기(Cp)가 연결되어 있으며, 감지 데이터선(SL)의 서로 다른 끝에는 각각 리셋 트랜지스터(Qr) 및 출력 트랜지스터(Qs)가 연결되어 있다. 가변 축전기(Cv)는 공통 전압(Vcom)에 연결되어 있고 기준 축전기(Cp)는 기준 전압(Vp)에 연결되어 있다. 한편 감지 신호 처리부(800)는 증폭부(AP)를 포함한다.
앞서 설명한 것처럼, 복수의 가변 축전기(Cv)는 감지 데이터선(SL)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하여 이루어지므로 복수의 가변 축전기(Cv)는 도 6b에 도시한 하나의 가변 축전기(Cv')로 대표될 수 있으며, 실제로 가변 축전기(Cv')의 정전 용량은 한 감지 데이터선(SL)을 따라 실질적으로 균일하게 분포되어 있다. 또한 도 6b에 도시한 바와 같이 가변 축전기(Cv')에 대응하여 복수의 기준 축전기(Cp)도 하나의 기준 축전기(Cp')로 대표될 수 있다.
리셋 트랜지스터(Qr)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 리셋 신호(RST)와 연결되어 있고, 그 입력 단자는 리셋 전압(Vr)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 감지 데이터선(SL)과 연결되어 있다. 리셋 트랜지스터(Qr)는 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P2)에 위치하며 리셋 신호(RST)에 따라 리셋 전압(Vr)을 감지 데이터선(SL)에 공급한다.
출력 트랜지스터(Qs)도 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 감지 데이터선(SL)과 연결되어 있고, 그 입력 단자는 입력 전압(Vs)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 출력 데이터선(OL)과 연결되어 있다. 출력 트랜지스터(Qs)도 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P2)에 위치하며 감지 데이터선(SL)을 통하여 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성한다. 출력 신호로서 출력 전류를 들 수 있다. 이와 달리 출력 트랜지스터(Qs)가 출력 신호로서 전압을 생성할 수도 있다.
출력 데이터선(OL)은 감지 신호 처리부(800)의 증폭부(AP)에 연결되어 있으며, 증폭부(AP)는 출력 데이터선(OL)을 통하여 흐르는 출력 전류를 소정 시간 적분하여 감지 신호(Vo)를 생성한다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞서 설명한 것처럼 프레임과 프레임 사이의 포치 구간에서 감지 동작을 수행하며, 특히 수직 동기 신호(Vsync)보다 앞선 프론트 포치(front porch) 구간에서 감지 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
공통 전압(Vcom)은 하이 레벨과 로우 레벨을 가지며 1H마다 하이 레벨과 로우 레벨을 스윙한다.
리셋 신호(RST)는 리셋 트랜지스터(Qr)를 턴 온시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시키는 게이트 오프 전압(Voff)을 가진다. 리셋 신호(RST)의 게이트 온 전압(Von)은 공통 전압(Vcom)이 하이 레벨일 때 인가된다. 리셋 트랜지스터(Qr)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 리셋 전압(Vr)이 감지 데이터선(SL)에 인가되어 감지 데이터선(SL)을 초기화한다.
그러고 리셋 신호(RST)가 게이트 오프 전압(Voff)이 되면 감지 데이터선(SL)은 플로팅 상태가 되고 가변 축전기(Cv')의 정전 용량의 변화 및 공통 전압(Vcom)의 변동에 기초하여 감지 데이터 신호가 변동된다. 리셋 신호(RST)가 게이트 오프 전압(Voff)으로 변한 후 소정 시간이 경과하면 감지 신호 처리부(800)는 감지 신호(Vo)를 읽는다. 이때 소정 시간은 1H 시간 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 즉 공통 전압(Vcom)이 다시 하이 레벨로 바뀌기 전에 감지 신호(Vo)를 읽는 것이 바람직하다.
감지 데이터 신호가 리셋 전압(Vr)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.
여기서 리셋 신호(RST)의 게이트 온 전압(Von)이 공통 전압(Vcom)이 로우 레벨일 때 인가될 수도 있으며 이때 공통 전압(Vcom)이 하이 레벨로 바뀐 후 다시 로우 레벨이 되기 전에 감지 신호(Vo)를 읽는다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 감지 데이터선과 감지 데이터 처리부의 연결 관계에 관하여 도 8a 내지 도 8c를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 감지 데이터선과 감지 데이터 처리부의 연결 관계를 도시한 등가 회로도의 예이다.
도 8a 내지 도 8c를 참고하면, 각 액정 표시판 조립체(301-303)는 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM) 및 감지부(SU1) 이외에도 각 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 연결되어 있는 복수의 리셋 트랜지스터(Qr) 및 복수의 출력 트랜지스터(Qs), 그리고 해당 출력 트랜지스터(Qs)를 통하여 가로 및 세로 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 각각 연결되어 있는 가로 및 세로 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)을 포함한다.
각 액정 표시판 조립체(301-303)에서 감지부(SU1)가 놓인 위치는 도 3에 도시한 액정 표시판 조립체(300)와 실질적으로 동일하다. 또한 각 감지부(SU1)에 연결되어 있는 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)의 배열 관계도 도 3에 도시한 것과 실질적으로 동일하다. 감지 신호 처리부(801-803)도 앞서 설명한 감지 신호 처리부(800)와 기능적으로는 실질적으로 동일하다. 또한 각 액정 표시판 조립체(301-303)의 표시 영역, 가장자리 영역 및 노출 영역은 도 5에 도시한 액정 표시판 조립체(300)의 그것과 실질적으로 동일하다. 감지 신호 처리부(801-803)는 각각 액정 표시판 조립체(301-303)의 아래쪽 노출 영역에 실장되어 있는 단일 칩에 포함되어 있다. 또한 단일 칩은 앞서 설명한 것처럼 데이터 구동부(500)를 더 포함하며, 액정 표시판 조립체(301-303)에 따라 감지 신호 처리부(801-803) 및 데이터 구동부(500)에 대응하는 특정 단자 배열을 가지고 있다.
이하에서는 도 3에 도시한 액정 표시판 조립체(300)와 다른 부분에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 8a를 참고하면, 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)에 연결되어 있는 리셋 트랜지스터(Qr)는 액정 표시판 조립체(301)의 위쪽 가장자리 영역에 배치되어 있고, 출력 트랜지스터(Qs)는 아래쪽 가장자리 영역에 배치되어 있다. 가로 감지 데이터선(SY1-SYN)에 연결되어 있는 리셋 트랜지스터(Qr)는 액정 표시판 조립체(301)의 왼쪽 가장자리 영역에 배치되어 있고, 출력 트랜지스터(Qs)는 오른쪽 가장자리 영역에 배치되어 있다.
세로 출력 데이터선(OX1-OXM)은 액정 표시판 조립체(301)의 아래쪽 가장자리 영역으로부터 노출 영역으로 뻗어 감지 신호 처리부(801)에 연결되어 있으나, 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)은 액정 표시판 조립체(301)의 오른쪽 가장자리 영역으로부터 표시 영역을 경유하여 다시 아래쪽 가장자리 영역과 노출 영역을 지나 감지 신호 처리부(801)에 연결되어 있다. 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)은 감지 데이터선(SY2-SYN, SX2-SXM)과 교차한다. 각 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)의 표시 영역 내에 서의 길이는 동일하게 하는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)을 따라 흐르는 출력 전류가 표시 영역 내의 기생 용량에 의한 영향을 실질적으로 동등하게 받을 수 있으므로 접촉 여부를 판단하는 데 영향을 미치지 않는다.
이와 같이 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)을 배열하면 세로 출력 데이터선(OX1-OXM)과 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)은 교대로 배열되어 감지 신호 처리부(801)에 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이, 액정 표시 장치의 해상도와 감지부(SU1)의 해상도가 다르므로 영상 데이터선(D1-Dm)의 밀도와 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)의 밀도는 다르며, 복수의 영상 데이터선(D1-Dm) 사이에 하나의 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)이 위치한다. 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체(301)에 대응하는 단일 칩은 액정 표시판 조립체(301)로부터의 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM) 및 영상 데이터선(D1-Dm)의 배열에 맞는 단자 배열을 가진다.
다음 도 8b를 참고하면, 본 실시예의 액정 표시판 조립체(302)는 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)을 제외하면 도 8a에 도시한 액정 표시판 조립체(301)와 실질적으로 동일하다. 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)은 액정 표시판 조립체(302)의 오른쪽 가장자리 영역에서 아래쪽으로 뻗어 노출 영역을 지나 감지 신호 처리부(802)에 연결되어 있다. 복수의 영상 데이터선(D1-Dm) 사이에 하나의 세로 출력 데이터선 (OX1-OXM)이 위치하며, 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)은 액정 표시판 조립체(302)의 오른쪽에 나란히 배열되어 있으며 이들 사이에는 영상 데이터선(D1-Dm)이 배치되지 않는다. 이와 같이 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)을 배열하면 가로 출력 데이터선(OY1-OYN)을 형성하기 위한 공정이 단순해지며 액정 표시판 조립체(302)의 표시 영역을 지나지 않기 때문에 기생 용량에 의한 감지 데이터 신호의 왜곡을 줄일 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체(302)에 대응하는 단일 칩은 이러한 배열을 가지는 영상 데이터선(D1-Dm) 및 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)에 대응하는 단자 배열을 가진다.
다음 도 8c를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체(303)는 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)에 연결되어 있는 리셋 트랜지스터(Qr)와 출력 트랜지스터(Qs)는 도 8a에 도시한 액정 표시판 조립체(301)의 그것과 실질적으로 동일하다. 그러나 가로 감지 데이터선(SY1-SYN)에 연결되어 있는 리셋 트랜지스터(Qr) 중 홀수 번째의 것은 액정 표시판 조립체(301)의 왼쪽 가장자리 영역에 배치되어 있고, 짝수 번째의 것은 액정 표시판 조립체(301)의 오른쪽 가장자리 영역에 배치되어 있다. 이에 대응하여 가로 감지 데이터선(SY1-SYN)에 연결되어 있는 출력 트랜지스터(Qs) 중 홀수 번째의 것은 오른쪽 가장자리 영역에 배치되어 있고 짝수 번째의 것은 왼쪽 가장자리 영역에 배치되어 있다.
따라서 액정 표시판 조립체(303)의 오른쪽 가장자리 영역에는 홀수 번째 가 로 출력 데이터선이 뻗어 있고, 왼쪽 가장자리 영역에는 짝수 번째 가로 출력 데이터선이 뻗어 있다. 이들은 각각 액정 표시판 조립체(303)의 오른쪽 및 왼쪽 노출 영역을 지나 감지 신호 처리부(803)에 연결되어 있다. 복수의 영상 데이터선(D1-Dm) 사이에 하나의 세로 출력 데이터선(OX1-OXM)이 위치하나, 가로 출력 데이터선(OY1-OYN) 사이에는 영상 데이터선(D1-Dm)이 배치되지 않는다. 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체(303)에 대응하는 단일 칩은 이러한 배열을 가지는 영상 데이터선(D1-Dm) 및 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)에 대응하는 단자 배열을 가진다.
출력 트랜지스터(Qs)와 리셋 트랜지스터(Qr)의 크기는 다를 수 있는데 이와 같이 이들을 액정 표시판 조립체(303)의 오른쪽과 왼쪽에 교대로 엇갈려 배치하면 액정 표시판 조립체(303)의 오른쪽 및 왼쪽 가장자리 영역의 공간을 균등하게 사용할 수 있다. 특히 영상 주사부(400)가 액정 표시판 조립체(303)의 오른쪽 및 왼쪽의 가장자리 영역에 나뉘어 집적되는 경우 이들 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
지금까지 설명한 액정 표시판 조립체(301-303)에서 오른쪽과 왼쪽은 서로 바뀔 수 있으며, 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)의 위치는 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)의 수효에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
본 발명에 의하면, 가변 축전기 또는 스위치 등으로 이루어진 감지부를 구비 함으로써 액정 표시판 조립체에 가한 압력에 기초하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아낼 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 (20)

  1. 제1 표시판,
    상기 제1 표시판과 마주하며 상기 제1 표시판과 떨어져 있는 제2 표시판,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 놓인 액정층,
    상기 제2 표시판에 형성되어 있으며 서로 다른 제1 및 제2 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 및 제2 감지 데이터선,
    압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 가변 축전기, 그리고
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 기준 축전기
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 각각 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 리셋 전압을 각각 공급하는 복수의 제1 및 제2 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 리셋 트랜지스터는 상기 제2 표시판에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 리셋 트랜지스터는 상기 제2 표시판의 가장자리 영역에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제2 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성하는 복수의 제1 및 제2 출력 트랜지스터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터는 상기 제2 표시판에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터는 상기 제2 표시판의 가장자리 영역에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 제2 표시판에 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터의 출력 단자에 각각 연결되어 있는 복수의 제1 및 제2 출력 데이터선, 그리고
    상기 제1 및 제2 출력 데이터선에 연결되어 있으며 상기 제1 및 제2 출력 트랜지스터로부터 상기 출력 신호를 받아 소정 신호 처리를 하는 감지 신호 처리부
    를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 및 제2 출력 데이터선은 교대로 배열되어 상기 감지 신호 처리부에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 복수의 제1 출력 데이터선이 각각 배열되어 있는 영역과 상기 복수의 제2 출력 데이터선이 배열되어 있는 영역은 서로 분리되어 있는 액정 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 제2 출력 데이터선은 두 개의 묶음으로 나뉘어 있으며, 상기 두 개의 묶음의 제2 출력 데이터선 사이에 상기 제1 출력 데이터선이 배열되어 있는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 감지 데이터선은 절연되어 교차하는 액정 표시 장치.
  13. 제1 표시판,
    상기 제1 표시판과 마주하며 상기 제1 표시판과 떨어져 있는 제2 표시판,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 놓인 액정층,
    상기 제2 표시판에 형성되어 있는 복수의 감지 데이터선,
    압력에 의하여 정전 용량이 변화하며, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 가변 축전기,
    상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 기준 축전기,
    상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 리셋 전압을 상기 감지 데이터선에 공급하는 리셋 트랜지스터, 그리고
    상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성하는 복수의 출력 트랜지스터
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 리셋 트랜지스터는 입력 단자, 제어 단자 및 출력 단자를 가지며, 상기 입력 단자는 상기 리셋 전압에 연결되어 있고, 상기 제어 단자는 리셋 신호에 연결되어 있으며, 상기 출력 단자는 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 출력 트랜지스터는 입력 단자, 제어 단자 및 출력 단자를 가지며, 상기 입력 단자는 입력 전압에 연결되어 있고, 상기 제어 단자는 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 출력 단자를 통하여 상기 출력 신호를 내보내는 액정 표시 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 가변 축전기는 상기 제1 표시판에 형성되어 있는 제1 용량 전극과 상기 제2 표시판에 형성되어 있는 제2 용량 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 용량 전극과 상기 제2 용량 전극 사이의 거리는 상기 압력에 의하여 변화하고 이에 따라 상기 정전 용량이 변화하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 용량 전극은 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 기준 축전기는 일정한 기준 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.
  20. 제13항에서,
    상기 제2 표시판에 형성되어 있는 복수의 영상 주사선,
    상기 영상 주사선과 절연되어 교차하는 복수의 영상 데이터선, 그리고
    상기 영상 주사선과 상기 영상 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소
    를 더 포함하는 액정 표시 장치.
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