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KR20070044122A - Liquid crystal display - Google Patents

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KR20070044122A
KR20070044122A KR1020050100082A KR20050100082A KR20070044122A KR 20070044122 A KR20070044122 A KR 20070044122A KR 1020050100082 A KR1020050100082 A KR 1020050100082A KR 20050100082 A KR20050100082 A KR 20050100082A KR 20070044122 A KR20070044122 A KR 20070044122A
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KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
image data
image
display panel
Prior art date
Application number
KR1020050100082A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박상진
이명우
어기한
이주형
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050100082A priority Critical patent/KR20070044122A/en
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 상기 액정 표시 장치는 제1 공통 전극을 구비한 공통 전극 표시판, 상기 공통 전극 표시판과 마주하며, 화소 전극을 구비한 박막 트랜지스터 표시판, 상기 공통 전극 표시판과 상기 박막 트랜지스터 표시판 사이에 형성된 액정층, 그리고 상기 공통 전극과 상기 화소 전극을 두 단자로 하는 액정 축전기를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터 표시판은, 복수의 영상 주사선, 상기 영상 주사선과 교차하는 복수의 영상 데이터선, 상기 영상 주사선 또는 상기 영상 데이터선과 평행한 복수의 감지 데이터선, 상기 영상 주사선, 상기 영상 데이터선 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자, 그리고 상기 제2 공통 및 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함한다.The present invention relates to a liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device includes a common electrode display panel having a first common electrode, a thin film transistor array panel facing the common electrode display panel, and having a pixel electrode, the common electrode display panel, and the thin film. A liquid crystal layer formed between the transistor display panel, and a liquid crystal capacitor having the common electrode and the pixel electrode as two terminals, wherein the thin film transistor display panel includes a plurality of image scanning lines, a plurality of image data lines crossing the image scanning line, A plurality of sensing data lines parallel to the image scanning line or the image data line, the plurality of first switching elements connected to the image scanning line, the image data line and the pixel electrode, and the second common and the sensing data lines. It comprises a plurality of second switching elements connected.

표시장치, 감지부, 화소, 액정표시장치, 터치스크린, 센서, LCD Display, Sensor, Pixel, Liquid Crystal Display, Touch Screen, Sensor, LCD

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}Liquid crystal display {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of the liquid crystal display shown in terms of a pixel.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and is a block diagram of the liquid crystal display shown in terms of a sensing unit.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a sensing unit of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 도시한 감지부의 일부와 화소 전극과의 연결 관계를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a connection relationship between a part of the sensing unit illustrated in FIG. 4 and a pixel electrode.

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device.

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.Typical liquid crystal displays (LCDs) among display devices include two display panels provided with pixel electrodes and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix and connected to switching elements such as thin film transistors (TFTs) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.In such a liquid crystal display, a voltage is applied to two electrodes to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to adjust the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image.

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 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.A touch screen panel is a device that touches a finger or a touch pen (stylus) on the screen to write and draw letters or pictures, or execute icons to perform a desired command on a machine such as a computer. . A liquid crystal display with a touch screen panel may find out whether a user's finger or a touch pen touches the screen and contact position information. However, such a liquid crystal display device has problems such as a cost increase due to a touch screen panel, a decrease in yield due to a process of adhering the touch screen panel to a liquid crystal display panel, a decrease in luminance of the liquid crystal panel, and an increase in product thickness.

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 사 용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다.Therefore, in order to solve these problems, a technology for embedding a sensing element in a liquid crystal display device instead of a touch screen panel has been developed. The sensing element detects a change in light or pressure applied to the screen by the user's finger or the like so that the liquid crystal display may determine whether the user's finger or the like touches the screen and the contact position information.

하지만 이러한 감지 소자를 액정 표시 장치에 내장시킬 경우, 감지 소자를 위한 별도의 공간을 확보한 후 감소 소자를 설계해야 하므로 설계의 여유도가 감소한다. 또한 고해상도를 요구하는 표시 장치일 경우, 감지 소자의 내장으로 인해, 해상도에 악영향을 미치므로 이러한 감지 소자의 적용 여부를 불투명하게 한다.However, when such a sensing element is embedded in a liquid crystal display device, a space for designing the reducing element must be secured after securing a separate space for the sensing element, thereby reducing design margin. In addition, in the case of a display device requiring a high resolution, the built-in sensing element adversely affects the resolution, thereby making it impossible to apply the sensing element.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감지 소자를 내장하여도 설계의 여유도나 해상도를 감시키지 않는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which does not reduce the design margin or resolution even when a sensing element is incorporated.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 액정 표시 장치는, 제1 전극을 구비한 제1 표시판, 상기 제1 표시판과 마주하며, 제2 전극을 구비한 제2 표시판, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 형성된 액정층, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 두 단자로 하는 액정 축전기를 포함하고, 상기 제2 표시판은, 복수의 영상 주사선, 상기 영상 주사선과 교차하는 복수의 영상 데이터선, 상기 영상 주사선 또는 상기 영상 데이터선과 평행한 복수의 감지 데이터선, 상기 영상 주사선, 상기 영상 데이터선 및 상기 제2 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자, 그리고 상기 제2 전극 및 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes: a first display panel having a first electrode, a second display panel facing the first display panel, and having a second electrode; And a liquid crystal layer formed between the display panel and the second display panel, and a liquid crystal capacitor having the first electrode and the second electrode as two terminals, wherein the second display panel crosses a plurality of image scanning lines and the image scanning line. A plurality of image data lines, a plurality of sensing data lines parallel to the image scanning line or the image data line, a plurality of first switching elements connected to the image scanning line, the image data line and the second electrode, and the second And a plurality of second switching elements connected to an electrode and the sensing data line.

상기 특징에 따른 액정 표시 장치는 상기 복수의 제2 스위칭 소자 각각에 연 결되어 구동 전압을 인가하는 복수의 전압 인가선을 더 포함한다.The liquid crystal display according to the above characteristic further includes a plurality of voltage applying lines connected to each of the plurality of second switching elements to apply a driving voltage.

상기 제1 전극은 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 인가 받는 것이 바람직하다. 이때, 상기 소정의 전압은 공통 전압일 수 있다.Preferably, the first electrode receives a predetermined voltage to reciprocate two values. In this case, the predetermined voltage may be a common voltage.

상기 액정 축전기는 압력에 의하여 정전 용량이 변하는 것이 좋다.It is preferable that the capacitance of the liquid crystal capacitor is changed by pressure.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리는 상기 압력에 의하여 변화하고 이에 따라 상기 액정 축전기의 정전 용량이 변화하는 것이 바람직하다.Preferably, the distance between the first electrode and the second electrode is changed by the pressure and accordingly the capacitance of the liquid crystal capacitor is changed.

상기 특징에 따른 액정 표시 장치는 상기 제2 전극과 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 복수의 가변 축전기를 더 포함한다. 이때, 상기 가변 축전기는 일정한 정전 용량을 유지하는 것이 바람직하다.The liquid crystal display according to the feature further includes a plurality of variable capacitors connected to the second electrode and the first switching element. In this case, the variable capacitor preferably maintains a constant capacitance.

상기 가변 축전기는 상기 제2 전극과 상기 영상 주서선의 중첩으로 인해 발생하는 기생 축적기일 수 있다.The variable capacitor may be a parasitic accumulator generated by the overlap of the second electrode and the image main line.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

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.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display, which is an example of a display device according to an exemplary embodiment, will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

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 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다. 도 5는 도 4에 도시한 감지부의 일부와 화소 전극과의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of a liquid crystal display according to a pixel, and FIG. 2 is a pixel of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram. 3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of the liquid crystal display according to a sensing unit, and FIG. 4 is a sensing diagram of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram for negative. 5 is a diagram illustrating a connection relationship between a part of the sensing unit illustrated in FIG. 4 and a pixel electrode.

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.1 and 3, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention may include a liquid crystal panel assembly 300, an image scanning unit 400, an image data driver 500, and a liquid crystal panel assembly 300 connected thereto. A sensing signal processor 800, a gray voltage generator 550 connected to the image data driver 500, a contact determiner 700 connected to the sensing signal processor 800, and a signal controller 600 for controlling them. .

도 1 내지 도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX), 복수의 감지 신호선(SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ)(여기서 α, β 및 γ는 자연수), 복수의 감지 신호선(SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ)과 화소(PX)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 증폭기(AMP)를 포함한다.1 to 5, the liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines G1 -Gn and D1-Dm, a plurality of pixels PX connected to the plurality of display signal lines G1-Gn, D1-Dm, and arranged in a substantially matrix form. Connect to sensing signal lines (SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ) (where α, β and γ are natural numbers), a plurality of sensing signal lines (SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ) and pixels (PX) And a plurality of amplifiers AMP arranged in a substantially matrix form.

도 2를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스 터 표시판(100) 및 공통 전극 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the liquid crystal panel assembly 300 includes a thin film transistor array panel 100 and a common electrode panel 200 facing each other and a liquid crystal layer 3 interposed therebetween.

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 포함한다.The display signal lines G1 -Gn and D1 -Dm include a plurality of image scanning lines G1 -Gn for transmitting an image scanning signal and image data lines D1 -Dm for transmitting an image data signal.

감지 신호선(SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ)은 감지 데이터 신호를 전달하는 복수의 가로 감지 데이터선(SY1-SYβ) 및 복수의 세로 감지 데이터선(SX1-SXα)과 증폭기(AMP)에 외부로부터의 구동 전압(Vdd)을 인가하는 전압 인가선(VL1-VLγ)을 포함한다.The sensing signal lines SX1-SXα, SY1-SYβ, VL1-VLγ are a plurality of horizontal sensing data lines SY1-SYβ and a plurality of vertical sensing data lines SX1-SXα and an amplifier AMP which transmit sensing data signals. And a voltage application line (VL1-VLγ) for applying a drive voltage Vdd from the outside.

영상 주사선(G1-Gn) 및 가로 감지 데이터선(SY1-SYβ)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm), 감지 데이터선(SX1-SXα) 및 전압 인가선(VL1-VLγ)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. The image scanning lines G1 -Gn and the horizontal sensing data lines SY1 -SYβ extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the image data lines D1 -Dm, the sensing data lines SX1 -SXα, and voltage are applied. Lines VL1-VLγ extend approximately in the column direction and are substantially parallel to each other.

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.Each pixel PX includes a switching element Q connected to the display signal lines G1 -Gn and D1 -Dm, a liquid crystal capacitor Clc, and a storage capacitor Cst connected thereto. . Holding capacitor Cst can be omitted as needed.

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 포함한 다.The switching element Q is a three-terminal element such as a thin film transistor provided in the thin film transistor array panel 100, the control terminal of which is connected to the image scanning line G1-Gn, and the input terminal of the image data line D1-. Dm), and the output terminal is connected to the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst. In this case, the thin film transistor includes amorphous silicon or poly crystalline silicon.

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.The liquid crystal capacitor Clc has two terminals, the pixel electrode 191 of the thin film transistor array panel 100 and the common electrode 270 of the common electrode display panel 200, and the liquid crystal layer 3 between the two electrodes 191 and 270. Functions as a dielectric. The pixel electrode 191 is connected to the switching element Q, and the common electrode 270 is formed on the entire surface of the common electrode display panel 200 and receives the common voltage Vcom. Unlike in FIG. 2, the common electrode 270 may be provided in the thin film transistor array panel 100. In this case, at least one of the two electrodes 191 and 270 may be linear or rod-shaped.

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 절연체를 매개로 바로 위의 전단 영상 주사선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor Cst, which serves as an auxiliary role of the liquid crystal capacitor Clc, is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 191 provided in the thin film transistor array panel 100 with an insulator interposed therebetween. A predetermined voltage such as the common voltage Vcom is applied to this separate signal line. However, the storage capacitor Cst may be formed such that the pixel electrode 191 overlaps the front end image scanning line directly above the insulator.

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.On the other hand, in order to implement color display, each pixel PX uniquely displays one of the primary colors (spatial division) or each pixel PX alternately displays the primary colors over time (time division). The desired color is recognized by the spatial and temporal sum of these primary colors. Examples of the primary colors include three primary colors such as red, green, and blue. FIG. 2 illustrates that each pixel PX includes a color filter 230 representing one of the primary colors in an area of the common electrode display panel 200 corresponding to the pixel electrode 191 as an example of spatial division. . Unlike FIG. 2, the color filter 230 may be formed above or below the pixel electrode 191 of the thin film transistor array panel 100.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.At least one polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of the liquid crystal panel assembly 300.

각 증폭기(AMP)는 화소(PX)에 제어 단자가 연결되어 있고, 전압 인가선(VL1-VLγ)에 입력 단자가 연결되어 있으며 해당 감지 데이터선(SX1-SXα, SY1-SYβ)에 출력 단자가 연결되어 있는 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(SQ)(이하, '감지부 스위칭 소자'라 칭함)이다. 이 증폭기(AMP)는 제어 단자에 인가되는 신호의 전류 크기에 따라 해당 크기의 전압을 출력하는 전류-전압 증폭기로서 기능한다. 이 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.Each amplifier AMP has a control terminal connected to the pixel PX, an input terminal connected to a voltage applying line VL1-VLγ, and an output terminal connected to the corresponding sensing data lines SX1-SXα and SY1-SYβ. A switching element SQ such as a thin film transistor connected (hereinafter, referred to as a "sensing part switching element"). This amplifier AMP functions as a current-voltage amplifier that outputs a voltage of that magnitude in accordance with the magnitude of the current of the signal applied to the control terminal. This thin film transistor includes amorphous silicon or poly crystalline silicon.

이러한 구조의 화소(PX) 중 일부 소자와 화소(PX)에 연결된 증폭기(AMP)는 손가락 등의 접촉 여부와 접촉 위치를 판정하기 위한 감지부(SU)로서 기능한다.Some elements of the pixel PX having such a structure and the amplifier AMP connected to the pixel PX function as a sensing unit SU for determining whether or not a finger or the like is in contact.

다음 도 4 및 도 5를 참고로 하여 감지부(SU)의 구조에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the structure of the sensing unit SU will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4에서 도면 부호 SL로 나타낸 가로 또는 세로 감지 데이터선(이하, 감지 데이터선이라 함)을 나타내고 VLk는 k번째 전압 인가선이다.In FIG. 4, a horizontal or vertical sensing data line (hereinafter, referred to as a sensing data line) indicated by a reference numeral SL, and VL k is a k-th voltage applying line.

도 4에 도시한 것처럼, 감지부(SU)는 축전기부(CS)와 증폭기(AMP)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the sensing unit SU includes a capacitor CS and an amplifier AMP.

감지부(SU)의 축전기부(CS)는 화소(PX)의 액정 축전기(Clc)와 기준 축전기 (Cp)를 포함한다.The capacitor CS of the sensing unit SU includes a liquid crystal capacitor Clc and a reference capacitor Cp of the pixel PX.

이미 설명한 것처럼, 액정 축전기(Clc)는 화소 전극(191)과 공통 전극(230)에 연결되어 있다. 기준 축전기(Cp)는 화소(PX)의 스위칭 소자(Q)와 화소 전극(191) 사이에 발생하는 여러 기생 축전기를 이용한다. 도 5에 도시한 것처럼 개구율 등을 향상시키기 위해 화소 전극(191)을 해당 게이트선(Gi)과 중첩시킬 경우, 발생하는 기생 축전기를 기준 축전기(Cp)로서 이용할 수 있다. 기준 축전기(Cp)로 이용되는 기생 축전기는 외부의 영향에 무관하게 일정한 정전 용량을 유지하는 것이 바람직하다.As described above, the liquid crystal capacitor Clc is connected to the pixel electrode 191 and the common electrode 230. The reference capacitor Cp uses various parasitic capacitors generated between the switching element Q of the pixel PX and the pixel electrode 191. As shown in FIG. 5, when the pixel electrode 191 overlaps with the corresponding gate line G i in order to improve the aperture ratio and the like, the generated parasitic capacitor may be used as the reference capacitor Cp. The parasitic capacitor used as the reference capacitor Cp preferably maintains a constant capacitance regardless of external influences.

증폭기(AMP)인 감지부 스위칭 소자(SQ)는 액정 축전기(Clc)의 한 단자인 화소 전극(191)에 제어 단자가 연결되어 있고, 이미 설명한 것처럼, 전압 인가선(VLk)에 입력 단자가 연결되어 있고 감지 데이터선(SL)에 출력 단자가 연결되어 있다.In the sensing unit switching element SQ, which is an amplifier AMP, a control terminal is connected to the pixel electrode 191, which is one terminal of the liquid crystal capacitor Clc, and as described above, an input terminal is connected to the voltage applying line VL k . The output terminal is connected to the sensing data line SL.

가로 감지 데이터선(SL)은 영상 주사선(G1-Gn)과 동일한 재료로 같은 층에 형성될 수 있고, 세로 감지 데이터선(SL)과 전압 인가선(VLk)은 영상 데이터선(D1-Dm)과 동일한 재료로 같은 층에 형성될 수 있다.The horizontal sensing data line SL may be formed on the same layer with the same material as the image scanning lines G1-Gn, and the vertical sensing data line SL and the voltage applying line VL k are the image data lines D1-Dm. It may be formed in the same layer of the same material as).

또한, 감지부 스위칭 소자(SQ)의 제어 단자와 화소 전극(191)을 연결하기 위해서는 별도의 연결 부재를 형성할 필요 없이, 스위칭 소자(Q)의 제어 단자와 액정 축전기(Clc)를 연결하기 위해 형성된 구멍 형태의 접촉부(도시하지 않음)를 이용한다. In addition, in order to connect the control terminal of the sensing unit switching element SQ and the pixel electrode 191, there is no need to form a separate connecting member, and to connect the control terminal of the switching element Q and the liquid crystal capacitor Clc. The formed contact portion (not shown) is used.

감지부(SU)는 인접한 두 화소(PX) 사이에 배치된다. 가로와 세로 감지 데이 터선(SY1-SYβ, SX1-SXα)에 연결되어 있으며, 이들이 교차하는 영역에 배치되어 있는 한 쌍의 감지부(SU)의 밀도는 도트(dot) 밀도보다 낮게 하는 바람직하며, 예를 들어 도트 밀도의 약 1/4일 수 있다. 따라서 가로 감지 데이터선(SY1-SYβ)에 연결된 감지부(SU)는 4개의 도트마다 하나씩 형성되고 세로 감지 데이터선(SX1-SXα)에 연결된 감지부(SU)도 4개의 도트마다 하나씩 형성될 수 있다.The sensing unit SU is disposed between two adjacent pixels PX. The density of the pair of sensing units SU, which are connected to the horizontal and vertical sensing data lines SY1 -SYβ and SX1-SXα, and disposed in the area where they cross, is preferably lower than the dot density. For example, it may be about 1/4 of the dot density. Therefore, one sensing unit SU connected to the horizontal sensing data lines SY1 -SYβ may be formed every four dots, and one sensing unit SU connected to the vertical sensing data lines SX1-SXα may also be formed every four dots. have.

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.  Here, one dot includes, for example, three pixels PX arranged side by side and displaying three primary colors such as red, green, and blue, displaying one color, and a basic unit representing the resolution of the liquid crystal display device. do. However, one dot may consist of four or more pixels PX. In this case, each pixel PX may display one of three primary colors and white.

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.An example in which the density of the pair of sensing units SU is 1/4 of the dot density is one in which the horizontal and vertical resolutions of the pair of sensing units SU are 1/2 of the horizontal and vertical resolutions of the liquid crystal display device, respectively. Can be. In this case, there may be a pixel row and a pixel column without the sensing unit SU.

한편, 영상 데이터선(D1-Dm)은 감지부(SU)를 기준으로 서로 반대 방향(화소를 중심으로 왼쪽 또는 오른쪽)에 배치되어 있고, 인접한 도트 사이의 영상 데이터선(D1-Dm)도 서로 반대 위치에 배치되어 있다. 이러한 영상 데이터선(D1-Dm)의 배치로 인해, 인접한 도트 사이에 어떠한 영상 데이터선(D1-Dm)도 형성되지 않은 부분에는 감지부 스위칭 소자(SQ)와 동일한 형상으로 이루어져 있는 가상 스위칭 소자(도시하지 않음)를 형성한다. 가상 스위칭 소자는 어느 곳에도 연결되지 않는다.On the other hand, the image data lines D1-Dm are arranged in opposite directions (left or right with respect to the pixel) with respect to the sensing unit SU, and the image data lines D1 -Dm between adjacent dots are also mutually opposite. It is placed in the opposite position. Due to the arrangement of the image data lines D1 to Dm, virtual switching elements having the same shape as the sensing unit switching element SQ are formed at portions where no image data lines D1 to Dm are formed between adjacent dots. Not shown). The virtual switching element is not connected anywhere.

이로 인해, 영상 데이터선(D1-Dm)과 감지 데이터선(SX1-SXα, SY1-SYβ) 사이의 간격이 멀어지므로, 영상 데이터 신호의 변화에 따른 감지 데이터 신호의 왜곡이 줄어든다. 또한 감지부(SU)의 형성으로 해당 부분의 인접한 도트 사이의 간격이 멀어지게 되어 감지부(SU)가 형성되지 않은 부분의 인접한 도트 사이의 간격과 차이가 발생하는 것을 보상하여, 감지부(SU)의 형성으로 인한 도트 사이의 간격 차이로 발생하는 화질 저하를 방지한다.As a result, the distance between the image data lines D1 -Dm and the sensing data lines SX1 -SXα and SY1 -SYβ increases, so that the distortion of the sensing data signal due to the change of the image data signal is reduced. In addition, the gap between the adjacent dots of the corresponding portion is increased by the formation of the sensing unit SU, thereby compensating for the occurrence of the gap between the adjacent dots of the portion where the sensing unit SU is not formed, thereby detecting the sensing unit SU. ) To prevent the deterioration of image quality caused by the gap between the dots due to the formation of the ").

이러한 배치 구조는 도트가 4개 이상의 화소(PX)로 이루어진 경우에 대하여도 동일하게 적용할 수 있다.This arrangement structure can be similarly applied to the case where the dot is formed of four or more pixels PX.

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.Referring back to FIGS. 1 and 3, the gray voltage generator 550 generates two sets of gray voltage sets (or reference gray voltage sets) related to the transmittance of the pixel. One of the two sets has a positive value for the common voltage Vcom and the other set has a negative value.

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.The image scanning unit 400 is connected to the image scanning lines G1 -Gn of the liquid crystal panel assembly 300 to control the gate-on voltage Von for turning on the switching element Q and the gate-off voltage Voff for turning off. The combined image scan signal is applied to the image scan lines G1 -Gn.

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 기 준 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.The image data driver 500 is connected to the image data lines D1 -Dm of the liquid crystal panel assembly 300 and selects a gray voltage from the gray voltage generator 550 and uses the image data line as an image data signal. D1-Dm). However, when the gray voltage generator 550 provides only a predetermined number of reference gray voltages instead of providing all of the voltages for all grays, the image data driver 500 divides the reference gray voltages into the total grays. A gray voltage is generated and an image data signal is selected from among them.

감지 신호 처리부(800)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(SX1-SXα, SY1-SYβ)에 연결되어 감지 데이터선(SX1-SXα, SY1-SYβ)을 통하여 출력되는 감지 데이터 신호를 입력받아 증폭, 필터링 등의 신호 처리를 행한 후 아날로그-디지털 변환을 하여 디지털 감지 신호(DSN)를 생성한다.The sensing signal processor 800 is connected to the data lines SX1-SXα and SY1-SYβ of the liquid crystal panel assembly 300 to receive the sensing data signals output through the sensing data lines SX1-SXα and SY1-SYβ. After signal processing such as amplification and filtering, analog-to-digital conversion is performed to generate a digital sense signal DSN.

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.The touch determining unit 700 receives the digital sensing signal DSN from the sensing signal processing unit 800, performs a predetermined calculation process, determines whether the contact is made, and the contact position, and then sends the contact information INF to the external device. The touch determination unit 700 may monitor an operation state of the sensing unit SU based on the digital sensing signal DSN and control signals applied to the sensing unit SU.

신호 제어부(600)는 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 그리고 감지 신호 처리부(800) 등의 동작을 제어한다.The signal controller 600 controls operations of the image scanning unit 400, the image data driver 500, the gray voltage generator 550, and the detection signal processor 800.

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-SYβ, SX1-SXα) 및 박막 트랜지스터(Q, SQ) 따위와 함께 액정 표시판 조립체 (300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 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.Each of the driving devices 400, 500, 550, 600, 700, and 800 may be mounted directly on the liquid crystal panel assembly 300 in the form of at least one integrated circuit chip, or may be a flexible printed circuit film ( It may be mounted on the liquid crystal panel assembly 300 in the form of a tape carrier package (TCP) or mounted on a separate printed circuit board (not shown). In contrast, these driving devices 400, 500, 550, 600, 700, and 800 are connected to the liquid crystal lines along with the signal lines G1-Gn, D1-Dm, SY1-SYβ, SX1-SXα and the thin film transistors Q and SQ. It may be integrated in the display panel assembly 300. In addition, the driving devices 400, 500, 550, 600, 700, and 800 may be integrated into a single chip, in which case at least one of them or at least one circuit element constituting them may be outside the single chip.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작 및 감지 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation and the detection operation of the liquid crystal display will be described in more detail.

먼저, 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 설명한다.First, the display operation of the liquid crystal display device will be described.

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, 예를 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.The signal controller 600 receives input image signals R, G, and B and an input control signal for controlling the display thereof from an external device (not shown). The input video signals R, G, and B contain luminance information of each pixel PX, and the luminance is a predetermined number, for example, 1024 (= 2 10 ), 256 (= 2 8 ), or 64 (= 2 6 ) It has gray. Examples of the input control signal include a vertical sync signal Vsync, a horizontal sync signal Hsync, a main clock MCLK, and a data enable signal DE.

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.The signal controller 600 receives the input image signals R, G, and B based on the input image signals R, G, and B and the input control signal, and generates operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300 and the image data driver 500. Process the image scan control signal CONT1, the image data control signal CONT2, the sensing data control signal CONT3, and the like, and then output the image scan control signal CONT1 to the image scan unit 400. The image data control signal CONT2 and the processed image signal DAT are sent to the image data driver 500, and the sensing data control signal CONT3 is sent to the detection signal processor 800.

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.The image scan control signal CONT1 includes a scan start signal STV indicating the start of scanning and at least one clock signal controlling the output of the gate-on voltage Von. The image scan control signal CONT1 may further include an output enable signal OE that defines a duration of the gate-on voltage Von.

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 극성을 줄여 영상 데이터 신호의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.The image data control signal CONT2 is a horizontal synchronization start signal STH indicating the start of transmission of the image data DAT in one pixel row and a load signal LOAD for applying the image data signal to the image data lines D1 -Dm. And a data clock signal HCLK. The image data control signal CONT2 is also an inversion signal for inverting the voltage polarity of the image data signal with respect to the common voltage Vcom (hereinafter referred to as the polarity of the image data signal by reducing the voltage polarity of the image data signal with respect to the common voltage). RVS) may be further included.

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.In response to the image data control signal CONT2 from the signal controller 600, the image data driver 500 receives the digital image signal DAT for the pixel PX of one pixel row, and each digital image signal DAT. By converting the digital image signal DAT into an analog image data signal by selecting a gray scale voltage corresponding to the < RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >

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.The image scanning unit 400 applies a gate-on voltage Von to the image scanning lines G1 -Gn according to the image scanning control signal CONT1 from the signal controller 600, and is connected to the image scanning lines G1 -Gn. The switching element Q is turned on. Then, the image data signal applied to the image data lines D1 -Dm is applied to the pixel PX through the turned on switching element Q.

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.The difference between the voltage of the image data signal applied to the pixel PX and the common voltage Vcom is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitor Clc, that is, the pixel voltage. The arrangement of the liquid crystal molecules varies according to the magnitude of the pixel voltage, thereby changing the polarization of light passing through the liquid crystal layer 3. The change in polarization is represented as a change in the transmittance of light by the polarizer attached to the liquid crystal panel assembly 300, and thus a desired image may be displayed.

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.This process is repeated in units of one horizontal period (also referred to as 1H "and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync and the data enable signal DE), so that all image scanning lines G1 to Gn are repeated. In turn, the gate-on voltage Von is applied to apply an image data signal to all the pixels PX, thereby displaying an image of one frame.

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).When one frame ends, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the image data driver 500 is controlled so that the polarity of the image data signal applied to each pixel PX is opposite to that of the previous frame. ("Frame inversion"). In this case, the polarity of the image data signal flowing through one image data line is changed (eg, inversion of a row, inversion of a point) according to the characteristics of the inversion signal RVS within one frame, or the polarity of the image data signal applied to one pixel row. May differ from one another (eg, nirvana, point inversion).

다음, 액정 표시 장치의 감지 동작에 대하여 설명한다.Next, a sensing operation of the liquid crystal display device will be described.

먼저, 감지부(SU)의 동작부터 설명한다.First, the operation of the sensing unit SU will be described.

액정 표시판 조립체(300)에 가해지는 사용자의 접촉(touch) 등 외부 자극으로 인한 압력 등이 공통 전극 표시판(200)에 가해지면, 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191) 사이의 거리, 즉 액정 축전기(Clc)의 두 단자 사이의 거리가 변화하여 가변 축전기인 감지부(SU)의 축전기부(CS)의 액정 축전기(Clc)의 정전 용량((capacitance)이 바뀐다. 이때, 기준 축전기(Cp)의 정전 용량은 일정하므로, 변화하는 액정 축전기(Clc)의 정전 용량에 따라 기준 축전기(Cp)와 액정 축전기(Clc) 사이의 접점에서 출력되는 접점 전압(Vs)의 크기가 변한다.When a pressure due to external stimulus such as a user's touch applied to the liquid crystal panel assembly 300 is applied to the common electrode display panel 200, the common electrode 270 of the common electrode display panel 200 and the thin film transistor array panel ( The distance between the pixel electrodes 191 of 100, that is, the distance between two terminals of the liquid crystal capacitor Clc is changed, so that the capacitance of the liquid crystal capacitor Clc of the capacitor unit CS of the sensing unit SU, which is a variable capacitor, changes. ((capacitance) is changed. At this time, since the capacitance of the reference capacitor (Cp) is constant, it is output from the contact between the reference capacitor (Cp) and the liquid crystal capacitor (Clc) according to the capacitance of the liquid crystal capacitor (Clc) that changes). The magnitude of the contact voltage Vs changes.

이와 같이, 액정 축전기(Clc)의 정전 용량에 따라 변하는 접점 전압(Vs)은 증폭기(AMP)의 제어 단자에 인가된다. In this way, the contact voltage Vs that varies according to the capacitance of the liquid crystal capacitor Clc is applied to the control terminal of the amplifier AMP.

증폭기(AMP)인 스위칭 소자(SQ)는 인가되는 접점 전압(Vp)의 크기에 따라 턴온 정도가 달라져 입력 단자와 출력 단자 사이에 흐르는 전류량이 변하고, 전류량에 해당하는 크기의 전압이 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SXl-SXα, SY1-SYβ)을 통해 출력된다.In the switching element SQ, which is an amplifier AMP, the degree of turn-on varies depending on the magnitude of the contact voltage Vp to be applied, and thus the amount of current flowing between the input terminal and the output terminal changes, and a voltage having a magnitude corresponding to the amount of current is a sensing data signal. It is output via the sense data lines SXl-SXα and SY1-SYβ.

감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터 제어 신호(CONT3)에 따라 매 프레임마다 한번씩 프레임과 프레임 사이의 포치(porch) 구간에서 감지 데이터선(SXl-SXα, SY1-SYβ)을 따라 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.The sensing signal processor 800 may detect the sensing data signal flowing along the sensing data lines SXl -SXα and SY1-SYβ in a porch section between the frames once every frame according to the sensing data control signal CONT3. Read In the porch section, since the sensing data signal is less affected by the driving signals from the image scanning unit 400, the image data driver 500, and the like, the reliability of the sensing data signal is increased. However, such a read operation is not necessarily performed every frame, and may be performed once every plurality of frames as necessary.

그리고 감지 신호 처리부(800)는 읽어 들인 아날로그 감지 데이터 신호를 증 폭 및 필터링 등의 신호 처리를 한 후 디지털 감지 신호(DSN)로 변환하여 접촉 판단부(700)로 내보낸다.The sensing signal processor 800 converts the read analog sensing data signal into a digital sensing signal DSN after amplifying and filtering the signal and outputs the signal to the contact determination unit 700.

접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 적절한 연산 처리를 행하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내고 이를 외부 장치로 전송하며, 외부 장치는 이에 기초한 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시 장치에 전송한다. 이미 설명한 것처럼, 사용자의 손가락 등에 의한 접촉 이외에도 연결된 데이터선(D1-Dm)을 통해 전달되는 영상 데이터 신호에 의해서는 그 충전 용량이 변하는 화소(PX)의 액정 축전기(Clc)를 이용하여 감지 동작이 이루어진다. 따라서 접촉 판단부(700)는 각 감지 데이터선(SX1-SXα, SY1-SYβ)으로부터의 감지 신호(DSN) 이외에도 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가되는 영상 데이터 신호를 고려하여 감지부(SU)의 동작 여부를 판정하는 것이 좋다. 이를 위해서는 프레임 메모리 등을 접촉 판단부(700) 내부나 외부에 설치하여 한 프레임에 대한 영상 신호를 기억한 후, 접촉 판단부(700)는 감지부(SU)가 형성된 해당 화소에 해당하는 영상 신호를 프레임 메모리로부터 읽어온 후 인가된 감지 신호를 비교하여 이들 두 신호간의 변화량을 고려하여 해당 감지부의 동작 여부를 판정할 수 있다.The touch determination unit 700 receives a digital sensing signal DSN, performs appropriate arithmetic processing to find out whether a contact is made and a contact position, and transmits the same to an external device, and the external device transmits the image signals R, G, and B based thereon. Transfer to the liquid crystal display device. As described above, in addition to the contact by the user's finger or the like, the image data signal transmitted through the connected data lines D1 -Dm is used to detect the liquid crystal capacitor Clc of the pixel PX whose charging capacity is changed. Is done. Accordingly, the touch determination unit 700 considers the image data signal applied to the data lines D1 to Dm in addition to the detection signals DSN from the respective sensing data lines SX1 to SXα and SY1 to SYβ. It is good to determine whether or not). To this end, a frame memory or the like is installed inside or outside the contact determining unit 700 to store an image signal for one frame, and then the contact determining unit 700 stores an image signal corresponding to the corresponding pixel on which the sensing unit SU is formed. After reading from the frame memory, it is possible to compare the applied sensing signals and determine whether the corresponding sensing unit is operated in consideration of the amount of change between the two signals.

이와 같이, 본 발명은 화소의 액정 축전기와 기생 축전기를 이용하여 손가락 등의 접촉 여부를 감지하므로, 접촉 등에 의해 정전 용량에 변하는 별도의 축적기를 설계할 필요가 없다.As described above, the present invention senses whether a finger or the like touches by using the liquid crystal capacitor and the parasitic capacitor of the pixel, so that it is not necessary to design a separate accumulator that changes in capacitance due to contact or the like.

본 발명의 실시예에서는 표시 장치로서 액정 표시 장치를 대상으로 하여 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 플라스마 표시 장치(plasma display device), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등과 같은 평판 표시 장치에서도 동일하게 적용할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal display device is described as a display device, but the present invention is not limited thereto, and the same applies to a flat panel display device such as a plasma display device and an organic light emitting display device. Applicable

본 발명에 의하면, 화소에 형성된 액정 축전기와 일정한 정전 용량을 가지는 기생 축전기를 이용하여 손가락 등의 접촉 여부를 감지하는 감지부를 설계하므로, 손가락 등에 의한 압력 변화에 따라 정전 용량이 변하는 별도의 축전기 등을 형성할 필요가 없으므로, 설계의 자유도가 증가한다. 또한, 감지부가 차지하는 공간이 줄어듦으로써, 감지부의 내장으로 인한 해상도의 저하 현상이 줄어든다.According to the present invention, a sensing unit for detecting the contact of a finger or the like is designed using a liquid crystal capacitor formed in a pixel and a parasitic capacitor having a constant capacitance, so that a separate capacitor or the like whose capacitance changes according to a pressure change by a finger or the like is designed. Since there is no need to form, the degree of freedom of design increases. In addition, as the space occupied by the sensing unit is reduced, a decrease in resolution due to the built-in sensing unit is reduced.

더욱이, 화소의 스위칭 소자를 화소 전극에 연결하기 위한 접촉부를 이용하여 화소 전극과 감지용 스위칭 소자를 형성하므로, 별도의 접촉부를 형성할 필요가 없다.Furthermore, since the pixel electrode and the sensing switching element are formed using the contact portion for connecting the switching element of the pixel to the pixel electrode, it is not necessary to form a separate contact portion.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (9)

제1 전극을 구비한 제1 표시판,A first display panel having a first electrode, 상기 제1 표시판과 마주하며, 제2 전극을 구비한 제2 표시판,A second display panel facing the first display panel and having a second electrode; 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 형성된 액정층, 그리고A liquid crystal layer formed between the first display panel and the second display panel, and 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 두 단자로 하는 액정 축전기Liquid crystal capacitors having the first electrode and the second electrode as two terminals 를 포함하고,Including, 상기 제2 표시판은,The second display panel, 복수의 영상 주사선, Multiple scanning lines, 상기 영상 주사선과 교차하는 복수의 영상 데이터선, A plurality of image data lines intersecting the image scanning lines; 상기 영상 주사선 또는 상기 영상 데이터선과 평행한 복수의 감지 데이터선,A plurality of sensing data lines parallel to the image scanning line or the image data line; 상기 영상 주사선, 상기 영상 데이터선 및 상기 제2 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자, 그리고A plurality of first switching elements connected to the image scanning line, the image data line, and the second electrode, and 상기 제2 전극 및 상기 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 소자A plurality of second switching elements connected to the second electrode and the sensing data line 를 포함하는 액정 표시 장치.Liquid crystal display comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 복수의 제2 스위칭 소자 각각에 연결되어 구동 전압을 인가하는 복수의 전압 인가선을 더 포함하는 액정 표시 장치.And a plurality of voltage applying lines connected to each of the plurality of second switching elements to apply a driving voltage. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 전극은 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.The first electrode is a liquid crystal display device receives a predetermined voltage for reciprocating two values. 제3항에서,In claim 3, 상기 소정의 전압은 공통 전압인 액정 표시 장치.And the predetermined voltage is a common voltage. 제1항에서,In claim 1, 상기 액정 축전기는 압력에 의하여 정전 용량이 변하는 액정 표시 장치.The liquid crystal capacitor is a liquid crystal display device in which the capacitance changes due to pressure. 제5항에서,In claim 5, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리는 상기 압력에 의하여 변화하고 이에 따라 상기 액정 축전기의 정전 용량이 변화하는 액정 표시 장치.The distance between the first electrode and the second electrode is changed by the pressure, and accordingly the capacitance of the liquid crystal capacitor is changed. 제1항에서,In claim 1, 상기 제2 전극과 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 복수의 가변 축전기를 더 포함하는 액정 표시 장치.And a plurality of variable capacitors connected to the second electrode and the first switching element. 제7항에서,In claim 7, 상기 가변 축전기는 일정한 정전 용량을 유지하는 액정 표시 장치.The variable capacitor maintains a constant capacitance. 제8항에서,In claim 8, 상기 가변 축전기는 상기 제2 전극과 상기 영상 주서선의 중첩으로 인해 발생하는 기생 축적기인 액정 표시 장치.And the variable capacitor is a parasitic accumulator generated by the overlap of the second electrode and the image main line.
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