(57)【要約】      （修正有）【課題】小型、薄型、軽量かつ信頼性の高い一体型タッチパネル液晶表示デバイスの提供。【解決手段】一体型タッチパネル液晶表示デバイスは、トランジスタマトリクス基板１０１０、同トランジスタマトリクス基板と平行に配置されたカラーフィルタ基板１０２０、及びトランジスタマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に配置された液晶層１０３０を備える。トランジスタマトリクス基板は、第１のトランジスタ、同第１のトランジスタに接続された第１の蓄積コンデンサ、第２のトランジスタ、同第２のトランジスタに接続された第２の蓄積コンデンサ、及び導電突部１０４０を備える。導電突部は第２の蓄積コンデンサに対応して配置され、かつ第２の蓄積コンデンサ及びカラーフィルタ基板を電気的に接続するように構成されており、指あるいは指示具の置押下による放電（容量変化）により座標を検出する。【選択図】図１０
2010055596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体型ピクセル構造であって、
トランジスタマトリクス基板と、
前記トランジスタマトリクス基板の上方に配置され、同トランジスタマトリクス基板とほぼ平行に配置されたカラーフィルタ基板と、
前記トランジスタマトリクス基板と前記カラーフィルタ基板との間に介在された液晶層とを備え、
前記トランジスタマトリクス基板は、第１のトランジスタと、同第１のトランジスタに接続された第１の蓄積コンデンサと、第２のトランジスタと、同第２のトランジスタに接続された第２の蓄積コンデンサと、同第２の蓄積コンデンサに対応して設けられ、前記カラーフィルタ基板が押圧されたときに、前記第２の蓄積コンデンサ及び前記カラーフィルタ基板を電気的に接続するように構成された導電突部とを備える一体型ピクセル構造。
【請求項２】
前記第１のトランジスタは、第１のゲート、第１のソース及び第１のドレインを備え、前記第２のトランジスタは、第２のゲート、第２のソース、及び第２のドレインを備え、前記第１のゲート及び前記第２のゲートは第１のゲートライン及び第２のゲートラインにそれぞれ接続され、前記第１のドレイン及び前記第２のドレインの双方はデータラインに接続される請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項３】
前記第１のトランジスタは、第１のゲート、第１のソース及び第１のドレインを備え、前記第２のトランジスタは、第２のゲート、第２のソース、及び第２のドレインを備え、前記第１のゲート及び前記第２のゲートの双方はゲートラインに接続され、前記第１のドレイン及び前記第２のドレインは第１のデータライン及び第２のデータラインにそれぞれ接続される請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項４】
前記第２の蓄積コンデンサが前記カラーフィルタ基板に電気的に接続されるとき、前記第２の蓄積コンデンサ内の電荷は前記カラーフィルタ基板を通じて放電される請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項５】
前記導電突部はトランジスタマトリクス基板上に設けられ、前記カラーフィルタ基板から約０．１マイクロメートル乃至２マイクロメートル離間している請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項６】
前記導電突部は前記カラーフィルタ基板上に設けられ、前記トランジスタマトリクス基板から約０．１マイクロメートル乃至２マイクロメートル離間している請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項７】
前記導電突部の周囲に設けられたスペーサを更に備え、同スペーサの高さは前記導電突部の高さよりも低い請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項８】
前記カラーフィルタ基板はブラックマトリクスを備え、前記トランジスタマトリクス基板上の前記第２のトランジスタ及び前記第２の蓄積コンデンサは、前記ブラックマトリクスに対応して設けられている請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項９】
前記導電突部は、樹脂及びその樹脂内に含まれる導電性の粒子からなる請求項１に記載の一体型ピクセル構造。
【請求項１０】
前記トランジスタマトリクス基板は、薄膜トランジスタマトリクス基板又はＣMOＳトランジスタマトリクス基板である請求項１に記載の一体型ピクセル構。
【請求項１１】
一体型タッチパネルＬＣＤデバイスであって、
請求項１に記載の複数の一体型ピクセル構造、複数のゲートライン、及び複数のデータラインを備える液晶パネルと、
前記複数のゲートラインに制御信号を出力するように構成されたゲート駆動回路と、
前記複数のデータラインに表示データ及びタッチ基準データを出力するように構成されたデータ駆動回路と、
前記複数のデータラインに接続され、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第２の蓄積コンデンサに記憶されたデータを読み取るためのタッチ読み取り回路と、
前記タッチ読み取り回路に接続され、前記液晶パネル上のタッチ位置に対応するタッチ情報を得るために前記記憶データを受信し、かつ演算するための比較回路とを備える一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１２】
前記データ駆動回路及び前記タッチ読み取り回路に接続された切換回路を更に備え、同切換回路は、複数のデータラインを選択式にデータ駆動回路又はタッチ読み取り回路に接続する請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１３】
前記複数の一体型ピクセル構造の各々の前記第１及び第２のトランジスタは、複数のゲートラインのうちの２つのゲートラインにそれぞれ接続され、前記第１及び第２のトランジスタの双方は、複数のデータラインのうちの１つデータラインに接続され、前記ゲート駆動回路は、
前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１のトランジスタを順にオンするために、前記第１のトランジスタに接続された前記ゲートラインに制御信号を出力するように構成された第１のゲート駆動回路と、
前記複数の一体型ピクセル構造の前記第２のトランジスタを順にオンするために、前記第２のトランジスタに接続されたゲートラインに制御信号を出力するように構成された第２のゲート駆動回路とを更に備える請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１４】
前記複数の一体型ピクセル構造の各々の前記第１及び第２のトランジスタは、複数のデータラインのうちの２つのデータラインにそれぞれ接続され、前記第１及び第２のトランジスタの双方は、複数のゲートラインのうちの１つのゲートラインに接続され、前記ゲート駆動回路は、
前記第１のトランジスタに接続された前記データラインに前記表示データを出力するように構成された表示データ駆動回路と、
前記第２のトランジスタに接続された前記データラインに前記タッチ基準データを出力するように構成されたタッチデータ駆動回路とを更に備える請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１５】
前記比較回路は閾値電圧を有し、前記比較回路は前記タッチ情報を得るために前記記憶データ及び前記閾値電圧を比較する請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１６】
前記比較回路は前記タッチ基準データを受信ために前記データ駆動回路に接続され、前記比較回路は前記タッチ情報を得るために前記タッチ基準データ及び記憶データを比較する請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１７】
前記液晶パネルは、複数の表示ピクセル構造を更に備え、前記複数の表示ピクセル構造の各々は、表示トランジスタ及び表示蓄積コンデンサを備える請求項１１に記載の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス。
【請求項１８】
一体型タッチパネルＬＣＤデバイスを制御するための方法であって、同一体型タッチパネルＬＣＤデバイスは、請求項１に記載の複数の一体型ピクセル構造、複数のデータライン、及び複数のゲートラインを備える液晶パネルを備え、前記方法は、
前記液晶パネルの表示画像を更新するために第１の蓄積コンデンサに表示データを送信する工程と、
前記第２の蓄積コンデンサにタッチ基準データを送信する工程と、
前記第２の蓄積コンデンサに記憶されたデータを読み取る工程と、
前記液晶パネル上のタッチ位置に対応する情報を得るために前記記憶データを演算する工程とを備える方法。
【請求項１９】
前記複数の一体型ピクセル構造の各々の前記第１及び第２のトランジスタは、複数のゲートラインのうちの２つのゲートラインにそれぞれ接続され、前記第１及び第２のトランジスタの双方は、複数のデータラインのうちの１つのデータラインに接続され、前記方法は、
前記表示データを前記第１のトランジスタを介して前記第１の蓄積コンデンサに送信するために第１の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１のトランジスタを順にオンする工程と、
前記表示データを前記第２のトランジスタを介して前記第２の蓄積コンデンサに送信するために第２の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第２のトランジスタを順にオンする工程と、
前記表示データを前記第１のトランジスタを介して前記第１の蓄積コンデンサに送信するために第３の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１のトランジスタを順にオンする工程と、
前記表示データを前記第２のトランジスタを介して前記第２の蓄積コンデンサに記憶されたデータを読み取るために第４の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１のトランジスタを順にオンする工程とを備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の一体型ピクセル構造の各々の前記第１及び第２のトランジスタは、複数のデータラインのうちの２つのデータラインにそれぞれ接続され、前記第１及び第２のトランジスタの双方は、複数のゲートラインのうちの１つのゲートラインに接続され、前記方法は、
前記表示データを前記第１のトランジスタを介して前記第１の蓄積コンデンサに送信し、かつ前記第２のトランジスタを介して前記タッチ基準データを前記蓄積コンデンサに送信するために第１の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１及び第２のトランジスタを順にオンする工程と、
前記表示データを前記第２のトランジスタを介して前記第２の蓄積コンデンサに送信し、かつ前記第２のトランジスタを介して前記第２の蓄積コンデンサに記憶されたデータを読み取るために第２の期間の間に、前記複数の一体型ピクセル構造の前記第１及び第２のトランジスタを順にオンする工程とを備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記タッチ情報を得るために前記記憶データ及び前記タッチ基準データを比較する工程を更に備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
閾値電圧を設定する工程と、
前記タッチ情報を得るために前記記憶データ及び閾値電圧を比較する工程とを更に備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記表示データ及び前記タッチ基準データは同一である請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記タッチ情報は、タッチ位置及びタッチ領域の座標、又はタッチ位置における圧力からなる請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル液晶表示（ＬＣＤ）デバイス、より詳しくは一体型タッチパネルＬＣＤデバイス及び同デバイスの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な入力装置、例えばキーボード及びマウスと比較して、タッチパネルはスペースの節約及び簡単なヒューマン操作インターフェイスという利点がある。
タッチ感応式機能を備える従来のＬＣＤデバイスは、通常、タッチパネルがＬＣＤパネル上に直接的に積層されるプラグイン方式で構成される。図１は、主としてタッチパネル１１０及びＬＣＤパネル１２０を含む従来のタッチパネルＬＣＤデバイス１００を示す側断面図である。一般に、表示パネル１２０の表示領域１２５に対応するタッチ領域１１２はタッチパネル１１０の中央に配置され、検出回路１１４はタッチパネル１１０の周縁に配置される。物体がタッチ領域１１２に触れると、それに伴って電気信号が生成され、そしてその後の処理のためにコネクタ１３２を介して回路基板１３０の他の回路に送信される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
また、安定性を高め、かつ振動を低減するために、通常、プラスチック緩衝パッド１４０がタッチパネル１１０とＬＣＤパネル１２０との間に配置され、そしてそれら全ての部材を固定するためにハウジング１５０が使用される。従って、従来のプラグイン式のタッチパネルＬＣＤデバイスは、厚み及び重量が増すため利用者にとっては不便である。更に、輝度が低下し、かつ反射率が高くなる問題に加えて、タッチパネル１１０とＬＣＤパネル１２０との間の空隙により、いくらかの色の不均一欠陥（むら）、例えばニュートンリング現象が生じるおそれがある。
【０００４】
従って、軽量かつ信頼性の高いタッチパネルＬＣＤデバイスが望まれている。
従来技術の問題に鑑み、本発明の目的は、小型、薄型、軽量かつ信頼性の高いマルチタッチ機能を有する一体型タッチパネルＬＣＤデバイス、及び同デバイスの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に従って、一体型ピクセル構造が提供される。本発明の一体型ピクセル構造は、トランジスタマトリクス基板、カラーフィルタ基板及び液晶層を含む。カラーフィルタ基板はトランジスタマトリクス基板の上方に配置され、トランジスタマトリクス基板とほぼ平行に配置されている。液晶層はトランジスタマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に介在されている。トランジスタマトリクス基板は、第１のトランジスタ、同第１のトランジスタに接続された第１の蓄積コンデンサ、第２のトランジスタ、同第２のトランジスタに接続された第２の蓄積コンデンサ、及び導電突部を含む。導電突部は第２の蓄積コンデンサに対応して設けられ、カラーフィルタ基板が押圧されたときに、第２の蓄積コンデンサ及びカラーフィルタ基板を電気的に接続するように構成されている。
【０００６】
本発明の別の態様に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスが提供される。本発明の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスは、液晶パネル、ゲート駆動回路、データ駆動回路、タッチ読み取り回路及び比較回路を含む。液晶パネルは、請求項１に記載の複数の一体型ピクセル構造、複数のゲートライン、及び複数のデータラインを含む。ゲート駆動回路は、複数のゲートラインに制御信号を出力するように構成されている。データ駆動回路は、複数のデータラインに表示データ及びタッチ基準データを出力するように構成されている。タッチ読み取り回路は、一体型ピクセル構造の複数の第２の蓄積コンデンサに記憶されるデータを読み取るために複数のデータラインに接続されている。比較回路は、液晶パネル上のタッチ位置に対応するタッチ情報を得るための記憶データを受信し、かつ演算するためにタッチ読み取り回路に接続されている。
【０００７】
本発明の更に別の態様に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスを制御するための方法が提供される。一体型タッチパネルＬＣＤデバイスは、請求項１に記載の複数の一体型ピクセル構造、複数のデータライン、及び複数のゲートラインを備える液晶パネルを含む。本発明の方法は、液晶パネルの表示画像を更新するために第１の蓄積コンデンサに表示データを送信する工程と、第２の蓄積コンデンサにタッチ基準データを送信する工程と、第２の蓄積コンデンサに記憶されたデータを読み取る工程と、液晶パネル上のタッチ位置に対応するタッチ情報を得るために記憶データを演算する工程とを備える。
【０００８】
本発明の他の態様については、以下の本発明の詳細な説明又は実施形態を通じて記載しており、容易に理解されるであろう。本発明の態様は、添付の特許請求の範囲に記載した要件及びそれらの組み合せによって認識され、かつ実施されるであろう。上記発明の概要及び後述する詳細な説明は単に例示的であり、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【０００９】
図面は、詳細な説明とともに本発明の実施形態及び原理を例示するために使用されるものである。しかしながら、本発明は図示される構成及び要素に限定されるものではないことを理解されたい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型、薄型、軽量かつ信頼性の高いマルチタッチ機能を有する一体型タッチパネル液晶表示デバイス及び同デバイスの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のタッチパネルを示す側断面図。
【図２】本発明の一実施形態に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの１つの一体型ピクセル構造を示す回路図。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の異なる２つの実施形態に従う図２のタッチユニットをそれぞれ示す側断面図。
【図４】（Ａ）は図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の導電突部の種々の構造を示す図であり、（Ｂ）は導電突部及びピクセルのスペーサの異なる組み合せを示す図。
【図５】本発明の一実施形態に従うタッチユニットを有する一体型ピクセル構造を示す回路配置図。
【図６】本発明の一実施形態に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスを示すブロック図。
【図７】本発明の一実施形態に従う図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの回路構造を示す図。
【図８】図７の回路におけるゲートライン及びデータラインのそれぞれの信号を示すタイミングチャート。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は図８のタイミングチャートに基づき、ピクセル構造に対する読み取り及び書き込み動作を例示的に示す図。
【図１０】本発明の一実施形態に従い、タッチパネルＬＣＤデバイスが物体によって触れられたときの放電路を示す図。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の異なる実施形態に従い、タッチ位置を判断するための異なる論理処理を例示的に示す図。
【図１２】本発明の別の実施形態に従う図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの回路構造を示す図。
【図１３】図１２の回路におけるゲートライン及びデータラインのそれぞれの信号を示すタイミングチャート。
【図１４】本発明の別の実施形態に従う図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの回路構造を示す図。
【図１５】図１２の回路におけるゲートライン及びデータラインのそれぞれの信号を示すタイミングチャート。
【図１６】本発明の一実施形態に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスを制御するための方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
任意のタッチ感応ガラス／フィルムを追加することなく、或いは機械的な構造を変更することなく実施することができるマルチタッチ機能を備えたタッチパネルＬＣＤデバイスが開示される。本発明の目的、特徴及び効果は、後述する好適な実施形態及び図２〜図１６を参照することによってより明らかになるであろう。しかしながら、以下の実施形態として説明される装置、要素及び方法の工程については、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明を例示することを意図している。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの１つの一体型ピクセル構造２００を示す回路図である。一体型ピクセル構造２００は表示ユニット２１０及びタッチユニット２２０を含む。表示ユニット２１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｍ１、蓄積コンデンサＣst1、及びＬＣコンデンサＣLCを含み、タッチユニット２２０はＴＦＴ  Ｍ2及び蓄積コンデンサＣst2を含む。ＴＦＴ  Ｍ１のドレインはデータライン２３０に接続され、ＴＦＴ  Ｍ１のゲートはゲートライン２１２に接続され、ＴＦＴ  Ｍ１のソースは蓄積コンデンサＣst1及びＬＣコンデンサＣLCに接続されている。蓄積コンデンサＣst1の一端子は、共通ライン２４０に接続されている。一旦、ＴＦＴ  Ｍ１がゲートライン２１２によってオンされると、データライン２３０の電圧はＴＦＴ  Ｍ1を介してＬＣコンデンサＣLCに送信され、次に、蓄積コンデンサＣst1によって所定期間保持される。表示ユニット２１０内の素子の機能及び構造は、従来のＬＣＤデバイスのピクセル構造のそれに類似しているため、それらの詳細な説明を省略する。
【００１４】
図２に示すように、タッチユニット２２０では、ＴＦＴ  Ｍ2のドレインはデータライン２３０に接続され、ＴＦＴ  Ｍ2のゲートはゲートライン２２２に接続され、ＴＦＴ  Ｍ2のソースは蓄積コンデンサＣst2に接続されている。ＴＦＴ  Ｍ2がゲートライン２２２によってオンされることにより、蓄積コンデンサＣst2はデータライン２３０を介して、読み取り又は書き込みを行うことができる。本発明に従って、ピクセル構造２００に対応する一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの位置に物体が接触して押圧すると、ピクセル構造２００内に蓄積コンデンサへの放電路が形成され、それに伴って蓄積コンデンサに記憶された電圧が低下する。従って、一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの全ピクセル構造におけるタッチユニットに記憶されたデータを読み取ることによって、接触点の正確な位置が得られる。
【００１５】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ本発明の異なる２つの実施形態に従う図２のタッチユニット２２０を示す側断面図である。図３（Ａ）に示すように、タッチユニット３００はＴＦＴマトリクス基板３１０、カラーフィルタ基板３２０、及び２つの基板３１０，３２０間に介在された液晶層３３０を含む。ＴＦＴマトリクス基板３１０では、最初にゲートライン３１２，３１３が透明基板３１１上に形成され、その後、基板３１１及びゲートライン３１２，３１３を覆うようにゲート絶縁層３１４が形成される。次に、ドレイン電極３１５及びソース電極３１６が、図２のＴＦＴ  Ｍ2を形成するためにゲートライン３１２の上方の両側に形成される。ドレイン電極３１５は図２のデータライン２３０の一部を形成し、ソース電極３１６は導電性電極３１７に接続するために延びる。導電性電極３１７、ゲートライン３１３、及び両者３１７，３１３の間に介在されたゲート絶縁層３１４の一部は、図２の蓄積コンデンサＣst2を形成する。カラーフィルタ基板３２０は、透明基板３２１上に形成されたブラックマトリクス３２４，３２５、ＲＧＢカラーフィルタ３２２、及び共通電極３２３を含む。
【００１６】
引き続き図３（Ａ）に示すように、導電突部３４０は、蓄積コンデンサＣst2の上方に形成され、かつ蓄積コンデンサＣst2に接続されている。導電突部３４０は、カラーフィルタ基板３２０から所定間隔離れている。利用者が液晶表示デバイスに触れて押圧すると、小さな変形がタッチ位置で生じる（即ち、カラーフィルタ基板３２０は下方に撓む）。この変形により、導電突部３４０がカラーフィルタ基板３２０と接触する。このとき、蓄積コンデンサＣst2に蓄積された電荷が、導電突部３４０を介してカラーフィルタ基板３２０の共通電極３２３に流れる。一般に、導電突部３４０とカラーフィルタ基板３２０との間の間隔は、限定されるわけではないが、好ましくは約０．１マイクロメートル乃至約２マイクロメートルである。ＬＣＤデバイスの耐圧力を向上させるために液晶表示デバイスの支持部としてスペーサ３４２が、例えば、導電突部３４０の周辺に付加的に形成されてもよい。導電突部３４０の主な目的は、タッチユニット３００が触れられて押圧されたときに、蓄積コンデンサＣst2への放電路を提供することにある。従って、導電突部３４０の位置は本発明では限定されない。例えば、導電突部３４０は図３（Ｂ）に示すように、カラーフィルタ基板３２０上に設けられてもよい。
【００１７】
通常、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、本発明の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスのピクセル構造（例えば、図２の２００）は、タッチユニット及び表示ユニットを含み、タッチユニットは少なくともＴＦＴ、蓄積コンデンサ、導電突部、及びスペーサを含む。タッチユニットでは、ＴＦＴマトリクス基板上、又はカラーフィルタ基板上に配置された導電突部が放電路として使用され、ＬＣＤデバイスの正常な動作を維持するために、スペーサがＴＦＴマトリクス基板上、又はカラーフィルタ基板上に配置される。一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの全てのピクセルがタッチユニットを内蔵する必要はなく、また一体型タッチパネルＬＣＤデバイス内のタッチユニットの配置は、実際の用途に要求される解像度に応じて変更可能であることに留意されたい。それは、例えば、各サブピクセル（即ち、Ｒ、Ｇ、又はＢサブピクセル）が１つのタッチユニットに内蔵されるように構成されたり、３つのサブピクセルで構成される各結合ピクセル（R、G、Ｂ）が１つのタッチユニットに内蔵されるように構成されたり、或いはＮ個の結合ＲＧＢピクセルの１つのみがタッチユニットに内蔵されるように構成されたりしてもよい。更に、導電突部の高さ、サイズ及び数、並びに各タッチユニット内のスペースは、個々の場合の実際のニーズに応じて調節されてもよい。
【００１８】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）における導電突部３４０の種々の構造４００、４１０及び４２０を示す。例えば、導電突部４００は、有機材料、例えば樹脂からなる柱状部を形成し、形成された柱状部内に導電性粒子を加えることによって形成される。別の実施形態において、導電突部４１０は、有機材料（例えば、樹脂）からなる柱状部４１２を導電性材料からなる導電性フィルム４１４で覆うことによって形成される。更に別の実施形態において、放電機能及び支持機能を兼ねる支持部として使用されるスペーサ４２２上に導電体を形成することによって、導電突部４２０が形成される。上述したように、導電突部以外にも、１つ以上のスペーサがパネルの支持性能を高めるために付加的に形成されてもよい。図４（Ｂ）は、１つのピクセル内における導電突部及びスペーサの異なる組み合せＡ，Ｂ及びＣを示す。組み合せＡでは、１つのピクセル内に１つの導電突部ｄ及び１つのスペーサｓが存在する。組み合せＢでは、１つのピクセル内に２つの導電突部ｄ１，ｄ２及び２つのスペーサｓ１，ｓ２が存在する。組み合せＣでは、１つのピクセル内に１つのスペーサｓ及び４つの周辺導電突部ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が存在する。通常、導電突部の数が増えるほど、放電速度はより速くなる。導電突部及び／又はスペーサの種々の構造は、当業者にとって公知の各種半導体プロセスによって形成可能である。例えば、異なる高さを有する柱状部は、特定のフォトマスク及び有機感光材料を用いた単一の露出工程によって形成可能であり、或いはフィルム形成プロセスを複数回にわたって行うことによって形成可能である。
【００１９】
図５は、本発明の一実施形態に従うタッチユニットを含む一体型ピクセル構造５００の回路配置を示す。一体型ピクセル構造５００は、ＴＦＴマトリクス基板５１０及びカラーフィルタ基板５２０を含む。ＴＦＴマトリクス基板５１０は、表示領域５３０及びタッチ領域５４０を含む。表示領域５３０はＴＦＴ  Ｍ1及び蓄積コンデンサＣst1を含み、タッチ領域５４０はＴＦＴ  Ｍ2及び蓄積コンデンサＣst2を含む。カラーフィルタ基板５２０は、カラーフィルタの領域５２２及びブラックマトリクス領域５２４を含む。一体型ピクセル構造５００の有効な回路は、図２に示す回路を参照する。通常、パネルが押されたときの光の漏れ又は他のむらの欠陥を防止するために、タッチ領域５４０内の導電性電極は不透明であることが好ましく、或いはタッチ領域５４０はカラーフィルタ基板５２０内のブラックマトリクス領域５２４の位置に対応して配置される。例えば、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）の実施形態において、ＴＦＴマトリクス基板３１０内のＴＦＴ  Ｍ2及び蓄積コンデンサＣst2の位置は、ＬＣＤデバイスの表示品質を確保するために、カラーフィルタ基板３２０内のブラックマトリクス３２４，３２５の位置とそれぞれ対応する。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態に従う一体型タッチパネルＬＣＤデバイス６００を示すブロック図である。一体型タッチパネルＬＣＤデバイス６００は、複数のピクセル構造６１２を有する液晶パネル６１０、ゲート駆動回路６２０、タッチ読み取り回路６４０、データ駆動回路６５０、及び比較処理回路６６０を含む。各ピクセル構造６１２は、（図２に示すような）表示ユニット及びタッチユニットを含む。液晶パネル６１０内の全てのピクセル構造の表示ユニットは更新され、かつ全ての内蔵されたタッチユニットはゲート駆動回路６２０及びデータ駆動回路６５０の駆動によって読み取り又は書き込まれる。タッチ読み取り回路６４０は、各タッチユニットの蓄積コンデンサに記憶された電圧の値を読み取るように構成され、増幅器、アナログデジタル変換器、ノイズフィルタ回路、及び他の公知の回路素子を含む。タッチ位置に対応するピクセル構造のタッチユニット内の電荷が放電されると、連続的な走査を通じて全てのピクセル構造のタッチユニット内に記憶されたデータを読み取り、その後に比較処理回路６６０を介して読み取りデータを比較することによって、タッチ位置の座標は正確に判断可能である（例えば、タッチユニットに書き込まれたデータ及びタッチユニットから読み取られたデータを比較）。
【００２１】
図７は本発明の一実施形態に従う、図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイス６００の回路構造７００を示す。回路構造７００は、主に液晶パネル７１０、ゲート駆動回路７２０、表示／読み取り切換回路７３０、タッチ読み取り回路７４０、データ駆動回路７５０、及び比較処理回路７６０を含む。液晶パネル７１０は、複数のゲートラインG1(A)-Gm(A)及びG1(B)-Gm(B)、並びに複数のデータラインD1(A)-Dm(A)を含む。この実施形態では、各ピクセル構造７１２は、図２に示すような表示ユニット及びタッチユニットを含み、２つのゲートライン及び１つのデータラインによって駆動される。ゲート駆動回路７２０は、ピクセル構造７１２の表示ユニットを駆動するためにゲートラインG1(A)-Gm(A)に制御信号を入力するとともに、ピクセル構造７１２のタッチユニットを駆動するためにゲートラインG1(B)-Gm(B)に制御信号を入力するように構成されている。データ駆動回路７５０は、表示データを各表示ユニットに送信したり、或いはデータラインD1(A),D2(A),…,Dmを介してタッチ基準データを各タッチユニットに送信したりするように構成されている。また、タッチ読み取り回路７４０は、データラインD1(A),D2(A),…,Dmを介して各タッチユニット内に記憶されたデータをそれぞれ読み取るように構成されている。表示／読み取り切換回路７３０は、データ駆動回路７５０及びタッチ読み取り回路７４０をデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに異なる時期に電気的に接続するように切り換えるために、データ駆動回路７５０及びタッチ読み取り回路７４０にそれぞれ接続されている。図７に示す実施形態では、表示／読み取り切換回路７３０は、スイッチトランジスタMS１，MS2からなる複数のスイッチユニットを含み、各スイッチユニットは異なるデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに接続されている。トランジスタMS１，MS2は、それぞれ制御ラインQ1，Q2を介してオン又はオフされる。トランジスタMS１がオンされると、データ駆動回路７５０はデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに電気的に接続される。これに対して、トランジスタMS2がオンされると、タッチ読み取り回路７４０はデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに電気的に接続される。比較処理回路７６０はデータ駆動回路７５０及びタッチ読み取り回路７４０にそれぞれ接続されている。比較処理回路７６０は、タッチ位置の座標を得るために、データ駆動回路７５０によってデータラインD1(A),D2(A),…,Dmを通じて書き込まれたタッチ基準データと、タッチ読み取り回路７４０によってD1(A),D2(A),…,Dmから読み取られたデータとを比較する。別の実施形態では、比較処理回路７６０は、タッチ読み取り回路７４０のみに接続され、タッチ位置の座標が判断されるように、タッチ読み取り回路７４０によって読み取られたデータを演算するために所定の閾値電圧及び論理処理を採用してもよい。
【００２２】
図８は、図７の回路における各ゲートライン及び各データラインに関する信号を示すタイミングチャートである。図７及び図８に共に示すように、Ｎ番目の期間の間に、ゲート駆動回路７２０は、各表示ユニットのトランジスタが順にオンされるように、ｍ個のパルスをゲートラインG1(A)-Gm(A)に順にそれぞれ入力する。その間、データ駆動回路７５０は、液晶パネル７１０の表示画像を更新するために、表示／読み取り切換回路７３０を介して表示データを各データラインD1(A),D2(A),…,Dmに送信する。次に、（Ｎ＋１）番目の期間の間に、ゲート駆動回路７２０は、各タッチユニットのトランジスタを順にオンするために、ｍ個のパルスをゲートラインG1(B)-Gm(B)に順にそれぞれ入力する。その間、データ駆動回路７５０は、表示／読み取り切換回路７３０を介して各データラインD1(A),D2(A),…,Dmといまだに電気的に接続されており、各タッチユニットにデータを書き込むために、各データラインD1(A),D2(A),…,Dmにタッチ基準データを送信する。次に、（Ｎ＋２）番目の期間の間に、ゲート駆動回路７２０は、ｍ個のパルスをゲートラインG1(A)-Gm(A)に再び順に入力し、かつデータ駆動回路７５０を介して各表示ユニット内に記憶されたデータを再び更新する。次に、（Ｎ＋３）番目の期間の間に、ゲートの駆動回路７２０はｍ個のパルスをゲートラインG1(B)-Gm(B)に順にそれぞれ入力し、表示／読み取り切換回路７３０は、各タッチユニット内に記憶されたデータを読み取るために、タッチ読み取り回路７４０を電気的にデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに接続するように切り換える。上述したように、液晶パネル７１０が触れられて押圧されると、タッチ位置に対応するピクセルのタッチユニット内に放電路が形成され、それに伴ってタッチユニット内に記憶された電圧値が低下する。従って、（Ｎ＋１）番目の期間の間に書き込まれたタッチ基準データと（Ｎ＋３）番目の期間の間に読み取られたデータとを比較することにより、タッチ位置の座標を正確に判断することができる。
【００２３】
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、図８のタイミングチャートに基づくピクセル構造において実行される読み取り及び書き込み処理を示す。図９（Ａ）に示すように、Ｎ番目の期間の間、ＴＦＴ  Ｍ1はゲートラインG(A)のハイ電圧によってオンされ、ＴＦＴ  Ｍ2はゲートラインG(B)のロー電圧によってオフされる。そのため、表示データはデータラインＤ(A)を通じて送信され、そしてＴＦＴ  Ｍ1を介して蓄積コンデンサＣst1に書き込まれる。図９（Ｂ）に示すように、（Ｎ＋１）番目の期間の間、ＴＦＴ  Ｍ1はゲートラインG(A)のロー電圧によってオフされ、ＴＦＴ  Ｍ2はゲートラインG(B)のハイ電圧によってオンされる。そのため、タッチ基準データはデータラインＤ(A)を通じて送信され、そしてＴＦＴ  Ｍ2を介して蓄積コンデンサＣst2に書き込まれる。図９（Ｃ）に示すように、（Ｎ＋２）番目の期間の間、Ｎ番目の期間と同様に、ＴＦＴ  Ｍ1はオンされてＴＦＴ  Ｍ2はオフされる。そのため、表示データはデータラインＤ(A)を通じて送信され、そしてＴＦＴ  Ｍ1を介して蓄積コンデンサＣst1に再び書き込まれる。図９（Ｄ）に示すように、（Ｎ＋３）番目の期間の間、ＴＦＴ  Ｍ1はオフされてＴＦＴ  Ｍ2はオンされる。そのため、蓄積コンデンサＣst2に記憶されたデータはＴＦＴ  Ｍ2を介してデータラインＤ(A)に送信されるとともに、さらに後の演算及び／又は比較処理のためにタッチ読み取り回路７４０に送信される。
【００２４】
図８及び図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示す実施形態では、表示ユニットは、１つおきの全ての期間にデータ更新処理を行う（即ち、Ｎ番目の期間の間、（Ｎ＋２）番目の期間の間に表示データを書き込む、等）。そして、タッチユニットは、４期間毎にデータ更新処理を行う（即ち、（Ｎ＋１）番目の期間の間、（Ｎ＋５）番目の期間の間に表示データを書き込む、等）。換言すれば、表示ユニットの動作周波数は、タッチユニットの動作周波数の二倍である。例えば、表示ユニットの動作周波数は６０ヘルツであり、タッチユニットの動作周波数は３０ヘルツである。別の実施形態では、タッチユニットの動作周波数は実際のニーズに応じて調節されてもよい。例えば、表示ユニットが更新処理を２回から５回行う毎に、タッチユニットは一度だけ書き込み／読み取り処理を行ってもよい。図７に示されている各ピクセルはその内部にタッチユニットを有するが、タッチパネルＬＣＤデバイス内のタッチユニットの密度は要求される解像度に応じて変更可能であることに留意されたい。
【００２５】
図１０は、本発明の一実施形態に従い、ＬＣＤデバイスが物体によって触れられたときに形成される放電路を示す。物体（例えば、指１０５０又はペン１０５２）がＬＣＤデバイスに触れると、カラーフィルタ基板１０２０が下方への圧力を受けて撓む。そのため、触れられた位置に対応してタッチユニット１０００内に放電路（図１０の矢印で示される）が生じる。タッチユニット１０００の構造は、図３（Ａ）のタッチユニットの構造と類似しており、主にＴＦＴマトリクス基板１０１０、カラーフィルタ基板１０２０、及び液晶層１０３０を含む。図１０に示すように、タッチユニット１０００内の蓄積コンデンサ（導電性電極１０１７及びゲートライン１０１３によって形成される）がカラーフィルタ基板１０２０の共通電極１０２３を介して放電されるように、導電突部１０４０は圧力下でカラーフィルタ基板１０２０と接触する。通常、共通電極１０２３の材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、又は他の透明な導電性材料であってもよい。導電突部１０４０の高さ、サイズ、量及び密度は、条件に従って調節されてもよい。さらに、放電路及び接触圧の耐圧力を制御するために異なる高さを有する複数の導電突部が存在してもよい。通常、タッチユニット１０００内の導電突部１０４０の数が増えるほど、放電速度は速くなる。スペーサ１０４２の高さ、サイズ及び密度は、液晶層のための適切なスペースを維持し、高い耐圧力を提供し、かつパネルの寿命を延ばすために、使用条件に基づき調節されてもよい。本発明は、１つのタッチユニット内の導電突部及びスペーサの数について限定されない。
【００２６】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、本発明の異なる実施形態に従い、タッチ位置の座標を判断するための異なる論理処理を示す例示的な図である。図１１（Ａ）に示すように、液晶表示デバイスの各タッチユニットは充電される。即ち、表１１０２に示すように、各タッチユニットに書き込まれたデータはＨ（ハイ電圧レベル）で示される。タッチされると、表１１０４に示すように、タッチ位置に対応してタッチユニット内に記憶された電圧はＬ（ロー電圧レベル）まで放電される。タッチ位置（Ａ１、Ｂ１）の座標は、表１１０６に示すように、各タッチユニットに書き込まれたタッチ基準データ（１１０２）と各タッチユニットから読み取られた記憶データ（１１０４）とを比較することによって得られる。図１１（Ｂ）は、各タッチユニットに記憶された電圧値を読み取ることによって直接的にタッチ位置の座標を得ることができる本発明の別の論理処理を示す。通常、各タッチユニットに書き込まれたタッチ基準データは論理ハイのデジタル信号であり、タッチ位置に対応してタッチユニットに記憶される電圧値は表１１１２に示すように放電現象によりローに低下する。従って、タッチ位置（Ａ２、Ｂ２）の座標は、表１１１６に示すように各タッチユニットに記憶された電圧値を読み取ることによって得られる。この実施形態では、タッチ位置の座標を誤って判断することを回避するために、不要なノイズをフィルタリングするように閾値電圧が設定される。例えば、各タッチユニットに書き込まれるタッチ基準データが５ボルトである場合、閾値電圧は４ボルトに設定される。それにより、タッチユニットから読み取られた電圧が４ボルトよりも高い場合にはＨとして参照され、タッチユニットから読み取られた電圧が４ボルトよりも低い場合にはＬとして参照される。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、異なるタッチユニットに対応する異なるタッチポイント、及び各タッチユニットに記憶されるデータは、個別に読み取ることが可能である。従って、マルチタッチ機能を実現するために、タッチ位置は正確に、かつ独立して判断される。
【００２７】
本発明に従って、マルチタッチ機能以外にも、他のタッチ情報、例えばタッチ領域又はタッチ圧が、異なる構成のタッチユニット及び読み取り回路を採用することにより得られる。例えば、１つのタッチユニット内に異なる高さを有するいくつかの導電突部が形成されてもよい。それにより、タッチ圧が小さいときには、より高い導電突部のみが放電路を形成するように導通し、タッチ圧が十分に大きいときには、放電速度を加速するように異なる高さの全ての導電突部が導通する。従って、タッチユニットの密度、導電突部及びスペーサの量及び位置、データ更新の頻度、並びに読み取り回路の構造に関する特定の設計により、タッチユニットから読み取られた記憶データに従ってタッチ圧が判断されてもよい。図１１（Ｃ）は、本発明の一実施形態に従う、感圧機能を実現するための動作ロジックを示す。表１１２２は、各タッチユニットに書き込まれたタッチ基準データを示し（即ち、ハイ電圧レベル、Ｈ）、表１１２４は、各タッチユニットから読み取られた記憶電圧を示す。Ｍ１はＭ２と異なり、Ｈ，Ｍ１，Ｍ２の大きさはＨ>Ｍ２>Ｍ１である。この実施形態では、タッチ位置（Ａ３，Ｂ３）（表１１２６に示される）の座標が判断されるとともに、電圧Ｍ２に対応するタッチ位置におけるタッチ圧よりも電圧Ｍ１に対応するタッチ位置におけるタッチ圧が高いことが判断可能である。即ち、タッチ位置Ａ３におけるタッチ圧が、タッチ位置Ｂ３のタッチ圧よりも大きいことが判断可能である。
【００２８】
別の実施形態では、タッチパネルＬＣＤデバイスに加えられる力の大きさは、論理演算と共にタッチ領域／整形演算に従って判断される。例えば、図１１（Ｄ）は本発明の別の実施形態に従う、感圧機能を実現するための動作ロジックを示す。表１１３２は、各タッチユニットに書き込まれたタッチ基準データを示し（即ち、ハイ電圧レベル、Ｈ）、表１１３４は、各タッチユニットから読み取られた記憶電圧を示す。記号Ｍは中間電圧レベルを表し、記号Ｌは低電圧レベルを表す。電圧のレベルは、予め複数の閾値電圧を設定することによって判断される。例えば、以下の設定が使用される。閾値は２ボルト及び４ボルトとして設定され、４ボルトを超える電圧はＨとして設定され、２ボルト乃至４ボルトの電圧はＭとして設定され、４ボルト未満の電圧はＬとして設定される。表１１３２を表１１３４と比較することにより、タッチ位置（Ａ４，Ｂ４）の座標が得られ（表１１３６に示す）、タッチ位置Ａ４におけるタッチ圧及び領域は、タッチ位置Ｂ４におけるタッチ圧及び領域よりも大きいことが判断される。
【００２９】
図１２は本発明の別の実施形態に従う、図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの回路構造１２００を示す。回路構造１２００は、液晶パネル１２１０、ゲート駆動回路１２２０，１２２２、表示／読み取り切換回路１２３０、タッチ読み取り回路１２４０、データ駆動回路１２５０、及び比較処理回路１２６０を含む。液晶パネル１２１０の各ピクセル構造１２１２は、表示ユニット及びタッチユニットを含み、２つのゲートライン及び１つのデータラインによって駆動される。ゲート駆動回路１２２０は、ピクセル構造１２１２の表示ユニットを駆動するためにゲートラインG1(A)-Gm(A)に制御信号を入力し、かつピクセル構造１２１２のタッチユニットを駆動するためにゲートラインG1(B)-Gm(B)に制御信号を入力するように構成されている。データ駆動回路１２５０は、表示データを各表示ユニットに送信し、かつ各データラインD1(A),D2(A),…,Dmを介してタッチ基準データを各タッチユニットに送信するように構成されている。また、タッチ読み取り回路１２４０は、各データラインD1(A),D2(A),…,Dmを介して各タッチユニット内に記憶されたデータを読み取るように構成されている。表示／読み取り切換回路１２３０は、データ駆動回路１２５０及びタッチ読み取り回路１２４０をデータラインD1(A),D2(A),…,Dmに異なる時期に電気的に接続するように切り換えるために、データ駆動回路１２５０及びタッチ読み取り回路１２４０にそれぞれ接続されている。比較処理回路１２６０は、データ駆動回路１２５０及びタッチ読み取り回路１２４０にそれぞれ接続されている。比較処理回路１２６０は、タッチ位置の座標を得るために、データ駆動回路１２５０によってデータラインD1(A),D2(A),…,Dmを通じて書き込まれたタッチ基準データと、タッチ読み取り回路１２４０によってD1(A),D2(A),…,Dmから読み取られたデータとを比較する。比較処理回路１２６０は、タッチ読み取り回路１２４０によって読み取られたデータのみに基づいてタッチ位置の座標を得ることができることに留意されたい。図７に示すような単一のゲート駆動回路を採用する回路構造７００と比較すると、図１２の回路構造１２００は、表示ユニット及びタッチユニットをそれぞれ駆動するために２つのゲート駆動回路１２２０，１２２２を採用する。これにより、各ゲート駆動回路１２２０，１２２２のピンナンバーが２等分され、動作周波数が低減される。
【００３０】
図１３は、図１２の回路における各ゲートライン及び各データラインに関する信号を示すタイミングチャートである。図１２及び図１３に共に示すように、ｎ番目の期間の間に、ゲート駆動回路１２２０は、各表示ユニットのトランジスタを順にオンするように、ｍ個のパルスをそれぞれゲートラインG1(A)-Gm(A)に順に入力する。その間、データ駆動回路１２５０は、各表示ユニット内に記憶されたデータを更新するために、表示／読み取り切換回路１２３０を介して表示データを各データラインD1(A),D2(A),…,Dmに送信する。次に、（Ｎ＋１）番目の期間の間に、ゲート駆動回路１２２２は、各タッチユニットのトランジスタを順にオンするために、ｍ個のパルスをそれぞれゲートラインG1(B)-Gm(B)に順に入力する。また、データ駆動回路１２５０は、各タッチユニットにデータを書き込むために、表示／読み取り切換回路１２３０を介して各データラインD1(A),D2(A),…,Dmにタッチ基準データを送信する。次に、（Ｎ＋２）番目の期間の間に、ゲート駆動回路１２２０は、ｍ個のパルスをゲートラインG1(A)-Gm(A)に再び順に入力して、データ駆動回路１２５０を介して各表示ユニット内に記憶されたデータを再び更新する。次に、（Ｎ＋３）番目の期間の間に、ゲートの駆動回路１２２２はｍ個のパルスをゲートラインG1(B)-Gm(B)に順に入力し、タッチ読み取り回路１２４０は、各タッチユニット内に記憶されたデータを読み取るために各データラインD1(A),D2(A),…,Dmに接続される。以上説明したように、（Ｎ＋１）番目の期間の間に書き込まれたタッチ基準データと（Ｎ＋３）番目の期間の間に読み取られたデータとを比較することにより、タッチ位置の座標を正確に判断することができる。
【００３１】
図１４は本発明の別の実施形態に従う、図６の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスの回路構造１４００を示す。回路構造１４００は、液晶パネル１４１０、ゲート駆動回路１４２０、切換回路１４３０、タッチ読み取り回路１４４０、表示データ駆動回路１４５０、タッチデータ駆動回路１４５５、及び比較処理回路１４６０を含む。液晶パネル１４１０の各ピクセル構造１４１２は、表示ユニット及びタッチユニットを含み、１つのゲートライン及び２つのデータラインによって駆動される。この実施形態では、ゲート駆動回路１４２０は、ピクセル構造１４１２の表示ユニットを駆動するためゲートラインG1(A)-Gm(A)に制御信号を入力し、かつピクセル構造１４１２のタッチユニットを駆動するためにゲートラインG1(B)-Gm(B)に制御信号を入力するように構成されている。表示データ駆動回路１４５０は、データラインD1(A),D2(A),…,Dmを介して表示データを各表示ユニットに送信するように構成されている。タッチデータ駆動回路１４５５は、データラインD1(B),D2(B),…,Dmを介してタッチデータを各タッチユニットに送信するように構成されている。また、タッチ読み取り回路１４４０は、各データラインD1(B),D2(B),…,Dmを介して各タッチユニット内に記憶されたデータを読み取るように構成されている。切換回路１４３０は、タッチデータ駆動回路１４５５及びタッチ読み取り回路１４４０をデータラインD1(B),D2(B),…,Dmに異なる時期に電気的に接続するように切り換えるために、タッチデータ駆動回路１４５５及びタッチ読み取り回路１４４０にそれぞれ接続されている。比較処理回路１４６０は、タッチ位置の座標を得るために、タッチデータ駆動回路１４５５によって書き込まれたデータと、タッチ読み取り回路１４４０によって読み取られたデータとを比較するために、タッチデータ駆動回路１４５５及びタッチ読み取り回路１４４０にそれぞれ接続されている。
【００３２】
図１５は、図１４の回路における各ゲートライン及び各データラインに関する信号を示すタイミングチャートである。図１４及び図１５に共に示すように、各期間の間に、ゲート駆動回路１４２０は、ｍ個のパルスをゲートラインG1(A)-Gm(A)に順に入力し、各ピクセルについて、表示ユニットのトランジスタ及びタッチユニットのトランジスタが同時にオンされる。Ｎ番目の期間の間に、表示データ駆動回路１４５０は、各表示ユニット内に記憶されたデータを更新するために、表示データを各データラインD1(A),D2(A),…,Dmに送信する。その間に、タッチデータ駆動回路１４５５は、各タッチユニットにデータを書き込むために、切換回路１４３０を介して各データラインD1(B),D2(B),…,Dmにタッチ基準データを送信する。次に、（Ｎ＋１）番目の期間の間に、表示データ駆動回路１４５０は、各表示ユニット内に記憶されたデータを再び更新して、タッチ読み取り回路１４４０は、各タッチユニット内に記憶されたデータを読み取るために各データラインD1(B),D2(B),…,Dmに接続される。次に、（Ｎ＋２）番目の期間の間に、ｎ番目の期間の間の各回路素子の動作、即ち、各表示ユニット内のデータ更新、及び各タッチユニット内のデータの書き込みが再び実行される。次に、（Ｎ＋３）番目の期間の間に、（Ｎ＋１）番目の期間の間の各回路素子の動作、即ち各表示ユニット内のデータ更新、及び各タッチユニット内に記憶されたデータの読み取りが再び実行される。以上説明したように、Ｎ番目の期間の間に書き込まれたタッチ基準データと（Ｎ＋１）番目の期間の間に読み取られたデータとを比較することにより、タッチ位置の座標を正確に判断することができる。
【００３３】
上述したような回路構造及びタイミングチャートは、例示のみを意図しており、本発明を限定することを意図していないことに留意されたい。例えば、図１５に示す実施形態において、各タッチユニットに書き込まれるタッチ基準データは、各表示ユニットに書き込まれる表示データから独立していてもよい。しなしながら、別の実施形態において、各タッチユニットに書き込まれるタッチ基準データは、各表示ユニットに書き込まれる表示データと同一であってもよい。即ち、表示データ駆動回路１４５０が、タッチユニットにデータを書き込むためにタッチデータ駆動回路１４５５と置き換えられてもよい。更に別の実施形態において、実際の用途に応じて、タッチユニットの更新頻度は調節されてもよい。例えば、表示ユニットが更新処理を２回から５回行う毎に、タッチユニットは消費電力の低減のために一度だけ書き込み／読み取り処理を行ってもよい。加えて、薄膜トランジスタマトリクス基板は、他のタイプのトランジスタ又はスイッチ要素を有する基板と置き換えられてもよい。例えば、ＣMOＳのトランジスタマトリクス基板が、反射型液晶ディスプレイ用に薄膜トランジスタマトリクス基板と置き換えられてもよい。
【００３４】
図１６は本発明の一実施形態に従う、一体型タッチパネルＬＣＤデバイスを制御するための方法を示す。まず、ステップＳ１６００において、液晶パネルの表示画像を更新するために、表示データが一体型ピクセル構造の表示ユニットに書き込まれる。次に、ステップＳ１６１０において、タッチ基準データが一体型ピクセル構造のタッチユニットに書き込まれる。タッチ基準データはステップＳ１６００の表示データと同一又は独立であってもよく、ステップＳ１６００及びステップＳ１６１０は個別又は同期して実施されてもよく、ステップＳ１６００及びステップＳ１６１０の各々の実行頻度は用途のタイプに基づいてそれぞれ調節されてもよいことに留意されたい。次に、ステップＳ１６２０において、タッチパネルＬＣＤデバイスに加えられた外力は、タッチ位置に対応してタッチユニットを放電させ、それに伴ってタッチユニットに記憶された電圧値が低下する。次に、ステップＳ１６３０において、各ピクセル構造のタッチユニット内に記憶された基準電圧が読み取られ、いくらかの実施形態では、ステップＳ１６３０の動作頻度はステップＳ１６１０の実行頻度に応じて変更されてもよい。次に、処理はステップＳ１６００に戻り、表示ユニットは更新され、タッチユニットは再び書き込み及び読み取られる。ここで、処理はステップＳ１６４０に進み、ステップＳ１６１０及びＳ１６３０において書き込まれたデータ又は読み取られたデータについての論理演算がそれぞれ実行される。ステップＳ１６４０において、マルチタッチ機能が実現されるように、演算は各タッチユニットに関して個別に実施される。更に、タッチパネルＬＣＤデバイスに加えられる力の大きさを判断するとともに、不要なノイズをフィルタリングするために、閾値が予め設定される。次に、ステップＳ１６５０において、タッチ位置に関する座標、タッチ領域及び圧力が、論理演算の結果に基づいて判断される。
【００３５】
本発明の一体型タッチパネルＬＣＤデバイスは、従来のプラグイン式のタッチパネルＬＣＤデバイスと比較して、全厚みを３０％〜５０％低減することができる一層構造を採用することができる。一層構造は、ニュートンリング現象のような色の不均一欠陥（むら）を回避することができる。従って、本発明は、小型、薄型、軽量及び高い信頼性という効果を有する。更に、本発明は、複数の点の位置を同時に識別し、かつ内蔵されたタッチユニット内に記憶されたデータを読み取るとともに比較処理を実施することによりノイズを抑制する。これにより、タッチ位置の正確さを確保することができる。
【００３６】
本発明は例示的な実施形態を参照して説明しているが、これらの説明は限定的な意味で解釈されるべきではない。発明の他の実施形態に加えて、例示的な実施形態の種々の改変が、これらの説明を参照することによって明らかとなるであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明及びその法的な均等物の真の範囲内に存在するそのよう任意の改変又は実施形態を含むことを意図している。
【符号の説明】
【００３７】
２００，３００，７１０，１２１２，１４１２…一体型ピクセル構造、２１２，２２２，３１３，G1(B)-Gm(B)…ゲートライン、２３０，D1(A)-Dm(A)…データライン、３１０，５１０，１０１０…ＴＦＴマトリクス基板、３２０，５２０，１０２０…カラーフィルタ基板、３３０，１０３０…液晶層、３４２，４２２，１０４２，ｓ，ｓ１，ｓ２…スペーサ、４００，４１０，４２０，１０４０，ｄ１〜ｄ４…導電突部、６１０，７１０，１２１０，１４１０…液晶パネル、６２０，７２０，１２２０，１２２２，１４２０…ゲート駆動回路、６４０，７４０，１２４０，１４４０…タッチ読み取り回路、６５０，７５０，１２５０…データ駆動回路、６６０，７６０，１２６０，１４６０…比較処理回路、７３０，１２３０…表示／読み取り切換回路、１４３０…切換回路、１４５０…表示データ駆動回路、１４５５…タッチデータ駆動回路、Ｃst1，Ｃst2…蓄積コンデンサ、Ｍ１，Ｍ2…薄膜トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１１】
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