(57)【要約】【課題】ソフトタッチが可能であり、外部光や反射光などの照度によらずに安定してタッチを認識するタッチパネル内蔵型液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態に係る装置は、複数個の画素がマトリクス状に定義された第１基板と、第１基板に対向し、各画素に対して第１乃至第３色のサブピクセルを有するように、第１乃至第３のカラーフィルタ層を含む第２基板と、第１色のサブピクセルに対応して第１基板上に形成された第１光センサーと、第１色のサブピクセルに隣接する第２色または第３色のサブピクセルに対応して第１基板上に形成された第２光センサーと、第１基板と第２基板との間に形成された液晶層と、第１及び第２基板の背面側にそれぞれ形成された第１及び第２偏光板と、第２偏光板上に形成された導波管と、導波管の側部に配置され、第１色の光を出射及び伝達する発光ダイオードと、を備える。【選択図】図２
2011070146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲートライン及びデータラインを有する第１基板と、
第１色、第２色及び第３色のサブピクセルを含み、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
前記第１色のサブピクセルに対応し、前記第１基板上に形成された第１光センサーと、
前記第１色のサブピクセルに隣接する第２または第３色のサブピクセルに対応して前記第１基板上に形成された第２光センサーと、
前記第１基板と第２基板との間に形成された液晶層と、
前記第２基板の外面に形成された導波管と、
前記導波管に近接して配置され、前記第１色のサブピクセルと同じ色の光を前記導波管内に出射する発光ダイオードと、
を含むことを特徴とするタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項２】
前記発光ダイオードは、前記第１光センサーにより感知される光の色に対応する色の光を出射することを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１光センサーにより感知された光の強度に対応する電圧を有する第１リードアウトラインと、
前記第２光センサーにより感知された光の強度に対応する電圧を有する第２リードアウトラインと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項４】
第１色のサブピクセルが青色のサブピクセルであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２色のサブピクセルが、赤色のサブピクセルまたは緑色のサブピクセルのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項６】
前記導波管が第１フィルム層及び第２フィルム層を有しており、
前記第１フィルム層と第２フィルム層が互いに異なる屈折率を有することを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１フィルム層の屈折率が前記第２フィルム層の屈折率よりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２フィルム層が空気層であることを特徴とする、請求項７に記載のタッチセンシング液晶表示装置。
【請求項９】
第１色のサブピクセルに配置されるとともに第１リードアウトラインに接続された第１光センサーで、第１色の光の強度に対応する第１光の強度を感知する段階と、
前記第１色のサブピクセルに隣接する第２色のサブピクセルに配置されるとともに第２リードアウトラインに接続された第２光センサーで、第２光の強度を感知する段階と、
前記第１リードアウトライン及び第２リードアウトライン間の電圧差を用いて前記第１色及び第２色のサブピクセルが構成するピクセルにおけるタッチを判断する段階と、
を含むことを特徴とする表示装置でのタッチ感知方法。
【請求項１０】
前記第１色のサブピクセルが青色のサブピクセルであることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置でのタッチ感知方法。
【請求項１１】
前記第２色のサブピクセルが、赤色のサブピクセルまたは緑色のサブピクセルのいずれかであることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置でのタッチ感知方法。
【請求項１２】
複数のゲートライン及びデータラインを有する第１基板、第１色のサブピクセルに対応する複数の第１光センサー、及び第２色のサブピクセルに対応する複数の第２光センサーを形成し、それぞれの第２色のサブピクセルが第１色のサブピクセルに隣接するように形成する段階と、
前記第１及び第２色のサブピクセルに対応する第１及び第２カラーフィルタを有する第２基板を形成する段階と、
前記第１基板と第２基板との間に液晶層を形成する段階と、
前記第２基板の外面に導波管を形成する段階と、
前記導波管に近接して配置され、前記第１色のサブピクセルと同じ色の光を前記導波管内に出射する発光ダイオードを形成する段階と、
を含むことを特徴とするタッチセンシング液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記発光ダイオードは、前記第１光センサーにより感知された光の色に対応する色の光を出射することを特徴とする、請求項１２に記載のタッチセンシング液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１色のサブピクセルが青色のサブピクセルであることを特徴とする、請求項１２に記載のタッチセンシング液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第２色のサブピクセルが、緑色のサブピクセルまたは赤色のサブピクセルのいずれかであることを特徴とする、請求項１２に記載のタッチセンシング液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
導波管を有する上部表面と、
前記導波管に沿ってあらかじめ設定された色の光を出射する光源と、
前記あらかじめ設定された色に対応する第１色のサブピクセル、及び前記あらかじめ設定された色と異なる色に対応する第２色のサブピクセルを含む複数の画素領域と、
前記第１色のサブピクセルのあらかじめ設定された色を感知する第１光センサーと、
前記第２色のサブピクセルの色を感知する第２光センサーと、
を含むことを特徴とするタッチセンシングディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、ソフトタッチが可能であり、外部光や反射光などの照度によらずに安定してタッチを認識するタッチパネル内蔵型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、本格的な情報化時代の到来に伴って、電気的情報信号を視覚的に表現するディスプレイ分野も急速に発展してきており、それに相応して薄型化、軽量化、低消費電力化などの優れた性能を有する様々な平板表示装置が開発され、既存のブラウン管（CRT）に急速に取って代わるようになった。
【０００３】
このような平板表示装置の具体的な例には、液晶表示装置（LCD）、プラズマ表示装置（PDP）、電界放出表示装置（FED）、電気発光表示装置（ELD）などがあり、これらはいずれも、画像を具現する平板表示パネルを必須の構成要素とする。この平板表示パネルは、固有の発光または偏光物質層を介して一対の透明絶縁基板を対面合着した構成を有する。
【０００４】
特に、液晶表示装置は、電界を用いて液晶の光透過率を調節することによって画像を表示する。このために、液晶表示装置は、液晶セルを有する表示パネル、表示パネルに光を照射するバックライトユニット、及び液晶セルを駆動するための駆動回路を含んで構成される。
【０００５】
表示パネルは、複数のゲートラインと複数のデータラインとが交差して複数の単位画素領域を定義するように形成される。この場合、各画素領域は、互いに対向する薄膜トランジスタアレイ基板及びカラーフィルタアレイ基板と、両基板間の一定のセルギャップ維持のために両基板の間に設けられるスペーサと、当該セルギャップに封入された液晶とを含む。
【０００６】
薄膜トランジスタアレイ基板は、ゲートライン及びデータラインと、該ゲートラインとデータラインとの交差部ごとにスイッチング素子として形成された薄膜トランジスタと、液晶セル単位に形成され、薄膜トランジスタに接続された画素電極と、これら画素電極上に塗布された配向膜と、を含む。ゲートライン及びデータラインはそれぞれのパッド部を通じて駆動回路から信号を受け取る。
【０００７】
ここで、薄膜トランジスタは、ゲートラインに供給されるスキャン信号に応答してデータラインからの画素電圧信号を画素電極に供給する。
【０００８】
そして、カラーフィルタアレイ基板は、液晶セル単位に形成されたカラーフィルタと、カラーフィルタの区切り及び外部光反射のためのブラックマトリクスと、液晶セルに共通して共通電圧を供給する共通電極と、これら共通電極上に塗布される配向膜と、を含む。
【０００９】
このように別個として製作された薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタアレイ基板を整列し、相対向するようにして合着した後、液晶を注入してシールすることで、液晶表示装置が完成する。
【００１０】
一方、液晶表示装置は、受動発光素子であり、液晶パネルの背面に配設されたバックライトユニットから発される光を用いて画面の輝度を調節する。
【００１１】
最近、このような液晶表示装置上にタッチスクリーンパネルを付着する技術が提案されてきている。タッチスクリーンパネルは、一般に、表示装置上に付着され、指またはペンのような不透明物体と接触するタッチ地点で電気的な特性が変わり、そのタッチ地点を感知するユーザインターフェースとして知られている。タッチスクリーンパネルが付着された液晶表示装置は、ユーザの指またはタッチペンなどが画面に接触する時、その接触位置情報を検出し、検出された情報に基づいて様々なアプリケーションを具現することができる。
【００１２】
しかし、このような液晶表示装置は、タッチスクリーンパネルによる原価上昇、タッチスクリーンパネルを液晶パネル上に接着させる工程の追加による歩留まりの減少、液晶パネルの輝度低下及び厚さの増加という諸問題を抱えている。
【００１３】
そこで、最近では、光センサーを表示パネルの内部に形成し、外部光の明るさによってバックライトユニットを制御し、表示パネルの外部に付着することから体積増加を招いてきたタッチパネルを表示パネル内に形成しようとする努力が続いてきている。
【００１４】
添付の図面を参照して従来の液晶表示装置について説明すると、下記の通りである。
【００１５】
図１は、一般的なフォト方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置を示す概略断面図である。
【００１６】
図１に示すように、従来の光センシング方式のタッチパネル内蔵型液晶表示装置は、相対向する第１基板１及び第２基板２と、第１基板１上に形成されたピクセルトランジスタ（pixel TFT）３及びセンシングトランジスタ（sensor TFT）４とを含んでなる液晶パネル１０と、液晶パネル１０の下側に配置され、液晶パネル１０上に光を伝達するバックライトユニット２０とを備える。
【００１７】
そして、光センシングは、バックライトユニット２０から光が液晶パネル１０を通して出射される時、これを指やその他の物体３０で接触すると、出射された光を再び液晶パネル１０側に反射させ、センシングトランジスタ４でセンシングする原理を用いる。
【００１８】
ところが、かかる従来の光センシング方式のタッチパネル内蔵型液晶表示装置では、外部光の反射程度によりタッチを認識するが、外部光の照度によってタッチ感度が大きく異なってくる。例えば、外部光とタッチ時に遮られた部分との光量差がないか、ほとんどない場合は、タッチ有無の感知が困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記の従来のタッチパネル内蔵型液晶表示装置は、下記のような問題点があった。
【００２０】
第一、従来のタッチパネル内蔵型液晶表示装置の場合、タッチ時に、バックライトから反射された光を認識するとともに外部光も認識するので、反射光の照度と外部光の照度が類似の場合は、センサーが、入力された信号を正確に認識することができない。
【００２１】
第二、タッチによる出力信号が外部環境によって異なるため、位置認識のためのアルゴリズム製作が非常に複雑となり、誤動作の可能性が高い。すなわち、外部光が反射光よりも高い場合、タッチ時の信号は周辺部よりも低い電圧として出力され、逆に外部光が反射光よりも低い場合、タッチ信号は周辺部よりも高い出力電圧を発生するので、実際のタッチ信号を認識することが困難である。例えば、外部が強い照度環境となっている場合、指などが液晶パネルにタッチされなかった状態で外部光により影ができるだけでも、実のタッチとして誤認し易いという問題点があった。
【００２２】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、その目的は、ソフトタッチが可能であり、外部光や反射光などの照度によらずに安定してタッチを認識するタッチパネル内蔵型液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係るタッチパネル内蔵型液晶表示装置は、複数個の画素がマトリクス状に定義された第１基板；前記第１基板に対向して、前記各画素に対して第１乃至第３色のサブピクセルを有するように、第１乃至第３のカラーフィルタ層を含む第２基板；前記第１色のサブピクセルに対応して前記第１基板上に形成された第１光センサー；前記第１色のサブピクセルに隣接する前記第２または第３色のサブピクセルに対応して前記第１基板上に形成された第２光センサー；前記第１基板と第２基板との間に形成された液晶層；前記第１及び第２基板の背面側にそれぞれ形成された第１及び第２偏光板；前記第２偏光板上に形成された導波管；及び、前記導波管の側部に配置され、前記第１色の光を出射及び伝達する発光ダイオードを含んでなることを特徴とする。
【００２４】
前記第１カラーフィルタ層は、前記第１色の光を透過させる顔料からなり、前記第２及び第３カラーフィルタ層は、前記第１色の光を吸収する顔料からなることを特徴とする。
【００２５】
前記第１色は青色であり、前記第２及び第３色はそれぞれ、赤色または緑色であることを特徴とする。
【００２６】
前記導波管は、前記第２基板の背面側から互いに異なる屈折率を有する第１フィルム層及び第２フィルム層が順次に積層された構造であり、前記第２フィルム層の屈折率が前記第１フィルム層の屈折率よりも大きいことを特徴とする。
【００２７】
前記第１フィルム層は空気層からなり；前記第２フィルム層と前記第２偏光板との間にスペーサが形成されたことを特徴とする。
【００２８】
前記第１フィルム層は、前記第１フィルム層よりも屈折率の小さいまたは同じ物質の接合剤をさらに含み、前記第２偏光板と接合されたことを特徴とする。
【００２９】
前記導波管はタッチ接触面であることを特徴とする。
【００３０】
前記導波管のタッチ時に、前記発光ダイオードから出射された光が前記第１光センサー側へ反射されることを特徴とする。
【００３１】
前記第１偏光板の下側に配置されたバックライトユニットをさらに含むことを特徴とする。
【００３２】
前記第１基板上に、互いに交差して各サブピクセルを区分するように形成されたゲートラインとデータライン；前記ゲートラインとデータラインとの交差部に形成されたピクセルトランジスタ；前記ゲートラインと平行なスイッチングライン、共通ライン及び電源電圧ライン；前記ピクセルトランジスタと連結された液晶セルキャパシタ及びストレージキャパシタ；及び、前記データラインと平行なリードアウト配線をさらに含んでなることを特徴とする。
【００３３】
前記第１光センサーは、前記第１色のサブピクセルに対応する、スイッチングライン、共通ライン及び電源電圧ラインと第１リードアウト配線との間に対応して形成され、前記電源電圧ラインによりサンプリング信号が印加されて駆動される第１センシングトランジスタと、前記第１センシングトランジスタで感知した信号を貯蔵する第１センシングキャパシタと、前記第１センシングキャパシタと連結され、前記スイッチングラインの信号印加によってスイッチングされ、前記第１リードアウト配線に信号を伝送する第１スイッチングトランジスタと、を含んでなり、前記第２光センサーは、前記第２色または第３色のサブピクセルに対応する、スイッチングライン、共通ライン及び電源電圧ラインと第２リードアウト配線との間に対応して形成され、前記電源電圧ラインによってサンプリング信号が印加されて駆動される第２センシングトランジスタと、前記第２センシングトランジスタで感知した信号を貯蔵する第２センシングキャパシタと、前記第２センシングキャパシタと連結され、前記スイッチングラインの信号印加によってスイッチングされ、前記第２リードアウト配線に信号を伝送する第２スイッチングトランジスタと、を含んでなることを特徴とする。
【００３４】
前記スイッチングライン、共通ライン及び電源電圧ラインは、前記第１光センサー及び第２光センサーに共通して連結されたことを特徴とする。
【００３５】
１フレームはディスプレイ区間及びタッチ感知区間からなり；前記スイッチングライン及び電圧ラインからの各信号は、タッチ感知区間に供給されることを特徴とする。
【００３６】
前記発光ダイオードは、前記タッチ感知区間に前記第１色の光を出射及び伝達することを特徴とする。
【００３７】
前記発光ダイオードは、前記タッチ感知区間に赤外線光を出射及び伝達することを特徴とする。
【００３８】
前記第１光センサーと第２光センサーは、互いに隣接した第１乃至第３色のサブピクセルを含む一つの画素に対応する、スイッチングライン、共通ライン及び電源電圧ラインとリードアウト配線との間に対応して形成され、前記第１光センサーは、前記スイッチングラインによりサンプリング信号が印加されて駆動される第１センシングトランジスタと、前記第１センシングトランジスタに感知された信号によりスイッチングされ、感知された信号を前記リードアウト配線に伝達するスイッチングトランジスタと、を含んでなり、前記第２光センサーは、前記第１センシングトランジスタに感知された信号により駆動し、駆動時に前記電源電圧ラインから信号を受信する第２センシングトランジスタと、前記第２センシングトランジスタの駆動と共に駆動されるように前記スイッチングトランジスタを共有してなることを特徴とする。
【００３９】
前記第１センシングトランジスタ及び第２センシングトランジスタはそれぞれ、ダイオード接続され、前記第１及び第２センシングトランジスタは直列に連結され、前記第１及び第２センシングトランジスタの間のノードが前記スイッチングトランジスタのゲートに連結されたことを特徴とする。
【００４０】
前記第１センシングトランジスタと第２センシングトランジスタは、互いに隣接した第１色のサブピクセルと第２色のサブピクセルに対応して配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のタッチパネル内蔵型液晶表示装置によれば、下記のような効果が得られる。
【００４２】
第一、外部光による影響とタッチ時の反射光による影響とを区別するように、タッチ感知区間に、選択的に青色光を導波管を通して内部パネルに反射させ、これを青色光感知センサーに選択的に感知させることによって、前記青色光感知センサーとその他光感知センサーとの出力信号差を極大化する。これにより、タッチ時には前記青色光感知センサーの出力値によりタッチを感知し、外部光による影響については、前記青色光感知センサーとその他光感知センサーとの出力値差が大きくないので、タッチではなく外部光による影響として感知することができる。結果として、外部光による影響無しで安定してタッチを感知することができる。
【００４３】
第二、物理的な接触強度を大きくせずとも、光量差とタッチ感知区間の適用により感知が可能となり、ソフトタッチが可能であり、装置の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
第三、光センサーを液晶表示装置内に具備し、タッチパネル内蔵を可能にしたため、タッチパネルを具備した液晶表示装置において、厚さ及び重さの減少及び費用節減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来のフォト方式のタッチインセル液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明のタッチパネル内蔵型液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】図２におけるタッチセンシング回路の第１実施例を示す回路図である。
【図４】図２におけるタッチセンシング回路の第２実施例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明のタッチパネル内蔵型液晶表示装置について詳細に説明する。
【００４７】
図２は、本発明のタッチパネル内蔵型液晶表示装置を示す断面図であり、図３は、図２におけるタッチセンシング回路の第１実施例を示す図である。
【００４８】
図２に示すように、本発明のタッチパネル内蔵型液晶表示装置は、相対向して設けられ、その間に液晶層１５０が挟持された第１基板１１０及び第２基板１２０と、第１基板１１０の背面に付着された第１偏光板１３１、及び第２基板１２０の背面に付着された第２偏光板１３２と、第１偏光板１３１の下側に配置されたバックライトユニット３００と、第２偏光板１３２と一体として構成された導波管１４０と、を備えている。そして、導波管１４０の一側には選択的に青色光のみを出射して伝達する青色発光ダイオード２００が設けられる。
【００４９】
ここで、導波管１４０は、第１フィルム層１４１及び第２フィルム層１４２が順次に積層された構造であり、第２偏光板１３２上に隣接する第２フィルム層１４２の屈折率を、第１フィルム層１４１よりも大きくする。
【００５０】
場合によって、第１フィルム層１４１を空気層とし、第２フィルム層１４２と第２偏光板１３２との間にスペーサ（図示せず）を設け、間隔を維持させて形成することもできる。この場合は、第２フィルム層１４２を、第１フィルム１４１よりも大きい屈折率を有する誘電体とする。
【００５１】
あるいは、第１フィルム層１４１は、第１フィルム層１４１と等しいまたは小さい屈折率を有する物質の接合剤をさらに備え、第２偏光板１３２と接合してなることもできる。
【００５２】
一方、導波管１４０は、人の手やペンが直接接触するタッチ接触面である。これは、青色発光ダイオード２００から発される光をパネル内に全反射させる機能を果たすと同時に、保護フィルムの機能も果たすことができる。
【００５３】
一方、第１基板１１０及び第２基板１２０には、青色、緑色、赤色のサブピクセルを１画素とする複数の画素がマトリクス状に配列されている。
【００５４】
そして、青色、緑色、赤色のサブピクセルにそれぞれ対応して、青色カラーフィルタ層１２２、緑色カラーフィルタ層１２３及び赤色カラーフィルタ層（図示せず）が第２基板１２０に形成される。青色カラーフィルタ層１２２、緑色カラーフィルタ層１２３及び赤色カラーフィルタ層（図示せず）の間の領域には、サブピクセル間の領域を覆うようにブラックマトリクス層１２１が形成される。場合によって、青色、緑色及びカラーフィルタ層はブラックマトリクス層１２１とオーバーラップして形成されることもできる。
【００５５】
ここで、青色カラーフィルタ層１２２は、青色の光を透過させる顔料からなり、緑色カラーフィルタ層１２３及び赤色カラーフィルタ層（図示せず）は、青色の光を吸収する顔料からなる。
上述した顔料の性質により、発光ダイオード２００から出射された光が導波管１４０のタッチ時に、第１光センサー１１１側に反射される。
【００５６】
また、青色カラーフィルタ層１２２に対応して第１基板１１０上に形成された第１光センサー１１１、及び緑色カラーフィルタ層１２３または赤色カラーフィルタ層に対応して形成された第２光センサー１１２が備えられる。ここで、第１光センサー１１１及び第２光センサー１１２は、タッチ時点で、外部光がパネル内に反射して入る時に青色光とその他の光の光量を異ならせて感知するためのもので、本発明では、外部光をパネル内に全反射させる導波管１４０と、選択的に青色光のみを発する発光ダイオード２００により、タッチ時点で青色光とその他の光が反射されて入る強度が異なってくる。なお、青色光以外の光を第２カラーフィルタ層１２３で殆ど吸収し、青色光は第１光センサー１１１でのみ感知されるようにする。
【００５７】
一方、上記のように導波管１４０を、互いに異なる屈折率を有する材料のフィルム１４１，１４２を積層して形成した理由は、青色発光ダイオード２００からの青色光が第２フィルム層１４２の内部で全反射されるようにするためである。
【００５８】
このような構造を有する導波管１４０にタッチが加えられると、第２フィルム層１４２の屈折率が変化し、これにより、この第２フィルム層１４２の内部に閉じ込められていた青色光が、第１フィルム層１４１を通じてカラーフィルタ層に入射する。
【００５９】
この時、青色カラーフィルタ層１２２に入射した青色光は、この青色カラーフィルタ層１２２を通過してパネルの内部に設けられた第２光センサー１１２に到達する。一方、緑色カラーフィルタ層１２３または赤色カラーフィルタ層に入射した青色光は、該緑色カラーフィルタ層または赤色カラーフィルタ層に吸収され、パネルの内部に設けられた第２光センサー１１２に到達しない。これにより、第１光センサー１１１と第２光センサー１１２との出力値の差が極大化する。
【００６０】
一方、上記の説明では、青色発光ダイオード２００を備え、第１光センサー１１１を青色のサブピクセルに配置し、第２光センサー１１２をその他の色のサブピクセルに配置する構成を提示したが、これに限定されるわけではない。例えば、赤色、緑色及び青色の光のうちいずれかの光を発する発光ダイオードを備え、これと同色のサブピクセルに第１光センサーを配置し、これと隣接する他の色のサブピクセルに第２光センサーを配置し、上記と同じ方式で、外部光とタッチによる反射光の差を区分することもできる。
【００６１】
好適には、青色光を発する発光ダイオードを備え、青色のサブピクセルに対応して第１光センサーを、赤色のサブピクセルに対応して第２光センサーを設ける場合、タッチ時の反射光と外部光による光量差を区分し易い。
【００６２】
場合によって、青色発光ダイオード２００は、下部のバックライトユニット３００を赤色、緑色、青色のＬＥＤを配列して構成する時、その中の青色ＬＥＤとしても良い。
【００６３】
図３に示すように、本発明の第１実施例によるタッチセンシング回路は、第１及び第２光センサー１１１，１１２を備えており、下記のように構成される。
【００６４】
この場合、第１基板１１０上には、各サブピクセルを区切るように、互いに交差して形成されたゲートライン（図３のＧｎ参照）及びデータライン（図３のｄａｔａ参照）と、ゲートラインとデータラインとの交差部に形成されたピクセルトランジスタＴｐｉｘｅｌと、ゲートラインＧｎと平行なスイッチングラインＧｓ、共通ラインｃｏｍ及び電源電圧ラインｄｄと、ピクセルトランジスタＴｐｉｘｅｌと連結された液晶セルキャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔと、データラインｄａｔａと平行なリードアウト配線ＲＯ１，ＲＯ２と、を含む。ここで、スイッチングラインＧｓとしてゲートラインＧｎを共通使用しても良い。
【００６５】
第１光センサー１１１は、スイッチングラインＧｓ、共通ラインｃｏｍ、電源電圧ラインｄｄ及び第１リードアウト配線ＲＯ１の間に対応して形成され、電源電圧ラインｄｄによりサンプリング信号が印加されて駆動される第１センシングトランジスタＳｂと、第１センシングトランジスタＳｂで感知した信号を貯蔵する第１センシングキャパシタＣｓと、第１センシングキャパシタＣｓと連結され、スイッチングラインＧｓの信号印加によってスイッチングされて第１リードアウト配線ＲＯ１に信号を伝送する第１スイッチングトランジスタＴｓｗと、を含んでいる。
【００６６】
また、第２光センサーは、上述した第１光センサー１１１と同様の内部構成を有するもので、第２センシングトランジスタＳｏ、第２センシングキャパシタＣｓ及び第２スイッチングトランジスタＴｓｗを含む。このような第１光センサー１１１と第２光センサー１１２はそれぞれ、一画素内で互いに隣接する青色のサブピクセルと緑色または赤色のサブピクセルに対応して形成される。また、第１及び第２光センサー１１１，１１２は、同一のスイッチングラインＧｓ、共通ラインｃｏｍ及び電源電圧ラインｄｄに共通して連結され、ただし、スイッチングトランジスタＴｓｗ１，Ｔｓｗ２が第１及び第２リードアウト配線ＲＯ１，ＲＯ２にそれぞれ連結され、また、ピクセルトランジスタＴｐｉｘｅｌ１，Ｔｐｉｘｅｌ２が、異なるデータラインにそれぞれ連結される。
【００６７】
次に、上述した本発明の第１実施例によるタッチセンシング回路の動作について説明する。
【００６８】
第１光センサー１１１及び第２光センサー１１２の光センシング方式は同一であり、以下では、第１光センサー１１１の動作を取り上げて説明する。
【００６９】
スイッチングラインＧｓのイネーブル駆動時に、電源電圧ラインｄｄに高電位レベル信号（on：high）が印加されると、第１センシングトランジスタＳｂは光電流（ｉ）を発生させ、第１センシングキャパシタＣｓ１はこの光電流（ｉ）による電圧を貯蔵する。以降、第１スイッチングトランジスタＴｓｗ１は、第１センシングキャパシタＣｓ１からの電圧を第１リードアウト配線ＲＯ１に伝達する。
【００７０】
一方、１フレームはディスプレイ区間及びタッチ感知区間からなり、スイッチングラインＧｓ及び電源電圧ラインＶｄｄからの各信号は、タッチ感知区間で供給される。
【００７１】
ディスプレイ区間では、ピクセルトランジスタＴｐｉｘｅｌ、液晶セルトランジスタＣｌｃ、ストレージキャパシタＣｓｔを駆動するために、ゲートラインＧｎ、データラインｄａｔａ、共通ラインｃｏｍに該当の電圧信号を印加し、各サブピクセルの画像を表示する。
【００７２】
そして、タッチ感知区間には、発光ダイオードが青色光を出射及び伝達するように駆動される。これにより、タッチ時には、青色発光ダイオード２００からパネル内に反射された光を感知する第１光センサー１１１のみが出力信号を出力するようになり、第１光センサー１１１からの出力値と第２光センサー１１２からの出力値との差が増加する。
【００７３】
これに対し、タッチによる反射光ではなく、外部光を感知する期間には、発光ダイオードがオフになっているため、青色、赤色、緑色光が均一にパネル内に入射し、よって、第１光センサー１１１で感知する出力値と前記第２光センサー１１２で感知する出力値との差が殆どない。このように、本発明によれば、タッチによる光感知と外部光感知において、第１及び第２光センサー１１１，１１２の出力値差が異なり、これにより、タッチの発生かあるいは外部光による影響かを識別することができる。
【００７４】
ここで、青色発光ダイオード２００は、赤外線を発光するダイオードにしても良く、この場合、赤外線発光時点はタッチ感知区間に該当する。
【００７５】
図４は、図２におけるタッチセンシング回路の第２実施例を示す回路図である。
【００７６】
図４に示すように、本発明の第２実施例によるタッチセンシング回路は、一つのリードアウト配線ＲＯに第１光センサー１１１及び第２光センサー１１２が連結されている。この場合、第１光センサー１１１に含まれる第１センシングトランジスタＳｂと第２光センサー１１２に含まれる第２センシングトランジスタＳｏは、互いに隣接する第１色のサブピクセルと第２色のサブピクセルに対応してそれぞれ設けられる。
【００７７】
すなわち、第１光センサー１１１と第２光センサー１１２は、互いに隣接する第１〜第３色のサブピクセルを含む一つの画素に対応して配置され、スイッチングラインＧｓ、共通ラインｃｏｍ、電源電圧ラインｄｄ及びリードアウト配線ＲＯの間に対応して形成される。
【００７８】
第１光センサー１１１は、スイッチングラインＧｓによりサンプリング信号が印加されて駆動される第１センシングトランジスタＳｂと、第１センシングトランジスタＳｂに感知された信号によってスイッチングされ、感知された信号をリードアウト配線ＲＯに伝達するスイッチングトランジスタＴｓｗを含む。
【００７９】
第２光センサー１１２は、第１センシングトランジスタＳｂに感知された信号により駆動し、駆動時に電源電圧ラインｄｄから信号が印加される第２センシングトランジスタＳｏと、上記のスイッチングトランジスタＴｓｗと、を含む。すなわち、第１光センサー１１１と第２光センサー１１２は、一つのスイッチングトランジスタＴｓｗを共有する。
【００８０】
具体的に説明すると、第１センシングトランジスタＳｂ及び第２センシングトランジスタＳｏはそれぞれダイオード接続され、第１及び第２センシングトランジスタＳｂ，Ｓｏは直列連結され、第１及び第２センシングトランジスタＳｂ，Ｓｏの間のノードＡが、スイッチングトランジスタＴｓｗのゲート電極に連結されている。ここで、第１センシングトランジスタＳｂは、スイッチングラインＧｓにダイオード接続されており、そのドレイン電極が前記ノードＡに連結される。そして、ノードＡに第２センシングトランジスタＳｏがダイオード接続されており、第２センシングトランジスタＳｏのドレイン電極は電源電圧ラインｄｄに連結されている。この時、スイッチングトランジスタＴｓｗのソース電極は共通ラインに連結され、ドレイン電極はリードアウト配線に連結される。
【００８１】
第１及び第２センシングトランジスタＳｂ，Ｓｏはそれぞれ、ダイオード接続トランジスタであり、それぞれのゲートオフ時にはリバースバイアス状態となり、ゲートオン時にはフォワードバイアス状態となる。
【００８２】
このような第２実施例によるタッチセンシング回路の動作について説明すると、下記の通りである。
【００８３】
スイッチングラインＧｓのオフ時、各センシングトランジスタＳｂ，Ｓｏにはリバースバイアスが印加されて電流が流れず、一方、スイッチングラインＧｓのオン状態では、センシングトランジスタＳｂ，Ｓｏの抵抗比によってノードＡでの電圧が変わることとなる。タッチ時に、第１センシングトランジスタＳｂの抵抗が小さくなりノードＡには相対的に高い電圧が印加されるから、スイッチングトランジスタＴｓｗのコンダクタンスが増加し、高い出力値を得ることができる。
【００８４】
一方、上述した本発明の第１実施例及び第２実施例による第１及び第２センシングトランジスタＳｂ、Ｓｏ、スイッチングトランジスタＴｓｗはそれぞれ、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を備え、このゲート電極とソース／ドレイン電極との間に半導体層を形成してなり、これらはピクセルトランジスタの形成工程で共に形成することができる。
【００８５】
また、半導体層は、非晶質シリコン層と、その上部のソース／ドレイン電極と接触する不純物層とを備えることもでき、あるいは、ポリシリコン層からなることもできる。後者の場合、ソース／ドレイン電極と接触する部分がドープされて定義される。場合によって、この半導体層は有機半導体層としても良い。
【００８６】
以上では具体的な実施例及び添付の図面を参照して本発明を説明してきたが、これに限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々置換、変形及び変更が可能であるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明白である。
【符号の説明】
【００８７】
１１０：第１基板
１１１：第１光センサー
１１２：第２光センサー
１２０：第２基板
１２１：ブラックマトリクス層
１２２：青色カラーフィルタ層
１２３：緑色カラーフィルタ層
１３１：第１偏光板
１３２：第２偏光板
１４０：導波管
１４１：第１フィルム層
１４２：第２フィルム層
１５０：液晶層
２００：青色発光ダイオード
３００：バックライトユニット
【図１】
2011070146.tif 000003
【図２】
2011070146.tif 000004
【図３】
2011070146.tif 000005
【図４】
2011070146.tif 000006