KR20070044554A - Display device - Google Patents

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박상진
이명우
어기한
이주형
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 공통 전압과 연결되며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 축전기, 그리고 일단자가 상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 기준 축전기를 가지는 복수의 감지부, 상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이의 전압에 따라 제어된 전류를 상기 기준 축전기의 타단자에 공급하는 복수의 트랜지스터, 그리고 상기 기준 축전기의 일단자 및 타단자의 전압에 따라 출력 전류를 내보내는 복수의 증폭부를 포함한다. 이에 따라 접촉에 의한 변화량을 증폭하여, 접촉 여부 및 접촉 위치 등을 용이하게 파악할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, comprising: a plurality of sensing units having a variable capacitor connected to a common voltage, the capacitance of which varies with pressure, and a reference capacitor having one end connected in series with the variable capacitor; A plurality of transistors for supplying a current controlled according to the voltage between the variable capacitor and the reference capacitor to the other terminal of the reference capacitor, and a plurality of amplification outputting the output current according to the voltage of one terminal and the other terminal of the reference capacitor Contains wealth. As a result, the amount of change due to contact can be amplified to easily grasp whether or not the contact is made and the contact position.

액정 표시 장치, 터치 스크린, 감지부, 증폭부 LCD, touch screen, detector, amplifier

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}Display device {DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소를 포함하는 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 a liquid crystal display including pixels.

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, 감지부를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이다.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 a liquid crystal display including 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 5a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 감지 데이터선에 연결된 감지부에 대한 등가 회로도이다.5A and 5B are equivalent circuit diagrams of a sensing unit connected to one sensing data line of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 신호 파형도이다. 6A and 6B are signal waveform diagrams illustrating an operation of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 시뮬레이션한 그래프이다. 7A and 7B are graphs simulating the operation of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

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

최근 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 경량화 및 박형화에 따라 표시 장치도 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 평판 표시 장치로 대체되고 있다.In recent years, with the reduction in weight and thickness of personal computers and televisions, display devices are also required to be lighter and thinner, and cathode ray tubes (CRTs) are being replaced by flat panel displays.

이러한 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등이 있다. Such flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), field emission displays (FEDs), organic light emitting displays, plasma display panels (PDPs), and the like. There is this.

일반적으로 액티브 매트릭스형 평판 표시 장치에서는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되며, 주어진 휘도 정보에 따라 각 화소의 광 강도를 제어함으로써 화상을 표시한다. 이 중 액정 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. In general, in an active matrix flat panel display, a plurality of pixels are arranged in a matrix form, and an image is displayed by controlling the light intensity of each pixel according to given luminance information. Among them, the liquid crystal display includes two display panels including a pixel electrode and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The liquid crystal display device applies an electric field to the liquid crystal layer, and adjusts the intensity of the electric field 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 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. 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 on a liquid crystal panel, a decrease in brightness 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 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다. 그러나 이러한 액정 표시 장치는 감지 소자에서 접촉에 따른 변화량이 접촉 여부를 판단할 수 있을 정도의 크기를 갖지 못하여, 오작동이 발생하는 문제가 있다.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 a screen by a user's finger or the like so that the liquid crystal display may determine whether the user's finger or the like has touched the screen and contact position information. However, such a liquid crystal display has a problem that a malfunction occurs because the amount of change due to contact in the sensing element is not large enough to determine whether the contact occurs.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 접촉 여부를 정확히 판단할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can accurately determine whether or not the contact.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 공통 전압과 연결되며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 축전기, 그리고 일단자가 상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 기준 축전기를 가지는 복수의 감지부, 상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이의 전압에 따라 제어된 전류를 상기 기준 축전기의 타단자에 공급하는 복수의 트랜지스터, 그리고 상기 기준 축전기의 일단자 및 타단자의 전압에 따라 출력 전류를 내보내는 복수의 증폭부를 포함한 다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a display device includes a variable capacitor connected to a common voltage and having a capacitance changed according to pressure, and a reference capacitor having one end connected in series with the variable capacitor. A plurality of sensing units, a plurality of transistors for supplying a current controlled according to the voltage between the variable capacitor and the reference capacitor to the other terminal of the reference capacitor, and an output current according to the voltage of one terminal and the other terminal of the reference capacitor It includes a plurality of amplifying unit for exporting.

이때 상기 증폭부는 상기 기준 축전기의 일단자의 전압을 공급받아, 제1 입력 전압에 기초하여 제1 출력 전류를 내보내는 제1 증폭 트랜지스터, 그리고 상기 기준 축전기의 타단자의 전압을 공급받아, 제2 입력 전압에 기초하여 제2 출력 전류를 내보내는 제2 증폭 트랜지스터를 포함할 수 있다.In this case, the amplifying unit receives a voltage of one terminal of the reference capacitor, receives a first amplifying transistor for outputting a first output current based on a first input voltage, and a voltage of the other terminal of the reference capacitor, and receives a second input voltage. And a second amplifying transistor configured to emit a second output current based on the second output current.

상기 증폭부의 제1 입력 전압 및 제2 입력 전압은 실질적으로 동일한 레벨을 가질 수 있다.The first input voltage and the second input voltage of the amplifier may have substantially the same level.

상기 증폭부의 제1 증폭 트랜지스터 및 제2 증폭 트랜지스터는 실질적으로 동일한 소자 특성을 가질 수 있다. The first amplifying transistor and the second amplifying transistor of the amplifying unit may have substantially the same device characteristics.

상기 증폭부의 출력 전류는 상기 제1 출력 전류와 상기 제2 출력 전류의 합일 수 있다. The output current of the amplifier may be a sum of the first output current and the second output current.

이때 상기 표시 장치는 상기 기준 축전기의 일단자에 리셋 전압을 공급하는 리셋 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. In this case, the display device may further include a reset transistor for supplying a reset voltage to one terminal of the reference capacitor.

상기 공통 전압은 서로 다른 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 가질 수 있다. 상기 리셋 트랜지스터는 상기 공통 전압이 상기 서로 다른 두 값 중 낮은 값을 가질 때 턴 온되어 리셋 전압을 전달할 수 있다. The common voltage may have a predetermined voltage for reciprocating two different values. The reset transistor may be turned on to transmit a reset voltage when the common voltage has a lower value among the two different values.

상기 표시 장치는, 상기 증폭부로부터 상기 출력 전류를 공급받아 신호 처리하는 감지 신호 처리부를 더 포함할 수 있다. The display device may further include a sensing signal processor configured to process the signal by receiving the output current from the amplifier.

상기 감지부는 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 행 감지부 및 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 열 감지부를 가지며, 상기 트랜지스터 및 상기 증폭부는 상 기 행 감지부 및 열 감지부마다 연결될 수 있다. The sensing unit may include a plurality of row sensing units arranged in a row direction and a plurality of thermal sensing units arranged in a column direction, and the transistor and the amplifier may be connected to each of the row sensing unit and the column sensing unit.

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 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A display device according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소를 포함하는 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, 감지부를 포함하는 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다. 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 including pixels, and FIG. 2 is a block diagram of one 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 a liquid crystal display including a sensing unit, and FIG. 4 is a sensing unit of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram.

도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 감지 신호 처리부(800), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다. 1 and 3, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a gate driver 400 and a data driver 500 connected thereto. The sensing signal processor 800 includes a gray voltage generator 550 connected to the data driver 500, and a signal controller 600 for controlling the gray voltage generator 550.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)및 복수의 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN, S1-SM, X1-XM)에 연결되는 복수의 감지부(sensing units)를 포함한다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 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. The liquid crystal panel assembly 300, when viewed as an equivalent circuit, includes a plurality of display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , and a plurality of pixels PX connected thereto and arranged in a substantially matrix form. And a plurality of sensing units connected to the plurality of sensing data lines P 1 -P N , R 1 -R N , S 1 -S M , and X 1 -X M. 2 and 4, the liquid crystal panel assembly 300 includes lower and upper panel 100 and 200 facing each other, a liquid crystal layer 3 interposed therebetween, and lower and upper panel 100 and 200. It includes a spacer (not shown) that forms a gap therebetween and is compressively deformed to some extent.

표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 영상 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. The display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m represent a plurality of scan lines G 1 -G n transmitting scan signals and a plurality of image data lines D 1 -D m transmitting data signals. Include.

감지 데이터선(P1-PN, R1-RN, S1-SM, X1-XM) 은 액정 표시판 조립체(300)의 열 방향으로 형성되는 열 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN) 및 행 방향으로 형성되는 행 감지 데이터선(S1-SM, X1-XM)을 포함한다. 열 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN) 은 제1 열 감지 데이터선(P1-PN) 및 제2 열 감지 데이터선(R1-RN) 이 쌍을 이루며 평행하게 열 방향으로 뻗어있다. 행 감지 데이터선(S1-SM, X1-XM)은 제1 감지 데이터선(S1-SM) 및 제2 감지 데이터선(X1-XM)이 쌍을 이루며 평행하게 행 방향으로 뻗어있다. 감지부(SU)는 한 쌍의 열 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN)과 동시에 연결되며, 대략 열 방향으로 배열된 열 감지부(SU) 및 한 쌍의 행 감지 데이터선(S1-SM, X1-XM)과 연결되며, 대략 행 방향으로 배열된 행 감지부(SU)를 포함한다. The sensing data lines P 1 -P N , R 1 -R N , S 1 -S M , and X 1 -X M are heat sensing data lines P 1 -P formed in the column direction of the liquid crystal panel assembly 300. N , R 1 -R N and row sensing data lines S 1 -S M and X 1 -X M formed in the row direction. The thermal sensing data lines P 1 -P N and R 1 -R N are parallel with a pair of the first thermal sensing data lines P 1 -P N and the second thermal sensing data lines R 1 -R N. Stretched in the column direction. The row sensing data lines S 1 -S M and X 1 -X M are arranged in parallel pairs of the first sensing data lines S 1 -S M and the second sensing data lines X 1 -X M. Stretched in the direction. The sensing unit SU is simultaneously connected to a pair of thermal sensing data lines P 1 -P N and R 1 -R N , and has a thermal sensing unit SU and a pair of row sensing data arranged in a substantially column direction. It is connected to the lines S 1 -S M , X 1 -X M , and includes a row sensing unit SU arranged in a substantially row direction.

주사선(G1-Gn) 및 행 감지 데이터선(S1-SM, X1-XM)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm) 및 열 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다. The scanning lines G 1 -G n and the row sensing data lines S 1 -S M , X 1 -X M extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the image data lines D 1 -D m and The thermal sensing data lines P 1 -P N and R 1 -R N extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

이러한 액정 표시판 조립체(300)는 제1 행 또는 열 감지 데이터선(S1-SM, P1-PN)으로 리셋 전압을 인가하는 입력부(330)를 포함한다. 입력부(330)는 제1 행 감지 데이터선(S1-SM) 및 제1 열 감지 데이터선(P1-PN) 각각에 하나씩 연결된다. The liquid crystal panel assembly 300 includes an input unit 330 for applying a reset voltage to the first row or column sensing data lines S 1 -S M and P 1 -P N. The input unit 330 is connected to each of the first row sensing data lines S 1 -S M and the first column sensing data lines P 1 -P N.

또한 액정 표시판 조립체(300)는 행 또는 열 감지 데이터선(S1-SM, X1-XM, P1-PN, R1-RN)으로부터 감지 데이터 신호를 공급받아 증폭시켜 출력하는 증폭부(350)를 포함한다. 이러한 증폭부(350)는 행 감지 데이터선 (S1-SM, X1-XM) 및 열 감지 데이터선(P1-PN, R1-RN) 각각에 하나씩 연결되며, 한 쌍의 평행한 제1 감지 데이터선(P1-PN)과 제2 감지 데이터선(R1-RN)은 나란히 연결된 감지부(SU)의 양단에서 입력부(330) 및 증폭부(350)와 각각 연결된다. 이러한 입력부(330) 및 증폭부(350)는 후 에 상세히 설명한다.In addition, the liquid crystal panel assembly 300 receives a sensed data signal from row or column sensing data lines S 1 -S M , X 1 -X M , P 1 -P N , and R 1 -R N to amplify and output the sensing data signal. It includes an amplifier 350. The amplifier 350 is connected to each of the row sensing data lines S 1 -S M , X 1 -X M and the column sensing data lines P 1 -P N , R 1 -R N , one pair. The parallel first sensing data lines P 1 -P N and the second sensing data lines R 1 -R N may be connected to the input unit 330 and the amplifier 350 at both ends of the sensing unit SU. Each is connected. The input unit 330 and the amplifier 350 will be described in detail later.

도 2에 도시한 바와 같이, 각 화소(PX), 예를 들면 i 번째(i＝1, 2, ..., n) 영상 주사선(Gi)과 j 번째(j＝1, 2, ..., m) 영상 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)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. As shown in Fig. 2, each pixel PX, for example, the i-th (i = 1, 2, ..., n) image scanning line G i and the j-th (j = 1, 2,... m) The pixel PX connected to the image data line D j includes a switching element Q connected to the signal lines G i and D j , a liquid crystal capacitor Clc and a storage capacitor connected thereto. storage capacitor) (Cst). Holding capacitor Cst can be omitted as needed.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 영상 주사선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 영상 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. The switching element Q is a three-terminal element of a thin film transistor or the like provided in the lower panel 100, and a control terminal thereof is connected to an image scanning line G i , and an input terminal is connected to an image data line D j . The output terminal is connected to the liquid crystal capacitor Clc and the storage capacitor Cst.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 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)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 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 lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel 200, and the liquid crystal layer 3 between the two electrodes 191 and 270 is a dielectric material. Function as. The pixel electrode 191 is connected to the switching element Q, and the common electrode 270 is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives the common voltage Vcom. Unlike in FIG. 2, the common electrode 270 may be provided in the lower panel 100. In this case, at least one of the two electrodes 191 and 270 may be formed in a linear or bar shape.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이 에 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 주사선과 중첩되어 이루어질 수 있다. The storage capacitor Cst, which serves as an auxiliary part of the liquid crystal capacitor Clc, is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 191 provided on the lower panel 100 with an insulator interposed therebetween. A predetermined voltage such as the common voltage Vcom is applied to the separate signal line. However, the storage capacitor Cst may be formed such that the pixel electrode 191 overlaps the shear scan 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 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 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 upper 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 lower panel 100.

도 4에 도시한 바와 같이, 각 감지부(SU), 예를 들면 j 번째(j＝1, 2, ..., N) 제1 열 감지 데이터선(Pj)에 연결된 감지부(SU)는 제1 열 감지 데이터선(Pj)에서 직렬 연결된 기준 축전기(Cp) 및 가변 축전기(Cv)를 포함한다. 감지부(SU)의 밀도는 화소(PX)의 밀도보다 작을 수 있다. As shown in FIG. 4, each sensing unit SU, for example, the sensing unit SU connected to the j-th (j = 1, 2, ..., N) first thermal sensing data line P j . Includes a reference capacitor Cp and a variable capacitor Cv connected in series in the first heat sensing data line P j . The density of the sensing unit SU may be smaller than the density of the pixel PX.

기준 축전기(Cp)는 하부 표시판(100)의 제1 감지 데이터선(PL)과 제2 감지 데이터선(RL)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다. The reference capacitor Cp is formed by overlapping the first sensing data line PL and the second sensing data line RL of the lower panel 100 with an insulator interposed therebetween.

가변 축전기(Cv)는 하부 표시판(100)의 제1 감지 데이터선(PL)과 상부 표시판의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 단자 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기 능한다. 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, 압력이 가해지는 경우 가변 축전기(Cv)의 단자 사이의 거리를 변화시키는 등의 방법으로 정전 용량을 바꿀 수 있다. 가변 축전기(Cv)의 정전 용량이 바뀜에 따라 기준 축전기(Cp)와 가변 축전기(Cv) 사이의 접점 전압(V1) 및 제2 감지 데이터선(RL)의 전압(V2)이 바뀌게 된다. 이러한 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1) 및 제2 감지 데이터선(RL)의 전압(V2)이 제1 감지 데이터 신호 및 제2 감지 데이터 신호로서 증폭부(350)로 출력된다. The variable capacitor Cv uses the first sensing data line PL of the lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel as two terminals, and the liquid crystal layer 3 between the two terminals functions as a dielectric. The capacitance of the variable capacitor Cv is changed by an external stimulus such as a user's touch applied to the liquid crystal panel assembly 300. The external stimulus may be a pressure, for example, and when the pressure is applied, the capacitance may be changed by changing the distance between the terminals of the variable capacitor Cv. As the capacitance of the variable capacitor Cv changes, the contact voltage V1 between the reference capacitor Cp and the variable capacitor Cv and the voltage V2 of the second sensing data line RL change. The voltage V1 of the first sensing data line PL and the voltage V2 of the second sensing data line RL are output to the amplifier 350 as the first sensing data signal and the second sensing data signal.

또한, 액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다. In addition, at least one polarizer (not shown) that polarizes light is attached to an outer surface of the liquid crystal panel assembly 300.

다시 도 1 및 도 3을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소(PX)의 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 PX. One of the two sets has a positive value for the common voltage Vcom and the other set has a negative value.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 주사선(G1-Gn)과 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴 온시키는 제1 고전압(Von)과 턴 오프시키는 제1 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사선(G1-Gn)에 인가한다. The gate driver 400 is connected to the scan lines G 1 -G n of the liquid crystal panel assembly 300 to control the first high voltage Von to turn on the switching element Q and the first low voltage Voff to turn off. The scan signal formed by the combination is applied to the scan lines G 1 -G n .

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 데이 터 신호로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. The data driver 500 is connected to the image data lines D 1 -D m 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 a data signal. Is applied to (D 1 -D m ).

감지 신호 처리부(800)는 증폭부(350)와 연결된 출력 신호선(O11-O1N/O21-O2M)으로부터 증폭된 감지 데이터 신호를 공급받아 신호 처리하여 디지털 감지 신호를 생성한다. The sensing signal processing unit 800 receives the amplified sensing data signal from the output signal line O 11 -O 1N / O 21 -O 2M connected to the amplifier 350 and processes the signal to generate a digital sensing signal.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(800) 등을 제어한다. The signal controller 600 controls the gate driver 400, the data driver 500, the sensing signal processor 800, and the like.

이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 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, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm, S1-SM, P1-PN) 및 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 550, 600, 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, 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 (not shown). 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). Alternatively, these driving devices 400, 500, 550, 600, 800 are connected to signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , S 1 -S M , P 1 -P N and switching elements Q. The liquid crystal panel assembly 300 may be integrated with the liquid crystal panel assembly 300. In addition, the driving devices 400, 500, 550, 600, 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.

이하에서는, 도 4에 도시한 감지부가 적용되는 경우의 액정 표시 장치에 대하여 도 5a, b를 참고하여 좀더 상세하게 설명한다.Hereinafter, the liquid crystal display when the sensing unit shown in FIG. 4 is applied will be described in more detail with reference to FIGS. 5A and 5B.

도 5a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 쌍의 감지 데이터 선에 연결된 감지부에 대한 등가 회로도이고, 도 5b는 이를 간략히 도시한 등가 회로도이다. 행 감지부(SU) 및 열 감지부(SU)의 회로 연결은 실질적으로 동일하므로 도5a, b에서는 설명의 편의를 위하여 제1 행 감지 데이터선(P1-PN) 및 제1 열 감지 데이터선(S1-SM)을 대표적으로 제1 감지 데이터선(PL)으로, 제2 행 감지 데이터선(R1-RN) 및 제2 열 감지 데이터선(X1-XM)을 대표적으로 제2 감지 데이터선(RL)으로 표시한다. 5A is an equivalent circuit diagram of a sensing unit connected to a pair of sensing data lines of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an equivalent circuit diagram briefly illustrating this. Since the circuit connections of the row sensing unit SU and the column sensing unit SU are substantially the same, the first row sensing data lines P 1 -P N and the first column sensing data are illustrated in FIGS. 5A and 5B for convenience of description. The lines S 1 -S M are representative of the first sensing data lines PL, and the second row sensing data lines R 1 -R N and the second column sensing data lines X 1 -X M are representative. By the second sensing data line RL.

도 5a를 참조하면, 제1 감지 데이터선(PL)에는 복수의 가변 축전기(Cv) 및 복수의 기준 축전기(Cp)가 연결되어 있으며, 제1 감지 데이터선(PL)과 평행한 제2 감지 데이터선(RL)이 기준 축전기(Cp)의 다른 단자와 연결된다. 평행한 제1 및 제2 감지 데이터선(PL, RL)은 일단이 입력부(330)와 연결되고, 타단이 증폭부(350)와 연결된다. Referring to FIG. 5A, a plurality of variable capacitors Cv and a plurality of reference capacitors Cp are connected to the first sensing data line PL, and the second sensing data parallel to the first sensing data line PL. Line RL is connected to the other terminal of reference capacitor Cp. One end of the parallel first and second sensing data lines PL and RL is connected to the input unit 330, and the other end thereof is connected to the amplifier 350.

한편 감지 신호 처리부(800)는 전류-전압 증폭부(AP)를 포함한다.The sensing signal processor 800 includes a current-voltage amplifier AP.

앞서 설명한 것처럼, 복수의 가변 축전기(Cv)는 제1 감지 데이터선(PL)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하여 이루어지므로 복수의 가변 축전기(Cv)는 도 5b에 도시한 하나의 가변 축전기(Cv')로 대표될 수 있으며, 가변 축전기(Cv')의 정전 용량은 한 제1 감지 데이터선(PL)을 따라 실질적으로 균일하게 분포되어 있다. 또한 도 5b에 도시한 바와 같이 가변 축전기(Cv')에 대응하여 복수의 기준 축전기(Cp)도 하나의 기준 축전기(Cp')로 대표될 수 있다. As described above, since the plurality of variable capacitors Cv are formed by using the first sensing data line PL and the common electrode 270 as two terminals, the plurality of variable capacitors Cv include one variable capacitor shown in FIG. 5B. (Cv '), the capacitance of the variable capacitor (Cv') is substantially uniformly distributed along one first sensing data line (PL). In addition, as illustrated in FIG. 5B, the plurality of reference capacitors Cp may also be represented by one reference capacitor Cp ′ corresponding to the variable capacitor Cv ′.

입력부(330)는 액정 표시판 조립체(330)의 가장자리 영역에 형성되는 2개의 트랜지스터(Qr, Qc)를 포함한다.The input unit 330 includes two transistors Qr and Qc formed in an edge region of the liquid crystal panel assembly 330.

리셋 트랜지스터(Qr)는 입력 단자가 리셋 전압(Vr)과 연결되고, 출력 단자가 제1 감지 데이터선(PL)과 연결되어, 신호 제어부(600)로부터의 리셋 신호(RST)에 의해 온/ 오프 동작하여 제1 감지 데이터선(PL)을 리셋 시킨다.The reset transistor Qr has an input terminal connected to the reset voltage Vr, an output terminal connected to the first sensing data line PL, and turned on / off by a reset signal RST from the signal controller 600. In operation, the first sensing data line PL is reset.

감지신호 조절 트랜지스터(Qc)는 입력 단자가 기준 전압(Vd)과 연결되고, 출력 단자가 제2 감지 데이터선(RL)과 연결되며, 제어 단자가 제1 감지 데이터선(PL)과 연결된다. 감지신호 조절 트랜지스터(Qc)는 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1) 변화에 따라 제어된 전류를 제2 감지 데이터선(RL)으로 출력한다.In the sensing signal control transistor Qc, an input terminal is connected with a reference voltage Vd, an output terminal is connected with a second sensing data line RL, and a control terminal is connected with a first sensing data line PL. The sensing signal control transistor Qc outputs a current controlled according to the change of the voltage V1 of the first sensing data line PL to the second sensing data line RL.

증폭부(350)는 액정 표시판 조립체(300)에서 입력부(330)와 반대의 가장자리 영역에 위치하며, 2개의 트랜지스터(Qa1, Qa2)를 포함한다.The amplifier 350 is positioned in the edge region of the liquid crystal panel assembly 300 opposite to the input unit 330 and includes two transistors Qa1 and Qa2.

제1 증폭 트랜지스터(Qa1)는 입력 단자가 제1 입력 전압(VDD1)과 연결되고, 출력 단자가 출력 감지선(OL)과 연결되며, 제어 단자가 제1 감지 데이터선(PL)과 연결된다. 이러한 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)는 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1)인 제1 감지 데이터 신호에 따라 증폭된 전류를 출력 감지선(OL)으로 출력한다.In the first amplifying transistor Qa1, an input terminal is connected to the first input voltage VDD1, an output terminal is connected to the output sensing line OL, and a control terminal is connected to the first sensing data line PL. The first amplifying transistor Qa1 outputs the current amplified according to the first sensing data signal, which is the voltage V1 of the first sensing data line PL, to the output sensing line OL.

제2 증폭 트랜지스터(Qa2)는 입력 단자가 제2 입력 전압(VDD2)과 연결되고, 출력 단자가 출력 감지선(OL)과 연결되며, 제어 단자가 제2 감지 데이터선(RL)과 연결된다. 이러한 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)는 제2 감지 데이터선(RL)의 전압(V2)인 제2 감지 데이터 신호에 따라 증폭된 전류를 출력 감지선(OL)으로 출력한다.In the second amplifying transistor Qa2, an input terminal is connected with a second input voltage VDD2, an output terminal is connected with an output sensing line OL, and a control terminal is connected with a second sensing data line RL. The second amplifying transistor Qa2 outputs the current amplified according to the second sensing data signal, which is the voltage V2 of the second sensing data line RL, to the output sensing line OL.

출력 감지선(OL)은 감지 신호 처리부(800)의 전류-전압 증폭부(AP)에 연결되어 있으며, 전류-전압 증폭부(AP)는 출력 감지선(OL)을 통하여 흐르는 증폭된 전류 를 다시 증폭하여 출력 신호(Vo)를 내보낸다. The output sensing line OL is connected to the current-voltage amplifier AP of the sensing signal processor 800, and the current-voltage amplifier AP again amplifies the current flowing through the output sensing line OL. Amplify and output the output signal Vo.

이러한 입력부(330)의 트랜지스터(Qr, Qc) 및 증폭부(350)의 트랜지스터(Qa1, Qa2)는 화소(PX)의 트랜지스터(Qs)와 같이 n타입 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 형성된다. 그러나 이와 반대로, p타입 MOSFET으로 형성될 수도 있으며, 이때, n타입 MOSFET와 p타입 MOSFET은 상보적이므로, 전압 및 전류의 방향이 반대가 된다.The transistors Qr and Qc of the input unit 330 and the transistors Qa1 and Qa2 of the amplifier 350 are formed of an n-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) like the transistors Qs of the pixel PX. do. However, on the contrary, it may be formed of a p-type MOSFET, where n-type MOSFETs and p-type MOSFETs are complementary, and thus the directions of voltage and current are reversed.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다. Next, the operation of the liquid crystal display will be described in detail.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함한다. 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 graphic controller (not shown). The input control signal includes a vertical sync signal Vsync, a horizontal sync signal Hsync, a main clock MCLK, a data enable signal DE, and the like.

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 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 감지 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 또한 감지 데이터 제어 신호(CONT3)를 감지 신호 처리부(800)로 내보낸다. The signal controller 600 applies the input image signals R, G, and B to the operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300 and the data driver 500 based on the input image signals R, G, and B and the input control signal. After the processing is performed properly, the gate control signal CONT1, the data control signal CONT2, the sensing data control signal CONT3, and the like are generated, the gate control signal CONT1 is sent to the gate driver 400, and the data control signal ( CONT2) and the processed image signal DAT are sent to the data driver 500. In addition, the sensing data control signal CONT3 is sent to the sensing signal processor 800.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 제1 고전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게 이트 제어 신호(CONT1)는 또한 제1 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다. The gate control signal CONT1 includes a scan start signal STV indicating the start of scanning and at least one clock signal controlling the output period of the first high voltage Von. The gate control signal CONT1 may further include an output enable signal OE that defines the duration of the first high voltage Von.

데이터 제어 신호(CONT2)는 일군의 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. 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 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다. The data control signal CONT2 is a load signal LOAD for applying a video data signal to the horizontal synchronization start signal STH and the video data lines D 1 -D m indicating the start of the transmission of the group of video data DAT. The data clock signal HCLK is included. The data control signal CONT2 also inverts the voltage polarity of the image data signal relative to the common voltage Vcom (hereinafter referred to as "polarity of the image data signal" by reducing the "voltage polarity of the image data signal with respect to the common voltage"). It may further include an inversion signal RVS.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 일군의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. According to the data control signal CONT2 from the signal controller 600, the data driver 500 receives the digital image signal DAT for the group of pixels PX, and converts the digital image signal DAT into an analog data signal. After conversion to, apply it to the corresponding image data line D 1 -D m .

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 제1 고전압(Von)을 주사선(G1-Gn)에 인가하여 이 주사선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다. Gate driver 400 is applied to a first high voltage (Von) scanning lines (G 1 -G n) in accordance with the gate control signal (CONT1) from the signal controller 600 connected to the scan lines (G 1 -G n) The switching element Q is turned on. Then, the data signal applied to the image data lines D 1 -D m is applied to the pixel PX through the turned-on switching element Q.

화소(PX)에 인가된 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 data signal applied to the pixel PX and the common voltage Vcom is represented as the charging voltage of the liquid crystal capacitor C LC , 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 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 제1 고전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 영상 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다. Repeat this process 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) to thereby repeat all scan lines G 1 -G n . The first high voltage Von is sequentially applied to, and the image data signal is applied to all the pixels PX to display 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 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 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 data driver 500 is controlled such that the polarity of the image data signal applied to each pixel PX is opposite to the polarity of the previous frame. (“Invert frame”). In this case, the polarity of the data signal flowing through one data line is changed according to the characteristics of the inversion signal (RVS) (eg, inverted row and inverted point) within one frame, or the polarity of the data signal applied to one pixel row is also different from each other. (Eg: nirvana, point inversion).

한편, 리셋 트랜지스터(Qr)는 신호 제어부(600)로부터 게이트 온 전압(Von)의 리셋 신호(RST)에 따라 리셋 전압(Vr)을 소정 시간 동안 제1 감지 데이터선(PL)에 인가하여, 제1 감지 데이터선(PL)을 리셋 전압(Vr)으로 충전한다. On the other hand, the reset transistor Qr applies the reset voltage Vr to the first sensing data line PL for a predetermined time from the signal controller 600 according to the reset signal RST of the gate-on voltage Vo. 1 The sense data line PL is charged to the reset voltage Vr.

도 6a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 신호 파형도이다. 6A and 6B are signal waveform diagrams illustrating an operation of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6a와 같이 공통 전압(Vcom)은 고전압과 저전압을 2H 주기로 왕복하며, 신 호 제어부(600)는 공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 게이트 온 전압(Von)인 리셋 신호(RST)를 입력부(330)에 공급하여 제1 감지 데이터선(PL)을 초기화 한다. As shown in FIG. 6A, the common voltage Vcom reciprocates a high voltage and a low voltage at 2H cycles, and the signal controller 600 receives a reset signal RST, which is a gate-on voltage Von when the common voltage Vcom is a high voltage. 330 is supplied to initialize the first sensing data line PL.

그리고 리셋 신호(RST)가 게이트 오프 전압(Voff)이 되면 제1 감지 데이터선(PL)은 플로팅 상태가 되고 가변 축전기(Cv')의 정전 용량의 변화 및 공통 전압(Vcom)의 변동에 기초하여 제1 및 제2 감지 데이터 신호가 변동된다. 리셋 신호(RST)가 게이트 오프 전압(Voff)으로 변한 후 소정 시간이 경과하면 감지 신호 처리부(800)는 출력 전압(Vo)을 읽는다. 이때 소정 시간은 1H 시간 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 즉 공통 전압(Vcom)이 다시 고전압으로 바뀌기 전에 출력 전압(Vo)을 읽는 것이 바람직하다.제1 및 제2 감지 데이터 신호가 리셋 전압(Vr)을 기준으로 변동되므로 제1 및 제2 감지 데이터 신호가 항상 일정한 범위의 전압 레벨을 가질 수 있고 이에 따라 접촉 여부 및 접촉 위치를 용이하게 판단할 수 있다.When the reset signal RST becomes the gate-off voltage Voff, the first sensing data line PL is in a floating state and is based on a change in the capacitance of the variable capacitor Cv 'and a change in the common voltage Vcom. The first and second sensed data signals are varied. If a predetermined time elapses after the reset signal RST is changed to the gate-off voltage Voff, the sensing signal processor 800 reads the output voltage Vo. At this time, the predetermined time is preferably set within 1H time. That is, it is preferable to read the output voltage Vo before the common voltage Vcom is changed back to the high voltage. Since the first and second sensed data signals are changed based on the reset voltage Vr, the first and second sensed data signals Can always have a range of voltage levels, thereby making it easy to determine whether or not a contact is made.

이와 같은 리셋 동작 및 감지 동작은 공통 전압(Vcom)의 매 주기마다 실행할 필요는 없고, 수직 동기 신호(Vsync)의 블랭킹(blanking) 구간, 프론트 또는 백 포치(front/ back porch) 구간에서 실행될 수 있으며, 프레임마다 반복하거나 복수의 프레임마다 반복할 수도 있다. Such a reset operation and a detection operation need not be performed every cycle of the common voltage Vcom, but may be performed in a blanking section, front or back porch section of the vertical sync signal Vsync. It may repeat for every frame or repeat for every several frames.

또는 도 6b와 같이, 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 제1 감지 데이터선(PL)을 초기화하고 공통 전압(Vcom)이 고전압일 때 감지 동작을 수행할 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 6B, the first sensing data line PL may be initialized when the common voltage Vcom is low voltage, and the sensing operation may be performed when the common voltage Vcom is high voltage.

감지 신호 처리부(800)는 제1 감지 데이터선(PL)이 초기화된 후 공통 전압(Vcom)이 저전압일 때 출력 감지선(OL)으로부터 증폭된 감지 데이터 신호를 읽어 들인다. 그러고 읽어 들인 증폭된 감지 데이터 신호를 전류-전압 증폭기(AP)를 통 하여 다시 증폭한 후 디지털 감지 신호로 변환하여 신호 제어부(600)에 전송한다. 신호 제어부(600)는 감지 신호 처리부(800)로부터의 신호를 적절하게 연산 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내는 접촉 인식 동작을 수행하여 이에 대한 정보를 외부 장치 등 필요한 곳으로 전송한다. 외부 장치는 이러한 정보에 기초한 영상 신호를 액정 표시 장치에 전송한다. 이와 달리, 디지털 감지 신호를 직접 외부 장치로 전송하여 외부 장치가 접촉 인식 동작을 직접 수행할 수도 있다.The sensing signal processor 800 reads the sensed data signal amplified from the output sensing line OL when the common voltage Vcom is low after the first sensing data line PL is initialized. Then, the amplified sensed data signal read is amplified again through a current-voltage amplifier (AP), converted into a digital sense signal, and transmitted to the signal controller 600. The signal controller 600 performs a touch recognition operation to find out whether a contact is made and a contact position by appropriately calculating and processing a signal from the detection signal processor 800, and transmits the information about this to an external device or the like. The external device transmits an image signal based on this information to the liquid crystal display device. Alternatively, the external device may directly perform a touch recognition operation by transmitting a digital sensing signal directly to the external device.

그러면 액정 표시판 조립체(300)에의 접촉에 따른 감지부(SU) 및 증폭부(350) 등의 동작에 대하여 상세하게 설명한다. Next, operations of the sensing unit SU and the amplifying unit 350 according to the contact with the liquid crystal panel assembly 300 will be described in detail.

사용자가 손가락 등으로 액정 표시판 조립체(300)를 누르면 손가락 등이 누르는 압력에 의하여 간격재가 변형되고 이에 따라 액정 표시판 조립체(300)의 상부 표시판(200)이 접촉점 부위가 하부 표시판(100)에 가까워져 두 표시판(100, 200)의 간격이 줄어든다. 결국, 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 하부 표시판(100)의 제1 감지 데이터선(PL)의 간격도 줄어들게 되어 접촉점 부위의 가변 축전기(Cv')의 정전 용량이 커진다. 이때 가변 축전기(Cv')에 저장되어 있는 전하의 양은 변하지 않으므로, 가변 축전기(Cv')의 정전 용량이 커짐에 따라 가변 축전기(Cv')의 양 단자의 전압차가 줄어든다. 공통 전극(Vcom)이 저전압이고, 제1 감지 데이터선(PL)에 인가된 리셋 전압(Vr)이 저전압의 공통 전압(Vcom)보다 높은 경우, 가변 축전기(Cv')의 양 단자의 전압차가 줄어들어, 플로팅 상태의 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1)은 하강한다. 증폭부(350)의 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)는 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1) 즉, 제1 감지 데이터 신호의 변화에 따라 접촉이 일 어나지 않은 때보다 더 작은 전류를 출력한다. When the user presses the liquid crystal panel assembly 300 with a finger or the like, the spacer is deformed due to the pressure applied by the finger or the like, so that the upper display panel 200 of the liquid crystal panel assembly 300 approaches the lower display panel 100. The gap between the display panels 100 and 200 is reduced. As a result, the distance between the common electrode 270 of the upper panel 200 and the first sensing data line PL of the lower panel 100 is also reduced, thereby increasing the capacitance of the variable capacitor Cv 'at the contact point. At this time, since the amount of charge stored in the variable capacitor Cv 'does not change, as the capacitance of the variable capacitor Cv' increases, the voltage difference between both terminals of the variable capacitor Cv 'decreases. When the common electrode Vcom is low voltage and the reset voltage Vr applied to the first sensing data line PL is higher than the common voltage Vcom of the low voltage, the voltage difference between both terminals of the variable capacitor Cv 'is reduced. The voltage V1 of the first sensing data line PL in the floating state drops. The first amplifying transistor Qa1 of the amplifying unit 350 may generate a current smaller than that when no contact occurs due to a change in the voltage V1 of the first sensing data line PL, that is, the first sensing data signal. Output

이때, 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1) 변화에 따라 입력부(330)의 감지신호 조절 트랜지스터(Qc)는 접촉이 일어나지 않은 때보다 더 작은 전류를 제2 감지 데이터선(RL)으로 출력한다. 따라서, 제2 감지 데이터선(RL)에는 감지 신호 조절 트랜지스터(Qc)의 출력 전류에 따라 접촉이 일어나지 않은 때보다 더 작은 전압(V2)이 설정된다. 기준 축전기(Cp')의 한 단자를 형성하는 제2 감지 데이터선(RL)의 전압(V2) 하강은 기준 축전기(Cp')의 다른 단자를 형성하는 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1) 하강에 피드백된다. In this case, according to the change of the voltage V1 of the first sensing data line PL, the sensing signal control transistor Qc of the input unit 330 may transfer a smaller current to the second sensing data line RL than when no contact occurs. Output Accordingly, the voltage V2 smaller than the time when no contact occurs is set in the second sense data line RL according to the output current of the sense signal control transistor Qc. The voltage V2 drop of the second sensing data line RL forming one terminal of the reference capacitor Cp 'is lower than the voltage of the first sensing data line PL forming the other terminal of the reference capacitor Cp'. V1) Feedback to the descent.

또한, 하강된 제2 감지 데이터선(RL)의 전압(V2) 즉, 제2 감지 데이터 신호는 증폭부(350)의 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)의 제어 단자에 인가되며, 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)는 제2 감지 데이터 신호에 따라 접촉이 일어나지 않은 때보다 작은 전류를 출력한다.In addition, the voltage V2 of the lowered second sensed data line RL, that is, the second sensed data signal is applied to the control terminal of the second amplified transistor Qa2 of the amplifier 350 and the second amplified transistor ( Qa2) outputs a smaller current than when no contact occurred according to the second sensed data signal.

따라서, 증폭부(350)의 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)의 출력 전류 및 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)의 출력 전류는 출력 감지선(OL)을 통하여 감지 신호 처리부(800)의 전류-전압 증폭부(AP)로 전달된다.Accordingly, the output current of the first amplifying transistor Qa1 of the amplifier 350 and the output current of the second amplifying transistor Qa2 are connected to the current-voltage amplifier of the sensing signal processor 800 through the output sense line OL. (AP).

출력 감지선(OL)으로 출력되는 출력 전류는 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)의 출력 전류 및 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)의 출력 전류의 합의 크기를 가지므로, 접촉에 대하여 더욱 큰 변화값을 가진다. 이때 제1 및 제2 증폭 트랜지스터(Qa1, Qa2)는 동일한 소자 특성을 가지며, 제1 입력 전압(VDD1) 및 제2 입력 전압(VDD2)은 동일한 전압 레벨을 가진다. Since the output current output to the output sensing line OL has a sum of the sum of the output current of the first amplifying transistor Qa1 and the output current of the second amplifying transistor Qa2, the output current has a larger change with respect to the contact. In this case, the first and second amplifying transistors Qa1 and Qa2 have the same device characteristics, and the first input voltage VDD1 and the second input voltage VDD2 have the same voltage level.

도 7a, b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7a, b에서는 공통 전압(Vcom)은 5V의 고전압 및 0V의 저전압 레벨을 가지며, 공통 전압(Vcom)이 저전압인 때, t1에서 감지 데이터 신호를 읽는 액정 표시 장치를 나타낸다. 이때 리셋 전압(Vr), 제1 입력 전압(VDD1) 및 제2 입력 전압(VDD2)은 10V의 전압 레벨을 가진다. 7A and 7B are graphs showing simulation results of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 7A and 7B, the common voltage Vcom has a high voltage of 5V and a low voltage level of 0V. When the common voltage Vcom is a low voltage, the liquid crystal display device reads a sensing data signal at t1. At this time, the reset voltage Vr, the first input voltage VDD1, and the second input voltage VDD2 have a voltage level of 10V.

도 7a, b는 X축의 시간에 따른 Y축의 전압 변화를 나타내는 것으로서, 접촉이 없을 때(U)와 접촉이 있을 때(T)의 대조값(Uref, Tref), 제1 감지 데이터 신호(Un1, Tn1) 및 제2 감지 데이터 신호(Un2, Tn2)를 나타내는 6개의 그래프를 나타낸다. 7A and 7B show changes in the voltage on the Y-axis over time on the X-axis, and include the first sensed data signal (U ref , T ref ) when there is no contact (U) and when there is a contact (T). Six graphs representing U n1 , T n1 and the second sensed data signal U n2 , T n2 are shown.

대조값(Uref, Tref)은 입력부(330)의 감지신호 조절 트랜지스터(Qc) 및 증폭부(350)의 제2 증폭 트랜지스터(Qa2)가 없이 제1 감지 데이터선(PL)의 전압(V1)에 따라 증폭된 전류를 출력하는 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)만을 가지는 액정 표시 장치의 제1 감지 데이터선(PL)의 전압으로 설정한다. The reference value U ref , T ref is the voltage V1 of the first sensing data line PL without the sensing signal control transistor Qc of the input unit 330 and the second amplifying transistor Qa2 of the amplifier 350. Is set to the voltage of the first sensing data line PL of the liquid crystal display having only the first amplifying transistor Qa1 for outputting the amplified current.

대조값(Uref, Tref)의 액정 표시 장치의 경우, 접촉에 따라 가변 축전기(Cv') 의 정전 용량이 변화하여, 가변 축전기(Cv')의 양 단자의 전압차가 줄어, 제1 감지 데이터선(PL)의 전압이 접촉이 일어나지 않은 때(U)보다 하강한다. 도 7b와 같이 접촉이 일어난 때(T)와 접촉이 일어나지 않은 때(U)의 제1 감지 데이터 신호(Tref, Uref)의 전압차는 약 112.5mV이며, 제1 증폭 트랜지스터(Qa1)는 하강한 제1 감지 데이터선(PL)의 전압에 따라 접촉이 일어나지 않은 때(U)보다 작은 전류를 출력함으 로써, 접촉 여부를 판단할 수 있다.In the case of the liquid crystal display device of the reference values U ref and T ref , the capacitance of the variable capacitor Cv 'varies with contact, so that the voltage difference between both terminals of the variable capacitor Cv' decreases, thereby detecting the first sensed data. The voltage of the line PL is lower than when U is not in contact. As shown in FIG. 7B, the voltage difference between the first sensed data signal T ref and U ref when the contact occurs (T) and when the contact does not occur (U) is about 112.5 mV, and the first amplifying transistor Qa1 is lowered. According to the voltage of the first sensing data line PL, a current smaller than that when no contact is generated (U) may be output to determine whether the contact is made.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 7b에서와 같이 접촉이 일어난 때(T)가 접촉이 일어나지 않은 때(U)에 비하여, 제1 감지 데이터 신호(Tn1, Un1)는 약 161.8mV 정도 낮아지며, 제2 감지 데이터 신호(Tn2, Un2)는 약 189.8mV 정도 낮아진다.In this case, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7B, the first sensing data signals T n1 and U n1 may be smaller than when U is touched (U). About 161.8mV is lowered, and the second sensed data signals T n2 and U n2 are lowered by about 189.8mV.

증폭부(350)의 제1 및 제2 증폭 트랜지스터(Qa1, Qa2)는 접촉이 일어난 때(T)의 제1 감지 데이터 신호(Tn1) 및 제2 감지 데이터 신호(Tn2)를 각각 공급받아 접촉이 일어나지 않은 때(U)보다 작은 전류를 각각 출력한다. 따라서 출력 감지선(OL)을 따라 흐르는 출력 전류는 각각의 증폭 트랜지스터(Qa1, Qa2)의 출력 전류의 합의 크기를 가지므로 대조값(Uref, Tref)에 대하여 3배 이상의 변화값을 가진다. 따라서 본 발명의 실시예에 다른 액정 표시 장치는 접촉에 대하여 더 큰 변화량을 가지는 출력 전류를 감지 신호 처리부(800)로 공급할 수 있으므로, 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 더욱 용이하게 파악할 수 있다. The first and second amplifying transistors Qa1 and Qa2 of the amplifier 350 receive the first sensed data signal T n1 and the second sensed data signal T n2 when a contact occurs (T), respectively. Each outputs a smaller current than when no contact (U) occurred. Therefore, the output current flowing along the output sensing line OL has a sum of the sum of the output currents of the respective amplifying transistors Qa1 and Qa2, and thus has a change value of 3 times or more with respect to the reference values U ref and T ref . Therefore, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may supply an output current having a larger change amount with respect to the contact to the sensing signal processing unit 800, so that contact information such as whether or not the contact point and the contact position may be more easily identified. .

이와 같이, 본 발명에 의하면 접촉에 의한 변화량을 증폭하여, 접촉 여부 및 접촉 위치 등을 용이하게 파악할 수 있다. As described above, according to the present invention, the amount of change due to contact can be amplified to easily grasp whether or not the contact is made and the contact position.

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 (10)

공통 전압과 연결되며, 압력에 따라 정전 용량이 변화하는 가변 축전기, 그리고A variable capacitor connected to a common voltage and whose capacitance changes with pressure, and 일단자가 상기 가변 축전기와 직렬로 연결되는 기준 축전기Reference capacitor whose one end is connected in series with the variable capacitor 를 가지는 복수의 감지부,A plurality of sensing units having: 상기 가변 축전기와 상기 기준 축전기 사이의 전압에 따라 제어된 전류를 상기 기준 축전기의 타단자에 공급하는 복수의 트랜지스터, 그리고 A plurality of transistors for supplying a current controlled according to the voltage between the variable capacitor and the reference capacitor to the other terminal of the reference capacitor, and 상기 기준 축전기의 일단자 및 타단자의 전압에 따라 출력 전류를 내보내는 복수의 증폭부A plurality of amplifiers for outputting the output current in accordance with the voltage of one terminal and the other terminal of the reference capacitor 를 포함하는 표시 장치.Display device comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 증폭부는 상기 기준 축전기의 일단자의 전압을 공급받아, 제1 입력 전압에 기초하여 제1 출력 전류를 내보내는 제1 증폭 트랜지스터, 그리고The amplifier unit receives a voltage of one terminal of the reference capacitor, the first amplifier transistor for outputting a first output current based on the first input voltage, and 상기 기준 축전기의 타단자의 전압을 공급받아, 제2 입력 전압에 기초하여 제2 출력 전류를 내보내는 제2 증폭 트랜지스터A second amplifying transistor supplied with a voltage of the other terminal of the reference capacitor and outputting a second output current based on a second input voltage 를 포함하는 표시 장치. Display device comprising a. 제2항에서,In claim 2, 상기 증폭부의 제1 입력 전압 및 제2 입력 전압은 실질적으로 동일한 레벨을 가지는 표시 장치.And a first input voltage and a second input voltage of the amplifier have substantially the same level. 제3항에서,In claim 3, 상기 증폭부의 제1 증폭 트랜지스터 및 제2 증폭 트랜지스터는 실질적으로 동일한 소자 특성을 가지는 표시 장치.And a first amplifying transistor and a second amplifying transistor having substantially the same device characteristics. 제4항에서,In claim 4, 상기 증폭부의 출력 전류는 상기 제1 출력 전류와 상기 제2 출력 전류의 합인 표시 장치.And the output current of the amplifier is a sum of the first output current and the second output current. 제5항에서,In claim 5, 상기 표시 장치는 The display device 상기 기준 축전기의 일단자에 리셋 전압을 공급하는 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.And a reset transistor configured to supply a reset voltage to one terminal of the reference capacitor. 제6항에서,In claim 6, 상기 공통 전압은 서로 다른 두 값을 왕복하는 소정의 전압을 가지는 표시 장치.The common voltage has a predetermined voltage for reciprocating two different values. 제7항에서,In claim 7, 상기 리셋 트랜지스터는 상기 공통 전압이 상기 서로 다른 두 값 중 낮은 값을 가질 때 턴 온되어 리셋 전압을 전달하는 표시 장치.And the reset transistor is turned on to transfer a reset voltage when the common voltage has a lower value among the two different values. 제8항에서,In claim 8, 상기 표시 장치는,The display device, 상기 증폭부로부터 상기 출력 전류를 공급받아 신호 처리하는 감지 신호 처리부를 더 포함하는 표시 장치.And a sensing signal processor configured to receive and output the output current from the amplifier. 제9항에서,In claim 9, 상기 감지부는 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 행 감지부 및 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 열 감지부를 가지며,The sensing unit has a plurality of row sensing units arranged in a row direction and a plurality of column sensing units arranged in a column direction, 상기 트랜지스터 및 상기 증폭부는 상기 행 감지부 및 열 감지부마다 연결되어 있는 표시 장치.And the transistor and the amplifier are connected to each of the row and column detectors.
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