JP2009003916A - センシング回路、その駆動方法、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センシング回路40は、ゲート電位に応じた検出電流を出力する増幅トランジスタ41と、増幅トランジスタ41のゲートと電源線20との間に設けられ、第1制御線10を介して供給されるリセット信号RESに応じてオン状態となるリセットトランジスタ42と、第1制御線10と増幅トランジスタ41のゲートとの間に設けられた基準容量素子44と、一方の端子が増幅トランジスタ41のゲートに接続され、他方の端子に所定電位Vxが供給される静電容量検出素子45と、増幅トランジスタ41と検出線21との間に設けられ、第2制御線11を介して選択信号SELに応じてオン状態となる選択トランジスタ43とを備える。
【選択図】図2
Description
このように各種の電圧を各々供給するためには、複数の配線を形成する必要があるため、センシング回路の構造が複雑となるといった問題があった。また、共通電位は液晶の交流駆動に用いられる電圧であり、所定の周期で極性を反転させる必要がある。このため、センシングの周期は液晶の表示と同期してしまうので、センシングの周期を液晶の表示周期から独立させることができないといった問題があった。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、配線数を減らし、且つ、センシングの周期を自由に設定可能にすることを解決課題としている。
また、前記第1乃至第3トランジスタは、同じプロセスで形成され、半導体層と、ゲート酸化膜と、ゲート配線とを備え、前記基準容量は、前記半導体層を一方の電極として用い、前記ゲート配線を他方の電極として用いることが好ましい。この場合には、基準容量を作り込むことになるが、第1乃至第3トランジスタと同一のプロセスで形成できるので、製造コストを削減することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置500は、表示領域Aと、その周囲に設けられたセンシング領域B1およびB2を備える。センシング領域B1およびB2は、画像が表示されない非表示領域である。表示領域Aには、複数の走査線30と複数のデータ線31と、これらの交差に対応して複数の画素回路Pが配置されている。画素回路Pは、トランジスタ33と、画素電極34と、共通電位Vcomが供給される対向電極(共通電極)36と、画素電極34と対向電極36との間に挟持された液晶35を備える。トランジスタ33はTFT(Thin Film Transistor)で構成され、そのゲートは走査線30に、ドレインはデータ線31に、ソースは画素電極34に接続される。液晶35には、画素電極34と対向電極36との間で生じる電界(液晶の厚み方向の電界)が加わる。
図2にセンシング回路40の回路図を示す。センシング回路40は、増幅トランジスタ41、リセットトランジスタ42、および選択トランジスタ43を備える。これらのトランジスタは、上述した画素回路Pのトランジスタ33と同様にTFTで構成され、同じプロセスで形成される。
増幅トランジスタ41のドレインは電源線20に接続され、そのソースは選択トランジスタ43のドレインに接続される。選択トランジスタ43のソースは検出線21に接続され、そのゲートには第2制御線11を介して選択信号SELが供給される。
また、増幅トランジスタ41のゲートと第1制御線10との間には、基準容量素子44が設けられている。さらに、静電容量検出素子45の一方の端子は、増幅トランジスタ41のゲートに接続され、その他方の端子には所定電位Vxが供給される。なお、この例において所定電位Vxは共通電位Vcomと異なる固定電位である。したがって、共通電位Vcomを交流駆動して変動させても、それによって増幅トランジスタ41の電位が変動することはなく、画像表示と独立してセンシングを行うことができる。また、表示装置の画像表示の周期と同期してセンシングを実行する必要がないので、必要に応じてセンシングしたり、より長い周期でセンシングを実行することができる。この結果、消費電力を削減することができる。
まず、リセット期間Tresにおいて、リセット信号RESのレベルはVDとなり、リセットトランジスタ41がオン状態となる。このとき、選択信号SELはローレベルであり選択トランジスタ43はオフ状態となる。すると、図4に示すように増幅トランジスタ41のゲートの電位が電源電位VRHにリセットされる。
ΔV=ΔVgate*Cr/(Cr+Cs)……(1)
式(1)から、静電容量検出素子45の容量値Csが大きければ容量カップリングによる変化分ΔVは小さく、逆に容量値Csが小さければ変化分ΔVは大きい。したがって、静電容量検出素子45の容量変化をゲート電位に反映させることができる。
ところで、読出期間Toutにおいて、選択トランジスタ43を確実にオン状態とするためには、読出期間Toutに先立って、検出線21の電位をプリチャージ電位Vpreにプリチャージすることが好ましい。この例では、図3に示すように、リセット期間Tresおよびセンシング期間Tsenをプリチャージ期間Tpreとし、当該期間において検出線21にプリチャージ電位Vpreを供給している。
次に、本発明に係る液晶表示装置を利用した電子機器について説明する。図15は、液晶表示装置500又は501を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示部としての液晶表示装置500又は501と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。液晶表示装置500又は501にはメニューボタン2020、2030、および2040が表示される。これらのメニューボタンには各種のプログラムを割り当てることができる。例えば、メニューボタン2020には電子メールを割り当て、メニューボタン2030にはブラウザを割り当て、メニューボタン2040には描画ソフトを割り当てることができる。ユーザーはキーボード2002を操作しなくても、メニューボタンに触れるだけで、所望のソフトを起動することが可能となる。
Claims (10)
- 一方の電極に電源線が電気的に接続され、ゲート電位に応じた検出電流を他方の電極から出力する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタのゲートと電源線との間に設けられ、第1制御線を介してゲートに供給されるリセット信号に応じてオン状態となる第2トランジスタと、
前記第1制御線と前記第1トランジスタのゲートとの間に設けられた基準容量と、
一方の端子が前記第1トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子に所定電位が供給される静電容量検出素子と、
前記第1トランジスタの他方の電極と検出線との間に設けられ、第2制御線を介してゲートに供給される選択信号に応じてオン状態となる第3トランジスタとを、
備えたセンシング回路。 - 前記基準容量は、前記第2トランジスタのゲートとドレインとの間に生じる寄生容量であることを特徴とする請求項1に記載のセンシング回路。
- 前記第1乃至第3トランジスタは、同じプロセスで形成され、半導体層と、ゲート酸化膜と、ゲート配線とを備え、
前記基準容量は、前記半導体層を一方の電極として用い、前記ゲート配線を他方の電極として用いる、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシング回路。 - 画素電極、共通電極、および前記画素電極と前記共通電極との間で生じる電界が加わる液晶を有する複数の画素回路と、
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のセンシング回路とを備え、
前記静電容量検出素子は、前記画素電極と同時に形成される第1電極と、前記共通電極と同時に形成される第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間で生じる電界が加わる前記液晶とを備える、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記画素回路が有する前記液晶は、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持されることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記画素電極と前記共通電極は別々の層に形成され、
前記画素回路が有する前記液晶は、前記画素電極を含む層と前記共通電極を含む層との間の領域とは異なる領域に配置される、
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 前記画素電極と前記共通電極は同一の層に形成され、
前記画素回路が有する前記液晶は、前記層とは異なる層に含まれる、
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 請求項4乃至7のうちいずれか1項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のセンシング回路の駆動方法であって、
リセット期間において、
前記第2トランジスタをオン状態とする前記リセット信号を前記第1制御線に供給し、前記第3トランジスタをオフ状態とする前記選択信号を前記第2制御線に供給し、
前記リセット期間に続くセンシング期間において、
前記第2トランジスタをオフ状態とする前記リセット信号を前記第1制御線に供給し、前記第3トランジスタをオフ状態とする前記選択信号を前記第2制御線に供給し、
前記センシング期間に続く読出期間において、
前記第2トランジスタをオフ状態とする前記リセット信号を前記第1制御線に供給し、前記第3トランジスタをオン状態とする前記選択信号を前記第2制御線に供給する、
センシング回路の駆動方法。 - 前記リセット期間および前記センシング期間の一部または全部において、前記検出線を所定の電位にプリチャージすることを特徴とする請求項9に記載のセンシング回路の駆動方法。
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