JP2010250624A - タッチセンサ機能付き表示装置 - Google Patents
タッチセンサ機能付き表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010250624A JP2010250624A JP2009100388A JP2009100388A JP2010250624A JP 2010250624 A JP2010250624 A JP 2010250624A JP 2009100388 A JP2009100388 A JP 2009100388A JP 2009100388 A JP2009100388 A JP 2009100388A JP 2010250624 A JP2010250624 A JP 2010250624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- touch position
- touch
- position detection
- touch sensor
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
【課題】表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置10は、タッチ面211のタッチ位置を検出するタッチセンサ6を有するとともに、TFTアレイ基板3を有している。TFTアレイ基板3には、複数の画素電極83と、各画素電極83との間に容量を形成する複数の容量線85とが形成されている。タッチセンサ6は、各画素電極83に対応する複数の画素領域Pから選択され他タッチ位置検出用画素領域PTを充電する際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段96を有し、電位上昇率検知手段96により検知された電位上昇率が所定範囲外であるタッチ位置検出用画素領域PTの位置を前記タッチ位置として検出する。
【選択図】図6
【解決手段】液晶表示装置10は、タッチ面211のタッチ位置を検出するタッチセンサ6を有するとともに、TFTアレイ基板3を有している。TFTアレイ基板3には、複数の画素電極83と、各画素電極83との間に容量を形成する複数の容量線85とが形成されている。タッチセンサ6は、各画素電極83に対応する複数の画素領域Pから選択され他タッチ位置検出用画素領域PTを充電する際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段96を有し、電位上昇率検知手段96により検知された電位上昇率が所定範囲外であるタッチ位置検出用画素領域PTの位置を前記タッチ位置として検出する。
【選択図】図6
Description
本発明は、タッチセンサ機能付き表示装置に関する。
タッチセンサ機能付き表示装置としては、ATM等のように、液晶表示装置の上に入力装置を搭載した構成が知られている。また、入力装置としては、タッチペン等の入力器具や人間の指等をタッチ面の任意の位置に接触させることにより、接触位置を特定して電子機器の各種操作、入力等を行うタッチパネル装置が知られている。このようなタッチパネル装置としては、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波弾性表面波方式等、種々の方式の装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、タッチセンサ機能付き表示装置として、液晶表示装置の上に超音波弾性表面波方式のタッチパネル装置を搭載した電気光学装置が開示されている。この電気光学装置では、タッチパネル装置を介して液晶表示装置に表示された画像を視認するため、タッチパネル装置(液晶表示装置の画面に対応する部分)を透明な部材で構成している。
しかしながら、特許文献1に記載の電気光学装置では、液晶表示装置から発生した光がタッチパネル装置を透過する際に、タッチパネル装置の各部がその光を吸収したり、反射したりすることにより、良好な画像を提供することができなかった。また、特許文献1に記載の電気光学装置では、液晶表示装置の上にタッチパネル装置を搭載するという構成上、装置の大型化を招いてしまう。
しかしながら、特許文献1に記載の電気光学装置では、液晶表示装置から発生した光がタッチパネル装置を透過する際に、タッチパネル装置の各部がその光を吸収したり、反射したりすることにより、良好な画像を提供することができなかった。また、特許文献1に記載の電気光学装置では、液晶表示装置の上にタッチパネル装置を搭載するという構成上、装置の大型化を招いてしまう。
本発明の目的は、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置は、共通電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数のゲート線と、
隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極と、
前記複数のゲート線に対応して前記列方向に並ぶとともに、前記画素電極との間に容量を形成する複数の容量線と、
前記複数の画素電極毎に配置され、前記画素電極、前記データ線および前記ゲート線と電気的に接続された複数の薄膜トランジスタとを有し、
前記タッチセンサは、前記容量線に電圧を印加することにより前記画素領域を充電する際の、複数の前記画素領域のうちから選択された複数のタッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用画素領域の位置を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置は、共通電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数のゲート線と、
隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極と、
前記複数のゲート線に対応して前記列方向に並ぶとともに、前記画素電極との間に容量を形成する複数の容量線と、
前記複数の画素電極毎に配置され、前記画素電極、前記データ線および前記ゲート線と電気的に接続された複数の薄膜トランジスタとを有し、
前記タッチセンサは、前記容量線に電圧を印加することにより前記画素領域を充電する際の、複数の前記画素領域のうちから選択された複数のタッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用画素領域の位置を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
これにより、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することができる。また、選択されたタッチ位置検出用画素領域についてのみ電位上昇率を検知するため、装置の省電力化を図ることができるとともに、タッチ位置の検出にかかる時間を短縮することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記複数のタッチ位置検出用画素領域として、複数の前記ゲート線から選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線と、複数の前記データ線から選択された複数のタッチ位置検出用データ線とで規定される複数の前記画素領域を選択することが好ましい。
これにより、簡単に、複数のタッチ位置検出用画素領域を選択することができる。
これにより、簡単に、複数のタッチ位置検出用画素領域を選択することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記複数のタッチ位置検出用画素領域は、マトリックス状に選択されることが好ましい。
これにより、タッチ面の全域に粗密なくタッチ位置検出用画素領域を配置することができるため、タッチ面のタッチ位置の検出精度がタッチ面の全域で均一となり、タッチ位置の検出精度が向上する。
これにより、タッチ面の全域に粗密なくタッチ位置検出用画素領域を配置することができるため、タッチ面のタッチ位置の検出精度がタッチ面の全域で均一となり、タッチ位置の検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付表示装置では、隣り合う一対の前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離は、1mm〜10mmであることが好ましい。
これにより、タッチ面のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域の少なくとも1つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域の数(占有率)を、タッチ位置を高精度(通常操作に支障がない精度)に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域の数が過剰となることにより、タッチセンサが必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり(オーバークオリティ化)、タッチ位置検出用画素領域の数が少なすぎることにより、タッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
これにより、タッチ面のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域の少なくとも1つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域の数(占有率)を、タッチ位置を高精度(通常操作に支障がない精度)に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域の数が過剰となることにより、タッチセンサが必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり(オーバークオリティ化)、タッチ位置検出用画素領域の数が少なすぎることにより、タッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記電位上昇率検知手段は、複数の前記タッチ位置検出用データ線を介して、各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、装置構成を簡易化することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加するとともに、電圧が印加されている前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記容量線に充電信号を印加することにより、各前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、その際の各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を前記電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域を充電することができる。また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため充電の際の制御も簡単となる。
これにより、装置構成を簡易化することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加するとともに、電圧が印加されている前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記容量線に充電信号を印加することにより、各前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、その際の各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を前記電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域を充電することができる。また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため充電の際の制御も簡単となる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する容量線への充電信号の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われることが好ましい。
これにより、各タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
これにより、各タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることが好ましい。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置は、共通電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数の容量線とを有し、
前記タッチセンサは、前記複数の容量線と前記複数のデータ線とが交差する複数の交差部のうちから選択された複数のタッチ位置検出用交差部付近に発生する寄生容量の大きさを、前記タッチ位置検出用交差部を規定する前記容量線に電圧を印加した際の前記データ線の電位上昇率として検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用交差部付近を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数の容量線とを有し、
前記タッチセンサは、前記複数の容量線と前記複数のデータ線とが交差する複数の交差部のうちから選択された複数のタッチ位置検出用交差部付近に発生する寄生容量の大きさを、前記タッチ位置検出用交差部を規定する前記容量線に電圧を印加した際の前記データ線の電位上昇率として検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用交差部付近を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
これにより、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することができる。また、選択されたタッチ位置検出用交差部についてのみ寄生容量の大きさを検知するため、装置の省電力化を図ることができるとともに、タッチ位置の検出にかかる時間を短縮することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、前記タッチ位置検出用交差部を規定する複数の前記容量線に対して順次電圧を印加し、電圧が印加されている前記容量線に対応する前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、そのタッチ位置検出用交差部を規定する前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、表示面に画像を表示する際の制御と似たような制御で、タッチ面のタッチ位置を検出することができるため、制御の複雑化を抑制し、簡単かつ確実にタッチ面のタッチ位置を検出することができる。また、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
これにより、表示面に画像を表示する際の制御と似たような制御で、タッチ面のタッチ位置を検出することができるため、制御の複雑化を抑制し、簡単かつ確実にタッチ面のタッチ位置を検出することができる。また、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記容量線への電圧の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われることが好ましい。
これにより、各タッチ位置検出用交差部の寄生容量の大きさを、各タッチ位置検出用交差部を規定するタッチ位置検出用容量線に電圧を印加したときのタッチ位置検出用データ線の電位上昇率として正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
これにより、各タッチ位置検出用交差部の寄生容量の大きさを、各タッチ位置検出用交差部を規定するタッチ位置検出用容量線に電圧を印加したときのタッチ位置検出用データ線の電位上昇率として正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることが好ましい。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記表示部は、液晶層を有することが好ましい。
これにより、画像表示機能が優れたものとなる。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記表示部は、液晶層を有することが好ましい。
これにより、画像表示機能が優れたものとなる。
以下、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるTFTアレイ基板の平面図、図3は、画素領域の拡大平面図、図4は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図5は、タッチ位置検出用画素領域の配置を示す平面図、図6は、タッチ位置検出用画素領域を等価回路で示した図、図7は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1〜図3、図5〜図7中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
<第1実施形態>
まず、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるTFTアレイ基板の平面図、図3は、画素領域の拡大平面図、図4は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図5は、タッチ位置検出用画素領域の配置を示す平面図、図6は、タッチ位置検出用画素領域を等価回路で示した図、図7は、図1に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1〜図3、図5〜図7中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図1に示す液晶表示装置(タッチセンサ機能付き表示装置)10は、互いに対向する対向基板(第1基板)2およびTFTアレイ基板(第2基板)3と、これらの間に形成された液晶層(表示部)4とを備える液晶パネル1と、液晶パネル1の下側に設けられたバックライト5とを有している。また、液晶表示装置10は、図4に示すように制御手段9を備えており、そのうちの一部がタッチセンサ6を構成している。タッチセンサ6は、液晶パネル1の上面(タッチ面211)のタッチ位置を検出することができる。このような液晶表示装置10では、例えば、タッチセンサ6により検出されたタッチ位置に応じた画像を表示することができる。
バックライト5は、液晶パネル1に光を供給する機能を有し、その構成は特に限定されない。例えば、バックライト5は、反射板、導光板、プリズムシート(光学シート)および拡散板が下側(液晶パネル1と反対側)から順に積層された四角板状の積層体と、導光板の側面に設けられた冷陰極蛍光管とで構成することができる。なお、冷陰極蛍光管の代わりにLEDなどを用いてもよい。
バックライト5の上側には、バックライト5からの光が照射される液晶パネル1が設けられている。液晶パネル1が備える対向基板2およびTFTアレイ基板3は、それぞれ、四角板状をなす無色透明のガラス基板であって、これらは、対向基板2の縁部に沿って設けられた枠状のシール部材7によって貼り合わされている。そして、対向基板2、TFTアレイ基板3およびシール部材7で画成された空間に液晶材料を充填することにより、液晶層4が形成されている。このような液晶層4を表示部として用いることにより、液晶表示装置10は、優れた画像表示機能を発揮することができる。
TFTアレイ基板3の下面(バックライト5側の面)には、偏光板や位相差板などからなる光学基板31が貼り合わされている。光学基板31は、バックライト5からの光を直線偏光にして液晶層4に出射する機能を有する。
一方、TFTアレイ基板3の上面(液晶層4側の面)には、図2に示すように、ゲート線81、データ線82、容量線85、画素電極83およびTFT(薄膜トランジスタ)84が、それぞれ複数形成されている。
一方、TFTアレイ基板3の上面(液晶層4側の面)には、図2に示すように、ゲート線81、データ線82、容量線85、画素電極83およびTFT(薄膜トランジスタ)84が、それぞれ複数形成されている。
複数のゲート線81は、図2中縦方向(列方向)に等ピッチで形成されており、それぞれ、図2の横方向(行方向)に延在している。各ゲート線81は、TFTアレイ基板3の縁部(液晶層4から図4中左方向へ突出する部位)に形成されたゲートドライバ94に電気的に接続されている。
複数の容量線85は、図2中縦方向(列方向)に等ピッチで形成されており、それぞれ、ゲート線81と離間(絶縁)して図2の横方向(行方向)に延在している。また、複数の容量線85は、1本のゲート線81に対して1本形成されている(すなわち1対1の関係で、複数のゲート線81に対応して形成されている)。また、各容量線85は、複数のデータ線82と交差しており、この交差部では、容量線85とデータ線82とを絶縁するために、容量線85とデータ線82との間に絶縁膜87が設けられている。このような各容量線85は、TFTアレイ基板3の縁部(液晶層4から図4中右方向へ突出する部位)に形成された容量線駆動回路99に電気的に接続されている。
複数の容量線85は、図2中縦方向(列方向)に等ピッチで形成されており、それぞれ、ゲート線81と離間(絶縁)して図2の横方向(行方向)に延在している。また、複数の容量線85は、1本のゲート線81に対して1本形成されている(すなわち1対1の関係で、複数のゲート線81に対応して形成されている)。また、各容量線85は、複数のデータ線82と交差しており、この交差部では、容量線85とデータ線82とを絶縁するために、容量線85とデータ線82との間に絶縁膜87が設けられている。このような各容量線85は、TFTアレイ基板3の縁部(液晶層4から図4中右方向へ突出する部位)に形成された容量線駆動回路99に電気的に接続されている。
複数のデータ線82は、図2中横方向(行方向)に等ピッチで形成されており、それぞれ、図2中縦方向(列方向)に延在している。各データ線82は、TFTアレイ基板3の縁部(液晶層4から図4中上方向へ突出する部位)に形成されたデータドライバ95に電気的に接続されている。
隣り合う一対のゲート線81、81と隣り合う一対のデータ線82、82とで囲まれた複数の画素領域(画素)Pには、それぞれ、画素電極83およびTFT84が形成されている。
隣り合う一対のゲート線81、81と隣り合う一対のデータ線82、82とで囲まれた複数の画素領域(画素)Pには、それぞれ、画素電極83およびTFT84が形成されている。
図3は、1つの画素領域Pの拡大図である。同図に示すように、TFT84は、ゲート線81とデータ線82の交差部付近に設けられ、ソース電極、ゲート電極およびドレイン電極が、それぞれ、ゲート線81、データ線82および画素電極83に電気的に接続されている。また、画素電極83は、TFT84が形成された領域を除いて、画素領域Pの広域にわたって形成されている。この画素電極83は、透明導電膜などからなり光透過性を有している。
また、図3に示すように、画素領域Pの下側には、容量線85が設けられており、この容量線85と画素電極83とを絶縁膜86を介して対向させることにより、蓄積容量が形成されている。
このような構成の各画素領域Pの上側には、図1に示すように、配向処理の施された配向膜34が形成されている。配向膜34は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成され、対応する画素電極83の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
このようなTFTアレイ基板3と液晶層4を介して対向する対向基板2の上面には、光学基板31からの光と直交する直線偏光の光を外方(図1中上方向)に出射する偏光板21が貼り合わされている。偏光板21の上面(装置外部に露出する面)は、タッチペン等の入力具や操作者の指などでタッチされるタッチ面211を構成する。
このような構成の各画素領域Pの上側には、図1に示すように、配向処理の施された配向膜34が形成されている。配向膜34は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成され、対応する画素電極83の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
このようなTFTアレイ基板3と液晶層4を介して対向する対向基板2の上面には、光学基板31からの光と直交する直線偏光の光を外方(図1中上方向)に出射する偏光板21が貼り合わされている。偏光板21の上面(装置外部に露出する面)は、タッチペン等の入力具や操作者の指などでタッチされるタッチ面211を構成する。
一方、対向基板2の下面には、カラーフィルタ22が形成されている。また、カラーフィルタ22の下側には、共通電極23が形成されている。共通電極23も、画素電極83と同様、透明電導膜などからなり光透過性を有している。このような共通電極23は、接地(アース)されている。また、共通電極23の下側には、配向処理の施された配向膜24が形成されており、共通電極23の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
次いで、液晶表示装置10の駆動を制御する制御手段9について説明する。
図4に示すように、制御手段9は、CPU91、表示電圧作動回路92、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、データドライバ95、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99を有している。これらのうち、CPU91、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94、データドライバ95および容量線駆動回路99により、液晶表示装置10に所望の画像が表示され、また、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99により、タッチ面211のタッチ位置が検出される。すなわち、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99によりタッチセンサ6が構成されている。
図4に示すように、制御手段9は、CPU91、表示電圧作動回路92、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、データドライバ95、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99を有している。これらのうち、CPU91、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94、データドライバ95および容量線駆動回路99により、液晶表示装置10に所望の画像が表示され、また、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99により、タッチ面211のタッチ位置が検出される。すなわち、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99によりタッチセンサ6が構成されている。
まず、制御手段9による画像表示について説明する。
CPU91は、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94およびデータドライバ95に必要なタイミング信号、表示用データ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けた表示電圧作動回路92は、液晶表示装置10に所望の画像を表示するのに必要な複数の電圧レベル(各画素電極83に印加する電圧レベル)を形成する。
CPU91は、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94およびデータドライバ95に必要なタイミング信号、表示用データ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けた表示電圧作動回路92は、液晶表示装置10に所望の画像を表示するのに必要な複数の電圧レベル(各画素電極83に印加する電圧レベル)を形成する。
ゲートドライバ94は、表示電圧作動回路92からの信号や、CPU91からのタイミング信号等に基づいて、複数のゲート線81に順次1本ずつ(例えば、図2中上側のゲート線81から順に)所定のタイミングで電圧を印加する。これにより、電圧が印加されたゲート線81に接続されたTFT84がON状態となる。
データドライバ95は、表示電圧作動回路92からの表示用データ信号(各画素電極83へ印加する電圧レベル)やCPU91からのタイミング信号等に基づいて、ゲート線81に電圧が印加されるタイミングに合わせて各データ線82に電圧を印加する。データドライバ95は、このような電圧印加を全てのゲート線81に対して順次行って、全ての画素電極83に電圧を印加する。
データドライバ95は、表示電圧作動回路92からの表示用データ信号(各画素電極83へ印加する電圧レベル)やCPU91からのタイミング信号等に基づいて、ゲート線81に電圧が印加されるタイミングに合わせて各データ線82に電圧を印加する。データドライバ95は、このような電圧印加を全てのゲート線81に対して順次行って、全ての画素電極83に電圧を印加する。
容量線駆動回路99は、各容量線85の電位を一定に固定するように、各容量線85に電圧を印加し、容量線85と画素電極83とで絶縁膜86を挟み込むことにより形成された蓄積容量に電荷を蓄積する。この蓄積容量は、TFT84を通して画素電極83に印加される電圧(表示用データ信号)を一定期間(一水平期間)保持する。
各画素領域Pでは、画素電極83に電圧が印加されると、その電圧レベルに応じて液晶が駆動し、電圧印加終了後もその状態を一定期間(一水平期間)維持する。これにより、画素領域P毎に、バックライト5からの光が液晶層4を通過する際に、その光の偏光状態を変調することができる。その結果、液晶層4を通過した光によりタッチ面211に所望の画像が表示される。
各画素領域Pでは、画素電極83に電圧が印加されると、その電圧レベルに応じて液晶が駆動し、電圧印加終了後もその状態を一定期間(一水平期間)維持する。これにより、画素領域P毎に、バックライト5からの光が液晶層4を通過する際に、その光の偏光状態を変調することができる。その結果、液晶層4を通過した光によりタッチ面211に所望の画像が表示される。
次いで、制御手段9(タッチセンサ6)によるタッチ面211のタッチ位置の検出について説明する。
液晶表示装置10では、全ての画素領域Pのうちから複数のタッチ位置検出用画素領域PTが選択されており、その選択されたタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率を所定値と比較することにより、タッチ面211のタッチ位置を検出するよう構成されている。
液晶表示装置10では、全ての画素領域Pのうちから複数のタッチ位置検出用画素領域PTが選択されており、その選択されたタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率を所定値と比較することにより、タッチ面211のタッチ位置を検出するよう構成されている。
図5に示すように、複数のタッチ位置検出用画素領域PTは、マトリックス状に選択されている。このようにタッチ位置検出用画素領域PTをマトリックス状に選択することにより、タッチ面211の全域に、粗密なくタッチ位置検出用画素領域PTを配置することができるため、タッチ位置の検出精度をタッチ面211全域で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上する。
また、隣り合う一対のタッチ位置検出用画素領域PTの離間距離Dとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。ここで、通常、タッチ面211は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等の比較的タッチ面211との接触面積が大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Dを1mm〜5mm程度とすることで、タッチ面211のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域PTの少なくとも1つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域PTの数(占有率)を、タッチ位置を高精度(通常操作に支障がない精度)に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域PTの数が過剰となることにより、タッチセンサ6が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり(オーバークオリティ化)、タッチ位置検出用画素領域PTの数が少なすぎることにより、タッチセンサ6のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
このような複数のタッチ位置検出用画素領域PTには、全てのゲート線81のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線81Tと、全てのデータ線82から選択された複数のタッチ位置検出用データ線82Tとで規定された画素領域Pが選択される。このようにしてタッチ位置検出用画素領域PTを選択することにより、タッチ位置検出用画素領域PTの選択が簡単となる。
ここで、タッチ位置検出用ゲート線81Tは、図5中縦方向(列方向)に等ピッチとなるように全ゲート線81から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面211の縦方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用画素領域PTを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用ゲート線81Tのピッチとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う(図5の縦方向に限る)一対のタッチ位置検出用画素領域PTの離間距離Dを、前述した1mm〜10mm程度とすることができる。
なお、以下では、各タッチ位置検出用ゲート線81Tに対応する容量線85を「タッチ位置検出用容量線85T」とも言う。なお、「対応する容量線85」とは、所定のタッチ位置検出用ゲート線81TにTFT84を介して接続された複数の画素電極83の下側に設けられた容量線85を意味する。
タッチ位置検出用ゲート線81Tの選択と同様に、タッチ位置検出用データ線82Tは、図5中横方向(行方向)に等ピッチとなるように全データ線82から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面211の横方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用画素領域PTを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線82Tのピッチとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う(図5の横方向に限る)一対のタッチ位置検出用画素領域PTの離間距離Dを、前述した1mm〜10mm程度とすることができる。
タッチ位置検出用ゲート線81Tの選択と同様に、タッチ位置検出用データ線82Tは、図5中横方向(行方向)に等ピッチとなるように全データ線82から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面211の横方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用画素領域PTを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線82Tのピッチとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う(図5の横方向に限る)一対のタッチ位置検出用画素領域PTの離間距離Dを、前述した1mm〜10mm程度とすることができる。
次いで、タッチセンサ6を構成する各部について説明する。
CPU91は、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、容量線駆動回路99、電位上昇率検知手段96およびタッチ位置計算回路97に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路93は、各タッチ位置検出用画素領域PTを充電するのに必要な電圧レベル(各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベル)を形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
CPU91は、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、容量線駆動回路99、電位上昇率検知手段96およびタッチ位置計算回路97に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路93は、各タッチ位置検出用画素領域PTを充電するのに必要な電圧レベル(各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベル)を形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
ゲートドライバ94は、タッチ位置検出電圧作動回路93からの信号や、CPU91からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用ゲート線81Tに、順次1本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。なお、以下では、電圧が印加されているタッチ位置検出用ゲート線81Tを「タッチ位置検出用ゲート線81Ton」とも言う。
一方で、容量線駆動回路99は、タッチ位置検出電圧作動回路93からの信号(各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧の信号)、CPU91からのタイミング信号、ゲートドライバ94の駆動タイミング信号等に基づいて、タッチ位置検出用ゲート線81Tonに対応するタッチ位置検出用容量線85Tに電圧(充電信号)を印加する。
一方で、容量線駆動回路99は、タッチ位置検出電圧作動回路93からの信号(各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧の信号)、CPU91からのタイミング信号、ゲートドライバ94の駆動タイミング信号等に基づいて、タッチ位置検出用ゲート線81Tonに対応するタッチ位置検出用容量線85Tに電圧(充電信号)を印加する。
これにより、電圧を印加したタッチ位置検出用容量線85Tと、これに対応する画素電極83との間に形成された前記蓄積容量に電荷が蓄積され、タッチ位置検出用ゲート線81Tonに対応するタッチ位置検出用画素領域PTの充電が開始される。
容量線駆動回路99は、このような電圧(充電信号)の印加を全てのタッチ位置検出用容量線85Tに対して順次行って、全てのタッチ位置検出用画素領域PTを充電する。このような充電方法によれば、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域PTを充電することができるし、また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため制御も簡単となる。
容量線駆動回路99は、このような電圧(充電信号)の印加を全てのタッチ位置検出用容量線85Tに対して順次行って、全てのタッチ位置検出用画素領域PTを充電する。このような充電方法によれば、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域PTを充電することができるし、また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため制御も簡単となる。
タッチ位置検出用ゲート線81Tonに対応する各タッチ位置検出用画素領域PTを充電する際、タッチ位置検出用ゲート線81Tonに接続された各TFT84が、ON状態となっていることから、各タッチ位置検出用画素領域PTが有する画素電極83とそれに対応するタッチ位置検出用データ線82Tとが電気的に接続された状態となる。そのため、電位上昇率検知手段96は、各タッチ位置検出用データ線82Tを介して、充電が開始された各タッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
このように、電位上昇率検知手段96は、複数のタッチ位置検出用データ線82Tを介して、タッチ位置検出用ゲート線81Tonに対応するタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率を検知するため、すなわち、タッチ位置検出用データ線82Tが画像信号用配線と電位上昇率検知用配線とを兼ねるため、液晶表示装置10の装置構成を簡易化することができる。また、TFTアレイ基板3上に配される配線の数を少なくすることができるため(すなわち、各タッチ位置検出用画素領域PTの電位上昇率を検知するための配線をデータ線82と別途形成する必要がないため)、TFTアレイ基板3の開口率を高めることができる。
ここで、図6は、1つのタッチ位置検出用画素領域PTの等価回路である。図6中「C11」は、画素電極83および共通電極23で液晶層4を挟むことにより形成された画素容量であり、「C12」は、タッチ位置検出用容量線85Tおよび画素電極83で絶縁膜86を挟むことにより形成された蓄積容量である。そして、タッチ面211上のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域PTでは、指や入力具等によるタッチ面211の押圧で、共通電極23と画素電極83とのギャップが押圧されていない状態と比べて小さくなることにより画素容量C11が変化(増加)したり、指がタッチ面211に触れることで浮遊容量(図示せず)が発生したりすることにより、タッチ位置検出用画素領域PT全体の容量が変化し、そのタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率が変化(低下)する。すなわち、タッチ面211のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率は、その他のタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率と異なっている。
タッチ位置計算回路97は、上述のような性質(電位上昇率の変化)を利用し、電位上昇率が所定範囲T外にあるタッチ位置検出用画素領域PTの位置(タッチ面211の平面視での位置)をタッチ位置として検出する。なお、前記「所定範囲T」としては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用画素領域PTの充電時における電位上昇率を基準にし、その前後(高い方向および低い方向)に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
以下、図7に基づいて具体的に説明する。なお、図7では、データドライバ95の図示を省略している。また、複数のゲート線81のうちタッチ位置検出用ゲート線81Tを実線で示し、それ以外のゲート線81を点線で示している。データ線82および容量線85についても、これと同様である。また、以下では、複数のタッチ位置検出用ゲート線81Tを図7中上側から順に「タッチ位置検出用ゲート線81Tn」、「タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1」とし、複数のタッチ位置検出用容量線85Tを図7中上側から順に「タッチ位置検出用容量線85Tn」、「タッチ位置検出用容量線85Tn+1」とし、複数のタッチ位置検出用データ線82Tを図7中左側から順に「タッチ位置検出用データ線82Tm」、「タッチ位置検出用データ線82Tm+1」とする。また、タッチ位置検出用ゲート線81Tnとタッチ位置検出用データ線82Tmとで規定されるタッチ位置検出用画素領域PTを「タッチ位置検出用画素領域PT(n、m)」とし、タッチ位置検出用画素領域PT(n、m)が備える画素電極83およびTFT84を、それぞれ、「画素電極83(n、m)」および「TFT84(n、m)」とする。他のタッチ位置検出用画素領域PTについても同様とする。また、以下では、タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m+1)に対応する個所がタッチされたときについて代表して説明する。すなわち、タッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m+1)の充電時の電位上昇率のみが、タッチ位置計算回路97に設定されている所定範囲Tの範囲外となる。
[1]タッチ位置検出用ゲート線81Tnについて
まず、ゲートドライバ94により、タッチ位置検出用ゲート線81Tnに電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線81Tnに接続されたTFT84(n、m)、84(n、m+1)をそれぞれON状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に接続されたTFT84(n+1、m)、84(n+1、m+1)は、OFF状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線81Tnへの電圧印加に合わせて(すなわち、タッチ位置検出用ゲート線81Tnへ電圧が印加されている時に)、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tnに所定レベルの電圧(充電信号)を印加する。
まず、ゲートドライバ94により、タッチ位置検出用ゲート線81Tnに電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線81Tnに接続されたTFT84(n、m)、84(n、m+1)をそれぞれON状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に接続されたTFT84(n+1、m)、84(n+1、m+1)は、OFF状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線81Tnへの電圧印加に合わせて(すなわち、タッチ位置検出用ゲート線81Tnへ電圧が印加されている時に)、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tnに所定レベルの電圧(充電信号)を印加する。
上記電圧がタッチ位置検出用容量線85Tnに印加されると、タッチ位置検出用容量線85Tnに対応するタッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)の充電が開始される。この時、前述したようにTFT84(n、m)、84(n、m+1)がON状態であるため、電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1を介して、タッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)の充電時における電位上昇率を検知する。そして、電位上昇率検知手段96は、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
タッチ位置計算回路97は、受信したタッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Tと比較する。タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Tの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
[2]タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1について
次いで、ゲートドライバ94により、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に接続されたTFT84(n+1、m)、84(n+1、m+1)をそれぞれON状態とする。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1への電圧印加に合わせて、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に所定レベルの電圧(充電信号)を印加する。この電圧レベルは、前記[1]でタッチ位置検出用容量線85Tnに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。
次いで、ゲートドライバ94により、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1に接続されたTFT84(n+1、m)、84(n+1、m+1)をそれぞれON状態とする。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線81Tn+1への電圧印加に合わせて、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に所定レベルの電圧(充電信号)を印加する。この電圧レベルは、前記[1]でタッチ位置検出用容量線85Tnに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。
上記電圧がタッチ位置検出用容量線85Tn+1に印加されると、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に対応するタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)、PT(n+1、m+1)の充電が開始される。この時、前述したようにTFT84(n+1、m)、84(n+1、m+1)がON状態であるため、電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1を介して、タッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)、PT(n+1、m+1)の充電時における電位上昇率を検知する。そして、電位上昇率検知手段96は、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
タッチ位置計算回路97は、受信したタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)、PT(n+1、m+1)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Tと比較する。タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)の電位上昇率は、所定範囲Tの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
一方、タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m+1)に対応する位置はタッチされているため、タッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m+1)の充電時の電位上昇率は、所定範囲Tの範囲外である。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m+1)に対応する位置は、タッチされている(すなわちタッチ位置である)と判断する。
このように、タッチ位置計算回路97は、全てのタッチ位置検出用画素領域PTについて充電時の電位上昇率を所定範囲Tと比較し、タッチ位置検出用画素領域PT毎にその領域に対応するタッチ面211がタッチされているがどうかを判断して、タッチ面211のタッチ位置を検出する。そして、タッチ位置計算回路97は、その検出結果(タッチ位置情報)をCPU91に送信する。
タッチ位置情報を受信したCPU91は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94およびデータドライバ95の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面211に表示される。
以上、タッチセンサ6のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
以上、タッチセンサ6のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
このようなタッチセンサ6によれば、例えば、タッチ面211に対して同時に2か所以上がタッチされた場合でも、全てのタッチ位置を検出することができる。すなわち、タッチセンサ6は、マルチタッチに対応することができ、これを備える液晶表示装置10の利便性が向上する。
また、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、データ線82に画像を表示するための電圧(表示用データ信号)が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用画素領域PTの充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面211のタッチ位置を正確に検出することができる。
また、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、データ線82に画像を表示するための電圧(表示用データ信号)が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用画素領域PTの充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面211のタッチ位置を正確に検出することができる。
特に、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、上記期間のうちでも、帰線期間に行うことが好ましい。これにより、タッチ面に表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面211のタッチ位置を検出することができる。なお、「帰線期間」とは、所定の画像(フレーム)を表示し終えてから、次の画像(フレーム)の表示を開始するまでの期間を言う。言い換えれば、図4中の上側に位置するゲート線81から下側に向かって順に電圧を印加する場合、最も下側に位置するゲート線81への電圧印加が終了してから、最も上側に位置するゲート線81への電圧印加が開始されるまでの期間を言う。
また、タッチセンサ6は、タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に1回(例えば60回に1回)の割合(周期)で行ってもよい。
タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面211のタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に1回の割合で行う場合には、液晶表示装置10の省電力駆動を図ることができる利点がある。なお、通常の液晶表示装置では、タッチ面211に表示される画像は、1秒間に60フレーム程度であるため、帰線期間も1秒間に60回存在する。しかしながら、通常、タッチ面211をタッチする際にタッチ面211に触れている時間は、帰線期間の周期(例えば1/60秒)よりも長いため、複数回の帰線期間に1回の割合でタッチ位置の検出を行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
また、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を1回の帰線期間で行ってもよいし、複数回の帰線期間に分けて行ってもよい。すなわち、全てのタッチ位置検出用画素領域PTに対するタッチの有無を1回の帰線期間で判断してもよいし、複数回の帰線期間に分けて判断してもよい(例えば、図7にて、1回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域PT(n、m)、PT(n、m+1)についてタッチの有無を判断し、2回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域PT(n+1、m)、PT(n+1、m+1)についてタッチの有無を判断する)。
タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を1回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を1回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、液晶表示装置10の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
以上のような構成の液晶表示装置10によれば、内部にタッチセンサ6が組み込まれていることにより、装置の上側(表示面側)に別途タッチセンサを装着する必要がない。そのため、液晶表示装置10は、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
以上のような構成の液晶表示装置10によれば、内部にタッチセンサ6が組み込まれていることにより、装置の上側(表示面側)に別途タッチセンサを装着する必要がない。そのため、液晶表示装置10は、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図9は、タッチ位置検出用交差部の配置を示す平面図、図10は、容量線とデータ線との交差部に存在する寄生容量を示した断面図、図11は、本発明の第2実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図9〜図11中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
次に、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図9は、タッチ位置検出用交差部の配置を示す平面図、図10は、容量線とデータ線との交差部に存在する寄生容量を示した断面図、図11は、本発明の第2実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図9〜図11中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第2実施形態のタッチセンサ機能付き表示装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかるタッチセンサ機能付き表示装置では、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出方法が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本発明の第2実施形態にかかるタッチセンサ機能付き表示装置では、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出方法が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図8に示すように、本実施形態の液晶表示装置(タッチセンサ機能付き表示装置)10が有する制御手段9は、CPU91、表示電圧作動回路92、タッチ位置検出電圧作動回路93、ゲートドライバ94、データドライバ95、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99を有している。これらのうち、CPU91、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94、データドライバ95および容量線駆動回路99により、液晶表示装置10に所望の画像が表示され、また、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99により、タッチ面211のタッチ位置が検出される。すなわち、CPU91、タッチ位置検出電圧作動回路93、電位上昇率検知手段96、タッチ位置計算回路97および容量線駆動回路99によりタッチセンサ6が構成されている。
制御手段9による画像表示については、前述した第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
制御手段9による画像表示については、前述した第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
次いで、制御手段9(タッチセンサ6)によるタッチ面211のタッチ位置の検出について説明する。
液晶表示装置10では、全ての、データ線82と容量線85との交差部Qのうちから複数のタッチ位置検出用交差部QTが選択されており、この選択されたタッチ位置検出用交差部QT付近に発生する寄生容量の大きさを所定値と比較することにより、タッチ面211のタッチ位置を検出するよう構成されている。
液晶表示装置10では、全ての、データ線82と容量線85との交差部Qのうちから複数のタッチ位置検出用交差部QTが選択されており、この選択されたタッチ位置検出用交差部QT付近に発生する寄生容量の大きさを所定値と比較することにより、タッチ面211のタッチ位置を検出するよう構成されている。
図9に示すように、複数のタッチ位置検出用交差部QTは、マトリックス状に選択されている。このようにタッチ位置検出用交差部QTをマトリックス状に選択することにより、タッチ面211の全域に、粗密なくタッチ位置検出用交差部QTを配置することができるため、タッチ位置の検出精度をタッチ面211全域で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上する。
また、隣り合う一対のタッチ位置検出用交差部QTの離間距離Dとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。ここで、通常、タッチ面211は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等の比較的タッチ面211との接触面積が比較的大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Dを1mm〜10mm程度とすることで、タッチ面211のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用交差部QTの少なくとも1つを存在させることができ、タッチ位置検出用交差部QTの数(占有率)を、タッチ位置を高精度(通常操作に支障がない精度)に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用交差部QTの数が過剰となることにより、タッチセンサ6が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり(オーバークオリティ化)、タッチ位置検出用交差部QTの数が少なすぎることにより、タッチセンサ6のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
このような複数のタッチ位置検出用交差部QTには、全てのデータ線82のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線82Tと、全ての容量線85から選択された複数のタッチ位置検出用容量線85Tとの交差部Qが選択される。このようにしてタッチ位置検出用交差部QTを選択することにより、タッチ位置検出用交差部QTの選択が簡単となる。
ここで、タッチ位置検出用容量線85Tは、図9中縦方向(列方向)に等ピッチとなるように全容量線85から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面211の縦方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用交差部QTを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用容量線85Tのピッチとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う(図9の縦方向に限る)一対のタッチ位置検出用交差部QTの離間距離Dを、前述した1mm〜10mm程度とすることができる。
タッチ位置検出用容量線85Tの選択と同様に、タッチ位置検出用データ線82Tは、図9中横方向(行方向)に等ピッチとなるように全データ線82から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面211の横方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用交差部QTを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線82Tのピッチとしては、特に限定されないが、1mm〜10mm程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う(図9の横方向に限る)一対のタッチ位置検出用交差部QTの離間距離Dを、前述した1mm〜10mm程度とすることができる。
次いで、タッチセンサ6を構成する各部について説明する。
CPU91は、タッチ位置検出電圧作動回路93、容量線駆動回路99、電位上昇率検知手段96およびタッチ位置計算回路97に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路93は、タッチ位置を検知するために必要な各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルを形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
CPU91は、タッチ位置検出電圧作動回路93、容量線駆動回路99、電位上昇率検知手段96およびタッチ位置計算回路97に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。CPU91からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路93は、タッチ位置を検知するために必要な各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルを形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
容量線駆動回路99は、タッチ位置検出電圧作動回路93からの信号や、CPU91からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用容量線85Tに順次1本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。なお、以下では、電圧が印加されているタッチ位置検出用容量線85を「タッチ位置検出用容量線85Ton」とも言う。
ここで、図10に示すように、タッチ位置検出用交差部QT付近には、寄生容量C2が発生している。寄生容量C2は、タッチ位置検出用容量線85Tとタッチ位置検出用データ線82Tとで絶縁膜87を挟むことにより形成された第1の寄生容量C21と、タッチ位置検出用データ線82Tと共通電極23とで液晶層4を挟むことにより形成された第2の寄生容量C22とを有している。
ここで、図10に示すように、タッチ位置検出用交差部QT付近には、寄生容量C2が発生している。寄生容量C2は、タッチ位置検出用容量線85Tとタッチ位置検出用データ線82Tとで絶縁膜87を挟むことにより形成された第1の寄生容量C21と、タッチ位置検出用データ線82Tと共通電極23とで液晶層4を挟むことにより形成された第2の寄生容量C22とを有している。
そして、タッチ面211上のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用交差部QTでは、指や入力具等によるタッチ面211の押圧で、共通電極23とタッチ位置検出用データ線82Tとのギャップが押圧されていない状態と比べて小さくなることにより第2の寄生容量C22が変化(増加)したり、指がタッチ面211に触れることで浮遊容量(図示せず)が発生したりすることにより、寄生容量C2の大きさが変化する。そのため、大きさが変化した寄生容量C2が存在するタッチ位置検出用交差部QTに対応するタッチ位置検出用データ線82Tでは、タッチ位置検出用容量線85Tに電圧を印加した際の電位上昇率が変化(低下)する。すなわち、タッチ面211のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用交差部QTに対応するタッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率は、その他のタッチ位置検出用交差部QTに対応するタッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率と異なっている。
電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用容量線85Tonに対応する各タッチ位置検出用交差部QTの寄生容量C2の大きさを各タッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率として検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。このように、電位上昇率検知手段96は、各タッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率に基づいて各寄生容量C2の大きさを検知するため、すなわち、各タッチ位置検出用データ線82Tが画像信号用配線と電位上昇率検知用配線とを兼ねているため、液晶表示装置10の装置構成を簡易化することができる。また、TFTアレイ基板3上に配される配線の数を少なくすることができるため、TFTアレイ基板3の開口率を高めることができる。
タッチ位置計算回路97は、タッチ面211がタッチされることにより、タッチ位置に対応する(タッチ位置付近のタッチ位置検出用交差部QTに存在する)寄生容量C2の大きさが変化することを利用し、電位上昇率が所定範囲T外にあるタッチ位置検出用データ線82Tに対応するタッチ位置検出用交差部QTの位置(タッチ面211の平面視での位置)をタッチ位置として検出する。所定範囲Tとしては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用交差部QTを規定するタッチ位置検出用容量線85Tおよびタッチ位置検出用データ線82Tにて、タッチ位置検出用容量線85Tに所定電圧(タッチ位置を検出するために各タッチ位置検出用容量線85Tに印加する電圧と等しい電圧)を印加した際のタッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率を基準にし、その前後(高い方向および低い方向)に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
このようなタッチ位置検出方法によれば、タッチ位置検出用容量線85Tへの電圧印加の仕方が、画像を表示する際のゲートドライバ94による複数のゲート線81への電圧印加の仕方と似ているため、制御手段9による制御が簡単となる。また、TFT84のON/OFFを切り換える必要がないため、この点からも制御手段9による制御が簡単となる。
以下、タッチセンサ6のタッチ位置検出方法について、図11に基づいて具体的に説明する。なお、図11では、説明の便宜上、データドライバ95の図示を省略している。また、複数の容量線85のうちタッチ位置検出用容量線85Tを実線で示し、それ以外の容量線85を点線で示している。データ線82についてもこれと同様である。また、以下では、複数のタッチ位置検出用容量線85Tを図11中上側から順に「タッチ位置検出用容量線85Tn」、「タッチ位置検出用容量線85Tn+1」とし、複数のタッチ位置検出用データ線82Tを図11中左側から順に「タッチ位置検出用データ線82Tm」、「タッチ位置検出用データ線82Tm+1」とする。また、以下では、タッチ位置検出用容量線85Tnとタッチ位置検出用データ線82Tmとにより規定されるタッチ位置検出用交差部QTを「タッチ位置検出用交差部QT(n、m)」とする。他のタッチ位置検出用交差部QTについても同様とする。また、以下では、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m+1)に対応する個所がタッチされたときについて代表して説明する。
以下、タッチセンサ6のタッチ位置検出方法について、図11に基づいて具体的に説明する。なお、図11では、説明の便宜上、データドライバ95の図示を省略している。また、複数の容量線85のうちタッチ位置検出用容量線85Tを実線で示し、それ以外の容量線85を点線で示している。データ線82についてもこれと同様である。また、以下では、複数のタッチ位置検出用容量線85Tを図11中上側から順に「タッチ位置検出用容量線85Tn」、「タッチ位置検出用容量線85Tn+1」とし、複数のタッチ位置検出用データ線82Tを図11中左側から順に「タッチ位置検出用データ線82Tm」、「タッチ位置検出用データ線82Tm+1」とする。また、以下では、タッチ位置検出用容量線85Tnとタッチ位置検出用データ線82Tmとにより規定されるタッチ位置検出用交差部QTを「タッチ位置検出用交差部QT(n、m)」とする。他のタッチ位置検出用交差部QTについても同様とする。また、以下では、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m+1)に対応する個所がタッチされたときについて代表して説明する。
[1]タッチ位置検出用容量線85Tnについて
まず、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tnに電圧を印加する。電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用容量線85Tnに電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
まず、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tnに電圧を印加する。電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用容量線85Tnに電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
タッチ位置計算回路97は、受信したタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Tと比較する。タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n、m)、QT(n、m+1)に対応する位置はタッチされていないため、このときのタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Tの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n、m)、QT(n、m+1)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
[2]タッチ位置検出用容量線85Tn+1について
次いで、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に電圧を印加する。この電圧レベルは、前記[1]でタッチ位置検出用容量線85Tnに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
次いで、容量線駆動回路99により、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に電圧を印加する。この電圧レベルは、前記[1]でタッチ位置検出用容量線85Tnに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。電位上昇率検知手段96は、タッチ位置検出用容量線85Tn+1に電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路97に送信する。
タッチ位置計算回路97は、受信したタッチ位置検出用データ線82Tm、82Tm+1の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Tと比較する。タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m)に対応する位置はタッチされていないため、このときのタッチ位置検出用データ線82Tmの電位上昇率は、所定範囲Tの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
一方、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m+1)に対応する位置は、タッチされているため、タッチ位置検出用データ線82Tm+1の電位上昇率は、所定範囲Tの範囲外となる。この比較を受け、タッチ位置計算回路97は、タッチ面211のタッチ位置検出用交差部QT(n+1、m+1)に対応する位置はタッチされている(すなわちタッチ位置である)と判断する。そして、タッチ位置計算回路97は、この検出結果(タッチ位置情報)をCPU91に送信する。
タッチ位置情報を受信したCPU91は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路92、ゲートドライバ94およびデータドライバ95の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面211に表示される。
以上、タッチセンサ6のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
以上、タッチセンサ6のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
このようなタッチセンサ6によれば、例えば、タッチ面211に対して同時に2か所以上がタッチされた場合でも、全てのタッチ位置を検出することができる。すなわち、タッチセンサ6は、マルチタッチに対応することができ、これを備える液晶表示装置10の利便性が向上する。
また、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、データ線82に画像を表示するための電圧(表示用データ信号)が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面211のタッチ位置を正確に検出することができる。
また、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、データ線82に画像を表示するための電圧(表示用データ信号)が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用データ線82Tの電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面211のタッチ位置を正確に検出することができる。
特に、タッチセンサ6によるタッチ位置の検出は、上記期間のうちでも、帰線期間に行うことが好ましい。これにより、タッチ面に表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面211のタッチ位置を検出することができる。
また、タッチセンサ6は、タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に1回(例えば60回に1回)の割合(周期)で行ってもよい。
タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
また、タッチセンサ6は、タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に1回(例えば60回に1回)の割合(周期)で行ってもよい。
タッチ面211のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面211のタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に1回の割合で行う場合には、液晶表示装置10の省電力駆動を図ることができる利点がある。なお、通常の液晶表示装置では、タッチ面211に表示される画像は、1秒間に60フレーム程度であるため、帰線期間も1秒間に60回程度存在する。しかしながら、通常、タッチ面211をタッチする際にタッチ面211に触れている時間は、帰線期間の周期(例えば1/60秒)よりも長いため、複数回の帰線期間に1回の割合でタッチ位置の検出を行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
また、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を1回の帰線期間で行ってもよいし、複数回の帰線期間に分けて行ってもよい。すなわち、全てのタッチ位置検出用交差部QTに対するタッチの有無を1回の帰線期間で判断してもよいし、複数回の帰線期間に分けて判断してもよい(例えば、図11にて、1回目の帰線期間では、タッチ位置検出用交差部QT(n、m)、QT(n、m+1)についてタッチの有無を判断し、2回目の帰線期間では、タッチ位置検出用交差部QT(n+1、m)、QT(n+1、m+1)についてタッチの有無を判断する)。
タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を1回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ(タッチ面211との接触時間が短いタッチ)でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、液晶表示装置10の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
一方、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、液晶表示装置10の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面211全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
以上のような構成の液晶表示装置10によれば、内部にタッチセンサ6が組み込まれていることにより、装置の上側(表示面側)に別途タッチセンサを装着する必要がない。そのため、液晶表示装置10は、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
以上のような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上のような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、バックライトがTFTアレイ基板(第2基板)側に配置され、対向基板(第1基板)側にタッチ面を有するタッチセンサ機能付き表示装置について説明したが、これに限定されず、バックライトが対向基板側に配置され、TFTアレイ基板(第2基板)側にタッチ面を有する構成であってもよい。
また、前述した実施形態では、バックライトがTFTアレイ基板(第2基板)側に配置され、対向基板(第1基板)側にタッチ面を有するタッチセンサ機能付き表示装置について説明したが、これに限定されず、バックライトが対向基板側に配置され、TFTアレイ基板(第2基板)側にタッチ面を有する構成であってもよい。
また、前述した実施形態では、表示部として液晶層を有する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、電気泳動粒子を液相分散媒に分散(懸濁)してなる電気泳動分散液が充填された複数のマイクロカプセルをバインダにより固定した電泳動表示層であってもよい。
また、前述した実施形態では、容量線が、ゲート線と平行に形成された構成について説明したが、これに限定されず、例えば、データ線と平行に形成された構成でもよい、この場合には、いわゆる点順位走査を行うことにより、タッチ面上のタッチ位置を検出することができる。
また、前述した実施形態では、容量線が、ゲート線と平行に形成された構成について説明したが、これに限定されず、例えば、データ線と平行に形成された構成でもよい、この場合には、いわゆる点順位走査を行うことにより、タッチ面上のタッチ位置を検出することができる。
10……液晶表示装置 1……液晶パネル 2……対向基板(第1の基板) 21……偏光板 211……タッチ面 22……カラーフィルタ 23……共通電極 24……配向膜 3……TFTアレイ基板(第2の基板) 31……光学基板 34……配向膜 4……液晶層 5……バックライト 6……タッチセンサ 7……シール部材 81……ゲート線 81T、81Tn、81Tn+1……タッチ位置検出用ゲート線 82……データ線 82T、82Tm、82Tm+1……タッチ位置検出用データ線 83、83(n、m)〜83(n+1、m+1)……画素電極 84、84(n、m)〜84(n+1、m+1)……TFT(薄膜トランジスタ) 85……容量線 85T、85Tn、85Tn+1……タッチ位置検出用容量線 86、87……絶縁膜 9……制御手段 91……CPU 92……表示電圧作動回路 93……タッチ位置検出電圧作動回路 94……ゲートドライバ 95……データドライバ 96……電位上昇率検知手段 97……タッチ位置計算回路 99……容量線駆動回路 P……画素領域 PT、PT(n、m)〜PT(n+1、m+1)……タッチ位置検出用画素領域 C11……画素容量 C12……蓄積容量 C2……寄生容量 C21……第1の寄生容量 C22……第2の蓄積容量 Q……交差部 QT、QT(n、m)〜QT(n+1、m+1)……タッチ位置検出用交差部
Claims (19)
- 共通電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数のゲート線と、
隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極と、
前記複数のゲート線に対応して前記列方向に並ぶとともに、前記画素電極との間に容量を形成する複数の容量線と、
前記複数の画素電極毎に配置され、前記画素電極、前記データ線および前記ゲート線と電気的に接続された複数の薄膜トランジスタとを有し、
前記タッチセンサは、前記容量線に電圧を印加することにより前記画素領域を充電する際の、複数の前記画素領域のうちから選択された複数のタッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用画素領域の位置を、前記タッチ位置として検出することを特徴とするタッチセンサ機能付き表示装置。 - 前記複数のタッチ位置検出用画素領域として、複数の前記ゲート線から選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線と、複数の前記データ線から選択された複数のタッチ位置検出用データ線とで規定される複数の前記画素領域を選択する請求項1に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記複数のタッチ位置検出用画素領域は、マトリックス状に選択される請求項2に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 隣り合う一対の前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離は、1mm〜10mmである請求項2または3に記載のタッチセンサ機能付表示装置。
- 前記電位上昇率検知手段は、複数の前記タッチ位置検出用データ線を介して、各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する請求項2ないし4のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加するとともに、電圧が印加されている前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記容量線に充電信号を印加することにより、各前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、その際の各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を前記電位上昇率検知手段により検知する請求項5に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する容量線への充電信号の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われる請求項1ないし6のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間である請求項7に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項8に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項8に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項8ないし10のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 共通電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対して対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた表示部と、
前記第1基板側または前記第2基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第2基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数の容量線とを有し、
前記タッチセンサは、前記複数の容量線と前記複数のデータ線とが交差する複数の交差部のうちから選択された複数のタッチ位置検出用交差部付近に発生する寄生容量の大きさを、前記タッチ位置検出用交差部を規定する前記容量線に電圧を印加した際の前記データ線の電位上昇率として検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用交差部付近を、前記タッチ位置として検出することを特徴とするタッチセンサ機能付き表示装置。 - 前記タッチセンサは、前記タッチ位置検出用交差部を規定する複数の前記容量線に対して順次電圧を印加し、電圧が印加されている前記容量線に対応する前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、そのタッチ位置検出用交差部を規定する前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項12に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記容量線への電圧の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われる請求項12または13に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間である請求項14に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項15に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項15に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項15ないし17のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
- 前記表示部は、液晶層を有する請求項1ないし18のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100388A JP2010250624A (ja) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | タッチセンサ機能付き表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100388A JP2010250624A (ja) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | タッチセンサ機能付き表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010250624A true JP2010250624A (ja) | 2010-11-04 |
Family
ID=43312868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009100388A Pending JP2010250624A (ja) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | タッチセンサ機能付き表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010250624A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011137882A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Toshiba Mobile Display Co Ltd | 液晶表示装置 |
WO2013009117A2 (ko) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Park Ji Hyun | 사용자 입력 감지 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 |
CN107168585A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 触控基板及触控显示面板 |
-
2009
- 2009-04-16 JP JP2009100388A patent/JP2010250624A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011137882A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Toshiba Mobile Display Co Ltd | 液晶表示装置 |
WO2013009117A2 (ko) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Park Ji Hyun | 사용자 입력 감지 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 |
WO2013009117A3 (ko) * | 2011-07-12 | 2013-03-07 | 주식회사 아이피시티 | 사용자 입력 감지 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 |
CN107168585A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 触控基板及触控显示面板 |
CN107168585B (zh) * | 2017-07-04 | 2023-01-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 触控基板及触控显示面板 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5177013B2 (ja) | タッチセンサ機能付き表示装置 | |
JP5177024B2 (ja) | タッチセンサ機能付き表示装置 | |
US9678589B2 (en) | Touch panel and apparatus for driving thereof | |
TWI412981B (zh) | 顯示面版、顯示元件以及其觸控與近接感測方法 | |
US8792062B2 (en) | Touch integrated display device | |
JP5797897B2 (ja) | タッチスクリーンパネル一体型液晶表示装置 | |
US9151979B2 (en) | In-cell capacitive touch panel LCD module and method for driving the same | |
KR102297485B1 (ko) | 터치 스크린 패널 구동방법 | |
US9599848B2 (en) | Display device including compensation capacitors with different capacitance values | |
CN110023887B (zh) | 带触摸传感器的液晶显示装置及其驱动方法 | |
JP2012103658A (ja) | タッチスクリーンパネル一体型液晶表示装置 | |
KR20120000467A (ko) | 터치 센서가 내장된 액정 표시 장치 및 그 구동 방법과 그 제조 방법 | |
JP5177025B2 (ja) | タッチセンサ機能付き表示装置 | |
JP6290449B2 (ja) | 位置入力機能付き表示装置 | |
EP3316237B1 (en) | Embedded touch control display screen and drive method therefor, and display device | |
JP2010250624A (ja) | タッチセンサ機能付き表示装置 | |
JP2014021799A (ja) | タッチパネル装置 | |
JP2011034424A (ja) | タッチセンサー機能付き表示装置 | |
JPH06314165A (ja) | 表示一体型タブレット装置およびその駆動方法 | |
JP2013190677A (ja) | 表示装置 |