JP2012221422A - タッチ検出機能付き表示パネル、駆動回路、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1または複数の表示素子と、一方向に延在する1または複数の駆動電極と、チップに集積化され、駆動電極に駆動信号を印加する電極駆動部(走査部51および駆動電極ドライバ52)と、前記駆動電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数のタッチ検出電極とを備える。このタッチ検出機能付き表示パネルでは、チップに集積化された電極駆動部により、駆動信号が駆動電極に対して印加され、その駆動信号に応じた検出信号がタッチ検出電極から出力される。
【選択図】図4
Description
1.静電容量式タッチ検出の基本原理
2.実施の形態
3.適用例
まず最初に、図1〜図3を参照して、本開示のタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図1(A)に示したように、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極(駆動電極E1およびタッチ検出電極E2)を用い、容量素子を構成する。この構造は、図1(B)に示した等価回路として表される。駆動電極E1、タッチ検出電極E2および誘電体Dによって、容量素子C1が構成される。容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端Pは抵抗器Rを介して接地されると共に、電圧検出器(タッチ検出回路)DETに接続される。交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数十kHz程度)の交流矩形波Sg(図3(B))を印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端P)に、図3(A)に示したような出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述する交流駆動信号VcomACに相当するものである。
[構成例]
(全体構成例)
図4は、実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示パネル1の一構成例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示パネルは、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの表示パネルである。
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。
図9は、タッチ検出機能付き表示パネル1の実装例を模式的に表すものである。図9に示したように、駆動部50は、画素基板2上にCOGとして実装され、並設された複数の駆動電極ブロックBのそれぞれと、配線Lを介して接続されている。この例では、配線Lは、図9において、駆動電極ブロックBの上側および下側に設けられており、駆動部50が、各駆動電極ブロックBを両側から駆動することができるようになっている。そしてゲートドライバ12(12A,12B)は、TFT基板21上にTFT素子を用いて形成され、駆動部50と接続されている。この例では、ゲートドライバ12は、図9において、画素基板2の上側(12A)と下側(12B)に配置されており、表示領域Adにマトリックス状に配置された図示しない画素Pixを、両側から駆動することができるようになっている。また、タッチ検出部40は、フレキシブルプリント基板T上に実装され、並設された複数のタッチ検出電極TDLのそれぞれと接続されている。
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示パネル1の動作および作用について説明する。
次に、タッチ検出機能付き表示パネル1の詳細動作を説明する。
タッチ検出機能付き表示パネル1では、走査部51および駆動電極ドライバ52を、集積化しチップ化したので、より多機能の回路を形成することができる。すなわち、例えば、走査部51および駆動電極ドライバ52を、ゲートドライバ12と同様に、タッチ検出機能付き表示デバイス10のTFT基板21上に、TFT素子Trと同じプロセスを用いて形成した場合には、加工精度が、例えば3[um]のように低いため、回路面積が大きくなってしまう。一方、走査部51および駆動電極ドライバ52をシリコンプロセスなどにより1チップ化してCOGとして実装する場合には、加工精度が、例えば80[nm]のように高いため、回路面積をより小さくすることができる。いいかえれば、TFT素子Trと同じプロセスを用いて走査部51および駆動電極ドライバ52を形成した場合には、回路面積の制約から、多機能な回路を形成することが難しいが、1チップ化することにより、単位面積あたりでより多くの回路を形成することができるようになるため、多機能な回路が実現できる。
次に、タッチ検出機能付き表示パネル1の額縁領域の低減について、比較例と対比して説明する。本比較例に係るタッチ検出機能付き表示パネル1Rは、走査部および駆動電極ドライバを、駆動部50のチップではなく、タッチ検出機能付き表示デバイス10のTFT基板21上に、TFT素子Trと同じプロセスを用いて形成したものである。その他の構成は、本実施の形態(図4など)と同様である。
以上のように本実施の形態では、走査部および駆動電極ドライバを集積化し1チップ化したので、多機能な回路を実現することができる。これにより、例えば、より複雑なタッチ検出走査や、より細かな電源制御が可能となる。
上記実施の形態では、タッチ検出機能付き表示パネル1を構成する各ブロックに対して、表示用電源VDDDとタッチ検出用電源電圧VDDTとを別々に供給したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、共通の電源電圧VDDを供給してもよい。この例を、以下に詳細に説明する。
上記実施の形態では、所定の本数の駆動電極COMLからなる駆動電極ブロックBごとに駆動電極COMLを駆動し走査したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定の本数の駆動電極COMLを同時に駆動するとともに、その駆動する駆動電極COMLを1本ずつシフトすることにより走査してもよい。以下に、その詳細を説明する。
上記実施の形態では、タッチ検出部40と駆動部50とを別々のチップに集積化したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図17に示したように、タッチ検出部40と駆動部50とを同じチップに集積化してもよい。
上記実施の形態では、駆動電極ブロックBは複数の駆動電極COMLから構成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、その複数の駆動電極COMLを一体として太く形成し、これを駆動電極ブロックBとして駆動してもよい。
次に、図18〜図22を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示パネルの適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルは、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図18は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。
図19は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。
図20は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531、文字等の入力操作のためのキーボード532および画像を表示する表示部533を有しており、その表示部533は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。
図21は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541、この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542、撮影時のスタート/ストップスイッチ543および表示部544を有している。そして、その表示部544は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。
図22は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740、サブディスプレイ750、ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そのディスプレイ740またはサブディスプレイ750は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。
一方向に延在する1または複数の駆動電極と、
チップに集積化され、前記駆動電極に駆動信号を印加する電極駆動部と、
前記駆動電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数のタッチ検出電極と
を備えたタッチ検出機能付き表示パネル。
前記表示駆動部が前記電極駆動部とともに集積化されている
前記(1)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記(2)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記タッチ検出制御部は、前記表示同期信号に基づいてタッチ検出同期信号を生成し、
前記電極駆動部は、前記タッチ検出同期信号に基づいて、前記駆動電極に前記駆動信号を印加する
前記(3)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記(4)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記駆動電極に印加された前記駆動信号に応じた検出信号が、前記タッチ検出電極から出力される
前記(1)から(5)のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記(1)から(6)のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記(7)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
前記(2)から(5)に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
1または複数のタッチ検出素子と、
チップに集積化され、前記1または複数のタッチ検出素子を駆動する駆動部と
を備えたタッチ検出機能付き表示パネル。
チップに集積化され、一方向に延在する1または複数のタッチ検出電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数の駆動電極に対して駆動信号を印加する電極駆動部と、
を備えた駆動回路。
前記タッチ検出機能付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示パネルは、
1または複数の表示素子と、
一方向に延在する1または複数の1または複数の駆動電極と、
チップに集積化され、前記駆動電極に駆動信号を印加する電極駆動部と、
前記駆動電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数のタッチ検出電極と
を有する
電子機器。
Claims (12)
- 1または複数の表示素子と、
一方向に延在する1または複数の駆動電極と、
チップに集積化され、前記駆動電極に駆動信号を印加する電極駆動部と、
前記駆動電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数のタッチ検出電極と
を備えたタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記表示素子を駆動する表示駆動部をさらに備え、
前記表示駆動部が前記電極駆動部とともに集積化されている
請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記電極駆動部は、前記表示駆動部から供給された表示同期信号に基づいて、前記駆動電極に駆動信号を印加する
請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - タッチ検出動作を制御するタッチ検出制御部をさらに備え、
前記タッチ検出制御部は、前記表示同期信号に基づいてタッチ検出同期信号を生成し、
前記電極駆動部は、前記タッチ検出同期信号に基づいて、前記駆動電極に前記駆動信号を印加する
請求項3に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記タッチ検出制御部は、前記電極駆動部とともに集積化されている
請求項4に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 各駆動電極と各タッチ検出電極との間には静電容量が形成され、
前記駆動電極に印加された前記駆動信号に応じた検出信号が、前記タッチ検出電極から出力される
請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記電極駆動部は、複数の前記駆動電極のうちの1または複数本を駆動対象電極として順次選択して走査し、その駆動対象電極に対して前記駆動信号を印加する
請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記電極駆動部は、前記駆動対象電極を順次選択する方法が互いに異なる複数の走査モードを有する
請求項7に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 前記電極駆動部および前記表示駆動部に対する電源供給を制御する、前記電極駆動部とともに集積化された電源制御部をさらに備えた
請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。 - 1または複数の表示素子と、
1または複数のタッチ検出素子と、
チップに集積化され、前記1または複数のタッチ検出素子を駆動する駆動部と
を備えたタッチ検出機能付き表示パネル。 - 1または複数の表示素子を駆動する表示駆動部と、
チップに集積化され、一方向に延在する1または複数のタッチ検出電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数の駆動電極に対して駆動信号を印加する電極駆動部と、
を備えた駆動回路。 - タッチ検出機能付き表示パネルと、
前記タッチ検出機能付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示パネルは、
1または複数の表示素子と、
一方向に延在する1または複数の1または複数の駆動電極と、
チップに集積化され、前記駆動電極に駆動信号を印加する電極駆動部と、
前記駆動電極の延在方向と交差する方向に延在する1または複数のタッチ検出電極と
を有する
電子機器。
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