JP2014016384A - 画像読取装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力機能付き表示装置の接触位置検知精度を向上することのできる画像読取装置及び表示装置を提供する。
【解決手段】絶縁基板上に形成された読み出し線に信号を書き込むための読み出しTFT12、検知電極7にプリチャ−ジ電圧を書き込むためのプリチャ−ジTFT6、検知電極の電圧差を増幅するための増幅TFT9を具備し、プリチャ−ジTFT6を増幅TFT9、及び補償TFT13を介して検知電極7に接続し、カップリングパルス線CPLを電源切替TFT14を介して増幅TFT9に接続し、検知電極7の電圧をカップリング容量を介してカップリングパルス線駆動波形を印加することにより接触の有無を検出する画像読取装置である。
【選択図】図3
【解決手段】絶縁基板上に形成された読み出し線に信号を書き込むための読み出しTFT12、検知電極7にプリチャ−ジ電圧を書き込むためのプリチャ−ジTFT6、検知電極の電圧差を増幅するための増幅TFT9を具備し、プリチャ−ジTFT6を増幅TFT9、及び補償TFT13を介して検知電極7に接続し、カップリングパルス線CPLを電源切替TFT14を介して増幅TFT9に接続し、検知電極7の電圧をカップリング容量を介してカップリングパルス線駆動波形を印加することにより接触の有無を検出する画像読取装置である。
【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、画像読取装置及び表示装置に関する。
ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備した表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備した電子機器では、液晶表示装置や有機EL表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。
また、近年、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等によりガラス基板等の透明な絶縁基板上にさまざまな材料で薄膜を形成し、切削や研削等の作業を繰り返し行うことにより、走査線や信号線からなる表示素子や、光センサ素子等を形成して、画像読取装置を製造する技術が研究されている。
また、画像読取装置の読み取り方式として、光センサ素子等に替えて導電性の電極を配置し、この電極と指等との間の容量変化によりパネル表面の指等の情報を検知するいわゆる静電容量方式により接触位置を検出する技術が研究されている。
そして静電容量方式を用いた表示装置では、液晶などの表示パネル中にセンサ機能を組み込む、いわゆるインセル技術が盛んに開発されている。インセル技術によれば、別途作成したタッチパネルを液晶等に貼り合わせる必要がないため、電子機器全体の厚さや重量の増加を回避することが可能になる。さらに液晶等とタッチパネルの間に界面が存在しないため、界面で生じやすい光の反射が発生しないので、表示品位の点でも優れている。
ところで、このインセル技術を用いて表示パネル中に組み込まれる画像読取装置としてのセンサ回路には複数のTFT(Thin Film Transistor)が使用されている。一般に、TFTの閾値電圧にはバラつきが存在するため、数十〜数百万個のTFTの閾値電圧を同一になるように製造することは困難である。この結果、センサ回路からの出力信号にバラつきが生じ検出精度の低下が発生する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、入力機能付き表示装置の接触位置検知精度を向上することのできる画像読取装置及び表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様による画像読取装置は、前記画像読取装置を駆動する信号を供給するプリチャージゲート線、カップリングパルス線、読出しゲート線、及び電源切替ゲート線と、誘電体との間で容量を形成する検知電極と、前記検知電極に電圧を付与するプリチャージ線と、前記検知電極から検知信号を読み出す読出し線と、ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージ線に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続するプリチャージトランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージトランジスタの他方の電極に接続し、ゲート電極が前記検知電極に接続する増幅トランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が読出し線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する読出しトランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が前記検知電極に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続する補償トランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの一方の電極に接続し、他方の電極がカップリングパルス線に接続し、ゲート電極が電源切替ゲート線に接続する電源切替トランジスタと、を備えた画像読取装置である。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置および表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。なお、以下では画像読取装置をセンサ回路として説明する。
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置および表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。なお、以下では画像読取装置をセンサ回路として説明する。
図1は、第1の実施の形態の表示装置の構成を示す概略の平面図である。
本実施形態に係る表示装置1は、液晶表示パネルPNL、及び回路基板60を備えている。液晶表示パネルPNLの端部には、フレキシブル基板FC1、FC2の一端が電気的に接続されている。フレキシブル基板FC1、FC2の他端には回路基板60が電気的に接続されている。
本実施形態に係る表示装置1は、液晶表示パネルPNL、及び回路基板60を備えている。液晶表示パネルPNLの端部には、フレキシブル基板FC1、FC2の一端が電気的に接続されている。フレキシブル基板FC1、FC2の他端には回路基板60が電気的に接続されている。
液晶表示パネルPNLは、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示部DYPと、表示部DYPの周囲に配置された走査線駆動回路YDと信号線駆動回路XDと、を備えている。そして、回路基板60は、表示装置の表示動作を制御すると共に、液晶表示パネルPNLに設けられたセンサ回路(後述する)を制御する。即ち、回路基板60は、外部信号源SSから取得した映像信号を液晶表示パネルPNLに出力する。また回路基板60は、センサ回路を動作させる信号を供給するとともに、センサ回路から取得した出力信号を制御部65へ出力する。
図2は、第1の実施の形態の表示装置の一断面を示す図である。
本実施形態に係る表示装置1は、液晶表示パネルPNL、照明ユニット、フレーム40、ベゼルカバー50、回路基板60、及び保護ガラスPGLを備えている。
本実施形態に係る表示装置1は、液晶表示パネルPNL、照明ユニット、フレーム40、ベゼルカバー50、回路基板60、及び保護ガラスPGLを備えている。
照明ユニットは、液晶表示パネルPNLの背面側に配置される。フレーム40は、液晶表示パネルPNLと照明ユニットとを支持する。ベゼルカバー50は、液晶表示パネルPNLの表示部DYPを露出させるようにフレーム40に取り付けられる。回路基板60は、フレーム40の背面側に配置される。保護ガラスPGLは、ベゼルカバー50上に接着剤70により固定される。
液晶表示パネルPNLは、アレイ基板10と、アレイ基板10と対向するように配置された対向基板20と、アレイ基板10と対向基板20との間に挟持された液晶層LQとを備えている。アレイ基板10は液晶層LQと反対側の主面に取り付けられた偏光板10Aを備えている。対向基板20は液晶層LQと反対側の主面に取り付けられた偏光板20Aを備えている。
照明ユニットは、図示しない光源、導光体32、プリズムシート34、拡散シート36、及び反射シート38を備えている。
導光体32は、光源から入射された光を液晶表示パネルPNL側に向けて出射する。プリズムシート34および拡散シート36は、液晶表示パネルPNLと導光体32との間に配置された光学シートである。反射シート38は、液晶表示パネルPNLとは反対側の導光体32の主面と対向するように配置される。プリズムシート34および拡散シート36は、導光体32から出射された光を集光および拡散する。
導光体32は、光源から入射された光を液晶表示パネルPNL側に向けて出射する。プリズムシート34および拡散シート36は、液晶表示パネルPNLと導光体32との間に配置された光学シートである。反射シート38は、液晶表示パネルPNLとは反対側の導光体32の主面と対向するように配置される。プリズムシート34および拡散シート36は、導光体32から出射された光を集光および拡散する。
保護ガラスPGLは、液晶表示パネルPNLの表示部DYPを外部からの衝撃から保護している。なお、保護ガラスPGLは、省略することも可能である。
続いて、図1に示す表示装置について詳細に説明する。
液晶表示パネルPNLは、一対の電極基板であるアレイ基板10および対向基板20間に液晶層LQを挟持した構造である。アレイ基板10に設けられた画素電極PEおよび対向基板20に設けられた共通電極CEから液晶層LQに印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルPNLの透過率が制御される。
アレイ基板10では、複数の画素電極PEが透明絶縁基板(不図示)上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線GLが複数の画素電極PEの行に沿って配置され、複数の信号線SLが複数の画素電極PEの列に沿って配置される。
各画素電極PEおよび共通電極CEは例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ALで覆われる。画素電極PEおよび共通電極CEは液晶層LQの一部である画素領域と共に液晶画素PXを構成する。
ゲート線GLおよび信号線SLの交差位置近傍には、複数の画素スイッチSWPが配置される。各画素スイッチSWPは、例えば薄膜トランジスタ(TFT : Thin Film Transistor)であって、ゲートがゲート線GLに接続され、ソース−ドレインパスが信号線SLおよび画素電極PE間に接続され、対応ゲート線GLを介して駆動されたときに対応信号線SLおよび対応画素電極PE間で導通する。
更に、アレイ基板10には、センサ回路12が設けられ、このセンサ回路12を駆動するためのカップリングパルス線CPL、プリチャージゲート線PGL、読み出しゲート線RGおよび、電源切替ゲート線PWLが、複数の画素電極PEの行に沿って配置される。
なお、本実施形態では、信号線SLは、センサ回路12を駆動する信号を供給するプリチャージ線PRL、および、読み出し線ROLとしても用いられる。
なお、本実施形態では、信号線SLは、センサ回路12を駆動する信号を供給するプリチャージ線PRL、および、読み出し線ROLとしても用いられる。
走査線駆動回路YDは、複数のゲート線GLに画素スイッチSWPをオンする(ソース−ドレインパスを導通させる)ためのゲート電圧を供給して、ゲート線GLを順次駆動する。また、走査線駆動回路YDは、複数のカップリングパルス線CPL、複数のプリチャージゲート線PG、複数の読み出しゲート線RG、および複数の電源切替ゲート線PWLを所定のタイミングで駆動して、センサ回路12を駆動させる。
信号線駆動回路XDは、ソース−ドレインパスが導通した画素スイッチSWPを介して、信号線SLから画素電極PEへ映像信号を供給する。
また、不図示の共通電極駆動回路は、共通電極CEに共通電圧Vcomを供給する。共通電極駆動回路は、必要に応じて、共通電極CEに供給する共通電圧Vcomの極性を反転させて、表示装置1の極性反転方式に対応するように液晶層LQに印加される電圧の極性を反転させる。
回路基板60は、出力回路部OCT、入力回路部ICT、D/A変換部DAC、A/D変換部ADC、インタフェース部I/F、及びタイミングコントローラTCONを備えている。
タイミングコントローラTCONは、回路基板60に搭載される各部の動作、走査線駆動回路YD、信号線駆動回路XD、共通電極駆動回路及びセンサ回路12の動作を制御する。
外部信号源SSからインタフェース部I/Fを介して取り込まれたデジタル映像信号は、D/A変換部DACによってアナログ信号に変換され、所定のタイミングで入力回路部ICTにより信号線SLに出力される。
センサ回路12からの出力信号は、出力回路部OCTにより所定のタイミングでA/D変換部ADCへ供給され、デジタル信号に変換されて、インタフェース部I/Fに供給される。インタフェース部I/Fは、受信したデジタル信号を制御部65へ出力する。制御部65は、受信したデジタル信号により座標計算を行なって、指先やペン先等が接触した座標位置を検出する。
図3は、第1の実施の形態におけるセンサ回路12の等価回路を示す図である。
センサ回路12は、検知電極7、プリチャージ線PRL、読み出し線ROL、プリチャージゲート線PGL、カップリングパルス線CPL、読み出しゲート線RGL、電源切替ゲート線PWL、カップリング容量8、プリチャージTFT6、増幅TFT9、読み出しTFT12、補償TFT13、電源切替TFT14、を備えている。また、センサ回路12の外部において、プリチャージ線選択TFT15がプリチャージ線PRLと接続し、読み出し線選択TFT16が読み出し線ROLと接続して設けられている。
センサ回路12は、検知電極7、プリチャージ線PRL、読み出し線ROL、プリチャージゲート線PGL、カップリングパルス線CPL、読み出しゲート線RGL、電源切替ゲート線PWL、カップリング容量8、プリチャージTFT6、増幅TFT9、読み出しTFT12、補償TFT13、電源切替TFT14、を備えている。また、センサ回路12の外部において、プリチャージ線選択TFT15がプリチャージ線PRLと接続し、読み出し線選択TFT16が読み出し線ROLと接続して設けられている。
検知電極7は、接触体(誘電体)の有無による検知容量の変化を検出する。プリチャージ線PRLは、検知電極7にプリチャージ電圧を供給する。読み出し線ROLは、検知電極7の電圧を取り出す。プリチャージゲート線PGL、カップリングパルス線CPL、読み出しゲート線RGL、電源切替ゲート線PWLは、センサ回路12の動作を駆動するための信号を供給する。
プリチャージTFT6は、プリチャージ電圧を検知電極7へ書き込み、かつ保持するためのスイッチである。カップリング容量8は、検知電極7に検知容量の変化による電圧差を生じさせる。増幅TFT9は、検知電極7に生じた電圧を増幅するためのスイッチである。読み出しTFT12は、増幅された電圧を読み出し線ROLへ出力し、かつ保持するためのスイッチである。補償TFT13は、プリチャージ電圧を検知電極7に供給するための経路を断続するスイッチである。電源切替TFT14は、カップリングパルス線CPLからの信号を増幅TFT9に供給するための経路を断続するスイッチである。
プリチャージ線PRL、および、読み出し線ROLは信号線SLと共通の配線を用いている。なお、センサ回路12は複数の画素PXに対して1つ配置されるため、信号線SLの一部が共用されることになる。
プリチャージTFT6は例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージゲート線PGLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極がプリチャージ線PRLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が検知電極7と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
増幅TFT9は例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が検知電極7と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極が電源切替TFT14のドレイン電極と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が読み出しTFT12のソース電極と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
読み出しTFT12は例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出しゲート線RGLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極が増幅TFT9のドレイン電極と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が読み出し線ROLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
補償TFT13は例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージゲート線PGLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極が増幅TFT9のドレイン電極と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が検知電極7と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
電源切替TFT14は例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が電源切替ゲート線PWLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極がカップリングパルス線CPLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が増幅TFTのソース電極と電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
プリチャージ線選択TFT15は、例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージ選択線PSELと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極が電圧源PPSと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極がプリチャージ線PRLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
読み出し線選択TFT16は、例えばp型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出し選択線RSELと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ソース電極が電圧源PPSと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)、ドレイン電極が読み出し線ROLと電気的に接続され(あるいは一体に構成され)ている。
図4は、第1の実施形態に係る表示装置1の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。
電圧源PPSからは、最初に初期化電圧が供給され、続いてプリチャージ電圧が供給される。ここで、初期化電圧はプリチャージ電圧よりも低い電圧である。
電圧源PPSから初期化電圧が供給される状態において、プリチャージゲート線PGLに駆動信号であるプリチャージゲート信号PGが出力される。読み出しゲート線RGLに駆動信号である読み出しゲート信号RGが出力される。プリチャージ選択線PSELには、駆動信号であるプリチャージ線選択信号PSEが出力される。読み出し選択線RSELには、駆動信号である読み出し線選択信号RSEが出力される。
[タイミングT1での動作]
プリチャージ線選択信号PSE、読み出し線選択信号RSEがオンレベル(ローレベル)のタイミングでそれぞれプリチャージ線選択TFT15、読み出し線選択TFT16がオンとなり、それぞれプリチャージ線PRL、読み出し線ROLに電圧源PPSより初期化電圧が付与される。
プリチャージ線選択信号PSE、読み出し線選択信号RSEがオンレベル(ローレベル)のタイミングでそれぞれプリチャージ線選択TFT15、読み出し線選択TFT16がオンとなり、それぞれプリチャージ線PRL、読み出し線ROLに電圧源PPSより初期化電圧が付与される。
読み出しゲート信号RGがオンレベル(ローレベル)のタイミングで読み出しゲート線RGLに接続する読み出しTFT12がオンとなる。またプリチャージゲート信号PGがオンレベル(ローレベル)のタイミングでプリチャージゲート線PGLに接続する、補償TFT13及びプリチャージTFT6がオンとなる。
この結果、読み出し線ROLに付与された初期化電圧が読み出しTFT12及び補償TFT13を介して検知電極7に付与される。ここで、初期化電圧は通常のプリチャージ電圧よりもレベルの低い電圧である。そのため、検知電極7の電位も低くなり、増幅TFT9がオンする。その結果、プリチャージ線PRLに付与された初期化電圧がプリチャージTFT6及び増幅TFT9を介して検知電極7に付与される。
このように、初期化電圧を付与するのは検知電極7の電位を十分に低くして増幅TFT9を確実にオンさせるためである。また読み出し線ROLを介して初期化電圧を付与するのは、読み出し線ROLとプリチャージ線PRLとを併用することによって配線の抵抗を低減して確実に検知電極7の電位を低く設定するためである。
[タイミングT2での動作]
読み出しゲート信号RG、読み出し線選択信号RSEをオフレベルとする。これによって、読み出し線ROLを介した初期化電圧の供給は停止し、プリチャージ線PRLを介した初期化電圧の供給が継続する。
読み出しゲート信号RG、読み出し線選択信号RSEをオフレベルとする。これによって、読み出し線ROLを介した初期化電圧の供給は停止し、プリチャージ線PRLを介した初期化電圧の供給が継続する。
この状態において、補償TFT13がオンされているため、増幅TFT9のゲートとドレインとが電気的に接続された状態となる。そのため、ゲート電極の電圧は、増幅TFT9の閾値電圧のバラツキを反映した電圧となっている。
[タイミングT3での動作]
カップリングパルス線CPLに供給するカップリングパルス信号CPの電位を低く設定する。このカップリングパルス信号CPは、カップリング容量8の一端に付与され、その結果検知電極7の電位が引き下げられる。従って、後述する接触体の有無による検知電極7の電位の変動を大きくすることができる。
カップリングパルス線CPLに供給するカップリングパルス信号CPの電位を低く設定する。このカップリングパルス信号CPは、カップリング容量8の一端に付与され、その結果検知電極7の電位が引き下げられる。従って、後述する接触体の有無による検知電極7の電位の変動を大きくすることができる。
[タイミングT4での動作]
電圧源PPSから供給される電圧がプリチャージ電圧に変更される。プリチャージ電圧は、プリチャージ線PRL、プリチャージTFT6、増幅TFT9、補償TFT13を介して検知電極7に付与される。この結果、検知電極7の電位は初期化電圧印加時よりも上昇する。なお、上述したように、増幅TFT9のゲート電極の電圧は、増幅TFT9の閾値電圧のバラツキを反映した電圧となっている。
電圧源PPSから供給される電圧がプリチャージ電圧に変更される。プリチャージ電圧は、プリチャージ線PRL、プリチャージTFT6、増幅TFT9、補償TFT13を介して検知電極7に付与される。この結果、検知電極7の電位は初期化電圧印加時よりも上昇する。なお、上述したように、増幅TFT9のゲート電極の電圧は、増幅TFT9の閾値電圧のバラツキを反映した電圧となっている。
[タイミングT5での動作]
プリチャージゲート信号PG、プリチャージ線選択信号PSEをオフレベル(ハイレベル)とする。この結果、検知電極7はフローティング状態となり、接触体(指10)の有無に依存して、検知容量11を介した検知電極7の電位が変動する。
プリチャージゲート信号PG、プリチャージ線選択信号PSEをオフレベル(ハイレベル)とする。この結果、検知電極7はフローティング状態となり、接触体(指10)の有無に依存して、検知容量11を介した検知電極7の電位が変動する。
[タイミングT6での動作]
カップリングパルス線CPLに供給するカップリングパルス信号CPの電位を高く設定する。このカップリングパルス信号CPは、カップリング容量8の一端に付与され、その結果検知電極7の電位が引き上げられる。図4の検知電極電圧で示すように検知電極電位(指なし)と、検知電極電位(指あり)との間に電圧差を生じさせることができる。
カップリングパルス線CPLに供給するカップリングパルス信号CPの電位を高く設定する。このカップリングパルス信号CPは、カップリング容量8の一端に付与され、その結果検知電極7の電位が引き上げられる。図4の検知電極電圧で示すように検知電極電位(指なし)と、検知電極電位(指あり)との間に電圧差を生じさせることができる。
[タイミングT7での動作]
電源切替ゲート線PWLに供給する電源切替ゲート信号PWをオンレベル(ローレベル)とする。電源切替TFT14がオンとなり、カップリングパルス線CPLに供給されたカップリングパルス信号CPが電源切替TFT14を介して増幅TFT9のソース電極に入力する。上述のように、増幅TFT9の動作点(増幅度)は、検知電極7の電圧によって変動する。従って、増幅TFT9のドレイン電極からは接触体(指10)の有無を表す増幅された電圧が出力する。
電源切替ゲート線PWLに供給する電源切替ゲート信号PWをオンレベル(ローレベル)とする。電源切替TFT14がオンとなり、カップリングパルス線CPLに供給されたカップリングパルス信号CPが電源切替TFT14を介して増幅TFT9のソース電極に入力する。上述のように、増幅TFT9の動作点(増幅度)は、検知電極7の電圧によって変動する。従って、増幅TFT9のドレイン電極からは接触体(指10)の有無を表す増幅された電圧が出力する。
また、タイミングT7では、読み出しゲート信号RGをオンレベル(ローレベル)とする。これによって増幅TFT9からの検知信号が読み出しTFT12を介して読み出し線ROLに出力される。読出し線ROLに出力される電圧波形はこの電圧変動を示したものであり、出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との間には電圧差が生じる。
そこで、読み出しゲート線PGLがオンしてからの出力期間経過時(例えば、タイミングT8)での出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との出力電圧差を検出することにより指先やペン先等が接触している位置を検出することが可能となる。
以上説明した第1の実施の形態の読取装置によれば次のような効果を奏する。
本実施の形態では、プリチャージ期間において、増幅TFT9のドレイン電極を補償TFT13を介して検知電極7と接続する構成としている。このように構成することによって、プリチャ−ジ電圧書き込み時に増幅TFT9の閾値電圧分だけオフセットをかけることができるため、増幅TFT9の最適動作点が閾値電圧ばらつきの影響を受けないようすることができ、その結果高い読み取り性能を実現することが可能となる。
また、従来の画像読取装置の駆動方法では、センサ動作期間が開始してすぐにプリチャ−ジ電圧を印加していた。これに対し、第1の実施の形態に係る画像読取装置の駆動方法では、プリチャ−ジ用TFT6を介して検知電極7にプリチャ−ジ電圧を印加する前に読み出し線ROLを介して検知電極7に初期化電圧を印加している点が異なる。このように駆動することによって、プリチャ−ジ電圧を印加する前に検知電極7の電圧をなるべく低く設定することができるため、プリチャ−ジ電圧をより印加しやすくすることが可能となる。
さらに、プリチャ−ジTFT6を介して検知電極7にプリチャ−ジ電圧を印加する前に読み出し線ROLを介して検知電極7に初期化電圧を印加し、かつ同時にプリチャ−ジ線PRLにも初期化電圧を印加することにより、プリチャ−ジ電圧をより一段と印加しやすくすることが可能となる。
[第2の実施の形態]
図5は、第2の実施の形態におけるセンサ回路12の等価回路を示す図である。第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。
図5は、第2の実施の形態におけるセンサ回路12の等価回路を示す図である。第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。
第2の実施の形態では、電源切替ゲート線PWLは設けられておらず、電源切替TFT14のゲート電極は読み出しゲート線RGLと接続されている。即ち、電源切替TFT14は、読み出しゲート信号RGによって駆動される。
図6は、第2の実施形態に係る表示装置1の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。図6に示すタイミングチャートには、電源切替ゲート信号PWが記載されていないが、それ以外の信号は図4に示す第1の実施の形態と同一である。
電圧源PPSからは、最初に初期化電圧が供給され、続いてプリチャージ電圧が供給される。ここで、初期化電圧はプリチャージ電圧よりも低い電圧である。
電圧源PPSから初期化電圧が供給される状態において、プリチャージゲート線PGLに駆動信号であるプリチャージゲート信号PGが出力される。読み出しゲート線RGLに駆動信号である読み出しゲート信号RGが出力される。プリチャージ選択線PSELには、駆動信号であるプリチャージ線選択信号PSEが出力される。読み出し選択線RSELには、駆動信号である読み出し線選択信号RSEが出力される。
[タイミングT1での動作]
プリチャージ線選択信号PSE、読み出し線選択信号RSEがオンレベル(ローレベル)のタイミングでそれぞれプリチャージ線選択TFT15、読み出し線選択TFT16がオンとなり、それぞれプリチャージ線PRL、読み出し線ROLに電圧源PPSより初期化電圧が付与される。
プリチャージ線選択信号PSE、読み出し線選択信号RSEがオンレベル(ローレベル)のタイミングでそれぞれプリチャージ線選択TFT15、読み出し線選択TFT16がオンとなり、それぞれプリチャージ線PRL、読み出し線ROLに電圧源PPSより初期化電圧が付与される。
読み出しゲート信号RGがオンレベル(ローレベル)のタイミングで読み出しゲート線RGLに接続する読み出しTFT12及び電源切替TFT14がオンとなる。またプリチャージゲート信号PGがオンレベル(ローレベル)のタイミングでプリチャージゲート線PGLに接続する、補償TFT13及びプリチャージTFT6がオンとなる。
この結果、読み出し線ROLに付与された初期化電圧が読み出しTFT12及び補償TFT13を介して検知電極7に付与される。ここで、初期化電圧は通常のプリチャージ電圧よりもレベルの低い電圧である。そのため、検知電極7の電位も低くなり、増幅TFT9がオンする。その結果、プリチャージ線PRLに付与された初期化電圧がプリチャージTFT6及び増幅TFT9を介して検知電極7に付与される。
なお、電源切替TFT14がオンすることにより、電源切替TFT14のドレイン電極(プリチャージTFT6のドレイン電極)側で、初期化電圧とカップリングパルス信号CPの高電圧とがともに入力されることになる。このため、検知電極7の電圧は初期化電圧よりも高くなるが、増幅TFT9の特性を選定することで、増幅TFT9をオンとすることができる。
[タイミングT2での動作]
読み出しゲート信号RG、読み出し線選択信号RSEをオフレベルとする。これによって、読み出し線ROLを介した初期化電圧の供給は停止し、プリチャージ線PRLを介した初期化電圧の供給が継続する。また、電源切替TFT14もオフとなる。これによって、検知電極7の電圧は第1の実施の形態での状態と同じ状態となる。
読み出しゲート信号RG、読み出し線選択信号RSEをオフレベルとする。これによって、読み出し線ROLを介した初期化電圧の供給は停止し、プリチャージ線PRLを介した初期化電圧の供給が継続する。また、電源切替TFT14もオフとなる。これによって、検知電極7の電圧は第1の実施の形態での状態と同じ状態となる。
タイミングT3以降の動作は、第1の実施の形態と同じであるため、その詳細の説明は省略する。
以上説明した第2の実施の形態では、電源切替TFT14のゲート電極は読み出しゲート線RGLに接続されている。従って、第1の実施の形態に比して、信号線を削減することが可能である。
[本実施の形態のバリエーション]
上述の実施の形態は、種々のバリエーションの形態として構成することができる。
上述の実施の形態は、種々のバリエーションの形態として構成することができる。
(1)上述の実施の形態においては、それぞれのTFTはp型の薄膜トランジスタを用いて構成したが、n型の薄膜トランジスタを用いて構成しても良い。
(2)上述の実施の形態においては、アクティブ型のセンサ回路を有するタッチパネルについて説明したが、アクティブ型のセンサ回路は上述の構成に限られない。またパッシブ型のセンサ回路を有するタッチパネルについても同様に適用することができる。
(3)上記実施形態に係る表示装置1は、TN(Twisted Nematic)モード、IPSモード、OCB(Optically Compensated Bend)モード等の表示モードを採用する液晶表示装置であってもよい。
(4)上記実施形態に係る表示装置は、カラー表示タイプ、白黒表示タイプの表示装置にも適用可能である。
(5)カップリングパルスはゲート線GLから供給しなくても良く、例えば信号線SLと並行した配線を追加してカップリングパルス線としても良い。
(6)なお、タイミングコントローラTCONは、回路基板60に設けられる態様に限られず、外部に設けられても良く、TFT基板上に設けられても良い。
(7)増幅TFT9は、実施の形態に限られず増幅器(アンプ)を用いて構成しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
PNL…液晶表示パネル、DYP…表示部、YD…走査線駆動回路、XD…信号線駆動回路、PGL…保護ガラス、GL…ゲート線、SL…信号線、PX…液晶画素、CPL…カップリングパルス線、PGL…プリチャージゲート線、RG…ゲート線、PWL…電源切替ゲート線、PRL…プリチャージ線、ROL…読み出し線、TCON…タイミングコントローラ、RGL…ゲート線、PSEL…プリチャージ選択線、PPS…電圧源、RSEL…選択線、PGL…ゲート線、6…プリチャージTFT、7…検知電極、8…カップリング容量、9…増幅TFT、12…センサ回路、13…補償TFT、14…電源切替TFT、15…プリチャージ線選択TFT、16…読出線選択TFT。
Claims (6)
- 画像読取装置において、
前記画像読取装置を駆動する信号を供給するプリチャージゲート線、カップリングパルス線、読出しゲート線、及び電源切替ゲート線と、
誘電体との間で容量を形成する検知電極と、
前記検知電極に電圧を付与するプリチャージ線と、
前記検知電極から検知信号を読み出す読出し線と、
ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージ線に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続するプリチャージトランジスタと、
ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージトランジスタの他方の電極に接続し、ゲート電極が前記検知電極に接続する増幅トランジスタと、
ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が読出し線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する読出しトランジスタと、
ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が前記検知電極に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続する補償トランジスタと、
ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの一方の電極に接続し、他方の電極がカップリングパルス線に接続し、ゲート電極が電源切替ゲート線に接続する電源切替トランジスタと、を備えた画像読取装置。 - 前記電源切替ゲート線が前記読出しゲート線に共用されてなる請求項1に記載の画像読取装置。
- 表示領域内にマトリクス状に配置された表示画素と、
前記表示領域に接触した誘電体による容量結合の強弱を検出する請求項1又は2に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置のそれぞれのトランジスタを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記検知電極に電圧を付与するプリチャージ期間と、誘電体との接触有無により検知電極に生じた電圧を前記読出し線を介して読み出す読出期間とを具備するように制御する、表示装置。 - 前記制御部は、
前記プリチャージ期間において、
前記プリチャージ線と読出し線とを介してプリチャージ電圧よりも低い初期化電圧を前記検知電極に付与した後、前記プリチャージ線を介してプリチャージ電圧を前記検知電極に付与するように制御する請求項3に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記プリチャージ期間において、
前記増幅トランジスタの他方の電極と前記検知電極とが電気的に接続するように前記補償トランジスタを制御する、請求項4に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記読出期間において、
前記プリチャージトランジスタ及び補償トランジスタそれぞれのソース・ドレイン電極間の電気的な接続を遮断し、前記電源切替トランジスタ及び読出しトランジスタそれぞれのソース・ドレイン電極間の電気的な接続を動通するように制御する、請求項5に記載の表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012151729A JP2014016384A (ja) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | 画像読取装置及び表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014016384A true JP2014016384A (ja) | 2014-01-30 |
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ID=50111151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012151729A Pending JP2014016384A (ja) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | 画像読取装置及び表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014016384A (ja) |
-
2012
- 2012-07-05 JP JP2012151729A patent/JP2014016384A/ja active Pending
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