JP2014167619A - 表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器 - Google Patents

表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】額縁を抑制するとともに、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間において走査線のノイズを抑制する、表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器を提供する。
【解決手段】表示装置は、第1垂直駆動回路又は第2垂直駆動回路が接続される走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続されるスイッチを含み、スイッチは、水平駆動回路が表示動作を休止する休止期間において、第1垂直駆動回路又は第2垂直駆動回路が走査線に与えている電位と同じ電位を走査線に与える。
【選択図】図17

Description

本発明は、表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器に係り、特に表示動作期間の間に表示を休止する休止期間を有する表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部から近接する外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化され、タッチ検出機能付き表示装置に用いられている。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている。このようなタッチパネルを有する、タッチ検出機能付き表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドなどの入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
タッチ検出装置の方式として、光学式、抵抗式、静電容量式などいくつかの方式が存在する。静電容量式のタッチ検出装置は、携帯端末などに用いて、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる。例えば、特許文献1には、静電容量式のタッチ検出装置が記載されている。
また、静電容量式のタッチ検出装置は、駆動電極とタッチ検出電極との間には静電容量が形成され、この静電容量は外部から近接する外部近接物体に応じて静電容量が変化する。この表示装置は、静電容量の変化を利用して、駆動電極にタッチ検出用の駆動信号を印加したときにタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することにより、外部近接物体を検出する。
特開2012−048295号公報
ところで、表示機能とタッチ検出機能とが一体化されているタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、タッチ検出のための動作が、表示に影響を与える可能性がある。これに対し、特許文献1に記載のタッチ検出機能付き表示装置は、表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間、つまり表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間にタッチ検出するため、タッチ検出しても表示への影響を低減することができる。
しかしながら、駆動電極にタッチ検出用の駆動信号を印加した場合、表示用の共通電極の電位も変化する可能性がある。例えば、表示装置は、表示用の共通電極が、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用され、他方の電極(タッチ検出電極)をこの共通電極と静電容量を有するように配置した場合、表示用の共通電極の電位の変化が大きくなりやすい。このため、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間において、表示用の共通電極と走査線との間の容量を介して、表示用の共通電極の電位の変化が走査線のノイズとなり、ノイズがリーク電流を引き起こす可能性がある。
また、タッチ検出機能がない、表示装置も、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間において、表示用の共通電極の電位が変化する駆動などの、表示駆動以外の駆動を行うことがある。そして、同様に休止期間において、表示用の共通電極と走査線との間の容量を介して、表示用の共通電極の電位の変化が走査線のノイズとなり、ノイズがリーク電流を引き起こす可能性がある。
表示用の共通電極の電位の変化に対して走査線のノイズの影響を抑制するには、走査線の延在方向に走査線を挟むように配置されている第1ゲートドライバ、第2ゲートドライバが、走査線の両端から、表示領域の各画素を行単位で選択するようにすることが有効である。しかしながら、表示領域に寄与しない額縁に、第1ゲートドライバ、第2ゲートドライバのトランジスタの素子を配置する必要があり、額縁が大きくなってしまう可能性がある。額縁が大きくなると、表示装置は、表示領域のスペースが制限される。このため、表示装置は、第1ゲートドライバ、第2ゲートドライバのトランジスタの素子数を抑制することが要請されている。
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、額縁の大きさの増加を抑制するとともに、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間において走査線のノイズを抑制する、表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器を提供することにある。
本開示は、複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える表示装置である。
本開示の電子機器は、上記表示装置を備えたものである。
本開示は、複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含む表示装置の駆動方法であって、前記スイッチが、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置の駆動方法である。
図1は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図2は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が装置に接触又は近接していない状態を表す説明図である。 図3は、図2に示す指が装置に接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。 図4は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が装置に接触又は近接した状態を表す説明図である。 図5は、図4に示す指が装置に接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図6は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図7は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。 図8は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。 図9は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の制御装置の一例を示す図である。 図10は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。 図11は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、ソースドライバと、信号線との関係を説明する模式図である。 図12は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図13は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の動作例を表す模式図である。 図14は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の動作例を表す模式図である。 図15は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の動作例を表す模式図である。 図16は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置における表示動作とタッチ検出動作とを説明する説明図である。 図17は、本実施形態に係るスイッチを説明するためのブロック図である。 図18は、本実施形態に係る表示動作期間及び休止期間を説明するためのタイミングチャートである。 図19は、走査線の一例を示す回路図である。 図20は、走査線の一例を示す回路図である。 図21は、本実施形態に係る走査線の一例を示す回路図である。 図22は、本実施形態に係る走査線の電位の変化を説明する説明図である。 図23は、表示装置の共通電極と走査線とのカップリング容量を説明する説明図である。 図24は、変形例に係るタッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。 図25は、本実施形態に係る走査線の電位の変化を説明する説明図である。 図26は、2水平期間の共通電位反転駆動を模式的に説明するための説明図である。 図27は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図28は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図29は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図30は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図31は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図32は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図33は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図34は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図35は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図36は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図37は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図38は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図39は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施形態
1−1.タッチ検出機能付き表示装置
1−2.表示装置
2.適用例(電子機器)
上記実施形態に係る表示装置が電子機器に適用されている例
3.本開示の態様
<1.実施形態>
<1−1.タッチ検出機能付き表示装置>
[構成例]
(全体構成例)
図1は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、ソースセレクタ部13Sと、駆動電極ドライバ14と、タッチ検出部40とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示部20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した、装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示部20の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着した、装置であってもよい。
液晶表示部20は、後述するように、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。本開示における制御装置は、制御部11、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14を含む。
ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。
ソースドライバ13は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する各画素Pix(副画素SPix)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13は、後述するように、1水平ライン分の映像信号Vdispから、液晶表示部20の複数の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重化した画素信号を生成し、ソースセレクタ部13Sに供給する。また、ソースドライバ13は、画像信号Vsigに多重化された画素信号Vpixを分離するために必要なセレクタスイッチ制御信号Vselを生成し、画像信号Vsigとともにソースセレクタ部13Sに供給する。なお、この多重化により、ソースドライバ13とソースセレクタ部13Sとの間の配線数を少なくすることができる。
駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する駆動電極COMLにタッチ検出用の駆動信号(以下、タッチ用駆動信号ともいう。)VcomAC、及び表示用の電圧である表示用駆動電圧VCOMを供給する回路である。
タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触又は近接の状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部40はタッチ検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46とを備えている。
タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出デバイス30から供給されるタッチ検出信号Vdetを増幅する。タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出信号Vdetに含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていてもよい。
(静電容量型タッチ検出の基本原理)
タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。図1〜図6を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置1におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図2は、静電容量型タッチ検出の基本原理を説明するため、指が装置に接触又は近接していない状態を表す説明図である。図3は、図2に示す指が装置に接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図4は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が装置に接触又は近接した状態を表す説明図である。図5は、図4に示す指が装置に接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図6は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
例えば、図2に示すように、容量素子C1は、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及びタッチ検出電極E2を備えている。図3に示すように、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、他端は電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図1に示すタッチ検出信号増幅部42に含まれる積分回路である。
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〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、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、駆動信号VcomACに相当するものである。
指が装置に接触(又は近接)していない状態(非接触状態)では、図2及び図3に示すように、容量素子C1に対する充放電に伴って、容量素子C1の容量値に応じた電流Iが流れる。図6に示すように電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(実線の波形V)に変換する。
一方、指が装置に接触(又は近接)した状態(接触状態)では、図4に示すように、指によって形成される静電容量C2がタッチ検出電極E2と接している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子C1は、より容量値の小さい容量素子C1’として作用する。そして、図5に示す等価回路でみると、容量素子C1’に電流Iが流れる。図6に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、指などの外部から近接する物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Resetを設けた動作とすることがより好ましい。
図1に示すタッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcom(駆動信号VcomAC)に従って、1検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図3及び図5に示す電圧検出器DETを介して、検出ブロック毎にタッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出部40のA/D変換部43に供給するようになっている。
A/D変換部43は、駆動信号VcomACに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、駆動信号VcomACをサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による電圧の差分のみ取り出す処理を行う。この指による電圧の差分は、上述した波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|である。信号処理部44は、1検出ブロック当たりの絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部44は、検出した指による電圧の差分を所定のしきい値電圧と比較し、電圧の差分がしきい値電圧以上であれば、外部近接物体が接触状態にあると判断する。一方、信号処理部44は、差分の電圧がしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態にあると判断する。このようにして、タッチ検出部40はタッチ検出が可能となる。
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部46は、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。座標抽出部45は、タッチパネル座標を信号出力Voutとして出力する。
(モジュール)
図7は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図7に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、画素基板2(TFT基板21)と、フレキシブルプリント基板Tとを備えている。画素基板2(TFT基板21)は、COG(Chip On Glass)19を搭載し、液晶表示部20の表示領域Adと、額縁Gdとが形成されている。COG19は、TFT基板21に実装されたICドライバのチップであり、図1に示した制御部11、ソースドライバ13など、表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。本実施形態では、上述したソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、TFT基板21上に形成されている。ソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、COG19に内蔵されていてもよい。また、駆動電極ドライバ14の一部である、駆動電極走査部14A、14Bは、TFT基板21に形成されている。また、ゲートドライバ12は、ゲートドライバ12A及び12Bとして、TFT基板21に形成されている。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、COG19に駆動電極走査部14A及び14B、ゲートドライバ12などの回路を内蔵してもよい。
図7に示すように、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLの駆動電極ブロックBと、タッチ検出電極TDLとは、立体交差するように形成されている。
また、駆動電極COMLは、一方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ14によって駆動信号VcomACが順次供給される。駆動電極COMLの複数のストライプ状の電極パターンのうち、同時に駆動信号VcomACが供給される電極パターンが図7に示す1つの駆動電極ブロックBに対応する。駆動電極ブロックB(駆動電極COML)は、タッチ検出機能付き表示部10の第1の辺に沿う方向に延在し、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示部10の第2の辺に沿う方向に延在する。第1の辺と第2の辺は、それぞれ異なる方向に延びている。タッチ検出電極TDLの出力部は、例えばタッチ検出機能付き表示部10の第2の辺に近い端部に設けられ、フレキシブルプリント基板Tを介して、フレキシブルプリント基板Tに実装されたタッチ検出部40と接続されている。このように、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。フレキシブルプリント基板Tは、端子であればよく、フレキシブルプリント基板に限られず、この場合、モジュールの外部にタッチ検出部40が備えられる。
後述する駆動信号生成部は、COG19に内蔵されている。ソースセレクタ部13Sは、TFT基板21上の表示領域Adの近傍に、TFT素子を用いて形成されている。表示領域Adには、後述する画素Pix(副画素SPix)がマトリックス状(行列状)に多数配置されている。額縁Gdは、TFT基板21の表面を垂直な方向からみて画素Pixが配置されていない領域である。ゲートドライバ12と、駆動電極ドライバ14のうち駆動電極走査部14A及び14Bとは、額縁Gdに配置されている。
ゲートドライバ12は、ゲートドライバ12A及び12Bを備え、TFT基板21上に複数のTFT素子を用いて形成されている。ゲートドライバ12A及び12Bは、表示領域Adを、表示領域Adを挟んで対面している方向(走査方向)に、交互に一方側から駆動することができるようになっている。以下の説明では、ゲートドライバ12Aを第1ゲートドライバ12Aとし、ゲートドライバ12Bを第2ゲートドライバ12Bとする。また、後述する走査線GCLは、第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12Bとの間に配列する。このため、走査線GCLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。
駆動電極走査部14A及び14Bは、TFT基板21上にTFT素子を用いて形成されている。駆動電極走査部14A及び14Bは、駆動信号生成部から、表示用配線LDCを介して、表示用駆動電圧VCOMの供給を受けるとともに、タッチ用配線LACを介して駆動信号VcomACの供給を受ける。駆動電極走査部14A及び14Bは、額縁Gdにおいて、それぞれ、一定の幅Gdvを占める。そして、駆動電極走査部14A及び14Bは、並設された複数の駆動電極ブロックBのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。表示用駆動電圧VCOMを供給する表示用配線LDCと、タッチ用駆動信号VcomACを供給するタッチ用配線LACとは、並列に、それぞれの額縁Gdに配置されている。表示用配線LDCは、タッチ用配線LACよりも表示領域Ad側に配置されている。この構造により、表示用配線LDCにより供給される表示用駆動電圧VCOMが、表示領域Adの端部の電位状態を安定させる。このため、特に、横電界モードの液晶を用いた液晶表示部において、表示が安定する。
図7に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出信号Vdetを、タッチ検出機能付き表示部10の一方の辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、端子部であるフレキシブルプリント基板Tを介してタッチ検出機能付き表示部10をタッチ検出部40に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
(タッチ検出機能付き表示部)
次に、タッチ検出機能付き表示部10の構成例を詳細に説明する。図8は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図9は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の制御装置の一例を示す図である。図10は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。
図8に示すように、タッチ検出機能付き表示部10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板3と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された液晶層6とを備えている。
液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)モード又はIPS(インプレーンスイッチング)モード等の横電界モードの液晶が液晶層6として用いられる。なお、図8に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
また、対向基板3は、ガラス基板31と、このガラス基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32とを含む。ガラス基板31の他方の面には、タッチ検出デバイス30の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、このタッチ検出電極TDLの上には、偏光板35が配設されている。
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、このTFT基板21上にマトリックス状に配設された複数の画素電極22と、TFT基板21及び画素電極22の間に形成された複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、を含む。
(表示装置のシステム構成例)
画素基板2は、TFT基板21上に、表示領域Adと、インターフェース(I/F)及びタイミングジェネレータの機能を備えるCOG19と、第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12B及びソースドライバ13とを備えている。図7に示すフレキシブルプリント基板Tは、COG19への外部信号及びはCOG19を駆動する駆動電力を伝送する。画素基板2は、表示領域Adと、ソースドライバ(水平駆動回路)13と、ゲートドライバ(垂直駆動回路)12A及び12Bと、を備えている。表示領域Adは、透明絶縁基板(例えばガラス基板)のTFT基板21の表面に設けられ、表示領域Adには、液晶素子を含む副画素(画素)がマトリックス状(行列状)に多数配置される。ゲートドライバ(垂直駆動回路)12A及び12Bは、第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bとして、表示領域Adを挟むように配置されている。
表示領域Adは、液晶素子を含む副画素SPixが、M行×N列に配置されたマトリックス(行列状)構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向に配列されるN個の副画素SPixを有する画素行をいう。また、列とは、行において副画素SPixが配列される方向と直交する方向に配列されるM個の副画素SPixを有する画素列をいう。そして、MとNとの値は、垂直方向の表示解像度と水平方向の表示解像度に応じて定まる。副画素SPixのM行N列の配列である表示領域Adでは、行毎に走査線GCL、GCL、GCL・・・GCLが配線され、列毎に信号線SGL、SGL、SGL、SGL、SGL・・・SGLが配線されている。以後、実施形態においては、走査線GCL、GCL、GCL・・・を代表して走査線GCLのように表記し、信号線SGL、SGL、SGL、SGL、SGL・・・を代表して信号線SGLのように表記することがある。また、本実施の形態においては、走査線GCL、GCL、・・・GCLのうちの任意の3本の走査線を、走査線GCL、GCLm+1、GCLm+2(ただし、mは、m≦M−2を満たす自然数)のように表記し、信号線SGL、SGL、・・・SGLのうちの任意の3本の信号線を、信号線SGL、SGLn+1、SGLn+2(ただし、nは、n≦N−2を満たす自然数)のように表記することもある。
画素基板2には、外部から外部信号である、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号が入力され、COG19に与えられる。COG19は、外部電源の電圧振幅のマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を、液晶の駆動に必要な内部電源の電圧振幅にレベル変換(昇圧)し、変換した信号を、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号としてタイミングジェネレータに供給する。こうして、COG19は、垂直スタートパルスVST、垂直クロックパルスVCK、スイッチ制御信号GCK、水平スタートパルスHST及び水平クロックパルスHCKを生成する。COG19は、垂直スタートパルスVST、垂直クロックパルスVCK、スイッチ制御信号GCKを第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12Bに与えるとともに、水平スタートパルスHST及び水平クロックパルスHCKをソースドライバ13に与える。COG19は、副画素SPix毎の画素電極に対して各画素共通に与えられ、共通電位とよばれる表示用駆動電圧VCOMを生成して上述した駆動電極COMLに与える。
第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、図17に示すように、転送回路61と、バッファー回路62とを含む。転送回路61は、シフトレジスタを構成し、さらにラッチ回路等を含んでもよい。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、上述した垂直スタートパルスVSTと垂直クロックパルスVCKとから垂直走査パルスを生成し、走査線GCLに与えることによって副画素SPixを行単位で順次選択する。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、走査線GCLの延在方向に走査線GCLを挟むように配置されている。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、表示領域Adの上側、すなわち垂直走査方向の開始側から、表示領域Adの下側、すなわち垂直走査方向の終了側へ順に垂直走査パルスを出力する。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、走査線GCLが配列されている方向(走査方向)に交互に垂直走査パルスを印加して表示領域Adの各副画素SPixを行単位で選択する。そして、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、走査線GCLの長手方向の端部に配置され、1行おきの走査線GCLに交互に垂直走査パルスを印加して表示領域Adの各画素を行単位で選択する。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bのそれぞれは、走査線GCLの長手方向の一方の端部に接続されているだけなので、走査線GCLの長手方向の両端部に接続されている場合と比較して、トランジスタの素子数を抑制することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、上述した額縁Gdの領域を抑制することができる。
ソースドライバ13には、例えば6ビットのR(赤)、G(緑)、B(青)のデジタル画像信号Vsigが与えられる。ソースドライバ13は、第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12Bによる垂直走査によって選択された行の各副画素SPixに対して、画素毎に、もしくは複数画素毎に、あるいは全画素一斉に、信号線SGLを介して表示データを書き込む。
TFT基板21には、図10に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)素子Tr、図9及び図10に示す各画素電極22に画素信号Vpixを供給する信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する走査線GCL等の配線が形成されている。このように、信号線SGLは、TFT基板21の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号Vpixを供給する。図10に示す液晶表示部20は、マトリックス状に配列した複数の副画素SPixを有している。それぞれの副画素SPixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。なお、TFT素子Trは、pチャネル型TFTやCMOS-TFTであってもよい。TFT素子Trのソース又はドレインの一方は信号線SGLに接続され、ゲートは走査線GCLに接続され、ソース又はドレインの他方は液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、例えば、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端が駆動電極COMLに接続されている。
図9に示す第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、垂直走査パルスを、図10に示す走査線GCLを介して、副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、表示領域Adにマトリックス状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。ソースドライバ13は、画素信号Vpixを、信号線SGLを介して、第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bにより順次選択される1水平ラインに含まれる各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。駆動電極ドライバ14は、表示用の駆動信号(表示用駆動電圧VCOM)を印加して、駆動電極COMLを駆動する。
上述したように、タッチ検出機能付き表示装置1では、第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bが走査線GCL、GCLm+1、GCLm+2を順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomを印加するようになっている。
図8に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、R、G、Bの3色の色領域32R、32G、32B(図10参照)が1組として画素Pixに対応するように、図10に示す各副画素SPixに対応付けられている。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。このように、副画素SPixは、単色の色表示を行うことができる。なお、カラーフィルタ32は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ32は、なくてもよい。カラーフィルタ32が存在しない領域、すなわち透明な副画素SPixがあってもよい。
図10に示す副画素SPixは、走査線GCLにより、液晶表示部20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。走査線GCLは、ゲートドライバ12と接続され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。また、副画素SPixは、信号線SGLにより、液晶表示部20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。信号線SGLは、ソースドライバ13と接続され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。
図11は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、ソースドライバと、信号線との関係を説明する模式図である。図11に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、信号線SGLが、ソースセレクタ部13Sを介して上述したCOG19に内蔵したソースドライバ13に接続されている。ソースセレクタ部13Sは、セレクタスイッチ制御信号Vselに応じて開閉動作する。
図11に示すように、ソースドライバ13は、制御部11から供給される画像信号Vsig及びソースドライバ制御信号に基づいて、画素信号Vpixを生成し出力する。ソースドライバ13は、1水平ライン分の画像信号Vsigから、タッチ検出機能付き表示部10の液晶表示部20の複数(この例では3つ)の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重した画素信号を生成し、多重化された画素信号(画像信号Vsig)をソースセレクタ部13Sに供給する。また、ソースドライバ13は、それぞれの画像信号Vsigに多重化された画素信号Vpixを分離するために必要なセレクタスイッチ制御信号Vsel(VselR、VselG、VselB)を生成し、画像信号Vsigとともにソースセレクタ部13Sに供給する。この多重化により、ソースドライバ13とソースセレクタ部13Sとの間の配線数が少なくなる。
ソースセレクタ部13Sは、ソースドライバ13から供給された画像信号Vsig及びセレクタスイッチ制御信号Vselに基づいて、それぞれの画像信号Vsigに時分割多重された画素信号Vpixを分離し、タッチ検出機能付き表示部10の液晶表示部20に供給する。
ソースセレクタ部13Sは、例えば、3つのスイッチSWR、SWG、SWBを備え、3つのスイッチSWR、SWG、SWBの各一端は互いに接続されソースドライバ13から画像信号Vsigが供給される。3つのスイッチSWR、SWG、SWBの各他端はタッチ検出機能付き表示部10の液晶表示部20の信号線SGLを介して、副画素SPixにそれぞれ接続されている。3つのスイッチSWR、SWG、SWBは、ソースドライバ13から供給されたセレクタスイッチ制御信号Vsel(VselR、VselG、VselB)によってそれぞれ開閉制御される。この構成により、ソースセレクタ部13Sは、セレクタスイッチ制御信号Vselに応じて、スイッチSWR、SWG、SWBを時分割的に順次切り替えてオン(ON)状態にすることができる。これにより、ソースセレクタ部13Sは、多重化された画像信号Vsigから画素信号Vpix(VpixR、VpixG、VpixB)を分離する。そして、ソースセレクタ部13Sは、画素信号Vpixを、3つの副画素SPixにそれぞれ供給する。赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bが、副画素SPixにそれぞれ対応付けられている。このため、色領域32Rに対応する副画素SPixには、画素信号VpixRが供給される。色領域32Gに対応する副画素SPixには、画素信号VpixGが供給される。色領域32Bに対応する副画素SPixには、画素信号VpixBが供給される。
副画素SPixは、駆動電極COMLにより、液晶表示部20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14と接続され、駆動電極ドライバ14より表示用駆動電圧VCOMが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素SPixが駆動電極COMLを共有するようになっている。
図1に示すゲートドライバ12は、走査信号Vscanを、図10に示す走査線GCLを介して、副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、液晶表示部20にマトリックス状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図1に示すソースドライバ13は、画素信号Vpixを、図10に示す信号線SGLを介して、ゲートドライバ12により順次選択される1水平ラインを構成する各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。図1に示す駆動電極ドライバ14は、駆動信号Vcomを印加し、図7及び図12に示す、所定の本数の駆動電極COMLからなる駆動電極ブロックB毎に駆動電極COMLを駆動する。駆動電極ブロックBは、単数の駆動電極COMLでもよく、複数の駆動電極COMLでもよい。
上述したように、液晶表示部20は、ゲートドライバ12が走査線GCLを時分割的に順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、液晶表示部20は、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含む駆動電極ブロックBに対して表示用駆動電圧VCOMを印加するようになっている。
本実施形態に係る駆動電極COMLは、液晶表示部20の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能する。図12は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。図12に示す駆動電極COMLは、図8に示すように、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。タッチ検出デバイス30は、画素基板2に設けられた駆動電極COMLと、対向基板3に設けられたタッチ検出電極TDLにより構成されている。タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極TDLは、TFT基板21の表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、タッチ検出部40のタッチ検出信号増幅部42の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。なお、タッチ検出電極TDL及び駆動電極COML(駆動電極ブロック)は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極TDL又は駆動電極COML(駆動電極ブロック)、又はその両方は、櫛歯形状であってもよい。あるいはタッチ検出電極TDL又は駆動電極COML(駆動電極ブロック)、又はその両方は、複数に分割されていればよく、駆動電極COMLを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。
この構成により、タッチ検出デバイス30では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ14が、図7に示す駆動電極ブロックBを時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Scanに駆動電極COMLが印加される駆動電極ブロックB(1検出ブロック)は、順次選択される。そして、タッチ検出デバイス30は、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。このようにタッチ検出デバイス30は、1検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。
図13から15は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の動作例を表す模式図である。図16は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置における表示動作とタッチ検出動作とを説明する説明図である。図7に示す駆動電極COMLの駆動電極ブロックBが20個の駆動電極ブロックB1〜B20である場合の、各駆動電極ブロックB1〜B20に対するタッチ用駆動信号VcomACの印加動作を示している。駆動信号印加ブロックBACは、タッチ用駆動信号VcomACが印加された駆動電極ブロックBを示しており、その他の駆動電極ブロックBは電圧が印加されず、電位が固定されていない状態、いわゆるフローティング状態となっている。駆動信号印加ブロックBACは、タッチ用駆動信号VcomACが印加された駆動電極ブロックBを示しており、その他の駆動電極ブロックBには表示用駆動電圧VCOMが印加され、電位が固定されていてもよい。図1に示す駆動電極ドライバ14は、図13に示すタッチ検出動作の対象となる駆動電極ブロックBのうち、駆動電極ブロックB3を選択して、タッチ用駆動信号VcomACを印加する。次に、駆動電極ドライバ14は、図14に示す駆動電極ブロックBのうち、駆動電極ブロックB4を選択して、タッチ用駆動信号VcomACを印加する。次に、駆動電極ドライバ14は、図15に示す駆動電極ブロックBのうち、駆動電極ブロックB5を選択して、タッチ用駆動信号VcomACを印加する。このように、駆動電極ドライバ14は、駆動電極ブロックBを順次選択して、タッチ用駆動信号VcomACを印加し、全ての駆動電極ブロックBにわたって走査する。なお、駆動電極ブロックBの個数は、20個に限定されるものではない。
タッチ検出デバイス30は、図13から図15に示す駆動電極ブロックBの1つが、上述した静電容量型タッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応する。タッチ検出デバイス30は、タッチ検出電極TDLの1つが、タッチ検出電極E2に対応する。タッチ検出デバイス30は、上述した基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。そして、図12に示すように、互いに立体交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス30のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触又は近接が生じた位置の検出も可能となっている。
図16に示すように、タッチ検出機能付き表示部10は、ゲートドライバ12が走査線GCLを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、表示走査Scandを行う。また、図16に示すように、タッチ検出機能付き表示部10は、駆動電極ドライバ14が、駆動電極ブロックBを順次選択して駆動することにより、時間W1で1回の走査を完了するタッチ検出走査Scantを行う。図16に示すように、タッチ検出走査Scantは、表示走査Scandの2倍の走査速度で行われる。このように、タッチ検出機能付き表示装置1では、タッチ検出の走査速度を表示の走査速度よりも速くすることにより、外部から近接する外部近接物体によるタッチにすぐに応答することができ、タッチ検出に対する応答特性を改善することができるようになっている。なお、タッチ検出走査Scant及び表示走査Scandの関係は、図16に示す関係に限定されるものではなく、例えば、タッチ検出走査Scantは、表示走査Scandの2倍より高い走査速度で行われるようにしてもよいし、表示走査Scandの2倍より低い走査速度で行われるようにしてもよい。
図17は、本実施形態に係るスイッチを説明するためのブロック図である。上述したように、表示領域Adには、走査線GCL、GCL、GCL・・・GCLが配線されている。なお、GCLは、最終の走査線を示している。第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12Bは、例えば転送回路61と、バッファー回路62とを含む。転送回路61は、シフトレジスタを構成し、垂直スタートパルスVSTに応答して動作を開始する。転送回路61は、転送された垂直クロックパルスVCKに同期して、順次垂直走査方向に選択され、選択された転送回路61が、対応するバッファー回路62に垂直選択パルスを出力する。
バッファー回路62は、垂直選択パルスを受けて、上位レベルの電位VGHと下位レベルの電位VGLとから、走査線GCLを駆動するのに十分な電流を供給する垂直走査パルスVgateを送出する。
ディスチャージスイッチSWは、トランジスタの一端に、各走査線GCLが接続され、トランジスタの他端に垂直走査パルスの下位レベルの電位VGLが接続され、ゲートにスイッチ制御パルスGCKが入力される。これにより、ディスチャージスイッチSWは、スイッチ制御信号GCKの入力に応じて、走査線GCLを垂直走査パルスの下位レベルの電位VGLを供給することができる。このように、ディスチャージスイッチSWは、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが接続される走査線GCLの垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続され、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bと同じ電位を供給することができる。
ディスチャージスイッチSWは、表示領域Adを介して、第2ゲートドライバ12Bが接続される走査線GCLの垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される、第1ゲートドライバ12A寄りの複数のスイッチと、第1ゲートドライバ12Aが接続される走査線GCLの垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される、第2ゲートドライバ12B寄りの複数のスイッチとを備える。ディスチャージスイッチSWは、第1ゲートドライバ12A寄りのスイッチ毎又は第2ゲートドライバ12B寄りのスイッチ毎に連動して同時に動作する。これにより、ディスチャージスイッチSWを動作させるために必要となるスイッチ制御信号の系統を少なくしすることができる。これにより、ディスチャージスイッチSWを動作させるために必要となる配線又はスイッチ制御信号を生成するための回路を少なくすることができ、額縁Gdを狭くすることができる。
ここで、画素Pix又は副画素SPixは、本開示における「画素」の一具体例に対応する。表示領域Adは、本開示における「表示領域」の一具体例に対応する。額縁Gdは、本開示における「額縁領域」の一具体例に対応する。駆動電極COMLは、本開示における「共通電極」の一具体例に対応する。走査線GCLは、本開示における「走査線」の一具体例に対応する。第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、本開示における「第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路」の一具体例に対応する。ソースドライバ13は、本開示における「水平駆動回路」の一具体例に対応する。ディスチャージスイッチSWは、本開示における「スイッチ」に対応する。
[動作及び作用]
続いて、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置1の動作及び作用について説明する。図18は、本実施形態に係る表示動作期間及び休止期間を説明するためのタイミングチャートである。図19及び図20は、走査線の一例を示す回路図である。図21は、本実施形態に係る走査線の一例を示す回路図である。図22は、本実施形態に係る走査線の電位の変化を説明する説明図である。
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1の動作を説明する。図18に示すように、第1ゲートドライバ12A及び第2ゲートドライバ12Bは、垂直スタートパルスVSTと垂直クロックパルスVCKから生成したパルスを垂直走査パルスとして順に出力し、走査線GCLに与えることによって副画素SPixを行単位で順次選択する。第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、垂直同期信号VSYNCが入力されると、表示動作期間Pd(表示動作期間Pd1)において、交互に順次1段目から走査線GCLを選択していき、走査線GCLのs段目(s≧2の整数)まで、ソースドライバ13が信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を行う。また、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLに表示用の電圧である表示用駆動電圧VCOMを供給している。
第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、タッチ検出期間識別信号TSHDの高レベルの電位を識別すると、垂直走査パルスの送出を停止し、かつ走査線GCLに対して下位レベルの電位VGLを供給し、休止期間Pt(休止期間Pt1)に入る。休止期間Ptの間は、ソースドライバ13は、副画素SPixに対して信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を休止する。そして駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、駆動電極COMLにタッチ用駆動信号VcomACを供給する。タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触又は近接の状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める。
タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別する場合、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、垂直走査パルスの送出を再開する。また、タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別すると、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLに表示用の電圧である表示用駆動電圧VCOMを供給する。例えば、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位が入力されると、表示動作期間Pd(表示動作期間Pd2)において、交互に順次s+1段目から走査線GCLを選択していき、走査線GCLのs+t段目(t≧2の整数)まで、ソースドライバ13が信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を行う。
次に、タッチ検出期間識別信号TSHDの高レベルの電位を識別する場合(Active)、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、垂直走査パルスの送出を停止し、かつ走査線GCLに対して下位レベルの電位VGLを供給し、休止期間Pt(休止期間Pt2)に入る。休止期間Ptの間は、ソースドライバ13は、副画素SPixに対して信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を休止する。そして駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、駆動電極COMLにタッチ用駆動信号VcomACを供給する。タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触又は近接の状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める。
次に、タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別する場合、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、垂直走査パルスの送出を再開する。また、タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別すると、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLに表示用の電圧である表示用駆動電圧VCOMを供給する。例えば、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、タッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位が入力されると、表示動作期間Pd(表示動作期間Pd3)において、交互に順次s+t+1段目から走査線GCLを選択していき、走査線GCLのs+t+p段目(p≧2の整数)まで、ソースドライバ13が信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を行う。
次に、タッチ検出期間識別信号TSHDの高レベルの電位を識別する場合(Active)、第1ゲートドライバ12Aと、第2ゲートドライバ12Bとは、垂直走査パルスの送出を停止し、かつ走査線GCLに対して下位レベルの電位VGLを供給し、休止期間Pt(休止期間Pt3)に入る。休止期間Ptの間は、ソースドライバ13は、副画素SPixに対して信号線SGLを介して表示データを書き込む表示動作を休止する。そして駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、駆動電極COMLにタッチ用駆動信号VcomACを供給する。タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触又は近接の状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める。
以上説明したように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、表示動作と表示動作との間(表示動作期間Pdの間)に表示を休止する休止期間Ptにタッチ検出するため、タッチ検出動作において表示への影響を低減することができる。
図19、図20及び図21に示す、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、図22に示す表示動作期間Pdにおいて、表示領域Adの各副画素SPixを行単位で選択するために、上位レベルの電位VGHと下位レベルの電位VGLとで矩形波となる、垂直走査パルスVgateを走査線GCLに送出する。図22に示す休止期間Ptは、前後の垂直走査パルスVgateの立ち上がり、立ち下がりから十分時間的に離れていることがより好ましい。
図19に示す、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの延在方向の一端に接続されており、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されている端子を近端(垂直駆動回路接続端)Psとすると、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されていない端子が遠端Peになる。走査線GCLの遠端Peでは、走査線GCLの近端Psと比較して、抵抗Rgate及びコンデンサ容量Cgateが多く、抵抗Rgateとコンデンサ容量Cgateとの積の関数であるパルスの時定数に差が生じる。図19に示す、遠端Peは、ディスチャージスイッチSWがなく、コンデンサ容量Cgateがあるのみである。図23は、表示装置の共通電極と走査線とのカップリング容量を説明する説明図である。
図23に示すように、走査線GCLと、表示装置の共通電極となる駆動電極COMLとの間には、カップリング容量Ccomgateが生じている。同様に、信号線SGLと、表示装置の共通電極となる駆動電極COMLとの間には、容量Ccomsigが生じている。また、画素電極と駆動電極COMLとの間には、容量Cpixがあり、画素信号Vpixが保持されている。上述したように、休止期間Ptにおいて、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLへタッチ用駆動信号VcomACを供給する。これにより、図22に示す休止期間Ptにおいて、駆動電極COMLの電位が変動する。なお、図22において、駆動電極COMLに印加される電位であるタッチ用駆動信号VcomACは、模式的に1つの矩形波として記載されているが、上述した図6に示す交流矩形波Sgのような複数の電位の変動であってもよい。
図19に示す走査線GCLは、休止期間Ptにおいて、近端Psに下位の電位VGLが直接供給されている。これに対し、図19に示す走査線GCLは、遠端Peには、休止期間Ptにおいて、近端Psに印加された下位の電位VGLが複数の抵抗Rgateと複数のコンデンサ容量Cgateとを介して印加されることになる。駆動電極COMLの電位が変動する場合、カップリング容量Ccomgateを介した影響(カップリング)が生じ、走査線GCLに電位の変化(ノイズ)を引き起こす可能性がある。走査線GCLの近端Psは、下位の電位VGLが直接供給されているため、カップリング容量Ccomgateを介した走査線GCLの電位の変化が抑制される。しかしながら、図19に示す走査線GCLの遠端Peの電位は、図22に示す電位変動のノイズNPを生じてしまう可能性がある。ノイズNPは、信号線SGLと容量Cpixの間に、図23に示すリーク電流Rqを引き起こし、TFT素子Trが誤動作する可能性がある。その結果、表示領域Adの品位が低下する可能性がある。
表示用の共通電極として、駆動電極COMLの電位の変化に対して走査線のノイズNPの影響を抑制するには、図20に示すように、走査線GCLの延在方向に走査線GCLを挟むように配置されている第1ゲートドライバ12A、第2ゲートドライバ12Bが、走査線GCLの両端から、垂直走査パルスVgateの下位レベルの電位VGLを供給するようにすることが有効である。図20に示す走査線GCLの遠端Peは、図19に示す走査線GCLの遠端Peに比較して、走査線GCLの近端Ps1、近端Ps2からの距離が1/2になる。これにより、図20に示す走査線GCLは、抵抗Rgate及びコンデンサ容量Cgateが影響する時定数を、図19に示す走査線GCLの1/4程度とすることができる。このため、図20に示す走査線GCLを有する表示領域Adの品位を向上させることができる。しかしながら、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの端部にそれぞれ接続され、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの両端から、表示領域Adの各副画素SPixを行単位で選択するため、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)のTFT素子Trの素子数が増え、回路面積が大きくなる。このため、上述した額縁Gdは、大きくなってしまう。
そこで、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、図21に示すように、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの延在方向の一端に接続されており、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されている端子を近端Psとすると、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されていない端子が遠端Peになる。そして、ディスチャージスイッチSWは、走査線GCLの遠端Peに接続されている。ディスチャージスイッチSWは、上述したように、トランジスタの素子の数が、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)を構成する回路より小さい回路である。第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの近端Psから、表示領域Adの各副画素SPixを行単位で選択するため、図20に示す第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)よりもTFT素子Trの素子数を抑制することができる。このためTFT素子Trの素子数が抑制されると、回路面積が小さくなり、額縁Gdを狭くすることができる。
ディスチャージスイッチSWは、スイッチ制御信号GCKの入力に応じて、走査線GCLの遠端Peに垂直走査パルスVgateの下位レベルの電位VGLを供給する。例えば、図18又は図22に示すように、タッチ検出期間識別信号TSHDの高レベルの電位を識別する場合(Active)、COG19は、スイッチ制御信号GCKの高レベルの電位(Active)を同時又はタッチ検出期間識別信号TSHDの高レベルの電位を識別した後すぐに、ディスチャージスイッチSWへ送出する。なお、スイッチ制御信号GCKは、上述した転送回路61などCOG19以外の回路から送出されてもよい。
図21に示す走査線GCLは、休止期間Ptにおいて、近端Psに下位の電位VGLが直接供給されている。また、図21に示す走査線GCLは、休止期間Ptにおいて、遠端Peに下位の電位VGLがディスチャージスイッチSWから供給されている。駆動電極COMLの電位が変動する場合、カップリング容量Ccomgateを介した影響(カップリング)が生じ、走査線GCLに電位の変化(ノイズ)を引き起こす可能性がある。しかしながら、走査線GCLの近端Ps及び遠端Peは、下位の電位VGLが直接供給されているため、カップリング容量Ccomgateを介した走査線GCLの電位の変化、つまりノイズNQが抑制される。走査線GCLの近端Ps及び遠端Peの間においても、抵抗Rgate及びコンデンサ容量Cgateが影響する時定数が、図19に示す走査線GCLの1/4程度とすることができ、ノイズの影響が抑制される。このように、休止期間Ptにおいて、走査線GCLは、下位の電位VGLに固定されやすくなり、カップリング容量Ccomgateを介した走査線GCLの電位の変化、つまりノイズNQが抑制される。
そして、図22に示すようにタッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別する場合、COG19は、スイッチ制御信号GCKの低レベルの電位をタッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別したと同時又はタッチ検出期間識別信号TSHDの低レベルの電位を識別する直前に、ディスチャージスイッチSWへ送出する。これにより、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの延在方向の近端Psから、垂直走査パルスVgateを送出可能となり、表示動作期間Pdを開始できる。
ディスチャージスイッチSWは、表示動作期間Pdにおいて、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がり始めから次段の走査線GCLs+1に印加される垂直走査パルスVgateの立ち上がり直前の過渡期間にも、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが与える電位と同じ電位を与えるようにしてもよい。これにより、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がりを急峻にし、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がりと、次段の走査線GCLs+1における垂直走査パルスVgateの立ち上がりとが時間的に分離できる。また、この場合、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、各段の水平期間(1H)毎に、スイッチ制御信号GCKをディスチャージスイッチSWに供給する。本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、休止期間Ptにおいてのみ、スイッチ制御信号GCKをディスチャージスイッチSWに供給し、ディスチャージスイッチSWを動作させる場合、表示動作期間PdにもディスチャージスイッチSWを動作させる場合に比較して、例えば1/20程度の消費電力は少なくなる。
図24は、変形例に係るタッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。上記の実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、FFS、IPS等の各種モードの液晶を用いた液晶表示部20とタッチ検出デバイス30とを一体化してタッチ検出機能付き表示部10とすることができる。これに代えて、図24に示す変形例に係るタッチ検出機能付き表示部10は、TN(Twisted Nematic:ツイステッドネマティック)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電界制御複屈折)等の各種モードの液晶とタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。
また、上記実施形態では、液晶表示部20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した表示装置を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、表示装置は、静電容量型のタッチ検出デバイス30を液晶表示部20に装着した装置であってもよい。静電容量型のタッチ検出デバイス30を液晶表示部20に装着した表示装置の場合、図8に示す画素基板2の駆動電極COMLを第1の駆動電極COMLとし、これに加えて、対向基板3における、ガラス基板31の表面にも第2の駆動電極COMLを備えており、第1の駆動電極COMLと第2の駆動電極COMLとが電気的に接続されている。この場合でも、上述したような構成にすることにより、外部ノイズや、液晶表示部から伝わるノイズ(上記実施形態における内部ノイズに対応するもの)の影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる。
[効果]
以上説明したように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが接続される走査線GCLの近端(垂直駆動回路接続端)Psとは反対側の端部である遠端Peに接続されるディスチャージスイッチSWを含み、ディスチャージスイッチSWは、ソースドライバ13が画像信号Vsigを供給する表示動作を休止する休止期間Ptにおいて、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが与える電位と同じ電位を与える。これにより、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、額縁Gdを抑制するとともに、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間Ptにおいて容量Cpixと信号線SGLとの間のリーク電流Rqを引き起こす可能性を抑制することができる。その結果、本実施形態に係る表示装置は、表示領域Adの品位の低下を抑制することができる。そして、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、休止期間Ptにおいて駆動信号VcomACを与えられる駆動電極COMLと、この駆動電極COMLとの間に静電容量を形成するタッチ検出電極TDLと、タッチ検出電極TDLからの検出信号に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部40と、を含み、表示領域Adに外部から近接する外部近接物体を検出可能である。
<1−2.表示装置>
タッチ検出機能がない、表示装置も、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間において、表示用の共通電極が変化する駆動などの表示駆動以外の駆動を行うことがある。上述した表示装置は、タッチ検出機能付き表示装置1であったが、本開示は、タッチ検出機能付きの表示装置に限られない。以下に説明する表示装置は、タッチ検出機能付き表示装置1のうち、上述したタッチ検出するための構成を省略し、液晶表示部20及び制御装置を含む。なお、上述した本実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図25は、本実施形態に係る走査線の電位の変化を説明する説明図である。図26は、2水平期間の共通電位反転駆動を模式的に説明するための説明図である。表示装置は、液晶素子LCに同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化する可能性がある。
表示装置は、液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐため、駆動電極COMLの共通電位、つまり表示用駆動電圧VCOMを2水平期間毎に極性を反転させ、この共通電位を基準として画素信号Vpix(VpixR、VpixG、VpixB)の極性を所定の周期で反転させる駆動方式がとられる。例えば、図25に示すように、駆動電極COMLの表示用駆動電圧VCOMを2水平期間毎に極性を反転させ、この共通電位を基準として画素信号VpixRの極性を所定の周期で反転させる。これにより、図26に示すように、2水平ライン毎に副画素SPixに印加される画素信号Vpix(VpixR、VpixG、VpixB)の極性がプラス(+)とマイナス(−)とで交互に入れ替わっている。その結果、表示装置は、液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐことができる。
上述した図23に示すように、走査線GCLと、表示装置の共通電極となる駆動電極COMLとの間には、カップリング容量Ccomgateが生じている。同様に、信号線SGLと、表示装置の共通電極となる駆動電極COMLとの間には、容量Ccomsigが生じている。図25に示すように、駆動電極COMLの表示用駆動電圧VCOMを2水平期間毎に極性を反転させる休止期間Ptにおいて、駆動電極COMLの電位が変動する。駆動電極COMLの電位が変動する場合、カップリング容量Ccomgateを介した影響(カップリング)が生じ、走査線GCLに電位の変化(ノイズ)を引き起こす可能性がある。走査線GCLの近端Psは、下位の電位VGLが直接供給されているため、カップリング容量Ccomgateを介した走査線GCLの電位の変化が抑制される。しかしながら、図19に示す走査線GCLの遠端Peの電位は、図22に示す電位変動のノイズNPを生じてしまう可能性がある。ノイズNPは、信号線SGLと容量Cpixの間に、図23に示すリーク電流Rqを引き起こす可能性がある。その結果、表示領域Adの品位が低下する可能性がある。
そこで、本実施形態に係る表示装置は、図21に示すように、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの延在方向の一端に接続されており、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されている端子を近端Psとすると、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)に接続されていない端子が遠端Peになる。そして、ディスチャージスイッチSWは、走査線GCLの遠端Peに接続されている。ディスチャージスイッチSWは、スイッチ制御信号GCKの入力に応じて、走査線GCLの遠端Peに垂直走査パルスVgateの下位レベルの電位VGLを供給する。例えば、図25に示すように、休止期間Ptにおいて、COG19は、スイッチ制御信号GCKの高レベルの電位をディスチャージスイッチSWへ送出する。なお、スイッチ制御信号GCKは、上述した転送回路61などCOG19以外の回路から送出されてもよい。
図21に示す走査線GCLは、休止期間Ptにおいて、近端Psに下位の電位VGLが直接供給されている。また、図21に示す走査線GCLは、休止期間Ptにおいて、遠端Peに下位の電位VGLがディスチャージスイッチSWから供給されている。駆動電極COMLの電位が変動する場合、カップリング容量Ccomgateを介した影響(カップリング)が生じ、走査線GCLに電位の変化(ノイズ)を引き起こす可能性がある。しかしながら、本実施形態の表示装置は、走査線GCLの近端Ps及び遠端Peが、下位の電位VGLを直接供給されているため、カップリング容量Ccomgateを介した走査線GCLの電位の変化、つまりノイズNQが抑制される。走査線GCLの近端Ps及び遠端Peの間においても、抵抗Rgate及びコンデンサ容量Cgateが影響する時定数が、図19に示す走査線GCLの1/4程度とすることができ、ノイズの影響が抑制される。
そして、図25に示すように共通電位の極性反転後、COG19は、スイッチ制御信号GCKの低レベルの電位をディスチャージスイッチSWへ送出する。これにより、第1ゲートドライバ12A(第2ゲートドライバ12B)は、走査線GCLの延在方向の近端Psから、垂直走査パルスVgateを送出可能となり、表示動作期間Pdを開始できる。
ディスチャージスイッチSWは、表示動作期間Pdにおいて、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がり始めから次段の走査線GCLs+1に印加される垂直走査パルスVgateの立ち上がり直前の過渡期間にも、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが与える電位と同じ電位を与えるようにしてもよい。これにより、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がりを急峻にし、走査線GCLに印加された垂直走査パルスVgateの立ち下がりと、次段の走査線GCLs+1における垂直走査パルスVgateの立ち上がりとが時間的に分離できる。また、この場合、本実施形態に係る表示装置は、各段の水平期間(1H)毎に、スイッチ制御信号GCKをディスチャージスイッチSWに供給する。本実施形態に係る表示装置は、休止期間Ptにおいてのみ、スイッチ制御信号GCKをディスチャージスイッチSWに供給し、ディスチャージスイッチSWを動作させる場合、表示動作期間PdにもディスチャージスイッチSWを動作させる場合に比較して、例えば1/2程度の消費電力は少なくなる。
[効果]
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置は、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが接続される走査線GCLの近端(垂直駆動回路接続端)Psとは反対側の端部である遠端Peに接続されるディスチャージスイッチSWを含む。ディスチャージスイッチSWは、ソースドライバ13が画像信号Vsigを、信号線SGLを介して各副画素Spixに対して供給する表示動作を休止する休止期間Ptにおいて、第1ゲートドライバ12A又は第2ゲートドライバ12Bが与える電位と同じ電位を与える。これにより、本実施形態に係る表示装置は、額縁Gdの大きさを抑制するとともに、表示動作と表示動作との間に表示を休止する休止期間Ptにおいて容量Cpixと信号線SGLとの間のリーク電流Rqを引き起こす可能性を抑制することができる。その結果、本実施形態に係る表示装置は、表示領域Adの品位の低下を抑制することができる。また、本実施形態の表示装置は、休止期間Ptにおいて、共通電極である駆動電極COMLに与えられる共通電位の極性が切り替わる。これにより、液晶素子LCの性能の維持ができる。
以上、いくつかの実施形態及び変形例を挙げて説明したが、本開示はこれらの実施形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
<2.適用例>
次に、図27〜図39を参照して、実施形態及び変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置1の適用例について説明する。図27〜図39は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置は、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、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置は、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。
(適用例1)
図27に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及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、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
(適用例2)
図28及び図29に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるデジタルカメラである。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及びシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
(適用例3)
図30に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置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531、この本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタート/ストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
(適用例4)
図31に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有しており、表示部543は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
(適用例5)
図32〜図38に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554、サブディスプレイ555、ピクチャーライト556及びカメラ557を有している。そのディスプレイ554又はサブディスプレイ555は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
(適用例6)
図39に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体561の表面に表示部562を有している。この表示部562は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
<3.本開示の態様>
本開示は、以下の態様を含む。
(1)複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置。
(2)前記スイッチは、前記スイッチに接続されている走査線に前記垂直走査パルスの下位レベルの電位を供給する、前記(1)に記載の表示装置。
(3)前記スイッチは、第1垂直駆動回路寄りの複数のスイッチと、第2垂直駆動回路寄りの複数のスイッチとを備え、第1垂直駆動回路寄りの複数のスイッチ毎又は第2垂直駆動回路寄りの複数のスイッチ毎に連動して同時に動作する、前記(1)又は前記(2)に記載の表示装置。
(4)前記休止期間において駆動信号を与えられる駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、前記タッチ検出電極からの検出信号に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を含み、前記表示領域に外部から近接する外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置をさらに備える、前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載の表示装置。
(5)前記駆動電極は、前記表示動作している間に前記共通電極として各前記画素に共通の共通電位を与える、前記(4)に記載の表示装置。
(6)前記休止期間において、前記共通電極に与えられる共通電位の極性が切り替わる、前記(1)から前記(5)のいずれか1つに記載の表示装置。
(7)複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含む表示装置の駆動方法であって、
前記スイッチが、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置の駆動方法。
(8)複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置を有する電子機器。
(9)複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
前記走査線の第1の端部に接続され、垂直走査パルスを前記第1の端部に印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、垂直駆動回路と、
前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
前記走査線の第2の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記垂直駆動回路が前記第1の端部に与えている電位と同じ電位を対応する前記第2の端部に与える、表示装置。
1 タッチ検出機能付き表示装置
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示部
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20 液晶表示部
21 TFT基板
22 画素電極
30 タッチ検出デバイス
31 ガラス基板
32 カラーフィルタ
35 偏光板
40 タッチ検出部
42 タッチ検出信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
COML 駆動電極
Ps、Ps1、Ps2 近端
Pe 遠端
TDL タッチ検出電極
VCOM 表示用駆動電圧(共通電位)
VcomAC タッチ用駆動信号
Vdet タッチ検出信号

Claims (9)

  1. 複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
    前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
    対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
    前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
    前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
    前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
    前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置。
  2. 前記スイッチは、前記スイッチに接続されている走査線に前記垂直走査パルスの下位レベルの電位を供給する、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記スイッチは、第1垂直駆動回路寄りの複数のスイッチと、第2垂直駆動回路寄りの複数のスイッチとを備え、第1垂直駆動回路寄りの複数のスイッチ毎又は第2垂直駆動回路寄りの複数のスイッチ毎に連動して同時に動作する、
    請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記休止期間において駆動信号を与えられる駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、前記タッチ検出電極からの検出信号に基づき、近接する物体の位置を検出するタッチ検出部と、を含み、前記表示領域に外部から近接する外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置をさらに備える、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記駆動電極は、前記表示動作している間に前記共通電極として各前記画素に共通の共通電位を与える、請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記休止期間において、前記共通電極に与えられる共通電位の極性が切り替わる、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
    前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
    対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
    前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
    前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
    前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含む表示装置の駆動方法であって、
    前記スイッチが、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置の駆動方法。
  8. 複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
    前記表示領域の外側に位置する額縁領域と、
    対応する前記画素に共通の共通電位を与える共通電極と、
    前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
    前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
    前記額縁領域において前記第1の方向に前記走査線を挟んで配置され、前記第1の方向に交互に垂直走査パルスを印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、第1垂直駆動回路及び第2垂直駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
    前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が接続される前記走査線の垂直駆動回路接続端とは反対側の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
    前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記第1垂直駆動回路又は前記第2垂直駆動回路が前記走査線に与えている電位と同じ電位を前記走査線に与える、表示装置を有する電子機器。
  9. 複数の画素がマトリックス状配置されている表示領域と、
    前記表示領域において第1の方向に延在する複数の走査線と、
    前記表示領域において第2の方向に延在する複数の信号線と、
    前記走査線の第1の端部に接続され、垂直走査パルスを前記第1の端部に印加して前記表示領域の各前記画素を行単位で選択する、垂直駆動回路と、
    前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して前記信号線を介して画像信号を供給する表示動作を行う水平駆動回路と、
    前記走査線の第2の端部に接続される複数のスイッチと、を含み、
    前記スイッチは、前記水平駆動回路が前記表示動作を休止する休止期間において、前記垂直駆動回路が前記第1の端部に与えている電位と同じ電位を対応する前記第2の端部に与える、表示装置。
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