JP2015064854A - タッチスクリーン一体型表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示領域の最も外側の領域におけるタッチ感度及び性能の向上のための、タッチスクリーン一体型表示装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ｍ個の駆動電極１１１、ｍ本の信号配線１１２及びダミー電極１２１を含み、かつ表示領域１１０と非表示領域１２０とに区分されているパネル１００と、ｍ本の信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１に共通電圧またはタッチスキャン信号を印加するディスプレイドライバＩＣ２００と、タッチスキャン信号を生成し、ディスプレイドライバＩＣ２００に印加するタッチＩＣ３００と、を備え、表示領域１１０は、ｍ個の駆動電極１１１を含み、非表示領域１２０は、ダミー電極１２１を含み、ダミー電極１２１は、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０に位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に関するものであって、更に詳しくは、タッチスクリーン一体型表示装置に関するものである。
タッチスクリーンは、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）や電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、電界発光表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：ＥＬ）、電気泳動表示装置といった画像表示装置に備えられ、ユーザーが画像表示装置を見ながらタッチスクリーン内のタッチセンサーを加圧して（押したりタッチしたりして）、予め定められた情報を入力する入力装置の１つである。
上述した表示装置などに使用されるタッチスクリーンは、その構造によってアドオン（ａｄｄ−ｏｎ）タイプのタッチスクリーン、オンセル（ｏｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチスクリーンおよびインセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチスクリーンに分けられる。アドオンタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、表示装置とタッチスクリーンとを別々に製造した後、表示装置の上部基板にタッチスクリーンを取り付ける方式である。オンセルタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、表示装置の上部のガラス基板表面に、タッチスクリーンを構成する素子を直接形成する方式である。インセルタイプのタッチスクリーンは、表示装置に内蔵され、表示装置の薄型化を達成し、耐久性を高める方式である。
しかしながら、アドオンタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、表示装置の上に、完成したタッチスクリーンが乗せられて、取り付けられる構造であるため、その厚さが厚くなり、視認性が低下するという問題がある。また、オンセルタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、表示装置の上面に別のタッチスクリーンが形成された構造であり、アドオンタイプに比べてその厚さを低減することはできるが、タッチスクリーンを構成する駆動電極及びセンシング電極、並びにこれらを絶縁させるための絶縁層のため、全体の厚さが増加し、工程数が増加して製造コストが増加するという問題がある。
一方、タッチスクリーン一体型表示装置と称されるインセルタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、耐久性向上及び薄型化が可能であることから、アドオンタイプおよびオンセルタイプにより発生する問題点を解決できるという長所がある。このインセルタイプのタッチスクリーンを備えた表示装置は、光式の表示装置と静電容量方式の表示装置とに区分される。また、静電容量方式の表示装置は、自己静電容量方式（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｙｐｅ）と相互静電容量方式（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｄｅ ｔｙｐｅ）とに細分化される。
インセルタイプのタッチスクリーンを備えた相互静電容量方式の表示装置は、共通電極を分割し、それを駆動電極とセンシング電極とに分け、駆動電極とセンシング電極との間に相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が形成されるようにすることで、ユーザーがタッチしたときに発生する相互静電容量の変化量を測定し、タッチを認識する方法で動作する。そして、インセルタイプのタッチスクリーンを備えた自己静電容量方式の表示装置は、共通電極を分割し、それを直接タッチ電極として活用し、タッチ電極とユーザーの入力との間に静電容量が形成されるようにすることで、ユーザーがタッチしたときに発生する静電容量の変化量を測定し、タッチを認識する方法で動作する。
図１を参照し、上述したインセルタイプのタッチスクリーンを備えた自己静電容量方式の表示装置の構成について詳細に説明する。
図１は、一般的なインセルタイプのタッチスクリーンを備えた自己静電容量方式の表示装置の構成を示す図面である。
一般的なインセルタイプのタッチスクリーンを備えた自己静電容量方式の表示装置は、図１に示すように、ｍ個の駆動電極１３及びｍ本の信号配線１４を含み、かつ表示領域１１と非表示領域１２とに区分されているパネル１０と、ｍ本の信号配線１４を通してｍ個の駆動電極１３に共通電圧またはタッチスキャン信号を印加するディスプレイドライバＩＣ２０と、タッチスキャン信号を生成してディスプレイドライバＩＣ２０に伝達し、伝達したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号が印加され、ユーザーのタッチ入力位置を感知するタッチＩＣ３０とを備える。ｍ個の駆動電極１３は、表示領域１１の内部にのみ形成されている。
一般的な自己静電容量方式のタッチスクリーンでは、電極におけるユーザーのタッチによる接触面積によってタッチ感度が異なる。即ち、タッチ感度は、タッチ入力と駆動電極との接触面積に比例すると考えられる。
従って、表示領域１１の内側にタッチ入力が存在する場合に比べ、表示領域１１の最も外側の領域にタッチ入力が存在する場合におけるタッチ感度が低下してしまう。
何故なら、一般的な自己静電容量方式のタッチスクリーンでは、ユーザーのタッチ入力と電極との間に発生した信号（静電容量の変化）を、アルゴリズムを用いて演算し、タッチ入力位置を感知する。ここで、タッチが入力された部分と電極との接触面積が大きいほど、発生する信号（静電容量の変化）が増加し、それにより、更に多くの信号を活用して、タッチ入力位置を感知するためのアルゴリズム演算を行うことができ、その結果、更に高いタッチ感度を得ることができるためである。
しかしながら、表示領域１１の最も外側の領域にタッチ入力が存在するとしたら、非表示領域１２にも、最も外側の領域に存在するタッチ入力と共通したタッチ入力が存在することがあり得る。例えば、１つのタッチ入力が、表示領域１１と非表示領域１２との境部をタッチした場合がそうである。
この場合、非表示領域１２には、電極が形成されていないため、タッチ入力に対する信号を発生することができない。それにより、アルゴリズム演算に活用する信号が足りなくなり、表示領域１１の内側にのみタッチ入力が存在する場合に比べ、表示領域１１の最も外側の領域にタッチ入力が存在する場合におけるタッチ感度が低下する。
例えば、図１に示すａ領域及びｂ領域にタッチ入力が存在する場合は、タッチ入力が表示領域１１にのみ存在するため、正常タッチ感度を得ることができる。一方、ｃ領域及びｄ領域においては、タッチ入力に対する信号を発生させる電極が形成されていない非表示領域１２にもタッチ入力が存在するため、ａ領域及びｂ領域に比べ、低いタッチ感度しか得られない。
更に詳細に比較すると、ｃ領域におけるタッチ感度は、ａ領域及びｂ領域におけるタッチ感度よりも低く、ｄ領域におけるタッチ感度は、ｃ領域におけるタッチ感度よりも低くなる。これは、タッチ感度が、タッチ入力と電極との接触面積に比例するためである。
韓国公開特許第１０−２０１３−００９９５２５号公報
従って、上述した一般的な自己静電容量方式のタッチスクリーンの表示領域における最も外側の領域で発生するタッチ感度の低下に関する問題の解決に対する要求が高まっている。
本発明は、上述した問題点を解決するためのものであって、表示領域の最も外側の領域におけるタッチ感度及び性能の向上のための、タッチスクリーン一体型表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係るタッチスクリーン一体型表示装置は、ｍ個の駆動電極、ｍ本の信号配線及びダミー電極を含み、かつ表示領域と非表示領域とに区分されているパネルと、ｍ本の信号配線を通してｍ個の駆動電極に共通電圧またはタッチスキャン信号を印加するディスプレイドライバＩＣと、タッチスキャン信号を生成し、ディスプレイドライバＩＣに印加するタッチＩＣと、を備え、表示領域は、ｍ個の駆動電極を含み、非表示領域は、ダミー電極を含み、ダミー電極は、表示領域のｍ個の駆動電極のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極と隣接した非表示領域に位置するものである。
本発明に係るタッチスクリーン一体型表示装置は、ｍ個の駆動電極、ｍ本の信号配線及びダミー電極を含み、かつ表示領域と非表示領域とに区分されているパネルと、ｍ本の信号配線を通してｍ個の駆動電極にタッチスキャン信号を印加し、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号をｍ個の駆動電極から受信し、パネル内のタッチ入力位置を感知するタッチＩＣと、を備え、表示領域は、ｍ個の駆動電極を含み、非表示領域は、ダミー電極を含み、ダミー電極は、表示領域のｍ個の駆動電極のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極と隣接した非表示領域に位置するものである。
本発明によると、タッチスクリーン一体型表示装置において、非表示領域にも電極を形成することで、表示領域の最も外側の領域におけるタッチ性能を向上することができる。
一般的な自己静電容量方式のタッチスクリーン一体型の表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態２に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。 本発明の実施の形態２に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。
以下、図面を参照し、本発明の各実施の形態について詳細に説明する。
以下では、説明の都合上、本発明の各実施の形態に係るタッチスクリーン一体型表示装置について、液晶表示装置を一例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、電界放出表示装置、プラズマディスプレイパネル、電界発光表示装置、電気泳動表示装置、有機発光ダイオードといった多様な表示装置に適用することができる。また、液晶表示装置の一般的な構成については、説明を省略する。
実施の形態１．
図２ないし図５は、本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。
本発明の実施の形態１に係るタッチスクリーン一体型表示装置は、図面に示すように、パネル１００、ディスプレイドライバＩＣ２００及びタッチＩＣ３００を備える。
まず、パネル１００は、表示領域１１０と非表示領域１２０とに区分されている。表示領域１１０には、タッチスクリーン（図示せず）が内蔵されており、非表示領域１２０には、ディスプレイドライバＩＣ２００が内蔵されている。
タッチスクリーンは、ユーザーのタッチ位置を感知する働きをするものであり、特に、本発明に適用されるタッチスクリーンは、共通電極を分割し、それを直接タッチ電極として活用し、タッチ電極とユーザーの入力との間に静電容量が形成されるようにすることにより、ユーザーのタッチ入力時に発生する静電容量の変化量を測定して、タッチを認識する方法で動作する自己静電容量方式のタッチスクリーンである。
本発明の実施の形態１に係るパネル１００は、２枚の基板の間に液晶層が挟まれた形に構成することができる。この場合、パネル１００の下部基板には、複数のゲートラインと、ゲートラインと交差する複数のデータラインと、データラインとゲートラインとの交差部に形成される複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、ＴＦＴに接続された複数のピクセル電極とが形成されている。データラインとゲートラインとの交差構造により定義される複数のピクセルは、パネル１００の下部基板にマトリクス状に配置される。
上述したパネル１００は、表示領域１１０にｍ個の駆動電極１１１を含む。ｍ個の駆動電極１１１は、ディスプレイ駆動期間の間、各ピクセルに形成されたピクセル電極と共に液晶を駆動する共通電極として動作し、タッチ駆動期間の間、タッチＩＣ３００から印加されるタッチスキャン信号によってタッチ位置を感知するタッチ電極として動作する。
また、パネル１００は、非表示領域１２０にダミー電極１２１を含む。特にダミー電極１２１は、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、表示領域１１０における最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０に位置する。
ダミー電極１２１は、タッチ駆動期間の間、ｍ個の駆動電極１１１のうち、表示領域１１０の最も外側の領域に形成された電極のタッチ感知性能を向上させる役割をする。
表示領域１１０の最も外側の領域とは、パネル１００の表示領域１１０と非表示領域１２０との境面に隣接した表示領域１１０のことである。表示領域１１０の最も外側の領域に位置する駆動電極１１１とは、表示領域１１０内に形成された電極のうち、表示領域１１０と非表示領域１２０の境面に隣接して形成された電極のことである。
ダミー電極１２１は、図２に示すように、ｍ個の駆動電極１１１よりも小さく形成されてもよく、図２に示していないが、ｍ個の駆動電極１１１と同じ大きさに形成されてもよい。この場合、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１のうち、表示領域１１０のある１辺に隣接した駆動電極１１１の数は、ある１辺に隣接した駆動電極１１１と対称に形成される表示領域１１０のある１辺に隣接したダミー電極１２１の数と同一に形成することができる。
実施の形態１の他の例において、図３に示すように、ダミー電極１２１は、ｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成されてもよい。ダミー電極１２１をｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成した場合、ダミー電極１２１は、バー形状であってもよい。即ち、バー形状の４つのダミー電極１２１が、表示領域１１０の４つの辺を囲む形に形成されてもよい。
上述したダミー電極１２１については、後述で詳細に説明する。
本発明の実施の形態１に係るパネル１００は、ｍ本の信号配線１１２を含んでおり、ｍ本の信号配線１１２は、ｍ個の駆動電極１１１のそれぞれとディスプレイドライバＩＣ２００とを接続する。また、パネル１００は、少なくとも１本の補助配線１２２を含んでおり、少なくとも１本の補助配線１２２は、少なくとも１つのダミー電極１２１とディスプレイドライバＩＣ２００とを接続する。しかしながら、一般的に補助配線１２２は、ダミー電極１２１のそれぞれとディスプレイドライバＩＣ２００とを接続する。
例えば、図２及び図３に示すように、ｍ本の信号配線１１２は、ｍ個の駆動電極１１１とディスプレイドライバＩＣ２００とを接続し、ディスプレイドライバＩＣ２００から出力された共通電圧及びタッチスキャン信号が、それぞれの信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１に印加されるようにする。また、ｍ本の信号配線１１２は、タッチスキャン信号によってｍ個の駆動電極１１１から受信されたタッチ感知信号を、ディスプレイドライバＩＣ２００に伝達する。
また、図４及び図５に示すように、補助配線１２２は、ダミー電極１２１とディスプレイドライバＩＣ２００とを接続し、ディスプレイドライバＩＣ２００から出力されたタッチスキャン信号が、それぞれの補助配線１２２を通してダミー電極１２１に印加されるようにする。また、補助配線１２２は、タッチスキャン信号によってダミー電極１２１から受信されたタッチ感知信号を、ディスプレイドライバＩＣ２００に伝達する。
後で説明するが、ダミー電極１２１から受信した信号は、アルゴリズム演算を行ってタッチ座標を抽出するのに活用される。そして、演算後、相対的にタッチ感知信号の少ないダミー電極１２１上のタッチ入力座標は、任意に除去される。
上述したタッチスキャン信号は、タッチＩＣ３００で生成され、ディスプレイドライバＩＣ２００を通してｍ個の駆動電極１１１及びダミー電極１２１に印加される信号である。タッチ感知信号は、タッチスキャン信号によってユーザーのタッチ入力とｍ個の駆動電極１１１、またはユーザーのタッチ入力とダミー電極１２１との間に生成される信号であり、ディスプレイドライバＩＣ２００を通して最終的にタッチＩＣ３００に伝達される信号である。タッチスキャン信号及びタッチ感知信号については、後述するタッチＩＣ３００についての説明で更に詳細に説明する。
次に、ディスプレイドライバＩＣ２００は、パネル１００の駆動モードに応じてｍ本の信号配線１１２を通し、ｍ個の駆動電極１１１に共通電圧、またはタッチスキャン信号を印加する。また、ディスプレイドライバＩＣ２００は、補助配線１２２を通してタッチスキャン信号をダミー電極１２１に印加する。
即ち、パネル１００の駆動モードがディスプレイ駆動モードであれば、ディスプレイドライバＩＣ２００は、ｍ本の信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１に共通電圧を印加し、パネル１００がディスプレイ駆動をするようにする。また、パネル１００の駆動モードがタッチ駆動モードであれば、ディスプレイドライバＩＣ２００は、ｍ本の信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１にタッチスキャン信号を印加し、補助配線１２２を通してダミー電極１２１にタッチスキャン信号を印加して、パネル１００がタッチ駆動をするようにする。
しかしながら、ディスプレイドライバＩＣ２００は、パネル１００の駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、補助配線１２２を通してダミー電極１２１に共通電圧を印加することもできる。ダミー電極１２１に印加する共通電圧は、パネル１００をディスプレイ駆動させるのに活用してもよく、別の用途で活用してもよい。
上述したディスプレイドライバＩＣ２００は、本発明の図面に示していないが、共通電圧生成部、同期信号生成部及びスイッチング部を含んで構成される。
共通電圧生成部は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）を生成し、スイッチング部に印加する。即ち、パネル１００の駆動モードがディスプレイ駆動モードであれば、映像の出力のため、ｍ個の駆動電極１１１に印加する共通電圧を生成し、スイッチング部に印加する。
同期信号生成部は、ディスプレイ駆動モード及びタッチ駆動モードを指示する同期信号を生成する。
例えば、ディスプレイ駆動モード及びタッチ駆動モードによって、共通電圧生成部で生成された共通電圧（Ｖｃｏｍ）が、スイッチング部を通してｍ個の駆動電極１１１に印加される、或いはタッチＩＣ３００で生成されたスキャン信号が、ｍ個の駆動電極１１１に印加されるように指示する同期信号を生成する。タッチＩＣ３００で生成されたタッチスキャン信号は、同期信号に従ってｍ個の駆動電極１１１のみならず、ダミー電極１２１に印加することもできる。
スイッチング部は、同期信号によって共通電圧生成部とｍ個の駆動電極１１１とが接続する、或いはタッチＩＣ３００とｍ個の駆動電極１１１とが接続するようにする。また、スイッチング部は、タッチＩＣ３００とダミー電極１２１とが接続するようにすることもできるが、タッチＩＣ３００とダミー電極１２１とは、別の構成要素を介して接続することもできる。
例えば、同期信号生成部の同期信号が、ディスプレイ駆動モードを指示する同期信号であれば、共通電圧生成部とｍ個の駆動電極１１１とを接続させ、同期信号がタッチ駆動信号を指示する同期信号であれば、タッチＩＣ３００とｍ個の駆動電極１１１及びダミー電極１２１とを接続させる。
また、ディスプレイドライバＩＣ２００は、ｍ個の駆動電極１１１をグループに分割し、分割したグループ毎にタッチスキャン信号を印加するためのマルチプレクサを更に含むことができる。
上述したマルチプレクサを活用し、ディスプレイドライバＩＣ２００は、タッチ駆動モードの間、パネル１００内のｍ個の駆動電極１１１を複数のグループに分割し、タッチスキャン信号をグループ毎に順次印加することもできる。
例えば、パネル１００の電極が２つのグループに分割されている場合、ディスプレイドライバＩＣ２００は、ディスプレイ駆動モードの間には、パネル１００の全ての電極に共通電圧を印加し、タッチ駆動モードの間には、タッチスキャン信号を第１グループと第２グループとに順次印加することもできる。
最後に、タッチＩＣ３００は、タッチスキャン信号を生成し、ディスプレイドライバＩＣ２００を通して、ｍ個の駆動電極１１１にタッチスキャン信号を印加した後、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、パネル１００内のタッチ入力位置を感知する働きをする。
例えば、本発明の実施の形態１に係るタッチＩＣ３００は、タッチ感知のため、パネル１００のｍ個の駆動電極１１１に供給するタッチスキャン信号を生成するタッチスキャン信号生成部（図示せず）を含むことができる。タッチスキャン信号は、タッチ駆動電圧であってもよく、タッチ駆動電圧は、ディスプレイ駆動のため、パネル１００のｍ個の駆動電極１１１に印加する共通電圧よりも高い値を有してもよい。この場合、タッチ駆動電圧は、共通電圧に該当する電圧値をローレベルの電圧値として有し、それよりも高い電圧値をハイレベルの電圧値として有することができる。
タッチスキャン信号生成部は、ディスプレイドライバＩＣ２００内のスイッチング部（図示せず）を介して、ｍ個の駆動電極１１１と接続する。
また、タッチＩＣ３００は、パネル１００内のｍ個の駆動電極１１１からのタッチスキャン信号によって、ユーザーのタッチ入力と駆動電極１１１との間に発生した静電容量の変化を感知し、ユーザーによるタッチ入力位置を感知するタッチ感知部（図示せず）を含むことができる。感知した静電容量の変化、即ちタッチ感知信号は、表示装置のシステム部（図示せず）に伝達し、パネル１００で発生するユーザーのタッチ座標が、パネル１００の表示領域１１０にディスプレイされるようにする。
タッチ感知部は、ディスプレイドライバＩＣ２００内のスイッチング部を介して、ｍ個の駆動電極１１１と接続する。
また、タッチＩＣ３００は、タッチスキャン信号を生成し、ディスプレイドライバＩＣ２００を通してダミー電極１２１にタッチスキャン信号を印加した後、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、パネル１００内の表示領域１１０の最も外側の領域に形成された電極のタッチ感知性能を向上させる働きをする。この場合、タッチＩＣ３００内のタッチスキャン信号生成部及びタッチ感知部は、ディスプレイドライバＩＣ２００内のスイッチング部（図示せず）を介して、ダミー電極１２１と接続することができる。
以下、前述した本発明の主な構成要素のうち、電極と共に、一般的なタッチスクリーンの表示領域１１０における最も外側の領域で発生するタッチ感度低下に関する問題点を解決するための本発明の中核について詳細に説明する。
本発明の実施の形態１に係るパネル１００は、前述したように、非表示領域１２０にダミー電極１２１を含んでおり、特にダミー電極１２１は、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０に位置する。
表示領域１１０の最も外側の領域とは、パネル１００の表示領域１１０と非表示領域１２０との境面に隣接した表示領域１１０のことである。表示領域１１０の最も外側の領域に位置する駆動電極１１１とは、表示領域１１０内に形成された電極のうち、表示領域１１０と非表示領域１２０の境面に隣接して形成された電極のことである。
ダミー電極１２１は、図２に示すように、ｍ個の駆動電極１１１よりも小さく形成してもよく、図２に示していないが、ｍ個の駆動電極１１１と同じ大きさに形成してもよい。実施の形態１の他の例において、図３に示すように、ダミー電極１２１は、ｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成してもよい。
このように、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０にダミー電極１２１を形成することにより、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域にある場合においても、タッチ感度及びタッチ性能を、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域の内側にある場合におけるタッチ感度及びタッチ性能程度に向上させる。
例えば、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域にある場合、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０にダミー電極１２１を形成することにより、表示領域１１０の最も外側の領域のみならず、非表示領域１２０においてもユーザーのタッチ入力が受信できるようにする。
それにより、最も外側の領域に隣接した非表示領域１２０においてもユーザーのタッチ入力が受信できるようになり、その結果、既存の非表示領域１２０でユーザーのタッチ入力が受信できなかった場合に比べ、タッチ感度及びタッチ性能を向上させることができる。
何故なら、タッチ感知信号は、ユーザーのタッチ入力と電極との間の接触面積に比例するため、最も外側の領域に隣接した非表示領域１２０でユーザーのタッチ入力を受信すると、タッチ感知信号が増加し、その結果、タッチ感度及び性能が増加するためである。
また、非表示領域１２０にもダミー電極１２１を形成することにより、タッチ入力が発生した電極と隣接電極との間の相互静電容量が増加し、その結果、タッチ感知信号が増加するため、タッチ感度及びタッチ性能が増加するという追加効果ももたらすことができる。
上述したように、表示領域１１０の最も外側の領域に形成された駆動電極１１１にタッチ入力が発生した場合には、非表示領域１２０に形成された隣接するダミー電極１２１から受信した信号を入れてアルゴリズム演算を行う。その後、タッチ入力座標を抽出し、演算後には、相対的にタッチ感知信号の低い非表示領域１２０のダミー電極１２１上の座標を任意に除去し、パネル１００の表示領域１１０にディスプレイする。
実施の形態２．
以下、図６及び図７を参照し、本発明の実施の形態２に係るタッチスクリーン一体型表示装置について詳細に説明する。
図６及び図７は、本発明の実施の形態２に係るタッチスクリーン一体型表示装置の構成を示す図面である。
本発明の実施の形態２に係るタッチスクリーン一体型表示装置は、図６及び図７に示すように、パネル１００及びタッチＩＣ３００を備える。
まず、パネル１００は、表示領域１１０と非表示領域１２０とに区分されている。表示領域１１０には、タッチスクリーン（図示せず）が内蔵されている。また、図６及び図７に示していないが、パネル１００内の非表示領域１２０に、タッチＩＣ３００が内蔵されていてもよい。
タッチスクリーンは、ユーザーのタッチ位置を感知する働きをするものであり、特に、本発明に適用されるタッチスクリーンは、共通電極を分割し、それを直接タッチ電極として活用し、タッチ電極とユーザーの入力との間に静電容量が形成されるようにすることにより、ユーザーのタッチ入力時に発生する静電容量の変化量を測定して、タッチを認識する方法で動作する自己静電容量方式のタッチスクリーンである。
本発明の実施の形態２に係るパネル１００は、２枚の基板の間に液晶層が挟まれた形に構成することができる。この場合、パネル１００の下部基板には、複数のゲートラインと、ゲートラインと交差する複数のデータラインと、データラインとゲートラインとの交差部に形成される複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、ＴＦＴに接続された複数のピクセル電極とが形成されている。データラインとゲートラインとの交差構造により定義される複数のピクセルは、パネル１００の下部基板にマトリクス状に配置される。
上述したパネル１００は、表示領域１１０にｍ個の駆動電極１１１を含む。ｍ個の駆動電極１１１は、ディスプレイ駆動期間の間、各ピクセルに形成されたピクセル電極と共に液晶を駆動する共通電極として動作し、タッチ駆動期間の間、タッチＩＣ３００から印加されるタッチスキャン信号によってタッチ位置を感知するタッチ電極として動作する。
また、パネル１００は、非表示領域１２０にダミー電極１２１を含む。特にダミー電極１２１は、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０に位置する。
ダミー電極１２１は、タッチ駆動期間の間、ｍ個の駆動電極１１１のうち、表示領域１１０の最も外側の領域に形成された電極のタッチ感知性能を向上させる役割をする。
表示領域１１０の最も外側の領域とは、パネル１００の表示領域１１０と非表示領域１２０との境面に隣接した表示領域１１０のことである。表示領域１１０の最も外側の領域に位置する駆動電極１１１とは、表示領域１１０内に形成された電極のうち、表示領域１１０と非表示領域１２０の境面に隣接して形成された電極のことである。
ダミー電極１２１は、図６に示すように、ｍ個の駆動電極１１１よりも小さく形成されてもよく、図６に示していないが、ｍ個の駆動電極１１１と同じ大きさに形成されてもよい。この場合、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１のうち、表示領域１１０のある１辺に隣接した駆動電極１１１の数は、ある１辺に隣接した駆動電極１１１と対称に形成される表示領域１１０のある１辺に隣接したダミー電極１２１の数と同一に形成することができる。
実施の形態２の他の例において、図７に示すように、ダミー電極１２１は、ｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成されてもよい。ダミー電極１２１をｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成した場合、ダミー電極１２１は、バー形状であってもよい。即ち、バー形状の４つのダミー電極１２１が、表示領域１１０の４つの辺を囲む形に形成してもよい。
しかしながら、少なくとも１つのダミー電極１２１だけをバー形状に形成し、表示領域１１０の少なくとも１辺を囲む形に形成してもよく、複数のバー形状のダミー電極１２１が少なくとも１辺を囲む形に形成してもよい。
上述したダミー電極１２１については、後述で詳細に説明する。
本発明の実施の形態２に係るパネル１００は、ｍ本の信号配線１１２を含んでおり、ｍ本の信号配線１１２は、ｍ個の駆動電極１１１のそれぞれとタッチＩＣ３００とを接続する。また、パネル１００は、少なくとも１本の補助配線１２２を含んでおり、少なくとも１本の補助配線１２２は、少なくとも１つのダミー電極１２１とタッチＩＣ３００とを接続する。しかしながら、一般的に補助配線１２２は、ダミー電極１２１のそれぞれとタッチＩＣ３００とを接続する。
例えば、図６に示すように、ｍ本の信号配線１１２は、ｍ個の駆動電極１１１とタッチＩＣ３００とを接続し、タッチＩＣ３００から出力されたタッチスキャン信号が、それぞれの信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１に印加されるようにする。また、タッチスキャン信号によってｍ個の駆動電極１１１から受信されたタッチ感知信号を、タッチＩＣ３００に伝達する。
また、図７に示すように、補助配線１２２は、ダミー電極１２１とタッチＩＣ３００とを接続し、タッチＩＣ３００から出力されたタッチスキャン信号が、それぞれの補助配線１２２を通してダミー電極１２１に印加されるようにする。また、タッチスキャン信号によってダミー電極１２１から受信されたタッチ感知信号を、タッチＩＣ３００に伝達する。
後で説明するが、ダミー電極１２１から受信した信号は、アルゴリズム演算を行ってタッチ入力座標を抽出するのに活用される。そして、演算後、相対的にタッチ感知信号の少ないダミー電極１２１上のタッチ入力座標は、任意に除去される。
上述したタッチスキャン信号は、タッチＩＣ３００で生成され、ｍ個の駆動電極１１１及びダミー電極１２１に印加される信号である。タッチ感知信号は、タッチスキャン信号によってユーザーのタッチ入力とｍ個の駆動電極１１１、またはユーザーのタッチ入力とダミー電極１２１との間に生成される信号であり、最終的にタッチＩＣ３００に伝達される信号である。タッチスキャン信号及びタッチ感知信号については、後述するタッチＩＣ３００についての説明で更に詳細に説明する。
次に、タッチＩＣ３００は、ｍ本の信号配線１１２を通してｍ個の駆動電極１１１にタッチスキャン信号を印加した後、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、パネル１００内のタッチ入力位置を感知する働きをする。
例えば、本発明の実施の形態２に係るタッチＩＣ３００は、タッチ感知のため、パネル１００のｍ個の駆動電極１１１に供給するタッチスキャン信号を生成するタッチスキャン信号生成部（図示せず）を含むことができる。タッチスキャン信号は、タッチ駆動電圧であってもよく、タッチ駆動電圧は、ディスプレイ駆動のため、パネル１００のｍ個の駆動電極１１１に印加する共通電圧よりも高い値を有してもよい。この場合、タッチ駆動電圧は、共通電圧に該当する電圧をローレベルの電圧として有し、それよりも高い電圧をハイレベルの電圧として有することができる。
また、タッチＩＣ３００は、パネル１００内のｍ個の駆動電極１１１からのタッチスキャン信号によって、ユーザーのタッチ入力と駆動電極１１１との間に発生した静電容量の変化を感知し、ユーザーによるタッチ入力位置を感知するタッチ感知部（図示せず）を含むことができる。感知した静電容量の変化、即ちタッチ感知信号は、表示装置のシステム部（図示せず）に伝達し、パネル１００で発生するユーザーのタッチ座標が、パネル１００の表示領域１１０にディスプレイされるようにする。
本発明の実施の形態２に係るタッチＩＣ３００は、マルチプレクサ（図示せず）を通してｍ個の駆動電極１１１と接続することができる。マルチプレクサは、パネル１００の非表示領域１２０に形成されるが、ｍ個の駆動電極１１１をグループに分割し、分割したグループ毎にタッチスキャン信号を印加し、分割したグループ内のｍ個の駆動電極１１１から受信したタッチ感知信号をタッチ感知部に伝達する働きをする。
例えば、パネル１００の電極が２つのグループに分割されている場合、タッチＩＣ３００は、マルチプレクサを通してタッチスキャン信号を第１グループと第２グループとに順次印加し、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を、マルチプレクサを通して受信する。
また、タッチＩＣ３００は、タッチスキャン信号を生成し、ダミー電極１２１にタッチスキャン信号を印加した後、印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、パネル１００内の最も外側の領域に形成された電極のタッチ感知性能を向上させる働きをする。この場合、タッチＩＣ３００内のタッチスキャン信号生成部及びタッチ感知部は、マルチプレクサを介してダミー電極１２１と接続することができる。
以下、前述した本発明の主な構成要素のうち、電極と共に、一般的なタッチスクリーンの表示領域１１０における最も外側の領域で発生するタッチ感度低下に関する問題点を解決するための本発明の中核について詳細に説明する。
本発明の実施の形態２に係るパネル１００は、前述したように、非表示領域１２０にダミー電極１２１を含んでおり、特にダミー電極１２１は、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０に位置する。
表示領域１１０の最も外側の領域とは、パネル１００の表示領域１１０と非表示領域１２０との境面に隣接した表示領域１１０のことである。表示領域１１０の最も外側の領域に位置する駆動電極１１１とは、表示領域１１０内に形成された電極のうち、表示領域１１０と非表示領域１２０の境面に隣接して形成された電極のことである。
ダミー電極１２１は、図６に示すように、ｍ個の駆動電極１１１よりも小さく形成してもよく、図６に示していないが、ｍ個の駆動電極１１１と同じ大きさに形成してもよい。実施の形態２の他の例において、図７に示すように、ダミー電極１２１は、ｍ個の駆動電極１１１よりも大きく形成してもよい。
このように、表示領域１１０のｍ個の駆動電極１１１のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０にダミー電極１２１を形成することにより、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域にある場合においても、タッチ感度及びタッチ性能を、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域の内側にある場合におけるタッチ感度及びタッチ性能程度に向上させる。
例えば、ユーザーのタッチ入力が表示領域１１０の最も外側の領域にある場合、最も外側の領域に位置する駆動電極１１１と隣接した非表示領域１２０にダミー電極１２１を形成することにより、表示領域１１０の最も外側の領域のみならず、非表示領域１２０においてもユーザーのタッチ入力が受信できるようにする。
それにより、最も外側の領域に隣接した非表示領域１２０においてもユーザーのタッチ入力が受信できるようになり、その結果、既存の非表示領域１２０でユーザーのタッチ入力が受信できなかった場合に比べ、タッチ感度及びタッチ性能を向上させることができる。
何故なら、タッチ感知信号は、ユーザーのタッチ入力と電極との間の接触面積に比例するため、最も外側の領域に隣接した非表示領域１２０でユーザーのタッチ入力を受信すると、タッチ感知信号が増加し、その結果、タッチ感度及び性能が増加するためである。
また、非表示領域１２０にもダミー電極１２１を形成することにより、タッチ入力が発生した電極と隣接電極との間の相互静電容量が増加し、その結果、タッチ感知信号が増加するため、タッチ感度及びタッチ性能が増加するという追加効果ももたらすことができる。
上述したように、表示領域１１０の最も外側の領域に形成された駆動電極１１１にタッチ入力が発生した場合には、非表示領域１２０に形成された隣接するダミー電極１２１から受信した信号を入れてアルゴリズム演算を行う。その後、タッチ入力座標を抽出し、演算後には相対的にタッチ感知信号の低い非表示領域１２０のダミー電極１２１上の座標を任意に除去し、パネル１００の表示領域１１０にディスプレイする。
１００ パネル、１１０ 表示領域、１１１ 駆動電極、１１２ 信号配線、１２０ 非表示領域、１２１ ダミー電極、１２２ 補助配線、２００ ディスプレイドライバＩＣ、３００ タッチＩＣ。

Claims (20)

  1. ｍ個の駆動電極、ｍ本の信号配線及びダミー電極を含み、かつ表示領域と非表示領域とに区分されているパネルと、
    前記ｍ本の信号配線を通して前記ｍ個の駆動電極に共通電圧またはタッチスキャン信号を印加するディスプレイドライバＩＣと、
    前記タッチスキャン信号を生成し、前記ディスプレイドライバＩＣに印加するタッチＩＣと、を備え、
    前記表示領域は、ｍ個の駆動電極を含み、前記非表示領域は、ダミー電極を含み、前記ダミー電極は、前記表示領域の前記ｍ個の駆動電極のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極と隣接した非表示領域に位置する
    タッチスクリーン一体型表示装置。
  2. 前記最も外側の領域に位置する駆動電極のうち、前記表示領域のある１辺に隣接した駆動電極の数は、前記ある１辺に隣接した駆動電極と対称に形成された前記表示領域のある１辺に隣接したダミー電極の数と同一である
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  3. 前記少なくとも１つのダミー電極は、バー形状である
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  4. 前記ダミー電極は、バー形状で全部で４つ形成され、前記表示領域の４つの辺を囲む
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  5. 前記少なくとも１つのダミー電極は、補助配線を介して前記ディスプレイドライバＩＣと接続する
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  6. 前記ダミー電極のそれぞれは、補助配線を介して前記ディスプレイドライバＩＣと接続する
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  7. 前記ディスプレイドライバＩＣは、前記補助配線を通して前記ダミー電極に前記タッチスキャン信号を印加する
    請求項５または請求項６に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  8. 前記ディスプレイドライバＩＣは、前記パネルの駆動モードがディスプレイ駆動モードであれば、ｍ本の信号配線を通してｍ個の駆動電極に前記共通電圧を印加し、前記パネルの駆動モードがタッチ駆動モードであれば、前記ｍ本の信号配線を通して前記ｍ個の駆動電極に前記タッチスキャン信号を印加する
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  9. 前記ディスプレイドライバＩＣは、
    前記共通電圧を生成する共通電圧生成部と、
    前記ディスプレイ駆動モード及び前記タッチ駆動モードを指示する同期信号を生成する同期信号生成部と、
    前記同期信号によって前記共通電圧生成部と前記ｍ個の駆動電極とが接続する、或いは前記タッチＩＣと前記ｍ個の駆動電極とが接続するようにするスイッチング部と、を備える
    請求項８に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  10. 前記ディスプレイドライバＩＣは、前記ｍ個の駆動電極をグループに分割し、前記分割したグループ毎に前記タッチスキャン信号を印加するためのマルチプレクサを含む
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  11. 前記タッチＩＣは、
    前記タッチスキャン信号を生成するタッチスキャン信号生成部と、
    前記ｍ個の駆動電極から前記タッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、前記パネル内のタッチ入力位置を感知するタッチ感知部と、を含む
    請求項１に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  12. ｍ個の駆動電極、ｍ本の信号配線及びダミー電極を含み、かつ表示領域と非表示領域とに区分されているパネルと、
    前記ｍ本の信号配線を通して前記ｍ個の駆動電極にタッチスキャン信号を印加し、前記印加したタッチスキャン信号によるタッチ感知信号を前記ｍ個の駆動電極から受信し、前記パネル内のタッチ入力位置を感知するタッチＩＣと、を備え、
    前記表示領域は、ｍ個の駆動電極を含み、前記非表示領域は、ダミー電極を含み、前記ダミー電極は、前記表示領域の前記ｍ個の駆動電極のうち、最も外側の領域に位置する駆動電極と隣接した非表示領域に位置する
    タッチスクリーン一体型表示装置。
  13. 前記最も外側の領域に位置する駆動電極のうち、前記表示領域のある１辺に隣接した駆動電極の数は、前記ある１辺に隣接した駆動電極と対称に形成され、かつ前記表示領域のある１辺に隣接したダミー電極の数と同一である
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  14. 前記少なくとも１つのダミー電極は、バー形状である
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  15. 前記ダミー電極は、バー形状で全部で４つ形成され、前記表示領域の４つの辺を囲む
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  16. 前記少なくとも１つのダミー電極は、補助配線を介して前記タッチＩＣと接続する
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  17. 前記ダミー電極のそれぞれは、補助配線を介して前記タッチＩＣと接続する
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  18. 前記タッチＩＣは、前記補助配線を通して前記ダミー電極に前記タッチスキャン信号を印加する
    請求項１６または請求項１７に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  19. 前記パネルは、前記非表示領域において、前記ｍ個の駆動電極をグループに分割し、前記分割したグループ毎に前記タッチスキャン信号を印加するためのマルチプレクサを更に含む
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
  20. 前記タッチＩＣは、
    前記タッチスキャン信号を生成するタッチスキャン信号生成部と、
    前記ｍ個の駆動電極から前記タッチスキャン信号によるタッチ感知信号を受信し、前記パネル内のタッチ入力位置を感知するタッチ感知部と、を含む
    請求項１２に記載のタッチスクリーン一体型表示装置。
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