JP2015069595A - タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器 - Google Patents

タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】画面全体を走査する時間を短縮させつつ、位置検出の精度の低下を抑制することができるタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器を得る。【解決手段】タッチ検出期間において、駆動電極ドライバ14から駆動信号が印加される複数の駆動電極COMLは、駆動信号印加ブロックB1〜Bmに分割され、隣接する駆動信号印加ブロックの端部における一部の駆動電極COMLが互い並び順が入れ替わって配設されることによって、隣接する駆動信号印加ブロックが重畳したブロック重畳部L1、L2、・・・、Lm−1が形成され、駆動電極ドライバ14は、各駆動信号印加ブロックに順次、タッチ検出駆動信号を印加する。【選択図】図15

Description

本開示は、外部近接物体の検出を静電容量の変化に基づいて検出することを可能とするタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、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タッチ検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいは、タッチパネルと表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることによって、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とするタッチ検出機能付き表示装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、キーボード、マウス、又はキーパッドのような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等でも使用が拡大している。
タッチ検出動作の方式としては、光学式及び抵抗式等のいくつかの方式が存在するが、特に携帯端末等においては、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる静電容量式が採用される傾向がある。この静電容量式のタッチ検出装置は、表示動作時には表示駆動信号が印加され、タッチ検出動作時にはタッチ検出駆動信号が印加される分割された駆動電極と、タッチ検出電極との間に静電容量を形成し、外部物体が接触又は近接することによる静電容量の変化、すなわち、タッチ検出電極に現れる電圧波形の変化を検出することによって、タッチ検出の有無を判定するものである。
このような静電容量式のタッチ検出装置として、平行に延在して配設された複数の駆動電極に対向して駆動電極の延在方向に直交し、かつ、平行に延在して配設された複数の検出電極を有し、駆動電極毎に駆動電圧を印加して走査し、検出電極によって検出される電圧波形によってタッチ検出を実行するものがある。しかしながら、このようなタッチ検出機能付き表示装置では、多数の駆動電極毎に走査してタッチ検出動作を実行するので、画面全体を走査し、指示具によってタッチされた座標を検出するまで時間がかかるという問題がある。
以上のような問題を解決するためのタッチ検出機能付き表示装置として、隣り合った複数の駆動電極を1つのブロックとして、ブロックごとに駆動信号の印加による走査を実行し、タッチ動作検出を実行するものがある(特許文献1参照)。特許文献1に記載されたタッチ検出機能付き表示装置は、ブロックごとに走査することによって、駆動電極毎に走査してタッチ検出動作を実行する場合と比較して、画面全体を走査し、指示具によってタッチされた座標を検出するまでの時間を短縮することを図っている。
また、隣り合った複数の駆動電極を1つのブロックとして、ブロックごとに駆動信号の印加による走査を実行し、走査されるブロックを駆動電極単位でシフトして次のブロックの走査を実行し、タッチ検出動作を実行するタッチ検出機能付き表示装置がある(特許文献2参照)。
特開平02−171818号公報 特開2010−92275号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたタッチ検出機能付き表示装置は、タッチ検出された状態で、ブロック内の駆動電極の並設方向の移動(座標の変化)を検出することができないため、位置検出の精度が低下するという可能性があった。
また、特許文献2に記載されたタッチ検出機能付き表示装置は、ブロックごとに駆動信号による走査を実行するため、指示具のタッチ感度を向上させることはできるが、スキャンされるブロックが電極単位でシフトさせている。このため、電極毎に走査する場合と比較して、画面全体を走査し、指示具によってタッチされた座標を検出する時間が同様であり、時間がかかるという問題は依然として解消されないという可能性があった。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、画面全体を走査する時間を短縮させつつ、位置検出の精度の低下を抑制するタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器を得ることを目的とする。
本開示に係るタッチ検出装置は、所定方向に並設された複数の駆動電極と、前記所定方向との交差方向に並設され、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、指示具が前記タッチ検出電極に接触又は近接したか否かを検出するタッチ検出動作時に、前記駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加する動作駆動部と、前記タッチ検出動作時に、前記タッチ検出電極から検出されるタッチ検出信号に基づいて、前記タッチ検出電極に接触又は近接する前記指示具の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、複数の前記駆動電極は、3つ以上の前記駆動電極を含み、該各駆動電極は電気的に接続されて構成された複数の駆動信号印加ブロックに分けられ、該駆動信号印加ブロックは、前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極が、隣接する駆動信号印加ブロックの前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極と、前記駆動電極の並び順が入れ替わって配設された駆動ブロック重畳部を有し、前記動作駆動部は、前記駆動信号印加ブロックごとに順次、前記タッチ検出駆動信号を印加する。
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、上記に記載のタッチ検出装置と、画素に表示動作をさせるための画素信号が印加される複数の画素電極と、該画素電極に前記画素信号を印加して前記表示動作を実行する表示駆動部と、を備え、前記動作駆動部は、前記表示動作時に、前記駆動電極に前記画素信号と同期した表示駆動信号を印加する。
本開示に係る電子機器は、上記に記載のタッチ検出機能付き表示装置と、該タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、該タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置と、を備える。
本開示に係るタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置、及び電子機器は、複数の駆動電極で構成された駆動信号印加ブロックごとに順次、タッチ検出駆動信号を印加することによって画面全体を走査する時間を短縮させ、駆動信号印加ブロックの重畳部分である駆動ブロック重畳部を形成することによって位置検出の精度の低下を抑制することができる。
図1は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示すブロック図である。 図2は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接していない状態を示す説明図である。 図3は、図2に示す指が接触又は近接していない状態を表す等価回路の例を示す図である。 図4は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接している状態を示す説明図である。 図5は、図4に示す指が接触又は近接している状態を表す等価回路の例を示す図である。 図6は、指示具が接触又は近接した場合としていない場合における駆動信号及びタッチ検出信号の波形の例を示す図である。 図7は、本開示の実施形態1のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。 図8は、本開示の実施形態1のタッチ検出機能付き表示デバイスの液晶表示デバイスにおける画素配列を示す回路図である。 図9は、本開示の実施形態1のタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。 図10は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間とタッチ検出期間との関係を示す図である。 図11は、本開示の実施形態1の表示動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図12は、本開示の実施形態1の表示動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図13は、本開示の実施形態1の表示動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図14は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間における各信号のタイミングの例を示す図である。 図15は、本開示の実施形態1のタッチ検出デバイスにおいて3本の駆動電極で構成される場合の駆動信号印加ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。 図16は、図15に示す各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。 図17は、本開示の実施形態1のタッチ検出動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図18は、本開示の実施形態1のタッチ検出動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図19は、本開示の実施形態1のタッチ検出動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。 図20は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出期間における各信号のタイミングの例を示す図である。 図21は、本開示の実施形態1の変形例1のタッチ検出デバイスにおいて4本の駆動電極で構成される場合の駆動信号印加ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。 図22は、図21に示す各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。 図23は、本開示の実施形態1の変形例2のタッチ検出デバイスにおいて10本の駆動電極で構成される場合において各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。 図24は、本開示の実施形態1の変形例3のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。 図25は、本開示の実施形態2のタッチ検出デバイスにおいて3本のタッチ検出信号検出ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。 図26は、本開示の実施形態2の変形例のタッチ検出デバイスにおいて4本のタッチ検出信号検出ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。 図27は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのテレビジョン装置にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。 図28は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの前面斜視図である。 図29は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの背面斜視図である。 図30は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのビデオカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。 図31は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。 図32は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の正面図である。 図33は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の側面図である。 図34は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の正面図である。 図35は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の左側面図である。 図36は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の右側面図である。 図37は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の連結部側の側面図である。 図38は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の開閉部側の側面図である。
本開示の実施形態につき、図面を参照しつつ、次に示す順序で詳細に説明する。
1.実施形態1
2.実施形態2
3.実施形態3
4.本開示の構成
[1.実施形態1]
(タッチ検出機能付き表示装置1の全体構成)
図1は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示すブロック図である。図1を参照しながら、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1の全体構成について説明する。また、図1で示されるタッチ検出機能付き表示装置1は、表示画素として液晶表示画素を用いており、その液晶表示画素によって構成された液晶表示デバイス20と静電容量式のタッチ検出デバイス30とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
図1に示すように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示デバイス10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13(表示駆動部)と、駆動電極ドライバ14(動作駆動部)と、タッチ検出部40と、を備える。
タッチ検出機能付き表示デバイス10は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。このタッチ検出機能付き表示デバイス10は、液晶表示デバイス20と、タッチ検出デバイス30とを有する。
液晶表示デバイス20は、後述するように、ゲートドライバ12から出力される走査信号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。タッチ検出デバイス30は、後述するように、駆動電極ドライバ14から出力されるタッチ検出駆動信号Vcomtに従って、駆動信号印加ブロックずつ順次走査してタッチ検出動作を行うデバイスである。また、タッチ検出デバイス30は、駆動信号印加ブロックごとに複数のタッチ検出電極TDLから、タッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出部40に供給するようになっている。
制御部11は、外部から入力した映像信号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出力し、これらが互いに同期して動作するように制御する。
ゲートドライバ12は、制御部11から出力される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の液晶表示デバイス20の表示動作の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有する回路である。具体的には、ゲートドライバ12は、走査信号線GCLを介して、走査信号Vscanを、タッチ検出機能付き表示デバイス10の液晶表示デバイス20にマトリックス状に形成されている各画素Pix(後述)のうちの1行(1水平ライン)のTFT素子Trのゲートに印加することによって、1水平ラインずつ順次走査して全面表示させる。
ソースドライバ13は、制御部11から出力される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の液晶表示デバイス20の各画素Pixに画素信号Vpixを出力する回路である。具体的には、ソースドライバ13は、画素信号線SGLを介して画素信号Vpixを、ゲートドライバ12によって順次選択される1水平ラインを構成する各画素Pixにそれぞれ印加する。そして、1水平ラインを構成する各画素Pixは、画素信号Vpixを印加することによって表示動作を実行する。
駆動電極ドライバ14は、制御部11から出力される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の駆動電極COMLに対して、表示動作時には、表示駆動信号Vcomdを印加し、タッチ検出動作時には、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加する回路である。
タッチ検出部40は、制御部11から出力される制御信号、及びタッチ検出デバイス30のタッチ検出電極TDLから出力されるタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出期間において、タッチ検出デバイス30に対して指示具(指又はスタイラス等)が接触又は近接されたか否かを検出する。また、タッチ検出部40は、指示具の接触又は近接が検出(以下、単にタッチ検出という)された場合において、タッチ検出された領域の座標等を求める回路である。このタッチ検出部40は、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、ノイズ検出部46と、検出タイミング制御部47とを有している。
信号増幅部42は、タッチ検出デバイス30のタッチ検出電極TDLから出力されたタッチ検出信号Vdetを増幅する回路である。なお、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)を除去する低域通過アナログフィルタを備えてもよい。
A/D変換部43は、適正なタイミングで、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。例えば、A/D変換部43は、タッチ検出期間において、タッチ検出駆動信号Vcomtに同期したタイミング、又は、そのタイミングよりも高い周波数のサンプリング周波数によって、信号増幅部42から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するものとすればよい。
なお、タッチ検出部40は、信号増幅部42から出力されたアナログ信号をA/D変換部43に対してデジタル信号に変換させるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、タッチ検出部40は、A/D変換部43の機能に相当するA/D変換後のデジタル信号に対して、信号増幅部42の機能に相当するフィルタ処理を実行させるものとしてもよい。
信号処理部44は、タッチ検出期間において、A/D変換部43から出力された信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ検出の有無を判定する回路である。
座標抽出部45は、タッチ検出期間において、信号処理部44によってタッチ検出された場合に、タッチ検出された領域の座標を求めて、その座標データを出力信号Outとして出力する回路である。
ノイズ検出部46は、信号処理部44から出力される信号にノイズが含まれている場合、制御部11にノイズ報知信号を出力する。
検出タイミング制御部47は、タッチ検出部40を構成する各回路が同期して動作するように制御する。
なお、タッチ検出電極TDL、該タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを検出するタッチ検出部40、駆動電極COML、及び、該駆動電極COMLにタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する駆動電極ドライバ14を含む構成部分は、本発明の「タッチ検出装置」に相当する。
(静電容量式のタッチ検出動作の基本原理)
図2は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接していない状態を示す説明図である。図3は、図2に示す指が接触又は近接していない状態を表す等価回路の例を示す図である。図4は、静電容量式のタッチ検出動作の基本原理を説明するにあたって指が接触又は近接している状態を示す説明図である。図5は、図4に示す指が接触又は近接している状態を表す等価回路の例を示す図である。そして、図6は、指示具が接触又は近接した場合としていない場合における駆動信号及びタッチ検出信号の波形の例を示す図である。図2〜図6を参照しながら、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動作の基本原理について説明する。
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動作の方式としては、静電容量式によって具現化されるものであり、例えば、図2及び図4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Sに接続され、他端は電圧検出器DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば、図1に示す信号増幅部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に所定の周波数(例えば、数kHz〜数百kHz程度の周波数)の交流矩形波Sgが印加されると、タッチ検出電極E2側に接続された電圧検出器DETを介して、図6に示す出力波形であるタッチ検出信号Vdetが現れる。なお、交流信号源Sから出力される交流矩形波Sgは、駆動電極ドライバ14が出力するタッチ検出駆動信号Vcomt(後述)に相当する。また、駆動電極E1は、駆動電極COMLに相当し、タッチ検出電極E2は、タッチ検出電極TDLに相当する。
図2に示した指がタッチ検出電極E2に接触又は近接していない状態では、容量素子C1に対する充放電に伴って、図3に示すように、容量素子C1の静電容量に応じた電流Iが流れる。図3に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(図6に示す実線の波形V)に変換する。
一方、図4に示すように、指がタッチ検出電極E2に接触又は近接した状態では、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の端部からはみ出した電界に基づくフリンジ容量が、指の静電容量C2として吸収される。その結果、容量素子C1は、元の容量値よりも容量値が小さい容量素子C1aに変化する。そして、容量素子C1aに対する充放電に伴って、図5に示すように、容量素子C1aの静電容量に応じた電流I1が流れる。図5に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流I1の変動を電圧の変動(図6に示す点線の波形V)に変換する。
波形Vは、図6に示すように、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これによって、波形Vと波形Vとの電圧差分ΔVの絶対値|ΔV|は、外部から接近する指示具(指、スタイラス等)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、電圧差分ΔVの絶対値|ΔV|を精度よく検出するため、スイッチング素子によって、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサに蓄えられた電荷を放電する期間Resetを設けた動作とすることがより好ましい。
そして、A/D変換部43は、適正なタイミングで、信号増幅部42から出力される絶対値|ΔV|の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。信号処理部44は、A/D変換部43から出力された絶対値|ΔV|のデータ(デジタル信号)を平均化する演算を行い、例えば、絶対値|ΔV|の平均値を算出する。これによって、信号処理部44は、絶対値|ΔV|についてノイズによる影響を低減することができる。そして、信号処理部44は、算出した絶対値|ΔV|の平均値を所定の閾値電圧Vthと比較し、この閾値電圧Vth以上であれば、指示具が接触又は近接している状態と判定し、閾値電圧Vth未満であれば、指示具が接触又は近接していない状態と判定する。このようにして、タッチ検出動作が可能となる。
(タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例)
図7は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。図8は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの液晶表示デバイスにおける画素配列を示す回路図である。そして、図9は、本実施形態のタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。図7〜図9を参照しながら、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例について説明する。
図7に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、画素基板2と、画素基板2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。
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、TFT基板21上にマトリックス状に配設され、ITO(Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ)等で形成された透明電極である複数の画素電極22とを有する。また、TFT基板21には、図8に示す各画素PixのTFT(Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ)素子Tr、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GCL等の配線が形成されている。図8に示すように、液晶表示デバイス20は、マトリックス状に配列した複数の画素Pixを有している。液晶表示デバイス20は、後述するように、ゲートドライバ12から出力される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示動作を行うデバイスである。
画素Pixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trのソースは画素信号線SGLに接続され、ゲートは走査信号線GCLに接続され、そして、ドレインは画素電極22に接続されている。また、対向する画素電極22と駆動電極COMLとの間には、液晶素子LCが介在している。
図8に示すように、画素Pixは、走査信号線GCLによって、液晶表示デバイス20の同じ行に属する他の画素Pixと互いに接続され、画素信号線SGLによって、液晶表示デバイス20の同じ列に属する他の画素Pixと互いに接続されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12に接続され、ゲートドライバ12から走査信号Vscanが供給される。画素信号線SGLは、ソースドライバ13に接続され、ソースドライバ13から画素信号Vpixが供給される。さらに、画素Pixは、駆動電極COMLによって、液晶表示デバイス20の同じ行に属する他の画素Pix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に接続され、駆動電極ドライバ14から駆動信号Vcomが供給される。また、駆動電極COMLは、図示しないコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ14から交流矩形波形の駆動信号Vcom(後述する表示駆動信号Vcomd及びタッチ検出駆動信号Vcomt)が印加されるようになっている。
以上のような液晶表示デバイス20の構成において、表示動作が実行される際、ゲートドライバ12が走査信号線GCLに対して時分割的に走査信号Vscanにより順次走査をすることによって、1水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス20において、1水平ラインに属する画素Pix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動作が実行される。この表示動作が実行される際、駆動電極ドライバ14は、1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含む駆動信号印加ブロックに対して表示駆動信号Vcomdを印加するようになっている。
対向基板3は、ガラス基板31と、ガラス基板31の液晶層6側の面に配設されたカラーフィルタ32と、カラーフィルタ32の液晶層6側の面に配設された複数の駆動電極COMLとを含む。さらに、対向基板3は、ガラス基板31の液晶層6側とは反対側の面に配設された複数のタッチ検出電極TDLと、タッチ検出電極TDLの液晶層6側とは反対側に配設された偏光板35とを含む。図9に示すように、タッチ検出デバイス30は、対向基板3に設けられた、ストライプ状に並設された複数の駆動電極COMLと、駆動電極COMLに対向し、かつ、駆動電極COMLと直交する方向に延在し、かつ、ストライプ状に並設された複数のタッチ検出電極TDLとを含む。タッチ検出デバイス30は、後述するように、駆動電極ドライバ14から出力されるタッチ検出駆動信号Vcomtに従って、駆動信号印加ブロックずつ順次走査してタッチ検出動作を行うデバイスである。
カラーフィルタ32は、例えば、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色のカラーフィルタ層を規則的に配列して、上述した図8に示す各画素PixにR、G及びBの3色のうちいずれかが対応付けられている。
駆動電極COMLは、液晶表示デバイス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。このような構成を用いることによって、タッチ検出機能付き表示デバイス10の薄型化を図ることができ、かつ、液晶表示デバイス20とタッチ検出デバイス30の同期をとることが容易になる。1つの駆動電極COMLは、1水平ラインに配置される複数の画素電極22に対向するように配置されている。
タッチ検出電極TDLは、それぞれタッチ検出部40の信号増幅部42に接続されており、駆動電極COMLとの各交差部分に静電容量を有している。
偏光板35は、図示しないバックライトから出射される光のうち、特定の振動方向の光のみを通過させる板状部材である。この偏光板35は、例えば、PVA(Polyvinyl Alcohol)膜等にヨウ素を吸着させて引き延ばして作成された偏光膜が、両面側からTAC(Triacetylcellulose)フィルム等の保護フィルムで挟まれた構造を有している。また、バックライトは、タッチ検出機能付き表示デバイス10の画素基板2側に配置され、タッチ検出機能付き表示デバイス10に対して均一な光を出射する光源部材である。このバックライトとして、例えば、反射板に配置された冷陰極管又は熱陰極管に拡散板、プリズムシート及び拡散シートを積層させて一体構造としたものを採用することができる。あるいは、アクリル等の樹脂板である導光板の側面に発光ダイオード(LED)を配置して構成したエッジライト構造を有するものを採用するものとしてもよい。
以上のようなタッチ検出デバイス30の構成において、タッチ検出動作が実行される際、駆動電極ドライバ14が後述する駆動信号印加ブロックB1〜Bmを時分割的にタッチ検出駆動信号Vcomtにより順次走査をして駆動することによって、タッチ検出されるブロックが順次選択される。そして、タッチ検出部40は、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを入力し、選択されたブロックのタッチ検出の有無を判断する。すなわち、タッチ検出デバイス30及びタッチ検出部40は、上述したタッチ検出動作の基本原理に従って、タッチ検出動作を実行する。
液晶層6は、電界の状態に応じて、通過する光を旋光又は複屈折等させる層である。液晶層6における液晶の駆動方式として、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Virtical Alignment)モード、又はOCB(Optically Compensated Bend)モード等の各種駆動方式が用いられる。
なお、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、それぞれ図示しない配向膜が配設されている。また、画素基板2の複数の画素電極22が配設された面側とは反対側の面に、入射側偏光板が配設されてもよい。配向膜は、液晶層6の各液晶の分子を一定の方向に配向させる膜である。この配向膜は、樹脂であるポリイミド膜に対してナイロン等の布が巻かれたローラーによって一定方向に擦るラビング処理、又は、ポリイミド膜に対して紫外線を照射することによって異方性を誘起させる光配向処理によって形成される。
(全体動作の概要)
図10は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間とタッチ検出期間との関係を示す図である。図10を参照しながら、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1の全体動作の概要を説明する。
図10に示すように、1フレーム期間(1F)は、表示動作期間Pd及びタッチ検出期間Ptによって構成されている。すなわち、タッチ検出期間Ptは、表示動作における垂直ブランキング期間に配置されている。タッチ検出機能付き表示装置1は、表示動作期間Pdにおいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10上の画面GS(後述の図11〜図13参照)における表示動作を実行し、タッチ検出期間Ptにおいて、画面GSにおけるタッチ検出動作を実行する。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置1は、表示動作期間Pdにおける表示動作、及び、タッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作を時分割的に交互に繰り返し実行する。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、各表示動作期間Pdにおいて、画面GSに対して1画面分の表示動作を実行し、各タッチ検出期間Ptにおいて、画面GSに対して1画面分のタッチ検出動作を実行する。
まず、制御部11は、外部から入力された映像信号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出力し、これらが互いに同期して動作するように制御する。また、制御部11は、表示動作期間Pdにおける表示動作、及び、タッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作の時分割的な実行を制御する。
ゲートドライバ12は、表示動作期間Pdにおいて、液晶表示デバイス20の所定の本数の走査信号線GCLに走査信号Vscanを出力し、液晶表示デバイス20にマトリクス状に配設されている画素Pixのうち表示動作の対象となる1水平ラインを順次選択する。また、ソースドライバ13は、表示動作期間Pdにおいて、ゲートドライバ12によって選択された1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号線SGLを介して画素信号Vpixを出力する。これらの画素Pixにおいては、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示動作が実行されるようになっている。そして、駆動電極ドライバ14は、表示動作期間Pdにおいて、ゲートドライバ12によって選択された1水平ラインに対応する所定の本数の駆動電極COMLにより構成された駆動信号印加ブロックA1〜An(後述)に順次、表示駆動信号Vcomdを印加する。このように、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示動作期間Pdにおいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、及び駆動電極ドライバ14によって出力された各信号に基づいて、表示動作を実行する。
また、駆動電極ドライバ14は、タッチ検出期間Ptにおいて、所定の本数の駆動電極COMLにより構成される駆動信号印加ブロックB1〜Bmに順次、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加することによって、タッチ検出されるブロックを順次選択する。タッチ検出デバイス30のタッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLに印加されたタッチ検出駆動信号Vcomtによって発生するタッチ検出信号Vdetを出力する。
信号増幅部42は、タッチ検出期間Ptにおいて、タッチ検出電極TDLから出力されたタッチ検出信号Vdetを増幅し、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)を除去する。A/D変換部43は、タッチ検出期間Ptにおいて、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。具体的には、A/D変換部43は、タッチ検出駆動信号Vcomtに同期したタイミング、又は、そのタイミングよりも高い周波数のサンプリング周波数によって、信号増幅部42から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。信号処理部44は、タッチ検出期間Ptにおいて、A/D変換部43から出力されたデジタル信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ検出の有無を判定する。座標抽出部45は、タッチ検出期間Ptにおいて、信号処理部44によってタッチ検出された場合に、信号処理部44から入力したデジタル信号に基づいて、タッチ検出された領域の座標を求めて、その座標データを出力信号Outとして出力する。検出タイミング制御部47は、信号増幅部42、A/D変換部43、信号処理部44、座標抽出部45及びノイズ検出部46が同期して動作するように制御する。このように、タッチ検出機能付き表示デバイス10及びタッチ検出部40は、タッチ検出期間Ptにおいて、タッチ検出電極TDLから出力されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出動作を実行する。
なお、タッチ検出機能付き表示装置1は、各期間において、画面GSの1画面分についての動作を実行するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、タッチ検出機能付き表示装置1は、画面GSの1画面分以上、又は1画面分以下の動作を実行するものとしてもよい。
また、タッチ検出動作が実行されるタッチ検出期間Ptにおいて、液晶表示デバイス20には、表示動作を実行するための各種信号(走査信号Vscan及び画素信号Vpix)は出力されない。したがって、タッチ検出期間Ptにおいて、画素基板2に配設された図示しない走査信号線GCL及び画素信号線SGLは、フローティング状態、又は、直流電位が印加された状態になる。これによって、走査信号線GCL及び画素信号線SGLからタッチ検出電極TDLへ、寄生容量を介してノイズが伝わる可能性を低減することができる。すなわち、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1においては、内部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
(表示動作期間Pdにおける表示動作)
図11〜図13は、本開示の実施形態1の表示動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。図14は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の表示動作期間における各信号のタイミングの例を示す図である。図11〜図14を参照しながら、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1の表示動作期間Pdにおける表示動作について説明する。
図14は、表示駆動信号Vcomdの波形と、走査信号Vscanの波形と、画素信号Vpixの波形と、を示している。また、図14は、1フレーム期間(1F)の表示動作期間Pdにおける表示動作をライン反転駆動によって実現する場合の例を示している。以下、画面GSの駆動信号印加ブロックA1〜Anのうち、図11に示す特定の駆動信号印加ブロックA1を駆動対象とした場合として説明する。また、図14に示すhは、マトリックス状に形成されている画素Pixのうちの特定の行(h行目)の1水平ラインを示している。
タイミングt1において、駆動電極ドライバ14は、駆動信号印加ブロックA1に属する駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。この表示駆動信号Vcomdの電圧レベルの変化点から1水平期間(1H)が開始される。
次に、タイミングt2において、ゲートドライバ12は、駆動信号印加ブロックA1に含まれる(h−1)行目の1水平ラインの複数の画素Pixに対応する走査信号線GCLに対して走査信号Vscan(h−1)を印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。また、同じタイミングt2において、ソースドライバ13は、画素信号線SGLに対して画素信号Vpixを印加し、その電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させ、(h−1)行目の1水平ラインの複数の画素Pixにおける表示動作を開始する。
次に、タイミングt3において、ゲートドライバ12は、(h−1)行目の1水平ラインの複数の画素Pixに対応する走査信号線GCLに印加している走査信号Vscan(h−1)の電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、(h−1)行目の1水平ラインの複数の画素Pixにおける表示動作が終了する。
次に、タイミングt11において、駆動電極ドライバ14は、駆動信号印加ブロックA1に属する駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加し、その電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、1水平期間(1H)が終了し、次の1水平期間(1H)が開始する。
次に、タイミングt12において、ゲートドライバ12は、駆動信号印加ブロックA1に含まれるh行目の1水平ラインの複数の画素Pixに対応する走査信号線GCLに対して走査信号Vscan(h)を印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させる。また、同じタイミングt12において、ソースドライバ13は、画素信号線SGLに対して画素信号Vpixを印加し、その電圧レベルを低レベルから高レベルに変化させ、h行目の1水平ラインの複数の画素Pixにおける表示動作を開始する。なお、本実施形態においては、タッチ検出機能付き表示装置1はライン反転駆動によって表示動作を実行するため、ソースドライバ13が印加する画素信号Vpixは、直前の1水平期間(1H)と比較して、その極性が反転している。
次に、タイミングt13において、ゲートドライバ12は、h行目の1水平ラインの複数の画素Pixに対応する走査信号線GCLに印加している走査信号Vscan(h)の電圧レベルを高レベルから低レベルに変化させる。これによって、h行目の1水平ラインの複数の画素Pixにおける表示動作が終了する。
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、以上の動作を繰り返すことによって、画面GSの駆動信号印加ブロックA1における表示動作を実行する。次に、図12に示すように、駆動電極ドライバ14は、次の1ブロック期間(1B)の表示動作期間Pdで、駆動信号印加ブロックA2に属する駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加して、上述と同様の表示動作を実行する。次に、図13に示すように、駆動電極ドライバ14は、次の1ブロック期間(1B)の表示動作期間Pdで、駆動信号印加ブロックA3に属する駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加して、上述と同様の表示動作を実行する。このように、タッチ検出機能付き表示装置1は、上述したように、表示駆動信号Vcomdを印加するブロックを駆動信号印加ブロックA1から下側に順次シフトしつつ、各駆動信号印加ブロックA1〜Anに対して上記の表示動作を実行することによって、画面GSの全面に対する表示動作を実行する。
(タッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作)
図15は、本開示の実施形態1のタッチ検出デバイスにおいて3本の駆動電極で構成される場合の駆動信号印加ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。図16は、図15に示す各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。図17〜図19は、本開示の実施形態1のタッチ検出動作における駆動電極ドライバの動作例を示す図である。図20は、本開示の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出期間における各信号のタイミングの例を示す図である。図15〜図20を参照しながら、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1のタッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作について説明する。
図15に示すタッチ検出デバイス30の駆動信号印加ブロックB1〜Bmは、それぞれ3本の駆動電極COMLによって構成されている。また、駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側の駆動電極COMLは、隣接する駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側の駆動電極COMLと、並び順が入れ替わって配設されている。すなわち、互いに隣接する駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側における一部の駆動電極COML(図15においては1本の駆動電極COML)が入れ替わって配設された部分は、隣接する駆動信号印加ブロックが重畳した部分とみなすことができる。図15に示すように、この重畳した部分を、駆動信号印加ブロックB1側から順に、ブロック重畳部L1、L2、・・・、Lm−1(駆動ブロック重畳部)と称するものとする。例えば、駆動信号印加ブロックB1と駆動信号印加ブロックB2との重畳部分がブロック重畳部L1に相当し、駆動信号印加ブロックBm−1と駆動信号印加ブロックBmとの重畳部分がブロック重畳部Lm−1に相当する。なお、駆動信号印加ブロックB1、Bmは、ブロック群の端部側に配置されたブロックなので、隣接するブロックは一方の端部側の1ブロックのみであり、重畳した部分もその端部側のみとなる。駆動電極ドライバ14は、内部において各駆動電極COML同士の電気的な接続状態を任意に切り替えるスイッチング機能を有する。各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極COML1〜COMLiは、駆動電極ドライバ14内において、駆動電極ドライバ14のスイッチング機能によって電気的に接続されることにより所定の電極パターン(同一の駆動信号印加ブロックに含まれる駆動電極COMLの数、及び、各駆動電極COML同士の配置間隔の形態)を形成する。
図20は、タッチ検出駆動信号Vcomtの波形と、タッチ検出信号Vdetの波形と、を示している。以下、画面GSの駆動信号印加ブロックB1〜Bmのうち、図17に示す特定の駆動信号印加ブロックB1を駆動対象とした場合として説明する。
駆動電極ドライバ14は、駆動信号印加ブロックB1に属する駆動電極COMLに対してタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する。具体的には、図16に示すように、駆動信号印加ブロックB1に属する駆動電極COML1、COML2、COML4にタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する。ここで、図16、並びに後述する図22及び図23に示す各駆動電極COMLにおける矩形波形は、実際のタッチ検出駆動信号Vcomtの波形を示すものではなく、図20に示すタッチ検出駆動信号Vcomtが印加されている状態であることを示す。このタッチ検出駆動信号Vcomtの周波数は、表示動作期間Pdにおける表示駆動信号Vcomdの周波数よりも高くすることが望ましい。
駆動信号印加ブロックB1に属する駆動電極COMLに印加されたタッチ検出駆動信号Vcomtは、静電容量を介してタッチ検出電極TDLに伝わり、タッチ検出信号Vdetが変化する。
次に、タッチ検出部40のA/D変換部43は、タッチ検出駆動信号Vcomtに同期したサンプリングタイミングts(図20参照)(又は、そのサンプリングタイミングtsよりも高い周波数のサンプリング周波数)によって、信号増幅部42により増幅されたタッチ検出信号Vdetであるアナログ信号をA/D変換する。
このように、タッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出駆動信号Vcomtの周波数を、表示動作期間Pdにおける表示駆動信号Vcomdの周波数よりも高くし、かつ、A/D変換部43は、タッチ検出信号Vdetに対してタッチ検出駆動信号Vcomtと同期したサンプリングタイミングts(又は、そのサンプリングタイミングtsよりも高い周波数のサンプリング周波数)でサンプリングしている。これによって、表示駆動信号Vcomdを駆動信号印加ブロックB1に印加して、その表示駆動信号Vcomdに同期したタイミングでタッチ検出信号Vdetをサンプリングする場合に比べて、高い周波数でサンプリングすることになるため、ノイズ成分を低減することができる。したがって、例えば、外部ノイズがタッチ検出デバイス30に伝わる場合でも、この外部ノイズに起因してA/D変換部43の出力に現れるノイズ成分を低減することができる。また、表示動作期間Pdとタッチ検出期間Ptとを分けて動作させているので、ノイズの低減に寄与する。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置1において、外部ノイズがタッチ検出動作に与える影響を低減することができる。
次に、信号処理部44は、A/D変換部43によってA/D変換されて出力されたデジタル信号に基づいて、画面GSにおける駆動信号印加ブロックB1に対するタッチ検出の有無を判定する。このタッチ検出の有無を判定する方法は、例えば、図6において上述したように、閾値に基づいて判定する。
次に、図18に示すように、駆動電極ドライバ14は、次の1ブロック期間(1B)のタッチ検出期間Ptで、駆動信号印加ブロックB2に属する駆動電極COML(駆動電極COML3、COML5、COML7)にタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する。そして、タッチ検出部40は、上述のように、タッチ検出駆動信号Vcomtによって変化したタッチ検出信号Vdetを検出し、このタッチ検出信号VdetをA/D変換したデジタル信号に基づいて、画面GSにおける駆動信号印加ブロックB2に対するタッチ検出の有無を判定する。
以上のように、タッチ検出部40による駆動信号印加ブロックB1、B2に対するタッチ検出の有無の判定の結果、駆動信号印加ブロックB1のみにおいてタッチ検出された場合、駆動信号印加ブロックB1及び駆動信号印加ブロックB2においてタッチ検出された場合、並びに、駆動信号印加ブロックB2のみにおいてタッチ検出された場合の駆動電極COMLの並設方向において3通りのタッチ検出の状態が判定される。ここで、駆動信号印加ブロックB1のみにおいてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB1における駆動電極COML1または駆動電極COML2に相当する部分においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML1に矩形波形b、駆動電極COML2に矩形波形aで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML1、COML2においてタッチ検出された場合を示す。
また、駆動信号印加ブロックB1及び駆動信号印加ブロックB2においてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB1における駆動電極COML4及び駆動信号印加ブロックB2における駆動電極COML3に相当する部分、すなわち、ブロック重畳部L1においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML4に矩形波形b、駆動電極COML3に矩形波形bで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML3、COML4においてタッチ検出された場合を示す。
そして、駆動信号印加ブロックB2のみにおいてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB2における駆動電極COML5に相当する部分においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML5に矩形波形aで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML5においてタッチ検出された場合を示す。
次に、図19に示すように、駆動電極ドライバ14は、次の1ブロック期間(1B)のタッチ検出期間Ptで、駆動信号印加ブロックB3に属する駆動電極COML(駆動電極COML6、COML8、COML10)にタッチ検出駆動信号Vcomtを印加する。そして、タッチ検出部40は、上述のように、タッチ検出駆動信号Vcomtによって変化したタッチ検出信号Vdetを検出し、このタッチ検出信号VdetをA/D変換したデジタル信号に基づいて、画面GSにおける駆動信号印加ブロックB3に対するタッチ検出の有無を判定する。
以上のように、タッチ検出部40による駆動信号印加ブロックB2、B3に対するタッチ検出の有無の判定の結果、駆動信号印加ブロックB2のみにおいてタッチ検出された場合、駆動信号印加ブロックB2及び駆動信号印加ブロックB3においてタッチ検出された場合、並びに、駆動信号印加ブロックB3のみにおいてタッチ検出された場合の駆動電極COMLの並設方向において3通りのタッチ検出の状態が判定される。ここで、駆動信号印加ブロックB2のみにおいてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB2における駆動電極COML5に相当する部分においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML5に矩形波形aで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML5においてタッチ検出された場合を示す。
また、駆動信号印加ブロックB2及び駆動信号印加ブロックB3においてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB2における駆動電極COML7及び駆動信号印加ブロックB3における駆動電極COML6に相当する部分、すなわち、ブロック重畳部L2においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML6、COML7に矩形波形bで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML6、COML7においてタッチ検出された場合を示す。
そして、駆動信号印加ブロックB3のみにおいてタッチ検出された場合とは、図15及び図16に示すように、駆動信号印加ブロックB3における駆動電極COML8に相当する部分においてタッチ検出された場合を示す。すなわち、駆動電極COML8に矩形波形aで示されるタッチ検出駆動信号Vcomtが印加された状態において、駆動電極COML8においてタッチ検出された場合を示す。
以上のように、タッチ検出機能付き表示装置1は、上述したように、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加するブロックを駆動信号印加ブロックB1から下側に順次シフトしつつ、駆動信号印加ブロックB1〜Bmに対して上記のタッチ検出動作を実行することによって、画面GSの全面に対するタッチ検出動作を実行する。そして、このように各駆動信号印加ブロックにおいてタッチ検出動作が実行されることによって、駆動信号印加ブロックB1のみのタッチ検出、ブロック重畳部L1におけるタッチ検出、駆動信号印加ブロックB2のみのタッチ検出、ブロック重畳部L2におけるタッチ検出、・・・、駆動信号印加ブロックBmのみのタッチ検出というようなタッチ検出動作が可能となる。したがって、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出ではなく、それよりも細かい領域単位でタッチ検出が可能となるので、駆動電極COMLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を向上させることができる。また、駆動電極ドライバが、ブロック重畳部が設けられていない通常のブロック単位で順次、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加する場合の走査時間と比較して、ブロック重畳部が設けられた場合でも画面全体の走査時間について同等とすることができる。さらに、駆動電極ドライバが、駆動電極COMLごとに順次タッチ検出駆動信号Vcomtを印加していく場合と比較して、画面全体の走査時間を短縮することができる。
なお、図15に示すように、駆動信号印加ブロックB1〜Bmの電極パターンを構成するそれぞれの駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14内において、駆動電極ドライバ14のスイッチング機能により電気的に接続するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、駆動電極ドライバ14の外部において、駆動信号印加ブロックB1〜Bmの電極パターンを構成するそれぞれの駆動電極COMLが電気的に接続されるものとしてもよい。
また、画面GSにおいて、表示動作期間Pdに分割される駆動信号印加ブロックA1〜Anの数と、タッチ検出期間Ptに分割される駆動信号印加ブロックB1〜Bmの数とは、同数でなくてもよい。
また、上述のように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出期間Ptにおいて、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加するブロックを駆動信号印加ブロックB1から下側に順次シフトしつつ、駆動信号印加ブロックB1〜Bmに対してタッチ検出動作を実行している。このとき、隣接した駆動信号印加ブロックのブロック重畳部を設けることにより、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出ではなく、それよりも細かい領域単位でタッチ検出が可能となる。これによって、駆動電極COMLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を向上させるものとしている。しかしながら、人間の指ではなくスタイラス等のように先が尖った指示具を用いる場合、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出ではなく、駆動電極COMLごとにタッチ検出駆動信号Vcomtを印加して走査する方が位置検出の精度を確保する上で好適な場合がある。この場合、駆動電極ドライバ14は、上述のように、スイッチング機能によって、任意の駆動電極COMLの組み合わせに対して電気的に接続が可能である。したがって、駆動電極ドライバ14は、指によってタッチ検出された場合は、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出を実行するように切り替え、スタイラス等によってタッチ検出された場合は、駆動電極COMLごとにタッチ検出を実行するように切り替えるものとしてもよい。
このとき、指によるタッチ検出であるかスタイラス等によるタッチ検出であるかの判定方法としては、例えば、以下のようにすればよい。すなわち、タッチ検出部40が所定の本数以上のタッチ検出電極TDLにおいてタッチ検出した場合は、指によるタッチ検出と判定し、駆動電極ドライバ14は、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出を実行するように切り替える。そして、タッチ検出部40が所定の本数未満のタッチ検出電極TDLにおいてタッチ検出した場合は、スタイラス等によるタッチ検出と判定し、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLごとにタッチ検出を実行するように切り替えるものとすればよい。なお、指によるタッチ検出であるかスタイラス等によるタッチ検出であるかの判定方法としては、上記の方法に限定されるものではない。
さらに、上記のように指示具として指及びスタイラス等を例示し、駆動信号印加ブロックごとのタッチ検出の実行と、駆動電極COMLごとのタッチ検出の実行とを切り替えるものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、駆動電極ドライバ14は、タッチ検出部40がタッチ検出したタッチ検出電極TDLの本数に基づいて、駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極COMLの本数を切り替えるものとしてもよい。なお、駆動電極ドライバ14によって切り替えられる駆動信号印加ブロックB1〜Bmそれぞれの駆動電極COMLの本数を同一とし、かつ、駆動信号印加ブロックB1、Bmを例外として電極パターンを同一にすることが望ましい。これによって、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度のばらつきの発生を抑制することができる。
(実施形態1の変形例1)
図21は、本開示の実施形態1の変形例1のタッチ検出デバイスにおいて4本の駆動電極で構成される場合の駆動信号印加ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。図22は、図21に示す各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。
図21に示すタッチ検出デバイス30の駆動信号印加ブロックB1〜Bmは、それぞれ4本の駆動電極COMLによって構成されている。また、駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側の駆動電極COMLは、隣接する駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側の駆動電極COMLと、並び順が入れ替わって配設されている。すなわち、図15に示すタッチ検出デバイス30と同様に、互いに隣接する駆動信号印加ブロックの並設方向の端部側における一部の駆動電極COML(図21においては1本の駆動電極COML)が入れ替わって配設された部分は、隣接する駆動信号印加ブロックが重畳した部分(ブロック重畳部L1、L2、・・・、Lm−1)とみなすことができる。
図22に示すように、駆動信号印加ブロックB1〜Bmがそれぞれ4本の駆動電極COMLで構成されたタッチ検出デバイス30においては、各駆動信号印加ブロックのみでタッチ検出される部分の駆動電極COMLは隣接した2本となる。例えば、駆動信号印加ブロックB2のみにおいてタッチ検出される場合、図22に示すように、矩形波形aでタッチ検出駆動信号Vcomtの印加状態が示される隣接した駆動電極COML6、COML7に相当する部分においてタッチ検出される。一般に、隣接した複数の駆動電極COMLに対して、タッチ検出駆動信号Vcomtが印加された場合、対向するタッチ検出電極TDLに現れるタッチ検出信号Vdetに基づく上述した絶対値|ΔV|の値は大きくなる。すなわち、隣接した複数の駆動電極COMLにおけるタッチ検出の感度が高くなる。したがって、図15に示したタッチ検出デバイス30と同様に、駆動電極COMLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を向上させることができると共に、各駆動信号印加ブロックのみでタッチ検出される場合の感度を向上させることができる。
(実施形態1の変形例2)
図23は、本開示の実施形態1の変形例2のタッチ検出デバイスにおいて10本の駆動電極で構成される場合において各駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極にタッチ検出駆動信号が印加される状態を示す図である。
図23は、駆動信号印加ブロックB1〜Bmのうち、駆動信号印加ブロックBl、Bl+1、Bl+2においてタッチ検出駆動信号Vcomtが印加される状態を示している。図23に示すように、例えば、駆動信号印加ブロックBl+2の矩形波形cで印加状態が示される駆動電極COMLk+10は、駆動信号印加ブロックBl+1の矩形波形aで印加状態が示される駆動電極COMLk+6〜COMLk+9と、矩形波形bで印加状態が示される駆動電極COMLk+11、COMLk+12との間に配設されている。また、駆動信号印加ブロックBl+2の矩形波形bで印加状態が示される駆動電極COMLk+13、COMLk+14は、駆動信号印加ブロックBl+1の矩形波形bで印加状態が示される駆動電極COMLk+11、COMLk+12と、矩形波形cで印加状態が示される駆動電極COMLk+15との間に配設されている。また、駆動信号印加ブロックBl+1、Bl+2の矩形波形aで印加状態が示される駆動電極COMLは、4本の隣接した駆動電極COMLによって構成されている。以上のように、図23に示されるタッチ検出デバイスにおいては、隣接する駆動信号印加ブロックの端部側の駆動電極COMLと、並び順が複数段に入れ替わって配設されている。したがって、隣接する駆動信号印加ブロックBl+1、Bl+2において、駆動電極COMLが複数段に入れ替わって配設された部分(駆動電極COMLk+10〜COMLk+15)は、重畳した部分(ブロック重畳部Ll+1)とみなすことができる。
以上のような態様で、駆動信号印加ブロックの電極パターン、及び、ブロック重畳部が構成されている。ただし、図15及び図21で示されるタッチ検出デバイス30と同様に、駆動信号印加ブロックB1、Bmについては、ブロック群の端部側に配置されたブロックなので、隣接するブロックは一方の端部側の1ブロックのみであり、重畳した部分もその端部側のみとなる。
このように、図23に示すタッチ検出デバイスの駆動信号印加ブロックB1〜Bmのブロック重畳部は、駆動電極COMLが複数段に入れ替わって配設され、かつ、同じ駆動信号印加ブロックに属する隣接した複数の駆動電極COML(図23に示す矩形波形bに対応する駆動電極COML)を含む。したがって、駆動電極COMLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を向上させることができると共に、ブロック重畳部でタッチ検出される場合の感度を向上させることができる。なお、上記の効果を得るために、ブロック重畳部が、必ずしも隣接する駆動信号印加ブロックの駆動電極COMLが複数段に入れ替わって配設されていることは必要ではない。すなわち、ブロック重畳部に、同じ駆動信号印加ブロックに属する隣接した複数の駆動電極COMLを含む構成を有していれば、上記の効果を得ることができる。
なお、図15、図21及び図23において、それぞれ、各駆動信号印加ブロックが3本、4本及び10本の駆動電極COMLによって構成されるタッチ検出デバイスについて説明したが、駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極COMLがこれらの本数に限定されないのは言うまでもない。
(実施形態1の変形例3)
図24は、本開示の実施形態1の変形例3のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面図である。
上述のタッチ検出機能付き表示装置1のタッチ検出機能付き表示デバイス10は、液晶層6における駆動方式としてTNモード、VAモード又はOCBモード等を用いるものである。これに代えて、図24で示されるタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出機能付き表示デバイス10aのように横電界モードの液晶の駆動方式を用いるものとしてもよい。横電界モードとしては、IPS(In Plane Switching)モード、又はFFS(Fringe Field Switching)モード等の駆動方式が用いられる。図24に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10aは、画素基板2aと対向基板3aとの間に液晶層6aが挟持された構成を有している。タッチ検出機能付き表示デバイス10aは、図7に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10とは異なり、表示動作用及びタッチ検出動作用の双方に兼用される駆動電極COMLは、TFT基板21の液晶層6a側の面に配設され、画素基板2aの一部を構成する。駆動電極COMLの液晶層6a側には、絶縁層23を介して、画素電極22が配設されている。この場合、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間の、液晶層6aをも含むすべての部材が容量素子C1の形成に寄与する。その他の各部の構成及び機能は、図7に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10と同様である。
以上のように、図24に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10aの構成によって、上述の本実施形態の効果を得ることができる。
なお、図7に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10及び図24に示すタッチ検出機能付き表示デバイス10aは、液晶表示デバイス20及びタッチ検出デバイス30を一体化したいわゆるインセルタイプとしているが、これに限定されるものではない。例えば、液晶表示デバイスに静電容量型のタッチ検出デバイスを装着した構成であってもよい。この構成の場合、液晶表示デバイス20及びタッチ検出デバイス30が、駆動電極を共有する構成ではなく、液晶表示デバイス及びタッチ検出デバイスそれぞれに駆動電極が配設される構成となる。この場合においても、上述の動作を採用することによって、同様の効果を得ることができる。ここで、上記の液晶表示デバイスに配設された駆動電極は、本発明の「第1駆動電極」に相当し、タッチ検出デバイスに配設された駆動電極は、本発明の「第2駆動電極」に相当する。
[2.実施形態2]
実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1aについて、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1の構造と相違する点を中心に説明する。なお、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1aは、その全体構造について、タッチ検出電極TDLの電極パターンの構成以外については、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1と同様であり、その動作についても実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1と同様である。
(タッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作)
図25は、本開示の実施形態2のタッチ検出デバイスにおいて3本のタッチ検出信号検出ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。図25を参照しながら、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1aのタッチ検出期間Ptにおけるタッチ検出動作について説明する。
図25に示すタッチ検出機能付き表示装置1aのタッチ検出デバイス30のタッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamは、それぞれ3本のタッチ検出電極TDLによって構成されている。また、タッチ検出信号検出ブロックの端部側のタッチ検出電極TDLは、隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側のタッチ検出電極TDLと、並び順が入れ替わって配設されている。すなわち、互いに隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側における一部のタッチ検出電極TDL(図25においては1本のタッチ検出電極TDL)が入れ替わって配設された部分は、隣接するタッチ検出信号検出ブロックが重畳した部分とみなすことができる。図25に示すように、この重畳した部分を、タッチ検出信号検出ブロックBa1側から順に、ブロック重畳部La1、La2、・・・、Lam−1(検出ブロック重畳部)と称するものとする。例えば、タッチ検出信号検出ブロックBa1とタッチ検出信号検出ブロックBa2との重畳部分がブロック重畳部La1に相当し、タッチ検出信号検出ブロックBam−1とタッチ検出信号検出ブロックBamとの重畳部分がブロック重畳部Lam−1に相当する。なお、タッチ検出信号検出ブロックBa1、Bamは、ブロック群の端部側に配置されたブロックなので、隣接するブロックは一方の端部側の1ブロックのみであり、重畳した部分もその端部側のみとなる。
タッチ検出電極TDLが接続されるタッチ検出部40の信号増幅部42は、各タッチ検出電極TDLに対して、駆動電極ドライバ14と同様のスイッチング機能を有する。各タッチ検出信号検出ブロックを構成するタッチ検出電極TDL1〜TDLjは、信号増幅部42内において、信号増幅部42のスイッチング機能によって電気的に接続されることにより所定の電極パターン(同一のタッチ検出信号検出ブロックに含まれるタッチ検出電極TDLの数、及び、各タッチ検出電極TDL同士の配置間隔の形態)を形成する。なお、上記のスイッチング機能を有するのは、信号増幅部42である必要がなく、タッチ検出部40内において、信号増幅部42の前段にスイッチング処理部を設け、このスイッチング処理部が、上記のスイッチング機能を有するものとしてもよい。
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1aは、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1と同様に、タッチ検出駆動信号Vcomtを印加する駆動信号印加ブロックB1から下側に順次シフトしつつ、画面GSの全面に対するタッチ検出動作を実行する。このとき、駆動電極COMLの並設方向においては、上述のように、駆動信号印加ブロックB1のみ、ブロック重畳部L1、駆動信号印加ブロックB2のみ、ブロック重畳部L2、・・・、駆動信号印加ブロックBmのみという単位でタッチ検出がなされる。本実施形態においては、タッチ検出電極TDLの並設方向において、タッチ検出信号検出ブロック単位でタッチ検出がなされる。一般に、ブロック化した複数のタッチ検出電極TDLに現れるタッチ検出信号Vdetに基づく上述した絶対値|ΔV|の値は大きくなる。すなわち、ブロック化した複数のタッチ検出電極TDLにおけるタッチ検出の感度は高くなるので、タッチ検出電極TDLの並設方向において、タッチ検出の感度を向上させることができる。
また、駆動電極COMLと同様に、隣接したタッチ検出信号検出ブロックの端部側における一部のタッチ検出電極TDLが入れ替わって配設され、ブロック重畳部を形成している。すなわち、タッチ検出信号検出ブロックBa1のみのタッチ検出、ブロック重畳部La1におけるタッチ検出、タッチ検出信号検出ブロックBa2のみのタッチ検出、ブロック重畳部La2におけるタッチ検出、・・・、タッチ検出信号検出ブロックBamのみのタッチ検出というようなタッチ検出動作が可能となる。したがって、タッチ検出電極TDLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を確保することができる。
なお、図25に示すように、タッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamの電極パターンを構成するそれぞれのタッチ検出電極TDLは、信号増幅部42内において、信号増幅部42のスイッチング機能により電気的に接続するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、信号増幅部42の外部において、タッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamの電極パターンを構成するそれぞれのタッチ検出電極TDLが電気的に接続されるものとしてもよい。
また、画面GSにおいて、タッチ検出期間Ptに分割される駆動信号印加ブロックB1〜Bmの数と、タッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamの数とは、同数でなくてもよい。
また、上述のように、タッチ検出デバイス30は、隣接したタッチ検出信号検出ブロックのブロック重畳部が設けられることにより、タッチ検出信号検出ブロックごとのタッチ検出ではなく、それよりも細かい領域単位でタッチ検出が可能となる。これによって、タッチ検出電極TDLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を確保するものとしている。しかしながら、人間の指ではなくスタイラス等のように先が尖った指示具を用いる場合、タッチ検出信号検出ブロックごとのタッチ検出ではなく、タッチ検出電極TDLごとにタッチ検出する方が位置検出の精度を確保する上で好適な場合がある。この場合、信号増幅部42は、上述のように、スイッチング機能によって、任意のタッチ検出電極TDLの組み合わせに対して電気的に接続が可能である。したがって、信号増幅部42は、指によってタッチ検出された場合は、タッチ検出信号検出ブロックごとのタッチ検出を実行するように切り替え、スタイラス等によってタッチ検出された場合は、タッチ検出電極TDLごとにタッチ検出を実行するように切り替えるものとしてもよい。
さらに、上記のように指示具として指及びスタイラス等を例示し、タッチ検出信号検出ブロックごとのタッチ検出の実行と、タッチ検出電極TDLごとのタッチ検出の実行とを切り替えるものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、信号増幅部42は、タッチ検出される指示具に応じて、駆動信号印加ブロックを構成する駆動電極COMLの本数を切り替えるものとしてもよい。なお、信号増幅部42によって切り替えられるタッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamそれぞれのタッチ検出電極TDLの本数を同一とし、かつ、タッチ検出信号検出ブロックBa1、Bamを例外として電極パターンを同一にすることが望ましい。これによって、指示具によるタッチ動作の感度及び位置検出の精度のばらつきの発生を抑制することができる。
(実施形態2の変形例)
図26は、本開示の実施形態2の変形例のタッチ検出デバイスにおいて4本のタッチ検出信号検出ブロックの設定動作及び構成を説明する図である。
図26に示すタッチ検出デバイス30のタッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamは、それぞれ4本のタッチ検出電極TDLによって構成されている。また、タッチ検出信号検出ブロックの端部側のタッチ検出電極TDLは、隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側のタッチ検出電極TDLと、並び順が入れ替わって配設されている。すなわち、図25に示すタッチ検出デバイス30と同様に、互いに隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側における一部のタッチ検出電極TDL(図26においては1本のタッチ検出電極TDL)が入れ替わって配設された部分は、隣接するタッチ検出信号検出ブロックが重畳した部分(ブロック重畳部La1、La2、・・・、Lam−1)とみなすことができる。
図26に示すように、タッチ検出信号検出ブロックBa1〜Bamがそれぞれ4本のタッチ検出電極TDLで構成されたタッチ検出デバイス30においては、各タッチ検出信号検出ブロックのみでタッチ検出される部分のタッチ検出電極TDLは隣接した2本となる。例えば、タッチ検出信号検出ブロックBa2のみにおいてタッチ検出される場合、図26に示すように、隣接したタッチ検出電極TDL6、TDL7に相当する部分においてタッチ検出される。一般に、隣接した複数のタッチ検出電極TDLに現れるタッチ検出信号Vdetに基づく上述した絶対値|ΔV|の値は大きくなる。すなわち、隣接した複数のタッチ検出電極TDLにおけるタッチ検出の感度が高くなる。したがって、図25に示したタッチ検出デバイス30と同様に、タッチ検出電極TDLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を確保することができると共に、各タッチ検出信号検出ブロックのみでタッチ検出される場合の感度を向上させることができる。
なお、図25及び図26に示すタッチ検出デバイス30は、互いに隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側における1本のタッチ検出電極TDLが入れ替わって配設された部分を、ブロック重畳部としているが、これに限定されるものではない。すなわち、互いに隣接するタッチ検出信号検出ブロックの端部側において入れ替わるタッチ検出電極TDLを隣接した複数本のタッチ検出電極TDLとしてもよい。これによって、タッチ検出電極TDLの並設方向において、指示具によるタッチ動作の位置検出の精度を確保することができると共に、ブロック重畳部でタッチ検出される場合の感度を向上させることができる。
また、図25及び図26に示すタッチ検出デバイス30のタッチ検出電極TDLの構成は、実施形態1の変形例1〜3に係るタッチ検出デバイスに適用することも可能である。
[3.実施形態3]
(電子機器の構成)
図27〜図38は、本開示の実施形態3に係る電子機器に対してタッチ検出機能付き表示装置を適用した場合の構成を示す図である。実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ及び携帯電話等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。つまり、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aは、外部から入力された映像信号又は内部で生成した映像信号を、画像又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。このような電子機器は、タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置を備えている。図27〜図38を参照しながら、具体的な電子機器にタッチ検出機能付き表示装置を適用した構成について説明する。
図27は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのテレビジョン装置にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図27に示す電子機器としてのテレビジョン装置は、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、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aによって構成されている。
図28は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのデジタルカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、当該デジタルカメラの前面斜視図であり、図29は、当該デジタルカメラの背面斜視図である。図28及び図29に示す電子機器としてのデジタルカメラは、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を有している。表示部522は、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aによって構成されている。
図30は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのビデオカメラにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図30に示す電子機器としてのビデオカメラは、本体部531、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、撮影開始用及び停止用のスタート/ストップスイッチ533、及び表示部534を有している。表示部534は、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aによって構成されている。
図31は、本開示の実施形態3に係る電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータにタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図である。図31に示す電子機器としてのノート型パーソナルコンピュータは、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を有している。表示部543は、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aによって構成されている。
図32は、本開示の実施形態3に係る電子機器としての携帯電話にタッチ検出機能付き表示装置を適用した例を示す図であり、上側筐体と下側筐体とを開いた状態の正面図である。図33は、当該携帯電話において上側筐体と下側筐体とを開いた状態の側面図である。そして、図34〜図38は、それぞれ当該携帯電話において上側筐体と下側筐体とを閉じた状態の正面図、左側面図、右側面図、平面図及び底面図である。図32〜図38に示す電子機器としての携帯電話は、上側筐体551と下側筐体552とを連結部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。ディスプレイ554又はサブディスプレイ555は、実施形態1、2に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1aによって構成されている。
また、上述した内容により実施形態が限定されるものではなく、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
[4.本開示の構成]
本開示は、次のような構成をとることができる。
(1)所定方向に並設された複数の駆動電極と、前記所定方向との交差方向に並設され、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、指示具が前記タッチ検出電極に接触又は近接したか否かを検出するタッチ検出動作時に、前記駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加する動作駆動部と、前記タッチ検出動作時に、前記タッチ検出電極から検出されるタッチ検出信号に基づいて、前記タッチ検出電極に接触又は近接する前記指示具の位置を検出するタッチ検出部と、を備え、複数の前記駆動電極は、3つ以上の前記駆動電極を含み、該各駆動電極は電気的に接続されて構成された複数の駆動信号印加ブロックに分けられ、該駆動信号印加ブロックは、前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極が、隣接する駆動信号印加ブロックの前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極と、前記駆動電極の並び順が入れ替わって配設された駆動ブロック重畳部を有し、前記動作駆動部は、前記駆動信号印加ブロックごとに順次、前記タッチ検出駆動信号を印加するタッチ検出装置。
(2)前記各駆動信号印加ブロックを構成する前記駆動電極の数は同一であり、かつ、前記所定方向の端部側以外の複数の前記駆動信号印加ブロックは、該各駆動信号印加ブロックに含まれる複数の前記駆動電極の電極パターンが同一である前記(1)に記載のタッチ検出装置。
(3)前記各駆動信号印加ブロックにおいて、前記駆動ブロック重畳部以外の前記駆動電極は、前記所定方向に隣接した複数の前記駆動電極である前記(1)又は(2)に記載のタッチ検出装置。
(4)前記駆動ブロック重畳部は、同一の前記駆動信号印加ブロックに含まれる前記所定方向に隣接した複数の前記駆動電極を含む前記(1)〜(3)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(5)前記動作駆動部は、前記各駆動電極同士の電気的な接続状態を任意に切り替えるスイッチング機能を有し、該スイッチング機能によって同一の前記駆動信号印加ブロックを構成する複数の前記駆動電極を電気的に接続する前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(6)前記動作駆動部は、前記タッチ検出部によって検出された前記指示具に基づいて、前記駆動信号印加ブロックを構成する前記駆動電極の数、及び複数の該駆動電極の電極パターンの少なくとも一方を変更する前記(5)に記載のタッチ検出装置。
(7)前記駆動信号印加ブロックを構成する複数の前記駆動電極は、前記動作駆動部の外部において電気的に接続された前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(8)複数の前記タッチ検出電極は、3つ以上の前記タッチ検出電極を含み、該各タッチ検出電極は電気的に接続されて構成された複数のタッチ検出信号検出ブロックに分けられ、該タッチ検出信号検出ブロックは、前記交差方向の端部側に少なくとも1つの前記タッチ検出電極が、隣接するタッチ検出信号検出ブロックの前記交差方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極と、前記駆動電極の並び順が入れ替わって配設された検出ブロック重畳部を有し、前記タッチ検出部は、前記タッチ検出信号検出ブロックごとに前記タッチ検出信号を検出する前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(9)前記各タッチ検出信号検出ブロックを構成する前記タッチ検出電極の数は同一であり、かつ、前記交差方向の端部側以外の複数の前記タッチ検出信号検出ブロックは、該各タッチ検出信号検出ブロックに含まれる複数の前記タッチ検出電極の電極パターンが同一である前記(8)に記載のタッチ検出装置。
(10)前記各タッチ検出信号検出ブロックにおいて、前記検出ブロック重畳部以外の前記タッチ検出電極は、前記交差方向に隣接した複数の前記タッチ検出電極である前記(8)又は(9)に記載のタッチ検出装置。
(11)前記検出ブロック重畳部は、同一の前記タッチ検出信号検出ブロックに含まれる前記交差方向に隣接した複数の前記タッチ検出電極を含む前記(8)〜(10)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(12)前記タッチ検出部は、前記各タッチ検出電極同士の電気的な接続状態を任意に切り替えるスイッチング機能を有し、該スイッチング機能によって同一の前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する複数の前記タッチ検出電極を電気的に接続する前記(8)〜(11)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(13)前記タッチ検出部は、検出した前記指示具に基づいて、前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する前記タッチ検出電極の数、及び複数の該タッチ検出電極の電極パターンの少なくとも一方を変更する前記(12)に記載のタッチ検出装置。
(14)前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する複数の前記タッチ検出電極は、前記タッチ検出部の外部において電気的に接続された前記(8)〜(11)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置。
(15)前記(1)〜(14)のいずれか一つに記載のタッチ検出装置と、画素に表示動作をさせるための画素信号が印加される複数の画素電極と、該画素電極に前記画素信号を印加して前記表示動作を実行する表示駆動部と、を備え、前記動作駆動部は、前記表示動作時に、前記駆動電極に前記画素信号と同期した表示駆動信号を印加するタッチ検出機能付き表示装置。
(16)複数の前記駆動電極は、前記表示動作時に前記表示駆動信号が印加される複数の第1駆動電極と、前記タッチ検出動作時に前記タッチ検出駆動信号が印加される複数の第2駆動電極と、によって構成された前記(15)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(17)前記表示駆動部及び前記動作駆動部を制御する制御部を備え、該制御部は、前記表示動作を実行する表示動作期間と、前記タッチ検出動作を実行するタッチ検出期間とを交互に繰り返す前記(15)又は(16)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(18)前記(15)〜(17)のいずれか一つに記載のタッチ検出機能付き表示装置と、該タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、該タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置と、を備えた電子機器。
1、1a タッチ検出機能付き表示装置
2、2a 画素基板
3、3a 対向基板
6、6a 液晶層
10、10a タッチ検出機能付き表示デバイス
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 液晶表示デバイス
21 TFT基板
22 画素電極
23 絶縁層
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 信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 ノイズ検出部
47 検出タイミング制御部
510 映像表示画面部
511 フロントパネル
512 フィルターガラス
521 発光部
522 表示部
523 メニュースイッチ
524 シャッターボタン
531 本体部
532 レンズ
533 スタート/ストップスイッチ
534 表示部
541 本体
542 キーボード
543 表示部
551 上側筐体
552 下側筐体
553 連結部
554 ディスプレイ
555 サブディスプレイ
556 ピクチャーライト
557 カメラ
a 矩形波形
A1〜An 駆動信号印加ブロック
b 矩形波形
B1〜Bm 駆動信号印加ブロック
Ba1〜Bam タッチ検出信号検出ブロック
c 矩形波形
C1、C1a 容量素子
C2 静電容量
COML、COML1〜COMLi 駆動電極
D 誘電体
DET 電圧検出器
E1 駆動電極
E2 タッチ検出電極
GCL 走査信号線
GS 画面
、I 電流
L1〜Lm−1 ブロック重畳部
La1〜Lam−1 ブロック重畳部
LC 液晶素子
Out 出力信号
Pd 表示動作期間
Pix 画素
Pt タッチ検出期間
Reset 期間
S 交流信号源
Sg 交流矩形波
SGL 画素信号線
t1〜t5、t11〜t15 タイミング
TDL、TDL1〜TDLj タッチ検出電極
Tr TFT素子
ts サンプリングタイミング
、V 波形
Vcom 駆動信号
Vcomd 表示駆動信号
Vcomt タッチ検出駆動信号
Vdet タッチ検出信号
Vdisp 映像信号
Vpix 画素信号
Vscan 走査信号
Vth 閾値電圧
ΔV 電圧差分

Claims (18)

  1. 所定方向に並設された複数の駆動電極と、
    前記所定方向との交差方向に並設され、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、
    指示具が前記タッチ検出電極に接触又は近接したか否かを検出するタッチ検出動作時に、前記駆動電極にタッチ検出駆動信号を印加する動作駆動部と、
    前記タッチ検出動作時に、前記タッチ検出電極から検出されるタッチ検出信号に基づいて、前記タッチ検出電極に接触又は近接する前記指示具の位置を検出するタッチ検出部と、
    を備え、
    複数の前記駆動電極は、3つ以上の前記駆動電極を含み、該各駆動電極は電気的に接続されて構成された複数の駆動信号印加ブロックに分けられ、
    該駆動信号印加ブロックは、前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極が、隣接する駆動信号印加ブロックの前記所定方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極と、前記駆動電極の並び順が入れ替わって配設された駆動ブロック重畳部を有し、
    前記動作駆動部は、前記駆動信号印加ブロックごとに順次、前記タッチ検出駆動信号を印加するタッチ検出装置。
  2. 前記各駆動信号印加ブロックを構成する前記駆動電極の数は同一であり、かつ、前記所定方向の端部側以外の複数の前記駆動信号印加ブロックは、該各駆動信号印加ブロックに含まれる複数の前記駆動電極の電極パターンが同一である請求項1に記載のタッチ検出装置。
  3. 前記各駆動信号印加ブロックにおいて、前記駆動ブロック重畳部以外の前記駆動電極は、前記所定方向に隣接した複数の前記駆動電極である請求項1又は2に記載のタッチ検出装置。
  4. 前記駆動ブロック重畳部は、同一の前記駆動信号印加ブロックに含まれる前記所定方向に隣接した複数の前記駆動電極を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  5. 前記動作駆動部は、前記各駆動電極同士の電気的な接続状態を任意に切り替えるスイッチング機能を有し、該スイッチング機能によって同一の前記駆動信号印加ブロックを構成する複数の前記駆動電極を電気的に接続する請求項1〜4のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  6. 前記動作駆動部は、前記タッチ検出部によって検出された前記指示具に基づいて、前記駆動信号印加ブロックを構成する前記駆動電極の数、及び複数の該駆動電極の電極パターンの少なくとも一方を変更する請求項5に記載のタッチ検出装置。
  7. 前記駆動信号印加ブロックを構成する複数の前記駆動電極は、前記動作駆動部の外部において電気的に接続された請求項1〜4のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  8. 複数の前記タッチ検出電極は、3つ以上の前記タッチ検出電極を含み、該各タッチ検出電極は電気的に接続されて構成された複数のタッチ検出信号検出ブロックに分けられ、
    該タッチ検出信号検出ブロックは、前記交差方向の端部側に少なくとも1つの前記タッチ検出電極が、隣接するタッチ検出信号検出ブロックの前記交差方向の端部側の少なくとも1つの前記駆動電極と、前記駆動電極の並び順が入れ替わって配設された検出ブロック重畳部を有し、
    前記タッチ検出部は、前記タッチ検出信号検出ブロックごとに前記タッチ検出信号を検出する請求項1〜7のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  9. 前記各タッチ検出信号検出ブロックを構成する前記タッチ検出電極の数は同一であり、かつ、前記交差方向の端部側以外の複数の前記タッチ検出信号検出ブロックは、該各タッチ検出信号検出ブロックに含まれる複数の前記タッチ検出電極の電極パターンが同一である請求項8に記載のタッチ検出装置。
  10. 前記各タッチ検出信号検出ブロックにおいて、前記検出ブロック重畳部以外の前記タッチ検出電極は、前記交差方向に隣接した複数の前記タッチ検出電極である請求項8又は9に記載のタッチ検出装置。
  11. 前記検出ブロック重畳部は、同一の前記タッチ検出信号検出ブロックに含まれる前記交差方向に隣接した複数の前記タッチ検出電極を含む請求項8〜10のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  12. 前記タッチ検出部は、前記各タッチ検出電極同士の電気的な接続状態を任意に切り替えるスイッチング機能を有し、該スイッチング機能によって同一の前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する複数の前記タッチ検出電極を電気的に接続する請求項8〜11のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  13. 前記タッチ検出部は、検出した前記指示具に基づいて、前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する前記タッチ検出電極の数、及び複数の該タッチ検出電極の電極パターンの少なくとも一方を変更する請求項12に記載のタッチ検出装置。
  14. 前記タッチ検出信号検出ブロックを構成する複数の前記タッチ検出電極は、前記タッチ検出部の外部において電気的に接続された請求項8〜11のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載のタッチ検出装置と、
    画素に表示動作をさせるための画素信号が印加される複数の画素電極と、
    該画素電極に前記画素信号を印加して前記表示動作を実行する表示駆動部と、
    を備え、
    前記動作駆動部は、前記表示動作時に、前記駆動電極に前記画素信号と同期した表示駆動信号を印加するタッチ検出機能付き表示装置。
  16. 複数の前記駆動電極は、前記表示動作時に前記表示駆動信号が印加される複数の第1駆動電極と、前記タッチ検出動作時に前記タッチ検出駆動信号が印加される複数の第2駆動電極と、によって構成された請求項15に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  17. 前記表示駆動部及び前記動作駆動部を制御する制御部を備え、
    該制御部は、前記表示動作を実行する表示動作期間と、前記タッチ検出動作を実行するタッチ検出期間とを交互に繰り返す請求項15又は16に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  18. 請求項15〜17のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置と、
    該タッチ検出機能付き表示装置によって検出された操作に対応した処理を実行し、かつ、該タッチ検出機能付き表示装置に映像信号を供給する制御装置と、
    を備えた電子機器。
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US14/500,083 US9760220B2 (en) 2013-09-30 2014-09-29 Touch detection device, display device with touch detection function, and electronic apparatus
TW103133799A TWI557624B (zh) 2013-09-30 2014-09-29 A touch detection device, a display device with a touch detection function, and an electronic device
CN201410522942.6A CN104516606B (zh) 2013-09-30 2014-09-30 触摸检测装置、带触摸检测功能的显示装置以及电子设备
KR1020140131675A KR101658704B1 (ko) 2013-09-30 2014-09-30 터치 검출 장치, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016206791A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびタッチ検出装置
WO2018062245A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 シャープ株式会社 アンテナ付きタッチパネルディスプレイ

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6605292B2 (ja) * 2015-10-16 2019-11-13 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN109478111B (zh) * 2016-08-12 2022-04-12 株式会社和冠 触控笔及传感器控制器
WO2018061358A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 凸版印刷株式会社 調光装置
US10474286B2 (en) * 2016-10-25 2019-11-12 Lg Display Co., Ltd. Touch display device, active pen, touch system, touch circuit, and pen recognition method
CN108008840B (zh) * 2016-10-27 2019-09-06 翰硕电子股份有限公司 同步时间差发射信号的方法及电容笔与触控输入装置
JP6555666B2 (ja) * 2017-02-08 2019-08-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 静電容量センサおよびグリップセンサ
CN107045412B (zh) * 2017-05-04 2020-05-22 厦门天马微电子有限公司 电容式触控结构、触控显示面板、显示装置及扫描方法
JP6901949B2 (ja) * 2017-09-29 2021-07-14 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
US11455059B1 (en) * 2019-03-21 2022-09-27 Apple Inc. Display line aware noise mitigation for touch screens
JP2022115333A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010039515A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Dmc:Kk タッチパネル
US20120262387A1 (en) * 2011-04-13 2012-10-18 Sony Corporation Display panel with touch detection function, method of driving the same, driving circuit, and electronic unit
JP2013152680A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Japan Display Central Co Ltd 表示装置及び表示パネル

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769763B2 (ja) 1988-12-24 1995-07-31 シャープ株式会社 タブレット
US5283556A (en) 1988-12-19 1994-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Tablet integrated with display
JP5067763B2 (ja) 2008-10-08 2012-11-07 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 接触検出装置、表示装置および接触検出方法
US8368657B2 (en) * 2008-12-01 2013-02-05 Freescale Semiconductor, Inc. Touch sensor panel using regional and local electrodes to increase number of sense locations
JP5513933B2 (ja) 2009-06-30 2014-06-04 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサおよび表示装置
JP2011233019A (ja) 2010-04-28 2011-11-17 Sony Corp タッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、駆動方式、および電子機器
US10831317B2 (en) * 2010-08-20 2020-11-10 Neodrón Limited Electronic ink touch sensitive display
JP5722573B2 (ja) 2010-08-24 2015-05-20 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
US8976145B2 (en) * 2011-02-15 2015-03-10 Cirque Corporation Reduction of noise and de-ghosting in a mutual capacitance multi-touch touchpad
US20120299868A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Broadcom Corporation High Noise Immunity and High Spatial Resolution Mutual Capacitive Touch Panel
US9182860B2 (en) * 2012-02-08 2015-11-10 Sony Corporation Method for detecting a contact

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010039515A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Dmc:Kk タッチパネル
US20120262387A1 (en) * 2011-04-13 2012-10-18 Sony Corporation Display panel with touch detection function, method of driving the same, driving circuit, and electronic unit
JP2013152680A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Japan Display Central Co Ltd 表示装置及び表示パネル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016206791A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびタッチ検出装置
US10474276B2 (en) 2015-04-17 2019-11-12 Japan Display Inc. Display device and touch detection device
WO2018062245A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 シャープ株式会社 アンテナ付きタッチパネルディスプレイ

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