JP2015114704A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示動作状態では、共通電極は表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第1の走査パルス電圧とが供給され、検出回路は、第1および第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされる。表示動作停止状態では、前記第1の検出電極は仮走査電極として機能させられ、前記検出回路は、前記第1の検出電極に第2の走査パルス電圧を供給するようにされ、前記第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきスワイプの有無を検出するようにされる。
【選択図】図8
Description
このようなタッチパネルとして、タッチされた部分の容量変化を検出する静電容量方式が知られている。この静電容量方式タッチパネルとして、タッチパネル機能を液晶表示パネルに内蔵した、所謂、インセル方式の液晶表示装置が知られている(例えば、特開2009−258182号公報)。インセル方式の液晶表示装置では、タッチパネルの走査電極として、液晶表示パネルを構成するTFT基板上に形成される対向電極(コモン電極ともいう)を分割して使用している。
タッチパネル機能を内蔵したインセル方式の液晶表示装置は、共通電極を、タッチパネルの走査電極と兼用しているので、液晶表示パネルの表示動作を停止させた状態で、走査電極のスキャンを行うと、液晶表示パネルの液晶層に直流電圧が印加され、液晶層に焼き付きが発生してしまうという問題点がある。
本開示の課題は、タッチパネル機能を内蔵したインセル方式の表示装置において、表示動作の停止中に、タッチパネルの検出を可能とする技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、検出回路と、を備える。前記表示装置は、第1のモードと、第2のモードと、を有する。前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有する。前記対向基板は、第1の検出電極と、第2の検出電極と、を有する。前記第1の検出電極は、前記第2の検出電極と交互に配置される。前記第1のモードでは、前記共通電極は表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第1の走査パルス電圧とが供給され、前記検出回路は、前記第1および第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされる。前記第2のモードでは、前記第1の検出電極は仮走査電極として機能させられ、前記検出回路は、前記第1の検出電極に第2の走査パルス電圧を供給するようにされ、前記第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきスワイプの有無を検出するようにされる。
図1Aは実施例1に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図1Bは実施例1に係る表示装置の断面図である。図2は実施例1に係る表示装置の概略構成を示す平面図である。
図1Aおよび図1Bに示すように、表示装置100は、表示パネル1と、ドライバIC5と、フレキシブル配線基板70と、フロントウィンドウ(又は保護フィルム)40と、フレキシブル配線基板75と、バックライトBKLと、を有する。表示パネル1は、TFT基板(アレイ基板)2と、CF基板(対向基板)3と、偏光板POL1、POL2と、を有する。CF基板3上の裏面側透明導電膜(CD)を、帯状(ストライプ状)のパターンに分割して、タッチパネルの検出電極31となし、TFT基板2の内部に形成される共通電極(対向電極)21を帯状のパターンに分割、即ち、複数のブロックに分割して、タッチパネルの走査電極として兼用することにより、通常のタッチパネルで使用されるタッチパネル基板を削減している。また、表示装置100では、タッチパネル駆動用および検出用の回路が、ドライバIC5の内部に設けられる。ドライバIC5は、1つの半導体基板上にCMOSプロセスで形成され、半導体チップの形態でTFT基板2上にCOG実装される。
実施例1に係る表示装置の表示動作状態におけるタッチパネル機能(ミューチュアル検出、第一ミューチャル検出)について、図3から図7Bを用いて説明する。ミューチュアル検出は、表示動作状態で、画素を構成する共通電極21はタッチパネルの走査電極を共用し、走査電極と検出電極との交差容量の容量変化を検出し、タッチ位置を検出する。例えば、1フレームの表示中に表示とタッチ検出を時分割で行うことは表示動作状態に含まれる。すなわち、表示動作状態では、共通電極は表示とタッチ検出に時分割で使用することが可能である。共通電極が表示とタッチ検出に時分割で使用する状態を第1のモードという。表示動作状態は第1のモードである。
図3は実施例1に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルの全体概略構成を示すブロック図である。図4は実施例1に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。図5は実施例1に係る検出回路のより具体的な回路構成を示す回路図である。図6は実施例1に係る検出回路の表示動作状態における動作を説明するためのタイミングチャートである。図7Aは実施例1に係る表示装置の表示動作状態における、表示およびタッチスキャン(分割Vブランク駆動)の模式図である。図7Bは実施例1に係る表示装置の表示動作状態における、分割Vブランク駆動タイミングを示す図である。
タッチパネル107には、ユーザのタッチを検出するためのセンサ端子である電極パターン(走査電極Tx1〜Tx8、検出電極Rx1〜Rx6)が形成されている。以下、走査電極Txは走査電極Tx1〜Txmの、検出電極Rxは検出電極Rx1〜Rxnの総称である。表示装置100は、タッチパネル機能が表示パネル1に内蔵されているため、共通電極21が走査電極Txを兼用している。なお、図面が複雑になるのを避けるため、図3では、走査電極Tx1〜Tx8は8本および検出電極Rx1〜Rx6は6本のみ示されている。
駆動回路101は、表示パネル1に画像を表示するための同期信号(垂直同期信号(Vsync)及び水平同期信号(Hsync))をシーケンサ102へ送出する。シーケンサ102は、走査パルス電圧生成回路103、デコーダ回路106、及び検出回路108を制御して、タッチ検出動作のタイミングを制御する。
走査パルス電圧生成回路103は、走査電極Tx1〜Tx8を駆動するための走査パルス電圧(VTX)を生成して出力する。
検出回路108は、走査電極Tx1〜Tx8の中で、走査パルス電圧(VTX)が供給されている1つの走査電極と、各検出電極Rx1〜Rx6との交点における電極間容量(相互容量、交差容量)Cxyを検出する。
シーケンサ102は、走査パルス電圧生成回路103等を制御し、垂直同期信号(Vsync)及び水平同期信号(Hsync)に同期しながら、走査電極Tx1〜Tx8へ順次走査パルス電圧(VTX)を供給する。ここで、図3、図4に示すように、各走査電極Tx1〜Tx8には、走査パルス電圧(VTX)が複数回供給される。なお、図面が複雑になるのを避けるため、図4では、走査パルス電圧(VTX)は8回のみ示されている。限定するものではないが、走査パルス電圧(VTX)は20〜40回供給されるのが好ましい。
走査電極Txと検出電極Rxとの交点付近を、指(導体)がタッチしている場合、指へも電流が流れるため、積算結果の電圧値に変化が生じる。
例えば、図4のNAに示すように、走査電極Tx1と検出電極Rx1との交点付近に指が存在しない(タッチ無しの状態の)場合、検出電極Rx1に流れる電流を積算した電圧(ΔVa)は、非タッチレベルLAとなる。
これに対して、図4のNBに示すように、走査電極Tx2と検出電極Rx1との交点付近には指が存在する(タッチ有りの状態の)場合、指へも電流が流れ、検出電極Rx1に流れる電流を積算した電圧(ΔVb)は、非タッチレベルLAよりもVST高い電位の電圧となる。この変化量(タッチ信号)によりタッチ位置(座標)を検出することができる。
検出回路108は、積分回路10と、サンプルホールド回路11と、10ビットのAD変換器(ADC)12と、AD変換器12から出力されるデータ(以下、RAWデータ)を格納するメモリ(RAM)13と、キャリブレーションデータを格納するメモリ(RAM)14と、8ビットのDA変換器(DAC)15と、マイクロコンピュータ(MPU)16とを有する。積分回路10はスイッチS1と積分容量Cintとオペアンプを有する。サンプルホールド回路11はスイッチS4と容量Cshとオペアンプを有する。検出回路108は、さらに、キャリブレーション容量Cclb、スイッチS2、S3、S5、S6を有する。ここで、スイッチS1は、スイッチS1_Rx1〜S1_Rxnのn個のスイッチの総称である。スイッチS2、S3、S4、S5、S6も同様である。
各検出電極Rx1〜Rxnに流れる電流を検出(積分)前に、スイッチS2、S4をオフ(OFF)し、スイッチS1をオン(ON)して、積分回路10をリセットするとともに、スイッチS3をONとして、各検出電極Rx1〜Rxnをリセットする。
基準電圧(VREF)を4V(VREF=4V)とすると、積分回路10の出力は4V、各検出電極Rx1〜Rxnは、4Vにプリチャージされる。
また、スイッチS5は、基準電圧(VOFSC)側に接続されており、キャリブレーション容量Cclbの両端には、基準電圧(VOFSC)の4Vが印加されているため、キャリブレーション容量Cclbの電荷は「0」である。
次に、スイッチS1とスイッチS3をOFFとした後、走査電極Tx1〜Txmの1つへ走査パルス電圧(VTX)を出力し、スイッチS5をDA変換器15側に切り替え、キャリブレーション容量Cclbの一端に、DA変換器15から出力されるキャリブレーション電圧(VDAC)を印加し、電荷の引き抜きを行った後に、スイッチS2をONとして残りの電荷を積分容量Cintに積分する。
これにより、走査電極Tx1〜Txmの1つを、交差容量Cxy、積分容量Cintの経路で電流が流れ、積分回路10の出力電圧(VINT)が低下する。VINTは下記の式で表される。
VINT=VREF−(VTX*CXY−VCLB*CCLB)/CINT
ここで、CXYは交差容量Cxyの容量値、CCLBはキャリブレーション容量Cclbの容量智、CINTは積分容量Cintの容量値である。積分容量Cintの電荷は、交差容量Cxyの電荷から−キャリブレーション容量Cclbの電荷を差し引いたものである。
積分回路10での積分終了後、スイッチS2をOFF、スイッチS3をONとして、スイッチS5を基準電圧(VOFSC)側に接続して、各検出電極Rx1〜Rxnを4Vにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Cclbの電荷を「0」とする。
(4)上記(2)の積分回路10での積分動作を繰り返し、電圧を積み上げる(図6のB2,…Bnの期間)。
積分回路10での積分完了後(図6のBnの期間後)、スイッチS4をONとして、サンプルホールド回路11でサンプル&ホールドし、その後、スイッチS6を順次ONとして、AD変換器12でAD変換し、メモリ(RAM)13に、走査電極Rx1〜Rxn分のRAWデータを格納する。
AD変換器12が、10bitのAD変換器の場合、RAWデータは0(積分0V)〜1023(積分4V)の範囲となる。
前述したように、各走査電極Tx1〜Txmと各検出電極Rx1〜Rxnの交点の交差容量Cxyは、液晶層、ガラス基板、偏光板、接着樹脂などの誘電率や厚みのばらつき、また不均一性のため、個体差や面内ばらつきを持つため、キャリブレーションが必須である。
なお、非タッチ時のRAWデータ動作点とは、非タッチ時の積分回路10での積分出力電圧(VINT)を、サンプルホールド回路11でサンプル&ホールドし、10ビットのAD変換器12でAD変換したときのRAWデータであることは言うまでもない。
検出感度=(ΔCXY/CINT)*VTX
ΔCXY=CXY_UT−CXY_T
ここで、CXY_UTは非タッチ時の交差容量CXYの容量値、CXY_Tはタッチ時の交差容量CXYの容量値である。
なお、通常、キャリブレーション範囲が、8ビットで[8’h80]の付近、即ち、基準電圧(VREF=4V)とGND(0V)の電圧の中間付近の電圧となるように、キャリブレーション容量Cclbの容量値(CCLB)を決定する。また、通常、キャリブレーション容量Cclbは、ダイオード接続されたMOSトランジスタの接合容量を利用するので、キャリブレーション容量Cclbの容量値(CCLB)の増減は、ダイオード接続されたMOSトランジスタが、並列に接続される個数で調整する。
1垂直期間(1V period)または1フレームの表示期間は、映像信号や走査信号(Sig)が駆動される期間(表示期間ブロック71)と、タッチパネルの走査パルス電圧(VTX)が駆動される期間(タッチ期間ブロック72)に分割され、交互に駆動される。これを分割Vブランク駆動という。1フレームの表示期間は、N個の表示期間ブロック(Display)71とN個のタッチ期間ブロック(Touch)72を有する。1表示期間ブロックでは、例えば1280/Nラインがスキャンされ、1タッチ期間ブロックでは、20/M本の走査電極(共通電極)がスキャンされる。例えば、N=20、M=20の場合、1表示期間ブロックでは64ラインがスキャンされ、1タッチ期間ブロックでは1本の走査電極がスキャンされる。1本の走査電極には20〜40回走査パルス電圧が印加される。ここでMは自然数であり、Nよりも大きくても同じでも小さくてもよい。1垂直期間におけるタッチ検出回数を多く(たとえば4回)としたい場合はN=20、M=5とすれば、1垂直期間に4回のタッチ検出を全ての共通電極21にて行うことが可能となり、検出精度が上がる。1垂直期間におけるタッチ検出回数を少なく(たとえば1/2回、2垂直期間に1回)としたい場合はN=20、M=40とすれば、2垂直期間に1回のタッチ検出を全ての共通電極21にて行うこととなり、タッチ検出における消費電力が低減される。このNやMの値は後の図8に出てくる駆動回路101のレジスタにホストコントローラ200から値が設定されることにより定められる。
図7Aおよび図7Bに示すように、共通電極を走査電極Txとして機能させているので、タッチパネル検出時のスキャン動作は、画素書き込みを行うゲートスキャンを行っていない期間で行う。映像信号線8と共通電極21との間、および、走査信号線7と共通電極21との間には寄生容量があるため、映像信号線8上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査信号線7上の電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下り時に生じるノイズにより、タッチパネル検出時の検出レベルが変動し、座標精度が低下する。したがって、タッチ位置検出動作は、映像信号線8上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査信号線7上の電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行する必要がある。分割Vブランク駆動では、タッチ位置検出動作を、映像信号線8上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査信号線7上の電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行することが容易である。1フレーム期間において、映像信号や走査信号(Sig)が駆動される期間を1回のみとし、タッチパネルの走査パルス電圧(VTX)が駆動される期間を1回のみとした場合、走査パルス電圧の駆動期間を長く設ける必要がでるが、それは1フレームに設けられるブランキング期間の制約もあり困難な場合が多い。分割Vブランク駆動ではそのような事態も避けられる。
次に表示動作停止状態のタッチパネル機能(疑似ミューチュアル検出、第二ミューチャル検出)について、図8から図12Bを用いて説明する。疑似ミューチュアル検出は、表示動作停止状態で、対向基板側にある検出電極のみを用いて、検出電極間の容量の容量変化を検出し、タッチ検出または横移動検出する。横移動(スワイプ検出)とは、検出電極の長手方向に垂直な方向(短手方向)成分の移動を検出することをいう。表示動作停止状態では、共通電極は表示用にもタッチ検出用にも使用されない。共通電極が表示用にもタッチ検出用にも使用されない状態を第2のモードという。表示動作およびその他不要な回路を停止する低消費電力モード(以下、「スリープモード」という。)は、第2のモードである。スリープモードでは、バックライトが消灯される。
偶数番目の各検出電極Rx_Evenと、仮走査電極T’x(奇数番目の検出電極Rx_Odd)と、を指(導体)がタッチしている場合、あるいは、偶数番目の各検出電極Rx_Evenと、仮走査電極T’x1,T’x2,T’x3に、指(導体)が近接した場合、指へも電流が流れるため、偶数番目の各検出電極Rx2,Rx4,Rx6に流れる電流を積分した積算結果の電圧値に変化が生じる。
偶数番目の各検出電極Rx2,Rx4,Rx6と、仮走査電極T’x1,T’x2,T’x3と、に指が近接していない場合、図9BのNAに示すように、検出電極に流れる電流を積算した電圧(ΔVa’)は、非タッチレベルLA’となる。
これに対して、偶数番目の各検出電極Rx2,Rx4,Rx6と、仮走査電極T’x1,T’x2,T’x3と、を指がタッチしている場合、図9BのNBに示すように、指へも電流が流れるので、偶数番目の各検出電極Rx2,Rx4,Rx6に流れる電流を積算した電圧(ΔVb’)は、非タッチレベルLA’よりも高電位の電圧となる。この変化量(タッチ信号)によりタッチまたはスワイプの有無を検出することができる。
検出回路108は、積分回路10と、サンプルホールド回路11と、キャリブレーションアンプ17と、を有する。キャリブレーションアンプ17には、図9Cに示すような基準電圧の設定レジスタ(TPC_VOFSCTX)に基づいた電圧(VOFSC)、または図9Cに示すようなメモリ14に格納されるキャリブレーションデータ(CLB_DATA)に基づいたDA変換器15の出力電圧(キャリブレーション電圧(VDAC))が供給される。
スイッチS2_ODDとスイッチS3_ODDをOFFし、スイッチS7_ODDをONして、検出電極Rx_Oddを仮走査電極T’xとして使用できるようにする。また、スイッチS5_ODDは、VDAC側(VDAC=0.25V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX=0.25V)を出力し、検出電極Rx_Oddは0.25Vにリセットされる。ここで、スイッチS1_ODDは、スイッチS1_Rx1、S1_Rx3、S1_Rx5の奇数番目の検出電極Rx_Oddに接続されるスイッチの総称である。スイッチS2_ODD、S3_ODD、S4_ODD、S5_ODD、S6_ODD、S7_ODDも同様である。
各検出電極Rx_Evenに流れる電流を検出(積分)前に、スイッチS2_EVEN、スイッチS4_EVEN、スイッチS7_EVENをOFFし、スイッチS1_EVENをONして、積分回路10をリセットするとともに、スイッチS3_EVENをONとして、各検出電極Rx_Evenをリセットする。ここで、スイッチS1_EVENは、スイッチS1_Rx2、S1_Rx4、S1_Rx6の偶数番目の検出電極Rx_Evenに接続されるスイッチの総称である。スイッチS2_EVEN、S3_EVEN、S4_EVEN、S5_EVEN、S6_EVEN、S7_EVENも同様である。
基準電圧(VREF)を4V(VREF=4V)とすると、積分回路10の出力は4V、各検出電極Rx_Evenは、4Vにプリチャージされる。
また、スイッチS5_EVENは、VOFSC側(VOFSC=4V)に接続されており、キャリブレーション容量Cclbの両端には、4Vが印加されているため、キャリブレーション容量Cclbの電荷は「0」である。
次に、スイッチS1_EVENとスイッチS3_EVENをOFFとした後、スイッチS5_ODDは、VOFSC側(VOFSC=4V)に接続され、検出電極Rx_Oddに走査パルス電圧(VQTX=4V)を出力する。スイッチS5_EVENはVDAC側(VDAC=0.25〜4V)に切り替え、キャリブレーション容量Cclbの一端に、キャリブレーションパルス電圧(VCLB)を印加し、交差容量Cxyの電荷の引き抜きを行った後に、スイッチS2_EVENをONとして残りの電荷を積分容量Cintに積分する。
これにより、検出電極Rx_Evenの1つを、検出容量Crx−rx、積分容量Cintの経路で電流が流れ、積分回路10の出力電圧(VINT)が低下する。
積分回路10での積分終了後、スイッチS5_ODDは、VDAC側(VDAC=0.25V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX=0.25V)を出力し、検出電極Rx_Oddは0.25Vにリセットされる。スイッチS2_EVENをOFF、スイッチS3_EVENをONとして、スイッチS5_EVENは、VOFSC側(VOFSC=4V)に接続して、各検出電極Rx_Evenを4Vにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Cclbの電荷を「0」でとする。
積分回路10での積分完了後(図10のBnの期間後)、スイッチS4_EVENをONとして、サンプルホールド回路11でサンプル&ホールドし、その後、スイッチS6_EVENを順次ONとして、AD変換器12でAD変換し、メモリ(RAM)13に、偶数番目の検出電極Rx_Even分のRAWデータを格納する。
AD変換器12が、10bitのAD変換器の場合、RAWデータは0(積分0V)〜1023(積分4V)の範囲となる。
ダブルタッチ起動においては、図12Aに示すように、ホストコントローラ200は、割込み信号(INT)を2回受理すると、表示装置100にスリープモード解除信号(Exit sleep)を入力し、表示装置のスリープモードを解除する。表示装置100の駆動回路101はパワーオンシーケンス(P_ON_SQ)を経て表示動作状態(BK、Normal)になる。また駆動回路101は内部リセット信号(RST)を発生してマイクロコンピュータ16に入力し、マイクロコンピュータ16はブート処理(Boot)を経て、タッチパネル(TPC)107をミューチュアル(Mutual)動作させタッチ検出処理(Farmware)を実行する。なお、割込み信号(INT)を1回受理しても、1回受理後に所定時間内(たとえば1秒内)にもう一度割込み信号(INT)を受理しない場合は表示装置100は表示を行わないままとなる。
シングルタッチ起動においては、図示はないが、ホストコントローラ200は、割込み信号(INT)を1回受理すると、表示装置100にスリープモード解除信号(Exit sleep)を入力し、表示装置のスリープモードを解除する。表示装置100の駆動回路101はパワーオンシーケンス(P_ON_SQ)を経て表示動作状態(BK、Normal)になる。また駆動回路101は内部リセット信号(RST)を発生してマイクロコンピュータ16に入力し、マイクロコンピュータ16はブート処理(Boot)を経て、タッチパネル(TPC)107をミューチュアル(Mutual)動作させタッチ検出処理(Farmware)を実行する。
また、本実施例では、スリープモード時に、仮走査電極T’xとして機能する検出電極Rxに接続される積分回路10およびサンプルホールド回路11をOFFとするので、検出回路で消費される電力は半分となるので、スリープモード時の消費電力をより低減することが可能となる。
図13は実施例2に係る表示装置の平面図である。
実施例2に係る表示装置は実施例1に係る表示装置とTFT基板内の構成およびドライバICの構成が異なるが、その他の構成は同じである。実施例2に係る表示装置100aは、TFT基板2上に2本の帯状の共通電極(COMMON1、COMMON22)21aと20本の帯状の共通電極(COMMON2〜COMMON21)21bを有する。共通電極の本数が実施例1に係る表示装置100に比べて増加している。その結果、共通電極信号線が増加し、額縁領域の幅も増加する。そこで、表示装置100aは、額縁領域の幅を増大させないように、共通電極の走査回路(Txスキャン回路)23をゲートスキャン回路6と同様にTFT基板2上に形成する。したがって、ドライバIC5aは、ドライバIC5と異なり、Txスキャン回路を有しない。1つの共通電極21aは60ライン分の画素に共通して用いられ、1つの共通電極21bは58ライン分の画素に共通して用いられる。表示装置100aの擬似ミューチュアルにおける走査パルス電圧の極性は、表示装置100の擬似ミューチュアルにおける走査パルス電圧の極性と異なる。上記以外は、表示装置100aは表示装置100と同じである。
図14Aは実施例1のTx同相駆動の模式図である。図14Bは実施例2のTx差動駆動(1)の模式図である。図14Cは実施例2のTx差動駆動(2)の模式図である。図14Dは実施例2のTx差動駆動(3)の模式図である。
実施例1では、図14Aに示すように、仮走査電極Tx’(検出電極Rx1、Rx3、Rx5、Rx7、Rx9、Rx11、言い換えると奇数番目の検出電極Rx_Odd)は、同極性(例えば、すべて正極性)の走査パルス電圧(VQTX)で駆動される。図14Aに示される駆動を同相駆動ともいう。
一方、実施例2では、図14B、図14C、図14Dに示すように、仮走査電極Tx’(検出電極Rx1、Rx3、Rx5、Rx7、Rx9、Rx11、言い換えると奇数番目の検出電極Rx_Odd)は、異極性の走査パルス電圧(VQTX(+)、VQTX(−))で駆動される。図14B、図14C、図14Dに示される駆動を差動駆動ともいう。
実施例2では、図14Cに示すように、第2のTx差動駆動では、検出電極Rx3、Rx5、Rx11は正極性の走査パルス電圧(VQTX(+))、検出電極Rx1、Rx7、Rx9は負極性の走査パルス電圧(VQTX(−))で駆動される。すなわち、隣接する2つの仮走査電極Tx’は正極性の走査パルス電圧(VQTX(+))で、次の隣接する2つの仮走査電極Tx’は負極性の走査パルス電圧(VQTX(−))で駆動される。
実施例2では、図14Dに示すように、第3のTx差動駆動では、検出電極Rx1、Rx3、Rx5は正極性の走査パルス電圧(VQTX(+))、検出電極Rx7、Rx9、Rx11は負極性の走査パルス電圧(VQTX(−))で駆動される。すなわち、半分の隣接する仮走査電極Tx’は正極性の走査パルス電圧(VQTX(+))で、残りの半分の隣接する仮走査電極Tx’は負極性の走査パルス電圧(VQTX(−))で駆動される。
図15Aは実施例2に係る検出回路における、表示動作停止中の動作を説明するための図である。図15Bは実施例2に係る検出回路における、表示動作停止中のタッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。図16は実施例2に係る検出回路のスワイプ操作におけるタッチ信号変化を示す図である。
スイッチS2_ODDとスイッチS3_ODDをOFFし、スイッチS7_ODDをONして、検出電極Rx_Odd(+)、Rx_Odd(−)を仮走査電極T’xとして使用できるようにする。また、検出電極Rx_Odd(+)に係るスイッチS5_ODDは、VDAC側(VDAC=0.25V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX(+)=0.25V)を出力し、検出電極Rx_Oddは0.25Vにリセットされる。検出電極Rx_Odd(−)に係るスイッチS5_ODDは、VCLB側(VCLB=4V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX(−)=4V)を出力し、検出電極Rx_Oddは4Vにリセットされる。
各検出電極Rx_Evenに流れる電流を検出(積分)前に、スイッチS2_EVEN、スイッチS4_EVEN、スイッチS7_EVENをOFFし、スイッチS1_EVENをONして、積分回路10をリセットするとともに、スイッチS3_EVENをONとして、各検出電極Rx_Evenをリセットする。
基準電圧(VREF)を4V(VREF=4V)とすると、積分回路10の出力は4V、各検出電極Rx_Evenは、4Vにプリチャージされる。
また、スイッチS5_EVENは、VOFSC側(VOFSC=2.118V)に接続されており、キャリブレーション容量Cclbの両端には、4V−2.118Vの電圧が印加される。
次に、スイッチS1_EVENとスイッチS3_EVENをOFFとした後、検出電極Rx_Odd(+)に係るスイッチスイッチS5_ODDは、VOFSC側(VOFSC=2.118V)に接続され、検出電極Rx_Odd(+)に走査パルス電圧(VQTX(+)=2.118V)を出力する。検出電極Rx_Odd(−)に係るスイッチスイッチS5_ODDは、VOFSC側(VOFSC=2.118V)に接続され、検出電極Rx_Odd(−)に走査パルス電圧(VQTX(−)=2.118V)を出力する。スイッチS5_EVENはVDAC側(VDAC=0.25〜4V)に切り替え、キャリブレーション容量Cclbの一端に、キャリブレーションパルス電圧(VCLB)を印加し、交差容量Cxyの電荷の引き抜きを行った後に、スイッチS2_EVENをONとして残りの電荷を積分容量Cintに積分する。
これにより、検出電極Rx_Evenの1つを、検出容量Crx−rx、積分容量Cintの経路で電流が流れ、積分回路10の出力電圧(VINT)が低下する。
積分回路10での積分終了後、検出電極Rx_Odd(+)に係るスイッチS5_ODDは、VDAC側(VDAC=0.25V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX(+)=0.25V)を出力し、検出電極Rx_Odd(+)は0.25Vにリセットされる。検出電極Rx_Odd(−)に係るスイッチS5_ODDは、VDAC側(VDAC=4V)に接続されており、走査パルス電圧(VQTX(−)=4V)を出力し、検出電極Rx_Odd(−)は4Vにリセットされる。スイッチS2_EVENをOFF、スイッチS3_EVENをONとして、スイッチS5_EVENは、VOFSC側(VOFSC=2.118V)に接続して、各検出電極Rx_Evenを4Vにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Cclbに1.882V(=4V−2.118V)の電圧が印加される。
AD変換器12が、10bitのAD変換器の場合、RAWデータは0(積分0V)〜1023(積分4V)の範囲となる。
2・・・TFT基板(アレイ基板)
3・・・CF基板(対向基板)
4・・・液晶層
5、5a・・・ドライバIC
6・・・ゲートスキャン回路
7・・・走査信号線
8・・・映像信号線
9・・・ドライバIC用入力端子
10・・・積分回路
11・・・サンプルホールド回路
12・・・AD変換器(ADC)
13・・・メモリ(RAM)
14・・・メモリ(RAM)
15・・・DA変換器(DAC)
16・・・マイクロコンピュータ(MPU)
17・・・キャリブレーションアンプ
20・・・画素部
21、21a、21b・・・共通電極(対向電極、走査電極)
22・・・共通電極信号線
23・・・Txスキャン回路
31・・・検出電極
40・・・フロントウィンドウ(又は保護フィルム)
70、75・・・フレキシブル配線基板
77・・・接続部
80・・・コネクタ
100・・・表示装置
101・・・駆動回路
102・・・シーケンサ
103・・・走査パルス電圧生成回路
106・・・デコーダ回路
107・・・タッチパネル
108・・・検出回路
200・・・ホストコントローラ
BKL・・・バックライト
Cclb・・・キャリブレーション容量
Cint・・・積分容量
Crx−rx・・・検出容量
Cxy・・・交差容量
LC・・・液晶層
POL1、POL2・・・偏光板
Rx・・・タッチパネルの検出電極
Tx・・・タッチパネルの走査電極
T’x・・・表示動作停止時の走査電極
Claims (20)
- 表示装置は、
アレイ基板と、
対向基板と、
検出回路と、
を備え、
前記表示装置は、第1のモードと、第2のモードと、を有し、
前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有し、
前記対向基板は、第1の検出電極と、第2の検出電極と、を有し、
前記第1の検出電極は、前記第2の検出電極と交互に配置され、
前記第1のモードでは、
前記共通電極は、表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第1の走査パルス電圧とが供給され、
前記検出回路は、前記第1および第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされ、
前記第2のモードでは、
前記第1の検出電極は仮走査電極として機能させられ、
前記検出回路は、前記第1の検出電極に第2の走査パルス電圧を供給するようにされ、前記第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきスワイプの有無を検出するようにされる。 - 請求項1の表示装置において、
前記第1の検出電極は、第3の検出電極と、第4の検出電極と、を有し、
前記第2のモード時に、前記検出回路は、前記第3の検出電極と前記第4の検出電極とに前記第2の走査パルス電圧を同極性のパルスで複数回供給するようにされる。 - 請求項2の表示装置において、
前記第2の走査パルス電圧は正極性のパルスである。 - 請求項1の表示装置において、
前記第1の検出電極は、第3の検出電極と、第4の検出電極と、を有し、
前記第2のモード時に、前記検出回路は、前記第3の検出電極と前記第4の検出電極とに前記第2の走査パルス電圧を異極性のパルスで複数回供給するようにされる。 - 請求項1の表示装置において、
前記検出回路は、前記第1の検出電極に接続される第1のスイッチ回路を有し、
前記第2のモード時に、前記第1のスイッチ回路がオンとなり、前記第1の検出電極に前記第2の走査パルス電圧を供給するようにされる。 - 請求項1の表示装置において、
前記検出回路は、前記第1の検出電極に接続される第2のスイッチ回路と、前記第2のスイッチ回路に接続される積分回路とを有し、
前記第1のモード時にタッチを検出するときは、前記積分回路は、前記第2スイッチ回路を介して、前記第1の検出電極に接続され、
前記第2のモード時は、前記第2スイッチ回路はオフされ、前記積分回路はオフされる。 - 請求項1の表示装置において、
前記共通電極は、複数のブロックに分割されており、
前記分割された各ブロックの共通電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられる。 - 請求項7の表示装置において、
前記第2のモード時に、前記分割された各ブロックの共通電極は、基準電位に固定される。 - 請求項7の表示装置において、
前記検出電極は、ストライプ形状で、第1方向に延在し、
前記分割された各ブロックの共通電極は、ストライプ形状で、前記第1方向とは異なる第2方向に延在する。 - 請求項1の表示装置において、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に狭持される液晶を有する。 - 請求項1の表示装置において、
前記検出回路は、第2の走査パルス電圧を生成するためのレジスタおよびキャリブレーション電圧を生成するためのメモリを有する。 - 表示装置は、
アレイ基板と、
対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に狭持される液晶と、
検出回路と、
を備え、
前記表示装置は、第1のモードと、第2のモードと、を有し、
前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有し、
前記対向基板は、第1の検出電極と、第2の検出電極と、を有し、
前記第1の検出電極は、前記第2の検出電極と交互に配置され、
前記検出回路は、積分回路と、前記積分回路用のキャリブレーション電圧を供給する電圧供給回路を有し、
前記第1のモードでは、
前記共通電極は、表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第1の走査パルス電圧とが供給され、
前記検出回路は、前記第1および第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされ、
前記第2のモードでは、
前記第1の検出電極は仮走査電極として機能させられ、
前記電圧供給回路は、前記第1の検出電極に第2の走査パルス電圧を供給するようにされ、
前記検出回路は、前記第2の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチまたはスワイプの有無を検出するようにされる。 - 請求項12の表示装置において、
前記第1の検出電極は、第3の検出電極と、第4の検出電極と、を有し、
前記第2のモード時に、前記電圧供給回路は、前記第3の検出電極と前記第4の検出電極とに前記第2の走査パルス電圧を同極性のパルスで複数回供給するようにされる。 - 請求項13の表示装置において、
前記第2の走査パルス電圧は正極性のパルスである。 - 請求項12の表示装置において、
前記第1の検出電極は、第3の検出電極と、第4の検出電極と、を有し、
前記第2のモード時に、前記電圧供給回路は、前記第3の検出電極と前記第4の検出電極とに前記第2の走査パルス電圧を異極性のパルスで複数回供給するようにされる。 - 請求項12の表示装置において、
前記検出回路は、前記第1の検出電極と前記電圧供給回路を接続する第1のスイッチ回路を有し、
前記第2のモード時に、前記第1のスイッチ回路がオンとなり、前記電圧供給回路は前記第1の検出電極に前記第2の走査パルス電圧を供給するようにされる。 - 請求項12の表示装置において、
前記検出回路は、前記第1の検出電極と前記積分回路を接続する第2のスイッチ回路を有し、
前記第1のモード時にタッチを検出するときは、前記積分回路は、前記第2スイッチ回路を介して、前記第1の検出電極に接続され、
前記第2のモード時は、前記第2スイッチ回路はオフされ、前記積分回路はオフされる。 - 請求項12の表示装置において、
前記共通電極は、複数のブロックに分割されており、
前記分割された各ブロックの共通電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられる。 - 請求項18の表示装置において、
前記第2のモード時に、前記分割された各ブロックの共通電極は、基準電位に固定される。 - 請求項18の表示装置において、
前記検出電極は、ストライプ形状で、第1方向に延在し、
前記分割された各ブロックの共通電極は、ストライプ形状で、前記第1方向とは異なる第2方向に延在する。
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