JP2017134592A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】時定数に起因するタッチ検出特性の改善が可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、駆動回路と電気的に接続された第1パッドP1DC、P1L、P1Hと、一端が第1パッドP1DC、P1L、P1Hに電気的に接続された電圧供給線と、電圧供給線及び第2電極に電気的に接続された共通配線と、電圧供給線と共通配線との間に形成されたトランジスタと、電圧供給線の一部であり、分岐部L1A、L2LA、L2HAから延在し、第1パッドP1DC、P1L、P1Hに電気的に接続された分岐配線と、を備える。そして、平面視において、分岐部L1A、L2LA、L2HAは、第1パッドP1DC、P1L、P1Hよりも絶縁性基板の中央側に位置する。【選択図】図7

Description

本発明は、表示装置に関し、例えば、静電容量の変化に基づいて物体の近接又は接触を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、物体の近接又は接触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るタッチ検出機能付き表示装置に用いられている。この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、静電容量式などのいくつかの方式が存在する。このなかで、静電容量式のタッチ検出装置は、比較的単純な構造を有し、かつ低消費電力が実現できることから、携帯情報端末などに用いられている。例えば、特許文献1には、静電容量式のタッチパネルを有するタッチ検出機能付き表示装置が記載されている。
特開2015−75605号公報
上述したタッチ検出機能付き表示装置では、表示機能とタッチ検出機能とが一体化されているため、例えば、表示用の駆動電極と、タッチ検出用の駆動電極とを兼用することが知られている。このため、駆動電極には、各駆動電極を選択的に駆動させるためのスイッチ回路が接続されている。このスイッチ回路は、タッチ検出時に、選択された駆動電極及び非選択の駆動電極に対してそれぞれ所定の電圧を供給する必要がある。
例えば、複数の駆動電極が、パネルの縦方向に沿って延在し、横方向に沿って並列して配置されている場合、タッチ検出時に必要な電圧はパネルの横方向の左側及び右側に配置された電圧供給線からスイッチ回路を経由して各駆動電極に供給される。このため、複数の駆動電極においては、パネルの横方向の中央側に配置されている駆動電極ほど抵抗が高くなり、選択された駆動電極及び非選択の駆動電極の時定数が悪化しやすかった。その結果、時定数に起因するタッチ検出特性の悪化が課題となっている。
本発明の目的は、時定数に起因するタッチ検出特性の改善が可能な表示装置を提供することにある。
本発明の一態様に係わる表示装置は、絶縁性基板と、光学素子層と、前記光学素子層を駆動する第1電極及び第2電極と、駆動回路と、を含む表示装置である。前記表示装置は、前記駆動回路と電気的に接続された第1パッドと、一端が前記第1パッドに電気的に接続された電圧供給線と、前記電圧供給線及び前記第2電極に電気的に接続された共通配線と、前記電圧供給線と前記共通配線との間に形成されたトランジスタと、前記電圧供給線の一部であり、分岐部から延在し、前記第1パッドに電気的に接続された分岐配線と、を備える。そして、平面視において、前記分岐部は、前記第1パッドよりも前記絶縁性基板の中央側に位置するものである。
実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係わ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。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造の一例を示す断面図である。 実施の形態に係わる液晶表示デバイスの画素配列の一例を示す回路図である。 実施の形態に係わるタッチ検出デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の構成の一例を示す斜視図である。 実施の形態に対する比較例に係わる駆動電極スイッチ回路の給電経路の一例を示す説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第1例を示す説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極を選択的に駆動させるためのスイッチ回路の一例を示す説明図である。 実施の形態と比較例とにおける駆動電極の遠端を比較するための説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第2例を示す説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第3例を示す説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第4例を示す説明図である。 実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第5例を示す説明図である。
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照にしつつ説明する。なお、開示はあくまでも一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング(網掛け)を図面に応じて省略する場合もある。
(実施の形態)
以下の実施の形態で説明する技術は、光学素子層が設けられた表示領域の複数の素子に、表示領域の周囲の周辺領域から信号を供給する機構を備える表示装置に広く適用可能である。上記のような表示装置には、例えば、光学素子層として、液晶、OLED(Organic Light Emitting Diode)、MEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッター等を含む種々の表示装置が例示できる。
以下の実施の形態では、表示装置として、液晶表示装置を取り上げて説明するが、その他の適用例として、有機EL表示装置、その他の自発光型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。
以下に、実施の形態として、液晶表示装置を、タッチ検出機能付き表示装置に適用した例について説明する。ここで、タッチ検出機能付き表示装置とは、表示装置に含まれる画素基板(トランジスタ基板等とも呼ぶ)及び対向基板(カラーフィルタ基板等とも呼ぶ)のいずれか一方にタッチ検出用の検出電極が設けられた液晶表示装置である。また、実施の形態においては、さらに、駆動電極が、タッチパネルの駆動電極として動作するように設けられている、という特徴を持つインセルタイプのタッチ検出機能付き表示装置について述べる。
<タッチ検出機能付き表示装置>
まず、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置の構成を、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置の概略構成の一例を示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と、ソースセレクタ部14と、駆動電極ドライバ15と、駆動信号セレクタ部16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デバイス10がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。
タッチ検出機能付き表示デバイス10は、光学素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス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、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、光学素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス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、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。
液晶表示デバイス20は、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15、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。
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デバイス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デバイス10の、後述(図4)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、1水平ライン分の映像信号から、液晶表示デバイス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14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スイッチ制御信号SLSを生成し、画素信号Vpixとともにソースセレクタ部14に供給する。ソースセレクタ部14は、後述(図3)するカラーフィルタ32の各色に対応する副画素SPix毎に、順次書き込みを行うように、画素信号Vpixを供給するマルチプレクサ駆動を行う。
駆動電極ドライバ15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デバイス10の、後述(図2)する駆動電極COMLに駆動信号Vcom(後述する図7及び図8等に示す電圧TPLと電圧TPHとで振幅する交流駆動信号、電圧VCOMDCの直流電圧)を供給する回路である。駆動信号セレクタ部16は、駆動電極ドライバ15が生成するスイッチ制御信号COMSに応じて、駆動信号Vcomを供給する駆動電極COMLを選択する。
タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力するデバイスである。
タッチ検出デバイス30は、駆動信号セレクタ部16を介して駆動電極ドライバ15から供給される駆動信号Vcomをタッチ検出用の駆動信号Vcom(以下、タッチ駆動信号Vcomともいう)として駆動電極COMLに供給し、タッチ駆動信号Vcom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、後述(図5)する複数のタッチ検出電極TDLから、検出ブロックごとにタッチ検出信号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。
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デバイス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(近接状態又は接触状態)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(Analog to Digital)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。なお、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。
A/D変換部43は、駆動信号Vcom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、タッチ駆動信号Vcomをサンプリングした周波数よりも高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出す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。
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2は、本実施の形態に係わ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2に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、液晶表示デバイス20と、ゲートドライバ12L、12Rと、RGB選択回路SSWと、駆動電極スイッチ回路CSWと、駆動電極駆動回路CDRと、ドライバチップICとを含む。RGB選択回路SSWは、図1に示したソースセレクタ部14に含まれる。駆動電極スイッチ回路CSWは、図1に示した駆動信号セレクタ部16に含まれる。駆動電極駆動回路CDRは、図1に示した駆動電極ドライバ15に含まれる。ドライバチップICは、図1に示した制御部11、ソースドライバ13などを含む。
ゲートドライバ12L、12R、RGB選択回路SSW、駆動電極スイッチ回路CSW及び駆動電極駆動回路CDRは、ガラス基板であるTFT基板21に形成されている。ゲートドライバ12L、12Rは、液晶表示デバイス20を挟んで、平面視で左右(TFT基板21の長辺側)に形成されている。ゲートドライバ12Lは左側に形成され、ゲートドライバ12Rは右側に形成されている。RGB選択回路SSW、駆動電極スイッチ回路CSW及び駆動電極駆動回路CDRは、平面視で、液晶表示デバイス20の下側(TFT基板21の短辺側)に形成されている。液晶表示デバイス20の下側では、RGB選択回路SSW、駆動電極スイッチ回路CSW、駆動電極駆動回路CDRの並びとなっている。
ドライバチップICは、TFT基板21に実装されたIC(Integrated Circuit)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ものである。ドライバチップICは、平面視で、駆動電極駆動回路CDRの下側に実装されている。ドライバチップICが実装されるTFT基板21の部分をパネルと呼ぶこともある。なお、タッチ検出機能付き表示装置1は、ドライバチップICにゲートドライバ12などの回路を内蔵してもよい。
TFT基板21には、RGB選択回路SSWが液晶表示デバイス20の映像信号線SLとドライバチップICとの間に接続されて形成されている。駆動電極スイッチ回路CSWが駆動電極COMLに接続されて形成されている。
このタッチ検出機能付き表示装置1の液晶表示デバイス20は、TFT基板21の表面に対する垂直方向(平面視)において、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと立体交差するように形成された走査信号線GLとを模式的に示している。また、液晶表示デバイス20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と、駆動電極COMLと交差せず平行な方向に延びるように形成された映像信号線SLとを模式的に示している。
駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の長辺方向(縦方向)に延在して短辺方向(横方向)に並列して形成されており、後述(図5)するタッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示デバイス10の短辺方向に延在して長辺方向に並列して形成されている。タッチ検出電極TDLの出力は、液晶表示デバイス20の短辺側に設けられ、フレキシブルプリント基板FPCなどにより構成された端子部を介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部40(図1参照)と接続されている。
フレキシブルプリント基板FPCには、TFT基板21に形成された駆動電極スイッチ回路CSWに電源を供給する電圧供給線が形成されている。電圧供給線には、詳細は後述(図7及び図8等)するが、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)がある。このフレキシブルプリント基板FPCを通じて、駆動電極スイッチ回路CSWに、電圧VCOMDC、電圧TPL及び電圧TPHが供給される。
<タッチ検出機能付き表示デバイス>
次に、上述したタッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示デバイス10の概略断面構造の一例を示す断面図である。図4は、本実施の形態に係わる液晶表示デバイス20の画素配列の一例を示す回路図である。
図3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、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、複数の液晶分子を備えて構成されており、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調させる。なお、図3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。
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(液晶層6側)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35A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(液晶層6側)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と画素電極22と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、TFT基板21の下面側に配設された入射側偏光板35Bとを含む。
本実施の形態では、画素電極22と駆動電極COMLとの間にフリンジ電界を発生させ、それによって液晶分子を回転させるFFS(Fringe Field Switching)モードが採用されているが、IPS(In-Plane Switching)モード等の他の横電界モードを採用することも可能である。なお、縦電界モードとしてのTN(Twisted Nematic)モード又はVA(Vertical Alignment)モード等に採用してもよい。
画素電極22及び駆動電極COMLは、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透過性の導電膜で形成されている。
TFT基板21には、図4に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)素子Tr、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する映像信号線SL、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GL等の配線が形成されている。図4に示す液晶表示デバイス20は、マトリックス状に配列した複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、TFT素子Tr、液晶素子LC及び保持容量C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。TFT素子Trのソースは映像信号線SLに接続され、ゲートは走査信号線GLに接続され、ドレインは液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、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。液晶素子LCは、画素信号Vpixに基づいて画像表示機能を発揮する表示機能層である。保持容量Cは、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。
副画素SPixは、走査信号線GLにより、液晶表示デバイス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。走査信号線GL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、映像信号線SLにより、液晶表示デバイス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。映像信号線SL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。さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、液晶表示デバイス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。駆動電極COMLは、駆動信号セレクタ部16を介して駆動電極ドライバ15と接続され、駆動電極ドライバ15より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素SPixが一本の駆動電極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4に示す走査信号線GL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、液晶表示デバイス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4に示す映像信号線SL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15は、駆動信号Vcomを印加し、図3及び図4等に示す駆動電極COMLを駆動する。
上述したように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12が走査信号線GL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、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15は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLに対して、表示用の駆動信号Vcomを印加するようになっている。このように、駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の共通電極(コモン電極)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。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号Vcomを表示駆動信号Vcomとも記載し、タッチ駆動信号としての駆動信号Vcomをタッチ駆動信号Vcomとも記載する。
図3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、上述した図4に示す各副画素SPixにR、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが1組として画素Pixとして対応付けられている。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。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。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。カラーフィルタ32は、なくてもよい。このように、カラーフィルタが存在しない領域、すなわち透明な副画素があってもよい。
本実施の形態に係わる駆動電極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。駆動電極COMLは、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。一つの駆動電極COMLが1つの画素電極22(1列を構成する画素電極22)に対応するように配置されている。また、駆動電極COMLは、映像信号線SLが延在する方向と平行な方向に延在している。なお、駆動電極COMLは、映像信号線SLが延在する方向と直交する方向、すなわち走査信号線GLが延在する方向において、平面視で画素(副画素)を1つ以上含む幅にて分割されていれば、上述した映像信号線SLが延在する方向と異なる方向に延在していてもよい。
図5は、本実施の形態に係わるタッチ検出デバイス30の駆動電極及びタッチ検出電極の構成の一例を示す斜視図である。図5に示すように、タッチ検出デバイス30は、対向基板3に設けられたタッチ検出電極TDL、及び画素基板2に設けられた駆動電極COMLにより構成されている。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。なお、駆動電極COML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、駆動電極COMLは、櫛歯形状であってもよい。あるいは、駆動電極COML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。また、駆動電極COMLは、選択信号線に対応する画素電極が表示する副画素Spixが映像信号線SLの延在する方向と直交する幅と同じ長さで分割されていてもよい。
タッチ検出動作を行う際は、駆動電極COMLの各電極パターンには、駆動電極ドライバ15(駆動電極駆動回路CDR)及び駆動信号セレクタ部16(駆動電極スイッチ回路CSW)によって駆動信号Vcomが順次供給され、時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。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(図1参照)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。
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、図1に示す駆動電極ドライバ15及び駆動信号セレクタ部16が時分割的に線順次走査するように駆動する。駆動電極ドライバ15及び駆動信号セレクタ部16は、例えば選択した駆動電極COMLだけ、駆動信号Vcom(後述する図7及び図8等に示す電圧TPLと電圧TPHとで振幅する交流駆動信号)を供給し、選択されていない駆動電極COMLには、駆動信号Vcomを供給しない。この選択されていない駆動電極COMLは一定の電位(後述する図7及び図8等に示す電圧VCOMDCの直流電圧)にする。これにより、走査方向Scanに駆動電極COMLの1検出ブロック(タッチ検出電極TDL)が順次選択され、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。
例えば、上述した駆動電極COMLは、映像信号線SLが延在する方向と異なる方向に走査可能なように複数分割されている。このため、走査方向Scanは、映像信号線SLが延在する方向と異なる方向になっている。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。そして、図5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、外部物体の近接又は接触が生じた位置の検出も可能となっている。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路>
次に、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置1の特徴である駆動電極スイッチ回路の給電経路について説明する。ここでは、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置1の特徴を分かり易くするために、本実施の形態に対する比較例に係わるタッチ検出機能付き表示装置と比較しながら説明する。図6は、本実施の形態に対する比較例に係わる駆動電極スイッチ回路の給電経路の一例を示す説明図である。
本実施の形態のようなタッチ検出機能付き表示装置では、表示機能とタッチ検出機能とが一体化されているため、表示用の駆動電極と、タッチ検出用の駆動電極とを兼用している。このため、駆動電極COMLには、各駆動電極COMLを選択的に駆動させるためのスイッチ回路CSWが接続されている。このスイッチ回路CSWは、タッチ検出時に、選択された駆動電極COML及び非選択の駆動電極COMLに対してそれぞれ所定の電圧を供給する必要がある。
例えば、本実施の形態に対する比較例を示す図6のように、平面視において、複数の駆動電極COMLが、パネルの縦方向(第2方向)に沿って延在し、横方向(第1方向)に沿って並列して配置されている場合、スイッチ回路CSWは、各駆動電極COMLの下側端部にスイッチ回路CSWを構成する各スイッチが電気的に接続可能に配置されている(後述する図8参照)。スイッチ回路CSWの各スイッチは、各駆動電極COMLの配置に倣い、横方向に沿って並列して配置されている。すなわち、図6において、複数の駆動電極COMLが配置された画素領域(表示領域)の下側には周辺領域があり、この周辺領域には、スイッチ回路CSWが配置され、さらに、スイッチ回路CSWの下側にはドライバチップICが配置されている。さらに、ドライバチップICの下側にはフレキシブルプリント基板FPCが配置されている。
このような構成において、本実施の形態に対する比較例では、図6における平面視において、タッチ検出時に必要な電圧は、フレキシブルプリント基板FPCから入力され、パネルの横方向の左側及び右側に配置された第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)の左右両方からスイッチ回路CSWを経由して各駆動電極COMLに供給される。このため、複数の駆動電極COMLにおいては、パネルの横方向の中央側に配置されている駆動電極COMLほど抵抗が高くなり、選択された駆動電極COML及び非選択の駆動電極COMLの時定数が悪化しやすかった。その結果、時定数に起因するタッチ検出特性の悪化が課題となっている。
すなわち、時定数τは抵抗Rと静電容量Cとの積(τ=R×C)で表され、抵抗値に比例して大きくなる。よって、図6に示す比較例では、パネルの横方向の中央側ほど電源の抵抗が高くなり、時定数の不足によるタッチ検出特性の悪化が起きる。このタッチ検出特性の悪化は、選択された駆動電極COML及び非選択の駆動電極COMLのどちらにも発生する。この現象は、パネルの寸法が大きくなるほど、また、解像度が向上するほど顕著になる。
そこで、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置では、比較例に係わるタッチ検出機能付き表示装置の課題を解決し、時定数に起因するタッチ検出特性の改善を可能とするものである。以下において、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の各例について説明する。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第1例>
図7は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第1例を示す説明図である。図8は、駆動電極を選択的に駆動させるためのスイッチ回路の一例を示す説明図である。図9は、本実施の形態と比較例とにおける駆動電極の遠端を比較するための説明図である。
本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置は、図7及び図8(図1〜図5等も参照)に示すように、絶縁性基板(画素基板2)と、光学素子層(液晶層6)と、光学素子層を駆動する第1電極(画素電極22)及び第2電極(駆動電極COML)と、駆動回路(フレキシブルプリント基板FPC又はドライバチップIC)と、を含む表示装置である。この表示装置は、第1パッドP1DC、P1L、P1H及び第2パッドP2DC、P2L、P2Hと、電圧供給線である第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hと、共通配線CLと、トランジスタT1、T2L、T2Hと、分岐配線と、を備える。
第1パッドP1DC、P1L、P1H及び第2パッドP2DC、P2L、P2Hは、駆動回路であるフレキシブルプリント基板FPC又はドライバチップICと電気的に接続されている。ここでは、第1パッドP1DC、P1L、P1H及び第2パッドP2DC、P2L、P2Hは、駆動回路であるフレキシブルプリント基板FPCと電気的に接続され、フレキシブルプリント基板FPCとの接続部において、第1パッドP1DC、P1L、P1Hがパネルの横方向(第1方向)の左側に配置され、第2パッドP2DC、P2L、P2Hがパネルの横方向の右側に配置されている。
電圧供給線である第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hは、一端が第1パッドP1DC、P1L、P1Hに電気的に接続され、他端が第2パッドP2DC、P2L、P2Hに電気的に接続されている。分岐配線は、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hの一部であり、分岐部L1A、L2LA、L2HAから延在し、第1パッドP1DC、P1L、P1Hに電気的に接続されている。共通配線CLは、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2H、及び、第2電極である駆動電極COMLに電気的に接続されている。なお、本明細書において、第1電圧供給線が分かれる2つの部分L1AとL1Bのうち、L1Aを分岐部とし、L1Bを合流部としている。しかし、これは説明のために区別して記載しているだけであり、L1Bを分岐部とし、L1Aを合流部としてもよい。第2電圧供給線においても同様である。
トランジスタT1、T2L、T2Hは、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hと共通配線CLとの間に形成されている。このトランジスタT1、T2L、T2Hは、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能する。トランジスタT1、T2L、T2Hは、例えば、画素を構成するTFT素子Trと同様に、薄膜トランジスタにより構成されている。
さらに、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置は、図7及び図8(図1〜図5等も参照)に示すように、複数の映像信号線SLと、複数の引き出し配線WLと、第2電極駆動回路である駆動電極駆動回路CDRと、ドライバチップICと、を備える。
複数の映像信号線SLは、画素領域に形成されている。複数の引き出し配線WLは、周辺領域に形成されている。複数の引き出し配線WLの一つは、複数の映像信号線SLの一つと接続されている。複数の引き出し配線WLは、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとを含む。この第1引き出し配線群WLA及び第2引き出し配線群WLBは、一端がドライバチップICに接続され、他端がRGB選択回路SSWに接続されている。この第1引き出し配線群WLA及び第2引き出し配線群WLBにおいて、第1引き出し配線群WLAはドライバチップICとの接続部がパネルの横方向(第1方向)の左側に配置され、第2引き出し配線群WLBはドライバチップICとの接続部がパネルの横方向の右側に配置されている。
駆動電極駆動回路CDRは、トランジスタT1、T2L、T2Hを駆動する。この駆動電極駆動回路CDRは、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間に配置されている。ドライバチップICは、複数の引き出し配線WLが接続されている。
本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、第2電極である駆動電極COMLは、画像を表示する表示電極、及び、物体の近接又は接触を検出する検出電極としての機能を有している。電圧供給線のうち、第1電圧供給線L1は、駆動電極COMLが表示電極として機能する表示期間に、電圧VCOMDCの直流電圧を供給する配線である。
第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hは、駆動電極COMLが検出電極として機能するタッチ検出期間に、電圧TPL及び電圧TPHを供給する配線である。相対的に、電圧TPLは低レベルの電圧であり、電圧TPHは高レベルの電圧である。第2電圧供給線L2Lが電圧TPLを供給し、第2電圧供給線L2Hが電圧TPHを供給することで、電圧TPLと電圧TPHとで振幅する交流駆動信号が生成される。ここでは、電圧TPLと電圧TPHとで振幅する交流駆動信号を第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hを用いて生成する場合を説明したが、この交流駆動信号を1本の電圧供給線で供給することも可能である。
図7及び図8に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第1例では、平面視において、パネルの横方向(第1方向)の左側及び右側に配置された第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)の3種類の電源について、図6に示す比較例のような左側及び右側の両方からの給電経路に加えて、ドライバチップICの横方向から3種類の電源の分岐配線を引き入れ、ドライバチップICの下を引き回し、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路も設けられている。
図7及び図8の例において、第1電圧供給線L1については、ドライバチップICの横方向である左側及び右側の両方から分岐配線を引き入れ、ドライバチップICの下を引き回して両方を合流し、駆動電極駆動回路CDRの左側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路が追加されている。第2電圧供給線L2Lについては、ドライバチップICの横方向である左側から分岐配線を引き入れ、ドライバチップICの下を引き回し、駆動電極駆動回路CDRの右側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路が追加されている。第2電圧供給線L2Hについては、ドライバチップICの横方向である右側から分岐配線を引き入れ、ドライバチップICの下を引き回し、駆動電極駆動回路CDRの右側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路が追加されている。
具体的には、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)は、a配線部L1aと、b配線部L1bと、c配線部L1cと、d配線部L1dと、e配線部L1eと、を有する。このうち、d配線部L1d及びe配線部L1eは、第1電圧供給線L1の一部である分岐配線である。
a配線部L1aは、一端が第1パッドP1DCに接続され、第1パッドP1DCから第2方向である縦方向に延在して形成されている。このa配線部L1aには、分岐配線の合流部L1Bが設けられている。b配線部L1bは、一端が第2パッドP2DCに接続され、第2パッドP2DCから縦方向に延在して形成されている。このb配線部L1bには、分岐配線の合流部L1Bが設けられている。
c配線部L1cは、第1方向である横方向に延在し、一端がa配線部L1aの他端に接続され、他端がb配線部L1bの他端に接続され、a配線部L1aとb配線部L1bとの間に形成されている。このc配線部L1cは、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT1に接続されている。このc配線部L1cには、横方向の中央部に分岐部L1Aが設けられている。
c配線部L1cは、a配線部L1aとb配線部L1bよりも幅又は厚さが大きくなっており、低抵抗になっている。c配線部L1cを低抵抗にした場合は、c配線部L1cは横方向に長い距離延在しているため、第1電圧供給線L1の抵抗が大きく低下し、第1電圧供給線L1の時定数が改善する。
d配線部L1dは、c配線部L1cの分岐部L1Aから縦方向に延在し、一端がc配線部L1cの分岐部L1Aに接続され、他端がe配線部L1eの一端に接続されている。このd配線部L1dは、分岐部L1Aから駆動電極駆動回路CDRの左側を通りe配線部L1eに繋がっている。e配線部L1eは、横方向に延在し、一端がd配線部L1dの他端に接続され、他端がa配線部L1aの合流部L1B及びb配線部L1bの合流部L1Bに接続されている。このe配線部L1eは、ドライバチップICの下に配置されている。
この第1電圧供給線L1では、平面視において、分岐部L1Aは、第1パッドP1DC及び第2パッドP2DCよりも絶縁性基板である画素基板2の中央側に位置する配置となっている。これにより、駆動電極COMLに対する給電経路が、画素基板2の左側、右側と中央側との3系統に増える。そのため、図9に示すように、駆動電極COMLの遠端(最も時定数が大きい部分)は、本実施の形態に対する比較例では画素基板2の横方向の中心であったが、本実施の形態では左右にずれる。この結果、電源供給線の時定数を下げることができる。
また、ドライバチップICとの接続部の複数の引き出し配線WLは、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとを含む。そして、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域を、第1電圧供給線L1の分岐配線のd配線部L1dが延在している。
また、第1引き出し配線群WLAは、a配線部L1aとd配線部L1dとの間にある。そして、d配線部L1dの幅は、a配線部L1aの幅よりも大きい構造になっている。同様に、第2引き出し配線群WLBは、b配線部L1bとd配線部L1dとの間にある。そして、d配線部L1dの幅は、b配線部L1bの幅よりも大きい構造になっている。ここでは、平面視における配線部の幅を規定したが、断面視における厚さを規定することも可能である。厚さを規定する場合には、d配線部L1dの厚さは、a配線部L1a及びb配線部L1bの厚さよりも大きい構造にする。このように、配線部の幅あるいは厚さ、あるいはその両方を大きい構造にすることで、電源の低抵抗化が可能となる。また、d配線部L1dの幅の方を大きくすると、a配線部L1a及びb配線部L1bの幅の方を小さくすることができるので、下辺(ドライバエリア)の額縁の狭額縁化にも有利である。
また、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域に、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT1を駆動する駆動電極駆動回路CDRが形成されている。
また、第1電圧供給線L1の分岐配線は、平面視においてドライバチップICと重畳するe配線部L1eを有する。このe配線部L1eの幅は、a配線部L1aの幅よりも大きい構造になっている。同様に、e配線部L1eの幅は、b配線部L1bの幅よりも大きい構造になっている。ここでは、平面視における配線部の幅を規定したが、断面視における厚さを規定することも可能である。厚さを規定する場合には、e配線部L1eの厚さは、a配線部L1a及びb配線部L1bの厚さよりも大きい構造にする。このような構造にすることで、電源の低抵抗化が可能となると共に、e配線部L1eの幅の方を大きくすると、a配線部L1a及びb配線部L1bの幅の方を小さくすることができるので、下辺(ドライバエリア)の額縁の狭額縁化にも有利である。
次に、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)については、以下の通りである。第2電圧供給線L2Lは、a配線部L2Laと、b配線部L2Lbと、c配線部L2Lcと、d配線部L2Ldと、e配線部L2Leと、を有する。このうち、d配線部L2Ld及びe配線部L2Leは、第2電圧供給線L2Lの一部である分岐配線である。
a配線部L2Laは、一端が第1パッドP1Lに接続され、第1パッドP1Lから第2方向である縦方向に延在して形成されている。このa配線部L2Laには、分岐配線の合流部L2LBが設けられている。b配線部L2Lbは、一端が第2パッドP2Lに接続され、第2パッドP2Lから縦方向に延在して形成されている。
c配線部L2Lcは、第1方向である横方向に延在し、一端がa配線部L2Laの他端に接続され、他端がb配線部L2Lbの他端に接続され、a配線部L2Laとb配線部L2Lbとの間に形成されている。このc配線部L2Lcは、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT2Lに接続されている。このc配線部L2Lcには、横方向の中央部に分岐部L2LAが設けられている。
c配線部L2Lcは、a配線部L2Laとb配線部L2Lbよりも幅又は厚さが大きくなっており、低抵抗になっている。c配線部L2Lcを低抵抗にした場合は、c配線部L2Lcは横方向に長い距離延在しているため、第2電圧供給線L2の抵抗が大きく低下し、第2電圧供給線L2の時定数が改善する。
d配線部L2Ldは、c配線部L2Lcの分岐部L2LAから縦方向に延在し、一端がc配線部L2Lcの分岐部L2LAに接続され、他端がe配線部L2Leの一端に接続されている。このd配線部L2Ldは、分岐部L2LAから駆動電極駆動回路CDRの右側を通りe配線部L2Leに繋がっている。e配線部L2Leは、横方向に延在し、一端がd配線部L2Ldの他端に接続され、他端がa配線部L2Laの合流部L2LBに接続されている。このe配線部L2Leは、ドライバチップICの下に配置されている。
この第2電圧供給線L2Lにおいても、第1電圧供給線L1と同様に、平面視において、分岐部L2LAは、第1パッドP1L及び第2パッドP2Lよりも絶縁性基板である画素基板2の中央側に位置する配置となっている。
また、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域を、第2電圧供給線L2Lの分岐配線のd配線部L2Ldが延在している。このd配線部L2Ldの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)は、a配線部L2La及びb配線部L2Lbの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)よりも大きい構造になっている。
また、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域に、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT2Lを駆動する駆動電極駆動回路CDRが形成されている。
また、第2電圧供給線L2Lの分岐配線は、平面視においてドライバチップICと重畳するe配線部L2Leを有する。このe配線部L2Leの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)は、a配線部L2La及びb配線部L2Lbの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)よりも大きい構造になっている。このような構造により、第2電圧供給線L2Lにおいても、第1電圧供給線L1と同様の効果を得ることができる。
次に、第2電圧供給線L2H(電圧TPH)については、以下の通りである。第2電圧供給線L2Hは、a配線部L2Haと、b配線部L2Hbと、c配線部L2Hcと、d配線部L2Ldと、e配線部L2Heと、を有する。このうち、d配線部L2Hd及びe配線部L2Heは、第2電圧供給線L2Hの一部である分岐配線である。
a配線部L2Haは、一端が第1パッドP1Hに接続され、第1パッドP1Hから第2方向である縦方向に延在して形成されている。b配線部L2Hbは、一端が第2パッドP2Hに接続され、第2パッドP2Hから縦方向に延在して形成されている。このb配線部L2Hbには、分岐配線の合流部L2HBが設けられている。
c配線部L2Hcは、第1方向である横方向に延在し、一端がa配線部L2Haの他端に接続され、他端がb配線部L2Hbの他端に接続され、a配線部L2Haとb配線部L2Hbとの間に形成されている。このc配線部L2Hcは、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT2Hに接続されている。このc配線部L2Hcには、横方向の中央部に分岐部L2HAが設けられている。
d配線部L2Hdは、c配線部L2Hcの分岐部L2HAから縦方向に延在し、一端がc配線部L2Hcの分岐部L2HAに接続され、他端がe配線部L2Heの一端に接続されている。このd配線部L2Hdは、分岐部L2HAから駆動電極駆動回路CDRの右側を通りe配線部L2Heに繋がっている。e配線部L2Heは、横方向に延在し、一端がd配線部L2Hdの他端に接続され、他端がb配線部L2Hbの合流部L2HBに接続されている。このe配線部L2Heは、ドライバチップICの下に配置されている。
この第2電圧供給線L2Hにおいても、第1電圧供給線L1と同様に、平面視において、分岐部L2HAは、第1パッドP1H及び第2パッドP2Hよりも絶縁性基板である画素基板2の中央側に位置する配置となっている。
また、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域を、第2電圧供給線L2Hの分岐配線のd配線部L2Hdが延在している。このd配線部L2Hdの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)は、a配線部L2Ha及びb配線部L2Hbの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)よりも大きい構造になっている。
また、第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域に、スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタT2Hを駆動する駆動電極駆動回路CDRが形成されている。
また、第2電圧供給線L2Hの分岐配線は、平面視においてドライバチップICと重畳するe配線部L2Heを有する。このe配線部L2Heの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)は、a配線部L2Ha及びb配線部L2Hbの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)よりも大きい構造になっている。このような構造により、第2電圧供給線L2Hにおいても、第1電圧供給線L1と同様の効果を得ることができる。
さらに、図7及び図8を用いて、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hを比較する。第1電圧供給線L1は、第2電極である駆動電極COMLが画像を表示する表示電極として機能する表示期間に、電圧VCOMDCを供給する配線である。第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hは、駆動電極COMLが物体の近接又は接触を検出する検出電極として機能するタッチ検出期間に、電圧TPL及び電圧TPHを供給する配線である。第2電圧供給線L2Lが電圧TPLを供給し、第2電圧供給線L2Hが電圧TPHを供給することで、電圧TPHと電圧TPLとで振幅する交流駆動信号が生成される。
スイッチ回路CSWの各スイッチとして機能するトランジスタは、第1トランジスタT1と第2トランジスタT2L及び第2トランジスタT2Hとを有する。第1トランジスタT1と第2トランジスタT2L及び第2トランジスタT2Hとは1組として、駆動電極COMLに対応して設けられている。
第1電圧供給線L1は、分岐配線としての第1分岐配線であるd配線部L1d及びe配線部L1eを有する。第2電圧供給線L2Lは、分岐配線としての第2分岐配線であるd配線部L2Ld及びe配線部L2Leを有する。第2電圧供給線L2Hは、分岐配線としての第2分岐配線であるd配線部L2Hd及びe配線部L2Heを有する。
第1電圧供給線L1は、第1トランジスタT1を介して、共通配線CLと電気的に接続されている。第2電圧供給線L2Lは、第2トランジスタT2Lを介して、共通配線CLと電気的に接続されている。第2電圧供給線L2Hは、第2トランジスタT2Hを介して、共通配線CLと電気的に接続されている。共通配線CLは、駆動電極COMLに接続されている。
第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hを比較した場合に、第1電圧供給線L1は、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hよりも抵抗値が低い構造になっている。例えば、抵抗値には、配線の幅や厚さや長さ、さらには配線の材料等が影響する。そのため、抵抗値が低い構造とは、配線の幅や厚さが大きい、又は長さが小さい構造、さらには配線の材料が低抵抗の材料であることを意味する。これにより、第1電圧供給線L1は、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hに比べて、低抵抗化することができる。
複数の引き出し配線WLは、上述したように第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとを含む。第1電圧供給線L1は、上述したように分岐配線としての第1分岐配線であるd配線部L1dを有する。第2電圧供給線L2Lは、分岐配線としての第2分岐配線であるd配線部L2Ldを有する。第2電圧供給線L2Hは、分岐配線としての第2分岐配線であるd配線部L2Hdを有する。第1引き出し配線群WLAと第2引き出し配線群WLBとの間の領域に、d配線部L1dとd配線部L2Ld及びd配線部L2Hdと駆動電極駆動回路CDRとが形成されている。そして、駆動電極駆動回路CDRは、d配線部L1dとd配線部L2Ld及びd配線部L2Hdとの間にある。
また、第1電圧供給線L1では、分岐配線のd配線部L1dが、分岐部L1Aから、駆動電極駆動回路CDRの左側を通り、e配線部L1eに繋がっている。これに対して、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hでは、分岐配線のd配線部L2Ld、L2Hdは、分岐部L2LA、L2HAから、駆動電極駆動回路CDRの右側を通り、e配線部L2Le、L2Heに繋がっている。よって、駆動電極駆動回路CDRの左側に第1電圧供給線L1のd配線部L1dの1本を配置し、駆動電極駆動回路CDRの右側に第2電圧供給線L2Lのd配線部L2Ldと第2電圧供給線L2Hのd配線部L2Hdとの2本を配置することで、1本の方の第1電圧供給線L1のd配線部L1dの幅(あるいは厚さ、あるいはその両方)を大きい構造にして低抵抗化することができる。
また、第1電圧供給線L1は、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hに比べて重要である。そのため、第1電圧供給線L1では、分岐配線が、分岐部L1Aから、d配線部L1d及びe配線部L1eを通じて、a配線部L1aの合流部L1Bとb配線部L1bの合流部L1Bとの両側に繋がっている。
以上のような構造において、例えば、画素基板2上の第1金属層に走査信号線配線層、第2金属層に映像信号線配線層、第3金属層に他の配線層を配置するような構造では、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hは映像信号線配線層と同層の第2金属層に配置する。この場合に、第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hから分岐した分岐配線のd配線部L1d、L2Ld、L2Hdが、第2金属層と重なり、この第2金属層を乗り越える部分(図7に示すX部)は、第1金属層又は第3金属層に配線層を変えて乗り越える構造とする。
また、引き出し配線WLは、ドライバチップICの出力に繋がり、走査信号線配線層に形成される直線部と、RGB選択回路SSWに繋がり、映像信号線配線層に形成される斜線部とがあり、分岐配線のd配線部L1d、L2Ld、L2Hdは斜線部と交差する。これは、分岐配線を最短距離で引き回すことで低抵抗化を図り、このために、分岐配線は引き出し配線WLの走査信号線配線層で交差させる。このように、分岐配線は、引き出し配線WLと重畳する重畳部(d配線部L1d、L2Ld、L2Hd)を有し、この重畳部と重畳部以外の部分で配線層が異なっている。
駆動電極COMLのスイッチ回路CSWの動作を、図8を用いて説明する。タッチ検出期間は、選択された駆動電極COMLに、駆動電極(第2電極)駆動回路CDRによってトランジスタT2LとトランジスタT2Hとを交互にオン状態にすることで、電圧TPLと電圧TPHとで振幅する交流駆動信号が供給される。この時、選択された駆動電極COMLに対応するトランジスタT1はオフ状態である。一方、非選択の駆動電極COMLは、駆動電極駆動回路CDRによってトランジスタT1をオン状態にすることで、電圧VCOMDCの直流電圧で固定される。この時、非選択の駆動電極COMLに対応するトランジスタT2LとトランジスタT2Hとはオフ状態である。
以上説明した図7及び図8に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第1例によれば、スイッチ回路CSWの左側及び右側に加えて中央側からも給電することで、駆動電極COMLへの給電経路が増える。これにより、電源の抵抗を下げることができる。その結果、選択された駆動電極COML及び非選択の駆動電極COMLの時定数が改善され、例えば、選択された駆動電極COMLの時定数は約25%の改善が見られ、非選択の駆動電極COMLの時定数は約50%の改善が見られ、時定数に起因するタッチ検出特性の改善が可能になるという効果がある。この現象は、パネルの寸法が大きくなるほど、また、解像度が向上するほど顕著になるので、大型化・高解像度化にも効果がある。あるいは、これ以上時定数を改善する必要がない場合は、元々スイッチ回路CSW内に引き回していた電圧供給線の配線幅を細くすることで、時定数を維持したまま、狭額縁化することができるという効果がある。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第2例>
図10は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第2例を示す説明図である。ここでは、上述した第1例と異なる点を主に説明する。
図10に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第2例では、画素基板2に、ドライバチップICの中央付近にドライバチップICのバンプが接続される3種類の電源の第3パッドP3DC、P3L、P3Hを設け、分岐配線はフレキシブルプリント基板FPCからドライバチップICの3種類の電源の第3パッドP3DC、P3L、P3Hを経由しながらドライバチップICの下を引き回してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。分岐配線のe配線部L1e、L2Le、L2Heは、第3パッドP3DC、P3L、P3Hに接続されている。
図10の例では、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)については、フレキシブルプリント基板FPC上において左側から分岐配線を引き入れ、ドライバチップICの第3パッドP3DCを経由しながらドライバチップICの下を引き回して、駆動電極駆動回路CDRの左側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。この第1電圧供給線L1の分岐配線は、c配線部L1cの分岐部L1Aから画素基板2の中央側を縦方向に延在してドライバチップICの第3パッドP3DCを経由したd配線部L1dと、このd配線部L1dに接続され、横方向に延在してフレキシブルプリント基板FPC上のa配線部L1aの合流部L1Bに電気的に接続されたe配線部L1eと、を有する。
また、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)についても、第1電圧供給線L1と実質的に同様である。
この第1電圧供給線L1、第2電圧供給線L2L及び第2電圧供給線L2Hにおいて、ドライバチップICに設けた3種類の電源の第3パッドP3DC、P3L、P3Hは、それぞれ、フローティング又は各電源を出力する。
図10に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第2例においても、上述した第1例と同様の効果を得ることができる。この第2例においては、特に、フレキシブルプリント基板FPC上において分岐配線を引き回せるので、配線の幅を大きくしやすいという利点がある。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第3例>
図11は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第3例を示す説明図である。ここでは、上述した第1例及び第2例と異なる点を主に説明する。
図11に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第3例では、画素基板2に、ドライバチップICの中央付近にパッドがない領域の隙間GPを設け、3種類の電源の分岐配線はフレキシブルプリント基板FPCからドライバチップICのパッドがない領域の隙間GPを経由しながらドライバチップの下を引き回してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。
図11の例では、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)については、フレキシブルプリント基板FPC上において左側から分岐配線を引き入れ、ドライバチップICのパッドがない領域の隙間GPを経由しながらドライバチップICの下を引き回して、駆動電極駆動回路CDRの左側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。この第1電圧供給線L1の分岐配線は、c配線部L1cの分岐部L1Aから画素基板2の中央側を縦方向に延在してドライバチップICのパッドがない領域の隙間GPを経由したd配線部L1dと、このd配線部L1dに接続され、横方向に延在してフレキシブルプリント基板FPC上のa配線部L1aの合流部L1Bに電気的に接続されたe配線部L1eと、を有する。
また、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)についても、第1電圧供給線L1と実質的に同様である。
図11に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第3例においても、上述した第1例と同様の効果を得ることができ、特に、上述した第2例と同様に、フレキシブルプリント基板FPC上において分岐配線を引き回せるので、配線の幅を大きくしやすいという利点がある。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第4例>
図12は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第4例を示す説明図である。ここでは、上述した第1例〜第3例と異なる点を主に説明する。
図12に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第4例では、3種類の電源の分岐配線はドライバチップIC出力の引き出し配線WLの走査信号線配線層の部分の上を引き回してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。引き出し配線WLは、周辺領域に形成され、画素領域に形成された映像信号線SLと接続される配線である。
図12の例では、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)については、左側及び右側に配置された第1電圧供給線L1から分岐配線を引き入れ、引き出し配線WLの走査信号線配線層の部分の上を引き回して、駆動電極駆動回路CDRの左側を通り、中央部分から引き出してスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路である。この第1電圧供給線L1の分岐配線は、c配線部L1cの分岐部L1Aから画素基板2の中央側を縦方向に延在したd配線部L1dと、このd配線部L1dに接続され、横方向に延在して、引き出し配線WLの走査信号線配線層の部分の上又は下を引き回してa配線部L1aの合流部L1B及びb配線部L1bの合流部L1Bに電気的に接続されたe配線部L1eと、を有する。
また、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)、第2電圧供給線L2H(電圧TPH)についても、第1電圧供給線L1と実質的に同様である。
図12の第4例では、上述した第1例〜第3例と異なり、第1電圧供給線L1及び第2電圧供給線L2Lの分岐配線を駆動電極駆動回路CDRの左側を通し、第2電圧供給線L2Hの分岐配線を駆動電極駆動回路CDRの右側を通したが、上述した第1例〜第3例と同様の経路とすることも可能である。
図12に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第4例においても、上述した第1例と同様の効果を得ることができ、特に、分岐配線は引き出し配線WLの走査信号線配線層の部分の上を最短距離で引き回すことで、さらに低抵抗化を図ることができるという利点がある。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第5例>
図13は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第5例を示す説明図である。ここでは、上述した第1例〜第4例と異なる点を主に説明する。
図13に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第5例では、追加する給電箇所は中央に限定せずに、例えば、左右1/4位の所から給電して、さらに時定数を下げることを可能とするものである。図13の例では、上述した第1例のようにスイッチ回路CSWの中央部へ入力する給電経路に加えて、スイッチ回路CSWの左側1/4位の所へ入力する給電経路と、スイッチ回路CSWの右側1/4位の所へ入力する給電経路とが追加されている。
スイッチ回路CSWの左側1/4位の所へ入力する給電経路において、第1電圧供給線L1の分岐配線では、c配線部L1cの分岐部L1Aからe配線部L1eに繋がっている。第2電圧供給線L2Lの分岐配線では、c配線部L2Lcの分岐部L2LAからe配線部L2Leに繋がっている。第2電圧供給線L2Hの分岐配線では、c配線部L2Hcの分岐部L2HAからa配線部L2Haに繋がっている。
スイッチ回路CSWの右側1/4位の所へ入力する給電経路において、第1電圧供給線L1の分岐配線では、c配線部L1cの分岐部L1Aからe配線部L1eに繋がっている。第2電圧供給線L2Lの分岐配線では、c配線部L2Lcの分岐部L2LAからb配線部L2Lbに繋がっている。第2電圧供給線L2Hの分岐配線では、c配線部L2Hcの分岐部L2HAからb配線部L2Hbに繋がっている。
これらの分岐配線は、映像信号線配線層を配置する第2金属層と重なるため、この第2金属層と交差する部分は、第1金属層又は第3金属層に配線層を変える必要がある。
図13に示す駆動電極スイッチ回路の給電経路の第5例においても、上述した第1例と同様の効果を得ることができ、特に、給電経路を追加して設けることで、さらに時定数を下げることができるという利点がある。
<駆動電極スイッチ回路の給電経路の第6例>
本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き表示装置において、駆動電極スイッチ回路の給電経路の第6例は、上述した第1例〜第5例の変形例である。例えば、上述した第1例〜第5例では、3種類の電源ともスイッチ回路CSWの中央部に給電する例を説明したが、1種類の電源又は2種類の電源のみに適用することも可能である。また、上述した第1例〜第5例を組み合わせることも可能である。また、上述した第1例〜第5例では、第1電圧供給線L1(電圧VCOMDC)の分岐配線は左右両方から給電し、第2電圧供給線L2L(電圧TPL)及び第2電圧供給線L2H(電圧TPH)の分岐配線は片方から給電する例を説明したが、これに限定するものではなく、全てを左右両方から給電したり、全てを片方から給電したり、又は、これらを混合する給電経路とする場合にも適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
前記実施の形態においては、開示例として液晶表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、有機EL表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施の形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
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デバイス
20 液晶表示デバイス
30 タッチ検出デバイス
40 タッチ検出部
CL 共通配線
COML 駆動電極
CDR 駆動電極駆動回路
CSW スイッチ回路
FPC フレキシブルプリント基板
IC ドライバチップ
L1 第1電圧供給線
L1A 分岐部
L1a a配線部
L1b b配線部
L1c c配線部
L1d d配線部
L1e e配線部
L2L 第2電圧供給線
L2LA 分岐部
L2La a配線部
L2Lb b配線部
L2Lc c配線部
L2Ld d配線部
L2Le e配線部
L2H 第2電圧供給線
L2HA 分岐部
L2Ha a配線部
L2Hb b配線部
L2Hc c配線部
L2Hd d配線部
L2He e配線部
P1DC、P1L、P1H 第1パッド
P2DC、P2L、P2H 第2パッド
P3DC、P3L、P3H 第3パッド
SSW RGB選択回路
SL 映像信号線
T1、T2L、T2H トランジスタ
WL 引き出し配線
WLA 第1引き出し配線群
WLB 第2引き出し配線群

Claims (10)

  1. 絶縁性基板と、光学素子層と、前記光学素子層を駆動する第1電極及び第2電極と、駆動回路と、を含む表示装置であって、
    前記駆動回路と電気的に接続された第1パッドと、
    一端が前記第1パッドに電気的に接続された電圧供給線と、
    前記電圧供給線及び前記第2電極に電気的に接続された共通配線と、
    前記電圧供給線と前記共通配線との間に形成されたトランジスタと、
    前記電圧供給線の一部であり、分岐部から延在し、前記第1パッドに電気的に接続された分岐配線と、
    を備え、
    平面視において、前記分岐部は、前記第1パッドよりも前記絶縁性基板の中央側に位置する、表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記駆動回路と電気的に接続された第2パッドと、
    画素領域に形成された複数の映像信号線と、
    周辺領域に形成された複数の引き出し配線と、
    を備え、
    前記電圧供給線の他端が前記第2パッドに電気的に接続され、
    前記複数の引き出し配線の一つは、前記複数の映像信号線の一つと接続され、
    前記複数の引き出し配線は、第1引き出し配線群と第2引き出し配線群とを含み、
    前記第1引き出し配線群と前記第2引き出し配線群との間の領域を、前記分岐配線のd配線部が延在している、表示装置。
  3. 請求項2に記載の表示装置において、
    前記トランジスタを複数有し、複数の前記トランジスタは第1方向に配列しており、
    前記電圧供給線は、a配線部とb配線部とc配線部と前記d配線部とを有し、
    前記a配線部は、前記第1パッドから前記第1方向に交差する第2方向に延在し、
    前記b配線部は、前記第2パッドから前記第2方向に延在し、
    前記c配線部は、前記第1方向に延在し、前記a配線部と前記b配線部との間にあり、
    前記第1引き出し配線群は、前記a配線部と前記d配線部との間にあり、
    前記d配線部の幅は、前記a配線部の幅よりも大きい、表示装置。
  4. 請求項1〜3の何れか一項に記載の表示装置において、
    前記トランジスタを駆動する第2電極駆動回路と、
    画素領域に形成された複数の映像信号線と、
    周辺領域に形成された複数の引き出し配線と、
    を備え、
    前記複数の引き出し配線の一つは、前記複数の映像信号線の一つと接続され、
    前記複数の引き出し配線は、第1引き出し配線群と第2引き出し配線群とを含み、
    前記第1引き出し配線群と前記第2引き出し配線群との間の領域に、前記第2電極駆動回路が形成されている、表示装置。
  5. 請求項1〜4の何れか一項に記載の表示装置において、
    前記電圧供給線は、第1電圧供給線と第2電圧供給線とを有し、
    前記トランジスタは、第1トランジスタと第2トランジスタとを有し、
    前記第1電圧供給線は、前記分岐配線としての第1分岐配線を有し、
    前記第2電圧供給線は、前記分岐配線としての第2分岐配線を有し、
    前記第1電圧供給線は、前記第1トランジスタを介して、前記共通配線と電気的に接続されており、
    前記第2電圧供給線は、前記第2トランジスタを介して、前記共通配線と電気的に接続されている、表示装置。
  6. 請求項5に記載の表示装置において、
    前記第2電極は、画像を表示する表示電極、及び、物体の近接又は接触を検出する検出電極としての機能を有しており、
    前記第1電圧供給線は、前記第2電極が前記表示電極として機能する期間に、電圧を供給する配線であり、
    前記第2電圧供給線は、前記第2電極が前記検出電極として機能する期間に、電圧を供給する配線であり、
    前記第1電圧供給線は、前記第2電圧供給線よりも抵抗値が低い、表示装置。
  7. 請求項5又は6に記載の表示装置において、
    前記トランジスタを駆動する第2電極駆動回路と、
    画素領域に形成された複数の映像信号線と、
    周辺領域に形成された複数の引き出し配線と、
    を備え、
    前記複数の引き出し配線の一つは、前記複数の映像信号線の一つと接続され、
    前記複数の引き出し配線は、第1引き出し配線群と第2引き出し配線群とを含み、
    前記第1引き出し配線群と前記第2引き出し配線群との間の領域に、前記第1分岐配線と前記第2分岐配線と前記第2電極駆動回路とが形成され、
    前記第2電極駆動回路は、前記第1分岐配線と前記第2分岐配線との間にある、表示装置。
  8. 請求項1〜7の何れか一項に記載の表示装置において、
    画素領域に形成された複数の映像信号線と、
    周辺領域に形成された複数の引き出し配線と、
    前記複数の引き出し配線が接続されるドライバチップと、
    を備え、
    前記分岐配線は、平面視において前記ドライバチップと重畳するe配線部を有する、表示装置。
  9. 請求項8に記載の表示装置において、
    前記駆動回路と電気的に接続された第2パッドを備え、
    前記トランジスタを複数有し、複数の前記トランジスタは第1方向に配列しており、
    前記電圧供給線は、a配線部とb配線部とc配線部と前記e配線部とを有し、
    前記電圧供給線の他端が前記第2パッドに電気的に接続され、
    前記a配線部は、前記第1パッドから前記第1方向に交差する第2方向に延在し、
    前記b配線部は、前記第2パッドから前記第2方向に延在し、
    前記c配線部は、前記第1方向に延在し、前記a配線部と前記b配線部との間にあり、
    前記e配線部の幅は、前記a配線部の幅よりも大きい、表示装置。
  10. 請求項1〜9の何れか一項に記載の表示装置において、
    前記駆動回路と電気的に接続された第2パッドを備え、
    前記トランジスタを複数有し、複数の前記トランジスタは第1方向に配列しており、
    前記電圧供給線は、a配線部とb配線部とc配線部とを有し、
    前記電圧供給線の他端が前記第2パッドに電気的に接続され、
    前記a配線部は、前記第1パッドから前記第1方向に交差する第2方向に延在し、
    前記b配線部は、前記第2パッドから前記第2方向に延在し、
    前記c配線部は、前記第1方向に延在し、前記a配線部と前記b配線部との間にあり、
    前記c配線部の幅は、前記a配線部の幅よりも大きい、表示装置。
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