JP2019067284A

JP2019067284A - 表示装置

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Publication number: JP2019067284A
Application number: JP2017194202A
Authority: JP
Inventors: 裕行阿部; Hiroyuki Abe; 和音松村; Kazune Matsumura; 直季宮永; Naoki Miyanaga
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-25
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Abstract

【課題】タッチパネル機能と近距離無線通信機能を有する表示装置において、画像表示とタッチパネル機能を切り替える時のノイズによる近距離無線通信機能の誤動作を防止する。【解決手段】画像表示を行う時は、複数に分割した表示用電極の全てに共通の電圧を供給し、タッチパネル動作を行う時は、分割した表示用電極の内の特定の電極にタッチパネル用電圧を印加し、画像表示とタッチパネル動作を切り替える第１のスイッチ回路ＳＷ２は表示領域２０の第１の辺に形成し、画像表示とタッチパネル動作を切り替える第２のスイッチ回路ＳＷ３は表示領域２０の第１の辺と対向する第２の辺に形成し、第１のスイッチ回路ＳＷ２からは、分割した表示用電極の内特定の電極にタッチパネル用電圧を印加し、他の電極には共通の電圧を印加し、第２のスイッチ回路ＳＷ３からは、分割した表示用電極の内、特定の電極には電圧を印加せず、他の電極には共通の電圧を印加する。【選択図】図８

Description

本発明は表示装置に係り、特にタッチパネル機能を内蔵し、かつ、近距離無線通信（ＮＦＣ、ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）機能を有する表示装置に関する。

中小型の液晶表示装置に対する入力方法として、タッチパネル方式の液晶表示装置が増えている。タッチパネル方式は、液晶表示パネルの上にタッチパネルを搭載する方式と、タッチパネル機能を液晶表示パネル内に作りこむ、いわゆるインセルタッチパネル方式がある。インセルタッチパネル方式は、対向基板の外側にＲｘ電極（レシーバ電極）を形成し、ＴＦＴ基板の内側にＴｘ電極（トランスファ電極）を形成する。

一方、液晶表示装置等を用いた携帯端末においては、短距無線通信（ＮＦＣ）機能を組み込んだものが実用化されている。ＮＦＣは、液晶表示装置を電子機器に近づけるだけで、デジタルコンテンツへのアクセスやその機器との接続が可能になるものである。

ＮＦＣについて記載したものとして、特許文献１及び特許文献２が挙げられる。

特開２０１４−５７２４３号公報ＷＯ２０１４／０３８２０９

液晶表示装置は、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）、画素電極、対向電極、走査線、映像信号線等が形成されたＴＦＴ基板に対向基板が対向し、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶層が挟持された構成である。

インセルタッチパネル方式は、対向基板の外側にＲｘ電極（レシーバ電極）を、例えば、走査線と同じ方向（以後横方向ともいう）に延在するように形成する。また、ＴＦＴ基板の液晶層側に形成された対向電極を分割して、走査線と直角方向（以後縦方向ともいう）に延在するＴｘ電極（トランスファー電極）を形成する。Ｒｘ電極とＴｘ電極で形成される容量の変化を検出することによってタッチ位置を検出する。

つまり、対向電極は、液晶表示装置におけるコモン電極としての役割と、タッチパネルのＴｘ電極としての役割を有している。インセルタッチパネル方式では、１フレーム期間を画像表示期間とタッチパネル期間とに分割する。つまり、対向電極に印加する電圧を切り替える必要がある。この切り替えの時にノイズが発生する。

一方、ＮＦＣ対応の液晶表示装置は、表示装置内にＮＦＣアンテナ等が組み込まれ、電磁誘導を利用して近距離の電子機器とのコミュニケーションを行うものである。したがって、液晶表示装置において、画像表示動作とタッチパネル動作との切り替えの時にノイズが発生すると、ＮＦＣに誤動作を生じさせることになる。

本発明の課題は、タッチパネル機能およびＮＦＣ機能が組み込まれた液晶表示装置において、画像表示とタッチパネル動作との切り替えの時のノイズによるＮＦＣの誤動作を対策することである。以上の課題は液晶表示装置を例にとって説明したが、インセルタッチパネル機能及びＮＦＣ機能を組み込んだ有機ＥＬ表示装置等においても同様な課題が存在する。

本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。すなわち、タッチパネル機能が組み込まれた表示パネルと近距離無線通信機能を有する表示装置であって、前記表示パネルの表示領域には、複数の表示用電極が形成され、画像表示用の電圧とタッチパネル用の電圧の印加を切り替える複数の第１のスイッチを有する第１回路が前記表示領域の第１の辺に形成され、前記画像表示用の電圧の印加の有無を切り替える複数の第２のスイッチを有する第２回路が前記表示領域の第１の辺と対向する第２の辺に形成され、前記第１回路は、前記複数の表示用電極を順次選択し、選択した前記表示用電極に、前記タッチパネル用電圧を印加し、他の電極には前記画像表示用の電圧を印加し、前記第２回路は、前記複数の表示用電極を順次選択し、選択した前記表示用電極に、前記画像表示用の電圧の電圧を行わないことを特徴とする表示装置である。

本発明による液晶表示装置の分解斜視図である。液晶表示パネルの斜視図である。コモン電極をタッチパネルの一方の電極とする場合のＴＦＴ基板における表示領域のレイアウトの例を示す平面図である。本発明を使用しない場合の比較例としての液晶表示装置の動作を示す等価回路である。表示動作とタッチパネル動作の切り替えを行うトランジスタのゲート電圧のタイミング例である。タッチパネル用Ｔｘ電極への電圧制御スイッチングトランジスタのゲート電圧のタイミング例である。本発明を使用しない場合におけるＮＦＣの信号の例である。本発明の液晶表示装置の動作を示す等価回路である。本発明のレイアウトを示す液晶表示装置の平面図である。第３のシフトレジスタと第３のスイッチ回路を示す回路図である。第２のシフトレジスタと第２のスイッチ回路を示す回路図である。本発明におけるタイミングチャートである。本発明を使用した場合におけるＮＦＣの信号の例である。

以下の実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。以下の説明は、液晶表示装置の場合を例にとって説明するが、有機ＥＬ表示装置にタッチパネル機能とＮＦＣ機能を持たせた場合にも適用することが出来る。

図１は本発明による液晶表示装置の例を示す分解斜視図である。図１の液晶表示装置は、画像表示機能と、タッチパネルの機能と、ＮＦＣ機能を有している。図１において、液晶表示パネル６には、タッチパネル機能が組み込まれている。液晶表示パネル６の上に保護ガラス７が配置される。保護ガラス７において、表示領域２０の周辺は、枠状の遮光領域２５となっている。液晶表示パネル６の下側にはバックライト５が配置している。

バックライト５の下側には、ＮＦＣ用アンテナ４が配置されている。ＮＦＣは１３．５６ＭＨｚを中心とする周波数帯で動作し、他の電子機器との間でデータの転送を行うものである。ＮＦＣアンテナ４の下側には、液晶表示装置全体を動作させる回路や電池が搭載された回路基板２が配置されている。ＮＦＣは電磁誘導を利用するものであるから、回路基板とアンテナとの間の干渉を防止するために、ＮＦＣアンテナ４と回路基板２との間に磁性体シート３が配置される。そして、これらの部品は、メタルフレーム１に収容される。ＮＦＣのための電波は、液晶表示パネル側に放射される。

図２は、液晶表示パネル６の斜視図である。図２において、ＴＦＴ基板１００の上に対向基板２００が配置している。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００は、周辺において、シール材によって接着し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が封入されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なった領域に表示領域２０が形成されている。

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００と重なっていない部分に端子領域３０が形成されている。端子領域３０には、液晶表示パネル６を駆動させるためのドライバＩＣ３１、液晶表示パネル６やドライバＩＣ３１に信号を供給するためのフレキシブル配線基板３２が接続している。

図２において、タッチパネル用のＲｘ配線が対向基板２０の外側主面に形成されている。Ｒｘ配線は、ｘ方向に延在し、ｙ方向に配列している。Ｒｘ配線とタッチパネル駆動回路とを接続するために、対向基板２００には、タッチパネル用フレキシブル配線基板３３が接続している。

タッチパネル用のＴｘ配線はＴＦＴ基板１００の液晶層と接する側に形成されている。Ｔｘ配線はｙ方向に延在し、ｘ方向に配列している。Ｔｘ配線は液晶表示パネル６における対向電極を分割することによって形成されている。つまり、対向電極は液晶表示パネル６におけるコモン電極としての役割とタッチパネルのＴｘ配線としての役割を有している。

図２において、液晶表示パネル６の下層側であって、かつ、液晶表示パネル６の端子領域３０と反対側にＮＦＣ用のアンテナ４が配置している。ＮＦＣ用の電波はアンテナ４から液晶表示パネル６側に放射される。したがって、液晶表示パネル６において、端子部３０と反対側の辺付近にＮＦＣの電波に対するノイズ源が存在すると、ＮＦＣの誤動作を生じやすくなる。

図３はＴＦＴ基板の平面図である。図３において、走査線１１がｘ方向に延在し、ｙ方向に配列している。また、映像信号線１２がｙ方向に延在し、ｘ方向に配列している。走査線１１と映像信号線１２で囲まれた領域が画素１３になっている。画素１３内には、画素電極、ＴＦＴ、画素電極およびＴＦＴを接続するためのスルーホール等が形成されている。

図３において対向電極１１０が複数の画素に共通に形成されている。通常の液晶表示パネルの場合、対向電極１１０は全画素に共通に形成されるが、インセルタッチパネル方式では、対向電極１１０を分割して、Ｔｘ電極の機能も持たせている。図３においては、Ｔｘ電極は、ｘ方向に４画素分の幅のストライプがｙ方向に延在している構成となっている。

図３では、Ｔｘ電極の幅は、４画素分であるが、タッチパネルの分解能に応じて、多くすることも少なくすることも出来る。映像信号線１２が画素１３と画素１３の境界を形成しているが、図３では、ｘ方向の４画素毎に、映像信号線１２の上にスリット状に対向電極１１０が存在していない部分がｙ方向に延在している。この部分で、Ｔｘ電極同士を絶縁している。

図３の対向電極１１０は、液晶表示パネルにおける画像表示をするときのコモン電極としての役割と、インセルタッチパネルにおけるＴｘ電極としての役割を持っている。具体的には、１フレーム期間を表示期間とタッチパネルの期間に区切り、表示期間においては、対向電極１１０に対してコモン電圧Ｖｃｏｍを印加し、タッチパネル動作期間においては、タッチパネル動作のためのトランスファー電圧（Ｔｘ電圧）を供給する。

図４は、この様子を示す等価回路である。図５Ａ及び図５Ｂは図４に対応するタイミングチャートである。図４において、表示領域２０には、Ｔｘ電極がｎ本、ｙ方向に延在している。ｎは例えば３５本である。Ｔｘ電極は対向電極を分割したものである。液晶表示装置には色々な回路が搭載されているが、図４では、本発明に直接関係しない回路は省略されている。以後の図も同様である。

図４において表示領域２０の上側には、各Ｔｘ電極にコモン電圧Ｖｃｏｍを印加するための第１切り替えスイッチＳＷ１が配置されている。ＳＷ１は各Ｔｘ電極と接続するＮ型ＴＦＴのアレイで形成されている。ＳＷ１を構成する各アレイは、Ｖｇｓｗ１電圧によって一括してスイッチングされる。

図５ＡにＶｇｓｗ１のタイミングチャートを示す。図５Ａにおいて、１フレーム期間ｔｆ内では、画像表示期間ｔｄとタッチパネル動作期間ｔｔとに分割している。分割期間は例えばｔｄ：ｔｔ＝２：１である。Ｖｇｓｗ１はｔｄの期間はＨｉｇｈになり、ｔｔの期間はＬｏｗになる。図４において、Ｖｇｓｗ１がＨｉｇｈになると、ＳＷ１が全てＯｎし、コモン電圧Ｖｃｏｍが全てのＴｘ電極に供給される。Ｖｇｓｗ１がＬｏｗになると、画面上方からのコモン電圧Ｖｃｏｍは遮断される。

図４に戻り、表示領域２０の下側には、第２切り替えスイッチＳＷ２が配置されている。第２切り替えスイッチＳＷ２は、ＴＦＴで形成されたＳＷ２ｎ−１およびＳＷ２ｎ−２のペアが並列に各Ｔｘ電極に接続している構成である。ＴＦＴスイッチＳＷ２１−１のソースにはタッチパネル用のＴｘ電圧Ｖｔが供給され、ＳＷ２１−１のドレインはＴｘ電極に接続される。一方、ＴＦＴスイッチＳＷ２１−２のソースには画像表示用のコモン電圧Ｖｃｏｍが供給され、ＳＷ２１−２のドレインはＳＷ２１−１と共通にＴｘ電極に接続される。

ＳＷ２１−１とＳＷ２１−２のゲート電極には、共通に例えば、ゲート電極Ｖｂｇ１が印加される。ＳＷ２１−１とＳＷ２１−２のペアと同様のＳＷ２は、各Ｔｘ１乃至Ｔｘｎ毎に接続されている。ＳＷ２の各ペアのゲート電極には、左から順番にゲート電圧Ｖｂｇ１乃至Ｖｂｇｎが印加される。

一番左側のＳＷ２１−１とＳＷ２１−２のペアで動作を説明すると、次のとおりである。ＳＷ２１−１はＮ型ＴＦＴで形成され、ＳＷ２１−２はＰ型ＴＦＴで形成されている。ＳＷ２１−１のソースにはタッチパネル用の電圧Ｖｔが印加されており、ＳＷ２１−２のソースにはコモン電圧Ｖｃｏｍが印加されている。

ゲート電圧Ｖｂｇ１がＨｉｇｈになると、ＳＷ２１−１はＯｎになり、ＳＷ２１−２はＯｆｆになる。そうすると、電極Ｔｘ１にはＶｔが印加される。ゲート電圧Ｖｂｇ１がＬｏｗになると、ＳＷ２１−１がＯｆｆなり、ＳＷ２１−２がＯｎになる。したがって、Ｔｘ電極Ｔｘ１にはコモン電圧Ｖｃｏｍが印加される。左側から２番目以降のＴＦＴＳＷ２ｎ−１とＴＦＴＳＷ２ｎ−２のペア等の動作も同じである。

図５Ｂに、タッチパネル動作期間ｔｔにおける各スイッチングペアに印加されるゲート電圧のタイミングチャートを示している。ゲート電圧Ｖｂｇ１乃至Ｖｂｇｎは、画面上側の切り替えスイッチＳＷ１に同期して電圧が印加される。すなわち、画面上側におけるスイッチＳＷ１がＯｆｆになるタイミングで、Ｖｂｇ１、Ｖｂｇ２、Ｖｂｇ３・・・のいずれかが順番選択され、選択されたＴｘ電極にタッチパネル用のＴｘ電圧Ｖｔが印加される。図５Ｂに示す、Ｖｂｇ１、Ｖｂｇ２・・・等のパルスはシフトレジスタを用いて形成される。

図５Ｂに示す各電極Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３等は、１フレームに１回または複数回選択され、Ｔｘ１乃至Ｔｘｎの全ての電極が順番に選択される。図５Ｂにおける選択パルスの周期ｔｔ１、パルス幅ｔｔ２は、電極Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３等が１フレームに何回選択されるかによって変化させることが出来る。

ところで、図４において、Ｔｘ１にタッチパネル用のＴｘ電圧Ｖｔが印加されている間、ゲート電圧Ｖｂｇ２乃至ＶｂｇｎはＬｏｗになっている。したがって、電極Ｔｘ２乃至電極Ｔｘｎには、コモン電圧Ｖｃｏｍが印加されているので、黒表示をすることが可能であり、画面のコントラストが低下することは無い。

しかし、図４の動作は次のような問題を有している。図４において、スイッチＳＷ１で画像表示期間ｔｄとタッチパネル動作期間ｔｔを切り替える時は、ｎ本のＴｘ電極全てについて、一斉にコモン電圧Ｖｃｏｍのオンオフを切り替えている。ｎ本のＴｘ電極全てについて、同時にコモン電圧Ｖｃｏｍのオンオフを切り替えると非常に大きなノイズが発生する。しかも、この大きなノイズは画像表示期間ｔｄとタッチパネル動作期間ｔｔを切り替える毎に発生する。

ＮＦＣ機能を内蔵する液晶表示装置では、このノイズがＮＦＣの搬送波に重畳され、誤動作の原因になる。図６におけるｓｉｎ波は、ＮＦＣシグナルの搬送波であり、例えば、１３．５６ＭＨｚである。図６において、縦軸は搬送波ｃｗであり、横軸は時間ｔである。時刻ｔ１において、第１スイッチｓｗ１によって、各Ｔｘ電極からコモン電圧Ｖｃｏｍが遮断されると、Ｖｎｏｉｓｅが発生し、ＮＦＣ搬送波は変調を受ける。すなわち、図６に示すように、ｓｉｎ波の中心がＶｎｏｉｓｅだけ移動し、これが誤動作の原因になる。

図７は本発明の等価回路である。図７の表示領域２０の構成は図４と同様である。すなわち、ｙ方向に延在するＴｘ電極がｎ本ｘ方向に配列している。表示領域のｙ方向下側には、第２切り替えスイッチＳＷ２が配置している。第２切り替えスイッチＳＷ２の構成及び動作は図４と同様である。

図７において、表示領域のｙ方向上側には、第３スイッチＳＷ３が配置している。図７の第３スイッチＳＷ３は図４の第１スイッチＳＷ１とは異なっている。第３スイッチＳＷ３はＮ型ＴＦＴからなる、ＳＷ３１乃至ＳＷ３ｎのＴＦＴアレイで形成されている。ＳＷ３１乃至ＳＷ３ｎの各ソースはＶｃｏｍと接続し、ＳＷ３１乃至ＳＷ３ｎの各ドレインは、各々Ｔｘ電極Ｔｘ１乃至Ｔｘｎと接続している。

ＳＷ３１、ＳＷ３２、ＳＷ３３・・・ＳＷ３ｎ等の各ゲートには各々Ｖｕｇ１、Ｖｕｇ２・・・Ｖｕｇｎが順次印加される。Ｖｕｇ１、Ｖｕｇ２・・・Ｖｕｇｎの各パルス電圧はシフトレジスタから電圧が供給される。ＳＷ３はＮ型ＴＦＴで形成されているので、Ｖｕｇ１、Ｖｕｇ２・・・ＶｕｇｎがＬｏｗになると、コモン電圧ＶｃｏｍがＴｘ電極Ｔｘ１乃至Ｔｘｎから遮断される。

一方、図７のｙ方向下側に配置している第２スイッチＳＷ２の動作は図４と同様である。図７に示すＶｕｇ１、Ｖｕｇ２・・・ＶｕｇｎはＶｂｇ１、Ｖｂｇ２・・・Ｖｂｇｎと各々連動して動作する。Ｖｕｇ１、Ｖｕｇ２・・・ＶｕｇｎとＶｂｇ１、Ｖｂｇ２・・・Ｖｂｇｎの関係を示すタイミングチャートは、図１１に示す。

すなわち、表示領域２０の上側に配置したＳＷ３において、コモン電圧Ｖｃｏｍが遮断されると同時に表示領域２０の下側に配置したＳＷ２がＯｎになり、Ｔｘ電極にＴｘ電圧Ｖｔが印加される。図７の特徴は、表示領域２０の上側のスイッチＳＷ３によって、画像表示期間ｔｄとタッチパネル動作期間ｔｔを切り替える毎に、全てのＴｘ電極へのコモン電圧Ｖｃｏｍのオンオフが一斉に行われるのではなく、Ｔｘ電圧が印加されるＴｘ電極でのみ、コモン電圧Ｖｃｏｍのオンオフが行われることである。したがって、図７におけるスイッチＳＷ３によって発生するノイズは、図４におけるスイッチＳＷ１によって発生するノイズの１／ｎになり、ＮＦＣの誤動作を防止することが出来る。

図８は、図７の具体的なレイアウトを示すＴＦＴ基板の平面図である。図８において、表示領域２０の左右には走査線駆動回路２１が配置している。表示領域２０の上側には、第３スイッチＳＷ３と第３スイッチＳＷ３に切り替え信号を供給する上側シフトレジスタＵＳＲが配置している。ＢＵＦは、シフトレジスタに入力される信号のためのバッファーアンプである。表示領域２０の下側には、第２スイッチＳＷ２と第２スイッチＳＷ２に切り替え信号を供給する下側シフトレジスタＢＳＲが配置している。

図８において、表示領域２０には、対向電極１１０として、電極Ｔｘ１乃至電極Ｔｘｎがｙ方向に延在し、ｘ方向に配列している。表示領域２０は、電極Ｔｘ１乃至電極Ｔｘｎが敷き詰められている。電極Ｔｘ１乃至電極Ｔｘｎは画像表示の期間は、全てにコモン電圧が印加される。一方、タッチパネル動作を行う期間は、電極Ｔｘ１から電極Ｔｘｎのいずれかが選択され、Ｔｘ電圧が印加される。その他のＴｘ電極にはコモン電圧が印加される。そして、１フレームに１回または複数回、電極Ｔｘ１から電極Ｔｘｎの選択が行われる。

図２に示すように、液晶表示パネル６はＴＦＴ基板１００と対向基板２００によって構成されている。走査線駆動回路２１、第３スイッチＳＷ３、上側シフトレジスタＵＳＲ、第２スイッチＳＷ２、下側シフトレジスタＢＳＲ等は、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なった領域に形成されている。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００と対向基板が重なっていない部分は端子領域３０であるが、この部分にドライバＩＣ３１が配置している。ドライバＩＣ３１からは、シフトレジスタＵＳＲ、ＢＳＲ等を制御するスタート信号ＳＤＳＴ、クロック信号ＳＤＣＫ、リセット信号ＸＤＩＳＣ等が供給される。なお、ドライバＩＣからは、画像形成のための映像信号が供給される。

図９は、第３スイッチＳＷ３およびこれを制御する上側シフトレジスタＵＳＲの構成を示す回路である。図９において、シフトレジスタＳＲ３１乃至ＳＲ３ｎの数は、Ｔｘ電極の数と同じである。シフトレジスタＳＲ３１乃至ＳＲ３ｎの各シフトレジスタのｏｕｔ端子から第３スイッチＳＷ３を動作させる信号Ｖｕｇ１乃至Ｖｕｇｎが供給される。そして、第３スイッチＳＷ３１乃至ＳＷ３ｎのｏｕｔ端子が各々電極Ｔｘ１乃至Ｔｘｎと接続している。

図９において、ＸＤＳＫはリセット信号であり、シフトレジスタＵＳＲの動作、非動作を決める。ＳＤＣＫはクロック信号であり、シフトレジスタＵＳＲの動作のタイミングを規定する。図９において、スタート信号ＳＤＳＴが最初のシフトレジスタ単位ＳＲ３１に印加されると、シフトレジスタ単位ＳＲ３１からＶｕｇ１が第３スイッチのＳＷ３１に供給される。

第１シフトレジスタ単位ＳＲ３１からの出力は第２シフトレジスタ単位ＳＷ３２の入力になる。第２シフトレジスタ単位ＳＲ３２からは、Ｖｕｇ２が第３スイッチのｓｗ３２に供給される。そして第２シフトレジスタ単位ＳＲ３２からの出力は第３シフトレジスタ単位ＳＲ３３の入力になる。このように、順次第３スイッチのＳＷ３１乃至ＳＷ３ｎにスイッチ信号Ｖｕｇ１乃至Ｖｕｇｎが供給される。

図１０は、第２スイッチＳＷ２およびこれを制御する下側シフトレジスタＢＳＲの構成を示す回路である。図１０において、下側シフトレジスタＢＳＲにおけるシフトレジスタ単位ＳＲ２１乃至ＳＲ２ｎはＴｘ電極の数と同じ数が存在している。シフトレジスタＢＳＲの各シフトレジスタ単位ＳＲ２１乃至ＳＲ２ｎのｏｕｔ端子から第２スイッチＳＷ２を動作させる信号Ｖｂｇ１乃至Ｖｂｇｎが供給される。そして、第２スイッチＳＷ２１乃至ＳＷ２ｎのｏｕｔ端子が各Ｔｘ電極Ｔｘ１乃至Ｔｘｎと接続している。

図１０において、ＸＤＳＫはリセット信号であり、各シフトレジスタＢＳＲを動作させる。ＳＤＣＫはクロック信号であり、各シフトレジスタＳＲ２１乃至ＳＲ２ｎにおける動作のタイミングを規定する。図１０において、スタート信号ＳＤＳＴが最初のシフトレジスタ単位ＳＲ２１に印加されると、シフトレジスタ単位ＳＲ２１からＶｂｇ１が第２スイッチのＳＷ２１に供給される。

第１のシフトレジスタ単位ＳＲ２１からの出力は第２シフトレジスタ単位ＳＲ２２の入力になる。第２シフトレジスタからは、Ｖｂｇ２が第２スイッチのＳＷ２２に供給される。そして第２シフトレジスタ単位ＳＲ２２からの出力は第３シフトレジスタ単位ＳＲ２３の入力になる。このように、順次第２スイッチのＳＷ２１乃至ＳＷ２ｎにスイッチ信号Ｖｂｇ１乃至Ｖｂｇｎが供給される。

図１１は、図８乃至図１０の動作を示すタイミングチャートである。図１１において、ＳＤＳＴはシフトレジスタへのスタート信号であり、ＳＤＣＫはクロック信号であり、ＸＤＩＳＣはリセット信号である。ＳＤＳＴ、ＳＤＣＫ、ＸＤＩＳＣは上側シフトレジスタＵＳＲ、下側シフトレジスタＢＳＲに共通に入力される。ＸＤＩＳＣはＨｉｇｈの状態であり、シフトレジスタは動作可能な状態になっている。図１１では、表示期間ｄｔとタッチパネル動作期間ｔｔは同じとなっている。

図１１において、上側シフトレジスタＵＳＲにスタート信号ＳＤＳＴが印加されると、上側シフトレジスタ単位ＳＲ３１が動作し、ＳＲ３１の出力端子からゲート信号Ｖｕｇ１がＳＷ３１に出力される。ゲート信号Ｖｕｇ１はＬｏｗ信号であるが、スイッチＳＷ３１はＮ型ＴＦＴで形成されているので、ＳＷ３１のスイッチはＯｆｆになり、画面上側からのコモン電圧は遮断される。なお、信号Ｖｕｇ１は同時にシフトレジスタ単位ＳＲ３２の入力端子に入力される。

一方、下側のシフトレジスタＢＳＲのシフトレジスタ単位ＳＲ２１にスタート信号ＳＤＳＴが印加されると、下側シフトレジスタ単位ＳＲ２１が動作し、下側スイッチＳＷ２１にＨｉｇｈの信号が供給される。下側のスイッチＳＷ２１は図７に示したような構成なので、Ｈｉｇｈのゲート信号が印加されると、コモン電圧Ｖｃｏｍは遮断され、タッチパネル用信号のＴｘ信号が電極Ｔｘ１に供給される。なお、信号Ｖｂｇ１は同時にシフトレジスタＳＲ２２の入力端子に入力される。

上側シフトレジスタＵＳＲからのＬｏｗパルスの上側スイッチＳＷ３への印加、および、下側シフトレジスタＢＳＲからのＨｉｇｈパルスの下側スイッチＳＷ２への印加は同時に行われる。上側シフトレジスタＵＳＲからのＬｏｗパルス、および、下側シフトレジスタＢＳＲからのＨｉｇｈパルスの印加が終わると、次のクロック期間は画像表示の期間であり、電極Ｔｘ１乃至Ｔｘｎのすべてにコモン電圧Ｖｃｏｍが印加される。

電極Ｔｘ１にタッチパネル用電圧が印加されている間、電極Ｔｘ２乃至Ｔｘｎにおいては、画面の上側からも下側からもコモン電圧Ｖｃｏｍが印加されている。すなわち、本構成においては、電極Ｔｘ１以外においては、画面の上側と下側からコモン電圧Ｖｃｏｍを印加できるので、画面上における輝度傾斜あるいはコントラストの傾斜を防止することが出来る。

所定の期間、画像を表示した後、次のクロック信号が上側シフトレジスタＵＳＲおよび下側シフトレジスタＢＳＲに印加されると、電極Ｔｘ２において、同様な動作が行われ、電極Ｔｘ２に、タッチパネル用の電圧が印加される。この時も、電極Ｔｘ２以外は、コモン電圧が印加されている。図１１に示す動作においては、１フレーム期間においては、各Ｔｘ電極は１回または複数回、それぞれ選択される。

図１１では、１フレームを表示期間ｄｔとタッチパネル期間ｔｔを１：１で使用している例である。しかし、本発明の動作は、例えば、２／３の期間を画像表示に使用し、１／３の期間をタッチパネル動作に使用することも可能である。また、本発明は、１フレームを３以上の期間に分割することも可能である。

図１２は本発明の効果を示す図である。図１２の横軸ｔと縦軸ｃｗは、図６で説明したのと同様である。つまり、図１２におけるｓｉｎ波は、ＮＦＣシグナルの搬送波であり、例えば、１３．５６ＭＨｚである。図６において、縦軸は搬送波ｃｗであり、横軸は時間ｔである。時刻ｔ１において、第３スイッチＳＷ３によって、各Ｔｘ電極からコモン電圧Ｖｃｏｍが遮断されると、Ｖｎｏｉｓｅが発生し、ＮＦＣ搬送波は変調を受ける。しかし、このときのスイッチングによるノイズの発生源は、１個のＴｘ電極に対応するスイッチング回路のみである。つまり、切り替え時に発生するノイズは図６の場合の１／ｎになる。したがって、図１２に示すように、搬送波の受けるノイズによる変調を小さくすることが出来るので、ＮＦＣの誤動作を避けることが出来る。

また、図２に示すように、ＮＦＣ用のアンテナは、液晶表示パネルの端子領域３０と反対側の辺の付近に存在する場合が多い。このような場合、Ｔｘ電極に対する印加電圧の切り替えスイッチが画面上側に存在していると、ＮＦＣの通信電波に対するノイズがより深刻になる。この点、本発明は、画面上側の切り替えスイッチからのノイズを対策することが出来るので、さらに効果を上げることが出来る。

なお、タッチパネル動作において、タッチパネル動作用の電圧が印加されている以外のＴｘ電極にはコモン電圧Ｖｃｏｍが印加される。そして、本発明においては、コモン電圧Ｖｃｏｍを画面の上下から印加することができるので、画面上のコモン電圧Ｖｃｏｍの傾斜を防止することが出来、画面上のコントラストの傾斜を防止することが出来る。

また、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の各Ｎ型ＴＦＴおよびＰ型ＴＦＴは、その組み合わせ含めて変更することも可能である。例えば、ＳＷ１をＰ型、ＳＷ２ｎ−１をＰ型、ＳＷ２ｎ−２をＮ型、ＳＷ３をＰ型にすることが可能である。その場合、図１１のタイミングチャートの波形は反転となる。

以上の説明では、液晶表示装置について本発明を適用する場合を説明した。しかし、例えば、有機ＥＬ表示装置についても本発明を適用することが出来る。すなわち、有機ＥＬ表示装置においても、パネル中にタッチパネル機能を組み込むことが可能である。例えば、有機ＥＬ表示装置においては、カソードは全画素共通に形成されるが、このカソードを分割してタッチパネルの一方の電極とすることが出来る。

このような場合も例えば、カソードを分割し、分割されたカソードに対し、カソード電圧とタッチパネル用の電圧を切り替えて使用することが出来る。このような有機ＥＬ表示装置において、ＮＦＣ機能を組み込んだ場合、液晶表示装置の場合と同様なノイズの問題が生ずる。したがって、以上で説明した本発明の構成を有機ＥＬ表示装置の場合について適用することによって、誤動作の少ない、ＮＦＣ機能とタッチパネル機能を有する有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。

１…メタルフレーム、２…電池パックおよび回路、３…磁性体シート、４…ＮＦＣアンテナ、５…バックライト、６…液晶表示パネル、７…カバーガラス、１１…走査線、１２…映像信号線、１３…画素、２０…表示領域、２１…走査線駆動回路、２５…遮光領域、３０…端子領域、３１…ドライバＩＣ、３２…フレキシブル配線基板、３３…タッチパネル用フレキシブル配線基板、１００…ＴＦＴ基板、１１０…対向電極、２００…対向基板、ｓｗ１…第１スイッチ、ｓｗ２…第２スイッチ、ｓｗ３…第３スイッチ、ＳＲ…シフトレジスタ、ＵＳＲ…上側シフトレジスタ、ＢＳＲ…下側シフトレジスタ、ＢＵＦ…バッファー、Ｒｘ…レシーバ電極、Ｔｘ…トランスファー電極

Claims

タッチパネル機能が組み込まれた表示パネルと近距離無線通信機能を有する表示装置であって、
前記表示パネルの表示領域には、複数の表示用電極が形成され、
画像表示用の電圧とタッチパネル用の電圧の印加を切り替える複数の第１のスイッチを有する第１回路が前記表示領域の第１の辺に形成され、
前記画像表示用の電圧の印加の有無を切り替える複数の第２のスイッチを有する第２回路が前記表示領域の第１の辺と対向する第２の辺に形成され、
前記第１回路は、前記複数の表示用電極を順次選択し、選択した前記表示用電極に、前記タッチパネル用電圧を印加し、他の電極には前記画像表示用の電圧を印加し、
前記第２回路は、前記複数の表示用電極を順次選択し、選択した前記表示用電極に、前記画像表示用の電圧の電圧を行わないことを特徴とする表示装置。
１フレーム期間は、画像表示期間とタッチパネル動作期間に分割され、前記第１回と及び前記第２回路による前記表示用電極の順次選択は、前記タッチパネル動作期間に行われることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１のスイッチのそれぞれは、複数の前記表示用電極に接続され、前記第２のスイッチのそれぞれは、複数の前記表示用電極に接続され、
一つの前記表示用電極に接続された前記第１のスイッチと前記第２のスイッチは、同じタイミングで切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示用電極は、ｎを整数とした時、ｎ分割され、前記タッチパネル用電圧は、１フレームに１回または複数回、複数の前記表示用電極の全てに印加されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記近距離無線通信機能のためのアンテナは、平面視で視て、前記第２のスイッチ回路に重複する位置に配置していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記近距離無線通信機能のためのアンテナは、前記表示パネルと前記表示パネルを覆うフレーム部材の間に配置していることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記第１回路は、第１のシフトレジスタから制御信号が供給され、
前記第２回路は、第２のシフトレジスタから制御信号が供給されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１回路は、前記表示パネルの端子領域に近接して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは液晶表示パネルであり、前記画像表示用電圧はコモン電圧であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは有機ＥＬ表示パネルであり、前記画像表示用電圧はカソード電圧であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。