JP2023158990A - タッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルのドライバの少なくとも一部と、タッチパネルのドライバの少なくとも一部を含むタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールを提供する。【解決手段】タッチパネル用ディスプレイドライバは、ソースドライバ回路と、タッチ検出回路と、セレクタ回路と、レジスタと、複数のソース用端子、複数のタッチ検出用端子および複数の選択端子とを備える。セレクタ回路は、ソースドライバ回路と、各ソース用端子とを電気的に接続し、かつ、タッチ検出回路と、各タッチ検出用端子とを電気的に接続し、各選択端子とソースドライバ回路またはタッチ検出回路とを電気的に接続する。【選択図】図４

Description

本開示は、タッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールに関する。

タッチパネルが内蔵された表示装置は、光の透過率を高められる、表示装置を薄くできる、狭額縁化が可能であるなどの利点を備えており、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット等の携帯端末の表示装置に利用されている。

タッチパネルが内蔵された表示装置では、タッチパネルの電極が表示パネル内に設けられる、あるいは、表示パネルの構成の一部がタッチパネルの電極を兼ねている。このため、表示パネルのドライバとタッチパネルのドライバおよび／または検出回路とが統合されていると、ドライバの実装面積を小さくすることができるため、狭額縁化の観点で有利である。特許文献１はこのような表示ドライバを開示している。

特開２０１８－６３６６６号公報

本開示は、表示パネルのドライバの少なくとも一部と、タッチパネルのドライバの少なくとも一部を含むタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールを提供することを目的とする。

本開示の実施形態に係るタッチパネル用ディスプレイドライバは、ソースドライバ回路と、タッチ検出回路と、セレクタ回路と、レジスタと、複数のソース用端子、複数のタッチ検出用端子および複数の選択端子とを備え、前記セレクタ回路は、複数の第１スイッチング素子と、複数の第２スイッチング素子と、を含み、前記ソースドライバ回路と、各ソース用端子とを電気的に接続し、かつ、前記タッチ検出回路と、各タッチ検出用端子とを電気的に接続し、前記セレクタ回路において、各第１スイッチング素子および各第２スイッチング素子は一対を構成しており、各一対において、前記第１スイッチング素子の一端および前記第２スイッチング素子の一端は、前記複数の選択端子の同じ１つと電気的に接続されており、前記第１スイッチング素子の他端は、前記ソースドライバ回路に電気的に接続され、前記第２スイッチング素子の他端は、前記タッチ検出回路に電気的に接続され、前記セレクタ回路は、外部から受け取った信号によって設定されたレジスタの設定データに基づき、動作時に複数の前記一対のそれぞれにおいて、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちの一方を選択的にＯＮ状態にする。

本開示の一実施形態によれば、表示パネルのドライバの少なくとも一部と、タッチパネルのドライバの少なくとも一部を含むタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールが提供される。

図１は、第１の実施形態による表示装置の一構成例を示す模式的な断面図である。 図２は、図１に示す表示装置におけるアクティブマトリクス基板の構成を示す模式図である。 図３は、図１に示す表示装置の各画素の構成例を示す回路図である。 図４は、タッチパネル用ディスプレイドライバおよびディスプレイコントローラの一構成例を示すブロック図である。 図５Ａは、タッチパネル用ディスプレイドライバの外観を示す斜視図である。 図５Ｂは、タッチパネル用ディスプレイドライバの外観を示す底面図である。 図６は、セレクタ回路の一構成例を示す回路図である。 図７Ａは、タッチパネル用ディスプレイドライバの選択端子の接続例を示す模式図である。 図７Ｂは、タッチパネル用ディスプレイドライバの選択端子の接続例を示す模式図である。 図８は、第２の本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバの一構成例を示すブロック図である。 図９は、図８に示すタッチパネル用ディスプレイドライバの外観を示す底面図である。

タッチパネルが内蔵された表示装置において、表示パネルのソース配線（データ配線）用のドライバと、タッチパネルのドライバとは、一般に矩形の表示パネルの同じ辺に配置される。このため、特許文献１に記載されているように、これら２つのドライバは１つのＩＣチップに統合され得る。しかし、これらのドライバでは、駆動するソース配線の数、および、タッチ検出用配線の数が決まっているため、ドライバを統合すると、１つのＩＣチップが駆動できるソース配線の最大数とタッチ検出用配線の最大数も決まってしまう。

このため、タッチパネルが内蔵された表示装置において、画像の解像度とタッチ検出の解像度（分解能）とを独立して変更することが困難になる。

用いるＩＣの数を増やすことによって、駆動できる総ソース配線数も増大するが、同じ割合で総タッチ検出用配線数も増大する。このことは、ＩＣを複数用いることによって、使用されないソース配線またはタッチ検出用配線と接続するための端子が生じることになる。

表示装置には狭額縁化が求められているため、使用されない端子を有するＩＣを表示装置の基板に実装することは、狭額縁化の観点では不利である。

本願発明者はこのような課題に鑑み、新規なタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールを想到した。

以下本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。また、以下の説明において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、実施形態および変形例に記載された各構成は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されていたり、一部の構成部材が省略されていたりする場合がある。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の表示装置２００の一構成例を示す模式的な断面図である。表示装置２００は、表示モジュール１００と制御基板１５０とを含む。また、表示モジュール１００は、アクティブマトリクス基板１０を含む表示パネル５０と、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１とを含む。図１および以下に示す例では、表示パネル５０は、液晶表示装置である。しかし、本実施形態の表示装置、表示モジュールおよび表示パネルは、アクティブマトリクス基板を用いる表示装置等であれば、液晶表示装置に限られず、有機ＥＬ表示装置等であってもよい。

表示パネル５０は、インセルタッチパネル型の表示パネルであり、表示パネル５０内に表示パネル５０の表示面５０ａを手指やタッチペンなどの指示体で指示した位置を検出することが可能である。

図１に示す表示パネル５０は、アクティブマトリクス基板１０と、対向基板４０と、液晶層４２とを備える。対向基板４０は、スペーサ４１によってアクティブマトリクス基板１０の主面と所定の間隙を隔てて配置され、液晶層４２は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板４０とに挟まれて位置する。表示モジュール１００は、さらに一対の偏光板６０を含む。一対の偏光板６０は、表示パネル５０を挟む状態で、クロスニコルに配置されている。

タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、表示モジュール１００のアクティブマトリクス基板１０に実装されている。表示モジュール１００と制御基板１５０とは、例えば、フレキシブル基板（ＦＰＣ）１９０によって電気的に接続されている。

図２は、アクティブマトリクス基板１０の構成を示す模式図である。図２には、制御基板１５０およびフレキシブル基板（ＦＰＣ）１９０も一緒に示している。

アクティブマトリクス基板１０は、基板１１と、複数のソース配線１３と、複数のゲート配線１２と、複数のセンサ電極１５と、複数のタッチ検出用配線１４と、複数の画素２０とを備える。

基板１１は、主面１１ａおよび第１の辺１１ｃを有する板形状を備えている。本実施形態では、基板１１は、矩形形状を有しており、第１の辺１１ｃ、第２の辺１１ｄ、第３の辺１１ｅおよび第４の辺１１ｆを有する。主面１１ａは、表示領域１１ｇと表示領域１１ｇ以外の領域である非表示領域１１ｈを含む。非表示領域１１ｈは、表示に寄与しない領域であり、例えば、基板１１の第１の辺１１ｃおよび第３の辺１１ｅに沿って設けられている。

複数の画素２０は、基板１１の表示領域１１ｇにおいて、ｘ方向およびｙ方向の２次元にマトリクス状に配置されている。複数のソース配線１３は、ｙ方向に伸びており、ｘ方向に配列されている。また、複数のゲート配線１２はｘ方向に伸びており、ｙ方向に配列されている。

図３は、各画素２０の構成例を示す回路図である。画素２０は、スイッチング素子であるＴＦＴ２１と、画素電極２２とを含む。各画素２０のＴＦＴ２１は、ソース配線１３とゲート配線１２の交差する位置近傍に配置されておりＴＦＴ２１のゲート電極Ｇがゲート配線１２に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ２１のソース電極Ｓは、ソース配線１３に電気的に接続されている。ＴＦＴ２１のドレイン電極Ｄは、画素電極２２に接続されている。

図２に示すように、複数のセンサ電極１５も表示領域１１ｇにおいて、ｘ方向およびｙ方向の２次元にマトリクス状に配置されている。一般に、タッチパネルとしてタッチ位置を検出する分解能は、表示装置２００が表示する画像の解像度よりも低くてよい。このため、センサ電極１５の配列ピッチは、画素２０の配列ピッチよりも大きくてよい。

センサ電極１５にはタッチ検出用配線１４がそれぞれ電気的に接続されている。タッチ検出用配線１４は、ｙ方向に伸びており、ｘ方向に配列されている。本実施形態では、センサ電極１５は、表示パネル５０における対向電極を兼ねている。図３に示すように、各画素２０において画素電極２２とセンサ電極１５との間に位置する液晶層４２が保持容量として機能する。

上述したように表示パネル５０はインセル方式のタッチパネルであるが、タッチパネルの構造はこの例に限られず、種々の構造のインセル方式のタッチパネルであってよい。例えば、タッチパネルとして機能する駆動電極とセンサ電極とを、表示パネルの構造とは別に備えていてもよいし、横電界モードの液晶表示パネルの電極がセンサ電極を兼ねていてもよい。また、タッチパネルは自己容量方式であってもよいし、相互容量方式であってもよい。

本実施形態では、表示モジュール１００は、ゲートドライバ３０をさらに備えている。ゲートドライバ３０は、アクティブマトリクス基板１０において、第３の辺１１ｅに隣接した非表示領域１１ｈに配置され、ゲート配線１２の一端と接続されている。タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、アクティブマトリクス基板１０において、第１の辺１１ｃに隣接した非表示領域１１ｈに配置され、第１の辺１１ｃ近傍において、ソース配線１３の一端およびタッチ検出用配線１４の一端と接続されている。

図２では、ゲートドライバ３０は１つのＩＣパッケージまたはチップとして示されているが、ゲートドライバ３０は、複数のＩＣパッケージで構成されていてもよい。また、ゲートドライバ３０は、基板１１の非表示領域１１ｈにおいて、ＴＦＴなどによって構成され、アクティブマトリクス基板１０と一体的に形成されていてもよい。タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、１または複数のＩＣパッケージまたはチップとして構成されている。好ましくは、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、アクティブマトリクス基板１０とは別の部材であり、基板１１の非表示領域１１ｈに実装されている。

制御基板１５０は、基板１５１とディスプレイコントローラ１５２とを含む。上述したように、表示モジュール１００とディスプレイコントローラ１５２とは、フレキシブル基板１９０によって電気的に接続されている。なお、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、フレキシブル基板１９０上に実装されていてもよい。

図４は、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１およびディスプレイコントローラ１５２の構成の一例を示すブロック図である。図５Ａおよび図５Ｂは、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１の外観を示す斜視図および底面図である。タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、複数のソース用端子６１と、複数のタッチ検出用端子６２と、複数の選択端子６３と、セレクタ回路５２と、ソースドライバ回路５３と、タッチ検出回路５４と、データ受信回路５５と、レジスタ５６とを含む。また、ディスプレイコントローラ１５２は、タイミングコントローラ１５３と、タッチコントローラ１５４とを含む。

ディスプレイコントローラ１５２は、表示装置２００を制御するホストコンピュータなどから画像データを受け取り、タイミングコントローラ１５３が画像データをタッチパネル用ディスプレイドライバ５１へ出力する。タイミングコントローラ１５３は、後述するように、起動時にセレクタ回路５２の設定データも出力する。タイミングコントローラ１５３は、さらにゲートドライバ３０にゲート制御信号を出力してもよい。タッチコントローラ１５４は、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１から、表示面５０ａ（図１）における、指示体のタッチを検出したタッチデータを受け取り、タッチ位置情報を生成する。

タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、例えば概ね直方体の樹脂パッケージで覆われた外形を有しており、直方体の底面に、複数のソース用端子６１、複数のタッチ検出用端子６２および複数の選択端子６３が配置されている。タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、さらに複数の第４端子６４を備えている。図５Ａおよび図５Ｂに示す例では、これらの端子は底面に配置されたフラットなパッド形状を有しているが、これらの端子は、底面から伸びるピン形状を有していたり、直方体の側面から伸びるピン形状を有していてもよい。また、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は樹脂パッケージで覆われておらず、ベアチップであってもよい。図５Ｂに示す各端子の位置、サイズおよび数は、分かりやすさのため模式的に示されており、実際のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１における各端子の位置、サイズおよび数とは異なっている。特に、図示している端子数の数は、分かりやすさのため、実際のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１の端子数よりも大幅に少なくしている。

タッチパネル用ディスプレイドライバ５１がアクティブマトリクス基板１０に実装されることによって、ソース用端子６１、タッチ検出用端子６２および選択端子６３は、アクティブマトリクス基板１０のソース配線１３またはタッチ検出用配線１４と電気的に接続されており、第４端子は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）１９０を介してディスプレイコントローラ１５２と電気的に接続されている。より具体的には、ソース用端子６１はソース配線１３に電気的に接続されており、タッチ検出用端子６２は、タッチ検出用配線１４に電気的に接続されている。一方、選択端子６３については、すべてがソース配線１３に電気的に接続されるか、すべてがタッチ検出用配線１４に電気的に接続されるか、一部がソース配線１３に電気的に接続され、残りの少なくとも一部がタッチ検出用配線１４に電気的に接続される。つまり、選択端子６３の一部は、ソース配線１３およびタッチ検出用配線１４のいずれにも電気的に接続されていなくてもよい。

一方、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１の内部では、ソース用端子６１、タッチ検出用端子６２および選択端子６３は、セレクタ回路５２に電気的に接続されており、第４端子６４は、タッチ検出回路５４およびデータ受信回路５５と電気的に接続されている。

図６は、セレクタ回路５２の構成の一例を示す回路図である。セレクタ回路５２は、複数の第３スイッチング素子７１と、複数の第４スイッチング素子７２と、複数の第１スイッチング素子７３と、複数の第２スイッチング素子７４とを備える。各スイッチング素子は、制御端子に電圧を印加することによってスイッチがＯＮとなるスイッチング素子であり、例えば、ＦＥＴなどのトランジスタである。この場合、制御端子はゲートである。

各第３スイッチング素子７１は、一端がソース用端子６１に接続され、他端がソースドライバ回路５３に接続されている。図６ではソースドライバ回路５３への接続を「Ｓ」で示している。つまり第３スイッチング素子７１はソース用端子６１とソースドライバ回路５３との間に接続されている。同様に、各第４スイッチング素子７２は、一端がタッチ検出用端子６２に接続され、他端がタッチ検出回路５４に接続されている。図６ではタッチ検出回路５４への接続を「Ｔ」で示している。

各第１スイッチング素子７３および各第２スイッチング素子７４は一対をなしている。各一対において、第１スイッチング素子７３の一端および第２スイッチング素子７４の一端は、複数の選択端子６３のうち同じ１つと電気的に接続されている。第１スイッチング素子７３の他端は、ソースドライバ回路５３（Ｓ）に電気的に接続され、第２スイッチング素子７４の他端は、前記タッチ検出回路５４（Ｔ）に電気的に接続されている。

第３スイッチング素子７１、第４スイッチング素子７２、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４の制御端子であるゲートへの接続配線をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４とする。

セレクタ回路５２は、レジスタ５６の設定データに基づき、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１の動作時に、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４からなる各一対において、配線Ｃ３および配線Ｃ４のいずれかに一方に電圧を印加することによって、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４のうちの一方を選択的にＯＮ状態にする。また、動作時には、配線Ｃ１および配線Ｃ２に電圧を印加することによって、第３スイッチング素子７１および第４スイッチング素子７２がＯＮ状態となる。これにより、ソース用端子６１がソースドライバ回路５３に接続され、タッチ検出用端子６２がタッチ検出回路５４に接続される。

セレクタ回路５２は、第３スイッチング素子７１および第４スイッチング素子７２を備えていなくてもよい。この場合、動作状態にかかわらず、ソース用端子６１とソースドライバ回路５３とが常時接続され、タッチ検出用端子６２とタッチ検出回路５４とが常時接続されている。第３スイッチング素子７１および複数の第４スイッチング素子７２を備えないことによって、セレクタ回路５２の回路規模を小さくすることができ、製造時の不良率も低減できる。一方、セレクタ回路５２は、複数の第３スイッチング素子７１および複数の第４スイッチング素子７２を備えている場合には、選択端子６３と、ソースドライバ回路５３およびタッチ検出回路５４との間にのみスイッチング素子が介在する場合に比べて、ソース用端子６１と、ソースドライバ回路５３に接続された選択端子６３との間、および、タッチ検出用端子６２と、タッチ検出回路５４に接続された選択端子６３との間において、電圧レベルに差異が生じるのを抑制することができる。

データ受信回路５５は、ディスプレイコントローラ１５２から設定データおよび画像データを受け取り、設定データをレジスタ５６に出力し、画像データをソースドライバ回路５３へ出力する。

ソースドライバ回路５３は、画像データをデータ受信回路５５から受け取って、アクティブマトリクス基板１０ の画素２０に接続されているソース配線１３に供給するソース信号を生成する。生成可能なソース信号の数、つまり、駆動可能なソース配線１３の数は、ソース用端子６１の数および選択端子６３の数の合計の数に等しい。上述したようにソースドライバ回路５３は、セレクタ回路５２の第３スイッチング素子７１および第１スイッチング素子７３に接続されている。

レジスタ５６は、データ受信回路５５から受け取った設定データをレジスタ値として格納する。設定データは、それぞれが第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４からなる複数の対において、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４のいずれをＯＮにするかを表す。セレクタ回路５２は、動作時において、設定データに基づき、上述した第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４からなる各一対において、配線Ｃ３および配線Ｃ４のいずれかに一方に電圧を印加することによって、第１スイッチング素子７３または第２スイッチング素子７４のいずれか一方をＯＮにし、他方をＯＦＦにする。いずれのレジスタ値が設定されていても第３スイッチング素子７１および第４スイッチング素子７２を制御する配線Ｃ１および配線Ｃ２には電圧が印加され、第３スイッチング素子７１および第４スイッチング素子７２はすべてＯＮになる。

設定データは複数設定値を含み得る。表１に、レジスタに設定される設定値（レジスタ値）が０～７（３ビット）である場合において、第３スイッチング素子７１、第４スイッチング素子７２、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４がＯＮになる数の例を示す。設定値、つまり、レジスタ値が異なることによって、それぞれに対応して、ＯＮ状態となる第１スイッチング素子７３の数が互いに異なっている。例えば、表１に示す例において、レジスタの値「０」である場合、２８８個の第１スイッチング素子７３がＯＮになり、レジスタの値が「１」である場合、２４０個の第１スイッチング素子７３がＯＮとなる。なお、第１スイッチング素子７３と第２スイッチング素子７４とは対をなしているので、第１スイッチング素子７３がＯＮとなる数は、第２スイッチング素子７４がＯＦＦとなる数と一致する。

設定データは、どの第１スイッチング素子７３をＯＮにするかの情報を含む。図７Ａおよび図７Ｂは、レジスタ５６の設定値にしたがって、第１スイッチング素子７３または第２スイッチング素子７４を選択的にＯＮにした場合において、選択端子６３が、ソースドライバ回路５３およびタッチ検出回路５４のいずれに接続されているかを模式的に示している。図７Ａおよび図７Ｂにおいて、ソースドライバ回路５３に接続された選択端子６３Ａおよびタッチ検出回路５４に接続された選択端子６３Ｂの位置は、異なっている。図７Ａでは、選択端子６３のうち、破線で囲んでいる両側の８個（片側に４個づつ）がソースドライバ回路５３に接続された選択端子６３Ａであり、中央の３個がタッチ検出回路５４に接続された選択端子６３Ｂである。一方図７Ｂでは、選択端子６３のうち、両側の８個（片側に４個づつ）がタッチ検出回路５４に接続された選択端子６３Ｂであり、破線で囲んでいる中央の３個がソースドライバ回路５３に接続された選択端子６３Ａである。このように、複数の設定値のそれぞれに対応して、ＯＮ状態となる前記第１スイッチング素子に接続された前記選択端子の位置が互いに異なっている。

なお、表１に示す例では、異なるレジスタ５６の値に対してＯＮとなる第１スイッチング素子７３の数が異なっている。この場合、異なるレジスタ値に対してＯＮとなる第１スイッチング素子７３の少なくとも一部の位置が異なり得る。つまり、複数の選択端子６３のうち、ソースドライバ回路５３と接続される選択端子の数および位置が異なり得る。しかし、異なるレジスタ値に対してＯＮとなる第１スイッチング素子７３の数は同じであり、ＯＮとなる第１スイッチング素子７３の位置のみ、つまり、ソースドライバ回路５３と接続される選択端子の位置のみが異なっていてもよい。

ソース配線１３およびタッチ検出用配線１４は、同じ方向に伸び、非表示領域１０ｈに引き出されるため、非表示領域１０ｈにおいて、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１のソース用端子６１、タッチ検出用端子６２および選択端子６３と接続されるソース配線１３の一端およびタッチ検出用配線１４の一端が所定の順序で配列されることになる。画像解像度およびタッチ検出の分解能が変われば、ソース配線１３の数およびタッチ検出用配線数も変わるため、この配列の順序も変わり得る。このため、ソースドライバ回路５３に接続される選択端子６３の数と位置、あるいは、位置のみが変更できることによって、アクティブマトリクス基板１０におけるソース配線１３およびタッチ検出用配線１４を含む回路パターンの設計の自由度を高めることができる。

タッチ検出回路５４は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）を含み、アクティブマトリクス基板１０のタッチ検出用配線１４を介してセンサ電極１５の静電容量を検出する。検出可能なセンサ電極１５の数、つまり、タッチ検出用配線１４の数は、タッチ検出用端子６２の数および選択端子６３の数の合計の数に等しい。上述したように、タッチ検出回路５４は、セレクタ回路５２の第４スイッチング素子７２および第１スイッチング素子７３に接続されている。

次に、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１およびディスプレイコントローラ１５２の動作を説明する。

まず、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１がアクティブマトリクス基板１０に実装された時点で、複数の選択端子６３のうち、ソース配線１３に電気的に接続されている端子およびタッチ検出用配線１４に接続されている端子が決定さている。

表示装置２００の動作時に、ディスプレイコントローラ１５２は、ホストコンピュータなどから画像データを受け取り、タイミングコントローラ１５３がレジスタの設定データおよび画像データをタッチパネル用ディスプレイドライバ５１へ出力する。タッチパネル用ディスプレイドライバ５１は、データ受信回路５５でこれらのデータを受け取り、設定データをレジスタ５６に格納する。セレクタ回路５２は、レジスタ５６の設定データに基づき、上述したように、選択端子６３に接続された第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちの一方を選択的にＯＮ状態にし、選択端子６３をソースドライバ回路５３またはタッチ検出回路５４に接続する。ソースドライバ回路５３に接続された選択端子６３には、上述したように、ソース配線１３が接続されており、タッチ検出回路５４に接続された選択端子６３には、タッチ検出用配線１４が接続されている。

タッチパネル用ディスプレイドライバ５１のソースドライバ回路５３は、画像データを、セレクタ回路５２を介してアクティブマトリクス基板１０のソース配線１３に供給する。

また、センサ電極１５に接続されたタッチ検出用配線１４がセレクタ回路５２を介してタッチ検出回路５４に接続されており、センサ電極１５の静電容量に基づく電圧がタッチ検出回路５４で検出される。検出された電圧はタッチデータとして、ディスプレイコントローラ１５２のタッチコントローラ１５４に入力され、タッチ位置情報を生成する。

本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１によれば、選択端子６３は、ソース配線の駆動に使うこともセンサ電極の静電容量の検出にも使える。このため、種々の画像の解像度およびタッチ検出の分解能に対応することが可能である。以下、従来のタッチパネル用ディスプレイドライバと比較をしながら、本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１による効果を説明する。

従来のタッチパネル用ディスプレイドライバでは、１つのタッチパネル用ディスプレイドライバが駆動でソース配線数および検出可能なタッチ検出用配線数はあらかじめ定まっており、変更することができなかった。例えば、表2に示すように、ある従来のタッチパネル用ディスプレイドライバが駆動できるソース配線数は１４４０本であり、検出可能なセンサ電極数であるタッチ検出用配線数は５２８本である。これ対し、本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１では、レジスタの値に応じて選択端子をソース配線に接続することもできるし、タッチ検出用配線に接続することもできる。つまり選択端子におけるソース配線用の端子とタッチ検出配線用の端子の割合を変更することが可能である。例えば表１に示すように選択端子６３の用途を変更できる場合、駆動できるソース配線数は１１５２～１４４０本であり、検出できるタッチ検出用配線数は５２８～８１６本である。

この場合、例えば、表３に示す画像解像度およびタッチ分解能を有するインセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの数は、ソース配線数に基づけは４個（１４４０×４＝５７６０）であり、タッチ検出用配線数に基づけば４個（５２８×４＝２１１２）である。本実施形態においても、レジスタの値を「０」に設定すれば、駆動できるソース配線数および検出できるタッチ検出用配線数は従来例と同じであり、必要なドライバの個数も同じである。

一方、表４に示すように、画像の解像度が同じＦＨＤであっても、タッチ分解能を高くした場合、インセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの数は、従来例では、ソース配線数に基づけば４個（１４４０×４＝５７６０）であり、タッチ検出用配線数に基づけば７個（５２８×７＝３６９６）である。つまり、検出すべきタッチ検出用配線数のみが増えるため、タッチパネル用ディスプレイドライバを４つ実装する場合には、検出できないタッチ検出用配線が生じる。すべてのタッチ検出用配線を検出するためには７個のタッチパネル用ディスプレイドライバが必要となる。

この時、追加される３個のタッチパネル用ディスプレイドライバでは、ソース配線に接続すべき端子に接続されるソース配線はない。つまり、ソース配線に接続すべき端子は余ってしまう。一方、３個のタッチパネル用ディスプレイドライバをアクティブマトリクス基板の非表示領域に実装する必要があるため、非表示領域を広く確保する必要がある。あるいは、非表示領域に制限があり、さらに３個のタッチパネル用ディスプレイドライバを実装することが困難であれば、従来のタッチパネル用ディスプレイドライバでは、表４に示す表示パネルを駆動することが困難である。

これに対し、本実施形態タッチパネル用ディスプレイドライバを用いる場合、レジスタの値を「４」に設定することによって、インセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの数は、ソース配線数に基づけば５個（１２４８×５＝６２４０）であり、タッチ検出用配線数に基づけば５個（７２０×５＝３６００）である。したがって、本実施形態タッチパネル用ディスプレイドライバを５個、アクティブマトリクス基板１０に実装することによって、表４の条件のタッチ分解能が高い表示パネルを駆動することができる。従来のタッチパネル用ディスプレイドライバを用いる場合に比べて、タッチパネル用ディスプレイドライバの数が２個少なくて済む。このため、本実施形態の表示モジュールによれば、より高い検出分解能を備えたインセルタッチパネルであっても、非表示領域の面積の増大を抑制することができる。

表５は、画像の解像度がＵＨＤであり、タッチ分解能がより高い（センサ電極のピッチが３ｍｍ）インセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの例を示す。従来例では、インセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの数は、ソース配線数に基づけば８個（１４４０×８＝１１５２０）であり、タッチ検出用配線数に基づけば１１個（５２８×１１＝５８０８６）である。したがって、表５の条件の表示パネルを駆動するためには、１１個の従来のタッチパネル用ディスプレイドライバが必要である。

一方、本実施形態タッチパネル用ディスプレイドライバを用いる場合、レジスタの値を「３」に設定することによって、インセルタッチパネル型の表示パネルを駆動するのに必要なタッチパネル用ディスプレイドライバの数は、ソース配線数に基づけば９個（１２９６×９＝１１６６４）であり、タッチ検出用配線数に基づけば９個（６７２×９＝６０４８）である。したがって、本実施形態タッチパネル用ディスプレイドライバを９個、アクティブマトリクス基板１０に実装することによって、表５の条件の画像解像度およびタッチ分解能が高い表示パネルを駆動することができる。

このように本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバによれば、種々の画像解像度およびタッチ分解能に対応したインセルタッチパネルに適合可能であり、より少ないタッチパネル用ディスプレイドライバでインセルタッチパネル型ディスプレイパネルを駆動できることが分かる。

［第２の実施形態］
図８は、本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１’のブロック図の一例であり、図９は、本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバの底面の端子を示す模式図である。本実施形態のタッチパネル用ディスプレイドライバ５１’は、少なくとも１つの設定端子６５と、レジスタ設定回路５７をさらに備えている。例えば、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１’は３つの設定端子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃを備えている。設定端子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃには、例えば、ハイレベル（Ｈ）またはローレベル（Ｌ）の電圧が印加され、設定端子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃと印加された電圧との組み合わせに基づき、レジスタ設定回路５７は、レジスタに設定データを設定する。

セレクタ回路５２は、レジスタ５６に設定された設定データに基づき、第１の実施形態で説明したように、第３スイッチング素子７１、第４スイッチング素子７２、第１スイッチング素子７３および第２スイッチング素子７４をＯＮ状態にして、ソース用端子６１、タッチ検出用端子６２および選択端子６３とソースドライバ回路５３およびタッチ検出回路５４とを電気的に接続する。

例えば、表６に示すように、３つの設定端子６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃに印加する電圧と、表１に示すレジスタ値を対応させてもよい。ハイレベルの電圧には、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１’の駆動電圧を用い、ローレベルの電圧には接地電圧を用いることができる。

タッチパネル用ディスプレイドライバ５１’によれば、第１の実施形態と同様、種々の画像解像度およびタッチ分解能に対応したインセルタッチパネルに対応し、より少ないタッチパネル用ディスプレイドライバでインセルタッチパネルを駆動できる。また、タッチパネル用ディスプレイドライバ５１’が実装された表示パネルを動作させた状態で、ソース用端子６１、タッチ検出用端子６２および選択端子６３とソースドライバ回路５３およびタッチ検出回路５４とが電気的に接続されるため、例えば、ホストコンピュータを動作させなくてもタッチパネル用ディスプレイドライバ５１’を備えた表示パネルの動作確認等を行うことができる。

［他の形態］
本開示のタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールは上記実施形態に限られず、種々の改変が可能である。例えば、ソース用端子、タッチ検出用端子および選択端子の数、設定できるレジスタの値、レジスタの値によってソースドライバ回路と接続する選択端子の数と位置およびタッチ検出回路５４と接続する選択端子の数と位置、タッチパネル用ディスプレイドライバの回路構成などは一例であって、上記実施形態で例示した構成に限られない。また、上述したように、表示装置の構成およびタッチパネルの構成も上記実施形態に限られない。本開示のタッチパネル用ディスプレイドライバは、種々の構造および駆動方法の液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、タッチパネルに適合していてもよい。

本開示のタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールは、以下のようにも説明することができる。

第１の構成に係るタッチパネル用ディスプレイドライバは、ソースドライバ回路と、タッチ検出回路と、セレクタ回路と、複数のソース用端子、複数のタッチ検出用端子および複数の選択端子とを備える。セレクタ回路は、複数の第１スイッチング素子と、複数の第２スイッチング素子と、レジスタと、を含み、ソースドライバ回路と、各ソース用端子とを電気的に接続し、かつ、タッチ検出回路と、各タッチ検出用端子とを電気的に接続する。セレクタ回路において、各第１スイッチング素子および各第２スイッチング素子は一対を構成しており、各一対において、第１スイッチング素子の一端および第２スイッチング素子の一端は、複数の選択端子の同じ１つと電気的に接続されており、第１スイッチング素子の他端は、ソースドライバ回路に電気的に接続され、第２スイッチング素子の他端は、タッチ検出回路に電気的に接続され、セレクタ回路は、外部から受け取った信号によって設定されたレジスタの設定データに基づき、動作時に複数の一対のそれぞれにおいて、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のうちの一方を選択的にＯＮ状態にする。

第１の構成によれば、１つのタッチパネル用ディスプレイドライバによって駆動できるソース配線の数と、検出できるタッチ検出用配線の数を変えることができる。よって、種々の画像解像度およびタッチ分解能に対応したインセルタッチパネルに適合可能である。また、より少ないタッチパネル用ディスプレイドライバでインセルタッチパネル型ディスプレイパネルを駆動できる。

第２の構成は、第１の構成において、セレクタ回路が、複数の第３スイッチング素子と、複数の第４スイッチング素子とをさらに含み、複数の第３スイッチング素子のそれぞれは、ソースドライバ回路と、各ソース用端子との間に挿入されており、複数の第４スイッチング素子のそれぞれは、タッチ検出回路と、各タッチ検出用端子との間に挿入されており、セレクタ回路は、動作時に複数の第３スイッチング素子および複数の第４スイッチング素子をＯＮにしてもよい。第２の構成によれば、ソース用端子、タッチ検出用端子および選択端子とソースドライバ回路またはタッチ検出回路との間の全てにスイッチング素子が配置されるため、ソース用端子と、ソースドライバ回路に接続された選択端子との間において、印加される画像データの電圧レベルに差異が生じることや、タッチ検出用端子と、タッチ検出回路に接続された選択端子との間において、検出感度に差異が生じることが抑制される。

第３の構成は、第１または第２の構成において、少なくとも１つの設定端子と、少なくとも１つの設定端子に接続されたレジスタ設定回路とをさらに備え、レジスタ設定回路は、少なくとも１つの設定端子に印加される電圧に基づき、レジスタに設定データを設定してもよい。第３の構成によれば、ホストコンピュータを動作させなくてもタッチパネル用ディスプレイドライバを備えた表示パネルの動作確認等を行うことができる。

第４の構成は、第１から第３の構成のいずれかにおいて、設定データが複数の設定値を含み、前記複数の設定値のそれぞれに対応して、ＯＮ状態となる第１スイッチング素子の数が異なっていてもよい。

第５の構成は、第１から第４の構成のいずれかにおいて、設定データが複数の設定値を含み、前記複数の設定値のそれぞれに対応して、ＯＮ状態となる第１スイッチング素子に接続された選択端子の位置が異なっていてもよい。

第６の構成にかかる表示モジュールは、第１の辺を有する基板と、基板上においてマトリクス状に配置され、それぞれがスイッチング素子を含む複数の画素と、基板上においてマトリクス状に配置された、タッチ検出用の複数のセンサ電極と、基板上において、複数の画素のスイッチング素子に接続され、一端が第１の辺近傍に位置する複数のソース配線と、基板上において、複数のセンサ電極に接続され、一端が第１の辺近傍に位置する複数のタッチ検出用配線と、を備えた表示パネルと、第１～第５の構成のいずれかのタッチパネル用ディスプレイドライバであって、複数のソース用端子が複数のソース配線の一端と接続され、複数のタッチ検出用端子が複数のタッチ検出用配線の一端と接続され、複数の選択端子のうち、一部が複数のソース配線の一部の一端と接続され、残りの少なくとも一部が複数のタッチ検出用配線の一部の一端と接続されたタッチパネル用ディスプレイドライバとを備えている。

第６の構成によれば、より少ない数のタッチパネル用ディスプレイドライバでインセルタッチパネル型ディスプレイパネルを駆動できる。

第７の構成は、第６の構成において、表示パネルが液晶表示パネルであってよい。

第８の構成は、第６の構成において、表示パネルが有機ＥＬパネルであってよい。

本開示のタッチパネル用ディスプレイドライバおよび表示モジュールは、種々の画像解像度およびタッチ検出分解能の組み合わせのタッチパネル内蔵型の表示モジュールに好適に用いられる。

１０…アクティブマトリクス基板、１１…基板、１１ｇ…表示領域、１１ｈ…非表示領域
１２…ゲート配線、１３…ソース配線、１４…タッチ検出用配線、１５…センサ電極、２０…画素、２２…画素電極、３０…ゲートドライバ、４０…対向基板、４１…スペーサ
４２…液晶層、５０…表示パネル、５０ａ…表示面、５１，５１’…タッチパネル用ディスプレイドライバ、５１’、５２…セレクタ回路、５３…ソースドライバ回路、５４…タッチ検出回路、５５…データ受信回路、５６…レジスタ、５７…レジスタ設定回路、６０…偏光板、６１…ソース用端子、６２…タッチ検出用端子、６３，６３Ａ，６３Ｂ…選択端子、６４…第４端子、６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ…設定端子、７１…第３スイッチング素子、７２…第４スイッチング素子、７３…第１スイッチング素子、７４…第２スイッチング素子、１００…表示モジュール、１５０…制御基板、１５１…基板、１５２…ディスプレイコントローラ、１５３…タイミングコントローラ、１５４…タッチコントローラ、１９０…フレキシブル基板
２００…表示装置

Claims (8)

1. ソースドライバ回路と、
   タッチ検出回路と、
   セレクタ回路と、
   レジスタと、
   複数のソース用端子、複数のタッチ検出用端子および複数の選択端子と
   を備え、
   前記セレクタ回路は、
   複数の第１スイッチング素子と、
   複数の第２スイッチング素子と、
   を含み、前記ソースドライバ回路と、各ソース用端子とを電気的に接続し、かつ、前記タッチ検出回路と、各タッチ検出用端子とを電気的に接続し、
   前記セレクタ回路において、各第１スイッチング素子および各第２スイッチング素子は一対を構成しており、各一対において、前記第１スイッチング素子の一端および前記第２スイッチング素子の一端は、前記複数の選択端子のうち同じ１つと電気的に接続されており、前記第１スイッチング素子の他端は、前記ソースドライバ回路に電気的に接続され、前記第２スイッチング素子の他端は、前記タッチ検出回路に電気的に接続され、
   前記セレクタ回路は、外部から受け取った信号によって設定されたレジスタの設定データに基づき、動作時に複数の前記一対のそれぞれにおいて、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のうちの一方を選択的にＯＮ状態にする、
   タッチパネル用ディスプレイドライバ。
2. 前記セレクタ回路は、
   複数の第３スイッチング素子と、
   複数の第４スイッチング素子と
   をさらに含み、
   前記複数の第３スイッチング素子のそれぞれは、前記ソースドライバ回路と、前記各ソース用端子との間に挿入されており、
   前記複数の第４スイッチング素子のそれぞれは、前記タッチ検出回路と、前記各タッチ検出用端子との間に挿入されており、
   前記セレクタ回路は、前記動作時に前記複数の第３スイッチング素子および前記複数の第４スイッチング素子をＯＮにする、請求項１に記載のタッチパネル用ディスプレイドライバ。
3. 少なくとも１つの設定端子と、
   前記少なくとも１つの設定端子に接続されたレジスタ設定回路と
   をさらに備え、
   前記レジスタ設定回路は、前記少なくとも１つの設定端子に印加される電圧に基づき、前記レジスタに前記設定データを設定する、請求項１に記載のタッチパネル用ディスプレイドライバ。
4. 前記設定データは複数の設定値を含み、
   前記複数の設定値のそれぞれに対応して、ＯＮ状態となる前記第１スイッチング素子の数が互いに異なる、請求項１に記載のタッチパネル用ディスプレイドライバ。
5. 前記設定データは複数の設定値を含み、
   前記複数の設定値のそれぞれに対応して、ＯＮ状態となる前記第１スイッチング素子に接続された前記選択端子の位置が互いに異なる、請求項１に記載のタッチパネル用ディスプレイドライバ。
6. 第１の辺を有する基板と、
   前記基板上においてマトリクス状に配置され、それぞれがスイッチング素子を含む複数の画素と、
   前記基板上においてマトリクス状に配置された、タッチ検出用の複数のセンサ電極と、
   前記基板上において、前記複数の画素のスイッチング素子に接続され、一端が前記第１の辺近傍に位置する複数のソース配線と、
   前記基板上において、前記複数のセンサ電極に接続され、一端が前記第１の辺近傍に位置する複数のタッチ検出用配線と、
   を備えた表示パネルと、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチパネル用ディスプレイドライバであって、前記複数のソース用端子が前記複数のソース配線の前記一端と接続され、前記複数のタッチ検出用端子が前記複数のタッチ検出用配線の前記一端と接続され、
   前記複数の選択端子のうち、一部が前記複数のソース配線の一部の前記一端と接続され、残りの少なくとも一部が前記複数のタッチ検出用配線の一部の前記一端と接続された、タッチパネル用ディスプレイドライバと
   を備えた、表示モジュール。
7. 前記表示パネルは液晶表示パネルである、請求項６に記載の表示モジュール。
8. 前記表示パネルは有機ＥＬパネルである、請求項６に記載の表示モジュール。

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