JP5538189B2 - Display device - Google Patents

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本発明の実施形態は、表示装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a display device.

ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備した表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備した電子機器では、液晶表示装置や有機EL表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。   Electronic devices such as mobile phones, personal digital assistants, and personal computers equipped with a display device having a touch panel function have been developed as a form of user interface. In an electronic device having such a touch panel function, it has been studied to add a touch panel function by separately attaching a touch panel substrate to a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device.

また、近年、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等によりガラス基板等の透明な絶縁基板上にさまざまな材料で薄膜を形成し、切削や研削等の作業を繰り返し行うことにより、走査線や信号線からなる表示素子や、光センサ素子等を形成して、画像読み取り装置を製造する技術が研究されている。   In recent years, thin films are formed of various materials on a transparent insulating substrate such as a glass substrate by CVD (Chemical Vapor Deposition) method, etc., and by repeating operations such as cutting and grinding, scanning lines and signal lines can be used. A technique for manufacturing an image reading device by forming a display element, an optical sensor element, or the like is being studied.

また、画像読み取り装置の読み取り方式として、光センサ素子等に替えて導電性の電極を配置し、この電極と指等との間の容量変化によりパネル表面の指やペン等の情報を検知するいわゆる静電容量方式により接触位置を検出する技術が研究されている。   In addition, as a reading method of the image reading apparatus, a so-called conductive sensor electrode is arranged instead of the optical sensor element and so on, and information such as a finger or a pen on the panel surface is detected by a change in capacitance between the electrode and the finger. A technique for detecting a contact position by a capacitance method has been studied.

特開2004−93894号公報JP 2004-93894 A

指先やペン先等の接触位置を検出可能な表示装置は様々な電子機器に搭載され、その検出感度の向上が望まれている。   Display devices capable of detecting a contact position such as a fingertip or a pen tip are mounted on various electronic devices, and improvement in detection sensitivity is desired.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、指先等の接触位置の検出感度を向上させ、動作正確性の高い表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device that improves the detection sensitivity of a contact position such as a fingertip and has high operation accuracy.

実施形態に係る表示装置によれば、マトリクス状に配置された表示画素を含む表示部と、前記表示画素に配置された画素電極と、前記画素電極が配列する行に沿って延びる走査線およびセンサ用電極と、前記画素電極が配列する列に沿って延びる信号線と、アレイ基板と、複数の前記画素電極と対向するように配置された対向電極を備えた対向基板と、前記センサ用電極および前記信号線を駆動する駆動回路と、前記駆動回路へセンサ用信号を出力するとともに、前記センサ用電極および前記信号線からの信号を受信してセンサデータを出力するセンサ用回路と、を備え、前記表示部の周囲の領域において、前記信号線が延びる方向に並ぶ複数の前記センサ用電極が電気的に接続されている。   According to the display device according to the embodiment, a display unit including display pixels arranged in a matrix, a pixel electrode arranged in the display pixel, a scanning line and a sensor extending along a row in which the pixel electrodes are arranged An electrode for a signal, a signal line extending along a column in which the pixel electrodes are arranged, an array substrate, a counter substrate having a counter electrode disposed so as to face the plurality of pixel electrodes, the sensor electrode, A drive circuit for driving the signal line; and a sensor circuit for outputting a sensor data by receiving a signal from the sensor electrode and the signal line while outputting a sensor signal to the drive circuit; In the region around the display portion, the plurality of sensor electrodes arranged in the direction in which the signal lines extend are electrically connected.

第1実施形態に係る表示装置の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one structural example of the display apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す表示装置のアレイ基板および対向電極の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one structural example of the array substrate and counter electrode of the display apparatus shown in FIG. 図1に示す表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素の動作を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of a display pixel when detecting a contact position in the display device shown in FIG. 1. 図1に示す表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the drive method of the display apparatus shown in FIG. 図1に示す表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the drive method of the display apparatus shown in FIG. 図1に示す表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the drive method of the display apparatus shown in FIG. 第2実施形態に係る表示装置のアレイ基板および対向電極の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the array substrate of the display apparatus which concerns on 2nd Embodiment, and a counter electrode. 第2実施形態に係る表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the display pixel at the time of detecting a contact position in the display apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 実施形態に係る表示装置の変形例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the display apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る表示装置の変形例の、アレイ基板および対向電極の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one structural example of an array substrate and a counter electrode of the modification of the display apparatus which concerns on embodiment. 図10に示す表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素の動作を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of a display pixel when detecting a contact position in the display device shown in FIG. 10. 実施形態に係る表示装置の変形例の、アレイ基板および対向電極の一構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one structural example of an array substrate and a counter electrode of the modification of the display apparatus which concerns on embodiment. 図12に示す表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素の動作を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for describing an operation of a display pixel when detecting a contact position in the display device illustrated in FIG. 12.

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に、第1実施形態に係る表示装置の一構成例を示す。本実施形態に係る表示装置では、複数の表示画素に対して1個の割合でセンサ用電極(指とのカップリングを検出するために設けられる電極。いずれも外部のセンサ用回路によって駆動および読み出しされる。)が設けられる。後述するように、本実施形態では、センサ用電極は、信号線SLと対向電極CEである。アレイ基板10の補助容量線CsLも対向電極CEと一体的にセンサ用電極として用いられる。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a display device according to the first embodiment. In the display device according to the present embodiment, sensor electrodes (electrodes provided for detecting coupling with a finger at a rate of one for a plurality of display pixels. Both are driven and read by an external sensor circuit. Is provided). As will be described later, in the present embodiment, the sensor electrodes are the signal line SL and the counter electrode CE. The auxiliary capacitance line CsL of the array substrate 10 is also used as a sensor electrode integrally with the counter electrode CE.

本実施形態に係る表示装置は、アレイ基板10と、対向基板20と、アレイ基板10と対向基板20との間に挟持された液晶層LQと、マトリクス状に配列した表示画素PXからなる表示部DYPと、を備えた液晶表示装置である。   The display device according to this embodiment includes a display unit including an array substrate 10, a counter substrate 20, a liquid crystal layer LQ sandwiched between the array substrate 10 and the counter substrate 20, and display pixels PX arranged in a matrix. A liquid crystal display device including DYP.

アレイ基板10は、各表示画素PXに対応するように配置された画素電極PEと、画素電極PEが配列する行に沿って延びる走査線GLと、画素電極PEが配列する列に沿って延びる信号線SLと、走査線GLと信号線SLとが交差する位置近傍に配置された画素スイッチSWと、走査線GLと略平行に延びる補助容量線CsLと、走査線駆動回路(補助容量線駆動回路を含む)YDと、信号線駆動回路(出力回路を含む)XDと、を備えている。本実施形態では、信号線SLと、補助容量線CsLおよび対向電極CEとが、指先等の接触位置の検出用のセンサ用電極として使用される。   The array substrate 10 includes a pixel electrode PE arranged so as to correspond to each display pixel PX, a scanning line GL extending along a row where the pixel electrode PE is arranged, and a signal extending along a column where the pixel electrode PE is arranged. A line switch, a pixel switch SW disposed in the vicinity of the position where the scanning line GL and the signal line SL intersect, an auxiliary capacitance line CsL extending substantially parallel to the scanning line GL, and a scanning line driving circuit (auxiliary capacitance line driving circuit). YD) and a signal line driver circuit (including an output circuit) XD. In the present embodiment, the signal line SL, the auxiliary capacitance line CsL, and the counter electrode CE are used as sensor electrodes for detecting a contact position such as a fingertip.

画素スイッチSWは例えば薄膜トランジスタである。画素スイッチSWのゲート電極は対応する走査線GLと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。画素スイッチSWのソース電極は対応する信号線SLと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。画素スイッチSWのドレイン電極は対応する画素電極PEと電気的に接続されている(あるいは一体に形成されている)。   The pixel switch SW is, for example, a thin film transistor. The gate electrode of the pixel switch SW is electrically connected to the corresponding scanning line GL (or formed integrally). The source electrode of the pixel switch SW is electrically connected to the corresponding signal line SL (or formed integrally). The drain electrode of the pixel switch SW is electrically connected to (or integrally formed with) the corresponding pixel electrode PE.

複数の走査線GLおよび補助容量線CsLは、走査線駆動回路YDと電気的に接続されている。1垂直期間の映像表示期間において、走査線駆動回路YDは1水平期間毎に複数の走査線GLを順次駆動して走査線GLと接続された画素スイッチSWを行毎に閉じるとともに、補助容量線CsLに所定の補助容量電圧を印加する。1垂直期間のブランキング期間において、走査線駆動回路YDは補助容量線CsLにセンサ信号を印加する。   The plurality of scanning lines GL and the auxiliary capacitance line CsL are electrically connected to the scanning line driving circuit YD. In the video display period of one vertical period, the scanning line driving circuit YD sequentially drives the plurality of scanning lines GL for each horizontal period to close the pixel switch SW connected to the scanning line GL for each row, and to store the auxiliary capacitance line. A predetermined auxiliary capacitance voltage is applied to CsL. In the blanking period of one vertical period, the scanning line driving circuit YD applies a sensor signal to the auxiliary capacitance line CsL.

複数の信号線SLは、信号線駆動回路XDに電気的に接続されている。映像表示期間の1水平期間において、信号線駆動回路XDは複数の信号線SLに対応する映像信号を印加する。信号線SLに印加された映像信号は、画素スイッチSWを介して対応する画素電極PEに印加される。   The plurality of signal lines SL are electrically connected to the signal line drive circuit XD. In one horizontal period of the video display period, the signal line driver circuit XD applies video signals corresponding to the plurality of signal lines SL. The video signal applied to the signal line SL is applied to the corresponding pixel electrode PE via the pixel switch SW.

アレイ基板10の一端には、信号線駆動回路XDへ映像信号を供給する画像表示用回路40と、信号線駆動回路XDへセンサ信号を供給するとともに信号線駆動回路XDおよび補助容量線CsLから出力された信号をデジタル信号に変換したセンサデータを、図示しない外部信号源へ出力するセンサ用回路30と、がフレキシブル基板FCにより電気的に接続されている。   At one end of the array substrate 10, an image display circuit 40 that supplies a video signal to the signal line drive circuit XD, a sensor signal to the signal line drive circuit XD, and an output from the signal line drive circuit XD and the auxiliary capacitance line CsL A sensor circuit 30 that outputs sensor data obtained by converting the converted signal into a digital signal to an external signal source (not shown) is electrically connected by a flexible substrate FC.

補助容量線CsLの出力信号は、表示部DYPの領域A1毎に、信号線SLが延びる方向に並ぶ複数本分の補助容量線CsLが束ねられ電気的に接続して加算される。出力信号を加算する補助容量線CsLの本数は表示部DYPの表示画素PX数に応じて設計され、例えば表示部DYPの画素数が960(行)×480(列)画素である場合、補助容量線CsLの出力信号は表示部DYPの16つの領域毎に加算される。   The output signal of the auxiliary capacitance line CsL is bundled and electrically connected and added for a plurality of auxiliary capacitance lines CsL arranged in the direction in which the signal line SL extends for each area A1 of the display unit DYP. The number of auxiliary capacitance lines CsL to which output signals are added is designed according to the number of display pixels PX of the display unit DYP. For example, when the number of pixels of the display unit DYP is 960 (row) × 480 (column) pixels, the auxiliary capacitance The output signal of the line CsL is added for every 16 areas of the display unit DYP.

同様に、信号線SLの出力信号は、表示部DYPの領域A2毎に、補助容量線CsLが延びる方向に並ぶ複数本分の信号線SLが束ねられ電気的に接続して加算される。出力信号を加算する信号線SLの本数は表示部DYPの表示画素PX数に応じて設計され、例えば表示部DYPの画素数が960×480画素である場合、信号線SLの出力信号は表示部DYPの8つの領域毎に加算される。
なお、上記の場合では、複数の補助容量線CsLや複数の信号線SLを電気的に接続することにより出力信号を加算しているが、補助容量線CsLや信号線SLを電気的に接続せずにそれぞれの補助容量線CsLおよび信号線SLの出力信号をセンサ回路30に入力し、センサ回路30で表示部DYPの領域A1、A2毎に複数の出力信号を合算するように演算してもよい。
Similarly, the output signal of the signal line SL is bundled and electrically connected and added together for each region A2 of the display unit DYP, in which a plurality of signal lines SL arranged in the direction in which the auxiliary capacitance line CsL extends. The number of signal lines SL to which output signals are added is designed according to the number of display pixels PX of the display unit DYP. For example, when the number of pixels of the display unit DYP is 960 × 480 pixels, the output signal of the signal line SL is It is added for every 8 areas of DYP.
In the above case, the output signals are added by electrically connecting the plurality of auxiliary capacitance lines CsL and the plurality of signal lines SL. However, the auxiliary capacitance line CsL and the signal line SL are electrically connected. Alternatively, the output signals of the respective auxiliary capacitance lines CsL and the signal lines SL are input to the sensor circuit 30, and the sensor circuit 30 performs an operation to add a plurality of output signals for each of the areas A1 and A2 of the display unit DYP Good.

また、上記の場合では、複数の補助容量線CsLを電気的に接続し、複数の信号線SLを電気的に接続して出力信号を加算しているが、補助容量線CsLと信号線SLとの少なくとも一方を電気的に接続して出力信号を加算することによって、アレイ基板10とセンサ回路30との間に接続されたフレキシブル基板FCの接続端子の数を減らすことができる。   In the above case, the plurality of auxiliary capacitance lines CsL are electrically connected, the plurality of signal lines SL are electrically connected, and the output signal is added, but the auxiliary capacitance lines CsL and the signal lines SL are By electrically connecting at least one of them and adding the output signal, the number of connection terminals of the flexible substrate FC connected between the array substrate 10 and the sensor circuit 30 can be reduced.

対向基板20は、画素電極PEおよび補助容量線CsLと対向するように配置された複数の対向電極CEを備えている。対向電極CEは、対向する補助容量線CsLとトランスファ(図示せず)により電気的に接続されている。   The counter substrate 20 includes a plurality of counter electrodes CE arranged to face the pixel electrode PE and the auxiliary capacitance line CsL. The counter electrode CE is electrically connected to the opposing auxiliary capacitance line CsL by a transfer (not shown).

図2に、本実施形態に係る表示装置のアレイ基板10および対向電極CEの一構成例を示す。対向基板20は複数の対向電極CEを備えている。対向電極CEは、走査線GLおよび補助容量線CsLが延びる方向と略平行に延び、信号線SLが延びる方向に並んで配置されている。対向電極CEは、表示部DYPの領域A1に1つ以上配置されている。   FIG. 2 shows a configuration example of the array substrate 10 and the counter electrode CE of the display device according to the present embodiment. The counter substrate 20 includes a plurality of counter electrodes CE. The counter electrode CE extends substantially parallel to the direction in which the scanning line GL and the auxiliary capacitance line CsL extend, and is arranged side by side in the direction in which the signal line SL extends. One or more counter electrodes CE are arranged in the area A1 of the display unit DYP.

走査線駆動回路YDと表示部DYPとの間にスイッチ回路ASWが配置されている。スイッチ回路ASWは、走査線GLと走査線駆動回路YDとの間の接続を切り替えるように構成されている。   A switch circuit ASW is disposed between the scanning line driving circuit YD and the display unit DYP. The switch circuit ASW is configured to switch the connection between the scanning line GL and the scanning line driving circuit YD.

図3に、本実施形態にかかる表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素PXの動作を説明するための図を示す。   FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the display pixel PX when the contact position is detected in the display device according to the present embodiment.

指先やペン先等の接触位置を検出する際には、まずスイッチ回路ASWにより、走査線駆動回路YDと走査線GLとが電気的に切り離される。続いて、信号線駆動回路XDが信号線SLへ所定の大きさの電圧を印加するとともに走査線駆動回路YDから補助容量線CsLへセンサ信号を入力し、信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLから出力されるセンサ信号の変化を出力信号としてセンサ用回路30へ出力する。センサ用回路30は、必要に応じて、受信した信号線SLの電位Sigを補助容量線CsLが延びる方向に並んで配置された複数本の信号線SL毎に合算するとともに、信号線SLが延びる方向に並ぶ複数の補助容量線CsLからのセンサ信号を合算する。センサ用回路30は、受信した信号、又は、合算後の信号をデジタル変換したセンサデータを出力する。   When detecting the contact position of a fingertip or a pen tip, the scanning line drive circuit YD and the scanning line GL are first electrically disconnected by the switch circuit ASW. Subsequently, the signal line driving circuit XD applies a voltage of a predetermined magnitude to the signal line SL and inputs a sensor signal from the scanning line driving circuit YD to the auxiliary capacitance line CsL, and the potential Sig of the signal line SL and the auxiliary capacitance line A change in the sensor signal output from CsL is output to the sensor circuit 30 as an output signal. If necessary, the sensor circuit 30 adds up the received potential Sig of the signal line SL for each of the plurality of signal lines SL arranged side by side in the direction in which the auxiliary capacitance line CsL extends, and the signal line SL extends. The sensor signals from the plurality of auxiliary capacitance lines CsL arranged in the direction are added together. The sensor circuit 30 outputs sensor data obtained by digitally converting the received signal or the summed signal.

例えば、指先と対向電極CEとの間の距離により、指先と対向電極CEとの間に生じる容量の大きさが変化し、画素電極PEと信号線SLとの間および補助容量線CsLと信号線SLとの間に生じる容量の大きさが変化することに伴い、信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLから出力されるセンサ信号波形も変化する。したがって、指先と対向電極CEとの距離により信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLから出力されるセンサ信号波形が変化することになり、外部信号源はセンサデータから指先の接触位置を検出することができる。   For example, the size of the capacitance generated between the fingertip and the counter electrode CE changes depending on the distance between the fingertip and the counter electrode CE, and the capacitance between the pixel electrode PE and the signal line SL and between the auxiliary capacitance line CsL and the signal line are changed. As the magnitude of the capacitance generated between the signal line SL and the potential Sig of the signal line SL and the sensor signal waveform output from the auxiliary capacitance line CsL also change. Therefore, the potential Sig of the signal line SL and the sensor signal waveform output from the auxiliary capacitance line CsL change depending on the distance between the fingertip and the counter electrode CE, and the external signal source detects the contact position of the fingertip from the sensor data. be able to.

ここで、例えば信号線駆動回路XDは、信号線SLへ印加するセンサ用電圧信号を増幅する増幅回路を備えていてもよい。その場合、信号線駆動回路XDは、センサ用回路30から出力される電極駆動波形(例えば3−5V振幅)を振幅増幅して出力する。信号線SLからの出力信号は信号線駆動回路XDを介さずにセンサ用回路30へ入力される。このようにすることで、より大きい振幅で信号線SLを駆動できるため、出力信号のS(signal)/N(noise)比がさらに改善し検出感度を向上させ、動作正確性が増すことができる。   Here, for example, the signal line drive circuit XD may include an amplifier circuit that amplifies the sensor voltage signal applied to the signal line SL. In that case, the signal line drive circuit XD amplifies and outputs an electrode drive waveform (for example, 3-5 V amplitude) output from the sensor circuit 30. An output signal from the signal line SL is input to the sensor circuit 30 without passing through the signal line drive circuit XD. In this way, since the signal line SL can be driven with a larger amplitude, the S (signal) / N (noise) ratio of the output signal can be further improved, the detection sensitivity can be improved, and the operation accuracy can be increased. .

センサ用回路30は低電圧プロセスにより低コストで形成することができる。信号線駆動回路XDはセンサ用回路30よりも印加可能な電圧範囲が広い。なお、振幅増幅回路はアレイ基板10上に設けてもよい。低温ポリシリコンTFTなどを用いてレベルシフタをアレイ基板10上に設けてもよい。   The sensor circuit 30 can be formed at a low cost by a low voltage process. The signal line drive circuit XD has a wider voltage range that can be applied than the sensor circuit 30. The amplitude amplifier circuit may be provided on the array substrate 10. A level shifter may be provided on the array substrate 10 using a low-temperature polysilicon TFT or the like.

図4に、本実施形態に係る表示装置の駆動方法の一例を説明するための図を示す。図4に示す例では、例えば1垂直(V)期間が映像表示期間と垂直(V)ブランク期間とを備えている。映像表示期間は800の水平期間を含む。各水平期間において、走査線駆動回路YDが走査線GLを駆動し、信号線駆動回路XDが信号線SLを介して対応する映像信号を画素電極PEへ印加する。800の水平期間で800本の走査線GLが順次駆動され、1画面分の映像信号が画素電極PEに印加される。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a driving method of the display device according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 4, for example, one vertical (V) period includes a video display period and a vertical (V) blank period. The video display period includes 800 horizontal periods. In each horizontal period, the scanning line driving circuit YD drives the scanning line GL, and the signal line driving circuit XD applies a corresponding video signal to the pixel electrode PE via the signal line SL. In the horizontal period of 800, 800 scanning lines GL are sequentially driven, and a video signal for one screen is applied to the pixel electrode PE.

垂直ブランキング期間において、走査線駆動回路YDは補助容量線CsLへセンサ信号を入力する。信号線SLからの出力信号および補助容量線CsLからのセンサ信号出力は、センサ用回路30へ出力される。   In the vertical blanking period, the scanning line driving circuit YD inputs a sensor signal to the auxiliary capacitance line CsL. The output signal from the signal line SL and the sensor signal output from the auxiliary capacitance line CsL are output to the sensor circuit 30.

図5に、本実施形態に係る表示装置の駆動方法の他の例を説明するための図を示す。図5に示す例では、1垂直期間が複数の映像表示期間と複数のセンサ期間とを備えている。1垂直期間において、映像表示期間とセンサ期間とは交互に設けられている。2つの映像表示期間と2つのセンサ期間とを設ける場合には、各映像表示期間が400水平期間を含むように構成される。   FIG. 5 is a diagram for explaining another example of the method for driving the display device according to the present embodiment. In the example illustrated in FIG. 5, one vertical period includes a plurality of video display periods and a plurality of sensor periods. In one vertical period, the video display period and the sensor period are alternately provided. When two video display periods and two sensor periods are provided, each video display period is configured to include 400 horizontal periods.

各水平期間において、走査線駆動回路YDが走査線GLを駆動し、信号線駆動回路XDが信号線SLを介して対応する映像信号を画素電極PEへ印加する。最初の映像表示期間で400本目までの走査線GLが順次駆動され、次の映像表示期間で401本目から800番目までの走査線が順次駆動され、1画面分の映像信号が画素電極PEに印加される。   In each horizontal period, the scanning line driving circuit YD drives the scanning line GL, and the signal line driving circuit XD applies a corresponding video signal to the pixel electrode PE via the signal line SL. In the first video display period, the scanning lines GL up to the 400th are sequentially driven, and in the next video display period, the 401st to 800th scanning lines are sequentially driven, and a video signal for one screen is applied to the pixel electrode PE. Is done.

各センサ期間において、走査線駆動回路YDは補助容量線CsLへセンサ信号を入力する。最初のセンサ期間で1画面の半分の補助容量線CsLへセンサ信号が入力され、次のセンサ期間で残りの半分の補助容量線CsLへセンサ信号が入力される。信号線SLからの出力信号および補助容量線CsLからのセンサ信号出力は、センサ用回路30へ出力される。   In each sensor period, the scanning line driving circuit YD inputs a sensor signal to the auxiliary capacitance line CsL. In the first sensor period, the sensor signal is input to the half auxiliary capacitance line CsL of one screen, and in the next sensor period, the sensor signal is input to the remaining half auxiliary capacitance line CsL. The output signal from the signal line SL and the sensor signal output from the auxiliary capacitance line CsL are output to the sensor circuit 30.

さらに図6に、本実施形態に係る表示装置の駆動方法の他の例を説明するための図を示す。図6に示す場合では、接触位置の検出を行なわない場合の駆動方法の一例を示している。例えば図5に示すタイミングで駆動している際に接触位置の検出を停止する場合には、映像表示期間において映像信号を画素電極PEへ印加し、センサ期間はブランキング期間とする。   FIG. 6 is a view for explaining another example of the display device driving method according to the present embodiment. In the case shown in FIG. 6, an example of a driving method when the contact position is not detected is shown. For example, when the detection of the contact position is stopped during driving at the timing shown in FIG. 5, a video signal is applied to the pixel electrode PE in the video display period, and the sensor period is a blanking period.

上記のように、信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLからのセンサ信号出力を合算することにより、センサのS/N比を向上させることができ、接触位置の検出感度を増すことができる。すなわち、本実施形態によれば、指先等の接触位置の検出感度を向上させ、動作正確性の高い表示装置を提供することができる。   As described above, by adding the potential Sig of the signal line SL and the sensor signal output from the auxiliary capacitance line CsL, the S / N ratio of the sensor can be improved, and the detection sensitivity of the contact position can be increased. . That is, according to the present embodiment, it is possible to improve the detection sensitivity of the contact position such as the fingertip and provide a display device with high operation accuracy.

次に、第2実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において上述の第1実施形態に係る表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。   Next, a display device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components as those of the display device according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図7に第2実施形態に係る表示装置のアレイ基板10と対向電極CEとの一構成例を示す。本実施形態では、アレイ基板10は、走査線GLが延びる方向に並んだ表示画素PXの行の間に、走査線GLと略平行に延びるように配された第1電極SEを備えている。本実施形態では、信号線SLと、第1電極SEとが、指先等の接触位置を検出するセンサ用電極として用いられる。   FIG. 7 shows a configuration example of the array substrate 10 and the counter electrode CE of the display device according to the second embodiment. In the present embodiment, the array substrate 10 includes first electrodes SE arranged so as to extend substantially parallel to the scanning lines GL between the rows of display pixels PX arranged in the direction in which the scanning lines GL extend. In the present embodiment, the signal line SL and the first electrode SE are used as sensor electrodes that detect the contact position of a fingertip or the like.

第1電極SEは、ITO、アルミニウム、走査線GLと同じ材料等により形成することができる。第1電極SEには走査線駆動回路YDからセンサ信号が入力される。   The first electrode SE can be formed of ITO, aluminum, the same material as the scanning line GL, or the like. A sensor signal is input to the first electrode SE from the scanning line driving circuit YD.

第1電極SEのセンサ信号出力は、表示部DYPの領域A1毎に、信号線SLが延びる方向に並ぶ複数本分の第1電極SEが束ねられ電気的に接続して加算される。出力信号を加算する第1電極SEの本数は表示部DYPの表示画素PX数に応じて設計され、例えば表示部DYPの画素数が960(行)×480(列)画素である場合、第1電極SEの出力信号は表示部DYPの16つの領域毎に加算される。   The sensor signal output of the first electrode SE is bundled and electrically connected and added for a plurality of first electrodes SE arranged in the direction in which the signal line SL extends for each area A1 of the display unit DYP. The number of first electrodes SE to which output signals are added is designed according to the number of display pixels PX of the display unit DYP. For example, when the number of pixels of the display unit DYP is 960 (rows) × 480 (columns) pixels, The output signal of the electrode SE is added for every 16 areas of the display unit DYP.

同様に、信号線SLの出力信号は、表示部DYPの領域A2毎に、第1電極SEが延びる方向に並ぶ複数本分の信号線SLが束ねられ電気的に接続して加算される。出力信号を加算する信号線SLの本数は表示部DYPの表示画素PX数に応じて設計され、例えば表示部DYPの画素数が960×480画素である場合、信号線SLの出力信号は表示部DYPの8つの領域毎に加算される。   Similarly, the output signal of the signal line SL is bundled and electrically connected and added together for a plurality of signal lines SL arranged in the extending direction of the first electrode SE for each region A2 of the display unit DYP. The number of signal lines SL to which output signals are added is designed according to the number of display pixels PX of the display unit DYP. For example, when the number of pixels of the display unit DYP is 960 × 480 pixels, the output signal of the signal line SL is the display unit. It is added for every 8 areas of DYP.

なお、上記の場合では、複数の第1電極SEや複数の信号線SLを電気的に接続することにより出力信号を加算しているが、第1電極SEや信号線SLを電気的に接続せずにそれぞれの第1電極SEおよび信号線SLの出力信号をセンサ回路30に入力し、センサ回路30で表示部DYPの領域A1、A2毎に複数の出力信号を合算するように演算してもよい。   In the above case, the output signals are added by electrically connecting the plurality of first electrodes SE and the plurality of signal lines SL. However, the first electrodes SE and the signal lines SL are electrically connected. Alternatively, the output signals of the first electrodes SE and the signal lines SL are input to the sensor circuit 30, and the sensor circuit 30 performs an operation so as to add a plurality of output signals for each of the areas A1 and A2 of the display unit DYP. Good.

また、上記の場合では、複数の第1電極SEを電気的に接続し、複数の信号線SLを電気的に接続して出力信号を加算しているが、第1電極SEと信号線SLとの少なくとも一方を電気的に接続して出力信号を加算することによって、アレイ基板10とセンサ回路30との間に接続されたフレキシブル基板FCの接続端子の数を減らすことができる。   In the above case, the plurality of first electrodes SE are electrically connected, the plurality of signal lines SL are electrically connected, and the output signal is added. However, the first electrode SE and the signal line SL are By electrically connecting at least one of them and adding the output signal, the number of connection terminals of the flexible substrate FC connected between the array substrate 10 and the sensor circuit 30 can be reduced.

対向基板20は、画素電極PEおよび補助容量線CsLと対向するように配置された複数の対向電極CEを備えている。対向電極CEは、走査線GLおよび補助容量線CsLが延びる方向と略平行に延びて、信号線SLが延びる方向に並んで配置されている。対向電極CEは、第1電極SEと対向しないように、信号線SLが延びる方向に所定の間隔を置いて並んで配置されている。このように、対向電極CEと第1電極SEとが対向しないように配置することにより、第1電極SEの配線容量を一桁程度低減することができるため、指先等の接触位置の検出精度を改善することができる。   The counter substrate 20 includes a plurality of counter electrodes CE arranged to face the pixel electrode PE and the auxiliary capacitance line CsL. The counter electrode CE extends substantially parallel to the direction in which the scanning line GL and the auxiliary capacitance line CsL extend, and is arranged side by side in the direction in which the signal line SL extends. The counter electrode CE is arranged side by side with a predetermined interval in the direction in which the signal line SL extends so as not to face the first electrode SE. In this way, by arranging the counter electrode CE and the first electrode SE so as not to oppose each other, the wiring capacity of the first electrode SE can be reduced by about one digit. Can be improved.

図8に、本実施形態にかかる表示装置において、接触位置を検出する際の表示画素PXの動作を説明するための図を示す。指先やペン先等の接触位置を検出する際には、まず信号線駆動回路XDが信号線SLへ所定の大きさの電圧を印加するとともに走査線駆動回路YDから第1電極SEへセンサ信号を入力し、信号線SLの電位Sigおよび第1電極SEから出力されるセンサ信号出力をセンサ用回路30へ出力する。センサ用回路30は、必要に応じて、受信した信号線SLの電位Sigを領域A2に並んで配置された複数本の信号線SL毎に合算し、受信したセンサ信号出力を必要に応じて領域A1に並んで配置された複数本の第1電極SE毎に合算する。センサ用回路30は、受信した信号、又は、合算後の信号をデジタル変換したセンサデータを出力する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the display pixel PX when the contact position is detected in the display device according to the present embodiment. When detecting the contact position of a fingertip or a pen tip, the signal line driving circuit XD first applies a voltage of a predetermined magnitude to the signal line SL and sends a sensor signal from the scanning line driving circuit YD to the first electrode SE. The sensor signal output that is input and output from the potential Sig of the signal line SL and the first electrode SE is output to the sensor circuit 30. The sensor circuit 30 adds up the received potential Sig of the signal line SL for each of the plurality of signal lines SL arranged side by side in the area A2, and outputs the received sensor signal output to the area as necessary. Summing up for each of the plurality of first electrodes SE arranged side by side in A1. The sensor circuit 30 outputs sensor data obtained by digitally converting the received signal or the summed signal.

例えば、指先と第1電極SEとの間の距離により、第1電極SEと信号線SLとの間に生じる容量の大きさが変化し、信号線SLの電位Sigおよび第1電極SEから出力されるセンサ信号波形も変化する。したがって、外部信号源はセンサデータから指先の接触位置を検出することができる。   For example, the size of the capacitance generated between the first electrode SE and the signal line SL changes depending on the distance between the fingertip and the first electrode SE, and is output from the potential Sig of the signal line SL and the first electrode SE. The sensor signal waveform changes. Therefore, the external signal source can detect the contact position of the fingertip from the sensor data.

上記のように、本実施形態によれば、信号線SLの電位Sigおよび第1電極SEからのセンサ信号出力を合算することにより、センサのS/N比を向上させることができ、接触位置の検出感度を増すことができる。すなわち、上述の第1実施形態にかかる表示装置と同様に、指先等の接触位置の検出感度を向上させ、動作正確性の高い表示装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, the S / N ratio of the sensor can be improved by adding the potential Sig of the signal line SL and the sensor signal output from the first electrode SE, and the contact position can be improved. The detection sensitivity can be increased. That is, similarly to the display device according to the first embodiment described above, it is possible to improve the detection sensitivity of the contact position such as a fingertip and provide a display device with high operation accuracy.

また、対向電極CEがアレイ基板10に形成される場合には、信号線SLと第1電極SEをセンサ用電極として、指先等の接触位置を同様に検出することができる。   Further, when the counter electrode CE is formed on the array substrate 10, the contact position of the fingertip or the like can be similarly detected using the signal line SL and the first electrode SE as the sensor electrode.

以下、実施形態に係る表示装置の変形例について説明する。
図9に、実施形態に係る表示装置の変形例について説明するための平面図を示す。図9に示す表示装置では、表示画素PXの行間において、2つの第1電極SE´が走査線GLの延びる方向に並んで配置されている。第1電極SE´は、表示部DYPの領域A1´毎に、表示部DYPの周囲の領域で束ねられ電気的に接続し、複数の出力信号が加算される。このように、第1電極SE´を走査線GLが延びる方向において分割して配置することによって、第1電極SE´の配線負荷容量を減らすことができ、接触位置の検出感度をさらに高めることができる。
Hereinafter, modified examples of the display device according to the embodiment will be described.
FIG. 9 is a plan view for explaining a modification of the display device according to the embodiment. In the display device shown in FIG. 9, between the rows of the display pixels PX, the two first electrodes SE ′ are arranged side by side in the direction in which the scanning lines GL extend. The first electrode SE ′ is bundled and electrically connected in a region around the display unit DYP for each region A1 ′ of the display unit DYP, and a plurality of output signals are added. As described above, by dividing the first electrode SE ′ in the direction in which the scanning line GL extends, the wiring load capacity of the first electrode SE ′ can be reduced, and the detection sensitivity of the contact position can be further increased. it can.

図10に、実施形態に係る表示装置の変形例について説明するための平面図を示す。図10には、アレイ基板10の表示部DYPおよび対向電極CEの一構成例を示す。この変形例では、信号線SLと補助容量線CsLとをセンサ用電極として使用するものであって、補助容量線CsLと対向電極CEとを電気的に接続していない。   FIG. 10 is a plan view for explaining a modification of the display device according to the embodiment. FIG. 10 shows a configuration example of the display unit DYP and the counter electrode CE of the array substrate 10. In this modification, the signal line SL and the auxiliary capacitance line CsL are used as sensor electrodes, and the auxiliary capacitance line CsL and the counter electrode CE are not electrically connected.

図11に、接触位置を検出する際の表示画素PXの動作の一例を説明するための図を示す。指先やペン先等の接触位置を検出する際には、まず信号線駆動回路XDが信号線SLへ所定の大きさの電圧を印加するとともに走査線駆動回路YDから補助容量線CsLへセンサ信号を入力し、信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLから出力されるセンサ信号出力をセンサ用回路30へ出力する。センサ用回路30は受信した信号線SLの電位Sigを領域A2に並んで配置された複数本の信号線SL毎に合算し、受信したセンサ信号出力を領域A1に並んで配置された複数本の補助容量線CsL毎に合算し、それらをデジタル変換したセンサデータを出力する。   FIG. 11 is a diagram for explaining an example of the operation of the display pixel PX when detecting the contact position. When detecting the contact position of a fingertip or a pen tip, first, the signal line driving circuit XD applies a voltage of a predetermined magnitude to the signal line SL and sends a sensor signal from the scanning line driving circuit YD to the auxiliary capacitance line CsL. The sensor signal output that is input and output from the potential Sig of the signal line SL and the auxiliary capacitance line CsL is output to the sensor circuit 30. The sensor circuit 30 adds up the received potentials Sig of the signal lines SL for each of the plurality of signal lines SL arranged in the region A2, and the received sensor signal output is a plurality of signals arranged in the region A1. Summing up for each auxiliary capacitance line CsL, and outputting sensor data obtained by digitally converting them.

なお、補助容量線CsLの出力信号が複数本分の補助容量線CsLが束ねられ電気的に接続して加算され、信号線SLの出力信号が複数本分の信号線SLが束ねられ電気的に接続して加算されてもよい。   Note that the output signal of the auxiliary capacitance line CsL is bundled and electrically connected to a plurality of auxiliary capacitance lines CsL and added, and the output signal of the signal line SL is bundled and electrically connected to a plurality of signal lines SL. You may connect and add.

指先と補助容量線CsLおよび信号線SLとの間の距離により、補助容量線CsLと信号線SLとの間に生じる容量の大きさが変化し、信号線SLの電位Sigおよび補助容量線CsLから出力されるセンサ信号波形も変化する。したがって、外部信号源はセンサデータから指先の接触位置を検出することができる。   Depending on the distance between the fingertip, the auxiliary capacitance line CsL, and the signal line SL, the size of the capacitance generated between the auxiliary capacitance line CsL and the signal line SL changes. From the potential Sig of the signal line SL and the auxiliary capacitance line CsL The output sensor signal waveform also changes. Therefore, the external signal source can detect the contact position of the fingertip from the sensor data.

図12に、実施形態に係る表示装置の変形例について説明するための平面図を示す。図12には、アレイ基板10の表示部DYPおよび対向電極CEの一構成例を示す。この変形例では、信号線SLと第1電極SEとをセンサ用電極として使用している。対向基板20には、第1電極SEと対向するように配置され、第1電極SEとトランスファにより電気的に接続された電極CEAが配置されている。電極CEAは、第1電極SEとともにセンサ用電極として機能する。   FIG. 12 is a plan view for explaining a modification of the display device according to the embodiment. FIG. 12 shows a configuration example of the display unit DYP and the counter electrode CE of the array substrate 10. In this modification, the signal line SL and the first electrode SE are used as sensor electrodes. The counter substrate 20 is provided with an electrode CEA that is arranged to face the first electrode SE and is electrically connected to the first electrode SE by transfer. The electrode CEA functions as a sensor electrode together with the first electrode SE.

図13に、接触位置を検出する際の表示画素PXの動作の一例を説明するための図を示す。指先やペン先等の接触位置を検出する際には、まず信号線駆動回路XDが信号線SLへ所定の大きさの電圧を印加するとともに走査線駆動回路YDから第1電極SEへセンサ信号を入力し、信号線SLの電位Sigおよび第1電極SEから出力されるセンサ信号出力をセンサ用回路30へ出力する。センサ用回路30は受信した信号線SLの電位Sigを領域A2に並んで配置された複数本の信号線SL毎に合算し、受信したセンサ信号出力を領域A1に並んで配置された複数本の第1電極SE毎に合算し、それらをデジタル変換したセンサデータを出力する。   FIG. 13 is a diagram for explaining an example of the operation of the display pixel PX when detecting the contact position. When detecting the contact position of a fingertip or a pen tip, the signal line driving circuit XD first applies a voltage of a predetermined magnitude to the signal line SL and sends a sensor signal from the scanning line driving circuit YD to the first electrode SE. The sensor signal output that is input and output from the potential Sig of the signal line SL and the first electrode SE is output to the sensor circuit 30. The sensor circuit 30 adds up the received potentials Sig of the signal lines SL for each of the plurality of signal lines SL arranged in the region A2, and the received sensor signal output is a plurality of signals arranged in the region A1. Summing up for each first electrode SE and outputting sensor data obtained by digitally converting them.

なお、第1電極SEの出力信号が複数本分の第1電極SEが束ねられ電気的に接続して加算され、信号線SLの出力信号が複数本分の信号線SLが束ねられ電気的に接続して加算されてもよい。   The output signal of the first electrode SE is bundled and electrically connected to a plurality of first electrodes SE, and added, and the output signal of the signal line SL is bundled and electrically connected to a plurality of signal lines SL. You may connect and add.

指先と第1電極SEおよび信号線SLとの間の距離により、第1電極SEと信号線SLとの間に生じる容量の大きさが変化し、信号線SLの電位Sigおよび第1電極SEから出力されるセンサ信号波形も変化する。したがって、外部信号源はセンサデータから指先の接触位置を検出することができる。   Depending on the distance between the fingertip, the first electrode SE, and the signal line SL, the size of the capacitance generated between the first electrode SE and the signal line SL changes, and the potential Sig of the signal line SL and the first electrode SE change. The output sensor signal waveform also changes. Therefore, the external signal source can detect the contact position of the fingertip from the sensor data.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

SL…信号線(センサ用電極)、CE…対向電極、CsL…補助容量線(センサ用電極)、LQ…液晶層、PX…表示画素、DYP…表示部、PE…画素電極、GL…走査線、SW…画素スイッチ、YD…走査線駆動回路(駆動回路)、XD…信号線駆動回路(駆動回路)、ASW…スイッチ回路、SE…第1電極(センサ用電極)、CEA…電極、10…アレイ基板、20…対向基板、30…センサ用回路、40…画像表示用回路。   SL ... signal line (sensor electrode), CE ... counter electrode, CsL ... auxiliary capacitance line (sensor electrode), LQ ... liquid crystal layer, PX ... display pixel, DYP ... display unit, PE ... pixel electrode, GL ... scanning line , SW, pixel switch, YD, scanning line drive circuit (drive circuit), XD, signal line drive circuit (drive circuit), ASW, switch circuit, SE, first electrode (sensor electrode), CEA, electrode, 10 ... Array substrate, 20 ... counter substrate, 30 ... sensor circuit, 40 ... image display circuit.

Claims (7)

マトリクス状に配置された表示画素を含む表示部と、
前記表示画素に配置された画素電極と、前記画素電極が配列する行に沿って延びる走査線およびセンサ用電極と、前記画素電極が配列する列に沿って延びる信号線と、アレイ基板と、
複数の前記画素電極と対向するように配置された対向電極を備えた対向基板と、
前記センサ用電極および前記信号線を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路へセンサ用信号を出力するとともに、前記センサ用電極および前記信号線からの信号を受信してセンサデータを出力するセンサ用回路と、を備え、
前記表示部の周囲の領域において、前記信号線が延びる方向に並ぶ複数の前記センサ用電極が電気的に接続されている表示装置。
A display unit including display pixels arranged in a matrix;
A pixel electrode arranged in the display pixel, a scanning line and a sensor electrode extending along a row in which the pixel electrode is arranged, a signal line extending in a column in which the pixel electrode is arranged, an array substrate,
A counter substrate comprising a counter electrode arranged to face the plurality of pixel electrodes;
A drive circuit for driving the sensor electrode and the signal line;
A sensor circuit that outputs a sensor signal to the drive circuit, receives signals from the sensor electrode and the signal line, and outputs sensor data;
A display device in which a plurality of sensor electrodes arranged in a direction in which the signal lines extend are electrically connected in a region around the display unit.
前記対向電極は、前記信号線が延びる方向に並ぶ複数の前記センサ用電極と対向するように配置され、対向する前記センサ用電極と電気的に接続されている請求項1記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the counter electrode is disposed so as to face the plurality of sensor electrodes arranged in a direction in which the signal line extends, and is electrically connected to the facing sensor electrodes. 前記対向電極は、前記信号線が延びる方向に並んで配置され、
前記センサ用電極は、前記対向電極間の領域と対向するように配置されている請求項1記載の表示装置。
The counter electrode is arranged side by side in the direction in which the signal line extends,
The display device according to claim 1, wherein the sensor electrode is disposed to face a region between the counter electrodes.
前記センサ用回路から出力されたセンサ用信号を増幅する増幅手段をさらに備える請求項1記載の表示装置。   The display device according to claim 1, further comprising amplification means for amplifying the sensor signal output from the sensor circuit. 前記増幅手段は前記駆動回路に含まれる請求項4記載の表示装置。   The display device according to claim 4, wherein the amplifying unit is included in the drive circuit. 前記増幅手段は前記アレイ基板上に設けられている請求項4記載の表示装置。   The display device according to claim 4, wherein the amplifying unit is provided on the array substrate. マトリクス状に配置された表示画素を含む表示部と、
前記表示画素に配置された画素電極と、前記画素電極が配列する行に沿って延びる走査線およびセンサ用電極と、前記画素電極が配列する列に沿って延びる信号線と、アレイ基板と、
複数の前記画素電極と対向するように配置された対向電極を備えた対向基板と、
前記センサ用電極および前記信号線を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路へセンサ用信号を出力するとともに、前記センサ用電極および前記信号線からの信号を受信して、前記信号線が延びる方向に並ぶ複数の前記センサ用電極からの信号を合算し、前記センサ用電極が延びる方向に並ぶ複数の前記信号線からの信号を合算してセンサデータを出力するセンサ用回路と、を備えた表示装置。
A display unit including display pixels arranged in a matrix;
A pixel electrode arranged in the display pixel, a scanning line and a sensor electrode extending along a row in which the pixel electrode is arranged, a signal line extending in a column in which the pixel electrode is arranged, an array substrate,
A counter substrate comprising a counter electrode arranged to face the plurality of pixel electrodes;
A drive circuit for driving the sensor electrode and the signal line;
While outputting a sensor signal to the drive circuit, receiving signals from the sensor electrode and the signal line, summing signals from the plurality of sensor electrodes arranged in a direction in which the signal line extends, And a sensor circuit that outputs sensor data by adding signals from the plurality of signal lines arranged in a direction in which the sensor electrode extends.
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