JP5850350B2 - Surface display device and electronic device - Google Patents

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本発明は、面表示装置及び電子機器に関し、特に、表示面上に於いて指やペンの接触の有無や接触位置座標を検出することが可能なタッチセンサを備えた面表示装置及び電子機器に関する。   The present invention relates to a surface display device and an electronic device, and more particularly, to a surface display device and an electronic device provided with a touch sensor capable of detecting the presence or absence of contact of a finger or a pen and a contact position coordinate on a display surface. .

タッチセンサは、指やペンなどを用いて指し示された位置、或いは指し示す動作の有無を検出する装置であり、通常、液晶表示装置(LCD)やプラズマ表示装置(PDP)等の面表示装置と組み合わせて用いられる。タッチセンサの出力信号を計算機に入力し、計算機によって機器を制御したり、面表示装置の表示内容を制御したりすることにより、使い勝手の良いマンマシン・インターフェイスが実現される。タッチパネルは現在、ゲーム機、携帯情報端末、券売機、現金自動預け払い機(ATM)、カーナビゲーションなどにおいて実用化されている。   The touch sensor is a device that detects the position pointed by using a finger or a pen or the presence / absence of a pointing operation, and is usually a surface display device such as a liquid crystal display device (LCD) or a plasma display device (PDP). Used in combination. An easy-to-use man-machine interface is realized by inputting the output signal of the touch sensor to the computer and controlling the device by the computer or controlling the display content of the surface display device. Currently, touch panels have been put into practical use in game machines, personal digital assistants, ticket vending machines, automatic teller machines (ATMs), car navigation systems, and the like.

タッチセンサの方式として、アナログ容量結合方式、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式が知られている。このうちアナログ容量結合方式は、更にprojected capacitive型とsurface capacitive型とに分類される。surface capacitive型のタッチセンサは、透明基板とその上に形成された、均一な透明導電膜とその上に形成された薄い絶縁膜とで構成される。駆動する際は、この透明導電膜の4隅から交流電圧を印加する。指でタッチセンサを触れると、タッチ面表面と指とによって形成される容量によって、指に微小電流が流れる。この電流はそれぞれの隅からタッチした点へ流れる。コントローラがそれぞれの電流の比を求め、タッチ位置の座標を計算する。surface capacitive型のタッチセンサに関する技術については、特許文献1に基本装置が開示されており、これに関連する公知例が特許文献2に開示されている。また、アナログ容量結合方式の最新技術動向が非特許文献1に開示されている。   As a touch sensor system, an analog capacitive coupling system, a resistive film system, an infrared system, an ultrasonic system, and an electromagnetic induction system are known. Among these, the analog capacitive coupling method is further classified into a projected capacitive type and a surface capacitive type. A surface capacitive touch sensor is composed of a transparent substrate, a uniform transparent conductive film formed thereon, and a thin insulating film formed thereon. When driving, an alternating voltage is applied from the four corners of the transparent conductive film. When the touch sensor is touched with a finger, a minute current flows through the finger due to the capacitance formed by the surface of the touch surface and the finger. This current flows from each corner to the touched point. The controller obtains the ratio of each current and calculates the coordinates of the touch position. As for the technology related to the surface capacitive type touch sensor, Patent Document 1 discloses a basic device, and Patent Document 2 discloses a known example related thereto. Further, Non-Patent Document 1 discloses the latest technical trend of the analog capacitive coupling method.

かつて、アナログ容量結合方式のタッチセンサでは、透明基板に形成されたsurface capacitive型のタッチセンサと、面表示装置とを重ね合わせて使用していた。しかしながら、このような構成では、表示面上にタッチセンサが存在することにより、装置自体の厚みが増す、コストがかかる、表示品位が損なわれるといった課題があった。そこで、これらの課題を解決する技術が特許文献3、4に開示されている。   In the past, analog capacitive coupling type touch sensors used a surface capacitive touch sensor formed on a transparent substrate and a surface display device in an overlapping manner. However, in such a configuration, the presence of the touch sensor on the display surface has a problem that the thickness of the device itself increases, costs increase, and display quality is impaired. Thus, techniques for solving these problems are disclosed in Patent Documents 3 and 4.

特許文献3では、液晶に電圧を印加する共通電極の四隅に電流検出器を取り付け、四隅に流れる電流に基づき接触部の位置座標を計算する装置が開示されている。特許文献4では、透明対向電極に対して表示用の電圧または電流を供給する液晶表示回路と、透明対向電極の複数の箇所から流れる電流を検出する位置検出回路と、これら回路のいずれか一方を透明共通電極と電気的に導通させるスイッチング回路とを備えた装置が開示されている。両文献によると、共通電極、あるいは透明対向電極が、surface capacitive型の透明導電膜の役割を果たすとされ、surface capacitive型のタッチセンサを表示装置に別途付加する必要がないため、装置自体の厚みが増す、コストがかかる、表示品位が損なわれるといった課題が解決されるとされている。   Patent Document 3 discloses an apparatus that attaches current detectors to four corners of a common electrode that applies a voltage to liquid crystal, and calculates the position coordinates of the contact portion based on the current flowing in the four corners. In Patent Document 4, a liquid crystal display circuit that supplies a display voltage or current to the transparent counter electrode, a position detection circuit that detects current flowing from a plurality of locations of the transparent counter electrode, and any one of these circuits are provided. An apparatus is disclosed that includes a switching circuit that is in electrical communication with a transparent common electrode. According to both documents, the common electrode or the transparent counter electrode serves as a surface capacitive transparent conductive film, and it is not necessary to separately add a surface capacitive touch sensor to the display device. It is said that problems such as increase in cost, cost, and display quality are impaired.

米国特許第4293734号明細書U.S. Pat. No. 4,293,734 特公昭56−500230号公報Japanese Examined Patent Publication No. 56-500230 特開2003−99192号公報JP 2003-99192 A 特開2003−66417号公報JP 2003-66417 A 特許第3121592号公報Japanese Patent No. 3121592

三谷雄二監修、「タッチパネルの技術と開発」、シーエムシー出版、24年12月1日、p.54−64Supervised by Yuji Mitani, “Technology and Development of Touch Panels”, CM Publishing, December 1, 24, p. 54-64

しかし、前述の特許文献3、4で開示された表示装置にはいくつかの問題点がある。   However, the display devices disclosed in Patent Documents 3 and 4 have several problems.

第1の問題点は、指し示された位置、或いは指し示す動作の有無に関する信号量が小さいことである。本願発明者は、実験により非特許文献1の構成と比較して特許文献3、4で開示される構成では信号量が小さくなることを見出した。人体には明確な接地点(グランド)が存在しないため、指の容量(インピーダンス)を計算で求めることは困難であり、そのため実験が重要であった。非特許文献1の構成や特許文献3、4で開示される構成における信号量の指標、すなわち指とタッチセンサとで形成されるインピーダンス値の実験結果は後述する。   The first problem is that the signal amount related to the indicated position or presence / absence of the pointing operation is small. The inventor of the present application has found through experiments that the signal amount is smaller in the configurations disclosed in Patent Documents 3 and 4 than in the configuration of Non-Patent Document 1. Since there is no clear grounding point (ground) in the human body, it is difficult to calculate the capacitance (impedance) of the finger, and experiments were important. The signal amount index in the configuration of Non-Patent Document 1 and the configurations disclosed in Patent Documents 3 and 4, that is, the experimental result of the impedance value formed by the finger and the touch sensor will be described later.

第2の問題点は、指し示された位置、或いは指し示す動作の有無に関わらない信号(これを無効信号と呼ぶ)、すなわちノイズが大きいことである。指し示された位置、或いは指し示す動作の有無に関わる信号(これを有効信号と呼ぶ)は、前述のとおりタッチ面表面と指とによって形成される容量によって、指に流れる電流である。surface capacitive型タッチセンサの透明導電膜にはこの有効信号に加えて、指以外の容量を介した電流が流れる。特許文献3、4の構成の場合、透明導電膜には通常数ミクロンの液晶層を挟んで、画素アレイ回路が対向する形で存在し、大きな容量を形成する。本願発明者は、この容量を実測することで、この容量が、タッチ面表面と指とによって形成される容量に対し極めて大きいことを見出した。   A second problem is that a signal (this is referred to as an invalid signal) that is not related to the indicated position or the presence or absence of the indicated operation, that is, noise is large. A signal related to the indicated position or presence / absence of the pointing operation (referred to as an effective signal) is a current flowing through the finger due to the capacitance formed by the surface of the touch surface and the finger as described above. In addition to this effective signal, a current through a capacitor other than the finger flows in the transparent conductive film of the surface capacitive touch sensor. In the case of the configurations of Patent Documents 3 and 4, the transparent conductive film usually has a liquid crystal layer of several microns sandwiched between the pixel array circuits and forms a large capacitance. The inventor of the present application has found that the capacitance is extremely large compared to the capacitance formed by the surface of the touch surface and the finger by actually measuring the capacitance.

これら第1の問題点と第2の問題点から、特許文献3、4で開示された表示装置における位置、或いは指し示す動作の有無に関する信号のSN比が非常に低いことが導かれた。この結果、位置の座標の検出ができなかったり、信号処理回路が高コストになるといった課題が新たに見出された。   From these first and second problems, it was derived that the signal-to-noise ratio of the signal relating to the position in the display device disclosed in Patent Documents 3 and 4 or the presence or absence of the pointing operation is very low. As a result, new problems have been found such that the position coordinates cannot be detected and the signal processing circuit is expensive.

第3の問題点は画素スイッチがオフを維持することができず、リーク電流が生じ、表示性能を劣化させることである。特許文献4によると、位置検出期間は、対向導電膜に2〜3ボルトの交流電圧を印加するとされている。このとき、画素電極はハイインピーダンスであり、かつ対向電極と強い容量結合をしているので画素電極も同様に2〜3ボルトの範囲で変動する。そのため、画素スイッチである薄膜トランジスタ(TFT)のゲート・ソース間電圧(Vgs)が変動し、該スイッチが間欠的にオン状態となる場合がある。本願発明者はこの問題点を見出した。   The third problem is that the pixel switch cannot be kept off, leak current is generated, and display performance is deteriorated. According to Patent Literature 4, an AC voltage of 2 to 3 volts is applied to the opposing conductive film during the position detection period. At this time, since the pixel electrode has high impedance and is strongly capacitively coupled with the counter electrode, the pixel electrode similarly varies within a range of 2 to 3 volts. Therefore, the gate-source voltage (Vgs) of a thin film transistor (TFT) that is a pixel switch may fluctuate, and the switch may be intermittently turned on. The present inventor has found this problem.

本発明の第1の課題は、表示特性の劣化を招かず、軽量、小型、薄型化に適したタッチセンサ一体型の面表示装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a touch sensor integrated surface display device suitable for reduction in weight, size and thickness without deteriorating display characteristics.

本発明の第2の課題は、該面表示装置を低コストで提供することにある。   The second object of the present invention is to provide the surface display device at a low cost.

本発明の第3の課題は、資源を節約することにある。   The third object of the present invention is to save resources.

本発明の第1の視点においては、電気光学的応答をする表示素子要素に電気信号を与えるための電極が形成された表示装置基板を含み構成される面表示装置であって、該面表示装置の表示領域に対応する面にインピーダンス面を有し、更に該インピーダンス面に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、該電流検出回路によって検出された、前記インピーダンス面と指示体とで形成される静電容量に対応した電流に基づき前記指示体の有無又は位置座標を検出する機能を有し、前記電流検出回路が電流を検出する期間、前記表示素子要素に電気信号を与えるための電極のうち、前記表示領域外部から前記表示領域内部へ電気信号を伝えるための電極の少なくとも1つがハイインピーダンスとされることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface display device including a display device substrate on which an electrode for applying an electrical signal to a display element element that has an electro-optical response is formed, and the surface display device An impedance surface on a surface corresponding to the display area of the display, and a current detection circuit for detecting a current flowing through the impedance surface, and formed by the impedance surface and the indicator detected by the current detection circuit. A function of detecting the presence or absence of the indicator or a position coordinate based on a current corresponding to the electrostatic capacity, and an electrode for supplying an electric signal to the display element element during a period in which the current detection circuit detects the current. Among them, at least one of electrodes for transmitting an electric signal from the outside of the display area to the inside of the display area is set to high impedance.

本発明の第2の視点においては、電気光学的応答をする表示素子要素に電気信号を与えるための電極が形成された表示装置基板を含み構成される面表示装置であって、前記表示装置基板は、基板上に前記表示素子要素に電気信号を与えるための電極として複数の走査線と、複数の信号線とが形成され、更に前記走査線と前記信号線との交点付近に形成された画素電極と、該画素電極と前記信号線との電気的接続をオンオフするスイッチ素子と、が形成され、前記画素電極の配列により形成される表示領域を有し、前記表示領域に対応する面にインピーダンス面を有し、更に該インピーダンス面に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、前記インピーダンス面と指示体との間の静電容量を前記電流検出回路によって検出し、前記静電容量に対応した電流に基づき前記指示体の有無又は位置座標を検出する機能を有し、前記電流検出回路が電流を検出する期間は、前記走査線及び前記信号線が前記表示領域外の電圧源に対してハイインピーダンスであることを特徴とする。
本発明の第3の視点においては、電気光学的応答をする表示素子要素に電気信号を与えるための電極が形成された表示装置基板を含み構成される面表示装置であって、前記表示装置基板は、基板上に前記表示素子要素に電気信号を与えるための電極として複数の走査線と、複数の信号線とが形成され、更に前記走査線と前記信号線との交点付近に形成された画素電極と、該画素電極と前記信号線との電気的接続をオンオフするスイッチ素子と、が形成され、前記画素電極の配列により形成される表示領域を有し、前記表示領域に対応する面にインピーダンス面を有し、更に該インピーダンス面に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、前記インピーダンス面と指示体との間の静電容量を前記電流検出回路によって検出し、前記静電容量に対応した電流に基づき前記指示体の有無又は位置座標を検出する機能を有し、前記電流検出回路が電流を検出する期間は、前記走査線及び前記信号線が前記表示領域外の電圧源に対してハイインピーダンスであり、ハイインピーダンスとされた前記走査線及び前記信号線の電圧が前記インピーダンス面の電圧と同じ振幅で同じ位相であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a surface display device including a display device substrate on which an electrode for applying an electric signal to a display element element that has an electro-optical response is formed, and the display device substrate Is a pixel formed on a substrate with a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines as electrodes for applying an electrical signal to the display element element, and further formed in the vicinity of the intersection of the scanning lines and the signal lines An electrode and a switch element that turns on and off the electrical connection between the pixel electrode and the signal line, and has a display region formed by the arrangement of the pixel electrode, and has an impedance on a surface corresponding to the display region A current detection circuit for detecting a current flowing through the impedance surface, and detecting a capacitance between the impedance surface and the indicator by the current detection circuit, A function of detecting the presence or absence of the indicator or a position coordinate based on the corresponding current, and during the period in which the current detection circuit detects the current, the scanning line and the signal line are connected to a voltage source outside the display area. And high impedance.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a surface display device including a display device substrate on which an electrode for applying an electric signal to a display element element that has an electro-optical response is formed, and the display device substrate Is a pixel formed on a substrate with a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines as electrodes for applying an electrical signal to the display element element, and further formed in the vicinity of the intersection of the scanning lines and the signal lines An electrode and a switch element that turns on and off the electrical connection between the pixel electrode and the signal line, and has a display region formed by the arrangement of the pixel electrode, and has an impedance on a surface corresponding to the display region A current detection circuit for detecting a current flowing through the impedance surface, and detecting a capacitance between the impedance surface and the indicator by the current detection circuit, A function of detecting the presence or absence of the indicator or a position coordinate based on the corresponding current, and during the period in which the current detection circuit detects the current, the scanning line and the signal line are connected to a voltage source outside the display area. The voltage of the scanning line and the signal line that are high impedance is the same amplitude and phase as the voltage of the impedance plane.

本発明によれば、電流検出回路が電流を検出する期間、表示素子要素に電気信号を与えるための配線ないし電極のうち表示領域の外部から内部にかけて配される配線ないし電極の少なくとも1つをハイインピーダンスとすることで、位置検出信号のS/Nが飛躍的に向上する。また、位置検出信号のS/Nが飛躍的に向上することで、信号処理回路のコストを下げることができる。また、表示装置基板におけるスイッチング素子のオフが保持され、表示特性の劣化がなくなる。   According to the present invention, during the period in which the current detection circuit detects a current, at least one of the wirings or electrodes arranged from the outside to the inside of the display region among the wirings or electrodes for supplying an electric signal to the display element element is high. By using impedance, the S / N of the position detection signal is dramatically improved. Further, since the S / N of the position detection signal is dramatically improved, the cost of the signal processing circuit can be reduced. Further, the switching element in the display device substrate is kept off, and display characteristics are not deteriorated.

また、本発明によれば、インピーダンス面がsurface capacitive型タッチセンサの透明導電膜の役割を果たすので、surface capacitive型のタッチセンサを表示装置に別途付加する必要がなく、装置の厚みが薄くすることができ、かつ、資源を節約することができる。   Further, according to the present invention, since the impedance surface serves as a transparent conductive film of the surface capacitive touch sensor, it is not necessary to separately add a surface capacitive touch sensor to the display device, and the thickness of the device can be reduced. And resources can be saved.

本発明の実施例1に係る表示装置の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の主な電極の電圧の様子を模式的に示したタイムチャートである。It is the time chart which showed typically the mode of the voltage of the main electrode of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の画素回路部分の構成を模式的に示した部分拡大斜視図である。It is the elements on larger scale which showed typically the composition of the pixel circuit part of the display concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る表示装置における表示駆動期間の駆動条件を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the drive condition of the display drive period in the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置を図4の駆動条件で駆動した場合の各電極の電圧の様子を模式的に示したタイムチャートである。5 is a time chart schematically showing a voltage state of each electrode when the display device according to Example 1 of the present invention is driven under the driving conditions of FIG. 4. 本発明の実施例1に係る表示装置に適用したsurface capacitive型のタッチセンサの位置検出原理を説明するための模式図であり、(a)は指がない場合、(b)は指がある場合である。It is a schematic diagram for demonstrating the position detection principle of the surface capacitive touch sensor applied to the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention, (a) when there is no finger, (b) when there is a finger It is. 従来技術に係る表示装置に適用したsurface capacitive型のタッチセンサの位置検出原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the position detection principle of the surface capacitive type touch sensor applied to the display apparatus which concerns on a prior art. 従来技術に係る表示装置の構成を模式的に示した断面図であり、(a)は非特許文献1記載の構成、(b)は特許文献3、4に基づく構成である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the display apparatus which concerns on a prior art, (a) is a structure of a nonpatent literature 1, (b) is a structure based on patent documents 3 and 4. FIG. 本発明の実施例1に係る表示装置の位置検出原理を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the position detection principle of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 従来技術に係る表示装置を駆動した場合の各電極の電圧の様子を模式的に示したタイムチャートである。It is the time chart which showed typically the mode of the voltage of each electrode at the time of driving the display apparatus which concerns on a prior art. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例1の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 1 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例2の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 2 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例3の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 3 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例4の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 4 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例5の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 5 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例6の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 6 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る表示装置の変形例7の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the modification 7 of the display apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る表示装置の位置検出原理を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the position detection principle of the display apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る表示装置の構成を模式的に示した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which showed typically the structure of the display apparatus which concerns on Example 3 of this invention.

本発明の前記面表示装置において、前記走査線ならびに前記信号線上に配されたスイッチを備える。   The surface display device according to the present invention includes a switch disposed on the scanning line and the signal line.

本発明の前記面表示装置において、前記スイッチのスイッチングを制御する制御回路を備え、該制御回路は、該電流検出回路が電流を検出する期間に、前記走査線ならびに前記信号線をハイインピーダンスに制御する。   The surface display device of the present invention includes a control circuit that controls switching of the switch, and the control circuit controls the scanning line and the signal line to high impedance during a period in which the current detection circuit detects a current. To do.

本発明の前記面表示装置において、前記電流検出回路が電流を検出する期間、前記走査線を駆動する第1の駆動回路、及び前記信号線を駆動する第2の駆動回路の出力がハイインピーダンス状態となる。   In the surface display device of the present invention, the output of the first drive circuit that drives the scanning line and the second drive circuit that drives the signal line is in a high impedance state during a period in which the current detection circuit detects current. It becomes.

本発明の前記面表示装置において、前記表示装置基板は、一端が前記スイッチ素子及び前記画素電極に接続された容量と、該容量の他端と接続されるとともに前記表示領域の外部まで延在する容量線と、該容量線上に配されたスイッチと、を備え、前記電流検出回路が電流を検出する期間に、前記容量線上に配された前記スイッチのスイッチングを制御することにより、前記容量線をハイインピーダンスに制御する。   In the surface display device of the present invention, the display device substrate has one end connected to the switch element and the pixel electrode and the other end of the capacitor and extends to the outside of the display area. A capacitor line; and a switch disposed on the capacitor line, and controlling the switching of the switch disposed on the capacitor line during a period in which the current detection circuit detects a current. Control to high impedance.

本発明の前記面表示装置において、前記表示装置基板は、一端が前記スイッチ素子及び前記画素電極に接続された容量を有し、該容量の他端は前記走査線に接続され、前記電流検出回路が電流を検出する期間に、前記走査線上に配されたスイッチのスイッチングを制御することにより、前記走査線をハイインピーダンスに制御する。   In the surface display device of the present invention, the display device substrate has a capacitor having one end connected to the switch element and the pixel electrode, the other end of the capacitor being connected to the scanning line, and the current detection circuit. During the period in which the current is detected, the scanning line is controlled to have a high impedance by controlling the switching of the switch arranged on the scanning line.

本発明の前記面表示装置において、前記インピーダンス面は、前記表示素子要素を介して前記表示装置基板と対向する対向基板に形成されている。   In the surface display device of the present invention, the impedance surface is formed on a counter substrate facing the display device substrate via the display element element.

本発明の前記面表示装置において、前記表示素子要素は、液晶、電気泳動体、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、エレクトロルミネセンス材料、ガス、半導体、及び蛍光体のいずれか1つである。   In the surface display device of the present invention, the display element element is any one of a liquid crystal, an electrophoretic body, charged particles, an electrochromic material, an electroluminescent material, a gas, a semiconductor, and a phosphor.

本発明の前記面表示装置において、前記表示素子要素は、液晶を主成分とするものであり、前記インピーダンス面は、透明導電膜よりなる。   In the surface display device of the present invention, the display element element is mainly composed of liquid crystal, and the impedance surface is made of a transparent conductive film.

本発明の該面表示装置において、前記電流検出回路は、前記インピーダンス面に交流電圧を印加するとともに、該交流電圧を印加することで前記インピーダンス面に流れる電流を検出する。   In the surface display device of the present invention, the current detection circuit applies an AC voltage to the impedance surface and detects a current flowing through the impedance surface by applying the AC voltage.

本発明の前記面表示装置において、前記電流検出回路は、前記インピーダンス面の複数の箇所に対応して複数存在し、前記該電流検出回路の各々は、前記インピーダンス面の複数の箇所に対応する箇所から前記交流電圧を印加するとともに、これに対応した前記インピーダンス面の箇所の電流を検出する。   In the surface display device of the present invention, there are a plurality of the current detection circuits corresponding to a plurality of locations on the impedance surface, and each of the current detection circuits is a location corresponding to a plurality of locations on the impedance surface. The AC voltage is applied to the current, and the current at the location of the impedance surface corresponding to the AC voltage is detected.

本発明の前記面表示装置において、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記インピーダンス面上での接触物の接点座標を検出する位置検出回路を備える。   The surface display device of the present invention includes a position detection circuit that detects a contact coordinate of a contact object on the impedance surface based on an output signal of the current detection circuit.

本発明の前記面表示装置において、前記表示装置基板及び前記対向基板の基材に可撓性材料を用いる。   In the surface display device of the present invention, a flexible material is used for the base material of the display device substrate and the counter substrate.

本発明の前記面表示装置において、前記インピーダンス面にリニアライゼイションパターンが形成されている。   In the surface display device of the present invention, a linearization pattern is formed on the impedance surface.

本発明の前記面表示装置において、前記表示装置基板と前記表示素子要素を介して対向する位置に配設された対向基板を有し、前記インピーダンス面は、前記表示装置基板の前記対向基板側の面と反対側の面に存在する。   In the surface display device of the present invention, the display device substrate includes a counter substrate disposed at a position facing the display device substrate with the display element element interposed therebetween, and the impedance surface is located on the counter substrate side of the display device substrate. It exists on the surface opposite to the surface.

本発明の前記面表示装置において、前記表示装置基板と前記表示素子要素を介して対向する位置に配設された対向基板を有し、前記インピーダンス面は、前記対向基板の前記表示装置基板側の面と反対側の面に存在する。   In the surface display device of the present invention, the display device has a counter substrate disposed at a position facing the display device substrate via the display element element, and the impedance surface is located on the display device substrate side of the counter substrate. It exists on the surface opposite to the surface.

本発明においては、電子機器に前記面表示装置を搭載する。   In the present invention, the surface display device is mounted on an electronic device.

本発明の実施例1に係る面表示装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係る面表示装置の構成を模式的に示した斜視図である。   A surface display device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a surface display device according to Embodiment 1 of the present invention.

図1を参照すると、面表示装置1は、液晶表示装置(LCD)であり、表示面上に於いて指やペンの接触の有無や接触位置座標を検出することが可能なタッチセンサを備えたものである。面表示装置1は、液晶表示装置の他、プラズマ表示装置(PDP)有機EL表示装置等の面表示装置とすることもできる。面表示装置1は、表示装置基板10と、対向基板19と、液晶2および、偏光板(図示せず)と、を備える。   Referring to FIG. 1, the surface display device 1 is a liquid crystal display device (LCD) and includes a touch sensor that can detect the presence or absence of a finger or a pen and a contact position coordinate on the display surface. Is. The surface display device 1 may be a surface display device such as a plasma display device (PDP) organic EL display device in addition to a liquid crystal display device. The surface display device 1 includes a display device substrate 10, a counter substrate 19, a liquid crystal 2, and a polarizing plate (not shown).

表示装置基板10は、表示領域11にて液晶2に電気信号を与えるための電極(図1では信号線(信号電極)4a〜4c、走査線(走査電極)6a〜6c、蓄積容量線(蓄積容量電極)8a〜8cに相当)が形成された基板である。表示装置基板10の対向基板19側の面には、表示領域11に画素マトリクス部が形成されている。画素マトリクス部は、複数の信号線(図1では4a〜4c)と、該信号線と交差する複数の走査線(図1では6a〜6c)と、走査線間に配された蓄積容量線(図1では8a〜8c)と、夫々の交点に対応して配置された画素回路とで構成される。   The display device substrate 10 has electrodes (signal lines (signal electrodes) 4a to 4c, scanning lines (scanning electrodes) 6a to 6c, storage capacitance lines (storage) in FIG. 1) for applying an electrical signal to the liquid crystal 2 in the display region 11. (Capacitance electrodes) 8a to 8c) are formed. A pixel matrix portion is formed in the display area 11 on the surface of the display device substrate 10 on the counter substrate 19 side. The pixel matrix portion includes a plurality of signal lines (4a to 4c in FIG. 1), a plurality of scanning lines (6a to 6c in FIG. 1) intersecting with the signal lines, and storage capacitor lines (between the scanning lines). In FIG. 1, it is composed of 8a to 8c) and pixel circuits arranged corresponding to the respective intersections.

画素回路は、画素スイッチTFTと、蓄積容量と、画素電極とを有する。画素スイッチTFT(スイッチング素子)では、ゲート電極にTFTのオンオフを制御するための走査線6a〜6cが接続されており、ドレイン電極及びソース電極の一方に画素電極に信号を供給するための信号線4a〜4cが接続されており、ドレイン電極及びソース電極の他方に蓄積容量及び画素電極が接続されている。蓄積容量は、対応する蓄積容量線8a〜8cと接続されている。   The pixel circuit includes a pixel switch TFT, a storage capacitor, and a pixel electrode. In the pixel switch TFT (switching element), scanning lines 6a to 6c for controlling on / off of the TFT are connected to the gate electrode, and a signal line for supplying a signal to the pixel electrode to one of the drain electrode and the source electrode. 4a to 4c are connected, and a storage capacitor and a pixel electrode are connected to the other of the drain electrode and the source electrode. The storage capacitors are connected to the corresponding storage capacitor lines 8a to 8c.

表示装置基板10における表示領域11の外周部には、画素マトリクス部を駆動するための走査線駆動回路14、信号線駆動回路15、及び蓄積容量線駆動回路が配設されている。走査線駆動回路14は、走査線6a〜6cを駆動するための回路である。信号線駆動回路15は、信号線4a〜4cを駆動するための回路である。蓄積容量線駆動回路は、蓄積容量線8a〜8cに電圧信号を与えるための回路であり、COM端子に接続されている。   A scanning line driving circuit 14, a signal line driving circuit 15, and a storage capacitor line driving circuit for driving the pixel matrix portion are disposed on the outer peripheral portion of the display region 11 in the display device substrate 10. The scanning line driving circuit 14 is a circuit for driving the scanning lines 6a to 6c. The signal line drive circuit 15 is a circuit for driving the signal lines 4a to 4c. The storage capacitor line drive circuit is a circuit for applying a voltage signal to the storage capacitor lines 8a to 8c, and is connected to the COM terminal.

表示装置基板10には、対向基板19側の面の四隅近傍に電極29a〜29dが配設されている。電極29a〜29dは、対応する導通手段20a〜20dを介して対応する対向基板19の電極28a〜28dと電気的に接続されており、対応するスイッチ21a〜21dと電気的に接続されている。   The display device substrate 10 is provided with electrodes 29a to 29d in the vicinity of the four corners of the surface on the counter substrate 19 side. The electrodes 29a to 29d are electrically connected to the corresponding electrodes 28a to 28d of the counter substrate 19 through the corresponding conduction means 20a to 20d, and are electrically connected to the corresponding switches 21a to 21d.

また、表示領域11の外周部には、画素マトリクス部内の回路と、表示領域11の外周部の回路とを電気的にハイインピーダンスとすることを可能にするために、走査線6a〜6cの信号パスにはそれぞれスイッチ16a〜16cが設けられており、信号線4a〜4cの信号パスにはそれぞれスイッチ17a〜17cが設けられており、蓄積容量線8a〜8cの信号パスにはそれぞれスイッチ18a〜18cが設けられている。スイッチ16a〜16c、17a〜17c、18a〜18cは、図示されていない制御回路によってスイッチング制御される。これにより、表示領域11の外部から内部へ電気信号を伝えるための走査線6a〜6cや信号線4a〜4cをハイインピーダンスにすることが可能となる。   In addition, in the outer peripheral portion of the display region 11, the signals of the scanning lines 6 a to 6 c are provided so that the circuit in the pixel matrix portion and the circuit in the outer peripheral portion of the display region 11 can be electrically set to high impedance. Switches 16a to 16c are provided for the paths, switches 17a to 17c are provided for the signal paths of the signal lines 4a to 4c, and switches 18a to 18c are provided for the signal paths of the storage capacitor lines 8a to 8c, respectively. 18c is provided. The switches 16a to 16c, 17a to 17c, and 18a to 18c are switching-controlled by a control circuit (not shown). Thereby, the scanning lines 6a to 6c and the signal lines 4a to 4c for transmitting an electrical signal from the outside to the inside of the display area 11 can be set to high impedance.

表示装置基板10は、例えば、低温ポリシリコンTFTの製造プロセスを用いて作成される。また、スイッチ(16a〜16c、17a〜17c、18a〜18c)は、n型TFTを用いたアナログスイッチで構成することができる。また、走査線駆動回路14及び信号線駆動回路15は、n型TFTおよびp型TFTを用いて構成することができる。   The display device substrate 10 is produced using, for example, a manufacturing process of a low-temperature polysilicon TFT. Further, the switches (16a to 16c, 17a to 17c, 18a to 18c) can be configured by analog switches using n-type TFTs. Further, the scanning line driving circuit 14 and the signal line driving circuit 15 can be configured using n-type TFTs and p-type TFTs.

一方、対向基板19は、ガラス基板23と、その液晶2側の面に形成されたカラーフィルタ(図示せず)と、さらに該カラーフィルタの液晶2側の面に形成された透明導電膜12とを有する。透明導電膜12は、ITOで形成された対向電極であって、これはインピーダンス面を構成する。透明導電膜12は、表示装置基板10側の面の四隅近傍に電極28a〜28dが配設されている。電極28a〜28dは、銀ペースト等の導電材料を用いた導通手段20a〜20dを介して対応する表示装置基板10の電極29a〜29dと電気的に接続されている。ガラス基板23の表示装置基板10側の反対側の面には、偏光板(図示せず)が配置される。   On the other hand, the counter substrate 19 includes a glass substrate 23, a color filter (not shown) formed on the surface on the liquid crystal 2 side, and a transparent conductive film 12 formed on the surface on the liquid crystal 2 side of the color filter. Have The transparent conductive film 12 is a counter electrode made of ITO and constitutes an impedance surface. In the transparent conductive film 12, electrodes 28a to 28d are disposed in the vicinity of the four corners of the display device substrate 10 side. The electrodes 28a to 28d are electrically connected to the corresponding electrodes 29a to 29d of the display device substrate 10 through conduction means 20a to 20d using a conductive material such as silver paste. A polarizing plate (not shown) is disposed on the surface of the glass substrate 23 opposite to the display device substrate 10 side.

電極29a〜29dの夫々には、単極双投型のスイッチ21a〜21dと電気的に接続されている。スイッチ21a〜21dは、一方の接点に電流検出回路13a〜13dを介して交流電圧源22a〜22dが電気的に接続されており、他方の接点にCOM端子を介して蓄積容量線駆動回路と電気的に接続されている。電流検出回路13a〜13dは、電極28a〜28dでの透明導電膜12(インピーダンス面)に流れる電流を検出する。電流検出回路13a〜13dで検出された電流に係る信号は、図示されていない位置検出回路に向けて出力される。位置検出回路では、電流検出回路13a〜13dの出力信号に基づいてガラス基板23上での指24との接点位置を検出する。交流電圧源22a〜22dは、対応する電流検出回路13a〜13d、電極28a〜28dを通じて透明導電膜12に交流電圧を供給する。   Each of the electrodes 29a to 29d is electrically connected to a single pole double throw type switch 21a to 21d. In the switches 21a to 21d, AC voltage sources 22a to 22d are electrically connected to one contact through current detection circuits 13a to 13d, and the other contact is electrically connected to the storage capacitor line drive circuit via a COM terminal. Connected. The current detection circuits 13a to 13d detect the current flowing through the transparent conductive film 12 (impedance surface) at the electrodes 28a to 28d. A signal relating to the current detected by the current detection circuits 13a to 13d is output to a position detection circuit (not shown). In the position detection circuit, the contact position with the finger 24 on the glass substrate 23 is detected based on the output signals of the current detection circuits 13a to 13d. The AC voltage sources 22a to 22d supply an AC voltage to the transparent conductive film 12 through corresponding current detection circuits 13a to 13d and electrodes 28a to 28d.

液晶2は、表示装置基板10と対向基板19の間に配された電気光学的応答をする表示素子要素である。   The liquid crystal 2 is a display element element that is disposed between the display device substrate 10 and the counter substrate 19 and has an electro-optical response.

次に、本発明の実施例1に係る表示装置の動作について図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施例1に係る表示装置の主な電極の電圧の様子を模式的に示したタイムチャートである。なお、表示装置の構成については図1を参照されたい。   Next, the operation of the display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a time chart schematically showing voltage states of main electrodes of the display device according to the first embodiment of the present invention. Refer to FIG. 1 for the configuration of the display device.

ここで、図2中、Vcは透明導電膜(図1の12)の電圧、6a、6b〜6xは各走査線の電圧を走査の順に示している。また、SWはスイッチ16、スイッチ17、スイッチ18、スイッチ21の状態を決める制御信号の電圧を示す。なお、図1では概略的に走査線3本の例を示しているが、任意に設計すればよく、6xは最後に走査される走査線の電圧に対応する。   Here, in FIG. 2, Vc represents the voltage of the transparent conductive film (12 in FIG. 1), and 6a, 6b to 6x represent the voltages of the respective scanning lines in the order of scanning. SW represents the voltage of the control signal that determines the state of the switch 16, the switch 17, the switch 18, and the switch 21. Although FIG. 1 schematically shows an example of three scanning lines, it may be designed arbitrarily, and 6x corresponds to the voltage of the scanning line scanned last.

面表示装置1は、その駆動に関し、表示駆動期間と位置検出期間の2つの期間を有する。これら2つの期間は時間的に分割されている。表示駆動期間は、画素表示のために電圧を書き込むための期間である。位置検出期間は、指24の位置或いは指し示す動作の有無を検出するために、電流検出回路13a〜13dが電流を検出する期間である。   The surface display device 1 has two periods, that is, a display drive period and a position detection period, for driving. These two periods are divided in time. The display drive period is a period for writing a voltage for pixel display. The position detection period is a period in which the current detection circuits 13a to 13d detect current in order to detect the position of the finger 24 or the presence or absence of the pointing operation.

位置検出期間は、垂直ブランキング期間を利用する。垂直ブランキング期間とは、走査線6a〜6cの走査が行われていない期間をいう。位置検出期間において、スイッチ16a〜16c、スイッチ17a〜17c、スイッチ18a〜18cは図1のように全てオフ状態とされ、信号線4a〜4c、走査線6a〜6c、蓄積容量線8a〜8cは表示領域11の外部の配線(走査線駆動回路14、信号線駆動回路15、及びCOM端子に接続されている配線)に対してハイインピーダンスとされる。また、位置検出期間において、スイッチ21a〜21dは電流検出回路13a〜13dを含む交流電圧源22a〜22d側に対して導通状態とされる。この状態は、図2のSW信号をB、すなわちハイレベルとすることによって実現される。このようなスイッチの状態、すなわち図1に示されているスイッチの状態において、交流電圧源22a〜22dにより生成される同相の交流電圧を透明導電膜12の4隅の電極28a〜28dに印加する。透明導電膜12の電圧は図2のVcで示した。また、各走査線6a〜6cは、ハイインピーダンスであり、かつ、透明導電膜12と容量結合しているため、透明導電膜12の電圧振幅と同振幅で走査線6a〜6cの電圧が変動する。4隅の電極28a〜28dから与えた交流電圧は、透明導電膜12全面に伝播され、指24によって形成された容量25を介して指24に電流を流す。4つの電流検出回路13a〜13dによって検出される電流i〜iに対応した信号を演算することにより、指24の有無や指24の位置の座標が検出される。演算の一例は数式1、数式2となる。 The position detection period uses a vertical blanking period. The vertical blanking period refers to a period during which the scanning lines 6a to 6c are not scanned. In the position detection period, the switches 16a to 16c, the switches 17a to 17c, and the switches 18a to 18c are all turned off as shown in FIG. 1, and the signal lines 4a to 4c, the scanning lines 6a to 6c, and the storage capacitor lines 8a to 8c are High impedance is applied to wiring outside the display region 11 (wiring connected to the scanning line driving circuit 14, the signal line driving circuit 15, and the COM terminal). In the position detection period, the switches 21a to 21d are in a conductive state with respect to the AC voltage sources 22a to 22d including the current detection circuits 13a to 13d. This state is realized by setting the SW signal in FIG. 2 to B, that is, high level. In such a switch state, that is, the switch state shown in FIG. 1, in-phase AC voltages generated by the AC voltage sources 22 a to 22 d are applied to the four corner electrodes 28 a to 28 d of the transparent conductive film 12. . The voltage of the transparent conductive film 12 is indicated by Vc in FIG. Further, since each scanning line 6a to 6c has high impedance and is capacitively coupled to the transparent conductive film 12, the voltage of the scanning lines 6a to 6c varies with the same amplitude as the voltage amplitude of the transparent conductive film 12. . The AC voltage applied from the four corner electrodes 28 a to 28 d is propagated to the entire surface of the transparent conductive film 12, and a current flows through the finger 24 through the capacitor 25 formed by the finger 24. By calculating signals corresponding to the currents i 1 to i 4 detected by the four current detection circuits 13a to 13d, the presence / absence of the finger 24 and the coordinates of the position of the finger 24 are detected. An example of the calculation is Equation 1 and Equation 2.

Figure 0005850350
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Figure 0005850350
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ここで、xは接触位置のx座標であり、yはy座標である。kおよびkは定数である。また、iからiは、図1の4隅に示した電流検出回路13a〜13dで検出される電流であり、各々、iは13a、iは13b、iは13c、iは13dに対応する。 Here, x is the x coordinate of the contact position, and y is the y coordinate. k 1 and k 2 are constants. Further, i 1 to i 4 are currents detected by the current detection circuits 13a to 13d shown in the four corners of FIG. 1, i 1 is 13a, i 2 is 13b, i 3 is 13c, i 4 Corresponds to 13d.

上述の通り、位置検出期間において透明導電膜12は、surface capacitive型タッチセンサの透明導電膜の役割を果たす。   As described above, the transparent conductive film 12 serves as the transparent conductive film of the surface capacitive touch sensor during the position detection period.

次に、本発明の実施例1に係る表示装置における位置検出期間における透明導電膜に交流電圧が印加された際の画素回路の状態について図面を用いて説明する。図3は、本発明の実施例1に係る表示装置の画素回路部分の構成を模式的に示した部分拡大斜視図である。   Next, the state of the pixel circuit when an AC voltage is applied to the transparent conductive film in the position detection period in the display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a partially enlarged perspective view schematically showing the configuration of the pixel circuit portion of the display device according to the first embodiment of the present invention.

図3を参照すると、画素回路部分では、画素電極26と信号電極4がTFTスイッチを介して接続されており、走査電極6の制御信号によってTFTスイッチがオンオフ制御される。信号電極4はスイッチ17を介して信号線駆動回路15と接続されており、走査電極6はスイッチ16を介して走査線駆動回路14と接続されている。図3の各電極上に示した記号Vc、Vp、Vs、Vg、Vdは、その電極の電圧を表している。容量C1、C2、C3は、それぞれ画素電極26と透明導電膜12の間の容量、走査電極6と透明導電膜12の間の容量、信号電極4と透明導電膜12の間の容量を示す。   Referring to FIG. 3, in the pixel circuit portion, the pixel electrode 26 and the signal electrode 4 are connected via a TFT switch, and the TFT switch is on / off controlled by a control signal of the scanning electrode 6. The signal electrode 4 is connected to the signal line driving circuit 15 via the switch 17, and the scanning electrode 6 is connected to the scanning line driving circuit 14 via the switch 16. The symbols Vc, Vp, Vs, Vg, and Vd shown on each electrode in FIG. 3 represent the voltage of that electrode. Capacitances C1, C2, and C3 represent the capacitance between the pixel electrode 26 and the transparent conductive film 12, the capacitance between the scanning electrode 6 and the transparent conductive film 12, and the capacitance between the signal electrode 4 and the transparent conductive film 12, respectively.

次に、本発明の実施例1に係る表示装置における表示駆動期間の駆動電圧設計値について図面を用いて説明する。図4は、本発明の実施例1に係る表示装置における表示駆動期間の駆動条件を示した模式図である。   Next, drive voltage design values in the display drive period in the display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating drive conditions during the display drive period in the display device according to the first embodiment of the present invention.

表示駆動期間の駆動では、透明導電膜12、すなわち対向電極の電圧Vcを一定とし、この電圧Vcに対して最大5Vの電圧を極性反転させて液晶に印加する駆動法を採用している。対向電極の電圧Vcを6Vとし、これに対して+5Vの11Vが信号電極4を介して画素電極26に印加される最大の電圧(Vpix_high)となり、対向電極の電圧Vcに対して−5Vの1Vが最小の電圧(Vpix_low)となる。TFTスイッチのリーク電流を考慮し、スイッチオフ時の最大ゲート・ソース間電圧が−1Vとなるように、スイッチオフ時のゲート電圧(Vg_off)を0Vとした。また、十分なオン電流が得られるよう、スイッチオン時のゲート電圧(Vg_on)を15Vとした。   In the driving during the display driving period, a driving method is adopted in which the voltage Vc of the transparent conductive film 12, that is, the counter electrode is made constant, and a maximum voltage of 5V is inverted with respect to this voltage Vc and applied to the liquid crystal. The counter electrode voltage Vc is set to 6V. On the other hand, + 5V 11V is the maximum voltage (Vpix_high) applied to the pixel electrode 26 through the signal electrode 4, and -5V is 1V to the counter electrode voltage Vc. Becomes the minimum voltage (Vpix_low). Considering the leakage current of the TFT switch, the gate voltage (Vg_off) at the time of switching off is set to 0 V so that the maximum gate-source voltage at the time of switching off becomes −1V. Further, the gate voltage (Vg_on) when the switch is turned on is set to 15 V so that a sufficient on-current can be obtained.

次に、本発明の実施例1に係る表示装置を図4の駆動条件で駆動した場合の各電極の電圧について図面を用いて説明する。図5は、本発明の実施例1に係る表示装置を図4の駆動条件で駆動した場合の各電極の電圧の様子を模式的に示したタイムチャートである。   Next, the voltage of each electrode when the display device according to Example 1 of the present invention is driven under the driving conditions of FIG. 4 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a time chart schematically showing the voltage state of each electrode when the display device according to the first embodiment of the present invention is driven under the driving conditions of FIG.

図5を参照すると、表示駆動期間では、ゲート電圧Vgに正極のパルスを与え、画素電極電圧Vpに1Vを書き込んでいる。その後、スイッチ16、17をオフにし、位置検出期間に移行する。位置検出期間では前述の通り透明導電膜12に交流電圧が印加される。ここでは、オフセット電圧6V、振幅2Vの交流電圧(図5のVc)を与えた。このとき、4ミクロンの液晶層を挟んで対向している各電極、すなわち、画素電極26、走査電極6、信号電極4は、ハイインピーダンスであり、かつ、透明導電膜12と容量C1、C2、C3を介して容量結合されているため、画素電極電圧Vp、走査電極電圧Vg、信号電極電圧Vdは透明導電膜電圧Vcの振幅と同じ振幅で変動する。したがって、図5に示した例では、信号電極電圧Vdは、6Vでハイインピーダンスとされたので、オフセット電圧6V、振幅2Vの電圧となる。走査電極電圧Vgも同様に、オフセット電圧0V、振幅2Vとなる。画素電極電圧Vpも、それが最小の場合を例に示すと、オフセット電圧1V、振幅2Vとなる。なお、画素電極26はTFTスイッチのソース電極27に接続されているため、TFTスイッチのソース電極電圧Vsは画素電極電圧Vpと等しい。このように、画素回路中の全ての電極の電圧が透明導電膜12の電圧Vcの振幅に合わせて変動するため、TFTスイッチのゲート・ソース間電圧Vgsは、表示期間終了時の電圧である電圧、この例においては−1Vが位置検出期間中も保持されることとなる。つまり、位置検出期間では、透明導電膜12に交流電圧を印加しても、画素回路の全ての電極の電圧が透明導電膜12の電圧の振幅と同じ振幅で変動するため、液晶2に印加される電圧(Vc−Vp)や、TFTスイッチのゲート・ソース間電圧Vgsは変動しない。このため、位置検出期間の駆動は画質劣化の要因とならない。   Referring to FIG. 5, in the display drive period, a positive pulse is applied to the gate voltage Vg, and 1 V is written to the pixel electrode voltage Vp. Thereafter, the switches 16 and 17 are turned off, and the process proceeds to the position detection period. In the position detection period, an alternating voltage is applied to the transparent conductive film 12 as described above. Here, an AC voltage (Vc in FIG. 5) having an offset voltage of 6 V and an amplitude of 2 V was applied. At this time, the electrodes facing each other across the 4 micron liquid crystal layer, that is, the pixel electrode 26, the scanning electrode 6, and the signal electrode 4 are high impedance, and the transparent conductive film 12 and the capacitors C1, C2, Since the capacitive coupling is performed via C3, the pixel electrode voltage Vp, the scan electrode voltage Vg, and the signal electrode voltage Vd vary with the same amplitude as the amplitude of the transparent conductive film voltage Vc. Therefore, in the example shown in FIG. 5, since the signal electrode voltage Vd is set to high impedance at 6V, it becomes a voltage having an offset voltage of 6V and an amplitude of 2V. Similarly, the scan electrode voltage Vg has an offset voltage of 0V and an amplitude of 2V. For example, the pixel electrode voltage Vp has an offset voltage of 1V and an amplitude of 2V when the minimum value is taken as an example. Since the pixel electrode 26 is connected to the source electrode 27 of the TFT switch, the source electrode voltage Vs of the TFT switch is equal to the pixel electrode voltage Vp. As described above, since the voltages of all the electrodes in the pixel circuit vary in accordance with the amplitude of the voltage Vc of the transparent conductive film 12, the gate-source voltage Vgs of the TFT switch is a voltage that is a voltage at the end of the display period. In this example, -1V is held during the position detection period. That is, in the position detection period, even if an AC voltage is applied to the transparent conductive film 12, the voltage of all the electrodes of the pixel circuit varies with the same amplitude as the voltage of the transparent conductive film 12. The voltage (Vc−Vp) and the gate-source voltage Vgs of the TFT switch do not change. For this reason, driving in the position detection period does not cause deterioration in image quality.

一方、表示駆動期間においては、各スイッチは図1に示した状態とは逆の状態となる。すなわち、スイッチ16a〜16c、スイッチ17a〜17c、スイッチ18a〜18cは全てオン状態とされ、信号線4a〜4c、走査線6a〜6c、蓄積容量線8a〜8cは、表示領域11の外部の配線(走査線駆動回路14、信号線駆動回路15、及びCOM端子に接続されている配線)に対してロウインピーダンスとされる。また、スイッチ21a〜21dはCOM端子側に対して導通状態とされる。この状態は図2のSW信号をA、すなわちロウレベルとすることによって実現される。このような状態において、従来のアクティブマトリクス型LCDと同様に、走査線6a〜6cを順に走査し、信号線4a〜4cを通して表示のための電圧を画素に書き込む。表示駆動期間において、透明導電膜12には従来のLCDにおける対向電極と同様の電圧がCOM端子から与えられ、すなわち、透明導電膜12は対向電極の役割を果たし、この対向電極と画素電極26とによって、その間に存在する液晶2に対し、表示のための電圧が書き込まれる。   On the other hand, in the display drive period, each switch is in a state opposite to the state shown in FIG. That is, the switches 16a to 16c, the switches 17a to 17c, and the switches 18a to 18c are all turned on, and the signal lines 4a to 4c, the scanning lines 6a to 6c, and the storage capacitor lines 8a to 8c are wiring outside the display area 11. Low impedance is set for (the wiring connected to the scanning line driving circuit 14, the signal line driving circuit 15, and the COM terminal). Further, the switches 21a to 21d are in a conductive state with respect to the COM terminal side. This state is realized by setting the SW signal in FIG. 2 to A, that is, a low level. In such a state, like the conventional active matrix LCD, the scanning lines 6a to 6c are sequentially scanned, and a voltage for display is written to the pixels through the signal lines 4a to 4c. During the display drive period, the transparent conductive film 12 is supplied with the same voltage as the counter electrode in the conventional LCD from the COM terminal. That is, the transparent conductive film 12 serves as a counter electrode. Thus, a voltage for display is written to the liquid crystal 2 existing between them.

実施例1によれば、位置検出期間において、画素マトリクス内部の回路が外部の回路に対してハイインピーダンスとされるため、透明導電膜12に交流電圧を印加する際に、透明導電膜12から見た寄生容量が極めて小さくなる。この結果、電流検出回路13a〜13dから出力される信号のS/N比が従来と比較して2ケタ改善される。   According to the first embodiment, the circuit inside the pixel matrix is set to a high impedance with respect to the external circuit during the position detection period. Therefore, when an AC voltage is applied to the transparent conductive film 12, the transparent conductive film 12 sees it. The parasitic capacitance is extremely small. As a result, the S / N ratio of the signals output from the current detection circuits 13a to 13d is improved by two digits compared to the conventional case.

上記効果について、該S/N比のS(信号)およびN(ノイズ)を詳らかにしながら、従来技術との対比を含め、以下説明する。   The above effect will be described below, including a comparison with the prior art, while detailing S (signal) and N (noise) of the S / N ratio.

まず、本発明の実施例1に係る表示装置に適用したsurface capacitive型のタッチセンサの位置検出原理について図面を用いて説明する。図6は、本発明の実施例1に係る表示装置に適用したsurface capacitive型のタッチセンサの位置検出原理を説明するための模式図であり、(a)は指がない場合、(b)は指がある場合である。なお、説明を簡単にするため、1次元方向の位置検出原理について説明する。   First, the principle of position detection of a surface capacitive touch sensor applied to the display device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 6A and 6B are schematic views for explaining the position detection principle of the surface capacitive touch sensor applied to the display device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. This is when there is a finger. In order to simplify the description, the principle of position detection in the one-dimensional direction will be described.

図6(a)を参照すると、均一な抵抗体40の両端に、夫々電流検出回路13a、13bと交流電圧源22a、22bとが接続された構成が示されている。この抵抗体40の両端から、位相の揃った交流電圧を印加した場合、この抵抗体40に電流は流れないので、i、iともに零である。 Referring to FIG. 6A, there is shown a configuration in which current detection circuits 13a and 13b and AC voltage sources 22a and 22b are connected to both ends of a uniform resistor 40, respectively. When alternating voltages having the same phase are applied from both ends of the resistor 40, no current flows through the resistor 40, so both i 1 and i 2 are zero.

図6(b)のように指24が抵抗体40上にある場合、指24はインピーダンスZを介して接地されたモデルで示すことができる。したがってi、iは夫々、次の数式で表すことができる。 When the finger 24 is on the resistor 40 as shown in FIG. 6B, the finger 24 can be shown by a model grounded via the impedance Z. Therefore, i 1 and i 2 can be expressed by the following equations, respectively.

Figure 0005850350
Figure 0005850350

Figure 0005850350
Figure 0005850350

ここで、R、Rは指24の位置から、抵抗体40の端までの夫々の抵抗値を示す。これより、位置x (0≦x≦1)が次の式で求まる。 Here, R 1 and R 2 indicate respective resistance values from the position of the finger 24 to the end of the resistor 40. From this, the position x (0 ≦ x ≦ 1) is obtained by the following equation.

Figure 0005850350
Figure 0005850350

この数式5にインピーダンスZは含まれないものの、電流i、iはZを含み、これは位置検出のための信号である。発明者らは本実施例におけるZを実験により確認した。すなわち、実施例1の構成にある、偏光板(図示せず)とガラス基板(図1の23)と透明導電膜(図1の12)が積層された構造であって、偏光板側に指(図1の24)を置いた際のZを実験によって求めた。Zはガラス基板と偏光板を挟んで形成されるインピーダンスなので、これは容量Cとして扱うことができる。ガラス基板の厚さが0.7mm、偏光板の厚さが0.2mmのとき、Cの値は6.7pFであった。つまり、電流検出回路13a、13bから出力される信号のS/N比のS(有効信号成分)はこのCを介して流れる電流である。 Although Equation 5 does not include impedance Z, currents i 1 and i 2 include Z, which is a signal for position detection. The inventors confirmed Z in this example by experiments. That is, the structure of Example 1 is a structure in which a polarizing plate (not shown), a glass substrate (23 in FIG. 1), and a transparent conductive film (12 in FIG. 1) are laminated, and a finger is placed on the polarizing plate side. Z when (24 in FIG. 1) was placed was obtained by experiment. Since Z is an impedance formed between the glass substrate and the polarizing plate, it can be treated as a capacitor C. When the thickness of the glass substrate was 0.7 mm and the thickness of the polarizing plate was 0.2 mm, the value of C was 6.7 pF. That is, S (effective signal component) of the S / N ratio of the signals output from the current detection circuits 13a and 13b is a current flowing through this C.

なお、参考までに、非特許文献1記載の構成の場合、Cの値は30pFであった。従来技術の課題で述べた、信号が小さいとは、非特許文献1記載の構成と、特許文献3や特許文献4を比較した場合、このように容量が小さくなりこれに伴い有効信号が小さくなることを意味する。   For reference, in the case of the configuration described in Non-Patent Document 1, the value of C was 30 pF. As described in the problem of the prior art, a small signal means that when the configuration described in Non-Patent Document 1 is compared with Patent Document 3 and Patent Document 4, the capacity is reduced in this way, and the effective signal is reduced accordingly. Means that.

次に、ノイズ成分について説明する。図6で示した位置検出原理で従来技術を実施する場合、図7に示すように、抵抗体40には、指24によるインピーダンスZに加えて、寄生容量Cpが接続される。電流検出回路13a、13bの出力は、この寄生容量Cpを介した電流を重畳したものとなり、寄生容量Cpを介した電流には指24の位置に関する情報は含まれない。すなわち、寄生容量Cpを介した電流は、ノイズ成分になる。本願発明者は、この寄生容量Cpの値を実験により求めた。   Next, the noise component will be described. When the conventional technique is implemented based on the position detection principle shown in FIG. 6, a parasitic capacitance Cp is connected to the resistor 40 in addition to the impedance Z by the finger 24 as shown in FIG. 7. The outputs of the current detection circuits 13a and 13b are obtained by superimposing the current via the parasitic capacitance Cp, and the current via the parasitic capacitance Cp does not include information on the position of the finger 24. That is, the current through the parasitic capacitance Cp becomes a noise component. This inventor calculated | required the value of this parasitic capacitance Cp by experiment.

図8(a)に示される非特許文献1記載の構成の場合、寄生容量Cpはガラス基板102に形成された透明導電膜103とシールド層101によって形成され、対角2.1インチのLCDに適するサイズにおいて、その値は29pFであった。一方、図8(b)に示される特許文献3、4に基づく構成の場合、寄生容量Cpは液晶203を挟んで配設される透明導電膜204と画素マトリックス回路202を構成する電極とで形成され、その大きさは15000pFもあった。従来技術の課題で述べた、ノイズが大きいとは、非特許文献1記載の構成と、特許文献3、4を比較した場合、特許文献3、4はこのように寄生用量が圧倒的に大きく、これに伴いノイズが大きくなることを意味する。   In the case of the configuration described in Non-Patent Document 1 shown in FIG. 8A, the parasitic capacitance Cp is formed by the transparent conductive film 103 and the shield layer 101 formed on the glass substrate 102. At a suitable size, the value was 29 pF. On the other hand, in the case of the configuration based on Patent Documents 3 and 4 shown in FIG. 8B, the parasitic capacitance Cp is formed by the transparent conductive film 204 disposed with the liquid crystal 203 interposed therebetween and the electrodes constituting the pixel matrix circuit 202. The size was 15000 pF. As described in the problem of the prior art, when the noise is large, comparing the configuration described in Non-Patent Document 1 and Patent Documents 3 and 4, Patent Documents 3 and 4 have an overwhelmingly large parasitic dose in this way. This means that noise increases.

以上の結果より、特許文献3、4を実施した場合のS/Nは、次の通りである。   From the above results, the S / N ratios when Patent Documents 3 and 4 are implemented are as follows.

S/N=(指による容量を流れる電流値)/(寄生容量Cpを流れる電流値)
=(6.7pF)/(15000pF)
≒4×10−4
S / N = (current value flowing through capacitance by finger) / (current value flowing through parasitic capacitance Cp)
= (6.7 pF) / (15000 pF)
≒ 4 × 10 -4

つまり、電流検出回路の出力信号には、位置検出に関する成分がほとんど含まれておらず、上記S/Nを有する信号から、位置を検出することは不可能であった、または非常に高コストな信号処理回路が必要であった。あるいは、S/Nが低いがために複数周期に渡って信号を演算するための位置座標検出までに長時間必要である等の課題を有していた。   That is, the output signal of the current detection circuit contains almost no component relating to position detection, and it has been impossible to detect the position from the signal having the S / N, or the cost is very high. A signal processing circuit was required. Alternatively, since the S / N is low, there is a problem that it takes a long time to detect position coordinates for calculating a signal over a plurality of cycles.

一方、本発明の実施例1に係る表示装置では、位置検出期間において、各スイッチは図1の状態とされる。すなわち、スイッチ16a〜16c、スイッチ17a〜17c、スイッチ18a〜18cは全てオフ状態とされ、信号線4a〜4c、走査線6a〜6c、蓄積容量線8a〜8cは、表示領域11外部の配線(走査線駆動回路14、信号線駆動回路15、及びCOM端子に接続されている配線)に対してハイインピーダンスとされる。この原理による回路図を図9に示す。図9の寄生容量Cpは、図7の寄生容量Cpと同じであるが、Cpの一端は直接固定電位(交流的なグランド)に接続されるのではなく、直列に容量Csを挟んで固定電位(交流的なグランド)に接続される。このCsは、図1において画素マトリクス部を取り囲むスイッチ群のオフ時における容量値の合計値である。実施例1では対角2.1インチ、画素構成176×RGB×240のLCDを試作したが、Csの値は100pFであった。この結果、抵抗素子の寄生容量は、CpとCsの直列接続となり、その値は100pFとなる。したがって、実施例1におけるS/Nは次の通りである。   On the other hand, in the display device according to Embodiment 1 of the present invention, each switch is in the state shown in FIG. 1 during the position detection period. That is, the switches 16a to 16c, the switches 17a to 17c, and the switches 18a to 18c are all turned off, and the signal lines 4a to 4c, the scanning lines 6a to 6c, and the storage capacitor lines 8a to 8c are wired outside the display area 11 ( The scanning line driving circuit 14, the signal line driving circuit 15, and the wiring connected to the COM terminal) are set to high impedance. A circuit diagram based on this principle is shown in FIG. The parasitic capacitance Cp in FIG. 9 is the same as the parasitic capacitance Cp in FIG. 7, but one end of Cp is not directly connected to a fixed potential (alternating current ground), but in series with a fixed potential across the capacitor Cs. (AC ground). This Cs is the total value of the capacitance values when the switch group surrounding the pixel matrix portion in FIG. 1 is off. In Example 1, an LCD having a diagonal size of 2.1 inches and a pixel configuration of 176 × RGB × 240 was prototyped, and the value of Cs was 100 pF. As a result, the parasitic capacitance of the resistance element is a series connection of Cp and Cs, and its value is 100 pF. Therefore, S / N in Example 1 is as follows.

S/N=(6.7pF)/(100pF)
=6.7×10−2
S / N = (6.7 pF) / (100 pF)
= 6.7 × 10 −2

つまり、実施例1は、特許文献3、4の場合(図8(b)参照)に対して、S/N比が2桁向上するといった顕著な効果を確認した。これにより、位置の座標を検出することが可能となり、非常に高コストな信号処理回路が不要となる。また、位置検出までの時間が短くなる。   That is, Example 1 confirmed the remarkable effect that the S / N ratio was improved by two digits compared to the cases of Patent Documents 3 and 4 (see FIG. 8B). As a result, the coordinates of the position can be detected, and a very expensive signal processing circuit is not required. In addition, the time until position detection is shortened.

先の図5を用いた説明で、実施例1の構成の場合、TFTスイッチのゲート・ソース間電圧Vgsは表示期間終了時の電圧である−1Vが位置検出期間中も保持されることを説明した。この−1Vとなる条件は、画素に書き込む電圧が最低の場合、すなわち、図4で示したVpix_low(1V)の場合である。   In the description with reference to FIG. 5, in the case of the configuration of the first embodiment, it is described that the gate switch-source voltage Vgs of the TFT switch is maintained at −1V, which is the voltage at the end of the display period, even during the position detection period. did. The condition of −1V is when the voltage written to the pixel is the lowest, that is, when Vpix_low (1V) shown in FIG.

一方、特許文献3、4の場合は、Vgsが変動する。これについて、図10を参照すると、位置検出期間では、画素電極は、ハイインピーダンスであり、透明導電膜と容量を介して容量結合されているため、画素電極電圧Vpは透明導電膜の電圧Vcの振幅と同じ振幅で変動する。したがって、透明導電膜の電圧Vcに振幅2Vの交流を与えると画素電極電圧Vpもこれに応じて振幅2Vで変動する。一方、走査線電圧Vgは、画素スイッチをオフとする電圧である0Vに固定されている。この結果、TFTスイッチのゲート・ソース間電圧Vgsは−1Vをオフセット電圧とし、電圧振幅2Vで変動することとなる。このため、スイッチTFTはオフを保持し続けることができず、画質劣化をもたらす。   On the other hand, in the case of Patent Documents 3 and 4, Vgs varies. Referring to FIG. 10, in the position detection period, the pixel electrode has high impedance and is capacitively coupled to the transparent conductive film through the capacitor. Therefore, the pixel electrode voltage Vp is equal to the voltage Vc of the transparent conductive film. It fluctuates with the same amplitude as the amplitude. Therefore, when an alternating current with an amplitude of 2V is applied to the voltage Vc of the transparent conductive film, the pixel electrode voltage Vp also varies with an amplitude of 2V accordingly. On the other hand, the scanning line voltage Vg is fixed to 0 V, which is a voltage for turning off the pixel switch. As a result, the gate-source voltage Vgs of the TFT switch fluctuates with a voltage amplitude of 2V, with -1V being the offset voltage. For this reason, the switch TFT cannot continue to be kept off, resulting in image quality degradation.

これに対し、実施例1の場合、前述の通り、トランジスタのVgsは変動しない。このため、位置検出期間の駆動は画質劣化の要因とならないといった格別な効果が得られる。   On the other hand, in the case of Example 1, as described above, the Vgs of the transistor does not vary. For this reason, it is possible to obtain a special effect that driving in the position detection period does not cause deterioration in image quality.

なお、実施例1では、表示領域11の内部と外部とを電気的にハイインピーダンスとするスイッチ16a〜16c、17a〜17c、18a〜18cとしてn型TFTを用いているが、このスイッチはp型のTFTでもよいし、n型とp型とを組み合わせたトランスファーゲートでもよい。また、駆動回路をn型TFTとp型TFTで形成しているが、どちらか一方、すなわちp型TFTのみ、もしくはn型TFTのみで形成してもよい。これら多種のスイッチが選択可能であるため、本発明を実施する場合、製造コストを増やすことなくスイッチを設けることが可能となる。より具体的には、実施例1で説明したように、信号線駆動回路や走査線駆動回路がn型およびp型のポリシリコンTFTを用いて構成される場合、n型のスイッチ、p型のスイッチ、n型とp型とを組み合わせたトランスファーゲートのうちいずれを選択しても製造工程を増やすことなくスイッチを設けることができる。n型またはp型のスイッチを選択した場合、トランスファーゲートと比べて回路面積が抑制され、また制御が簡単になるという効果がある。さらに、スイッチオフ時の寄生容量を低く抑えるという効果があり、この結果、位置、或いは指し示す動作の有無に関する信号のSN比の劣化を抑制する効果が得られる。特にn型スイッチの場合、p型に比べてオン抵抗が低いため、スイッチのサイズをより小さくすることが可能であり、寄生容量をより低く抑える効果がある。一方、駆動電圧を抑制する観点からはトランスファーゲートが望ましい。表示装置において、表示領域内部と外部とを電気的にハイインピーダンスとするスイッチを除く回路がn型もしくはp型一方のトランジスタで構成される場合は、これに合わせてどちらか一方の型のトランジスタを用いてスイッチを形成することで製造工程を増やすことなくスイッチを設けることができる。   In the first embodiment, n-type TFTs are used as the switches 16a to 16c, 17a to 17c, and 18a to 18c that make the inside and the outside of the display region 11 electrically high impedance. Or a transfer gate combining n-type and p-type. In addition, although the driving circuit is formed by an n-type TFT and a p-type TFT, it may be formed by either one, that is, only a p-type TFT or only an n-type TFT. Since these various types of switches can be selected, when implementing the present invention, it is possible to provide switches without increasing the manufacturing cost. More specifically, as described in the first embodiment, when the signal line driving circuit and the scanning line driving circuit are configured using n-type and p-type polysilicon TFTs, an n-type switch and a p-type switch are used. The switch can be provided without increasing the number of manufacturing steps, regardless of which switch is selected from the combination of the n-type and p-type transfer gates. When an n-type or p-type switch is selected, the circuit area is reduced compared to the transfer gate, and the control is simplified. Furthermore, there is an effect of suppressing the parasitic capacitance when the switch is turned off, and as a result, an effect of suppressing the deterioration of the signal-to-noise ratio regarding the position or presence / absence of the indicated operation can be obtained. In particular, in the case of an n-type switch, since the on-resistance is lower than that of the p-type, the size of the switch can be further reduced, and the parasitic capacitance can be reduced. On the other hand, a transfer gate is desirable from the viewpoint of suppressing the drive voltage. In a display device, when the circuit excluding the switch that electrically connects the inside and outside of the display area is composed of either an n-type or a p-type transistor, either one of the transistors is used accordingly. By using the switch to form the switch, the switch can be provided without increasing the number of manufacturing steps.

また、これらのスイッチ16a〜16c、17a〜17c、18a〜18cは、走査線駆動回路14の外部および信号線駆動回路15の外部に設けられているが、これらは駆動回路内部に含まれてもよい。走査線駆動回路14の内部に含む場合、例えば、3値出力(ハイレベル、ロウレベル、ハイインピーダンス)が可能な回路構成とすることで実現できる。この場合、例えば、クロックトインバータ回路が適用できる。また、これら駆動回路の出力段にあるトランジスタをハイインピーダンスとする制御を行い、出力段のトランジスタがスイッチを兼ねる構成とすることで、回路面積を抑制することも可能である。   The switches 16a to 16c, 17a to 17c, and 18a to 18c are provided outside the scanning line driving circuit 14 and outside the signal line driving circuit 15. However, these switches may be included inside the driving circuit. Good. When included in the scanning line driving circuit 14, for example, it can be realized by a circuit configuration capable of ternary output (high level, low level, high impedance). In this case, for example, a clocked inverter circuit can be applied. Further, by controlling the transistors in the output stage of the driver circuit to have a high impedance, the circuit area can be suppressed by adopting a configuration in which the transistor in the output stage also serves as a switch.

また、実施例1では、走査線駆動回路14および信号線駆動回路15が配設された位置と対向する位置にも透明導電膜12が存在するが、透明導電膜の寄生容量低減の観点からは、透明導電膜12の領域を必要最低限にすることが望ましく、したがって、各駆動回路14、15が配置された位置と対向する位置の透明導電膜12を取り除いてもよい。   In the first embodiment, the transparent conductive film 12 is also present at a position opposite to the position where the scanning line driving circuit 14 and the signal line driving circuit 15 are provided. From the viewpoint of reducing the parasitic capacitance of the transparent conductive film. It is desirable to minimize the area of the transparent conductive film 12, and therefore, the transparent conductive film 12 at a position opposite to the position where the drive circuits 14 and 15 are disposed may be removed.

また、実施例1では、走査線駆動回路14および信号線駆動回路15が配設された位置と対向する位置にも透明導電膜12が存在する。この場合、透明導電膜12の寄生容量低減の観点から、位置検出期間に、各駆動回路14、15の電源線をハイインピーダンスとしてもよい。この場合、透明導電膜が存在するがために、電源線や回路を構成する電極と透明導電膜との間に容量が形成され、このはたらきにより回路内のノードの電位関係が保持される。したがって、ダイナミック回路やレジスタ回路であっても、ハイインピーダンス中に記憶内容が破壊されず、ハイインピーダンスにした後に再度ロウインピーダンスとすることで継続した動作を再開することが可能である。   In the first embodiment, the transparent conductive film 12 is also present at a position opposite to the position where the scanning line driving circuit 14 and the signal line driving circuit 15 are disposed. In this case, from the viewpoint of reducing the parasitic capacitance of the transparent conductive film 12, the power supply lines of the drive circuits 14 and 15 may be set to high impedance during the position detection period. In this case, since the transparent conductive film exists, a capacitance is formed between the power supply line or the electrodes constituting the circuit and the transparent conductive film, and the potential relationship between the nodes in the circuit is maintained by this function. Therefore, even in the case of a dynamic circuit or a register circuit, the stored contents are not destroyed during the high impedance, and the continuous operation can be resumed by changing to the low impedance after setting the high impedance.

また、実施例1では、表示装置基板10を低温ポリシリコンTFTプロセスで作成したが、アモルファスシリコンTFTプロセスで作成してもよい。更には、それ以外のTFTプロセス、例えば、マイクロクリスタルシリコンTFTプロセスや、酸化物TFTプロセス、有機TFTプロセス、支持基板上にシリコン薄膜を転写した後にTFTを形成するプロセス等で形成してもよい。このとき、表示領域11の内部と外部とを電気的にハイインピーダンスとする手段としては、バルクシリコンのドライバLSIにその機能を集積したり、アモルファスシリコンのスイッチを表示装置基板10上に形成したりして実現する。さらに、低温ポリシリコンTFTプロセスで作成したスイッチアレイLSIを表示装置基板10上に実装したり、表示装置基板外部に接続することでも実現できる。また、表示装置基板10を単結晶シリコン基板(バルクシリコン)上に形成したり、SOI基板を用いて形成してもよい。また、ポリシリコンTFTプロセス、アモルファスシリコンTFTプロセス、バルクシリコンプロセス、SOIプロセス等を用いて回路を形成した後、これを他の基板に転写して表示装置基板10を形成してもよい。   In the first embodiment, the display device substrate 10 is formed by a low-temperature polysilicon TFT process, but may be formed by an amorphous silicon TFT process. Furthermore, other TFT processes such as a microcrystal silicon TFT process, an oxide TFT process, an organic TFT process, a process of forming a TFT after transferring a silicon thin film onto a support substrate, and the like may be used. At this time, as means for making the inside and the outside of the display region 11 electrically high impedance, the function is integrated in a bulk silicon driver LSI, or an amorphous silicon switch is formed on the display device substrate 10. And realized. Further, it can be realized by mounting the switch array LSI created by the low-temperature polysilicon TFT process on the display device substrate 10 or connecting it outside the display device substrate. Further, the display device substrate 10 may be formed over a single crystal silicon substrate (bulk silicon) or may be formed using an SOI substrate. Alternatively, the display device substrate 10 may be formed by forming a circuit using a polysilicon TFT process, an amorphous silicon TFT process, a bulk silicon process, an SOI process, or the like and then transferring the circuit to another substrate.

また、透明導電膜12には、いわゆるリニアライゼイションパターンを形成してもよい。これについて、図11を参照すると、リニアライゼイションパターン80は透明導電膜12の面に形成される電界曲線を均一にするために設けられるものであり、例えば、特許文献5に記載がある。本実施例ではこのリニアライゼイションパターンを位置検出用の導電膜である透明導電膜12に形成したので、位置検出において位置と電流信号とのリニアリティが向上した。   Further, a so-called linearization pattern may be formed on the transparent conductive film 12. In this regard, with reference to FIG. 11, the linearization pattern 80 is provided in order to make the electric field curve formed on the surface of the transparent conductive film 12 uniform. In this embodiment, since the linearization pattern is formed on the transparent conductive film 12 which is a conductive film for position detection, the linearity between the position and the current signal is improved in position detection.

また、実施例1では、ガラス基板23の液晶2側の面に透明導電膜12を設けているが、透明導電膜12を反対側の面に設けてもよい。この場合であっても、本発明を適用することで透明導電膜12の寄生容量を低減させる効果が得られる。この透明導電膜12は、ガラス基板23上にスパッタ法、蒸着法で成膜して形成してもよいし、シートを貼り付けることで形成してもよい。また、偏光板に導電性を持たせてこれをsurface capacitive型タッチセンサの位置検出用導電膜として用いることも可能である。特に、イン・プレイン・スイッチング(IPS)方式の液晶モードを利用する場合はこれらの方式が適している。   Moreover, in Example 1, although the transparent conductive film 12 is provided in the surface at the side of the liquid crystal 2 of the glass substrate 23, you may provide the transparent conductive film 12 in the surface on the opposite side. Even in this case, the effect of reducing the parasitic capacitance of the transparent conductive film 12 can be obtained by applying the present invention. The transparent conductive film 12 may be formed by forming a film on the glass substrate 23 by sputtering or vapor deposition, or may be formed by attaching a sheet. Further, it is also possible to use a polarizing plate having conductivity and use it as a position detecting conductive film of a surface capacitive touch sensor. In particular, when using an in-plane switching (IPS) liquid crystal mode, these methods are suitable.

実施例1では、ガラス基板23、表示装置基板10の基材をガラスとしているが、可撓性材料を用いてもよい。この場合、対向基板には位置検出用の透明導電膜が一体形成されるため、曲げに対して機械的歪が生じにくく、かつその位置検出性能は曲げによって劣化しない。   In Example 1, although the base material of the glass substrate 23 and the display apparatus substrate 10 is made of glass, a flexible material may be used. In this case, since a transparent conductive film for position detection is integrally formed on the counter substrate, mechanical distortion is hardly generated with respect to bending, and the position detection performance is not deteriorated by bending.

また、実施例1では、各蓄積容量線8a〜8cに1個ずつスイッチ18a〜18cを設けているが、蓄積容量線8a〜8cのスイッチ18a〜18cは必ずしも必要ではない。その理由は、蓄積容量線8a〜8cに与える電圧と対向電極となる透明導電膜12に与える電圧とが同一の電圧である場合があるからである。この場合、位置検出期間において対向電極に与える交流信号と同じ信号が蓄積容量線に印加されるので、対向電極から見た場合、寄生容量として見えない。従って、このような場合、スイッチ18a〜18cは不要となる。   In the first embodiment, one switch 18a to 18c is provided for each storage capacitor line 8a to 8c, but the switches 18a to 18c of the storage capacitor lines 8a to 8c are not necessarily required. This is because the voltage applied to the storage capacitor lines 8a to 8c and the voltage applied to the transparent conductive film 12 serving as the counter electrode may be the same voltage. In this case, since the same signal as the AC signal applied to the counter electrode during the position detection period is applied to the storage capacitor line, it cannot be seen as a parasitic capacitance when viewed from the counter electrode. Therefore, in such a case, the switches 18a to 18c are not necessary.

また、実施例1では、各蓄積容量線に1個ずつスイッチ18a〜18cを設けているが、これらスイッチを取り除き、蓄積容量線8a〜8cの信号源側にある、より上流のノード、例えば、図1の表示装置基板10上に記載したCOM記号を付与したノードに少数のスイッチを設けてもよい。   Further, in the first embodiment, one switch 18a to 18c is provided for each storage capacitor line. However, these switches are removed and a node on the upstream side of the storage capacitor line 8a to 8c on the signal source side, for example, A small number of switches may be provided at the node given the COM symbol described on the display device substrate 10 of FIG.

また、実施例1では、インピーダンス面としてITOで形成された透明導電膜12を用い、その等価回路のインピーダンスとして抵抗体40を想定したが、インピーダンス面に印加する交流の周波数に応じて、抵抗、容量、インダクタを含めたインピーダンスを考慮し、その等価回路を解くことによって、電流値とタッチ位置の座標の関係、あるいはタッチの有無を検出する演算式を導出して利用してもよい。   In Example 1, the transparent conductive film 12 made of ITO was used as the impedance surface, and the resistor 40 was assumed as the impedance of the equivalent circuit. However, according to the frequency of the alternating current applied to the impedance surface, the resistance, An arithmetic expression for detecting the relationship between the current value and the coordinates of the touch position or the presence / absence of the touch may be derived by solving the equivalent circuit in consideration of the impedance including the capacitance and the inductor.

また、実施例1では、インピーダンス面として面状に形成された抵抗体40を用いたが、面状に形成されたインダクタ、あるいは面状に形成された容量をインピーダンス面として用いてもよい。   In the first embodiment, the resistor 40 formed in a planar shape is used as the impedance surface. However, an inductor formed in a planar shape or a capacitor formed in a planar shape may be used as the impedance surface.

また、実施例1では、表示装置基板10と対向基板19の間に表示素子要素となる液晶2が配され、対向基板19側に表示装置の観察者が存在することを仮定し、対向基板19側の指24を検出する構成とされているが、表示装置基板10側に表示装置の観察者が存在することを仮定した構成であってもよい。図12にその構成を示す。この場合、表示装置基板10側の指(図示せず)を検出するために、表示装置基板10の観察者側の面に透明導電膜81を形成し、これを位置検出用の導電膜として利用する。このような構成であっても、これまでに説明したとおり、位置検出期間中に信号線や走査線をハイインピーダンスとすることで位置検出用の導電膜の寄生容量を著しく削減することができた。この効果は特に近年の表示装置基板10の薄型化に伴いさらに顕著になりつつある。また、図13に示すように、信号線や走査線をハイインピーダンスとする手段を取り除いた構成であってもよい。また、図14に示すように、透明導電膜81を対向基板19側に設けて対向基板19側の指24を検出する構成としてもよい。また、図15に示すように、信号線や走査線をハイインピーダンスとする手段を取り除いた構成であってもよい。図12〜15においては、液晶2の縦方向、すなわち表示装置基板10の板面と垂直な方向に電界を与えて画素をオンオフさせる方式を例に説明したが、前述のIPS方式の液晶モードなど、表示装置基板と水平な方向に電界を与えて画素をオンオフさせる方式の液晶モードを利用する場合は、図16に示す構成とすればよい。図16に示すように、対向基板19の表示装置基板10側の面には透明導電膜を形成せず、表示装置基板10側の面の反対面に位置検出用の透明導電膜81を形成する。また、図17に示すように、信号線や走査線をハイインピーダンスとする手段を取り除いた構成であってもよい。透明導電膜81は位置検出の用途に用いると共に、対向基板19の帯電を防止できるので帯電による画質劣化を解消する効果を併せ持つ。   Further, in Example 1, it is assumed that the liquid crystal 2 serving as a display element element is disposed between the display device substrate 10 and the counter substrate 19, and that the viewer of the display device exists on the counter substrate 19 side. Although the configuration is such that the finger 24 on the side is detected, the configuration may be based on the assumption that an observer of the display device is present on the display device substrate 10 side. FIG. 12 shows the configuration. In this case, in order to detect a finger (not shown) on the display device substrate 10 side, a transparent conductive film 81 is formed on the surface of the display device substrate 10 on the observer side, and this is used as a conductive film for position detection. To do. Even in such a configuration, as described above, the parasitic capacitance of the conductive film for position detection could be remarkably reduced by setting the signal line and the scanning line to high impedance during the position detection period. . This effect is becoming more pronounced especially with the recent thinning of the display device substrate 10. Further, as shown in FIG. 13, a configuration in which a means for setting the signal line or the scanning line to high impedance is removed may be employed. Further, as shown in FIG. 14, a transparent conductive film 81 may be provided on the counter substrate 19 side to detect the finger 24 on the counter substrate 19 side. Further, as shown in FIG. 15, a configuration in which a means for setting the signal line or the scanning line to high impedance is removed may be employed. In FIGS. 12 to 15, the method of turning on and off the pixels by applying an electric field in the vertical direction of the liquid crystal 2, that is, the direction perpendicular to the plate surface of the display device substrate 10 is described as an example. In the case of using a liquid crystal mode in which a pixel is turned on / off by applying an electric field in a direction horizontal to the display device substrate, the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 16, the transparent conductive film is not formed on the surface of the counter substrate 19 on the display device substrate 10 side, and the transparent conductive film 81 for position detection is formed on the surface opposite to the surface on the display device substrate 10 side. . Further, as shown in FIG. 17, a configuration in which a means for setting the signal line or the scanning line to high impedance is removed may be employed. The transparent conductive film 81 is used for position detection and can prevent the counter substrate 19 from being charged, so that it has the effect of eliminating image quality deterioration due to charging.

本発明の実施例2に係る表示装置について図面を用いて説明する。図18は、本発明の実施例2に係る表示装置の位置検出原理を説明するための回路図である。   A display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a circuit diagram for explaining the position detection principle of the display device according to the second embodiment of the invention.

実施例1では抵抗体(図9の40)に直接交流電圧を印加していたが、実施例2では指示体30(例えば、電子ペン)が交流電圧源22に接続されており、インピーダンスZを介して流れる電流i、iを電流検出回路13a、13bで検出する。この場合も、位置検出期間においては表示領域(図1の11に相当)の内部と外部とをハイインピーダンスにする。 In the first embodiment, the AC voltage is directly applied to the resistor (40 in FIG. 9). However, in the second embodiment, the indicator 30 (for example, an electronic pen) is connected to the AC voltage source 22, and the impedance Z is Current detection circuits 13a and 13b detect currents i 1 and i 2 flowing therethrough. Also in this case, the inside and the outside of the display area (corresponding to 11 in FIG. 1) are set to high impedance during the position detection period.

実施例2によれば、表示領域の内部と外部とをハイインピーダンスにすることによって、抵抗体40の寄生容量が飛躍的に小さくなる。その結果、寄生容量を介して流出入する電流が飛躍的に小さくなり、電流検出回路13a、13bを流出入する電流i、iが増え、信号量が増大する。その結果、位置検出信号のS/Nが飛躍的に向上し、タッチセンサ一体型の表示装置が実現できる。 According to the second embodiment, the parasitic capacitance of the resistor 40 is drastically reduced by setting the inside and outside of the display area to high impedance. As a result, the current flowing in and out through the parasitic capacitance is remarkably reduced, the currents i 1 and i 2 flowing in and out of the current detection circuits 13a and 13b are increased, and the signal amount is increased. As a result, the S / N of the position detection signal is dramatically improved, and a touch sensor integrated display device can be realized.

本発明の実施例3に係る表示装置について図面を用いて説明する。図19は、本発明の実施例3に係る表示装置の構成を模式的に示した部分断面図である。   A display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the display device according to Example 3 of the present invention.

実施例3に係る表示装置は、マイクロカプセル型電気泳動素子を利用した電気泳動型表示装置(EPD)であり、モノクロEPDアクティブマトリクスディスプレイである。表示装置は、対向基板19と、EPDフィルム50と、表示装置基板10とを有する。   The display device according to Example 3 is an electrophoretic display device (EPD) using a microcapsule electrophoretic element, and is a monochrome EPD active matrix display. The display device includes a counter substrate 19, an EPD film 50, and a display device substrate 10.

対向基板19は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の透明なプラスティック基板23の内面側に、透明導電膜からなる対向電極12が形成されている。なお、対向基板19は、プラスティック基板23の代わりにガラス基板を用いたものでもよい。   In the counter substrate 19, for example, the counter electrode 12 made of a transparent conductive film is formed on the inner surface side of a transparent plastic substrate 23 such as polyethylene terephthalate. The counter substrate 19 may use a glass substrate instead of the plastic substrate 23.

EPDフィルム50は、フィルム状の電気泳動表示装置であり、マイクロカプセル51と、バインダ55とからなる。マイクロカプセル51は、EPDフィルム50の内部に敷きつめられており、約40μmの大きさである。マイクロカプセル51の内部には、イソプロピルアルコール(IPA)等からなる溶媒52が封入されているとともに、溶媒52中にそれぞれナノレベルの大きさの、酸化チタン系の白色顔料である白粒子53と、カーボン系の黒色顔料である黒粒子54とが分散されて浮遊している。白粒子53はマイナス(−)の帯電極性を有し、黒粒子54はプラス(+)の帯電極性を有している。バインダ55は、マイクロカプセル51間に結合のために充填されたポリマーからなる。   The EPD film 50 is a film-like electrophoretic display device and includes a microcapsule 51 and a binder 55. The microcapsule 51 is laid inside the EPD film 50 and has a size of about 40 μm. Inside the microcapsule 51, a solvent 52 made of isopropyl alcohol (IPA) or the like is sealed, and white particles 53, which are titanium oxide-based white pigments, each having a nano-level size in the solvent 52, Black particles 54, which are carbon black pigments, are dispersed and floated. The white particles 53 have a minus (−) charging polarity, and the black particles 54 have a plus (+) charging polarity. The binder 55 is made of a polymer filled for bonding between the microcapsules 51.

表示装置基板10は、ガラス基板71上に薄膜トランジスタ(TFT70)が形成された構成となっている。TFT70は、ゲートGがソースS及びドレインDよりもガラス基板71側に配された逆スタガ型となっている。TFT70は、ガラス基板71上にゲートGが形成され、ゲートG上にゲート絶縁膜となる絶縁膜72が形成され、絶縁膜72上にチャネル材料73が形成され、チャネル材料73の両外側にソースS、ドレインDが形成され、チャネル材料73、ソースS、及びドレインDを含む絶縁膜72上に絶縁膜74が形成され、絶縁膜74上に画素電極60が形成され、画素電極60がソースSとビア接続されている。   The display device substrate 10 has a configuration in which a thin film transistor (TFT 70) is formed on a glass substrate 71. The TFT 70 is an inverted staggered type in which the gate G is disposed closer to the glass substrate 71 than the source S and drain D. In the TFT 70, a gate G is formed on a glass substrate 71, an insulating film 72 serving as a gate insulating film is formed on the gate G, a channel material 73 is formed on the insulating film 72, and a source is formed on both outer sides of the channel material 73. S, the drain D is formed, the insulating film 74 is formed on the insulating film 72 including the channel material 73, the source S, and the drain D, the pixel electrode 60 is formed on the insulating film 74, and the pixel electrode 60 is the source S. And vias are connected.

図19においては、各TFT70のゲートGが対応する走査線(図示せず)と電気的に接続されており、各TFT70のドレインDが対応する信号線(図示せず)と電気的に接続されている。ゲートGに電圧が印加されることで、ドレインDに印加された+電圧がチャネル材料73とソースSを通じて対応する画素電極60に供給される。画素電極60に+電圧が供給された場合、対応するマイクロカプセル51中の白粒子53が画素電極60側に引き寄せられるとともに、対向電極12に相対的にマイクロカプセル51中の黒粒子54が引き寄せられる。一方、画素電極60に−電圧が供給された場合、対応するマイクロカプセル51中の黒粒子54が画素電極60側に引き寄せられるとともに、対向電極12に相対的にマイクロカプセル51中の白粒子53が引き寄せられる。このように、図19に示された表示装置では、画素電極60に+電圧を与えるか、−電圧を与えるかによって、対向電極12側に白黒の画像表示を行うことができる。   In FIG. 19, the gate G of each TFT 70 is electrically connected to a corresponding scanning line (not shown), and the drain D of each TFT 70 is electrically connected to a corresponding signal line (not shown). ing. By applying a voltage to the gate G, the + voltage applied to the drain D is supplied to the corresponding pixel electrode 60 through the channel material 73 and the source S. When a positive voltage is supplied to the pixel electrode 60, the white particles 53 in the corresponding microcapsule 51 are attracted toward the pixel electrode 60, and the black particles 54 in the microcapsule 51 are attracted relatively to the counter electrode 12. . On the other hand, when a negative voltage is supplied to the pixel electrode 60, the black particles 54 in the corresponding microcapsule 51 are attracted to the pixel electrode 60 side, and the white particles 53 in the microcapsule 51 are relative to the counter electrode 12. Gravitate. As described above, in the display device shown in FIG. 19, a monochrome image can be displayed on the counter electrode 12 side depending on whether a positive voltage or a negative voltage is applied to the pixel electrode 60.

表示装置の隅には、対向基板19と表示装置基板10との間に、表示装置基板10の電極61と対向電極12を電気的に接続する導通手段20(例えば、銀ペースト)が設けられている。表示装置基板10の電極61には単極双投スイッチ21が接続され、該スイッチ21の一方の接点には電流検出回路13と交流電圧源22が直列に接続され、他方の接点には対向電極駆動回路が接続されるCOM端子が接続されている。なお、図19では、その1端にスイッチ21が接続されているが、実際には図1同様4隅に接続されている。   Conductive means 20 (for example, silver paste) for electrically connecting the electrode 61 of the display device substrate 10 and the counter electrode 12 is provided between the counter substrate 19 and the display device substrate 10 at the corner of the display device. Yes. A single-pole double-throw switch 21 is connected to the electrode 61 of the display device substrate 10. A current detection circuit 13 and an AC voltage source 22 are connected in series to one contact of the switch 21, and a counter electrode is connected to the other contact. A COM terminal to which the drive circuit is connected is connected. In FIG. 19, the switch 21 is connected to one end of the switch, but actually, it is connected to four corners as in FIG.

なお、実施例3においても、図1と同様に、信号線を駆動するための信号線駆動回路、および走査線を駆動するための走査線駆動回路が、表示領域外部に備えられており、走査線と走査線駆動回路の信号パス上、および信号線と信号線駆動回路の信号パス上には、スイッチが設けられており、表示領域の外部から内部へ電気信号を伝えるためのこれら配線がハイインピーダンスとなるように構成されている。   In the third embodiment, similarly to FIG. 1, the signal line driving circuit for driving the signal lines and the scanning line driving circuit for driving the scanning lines are provided outside the display region. A switch is provided on the signal path of the line and the scanning line driving circuit and on the signal path of the signal line and the signal line driving circuit, and these wirings for transmitting an electric signal from the outside to the inside of the display area are high. It is comprised so that it may become an impedance.

また、実施例3に係る表示装置も、実施例1と同様、その駆動に関し、画素に表示のための電圧を書き込むための表示駆動期間と、指の位置座標或いは指し示す動作の有無を検出するために、電流検出回路が電流を検出する位置検出期間との2つの期間を有する。これら2つの期間は時間的に分割されている。   Further, the display device according to the third embodiment also detects the display driving period for writing a voltage for display to the pixel and the position coordinates of the finger or the presence / absence of the pointing operation, as in the first embodiment. In addition, the current detection circuit has two periods including a position detection period in which current is detected. These two periods are divided in time.

実施例3によれば、EPDは表示のための電圧を書き込んだ後、その表示を長時間保持する特性を有するので、LCDの場合と比較して位置検出期間の割合を多く割くことが可能となる。また、表示装置基板10を薄くする、あるいは画素回路を可撓性基板に転写することで、可撓性を有し、かつ、タッチセンサ機能を有する表示装置を実現することができる。   According to the third embodiment, the EPD has a characteristic of holding the display for a long time after the voltage for display is written, so that the ratio of the position detection period can be increased as compared with the case of the LCD. Become. In addition, a display device having flexibility and a touch sensor function can be realized by thinning the display device substrate 10 or transferring the pixel circuit to the flexible substrate.

なお、実施例1〜3では、液晶表示装置および電気泳動型表示装置について説明したが、他の方式、例えば、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、エレクトロルミネセンス材料(EL材料)、ガス、半導体、蛍光体を利用した表示装置に適用できることは無論である。   In the first to third embodiments, the liquid crystal display device and the electrophoretic display device have been described. However, other methods such as charged particles, electrochromic material, electroluminescent material (EL material), gas, semiconductor, fluorescence Of course, it can be applied to a display device using the body.

本発明の利用例として、ゲーム機、携帯情報端末、券売機、現金自動預け払い機(ATM)、カーナビゲーション、飛行機やバスの客席に取り付けるテレビ・ゲーム機、ファクトリー・オートメーション(FA)機器、プリンタ、ファクシミリに使用される表示装置が挙げられる。   Examples of use of the present invention include game machines, portable information terminals, ticket vending machines, automatic teller machines (ATMs), car navigation systems, TV / game machines to be installed in passenger seats of airplanes and buses, factory automation (FA) equipment, printers And display devices used for facsimiles.

1 面表示装置
2 液晶
4 信号電極
4a、4b、4c 信号線
6 走査電極
6a、6b、6c 走査線
8a、8b、8c 蓄積容量線
10 表示装置基板
11 表示領域
12 透明導電膜(対向電極)
13、13a、13b、13c、13d 電流検出回路
14 走査線駆動回路
15 信号線駆動回路
16、16a、16b、16c スイッチ
17、17a、17b、17c スイッチ
18、18a、18b、18c スイッチ
19 対向基板
20、20a、20b、20c、20d 導通手段
21、21a、21b、21c、21d スイッチ
22、22a、22b、22c、22d 交流電圧源
23 ガラス基板(プラスティック基板)
24 指
25 容量
26 画素電極
27 ソース電極
28a、28b、28c、28d 電極
29a、29b、29c、29d 電極
30 指示体
40 抵抗体
50 EPDフィルム
51 マイクロカプセル
52 溶媒
53 白粒子
54 黒粒子
55 バインダ
60 画素電極
61 電極
70 TFT
71 ガラス基板
72、74 絶縁膜
73 チャネル材料
80 リニアライゼイションパターン
81 透明導電膜
101 シールド層
102 ガラス基板
103 透明導電膜
104 オーバーコート層
201 下側基板
202 画素マトリックス回路
203 液晶
204 透明導電膜
205 上側基板
206 偏光板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 2 Liquid crystal 4 Signal electrode 4a, 4b, 4c Signal line 6 Scan electrode 6a, 6b, 6c Scan line 8a, 8b, 8c Storage capacity line 10 Display apparatus substrate 11 Display area 12 Transparent conductive film (counter electrode)
13, 13a, 13b, 13c, 13d Current detection circuit 14 Scan line drive circuit 15 Signal line drive circuit 16, 16a, 16b, 16c Switch 17, 17a, 17b, 17c Switch 18, 18a, 18b, 18c Switch 19 Counter substrate 20 , 20a, 20b, 20c, 20d Conducting means 21, 21a, 21b, 21c, 21d Switch 22, 22a, 22b, 22c, 22d AC voltage source 23 Glass substrate (plastic substrate)
24 finger 25 capacity 26 pixel electrode 27 source electrode 28a, 28b, 28c, 28d electrode 29a, 29b, 29c, 29d electrode 30 indicator 40 resistor 50 EPD film 51 microcapsule 52 solvent 53 white particle 54 black particle 55 binder 60 pixel Electrode 61 Electrode 70 TFT
71 Glass substrate 72, 74 Insulating film 73 Channel material 80 Linearization pattern 81 Transparent conductive film 101 Shield layer 102 Glass substrate 103 Transparent conductive film 104 Overcoat layer 201 Lower substrate 202 Pixel matrix circuit 203 Liquid crystal 204 Transparent conductive film 205 Upper side Substrate 206 Polarizing plate

Claims (14)

電気光学的応答をする表示素子要素に電気信号を与えるための電極が形成された表示装置基板を含み構成される面表示装置であって、
前記表示装置基板は、基板上に前記表示素子要素に電気信号を与えるための電極として複数の走査線と、複数の信号線とが形成され、更に前記走査線と前記信号線との交点付近に形成された画素電極と、該画素電極と前記信号線との電気的接続をオンオフするスイッチ素子と、が形成され、
前記画素電極の配列により形成される表示領域を有し、
前記表示領域に対応する面にインピーダンス面を有し、
更に該インピーダンス面に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、
前記インピーダンス面と指示体との間の静電容量を前記電流検出回路によって検出し、
前記静電容量に対応した電流に基づき前記指示体の有無又は位置座標を検出する機能を有し、
前記電流検出回路が電流を検出する期間は、前記走査線及び前記信号線が前記表示領域外の電圧源に対してハイインピーダンスであり、
ハイインピーダンスとされた前記走査線及び前記信号線の電圧が前記インピーダンス面の電圧と同じ振幅で同じ位相であることを特徴とする面表示装置。
A surface display device including a display device substrate on which an electrode for applying an electric signal to a display element element having an electro-optical response is formed,
In the display device substrate, a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines are formed on the substrate as electrodes for applying an electric signal to the display element element, and further, in the vicinity of an intersection of the scanning lines and the signal lines. A formed pixel electrode, and a switch element for turning on and off the electrical connection between the pixel electrode and the signal line,
A display area formed by the arrangement of the pixel electrodes;
Having an impedance surface on the surface corresponding to the display area;
Furthermore, it has a current detection circuit for detecting the current flowing through the impedance surface,
The capacitance between the impedance surface and the indicator is detected by the current detection circuit,
Having a function of detecting the presence or absence of the indicator or position coordinates based on the current corresponding to the capacitance;
Period in which the current detecting circuit detects current, Ri high impedance der the scanning lines and the signal lines to a voltage source that outside the display area,
A surface display device, wherein the voltage of the scanning line and the signal line having high impedance has the same amplitude and the same phase as the voltage of the impedance surface .
前記走査線ならびに前記信号線上に配されたスイッチを備えることを特徴とする請求項1記載の面表示装置。   2. The surface display device according to claim 1, further comprising a switch disposed on the scanning line and the signal line. 前記スイッチのスイッチングを制御する制御回路を備え、
該制御回路は、前記電流検出回路が電流を検出する期間に、前記走査線ならびに前記信号線をハイインピーダンスに制御することを特徴とする請求項2記載の面表示装置。
A control circuit for controlling the switching of the switch;
3. The surface display device according to claim 2, wherein the control circuit controls the scanning lines and the signal lines to high impedance during a period in which the current detection circuit detects a current.
前記電流検出回路が電流を検出する期間、前記走査線を駆動する第1の駆動回路、及び前記信号線を駆動する第2の駆動回路の出力がハイインピーダンス状態となることを特徴とする請求項1記載の面表示装置。   The output of the first drive circuit that drives the scanning line and the second drive circuit that drives the signal line is in a high impedance state during a period in which the current detection circuit detects a current. 1. A surface display device according to 1. 前記表示装置基板は、一端が前記スイッチ素子及び前記画素電極に接続された容量と、該容量の他端と接続されるとともに前記表示領域の外部まで延在する前記表示素子要素に電気信号を与えるための電極としての容量線と、該容量線上に配されたスイッチと、を備え、
前記電流検出回路が電流を検出する期間に、前記容量線上に配された前記スイッチのスイッチングを制御することにより、前記容量線をハイインピーダンスに制御することを特徴とする請求項3記載の面表示装置。
The display device substrate provides an electric signal to a capacitor connected at one end to the switch element and the pixel electrode, and the display element element connected to the other end of the capacitor and extending to the outside of the display region. A capacitor line as an electrode for the electrode, and a switch disposed on the capacitor line,
4. The surface display according to claim 3, wherein the capacitance line is controlled to have a high impedance by controlling switching of the switch arranged on the capacitance line during a period in which the current detection circuit detects a current. apparatus.
前記表示装置基板は、一端が前記スイッチ素子及び前記画素電極に接続された容量を有し、該容量の他端は前記走査線に接続され、
前記電流検出回路が電流を検出する期間に、前記走査線上に配されたスイッチのスイッチングを制御することにより、前記走査線をハイインピーダンスに制御することを特徴とする請求項3記載の面表示装置。
The display device substrate has a capacitor having one end connected to the switch element and the pixel electrode, and the other end of the capacitor is connected to the scanning line,
4. The surface display device according to claim 3, wherein the scanning line is controlled to have a high impedance by controlling switching of a switch disposed on the scanning line during a period in which the current detection circuit detects a current. .
前記インピーダンス面は、前記表示素子要素を介して前記表示装置基板と対向する対向基板に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一に記載の面表示装置。   The surface display device according to claim 1, wherein the impedance surface is formed on a counter substrate facing the display device substrate through the display element element. 前記表示素子要素は、液晶、電気泳動体、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、エレクトロルミネセンス材料、ガス、半導体、及び蛍光体のいずれか1つであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の面表示装置。   8. The display element according to claim 1, wherein the display element element is any one of a liquid crystal, an electrophoretic material, a charged particle, an electrochromic material, an electroluminescent material, a gas, a semiconductor, and a phosphor. A surface display device according to claim 1. 前記表示素子要素は、液晶を主成分とするものであり、
前記インピーダンス面は、透明導電膜よりなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の面表示装置。
The display element element is mainly composed of liquid crystal,
The surface display device according to claim 1, wherein the impedance surface is made of a transparent conductive film.
前記電流検出回路は、前記インピーダンス面に交流電圧を印加するとともに、該交流電圧を印加することで前記インピーダンス面に流れる電流を検出することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一に記載の面表示装置。   The current detection circuit applies an AC voltage to the impedance surface and detects a current flowing through the impedance surface by applying the AC voltage. Surface display device. 前記電流検出回路は、前記インピーダンス面の複数の箇所に対応して複数存在し、
前記電流検出回路の各々は、前記インピーダンス面の複数の箇所に対応する箇所から前記交流電圧を印加するとともに、これに対応した箇所の前記インピーダンス面の電流を検出することを特徴とする請求項10記載の面表示装置。
There are a plurality of the current detection circuits corresponding to a plurality of locations on the impedance surface,
11. Each of the current detection circuits applies the AC voltage from locations corresponding to a plurality of locations on the impedance surface, and detects current on the impedance surface at locations corresponding thereto. The surface display device described.
前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記インピーダンス面上での接触物の接点座標を検出する位置検出回路を備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一に記載の面表示装置。   The surface display device according to claim 1, further comprising a position detection circuit that detects contact coordinates of a contact object on the impedance surface based on an output signal of the current detection circuit. 前記表示装置基板及び前記対向基板の基材に可撓性材料を用いることを特徴とする請求項7に記載の面表示装置。   The surface display device according to claim 7, wherein a flexible material is used for a base material of the display device substrate and the counter substrate. 請求項1乃至13のいずれか一に記載の面表示装置を搭載したことを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising the surface display device according to claim 1.
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