JP6268313B2 - Display device - Google Patents
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Description
本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいて外部近接物体を検出可能な表示装置に関する。 The present invention relates to a display device capable of detecting an external proximity object, and more particularly to a display device capable of detecting an external proximity object based on a change in capacitance.
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着または一体化され、タッチ検出機能付き表示装置に用いられている。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている。このようなタッチパネルを有する、タッチ検出機能付き表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報機器などでも、使用が拡大する傾向にある。 In recent years, a so-called touch panel called a touch detection device capable of detecting an external proximity object has attracted attention. The touch panel is mounted on or integrated with a display device such as a liquid crystal display device, and is used for a display device with a touch detection function. The display device with a touch detection function displays various button images and the like on the display device, thereby enabling information input using the touch panel as a substitute for a normal mechanical button. A display device with a touch detection function having such a touch panel does not require an input device such as a keyboard, a mouse, or a keypad, so that it can be used not only in computers but also in portable information devices such as mobile phones. Tend to.
タッチ検出装置の方式として、光学式、抵抗式、静電容量式などいくつかの方式が存在する。静電容量式のタッチ検出装置を、携帯情報端末などに用いると、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力な機器が実現できる。例えば、特許文献1及び特許文献2には、静電容量式のタッチパネルが記載されている。
There are several types of touch detection devices such as an optical type, a resistance type, and a capacitance type. When a capacitive touch detection device is used for a portable information terminal or the like, a device having a relatively simple structure and low power consumption can be realized. For example,
ところで、タッチ検出機能付き表示装置は、大画面化または高精細化のため、駆動電極へ供給する駆動信号の周波数を高める必要がある。これに対し、タッチ検出機能付き表示装置は、複数の信号線にも画素電極に画像を表示するための画素信号が供給される。タッチ検出機能付き表示装置は、近年、薄型化が求められることで、駆動電極と信号線との距離が短くなっている。そして、駆動電極と信号線とが立体交差していると、駆動電極と信号線との間の寄生容量が大きくなり、駆動電極の充放電に時間がかかる可能性がある。 By the way, the display device with a touch detection function needs to increase the frequency of the drive signal supplied to the drive electrode in order to increase the screen size or the definition. In contrast, in the display device with a touch detection function, a pixel signal for displaying an image on the pixel electrode is also supplied to the plurality of signal lines. In recent years, a display device with a touch detection function is required to be thin, and thus the distance between the drive electrode and the signal line is shortened. When the drive electrode and the signal line are three-dimensionally crossed, the parasitic capacitance between the drive electrode and the signal line increases, and it may take time to charge and discharge the drive electrode.
上述した特許文献1及び特許文献2に記載のタッチ検出機能付き表示装置は、駆動電極と信号線との間の寄生容量が大きくなることに対し、考慮されていない。
The display devices with a touch detection function described in
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、駆動電極と信号線との間の寄生容量の影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる表示装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a display device capable of performing touch detection while suppressing the influence of parasitic capacitance between a drive electrode and a signal line. .
本開示の表示装置は、基板と、前記基板に配置された複数の画素電極と、前記複数の画素電極と電気的に接続された複数の信号線と、前記複数の信号線と対向するように配置された複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極の内、少なくとも1つの選択された第1駆動電極にタッチ検出用のタッチ駆動信号を印加する走査駆動部と、を備え、前記走査駆動部は、前記選択された第1駆動電極に対向する少なくとも1つの第1信号線に前記タッチ駆動信号と同じ矩形波を印加する。 The display device of the present disclosure is configured to face the substrate, the plurality of pixel electrodes arranged on the substrate, the plurality of signal lines electrically connected to the plurality of pixel electrodes, and the plurality of signal lines. A plurality of drive electrodes arranged; and a scan drive unit that applies a touch drive signal for touch detection to at least one selected first drive electrode among the plurality of drive electrodes, and the scan drive unit Applies the same rectangular wave as the touch drive signal to at least one first signal line facing the selected first drive electrode.
本開示の電子機器は、上記表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。 An electronic apparatus according to the present disclosure includes the display device, and includes, for example, a television device, a digital camera, a personal computer, a video camera, or a mobile terminal device such as a mobile phone.
本開示の表示装置は、駆動電極と信号線との間の寄生容量を低減し、駆動電極の充放電の影響を抑えることができる。このため、本開示の表示装置は、タッチ検出の消費電力を抑制することができる。また、本開示の表示装置は、駆動電極へ供給する駆動信号の周波数を高めることができる。 The display device of the present disclosure can reduce the parasitic capacitance between the drive electrode and the signal line, and can suppress the influence of charging and discharging of the drive electrode. For this reason, the display device of the present disclosure can suppress power consumption for touch detection. Further, the display device of the present disclosure can increase the frequency of the drive signal supplied to the drive electrode.
本開示の表示装置によれば、薄型化、大画面化または高精細化することができる。 According to the display device of the present disclosure, it is possible to reduce the thickness, enlarge the screen, or increase the definition.
本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施形態(タッチ検出機能付き表示装置)
1−1.実施形態1
1−2.実施形態2
1−3.実施形態3
1−4.実施形態4
1−5.他の実施形態及び変形例
2.適用例(電子機器)
上記実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が電子機器に適用されている例
3.本開示の態様
A mode (embodiment) for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The present disclosure is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined. The description will be given in the following order.
1. Embodiment (display device with touch detection function)
1-1.
1-2.
1-3.
1-4. Embodiment 4
1-5. Other embodiments and modifications Application example (electronic equipment)
2. An example in which the display device with a touch detection function according to the embodiment is applied to an electronic device. Aspects of the present disclosure
<1.実施形態>
<1−1.実施形態1>
[構成例]
(全体構成例)
図1は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、ソースセレクタ部13Sと、駆動電極ドライバ14と、駆動信号セレクタ部14Sと、タッチ検出部40とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示部20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示部20の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。
<1. Embodiment>
<1-1.
[Configuration example]
(Overall configuration example)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a display device with a touch detection function according to the first embodiment. The display device with a
液晶表示部20は、後述するように、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
As will be described later, the liquid
ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。
The
ソースドライバ13は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する各画素Pix(副画素SPix)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13は、後述するように、1水平ライン分の映像信号から、液晶表示部20の複数の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重化した画素信号を生成し、ソースセレクタ部13Sに供給する。また、ソースドライバ13は、画像信号Vsigに多重化された画素信号Vpixを分離するために必要なスイッチ制御信号SELを生成し、画素信号Vpixとともにソースセレクタ部13Sに供給する。なお、ソースセレクタ部13Sは、ソースドライバ13と制御部11との間の配線数を少なくすることができる。
The
駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する駆動電極COMLに駆動信号Vcomを供給する回路である。駆動信号セレクタ部14Sは、駆動電極ドライバ14が生成するスイッチ制御信号SELCに応じて、駆動信号Vcomを供給する後述する駆動電極COMLを選択する。
The
タッチ検出部40は、制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されたタッチ検出信号Vdetに基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチ(上述した接触状態)の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部40はタッチ検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46とを備えている。
The
タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出デバイス30から供給されるタッチ検出信号Vdetを増幅する。タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出信号Vdetに含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていてもよい。
The touch detection
(静電容量型タッチ検出の基本原理)
タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。図1〜図6を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置1におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図2は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が装置に接触または近接していない状態を表す説明図である。図3は、図2に示す指が装置に接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図4は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が装置に接触または近接した状態を表す説明図である。図5は、図4に示す指が装置に接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
(Basic principle of capacitive touch detection)
The
例えば、図2に示すように、容量素子C1は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図3に示すように、容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図1に示すタッチ検出信号増幅部42に含まれる積分回路である。
For example, as illustrated in FIG. 2, the capacitive element C <b> 1 includes a pair of electrodes, a drive electrode E <b> 1, and a touch detection electrode E <b> 2 that are disposed to face each other with the dielectric D interposed therebetween. As shown in FIG. 3, the capacitive element C1 has one end connected to an AC signal source (drive signal source) S and the other end connected to a voltage detector (touch detection unit) DET. The voltage detector DET is, for example, an integration circuit included in the touch detection
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述するタッチ駆動信号Vcomtに相当するものである。 When an AC rectangular wave Sg having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz) is applied from the AC signal source S to the drive electrode E1 (one end of the capacitive element C1), the touch detection electrode E2 (the other end of the capacitive element C1) An output waveform (touch detection signal Vdet) appears via the voltage detector DET connected to the side. The AC rectangular wave Sg corresponds to a touch drive signal Vcomt described later.
指が装置に接触(または近接)していない状態(非接触状態)では、図2及び図3に示すように、容量素子C1に対する充放電に伴って、容量素子C1の容量値に応じた電流I0が流れる。図6に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流I0の変動を電圧の変動(実線の波形V0)に変換する。 In a state where the finger is not in contact with (or close to) the device (non-contact state), as shown in FIG. 2 and FIG. I 0 flows. As shown in FIG. 6, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 0 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of the voltage (solid line waveform V 0 ).
一方、指が装置に接触(または近接)した状態(接触状態)では、図4に示すように、指によって形成される静電容量C2がタッチ検出電極E2と接している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子C1の容量値よりも容量値の小さい容量素子C1’として作用する。そして、図5に示す等価回路でみると、容量素子C1’に電流I1が流れる。図6に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流I1の変動を電圧の変動(点線の波形V1)に変換する。この場合、波形V1は、上述した波形V0と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形V0と波形V1との電圧差分の絶対値|ΔV|は、指などの外部からの近接する物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、波形V0と波形V1との電圧差分の絶対値|ΔV|を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間RESETを設けた動作とすることがより好ましい。 On the other hand, when the finger is in contact with (or close to) the device (contact state), as shown in FIG. 4, the capacitance C2 formed by the finger is in contact with or near the touch detection electrode E2. The electrostatic capacitance corresponding to the fringe between the drive electrode E1 and the touch detection electrode E2 is blocked, and acts as a capacitive element C1 ′ having a capacitance value smaller than that of the capacitive element C1. When seen in the equivalent circuit shown in FIG. 5, the current I 1 flows through the capacitor C1 '. As shown in FIG. 6, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 1 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of the voltage (dotted line waveform V 1 ). In this case, the waveform V 1 has a smaller amplitude than the waveform V 0 described above. As a result, the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 changes according to the influence of an adjacent object such as a finger from the outside. Note that the voltage detector DET accurately detects the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 , so that the capacitance of the capacitor is adjusted according to the frequency of the AC rectangular wave Sg by switching in the circuit. It is more preferable to perform an operation provided with a period RESET for resetting charge / discharge.
図1に示すタッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcom(後述するタッチ駆動信号Vcomt)に従って、1検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
The
タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図3又は図5に示す電圧検出器DETを介して、検出ブロックごとにタッチ検出信号Vdetを出力し、タッチ検出部40のタッチ検出信号増幅部42に供給するようになっている。
The
A/D変換部43は、タッチ駆動信号Vcomtに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
The A /
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、タッチ駆動信号Vcomtをサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による電圧の差分のみ取り出す処理をおこなう。この指による電圧の差分は、上述した波形V0と波形V1との差分の絶対値|ΔV|である。信号処理部44は、1検出ブロック当たりの絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部44は、検出した指による電圧の差分を所定のしきい値電圧と比較し、電圧の差分がこのしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接物体が接触状態にあると判断する。一方、信号処理部44は、電圧の差分がしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。このようにして、タッチ検出部40はタッチ検出が可能となる。
The
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部46は、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。座標抽出部45は、タッチパネル座標を信号出力Voutとして出力する。
The coordinate
(モジュール)
図7は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図7に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、駆動電極ドライバ14と、COG(Chip On Glass)19とを含む。COG19は、上述したソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sを含む。なお、駆動信号セレクタ部14Sは、図示を省略しているが、駆動電極ドライバ14と同じ位置に配置されている。駆動電極ドライバ14は、ガラス基板であるTFT基板21に形成されている。COG19は、TFT基板21に実装されたチップであり、図1に示した制御部11、ソースドライバ13など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、COG(Chip On Glass)に駆動電極ドライバ14、ゲートドライバ12などの回路を内蔵してもよい。
(module)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a module in which the display device with a touch detection function according to the first embodiment is mounted. As shown in FIG. 7, the
図7は、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、このタッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと立体交差するように形成されたゲートドライバ12に接続される走査信号線GCLとを模式的に示している。また、図7は、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、タッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと交差せず平行な方向に延びるように形成された画素信号線SGLとを模式的に示している。
FIG. 7 shows a scanning signal connected to the driving electrode COML and the
タッチ検出機能付き表示部10は、いわゆるランドスケープ型(横長)のものである。駆動電極COMLは、タッチ検出機能付き表示部10の長辺方向に形成されており、後述するタッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示部10の短辺方向に形成されている。タッチ検出電極TDLの出力は、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側に設けられ、フレキシブル基板などにより構成された端子部Tを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部40(図示省略)と接続されている。
The
このように、図7に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出信号Vdetを、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、端子部Tを介してタッチ検出部40に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
As described above, the display device with a
(タッチ検出機能付き表示部10)
次に、タッチ検出機能付き表示部10の構成例を詳細に説明する。図8は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線との関係を説明する模式図である。図9は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図10は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。
(
Next, a configuration example of the
図8に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1では、画素信号線SGLが、ソースセレクタ部13Sを介してCOG19に内蔵したソースドライバ13に接続されている。ソースセレクタ部13Sは、スイッチ制御信号SELに応じて開閉動作する。タッチ検出機能付き表示装置1では、駆動電極COMLが、COG19に内蔵した駆動電極ドライバ14に、接続されている。カラーフィルタ32は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bを含む。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、駆動電極COMLと対向しており、TFT基板21の表面と垂直な方向にみて重なり合う。
As shown in FIG. 8, in the display device with a
駆動電極ドライバ14は、例えば選択した駆動電極ブロックStxだけ、駆動信号Vcomを供給し、選択していない駆動電極ブロックNtxには、駆動信号Vcomを供給しない。
For example, the
図9に示すように、タッチ検出機能付き表示部10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板3と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された液晶層6とを備えている。
As shown in FIG. 9, the
液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)モードまたはIPS(インプレーンスイッチング)モード等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示部が用いられる。なお、図9に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
The liquid crystal layer 6 modulates the light passing therethrough according to the state of the electric field. For example, a liquid crystal in a horizontal electric field mode such as an FFS (fringe field switching) mode or an IPS (in-plane switching) mode is used. A liquid crystal display unit is used. Note that alignment films may be provided between the liquid crystal layer 6 and the
また、対向基板3は、ガラス基板31と、このガラス基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32とを含む。ガラス基板31の他方の面には、タッチ検出デバイス30の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、このタッチ検出電極TDLの上には、偏光板35Aが配設されている。
The
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、このTFT基板21上にマトリックス状に配設された複数の画素電極22と、TFT基板21及び画素電極22の間に形成された複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、TFT基板21の下面側には入射側偏光板35Bとを含む。
The
TFT基板21には、図10に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)素子Tr、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GCL等の配線が形成されている。このように、画素信号線SGLは、TFT基板21の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号Vpixを供給する。図10に示す液晶表示部20は、マトリックス状に配列した複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。TFT素子Trのソースは画素信号線SGLに接続され、ゲートは走査信号線GCLに接続され、ドレインは液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端が駆動電極COMLに接続されている。
On the
副画素SPixは、走査信号線GCLにより、液晶表示部20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12と接続され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。また、副画素SPixは、画素信号線SGLにより、液晶表示部20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。画素信号線SGLは、ソースドライバ13と接続され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、液晶表示部20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14と接続され、駆動電極ドライバ14より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素SPixが一本の駆動電極COMLを共有するようになっている。
The sub-pixel SPix is connected to another sub-pixel SPix belonging to the same row of the liquid
図1に示すゲートドライバ12は、走査信号Vscanを、図10に示す走査信号線GCLを介して、副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、液晶表示部20にマトリックス状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図1に示すソースドライバ13は、画素信号Vpixを、図10に示す画素信号線SGLを介して、ゲートドライバ12により順次選択される1水平ラインを構成する各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。図1に示す駆動電極ドライバ14は、駆動信号Vcomを印加し、図9及び図10に示す、所定の本数の駆動電極COMLからなる駆動電極ブロックごとに駆動電極COMLを駆動する。
The
上述したように、液晶表示部20では、ゲートドライバ12が走査信号線GCLを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、液晶表示部20では、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13が画素信号Vpixを供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含む駆動電極ブロックに対して駆動信号Vcomを印加するようになっている。
As described above, in the liquid
図9に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、上述した図10に示す各副画素SPixにR、G、Bの3色の色領域32R、32G、32B(図8参照)が1組として画素Pixとして対応付けられている。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。なお、カラーフィルタ32は、互いに異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。
The
本実施形態に係る駆動電極COMLは、液晶表示部20の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能する。図11は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素電極との関係を説明する断面の模式図である。図12は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素との関係を説明する模式図である。図13は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。図11に示すように、駆動電極COMLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。図11及び図12に示すように、一つの駆動電極COMLが3つの画素電極22(3列を構成する画素電極22)に対応するように配置されている。絶縁層24は、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁するとともに、画素電極22とTFT基板21の表面に形成された画素信号線SGLとを絶縁する。
The drive electrode COML according to the present embodiment functions as a drive electrode of the liquid
また、図12に示すように、駆動電極COMLは、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極COMLは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ14から駆動電極COMLに交流矩形波形の駆動信号Vcomが印加されるようになっている。画素Pixは、上述した図10に示す各副画素SPixにR、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが割り当てられている。そして、図12に示すように、隣り合う画素Pixの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。このように、駆動電極COMLは、カラーフィルタ32の赤(R)の色領域32R、緑(G)の色領域32G及び青(B)の色領域32Bを一組とする画素Pixごとに、並列に延在している。これにより、隣り合う駆動電極COMLの隙間は、画素Pix単位で周期的に配列されるため、隣り合う駆動電極COMLの隙間に伴うスジが人間に認識されてしまう可能性を低減できる。
As shown in FIG. 12, the drive electrode COML extends in a direction parallel to the direction in which the pixel signal line SGL extends. The drive electrode COML is configured such that an AC rectangular waveform drive signal Vcom is applied from the
一般に、カラーフィルタ32では、緑(G)の色領域32Gの輝度が、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの輝度よりも高い。また、駆動電極COMLは、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料(透明導電酸化物)で形成される透明電極である。駆動電極COMLは、透明ではあるが、隣り合う駆動電極COMLの隙間はスジとして人間の目に認識されやすい。このため、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、相対的に輝度の低い赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。これにより、隣り合う駆動電極COMLの隙間は、画素Pix単位で周期的に配列されるため、隣り合う駆動電極COMLの隙間に伴うスジが人間に認識されてしまう可能性を低減できる。また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bよりも輝度の高い緑(G)の色領域32Gの開口率が維持される。
In general, in the
図13は、タッチ検出デバイス30の一構成例を斜視的に表すものである。図14は、実施形態1に係る駆動電極ドライバの一動作例を表す模式図である。タッチ検出デバイス30は、駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLにより構成されている。また、駆動電極COMLは、一方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンから構成されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ14によって駆動信号Vcomが順次供給され、後述するように時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極TDLは、TFT基板21の表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、タッチ検出部40のアナログLPF部42の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLの互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。
FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration example of the
この構成により、タッチ検出デバイス30では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ14が駆動電極COMLを駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Scanに駆動電極COMLの1検出ブロックが順次選択され、タッチ検出デバイス30は、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。このようにタッチ検出デバイス30は、1検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。タッチ検出デバイス30において、図14に示す駆動電極ブロックTx1から駆動電極ブロックTxiの各々が、上述したタッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応する。タッチ検出デバイス30において、タッチ検出電極TDLの検出ブロックRx1〜Rxqの各々が、タッチ検出電極E2に対応する。タッチ検出デバイス30は、上述した基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。そして、図13に示すように、互いに立体交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス30のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
With this configuration, in the
ここで、TFT基板21は、本開示における「基板」の一具体例に対応する。画素電極22は、本開示における「画素電極」の一具体例に対応する。画素信号線SGLは、本開示における「信号線」の一具体例に対応する。駆動電極COMLは、本開示における「駆動電極」の一具体例に対応する。液晶素子LCは、本開示における「表示機能層」の一具体例に対応する。ソースドライバ13及び駆動電極ドライバ14は、本開示における「走査駆動部」の一具体例に対応する。タッチ検出電極TDLは、本開示における「タッチ検出電極」に対応する。カラーフィルタ32は、本開示における「カラーフィルタ」に対応する。
Here, the
[動作及び作用]
続いて、実施形態1のタッチ検出機能付き表示装置1の動作及び作用について説明する。図15は、実施形態1に係る表示動作期間とタッチ検出動作期間との関係を表す模式図である。
[Operation and action]
Next, the operation and action of the display device with a
駆動電極COMLは、液晶表示部20の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能するため、駆動信号Vcomが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極COMLは、表示動作を行う表示動作期間Pdと、タッチ検出動作を行うタッチ検出動作期間Ptとに分けて駆動信号Vcomが印加される。駆動電極ドライバ14は、表示動作を行う表示動作期間Pdにおいては表示駆動信号として駆動信号Vcomを印加する。そして、駆動電極ドライバ14は、タッチ検出動作を行うタッチ検出動作期間Ptにおいてはタッチ駆動信号として駆動信号Vcomを印加する。以下の説明では、表示用の駆動信号としての駆動信号Vcomを、表示駆動信号Vcomdとして記載し、タッチ検出用の駆動信号としての駆動信号Vcomを、タッチ駆動信号Vcomtとして記載することがある。
Since the drive electrode COML functions as a drive electrode of the liquid
(全体動作概要)
制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ12は、図15に示す表示動作期間Pdにおいて、液晶表示部20に走査信号Vscanを供給し、表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する。ソースドライバ13は、表示動作期間Pdにおいて、ゲートドライバ12により選択された1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号Vpixを供給する。
(Overview of overall operation)
The
駆動電極ドライバ14は、表示動作期間Pdでは、1水平ラインに係る駆動電極ブロックTx1から駆動電極ブロックTxiに表示駆動信号Vcomdを印加する。タッチ検出動作期間Ptでは、タッチ検出動作に係る駆動電極ブロックTx1に対して表示駆動信号Vcomdよりも周波数の高いタッチ駆動信号Vcomtを順次印加し、1検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示部10は、表示動作期間Pdにおいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、及び駆動電極ドライバ14により供給された信号に基づいて表示動作を行う。タッチ検出機能付き表示部10は、タッチ検出動作期間Ptにおいて、駆動電極ドライバ14により供給されたタッチ駆動信号Vcomtに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。タッチ検出信号増幅部42は、タッチ検出信号Vdetを増幅して出力する。A/D変換部43は、タッチ駆動信号Vcomtに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求め、タッチパネル座標を信号出力Voutとして出力する。
The
(詳細動作)
次に、タッチ検出機能付き表示装置1の詳細動作を説明する。液晶表示部20は、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、走査信号線GCLのうちの、隣接する走査信号線GCLを1水平ラインずつ順次走査して表示を行う。同様に、駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、駆動電極COMLのうちの、図14に示す隣接する駆動電極ブロックTx1列目、駆動電極ブロックTx2列目、・・・、駆動電極ブロックTxi列目の順に駆動信号Vcomを駆動電極COMLに供給する。
(Detailed operation)
Next, detailed operation of the display device with a
タッチ検出機能付き表示装置1では、1表示水平期間1SFごとに、タッチ検出動作(タッチ検出動作期間Pt)と表示動作(表示期間Pd)とに分けて、時分割的に駆動電極COMLに駆動信号Vcom(表示駆動信号Vcomd及びタッチ駆動信号Vcomt)を供給する。フレーム期間1Fは、表示駆動の対象となる液晶表示部20の表示面の全水平ラインを選択して経過する期間である。図14及び図15に示すように、タッチ検出動作では、フレーム期間1F経過後、1表示水平期間1SFごとに、駆動電極ブロックTx1から駆動電極ブロックTxiの異なる駆動電極COMLを選択してタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を印加することにより、タッチ検出の走査を行う。
In the
例えば、図14に示すように、2番目の1表示水平期間1SFでは、駆動電極ブロックTx1から駆動電極ブロックTxiのうち駆動電極ブロックTx2が、選択された駆動電極ブロックStxとなり、図15に示すように、2番目のタッチ検出動作期間Ptにタッチ駆動信号Vcomtの矩形波が供給される。このとき、図8に示す駆動信号セレクタ部14Sは、スイッチ制御信号SELに応じて、駆動電極ブロックStxとなる駆動電極COMLと、基板に対して垂直な方向に対向する画素信号線SGLとの両方に、同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を供給する。
For example, as shown in FIG. 14, in the second one display horizontal period 1SF, the drive electrode block Tx2 among the drive electrode blocks Tx1 to Txi becomes the selected drive electrode block Stx, as shown in FIG. In addition, the rectangular wave of the touch drive signal Vcomt is supplied in the second touch detection operation period Pt. At this time, the drive
そして、駆動電極ブロックTx1、及び駆動電極ブロックTx3からTxiが、選択されていない駆動電極ブロックNtxとなっており、選択されていない駆動電極ブロックNtxの駆動電極COMLの電位がGNDに固定される。また、駆動電極ブロックNtxとなる駆動電極COMLと、基板に対して垂直な方向に対向する画素信号線SGLの電位もGNDに固定される。 The drive electrode block Tx1 and the drive electrode blocks Tx3 to Txi are not selected drive electrode blocks Ntx, and the potential of the drive electrode COML of the unselected drive electrode block Ntx is fixed to GND. In addition, the potential of the drive electrode COML serving as the drive electrode block Ntx and the pixel signal line SGL facing the direction perpendicular to the substrate is also fixed to GND.
この動作は、図14に示すように、駆動電極ブロックTx1から駆動電極ブロックTxiまで順次繰り返される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
This operation is sequentially repeated from the drive electrode block Tx1 to the drive electrode block Txi, as shown in FIG. Accordingly, the display device with a
以上説明したように、タッチ検出機能付き表示装置1は、表示期間pdにおいて、駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加するとともに、画素信号線SGLに、画素電極に画像を表示するための画素信号Vpixを供給する。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出動作期間ptにおいて、駆動電極COMLに対してタッチ駆動信号Vcomtを印加するとともに、タッチ駆動信号Vcomtを印加した駆動電極COMLと上述した垂直方向に重なり合うように対向する画素信号線SGLにタッチ駆動信号Vcomtを供給する。タッチ検出動作期間ptにおいて、駆動電極COMLと画素信号線SGLとが立体交差していると、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が大きくなり、駆動電極COMLの充放電に時間がかかる可能性がある。実施形態1の駆動電極COMLは、図12に示すように、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。このため、駆動電極ドライバ14は、タッチ駆動信号Vcomtを印加した駆動電極COMLと、駆動電極COMLとTFT基板21に垂直な方向において重なり合う画素信号線SGLと、の両方に同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を供給することができる。その結果、タッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が50%程度低減される。
As described above, the display device with a
[効果]
以上のように、タッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制されると、タッチ検出の消費電力を抑制することができる。このため、タッチ検出部40に供給する電力を抑制できることから、ドライバICを小型化することができる。その結果、実施形態1のタッチ検出機能付き表示装置1を備える電子機器を小型化することができる。
[effect]
As described above, the display device with a
また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制されると、充放電の影響を抑えることができる。このため、タッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高周波化することができる。その結果、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、AC電源に起因するような低周波ノイズの影響を抑制することができる。また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLへ供給するタッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高め、タッチ検出を短時間で検出できるようになる。これにより、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出デバイス30の面積を大画面化または高精細化しても、対応することができる。また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの距離が短くなっても、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が低減できているので、タッチ検出機能付き表示部10を薄型化することができる。
In addition, the display device with a
[実施形態1の変形例]
図16は、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素との関係を説明する模式図である。上述したように、駆動電極COMLは、透明ではあるが、隣り合う駆動電極COMLの隙間はスジとして人間の目に認識されやすい。このため、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、相対的に輝度の低い赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。このため、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの開口率が低下する可能性がある。例えば、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、図16に示すように、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの間にある画素信号線SGL間の長さをLs、駆動電極COMLの延在方向と直交する幅の長さをLcとする。そして、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、図16に示すように、上述したTFT基板21の表面と垂直な方向にみて、カラーフィルタ32の、赤(R)の色領域32R、緑(G)の色領域32G及び青(B)の色領域32Bに重なり合う、図10に示す副画素SPixを介して配置される画素信号線SGL間の長さを、それぞれ幅Δr、幅Δg、幅Δbとする。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the relationship among drive electrodes, pixel signal lines, and pixels in a module in which a display device with a touch detection function according to a modification of the first embodiment is mounted. As described above, the drive electrode COML is transparent, but the gap between adjacent drive electrodes COML is easily recognized by human eyes as a streak. For this reason, the display device with a
相対的に輝度の低い赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。このため、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bよりも輝度の高い緑(G)の色領域32Gの開口率が維持される。そして、幅Δgよりも幅Δr、幅Δbを大きくしておくことにより、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの開口率を向上させることができる。実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、カラーフィルタ32の赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bが緑(G)の色領域32Gを挟むように配列されており、赤(R)の色領域32R及び青(B)の色領域32Bの延在方向と直交する方向のそれぞれの幅は、緑(G)の色領域32Gの延在方向と直交する方向の幅よりも狭くなる。これにより、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタ32の色領域32R、32G及び32Bの透過率を同等にすることができる。例えば、幅Δr、幅Δbは、幅Δgよりも((長さLs−長さLc)/2)程度大きくすることができる。
A gap between the adjacent drive electrodes COML is located between the red (R)
そして、実施形態1の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、隣り合う駆動電極COMLの隙間となる長さは、画素Pix単位で周期的に配列されるため、隣り合う駆動電極COMLの隙間に伴うスジが人間に認識されてしまう可能性を低減できる。
In the display device with a
<1−2.実施形態2>
次に、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1について説明する。図17は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素電極との関係を説明する断面の模式図である。図18は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素との関係を説明する模式図である。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
<1-2. Second Embodiment>
Next, the
図17に示すように、駆動電極COMLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。図17及び図18に示すように、一つの駆動電極COMLが3つの画素電極22(3列を構成する画素電極22)に対応するように配置されている。
As shown in FIG. 17, the drive electrode COML faces the
また、図18に示すように、駆動電極COMLは、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。画素Pixは、上述した図10に示す各副画素SPixにR、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが割り当てられている。そして、図18に示すように、隣り合う画素Pixの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。隣り合う駆動電極COMLの隙間と、この隙間とTFT基板21の表面に対する垂直な方向において対向する画素信号線SGLとの間にある絶縁層24には、金属補助配線MLが配置されている。金属補助配線MLは、画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。金属補助配線ML及び駆動電極COMLは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ14から駆動電極COML及び金属補助配線MLに交流矩形波形の駆動信号Vcomが印加されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 18, the drive electrode COML extends in a direction parallel to the direction in which the pixel signal line SGL extends. In the pixel Pix, the
駆動電極COMLと画素信号線SGLとに同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波が供給された場合、金属補助配線MLの電位が駆動電極COML及び画素信号線SGLと同電位となることにより、液晶層6への電位変化を抑制し、透過ロスが低減される。 When the rectangular wave of the same touch drive signal Vcomt is supplied to the drive electrode COML and the pixel signal line SGL, the potential of the metal auxiliary wiring ML becomes the same as that of the drive electrode COML and the pixel signal line SGL, so that the liquid crystal layer 6 The potential change to the is suppressed, and the transmission loss is reduced.
[実施形態2の変形例]
図19は、実施形態2の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素電極との関係を説明する断面の模式図である。図20は、実施形態2の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線と、画素との関係を説明する模式図である。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
[Modification of Embodiment 2]
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view illustrating the relationship among a drive electrode, a pixel signal line, and a pixel electrode in a module in which a display device with a touch detection function according to a modification of the second embodiment is mounted. FIG. 20 is a schematic diagram for explaining the relationship among drive electrodes, pixel signal lines, and pixels in a module in which a display device with a touch detection function according to a modification of the second embodiment is mounted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in
図19に示すように、駆動電極COMLは、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。図19及び図20に示すように、一つの駆動電極COMLが3つの画素電極22(3列を構成する画素電極22)に対応するように配置されている。
As shown in FIG. 19, the drive electrode COML faces the
また、図20に示すように、駆動電極COMLは、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。画素Pixは、上述した図10に示す各副画素SPixにR、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが割り当てられている。そして、図20に示すように、隣り合う画素Pixの間に、隣り合う駆動電極COMLの隙間が位置している。隣り合う駆動電極COMLの隙間寄りの駆動電極COMLの縁部には金属補助配線MLが積層されている。この金属補助配線MLは、画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。そして、金属補助配線MLは、画素信号線SGLの一つとTFT基板21の表面に対する垂直な方向において対向する。金属補助配線ML及び駆動電極COMLは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ14から駆動電極COML及び金属補助配線MLに交流矩形波形の駆動信号Vcomが印加されるようになっている。
As shown in FIG. 20, the drive electrode COML extends in a direction parallel to the direction in which the pixel signal line SGL extends. In the pixel Pix, the
駆動電極COMLと画素信号線SGLとに同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波が供給された場合、金属補助配線MLの電位が駆動電極COML及び画素信号線SGLと同電位となることにより、液晶層6への電位変化を抑制し、透過ロスが低減される。また、金属補助配線MLは、駆動電極COMLよりも低抵抗な金属、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)及びこれらの合金の1つ以上を使用することができる。このため、実施形態2の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLの電圧降下の影響を受けにくくなり、画面の大型化に対応することができる。
When the rectangular wave of the same touch drive signal Vcomt is supplied to the drive electrode COML and the pixel signal line SGL, the potential of the metal auxiliary wiring ML becomes the same as that of the drive electrode COML and the pixel signal line SGL, so that the liquid crystal layer 6 The potential change to the is suppressed, and the transmission loss is reduced. Further, the metal auxiliary wiring ML can use one or more of metals, aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), and alloys thereof having a lower resistance than that of the drive electrode COML. For this reason, the display device with a
[効果]
以上のように実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出の消費電力を抑制することができる。このため、タッチ検出部40に供給する電力を抑制できることから、ドライバICを小型化することができる。その結果、実施形態2及び変形例のタッチ検出機能付き表示装置1を備える電子機器を小型化することができる。
[effect]
As described above, in the display device with a
また、実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、金属補助配線MLと、駆動電極COMLと、画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制されると、充放電の影響を抑えることができる。このため、タッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高周波化することができる。その結果、実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、AC電源に起因するような低周波ノイズの影響を抑制することができる。また、実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、金属補助配線ML及び駆動電極COMLへ供給するタッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高め、タッチ検出を短時間で検出できるようになる。これにより、実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出デバイス30の面積を大画面化または高精細化しても、対応することができる。また、実施形態2及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの距離が短くなっても、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が低減できているので、タッチ検出機能付き表示部10を薄型化することができる。
Further, in the display device with a
<1−3.実施形態3>
次に、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Aについて説明する。図21は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図22は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線との関係を説明する模式図である。なお、上述した実施形態1及び実施形態2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
<1-3.
Next, a display device with a
図21は、上述したTFT基板21の表面に対する垂直方向において、このタッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと立体交差するように形成されたゲートドライバ12に接続される走査信号線GCLとを模式的に示している。また、図21は、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、タッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと交差せず平行な方向に延びるように形成された画素信号線SGLとを模式的に示している。駆動信号セレクタ部14S1、14S2は、駆動電極COMLの延在方向の両端を挟むように配置されている。
FIG. 21 is connected to the drive electrode COML and the
図22に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1Aでは、画素信号線SGLが、ソースセレクタ部13S1、13S2を介してCOG19に内蔵したソースドライバ13に接続されている。ソースセレクタ部13S1、13S2は、画素信号線SGLの延在方向両端を挟むように配置されている。ソースセレクタ部13S1は、スイッチ制御信号SELCに応じて開閉動作する。ソースセレクタ部13S2は、スイッチ制御信号SELに応じて開閉動作する。駆動信号セレクタ部14S1と、駆動電極ドライバ14を含むCOG19側の駆動信号セレクタ部14S2とは、駆動電極COMLの延在方向の両端を挟むように配置されている。駆動信号セレクタ部14S1、14S2は、スイッチ制御信号SELCに応じて開閉動作する。実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Aは、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の電気的接続を開閉する駆動電極信号線間セレクタスイッチSWを備えている。タッチ検出機能付き表示装置1Aでは、駆動電極COMLが、COG19に内蔵した駆動電極ドライバ14に、接続されている。カラーフィルタ32は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bを含む。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、駆動電極COMLと対向しており、TFT基板21の表面と垂直な方向にみて重なり合う。
As shown in FIG. 22, in the display device with a
実施形態3の駆動電極COMLは、図22に示すように、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。例えば、タッチ検出機能付き表示装置1Aでは、表示期間pdにおいて、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極信号線間セレクタスイッチSWが駆動電極COMLと画素信号線SGLとを非接続とし、駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加する。また、タッチ検出機能付き表示装置1Aでは、表示期間pdにおいて、ソースセレクタ部13S1、13S2の一方がスイッチ制御信号SELCに応じて開動作し、ソースセレクタ部13S1、13S2の他方がスイッチ制御信号SELに応じて開閉動作することで、画素信号線SGLに画素電極に画像を表示するための画素信号Vpixを供給する。これにより、ソースセレクタ部13S1、13S2は、画素信号線SGLの短絡を抑制することができる。
As illustrated in FIG. 22, the drive electrode COML of
また、タッチ検出機能付き表示装置1Aでは、タッチ検出動作期間ptにおいて、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極信号線間セレクタスイッチSWが駆動電極COMLと画素信号線SGLとを接続する。そして、タッチ検出機能付き表示装置1Aは、駆動電極COMLに対してタッチ駆動信号Vcomtを印加するとともに、タッチ駆動信号Vcomtを印加した駆動電極COMLと上述した垂直方向に重なり合うように対向する画素信号線SGLにタッチ駆動信号Vcomtを供給する。このため、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COML及び画素信号線SGLの延在方向の両端から、駆動電極COMLと画素信号線SGLとに同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を供給することができる。
In the display device with a
[効果]
以上のように実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Aは、駆動電極COML及び画素信号線SGLの延在方向の両端から、駆動電極COMLと画素信号線SGLとに同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を供給するので、電圧降下を抑制し、タッチ検出機能付き表示部10を、大画面化または高精細化することができる。
[effect]
As described above, the display device with a
<1−4.実施形態4>
次に、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bについて説明する。図23は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールにおいて、駆動電極と、画素信号線との関係を説明する模式図である。なお、上述した実施形態1及び実施形態2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
<1-4. Embodiment 4>
Next, a
図23は、上述したTFT基板21の表面に対する垂直方向において、このタッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと立体交差するように形成されたゲートドライバ12に接続される走査信号線GCLとを模式的に示している。また、図23は、TFT基板21の表面に対する垂直方向において、タッチ検出機能付き表示部10における、駆動電極COMLと、駆動電極COMLと交差せず平行な方向に延びるように形成された画素信号線SGLとを模式的に示している。
FIG. 23 is connected to the drive electrode COML and the
図23に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1Bは、画素信号線SGLが、ソースセレクタ部13Sを介してCOG19に内蔵したソースドライバ13に接続されている。ソースセレクタ部13Sは、スイッチ制御信号SELに応じて開閉動作する。駆動信号セレクタ部14Sもスイッチ制御信号SELCに応じて開閉動作する。実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の電気的接続を開閉する駆動電極信号線間セレクタスイッチSWを備えている。タッチ検出機能付き表示装置1Bでは、駆動電極COMLが、COG19に内蔵した駆動電極ドライバ14に、接続されている。カラーフィルタ32は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域32R、32G、32Bを含む。カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、駆動電極COMLと対向しており、TFT基板21の表面と垂直な方向にみて重なり合う。
As shown in FIG. 23, in the display device with a
実施形態4の駆動電極COMLでは、図23に示すように、上述した画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向に延在している。例えば、タッチ検出機能付き表示装置1Bは、表示期間pdにおいて、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極信号線間セレクタスイッチSWを駆動して駆動電極COMLと画素信号線SGLとを非接続とし、駆動電極COMLに対して表示駆動信号Vcomdを印加するとともに、画素信号線SGLに対して、画素電極に画像を表示するための画素信号Vpixを供給する。また、タッチ検出機能付き表示装置1Bは、タッチ検出動作期間ptにおいて、スイッチ制御信号SELCに応じて駆動電極信号線間セレクタスイッチSWを駆動して駆動電極COMLと画素信号線SGLとを接続する。そして、タッチ検出機能付き表示装置1Bは、駆動電極COMLに対してタッチ駆動信号Vcomtを印加するとともに、タッチ駆動信号Vcomtを印加した駆動電極COMLと上述した垂直方向に重なり合うように対向する画素信号線SGLに対してタッチ駆動信号Vcomtを供給する。このため、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLと画素信号線SGLとに同じタッチ駆動信号Vcomtの矩形波を供給することができる。
In the drive electrode COML of the fourth embodiment, as illustrated in FIG. 23, the drive electrode COML extends in a direction parallel to the direction in which the pixel signal line SGL extends. For example, the display device with a
[効果]
以上のように実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制されると、タッチ検出の消費電力を抑制することができる。このため、タッチ検出部40に供給する電力を抑制できることから、ドライバICを小型化することができる。その結果、実施形態4のタッチ検出機能付き表示装置1Bを備える電子機器を小型化することができる。
[effect]
As described above, the display device with a
また、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が抑制されると、充放電の影響を抑えることができる。このため、タッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高周波化することができる。その結果、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、AC電源に起因するような低周波ノイズの影響を抑制することができる。また、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、駆動電極COMLへ供給するタッチ駆動信号Vcomtの矩形波の周波数を高め、タッチ検出を短時間で検出できるようになる。これにより、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、タッチ検出デバイス30の面積を大画面化または高精細化しても、対応することができる。また、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの距離が短くなっても、駆動電極COMLと画素信号線SGLとの間の寄生容量が低減できているので、タッチ検出機能付き表示部10を薄型化することができる。
In addition, the display device with a
<1−5.他の実施形態及び変形例>
以上、いくつかの実施形態及び変形例を挙げて実施形態を説明したが、本開示はこれらの実施形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
<1-5. Other Embodiments and Modifications>
As described above, the embodiments have been described with some embodiments and modifications, but the present disclosure is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.
また、上記の各実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1、1Aは、FFSモード、IPSモード等の各種モードの液晶を用いた液晶表示部20とタッチ検出デバイス30とを一体化したタッチ検出機能付き表示部を用いることができる。これに代えて、タッチ検出機能付き表示部10は、TN(Twisted Nematic:ツイステッドネマティック)モード、VA(Vertical Alignment:垂直配向)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電界制御複屈折)モード等の各種モードの液晶とタッチ検出デバイスとを一体化したタッチ検出機能付き表示部であってもよい。
In the
例えば、タッチ検出機能付き表示装置1、1Aは、横電界モードの液晶を用いてもよい。また、上記各実施形態では、液晶表示部20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば液晶表示部20に静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着したオンセルタイプであってもよい。この場合でも、上述したような構成にすることにより、外部ノイズや、液晶表示部から伝わるノイズ(上記各実施形態における内部ノイズに対応するもの)の影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる。
For example, the
<2.適用例>
次に、図24〜図35を参照して、実施形態及び変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置1の適用例について説明する。図24〜図35は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
<2. Application example>
Next, an application example of the display device with a
(適用例1)
図24に示す電子機器は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及びフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 1)
The electronic device illustrated in FIG. 24 is a television device to which the display device with a
(適用例2)
図25及び図26に示す電子機器は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523及びシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 2)
The electronic device illustrated in FIGS. 25 and 26 is a digital camera to which the
(適用例3)
図27に示す電子機器は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部531、この本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタート/ストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 3)
27 represents an appearance of a video camera to which the display device with a
(適用例4)
図28に示す電子機器は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有しており、表示部543は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 4)
The electronic device shown in FIG. 28 is a notebook personal computer to which the display device with a
(適用例5)
図29〜図35に示す電子機器は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554、サブディスプレイ555、ピクチャーライト556及びカメラ557を有している。そのディスプレイ554またはサブディスプレイ555は、実施形態1、2、3、4及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 5)
The electronic device illustrated in FIGS. 29 to 35 is a mobile phone to which the display device with a
<3.本開示の態様>
また、本開示は、以下の態様を含む。
(1)
基板と、
前記基板と平行な面上に行列配置された複数の画素電極と、
前記基板の表面と平行な平面に延在し、前記複数の画素電極に画像を表示するための画素信号を供給する複数の信号線と、
前記画素信号に基づいて画像表示機能を発揮する表示機能層と、
前記基板の表面に対する垂直方向において前記複数の画素電極に対向し、前記複数の信号線が延在する方向と平行な方向に延在する複数の駆動電極と、
前記垂直方向において前記複数の駆動電極と対向し、かつ前記複数の信号線が延在する方向とは異なる方向に延在して、前記複数の駆動電極と容量結合する、複数のタッチ検出電極と、
前記複数の駆動電極を走査して前記複数の駆動電極にタッチ検出用のタッチ駆動信号を印加する走査駆動部と、を備え、
前記走査駆動部は、前記タッチ駆動信号を印加した前記駆動電極と前記垂直方向に重なり合うように対向する信号線に前記タッチ駆動信号を印加する、タッチ検出機能付き表示装置。
(2)
前記走査駆動部は、
表示動作期間において、前記複数の駆動電極に対して表示用の表示駆動信号を印加するとともに、前記複数の信号線に前記複数の画素電極に画像を表示するための画素信号を供給し、
タッチ検出動作期間において、前記複数の駆動電極に対して前記タッチ駆動信号を印加するとともに、前記信号線に前記タッチ駆動信号を印加する、前記(1)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(3)
前記垂直方向において前記表示機能層に対向し、前記画素電極ごとに異なる赤色領域、緑色領域及び青色領域で着色されたカラーフィルタを備え、
前記カラーフィルタの各赤色領域、緑色領域及び青色領域の延在方向は、前記複数の信号線が延在する方向と一致し、
前記複数の駆動電極が、前記カラーフィルタの赤色領域、緑色領域及び青色領域を一組とする画素ごとに、並列に延在している、前記(1)または(2)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(4)
前記複数の駆動電極は、隣り合う前記駆動電極の間が、前記垂直方向にみて前記カラーフィルタの赤色領域及び青色領域の間に重なるように配列されている、前記(3)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(5)
前記カラーフィルタの前記赤色領域及び前記青色領域が前記緑色領域を挟むように配列されており、前記赤色領域及び青色領域の延在方向と直交する方向のそれぞれの幅は、前記カラーフィルタの緑色領域の延在方向と直交する方向の幅よりも狭い、前記(4)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(6)
前記複数の信号線が延在する方向と平行な方向に延在し、隣り合う前記駆動電極の隙間の各々に対して各々配置され、かつ前記垂直方向にみて、各々が前記隙間のうち対応する隙間と前記複数の信号線のうち対応する信号線との間に配置される複数の金属補助配線を備え、
前記走査駆動部は、前記複数の金属補助配線のうち前記タッチ駆動信号を印加した信号線と前記垂直方向に対向する金属補助配線に前記タッチ駆動信号を印加する、前記(2)から(5)のいずれかひとつに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(7)
前記複数の信号線が延在する方向と平行な方向に延在し、かつ透明導電材料の前記複数の駆動電極の各々に各々積層され、前記垂直方向にみて各々が前記複数の信号線のうち対応する信号線と対向する位置に配置される複数の金属補助配線を備える、前記(2)から(5)のいずれかひとつに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(8)
前記複数のタッチ検出電極は、外部近接物体の近接または接触に基づく静電容量の変化を利用してその外部近接物体を検出する、前記(1)から(7)のいずれかひとつに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
(9)
外部近接物体を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置を備える電子機器であって、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
基板と、
前記基板と平行な面上に行列配置された複数の画素電極と、
前記基板の表面と平行な平面に延在し、前記複数の画素電極に画像を表示するための画素信号を供給する複数の信号線と、
前記画素信号に基づいて画像表示機能を発揮する表示機能層と、
前記基板の表面に対する垂直方向において前記複数の画素電極に対向し、前記複数の信号線が延在する方向と平行な方向に延在する複数の駆動電極と、
前記垂直方向において前記複数の駆動電極と対向し、かつ前記複数の信号線が延在する方向とは異なる方向に延在して、前記複数の駆動電極と容量結合する、複数のタッチ検出電極と、
前記複数の駆動電極を走査して前記複数の駆動電極にタッチ検出用のタッチ駆動信号を印加する走査駆動部と、を備え、
前記走査駆動部は、前記タッチ駆動信号を印加した前記駆動電極と前記垂直方向に重なり合うように対向する信号線に前記タッチ駆動信号を印加する、
電子機器。
<3. Aspect of the Present Disclosure>
The present disclosure also includes the following aspects.
(1)
A substrate,
A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on a plane parallel to the substrate;
A plurality of signal lines extending in a plane parallel to the surface of the substrate and supplying pixel signals for displaying images on the plurality of pixel electrodes;
A display functional layer that exhibits an image display function based on the pixel signal;
A plurality of drive electrodes facing the plurality of pixel electrodes in a direction perpendicular to the surface of the substrate and extending in a direction parallel to a direction in which the plurality of signal lines extend;
A plurality of touch detection electrodes facing the plurality of drive electrodes in the vertical direction and extending in a direction different from a direction in which the plurality of signal lines extend and capacitively coupled to the plurality of drive electrodes; ,
A scanning drive unit that scans the plurality of drive electrodes and applies a touch drive signal for touch detection to the plurality of drive electrodes, and
The display device with a touch detection function, wherein the scan driving unit applies the touch drive signal to a signal line facing the drive electrode to which the touch drive signal is applied so as to overlap in the vertical direction.
(2)
The scan driver is
In the display operation period, a display drive signal for display is applied to the plurality of drive electrodes, and pixel signals for displaying images on the plurality of pixel electrodes are supplied to the plurality of signal lines,
The display device with a touch detection function according to (1), wherein the touch drive signal is applied to the plurality of drive electrodes and the touch drive signal is applied to the signal line in a touch detection operation period.
(3)
A color filter facing the display function layer in the vertical direction and colored in a red region, a green region and a blue region which are different for each pixel electrode;
The extending direction of each red region, green region and blue region of the color filter coincides with the direction in which the plurality of signal lines extend,
The touch detection function according to (1) or (2), wherein the plurality of drive electrodes extend in parallel for each pixel including the red region, the green region, and the blue region of the color filter as a set. Display device.
(4)
The touch detection according to (3), wherein the plurality of drive electrodes are arranged so that adjacent drive electrodes overlap between a red region and a blue region of the color filter when viewed in the vertical direction. Display device with function.
(5)
The red region and the blue region of the color filter are arranged so as to sandwich the green region, and the respective widths in the direction orthogonal to the extending direction of the red region and the blue region are the green region of the color filter The display device with a touch detection function according to (4), which is narrower than a width in a direction orthogonal to the extending direction of.
(6)
The plurality of signal lines extend in a direction parallel to the direction in which the plurality of signal lines extend, and are arranged for each of the gaps of the adjacent drive electrodes, and each corresponds to the gap in the vertical direction. A plurality of metal auxiliary wirings arranged between the gap and the corresponding signal line among the plurality of signal lines,
The scanning drive unit applies the touch drive signal to a metal auxiliary wiring that is vertically opposed to a signal line to which the touch drive signal is applied among the plurality of metal auxiliary wirings, (2) to (5) The display device with a touch detection function according to any one of the above.
(7)
The plurality of signal lines extend in a direction parallel to a direction in which the plurality of signal lines extend, and are stacked on each of the plurality of drive electrodes of a transparent conductive material, and each of the plurality of signal lines as viewed in the vertical direction The display device with a touch detection function according to any one of (2) to (5), comprising a plurality of metal auxiliary wirings arranged at positions facing corresponding signal lines.
(8)
The touch according to any one of (1) to (7), wherein the plurality of touch detection electrodes detect the external proximity object using a change in capacitance based on proximity or contact of the external proximity object. Display device with detection function.
(9)
An electronic device including a display device with a touch detection function capable of detecting an external proximity object,
The display device with a touch detection function is:
A substrate,
A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on a plane parallel to the substrate;
A plurality of signal lines extending in a plane parallel to the surface of the substrate and supplying pixel signals for displaying images on the plurality of pixel electrodes;
A display functional layer that exhibits an image display function based on the pixel signal;
A plurality of drive electrodes facing the plurality of pixel electrodes in a direction perpendicular to the surface of the substrate and extending in a direction parallel to a direction in which the plurality of signal lines extend;
A plurality of touch detection electrodes facing the plurality of drive electrodes in the vertical direction and extending in a direction different from a direction in which the plurality of signal lines extend and capacitively coupled to the plurality of drive electrodes; ,
A scanning drive unit that scans the plurality of drive electrodes and applies a touch drive signal for touch detection to the plurality of drive electrodes, and
The scan driving unit applies the touch drive signal to a signal line facing the drive electrode to which the touch drive signal is applied so as to overlap in the vertical direction.
Electronics.
1 タッチ検出機能付き表示装置
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示部
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20 液晶表示部
21 TFT基板
22 画素電極
30 タッチ検出デバイス
31 ガラス基板
32 カラーフィルタ
35 偏光板
40 タッチ検出部
42 タッチ検出信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
COML 駆動電極
GCL 走査信号線
LC 液晶素子
Pd 表示期間
Pt タッチ検出動作期間
Pix 画素
R 抵抗
SGL 画素信号線
TDL タッチ検出電極
Tr TFT素子
Vcom 駆動信号
Vdet タッチ検出信号
Vdisp 映像信号
Vpix 画素信号
Vscan 走査信号
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記基板に配置された複数の画素電極と、
前記複数の画素電極と電気的に接続された複数の信号線と、
前記複数の信号線と対向するように配置された複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極の内、少なくとも1つの選択された第1駆動電極にタッチ検出用のタッチ駆動信号を印加する走査駆動部と、を備え、
前記走査駆動部は、前記選択された第1駆動電極に対向する少なくとも1つの第1信号線に前記タッチ駆動信号と同じ矩形波を印加する
表示装置。 A substrate,
A plurality of pixel electrodes disposed on the substrate;
A plurality of signal lines electrically connected to the plurality of pixel electrodes;
A plurality of drive electrodes arranged to face the plurality of signal lines;
A scanning drive unit that applies a touch drive signal for touch detection to at least one selected first drive electrode among the plurality of drive electrodes;
The scanning drive unit applies the same rectangular wave as the touch drive signal to at least one first signal line facing the selected first drive electrode.
請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the scanning drive unit applies a display drive signal for display to at least one selected second drive electrode among the plurality of drive electrodes.
請求項2に記載の表示装置。 The display device according to claim 2, wherein the scan driving unit applies a pixel signal to at least one second signal line facing the selected second driving electrode among the plurality of signal lines.
請求項2に記載の表示装置。 The display device according to claim 2, wherein the scan driving unit has a display operation period for supplying the display drive signal and a touch operation period for supplying the touch drive signal.
請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the scan driving unit fixes at least one third driving electrode other than the first driving electrode to a first reference potential.
請求項5に記載の表示装置。 The display device according to claim 5, wherein the scan driving unit fixes at least one third signal line facing the third driving electrode to a first reference potential.
請求項1に記載の表示装置。 The display according to claim 1, wherein the scan driver applies the same signal to at least one third drive electrode other than the first drive electrode and a third signal line facing the third drive electrode. apparatus.
前記複数の第1配線と電気的に接続された複数の第1スイッチ素子を有し、
複数の前記第1スイッチ素子の内、少なくとも1つの第1スイッチ素子は、前記複数の信号線の内、少なくとも1つの信号線と電気的に接続されている
請求項1に記載の表示装置。 A plurality of first wirings connecting the scan driver and the plurality of drive electrodes;
A plurality of first switch elements electrically connected to the plurality of first wirings;
The display device according to claim 1, wherein at least one first switch element among the plurality of first switch elements is electrically connected to at least one signal line among the plurality of signal lines.
請求項8に記載の表示装置。 The scanning drive unit turns on at least one selected first switch element among the plurality of first switch elements to drive the drive electrode electrically connected to the selected first switch element. The display device according to claim 8, wherein a touch drive signal is supplied to both the signal line electrically connected to the selected first switch element.
前記第2配線に電気的に接続された複数の第1スイッチ素子を有し、
前記複数の信号線は、第1方向に延在し、前記第1方向と交差する第2方向に配列されており、
前記複数の信号線は、前記第1方向の端部として複数の第1端部と複数の第2端部を有し、
前記第2配線は、前記複数の第1端部または前記複数の第2端部の少なくとも一方の複数の端部に沿って延在しており、
複数の前記第1スイッチ素子は、前記一方の複数の端部と電気的に接続されている
請求項1に記載の表示装置。 A second wiring for supplying the touch drive signal;
A plurality of first switch elements electrically connected to the second wiring;
The plurality of signal lines extend in a first direction and are arranged in a second direction intersecting the first direction,
The plurality of signal lines have a plurality of first ends and a plurality of second ends as ends in the first direction,
The second wiring extends along a plurality of end portions of at least one of the plurality of first end portions or the plurality of second end portions,
The display device according to claim 1, wherein the plurality of first switch elements are electrically connected to the plurality of one end portions.
前記第2配線は、前記複数の第1端部または前記複数の第2端部の他方の複数の端部に沿って延在しており、
複数の前記第2スイッチ素子は、前記他方の複数の端部と電気的に接続されている
請求項10に記載の表示装置。 A second switch element electrically connected to the second wiring;
The second wiring extends along a plurality of other end portions of the plurality of first end portions or the plurality of second end portions,
The display device according to claim 10, wherein the plurality of second switch elements are electrically connected to the other plurality of ends.
複数の前記第2スイッチ素子の制御信号を供給する第2制御信号線とを有し、
前記第1制御信号線と前記第2制御信号線は電気的に接続されている
請求項11に記載の表示装置。 A first control signal line for supplying a plurality of control signals for the first switch elements;
A second control signal line for supplying a plurality of control signals for the second switch elements,
The display device according to claim 11, wherein the first control signal line and the second control signal line are electrically connected.
前記複数の駆動電極は、第1方向に延在し、第2方向に配列されている
請求項1に記載の表示装置。 The plurality of signal lines extend in the first direction and are arranged in the second direction,
The display device according to claim 1, wherein the plurality of drive electrodes extend in a first direction and are arranged in a second direction.
前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極との間の容量変化を検出するタッチ検出部を有する
請求項1に記載の表示装置。 A plurality of detection electrodes facing the plurality of drive electrodes;
The display device according to claim 1, further comprising: a touch detection unit that detects a change in capacitance between the plurality of drive electrodes and the plurality of detection electrodes.
前記カラーフィルタ層は、赤色領域、緑色領域、青色領域を有し、
前記複数の駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と、前記少なくとも1つの駆動電極に隣接する駆動電極の間のスリットが、前記赤色領域と青色領域の間のスリットに対向する
請求項1に記載の表示装置。 A color filter layer facing the plurality of drive electrodes;
The color filter layer has a red region, a green region, a blue region,
The slit between the at least one drive electrode and the drive electrode adjacent to the at least one drive electrode among the plurality of drive electrodes is opposed to the slit between the red region and the blue region. Display device.
前記複数の金属補助配線は、前記複数の信号線と対向しており、
前記走査駆動部は、前記第1信号線と対向する、前記複数の金属補助配線の内、少なくとも1つの金属補助配線に、前記タッチ駆動信号と同一の矩形波を印加する
請求項1に記載の表示装置。 Having multiple metal auxiliary wires,
The plurality of metal auxiliary wirings are opposed to the plurality of signal lines,
The scanning drive unit applies the same rectangular wave as the touch drive signal to at least one metal auxiliary wiring among the plurality of metal auxiliary wirings facing the first signal line. Display device.
前記複数の駆動電極は透明導電材で形成され、
前記複数の金属補助配線は、前記複数の駆動電極の上に積層される
請求項1に記載の表示装置。 Having multiple metal auxiliary wires,
The plurality of drive electrodes are formed of a transparent conductive material,
The display device according to claim 1, wherein the plurality of metal auxiliary wirings are stacked on the plurality of drive electrodes.
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