JP6571509B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置は、これに限定されるものではないが、例えば、携帯電話やスマートフォンなどのモバイル用電子機器などに用いられる。
まず、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置の構成を、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
図2(a)〜(c)は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1において、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式を説明するための説明図である。図2において、(a)は駆動電極Tx1〜TxNおよび検出電極Rx1〜RxNの配置の一例を示す図であり、(b)はミューチュアル検出方式の検出領域の一例を示す図であり、(c)はセルフ検出方式の検出領域の一例を示す図である。
図3(a)〜(c)は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1に用いたミューチュアル検出方式の基本原理を説明するための説明図である。図3(a)において、Tx1〜TxNのそれぞれは、表示パネル部11に設けられた駆動電極であり、Rx1〜RxNのそれぞれは、タッチ検出パネル部12に設けられた検出電極である。図3(a)において、駆動電極Tx1〜TxNのそれぞれは、行方向に沿って延在し、列方向に並列して配置されている。また、検出電極Rx1〜RxNのそれぞれは、駆動電極Tx1〜TxNと交差するように、列方向に沿って延在し、行方向に並列して配置されている。検出電極Rx1〜RxNと駆動電極Tx1〜TxNとの間に隙間が生じるように、検出電極Rx1〜RxNは、駆動電極Tx1〜TxNの上方に形成されている。
図4(a)〜(c)は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1に用いたセルフ検出方式の基本原理を説明するための説明図である。図4(a)において、前の図3(a)と同様に、駆動電極Tx1〜TxNのそれぞれは、行方向に沿って延在し、列方向に並列して配置されている。また、検出電極Rx1〜RxNのそれぞれは、駆動電極Tx1〜TxNと交差するように、列方向に沿って延在し、行方向に並列して配置されている。
図5(a)〜(c)は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1を実装したモジュールの概略構成の一例を説明するための説明図である。図5(a)(b)は、図1に対応したタッチ検出機能付き液晶表示装置1の実装構成例を、分かり易くするために、パネル部10を表示パネル部11とタッチ検出パネル部12とに分けて示している。実装状態においては、タッチ検出パネル部12は前面側に配置され、表示パネル部11は背面側に配置されて、一体化された構造となる。図5(a)は表示パネル部11の実装構成例を示し、図5(b)は、タッチ検出パネル部12の実装構成例を示している。また、図5(c)は、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作における信号の流れを示す図である。
図6(a)〜(c)は、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作を説明するためのタイミングチャートである。図6において、(a)はミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の各動作モードによる検出期間を示す図であり、(b)は(a)のb部分を拡大して示す図であり、(c)は(a)のc部分を拡大して示す図である。
図7は、駆動電極駆動回路23−1〜23−Nの一例を示す回路図である。この駆動電極駆動回路23−1〜23−Nでは、セルフ検出方式の動作モードにおいて、全ての駆動電極Tx1〜TxNに同一波形の信号を入力して同時に動作させるために、セルフ検出用駆動信号Guardと、セルフ検出用制御信号FDとこの反転信号xFDとにより動作する論理回路が追加されている。
図8および図9は、駆動電極Txと検出電極Rxとの間の容量負荷、および、駆動電極Txと薄膜トランジスタTFTとの間の容量負荷の削減を説明するための説明図である。図8は、パネル部10の電極構造の一例を示す断面図であり、図9は、図8に示すパネル部10の電極構造における等価回路の一例を示す回路図である。以下、薄膜トランジスタを、単にTFTとも称する。
図10は、ゲート線駆動回路41の一例を示す回路図である。このゲート線駆動回路41では、セルフ検出方式の動作モードにおいて、駆動電極TxとTFTとの間の容量削減のために、セルフ検出用制御信号FDとこの反転信号xFDとを使うことでゲート線GLのフローティング駆動を実現する。このゲート線駆動回路41は、図1に示したゲート線駆動部40に設けられている。
図11〜図14は、セルフ検出用制御信号生成回路を説明するための説明図である。図11および図13は、セルフ検出用制御信号生成回路を含む駆動電極駆動回路23−1〜23−Nの一例を示す説明図であり、図12および図14は、セルフ検出用制御信号FDを用いた駆動電極駆動回路23−1〜23−Nの動作の一例を示すタイミングチャートである。図11および図12は、時間分割順の前の期間でセルフ検出方式の動作モードを実施する例を示し、図13および図14は、時間分割順の後の期間でセルフ検出方式の動作モードを実施する例を示している。
図15は、駆動電極駆動回路23−1〜23−Nの変形例を示す回路図である。前に図7で説明した駆動電極駆動回路は、セルフ検出用駆動信号Guardの引き回し配線とPMOSトランジスタのスイッチが必要となり、例えば狭額縁に対しては不利である。これに対して、図15に示す駆動電極駆動回路23−1〜23−Nは、表示制御部20の表示制御IC201において、ミューチュアル検出用駆動信号TSVCOM/セルフ検出用駆動信号Guardの出力を選択できる構成に適用した例である。この構成であれば、駆動電極駆動回路23−1〜23−N内の各スイッチ回路SWは、セルフ検出用制御信号FDとこの反転信号xFDとに基づいて、予め選択して入力されたミューチュアル検出用駆動信号TSVCOMまたはセルフ検出用駆動信号Guardを各駆動電極Txに供給することができる。
以上説明した本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1によれば、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とに対応するための駆動回路を実現することができる。より詳細には、以下の通りである。
10 パネル部
11 表示パネル部
12 タッチ検出パネル部
20 表示制御部
21 制御部
22 駆動部
23 タッチ駆動部
24 表示駆動部
30 タッチ制御部
31 タッチ検出部
32 計算部
40 ゲート線駆動部
50 信号線駆動部
101 タッチ領域
102 全面
103 分割領域
Tx1〜TxN 駆動電極
Rx1〜RxN 検出電極
GL1〜GLN ゲート線
SL1〜SLN 信号線
Claims (10)
- 複数の駆動電極を有するTFT基板と、複数の検出電極を有するカラーフィルタ基板と、前記TFT基板と前記カラーフィルタ基板との間に形成された液晶層と、を含むパネル部と、前記パネル部を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動部は、動作モードとして、
前記パネル部の第1のタッチ領域を分割した分割領域単位で外部物体の検出動作を行う第1モードと、
前記パネル部の前記第1のタッチ領域の全面で外部物体の検出動作を行う第2モードと、を有し、
前記駆動部は、前記複数の駆動電極のそれぞれに駆動信号を供給する駆動電極駆動回路を有し、
前記駆動電極駆動回路は、前記複数の駆動電極にそれぞれ対応する複数のスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の1つに接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路に接続され、前記第2モードの制御信号を生成するシフトレジスタと、を含み、
前記スイッチ回路は、
第1CMOSトランスファーゲートと、
第1PMOSトランジスタと、
第2PMOSトランジスタと、
第1NMOSトランジスタと、
第2NMOSトランジスタと、を含み、
前記第1CMOSトランスファーゲートの入力端子は前記バッファ回路と電気的に接続され、前記第1CMOSトランスファーゲートの出力端子は前記第1NMOSトランジスタのドレイン端子と接続される、
表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記第1CMOSトランスファーゲートのPMOSトランジスタのゲート端子及び前記第1NMOSトランジスタのゲート端子には前記第2モードの制御信号が入力され、
前記第1CMOSトランスファーゲートのNMOSトランジスタのゲート端子及び前記第1PMOSトランジスタのゲート端子には前記第2モードの前記制御信号の反転信号が入力される、表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置において、
前記第2モードでは、検出用制御信号は前記第1PMOSトランジスタのソース端子に入力され、
前記第1PMOSトランジスタのドレイン端子は前記駆動電極と接続される、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記第1モードでは、
前記第1モードの制御信号は前記第2PMOSトランジスタのソース端子に入力され、
前記第2PMOSトランジスタのゲート端子は前記バッファ回路と電気的に接続され、
前記第2PMOSトランジスタのドレイン端子は前記駆動電極と接続される、表示装置。 - 請求項4に記載の表示装置において、
前記駆動電極駆動回路は、他の動作モードとして、前記パネル部に映像を表示する表示期間を含み、
前記表示期間では、前記第2NMOSトランジスタのソース端子に表示用駆動信号が入力され、前記第2NMOSトランジスタのゲート端子が前記第1CMOSトランスファーゲートの出力端子に接続され、前記第2NMOSトランジスタのドレイン端子が前記駆動電極に接続される、表示装置。 - 請求項1又は5に記載の表示装置において、
前記TFT基板は、
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、
前記複数の表示素子にそれぞれ走査信号を供給する複数のゲート線と、
前記複数の表示素子にそれぞれ映像信号を供給する複数の信号線と、
を有し、
前記複数のゲート線のそれぞれ、および、前記複数の信号線のそれぞれは、前記第2モードの期間において、ハイインピーダンス状態とされる、表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記駆動部は、前記複数のゲート線にそれぞれ走査信号を供給するゲート線駆動回路を含み、
前記ゲート線駆動回路は、前記複数のゲート線にそれぞれ対応する複数のスイッチ回路を有し、
前記複数のスイッチ回路のそれぞれは、前記第2モードの前記制御信号に基づいて、前記複数のゲート線のそれぞれをハイインピーダンス状態にする、表示装置。 - 請求項7に記載の表示装置において、
前記ゲート線駆動回路の前記スイッチ回路は、
第2CMOSトランスファーゲートと、
第3PMOSトランジスタと
第3NMOSトランジスタと、
第4NMOSトランジスタと、を含み、
前記第2モードの制御信号は、前記第2CMOSトランスファーゲートのPMOSトランジスタのゲート端子及び前記第4NMOSトランジスタのゲート端子に入力され、前記第2モードの前記制御信号の反転信号が前記第2CMOSトランスファーゲートのNMOSトランジスタのゲート端子に入力され、
イネーブル信号が前記第2CMOSトランスファーゲートの入力端子に入力され、前記第2CMOSトランスファーゲートの出力端子が前記第4NMOSトランジスタのドレイン端子に接続される、表示装置。 - 請求項8に記載の表示装置において、
前記イネーブル信号は前記第3PMOSトランジスタのゲート端子に入力され、前記第3PMOSトランジスタのドレイン端子は前記ゲート線に接続され、前記第3PMOSトランジスタのソース端子は第1電圧配線に接続される、表示装置。 - 請求項9に記載の表示装置において、
前記第2CMOSトランスファーゲートの前記出力端子は前記第3NMOSトランジスタのゲートに接続され、第2電圧配線は前記第3NMOSトランジスタのソース端子および第4NMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第3NMOSトランジスタのドレインは前記ゲート線に接続される、表示装置。
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