KR101599122B1 - 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

구동 신호를 인가하는 구동 전극을 선택하는 선택 스위치의 접속 저항을 억제하고, 또한 프레임을 협소화할 수 있는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기를 제공한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는 구동 전극과 대향하여, 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극을 구비하고, 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는 구동 전극마다 구비되고, 각각이 복수의 선택 스위치를 포함하는 복수의 스위치군을 구비하고, 복수의 스위치군은 제어 장치의 선택 신호에 의해, 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택한다. 구동 전극마다의 복수의 선택 스위치는, 터치용 배선과 구동 전극 사이에 병렬로 접속되어 있고, 선택 신호에 따라서, 구동 전극마다 모두 동작하여 터치용 배선과 구동 전극을 접속하고, 터치용 구동 신호를 인가한다.

Description

터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE WITH TOUCH DETECTION FUNCTION AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 외부 근접 물체를 검출 가능한 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히 정전 용량의 변화에 기초하여 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 소위 터치 패널이라고 불리는, 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치가 주목받고 있다. 터치 패널은 액정 표시 장치 등의 표시 장치 상에 장착 또는 일체화되고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 이용되고 있다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는 표시 장치에 각종의 버튼 화상 등을 표시시킴으로써, 터치 패널을 통상적인 기계식 버튼 대신으로서 정보 입력을 가능하게 하고 있다. 이와 같은 터치 패널을 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 키보드나 마우스, 키패드와 같은 입력 장치를 필요로 하지 않으므로, 컴퓨터 외에, 휴대 전화와 같은 휴대 정보 단말기 등에서도, 사용이 확대되는 경향에 있다.
터치 검출 장치의 방식으로서, 광학식, 저항식, 정전 용량식 등 몇 개의 방식이 존재한다. 정전 용량식의 터치 검출 장치를, 휴대 정보 단말기 등에 이용하면, 비교적 단순한 구조를 갖고, 또한 저소비 전력의 기기를 실현할 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 정전 용량식의 터치 패널이 기재되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2012-221485호 공보
그런데, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 표시 기능과 터치 검출 기능이 일체화되어 있으므로, 예를 들어, 터치 검출을 위한 동작이, 표시에 영향을 미칠 가능성이 있다. 이에 대해, 특허문헌 1에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널(터치 검출 기능을 구비한 표시 장치)은, 터치 검출해도 표시에의 영향을 저감할 수 있다. 그리고, 특허문헌 1에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널은 구동 전극에 대하여, 직류 구동 신호 VcomDC 또는 교류 구동 신호 VcomAC를 선택적으로 인가하는 구동부를 구비한다. 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널에서는 표시 소자가 표시 구동됨과 함께, 구동 전극에 대하여 구동 신호가 인가되고, 터치 검출 전극으로부터, 그 구동 신호에 대응한 신호가 출력된다. 이로 인해, 직류 구동 신호 VcomDC 및 교류 구동 신호 VcomAC를 구동 전극에, 각각 공급하는 2개의 배선을 프레임 영역에 배치할 필요가 있다.
특허문헌 1에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널은, 상술한 2개의 배선으로부터 직류 구동 전압 VcomDC 및 교류 구동 신호 VcomAC를 구동 전극에 선택적으로 공급하는 선택 스위치를 구비하고 있다. 특허문헌 1에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널에 있어서, 이 선택 스위치에 있어서의 접속 저항은, 구동 신호의 파형의 시상수에 영향을 미칠 가능성이 있다. 이로 인해, 선택 스위치에 있어서의 접속 저항을 저감하기 위해서는, 선택 스위치를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 선택 스위치를 크게 하는 경우, 표시 영역에 기여하지 않는 프레임이 크게 되어 버릴 가능성이 있다.
본 개시는, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 구동 신호를 인가하는 구동 전극을 선택하는 선택 스위치의 접속 저항을 억제하고, 또한 프레임을 협소화할 수 있는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 데 있다.
본 개시의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 기판 상에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과, 각각이 상기 복수의 화소 전극 중 적어도 1개와 대향하여 설치된 복수의 구동 전극과, 상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과, 화상 신호에 기초하여, 상기 복수의 화소 전극과 상기 복수의 구동 전극 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행하는 제어 장치와, 상기 복수의 구동 전극과 대향하여, 상기 복수의 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 복수의 터치 검출 전극과, 상기 복수의 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와, 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역에 배치되고, 터치용 구동 신호를 상기 복수의 구동 전극에 공급하는 터치용 배선과, 각각이 상기 제어 장치의 선택 신호에 따라서 동작하는 복수의 선택 스위치를 포함하고, 상기 복수의 구동 전극마다 구비된 복수의 스위치군을 구비하고, 상기 복수의 스위치군은, 상기 제어 장치의 선택 신호에 의해, 상기 복수의 구동 전극으로부터 상기 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택하고, 상기 복수의 스위치군마다의 복수의 스위치는, 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 선택 신호에 따라서, 상기 복수의 구동 전극마다 모두 동작하여 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선을 접속하고, 상기 터치용 구동 신호를 인가하는 것이다.
본 개시의 전자 기기는, 상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비한 것이며, 예를 들어, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라 혹은 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치 등이 해당한다.
본 개시의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기에 따르면, 구동 신호를 인가하는 구동 전극을 선택하는 선택 스위치의 접속 저항을 억제하고, 또한 프레임을 협소화할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 11은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 화소 신호선의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 12는 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 13은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 14는 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 15는 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 16은 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시와 터치 검출의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 17은 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동 신호 생성부를 도시하는 블록도이다.
도 18은 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버를 도시하는 블록도이다.
도 19는 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다.
도 20은 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다.
도 21은 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 타이밍 파형예를 나타내는 설명도이다.
도 22는 터치 검출 주사의 동작예를 나타내는 설명도이다.
도 23은 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24는 제2 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다.
도 25는 제2 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다.
도 26은 제3 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다.
도 27은 제3 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다.
도 28은 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 29는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 36은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 38은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 40은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 41은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
본 개시를 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태(터치 검출 기능을 구비한 표시 장치)
1-1. 제1 실시 형태
1-2. 제2 실시 형태
1-3. 제3 실시 형태
2. 적용예(전자 기기)
상기 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치가 전자 기기에 적용되어 있는 예
3. 본 개시의 형태
<1. 실시 형태>
<1-1. 제1 실시 형태>
[구성예]
(전체 구성예)
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블럭도이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)와, 제어부(11)와, 게이트 드라이버(12)와, 소스 드라이버(13)와, 소스 셀렉터부(13S)와, 구동 전극 드라이버(14)와, 터치 검출부(40)를 구비하고 있다. 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)가 터치 검출 기능을 내장한 표시 디바이스이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시부(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화시킨, 소위 인 셀 타입의 장치이다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시부(20) 상에, 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 장착한, 소위 온 셀 타입의 장치이어도 좋다.
액정 표시부(20)는, 후술하는 바와 같이, 게이트 드라이버(12)로부터 공급되는 주사 신호 Vscan에 따라서, 1수평 라인씩 차례로 주사하여 표시를 행하는 디바이스이다. 제어부(11)는 외부로부터 공급된 영상 신호 Vdisp에 기초하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14) 및 터치 검출부(40)에 대하여 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어하는 회로이다. 본 개시에 있어서의 제어 장치는, 제어부(11), 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14)를 포함한다.
게이트 드라이버(12)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 표시 구동의 대상으로 되는 1수평 라인을 차례로 선택하는 기능을 갖고 있다.
소스 드라이버(13)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 후술하는 각 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 회로이다. 소스 드라이버(13)는, 후술하는 바와 같이, 1수평 라인분의 영상 신호 Vdisp로부터, 액정 표시부(20)의 복수의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중화된 화상 신호를 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 스위치 제어 신호 Vsel을 생성하고, 화소 신호 Vpix와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 셀렉터부(13S)는 소스 드라이버(13)와 제어부(11) 사이의 배선수를 적게 할 수 있다.
구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 후술하는 구동 전극(COML)에 터치 검출용의 구동 신호(터치용 구동 신호, 이하 구동 신호라고 함) VcomAC, 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VcomDC를 공급하는 회로이다.
터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(후술하는 접촉 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구하는 회로이다. 이 터치 검출부(40)는 터치 검출 신호 증폭부(42)와, A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)와, 검출 타이밍 제어부(46)를 구비하고 있다.
터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급되는 터치 검출 신호 Vdet를 증폭한다. 터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 신호 Vdet에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 각각 출력하는 저역 통과 아날로그 필터를 구비하고 있어도 좋다.
(정전 용량형 터치 검출의 기본 원리)
터치 검출 디바이스(30)는, 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 기초하여 동작하고, 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 있어서의 터치 검출의 기본 원리에 대해서 설명한다. 도 2는, 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다. 도 3은, 도 2에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다. 도 4는, 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다. 도 5는, 도 4에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다. 도 6은, 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 2에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)는 유전체(D)를 사이에 두고 서로 대향 배치된 한 쌍의 전극, 구동 전극(E1) 및 터치 검출 전극(E2)을 구비하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)는, 그 일단부가 교류 신호원(구동 신호원) S에 접속되고, 타단부는 전압 검출기(터치 검출부) DET에 접속된다. 전압 검출기 DET는, 예를 들어 도 1에 도시하는 터치 검출 신호 증폭부(42)에 포함되는 적분 회로이다.
교류 신호원 S로부터 구동 전극(E1)[용량 소자(C1)의 일단부]에 소정의 주파수(예를 들어 수㎑ 내지 수백㎑ 정도)의 교류 구형파(Sg)를 인가하면, 터치 검출 전극(E2)[용량 소자(C1)의 타단부]측에 접속된 전압 검출기 DET를 통하여, 출력 파형(터치 검출 신호 Vdet)이 나타난다. 또한, 이 교류 구형파(Sg)는, 후술하는 구동 신호 VcomAC에 상당한 것이다.
손가락이 장치에 접촉(또는 근접)하지 않은 상태(비접촉 상태)에서는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)에 대한 충방전에 수반하여, 용량 소자(C1)의 용량값에 따른 전류 I0이 흐른다. 도 3에 도시하는 전압 검출기 DET는, 교류 구형파(Sg)에 따른 전류 I0의 변동을 전압의 변동(실선의 파형 V0)으로 변환한다.
한편, 손가락이 장치에 접촉(또는 근접)한 상태(접촉 상태)에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 손가락에 의해 형성되는 정전 용량(C2)이 터치 검출 전극(E2)과 접하고 있는 또는 근방에 있음으로써, 구동 전극(E1) 및 터치 검출 전극(E2) 사이에 있는 프린지분의 정전 용량이 차단되고, 용량 소자(C1)의 용량값보다도 용량값이 작은 용량 소자(C1')로서 작용한다. 그리고, 도 5에 도시하는 등가 회로에서 보면, 용량 소자(C1')에 전류 I1이 흐른다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 전압 검출기 DET는, 교류 구형파(Sg)에 따른 전류 I1의 변동을 전압의 변동(점선의 파형 V1)으로 변환한다. 이 경우, 파형 V1은, 상술한 파형 V0과 비교하여 진폭이 작아진다. 이에 의해, 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|는, 손가락 등의 외부로부터 근접하는 물체의 영향에 따라서 변화하게 된다. 또한, 전압 검출기 DET는 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|를 고정밀도로 검출하기 위해, 회로 내의 스위칭에 의해, 교류 구형파(Sg)의 주파수에 맞추어, 콘덴서의 충방전을 리셋하는 기간(Reset)을 설정한 동작으로 하는 것이 보다 바람직하다.
도 1에 도시하는 터치 검출 디바이스(30)는, 구동 전극 드라이버(14)로부터 공급되는 구동 신호 Vcom(후술하는 구동 신호 VcomAC)에 따라서, 1검출 블록씩 차례로 주사하여 터치 검출을 행하게 되어 있다.
터치 검출 디바이스(30)는, 복수의 후술하는 터치 검출 전극(TDL)으로부터, 도 3 또는 도 5에 도시하는 전압 검출기 DET를 통하여, 검출 블록마다 터치 검출 신호 Vdet를 출력하고, 터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)에 공급하게 되어 있다.
A/D 변환부(43)는, 구동 신호 VcomAC에 동기한 타이밍에서, 터치 검출 신호 증폭부(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 각각 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 회로이다.
신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 포함되는, 구동 신호 VcomAC를 이용해서 샘플링한 주파수 이외의 주파수 성분(노이즈 성분)을 저감하는 디지털 필터를 구비하고 있다. 신호 처리부(44)는 A/D 변환부(43)의 출력 신호에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치의 유무를 검출하는 논리 회로이다. 신호 처리부(44)는 손가락에 의한 전압의 차분만 취출하는 처리를 행한다. 이 손가락에 의한 전압의 차분은, 상술한 파형 V0과 파형 V1의 차분의 절대값 |ΔV|이다. 신호 처리부(44)는, 1검출 블록당의 절대값 |ΔV|를 평균화하는 연산을 행하고, 절대값 |ΔV|의 평균값을 구해도 좋다. 이에 의해, 신호 처리부(44)는 노이즈에 의한 영향을 저감할 수 있다. 신호 처리부(44)는 검출한 손가락에 의한 전압의 차분을 소정의 임계값 전압과 비교하고, 전압의 차분이 이 임계값 전압 이상이면, 외부 근접 물체가 접촉 상태라고 판단한다. 한편, 신호 처리부(44)는 전압의 차분이 임계값 전압 미만이면, 외부 근접 물체가 비접촉 상태라고 판단한다. 이와 같이 하여, 터치 검출부(40)는 터치 검출이 가능하게 된다.
좌표 추출부(45)는 신호 처리부(44)에 있어서 터치가 검출되었을 때에, 그 터치 패널 좌표를 구하는 논리 회로이다. 검출 타이밍 제어부(46)는 A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)가 동기하여 동작하도록 제어한다. 좌표 추출부(45)는 터치 패널 좌표를 신호 출력 Vout로서 출력한다.
(모듈)
도 7은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 후술하는 화소 기판(2)[TFT 기판(21)]과, 플렉시블 프린트 기판(T)을 구비하고 있다. 화소 기판(2)[TFT 기판(21)]은 COG(Chip On Glass)(19)를 탑재하고, 상술한 액정 표시부의 표시 영역(Ad)과, 프레임(Gd)이 형성되어 있다. COG(19)는 TFT 기판(21)에 실장된 IC 드라이버의 칩이며, 도 1에 도시한 제어부(11), 소스 드라이버(13) 등 표시 동작에 필요한 각 회로를 내장한 제어 장치이다. 본 실시 형태에서는, 상술한 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는 TFT 기판(21) 상에 형성되어 있다. 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는 COG(19)에 내장되어 있어도 좋다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)의 일부인, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 게이트 드라이버(12)는 게이트 드라이버(12A, 12B)로서, TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 COG(19)에 구동 전극 주사부(14A, 14B), 게이트 드라이버(12) 등의 회로를 내장해도 좋다.
도 7에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 구동 전극(COML)의 구동 전극 블록 B와, 터치 검출 전극(TDL)은 입체 교차하도록 형성되어 있다.
또한, 구동 전극(COML)은, 한 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴이다. 터치 검출 동작을 행할 때에는, 각 전극 패턴에는 구동 전극 드라이버(14)에 의해 구동 신호 VcomAC가 차례로 공급된다. 동시에 구동 신호 VcomAC가 공급되는, 구동 전극(COML)의 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴의 각각이 도 7에 도시하는 구동 전극 블록 B이다. 구동 전극 블록 B[구동 전극(COML)]는 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 긴 변 방향으로 형성되어 있고, 후술하는 터치 검출 전극(TDL)은 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 짧은 변 방향으로 형성되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)의 출력단은 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 짧은 변측에 설치되고, 플렉시블 프린트 기판(T)을 통하여, 플렉시블 프린트 기판(T)에 실장된 터치 검출부(40)와 접속되어 있다. 이와 같이, 터치 검출부(40)는 플렉시블 프린트 기판(T) 상에 실장되고, 병설된 복수의 터치 검출 전극(TDL)의 각각과 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(T)은 단자이면 좋고, 플렉시블 프린트 기판에 한정되지 않고, 이 경우, 모듈의 외부에 터치 검출부(40)가 구비된다.
후술하는 구동 신호 생성부는, COG(19)에 내장되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는 TFT 기판(21) 상의 표시 영역(Ad)의 근방에, TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 표시 영역(Ad)에는, 후술하는 화소 Pix가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 있다. 프레임(Gd, Gd)은 TFT 기판(21)의 표면을 수직인 방향에서 보아 화소 Pix가 배치되어 있지 않은 영역이다. 게이트 드라이버(12)와, 구동 드라이버(14) 중 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 프레임(Gd, Gd)에 배치되어 있다.
게이트 드라이버(12)는 게이트 드라이버(12A, 12B)를 구비하고, TFT 기판(21) 상에 TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 게이트 드라이버(12A, 12B)는 표시 영역(Ad)에, 후술하는 부화소 SPix(화소)가 매트릭스 형상으로 배치된, 표시 영역(Ad)을 사이에 두고 양측으로부터 구동할 수 있게 되어 있다. 이하의 설명에서는, 게이트 드라이버(12A)를 제1 게이트 드라이버(12A)로 하고, 게이트 드라이버(12B)를 제2 게이트 드라이버(12B)로 한다. 또한, 후술하는 주사선 GCL은, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 사이에 배열한다. 이로 인해, 후술하는 주사선 GCL은, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 구동 전극(COML)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.
구동 전극 주사부(14A, 14B)는, TFT 기판(21) 상에 TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 구동 신호 생성부로부터, 표시용 배선(LDC)을 통하여, 표시용 구동 전압 VcomDC의 공급을 받는 동시에, 터치용 배선(LAC)을 통하여 구동 신호 VcomAC의 공급을 받는다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 프레임(Gd)에 있어서, 일정한 폭 Gdv를 차지한다. 그리고, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 병설된 복수의 구동 전극 블록 B의 각각을, 양측으로부터 구동할 수 있게 되어 있다. 표시용 구동 전압 VcomDC를 공급하는 표시용 배선(LDC)과, 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급하는 터치용 배선(LAC)은, 병렬로 프레임(Gd, Gd)에 배치되어 있다. 표시용 배선(LDC)은 터치용 배선(LAC)보다도 표시 영역(Ad)측에 배치되어 있다. 이 구조에 의해, 표시용 배선(LDC)에 의해 공급되는 표시용 구동 전압 VcomDC가, 표시 영역(Ad)의 단부의 전위 상태를 안정시킨다. 이로 인해, 특히, 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시부에 있어서, 표시가 안정된다.
도 7에 도시하는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 상술한 터치 검출 신호 Vdet를, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 짧은 변측으로부터 출력한다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 단자부인 플렉시블 프린트 기판(T)을 통하여 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)를 터치 검출부(40)에 접속할 때의 배선의 배치가 용이해진다.
(터치 검출 기능을 구비한 표시부)
다음에, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 구성예를 상세하게 설명한다. 도 8은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 9는, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는 화소 기판(2)과, 이 화소 기판(2)의 표면에 수직인 방향으로 대향하여 배치된 대향 기판(3)과, 화소 기판(2)과 대향 기판(3) 사이에 삽입 설치된 액정층(6)을 구비하고 있다.
액정층(6)은, 전계의 상태에 따라서 거기를 통과하는 광을 변조하는 것이며, 예를 들어, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 IPS(In-Plane Switching) 모드 등의 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시부가 사용된다. 또한, 도 8에 도시하는 액정층(6)과 화소 기판(2) 사이 및 액정층(6)과 대향 기판(3) 사이에는, 각각 배향막이 배치되어도 좋다.
또한, 대향 기판(3)은 글래스 기판(31)과, 이 글래스 기판(31)의 한쪽의 면에 형성된 컬러 필터(32)를 포함한다. 글래스 기판(31)의 다른 쪽의 면에는, 터치 검출 디바이스(30)의 검출 전극인 터치 검출 전극(TDL)이 형성되고, 또한, 이 터치 검출 전극(TDL) 상에는, 편광판(35)이 배치되어 있다.
화소 기판(2)은 회로 기판으로서의 TFT 기판(21)과, 이 TFT 기판(21) 상에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극(22)과, TFT 기판(21) 및 화소 전극(22) 사이에 형성된 복수의 구동 전극(COML)과, 화소 전극(22)과 구동 전극(COML)을 절연하는 절연층(24)을 포함한다.
(표시 장치의 시스템 구성예)
화소 기판(2)은 TFT 기판(21) 상에 표시 영역(Ad)과, 인터페이스(I/F) 및 타이밍 제너레이터의 기능을 구비하는 COG(19)와, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 소스 드라이버(13)를 구비하고 있다. 상술한 도 7에 도시하는 플렉시블 프린트 기판(T)은, 도 7 및 도 9에 도시하는 COG(19)에의 외부 신호 또는 COG(19)를 구동하는 구동 전력을 전송한다. 화소 기판(2)은 투명 절연 기판(예를 들어 글래스 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있고, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역(Ad)과, 소스 드라이버(수평 구동 회로)(13)와, 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역(Ad)을 사이에 두도록 배치되어 있다.
표시 영역(Ad)은, 액정층을 포함하는 부화소 SPix가, m행×n열로 배치된 매트릭스(행렬 형상) 구조를 갖고 있다. 또한, 이 명세서에서, 행이라 함은, 1방향으로 배열되는 m개의 부화소 SPix를 갖는 화소행을 말한다. 또한, 열이라 함은, 행이 배열되는 방향과 직교하는 방향으로 배열되는 n개의 부화소 SPix를 갖는 화소열을 말한다. 그리고, m과 n의 값은, 수직 방향의 표시 해상도와 수평 방향의 표시 해상도에 따라서 정해진다. 표시 영역(Ad)에는, 화소 Vpix의 m행 n열의 배열에 대하여 행마다 주사선 GCLm +1, GCLm +2, GCLm +3…이 배선되고, 열마다 신호선 SGLn +1, SGLn+2, SGLn +3, SGLn +4, SGLn +5…이 배선되어 있다. 이후, 실시 형태에서는, 주사선 GCLm+1, GCLm +2, GCLm +3…을 대표해서 주사선 GCL과 같이 표기하고, 신호선 SGLn +1, SGLn+2, SGLn +3, SGLn +4, SGLn +5…을 대표해서 신호선 SGL과 같이 표기하는 경우가 있다.
화소 기판(2)에는, 외부로부터 외부 신호인, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호가 입력되고, COG(19)에 부여된다. COG(19)는 외부 전원의 전압 진폭의 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를, 액정의 구동에 필요한 내부 전원의 전압 진폭으로 레벨 변환(승압)하고, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호로서 타이밍 제너레이터를 통과시키고, 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 생성한다. COG(19)는 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK를 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 부여함과 함께, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 소스 드라이버(13)에 부여한다. COG(19)는 표시용 구동 전압(대향 전극 전위) VcomDC를 생성하여 상술한 구동 전극(COML)에 부여한다. COG(19)는 표시용 구동 전압(대향 전극 전위) VcomDC를, 부화소 SPix마다의 화소 전극의 각 화소 공통적으로 부여한다. 이로 인해 표시용 구동 전압 VcomDC는, 공통 전위라고 불린다.
제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 후술하는 시프트 레지스터를 포함하고, 또한 래치 회로 등을 포함해도 좋다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 상술한 수직 스타트 펄스 VST가 부여됨으로써, 래치 회로가, 수직 클록 펄스 VCK에 동기하여 COG(19)로부터 출력되는 표시 데이터를 1수평 기간에서 차례로 샘플링하여 래치한다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 래치 회로에 있어서 래치된 1라인분의 디지털 데이터를 수직 주사 펄스로서 순서대로 출력하고, 주사선 GCL에 부여함으로써 부화소 SPix를 행 단위로 차례로 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 연장 방향으로 주사선 GCL을 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 표시 영역(Ad) 상측 근방, 수직 주사 상방향으로부터, 표시 영역(Ad) 하측 근방, 수직 주사 하방향으로 순서대로 출력한다.
소스 드라이버(13)에는, 예를 들어 6비트의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 디지털 화상 신호 Vsig가 부여된다. 소스 드라이버(13)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 의한 수직 주사에 의해 선택된 행의 각 부화소 SPix에 대하여, 화소마다, 혹은 복수 화소마다, 혹은 전체 화소 일제히, 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입한다.
TFT 기판(21)에는, 도 9 및 도 10에 도시하는 각 부화소 SPix의 박막 트랜지스터(TFT;Thin Film Transistor) 소자 Tr, 도 8에 도시하는 각 화소 전극(22)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 화소 신호선 SGL, 각 TFT 소자 Tr을 구동하는 주사선 GCL 등의 배선이 형성되어 있다. 이와 같이, 화소 신호선 SGL은 TFT 기판(21)의 표면과 평행한 평면에 연장되고, 화소에 화상을 표시하기 위한 화소 신호 Vpix를 공급한다. 도 10에 도시하는 액정 표시부(20)는 매트릭스 형상으로 배열한 복수의 부화소 SPix를 갖고 있다. 부화소 SPix는 TFT 소자(Tr) 및 액정 소자 LC를 구비하고 있다. TFT 소자(Tr)는 박막 트랜지스터에 의해 구성되는 것이며, 이 예에서는 n채널의 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형의 TFT로 구성되어 있다. TFT 소자 Tr의 소스는 화소 신호선 SGL에 접속되고, 게이트는 주사선 GCL에 접속되고, 드레인은 액정 소자 LC의 일단부에 접속되어 있다. 액정 소자(LC)는 일단부가 TFT 소자 Tr의 드레인에 접속되고, 타단부가 구동 전극(COML)에 접속되어 있다.
도 9에 도시하는 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 수직 주사 펄스를, 도 10에 도시하는 주사선 GCL을 통하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 표시 영역(Ad)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1수평 라인)을 표시 구동의 대상으로서 차례로 선택한다. 소스 드라이버(13)는 화소 신호 Vpix를, SGL을 통하여, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 의해 순차 선택되는 1수평 라인을 포함하는 각 부화소 SPpix에 각각 공급한다. 그리고, 이들의 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호에 따라서, 1수평 라인의 표시가 행해지게 되어 있다. 구동 전극 드라이버(14)는 표시용의 구동 신호(표시용 구동 전압 VcomDC)를 인가하여, 구동 전극(COML)을 구동한다.
상술한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)가 주사선 GCLm +1, GCLm +2, GCLm +3을 차례로 주사하도록 구동함으로써, 1수평 라인을 차례로 선택한다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 1수평 라인에 속하는 화소 Vpix에 대하여, 소스 드라이버(13)가 화소 신호를 공급함으로써, 1수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1수평 라인에 대응하는 구동 전극(COML)에 대하여 구동 신호 Vcom을 인가하게 되어 있다.
도 8에 도시하는 컬러 필터(32)는, 예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색으로 착색된 컬러 필터의 색 영역을 주기적으로 배열하여, 상술한 도 10에 도시하는 각 부화소 SPix에 R, G, B의 3색의 색 영역(32R, 32G, 32B)(도 10 참조)이 1조(組)로서 화소 Pix로서 대응지어져 있다. 컬러 필터(32)는 TFT 기판(21)과 수직인 방향에서, 액정층(6)과 대향한다. 또한, 컬러 필터(32)는, 다른 색으로 착색되어 있으면, 다른 색의 조합이어도 좋다.
도 10에 도시하는 부화소 SPix는, 주사선 GCL에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 주사선 GCL은 게이트 드라이버(12)와 접속되고, 게이트 드라이버(12)로부터 주사 신호 Vscan이 공급된다. 또한, 부화소 SPix는 화소 신호선 SGL에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 열에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 화소 신호선 SGL은 소스 드라이버(13)와 접속되고, 소스 드라이버(13)로부터 화소 신호 Vpix가 공급된다.
도 11은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 화소 신호선의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 화소 신호선 SGL이, 소스 셀렉터부(13S)를 통하여 상술한 COG(19)에 내장한 소스 드라이버(13)에 접속되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서 개폐 동작한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 소스 드라이버(13)는 제어부(11)로부터 공급되는 화상 신호 Vsig 및 소스 드라이버 제어 신호에 기초하여, 화소 신호 Vpix를 생성하여 출력한다. 소스 드라이버(13)는 1수평 라인분의 화상 신호 Vsig로부터, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)의 복수(이 예에서는 3개)의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중한 화상 신호를 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)을 생성하고, 화상 신호 Vsig와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 이 다중화에 의해, 소스 드라이버(13)와 소스 셀렉터부(13S) 사이의 배선수가 적어진다.
소스 셀렉터부(13S)는 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화상 신호 Vsig 및 스위치 제어 신호 Vsel에 기초하여, 화상 신호 Vsig에 시분할 다중된 화소 신호 Vpix를 분리하고, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)에 공급한다.
소스 셀렉터부(13S)는, 예를 들어, 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB를 구비하고, 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 일단부는 서로 접속되고 소스 드라이버(13)로부터 화상 신호 Vsig가 공급된다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 타단부는 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)의 화소 신호선 SGL을 통하여, 부화소 SPix에 각각 접속되어 있다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB는 소스 드라이버(13)로부터 공급된 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)에 의해 각각 개폐 제어된다. 이 구성에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서, 스위치 SWR, SWG, SWB를 시분할적으로 차례로 절환하여 온(ON) 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는 다중화된 화상 신호 Vsig로부터 화소 신호 Vpix(VpixR, VpixG, VpixB)를 분리한다. 그리고, 소스 셀렉터부(13S)는 화소 신호 Vpix를, 3개의 부화소 SPix에 각각 공급한다. 상술한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색으로 착색된 색 영역(32R, 32G, 32B)이, 부화소 SPix에 각각 대응지어져 있다. 이로 인해, 색 영역(32R)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixR이 공급된다. 색 영역(32G)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixG가 공급된다. 색 영역(32B)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixB가 공급된다.
부화소 SPix는 구동 전극(COML)에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 구동 전극(COML)은 구동 전극 드라이버(14)와 접속되고, 구동 전극 드라이버(14)로부터 표시용 구동 전압 VcomDC가 공급된다. 즉, 이 예에서는, 동일한 행에 속하는 복수의 부화소 SPix가 구동 전극(COML)을 공유하게 되어 있다.
도 1에 도시하는 게이트 드라이버(12)는, 주사 신호 Vscan을, 도 10에 도시하는 주사선 GCL을 통하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 액정 표시부(20)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1수평 라인)을 표시 구동의 대상으로서 차례로 선택한다. 도 1에 도시하는 소스 드라이버(13)는 화소 신호 Vpix를, 도 10에 도시하는 화소 신호선 SGL을 통하여, 게이트 드라이버(12)에 의해 순차 선택되는 1수평 라인을 구성하는 각 부화소 SPix에 각각 공급한다. 그리고, 이들의 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호 Vpix에 따라서, 1수평 라인의 표시가 행해지게 되어 있다. 도 1에 도시하는 구동 전극 드라이버(14)는 구동 신호 Vcom을 인가하고, 도 7 및 도 9에 도시하는, 소정의 개수의 구동 전극(COML)으로 이루어지는 구동 전극 블록 B마다 구동 전극(COML)을 구동한다.
상술한 바와 같이, 액정 표시부(20)는 게이트 드라이버(12)가 주사선 GCL을 시분할적으로 차례로 주사하도록 구동함으로써, 1수평 라인이 차례로 선택된다. 또한, 액정 표시부(20)는 1수평 라인에 속하는 부화소 SPix에 대하여, 소스 드라이버(13)가 화소 신호 Vpix를 공급함으로써, 1수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1수평 라인에 대응하는 구동 전극(COML)을 포함하는 구동 전극 블록에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가하게 되어 있다.
본 실시 형태에 따른 구동 전극(COML)은, 액정 표시부(20)의 구동 전극으로서 기능함과 함께, 터치 검출 디바이스(30)의 구동 전극으로서도 기능한다. 도 12는, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 12에 도시하는 구동 전극(COML)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 화소 전극(22)에 대향하고 있다. 터치 검출 디바이스(30)는 화소 기판(2)에 설치된 구동 전극(COML)과, 대향 기판(3)에 설치된 터치 검출 전극(TDL)에 의해 구성되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)은 구동 전극(COML)의 전극 패턴의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 구성되어 있다. 그리고, 터치 검출 전극(TDL)은 TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직인 방향에서, 구동 전극(COML)과 대향하고 있다. 터치 검출 전극(TDL)의 각 전극 패턴은, 터치 검출부(40)의 터치 검출 신호 증폭부(42)의 입력에 각각 접속되어 있다. 구동 전극(COML)과 터치 검출 전극(TDL)에 의해 서로 교차한 전극 패턴은, 그 교차 부분에 정전 용량을 생기게 하고 있다. 또한, 터치 검출 전극(TDL) 또는 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은 스트라이프 형상의 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 터치 검출 전극(TDL) 또는 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은 빗살 무늬 형상이어도 좋다. 혹은 터치 검출 전극(TDL) 또는 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은, 복수 분리하여 배치되어 있으면 좋고, 구동 전극(COML)을 분리하는 슬릿 형상은 직선이어도, 곡선이어도 좋다.
이 구성에 의해, 터치 검출 디바이스(30)에서는 터치 검출 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)가, 도 7에 도시하는 구동 전극 블록 B를 시분할적으로 선 순차 주사하도록 구동한다. 이에 의해, 스캔 방향(Scan)으로 구동 전극(COML)의 구동 전극 블록 B(1검출 블록)는, 차례로 선택된다. 그리고, 터치 검출 디바이스(30)는 터치 검출 전극(TDL)으로부터 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 이와 같이 터치 검출 디바이스(30)는, 1검출 블록의 터치 검출이 행해지게 되어 있다.
도 13, 도 14 및 도 15는, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다. 도 16은, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시와 터치 검출의 동작을 설명하는 설명도이다. 도 7에 도시하는 구동 전극(COML)의 구동 전극 블록 B가 20개의 구동 전극 블록 B1 내지 B20인 경우의, 각 구동 전극 블록 B1 내지 B20에 대한 터치용 구동 신호 VcomAC의 인가 동작을 나타내고 있다. 구동 신호 인가 블록 BAC는, 터치용 구동 신호 VcomAC가 인가된 구동 전극 블록 B를 나타내고 있고, 그 밖의 구동 전극 블록 B는 전압이 인가되지 않고, 전위가 고정되어 있지 않은 상태, 소위 플로팅 상태로 되어 있다. 구동 신호 인가 블록 BAC는, 터치용 구동 신호 VcomAC가 인가된 구동 전극 블록 B를 나타내고 있고, 그 밖의 구동 전극 블록 B에는 표시용 구동 전압 VcomDC가 인가되고, 전위가 고정되어 있어도 좋다. 도 1에 도시하는 구동 전극 드라이버(14)는, 도 13에 도시하는 터치 검출 동작의 대상으로 되는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B3을 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 다음에, 구동 전극 드라이버(14)는, 도 14에 도시하는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B4를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 다음에, 구동 전극 드라이버(14)는, 도 15에 도시하는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B5를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이와 같이, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극 블록 B를 차례로 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하고, 모든 구동 전극 블록 B에 걸쳐 주사한다. 또한, 구동 전극 블록 B의 개수는, 20개로 한정되는 것은 아니다.
터치 검출 디바이스(30)는, 도 13 내지 도 15에 도시하는 구동 전극 블록 B가, 상술한 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 있어서의 구동 전극(E1)에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는 터치 검출 전극(TDL)이, 터치 검출 전극(E2)에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는, 상술한 기본 원리에 따라서 터치를 검출하게 되어 있다. 그리고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 서로 입체 교차한 전극 패턴은 정전 용량식 터치 센서를 매트릭스 형상으로 구성하고 있다. 따라서, 터치 검출 디바이스(30)의 터치 검출면 전체에 걸쳐 주사함으로써, 외부 근접 물체의 접촉 또는 근접이 발생한 위치의 검출도 가능하게 되어 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 게이트 드라이버(12)가 주사선 GCL을 시분할적으로 선 순차 주사하도록 구동함으로써, 표시 주사 Scand를 행한다. 또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 구동 전극 드라이버(14)가, 구동 전극 블록 B를 차례로 선택하여 구동함으로써, 시간 W1에서 1회의 주사를 완료하는 터치 검출 주사 Scant를 행한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 주사 Scant는 표시 주사 Scand의 2배의 주사 속도로 행해진다. 이와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치 검출의 주사 속도를 표시의 주사 속도보다도 빠르게 함으로써, 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체에 의한 터치에 바로 응답할 수 있어, 터치 검출에 대한 응답 특성을 개선할 수 있게 되어 있다. 또한, 터치 검출 주사 Scant 및 표시 주사 Scand의 관계는, 도 16에 도시하는 관계에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 터치 검출 주사 Scant는 표시 주사 Scand의 2배 이상의 주사 속도로 행해지게 해도 좋고, 표시 주사 Scand의 2배 이하의 주사 속도로 행해지게 해도 좋다.
(구동 신호 생성부 및 구동 전극 드라이버)
도 17은, 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동 신호 생성부를 도시하는 블록도이다. 구동 신호 생성부(14Q)는 고레벨 전압 생성부(61)와, 저레벨 전압 생성부(62)와, 버퍼(63, 64, 66)와, 스위칭 회로(65)를 구비하고 있다.
고레벨 전압 생성부(61)는 터치용 구동 신호 VcomAC의 고레벨 전압을 생성한다. 저레벨 전압 생성부(62)는 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압을 생성한다. 이 저레벨 전압 생성부(62)가 생성한 전압은, 터치용 구동 신호 VcomAC의 저레벨 전압으로서도 사용된다. 버퍼(63)는 고레벨 전압 생성부(61)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 스위칭 회로(65)에 공급한다. 버퍼(64)는 저레벨 전압 생성부(62)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 스위칭 회로(65)에 공급한다. 스위칭 회로(65)는 구동 제어 신호 EXVCOM에 기초하여, 구동 제어 신호 EXVCOM이 고레벨인 경우와 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우를 교대로 반복하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 생성한다. 스위칭 회로(65)는 구동 제어 신호 EXVCOM이 고레벨인 경우에, 버퍼(63)로부터 공급된 전압을 출력하고, 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우에, 버퍼(64)로부터 공급된 전압을 출력한다. 스위칭 회로(65)는 구동 제어 신호 EXVCOM에 기초하여, 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우에, 버퍼(64)로부터 공급된 전압을 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압으로서 출력한다. 버퍼(63, 64)는, 예를 들어 볼티지 팔로워에 의해 구성된다. 또한, 스위칭 회로(65)가 출력하는 전압은 출력 단자(65E)에 출력된다. 버퍼(66)는 저레벨 전압 생성부(62)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압을 출력 단자(66E)에 공급한다.
도 18은, 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버를 도시하는 블록도이다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 주사 제어부(51)와, 터치 검출 주사부(52)와, 구동부(530)를 구비하고 있다. 구동부(530)는 구동 전극 블록 B와 동일한 수의 구동부[53(k) 내지 53(k+3)]를 구비하고 있다. 주사 제어부(51)는 COG(19)에 실장되어 있다. 또한, 터치 검출 주사부(52)와 구동부(530)는, 표시 영역(Ad)의 주위에 있는 프레임에 배치되어 있다. 이후, 복수의 구동부[53(k) 내지 53(k+3)] 중 임의의 1개를 가리키는 경우에는, 단순히 구동부(53)를 이용하는 것으로 한다.
주사 제어부(51)는 제어부(11)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 주사부(52)에 대하여 제어 신호 SDCK, 주사 개시 신호 SDST를 공급한다. 또한, 표시용 배선(LDC)에는, 상술한 구동 신호 생성부(14Q)로부터 출력 단자(66E)를 통하여 출력된, 표시용 구동 전압 VcomDC가 공급된다. 터치용 배선(LAC)에는, 상술한 구동 신호 생성부(14Q)로부터 출력 단자(65E)를 통하여 출력된, 터치용 구동 신호 VcomAC가 공급된다. 주사 제어부(51)는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL을, 구동부(530)에 대하여 공급한다.
터치 검출 주사부(52)는, 구동 전극용 시프트 레지스터(52SR)를 포함하여 구성되고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하는 구동 전극(COML)을 선택하기 위한 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)…을 생성하는 것이다. 구체적으로는, 터치 검출 주사부(52)에서는 시프트 레지스터(52SR)가 주사 제어부(51)로부터 공급된 주사 개시 신호 SDST를 트리거로서 제어 신호 SDCK가 차례로 시프트 레지스터(52SR)의 전송단마다 전송되고, 시프트 레지스터(52SR)의 각 전송단은 제어 신호 SDCK에 동기하여 차례로 선택된다. 선택된 시프트 레지스터(52SR)는 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)…을, 구동부(530)의 각 논리곱 회로(54)에 송출한다. 터치 검출 주사부(52)는 선택된 시프트 레지스터(52SR)가 예를 들어 고레벨의 신호를 k+2번째의 주사 신호 ST(k+2)로서 k+2번째의 구동부[53(k+2)]에 공급한 경우에, 이 구동부[53(k+2)]는 k+2번째의 구동 전극 블록 B(k+2)에 속하는 복수의 구동 전극(COML)에 구동 신호 VcomAC를 인가하게 되어 있다. 이후, 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)… 중 임의의 1개를 가리키는 경우에는, 주사 신호 ST를 이용하는 경우가 있다.
구동부(530)는 터치 검출 주사부(52)로부터 공급된 주사 신호 ST 및 주사 제어부(51)로부터 공급된 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL에 기초하여, 구동 신호 생성부(14Q)로부터 공급된 표시용 구동 전압 VcomDC 또는 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극(COML)에 인가하는 회로이다. 구동부(53)는 터치 검출 주사부(52)의 출력 신호에 대응하여 1개씩 설치되어 있고, 대응하는 구동 전극 블록 B에 대하여 구동 신호 Vcom을 인가하게 되어 있다.
구동부(53)는 논리곱 회로(54)와, 구동 전극 블록 B마다 1개의 선택 스위치 SW를 구비하고 있다. 도 18에 있어서, 선택 스위치 SW는 선택 스위치 SW1, SW2, SW3, SW4로서 도시되어 있다. 이하의 설명은, 선택 스위치 SW1을 대표해서 설명하지만, 선택 스위치 SW2, SW3, SW4도 동일하다. 논리곱 회로(54)는 터치 검출 주사부(52)로부터 공급된 주사 신호 ST 및 주사 제어부(51)로부터 공급된 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 논리곱(AND)을 생성하여 출력한다. 논리곱 회로(54)는 선택 스위치 SW1의 동작을 제어할 수 있는 진폭 레벨로 증폭하는 버퍼 기능을 갖고 있다. 선택 스위치 SW1은 논리곱 회로(54)로부터 공급되는 신호에 기초하여 동작이 제어된다. 선택 스위치 SW1의 일단부는 구동 전극 블록 B가 포함하는 복수의 구동 전극(COML)에 접속되고, 선택 스위치 SW1의 타단부는 표시용 배선(LDC) 및 터치용 배선(LAC) 중 한쪽과 접속되어 있다.
이 구성에 의해, 구동부(53)는 주사 신호 ST가 고레벨, 또한 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL이 고레벨인 경우에, 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 신호 Vcom으로서 출력한다. 구동부(53)는 주사 신호 ST가 저레벨, 또한 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL이 저레벨인 경우에, 구동 전극 블록 B를 터치용 배선(LAC)으로부터 분리하고, 표시용 배선(LDC)에 접속한다. 여기서, 터치용 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택된 구동 전극 블록 B는, 선택 구동 전극 블록 STX이다. 터치용 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택되어 있지 않은 구동 전극 블록 B는, 비선택 구동 전극 블록 NTX이다. 예를 들어, 도 18에 도시하는 구동부[53(k+2)]가, k+2번째의 구동 전극 블록 B(k+2)에 속하는 복수의 구동 전극(COML)에 구동 신호 VcomAC를 인가할 때, 선택 구동 전극 블록 STX는 구동 전극 블록 B(k+2)이다. 그리고, 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택되어 있지 않은 구동 전극 블록 B(k), B(k+1), B(k+3)은, 비선택 구동 전극 블록 NTX이다.
또한, 액정 표시부(20)가 표시 동작하고 있는 경우, 주사 신호 ST가 저레벨이며, 구동부(53)는 구동 전극 블록 B마다 설치된 선택 스위치 SW1, SW2, SW3, SW4를 모두 표시용 배선(LDC)에 접속하고, 표시용 구동 전압 VcomDC를 구동 신호 Vcom으로서 출력한다.
도 19는, 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다. 도 20은, 제1 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다. 도 19 및 도 20은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 구성을 설명하지만, 제2 게이트 드라이버(12B)의 구성도 마찬가지이다. 또한, 이하의 설명은, 선택 스위치 SW1을 대표해서 설명하지만, 선택 스위치 SW2, SW3, SW4도 마찬가지이다. 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는, 게이트 시프트 레지스터(120SR)를 포함한다. 게이트 시프트 레지스터(120SR)는 수직 스타트 펄스(VST)에 응답하여 동작을 개시하고, 수직 클럭 VCK에 동기하여, 차례로 수직 주사 방향으로 선택되고, 버퍼 회로를 통하여 주사선 GCL에 수직 선택 펄스를 출력한다.
선택 스위치 SW1은, 구동 전극(COML)마다 복수 구비되는 스위치 COMSW를 구비하고 있다. 스위치 COMSW는 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작한다. 스위치 COMSW는, 구동 전극(COML)마다 모두 동작함으로써, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속 및 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속 중 어느 한쪽을 시분할로 선택한다.
예를 들어, CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2를 포함하는 1개의 회로 단위가 스위치 COMSW로서 사용되는 경우, 복수의 그 회로 단위가 구동 전극(COML)마다 설치되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2는, N채널의 게이트를 갖는 트랜지스터 NMOS와, P채널의 게이트를 갖는 트랜지스터 PMOS를 갖고 있다.
CMOS 스위치 CMOS1에서는, 스위치 신호선 GSW가 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에 접속된다. CMOS 스위치 CMOS2에서는, 스위치 신호선 GxSW가 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에 접속된다. 스위치 신호선 GSW에 공급되는 스위치 제어 신호 Ssw와, 스위치 신호선 GxSW에 공급되는 스위치 제어 신호 Sxsw는, 전위의 하이 레벨과 로우 레벨이 서로 반전된 신호이다. 이로 인해, CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2는, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속 및 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속 중 어느 한쪽을 동기하여 동일한 선택을 할 수 있다. 이와 같이, 선택 스위치 SW1은 구동 전극(COML)마다 복수의 스위치 COMSW를 구비하고, 스위치 COMSW가 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML) 사이에 병렬로 접속되어 있다. 복수의 스위치 COMSW는 선택 신호인 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작하여, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다.
논리곱 회로(54)는 인버터(541), 스위칭 회로(542), 버퍼(543), 인버터(544)를 구비하고 있다. 인버터(541)는 주사 신호 ST가 고레벨인 경우에 구동 전극용 시프트 레지스터(52SR) 중 선택된 전송단의 출력 신호의 반전 논리를 논리곱 회로(542)에 출력한다. 논리곱 회로(542)는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL에 따라서, 인버터(541)의 입력 및 출력으로부터 스위칭하고, 스위치 제어 신호 Ssw를 버퍼(543)에 출력한다. 버퍼(543)는 스위치 제어 신호 Ssw를 증폭하고, 스위치 신호선 GSW에 공급한다. 인버터(544)는 버퍼(543)가 출력하는 스위치 제어 신호 Ssw의 반전 논리를 생성하여, 스위치 제어 신호 Sxsw로서 출력하고, 스위치 신호선 GxSW에 공급한다.
CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는 접속 도체 Q3에 의해 터치용 배선(LAC)과 접속되어 있다. 또한, CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는 접속 도체 Q2에 의해 표시용 배선(LDC)과 접속되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는 접속 도체 Q1에 의해, 구동 전극(COML)과 접속되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에, 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw가 입력됨으로써, 접속 도체 Q1과 접속 도체 Q2의 접속 및 접속 도체 Q3과 접속 도체 Q1의 접속 중 어느 한쪽의 접속을 선택할 수 있다.
도 20에 도시하는 바와 같이, 주사선 GCL은 스위치 신호선 GSW, GxSW와 동일한 층에 배선되어 있다. 주사선 GCL은 스위치 신호선 GSW, GxSW와 동일한 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 이들의 선을 동일한 공정에서 형성함으로써, 제조 공정을 단축할 수 있다. 주사선 GCL은 터치용 배선(LAC), 표시용 배선(LDC)과 절연층을 통하여, 입체 교차하고 있다. 그리고, 선택 스위치 SW1은 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하는 주사선 GCL 사이(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm +2 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역(Ad)에서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격과 동일하다.
여기서, TFT 기판(21)은, 본 개시에 있어서의 「기판」의 일 구체예에 대응한다. 화소 전극(22)은, 본 개시에 있어서의 「화소 전극」의 일 구체예에 대응한다. 화소 신호선 SGL은, 본 개시에 있어서의 「신호선」의 일 구체예에 대응한다. 구동 전극(COML)은, 본 개시에 있어서의 「구동 전극」의 일 구체예에 대응한다. 액정 소자 LC는, 본 개시에 있어서의 「표시 기능층」의 일 구체예에 대응한다. 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13) 및 구동 전극 드라이버(14)는, 본 개시에 있어서의 「제어 장치」의 일 구체예에 대응한다. 터치 검출 전극(TDL)은, 본 개시에 있어서의 「터치 검출 전극」에 대응한다. 터치용 배선(LAC)은, 본 개시에 있어서의 「터치용 배선」의 일 구체예에 대응한다.
[동작 및 작용]
계속해서, 제1 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작 및 작용에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 표시용의 구동 신호로서의 구동 신호 Vcom을, 표시용 구동 전압 VcomDC로서 기재하고, 터치 검출용의 구동 신호로서의 구동 신호 Vcom을, 터치용 구동 신호 VcomAC로서 기재한다.
(터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 동작)
다음에, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 21은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 타이밍 파형예를 나타내는 설명도이다. 도 22는, 터치 검출 주사의 동작예를 나타내는 설명도이다.
도 21에 도시하는 (A)는 터치용 구동 신호 VcomAC의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (B)는 표시용 구동 전압 VcomDC의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (C)는 주사 신호 Vscan의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (D)는 화소 신호 Vpix의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (E)는 스위치 제어 신호 Vsel의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (F)는 화소 신호 Vpix의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (G)는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (H)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내고 있다. 도 21에 도시하는 (I)는 터치 검출 신호 Vdet의 파형을 나타내고 있다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 각 1수평 기간(1H)에서, 터치 검출 동작 및 표시 동작이 행해진다. 표시 동작에서는, 게이트 드라이버(12)가, 주사선 GCL에 대하여 주사 신호 Vscan을 차례로 인가함으로써 표시 주사를 행한다. 터치 검출 동작에서는, 구동 전극 드라이버(14)가, 구동 전극 블록 B마다 터치용 구동 신호 VcomAC를 차례로 인가함으로써 터치 검출 주사를 행하고, 터치 검출부(40)가, 터치 검출 전극(TDL)으로부터 출력되는 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여 터치를 검출한다. 이하에 그 상세를 설명한다.
우선, 타이밍 t0에서 1수평 기간(1H)이 개시된 후, 구동 전극 드라이버(14)의 주사 제어부(51)는, 타이밍 t1에서, 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 전압을 저레벨로부터 고레벨로 변화시킨다[도 21의 (G)]. 이에 의해, 구동 전극 드라이버(14)에서는, 터치 검출 동작에 따른 k+1번째의 구동부[53(k+1)]에 있어서, 선택 스위치 SW2가 접속 도체 Q1과 접속 도체 Q2의 접속을 선택한다. 그 결과, 구동 신호 생성부(14Q)가 생성한 터치용 구동 신호 VcomAC[도 21의 (A)]가, 그 선택 스위치 SW2를 통하여, 대응하는 k+1번째의 구동 전극 블록 B(k+1)을 구성하는 구동 전극(COML)에 대하여, 구동 신호 VcomAC[B(k+1)]로서 인가된다. 또한, 구동부[53(k+1)] 이외의 구동부(53)에서는, 선택 스위치 SW2 이외의 선택 스위치 SW1, SW3, SW4가 접속 도체 Q3과 접속 도체 Q1의 접속을 선택한다. 그 결과, 구동 전극 블록 B(k+1)를 구성하는 구동 전극(COML) 이외의, 구동 전극(COML)은 표시용 배선(LDC)과 동전위가 된다[도 21의 (H)].
다음에, 구동 신호 생성부(14Q)는, 타이밍 t2에서, 터치용 구동 신호 VcomAC의 전압을 저레벨로부터 고레벨로 변화시킨다[도 21의 (A)]. 구체적으로는, 구동부(530)는 구동 신호 생성부(14Q)에 있어서의, 스위칭 회로(65)의 출력을 출력 단자(65E)로부터 공급함으로써, 터치용 구동 신호 VcomAC의 전압이 저레벨로부터 고레벨로 변화한다. 이에 수반하여, k+1번째의 구동 전극 블록 B(k+1)에 인가되는 구동 신호 VcomAC[B(k+1)]도, 저레벨로부터 고레벨로 변화하는 교류 구형파가 가해진다[도 21의 (H)]. 이 구동 신호 Vcom[B(k+1)]은, 정전 용량을 통하여 터치 검출 전극(TDL)에 전해지고, 터치 검출 신호 Vdet가 변화된다[도 21의 (I)]. 또한, 교류 구형파는, 1개의 구형파이어도 좋다.
다음에, 터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)가, 샘플링 타이밍 ts에서, 이 터치 검출 신호 Vdet가 입력된 터치 검출 신호 증폭부(42)의 출력 신호를 A/D 변환한다[도 21의 (I)]. 터치 검출부(40)의 터치 검출 신호 증폭부(42)는, 복수의 수평 기간에서 수집한 이 A/D 변환 결과에 기초하여, 터치 검출을 행한다.
다음에, 구동부(530)는, 타이밍 t3에서, 터치용 구동 신호 VcomAC의 전압을 표시용 구동 전압인, 구동 신호 Vcom(표시용 구동 전압 VcomDC)으로 변화시킨다[도 21의 (A)]. 구체적으로는, 구동부(530)는 구동 신호 생성부(14Q)에 있어서의, 버퍼(66)의 출력을 출력 단자(66E)로부터 공급함으로써, 터치용 구동 신호 VcomAC의 전압을, 표시용 구동 전압 VcomDC로 변화시킨다. 이에 수반하여, k+1번째의 구동 전극 블록 B(k+1)에 인가되는 구동 신호 Vcom[B(k+1)]도 또한 고레벨로부터 저레벨로 변화하고[도 21의 (H)], 터치 검출 신호 Vdet가 변화된다[도 21의 (I)].
다음에, 구동 전극 드라이버(14)의 주사 제어부(51)는, 타이밍 t4에서, 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 전압을 고레벨로부터 저레벨로 변화시킨다[도 21의 (G)]. 이에 의해, 선택 스위치 SW1 내지 SW4의 전체 스위치가 접속 도체 Q2와 접속 도체 Q1의 접속을 선택한다. 구동 신호 생성부(14Q)가 생성한 표시용 구동 전압 VcomDC[도 21의 (B)]가, 전체 선택 스위치 SW1 내지 SW4를 통하여, 대응하는 구동 전극 블록 B의 구동 전극(COML)에 대하여, 표시용 구동 전압 VcomDC가 인가된다[도 21의 (H)].
다음에, 게이트 드라이버(12)가, 타이밍 t5에서, 표시 동작에 따른 m행째의 주사선 GCL(m)에 대하여, 주사 신호 Vscan을 인가하고, 주사 신호 Vscan(m)이 저레벨로부터 고레벨로 변화한다[도 21의 (C)]. 그리고, 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)가, 화소 신호선 SGL에 대하여 화소 신호 Vpix를 인가하고[도 21의 (F)], 그 m행째의 주사선 GCL(m)에 관한 1수평 라인의 화소 Pix의 표시를 행한다.
구체적으로는, 우선, 게이트 드라이버(12)가, 타이밍 t5에서 주사 신호 Vscan(m)을 저레벨로부터 고레벨로 변화시킴으로써, 표시 동작에 따른 1수평 라인을 선택한다. 그리고, 소스 드라이버(13)가, 화상 신호 Vsig로서, 적색의 부화소 SPix를 위한 화소 전압 VR을 소스 셀렉터부(13S)에 공급함과 함께[도 21의 (D)], 그 화소 전압 VR을 공급하고 있는 기간에서 고레벨로 되는 스위치 제어 신호 VselR을 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다[도 21의 (E)]. 그리고, 소스 셀렉터부(13S)는, 이 스위치 제어 신호 VselR이 고레벨로 되는 기간(기입 기간 PW)에서 스위치 SWR을 온 상태로 함으로써, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화소 전압 VR을 화상 신호 Vsig로부터 분리하고, 화소 신호 VpixR로서, 화소 신호선 SGL을 통하여, 1수평 라인에 따른 적색의 부화소 SPix에 대하여 공급한다[도 21의 (F)]. 또한, 스위치 SWR이 오프 상태로 된 후에는, 이 화소 신호선 SGL이 플로팅 상태로 되므로, 이 화소 신호선(SGL)의 전압은 유지된다[도 21의 (F)]. 마찬가지로, 소스 드라이버(13)는 녹색의 부화소 SPix를 위한 화소 전압 VG를, 대응하는 스위치 제어 신호 VselG와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급하고[도 21의 (D), (E)], 소스 셀렉터부(13S)는 스위치 제어 신호 VselG에 기초하여, 이 화소 전압 VG를 화상 신호 Vsig로부터 분리하고, 화소 신호 VpixG로서, 화소 신호선 SGL을 통하여, 1수평 라인에 따른 녹색의 부화소 SPix에 공급한다[도 21의 (F)]. 그 후, 마찬가지로, 소스 드라이버(13)는 청색의 부화소 SPix를 위한 화소 전압 VB를, 대응하는 스위치 제어 신호 VselB와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급하고[도 21의 (D), (E)], 소스 셀렉터부(13S)는 스위치 제어 신호 VselB에 기초하여, 이 화소 전압 VB를 화상 신호 Vsig로부터 분리하고, 화소 신호 VpixB로서, 화소 신호선 SGL을 통하여, 1수평 라인에 따른 청색의 부화소 SPix에 공급한다[도 21의 (F)].
다음에, 게이트 드라이버(12)는, 타이밍 t6에서, m행째의 주사선 GCL의 주사 신호 Vscan(m)을 고레벨로부터 저레벨로 변화시킨다[도 21의 (C)]. 이에 의해, 표시 동작에 따른 1수평 라인의 부화소 SPix는, 화소 신호선(SGL)로부터 전기적으로 분리된다.
그리고, 타이밍 t10에서, 1수평 기간이 종료됨과 함께, 새로운 1수평 기간이 개시된다.
이 이후, 상술한 동작을 반복함으로써, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 선 순차 주사에 의해, 표시 화면 전체에 있어서의 표시 동작이 행해짐과 함께, 이하에 나타내는 바와 같이 구동 전극 블록 B씩 주사함으로써, 터치 검출면 전체에 있어서의 터치 검출 동작이 행해진다.
도 22에 도시하는 (A)는 터치용 구동 신호 VcomAC의 파형을 나타내고 있다. 도 22에 도시하는 (B)는 표시용 구동 전압 VcomDC의 파형을 나타내고 있다. 도 22에 도시하는 (C)는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 파형을 나타내고 있다. 도 22에 도시하는 (D)는 주사 신호 ST의 파형을 나타내고 있다. 도 22에 도시하는 (E)는, 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내고 있다. 도 22에 도시하는 (F)는 터치 검출 신호 Vdet의 파형을 나타내고 있다.
구동 전극 드라이버(14)는, 도 22에 도시한 바와 같이, 터치 검출 주사부(52)가 생성하는 주사 신호 ST[도 22의 (D)]에 기초하여, 대응하는 구동 전극 블록 B에 터치용 구동 신호 VcomAC를 차례로 인가함으로써[도 22의 (E)], 터치 검출 주사를 행한다. 그 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 각 구동 전극 블록 B에 대하여, 소정의 복수의 수평 기간에 걸쳐, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다[도 22의 (E)]. 터치 검출부(40)는, 각 1수평 기간(1H)에서, 이 터치용 구동 신호 VcomAC에 기초하는 터치 검출 신호 Vdet를 샘플링하고, 이 소정의 복수의 수평 기간 중 최후의 수평 기간에서의 샘플링이 종료된 후에, 신호 처리부(44)가, 이들 복수의 샘플링 결과에 기초하여, 그 구동 전극 블록 B에 대응하는 영역에 대한 터치의 유무 등을 검출한다. 이와 같이, 복수의 샘플링 결과에 기초하여 터치 검출을 행하도록 하였으므로, 샘플링 결과를 통계적으로 해석하는 것이 가능해지고, 샘플링 결과의 변동에 기인하는 S/N비의 열화를 억제할 수 있어, 터치 검출의 정밀도를 높일 수 있다. 도 21 또는 도 22에 도시하는 구동 신호 VcomAC의 구형파를 1개의 파형으로 모식적으로 설명하고 있지만 도 6에 도시하는 바와 같이 복수회, 진폭시켜도 좋다. 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 동작(터치 검출 동작 기간)과 표시 동작(표시 기간)으로 나누어, 시분할적으로 구동 전극(COML)에 구동 신호 Vcom(표시용 구동 전압 VcomDC 및 구동 신호 VcomAC)을 공급한다. 상술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 1표시 수평 기간에서, 터치 검출 동작(터치 검출 동작 기간)과 표시 동작(표시 기간)으로 나누어, 시분할적으로 구동 전극(COML)에 구동 신호 Vcom(표시용 구동 전압 VcomDC 및 구동 신호 VcomAC)을 공급하게 해도 좋다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 1표시 수평 기간에서, 복수의 터치 검출 동작(터치 검출 동작 기간)과 복수의 표시 동작(표시 기간)으로 나누어, 시분할적으로 구동 전극(COML)에 구동 신호 Vcom(표시용 구동 전압 VcomDC 및 구동 신호 VcomAC)을 공급하게 해도 좋다. 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 동작(터치 검출 동작 기간)과 표시 동작(표시 기간)으로 나누어, 1개의 표시 기간에서 복수의 수평 기간분의 표시 동작을 처리해도 좋다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 표시용 구동 전압 VcomDC를 구동 전극(COML)에 공급하는 표시용 배선(LDC) 및 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극(COML)에 공급하는 터치용 배선(LAC)을 프레임 영역에 배치하고 있다. 예를 들어, FFS 등의 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시부에서는, 표시용 배선(LDC)을 색 영역(32R, 32G, 32B)에 대응하는 화소 근방에 배치한 쪽이, 표시 기능층이 안정적으로 동작하는 경향에 있다. 이로 인해, 선택 스위치 SW1(SW1을 SW1, SW2, SW3, SW4의 대표예로 함)은, 터치용 배선(LAC), 표시용 배선(LDC) 사이에 배치되어 있다. 선택 스위치 SW는, 계층이 다른 스루홀에 있어서 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3을 구비하고 있다. 선택 스위치 SW1은, 구동 전극(COML)마다 복수의 스위치 COMSW를 구비하고, 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작하여 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이에 의해, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 늘림으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선(LAC)은, 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 이 터치용 배선(LAC)을 통하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극(COML)에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19)(구동 신호 생성부)로부터 떨어진 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 대해, 제1 실시 형태에 따른 선택 스위치 SW1은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극(COML)마다 복수 구비되고, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML) 사이에 병렬로 접속되어 있고, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작하여 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항을 저감할 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치용 배선(LAC)의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제할 수 있다.
<1-2. 제2 실시 형태>
다음에, 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 23은, 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 24는, 제2 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다. 도 25는, 제2 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 도 25 및 도 26은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 구성을 설명하지만, 제2 게이트 드라이버(12B)의 구성도 마찬가지이다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 화소 기판(2)은 투명 절연 기판(예를 들어 글래스 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있고, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역(Ad)과, 소스 드라이버(수평 구동 회로)(13)와, 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역(Ad)을 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사 방향의 주사선 GCL에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 길이 방향의 단부에 배치되고, 1개 걸러 주사선 GCL에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역(Ad)의 각 화소를 행 단위로 선택한다.
이로 인해, 도 24와 같이, 제1 게이트 드라이버(12A)측, 또는 제2 게이트 드라이버(12B)측에서는 표시 영역(Ad)을 초과하여 프레임(Gd)을 통과하고, 제1 게이트 드라이버(12A), 또는 제2 게이트 드라이버(12B)에 도달하는 주사선 GCL의 수가 제1 실시 형태보다도 적어진다. 이에 의해, 프레임(Gd)에 있어서, 홀수 또는 짝수의 주사선 GCL이 표시 영역(Ad)과 제1 게이트 드라이버(12A), 또는 제2 게이트 드라이버(12B) 사이를 통한다. 그 결과, 선택 스위치 SW1의 CMOS 스위치 CMOS1은, 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하는 주사선 GCL 사이(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm +3 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)에 접속되는 주사선 GCL(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm +3)은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하고, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하지 않는다. 그리고, 제2 게이트 드라이버(12B)에 접속되는 주사선(예를 들어 주사선 GCLm +2와 주사선 GCLm +4)은, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하고, 제1 게이트 드라이버측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하지 않는다. 이로 인해, 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역(Ad)에서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격보다 커진다. 즉, 프레임(Gd)에 있어서의 주사선 GCL의 간격은, 표시 영역(Ad)에서의 인접하는 주사선 GCL의 간격보다도 커진다. 그리고, 프레임(Gd)에 있어서 주사선 GCL의 간격이 넓어지므로, 선택 스위치 SW1(CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2)의 배치 가능한 면적이 늘어난다. 예를 들어, 접속 도체 Q1, Q2, Q3의 수를 늘리거나 또는, 면적을 늘림으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
또한, 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 프레임 영역(Gd)뿐만 아니라 제2 게이트 드라이버(12B)측의 프레임 영역(Gd)에도 배치되어 있다. 제2 게이트 드라이버(12B)측의 프레임 영역(Gd)에 배치된 선택 스위치 SW1은, 제2 게이트 드라이버(12B)측에 배치된 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속 또는 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택할 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치와 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 중, 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는 선택 스위치끼리는, 각각 동종의 배선[터치용 배선(LAC) 또는 표시용 배선(LDC)]을 선택한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1이 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한 경우, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1이 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한 경우, 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한다.
[효과]
제1 실시 형태와 같이, 부화소 SPix의 1피치에 대응하는 주사선 GCL의 사이에, 선택 스위치 SW1을 배치한 경우, 고정밀도화에 수반하고, 화소 피치가 좁아지면, 선택 스위치 SW1의 접속 저항이 증가할 가능성이 있다. 이에 대해, 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 부화소 SPix의 1피치에 대응하는 주사선 GCL의 간격보다 큰 간격으로, 선택 스위치 SW1을 배치할 수 있으므로, 고정밀도화하여 화소 피치를 좁게 해도, 스위치 SW1의 접속 저항을 낮게 유지할 수 있다. 또한, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 늘림으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선(LAC)은 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 터치용 배선(LAC)을 통하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극(COML)에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19)(구동 신호 생성부)로부터 떨어진 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 대해, 제2 실시 형태에 따른 선택 스위치 SW1(SW1을 SW1, SW2, SW3, SW4의 대표예라고 함)은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극(COML)마다 복수 구비되고, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML) 사이에 병렬로 접속되어 있고, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작하여 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항이 저감되어 있어, 배선(LAC)의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제한다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 스위치 SW1의 크기는, 주사선과 평행한 방향을 작게, 주사선과 직교하는 방향을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 제2 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 프레임(Gd) 중, 스위치 SW1이 배치되는 영역의 주사선과 평행한 방향의 폭, 도 7에 도시하는 폭 Gdv를 작게 할 수 있다.
<1-3. 제3 실시 형태>
다음에, 제3 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 26은, 제3 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 도시하는 블록도이다. 도 27은, 제3 실시 형태에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 레이아웃을 도시하는 블록도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다. 도 25 및 도 26은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 구동 전극 드라이버를 설명하지만, 제2 게이트 드라이버(12B)의 구성도 마찬가지이다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서도, 화소 기판(2)은 투명 절연 기판(예를 들어 글래스 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있고, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역(Ad)과, 소스 드라이버(수평 구동 회로)(13)와, 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A, 12B)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역(Ad)을 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사 방향의 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택한다.
도 26과 같이, 제1 게이트 드라이버(12A)측, 또는 제2 게이트 드라이버(12B)측에서는, 표시 영역(Ad)을 초과하여 프레임(Gd)을 통과하고, 제1 게이트 드라이버(12A), 또는 제2 게이트 드라이버(12B)에 도달하는 주사선 GCL의 수가 제1 실시 형태에 비해 적어진다. 또한, 인접하는 스위치 COMSW의 사이에 복수의 주사선 GCLm+2, GCLm +4(복수의 주사선 GCLm +6, GCLm +8)가 배치되어 있다. 이것은, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]의 게이트 시프트 레지스터(120SR)의 주기에 일치한다. 게이트 시프트 레지스터(120SR)는, 2개 주사선 GCL을 쌍으로서 제어한다. 이로 인해, 선택 스위치 SW1에서는 스위치 COMSW가 부화소 SPix의 4개분의 피치가 되고, 반복 피치는 8개의 부화소 SPix와 동일하게 된다. 이에 의해, 프레임(Gd)에 있어서, 홀수 또는 짝수의 주사선 GCL이 표시 영역(Ad)과 제1 게이트 드라이버(12A), 또는 제2 게이트 드라이버(12B) 사이를 통한다. 그 결과, CMOS 스위치 CMOS2는 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하고, 또한 CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2에 인접하는, 주사선 GCL끼리의 사이(예를 들어 주사선 GCLm+4와 주사선 GCLm +6 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)에 접속되는 주사선 GCL(예를 들어 주사선 GCLm +2, 주사선 GCLm +4, 주사선 GCLm +6, 주사선 GCLm +8)은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하고, 제2 게이트 드라이버측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하지 않는다. 그리고, 제2 게이트 드라이버에 접속되는 주사선(예를 들어 주사선 GCLm +1, 주사선 GCLm+3, 주사선 GCLm +5, 주사선 GCLm +7)은, 제2 게이트 드라이버측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하고, 제1 게이트 드라이버측의 터치용 배선(LAC)과 입체 교차하지 않는다. 이로 인해, 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]과 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역(Ad)에서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격보다 커진다. 그리고, 프레임(Gd)에 있어서 주사선 GCL의 간격이 넓어지므로, 선택 스위치 SW1(CMOS 스위치 CMOS2)의 배치 가능한 면적이 늘어난다. 예를 들어, 접속 도체 Q1, Q2, Q3의 수를 늘리거나 또는, 면적을 늘림으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
또한, 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 프레임 영역(Gd)뿐만 아니라 제2 게이트 드라이버(12B)측의 프레임 영역(Gd)에도 배치되어 있다. 제2 게이트 드라이버(12B)측의 프레임 영역(Gd)에 배치된 선택 스위치 SW1은, 제2 게이트 드라이버(12B)측에 배치된 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속 또는 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택할 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치와 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 중, 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는 선택 스위치끼리는, 각각 동종의 배선[터치용 배선(LAC) 또는 표시용 배선(LDC)]을 선택한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1이 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한 경우, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극(COML)에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B)측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A)측의 선택 스위치 SW1이 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한 경우, 표시용 배선(LDC)과 구동 전극(COML)의 접속을 선택한다.
[효과]
제1 실시 형태와 같이, 부화소 SPix의 1피치에 대응하는 주사선 GCL의 사이에, 선택 스위치 SW1을 배치한 경우, 고정밀도화에 수반하고, 화소 피치가 좁아지면, 선택 스위치 SW1의 접속 저항이 증가될 가능성이 있다. 이에 대해, 제3 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 부화소 SPix의 1피치에 대응하는 주사선 GCL의 간격보다 큰 간격으로, 선택 스위치 SW1을 배치할 수 있으므로, 고정밀도화하여 화소 피치를 좁게 해도, 스위치 SW1의 접속 저항은 낮게 유지할 수 있다. 또한, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 늘림으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선(LAC)은, 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 터치용 배선(LAC)을 통하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극(COML)에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19)(구동 신호 생성부)로부터 떨어진 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 대해, 제3 실시 형태에 따른 선택 스위치 SW1(SW1을 SW1, SW2, SW3, SW4의 대표예라고 함)은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극(COML)마다 복수 구비되고, 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML) 사이에 병렬로 접속되어 있고, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극(COML)마다 모두 동작하여 터치용 배선(LAC)과 구동 전극(COML)을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 제3 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항이 저감되어 있어, 배선(LAC)의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제한다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 스위치 SW1의 크기는, 주사선과 평행한 방향을 작게, 주사선과 직교하는 방향을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 제3 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 프레임(Gd) 중, 스위치 SW1이 배치되는 영역의 주사선과 평행한 방향의 폭, 도 7에 도시하는 폭 Gdv를 작게 할 수 있다.
이상, 몇 개의 실시 형태 및 변형예를 들어 설명하였지만, 본 개시는 이들의 실시 형태 등에는 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
또한, 상기의 각 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, FFS, IPS 등의 각종 모드의 액정을 이용한 액정 표시부(20)와 터치 검출 디바이스(30)를 일체화하여 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)로 할 수 있다. 도 28은, 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 이에 대신하여, 도 28에 도시하는 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, TN(Twisted Nematic:트위스티드 네마틱), VA(Vertical Alignment:수직 배향), ECB(Electrically Controlled Birefringence:전계 제어 복굴절) 등의 각종 모드의 액정과 터치 검출 디바이스를 일체화해도 좋다.
도 28에 도시하는 바와 같이, 대향 기판(3)에 구동 전극(COML)이 있는 경우, 터치용 배선(LAC), 표시용 배선(LDC)은 대향 기판(3)에 구비되도록 해도 좋다. 이 구조에 의해, 구동 전극(COML)과, 터치용 배선(LAC)[표시용 배선(LDC)]의 거리가 짧아진다. 그리고, TFT 기판(21)에 구비된 주사선 GCL은, 상술한 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태와 마찬가지로, 터치용 배선(LAC), 표시용 배선(LDC)과, 입체 교차하고 있다. 그 결과, 터치용 배선(LAC)은, TFT 기판(21)에 대하여 수직인 방향에서 표시 영역(Ad)의 외측에 위치하는 프레임 영역(Gd)에 배치되어 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 액정 표시부(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화한 소위 인 셀 타입으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이에 대신하여, 예를 들어 액정 표시부(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 장착한 온 셀 타입이어도 좋다. 온 셀 타입의 경우, 도 8에 도시하는 화소 기판(2)의 구동 전극(COML)을 제1 구동 전극(COML)으로 하고, 이에 추가하여, 대향 기판(3)에 있어서의, 글래스 기판(31)의 표면에도 제2 구동 전극(COML)을 구비하고 있고, 제1 구동 전극(COML)과 제2 구동 전극(COML)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우라도, 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 외부 노이즈나, 액정 표시부로부터 전해지는 노이즈(상기 각 실시 형태에 있어서의 내부 노이즈에 대응하는 것)의 영향을 억제하면서 터치 검출을 행할 수 있다.
<2. 적용예>
다음에, 도 29 내지 도 41을 참조하여, 실시 형태 및 변형예에서 설명한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 적용예에 대해서 설명한다. 도 29 내지 도 41은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치 혹은 비디오 카메라 등의 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다. 바꾸어 말하면, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 외부로부터 입력된 영상 신호 혹은 내부에서 생성한 영상 신호를, 화상 혹은 영상으로서 표시하는 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다.
(제1 적용예)
도 29에 도시하는 전자 기기는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 텔레비전 장치이다. 이 텔레비전 장치는, 예를 들어, 프론트 패널(511) 및 필터 글래스(512)를 포함하는 영상 표시 화면부(510)를 갖고 있고, 이 영상 표시 화면부(510)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(제2 적용예)
도 30 및 도 31에 도시하는 전자 기기는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 디지털 카메라이다. 이 디지털 카메라는, 예를 들어, 플래시용의 발광부(521), 표시부(522), 메뉴 스위치(523) 및 셔터 버튼(524)을 갖고 있고, 그 표시부(522)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(제3 적용예)
도 32에 도시하는 전자 기기는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 비디오 카메라의 외관을 나타내는 것이다. 이 비디오 카메라는, 예를 들어, 본체부(531), 이 본체부(531)의 전방측면에 설치된 피사체 촬영용의 렌즈(532), 촬영시의 스타트/스톱 스위치(533) 및 표시부(534)를 갖고 있다. 그리고, 표시부(534)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(제4 적용예)
도 33에 도시하는 전자 기기는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터이다. 이 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 예를 들어, 본체(541), 문자 등의 입력 조작을 위한 키보드(542) 및 화상을 표시하는 표시부(543)를 갖고 있고, 표시부(543)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(제5 적용예)
도 34 내지 도 40에 도시하는 전자 기기는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 휴대 전화기이다. 이 휴대 전화기는, 예를 들어, 상측 케이스(551)와 하측 케이스(552)를 연결부(힌지부)(553)에서 연결한 것이며, 디스플레이(554), 서브 디스플레이(555), 픽처 라이트(556) 및 카메라(557)를 갖고 있다. 그 디스플레이(554) 또는 서브 디스플레이(555)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(제6 적용예)
도 41에 도시하는 전자 기기는, 휴대형 컴퓨터, 다기능인 휴대 전화, 음성 통화 가능한 휴대 컴퓨터 또는 통신 가능한 휴대 컴퓨터로서 동작하고, 소위 스마트폰, 타블렛 단말기라고 불리는 경우도 있는, 정보 휴대 단말기이다. 이 정보 휴대 단말기는, 예를 들어 케이스(561)의 표면에 표시부(562)를 갖고 있다. 이 표시부(562)는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)이다.
<3. 본 개시의 구성>
또한, 본 개시는, 이하의 구성을 취할 수도 있다.
(1) 기판 상에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
각각이 상기 복수의 화소 전극 중 적어도 1개와 대향하여 설치된 복수의 구동 전극과,
상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
화상 신호에 기초하여, 상기 복수의 화소 전극과 상기 복수의 구동 전극 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행하는 제어 장치와,
상기 복수의 구동 전극과 대향하여, 상기 복수의 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 복수의 터치 검출 전극과,
상기 복수의 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역에 배치되고, 터치용 구동 신호를 상기 복수의 구동 전극에 공급하는 터치용 배선과,
상기 복수의 구동 전극마다 구비되고, 각각이, 상기 제어 장치의 선택 신호에 따라서 동작하는 복수의 선택 스위치를 포함하는, 복수의 스위치군을 구비하고,
상기 복수의 스위치군은, 상기 제어 장치의 선택 신호에 의해, 상기 복수의 구동 전극으로부터 상기 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택하고,
상기 복수의 스위치군마다의 복수의 선택 스위치는, 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 선택 신호에 따라서, 상기 복수의 구동 전극마다 모두 동작하여 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선을 접속하고, 상기 터치용 구동 신호를 상기 대응하는 구동 전극에 인가하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(2) 상기 제어 장치는, 수직 구동 회로를 구비하고,
상기 수직 구동 회로는, 행 단위의 화소를 선택하는 복수의 주사선과 접속되고,
상기 복수의 선택 스위치는, 상기 터치용 배선과 입체 교차하는 복수의 주사선으로서, 인접하는 그 주사선의 사이에 있는 영역에 배치되어 있는, 상기 (1)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(3) 상기 수직 구동 회로는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로를 구비하고,
상기 제1 수직 구동 회로와, 상기 제2 수직 구동 회로는, 상기 복수의 주사선의 길이 방향의 단부에 배치되고, 1개 걸러 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 화소를 행 단위로 선택하고,
상기 터치용 배선과 입체 교차하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선의 간격보다 큰, 상기 (2)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(4) 상기 수직 구동 회로는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로를 구비하고,
상기 제1 수직 구동 회로와, 상기 제2 수직 구동 회로는, 상기 복수의 주사선의 연장 방향으로 상기 복수의 주사선을 사이에 두고 배치되고, 주사 방향의 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 화소를 행 단위로 선택하고,
인접하는 상기 선택 스위치의 사이에 복수의 상기 주사선이 배치되고,
상기 터치용 배선과 입체 교차하고, 또한 상기 선택 스위치에 인접하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선의 간격보다 큰, 상기 (2)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(5) 상기 터치용 배선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과, 상기 제2 수직 구동 회로측의 상기 터치용 배선을 구비하고,
상기 제1 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않고,
상기 제2 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않는, 상기 (3)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(6) 상기 터치용 배선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과, 상기 제2 수직 구동 회로측의 상기 터치용 배선을 구비하고,
상기 제1 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않고,
상기 제2 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않는, 상기 (4)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(7) 상기 터치용 배선과 입체 교차하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선끼리의 간격인, 상기 (2)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(8) 상기 표시용 구동 전압을 공급하는 표시용 배선을 더 구비하고, 상기 표시용 배선이 상기 터치용 배선보다도 표시 영역측에 배치되어 있는, 상기 (1)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(9) 상기 복수의 구동 전극마다의 상기 선택 스위치는, 상기 대응하는 구동 전극과 상기 표시용 배선의 접속 및 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선의 접속 중 어느 하나를 시분할로 선택하는, 상기 (8)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(10) 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비하는 전자 기기로서,
상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는,
기판 상에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
각각이 상기 복수의 화소 전극 중 적어도 1개와 대향하여 설치된 복수의 구동 전극과,
상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
화상 신호에 기초하여, 상기 복수의 화소 전극과 상기 복수의 구동 전극 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행하는 제어 장치와,
상기 복수의 구동 전극과 대향하여, 상기 복수의 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 복수의 터치 검출 전극과,
상기 복수의 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역에 배치되고, 터치용 구동 신호를 상기 복수의 구동 전극에 공급하는 터치용 배선과,
상기 복수의 구동 전극마다 구비되고, 각각이, 상기 제어 장치의 선택 신호에 따라서 동작하는 복수의 선택 스위치를 포함하는, 복수의 스위치군을 구비하고,
상기 복수의 스위치군은, 상기 제어 장치의 선택 신호에 의해, 상기 복수의 구동 전극으로부터 상기 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택하고,
상기 복수의 스위치군마다의 복수의 선택 스위치는, 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 선택 신호에 따라서, 상기 복수의 구동 전극마다 모두 동작하여 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선을 접속하고, 상기 터치용 구동 신호를 상기 대응하는 구동 전극에 인가하는, 전자 기기.
1 : 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치
2 : 화소 기판
3 : 대향 기판
6 : 액정층
10 : 터치 검출 기능을 구비한 표시부
11 : 제어부
12 : 게이트 드라이버
13 : 소스 드라이버
14 : 구동 전극 드라이버
20 : 액정 표시부
21 : TFT 기판
22 : 화소 전극
30 : 터치 검출 디바이스
31 : 글래스 기판
32 : 컬러 필터
35 : 편광판
40 : 터치 검출부
42 : 터치 검출 신호 증폭부
43 : A/D 변환부
44 : 신호 처리부
45 : 좌표 추출부
46 : 검출 타이밍 제어부
51 : 주사 제어부
52 : 터치 검출 주사부
53 : 구동부
54 : 논리곱 회로
61 : 고레벨 전압 생성부
62 : 저레벨 전압 생성부
63, 64, 66 : 버퍼
65 : 스위칭 회로
65E, 66E : 출력 단자
VcomAC : 구동 신호
VcomDC : 표시용 구동 전압
COML : 구동 전극
TDL : 터치 검출 전극
Vcom : 구동 신호
Vdet : 터치 검출 신호

Claims (10)

  1. 기판 상에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
    각각이 상기 복수의 화소 전극 중 적어도 1개와 대향하여 설치된 복수의 구동 전극과,
    상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
    화상 신호에 기초하여, 상기 복수의 화소 전극과 상기 복수의 구동 전극 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행하는 제어 장치와,
    상기 복수의 구동 전극과 대향하여, 상기 복수의 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 복수의 터치 검출 전극과,
    상기 복수의 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
    상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역에 배치되고, 터치용 구동 신호를 상기 복수의 구동 전극에 공급하는 터치용 배선과,
    상기 복수의 구동 전극마다 구비되고, 각각이, 상기 제어 장치의 선택 신호에 따라서 동작하는 복수의 선택 스위치를 포함하는, 복수의 스위치군을 구비하고,
    상기 복수의 스위치군은, 상기 제어 장치의 선택 신호에 의해, 상기 복수의 구동 전극으로부터 상기 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택하고,
    상기 복수의 스위치군마다의 복수의 선택 스위치는, 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 선택 신호에 따라서, 상기 복수의 구동 전극마다 모두 동작하여 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선을 접속하고, 상기 터치용 구동 신호를 상기 대응하는 구동 전극에 인가하고,
    상기 제어 장치는, 수직 구동 회로를 구비하고,
    상기 수직 구동 회로는, 행 단위의 화소를 선택하는 복수의 주사선과 접속되고,
    상기 복수의 선택 스위치는, 상기 터치용 배선과 입체 교차하는 복수의 주사선으로서, 인접하는 그 주사선의 사이에 있는 영역에 배치되어 있는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수직 구동 회로는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로를 구비하고,
    상기 제1 수직 구동 회로와, 상기 제2 수직 구동 회로는, 상기 복수의 주사선의 길이 방향의 단부에 배치되고, 1개 걸러 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 화소를 행 단위로 선택하고,
    상기 터치용 배선과 입체 교차하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선의 간격보다 큰, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수직 구동 회로는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로를 구비하고,
    상기 제1 수직 구동 회로와, 상기 제2 수직 구동 회로는, 상기 복수의 주사선의 연장 방향으로 상기 복수의 주사선을 사이에 두고 배치되고, 주사 방향의 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 화소를 행 단위로 선택하고,
    인접하는 상기 선택 스위치의 사이에 복수의 상기 주사선이 배치되고,
    상기 터치용 배선과 입체 교차하고, 또한 상기 선택 스위치에 인접하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선의 간격보다 큰, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 터치용 배선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과, 상기 제2 수직 구동 회로측의 상기 터치용 배선을 구비하고,
    상기 제1 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않고,
    상기 제2 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 터치용 배선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과, 상기 제2 수직 구동 회로측의 상기 터치용 배선을 구비하고,
    상기 제1 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않고,
    상기 제2 수직 구동 회로에 접속되는 주사선은, 상기 제2 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하고, 상기 제1 수직 구동 회로측의 터치용 배선과 입체 교차하지 않는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치용 배선과 입체 교차하는 주사선끼리의 간격은, 상기 표시 영역에서의 인접하는 주사선끼리의 간격인, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시용 구동 전압을 공급하는 표시용 배선을 더 구비하고, 상기 표시용 배선이 상기 터치용 배선보다도 표시 영역측에 배치되어 있는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전극마다의 상기 선택 스위치는, 상기 대응하는 구동 전극과 상기 표시용 배선의 접속 및 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선의 접속 중 어느 하나를 시분할로 선택하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  10. 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비하는 전자 기기로서,
    상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는,
    기판 상에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
    각각이 상기 복수의 화소 전극 중 적어도 1개와 대향하여 설치된 복수의 구동 전극과,
    상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
    화상 신호에 기초하여, 상기 복수의 화소 전극과 상기 복수의 구동 전극 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행하는 제어 장치와,
    상기 복수의 구동 전극과 대향하여, 상기 복수의 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 복수의 터치 검출 전극과,
    상기 복수의 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
    상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역에 배치되고, 터치용 구동 신호를 상기 복수의 구동 전극에 공급하는 터치용 배선과,
    상기 복수의 구동 전극마다 구비되고, 각각이, 상기 제어 장치의 선택 신호에 따라서 동작하는 복수의 선택 스위치를 포함하는, 복수의 스위치군을 구비하고,
    상기 복수의 스위치군은, 상기 제어 장치의 선택 신호에 의해, 상기 복수의 구동 전극으로부터 상기 터치용 배선과 접속하는 구동 전극을 선택하고,
    상기 복수의 스위치군마다의 복수의 선택 스위치는, 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 선택 신호에 따라서, 상기 복수의 구동 전극마다 모두 동작하여 상기 대응하는 구동 전극과 상기 터치용 배선을 접속하고, 상기 터치용 구동 신호를 상기 대응하는 구동 전극에 인가하고,
    상기 제어 장치는, 수직 구동 회로를 구비하고,
    상기 수직 구동 회로는, 행 단위의 화소를 선택하는 복수의 주사선과 접속되고,
    상기 복수의 선택 스위치는, 상기 터치용 배선과 입체 교차하는 복수의 주사선으로서, 인접하는 그 주사선의 사이에 있는 영역에 배치되어 있는, 전자 기기.
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