KR101818309B1 - 표시 장치 및 터치 검출 방법 - Google Patents

표시 장치 및 터치 검출 방법 Download PDF

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Abstract

소형화를 도모하는 것이 가능한 표시 장치 및 터치 검출 방법을 제공한다. 표시 장치는, 행렬 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖는 화소 배열과, 화소 배열의 각 행에 배치되고, 대응하는 행에 배치된 복수의 화소에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선과, 화소 배열의 각 열에 배치되고, 대응하는 열에 배치된 복수의 화소에, 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과, 화소 배열의 열에 배치되고, 터치를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))과, 구동 신호를, 각각 공급하는 복수의 구동 단자(TxP1 내지 TxP4)를 구비한 터치용 반도체 장치(7)를 구비한다. 여기서, 터치용 반도체 장치(7)의 구동 단자(TxP1 내지 TxP4)의 수가, 화소 배열에 배치된 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))의 수보다도 적다.

Description

표시 장치 및 터치 검출 방법{DISPLAY DEVICE AND TOUCH DETECTION METHOD}
본 발명은 표시 장치 및 터치 검출 방법에 관한 것으로, 특히 정전 용량의 변화에 기초하여 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치 및 터치 검출 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 소위 터치 패널이라고 불리는, 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치가 주목받고 있다. 터치 패널은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치 위에 장착 또는 일체화된다. 이와 같이, 터치 패널이 표시 장치 위에 장착 또는 일체화된 액정 표시 장치, 즉 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치는, 표시 장치에 각종 버튼 화상 등을 표시시키고, 외부 물체가 버튼 화상에 근접한 것을 터치 패널에서 검출한다. 이에 의해, 터치 패널을 통상의 기계식 버튼 대신에, 정보 입력의 수단으로서 사용하는 것을 가능하게 하고 있다. 이러한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치는, 키보드나 마우스와 같은 정보 입력의 수단을 반드시 필요로 하지는 않기 때문에, 컴퓨터 이외에, 휴대 전화와 같은 휴대 정보 단말기 등에도, 사용이 확대되는 경향이 있다.
터치 검출 장치의 검출 방식으로서는, 광학식, 저항식, 정전 용량식 등의 몇 가지의 방식이 존재한다. 이 중에서, 정전 용량식의 터치 검출 장치는, 비교적 단순한 구조를 갖고, 저소비 전력이기 때문에, 휴대 정보 단말기 등에 사용되고 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 정전 용량식의 터치 검출 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-244958호 공보 일본 특허 공개 제2013-182548호 공보
정전 용량식의 터치 검출 장치에 있어서는, 예를 들어 구동 전극과 검출 전극이 교차하는 교차 부분에서의 용량의 값이, 손가락 등의 외부 물체가 근접(접촉을 포함함)함으로써 변화하는 것을 이용하여, 외부 물체의 근접을 검출하고 있다. 즉, 구동 전극에 구동 신호를 공급했을 때, 검출 전극에 발생하는 검출 신호에 기초하여, 외부 물체의 근접을 검출하고 있다. 터치 검출 장치에서는, 이러한 구동 전극과 검출 전극이, 각각 복수개 설치되어, 서로 용량을 형성하도록 순차 배치된다.
이러한 터치 패널의 하나로서 특허문헌 1에 기재된 인셀 터치 패널을 들 수 있다. 이 터치 패널은 공통 전극을 터치 구동 전극과 겸용하고 있기 때문에, 화소 기판 위에 설치된 구동 드라이버에 의해 터치 구동 전극이 순차 구동되는 것으로 기재되어 있다.
한편, 온 셀이나 아웃 셀 등의 터치 패널에 있어서는 터치 구동 전극을 터치 IC(반도체 집적 회로 장치)로부터 구동하는 방법이 알려져 있다.
터치 검출 장치에 있어서, 구동 전극에 공급되는 구동 신호는, 반도체 집적 회로 장치(이하, 반도체 장치라고 함)에 의해 형성된다. 반도체 장치에 의해 형성된 구동 신호를, 직접 구동 전극에 공급하는 것을 고려한 경우, 구동 신호를 출력하는 외부 단자를, 수많이 반도체 장치에 설치할 필요가 발생한다. 특히, 액정 표시 화면의 사이즈가 커짐에 따라서, 터치 검출 장치에 설치되는 구동 전극의 수도 증대하고, 이것에 대응하기 위해서, 반도체 장치에 요구되는 외부 단자의 수도 증가하게 된다.
반도체 장치의 외부 단자의 수가 증가함으로써, 반도체 장치가 대형화하게 된다. 그 결과로서, 반도체 장치를 실장하는 면적이 증가하여, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치가 대형화한다는 과제가 발생한다. 또한, 구동 신호를 출력하는 외부 단자가 증가함으로써, 외부 단자와 구동 전극을 전기적으로 접속하는 배선의 수가 증가하여, 배선을 형성하는 영역이 증가하게 된다. 또한, 배선의 수가 증가함으로써, 영역에 배선을 배치할 때의 배선 레이아웃의 자유도가 저하되는 것을 생각할 수 있다.
특허문헌 2에는, 예를 들어 도 2에, 소위 자기 용량형의 터치 패널이 도시되어 있다. 자기 용량형의 터치 패널에서는, 하나의 전극과 접지 전압과의 사이의 용량을 사용하여, 터치의 유무가 검출된다. 즉, 전극에 구동 신호를 공급하고, 그 전극에 발생하는 신호의 변화를 검출함으로써, 터치의 유무를 검출한다. 특허문헌 2에 나타내고 있는 자기 용량형의 터치 패널에서도, 터치 패널의 전극에는, 순차 구동 신호가 공급되고 있다.
특허문헌 2에서는, 구동 전극의 수가 증가함으로써, 구동 신호를 형성하는 반도체 장치가 대형화하는 것은 인식되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 소형화를 도모하는 것이 가능한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치 및 터치 검출 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 표시 장치는, 행렬 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖는 화소 배열과, 화소 배열의 각 행에 배치되고, 대응하는 행에 배치된 복수의 화소에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선과, 화소 배열의 각 열에 배치되고, 대응하는 열에 배치된 복수의 화소에, 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과, 화소 배열의 열에 배치되고, 터치를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 터치 검출 구동 전극과, 구동 신호를, 터치 검출 구동 전극에 공급하기 위한 복수의 구동 단자를 구비한 반도체 장치를 구비하고, 반도체 장치의 복수의 구동 단자의 수가, 화소 배열에 배치된 복수의 터치 검출 구동 전극의 수보다도 적은 것이다.
또한, 다른 일 형태로서, 표시 장치는, 복수의 구동 단자와 화소 배열에 배치된 복수의 터치 검출 구동 전극에 결합된 제1 선택 회로를 구비하고, 반도체 장치는 제1 선택 회로를 통해서 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급한다.
또한, 다른 일 형태로서, 제1 선택 회로는, 복수의 구동 단자의 수보다도 많은 수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호를 공급하고, 구동 신호의 공급에 기초한 터치의 검출에 따라, 구동 단자의 수에 대응한 수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 반도체 장치는, 구동 신호의 공급에 기초한 터치의 검출에 의해, 터치된 위치를 포함하는 영역에 배치된, 구동 단자의 수에 대응한 수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호가 공급되도록, 제1 선택 회로를 제어하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 표시 장치는, 복수의 구동 단자에 접속되는 복수의 신호 배선을 구비하고, 제1 선택 회로는, 복수의 신호 배선 각각과, 하나의 터치 검출 구동 전극과의 사이에 접속되고, 반도체 장치에 의해 제어되는 복수의 단위 선택 회로를 구비하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 복수의 터치 검출 구동 전극 각각에는, 구동 신호가 공급됨으로써, 터치의 유무에 따른 검출 신호가 발생하고, 반도체 장치는, 검출 신호를 수신하는 복수의 검출 단자를 구비하고, 복수의 검출 단자의 수는, 화소 배열에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극의 수보다도 적어도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 표시 장치는, 복수의 검출 단자와 화소 배열에 배치된 복수의 터치 검출 구동 전극에 결합된 제2 선택 회로를 구비하고, 제2 선택 회로는, 복수의 터치 검출 구동 전극에 발생한 검출 신호를, 복수의 검출 단자 중 하나의 검출 단자에 공급하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 복수의 구동 단자 각각과 복수의 검출 단자 각각은, 동일한 공통 단자이며, 시분할적으로, 공통 단자는 구동 단자 및 검출 단자로서 기능하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 터치 검출 구동 전극은, 화소 전극이 형성된 기판과 동일한 기판 위에 형성되고, 제1 선택 회로는 기판의 짧은 변을 따른 프레임 영역에 형성되어 있고, 또한 터치 검출 구동 전극이 영상 표시용의 공통 전극으로서도 겸용되도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 각각 열방향으로 연장되고, 행방향으로 배치된 복수의 터치 검출 구동 전극을 구비하고, 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급함으로써, 구동 신호가 공급되는 터치 검출 구동 전극의 근방 영역이 터치되어 있는지 여부를 나타내는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 검출하는 터치 검출 방법이며, 복수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호를 공급함으로써 생성되는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 포함해서, 해당 영역보다도 큰 제1 영역을 검출하는 제1 검출 공정과, 복수의 터치 검출 구동 전극 중, 제1 검출 공정에서 검출된 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호를 공급함으로써 생성되는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 검출하는 제2 검출 공정을 구비하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 제1 검출 공정에서는, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극에 대하여 공통의 구동 신호가 공급되고, 제2 검출 공정에서는, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 각각에, 각각 별도의 구동 신호가 공급되도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 각각, 구동 신호를 출력하는 복수의 구동 단자를 갖는 반도체 장치를 구비하고, 제1 검출 공정에서는, 복수의 구동 단자 중 하나의 구동 단자로부터의 구동 신호가, 공통의 구동 신호로서, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극에 공급되고, 제2 검출 공정에서는, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 중 하나의 터치 검출 구동 전극에, 하나의 구동 단자로부터의 구동 신호가 공급되고, 복수의 구동 단자 중 다른 구동 단자로부터의 구동 신호가, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 중 다른 터치 검출 구동 전극에 공급되도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 복수의 터치 검출 구동 전극 각각과 교차하도록, 각각 행방향으로 연장되고, 열방향으로 배치된 복수의 검출 전극을 구비하고, 제1 검출 공정 및 제2 검출 공정 각각은, 복수의 검출 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 검출 신호를 형성하는 공정을 구비하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 제1 검출 공정은, 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급한 후, 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하고, 제2 검출 공정은, 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호가 공급된 후, 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 복수의 터치 검출 구동 전극 각각과 교차하도록, 각각 행방향으로 연장되고, 열방향으로 배치된 복수의 검출 전극을 구비하고, 제1 검출 공정은, 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급한 후, 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하고, 제2 검출 공정은, 복수의 검출 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 검출 신호를 형성하는 공정을 구비하도록 해도 된다.
또한, 다른 일 형태로서, 복수의 터치 검출 구동 전극은, 각각 열방향으로 연장되고, 행방향으로 서로 인접한 복수의 터치 검출 구동 전극을 갖는 복수의 영역으로 나눌 수 있으며, 복수의 영역에서, 서로 인접하는 영역간에서는 서로 겹치는 겹침 영역을 갖고, 겹침 영역에는, 적어도 1개의 터치 검출 구동 전극이 포함되고, 제1 검출 공정에서, 복수의 영역에서의 하나의 영역이, 제1 영역으로서 검출되도록 해도 된다.
도 1은 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 정전 용량형 터치 검출(상호 용량 방식)의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (A) 및 (B)는 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 실장한 모듈의 개략을 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 4의 (A) 내지 (C)는 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 실장한 모듈의 개략을 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 5는 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 실장한 모듈의 전체 구성을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 액정 소자 배열의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 7은 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치의 개략을 도시하는 블록도이다.
도 8은 디코더 회로에 의한 디코드를 설명하는 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 관한 선택 회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 실시 형태 1에 관한 선택 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 관한 선택 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 12는 실시 형태 1에 관한 선택 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 13은 실시 형태 1에 관한 선택 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 관한 선택 회로 및 레벨 시프트 & 버퍼의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15는 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치의 주요부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 16의 (A) 내지 (C)는 정전 용량형 터치 검출(자기 용량 방식)의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 실시 형태 2에 관한 터치 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 18은 실시 형태 2에 관한 액정 표시 장치의 주요부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 19는 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치의 주요부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 20은 실시 형태 3에 관한 터치 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 21의 (A) 내지 (D)는 실시 형태 4에 관한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 개시는 어디까지나 일례에 지나지 않으며, 당업자에게 있어서, 발명의 주지를 유지한 적시 변경에 대해서 용이하게 상도할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명의 범위에 함유되는 것이다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해서, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해서 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것이 아니다.
또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출 도면에 대해서 상술한 것과 마찬가지의 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.
(실시 형태 1)
실시 형태 1로서, 터치 검출 장치가, 표시 장치와 일체화된 인셀 타입의 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치에 적용한 예에 대해서 설명한다. 여기서, 인셀 타입의 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치란, 터치 검출 장치에 포함되는 구동 전극 및 검출 전극 중 적어도 한쪽이, 표시 장치의 액정을 개재해서 대향하는 한 쌍의 기판간에 설치된 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 의미한다. 실시 형태 1에서는, 터치 검출 장치에 포함되는 구동 전극이, 액정을 구동하는 구동 전극으로서도 사용되고 있는 경우를 설명한다.
<전체 구성>
우선, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)의 전체 구성의 개요를, 도 1을 이용해서 설명한다. 도 1은, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)의 구성을 도시하는 블록도이다. 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)는, 액정 패널(표시 패널)(2), 표시 제어 장치(5), 신호선 셀렉터(6), 터치 제어 장치(7) 및 게이트 드라이버(8)를 구비하고 있다. 도 1에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 액정 패널(2)은, 모식적으로 그려져 있으며, 액정 패널부(표시 패널부)(3)와 터치 검출 패널부(4)를 구비하고 있다. 액정 패널(2)의 구성에 대해서는, 나중에 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 이용해서 설명한다.
후술하지만, 이들 액정 패널부(3)와 터치 검출 패널부(4)는, 구동 전극 등 일부의 구성을 공용하고 있다. 액정 패널부(3)에는, 게이트 드라이버(8)로부터 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)가 공급되고, 또한 신호선 셀렉터(6)를 통해서 표시 제어 장치(5)로부터 화상 신호(SLd(0) 내지 SLd(p))가 공급되고, 화상 신호(SLd(0) 내지 VLd(p))에 따른 화상을 표시한다. 터치 검출 패널부(4)는, 표시 제어 장치(5)로부터 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))가 공급되고, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))을 터치 제어 장치(7)에 출력한다.
표시 제어 장치(5)는, 제어부(9) 및 구동 회로(10)를 갖고 있으며, 구동 회로(10)는, 화상 신호를 출력하는 신호선 드라이버(11)와 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))를 출력하는 구동 전극 드라이버(12)와 디코더 회로(20)를 갖고 있다. 제어부(9)는, 제어 단자(Tt)에 공급되는 타이밍 신호 및 제어 신호와, 화상 단자(Td)에 공급되는 화상 신호를 받아, 화상 단자(Td)에 공급된 화상 신호에 따른 화상 신호(Sn)를 신호선 드라이버(11)에 공급한다. 신호선 드라이버(11)는, 제어부(9)로부터 공급된 화상 신호(Sn)를, 특별히 제한되지 않지만, 시간적으로 다중화하여, 신호선 셀렉터(6)에 출력한다. 즉, 신호선 드라이버(11)의 1개의 출력 단자를 본 경우, 2개의 화상 신호를, 시간적으로 어긋나게 하면서, 1개의 단자로부터 출력한다.
또한, 제어부(9)는, 시간적으로 다중화된 화상 신호를, 신호선 셀렉터(6)에 있어서, 서로 상이한 신호선에 할당하기 위한 선택 신호(SEL1, SEL2)를 신호선 셀렉터(6)에 공급한다. 신호선 셀렉터(6)는, 다중화해서 공급된 화상 신호를, 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 서로 상이한 신호선에 할당하고, 화상 신호(SLd(0) 내지 SLd(p))로서 액정 패널부(3)에 공급한다. 신호선 셀렉터(6)는, 액정 패널부(3)의 근방에 배치되어 있다. 이와 같이, 화상 신호를 시간적으로 다중화함으로써, 표시 제어 장치(5)와 액정 패널부(3)를 전기적으로 접속하는 배선의 수를 저감하는 것이 가능하게 된다. 바꿔 말하면, 표시 제어 장치(5)와 액정 패널부(3)의 사이를 접속하는 배선의 폭을 넓게 하여, 화상 신호의 지연을 저감하는 것이 가능하게 된다.
제어부(9)는, 제어 단자(Tt)에 공급되는 타이밍 신호 및 제어 신호에 기초하여, 게이트 드라이버(8)에 타이밍 신호를 공급한다. 게이트 드라이버(8)는, 공급된 타이밍 신호에 기초하여, 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)를 발생시켜, 액정 패널부(3)에 공급한다. 게이트 드라이버(8)에 의해 발생되는 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)는, 예를 들어 주사 신호 Vs0으로부터 Vsp를 향해서 순차 하이 레벨이 되는 펄스 신호이다.
구동 회로(10) 내의 디코더 회로(20)는, 터치 제어 장치(7)로부터 공급되는 상태 신호(Status1, Status2)를 받아, 상태 신호(Status1, Status2)를 디코딩하고, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)를 형성하여, 구동 전극 드라이버(12)에 공급한다. 구동 전극 드라이버(12)는, 터치 제어 장치(7)로부터 공급되는 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)와 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)를 받아, 액정 패널(2)에 포함되어 있는 복수의 구동 전극(TL)(i, i=0 내지 p: 도 3 등 참조)으로부터, 상태 신호(Status1, Status2)에 의해 지정되는 구동 전극(TL(i))에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 구동 신호(Tx(i))로서 공급한다.
후술하지만, 상태 신호(Status1, Status2)는, 구동 전극(TL)(i, i=0 내지 p)에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 구동 신호(Tx(i))로서 공급되는 상태를 지정하는 신호이다. 상태 신호(Status1, Status2)에 의해 상태가 지정된다는 관점에서 본 경우, 상태 신호(Status1, Status2)는, 선택 신호라고 간주할 수 있다. 이 실시 형태 1에서는, 상태 신호(Status1, Status2)는 2개이기 때문에, 디코더 회로(20)는, 신호의 논리 값(전압값)의 조합에 의해, 4개의 상태를 나타낼 수 있다. 바꿔 말하면, 4개의 상태로부터 1개를 지정하여 선택할 수 있다. 또한, 이 실시 형태 1에서는, 특별히 제한되지 않지만, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는 4개이다.
이 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)는 인셀 타입이며, 구동 전극(TL(i))이 터치 검출의 구동과 액정의 구동에 겸용되고 있다. 즉, 구동 전극(TL(i))은 화상(영상) 표시일 때는, 액정을 구동하기 위한 전계를, 나중에 설명하는 화소 전극과의 사이에서 형성하도록 기능하고, 터치 검출일 때는, 터치 검출용의 구동 신호를 전달하도록 기능한다. 그 때문에, 본 명세서에서는, 이후, 구동 전극(TL(i))을 공통 전극(TL(i))이라고 칭한다. 또한, 공통 전극(TL(i))이 터치 검출용으로서 기능하는 경우에는, 터치 검출용인 것을 명시하기 위해서, 터치 검출 구동 전극(TL(i))이라 칭하기도 한다.
도 1에는, 공통 전극(TL(i))에 공급되는 신호 중, 터치 검출용의 구동에 사용되는 구동 신호(Tx(i))만이 도시되어 있다. 액정 패널부(3)에 있어서의 액정의 화상 표시와 터치 검출 패널부(4)에 있어서의 터치 검출은, 시간적으로 겹치지 않도록, 시분할로 행하여진다. 여기에서는, 화상을 표시하는 기간을 표시 기간이라고 칭하고, 터치 검출을 행하는 기간을 터치 검출 기간이라고 칭한다.
화상 표시를 행하는 표시 기간에 있어서는, 구동 전극 드라이버(12)는, 액정을 구동하기 위한 구동 신호를 액정 패널(2) 내의 공통 전극(TL(i))에 공급하고, 터치 검출을 행하는 터치 검출 기간에서는, 터치 검출을 위한 구동 신호(Tx(i))를 액정 패널(2) 내의 공통 전극(TL(i))에 공급한다. 표시 기간에서는, 제어부(9)로부터, 구동 전극 드라이버(12)에 대하여, 액정을 구동하기 위한 구동 신호가 공급되게 되는데, 도 1에서는 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해서 생략되어 있다. 물론, 구동 회로(10)에, 터치 검출을 위한 구동 전극 드라이버와 액정을 구동하기 위한 구동 전극 드라이버를, 각각 별도로 설치할 수도 있다. 또한, 제어부(9)는, 표시 기간과 터치 검출 기간을 식별하는 터치-표시 동기신호(TSHD)를 출력한다.
터치 제어 장치(7)는, 터치 검출 패널부(4)로부터의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 처리하는 검출 신호 처리부(TS)와, 공통 전극(TL(i))을 제어하는 구동 처리부(DS)와, 검출 신호 처리부(TS) 및 구동 처리부(DS)를 제어하는 제어부(19)를 구비하고 있다. 여기서, 검출 신호 처리부(TS)는, 터치 검출 패널부(4)가 터치되었는지 여부를 검출하고, 터치되어 있는 경우, 터치된 위치의 좌표를 구하는 처리를 행한다. 또한, 구동 처리부(DS)는, 터치 검출 패널부(4)에 있어서, 터치를 검출하는 영역을 지정하는 처리와 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 형성하는 처리를 행한다.
먼저, 검출 신호 처리부(TS)의 개요에 대해서 설명하면, 이 검출 신호 처리부(TS)는, 터치 검출 패널부(4)로부터의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 수신하고, 수신한 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 증폭하는 터치 검출 신호 증폭부(13)와, 터치 검출 신호 증폭부(13)에 의해 증폭된 아날로그의 검출 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(이하, A/D 변환부라고 함)(14)를 포함하고 있다. 여기서, 터치 검출 신호 증폭부(13)는, 수신한 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))로부터 높은 주파수의 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 증폭 동작을 행한다. 또한, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))는, 나중에 도 2를 이용해서 설명하는데, 공통 전극(TL(i))에 공급되는 구동 신호에 응답해서 발생한다. 그 때문에, A/D 변환부(14)는, 구동 신호에 동기하여, 터치 검출 신호 증폭부(13)로부터의 증폭 신호를 샘플링하고, 디지털 신호로 변환한다.
도 1에는, 구동 신호로서, 구동 신호(Tx(i))와 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 도시되어 있는데, 터치 검출 기간에서는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 중 어느 하나가, 구동 신호(Tx(i))로서 공통 전극(TL(i))에 공급된다. 그 때문에, 이하의 설명에서는, 특별히 필요한 경우를 제외하고, 터치 검출 구동 전극에 공급되는 구동 신호를 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)로서 설명한다.
검출 신호 처리부(TS)는, A/D 변환부(14)에 의한 변환 동작에 의해 얻어진 디지털 신호를 수신하여, 해당 디지털 신호에 대해 신호 처리를 행하는 신호 처리부(15)와, 신호 처리부(15)의 처리에 의해 얻어진 신호로부터, 터치한 위치의 좌표를 추출하는 좌표 추출부(16)를 갖고 있다. 신호 처리부(15)에서 행하여지는 신호 처리로서는, A/D 변환부(14)에서 행한 샘플링의 주파수보다도 높은 주파수의 노이즈 성분을 제거하고, 터치 검출 패널부(4)에서의 터치의 유무를 검출하는 처리가 포함된다. 좌표 추출부(16)에 의해 추출된 터치된 위치의 좌표는, 제어부(19)에 공급된다. 이 실시 형태 1에서는, 공통 전극(TL(i))에, 구동 신호를 복수회 공급하고, 구동 신호를 공급할 때마다 발생하는 검출 신호(Rx(i))에 기초하여, 터치된 위치의 좌표가 추출되고, 출력 단자(Tout)로부터 좌표 정보로서 출력된다.
구동 처리부(DS)는, 제어부(19)로부터의 제어 신호에 응답하고, 공통 전극(TL(i))을 구동하기 위한 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 발생하는 구동 신호 발생부(17)와, 제어부(19)로부터의 제어 신호에 응답하여, 상태 신호(선택 신호)(Status1, Status2)를 발생하는 구동 영역 지정부(18)를 구비하고 있다.
구동 신호 발생부(17)는, 제어부(19)로부터의 제어 신호에 응답하고, 터치 검출 기간일 때, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 형성(발생)한다. 형성되는 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 각각은, 소정의 주파수를 갖는 클럭 신호이다. 즉, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 각각의 전압은, 소정의 주기로 변화한다.
구동 영역 지정부(18)는, 제어부(19)로부터 공급되는 제어 신호에 따라, 터치 검출 기간일 때, 상태 신호(Status1, Status2)를 형성한다. 이때, 구동 영역 지정부(18)에서 형성하는 상태 신호(Status1, Status2)의 각각의 논리 값(전압값)은, 좌표 추출부(16)로부터 제어부(19)에 공급되는 처리 결과에 기초해서 정해진다. 즉, 제어부(19)는, 좌표 추출부(16)로부터 공급된 처리 결과에 기초하여, 구동 영역 지정부(18)가 형성하는 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값을 지정한다.
제어부(19)는, 표시 제어 장치(5)의 제어부(9)로부터 출력되고 있는 터치-표시 동기 신호(TSHD)를 수신하고, 이 터치-표시 동기 신호(TSHD)가 터치 검출 기간을 나타내고 있을 때, 구동 처리부(DS)가 처리를 행하도록 제어한다. 또한, 터치 검출 기간에 있어서, 터치 검출 신호 증폭부(13)가 수신한 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 변환하여, 터치한 위치의 좌표가 추출되도록, A/D 변환부(14), 신호 처리부(15) 및 좌표 추출부(16)를 제어한다.
<정전 용량형 터치 검출(상호 용량 방식)의 기본 원리>
도 2의 (A) 내지 (C)는 실시 형태 1에서 사용되고 있는 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 도시하는 모식도이다. 도 2의 (A)에서, TL(0) 내지 TL(p) 각각은, 액정 패널(2)에 설치된 공통 전극이며, RL(0) 내지 RL(p) 각각은, 터치 검출 패널부(4)에 설치된 검출 전극이다. 도 2의 (A)에서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 열방향으로 연장되고, 행방향으로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 교차하도록, 행방향으로 연장되고, 열방향으로 평행하게 배치되어 있다. 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 사이에 간극이 발생하도록, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 상방에 형성되어 있다.
도 2의 (A)에서, 12-0 내지 12-p 각각은, 구동 전극 드라이버(12) 내에 설치되어 있는 단위 버퍼를 나타내고 있다. 즉, 단위 버퍼(12-0 내지 12-p)로부터, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))가 출력된다. 또한, 13-0 내지 13-p 각각은, 터치 검출 신호 증폭부(13) 내의 단위 증폭부를 나타내고 있다. 도 2의 (A)에서, 실선의 ○으로 둘러싼 펄스 신호는, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))가 되는 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 전압 파형을 나타내고 있다. 도 2의 (A)에서는, 구동 신호(Tsig1)의 전압 파형만이 나타나 있지만, 구동 신호(Tsig2 내지 Tsig4)도 마찬가지의 파형을 갖고 있다. 외부 물체로서, 동 도면에서는, 손가락이 FG로서 도시되어 있다.
상태 신호(Status1, Status2)에 의해 지정된 공통 전극, 이 예에서는 공통 전극(TL(2))에 구동 신호(Tsig1)가 구동 전극 드라이버(12)로부터 구동 신호(Tx(2))로서 공급된다. 공통 전극(TL(2))에 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1)를 공급함으로써, 도 2의 (B)에 도시한 바와 같이, 공통 전극(TL(2))과 교차하는 검출 전극(RL(n))과의 사이에서 전계가 발생한다. 이때, 손가락(FG)이, 액정 패널(2)의 공통 전극(TL(2))에 근접하고 있는 위치를 터치하고 있으면, 손가락(FG)과 공통 전극(TL(2))의 사이에서도 전계가 발생하고, 공통 전극(TL(2))과 검출 전극(RL(n))의 사이에서 발생한 전계가 감소한다. 이에 의해, 공통 전극(TL(2))과 검출 전극(RL(n))의 사이의 전하량이 감소한다. 그 결과, 도 2의 (C)에 도시한 바와 같이, 구동 신호(Tsig1)의 공급에 응답해서 발생하는 전하량은, 손가락(FG)이 터치하고 있을 때는, 터치하고 있지 않을 때에 비해 ΔQ만큼 감소한다. 전하량의 차는, 전압의 차로서 검출 신호(Rx(n))에 나타나고, 터치 검출 신호 증폭부(13) 내의 단위 증폭부(13-n)에 공급되어 증폭된다.
또한, 도 2의 (C)에서, 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 전하량을 나타내고 있다. 구동 신호(Tsig1)의 상승, 즉 구동 신호(Tx(2))의 전압의 상승에 응답하여, 전하량은, 증가(동 도면에서, 상측으로 증가)하고, 구동 신호(Tx(2))의 전압의 하강에 응답하여, 전하량은, 증가(동 도면에서, 하측으로 증가)한다. 이때, 손가락(FG)의 터치 유무에 따라, 증가하는 전하량이 바뀐다. 또한, 이 도면에서는, 전하량이, 상측으로 증가한 후, 하측으로 증가하기 전에, 리셋이 행하여지고 있으며, 마찬가지로, 전하량이 하측으로 증가한 후, 상측으로 증가하기 전에, 전하량의 리셋이 행하여지고 있다. 이와 같이 하여, 리셋된 전하량을 기준으로 해서, 상하로 전하량이 변화한다.
상태 신호(Status1, Status2)에 의해 지정한 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 공급함으로써, 지정한 공통 전극과 교차하는 복수의 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각으로부터, 각각의 교차 부분에 근접한 위치에 손가락(FG)이 터치하고 있는지 여부에 따른 전압값을 갖는 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))가 출력되게 된다. A/D 변환부(14)(도 1)는, 손가락(FG)이 터치하고 있는지 여부에 따라, 전하량에 차(ΔQ)가 발생하한 시각에 있어서, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)) 각각을 샘플링하여, 디지털 신호로 변환한다.
<모듈>
도 3의 (A)는 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)를 실장한 모듈의 개략을 도시하는 평면도이다. 또한, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)에서의 B-B'의 단면도이다.
액정 패널(2)은, 동 도면에서 세로 방향으로 연장되고, 가로 방향으로 병렬적으로 배치된 신호선(SL(0) 내지 SL(p))과, 이 신호선(SL(0) 내지 SL(p))의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장되는 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 구비하고 있다. 즉, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각도, 동 도면에서 세로 방향으로 연장되고, 가로 방향으로 병렬적으로 배치되어 있다. 또한, 선택 신호(Vs0 내지 Vsp)가 공급되는 주사선 및 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 전달하는 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은, 동 도면에서, 가로 방향으로 연장되고, 세로 방향으로 병렬적으로 배치되어 있지만, 도 3의 (A)에서는 생략되어 있다.
도 1에서 설명한 표시 제어 장치(5) 및 신호선 셀렉터(6)는, 액정 패널(2)의 짧은 변측에 배치되어 있다. 즉, 표시 제어 장치(5) 및 신호선 셀렉터(6)는, 신호선(SL(0) 내지 SL(p)) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 신호선 셀렉터(6)는, 액정 패널(2)과 동일한 기판에 형성되어 있고, 신호선(SL(0) 내지 SL(p)) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 신호선 셀렉터(6)에 접속되어 있고, 표시 제어 장치(5)로부터 출력되는 화상 신호 및 구동 신호는, 신호선 셀렉터(6)를 통해서 액정 패널(2)의 신호선(SL(0) 내지 SL(p)) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 공급되고 있다. 여기서, 표시 제어 장치(5)로부터 신호선 셀렉터(6)에 공급되는 신호는, 화상 신호와, 구동 신호와, 선택 신호이다. 액정 패널(2)은, 컬러 표시를 행하기 위해서, 표시 제어 장치(5)로부터 신호선 셀렉터(6)에 공급되는 화상 신호는, 3원색에 상당하는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 화상 신호이며, 동 도면에서는 R/G/B로서 나타내고 있다. 또한, 동 도면에서는, 구동 신호는 Tx(0) 내지 Tx(p)로서 나타내고, 선택 신호는 SEL1, SEL2로서 나타내고 있다.
신호선(SL(0) 내지 SL(p)) 각각은, 유리 기판인 TFT 기판(300)의 일주면에 형성되어 있다. 도 3에 도시한 모듈에서는, 1개의 공통 전극(예를 들어, 공통 전극(TL(0)))에 대하여 복수의 신호선(예를 들어, 신호선(SL(0)0, SL(0)1))이 대응하고 있고, 각각의 신호선(SL(0)0, SL(0)1)은, 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 3개의 신호선을 포함하고 있다. 도 3의 (B)에는, 신호선(SL(0)0)에 포함되는 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B))과, 신호선(SL(1))에 포함되는 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 신호선(SL(1)0(R), SL(1)0(G), SL(1)0(B))이 나타나 있다.
여기서, 본 명세서에서 사용하고 있는, 신호선의 표기 방법에 대해서 설명을 해 둔다. 신호선(SL(0)0(R)) 및 신호선(SL(1)0(R))을 예로서 설명하면, 우선 ( ) 내의 숫자는, 대응하는 공통 전극의 번호를 나타내고 있고, 다음의 숫자는, 대응하는 공통 전극에서의 화소의 번호를 나타내고 있고, ( ) 내의 영문은, 화소의 삼원색(R, G, B)을 나타내고 있다. 즉, 신호선(SL(0)0(R))은 공통 전극(TL(0))에 대응한 신호선이며, 0번째의 화소에서, 삼원색의 적에 대응한 화상 신호를 전달하는 신호선을 나타내고 있다. 마찬가지로, 신호선(SL(1)0(R))은 공통 전극(TL(0))의 이웃에 배치된 곳의 공통 전극(TL(1))에 대응한 신호선이며, 0번째의 화소에서, 삼원색의 적에 대응한 화상 신호를 전달하는 신호선을 나타내고 있다. 그 때문에, 도 3의 (B)에 나타내고 있는 SL(1) 1(R) 및 SL(1) 1(G) 각각은, 공통 전극(TL(1))에 대응한 신호선이며, 1번째의 화소의 삼원색의 적 및 녹에 대응한 화상 신호를 전달하는 신호선을 나타내고 있게 된다.
도 3의 (B)에는, 화상 신호(R, G, B)에 대응하는 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B)) 등의 일주면과, TFT 기판(300)의 일주면에는, 또한 절연층(301)이 형성되고, 절연층(301) 위에 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))이 형성되어 있다. 이 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에는, 보조 전극(SM)이 형성되고, 보조 전극(SM)은, 공통 전극과 전기적으로 접속되어, 공통 전극의 전기 저항의 저감을 도모하고 있다. 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 보조 전극(SM)의 상면에는, 절연층(302)이 형성되고, 절연층(302)의 상면에는 화소 전극(LDP)이 형성되어 있다. 도 3의 (B)에서, CR, CB, CG 각각은, 컬러 필터이며, 컬러 필터 CR(적색), CG(녹색), CB(청색)와 절연층(302)과의 사이에는 액정층(303)이 끼워져 있다. 여기서, 화소 전극(LDP)은, 주사선과 신호선과의 교점에 설치되어 있고, 각 화소 전극(LDP)의 상방에, 각각의 화소 전극(LDP)에 대응한 컬러 필터 CR, CG 또는 CB가 설치되어 있다. 각 컬러 필터(CR, CG, CB)간에는 블랙 매트릭스(BM)가 설치되어 있다.
도 4는, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 관계를 도시하는 모식도이다. 도 4의 (A)에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(CR, CG, CB)의 상방면에는, 유리 기판인 CF 유리 기판(400)이 설치되고, CF 유리 기판(400)의 상방면에, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))이 형성되어 있다. 또한, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))의 상방에는 편광판(401)이 형성되어 있다. 또한, 여기에서는, 도 4의 (A)에 도시한 바와 같이, 동 도면에서 상측으로부터 육안으로 보이는 경우를 예로 하고 있기 때문에, 상방면으로서 설명하고 있지만, 육안의 방향이 바뀜으로써, 상방면은, 하방면 또는 측방면이 되는 것은 물론이다. 또한, 도 4의 (A)에서는, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 사이에 형성되는 용량 소자의 전극이 파선으로 그려져 있다.
도 3의 (A) 및 도 4의 (C)에 도시한 바와 같이, 신호선(SL(0) 내지 SL(p)) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 세로 방향, 즉 긴 변 방향으로 연장되고, 가로 방향, 즉 짧은 변 방향으로 병렬로 배치되어 있다. 이에 반해, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, CF 유리 기판(400)에 설치되고, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 교차하도록 배치되어 있다. 즉, 도 4(B)에서, 가로 방향(짧은 변)으로 연장되고, 세로 방향(긴 변)으로 병렬적으로 배치되어 있다. 이 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각으로부터의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))는 터치 제어 장치(7)에 공급된다.
평면에서 본 경우, 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))과 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))은 평행하게, 연장되어 있다고 간주할 수 있다. 또한, 여기에서 「평행하게」란, 서로 일단부로부터 타단부에 이를 때까지 교차하지 않고 연장되는 것을 말하는 것이며, 한쪽의 선의 일부 또는 전부가 다른 쪽의 선에 대하여 기운 상태로 설치되어 있다고 해도, 이들 선이 일단부로부터 타단부까지 교차하는 것이 아니라면, 이 상태를 「평행하다」라고 한다.
또한, 신호선 셀렉터(6) 및 표시 제어 장치(5)를 기점으로 해서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 배치를 파악한 경우, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 기점인 신호선 셀렉터(6) 및 표시 제어 장치(5)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다고 간주할 수 있다. 이 경우, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))도, 기점인 신호선 셀렉터(6) 및 표시 제어 장치(5)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다고 간주할 수 있다.
또한, 도 4의 (A)에서는, 도 3의 (B)에 나타낸 신호선 및 화소 전극(LDP)은 생략되어 있다.
(모듈의 전체 구성)
도 5는, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)를 실장한 모듈(500)의 전체 구성을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 모듈(500)에 있어서는, 도 3의 (B)에서 설명한 바와 같이, 액정층(303) 등을 사이에 끼우도록 해서, CF 유리 기판(400)이, TFT 기판(300)에 적층되어 있다. 도 5에서는, TFT 기판(300) 위에 형성되어 있는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 CF 유리 기판(400) 위에 형성되어 있는 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))을 명시하기 위해서, 액정층(303) 등은 생략되어 있다.
이 실시 형태 1에서는, 도 1에서 설명한 터치 제어 장치(7)는, 1개의 반도체 장치를 포함하고 있다. 도 5에서, 7은, 도 1에 도시한 터치 제어 장치(7)를 구성하고 있는 반도체 장치(이하, 터치용 반도체 장치라고도 함)를 나타내고 있다. 터치용 반도체 장치(7)는, 특별히 제한되지 않지만, TFT 기판(300)에 고정된 플렉시블 기판(501)에 고정되어 있다. 플렉시블 기판(501)에는, 커넥터(503)가 설치되어 있고, 이 커넥터(503)에는, 터치용의 플렉시블 기판(502)의 한쪽 단부가 장착된다. 터치용의 플렉시블 기판(502)의 다른 쪽 단부는, CF 유리 기판(400)에 배치되고, 신호 배선(504)을 통해서 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 전기적으로 접속되어 있다. 커넥터(503)는, 터치용 반도체 장치(7)의 단자에 접속되어 있다. 이에 의해, 도 1에서 설명한 바와 같이, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))는 터치용의 플렉시블 기판(502) 및 커넥터(503)를 통해서, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))으로부터 터치용 반도체 장치(7)에 전달된다.
도 1에서 설명한 표시 제어 장치(5)는, 특별히 제한되지 않지만, 1개의 반도체 장치(이하, 드라이브용 반도체 장치라고도 함)와, 복수의 반도체 소자를 조합함으로써 구성되어 있다. 여기에서 설명하고 있는 반도체 소자는, 후술하는 스위치를 구성하는 전계 효과형 트랜지스터(이하, MOSFET라고 함)이다. 도 5에서, 506은, 도 1에서 설명한 표시 제어 장치(5)를 구성하는 드라이브용 반도체 장치를 나타내고 있고, TFT 기판(300)에 설치되어 있다. 이 실시 형태 1에서는, 드라이브용 반도체 장치(506)는, Chip On Glass(COG)로서 형성되어 있다. 표시 제어 장치(5)를 구성하기 위해서, 드라이브용 반도체 장치(506)와 조합되는 반도체 소자(MOSFET)는, 이 실시 형태 1에서는, 모듈(500)의 소형화를 도모하기 위해서, 드라이브용 반도체 장치(506)와 TFT 기판(300)과의 사이에 끼워지도록 형성되어 있다. 즉, 도 5에서, 상면측으로부터 모듈(500)을 보았을 때, 드라이브용 반도체 장치(506)에 의해, 복수의 반도체 소자가 덮이도록 반도체 소자는 배치되어 있다.
표시 제어 장치(5)를 구성하는 터치용 반도체 장치(506) 및 반도체 소자는, 플렉시블 기판(501)을 개재하여, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 및 상태 신호(Status1, Status2)가, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자로부터, 표시 제어 장치를 구성하는 터치용 반도체 장치(506) 및 반도체 소자에 공급된다. 또한, 도 5에서는, 도 1에 도시한 게이트 드라이버(8) 및 신호선 셀렉터(6)는, 생략되어 있다.
도 5에서는, 드라이버용 반도체 장치(506)가 하나의 예를 나타내고 있지만, 물론 복수의 드라이버용 반도체 장치를 사용하도록 해도 되고, 드라이버용 반도체 장치(506)에 의해 덮이도록 배치되어 있는 반도체 소자를, 드라이버용 반도체 장치(506)에 내장시키도록 해도 된다.
<액정 소자(화소) 배열>
도 6은, 액정 패널(2)의 회로 구성을 도시하는 회로도이다. 동 도면에서, 일점 쇄선으로 나타낸 복수개의 SPix 각각은, 1개의 액정 표시 소자를 나타내고 있다. 액정 표시 소자(SPix)는, 액정 패널(2)에 있어서, 행렬 형상으로 배치되고, 액정 소자 배열(LCD)을 구성하고 있다. 액정 소자 배열(LCD)은, 각 행에 배치되고, 행방향으로 연장되는 복수의 주사선(GL0 내지 GLp)과, 각 열에 배치되고, 열방향으로 연장되는 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B) 내지 SL(p)p(R), SL(p)p(G), SL(p)p(B))을 구비하고 있다. 또한, 액정 소자 배열(LCD)은, 각 열에 배치되고, 열방향으로 연장되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 갖고 있다. 도 6에는, 주사선(GL0 내지 GL2)과, 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B) 내지 SL(1)0(R), SL(1)0(G), SL(1)0(B))과, 공통 전극(TL(0), TL(1))에 관한 액정 소자 배열의 부분이 도시되어 있다.
도 6에서는, 설명을 용이하게 하기 위해서, 공통 전극(TL(0), TL(1))이 각각의 열에 배치되어 있도록 도시되어 있지만, 도 3의 (A) 및 (B)에서 설명한 바와 같이, 복수의 신호선에 대하여 1개의 공통 전극이 배치되어 있는 것이라고 이해되면 된다. 물론, 도 6에 도시한 바와 같이, 액정 소자 배열(LCD)의 각각의 열에 공통 전극을 배치해도 된다. 어느 경우든, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 신호선과 평행하게, 액정 소자 배열(LCD)의 열에 배치되어 있다.
액정 소자 배열(LCD)의 행과 열의 교점에 배치된 각각의 액정 표시 소자(SPix)는, TFT 유리 기판(300)에 형성된 박막 트랜지스터(Tr)와, 박막 트랜지스터(Tr)의 소스에 한쪽의 단자가 접속된 액정 소자(LC)를 구비하고 있다. 액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 동일한 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트는, 동일한 행에 배치되어 있는 주사선에 접속되고, 동일한 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인은, 동일한 열에 배치된 신호선에 접속되어 있다. 바꿔 말하면, 복수의 액정 표시 소자(SPix)가, 행렬 형상으로 배치되고, 각 행에는 주사선이 배치되고, 주사선에는, 대응하는 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)가 접속되어 있다. 또한, 각 열에는 신호선이 배치되고, 신호선에는, 대응하는 열에 배치된 액정 표시 소자(SPix)가 접속되어 있다. 또한, 동일한 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 액정 소자(LC)의 타단부는, 열에 배치된 공통 전극에 접속되어 있다.
도 6에 도시한 예로 설명하면, 동 도면에서, 최상단의 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 각각의 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트는, 최상단의 행에 배치된 주사선(GL0)에 접속되어 있다. 또한, 동 도면에서, 가장 좌측의 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 각각의 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인은, 가장 좌측의 열에 배치된 신호선(SL(0)0(R))에 접속되어 있다. 또한, 가장 좌측의 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 각각의 액정 소자의 타단부는, 도 6에서는, 가장 좌측에 배치된 공통 전극(TL(0))에 접속되어 있다. 앞서도 설명한 바와 같이, 1개의 공통 전극이, 복수의 신호선에 대응하고 있다. 그 때문에, 도 6에 나타낸 예에서는, 공통 전극(TL(0))은 3열에 대하여 공통인 공통 전극으로 되어 있다고 간주할 수 있다.
1개의 액정 표시 소자(SPix)가, 앞서 설명한 1개의 부화소(서브 화소)에 대응한다. 따라서, 3개의 액정 표시 소자(SPix)에 의해, R, G, B의 3원색의 부화소가 구성된다. 도 6에서는, 동일한 행에, 연속적으로 배치된 3개의 액정 표시 소자(SPix)에 의해, 1개의 화소(Pix)가 형성되고, 해당 화소(Pix)로 컬러가 표현되게 된다. 즉, 도 6에서, 600R로서 나타내고 있는 액정 표시 소자(SPix)가, R(적색)의 부화소(SPix(R))가 되고, 600G로서 나타나고 있는 액정 표시 소자(SPix)가, G(녹색)의 부화소(SPix(G))가 되고, 600B로서 나타나고 있는 액정 표시 소자(SPix)가, B(청색)의 부화소(SPix(B))가 된다. 그 때문에, 600R로서 나타내고 있는 부화소(SPix(R))에는, 컬러 필터로서 적색의 컬러 필터(CR)가 설치되어 있고, 600G의 부화소(SPix(G))에는, 컬러 필터로서 녹색의 컬러 필터(CG)가 설치되어 있고, 600B의 부화소(SPix(B))에는, 컬러 필터로서 청색의 컬러 필터(CB)가 설치되어 있다.
또한, 1개의 화소를 나타내는 신호 중, R에 대응하는 화상 신호가, 신호선 셀렉터(6)로부터 신호선(SL(0)0(R))에 공급되고, G에 대응하는 화상 신호가, 신호선 셀렉터(6)로부터 신호선(SL(0)0(G))에 공급되고, B에 대응하는 화상 신호가, 신호선 셀렉터(6)로부터 신호선(SL(0)0(B))에 공급된다.
각 액정 표시 소자(SPix)에 있어서의 박막 트랜지스터(Tr)는, 특별히 제한되지 않지만, N 채널형의 MOSFET이다. 주사선(GL0 내지 GLp)에는, 예를 들어 이 순서대로 순차 하이 레벨이 되는 펄스 형상의 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)(도 1)가 게이트 드라이버(8)로부터 공급된다. 즉, 액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 상단의 행에 배치된 주사선(GL0)으로부터 하단의 행에 배치된 주사선(GLp)을 향해서, 주사선의 전압이, 순차 하이 레벨로 된다. 이에 의해, 액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 상단의 행에 배치된 액정 표시 소자(SPix)로부터 하단의 행에 배치된 액정 표시 소자(SPix)를 향해서, 액정 표시 소자(SPix)에 있어서의 박막 트랜지스터(Tr)가, 순차 온 상태로 된다. 박막 트랜지스터(Tr)가 온 상태로 됨으로써, 그때 신호선에 공급되고 있는 화소 신호가, 온 상태의 박막 트랜지스터를 통해서 액정 소자(LC)에 공급된다. 액정 소자(LC)에 공급된 화소 신호의 값에 따라, 액정 소자(LC)에서의 전계가 변화하고, 그 액정 소자(LC)를 투과하는 광의 변조가 바뀐다. 이에 의해, 주사선(GL0 내지 GLp)에 공급하는 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)에 동기하여, 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B) 내지 SL(p)p(R), SL(p)p(G), SL(p)p(B))에 공급한 화상 신호에 따른 컬러 화상이, 액정 패널(2)에 표시되게 된다.
여기서, 도 3 및 도 4에 도시한 모듈의 배치와, 도 6에 나타낸 회로도와의 대응을 설명해 두면, 다음과 같이 된다. 액정 소자 배열(LCD)은 행을 따른 2개의 변과 열을 따른 2개의 변을 갖고 있다. 행을 따른 2개의 변 중 한쪽의 변에, 도 3 및 도 4에서 나타낸 신호선 셀렉터(6)(도 3) 및 드라이버용 반도체 장치(5)(도 4)가 배치된다. 즉, 도 6에서, 하측에서, 가로 방향으로 연장되도록, 신호선 셀렉터(6)(도 3)는 배치되고, 또한 신호선 셀렉터(6)(도 3)의 하측에 드라이버용 반도체 장치(5)(도 4)가 배치된다. 또한, 도 1에 도시한 게이트 드라이버(8)는, 액정 소자 배열(LCD)의 2개의 열을 따른 2변에 각각 배치된다.
1개의 화소를 구성하는 부화소의 수가 3개인 경우를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 RGB 외에 백색(W)이나 황색(Y), 또는 RGB의 보색(시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y)) 중 어느 한 색 또는 복수 색을 가한 부화소로 1개의 화소로 해도 된다.
1개의 액정 표시 소자가, 1개의 서브 화소에 대응하고 있다. 그 때문에, 액정 표시 소자를 서브 화소로 간주함으로써, 액정 소자 배열(LCD)은, 화소 배열이라 간주할 수도 있다. 또한, 3개의 서브 화소에 의해 1개의 화소가 구성되어 있기 때문에, 액정 소자 배열(LCD)은, 행렬 형상으로 배치된 복수의 화소를 포함한 화소 배열이라고 간주할 수도 있다.
<액정 표시 장치의 구성 개요>
도 7은, 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치의 개략을 도시하는 블록도이다. 동 도면에서, 700은, TFT 기판(300)에서 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))이 형성되어 있는 영역을 나타내고 있다. 도 7에는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 중 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))까지의 8개의 공통 전극이 도시되어 있다. 또한, 이 도 7에서는, 주사선(GL0 내지 GLp), 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B) 내지 SL(p)p(R), SL(p)p(G), SL(p)p(B)) 및 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은 생략되어 있다.
터치용 반도체 장치(7)는, 터치 검출 기간에 있어서, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 출력하는 외부 단자(구동 단자)로서, 4개의 외부 단자(구동 단자)(TxP1 내지 TxP4)를 구비하고 있다. 또한, 터치용 반도체 장치(7)는, 터치 검출 기간에 있어서, 상태 신호(Status1, Status2)를 출력하기 위한 외부 단자로서 2개의 외부 단자(StP1, StP2)를 구비하고 있다. 터치 검출 기간에 있어서, 4개의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4) 각각으로부터, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 출력되어, 구동 전극 드라이버(12)(도 1)에 공급된다. 또한, 터치 검출 기간에 있어서, 2개의 외부 단자(StP1, StP2) 각각으로부터, 상태 신호(Status1, Status2)가 디코더 회로(20)에 출력된다.
이 실시 형태 1에서는, 특별히 제한되지 않지만, 드라이버용 반도체 장치(506)가, 도 1에 도시한 제어부(9), 신호선 드라이버(11) 및 디코더 회로(20)를 포함하고 있다. 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 구동 전극 드라이버(12)(도 1)는 드라이버용 반도체 장치(506)와 TFT 기판(300)과의 사이에 형성된 반도체 소자(MOSFET)를 포함하고 있다. 이 실시 형태 1에서는, 구동 전극 드라이버(12)가, 후술하는 선택 회로(TSC)(제1 선택 회로)를 포함하고 있다. 설명의 사정상, 선택 회로(TSC)는, 도 7에 명시되어 있지만, 드라이버용 반도체 장치(506)와 TFT 기판(300)과의 사이에 형성된 반도체 소자를 포함하고 있는 것으로서 이해되면 된다. 또한, 도 7에서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 및 드라이버용 반도체 장치(506)의 배치는, 실제의 배치에 맞춰서 그려져 있다. 선택 회로(TSC)와 그것을 덮도록 설치된 드라이버용 반도체 장치(506)는, TFT 기판(300)의 짧은 변을 따른 프레임에 대응하는 영역에 형성되어 있다.
터치 검출 기간에 있어서, 터치용 반도체 장치(7)로부터 출력된 상태 신호(Status1, Status2)는, 드라이버용 반도체 장치(506) 내의 디코더 회로(20)에 의해 디코딩되어, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)가 형성된다. 형성된 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)가, 선택 회로(TSC)에 공급되고, 선택 회로(TSC)는 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)에 의해 제어된다. 선택 회로(TSC)를 제어한다는 관점에서 본 경우, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)는, 선택 신호라고 간주할 수 있다.
선택 회로(TSC)는, 서로 유사한 구성을 갖는 8개의 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)를 구비하고 있다. 8개의 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 각각과 1 대 1로 대응하고 있다. 예를 들어, 단위 선택 회로(UTS0)는, 공통 전극(TL(0))에 대응하고, 단위 선택 회로(UTS1)는, 공통 전극(TL(1))에 대응하고 있다. 이하 마찬가지로 하여, 단위 선택 회로와 공통 전극은, 1 대 1로 대응하고 있다.
구동 전극 드라이버(12)에 포함되는 선택 회로(TSC)는, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)에 각각 접속된 신호 배선(LTX1 내지 LTX4) 및 전압 배선(LVS)을 갖고 있다. 이 신호 배선(LTX1 내지 LTX4) 및 전압 배선(LVS)도, 실제의 배치에 맞춰서 그려져 있다. 즉, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4) 및 전압 배선(LVS)은, 액정 소자 배열(LCD)(도 6)의 행과 평행하게 연장되도록 배치되어 있다.
신호 배선(LTX1 내지 LTX4) 및 전압 배선(LVS), 스위치(TS1 내지 TS4)를, TFT 기판(300)에 설치된 디스플레이 표시용의 테스트 회로, 예를 들어 소스 신호선의 테스트 회로와 겸용하는 것이 바람직하다. 또한 이들을 포함하는 선택 회로(TSC)를 드라이버용 반도체 장치와 평면에서 보아 중첩되도록 겹쳐 배치하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 추가로 설치하는 회로를 줄일 뿐 아니라, 프레임 영역의 레이아웃 스페이스를 대폭 축소할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 공통 전극을 소스 신호선에 평행한 방향으로 연장되도록 패턴 분할시키고 있기 때문에, 패널의 상하 방향으로부터 공통 전극의 터치 구동을 행하는 것이 가능한 설계로 되어 있다. 이 때문에, 터치용 반도체 장치로부터 공통 전극을 제어할 수 있음과 함께, 프레임 회로를 저감시키기 쉬운 설계로 되어 있다.
8개의 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각은, 각각에 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))과, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)과 전압 배선(LVS)과의 사이에 접속되고, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)의 논리 값에 따라, 대응하는 공통 전극을 신호 배선(LTX1 내지 LTX4) 또는 전압 배선(LVS)에 전기적으로 접속한다. 신호 배선(LTX1)은, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP1)에 접속되고, 신호 배선(LTX2)은, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP2)에 접속되어 있다. 이하, 마찬가지로, 신호 배선(LTX3)은, 외부 단자(TxP3)에, 신호 배선(LTX4)은, 외부 단자(TxP4)에 접속되어 있다. 또한, 전압 배선(LVS)에는, 접지 전압(Vs)이 공급되고 있다. 이에 의해, 각각의 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)에는, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 통해서 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급되고, 전압 배선(LVS)을 통해서 접지 전압(Vs)이 공급된다.
또한, 이 실시 형태 1에서는, 행방향으로 연장되는 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)의 각각의 양단이, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)에 접속되어 있다. 이에 의해, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 있어서의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 전달이 지연되는 것을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 전압 배선(LVS)에 대해서도, 그 양단이 접지 전압(Vs)에 접속되어 있다. 이에 의해, 전압 배선(LVS)에 있어서의 접지 전압(Vs)의 변동을 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
<선택 회로(TSC)의 구성 및 동작>
도 8은, 디코더 회로(20)(도 1, 도 7)에 의한 디코드를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서, Status의 란은, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값의 조합을 나타내고 있다. 또한 TSW1 내지 TSW4 각각은, 상태 신호(Status1, Status2)를 디코딩함으로써 형성되는 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)의 전압(하이 레벨=H, 로우 레벨=L)을 나타내고 있다.
이 실시 형태 1에서는, 상태 신호(Status1, Status2)의 각각의 논리 값이 "0", "0"일 때, 디코더 회로(20)에 의한 디코드 동작에 의해, 구동 스위치 신호(TSW1)가 하이 레벨(H)(논리 값 "1")이 되고, 구동 스위치 신호(TSW2 내지 TSW4) 각각이 로우 레벨(L)(논리 값 "0")이 된다. 마찬가지로, 디코더 회로(20)에 의한 디코드 동작에 의해, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값이 "0", "1"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW2)가 하이 레벨(H)이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1, TSW3 및 TSW4)는 로우 레벨(L)이 된다. 또한, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값이 "1", "0"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW3)가 하이 레벨(H)이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1, TSW2 및 TSW4)는 로우 레벨(L)이 된다. 또한, 상태 신호(Status1, Status2)의 각각의 논리 값이 "1", "1"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW4)가 하이 레벨(H)이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW3)는 로우 레벨(L)이 된다.
구동 상태(Driving Status)는, 공통 전극의 구동 상태를 나타내고 있다. 이 실시 형태 1에서는, TFT 기판(300)에 배치된 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))이, 전체 또는 복수의 영역으로 분할되어, 전체 또는 분할된 영역에 대하여 구동 신호가 공급된다. 이러한 구동 신호의 공급 상태가, 공통 전극의 구동 상태로서 나타나있다. 이 실시 형태 1에서는, 도 7을 예로 들면, 좌측 부분(공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))을 포함하는 영역), 중앙 부분(공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))을 포함하는 영역) 및 우측 부분(공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))을 포함하는 영역)으로 분할되어 있다. 물론, 전체는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))을 포함하는 영역이다.
도 9는, 도 7에 나타낸 선택 회로(TSC)의 구성을 상세하게 나타낸 회로도이다. 또한, 도 9에서는, 터치용 반도체 장치(7) 및 드라이브용 반도체 장치(506)는 생략되어 있다. 또한, 도 10 내지 도 13 각각은, 도 9에 나타낸 선택 회로(TSC)와 동일한 회로를 나타내고 있는데, 구동 전극의 구동 상태에 따른 스위치의 상태가 도시되어 있다. 이어서, 도 9 내지 도 13을 이용하여, 선택 회로(TSC)의 자세한 구성과 동작을 설명한다.
상술한 바와 같이, 선택 회로(TSC)는, 복수의 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)를 갖고 있다. 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각은, 상술한 바와 같이, 서로 유사하기 때문에, 우선 단위 선택 회로(UTS0)를 예로 해서 구성을 설명하고, 계속해서, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 사이의 상이를 설명한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS0)는, 각각 한 쌍의 단자를 갖고, 선택 신호의 논리 값에 따라, 1쌍의 단자간을 전기적으로 접속 또는 비접속으로 하는 스위치(TS1 내지 TS4)를 갖고 있다. 특별히 제한되지 않지만, 선택 신호가, 예를 들어 논리 값 "1"(하이 레벨)일 때, 스위치는 한 쌍의 단자간을 전기적으로 접속(도통, 온)하고, 선택 신호가 논리 값 "0"(로우 레벨)일 때, 스위치는 한 쌍의 단자간을 비접속(비도통, 오프)으로 한다. 특별히 제한되지 않지만, 스위치(TS1 내지 TS4)는 MOSFET를 포함하고 있다.
스위치(TS1 내지 TS4)의 각각의 한쪽의 단자는, 대응하는 공통 전극(TL(0))에 접속 가능하게 되어 있다. 또한, 스위치(TS1)에는, 구동 스위치 신호(TSW1)가 선택 신호로서 공급되고, 스위치(TS2)에는, 구동 스위치 신호(TSW2)가 선택 신호로서 공급되고 있다. 또한, 스위치(TS3)에는, 구동 스위치 신호(TSW3)가 선택 신호로서 공급되고, 스위치(TS4)에는, 구동 스위치 신호(TSW4)가 선택 신호로서 공급되고 있다. 이에 의해, 스위치(TS1 내지 TS4)는, 각각에 제어 신호로서 공급되고 있는 구동 스위치 신호(SW1 내지 SW4)의 논리 값에 따라, 도통 또는 비도통이 된다.
단위 선택 회로(UTS0)에서는, 스위치(TS1 및 TS2) 각각의 다른 쪽의 단자는, 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 스위치(TS3 및 TS4) 각각의 다른 쪽의 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되어 있다. 이에 의해, 단위 선택 회로(UTS0)는, 구동 스위치 신호(TSW1 또는 TSW2)가, 논리 값 "1"일 때, 구동 신호(Tsig1)를, 대응하는 구동 전극(TL(0))에 공급하게 된다. 한편, 구동 스위치 신호(TSW3 또는 TSW4)가, 논리 값 "1"일 때, 단위 선택 회로(UTS1)는, 접지 전압(Vs)을, 대응하는 구동 전극(TL(0))에 공급하게 된다.
단위 선택 회로(UTS1 내지 UTS7) 각각도, 단위 선택 회로(UTS0)와 마찬가지로, 각각의 한쪽의 단자가, 대응하는 구동 전극(TL(1) 내지 TL(7))에 결합된 스위치(TS1 내지 TS4)를 갖고 있다. 또한, 단위 선택 회로(UTS0)와 마찬가지로, 스위치(TS1)에는, 구동 스위치 신호(TSW1)가 선택 신호로서 공급되고, 스위치(TS2)에는, 구동 스위치 신호(TSW2)가 선택 신호로서 공급되고, 스위치(TS3)에는, 구동 스위치 신호(TSW3)가 선택 신호로서 공급되고, 스위치(TS4)에는, 구동 스위치 신호(TSW4)가 선택 신호로서 공급되고 있다.
단위 스위치(UTS0 내지 UTS7)의 사이에서 상이한 것은, 각각의 스위치(TS1 내지 TS4)의 다른 쪽 단자가, 상이한 신호 배선 및 전압 배선에 접속되어 있는 것이다. 즉, 단위 선택 회로(UTS1)에 있어서의 스위치(TS1)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 스위치(TS2)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX2)에 접속되고, 스위치(TS3 및 TS4)의 각각의 다른 쪽의 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되어 있다.
또한, 단위 선택 회로(UTS2)에 있어서의 스위치(TS1)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX2)에 접속되고, 스위치(TS2)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX3)에 접속되고, 스위치(TS3)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 스위치(TS4)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되어 있다. 단위 선택 회로(UTS3)에 있어서의 스위치(TS1)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX2)에 접속되고, 스위치(TS2)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX4)에 접속되고, 스위치(TS3)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX2)에 접속되고, 스위치(TS4)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되어 있다.
단위 선택 회로(UTS4)에 있어서의 스위치(TS1 및 TS3)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX3)에 접속되고, 스위치(TS2)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되고, 스위치(TS4)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX1)에 접속되어 있다. 단위 선택 회로(UTS5)에 있어서의 스위치(TS1)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX3)에 접속되고, 스위치(TS2)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되고, 스위치(TS3)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX4)에 접속되고, 스위치(TS4)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX2)에 접속되어 있다.
또한, 단위 선택 회로(UTS6)에 있어서의 스위치(TS1)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX4)에 접속되고, 스위치(TS2 및 TS3)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되고, 스위치(TS4)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX3)에 접속되어 있다. 단위 선택 회로(UTS7)에 있어서의 스위치(TS1 및 TS4)의 다른 쪽 단자는, 신호 배선(LTX4)에 접속되고, 스위치(TS2 및 TS3)의 다른 쪽 단자는, 전압 배선(LVS)에 접속되어 있다.
특별히 제한되지 않지만, 이 실시 형태 1에서는, 각 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 사이의 피치(Lp)는, 동등하게 되어 있다. 즉, 서로 인접해서 배치된 공통 전극간의 거리는, 동일하게 되어 있다. 이 실시 형태 1에서는, 특별히 제한되지 않지만, 공통 전극의 중심선간의 거리가, 피치(Lp)로서 나타내어져 있고, 2mm로 되어 있다.
터치용 반도체 장치(7)로부터, 논리 값 "0", "0"의 상태 신호(Status1, Status2)가 출력되면, 도 8에 도시한 바와 같이, 구동 스위치 신호(TSW1)가, 하이 레벨(논리 값 "1")이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW2 내지 TSW4)는, 로우 레벨(논리 값 "0")이 된다. 이에 의해, 도 10에 도시한 바와 같이, 각 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)의 스위치(TS1)가 도통 상태로 되고, 나머지 스위치(TS2 내지 TS4)가 비도통 상태로 된다. 그 때문에, 단위 선택 회로(UTS0 및 UTS1)는, 신호 배선(LTX1)에 공급되고 있는 구동 신호(Tsig1)를, 각각에 대응하는 공통 전극(TL(0), TL(1))에 전달한다. 마찬가지로, 단위 선택 회로(UTS2 및 UTS3)는, 신호 배선(LTX2)에 공급되고 있는 구동 신호(Tsig2)를, 각각에 대응하는 공통 전극(TL(2), TL(3))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS4 및 UTS5)는, 신호 배선(LTX3)에 공급되고 있는 구동 신호(Tsig3)를, 각각에 대응하는 공통 전극(TL(4), TL(5))에 전달한다. 또한, 단위 선택 회로(UTS6 및 UTS7)는, 신호 배선(LTX4)에 공급되고 있는 구동 신호(Tsig4)를, 각각에 대응하는 공통 전극(TL(6), TL(7))에 전달한다.
즉, 구동 스위치 신호(TSW1)가 논리 값 "1"일 때는, 1개의 구동 신호(예를 들어 구동 신호(Tsig1))가 서로 인접해서 배치된 2개의 공통 전극(예를 들어 공통 전극(TL(0), TL(1))에 대하여 공통으로 전달된다.
구동 신호(Tsig2)에 대해서도, 구동 스위치 신호(TSW1)가 논리 값 "1"일 때는, 단위 선택 회로(UTS2 내지 UTS3)를 통해서, 서로 인접해서 배치된 공통 전극(TL(2) 및 TL(3))에 전달된다. 마찬가지로, 구동 신호(Tsig3 및 Tsig4) 각각에 대해서도, 구동 스위치 신호(TSW1)가 논리 값 "1"일 때는, 단위 선택 회로(UTS4, UST5 및 UTS6, UTS7)를 통해서, 서로 인접해서 배치된 공통 전극(TL(4), TL(5)) 및 공통 전극(TL(6), TL(7))에 전달된다.
바꿔 말하면, 이 실시 형태 1에서는, 피치(Lp)의 2배마다, 서로 다른 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급된다. 즉, 도 8에서, 구동 상태(Driving Status)의 란에 기재되어 있는 바와 같이, 구동 신호는 4mm 피치의 간격으로 공급된 상태가 된다. 이 상태에서, 터치용 반도체 장치(7)가, 4개의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)로부터 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 출력함으로써, 8개의 구동 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 전체에 구동 신호를 공급하는 것이 가능하게 된다. 즉, 구동 전극의 개수보다도 적은 외부 단자(구동 단자)에서, 전체의 터치 검출이 가능하게 된다.
상태 신호(Status1, Status2)가, "0", "1"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW2)는 하이 레벨이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1, TSW3 및 TSW4)는, 로우 레벨이 된다. 구동 스위치 신호(TW2)가 하이 레벨일 때는, 도 11에 도시한 바와 같이, 각각의 단위 선택 회로에 있어서의 스위치(TS2)가 도통 상태로 되기 때문에, 단위 선택 회로(UTS0)는, 구동 신호(Tsig1)를 대응하는 공통 전극(TL(0))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS1)는, 구동 신호(Tsig2)를 대응하는 공통 전극(TL(1))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS2)는, 구동 신호(Tsig3)를 대응하는 공통 전극(TL(2))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS3)는, 구동 신호(Tsig4)를 대응하는 공통 전극(TL(3))에 전달한다. 이때, 단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7) 각각은, 접지 전압(Vs)을 대응하는 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))에 전달한다.
즉, 구동 스위치 신호(TSW2)가 논리 값 "1"이 되었을 때는, 도 11에서 좌측에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3)) 각각에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급되게 된다. 이때, 도 11에서, 우측에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7)) 각각에는, 접지 전압(Vs)이 공급되게 된다. 바꿔 말하면, 도 11의 좌측에서는, 1 피치(Lp)(2mm 피치)마다, 상이한 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공통 전극에 공급된다. 즉, 도 8에서, 구동 상태(Driving Status)의 란에 기재한 바와 같이, 구동 신호는 2mm 피치로, 좌측 부분(Partial L)에 공급되는 상태가 된다.
이때, 접지 전압(Vs)이 공급되는 우측 부분의 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))은 터치 검출 구동의 대상으로 하지 않도록 설정할 수 있다.
상태 신호(Status1, Status2)가, "1", "0"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW3)는 논리 값 "1"이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1, TSW2 및 TSW4)는, 논리 값 "0"이 된다. 구동 스위치 신호(TW3)가 논리 값 "1"일 때는, 도 12에 도시한 바와 같이, 각각의 단위 선택 회로에 있어서의 스위치(TS3)가 도통 상태로 되기 때문에, 단위 선택 회로(UTS2)는, 구동 신호(Tsig1)를 대응하는 공통 전극(TL(2))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS3)는, 구동 신호(Tsig2)를 대응하는 공통 전극(TL(3))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS4)는, 구동 신호(Tsig3)을 대응하는 공통 전극(TL(4))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS5)는, 구동 신호(Tsig4)를 대응하는 공통 전극(TL(5))에 전달한다. 이때, 단위 선택 회로(UTS0, UTS1, UTS6 및 UTS7) 각각은, 접지 전압(Vs)을 대응하는 공통 전극(TL(0), TL(1)), TL(6) 및 TL(7))에 전달한다.
즉, 구동 스위치 신호(TSW3)가 논리 값 "1"이 되었을 때는, 도 12에서 중앙에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5)) 각각에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급되게 된다. 이때, 도 12에서, 좌측 및 우측에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(0), TL(1) 및 TL(6), TL(7)) 각각에는, 접지 전압(Vs)이 공급되게 된다. 바꿔 말하면, 도 12의 중앙에서는, 1 피치(Lp)(2mm 피치)마다, 상이한 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 공통 전극에 공급되게 된다. 즉, 도 8에서, 구동 상태(Driving Status)의 란에 기재한 바와 같이, 구동 신호는 2mm 피치로, 중앙 부분(Partial C)에 공급되는 상태가 된다.
이때, 접지 전압(Vs)이 공급되는 공통 전극(TL(0), TL(1), TL(6), TL(7))은 터치 검출 구동의 대상으로 하지 않도록 설정할 수 있다.
이어서, 상태 신호(Status1, Status2)가, "1", "1"일 때는, 구동 스위치 신호(TSW4)는 논리 값 "1"이 되고, 나머지 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW3)는, 논리 값 "0"이 된다. 구동 스위치 신호(TW4)가 논리 값 "1"일 때는, 도 13에 도시한 바와 같이, 각각의 단위 선택 회로에 있어서의 스위치(TS4)가 도통 상태로 되기 때문에, 단위 선택 회로(UTS4)는, 구동 신호(Tsig1)를 대응하는 공통 전극(TL(4))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS5)는, 구동 신호(Tsig2)를 대응하는 공통 전극(TL(5))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS6)는, 구동 신호(Tsig3)를 대응하는 공통 전극(TL(6))에 전달하고, 단위 선택 회로(UTS7)는, 구동 신호(Tsig4)를 대응하는 공통 전극(TL(7))에 전달한다. 이때, 도 13에서 좌측에 배치된 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3) 각각은, 접지 전압(Vs)을 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 전달한다.
즉, 구동 스위치 신호(TSW4)가 논리 값 "1"이 되었을 때는, 도 13에서 우측에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7)) 각각에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급되게 된다. 이때, 도 13에서, 좌측에 배치되고, 서로 인접해서 배치된 4개의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3)) 각각에는, 접지 전압(Vs)이 공급되게 된다. 바꿔 말하면, 도 13의 우측에서는, 1 피치(Lp)(2mm 피치)마다, 상이한 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 공통 전극에 공급되게 된다. 즉, 도 8에서, 구동 상태(Driving Status)의 란에 기재한 바와 같이, 구동 신호는 2mm 피치로, 우측 부분(Partial R)에 공급되는 상태가 된다.
이때, 접지 전압(Vs)이 공급되는 좌측 부분의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))은, 터치 검출 구동의 대상으로 하지 않도록 설정할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 공통 전극 2개분의 피치로 대략 전체면을 검출하는 전체면 검출 모드(4mm Pitch의 Driving Status)와 1개분의 공통 전극의 피치로 패널의 일부분을 미세하게 검출하는 부분 검출 모드(2mm의 Partial R, C, L의 Driving Status)를 실현할 수 있고, 검출 결과에 따라서 이들 터치 검출 모드의 전환을 행할 수 있다.
그 결과 터치 검출 속도의 향상과 터치 검출 정밀도의 유지의 양립을 실현할 수 있다.
터치 검출 기간에 있어서, 터치용 반도체 장치(7)는, 우선, 외부 단자(StP1, StP2)로부터, 논리 값 "0", "0"을 갖는 상태 신호(Status1, Status2)를 출력한다. 이에 의해, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)를 갖는 선택 회로(TSC)를 통해서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 공급하는 것이 가능한 상태가 된다. 이 경우, 이 실시 형태 1에서는, 서로 인접해서 배치된 2개의 공통 전극에 대하여 1개의 구동 신호(예를 들어, Tsig1)가 공급되게 된다. 그 때문에, 도 2에서 설명한 바와 같이, 구동 신호(Tsig1)의 전압의 변화에 응답하여, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에서의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))의 전압 변화를 검출함으로써, 공통 전극(TL(0) 및 TL(1))의 근방이 터치되었는지 여부를 검출할 수 있다.
마찬가지로, 구동 신호(Tsig2)의 전압의 변화에 응답하여, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))의 변화를 검출함으로써, 공통 전극(TL(2) 및 TL(3))의 근방이 터치되었는지 여부를 검출할 수 있다. 또한, 구동 신호(Tsig3)의 전압의 변화에 응답하여, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))의 변화를 검출함으로써, 공통 전극(TL(4) 및 TL(5))의 근방이 터치되었는지 여부를 검출할 수 있고, 구동 신호(Tsig4)의 전압의 변화에 응답하여, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))의 변화를 검출함으로써, 공통 전극(TL(6) 및 TL(7))의 근방이 터치되었는지 여부를 검출할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)의 수보다도 많은 수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))에 대하여, 공통 전극의 근방이 터치되었는의 여부의 검출을 행하는 것이 가능하다.
이 실시 형태 1에서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 중 어느 하나의 공통 전극의 근방의 위치가 터치된 것이 검출된 경우, 검출된 위치에 따라서 다음의 처리가 행하여진다. 즉, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 중, 도 7 및 도 9에서, 좌측에 배치된 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))의 근방이 터치되었는지, 우측에 배치된 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))의 근방이 터치되었는지, 중앙에 배치된 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5)의) 근방이 터치되었는지가 판정된다. 이 판정은, 구동 스위치 신호(TSW1)에 의해, 각 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각에 있어서의 스위치(TS1)를 도통 상태로 하고, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 구동 전극(TL(0) 내지 TL(7))에 공급했을 때의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))의 변화에 따라 행할 수 있다.
즉, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1 또는 Tsig2)를, 선택 회로(TSC)를 통해서 공급했을 때, 이것에 응답해서 발생하는 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))에 신호의 전압 변화가 발생하였으면, 도 7 및 도 9에서 좌측에 배치된 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))의 근방이 터치되었다고 판정할 수 있다. 또한, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig3 또는 Tsig4)를, 선택 회로(TSC)를 통해서 공급했을 때, 이것에 응답해서 발생하는 검출 신호(Rx(0 내지 Rx(p))에 신호의 변화가 발생하였으면, 도 7 및 도 9에서 우측에 배치된 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))의 근방이 터치되었다고 판정할 수 있다. 마찬가지로, 구동 신호(Tsig2 또는 Tsig3)를, 선택 회로(TSC)를 통해서 공급했을 때, 이것에 응답해서 발생하는 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))에 신호의 변화가 발생하였으면, 도 7 및 도 9에서 중앙에 배치된 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))의 근방이 터치되었다고 판정할 수 있다. 이 판정은, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))가 공급되는 터치용 반도체 장치(7)에서 행한다.
이와 같이 하여, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 중 터치된 근방에 배치되어 있는 공통 전극을 대략 판정한 뒤, 터치용 반도체 장치(7)는, 판정 결과에 따라, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값을 정한다.
이 실시 형태 1에서는, 좌측에 배치된 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))이, 터치된 위치의 근방에 배치된 공통 전극을 포함하고 있다고 판정한 경우, 터치용 반도체 장치(7)는, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값을 "1", "0"으로 한다. 이에 의해, 디코더 회로(20)로부터, 논리 값 "1"의 구동 스위치 신호(TSW2)가 출력된다. 구동 스위치 신호(TSW2)가 논리 값 "1"이 됨으로써, 도 11에서 설명한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3)는, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 전기적으로 접속하고, 단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7)는, 대응하는 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))을 전압 배선(LVS)에 전기적으로 접속한다.
단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3)가, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))을 전기적으로 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 접속한 상태에서, 터치용 반도체 장치(7)는, 예를 들어 순차, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 공급한다. 이 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 순차, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 공급된다. 이에 의해, 검출 배선(RL(0) 내지 RL(p))에는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급됨으로써, 신호의 변화가 발생하여, 터치된 위치를 추출할 수 있다. 즉, 4개의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 중, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))에 신호의 변화를 일으키게 한 구동 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 공통 전극을 특정하고, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)) 중 신호가 변화한 검출 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 검출 전극을 특정할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 9에서 중앙에 배치된 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))이 터치된 위치의 근방에 배치된 공통 전극을 포함하고 있다고 판정한 경우, 터치용 반도체 장치(7)는, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값을 "0", "1"로 한다. 이에 의해, 디코더 회로(20)로부터, 논리 값 "1"의 구동 스위치 신호(TSW3)가 출력된다. 구동 스위치 신호(TSW3)가 논리 값 "1"이 됨으로써, 도 12에서 설명한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS2 내지 UTS5)는, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 대응하는 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))에 전기적으로 접속하고, 단위 선택 회로(UTS0, UTS1, UTS6, UTS7)는, 대응하는 공통 전극(TL(0), TL(1), TL(6), TL(7))을 전압 배선(LVS)에 전기적으로 접속한다.
단위 선택 회로(UTS2 내지 UTS5)가, 대응하는 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))을 전기적으로 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 접속한 상태에서, 터치용 반도체 장치(7)는, 예를 들어 순차, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 공급한다. 이 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 순차, 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))에 공급된다. 이에 의해, 검출 배선(RL(0) 내지 RL(p))에는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급됨으로써, 신호의 변화가 발생하고, 터치된 위치를 추출할 수 있다. 즉, 4개의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 중, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))에 신호의 변화를 일으키게 한 구동 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 공통 전극을 특정하고, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)) 중 신호가 변화한 검출 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 검출 전극을 특정할 수 있다.
마찬가지로, 우측에 배치된 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))이 터치된 위치의 근방에 배치된 공통 전극을 포함하고 있다고 판정한 경우, 터치용 반도체 장치(7)는, 상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값을 "1", "1"로 한다. 이에 의해, 디코더 회로(20)로부터, 논리 값 "1"의 구동 스위치 신호(TSW4)가 출력된다. 구동 스위치 신호(TSW4)가 논리 값 "1"이 됨으로써, 도 13에서 설명한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7)는, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 대응하는 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))에 전기적으로 접속하고, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3)는, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))을 전압 배선(LVS)에 전기적으로 접속한다.
단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7)가, 대응하는 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))을 전기적으로 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 접속한 상태에서, 터치용 반도체 장치(7)는, 예를 들어 순차, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 공급한다. 이 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 순차, 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))에 공급된다. 이에 의해, 검출 배선(RL(0) 내지 Rl(p))에는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급됨으로써, 신호의 변화가 발생하고, 터치된 위치를 추출할 수 있다. 즉, 4개의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 중, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))에 신호의 변화를 일으키게 한 구동 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 공통 전극을 특정하고, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)) 중 신호가 변화한 검출 신호를 특정함으로써, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 검출 전극을 특정할 수 있다.
이와 같이, 이 실시 형태 1에서는, 터치된 위치의 근방에 배치되어 있는 공통 전극을 대략 판정한 뒤, 미세하게 판정을 행하여, 공통 전극의 특정을 하고 있다. 또한, 미세하게 판정을 행할 때, 이 실시 형태 1에서는, 2개의 공통 전극이 겹치도록 판정을 하고 있다. 즉, 공통 전극(TL(2) 및 TL(3))은, 좌측에 배치된 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))으로부터 미세하게 판정할 때와, 중앙에 배치된 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))으로부터 미세하게 판정할 때의 양쪽에 포함되도록 되어 있다. 마찬가지로, 공통 전극(TL(4) 및 TL(5))은 중앙에 배치된 공통 전극(TL(2) 내지 TL(3))으로부터 미세하게 판정할 때와, 우측에 배치된 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))으로부터 미세하게 판정할 때의 양쪽에 포함되도록 되어 있다. 이와 같이, 미세하게 판정할 때 겹치는 공통 전극을 설치함으로써, 터치된 위치에 따라 불검출이 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 물론, 겹치는 공통 전극은 2개에 한정되지 않고, 적어도 1개 있으면 된다. 또한, 겹치는 공통 전극을 설치하지 않도록 해도 된다. 겹치는 공통 전극을 설치하지 않도록 함으로써, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 수를 동일하게(4개) 한 경우, 공통 전극의 개수를 더 증가시키는 것이 가능하다.
<액정 표시 장치의 주요부 구성>
도 14는, 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치(1)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 14에는, 도 9에 나타낸 선택 회로(TSC) 외에, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))과 선택 회로(TSC)와의 사이에 접속된 레벨 시프트 & 버퍼(LB)가 도시되어 있다. 이 레벨 시프트 & 버퍼(LB)는, 선택 회로(TSC)로부터 공급되는 구동 신호에 따라, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))을 교류 전류에 의해 또는 직류 전류에 의해 구동한다. 구동 시에는, 공급되고 있는 구동 신호의 전압을 변환해서 공급한다. 또한, 동 도면에서 세로 방향으로 연장되어 배치되어 있는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))을 구동할 수 있도록, 구동 능력을 높이도록 버퍼를 갖고 있다.
선택 회로(TSC) 및 레벨 시프트 & 버퍼(LB)는, 특별히 제한되지 않지만, 도 1에 도시한 구동 전극 드라이버(12)에 포함되고, 도 7에 나타낸 드라이버용 반도체 장치(506)에 덮이도록, TFT 기판(300)에 형성되어 있다. 레벨 시프트 & 버퍼(LB)도, 복수의 단위 레벨 시프트 & 버퍼(이하, 단위 버퍼라고 함)(ULB0 내지 ULBp)를 포함하고 있고, 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 각각은, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTSp) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 1 대 1로 대응하고 있다. 예를 들어, 단위 버퍼(ULB0)는, 단위 선택 회로(UTS0) 및 공통 전극(TL(0))에 대응하고 있고, 단위 버퍼(ULB7)는, 단위 선택 회로(UTS7) 및 공통 전극(TL(7))에 대응하고 있다. 도 14에서는, 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 중, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 및 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))에 대응한 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB7)만이 도시되어 있다.
단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 각각은, 서로 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 단위 버퍼의 구성예는, 나중에 도 15를 이용해서 설명하는데, 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 각각은, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTSp)로부터의 구동 신호를 수신하고, 구동 신호에 따라, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 구동한다. 대응하는 단위 선택 회로로부터, 터치를 검출하는 공통 전극에 대해서는, 클럭 신호인 구동 신호가, 단위 버퍼에 공급되기 때문에, 단위 버퍼는, 교류적으로 공통 전극을 구동하게 된다. 한편, 터치를 검출하지 않는 공통 전극에 대해서는, 예를 들어 접지 전압(Vs)이, 대응하는 단위 선택 회로로부터 단위 버퍼에 공급되기 때문에, 단위 버퍼는, 대응하는 공통 전극에 대하여 직류적인 전압(접지 전압(Vs))을 공급하게 된다.
도 14에 도시한 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)는, 도 9에 나타낸 단위 선택 회로와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
특별히 제한되지 않지만, 이 실시 형태 1에서는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 전달하는 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)(도 7) 및 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)를 전달하는 신호 배선은, 액정 표시 장치(1)의 검사용에도 사용된다. 즉, 검사용의 신호 배선과 터치를 검출하기 위해서 사용되는 신호 배선이 겸용되어 있다. 이에 의해, 신호 배선의 증가에 의한 면적 증가를 억제하는 것이 가능하게 된다.
액정 표시 장치(1)를 검사할 때, 특별히 제한되지 않지만, 제어부(9)(도 1)가 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4) 대신에 검사용 스위치 신호(TTW1 내지 TTW4)(도시하지 않음)를 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTSp) 내의 스위치(TS1 내지 TS4)에 공급한다. 또한, 제어부(9)는, 검사할 때, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 대신에 검사용의 검사 신호를 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 공급한다. 검사 시에는, 검사용 스위치 신호(TTW1 내지 TTW4) 중 어느 하나를, 예를 들어 논리 값 "1"로 해서, 스위치(TS1 내지 TS4) 중 어느 하나를 도통 상태로 한다. 이에 의해, 도통 상태로 된 스위치를 통하여, 검사 신호가, 공통 전극에 공급되도록 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 검사 신호는, 공통 전극이 아니라, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 공급되도록 해도 된다. 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 검사 신호가 공급되도록 하면, 검사 시에, 검사 신호를 따른 표시가, 액정 표시 장치(1)에 있어서 표시되어 있는지 여부의 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
<액정 표시 장치의 구성>
도 15는, 액정 표시 장치(1)의 주요부를 도시하는 블록도이다. 동 도면에는, 도 14에서 설명한 단위 버퍼(ULB0, ULB1)의 상세가 도시되어 있다. 또한, 도 15에는, 단위 버퍼(ULB0, ULB1)에 관련된 액정 패널(2)의 부분, 신호선 셀렉터(6)의 부분도, 모식적으로 도시되어 있다. 모식적이긴 하지만, 도 15에서, 액정 패널(2), 신호선 셀렉터(6) 및 단위 버퍼(ULB0, ULB1)의 배치는, 실제의 배치에 맞춰서 그려져 있다. 또한, 도 15에는, 도 1에서는 생략되어 있었지만, 제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500)와 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)가 도시되어 있다.
제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500)는, 열을 따라 연장되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 각각의 일단부측에 배치되고, 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)는, 연장되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 각각의 타단부측에 배치되어 있다. 즉, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 사이에 두도록, 제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500)와 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)가 배치되어 있다. 제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500) 및 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)는, 제어 신호(VCOMSEL)에 의해 제어되는 복수의 스위치를 갖고 있으며, 표시 기간에서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에, 소정의 전압(VCOMDC)을 공급하고, 터치 검출 기간에서는, 공통 전극과 신호선(SL(i))을 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 표시 기간에서는, 열방향으로 연장되는 공통 전극에 대하여 그 양단으로부터, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급됨으로써, 표시 기간에서 공통 전극의 전압이 변동되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 터치 검출 기간에서는, 신호선과 공통 전극이 전기적으로 병렬적으로 접속되는 것이기 때문에, 공통 전극에서의 구동 신호의 전파 지연을 저감하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 제어 신호(VCOMSEL)는, 특별히 제한되지 않지만, 제어부(9)(도 1)에 의해 형성된다. 예를 들어, 제어부(9)는, 터치 검출 기간에서, 제어 신호(VCOMSEL)를 논리 값 "1"(하이 레벨)로 하고, 표시 기간에서, 제어 신호(VCOMSEL)를 논리 값 "0"(로우 레벨)으로 한다. 이와 같이, 제어 신호(VCOMSEL)는, 표시 기간과 터치 검출 기간을 구별하는 제어 신호이기 때문에, 터치-표시 동기 신호(TSHD)와 마찬가지로, 터치-표시 동기 신호라 간주할 수도 있다.
제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500)는, 복수의 제1 전환 회로(도시하지 않음)를 포함하고 있고, 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)도, 복수의 제2 전환 회로(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 제1 전환 회로 및 제2 전환 회로의 각각의 구성은, 나중에 일례를 설명하는데, 각각의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 1 대 1로 대응하고 있다.
도 15에는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 액정 소자 배열(LCD)(도 6)에 배치된 복수의 액정 소자 중, 단위 버퍼(ULB0, ULB1)에 대응한 열에 배치되고, 2행분의 액정 소자가 도시되어 있다. 즉, 주사 신호(Vs0, Vs1)가 공급되는 2행분의 액정 소자가 도시되어 있다.
이 실시 형태 1에서는, 도 15에서 가로 방향(액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 행방향)으로 배치된 4개의 화소에 대하여 1개의 공통 전극이 배치되어 있다. 도 15에 기재되어 있는 「R」, 「G」, 「B」 각각은, 부화소(SPix)를 나타내고 있다. 따라서, 공통 전극(TL(0))은, 도 15에서 좌측으로부터 4조의 「R」, 「G」, 「B」에 대하여 대응하고 있고, 동 도면에서, 세로 방향(액정 소자 배열에 있어서, 열방향)으로 연장되어 있다. 마찬가지로, 공통 전극(TL(1))은, 도 15에서 우측의 4조의 「R」, 「G」, 「B」에 대응하고 있고, 세로 방향(열방향)으로 연장되어 있다.
도 15에서, SP11 내지 SP16은, 도 1에 도시한 구동 회로(10) 내의 신호선 드라이버(11)의 단자를 나타내고 있다. 도 15에 도시한 바와 같이, 신호선 드라이버(11)의 단자 군(SP11 내지 SP16)은, 복수 조 있고, 각각의 조의 단자 군(SP11 내지 SP16)은, 1개의 공통 전극에 대응하는 복수의 화소의 열, 즉, 행방향으로 배열된 4개이고, 열방향으로 연장되어 있는 복수의 화소에 대응하고 있다. 예를 들어, 도 15에서, 좌측에 도시하고 있는 조의 단자 군(SP11 내지 SP16)은, 공통 전극(TL(0))에 대응한 복수의 화소에 대응하고 있다. 이 복수 조의 단자 군(SP11 내지 SP16)에는, 제어부(9)로부터 화상 신호(Sn)가, 시분할로 공급된다. 또한, 도 15에서는, 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해서, 화상 신호(Sn)를 1개의 신호로서 나타내고 있지만, 실질적으로 동시에 복수의 화상 신호를 공급하는 것이 가능하게 되도록, 복수의 신호선인 것으로 이해되어야 한다.
제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)를 통해서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 복수 조의 단자 군(SP11 내지 SP16) 또는 소정의 전압(VCOMDC)에 접속된다. 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)를 구성하는 제2 단위 전환 회로는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 1 대 1로 대응하고 있고, 서로 동일한 구성을 갖고 있다. 도 15에는, 공통 전극(TL(0)) 및 공통 전극(TL(1))에 각각 대응한 2개의 제2 단위 전환 회로가 도시되어 있다. 제2 단위 전환 회로는, 각각, 공통 노드(C)와 제1 입출력 노드(P1)와 제2 입출력 노드(P2)를 갖는 스위치(S31 내지 S36)를 갖고 있다.
스위치(S31 내지 S36) 각각에는, 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고, 제어 신호(VCOMSEL)가 논리 값 "1"일 때, 공통 노드(C)가, 입출력 노드(P2)에 접속되고, 제어 신호(VCOMSEL)가 논리 값 "0"일 때, 공통 노드(C)가, 입출력 노드(P1)에 접속된다. 스위치(S31 내지 S36)의 각각의 입출력 노드(P1)는, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 입출력 노드(P2)는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 또한, 스위치(S31 내지 S36)의 각각의 공통 노드(C)는, 신호 배선(CTL1 내지 CTL6)을 통해서, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 접속되어 있다. 도 15에 도시한 공통 전극(TL(0))을 예로서 설명하면, 도 15에는, 2개의 제2 단위 전환 회로가 도시되어 있고, 좌측에 도시되어 있는 제2 단위 전환 회로를 구성하는 스위치(S31 내지 S36)의 각각의 공통 노드(C)는, 신호 배선(CTL1 내지 CTL6)을 통해서 공통 전극(TL(0))에 접속되어 있다.
또한 이 좌측에 나타나 있는 제2 단위 전환 회로를 구성하는 스위치(S31 내지 S36)의 각각의 제1 입출력 노드(P1)는, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선에 접속되어 있다. 한편, 이 스위치(S31 내지 S36)의 각각의 제2 입출력 노드(P2)는, 도 15에서 좌측에 도시되어 있는 단자 군(SP11 내지 SP16)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 나머지 제2 단위 전환 회로도, 대응하는 공통 전극을, 제어 신호(VCOMSEL)의 논리 값에 따라, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선 또는 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)에 접속한다.
도 15에는, 도 14에 도시한 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB7) 중, 단위 버퍼(ULB0, ULB1)의 구성이 대표로서 도시되어 있다. 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB7) 각각은, 동일한 구성이기 때문에, 단위 버퍼(ULB0)를 예로 해서, 그 구성을 설명한다. 단위 버퍼(ULB0)는, 인버터 회로(IV)와, 스위치(S40 내지 S45)와, 스위치(S50 내지 S55)를 갖고 있다. 인버터 회로(IV)와, 스위치(S40 내지 S45)에는, 이 단위 버퍼(ULB0)에 1 대 1로 대응한 단위 선택 회로(UTS0)로부터의 출력이 공급되고, 스위치(S50 내지 S55)에는, 인버터 회로(IV)의 출력이 공급되고 있다.
스위치(S40 내지 S45) 각각은, 한 쌍의 노드를 갖고 있으며, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)로부터의 논리 값에 따라, 한 쌍의 노드간을 도통 또는 비도통으로 한다. 스위치(S50 내지 S55) 각각도, 한 쌍의 노드를 갖고 있으며, 인버터 회로(IV)로부터의 논리 값에 따라, 한 쌍의 노드간을 도통 또는 비도통으로 한다. 즉, 스위치(S40 내지 S45)와 스위치(S50 내지 S55)는, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)로부터의 출력에 따라, 상보적으로 도통 상태 또는 비도통 상태가 된다.
여기서, 스위치(S40 내지 S45) 각각의 한쪽 노드는, 소정의 전압(TSVCOM)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 각각의 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 또한, 스위치(S50 내지 S55)의 한쪽 노드는, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 각각의 다른 쪽 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 예를 들어, 단위 버퍼(ULB0)를 예로 들면, 이 단위 버퍼(ULB0)에 대응하는 공통 전극(TL(0))이, 터치 검출 기간에 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)를 통해서 접속되는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에, 스위치(S40 내지 S45 및 S50 내지 S55) 각각의 다른 쪽 노드가 접속되어 있다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 단자 군(SP11 내지 SP16)에, 드라이버용 반도체 장치(506)로부터 화상 신호가 공급되고, 공통 전극(TL(0))에는, 제2 표시/터치 검출 전환 회로(1501)를 통해서 소정의 전압(VCOMDC)이 공급된다. 즉, 신호선과 단자 군(SP11 내지 SP16)은, 터치 검출과 표시에 있어서 겸용되어 있다.
터치 검출 기간에서는, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)로부터, 클럭 신호인 구동 신호가, 단위 선택 회로(UTS0)의 출력으로서 단위 버퍼(ULB0)에 공급된다. 이에 의해, 터치 검출 기간에서는, 구동 신호에 따라, 스위치(S40 내지 S45)와 스위치(S50 내지 S55)가, 상보적으로 도통/비도통이 된다. 그 결과로서, 터치 검출 기간에서는, 소정의 전압(TSVCOM)과 소정의 전압(VCOMDC)이, 교대로, 공통 전극(TL(0))에 공급되게 된다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(0))의 근방을 검출하지 않는 경우에는, 접지 전압(Vs)이, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)로부터 단위 버퍼(ULB0)에 공급된다. 그 때문에, 이 단위 선택 회로(UTS0)로부터의 출력은, 인버터 회로(IV)에 의해 위상 반전되어, 스위치(S50 내지 S55)에 공급된다. 이에 의해, 스위치(S50 내지 S55)가 도통 상태로 되고, 소정의 전압(VCOMDC)이, 대응하는 공통 전극(TL(0))에 공급되게 된다.
나머지 단위 버퍼(ULB1 내지 ULBp)에 대해서도, 마찬가지로, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극의 근방의 터치를 검출할 때는, 대응하는 단위 선택 회로로부터 클럭 신호인 구동 신호가 공급되기 때문에, 대응하는 공통 전극에 대하여 소정의 전압(TSVCOM)과 (VCOMDC)의 사이에서 전압 진폭이 변화하는 신호가 공급된다. 또한, 공통 전극의 근방의 터치를 검출하지 않을 때는, 대응하는 단위 선택 회로로부터 접지 전압(Vs)의 출력이 공급되기 때문에, 대응하는 공통 전극에 소정의 전압(VCOMDC)이 공급된다.
이 실시 형태 1에서는, 도 9 내지 도 13에서 설명한 바와 같이, 클럭 신호인 구동 신호를, 연속해서 배치되어 있는 공통 전극에 대하여 순차 공급하는 것이 아니라, 공통 전극을 선택하여, 클럭 신호인 구동 신호를 공급하는 것이 가능하다. 또한, 특별히 제한되지 않지만, 소정의 전압(VCOMDC)은, 예를 들어 접지 전압(Vs)이며, 소정의 전압(TSVOM)은, 0V를 초과하고, 예를 들어 6V 이하의 전압이 된다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서, 근방이 터치되었는지 여부를 검출하기 위해서 사용되는 공통 전극에는, 접지 전압(Vs)과 예를 들어 6V의 전압의 사이에서, 전압이 변화하는 구동 신호가 공급되게 된다.
신호선 셀렉터(6)는, 제어부(9)로부터의 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 온/오프 제어되는 복수 조의 스위치(S11, S12 및 스위치(S21, S22))를 갖고 있다. 스위치(S11, S12)와 스위치(S21, S22)는, 표시 패널(2)에 화상을 표시할 때, 상보적으로 온/오프하도록 제어된다. 즉, 스위치(S11)와 스위치(S12)가, 선택 신호(SEL1)에 의해 온 상태로 되어 있을 때, 스위치(S21, S22)는, 제어 신호(SEL2)에 의해 오프 상태가 된다. 반대로, 스위치(S21, S22)가 온 상태로 되어 있을 때, 스위치(S11, S12)는 오프 상태가 된다.
시분할로, 단자(SP11 내지 SP16)에 공급된 화상 신호는, 스위치(S11, S12) 및 스위치(S21, S22)에 의해, 적절한 신호선에 공급된다. 예를 들어, 동 도면에서 가장 좌측에 나타낸 단자(SP11)에는, 특정한 1개의 화소에서의 부화소(SPix(R))에 공급되어야 할 화상 신호와, 해당 1개의 화소에서의 부화소(SPix(B))에 공급되어야 할 화상 신호가, 시분할로 공급된다. 또한, 해당 단자(SP11)의 인접한 단자(SP12)에는, 해당 1개의 화소에서의 부화소(SPix(G))에 공급되어야 할 화상 신호와, 해당 1개의 화소의 우측 이웃 화소에서의 부화소(SPix(R))에 공급되어야 할 화상 신호가 시분할로 공급된다. 선택 신호(SEL2)에 의해, 스위치(S21과 S22)가 온 상태로 됨과 함께, 선택 신호(SEL1)에 의해, 스위치(S11과 S12)가 오프 상태로 되면, 단자(SP11)에 공급되고 있는 화상 신호는, 신호선(SL(0)0(R))에 공급됨과 함께, 단자(SP12)에 공급되고 있는 화상 신호는, 스위치(S22)를 통해서 신호선(SL(0)0(G))에 공급된다.
이어서, 선택 신호(SEL1)에 의해, 스위치(S11, S12)가 온 상태로 됨과 함께, 선택 신호(SEL2)에 의해, 스위치(S21과 S22)가 오프 상태로 되면, 단자(SP11)에 공급되고 있는 화상 신호는, 신호선(SL(0)0(B))에 공급되고, 동시에, 단자(SP12)에 공급되고 있는 화상 신호는, 신호선(SL(0)1(R))에 공급된다.
이에 의해, 신호선(SL(0)0(R), SL(0)0(G), SL(0)0(B))에는, 1 화소에 대응한 3개의 부화소의 화상 신호가 공급되게 된다. 또한, 우측 이웃의 신호선(SL(0)1(R))에도, 화상 신호가 공급되게 된다. 도 6에 도시한 바와 같이 신호선 셀렉터(6)는, 액정 패널(2)에 근접해서 배치되어 있다. 이와 같이, 시분할로 화상 신호를, 구동 회로(10)로부터 신호선 셀렉터(6)에 공급하도록 함으로써, 신호 배선의 수를 저감시키는 것이 가능하게 된다. 바꿔 말하면, 해당 신호 배선의 폭을 크게 하여, 해당 신호 배선에서의 화상 신호의 지연을 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 15에서는, 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해서, 신호선(SL(0)0(R))은 ※1로 나타내고 있고, 신호선(SL(0)0(G))은 ※2로 나타내고 있고, 신호선(SL(0)0(B))은 ※3으로 나타내고 있고, 신호선(SL(0)1(R))은 ※4로 나타내고 있다.
제1 표시/터치 검출 전환 회로(1500)를 구성하는 복수의 제1 전환 회로 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 각각에 1 대 1로 대응하고 있다. 복수의 제1 전환 회로 중, 도 15에는, 공통 전극(TL(0), TL(1))에 대응한 제1 전환 회로만이 도시되어 있다. 복수의 제1 전환 회로도 서로 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 여기서는 공통 전극(TL(0))에 대응하는 제1 전환 회로를 대표로 해서, 그 구성 및 동작을 설명한다. 공통 전극(TL(0))에 대응하는 제1 전환 회로는, 제어 신호(VCOMSEL)에 의해 스위치 제어되는 스위치(S100 내지 S103) 및 스위치(S110 내지 S121)와, 공통 배선(CML)을 구비하고 있다.
공통 배선(CML)은, 대응하는 공통 전극(TL(0))에 접속되어 있다. 스위치(S100 내지 S103) 각각은, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선과, 공통 배선과의 사이에 병렬적으로 접속되어 있다. 또한, 스위치(S110 내지 S121) 각각은, 공통 배선(CML)과 대응하는 신호선과의 사이에 접속되어 있다. 예를 들어, 스위치(S110)는, 공통 배선(CML)과, 신호선(SL(0)0(R))과의 사이에 접속되고, 스위치(S111)는, 공통 배선(CML)과, 신호선(SL(0)0(G))과의 사이에 접속되고, 스위치(S112)는, 공통 배선(CML)과, 신호선(SL(0)0(B))과의 사이에 접속되고, 스위치(S113)는, 공통 배선(CML)과, 신호선(SL(0)1(R))과의 사이에 접속되어 있다.
스위치(S100 내지 S103)와, 스위치(S110 내지 S121)는, 제어 신호(VCOMSEL)에 의해, 상보적으로 도통/ 비도통이 되게 제어된다. 이 경우, 터치 검출 기간에서는, 스위치(S110 내지 S121) 각각이 도통 상태로 되고, 스위치(S100 내지 S103) 각각은 비도통 상태가 되도록 제어된다. 한편, 표시 기간에서는, 스위치(S110 내지 S121) 각각이 비도통 상태로 되고, 스위치(S100 내지 S103) 각각은 도통 상태가 되도록 제어된다. 이에 의해, 터치 검출 기간에서는, 스위치(S110 내지 S121) 각각을 통해서, 신호선이 공통 배선(CML)에 접속되게 되고, 공통 전극(TL(0))의 한쪽 단부에 있어서, 복수의 신호선과 공통 전극(TL(0))이 전기적으로 접속되게 되어, 공통 전극(TL(0))에서의 구동 신호의 전반 지연을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 표시 기간에서는, 스위치(S100 내지 S103) 각각을 통해서, 공통 전극(TL(0))에 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되게 되어, 공통 전극(TL(0))의 전압 변동을 억제하는 것이 가능하게 된다.
이 실시 형태 1에 의하면, 표시 패널(2)에 배치되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 수에 비해, 터치용 반도체 장치(7)에 설치되어 있는 구동 신호 출력용의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)의 개수를 적게 하는 것이 가능하다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 소형화가 가능하게 된다. 또한, 상태 신호(Status1, Status2) 및 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)에 의해, 임의의 공통 전극에 구동 신호를 공급하는 것이 가능하기 때문에, 대략 검출한 뒤, 검출 결과에 따라서 미세하게 검출을 행하는 것이 가능하다.
(실시 형태 2)
실시 형태 2에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)에서는, 실시 형태 1과 상이한 터치 검출 방식이 채용되어 있다. 우선, 이 실시 형태 2에서 채용되어 있는 터치 검출 방식에 대해서, 그 원리를 설명한다.
<정전 용량형 터치 검출(자기 용량 방식)의 기본 원리>
도 16의 (A) 내지 (C)는 자기 용량 방식의 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 도 16의 (A)에서, TL(0) 내지 TL(p) 각각은, 열방향으로 연장되고, 행방향으로 병렬적으로 배치된 공통 전극이며, RL(0) 내지 RL(p) 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 교차하도록 배치된 검출 전극이다. 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 교차하도록, 행방향으로 연장되고, 열방향으로 병렬적으로 배치되어 있다. 또한, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은, 평면에서 보았을 때 교차하는 것처럼 보이는데, 서로 전기적으로 접촉하지 않도록, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과의 사이에는, 절연층이 개재되어 있다.
여기에서는, 설명의 사정상, TL(0) 내지 TL(p)을 공통 전극으로 하고, RL(0) 내지 RL(p)을 검출 전극으로 하는데, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각에는, 구동 신호가 공급되고, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))으로부터 검출 신호가 출력된다. 그 때문에, 외부 물체의 터치를 검출한다는 관점에서 본 경우에는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은 모두 검출 전극이라고 간주할 수 있다.
자기 용량 방식의 터치 검출에 있어서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 사용한 검출 원리나, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))을 사용한 검출 원리도 동일하다. 이하, 도 16의 (B) 및 (C)의 설명에서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))을 통합해서 검출 전극으로 한다.
검출 전극(공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))) 각각에는, 접지 전압과의 사이에서 기생 용량이 존재한다. 외부 물체로서, 예를 들어 손가락(FG)이 검출 전극의 근방을 터치하면, 도 16의 (B)에 도시한 바와 같이, 검출 전극과 손가락(FG)의 사이에서 전계가 발생한다. 바꿔 말하면, 손가락(FG)이 근접함으로써, 검출 전극과 접지 전압의 사이에 접속되는 용량이 증가한다. 그 때문에, 도 16의 (B)에서, ○으로 둘러싼 바와 같이, 전압이 펄스 형상으로 변화하는 구동 신호를 검출 전극에 공급하면, 검출 전극과 접지 전압과의 사이에 축적되는 전하량이, 검출 전극의 근방을 터치하였는지 여부에 따라 변화한다.
도 16의 (C)에는, 손가락(FG)이, 검출 전극의 근방을 터치하였는지 여부에 따라, 검출 전극에 축적되는 전하량의 변화가 도시되어 있다. 손가락(FG)이 검출 전극의 근방을 터치한 경우, 검출 전극에 접속되는 용량이 증가하기 때문에, 펄스 형상의 구동 신호를 검출 전극에 공급했을 때, 검출 전극에 축적되는 전하량이, 터치하지 않은 경우에 비해 ΔQ만큼 증가한다. 도 16의 (C)에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전하량을 나타내고 있다. 또한, 도 16의 (C)에서 파선은, 터치했을 때의 전하량의 변화를 나타내고 있다. 구동 신호를 검출 전극에 공급했을 때, 그 검출 전극에 축적되어 있는 전하량의 차(ΔQ)를 검출함으로써, 검출 전극의 근방이 터치되었는지 여부의 검출을 하는 것이 가능하게 된다.
<터치 제어 장치의 구성>
도 17은, 터치 제어 장치(터치용 반도체 장치)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 17에는, 도 1에 도시한 터치 제어 장치(터치용 반도체 장치)(7)와 상이한 부분만이 도시되어 있다. 실시 형태 2에서의 터치용 반도체 장치(1600)에서는, 도 1에 도시한 터치 검출 증폭부(13) 대신에 터치 검출 신호 증폭부(1601)가 설치되어 있다. 도 1에 도시한 A/D 변환부(14), 신호 처리부(15), 좌표 추출부(16), 구동 신호 발생부(17), 구동 영역 지정부(18) 및 제어부(19)는, 실시 형태 1과 마찬가지이다. 그 때문에, 도 16에서는, A/D 변환부(14), 신호 처리부(15), 좌표 추출부(16) 및 제어부(19)는 생략되어 있다. 또한, 도 17에서, TxP1(IO) 내지 TxP4(IO) 각각은, 외부 단자를 나타내고 있다. 실시 형태 1에서도, 도 7에 도시한 바와 같이, 4개의 외부 단자(TxP1 내지 TxP4)가 설치되어 있었지만, 이 실시 형태 2에서는, 4개의 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))는, 입출력에 공통인 외부 단자(공통 단자)로 되어 있다. 즉, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))는, 입력용의 외부 단자로서 기능함과 함께, 출력용의 외부 단자로서도 기능한다.
도 1에서는 생략되어 있지만, 도 17에서는, 제어부(19)로부터 구동 신호 발생부(17) 및 구동 영역 지정부(18)에 공급되는 제어 신호(Tc1, Tc2)가 명시되어 있다. 또한, 구동 신호 발생부(17)에는, 클럭 신호(φ)가 공급되고 있는 것도 명시되어 있다. 구동 신호 발생부(17)는, 제어부(19)로부터의 제어 신호(Tc1)에 따라, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 형성한다. 즉, 클럭 신호(φ)를, 제어 신호(Tc1)에 의해 지정된 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)로서 형성한다. 구체적으로는, 제어 신호(Tc1)에 의해 구동 신호(Tsig1)가 지정된 경우, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1)로서 형성하고, 제어 신호(Tc1)에 의해 구동 신호(Tsig2)가 지정된 경우, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig2)로서 형성한다. 마찬가지로, 제어 신호(Tc1)에 의해 구동 신호(Tsig3)가 지정된 경우, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig3)로서 형성하고, 제어 신호(Tc1)에 의해 구동 신호(Tsig4)가 지정된 경우, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig4)로서 형성한다. 이 경우, 지정되어 있지 않은 구동 신호에 대해서는, 그것들의 구동 신호를 예를 들어 접지 전압(Vs)으로 한다. 또한, 제어 신호(Tc1)에 의해, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 각각이 지정된 경우에는, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)로서, 구동 신호 발생부(17)은 형성한다.
구동 신호 발생부(17)에 의해 형성된 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 공급되어, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터 출력된다. 즉, 이 기간에서는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))는 출력 단자로서 기능한다.
터치 검출 신호 증폭부(1601)는, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)으로부터의 검출 신호(TxD1 내지 TxD4)를, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))를 통해서 수신하고, 공통 전극의 근방이 터치되었는지 여부에 따라 발생하는 전하량의 변화를 전압의 변화로서 증폭하여, 도 1에 도시한 A/D 변환부(14)에 출력한다. 즉, 이 기간에서는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))는 입력 단자로서 기능한다.
외부 단자(TxP1(IO))는 구동 신호(Tsig1)를 출력하는 출력 단자 및 검출 신호(TxD1)를 수신하는 입력 단자로서 기능하고, 외부 단자(TxP2(IO))는 구동 신호(Tsig2)를 출력하는 출력 단자 및 검출 신호(TxD2)를 수신하는 입력 단자로서 기능한다. 마찬가지로, 외부 단자(TxP3(IO))는 구동 신호(Tsig3)를 출력하는 출력 단자 및 검출 신호(TxD3)를 수신하는 입력 단자로서 기능하고, 외부 단자(TxP4(IO))는 구동 신호(Tsig4)를 출력하는 출력 단자 및 검출 신호(TxD4)를 수신하는 입력 단자로서 기능한다. 즉, 이 실시 형태 2에서, 구동 신호를 출력하는 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))의 개수는 4개이며, 검출 신호를 수신하는 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))의 개수도 4개이다. 도 17에서는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))가 입출력 단자로 되어 있지만, 각각, 출력용의 외부 단자와 입력용의 외부 단자를 4개씩 설치할 수도 있다.
구동 영역 지정부(18)는, 제어부(19)로부터 공급되는 제어 신호(Tc2)에 따라, 도 8에서 설명한 바와 같은 상태 신호(Status1, Status2)를 형성하고, 외부 단자(StP1, StP2)로부터 출력한다.
외부 입출력 단자(TxP1(IO))는, 도 14에 도시한 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 외부 입출력 단자(TxP2(IO))는 신호 배선(LTX2)에 접속되고, 외부 입출력 단자(TxP3(IO))는 신호 배선(LTX3)에 접속되고, 외부 입출력 단자(TxP4(IO))는 신호 배선(LTX4)에 접속된다. 또한, 외부 단자(StP1 및 StP2)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 디코더 회로(20)(도 7)에 접속되고, 구동 영역 지정부(18)에 의해 형성된 상태 신호(Status1, Status2)는, 디코더 회로(20)에 의해 디코딩된다. 이 디코드에 의해, 실시 형태 1과 마찬가지로, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)가 형성되고, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)는, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 각 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7)의 스위치(TS1 내지 TS4)에, 스위치 제어 신호로서 공급된다.
<액정 표시 장치의 구성>
이 실시 형태 2에서는, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)(도 14)의 구성이, 실시 형태 1과 상이하다. 즉, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)를 구성하는 복수의 단위 버퍼의 구성이, 실시 형태 1과 상이하다.
도 18은, 이 실시 형태 2에 관한 액정 표시 장치(1)의 주요부를 도시하는 블록도이다. 도 18은, 도 15와 마찬가지로, 도 14에 도시한 단위 버퍼의 구성을 보다 자세하게 나타내고 있다. 도 18에 나타낸 액정 표시 장치의 주요부는, 도 15에 도시한 액정 표시 장치의 주요부와 유사하다. 그 때문에, 여기서는, 도 15와 상이한 부분을 주로 설명하고, 동일한 부분에 대해서 원칙적으로 설명을 생략한다.
도 15와 도 18의 사이에서 상이한 부분은, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)를 구성하는 복수의 단위 버퍼의 구성이다. 또한, 이 실시 형태 2에서는, 자기 용량 방식의 터치 검출이 채용되어 있으며, 터치용 반도체 장치(7)의 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))가 입출력 단자로 되어 있고, 터치 검출 기간에서는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 대하여 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급된다. 이 구동 신호의 공급에 응답하여, 그 근방이 터치된 공통 전극에 있어서의 전압의 변화가, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 통해서, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 전달되고, 터치용 반도체 장치(7) 내의 터치 검출 신호 증폭부(1601)(도 17)에 의해 증폭된다.
도 18의 설명으로 돌아가서, 액정 표시 장치(1)의 구성을 설명한다. 도 18에는, 도 15와 마찬가지로, 복수의 단위 버퍼 중, 공통 전극(TL(0), TL(1))에 대응하는 단위 버퍼(ULB0, ULB1)만이 도시되어 있다. 레벨 시프트 & 버퍼(LB)를 구성하는 복수의 단위 버퍼의 구성은, 서로 동일하기 때문에, 도 18에 나타낸 단위 버퍼(ULB0)를 대표적으로 설명한다.
공통 전극(TL(0))에 대응한 단위 버퍼(ULB0)는, 자기 용량 방식을 나타내는 제어 신호(SelfEN)를 받아, 위상 반전된 제어 신호를 출력하는 인버터 회로(IV2)와, 인버터 회로(IV2)의 출력에 의해 스위치 제어되는 스위치(S60 내지 S65)와, 제어 신호(SelfEN)에 의해 스위치 제어되는 스위치(S70 내지 S75)를 구비하고 있다. 특별히 제한되지 않지만, 제어 신호(SelfEN)는, 제어부(9)(도 1)에 의해 형성된다. 제어부(9)는, 자기 용량 방식의 터치 검출 기간일 때, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "1"(하이 레벨)로 하고, 표시 기간일 때는, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "0"(로우 레벨)으로 한다.
단위 버퍼(ULB0)에 포함되는 스위치(S60 내지 S65 및 S70 내지 S75) 각각은, 한 쌍의 노드와 제어 노드를 갖고 있으며, 제어 노드에 논리 값 "1"의 제어 신호가 공급됨으로써, 한 쌍의 노드간을 도통 상태로 하고, 논리 값 "0"의 제어 신호가 공급됨으로써, 한 쌍의 노드간을 비도통 상태로 한다. 스위치(S70 내지 S75) 각각의 한 쌍의 노드 중 한쪽 노드는, 노드(N1)에 접속되고, 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 또한, 스위치(S60 내지 S65) 각각의 한 쌍의 노드 중 한쪽의 노드는, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 또한, 노드(N1)에는, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)의 출력과 접속되어 있다. 노드(N1)는, 구동 신호를 입력하는 입력 노드 및 검출 신호를 출력하는 출력 노드로서 기능하기 때문에, 입출력 노드라 간주할 수 있다.
제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "1"로 해서, 자기 용량 방식의 터치 검출 기간이 지정되면, 단위 버퍼(ULB0) 내의 스위치(S60 내지 S65) 각각의 제어 노드에는, 인버터 회로(IV2)에 의해 위상차 반전된 제어 신호(SelfEN)가 공급되기 때문에, 스위치(S60 내지 S65) 각각은 비도통 상태가 된다. 이에 반해, 스위치(S70 내지 S75) 각각의 제어 노드에는, 논리 값 "1"의 제어 신호(SelfEN)가 공급되기 때문에, 스위치(S70 내지 S75) 각각은 도통 상태가 된다. 이에 의해, 입출력 노드(N1)는, 스위치(S70 내지 S75) 각각을 통해서, 단자 군(SP11 내지 SP16)에 전기적으로 접속된다.
터치 검출 기간에서는, 상태 신호(Status1, Status2)에 따라, 단위 선택 회로(UTS0) 내의 스위치(TS1 내지 TS4) 중 어느 하나가 도통 상태로 된다. 이에 의해, 단위 선택 회로(UTS0)를 통해서, 신호 배선(LTX1) 또는 전압 배선(LVS)(도 14)이 단위 버퍼(ULB0)의 입출력 노드(N1)에 전기적으로 접속되고, 또한 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)에 전기적으로 접속되게 된다.
터치 검출 기간에서는, 예를 들어 공통 전극(TL(0))을 터치 검출용에 사용하기 위해서, 상태 신호(Status1, Status2)에 의해, 단위 선택 회로(UTS0) 내의 스위치(TS1 또는 TS2)가 도통 상태로 되어, 구동 신호 발생부(17)(도 17)가 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1)로서 형성하고, 입출력 단자(TxP1(IO))에 공급한다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1)(클럭 신호(φ))가 신호 배선(LTX1)에 공급되고, 신호 배선(LTX1)에 있어서의 구동 신호(Tsig1)는, 단위 선택 회로(UTS0) 및 단위 버퍼(ULB0)를 통해서, 공통 전극(TL(0))에 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)에 공급되고, 또한 공통 전극(TL(0))에 전달된다.
공통 전극(TL(0))에 클럭 신호(φ)인 구동 신호(Tsig1)가 전달되면, 이 구동 신호(Tsig1)의 전압 변화에 응답하여, 공통 전극(TL(0))에 있어서의 전압이 변화한다. 이 변화는, 먼저 도 16에서 설명한 바와 같이, 공통 전극(TL(0))의 근방이 터치되었지 여부에 따라 변화량이 상이하다.
근방이 터치되었는지 여부에 의해 발생하는, 공통 전극(TL(0))에서의 전압 변화는, 이 공통 전극(TL(0))에 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)에 전달된다. 단자 군(SP11 내지 SP16)에 전달된 전압 변화는, 단위 버퍼(UTL0) 내의 스위치(S70 내지 S75) 각각을 통해서 노드(N1)에 전달된다. 또한 노드(N1)에 전달된 전압 변화는, 단위 선택 회로(UTS0) 내의 스위치(TS1 또는 TS2)를 통해서, 신호 배선(LTX1)에 전달되고, 또한 터치 제어 장치(7)의 외부 단자(TxP1(IO))에 전달된다.
외부 단자(TxP1(IO))에 전달된 전압 변화는, 터치 검출 신호 증폭부(1601)(도 17)에 입력되어, 증폭되고, A/D 변환부(4)에 공급된다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0))의 근방이 터치되었는지 여부의 검출을 행하는 것이 가능하게 된다.
특별히 제한되지 않지만, 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 터치 검출 신호 증폭부(1601)에는, 구동 신호 발생부(17)로부터 제어 신호가 공급되고 있다. 구동 신호 발생부(17)가, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1)로서 형성한 타이밍이, 제어 신호에 의해 터치 검출 신호 증폭부(1601)에 통지된다. 특별히 제한되지 않지만, 터치 검출 신호 증폭부(1601)는, 이 통지된 타이밍으로부터 소정 시간 경과한 타이밍에서, 외부 입출력 단자(TxP1(IO))에서의 전압 변화를 검출한다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1)에 응답해서 발생한 검출 신호(전압 변화)를, 터치 검출 신호 증폭부(1601)는, 증폭을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
공통 전극(TL(0))을 터치 검출용에 사용하지 않는 경우에는, 상태 신호(Status1, Status2)에 의해, 단위 선택 회로(UTS0) 내의 스위치(TS3 또는 TS4)가 도통 상태로 된다. 이에 의해, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(0))에는, 단위 선택 회로(UTS0) 및 단위 버퍼(ULB0)를 통해서, 전압 배선(LVS)이 전기적으로 접속됨으로써, 공통 전극(TL(0))에는 접지 전압(Vs)이 공급되게 된다.
도 18에 나타낸 단위 버퍼(UTS1) 및 도시하지 않은 단위 버퍼(UTS2 내지 UTSp) 각각도, 상기한 동작을 행한다. 이에 의해, 실시 형태 1과 마찬가지로, 대략 검출을 행하고, 그 후에 미세하게 검출을 행한다.
터치 검출 기간에 있어서, 대략 검출을 행하는 경우, 도 10 및 도 18에 도시한 바와 같이, 예를 들어 공통 전극(TL(0))은 단위 선택 회로(UTS0) 및 단위 버퍼(ULB0)를 통해서 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 공통 전극(TL(1))은 단위 선택 회로(UTS1) 및 단위 버퍼(ULB1)를 통해서 신호 배선(LTX1)에 접속되게 된다. 즉, 서로 근접해서 배치된 공통 전극(TL(0)과 TL(1))이 동일한 신호 배선(LTX1)에 접속되고, 또한 동일한 외부 단자(TxP1(IO))에 접속되게 된다. 구동 신호 발생부(17)(도 17)에 의해 형성된 구동 신호(Tsig1)(클럭 신호(φ))는, 서로 근접해서 배치된 공통 전극(TL(0) 및 TL(1))에 전달된다.
공통 전극(TL(0) 또는 TL(1))의 근방이 터치되었으면, 구동 신호(Tsig1)가 공급되었을 때, 터치의 유무에 따라서 공통 전극(TL(0) 또는 TL(1))의 전압 변화량이 바뀐다. 공통 전극(TL(0) 또는 TL(1))에서의 전압 변화량의 변화가, 신호 배선(LTX1)의 전압 변화량의 변화로서 나타난다. 즉, 신호 배선(LTX1)의 전압 변화량은, 공통 전극(TL(0))에서의 전압 변화량과 공통 전극(TL(1))에서의 전압 변화량과의 합성으로서 나타내어진다. 신호 배선(LTX1)에서의 전압 변화량의 변화가 외부 단자(TxP1(IO))에 전달되어, 터치 검출 신호 증폭부(1601)(도 17)에서 증폭되게 된다.
대략 검출을 행하는 경우, 나머지 공통 전극, 예를 들어 도 10에서는, 공통 전극(TL(2)과 TL(3), TL(4)과 TL(5), TL(6)과 TL(7))은 동일한 신호 배선(LTX2, LTX3, LTX4)에 접속되고, 이들에 신호 배선(LTX2 내지 LTX4)을 사용하여, 상기한 신호 배선(LTX1)과 마찬가지로 구동 신호(Tsig2, Tsig3, Tsig4)의 전달과, 전압 변화량의 전달이 행하여진다. 이 경우, 자기 용량 방식이기 때문에, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 대하여 실질적으로 동시에, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 공급하여, 실질적으로 동시에 전압 변화의 검출을 행하는 것이 가능하다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 미세하게 검출을 행하는 경우, 예를 들어 좌측의 영역을 검출하는 도 11을 예로 들면, 다음과 같아진다. 즉, 신호 배선(LTX1)은, 단위 선택 회로(UTS0) 및 단위 버퍼(ULB0)를 통해서, 공통 전극(TL(0))에 접속되고, 신호 배선(LTX2)은, 단위 선택 회로(UTS1) 및 단위 버퍼(ULB1)를 통해서, 공통 전극(TL(1))에 접속된다. 마찬가지로, 신호 배선(LTX3)은, 단위 선택 회로(UTS2) 및 단위 버퍼(ULB2)를 통해서, 공통 전극(TL(2))에 접속되고, 신호 배선(LTX4)은, 단위 선택 회로(UTS3) 및 단위 버퍼(ULB3)를 통해서, 공통 전극(TL(3))에 접속된다.
이 경우, 구동 신호 발생부(17)에 의해, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)로서 형성하고, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 공급한다. 이에 의해, 클럭 신호(φ)인 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 대응하는 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 전달되어, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 공급되게 된다. 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급됨으로써, 각각의 근방이 터치되었는지 여부에 따른 전압 변화량의 변화가, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))에 발생하여, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)을 통해서, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 전달되고, 터치 검출 신호 증폭부(1601)에 의해 증폭된다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(3))의 어느 근방이 터치되었는지를 검출하는 것이 가능하게 된다. 중앙의 영역을 검출하는 도 12 또는 좌측의 영역을 검출하는 도 13의 경우도 마찬가지로 하여, 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 18에 나타낸 스위치(S31 내지 S36) 각각은, 터치 검출 기간에서는, 공통 노드(C)는, 제2 노드(P2)에 접속되어 있다. 또한, 도 18에 나타낸 스위치(S100 내지 S103)는, 터치 검출 기간, 비도통 상태로 되고, 스위치(S110 내지 S121)는, 도통 상태로 되어 있다. 또한, 터치 검출 기간에서는, 제어부(9)는, 선택 신호(SEL1, SEL2)를 논리 값 "1"로 하고, 스위치(S11, S12, S21 및 S22)는 모두 도통 상태가 된다. 도 18에는, 이 터치 검출 기간의 상태가 도시되어 있다.
공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 검출 전극으로 하는 경우를 설명했지만, 도 16에서 설명한 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 대해서도, 선택 회로(TSC)와 마찬가지의 선택 회로, 레벨 시프터 & 버퍼(LB)와 마찬가지의 레벨 시프터 & 버퍼, 구동 신호 발생부(17)와 마찬가지의 구동 신호 발생부, 터치 검출 신호 증폭부(1601)와 마찬가지의 터치 검출 신호 증폭부, 구동 영역 지정부(18)와 마찬가지의 구동 영역 지정부 및 디코더 회로(20)와 마찬가지의 디코더 회로를 설치한다. 이에 의해, 자기 용량 검출 방식을 사용하여, 검출 전극(RL(R) 내지 RL(p))에 대해서도, 대략 검출을 행하고, 그 후에 미세한 검출을 행한다.
대략 검출과 미세한 검출을, 구동 전극((TL)(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))의 양쪽이 대해서 행함으로써, 터치된 위치의 좌표를 추출할 수 있다. 이 경우, 구동 전극((TL)(0) 내지 TL(p))으로부터 터치의 검출을 하기 위한 회로 블록과, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))으로부터 터치의 검출을 하기 위한 회로 블록을 겸용하도록 해도 된다. 예를 들어, 구동 전극((TL)(0) 내지 TL(p))으로부터 터치의 검출과, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))으로부터 터치의 검출을, 시간적으로 나누어서 행하도록 하면, 회로 블록의 겸용을 도모하는 것이 가능하게 된다.
이 실시 형태 2에서도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 구동 신호를 출력하는 외부 단자의 개수를, 공통 전극의 개수에 비해 적게 하는 것이 가능하여, 터치용 반도체 장치(1600)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 이 실시 형태 2에서는, 구동 신호 터치 검출 기간에서, 구동 신호에 응답해서 발생하는 검출 신호를 입력하는 외부 단자의 개수를, 공통 전극의 개수보다도 적게 할 수 있기 때문에, 터치용 반도체 장치(1600)의 가일층의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
단위 선택 회로(UTS0 내지 UTSp)를 포함하는 선택 회로(STC)를, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 공통 전극에 공급할 때와, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 공급에 응답해서 발생한 검출 신호를 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 공급할 때의 양쪽에 있어서 사용하는 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 공통 전극에 공급할 때 사용하는 선택 회로와, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 공급에 응답해서 발생한 검출 신호를 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 공급할 때 사용하는 선택 회로를 각각 별도로 설치할 수도 있다. 이 경우, 전자의 선택 회로를 제1 선택 회로로 하고, 후자의 선택 회로를 제2 선택 회로로 하여, 구동 신호를 공급하는 타이밍에서, 제1 선택 회로가 동작하고, 공통 전극에 있어서의 전압 변화량을 검출하는 타이밍에서, 제2 선택 회로가 동작하도록 하면 된다. 이와 같이, 제1 선택 회로와 제2 선택 회로로 나누어서 고려한 경우, 실시 형태 2에서 설명한 선택 회로(STC)는, 제1 선택 회로와 제2 선택 회로의 양쪽의 기능을 갖고 있다고 간주할 수 있다.
(실시 형태 3)
도 19는, 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치(1)의 주요부를 도시하는 블록도이다. 이 실시 형태 3에서는, 터치 검출의 방식으로서, 도 2를 이용해서 설명한 상호 용량 방식과 도 16을 이용해서 설명한 자기 용량 방식을, 전환해서 적용하는 것이 가능하게 된다. 도 19에 도시되어 있는 액정 표시 장치(1)의 구성은, 실시 형태 2에서 설명한 도 18의 액정 표시 장치의 구성과 유사하다. 그 때문에, 여기서는, 도 18과의 상위점을 주로 설명한다.
실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치와 도 18에 나타낸 액정 표시 장치의 사이에서 상이한 점은, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)의 구성이다. 즉, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)를 구성하는 복수의 단위 버퍼의 구성이 상이하다. 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치(1)에서의 레벨 시프트 & 버퍼(LB)는, 실시 형태 2와 마찬가지로, 복수의 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp)를 포함하고 있고, 각각의 단위 버퍼의 구성은 서로 동일한 구성을 갖고 있다. 도 19에는, 복수의 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 중, 공통 전극(TL(0), TL(1))에 대응하는 단위 버퍼(ULB0, ULB1)만이 도시되어 있다. 여기에서는, 단위 버퍼(ULB0)를 대표로 해서, 그 구성 및 동작을 설명한다.
단위 버퍼(ULB0)는, 2개의 로직 회로(LG1, LG2)와, 각각 한 쌍의 노드와 제어 노드를 갖는 스위치(S60 내지 S65)와, 각각 한 쌍의 노드와 제어 노드를 갖는 스위치(S70 내지 S75)와, 각각 한 쌍의 노드와 제어 노드를 갖는 스위치(S80 내지 S85)를 구비하고 있다.
로직 회로(LG1)는, 2 입력 AND 회로와, 자기 용량 방식을 지정하는 제어 신호(SelfEN)를 위상 반전시켜, 2 입력 AND 회로의 한쪽의 입력에 공급하는 인버터 회로(2 입력 AND 회로의 입력에 부여된 ○표시)를 갖고 있다. 이 로직 회로(LG1)의 출력은, 스위치(S60 내지 S65) 각각의 제어 노드에 공급되고 있다. 또한, 스위치(S60 내지 S65) 각각의 한쪽의 노드는, 소정의 전압(TSVCOM)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 스위치(S60 내지 S65) 각각의 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 이 스위치(S60 내지 S65) 각각은, 로직 회로(LG1)의 출력에 따라, 한 쌍의 노드간을 도통 또는 비도통으로 한다. 즉, 로직 회로(LG1)의 출력이 논리 값 "1"일 때는, 스위치(S60 내지 S65) 각각은, 한 쌍의 노드간을 도통시키고, 논리 값이 "0"일 때는, 스위치(S60 내지 S65) 각각은, 한 쌍의 노드간을 비도통으로 한다.
로직 회로(LG2)는, 2 입력 AND 회로와, 제어 신호(SelfEN)를 위상 반전시켜, 2 입력 난드의 한쪽 입력에 공급하는 인버터 회로(2 입력 AND 회로의 입력에 부여된 ○표시)를 갖고 있다. 로직 회로(LG2)의 출력은, 스위치(S70 내지 S75) 각각의 제어 노드에 공급되고 있다. 또한, 스위치(S70 내지 S75) 각각의 한쪽의 노드는, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되는 전압 배선에 접속되고, 스위치(S70 내지 S75) 각각의 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 이 스위치(S70 내지 S75) 각각은, 로직 회로(LG2)의 출력에 따라, 한 쌍의 노드간을 도통 또는 비도통으로 한다. 즉, 로직 회로(LG2)의 출력이 논리 값 "1"일 때는, 스위치(S70 내지 S75) 각각은, 한 쌍의 노드간을 도통시키고, 논리 값이 "0"일 때는, 스위치(S70 내지 S75) 각각은, 한 쌍의 노드간을 비도통으로 한다.
스위치(S80 내지 S85) 각각의 제어 노드에는, 제어 신호(SelfEN)가 공급되고, 스위치(S80 내지 S85) 각각의 한쪽의 노드는, 노드(N1)에 공통으로 접속되고, 스위치(S80 내지 S85) 각각의 다른 쪽의 노드는, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자에 접속되어 있다. 이에 의해, 스위치(S80 내지 S85) 각각은, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "1"일 때, 도통 상태로 되고, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "0"일 때, 비도통 상태로 된다.
또한, 로직 회로(LG1)에서의 AND 회로의 다른 쪽의 입력은, 노드(N1)에 접속되고, 로직 회로(LG2)에서의 AND 회로의 다른 쪽의 입력은, 인버터 회로(2 입력 AND 회로의 입력에 부여된 ○표시)를 통해서 노드(N1)에 접속되어 있다. 노드(N1)에는, 실시 형태 2와 마찬가지로, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)의 출력이 접속되어 있다. 이에 의해, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0)의 출력은, 로직 회로(LG1) 내의 AND 회로의 다른 쪽의 입력 노드 및 스위치(S80 내지 S85) 각각의 한쪽의 노드에 공급되게 된다. 또한, 로직 회로(LG2) 내의 AND 회로의 다른 쪽의 입력 노드에는, 위상 반전된 단위 선택 회로(UTS0)의 출력이 공급되게 된다.
제어 신호(SelfEN)는, 실시 형태 2와 마찬가지로 제어부(9)에 의해 형성해도 되지만, 이 실시 형태 3에서는, 터치 제어 장치(1)에 의해 형성된다. 또한, 이 실시 형태 3에서는, 제어 신호(SelfEN)의 논리 값 "0"은, 터치 검출 방식으로서, 도 2에서 설명한 상호 용량 방식을 채용하는 것을 지정하고, 제어 신호(SelfEN)의 논리 값 "1"은, 터치 검출 방식으로서, 도 16에서 설명한 자기 용량 방식을 채용하는 것을 지정한다.
터치 검출 기간에 있어서, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "1"로 되어 있으면, 로직 회로(LG1)에서의 AND 회로 및 로직 회로(LG2)에서의 AND 회로의 각각의 한쪽의 입력에는, ○표시로 나타낸 인버터 회로에 의해 위상 반전된 제어 신호(SelfEN)가 공급된다. 그 때문에, 로직 회로(LG1) 및 로직 회로(LG2)의 각각의 출력은 논리 값 "0"이 된다. 이에 의해, 스위치(S60 내지 S65) 및 스위치(S70 내지 S75)는 비도통 상태가 된다. 한편, 스위치(S80 내지 S85)의 제어 노드에는, 논리 값 "1"의 제어 신호(SelfEN)가 공급되기 때문에, 스위치(S80 내지 S85) 각각은 도통 상태가 된다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0))은 단위 버퍼(ULB0)에서의 노드(N1)에 전기적으로 접속된다. 나머지 단위 버퍼(ULB1 내지 ULBp)도 마찬가지로, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "1"로 되면, 대응하는 공통 전극(TL(1) 내지 TL(p))을 노드(N1)에 전기적으로 접속한다.
이와 같이, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "1"로 함으로써, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 대응하는 단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp)에서의 노드(N1)에 전기적으로 접속되게 된다. 실시 형태 2에서 설명한 바와 같이, 도 17에 나타낸 구동 신호 발생부(17), 터치 검출 신호 증폭부(1601) 및 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))를 설치함으로써, 자기 용량 방식으로, 터치의 유무를 검출하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 대해서도, 도 19에서 설명한 레벨 시프트 & 버퍼(LB)와 마찬가지의 회로 블록 등을 설치함으로써, 터치된 위치의 좌표를 추출하는 것이 가능하게 된다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "0"으로 되면, 로직 회로(LG1)에서의 AND 회로 및 로직 회로(LG2)에서의 AND 회로 각각의 한쪽의 입력에는, 논리 값 "0"이 공급되게 된다. 그 때문에, 로직 회로(LG1) 및 로직 회로(LG2) 각각의 출력은, 노드(N1)에서의 논리 값에 따라서 변화한다. 즉, 노드(N1)에서의 논리 값이 "1"이라면, 로직 회로(LG1)의 출력은, 논리 값 "1"이 되고, 로직 회로(LG2)의 출력은, 논리 값 "0"이 된다. 반대로, 노드(N1)에서의 논리 값이 "0"이라면, 로직 회로(LG1)의 출력은, 논리 값 "0"이 되고, 로직 회로(LG2)의 출력은, 논리 값 "1"이 된다. 이에 의해, 스위치(S60 내지 S65) 및 스위치(S70 내지 S75)는, 노드(N1)에서의 논리 값에 따라, 상보적으로 도통/비도통 상태가 된다. 한편, 스위치(S80 내지 S85)의 제어 노드에는, 논리 값 "0"의 제어 신호(SelfEN)가 공급되기 때문에, 스위치(S80 내지 S85) 각각은 비도통 상태가 된다.
이에 의해, 공통 전극(TL(0))에는, 노드(N1)에서의 논리 값(전압값)에 따라, 스위치(S60 내지 S65 또는 S70 내지 S75)를 통해서, 소정의 전압(TSVCOM 또는 VCOMDC)이 공급된다. 나머지 단위 버퍼(ULB1 내지 ULBp)도 마찬가지로, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "0"으로 되면, 대응하는 공통 전극(TL(1)) 내지 TL(p)에 노드(N1)에서의 논리 값, 즉 전압에 따라, 소정의 전압(TSVCOM 또는 VCOMDC)을 공급한다.
단위 버퍼(ULB0 내지 ULBp) 각각에 있어서의 노드(N1)에는, 대응하는 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTSp)의 출력이 공급된다. 그 때문에, 도 1에 도시한 터치 검출 신호 증폭부(13)를 설치하고, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에 출력하여, 상태 신호(Status1, Status2)에 의해 선택 회로(TSC)를 제어함으로써, 실시 형태 1에서 설명한 상호 용량 방식으로, 터치의 유무를 검출하여, 터치된 위치의 좌표를 추출하는 것이 가능하게 된다.
이 실시 형태 3에 의하면, 터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식과 상호 용량 방식을 전환하는 것이 가능하게 된다.
<터치 검출 방법>
도 20은, 터치 검출 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 20에 나타내는 처리는, 특별히 제한되지 않지만, 터치용 반도체 장치에 있어서 실행된다. 여기에서는, 실시 형태 3에서 설명한 액정 표시 장치(1)를 사용한 터치 검출 방법을 설명한다.
우선, 스텝 SS1에서, 터치 검출의 처리가 기동된다. 기동되면, 제어부(19)(도 1)는 스텝 SS2의 처리(TSW1 선택, 4mm 피치로 Self 구동)를 실행한다. 이 스텝 SS2에서 행하여지는 처리는 다음과 같다.
우선, 처리부(19)는, 구동 영역 지정부(18)에 대하여 구동 스위치 신호(TSW1)를 논리 값 "1"로 하는 상태 신호(Status1, Status2)를 출력시킨다. 즉, 구동 영역 지정부(18)가, 논리 값 "1", "1"의 상태 신호(Status1, Status2)를 출력하도록 지시한다. 또한, 제어부(19)는, 검출 방식을 지정하는 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "1"로서 출력한다. 또한, 제어부(19)는, 구동 신호 발생부(17)에 대하여 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)로서 형성하고, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 출력하도록 지시한다.
이에 의해, 선택 회로(TSC)를 구성하는 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각에 있어서, 스위치(TS1)가, 도 10에 도시하는 바와 같이 도통 상태로 된다. 또한, 제어 신호(SelfEN)가 논리 값 "1"로 됨으로써, 레벨 시프트 & 버퍼(LB)를 구성하는 복수의 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB7)에 있어서의 스위치(S80 내지 S85)가 도통 상태로 된다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1)는, 공통 전극(TL(0), TL(1))에 공급되고, 구동 신호(Tsig2)는, 공통 전극(TL(2), TL(3))에 공급되고, 구동 신호(Tsig3)는, 공통 전극(TL(4), TL(5))에 공급되고, 구동 신호(Tsig4)는, 공통 전극(TL(6), TL(7))에 공급된다.
공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 각각에 있어서는, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급됨으로써, 그 근방이 터치되었는지 여부에 따른 전위 변화량이 발생한다. 발생한 전압 변화량은, 신호 배선(LTX1 내지 LTX4)에서 합성되고, 합성된 전압 변화량이, 터치용 반도체 장치의 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 전달된다. 전달된 전압 변화량은, 터치 검출 신호 증폭부(1601)(도 17)에서 증폭된다. 증폭된 전압 변화량은, A/D 변환부(14)(도 1), 신호 처리부(15)(도 1) 및 좌표 추출부(16)에서 처리되어, 처리 결과가 제어부(19)에 공급된다.
이 경우, 특별히 제한되지 않지만, 제어부(19)에 공급되는 처리 결과는, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO)) 중 어느 하나에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달하였는지 여부를 나타내는 터치 검출 결과와, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO)) 중 어느 외부 단자에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달하였는지를 나타내는 대략 검출 위치 결과를 포함하고 있다. 제어부(19)는, 처리 결과에 포함되어 있는 터치 검출 결과에 기초하여, 검출 또는 비검출의 판정을 행한다. 즉, 터치 검출 결과가, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 전달된 전압 변화량 모두가, 터치된 것을 나타내는 값에 도달해 있지 않은 것을 나타내고 있으면, 비검출이라 판정한다. 한편, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달하였으면, 검출이라 판정한다. 비검출이라 판정한 경우, 다시, 스텝 SS2를 실행하고, 검출이라 판정한 경우, 스텝 SS3을 실행한다. 즉, 검출이라 판정할 때까지, 스텝 SS2가 반복된다.
스텝 SS3에서, 제어부(19)는, 처리 결과에 포함되어 있는 대략 검출 위치 결과에 기초하여, 물체 위치 검출의 처리를 행한다. 이 처리에서, 제어부(19)는 미세하게 검출하는 영역을 특정한다. 즉, 대략 검출 위치 결과가, 외부 단자(TxP1(IO) 또는/및 TxP2(IO))에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달한 것을 나타내고 있는 경우, 제어부(19)는, 다음으로 행하는 미세한 검출의 대상으로서, 좌측의 영역을 대상으로 한다고 판정한다(좌측 검출). 대략 검출 위치 결과가, 외부 단자(TxP2(IO) 또는/및 TxP3(IO))에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달한 것을 나타내고 있는 경우, 제어부(19)는, 다음으로 행하는 미세한 검출의 대상으로서, 중앙의 영역을 대상으로 한다고 판정한다(중앙 검출). 또한, 대략 검출 위치 결과가, 외부 단자(TxP3(IO) 또는/및 TxP4(IO))에 전달된 전압 변화량이, 터치된 것을 나타내는 값에 도달한 것을 나타내고 있는 경우, 제어부(19)는, 다음으로 행하는 미세한 검출의 대상으로서, 우측의 영역을 대상으로 한다고 판정한다(우측 검출).
좌측 검출의 경우, 다음으로 스텝 SS4(TSW2 선택, 2mm 피치로 좌측 Mutual 구동)를 실행한다. 스텝 SS4에서, 제어부(19)는, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "0"으로 한다. 또한, 제어부(19)는, 논리 값 "1", "0"의 상태 신호(Status1, Status2)를 구동 영역 지정부(18)가 출력하도록 지시를 행한다. 또한, 제어부(19)는, 구동 신호 발생부(17)에 대하여 클럭 신호(φ)를, 예를 들어 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 구동 신호로서 형성하도록 지시한다. 이에 의해, 클럭 신호(φ)인 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터 출력되어, 신호 배선 LTX1부터 LTX4의 순서대로 전달된다.
상태 신호(Status1, Status2)가, 논리 값 "1", "0"이 됨으로써, 도 11에 도시한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각에 있어서의 스위치(TS2)가 도통 상태로 된다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3)를 통해서, 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB3)에 공급된다. 단위 버퍼(ULB0 내지 ULB3) 각각에 있어서는, 공급된 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)(클럭 신호(φ))의 전압 변화에 따라, 스위치(S60 내지 S65)와 스위치(S70 내지 S75)가 상보적으로 도통/ 비도통 상태가 된다. 이에 의해, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)의 전압 변화에 동기하여, 소정의 전압(TSVOM) 또는 소정의 전압(VCOMDC)이 교대로 공급되게 된다. 또한, 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서로, 클럭 신호(φ)가 되도록 구동 신호 발생부(17)가 형성되기 때문에, 공통 전극 TL(0)부터 TL(3)의 순서로, 구동 전극의 전압이 교번적인 변화를 개시한다.
구동 전극(TL(0))의 전압이 변화를 개시한 타이밍에서, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 발생하는 전위 변화량(검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)): 도 1)을 터치 검출 신호 증폭부(13)에서 증폭한다. 또한, 터치 검출 신호 증폭부(13)는, 구동 전극(TL(1))의 전압이 변화를 개시한 타이밍에서, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 있어서의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 증폭하고, 구동 전극(TL(2))의 전압이 변화를 개시한 타이밍에서, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 있어서의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 증폭한다. 마찬가지로, 터치 검출 신호 증폭부(13)는, 구동 전극(TL(3))의 전압이 변화를 개시한 타이밍에서, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 있어서의 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 증폭한다.
각각 증폭된 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))는, A/D 변환부(14), 신호 처리부(15)에서 처리가 행하여져, 좌표 추출부(16)에 공급된다. 좌표 추출부(16)에서는, 예를 들어 구동 신호 발생부(17)에서 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 형성한 타이밍과, A/D 변환부(14) 및 신호 처리부(15)에서 처리된 검출 신호에 기초하여, 터치된 위치(물체 위치)의 좌표를 추출하고, 좌표 정보로서, 외부 단자(Tout)로부터 출력한다. 이에 의해, 스텝 SS3에서, 좌측에 터치된 영역이 있다고 대략 검출한 경우, 미세하게 검출이 행하여져, 터치된 위치의 좌표가 추출된다. 좌표의 추출이 완료되면, 다시 스텝 SS2가 실행된다.
스텝 SS4에서, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS3)를 제외한 단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7) 각각은, 접지 전압(Vs)을 대응하는 단위 버퍼(ULB4 내지 ULB7)에 공급한다. 접지 전압(Vs)이 공급된 단위 버퍼(ULB4 내지 ULB7) 각각에서는, 스위치(S70 내지 S75)가 도통 상태로 되기 때문에, 이 단위 버퍼에 접속된 공통 전극에는, 스텝 SS4에서 처리가 행하여지고 있는 동안에, 소정의 전압(VCOMDC)이 공급되게 된다.
특별히 제한되지 않지만, 스텝 SS4에서, 구동 신호 발생부(17)가, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 순차 형성할 때, 클럭 신호(φ)를 소정 기간, 구동 신호(Tsig1)로서 형성하고, 다음으로 소정 시간, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig2)로서 형성하고, 그 후, 소정 시간, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig3)로서 형성하고, 또한 소정 시간, 클럭 신호(φ)를 구동 신호(Tsig4)로서 형성한다. 즉, 각 구동 신호간에서, 클럭 신호로 되고 있는 기간이 겹치지 않도록 형성된다.
이어서, 스텝 SS3에서, 중앙 검출로 된 경우, 다음으로 스텝 SS5(TSW3 선택, 2mm 피치로 중앙 Mutual 구동)를 실행한다. 스텝 SS5에서, 제어부(19)는, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "0"으로 한다. 또한, 제어부(19)는, 논리 값 "0", "1"의 상태 신호(Status1, Status2)를 구동 영역 지정부(18)가 출력하도록 지시를 행한다. 또한, 제어부(19)는, 스텝 SS4와 마찬가지로, 구동 신호 발생부(17)에 대하여 클럭 신호(φ)를, 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 구동 신호로서 형성하도록 지시한다. 이에 의해, 클럭 신호(φ)인 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터 출력되고, 신호 배선 LTX1부터 LTX4의 순서대로 전달된다.
상태 신호(Status1, Status2)가, 논리 값 "0", "1"인 경우에는, 도 8에 도시한 바와 같이, 구동 스위치 신호(TSW3)가 논리 값 "1"이 된다. 이에 의해, 도 12에 도시한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각에서의 스위치(TS3)가 도통 상태로 된다. 그 결과, 좌측 검출의 경우와는 달리, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 각각은, 단위 선택 회로(UTS2 내지 UTS5) 각각을 통해서, 각각의 단위 선택 회로에 대응한 단위 버퍼(ULB2 내지 ULB5)의 각각에 공급되게 된다. 좌측 검출의 경우와 마찬가지로, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급된 단위 버퍼(ULB2 내지 ULB5) 각각에 있어서는, 공급되는 구동 신호의 전압 변화에 동기하여, 스위치(S60 내지 S65 및 S70 내지 S75)가 상보적으로 동작한다. 이에 의해, 단위 버퍼(ULB2 내지 ULB5)에 대응한 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))에, 소정의 전압(TSVCOM 및 VCOMDC)이 교대로 공급된다.
좌측 검출의 경우와 마찬가지로, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 이 순서대로 클럭 신호(φ)가 되기 때문에, 공통 전극(TL(2) 내지 TL(5))의 순서대로, 그 전압이 변화한다. 이에 의해, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에는, 공통 전극(TL(2))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과의 교차 부분의 근방이 터치되었는지 여부에 따른 전압 변화량이 발생하여, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))로서, 터치 검출 신호 증폭부(13)에 공급된다. 이후 순차, 공통 전극(TL(3))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p)), 공통 전극(TL(4))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p)), 공통 전극(TL(5))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p))가 터치 검출 신호 증폭부(13)에 공급된다. 이에 의해, 좌측 검출의 경우와 마찬가지로, 미세한 검출이 행하여져, 터치된 위치의 좌표가 추출되어서 출력된다. 터치된 위치의 좌표가 출력되면, 다시 스텝 SS2가 실행된다.
또한, 스텝 SS3에서, 우측 검출로 된 경우, 다음으로 스텝 SS6(TSW4 선택, 2mm 피치로 우측 Mutual 구동)을 실행한다. 스텝 SS6에서도, 제어부(19)는, 제어 신호(SelfEN)를 논리 값 "0"으로 한다. 또한, 제어부(19)는, 논리 값 "1", "1"의 상태 신호(Status1, Status2)를 구동 영역 지정부(18)가 출력하도록 지시를 행한다. 또한, 제어부(19)는, 스텝 SS4와 마찬가지로, 구동 신호 발생부(17)에 대하여 클럭 신호(φ)를, 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 구동 신호로서 형성하도록 지시한다. 이에 의해, 클럭 신호(φ)인 구동 신호 Tsig1부터 Tsig4의 순서대로, 외부 단자(TxP1(IO) 내지 TxP4(IO))로부터 출력되어, 신호 배선 LTX1부터 LTX4의 순서대로 전달된다.
상태 신호(Status1, Status2)가 논리 값 "1", "1"인 경우에는, 도 8에 도시한 바와 같이, 구동 스위치 신호(TSW4)가 논리 값 "1"이 된다. 이에 의해, 도 13에 도시한 바와 같이, 단위 선택 회로(UTS0 내지 UTS7) 각각에서의 스위치(TS4)가 도통 상태로 된다. 그 결과, 좌측 검출 및 중앙 검출의 경우와는 달리, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4) 각각은, 단위 선택 회로(UTS4 내지 UTS7) 각각을 통해서, 각각의 단위 선택 회로에 대응한 단위 버퍼(ULB4 내지 ULB7)의 각각에 공급되게 된다. 좌측 검출 및 중앙 검출의 경우와 마찬가지로, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가 공급된 단위 버퍼(ULB4 내지 ULB7) 각각에 있어서는, 공급되는 구동 신호의 전압 변화에 동기하여, 스위치(S60 내지 S65 및 S70 내지 S75)가 상보적으로 동작한다. 이에 의해, 단위 버퍼(ULB4 내지 ULB7)에 대응한 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))에, 소정의 전압(TSVCOM 및 VCOMDC)이 교대로 공급된다.
좌측 검출 및 중앙 검출의 경우와 마찬가지로, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)는, 이 순서대로 클럭 신호(φ)가 되기 때문에, 공통 전극(TL(4) 내지 TL(7))의 순서대로 그 전압이 변화한다. 이에 의해, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에는, 공통 전극(TL(5))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))과의 교차 부분의 근방이 터치되었는지 여부에 따른 전압 변화량이 발생하여, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))로서, 터치 검출 신호 증폭부(13)에 공급된다. 이후 순차, 공통 전극(TL(5))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p)), 공통 전극(TL(6))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p)), 공통 전극(TL(7))과의 교차 부분에 관한 검출 신호(RL(0) 내지 RL(p))가 터치 검출 신호 증폭부(13)에 공급된다. 이에 의해, 좌측 검출 및 중앙 검출의 경우와 마찬가지로, 미세한 검출이 행하여져, 터치된 위치의 좌표가 추출되어서 출력된다. 터치된 위치의 좌표가 출력되면, 다시 스텝 SS2가 실행된다.
이와 같이, 스텝 SS2 및 스텝 SS3은, 터치된 영역을 포함하여, 이 영역보다도 큰 제1 영역을, 대략 검출하는 제1 검출 공정이라 간주할 수 있다. 또한, 스텝 SS4 내지 SS6은, 대략 검출하는 제1 검출 공정에서 검출된 제1 영역에 배치되어 있는 공통 전극에 구동 신호를 공급하고, 터치된 근방의 영역에 배치된 공통 전극을, 미세하게 검출하는 제2 검출 공정이라 간주할 수 있다.
여기에서는, 대략 검출을 자기 용량 방식으로 행하고, 미세한 검출을 상호 용량 검출 방식으로 행하도록 하고 있다. 그러나, 대략 검출 및 미세한 검출의 양쪽을, 자기 용량 방식 또는 상호 용량 방식으로 행하도록 해도 된다. 대략 검출 및 미세한 검출의 양쪽을 자기 용량 방식으로 행하는 경우, 도 1에 도시한 터치 검출 신호 증폭부(13)를 설치하지 않아도 된다. 또한, 대략 검출 및 미세한 검출의 양쪽을 상호 용량 방식으로 행하는 경우, 도 17에 나타낸 터치 검출 신호 증폭부(1601)를 설치하지 않아도 된다. 그 때문에, 터치용 반도체 장치의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
한편, 도 20에 도시한 바와 같이, 대략 검출을 자기 용량 방식으로 행하고, 미세한 검출을 상호 용량 검출 방식으로 행하도록 하면, 대략 검출 시에는, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))의 전위 변화량을 검출할 필요가 없기 때문에, 검출에 관한 제어의 간략화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 또한, 대략 검출을 자기 용량 방식에 의해 실행하는 경우, 실질적으로 동시에, 구동 신호를 전체면의 구동 전극에 공급하여, 전체면의 검출을, 실질적으로 동시에 행하는 것이 가능하다. 이에 의해, 대략 검출의 고속화를 도모하는 것도 가능하다.
(실시 형태 4)
도 21의 (A) 내지 (D)는, 실시 형태 4에 관한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 모식도이다. 이 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 4개의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 8개의 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)(도시하지 않음)로 되어 있다. 또한, 공통 전극은, TL(0) 내지 TL(15)의 16개로 되어 있다. 구동 스위치 신호는, 실시 형태 1 내지 3과 마찬가지로, TSW1 내지 TSW4의 4개이다.
도 21의 (A) 내지 (D)에서, 7은, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 터치용 반도체 장치이며, 이 실시 형태 4에서도 1개의 반도체 장치이다. 터치용 반도체 장치(7)의 블록 내에 나타낸 P1 내지 P8 각각은, 외부 단자를 나타내고 있고, 터치 검출 기간에 있어서, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)를 출력한다. 또한, 도 21에 나타낸 터치용 반도체 장치(7)에서는, 상태 신호(Status1, Status2)를 출력하는 외부 단자는 생략되어 있다. 또한, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 선택 회로(TSC) 및 레벨 시프트 & 버퍼(LB)도 생략되어 있다.
상태 신호(Status1, Status2)의 논리 값의 조합에 따라, 실시 형태 1 내지 3과 마찬가지로, 구동 스위치 신호(TSW1 내지 TSW4)가 형성된다. 도 20에 나타낸 터치 검출 방법과 마찬가지로, 대략 검출을 행하는 경우, 구동 스위치 신호(TSW1)가 논리 값 "1"이 되고, 미세하게 좌측 검출을 행하는 경우, 구동 스위치 신호(TSW2)가 논리 값 "1"이 된다. 또한, 미세하게 중앙 검출을 행하는 경우, 구동 스위치 신호(TSW3)가 논리 값 "1"이 되고, 미세하게 우측 검출을 행하는 경우, 구동 스위치 신호(TSW4)가 논리 값 "1"이 된다.
도 21의 (A)에는, 상태 신호(Status1, Status2)에 의해, 구동 스위치 신호(TSW1)가 논리 값 "1"이 되었을 때, 즉 대략 검출을 행할 때의, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)와 공통 전극(TL(0) 내지 TL(15))과의 관계가 도시되어 있다. 예를 들어, 액정 패널(2)에 형성되어 있는 공통 전극의 개수가, 도 21에 도시되어 있는 16개인 경우, 액정 패널(2)의 전체면을 대략 검출하는 것에 해당한다.
전체면을 대략 검출할 때, 선택 회로(TSC)에 의해, 각각의 외부 단자(P1 내지 P8)는, 서로 인접해서 배치된 2개의 공통 전극에 전기적으로 접속된다. 도 21의 (A)를 예로 들면, 외부 단자(P1)는, 공통 전극(TL(0))과, 이 공통 전극(TL(0))에 인접해서 배치된 공통 전극(TL(1))에 접속된다. 마찬가지로, 외부 단자(P2)는, 공통 전극(TL(2)과 TL(3))에 접속되고, 외부 단자(P3)는, 공통 전극(TL(4)과 TL(5))에 접속되고, 외부 단자(P4)는, 공통 전극(TL(6)과 TL(7))에 접속되고, 외부 단자(P5)는, 공통 전극(TL(8)과 TL(9))에 접속된다. 또한, 외부 단자(P6)는, 공통 전극(TL(10)과 TL(11))에 접속되고, 외부 단자(P7)는, 공통 전극(TL(12)과 TL(13))에 접속되고, 외부 단자(P8)는, 공통 전극(TL(14)과 TL(15))에 접속된다.
각각의 외부 단자(P1 내지 P8)를, 서로 인접하는 2개의 공통 전극에 접속한 상태에서, 클럭 신호인 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)를, 각각의 외부 단자(P1 내지 P8)로부터 출력한다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(15)) 각각은, 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)의 전압 변화에 따라서 전압이 변화한다. 이때, 터치에 따라서 발생하는 전위 변화량을, 실시 형태 1에서 설명한 상호 용량(Mutual) 방식 또는 실시 형태 2에서 설명한 자기 용량(Self) 방식으로 검출한다.
대략 검출을 행한 결과, 좌측의 영역에 배치되어 있는 공통 전극의 근방이 터치되어 있다고 판정된 경우, 도 21의 (B)에 도시하는 상태로 한다. 즉, 상태 신호(Status1, Status2)를 논리 값 "1", "0"으로 한다. 이에 의해, 선택 회로(TSC)는, 터치 반도체 장치(7)의 외부 단자(P1 내지 P8) 각각을, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))에 접속한다. 이렇게 접속한 상태에서, 외부 단자(P1 내지 P8)로부터 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)를 공급한다. 이 경우, 도 20에서 설명한 바와 같이, 클럭 신호가, 순차 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)가 되도록 한다. 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)의 전압이 변화함으로써, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))의 전압이 변화하여, 터치의 유무에 따라서 발생하는 전위 변화량을, 예를 들어 실시 형태 1에서 설명한 상호 용량 방식으로 검출한다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7)) 중 어느 근방이 터치되었는지를 검출하는 것이 가능하게 된다. 터치된 위치의 검출이 완료되면, 다시, 도 21의 (A)의 상태로 복귀된다. 도 21에서는, 이 2개의 상태의 천이가 화살표 A1로 나타나 있다.
또한, 대략 검출을 행한 결과, 중앙의 영역에 배치되어 있는 공통 전극의 근방이 터치되었다고 판정된 경우, 도 21의 (C)에 나타내는 상태로 한다. 즉, 상태 신호(Status1, Status2)를 논리 값 "0", "1"로 한다. 이에 의해, 선택 회로(TSC)는, 터치 반도체 장치(7)의 외부 단자(P1 내지 P8) 각각을, 공통 전극(TL(4) 내지 TL(11))에 접속한다. 이렇게 접속한 상태에서, 외부 단자(P1 내지 P8)로부터 공통 전극(TL(4) 내지 TL(11))에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)를 공급한다. 이 경우도, 구동 신호 Tsig1부터 Tsig8의 순서로, 클럭 신호가 되도록 한다. 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)의 전압이 변화함으로써, 공통 전극(TL(4) 내지 TL(11))의 전압이 변화하여, 터치의 유무에 따라서 발생하는 전위 변화량을, 예를 들어 실시 형태 1에서 설명한 상호 용량 방식으로 검출한다. 이에 의해, 공통 전극(TL(4) 내지 TL(11))의 어느 근방이 터치되었는지를 검출하는 것이 가능하게 된다. 터치된 위치의 검출이 완료되면, 다시, 도 21의 (A)의 상태로 복귀된다. 도 21에서는, 이 2개의 상태의 천이가 화살표 A2로 나타나 있다.
또한, 대략 검출을 행한 결과, 우측의 영역에 배치되어 있는 공통 전극의 근방이 터치되었다고 판정된 경우, 도 21의 (C)에 도시하는 상태로 한다. 즉, 상태 신호(Status1, Status2)를 논리 값 "1", "1"로 한다. 이에 의해, 선택 회로(TSC)는, 터치 반도체 장치(7)의 외부 단자(P1 내지 P8) 각각을, 공통 전극(TL(8) 내지 TL(15))에 접속한다. 이렇게 접속한 상태에서, 외부 단자(P1 내지 P8)로부터 공통 전극(TL(8) 내지 TL(15))에 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)를 공급한다. 이 경우도, 구동 신호 Tsig1부터 Tsig8의 순서로 클럭 신호가 되도록 한다. 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig8)의 전압이 변화함으로써, 공통 전극(TL(8) 내지 TL(15))의 전압이 변화하여, 터치의 유무에 따라서 발생하는 전위 변화량을, 예를 들어 실시 형태 1에서 설명한 상호 용량 방식으로 검출한다. 이에 의해, 공통 전극(TL(8) 내지 TL(15))의 어느 근방이 터치되었는지를 검출하는 것이 가능하게 된다. 터치된 위치의 검출이 완료되면, 다시, 도 21의 (A)의 상태로 복귀된다. 도 21에서는, 이 2개의 상태의 천이가 화살표 A3으로 나타나 있다.
또한, 도 21의 (B)에서 설명한 바와 같이 좌측의 영역 검출을 행한 후, 도 21의 (C)에서 설명한 바와 같이 중앙의 영역의 검출을 행하도록 해도 된다. 반대로, 도 21의 (C)에서 설명한 바와 같이 중앙의 영역의 검출을 행한 후, 도 21의 (B)에서 설명한 바와 같이 좌측의 영역의 검출을 행해도 된다. 이 상태의 천이는, 도 21에서는 화살표 B1로 나타내고 있다.
마찬가지로, 도 21의 (D)에서 설명한 바와 같이 우측의 영역의 검출을 행한 후, 도 21의 (C)에서 설명한 바와 같이 중앙의 영역의 검출을 행하도록 해도 된다. 반대로, 도 21의 (C)에서 설명한 바와 같이 중앙의 영역의 검출을 행한 후, 도 21의 (D)에서 설명한 바와 같이 우측의 영역의 검출을 행해도 된다. 이 상태의 천이는, 도 21에서는 화살표 B2로 나타내고 있다.
이와 같이 함으로써, 대략 검출을 행하는 상태로 복귀되지 않고, 미세한 검출을 계속해서 행하는 것이 가능하게 되고, 검출의 고속화를 도모하는 것이 가능하다. 예를 들어, 터치의 조작이, 좌측의 영역에서 중앙의 영역으로 이동하는 것이 추정되는 경우 등에 유효하다. 또한, 이와 같이, 미세한 검출간을 천이한 후에는 화살표 A1, A2 또는 A3으로 나타내고 있는 바와 같이, 도 21의 (A)가 대략 검출의 상태로 천이하도록 하면 된다.
이상 서술한 바와 같이 대략 검출은, 서로 인접해서 배치된 복수(2개)의 공통 전극에 1개의 구동 신호를 공급함으로써 행하여진다. 그 때문에, 서로 인접한 복수의 공통 전극을 1개의 공통 전극이라 간주하고, 구동 신호를 공급하여, 대략 검출을 행하고 있다고 간주할 수 있다. 또한, 바꿔 말하면, 대략 검출 시에는, 외부 단자는, 서로 인접한 복수의 공통 전극에 대하여 공통 단자라고 간주할 수 있다. 이 경우, 서로 인접한 공통 전극을 1개의 공통 전극이라 간주하기 때문에, 대략 검출이 가능하게 된다. 또한, 공통 단자이기 때문에, 터치용 반도체 장치의 외부 단자의 개수를, 공통 전극의 개수보다도 적게 하는 것이 가능하여, 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 사상의 범주에서, 당업자라면 각종 변형예 및 수정예에 상도할 수 있는 것이며, 그들 변형예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
예를 들어, 상술한 각 실시 형태에 대하여 당업자가 적절히, 구성 요소의 추가, 삭제 또는 설계 변경을 행한 것, 또는 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예를 들어, 실시 형태에서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 신호선(SL(0) 내지 SL(p))은 열방향으로 연장되고, 행 방향으로 배치되어 있는 경우를 설명했지만, 행방향 및 열방향은, 보는 시점에 따라 변화한다. 보는 시점을 바꾸어서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 신호선(SL(0) 내지 SL(p))이 행방향으로 연장되고, 열방향으로 배치되어 있는 경우도 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에서는, 자기 용량 방식의 실시 형태로 대표되는 바와 같이, 구동 신호 발생부(17)에 의해 형성된 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)가, 터치용 반도체 장치(7 또는 1600)의 외부 단자로부터 출력되어, 선택 회로(TSC) 및 레벨 시프터 & 버퍼(LB)를 통해서 공통 전극에 공급되도록 설명하였다. 또한, 상호 용량 방식의 실시 형태로 대표되는 바와 같이 구동 신호 발생부(17)에 의해 형성된 구동 신호(Tsig1 내지 Tsig4)를 선택 회로(TSC)를 통해서, 레벨 시프터 & 버퍼(LB)에 공급하여, 레벨 시프터 & 버퍼(LB)에서, 선택되는 공통 전극에 공급되는 구동 전압을 형성하도록 해도 된다. 즉, 본 발명의 터치 제어 장치는, 터치 검출 구동의 대상이 되는 공통 전극을 선택하는 선택 회로(TSC)를 통해서 터치 검출 구동 전극에 직접적 또는 간접적으로 구동 전압을 공급할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 터치 제어 장치로부터 제어되는 선택 회로(TSC)를 통해서, 선택 회로(TSC)에 의해 선택되는 터치 검출 모드에서 선택되는 터치 검출 구동 전극에, 터치 제어 장치로부터 구동 신호가 직접적 또는 간접적으로 출력된다.
이들을 터치 제어 장치로부터 얻어지는 터치 검출 결과와 연동시킴으로써 터치 검출 속도의 향상, 터치 검출 정밀도의 유지, 구동 전력의 저감, 프레임 영역의 레이아웃 스페이스의 저감을 실현할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 예로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 터치 검출 기능을 구비한 OLED 표시 장치에도 적용하는 것이 가능하다.
1 : 터치 기능을 구비한 액정 표시 장치
2 : 액정 패널 5 : 표시 제어 장치
6 : 신호선 셀렉터 7, 1600 : 터치용 반도체 장치
8 : 게이트 드라이버 10 : 구동 회로
11 : 신호선 드라이버 12 : 구동 전극 드라이버
17 : 구동 신호 발생부 18 : 구동 영역 지정부
20 : 디코더 회로 506 : 드라이버용 반도체 장치
SPix : 액정 표시 소자 TL(0) 내지 TL(p) : 공통 전극
SL(0) 내지 SL(p) : 신호선 RL(0) 내지 RL(p) : 검출 전극
TxP1 내지 TxP4, StP1, StP2 : 외부 단자
TSC : 선택 회로 LB : 레벨 시프트 & 버퍼
Tsig1 내지 Tsig4 : 구동 신호 Status1, Status2 : 상태 신호
TSW1 내지 TSW4 : 구동 스위치 신호

Claims (16)

  1. 표시 장치로서,
    행렬 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖는 화소 배열과,
    상기 화소 배열의 각 행에 배치되고, 대응하는 행에 배치된 복수의 화소에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선과,
    상기 화소 배열의 각 열에 배치되고, 대응하는 열에 배치된 복수의 화소에, 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과,
    상기 화소 배열의 열에 배치되고, 터치를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 터치 검출 구동 전극과,
    상기 구동 신호를, 상기 터치 검출 구동 전극에 공급하기 위한 복수의 구동 단자를 구비한 반도체 장치
    를 구비하고,
    상기 반도체 장치의 상기 복수의 구동 단자의 수가, 상기 화소 배열에 배치된 상기 복수의 터치 검출 구동 전극의 수보다도 적고,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극은, 상기 복수의 신호선을 따라 연장되고, 상기 화소 배열의 외측까지 연장되고,
    상기 표시 장치는, 상기 복수의 구동 단자와 상기 화소 배열에 배치된 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에 결합된 제1 선택 회로를 구비하고, 상기 반도체 장치는 상기 제1 선택 회로를 통해서 상기 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급하고,
    상기 터치 검출 구동 전극은, 화소 전극이 형성된 기판과 동일한 기판 상에 형성되고, 상기 제1 선택 회로는 상기 기판의 짧은 변을 따른 프레임 영역에 형성되어 있고, 또한 상기 터치 검출 구동 전극이 영상 표시용의 공통 전극으로서도 겸용되는, 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 선택 회로는, 상기 복수의 구동 단자의 수보다도 많은 수의 터치 검출 구동 전극에, 상기 구동 신호를 공급하고, 상기 구동 신호의 공급에 기초한 터치의 검출에 따라, 상기 구동 단자의 수에 대응한 수의 터치 검출 구동 전극에 상기 구동 신호를 공급하는, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반도체 장치는, 상기 구동 신호의 공급에 기초한 터치의 검출에 의해, 터치된 위치를 포함하는 영역에 배치된, 상기 구동 단자의 수에 대응한 수의 터치 검출 구동 전극에, 상기 구동 신호가 공급되도록 상기 제1 선택 회로를 제어하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 복수의 구동 단자에 접속되는 복수의 신호 배선을 구비하고,
    상기 제1 선택 회로는, 상기 복수의 신호 배선 각각과, 하나의 터치 검출 구동 전극과의 사이에 접속되고, 상기 반도체 장치에 의해 제어되는 복수의 단위 선택 회로를 구비하는, 표시 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극 각각에는, 상기 구동 신호가 공급됨으로써, 터치의 유무에 따른 검출 신호가 발생하고,
    상기 반도체 장치는, 상기 검출 신호를 수신하는 복수의 검출 단자를 구비하고, 상기 복수의 검출 단자의 수는, 상기 화소 배열에 배치되는 상기 복수의 터치 검출 구동 전극의 수보다도 적은, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 복수의 검출 단자와 상기 화소 배열에 배치된 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에 결합된 제2 선택 회로를 구비하고, 상기 제2 선택 회로는, 복수의 터치 검출 구동 전극에 발생한 검출 신호를, 상기 복수의 검출 단자 중 하나의 검출 단자에 공급하는, 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 구동 단자 각각과 상기 복수의 검출 단자 각각은, 동일한 공통 단자이며, 시분할적으로, 상기 공통 단자는 상기 구동 단자 및 상기 검출 단자로서 기능하는, 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 각각 열방향으로 연장되고, 행방향으로 배치된 복수의 터치 검출 구동 전극을 구비하고, 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급함으로써, 구동 신호가 공급되는 터치 검출 구동 전극의 근방의 영역이 터치되었는지 여부를 나타내는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 검출하는 터치 검출 방법으로서,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호를 공급함으로써 생성되는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 포함하여, 해당 영역보다도 큰 제1 영역을 검출하는 제1 검출 공정과,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극 중, 제1 검출 공정에서 검출된 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에, 구동 신호를 공급함으로써 생성되는 검출 신호에 기초하여, 터치되어 있는 영역을 검출하는 제2 검출 공정
    을 구비하고,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극은, 복수의 신호선을 따라 연장되고, 화소 배열의 외측까지 연장되고,
    표시 장치는, 복수의 구동 단자와 상기 화소 배열에 배치된 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에 결합된 제1 선택 회로를 구비하고, 반도체 장치는 상기 제1 선택 회로를 통해서 상기 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급하고,
    상기 터치 검출 구동 전극은, 화소 전극이 형성된 기판과 동일한 기판 상에 형성되고, 상기 제1 선택 회로는 상기 기판의 짧은 변을 따른 프레임 영역에 형성되어 있고, 또한 상기 터치 검출 구동 전극이 영상 표시용의 공통 전극으로서도 겸용되는, 터치 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 검출 공정에서는, 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극에 대하여 공통의 구동 신호가 공급되고, 상기 제2 검출 공정에서는, 상기 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 각각에, 각각 별도의 구동 신호가 공급되는, 터치 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    각각, 상기 구동 신호를 출력하는 복수의 구동 단자를 갖는 반도체 장치를 구비하고,
    상기 제1 검출 공정에서는, 상기 복수의 구동 단자 중 하나의 구동 단자로부터의 구동 신호가, 공통의 구동 신호로서, 상기 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극에 공급되고,
    상기 제2 검출 공정에서는, 상기 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 중 하나의 터치 검출 구동 전극에, 상기 하나의 구동 단자로부터의 구동 신호가 공급되고, 상기 복수의 구동 단자 중 다른 구동 단자로부터의 구동 신호가, 상기 서로 인접하는 복수의 터치 검출 구동 전극 중 다른 터치 검출 구동 전극에 공급되는, 터치 검출 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극 각각과 교차하도록, 각각 행방향으로 연장되고, 열방향으로 배치된 복수의 검출 전극을 구비하고,
    상기 제1 검출 공정 및 상기 제2 검출 공정 각각은, 상기 복수의 검출 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 상기 검출 신호를 형성하는 공정을 구비하는, 터치 검출 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 검출 공정은, 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급한 후, 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 상기 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하고,
    상기 제2 검출 공정은, 상기 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호가 공급된 후, 상기 제1 영역에 배치되는 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 상기 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하는, 터치 검출 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극 각각과 교차하도록, 각각 행방향으로 연장되고, 열방향으로 배치된 복수의 검출 전극을 구비하고,
    상기 제1 검출 공정은, 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에 구동 신호를 공급한 후, 상기 복수의 터치 검출 구동 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 상기 검출 신호를 생성하는 공정을 구비하고,
    상기 제2 검출 공정은, 상기 복수의 검출 전극에서의 신호의 변화를 검출하여, 상기 검출 신호를 형성하는 공정을 구비하는, 터치 검출 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 터치 검출 구동 전극은, 각각 열방향으로 연장되고, 행방향으로 서로 인접한 복수의 터치 검출 구동 전극을 갖는 복수의 영역으로 나뉘어지고,
    복수의 영역에서, 서로 인접하는 영역간에서는 서로 겹치는 겹침 영역을 갖고, 상기 겹침 영역에는, 적어도 1개의 터치 검출 구동 전극이 포함되고,
    상기 제1 검출 공정에서, 복수의 영역에서의 하나의 영역이, 상기 제1 영역으로서 검출되는, 터치 검출 방법.
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