KR101827076B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR101827076B1
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히로시 미즈하시
마꼬또 하야시
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

프레임의 증가를 억제하면서, 터치 검출의 특성이 악화되는 것을 방지하는 것이 가능한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 제공한다. 액정 표시 장치는, 행렬 형상으로 배치된 액정 표시 소자를 갖는 액정 소자 배열과, 액정 소자 배열의 행에 배치되고, 대응하는 행의 액정 표시 소자에 주사 신호를 공급하는 주사선과, 액정 소자 배열의 열에 배치되고, 대응하는 열의 액정 표시 소자에, 화상 신호를 공급하는 신호선과, 액정 소자 배열에 배치되고, 외부 근접 물체를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 구동 전극과, 제1 전압의 제1 전압 배선과, 제2 전압의 제2 전압 배선과, 제3 전압의 제3 전압 배선을 구비하고, 외부 근접 물체의 검출 기간에, 복수의 구동 전극 중, 선택되는 구동 전극은, 제1 전압 배선 및 제2 전압 배선과 교대로 접속되고, 비선택이 되는 구동 전극은, 제3 전압 배선에 접속된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치에 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 상에 장착 또는 일체화된다. 이와 같이, 터치 패널이 표시 장치 상에 장착 또는 일체화된 액정 표시 장치, 즉 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치는, 표시 장치에 각종 버튼 화상 등을 표시시켜, 외부 물체가 버튼 화상에 근접한 것을 터치 패널에서 검출한다. 이에 의해, 터치 패널을 통상의 기계식 버튼의 대신으로서, 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 등에서도 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 1에는, 정전 용량식의 터치 검출 장치가 기재되어 있다.
또한, 액정 표시 장치에 있어서는, 점점 표시면의 대형화, 고정밀화가 요구되고 있으며, 이에 맞춰서, 터치 패널에는 대형화, 고정밀화가 요구되고 있다. 또한, 액정 표시 장치의 대형화를 억제하면서, 표시면의 대형화를 도모하기 위해서, 프레임폭 협소화가 요구되고 있다. 즉, 액정 표시 장치의 표시면을 둘러싸는 프레임을 좁게 하는 것이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 제2012-230657호 공보
정전 용량식의 터치 검출 장치에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 구동 전극과 검출 전극이 교차하는 교차 부분에 있어서의 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, 복수의 구동 전극은, 열 방향으로 순차 배치되고, 복수의 검출 전극은, 복수의 구동 전극과 교차하도록, 행 방향으로 순차 배치된다.
터치 패널의 대형화, 고정밀화를 도모하기 위해서는, 구동 신호에 의해 발생시키는 구동 전극의 전압 변화의 고속화를 도모하는 것이 바람직하다. 한편, 구동 신호를 형성하는 회로는, 프레임에 상당하는 영역에 형성된다. 프레임의 증가를 억제하면서, 구동 전극의 전압 변화를 고속화하려고 하면, 터치 검출에 관한 특성의 악화가 우려된다.
본 발명의 목적은, 프레임의 증가를 억제하고, 터치 검출의 특성을 향상시키는 것이 가능한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 액정 표시 장치는, 행렬 형상으로 배치된 복수의 액정 표시 소자를 갖는 액정 소자 배열과, 액정 소자 배열의 각 행에 배치되고, 대응하는 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선과, 액정 소자 배열의 각 열에 배치되고, 대응하는 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자에, 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과, 액정 소자 배열에 배치되고, 외부 근접 물체를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 구동 전극과, 제1 전압을 공급하는 제1 전압 배선과, 제1 전압과는 상이한 제2 전압을 공급하는 제2 전압 배선과, 제1 전압 배선 및 상기 제2 전압 배선과는 상이한 전압 배선이며, 제3 전압을 공급하는 제3 전압 배선을 구비하고, 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 복수의 구동 전극 중, 선택되는 구동 전극은, 제1 전압 배선 및 제2 전압 배선과 교대로 전기적으로 접속됨으로써 구동 신호가 공급되고, 복수의 구동 전극 중 비선택이 되는 구동 전극은, 제3 전압 배선과 전기적으로 접속되는 것이다.
또한, 다른 일 형태에 관한 액정 표시 장치는, 행렬 형상으로 배치된 복수의 액정 표시 소자를 갖는 액정 소자 배열과, 액정 소자 배열에 배치되고, 외부 근접 물체를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 구동 전극과, 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 전압을 공급하는 전압 배선과, 복수의 구동 전극 각각에 대응한 복수의 구동 신호를 형성하는 구동 신호 형성 회로와, 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 복수의 구동 신호에 기초하여, 복수의 구동 전극 중, 선택되는 구동 전극을 판정하고, 선택되는 구동 전극으로 판정된 구동 전극에, 구동 신호 형성 회로에 의해 형성된 구동 신호를 공급하고, 비선택으로 판정된 구동 전극을, 전압 배선에 전기적으로 접속하는 판정 회로를 구비하는 것이다.
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 설명도이다.
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 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 실장한 모듈의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 액정 소자 배열의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 7은 실시 형태 1에 관한 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 실시 형태 1에 관한 구동 전극 드라이버의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 9의 (A) 내지 (G)는 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치의 파형 도이다.
도 10은 실시 형태 2에 관한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 11의 (A) 내지 (C)는 정전 용량형 터치 검출(자기 용량 방식)의 기본 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는 실시 형태 3에 관한 터치용 반도체 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 13은 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 회로도이다.
도 14의 (A) 내지 (H)는 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치의 파형 도이다.
도 15는 실시 형태 4에 관한 액정 표시 장치의 주요부 구성을 도시하는 회로도이다.
도 16의 (A) 및 (B)는 공통 전극의 배치를 모식적으로 도시하는 도이다.
도 17의 (A) 및 (B)는 공통 전극의 배치를 모식적으로 도시하는 도이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 본 발명자들의 검토를 설명하기 위한 설명도이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 본 발명자들의 검토를 설명하기 위한 설명도이다.
도 20의 (A) 및 (B)는 본 발명자들의 검토를 설명하기 위한 설명도이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 본 발명자들의 검토를 설명하기 위한 설명도이다.
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.
도면을 참조하여, 구체적으로 실시 형태를 설명하기 전에, 본 발명에 앞서, 본 발명자들이 검토한 사항을 설명한다. 정전 용량형의 터치 검출 방식으로서는, 복수의 방식이 존재한다. 여기에서는, 터치 검출 방식으로서, 나중에 설명하는 실시 형태에서 채용되고 있는 상호 용량 방식을 예로 해서, 검토한 사항의 설명을 행한다. 또한, 본 명세서에서는, 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. 구체적으로는, 터치 검출 장치에 포함되는 구동 전극이, 액정을 구동하는 구동 전극으로서도 사용되고 있는 경우를 설명한다. 구동 전극이, 터치 검출용의 구동 전극 및 액정 표시용의 구동 전극으로서 공용되므로, 이하의 설명에서는, 구동 전극을 공통 전극이라 칭하는 경우도 있다.
<정전 용량형 터치 검출(상호 용량 방식)의 기본 원리>
우선, 상호 용량 방식의 기본 원리를 설명한다. 도 2의 (A) 내지 (C)는 실시 형태에서 채용되고 있는 정전 용량 방식의 터치 검출의 기본 원리를 도시하는 모식도이다. 도 2의 (A)에서, TL(0) 내지 TL(p) 각각은, 액정 패널에 설치된 공통 전극이며, RL(0) 내지 RL(p) 각각은, 터치 검출 패널부에 설치된 검출 전극이다. 도 2의 (A)에서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각은, 열 방향으로 연장되고, 행 방향으로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 각각은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 교차하도록, 행 방향으로 연장되고, 열 방향으로 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 R(p))은 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 상방에 형성되어 있다.
도 2의 (A)에서, 12-0 내지 12-p 각각은, 단위 구동 전극 드라이버를 모식적으로 도시하고 있다. 동도에서는, 단위 구동 전극 드라이버(12-0 내지 12-p)로부터, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))가 출력되고 있다. 또한, 13-0 내지 13-p 각각은, 단위 증폭부를 모식적으로 도시하고 있다. 도 2의 (A)에서, 실선의 ○로 둘러싼 펄스 신호는, 구동 신호(Tx(i))의 파형을 나타내고 있다. 외부 물체로서, 동도에서는, 손가락을 FG로서 나타내고 있다.
도 2의 예에서는, 공통 전극(TL(2))에, 단위 구동 전극 드라이버(12-2)로부터 구동 신호(Tx(2))로서, 펄스 신호가 공급되고 있다. 공통 전극(TL(2))에 펄스 신호인 구동 신호(Tx(2))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 패널의 공통 전극(TL(2))에 근접하고 있는 위치를 터치하고 있으면, 손가락(FG)과 공통 전극(TL(2))의 사이에서도 전계가 발생하여, 공통 전극(TL(2))과 검출 전극(RL(n))의 사이에서 발생하고 있는 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(Tx(2))의 공급에 응답해서 발생하는 전하량은, 손가락(FG)이 터치하고 있을 때는, 터치하고 있지 않을 때에 비해ΔQ만큼 감소한다. 전하량의 차는, 전압의 차로서 검출 신호(Rx(n))로 표시되고, 단위 증폭부(13-n)에 공급되어 증폭된다.
또한, 도 2의 (C)에서, 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 전하량을 나타내고 있다. 구동 신호(Tx(2))의 상승에 응답하여, 전하량은 증가(동도에서, 상측으로 증가)하고, 구동 신호(Tx(2))의 전압의 하강에 응답하여, 전하량은 증가(동도에서, 하측으로 증가)한다. 이때, 손가락(FG)의 터치의 유무에 의해, 증가하는 전하량이 바뀐다. 또한, 이 도면에서는, 전하량이, 상측으로 증가한 후, 하측으로 증가하기 전에, 리셋이 행하여지고 있고, 마찬가지로, 전하량이 하측으로 증가한 후, 상측으로 증가하기 전에, 전하량의 리셋이 행하여지고 있다. 이와 같이 하여, 리셋된 전하량을 기준으로 하여, 상하로 전하량이 변화한다.
공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))를 순차 공급함으로써, 구동 신호(Tx(i))를 공급한 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. 전하량에 차(ΔQ)가 발생하고 있는 시각에 있어서, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p)) 각각을 샘플링하고, 아날로그/디지털 변환 회로(이하, A/D 변환 회로라고 함)를 사용하여 디지털 신호로 변환한다. A/D 변환 회로에 의해 변환된 디지털 신호를 신호 처리함으로써, 터치된 위치의 좌표를 추출한다.
<본 발명자들의 검토 사항>
<<공통 전극의 배치, 구동 방법>>
나중에 설명하지만, 액정 패널은, 행렬 형상으로 배치된 복수의 액정 표시 소자와, 액정 표시 소자에 표시되는 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선을 구비하고 있다. 이 신호선과 공통 전극과의 배치 방법에 의해, 2종류의 배치 방법을 생각할 수 있다. 즉, 신호선과 공통 전극이 교차하도록 배치하는 방법(이하, 가로 COM 배치라고도 함)과, 신호선과 공통 전극을 평행하게 배치하는 방법(이하, 세로 COM 배치라고 함)을 생각할 수 있다. 도 16은, 가로 COM 배치의 예를 모식적으로 도시하고 있고, 도 17은, 세로 COM 배치의 예를 모식적으로 도시하고 있다. 도 16 및 도 17을 이용하여, 가로 COM 배치 및 세로 COM 배치를 설명하면 다음과 같이 된다.
도 16의 (A) 및 (B)에서, 2는 액정 패널을 나타내고, TL(0) 내지 TL(11)은 공통 전극을 나타내고, RL(0) 내지 RL(3)은 검출 전극을 나타내고 있다. 동도에서는 나타내지 않고 있지만, 신호선은, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(3))과 평행하게 배치되어 있다. 즉, 신호선은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(11))과 교차하도록 배치되어 있다. 또한, 도 16의 (A) 및 (B)에서, 13-0 내지 13-3은, 단위 증폭부를 나타내고 있다.
도 17의 (A) 및 (B)에서도, 2는 액정 패널을 나타내고 있고, TL(0) 내지 TL(7)은 공통 전극을 나타내고, RL(0) 내지 RL(3)은 검출 전극을 나타내고 있다. 이 경우, 신호선(도시하지 않음)은 공통 전극(TL(0) 내지 TL(7))과 평행하게 배치되어 있다. 동도에서도, 13-0 내지 13-3은, 단위 증폭부를 나타내고 있다.
또한, 액정 패널에 있어서는, 표시를 행하는 기간(이하, 표시 기간이라고 함)과, 터치 또는 외부 근접 물체를 검출하는 기간(이하, 터치 검출 기간이라고 함)이 시간적으로 겹치지 않도록 제어된다. 공통 전극에 주목해서 설명하면, 공통 전극에는, 표시 기간에 있어서는, 표시용의 구동 신호가 공급되고, 터치 검출 기간에 있어서는, 터치 검출용의 구동 신호가 공급되게 된다.
터치 검출 기간에 있어서는, 복수의 공통 전극으로부터, 터치를 검출하는 위치에 배치된 공통 전극을 선택하고, 선택된 공통 전극의 전압을, 도 2에서 설명한 바와 같이, 구동 신호에 기초해서 변화시킨다. 터치 검출 기간에 있어서, 구동 신호에 기초하여 그 전압을 변화시키는 공통 전극을, 본 명세서에서는, 선택 공통 전극이라고도 칭한다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서, 터치를 검출하지 않는 위치에 배치된 공통 전극은, 비선택으로 된다. 바꿔 말하면, 비선택의 공통 전극(이하, 비선택 공통 전극이라고도 함)은 터치 검출 기간에서는, 그 전압이 변화하지 않는다.
터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극의 전압을 구동 신호에 기초해서 변화시키는 구동 방법으로서도, 2종류의 구동 방법을 생각할 수 있다. 즉, 공통 전극마다 스위치를 준비하고, 선택 공통 전극에 설치된 스위치를 구동 신호에 의해 스위치 제어하여, 스위치를 통해서, 선택 공통 전극에 하이 레벨의 전압과 로우 레벨의 전압을 선택적으로 공급하는 구동 방법(이하, DC 구동이라고도 함)과, 구동 신호를 선택 공통 전극에 인가하여, 구동 신호의 전압에 의해 선택 공통 전극을 직접 충방전함으로써 변화시키는 구동 방법(이하, AC 구동이라고도 함)을 생각할 수 있다. 도 16의 (A) 및 도 17의 (A)에는, DC 구동의 예가 나타나 있고, 도 16의 (B) 및 도 17의 (B)에는, AC 구동의 예가 나타나 있다. 이어서, DC 구동과 AC 구동에 대해서, 도 16 및 도 17을 이용하여 설명한다. DC 구동의 경우, 구동 신호에 의해, 스위치를 선택적으로 온/오프함으로써, 선택 공통 전극의 전압을 변화시킨다. 그 때문에, 이하의 설명에서는, DC 구동에 있어서, 스위치를 온/오프시키는 구동 신호는, 선택 신호라고도 칭한다.
도 16의 (A)에서는, 공통 전극(TL(1))이 선택 공통 전극으로서 지정되고, 나머지 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 17의 (A)에서는, 공통 전극(TL(6))이 선택 공통 전극으로서 지정되고, 나머지 공통 전극(TL(0) 내지 TL(5), TL(7))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 상태를 나타내고 있다.
도 16의 (A)에서, Ln-TPH는, 하이 레벨의 전압(TPH)을 공급하는 전압 배선을 나타내고 있고, Ln-VCOMDC1 및 Ln-VCOMDC2는, 로우 레벨의 전압(VCOMDC)을 공급하는 전압 배선을 나타내고 있다. 공통 전극(TL(0) 내지 TL(11)) 각각에 대응한 스위치(SE)가, 전압 배선(Ln-TPH와 Ln-VCOMDC1)과의 사이에 접속되어 있다. 도 16의 (A)에서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(11)) 각각에 대응한 스위치(SE) 중, 공통 전극(TL(1))에 대응하는 스위치(SE)에 대해서만 구성을 명시하고, 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))에 대응하는 스위치(SE)는 그 구성을 생략해서 기재되어 있다. 명시한 스위치(SE)를 예로 해서 설명하면, 스위치(SE)는, 스위치(S11)의 한쪽의 단자와 스위치(SE12')의 한쪽의 단자가 접속되고, 스위치(SE11)의 타단부가 전압 배선(Ln-TPH)에 접속되고, 스위치(SE12')의 타단부가 전압 배선(Ln-VCOMDC1)에 접속되어 있다. 스위치(S11)와 스위치(S12')의 접속부는 대응하는 공통 전극(TL(1))에 접속되어 있다. 스위치(SE11과 SE12')는, 구동 신호(선택 신호)(Tx(1))에 의해, 상보적으로 온/오프하도록 제어된다. 이에 의해, 선택 공통 전극(TL(1))은, 스위치(SE11 또는 SE12')를 통해서, 전압 배선(Ln-TPH) 또는 전압 배선(Ln-VCOMDC1)에 접속되게 된다. 그 결과로서, 구동 신호(Tx(1))의 전압 변화에 따라, 선택 공통 전극인 공통 전극(TL(1))은, 전압 배선(Ln-TPH)에 있어서의 전압(TPH) 또는 전압 배선(Ln-VCOMDC1)에 있어서의 전압(VCOMDC)에 의해 충전 또는 방전되어, 그 전압이 변화한다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 비선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11)) 각각에 대해서는, 각각에 대응하는 스위치(SE12)가 온 상태로 되도록 제어된다. 이때, 공통 전극(TL(1))에 대응하는 스위치(SE12)는 오프되어 있다. 이에 의해, 비선택 공통 전극인 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11)) 각각은, 전압 배선(VCOMDC2)에 접속된다.
도 17의 (A)에 나타낸 세로 COM 배열에 있어서도, 도 16의 (A)와 마찬가지로, 선택 공통 전극인 공통 전극(TL(6))은 대응하는 스위치(SE)를 통해서, 전압 배선(Ln-TPH 또는 Ln-VCOMDC1)에 접속되어, 전압 배선(Ln-TPH 또는 Ln-VCOMDC1)으로부터 충전 또는 방전된다. 또한, 비선택 공통 전극(TL(0) 내지 TL(5), TL(7))은 전압 배선(Ln-VCOMDC2)에 접속된다.
이어서, AC 구동에 대해서, 도 16의 (B) 및 도 17의 (B)를 참조하여 설명한다. AC 구동에 있어서는, 구동 신호(Tx)가, 선택 공통 전극(도 16의 (B)에서는 공통 전극(TL(1)))에 직접 공급된다. 이때, 비선택 공통 전극인 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))은 스위치(SE13)를 통해서 전압 배선(VCOM)에 접속된다. 이 경우, 선택 공통 전극(공통 전극(TL(1)))은 구동 신호(Tx)에 의해 충전 또는 방전됨으로써, 그 전압이 변화하게 된다. 도 17의 (B)에 나타낸 세로 COM 배열에 있어서도 마찬가지이다.
도 16의 (A) 및 (B)에는, 구동 신호(Tx(1)) 및 구동 신호(Tx)에 기초한 선택 공통 전극에 있어서의 전압의 변화와, 이 선택 공통 전극에 있어서의 전압 변화에 의해 발생하는 비선택 공통 전극에 있어서의 전압의 변화가, 각각의 공통 전극에 모식적으로 도시되어 있다.
각 공통 전극(TL(0) 내지 TL(11) 또는 TL(0) 내지 TL(7)) 사이에는 기생 용량이 존재한다. 또한, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(11) 또는 TL(0) 내지 TL(7))과, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(3))과의 사이에도 기생 용량이 존재한다. 그 때문에, 선택 공통 전극(공통 전극(TL(1) 또는 TL(6))에 있어서의 전압이 변화하면, 이 전압 변화가, 기생 용량을 통해서 비선택 공통 전극에 전달되어, 비선택 공통 전극에 있어서도 전압이 변화한다. 비선택 공통 전극은, 스위치(SE12 또는 SE13)를 통해서, 전압 배선(Ln-VCOMDC2 또는 VCOM)에 접속되어 있기 때문에, 기생 용량에 의해 전압이 상승 또는 하강한 뒤, 로우 레벨의 전압(VCOMDC)을 향해서 변화하게 된다.
<<공통 전극 및 검출 전극의 상승 시간 및 하강 시간>>
본 발명자들은, 도 16에 나타낸 가로 COM 배치의 액정 패널과 도 17에 나타낸 세로 COM 배치의 액정 패널에 있어서, 공통 전극의 전압을 변화시키고 나서, 그 공통 전극의 전압이 소정 전압으로 될 때까지의 시간과, 검출 전극의 전압이 소정의 전압으로 될 때까지의 시간을 조사하였다. 여기에서는, 도 16의 (A) 및 도 16의 (B)에 나타낸 가로 COM 배치의 액정 패널에서의 결과를 나타낸다. 도 18의 (A)는 가로 COM 배치의 액정 패널이 실장된 모듈의 구성을 나타내고 있다. 도 18의 (A)에서, 300은, TFT 기판이며, TL(0) 내지 TL(6)은 공통 전극이며, RL(0) 내지 RL(p)은 검출 전극이며, 13-n은, 검출 전극(RL(n))에 접속된 단위 증폭부를 나타내고 있다.
도 19 의 (A) 및 (B)는 도 18의 (A)에 나타낸 모듈에 있어서, 공통 전극, 예를 들어 공통 전극(TL(0))을 선택 공통 전극으로 하고, 그 일단부(na)의 전압을, (1) DC 구동, (2) AC 구동 및 (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅으로 변화시킨 경우의 선택 공통 전극에 있어서의 전압의 변화의 시간 및 검출 전극에 있어서의 전압의 변화의 시간을 도시하는 도면이다. 여기서, (1) DC 구동은, 도 16 및 도 17에서 설명한 DC 구동에 있어서, 전압 배선(Ln-VCOMDC1과 Ln-VCOMDC2)이 도시하지 않은 공통의 배선(Ln-VCOMDC)을 포함하고 있다. (2) AC 구동은, 도 16 및 도 17에서 설명한 DC 구동 및 AC 구동이다. 또한, (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅은, 도 16의 (A) 및 도 17의 (A)에서 설명한 DC 구동에 있어서, 전압 배선(Ln-VCOMDC1과 Ln-VCOMDC2)이 도시하지 않은 공통의 DC 배선(Ln-VCOMDC)을 포함하고 있고, 비선택 공통 전극(도 16의 (A)에서는, 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11)))에 대응한 스위치(SE12)를 오프 상태로 해서 전기적으로 절연(플로팅)해 두는 것을 의미하고 있다. 즉, 비선택 공통 전극을 플로팅 상태에서, 선택 공통 전극을 전압 배선(Ln-TPH) 또는 전압 배선(Ln-VCOMDC)에 접속하도록 한 상태이다.
도 19의 (A)에서, 종축은, 시간을 나타내고 있고, 횡축은, 공통 전극의 구동 방법을 나타내고 있다. 즉, 횡축에 있어서의 (2)는, 도 16의 (B)에서 설명한 AC 구동에 의해 구동한 경우를 나타내고, (1)은, 도 16의 (A)에서 설명한 DC 구동에 의해 구동한 경우를 나타내고 있다. 또한, 횡축에 있어서의 (3)은, 비선택 공통 전극을 플로팅으로 한 상태에서, 선택 공통 전극을 DC 구동한 경우를 나타내고 있다. (1) 내지 (3)의 구동 방법에 의해, 선택 공통 전극(공통 전극(TL(0)))의 일단부(na)에 있어서의 전압을 상승시켰을 때, 이 일단부(na)로부터 가장 떨어진 타단부(nb)에 있어서의 전압이 소정의 전압값까지 상승되는 시간이, 도 19의 (A)에서는, 시간(Tr)으로 나타나 있다. 마찬가지로, 일단부(na)에 있어서의 전압을 하강시켰을 때, 가장 떨어진 타단부(nb)에 있어서의 전압이 소정의 전압값까지 하강하는 시간이, 시간(Tf)으로서 나타나 있다. 이 도 19의 (A)로부터, 소정의 전압값까지 변화하는 시간은, (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅, (1) DC 구동, (2) AC 구동의 순서대로 빨라지는 것을 알 수 있다.
도 19의 (B)도, 종축 및 횡축은 도 19의 (A)와 동일하다. 단, 도 19의 (B)에서는, 선택 공통 전극(TL(0))의 일단부(na)에 있어서의 전압을, (1) 내지 (3)의 구동 방법으로 변화시키고 나서, 검출 전극에 있어서, 선택 공통 전극(TL(0))으로부터 가장 떨어진 위치에서의 전압이 소정의 전압값으로 될 때까지의 시간을 나타내고 있다. 도 18의 (A)에서는, 공통 전극(TL(0))이 선택 공통 전극이기 때문에, 검출 전극(RL(n))의 단부에 접속된 단위 증폭부(13-n)의 출력이 소정의 전압에 도달할 때까지의 시간을 측정하고 있다. 도 19의 (B)에서도, 선택 전극(TL(0))의 일단부(na)의 전압을 상승시켰을 때, 단위 증폭부(13-n)의 출력이 소정의 전압값으로 상승될 때까지의 시간으로, Tr로서 나타내어져 있고, 일단부(na)의 전압을 하강시켰을 때, 단위 증폭부(13-n)의 출력이 소정의 전압값으로 될 때까지의 시간을 Tf로서 나타내고 있다.
도 19의 (B)를 본 경우, (1) DC 구동일 때, 검출 전극에 있어서의 전압이 소정 값으로 될 때까지의 시간은, (1) DC 구동의 상승 시에 길어지고 있다. 또한, 검출 전극에 있어서의 전압이 소정의 전압값으로 될 때까지의 시간은, (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅, (1) AC 구동의 순서대로 빨라지는 것을 알 수 있다.
도 18의 (B)는, 도 18의 (A)에 나타낸 공통 전극(TL(0)) 상에 측정 전극을 배치하고, 그 측정 전극에 있어서의 전압 변화를 도시한 도면이다. 이 경우, 측정 전극은, 공통 전극 및 검출 전극과는 전기적으로 분리되도록 하고, 소정의 바이어스 전압이 인가되어 있다. 도 18의 (B)에는, 공통 전극(TL(0))을 선택 공통 전극으로 해서, 상기한 (1) 내지 (3)의 구동 방법으로, 이 공통 전극(TL(0))의 전압을 변화시켰을 때의, 측정 전극의 전압 변화가 도시되어 있다. 도 18의 (B)에서, 종축은 측정 전극의 전압을 나타내고 있고, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 동도에서, (1)은 DC 구동에 의해 공통 전극(TL(0) 내지 TL(6))을 구동했을 때의 전압 변화를 나타내고 있고, (2)는 AC 구동에 의해 공통 전극(TL(0) 내지 TL(6))을 구동했을 때의 전압 변화를 나타내고 있고, (3)은 DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅에 의해 공통 전극(TL(0) 내지 TL(6))을 구동했을 때의 전압 파형을 나타내고 있다. 또한, 측정 전극에는, 소정의 바이어스 전압이 인가되어 있기 때문에, 각각의 전압 파형은, 0V를 포함해서 상하로 변화하고 있다.
도 18의 (B)에서도, (1) DC 구동의 경우, 전압 파형의 상승이 느려지고 있는 것을 알 수 있다.
가로 COM 배치의 경우를 설명했지만, 세로 COM 배치의 경우도 마찬가지의 결과가 되었다.
본 발명자들은, (1) DC 구동에 있어서, 도 19의 (B)에 도시한 바와 같이, 검출 전극의 전압의 상승 시간이 길어지는 것과, 도 18의 (B)에 나타낸 (1) DC 구동 시의 전압 상승이 느려지는 이유로서, 비선택 공통 전극과 선택 공통 전극이 동일한 전압 배선(Ln-VCOMDC)에 접속되는 것에 의한 것이라고 생각하였다. 즉, 도 16의 (A)를 예로 해서 설명하면, (1) DC 구동에 있어서, 도 16의 (A)에 나타낸 스위치(SE11, SE12, SE12')는, 예를 들어 전계 효과형 트랜지스터(이하, MOSFET라고도 함)를 포함한다. 공통 전극간에는 기생 용량이 존재하기 때문에, 선택 공통 전극의 전압을 상승시키면, 기생 용량에 의해 비선택 공통 전극의 전압도 상승한다. 비선택 공통 전극에 있어서의 전압의 상승을 내리도록, 비선택 공통 전극으로부터 전압 배선(Ln-VCOMDC)에 전류가 흐르기 때문에, 이 전압 배선(Ln-VCOMDC)의 전압이 변동하게 된다. 전압 배선(Ln-VCOMDC)의 전압이 변동됨으로써, 스위치(SE11)를 구성하는 MOSFET의 게이트·소스간의 전위차가 저하되기 때문에, 이 MOSFET를 흐르는 드레인 전류가 감소하여, 선택 공통 전극의 상승이 느려지는 것이라고 생각한다.
또한, (1) DC 구동에 있어서는, 비선택 공통 전극에 접속되는 전압 배선(Ln-VCOMDC)과 선택 공통 전극에 접속되는 전압 배선(Ln-VCOMDC)이, 동일한 전압 배선이기 때문에, 터치 검출 기간에 있어서는, 전압 배선(Ln-VCOMDC)에, 비선택 공통 전극의 기생 용량도 접속되게 된다. 그 때문에, 스위치(SE)를 구성하는 스위치(SE12)를 온으로 해서, 선택 공통 전극인 공통 전극(TL(1))의 전압을 로우 레벨의 전압(VCOMDC)측으로 변화시키는 속도가 느려진다. 바꿔 말하면, 스위치(SE12)를 통해서, 선택 공통 전극(TL(1))을 로우 레벨의 전압(VCOMDC)에 충전하는데 시간이 걸리고, 선택 공통 전극의 전압 변화가 느려진다.
본 발명자들은, 또한, 터치 검출 기간에 있어서, 비선택 공통 전극을 전압 배선(Ln-VCOMDC)에 접속한 경우와, 플로팅 상태로 한 경우에서의 상이를 밝히기 위해 검토를 행하였다.
<<비선택 공통 전극의 플로팅과 고정의 비교>>
도 20의 (A) 및 도 21의 (A)는, AC 구동에 의한 터치 검출 기간에 있어서, 비선택 공통 전극을 플로팅으로 한 경우와, 로우 레벨의 전압(VCOMDC)에 고정한 경우를 비교하기 위해서, 검토한 액정 패널(2)의 구성을 모식적으로 도시하는 도이다. 검토한 액정 패널(2)의 구성은, 도 16의 (B)에 나타낸 가로 COM 배치의 액정 패널(2)과 유사하다. 여기에서는, 검토를 설명하기 위해서, 가로 COM 배치에서, AC 구동을 사용한 경우를 나타내지만, 세로 COM이어도, DC 구동이어도 마찬가지이다. 도 20의 (A) 및 21의 (A)에서는, 공통 전극(TL(1))이 선택 공통 전극으로 지정되고, 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))은 비선택 공통 전극으로 지정되어 있다.
도 20의 (A)는, 비선택 공통 전극이 플로팅 상태로 되어 있는 경우를 나타내고 있다. 즉, 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11)) 각각에 대응한 스위치(SE13)가 오프 상태로 되고, 공통 전극(TL(1))에 구동 신호(Tx)가 공급되고 있다. 공통 전극(TL(1))에서의 전압은, 구동 신호(Tx)의 전압이 상승됨으로써 상승되고, 구동 신호(Tx)의 전압이 하강됨으로써 하강된다. 도 20의 (A)에서는, 공통 전극(TL(1))의 부분에, 공통 전극(TL(1))의 전압 파형이 Vx(1)로서 도시되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 기생 용량을 통해서 공통 전극(TL(1))에 있어서의 전압의 변화가, 다른 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))에 전달된다. 도 20의 (A)에서는, 각각의 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))에, 각각에 있어서의 전압 변화가, 전압 파형으로서 도시되어 있다.
예시하면, 선택 공통 전극인 공통 전극(TL(1))에 인접해서 배치된 공통 전극(TL(0) 및 TL(2))의 전압 파형이, Vx(0) 및 Vx(2)로서 나타나 있다. 또한, 공통 전극(TL(1))으로부터 이격되어서 배치된 공통 전극(TL(11))에는, 거기에서의 전압 변화가 전압 파형(Vx(11))으로서 나타나 있다. 비선택 전극인 공통 전극(TL(0), TL(2) 내지 TL(11))은 플로팅 상태이기 때문에, 전류를 방전 또는 충전하는 경로를 갖고 있지 않다. 그 때문에, 상승된 전압 또는 하강된 전압을, 전압 파형(Vx(0), Vx(1) 및 Vx(11))로 나타내는 바와 같이, 누설 전류 등에 의해 천천히 저하 또는 상승한다. 즉, 비선택 공통 전극에 있어서의 전압은, 저하 또는 상승한 후의 복귀가 느려진다.
또한, 선택 공통 전극으로부터 이격된 비선택 공통 전극일수록, 기생 용량을 통해서 전달되는 전압 변화는 작아지기 때문에, 도 20의 (A)에 도시한 바와 같이, 전압 파형(Vx(11))의 피크의 전압은, 전압 파형(Vx(0) 및 Vx(2))보다도 낮게 되어 있다.
도 20의 (B)는 시간에 수반하는 검출 신호(Rx(2))의 변화를 도시하는 도면이다. 동도에서, 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은, 검출 신호(Rx(2))의 변화를 전하량(fF)으로서 나타내고 있다. 도 20의 (A)에서는, 공통 전극(TL(1))의 근방이 손가락에 의해 터치되고, 공통 전극(TL(1))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우가 도시되어 있지만, 도 20의 (B)는, 도 20의 (A)가 되기 전의 상태를 도시하고 있다. 즉, 공통 전극(TL(0))이 선택 공통 전극으로서 지정되고, 구동 신호(Tx)에 의해, 공통 전극(TL(0))의 전압이, 도 20의 (A)의 전압 파형(Vx(1))과 마찬가지로 변화한 경우를 나타내고 있다. 이 경우에도, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11)) 각각에 있어서의 전압은, 기생 용량을 통해서, 선택 공통 전극(TL(0))에 있어서의 전압 변화가 전달되어 변화된다. 또한, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11))은 플로팅 상태이기 때문에, 앞서 설명한 것과 마찬가지로, 저하 또는 상승한 후의 복귀가 늦다.
도 20의 (B)에서, ◇의 점은, 횡축에 나타낸 시간일 때에 있어서의, 검출 신호(Rx(2))의 값을 전하량으로 나타내고 있다. 시간의 경과와 함께 전하량은 감소하고 있는데, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11))의 각각의 전압의 복귀가 늦기 때문에, 전하량의 감소도 완만하게 저하된다. 손가락이 터치되어 있는지 여부의 판정은, 예를 들어 시간 1.2 내지 2.0(usec)일 때의 전하량에 의해 행한다. 예를 들어, 이 시간일 때, 전하량이 소정의 기준값을 초과하고 있는지 여부에 의해, 터치의 유무를 판정한다. 도 20의 (B)에서는, 이 시간일 때는, 아직 전하량이 많기 때문에, 터치되어 있는지 여부의 판정에는 부적절해서, 오검출을 할 가능성이 있다. 그 때문에, 예를 들어 판정하는 시간을 늦게 하는 것이 필요해진다. 이에 의해, 다음으로 공통 전극(TL(1))을 선택 공통 전극으로서 지정하여, 구동 신호를 공급하는 시각이 느려지고, 검출이 느려진다.
도 21의 (A)는 비선택 공통 전극을, 터치 검출 기간에 있어서, 고정의 전압으로 하는 경우를 나타내고 있다. 즉, 도 21의 (A)에 나타내고 있는 바와 같이, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11)) 각각은, 스위치(SE13)를 통해서 전압 배선(VCOM)에 접속되어 있다.
이 경우에는, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11))에, 기생 용량을 통해서, 선택 공통 전극(TL(1))에 있어서의 전압 변화가 전달되어도, 각각의 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11))은 스위치(SE13)를 통해서 방전된다. 그 때문에, 비선택 공통 전극(TL(1) 내지 TL(11)) 각각에 있어서의 전압은, 빨리 원래의 전압으로 복귀된다. 그 결과, 도 21의 (B)에 도시한 바와 같이, 검출 신호(Rx(2))의 전하량은 빨리 감소한다. 이에 의해, 오검출의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다. 바꿔 말하면, 다음의 공통 전극을 선택하는 시각을 빨리 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기한 (2) AC 구동에서는, 선택 공통 전극을 직접 구동 신호에 의해 충방전하는 것이기 때문에, (1) DC 구동 및/또는 (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅에 비해, 구동 신호의 구동 능력을 높일 것이 요구된다. 구동 능력을 높인 구동 신호를 전달하는 신호 배선을, 액정 패널(2)의 주변에 연장시킴으로써, 기생 용량을 통해서, 검출 전극 및/또는 공통 전극에, 구동 신호가 누설되어, 오검출이 우려된다. 또한, 도 19에서 나타낸 바와 같이, (2) AC 구동에서는, 선택 공통 전극 및 검출 전극에 있어서의 전압이 소정의 전압값으로 될 때까지의 시간도 길다.
이상 서술한 바와 같이 본 발명자들의 검토에 의하면, (1) DC 구동(배선(Ln-VCOMDC)이 공통), (2) AC 구동 및 (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅(배선(Ln-VCOMDC)이 공통)의 각각에 문제점이 존재하는 것으로 판명되었다. 즉, (1) DC 구동(배선(Ln-VCOMDC)이 공통)에 있어서는, 도 18의 (B) 및 도 19의 (B)에 도시한 바와 같이, 선택 공통 전극 및 검출 전극의 전압 상승이 느려진다. 또한, 도 18 및 도 19에 관련해서 설명한 바와 같이, 선택 공통 전극의 전압 하강도 느려진다. (2) AC 구동에서는, 오검출이 우려된다. 또한, (3) DC 구동+비선택 공통 전극 플로팅(배선(Ln-VCOMDC)이 공통)에서는, 도 20에서 설명한 바와 같이, 오검출 또는 검출이 느려질 가능성이 있다.
본 발명자들은, 이들 3종류의 구동 방법과는 상이한 구동 방법을 사용한 액정 표시 장치를 발안하였다. 이하, 복수의 실시 형태에 대해서 설명한다. 이하에 설명하는 복수의 실시 형태에 있어서도, 터치 검출 장치가, 표시 장치와 일체화된 인셀 타입의 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치를 예로서 설명한다. 구체적으로는, 터치 검출 장치에 포함되는 구동 전극과, 액정 표시 소자를 구동하는 구동 전극이, 동일한 구동 전극(공통 전극)이다.
(실시 형태 1)
<전체 구성>
우선, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)의 전체 구성을, 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 있고, 액정 패널부(표시 패널부)(3)와 터치 검출 패널부(4)를 구비하고 있다. 액정 패널(2)의 구성에 대해서는, 나중에 도 3 및 도 4를 이용해서 설명한다.
이들 액정 패널부(3)와 터치 검출부(4)는, 구동 전극을 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 공급되어, 화상 신호(SLd(0) 내지 SLd(p))에 따른 화상을 표시한다. 터치 검출부(4)는, 표시 제어 장치(5)로부터 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))가 공급되고, 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 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 형성하고, 출력하는 신호선 드라이버(11)와 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))를 출력하는 구동 전극 드라이버(12)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 신호가, 시간적으로 어긋나면서 1개의 단자로부터 출력된다.
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)와의 사이를 접속하는 배선의 선 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 발생하여, 액정 패널부(3)에 공급한다. 게이트 드라이버(8)에 의해 발생되는 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)는, 예를 들어 주사 신호 Vs0로부터 Vsp를 향해서 순차 하이 레벨이 되는 펄스 신호이다.
구동 회로(10) 내의 구동 전극 드라이버(12)는, 터치 제어 장치(7)로부터 공급되는 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))를 수신하고, 액정 패널(2)에 포함되어 있는 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))로서 공급한다. 특별히 제한되지 않지만, 이 실시 형태 1에서는, 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(p))와 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))는, 1 대 1로 대응하고 있다. 또한, 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 중 선택 공통 전극으로 하는 공통 전극(예를 들어, 공통 전극(TL(i)))에 공급되는 구동 신호(Tx(i))는, 그 전압이 주기적으로 변화되도록, 그 구동 신호(Tx(i))에 대응한 선택 신호(TP(i))는 클럭 신호가 된다. 바꿔 말하면, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p)) 중 원하는 선택 신호(TP(i))를 클럭 신호로 함으로써, 원하는 공통 전극(TL(i))을 선택 공통 전극으로 하는 것이 가능하게 되어, 임의의 위치에서의 터치가 검출 가능하게 된다.
그러나, 터치 제어 장치(7)에 있어서, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))를 형성하는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 터치 제어 장치(7)에 있어서, 공통의 클럭 신호와, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))으로부터 원하는 공통 전극을 특정하는 특정 신호를 생성하도록 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 구동 전극 드라이버(12)에 있어서, 특정 신호에 기초하여 선택 공통 전극을 구하고, 구한 선택 공통 전극의 전압을, 공통의 클럭 신호에 동기해서 변화시키도록 해도 된다.
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 표시일 때는, 액정을 구동하기 위한 전계를, 나중에 설명하는 화소 전극과의 사이에서 형성하도록 기능하고, 터치 검출일 때는, 터치 검출용의 구동 신호를 전달하도록 기능한다. 액정 패널부(3)에 있어서의 액정의 화상 표시와 터치 검출 패널부(4)에 있어서의 터치 검출은, 시간적으로 겹치지 않도록, 시분할로 행하여진다. 즉, 화상을 표시하는 표시 기간과, 터치 검출을 행하는 터치 검출 기간이다.
화상 표시를 행하는 표시 기간에 있어서, 구동 전극 드라이버(12)는, 액정을 구동하기 위한 구동 신호(Tx(i))를 액정 패널(2) 내의 공통 전극(TL(i))에 공급하고, 터치 검출을 행하는 검출 기간에 있어서는, 터치 검출을 위한 구동 신호(Tx(i))를 액정 패널(2) 내의 공통 전극(TL(i))에 공급한다. 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 동기 신호(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, 구동 전극 드라이버(12)에 공급되는 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p)) 및 복수의 제어 신호(ctrsig)를 형성하는 구동 신호 형성부(17)와, 검출 신호 처리부(TS) 및 구동 신호 형성부(17)를 제어하는 제어부(18)를 구비하고 있다. 여기서, 검출 신호 처리부(TS)는, 터치 검출 패널부(4)가 터치되었는지 여부를 검출하여, 터치된 경우, 터치된 위치의 좌표를 구하는 처리를 행한다. 또한, 구동 신호 형성부(17)는, 터치 검출 패널부(4)에 있어서, 터치를 검출하는 영역의 지정과 제어를 행한다.
먼저, 검출 신호 처리부(TS)에 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 A/D 변환부(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, 도 2를 이용해서 설명한 바와 같이, 공통 전극(TL(i))에 공급되는 구동 신호(Tx(i))에 응답해서 발생한다. 그 때문에, 이 실시 형태 1에서, A/D 변환부(14)는, 구동 신호(Tx(i))에 동기하여, 터치 검출 신호 증폭부(13)로부터의 증폭 신호를 샘플링하고, 디지털 신호로 변환하도록, 제어부(18)에 의해 제어된다.
또한, 검출 신호 처리부(TS)는, A/D 변환부(14)에 의한 변환 동작에 의해 얻어진 디지털 신호를 수신하고, 당해 디지털 신호에 대하여 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)에 있어서의 터치의 유무를 검출하는 처리가 포함된다. 좌표 추출부(16)에 의해 추출된 터치된 위치의 좌표는, 출력 단자(Tout)로부터 좌표 정보로서 출력된다.
구동 신호 형성부(17)는, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 기초하여, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p)) 및 복수의 제어 신호(ctrsig)를 형성하여, 구동 전극 드라이버(12)에 공급한다. 구동 신호 형성부(17)는, 앞서 설명한 바와 같이, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 중 선택 공통 전극으로 하는 공통 전극에, 그 전압이 주기적으로 변화하는 구동 신호가 공급되도록, 선택 공통 전극으로 하는 공통 전극에 대응하는 선택 신호를 클럭 신호로 한다. 이에 의해, 임의의 공통 전극을 선택 공통 전극으로 하는 것이 가능하게 되고, 터치 검출 기간에 있어서, 임의의 위치의 터치를 검출하는 것이 가능하게 된다.
제어부(18)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 신호 형성부(17)에 대하여 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p)) 및 제어 신호(ctrsig)를 형성하도록 제어한다. 또한, 터치 검출 기간에 있어서, 터치 검출 신호 증폭부(13)가 수신한 검출 신호(Rx(0) 내지 Rx(p))를 변환하여, 터치한 좌표가 추출되도록, A/D 변환부(14), 신호 처리부(15) 및 좌표 추출부(16)를 제어한다.
<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)에서, B-B'의 단면도이다.
액정 패널(2)은, 동도에서 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, 동도에서 세로 방향으로 연장되고, 가로 방향으로 병렬적으로 배치되어 있다. 또한, 주사 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, 동도에서, 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 직교 또는 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 나중에 도 5를 이용해서 설명하지만, 신호선 셀렉터(6)는, 액정 패널(2)과 동일한 기판에 형성되어 있고, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))은 신호선 셀렉터(6)에 접속되어 있고, 표시 제어 장치(5)로부터 출력되는 화상 신호는, 신호선 셀렉터(6)를 통해서 액정 패널(2)의 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 공급된다. 여기서, 표시 제어 장치(5)로부터 신호선 셀렉터(6)에 공급되는 신호는, 화상 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, 동도에서는 R/G/B로서 나타내고 있다. 또는, 3원색에 상당하는 R(적색), G(녹색), B(청색)에 W(백색)나 Y(황) 등의 제4색을 부가한 신호로 된다. 또한, 동도에서는, 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 모듈에 있어서는, 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 도시되어 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 예로 해서 설명하면, 우선 ( ) 내의 숫자는, 대응하는 공통 전극의 번호를 나타내고 있고, 다음의 숫자는, 대응하는 공통 전극에 있어서의 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 화소이고, 삼원색의 적색에 대응한 화상 신호를 전달하는 신호선을 나타내고 있다. 마찬가지로, 신호선(SL(1)0(R))은 공통 전극(TL(0))의 이웃에 배치된 부분의 공통 전극(TL(1))에 대응한 신호선이며, 0번째의 화소이고, 삼원색의 적색에 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 적색 및 녹색에 대응한 화상 신호를 전달하는 신호선을 나타내고 있게 된다.
도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 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) 상에 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 신호선의 교점에 설치되어 있고, 각 화소 전극(LDP)의 상방에, 각각의 화소 전극(LDP)에 대응한 컬러 필터(CR, CG 또는 CB)가 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, 동도에서 상측으로부터 육안으로 보이는 경우를 예로 하고 있기 때문에, 상방면으로서 설명하고 있지만, 육안의 방향이 바뀜으로써, 상방면은, 하방면 또는 측방면으로 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. 또한, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))은 액정 모드에 따라, CF 유리 기판(400) 상에서 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))보다도 액정층측에 형성해도 된다.
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 4의 (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, 「평행」이란, 서로 일단부에서 타단부에 이를 때까지 교차되지 않고 연장되는 것을 말하는 것이며, 한쪽의 선의 일부 또는 전부가 다른 쪽의 선에 대하여 기울어진 상태로 형성되어 있다고 해도, 이들 선이 일단부에서부터 타단부까지 교차되는 것이 아니면, 이 상태를 「평행」이라 한다. 도 3의 (A)로부터 이해되는 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 세로 COM 배치가 채용되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 가로 COM 배치이어도 된다.
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, 실시 형태 1에 관한 모듈의 전체 구성을 나타내는 모식적인 평면도이며, 터치 검출 기능을 구비한 액정 표시 장치(1)를 실장한 모듈(500)의 전체 구성을 나타내고 있다. 모식적이긴 하지만, 도 5는, 실제의 배치에 맞춰서 그려져 있다. 동도에서, 508은, 도 3에서 설명한 TFT 기판(300)에서의 영역을 나타내고 있고, 507은, 도 4에서 설명한 TFT 기판(300)과 CF 유리 기판(400)을 갖는 영역을 나타내고 있다. 영역(507)과 영역(508)에 있어서, 예를 들어 TFT 기판(300)은 영역(507)과 영역(508)에 걸쳐 있고, CF 유리 기판(400)은 영역(507)에 대응한다. CF 유리 기판(400) 상의 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))으로부터의 신호는, TFT 기판(300)의 영역(508) 상의 배선을 통해서 플렉시블 기판(506)에 공급해도 되고, 도시하지 않은 별도의 플렉시블 기판을 CF 유리 기판(400)과 플렉시블 기판(506)에 접속해서 플렉시블 기판(506)에 공급해도 된다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, TFT 기판(300)의 상방면에, CF 유리 기판(400), 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 및 편광판(401) 등이 또한 형성되어 있다.
이 영역(507)에는, 모듈(500)의 긴 변 방향을 따라, 도 1에 도시한 게이트 드라이버(8)가 형성되어 있다. 이 실시 형태에서는, 복수의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 사이에 끼운 상태에서, 모듈(500)의 2개의 긴 변 방향을 따라서 게이트 드라이버(8)가 형성되어 있다. 이 경우, 도 1에서 설명한 주사선은, 모듈의 짧은 변 방향을 따라서 연장되고, 긴 변 방향으로 병렬로 배치되어 있고, 게이트 드라이버(8)에 접속되어 있다. 또한, 동도에서는 생략되어 있지만, 영역(507)에는, 앞서 설명한 신호선 셀렉터(6)가 실장되어 있다. 이 실시 형태 1에서는, 신호선 셀렉터(6)는, 모듈(500)의 짧은 변을 따라 연장되도록 실장되어 있다.
한편, 영역(508)에는, 표시 제어 장치(5)가 형성되어 있다. 표시 제어 장치(5)는, 이 실시 형태 1에서는, 반도체 집적 회로 장치(이하, 반도체 장치라고도 함)와, 복수의 전자 부품을 포함하고 있다. 전자 부품으로서는, 박막 트랜지스터(TFT) 등의 MOSFET가 포함되어 있다. 복수의 MOSFET는, TFT 기판(300)에 형성되어 있다. 이 실시 형태 1에서는, 복수의 MOSFET는, 표시 제어 장치(5)를 구성하는 반도체 장치에 의해 덮이는 TFT 기판(300)의 영역에 형성되어 있다. 특별히 제한되지 않지만, 복수의 MOSFET에 의해, 구동 전극 드라이버(12)(도 1)가 TFT 기판(300) 상에 형성되고, 복수의 MOSFET를 덮도록 그 상면에 제어부(9) 등을 갖는 반도체 장치를 배치함으로써 표시 장치의 프레임 영역을 작게 할 수 있다. 또한, 신호선 드라이버(11)(도 1)도, 반도체 장치에 의해 덮인 TFT 기판(300) 상의 MOSFET을 포함해도 된다. 물론, 구동 전극 드라이버(12)(도 1)는 반도체 장치 내에 형성해도 된다.
이 반도체 장치는, 도 5에서는, DDIC로서 도시되어 있다. 도 5에서는, 구동 전극 드라이버(12)와 반도체 장치(DDIC)가, 모듈(500)에 실장되어 있는 것을 명시하기 위해서, 구동 전극 드라이버(12)와 반도체 장치(DDIC)를 각각 별도로 그리고 있지만, 먼저 설명한 바와 같이, 구동 전극 드라이버(12)는, 반도체 장치(DDIC)에 의해 덮여 있어, 평면에서 보아, 반도체 장치(DDIC)에 의해 숨겨져 있다. 반도체 장치(DDIC)는, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))을 구동하기 때문에, 이하, 드라이버용 반도체 장치라고 칭한다. 이 실시 형태 1에서는, 특별히 제한되지 않지만, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)는 1개이며, 1개의 드라이버용 반도체 장치(DDIC)와, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)와 TFT 기판(300)과의 사이에 끼워져서 형성된 MOSFET에 의해 구성된 구동 전극 드라이버(12)에 의해, 도 1에 도시한 표시 제어 장치(5)가 구성되어 있다. 그러나, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)는, 도 1에 도시한 신호선 드라이버(11)만을 갖고, 별도의 반도체 장치가 도 1에 도시한 제어부(9)를 갖도록 해도 된다.
도 5에서, 영역(501)은, 액정 패널(2)의 표시 영역을 나타내고 있고, 도 1, 도 3 및 도 4에서 설명한 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)), 신호선(SL(0) 내지 SL(p)), 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p)) 및 주사선 등이 형성되어 있는 영역을 나타내고 있다. 여기서, 액정 패널(2)과 영역(501)의 대응을, 도 3 및 도 5를 이용해서 설명하면, 도 3에 도시한 액정 패널(2)이 갖는 한 쌍의 짧은 변(2-U, 2-D)이, 도 5에 도시한 영역(501)의 한 쌍의 짧은 변(501-U, 501-D)에 대응하고, 도 3에 도시한 액정 패널(2)의 한 쌍의 긴 변(2-R, 2-D)이, 영역(501)의 한 쌍의 긴 변(501-R, 501-L)에 대응한다. 그 때문에, 이 영역(501) 내에서, 화상의 표시가 행하여짐과 함께, 터치의 검출이 가능하게 된다.
또한, 도 5에서, 502는, 제1 전압(TPH)을 공급하는 제1 전압 배선, 503a는, 제2 전압(VCOMDC1a)을 공급하는 제2 전압 배선, 504는, 제3 전압(VCOMDC2)을 공급하는 제3 전압 배선, 503b는, 제4 전압(VCOMDC1b)을 공급하는 제4 전압 배선을 나타내고 있다. 특별히 제한되지 않지만, 제1 전압 배선(502), 제2 전압 배선(503a), 제3 전압 배선(504) 및 제4 전압 배선(503b)은, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 포함하는 영역(501)의 각각의 긴 변과 모듈(500)의 각각의 긴 변과의 사이의 영역에 연장되도록 배치되어 있다.
제1 전압 배선(502), 제2 전압 배선(503a), 제3 전압 배선(504) 및 제4 전압 배선(503b)에 대해서는, 나중에 상세하게 설명하지만, 제3 전압 배선(504)의 선 폭은, 제1 전압 배선(502), 제2 전압 배선(503a) 및 제4 전압 배선(503b)의 선 폭보다도 가늘게 되어 있다. 또한, 제1 내지 제4 전압 배선(502, 503a, 503b, 504)은, 서로 동일한 재료에 의해 형성되고, 각각의 두께도 동일하게 되어 있다. 이 경우, 제1, 제2 및 제4 전압 배선(502, 503a 및 503b)의 각각 선 폭은, 제3 전압 배선(504)의 선 폭에 대하여 예를 들어 2배 내지 10배로 되어 있다. 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)과 제4 전압 배선(503b)의 사이에서 선 폭은, 서로 상이해도 되며, 이 경우에도, 예를 들어 제2 전압 배선(503a)의 선 폭은, 제3 전압 배선(504)의 선 폭의 2배 내지 10배로 되어 있다. 제1 내지 제4 전압 배선(502, 503a, 503b, 504)은, 구동 전극 드라이버(12)에 접속되어, 구동 전극 드라이버(12)에 제1 내지 제4 전압(TPH, VCOMDC1a, VCOMDC1b, VCOMDC2)을 공급한다. 또한, 특별히 제한되지 않지만, 제1 내지 제4 전압 배선(502, 503a, 503b, 504)은, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)에 접속되어, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)에 제1 내지 제4 전압(TPH, VCOMDC1a, VCOMDC1b 및 VCOMDC2)이 공급되어 있다.
제1 전압 배선(502), 제2 전압 배선(503a), 제4 전압 배선(503b) 및 제3 전압 배선(504) 각각은, 특별히 제한되지 않지만, 모듈(500)에 설치된 소정의 전압 단자에 접속되어, 이들의 전압 단자로부터의 제1 내지 제4 전압(TPH, VCOMDC1a, VCOMDC1b, VCOMDC2)을 수전하여, 구동 전극 드라이버(12)에 공급한다. 물론, 모듈(500)에 제1 내지 제4 전압(TPH, VCOMDC1a, VCOMDC1b, VCOMDC2)을 형성하는 전원 회로를 설치하여, 전원 회로로부터 제1 내지 제4 전압 배선에 전압을 급전하도록 해도 된다. 이 실시 형태 1에서는, 제2 전압(VCOMDC1a)과 제4 전압(VCOMDC1b)과 제3 전압(VCOMDC2)의 전압값은, 실질적으로 동일하게 되어 있다. 예를 들어, 제2 전압(VCOMDC1a), 제4 전압(VCOMDC1b) 및 제3 전압(VCOMDC2)의 각각의 전압값은, 0V와 같은 접지 전압(Vs)으로 되고, 제1 전압(TPH)은, 제2 내지 제4 전압(VCOMDC1a, VCOMDC1b, VCOMDC2)보다도 전압이 높은 전압값, 예를 들어 0V를 초과하고, 5.5V 이하의 전압이 된다.
도 5에서, 영역(508)에는, 도시되어 있지 않지만 단자 군이 설치되어 있고, 이 단자 군에 플렉시블 기판(506) 내의 배선이 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 기판(506)에는, 터치 제어 장치(7)가 실장되어 있다. 이 실시 형태 1에서는, 도 1에 도시한 터치 제어 장치(7)는, 특별히 제한되지 않지만, 1개의 반도체 장치를 포함하고 있다. 드라이버용 반도체 장치(DDIC)와 구별하기 위해서, 본 명세서에서는, 터치 제어 장치(7)를 구성하는 반도체 장치를 터치용 반도체 장치(7)라고 칭한다. 터치용 반도체 장치(7)의 단자(도시 생략)는 플렉시블 기판(506) 내의 배선에 접속되어 있다. 이에 의해, 터치용 반도체 장치(7)와 드라이버용 반도체 장치(DDIC)의 사이 및 터치용 반도체 장치(7)와 구동 전극 드라이버(12)의 사이의 신호의 송수신이 행하여진다. 도 5에서는, 예시를 위해서, 터치용 반도체 장치(7)로부터, 구동 전극 드라이버(12)에의 신호가 도시되어 있다. 또한, 도 5에는, 터치용 반도체 장치(DDIC)로부터 영역(501) 내의 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 공급되는 신호가 예시되어 있다.
제2 전압(VCOMDC1a)과 제3 전압(VCOMDC2)은, 실질적으로 동일한 전압 값이기 때문에, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)은, 플렉시블 기판(505)에 있어서 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)을 접속하는 노드(nL)에는, 저역 통과 필터(506)가 접속되어 있다. 도 5에서는, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)을 접속하는 노드(nL)와 접지 전압(Vs)의 사이에 접속된 용량 소자(C)에 의해 저역 통과 필터(506)가 구성되어 있다.
제2 전압 배선(503a) 및 제3 전압 배선(504)에 있어서의 전압이 변화한다고 하는 관점에서 본 경우, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)의 사이에 저역 통과 필터(506)가 접속되어 있다고 간주할 수도 있다. 이 경우, 제3 전압 배선(504)에 있어서의 전압의 급준한 변화 또는 제2 전압 배선(503a)에 있어서의 전압의 급준한 변화는, 저역 통과 필터(506)에 의해, 제2 전압 배선(503a) 또는 제3 전압 배선(504)에 전달하는 것이 억제되게 된다. 또한, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)을 일체적으로 형성한 경우에는, 저역 통과 필터(506)가 접속되어 있는 노드(nL)를 경계로 해서, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)이라 간주할 수 있다.
<액정 소자 배열>
이어서, 액정 패널(2)의 회로 구성을 설명해 둔다. 도 6은, 액정 패널(2)의 회로 구성을 도시하는 회로도이다. 도 6에서, 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, 행 방향으로 연장되는 복수의 주사선(GL(0) 내지 GL(p))과, 각 열에 배치되고, 열 방향으로 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, 열 방향으로 연장되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 갖고 있다. 도 6에는, 주사선(GL(0) 내지 GL(2))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 있는 것 같이 도시되어 있지만, 도 3의 (A) 및 (B)에서 설명한 바와 같이, 복수의 신호선에 대하여 1개의 공통 전극이 배치되어 있는 것이라고 이해하기 바란다. 물론, 도 6에 도시한 바와 같이, 액정 소자 배열(LCD)의 각각의 열에 공통 전극을 배치해도 된다. 어느 것에서든, 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 나타낸 예로 설명하면, 동도에서, 최상단의 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자(SPix)의 각각의 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트는, 최상단의 행에 배치된 주사선(GL(0))에 접속되어 있다. 또한, 동도에서, 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 공통의 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, 당해 화소(Pix)로 컬러가 표현되게 된다. 즉, 도 6에서, 600R로서 나타나 있는 액정 표시 소자(SPix)가, R(적색)의 부화소(SPix(R))가 되고, 600G로서 나타나 있는 액정 표시 소자(SPix)가, G(녹색)의 부화소(SPix(G))가 되고, 600B로서 나타나 있는 액정 표시 소자(SPix)가, B(청색)의 부화소(SPix(B))가 된다. 그 때문에, 600R로서 나타나 있는 부화소(SPix(R))에는, 컬러 필터로서 적색의 컬러 필터(CR)가 설치되어 있고, 600G의 부화소(SPix(G))에는, 컬러 필터로서 청색의 컬러 필터(CG)가 설치되어 있고, 600B의 부화소(SPix(B))에는, 컬러 필터로서 녹색의 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(GL(0) 내지 GL(p))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(GL(0))으로부터 하단의 행에 배치된 주사선(GL(p))을 향해서, 주사선의 전압이, 순차 하이 레벨이 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 도통 상태로 된다.
박막 트랜지스터(Tr)가 도통 상태로 됨으로써, 그때 신호선에 공급되어 있는 화소 신호가, 도통 상태의 박막 트랜지스터를 통해서, 액정 소자(LC)에 공급된다. 액정 소자(LC)에 공급된 화소 신호의 값에 따라, 액정 소자(LC)에 있어서의 전계가 변화하고, 그 액정 소자(LC)를 투과하는 광의 변조가 바뀐다. 이에 의해, 주사선(GL(0) 내지 GL(p))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 5에 도시한 모듈(500)의 배치와, 도 6에 나타낸 회로도와의 대응을 설명해 두면, 다음과 같이 된다.
액정 소자 배열(LCD)은, 그 배열의 행과 실질적으로 평행한 한 쌍의 변과, 그 배열의 열과 실질적으로 평행한 한 쌍의 변을 갖고 있다. 액정 소자 배열(LCD)의 행과 평행한 한 쌍의 변이, 도 5에 도시한 영역(501)의 짧은 변(501-U, 501-D)에 대응하고, 액정 소자 배열(LCD)의 열과 평행한 한 쌍의 변이, 영역(501)의 긴 변(501-R, 501-L)에 대응한다.
액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 행과 평행한 한 쌍의 변 중 한쪽의 변, 즉, 영역(501)의 한쪽의 짧은 변(501-D)을 따라, 도 3의 (A), 도 4의 (C) 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 신호 셀렉터(6), 드라이버용 반도체 장치(DDIC) 및 구동 전극 드라이버(12)가 배치되어 있다. 액정 소자 배열(LCD)에 있어서는, 이 한쪽의 변(영역(501)의 짧은 변(501-D))에 있어서, 신호선 셀렉터(6)를 통해서, 드라이버용 반도체 장치(DDIC) 내의 신호선 드라이버(11)로부터의 화상 신호가, 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 공급된다. 또한, 이 한쪽의 변(영역(501)의 짧은 변(501-D))에 있어서, 구동 전극 드라이버(12)로부터의 구동 신호(Tx(i))가 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 한쪽의 단부에 공급된다.
또한, 액정 소자 배열(LCD)에 있어서, 열과 평행한 한 쌍의 변, 즉, 영역(501)의 한 쌍의 긴 변(501-L, 501-R)을 따라, 게이트 드라이버(8)가 배치되어 있는 액정 소자 배열(LCD)에 있어서는, 이 한 쌍의 변(영역(501)의 긴 변(501-L, 501-R)에 있어서, 주사선(GL(0) 내지 GL(p))에 게이트 드라이버(8)로부터의 주사 신호(Vs0 내지 Vsp)가 공급된다.
이 실시 형태에 관한 액정 표시 장치는, 인셀 타입이기 때문에, 공통 전극(TL(i))은 액정 표시 소자(SPix)의 한쪽의 전극이며, 표시 기간에 있어서는, 소정의 전압이 공급되고, 터치 검출 기간에 있어서는, 구동 전극 드라이버(12)로부터 전압이 공급된다. 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인을, 액정 표시 소자(SPix)의 다른 쪽의 전극으로 본 경우에는, 표시 기간에 있어서는, 액정 표시 소자(SPix)의 다른 쪽의 전극은, 신호선이며, 화상 신호가 공급된다.
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 부가한 부화소로 1개의 화소로 해도 된다.
<액정 표시 장치(1)의 구성>
도 7은, 액정 표시 장치(1)의 구성을 도시하는 블록도이다. 동도에서, TL(0) 내지 TL(p)은 공통 전극이며, 도 7에는, 공통 전극(TL(0), TL(n) 및 TL(p))이 대표로서 도시되어 있다. 또한, 도 7에서, 공통 전극(TL(0), TL(n) 및 TL(p)) 상에 그려져 있는 파선은 신호선을 나타내고 있고, 일점 쇄선은, 주사선(GL(0) 내지 GL(p))을 나타내고 있다.
도 7에서, SP11 내지 SP16은, 각각 TFT 기판(300)에 형성된 단자를 나타내고 있고, 단자(SP11 내지 SP16)에 의해, 1개의 공통 전극에 대응한 단자 군(SP11 내지 SP16)이 구성되어 있다. 도 7에는, 3개의 공통 전극(TL(0), TL(n) 및 TL(p))이 도시되어 있기 때문에, 3조의 단자 군(SP11 내지 SP16)이 도시되어 있다. 단자(SP11 내지 SP16)는, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)의 ○ 표시로 나타낸 단자에 접속되고, 표시 기간에 있어서는, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)의 단자(○ 표시)로부터 화상 신호가 공급된다. 또한, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)는, 터치 검출 기간에 있어서, ○ 표시의 단자를 하이 임피던스 상태로 한다.
신호선 셀렉터(6)(도 1)는, 복수의 단위 신호선 셀렉터(6(0) 내지 6(p))를 포함하고 있다. 단위 신호선 셀렉터(6(0) 내지 6(p)) 각각은, 서로 동일한 구성을 갖고 있으며, 각각의 단위 신호선 셀렉터는, 선택 신호(SEL1, SEL2)의 전압에 따라, 단자(SP11 내지 SP16)를, 이 단자(SP11 내지 SP16)에 대응한 공통 전극 상에 배치된 신호선에 접속한다. 도 7에서, 가장 좌측에 그린 단위 신호선 셀렉터(6(0))를 예로 해서 설명하면, 단위 신호선 셀렉터(6(0))는 단자(SP11)를, 선택 신호(SEL1, SEL2)의 전압에 따라, 신호선(SL(0)0(R) 또는 SL(0)0(B))에 접속한다. 예를 들어, 선택 신호(SEL1 또는 SEL2)의 전압이 하이 레벨이면, 단자(SP11)를 신호선(SL(0)0(R) 또는 SL(0)0(B))에 접속한다.
이에 의해, 표시 기간에 있어서, 선택 신호(SEL1 및 SEL2)를 선택적으로 하이 레벨로 함으로써, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)로부터 단자(SP11)에 공급되고 있는 화상 신호를 신호선(SL(0)0(R) 또는 SL(0)0(B))에 공급하는 것이 가능하게 된다. 나머지 단자(SP12 내지 SP16)에 대해서도 마찬가지이다. 표시 기간에 있어서, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)는, 단자(SP11 내지 SP16) 각각에, 시분할적으로 화상 신호를 공급하여, 선택 신호(SEL1, SEL2)의 전압을 선택적으로 하이 레벨로 함으로써, 적절한 신호선에 화상 신호를 공급하는 것이 가능하게 된다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서는, 선택 신호(SEL1, SEL2) 각각이, 하이 레벨로 된다. 이에 의해, 단위 신호선 셀렉터(6(0))는 단자(SP11)를, 신호선(SL(0)0(R) 및 SL(0)0(B))에 접속한다. 단위 신호선 셀렉터(6(0))는, 나머지 단자(SP12 내지 SP16) 각각에 대해서도, 마찬가지로 각각 2개의 신호선을 1개의 단자에 접속한다.
단위 신호선 셀렉터(6(0))를 예로 해서 설명했지만, 나머지 단위 신호선 셀렉터(6(1) 내지 6(p))에 대해서도 마찬가지이다.
이 실시 형태 1에 관한 액정 표시 장치(1)는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과, 각각의 공통 전극에 대응한 단자 군(SP11 내지 SP16)과의 사이에 설치된 공통 전극 스위치(LSS)를 구비하고 있다. 이 공통 전극 스위치(LSS)는, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압에 따라, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 또는 제4 전압 배선(503b)에 접속한다. 제어 신호(VCOMSEL)는, 터치용 반도체 장치(7)에 있어서 형성되는 제어 신호이며, 도 1에 도시한 제어 신호(ctrsig)에 포함되어 있다. 터치용 반도체 장치(7)는, 터치 검출 기간에 있어서, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압을 하이 레벨로 하고, 표시 기간에 있어서는 로우 레벨로 한다. 또한, 복수의 단위 공통 전극 스위치(LSS(0) 내지 LSS(p))에 전위를 공급하는 제4 전압 배선(503b)은, 복수의 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))에 전위를 공급하는 제2 전압 배선(503a)과는 TFT 기판 상에서는 갈라져서 형성되어 있지만, 제2 전압 배선(503a)과 배선을 공용해도 된다.
공통 전극 스위치(LSS)도, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에 대응한 복수의 단위 공통 전극 스위치(LSS(0) 내지 LSS(p))를 포함하고 있다. 각각의 단위 공통 전극 스위치(LSS(0) 내지 LSS(p))의 구성은 서로 동일한 구성으로 되어 있다. 단위 공통 전극 스위치(LSS(0))를 예로 해서 설명하면, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압이 하이 레벨일 때, 즉 터치 검출 기간일 때, 단위 공통 전극 스위치(LSS(0))는 대응하는 공통 전극(TL(0))을 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)의 각 단자에 전기적으로 접속한다. 한편, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압이 로우 레벨일 때, 즉 표시 기간일 때, 단위 공통 전극 스위치(LSS(0))는 대응하는 공통 전극(TL(0))을 제4 전압 배선(503b)에 전기적으로 접속한다. 나머지 단위 공통 전극 스위치(LSS(1) 내지 LSS(p))도 마찬가지이다.
공통 전극 스위치(LSS)에 의해, 표시 기간에 있어서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))은 제4 전압 배선(503b)에 접속되기 때문에, 제4 전압 배선(503b)에 공급되고 있는 제2 전압(VCOMDC1b)이, 표시용의 구동 전압으로서, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 공급되게 된다.
이 실시 형태 1에서는, 구동 전극 드라이버(12)는, 제1 로직 회로(LG1) 및 제1 스위치 회로(SW1)를 포함하고 있다. 제1 로직 회로(LG1)는, 각각 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 대응한 복수의 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p))를 포함하고 있다. 이 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p))는, 서로 동일한 구성으로 되어 있다. 제1 스위치 회로(SW1)도, 각각 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 대응한 복수의 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))를 포함하고 있다. 이 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))도 서로 동일한 구성으로 되어 있다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p)) 각각은, 터치용 반도체 장치(7)로부터의 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))와, 제어 신호(VCOMSEL)와, 제어 신호(VCOMSEL)에 대하여 위상 반전된 제어 신호(xVCOMSEL)를 수신한다. 여기서, 제어 신호(VCOMSEL, xVCOMSEL)는, 제1 단위 로직 회로(UL(0) 내지 UL(p))에 공통으로 공급된다. 한편, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))에 대해서는, 대응하는 공통 전극에 대응한 선택 신호가 제1 단위 로직 회로에 공급된다. 예를 들어, 공통 전극(TL(0))에 대응한 제1 단위 로직 회로(ULG1(0))에는, 공통 전극(TL(0))에 대응한 선택 신호(TP(0))가 공급되고, 공통 전극(TL(n))에 대응한 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))에는, 공통 전극(TL(n))에 대응한 선택 신호(TP(n))가 공급된다. 마찬가지로, 공통 전극(TL(p))에 대응한 제1 단위 로직 회로(ULG1(p))에는, 공통 전극(TL(p))에 대응한 선택 신호(TP(p))가 공급된다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p)) 각각은, 공급되고 있는 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))에 기초하여, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는지 여부의 판정을 행하고, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))를 제어한다.
제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))는, 각각 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 대응한 단자 군(SP11 내지 SP16)과, 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)에 접속되어 있다. 각각의 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))는, 대응하는 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p))에 의해, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16)을 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504) 중 어느 하나에 전기적으로 접속하도록 제어된다.
앞서 설명한 바와 같이, 공통 전극 스위치(LSS)는, 터치 검출 기간에 있어서, 단자 군(SP11 내지 SP16)을 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 접속한다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))은 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504) 중 어느 하나에 접속되게 된다.
제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p)) 각각은, 대응하는 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(p))에 의해 제어되기 때문에, 제1 단위 스위치 회로와, 거기에 대응한 제1 단위 로직 회로에 의해, 1개의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(i))가 구성되어 있다고 간주할 수 있다. 이 경우에는, 구동 전극 드라이버(12)는, 서로 동일한 구성이 된 복수의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p))를 포함하고 있다고 간주할 수 있고, 복수의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p)) 각각이, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 1 대 1로 대응하고 있다고 간주할 수 있다.
도 7에서, 12-U는, 구동 전극 드라이버를 나타내고 있다. 앞서 설명한 구동 전극 드라이버(12)와 구별하기 위해서, 이후, 구동 전극 드라이버(12)는, 제1 구동 전극 드라이버(12)(제1 구동 회로)라고 칭하고, 구동 전극 드라이버(12-U)는, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)(제2 구동 회로)라고도 칭한다. 이 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 대해서는, 나중에 실시 형태 2 및 3에서 설명하므로, 여기에서는 구성과 개요만을 설명한다. 제2 구동 전극 드라이버(12-U)는, 도 7에 나타내고 있는 바와 같이, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 제1 구동 전극 드라이버(12)와의 사이에 두도록 배치되어 있다. 도 5를 참조로 해서 설명하면, 제1 구동 전극 드라이버(12)는, 영역(501)의 짧은 변(501-D)(한쪽의 변)를 따르도록, 모듈(500)의 짧은 변과 짧은 변(501-D)의 사이에 배치되고, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)는, 영역(501)의 짧은 변(501-U)(다른 쪽의 변)를 따르도록, 모듈(500)의 짧은 변과 짧은 변(501-U)의 사이에 배치되어 있다.
이 제2 구동 전극 드라이버(12-U)도, 제1 구동 전극 드라이버(12)와 마찬가지로, 제2 로직 회로(US2)와 제2 스위치 회로(SW2)를 포함하고 있다. 또한, 제2 로직 회로(US2)는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에 대응한 복수의 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))를 포함하고 있고, 제2 스위치 회로(SW2)도, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에 대응한 복수의 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))를 포함하고 있다. 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))는 서로 동일한 구성으로 되어 있고, 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))도, 서로 동일한 구성으로 되어 있다.
제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p)) 각각은, 대응하는 공통 전극이 동일한 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))에 의해 제어된다. 그 때문에, 대응하는 공통 전극이 동일한 제2 단위 로직 회로와 제2 단위 스위치 회로에 의해, 제2 단위 구동 전극 드라이버가 구성되어 있다고 간주할 수 있다. 이렇게 간주한 경우, 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))와 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))에 의해, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(p))가 구성되고, 이 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(p))에 의해, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)가 구성되어 있게 된다. 또한, 이 경우에는, 각 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(p))가 각 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 대응하게 된다. 예를 들어, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0))는 공통 전극(TL(0))에 대응하고, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))는 공통 전극(TL(n))에 대응하고, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(p))는 공통 전극(TL(p))에 대응한다.
제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p)) 각각은, 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)과, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 접속되어 있고, 대응하는 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))의 제어에 의해, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))을 제1 또는 제2 전압 배선(502, 503a)에 접속한다.
제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(p)) 내의 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))는, 터치 검출 기간에 있어서, 동일한 공통 전극에 대응한 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p))로부터의 구동 신호를, 선택 신호로서 받아, 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))를 제어한다. 이 경우, 대응하는 공통 전극 상에 배치된 신호선(예를 들어, SL(0) 내지 (R), SL(0) 내지 (B))을 통해서, 구동 신호가, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p))로부터 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))에, 선택 신호로서 공급된다. 또한, 이 신호선은, 표시 기간에 있어서는, 화상 신호를 전달하는 신호선이다.
제2 구동 전극 드라이버(12-U) 내의 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))에 접속된 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 영역(501)의 긴 변(501-L, 501-R)과 모듈(500)의 긴 변과의 사이의 영역을 연장하고 있는 전압 배선에 의해, 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))에 접속되어 있는 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)과 전기적으로 접속되어 있다.
<제1 구동 전극 드라이버(12)의 구성>
도 8은, 이 실시 형태에 관한 제1 구동 전극 드라이버(12)(제1 구동 회로)의 구성을 도시하는 회로도이다. 구동 전극 드라이버(12)는, 상술한 바와 같이, 서로 동일한 구성의 복수의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p))를 포함하고 있다. 그 때문에, 도 8에는, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))의 구성만이 도시되어 있다. 또한, 도 8에는, 신호선(SL)(파선), 단위 신호선 셀렉터(6(n)) 및 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))도 도시되어 있다. 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))의 구성을 설명하기 전에, 단위 신호선 셀렉터(6(n)) 및 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))의 구성을 설명해 둔다.
도 8에서는, 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해서, 공통 전극(TL(n))에 대응하는 단자 군(SP11 내지 SP16) 중 단자(SP11 내지 SP14)가 도시되어 있다. 이에 맞추어, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))는 단자(SP11 내지 SP14)에 관한 구성만이 도시되어 있다. 또한, 마찬가지로, 단위 신호선 셀렉터(6(n))도, 단자(SP11 내지 SP14)에 관한 구성만이 도시되어 있다.
또한, 단위 신호선 셀렉터(6(n))에 대해서는, 설명을 용이하게 하기 위해서, 단자(SP11 내지 SP14) 각각에 대하여 1개의 신호선(SL(i))이 파선으로 도시되고, 파선으로 나타낸 신호선(SL(i))과 단자(SP11 내지 SP14)와의 사이에 설치된 스위치(S1, S2)만이 도시되어 있다. 스위치(S1, S2)는, 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 스위치 제어된다. 스위치(S1과 S2)는, 표시 기간에 있어서는, 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 상보적으로 온 상태가 된다. 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 스위치(S1 또는 S2)가 온 상태로 되어 있을 때, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)로부터의 화상 신호가, 신호선(SL(i))에 전달되어 표시된다. 한편, 특별히 제한되지 않지만, 터치 검출 기간에 있어서는, 스위치(S1과 S2)가 모두 온 상태로 되도록, 제어 신호(SEL1, SEL2)에 의해 제어된다.
단위 구동 전극 스위치(LSS(n))는 1개의 공통 단자(C)와 2개의 단자(P1, P2)를 갖고, 제어 신호(VCOMSEL)에 의해 제어되는 스위치(S3)를 복수개 갖고 있다. 스위치(S3)의 개수는, 단자 군(SP11 내지 SP16) 내의 단자 개수와 동일하다. 도 8에서는, 단자 군(SP11 내지 SP16) 중 단자(SP11 내지 SP14)까지의 4개가 도시되어 있기 때문에, 4개의 스위치(S3)에 의해, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))가 구성되어 있다. 스위치(S3)의 각각의 공통 단자(C)는, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 접속되고, 스위치(S3)의 각각의 단자(P1)는, 제4 전압 배선(503b)에 접속되고, 단자(P2)는, 단자(SP11 내지 SP14)에 접속되어 있다. 제어 신호(VCOMSEL)는, 터치 검출 기간에 있어서, 하이 레벨이 된다. 이 하이 레벨에 의해, 스위치(S3)는, 각각의 공통 단자(C)를, 단자(P2)에 접속한다. 이에 의해, 터치 검출 기간에 있어서는, 스위치(S3)를 통해서, 대응하는 공통 전극(TL(n))은 단자(SP11 내지 SP14)에 전기적으로 접속된다. 한편, 표시 기간에 있어서는, 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨이 된다. 이에 의해, 스위치(S3)의 공통 단자(C)는 단자(P1)에 접속된다. 이에 의해, 대응하는 공통 전극(TL(n))은 스위치(S3)를 통해서, 제4 전압 배선(503b)에 전기적으로 접속된다.
이어서, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))의 구성을 설명한다. 상술한 바와 같이, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))는, 제1 단위 스위치 회로(USW1(n)) 및 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))를 포함하고 있다. 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))는, 단자 군(SP11 내지 SP16) 중 대응하는 단자와 제1 전압 배선(502)과의 사이에 접속된 복수의 제1 스위치와, 단자 군(SP11 내지 SP16) 중 대응하는 단자와 제2 전압 배선(503a)과의 사이에 접속된 복수의 제2 스위치와, 단자 군(SP11 내지 SP16) 중 대응하는 단자와 제3 전압 배선(504)과의 사이에 접속된 복수의 제3 스위치를 구비하고 있다.
도 8에는, 복수의 제1 스위치 중, 단자(SP11 내지 SP14)와 제1 전압 배선(502)과의 사이에 접속된 제1 스위치(S10 내지 S13)가 도시되어 있다. 이 제1 스위치(S10 내지 S13)는, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)에 의해 스위치 제어된다. 또한, 도 8에는, 복수의 제2 스위치 중, 단자(SP11 내지 SP14)와 제2 전압 배선(503a)과의 사이에 접속된 제2 스위치(S20 내지 S23)가 도시되어 있다. 이 제2 스위치(S20 내지 S23)는, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터의 제2 스위치 제어 신호(SW2C)에 의해 스위치 제어된다. 마찬가지로, 도 8에는, 복수의 제3 스위치 중, 단자(SP11 내지 SP14)와 제3 전압 배선(504)과의 사이에 접속된 제3 스위치(S30 내지 S33)가 도시되어 있다. 이 제3 스위치(S30 내지 S33)는, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터의 제3 스위치 제어 신호(SW3C)에 의해 스위치 제어된다.
특별히 제한되지 않지만, 제1 스위치(S10 내지 S13), 제2 스위치(S20 내지 S23) 및 제3 스위치(S30 내지 S33)는, 제1 스위치 제어 신호(SW1C), 제2 스위치 제어 신호(SW2C) 및 제3 스위치 제어 신호(SW3C)가, 하이 레벨(논리 값 "1")이 됨으로써, 온(도통 상태)이 되고, 로우 레벨(논리 값 "0")이 됨으로써, 오프(비도통 상태)가 된다.
단자 군(SP11 내지 SP16) 중 단자(SP11)를 예로 들면, 단자(SP11)와 제1 전압 배선(502)과의 사이에, 제1 스위치 제어 신호(SW1C)에 의해 스위치 제어되는 제1 스위치(S10)가 접속되고, 단자(SP11)과 제2 전압 배선(503a)과의 사이에, 제2 스위치 제어 신호(SW2C)에 의해 스위치 제어되는 제2 스위치(S20)가 접속되고, 단자(SP11)와 제3 전압 배선(504)과의 사이에, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)에 의해 스위치 제어되는 제3 스위치(S30)가 접속되어 있다. 나머지 단자(SP12 내지 SP16)에 대해서도, 마찬가지로, 각각의 단자(SP)는, 제1 스위치를 통해서 제1 전압 배선(502)에 접속되고, 제2 스위치를 통해서 제2 전압 배선(503a)에 접속되고, 제3 스위치를 통해서 제3 전압 배선(504)에 접속되어 있다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는, 버퍼 회로(BF1)와, 2 입력 노아(NOR) 회로(NR1, NR2), 2 입력 AND 회로(AND1) 및 리셋 단자를 갖는 플립플롭 회로(FF1)를 구비하고 있다. 여기서, 플립플롭 회로(FF1)는, 리셋 단자를 갖는 D형 플립플롭 회로이며, 리셋 단자(rst)와, 클럭 단자(ck)와, 데이터 입력 단자(D)와 데이터 출력 단자(Q, /Q)를 갖고 있다. 데이터 출력 단자(/Q)는, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력되는 출력 신호에 대하여 위상 반전된 출력 신호를 출력하는 출력 단자를 의미하고 있다.
리셋 단자(rst)를 갖는 D형 플립플롭 회로(FF1)는, 그 리셋 단자(rst)에 로우 레벨의 신호를 공급함으로써, 리셋되고, 데이터 출력 단자(Q)로부터는 로우 레벨을 출력하고, 데이터 출력 단자(/Q)로부터는 하이 레벨을 출력한다. 한편, 리셋 단자(rst)에 하이 레벨의 신호가 공급되고 있을 때, 클럭 신호(ck)의 전압이 상승되면, 데이터 입력 단자(D)에 공급되고 있는 입력 신호를 도입하여, 데이터 입력 단자(D)에 공급되고 있는 입력 신호의 논리 값과 동일한 논리 값의 신호를, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력 신호로서 출력한다. 이때, 데이터 출력 단자(/Q)로부터는, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력되고 있는 출력 신호의 논리 값에 대하여 반전된 논리 값의 신호가 출력 신호로서 출력된다. 클럭 신호(ck)의 전압값이 유지되고 있을 때 및 하강할 때는, 리셋 단자(rst)를 갖는 D형 플립플롭 회로(FF1)는, 도입한 입력 신호를 유지하고, 도입한 입력 신호에 대응한 출력 신호를 데이터 출력 단자(Q, /Q)로부터 계속해서 출력한다.
나중에 설명하는 복수의 실시 형태에서 사용되고 있는 플립플롭 회로는, 모두 여기에서 설명한 리셋 단자(rst)를 갖는 D형 플립플롭 회로이다. 또한, 이 실시 형태에서는, 플립플롭 회로(FF)의 데이터 출력 단자(/Q)는 사용되고 있지 않기 때문에, 도시되어 있지 않다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(n))에는, 터치 검출 기간에 있어서, 터치용 반도체 장치(7)로부터, 공통 전극(TL(n))에 대응한 선택 신호(TP(n))가 공급된다. 선택 신호(TP(n))는 버퍼 회로(BF1)에 공급되고, 버퍼 회로(BF1)는, 선택 신호(TP(n))를 제1 스위치 제어 신호(SW1C)로서, 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급한다. 또한 선택 신호(TP(n))는, 2 입력 노아 회로(NOR1)의 한쪽의 입력과, 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)에 공급되고 있다. 플립플롭 회로(FF1)의 리셋 단자(rst) 및 데이터 입력 단자(D)에는, 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고, 제어 신호(VCOMSEL)에 대하여 위상 반전된 제어 신호(xVCOMSEL)는, 2 입력 노아 회로(NR2)의 한쪽의 입력에 공급되고 있다. 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)는, 2 입력 노아 회로(NR2)의 다른 쪽 입력에 접속되어 있다.
또한, 2 입력 노아 회로(NR2)의 출력은, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)로서, 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급된다. 또한, 2 입력 노아 회로(NR1)의 다른 쪽 입력에는, 2 입력 노아 회로(NR2)의 출력이 공급되고, 2 입력 노아 회로(NR1)의 출력과, 제어 신호(VCOMSEL)가, 2 입력 AND 회로(AND1)에 입력되고, 2 입력 AND 회로(AND1)의 출력이, 제2 스위치 제어 신호(SW2C)로서, 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급된다.
제어 신호(VCOMSEL)는, 표시 기간에 있어서는 로우 레벨이 되고, 표시 기간에 있어서는 하이 레벨이 된다. 플립플롭 회로(FF1)의 리셋 단자(rst)에 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고 있기 때문에, 플립플롭 회로(FF1)는, 표시 기간에 있어서는 리셋되고, 데이터 출력 단자(Q)로부터는 로우 레벨(논리 값 "0")의 신호가 출력된다. 한편, 제어 신호(xVCOMSEL)는, 제어 신호(VCOMSEL)에 대하여 위상 반전된 신호이기 때문에, 표시 기간에 있어서, 하이 레벨(논리 값 "1")이 되고, 터치 검출 기간에 있어서, 로우 레벨(논리 값 "0")이 된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서는, 2 입력 노아 회로(NR2)로부터 출력되는 제3 스위치 제어 신호(SW1C)는 로우 레벨이 된다.
또한, 선택 신호(TP(n))는, 표시 기간에 있어서는, 로우 레벨(논리 값 "0")이 되고, 터치 검출 기간에 있어서는, 이 선택 신호(TP(n))에 대응하는 공통 전극(TL(n))을 선택 공통 전극으로서 지정하는 경우에는, 하이 레벨과 로우 레벨의 사이에서 전압이 주기적으로 변화하여, 대응하는 공통 전극(TL(n))을 비선택 공통 전극으로서 지정하는 경우에는, 로우 레벨이 된다.
우선, 표시 기간에 있어서는, 선택 신호(TP(n))가 로우 레벨이 됨으로써, 버퍼 회로(BF1)는, 로우 레벨의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)를 출력한다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)도, 상술한 바와 같이, 로우 레벨이 된다. 이에 의해, 2 입력 노아 회로(NR1)는, 표시 기간에 있어서, 양쪽의 입력에 로우 레벨이 공급되기 때문에, 하이 레벨을 출력한다. 그러나, 표시 기간에 있어서는, 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨이기 때문에, 2 입력 AND 회로(AND1)의 출력 신호인 제2 스위치 제어 신호(SW2C)는 로우 레벨이 된다. 따라서, 표시 기간에 있어서는, 각각 로우 레벨의 제1 내지 제3 스위치 제어 신호(SW1C 내지 SW3C)가, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급되게 된다.
그 때문에, 표시 기간에 있어서, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 있어서의 제1 스위치(도 8에서는, S10 내지 S13), 제2 스위치(도 8에서는, S20 내지 S23) 및 제3 스위치(도 8에서는, S30 내지 S33)는 오프 상태가 된다. 그 결과, 표시 기간에 있어서는, 단자 군(SP11 내지 SP16) 각각은, 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)으로부터 전기적으로 분리된다. 표시 기간에 있어서는, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)로부터 화상 신호가, 단자 군(SP11 내지 SP16)에 공급되고, 단위 신호선 셀렉터(6(n))에 의해, 파선으로 나타낸 바와 같은 적절한 신호선에 전달된다. 표시 기간에 있어서, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))에 있어서의 복수의 스위치(S3)의 공통 단자(C)는, 단자(P1)에 접속된다. 그 때문에, 표시 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))은 제4 전압 배선(503b)에 접속된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서는, 공통 전극을 사용해서 액정 표시 소자에, 표시를 위한 구동 전압, 즉 제4 전압(VCOMDC1b)이 공급되게 된다.
터치 검출 기간이 되면, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압은, 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화한다. 이에 의해, 플립플롭 회로(FF1)의 리셋 단자(rst)의 전압이, 하이 레벨로 됨으로써, 플립플롭 회로(FF1)의 리셋이 해제된다. 터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극에 대응하는 선택 신호는, 그 전압이 주기적으로 변화하는 신호가 되어, 비선택 공통 전극에 대응하는 선택 신호는, 로우 레벨이 된다.
도 8에 나타낸 공통 전극(TL(n))을 선택 공통 전극으로 하는 경우, 터치용 반도체 장치(7)는, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(n))에 대응하는 선택 신호(TP(n))의 전압을 주기적으로 변화시킨다. 리셋을 해제한 후에, 플립플롭 회로(FF1)는, 선택 신호(TP(n))의 전압이 상승됨으로써, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압에 따른 논리 값을 도입한다. 이때의 제어 신호(VCOMSEL)의 전압은, 하이 레벨이기 때문에, 하이 레벨에 상당하는 논리 값 "1"을 도입하여, 유지함과 함께, 데이터 출력 단자(Q)로부터, 논리 값 "1"에 대응하는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 이에 의해, 2 입력 노아 회로(NR2)로부터 출력되는 제3 스위치 제어 신호(SW3C)의 전압은 로우 레벨이 된다. 또한, 버퍼 회로(BF1)는, 선택 신호(TP(n))와 동상의 신호를 제1 스위치 제어 신호(SW1C)로서 출력한다.
한편, 2 입력 노아 회로(NR1)는, 제3 스위치 제어 신호(SW2C)가 로우 레벨이 됨으로써, 선택 신호(TP(n))를 위상 반전하는 인버터 회로로서 기능하게 된다. 그 때문에, 2 입력 노아 회로(NR2)로부터는, 선택 신호(TP(n))에 대하여 위상 반전된 신호가 출력된다. 2 입력 AND 회로(AND1)는, 제어 신호(VCOMSEL)가 하이 레벨이기 때문에, 2 입력 노아 회로(NR2)로부터 출력되고 있는 신호를, 제2 스위치 제어 신호(SW2C)로서 출력한다. 터치 검출 기간에 있어서는, 하이 레벨의 제어 신호(VCOMSEL)에 의해, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))를 구성하는 스위치(S3)의 공통 단자(C)가, 단자(P2)에 접속되어 있기 때문에, 단자 군(SP11 내지 SP16)은 대응하는 공통 전극(TL(n))에 전기적으로 접속되어 있다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는, 선택 신호(TP(n))와 동기한 제1 스위치 제어 신호(SW1C)와 선택 신호(TP(n))에 대하여 위상 반전된 제2 스위치 제어 신호(SW2C)를 출력한다. 그 때문에, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))에 대응한 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))는, 제1 스위치 제어 신호(SW1C) 및 제2 스위치 제어 신호(SW2C)에 따라, 제1 스위치(S10 내지 S13)와 제2 스위치(S20 내지 S23)를 교대로 온 상태로 한다. 그 결과, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(n))은 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속된다. 즉, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극으로서 지정된 공통 전극(TL(n))의 전압은, 제1 전압 배선(502)에 있어서의 제1 전압(TPH)과 제2 전압 배선(503a)에 있어서의 제2 전압(VCOMDC1)과의 사이에서 주기적으로 변화하게 된다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 신호(TP(n))가 공통 전극(TL(n))을 비선택 공통 전극으로서 지정하고 있는 경우에는, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 신호(TP(n))는 로우 레벨을 유지한다. 그 때문에, 플립플롭 회로(FF1)는, 리셋이 해제되었을 때의 상태를 유지하고, 플립플롭 회로(FF1)는, 데이터 출력 단자(Q)로부터 로우 레벨의 신호를 출력한다. 터치 검출 기간에 있어서는, 제어 신호(xVCOMSEL)는 로우 레벨이 되기 때문에, 2 입력 노아 회로(NR2)는, 하이 레벨의 제3 스위치 제어 신호(SW3C)를 출력한다. 이 하이 레벨의 제3 스위치 제어 신호(SW3C)에 의해, 2 입력 노아 회로(NR1)는, 로우 레벨을 출력하고, 2 입력 AND 회로(AND1)로부터 출력되는 제2 스위치 제어 신호(SW2C)도 로우 레벨이 된다. 또한, 버퍼 회로(BF1)는, 로우 레벨의 선택 신호(TP(n))에 따라, 로우 레벨의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)를 출력한다.
그 결과, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))을 비선택 공통 전극으로 하는 선택 신호(TP(n))를 수신한 경우, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 있어서의 제3 스위치(S30 내지 S33)가 온 상태로 되도록 제어하고, 제1 스위치(S10 내지 S13)가 오프 상태로 되도록 제어하고, 제2 스위치(S20 내지 S23)도 오프 상태로 되도록 제어한다. 그 때문에, 비선택 공통 전극으로서 지정된 공통 전극(TL(n))은 제3 스위치(S30 내지 S33)를 통해서, 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속되게 된다.
도 8에 도시하지 않은 다른 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG(n-1), UDG(n+1) 내지 UDG(p))도 마찬가지로 동작한다. 이에 의해, 구동 전극 드라이버(12)는, 터치 검출 기간일 때, 선택 공통 전극으로서 지정된 공통 전극을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속하고, 비선택 공통 전극으로서 지정된 공통 전극을, 제2 전압 배선(503a) 대신 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속한다. 즉, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극이 접속되는 전압 배선과, 비선택 공통 전극이 접속되는 전압 배선이 나뉜다.
이 실시 형태 1에서는, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)의 접속 노드(nL)에 저역 통과 필터(506)(도 5)가 접속되어 있기 때문에, 전압적으로는, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)은 동일한 전압 값을 갖지만, 제3 전압 배선(504) 또는 제2 전압 배선에 있어서의 급준한 전압 변화는, 제2 전압 배선(503a) 또는 제3 전압 배선(504)에 감쇠되어 전달된다. 이에 의해, 도 18 및 도 19에서 설명한 선택 공통 전극의 전압을 상승시킬 때 발생하는 비선택 공통 전극에 의한 제3 전압 배선(504)의 전압 변동은, 감쇠되어 제2 전압 배선(503a)에 전달됨으로써, 선택 공통 전극 및 검출 전극의 전압 상승이 느려지는 것을 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 선택 공통 전극의 전압을 하강시킬 때도, 비선택 공통 전극이 접속되어 있는 제3 전압 배선(504)을, 제3 전압(제2 전압)에 충전하는 양을 저감하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 선택 공통 전극의 전압을 하강시킬 때의 시간이 길어지는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 터치 검출 기간에 있어서, 비선택 공통 전극은, 제3 전압 배선(504)에 접속되어 있기 때문에, 도 21에서 설명한 바와 같이, 오검출이 발생하는 것을 저감하거나, 또는 검출을 빨리 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제3 전압 배선(504)은, 비선택 공통 전극의 전압을 고정할 수 있으면 되기 때문에, 이 실시 형태 1과 같이, 제1 및 제2 전압 배선(502, 503a)에 비하여, 그 선 폭을 가늘게 하는 것이 가능하기 때문에, 프레임이 커지는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
<액정 표시 장치의 동작>
도 9의( A) 내지 (G)는, 이 실시 형태에 관한 액정 표시 장치(1)의 동작을 나타내는 파형 도이다. 도 9에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전압을 나타내고 있다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위해서, 도 9에서는, 터치 검출 기간에 있어서의 공통 전극(TL(n))에 관한 파형만이 도시되어 있다. 도 9에서, 터치 검출 기간(선택)은, 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있을 때의 파형을 나타내고 있고, 터치 검출 기간(비선택)은, 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있을 때의 파형을 나타내고 있다. 또한, 신호선 프리차지 기간은, 터치 검출 기간 후, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))을 프리차지하고, 다음의 표시 기간에 대비하는 동작이 행하여지고 있는 기간을 나타내고 있다. 표시 기간은, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 화상 신호를 공급하고, 주사선(GL(0) 내지 GL(p))에 순차 주사 전압을 공급함으로써, 표시를 행하고 있는 기간을 나타내고 있다.
도 9의 (A)는 선택 신호(SE1)의 전압 파형을 나타내고 있다. 선택 신호(SEL2)는, 도 9에는 도시되어 있지 않지만, 표시 기간에 있어서는, 선택 신호(SEL1과 SEL2)는, 교대로 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서는, 드라이버용 반도체 장치(DDIC)로부터의 화상 신호가, 적절한 신호선에 공급된다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서는, 선택 신호(SEL1 및 SEL2)의 양쪽이 하이 레벨로 된다.
도 9의 (B)에는, 제어 신호(VCOMSEL)의 파형이 도시되어 있다. 제어 신호(VCOMSEL)는, 표시 기간에서는 로우 레벨이 되고, 터치 검출 기간에 있어서는 하이 레벨이 된다. 특별히 제한되지 않지만, 제어 신호(VCOMSEL)는, 도 1에 도시한 구동 신호 형성부(17)에 의해 형성된다. 또한 특별히 제한되지 않지만, 구동 신호 형성부(17)가, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p))를 형성한다. 도 9의 (C)에, 구동 신호 형성부(17)에 의해 형성된 선택 신호(TP(n))의 파형이 도시되어 있다.
구동 신호 형성부(17)는, 제어부(18)로부터의 제어에 기초하여, 선택 공통 전극으로서 지정하는 공통 전극에 대응한 선택 신호를 주기적으로 변화시켜서, 비선택 공통 전극으로서 지정하는 공통 전극에 대응한 선택 신호를 로우 레벨로 한다. 여기에서는, 공통 전극(TL(n))을 예로 하고 있기 때문에, 구동 신호 형성부(17)는, 구동 전극 TL(n)에 대응하는 선택 신호(TP(n))를 터치 검출 기간(선택)에 있어서는, 주기적으로 변화시키고 있다. 또한, 터치 검출 기간(비선택)에 있어서는, 선택 신호(TP(n))를 로우 레벨로 하고 있다.
또한, 제어 신호(xVCOMSEL)는, 제어 신호(VCOMSEL)가 위상 반전된 신호이기 때문에, 표시 기간에 있어서 하이 레벨이 되고, 터치 검출 기간에 있어서 로우 레벨이 된다.
우선, 터치 검출 기간(선택)에 있어서의 동작에 대해서 설명한다. 선택 신호(SEL1 및 SEL2)가 모두 하이 레벨이 되고, 제어 신호(VCOMSEL)도 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 도 8에 나타낸 스위치(S1, S2)가 온 상태로 되고, 스위치(S3)의 공통 단자(C)가, 단자(P2)에 접속된다. 그 결과, 단자 군(SP11 내지 SP14: 도 8)이 공통 전극(TL(n))에 전기적으로 접속된다.
터치 검출 기간(선택)에 있어서, 제어 신호(VCOMSEL)가, 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하면, 플립플롭 회로(FF1)(도 8)의 리셋이 해제된다. 리셋이 해제된 뒤에, 선택 신호(TP(n))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하면, 플립플롭 회로(FF1)는, 제어 신호(VCOMSEL)의 하이 레벨에 대응하는 논리 값 "1"을 도입하여 유지한다. 이에 의해, 도 9의 (D)에 도시한 바와 같이, 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)에 있어서의 전압은, 도입한 논리 값 "1"에 대응하는 하이 레벨이 된다.
플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)에 있어서의 전압이, 하이 레벨로 됨으로써, 도 8에서 설명한 바와 같이, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는 로우 레벨의 제3 스위치 제어 신호(SW3C)를 출력한다(도 9의 (E)). 또한, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는 선택 신호(TP(n))에 기초하여, 선택 신호(TP(n))와 동상의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)와 선택 신호(TP(n))에 대하여 위상 반전된 제2 스위치 제어 신호(SW2C)를 출력한다(도 9의 (F), 도 9의 (G)). 이에 의해, 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))는, 선택 공통 전극으로서 지정된 공통 전극(TL(n))을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속한다. 즉, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))가, 그에 대응한 공통 전극(TL(n))을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속한다.
이때, 구동 신호 형성부(17)는, 다른 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(n-1) 및 UDG(n+1) 내지 UDG1(p))에 대하여, 예를 들어 비선택 공통 전극을 지정하는 선택 신호(TP(0) 내지 TP(n-1) 및 TP(n+1) 내지 TP(p))를 공급한다. 이에 의해, 다른 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(n-1) 및 UDG(n+1) 내지 UDG1(p)) 각각에 있어서의 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(n-1) 및 ULG(n+1) 내지 ULG1(p))에 있어서는, 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)의 전압이 변화하지 않기 때문에, 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)의 전압은, 리셋 해제일 때의 전압이 유지된다. 즉, 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(n-1) 및 ULG(n+1) 내지 ULG(p))에 있어서의 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)의 전압은, 로우 레벨이 된다.
그 때문에, 제1 단위 로직 회로(ULG1(0) 내지 ULG1(n-1) 및 ULG(n+1) 내지 ULG(p))는, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(n-1) 및 USW1(n+1) 내지 USW1(p))에 대하여 제3 스위치(S30 내지 S33)를 온 상태로 하는 하이 레벨의 제3 스위치 제어 신호(SW3C)와, 제1 스위치(S10 내지 S13) 및 제2 스위치(S20 내지 S23)를 각각 오프 상태로 하는 로우 레벨의 제1 스위치 제어 신호(SW1C) 및 제2 스위치 제어 신호(SW2C)를 출력한다. 이에 의해, 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(n-1) 및 USW1(n+1) 내지 USW1(p)) 각각은, 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(n-1) 및 TL(n+1) 내지 TL(p))을 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속한다.
즉, 구동 전극 드라이버(12)는, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극(TL(n))을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속하고, 비선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(n-1) 및 TL(n+1) 내지 TL(p))을 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극(TL(n))에는, 제1 전압(TPH)과 제2 전압(VCOMDC1a)이, 터치 검출 기간(선택)에 있어서 교대로 공급되고, 비선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(n-1) 및 TL(n+1) 내지 TL(p)) 각각에는, 제3 전압(VCOMDC2)이 공급된다. 이 상태에서, 검출 전극(GL(0) 내지 GL(p))에 있어서의 신호를 판정함으로써, 선택 공통 전극(TL(n))의 근방이 터치되어 있는지 여부를 검출하는 것이 가능하게 된다.
도 9에서, 터치 검출 기간(비선택)에서는, 구동 신호 형성부(17)는, 공통 전극(TL(n))을 비선택 공통 전극으로서 지정하고, 별도의 공통 전극을 선택 공통 전극으로서 지정한다. 즉, 터치 검출 기간(비선택)에 있어서, 구동 신호 형성부(17)는, 공통 전극(TL(n))에 대응하는 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 대하여 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이 로우 레벨 선택 신호(TP(n))를 공급하고, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(n-1) 및 UDG(n+1) 내지 UDG1(p)) 중 어느 하나에 대하여 주기적으로 전압값이 변화하는 선택 신호(예를 들어, 선택 신호(TP(i)))를 공급한다.
제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 있어서의 플립플롭 회로(FF1)(도 8)는, 그 클럭 단자(ck)의 전압이 변화하지 않기 때문에, 리셋이 해제되었을 때의 로우 레벨의 전압을 데이터 출력 단자(Q)로부터 계속해서 출력한다(도 9의 (D)). 그 결과, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 있어서의 제1 단위 로직 회로(UDC1(n))는 도 9의 (E) 내지 (G)에 도시한 바와 같이, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)를 하이 레벨로 하고, 제1 스위치 제어 신호(SW1C) 및 제2 스위치 제어 신호(SW2C) 각각을 로우 레벨로 한다. 한편, 주기적으로 전압값이 변화하는 선택 신호(TP(i))가 공급된 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(i))에 있어서는, 먼저 터치 검출 기간(선택)에서 설명한 것과 마찬가지로, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(i))에 있어서의 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)가 하이 레벨이 되고, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)는 로우 레벨, 제1 스위치 제어 신호(SW1C) 및 제2 스위치 제어 신호(SW2C) 각각은, 선택 신호(TP(i))의 전압 변화에 따라서 변화한다.
플립플롭 회로(FF1)는, 터치 검출 기간에 있어서, 거기에 공급되는 선택 신호(TP(n))의 전압이 상승되는지 여부에 의해, 대응하는 공통 전극이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는지 여부를 판정하고 있다. 즉, 플립플롭 회로(FF1)는, 선택 신호(TP(n))에 기초하여, 대응하는 공통 전극이 선택 공통 전극인지 여부를 판정하는 판정 회로로 간주할 수도 있다.
이 실시 형태 1에서는, 터치 검출 기간에 있어서, 선택 공통 전극의 전압은, 제1 단위 스위치 회로(USW1(0) 내지 USW1(p))에 의해, 제1 또는 제2 전압 배선(502, 503a)으로부터 공급된다. 즉, 앞서 설명한 (1) DC 구동이다. 그 때문에, 선택 공통 전극의 전압을, 예를 들어 0V와 5.5V의 사이에서 주기적으로 변화시키는 경우라도, 선택 공통 전극을 지정하는 선택 신호의 전압 진폭은, 예를 들어 0V와 1.8V의 사이이면 되고, 또한 구동 능력도 낮아도 된다. 이에 의해, 오검출을 억제하면서, 선택 신호를 공급하는 신호선의 배치의 자유도를 향상시키는 것이 가능하고, 액정 표시 장치의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제3 전압 배선(504)은, 액정 소자 배열(LCD)에 배치되는 모든 공통 전극에 대하여 1개로 해도 되지만, 복수개의 제3 전압 배선(504)을 설치할 수도 있는, 예를 들어 공통 전극이 20 내지 40개에 대하여 1개씩 제3 전압 배선(504)을 설치할 수도 있다.
터치 검출 기간에 선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극의 수에 비해, 비선택 공통 전극으로서 지정되는 공통 전극의 수가 많을 것이 예상된다. 이 실시 형태에 의하면, 선택 공통 전극이, 많은 비선택 공통 전극과 동일한 전압 배선에 접속되지 않기 때문에, 선택 공통 전극 또는 검출 전극의 전압의 상승이 느려지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 선택 공통 전극의 전압의 하강이 느려지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
(실시 형태 2)
이 실시 형태 2에서는, 각각의 공통 전극에 대하여, 2개의 구동 전극 드라이버가 설치된다. 도 5에 도시한 모듈을 사용해서 설명하면, 이 실시 형태 2에 관한 액정 표시 장치는, 영역(액정 패널)(501)의 한쪽의 짧은 변(501-D)을 따라 배치된 제1 구동 전극 드라이버(12)와, 영역(501)의 다른 쪽의 짧은 변(501-U)을 따라 배치된 제2 구동 전극 드라이버(12-U)를 구비하고 있다. 즉, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 연장 방향에 있어서, 영역(액정 패널)(501)을 사이에 두도록, 제1 및 제2 구동 전극 드라이버(12, 12-U)가 배치되어 있다.
제2 구동 전극 드라이버(12-U)의 개요는, 앞서 도 7을 이용해서 설명하고 있는데, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)는, 제2 로직 회로(US2)와 제2 스위치 회로(SW2)를 포함하고 있다. 또한, 제2 로직 회로(US2)는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에 대응한 복수의 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))를 포함하고 있고, 제2 스위치 회로(SW2)도, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 각각에 대응한 복수의 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))를 포함하고 있다. 여기서, 제1 구동 전극 드라이버(12)는, 실시 형태 1에서 설명한 구동 전극 드라이버(12)와 동일하다.
<제1 구동 전극 드라이버(12) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U)의 구성>
도 10은, 실시 형태 2에 관한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 회로도이다. 제2 단위 로직 회로(ULG2(0) 내지 ULG2(p))의 각각의 구성은 서로 동일하고, 제2 단위 스위치 회로(USW2(0) 내지 USW2(p))의 각각의 구성도 서로 동일하다. 그 때문에, 동도에는, 도 7에 나타낸 액정 표시 장치 중, 제2 단위 로직 회로(ULG2(n)) 및 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))의 구성만이, 대표로서 도시되어 있다. 또한, 동도에는, 제2 단위 로직 회로(ULG2(n)) 및 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 의해 구성된 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))에 대응한 공통 전극(TL(n)) 및 공통 전극(TL(n))에 대응한 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))의 구성이 도시되어 있다.
도 10에서, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))의 구성 및 동작은, 도 8 및 도 9에서 설명한 구성 및 동작과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 공통 전극(TL(n))에 대응한 신호선이, 설명을 용이하게 하기 위해서, 동도에서는, SL(0) 내지 SL(3)로서 도시되어 있다. 또한, 도 10에 도시되어 있는 「R」, 「G」, 「B」 각각은, 부화소(SPix)를 나타내고 있다. 표시 기간에 있어서는, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 화상 신호가 공급되고, 이 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 대응하는 공통 전극(TL(n))에, 제4 전압(VCOMDC1b)이 공급된다. 동도에는 도시되어 있지 않은 주사선에 전압을 순차 공급함으로써, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 있어서의 화상 신호의 전압과 공통 전극(TL(n))에 있어서의 제4 전압(VCOMDC1b)이, 액정 표시 소자에 인가되어, 화상 신호에 따른 표시가 행하여진다.
제2 단위 스위치 회로(USW2(n))는, 제1 전압 배선(502)과 대응하는 공통 전극(TL(n))과의 사이에 병렬적으로 접속된 제4 스위치(S40 내지 S43)와, 제2 전압 배선(503a)과 대응하는 공통 전극(TL(n))과의 사이에 병렬적으로 접속된 제5 스위치(S50 내지 S53)와, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)과의 사이에 병렬적으로 접속된 복수의 제6 스위치(S60 내지 S63)를 구비하고 있다. 여기서, 제4 스위치(S40 내지 S43)는, 대응하는 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))로부터의 제4 스위치 제어 신호(SW4C)의 전압에 따라 스위치 제어되고, 제5 스위치(S50 내지 S53)는, 대응하는 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))로부터의 제5 스위치 제어 신호(SW5C)의 전압에 따라 스위치 제어된다. 마찬가지로, 제6 스위치(S60 내지 S63)는, 대응하는 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))로부터의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)의 전압에 따라 스위치 제어된다.
이 실시 형태에서는, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)가 하이 레벨일 때, 제4 스위치(S40 내지 S43)는 온으로 하고, 로우 레벨일 때 오프로 한다. 또한, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)가 하이 레벨일 때, 제5 스위치(S50 내지 S65)는 온으로 하고, 로우 레벨일 때 오프로 한다. 마찬가지로, 스위치 제어 신호(SW6C)가 하이 레벨일 때, 제6 스위치(S60 내지 S63)는 온으로 하고, 로우 레벨일 때 오프로 한다.
제2 단위 로직 회로(ULG2(n))는 특별히 제한되지 않지만, 스위치 회로(ULG2S(n))와 로직 회로(ULG2C(n))를 구비하고 있다. 로직 회로(ULG2C(n))는 스위치 회로(ULG2S(n)) 및 신호선(SL(0) 내지 SL(3))을 통해서, 대응하는 제1 구동 전극 드라이버(UDG1(n))로부터 선택 신호를 받아, 제4 내지 제6 스위치 제어 신호(SW4C 내지 SW6C)를 형성하고, 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 공급한다.
스위치 회로(ULG2S(n))는 대응하는 신호선(SL(0) 내지 SL(3))과 노드(nS)의 사이에 병렬적으로 접속된 복수의 제7 스위치(S4)를 구비하고 있다. 제7 스위치(S4) 각각은, 공통 단자(C)와 한 쌍의 단자(P1, P2)를 갖고 있으며, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압에 따라, 공통 단자(C)를 단자(P1 또는 P2)에 접속하도록, 스위치 제어된다. 복수의 제7 스위치(S4)의 공통 단자(C)는, 노드(nS)에 접속되고, 단자(P1)에는, 소정의 전압(TPL)이 공급되고, 단자(P2)는 대응하는 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 접속되어 있다. 이 실시 형태에서는, 제어 신호(VCOMSEL)가, 하이 레벨일 때, 각각의 제7 스위치(S4)는, 공통 단자(C)를 단자(P2)에 접속한다. 한편, 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨일 때, 각각의 제7 스위치(S4)는, 공통 단자(C)를 단자(P1)에 접속한다. 여기서, 제7 스위치(S4)의 단자(P1)에 공급되는 전압(TPL)의 전압값은, 예를 들어 제1 전압(TPH)보다도 낮은 값으로 되어 있다.
따라서, 제7 스위치(S4)는, 제어 신호(VCOMSEL)가 하이 레벨일 때, 노드(nS)를 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 접속하고, 로우 레벨일 때, 노드(nS)를 소정의 전위(TPL)에 접속한다. 제어 신호(VCOMSEL)는, 이미 설명한 바와 같이, 터치 검출 기간에 있어서 하이 레벨이 되고, 표시 기간에 있어서는 로우 레벨이 된다. 따라서, 터치 검출 기간에 있어서, 스위치 회로(ULG2S(n))는 대응하는 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압을 노드(nS)에 전달한다. 한편, 표시 기간에 있어서는, 노드(nS)의 전압은, 소정의 전압(TPL)으로 고정되게 된다.
터치 검출 기간에 있어서는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 대응하는 단위 신호선 셀렉터(6(n))에 있어서의 스위치(S1, S2)는, 선택 신호(SEL1, SEL2)에 의해 온 상태로 되어 있다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서는, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압은, 대응하는 공통 전극(TL(n))의 전압과 동일해진다. 공통 전극(TL(n))의 전압은, 이 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우, 선택 신호(TP(n))의 전압과 동기해서 변화한다. 또한, 이 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압은, 공통 전극(TL(n))의 전압과 동일한 로우 레벨이 된다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서는, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에 있어서의 신호는, 선택 신호(TP(n))에 동기한 선택 신호라 간주할 수 있다. 이렇게 간주하면, 터치 검출 기간에 있어서, 노드(nS)에는, 선택 신호(TP(n))에 대응한 선택 신호가 전달되어 있게 된다. 한편, 표시 기간에 있어서는, 제7 스위치(S4)의 공통 단자(C)는, 단자(P1)에 접속되기 때문에, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))과 노드(nS)와는 전기적으로 분리된다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 노드(nS)의 전압이, 소정의 전압(TPL)으로 고정되기 때문에, 노이즈 등에 의해, 노드(nS)의 전압이 원하지 않게 변동되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
로직 회로(ULG2C(n))는, 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF2), 버퍼 회로(BF2), 인버터 회로(IV11) 및 2 입력 노아 회로(NR3)를 구비하고 있다.
리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF2)는, 플립플롭 회로(FF1)와 마찬가지로, 리셋 단자를 갖는 D형 플립플롭 회로이다. 플립플롭 회로(FF2)의 리셋 단자(rst)와 데이터 입력 단자(D)에는, 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고, 플립플롭 회로(FF2)의 클럭 단자(ck)는, 노드(nS)에 접속되어 있다. 즉, 스위치 회로(ULG2S(n))로부터의 선택 신호가, 플립플롭 회로(FF2)의 클럭 단자(ck)에 공급되고 있다. 이에 의해, 플립플롭 회로(FF2)는, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 대응한 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압이 변화하면, 하이 레벨인 제어 신호(VCOMSEL)의 논리 값 "1"을 도입하여 저장하고, 데이터 출력 단자(Q)의 전압은, 도입한 논리 값 "1"에 대응하는 하이 레벨이 된다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(n))에 대응한 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압이 변화하지 않으면, 플립플롭 회로(FF2)는, 리셋일 때의 논리 값 "0"을 유지하고, 데이터 출력 단자(Q)의 전압은, 논리 값 "0"에 대응한 로우 레벨이 된다.
터치 검출 기간에 있어서는, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압은, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 있어서의 전압에 동기해서 변화한다. 그 때문에, 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)는, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 하이 레벨을 출력한다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 데이터 출력 단자(Q)는 로우 레벨을 출력하게 된다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨이 되기 때문에, 플립플롭 회로(FF2)는 리셋되어 있다. 리셋되어 있기 때문에, 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)는, 로우 레벨을 출력한다.
플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)는, 인버터 회로(IV11)의 입력에 접속되어 있다. 그 때문에, 인버터 회로(IV11)에는, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 하이 레벨이 입력된다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 인버터 회로(IV11)는, 로우 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 인버터 회로(IV11)에는 로우 레벨이 입력되기 때문에, 인버터 회로(IV11)는, 하이 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)의 전압이 로우 레벨이기 때문에, 인버터 회로(IV11)는, 하이 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다.
정리하면, 제6 스위치 제어 신호(SW6C)는, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 기간과 표시 기간에 있어서, 하이 레벨이 된다. 한편, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 기간에서는, 제6 스위치 제어 신호(SW6C)는 로우 레벨이 된다. 이에 의해, 제6 스위치(S60 내지 S63) 각각은, 표시 기간에 있어서, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)을 전기적으로 접속한다. 이 실시 형태 2에서도, 도 5에서 설명한 바와 같이, 제3 전압 배선(504)의 선 폭은, 제1 및 제2 전압 배선(502, 503a)의 선 폭보다도 가늘고, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)과 저역 통과 필터(506)는 서로 접속되어 있다.
표시 기간에 있어서는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))에 있어서의 스위치(S3)의 공통 단자(C)가 단자(P1)에 접속된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서는, 액정 표시 소자의 한쪽의 단자가 되는 공통 전극(TL(n))은, 제4 전압 배선(503b)에 접속되게 된다. 이 실시 형태 2에서는, 표시 기간일 때, 제6 스위치(S60 내지 S63)를 통해서 제3 전압 배선(504)과 제2 전압 배선(503a)이 접속된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서, 액정 표시 소자의 한쪽의 단자에 공급되는 전압(제2 전압(VCOMDC1a, VCOMDC2))을 안정화하는 것이 가능하게 된다.
로직 회로(ULG2C(n))에 포함되는 버퍼 회로(BF2)의 입력과, 2 입력 노아 회로(NR3)의 한쪽의 입력은, 노드(nS)에 접속되어 있고, 2 입력 노아 회로(NR3)의 다른 쪽 입력에는, 제6 스위치 제어 신호(SW6C)가 공급되고 있다. 버퍼 회로(BF2)는, 터치 검출 기간에 있어서, 노드(nS)에 있어서의 전압(선택 신호)을 버퍼링하여, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)로서 제4 스위치(S40 내지 S43)에 공급한다. 또한, 2 입력 노아 회로(NR3)의 출력은, 터치 검출 기간에 있어서, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)로서 제5 스위치(S50 내지 S53)에 공급된다.
터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UGL1(n))에 의해, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))의 전압은, 선택 신호(TP(n))의 전압 변화에 따라 주기적으로 변화한다. 이 신호선(SL(0) 내지 SL(3))에서의 전압 변화가, 스위치 회로(ULG2C(n))를 통해서 노드(nS)에 전달되고 있기 때문에, 터치 검출 기간에 있어서, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)도, 그 전압이 주기적으로 변화한다. 이에 의해, 제4 스위치(S40 내지 S43)는, 주기적으로 온 상태로 되고, 온으로 되어 있을 때, 제1 전압 배선(502)을, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 전기적으로 접속한다.
터치 검출 기간에 있어서, 2 입력 노아 회로(NR3)의 다른 입력에 공급되고 있는 제6 스위치 제어 신호(SW6C)의 전압은, 상술한 바와 같이, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는지 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있는지에 따라 바뀐다. 즉, 제6 스위치 제어 신호(SW6)의 전압은, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되었을 때, 로우 레벨이 되고, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되었을 때, 하이 레벨이 된다. 따라서, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우, 2 입력 노아 회로(NR3)는, 노드(nS)에 있어서의 선택 신호를 위상 반전하고, 위상 반전된 신호를 제5 스위치 제어 신호(SW5C)로서 출력하는 인버터 회로로서 기능한다. 이에 반해, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 2 입력 노아 회로(NR3)는, 로우 레벨의 제5 스위치 제어 신호(SW5C)를 출력한다.
그 결과, 대응하는 공통 전극이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 제5 스위치(S50 내지 S53)는, 제2 전압 배선(503a)과 대응하는 공통 전극(TL(n))과의 사이를 전기적으로 분리한다. 한편, 대응하는 공통 전극이 선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 제5 스위치(S50 내지 S53)는, 제2 전압 배선(503a)과 대응하는 공통 전극(TL(n))을 노드(nS)에 있어서의 전압에 따라서 주기적으로 접속한다. 제5 스위치(S50 내지 S53)에 의해, 제2 전압 배선(503a)과 공통 전극(TL(n))을 주기적으로 접속할 때, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)를 출력하는 2 입력 노아 회로(NR3)는, 노드(nS)에 있어서의 전압을 반전하는 인버터 회로로서 기능하기 때문에, 제4 스위치(S40 내지 S43)와 제5 스위치(S50 내지 S53)는, 상보적으로 온 상태가 된다.
이에 의해, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))는, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되는 경우, 신호선(SL(0) 내지 SL(3))을 통해서, 노드(nS)에 전달되는 공통 전극(TL(n))의 전압에 따라, 대응하는 공통 전극(TL(n))을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속한다. 그 결과, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되는 경우, 공통 전극(TL(n))의 일단부는, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 의해, 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 접속되고, 그 타단부는, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))에 의해, 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 접속되게 된다. 이에 의해, 구동 전극 드라이버(12, 12-U)에 의해 점유되는 면적의 증가를 억제하면서, 선택 공통 전극(공통 전극(TL(n)))을 제1 전압(TPH)과 제2 전압(VCOMDC1a)의 사이에서, 빨리 변화시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 이 실시 형태 2에서는, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 공통 전극(TL(n))의 일단부는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 있어서, 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속된다. 한편, 공통 전극(TL(n))의 타단부는, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 있어서, 제2 전압 배선(503a)으로부터 전기적으로 분리된다. 이에 의해, 선택 공통 전극에 제2 전압(VCOMDC1a)을 공급하기 위해서, 선택 공통 전극이 접속되는 제2 전압 배선(503a)에, 비선택 공통 전극이 접속되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 선택 공통 전극 및 검출 전극에 있어서의 전압의 상승이 느려지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 선택 공통 전극에 있어서의 전압의 하강이 느려지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
도 10에서는, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))를 예로 해서 설명했지만, 나머지 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(n-1), UDG1(n+1) 내지 UDG1(p)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(n-1), UDG2(n+1) 내지 UDG2(p))에 대해서도 마찬가지이다.
도 10에서는, 단자(SP11 내지 SP14)에 대응한 4개의 신호선(SL(0) 내지 SL(3))을 예로서 설명했지만, 이 수에는 한정되지 않는다. 그러나, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 신호선(SL(0) 내지 SL(3))을 병렬적으로 접속함으로써, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))로부터 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))에의 신호의 전달 지연 시간을 짧게 하는 것이 가능하다. 또한, 이 실시 형태에서는, 표시 기간에 있어서는 화상 신호를 전달하는 신호선(SL(0) 내지 SL(3))을, 터치 검출 기간에 있어서는, 공통 전극(TL(n))의 전압을 전달하기 위한 신호 배선으로서 겸용하고 있다. 그 때문에, 새로운 신호 배선을 설치하지 않아도 되어, 새로운 신호 배선에 의해 프레임 등이 커지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
(실시 형태 3)
실시 형태 3에서는, 복수의 터치 검출 방식을 갖는 액정 표시 장치가 제공된다. 예를 들어, 유저에 의해, 복수의 터치 검출 방식으로부터 원하는 터치 검출 방식이 선택되고, 선택된 터치 검출 방식이, 액정 표시 장치에서 사용된다. 여기에서는, 복수의 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식과 자기 용량 방식을 갖는 액정 표시 장치를 예로서 설명한다. 상호 용량 방식에 대해서는, 이미 도 2에서 설명하고 있으므로, 자기 용량 방식의 원리를, 다음에 설명한다.
<정전 용량형 터치 검출(자기 용량 방식)의 기본 원리>
도 11의 (A) 내지 (C)는 자기 용량 방식의 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 도 11의 (A)에서, TL(0) 내지 TL(p) 각각은, 열 방향으로 연장되고, 행 방향으로 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, 행 방향으로 연장되고, 열 방향에 병렬적으로 배치되어 있다. 또한, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))은 평면에서 보아 교차하게 보이는데, 서로 전기적으로 접촉하지 않도록, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))의 사이에는, 절연층이 개재하고 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))로부터 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 원리도, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))을 사용한 검출 원리도 동일하다. 이하, 도 11의 (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 11의 (B)에 도시한 바와 같이, 검출 전극과 손가락(FG)과의 사이에서 전계가 발생한다. 바꿔 말하면, 손가락(FG)이 근접함으로써, 검출 전극과 접지 전압과의 사이에 접속되는 용량이 증가한다. 그 때문에, 도 11의 (B)에서, ○으로 둘러싼 것과 같이, 전압이 펄스 형상으로 변화하는 구동 신호를, 검출 전극에 공급하면, 검출 전극과 접지 전압과의 사이에 축적되는 전하량이, 검출 전극의 근방을 터치하고 있는지 여부에 따라 변화한다.
도 11의 (C)에는, 손가락(FG)이, 검출 전극의 근방을 터치하고 있는지 여부에 의해, 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 11의 (C)에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전하량을 나타내고 있다. 또한, 도 11의 (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 터치되어 있는지 여부의 검출을 하는 것이 가능하게 된다.
<터치용 반도체 장치(7)의 구성>
도 12는, 이 실시 형태 3에서 사용되는 터치용 반도체 장치(1200)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 12에는, 도 1에 도시한 터치용 반도체 장치(7)와 상이한 부분만이 도시되어 있다. 실시 형태 3에 관한 터치용 반도체 장치(1200)에서는, 도 1에 도시한 터치 검출 신호 증폭부(13) 외에, 터치 검출 신호 증폭부(1202)가 설치되어 있다. 도 1에 도시한 A/D 변환부(14), 신호 처리부(15), 좌표 추출부(16) 및 검출 타이밍 제어부(19)는, 실시 형태 3에서의 터치 제어 장치(1200)에도 설치되어 있지만, 실시 형태 1과 마찬가지이기 때문에, 도 12에서는 생략되어 있다.
도 12에서, 1202는, 도 1에 도시한 구동 신호 형성부(17)와 유사한 구동 신호 형성부이다. 구동 신호 형성부(1202)는, 터치 검출 방식을 지정하는 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가, 상호 용량 방식을 지정하고 있을 때, 도 1에서 나타낸 구동 신호 형성부(17)와 마찬가지로, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 기초하여, 선택 신호(TP(0) 내지 TP(p)) 및 제어 신호(ctrsig)를 형성한다. 구동 신호 형성부(1202)는, 특별히 제한되지 않지만, 클럭 신호(φ)를 수신하고, 이 클럭 신호(φ)에 기초하여, 선택 공통 전극을 지정하는 선택 신호를 형성한다. 즉, 선택 공통 전극을 지정하는 선택 신호(예를 들어, 선택 신호(TP(n)))의 전압이, 클럭 신호(φ)에 동기해서 변화하도록 한다.
한편, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가, 도 11에서 설명한 자기 용량 방식을 지정하고 있을 때, 구동 신호 형성부(1202)는, 클럭 신호(φ)에 동기한 구동 신호(S-In(0) 내지 S-In(p))를 형성하여, 단자(ST(0) 내지 ST(p))를 통해서 출력한다.
터치 검출 신호 증폭부(1201)는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))으로부터의 검출 신호(SRx(0) 내지 SRx(p))를 수신하여, 공통 전극의 근방이 터치되어 있는지 여부에 의해 발생하는 전하량의 차를 전압의 차로서 증폭하여, 도 1에 도시한 A/D 변환부(14)에 출력한다. 이 실시 형태 3에서는, 특별히 제한되지 않지만, 단자(ST(0) 내지 ST(p))는 입출력 공통의 단자로서 사용된다. 즉, 단자(ST(0) 내지 ST(p))는 구동 신호(S-In(0) 내지 S-In(p))를 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 공급할 때, 출력 단자로서 기능하고, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))으로부터의 검출 신호(SRx(0) 내지 SRx(p))를 수신할 때는, 입력 단자로서 기능한다.
검출 방식 지정 신호(SELFEN)가, 자기 용량 방식을 지정하고 있을 때, 구동 신호 형성부(1202)는, 구동 신호(S-In(0) 내지 S-In(p))를 형성한 타이밍을 터치 검출 신호 증폭부(1201)에 타이밍 신호로서 알린다. 터치 검출 신호 증폭부(1201)는, 구동 신호 형성부(1202)로부터 공급되는 타이밍 신호에 기초하여, 단자(ST(0) 내지 ST(p))에 있어서의 신호를 검출 신호(SRx(0) 내지 SRx(p))로서 증폭한다. 이에 의해, 구동 신호(S-In(0) 내지 S-In(p))에 기초하여, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))의 전압이 변화하고, 터치의 유무에 의해, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 발생하는 전압의 변화를, 터치 검출 신호 증폭부(1201)에 의해 증폭하는 것이 가능하게 된다.
또한, 특별히 제한되지 않지만, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 유저의 설정에 의해, 제어부(18)에서 형성되고, 제1 구동 전극 드라이버(12) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 공급된다. 예를 들어, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 그 전압이 하이 레벨일 때, 검출 방식으로서 자기 용량 방식을 지정하고, 그 전압이 로우 레벨일 때, 상호 용량 방식을 검출 방식으로서 지정한다. 또한, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 표시 기간에 있어서 로우 레벨이 된다. 그 때문에, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 자기 용량 방식 인에이블 신호라 간주할 수 있다.
<제1 구동 전극 드라이버(12) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U)의 구성>
실시 형태 3에서는, 도 7에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서, 제1 구동 전극 드라이버(12)를 구성하는 복수의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p)) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U)를 구성하는 복수의 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p))의 각각의 구성이 변경된다. 이 실시 형태 3에서도, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(p)) 각각은, 서로 동일한 구성을 갖고 있으며, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(p)) 각각도 서로 동일한 구성을 갖고 있다. 여기에서는, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))를 대표로서 설명한다. 또한, 이 실시 형태 3에서도, 제3 전압 배선(504)의 선 폭은, 실시 형태 1 및 2와 마찬가지로, 제1 및 제2 전압 배선(502, 503a)의 선 폭보다도 가늘게 되어 있고, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 전압 배선(503a)과, 제3 전압 배선(504)과, 저역 통과 필터(506)가 서로 접속되어 있다.
도 13은, 실시 형태 3에 관한 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))의 구성을 도시하는 회로도이다. 도 13에 나타내는 회로는, 도 10에 도시한 회로와 유사하므로, 여기에서는 상위점을 주로 설명한다. 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))가 공통 전극(TL(n))에 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))와 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))를 구비하고 있는 것은, 도 10과 도 13에서 동일하다. 마찬가지로, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))가 공통 전극(TL(n))에 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))와 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))를 구비하고 있는 것도, 도 10과 도 13에서 동일하다. 또한 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))가 스위치 회로(ULG2S(n))와 로직 회로(ULG2C(n))를 구비하고 있는 것도, 도 10과 도 13에서 동일하다.
<<제1 단위 구동 전극 드라이버>>
제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 있어서, 도 10과 도 13의 사이에서 상이한 것은, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))의 구성이다. 도 13에서, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))는 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF1), 3 입력 노아 회로(NR4, NR5), 2 입력 AND 회로(AND2), 버퍼 회로(BF3), N 채널형 MOSFET(이하, N형 MOSFET라고 함)(TRN1 내지 TRN6) 및 P 채널형 MOSFET(이하, P형 MOSFET라고 함)(TRP1 내지 TR5)를 구비하고 있다.
N형 MOSFET(TRN1)와 P형 MOSFET(TRP1)는, 각각의 소스·드레인 경로가 병렬적으로 접속되도록 접속되어, 제1 트랜스퍼 스위치(이하, 트랜스퍼 스위치를 TF 스위치라고 함)를 구성하고 있다. 이 제1 TF 스위치를 구성하는 N형 MOSFET(TRN1)의 게이트에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고, 제1 TF 스위치를 구성하는 P형 MOSFET(TRP1)의 게이트에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)를 위상 반전해서 얻어진 제어 신호(xSELFEN)가 공급되고 있다. 제1 TF 스위치의 입력에는, 도 12에 나타낸 구동 신호 형성부(1202)에 의해 형성된 선택 신호(TP(n)) 또는 구동 신호(S-In(n))가 공급된다. 제1 TF 스위치의 출력은, 버퍼 회로(BF3)의 입력, 3 입력 노아 회로(NR4)의 제1 입력, N형 MOSFET(TRN6)의 드레인 및 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)에 접속되어 있다. N형 MOSFET(TRN6)의 소스는, 로우 레벨의 전압(VGL)에 접속되고, 그 게이트에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고 있다.
터치 검출 방식으로서, 상호 용량 방식을 설정한 경우, 터치 검출 기간에 있어서, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는 로우 레벨이 되고, 제어 신호(xSELFEN)는 하이 레벨이 된다. 이 상태에서, 제1 TF 스위치는 온 상태가 된다. 상호 용량 방식의 경우에는, 구동 신호 형성부(1202)가 선택 신호(TP(n))를 형성하기 때문에, 선택 신호(TP(n))가 제1 TF 스위치를 통해서, 버퍼 회로(BF3)와, 3 입력 노아 회로(NR4)의 제1 입력과, 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)에 공급되게 된다. 이때, N형 MOSFET(TRN6)는 오프 상태이다. 이 상태에서, 공통 전극(TL(n))을 선택 공통 전극으로서 지정하기 위해서, 선택 신호(TP(n))의 전압이 주기적으로 변화하면, 플립플롭 회로(FF1)는, 선택 신호(TP(n))의 전압의 상승에 응답하여, 제어 신호(VCOMSEL)의 하이 레벨을 도입하여, 논리 값 "1"을 저장하고, 논리 값 "1"에 대응한 하이 레벨을, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다.
또한, 이미 설명했지만, 제어 신호(VCOMSEL)는, 터치 검출 기간이 시작될 때 하이 레벨이기 때문에, 터치 검출 기간에 있어서는, 플립플롭 회로(FF1)의 리셋 상태는 해제되어 있다. 그 때문에, 클럭 단자(ck)에 공급되고 있는 선택 신호(TP(n))의 전압이 상승됨으로써, 플립플롭 회로(FF2)는, 제어 신호(VCOMSEL)의 전압값에 대응한 논리 값을 도입하게 된다.
3 입력 노아 회로(NR4)의 제2 입력에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고, 그 제3 입력에는, 3 입력 노아 회로(NR5)의 출력이 입력되고 있다. 또한, 3 입력 노아 회로(NR5)의 제1 입력에는, 제어 신호(xVCOMSEL)가 공급되고, 그 제2 입력에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고, 그 제3 입력은, 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)에 접속되어 있다.
상술한 바와 같이, 상호 용량 방식이 설정되어, 선택 신호(TP(n))의 전압이 주기적으로 변화하는 경우, 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)의 전압은 하이 레벨이 된다. 그 때문에, 그 제3 입력이 데이터 출력 단자(Q)에 접속되어 있는 3 입력 노아 회로(NR5)의 출력은, 로우 레벨이 된다. 이때, 상호 용량 방식이 설정되어 있기 때문에, 3 입력 노아 회로(NR4)의 제2 입력에는, 로우 레벨의 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고 있다. 그 때문에, 3 입력 노아 회로(NR4)는, 그 제1 입력에 공급되고 있는 선택 신호(TP(n))를 위상 반전해서 출력하는 인버터 회로로서 기능한다.
3 입력 노아 회로(NR5)의 출력이, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)로서, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급된다. 또한, 3 입력 노아 회로(NR4)의 출력과 제어 신호(VCOMSEL)를 받는 2 입력 AND 회로(AND2)의 출력이, 제2 스위치 제어 신호(SW2C)로서, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급된다. 또한, 버퍼 회로(BF3)의 출력이, 제1 스위치 제어 신호(SW1C)로서, 제1 단위 로직 회로(ULG1(n))로부터 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 공급된다.
터치 검출 기간에 있어서, 상호 용량 방식이 설정되고, 선택 신호(TP(n))의 전압이 주기적으로 변화하면, 상술한 바와 같이, 플립플롭 회로(FF1)가, 논리 값 "1"을 저장하고, 논리 값 "1"에 대응하는 하이 레벨을, 그 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다. 이에 의해, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)는 로우 레벨이 되고, 제1 스위치 제어 신호(SW1C)는, 선택 신호(TP(n))와 동기한 신호가 된다. 또한, 터치 검출 기간에 있어서는, 제어 신호(VCOMSEL)가 하이 레벨이 되기 때문에, 2 입력 AND 회로(AND2)로부터 출력되는 제2 스위치 제어 신호(SW2C)는, 3 입력 노아 회로(NR4)에 의해 선택 신호(TP(n))의 위상이 반전된 신호가 된다. 이에 의해, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 있어서는, 제3 스위치(S30 내지 S33)가 오프 상태로 되고, 제1 스위치(S10 내지 S13)와 제2 스위치(S20 내지 S23)는 교대로 온 상태가 된다.
한편, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 단자(TL(n))를 비선택 공통 전극으로서 지정하도록, 선택 신호(TP(n))가 로우 레벨이 되면, 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)의 전압은 상승되지 않는다. 그 때문에, 플립플롭 회로(FF1)는, 리셋일 때의 논리 값 "0"을 저장한 상태를 계속하고, 논리 값 "0"에 대응하는 로우 레벨을, 그 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다. 이에 의해, 3 입력 노아 회로(NR5)의 제1 내지 제3 입력 각각에는, 로우 레벨이 공급되기 때문에, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)는 하이 레벨이 된다. 제3 스위치 제어 신호(SW3C)가 하이 레벨이 됨으로써, 3 입력 노아 회로(NR4)의 출력은, 로우 레벨이 되고, 2 입력 AND 회로(AND2)의 출력인 제2 스위치 제어 신호(SW2C)는, 로우 레벨이 된다. 물론, 버퍼 회로(BF3)는, 그 입력인 선택 신호(TP(n))가 로우 레벨이기 때문에, 로우 레벨의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)를 출력한다. 이에 의해, 제3 스위치(S30 내지 S33)가 온 상태로 되고, 제1 및 제2 스위치(S10 내지 S13 및 S20 내지 S23)는 오프 상태가 된다. 그 결과, 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우에는, 공통 전극(TL(n))은 제3 전압 배선(504)에 전기적으로 접속된다.
이와 같이 하여, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))는, 상호 용량 방식이 설정된 경우, 터치 검출 기간에 있어서, 실시 형태 1 및 2와 마찬가지로, 대응하는 공통 전극이, 선택 공통 전극으로서 지정된 경우에는, 공통 전극(TL(n))을 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 접속한다. 한편, 대응하는 공통 전극이 비선택 공통 전극으로서 지정된 경우, 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))는 공통 전극(TL(n))을 제3 전압 배선(504)에 접속한다.
제1 단위 로직 회로(ULG1(n))에 설치되어 있는 N형 MOSFET(TRN2 내지 TRN5) 및 P형 MOSFET(TRP2 내지 TRP5)는, 터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식이 설정되었을 때 사용된다. 즉, 이들 MOSFET는, 자기 용량 방식이 설정되었을 때, 도 12에 나타낸 구동 신호 형성부(1202)에 의해 형성된 구동 신호(S-In(n))를 대응하는 공통 전극(TL(n))에 전달하고, 공통 전극(TL(n))에 있어서의 검출 신호(SRx(n))를 도 12에 나타낸 입출력 단자(ST(n))에 전달하기 위한 TF 스위치를 구성한다.
N형 MOSFET(TRN2)와 P형 MOSFET(TRP2)는, 각각의 소스·드레인 경로가 병렬적으로 접속되도록 접속되어, 제2 TF 스위치를 구성하고, N형 MOSFET(TRN3)와 P형 MOSFET(TRP3)는, 각각의 소스·드레인 경로가 병렬적으로 접속되도록 접속되어, 제3 TF 스위치를 구성하고, N형 MOSFET(TRN4)와 P형 MOSFET(TRP4)는, 각각의 소스·드레인 경로가 병렬적으로 접속되도록 접속되어, 제4 TF 스위치를 구성한다. 마찬가지로, N형 MOSFET(TRN5)와 P형 MOSFET(TRP5)는, 각각의 소스·드레인 경로가 병렬적으로 접속되도록 접속되어, 제5 TF 스위치를 구성한다.
제2 내지 제5 TF 스위치의 각각의 한쪽의 입출력 단자는, 도 12에 나타낸 입출력 단자(ST(n))에 접속되고, 제2 내지 제5 TF 스위치의 각각의 다른 쪽의 입출력 단자는, 대응하는 단자(SP11 내지 SP14)에 접속된다. 또한, 제2 내지 제5 TF 스위치 각각을 구성하는 P형 MOSFET(TRP2 내지 TRP5)의 게이트에는, 제어 신호(xSELFEN)가 공급되고, 제2 내지 제5 TF 스위치 각각을 구성하는 N형 MOSFET(TRN2 내지 TRN5)의 게이트에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고 있다.
터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식이 설정되면, 터치 검출 기간에 있어서, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 하이 레벨이 되기 때문에, 제2 내지 제5 TF 스위치가 온 상태로 된다. 이에 의해, 구동 신호(S-In(n))가, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 공급되는, 도 11에서 설명한 바와 같이, 공통 전극의 전압을 변화시키고 있을 때, 공통 전극(TL(n))의 근방이 터치되어 있는지 여부에 따른 전압 변화가, 공통 전극(TL(n))에 있어서 발생한다. 이 전압 변화가, 제2 내지 제5 TF 스위치를 통해서, 도 12에 나타낸 입출력 단자(ST(n))에 전달되고, 터치 검출 신호 증폭부(1201)에 의해 증폭되어 처리된다.
자기 용량 방식이 설정되어 있을 때, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 하이 레벨이 되기 때문에, 제1 TF 스위치는, 오프 상태로 된다. 또한, N형 MOSFET(TRN6)가 온 상태로 되기 때문에, 버퍼 회로(BF3) 및 플립플롭 회로(FF1)의 클럭 단자(ck)에는, 로우 레벨의 전압(VGL)이 공급되게 된다. 이에 의해, 플립플롭 회로(FF1)는, 리셋일 때의 논리 값 "0"을 유지하고, 데이터 출력 단자(Q)의 전압은 로우 레벨이 된다. 또한, 3 입력 노아 회로(NR4, NR5)의 각각의 제2 입력에, 하이 레벨의 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되기 때문에, 제3 스위치 제어 신호(SW3C) 및 제2 스위치 제어 신호(SW2C) 각각은, 로우 레벨이 된다. 물론, 버퍼 회로(BF3)는, 그 입력이 로우 레벨의 전압(VGL)이기 때문에, 로우 레벨의 제1 스위치 제어 신호(SW1C)를 출력한다. 이에 의해, 대응하는 제1 단위 스위치 회로(USW1(n))에 있어서의 제1 내지 제3 스위치(S10 내지 S13, S20 내지 S23, S20 내지 S23)는 오프 상태로 된다.
<<제2 단위 구동 전극 드라이버>>
제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))에 있어서, 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))를 구성하는 스위치 회로(ULG2S(n))는, 도 10에 도시한 스위치 회로(ULG2S(n))와 마찬가지로, 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))와 대응하는 공통 전극(TL(n))과의 사이에 설치된 복수의 제7 스위치(S4)를 구비하고 있다. 도 10과는 달리, 실시 형태 3에서의 제7 스위치(S4)는, 2 입력 AND 회로(AND3)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 스위치 제어된다. 2 입력 AND 회로(AND3)에는, 제어 신호(VCOMSEL)와 제어 신호(xSELFEN)가 공급되고 있다. 제어 신호(VCOMSEL)는 터치 검출 기간에 있어서 하이 레벨이 되고, 제어 신호(xSELFEN)는 상호 용량 방식이 설정되었을 때 하이 레벨이 된다. 그 때문에, 2 입력 AND 회로(AND3)는, 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식이 설정되고, 터치 검출 기간일 때, 하이 레벨의 제어 신호를 출력하고, 이때 제7 스위치(S4)는, 공통 단자(C)를 단자(P2)에 접속한다. 바꿔 말하면, 표시 기간 및 터치 검출 방식으로서 자기 용량 방식이 설정되었을 때는, 제7 스위치(S4)는, 공통 단자(C)를 단자(P1)에 접속한다.
또한, 여기에서 설명한 2 입력 AND 회로(AND3)는, 복수의 스위치 회로(ULG2S(0) 내지 ULG2S(p))에 대하여 공통이어서, 2 입력 AND 회로(AND3)로부터 출력되는 제어 신호는, 스위치 회로(ULG2S(0) 내지 ULG2S(p))에 공통으로 공급되고 있다.
제2 단위 로직 회로(ULG2(n))를 구성하는 로직 회로(ULG2C(n))는, 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF2), 3 입력 노아 회로(NR3), 2 입력 노아 회로(NR7), 2 입력 AND 회로(AND4), 버퍼 회로(BF4) 및 N형 MOSFET(TRN7)를 구비하고 있다. 플립플롭 회로(FF2)의 리셋 단자(rst)와 데이터 입력 단자(D)에는, 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고, 노드(nS)는, 플립플롭 회로(FF2)의 클럭 단자(ck), 버퍼(BF4)의 입력, 3 입력 노아 회로(NR6)의 제1 입력 및 N형 MOSFET(TRN7)의 드레인에 접속되어 있다. N형 MOSFET(TRN7)의 소스는, 로우 레벨의 전압(VGL)에 접속되고, 그 게이트에는, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고 있다. 또한, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 3 입력 노아 회로(NR6)의 제2 입력과, 2 입력 노아 회로(NR7)의 한쪽의 입력에 공급되고 있다. 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)는, 2 입력 노아 회로(NR7)의 다른 쪽 입력에 접속되고, 이 2 입력 노아 회로(NR7)의 출력은, 3 입력 노아 회로(NR6)의 제3 입력에 공급되고 있다. 또한, 3 입력 노아 회로(NR6)의 출력과 제어 신호(VCOMSEL)가, 2 입력 AND 회로(AND4)에 입력되고 있다.
터치 검출 방식으로서 자기 용량 방식이 설정된 경우, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 하이 레벨이 되기 때문에, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)를 위상 반전시킨 제어 신호(xSELFEN)는 로우 레벨이 된다. 그 때문에, 자기 용량 방식이 설정된 터치 검출 기간에 있어서, 제7 스위치(S4)는, 공통 단자(C)를 단자(P1)에 접속한다. 이때, N형 MOSFET(TRN7)이 온 상태로 되기 때문에, 버퍼 회로(BF4)의 입력과, 플립플롭 회로(FF2)의 클럭 단자(ck)는, 로우 레벨이 된다. 플립플롭 회로(FF2)는, 클럭 단자(ck)의 전압이 변화하지 않기 때문에, 그 데이터 출력 단자(Q)는, 리셋일 때의 전압인 로우 레벨이 유지된다. 또한, 이때, 3 입력 노아 회로(NR6)의 제2 입력과, 2 입력 노아 회로(NR7)의 한쪽의 입력에는, 하이 레벨의 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되기 때문에, 3 입력 노아 회로(NR6) 및 2 입력 노아 회로(NR7)의 각각의 출력은 로우 레벨이 되고, 2 입력 AND 회로(AND4)의 출력도 로우 레벨이 된다. 또한, 이때 버퍼 회로(BF4)의 입력은 로우 레벨이기 때문에, 버퍼 회로(BF4)의 출력도 로우 레벨이 된다.
제2 단위 로직 회로(ULG2(n))는, 2 입력 노아 회로(NR7)의 출력을, 제6 스위치 제어 신호(SW6C)로서, 대응하는 단위 스위치 회로(USW2(n))에 공급하고, 버퍼 회로(BF4)의 출력을, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)로서, 대응하는 단위 스위치 회로(USW2(n))에 공급하고, 2 입력 AND 회로(AND4)의 출력을, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)로서, 대응하는 단위 스위치 회로(USW2(n))에 공급한다.
터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식이 설정된 경우, 상기한 바와 같이, 2 입력 노아 회로(NR7), 버퍼 회로(BF4) 및 2 입력 AND 회로(AND4)의 각각의 출력이 로우 레벨이 된다. 즉, 제4 내지 제6 스위치 제어 신호(SW4C 내지 SW6C)가 로우 레벨이 된다. 이에 의해, 대응하는 단위 스위치 회로(USW2(n))에 있어서의 제4 내지 제6 스위치(S40 내지 S43, S50 내지 S53, S60 내지 S63) 각각이 오프 상태로 된다. 그 결과, 자기 용량 방식이 설정된 경우, 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))는, 대응하는 공통 전극(TL(n))을 제1 내지 제3 전압 배선(502, 503a, 504)으로부터 전기적으로 분리한다.
이에 반해, 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식이 설정된 경우, 터치 검출 기간에 있어서, 제7 스위치(S4)의 공통 단자(C)가 단자(P2)에 접속된다. 그 때문에, 단자(SP11 내지 SP14)에 있어서의 공통 전극(TL(n))의 전압이, 신호선(SL(0) 내지 SL(3)) 및 제7 스위치(S4)를 통해서 노드(nS)에 선택 신호로서 전달된다. 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우에는, 노드(nS)에 있어서의 전압, 즉 선택 신호는, 주기적으로 그 전압이 변화한다. 이에 반해, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우에는, 노드(nS)에 있어서의 전압은, 제3 전압(VCOMDC2)이 된다.
대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정됨으로써, 노드(nS)에 있어서의 전압이 상승되면, 플립플롭 회로(FF2)는, 그 클럭 단자(ck)의 전압이 상승되기 때문에, 데이터 입력 단자(D)에 공급되고 있는 전압에 대응한 논리 값을 도입한다. 이때, 터치 검출 기간이기 때문에, 데이터 입력 단자(D)에 공급되고 있는 제어 신호(VCOMSEL)는 하이 레벨이다. 그 때문에, 플립플롭 회로(FF2)는, 하이 레벨에 대응한 논리 값 "1"을 도입하여 저장하고, 논리 값 "1"에 대응한 하이 레벨을, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다. 플립플롭 회로(FF2)의 데이터 출력 단자(Q)가 하이 레벨이 됨으로써, 2 입력 노아 회로(NR7)는, 로우 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다.
상호 용량 방식이 설정되어 있기 때문에, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는 로우 레벨이다. 그 때문에, 터치 검출 기간에 있어서, N형 MOSFET(TRN7)는 오프 상태가 된다. 이에 의해, 버퍼 회로(BF4)는, 선택 신호(노드(nS)에 있어서의 전압)를 버퍼링하여, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)로서 출력한다. 이때, 3 입력 노아 회로(NR6)는, 그 제2 입력에 로우 레벨의 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 공급되고, 그 제3 입력에 로우 레벨의 제4 스위치 제어 신호(SW4C)가 공급되고 있기 때문에, 그 제1 입력에 공급되는 선택 신호(노드(nS)에 있어서의 전압)의 위상을 반전시켜서 출력하는 인버터 회로로서 기능한다. 2 입력 AND 회로(AND4)는, 제어 신호(VCOMSEL)가 하이 레벨이기 때문에, 3 입력 노아 회로(NR6)에 의해 위상이 반전된 제어 신호와 동상의 신호를 제5 스위치 제어 신호(SW5C)로서 출력한다.
즉, 터치 검출 기간에 있어서, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있으면, 공통 전극(TL(n))에 대응하는 제2 단위 로직 회로(ULG2(n))는, 로우 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)와, 그 전압이 주기적으로 변화하는 제4 및 제5 스위치 제어 신호(SW4C, SW5C)를, 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 출력한다. 여기서, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)는, 노드(nS)에 있어서의 전압의 변화와 동상으로 변화하는 신호가 되고, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)는, 노드(nS)에 있어서의 전압의 변화에 대하여 위상 반전된 신호가 된다. 즉, 노드(nS)에 있어서의 선택 신호에 대하여 제4 스위치 제어 신호(SW4C)는, 동상이 되고, 제5 스위치 제어 신호(SW5C)는, 선택 신호와 역상이 된다.
제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 있어서는, 로우 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)에 의해, 제6 스위치(S60 내지 S63)가 오프 상태로 되고, 제4 스위치(S40 내지 S43)와 제5 스위치(S50 내지 S53)는, 제4 스위치 제어 신호(SW4C)와 제5 스위치 제어 신호(SW5C)에 의해, 교대로 온 상태가 된다. 그 결과, 상호 용량 방식이 설정되고, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로 지정되어 있는 경우에는, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(n))은 선택 신호의 전압 변화에 따라, 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 접속되고, 공통 전극(TL(n))에는, 제1 전압(TPH)과 제2 전압(VCOMDC1a)이 교대로 공급되게 된다.
한편, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있는 경우, 즉, 노드(nS)의 전압이 로우 레벨로 되어 있는 경우, 플립플롭 회로(FF2)는, 그 클럭 단자(ck)의 전압이 상승되지 않기 때문에, 리셋일 때의 상태를 유지하고, 논리 값 "0"에 대응하는 로우 레벨의 신호를 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다. 이때, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는 로우 레벨이기 때문에, 2 입력 노아 회로(NR7)는, 하이 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다. 제6 스위치 제어 신호(SW6C)가 하이 레벨이 됨으로써, 3 입력 노아 회로(NR6)는 로우 레벨을 출력하고, 2 입력 AND 회로(AND4)는, 로우 레벨의 제5 스위치 제어 신호(SW5C)를 출력한다. 또한, 선택 신호(노드(nS)에 있어서의 전압)가 로우 레벨이기 때문에, 버퍼 회로(BF4)는, 로우 레벨의 제4 스위치 제어 신호(SW4C)를 출력한다.
이 제4 내지 제6 스위치 제어 신호(SW4C 내지 SW6C)의 각각의 전압에 의해, 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 있어서는, 제6 스위치(S60 내지 S63)가 온 상태로 되고, 제4 스위치(S40 내지 S43) 및 제5 스위치(S50 내지 S53)는 오프 상태로 된다. 그 결과, 상호 용량 방식이 설정되고, 대응하는 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로 지정되어 있는 경우에는, 터치 검출 기간에 있어서, 공통 전극(TL(n))은 제1 및 제2 전압 배선(502 내지 503a), 제4 전압 배선(503b)과는 전기적으로 분리되고, 제2 전압 배선(503a)과 제3 전압 배선(504)은, 전기적으로 서로 접속되게 된다.
또한, 표시 기간에 있어서는, 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨로 되고, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)도 로우 레벨로 된다. 제어 신호(VCOMSEL)가 로우 레벨이기 때문에, 플립플롭 회로(FF2)는, 리셋된 상태가 되고, 로우 레벨의 신호를 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력한다. 그 때문에, 2 입력 노아 회로(NR7)는, 하이 레벨의 제6 스위치 제어 신호(SW6C)를 출력한다. 이에 의해, 대응하는 제2 단위 스위치 회로(USW2(n))에 있어서, 제6 스위치(S60 내지 S63)가 온 상태로 되고, 제2 전압 배선(502)과 제3 전압 배선(504)이 전기적으로 접속되게 된다.
표시 기간에 있어서는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 단위 구동 전극 스위치(LSS(n))에 있어서의 스위치(S3)의 공통 단자(C)는, 단자(P1)에 접속된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서, 액정 표시 소자의 한쪽의 단자가 되는 공통 전극(TL(n))은 스위치(S3)를 통해서 제4 전압 배선(503b)에 접속되고, 이 제4 전압 배선(503b)과 제3 전압 배선(504)과의 사이는, 제6 스위치(S60 내지 S63)에 의해 접속되게 된다. 즉, 표시 기간에 있어서, 액정 표시 소자의 한쪽의 단자가 되는 공통 전극(TL(n))은, 제4 전압 배선(503b)과 제3 전압 배선(504)에 접속되게 된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서, 액정 표시 소자의 한쪽의 단자에 공급되는 전압의 안정화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(n))를 예로 해서 설명했지만, 제1 구동 전극 드라이버(12) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U) 각각을 구성하는 나머지 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(0) 내지 UDG1(n-1), UDG1(n+1) 내지 UDG1(p)) 및 제2 단위 구동 전극 드라이버(UDG2(0) 내지 UDG2(n-1), UDG2(n+1) 내지 UDG2(p))도 마찬가지이다.
이 실시 형태 3에서는, 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식이 설정된 경우, 터치 검출 기간에 있어서는, 선택 공통 전극의 일단부는, 제1 구동 전극 드라이버(12)에 의해, 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속되고, 선택 공통 전극의 타단부는, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 의해, 제1 전압 배선(502)과 제2 전압 배선(503a)에 교대로 전기적으로 접속된다. 이때, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)는, 제1 구동 전극 드라이버(12)로부터 선택 공통 전극에 공급되는 전압을 선택 신호로서 받고, 선택 신호에 따라, 선택 공통 전극을 제1 전압 배선(502) 또는 제2 전압 배선(503a)에 접속한다. 즉, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)는, 제1 구동 전극 드라이버(12)에 동기해서 동작한다. 이에 의해, 선택 공통 전극에는, 그 양단부로부터 전압이 공급됨으로써, 제1 구동 전극 드라이버(12) 및/또는 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 의한 점유 면적의 증가를 억제하면서, 선택 공통 전극의 전압 변화를 빨리 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식이 설정된 경우, 터치 검출 기간에 있어서는, 비선택 공통 전극은, 제1 구동 전극 드라이버(12)에 있어서, 제3 전압 배선(504)에 접속된다. 제3 전압 배선(504)은, 선택 공통 전극이 주기적으로 접속되는 제2 전압 배선(503a)과는 상이한 배선이기 때문에, 선택 공통 전극 및 검출 전극에 있어서의 전압의 상승이 느려지는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 선택 공통 전극에 있어서의 전압의 하강이 느려지는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 비선택 공통 전극은, 터치 검출 기간, 제1 구동 전극 드라이버(12)에 있어서, 제3 전압 배선(504)에 접속되기 때문에, 도 21에서 설명한 바와 같이, 오검출의 저감 또는 검출의 고속화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 실시 형태 3에서도, 실시 형태 2와 마찬가지로, 표시 기간에 있어서는 화상 신호를 전달하는 신호선을, 제1 구동 전극 드라이버(12)로부터 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 선택 신호를 전달하는 신호 배선으로서 겸용하고 있기 때문에, 새로운 신호 배선을 설치하지 않아도 되어, 액정 표시 장치가 커지는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 실시 형태 3에서도, 제3 전압 배선(504)의 선 폭은, 제1 및 제2 전압 배선(502, 503a)의 선 폭보다도 가늘어져 있기 때문에, 이것에 의해서도, 액정 표시 장치가 커지는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 표시 기간에 있어서는, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)에 있어서, 제3 전압 배선(504)은, 제2 전압 배선(503b)에 접속된다. 이에 의해, 표시 기간에 있어서, 액정 표시 소자에 인가되는 전압의 안정화를 도모하는 것이 가능하다.
또한, 터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식을 설정한 경우, 제1 구동 전극 드라이버(12)로부터 구동 신호(S-In(0) 내지 S-In(p))를 대응하는 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 공급하고, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))에 있어서의 검출 신호는 제1 구동 전극 드라이버(12)로부터 터치용 반도체 장치(1200)에 공급하도록 하고 있다. 이에 의해, 터치 검출 방식으로서, 자기 용량 방식을 채용하는 것도 가능하게 된다. 즉, 복수의 터치 검출 방식으로부터, 터치 검출 방식을 유저가 설정하는 것이 가능하다.
<액정 표시 장치의 동작>
이어서, 실시 형태 3에 관한 액정 표시 장치의 동작을 설명한다. 도 14의 (A) 내지 (H)는, 이 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 파형 도이다. 도 14에서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전압을 나타내고 있다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위해서, 도 14에서는, 터치 검출 기간에 있어서의 공통 전극(TL(n))에 관한 파형만이 도시되어 있다. 도 14에서, 터치 검출 기간(선택) 및 터치 검출 기간(비선택)은, 터치 검출 방식으로서, 상호 용량 방식을 설정했을 때의 파형을 나타내고 있다. 여기서, 터치 검출 기간(선택)은, 공통 전극(TL(n))이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있을 때의 파형을 나타내고 있고, 터치 검출 기간(비선택)은, 공통 전극(TL(n))이 비선택 공통 전극으로서 지정되어 있을 때의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 14에서, 터치 검출 기간(자기)은, 터치 검출 방식으로서 자기 용량 방식을 설정했을 때의 파형을 나타내고 있다.
도 14에서, 신호선 프리차지 기간은, 터치 검출 기간 후, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))을 프리차지하고, 다음의 표시 기간에 대비하는 동작이 행하여지고 있는 기간을 나타내고 있다. 표시 기간은, 신호선(SL(0) 내지 SL(p))에 화상 신호를 공급하고, 주사선(GL(0) 내지 GL(p))에 순차 주사 전압을 공급함으로써, 표시를 행하고 있는 기간을 나타내고 있다.
도 14에 도시한 파형은, 도 9에 나타낸 파형과 유사하다. 도 9와 도 14를 비교하면, 도 14의 (A)는 도 9의 (A)에 대응하여, 선택 신호(SEL1)의 파형을 나타내고 있고, 도 14의 (B)는 도 9의 (B)에 대응하여, 제어 신호(VCOMSEL)의 파형을 나타내고 있고, 도 14의 (E)는 도 9의 (D)에 대응하여, 플립플롭 회로(FF1)의 데이터 출력 단자(Q)의 파형을 나타내고 있다. 마찬가지로, 도 14의 (F)는 도 9의 (E)에 대응하여, 제3 스위치 제어 신호(SW3C)의 파형을 나타내고, 도 14의 (G)는 도 9의 (F)에 대응하여, 제1 스위치 제어 신호(SW1C)의 파형을 나타내고, 도 14의 (H)는 도 9의 (G)에 대응하여, 제2 스위치 제어 신호(SW2C)의 파형을 나타내고 있다.
도 14의 (C)는 검출 방식 지정 신호(SELFEN)의 파형을 나타내고, 도 14의 (D)는 선택 신호(TP(n))와 구동 신호(S-In(n))의 파형을 나타내고 있다. 도 14의 (D)는 터치 검출 기간(선택) 및 터치 검출 기간(비선택)에 있어서, 선택 신호(TP(n))의 파형을 나타내고 있고, 터치 검출 기간(자기)에 있어서는, 구동 신호(S-In(n))의 파형을 나타내고 있다.
도 14에서, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)의 파형을 제외하면, 표시 기간, 터치 검출 기간(선택) 및 터치 검출 기간(비선택)에 있어서의 파형은, 도 9와 동일하므로, 표시 기간, 터치 검출 기간(선택) 및 터치 검출 기간(비선택)에 관한 설명은 생략한다. 도 14의 (C)에 나타낸 검출 방식 지정 신호(SELFEN)는, 터치 검출 방식으로서 상호 용량 방식을 설정한 경우, 로우 레벨이 된다. 한편, 터치 검출 방식으로서 자기 용량 방식을 설정한 경우, 하이 레벨이 된다.
도 14의 (C)에 도시한 바와 같이, 검출 방식 지정 신호(SELFEN)가 하이 레벨이 되면, 도 13에서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 스위치 제어 신호(SW1C 내지 SW3C) 각각이 로우 레벨이 된다(도 14의 (F) 내지(G)). 한편, 도 13에서 설명한 제2 TF 스위치 내지 제5 TF 스위치 각각이 온 상태로 된다. 이때, 터치용 반도체 장치(1200)에 있어서의 구동 신호 형성부(1202)가, 선택 신호(TP(n)) 대신 구동 신호(S-In(n))를 형성하여, 제1 구동 전극 드라이버(12)의 제1 단위 구동 전극 드라이버(UDG1(n))에 공급한다. 이 경우, 도 14의 (D)에 도시한 바와 같이, 구동 신호(S-In(n))는 그 전압값이 주기적으로 변화하는 신호이다.
이 구동 신호(S-In(n))는, 도 13에 나타낸 제2 TF 스위치 내지 제5 TF 스위치를 통해서, 대응하는 공통 전극(TL(n))에 공급된다. 이때, 공통 전극(TL(n))의 근방이 터치되어 있는지 여부에 의해, 공통 전극(TL(n))에 있어서의 전압의 변화가, 검출 신호(Rx(n))로서, 제2 TF 스위치로부터 제5 TF 스위치를 통해서, 터치용 반도체 장치(7)의 단자(ST(n))에 전달되어, 터치 검출 신호 증폭부(1201)로부터 증폭되어, 도 1에 도시한 A/D 변환부(14), 신호 처리부(15)에서 처리하고, 처리 결과를 좌표 추출부(16)에 공급한다. 자기 용량 방식에서는, 검출 전극(RL(0) 내지 RL(p))에 대해서도, 공통 구동 전극과 동일하도록 구동 신호를 검출 전극에 공급하고, 검출 전극에 있어서의 전압의 변화가 검출되어, A/D 변환부(14), 신호 처리부(15)에서 처리가 행하여진다. 좌표 추출부(16)는, 공통 전극에 있어서의 전압의 변화에 기초하는 처리의 결과와, 검출 전극에 있어서의 전압의 변화에 기초하는 처리의 결과를 사용하여, 터치된 위치의 좌표를 추출하고, 좌표 정보로서 출력한다.
(실시 형태 4)
도 15는, 실시 형태 4에 관한 액정 표시 장치의 주요부를 도시하는 회로도이다. 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 바와 같이, 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF1, FF2)는, 리셋 단자(rst)에 공급되는 선택 신호가, 터치 검출 기간에 상승되는지 여부에 의해, 공통 전극이 선택 공통 전극으로서 지정되어 있는지 여부의 판정을 행하고 있다. 바꿔 말하면, 플립플롭 회로(FF1, FF2)는, 선택인지 비선택인지를 판정하는 판정 회로라고 간주할 수 있다. 실시 형태 4는, 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로를, 도 16의 (B) 및 도 17의 (B)에서 설명한 AC 구동에 적용한 액정 표시 장치를 제공한다.
도 15에는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(2))과, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(2))에 구동 신호(Tx(0) 내지 Tx(2))를 공급하는 구동 전극 드라이버(12)와, 터치용 반도체 장치(7)에 포함되는 구동 신호 형성부(1500)가 도시되어 있다. 여기서, 구동 신호 형성부(1500)는, 선택 공통 전극으로서 지정하는 공통 전극에 대응하는 구동 신호를 주기적으로 전압이 변화하는 신호로서 출력하고, 비선택 공통 전극으로서 지정하는 공통 전극에 대응하는 구동 신호를 로우 레벨로서 출력한다. 예를 들어, 공통 전극(TL(1))을 선택 공통 전극으로 하고, 공통 전극(TL(0), TL(2))을 비선택 공통 전극으로 하는 경우, 공통 전극(TL(1))에 대응하는 구동 신호(Tx(1))를 주기적으로 전압이 변화하는 신호로 하고, 공통 전극(TL(0) 및 TL(2))에 대응하는 구동 신호(Tx(0) 및 Tx(2))를 로우 레벨로 한다.
구동 전극 드라이버(12)는, 각각의 공통 전극(TL(0) 내지 TL(2))에 대응한 복수의 판정 스위치 회로(DT(0) 내지 DT(2))를 구비하고 있다. 판정 스위치 회로(DT(0) 내지 DT(2))는 서로 동일한 구성을 갖고 있으므로, 여기에서는, 판정 스위치 회로(DT(0))를 대표로 해서, 그 구성을 설명한다.
판정 스위치 회로(DT(0))는, 리셋 단자(rst)를 갖는 플립플롭 회로(FF3)와, 플립플롭 회로(FF3)의 데이터 출력 단자(Q 및 /Q)로부터의 출력에 의해 제어되는 한 쌍의 스위치(S15-1, S15-2)를 구비하고 있다. 플립플롭 회로(FF3)는, 데이터 출력 단자(Q)로부터 출력하는 신호에 대하여 위상 반전된 신호를, 데이터 출력 단자(/Q)로부터 출력한다. 이에 의해, 스위치(S15-1)와 스위치(S15-2)는 상보적으로 온/오프하도록 스위치 제어된다.
플립플롭 회로(FF3)의 리셋 단자(rst)와 데이터 입력 단자(D)에는, 제어 신호(VCOMSEL)가 공급되고, 그 클럭 단자(ck)에는, 대응하는 공통 전극(TL(0))에 대응한 구동 신호(Tx(0))가 공급되고 있다. 또한, 플립플롭 회로(FF3)의 데이터 출력 단자(Q)로부터의 출력 신호에 의해 스위치 제어되는 스위치(S15-1)를 통해서, 구동 신호(Tx(0))는 대응하는 공통 전극(TL(0))에 공급된다. 또한, 플립플롭 회로(FF3)의 데이터 출력 단자(/Q)로부터의 출력 신호에 의해 스위치 제어되는 스위치(S15-2)를 통해서, 대응하는 공통 전극(TL(0))은 제3 전압 배선(504)에 접속되어 있다.
제어 신호(VCOMSEL)는, 터치 검출 기간이 되면, 하이 레벨로 변화한다. 구동 신호(Tx(0))가, 공통 전극(TL(0))을 선택 공통 전극으로서 지정하도록, 주기적으로 그 전압이 변화하는 신호인 경우, 구동 신호(Tx(0))의 전압이 상승됨으로써, 플립플롭 회로(FF3)는, 데이터 입력 단자(D)에 공급되고 있는 하이 레벨을 받아들여, 논리 값 "1"을 저장하고, 데이터 출력 단자(Q)의 전압을 하이 레벨로 하고, 데이터 출력 단자(/Q)의 전압을 로우 레벨로 한다. 스위치(S15-1)는, 하이 레벨이 공급됨으로써 온 상태가 된다. 이에 의해, 공통 전극(TL(0))에는, 구동 신호(Tx(0))가 공급되게 된다. 이때의 검출 전극에 있어서의 검출 신호를 판정함으로써, 공통 전극(TL(0))의 근방이 터치되어 있는지 여부의 판정을 행한다.
한편, 공통 전극(TL(0))을 비선택 공통으로서 지정하는 경우, 구동 신호(Tx(0))는 로우 레벨이 된다. 그 때문에, 제어 신호(VCOMSEL)가 하이 레벨이 되어도, 클럭 단자(ck)의 전압이 상승되지 않기 때문에, 플립플롭 회로(FF3)는, 리셋일 때의 논리 값 "0"을 유지하고, 데이터 출력 단자(Q)는 로우 레벨, 데이터 출력 단자(/Q)는 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 스위치(S15-2)가 온 상태로 되고, 대응하는 공통 전극(TL(0))은 제3 전압 배선(504)에 접속되게 된다.
판정 스위치 회로(DT(0))에 대해서 설명했지만, 구동 전극 드라이버(12)를 구성하는 다른 판정 스위치 회로(DT(1), DT(2))에 대해서도 마찬가지이다.
이 실시 형태 4에서도, 터치 검출 기간에 있어서, 비선택 공통 전극은, 제3 전압 배선(504)에 접속된다. 그 때문에, 비선택 공통 전극은, 구동 신호의 전압에 의해 제3 전압(VCOMDC2)에 충전하는 것이 아니라, 제3 전압 배선(504)에 의해, 비선택 공통 전극을 제3 전압(VCOMDC2)에 충전하면 되어, 구동 신호 형성 회로(1500)에 요구되는 구동 능력을 작게 해도 되어, 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
실시 형태 1 내지 3에서, 제1 구동 전극 드라이버(12) 및 제2 구동 전극 드라이버(12-U)를 구성하는 스위치, 논리 회로 및 플립플롭 회로는, MOSFET를 포함한다. 이 경우, 각각의 MOSFET는, TFT 기판(300)(도 3, 도 4)에 형성된다. 특히, 제1 구동 전극 드라이버(12)를 구성하는 MOFSET는, 드라이브용 반도체 장치(DDIC)에 의해 덮이는 부분에 형성되어 있다. 또한, 제2 구동 전극 드라이버(12-U)를 구성하는 MOSFET는, 액정 패널(2)의 영역(501)의 짧은 변(501-U)(도 5)과 모듈의 짧은 변과의 사이의 영역에 형성되어 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시 형태 1 내지 4는, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))과 신호선(SL(0) 내지 SL(p))이 평행하게 배치되는 세로 COM 배치를 예로 해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p))이 신호선(SL(0) 내지 SL(p))과 교차하도록 배치되는 가로 COM 배치이어도 된다.
본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면 각종 변형예 및 수정예에 상도할 수 있는 것이며, 그것들의 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 열 방향으로 연장되고, 행 방향으로 배치되어 있는 경우를 설명했지만, 행 방향 및 열 방향은, 보는 시점에 따라 변화한다. 보는 시점을 바꾸어, 공통 전극(TL(0) 내지 TL(p)) 및 신호선(SL(0) 내지 SL(p))이 행 방향으로 연장되고, 열 방향으로 배치되어 있는 경우도 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
1 : 터치 기능을 구비한 액정 표시 장치
2 : 액정 패널 5 : 표시 제어 장치
6 : 신호선 셀렉터 7 : 터치 제어 장치
8 : 게이트 드라이버 10 : 구동 회로
11 : 신호선 드라이버 12 : 구동 전극 드라이버
17 : 구동 신호 형성부 502 : 제1 전압 배선
503a : 제2 전압 배선 504 : 제3 전압 배선
503b : 제4 전압 배선 S10 내지 S13 : 제2 스위치
S20 내지 S30 : 제3 스위치 S30 내지 S33 : 제1 스위치
UCG1(0) 내지 UCG1(p) : 제1 단위 구동 전극 드라이버
UCG2(0) 내지 UCG2(p) : 제2 단위 구동 전극 드라이버
USW1(0) 내지 USW1(p) : 제1 단위 스위치 회로
ULG1(0) 내지 ULG1(p) : 제1 단위 로직 회로
USW2(0) 내지 USW2(p) : 제2 단위 스위치 회로
ULG2(0) 내지 ULG2(p) : 제2 단위 로직 회로
FF1 내지 FF3 : 플립플롭 회로 SPix : 액정 표시 소자
TL(0) 내지 TL(p) : 공통 전극 SL(0) 내지 SL(p) : 신호선
RL(0) 내지 RL(p) : 검출 전극 GL(0) 내지 GL(p) : 주사선

Claims (12)

  1. 행렬 형상으로 배치된 복수의 액정 표시 소자를 갖는 액정 소자 배열과,
    상기 액정 소자 배열의 각 행에 배치되고, 대응하는 행에 배치된 복수의 액정 표시 소자에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선과,
    상기 액정 소자 배열의 각 열에 배치되고, 대응하는 열에 배치된 복수의 액정 표시 소자에, 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과,
    상기 액정 소자 배열에 배치되고, 외부 근접 물체를 검출하기 위한 구동 신호가 공급되는 복수의 구동 전극과,
    제1 전압을 공급하는 제1 전압 배선과,
    상기 제1 전압과는 상이한 제2 전압을 공급하는 제2 전압 배선과,
    상기 제1 전압 배선 및 상기 제2 전압 배선과는 상이한 전압 배선이며, 제3 전압을 공급하는 제3 전압 배선
    을 구비하고,
    상기 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 상기 복수의 구동 전극 중, 외부 근접 물체를 검출하는 위치에 배치된 구동 전극은, 상기 제1 전압 배선 및 상기 제2 전압 배선과 교대로 전기적으로 접속됨으로써, 구동 신호가 공급되고, 상기 복수의 구동 전극 중 외부 근접 물체를 검출하지 않는 위치에 배치된 구동 전극은, 상기 제3 전압 배선과 전기적으로 접속되고,
    제1 전압 배선 및 제2 전압 배선은 구동 전극의 배열 방향을 따라 복수의 구동 전극에 걸쳐 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압과 상기 제3 전압은, 동일한 전압 값인, 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는, 저역 통과 필터를 구비하고,
    상기 제2 전압 배선, 상기 제3 전압 배선 및 상기 저역 통과 필터는, 상기 액정 소자 배열의 외부에 있어서, 서로 전기적으로 접속되어 있는, 액정 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제3 전압 배선의 선 폭은, 상기 제2 전압 배선의 선 폭보다도 좁은, 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는, 상기 복수의 구동 전극과, 상기 제1 전압 배선과, 상기 제2 전압 배선과, 상기 제3 전압 배선에 접속된 제1 구동 회로를 구비하고,
    상기 제1 구동 회로는, 상기 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 외부 근접 물체를 검출하지 않는 위치에 배치된 구동 전극을, 상기 제3 전압 배선에 전기적으로 접속하고, 외부 근접 물체를 검출하는 위치에 배치된 구동 전극을, 상기 제3 전압 배선 대신에 상기 제2 전압 배선에 주기적으로 접속하는, 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 구동 회로는, 상기 복수의 구동 전극의 각각에 대응한 복수의 판정 회로를 구비하고, 상기 복수의 판정 회로는, 상기 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 수신하는 선택 신호에 기초하여, 대응하는 구동 전극이 외부 근접 물체를 검출하는 위치에 배치된 구동 전극인지 여부를 판정하는, 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전극은, 상기 복수의 액정 표시 소자의 한쪽의 전극이 되고, 상기 화상 신호에 따른 표시를 행하는 기간에 있어서는, 상기 제2 전압 배선 및 상기 제3 전압 배선이, 구동 전극에 전기적으로 접속되는, 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전극의 각각은, 상기 액정 소자 배열의 열에 배치되고, 상기 제1 구동 회로는, 상기 액정 소자 배열의 행을 따른 상기 액정 소자 배열의 한쪽 변을 따라서 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는, 상기 액정 소자 배열의 행을 따른 상기 액정 소자 배열의 다른 쪽 변을 따라서 배치된 제2 구동 회로를 구비하고,
    상기 제2 구동 회로는, 상기 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 상기 복수의 신호선 중 소정의 신호선을 통해서 선택 신호를 수신하고, 선택 신호에 의해 외부 근접 물체를 검출하는 위치에 배치된 구동 전극으로 판정된 구동 전극을, 상기 제1 전압 배선 및 상기 제2 전압 배선에 교대로 전기적으로 접속하고, 외부 근접 물체를 검출하지 않는 위치에 배치된 구동 전극을 상기 제3 전압 배선에 접속하는, 액정 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는, 상기 외부 근접 물체를 검출하는 기간에 있어서, 상기 구동 전극에 있어서의 전압의 변화를 증폭하는 증폭부를 구비하는, 액정 표시 장치.
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