KR101907216B1 - 표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

표시 장치는: 표시 소자와; 구동 전극과; 상기 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치 검출 전극과; 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부를 구비한다. 상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함한다.

Description

표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기{DISPLAY, TOUCH DETECTION UNIT, DRIVING METHOD, AND ELECTRONIC UNIT}
본 개시는, 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치, 터치 검출 장치, 터치 검출 장치의 구동 방법, 및 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치를 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
근래, 이른바 터치 패널이라고 불리는 접촉 검출 장치를 액정 표시 장치 등의 표시 패널상에 장착하고, 또는 터치 패널과 표시 패널을 일체화하고, 그 표시 패널에 각종의 버튼 화상 등을 표시시킴에 의해, 통상의 기계식 버튼의 대용으로서 정보 입력을 가능하게 한 표시 장치가 주목되고 있다. 이와 같은 터치 패널을 갖는 표시 장치는, 키보드나 마우스, 키패드와 같은 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 컴퓨터 외에, 휴대 전화와 같은 휴대 정보 단말 등에서도, 사용이 확대하는 경향에 있다.
터치 패널의 방식으로서는, 광학식이나 저항식 등 몇가지의 방식이 존재하지만, 비교적 단순한 구조를 가지며, 또한 저소비 전력을 실현할 수 있는, 정전용량식의 터치 패널이 기대되고 있다. 예를 들면, 일본 특개2009-244958호 공보에는, 표시 패널에 원래 구비되어 있는 표시용의 공통 전극을, 한 쌍의 터치 센서용 전극중의 한쪽으로서 겸용하고, 다른쪽의 전극(터치 검출 전극)을 이 공통 전극과 교차하도록 배치한, 이른바 인 셀 타입의 터치 검출 기능 부착 표시 장치가 제안되어 있다. 또한, 표시 패널의 표시면상에 터치 패널을 형성한, 이른바 온 셀 타입의 터치 검출 기능 부착 표시 장치도 몇가지 제안되어 있다.
그런데, 터치 패널에 노이즈가 인가되는 경우에는, 터치 검출 동작이 오동작할 우려가 있다. 특히, 정전용량식의 터치 패널에서는, 인버터 형광등이나 AM파, AC 전원 등에 기인하는 노이즈(외란 노이즈)가 터치 패널에 전파되어, 오동작을 일으킬 가능성이 있다. 따라서, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있는 터치 패널이 요망되고 있다.
본 개시는 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있는 표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기를 제공하는 것에 있다.
본 개시된 표시 장치는, 구동 전극과, 터치 검출 전극과, 구동부를 구비하고 있다. 터치 검출 전극은, 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 것이다. 구동부는, 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 구동 전극에 대해 인가하는 것이다. 상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 것이다.
본 개시된 터치 검출 장치는, 구동 전극과, 터치 검출 전극과, 구동부를 구비하고 있다. 터치 검출 전극은, 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 것이다. 구동부는, 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 구동 전극에 대해 인가하는 것이다. 상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 것이다.
본 개시된 구동 방법은, 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를, 터치 검출 전극과의 사이에 정전용량을 형성한 구동 전극에 대해 인가하는 것이다. 상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 것이다.
본 개시된 전자 기기는, 표시 장치와; 상기 표시 장치를 이용한 동작 제어를 행하는 제어부를 구비한다. 상기 표시 장치는: 표시 소자와; 구동 전극과; 상기 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치 검출 전극과; 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부를 구비한다. 상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함한다. 본 개시된 전자 기기는, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라 또는 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치에 대응한다.
본 개시된 표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기에서는, 터치 검출 기간에서 구동 전극에 인가된 AC 구동 신호가, 정전용량을 통하여 터치 검출 전극에 전하여지고, 그 신호에 의거하여 터치 검출이 행하여진다. 그 때, 이 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 서로 천이 간격이 다른 제 1의 천이 타이밍 페어 및 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하고 있다.
본 개시된 표시 장치, 터치 검출 장치, 구동 방법, 및 전자 기기에 의하면, 하나 또는 복수의 터치 검출 기간에서, 서로 천이 간격이 다른 제 1의 천이 타이밍 페어 및 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하도록, AC 구동 신호를 구성하였기 때문에, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있다.
상기 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 예시적인 것으로, 특허청구범위에서 청구되는 본 기술의 이해를 돕기 위한 것임을 주지해야 한다.
첨부된 도면은 본 개시의 이해를 돕기 위한 것으로, 본원 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면은 실시의 형태를 도시하며, 본원 명세서와 함께, 본 기술의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 개시된 표시 패널에서의 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이고, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 도시하는 도면.
도 2는 본 개시된 표시 패널에서의 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이고, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 도시하는 도면.
도 3은 본 개시된 표시 패널에서의 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이고, 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 한 예를 도시하는 도면.
도 4는 본 개시된 실시의 형태에 관한 표시 패널의 한 구성예를 도시하는 블록도.
도 5는 도 4에 도시한 선택 스위치부의 한 구성예를 도시하는 블록도.
도 6은 도 4에 도시한 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도.
도 7은 도 4에 도시한 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스에서의 화소 배열을 도시하는 회로도.
도 8은 도 4에 도시한 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스에서의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 한 구성예를 도시하는 사시도.
도 9의 A 내지 C는 도 4에 도시한 표시 패널에서의 터치 검출 주사의 한 예를 도시하는 모식도.
도 10은 제 1의 실시의 형태에 관한 표시 패널의 한 동작예를 도시하는 타이밍도.
도 11은 제 1의 실시의 형태에 관한 AC 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형예를 도시하는 파형도.
도 12는 제 1의 실시의 형태에 관한 터치 검출 주사를 도시하는 타이밍 파형도.
도 13은 제 1의 실시의 형태에 관한 터치 검출 동작의 한 예를 도시하는 파형도.
도 14는 제 1의 실시의 형태의 변형예에 관한 표시 패널의 한 동작예를 도시하는 타이밍도.
도 15는 제 2의 실시의 형태에 관한 AC 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형예를 도시하는 파형도.
도 16은 제 2의 실시의 형태에 관한 터치 검출 동작의 한 예를 도시하는 파형도.
도 17은 제 2의 실시의 형태에 관한 터치 검출 동작의 다른 예를 도시하는 파형도.
도 18은 제 2의 실시의 형태의 변형예에 관한 터치 검출 주사를 도시하는 타이밍 파형도.
도 19는 제 3의 실시의 형태에 관한 AC 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형예를 도시하는 파형도.
도 20은 실시의 형태를 적용한 표시 패널중, 적용예 1의 외관 구성을 도시하는 사시도.
도 21의 A 내지 C는 변형예에 관한 표시 패널에서의 터치 검출 주사의 한 예를 도시하는 모식도.
도 22는 다른 변형예에 관한 AC 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형예를 도시하는 파형도.
도 23은 다른 변형예에 관한 AC 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형예를 도시하는 파형도.
도 24는 다른 변형예에 관한 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도.
이하, 본 개시된 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 정전용량식 터치 검출의 기본 원리
2. 제 1의 실시의 형태
3. 제 2의 실시의 형태
4. 제 3의 실시의 형태
5. 적용예
<1. 정전용량식 터치 검출의 기본 원리>
우선 최초에, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 개시된 표시 패널에서의 터치 검출의 기본 원리에 관해 설명한다. 이 터치 검출 방식은, 정전용량식의 터치 센서로서 구현화되는 것이고, 예를 들면 도 1의 (A)에 도시한 바와 같이, 유전체(D)를 끼우고 서로 대향 배치된 한 쌍의 전극(구동 전극(E1) 및 터치 검출 전극(E2))을 이용하여, 용량 소자를 구성한다. 이 구조는, 도 1의 (B)에 도시한 등가 회로로서 도시된다. 구동 전극(E1), 터치 검출 전극(E2) 및 유전체(D)에 의해, 용량 소자(C1)가 구성된다. 용량 소자(C1)는, 그 일단이 교류 신호원(구동 신호원)(S에) 접속되고, 타단(P)은 저항기(R)를 통하여 접지됨과 함께, 전압 검출기(터치 검출 회로)(DET)에 접속된다. 교류 신호원(S)으로부터 구동 전극(E1)(용량 소자(C1)의 일단)에 소정의 주파수(예를 들면 수kHz 내지 수십kHz 정도)의 교류 구형파(Sg)(도 3의 (B))를 인가하면, 터치 검출 전극(E2)(용량 소자(C1)의 타단(P))에, 도 3의 (A)에 도시한 바와 같은 출력 파형(터치 검출 신호(Vdet))가 나타나다. 또한, 이 교류 구형파(Sg)는, 후술하는 AC 구동 신호(VcomAC)에 상당하는 것이다.
손가락이 접촉(또는 근접)하지 않은 상태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 용량 소자(C1)에 대한 충방전에 수반하여, 용량 소자(C1)의 용량치에 응한 전류(I0)가 흐른다. 이 때의 용량 소자(C1)의 타단(P)의 전위 파형은, 예를 들면 도 3의 (A)의 파형(V0)과 같이 되고, 이것이 전압 검출기(DET)에 의해 검출된다.
한편, 손가락이 접촉(또는 근접)한 상태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 손가락에 의해 형성된 용량 소자(C2)가 용량 소자(C1)에 직렬로 추가된 형태가 된다. 이 상태에서는, 용량 소자(C1, C2)에 대한 충방전에 수반하여, 각각 전류(I1, I2)가 흐른다. 이 때의 용량 소자(C1)의 타단(P)의 전위 파형은, 예를 들면 도 3의 (A)의 파형(V1)과 같이 되고, 이것이 전압 검출기(DET)에 의해 검출된다. 이때, 점(P)의 전위는, 용량 소자(C1, C2)를 흐르는 전류(I1, I2)의 값에 의해 정해지는 분압 전위가 된다. 이 때문에, 파형(V1)은, 비접촉 상태에서의 파형(V0)보다도 작은 값이 된다. 전압 검출기(DET)는, 검출한 전압을 소정의 임계치 전압(Vth)과 비교하고, 이 임계치 전압 이상이면 비접촉 상태라고 판단하는 한편, 임계치 전압 미만이면 접촉 상태라고 판단한다. 이와 같이 하여, 터치 검출이 가능해진다.
<2. 제 1의 실시의 형태>
[구성예]
(전체 구성예)
도 4는, 실시의 형태에 관한 표시 패널의 한 구성예를 도시하는 것이다. 이 표시 패널(1)은, 액정 표시 패널과 정전용량식의 터치 패널을 일체화한, 이른바 인 셀 타입의 표시 장치이다.
이 표시 패널(1)은, 제어부(11)와, 게이트 드라이버(12)와, 소스 드라이버(13)와, 선택 스위치부(14)와, 구동 전극 드라이버(16)와, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)와, 터치 검출부(40)를 구비하고 있다.
제어부(11)는, 영상 신호(Vdisp)에 의거하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(16), 및 터치 검출부(40)에 대해 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어하는 회로이다.
게이트 드라이버(12)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 의거하여, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 표시 구동의 대상이 되는 1수평라인을 순차적으로 선택하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 게이트 드라이버(12)는, 후술하는 바와 같이, 주사 신호선(GCL)을 통하여, 주사 신호(Vscan)를 화소(Pix)의 TFT 소자(Tr)의 게이트에 인가함에 의해, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)에 매트릭스형상으로 형성되어 있는 화소(Pix) 중의 1행(1수평라인)을 표시 구동의 대상으로 하여 순차적으로 선택한다.
소스 드라이버(13)는, 제어부(11)로부터 공급되는 영상 신호 및 제어 신호에 의거하여, 화소 신호(Vsig)를 생성하고 출력하는 것이다. 구체적으로는, 소스 드라이버(13)는, 후술하는 바와 같이, 1수평라인분의 영상 신호로부터, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)의 복수(이 예에서는 3개)의 서브 화소(SPix)의 화소 신호(Vpix)를 시분할 다중한 화소 신호(Vsig)를 생성하고, 선택 스위치부(14)에 공급하도록 되어 있다. 또한, 소스 드라이버(13)는, 화소 신호(Vsig)에 다중화된 화소 신호(Vpix)를 분리하기 위해 필요한 스위치 제어 신호(Vsel)(VselR, VselG, VselB)를 생성하고, 화소 신호(Vsig)와 함께 선택 스위치부(14)에 공급하는 기능도 갖고 있다. 그리고, 이 다중화는, 소스 드라이버(13)와 선택 스위치부(14)와의 사이의 배선수를 적게 하기 위해 행하여지는 것이다.
선택 스위치부(14)는, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화소 신호(Vsig) 및 스위치 제어 신호(Vsel)에 의거하여, 화소 신호(Vsig)에 시분할 다중된 화소 신호(Vpix)를 분리하고, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)에 공급하는 것이다.
도 5는, 선택 스위치부(14)의 한 구성예를 도시하는 것이다. 선택 스위치부(14)는, 복수의 스위치 그룹(17)을 갖는다. 각 스위치 그룹(17)은, 이 예에서는, 3개의 스위치(SWR, SWG, SWB)를 갖고 있고, 각각의 일단은 서로 접속되어 소스 드라이버(13)로부터 화소 신호(Vsig)가 공급되고, 타단은 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)의 화소 신호선(SGL)을 통하여, 화소(Pix)에 관한 3개의 서브 화소(SPix)(R, G, B)에 각각 접속되어 있다. 이 3개의 스위치(SWR, SWG, SWB)는, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 스위치 제어 신호(Vsel)(VselR, VselG, VselB)에 의해 각각 온 오프 제어되도록 되어 있다. 이 구성에 의해, 선택 스위치부(14)는, 스위치 제어 신호(Vsel)에 응하여 이 3개의 스위치(SWR, SWG, SWB)를 시분할적으로 순차적으로 전환하여 온 상태로 함에 의해, 다중화된 화소 신호(Vsig)로부터 화소 신호(Vpix) (VpixR, VpixG, VpixB)를 분리하도록 기능한다. 그리고, 선택 스위치부(14)는, 이들의 화소 신호(Vpix)를, 3개의 서브 화소(SPix)에 각각 공급하도록 되어 있다.
구동 전극 드라이버(16)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 의거하여, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 구동 전극(COML)(후술)에 구동 신호(Vcom)를 공급하는 회로이다. 구체적으로는, 구동 전극 드라이버(16)는, 후술하는 바와 같이, 표시 기간(Pd)에서, 구동 전극(COML)에 대해 직류 구동 신호(VcomDC)를 인가한다. 또한, 구동 전극 드라이버(16)는, 후술하는 바와 같이, 터치 검출 기간(Pt)에서, 터치 검출 동작의 대상이 되는 구동 전극(COML)에 대해 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하고, 그 이외의 구동 전극(COML)에 대해 직류 구동 신호(VcomDC)를 인가한다. AC 구동 신호(VcomAC)는, 이 예에서는 2개의 펄스를 갖는 것이다. 구동 전극 드라이버(16)는, 후술하는 바와 같이, 소정의 수의 구동 전극(COML)으로 이루어지는 블록(후술하는 구동 전극 블록(B))마다 구동 전극(COML)을 구동하도록 되어 있다.
터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)는, 터치 검출 기능을 내장한 표시 디바이스이다. 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)는, 액정 표시 디바이스(20)와, 터치 검출 디바이스(30)를 갖는다. 액정 표시 디바이스(20)는, 후술하는 바와 같이, 게이트 드라이버(12)로부터 공급되는 주사 신호(Vscan)에 따라, 1수평라인씩 순차적으로 주사하여 표시를 행하는 디바이스이다. 터치 검출 디바이스(30)는, 상술한 정전용량식 터치 검출의 기본 원리에 의거하여 동작하고, 터치 검출 신호(Vdet)를 출력하는 것이다. 이 터치 검출 디바이스(30)는, 후술하는 바와 같이, 구동 전극 드라이버(16)로부터 공급되는 AC 구동 신호(VcomAC)에 따라 순차적으로 주사하고 터치 검출을 행하도록 되어 있다.
터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호(Vdet)에 의거하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구하는 회로이다. 이 터치 검출부(40)는 LPF(Low Pass Filter)부(42)와, A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)와, 검출 타이밍 제어부(46)를 갖고 있다. LPF부(42)는, 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급되는 터치 검출 신호(Vdet)에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 각각 출력하는 저역 통과 필터이다. LPF부(42)의 입력단자의 각각과 접지와의 사이에는, 직류 전위(예를 들면 0V)를 주기 위한 저항(R)이 접속되어 있다. A/D 변환부(43)는, AC 구동 신호(VcomAC)에 동기한 타이밍에서, LPF부(42)로부터 출력된 아날로그 신호를 각각 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 회로이다. 신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 의거하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치의 유무를 검출하는 논리 회로이다. 좌표 추출부(45)는, 신호 처리부(44)에서 터치 검출이 이루어진 때에, 그 터치 패널 좌표를 구하는 논리 회로이다. 검출 타이밍 제어부(46)는, 이들의 회로가 동기하여 동작하도록 제어하는 기능을 갖고 있다.
(터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10))
다음에, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 구성예를 상세히 설명한다.
도 6은, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)의 주요부 단면 구조의 예를 도시하는 것이다. 이 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)는, 화소 기판(2)과, 이 화소 기판(2)에 대향하여 배치된 대향 기판(3)과, 화소 기판(2)과 대향 기판(3)과의 사이에 삽설된 액정층(6)을 구비하고 있다.
화소 기판(2)은, 회로 기판으로서의 TFT 기판(21)과, 구동 전극(COML)과, 화소 전극(22)을 갖고 있다. TFT 기판(21)은, 각종 전극이나 배선, 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 등이 형성되는 회로 기판으로서 기능하는 것이다. TFT 기판(21)은 예를 들면 유리에 의해 구성되는 것이다. TFT 기판(21)의 위에는, 구동 전극(COML)이 형성된다. 구동 전극(COML)은, 복수의 화소(Pix) (후술)에 공통의 전압을 공급하기 위한 전극이다. 이 구동 전극(COML)은, 액정 표시 동작을 위한 공통 구동 전극으로서 기능함과 함께, 터치 검출 동작을 위한 구동 전극으로서도 기능하는 것이다. 구동 전극(COML)의 위에는 절연층(23)이 형성되고, 그 위에 화소 전극(22)이 형성된다. 화소 전극(22)은, 화소 신호(Vpix)를 공급하기 위한 전극이고, 투광성을 갖는 것이다. 구동 전극(COML) 및 화소 전극(22)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)에 의해 구성된다.
대향 기판(3)은, 유리 기판(31)과, 컬러 필터(32)와, 터치 검출 전극(TDL)을 갖고 있다. 컬러 필터(32)는, 유리 기판(31)의 한쪽의 면에 형성되어 있다. 이 컬러 필터(32)는, 예를 들면 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색의 컬러 필터층을 주기적으로 배열하여 구성한 것으로, 각 표시 화소에 R, G, B의 3색이 1조(組)로서 대응되어 있다. 또한, 유리 기판(31)의 다른쪽의 면에는, 터치 검출 전극(TDL)이 형성되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)은, 예를 들면 ITO에 의해 구성되고, 투광성을 갖는 전극이다. 이 터치 검출 전극(TDL)의 위에는, 편광판(35)이 마련되어 있다.
액정층(6)은, 표시 기능층으로서 기능하는 것이고, 전계의 상태에 응하여 그곳을 통과하는 광을 변조하는 것이다. 이 전계는, 구동 전극(COML)의 전압과 화소 전극(22)의 전압과의 전위차에 의해 형성된다. 액정층(6)에는, FFS(프린지 필드 스위칭)나 IPS(인 플레인 스위칭) 등의 횡전계 모드의 액정이 사용된다.
또한, 액정층(6)과 화소 기판(2)과의 사이, 및 액정층(6)과 대향 기판(3)과의 사이에는, 각각 배향막이 마련되고, 또한, 화소 기판(2)의 하면측에는 입사측 편광판이 배치되지만, 여기서는 도시를 생략하고 있다.
도 7은, 액정 표시 디바이스(20)에서의 화소 구조의 구성예를 도시하는 것이다. 액정 표시 디바이스(20)는, 매트릭스형상으로 배열한 복수의 화소(Pix)를 갖고 있다. 각 화소(Pix)는, 3개의 서브 화소(SPix)에 의해 구성된다. 이 3개의 서브 화소(SPix)는, 도 6에 도시한 컬러 필터(32)의 3색(RGB)에 각각 대응하도록 배치되어 있다. 서브 화소(SPix)는, TFT 소자(Tr) 및 액정 소자(LC)를 갖고 있다. TFT 소자(Tr)는, 박막 트랜지스터에 의해 구성되는 것이고, 이 예에서는, n채널의 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형의 TFT로 구성되어 있다. TFT 소자(Tr)의 소스는 화소 신호선(SGL)에 접속되고, 게이트는 주사 신호선(GCL)에 접속되고, 드레인은 액정 소자(LC)의 일단에 접속되어 있다. 액정 소자(LC)는, 일단이 TFT 소자(Tr)의 드레인에 접속되고, 타단이 구동 전극(COML)에 접속되어 있다.
서브 화소(SPix)는, 주사 신호선(GCL)에 의해, 액정 표시 디바이스(20)의 같은 행에 속하는 다른 서브 화소(SPix)와 서로 접속되어 있다. 주사 신호선(GCL)은, 게이트 드라이버(12)와 접속되고, 게이트 드라이버(12)에서 주사 신호(Vscan)가 공급된다. 또한, 서브 화소(SPix)는, 화소 신호선(SGL)에 의해, 액정 표시 디바이스(20)의 같은 열에 속하는 다른 서브 화소(SPix)와 서로 접속되어 있다. 화소 신호선(SGL)은, 선택 스위치부(14)와 접속되고, 선택 스위치부(14)에서 화소 신호(Vpix)가 공급된다.
또한, 서브 화소(SPix)는, 구동 전극(COML)에 의해, 액정 표시 디바이스(20)의 같은 행에 속하는 다른 서브 화소(SPix)와 서로 접속되어 있다. 구동 전극(COML)은, 구동 전극 드라이버(16)와 접속되고, 구동 전극 드라이버(16)에서 구동 신호(Vcom)(직류 구동 신호(VcomDC))가 공급된다.
이 구성에 의해, 액정 표시 디바이스(20)에서는, 게이트 드라이버(12)가 주사 신호선(GCL)을 시분할적으로 선순차 주사하도록 구동함에 의해, 1수평라인이 순차적으로 선택되고, 그 1수평라인에 속하는 화소(Pix)에 대해, 소스 드라이버(13) 및 선택 스위치부(14)가 화소 신호(Vpix)를 공급함에 의해, 1수평라인씩 표시가 행하여지도록 되어 있다.
도 8은, 터치 검출 디바이스(30)의 한 구성예를 사시적으로 도시하는 것이다. 터치 검출 디바이스(30)는, 화소 기판(2)에 마련된 구동 전극(COML), 및 대향 기판(3)에 마련된 터치 검출 전극(TDL)에 의해 구성되어 있다. 구동 전극(COML)은, 도면의 좌우 방향으로 연재되는 띠 모양(帶狀)의 전극 패턴을 갖고 있다. 터치 검출 동작을 행할 때는, 후술하는 바와 같이, 각 전극 패턴에는, 소정의 수의 구동 전극(COML)으로 이루어지는 블록(후술하는 구동 전극 블록(B))마다 AC 구동 신호(VcomAC)가 순차적으로 공급되고, 시분할적으로 순차적으로 주사 구동이 행하여지도록 되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)은, 구동 전극(COML)의 전극 패턴의 연재 방향과 직교하는 방향으로 늘어나는 띠 모양의 전극 패턴을 갖고 있다. 터치 검출 전극(TDL)의 각 전극 패턴은, 터치 검출부(40)의 LPF부(42)의 입력에 각각 접속되어 있다. 구동 전극(COML)과 터치 검출 전극(TDL)에 의해 서로 교차한 전극 패턴은, 그 교차부분에 정전용량을 형성하고 있다.
이 구성에 의해, 터치 검출 디바이스(30)에서는, 구동 전극 드라이버(16)가 구동 전극(COML)에 대해 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가함에 의해, 터치 검출 전극(TDL)으로부터 터치 검출 신호(Vdet)를 출력하고, 터치 검출이 행하여지도록 되어 있다. 즉, 구동 전극(COML)은, 도 1 내지 도 3에 도시한 터치 검출의 기본 원리에서의 구동 전극(E1)에 대응하고, 터치 검출 전극(TDL)은, 터치 검출 전극(E2)에 대응하는 것이고, 터치 검출 디바이스(30)는 이 기본 원리에 따라 터치를 검출하도록 되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 서로 교차한 전극 패턴은, 정전용량식 터치 센서를 매트릭스형상으로 구성하고 있다. 따라서, 터치 검출 디바이스(30)의 터치 검출면 전체에 걸쳐서 주사함에 의해, 외부 근접 물체의 접촉 또는 근접이 생긴 위치의 검출도 가능해지고 있다.
도 9의 A 내지 C는, 터치 검출 주사를 모식적으로 도시하는 것이다. 도 9의 A 내지 C에서는, 터치 검출면이 20개의 구동 전극 블록(B1 내지 B20)에 의해 구성되는 경우의, 각 구동 전극 블록(B1 내지 B20)에 대한 AC 구동 신호(VcomAC)의 공급 동작을 나타내고 있다. 구동 전극 블록(B)은, 예를 들면, 조작하는 유저의 손가락의 크기에 대응하는 폭(예를 들면 5㎜ 정도)으로 설정된다. 구동 전극 드라이버(16)는, 구동 전극(COML)에 대해, 구동 전극 블록(B)마다 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가한다. 사선부는, AC 구동 신호(VcomAC)가 공급된 구동 전극 블록(B)을 나타내고 있고, 그 밖의 구동 전극 블록(B)에는, 직류 구동 신호(VcomDC)가 공급되도록 되어 있다. 구동 전극 드라이버(16)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 터치 검출 동작의 대상이 되는 구동 전극 블록(B)을 순차적으로 선택하여, 그 구동 전극 블록(B)에 속하는 구동 전극(COML)에 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가함에 의해, 모든 구동 전극 블록(B)에 걸쳐서 주사하다. 또한, 이 예에서는, 설명의 편의상, 구동 전극 블록(B)의 개수를 20개로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다.
[동작 및 작용]
계속해서, 본 실시의 형태의 표시 패널(1)의 동작 및 작용에 관해 설명한다.
(전체 동작 개요)
우선, 도 4를 참조하여, 표시 패널(1)의 전체 동작 개요를 설명한다. 제어부(11)는, 영상 신호(Vdisp)에 의거하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(16), 및 터치 검출부(40)에 대해 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어한다. 게이트 드라이버(12)는, 액정 표시 디바이스(20)에 주사 신호(Vscan)를 공급하고, 표시 구동의 대상이 되는 1수평라인을 순차적으로 선택한다. 소스 드라이버(13)는, 화소 신호(Vpix)가 다중화된 화소 신호(Vsig)와, 그것에 대응한 스위치 제어 신호(Vsel)를 생성하고, 선택 스위치부(14)에 공급한다. 선택 스위치부(14)는, 화소 신호(Vsig) 및 스위치 제어 신호(Vsel)에 의거하여 화소 신호(Vpix)를 분리 생성하고, 그 화소 신호(Vpix)를, 1수평라인을 구성한 각 화소(Pix)에 공급한다. 구동 전극 드라이버(16)는, 표시 기간(Pd)에서, 모든 구동 전극(COML)에 대해 직류 구동 신호(VcomDC)를 인가한다. 또한, 구동 전극 드라이버(16)는, 터치 검출 기간(Pt)에서, 터치 검출 동작의 대상이 되는 구동 전극 블록(B)에 속하는 구동 전극(COML)에 대해, AC 구동 신호(VcomAC)를 인가함과 함께, 그 밖의 구동 전극(COML)에 대해 직류 구동 신호(VcomDC)를 인가한다. 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10)는, 표시 기간(Pd)에서 표시 동작을 행함과 함께, 터치 검출 기간(Pt)에서 터치 검출 동작을 행하여, 터치 검출 전극(TDL)으로부터 터치 검출 신호(Vdet)를 출력한다.
터치 검출부(40)는, 터치 검출 신호(Vdet)에 의거하여, 터치 검출면에서의 터치를 검출한다. 구체적으로는, LPF부(42)는, 터치 검출 신호(Vdet)에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 출력한다. A/D 변환부(43)는, LPF부(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 의거하여, 터치 검출면에서의 터치의 유무를 검출한다. 좌표 추출부(45)는, 신호 처리부(44)에서 터치 검출이 이루어진 때에, 그 터치 패널 좌표를 구한다. 검출 타이밍 제어부(46)는, LPF부(42), A/D 변환부(43), 신호 처리부(44), 좌표 추출부(45)가 동기하여 동작하도록 제어한다.
(상세 동작)
다음에, 몇가지의 도면을 참조하여, 표시 패널(1)의 동작을 상세히 설명한다.
도 11은, 표시 패널(1)의 타이밍 파형예를 도시하는 것이고, (A)는 주사 신호(Vscan)의 파형을 나타내고, (B)는 화소 신호(Vsig)의 파형을 나타내고, (C)는 스위치 제어 신호(Vsel)의 파형을 나타내고, (D)는 화소 신호(Vpix)의 파형을 나타내고, (E)는 구동 신호(Vcom)의 파형을 나타내고, (F)는 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타낸다.
표시 패널(1)에서는, 각 1수평기간(1H)에서, 터치 검출 동작을 행하는 터치 검출 기간(Pt)과, 표시 동작을 행하는 표시 기간(Pd)이 마련된다. 표시 동작에서는, 게이트 드라이버(12)가, 주사 신호선(GCL)에 대해 주사 신호(Vscan)를 순차적으로 인가함에 의해 표시 주사를 행한다. 터치 검출 동작에서는, 구동 전극 드라이버(16)가, 구동 전극 블록(B)마다 AC 구동 신호(VcomAC)를 순차적으로 인가함에 의해 터치 검출 주사를 행하고, 터치 검출부(40)가, 터치 검출 전극(TDL)으로부터 출력되는 터치 검출 신호(Vdet)에 의거하여 터치를 검출한다. 이하에 그 상세를 설명한다.
우선, 타이밍(t1)에서, 1수평기간(1H)이 시작함과 함께, 터치 검출 기간(Pt)이 시작한다.
구동 전극 드라이버(16)는, 타이밍(t1 내지 t2)의 기간(터치 검출 기간(Pt))에서, 구동 전극(COML)에 대해 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하고, 터치 검출부(40)가, 샘플링 타이밍(ts)에서, 터치 검출 신호(Vdet)를 샘플링한다. 구체적으로는, 구동 전극 드라이버(16)는, 터치 검출 기간(Pt)에서, 터치 검출 동작에 관한 k번째의 구동 전극 블록(B)(k)을 구성하는 구동 전극(COML)에 대해, AC 구동 신호(VcomAC)를 인가한다(도 10의 (E)). 이 AC 구동 신호(VcomAC)는, 정전용량을 통하여 터치 검출 전극(TDL)에 전하여지고, 터치 검출 신호(Vdet)가 변화한다(도 10의 (F)). 그리고, 터치 검출부(40)는, 이 터치 검출 신호(Vdet)에 의거하여, 터치 검출을 행한다.
다음에, 게이트 드라이버(12)는, 타이밍(t2)에서, 표시 동작에 관한 n행째의 주사 신호선(GCL)(n)에 대해, 주사 신호(Vscan)를 인가하고, 주사 신호(Vscan)(n)가 저레벨로부터 고레벨로 변화한다(도 10의 (A)). 이에 의해, 게이트 드라이버(12)는, 표시 동작의 대상이 되는 1수평라인을 선택한다.
그리고, 소스 드라이버(13)가, 화소 신호(Vsig)로서, 적색의 서브 화소(SPix)를 위한 화소 전압(VR)을 선택 스위치부(14)에 공급함과 함께(도 10의 (B)), 그 화소 전압(VR)을 공급하고 있는 기간에서 고레벨이 되는 스위치 제어 신호(VselR)를 생성한다(도 10의 (C)). 그리고, 선택 스위치부(14)는, 이 스위치 제어 신호(VselR)가 고레벨이 되는 기간에서 스위치(SWR)를 온 상태로 함에 의해, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화소 전압(VR)을 화소 신호(Vsig)로부터 분리하고, 화소 신호(VpixR)로서, 화소 신호선(SGL)을 통하여, 적색의 서브 화소(SPix)에 대해 공급한다(도 10의 (D)). 또한, 스위치(SWR)가 오프 상태가 된 후에는, 이 화소 신호선(SGL)이 플로팅 상태가 되기 때문에, 이 화소 신호선(SGL)의 전압은 유지된다(도 10의 (D)).
마찬가지로, 소스 드라이버(13)는, 녹색의 서브 화소(Spix)를 위한 화소 전압(VG)을, 대응하는 스위치 제어 신호(VselG)와 함께 선택 스위치부(14)에 공급하고(도 10의 (B), (C)), 선택 스위치부(14)는, 스위치 제어 신호(VselG)에 의거하여, 이 화소 전압(VG)을 화소 신호(Vsig)로부터 분리하여, 화소 신호(VpixG)로서, 화소 신호선(SGL)을 가용하여, 녹색의 서브 화소(SPix)에 공급한다(도 10의 (D)).
그 후, 마찬가지로, 소스 드라이버(13)는, 청색의 서브 화소(Spix)를 위한 화소 전압(VB)을, 대응하는 스위치 제어 신호(VselB)와 함께 선택 스위치부(14)에 공급하고(도 10의 (B), (C)), 선택 스위치부(14)는, 스위치 제어 신호(VselB)에 의거하여, 이 화소 전압(VB)을 화소 신호(Vsig)로부터 분리하여, 화소 신호(VpixB)로서, 화소 신호선(SGL)을 통하여, 청색의 서브 화소(SPix)에 공급한다(도 10의 (D)).
다음에, 게이트 드라이버(12)는, 타이밍(t3)에서, n행째의 주사 신호선(GCL)의 주사 신호(Vscan)(n)를 고레벨로부터 저레벨로 변화시킨다(도 10의 (A)). 이에 의해, 표시 동작에 관한 1수평라인의 서브 화소(Spix)는, 화소 신호선(SGL)으로부터 전기적으로 분리된다.
그리고, 타이밍(t4)에서 1수평기간(1H)이 종료됨과 함께, 새로운 1수평기간(1H)이 시작한다.
이 이후, 상술한 동작을 반복함에 의해, 표시 패널(1)에서는, 선순차 주사에 의해, 표시면 전체에서의 표시 동작이 행하여짐과 함께, 이하에 나타내는 바와 같이 구동 전극 블록(B)씩 주사함에 의해, 터치 검출면 전체에서의 터치 검출 동작이 행하여진다.
(터치 검출 동작)
다음에, 터치 검출 동작에 관해, 상세히 설명한다.
도 11의 (A)는 AC 구동 신호(VcomAC)의 파형을 나타내고, 도 11의 (B)는 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타내는 것이다. AC 구동 신호(VcomAC)는, 2개의 펄스로 이루어지는 것이다. 이들 2개의 펄스의 펄스 폭 및 펄스 간격은, 이 예에서는, 서로 동등한 시간(tw)에 설정되어 있다. 이 시간(tw)은, 예를 들면 2[usec]이다. 이 AC 구동 신호(VcomAC)가, 정전용량을 통하여 터치 검출 전극(TDL)에 전해짐에 의해, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같은 터치 검출 신호(Vdet)가 생긴다.
터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)는, 이 AC 구동 신호(VcomAC)에서의 각 천이의 전후의 타이밍(샘플링 타이밍(ts1 내지 ts8))에서, 이 터치 검출 신호(Vdet)가 입력된 LPF부(42)의 출력 신호를 A/D 변환하여(도 11의 (B)), 데이터(D(ts1) 내지 D(ts8))를 구한다.
그리고, 터치 검출부(40)의 신호 처리부(44)는, 이들 데이터(D(ts1) 내지 D(ts8))에 의거하여, 각 천이에서의 터치 검출 신호(Vdet)의 변화량(R1(=D(ts2)-D(ts1)), F1(=D(ts4)-D(ts3), R2(=D(ts6)-D(ts5), F2(=D(ts8)-D(ts7)))을 구한다. 즉, 변화량(R1, R2)은 정의 값을 가지며(R1, R2>0), 변화량(F1, F2)은 부의 값을 갖는다(F1, F2<0).
다음에, 신호 처리부(44)는, 이들 변화량(R1, F1, R2, F2)에 의거하여, 다음 식을 이용하여, 그 터치 검출 기간(Pt)에서의 검출 데이터(DD)를 구한다.
DD=R1-F1+R2-F2 … (1)
그리고, 신호 처리부(44)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 복수의 수평 기간에서 검출 데이터(DD)를 수집하고, 그들 검출 데이터(DD)에 의거하여 터치 검출을 행한다.
도 12는, 터치 검출 주사의 동작예를 도시하는 것이고, (A)는 구동 신호(Vcom)의 파형을 나타내고, (B)는 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타낸다.
구동 전극 드라이버(16)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 구동 전극(COML)에 대해, 구동 전극 블록(B)마다 AC 구동 신호(VcomAC)를 순차적으로 인가하여 터치 검출 주사를 행한다. 그 때, 구동 전극 드라이버(16)는, 각 구동 전극 블록(B)에 대해, 소정의 복수(예를 들면 30개)의 수평 기간에 걸쳐서, AC 구동 신호(VcomAC)를 인가한다(도 12의 (A)). 터치 검출부(40)는, 각 1수평기간에서, 이 AC 구동 신호(VcomAC)에 의거한 터치 검출 신호(Vdet)를 샘플링하여 검출 데이터(DD)를 구한다. 그리고, 신호 처리부(44)는, 30개의 검출 데이터(DD)를, 예를 들면, 30탭의 FIR(Finite Impulse Response) 필터에 의해 평균화하여, 그 구동 전극 블록(B)에 대응하는 영역에서의 터치의 유무 등을 검출한다. 이와 같이, 복수의 샘플링 결과에 의거하여 터치 검출을 행하도록 하였기 때문에, 샘플링 결과를 통계적으로 해석하는 것이 가능해지고, 샘플링 결과의 편차에 기인하는 S/N비의 열화를 억제할 수 있고, 터치 검출의 정밀도를 높일 수 있다.
(터치 검출 동작의 오동작의 방지에 관해)
정전용량식의 터치 패널에서는, 인버터 형광등이나 AM파, AC 전원 등에 기인하는 노이즈(외란 노이즈)가 터치 패널에 전파되어, 오동작을 일으킬 가능성이 있다. 이 오동작은, 터치의 유무에 관한 신호(터치 신호)와 외란 노이즈를 구별할 수가 없는 것에 기인한다. 표시 패널(1)에서는, AC 구동 신호(VcomAC)의 주파수를 용이하게 변화시킬 수 있기 때문에, 그와 같은 오동작을 억제할 수 있다. 이하에, 상세히 설명한다.
도 13은, 외란 노이즈가 인가되는 경우의 샘플링 동작을 모식적으로 도시하는 것이고, (A)는 AC 구동 신호(VcomAC)의 파형을 나타내고, (B) 내지 (D)는 그 외란 노이즈에 기인하여 터치 검출 신호(Vdet)에 중첩된 노이즈 신호의 한 예를 각각 나타내고 있다.
우선, 도 13의 (B)에 도시한 노이즈 신호(VN1)의 경우에 관해 설명한다. 노이즈 신호(VN1)는, 시간(tw)을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw)이 2[usec]인 경우에는, 그 주파수는 500[kHz]이다.
도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN1)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이의 전후에서, 전부 같은 변화분(노이즈(n1))이 된다. 따라서, 터치 검출 신호(Vdet)에 노이즈 신호(VN1)가 중첩된 경우에는, 검출 데이터(DD)는, 다음 식과 같이 된다.
DD=(R1+n1)-(F1+n1)+(R2+n1)-(F2+n1)=R1-F1+R2-F2 … (2)
즉, 예를 들면, AC 구동 신호(VcomAC)의 1펄스째의 상승에 관한 노이즈(n1)와 하강에 관한 노이즈(n1)가 서로 지우고, 마찬가지로, AC 구동 신호(VcomAC)의 2펄스째의 상승에 관한 노이즈(n1)와 하강에 관한 노이즈(n1)가 서로 지우기 때문에, 식(2)에 표시한 바와 같이, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n1)는 나타나지 않는다. 환언하면, 노이즈 신호(VN1)에서는, AC 구동 신호(VcomAC)에서의 역극성의 천이 타이밍 페어 PA에, 동극성의 노이즈(n1)(페어(P1))가 생기기 때문에, 서로 서로 지우게 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN1)는, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
또한, 노이즈 신호(VN1)의 정수배의 주파수를 갖는 노이즈 신호도, 같은 원리에 의해 지워지기 때문에, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
다음에, 도 13의 (C)에 도시한 노이즈 신호(VN2)의 경우에 관해 설명한다. 노이즈 신호(VN2)는, 시간(tw)의 4/3배를 주기로 하는 신호이고, 시간(tw)이 2[usec]인 경우에는, 그 주파수는 375[kHz]이다.
도 13의 (C)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN2)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 1펄스째의 상승의 전후에서 노이즈(n2)만 변화하고, 2펄스째의 상승의 전후에서 노이즈(-n2)만 변화한다. 따라서, 터치 검출 신호(Vdet)에 노이즈 신호(VN2)가 중첩된 경우에는, 검출 데이터(DD)는, 다음 식과 같이 된다.
DD=(R1+n2)-F1+(R2-n2)-F2=R1-F1+R2-F2 … (3)
즉, 이 예에서는, AC 구동 신호(VcomAC)의 1펄스째의 상승에 관한 노이즈(n2)와, AC 구동 신호(VcomAC)의 2펄스째의 상승에 관한 노이즈(-n2)가 서로 지우기 때문에, 식(3)에 표시한 바와 같이, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n2)는 나타나지 않는다. 환언하면, 노이즈 신호(VN2)에서는, AC 구동 신호(VcomAC)에서의 동극성의 천이 타이밍 페어(PB)에, 역극성의 노이즈(n2, -n2)(페어(P2))가 생기기 때문에, 서로 서로 지우게 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN2)는, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
다음에, 도 13의 (D)에 도시한 노이즈 신호(VN3)의 경우에 관해 설명한다. 노이즈 신호(VN3)는, 시간(tw)의 4배를 주기로 하는 신호이고, 시간(tw)이 2[usec]인 경우에는, 그 주파수는 125[kHz]이다.
도 13의 (D)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN3)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 1펄스째의 상승의 전후에서 노이즈(n3)만 변화하고, 2펄스째의 상승의 전후에서 노이즈(-n3)만 변화한다. 따라서, 터치 검출 신호(Vdet)에 노이즈 신호(VN3)가 중첩된 경우에는, 검출 데이터(DD)는, 다음 식과 같이 된다.
DD=(R1+n2)-F1+(R2-n2)-F2=R1-F1+R2-F2 … (4)
즉, 이 예에서는, AC 구동 신호(VcomAC)의 1펄스째의 상승에 관한 노이즈(n3)와, AC 구동 신호(VcomAC)의 2펄스째의 상승에 관한 노이즈(-n3)가 서로 지우기 때문에, 식(4)에 표시한 바와 같이, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n3)는 나타나지 않는다. 환언하면, 노이즈 신호(VN3)에서는, 노이즈 신호(VN2)의 경우와 마찬가지로, AC 구동 신호(VcomAC)에서의 동극성의 천이 타이밍 페어(PB)에, 역극성의 노이즈(n3, -n3)(페어(P3))가 생기기 때문에, 서로 서로 지우게 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN3)는, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
또한, 노이즈 신호(VN2)의 주파수는, 노이즈 신호(VN3)의 주파수의 3배이고, 상술한 바와 같이, 노이즈 신호(VN2, VN3)는, 같은 원리에 의해 지워지는 것이다. 이와 같이, 노이즈 신호(VN3)의 홀수배의 주파수를 갖는 노이즈 신호는, 같은 원리에 의해 지워지기 때문에, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
이상에 상술한 바와 같이,, 표시 패널(1)은, 노이즈 신호(VN1 내지 VN3)와 같은 다양한 주파수의 노이즈 신호를 지울 수 있다. 이들의 주파수는, 예를 들면 시간(tw) 등을 조정함에 의해 변경할 수 있다. 이에 의해, 표시 패널(1)에서는, 외란 노이즈의 주파수가 기지(旣知)인 경우에 있어서, 그 잡음을 지우도록, AC 구동 신호(VcomAC)의 펄스 폭 및 펄스 간격을 조정함에 의해, 그 외란 노이즈에 대한 내성을 향상할 수 있다.
이와 같이, 표시 패널(1)에서는, AC 구동 신호를 복수의 펄스에 의해 구성하였기 때문에, 복수의 주파수(이 예에서는 125[kHz], 375[kHz], 500[kHz] 등)의 노이즈에 대한 내성을 높일 수 있다. 이에 의해, 표시 패널(1)에서는, 단일한 주파수의 외란 노이즈가 인가되는 경우뿐만 아니라, 예를 들면 복수의 주파수의 외란 노이즈나, 폭이 넓은 스펙트럼을 갖는 외란 노이즈가 인가되는 경우 등에서도, 외란 노이즈에 대한 내성을 향상할 수 있다.
[효과]
이상과 같이 본 실시의 형태에서는, AC 구동 신호를 복수의 펄스에 의해 구성하였기 때문에, 주파수가 서로 다른 복수의 노이즈 신호를 지울 수가 있어서, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있다.
[변형예 1-1]
상기 실시의 형태에서는, AC 구동 신호(VcomAC)를 2개의 펄스에 의해 구성하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 예를 들면, 3개 이상의 펄스에 의해 구성하여도 좋다. 이에 의해, 보다 많은 노이즈 성분을 지울 수 있고, 그들 외란 노이즈에 대한 내성을 향상할 수 있다.
[변형예 1-2]
상기 실시의 형태에서는, AC 구동 신호(VcomAC)의 펄스 폭 및 펄스 간격을 서로 동등하게 하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 예를 들면, 각 펄스의 펄스 폭 및 펄스 간격을 서로 다르도록 하여도 좋다.
[변형예 1-3]
상기 실시의 형태의 구성에 더하여, 또한, 1수평기간(1H)의 시간폭을 가변으로 구성하여도 좋다. 이에 의해, 예를 들면, 수평 기간의 시간의 역수에 상당하는 주파수의 정수배 부근의 외란 노이즈에 대한 내성을 더욱 높일 수 있다. 이하에, 본 변형예에 관한 표시 패널의 상세를 설명한다.
도 14의 (A) 내지 (D)는 1수평기간(1H)의 시간폭이 짧은 경우에 있어서의 동작의 타이밍도를 도시하는 것이고, 도 14의 (E) 내지 (H)는 1수평기간(1H)의 시간폭이 긴 경우에 있어서의 동작의 타이밍도를 도시하는 것이다. 도 14에서, (A), (E)는 주사 신호(Vscan)의 파형을 나타내고, (B), (F)는 화소 신호(Vsig)의 파형을 나타내고, (C), (G)는 스위치 제어 신호(Vsel)의 파형을 나타내고, (D), (H)는 구동 신호(Vcom)의 파형을 나타낸다.
본 변형예에 관한 표시 패널에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 1수평기간(1H)의 시간폭을 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 외란 노이즈에 기인하는 터치 검출 동작의 오동작의 우려를 저감할 수 있다.
즉, 외란 노이즈의 주파수가, 1수평기간의 시간의 역수에 상당하는 주파수의 정수배 부근인 경우에 있어서, 그 외란 노이즈가 A/D 변환부(43)에서의 A/D 변환되면, 그 외란 노이즈는, 주파수 0의 부근에 이른바 앨리어스(alias)로서 나타나 버린다. 이에 의해, 주파수 0의 부근의 터치 신호에, 이 앨리어스가 섞여 버리기 때문에, 터치 신호와 노이즈 신호를 구별할 수가 없다. 본 변형예에 관한 표시 패널에서는, 1수평기간의 시간폭을 변화시킬 수 있기 때문에, 외란 노이즈의 영향을 받지 않는 조건을 선택하여, 터치 검출을 행할 수가 있다.
<3. 제 2의 실시의 형태>
다음에, 제 2의 실시의 형태에 관한 표시 패널(2)에 관해 설명한다. 본 실시의 형태는, AC 구동 신호(VcomAC)를 하나의 펄스에 의해 구성함과 함께, 그 펄스 폭을 가변으로 구성한 것이다. 즉, 상기 제 1의 실시의 형태(도 11)에서는, AC 구동 신호를 복수의 펄스에 의해 구성함에 의해, 주파수가 서로 다른 복수의 노이즈에 대한 내성을 높이도록 하였지만, 이에 대신하여, 본 실시의 형태에서는, 펄스 폭을 변화시킴에 의해, 같은 효과를 얻는 것이다. 그리고, 상기 제 1의 실시의 형태에 관한 표시 패널(1)과 실질적으로 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.
표시 패널(2)은, 구동 전극 드라이버(56)를 구비하고 있다(도 4). 구동 전극 드라이버(56)는, 하나의 펄스로 이루어지는 AC 구동 신호(VcomAC)를 생성한다. 그 때, 구동 전극 드라이버(56)는, 그 펄스의 펄스 폭을 변화시킬 수 있도록 되어 있다.
도 15의 (A), (B)는, 펄스 폭을 좁힌 경우(케이스(C1))의 AC 구동 신호(VcomAC) 및 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타내고, 도 15의 (C), (D)는, 펄스 폭을 넓힌 경우(케이스(C2))의 AC 구동 신호(VcomAC) 및 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타낸다. 케이스(C1)에서의 펄스 폭(tw2)(도 15의 (A))은, 예를 들면 4[usec]이고, 케이스(C2)에서의 펄스 폭(tw3)(도 15의 (C))은, 예를 들면 6[usec]이다. 이들 AC 구동 신호(VcomAC)(도 15의 (A), (C))는, 상기 제 1의 실시의 형태의 경우와 마찬가지로, 정전용량을 통하여 터치 검출 전극(TDL)에 전해짐에 의해, 도 15의 (B), (D)에 도시한 바와 같은 터치 검출 신호(Vdet)가 생긴다.
터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)는, 이 AC 구동 신호(VcomAC)에서의 각 천이의 전후의 타이밍(샘플링 타이밍(ts1 내지 ts4))에서, 이 터치 검출 신호(Vdet)가 입력된 LPF부(42)의 출력 신호를 A/D 변환하여(도 15의 (B), (D)), 데이터(D(ts1) 내지 D(ts4))를 구한다.
그리고, 터치 검출부(40)의 신호 처리부(44)는, 이들 데이터(D(ts1) 내지 D(ts4))에 의거하여, 각 천이에서의 터치 검출 신호(Vdet)의 변화량(R1(=D(ts2)-D(ts1)), F1(=D(ts4)-D(ts3)))을 구한다. 즉, 변화량(R1)은 정의 값을 가지며(R1>0), 변화량(F1)은 부의 값을 갖는다(F1<0).
다음에, 신호 처리부(44)는, 이들 변화량(R1), F1에 의거하여, 다음 식을 이용하여, 그 터치 검출 기간(Pt)에서의 검출 데이터(DD)를 구한다.
DD=R1-F1 … (5)
그리고, 신호 처리부(44)는, 상기 제 1의 실시의 형태의 경우와 마찬가지로, 복수의 수평 기간에서 수집한 이 검출 데이터(DD)에 의거하여, 터치 검출을 행한다.
다음에, 외란 노이즈가 인가된 경우의 동작을, 펄스 폭을 좁힌 경우(케이스(C1)) 및 펄스 폭을 넓힌 경우의 각각(케이스(C2))에 관해 차례로 설명한다.
도 16은, 펄스 폭을 좁힌 경우(케이스(C1))의 샘플링 동작을 모식적으로 도시하는 것이고, (A)는 AC 구동 신호(VcomAC)의 파형을 나타내고, (B), (C)는 터치 검출 신호(Vdet)에 중첩되는 노이즈 신호의 한 예를 각각 나타내고 있다.
노이즈 신호(VN4)(도 16의 (B))는, 시간(tw2)의 반분을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw2)이 4[usec]인 경우에는, 그 주파수는 500[kHz]이다. 도 16의 (B)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN4)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이에서, 같은 변화분(노이즈(n4))이 된다. 따라서, 터치 검출 신호(Vdet)에 노이즈 신호(VN1)가 중첩된 경우에는, 검출 데이터(DD)는, 다음 식과 같이 된다.
DD=(R1+n4)-(F1+n4)=R1-F1 … (6)
즉, AC 구동 신호(VcomAC)의 상승에 관한 노이즈(n4)와 하강에 관한 노이즈(n4)가 서로 지우기 때문에, 식(6)에 표시한 바와 같이, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n4)는 나타나지 않는다.
노이즈 신호(VN5)(도 16의 (C))는, 시간(tw2)을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw2)이 4[usec]인 경우에는, 그 주파수는 250[kHz]이다. 도 16의 (C)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN5)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이에서, 같은 변화분(노이즈(n5))이 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN4)의 경우와 마찬가지로, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n5)는 나타나지 않는다.
이와 같이, 노이즈 신호(VN4, VN5)에서는, AC 구동 신호(VcomAC)에서의 역극성의 천이 타이밍 페어(PC)에, 동극성의 노이즈가 생기기 때문에, 서로 지우게 된다. 마찬가지로, 노이즈 신호(VN5)의 정수배의 주파수를 갖는 노이즈 신호는, 같은 원리에 의해 지워지기 때문에, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
도 17은, 펄스 폭을 넓힌 경우(케이스(C2))의 샘플링 동작을 모식적으로 도시하는 것이고, (A)는 AC 구동 신호(VcomAC)의 파형을 나타내고, (B) 내지 (D)는 터치 검출 신호(Vdet)에 중첩된 노이즈 신호의 한 예를 각각 나타내고 있다.
노이즈 신호(VN6)(도 17의 (B))는, 시간(tw3)의 1/3을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw3)이 6[usec]인 경우에는, 그 주파수는 500[kHz]이다. 도 17의 (B)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN6)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이에서, 같은 변화분(노이즈(n6))이 된다. 따라서, 터치 검출 신호(Vdet)에 노이즈 신호(VN1)가 중첩된 경우에는, 검출 데이터(DD)는, 다음 식과 같이 된다.
DD=(R1+n6)-(F1+n6)=R1-F1 … (7)
즉, AC 구동 신호(VcomAC)의 상승에 관한 노이즈(n6)와 하강에 관한 노이즈(n6)가 서로 지우기 때문에, 식(7)에 표시한 바와 같이, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n6)는 나타나지 않는다.
노이즈 신호(VN7)(도 17의 (C))는, 시간(tw3)의 반분을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw3)이 6[usec]인 경우에는, 그 주파수는 333[kHz]이다. 도 17의 (C)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN7)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이에서, 같은 변화분(노이즈(n7))이 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN6)의 경우와 마찬가지로, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n7)는 나타나지 않는다.
노이즈 신호(VN8)(도 17의 (D))는, 시간(tw3)을 주기로 하는 신호이고, 시간(tw3)이 6[usec]인 경우에는, 그 주파수는 166[kHz]이다. 도 17의 (D)에 도시한 바와 같이, 노이즈 신호(VN8)는, AC 구동 신호(VcomAC)의 각 천이에서, 같은 변화분(노이즈(n8))이 된다. 따라서, 노이즈 신호(VN6)의 경우와 마찬가지로, 검출 데이터(DD)에는 노이즈(n8)는 나타나지 않는다.
이와 같이, 노이즈 신호(VN6 내지 VN8)에서는, AC 구동 신호(VcomAC)에서의 역극성의 천이 타이밍 페어(PD)에, 동극성의 노이즈가 생기기 때문에, 서로 지우게 된다. 마찬가지로, 노이즈 신호(VN8)의 정수배의 주파수를 갖는 노이즈 신호는, 같은 원리에 의해 지워지기 때문에, 터치 검출 동작에 영향을 주는 일은 없다.
이와 같이, 표시 패널(2)에서는, 펄스 폭을 좁힌 경우(케이스(C1))에는, 이 예에서는 250[kHz], 500[kHz] 등의 노이즈를 지우고, 펄스 폭을 넓힌 경우(케이스(C2))에는, 이 예에서는 166[kHz], 333[kHz], 500[kHz] 등의 노이즈를 지울 수 있다. 따라서, 표시 패널(2)에서는, 펄스 폭을 변경함에 의해, 다양한 주파수의 노이즈에 대한 내성을 높일 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면, 펄스 폭을 변경함에 의해 노이즈의 영향이 적은 설정(펄스 폭)을 구한 후, 그 설정으로 터치 검출 동작을 행하도록 하여도 좋고, 예를 들면, 소정의 기간(예를 들면1 프레임마다)에 항상 펄스 폭을 변경하면서 터치 검출 동작을 행하여, 노이즈가 많은 조건에서의 검출 결과만을 파기하도록 하여도 좋다. 또한, 예를 들면, 통상은 소정의 펄스 폭으로 터치 검출 동작을 행하고, 노이즈가 관측된 경우에 있어서, 펄스 폭을 변경하여 터치 검출 동작을 계속하도록 하여도 좋다. 그리고, 노이즈를 측정한 방법으로서는, 예를 들면, 터치 검출 동작에 의해 얻어진 터치 검출면 전면(全面)의 검출 데이터를 이용하는 방법이나, 노이즈를 측정하기 위한 전용 프레임을 마련하는 방법이 있다.
이상과 같이 본 실시의 형태에서는, 펄스 폭을 변화시키도록 하였기 때문에, 주파수가 서로 다른 복수의 노이즈 신호를 지울 수가 있어서, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있다.
[변형예 2-1]
상기 실시의 형태에서는, 펄스 폭을 2개의 펄스 폭(tw2, tw3)(케이스(C1, C2))의 사이에서 전환하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 3개 이상의 펄스 폭의 사이에서 전환하여도 좋다.
[변형예 2-2]
상기 실시의 형태에서도, 상기 제 1의 실시의 형태의 변형예 1-3과 마찬가지로, 1수평기간(1H)의 시간폭을 가변으로 구성하여도 좋다.
[변형예 2-3]
상기 실시의 형태에서는, 같은 펄스 폭의 AC 구동 신호(VcomAC)를 이용하여 얻어진 검출 데이터(DD)에 의거하여, 예를 들면 FIR 필터 등에 의해 터치 검출 동작을 행하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 예를 들면, 도 18에 도시한 바와 같이, 수평 기간마다 펄스 폭을 변경하여, 서로 다른 펄스 폭의 AC 구동 신호(VcomAC)를 이용하여 얻어진 검출 데이터(DD)에 의거하여 터치 검출 동작을 행하여도 좋다.
<4. 제 3의 실시의 형태>
다음에, 제 3의 실시의 형태에 관한 표시 패널(3)에 관해 설명한다. 본 실시의 형태는, AC 구동 신호(VcomAC)를, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 복수의 펄스에 의해 구성함과 함께, 그 펄스 폭 및 펄스 간격을, 상기 제 2의 실시의 형태와 마찬가지로 가변으로 구성한 것이다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2의 실시의 형태에 관한 표시 패널(1, 2)과 실질적으로 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.
표시 패널(3)은, 구동 전극 드라이버(66)를 구비하고 있다(도 4). 구동 전극 드라이버(66)는, 복수의 펄스로 이루어지는 AC 구동 신호(VcomAC)를 생성한다. 그 때, 구동 전극 드라이버(66)는, 그 펄스 폭 및 펄스 간격을 변화시킬 수 있다.
도 19의 (A), (B)는, AC 구동 신호(VcomAC) 및 터치 검출 신호(Vdet)의 파형의 한 예를 도시하고, 도 19의 (C), (D)는, 펄스 주기를 유지한 채로 펄스 폭을 좁힌 경우의 AC 구동 신호(VcomAC) 및 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타내고, 도 19의 (E), (F)는, 펄스 폭을 유지한 채로 펄스 간격을 좁힌 경우의 AC 구동 신호(VcomAC) 및 터치 검출 신호(Vdet)의 파형을 나타낸다.
터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)는, 상기 제 1의 실시의 형태의 경우와 마찬가지로, 이 AC 구동 신호(VcomAC)에서의 각 천이의 전후의 타이밍(샘플링 타이밍(ts1 내지 ts8))에서, 이 터치 검출 신호(Vdet)가 입력된 LPF부(42)의 출력 신호를 A/D 변환하고(도 19의 (B), (D), (F)), 데이터(D(ts1) 내지 D(ts8))를 구한다. 그리고, 터치 검출부(40)의 신호 처리부(44)는, 이들 데이터(D(ts1) 내지 D(ts8))에 의거하여, 검출 데이터(DD)를 구하고, 그것에 의거하여 터치 검출을 행한다.
표시 패널(3)에서는, 상기 제 2의 실시의 형태에 관한 표시 패널(2)의 경우와 마찬가지로, 예를 들면, 펄스 폭이나 펄스 간격을 변경함에 의해 노이즈의 영향이 적은 설정(펄스 폭)을 구한 후, 그 설정에서 터치 검출 동작을 행함에 의해, 다양한 주파수의 노이즈에 대한 내성을 높일 수 있다.
이상과 같이 본 실시의 형태에서는, 펄스 폭 및 펄스 간격을 변화시키도록 하였기 때문에, 노이즈에 의한 오동작의 우려를 저감할 수 있다. 그 밖의 효과는, 상기 제 1의 실시의 형태의 경우와 마찬가지이다.
[변형예 3-1]
상기 실시의 형태에서도, 상기 제 1의 실시의 형태의 변형예 1-1과 마찬가지로, AC 구동 신호(VcomAC)를 예를 들면 3개 이상의 펄스에 의해 구성하여도 좋고, 상기 제 1의 실시의 형태의 변형예 1-3과 마찬가지로, 1수평기간(1H)의 시간폭을 가변으로 구성하여도 좋다.
[변형예 3-2]
상기 실시의 형태에서도, 상기 제 2의 실시의 형태의 변형예 2-3과 마찬가지로, 예를 들면 수평 기간마다 펄스 폭을 바꾸면서 터치 검출 동작을 행하여도 좋다.
<5. 적용예>
다음에, 상기 실시의 형태 및 변형예에서 설명한 표시 패널의 적용예에 관해 설명한다.
도 20은, 상기 실시의 형태 등의 표시 패널이 적용되는 텔레비전 장치의 외관을 도시하는 것이다. 이 텔레비전 장치는, 예를 들면, 프런트 패널(511) 및 필터 유리(512)를 포함하는 영상 표시 화면부(510)를 갖고 있고, 이 영상 표시 화면부(510)는, 상기 실시의 형태 등에 관한 표시 패널에 의해 구성되어 있다.
상기 실시의 형태 등의 표시 패널은, 이와 같은 텔레비전 장치 외에, 디지털 카메라, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치, 휴대형 게임기, 또는 비디오 카메라 등의 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다. 환언하면, 상기 실시의 형태 등의 표시 패널은, 영상을 표시하는 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다.
이상, 몇가지의 실시의 형태 및 변형예, 및 전자 기기에의 적용예를 들어 본 기술을 설명하였지만, 본 기술은 이들의 실시의 형태 등으로는 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기한 각 실시의 형태에서는, 터치 검출 동작할 때, 소정 갯수의 구동 전극(COML)으로 이루어지는 구동 전극 블록(B)마다 구동 전극(COML)을 구동하고 주사하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 예를 들면, 소정 갯수의 구동 전극(COML)을 동시에 구동함과 함께, 그 구동하는 구동 전극(COML)을 1개씩 시프트함에 의해 주사하여도 좋다. 이하에, 그 상세를 설명한다.
도 21은, 본 변형예에 관한 터치 검출 동작의 한 예를 모식적으로 도시하는 것이다. 본 변형예에 관한 구동 전극 드라이버는, 소정 갯수의 구동 전극(COML)에 대해 동시에 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가한다. 구체적으로는, 이 구동 전극 드라이버는, 소정 갯수(이 예에서는 5개)의 구동 전극(COML)에 대해 동시에 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하고(사선부), AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하는 구동 전극(COML)을 1개씩 시프트함에 의해 터치 검출 주사를 행한다. 또한, 이 예에서는, 5개의 구동 전극(COML)에 대해 동시에 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여 4개 이하 또는 6개 이상의 구동 전극(COML)에 대해 동시에 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하여도 좋다. 또한, 이 예에서는 AC 구동 신호(VcomAC)를 인가하는 구동 전극(COML)을 1개씩 시프트하도록 하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 2 이상의 갯수씩 시프트하여도 좋다.
또한, 예를 들면, 상기 실시의 형태 등에서는, AC 구동 신호(VcomAC)는, 예를 들면 도 11에 도시한 바와 같이, 직류 구동 신호(VcomDC)를 기준으로 한 정의 전압의 펄스를 이용하여 구성하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 부의 전압의 펄스를 이용하여 구성하여도 좋다. 또한, 상기 제 1의 실시의 형태 등에 있어서, 예를 들면 도 22, 23에 도시한 바와 같이, 정의 전압의 펄스와 부의 전압의 펄스의 양쪽을 이용하여 구성하여도 좋다. 도 22에 도시한 AC 구동 신호(VcomAC)는, 1펄스째를 정의 전압의 펄스로 구성하고, 2펄스째를 부의 전압의 펄스로 구성한 것이다. 도 23에 도시한 AC 구동 신호(VcomAC)는, 도 22에 도시한 2개의 펄스의 펄스 간격을 0(제로)으로 한 것이다.
또한, 예를 들면, 상기 실시의 형태 등에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, TFT 기판(21)의 위에 구동 전극(COML)을 형성하고, 그 위에 절연막(23)을 통하여 화소 전극(22)을 형성하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 이에 대신하여, 예를 들면, TFT 기판(21)의 위에 화소 전극(22)을 형성하고, 그 위에 절연막(23)을 통하여 구동 전극(COML)을 형성하여도 좋다.
또한, 예를 들면, 상기 각 실시의 형태 등에서는, FFS나 IPS 등의 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스와 터치 검출 디바이스를 일체화하였지만, 이에 대신하여, TN(트위스티드 네마틱), VA(수직 배향), ECB(전계 제어 복굴절) 등의 각종 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스와 터치 검출 디바이스를 일체화하여도 좋다. 이와 같은 액정을 이용한 경우에는, 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스를, 도 24에 도시한 바와 같이 구성 가능하다. 도 24는, 본 변형예에 관한 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스(10E)의 주요부 단면 구조의 한 예를 도시하는 것이고, 화소 기판(2B)과 대향 기판(3B)과의 사이에 액정층(6B)이 끼여지지된 상태를 나타내고 있다. 그 밖의 각 부분의 명칭이나 기능 등은 도 6의 경우와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 이 예에서는, 도 6의 경우와는 달리, 표시용과 터치 검출용의 쌍방에 겸용되는 구동 전극(COML)은, 대향 기판(3B)에 형성되어 있다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성으로 할 수 있다.
(1) 표시 소자와,
구동 전극과,
상기 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부를 구비하고,
상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 표시 장치.
(2) 상기 제 1의 천이 타이밍 페어 및 상기 제 2의 천이 타이밍 페어는, 같은 터치 검출 기간에 존재하는 상기 (1)에 기재된 표시 장치.
(3) 하나의 터치 검출 기간에서의 상기 AC 구동 신호의 펄스 폭 및 펄스 간격은, 다른 하나의 터치 검출 기간에서의 펄스 폭 및 펄스 간격과 다른 상기 (2)에 기재된 표시 장치.
(4) 상기 제 1의 천이 타이밍 페어 및 상기 제 2의 천이 타이밍 페어는, 서로 다른 터치 검출 기간에 존재하는 상기 (1)에 기재된 표시 장치.
(5) 상기 상기 터치 검출 전극으로부터 출력되는 검출 신호를, 상기 AC 구동 신호의 각 천이의 전후의 타이밍에서 샘플링하고, 각 천이에서의 샘플링 결과의 변화분의 합을 구하는 검출부를 구비하는 상기 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(6) 상기 복수의 터치 검출 기간의 간격이 변화하는 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(7) 상기 구동부는, 소정 갯수의 상기 구동 전극마다 상기 AC 구동 신호를 인가하는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(8) 상기 구동부는, 소정수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 같은 구동 전극에 대해 상기 AC 구동 신호를 인가하는 상기 (7)에 기재된 표시 장치.
(9) 상기 소정수의 터치 검출 기간중의 하나의 터치 검출 기간에서의 상기 AC 구동 신호의 각 천이 타이밍은, 상기 소정수의 터치 검출 기간중의 다른 하나의 터치 검출 기간에서의 각 천이 타이밍과 다른 상기 (8)에 기재된 표시 장치.
(10) 상기 터치 검출 기간은, 표시 동작의 수평 기간마다 마련되어 있는 상기 (1) 내지 (9)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(11) 상기 표시 소자는,
액정층과,
상기 액정층 및 상기 구동 전극의 사이에 형성되고, 또는 상기 구동 전극을 끼우고 상기 액정층과 대향하도록 배치된 화소 전극을 포함하여 구성되는 상기 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(12) 상기 표시 소자는,
액정층과,
상기 액정층을 끼우고 상기 구동 전극과 대향하도록 배치된 화소 전극을 포함하여 구성되는 상기 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(13) 상기 구동부는, 상기 구동 전극에 대해, 상기 터치 검출 기간 이외의 기간에서 표시 구동 신호를 인가하는 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 표시 장치.
(14) 구동 전극과,
상기 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부를 구비하고,
상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 터치 검출 장치.
(15) 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를, 터치 검출 전극과의 사이에 정전용량을 형성한 구동 전극에 대해 인가하고,
상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 구동 방법.
(16) 표시 장치와,
상기 표시 장치를 이용한 동작 제어를 행하는 제어부를 구비하고,
상기 표시 장치는,
표시 소자와,
구동 전극과, 상기 구동 전극과의 사이에 정전용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 AC 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부를 구비하고,
상기 AC 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제 1의 천이 간격을 갖는 제 1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제 1의 천이 간격과 다른 제 2의 천이 간격을 갖는 제 2의 천이 타이밍 페어를 포함하는 전자 기기.
1, 2, 3 : 표시 패널 2, 2B : 화소 기판
3, 3B : 대향 기판 6, 6B : 액정층
10 : 터치 검출 기능 부착 표시 디바이스
11 : 제어부 12 : 게이트 드라이버
13 : 소스 드라이버 14 : 선택 스위치부
16, 56, 66 : 구동 전극 드라이버 17 : 스위치 그룹
20 : 액정 표시 디바이스 21 : TFT 기판
22 : 화소 전극 23 : 절연층
30 : 터치 검출 디바이스 31 : 유리 기판
32 : 컬러 필터 35 : 편광판
40 : 터치 검출부 42 : LPF부
43 : A/D 변환부 44 : 신호 처리부
45 : 좌표 추출부 46 : 검출 타이밍 제어부
B : 구동 전극 블록 DD : 검출 데이터
GCL : 주사 신호선 LC : 액정 소자
Out : 출력 신호 Pd : 표시 기간
Pt : 터치 검출 기간 P1 내지 P8 : 페어
R1, F1, R2, F2 : 변화량 SGL : 화소 신호선
SWR, SWG, SWB : 스위치 Tr : TFT 소자
ts, ts1 내지 ts8 : 샘플링 타이밍 tw : 시간
tw2, tw3 : 펄스 폭 Pix : 화소
SPix : 서브 화소 TDL : 터치 검출 전극
Vcom : 구동 신호 VcomAC : AC 구동 신호
VcomDC : 직류 구동 신호 Vdet : 터치 검출 신호
Vdisp : 영상 신호
Vpix, VpixR, VpixG, VpixB, Vsig : 화소 신호
Vscan : 주사 신호
Vsel, VselR, VselG, VselB : 스위치 제어 신호

Claims (16)

  1. 표시 소자와,
    구동 전극과,
    상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
    복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 교류 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부와,
    상기 터치 검출 전극으로부터 출력되는 검출 신호를, 상기 교류 구동 신호의 각 천이의 전후의 타이밍에서 샘플링하고, 각 천이에서의 샘플링 결과의 변화분의 합을 구하는 검출부를 구비하고,
    상기 교류 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제1의 천이 간격을 둔 제1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제1의 천이 간격과 다른 제2의 천이 간격을 둔 제2의 천이 타이밍 페어를 포함하고,
    상기 제1의 천이 간격 또는 상기 제2의 천이 간격의 일방은, 기지(旣知)의 외란 노이즈의 주기와 동등한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교류 구동 신호는, 같은 상기 터치 검출 기간에 복수의 펄스를 포함하고,
    상기 제1의 천이 타이밍 페어는, 상기 펄스의 상승의 천이와 당해 천이로부터 상기 제1의 천이 간격을 둔 하강의 천이로 이루어지고,
    상기 제2의 천이 타이밍 페어는, 상기 상승의 천이와 당해 천이로부터 상기 제2의 천이 간격을 둔 상승의 천이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    하나의 터치 검출 기간에서의 상기 교류 구동 신호의 펄스 폭 및 펄스 간격은, 다른 하나의 터치 검출 기간에서의 펄스 폭 및 펄스 간격과 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 천이 타이밍 페어 및 상기 제2의 천이 타이밍 페어는, 서로 다른 터치 검출 기간에 존재하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 터치 검출 기간의 간격이 변화하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 소정 갯수의 상기 구동 전극마다 상기 교류 구동 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동부는, 소정수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 같은 구동 전극에 대해 상기 교류 구동 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소정수의 터치 검출 기간 중의 하나의 터치 검출 기간에서의 상기 교류 구동 신호의 각 천이 타이밍은, 상기 소정수의 터치 검출 기간 중의 다른 하나의 터치 검출 기간에서의 각 천이 타이밍과 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 검출 기간은, 표시 동작의 수평 기간마다 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표시 소자는,
    액정층과,
    상기 액정층 및 상기 구동 전극의 사이에 형성되고, 또는 상기 구동 전극을 끼우고 상기 액정층과 대향하도록 배치된 화소 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시 소자는,
    액정층과,
    상기 액정층을 끼우고 상기 구동 전극과 대향하도록 배치된 화소 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 구동 전극에 대해, 상기 터치 검출 기간 이외의 기간에서의 표시 구동 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 구동 전극과,
    상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
    복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 교류 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부와,
    상기 터치 검출 전극으로부터 출력되는 검출 신호를, 상기 교류 구동 신호의 각 천이의 전후의 타이밍에서 샘플링하고, 각 천이에서의 샘플링 결과의 변화분의 합을 구하는 검출부를 구비하고,
    상기 교류 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제1의 천이 간격을 둔 제1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제1의 천이 간격과 다른 제2의 천이 간격을 둔 제2의 천이 타이밍 페어를 포함하고,
    상기 제1의 천이 간격 또는 상기 제2의 천이 간격의 일방은, 기지(旣知)의 외란 노이즈의 주기와 동등한 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  14. 복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 교류 구동 신호를, 터치 검출 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 구동 전극에 대해 인가하고,
    상기 터치 검출 전극으로부터 출력되는 검출 신호를, 상기 교류 구동 신호의 각 천이의 전후의 타이밍에서 샘플링하고, 각 천이에서의 샘플링 결과의 변화분의 합을 구하고,
    상기 교류 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제1의 천이 간격을 둔 제1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제1의 천이 간격과 다른 제2의 천이 간격을 둔 제2의 천이 타이밍 페어를 포함하고,
    상기 제1의 천이 간격 또는 상기 제2의 천이 간격의 일방은, 기지(旣知)의 외란 노이즈의 주기와 동등한 것을 특징으로 하는 구동 방법.
  15. 표시 장치와,
    상기 표시 장치를 이용한 동작 제어를 행하는 제어부를 구비하고,
    상기 표시 장치는,
    표시 소자와,
    구동 전극과,
    상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
    복수의 터치 검출 기간의 각각에서, 하나 또는 복수의 천이 타이밍 페어가 생기도록 복수회 천이하는 교류 구동 신호를 상기 구동 전극에 대해 인가하는 구동부와,
    상기 터치 검출 전극으로부터 출력되는 검출 신호를, 상기 교류 구동 신호의 각 천이의 전후의 타이밍에서 샘플링하고, 각 천이에서의 샘플링 결과의 변화분의 합을 구하는 검출부를 구비하고,
    상기 교류 구동 신호는, 복수의 터치 검출 기간에 걸쳐서, 적어도 제1의 천이 간격을 둔 제1의 천이 타이밍 페어와, 상기 제1의 천이 간격과 다른 제2의 천이 간격을 둔 제2의 천이 타이밍 페어를 포함하고,
    상기 제1의 천이 간격 또는 상기 제2의 천이 간격의 일방은, 기지(旣知)의 외란 노이즈의 주기와 동등한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  16. 삭제
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