KR20140144651A - 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR20140144651A
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Abstract

표시 화면에 번인이 발생하는 것을 억제할 수 있는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 통상 동작 모드에 있어서, 화상 신호에 기초하여, 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행함과 함께, 터치 검출 제어를 행하는 제어 장치와, 통상 동작 모드에 있어서, 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 터치 검출 전극에 근접 또는 접촉하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와, 슬립 모드에 있어서, 터치 검출 전극으로의 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는 터치 검출 제어부를 구비한다. 제어 장치는, 슬립 모드에 있어서, 터치 검출 제어부가 터치 검출 전극으로의 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 터치용 구동 신호를 구동 전극에 공급한다.

Description

터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH DETECTION FUNCTIONS AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근 들어, 소위 터치 패널이라 불리는, 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치가 주목받고 있다. 터치 패널은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치 위에 장착(소위 '온 셀형') 또는 일체화(소위 '인 셀형')되는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 이용되고 있다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 표시 장치에 각종 버튼 화상 등을 표시시킴으로써, 터치 패널을 통상의 기계식 버튼의 대용으로서 정보 입력을 가능하게 하고 있다. 이러한 터치 패널을 갖는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 키보드나 마우스, 키패드와 같은 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 컴퓨터 외에, 휴대전화 장치나 태블릿과 같은 휴대 정보 단말기 등에서도, 사용이 확대되는 경향이 있다.
휴대전화 장치나 태블릿과 같은 전자 기기에서 이용되는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드를 갖는 것 외에, 소비 전력을 저감하기 위해서, 일정 시간 조작이 없는 경우에 화상 표시를 정지함과 함께 각 부의 동작을 정지하는 슬립 모드를 갖는 것이 바람직하다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 노멀 모드에서 동작하는 입력 조작 위치 검출 수단이 소정 기간 입력 조작을 검출하지 않는 경우에, 입력 조작 위치 검출 수단의 동작이 휴지하고, 복수의 각 용량-시간 변환 수단과, 입력 판정 수단이 간헐 동작하는 슬립 모드로 이행하고, 슬립 모드에서 간헐 동작하는 입력 판정 수단이 입력 조작이라 판정된 경우에, 입력 조작 위치 검출 수단이 동작하는 노멀 모드로 이행하는 정전 용량식 터치 패널이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-44004호 공보
특허문헌 1에 기재된 정전 용량식 터치 패널은, 디스플레이에 장착되어 온 셀형의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구성하는 것이며, 인 셀형의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구성하는 것이 아니다.
인 셀형의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 슬립 모드로부터 통상 동작 모드로 이행할 때에 표시 화면에 번인(burn-in)이 발생할 가능성이 있다고 하는 인 셀형에 특유의 문제가 있어, 이 번인을 억제하는 것이 바람직하다.
특허문헌 1에 기재된 정전 용량식 터치 패널은, 온 셀형의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구성하는 것이며, 인 셀형의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구성하는 것이 아니므로, 표시 화면에 번인이 발생할 가능성이 있다고 하는 인 셀형의 특유의 문제에 대해서는 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 표시 화면에 번인이 발생하는 것을 억제할 수 있는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기를 제공함에 있다.
본 발명의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드 및 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치로서, 기판 위에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과, 상기 화소 전극과 대향하여 설치되고, 복수로 분할된 구동 전극과, 상기 구동 전극과 대향하여, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과, 상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 화상 신호에 기초하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행함과 함께, 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하도록 터치 검출 제어를 행하는 제어 장치와, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 상기 터치 검출 전극에 근접 또는 접촉하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는 터치 검출 제어부를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는 것이다.
본 발명의 전자 기기는, 상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비한 것으로, 예를 들어, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라 혹은 휴대전화 등의 휴대 단말 장치 등이 해당된다.
본 발명의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 및 전자 기기에 의하면, 표시 화면에 번인이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 상호 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은, 도 2에 도시한 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는, 상호 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5는, 도 4에 도시한 손가락이 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로예를 나타내는 설명도이다.
도 6은, 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 승압 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 승압 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, 차지 펌프의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 차지 펌프의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
도 14는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 16은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 화소 신호선과의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 17은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 18은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 19는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 20은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 21은, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 구동 신호 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 22는, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버를 나타내는 블록도이다.
도 23은, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 24는, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다.
도 25는, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다.
도 26은, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다.
도 27은, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 28은, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 29는, 검출 회로를 나타내는 설명도이다.
도 30은, 도 29의 검출 회로의 등가 회로를 나타내는 설명도이다.
도 31은, 도 29의 검출 회로의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 32는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 1 프레임 기간(1F)에 있어서의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 33은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 동작 타이밍도이다.
도 34는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 표시 동작의 타이밍도이다.
도 35는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 타이밍도이다.
도 36은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 메모리 기입 및 메모리 판독의 타이밍도이다.
도 37은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 메모리 기입 및 메모리 판독의 다른 타이밍도이다.
도 38은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 타이밍도이다.
도 39는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 슬립 모드에서의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 40은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 타이밍 파형예를 나타내는 설명도이다.
도 41은, 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시 동작 및 터치 검출 동작의 타이밍도이다.
도 42는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 표시 주사의 4배의 속도로 터치 검출 주사를 행하는 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 43은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의, 부분 검출 영역 RT의 크기를, 부분 표시 영역 RD의 크기의 절반으로 한 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 44는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의, 2개의 부분 표시 영역 RD의 데이터를 일시 기억하는 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 45는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 46은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 47은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 48은, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 디바이스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 49는, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 검출부를 나타내는 도면이다.
도 50은, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 검출부를 나타내는 도면이다.
도 51은, 실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 52는, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치 일례를 나타내는 도면이다.
도 53은, 실시 형태 4에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 54는, 실시 형태 4에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다.
도 55는, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 56은, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다.
도 57은, 실시 형태 6에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 58은, 실시 형태 6에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 동작 타이밍도이다.
도 59는, 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
도 60은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 61은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 62는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 63은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 64는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 65는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 66은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 67은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 68은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 69는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 70은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 71은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 72는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 관하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태(터치 검출 기능을 구비한 표시 장치)
1-1. 실시 형태 1
1-2. 실시 형태 2
1-3. 실시 형태 3
1-4. 실시 형태 4
1-5. 실시 형태 5
1-6. 실시 형태 6
2. 적용예(전자 기기)
상기 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치가 전자 기기에 적용되어 있는 예
3. 본 발명의 구성
<1-1. 실시 형태 1>
[구성예]
(전체 구성예)
도 1은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)와, 제어부(11)와, 게이트 드라이버(12)와, 소스 드라이버(13)와, 소스 셀렉터부(13S)와, 구동 전극 드라이버(14)와, 터치 검출부(40)와, 터치 검출 제어부(100)와, 게이트 드라이버(100D)를 구비하고 있다. 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)가 터치 검출 기능을 내장한 표시 디바이스이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시 디바이스(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화한, 소위 인 셀 타입의 장치이다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시 디바이스(20)의 위에, 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 장착한, 소위 온 셀 타입의 장치이어도 된다.
(특징)
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드와, 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 통상 동작 모드에서 일정 기간 터치 조작이 없으면, 슬립 모드로 이행한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서 소정의 제스처를 검출하면, 통상 동작 모드로 이행한다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 통상 동작 모드에서는, 제어부(11)와, 게이트 드라이버(12)와, 소스 드라이버(13)와, 소스 셀렉터부(13S)와, 구동 전극 드라이버(14)와, 터치 검출부(40)가 주로 동작한다. 또한, 통상 동작 모드에서는, 오퍼레이팅 시스템 프로그램 등을 실행하여 전자 기기 전체를 제어하는 애플리케이션 프로세서(호스트 CPU; 도시생략), 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 이면으로부터 광을 조사하는 백라이트(도시생략) 등도 동작한다. 한편, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서는, 제어부(11)와, 소스 드라이버(13)와, 소스 셀렉터부(13S)와, 구동 전극 드라이버(14)와, 터치 검출부(40)와, 터치 검출 제어부(100)와, 게이트 드라이버(100D)가 주로 동작한다. 또한, 슬립 모드에서는, 애플리케이션 프로세서, 백라이트 등은 동작하지 않는다. 이에 의해, 전자 기기는, 소비 전력을 저감할 수 있다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 통상 동작 모드에서는, 후술하는 구동 전극 COML과 후술하는 터치 검출 전극 TDL 사이의 상호 정전 용량 방식에 의해, 터치 조작을 검출한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서는, 터치 검출 전극 TDL의 자기 정전 용량 방식에 의해 터치 검출의 유무를 검출하고, 터치가 있는 것을 검출하면, 구동 전극 COML과 터치 검출 전극 TDL 사이의 상호 정전 용량 방식에 의해 터치 좌표나 제스처를 검출하고, 소정의 제스처를 검출하면, 통상 동작 모드로 이행한다.
또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 통상 동작 모드에서 동작하는 게이트 드라이버(12)와, 슬립 모드에서 동작하는 게이트 드라이버(100D)를 구비하고 있다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에는, 배터리(도시생략)나 전자 기기의 메인 기판(도시생략) 등으로부터 소정의 전원 전압(이하, 'Vcc'라고 함)이 상시 공급된다. 통상 동작 모드에서는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 액정 표시 디바이스(20) 내의 액정 표시 소자를 고속으로 동작시켜서 화상 표시를 고속으로 행하기 위해서, 전원 전압 Vcc를 후술하는 승압 회로에서 승압한 전원 전압(이하, 'Vdd'라고 함)에 의해 게이트 드라이버(12)를 동작시킨다. 즉, 게이트 드라이버(12)는, 전원 전압 Vdd에 의해 동작하는 회로이다. 한편 슬립 모드에서는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 소비 전력을 저감하기 위해 승압 회로를 정지시키고, 전원 전압 Vcc에 의해 게이트 드라이버(100D)를 동작시킨다. 즉, 게이트 드라이버(100D)는, 전원 전압 Vcc에 의해 동작하는 회로이다.
(각 부의 개략 설명)
터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는, 터치 검출 기능을 내장한 표시 디바이스이다. 터치 검출 기능을 구비한 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 Vscan에 따라서, 1 수평 라인씩 순차 주사하여 표시를 행하는 디바이스이다. 그 때, 액정 표시 디바이스(20)는, 표시 화면을 수직 방향으로 10등분한 부분 표시 영역 RD마다, 1 수평 라인씩 순차 주사하여 표시를 행하도록 되어 있다. 터치 검출 디바이스(30)는, 후술하는 정전 용량식 터치 검출의 기본 원리에 기초하여 동작하고, 터치 검출 신호 Vdet를 출력하는 것이다. 이 터치 검출 디바이스(30)는, 후술하는 바와 같이, 구동 전극 드라이버(14)로부터 공급되는 구동 신호 VcomAC에 따라서 순차 주사하여 터치 검출을 행하도록 되어 있다.
제어부(11)는, 외부로부터 공급된 영상 신호 Vdisp에 기초하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14) 및 터치 검출부(40)에 대하여 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어하는 회로이다. 본 발명에 있어서의 제어 장치는, 제어부(11), 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14)를 포함한다.
제어부(11)는, 영상 신호 Vdisp의 영상 정보를 일시 기억하는 메모리(11a)를 갖고 있다. 메모리(11a)의 기억 용량은, 이 예에서는, 1 프레임분의 영상 정보의 1/10의 데이터량에 대응하는 것이다. 즉, 예를 들어 수직 방향의 표시 해상도가 1280 픽셀인 경우에는, 메모리(11a)는, 128 라인분의 영상 정보를 기억하도록 되어 있다.
메모리(11a)는, 호스트 기기에 의해 공급된 영상 신호 Vdisp의 영상 정보를, 마찬가지로 호스트 기기에 의해 공급된 수직 동기 신호 Vsync 및 수평 동기 신호Hsync에 동기하여 기입한다. 그리고, 메모리(11a)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 내부 클록에 동기하여, 기입보다도 빠른 속도에 의해, 기억된 영상 정보를 판독하도록 되어 있다. 구체적으로는, 메모리(11a)는, 1 프레임분의 영상 정보 중 1/10의 데이터를 1 수평 라인씩 순서대로 기입하고, 그 후에, 마찬가지로 다음의 1/10의 데이터를, 1 수평 라인씩 순서대로, 이전의 1/10의 데이터를 덮어쓰면서 기입한다. 그리고, 메모리(11a)는, 기입된 데이터를, 그 데이터가 덮어쓰기 됨으로써 소거되기 전에, 기입보다도 빠른 속도로 1 수평 라인씩 순서대로 판독한다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 후술하는 바와 같이, 표시 화면을 수직 방향으로 10등분한 부분 표시 영역 RD마다, 이 판독된 데이터에 기초하는 표시가 행해지도록 되어 있다.
게이트 드라이버(12)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 표시 구동의 대상으로 되는 1 수평 라인을 순차 선택하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 게이트 드라이버(12)는, 후술하는 바와 같이, 주사 신호선 GCL을 개재하여, 주사 신호 Vscan을 화소 Pix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 화소 Pix 중 1행(1 수평 라인)을 표시 구동의 대상으로서 순차 선택한다.
소스 드라이버(13)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의, 후술하는 각 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 회로이다. 소스 드라이버(13)는, 후술하는 바와 같이, 1 수평 라인분의 영상 신호 Vdisp로부터, 액정 표시 디바이스(20)의 복수의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중화한 화소 신호를 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는, 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 스위치 제어 신호 Vsel을 생성하고, 화소 신호 Vpix와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 셀렉터부(13S)는, 소스 드라이버(13)와 제어부(11) 사이의 배선수를 적게 할 수 있다.
구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의, 후술하는 구동 전극 COML에 터치 검출용의 구동 신호(터치용 구동 신호, 이하 '구동 신호'라고 함) VcomAC, 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VcomDC를 공급하는 회로이다. 구체적으로는, 구동 전극 드라이버(14)는, 후술하는 바와 같이, 표시 기간 Pd에 있어서, 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가한다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)는, 후술하는 바와 같이, 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 터치 검출 동작의 대상으로 되는 구동 전극 COML에 대하여 구동 신호 VcomAC를 인가하고, 그 이외의 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가한다. 그 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 소정의 수의 구동 전극 COML을 포함하는 블록(후술하는 부분 검출 영역 RT)마다 구동 전극 COML을 구동한다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)는, 후술하는 바와 같이, 구동 신호 VcomAC의 주파수를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다.
터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(전술한 접촉 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 있어서 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구하는 회로이다. 이 터치 검출부(40)는, 터치 검출 신호 증폭부(42)와, A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)와, 검출 타이밍 제어부(46)를 구비하고 있다.
터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급되는 터치 검출 신호 Vdet를 증폭한다. 터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 신호 Vdet에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 각각 출력하는 저역 통과 아날로그 필터를 구비하고 있어도 된다.
터치 검출 제어부(100)는, 슬립 모드에서 동작하고, 우선, 자기 정전 용량 방식에 의해 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(전술한 접촉 상태)의 유무를 검출한다. 그리고, 터치 검출 제어부(100)는, 터치가 있음을 검출하면, 제어부(11)에 게이트 드라이버(100D)를 구동시키고, 상호 정전 용량 방식에 의해 터치 좌표나 제스처를 검출한다. 게이트 드라이버(100D)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동의 대상으로 되는 1 수평 라인을 순차 선택하는 기능을 갖는다. 터치 검출 제어부(100)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)의 터치 검출 영역에서의 터치 좌표나 제스처 등을 검출한다. 그리고, 터치 검출 제어부(100)는, 소정의 제스처를 검출하면, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)를 통상 동작 모드로 이행시킨다.
(상호 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리)
터치 검출 디바이스(30)는, 상호 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 기초하여 동작하고, 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 있어서의 상호 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 대하여 설명한다. 도 2는, 상호 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다. 도 3은, 도 2에 도시한 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로예를 나타내는 설명도이다. 도 4는, 상호 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다. 도 5는, 도 4에 도시한 손가락이 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로예를 나타내는 설명도이다. 도 6은, 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 용량 소자 C1은, 유전체 D를 사이에 두고 서로 대향 배치된 한 쌍의 전극, 구동 전극 E1 및 터치 검출 전극 E2를 구비하고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 용량 소자 C1은, 그 일단부가 교류 신호원(구동 신호원) S에 접속되고, 타단부는 전압 검출기(터치 검출부) DET에 접속된다. 전압 검출기 DET는, 예를 들어 도 1에 도시한 터치 검출 신호 증폭부(42)에 포함되는 적분 회로이다.
교류 신호원 S로부터 구동 전극 E1(용량 소자 C1의 일단부)에 소정의 주파수(예를 들어 수 ㎑ 내지 수백 ㎑ 정도)의 교류 구형파 Sg를 인가하면, 터치 검출 전극 E2(용량 소자 C1의 타단부) 측에 접속된 전압 검출기 DET를 개재하여, 출력 파형(터치 검출 신호 Vdet)이 나타난다. 또한, 이 교류 구형파 Sg는, 후술하는 구동 신호 VcomAC에 상당하는 것이다.
손가락이 접촉(또는 근접)하지 않은 상태(비접촉 상태)에서는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 용량 소자 C1에 대한 충방전에 수반하여, 용량 소자 C1의 용량값에 따른 전류 I0이 흐른다. 도 5에 도시한 전압 검출기 DET는, 교류 구형파 Sg에 따른 전류 I0의 변동을 전압의 변동(실선의 파형 V0)으로 변환한다.
한편, 손가락이 접촉(또는 근접)한 상태(접촉 상태)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 손가락에 의해 형성되는 정전 용량 C2가 터치 검출 전극 E2와 접하고 있거나 또는 근방에 있음으로써, 구동 전극 E1 및 터치 검출 전극 E2의 사이에 있는 프린지분의 정전 용량이 차단되고, 용량 소자 C1의 용량값보다도 용량값이 작은 용량 소자 C1'로서 작용한다. 그리고, 도 5에 도시한 등가 회로에서 보면, 용량 소자 C1'에 전류 I1이 흐른다. 도 6에 도시한 바와 같이, 전압 검출기 DET는, 교류 구형파 Sg에 따른 전류 I1의 변동을 전압의 변동(점선의 파형 V1)으로 변환한다. 이 경우, 파형 V1은, 전술한 파형 V0과 비교하여 진폭이 작아진다. 이에 의해, 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|는, 손가락 등의 외부로부터 근접하는 물체의 영향에 따라서 변화하게 된다. 또한, 전압 검출기 DET는, 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|를 고정밀도로 검출하기 위해서, 회로 내의 스위칭에 의해, 교류 구형파 Sg의 주파수에 맞추고, 콘덴서의 충방전을 리셋하는 기간 Reset를 설정한 동작으로 하는 것이 보다 바람직하다.
도 1에 도시한 터치 검출 디바이스(30)는, 구동 전극 드라이버(14)로부터 공급되는 구동 신호 Vcom(후술하는 구동 신호 VcomAC)에 따라서, 1 검출 블록씩 순차 주사하여 터치 검출을 행하도록 되어 있다.
터치 검출 디바이스(30)는, 복수의 후술하는 터치 검출 전극 TDL로부터, 도 3 또는 도 5에 도시한 전압 검출기 DET를 개재하여, 검출 블록마다 터치 검출 신호 Vdet를 출력하고, 터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)에 공급하도록 되어 있다.
A/D 변환부(43)는, 구동 신호 VcomAC에 동기한 타이밍에서, 터치 검출 신호 증폭부(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 각각 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 회로이다.
신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 포함되는, 구동 신호 VcomAC를 샘플링한 주파수 이외의 주파수 성분(노이즈 성분)을 저감하는 디지털 필터를 구비하고 있다. 신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치의 유무를 검출하는 논리 회로이다. 신호 처리부(44)는, 손가락에 의한 차분의 신호만 취출하는 처리를 행한다. 이 손가락에 의한 차분의 신호는, 전술한 파형 V0과 파형 V1의 차분의 절대값 |ΔV|이다. 신호 처리부(44)는, 1 검출 블록당 절대값 |ΔV|를 평균화하는 연산을 행하고, 절대값 |ΔV|의 평균값을 구하여도 된다. 이에 의해, 신호 처리부(44)는, 노이즈에 의한 영향을 저감할 수 있다. 신호 처리부(44)는, 검출한 손가락에 의한 차분의 신호를 소정의 임계값 전압과 비교하고, 이 임계값 전압 미만이면 외부 근접 물체의 비접촉 상태라고 판단한다. 한편, 신호 처리부(44)는, 검출한 디지털 전압을 소정의 임계값 전압과 비교하고, 임계값 전압 이상이면, 외부 근접 물체의 접촉 상태라고 판단한다. 이와 같이 하여, 터치 검출부(40)는 터치 검출이 가능해진다.
좌표 추출부(45)는, 신호 처리부(44)에 있어서 터치가 검출되었을 때, 그 터치 패널 좌표를 구하는 논리 회로이다. 검출 타이밍 제어부(46)는, A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)가 동기하여 동작하도록 제어한다. 좌표 추출부(45)는, 터치 패널 좌표를 신호 출력 Vout로서 출력한다.
(모듈)
도 7은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 후술하는 화소 기판(2)(TFT 기판(21))과, 플렉시블 프린트 기판 T를 구비하고 있다. 화소 기판(2)(TFT 기판(21))은, COG(19: Chip On Glass)를 탑재하고, 전술한 액정 표시 디바이스의 표시 영역 Ad와, 프레임부 Gd가 형성되어 있다. COG(19)는, TFT 기판(21)에 실장된 IC 드라이버의 칩이며, 도 1에 도시한 제어부(11), 소스 드라이버(13) 등, 표시 동작에 필요한 각 회로를 내장한 제어 장치이다. 본 실시 형태에서는, 전술한 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는, TFT 기판(21) 위에 형성되어 있다. 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는, COG(19)에 내장되어 있어도 된다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)의 일부인, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 게이트 드라이버(12)는, 게이트 드라이버(12A, 12B)로서, TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 게이트 드라이버(100D)는, TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, COG(19)에 구동 전극 주사부(14A, 14B), 게이트 드라이버(12), 게이트 드라이버(100D) 등의 회로를 내장하여도 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에 있어서, 구동 전극 COML의 구동 전극 블록 B와, 터치 검출 전극 TDL은, 입체 교차하도록 형성되어 있다.
또한, 구동 전극 COML은, 1 방향으로 연장하는 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 분할되어 있다. 터치 검출 동작을 행할 때에는, 각 전극 패턴에는, 구동 전극 드라이버(14)에 의해 구동 신호 VcomAC가 순차 공급된다. 동시에 구동 신호 VcomAC가 공급되는, 구동 전극 COML의 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴이 도 7에 도시한 구동 전극 블록 B이다. 구동 전극 블록 B(구동 전극 COML)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 긴 변 방향에 형성되어 있고, 후술하는 터치 검출 전극 TDL은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 짧은 변 방향으로 형성되어 있다. 터치 검출 전극 TDL의 출력은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 짧은 변측에 설치되고, 플렉시블 프린트 기판 T를 개재하여, 플렉시블 프린트 기판 T에 실장된 터치 IC(110)와 접속되어 있다. 터치 IC(110)는, 터치 검출부(40), 터치 검출 제어부(100)를 포함한다. 이와 같이, 터치 IC(110)는, 플렉시블 프린트 기판 T 위에 실장되고, 병설된 복수의 터치 검출 전극 TDL의 각각과 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판 T는, 단자이면 되며, 플렉시블 프린트 기판에 한정되지 않고, 이 경우, 모듈의 외부에 터치 IC(110)가 구비된다.
후술하는 구동 신호 생성부는, COG(19)에 내장되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는, TFT 기판(21) 위의 표시 영역 Ad의 근방에, TFT 소자를 이용하여 형성되어 있다. 표시 영역 Ad에는, 후술하는 화소 Pix가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 있다. 프레임부 Gd, Gd는, TFT 기판(21)의 표면을 수직인 방향에서 보아 화소 Pix가 배치되지 않은 영역이다. 게이트 드라이버(12)와, 게이트 드라이버(100D)와, 구동 전극 드라이버(14) 중 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 프레임부 Gd, Gd에 배치되어 있다.
게이트 드라이버(12)는, 게이트 드라이버(12A, 12B)를 구비하고, TFT 기판(21) 위에 TFT 소자를 이용하여 형성되어 있다. 게이트 드라이버(12A, 12B)는, 후술하는 부화소 SPix(화소)가 매트릭스 형상으로 배치된, 표시 영역 Ad를 사이에 두고 양측으로부터 구동할 수 있도록 되어 있다. 이하의 설명에서는, 게이트 드라이버(12A)를 제1 게이트 드라이버(12A)로 하고, 게이트 드라이버(12B)를 제2 게이트 드라이버(12B)로 한다. 또한, 후술하는 주사선 GCL은, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)의 사이에 배열한다. 이로 인해, 후술하는 주사선 GCL은, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에 있어서, 구동 전극 COML의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.
게이트 드라이버(100D)는, TFT 기판(21) 위에 TFT 소자를 이용하여 형성되어 있다. 게이트 드라이버(100D)는, 후술하는 부화소 SPix(화소)가 매트릭스 형상으로 배치된, 표시 영역 Ad를 편측으로부터 구동할 수 있도록 되어 있다.
구동 전극 주사부(14A, 14B)는, TFT 기판(21) 위에 TFT 소자를 이용하여 형성되어 있다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 구동 신호 생성부로부터, 표시용 배선 LDC를 개재하여, 표시용 구동 전압 VcomDC의 공급을 받음과 함께, 터치용 배선 LAC를 개재하여 구동 신호 VcomAC의 공급을 받는다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 프레임부 Gd에 있어서, 일정한 폭 Gdv를 차지한다. 그리고, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 병설된 복수의 구동 전극 블록 B의 각각을, 양측으로부터 구동할 수 있도록 되어 있다. 표시용 구동 전압 VcomDC를 공급하는 표시용 배선 LDC와, 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급하는 터치용 배선 LAC는, 병렬로 프레임부 Gd, Gd에 배치되어 있다. 표시용 배선 LDC는, 터치용 배선 LAC보다도 표시 영역 Ad 측에 배치되어 있다. 이 구조에 의해, 표시용 배선 LDC에 의해 공급되는 표시용 구동 전압 VcomDC가, 표시 영역 Ad의 단부의 전위 상태를 안정시킨다. 이로 인해, 특히, 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스에 있어서, 표시가 안정된다.
도 7에 도시한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 전술한 터치 검출 신호 Vdet를, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 짧은 변측으로부터 출력한다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 단자부인 플렉시블 프린트 기판 T를 개재하여 터치 IC(110)에 접속할 때의 배선의 배치가 용이해진다.
또한, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 프레임부 Gd에 형성하는 것이 아니라, COG(19)에 내장하여도 된다. 도 8은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 다른 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 구동 전극 주사부는, COG(19)에 내장되어 있으며, COG(19)로부터 구동 전극 블록 B(구동 전극 COML)로 표시용 구동 전압 VcomDC 및 구동 신호 VcomAC를 공급하는 배선이 형성되어 있다.
(승압 회로)
다음으로, 전원 전압 Vcc를 승압하여 전원 전압 Vdd를 생성하는 승압 회로에 대하여 설명한다. 도 9 및 도 10은, 승압 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9는, 슬립 모드에서의 승압 회로를 나타내는 도면이며, 도 10은, 통상 동작 모드에서의 승압 회로를 나타내는 도면이다. 승압 회로(70)는 일례로서, COG(19)에 내장되지만, COG(19) 외부에 설치되어도 된다.
승압 회로(70)는, 스위치(71, 72, 75, 76)와, 차지 펌프(73, 77)와, 레귤레이터(74, 78)를 구비하고 있다. 슬립 모드에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 스위치(71)가 오프로 되고, 스위치(72)가 온으로 된다. 이에 의해, 배터리나 전자 기기의 메인 기판 등으로부터 공급되는 전원 전압 +Vcc(예를 들어, +3V 내지 +5V 정도)가 게이트 드라이버(100D)에 공급된다. 또한, 슬립 모드에서는, 스위치(75)가 오프로 되고, 스위치(76)가 온으로 된다. 이에 의해, 배터리나 전자 기기의 메인 기판 등으로부터 공급되는 전원 전압 -Vcc(예를 들어, -3V 내지 -5V 정도)가 게이트 드라이버(100D)에 공급된다.
한편, 통상 동작 모드에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 스위치(71)가 온으로 되고, 스위치(72)가 오프로 된다. 이에 의해, 전원 전압 +Vcc가 차지 펌프(73)에 공급되고, 차지 펌프(73)는, 전원 전압 +Vdd(예를 들어, +5V 내지 +10V 정도)를 생성한다. 차지 펌프(73)에서 생성된 전원 전압 +Vdd는, 레귤레이터(74)에 의해 안정화되고, 게이트 드라이버(12A, 12B)에 공급된다. 또한, 통상 동작 모드에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 스위치(75)가 온으로 되고, 스위치(76)가 오프로 된다. 이에 의해, 전원 전압 -Vcc가 차지 펌프(77)에 공급되고, 차지 펌프(77)는, 전원 전압 -Vdd(예를 들어, -5V 내지 -10V 정도)를 생성한다. 차지 펌프(77)에서 생성된 전원 전압 -Vdd는, 레귤레이터(78)에 의해 안정화되고, 게이트 드라이버(12A, 12B)에 공급된다.
도 11 및 도 12는, 차지 펌프의 일례를 나타내는 도면이다. 차지 펌프(73)는, 스위치 S1 내지 S3과, 캐패시터 C11 내지 C12를 구비하고 있다. 차지 펌프(73)는, 우선 스위치 S1이 온으로 되고, 캐패시터 C11의 일단부가, 전원 전압 Vcc와 접속된다. 또한, 캐패시터 C11의 타단부는, 스위치 S2에 의해, 접지 전위에 접속된다. 이에 의해, 캐패시터 C11은, 전하가 충전되고, 단자간 전압이 Vcc로 된다. 또한, 스위치 S3은, 오프이다.
다음으로, 스위치 S1이 오프로 되고, 또한, 캐패시터 C11의 타단부는, 스위치 S2에 의해, 전원 전위 Vcc에 접속된다. 또한, 스위치 S3이 온으로 되고, 캐패시터 C11 및 전원 전위 Vcc와, 캐패시터 C12가 병렬 접속된다. 이때, 캐패시터 C12의 단자간 전압은, 전원 전위 Vcc와, 캐패시터 C11의 단자간 전압 즉 Vcc를 가산한 2×Vcc로 된다. 차지 펌프(73)는, 스위치 S1 내지 S3을 주기적으로 온/오프함으로써, 전원 전압 Vcc를 승압할 수 있다.
상기에서는, 차지 펌프(73)에 대하여 설명하였지만, 차지 펌프(77)도 마찬가지의 구성이다.
(터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스)
다음으로, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구성예를 상세히 설명한다. 도 13은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 도 14는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는 화소 기판(2)과, 이 화소 기판(2)의 표면에 수직인 방향에 대향하여 배치된 대향 기판(3)과, 화소 기판(2)과 대향 기판(3)의 사이에 끼워 설치된 액정층(6)을 구비하고 있다.
액정층(6)은, 전계의 상태에 따라서 그곳을 통과하는 광을 변조하는 것으로, 예를 들어 FFS(프린지 필드 스위칭) 또는 IPS(인플레인 스위칭) 등의 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스가 사용된다. 또한, 도 13에 도시한 액정층(6)과 화소 기판(2)의 사이 및 액정층(6)과 대향 기판(3)의 사이에는, 각각 배향막이 배치되어도 된다.
또한, 대향 기판(3)은, 유리 기판(31)과, 이 유리 기판(31)의 한쪽 면에 형성된 컬러 필터(32)를 포함한다. 유리 기판(31)의 다른 쪽 면에는, 터치 검출 디바이스(30)의 검출 전극인 터치 검출 전극 TDL이 형성되고, 또한, 이 터치 검출 전극 TDL의 위에는, 편광판(35)이 배치되어 있다.
화소 기판(2)은, 회로 기판으로서의 TFT 기판(21)과, 이 TFT 기판(21) 위에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극(22)과, TFT 기판(21) 및 화소 전극(22)의 사이에 형성된 복수의 구동 전극 COML과, 화소 전극(22)과 구동 전극 COML을 절연하는 절연층(24)을 포함한다.
(표시 장치의 시스템 구성예)
화소 기판(2)은, TFT 기판(21) 위에, 표시 영역 Ad와, 인터페이스(I/F) 및 타이밍 제너레이터의 기능을 구비하는 COG(19)와, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B), 게이트 드라이버(100D) 및 소스 드라이버(13)를 구비하고 있다. 전술한 도 7에 도시한 플렉시블 프린트 기판 T는, 도 7에 도시한 COG(19)로서 배치된 도 14에 도시한 COG(19)로의 외부 신호 또는 COG(19)를 구동하는 구동 전력을 전송한다. 화소 기판(2)은, 투명 절연 기판(예를 들어 유리 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있으며, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역 Ad와, 소스 드라이버(13: 수평 구동 회로)와, 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로) 및 게이트 드라이버(100D)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역 Ad를 사이에 두도록 배치되어 있다.
표시 영역 Ad는, 액정층을 포함하는 부화소 SPix가, m행×n열로 배치된 매트릭스(행렬 형상) 구조를 갖고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 행이란, 1 방향으로 배열되는 n개의 부화소 SPix를 갖는 화소 행을 말한다. 또한, 열이란, 행이 배열되는 방향과 직교하는 방향으로 배열되는 m개의 부화소 SPix를 갖는 화소 열을 말한다. 그리고, m과 n의 값은, 수직 방향의 표시 해상도와 수평 방향의 표시 해상도에 따라서 정해진다. 표시 영역 Ad는, 화소 Vpix의 m행 n열의 배열에 대하여 행마다 주사선 GCLm +1, GCLm +2, GCLm +3…이 배선되고, 열마다 신호선 SGLn +1, SGLn +2, SGLn+3, SGLn +4, SGLn +5…이 배선되어 있다. 이후, 실시 형태에 있어서는, 주사선 GCLm+1, GCLm +2, GCLm +3…을 대표하여 주사선 GCL과 같이 표기하고, 신호선 SGLn +1, SGLn+2, SGLn +3, SGLn +4, SGLn +5…를 대표하여 신호선 SGL과 같이 표기하는 경우가 있다.
화소 기판(2)에는, 외부로부터 외부 신호인, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호가 입력되고, COG(19)에 부여된다. COG(19)는, 외부 전원의 전압 진폭의 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를, 액정의 구동에 필요한 내부 전원의 전압 진폭으로 레벨 변환(승압)하고, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호로서 타이밍 제너레이터를 통과하고, 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 생성한다. COG(19)는, 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK를 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)에 부여함과 함께, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 소스 드라이버(13)에 부여한다. COG(19)는, 부화소 SPix마다의 화소 전극에 대하여 각 화소 공통으로 부여하고, 코먼 전위라 불리는 표시용 구동 전압(대향 전극 전위) VCOM을 생성하여 전술한 구동 전극 COML에 부여한다.
제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)는, 후술하는 시프트 레지스터를 포함하고, 또한 래치 회로 등을 포함하여도 된다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)는, 전술한 수직 스타트 펄스 VST가 부여됨으로써, 래치 회로가, 수직 클록 펄스 VCK에 동기하여 COG(19)로부터 출력되는 표시 데이터를 1 수평 기간에서 순차 샘플링하고 래치한다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)는, 래치 회로에 있어서 래치된 1 라인분의 디지털 데이터를 수직 주사 펄스로 하여 순서대로 출력하고, 주사선 GCL에 부여함으로써 부화소 SPix를 행 단위로 순차 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 연장 방향으로 주사선 GCL을 사이에 두도록 배치되어 있다. 게이트 드라이버(100D)는, 제2 게이트 드라이버(12B)에 인접하여 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)는, 표시 영역 Ad의 상측 근처, 수직 주사 상측 방향으로부터, 표시 영역 Ad의 하측 근처, 수직 주사 하측 방향으로 순서대로 출력한다.
소스 드라이버(13)에는, 예를 들어 6비트의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 화상 신호 Vsig가 부여된다. 소스 드라이버(13)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 의한 수직 주사에 의해 선택된 행의 각 부화소 SPix에 대하여 화소마다, 혹은 복수 화소마다, 또는 전체 화소 일제히, 신호선 SGL을 개재하여 표시 데이터를 기입한다.
TFT 기판(21)에는, 도 14 및 도 15에 도시한 각 부화소 SPix의 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 소자 Tr, 도 13에 도시한 각 화소 전극(22)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 화소 신호선 SGL, 각 TFT 소자 Tr을 구동하는 주사선 GCL 등의 배선이 형성되어 있다. 이와 같이, 화소 신호선 SGL은, TFT 기판(21)의 표면과 평행한 평면에 연장되고, 화소에 화상을 표시하기 위한 화소 신호 Vpix를 공급한다. 도 15에 도시한 액정 표시 디바이스(20)는, 매트릭스 형상으로 배열한 복수의 부화소 SPix를 갖고 있다. 부화소 SPix는, TFT 소자 Tr 및 액정 소자 LC를 구비하고 있다. TFT 소자 Tr은, 박막 트랜지스터에 의해 구성되는 것으로, 이 예에서는, ｎ채널의 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형 TFT로 구성되어 있다. TFT 소자 Tr의 소스는 화소 신호선 SGL에 접속되고, 게이트는 주사선 GCL에 접속되고, 드레인은 액정 소자 LC의 일단부에 접속되어 있다. 액정 소자 LC는, 일단부가 TFT 소자 Tr의 드레인에 접속되고, 타단부가 구동 전극 COML에 접속되어 있다.
도 14에 도시한 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)는, 수직 주사 펄스를, 도 15에 도시한 주사선 GCL을 개재하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 표시 영역 Ad에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1 수평 라인)을 구동의 대상으로서 순차 선택한다. 소스 드라이버(13)는, 화소 신호 Vpix를, 화소 신호선 SGL을 개재하여, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)에 의해 순차 선택되는 1 수평 라인을 포함하는 각 부화소 SPpix에 각각 공급한다. 그리고, 이 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호에 따라서, 1 수평 라인의 표시가 행해지도록 되어 있다. 구동 전극 드라이버(14)는 표시용 구동 신호(표시용 구동 전압 VcomDC)를 인가하여, 구동 전극 COML을 구동한다.
전술한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)가 주사선 GCLm +1, GCLm+2, GCLm +3을 순차 주사하도록 구동함으로써, 1 수평 라인이 순차 선택된다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 1 수평 라인에 속하는 화소 Pix에 대하여 소스 드라이버(13)가 화소 신호를 공급함으로써, 1 수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1 수평 라인에 대응하는 구동 전극 COML에 대하여 구동 신호 Vcom을 인가하도록 되어 있다.
도 13에 도시한 컬러 필터(32)는, 예를 들어 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색으로 착색된 컬러 필터의 색 영역을 주기적으로 배열하여, 전술한 도 15에 도시한 각 부화소 SPix에 R, G, B의 3색의 색 영역(32R, 32G, 32B: 도 15 참조)을 1조로 하여 화소 Pix로서 대응지어져 있다. 컬러 필터(32)는, TFT 기판(21)과 수직인 방향에 있어서, 액정층(6)과 대향한다. 또한, 컬러 필터(32)는, 상이한 색으로 착색되어 있으면, 다른 색의 조합이어도 된다.
도 15에 도시한 부화소 SPix는, 주사선 GCL에 의해, 액정 표시 디바이스(20)의 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 주사선 GCL은, 게이트 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(100D)와 접속되고, 게이트 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(100D)로부터 주사 신호 Vscan이 공급된다. 또한, 부화소 SPix는, 화소 신호선 SGL에 의해, 액정 표시 디바이스(20)의 동일한 열에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 화소 신호선 SGL은, 소스 드라이버(13)와 접속되고, 소스 드라이버(13)로부터 화소 신호 Vpix가 공급된다.
도 16은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 화소 신호선과의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 16에 도시한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화소 신호선 SGL이, 소스 셀렉터부(13S)를 개재하여 전술한 COG(19)에 내장한 소스 드라이버(13)에 접속되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는, 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서 개폐 동작한다.
도 16에 도시한 바와 같이, 소스 드라이버(13)는, 제어부(11)로부터 공급되는 화상 신호 Vsig 및 소스 드라이버 제어 신호에 기초하여, 화소 신호 Vpix를 생성하여 출력한다. 소스 드라이버(13)는, 1 수평 라인분의 화상 신호 Vsig로부터, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)의 복수(이 예에서는 3개)의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중한 화소 신호를 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는, 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)를 생성하고, 화상 신호 Vsig와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 이 다중화에 의해, 소스 드라이버(13)와 소스 셀렉터부(13S)의 사이의 배선수가 적어진다.
소스 셀렉터부(13S)는, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화상 신호 Vsig 및 스위치 제어 신호 Vsel에 기초하여, 화상 신호 Vsig에 시분할 다중된 화소 신호 Vpix를 분리하고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)에 공급한다.
소스 셀렉터부(13S)는, 예를 들어 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB를 구비하고, 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 일단부는 서로 접속되고 소스 드라이버(13)로부터 화상 신호 Vsig가 공급된다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 타단부는 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 액정 표시 디바이스(20)의 화소 신호선 SGL을 개재하여, 부화소 SPix에 각각 접속되어 있다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB는, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)에 의해 각각 개폐 제어된다. 이 구성에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는, 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서, 스위치 SWR, SWG, SWB를 시분할적으로 순차 전환하여 온(ON) 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는, 다중화된 화상 신호 Vsig로부터 화소 신호 Vpix(VpixR, VpixG, VpixB)를 분리한다. 그리고, 소스 셀렉터부(13S)는, 화소 신호 Vpix를, 3개의 부화소 SPix에 각각 공급한다. 전술한 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색으로 착색된 색 영역(32R, 32G, 32B)이, 부화소 SPix에 각각 대응지어져 있다. 이로 인해, 색 영역(32R)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixR이 공급된다. 색 영역(32G)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixG가 공급된다. 색 영역(32B)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixB가 공급된다.
부화소 SPix는, 구동 전극 COML에 의해, 액정 표시 디바이스(20)와 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 구동 전극 COML은, 구동 전극 드라이버(14)와 접속되고, 구동 전극 드라이버(14)로부터 표시용 구동 전압 VcomDC가 공급된다. 즉, 이 예에서는, 동일한 1행에 속하는 복수의 부화소 SPix가 구동 전극 COML을 공유하도록 되어 있다.
도 1에 도시한 게이트 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(100D)는, 주사 신호 Vscan을, 도 15에 도시한 주사선 GCL을 개재하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 액정 표시 디바이스(20)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1 수평 라인)을 구동의 대상으로서 순차 선택한다. 도 1에 도시한 소스 드라이버(13)는, 화소 신호 Vpix를, 도 15에 도시한 화소 신호선 SGL을 개재하여, 게이트 드라이버(12)에 의해 순차 선택되는 1 수평 라인을 구성하는 각 부화소 SPix에 각각 공급한다. 그리고, 이 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호 Vpix에 따라서, 1 수평 라인의 표시가 행해지도록 되어 있다. 도 1에 도시한 구동 전극 드라이버(14)는, 구동 신호 Vcom을 구동 전극 COML에 인가하고, 도 7 및 도 15에 도시한, 소정의 개수의 구동 전극 COML를 포함하는 구동 전극 블록 B마다 구동 전극 COML을 구동한다.
전술한 바와 같이, 액정 표시 디바이스(20)는, 게이트 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(100D)가 주사선 GCL을 시분할적으로 순차 주사하도록 구동함으로써, 1 수평 라인이 순차 선택된다. 또한, 액정 표시 디바이스(20)는, 1 수평 라인에 속하는 부화소 SPix에 대하여, 소스 드라이버(13)가 화소 신호 Vpix를 공급함으로써, 1 수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1 수평 라인에 대응하는 구동 전극 COML을 포함하는 구동 전극 블록에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가하도록 되어 있다.
본 실시 형태에 따른 구동 전극 COML은, 액정 표시 디바이스(20)의 구동 전극으로서 기능함과 함께, 터치 검출 디바이스(30)의 구동 전극으로서도 기능한다. 도 17은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 17에 도시한 구동 전극 COML은, 도 13에 도시한 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에 있어서, 화소 전극(22)에 대향하고 있다. 터치 검출 디바이스(30)는, 화소 기판(2)에 설치된 구동 전극 COML과, 대향 기판(3)에 설치된 터치 검출 전극 TDL에 의해 구성되어 있다. 터치 검출 전극 TDL은, 구동 전극 COML의 전극 패턴의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 구성되어 있다. 그리고, 터치 검출 전극 TDL은, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직인 방향에 있어서, 구동 전극 COML과 대향하고 있다. 터치 검출 전극 TDL의 각 전극 패턴은, 터치 검출부(40)의 터치 검출 신호 증폭부(42) 및 터치 검출 제어부(100)의 입력에 각각 접속되어 있다. 구동 전극 COML과 터치 검출 전극 TDL에 의해 서로 교차한 전극 패턴은, 그 교차 부분에 정전 용량을 발생시키고 있다. 또한, 터치 검출 전극 TDL 또는 구동 전극 COML(구동 전극 블록)은, 스트라이프 형상으로 복수로 분할되는 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 터치 검출 전극 TDL 또는 구동 전극 COML(구동 전극 블록)은 빗살 형상이어도 된다. 혹은 터치 검출 전극 TDL 또는 구동 전극 COML(구동 전극 블록)은, 복수로 분할되어 있으면 되며, 구동 전극 COML을 분할하는 슬릿의 형상은 직선이어도, 곡선이어도 된다.
이 구성에 의해, 터치 검출 디바이스(30)에서는, 터치 검출 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)가, 도 7에 도시한 구동 전극 블록 B를 시분할적으로 선순차 주사하도록 구동한다. 이에 의해, 스캔 방향 Scan에 구동 전극 COML의 구동 전극 블록 B(1 검출 블록)는, 순차 선택된다. 그리고, 터치 검출 디바이스(30)는, 터치 검출 전극 TDL로부터 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 이와 같이 터치 검출 디바이스(30)는, 1 검출 블록의 터치 검출이 행해지도록 되어 있다.
도 18, 도 19 및 도 20은, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다. 도 18 내지 도 20에서는, 터치 검출면이 10개의 부분 검출 영역 RT1 내지 RT10에 의해 구성되는 경우의, 각 부분 검출 영역 RT1 내지 RT10에 대한 구동 신호 VcomAC의 공급 동작을 나타내고 있다. 부분 검출 영역 RT는, 예를 들어 조작하는 유저의 손가락 크기에 대응하는 폭(예를 들어 5㎜ 정도)으로 설정된다. 구동 전극 드라이버(14)는, 구동 전극 COML에 대하여 부분 검출 영역 RT마다 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 사선부는, 구동 신호 VcomAC가 공급된 부분 검출 영역 RT를 나타내고 있으며, 그 다른 부분 검출 영역 RT에는, 표시용 구동 전압 VcomDC가 공급되도록 되어 있다. 도 1에 도시한 구동 전극 드라이버(14)는, 도 18에 도시한 터치 검출 동작의 대상으로 되는 부분 검출 영역 RT 중, 부분 검출 영역 RT3을 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이어서, 구동 전극 드라이버(14)는, 도 19에 도시한 부분 검출 영역 RT 중, 부분 검출 영역 RT4를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이어서, 구동 전극 드라이버(14)는 도 20에 도시한 부분 검출 영역 RT 중, 부분 검출 영역 RT5를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이와 같이, 구동 전극 드라이버(14)는, 부분 검출 영역 RT를 순차 선택하여, 그 부분 검출 영역 RT에 속하는 구동 전극 COML에 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가함으로써, 모든 부분 검출 영역 RT에 걸쳐 주사한다. 또한, 이 예에서는, 설명의 편의상, 부분 검출 영역 RT의 개수를 10개로 하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 1개의 부분 검출 영역 RT가 1개의 구동 전극 블록 B를 포함하여도 되고, 1개의 부분 검출 영역 RT가 복수의 구동 전극 블록 B를 포함하여도 된다.
터치 검출 디바이스(30)는, 도 18 내지 도 20에 도시한 부분 검출 영역 RT에 속하는 구동 전극 블록 B가, 전술한 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 있어서의 구동 전극 E1에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는, 터치 검출 전극 TDL의 1개가, 터치 검출 전극 E2에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는, 전술한 기본 원리에 따라서 터치를 검출하도록 되어 있다. 그리고, 도 17에 도시한 바와 같이, 서로 입체 교차한 전극 패턴은, 정전 용량식 터치 센서를 매트릭스 형상으로 구성하고 있다. 따라서, 터치 검출 디바이스(30)의 터치 검출면 전체에 걸쳐 주사함으로써, 외부 근접 물체의 접촉 또는 근접이 발생한 위치의 검출도 가능하도록 되어 있다.
(구동 신호 생성부 및 구동 전극 드라이버)
도 21은, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 구동 신호 생성부를 나타내는 블록도이다. 구동 신호 생성부(14Q)는, 고레벨 전압 생성부(61)와, 저레벨 전압 생성부(62)와, 버퍼(63, 64, 66)와, 스위칭 회로(65)를 구비하고 있다.
고레벨 전압 생성부(61)는, 터치용 구동 신호 VcomAC의 고레벨 전압을 생성한다. 저레벨 전압 생성부(62)는, 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압을 생성한다. 이 저레벨 전압 생성부(62)가 생성한 전압은, 터치용 구동 신호 VcomAC의 저레벨 전압으로서도 사용된다. 버퍼(63)는, 고레벨 전압 생성부(61)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 스위칭 회로(65)에 공급한다. 버퍼(64)는, 저레벨 전압 생성부(62)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 스위칭 회로(65)에 공급한다. 스위칭 회로(65)는, 구동 제어 신호 EXVCOM에 기초하여, 구동 제어 신호 EXVCOM이 고레벨인 경우와 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우를 교대로 반복하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 생성한다. 스위칭 회로(65)는, 구동 제어 신호 EXVCOM이 고레벨인 경우에, 버퍼(63)로부터 공급된 전압을 출력하고, 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우에, 버퍼(64)로부터 공급된 전압을 출력한다. 스위칭 회로(65)는, 구동 제어 신호 EXVCOM에 기초하여, 구동 제어 신호 EXVCOM이 저레벨인 경우에, 버퍼(64)로부터 공급된 전압을 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압으로서 출력한다. 버퍼(63, 64)는, 예를 들어 볼티지 팔로워에 의해 구성된다. 또한, 스위칭 회로(65)의 출력하는 전압은, 출력 단자(65E)로 출력된다. 버퍼(66)는, 저레벨 전압 생성부(62)로부터 공급된 전압을, 임피던스 변환을 행하면서 출력하고, 표시용 구동 전압 VcomDC의 직류 전압을 출력 단자(66E)에 공급한다.
도 22는, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버를 나타내는 블록도이다. 구동 전극 주사부(14A, 14B)는, 주사 제어부(51)와, 터치 검출 주사부(52)와, 구동부(530)를 구비하고 있다. 구동부(530)는, 구동 전극 블록 B와 동일한 수의 구동부{53(k) 내지 53(k+3)}를 구비하고 있다. 주사 제어부(51)는, COG(19)에 실장되어 있다. 또한, 터치 검출 주사부(52)와, 구동부(530)는, 표시 영역 Ad의 주위에 있는 프레임부 Gd에 배치되어 있다. 이후, 복수의 구동부{53(k) 내지 53(k+3)} 중 임의의 하나를 가리키는 경우에는, 단순히 구동부(53)를 이용하는 것으로 한다.
주사 제어부(51)는, 제어부(11)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 주사부(52)에 대하여 제어 신호 SDCK, 주사 개시 신호 SDST를 공급한다. 또한, 표시용 배선 LDC에는, 전술한 구동 신호 생성부(14Q)로부터 출력 단자(66E)를 개재하여 출력된, 표시용 구동 전압 VcomDC가 공급된다. 터치용 배선 LAC는, 전술한 구동 신호 생성부(14Q)로부터 출력 단자(65E)를 개재하여 출력된, 터치용 구동 신호 VcomAC가 공급된다. 주사 제어부(51)는, 구동 신호 생성부(14Q)로부터 터치용 구동 신호 VcomAC가 공급되어 있는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL을, 구동부(530)에 대하여 공급한다.
터치 검출 주사부(52)는, 구동 전극용 시프트 레지스터(52SR)를 포함하여 구성되고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하는 구동 전극 COML을 선택하기 위한 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)…을 생성하는 것이다. 구체적으로는, 터치 검출 주사부(52)는, 시프트 레지스터(52SR)가 주사 제어부(51)로부터 공급된 주사 개시 신호 SDST를 트리거로 하여 제어 신호 SDCK에 동기시키고, 순차 시프트 레지스터(52SR)의 전송단마다 전송되고, 순차 선택된다. 선택된 시프트 레지스터(52SR)는, 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)…을, 구동부(530)의 각논리곱 회로(54)로 송출한다. 터치 검출 주사부(52)는, 선택된 시프트 레지스터(52SR)가 예를 들어 고레벨의 신호를 k+2번째의 주사 신호 ST(k+2)로서 k+2번째의 구동부{53(k+2)}에 공급한 경우에, 이 구동부{53(k+2)}는, k+2번째의 구동 전극 블록 B(k+2)에 속하는 복수의 구동 전극 COML에 구동 신호 VcomAC를 인가하도록 되어 있다. 이후, 주사 신호 ST(k), ST(k+1), ST(k+2), ST(k+3)… 중 임의의 하나를 가리키는 경우에는, 주사 신호 ST를 이용하는 경우가 있다.
구동부(530)는, 터치 검출 주사부(52)로부터 공급된 주사 신호 ST 및 주사 제어부(51)로부터 공급된 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL에 기초하여, 구동 신호 생성부(14Q)로부터 공급된 표시용 구동 전압 VcomDC 또는 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하는 회로이다. 구동부(53)는, 터치 검출 주사부(52)의 출력 신호에 대응하여 1개씩 설치되어 있으며, 대응하는 구동 전극 블록 B에 대하여 구동 신호 Vcom을 인가하도록 되어 있다.
구동부(53)는, 논리곱 회로(54)와, 구동 전극 블록 B마다 1개의 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)을 구비하고 있다. 논리곱 회로(54)는, 터치 검출 주사부(52)로부터 공급된 주사 신호 ST, 및 주사 제어부(51)로부터 공급된 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL의 논리곱(AND)을 생성하여 출력한다. 논리곱 회로(54)는, 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)의 동작을 제어할 수 있는 진폭 레벨로 증폭하는 버퍼 기능을 갖고 있다. 선택 스위치 SW1은, 논리곱 회로(54)로부터 공급되는 신호에 기초하여 동작이 제어된다. 선택 스위치 SW1의 일단부는, 구동 전극 블록 B가 포함하는 복수의 구동 전극 COML에 접속되고, 선택 스위치 SW1의 타단부는, 표시용 배선 LDC 및 터치용 배선 LAC 중 한쪽과 접속되어 있다.
이 구성에 의해, 구동부(53)는, 주사 신호 ST가 고레벨이면서 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL이 고레벨인 경우에, 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 신호 Vcom으로서 출력한다. 구동부(53)는, 주사 신호 ST가 저레벨 또는 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL이 저레벨인 경우에, 구동 전극 블록 B를 터치용 배선 LAC로부터 분리하고, 표시용 배선 LDC에 접속한다. 여기서, 터치용 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택된 구동 전극 블록 B는, 선택 구동 전극 블록 STX이다. 터치용 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택되지 않은 구동 전극 블록 B는, 비선택 구동 전극 블록 NTX이다. 예를 들어, 도 22에 도시한 구동부{53(k+2)}가 k+2번째의 구동 전극 블록 B(k+2)에 속하는 복수의 구동 전극 COML에 구동 신호 VcomAC를 인가하므로, 선택 구동 전극 블록 STX는, 구동 전극 블록 B(k+2)이다. 그리고, 구동 신호 VcomAC의 출력처로서 선택되지 않은 구동 전극 블록 B(k), B(k+1), B(k+3)은 비선택 구동 전극 블록 NTX이다.
또한, 액정 표시 디바이스(20)가 표시 동작하고 있는 경우, 구동부(53)는, 주사 신호 ST가 저레벨로서, 구동 전극 블록 B마다 1개의 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)을 모두 표시용 배선 LDC에 접속하고, 표시용 구동 전압 VcomDC를 구동 신호 Vcom으로서 출력한다.
도 23은, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다. 도 24는, 실시 형태 1에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다. 도 23 및 도 24는, 제1 게이트 드라이버(12A)의 구성을 설명하지만, 제2 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D)의 구성도 마찬가지이다. 또한, 이하의 설명은, 선택 스위치 SW1을 대표하여 설명하지만, 선택 스위치 SW2, SW3, SW4도 마찬가지이다. 제1 게이트 드라이버(12A)는, 게이트 시프트 레지스터(120SR)를 포함한다. 게이트 시프트 레지스터(120SR)는, 수직 스타트 펄스 VST에 응답하여 동작을 개시하고, 수직 클록 VCK에 동기하여, 순차 수직 주사 방향으로 선택되고, 버퍼 회로를 개재하여 주사선 GCL에 수직 선택 펄스를 출력한다.
선택 스위치 SW1은, 구동 전극 COML마다 복수 구비되는 스위치 COMSW를 구비하고 있다. 스위치 COMSW는, 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작한다. 스위치 COMSW는, 구동 전극 COML마다 모두 동작함으로써, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속 및 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속 중 어느 한쪽을 시분할로 선택한다.
스위치 COMSW는, 예를 들어 CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2가 하나의 회로 단위로 된 경우, 복수의 그 회로 단위가 구동 전극 COML마다 설정되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2는, N 채널의 게이트를 갖는 트랜지스터 NMOS와, P 채널의 게이트를 갖는 트랜지스터 PMOS를 갖고 있다.
CMOS 스위치 CMOS1은, 스위치 신호선 GSW가 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에 접속된다. CMOS 스위치 CMOS2는, 스위치 신호선 GxSW가 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에 접속된다. 스위치 신호선 GSW에 공급되는 스위치 제어 신호 Ssw와, 스위치 신호선 GxSW에 공급되는 스위치 제어 신호 Sxsw는, 전위의 하이 레벨과 로우 레벨이 서로 반전된 신호이다. 이로 인해, CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2는, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속 및 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속 중 어느 한쪽을 동기하여 동일한 선택을 할 수 있다. 이와 같이, 선택 스위치 SW1은, 구동 전극 COML마다 복수의 스위치 COMSW를 구비하고, 스위치 COMSW가 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 사이에 병렬로 접속되어 있다. 복수의 스위치 COMSW는, 선택 신호인 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작하여, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다.
논리곱 회로(54)는, 인버터(541)와, 스위칭 회로(542)와, 버퍼(543)와, 인버터(544)를 구비하고 있다. 인버터(541)는, 주사 신호 ST가 고레벨인 경우에 구동 전극용 시프트 레지스터(52SR) 중 선택된 전송단의 출력 신호의 반전 논리를 스위칭 회로(542)로 출력한다. 스위칭 회로(542)는, 구동 전극 선택 신호 VCOMSEL에 따라서, 인버터(541)의 입력 및 출력으로 스위칭하고, 스위치 제어 신호 Ssw를 버퍼(543)로 출력한다. 버퍼(543)는, 스위치 제어 신호 Ssw를 증폭하고, 스위치 신호선 GSW에 공급한다. 인버터(544)는, 버퍼(543)가 출력하는 스위치 제어 신호 Ssw의 반전 논리를 생성하여, 스위치 제어 신호 Sxsw로서 출력하고, 스위치 신호선 GxSW에 공급한다.
CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는, 접속 도체 Q3에 의해 터치용 배선 LAC와 접속되어 있다. 또한, CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는, 접속 도체 Q2에 의해 표시용 배선 LDC와 접속되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는, 접속 도체 Q1에 의해, 구동 전극 COML과 접속되어 있다. CMOS 스위치 CMOS1, CMOS2는, 트랜지스터 NMOS, 트랜지스터 PMOS의 게이트에, 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw가 입력됨으로써, 접속 도체 Q1과 접속 도체 Q2의 접속 및 접속 도체 Q3과 접속 도체 Q1의 접속 중 어느 한쪽의 접속을 선택할 수 있다.
도 24에 도시한 바와 같이, 주사선 GCL은, 스위치 신호선 GSW, GxSW와 동일층에 배선되어 있다. 주사선 GCL은, 스위치 신호선 GSW, GxSW와 동일한 트랜지스터의 게이트선이며, 동일한 공정으로 형성함으로써, 제조 공정을 단축할 수 있다. 주사선 GCL은, 터치용 배선 LAC, 표시용 배선 LDC와 절연층을 개재하여, 입체 교차하고 있다. 그리고, 선택 스위치 SW1은, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하는 주사선 GCL의 사이(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm +2의 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역 Ad에 있어서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격과 동일하다.
(자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리)
터치 검출 제어부(100)는, 슬립 모드에서, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 기초하여 동작하고, 터치의 유무를 검출한다. 도 25 내지 도 31을 참조하여, 본 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 있어서의 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 대하여 설명한다. 도 25 및 도 26은, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다. 도 27 및 도 28은, 자기 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해서, 손가락이 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다. 도 29는, 검출 회로를 나타내는 설명도이다. 도 30은, 도 29의 검출 회로의 등가 회로를 나타내는 설명도이다. 도 31은, 도 29의 검출 회로의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
우선, 도 25에 도시한 바와 같이, 터치 검출 전극 TDL은, 스위치(201)에 의해, 전원 전압 Vcc와 접속된다. 터치 검출 전극 TDL은, 정전 용량 C3을 갖고 있으며, 전원 전위 Vcc로부터 터치 검출 전극 TDL에 화살표(203)의 방향으로 전하가 흐르고, 터치 검출 전극 TDL은, 정전 용량 C3에 따른 전하가 충전된다.
다음으로, 도 26에 도시한 바와 같이, 터치 검출 전극 TDL은, 스위치(201)에 의해, 검출 회로(202)와 접속되고, 터치 검출 전극 TDL에 충전된 전하는, 검출 회로(202)에 화살표(204)의 방향으로 흐른다. 검출 회로(202)는, 터치 검출 전극 TDL로부터 유입하는 전하를 계측함으로써, 터치 검출 전극 TDL의 정전 용량 C3을 검출할 수 있다.
다음으로, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접한 경우에 대하여 설명한다. 도 27에 도시한 바와 같이, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접한 경우, 손가락의 정전 용량 C2가 터치 검출 전극 TDL의 정전 용량 C3에 가해진다. 따라서, 터치 검출 전극 TDL이 스위치(201)에 의해 전원 전압 Vcc와 접속되면, 전원 전위 Vcc로부터 터치 검출 전극 TDL에 화살표(203)의 방향으로 전하가 흐르고, 터치 검출 전극 TDL 및 손가락은, 정전 용량 C3 및 C2에 따른 전하가 충전된다.
다음으로, 도 28에 도시한 바와 같이, 터치 검출 전극 TDL은, 스위치(201)에 의해, 검출 회로(202)와 접속되고, 터치 검출 전극 TDL 및 손가락에 충전된 전하는, 검출 회로(202)로 화살표(204)의 방향으로 흐른다. 검출 회로(202)는, 터치 검출 전극 TDL 및 손가락으로부터 유입되는 전하를 계측함으로써, 터치 검출 전극 TDL과 손가락의 정전 용량을 검출할 수 있다.
도 29는, 검출 회로를 나타내는 설명도이다. 이하, 도 29를 참조하여, 터치 검출 전극 TDL의 정전 용량 Cx의 계측 수순에 대하여 설명한다.
스텝 1: 우선, 스위치(207)를 온, 스위치(206 및 208)를 오프로 하여, 저항Rc와 캐패시터 Cc의 직렬 회로를 전원 전압 Vcc와 접지 전위의 사이에 접속하고, 캐패시터 Cc에 전하를 충전한다.
스텝 2: 다음으로, 스위치(206 내지 208)를 모두 오프로 전환한다. 캐패시터 Cc의 전하는 유지된다.
스텝 3: 다음으로, 스위치(206 및 208)를 일정한 시간 온으로 하여, 캐패시터 Cx와 캐패시터 Cr의 접속점 및 캐패시터 Cr과 저항 Rc의 접속점을 접지한다. 캐패시터 Cx 및 Cr의 전하가 모두 방전되면서, 캐패시터 Cc의 전하의 일부가 저항Rc를 개재하여 방전된다.
스텝 4: 다음으로, 스위치(206 내지 208)를 모두 오프로 전환한다. 캐패시터 Cc의 전하는, 캐패시터 Cx 및 Cr로 이동한다.
스텝 5: 비교기(205)에 의해, 캐패시터 Cx의 단자간 전압 Vx를 기준 전압 Vref와 비교한다. 도 30에 도시한 바와 같이, 이때의 캐패시터 Cc의 단자간 전압 Vc는, 캐패시터 Cr의 단자간 전압 Vr과 캐패시터 Cx의 단자간 전압 Vx의 합이다.
전압 Vc, Vr, Vx 및 용량 Cc, Cr, Cx의 관계는, 하기의 식과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 스텝 3 내지 5는 Vx<Vref로 될 때까지 반복하여 실시한다. 상기 수학식 3이 나타낸 바와 같이, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하여 용량 Cx가 커지면, 조건 Vx<Vref를 만족할 때까지의 방전 사이클 수(반복 횟수)가 적어진다. 손가락의 터치·비터치는, 방전 사이클 수로 판정할 수 있다.
도 31에 있어서, 기간 t20은, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하지 않은 기간이며, 기간 t21은, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하고 있는 기간이다. 또한, 도 31에 있어서, 막대 그래프는, 전압 Vx를 나타내고, 선 그래프는, 전압 Vc를 나타낸다.
상기 스텝 3 내지 5가 반복됨에 따라서, 전압 Vc는 서서히 저하된다. 전압 Vx는, 상기 수학식 3으로 표현된다.
손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하여 용량 Cx가 증가하면, Vx<Vref로 될 때까지의 방전 사이클 수(반복 횟수)가 적어진다.
손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하지 않은 경우, 계측 개시 시 t31로부터 Vx<Vref로 되는 t32까지의 기간 t41의 방전 사이클 수(반복 횟수)는 8회이다. 한편, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하고 있는 경우, 계측 개시 시 t33으로부터 Vx<Vref로 되는 t34까지의 기간 t42의 방전 사이클 수(반복 횟수)는 6회이다.
이와 같이, 검출 회로(202)는, Vx<Vref로 될 때까지의 방전 사이클 수(반복 횟수)를 계측함으로써, 손가락이 터치 검출 전극 TDL에 접촉 또는 근접하고 있는지 여부를 판정할 수 있다.
여기서, TFT 기판(21)은, 본 발명에 있어서의 「기판」의 일 구체예에 대응한다. 화소 전극(22)은, 본 발명에 있어서의 「화소 전극」의 일 구체예에 대응한다. 화소 신호선 SGL은, 본 발명에 있어서의 「화소 신호선」의 일 구체예에 대응한다. 구동 전극 COML은, 본 발명에 있어서의 「구동 전극」의 일 구체예에 대응한다. 액정 소자 LC는, 본 발명에 있어서의 「표시 기능층」의 일 구체예에 대응한다. 게이트 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(100D), 소스 드라이버(13) 및 구동 전극 드라이버(14)는, 본 발명에 있어서의 「제어 장치」의 일 구체예에 대응한다. 터치 검출 전극 TDL은, 본 발명에 있어서의 「터치 검출 전극」에 대응한다. 터치 검출 제어부(100)는, 본 발명에 있어서의 「터치 검출 제어부」의 일 구체예에 대응한다.
[동작 및 작용]
계속해서, 실시 형태 1의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작 및 작용에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 표시용의 구동 신호로서의 구동 신호 Vcom을, 표시용 구동 전압 VcomDC로서 기재하고, 터치 검출용의 구동 신호로서의 구동 신호 Vcom을, 터치용 구동 신호 VcomAC로서 기재한다.
(전체 동작 개요)
우선, 도 1을 참조하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 전체 동작 개요를 설명한다. 제어부(11)는, 애플리케이션 프로세서(호스트 CPU)로부터 공급된 영상 신호 Vdisp에 기초하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14) 및 터치 검출부(40)에 대하여 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어한다. 또한, 제어부(11)의 메모리(11a)는, 애플리케이션 프로세서로부터 공급된 영상 신호 Vdisp를, 마찬가지로 애플리케이션 프로세서로부터 공급된 수직 동기 신호 Vsync 및 수평 동기 신호 Hsync에 동기하여 기입함과 함께, 그 기입된 데이터를, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 내부 클록에 동기하여, 기입보다도 빠른 속도로 판독한다.
게이트 드라이버(12)는, 액정 표시 디바이스(20)에 주사 신호 Vscan을 공급하고, 표시 구동의 대상으로 되는 1 수평 라인을 순차 선택한다. 소스 드라이버(13)는, 화소 신호 Vpix가 다중화된 화소 신호 Vsig와, 그에 대응한 스위치 제어 신호 Vsel을 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 소스 셀렉터부(13S)는, 화소 신호 Vsig 및 스위치 제어 신호 Vsel에 기초하여 화소 신호 Vpix를 분리 생성하고, 그 화소 신호 Vpix를, 1 수평 라인을 구성하는 각 화소 Pix에 공급한다. 구동 전극 드라이버(14)는, 표시 기간 Pd에 있어서, 모든 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가한다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)는, 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 터치 검출 동작의 대상으로 되는 부분 검출 영역 RT에 속하는 구동 전극 COML에 대하여 터치 검출용 구동 신호 VcomAC를 인가함과 함께, 그 밖의 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는, 표시 기간 Pd에 있어서 표시 동작을 행함과 함께, 터치 검출 기간 Pt에 있어서 터치 검출 동작을 행하고, 터치 검출 전극 TDL로부터 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다.
터치 검출부(40)는, 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출면에 있어서의 터치를 검출한다. 구체적으로는, 터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 신호 Vdet에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 출력한다. A/D 변환부(43)는, 터치 검출 신호 증폭부(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 기초하여, 터치 검출면에 있어서의 터치의 유무를 검출한다. 좌표 추출부(45)는, 신호 처리부(44)에 있어서 터치 검출이 이루어졌을 때, 그 터치 패널 좌표를 구한다. 검출 타이밍 제어부(46)는, 터치 검출 신호 증폭부(42), A/D 변환부(43), 신호 처리부(44), 좌표 추출부(45)가 동기하여 동작하도록 제어한다.
(상세 동작)
다음으로, 몇 가지 도면을 참조하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작을 상세히 설명한다.
도 32는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 1 프레임 기간(1F)에 있어서의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 도 32에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 표시 화면의 수직 방향에 있어서의 위치를 나타낸다. 또한, 이 도 32에서는, 수직 블랭킹 기간을 생략하였다.
도 33은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 동작 타이밍도이며, (A)는 수직 동기 신호 Vsync의 파형을 나타내고, (B)는 수평 동기 신호 Hsync의 파형을 나타내고, (C)는 메모리 기입 WM에 의해 기입된 영상 정보가 표시되는 부분 표시 영역 RD를 나타내고, (D)는 표시 구동 DD의 대상으로 되는 부분 표시 영역 RD를 나타내고, (E)는 터치 검출 구동 DT의 대상으로 되는 부분 검출 영역 RT를 나타낸다.
1 프레임 기간(1F)에는, 이 예에서는, 10의 터치 검출 기간 Pt와, 10의 표시 기간 Pd가, 교대로 배치된다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널(10)에서는, 터치 검출 기간 Pt에 있어서 터치 검출 구동 DT가 행해짐과 함께, 표시 기간 Pd에 있어서 표시 구동 DD가 행해진다.
메모리(11a)는, 애플리케이션 프로세서로부터 공급되는 영상 신호 Vdisp, 수직 동기 신호 Vsync 및 수평 동기 신호 Hsync에 기초하여, 1 프레임분의 영상 정보 중 1/10의 데이터를 1 수평 라인씩 순서대로 기입한다(메모리 기입 WM). 그리고, 메모리(11a)는, 잇따르는 1/10의 데이터를, 1 수평 라인씩 순서대로, 이전의 1/10의 데이터를 덮어쓰면서 기입한다. 또한, 메모리(11a)는, 기입된 데이터를, 그 데이터가 덮어쓰기 됨으로써 소거되기 전에, 그 기입보다도 빠른 속도로 1 수평 라인씩 순서대로 판독한다. 그리고, 게이트 드라이버(12) 및 소스 드라이버(13)가, 그 판독한 데이터에 기초하여, 액정 표시 디바이스(20)의 부분 표시 영역 RD를 선순차 주사에 의해 구동한다(표시 구동 DD).
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 이와 같이, 메모리(11a)가, 그 기입보다도 빠른 속도로, 기입된 데이터를 1 수평 라인씩 순서대로 판독하고, 이 판독 데이터에 기초하여 표시 구동 DD가 행해진다. 즉, 이 표시 구동 DD가 행해지는 표시 기간 Pd의 시간 폭은, 메모리(11a)가 1 프레임분의 영상 정보 중 1/10의 데이터를 기입하는 시간보다도 짧아진다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 이와 같이 표시 기간 Pd를 짧게 함으로써 확보한 시간(터치 검출 기간 Pt)을 이용하여, 부분 검출 영역 RT마다, 터치 검출 구동 DT가 행해진다.
터치 검출 구동 DT에서는, 도 32에 도시한 바와 같이, 이 예에서는, 터치 검출 기간 Pt마다, 2개의 부분 검출 영역 RT가 구동 대상으로서 순차 선택된다. 즉, 이 예에서는, 터치 검출면에 있어서의 터치 검출 주사는, 표시 주사에 2배의 주사 속도로 행해진다. 즉, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 표시 주사를 1회 행하는 동안에, 터치 검출 주사를 2회 행할 수 있다. 이와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 터치 검출 주사를 빈번히 행함으로써, 외부 근접 물체에 의한 터치에 바로 응답할 수 있어, 터치에 대한 응답 특성을 개선할 수 있다.
(통상 동작 모드에서의 동작)
다음으로, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 통상 동작 모드에서의 동작, 즉 표시 기간 Pd에 있어서의 표시 동작과, 터치 검출 기간 Pt에 있어서의 터치 검출 동작을 설명한다.
도 34는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 표시 동작의 타이밍도이며, (A)는 주사 신호 Vscan의 파형을 나타내고, (B)는 화상 신호 Vsig의 파형을 나타내고, (C)는 스위치 제어 신호 Vsel의 파형을 나타내고, (D)는 화소 신호 Vpix의 파형을 나타내고, (E)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타낸다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 표시 기간 Pd에 있어서, 구동 전극 드라이버(14)가, 모든 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가하고(도 34의 (E)), 게이트 드라이버(12)가, 주사선 GCL에 대하여 1 수평 기간(1H)마다 주사 신호 Vscan을 순차 인가함으로써 표시 주사를 행한다. 이하에, 그 상세를 설명한다.
타이밍 t1에 있어서 1 수평 기간(1H)이 개시된 후, 게이트 드라이버(12)는, 타이밍 t2에 있어서, 표시 동작에 관한 n행째의 주사선 GCL(n)에 대하여 주사 신호 Vscan을 인가하고, 주사 신호 Vscan(n)이 저레벨에서 고레벨로 변화한다(도 34의 (A)). 이에 의해, 게이트 드라이버(12)는, 표시 동작의 대상으로 되는 1 수평 라인을 선택한다.
그리고, 소스 드라이버(13)가, 화상 신호 Vsig로서, 적색의 서브 화소 SPix를 위한 화소 전압 VR을 소스 셀렉터부(13S)에 공급함과 함께(도 34의 (B)), 그 화소 전압 VR을 공급하고 있는 기간에 있어서 고레벨로 되는 스위치 제어 신호 VselR을 생성한다(도 34의 (C)). 그리고, 소스 셀렉터부(13S)는, 이 스위치 제어 신호 VselR이 고레벨로 되는 기간에 있어서 스위치 SWR을 온 상태로 함으로써, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화소 전압 VR을 화상 신호 Vsig로부터 분리하고, 화소 신호 VpixR로서, 화소 신호선 SGL을 개재하여, 적색의 서브 화소 SPix에 대하여 공급한다(도 34의 (D)). 또한, 스위치 SWR이 오프 상태로 된 후에는, 이 화소 신호선 SGL이 플로팅 상태가 되기 때문에, 이 화소 신호선 SGL의 전압은 유지된다(도 34의 (D)).
마찬가지로, 소스 드라이버(13)는, 녹색의 서브 화소 SPix를 위한 화소 전압 VG를, 대응하는 스위치 제어 신호 VselG와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급하고(도 34의 (B), (C)), 소스 셀렉터부(13S)는, 스위치 제어 신호 VselG에 기초하여, 이 화소 전압 VG를 화상 신호 Vsig로부터 분리하여, 화소 신호 VpixG로서, 화소 신호선 SGL을 개재하여, 녹색의 서브 화소 SPix에 공급한다(도 34의 (D)).
그 후, 마찬가지로, 소스 드라이버(13)는, 청색의 서브 화소 SPix를 위한 화소 전압 VB를, 대응하는 스위치 제어 신호 VselB와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급하고(도 34의 (B), (C)), 소스 셀렉터부(13S)는, 스위치 제어 신호 VselB에 기초하여, 이 화소 전압 VB를 화상 신호 Vsig로부터 분리하여, 화소 신호 VpixB로서, 화소 신호선 SGL을 개재하여, 청색의 서브 화소 SPix에 공급한다(도 34의 (D)).
다음으로, 게이트 드라이버(12)는, 타이밍 t3에 있어서, n행째의 주사 신호선 GCL의 주사 신호 Vscan(n)을 고레벨에서 저레벨로 변화시킨다(도 34의 (A)). 이에 의해, 표시 동작에 관한 1 수평 라인의 서브 화소 SPix는, 화소 신호선 SGL로부터 전기적으로 분리된다.
그리고, 타이밍 t4에 있어서 1 수평 기간(1H)이 종료함과 함께, 새로운 1 수평 기간(1H)이 개시되고, 다음 행(n+1행째)의 표시 구동이 행해진다.
이 이후에, 전술한 동작을 반복함으로써, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 각 표시 기간 Pd에 있어서, 선순차 주사에 의해, 부분 표시 영역 RD에 있어서의 표시 동작이 행해진다.
도 35는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 타이밍도이며, (A)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내고, (B)는 터치 검출 신호 Vdet의 파형을 나타낸다.
구동 전극 드라이버(14)는, 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 2개의 부분 검출 영역 RTk, RTk+1에 대하여 터치용 구동 신호 VcomAC를 순차 공급한다(도 35의 (A)). 이 터치용 구동 신호 VcomAC는, 정전 용량을 개재하여 터치 검출 전극 TDL에 전달되고, 터치 검출 신호 Vdet가 변화한다(도 35의 (B)). A/D 변환부(43)는, 터치용 구동 신호 VcomAC에 동기한 샘플링 타이밍 ts에 있어서, 터치 검출 신호 Vdet가 입력된 터치 검출 신호 증폭부(42)의 출력 신호를 A/D 변환한다(도 35의 (B)).
이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 각 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 부분 검출 영역 RTk, RTk+1에 있어서의 터치 검출 동작이 행해진다.
(메모리 기입 WM 및 표시 구동 DD의 타이밍에 대하여)
다음으로, 메모리 기입 WM과 표시 구동 DD와의 타이밍에 대하여 설명한다.
도 36은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 메모리 기입 WM 및 메모리 판독(표시 구동 DD)의 타이밍도이다. 메모리(11a)는, 1 프레임분의 영상 정보 중1/10의 데이터를 1 수평 라인씩 순서대로 기입한다(메모리 기입 WM). 그리고, 메모리(11a)는, 기입된 데이터를, 그 데이터가 덮어쓰기 됨으로써 소거되기 전에, 1 수평 라인씩 순서대로 판독한다. 그리고, 그 판독한 데이터에 기초하여, 표시 구동 DD가 행해진다. 즉, 표시 구동 DD는, 메모리로부터의 데이터의 판독(메모리 판독)에 대응하는 것이다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 메모리(11a)에 기입된 데이터가 덮어쓰기 됨으로써 소거되기 전에, 그 데이터를 안전하게 판독할 수 있도록, 메모리 기입 WM과 메모리 판독(표시 구동 DD)의 타이밍이 설정되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 부분 P1의 가장 위쪽의 행 데이터는, 타이밍 tw1에 있어서 기입된 후, 타이밍 tw2에 있어서 다음 데이터가 기입됨으로써 소거되기 때문에, 그 데이터의 메모리 판독(표시 구동 DD)의 타이밍 tr1은, 타이밍 tw1과 타이밍 tw2의 사이에 설정될 필요가 있다. 또한, 예를 들어 부분 P1의 제일 아래쪽의 행 데이터는, 타이밍 tw2에 있어서 기입된 후, 타이밍 tw3에 있어서 다음의 데이터가 기입됨으로써 소거되기 때문에, 그 데이터의 메모리 판독(표시 구동 DD)의 타이밍 tr2는, 타이밍 tw2와 타이밍 tw3의 사이에 설정될 필요가 있다.
동작의 타이밍 마진을 고려하면, 예를 들어 타이밍 tr1은, 타이밍 tw1과 타이밍 tw2의 중간 부근에 설정하는 것이 바람직하고, 마찬가지로, 타이밍 tr2는, 타이밍 tw2와 타이밍 tw3의 중간 부근에 설정하는 것이 바람직하다.
도 37은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 메모리 기입 WM 및 메모리 판독(표시 구동 DD)의 다른 타이밍도이며, (A)는 표시 구동 DD의 타이밍이 빠른 경우를 나타내고, (B)는 표시 구동 DD의 타이밍이 느린 경우를 나타낸다.
도 37의 (A)에 도시한 바와 같이, 표시 구동 DD의 타이밍이 빠른 경우에는, 예를 들어 부분 P1의 가장 아래쪽의 행 데이터는, 타이밍 tw2에 있어서 기입된 직후의 타이밍 tr2에 있어서 판독되기 때문에, 타이밍 마진이 적어지게 된다. 한편, 도 37의 (B)에 도시한 바와 같이, 표시 구동 DD의 타이밍이 느린 경우에는, 예를 들어 부분 P2의 가장 위쪽의 행 데이터는, 타이밍 tw2에 있어서 다음의 데이터가 기입되기 직전의 타이밍 tr1에 있어서 판독되기 때문에, 마찬가지로 타이밍 마진이 적어지게 된다.
따라서, 메모리 기입 WM 및 표시 구동 DD의 타이밍은, 도 36에 도시한 바와 같이, 타이밍 tr1부터 타이밍 tw2까지의 시간이, 타이밍 tw2부터 타이밍 tr2까지의 시간과 거의 동등해지도록 설정되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 타이밍 마진을 크게 할 수 있다.
(터치 검출 동작의 오동작 방지에 대하여)
정전 용량식의 터치 패널에서는, 인버터 형광등이나 AM파, AC 전원 등에 기인하는 노이즈(외란 노이즈)가 터치 패널에 전파되어, 오동작을 야기할 가능성이 있다. 이 오동작은, 터치의 유무에 관한 신호(터치 신호)와 외란 노이즈를 구별할 수 없음에 기인한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수를, 표시 구동과 독립하여 변화시킬 수 있기 때문에, 그러한 오동작을 억제할 수 있다. 이하에, 상세히 설명한다.
도 38의 (A), (B)는 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수가 높은 경우에 있어서의 터치 검출 동작의 타이밍도이며, 도 38의 (C), (D)는 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수가 낮은 경우에 있어서의 터치 검출 동작의 타이밍도이다. 도 38에 있어서, (A), (C)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내고, (B), (D)는 터치 검출 신호 Vdet의 파형을 나타낸다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 도 38의 (A), (C)에 도시한 바와 같이, 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수를 변화시킴과 함께, A/D 변환부(43)에 있어서의 샘플링 주파수도 변화시킨다. 이에 의해, 외란 노이즈에 기인하는 터치 검출 동작의 오동작 우려를 저감할 수 있다.
즉, 외란 노이즈의 주파수가 샘플링 주파수 fs의 정수배 부근인 경우에 있어서, 그 외란 노이즈가 A/D 변환부(43)에 있어서 A/D 변환되면, 그 외란 노이즈는, 주파수 0의 근방에 소위 폴딩 노이즈로서 나타난다. 이에 의해, 주파수 0의 근방 터치 신호에, 이 폴딩 노이즈가 서로 섞이기 때문에, 터치 신호와 노이즈 신호를 구별할 수 없다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수와, A/D 변환부(43)에 있어서의 샘플링 주파수를 변화시킬 수 있기 때문에, 외란 노이즈의 영향을 받지 않는 조건을 선택하여, 터치 검출을 행할 수 있다.
터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 메모리(11a)가, 기입된 1 프레임분의 영상 정보 중 1/10의 데이터를, 그 기입보다도 빠른 속도로 판독함으로써, 표시 기간 Pd를 짧게 하여, 터치 검출 기간 Pt를 확보하고 있다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 이와 같이 하여 확보한 터치 검출 기간 Pt를 유효하게 이용하여, 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수를 변화시킴으로써, 터치 검출 동작의 오동작 방지를 도모하고 있다.
(슬립 모드에서의 동작)
다음으로, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 슬립 모드에서의 동작을 설명한다. 도 39는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 슬립 모드에서의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 40은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 타이밍 파형예를 나타내는 설명도이다. 도 40에 도시한 (A)는 주사 신호 Vscan의 파형을 나타내고 있다. 도 40에 도시한 (B)는 화소 신호 Vpix의 파형을 나타내고 있다. 도 40에 도시한 (C)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내고 있다.
도 39에 도시한 처리를 개시하면, 우선, 터치 검출 제어부(100)가, 스텝 S101로서, 손가락 등의 물체의 터치 검출 전극 TDL로의 접근 또는 접촉을 검출할 때까지 대기한다. 터치 검출 제어부(100)는, 앞에서 설명한 자기 정전 용량 방식에 의해, 물체의 터치 검출 전극 TDL로의 접근 또는 접촉을 검출할 수 있다.
터치 검출 제어부(100)는, 물체의 터치 검출 전극 TDL로의 접근 또는 접촉을 검출하면, 스텝 S102로서, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML을 주사하는 주사 커맨드를 제어부(100)로 보낸다. 주사 커맨드를 수취한 제어부(100)는, 스텝 S103으로서, 저전압(전원 전압 Vcc) 구동에 의해 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 개시한다. 즉, 제어부(100)는, 전원 전압 Vcc에 의해 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14) 및 게이트 드라이버(100D)를 동작시키고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 개시한다.
또한, 스텝 S103에서, 제어부(100)가 게이트 드라이버(12)가 아니라 게이트 드라이버(100D)를 동작시키고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 행하는 것은 다음의 이유에 의한다. 게이트 드라이버(12)는, 액정 표시 디바이스(20) 내의 TFT 소자 Tr을 고속으로 동작시켜서 화상 표시를 고속으로 행하기 위해서, 승압 회로(70)에서 생성되는 전원 전압 Vdd에 의해 동작하는 회로이다. 슬립 모드 중에는, 소비 전력 저감을 위해, 승압 회로(70)는 동작을 정지하는 것이 바람직하다. 승압 회로(70)는, 동작을 개시하고 나서 전원 전압 Vdd를 출력할 때까지 수백 ㎳ 정도의 타임 래그를 갖는다. 그로 인해, 제어부(100)가 승압 회로(70)를 동작시킴과 함께 게이트 드라이버(12)를 동작시켜서 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 행하는 것으로 하면, 수백 ㎳ 정도의 타임 래그가 발생한다. 따라서, 제어부(100)는, 상시 공급되어 있는 전원 전압 Vcc에 의해 동작하는 게이트 드라이버(100D)를 동작시키고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 행하는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서의 터치 검출의 타임 래그를 억제할 수 있다.
도 40을 참조하면, 게이트 드라이버(100D)는, 타이밍 t50에서, 주사 신호 Vscan을 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화시킨다(도 40의 (A)). 이에 앞서서, 소스 드라이버(13)는, 화소 신호 Vpix를 소정값, 예를 들어 0V로 설정해 둔다(도 40의 (B)). 이에 의해, 화소 Pix(부화소 SPix)에, 0V가 기입된다. 보다 상세하게는, 화소 전극(22)이 0V로 설정된다. 그 후, 게이트 드라이버(100D)는, 타이밍 t51에서, 주사 신호 Vscan을 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화시킨다(도 40의 (A)). 이에 의해, 화소 Pix(부화소 SPix)의 값이 0V로 확정된다. 보다 상세하게는, 화소 전극(22)의 전위가 0V로 확정된다.
그 후, 구동 전극 드라이버(14)는, 타이밍 t52 내지 t53에서, 구동 신호 Vcom(B(k))로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하고, 타이밍 t54 내지 t55에서, 구동 신호 Vcom(B(k+1))로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하고, 타이밍 t56 내지 t57에서, 구동 신호 Vcom(B(k+2))로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가한다. 이에 의해, 구동 전극 COML이 주사되고, 터치 검출 제어부(100)는, 앞에서 설명한 구동 전극 COML과 터치 검출 전극 TDL의 사이의 상호 정전 용량 방식에 의해, 터치의 좌표나 제스처를 검출할 수 있다.
또한, 타이밍 t52 내지 t57에서 구동 신호 Vcom으로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하기보다 전에, 타이밍 t50 내지 t51에서 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix(여기서는 0V)를 기입해 두는 것은 다음의 이유에 의한다. 슬립 모드 중에는 화상 표시를 행하지 않으므로, 화소 Pix(부화소 SPix)의 값은 일정하지 않다. 보다 상세하게는, 화소 전극(22)의 전위는 일정하지 않다. 이 상태에서 구동 신호 Vcom으로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하면, 액정 소자 LC에 예기치 않은 전압이 인가되고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)에 번인이 발생할 가능성이 있다. 이 번인은, 일시적인 것으로, 어느 정도의 시간이 경과하면 사라지는 것이지만, 사라질 때까지는 화상이 보기 힘들거나 조작자에게 위화감을 주거나 한다. 따라서 구동 신호 Vcom으로서 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하기보다 전에, 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix(여기서는 0V)를 기입해 둠으로써, 화소 Pix(부화소 SPix)의 값을 안정시키고, 화소 전극(22)의 전위를 안정시키고, 액정 소자 LC에 예기치 않은 전압이 인가되는 것을 억제하여, 상기 번인의 발생을 억제할 수 있다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화상이 보기 힘들거나 조작자에게 위화감을 주거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 화소 Pix(부화소 SPix)에 기입해 두는 화소 신호 Vpix는, 0V(로우 레벨)에 한정되지 않고, 하이 레벨(전원 전압 Vcc) 혹은 하이 레벨과 로우 레벨의 중간이어도 된다. 예를 들어, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)가 노멀리 화이트의 표시 디바이스인 경우에는, 화소 Pix(부화소 SPix)에 하이 레벨의 화소 신호 Vpix를 기입해 두면, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 표시 화면이 블랙으로 되어, 조작자에게 위화감을 주기 어려워진다. 또한, 예를 들어 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)가 노멀리 블랙의 표시 디바이스인 경우에는, 화소 Pix(부화소 SPix)에 로우 레벨의 화소 신호 Vpix를 기입해 두면, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 표시 화면이 블랙으로 되어, 조작자에게 위화감을 주기 어려워진다.
다시 도 39를 참조하면, 터치 검출 제어부(100)는, 스텝 S104로서, 소정의 제스처(예를 들어, 소정 방향으로의 소정 길이의 스와이프 등)를 검출하면, 처리를 스텝 S105로 진행시키고, 소정의 제스처를 검출하지 않으면, 처리를 스텝 S101로 진행시킨다.
터치 검출 제어부(100)는, 스텝 S104에서 소정의 제스처를 검출하면, 스텝 S105로서, 커맨드를 애플리케이션 프로세서로 보낸다. 커맨드를 수취한 애플리케이션 프로세서는, 스텝 S106으로서, 슬립 해제 커맨드를 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)로 보낸다. 보다 상세하게는, 애플리케이션 프로세서는, 슬립 해제 커맨드를 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 제어부(11)로 보낸다. 슬립 해제 커맨드를 수취한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스텝 S107로서, 슬립 모드로부터 통상 동작 모드로 이행한다. 이때, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 제어부(11)는, 승압 회로(70) 및 백라이트의 동작을 개시시킨다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화상 표시를 행할 수 있게 된다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서, 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 인가하기보다 전에, 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix를 기입해 둠으로써, 화소 Pix(부화소 SPix)의 값을 안정시키고, 화소 전극(22)의 전위를 안정시킨다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 액정 소자 LC에 예기치 않는 전압이 인가되는 것을 억제하여, 번인의 발생을 억제할 수 있다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화상이 보기 힘들거나 조작자에게 위화감을 주거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드에서, 전원 전압 Vcc에 의해 동작하는 게이트 드라이버(100D)를 동작시키고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동 전극 COML의 주사를 행한다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 승압 회로(70)를 정지시켜서 소비 전력을 저감함과 함께, 터치 검출의 타임 래그를 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 패널에서는, 표시용 구동 전압 VcomDC를 구동 전극 COML에 공급하는 표시용 배선 LDC 및 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 공급하는 터치용 배선 LAC를 프레임 영역에 배치하고 있다. 예를 들어, FFS 등의 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스에서는, 표시용 배선 LDC를 색 영역(32R, 32G, 32B)에 대응하는 화소 근처에 배치한 쪽이, 표시 기능층이 안정적으로 동작하는 경향이 있다. 이로 인해, 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)은, 터치용 배선 LAC, 표시용 배선 LDC의 사이에 배치되어 있다. 선택 스위치 SW는, 계층이 서로 다른 스루홀에 있어서 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3을 구비하고 있다. 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)은, 구동 전극 COML마다 복수의 스위치 COMSW를 구비하고, 스위치 제어 신호 Ssw, Sxsw에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작하여 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이에 의해, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 증가시킴으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선 LAC는, 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 이 터치용 배선 LAC를 개재하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극 COML에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19: 구동 신호 생성부)로부터 이격된 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 반하여, 실시 형태 1에 따른 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극 COML마다 복수 구비되고, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 사이에 병렬로 접속되어 있으며, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작하여 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항을 저감할 수 있다. 그 결과, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치용 배선 LAC의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제할 수 있다.
(비교예)
다음으로, 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)와 대비하여, 본 실시 형태의 효과를 설명한다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)는, 1 수평 기간(1H)에 있어서, 표시 동작 및 터치 검출 동작의 양쪽을 행하는 것이다. 그 밖의 구성은, 본 실시 형태(도 1 등)와 마찬가지이다.
도 41은, 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시 동작 및 터치 검출 동작의 타이밍도이며, (A) 내지 (D)는, 수평 기간(1H)의 시간을 짧게 한 경우를 나타내고, (E) 내지 (H)는 수평 기간(1H)의 시간을 길게 한 경우를 나타낸다. 도 41에 있어서, (A), (E)는 주사 신호 Vscan의 파형을 나타내고, (B), (F)는 화상 신호 Vsig의 파형을 나타내고, (C), (G)는 구동 신호 Vcom의 파형을 나타내며, (D), (H)는 터치 검출 신호 Vdet의 파형을 나타낸다.
본 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에서는, 1 수평 기간(1H)에, 터치 검출 기간 Pt와 표시 기간 Pd가 설치되어 있다. 즉, 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에서는, 1 수평 기간(1H)에 있어서, 우선 터치 검출 기간 Pt에 있어서 터치 검출 동작을 행하고, 계속해서 표시 기간 Pd에 있어서 표시 동작을 행한다.
본 비교예에 따른 터치 검출 동작에서는, 우선, 구동 전극 드라이버(14)는, 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 부분 검출 영역 RTk에 속하는 구동 전극 COML에 대하여 펄스 P를 인가한다(도 41의 (C), (G)). 이 펄스 P는, 정전 용량을 개재하여 터치 검출 전극 TDL에 전달되고, 터치 검출 신호 Vdet가 변화한다(도 41의 (D), (H)). A/D 변환부(43)는, 펄스 P에 동기한 샘플링 타이밍 ts에 있어서, 터치 검출 신호 Vdet가 입력된 터치 검출 신호 증폭부(42)의 출력 신호를 A/D 변환한다(도 41의 (D), (H)). 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)는, 부분 검출 영역 RTk에 있어서의 터치 검출 동작을 행한다. 또한, 표시 동작은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)와 마찬가지이다.
본 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에서는, 도 41에 도시한 바와 같이, 1 수평 기간(1H)의 시간을 변화시킴과 함께, 그에 동기하여, A/D 변환부(43)에 있어서의 샘플링 타이밍을 변화시킴으로써, 외란 노이즈에 기인하는 터치 검출 동작의 오동작 우려를 저감할 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에 대하여 영상 신호가 공급되는 타이밍과, 실제로 표시하는 타이밍이 상이하기 때문에, 프레임 메모리가 필요하게 된다. 또한, 1 수평 기간(1H)의 시간이 변화하기 때문에, 표시 화질이 저하될 우려가 있다. 또한, 1 수평 기간(1H)의 시간은, 표시 동작으로부터의 제약에 의해, 그만큼 크게 변화시킬 수 없기 때문에, 충분히 터치 검출 동작의 오동작을 저감할 수 없을 우려도 있다.
한편, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 부분 표시 영역 RD마다 표시 구동을 행하도록 하였으므로, 메모리(11a)의 기억 용량을, 그 부분 표시 영역 RD에 있어서의 데이터량 정도로까지 작게 할 수 있다.
또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치 검출 기간 Pt의 시간 및 표시 기간 Pd의 시간을 일정하게 유지한 채, 터치 검출 기간 Pt에 있어서의 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수를 변화시키도록 하고 있다. 이에 의해, 표시 기간 Pd에 있어서의 1 수평 기간(1H)의 시간을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 표시 화질이 저하될 우려를 저감할 수 있다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 표시 동작으로부터의 제약을 받지 않고, 터치용 구동 신호 VcomAC의 주파수를 용이하게 크게 변화시킬 수 있기 때문에, 본 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)의 경우에 비하여, 터치 검출 동작의 오동작을 저감할 수 있다.
다시 말하면, 본 비교예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에서는, 터치 검출 기간 Pt는, 1 수평 기간(1H) 내에 설치되어 있기 때문에, 이 한정된 짧은 시간 속에서 행할 수 있는 동작은 한정되어 버린다. 다시 말하면, 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1R)에서는, 터치 검출 동작을 위한 자유도가 낮아지게 된다.
한편, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 메모리(11a)가, 기입된 1 프레임분의 영상 정보 중 1/10의 데이터를, 그 기입보다도 빠른 속도로 판독함으로써, 표시 기간 Pd를 짧게 하여, 터치 검출 기간 Pt를 확보하고 있다. 즉, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치 검출 동작을 위한 통합된 오랜 시간을 확보할 수 있기 때문에, 터치 검출 동작의 자유도를 높일 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 부분 표시 영역마다 표시 구동을 행하도록 하였으므로, 메모리의 기억 용량을 낮게 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 메모리로부터, 그 기입 속도보다도 빠른 속도로 데이터를 판독하도록 하였으므로, 통합된 오랜 시간의 터치 검출 기간을 확보할 수 있어, 터치 검출 동작의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 이 통합된 오랜 시간의 터치 검출 기간에 있어서, 터치용 구동 신호의 주파수를 변화시키도록 하였으므로, 표시 동작으로의 영향을 미치지 않고, 터치 검출 동작의 오동작 우려를 저감할 수 있다.
[변형예 1-1]
상기 실시 형태에서는, 표시 주사의 2배의 속도로 터치 검출 주사를 행하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 2배보다 느린 속도로 행하여도 되고, 2배보다 빠른 속도로 행하여도 된다. 도 42는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 표시 주사의 4배의 속도로 터치 검출 주사를 행하는 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 구동 전극 드라이버(14)는, 터치 검출 기간 Pt에 있어서, 4개의 부분 검출 영역 RT에 대하여 터치용 구동 신호 VcomAC를 순차 공급한다. 이에 의해, 표시 주사를 1회 행하는 동안에, 터치 검출 주사를 4회 행할 수 있다.
[변형예 1-2]
상기 실시 형태에서는, 부분 표시 영역 RT와 부분 검출 영역 RD는, 모두 표시면·터치 검출면을 10 분할한 것으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 부분 표시 영역 RD의 크기와 부분 검출 영역 RT의 크기는, 서로 달라도 된다. 도 43은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의, 부분 검출 영역 RT의 크기를, 부분 표시 영역 RD의 크기의 절반으로 한 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 부분 표시 영역 RD는, 표시면을 10 분할한 것이며, 부분 검출 영역 RT는, 터치 검출면을 20 분할한 것이다.
[변형예 1-3]
상기 실시 형태에서는, 메모리(11a)는, 1개의 부분 표시 영역 RD의 데이터를 일시 기억하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 복수의 부분 표시 영역 RD의 데이터량을 일시 기억하여도 된다. 도 44는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의, 2개의 부분 표시 영역 RD의 데이터를 일시 기억하는 경우의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 경우에도, 프레임 메모리에 비하여, 메모리의 기억 용량을 낮게 억제할 수 있다.
[변형예 1-4]
상기 실시 형태에서는, 터치 검출 동작 시에, 소정의 개수 구동 전극 COML을 포함하는 부분 검출 영역 RT마다 구동 전극 COML을 구동하여 주사하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 소정의 개수 구동 전극 COML을 동시에 구동함과 함께, 그 구동하는 구동 전극 COML을 1개씩 시프트함으로써 주사하여도 된다. 이하에, 그 상세를 설명한다.
도 45 내지 도 47은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 변형예에 따른 구동 전극 드라이버(14D)는, 소정의 개수의 구동 전극 COML에 대하여 동시에 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 구체적으로는, 구동 전극 드라이버(14D)는, 소정의 개수(이 예에서는 5개)의 구동 전극 COML에 대하여 동시에 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다(사선부). 그리고, 구동 전극 드라이버(14D)는, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하는 구동 전극 COML을 1개씩 시프트함으로써 터치 검출 주사를 행한다. 또한, 이 예에서는, 5개의 구동 전극 COML에 대하여 동시에 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에 4개 이하 혹은 6개 이상의 구동 전극 COML에 대하여 동시에 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하여도 된다. 또한, 이 예에서는 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하는 구동 전극 COML을 1개씩 시프트하도록 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 2 이상의 개수씩 시프트하여도 된다.
[변형예 1-5]
상기 실시 형태에서는, 메모리(11a)의 기억 용량은, 1 프레임분의 영상 정보의 1/10에 대응하는 것으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 1 프레임분의 영상 정보의 1/20에 대응하는 것으로 하여도 되고, 1 프레임분의 영상 정보의 1/5에 대응하는 것으로 하여도 된다.
[변형예 1-6]
상기 실시 형태에서는, 표시 동작 시에, 구동 전극 드라이버(14)는, 구동 전극 COML에 대하여 표시용 구동 전압 VcomDC를 인가하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 구동 전극 COML에 교류 구동 신호를 인가하는, 소위 COM 반전 구동을 행하여도 된다.
[변형예 1-7]
상기 실시 형태에서는, 소스 셀렉터부(13S)를 설치하고, 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화상 신호 Vsig로부터 화소 신호 Vpix를 분리하여 액정 표시 디바이스(20)에 공급하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 소스 셀렉터부(13S)를 설치하지 않고, 소스 드라이버(13)가 화소 신호 Vpix를 직접 액정 표시 디바이스(20)에 공급하여도 된다.
[변형예 1-8]
상기 실시 형태에서는, 부분 표시 영역 RD에서의 화상 표시와, 부분 검출 영역 RT에서의 터치 검출을 교대로 행하는 것으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 1 화면(1 프레임)분의 화상 표시를 통합하여 행하고, 상기 화상 표시의 이전 또는 이후에 터치 검출 영역 전체의 터치 검출을 행하도록 하여도 된다.
<1-2. 실시 형태 2>
다음으로, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 48은, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 터치 검출 디바이스의 일례를 나타내는 도면이다. 도 49 및 도 50은, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 검출부를 나타내는 도면이다.
앞에서 설명한 실시 형태 1에 따른 터치 검출 디바이스에서는, 슬립 모드에서, 자기 정전 용량 방식에 의해 터치의 유무를 검출한다. 한편, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 디바이스에서는, 슬립 모드에서, 상호 정전 용량 방식에 의해 터치의 유무를 검출한다.
도 48에 도시한 바와 같이, 터치 검출 디바이스(30)는, 터치 검출 전극 TDLa와 터치 검출 전극 TDLb가 쌍을 이루고, 이 쌍이 복수 형성되어 있다.
도 49는, 슬립 모드에서의, 한 쌍의 터치 검출 전극 TDLa 및 터치 검출 전극 TDLb와, 전압 검출기(터치 검출부) DET를 나타내는 도면이다. 전압 검출기 DET는, 터치 검출 제어부(100)에 내장되어도 된다.
슬립 모드에서는, 스위치(211)가 온으로 되고, 터치 검출 전극 TDLa에 구동 신호 VcomAC가 인가된다. 터치 검출 전극 TDLa와 터치 검출 전극 TDLb는, 용량 소자 C4를 구성하고 있으며, 손가락이 접촉 또는 근접하지 않은 경우와 손가락이 접촉 또는 근접하고 있는 경우에서 용량이 변화한다. 전압 검출기 DET는, 터치 검출 전극 TDLb에 접속되어 있으며, 터치 검출 전극 TDLb의 전압에 의해, 터치 검출 전극 TDLa와 터치 검출 전극 TDLb로 구성되는 용량의 변화, 즉 손가락이 접촉 또는 근접하고 있는지 여부를 검출할 수 있다.
도 50은, 통상 동작 모드에서의, 한 쌍의 터치 검출 전극 TDLa 및 터치 검출 전극 TDLb와, 전압 검출기 DET를 나타내는 도면이다. 통상 동작 모드에서는, 스위치(211)가 오프로 되어, 터치 검출 전극 TDLa로의 구동 신호 VcomAC의 인가가 차단된다. 또한, 스위치(212)가 온으로 되어, 터치 검출 전극 TDLa는, 전압 검출기 DET에 접속된다. 이에 의해, 터치 검출 전극 TDLa 및 터치 검출 전극 TDLb는, 구동 전극 COML과 상호 용량을 각각 형성한다. 그리고, 구동 전극 COML에 구동 신호 VcomAC가 인가되고, 전압 검출기 DET는, 터치 검출 전극 TDLa 및 터치 검출 전극 TDLb의 전압에 의해, 터치를 검출할 수 있다.
[효과]
실시 형태 2에 따른 터치 검출 디바이스(30)는, 슬립 모드에서, 상호 정전 용량 방식에 의해 터치의 유무를 검출할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태 2에 따른 터치 검출 디바이스(30)는, 자기 정전 용량 방식보다 고정밀도로 터치의 유무를 검출할 수 있다.
<1-3. 실시 형태 3>
다음으로, 실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 51은, 실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 나타내는 도면이다. 또한, 전술한 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명은 생략한다.
도 51에 도시한 바와 같이, 실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D) 대신에, 게이트 드라이버(12C)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(12C)는, 전원 전압 Vcc와 전원 전압 Vdd의 양쪽에서 동작 가능한 회로이다. 게이트 드라이버(12C)는, 슬립 모드에서는, 상시 급전되는 전원 전압 Vcc(예를 들어, 3V 내지 5V 정도) 및 전원 전압 -Vcc(예를 들어, -3V 내지 -5V 정도)로 동작하고, 주사 신호 Vscan을 주사선 GCL에 인가한다. 또한, 게이트 드라이버(12C)는, 통상 동작 모드에서는, 승압 회로(70)에서 생성되는 전원 전압 Vdd(예를 들어, 5V 내지 10V 정도) 및 전원 전압 -Vdd(예를 들어, -5V 내지 -10V 정도)에 의해 동작하고, 주사 신호 Vscan을 주사선 GCL에 인가한다.
[효과]
실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 실시 형태 1에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 게이트 드라이버(12B) 및 게이트 드라이버(100D) 대신에, 게이트 드라이버(12C)를 구비하고 있다. 이에 의해, 실시 형태 3에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 프레임부 Gd를 좁게 할 수 있어, 전자 기기를 소형화할 수 있다.
<1-4. 실시 형태 4>
다음으로, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 52는, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 53은, 실시 형태 4에 따른 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다. 도 54는, 실시 형태 4에 따른 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다. 또한, 전술한 실시 형태 1에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명은 생략한다. 도 53 및 도 54는, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 구성을 설명하는데, 제2 게이트 드라이버(12B)의 구성도 마찬가지이다.
도 52에 도시한 바와 같이, 화소 기판(2)은, 투명 절연 기판(예를 들어 유리 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있으며, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역 Ad와, 소스 드라이버(13: 수평 구동 회로)와, 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로) 및 게이트 드라이버(100D)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역 Ad를 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 통상 동작 모드에서, 주사 방향의 주사선 GCL에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역 Ad의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 길이 방향의 단부에 배치되고, 1 간격의 주사선 GCL에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역 Ad의 각 화소를 행 단위로 선택한다.
이로 인해, 도 53과 같이, 제1 게이트 드라이버(12A) 측 또는 제2 게이트 드라이버(12B) 측에서는, 표시 영역 Ad를 넘어서 프레임부 Gd를 통과하고, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)에 도달하는 주사선 GCL의 수가 적어진다. 이에 의해, 프레임부 Gd에 있어서, 홀수 또는 짝수의 주사선 GCL이 표시 영역 Ad와 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)의 사이를 통과한다. 그 결과, 선택 스위치 SW1의 CMOS 스위치 CMOS1은, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하는 주사선 GCL의 사이(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm+3의 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)에 접속되는 주사선 GCL(예를 들어 주사선 GCLm +1과 주사선 GCLm +3)은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하고, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하지 않는다. 그리고, 제2 게이트 드라이버(12B)에 접속되는 주사선(예를 들어 주사선 GCLm +2와 주사선 GCLm +4)은, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하고, 제1 게이트 드라이버 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하지 않는다. 이로 인해, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역 Ad에 있어서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격보다 커진다. 즉, 프레임부 Gd에 있어서의 주사선 GCL의 간격은, 표시 영역 Ad에 있어서의 인접하는 주사선 GCL의 간격보다도 커진다. 그리고, 프레임부 Gd에 있어서 주사선 GCL의 간격이 넓어지기 때문에, 선택 스위치 SW1(CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2)의 배치 가능한 면적이 증가한다. 예를 들어, 접속 도체 Q1, Q2, Q3의 수를 증가시키거나 또는 면적을 증가시킴으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
또한, 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 프레임 영역 Gd뿐만 아니라 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 프레임 영역 Gd에도 배치되어 있다. 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 프레임 영역 Gd에 배치된 선택 스위치 SW1은, 제2 게이트 드라이버(12B) 측에 배치된 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속 또는 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택할 수 있다. 이러한 경우, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치와 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 중, 동일한 구동 전극 COML에 접속되는 선택 스위치끼리는, 각각 동종의 배선(터치용 배선 LAC 또는 표시용 배선 LDC)을 선택한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극 COML에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1이 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속을 선택하고 있는 경우, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속을 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극 COML에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1이 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택하고 있는 경우, 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택한다.
[효과]
실시 형태 1과 같이, 부화소 SPix의 1 피치에 대응하는 주사선 GCL의 사이에, 선택 스위치 SW1을 배치한 경우, 고정밀화에 수반하여, 화소 피치가 좁아지면, 선택 스위치 SW1의 접속 저항이 증가할 가능성이 있다. 이에 반하여, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 부화소 SPix의 1 피치에 대응하는 주사선 GCL의 간격보다 큰 간격에, 선택 스위치 SW1을 배치할 수 있으므로, 고정밀화하여 화소 피치를 좁게 하여도, 스위치 SW1의 접속 저항을 낮게 유지할 수 있다. 또한, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 증가시킴으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선 LAC는, 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 이 터치용 배선 LAC를 개재하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극 COML에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19: 구동 신호 생성부)로부터 이격된 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 반하여, 실시 형태 4에 따른 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극 COML마다 복수 구비되고, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 사이에 병렬로 접속되어 있으며, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작하여 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항이 저감되어 있으며, 배선 LAC의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제한다.
또한, 실시 형태 4에 따른 스위치 SW1은, 주사선과 평행한 방향을 작게, 주사선과 직교하는 방향으로 크게 할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태 4에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 프레임부 Gd 중, 스위치 SW1이 차지하는 주사선과 평행한 방향의 폭, 도 7에 도시한 폭 Gdv를 작게 할 수 있다.
<1-5. 실시 형태 5>
다음으로, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 55는, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 구동 전극 드라이버의 구동부를 나타내는 블록도이다. 도 56은, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 구동 전극 드라이버의 선택 스위치의 배치예를 나타내는 블록도이다. 또한, 전술한 실시 형태 1 내지 4에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명은 생략한다. 도 55 및 도 56은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 구동 전극 드라이버를 설명하는데, 제2 게이트 드라이버(12B)의 구성도 마찬가지이다.
도 52에 도시한 바와 같이, 실시 형태 5에 있어서도, 화소 기판(2)은, 투명 절연 기판(예를 들어 유리 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 있으며, 액정 셀을 포함하는 화소가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 이루어지는 표시 영역 Ad와, 소스 드라이버(13: 수평 구동 회로)와, 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로) 및 게이트 드라이버(100D)를 구비하고 있다. 게이트 드라이버(12A, 12B: 수직 구동 회로)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역 Ad를 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 통상 동작 모드에서, 주사 방향의 상기 주사선에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역 Ad의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택한다.
도 55와 같이, 제1 게이트 드라이버(12A) 측 또는 제2 게이트 드라이버(12B) 측에서는, 표시 영역 Ad를 넘어서 프레임부 Gd를 통과하고, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)에 도달하는 주사선 GCL의 수가 적어진다. 또한, 인접하는 스위치 COMSW의 사이에 복수의 주사선 GCLm +2, GCLm +4(복수의 주사선 GCLm+6, GCLm +8)이 배치되어 있다. 이것은, 제1 게이트 드라이버(12A)(제2 게이트 드라이버(12B))의 게이트 시프트 레지스터(120SR)의 주기에 일치한다. 게이트 시프트 레지스터(120SR)는, 2개 주사선 GCL을 쌍으로서 제어한다. 이로 인해, 선택 스위치 SW1은, 스위치 COMSW가 부화소 SPix의 4개분의 피치로 되어, 반복 피치는 8개의 부화소 SPix와 동일해진다. 이에 의해, 프레임부 Gd에 있어서, 홀수 또는 짝수의 주사선 GCL이 표시 영역 Ad와 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)의 사이를 통과한다. 그 결과, CMOS 스위치 CMOS2는, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하고, 또한 CMOS 스위치 CMOS1과, CMOS 스위치 CMOS2에 인접하는, 주사선 GCL끼리의 사이(예를 들어 주사선 GCLm +4와 주사선 GCLm +6의 사이)에 있는 영역에 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)에 접속되는 주사선 GCL(예를 들어 주사선 GCLm +2, 주사선 GCLm +4, 주사선 GCLm +6, 주사선 GCLm +8)은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하고, 제2 게이트 드라이버 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하지 않는다. 그리고, 제2 게이트 드라이버에 접속되는 주사선(예를 들어 주사선 GCLm +1, 주사선 GCLm +3, 주사선 GCLm+5, 주사선 GCLm +7)은, 제2 게이트 드라이버 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하고, 제1 게이트 드라이버 측의 터치용 배선 LAC와 입체 교차하지 않는다. 이로 인해, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)와 입체 교차하는 주사선 GCL끼리의 간격은, 표시 영역 Ad에 있어서의 인접하는 주사선 GCL끼리의 간격보다 커진다. 그리고, 프레임부 Gd에 있어서 주사선 GCL의 간격이 넓어지기 때문에, 선택 스위치 SW1(CMOS 스위치 CMOS2)의 배치 가능한 면적이 증가한다. 예를 들어, 접속 도체 Q1, Q2, Q3의 수를 증가시키거나 또는 면적을 증가시킴으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
또한, 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 프레임 영역 Gd뿐만 아니라 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 프레임 영역 Gd에도 배치되어 있다. 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 프레임 영역 Gd에 배치된 선택 스위치 SW1은, 제2 게이트 드라이버(12B) 측에 배치된 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속 또는 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택할 수 있다. 이러한 경우, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치와 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 중, 동일한 구동 전극 COML에 접속되는 선택 스위치끼리는, 각각 동종의 배선(터치용 배선 LAC 또는 표시용 배선 LDC)을 선택한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극 COML에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1이 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속을 선택하고 있는 경우, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 접속을 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1과 동일한 구동 전극 COML에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B) 측의 선택 스위치 SW1은, 제1 게이트 드라이버(12A) 측의 선택 스위치 SW1이 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택하고 있는 경우, 표시용 배선 LDC와 구동 전극 COML의 접속을 선택한다.
[효과]
실시 형태 1과 같이, 부화소의 1 피치에 대응하는 주사선 GCL의 사이에, 선택 스위치 SW1을 배치한 경우, 고정밀화에 수반하여, 화소 피치가 좁아지면, 선택 스위치 SW1의 접속 저항이 증가할 가능성이 있다. 이에 반하여, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 부화소 SPix의 1 피치에 대응하는 주사선 GCL의 간격보다 큰 간격으로, 선택 스위치 SW1을 배치할 수 있으므로, 고정밀화하여 화소 피치를 좁게 하여도, 스위치 SW1의 접속 저항은 낮게 유지할 수 있다. 또한, 급전하는 접속 도체 Q1, Q2 및 Q3의 수를 증가시킴으로써, 선택 스위치 SW1에 있어서의 접속 저항을 저감할 수 있다.
터치용 배선 LAC는, 스위치 SW1의 소정의 접속 저항 성분과, 터치용 배선 LAC를 개재하여 구동 신호 VcomAC가 공급되는 구동 전극 블록 B에 속하는 구동 전극 COML에 대한 기생 용량을 갖는다. 이로 인해, COG(19: 구동 신호 생성부)로부터 이격된 위치에 배치된 구동 전극 블록 B에서는, 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성이 있다. 이에 반하여, 실시 형태 5에 따른 선택 스위치 SW1(SW2, SW3, SW4)은, 스위치 COMSW의 CMOS 스위치 CMOS1, CMOS 스위치 CMOS2가 구동 전극 COML마다 복수 구비되고, 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML의 사이에 병렬로 접속되어 있으며, 선택 신호인 스위치 제어 신호에 따라서, 구동 전극 COML마다 모두 동작하여 터치용 배선 LAC와 구동 전극 COML을 접속하고, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가할 수 있다. 그리고, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 스위치 SW1의 접속 저항이 저감되어 있으며, 배선 LAC의 말단부 부근에 배치된 구동 전극 블록 B에서 구동 신호 VcomAC의 펄스의 천이 시간이 길어질 가능성을 억제한다.
또한, 실시 형태 5에 따른 스위치 SW1은, 주사선과 평행한 방향을 작게, 주사선과 직교하는 방향으로 크게 할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태 5에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 프레임부 Gd 중, 스위치 SW1이 차지하는 주사선과 평행한 방향의 폭, 도 7에 도시한 폭 Gdv를 작게 할 수 있다.
<1-6. 실시 형태 6>
다음으로, 실시 형태 6에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 57은, 실시 형태 6에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 57에 도시한 바와 같이, COG(19)에는, 전원 전압 V1이 배터리나 전자 기기의 메인 기판 등으로부터 공급된다. 이 전원 전압 V1은, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)를 구동하기 위한 전원 전압이 아니라, 터치 IC(110)로부터의 제어 신호의 수취나, 외부의 전원 IC(200)로의 제어 신호의 출력 등을 행하는 인터페이스용 저전압(예를 들어, 1.8V 등)의 전원 전압이다.
또한, COG(19)에는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)를 구동하기 위한 전원 전압 Vcc 또는 Vdd가 전원 IC(200)로부터 공급된다. 전원 IC(200)에는, 전원 전압 V2(예를 들어, +3V, -3V 등)가 배터리나 전자 기기의 메인 기판 등으로부터 공급된다. 전원 IC(200)는, 앞에서 실시 형태 1에서 설명한 승압 회로(70)의 기능을 갖고 있으며, 전원 전압 V2를 승압하여 전원 전압 Vcc(예를 들어, 3V 내지 5V 정도) 또는 Vdd(예를 들어, 5V 내지 10V 정도)를 생성하여, COG(19)에 공급한다.
또한, 여기에서는, 전원 IC(200)가, 모듈의 외부에 배치되도록 하였지만, 모듈의 내부에 배치되어도 된다. 예를 들어, 전원 IC(200)는, 플렉시블 프린트 기판 T 위에 실장되어도 된다.
도 58은, 실시 형태 6에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 동작 타이밍도이며, (A)는 터치 IC의 터치 검출 처리를 나타내고, (B)는 COG의 동작을 나타내고, (C)는 터치 IC의 동작 타이밍을 나타내고, (D)는 터치 IC로부터 COG로 출력되는 제어 신호인 TRGT 신호를 나타내며, (E)는 전원 IC의 출력 전압을 나타낸다.
초기 타이밍 t60에 있어서, 터치 IC(110)는, 터치 검출 전극 TDL의 자기 용량 방식에 의해, 터치를 검출하고 있다(도 58의 (A)). COG(19)는, 슬립 중이며, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동을 행하지 않지만, 터치 IC(110)로부터의 제어 신호의 수취는 가능하다(도 58의 (B)). TRGT 신호는, 인액티브(로우 레벨)이다(도 58의 (D)). 전원 IC(200)는, 슬립 중이며, 승압을 행하지 않아, 출력 전압은 0V이다.
터치 IC(110)는, 도 58의 (C)에 도시한 바와 같이, 소정의 인터벌로, 터치 검출 전극 TDL의 자기 용량 방식에 의해, 터치를 검출하고 있다. 또한, 소정의 인터벌은, 예를 들어 4㎳ 정도이다. 터치 IC(110)는, 터치를 검출하면, 타이밍 t61에 있어서, TRGT 신호를 액티브(하이 레벨)로 한다. TRGT 신호는, 도 57의 신호선 L1을 개재하여, 터치 IC(110)로부터 COG(19)로 보내진다.
COG(19)는, 타이밍 t61에 있어서 TRGT 신호가 액티브로 되면, 제어 신호를 전원 IC(200)에 도 57의 신호선 L2를 개재하여 보내고, 전원 IC(200)를 슬립으로부터 복귀시킨다. 또한, 여기에서는, 화상 표시를 행하지 않으므로 높은 전원 전압 Vdd는 필요없기 때문에, COG(19)는, 전원 IC(200)에 전원 전압 Vcc를 출력시킨다.
전원 IC(200)는, 타이밍 t61에서 COG(19)로부터 제어 신호를 수취하면, 타이밍 t61에 있어서, 슬립으로부터의 복귀 동작을 개시하고, 승압을 개시하여, 소정의 지연 시간 경과 후의 타이밍 t62에 있어서 전원 전압 Vcc를 COG(19)에 공급한다. 또한, 소정의 지연 시간은, 예를 들어 8㎳ 내지 32㎳ 정도이다.
COG(19)는, 타이밍 t62에 있어서, 전원 IC(200)로부터 공급되는 전원 전압 Vcc를 이용하여, 구동 전극 COML의 구동을 개시한다. 즉, COG(19)는, 주사 신호 Vscan을 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화시킨다. 이에 앞서서, COG(19)는, 화소 신호 Vpix를 소정값, 예를 들어 0V로 설정해 둔다. 이에 의해, 화소 Pix(부화소 SPix)에, 0V가 기입된다. 보다 상세하게는, 화소 전극(22)이 0V로 설정된다. 그 후, COG(19)는, 주사 신호 Vscan을 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화시킨다. 이에 의해, 화소 Pix(부화소 SPix)의 값이 0V로 확정된다. 보다 상세하게는, 화소 전극(22)의 전위가 0V로 확정된다. 그 후, COG(19)는, 터치용 구동 신호 VcomAC를 구동 전극 COML에 공급하고, 구동 전극 COML의 주사를 개시한다.
터치 IC(110)는, 타이밍 t62로부터 소정의 시간 경과 후의 타이밍 t63에 있어서, 소정의 인터벌로, 터치 검출 전극 TDL과 구동 전극 COML의 사이의 상호 용량 방식에 의해, 제스처를 검출한다. 소정의 시간은, 예를 들어 32㎳ 내지 64㎳ 정도이다.
터치 IC(110)는, 소정의 제스처를 검출하면, 타이밍 t64에 있어서, 커맨드를 애플리케이션 프로세서로 보낸다. 커맨드를 수취한 애플리케이션 프로세서는, 슬립 해제 커맨드를 COG(19)로 보낸다.
슬립 해제 커맨드를 수취한 COG(19)는, 타이밍 t64에 있어서, 전원 IC(200)에 전원 전압 Vdd를 출력시키는 제어 신호를 전원 IC(200)로 출력한다. 여기에서는, 화상 표시를 고속으로 행하는데 높은 전원 전압 Vdd가 필요하기 때문에, COG(19)는, 전원 IC(200)에 전원 전압 Vdd를 출력시키는 제어 신호를 전원 IC(200)로 출력한다.
전원 IC(200)는, 타이밍 t64에 있어서, 슬립으로부터의 복귀 동작을 개시하고, 승압을 개시하여, 소정의 지연 시간 경과 후의 타이밍 t65에 있어서 전원 전압 Vdd를 COG(19)에 공급한다. 또한, 소정의 지연 시간은, 예를 들어 100㎳ 정도이다. 또한, 이때, COG(19)는, 백라이트의 동작을 개시시킨다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화상 표시를 행할 수 있게 된다.
COG(19)는, 타이밍 t65에 있어서, 전원 IC(200)로부터 공급되는 전원 전압 Vdd를 이용하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동, 즉 화상의 표시 및 터치의 검출 위한 구동 전극 COML의 구동을 개시한다. 또한, 터치 IC(110)는, 타이밍 t65로부터 소정의 시간 경과 후의 타이밍 t66에 있어서, 소정의 인터벌로, 터치 검출 전극 TDL과 구동 전극 COML의 사이의 상호 용량 방식에 의해, 제스처를 검출한다. 또한, 소정의 시간은, 예를 들어 32㎳ 내지 64㎳ 정도이다.
이상에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 슬립 모드로부터 통상 동작 모드로 복귀한다. 또한, 통상 동작 모드에 있어서, 소정의 시간 터치 입력이 없으면, 애플리케이션 프로세서는, 슬립 커맨드를 COG(19)로 보낸다. COG(19)는, 슬립 커맨드를 애플리케이션 프로세서로부터 수취하면, 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)의 구동을 정지하여 화상 표시 및 구동 전극 COML의 구동을 종료한 후, 전원 IC(200)를 슬립(승압을 정지)시킨다.
[효과]
본 실시 형태에 의하면, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 직접 전원 IC(200)를 슬립 상태로부터 통상 상태로 복귀시키거나, 전원 IC(200)를 통상 상태로부터 슬립 상태로 이행시키거나 할 수 있다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 전원 IC(200)의 동작을 적절하게 제어할 수 있어, 소비 전력을 적절하게 저감할 수 있다.
이상, 몇 가지 실시 형태 및 변형예를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태 등에는 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
또한, 상기의 각 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, FFS, IPS 등의 각종 모드의 액정을 이용한 액정 표시 디바이스(20)와 터치 검출 디바이스(30)를 일체화하여 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)로 할 수 있다. 도 59는, 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스의 개략 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 이를 대신하여, 도 59에 도시한 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스(10)는, TN(Twisted Nematic: 트위스티드 네마틱), VA(Vertical Alignment: 수직 배향), ECB(Electrically Controlled Birefringence: 전계 제어 복굴절) 등의 각종 모드의 액정과 터치 검출 디바이스를 일체화하여도 된다.
도 59에 도시한 바와 같이, 대향 기판(3)에 구동 전극 COML이 있는 경우, 터치용 배선 LAC, 표시용 배선 LDC는, 대향 기판(3)에 구비되도록 하여도 된다. 이 구조에 의해, 구동 전극 COML과, 터치용 배선 LAC(표시용 배선 LDC)의 거리가 짧아진다. 그리고, TFT 기판(21)에 구비된 주사선 GCL은, 전술한 실시 형태 1 내지 5와 마찬가지로, 터치용 배선 LAC, 표시용 배선 LDC와, 입체 교차하고 있다. 그 결과, 터치용 배선 LAC는, TFT 기판(21)에 대하여 수직인 방향에 있어서 표시 영역 Ad의 외측에 위치하는 프레임 영역 Gd에 배치되어 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 액정 표시 디바이스(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화한 소위 인 셀 타입으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 이 대신에, 예를 들어 액정 표시 디바이스(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 장착한 온 셀 타입이어도 된다. 온 셀 타입인 경우, 도 13에 도시한 화소 기판(2)의 구동 전극 COML을 제1 구동 전극 COML로 하고, 이것에 추가하여, 대향 기판(3)에 있어서의, 유리 기판(31)의 표면에도 제2 구동 전극 COML을 구비하고 있으며, 제1 구동 전극 COML과 제2 구동 전극 COML이 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우에도, 전술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 외부 노이즈나, 액정 표시 디바이스로부터 전달되는 노이즈(상기 각 실시 형태에 있어서의 내부 노이즈에 대응하는 것)의 영향을 억제하면서 터치 검출을 행할 수 있다.
<2. 적용예>
다음으로, 도 60 내지 도 72를 참조하여, 실시 형태 및 변형예에서 설명한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 적용예에 대하여 설명한다. 도 60 내지 도 72는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다. 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화 등의 휴대 단말 장치 또는 비디오 카메라 등의 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 외부로부터 입력된 영상 신호 혹은 내부에서 생성한 영상 신호를, 화상 또는 영상으로서 표시하는 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다.
(적용예 1)
도 60에 도시한 전자 기기는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 텔레비전 장치이다. 이 텔레비전 장치는, 예를 들어 프론트 패널(511) 및 필터 유리(512)를 포함하는 영상 표시 화면부(510)를 갖고 있으며, 이 영상 표시 화면부(510)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(적용예 2)
도 61 및 도 62에 도시한 전자 기기는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 디지털 카메라이다. 이 디지털 카메라는, 예를 들어 플래시용 발광부(521), 표시부(522), 메뉴 스위치(523) 및 셔터 버튼(524)을 갖고 있으며, 그 표시부(522)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다. 도 61에 도시한 바와 같이, 이 디지털 카메라는, 렌즈 커버(525)를 갖고 있으며, 렌즈 커버(525)를 슬라이드시킴으로써 촬영 렌즈가 나타난다. 디지털 카메라는, 그 촬영 렌즈로부터 입사하는 광을 촬영함으로써, 디지털 사진을 촬영할 수 있다.
(적용예 3)
도 63에 도시한, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 비디오 카메라의 외관을 나타내는 것이다. 이 비디오 카메라는, 예를 들어 본체부(531), 이 본체부(531)의 전방측면에 설치된 피사체 촬영용의 렌즈(532), 촬영 시의 스타트/스톱 스위치(533) 및 표시부(534)를 갖고 있다. 그리고, 표시부(534)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(적용예 4)
도 64에 도시한 전자 기기는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이다. 이 노트북형 퍼스널 컴퓨터는, 예를 들어 본체(541), 문자 등의 입력 조작을 위한 키보드(542) 및 화상을 표시하는 표시부(543)를 갖고 있으며, 표시부(543)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(적용예 5)
도 65 내지 도 71에 도시한 전자 기기는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)가 적용되는 휴대전화기이다. 이 휴대전화기는, 예를 들어 상측 하우징(551)과 하측 하우징(552)을 연결부(553: 힌지부)로 연결한 것이며, 디스플레이(554), 서브 디스플레이(555), 픽처 라이트(556) 및 카메라(557)를 갖고 있다. 그 디스플레이(554) 또는 서브 디스플레이(555)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치이다.
(적용예 6)
도 72에 도시한 전자 기기는, 휴대형 컴퓨터, 다기능의 휴대전화, 음성 통화 가능한 휴대 컴퓨터 또는 통신 가능한 휴대 컴퓨터로서 동작하고, 소위 스마트폰, 태블릿 단말기라 불리는 경우도 있는, 정보 휴대 단말기이다. 이 정보 휴대 단말기는, 예를 들어 하우징(561)의 표면에 표시부(562)를 갖고 있다. 이 표시부(562)는, 실시 형태 1 내지 5 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)이다.
<3. 본 발명의 구성>
또한, 본 발명은, 이하의 구성을 취할 수도 있다.
(1) 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드 및 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치로서,
기판 위에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
상기 화소 전극과 대향하여 설치되고, 복수로 분할된 구동 전극과,
상기 구동 전극과 대향하여, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
상기 통상 동작 모드에 있어서, 화상 신호에 기초하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행함과 함께, 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하도록 터치 검출 제어를 행하는 제어 장치와,
상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 상기 터치 검출 전극에 근접 또는 접촉하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는 터치 검출 제어부
를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(2) 상기 통상 동작 모드에 있어서, 외부로부터 상시 공급되는 제1 전원 전압을 승압하여 제2 전원 전압을 생성하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 동작을 정지하는 승압 회로를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 화소 전극을 소정의 전위로 하는, 상기 (1)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(3) 제1 방향으로 연장되도록 상기 표시 영역에 설치되고, 주사 신호가 공급되는 복수의 주사선과,
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되도록 상기 표시 영역에 설치되고, 화소 신호가 공급되는 복수의 화소 신호선과,
상기 복수의 주사선과 상기 복수의 화소 신호선의 교차부에 각각 설치되고, 각각의 소스 또는 드레인의 한쪽이 상기 화소 신호선에 접속되고, 각각의 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 각각의 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 상기 화소 전극에 접속된 복수의 트랜지스터
를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 화소 신호선에 상기 소정의 전위를 공급함과 함께, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 화소 신호선에 상기 화소 신호를 공급함과 함께, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는, 상기 (2)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(4) 상기 제어 장치는,
상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 제1 게이트 드라이버와,
상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 제2 게이트 드라이버를 포함하는, 상기 (3)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(5) 상기 제어 장치는,
상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 게이트 드라이버를 포함하는, 상기 (3)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(6) 상기 제어 장치는,
상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 외부로부터 상시 공급되는 제1 전원 전압을 승압하여 제2 전원 전압의 생성을 개시하도록 전원 회로를 제어하고, 상기 제2 전원 전압을 이용하여, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는, 상기 (1)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(7) 상기 제어 장치는,
상기 통상 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 승압하여 상기 제2 전원 전압보다 고전압의 제3 전원 전압을 생성하도록 상기 전원 회로를 제어하고, 상기 제3 전원 전압을 이용하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하는, 상기 (6)에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(8) 상기 터치 검출 제어부는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극의 자기 정전 용량에 의해, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는, 상기 (1) 내지 상기 (7) 중 어느 하나에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(9) 상기 터치 검출 전극은 복수의 쌍을 이루고 있으며,
상기 터치 검출 제어부는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극 쌍의 사이의 상호 정전 용량에 의해, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는, 상기 (1) 내지 상기 (7) 중 어느 하나에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(10) 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 물체에 의한 소정의 제스처를 검출하면, 상기 통상 동작 모드로 이행하는, 상기 (1) 내지 상기 (9) 중 어느 하나에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
(11) 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드 및 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비하는 전자 기기로서, 상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 상기 (1) 내지 상기 (10) 중 어느 하나에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치인 전자 기기.
1: 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치
2: 화소 기판
3: 대향 기판
6: 액정층
10: 터치 검출 기능을 구비한 표시 디바이스
11: 제어부
12: 게이트 드라이버
13: 소스 드라이버
14: 구동 전극 드라이버
20: 액정 표시 디바이스
21: TFT 기판
22: 화소 전극
30: 터치 검출 디바이스
31: 유리 기판
32: 컬러 필터
35: 편광판
40: 터치 검출부
42: 터치 검출 신호 증폭부
43: A/D 변환부
44: 신호 처리부
45: 좌표 추출부
46: 검출 타이밍 제어부
51: 주사 제어부
52: 터치 검출 주사부
53: 구동부
54: 논리곱 회로
61: 고레벨 전압 생성부
62: 저레벨 전압 생성부
63, 64, 66: 버퍼
65: 스위칭 회로
65E, 66E: 출력 단자
70: 승압 회로
100: 터치 검출 제어부
100D: 게이트 드라이버
110: 터치 IC
200: 전원 IC
VcomAC: 구동 신호
VcomDC: 표시용 구동 전압
COML: 구동 전극
TDL, TDLa, TDLb: 터치 검출 전극
Vcom: 구동 신호
Vdet: 터치 검출 신호

Claims (11)

  1. 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드 및 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치로서,
    기판 위에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
    상기 화소 전극과 대향하여 설치되고, 복수로 분할된 구동 전극과,
    상기 구동 전극과 대향하여, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
    상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 화상 신호에 기초하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행함과 함께, 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하도록 터치 검출 제어를 행하는 제어 장치와,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 상기 터치 검출 전극에 근접 또는 접촉하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
    상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는 터치 검출 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 외부로부터 상시 공급되는 제1 전원 전압을 승압하여 제2 전원 전압을 생성하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 동작을 정지하는 승압 회로를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 화소 전극을 소정의 전위로 하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 방향으로 연장되도록 상기 표시 영역에 설치되고, 주사 신호가 공급되는 복수의 주사선과,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되도록 상기 표시 영역에 설치되고, 화소 신호가 공급되는 복수의 화소 신호선과,
    상기 복수의 주사선과 상기 복수의 화소 신호선의 교차부에 각각 설치되고, 각각의 소스 또는 드레인의 한쪽이 상기 화소 신호선에 접속되고, 각각의 게이트가 상기 주사선에 접속되고, 각각의 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 상기 화소 전극에 접속된 복수의 트랜지스터
    를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 화소 신호선에 상기 소정의 전위를 공급함과 함께, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 화소 신호선에 상기 화소 신호를 공급함과 함께, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 제1 게이트 드라이버와,
    상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 제2 게이트 드라이버를 포함하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 상기 제2 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하고, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 이용하여 상기 주사선에 상기 주사 신호를 공급하는 게이트 드라이버를 포함하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 외부로부터 상시 공급되는 제1 전원 전압을 승압하여 제2 전원 전압의 생성을 개시하도록 전원 회로를 제어하고, 상기 제2 전원 전압을 이용하여, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 통상 모드에 있어서, 상기 제1 전원 전압을 승압하여 상기 제2 전원 전압보다 고전압의 제3 전원 전압을 생성하도록 상기 전원 회로를 제어하고, 상기 제3 전원 전압을 이용하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치 검출 제어부는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극의 자기 정전 용량에 의해, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 검출 전극은 복수의 쌍을 이루고 있으며,
    상기 터치 검출 제어부는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극 쌍의 사이의 상호 정전 용량에 의해, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 슬립 모드에 있어서, 상기 물체에 의한 소정의 제스처를 검출하면, 상기 통상 동작 모드로 이행하는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치.
  11. 화상 표시를 행함과 함께 터치 검출을 행하는 통상 동작 모드 및 화상 표시를 행하지 않고 터치 검출을 행하는 슬립 모드를 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 구비하는 전자 기기로서,
    상기 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는,
    기판 위에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역과,
    상기 화소 전극과 대향하여 설치되고, 복수로 분할된 구동 전극과,
    상기 구동 전극과 대향하여, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과,
    상기 표시 영역에 화상을 표시하는 화상 표시 기능을 갖는 표시 기능층과,
    상기 통상 동작 모드에 있어서, 화상 신호에 기초하여, 상기 화소 전극과 상기 구동 전극의 사이에 표시용 구동 전압을 인가하여 상기 표시 기능층의 화상 표시 기능을 발휘시키도록 화상 표시 제어를 행함과 함께, 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하도록 터치 검출 제어를 행하는 제어 장치와,
    상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 상기 터치 검출 전극에 근접 또는 접촉하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부와,
    상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하는 터치 검출 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 슬립 모드에 있어서, 상기 터치 검출 제어부가 상기 터치 검출 전극으로의 상기 물체의 근접 또는 접촉을 검출하면, 상기 화소 전극을 소정의 전위로 제어하고, 그 후 상기 터치용 구동 신호를 상기 구동 전극에 공급하는 전자 기기.
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