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JP2015164033A - センサ付表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

センサ付表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】インセルタイプの表示装置であってセルフ検出方式を適用することできるセンサ付表示装置を提供する。
【解決手段】一方向に延伸する複数の電極を互いに交差するように配置した一対のタッチセンサ用電極(COME、DETE)と、マトリクス状に配された複数の表示素子と、表示素子の配列する行に沿って延びる複数のゲート線Gと、表示素子の配列する列に沿って延びる複数のソース線Sと、を具備する表示パネル(PNL)と、を有し、表示パネルに備えられる表示用の共通電極COMEは、一対のタッチセンサ用電極のうちの1方の電極として兼用され、タッチセンサ用電極は、セルフ検出方式で駆動され、表示パネルの映像表示動作とタッチセンサ用電極の駆動動作とがタイムシェアリングによって実行されるセンサ付表示装置である。
【選択図】図9

Description

本発明の実施形態は、センサ付表示装置及びその駆動方法に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置などの表示装置上に装着し、あるいはタッチパネルと表示装置を一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチ検出機能を有する表示装置は、キーボード、マウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
タッチパネルの方式としては、一方向に延伸する複数の電極を互いに交差するように配置した静電容量式のタッチパネルが知られている。このタッチパネルでは、各電極は、それぞれ制御回路と接続され、制御回路から励磁電流を供給することにより、外部近接物体を検出するようになされている。
タッチセンサ付表示装置としては、表示装置の表示面上にタッチパネルを形成した、いわゆるオンセルタイプの表示装置の他に、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極(タッチ検出電極)をこの共通電極と交差するように配置した、いわゆるインセルタイプの表示装置が提案されている。
またタッチ位置を検出する方式としては、ミューチャル(Mutual)検出方式、及びセルフ(Self)検出方式が知られている。ミューチャル(Mutual)検出方式では、一方の電極に交流の駆動信号が入力され、この駆動信号によって他方の電極に発生する検出信号を処理することでタッチ位置が検知される。セルフ(Self)検出方式では、それぞれの電極に交流の駆動信号が入力され、それぞれの自身の電極に発生する信号を処理することでタッチ位置が検知される。
特開2009−244958号公報 特開2009−258182号公報
一方、タッチペン自体が静電気を発生するアクティブペンと呼ばれるスタイラスペンを検出し、あるいはタッチパネルに接触しない浮遊状態にある指などを検出する高感度の検出技術が用いられるようになっている。このような高感度に物体を検出するためには、ミューチャル(Mutual)検出方式ではなく、セルフ(Self)検出方式が使用されるケースが増加している。
本発明は、インセルタイプの表示装置であってセルフ検出方式を適用することできるセンサ付表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
一実施形態に係るセンサ付表示装置は、一方向に延伸する複数の電極を互いに交差するように配置した一対のタッチセンサ用電極と、マトリクス状に配された複数の表示素子と、前記表示素子の配列する行に沿って延びる複数のゲート線と、前記表示素子の配列する列に沿って延びる複数のソース線と、を具備する表示パネルと、を有し、前記表示パネルに備えられる表示用の共通電極は、前記一対のタッチセンサ用電極のうちの1方の電極として兼用され、前記タッチセンサ用電極は、セルフ検出方式で駆動され、前記表示パネルの映像表示動作と前記タッチセンサ用電極の駆動動作とがタイムシェアリングによって実行されるセンサ付表示装置である。
第1の実施の形態のセンサ付き表示装置における表示装置の概略の構成を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置の構造をより詳細に示す断面図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセルフ検出方式の原理を説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセルフ検出方式の原理を説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセルフ検出方式を実現する基本回路の例を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のスイッチがオン、オフされる状態における等価回路を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置の容量の電圧の変化波形と、比較器の出力波形を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のミューチャル検出方式の代表的な基本構成を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセンサの概略の構成を示す図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出方式とミューチャル検出方式との駆動方法を説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出におけるセンシング感度を低下させる理由について説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する方法を説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する他の方法を説明するための図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する他の方法を説明するための図である。 第1の実施の形態に先立って検討したセンサ付き表示装置のセンサの共通電極及び検知電極の概略の構成を示す平面図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセンサの共通電極及び検知電極の概略の構成を示す平面図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置の各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態のセンサ付き表示装置のセルフ検出モードにおける動作を示すタイムチャートである。 第1の実施の形態の変形例のセンサ付き表示装置の各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例のセンサ付き表示装置の各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例のセンサ付き表示装置のセルフ検出モードにおける動作を示すタイムチャートである。 第2の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセンサの概略の構成を示す図である。 第2の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセンサの詳細の構成を示す図である。 第2の実施の形態のセンサ付き表示装置におけるセンサの詳細の構成を拡大して示す図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおける表示装置の概略の構成を示す図である。なお、第1の実施の形態において、表示装置は液晶表示装置である。
表示装置は、表示パネルPNLと、表示パネルPNLを背面側から照明するバックライトBLTと、を備えている。そして表示パネルPNLには、マトリクス状に配置された表示画素PXを含む表示部が設けられている。
図1に示すように、表示部においては、複数の表示画素PXが配列する行に沿って延びるゲート線G(G1、G2…)と、複数の表示画素PXが配列する列に沿って延びるソース線S(S1、S2…)と、ゲート線Gとソース線Sが交差する位置近傍に配置された画素スイッチSWとが備えられている。
画素スイッチSWは薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を備えている。画素スイッチSWのゲート電極は対応するゲート線Gと電気的に接続されている。画素スイッチSWのソース電極は対応するソース線Sと電気的に接続されている。画素スイッチSWのドレイン電極は対応する画素電極PEと電気的に接続されている。
また、複数の表示画素PXを駆動する駆動手段として、ゲートドライバGD(左側GD−Lおよび右側GD−R)とソースドライバSDとが設けられている。複数のゲート線GはゲートドライバGDの出力端子と電気的に接続されている。複数のソース線SはソースドライバSDの出力端子と電気的に接続されている。
ゲートドライバGDとソースドライバSDとは、表示部の周囲の領域(額縁)に配置されている。ゲートドライバGDは複数のゲート線Gにオン電圧を順次印加して、選択されたゲート線Gに電気的に接続された画素スイッチSWのゲート電極にオン電圧を供給する。ゲート電極にオン電圧が供給された画素スイッチSWの、ソース電極−ドレイン電極間が導通する。ソースドライバSDは、複数のソース線Sのそれぞれに対応する出力信号を供給する。ソース線Sに供給された信号は、ソース電極−ドレイン電極間が導通した画素スイッチSWを介して対応する画素電極PEに印加される。
ゲートドライバGDとソースドライバSDとは、表示パネルPNLの外部に配置された制御回路CTRにより動作を制御される。また制御回路CTRは、後述する共通電極COMEに共通電圧Vcomを供給している。さらに制御回路CTRは、バックライトBLTの動作を制御する。
図2は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPの構造をより詳細に示す断面図である。
センサ付き表示装置DSPは、表示パネルPNL、バックライトBLT、第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2を備えている。図示した例では、表示パネルPNLは、液晶表示パネルであるが、有機エレクトロルミネッセンス表示パネルなどの他のフラットパネルであっても良い。また、図示した表示パネルPNLは、表示モードとして横電界モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、及び、液晶層LQを備えている。第1基板SUB1と第2基板SUB2とは所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わされている。液晶層LQは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間のセルギャップに保持されている。
第1基板SUB1は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第1絶縁基板10を用いて形成されている。第1基板SUB1は、第1絶縁基板10の第2基板SUB2に対向する側に、ソース線S、共通電極COME、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第1配向膜AL1などを備えている。
ここで、画素電極PE及び共通電極COMEは、これら電極間に配置される液晶層の画素領域とともに表示画素を構成し、表示画素は表示パネルPNLにマトリクス状に配置されている。
第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上に配置されている。なお、詳述しないが、第1絶縁基板10と第1絶縁膜11との間には、ゲート線G、スイッチング素子のゲート電極や半導体層などが配置されている。ソース線Sは、第1絶縁膜11の上に形成されている。また、スイッチング素子のソース電極やドレイン電極なども第1絶縁膜11の上に形成されている。図示した例では、ソース線Sは、共通電極COMEと平行して第2方向Yに延出している。
第2絶縁膜12は、ソース線S及び第1絶縁膜11の上に配置されている。共通電極COMEは、第2絶縁膜12の上に形成されている。図示した例では、共通電極COMEは、複数のセグメントによって構成されている。共通電極COMEの各セグメントは、それぞれ第2方向Yに延出し、間隔をおいて第1方向Xに並んでいる。このような共通電極COMEは、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。なお、図示した例では、共通電極COMEの上に金属層MLが形成され、共通電極COMEを低抵抗化しているが、金属層MLは省略しても良い。
第3絶縁膜13は、共通電極COME、金属層ML、及び第2絶縁膜12の上に配置されている。画素電極PEは、第3絶縁膜13の上に形成されている。各画素電極PEは、隣接するソース線Sの間にそれぞれ位置し、共通電極COMEと対向している。また、各画素電極PEは、共通電極COMEと対向する位置にスリットSLを有している。このような画素電極PEは、例えば、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。第1配向膜AL1は、画素電極PE及び第3絶縁膜13を覆っている。
一方、第2基板SUB2は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第2絶縁基板20を用いて形成されている。第2基板SUB2は、第2絶縁基板20の第1基板SUB1に対向する側に、ブラックマトリクスBM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、オーバーコート層OC、第2配向膜AL2などを備えている。
ブラックマトリクスBMは、第2絶縁基板20の内面に形成され、各画素を区画している。カラーフィルタCFR、CFG、CFBは、それぞれ第2絶縁基板20の内面に形成され、それらの一部がブラックマトリクスBMに重なっている。カラーフィルタCFRは例えば赤色カラーフィルタであり、カラーフィルタCFGは例えば緑色カラーフィルタであり、カラーフィルタCFBは例えば青色カラーフィルタである。オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFR、CFG、CFBを覆っている。オーバーコート層OCは、透明な樹脂材料によって形成されている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層OCを覆っている。
検出電極DETEは、第2絶縁基板20の外面に形成されている。この検出電極DETEは、共通電極COMEの各セグメントと交差する方向に延出しており、図示した例では、第1方向Xに延出している。このような検出電極DETEは、例えば、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。
バックライトBLTは、表示パネルLPNの背面側に配置されている。バックライトBLTとしては、種々の形態が適用可能であり、光源として発光ダイオード(LED)を利用したものや冷陰極管(CCFL)を利用したものなどのいずれでも適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。
第1光学素子OD1は、第1絶縁基板10とバックライトBLTとの間に配置されている。第2光学素子OD2は、検出電極DETEの上に配置されている。第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいても良い。
続いて、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPに用いられるタッチセンサについて説明する。上述のようにタッチパネルに対して利用者の指或いはペンが触れていること、或いは近接していることを検出する方式として、セルフ(Self)検出方式と、ミューチャル(Mutual)検出方式がある。以下、各検出方式の原理を説明する。
<セルフ(Self)検出方式>
図3、図4は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおけるセルフ検出方式の原理を説明するための図である。
図3は、タッチパネルに対してユーザの指が触れていない状態を示している。図3(1)は制御スイッチSWcにより電源Vddと検出電極DETEとが接続され、検出電極DETEがコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極DETEが有する容量Cx1が充電される。図3(2)は制御スイッチSWcにより、電源Vddと検出電極DETEとの接続がオフされ、検出電極DETEとコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷はコンデンサCcrを介して放電される。
図4は、タッチパネルにユーザの指が触れている状態を示している。図4(1)は制御スイッチSWcにより電源Vddと検出電極DETEとが接続され、検出電極DETEがコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極DETEが有する容量Cx1のみでなく、検出電極DETEに近接している利用者の指により生じる容量Cx2も充電される。図4(2)は制御スイッチSWcにより、電源Vddと検出電極DETEがオフされ、検出電極DETEとコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷と容量Cx2の電荷とがコンデンサCcrを介して放電される。
ここで、図3(2)に示す放電時(指がパネルに対して非タッチ状態)における容量Ccrの電圧変化特性に対して、図4(2)に示す放電時(指がパネルに対してタッチ状態)における容量Ccrの電圧変化特性は、容量Cx2が存在するために、明らかに異なる。したがって、セルフ検出方式では、容量Ccrの電圧変化特性が、容量Cx2の有り無しにより、異なることを利用して、指などの操作入力の有無を判定している。
図5は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおけるセルフ検出方式を実現する基本回路の例を示す図である。
検出電極DETEは、分圧用の容量Crの一方の端子に接続されるとともに、比較器COMPの一方の入力端子に接続される。検出電極DETEは、自己の容量Cxを有する。自己容量Cxを持つ検出電極DETEには例えばセンサ付き表示装置DSPのセルフセンシングパルス端子TSSPを介してタッチIC(TP−IC)からのセルフセンシングパルス(SSP)が供給され、第1の実施の形態では例えばSW2及びSW3のオン/オフ信号がセルフセンシングパルス(SSP)とされる。比較器COMPの他方の入力端子は、比較電圧Vrefの供給端子に接続されている。
なお、以下では説明の簡略のために、検出電極DETEを容量Cxを備えたキャパシタCxであるとして説明する。
容量Crの他方の端子は、スイッチSW1を介して電圧Vccの電源ラインに接続される。また容量Crの他方の端子は、抵抗Rcを介して容量Ccの一方の端子に接続されている。容量Ccの他方の端子は、基準電位(例えばアース電位)に接続される。
スイッチSW2は、容量Crの他方の端子と基準電位間に接続され、スイッチSW3は、容量Crの一方の端子と基準電位間に接続されている。スイッチSW1,SW2,SW3及び比較器COMPは、制御回路内に設けられている。
次に動作を説明する。スイッチSW1は、一定の周期でオンし、容量Ccを充電することができる。容量Ccが充電されるときは、スイッチSW2,SW3はオフされる。容量Ccが充電されると、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオフされ、容量Ccの電荷が保持される。
次に、スイッチSW2,SW3が一定時間オンされる(なおスイッチSW1はオフを維持する)。すると、容量Cr、Cxの電荷のほとんどが放電されるとともに、容量Ccの電荷の一部が、抵抗Rcを介して放電される。
次に、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオフされる。すると、容量Ccの電荷が、容量Cr,Cxに移動する。次に、容量Cxの電圧Vxが比較器COMPにおいて、比較電圧(或いはスレッシュホールド電圧)Vrefと比較される。
図6は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのスイッチSW1,SW2,SW3がオン、オフされる状態における等価回路を示す図である。
図6の等価回路に示すように、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオフ状態にされると、容量Ccの電荷が容量Cr,Cxに移動し、次に、容量Cxの電圧Vxの変化が比較器COMPにおいて、比較電圧Vrefと繰り返し比較される。
即ち、次の動作が繰り返し実行される。スイッチSW2,SW3が一定時間オンされる(なおスイッチSW1はオフを維持する)。すると、容量Cr、Cxの電荷のほとんどが放電されるとともに、容量Ccの電荷の一部が、抵抗Rcを介して放電される。そして、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオフされる。すると、容量Ccの電荷が、容量Cr,Cxに移動する。
電圧Vr,Vc,Vxと、容量Cr,Cc,Cxの関係は次の式(1)−(3)で表される。
Vc=Vr+Vx ・・・・(1)
Vr:Vx=(1/Cr):(1/Cx)・・・・(2)
Vx=(Cr/(Cr+Cx))×Vc・・・・(3)
上記したように、スイッチSW1を介して容量Ccが電圧Vcまで充電された後、スイッチSW1,SW2がオンとオフを繰り返すと、次第に、Vcの電圧Vcが低下し、Cxの電圧Vxも低下する。この動作、つまり容量Ccが電圧Vcまで充電された後、スイッチSW2,SW3が繰り返しオンとオフを繰り返す動作は、電圧Vxがスレッシュホールド電圧Vrefよりも小さくなるまで続けられる。
図7は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPの容量Ccの電圧Vcの変化波形と、比較器COMPの出力波形を示す図である。図7に示す座標の横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。
スイッチSW1がオンすると、容量Ccの電圧Vcは、容量Ccと抵抗Rcの時定数に従って電圧Vccになるまで充電される。その後、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオフ状態となり、容量Ccの電荷が、容量Cr,Cxに移動する。次に、容量Cxの電圧Vxの変化が比較器COMPにおいて、比較電圧Vrefと比較される。
電圧Vcの変化の特性または変換の度合いは、容量CrとCxの合計値に応じて変化する。すなわち、容量CrとCxの合計値が大きいほど、SW2及びSW3がオフしたときに容量Ccから容量Cr及び容量Cxに移動する電荷の量が大きいため、電圧Vcが低下する度合いも大きくなる。また容量Cxの値は、検出電極DETEに対するユーザの指の接近の程度に応じて異なる。
このために図7に示すように、ユーザの指が検出電極DETEから遠い場合は、ゆっくりした変化を伴う特性VCP1となり、ユーザの指が検出電極DETEに近い場合は、すばやい変化を伴う特性VCP2となる。ユーザの指が検出電極DETEに近い場合に、遠い場合に比べて、Vcの低下率が大きいのは、容量Ccの値が指の容量により増加されたからである。
比較器COMPは、スイッチSW2,SW3が繰り返してオンオフするのに同期して、電圧Vrをスレッシュホールド電圧Vrefと比較する。そしてVr>Vrefのときは、比較器COMPは、出力パルスを得る。しかし比較器COMPは、Vr<Vrefになると出力パルスを停止する。
比較器COMPの出力パルスは、図示しない計測回路或いは計測アプリケーションにより監視される。つまり、容量Ccに対する1回の充電の後、上記したスイッチSW2,SW3による短期間の繰り返し放電が実行され、電圧Vrの値が繰り返し計測される。このとき、比較器COMPの出力が得られる期間(MP1或いはMP2)が計測されてもよいし、比較器COMPの出力パルス数(容量Ccの充電後からVr<Vthになるまでのパルス数)が計測されてもよい。
ユーザの指が検出電極DETEから遠い場合は、期間が長く、ユーザの指が検出電極DETEに近い場合は、期間が短い。または、ユーザの指が検出電極DETEから遠い場合は、比較器COMPの出力パルス数が多く、ユーザの指が検出電極DETEに近い場合は、比較器COMPの出力パルス数が少ない。
よって、タッチパネルの平面に対する指の近接度を検出パルスのレベルで判断することができる。また、同時に検出電極が2次元的(マトリックス)に配列されることにより、タッチパネルの平面上の指の2次元上の位置を検出することができる。
なお、上記のようにユーザの指が検出電極DETEに影響しているか否かが検出されるが、その検出時間は、例えば数百μs乃至数msオーダーである。
<ミューチャル(Mutual)検出方式>
図8は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのミューチャル検出方式の代表的な基本構成を示す図である。共通電極COMEと検出電極DETEとが利用される。共通電極COMEは、複数のストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・を含む。この複数のストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・が走査(駆動)方向(Y方向またはX方向)に配列されている。
一方、検出電極DETEは、複数のストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・(ストライプ状共通電極よりも細い)を含む。この複数のストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・は、ストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・と直交する方向(X方向またはY方向)に配列されている。
共通電極COMEと検出電極DETEは、間隔を置いて配置される。このために、複数のストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・と、複数のストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・との間には、基本的に容量Ccが存在する。
複数のストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・は所定の周期で駆動パルスTxにより走査される。今、ユーザの指がストライプ状検出電極Dete2に近接して存在するものとする。すると、ストライプ状共通電極Come2に駆動パルスが供給されたときに、ストライプ状検出電極Dete2からは、他のストライプ状検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルスが得られる。検出線はTx電極からのフリンジ電界をモニターしており、指のような導電物が近接するとこのフリンジ電界を遮蔽する効果がある。フリンジ電界が遮蔽されることで、検出線の検出電位が低下する。
ミューチャル検出では、この検出電位の差を、ポジションDETPの検出パルスとして取り扱うことができる。
上記の容量Cxは、ユーザの指が検出電極DETEに近い場合と、遠い場合とで異なる。このために検出パルスのレベルもユーザの指が検出電極DETEに近い場合と、遠い場合とで異なる。よって、タッチパネルの平面に対する指の近接度を検出パルスのレベルで判断することができる。勿論、駆動パルスTxによる電極駆動タイミングと、検出パルスの出力タイミングにより、タッチパネルの平面上の指の2次元上の位置を検出することができる。
図9は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセンサの概略の構成を示す図である。図9(1)はセンサ付き表示装置DSPの断面図を示し、図9(2)はセンサの構成を示す平面図を示している。
図9(1)に示すように、センサ付き表示装置DSPは、アレイ基板ARと、対向基板CTと、アレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えている。
なお、以下では説明の簡略のために、上述のストライプ状共通電極Come1,Come2,Come3・・・・を共通電極COMEと表す。また、ストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・を検出電極DETEと表す。
アレイ基板ARは、TFT基板10と、共通電極COMEと、を備えている。TFT基板10は、ガラス等の透明絶縁基板と、図示しないスイッチング素子と、ソース配線やゲート配線等の各種配線と、これらを覆う絶縁膜である平坦化層と、を備えている。共通電極COMEは、TFT基板10上に配置され絶縁層に覆われている。共通電極COMEは、例えば、第1方向に延びるとともに第1方向に直交する第2方向に複数並んだストライプ状に配置されている。共通電極COMEは、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium zinc oxide)等の透明電極材料によって形成されている。本実施形態では、共通電極COMEは、センサ用駆動電極としても用いられる。
対向基板CTは、ガラス等の透明絶縁基板20と、カラーフィルタCFと、検出電極DETEと、偏光板PLと、を備えている。カラーフィルタCFは、透明絶縁基板20上に配置されている。カラーフィルタCFは、オーバーコート層OCに覆われている。検出電極DETEは、透明絶縁基板20の外側(カラーフィルタCFと反対側)の主面に配置されている。検出電極DETEは、共通電極COMEが延びた方向(第1方向)と略直交する方向(第2方向)に延びるとともに、第1方向に複数並んだストライプ状に配置されている。検出電極DETEは、例えばITOやIZO等の透明電極材料によって形成されている。偏光板PLは、検出電極DETE上(透明絶縁基板20のカラーフィルタCFと反対側)に配置されている。
図9(2)は、上述の共通電極COMEと検出電極DETEとの一構成例を説明するための図である。第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPでは、セルフ検出方式とミューチャル検出方式とを切り換えて使用することが可能である。そして、セルフ検出方式では、共通電極COMEと検出電極DETEとが、それぞれ第2方向及び第1方向の接触(又は近接)位置を検出する。またミューチャル検出方式では、共通電極COMEには駆動パルスが入力され、検出電極DETEから検出パルスを得る。なお、共通電極COME及び検出電極DETEを、セルフ検出方式とミューチャル検出方式に切り替える方法及び検出駆動方法については後述する。
また、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセンサ電極(共通電極COME及び検出電極DETE)の構成では、共通電極COMEが縦コム構造となっている点が特徴となっている。この詳細の内容については後述する。
図10は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出方式とミューチャル検出方式との駆動方法を説明するための図である。上述のように、映像表示に使用される共通電極COMEがタッチ位置検知用の電極としても共用されているため、映像表示動作とタッチ位置検知動作とをタイムシェアリングにより駆動する。
図10(1)に示すミューチャル検出方式では、映像を表示する期間とタッチ位置を検出する期間とをそれぞれ分割し、分割された映像表示期間と分割されたタッチ位置検出期間とを交互に繰り返して1フレーム期間を構成する。即ち、RGBの3色を選択する信号(SELR/G/B)に対応して色毎の映像信号(SIGn)を出力する動作を分割された複数の表示行について実行した後、分割された複数の共通電極COMEに駆動パルスTx入力するミューチャル検出動作を実行する。そして、この動作を分割された複数の表示行と複数の共通電極COMEについて順次繰り返して実行する。
図10(2)に示すセルフ検出方式では、1フレームの映像を表示した後、全共通電極COMEに駆動パルスを入力してセルフ検出動作を実行する。即ち、RGBの3色を選択する信号(SELR/G/B)に対応して色毎の映像信号(SIGn)を出力する動作を全表示行について実行した後、全共通電極COMEを対象として駆動パルスを入力してセルフ検出動作を実行する。
なお、セルフ検出方式で分割せずに一括してセンシング動作を行うのは、まとめてセンシングデータを取得することでセンシングの感度を高めることができるからである。但し、セルフ検出方式はミューチャル検出方式よりも高感度でセンシングすることができる方式であるため、図10(2)の方式に限定されず図10(1)に示す分割方式でセンシングしても良い。
図11は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出におけるセンシング感度を低下させる理由について説明するための図である。
上述のようにセルフ検出方式では、指と電極との間の容量Cx2が検知感度に影響を与える。ここで、図11に示すように、共通電極COMEはソース線S、ゲート線Gに近接して配置されているため、ソース線S、ゲート線Gとの間の寄生容量が非常に大きく、この容量の膜厚差や温度等によるばらつきによって大きな誤差を生み、検出感度を低下させてしまう。また、大きな寄生容量の存在によって共通電極COMEを所望の応答性の良い波形で駆動することができないため、共通電極COMEをセルフ検出方式用に用いることが困難であった。
図12は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する方法を説明するための図である。
図12に示すように、ゲート線Gと接続するスイッチ、ソース線Sと接続するスイッチを設け、タッチ位置検出期間中はスイッチを開状態としてゲート線Gとソース線Sとをフローティング状態とする。これによって、寄生容量の影響を原理的に0にして共通電極COMEを所望の波形で駆動することが可能となる。
図13は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する他の方法を説明するための図である。
図13(1)に示すように、ゲート線Gと接続するスイッチ、ソース線Sと接続するスイッチを設け、タッチ位置検出期間中はゲート線Gと接続するスイッチを開状態としてゲート線Gをフローティング状態とする。そして、図13(2)に示すように、ソース線Sには、共通電極COMEの検出波形と同期した同一の波形を入力する。これによって、寄生容量の影響を低減化して共通電極COMEを所望の波形で駆動することが可能となる。
なお、駆動波形と同期した同一の波形を入力するソース線Sは、駆動波形が入力された共通電極COMEとソース線を物理的にショートさせて駆動したほうが好ましい。COMEの電極の抵抗は通常は透明電極(ITO, IZO)等で作成されており、Metalで形成されているソース電極よりも抵抗が高い。ショートして駆動することでCOME配線の抵抗が下げられ抵抗が下げられることで消費電力等のメリットがある。それのみに限定されず検出波形が入力された共通電極COMEに対応していないソース線Sに対しても駆動波形と同期した同一の波形を入力しても良い。
図14は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出における寄生容量の影響を軽減する他の方法を説明するための図である。
図14(1)に示すように、ゲート線Gと接続するスイッチ、及びソース線Sと接続するスイッチを設けるが、タッチ位置検出期間中はゲート線G、ソース線Sと接続するスイッチは閉状態とする。即ち、ソース線S及びゲート線Gをフローティング状態としない。そして、図14(2)に示すように、ゲート線G、ソース線Sには、共通電極COMEの駆動波形と同期した同一の波形を入力する。これによって、共通電極COMEを所望の波形で駆動することが可能となる。なお、ゲート線Gを駆動する信号は、スイッチングトランジスタがオフ状態を維持できるような電位の波形とする。これは画素毎に設置されているスイッチングトランジスタがオン状態となって液晶表示画素にリークが発生して表示画質を悪化することを防止するためである。
なお、駆動波形と同期した同一の波形を入力するソース線Sは、駆動波形が入力された共通電極COMEに対応するソース線Sに入力しても良く、それのみに限定されず駆動波形が入力された共通電極COMEに対応していないソース線Sに対しても駆動波形と同期した同一の波形を入力しても良い。
図15(1)は第1の実施の形態に先立って検討したセンサ付き表示装置DSPのセンサの共通電極及び検知電極の概略の構成を示す平面図である。図15(2)は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセンサの共通電極及び検知電極の概略の構成を示す平面図である。
図15(1)では、共通電極COMEとソース線Sとは互いに直交して設けられている。このため、セルフ(Self)検出方式では共通電極COMEからの配線は、図の左右方向に引出されているため、左右の額縁部に共通電極COME駆動用のIC(Block Scanner)が設けられており、額縁部が大きくなる。しかし、図15(2)の第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPでは、共通電極COMEがソース線Sと平行に設けられている。このため、共通電極COMEからの配線は、図のFPC側(ソース線Sの延在方向)方向に引出すことが可能である。従って、左右の額縁部にタッチ駆動用のIC(Block Scanner)を設ける必要がなくなり額縁部を小さくすることができる。
また、表示用の共通電極をセルフ検出方式の電極として使用する場合には、新たに共通電極から検出信号を取り出すための配線を設ける必要がある。このため液晶素子の額縁が大幅に広くなりマザーシートからの液晶パネルの取れ数の低下やセットのデザインに起因する狭額縁のニーズに逆行する。
第1の実施の形態では共通電極COMEからのセンサ配線は、額縁を経由することなくアレイ基板ARのFPC側(ソース線Sの延在方向)に設けられた切替部40に入力される。この切替部40は、表示部の動作モード(表示モード、ミューチャル検出モード、セルフ検出モード)に応じて共通電極COMEと接続する信号ラインを切り替える。また、切替部40は、FPC(Flexible Print Circuit)を介して検出電極DETEの下方に設けられているタッチ処理用のIC(TP−IC)と接続される。また、検出電極DETEからのセンサ配線もタッチIC(TP−IC)に接続される。このように第1の実施の形態では、左右に配置されていたタッチ駆動用のIC(Block Scanner)もなくすことができ、図15(1)の構成と比して額縁をさらに狭くすることができる。
また、第1の実施の形態では、タッチ検出期間において共通電極COMEはソース線Sと電気的に並列接続するように構成されている。この詳細の構成については後述する。この結果、センサ線である共通電極COMEの抵抗を低減することができる。
続いて、上述のセンサ駆動動作を実現する回路の構成と動作について説明する。
図16は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPの各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。
上述のように、共通電極COMEは縦方向(第2方向Y)に沿出するとともに、横方向(第1方向X)に間隔をおいて並べられている。即ち、1つの共通電極COMEを1ブロックとすると、第1方向Xに複数のブロックの共通電極COMEが設けられている。また、1つの共通電極COMEに複数の画素が対応する。即ち、1つのブロックの共通電極COMEに対して1つのブロックの画素群が対応付けられる。図16では、jブロックの共通電極COMEとjブロックの画素群、(j+1)ブロックの共通電極COMEと(j+1)ブロックの画素群とが記載されている。
画素に映像信号を供給するソース線Sは、ソース線フロート部31を介して各画素と接続している。ソース線フロート部31には、ソース線Sを断続するスイッチが各ソース線ごとに設けられ、これらのスイッチはソース線断続信号SEL1、SEL2によって開閉動作が制御される。なお、図16では、1本のソース線Sが2つの列の画素と接続される2選択式の構成を記載しているが、この形態に限定されず、1選択式、3選択式など選択数については任意の方式を採用することができる。スイッチによってソース線Sが開放されることによってソース線はフローティング状態になる。
ゲート線Gは、ゲート線フロート部30に入力される。また、ゲート線フロート部30にはゲートオフ信号(Gate_Off)が入力される。ゲート線フロート部30には、画素行ごとに1つのAND回路が設けられ、ゲート信号とゲートオフ信号(Gate_Off)との論理積(AND)が出力信号として第1方向Xの画素に入力される。第1の実施の形態では、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオンすることによってゲート線Gがフローティング状態になる。
なお、図16では、説明の便宜のために2つの画素行と2つのブロックについての構成を記載しているが、ソース線フロート部31とゲート線フロート部30は、全ブロックと全画素行について構成されている。
続いて、図16の下部に示す回路の構成について説明する。
jブロックの共通電極COMEは、jブロックモード切替スイッチ41j、42jの一端と接続している。jブロックモード切替スイッチ41jの他端は、タッチIC(TP−IC)に接続されている。jブロックモード切替スイッチ41jはセルフ検出モードのときにセルフモード信号(Self_EN)によって接続状態とされる。即ち、セルフ検出モードのときは、セルフセンシングパルス端子(TSSP)を介してタッチIC(TP−IC)からのセルフセンシングパルス(SSP)が共通電極COMEに供給される。この結果、タッチIC(TP−IC)は共通電極COMEをセルフ検知センサとして直接制御することができる。
一方、jブロックモード切替スイッチ42jは、ミューチャル検出モードまたは映像表示モードのときにセルフモード信号(Self_EN)によって接続状態とされる。jブロックモード切替スイッチ42jの他端は、jブロック直流選択スイッチ43jを介して直流駆動信号(VCOMDC)の供給ラインと接続し、またjブロック交流選択スイッチ44jを介して交流駆動信号(TSVCOM)の供給ラインと接続している。jブロック直流選択スイッチ43jは、映像表示モードのときにjブロック選択部45jによって接続状態とされ、共通電極COMEに直流駆動信号(VCOMDC)を供給する。jブロック交流選択スイッチ44jは、ミューチャル検出モードのときにjブロック選択部45jによって接続状態とされ、共通電極COMEに交流駆動信号(TSVCOM)、即ち駆動パルスTxを供給する。
jブロック選択部45jは、シフトレジスタと出力バッファとで構成され、ミューチャル検出モードのときに、入力される直流選択信号(VCOMSEL)をクロック(不図示)に同期してシフトする。この直流選択信号(VCOMSEL)が次段の(j+1)ブロック選択部45j+1に入力されるまでjブロック交流選択スイッチ44jを接続状態とする。このようにして、駆動パルスTxを入力する共通電極COMEが選択される。
なお、(j+1)ブロックの回路の構成は、上述のjブロックの回路の構成と同様であるため、その説明は省略する。
図17は、第1の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出モードにおける動作を示すタイムチャートである。
タッチ検出モードとしてセルフ検出モードが選択されている場合、時刻T1においてタッチ検出期間が開始されると、映像表示信号Snにはプリチャージ電圧が設定される。このとき、ソース線断続信号SEL1、SEL2がオン状態となるため、ソース線Sはプリチャージ電圧(例えば、ローレベル電圧)が印加される。これは、共通電極COMEを駆動波形で振動させるときに、ソース線Sの残留電圧の影響を除去するためである。
時刻T2において、ソース線断続信号SEL1、SEL2をオフ状態とする。これによってソース線Sはフローティング状態となる。一方、時刻T2において、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオン状態となる。この結果、ゲート線Gがフローティング状態となる。更に、時刻T2において、セルフモード信号(Self_EN)がオン状態となる。この結果、全ブロックのモード切替スイッチ41が導通状態(モード切替スイッチ42が切断状態)となり、共通電極COMEは、外部のタッチIC(TP−IC)と接続される。タッチIC(TP−IC)は、それぞれの共通電極COMEに対してセルフセンシングパルス端子(TSSP)を介して直接セルフセンシングパルス(SSP)を入力して検知動作を実行する。
時刻T3において、タッチ検出期間が終了する(表示期間が開始される)と、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオフ状態となりゲート線Gのフローティング状態が終了する。また、セルフモード信号(Self_EN)がオフ状態となり、共通電極COMEには直流駆動信号(VCOMDC)が印加されるようにスイッチが切り替えられる。さらに、ソース線断続信号SEL1、SEL2がオン状態となり、ソース線Sと画素とが接続され、ソース線Sのフローティング状態が解消する。
図18は、第1の実施の形態の変形例のセンサ付き表示装置DSPの各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。
図18に示す回路では図16の回路と異なり、セルフモード信号(Self_EN)がブロック選択部45にも入力されている。また、モード切替スイッチ41のみが設けられ、モード切替スイッチ42は設けられていない。ブロック選択部45は、セルフモード信号(Self_EN)がオン状態となったときは、直流選択スイッチ43、及び交流選択スイッチ44を開放状態とする。一方、セルフモード信号(Self_EN)がオン状態となったときは、モード切替スイッチ41が導通状態となり共通電極COMEは、外部のタッチIC(TP−IC)と接続される。この変形例に係る回路の動作は図16に示す回路の動作と同様であるためその説明は省略する。この変形例の回路によれば、スイッチの個数を削減することができる。
図19は、第1の実施の形態の他の変形例のセンサ付き表示装置DSPの各動作モードにおける信号切り替えに係る回路の構成を示すブロック図である。図19では、タッチ検出期間において、ソース線Sと共通電極COMEと並列接続する回路をさらに設けている。第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。図19では説明の簡略のために、jブロックのみの回路を記載しているが、他のブロックの回路も同様の構成である。なお、図19に示されるスイッチの接点はセルフ検出モードでの状態を表している。
共通電極COMEは縦方向(第2方向Y)に沿出するとともに、横方向(第1方向X)に間隔をおいて並べられている。即ち、1つの共通電極COMEを1ブロックとすると、第1方向Xに複数のブロックの共通電極COMEが設けられている。また、1つの共通電極COMEに複数の画素が対応する。即ち、1つのブロックの共通電極COMEに対して1つのブロックの画素群が対応付けられる。
画素に映像信号を供給するソース線Sは、ソース線フロート部31を介して各画素と接続している。ソース線フロート部31には、ソース線Sを断続するスイッチが各ソース線ごとに設けられ、これらのスイッチはソース線断続信号SEL1、SEL2によって開閉動作が制御される。
また、図19において、共通電極COMEの上部には、直流駆動信号(VCOMDC)がソース線接続部50を介して接続されている。ソース線接続部50には、直流選択信号(VCOMSEL)によって、共通電極COMEに対して直流駆動信号(VCOMDC)を供給するか、またはソース線Sと共通電極COMEとを並列接続するか、を切り替えるスイッチが設けられている。図19に示す状態では、共通電極COMEに対して直流駆動信号(VCOMDC)は供給されず、ソース線Sと共通電極COMEとが接続されている。
ゲート線Gは、ゲート線フロート部30に入力される。また、ゲート線フロート部30にはゲートオフ信号(Gate_Off)が入力される。ゲート線フロート部30には、行ごとにAND回路が設けられ、ゲート信号とゲートオフ信号(Gate_Off)との論理積(AND)が出力信号として第1方向Xの画素に入力される。第1の実施の形態では、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオンすることによってゲート線Gがフローティング状態になる。
続いて、図19の下部に示す回路の構成について説明する。
jブロックの共通電極COMEは、jブロックモード切替スイッチ41jの一端と接続している。jブロックモード切替スイッチ41jの他端は、タッチIC(TP−IC)に接続されている。jブロックモード切替スイッチ41jはセルフ検出モードのときにセルフモード信号(Self_EN)によって接続状態とされる。即ち、セルフ検出モードのときは、セルフセンシングパルス端子(TSSP)を介してタッチIC(TP−IC)からのセルフセンシングパルス(SSP)が共通電極COMEに供給される。この結果、タッチIC(TP−IC)は共通電極COMEをセルフ検知センサとして直接制御することができる。
また、jブロックの共通電極COMEは、直流選択スイッチ46の一端と接続している。直流選択スイッチ46は、直流選択信号(VCOMSEL)によって切り替えられる。検出モードのときは、直流選択スイッチ46は共通電極COMEとソース線Sとが接続するようにスイッチを切り替え、映像表示モードのときは、直流選択スイッチ46は共通電極COMEに直流駆動信号(VCOMDC)が入力されるようにスイッチを切り替える。
このため、セルフ検出モードのときには、ソース線Sとjブロック共通電極COMEとは、ソース線接続部50及び直流選択スイッチ46を介して電気的に並列接続されるため、セルフセンシングパルス(SSP)がソース線Sとjブロック共通電極COMEとに同時に印加される。またこのとき、図19に示すようにjブロック共通電極COMEは、jブロック接地選択スイッチ47jを介して接地ライン(TSIG1,TSIG2,TSIG3)と接続される。
一方、ミューチャル検出モードのときは、jブロック交流選択スイッチ43jが接続状態に切り替えられ、jブロック接地選択スイッチ47jが開放される。この結果、交流駆動信号(TSVCOM)、即ち駆動パルスTxが共通電極COMEに供給される。
jブロック選択部45jは、シフトレジスタと出力バッファとで構成され、ミューチャル検出モードのときに、入力される直流選択信号(VCOMSEL)をクロック(不図示)に同期してシフトする。この直流選択信号(VCOMSEL)が次段の(j+1)ブロック選択部に入力されるまでjブロック交流選択スイッチ44jを接続状態とする。これによって、駆動パルスTxを入力するブロックの共通電極COMEが選択される。また、jブロック選択部45jは、セルフモード信号(Self_EN)に基づいて、セルフ検出モードのときにjブロック接地選択スイッチ47jを接続して、ソース線Sを接地ラインに接続する。
図20は、第1の実施の形態の他の変形例のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出モードにおける動作を示すタイムチャートである。
タッチ検出モードとしてセルフ検出モードが選択されている場合、時刻T1においてタッチ検出期間が開始されると、ソース線断続信号SEL1、SEL2をオン状態とする。このとき映像表示信号Snには信号は出力されない。時刻T2において、ソース線断続信号SEL1、SEL2はオン状態を継続する。これによってソース線Sは画素と接続状態を維持する。
一方、時刻T2において、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオン状態となる。この結果、ゲート線Gがフローティング状態となる。更に、時刻T2において、図19の上部と下部とに記載された直流選択信号(VCOMSEL)をオン状態とする。この結果、直流選択スイッチ46が切り替えられて共通電極COMEとソース線Sとが接続される。従って、共通電極COMEとソース線Sとは図の上部と下部との2箇所において並列接続される。また、セルフモード信号(Self_EN)がオン状態となる。この結果、共通電極COMEは、外部のタッチIC(TP−IC)と接続され、タッチIC(TP−IC)は、それぞれの共通電極COMEに対して直接セルフセンシングパルス(SSP)を入力して検知動作を実行する。
時刻T3において、タッチ検出期間が終了する(表示期間が開始される)と、ゲートオフ信号(Gate_Off)がオフ状態となりゲート線Gのフローティング状態が終了する。また、セルフモード信号(Self_EN)がオフ状態となり、共通電極COMEには直流駆動信号が印加されるようにスイッチが切り替えられる。さらに、ソース線断続信号SEL1、SEL2が一端オフ状態となったあと再度オン状態となり、表示用の映像信号がソース線Sを介して画素に供給される。
なお、図19に示す回路では、ソース線Sに共通電極COMEと同時に同一の振動波形が入力されるため、共通電極COMEに所望の振動波形を入力することが可能である。なお、ゲート線Gはフローティング状態となっているため、ゲート線Gに共通電極COMEと同時に同一の振動波形を入力しても良く、振動波形を入力しなくても良い。
なお、セルフ検出モードとミューチャル検出モードとの切り替えは、外部に設けられた制御部(不図示)が、例えばタッチセンサの検出状態を把握して適切な検出モードをセルフモード信号(Self_EN)を用いて指定することにより実現することができる。このセルフ検出モードとミューチャル検出モードとを切り替える態様は、このセンサ付表示装置の種々の使用態様に応じて定めることができる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態では、共通電極COMEの構成が第1の実施の形態と異なっている。第1の実施の形態と同一または類似する部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。
図21は、第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおけるセンサの概略の構成を示す図である。図21(1)はセンサ付き表示装置DSPの断面図を示し、図21(2)はセンサの構成を示す平面図を示している。
図21(1)に示すように、センサ付き表示装置DSPは、アレイ基板ARと、対向基板CTと、アレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えている。対向基板CTは、ガラス等の透明絶縁基板20と、カラーフィルタCFと、検出電極DETEと、偏光板PLと、を備えている。対向基板CTの構成は、第1の実施の形態と同様である。アレイ基板ARは、TFT基板10と、共通電極COMEと、を備えている。アレイ基板ARでは、以下に述べるように共通電極COMEの構成が第1の実施の形態と異なっている。なお第1の実施の形態と同様に、共通電極COMEは静電容量の変化を検出するセンサとしても機能する。
図21(2)に示すように、共通電極COMEは、互いに電気的に独立する複数の電極SXを備えている。複数の電極SXは、第1方向X及び第2方向Yに沿ってマトリクス状にTFT基板10上に配されている。第2の実施の形態において、各電極SXは、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。
第2の実施の形態では、それぞれの電極SXは矩形形状である。電極SXの一辺の長さは、9mm以下、望ましくは4〜5mmである。この理由は、指の大きさが約9mm□であることから、指の接触を精度良く検知するためである。また、上下左右に隣接する電極SX同士の間隔は、望ましくは10ミクロン以下である。これは、ソース線S、ゲート線G、及びそれぞれの電極SXと切替部60とを電気的に接続するためのリード線(不図示)のスペースを考慮したためである。
図22は、第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおけるセンサの詳細の構成を示す図である。
それぞれの電極SXが覆う領域には、行方向と列方向とにマトリクス状に配された複数の画素電極PEが含まれている。また、行方向に隣接する画素電極間に列方向に沿ってリード線62が設けられている。そして、1本のリード線62は、少なくとも一つの接触部61を介して1つの電極SXと電気的に接続している。このようにして、電極SXに一対一で接続されたリード線62は、切替部60と接続している。
図23は、第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPにおけるセンサの詳細の構成を拡大して示す図である。図23(1)はセンサの構成を示す拡大平面図であり、図23(2)はセンサ付き表示装置DSPのアレイ基板ARの切断線XX’に沿った拡大断面図である。
ソース線Sを覆うように絶縁膜(ここでは、有機膜PLN)からなる層間膜が設けられ、その層間膜上に、ITO、IZOなどの透明導電材料からなる画素電極PEが形成されている。そして、これらの画素電極PEを覆うように無機絶縁膜PILからなる電極間絶縁膜が設けられ、その電極間絶縁膜上に、ITO、IZOなどの透明導電材料からなる電極SXが形成されている。一方、隣接する画素電極PE間には金属材料で形成されるリード線62が列方向に沿って配設され、電極間絶縁膜で覆われている。ここで、リード線62には適宜の間隔で金属材料からなる少なくとも一つの接触部61が設けられ、リード線62と電極SXとに電気的に接続している。
続いて、上述のように構成される電極SXを用いた第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPの動作について、図16、図18、図19を参照しつつ説明する。
[セルフ検出方式での動作]
センサ付き表示装置DSPがセルフモードで動作するときは、検出電極DETEを使用せず、電極SXのみをセルフモードで動作させてタッチ検出を行う。切替部60は、それぞれの電極SXがそれぞれ1つのブロック共通電極となるようにリード線62を切り替える。そして、それぞれの電極SXを対応するブロックモード切替スイッチ41に接続する。これによって、電極SXとタッチIC(TP−IC)とが電気的に接続されるため、タッチIC(TP−IC)からのセルフセンシングパルス(SSP)によってセルフモードのタッチ駆動動作を実行することができる。
なお、セルフ検出におけるセルフセンシングパルス(SSP)は、図22に示したように、画素電極間に設けられたリード線62を介してそれぞれの電極SXに供給される。即ち、図16、図18、図19に記載したブロック共通電極は、それぞれの電極SXに対応するため、第1の実施の形態の構成と比較すると、セルフセンシングパルス(SSP)を供給するブロック共通電極数が増加している。従って、上述の切替部60が切替えるブロックモード切替スイッチ41の数も電極SXの数に対応して増加する。
[ミューチャル検出方式での動作]
センサ付き表示装置DSPがミューチャルモードで動作するときは、電極SXを駆動パルスTxが入力される共通電極COMEとし、検出電極DETEで検出パルスRxを得るように動作させる。切替部60は、同じ列方向に設けられたそれぞれの電極SXからの複数のリード線62を電極SXが列方向に直列接続されるように電気的に接続する。そして、まとめた列毎のリード線62を対応するブロックモード切替スイッチ42に接続する。あるいは、同じ列方向に設けられたそれぞれの電極SXを同時に駆動する。これによって、列方向の電極SXに交流駆動信号TSVCOMを入力してミューチャルモードのタッチ駆動動作を実行することができる。
なお、ミューチャル検出方式では、電極SXは列方向に直列接続されて第1の実施の形態のブロック共通電極と同様に構成される。従って、交流駆動信号TSVCOMも列方向に直列接続された電極SXに対して入力されれば良いため、図16、図18、図19に記載したブロックモード切替スイッチ42、ブロック交流選択スイッチ44、ブロック選択部45jなども第1の実施の形態と同じ構成で良い。
[表示モードでの動作]
センサ付き表示装置DSPが表示モードで動作するときは、電極SXに共通電圧Vcomを供給して共通電極COMEとして動作させる。切替部60は、同じ列方向に設けられたそれぞれの電極SXからの複数のリード線62を電極SXが列方向に直列接続されるように電気的に接続する。そして、まとめた列毎のリード線62を対応するブロックモード切替スイッチ42に接続する。これによって、列方向の電極SXに直流駆動信号VCOMDCを入力して、ドライバーIC(Driver IC)による表示動作を実行することができる。
なお、表示モードでは、電極SXは列方向に直列接続されて第1の実施の形態のブロック共通電極と同様に構成される。従って、直流駆動信号VCOMDCも列方向に直列接続された電極SXに対して入力されれば良いため、図16、図18、図19に記載したブロックモード切替スイッチ42、ブロック直流選択スイッチ43、ブロック選択部45jなども第1の実施の形態と同じ構成で良い。
なお、第2の実施の形態では、セルフモードでは、検出電極DETEを使用せず電極SXのみを使用するため、電極SXと指との間の距離がより遠く離れていることが問題となる。そこで、検出電極DETE(ストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・)のサイズを細くして、電極SXの感度を高くする。発明者らの調査によれば、ストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・の幅は、1〜10ミクロン、望ましくは5ミクロンであり、隣接するストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・の間隔は、1〜10mm、望ましくは5mmであった。例えば、センサ付き表示装置DSPを平面図でみたとき、ストライプ状検出電極Dete1,Dete2,Dete3,・・・・が電極SX間のスペースの位置に設けられるように構成することもできる。
なお、第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPのセルフ検出においても第1の実施の形態と同様に、寄生容量の影響を軽減することができる。即ち、図12〜図14を参照して説明したように、ゲート線G、ソース線Sに対するフローティング状態、共通電極COMEの駆動波形と同期した同一の波形の入力などを適宜組み合わせて実行することで、セルフ検出時における寄生容量の影響を低減することができる。
また、第2の実施の形態のセンサ付き表示装置DSPでは、電極SXが列方向に直列接続して共通電極COMEを構成するように動作したが、電極SXを行方向に直列接続して共通電極COMEを構成することもできる。電極SXが行方向に直列接続された構成は、図15(1)に示すセンサ付き表示装置DSPの構成に相当する。このケースでは、検出電極DETEは縦方向に設けられる。この際、駆動回路は、図16、図18、図19に対応して構成すれば良い。また寄生容量の影響を低減する方法についても、ゲート線G、ソース線Sに対するフローティング状態、共通電極COMEの駆動波形と同期した同一の波形の入力などを適宜組み合わせて実行すれば良い。これによって、第2の実施の形態と同様の動作を実現することができる。
以上、説明した本実施の形態のセンサ付表示装置によれば、インセルタイプの表示装置であってもセルフ検出方式を適用することができる。また、セルフ検出方式とミューチャル検出方式を使用態様に応じて適切に切り替えることができる。
これらの機能はTFTのガラス上に回路として作成されてもよく、ドライバーICのFPC側等のスペースを有効利用することで額縁の縮小可能である。さらには、このスキャナー回路をドライバーICの中に入れてしまうことでタッチ機能のついてないものとほぼ同様の額縁で液晶素子を提供することも可能である。また、タッチを検出するタッチICでMutual Selfの検出信号を送ることでも配線のみの増加でスキャナー回路等が必要なくなり大きなメリットがある。
本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
DSP…センサ付き表示装置、DETE…検出電極、COME…共通電極、AR…アレイ基板、CT…対向基板、LQ…液晶層、PNL…表示パネル、S…ソース線、G…ゲート線、SX…電極、40…切替部、50…ソース線接続部

Claims (13)

  1. 一方向に延伸する複数の電極を互いに交差するように配置した一対のタッチセンサ用電極と、
    マトリクス状に配された複数の表示素子と、前記表示素子の配列する行に沿って延びる複数のゲート線と、前記表示素子の配列する列に沿って延びる複数のソース線と、を具備する表示パネルと、を有し、
    前記表示パネルに備えられる表示用の共通電極は、前記一対のタッチセンサ用電極のうちの1方の電極として兼用され、
    前記タッチセンサ用電極は、セルフ検出方式で駆動され、
    前記表示パネルの映像表示動作と前記タッチセンサ用電極の駆動動作とがタイムシェアリングによって実行されるセンサ付表示装置。
  2. 前記共通電極は、前記表示パネルに備えられるソース線と平行に設けられる、請求項1に記載のセンサ付表示装置。
  3. 前記セルフ検出方式で前記共通電極を駆動する際、前記表示パネルに備えられるソース線及びゲート線はフローティング状態に切り替えられる、請求項1または2に記載のセンサ付表示装置。
  4. 前記セルフ検出方式で前記共通電極を駆動する際、前記表示パネルに備えられるゲート線はフローティング状態に切り替えられ、ソース線は前記共通電極に付与される駆動信号と同一の信号で駆動される、請求項1または2に記載のセンサ付表示装置。
  5. 前記セルフ検出方式で前記共通電極を駆動する際、前記表示パネルに備えられるソース線及びゲート線は前記共通電極に付与される駆動信号と同一の信号で駆動される、請求項1または2に記載のセンサ付表示装置。
  6. 前記タッチセンサ用電極は、切り替えによってセルフ検出方式又はミューチャル検出方式のいずれかの方式で駆動される、請求項2に記載のセンサ付表示装置。
  7. 前記表示装置がそれぞれ映像表示モード、セルフ検出モード、ミューチャル検出モードで動作する際、それぞれのモードに対応する信号ラインを切り替えて前記共通電極に信号を供給する切替回路を備える、請求項1に記載のセンサ付表示装置。
  8. 前記切替回路は、前記表示パネルの前記共通電極の延伸方向の端部に設けられる、請求項7に記載のセンサ付表示装置。
  9. 一方向に延伸する複数の電極を互いに交差するように配置した一対のタッチセンサ用電極と、マトリクス状に配された複数の表示素子と、前記表示素子の配列する行に沿って延びる複数のゲート線と、前記表示素子の配列する列に沿って延びる複数のソース線と、を具備する表示パネルと、を有するセンサ付表示装置の駆動方法であって、
    前記表示パネルに備えられる表示用の共通電極を、前記一対のタッチセンサ用電極のうちの1方の電極として兼用し、
    前記タッチセンサ用電極を、セルフ検出方式で駆動し、
    前記表示パネルの映像表示動作と前記タッチセンサ用電極の駆動動作とをタイムシェアリングによって実行する駆動方法。
  10. センサ付表示装置において、
    マトリクス状に配された複数の表示素子と、前記表示素子の配列する行に沿って延びる複数のゲート線と、前記表示素子の配列する列に沿って延びる複数のソース線と、を具備する表示パネルと、
    前記表示パネルに組み込まれ、上下2面に設けられた複数のタッチセンサ用電極とを備え、
    前記表示パネルの上方の面に設けられる前記タッチセンサ用の電極は、一方向に延伸する複数のストライプ状をなし、
    前記表示パネルの下方の面に設けられる前記タッチセンサ用の電極は、マトリクス状に配される複数の検出電極と、前記複数の検出電極に一対一で接続されるリード線とを有し、
    前記下方の面に設けられる前記タッチセンサ用の電極は、前記表示パネルに備えられる表示用の共通電極として兼用され、
    前記表示パネルの映像表示動作と前記タッチセンサ用電極の駆動動作とがタイムシェアリングによって実行され、
    前記センサ付表示装置は、少なくとも一つの前記タッチセンサ用電極を用いて、セルフ検出方式又はミューチャル検出方式の何れかの方式を切り替え可能になされる。
  11. セルフ検出方式では、前記下方の面に設けられる前記タッチセンサ用電極毎に検出動作が実行される、請求項10に記載のセンサ付表示装置。
  12. ミューチャル検出方式では、前記下方の面に設けられる前記タッチセンサ用電極が行方向又は列方向のいずれか一方の方向に電気的に直列接続して形成されるストライプ状の複数の電極と、前記上方の面に設けられる行方向又は列方向の他方の方向に延伸するストライプ状の複数の電極とを用いて検出動作が実行される、請求項10に記載のセンサ付表示装置。
  13. 平面図で表すと、前記上方の面に設けられるストライプ状の前記タッチセンサ用電極は、前記下方の面に設けられる隣接する検出電極間のスペースに位置する、請求項10に記載のセンサ付表示装置。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024805A (ja) * 2014-07-16 2016-02-08 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド インセルタッチ型の表示装置
JP2017097794A (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材
JP2017102810A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置および入力装置
JP2017111482A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017174013A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017187886A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017201449A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置の駆動方法
JP2018018156A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及びその駆動方法
WO2018066100A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社ワコム スタイラス及びコントローラ
JP2018147116A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
JP2018206083A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
JP2019016064A (ja) * 2017-07-04 2019-01-31 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
JP2020512602A (ja) * 2017-03-03 2020-04-23 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. アレイ基板、アレイ基板の製造方法及び表示装置
US11543917B2 (en) 2018-12-10 2023-01-03 Japan Display Inc. Display device
US11650703B2 (en) 2019-05-17 2023-05-16 Japan Display Inc. Display device and touch detection device

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104714695A (zh) * 2015-03-31 2015-06-17 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其驱动方法、显示装置
US9811223B2 (en) * 2015-07-24 2017-11-07 Solomon Systech Limited Method and apparatus for enhancing touch sensing in a display panel
US9690437B2 (en) * 2015-08-26 2017-06-27 Lg Display Co., Ltd. Display device having in-cell touch structure and method of driving the same
KR102559084B1 (ko) 2015-09-30 2023-07-25 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
KR102372536B1 (ko) * 2015-09-30 2022-03-11 엘지디스플레이 주식회사 표시장치와 그 구동방법
JP6503275B2 (ja) * 2015-10-09 2019-04-17 株式会社ジャパンディスプレイ センサ及びセンサ付き表示装置
JP6518576B2 (ja) * 2015-11-27 2019-05-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置のタッチ検出方法
CN105427820B (zh) * 2015-12-28 2019-01-22 武汉华星光电技术有限公司 液晶面板的驱动方法
CN105487735A (zh) * 2016-01-19 2016-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 触摸面板以及其制造方法
CN105629545A (zh) * 2016-01-19 2016-06-01 深圳市华星光电技术有限公司 触摸面板以及其制造方法
WO2017125828A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Input device, input/output device, and data processing device
US10452196B2 (en) * 2016-03-15 2019-10-22 Solomon Systech Limited Touch sensing high-low driving scheme for in-cell touch LCD display
KR102496554B1 (ko) * 2016-05-25 2023-02-08 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널
JP6863707B2 (ja) * 2016-10-14 2021-04-21 シナプティクス インコーポレイテッド 表示ドライバ、表示装置及び表示パネル
KR102568925B1 (ko) 2016-10-25 2023-08-22 엘지디스플레이 주식회사 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법
CN106353943B (zh) * 2016-10-26 2019-09-17 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板以及驱动方法
US10705647B2 (en) * 2016-12-30 2020-07-07 Lg Display Co., Ltd. Touch display device capable of selectively changing characteristic of touch driving signal
CN106775116B (zh) * 2017-01-13 2020-02-07 厦门天马微电子有限公司 一种触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法
CN107515689B (zh) * 2017-06-29 2020-11-03 成都天马微电子有限公司 显示面板、显示设备和显示面板的驱动方法
TWI637184B (zh) * 2017-07-28 2018-10-01 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 Touch screen test method, touch screen test system and automatic test device
TWI627617B (zh) * 2017-09-05 2018-06-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置
JP2019174774A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示装置
TWI670552B (zh) * 2018-05-25 2019-09-01 友達光電股份有限公司 液晶顯示器及其控制方法
US20200212141A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 Int Tech Co., Ltd. Display panel, associated display system, and associated method
CN110570752B (zh) * 2019-09-11 2021-11-02 Oppo广东移动通信有限公司 一种显示屏、电子设备及其控制方法
US11275465B2 (en) * 2020-02-06 2022-03-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Self-checking circuit, touch sensing device, and electronic device
KR20220096768A (ko) 2020-12-31 2022-07-07 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
JP7415112B2 (ja) * 2021-08-19 2024-01-17 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 インセルタッチパネル
KR20230036601A (ko) 2021-09-06 2023-03-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
TWI798866B (zh) * 2021-10-13 2023-04-11 友達光電股份有限公司 透明顯示面板
CN114489360B (zh) * 2022-02-16 2023-12-12 厦门天马微电子有限公司 一种触控板的检测方法及显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009244958A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Sony Corp タッチセンサ付き表示装置
JP2012048295A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sony Corp タッチ検出機能付き表示装置、制御回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器
WO2012073792A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 シャープ株式会社 表示装置
JP2013222421A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Japan Display Inc 表示装置
US20130314342A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Lg Display Co., Ltd. Touch sensing device and method for driving the same
JP2013242699A (ja) * 2012-05-21 2013-12-05 Renesas Electronics Corp 半導体装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5481040B2 (ja) 2008-04-11 2014-04-23 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置とその駆動方法
US8760412B2 (en) * 2009-02-02 2014-06-24 Apple Inc. Dual configuration for display data lines
JP5366051B2 (ja) * 2009-04-20 2013-12-11 株式会社ジャパンディスプレイ 情報入力装置、表示装置
JP5203291B2 (ja) * 2009-05-18 2013-06-05 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 表示装置および電子機器
JP5252454B2 (ja) * 2009-06-30 2013-07-31 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 接触検出装置、および、タッチセンサ機能を有する表示装置
WO2012005038A1 (ja) * 2010-07-09 2012-01-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5501158B2 (ja) * 2010-08-23 2014-05-21 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器
US8804056B2 (en) * 2010-12-22 2014-08-12 Apple Inc. Integrated touch screens
TWI590133B (zh) * 2010-12-31 2017-07-01 樂金顯示科技股份有限公司 驅動觸控感測器之設備及方法
US8791916B2 (en) * 2011-04-13 2014-07-29 Japan Display West, Inc. Display panel with touch detection function, method of driving the same, driving circuit, and electronic unit
JP5635480B2 (ja) * 2011-11-22 2014-12-03 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサ付き表示装置、電位制御方法、およびプログラム
US8994673B2 (en) * 2011-12-09 2015-03-31 Lg Display Co., Ltd. Display device with integrated touch screen having electrical connections provided in inactive regions of display panel
TWI464642B (zh) * 2012-04-27 2014-12-11 Orise Technology Co Ltd 內嵌式多點觸控液晶顯示面板系統
TWM464687U (zh) * 2013-03-29 2013-11-01 Superc Touch Corp 液晶顯示面板觸控結構
CN103279245B (zh) * 2013-06-06 2017-03-15 敦泰电子有限公司 触控显示装置
US9152283B2 (en) * 2013-06-27 2015-10-06 Synaptics Incorporated Full in-cell sensor
KR102081606B1 (ko) * 2013-09-04 2020-02-26 엘지디스플레이 주식회사 터치 ic 및 이를 이용한 터치 스크린 일체형 표시장치
CN103500747B (zh) * 2013-09-30 2017-01-25 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、阵列基板驱动方法和显示装置
US9007343B1 (en) * 2013-10-01 2015-04-14 Synaptics Incorporated Display guarding techniques
US9298299B2 (en) * 2013-10-02 2016-03-29 Synaptics Incorporated Multi-sensor touch integrated display driver configuration for capacitive sensing devices
EP2887185B1 (en) * 2013-12-20 2016-11-09 LG Display Co., Ltd. Display device integrated with touch screen panel and method of driving the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009244958A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Sony Corp タッチセンサ付き表示装置
JP2012048295A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sony Corp タッチ検出機能付き表示装置、制御回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器
WO2012073792A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 シャープ株式会社 表示装置
JP2013222421A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Japan Display Inc 表示装置
JP2013242699A (ja) * 2012-05-21 2013-12-05 Renesas Electronics Corp 半導体装置
US20130314342A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Lg Display Co., Ltd. Touch sensing device and method for driving the same

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335852B2 (en) 2014-07-16 2016-05-10 Lg Display Co., Ltd. In-cell touch display device
US9459717B2 (en) 2014-07-16 2016-10-04 Lg Display Co., Ltd. In-cell touch display device
JP2016024805A (ja) * 2014-07-16 2016-02-08 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド インセルタッチ型の表示装置
US12056303B2 (en) 2015-11-27 2024-08-06 Japan Display Inc. Touch detection device, display device with touch detection function, and covering member
JP2017097794A (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材
US11086429B2 (en) 2015-11-27 2021-08-10 Japan Display Inc. Touch detection device, display device with touch detection function, and covering member
US10551962B2 (en) 2015-11-27 2020-02-04 Japan Display Inc. Touch detection device, display device with touch detection function, and covering member
US11687178B2 (en) 2015-11-27 2023-06-27 Japan Display Inc. Touch detection device, display device with touch detection function, and covering member
US10101850B2 (en) 2015-12-04 2018-10-16 Japan Display Inc. Display device and input device
JP2017102810A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置および入力装置
KR101808462B1 (ko) * 2015-12-04 2017-12-12 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 표시 장치 및 입력 장치
CN107037913B (zh) * 2015-12-04 2020-01-07 株式会社日本显示器 显示装置以及输入装置
CN107037913A (zh) * 2015-12-04 2017-08-11 株式会社日本显示器 显示装置以及输入装置
JP2017111482A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10386955B2 (en) 2015-12-14 2019-08-20 Japan Display Inc. Display device with capacitive touch detection
JP2017174013A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10606429B2 (en) 2016-03-22 2020-03-31 Japan Display Inc. Display device
JP2017187886A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017201449A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置の駆動方法
US12067179B2 (en) 2016-07-25 2024-08-20 Japan Display Inc. Display device with a touch detecting function
US11086430B2 (en) 2016-07-25 2021-08-10 Japan Display Inc. Display device having touch panel
JP2018018156A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及びその駆動方法
US10551950B2 (en) 2016-07-25 2020-02-04 Japan Display Inc. Display device having touch panel and method of driving display device having the same
US10222880B2 (en) 2016-10-06 2019-03-05 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
US11360580B2 (en) 2016-10-06 2022-06-14 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
US12223125B2 (en) 2016-10-06 2025-02-11 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
US10732735B2 (en) 2016-10-06 2020-08-04 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
JPWO2018066100A1 (ja) * 2016-10-06 2019-07-25 株式会社ワコム スタイラス及びコントローラ
WO2018066100A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社ワコム スタイラス及びコントローラ
US10061407B2 (en) 2016-10-06 2018-08-28 Wacom Co., Ltd. Stylus and controller
US10969614B2 (en) 2017-03-02 2021-04-06 Japan Display Inc. Detection device
US11391978B2 (en) 2017-03-02 2022-07-19 Japan Display Inc. Detection device
JP2018147116A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
JP2020512602A (ja) * 2017-03-03 2020-04-23 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. アレイ基板、アレイ基板の製造方法及び表示装置
JP2018206083A (ja) * 2017-06-05 2018-12-27 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
JP2019016064A (ja) * 2017-07-04 2019-01-31 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
US11543917B2 (en) 2018-12-10 2023-01-03 Japan Display Inc. Display device
US11650703B2 (en) 2019-05-17 2023-05-16 Japan Display Inc. Display device and touch detection device

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