以下、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、開示はあくまでも一例にすぎず、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。
(実施の形態1)
実施の形態1として、タッチ検出装置が、表示装置と一体化されたインセルタイプのタッチ検出機能付き液晶表示装置に適用した例について説明する。ここで、インセルタイプのタッチ検出機能付き液晶表示装置とは、タッチ検出装置に含まれる駆動電極および検出電極の少なくとも一方が、表示装置の液晶を介して対向する一対の基板間に設けられたタッチ検出機能付き液晶表示装置を意味する。実施の形態1においては、タッチ検出装置に含まれる駆動電極が、液晶を駆動する駆動電極としても用いられている場合を説明する。
<全体構成>
先ず、タッチ検出機能付き液晶表示装置1の全体構成を、図1を用いて説明する。図1は、タッチ検出機能付き液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。タッチ検出機能付き液晶表示装置1は、液晶パネル(表示パネル)2、表示制御装置5、信号線セレクタ6、タッチ制御装置7およびゲートドライバ8を具備している。図1では、図面を見易くするために、液晶パネル2は、模式的に描かれており、液晶パネル部(表示パネル部)3とタッチ検出パネル部4を具備している。液晶パネル2の構成については、後で図3、図4および図5を用いて説明する。
後述するが、これら液晶パネル部3とタッチ検出パネル部4は、駆動電極等一部の構成を共用している。液晶パネル部3には、ゲートドライバ8から走査信号Vs0〜Vspが供給され、さらに信号線セレクタ6を介して表示制御装置5から画像信号SLd(0)〜SLd(p)が供給され、画像信号SLd(0)〜VLd(p)に従った画像を表示する。タッチ検出パネル部4は、表示制御装置5から駆動信号Tx(0)〜Tx(p)が供給され、検出信号Rx(0)〜Rx(p)をタッチ制御装置7に出力する。
表示制御装置5は、制御部9および駆動回路10を有しており、駆動回路10は、画像信号を形成し、出力する信号線ドライバ(信号線駆動回路)11と駆動信号Tx(0)〜Tx(p)を出力する駆動電極ドライバ(第1電極駆動回路)12とを有している。制御部9は、制御端子Ttに供給されるタイミング信号および制御信号と、画像端子Tdに供給される画像信号とを受け、画像端子Tdに供給された画像信号に応じた画像信号Snを信号線ドライバ11に供給する。信号線ドライバ11は、制御部9から供給された画像信号Snを、特に制限されないが、時間的に多重化して、信号線セレクタ6へ出力する。すなわち、信号線ドライバ11の1個の出力端子を見た場合、2つの画像信号が、時間的にずらしながら、1個の端子から出力される。
また、制御部9は、時間的に多重化された画像信号を、信号線セレクタ6において、互いに異なる信号線へ振り分けるための選択信号SEL1、SEL2を信号線セレクタ6に供給する。信号線セレクタ6は、多重化して供給された画像信号を、選択信号SEL1、SEL2によって互いに異なる信号線へ振り分け、画像信号SLd(0)〜SLd(p)として、液晶パネル部3に供給する。信号線セレクタ6は、液晶パネル部3の近傍に配置されている。このように、画像信号を時間的に多重化することにより、表示制御装置5と液晶パネル部3とを電気的に接続する配線の数を低減することが可能となる。言い換えるならば、表示制御装置5と液晶パネル部3との間を接続する配線の線幅を広くし、画像信号の遅延を低減することが可能となる。
制御部9は、制御端子Ttに供給されるタイミング信号および制御信号に基づいて、ゲートドライバ8にタイミング信号を供給する。ゲートドライバ8は、供給されたタイミング信号に基づいて、走査信号Vs0〜Vspを発生し、液晶パネル部3に供給する。ゲートドライバ8によって発生される走査信号Vs0〜Vspは、例えば走査信号Vs0からVspに向かって順次ハイレベルとなるようなパルス信号である。
駆動回路10内の駆動電極ドライバ12は、タッチ制御装置7から供給されるクロック信号SDCKおよび選択信号SDSTを受信し、液晶パネル2に含まれている複数の駆動電極TL(i、i=0〜p:図3等参照)から、駆動電極TL(i)を選択し、選択された駆動電極TL(i)に対して、駆動信号Tx(i)を供給する。
この実施の形態1に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1はインセルタイプであり、駆動電極TL(i)がタッチ検出の駆動と液晶の駆動とに兼用されている。すなわち、駆動電極TL(i)は、画像表示のときには、液晶を駆動するための電界を、後で述べる画素電極との間で形成するように機能し、タッチ検出のときには、タッチ検出用の駆動信号を伝達するように機能する。そのため、本明細書においては、以降、駆動電極TL(i)を共通電極TL(i)とも称する。特に、共通電極TL(i)が、タッチ検出用として機能することが明らかな場合には、単に、駆動電極TL(i)と称することもある。
図1には、共通電極TL(i)に供給される信号として、駆動信号Tx(i)が示されている。液晶パネル部3における液晶の画像表示とタッチ検出パネル部4におけるタッチ検出とは、時間的に重ならないように、時分割で行われる。本明細書においては、画像を表示する期間を表示期間と称し、タッチ検出を行う期間をタッチ検出期間と称する。
画像表示を行う表示期間において、駆動電極ドライバ12は、液晶を駆動するための駆動信号Tx(i)を液晶パネル2内の共通電極TL(i)に供給し、タッチ検出を行う検出期間においては、タッチ検出のための駆動信号Tx(i)を、液晶パネル2内の共通電極TL(i)に供給する。勿論、駆動回路10に、タッチ検出のための駆動電極ドライバと液晶を駆動するための駆動電極ドライバとを、別々に設けるようにしてもよい。また、制御部9は、表示期間とタッチ検出期間とを識別するタッチ−表示同期信号TSHDを出力する。
タッチ制御装置(タッチ制御部)7は、タッチ検出パネル部4からの検出信号Rx(0)〜Rx(p)を処理する検出信号処理部(判定部)TSと、駆動電極ドライバ12へ供給されるクロック信号SDCK、選択信号SDSTおよび複数の制御信号ctrsigを形成する駆動信号形成部17と、検出信号処理部TSおよび駆動信号形成部17を制御する制御部18とを具備している。ここで、検出信号処理部TSは、タッチ検出パネル部4がタッチされたか否かを検出し、タッチされていた場合、タッチされた位置の座標を求める処理を行う。また、駆動信号形成部17は、タッチ検出パネル部4において、タッチを検出する領域の指定と制御を行う。
まず、検出信号処理部TSについて述べると、この検出信号処理部TSは、タッチ検出パネル部4からの検出信号Rx(0)〜Rx(p)を受信し、受信した検出信号Rx(0)〜Rx(p)を増幅するタッチ検出信号増幅部13と、タッチ検出信号増幅部13によって増幅されたアナログの検出信号をデジタル信号へ変換するアナログ/デジタル変換部(以下、A/D変換部と称する)14とを含んでいる。ここで、タッチ検出信号増幅部13は、受信した検出信号Rx(0)〜Rx(p)から高い周波数の成分(ノイズ成分)を取り除き、増幅動作を行う。また、検出信号Rx(0)〜Rx(p)は、後で図2を用いて説明するが、共通電極TL(i)に供給される駆動信号Tx(i)に応答して発生する。そのため、この実施の形態1において、A/D変換部14は、駆動信号Tx(i)に同期して、タッチ検出信号増幅部13からの増幅信号をサンプリングし、デジタル信号へ変換するように、制御部18によって、制御される。
さらに、検出信号処理部TSは、A/D変換部14による変換動作によって得られたデジタル信号を受信し、当該デジタル信号に対して信号処理を行う信号処理部15と、信号処理部15の処理によって得られた信号から、タッチした位置の座標を抽出する座標抽出部16とを有している。信号処理部15で行われる信号処理としては、A/D変換部14で行ったサンプリングの周波数よりも高い周波数のノイズ成分を取り除き、タッチ検出パネル部4におけるタッチの有無を検出する処理が含まれる。座標抽出部16により抽出されたタッチされた位置の座標は、出力端子Toutから座標情報として出力される。
駆動信号形成部17は、制御部18からの制御信号に基づいて、クロック信号SDCK、選択信号SDSTおよび複数の制御信号ctrsigを形成し、駆動電極ドライバ12へ供給する。後で詳しく説明するが、駆動電極ドライバ12は、スキャン回路を有している。
スキャン回路は、タッチ検出期間において、クロック信号SDCKをシフトクロック信号として受信するシフトレジスタを有している。ここで、シフトレジスタのそれぞれの段が、共通電極TL(i)に対応しており、シフトレジスタの例えば初段に、選択信号がセットされ、選択信号は、シフトクロック信号であるクロック信号SDCKの変化に従って、シフトレジスタ内の段を移動する。駆動電極ドライバ12は、選択信号が到達した段に対応する共通電極TL(i)に対して、駆動信号Tx(i)を形成し、供給する。これにより、クロック信号SDCKと選択信号SDSTを制御することによって、任意の共通電極TL(i)から、互いに隣接して配置された複数の共通電極TL(i)に対応した段へ、選択信号を順次移動させることが可能となり、互いに隣接して配置された複数の共通電極の近傍がタッチされているか否かをスキャンすることが可能となる。
制御部18は、表示制御装置5の制御部9から出力されているタッチ−表示同期信号TSHDを受信し、このタッチ−表示同期信号TSHDがタッチ検出期間を表しているときに、駆動信号形成部17に対して、クロック信号SDCK、選択信号SDSTおよび制御信号ctrsigを形成する様に制御する。また、タッチ検出期間において、タッチ検出信号増幅部13が受信した検出信号Rx(0)〜Rx(p)を変換し、タッチした座標が抽出されるように、A/D変換部14、信号処理部15および座標抽出部16を制御する。
<静電容量型タッチ検出(相互容量方式)の基本原理>
図2(A)〜(C)は、実施の形態1において用いられている静電容量型タッチ検出の基本原理を示す模式図である。図2(A)において、TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、液晶パネル2に設けられた共通電極であり、RL(0)〜RL(p)のそれぞれは、タッチ検出パネル部4に設けられた検出電極である。図2(A)において、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、列方向に延在し、行方向に平行して配置されている。また、検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれは、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように、行方向に延在し、列方向に平行して配置されている。検出電極RL(0)〜RL(p)と共通電極TL(0)〜TL(p)との間に隙間が生じるように、検出電極RL(0)〜R(p)は、共通電極TL(0)〜TL(p)の上方に形成されている。
図2(A)において、12−0〜12−pのそれぞれは、駆動電極ドライバ12内に設けられている単位駆動電極ドライバを模式的に示している。同図では、単位駆動電極ドライバ12−0〜12−pから、駆動信号Tx(0)〜Tx(p)が出力されている。また、13−0〜13−pのそれぞれは、タッチ検出信号増幅部13内の単位増幅部を模式的に示している。図2(A)において、実線の○で囲んだパルス信号は、駆動信号Tx(i)の波形を示している。外部物体として、同図では、指がFGとして示されている。
図2の例では、共通電極TL(2)に、駆動電極ドライバ12から駆動信号Tx(2)として供給されている。共通電極TL(2)にパルス信号である駆動信号Tx(2)を供給することにより、図2(B)に示すように、共通電極TL(2)と交差する検出電極RL(n)との間で電界が発生する。このとき、指FGが、液晶パネル2の共通電極TL(2)に近接している位置をタッチしていると、指FGと共通電極TL(2)との間でも電界が発生し、共通電極TL(2)と検出電極RL(n)との間で発生している電界が減少する。これにより、共通電極TL(2)と検出電極RL(n)との間の電荷量が減少する。その結果、図2(C)に示すように、駆動信号Tx(2)の供給に応答して生じる電荷量は、指FGがタッチしているときは、タッチしていないときに比べてΔQだけ減少する。電荷量の差は、電圧の差として検出信号Rx(n)に表れ、タッチ検出信号増幅部13内の単位増幅部13−nに供給され、増幅される。
なお、図2(C)において、横軸は時間を示しており、縦軸は電荷量を示している。駆動信号Tx(2)の立ち上がりに応答して、電荷量は、増加(同図において、上側に増加)し、駆動信号Tx(2)の電圧の立ち下がりに応答して、電荷量は、増加(同図において、下側に増加)する。このとき、指FGのタッチの有無によって、増加する電荷量が変わる。また、この図面では、電荷量が、上側に増加した後、下側へ増加する前に、リセットが行われており、同様に、電荷量が下側へ増加した後、上側へ増加する前に、電荷量のリセットが行われている。このようにして、リセットされた電荷量を基準として、上下に電荷量が変化する。
共通電極TL(0)〜TL(p)に、駆動信号Tx(0)〜Tx(p)を、順次、供給することにより、駆動信号Tx(i)を供給した共通電極と交差する複数の検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれから、それぞれの交差部分に近接した位置に指FGがタッチしているか否かに応じた電圧値を有する検出信号Rx(0)〜Rx(p)が出力されることになる。A/D変換部14(図1)は、指FGがタッチしているか否かにより、電荷量に差ΔQが生じている時刻において、検出信号Rx(0)〜Rx(p)のそれぞれをサンプリングし、デジタル信号へ変換する。
<モジュール>
図3(A)は、実施の形態1に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1を実装したモジュールの概略を示す平面図である。また、図3(B)は、図3(A)において、B−B’の断面図である。
液晶パネル2は、同図において縦方向に延在し、横方向に並列的に配置された信号線SL(0)〜SL(p)と、これらの信号線SL(0)〜SL(p)の延在方向と同じ方向に延在する複数の共通電極TL(0)〜TL(p)とを具備している。すなわち、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれも、同図において縦方向に延在し、横方向に並列的に配置されている。なお、選択信号Vs0〜Vspが供給される走査線および検出信号Rx(0)〜Rx(p)を伝達する検出電極RL(0)〜RL(p)は、同図において、横方向に延在し、縦方向に並列的に配置されているが、図3(A)では省略されている。
図1で説明した表示制御装置5および信号線セレクタ6は、液晶パネル2の短辺側に配置されている。すなわち、表示制御装置5および信号線セレクタ6は、信号線SL(0)〜SL(p)および共通電極TL(0)〜TL(p)と直交する方向に延在している。後で図5を用いて説明するが、信号線セレクタ6は、液晶パネル2と同じ基板に形成されており、信号線SL(0)〜SL(p)は、信号線セレクタ6に接続されており、表示制御装置5から出力される画像信号は、信号線セレクタ6を介して液晶パネル2の信号線SL(0)〜SL(p)に供給される。ここで、表示制御装置5から信号線セレクタ6へ供給される信号は、画像信号と、選択信号である。液晶パネル2は、カラー表示を行うため、表示制御装置5から信号線セレクタ6へ供給される画像信号は、3原色に相当するR(赤)、G(緑)、B(青)の画像信号であり、同図ではR/G/Bとして示されている。また、同図では、選択信号はSEL1、SEL2として示されている。
信号線SL(0)〜SL(p)のそれぞれは、ガラス基板であるTFT基板300の一主面に形成されている。図3に示したモジュールにおいては、1個の共通電極(例えば、共通電極TL(0))に対して、複数の信号線(例えば、信号線SL(0)0、SL(0)1)が対応しており、それぞれの信号線SL(0)0、SL(0)1は、画像信号R、G、Bに対応する3個の信号線を含んでいる。図3(B)には、信号線SL(0)0に含まれる画像信号R、G、Bに対応する信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)と、信号線SL(1)に含まれる画像信号R、G、Bに対応する信号線SL(1)0(R)、SL(1)0(G)、SL(1)0(B)とが示されている。
ここで、本明細書で用いている、信号線の表記方法について説明をしておく。信号線SL(0)0(R)および信号線SL(1)0(R)を例にして説明すると、先ず()内の数字は、対応する共通電極の番号を示しており、次の数字は、対応する共通電極における画素の番号を示しており、()内の英字は、画素の三原色(R、G、B)を示している。すなわち、信号線SL(0)0(R)は、共通電極TL(0)に対応した信号線であり、0番目の画素で、三原色の赤に対応した画像信号を伝達する信号線を示している。同様に、信号線SL(1)0(R)は、共通電極TL(0)の隣に配置されたところの共通電極TL(1)に対応した信号線であり、0番目の画素で、三原色の赤に対応した画像信号を伝達する信号線を示している。そのため、図3(B)に示しているSL(1)1(R)およびSL(1)1(G)のそれぞれは、共通電極TL(1)に対応した信号線であり、1番目の画素の三原色の赤および緑に対応した画像信号を伝達する信号線を表していることになる。
図3(B)に示すように、画像信号R、G、Bに対応する信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)等の一主面とTFT基板300の一主面には、さらに絶縁層301が形成され、絶縁層301上に共通電極TL(0)〜TL(p)が形成されている。これらの共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれには、補助電極SMが形成され、補助電極SMは、共通電極と電気的に接続され、共通電極の電気抵抗の低減を図っている。共通電極TL(0)〜TL(p)と補助電極SMの上面には、絶縁層302が形成され、絶縁層302の上面には画素電極LDPが形成されている。図3(B)において、CR、CB、CGのそれぞれは、カラーフィルタであり、カラーフィルタCR(赤)、CG(緑)、CB(青)と絶縁層302との間には液晶層303が挟まれている。ここで、画素電極LDPは、走査線と信号線との交点に設けられており、各画素電極LDPの上方に、それぞれの画素電極LDPに対応したカラーフィルタCR、CGあるいはCBが設けられている。各カラーフィルタCR、CG、CB間にはブラックマトリクスBMが設けられている。
図4は、検出電極RL(0)〜RL(p)と共通電極TL(0)〜TL(p)との関係を示す模式図である。図4(A)に示すように、カラーフィルタCR、CG、CBの上方面には、ガラス基板であるCFガラス基板400が設けられ、CFガラス基板400の上方面に、検出電極RL(0)〜RL(p)が形成されている。さらに、検出電極RL(0)〜RL(p)の上方には偏光板401が形成されている。なお、ここでは、図4(A)に示すように、同図において上側から目視される場合を例にしているため、上方面として述べているが、目視の方向が変わることにより、上方面は、下方面あるいは側方面となることは言うまでもない。また、図4(A)においては、検出電極RL(0)〜RL(p)と共通電極TL(0)〜TL(p)との間に形成される容量素子の電極が破線で描かれている。
図3(A)および図4(C)に示すように、信号線SL(0)〜SL(p)および共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、縦方向、すなわち長辺方向に延在し、横方向、すなわち短辺方向に並列に配置されている。これに対して、検出電極RL(0)〜RL(p)は、図4(B)に示すように、CFガラス基板400に設けられ、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように配置されている。すなわち、図4(B)において、横方向(短辺)に延在し、縦方向(長辺)に並列的に配置されている。この検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれからの検出信号Rx(0)〜Rx(p)は、タッチ制御装置7へ供給される。
平面視で見た場合、図3(A)に示すように、信号線SL(0)〜SL(p)と共通電極TL(0)〜TL(p)は、平行して、延在していると見なすことができる。なお、「平行」とは、互いに一端から他端に亘るまで交わることなく延在することをいうのであって、一方の線の一部又は全部が他方の線に対して傾いた状態で設けられていたとしても、これらの線が一端から他端まで交わるものでなければ、この状態を「平行」とする。
また、信号線セレクタ6および表示制御装置5を基点として、共通電極TL(0)〜TL(p)の配置を捉えた場合、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、基点である信号線セレクタ6および表示制御装置5から遠ざかる方向に延在していると見なすことができる。この場合、信号線SL(0)〜SL(p)も、基点である信号線セレクタ6および表示制御装置5から遠ざかる方向に延在していると見なすことができる。
なお、図4(A)では、図3(B)に示した信号線および画素電極LDPは省略されている。
<モジュールの全体構成>
ここでは、実施の形態1に係わる2種類の全体構成を説明する。
<<モジュールの全体構成1>>
図5は、第1番目のモジュールの全体構成を示す模式的な平面図であり、タッチ検出機能付き液晶表示装置1を実装したモジュール500の全体構成を示している。模式的ではあるが、図5は、実際の配置に合わせて描かれている。同図において、501は、図3で説明したTFT基板300における領域を示しており、502は、図4で説明したTFT基板300とCFガラス基板400とを有する領域を示している。モジュール500において、TFT基板300は一体となっている。すなわち、領域501と領域502とにおいて、TFT基板300は共通であり、領域502には、図4に示したように、TFT基板300の上方面に、CFガラス基板400、検出電極RL(0)〜RL(p)および偏光板401等が、さらに形成されている。
この領域502には、モジュール500の長辺方向に沿って、図1に示したゲートドライバ8が実装されている。この実施の形態においては、複数の共通電極TL(0)〜TL(p)を挟んだ状態で、モジュール500の2つの長辺方向に沿ってゲートドライバ8が実装されている。この場合、図1において説明した走査線は、モジュールの短辺方向に沿って延在し、長辺方向に並列に配置されており、ゲートドライバ8に接続されている。また、領域502には、先に説明した信号線セレクタ6が実装されている。この実施の形態1においては、信号線セレクタ6は、モジュール500の短辺に沿って延在するように実装されている。
一方、領域501には、表示制御装置5が実装されている。表示制御装置5は、この実施の形態1においては、半導体集積回路装置(以下、半導体装置とも称する)と、複数の電子部品とによって構成されている。電子部品としては、電界効果型トランジスタ(以下、MOSFETと称する)が含まれている。複数のMOSFETは、TFT基板300に形成されている。この実施の形態1においては、複数のMOSFETは、表示制御装置5を構成する半導体装置によって覆われるTFT基板300の領域に形成されている。特に制限されないが、半導体装置によって覆われた複数のMOSFETにより、駆動電極ドライバ12(図1)が構成されており、半導体装置が、図1に示した制御部9および信号線ドライバ11(図1)を有している。
図5においては、複数のMOSFETにより構成された駆動電極ドライバ12が、電極駆動回路(第2電極駆動回路)CGW―Dとして、示されており、電極駆動回路(第2電極駆動回路)CGW―Dを覆うように実装された半導体装置が、DDICとして示されている。半導体装置DDICは、信号線SL(0)〜SL(p)を駆動するため、以下、ドライバ用半導体装置と称する。この実施の形態1においては、特に制限されないが、ドライバ用半導体装置DDICは、1個であり、このドライバ用半導体装置DDICが、図1に示した信号線ドライバ11および制御部9を有している。この実施の形態1においては、1個のドライバ用半導体装置DDICと、ドライバ用半導体装置DDICとTFT基板300との間に挟まれて形成されたMOSFETにより構成された電極駆動回路CGWと、あとで述べる電極駆動回路(第1電極駆動回路)CGW−Uとによって、図1に示した表示制御装置5が構成されている。しかしながら、ドライバ用半導体装置DDICは、図1に示した信号線ドライバ11のみを有し、別の半導体装置が図1に示した制御部9を有するようにしてもよい。
ドライバ用半導体装置DDICにおける信号線ドライバ12(図1)の出力は、信号線セレクタ6を介して、図示されていない信号線SL(0)〜SL(p)に供給される。また、電極駆動回路CGW―Dの出力、すなわち駆動電極ドライバ12の出力は、共通電極TL(0)〜TL(p)へ供給される。
特に制限されないが、電極駆動回路CGW―Dの出力は、信号線セレクタ6へも供給するようにし、タッチ検出期間においては、信号線SL(i)にも駆動信号を供給するようにしてもよい。この場合、タッチ検出期間において、信号線SL(i)と共通電極TL(i)とが電気的に並列に接続するように構成する。これにより、タッチ検出期間において、共通電極TL(i)のインピーダンスを低減することが可能となり、駆動信号の伝達遅延を低減することが可能となる。また、図5では、省略されているが、ドライバ用半導体装置DDICは、タイミング信号をゲートドライバ8へ供給する。ゲートドライバ8は、供給されたタイミング信号に従って、走査信号Vs0〜Vspを形成し、図示しない走査線へ供給する。
図4において説明した検出電極RL(0)〜RL(p)は、モジュール500の長辺と表示パネル2の長辺との間に配置された配線を介して、フレキシブルケーブルFB1に接続されている。当該フレキシブルケーブルFB1には、図1で説明したタッチ制御装置7が実装されており、フレキシブルケーブルFB1内の配線を介して、タッチ制御装置7に検出電極RL(0)〜RL(p)における検出信号Rx(0)〜Rx(p)が供給される。また、領域501には、フレキシブルケーブルFB2が接続されており、ドライバ用半導体装置DDICおよび電極駆動回路CGW―Dの端子はフレキシブルケーブルFB2内の配線に接続されている。
さらに、フレキシブルケーブルFB2には、コネクタCNが実装されている。このコネクタCNを介して、フレキシブルケーブルFB1とFB2とは電気的に接続されている。このコネクタCNを介して、ドライバ用半導体装置DDICおよび電極駆動回路CGW―Dとタッチ制御装置7との間で複数の信号の送受信が行われる。特に制限されないが、この実施の形態1においては、タッチ制御装置7は、1個の半導体装置により構成されている。ドライバ用半導体装置と区別するために、ここでは、タッチ制御装置7を構成する半導体装置をタッチ用半導体装置7と称する。
図5には、ドライバ用半導体装置DDICおよび電極駆動回路CGW―Dとタッチ用半導体装置7との間で送受信される複数の信号のうち、タッチ−表示同期信号TSHDと、駆動信号ExVCOMのみが示されている。タッチ−表示同期信号TSHDは、図1で説明したように、表示期間とタッチ検出期間を識別する制御信号である。駆動信号ExVCOMは、図1には示していないが、タッチ検出期間において、周期的に電圧が変化するパルス信号である。このパルス信号である駆動信号ExVCOMは、タッチ検出期間において、タッチを検出するように選択された共通電極TL(i)に駆動信号Tx(i)として供給される。
上記したように、タッチ検出期間においては、選択された共通電極TL(i)に、パルス信号である駆動信号Tx(i)が供給されるが、表示期間においては、選択される共通電極または全ての共通電極TL(0)〜TL(p)に、所定の電圧を有する駆動信号が供給される。このときの駆動信号は、表示用の駆動信号であり、所定の電圧、例えば接地電圧Vsを有していてもよい。すなわち、タッチ検出期間とは異なり、表示期間においては、パルス信号ではなく、直流電圧が駆動信号として、共通電極TL(0)〜TL(p)に供給されてもよい。
図5に示したモジュール500においては、表示パネル2の2個の短辺2−D、2−Uのそれぞれに沿って、電極駆動回路が配置されている。すなわち、モジュール500は、表示パネル2の一方の短辺2−Uに沿って配置された電極駆動回路(第1電極駆動回路)CGW―Uと、表示パネル2の他方の短辺2−Dに沿って配置された電極駆動回路(第2電極駆動回路)CGW−Dを備えている。図5では、表示パネル2の一方の短辺2−Dに沿って配置された電極駆動回路CGW−Dは、ドライバ用半導体装置DDICによって覆われている。また、表示パネル2の他方の短辺2−Uに沿って配置された電極駆動回路CGW−Uは、表示パネル2の他方の短辺2−Uとモジュール500の短辺500−Uとの間に形成されている。特に制限されないが、電極駆動回路CGW−Uも、TFT基板300に形成されたMOSFETにより構成されている。
このように配置することにより、電極駆動回路CGW−U、CGW−Dは、縦方向(列方向)に、表示パネル2を挟むことになる。これにより、縦方向(列方向)に延在する共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれの一方の端部には、電極駆動回路CGW−Dから駆動信号Tx(i)が供給され、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれの他方の端部には、電極駆動回路CGW−Uから駆動信号Tx(i)が供給されることになる。タッチ検出期間において、共通電極TL(i)の両端部から駆動信号Tx(i)が供給されることになるため、電極駆動回路CGW−D、CGW−Uのそれぞれの駆動能力は比較的小さくても、所定の時間で、共通電極TL(i)の電圧を周期的に変化させることが可能となる。駆動能力を比較的小さくすることができるため、電極駆動回路CGW−D、CGW−Uを構成するMOSFETの小型化を図ることが可能となり、それぞれにより占有される領域を小さくすることが可能となる。
液晶表示装置1の縦額縁の大きさは、モジュール500の辺(例えば、500−D、500−U)と表示パネル2の辺(例えば、2−D、2−U)との間の領域の大きさに依存する。縦額縁の狭額縁化のために、ドライバ用半導体装置DDICの短辺DDLは、短くされる。電極駆動回路CGW−Dによって占有される領域を小さくすることが可能であるため、ドライバ用半導体装置DDICによって電極駆動回をCGW−Dを覆う状態を維持しながら、縦額縁の狭額縁化を図ることが可能となる。また、電極駆動回路CGW−Uも、小さな領域に形成することが可能であるため、モジュール500の短辺500−Uと表示パネ2の短辺2−Uとの間の間隔が大きくなるのを抑制することが可能となる。これにより、縦額縁の狭額縁化が可能な液晶表示装置1を提供することが可能となる。
また、液晶表示装置1の横額縁の大きさは、モジュール500の辺(例えば、500−L、500−R)と表示パネル2の辺(例えば、2−L、2−R)との間の領域の大きさに依存する。実施の形態においては、信号線SL(0)〜SL(p)と平行に共通電極TL(0)〜TL(p)が配置され、表示期間およびタッチ検出期間において共通電極へ駆動信号を供給する電極駆動回路CGW−UおよびCGW−Dが、表示パネル2の辺2−Uおよび2−Dに沿って配置されている。すなわち、図5において、表示パネル2の上下に。電極駆動回路CGW−UおよびCGW−Dが配置されている。これにより、モジュール500の辺(例えば、500−L、500−R)と表示パネル2の辺(例えば、2−L、2−R)との間の領域を小さくすることが可能となり、横額縁の狭額縁化を図ることが可能である。
これにより、狭額縁化が可能な液晶表示装置1を提供することが可能となる。
図5において、503は、信号配線を示している。信号配線503は、表示パネル2を囲むように配置されており、タッチ用半導体装置7によって形成された駆動信号ExVCOMが供給される。電極駆動回路CGW−D、CGW−Uのそれぞれは、信号配線503に接続され、信号配線503を伝達する駆動信号ExVCOMを、タッチを検出するように選択された共通電極TL(i)へ供給する。
特に制限されないが、電極駆動回路CGW−D、CGW−Uのそれぞれは、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれに対応したスイッチMOSFET(図示せず)を有する。電極駆動回路CGW−Dに含まれているスイッチMOSFETのそれぞれのソース(またはドレイン)は、信号配線503に接続され、それぞれのドレイン(またはソース)は、対応する共通電極TL(i)の一方の端部に接続される。タッチ検出期間においては、駆動信号が供給されるように選択された共通電極にそのドレイン(またはソース)が接続されたスイッチMOSFETを、導通状態にする。同様に、電極駆動回路CGW−U内のスイッチMOSFETのそれぞれのソース(またはドレイン)も、信号配線503に接続され、それぞれのドレイン(またはソース)は、対応する共通電極TL(i)の他方の端部に接続される。電極駆動回路CGW−Uにおいても、タッチ検出期間において、選択された共通電極にそのドレイン(またはソース)が接続されたスイッチMOSFETを、導通状態にする。
これにより、タッチ検出期間において、駆動信号が供給されるように選択された共通電極TL(i)は、信号配線503に電気的に接続されることになる。この結果、タッチ用半導体装置7から信号配線503に伝達されたクロック信号である駆動信号ExVCOMは、信号配線503を介して、選択された共通電極TL(i)の両端部に伝達されることになる。共通電極TL(i)の電圧が、駆動信号ExVCOMの電圧変化に応じて変化することにより、先に図2で説明したように、選択された共通電極TL(i)の近傍がタッチされているか否かを検出することが可能となる。
特に制限されないが、ドライブ用半導体装置DDICは、Chip On Glass(COG)として形成する。また、信号線セレクタ6およびゲートドライバ8のそれぞれも、半導体装置によって構成してもよい。この場合も、これらの半導体装置は、COGとして形成してもよい。図5において、液晶パネル2の4辺に示したR、G、Bは、1つの画素を構成する副画素を示している。
図5では、信号配線503にタッチ用半導体装置7により形成された駆動信号ExVCOMを供給する例を説明したが、これに限定されない。例えば、駆動信号ExVCOMを受信するドライブ用半導体装置DDICにおいて、駆動信号ExVCOMに同期した駆動信号TSVCOM(図示せず)を形成し、信号配線503および電極駆動回路CGW−Dへ供給するようにしてもよい。このようにすることにより、ドライブ用半導体装置7の駆動能力を利用して、駆動信号TSVCOMの電圧変化の速度を向上させることも可能となる。
また、駆動信号ExVCOMは、電極駆動回路CGW−D、CGW−Uおよび後述される信号配線により形成してもよい。
上記したように、図5に示したモジュール500においては、電極駆動回路CGW−D、CGW―Uを、例えば複数のスイッチMOSFETにより構成することが可能である。そのため、電極駆動回路CGW−D、CGW―Uの構成を簡略化することが可能であり、より狭額縁化を図ることが可能となる。
<<モジュールの全体構成2>>
図6は、第2番目のモジュールの全体構成を示す模式的な平面図であり、タッチ検出機能付き液晶表示装置1を実装したモジュール600の全体構成を示している。模式的ではあるが、図6も、実際の配置に合わせて描かれている。また、図6は、図1で説明した液晶表示装置1に係わるモジュールの構成を示している。
図6に示すモジュール600の構成は、図5に示したモジュール500の構成と類似している。そのため、ここでは、相違点を主に説明する。モジュール600も、図5に示したフレキシブルケーブルFB1、FB2、タッチ用半導体装置7、コネクタCNおよびタッチ−表示同期信号TSHDを有しているが、図6では、省略されている。例えば、フレキシブルケーブルFB1は、図6において604として示した端子群に電気的に接続される。フレキシブルケーブルFB1が端子群604に接続されることにより、タッチ用半導体装置7とドライバ用半導体装置DDICおよび電極駆動回路CGW1、CGW2との間で信号の送受信が行われる。なお、図6においては、ドライブ用半導体装置DDICおよび電極駆動回路CGW2と、信号セレクタ6および共通電極TL(0)〜TL(p)間を電気的に接続する配線が、配線パターン601として示されている。
図6においては、図5に示した信号配線503は設けられておらず、電圧配線605〜607が、表示パネル2を取り囲むように配置されている。ここで、電圧配線605は、第1電圧TPHが供給される第1電圧配線であり、電圧配線606は、第2電圧VCOMDC1が供給される第2電圧配線である。また、電圧配線607は、第3電圧VCOMDC2が供給される第3電圧配線である。特に制限されないが、第1電圧TPHは、例えば0Vを超え、6V以下の電圧とされる。また、第1電圧VCOMDC1および第2電圧VCOMDC2のそれぞれは、互いに同じ電圧とされ、例えば接地電圧Vs(0V)とされる。第1電圧TPHは端子群604内の特定の電圧端子に供給される電圧Vdに基づいて形成される。同様に、第2電圧VCOMDC1および第3電圧VCOMDC2も、端子群604内の特定の電圧端子に供給される接地電圧Vsに基づいて形成される。
図6において、602は、端子群604内の特定の電圧端子に供給される電圧Vdを受電し、安定した第1電圧TPHを形成する電圧発生回路である。特に制限されないが、第2電圧VCOMDC1および第3電圧VCOMDC2は、接地電圧Vsであるため、端子群604内で、接地電圧Vsが供給される特定の電圧端子に、第2電圧配線606および第3電圧配線607は接続されている。勿論、安定化した第2電圧VCOMDC1および第3電圧VCOMDC2を形成するために、電圧発生回路を設け、該電圧発生回路から第2および第3電圧配線606、607へ電圧を供給するようにしてもよい。図6において、603は、過電圧保護回路を示している。この過電圧保護回路603は、例えば電圧発生回路602に、特定の電圧端子から過電圧が印加されたとき、電圧発生回路602等を保護するように機能する。
図6において、600−Dは、図5に示したモジュールの辺500−Dと同様に、モジュール600が有する1対の互いに対向する短辺のうちの一方の辺を示しており、600−Uは、モジュール600の1対の短辺のうちの他方の辺を示している。
図5に示したモジュール500と同様に、モジュール600の短辺のうちの一方の辺600−Dと表示パネル2の短辺のうちの一方の辺2−Dとの間には、平面視において、信号線セレクタ6、ドライバ用半導体装置DDICが配置されている。また、TFT基板300に形成されたMOSFETにより構成された電極駆動回路CGW2が、ドライバ用半導体装置DDICによって覆われるように配置されている。また、モジュール600の他方の辺600−Uと表示パネル2の他方の辺2−Uとの間には、平面視において、電極駆動回路CGW1が配置されている。この電極駆動回路CGW1も、TFT基板300に形成されたMOSFETにより構成されている。
図6に示した電極駆動回路CGW1、CGW2は、図5で説明した電極駆動回路CGW−U、CGW−Dとは異なる構成を有している。あとで説明するが、電極駆動回路CGW1、CGW2は、互いに同じ構成であっても、異なる構成であってもよい。ここでは、電極駆動回路CGW1と電極駆動回路CGW2とを区別するために、電極駆動回路CGW1を第1電極駆動回路と称し、電極駆動回路CGW2を第2電極駆動回路とも称する。
第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2のそれぞれは、第1電圧配線605、第2電圧配線606および第3電圧配線607に接続され、それぞれに第1電圧TPH、第2電圧VCOMDCおよび第3電圧VCOMDC2が、第1〜第3電圧配線605〜607を介して供給される。あとで詳しく説明するが、タッチ検出期間において、第2電極駆動回路CGW2は、タッチを検出するように選択された共通電極(以下、選択共通電極とも称する)TL(i)の一方の端部を、第1電圧配線605と第2電圧配線606とに電気的に交互に接続する。これにより、選択共通電極TL(i)には、周期的に第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1が供給される。また、第1電極駆動回路CGW1も、タッチ検出期間において、選択共通電極TL(i)の他方の端部を、第1電圧配線605と第2電圧配線606とに電気的に交互に接続する。
この場合、第1電極駆動回路CGW1と第2電極駆動回路CGW2とは、互いに同期して動作する。すなわち、第1電極駆動回路CGW1が、選択共通電極TL(i)を第1電圧配線605へ接続するとき、第2電極駆動回路CGW2も選択共通電極TL(i)を第1電圧配線605へ接続する。また、第1電極駆動回路CGW1が、選択共通電極TL(i)を第2電圧配線606へ接続するとき、第2電極駆動回路CGW2も選択共通電極TL(i)を第2電圧配線606へ接続する。これにより、選択共通電極TL(i)には、その両端部から、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1が、周期的に供給されることになる。この結果、図2において説明したように、選択共通電極の近傍がタッチされているか否かの検出を行うことが可能となる。
図5に示したモジュール500においては、表示パネル2の1対の長辺2−R、2−Lとモジュール500の1対の長辺500−R、500−Lとの間の領域を、表示パネル2の長辺に沿って信号配線503が延在する。一方、選択共通電極TL(i)に駆動信号Tx(i)を供給したときに発生する検出信号Rx(0)〜Rx(p)を伝達する検出電極RL(0)〜RL(p)は、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように配置されている。そのため、信号配線503と検出電極RL(0)〜RL(p)とが交差し、信号配線503と検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれとの間が寄生容量により結合される可能性がある。信号配線503を伝達する駆動信号ExVCOMは、選択共通電極TL(i)の電圧を。所定の時間で変化させることが可能となるように駆動能力を高めることが考えられる。そのため、寄生容量による結合を介して、駆動信号ExVCOMの電圧変化が、検出電極RL(0)〜RL(p)に伝達されることが考えられる。すなわち、駆動信号ExVCOMの電圧変化が、検出信号Rx(0)〜Rx(p)にノイズとして表れ、検出精度が低下することが危惧される。
これに対して。図6に示したモジュール600においては、選択共通電極TL(i)における電圧を変化させるために、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2のそれぞれが、第1電圧配線605と第2電圧配線606とを、交互に、選択共通電極TL(i)へ接続することで済む。そのため、モジュール600の長辺600−R、600−Lと表示パネル2の長辺2−R、2−Lとの間の領域に、表示パネル2の長辺に沿って、駆動能力を高めた駆動信号を伝達する信号配線を延在させる必要がない。すなわち、表示パネル2の長辺に沿って、第1〜第3電圧配線605〜607を延在させればよい。これにより、タッチ検出期間において、検出信号Rx(0)〜Rx(p)にノイズが乗るのを防ぐことが可能となる。
勿論、図6に示したモジュール600においても、選択共通電極TL(i)は、その両端部に、駆動信号、すなわち交番的に変化する第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1とが供給されるため、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2のそれぞれを構成するMOSFETのサイズを大きくしなくても、所定の時間で、選択共通電極TL(i)における電圧を変化させることが可能となる。これにより、図5に示したモジュール500と同様に、狭額縁化を図ることが可能となる。
さらに、図6に示したモジュール600においては、タッチ検出期間において、周期的に電圧が変化する駆動信号が供給されない、すなわち非選択の共通電極(以下、非選択共通電極とも称する)TL(m)に対して、所定の電圧が、第1電極駆動回路CGW1および/または第2電極駆動回路CGW2から供給される。この場合、所定の電圧は、第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC1または第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2が用いられる。
表示期間において、走査信号Vs0〜Vspを伝達する走査線GL(0)〜GL(p)は、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように配置されている。そのため、走査線GL(0)〜GL(p)と共通電極TL(0)〜TL(p)との間には寄生容量が形成されることになる。タッチ検出期間において、選択共通電極TL(i)における電圧が、変化すると、この選択共通電極TL(i)と交差する走査線GL(i)との間の寄生容量を介して、走査線GL(i)の電圧が変化する。すなわち、走査線GL(i)にノイズが乗る。走査線GL(i)に乗ったノイズは、ゲートドライバ8の電源配線に伝達され、さらに他の走査線GL(n)に伝達される。非選択共通電極TL(m)が、フローティング状態、すなわち、電圧が供給されていない状態の場合、他の走査線GL(n)と非選択共通電極TL(m)との間の寄生容量を介して、他の走査線GL(n)におけるノイズが、非選択共通電極TL(m)へ伝達され、非選択共通電極TL(m)の電圧が変化する。非選択共通電極TL(m)の電圧が変化することにより、検出電極RL(0)〜RL(p)における検出信号Rx(0)〜Rx(p)にノイズが乗ることになり、検出精度の低下が危惧される。
これに対して、タッチ検出期間において。非選択共通電極TL(m)に対して、第2電圧VCOMDC1または第3電圧VCOMDC2を供給することにより、走査線GL(n)におけるノイズにより、非選択共通電極TL(m)の電圧が変化するのを防ぐことが可能となり、検出精度の低下を防ぐことが可能となる。
タッチ検出期間において、非選択共通電極TL(m)へ供給される電圧としては、第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2とすることが望ましい。これは、タッチ検出期間において、第2電圧配線606は、周期的に選択共通電極TL(i)に接続されるため、第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC1は、変動することが考えられる。第2電圧VCOMDC1を非選択共通電極TL(m)へ供給すると、第2電圧VCOMDC1の変動により、非選択共通電極TL(m)の電圧も変化し、検出精度が低下することが危惧される。そのため、第2電圧配線606とは異なる第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2が、タッチ検出期間において、非選択共通電極TL(m)に供給することが望ましい。
<液晶素子配列>
第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2の構成を説明するまえに、表示パネル2の構成を説明する。
図7は、表示パネル2の回路構成を示す回路図である。同図において、一点鎖線で示した複数個のSPixのそれぞれは、1個の液晶表示素子を示している。液晶表示素子SPixは、液晶パネル2において、行列状に配置され、液晶素子配列LCDを構成している。液晶素子配列LCDは、各行に配置され、行方向に延在する複数の走査線GL(0)〜GL(p)と、各列に配置され、列方向に延在する信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)〜SL(p)p(R)、SL(p)p(G)、SL(p)p(B)とを具備している。また、液晶素子配列LCDは、各列に配置され、列方向に延在する共通電極TL(0)〜TL(p)を有している。図7には、走査線GL(0)〜GL(2)と、信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)〜SL(1)0(R)、SL(1)0(G)、SL(1)0(B)と、共通電極TL(0)、TL(1)に関する液晶素子配列の部分が示されている。
図7においては、説明を容易にするために、共通電極TL(0)、TL(1)が、それぞれの列に配置されているように、示されているが、図3(A)および(B)において説明したように、複数の信号線に対して1個の共通電極が配置されているものと理解されたい。勿論、図7に示すように、液晶素子配列LCDのそれぞれの列に共通電極を配置してもよい。いずれにおいても、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、信号線と平行するように、液晶素子配列LCDの列に配置されている。
液晶素子配列LCDの行と列の交点に配置されたそれぞれの液晶表示素子SPixは、TFTガラス基板300に形成された薄膜トランジスタTrと、薄膜トランジスタTrのソースに一方の端子が接続された液晶素子LCとを具備している。液晶素子配列LCDにおいて、同じ行に配置された複数の液晶表示素子SPixの薄膜トランジスタTrのゲートは、同じ行に配置されている走査線に接続され、同じ列に配置された複数の液晶表示素子SPixの薄膜トランジスタTrのドレインは、同じ列に配置された信号線に接続されている。言い換えるならば、複数の液晶表示素子SPixが、行列状に配置され、各行には、走査線が配置され、走査線には、対応する行に配置された複数の液晶表示素子SPixが接続されている。また、各列には信号線が配置され、信号線には、対応する列に配置された液晶表示素子SPixが接続されている。また、同じ列に配置された複数の液晶表示素子SPixの液晶素子LCの他端は、列に配置された共通電極に接続されている。
図7に示した例で説明すれば、同図において、最上段の行に配置された複数の液晶表示素子SPixのそれぞれの薄膜トランジスタTrのゲートは、最上段の行に配置された走査線GL(0)に接続されている。また、同図において、最も左側の列に配置された複数の液晶表示素子SPixのそれぞれの薄膜トランジスタTrのドレインは、最も左側の列に配置された信号線SL(0)0(R)に接続されている。また、最も左側に列に配置された複数の液晶表示素子SPixのそれぞれの液晶素子の他端は、図7においては、最も左側に配置された共通電極TL(0)に接続されている。先にも述べたように、1個の共通電極が、複数の信号線に対応している。そのため、図7に示した例では、共通電極TL(0)は、3列に対して共通の共通電極となっていると見なすことができる。
1個の液晶表示素子SPixが、先に述べた1個の副画素(サブ画素)に対応する。従って、3個の液晶表示素子SPixによって、R、G、Bの3原色の副画素が構成される。図7では、同じ行に、連続的に配置された3個の液晶表示素子SPixによって、1つの画素Pixが形成され、当該画素Pixにてカラーが表現されるものとなる。すなわち、図7において、700Rとして示されている液晶表示素子SPixが、R(赤)の副画素SPix(R)とされ、700Gとして示されている液晶表示素子SPixが、G(緑)の副画素SPix(G)とされ、700Bとして示されている液晶表示素子SPixが、B(青)の副画素SPix(B)とされる。そのために、700Rとして示されている副画素SPix(R)には、カラーフィルタとして赤色のカラーフィルタCRが設けられており、700Gの副画素SPix(G)には、カラーフィルタとして青色のカラーフィルタCGが設けられており、700Bの副画素SPix(B)には、カラーフィルタとして緑色のカラーフィルタCBが設けられている。
また、1つの画素を表す信号のうち、Rに対応する画像信号が、信号線セレクタ6から、信号線SL(0)0(R)に供給され、Gに対応する画像信号が、信号線セレクタ6から、信号線SL(0)0(G)に供給され、Bに対応する画像信号が、信号線セレクタ6から、信号線SL(0)0(B)に供給される。
各液晶表示素子SPixにおける薄膜トランジスタTrは、特に制限されないが、Nチャンネル型のMOSFETである。走査線GL(0)〜GL(p)には、例えばこの順番で順次ハイレベルとなるパルス状の走査信号Vs0〜Vsp(図1)が、ゲートドライバ8から供給される。すなわち、液晶素子配列LCDにおいて、上段の行に配置された走査線GL(0)から下段の行に配置された走査線GL(p)に向かって、走査線の電圧が、順次ハイレベルとなる。これにより、液晶素子配列LCDにおいて、上段の行に配置された液晶表示素子SPixから下段の行に配置された液晶表示素子SPixに向かって、液晶表示素子SPixにおける薄膜トランジスタTrが、順次導通状態となる。
薄膜トランジスタTrが導通状態となることにより、そのとき信号線に供給されている画素信号が、導通状態の薄膜トランジスタを介して、液晶素子LCに供給される。液晶素子LCに供給された画素信号の値に従って、液晶素子LCにおける電界が変化し、その液晶素子LCを透過する光の変調が変わる。これにより、走査線GL(0)〜GL(p)に供給する走査信号Vs0〜Vspに同期して、信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)〜SL(p)p(R)、SL(p)p(G)、SL(p)p(B)に供給した画像信号に応じたカラー画像が、液晶パネル2に表示されることになる。
ここで、図5および図6に示したモジュールの配置と、図7に示した回路図との対応を述べておくと、次のようになる。
液晶素子配列LCDは、その配列の行と実質的に平行な1対の辺と、その配列の列と実質的に平行な1対の辺とを有している。液晶素子配列LCDの行と平行な1対の辺が、図5および図6に示した表示パネル2の短辺2−U、2−Dに対応し、液晶素子配列LCDの列と平行な1対の辺が、表示パネル2の長辺2−R、2−Lに対応する。
液晶素子配列LCDにおいて、行と平行な1対の辺のうちの一方の辺、すなわち、表示パネル2の一方の短辺2−Dに沿って、図5および図6に示されているように、信号セレクタ6、ドライバ用半導体装置DDICおよび第2電極駆動回路CGW2(図5では、電極駆動回路CGW−D)が配置されている。液晶素子配列LCDにおいては、この一方の辺(表示パネル2の短辺2−D)において、信号線セレクタ6を介して、ドライバ用半導体装置DDIC内の信号線ドライバ11からの画像信号が、信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)〜SL(p)p(R)、SL(p)p(G)、SL(p)p(B)に供給される。また、この一方の辺(表示パネル2の辺2−D)において、第2電極駆動回路CGW2(電極駆動回路CGW−D)からの駆動信号Tx(i)が、共通電極TL(0)〜TL(p)の一方の端部に供給される。
一方、液晶素子配列LCDにおいて、行と平行な1対の辺のうちの他方の辺、すなわち、表示パネル2の短辺2−Uに沿って、第1電極駆動回路CGW1(図5では、電極駆動回路CGW−U)が配置されている。また、液晶素子配列LCDのこの他方の辺おいて、第1電極駆動回路CGW1(電極駆動回路CGW−U)から駆動信号Tx(i)が共通電極TL(0)〜TL(p)の他方の端部へ供給される。図7を例にして、言い換えると、タッチ検出期間においては、上側および下側の両方から、共通電極TL(0)、TL(1)へ駆動信号Tx(0)、Tx(1)が供給されることになる。
また、図6に示したモジュール600においては、タッチ検出期間において、非選択共通電極TL(m)に対して、液晶素子配列LCDの一方の辺(辺2−Dに対応)および/または他方の辺(辺2−Uに対応)において、第2電極駆動回路CGW2および/または第1電極駆動回路CGW1から第3電圧VCOMDC2が供給される。
1個の画素を構成する副画素の数が、3個の場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば上記RGBに加えて白(W)や黄色(Y)、又はRGBの補色(シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y))のいずれか1色又は複数色を加えた副画素で1つの画素としてもよい。
<電極駆動回路の概略>
図8は、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2の構成を、概略的に示すブロック図である。図8(A)は、第1電極駆動回路CGW1の概略を示しており、図8(B)は、第2電極駆動回路CGW2の概略を示している。
図8(A)において、SC1はスキャン回路を示しており、LG1はロジック回路を示しており、SW1はスイッチ回路を示している。第1電極駆動回路CGW1は、これらのスキャン回路SC1とロジック回路LG1とスイッチ回路SW1を備えている。
スキャン回路SC1は、この実施の形態1においては、シフトレジスタにより構成されている。シフトレジスタは、複数の段USC1(0)〜USC1(p)を有しており、各段は、互いに同じ構成にされており、例えばフリップフロップ回路により構成されている。シフトクロック信号であるクロック信号SDCK(図1)が変化することにより、所定の段(例えば、USC1(n))は、前段(例えば、USC1(n−1))の出力を取り込み、格納し、取り込んだ前段の出力に従った出力信号を形成して、出力する。この実施の形態1においては、シフトレジスタの各段USC1(0)〜USC1(p)が、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれに対応している。例えば、段USC1(0)は、共通電極TL(0)に対応し、段USC(n)は、共通電極TL(n)に対応し、段USC1(p)は、共通電極TL(p)に対応する。
タッチ検出期間において、駆動信号が供給されるように選択される選択共通電極を指定する選択信号SDST(例えば論理値“1”)を、シフトレジスタの所定の段、例えば初段USC1(0)にセットする。クロック信号SDCKを変化させることにより、選択信号SDST(論理値“1”)は、シフトレジスタを構成する段を移動する。例えば、選択信号SDST(論理値“1”)は、クロック信号SDCKの変化により、段USC1(0)から段USC1(p)へ向けて順次移動する。
スイッチ回路SW1は、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれに対応した複数の第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)を備えている。第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)は、互いに同じ構成にされており、図8(A)には、共通電極TL(0)、TL(n)およびTL(p)に対応した第1単位スイッチ回路USW1(0)、USW1(n)およびUSW1(p)のみが示されている。各第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)は、液晶素子配列LCDの他方の辺(図6では、2−U)において、対応する共通電極TL(0)〜TL(p)に接続されている。また、実施の形態1においては、各第1単位スイッチ回路SW1(0)〜SW1(p)は、第1〜第3電圧配線605〜607(図6)に接続されている。
ロジック回路LG1も、複数の第1単位ロジック回路ULG(0)〜ULG(p)を備えており、各第1単位ロジック回路ULG1(0)〜ULG(p)は、スキャン回路SC1を構成する各段USC1(0)〜USC1(p)のそれぞれと1対1に対応している。また、各第1単位ロジック回路ULG1(0)〜ULG(p)は、スイッチ回路SW1を構成する第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)のそれぞれとも1対1に対応している。この実施の形態1においては、複数の第1単位ロジック回路ULG(0)〜ULG(p)も、互いに同じ構成にされている。
ロジック回路LG1は、タッチ検出期間において、スキャン回路SC1からの出力を受け、受けた出力に基づいて、対応するスイッチ回路SW1を制御する。すなわち、タッチ検出期間において、各第1単位ロジック回路ULG1(0)〜ULG1(p)は、1対1に対応するシフトレジスタの段USC1(0)〜USC(p)の出力を受け、1対1に対応する第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)を制御する。例えば、第1単位ロジック回路ULG1(0)は、1対1に対応する段USC1(0)の出力を受け、段USC1(0)の出力に基づいて、1対1に対応する第1単位スイッチSW1(0)を制御する。以下、同様に、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、段USC1(n)の出力を受け、第1単位スイッチUSW1(n)を制御し、第1単位ロジック回路ULG1(p)は、段USC1(p)の出力を受け、第1単位スイッチUSW1(p)を制御する。
あとで、図11等を用いて、詳しく説明するが、タッチ検出期間において、選択信号SDST(論理値“1”)の出力を受けた第1単位ロジック回路は、対応する第1単位スイッチ回路に対して、第1電圧配線605における第1電圧TPHと第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC1を交互に、対応する共通電極へ供給するように制御する。一方、タッチ期間において、非選択信号、すなわち論理値“0”の選択信号SDSTの出力を受けた第1単位ロジック回路は、対応する第1単位スイッチ回路に対して、第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2を、対応する共通電極へ供給するように制御する。これにより、タッチ検出期間においては、液晶素子配列LCDの他方の辺において、第1電極駆動回路CGW1から選択共通電極TL(i)に対して第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1が周期的に供給されることになる。また、非選択共通電極TL(n)に対しては、第3電圧VCOMDC2が供給されることになる。
第1電極駆動回路CGW1は、それぞれ共通電極TL(0)〜TL(p)に対応した複数の第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)によって構成されていると見なすことができる。この場合、タッチ検出期間において、共通電極TL(0)〜TL(p)は、対応する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)によって、第1〜第3電圧配線のいずれかに電気的に接続されることになる。
図8(B)は、第2電極駆動回路CGW2の構成を概略的に示すブロック図である。第2電極駆動回路CGW2も、図8(A)で説明した第1電極駆動回路CGW1と同様に、スキャン回路とロジック回路とスイッチ回路とを備えている。図8(B)では、第2電極駆動回路CGW2を構成するスキャン回路はSC2、ロジック回路はLG2、スイッチ回路はSW2として示されている。この実施の形態1においては、スキャン回路SC2はスキャン回路SC1と、ロジック回路LG2はロジック回路LG1と、スイッチ回路SW2はスイッチ回路SW1と同じ構成を有している。
すなわち、スキャン回路USC2は、スキャン回路SC1と同様に、複数の段USC2(0)〜USC2(p)を有するシフトレジスタにより構成されており、特定の段を見た場合、その段の前段の選択信号SDSTを、クロック信号SDCKが変化することにより、取り込み、格納し、取り込んだ選択信号に従った出力信号を出力する。特に制限されないが、各段USC2(0)〜USC2(p)の構成は、図8(A)に示した段USC1(0)〜USC1(p)と同じ構成を有している。また、各段USC2(0)〜USC2(p)も、共通電極TL(0)〜TL(p)に1対1で対応している。
スイッチ回路SW2は、スイッチ回路SW1と同様に、複数の第2単位スイッチ回路USW2(0)〜USW2(p)を備えている。第2単位スイッチ回路USW2(0)〜USW2(p)のそれぞれは、共通電極TL(0)〜TL(p)に1対1で対応しており、タッチ検出期間、液晶素子配列LCDの一方の辺(図6では2−D)において、第1〜第3電圧配線605〜607のいずれかを、対応する共通電極へ電気的に接続する。スイッチ回路SW2を構成する第2単位スイッチUSW2(0)〜USW2(p)のそれぞれも、互いに同じ構成を有している。
ロジック回路LG2も、ロジック回路LG1と同様に、複数の第2単位ロジック回路ULG2(0)〜ULG(p)によって構成されている。第2単位ロジック回路ULG2(0)〜ULG2(p)のそれぞれは、図8(A)で説明した第1単位ロジック回路と同様に、段USC2(0)〜USC2(p)および第2単位スイッチ回路USW2(0)〜USW2(p)のそれぞれに対応している。また、ロジック回路LG2を構成する第2単位ロジック回路ULG2(0)〜ULG2(p)のそれぞれも互いに同じ構成を有している。
図8(B)においては、共通電極TL(0)〜TL(p)のうち、共通電極TL(0)、TL(n)およびTL(p)のそれぞれ対応する段USC2(0)、USC2(n)、USC2(p)、第2単位ロジック回路ULG2(0)、ULG2(n)、ULG2(p)および第2単位スイッチ回路USW2(0)、USW2(n)、USW2(p)のみが示されている。また、第1電極駆動回路CGW1と同様に、第2電極駆動回路CGW2は、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれに対応した複数の第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)により構成されていると見なすことができる。
第2電極駆動回路CGW2の動作は、第1電極駆動回路CGW1と同様であるので、説明は省略するが、第2電極駆動回路CGW2は、第1電極駆動回路CGW1と異なり、タッチ検出期間、液晶素子配列LCDの一方の辺(2−D)において、対応する共通電極へ第1〜第3電圧のいずれかを供給する。
この実施の形態1においては、スキャン回路SC1とスキャン回路SC2に対して、同じクロック信号SDCKがシフトクロック信号として与えられ、また同じ選択信号SDSTがセットされる。これにより、タッチ検出期間において、第1電極駆動回路CGW1と第2電極駆動回路CGW2の両方が、同じ共通電極を選択共通電極とし、第1および第2電圧配線605、606における電圧を交互に供給する。また、このとき、非選択共通電極には、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2の両方から、第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2が供給されることになる。
<表示パネル2の要部構成>
図9は、表示パネル2の要部の構成を模式的に示すブロック図である。同図には、信号線セレクタ6の構成も模式的に示されている。図9には、液晶素子配列LCDに配置された2行分の副画素SPixと、副画素SPixに対応する2個の共通電極TL(0)、TL(1)が示されている。図8において、副画素SPixおよび共通電極TL(0)、TL(1)の配置は、実際の配置に合わせて描かれている。
図9においては、横方向(液晶素子配列LCDにおいて、行方向)に配置された4個の画素に対して1個の共通電極が配置されている。図9に記載されている「R」、「G」、「B」のそれぞれは、副画素SPixを示している。従って、共通電極TL(0)は、図9において左側から4組の「R」、「G」、「B」に対応しており、同図において、縦方向(液晶素子配列において、列方向)に延在している。同様に、共通電極TL(1)は、図9において右側の4組の「R」、「G」、「B」に対応しており、縦方向(列方向)に延在している。縦方向に延在する共通電極TL(0)およびTL(1)の一方の端部は、図8(B)で説明した第2単位電極駆動回路UCGW2(0)内の第2単位スイッチ回路USW2(0)および第2単位電極駆動回路UCGW2(1)内の第2単位スイッチ回路USW2(1)に接続されている。また、共通電極TL(0)およびTL(1)の他方の端部は、図8(A)で説明した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)内の第1単位スイッチ回路USW1(0)および第1単位電極駆動回路UCGW1(1)内の第1単位スイッチ回路USW1(1)に接続されている。
図9において、SP11〜SP16は、ドライバ用半導体装置DDICの外部端子が接続される端子を示している。ここで述べているドライブ用半導体装置DDICの外部端子は、画像信号を出力する外部端子を示している。図9においては、端子SP11〜SP16が、1組とされ、1組分の端子SP11〜SP16が、1個の共通電極に対応している。そのため、図9には、2組分の端子SP11〜SP16が示されている。端子SP11〜SP16の組間では、互いに構成は同じであるため、1組分について説明する。
信号線セレクタ6は、端子SP11〜SP16によって構成された組に対応する単位信号線セレクタを複数有している。各単位信号線セレクタのそれぞれは、互いに同じ構成を有している。ここでは、図9において左側に示した単位信号線セレクタを例にして説明する。単位信号線セレクタは、複数のスイッチS11、S12、S21、S22を有しており、スイッチS21およびS22は、選択線SEL1(図1)により、互いに同時に導通/非導通となるように制御される。また、スイッチS11および12は、選択線SEL2により、互いに同時に導通/非導通となるように制御される。
端子SP11およびSP12を例にして説明すると、選択信号SEL1が例えば論理値“1”で、選択信号SEL2が論理値“0”とされると、スイッチS21、S22が導通状態となり、スイッチS11、S12は非導通状態となる。このとき、端子SP11およびSP12に供給されている画像信号は、スイッチS21、S22を介して、信号線SL(0)0(R)、SL(0)0(G)に供給される(図7参照)。これにより、「R」および「G」に関する画像情報が、液晶素子に与えられる。
次に、選択信号SEL1の論理値が、“0”にされ、選択信号SEL2の論理値が“1”にされると、スイッチS11、S12が導通状態となり、スイッチS21、S22が非導通状態となる。このとき、端子SP11およびSP12に供給されている画像信号は、スイッチS11、S12を介して信号線SL(0)0(B)、SL(0)1(R)に供給される(図7参照)。これにより、「B」に関する画像情報が、液晶素子に与えられるとともに、隣接した画素内の液晶素子に、「R」に関する画像情報が与えられることになる。すなわち、選択信号SEL1、SEL2によって、端子SP11、SP12に供給される画像情報を適切な信号線へ振り分けることが可能となる。同様に、残りの端子SP13〜SP16においても、これらの端子に供給された画像情報は、選択信号SEL1、SEL2によって、適切な信号線へ振り分けられる。
なお、図9では、図面が複雑になるのを避けるために、信号線SL(0)0(R)は※1として示され、信号線SL(0)0(G)は※2として示され。信号線SL(0)0(B)は※3として示され、信号線SL(0)1(R)は※4として示されている。
<タッチ検出機能付き液晶表示装置1の構成>
図10は、タッチ検出機能付き液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。同図において、TL(0)〜TL(p)は、共通電極であり、UCGW1(0)〜UCGW1(p)は、図8(A)で説明した第1単位電極駆動回路を示している、また、UCGW2(0)〜UCGW2(p)は、図8(B)で説明した第2単位電極駆動回路を示している。共通電極TL(0)〜TL(p)、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW2(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)の配置は、実際の配置に合わせて描かれている。第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれと、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれは、対応する共通電極TL(0)〜TL(p)が延在する方向において、挟むように配置されている。これにより、タッチ検出期間においては、選択共通電極の両端部から、第1および第2電圧配線605、606における第1および第2電圧TPH、VCOMDC1を交互に供給することが可能となる。
特に制限されないが、第1単位電極駆動回路(第2単位電極駆動回路)は、対応する共通電極に近い順に、第1単位スイッチ回路(第2単位スイッチ回路)、第1単位ロジック回路(第2単位ロジック回路)、シフトレジスタの段が配置されている。図10において、8(0)〜8(p)は、ゲートドライバ8を構成する単位ゲートドライバを示している。単位ゲートドライバ8(0)〜8(p)には、特に制限されないが、電圧Vdと接地電圧Vsが、共通の電圧配線を介して給電され、電圧Vdを動作電圧として、表示期間において動作する。すなわち、表示期間において、ドライバ用半導体装置DDICから供給されるタイミング信号に従って走査信号を形成し、走査線へ供給する。
なお、図10では、同図において、左側に配置された単位ゲートドライバ8(0)〜8(p)のみが示されているが、同図において右側にも、複数の単位ゲートドライバが配置されている。すなわち、図10では、図6において表示パネル2の長辺2−Lとモジュール600の長辺600−Lとの間に延在する単位ゲートドライバのみを示しており、表示パネル2の長辺2−Rとモジュール600の長辺600−Rとの間に延在している単位ゲートドライバは省略している。特に制限されないが、左側に配置された単位ゲートドライバと右側に配置された単位ゲートドライバは、交互に配置された走査線に走査信号を供給する。
また、図10において、6(0)〜6(p)は、図9において説明した単位信号線セレクタを示しており、これらの単位信号線セレクタ6(0)〜6(p)によって、信号線セレクタ6が構成されている。図10においては、図面が複雑になるのを避けるために、信号線セレクタに接続された信号線には、符号は付されていないが、信号線であることを明示するために、破線で示されている。同様に、同図では走査線にも符号は付されていないが、一点鎖線で、走査線であることを明示している。また、図2に示した相互容量方式でタッチを検出する場合、検出電極が、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように配置されるが、図10においては、この検出電極も省略されている。
同図では、タッチ用半導体装置DDICが、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)の下側に描かれ、信号配線SLによりタッチ用半導体装置DDICの端子と端子SP11〜SP16とが接続するように描かれている。しかしながら、表示パネル2を平面視で見たとき、タッチ用半導体装置DDICは、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)を覆うように実装されている。
この実施の形態1においては、第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)における各第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)は、第1電圧配線605、第2電圧配線606および第3電圧配線607に接続されている。同様に、第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)における各第2単位スイッチ回路USW2(0)〜USW2(p)も、第1電圧配線605、第2電圧配線606および第3電圧配線607に接続されている。しかしながら、第1単位スイッチ回路USW1(0)〜USW1(p)および第2単位スイッチ回路USW2(0)〜USW2(p)に接続される電圧配線は、あとで述べる複数の実施の形態においては、変わる。そのため、これに限定されるものではない。
第1電極駆動回路CGW1に含まれるスキャン回路SC1および第2電極駆動回路CGW2に含まれるスキャン回路SC2には、タッチ用半導体装置7(図1)から、クロック信号SDCKと選択信号SDSTが供給される。この実施の形態1においては、特に制限されないが、スキャン回路SC1とスキャン回路SC2に供給されるクロック信号SDCKと選択信号SDSTとは、互いに同じ信号とされる。これにより、スキャン回路SC1とスキャン回路SC2とは同期して動作する。
第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位ロジック回路ULG1(0)〜ULG1(p)および第2電極駆動回路CGW2を構成する第2ロジック回路ULG2(0)〜ULG2(p)には、タッチ用半導体装置7から制御信号ctrsigが供給される。第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2の構成例は、この実施の形態1およびあとで複数の実施の形態において説明する。実施の形態によって、タッチ用半導体装置7から第1単位ロジック回路および第2単位ロジック回路へ供給される制御信号が変わるため、制御信号ctrsigは、これらの制御信号を総括した制御信号である。
<第1電極駆動回路および第2電極駆動回路>
図8および図10において説明したように、第1電極駆動回路CGW1は複数の第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)により構成され、第2電極駆動回路CGW2は複数の第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)により構成されている。
実施の形態1においては、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれと、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとが、同じ構成にされている。そのため、ここでは、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を代表として、その構成を説明する。
図11(A)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を示すブロック図であり、図11(B)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を示す回路図である。
先に説明したように、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)は、第1単位スイッチ回路USW1(n)と、第1単位ロジック回路ULG1(n)と、段(フリップフロップ回路)USC1(n)とを有している。この実施の形態1においては、図11(A)に示すように、第1単位スイッチ回路USW1(n)は、第1〜第3電圧配線605〜607に接続され、第1電圧TPH、第2電圧VCOMDC1および第3電圧VCOMDC2が供給されている。また、第1単位ロジック回路ULG1(n)には、制御信号ctrsigとして、タッチ検出期間において電圧値が周期的に変化する制御信号VCOMSELが供給される。また、表示期間において、制御信号VCOMSELの電圧は、ロウレベルとなる。
また、段USC1(n)には、前段USC1(n−1)から選択信号SDST(n−1)と、クロック信号SDCKが供給される。段USC1(n)は、クロック信号SDCKはシフトクロック信号であり、その電圧が変化すると、選択信号SDSTの論理値を取り込み、保持して、取り込んだ選択信号SDSTに従った出力信号を形成し、出力する。段USC1(n)の出力は、選択信号SDST(n)として、次段USC1(n+1)へ供給されるとともに、スキャン回路(段USC1(n))の出力SRout(n)として、対応する第1単位ロジック回路ULG1(n)へ供給される。クロック信号SDCKは、スキャン回路SC1を構成する各段USC1(0)〜USC1(p)に並列的に供給されている。そのため、次にクロック信号SDCKが変化したとき、次段USC1(n+1)が、それ以前に段USC1(n)から出力された選択信号SDST(n)の論理値を取り込む。これにより、タッチの検出を指定する論理値“1”の選択信号SDSKは、順次シフトレジスタ内を移動する。
図11(B)には、第1単位ロジック回路ULG1(n)および第1単位スイッチ回路USW1(n)の回路構成が示されている。第1単位スイッチ回路ULG1(n)は、Nチャンネル型MOSFETT(以下、N型MOSFETと称する)N1〜TN3と、Pチャンネル型MOSFET(以下、P型MOSFETと称する)TP1〜TP3とを有している。本明細書においては、P型MOSFETは、そのゲート電極部に○印を付して、N型MOSFETと区別化している。また、N型MOSFETおよびP型MOSFETに関する説明においては、説明を容易にするために、ソースおよびドレインの表現を用いるが、ソースおよびドレインは、MOSFETの端子における電圧によって決まる。そのため、ソースおよびドレインは、説明の都合上で用いるものであり、これに限定されるものではない。
N型MOSFETTN1のドレインおよびP型MOSFETTP1のソースは、第1電圧配線605に接続され、N型MOSFETTN1のソースおよびP型MOSFETTP1のドレインはノードn1に接続されている。すなわち、N型MOSFETTN1とP型MOSFETTP1は、第1電圧配線605とノードn1との間に並列接続されており、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1のそれぞれのゲートに供給されるスイッチ信号によって導通/非導通(オン/オフ)の制御が行われる。言い換えるならば、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1によって、第1電圧配線605とノードn1との間に接続された第1スイッチ(TN1、TP1)が構成され、第1スイッチ(TN1、TP1)は、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1のゲートに供給されるスイッチ信号によって、オン/オフが制御される。
N型MOSFETTN2のドレインは、ノードn1に接続され、そのソースは第2電圧配線606に接続されている。また、P型MOSFETTP2のソースは、ノードn1に接続され、そのドレインは第2電圧配線606に接続されている。すなわち、N型MOSFETTN2とP型MOSFETTP2は、第2電圧配線606とノードn1との間に並列接続されており、N型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2のそれぞれのゲートに供給されるスイッチ信号によって導通/非導通(オン/オフ)の制御が行われる。言い換えるならば、N型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2によって、第2電圧配線606とノードn1との間に接続された第2スイッチ(TN2、TP2)が構成され、第2スイッチ(TN2、TP2)は、N型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2のゲートに供給されるスイッチ信号によって、オン/オフが制御される。
N型MOSFETTN3のドレインは、ノードn1に接続され、そのソースは第3電圧配線607に接続されている。また、P型MOSFETTP3のソースは、ノードn1に接続され、そのドレインは第3電圧配線607に接続されている。すなわち、N型MOSFETTN3とP型MOSFETTP3は、第3電圧配線607とノードn1との間に並列接続されており、N型MOSFETTN3およびP型MOSFETTP3のそれぞれのゲートに供給されるスイッチ信号によって導通/非導通(オン/オフ)の制御が行われる。言い換えるならば、N型MOSFETTN3およびP型MOSFETTP3によって、第3電圧配線607とノードn1との間に接続された第3スイッチ(TN3、TP3)が構成され、第3スイッチ(TN3、TP3)は、N型MOSFETTN3およびP型MOSFETTP3のゲートに供給されるスイッチ信号によって、オン/オフが制御される。
ノードn1は、液晶素子配列LCDの他方の短辺(図6では、2−U)において、対応する共通電極TL(n)の他方の端部と電気的に接続される。これにより、タッチ検出期間において、第1スイッチ(TN1、TP1)から第3スイッチ(TN3、TP3)を、スイッチ信号により制御することにより、共通電極TL(n)は、第1から第3スイッチ(TN1、TP1)〜(TN3、TP3)のいずれかを介して、第1〜第3電圧配線605〜607に電気的に接続される。すなわち、タッチ検出期間において、共通電極TL(n)には、第1電圧TPH、第2電圧VCOMDC1または第3電圧VCOMDC2が供給される。
第1単位ロジック回路ULG1(n)は、インバータ回路IV1〜IV4、N型MOSFETTN4〜TN7、P型MOSFETTP4〜TP7を有している。インバータIV1は、対応する段USC1(n)から出力された出力信号SRout(n)を受け、位相反転した信号を出力する。出力信号SRout(n)は、対応する段USC1(n)に取り込まれ、保持されている選択信号に従った電圧値を有する。段USC1(n)に取り込まれた選択信号SDSTは、対応する共通電極TL(n)を選択共通電極とする場合には、論理値“1”であり、共通電極TL(n)を非選択共通電極とする場合には、論理値“0”である。図11(B)では、出力信号SRout(n)をインバータ回路IV1による位相反転して形成した制御信号をxinとし、出力信号SRout(n)と同相の制御信号をinとして説明する。勿論、制御信号inは、出力信号SRout(n)と同相であるため、制御信号inを制御信号SRout(n)としてもよい。
N型MOSFETTN4のドレインは、制御信号VCOMSELを伝達する信号配線Ln−Vselに接続され、そのソースは、信号配線Ln1に接続され、そのゲートには、制御信号inが供給される。P型MOSFETTP4は、N型MOSFETN4と並列的に接続されるように、そのソースは、信号配線Ln−Vselに接続され、そのドレインは、信号配線/Ln1に接続され、そのゲートには制御信号xinが供給される。N型MOSFETTN5のドレインは、信号配線Ln1に接続され、そのソースには電圧VGLが供給され、そのゲートには、制御信号xinが供給される。ここで、電圧VGLは、ロウレベルの電圧であり、例えば接地電圧Vsとされる。
信号配線Ln1には、第1スイッチを構成するN型MOSFETTN1のゲートが接続され、信号配線/Ln1には、第1スイッチを構成するP型MOSFETTP1のゲートが接続されている。
対応する段USC1(n)の出力信号SRout(n)が、共通電極TL(n)を選択共通電極にすることを示す論理値“1”となっていた場合、制御信号inはハイレベルとなり、制御信号xinはロウレベルとなる。これにより、N型MOSFETTN4およびP型MOSFETTP4の両方がオンする。このとき、N型MOSFETTN5はオフとなるため、信号配線Ln−Vselにおける制御信号VCOMSELが、N型MOSFETTN4およびP型MOSFETTP4を介して、信号配線Ln1に伝達され、インバータ回路IV2により位相反転された制御信号VCOMSELが、信号配線/Ln1に伝達される。すなわち、このときには、信号配線Ln1に制御信号VCOMSELが伝達され、制御信号VCOMSELの位相反転された制御信号が信号配線/Ln1に伝達される。
信号配線Ln1に伝達された制御信号VCOMSELと、信号配線/Ln1に伝達された制御信号(制御信号VCOMSELが位相反転された制御信号)は、第1スイッチ(TN1、TP1)のスイッチ信号として、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1のそれぞれのゲートに供給される。第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2に、供給される制御信号VCOMSELは、タッチ検出期間において、その電圧が周期的に変化する制御信号である。
制御信号VCOMSELの電圧が、ハイレベルとなっているとき、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1がオンとなり、制御信号VCOMSELの電圧が、ロウレベルとなっているとき、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1はオフとなる。これにより、第1スイッチ(TN1、TP1)は、制御信号VCOMSELが、ハイレベルのとき、第1電圧配線605を対応する共通電極TL(n)に電気的に接続し、制御信号VCOMSELがロウレベルのとき、第1電圧配線605と対応する共通電極TL(n)とを電気的に分離する。すなわち、制御信号VCOMSELの電圧に従って、第1スイッチ(TN1、TP1)は、対応する共通電極TL(n)への第1電圧TPHの供給と停止とを行う。
これに対して、対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を非選択共通電極にすることを示す論理値“0”となっていた場合、制御信号inはロウレベルとなり、制御信号xinはハイレベルとなる。これにより、N型MOSFETTN4およびP型MOSFETTP4ともにオフとなる。一方、N型MOSFETTN5は、ハイレベルの制御信号xinによりオンとなる。そのため、信号配線Ln1は、N型MOSFETTN5を介して、ロウレベルの電圧VGLとなり、信号配線/Ln1は、インバータIV2によって、ハイレベルになる。その結果、出力信号SRount(n)が論理値“0”に対応する電圧のとき、すなわち、対応する共通電極TL(n)が非選択共通電極として指定されているときには、第1スイッチ(TN1、TP1)は、制御信号VCOMSELの電圧とは無関係に、オフとなり、対応する共通電極TL(n)は、第1電圧配線605と電気的に分離される。
N型MOSFETTN6のドレインは、信号配線Ln−Vselに接続され、そのソースはインバータIV3を介して信号配線/Ln2に接続され、そのゲートには制御信号inが供給されている。P型MOSFETTP5のソースは、信号配線Ln−Vselに接続され、そのドレインは信号配線Ln2に接続され、そのゲートには制御信号xinが供給されている。また、P型MOSFETTP6のドレインは、信号配線Ln2に接続され、そのソースにはハイレベルの電圧VGHが供給され、そのゲートには制御信号inが供給される。ここで、電圧VGHの電圧値は、例えば第1電圧TPHと同じ電圧値にされる。
対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を選択共通電極にすることを示す論理値“1”となっていた場合、N型MOSFETTN6およびP型MOSFETTP5のそれぞれがオンし、P型MOSFETTP6はオフする。これにより、信号配線Ln−Vselにおける制御信号VCOMSELは、N型MOSFETTN6およびP型MOSFETTP5のそれぞれを介して、信号配線Ln2に伝達される。また、インバータIV3により位相反転された制御信号は、信号配線/Ln2に伝達される。
第2スイッチ(TN2、TP2)を構成するN型MOSFETTN2のゲートは、信号配線/Ln2に接続され、P型MOSFETTP2のゲートは、信号配線Ln2に接続されている。そのため、出力信号SRout(n)が論理値“1”のときには、第1スイッチ(TN1、TP1)と同様に、第2スイッチ(TN2、TP2)に、制御信号VCOMSELが、スイッチ信号として供給される。しかしながら、第1スイッチ(TN1、TP1)と異なり、第2スイッチ(TN2、TP2)を構成するN型MOSFETTN2のゲートには、インバータIV3により位相反転された制御信号(制御信号VCOMSELに対して位相反転された制御信号)が供給され、P型MOSFETTP2のゲートに、制御信号VCOMSELが供給されている。これにより、第2スイッチ(TN2、TP2)を構成するN型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2のそれぞれは、制御信号VCOMSELの電圧がロウレベルのときにオンし、その電圧がハイレベルのときオフする。すなわち、第2スイッチ(TN2、TP2)は、制御信号VCOMSELがロウレベルのとき、第2電圧配線606と対応する共通電極TL(n)とを電気的に接続し、制御信号VCOMSELがハイレベルのとき、第2電圧配線606と対応する共通電極TL(n)とを電気的に分離する。言い換えるならば、制御信号VCOMSELがロウレベルのとき、第2スイッチ(TN2、TP2)が、第2電圧VCOMSEL1を、対応する共通電極TL(n)へ供給する。
一方、対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を非選択共通電極にすることを示す論理値“0”となっていた場合、N型MOSFETTN6およびP型MOSFETTP5のそれぞれはオフし、P型MOSFETTP6がオンする。これにより、制御信号VCOMSELの電圧とは無関係に、信号配線/Lnには、P型MOSFETTP6を介してハイレベルの電圧VGHが供給される。また、信号配線Ln2には、インバータIV3によって、ロウレベルが供給される。これにより、第2スイッチ(TN2、TP2)を構成するN型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2のそれぞれはオフする。すなわち、第2スイッチ(TN2、TP2)は、第2電圧配線606と対応する共通電極TL(n)との間を電気的に分離する。
このように、対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を選択共通電極にすることを示す論理値“1”となっていた場合、制御信号VCOMSELがハイレベルのとき、第1スイッチ(TN1、TP1)を介して、対応する共通電極TL(n)は第1電圧配線605に接続され、制御信号VCOMSELがロウレベルのときには、第2スイッチ(TN2、TP2)を介して、対応する共通電極TL(n)は第2電圧配線606に接続される。その結果、タッチ検出期間においては、選択共通電極TL(n)に、制御信号VCOMSELの電圧に従って、第1電圧配線605における第1電圧TPHと第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC2とが交互に供給されることになる。これにより、選択共通電極TL(n)の近傍がタッチされているか否かの検出が可能となる。
一方、対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を非選択共通電極にすることを示す論理値“0”となっていた場合、第1スイッチ(TN1、TP1)および第2スイッチ(TN2、TP2)のそれぞれが、ともにオフとなる。そのため、対応する共通電極TL(n)は、第1電圧配線605および606から電気的に分離された状態となり、フローティング状態となる。
対応する共通電極TL(n)が非選択共通電極として指定されたとき、対応する共通電極TL(n)がフローティング状態になることにより、タッチ検出期間において、この共通電極TL(n)の電圧が変動するのを防ぐために、この実施の形態1においては、第3スイッチ(TN3、TP3)、N型MOSFETTN7、P型MOSFETTP7およびインバータIV4が設けられている。
すなわち、N型MOSFETTN7のドレインは、信号配線Ln3に接続され、そのソースにはロウレベルの電圧VGLが供給され、そのゲートには制御信号xinが供給されている。また、P型MOSFETTP7のドレインは、信号配線Ln3に接続され、そのソースにはハイレベルの電圧VGHが供給され、そのゲートには制御信号xinが供給されている。さらに、信号配線Ln3はインバータIV4を介して信号配線/Ln3に接続されている。すなわち、信号配線Ln3における電圧は、インバータIV4によって反転され、信号配線/Ln3に供給される。ここで、第3スイッチ(TN3、TP3)を構成するN型MOSFETTN3のゲートは、信号配線/Ln3に接続され、P型MOSFETTP3のゲートは、信号配線Ln3に接続されている。
対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を非選択共通電極にすることを示す論理値“0”となっていた場合、N型MOSFETTN7がオンし、P型MOSFETTP7はオフする。これにより、信号配線Ln3には、N型MOSFETTN7を介して、ロウレベルの電圧VGLが供給される。また、このとき、信号配線/Ln3には、インバータIV4によって、ハイレベルが供給される。
第3スイッチ(TN3、TP3)には、制御信号VCOMSELは供給されず、信号配線Ln3および/Ln3における電圧が、第3スイッチ(TN3、TP3)のスイッチ信号とされる。出力信号SRout(n)が論理値“0”の場合、信号配線Ln3におけるハイレベルが、N型MOSFETTN3のゲートに供給され、信号配線/Ln3におけるロウレベルが、P型MOSFETTP3のゲートに供給されることになる。そのため、第3スイッチ(TN3、TP3)を構成するN型MOSFETTN3およびP型MOSFETTP3のそれぞれがオンする。これにより、第3スイッチ(TN3、TP3)を介して、対応する共通電極TL(n)は、第3電圧配線607と電気的に接続される。その結果とし、対応する共通電極TL(n)は、非選択共通電極として指定されているとき、第3電圧VCOMDC2が供給されることになる。すなわち、非選択共通電極は、フローティング状態ではなく、第3電圧VCOMDC2の電圧にされ、タッチ検出期間において、その電圧が変動することを防ぐことが可能となる。
なお、対応する段USC1(n)の出力信号SRount(n)が、共通電極TL(n)を選択共通電極にすることを示す論理値“1”となっていた場合、P型MOSFETTP7がオンし、N型MOSFETTN7はオフする。これにより、信号配線Ln3の電圧は、ハイレベルの電圧VGHとなり、信号配線/Ln3の電圧はロウレベルとなる。この信号配線Ln3および/Ln3の電圧により、第3スイッチ(TN3、TP3)を構成するN型MOSFETTN3およびP型MOSFETTP3のそれぞれがオフし、共通電極TL(n)は、第3電圧配線607とは電気的に分離される。そのため、共通電極TL(n)が選択共通電極となっているときに、第3電圧VCOMDC2が共通電極TL(n)へ供給されるのを防ぐことができる。
このように、タッチ検出期間においては、対応する共通電極TL(n)が選択共通電極であれば、制御信号VCOMSELの電圧に従って、第1スイッチ(TN1、TP1)と第2スイッチ(TN2、TP2)が交互にオンし、第1電圧配線605における第1電圧TPHと第2電圧配線606における第2電圧VCOMDCを、交互に選択共通電極に供給することができる。一方、タッチ検出期間においては、対応する共通電極TL(n)が非選択共通電極であれば、第3スイッチ(TN3、TP3)がオンし、第3電圧配線607における第3電圧VCOMDC2が共通電極TL(n)に供給される。これにより、対応する共通電極が、選択共通電極とされた場合には、タッチの検出が可能となり、また非選択共通電極とされた場合には、その電圧が変動することにより発生する検出精度の低下を低減することが可能となる。第1スイッチ(TN1、TP2)、第2スイッチ(TN2、TP2)および第3スイッチ(TN3、TP3)に注目すると、実施の形態においては、タッチ検出期間においては、択一的にオン(導通)状態になっていると見なすことができる。
なお、以上の説明から理解されるように、信号配線/Ln1〜Ln3に付されている符号/は、信号配線Ln1〜Ln3における信号あるいは電圧に対して位相反転された信号あるいは電圧が供給されることを表している。
第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を例にして説明したが、他の第1単位電極駆動回路および第2単位電極駆動回路のそれぞれについても、構成および動作は同じである。
図12(A)〜(E)は、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2の動作を示す波形図である。図12(A)〜(E)では、説明を容易にするために、複数の共通電極TL(0)〜TL(p)のうち、共通電極TL(n)、TL(n+1)についてのみ示されている。ここで、共通電極TL(n+1)は、共通電極TL(n)の隣に配置された共通電極を示している。共通電極TL(n)に対応した第1単位電極駆動回路は、UCGW1(n)であり、第2単位電極駆動回路は、UCGW2(n)である。また、共通電極TL(n+1)に対応した第1単位電極駆動回路は、UCGW1(n+1)であり、第2単位電極駆動回路は、UCGW2(n+1)である。
共通電極TL(n+1)は、共通電極TL(n)の隣に配置されているため、第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)に含まれている段USC1(n+1)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に含まれている段USC1(n)からの出力である選択信号SDST(n)を受ける次段に相当する。同様に、第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)に含まれている段USC2(n+1)は、第2単位電極駆動回路UCGW2(n)に含まれている段USC2(n)からの選択信号SDST(n)を受ける次段に相当する。
図12において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図12(A)および(B)は、第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2のそれぞれにおけるスキャン回路SC1およびSC2から出力される選択信号を示している。
特に、図12(A)は、第1電極駆動回路CGW1を構成する複数の第1単位電極駆動回路のうち、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に含まれている段USC1(n)から出力されるSRout(n)の電圧波形を示している。第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2におけるスキャン回路SC1およびSC2は、タッチ用半導体装置7から、同じ選択信号SDSTと同じクロック信号SDCKが供給されており、スキャン回路SC1とSC2とは同期して動作している。そのため、図12(A)は、第2電極駆動回路CGW2を構成する複数の第2単位電極駆動回路のうち、第2単位電極駆動回路UCGW2(n)に含まれている段USC2(n)から出力されるSRout(n)の電圧波形も示している。
また、図12(B)は、第1電極駆動回路CGW1を構成する複数の第1単位電極駆動回路のうち、第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)に含まれている段USC1(n+1)から出力されるSRout(n+1)の電圧波形を示している。スキャン回路SC1とSC2とは同期して動作しているため、図12(B)は、第2電極駆動回路CGW2を構成する複数の第2単位電極駆動回路のうち、第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)に含まれている段USC2(n+1)から出力されるSRout(n+1)の電圧波形も示している。図12(C)は、タッチ用半導体装置7(図1)から出力される制御信号VCOMSELの電圧波形を示している。
図12(D)および(E)は、共通電極TL(n)およびTL(n+1)の電圧変化を示す電圧波形図である。ここで、共通電極TL(n)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)に対応した共通電極であり、共通電極TL(n+1)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)に対応した共通電極である。
タッチ用半導体装置7は、特に制限されないが、タッチ−表示同期信号TSHD(図1)により、タッチ検出期間が指定されると、その電圧が周期的に変化する制御信号VCOMSELを形成する。また、タッチ検出期間でないときには、制御信号VCOMSELの電圧はロウレベルとされる。タッチ検出に際して、タッチ用半導体装置7は、論理値“1”の選択信号SDSTを、スキャン回路SC1を構成するシフトレジスタおよびスキャン回路SC2を構成するシフトレジスタの両方にセットする。その後で、両方のシフトレジスタに供給されているクロック信号SDCKを変化させる。クロック信号SDCKを変化させることにより、論理値“1”の選択信号SDSTは、それぞれのシフトレジスタの段USC1(0)〜USC1(p)、USC2(0)〜USC2(p)を、順次移動する。
図12において、タッチ検出期間(THP1)は、シフトレジスタの段USC1(n−1)、USC2(n−1)が論理値“1”の選択信号SDST(n−1)を出力した後、クロック信号SDCKが変化した状態を示している。また、シフトレジスタの段USC1(n−1)、USC2(n−1)が論理値“1”の選択信号SDST(n−1)を出力しているとき、シフトレジスタの段USC1(n)、USC2(n)は論理値“0”の選択信号SDST(n)を出力している。
クロック信号SDCKが変化することにより、シフトレジスタの段USC1(n)およびUSC2(n)は、その前段USC1(n−1)およびUSC2(n−2)から出力されている論理値“1”の選択信号SDST(n−1)を取り込み、取り込んだ選択信号SDST(n−1)の論理値を格納するとともに、取り込んだ選択信号SDST(n−1)の論理値に従った出力信号SRout(n)と選択信号SDST(n)を出力する。このとき、同様に、シフトレジスタの次段USC1(n+1)およびUSC2(n+1)も、その前段USC1(n)およびUSC2(n)から出力されている論理値“0”の選択信号SDST(n)を取り込み、格納して、出力信号SRout(n+1)と選択信号SDST(n+1)を出力する。
これにより、図12(A)および(B)に示されているように、タッチ検出期間(THP1)において、段USC1(n)およびUSC2(n)のそれぞれの出力信号SRout(n)は、倫理値“1”に対応するハイレベルとなり、段USC1(n+1)およびUSC2(n+1)のそれぞれの出力信号SRout(n+1)は、倫理値“0”に対応するロウレベルとなる。段USC1(n)およびUSC2(n)の出力信号SRout(n)がハイレベルとなることにより、図11において説明したように、第1単位ロジック回路ULG1(n)および第2単位ロジック回路ULG2(n)は、制御信号VCOMSELの電圧に従って、第1単位スイッチ回路USW1(n)および第2単位スイッチ回路USW2(n)における第1スイッチ(TN1、TP1)または第2スイッチ(TN2、TP2)が導通状態となるように制御する。
制御信号VCOMSELは、図12(C)に示すように、タッチ検出期間THP1において、周期的に電圧が変化する。そのため、タッチ検出期間THP1において、共通電極TL(n)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)の両方において、第1電圧配線605と第2電圧配線606とに交互に電気的に接続される。その結果として、選択共通電極である共通電極TL(n)の電圧は、図12(D)に示されているように、第1電圧配線605における第1電圧TPHと第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC1との間でトグルする。共通電極TL(n)における電圧が交互に変化することにより、図2で説明したように、この共通電極TL(n)の近傍がタッチされているか否かに応じた検出信号Rx(0)〜Rx(p)が形成される。
一方、タッチ検出期間THP1において、シフトレジスタの段USC1(n+1)およびUSC2(n+1)の出力信号SRout(n+1)は、ロウレベルであるため、この段USC1(n+1)に対応した第1単位ロジック回路ULG1(n+1)は、対応する第1単位スイッチ回路USW1(n+1)における第1スイッチ(TN1、TP1)および第2スイッチ(TN2、TP2)のそれぞれがオフとなるように制御し、第3スイッチ(TN3、TP3)がオンとなるように制御する。これにより、段USC1(n+1)に対応した共通電極TL(n+1)は、単位スイッチ回路USW1(n+1)内の第3スイッチを介して、第3電圧配線607に電気的に接続され、第3電圧VCOMDC2が、非選択共通電極である共通電極TL(n+1)に供給される。これにより、図12(E)に示されているように、タッチ検出期間THP1では、非選択共通電極TL(n+1)の電圧は、第3電圧VCOMDC2によって固定される。
特に制限されないが、この実施の形態1においては、段USC2(n+1)に対応した第2単位ロジック回路ULG2(n+1)も、対応する第2単位スイッチ回路USW1(n+1)内の第1スイッチおよび第2スイッチをオフにし、第3スイッチをオンにするように制御する。そのため、第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)からも、非選択共通電極である共通電極TL(n+1)に、第3電圧VCOMDC2が供給される。
タッチ−表示同期信号TSHDにより、タッチ検出期間THP1に続いて、表示を行う表示期間DISPが指定される。表示期間DISPが指定されると、信号線SL(0)〜SL(p)のプリチャージが行われる(プリチャージ期間)。
プリチャージ期間および表示期間DISPにおいては、スキャン回路SC1およびSC2を構成するシフトレジスタの各段USC1(0)〜USC1(p)、USC2(0)〜USC2(p)のそれぞれの出力信号SRout(0)〜SRout(p)は、ロウレベルにされる。これにより、各共通電極TL(0)〜TL(p)の電圧は、第3電圧VCOMDC2となる。表示期間DISPにおいて、各共通電極TL(0)〜TL(p)に供給されている第3電圧VCOMDC2は、表示の際に各液晶素子LC(図7)に印加される電圧として用いられる。すなわち、表示期間においては、液晶素子LCに、第3電圧VCOMDC2と、薄膜トランジスタTr(図7)を介して画像信号に従った電圧とが供給され、画像信号に従った表示が行われる。
スキャン回路SC1およびSC2を構成するシフトレジスタは、それぞれの段が選択信号の論理値を格納しているため、タッチ−表示同期信号TSHDにより、再びタッチ検出期間THP2が指定されたとき、前のタッチ検出期間THP1において各段USC1(0)〜USC(p)、USC2(0)〜USC2(p)が出力した選択信号SDST(0)〜SDST(p)が維持されている。タッチ検出期間THP2において、クロック信号SDCKが変化することにより、維持されていた選択信号SDST(0)〜STST(p)が、タッチ検出期間THP1のときと同様に、順次次段に取り込まれ、保持され、取り込んだ論理値に対応した選択信号SDST(0)〜SDST(p)と出力信号SRout(0)〜SRout(p)を出力する。
タッチ検出期間THP2での動作を、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)、UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)、UCGW2(n+1)を例にして説明すると次のようになる。すなわち、シフトレジスタの段USC1(n+1)、USC2(n+1)は、前段USC1(n)、USC2(n)に格納され、出力されている選択信号SDST(n)を取り込み、格納する。また、取り込んだ選択信号SDST(n)の論理値に従った論理値の選択信号SDST(n+1)と電圧値を有する出力信号SRout(n+1)を出力する。タッチ検出期間THP1においては、選択信号SDST(n)の論理値が“1”であったため、タッチ検出期間THP2において、段USC1(n+1)、USC2(n+1)は、論理値“1”の選択信号SDST(n+1)を出力するとともに、ハイレベルの出力信号SRout(n+1)を出力する。
ハイレベルの出力信号SRout(n+1)により、タッチ検出期間THP1における第1単位電極駆動回路UCGW1(n)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)の動作と同じ動作を、第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)は、タッチ検出期間THP2において行う。その結果、選択共通電極となる共通電極TL(n+1)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)の両方において、第1電圧配線605と第2電圧配線606とに交互に電気的に接続される。これにより、図12(E)に示されているように、共通電極TL(n+1)の電圧は、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1との間でトグルする。
一方、シフトレジスタの段USC1(n)、USC2(n)は、タッチ検出期間THP2におけるクロック信号SDCKの変化により、前段USC1(n−1)、USC2(n−1)に格納され、出力されている論理値“0”の選択信号SDST(n−1)を取り込み、格納する。取り込んだ選択信号SDST(n−1)の論理値が“0”であるため、論理値“0”の選択信号SDST(n)を出力するとともに、ロウレベルの出力信号RSout(n)を出力する。
ロウレベルの出力信号RSout(n)が出力されるため、タッチ検出期間THP1における第1単位電極駆動回路UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n+1)の動作と同じ動作を、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)は、タッチ検出期間THP2において行う。その結果として、図12(D)に示されているように、非選択共通電極TL(n)の電圧は、第3電圧VCOMDC2に固定される。
以降、タッチ−表示同期信号TSHDにより、表示期間およびタッチ検出期間が指定される毎に、上記した動作が行われる。
スキャン回路SC1、SC2を構成するシフトレジスタに、先に必要な回数だけ、非選択を示す論理値“0”の選択信号SDSTをセットし、その後で選択を示す論理値“1”の選択信号SDSTをセットする。このようにすることにより、任意の共通電極を選択共通電極として、指定することが可能であり、タッチを検出する領域を任意に選択することが可能となる。また、選択を示す論理値“1”の選択信号SDSTは複数回連続して、シフトレジスタにセットしてもよい。このようにすることにより、互いに隣接する複数の共通電極を選択共通電極とすることが可能となり、所謂束ね駆動が可能となる。また、シフトレジスタの最終段USC1(p)、USC2(p)から出力される選択信号SDST(p)は、シフトレジスタの初段USC1(0)、USC2(0)に入力するようにしてもよい。
表示パネル2、言い換えるならば液晶素子配列LCDを挟んで、ドライバ用半導体装置DDICの反対側に、電極駆動回路CGW−UまたはCGW1が配置されている。すなわち、ドライバ用半導体装置DDICが、液晶素子配列LCDの一方の辺に沿っては配置されるのに対して、電極駆動回路CGW−UまたはCGW1は、液晶素子配列の他方の辺に沿って配置され、液晶素子配列の他方の辺側において、電極駆動回路が共通電極へ駆動信号を供給する。これにより、タッチ検出期間において、選択共通電極における電圧の変化速度の低下を抑制しながら、液晶素子配列の一方の辺側における領域を小さくすることが可能となり、液晶表示装置の狭額縁化を図ることが可能となる。
また、電極駆動回路CGW1は、第1電圧配線605における第1電圧TPHに基づいた電圧および第2電圧配線606における第2電圧VCOMDC1に基づいた電圧との間で変化する駆動信号を、選択共通電極に供給する。これにより、駆動能力の高い駆動信号を伝達する信号配線を、液晶素子配列の近傍に配置することを避けることが可能であり、タッチ検出の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
さらに、電極駆動回路CGW1は、タッチ検出期間において、非選択共通電極に対し、第3電圧VCOMDC2を供給する。これにより。タッチ検出期間において、非選択共通電極の電圧が変化するのを抑制することが可能となり、タッチ検出の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
なお、説明の都合上、図12(B)には、信号配線Ln1〜Ln3および/Ln1〜/Ln3が示されているが、これらの信号配線は、他の単位ロジック回路の信号配線と接続されていない。
(実施の形態2)
実施の形態2においては、図8および図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれの構成が変更される。変更しても、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれの構成は、互いに同じ構成であるため、ここでは、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を代表例として説明する。
図13(A)は、実施の形態2に係わる第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を示すブロック図であり、図13(B)は、実施の形態2に係わる第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を示す回路図である。
図13(A)に示されているように、実施の形態2においても、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)は、実施の形態1と同様に、スキャン回路SC1を構成するシフトレジスタの段USC1(n)と、第1単位ロジック回路ULG1(n)と、第1単位スイッチ回路USW1(n)とを有している。ここで、シフトレジスタの段USC1(n)の構成および動作は、実施の形態1と同じであり、第1単位ロジック回路ULG1(n)および第1単位スイッチ回路USW1(n)の構成が、実施の形態1と異なっている。特に、実施の形態2においては、第3電圧配線607の線幅が、第1電圧配線605および第2電圧配線606の線幅に比べて細くされる。なお、第1〜第3電圧配線のそれぞれの立体的な厚みは実質的に同じである。
また、実施の形態2に係わる第1ロジック回路LG1および第2ロジック回路LG2には、制御信号ctrsigとして、制御信号VCOMSELと制御信号VCOMFLが供給される。ここで、制御信号VCOMSELは、実施の形態1で説明した制御信号VCOMSELと同じである。一方、制御信号VCOMFLは、表示期間とタッチ検出期間とを識別する制御信号である。この制御信号VCOMFLは、タッチ用半導体装置7により。例えばタッチ−表示同期信号TSHDに基づいて形成される。
次に、図13(B)を用いて、実施の形態2に係わる第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を説明する。
図13(B)において、第1単位スイッチ回路USW1(n)は、N型MOSFETTN1、TN2、TN8、TN9およびP型MOSFETTP1、TP2、TP8、TP9により構成されている。また、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、インバータIV1〜IV3、IV5、IV6、N型MOSFETTN4〜TN6、TN10〜TN12およびP型MOSFETTP4〜TP6、TP10〜TP12により構成されている。
第1単位スイッチ回路USW1(n)には、第1電圧配線605、第2電圧配線606および第3電圧配線607を介して、第1電圧TPH、第2電圧VCOMDC2および第3電圧VCOMDC2が供給される。先の述べたように、第3電圧配線607の線幅は、第1電圧配線605および第2電圧配線607よりも細くされている。これを明示するために、図13(B)では、第3電圧配線607が、第1電圧配線605および第2電圧配線606の線に比べて細くされている。
N型MOSFETTN1とP型MOSFETTP1は、図11(B)で説明したように、第1スイッチ(TN1、TP1)を構成し、N型MOSFETN2とP型MOSFETP2は、図11(B)で述べたように、第2スイッチ(TN2、TP2)を構成している。実施の形態2においては、図12(B)で説明した第3スイッチ(TN3、TP3)の代わりに2個のスイッチが設けられている。すなわち、第1単位スイッチ回路USW1(n)は、N型MOSFETTN8とP型MOSFETTP8により構成された第4スイッチ(TN8、TP8)と、N型MOSFETTN9とP型MOSFETTP9により構成された第5スイッチ(TN9、TP9)を有している。
第4スイッチ(TN8、TP8)において、N型MOSFETTN8のソースと、P型MOSFETTP8のドレインは、第3電圧配線607に接続され、N型MOSFETTN8のドレインと、P型MOSFETTP8のソースは、ノードn1に接続されている。また、第5スイッチ(TN9、TP9)において、N型MOSFETTN9のソースと、P型MOSFETTP8のドレインは、第2電圧配線607に接続され、N型MOSFETTN9のドレインと、P型MOSFETTP9のソースは、ノードn1に接続されている。
図13(B)において、インバータIV1は、図11(B)において述べたインバータIV1と同様に、対応する段USC1(n)からの出力信号SRout(n)の位相を反転し、位相反転された制御信号xinを形成する。図11(B)と同様に、図13(B)においても、出力信号SRout(n)の位相反転された制御信号はxinで示され、出力信号SRout(n)と同相の制御信号はinとして示されている。
第1単位スイッチ回路USW1(n)における第1スイッチ(TN1、TP)および第2スイッチ(TN2、TP2)は、第1単位ロジック回路ULG1(n)内のN型MOSFETTN4〜TN6、P型MOSFETTP4〜TP6およびインバータIV2、IV3により制御される。これらのMOSFETおよびインバータによる第1スイッチ(TN1、TP)および第2スイッチ(TN2、TP2)の制御は、図12(B)で説明しているので省略する。
N型MOSFETTN10のドレインは、信号配線Ln4に接続され、そのソースにはロウレベルの電圧VGLが供給され、そのゲートには制御信号inが供給される。P型MOSFETTP10のドレインは、信号配線Ln4に接続され、そのソースは信号配線Ln−FLに接続され、そのゲートには制御信号inが供給されている。また、N型MOSFETTN11のソースは、信号配線Ln4に接続され、そのドレインは信号配線Ln−FLに接続され、そのゲートには制御信号xinが供給される。信号配線Ln4における信号はインバータIV5によって位相反転され、信号配線/Ln4へ供給される。第4スイッチ(TN8、TP8)を構成するN型MOSFETTN8のゲートは、信号配線Ln4に接続され、P型MOSFETTP8のゲートは、信号配線/Ln4に接続されている。
信号配線Ln−FLには、制御信号VCOMFLが供給される。この制御信号は、タッチ検出期間ではハイレベルとなり、表示期間においてはロウレベルとなるように、タッチ用半導体装置7が形成する。
図11(B)と同様に、シフトレジスタの段USC1(n)から出力される出力信号SRout(n)は、対応する共通電極TL(n)を選択共通電極として指定するとき、ハイレベルとなり、対応する共通電極TL(n)を非選択共通電極として指定するとき、ロウレベルとなる。
タッチ検出期間において、シフトレジスタの段USC1(n)の出力信号SRout(n)が、ロウレベルのとき、N型MOSFETTN11およびP型MOSFETTP10がオンし、N型MOSFETTN10はオフする。これにより、N型MOSFETTN11およびP型MOSFETTP10のそれぞれを介して、信号配線Ln4とインバータIV5に、信号配線Ln−FLに供給されている制御信号VCOMFLが供給される。そのため、信号配線Ln4には、制御信号VCOMFLが供給され、信号配線/Ln4には、制御信号VCOMFLの位相反転された制御信号が供給されることになる。一方、このときは、タッチ検出期間であるため、制御信号VCOMFLはハイレベルとなる。その結果、第4スイッチ(TN8、TP8)を構成するN型MOSFETTN8のゲートには、ハイレベルが供給され、P型MOSFETTP8のゲートにはロウレベルが供給され、N型MOSFETTN8およびP型MOSFETTP8のそれぞれはオンする。これにより、タッチ検出期間において、非選択共通電極として共通電極TL(n)が指定された場合、第4スイッチ(TN8、TP8)を介して、図11(B)の場合と同様に、共通電極TL(n)は、第3電圧配線607に電気的に接続され、非選択共通電極の電圧が変動するのを防ぐことが可能となる。
一方、タッチ検出期間において、出力信号SRout(n)がハイレベルの場合には、N型MOSFETTN10がオンし、N型MOSFETTN11およびP型MOSFETTP10がオフするため、N型MOSFETN8のゲートには、ロウレベルの電圧VGLが供給され、P型MOSFETTP8のゲートには、インバータIV5からハイレベルが供給される。これにより、第4スイッチ(TN8、TP8)はオフとなり、対応する共通電極TL(n)と第3電圧配線607とは電気的に分離される。このとき、図11で説明したように、第1スイッチ(TN1、TP1)および第2スイッチ(TN2、TP2)が、出力信号SRout(n)の電圧に従って、オン(導通)/オフ(非導通)する。これにより、選択共通電極として指定された共通電極TL(n)は、第1スイッチ(TN1、TP1)または第2スイッチ(TN2、TP2)を介して、第1電圧配線605または第2電圧配線606と電気的に接続される。
すなわち、この実施の形態2においては、タッチ検出期間において、選択共通電極として指定された場合には、その線幅が太い第1電圧配線605および第2電圧配線606が、選択共通電極に接続され、共通電極の電圧を変化させるための第1電圧TPHおよび第2電圧VCOMDC1が周期的に供給される。これに対して、タッチ検出期間において、非選択共通電極として指定された共通電極には、その線幅が、第1および第2電圧配線605、606よりも細い第3電圧配線が接続され、第3電圧VCOMDC2が供給される。
また、表示期間においては、制御信号VCOMFLがロウレベルとなるため、出力信号SRout(n)がハイレベルになっても、N型MOSFETTN8のゲートにはロウレベルが供給され、P型MOSFETTP8のゲートにはハイレベルが供給されることになる。すなわち、第4スイッチ(TN8、TP8)はオフし、第3電圧配線607と対応する共通電極TL(n)とは電気的に分離される。
N型MOSFETN12のソースは、信号配線Ln5に接続され、そのドレインは信号配線Ln−FLに接続され、そのゲートには制御信号xinが供給されている。P型MOSFETTP12のドレインは、信号配線Ln5に接続され、そのソースは信号配線Ln−FLに接続され、そのゲートには制御信号inが供給されている。また、P型MOSFETTP11のドレインは、信号配線Ln5に接続され、そのソースにはハイレベルの電圧VGHが供給され、そのゲートには制御信号xinが供給されている。信号配線Ln5における信号はインバータIV6によって位相反転され、信号配線/Ln5に供給されている。また、第5スイッチ(TN9、TP9)において、N型MOSFETTN9のゲートは信号配線/n5に接続され、P型MOSFETTP9のゲートは信号配線Ln5に接続されている。
表示期間において、段USC1(n)の出力信号SRout(n)がロウレベルされると、N型MOSFETTN12およびP型MOSFETTP12がオンし、P型MOSFETTP11がオフする。このとき、制御信号VCOMFLは、表示期間であるため、ロウレベルとなる。これにより、オンしているN型MOSFETTN12およびP型MOSFETTP12のそれぞれを介して、信号配線Ln5およびインバータIV6にロウレベルが伝達される。その結果P型MOSFETTP9およびN型MOSFETTN9がオンし、第5スイッチ(TN9、TP9)を介して、対応する共通電極TL(n)と第2電圧配線606とが電気的に接続される。なお、表示期間において、出力信号SRout(n)がハイレベルされると、P型MOSFETTP11がオンし、N型MOSFETTN12およびP型MOSFETTP12はオフする。そのため、第5スイッチ(TN9、TP9)はオフする。
なお、タッチ検出期間においては、出力信号SRout(n)がロウレベルになっても、信号配線Ln5には、制御信号VCOMFLのハイレベルが伝達され、信号配線/Ln5には、信号配線Ln5における信号を反転したロウレベルが伝達されることになる。これにより、第5スイッチ(TN9、TP9)はオフする。
これにより、表示期間においては、出力信号SRout(n)をロウレベルとすることにより、対応する共通電極には、その線幅が太い第2電圧配線606を電気的に接続し、第2電圧VCOMDC2を供給することができる。
この実施の形態2においては、タッチ検出期間、非選択共通電極は、その電圧が変動しないように、その線幅が細い第3電圧配線607によって電圧が供給され、表示期間では、出力信号SRout(n)をロウレベルにすることにより、対応する共通電極TL(n)には、その線幅が太い第2電圧配線606から電圧を供給することが可能となる。これにより、第3電圧配線607を設けることによる面積の増加を抑制しながら、ノイズによる精度の低下を低減し、狭額縁化を図ることが可能となる。
図14(A)〜(F)は、図13(B)に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を、図8および図10に示した液晶表示装置1に用いた場合の電圧波形が示されている。すなわち、図10に示した第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれを、図13(B)に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成にした場合の電圧波形である。
図14には、図12と同様に、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のうち、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)、UCGW1(n+1)および第2単位電極駆動回路UCGW2(n)〜UCGW2(n+1)に対応した共通電極駆TL(n)、TL(n+1)の電圧波形のみが、図14(E)、(F)に示されている。これに合わせて、シフトレジスタSC1の段USC1(n)、(n+1)およびシフトレジスタSC2の段USC2(n)、USC2(n+1)の出力信号SRout(n)、SRout(n+1)の電圧波形のみが、図14(A)および(B)に示されている。
先に述べたように、タッチ用半導体装置7は、タッチ検出期間THP1、THP2において、ハイレベルとなり、表示期間DISPにおいて、ロウレベルとなる制御信号VCOMFLを形成する。なお、信号線プリチャージ期間においても、制御信号VCOMFLはロウレベルとなる。また、制御信号VCOMSELは、実施の形態1と同様に、タッチ検出期間において周期的に、その電圧が変化し、表示期間においては、ロウレベルとなる。
さらに、表示期間において、シフトレジスタSC1、SC2の各段USC1(0)〜USC1(p)およびUSC2(0)〜USC2(p)の出力信号SRout(0)〜SRout(p)のそれぞれの電圧は、ロウレベルとなる。これは、例えば、シフトレジスタに、制御信号VCOMFLのロウレベルに応答して、シフトレジスタSC1、SC2のそれぞれの出力信号SRout(0)〜SRout(p)をロウレベルに設定する回路を設けることにより達成できる。この場合にも、シフトレジスタSC1、SC2の各段USC1(0)〜USC1(p)およびUSC2(0)〜USC2(p)は、格納した論理値を保持している。
次に、図10、図13(B)および図14(A)〜(F)を用いて、実施の形態2に係わる液晶表示装置1の動作を説明する。
タッチ−表示同期信号TSHD(図1)がハイレベルになることにより、タッチ検出期間が指定されると、制御信号VCOMFLがハイレベルになり、制御信号VCOMSELの電圧が周期的に変化する。シフトレジスタの段USC1(n)、USC2(n)の出力信号SRout(n)が、対応する共通電極TL(n)を選択共通電極として指定する論理値”1”(ハイレベル)を出力する。このとき、共通電極TL(n)の隣の共通電極TL(n+1)については、非選択共通電極を指定する論理値”0”に対応するロウレベルの出力信号SRout(n+1)が、対応する段USC1(n+1)、USC2(n+1)から出力されているものとする。
図11(B)および図13(B)で説明したように、制御信号VCOMSELが周期的に変化し、出力信号SRout(n)がハイレベルとなることにより、タッチ検出期間THP1においては、第1電圧配線605または第2電圧配線606が、第1スイッチ(TN1、TP1)または第2スイッチ(TN2、TP2)を介して、共通電極TL(n)に電気的に接続される。そのため、共通電極TL(n)には、図14(E)に示しように、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1との間で電圧がトグル状に変化することになる。このとき、非選択共通電極として指定された共通電極TL(n+1)に対しては、第4スイッチ(TN8、TP8)がオンするため、表示期間THP1においては、第3電圧配線607が、共通電極TL(n+1)に電気的に接続されることになる。その結果、図14(F)に示すように、非選択共通電極として指定された共通電極TL(n+1)は、第3電圧VCOMDC2に固定される。
次に、表示期間DISPにおいては、制御信号VCOMSELがロウレベルとなることにより、第1スイッチ(TN1、TP1)および第2スイッチ(TN2、TP2)のそれぞれがオフとなる。また、表示期間DISPにおいては、出力信号SRout(0)〜SRout(p)がロウレベルとなり、第4スイッチ(TN8、TP8)もオフとなる。そのため、共通電極TL(0)〜TL(p)は、フローティング状態になろうとするが、表示期間DISPにおいては、第5スイッチ(TN9、TP9)がオンする。そのため、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、第5スイッチ(TN9、TP9)を介して第2電圧配線606に接続され、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、第2電圧VCOMDC1に固定される(図14(E)および(F)参照)。その結果、信号線に画像信号を供給することにより、走査信号によりオン状態とされている薄膜トランジスタTr(図7)を介して、液晶素子LC(図7)には、第2電圧VCOMDC1と画像信号に従った電圧とが供給されることになり、画像信号に従った表示が行われる。
クロック信号SDCKが変化することにより、段USC1(n)、USC1(n)のそれぞれの選択信号SDST(n)は、次段USC1(n+1)、USC2(n+1)に取り込まれ、格納される。また、段USC1(n+1)、USC2(n+1)のそれぞれは、取り込んだ選択信号SDST(n)の論理値に従った電圧値を有する出力信号SRout(n+1)を出力する。同様に、段USC1(n)、USC2(n)のそれぞれは、その前段USC1(n−1)、USC2(n−1)の選択信号SDST(n−1)を取り込み、格納し、選択信号SDST(n−1)に対応する出力信号SRout(n)を出力する。図14では、段USC1(n+1)、USC2(n+1)は、論理値“1”の選択信号SDST(n)を取り込み、段USC1(n)、USC2(n)は、論理値“0”の選択信号SDST(n−1)を取り込んでいる。そのため、出力信号SRout(n)はロウレベルとなり、出力信号SRout(n+1)はハイレベルとなる。これにより、選択共通電極として指定された共通電極TL(n+1)の電圧は、タッチ検出期間THP2では、図14(F)に示すように、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC2との間でトグル状に変化する。一方、非選択共通電極として指定された共通電極TL(n)の電圧は、第3電圧VCOMDC2に固定される。次の表示期間DISP以降も同じである。また、他の共通電極においても、上記した動作が行われる。
実施の形態2においては、その線幅が細い第3電圧配線607を用いることにより、面積の増加を抑制しながら、ノイズによる検出精度の低下を抑制し、狭額縁化を図ることが可能となる。また、表示期間においては、その線幅が太い第2電圧配線606によって、所定の電圧(第2電圧VCOMDC1)が、液晶素子LCに供給される。そのため、表示期間において、液晶素子LCに供給される電圧が変動することを防ぐことが可能となる。
<変形例1>
図13に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を、図10に示した第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2のそれぞれに用いことを説明した。この変形例1においては、図13に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が、図10に示した第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれに用いられ、第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図11に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を用いる。
<変形例2>
この変形例2においては、図11に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が、図10に示した第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれに用いられ、第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図13(B)に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を用いる。
変形例1および変形例2によれば、第1電極駆動回路CGW1または第2電極駆動回路CGW2へ第3電圧VCOMDC2を供給する第3電圧配線607の線幅を細くすることが可能となり、面積の増加を抑制することが可能となる。
第1電極駆動回路CGW1に第1〜第3の電圧を供給する第1〜第3電圧配線605〜607を、第1電圧配線、第3電圧配線および第5電圧配線と見なし、第2電極駆動回路CGW2にだい1〜第3の電圧を供給する第1〜第3電圧配線605〜607を、第2電圧配線、第4電圧配線、第6電圧配線と見なすこともできる。この場合、第1、第3および第5電圧配線は、表示パネル2の短辺2−Uとモジュール600−U(図6)との間に延在し、第2、第4および第6電圧配線は、表示パネル2の短辺2−Dとモジュール600−D(図6)との間に延在することになる。この場合においても、第5および第6電圧配線の線幅は、第1〜第4電圧配線の線幅よりも細くされる。
(実施の形態3)
実施の形態3に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1においては、複数のタッチ検出方式から所望のタッチ検出方式を選んで、採用することが可能とされる。すなわち、実施の形態1および実施の形態2において採用された相互容量方式のタッチ検出方式に、この検出方式とは異なるタッチ検出方式も採用できるように、液晶表示装置1は構成される。先ず、実施の形態3において、追加されるタッチ検出方式について、その原理を説明する。
<静電容量型タッチ検出(自己容量方式)の基本原理>
図15(A)〜(C)は、自己容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。図15(A)において、TL(0)〜TL(p)のそれぞれは、列方向に延在し、行方向に並列的に配置された共通電極であり、RL(0)〜RL(p)のそれぞれは、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように配置された検出電極である。検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれは、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように、行方向に延在し、列方向に並列的に配置されている。また、共通電極TL(0)〜TL(p)と検出電極RL(0)〜RL(p)は、平面視においては、交差して見えるが、互いに電気的に接触しないように、共通電極TL(0)〜TL(p)と検出電極RL(0)〜RL(p)との間には、絶縁層が介在している。
ここでは、説明の都合上、TL(0)〜TL(p)を共通電極とし、RL(0)〜RL(p)を検出電極とするが、共通電極TL(0)〜TL(p)および検出電極RL(0)〜RL(p)のそれぞれには、駆動信号が供給され、共通電極TL(0)〜TL(p)および検出電極RL(0)〜RL(p)から検出信号が出力される。そのため、外部物体のタッチを検出すると言う観点で見た場合には、共通電極TL(0)〜TL(p)および検出電極RL(0)〜RL(p)は、ともに検出電極であると見なすことができる。
自己容量方式のタッチ検出においては、共通電極TL(0)〜TL(p)を用いた検出原理も、検出電極RL(0)〜RL(p)を用いた検出原理も同じである。以下、図15(B)および(C)の説明においては、共通電極TL(0)〜TL(p)と検出電極RL(0)〜RL(p)とを、纏めて検出電極とする。
検出電極(共通電極TL(0)〜TL(p)および検出電極RL(0)〜RL(p))のそれぞれには、接地電圧との間で寄生容量が存在する。外部物体として、例えば指FGが、検出電極の近傍をタッチすると、図15(B)に示すように、検出電極と指FGとの間で電界が発生する。言い換えるならば、指FGが近接することにより、検出電極と接地電圧との間に接続される容量が増加する。そのため、図15(B)において、○で囲んだように、電圧がパルス状に変化する駆動信号を、検出電極に供給すると、検出電極と接地電圧との間に蓄積される電荷量が、検出電極の近傍をタッチしているか否かによって変化する。
図15(C)には、指FGが、検出電極の近傍をタッチしているか否かにより、検出電極に蓄積される電荷量の変化が示されている。指FGが検出電極の近傍をタッチした場合、検出電極に接続される容量が増加するため、パルス状の駆動信号を、検出電極に供給したとき、検出電極に蓄積される電荷量が、タッチしていない場合に比べてΔQだけ増加する。図15(C)において、横軸は時間を示し、縦軸は電荷量を示している。また、図15(C)において破線は、タッチしたときの電荷量の変化を示している。駆動信号を検出電極に供給したときに、その検出電極に蓄積されている電荷量の差ΔQを検出することによって、検出電極の近傍がタッチされているか否かの検出をすることが可能となる。
<タッチ用半導体装置1600の構成>
図16は、タッチ用半導体装置1600の構成を示すブロック図である。図16には、図1に示したタッチ用半導体装置7と異なる部分のみが示されている。実施の形態3に係わるタッチ用半導体装置1600においては、図1に示したタッチ検出信号増幅部13に加えて、タッチ検出信号増幅部1602が設けられている。図1に示したA/D変換部14、信号処理部15、座標抽出部16および検出タイミング制御部19は、実施の形態3におけるタッチ制御装置1600にも設けられているが、実施の形態1と同様であるため、図16においては省略されている。また、図16には、図1に示した駆動信号形成部17と類似した駆動信号形成部1602が示されている。
駆動信号形成部1602は、タッチ検出方式を指定する検出方式指定信号SELFENが、相互容量方式を指定しているとき、図1で示した駆動信号形成部17と同様に、制御部18からの制御信号に基づいて、クロック信号SDCK、選択信号SDSTおよび制御信号ctrsigを形成する。駆動信号形成部1602は、特に制限されないが、クロック信号φを受信し、このクロック信号φに基づいて、クロック信号φに同期して、その電圧が変化するクロック信号SDCKを形成する。
一方、検出方式指定信号SELFENが、図15において説明した自己容量方式を指定しているとき、駆動信号形成部1602は、クロック信号φに同期した駆動信号S−In(0)〜S−In(p)を形成し、端子ST(0)〜ST(p)を介して出力する。また、駆動信号形成部1602は、特に制限されないが、検出方式指定信号SELFENが、自己容量方式を指定しているとき、クロック信号SDCKは変化させない。また、シフトレジスタSC1、SC2のそれぞれの段USC1(0)〜USC1(p)およびUSC2(0)〜USC2(p)の出力信号SRout(0)〜SRout(p)はロウレベルとなるようにする。
タッチ検出信号増幅部1602は、共通電極TL(0)〜TL(p)からの検出信号SRx(0)〜SRx(p)を受信し、共通電極の近傍がタッチされているか否かにより生じる電荷量の差を電圧の差として増幅し、図1に示したA/D変換部14へ出力する。この実施の形態3においては、特に制限されないが、端子ST(0)〜ST(p)は、入出力共通の端子として用いられる。すなわち、駆動信号S−In(0)〜S−In(p)を共通電極TL(0)〜TL(p)へ供給するときは、出力端子として機能し、共通電極TL(0)〜TL(p)からの検出信号SRx(0)〜SRx(p)を受信するときには、入力端子として機能する。
検出方式指定信号SELFENが、自己容量方式を指定しているとき、駆動信号形成部1602は、駆動信号S−In(0)〜S−In(p)を形成したタイミングをタッチ検出信号増幅部1601へタイミング信号として知らせる。タッチ検出信号増幅部1602は、駆動信号形成1602から供給されるタイミング信号に基づいて、端子ST(0)〜ST(p)における信号を検出信号SRx(0)〜SRx(p)として増幅する。これにより、駆動信号S−In(0)〜S−In(p)に基づいて、共通電極TL(0)〜TL(p)の電圧が変化し、タッチの有無により、共通電極TL(0)〜TL(p)に生じる電圧の変化を、タッチ検出信号増幅部1602によって増幅することが可能とされる。
端子ST(0)〜ST(p)は、あとで説明するが、第1電極駆動回路CGW1および/または第2電極駆動回路CGW2を介して、共通電極TL(0)〜TL(p)に電気的に接続される。A/D変換部14によるA/D変換動作のあとは、図1と同じであるので、説明は省略する。
なお、特に制限されないが、検出方式指定信号SELFENは、ユーザの設定により、制御部18において形成され、第1電極駆動回路CGW1および/または第2電極駆動回路CGW2へ供給される。例えば、検出方式指定信号SELFENは、その電圧がハイレベルのとき、検出方式として、自己容量方式を指定し、その電圧がロウレベルのとき、相互容量方式を、検出方式として指定する。また、検出方式指定信号SELFENは、表示期間において、ロウレベルにされる。そのため、検出方式指定信号SELFENは、自己容量方式イネーブル信号と見なすことができる。
<液晶表示装置の構成>
この実施の形態3に係わる液晶表示装置は、図10に示した構成と類似した構成を有しているので、ここでは図10に示した液晶表示装置を基にして説明する。先ず、相違する点を説明する。この実施の形態3においては、タッチ検出方式として、図15で説明した自己容量方式が追加されている。そのため、共通電極TL(0)〜TL(p)と同様に、検出電極Rx(0)〜Rx(p)にも、タッチ検出用の駆動信号が供給され、検出電極Rx(0)〜Rx(p)のそれぞれにおける検出信号を基に、タッチの有無の検出が行われる。検出電極Rx(0)〜Rx(p)へのタッチ検出用の駆動信号の供給と、それに基づいたタッチの有無の検出は、共通電極TL(0)〜TL(p)へのタッチ検出用の駆動信号の供給と、それに基づいたタッチの有無の検出と、実質的に同じであるため、検出電極Rx(0)〜Rx(p)を用いたタッチの有無の検出については省略する。
実施の形態1および実施の形態2と同様に、この実施の形態3においても、第1電極駆動回路CGW1は、複数の第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)により構成されている。また、第2電極駆動回路CGW2も、実施の形態1および実施の形態2と同様に、複数の第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)により構成されている。また、この実施の形態3においては、特に制限されないが、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)と第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)とは、互いに同じ構成を有している。
図17には、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のうち、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成が、代表として示されている。図17に示す構成は、図11(B)に示した構成と類似しているので、ここでは相違点のみを主に説明する。図17に示す第1単位電極駆動回路UCGW1(n)において、シフトレジスタの段USC1(n)および第1単位スイッチ回路USW1(n)の構成は、図11(B)と同じである。
第1単位ロジック回路ULG1(n)は、図11(B)に示した第1単位ロジック回路ULG1(n)に対して、自己容量方式を採用する際に用いられる回路が追加されている。すなわち、図17において、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、インバータIV7、N型MOSFETTN13、P型MOSFETTP13、TP14が追加されている。ここで、P型MOSFETTP13のドレインは信号配線Ln3に接続され、そのゲートには制御信号inが供給されている。また、N型MOSFETTN7のドレインおよびP型MOSFET13のソースは、図17においては、検出方式指定信号SELFENが供給される信号配線Ln−Selに接続されている。さらに、信号配線Ln−Selにおける検出方式指定信号SELENは、インバータIVにより位相反転され、P型MOSFETTP14のゲートに供給され、信号配線Ln−Selにおける検出方式指定信号SELENは、N型MOSFETTN13のゲートに供給されている。このP型MOSFETTP14およびN型MOSFETTN13は、ノードn1、すなわち対応する共通電極TL(n)と信号配線Ln−S(n)との間に接続されており、スイッチを構成している。信号配線Ln−S(n)は、図16に示したタッチ用半導体装置の入出力端子ST(n)と1対1に対応している。
P型MOSFETTP13は、N型MOSFETTN7と同期してオン/オフする。すなわち、N型MOSFETTN7がオンのとき、P型MOSFETTP13もオンし、N型MOSFETTN7がオフするとき、P型MOSFETTP13もオフする。図11(B)の説明から理解されるように、N型MOSFETTN7は、表示期間および対応する共通電極TL(n)が非選択共通電極として指定されたとき、オンする。これに合わせて、P型MOSFETTP13も、表示期間および対応する共通電極TL(n)が非選択共通電極として指定されたとき、オンする。表示期間および相互容量方式が採用されるときでは、検出方式指定信号SELENはロウレベルとなるため、ロウレベルが信号配線Ln3に伝達され、信号配線/Ln3はインバータIV4によってハイレベルとなる。そのため、表示期間および相互容量方式が採用されているときには、第3スイッチ(TN3、TP3)が導通し、対応する共通電極TL(n)は、第3電圧配線607に接続されることなる。すなわち、対応する共通電極TL(n)には、これらの期間では、実施の形態1と同様に、第3電圧VCOMDC2が供給される。
これに対して、検出方式指定信号SELFENがハイレベルとなると、N型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14がオンする。これにより、対応する共通電極TL(n)とタッチ用半導体装置7の端子ST(n)とが電気的に接続されることになる。この状態で、図16に示した駆動信号形成部1602から、その電圧が周期的に変化する駆動信号S−In(n)を入出力端子ST(n)へ供給する。これにより、対応する共通電極TL(n)における電圧が変化し、図15において説明したように、共通電極TL(n)の近傍がタッチされているか否かによって、共通電極TL(n)における電圧の変化が変わる。共通電極TL(n)における電圧の変化は、N型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14のそれぞれを介して、入出力端子ST(n)に伝達され、タッチ検出信号増幅部1601により増幅され、A/D変換部14によってA/D変換される。なお、このとき、検出方式指定信号SELFENがハイレベルであるため、第3スイッチ(TN3、TP3)はオフしている。
図17において、信号配線Ln−Selは、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)に対して、共通にされている。一方、信号配線Ln−S(0)〜Ln−S(p)は、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)に1対1に対応している。すなわち、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)における信号配線Ln−S(0)〜Ln−S(p)は、互いに電気的に分離しており、対応する入出力端子ST(0)〜ST(p)に接続されている。同様に、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)における信号配線Ln−S(0)〜Ln−S(p)も、互いに電気的に分離しており、対応する入出力端子ST(0)〜ST(p)に接続されている。
図19(A)〜(G)は、実施の形態3に係わる液晶表示装置1の動作を示す電圧波形図である。図19において、タッチ検出期間THPM1およびTHPM2は、タッチ検出方式として、相互容量方式を採用したときの電圧波形を示しており、タッチ検出期間THPSは、タッチ検出方式として、自己容量方式を採用したときの電圧波形を示している。また、ISPは、表示期間における電圧波形を示している。
検出方式指定信号SELFENが、図19(C)に示されているように、ロウレベルにされているときには、相互容量方式が採用され、ハイレベルにされているときには、自己容量方式が採用される。検出方式指定信号SELFENがロウレベルにされているときの電圧波形(図19(A)、(B)、(D)、(F)および(G))は、図12に示した電圧波形(図(A)、(B)、(C)、(D)および(E))と同じになるので、説明は省略する。なお、ここで、図12(A)、(B)の波形が、図19(A)、(B)の波形に対応し、図12(C)の波形が、図19(D)の波形に対応し、図12(D)、(E)の波形が、図19(F)、(G)の波形に対応している。これらの電圧波形に関しては、表示期間DISPにおいても、図12と図19との間で、同じであるため、その説明は省略する。
図12(C)に示されているように、検出方式指定信号SELFENをハイレベルに変化させることにより、タッチ検出方式が、相互容量方式から自己容量方式に切り替えられる。検出方式指定信号SELFENをハイレベルにすることにより、図17に示したN型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14がオンする。このとき、図16に示した駆動信号形成部1602が、それぞれの電圧が周期的に変化する駆動信号S−In(0)〜S−In(p)を形成し、入出力端子ST(0)〜ST(p)へ供給する。駆動信号S−In(n)の波形が、一例として、図19(E)に示されている。
第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれにおける、N型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14を介して、入出力端子ST(0)〜ST(p)に供給された駆動信号S−In(0)〜S−In(p)は、対応する共通電極TL(0)〜TL(p)に供給され、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれにおける電圧は、駆動信号S−In(0)〜S−In(p)の電圧変化に従って変化する。図19(F)、(G)には、共通電極TL(n)、TL(n+1)の電圧変化が、例として示されている。
駆動信号S−In(0)〜S−In(p)の電圧変化に従って、共通電極TL(0)〜TL(p)の近傍がタッチされることにより生じる共通電極TL(0)〜TL(p)における電圧変化が、入出力端子T(0)〜ST(p)に伝達され、検出信号SRx(0)〜SRx(p)として、タッチ検出信号増幅部1601において増幅され、A/D変換される。
共通電極TL(0)〜TL(p)を検出電極として用いる例を説明したが、検出電極RL(0)〜RL(p)においても同様に、駆動信号を供給し、検出電極RL(0)〜RL(p)における電圧変化を検出信号SRx(0)〜SRx(p)として増幅する。共通電極TL(0)〜TL(p)を用いた検出と検出電極RL(0)〜RL(p)を用いた検出とを行い、タッチされた位置の座標を抽出する。
この実施の形態3においては、タッチ検出方式として相互容量方式と自己容量方式とを切り替えて採用することが可能となる。
(実施の形態4)
実施の形態4に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置1においても、実施の形態3と同様に、複数のタッチ検出方式から所望のタッチ検出方式を選んで、採用することが可能とされる。すなわち、ユーザが、相互容量方式のタッチ検出方式と、自己容量方式のタッチ検出方式を選択し、選択したタッチ検出方式を採用することができる。
<液晶表示装置の構成>
この実施の形態4に係わる液晶表示装置1は、実施の形態3で説明し液晶表示装置1に類似している。ここでも、実施の形態4に係わる液晶表示装置の構成を、図10に示した構成に基づいて説明する。まず、実施の形態1〜実施の形態3との相違点を説明する。
実施の形態1〜実施の形態3と同様に、実施の形態4においても、第1電極駆動回路CGW1は、複数の第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)により構成されている。また、第2電極駆動回路CGW2も、同様に、複数の第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)により構成されている。また、この実施の形態4においては、特に制限されないが、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)と第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)とは、互いに同じ構成を有している。
図18には、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のうち、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成が、代表として示されている。図18に示す構成は、図13に示した構成と類似しているので、ここでは相違点のみを主に説明する。図18に示す第1単位電極駆動回路UCGW1(n)において、シフトレジスタの段USC1(n)および第1単位スイッチ回路USW1(n)の構成は、図13と同じである。
第1単位ロジック回路ULG1(n)は、図13に示した単位ロジック回路ULG1(n)に対して、自己容量方式を採用する際に用いられる回路が追加されている。すなわち、図18において、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、インバータIV8、N型MOSFETTN14、P型MOSFETTP15が追加されている。
ここで、N型MOSFETTP14のゲートは、信号配線Ln−Selに接続され、P型MOSFETTP15のゲートは、インバータIV8を介して、信号配線Ln−Selに接続されている。信号配線Ln−Selには、実施の形態3と同様に、検出方式指定信号SELFENが供給される。そのため、N型MOSFETTN14のゲートには、検出方式指定信号SELFENが供給され、P型MOSFETTP15のゲートには、インバータIV8により位相反転された検出方式指定信号SELFENが供給されることになる。このP型MOSFETTP15とN型MOSFETTN14とは、並列的に、対応する共通電極TL(n)と対応する信号配線Ln−S(n)間に接続され、検出方式指定信号SELFENより制御されるスイッチを構成する。
また、図18においては、N型MOSFETTN12のドレインとP型MOSFETTP12のソースは、図13とは異なり、信号配線Ln−ORに接続されている。信号配線Ln−ORには、検出方式指定信号SELFENと制御信号VCOMFLとを受ける2入力の論理和回路(オア回路)OR1の出力が供給される。説明の都合上、論理和回路OR1が、図18に示されているが、この論理和回路OR1の出力である制御信号は、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)にそれぞれ共通に供給される。そのため、図16に示した駆動信号形成部1602に、論理和回路OR1は含まれているものと理解されるべきである。
駆動信号形成部1602は、タッチ検出方式として相互容量方式が指定されたとき、制御信号VCOMFLをハイレベルにし、表示期間およびタッチ検出方式として自己容量方式が指定されたときには、制御信号VCOMFLをロウレベルにする。また、実施の形態3と同様に、自己容量方式が指定されたとき、検出方式指定信号SELFENをハイレベルにする。検出方式指定信号SELFENを自己容量方式イネーブル信号と見なした場合、制御信号VCOMFLは、相互容量方式イネーブル信号と見なすこともできる。論理和回路OR1は、相互容量方式あるいは自己容量方式が指定されたときにハイレベルとなる。言い換えるならば、論理和回路OR1の出力信号は、タッチが指定されたとき、ハイレベルとなる。
検出方式指定信号SELFENによって、自己容量方式が指定されると、実施の形態3と同様に、信号配線Ln−S(n)と、対応する共通電極TL(n)との間のスイッチ(TN14、TP15)が導通状態となる。これにより、図16に示した対応する入出力端子ST(n)からの駆動信号S−In(n)が、対応する共通電極TL(n)へ供給される。また、対応する共通電極TL(n)におけるタッチにより生じた電圧変化は、スイッチ(TN14、TP15)を介して、対応する入出力端子ST(n)に伝達され、検出信号SRx(n)として増幅される。
図13と異なり、図18においては、N型MOSFETTN12のドレインとP型MOSFETTP12のソースに、論理和回路OR1の出力信号が供給されている。そのため、自己容量方式を検出方式として指定した場合も、相互容量方式を検出方式として指定した場合も、これらのMOSFETTN12、TP12がオンしたときには、第5スイッチ(TN9、TP9)はオフする。一方、タッチ検出が指示されていないときには、論理和回路OR1の出力信号はロウレベルとなる。これにより、タッチ検出が指示されていない期間、すなわち表示期間においては、第5スイッチ(TN9、TP9)はオンし、その線幅が太い第2電圧配線606が、共通電極と接続されることになる。
次に、図20(A)〜(H)を用いて、実施の形態4に係わる液晶表示装置1の動作を説明する。図20において、タッチ検出期間THPM1およびTHPM2は、タッチ検出方式として、相互容量方式を採用したときの波形を示しており、タッチ検出期間THPSは、タッチ検出方式として、自己容量方式を採用したときの波形を示している。また、DISPは、表示期間における波形を示している。
検出方式指定信号SELFENが、図20(D)に示されているように、ロウレベルにされているときには、相互容量方式が採用され、ハイレベルにされているときには、自己容量方式が採用される。また、相互容量方式を採用した場合には、図20(C)に示すように、タッチ検出期間THPM1、THPM2において、制御信号VCOMFLはハイレベルとなる。検出方式指定信号SELFENがロウレベルにされているときの波形は、図14に示した波形と同じになるので、説明は省略する。なお、ここで、図14(A)、(B)、(C)の波形が、図20(A)、(B)、(C)の波形に対応し、図14(D)の波形が、図20(E)の波形に対応し、図14(E)、(F)の波形が、図20(G)、(H)の波形に対応している。表示期間DISPにおいても、これらの波形に関しては、図14と図20との間で、同じであるため、その説明は省略する。
図20(D)に示されているように、検出方式指定信号SELFENをハイレベルに変化させることにより、タッチ検出方式が、相互容量方式から自己容量方式に切り替えられる。すなわち、図18に示したN型MOSFETTN14およびP型MOSFETTP15がオンする。このとき、図16に示した駆動信号形成部1602が、それぞれの電圧が周期的に変化する駆動信号S−In(0)〜S−In(p)を形成し、入出力端子ST(0)〜ST(p)へ供給する。駆動信号S−In(n)の波形が、一例として、図20(F)に示されている。
第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれにおける、N型MOSFETTN14およびP型MOSFETTP15を介して、入出力端子ST(0)〜ST(p)に供給された駆動信号S−In(0)〜S−In(p)は、対応する共通電極TL(0)〜TL(p)に供給され、共通電極TL(0)〜TL(p)のそれぞれにおける電圧は、駆動信号S−In(0)〜S−In(p)の電圧変化に従って変化する。図20(G)、(H)には、共通電極TL(n)、TL(n+1)の電圧変化が、例として示されている。
駆動信号S−In(0)〜S−In(p)の電圧変化に従って、共通電極TL(0)〜TL(p)の近傍がタッチされることにより生じる共通電極TL(0)〜TL(p)における電圧変化が、入出力端子T(0)〜ST(p)に伝達され、検出信号SRx(0)〜SRx(p)として、タッチ検出信号増幅部1601において増幅され、A/D変換される。
共通電極TL(0)〜TL(p)を検出電極として用いる例を説明したが、検出電極RL(0)〜RL(p)においても同様に、駆動信号を供給し、検出電極RL(0)〜RL(p)における電圧変化を検出信号SRx(0)〜SRx(p)として増幅する。共通電極TL(0)〜TL(p)を用いた検出と検出電極RL(0)〜RL(p)を用いた検出とを行い、タッチされた位置の座標を抽出する。
この実施の形態4においては、タッチ検出方式として相互容量方式と自己容量方式とを切り替えて採用することが可能となる。
<変形例1>
図18を用いた実施の形態4においては、図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)および第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を用いていた。変形例1では、図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれとして、図17に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられ、図10に示した第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられる。
<変形例2>
変形例2では、図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれとして、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられ、図10に示した第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図17に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられる。
<変形例3>
変形例3では、図10に示した第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられ、図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれとして、図11または図13に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられる。
<変形例4>
変形例4では、図10に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)のそれぞれとして、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられ、図10に示した第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)のそれぞれとして、図11または図13に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)が用いられる。
実施の形態4および変形例1〜変形例4によれば、タッチ検出期間において、非選択共通電極に供給される第3電圧VCOMDC2は、その線幅が細い第3電圧配線607から給電される。これにより、例えば図6を参照にした場合、図6において上側および/または下側の額縁が広くなるのを抑制することが可能となる。
勿論、変形例3において、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の代わりに、図17に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を用いてもよい。また、変形例4において、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の代わりに、図17に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を用いてもよい。
(実施の形態5)
実施の形態5では、図10に示した液晶表示装置1を例にして述べると、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)と、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)とが、異なる構成にされる。また、この実施の形態5においても、自己容量方式と相互容量方式のタッチ検出方式を、ユーザが選択して、採用することができるようにされる。
<液晶表示装置の構成>
図23は、実施の形態5に係わる液晶表示装置の構成を示すブロック図である。同図において、TL(0)〜TL(p)は、共通電極を示している。USC1(0)〜USC1(p)は、シフトレジスタの段を示しており、ULG1(0)〜ULG1(p)は、第1単位ロジック回路を示しており、USW1(0)〜USW1(p)は、第1単位スイッチ回路を示している。実施の形態1〜4において説明したのと同様に、各段USC1(i)、各第1単位ロジック回路ULG1(i)、各第1単位スイッチ回路USW1(i)および各共通電極TL(i)は、互いに1対1に対応している(i=0〜p)。図23では、図面が複雑になるのを避けるために、明示していないが、互いに対応する段USC1(i)、第1単位ロジック回路ULG1(i)および第1単位スイッチ回路USW1(i)によって、対応する共通電極TL(i)に対する第1単位電極駆動回路UCGW1(i)が構成され、複数の第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)によって、第1電極駆動回路CGW1が構成されている。
同様に、USC2(0)〜USC2(p)は、シフトレジスタの段を示しており、ULG2(0)〜ULG2(p)は、第2単位ロジック回路を示しており、USW2(0)〜USW2(p)は、第2単位スイッチ回路を示している。各段USC2(i)、各第2単位ロジック回路ULG2(i)、各第2単位スイッチ回路USW2(i)および各共通電極TL(i)は、互いに1対1に対応している(i=0〜p)。図23では、明示していないが、互いに対応する段USC2(i)、第2単位ロジック回路ULG2(i)および第1単位スイッチ回路USW2(i)によって、対応する共通電極TL(i)に対する第2単位電極駆動回路UCGW2(i)が構成され、複数の第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)によって、第2電極駆動回路CGW2が構成されている。
この実施の形態5においては、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)は互いに同じ構成にされ、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW1(p)も互いに同じ構成にされている。ただし、第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)の構成と、第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)の構成は異なっていることに注意されたい。
図23において、OR1UおよびOR1Dのそれぞれは、制御信号VCOMFLと検出方式指定信号SELFENとを入力とした2入力論理和回路である。論理和回路OR1Uは、第1電極駆動回路CGW1に対応しており、論理和回路OR1Dは、第2電極駆動回路CGW2に対応している。これらの論理和回路OR1UおよびOR1Dは、図18に示した論理和回路OR1に相当し、タッチが指定されているとき、ハイレベルとなる。図23においては、第1および第2電極駆動回路CGW1、CGW2のそれぞれに対応した論理和回路が設けられているが、勿論1個の論理和回路により、信号配線Ln−ORに供給される制御信号を形成するようにしてもよい。
図23において、SS(0)〜SS(p)は、信号配線Ln−S(0)〜Ln−S(p)と共通電極TL(0)〜TL(n)との間に接続されたスイッチである。スイッチSS(0)〜SS(p)のそれぞれは、図面を見易くするために、同図では、第2電極駆動回路CGW2から独立して描かれているが、スイッチSS(0)〜SS(p)のそれぞれは、第2電極駆動回路CGW2内の対応する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)に設けられている。すなわち、スイッチSS(0)〜SS(p)のそれぞれは、対応する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)内の第2単位ロジック回路ULG2(0)〜ULG2(p)に設けられている。
また図23では省略されているが、スイッチSS(0)〜SS(p)のスイッチは、そのスイッチSS(0)〜SS(p)を有する第2単位ロジック回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)により制御される。なお、信号配線Ln−S(0)〜Ln−S(p)は、図16に示した入出力端子ST(0)〜ST(p)に接続されている。
また、図23では、省略されているが、共通電極TL(0)〜TL(p)と交差するように、検出電極RL(0)〜RL(p)と、走査線GL(0)〜GL(p)が配置されている。
次の第1電極駆動回路CGW1および第2電極駆動回路CGW2を説明するが、第1電極駆動回路CGW1を構成する第1単位電極駆動回路UCGW1(0)〜UCGW1(p)の構成は、互いに同じであるため、第1単位電極駆動回路UCGW1(n)を代表として、説明する。同様に、第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCGW2(0)〜UCGW2(p)の構成は、互いに同じであるため、第2単位電極駆動回路UCGW1(n)を代表として、説明する。
<第1単位電極駆動回路の構成>
図21は、実施の形態5に係わる第1単位電極駆動回路UCGW1(n)の構成を示す回路図である。なお、図21には、説明の都合上、図23に示した論理和回路OR1Uも示されている。
図21に示す第1単位電極駆動回路UCGW1(n)は、図13および図18で示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に類似している。相違点は、図21に示す第1単位電極駆動回路UCGW1(n)は、図18に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に対して、N型MOSFETTN14、P型MOSFETTP15、インバータ回路IV8および信号配線Ln−Selを有していないことである。
すなわち、図13および図18において説明したのと同様に、図21に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)においては、第1単位スイッチ回路USW1(n)は、N型MOSFETTN1、TN2、TN8、TN9およびP型MOSFETTP1、TP2、TP8、TP9を有している。また、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、インバータ回路IV1〜IV3、IV5、IV6、N型MOSFETTN4〜TN6、TN10〜TN12およびP型MOSFETTP4〜TP6、TP10〜TP12を有している。
ここで、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1により、第1スッチ(TN1、TP1)が構成され、N型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2により、第2スッチ(TN2、TP2)が構成され、N型MOSFETTN8およびP型MOSFETTP8により、第4スッチ(TN8、TP8)が構成され、N型MOSFETTN9およびP型MOSFETTP9により、第5スッチ(TN9、TP9)が構成されている。図23においては、第1スイッチ(TN1、TP1)が、US1として示され、第2スイッチ(TN2、TP2)が、US2として示され、第4スイッチ(TN8、TP8)が、US4として示され、第5スイッチ(TN9、TP9)が、US5として示されている。
図21および図23に示すように、第1スイッチ(TN1、TP1)US1は、対応する共通電極TL(n)と第1電圧配線605との間に接続され、第2スイッチ(TN2、TP2)US2は、共通電極TL(n)と第2電圧配線606との間に接続されている。また、第4スイッチ(TN8、TP8)US4は、共通電極TL(n)と第3電圧配線607との間に接続され、第5スイッチ(TN9、TP9)US5は、共通電極TL(n)と第2電圧配線606との間に接続されている。ここで、第3電圧配線606の線幅は、第1電圧配線605および第2電圧配線607の線幅よりも細くされている。図21および図23においても、この線幅の相違を明示ずるために、第3電圧配線607は細い線で描かれている。
対応するシフトレジスタの段USC1(0)からの出力信号SRout(n)が、共通電極TL(n)を選択共通電極として指定する論理値“1”の場合、P型MOSFETTP4、TP5およびN型MOSFETTN4、TN6がオンする。これらのMOSFETを介して、周期的にその電圧が変化する駆動信号VCOMSELが、信号配線Ln1、Ln2に伝達される。また信号配線Ln1、Ln2のおける電圧の変化に対して反転した駆動信号が、インバータIV2、IV3により信号配線/Ln1、/Ln2に供給される。これにより、第1スイッチ(TN1、TP1)US1は、駆動信号VCOMSELがハイレベルのとき、オンし、第1電圧配線605と対応する共通電極TL(n)を電気的に接続する。一方、第2スイッチ(TN2、TP2)US2は、駆動信号VCOMSELがロウレベルのとき、オンし、第2電圧配線606と対応する共通電極TL(n)を電気的に接続する。これにより、共通電極TL(n)には、図13および図18の構成と同様に、駆動信号VCOMSELの周期に合わせて、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1が供給されることになる。
一方、タッチ検出期間において、対応するシフトレジスタの段USC1(n)からの出力信号SRout(n)が、共通電極TL(n)を非選択共通電極として指定する論理値“0”の場合、N型MOSFETTN11およびP型MOSFETTP10がオンする。タッチ検出期間であるため、制御信号VCOMFLはハイレベルとなる。そのため、オンしているN型MOSFETTN11およびP型MOSFETTP10を介して、ハイレベルの制御信号VCOMFLは、信号配線Ln4に伝達される。また、信号配線Ln4における信号は、インバータIV5により反転され、信号配線/Ln4に供給される。このときの信号配線Ln4、/Ln4によって、第4スイッチ(TN8、TP8)US4がオンする。そのため、共通電極TL(n)が非選択共通電極として指定された場合には、この共通電極TL(n)は、図13および図18と同様に、第3電圧配線607に電気的に接続されることになる。
また、表示期間においては、対応するシフトレジスタの段USC1(0)からの出力信号SRout(n)の論理値は“0”(ロウレベル)にされる。これにより、N型MOSFETTN12およびP型MOSFETTN12がオンする。表示期間においては、制御信号VCOMFLおよび検出方式指定信号SELFENのそれぞれが、ロウレベルとされるため、信号配線Ln−FLの電圧はロウレベルとなる。このロウレベルは、オンしているN型MOSFETTN12およびP型MOSFETTP12を介して、信号配線Ln5に伝達される。また、インバータIV6によって、信号配線Ln5の電圧は反転され、信号配線/Ln5に伝達される。これにより、第5スイッチ(TN9、TP9)US5がオンし、第2電圧配線606が共通電極TL(n)に接続される。
なお、P型MOSFETTP12およびN型MOSFETTN12は、タッチ期間において、出力信号SRout(n)が論理値“0”のときもオンするが、このときの信号配線Ln−ORの電圧は、論理和回路OR1Uによりハイレベルにされるため、第5スイッチ(TN9、TP9)US5はオンしない。
ここで、シフトレジスタの段USC1(0)〜USC1(p)およびUSC2(0)〜USC2(p)について、段USC1(n)およびUSC2(n)を例にして説明しておく。図23に示されているように、それぞれの段USC1(0)〜USC1(p)およびUSC2(0)〜USC2(p)には、クロック信号SDCKが供給されており、それぞれの段は、その前段からの選択信号が供給される。クロック信号SDCKの電圧が変化すると、それぞれの段は、その前段からの選択信号を取り込み、格納する、また、取り込んだ選択信号の論理値に対応した出力信号SRout(0)〜SRout(p)を、対応する第1および第2単位ロジック回路へ出力する。段USC1(n)、USC2(n)について述べると、その前段である段USC1(n−1)、USC2(n−1)からの選択信号SDST(n−1)を取り込み、格納する。また、取り込んだ選択信号SDST(n−1)の論理値“1”または“0”に応じた電圧の出力信号SRout(n)を、第1および第2単位ロジック回路ULG1(n)、ULG2(n)へ出力する。さらに取り込んだ選択信号SDST(n−1)の論理値を選択信号SDST(n)として出力する。
シフトレジスタの初段USC1(0)、USC2(0)には、タッチ用半導体装置7により、選択信号SDSTがセットされる。例えば、論理値“1”の選択信号SDSTが、1回セットされ、以降は、クロック信号SDCKを変化させながら、論理値“0”の選択信号SDSTをセットする。これにより、選択共通電極を指定する論理値“1”の選択信号SDSTは、シフトレジスタ内を移動する。すなわち、図23の例では、論理値“1”は、左側の段USC1(0)、USC2(0)から、右側の段USC1(p)、USC2(p)へ向かって移動する。
これにより、相互容量方式のタッチ検出方式が採用された場合には、共通電極TL(0)からTL(p)の順に、選択共通電極として指定される。選択共通電極として指定されると、図21を用いて説明したように、選択共通電極は、駆動信号VCOMSELの電圧変化に従って、第1電圧配線605または第2電圧配線606に接続され、第1電圧TPHと第2電圧VCOMDC1とが交互に供給される。
一方、タッチ検出期間において、非選択共通電極として指定された共通電極は、図21で説明したように、第3電圧配線607に接続され、第3電圧VCOMDC2が供給される。この場合、非選択共通電極として指定された共通電極に供給される第3電圧VCOMDC2は、タッチ検出のときのように、容量を高速に放電する必要はなく、ノイズが発生しないように、非選択共通電極の電圧を固定できればよい、そのため、第3電圧VCOMDC2を伝達する第3電圧配線607の線幅は細くされている。
なお、表示期間においては、共通電極TL(0)〜TL(p)は、第2電圧配線606に接続される。これにより、表示期間においては、共通電極TL(0)〜TL(p)は、表示のための液晶素子の電圧として用いられる。
<第2単位電極駆動回路の構成>
図22は、実施の形態5に係わる第2単位電極駆動回路UCGW2(n)の構成を示す回路図である。なお、図22においても、説明の都合上、図23に示した論理和回路OR1Dも描かれている。
図22に示す第2単位電極駆動回路UCGW2(n)は、図11および図17で示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に類似している。相違点は、図22に示す第2単位電極駆動回路UCGW2(n)は、図17に示した第1単位電極駆動回路UCGW1(n)に対して、N型MOSFETTN3、TN7、P型MOSFETTP3、TP7、TP13、インバータ回路IV4、信号配線Ln3、/Ln3、Ln4、/Ln4および第3電圧配線607を有していないことである。また、図22に示す第2単位電極駆動回路UCGW2(n)には、論理和回路OR1Dの出力が供給される信号配線Ln−ORおよびN型MOSFETTN15が追加されている。
すなわち、図11および図17において説明したのと同様に、図22に示した第2単位電極駆動回路UCGW2(n)においては、第1単位スイッチ回路USW2(n)は、N型MOSFETTN1、TN2およびP型MOSFETTP1、TP2を有している。また、第1単位ロジック回路ULG2(n)は、インバータ回路IV1〜IV3、IV7、N型MOSFETTN4〜TN6、TN13およびP型MOSFETTP4〜TP6、TP14を有している。図22に示したインバータ回路IV1〜IV3、IV7、N型MOSFETTN4〜TN6、TN13およびP型MOSFETTP4〜TP6、TP14の配置が、図17に示したこれらの素子の配置と異なっているために、異なる回路構成のように見えるが、N型MOSFETTN15が追加されていることと、P型MOSFETTP6のドレインの接続先が変更されていることを除き、これらの素子の接続は、図22と図18との間で同じである。
図18に対して追加されたN型MOSFETTN15のゲートは、インバータIV1の出力(図18で述べるならば、信号xin)に接続され、そのソースは信号配線Ln−ORに接続され、そのドレインは信号配線Ln2に接続されている。また、図22では、P型MOSFETTP6のドレインは、信号配線Ln−ORに接続されている。
ここで、N型MOSFETTN1およびP型MOSFETTP1により、第1スッチ(TN1、TP1)が構成され、N型MOSFETTN2およびP型MOSFETTP2により、第2スッチ(TN2、TP2)が構成されている。図23においては、第1スイッチ(TN1、TP1)が、DS1として示され、第2スイッチ(TN2、TP2)が、DS2として示されている。
タッチ検出方式として、相互容量方式が指定され、タッチ検出期間になると、信号配線Ln−Selには、ロウレベルの検出方式指定信号SELFENが供給され、信号配線Ln−ORには、論理和回路OR1Dからハイレベルの制御信号が供給される。
このタッチ検出期間において、シフトレジスタの段USC2(n)から、対応する共通電極TL(n)を選択共通電極として指定する論理値“1”の出力信号SRout(n)が出力されると、N型MOSFETTN4、TN6、P型MOSFETTP4、TP5がオンする。
タッチ検出期間において、その電圧が周期的に変化する駆動信号VCOMSELは、オンしているN型MOSFETTN4およびP型MOSFETTP4を介して、信号配線Ln1に伝達される、また、信号配線/Ln1には、信号配線Ln1における信号が、インバータIV2により反転され、伝達される。また、駆動信号VCOMSELは、オンしているN型MOSFETTN6およびP型MOSFETTP5を介して、信号配線Ln2に伝達される、また、信号配線/Ln2には、信号配線Ln2における信号が、インバータIV3により反転され、伝達される。
第1スイッチ(TN1、TP1)DS1は、信号配線Ln1、/Ln1の電圧によりオン/オフする。この場合、第1スイッチ(TN1、TP1)DS1は、信号配線Ln1がハイレベルで、信号配線/Ln1がロウレベルのとき、オンする。すなわち、駆動信号VCOMDCがハイレベルのとき、第1スイッチ(TN1、TP1)DS1は、オンし、第1電圧配線605を対応する共通電極TL(n)に電気的に接続する。一方、第2スイッチ(TN2、TP2)DS2は、信号配線/Ln2、Ln2の電圧によりオン/オフする。この場合、第2スイッチ(TN2、TP2)DS2は、信号配線/Ln2がハイレベルで、信号配線Ln2がロウレベルのとき、オンする。すなわち、駆動信号VCOMDCがロウレベルのとき、第2スイッチ(TN2、TP2)DS2は、オンし、第2電圧配線606を対応する共通電極TL(n)に電気的に接続する。
一方、タッチ検出期間において、シフトレジスタの段USC2(n)から、対応する共通電極TL(n)を非選択共通電極として指定する論理値“0”の出力信号SRout(n)が出力されると、N型MOSFETTN5、TN15、P型MOSFETTP6がオンする。これにより、オンしているN型MOSFETTN5を介して、信号配線Ln1にはロウレベルである電圧VGLが供給され、信号配線/Ln1には、インバータIV2によりハイレベルが供給される。また、信号配線Ln2には、オンしているP型MOSFETTP6およびN型MOSFETTN15を介して、信号配線Ln−ORにおけるハイレベルが伝達される。このとき、信号配線/Ln2には、インバータIV3によりロウレベルが供給される。これにより、第1スイッチ(TN1、TP1)DS1および第2スイッチ(TN2、TP2)のそれぞれが、オフする。
すなわち、この実施の形態5においては、相互容量方式のタッチ検出方式が指定された場合、選択共通電極TL(n)は、その一方の端側が、第1電極駆動回路UCGW1において、第1電圧配線605または第2電圧配線606に接続され、さらに第2電極駆動回路UCGW1において、選択共通電極TL(n)の他端側が、第1電圧配線605または第2電圧配線606に接続される。これに対して、非選択共通電極TL(n)は、その一方の端側においてのみ、第1電極駆動回路UCGW1において、第3電圧配線607に接続される。このようにすることにより、ドライブ用半導体装置DDIC側に配置される第2電極駆動回路CGW2を構成する素子および電圧配線を少なくすることが可能となり、小型化が図れる。図6を例にして述べると、下側の額縁を狭くすることが可能となる、また、非選択共通電極に供給される第3電圧を給電する第3電圧配線607の線幅が細いため、図6を例にすると、上側の額縁が広くなるのを抑制することが可能となる。
また、表示期間においては、論理和回路OR1Dの出力信号がロウレベルとなり、段USC2(n)から出力される出力信号SRout(n)がロウレベルとなるため、N型MOSFETTN15およびP型MOSFETTP6がオンし、信号配線Ln−ORにおけるロウレベルが、N型MOSFETTN15およびP型MOSFERTTP6を介して、信号配線Ln2へ伝達され、信号配線/Ln2には、インバータIV3によりハイレベルが供給される。これにより、表示期間においては、第2スイッチ(TN2、TP2)DS2がオンし、対応する共通電極TL(n)は、第2電圧配線606に接続される。すなわち、表示期間においては、共通電極TL(0)〜TL(p)は、その一端側が、第1電極駆動回路CGW1において、第2電圧配線606に接続され、その他端側は、第2電極駆動回路CGW2において、第2電圧配線606に接続される。これにより、表示期間において、液晶素子LCに供給される電圧が変動するのを抑制することが可能となる。
自己容量方式が指定された場合、ハイレベルの検出方式指定信号SELFENが信号配線Ln−Selに供給される。これにより、N型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14がオンする。そのため、信号配線Ln−S(n)と対応する共通電極TL(n)とが、オンしているN型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14を介して電気的に接続される。自己容量方式を指定したタッチ検出期間においては、図16に示した駆動信号形成部1602からの駆動信号S−In(0)〜S−In(p)が、第2電極駆動回路CGW2に供給される。駆動信号S−In(n)を例にすると、第2電極駆動回路CGW2内の第2単位電極駆動回路UCGW2内のN型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14を介して、駆動信号S−IN(n)は、対応する共通電極TL(n)に供給される。この共通電極TL(n)の近傍がタッチされているか否かにより生じる共通電極TL(n)における電圧変化は、第2単位電極駆動回路UCGW2内のN型MOSFETTN13およびP型MOSFETTP14を介して、図16に示した入出力端子ST(n)に伝えられ、検出信号SRx(n)としてタッチ検出信号増幅部1601で増幅される。
第1電極駆動回路CGW1に第1〜第3電圧を供給する第1〜第3電圧配線は、第1電圧配線、第3電圧配線およびだい5電圧配線と見なすことができる。この場合、第2電極駆動回路CGW2に第1および第2電圧を供給する第1および第2電圧配線は、第2電圧配線および第4電圧配線と見なすことができる。また、第2電極駆動回路CGW2を構成する第2単位電極駆動回路UCG2(0)〜UCG2(p)のそれぞれにおいて、スイッチDS1およびDS2がオフ状態となっているときは、第2電極駆動回路CGW2がハイインピーダンス状態であると見なすことができる。
実施の形態1〜5において、第1単位電極駆動回路UCGWL1(n)において、第1単位ロジック回路ULG1(n)は、第1単位スイッチ回路USW1(n)を構成する複数のスイッチを制御する第1制御回路と見なすことができる。この場合、同様に、第2単位電極駆動回路UCGWL2(n)において、第2単位ロジック回路ULG2(n)は、第2単位スイッチ回路USW2(n)を構成する複数のスイッチを制御する第2制御回路と見なすことができる。
例えば、実施の形態5を見た場合、第1スイッチUS1、第2スイッチUS2、第4スイッチUS4および第5スイッチUS5は、択一的に導通状態となるように、第1制御回路により制御されていることになる。ここで、第2電圧VCOMDC1と第3電圧VCOMDC2とは同じ電圧であるため、第4スイッチUS4と第5スイッチUS5を合わせて第3スイッチと見なした場合、第1スイッチから第3スイッチが、択一的に導通状態になるように、第1制御回路により制御されていると見なすことができる。一方、第1スイッチDS1および第2スイッチDS2を、それぞれ第4スイッチおよび第5スイッチと見なした場合、第2制御回路は、これらの第4スイッチ(DS1)および第5スイッチ(DS2)が、同時にオンとる状態が発生しないように制御するが、ともにオフ(非導通)となるような状態が発生するように制御することになる。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形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、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若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。
例えば、実施の形態においては、共通電極TL(0)〜TL(p)および信号線SL(0)〜SL(p)は、列方向に延在し、行方向に配置されている場合を説明したが、行方向および列方向は、見る視点により変化する。見る視点を変えて、共通電極TL(0)〜TL(p)および信号線SL(0)〜SL(p)が、行方向に延在し、列方向に配置されている場合も本発明の範囲に含まれるものである。
また、実施の形態3〜5において、自己容量方式を採用するために追加されたスイッチを構成するN型MOSFETTN13、TN14およびP型MOSFETTP14、TP15は、例えば液晶表示の際に用いるように予め設けられているMOFETを流用するようにしてもよい。流用することにより、MOSFETの個数を低減することが可能となり、面積の増加を抑制することが可能となる。