JP2011081313A - タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路およびそれを用いたディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】チップシュリンクする。
【解決手段】駆動回路100は、複数のドライバユニット10を備える。ドライバユニット10はデータ線DLごとに設けられ、対応するデータ線DLに駆動信号S1を印加するとともに、対応するデータ線DLに接続されたセンサからの検出信号S2を受ける。A/Dコンバータ30は、複数のドライバユニット10が受けた検出信号S3をデジタル信号に変換する。第1セレクタSEL1は、D/Aコンバータ12からの駆動信号S4およびサンプルホールド回路14によりホールドされた検出信号S5を受け、一方を選択して出力する。バッファアンプ16は、第1セレクタSEL1の出力信号S6を受ける。第2セレクタSEL2は、バッファアンプ16の出力信号S7を受け、対応するデータ線DLおよびA/Dコンバータ30のいずれかに選択的に出力する。
【選択図】図2
【解決手段】駆動回路100は、複数のドライバユニット10を備える。ドライバユニット10はデータ線DLごとに設けられ、対応するデータ線DLに駆動信号S1を印加するとともに、対応するデータ線DLに接続されたセンサからの検出信号S2を受ける。A/Dコンバータ30は、複数のドライバユニット10が受けた検出信号S3をデジタル信号に変換する。第1セレクタSEL1は、D/Aコンバータ12からの駆動信号S4およびサンプルホールド回路14によりホールドされた検出信号S5を受け、一方を選択して出力する。バッファアンプ16は、第1セレクタSEL1の出力信号S6を受ける。第2セレクタSEL2は、バッファアンプ16の出力信号S7を受け、対応するデータ線DLおよびA/Dコンバータ30のいずれかに選択的に出力する。
【選択図】図2
Description
本発明は、液晶や有機EL(Electro-Luminescence)素子を利用したディスプレイパネルの駆動技術に関し、特にタッチセンサが一体化されたパネルの駆動技術に関する。
液晶ディスプレイ(LCD)パネルや有機ELディスプレイパネル(以下、ディスプレイパネルと総称する)は、複数のデータ線と、データ線と直交するように配置される複数の走査線と、データ線および走査線の交点にマトリクス状に配置された複数の画素回路を備える。
近年、タッチセンサ付きのディスプレイパネルが開発されている。図1は、タッチセンサ付きディスプレイパネルの構成例を示す図である。パネル2は、パネル面内にマトリクス状に配置された画素(R,G,B)と、パネル面内に規則的に配置された複数のセンサ(受光素子)4とを備える。ゲートドライバ6は、複数の画素(R、G、B)のうち、同じ列(もしくは行)に配置される画素のグループを順に選択する。センサスキャンドライバ8は、複数のセンサ4を順に選択していく。
パネル2の行ごとに設けられたデータ線DLには、少なくともひとつのセンサ4と、少なくともひとつの画素(R、G、B)が接続されている。各センサ4は受光強度に応じた検出信号を生成し、対応するデータ線DLに出力する。また、あるデータ線DLに接続された画素は、そのデータ線を介して印加される駆動信号に応じた輝度で発光する。
パネル2には、駆動回路200が接続される。駆動回路200は、データ線DLごとに、センサ処理部202と発光制御部204のセットを備える。
ユーザがパネル面内のある点に接触すると、接触点の直下にあるセンサ4とその他の位置にあるセンサ4とで受光強度に差が生ずる。センサ処理部202は、対応するデータ線DLに接続されるセンサ4からの検出信号を受け、ユーザが触れたセンサ4を特定する。発光制御部204は、対応するデータ線DLに接続される画素に対して、駆動信号を印加する。
このようなタッチセンサ付きディスプレイパネルを駆動する駆動回路は、データ線ごとにセンサ処理部と発光制御部を設ける必要があるため、回路規模が大きくなる。本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、駆動回路のチップシュリンクにある。
1. 本発明のある態様は、タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路に関する。ディスプレイパネルは、マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、それぞれが、少なくともひとつの画素と少なくともひとつのセンサに接続された複数のデータ線と、を有する。駆動回路は、それぞれがデータ線ごとに設けられ、対応するデータ線に駆動信号を印加するとともに、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受ける複数のドライバユニットと、複数のドライバユニットが受けた検出信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、を備える。複数のドライバユニットはそれぞれ、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成するD/Aコンバータと、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、D/Aコンバータからの駆動信号およびサンプルホールド回路によりホールドされた検出信号を受け、一方を選択して出力する第1セレクタと、第1セレクタの出力信号を受けるバッファアンプと、バッファアンプの出力信号を受け、対応するデータ線およびA/Dコンバータのいずれかに選択的に出力する第2セレクタと、を含む。
この態様によると、データ線ごとに単一のバッファアンプを、センスアンプおよびソースドライバとして利用できるため、回路面積を削減できる。
本発明の別の態様もまた、駆動回路である。駆動回路は、それぞれがデータ線ごとに設けられ、対応するデータ線に駆動信号を印加するとともに、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受ける複数のドライバユニットと、を備える。複数のドライバユニットはそれぞれバッファアンプを含む。各ドライバユニットは、バッファアンプをデータ線に駆動信号を印加するソースドライバおよびセンサからの検出信号を受けるセンスアンプとして切りかえ可能に構成される。
この態様によると、データ線ごとに単一のバッファアンプを、センスアンプおよびソースドライバとして利用できるため、回路面積を削減できる。
2. 本発明のさらに別の態様もまた、駆動回路である。この駆動回路は、それぞれがデータ線ごとに設けられ、対応するデータ線に駆動信号を印加するとともに、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受ける複数のドライバユニットを備える。複数のドライバユニットはそれぞれ、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成するD/Aコンバータと、D/Aコンバータからの駆動信号を受け、対応するデータ線に出力するソースドライバと、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、所定の電位差を有する複数のしきい値電圧を生成する電圧源と、しきい値電圧ごとに設けられ、それぞれが、サンプルホールド回路によりホールドされた検出信号を、対応するしきい値電圧と比較する複数のコンパレータと、を含む。
この態様によると、ドライバユニットの内部に設けられた電圧源と複数のコンパレータによって検出信号がデジタル値に変換される。デジタルの検出信号を信号処理回路へと伝送することで、ノイズに対する耐性を高めることができる。
電圧源は、複数のしきい値電圧を時間とともにステップ状に変化させてもよい。この場合、ダイナミックレンジを広げることができる。
ある態様の駆動回路において、複数のドライバユニットはそれぞれ、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成するD/Aコンバータと、D/Aコンバータからの駆動信号を受け、対応する前記データ線に出力するソースドライバと、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、時間とともにステップ状に変化するしきい値電圧を生成する電圧源と、サンプルホールド回路によりホールドされた検出信号を、しきい値電圧と比較するコンパレータと、を含む。
この態様によると、ドライバユニットの内部に設けられた電圧源とコンパレータによって検出信号がデジタル値に変換される。デジタルの検出信号を信号処理回路へと伝送することで、ノイズに対する耐性を高めることができる。
3. 本発明のさらに別の態様もまた、駆動回路に関する。この駆動回路は、それぞれがデータ線ごとに設けられ、対応するデータ線に駆動信号を印加するとともに、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受ける複数のドライバユニットを備える。複数のドライバユニットはそれぞれ、当該駆動回路の実装状態において、共通のパターン配線を介して対応するデータ線と接続されるべき第1、第2パッドと、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成するD/Aコンバータと、D/Aコンバータからの動信号を受け、第1パッドを介して対応するデータ線に出力するソースドライバと、第2パッドを介して、対応する前記データ線に接続されたセンサからの検出信号を受け、それをサンプルホールドするサンプルホールド回路と、を含む。各ドライバユニットにおいて、第2パッド、サンプルホールド回路、ソースドライバおよびD/Aコンバータは、ソースドライバおよびD/Aコンバータが隣接した状態で、半導体基板の1辺に垂直方向に配置される。
ドライバユニットごとに単一のパッドのみを設け、そのパッドにサンプルホールド回路およびソースドライバを共通に接続する場合、ソースドライバからの駆動信号がサンプルホールド回路にノイズとして混入するおそれがある。この態様の駆動回路では、サンプルホールド回路およびソースドライバの間は、半導体基板の外部のパターン配線を介して接続されるため、サンプルホールド回路に混入するノイズを低減でき、センサとしての精度を高めることができる。
第1パッドは、ソースドライバとオーバーラップする位置に配置されてもよい。
第2パッドは、半導体基板の一辺に最も近い位置に配置されてもよい。
本発明のさらに別の態様は、ディスプレイ装置である。この装置は、タッチセンサ付きディスプレイパネルと、上述のいずれかの態様のディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明のある態様によれば、駆動回路をチップシュリンクできる。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1で説明したタッチセンサ付きディスプレイパネルを駆動する駆動回路の小型化に関する技術を説明する。
第1の実施の形態では、図1で説明したタッチセンサ付きディスプレイパネルを駆動する駆動回路の小型化に関する技術を説明する。
図2は、第1の実施の形態に係る駆動回路100の構成を示す回路図である。駆動対象のディスプレイパネル2は図1と同様であるため説明を省略し、n本(nは自然数)のデータ線DL1〜DLnのみを示す。
駆動回路100は、データ線DLごとに設けられた複数のドライバユニット10と、A/Dコンバータ30を備える。
i番目(1≦i≦n)のドライバユニット10_iは、対応するデータ線DLiに駆動信号S1iを印加するとともに、対応するデータ線DLiに接続されたセンサ(不図示)からの検出信号S2iを受ける。
マルチプレクサ32はA/Dコンバータ30の前段に設けられ、複数のドライバユニット10_1〜10_nから出力される複数の検出信号S31〜S3nを受け、そのひとつを選択してA/Dコンバータ30に出力する。A/Dコンバータ30は、マルチプレクサ32により選択された検出信号S3をデジタル信号に変換し、後段の信号処理回路40へと出力する。
i番目(1≦i≦n)のドライバユニット10_iは、対応するデータ線DLiに駆動信号S1iを印加するとともに、対応するデータ線DLiに接続されたセンサ(不図示)からの検出信号S2iを受ける。
マルチプレクサ32はA/Dコンバータ30の前段に設けられ、複数のドライバユニット10_1〜10_nから出力される複数の検出信号S31〜S3nを受け、そのひとつを選択してA/Dコンバータ30に出力する。A/Dコンバータ30は、マルチプレクサ32により選択された検出信号S3をデジタル信号に変換し、後段の信号処理回路40へと出力する。
続いて、ドライバユニット10の構成を説明する。各ドライバユニット10は同様に構成されている。
ドライバユニット10は、D/Aコンバータ12、サンプルホールド回路14、バッファアンプ16を備える。D/Aコンバータ12は、対応するデータ線DLに与えるべき駆動信号S4を生成する。サンプルホールド回路14は、対応するデータ線DLに接続されたセンサ(不図示)からの検出信号S2をサンプルホールドする。
第1セレクタSEL1は、2つの入力端子IN1、IN2にそれぞれD/Aコンバータ12からの駆動信号S4とサンプルホールド回路14によりホールドされた検出信号S5を受ける。第1セレクタSEL1は、2つの信号の一方を選択し、出力端子OUTから出力する。たとえば第1セレクタSEL1は、それぞれの一端が出力端子OUTに共通に接続された複数のスイッチSW1a、SW2aを含む。第1スイッチSW1aがオンのとき、第1入力端子IN1の駆動信号S4が選択され、第2スイッチSW1bがオンのとき、第2入力端子IN2の検出信号S5が選択される。つまり第1セレクタSEL1は、マルチプレクサとして機能する。
バッファアンプ16は、第1セレクタSEL1の出力信号S6を受ける。バッファアンプ16はたとえば演算増幅器を用いた利得1の非反転増幅器(ボルテージフォロア)である。なおバッファアンプ16は、1より大きい、あるいは1より小さい利得を有してもよい。
第2セレクタSEL2は、その入力端子INにバッファアンプ16の出力信号S7を受ける。第2セレクタSEL2は、対応するデータ線DLに接続される第1出力端子OUT1と、A/Dコンバータ30と接続される第2出力端子OUT2を有し、バッファアンプ16の出力信号S7を、データ線DLおよびA/Dコンバータ30のいずれか一方に選択的に出力する。たとえば第2セレクタSEL2は、それぞれの一端が入力端子INに共通に接続された2つのスイッチSW2a、SW2bを含む。第1スイッチSW2aがオンのとき、信号S7は第1出力端子OUT1から出力され、第2スイッチSW2bがオンのとき、信号S7は第2出力端子OUT2から出力される。つまり第1セレクタSEL1はデマルチプレクサとして機能する。
以上が図2の駆動回路100の構成である。続いてその動作を説明する。図3は、図2の駆動回路100の動作を示すタイムチャートである。
駆動回路100は、駆動期間(書き込み期間)φ1と、センス期間(読み出し期間)φ2を時分割的に交互に繰り返す。
駆動期間φ1において、第1セレクタSEL1は第1入力端子IN1側にオンする(SW1aがオン)。また第2セレクタSEL2は、第1出力端子OUT1側にオンする(SW2aがオン)。この状態においては、D/Aコンバータ12から出力される駆動信号S4が、バッファアンプ16を経由して対応するデータ線DLへと出力される。図3のタイムチャートは、R、G、Bの3つのサブピクセルを順に駆動する状況を示す。
センス期間φ2において、第2セレクタSEL2は第2入力端子IN2側にオンする(SW1bがオン)。また第2セレクタSEL2は第2出力端子OUT2側にオンする(SW2bがオン)。ディスプレイパネル2のセンサ(不図示)から出力される検出信号S2は、データ線DLを介してサンプルホールド回路14に入力される。センス期間φ2にサンプルホールド回路14がアクティブとなる。このときホールドされた検出信号S5は、第1セレクタSEL1、バッファアンプ16、第2セレクタSEL2を経由して、A/Dコンバータ30へと出力される。
以上が駆動回路100の動作である。
この駆動回路100によれば、データ線DLを介して画素に駆動信号S1を印加するためのソースドライバと、センサから出力される検出信号S2を受けるためのセンスアンプを共通化することができ、回路面積を大幅に削減できる。この効果は、比較技術との対比によって明確となる。
この駆動回路100によれば、データ線DLを介して画素に駆動信号S1を印加するためのソースドライバと、センサから出力される検出信号S2を受けるためのセンスアンプを共通化することができ、回路面積を大幅に削減できる。この効果は、比較技術との対比によって明確となる。
図4は、比較技術に係るドライバユニット310の構成を示す回路図である。ドライバユニット310は、D/Aコンバータ312、ソースドライバ316、スイッチSW11、サンプルホールド回路314、センスアンプ318、スイッチSW13を含む。
駆動期間φ1の間、スイッチSW11がオンする。センス期間φ2の間、サンプルホールド回路314のスイッチSW12がオンすると、キャパシタC1が検出信号S2で充電され、その後オフすることでキャパシタC1に検出信号S5がホールドされる。なおサンプルホールド回路314の構成はこれに限定されない。センスアンプ318は、ホールドされた検出信号S5を出力する(S8)。
駆動期間φ1の間、スイッチSW11がオンする。センス期間φ2の間、サンプルホールド回路314のスイッチSW12がオンすると、キャパシタC1が検出信号S2で充電され、その後オフすることでキャパシタC1に検出信号S5がホールドされる。なおサンプルホールド回路314の構成はこれに限定されない。センスアンプ318は、ホールドされた検出信号S5を出力する(S8)。
図4においては、ソースドライバ316とセンスアンプ318が別々のアンプ(演算増幅器)を用いて構成される。つまり、N(データ線の本数)×2個の演算増幅器が必要となる。これに対して図2の駆動回路100によれば、演算増幅器の個数を1/2に削減できることがわかる。
図2の駆動回路100を別の観点からみると、以下のように把握できる。すなわち、複数のドライバユニット10はそれぞれバッファアンプ16を含む。各ドライバユニット10は、バッファアンプ16をデータ線DLに駆動信号S1を印加するソースドライバおよびセンサ(不図示)からの検出信号S2を受ける読み出しドライバとして切りかえ可能に構成される。この構成によって、回路面積が大幅に削減できる。
(第2の実施の形態)
図4のドライバユニット310はアナログの検出信号S8を出力する。検出信号S8は駆動回路内の伝送線路320を伝搬してA/Dコンバータ30に入力される。アナログの検出信号S8にノイズが混入すると、A/Dコンバータ30により正確な受光量を検出できないという問題がある。第2の実施の形態では、ノイズ耐性を高めるための技術を説明する。
図4のドライバユニット310はアナログの検出信号S8を出力する。検出信号S8は駆動回路内の伝送線路320を伝搬してA/Dコンバータ30に入力される。アナログの検出信号S8にノイズが混入すると、A/Dコンバータ30により正確な受光量を検出できないという問題がある。第2の実施の形態では、ノイズ耐性を高めるための技術を説明する。
図5は、第2の実施の形態に係るドライバユニット10aの構成を示す回路図である。図5のドライバユニット10aは、基本的な構成は図4のそれと同様である。
図4との相違点は、センスアンプ318に代えて複数のコンパレータCMP1〜CMP4および電圧源20を備える点である。
図4との相違点は、センスアンプ318に代えて複数のコンパレータCMP1〜CMP4および電圧源20を備える点である。
電圧源20は、D/Aコンバータ22からの基準電圧Vrefにもとづき、所定の電位差を有する複数(ここでは4)のしきい値電圧Vref[0]〜Vref[3]を生成する。たとえば、
Vref[i]=Vref+ΔV×i
なる関係が成立してもよい。複数のコンパレータCMP1〜CMP4はしきい値電圧Vref[0]〜Vref[3]ごとに設けられる。i番目(1≦i<4)のコンパレータCMPiは、サンプルホールド回路314によりホールドされた検出信号S5の電位VS5を、対応するしきい値電圧Vref[i−1]と比較する。比較結果Diは、VS5<Vref[i−1]のときハイレベルとなる。
Vref[i]=Vref+ΔV×i
なる関係が成立してもよい。複数のコンパレータCMP1〜CMP4はしきい値電圧Vref[0]〜Vref[3]ごとに設けられる。i番目(1≦i<4)のコンパレータCMPiは、サンプルホールド回路314によりホールドされた検出信号S5の電位VS5を、対応するしきい値電圧Vref[i−1]と比較する。比較結果Diは、VS5<Vref[i−1]のときハイレベルとなる。
ドライバユニット10aは、デジタル信号D1〜D4を、後段の信号処理回路40へと出力する。
電圧源20は、複数のしきい値電圧Vref[0]〜[3]を時間とともにステップ状に変化させてもよい。この処理は、D/Aコンバータ22から出力する基準電圧Vrefをステップ状に変化させることで実現できる。
図6は、図5のドライバユニット10aのセンス期間の動作を示すタイムチャートである。所定の時間間隔Δtごとに、基準電圧Vrefが上昇していき、これに応じてしきい値電圧Vref[0]〜[3]も上昇する。
あるタイミングにおいて、しきい値電圧Vref[0]〜[3]と検出信号S5の電圧VS5の大小関係が変化すると、比較結果D1〜D4の値が遷移する。
あるタイミングにおいて、しきい値電圧Vref[0]〜[3]と検出信号S5の電圧VS5の大小関係が変化すると、比較結果D1〜D4の値が遷移する。
図5のドライバユニット10aによれば、比較結果D1〜D4それぞれが変化したタイミングにもとづいて、検出信号S5のレベルを判定することができる。
図4の構成では、アナログの検出信号S5が伝送線路320を伝搬し、その際に混入するノイズが問題となるが、図5の構成によれば、デジタルの判定結果D1〜D4が伝搬するため、ノイズの影響を受けにくいという利点がある。
図4の構成では、アナログの検出信号S5が伝送線路320を伝搬し、その際に混入するノイズが問題となるが、図5の構成によれば、デジタルの判定結果D1〜D4が伝搬するため、ノイズの影響を受けにくいという利点がある。
なお、図5のドライバユニット10aにおいては、検出信号S5のレベルを判定する分解能は、基準電圧Vrefのステップ幅ΔVrefとコンパレータCMPの個数に応じて決まり、両者はトレードオフの関係にある。
つまり同じ分解能を得るためには、コンパレータCMPの個数を増やすことで、ステップ幅Vrefを大きくすることができ、つまりステップの回数を減らすことができる。このことは、検出信号S5のレベル判定に要する時間を短縮できることを意味する。
つまり同じ分解能を得るためには、コンパレータCMPの個数を増やすことで、ステップ幅Vrefを大きくすることができ、つまりステップの回数を減らすことができる。このことは、検出信号S5のレベル判定に要する時間を短縮できることを意味する。
反対に、ステップ幅Vrefを小さくすることで、コンパレータCMPの個数を減らすことができる。この場合、同じ分解能を得るためには基準電圧Vrefのステップ数が増えるためレベル判定に要する時間は長くなるが、回路面積を小さくできる。
(第3の実施の形態)
上述したように、図4のドライバユニット310においては、検出信号S8が駆動回路内の伝送線路320を伝搬する際に混入するノイズが問題となる。第3の実施の形態では、第2の実施の形態とは別のアプローチによって、具体的にはレイアウトを工夫することによりノイズ耐性を高めるための技術を説明する。
上述したように、図4のドライバユニット310においては、検出信号S8が駆動回路内の伝送線路320を伝搬する際に混入するノイズが問題となる。第3の実施の形態では、第2の実施の形態とは別のアプローチによって、具体的にはレイアウトを工夫することによりノイズ耐性を高めるための技術を説明する。
図7(a)〜(c)および(d)はそれぞれ、第3の実施の形態および比較技術に係る駆動回路を示す図である。
図7(a)は、第3の実施の形態に係る駆動回路100bの回路図である。図7(a)には単一のドライバユニット10bのみが示される。
各ドライバユニット10は、D/Aコンバータ12b、ソースドライバ16b、サンプルホールド回路14b、第1パッドPAD1、第2パッドPAD2を備える。D/Aコンバータ12b、ソースドライバ16b、サンプルホールド回路14bはそれぞれ、図4のD/Aコンバータ312、ソースドライバ316、サンプルホールド回路314に対応し、同等の機能を有するブロックである。以下の説明においてスイッチSW11は、ソースドライバ16bの一部と捉えるものとする。
各ドライバユニット10は、D/Aコンバータ12b、ソースドライバ16b、サンプルホールド回路14b、第1パッドPAD1、第2パッドPAD2を備える。D/Aコンバータ12b、ソースドライバ16b、サンプルホールド回路14bはそれぞれ、図4のD/Aコンバータ312、ソースドライバ316、サンプルホールド回路314に対応し、同等の機能を有するブロックである。以下の説明においてスイッチSW11は、ソースドライバ16bの一部と捉えるものとする。
図4のドライバユニット310は、単一のパッドPAD3のみを備えるのに対して、図7(a)のドライバユニット10bは2つのパッドPAD1、PAD2を備えることを特徴とする。
図7(b)は、第3の実施の形態に係る駆動回路100bの平面のレイアウト図である。駆動回路100bは、複数のドライバユニット10(駆動セル)を備え、それらは駆動回路100bが集積化される半導体基板50の少なくともひとつ辺52に沿って配置されている。
駆動回路100bは、COF(Chip On Film)もしくはCOG(Chip On Glass)の態様で、ディスプレイパネル2に実装される。すなわち、駆動回路100bは、フィルム上もしくはガラス基板上に形成されたパターン配線54と電気的、物理的に接続されるのが一般的である。
第1パッドPAD1、第2パッドPAD2は、駆動回路100bの実装状態において、共通のパターン配線54を介して、対応するデータ線(不図示)と接続される。
D/Aコンバータ12bは、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成する。ソースドライバ16bは、D/Aコンバータ12bからの駆動信号を受け、第1パッドPAD1を介して、対応するデータ線に出力する。サンプルホールド回路14bは、第2パッドPAD2を介して、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受け、それをサンプルホールドする。
D/Aコンバータ12bは、対応するデータ線に与えるべき駆動信号を生成する。ソースドライバ16bは、D/Aコンバータ12bからの駆動信号を受け、第1パッドPAD1を介して、対応するデータ線に出力する。サンプルホールド回路14bは、第2パッドPAD2を介して、対応するデータ線に接続されたセンサからの検出信号を受け、それをサンプルホールドする。
第2パッドPAD2、サンプルホールド回路14b、ソースドライバ16bおよびD/Aコンバータ12bは、ソースドライバ16bおよびD/Aコンバータ12bが隣接した状態で、半導体基板50の1辺52に垂直方向に一列に配置される。第1パッドPAD1は、ソースドライバ16bとオーバーラップする位置に配置される。
図7(c)は、図7(b)のドライバユニット10bの7B−7B線の断面図である。第1パッドPAD1および第2パッドPAD2は、パターン配線54を介して互いに接続される。
以上が第3の実施の形態に係る駆動回路100bの構成である。この駆動回路100bの効果は、次に説明する比較技術との対比で明確となる。図7(d)は、図4の比較技術に係る駆動回路300のひとつのドライバユニット310のレイアウト図である。
この比較技術においては、単一のパッドPAD3のみが設けられる。サンプルホールド回路314は半導体基板50内に形成された配線60を介してパッドPAD3と接続され、ソースドライバ316は、配線62を介してパッドPAD3と接続される。配線62は、サンプルホールド回路314を跨いで横切るため、ソースドライバ316からの駆動信号が、サンプルホールド回路314に混入するおそれがある。サンプルホールド回路314にノイズが混入すると、センサとしての精度が悪化する。
これに対して、図7(a)〜(c)に示す駆動回路100bによれば、駆動回路100bの外部のパターン配線54を介して、サンプルホールド回路14bとソースドライバ16bが接続されるため、ノイズの混入を抑制できる。
図7(d)の配線62とサンプルホールド回路314の間には、薄い絶縁層が設けられる。これに対して、図7(c)では、ソースドライバ16bからの駆動信号が伝搬するパターン配線54と、サンプルホールド回路14bの間には、より厚い絶縁層が存在することになるため、ノイズの混入量が低減されるのである。
図7(b)では、第1パッドPAD1がソースドライバ16bとオーバーラップする位置に配置される。これにより、図7(d)に比べてパッドがひとつ増加したことによる面積の増加を抑制できる。
なお、回路面積に余裕がある場合には、パッドPAD1をソースドライバ16bとオーバーラップさせず、隣接する位置に配置してもよい。
なお、回路面積に余裕がある場合には、パッドPAD1をソースドライバ16bとオーバーラップさせず、隣接する位置に配置してもよい。
以上、実施の形態にもとづき、本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
100…駆動回路、DL…データ線、2…ディスプレイパネル、4…センサ、10…ドライバユニット、12…D/Aコンバータ、14…サンプルホールド回路、16…バッファアンプ、20…電圧源、30…A/Dコンバータ、32…マルチプレクサ、S1,S4…駆動信号、S2,S3…検出信号、SEL1…第1セレクタ、SEL2…第2セレクタ、CMP…コンパレータ、50…半導体基板、52…辺、54…パターン配線、PAD1…第1パッド、PAD2…第2パッド。
Claims (9)
- タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路であって、前記ディスプレイパネルは、
マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、
ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、
それぞれが、少なくともひとつの前記画素と少なくともひとつの前記センサに接続された複数のデータ線と、
を有するものであり、
前記駆動回路は、
それぞれが前記データ線ごとに設けられ、対応する前記データ線に前記駆動信号を印加するとともに、対応する前記データ線に接続されたセンサからの前記検出信号を受ける複数のドライバユニットと、
前記複数のドライバユニットが受けた前記検出信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
を備え、
前記複数のドライバユニットはそれぞれ、
対応するデータ線に与えるべき前記駆動信号を生成するD/Aコンバータと、
対応する前記データ線に接続された前記センサからの前記検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
前記D/Aコンバータからの駆動信号および前記サンプルホールド回路によりホールドされた前記検出信号を受け、一方を選択して出力する第1セレクタと、
前記第1セレクタの出力信号を受けるバッファアンプと、
前記バッファアンプの出力信号を受け、対応する前記データ線および前記A/Dコンバータのいずれかに選択的に出力する第2セレクタと、
を含むことを特徴とする駆動回路。 - タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路であって、前記ディスプレイパネルは、
マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、
ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、
それぞれが、少なくともひとつの前記画素と少なくともひとつの前記センサに接続された複数のデータ線と、
を有するものであり、
前記駆動回路は、
それぞれが前記データ線ごとに設けられ、対応する前記データ線に駆動信号を印加するとともに、対応する前記データ線に接続されたセンサからの検出信号を受ける複数のドライバユニットを備え、
前記複数のドライバユニットはそれぞれバッファアンプを含み、当該バッファアンプを前記データ線に前記駆動信号を印加するソースドライバおよび前記センサからの前記検出信号を受けるセンスアンプとして切りかえ可能に構成されることを特徴とする駆動回路。 - タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路であって、前記ディスプレイパネルは、
マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、
ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、
それぞれが、少なくともひとつの前記画素と少なくともひとつの前記センサに接続された複数のデータ線と、
を有するものであり、
前記駆動回路は、それぞれが前記データ線ごとに設けられ、対応する前記データ線に前記駆動信号を印加するとともに、対応する前記データ線に接続されたセンサからの前記検出信号を受ける複数のドライバユニットを備え、
前記複数のドライバユニットはそれぞれ、
対応するデータ線に与えるべき前記駆動信号を生成するD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータからの前記駆動信号を受け、対応する前記データ線に出力するソースドライバと、
対応する前記データ線に接続された前記センサからの前記検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
所定の電位差を有する複数のしきい値電圧を生成する電圧源と、
前記しきい値電圧ごとに設けられ、それぞれが、前記サンプルホールド回路によりホールドされた前記検出信号を、対応する前記しきい値電圧と比較する複数のコンパレータと、
を含むことを特徴とする駆動回路。 - 前記電圧源は、前記複数のしきい値電圧を時間とともにステップ状に変化させることを特徴とする請求項3に記載の駆動回路。
- タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路であって、前記ディスプレイパネルは、
マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、
ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、
それぞれが、少なくともひとつの前記画素と少なくともひとつの前記センサに接続された複数のデータ線と、
を有するものであり、
前記駆動回路は、それぞれが前記データ線ごとに設けられ、対応する前記データ線に前記駆動信号を印加するとともに、対応する前記データ線に接続されたセンサからの前記検出信号を受ける複数のドライバユニットを備え、
前記複数のドライバユニットはそれぞれ、
対応するデータ線に与えるべき前記駆動信号を生成するD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータからの前記駆動信号を受け、対応する前記データ線に出力するソースドライバと、
対応する前記データ線に接続された前記センサからの前記検出信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
時間とともにステップ状に変化するしきい値電圧を生成する電圧源と、
前記サンプルホールド回路によりホールドされた前記検出信号を、前記しきい値電圧と比較するコンパレータと、
を含むことを特徴とする駆動回路。 - タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路であって、前記ディスプレイパネルは、
マトリクス状に配置され、駆動信号に応じた輝度で発光する複数の画素と、
ユーザがタッチしたことを検出し、検出結果を示す検出信号を出力する複数のセンサと、
それぞれが、少なくともひとつの前記画素と少なくともひとつの前記センサに接続された複数のデータ線と、
を有するものであり、
前記駆動回路は、
それぞれが前記データ線ごとに設けられ、対応する前記データ線に前記駆動信号を印加するとともに、対応する前記データ線に接続されたセンサからの前記検出信号を受ける複数のドライバユニットを備え、
前記複数のドライバユニットはそれぞれ、
当該駆動回路の実装状態において、共通のパターン配線を介して対応する前記データ線と接続されるべき第1、第2パッドと、
対応するデータ線に与えるべき前記駆動信号を生成するD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータからの前記駆動信号を受け、前記第1パッドを介して対応する前記データ線に出力するソースドライバと、
前記第2パッドを介して、対応する前記データ線に接続された前記センサからの前記検出信号を受け、それをサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
を含み、
前記駆動回路は単一の半導体基板上に一体集積化されており、
各ドライバユニットにおいて、
前記第1、第2パッド、前記サンプルホールド回路、前記ソースドライバおよび前記D/Aコンバータは、前記ソースドライバおよび前記D/Aコンバータが隣接した状態で、前記半導体基板の1辺に垂直方向に並んで配置されることを特徴とする駆動回路。 - 前記第1パッドは、前記ソースドライバとオーバーラップする位置に配置されることを特徴とする請求項6に記載の駆動回路。
- 前記第2パッドは、前記半導体基板の一辺に最も近い位置に配置されることを特徴とする請求項6または7に記載の駆動回路。
- タッチセンサ付きディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルを駆動する請求項1から8のいずれかに記載の駆動回路と、
を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
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JP2009235457A JP2011081313A (ja) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | タッチセンサ付きディスプレイパネルの駆動回路およびそれを用いたディスプレイ装置 |
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Cited By (2)
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CN103635870A (zh) * | 2011-06-27 | 2014-03-12 | 夏普株式会社 | 电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器***以及信息输入/输出设备 |
US10937360B2 (en) | 2016-01-20 | 2021-03-02 | Silicon Works Co., Ltd. | Source driver for display apparatus |
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- 2009-10-09 JP JP2009235457A patent/JP2011081313A/ja active Pending
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