JP2017146719A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示装置(タッチ検出機能付き表示装置)1は、複数の走査線が個別に設けられた複数の部分表示部を有する表示デバイス(液晶表示デバイス)20、複数のタッチ検出電極及び複数の駆動電極が個別に設けられた複数の部分検出部を有するタッチ検出デバイス(タッチ検出デバイス)30、表示デバイス20及びタッチ検出デバイス30の動作を制御する動作制御部(制御部)11を備える。表示更新領域及びタッチ検出領域は少なくとも走査方向と異なる方向に2つ以上設けられ、動作制御部11は、所定期間中に画像の更新が行われる表示更新領域とタッチ検出が行われるタッチ検出領域とを異なる位置にする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示デバイス10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、駆動電極ドライバ14と、タッチ検出部40とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示デバイス10がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着した装置であってもよい。なお、液晶表示デバイス20は、例えば、有機EL表示デバイスであってもよい。
タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。図1〜図4を参照して、実施形態1のタッチ検出機能付き表示装置1におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図2は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図3は、図2に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図4は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
図5は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図5に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、モジュールへ実装するにあたり、ガラス基板のガラス基板21上に上述した駆動電極ドライバ14を形成してもよい。
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。図6は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。図7は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、第1基板2と、この第1基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された第2基板3と、第1基板2と第2基板3との間に挿設された液晶層6とを備えている。
図9は、実施形態1に係る液晶表示デバイス20における走査線GCLの配線を示す図である。実施形態1に係る液晶表示デバイス20は、走査線GCLが走査する方向と交差する方向について複数に分割されるように配線されている。具体的には、例えば図9に示すように、走査する方向と交差する方向に沿う1ラインに2本ずつの走査線GCLが存する。言い換えると、1ラインに2本存する走査線GCLが、それぞれ、液晶表示デバイス20の走査する方向に対して隣接する第1領域(左領域L)、第2領域(右領域R)に左領域L右領域R存する。実施形態1では、各領域に含まれる走査線GCLは、液晶表示デバイス20が走査する方向に対して、配置間隔または配置位置が共通する。例えば、行方向の中間位置、すなわち、列方向に沿って液晶表示デバイス20の表示領域を2分割する中間線を挟んで、1ラインに2本存する走査線が対向する位置に配置されている。なお、本実施例では、走査線の長さは2分割する中間線を挟んで、行方向の一直線上に2つの走査線GCLが配置されるが、これに限らない。走査線GCLは走査方向に交差する方向で3分割以上されていてもよいし、走査線GCLの長さについても左右で異なってもよい。
実施形態1に係るタッチ検出デバイス30は、駆動電極COMLが走査する方向と交差する方向について複数に分割されている。具体的には、行方向に沿う1ラインに2本存在する駆動電極COMLが、走査する方向について隣接する第1領域(左領域L)と第2領域(右領域R)に存する。本実施形態では、各領域に含まれる駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20が走査する方向に対して、配置間隔または配置位置が共通する。具体的には、例えば図10に示すように、行方向に沿う一直線上に2本ずつの駆動電極COMLが存する。行方向に沿う一直線上に2本ずつ存する駆動電極COMLのうち、一方は左領域Lに存し、他方は右領域Rに存する。実施形態1では、行方向の中間位置、すなわち、列方向に沿ってタッチ検出デバイス30のタッチ検出領域を2分割する中間線を挟んで、一直線上に2本存する走査線GCLが対向する位置に配置されている。なお、本実施例では、走査線GCLの長さは2分割する中間線を挟んで、行方向に沿う一直線上に2つの走査線GCLが配置される長さであるが、これに限らない。走査線GCLは走査方向に交差する方向で3分割以上されていてもよいし、走査線GCLの長さについても左右で異なってもよい。また、実施形態1に係る駆動電極COMLの延設方向は、走査線GCLの配線方向と平行であるが、これに限らない。例えば、駆動電極COMLの延設方向は、信号線SGLの配線方向と平行な方向であってもよい。
図12は、実施形態1に係る表示更新領域の区分とタッチ検出電極TDLの配置との関係の一例を示す図である。実施形態1に係る液晶表示デバイス20は、図9を参照して説明した走査線GCLの配線により、表示領域の左右で個別に走査信号Vscanの出力タイミングを制御することができる。このため、実施形態1では、左右で個別に表示出力内容の更新を行うことができる。すなわち、実施形態1に係る液晶表示デバイス20は、画面の走査方向(列方向)に沿って並列する複数の走査線GCLが個別に設けられた複数の部分表示部を有する。より具体的には、実施形態1に係る液晶表示デバイス20は、走査方向(列方向)と交差する方向(行方向)に沿って画面を2分割するよう設けられた部分表示部を有する。
図13は、実施形態1における画像の更新のタイミングとタッチ検出のタイミングとの関係の一例を示すタイミングチャートである。実施形態1では、左右の表示更新領域のうち左領域L又は右領域Rのいずれか一方における画像の更新と、左右のタッチ検出領域のうち他方におけるタッチ検出とを並行して行う。具体的には、例えば図13に示すように、COG19は、右領域Rの表示更新領域ARで画像を更新するための画素信号Vpixの出力を信号線SGLに行うタイミングで、右領域Rのゲートドライバ12bを動作させて表示更新領域ARの走査線GCLに走査信号Vscanを出力し、右領域Rの駆動電極COMLに対して表示用の電荷を印加する。また、COG19は、当該タイミングで、左領域Lのタッチ検出領域に存する駆動電極COMLに駆動信号Vcomを印加して、左領域Lのタッチ検出領域に存するタッチ検出電極TDL1からのタッチ検出信号Vdetに基づいてタッチ検出を行う。当該タイミングでは、右領域Rでの画像の更新と左領域Lでのタッチ検出とが並行している。
実施形態1に対する参考例について、図14〜図16を参照して説明する。図14は、参考例である従来の液晶表示デバイス200における走査線GCLの配線を示す図である。図15は、参考例である従来のタッチ検出デバイス300におけるタッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLの配線を示す図である。図14に示すように、従来の液晶表示デバイス200における走査線GCLは、1ラインにつき1本である。すなわち、従来の液晶表示デバイス200において画像の更新を行うことができる最小単位は、ライン単位であって行方向に分割することができない。また、図15に示すように、従来のタッチ検出デバイス300における駆動電極COMLは、行方向に分割されていない。このため、液晶表示デバイス200における画像の更新中、タッチ検出デバイス300は、行方向について駆動電極COMLが存する全ての領域でノイズの影響を受けることになる。
次に、本発明の変形例について図17〜図18を参照して説明する。変形例の説明に係り、実施形態1と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略することがある。
図17は、変形例1における画像の更新のタイミングとタッチ検出のタイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図17に示すように、COG19は、左領域L又は右領域Rのいずれか一方に存する1つの表示更新領域で画像の更新が行われているタイミングで、他方に存する複数のタッチ検出電極TDLを用いたタッチ検出を行うようにしてもよい。図17は、実施形態1において1つのタッチ検出電極TDLを用いてタッチ検出を行っていたタイミングで2つのタッチ検出電極TDLを用いたタッチ検出を行う場合を図示しているが、3つ以上のタッチ検出電極TDLを同時に用いるようにしてもよい。
図18は、変形例2における画像の更新のタイミングとタッチ検出のタイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図18に示すように、COG19は、左領域L又は右領域Rのいずれか一方に存する複数の表示更新領域における画像の更新を連続して行った後に他方に存する複数の表示更新領域における画像の更新を連続して行うようにしてもよい。この場合、COG19は、左領域L又は右領域Rの他方に存するタッチ検出電極TDLを用いたタッチ検出を連続して行った後に、一方に存するタッチ検出電極TDLを用いたタッチ検出を連続して行う。
図19は、変形例3における走査線GCLaの配置例を示す図である。図9等では行方向について同一直線上に位置する走査線GCLが部分領域毎に個別に設けられた構成を例示しているが、これは部分領域を構成する走査線の配置の一例であってこれに限られるものでない。例えば図19に示すように、複数の走査線GCLaの並び方向と複数の部分領域の並び方向とが一致していてもよい。この場合、1つの走査線GCLaの延設方向について、同一直線上に他の走査線は配置されない。走査線GCLaは、部分領域毎に個別のゲートドライバ12A,12Bによって走査信号Vscanが出力される。
図20は、変形例4における駆動電極COMLa,COMLb及びタッチ検出電極TDLaの配置例を示す図である。図10等では駆動電極COMLの延設方向が表示領域の短辺側に沿い、タッチ検出電極TDLの延設方向が表示領域の長辺側に沿う構成を例示しているが、これは駆動電極及びタッチ検出電極の配置例であってこれに限られるものでない。例えば図20に示すように、図10等で示す例と比して駆動電極COMLa,COMLbの延設方向とタッチ検出電極TDLaの延設方向とが入れ替わっていてもよい。図20における駆動電極COMLa,COMLbはそれぞれ異なる部分領域の駆動電極であり、個別に駆動される。
次に、本発明の実施形態2について、図21及び図22を参照して説明する。実施形態2の説明に係り、実施形態1と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略することがある。図21は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図であり、図22は、実施形態2に係る液晶表示デバイス20及びタッチ検出デバイス130の形態を示す図である。図21に示すように、タッチ検出デバイス130は、液晶表示デバイス20と別体である。実施形態2に係る表示デバイス(液晶表示デバイス20)の具体的構成は、例えば、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1の構成のうち、タッチ検出デバイス30のタッチ検出電極TDL及びタッチ検出電極TDLを動作させるための構成(タッチ検出部40等)が省略された構成による。駆動電極COMLについては、実施形態1と同様の構成が採用される。例えば、図21に示すように、第2基板3Aは、ガラス基板31と、ガラス基板31の一方の面に配置されるカラーフィルタ32と、ガラス基板31の他方の面に配置される偏光板35を有し、タッチ検出電極TDLは配置されない。
次に、本発明の実施形態3について、図23及び図24を参照して説明する。実施形態3の説明に係り、実施形態1と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略することがある。図23は、実施形態3に係る液晶表示デバイス20aにおける走査線GCLの配線を示す図である。図24は、実施形態3に係るタッチ検出デバイス30aにおけるタッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLの配線を示す図である。
2 第1基板
3 第2基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示デバイス
11 制御部
12,12a,12b ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20,20a 液晶表示デバイス
21,31 ガラス基板
22 画素電極
24 絶縁層
30,30a タッチ検出デバイス
32 カラーフィルタ
32R,32G,32B 色領域
35 偏光板
40 タッチ検出部
42 タッチ検出信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
130 タッチ検出デバイス
131 動作制御回路
200 液晶表示デバイス
300 タッチ検出デバイス
COML 駆動電極
COMLT 駆動電極
GCL 走査線
Pix 画素
SGL 信号線
SPix 副画素
Claims (8)
- 画像を表示する複数の画素を有する表示デバイスと、前記表示デバイスの画面側でタッチ検出を行うタッチ検出デバイスと、前記表示デバイス及び前記タッチ検出デバイスの動作を制御する動作制御部とを備え、
前記表示デバイスは、画面の走査方向に対して交差する方向に少なくとも分けられた複数の部分表示部を有し、
前記部分表示部は、前記画面の走査方向に沿って並列する複数の走査線が個別に設けられ、
前記タッチ検出デバイスは、前記画面の走査方向に対して交差する方向に少なくとも分けられた複数の部分検出部を有し、
前記部分検出部は、並列する複数のタッチ検出電極及び前記タッチ検出電極が並列する方向と異なる方向に沿って並列して前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する複数の駆動電極が個別に設けられ、
前記動作制御部は、所定期間中に画像の更新が行われる表示更新領域と当該所定期間中にタッチ検出が行われるタッチ検出領域とが異なる位置となるように前記複数の部分表示部及び前記複数の部分検出部の動作を制御する
表示装置。 - 前記動作制御部は、前記表示更新領域における画像の更新とタッチ検出領域によるタッチ検出とを並行させる
請求項1に記載の表示装置。 - 前記表示デバイスは、前記走査方向と直交する方向に沿って前記画面を2分割するよう設けられた部分表示部を有し、
前記タッチ検出デバイスは、前記走査方向と直交する方向に沿って前記画面を2分割するよう設けられた部分検出部を有する
請求項2に記載の表示装置。 - 画像の更新が行われる前記表示更新領域の切替タイミングとタッチ検出が行われる前記タッチ検出領域の切替タイミングとが同一である
請求項2又は3に記載の表示装置。 - 前記駆動電極は、前記画素の電極と共通である
請求項1から4のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記駆動電極と前記画素の電極とが個別に設けられ、
前記動作制御部は、前記表示デバイスと前記タッチ検出デバイスとを同期信号で同期させる
請求項1から4のいずれか一項に記載の表示装置。 - 画像を表示する複数の画素を有する表示デバイスと、前記表示デバイスの画面側でタッチ検出を行うタッチ検出デバイスと、前記表示デバイス及び前記タッチ検出デバイスの動作を制御する動作制御部とを備え、
前記表示デバイスは、画面の走査方向に沿って並列する複数の走査線を有し、
前記タッチ検出デバイスは、並列する複数のタッチ検出電極及び前記タッチ検出電極が並列する方向と異なる方向に沿って並列して前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する複数の駆動電極が個別に設けられた複数の部分検出部を有し、
画像の更新が行われる表示更新領域及び前記複数の部分検出部によって個別にタッチ検出が行われるタッチ検出領域は、前記走査方向に2つ以上設けられ、
前記動作制御部は、所定期間中に画像の更新が行われる前記表示更新領域と当該所定期間中にタッチ検出が行われる前記タッチ検出領域とが前記異なる位置となるように前記表示デバイスで走査が行われる範囲及び前記複数の部分検出部の動作を制御する
表示装置。 - 画像を表示する複数の画素を有する表示デバイスと、前記表示デバイスの画面側でタッチ検出を行うタッチ検出デバイスと、前記表示デバイス及び前記タッチ検出デバイスの動作を制御する動作制御部とを備え、
前記表示デバイスは、画面の走査方向に対して交差する方向に少なくとも分けられた複数の部分表示部を有し、
前記部分表示部は、前記画面の走査方向に沿って並列する複数の走査線が個別に設けられ、
前記タッチ検出デバイスは、前記画面の走査方向に対して交差する方向に少なくとも分けられた複数の部分検出部を有し、
前記部分検出部は、前記画面の走査方向に沿って並列する複数のタッチ電極が個別に設けられ、
前記動作制御部は、所定期間中に画像の更新が行われる表示更新領域と当該所定期間中にタッチ検出が行われるタッチ検出領域とが異なる位置となるように前記複数の部分表示部及び前記複数の部分検出部の動作を制御する
表示装置。
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