JP7336409B2 - 表示装置およびタッチパネル - Google Patents
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Description
複数の駆動電極と複数の検出電極とを有するタッチパネルと、
複数の周辺配線と、
おのおのの検出電極と対応する周辺配線との間に接続されたスイッチ素子と、を含み、
前記タッチパネルは、前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とによりミューチュアル検出方式で検出を行い、
前記複数のスイッチ素子がオフ状態の時に前記周辺配線に、所定の電圧を印加した状態で、前記複数の駆動電極の電圧を変化させ、その後に、前記周辺配線からの検出を可能な状態とし、前記スイッチ素子をオフ状態からオン状態へ切り換える。
複数の駆動電極と、
複数の検出電極と、
複数の周辺配線と、
おのおのの検出電極と対応する周辺配線との間に接続されたスイッチ素子と、を含み、
前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とによりミューチュアル検出方式で検出を行い、
前記複数のスイッチ素子がオフ状態の時に、検出する検出配線に接続された周辺配線に、所定の電圧を印加した状態で、前記複数の駆動電極の電圧を変化させ、その後に、前記スイッチ素子をオフ状態からオン状態へ切り換える。
(表示装置の全体構成例)
図1は、実施形態に係る表示装置の外観を概念的に示す平面図である。表示装置DSPは、カバーガラスCGと、表示パネルPNLと、センサパネルSPNLと、フレキシブルプリント回路基板FPC1と、表示駆動ICチップDDICと、フレキシブルプリント回路基板FPC2と、センサICチップSICと、を備えている。センサパネルSPNLは、タッチパネルと言い換えることも可能である。
図2は、画素PXの基本構成及び表示パネルの等価回路を示す図である。複数の画素PXは、第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に配置されている。複数本の走査線G(G1、G2・・・)は、走査線駆動回路GDに電気的に接続されている。複数本の信号線S(S1、S2・・・)は、信号線駆動回路SDに電気的に接続されている。複数本の共通電極CE(CE1、CE2・・・)は、コモン電圧(Vcom)の電圧供給部CDに電気的に接続され、複数の画素PXに亘って配置されている。1つの画素PXは、1本の走査線と、1本の信号線と、1本の共通電極CEと、に電気的に接続されている。なお、走査線G及び信号線Sは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。例えば、信号線Sは、その一部が屈曲していたとしても、全体的に第2方向Yに延出しているものとする。
図3は、図1のA-A線に沿う表示装置の断面図を概念的に示す図である。第1基板SUB1の下には下偏光板200が貼り付けられ、第2基板SUB2の上側には上偏光板201が貼り付けられている。シール材SEは、非表示部NDAに位置し、第1基板SUB1と第2基板SUB2とを接着するとともに、液晶層LCを封止している。第1基板SUB1、第2基板SUB2、下偏光板200、上偏光板201、シール材SEおよび液晶層LCの組み合わせを、表示パネルPNLと呼ぶ。表示パネルPNLは自身では発光しないので、表示パネルPNLの背面側である下偏光板200の下に、バックライト202が配置されている。尚、自発光画素を用いる表示パネルではバックライト202は不要とされる。
図4は、センサパネルのタッチ検出ノードを説明する図である。この例では、センサパネルSPNLおよび活性領域AAが矩形形状の場合を代表例として説明する。図4に示す様に、センサパネルSPNLは、平面視において、矩形形状の活性領域AAを有しており、活性領域AAの内部には、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリックス状に設けられた複数のタッチ検出ノード(領域)TNが仮想的に設けられているものとする。図4では、一例として、9個のタッチ検出ノード(領域)TN1~TN9が設けられた状態を示している。タッチ検出ノード(領域)TN1~TN9のおのおのは、この例では、矩形形状とされている。
図5は、タッチ位置検出回路の構成例を示す図である。図5は、図4に示すタッチ検出ノードTN1~TN9に、複数の駆動電極Txと複数の検出電極Rxとを設けた場合が示されている。なお、図面の複雑さを避けるため、図4で示したタッチ検出ノードTN1~TN9の参照番号は、図5には記載されていないが、図4で示したタッチ検出ノードTN1~TN9の参照番号を用いて説明する。
図6は、検出回路TPSDTの構成を説明する回路図である。図6には、検出回路TPSDTに含まれる複数の制御回路AFEの内の1つの制御回路AFEの構成例が示されている。複数の制御回路AFEは、複数の引出し配線Rn(n=1、2、3・・)のおのおのに接続されている。制御回路AFEは、引出し配線Rn(n=1、2、3・・)が電気的に接続される入力端子INと、増幅回路AMPと、容量素子Cと、リセットスイッチ素子RSWと、により構成される。制御回路AFEの出力信号AFEOUTはアナログデジタル変換回路ADCへ供給される。
図7は、比較例に係るタッチ位置検出回路の構成例を示す図である。図7が図5と異なる点は、図7において、スイッチ素子TRSWが3本の検出電極(Rxna、Rxnb、Rxnc:n=1、2、3)と引出し配線R1、R2、R3との間に設けられていない点と、スイッチ素子TRSWrが引出し配線R1、R2、R3と検出回路TPSDT内の各制御回路AFEの入力端子との間に設けられている点である。図7の他の構成は、図5と同じであるので、繰り返しの説明は省略する。図7の検出回路TPSDTには、図6の制御回路AFEが設けられている。
図8は、比較例に係るタッチ位置検出時における駆動方法を説明する波形図である。なお、図8において、スイッチ素子TTSWは、タッチ位置検出時に、常時、オン状態を維持するものとして説明する。
図9は、実施形態に係るタッチ位置検出時における駆動方法を説明する波形図である。なお、図8と同様に、スイッチ素子TTSWは、タッチ位置検出時に、常時、オン状態を維持するものとして説明する。
次に、図10および図11を用いて、センサパネルSPNLの構成例を説明する。なお、図10および図11において、図面の簡素化の為、3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cは検出電極Rx1、検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cは検出電極Rx2、3本の検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cは検出電極Rx3と示して説明する。同様に、9本の駆動電極Tx1a~Tx1iは駆動電極Tx1、9本の駆動電極Tx2a~Tx2iは駆動電極Tx2、9本の駆動電極Tx3a~Tx3iは駆動電極Tx3と示して説明する。引出し配線(周辺配線)R1、R2、R3は、R1、R2~Rnと示して説明する。また、スイッチ素子TRSW、TTSWも、同様に、簡素化して示して説明する。
図10は、センサパネルの構成例1を説明する図である。図10に示す様に、センサパネルSPNLは、センサ基板SSUBを有し、センサ基板SSUBには、活性領域AAと実装部MA2とが設けられている。検出電極Rx1~Rxn、および、駆動電極Tx1~Txnは、センサパネルSPNLの活性領域AAに配置されている。検出電極Rx1~Rxnは、第1方向Xに延在し、第1方向Xと異なる第2方向Yに配列されている。駆動電極Tx1~Txnは、第2方向Yに延在し、第1方向Xに配列されている。引出し配線R1、R2~Rnは、センサパネルSPNLの活性領域AAの外側の周辺領域に配置されている。引出し配線R1、R2~Rnは、第2方向Yに延在し、第1方向Xに配列されている。
図11は、センサパネルの構成例2を説明する図である。図11のセンサパネルSPNLの構成例が図10と異なる点は、検出電極Rx1~Rxnが第2方向Yに延在し、第2方向Yと異なる第1方向Xに配列されている点と、駆動電極Tx1~Txnが第1方向Xに延在し、第2方向Yに配列されている点である。これに伴い、引出し配線R1、R2~Rnは、第2方向Yに延在し、第1方向Xに配列されている。複数のスイッチ素子TRSWは、引出し配線R1、R2~Rnと検出電極Rx1~Rxnとの間において、第1方向Xに配列されている。実装部MA2には、複数の外部接続端子EXT(複数の第1外部接続端子EXT1,複数の第2外部接続端子TXT2)が第1方向Xに配列されている。
図12は、タッチ検出と指紋検出とが可能なセンサパネルの構成例を示す図である。図13は、図12の領域Aの構成例を示す回路図である。図14は、図12の領域Bの構成例を示す回路図である。図12、図13、図14に示すセンサパネルSPNLは、図1に示すセンサパネルSPNLの基本的な構成例を示すものである。なお、図面の複雑さを避けるため、図4で示したタッチ検出ノードTN1~TN9の参照番号は、図12には記載されていないが、図4で示したタッチ検出ノードTN1~TN9の参照番号を用いて説明する。
時刻T1~時刻T4の期間は指紋検出モードFPの期間であり、時刻T4~時刻T5の期間はタッチ検出モードTPの期間である。指紋検出モードFPにおいて、最初に、タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行い、次に、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行い、そして、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行うものとする。実際のセンサパネルSPNLでは、活性領域AA内に、9個以上の複数のタッチ検出ノードが設けられているので、指紋検出は、活性領域AAの上側部分または下側部分の様に部分的な領域を用いて行うことができる。つまり、活性領域AAの全域において指紋検出を行うことも可能であるが、活性領域AAの全域において指紋検出を行う必要は無い。
PNL:表示パネル
SPNL:センサパネル
DA:表示領域
NDA:非表示領域(周辺領域)
AA:活性領域(検出領域)
NAA:非活性領域
SUB1:第1基板
SUB2:第2基板
SSUB:センサ基板
MA1、MA2:実装部
EXT:外部接続端子
DDIC:表示駆動ICチップ
SIC:センサICチップ
Rx1、Rx2、Rx3:検出電極
Tx1、Tx2、Tx3:駆動電極
R1、R2、R3:引出し配線(周辺配線)
TRSW、TTSW、FSW、DSW、DSW1:スイッチ素子
TPSDT:タッチ位置検出用の検出回路
TPSTxDr:タッチ位置検出用の駆動回路
AFE:制御回路
RSW:リセットスイッチ素子
SWC21,SWC22、SWC23:スイッチ回路
FPSTxDr:指紋検出用の駆動回路
FPSDT:指紋検出用の検出回路
Claims (12)
- 複数の駆動電極と複数の検出電極とを有するタッチパネルと、
複数の周辺配線と、
おのおのの検出電極と対応する周辺配線との間に接続された複数のスイッチ素子と、を含み、
前記タッチパネルは、前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とによりミューチュアル検出方式で検出を行い、
前記複数のスイッチ素子がオフ状態の時に前記周辺配線に、所定の電圧を印加した状態で、前記複数の駆動電極の電圧を変化させ、その後に、前記周辺配線からの検出を可能な状態とし、前記複数のスイッチ素子をオフ状態からオン状態へ切り換える、
表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とは、表示領域に配置され、
前記複数の周辺配線は、前記表示領域の外側の周辺領域に配置され、
前記複数の周辺配線と前記複数の検出電極との間に、前記複数のスイッチ素子が配置される、表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記複数の駆動電極は、第2方向に延在し、前記第2方向と異なる第1方向に配列され、
前記複数の検出電極は、前記第1方向に延在し、前記第2方向に配列され、
前記複数の周辺配線は、前記第2方向に延在し、前記第1方向に配列され、
前記複数のスイッチ素子は、前記複数の周辺配線と前記複数の検出電極との間において、前記第2方向に配列されている、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記タッチパネルの一端に配列され、前記複数の周辺配線に接続された複数の端子を含み、
前記複数の端子に制御回路が接続される、表示装置。 - 請求項4に記載の表示装置において、
前記複数の端子は、前記第1方向に配列される、表示装置。 - 請求項4に記載の表示装置において、
前記複数の端子は、前記第2方向に配列される、表示装置。 - 複数の駆動電極と、
複数の検出電極と、
複数の周辺配線と、
おのおのの検出電極と対応する周辺配線との間に接続されたスイッチ素子と、を含み、
前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とによりミューチュアル検出方式で検出を行い、
前記複数のスイッチ素子がオフ状態の時に、検出する検出電極に接続された周辺配線に、所定の電圧を印加した状態で、前記複数の駆動電極の電圧を変化させ、その後に、前記スイッチ素子をオフ状態からオン状態へ切り換える、
タッチパネル。 - 請求項7に記載のタッチパネルにおいて、
前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極とは、検出領域に配置され、
前記複数の周辺配線は、前記検出領域の外側の周辺領域に配置され、
前記複数の周辺配線と前記複数の検出電極との間に、複数の前記スイッチ素子が配置される、タッチパネル。
- 請求項7に記載のタッチパネルにおいて、
前記複数の駆動電極は、第2方向に延在し、前記第2方向と異なる第1方向に配列され、
前記複数の検出電極は、前記第1方向に延在し、前記第2方向に配列され、
前記複数の周辺配線は、前記第2方向に延在し、前記第1方向に配列される、タッチパネル。 - 請求項9に記載のタッチパネルにおいて、
基板を含み、
前記基板は、前記基板の一端に配列され、前記複数の周辺配線に接続された複数の端子を含み、
前記複数の端子に制御回路が接続される、タッチパネル。 - 請求項10に記載のタッチパネルにおいて、
前記複数の端子は、前記第1方向に配列される、タッチパネル。 - 請求項10に記載のタッチパネルにおいて、
前記複数の端子は、前記第2方向に配列される、タッチパネル。
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