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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-07
(45)【発行日】2022-09-15
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
   G09G 3/20 20060101AFI20220908BHJP
   G09G 3/36 20060101ALI20220908BHJP
   G06F 3/044 20060101ALI20220908BHJP
   G06F 3/041 20060101ALI20220908BHJP
   G09G 3/3225 20160101ALN20220908BHJP
【FI】
G09G3/20 642P
G09G3/20 621A
G09G3/20 621B
G09G3/20 680G
G09G3/20 691D
G09G3/20 611F
G09G3/20 670N
G09G3/36
G09G3/20 641Q
G09G3/20 670P
G09G3/20 670H
G06F3/044 110
G06F3/041 412
G06F3/041 512
G06F3/044 128
G09G3/3225
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2017171475
(22)【出願日】2017-09-06
(65)【公開番号】P2018124535
(43)【公開日】2018-08-09
【審査請求日】2020-04-03
(31)【優先権主張番号】P 2017018579
(32)【優先日】2017-02-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 千浩
(72)【発明者】
【氏名】高田 直樹
(72)【発明者】
【氏名】田中 俊彦
【審査官】中村 直行
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-233018(JP,A)
【文献】特開2016-122122(JP,A)
【文献】特開2007-025056(JP,A)
【文献】特開2008-304806(JP,A)
【文献】特開2001-147420(JP,A)
【文献】特開2002-123227(JP,A)
【文献】特開2016-177279(JP,A)
【文献】国際公開第2016/194107(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2011/0102401(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2005/0253836(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09G 3/00 - 5/42
G09F 9/00 - 9/46
G06F 3/044
G06F 3/041
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号に起因して前記複数の検出導体に生ずる検出信号を読み取る制御部と、
を備え、
1つのフレームを表示及び検出するフレーム期間は、表示期間と検出期間とを交互に有し、
前記制御部は、
検出期間において、直前の表示期間の前記画素信号と同じ前記画素信号を前記信号線に出力する、
表示装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記画素信号の極性を前記信号線ごとに反転させる反転駆動を行い、
1つのフレームの検出期間において、直前の表示期間の前記画素信号の内の一方の極性の前記画素信号と同じ前記画素信号を前記信号線に出力し、
次の1つのフレームの検出期間において、直前の表示期間の前記画素信号の内の他方の極性の前記画素信号と同じ前記画素信号を前記信号線に出力する、
請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号に起因して前記複数の検出導体に生ずる検出信号を読み取る制御部と、
を備え、
1つのフレームを表示及び検出するフレーム期間は、検出期間及び表示期間を各々が含む複数の水平期間を有し、
前記制御部は、
検出期間において、前記画素信号を前記信号線に出力して前記検出信号を読み取り、その後、表示期間において、前記画素信号を前記信号線に出力して前記画素に表示を行わせる、
表示装置。
【請求項4】
前記制御部は、
前記画素信号の極性を前記信号線ごとに反転させる反転駆動を行い、
1つのフレームの検出期間において、一方の極性の前記画素信号を前記信号線に出力して前記検出信号を読み取り、
次の1つのフレームの検出期間において、他方の極性の前記画素信号を前記信号線に出力して前記検出信号を読み取る、
請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、を備え、
前記複数の検出導体は、前記複数の信号線と異なる層に配置されており、前記複数の信号線の延在方向に沿って延在しており、
前記複数の信号線は、前記第1基板に配置されており、
前記複数の検出導体は、前記第2基板と偏光板との間に配置されている、
表示装置。
【請求項6】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、を備え、
前記複数の検出導体は、前記複数の信号線と異なる層に配置されており、前記複数の信号線の延在方向に沿って延在しており、
前記複数の信号線及び前記複数の検出導体は、前記第1基板に配置されている、
表示装置。
【請求項7】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
前記複数の検出導体は、
前記複数の画素に電界を発生させて画像を表示させる複数の駆動電極を兼ねており、
前記複数の検出導体は、
前記複数の信号線と異なる層に配置されており、前記複数の画素が配置された表示領域にマトリクス状に配置されている、
表示装置。
【請求項8】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
前記複数の画素を照明する発光部を更に備え、
前記複数の検出導体は、
前記発光部の前記複数の画素の側、前記発光部の前記複数の画素と反対の側、又は、前記発光部の内に設けられている、
表示装置。
【請求項9】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
被検出物の接触又は近接を検出するタッチ検出部を更に備え、
前記複数の検出導体は、
前記複数の信号線と異なる層に配置されており、前記複数の画素が配置された表示領域にマトリクス状に配置されている、
表示装置。
【請求項10】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
前記複数の検出導体は、
前記複数の信号線と異なる層に配置されており、前記複数の画素が配置された表示領域にマトリクス状に配置されている、
表示装置。
【請求項11】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
被検出物の接触又は近接を検出するタッチ検出部を更に備え、
第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、を更に備え、
前記複数の信号線及び前記複数の検出導体は、前記第1基板に配置されている、
表示装置。
【請求項12】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
被検出物の接触又は近接を検出するタッチ検出部を更に備え、
前記複数の画素を照明する発光部を更に備え、
前記複数の検出導体は、
前記発光部の前記複数の画素の側、前記発光部の前記複数の画素と反対の側、又は、前記発光部の内に設けられている、
表示装置。
【請求項13】
画像を表示する複数の画素と、
前記複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、
前記複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、
前記画素信号を前記複数の信号線に出力し、前記画素信号の変化に同期して検出信号が変化し、前記検出信号の変化を読み取る制御部と、
を備え、
被検出物の接触又は近接を検出するタッチ検出部を更に備え、
1つのフレームを表示及び検出し並びにタッチを検出するフレーム期間は、検出期間及び表示期間を各々が含む複数の水平期間と、タッチ検出期間と、を有し、
前記制御部は、
検出期間において、前記画素信号を前記信号線に出力して前記検出信号を読み取り、その後、表示期間において、前記画素信号を前記信号線に出力して前記画素に表示を行わせ、
タッチ検出期間において、タッチ検出信号を前記複数の検出導体に出力して前記被検出物の接触又は近接を検出する、
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の自動運転技術の進展に伴い、車内空間の快適性の向上が期待されており、HUD(Head-Up Display)、デジタルミラー、CID(Center Information Display)等の車載ディスプレイデバイスが増加傾向にある。自動車向け電子制御系の安全規格であるISO(International Organization for Standardization)26262では、自動車向け電子制御系のリスク段階を表すASIL(Automotive Safety Integrity Level)が定められている。よって、車載ディスプレイデバイスの安全性の確保は、今後重要な事項となる。
【0003】
関連する技術として、下記の特許文献1には、異常を検出可能な液晶表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2009-276612号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、画像が好適に表示されていないことを検出可能な表示装置及びタッチ検出機能付き表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様の表示装置は、画像を表示する複数の画素と、複数の画素に画素信号を供給する複数の信号線と、複数の信号線と夫々容量結合する複数の検出導体と、画素信号を複数の信号線に出力し、画素信号に起因して複数の検出導体に生ずる検出信号を読み取る制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1図1は、第1の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
図2図2は、第1の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
図3図3は、第1の実施形態に係る表示装置の表示部の画素を示す回路図である。
図4図4は、第1の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図5図5は、第1の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ及び駆動電極ドライバの構成を示す図である。
図6図6は、第1の実施形態に係る表示装置の表示領域を示す図である。
図7図7は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作シーケンスを示す図である。
図8図8は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作タイミングを示す図である。
図9図9は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作タイミングを示す図である。
図10図10は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作を示すフローチャートである。
図11図11は、検出信号と検出画像データとの関係の一例を示す図である。
図12図12は、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例の動作タイミングを示す図である。
図13図13は、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例の動作を示すフローチャートである。
図14図14は、第1の実施形態の変形例に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図15図15は、第2の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
図16図16は、第2の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図17図17は、第2の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ及び駆動電極ドライバの構成を示す図である。
図18図18は、第2の実施形態に係る表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
図19図19は、第3の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
図20図20は、第3の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図21図21は、第3の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。
図22図22は、第4の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
図23図23は、第4の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図24図24は、第4の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。
図25図25は、第4の実施形態に係る表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
図26図26は、第4の実施形態の変形例に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。
図27図27は、第5の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
図28図28は、第5の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
図29図29は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の構成を示す図である。
図30図30は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第1の例を示す模式図である。
図31図31は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第2の例を示す模式図である。
図32図32は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第3の例を示す模式図である。
図33図33は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第1の例を示す模式図である。
図34図34は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第2の例を示す模式図である。
図35図35は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第3の例を示す模式図である。
図36図36は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第4の例を示す模式図である。
図37図37は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
図38図38は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
図39図39は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。
図40図40は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
図41図41は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
図42図42は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及び検出線の構成例を表す斜視図である。
図43図43は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。
図44図44は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作シーケンスを示す図である。
図45図45は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
図46図46は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
図47図47は、第6の実施形態に係る表示装置の動作例の動作を示すフローチャートである。
図48図48は、第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。
図49図49は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。
図50図50は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。
図51図51は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
図52図52は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
図53図53は、第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
図54図54は、第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。
図55図55は、第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
図56図56は、第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0009】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【0010】
本実施形態に係る表示装置1は、パネルPNLと、発光部BLと、制御部CTLと、を含む。パネルPNLは、画像を表示する表示部DSPと、画像を検出する検出部DETと、を含む。
【0011】
発光部BLは、パネルPNLのZ方向と反対側に配置されており、光LをZ方向に向けて出射し、パネルPNLを照射する。
【0012】
表示部DSPは、発光部BLから光Lの照射を受けて、Z方向に向けて画像IMGを表示する。表示部DSPは、透過型の液晶表示装置が例示されるが、これに限定されない。表示部DSPは、半透過型の液晶表示装置であっても良いし、反射型の液晶表示装置であっても良いし、有機EL(Electro-Luminescence)表示装置であっても良い。表示部DSPが反射型の液晶表示装置又は有機EL表示装置である場合には、発光部BLは省略可能である。
【0013】
検出部DETは、表示部DSPで表示される画像IMGを電気的に検出する。詳細には、検出部DETは、表示部DSP内の画素に画素信号を供給する信号線と容量結合する検出線を有し、画素信号に起因して検出信号を検出線に生ずる。
【0014】
本実施形態では、表示装置1は、画像を表示する画像表示期間と、画像を検出する画像検出期間と、を有する。また、本実施形態では、後述するように、表示装置1は、互いに隣接する1カラム(1画素列)毎に画像信号の極性を交互に反転させるカラム反転駆動方式を採用する。そこで、画像検出期間は、正極性の画像を検出する期間と、負極性の画像を検出する期間と、を有する。
【0015】
表示部DSP及び検出部DETは、一体化された、インセル型であっても良い。また、表示部DSP及び検出部DETは、表示部DSPの上に検出部DETが装着された、オンセル型であっても良い。
【0016】
制御部CTLは、表示部DSP及び発光部BLを制御する表示制御部2と、検出信号を検出部DETから読み取り、検出信号に基づいて検出画像データをホストHSTに出力する検出制御部3と、を含む。
【0017】
表示制御部2は、表示部DSPのガラス基板上に実装されたICチップが例示される。検出制御部3は、表示部DSPのガラス基板に接続されたプリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)上に実装されたICチップが例示される。表示制御部2及び検出制御部3は、協働して表示部DSP及び検出部DETを制御する。表示制御部2は、画像検出タイミングを表すタイミング信号を検出制御部3に出力する。
【0018】
ホストHSTは、画像IMGを表示するための画像データを制御部CTLに出力する。また、ホストHSTは、画像データと、検出信号に基づく検出画像データと、を比較することにより、画像IMGが正常に表示されているか否かを判定する。ホストHSTは、CPU(Central Processing Unit)が例示される。ホストHSTは、制御部CTLに含まれても良い。
【0019】
ホストHST、表示制御部2及び検出制御部3間の通信は、IC(Inter-Integrated Circuit)又はSPI(Serial Peripheral Interface)が例示される。
【0020】
以下に、表示部DSP及び検出部DETの具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。
【0021】
図2は、第1の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。
【0022】
パネルPNLは、基板4と、ドライバICであるCOG(Chip On Glass)11と、検出ICであるCOF(Chip On Flexible)12と、を含む。
【0023】
基板4は、第1基板5と、第1基板5のZ方向側に配置され、第1基板5と所定の間隙をもって対向する第2基板6と、を含む。
【0024】
基板4は、液晶素子を含む画素Pixがマトリクス状(行列状)に多数配置されている表示領域DAと、表示領域DAの外側の周辺領域GDと、を含む。周辺領域GDには、垂直ドライバ(垂直駆動回路)7と、水平ドライバ(水平駆動回路)8と、駆動電極ドライバ9と、が配置されている。
【0025】
COG11は、第1基板5上に実装され、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9を制御する。
【0026】
COF12は、第1基板5に接続されたフレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)T上に実装されている。
【0027】
COG11及びCOF12は、フレキシブルプリント基板Tを介して、ホストHST(図1参照)に接続されている。COG11は、ホストHSTから供給される画像データを一時記憶するバッファ11aを含む。
【0028】
第1基板5には、能動素子(例えば、トランジスタ)を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成されている。第2基板6は、第1基板5と所定の間隙をもって対向して配置されている。第1基板5と第2基板6との間隙は、第1基板5上の各所に配置形成されるフォトスペーサによって所定の間隙に保持される。そして、第1基板5と第2基板6との間に、液晶が封入される。なお、図2に示す各部の配置及び大きさは、模式的なものであり、実際の配置等を反映したものではない。
【0029】
表示領域DAは、画素PixがM行×N列に配列されたマトリクス(行列状)構造を有している。なお、この明細書において、行とは、X方向に沿って配列されるN個の画素Pixを有する画素行をいう。また、列とは、行が配列される方向と直交するY方向に沿って配列されるM個の画素Pixを有する画素列をいう。そして、MとNとの値は、垂直方向の表示解像度と水平方向の表示解像度に応じて定まる。画素Pixの配列は、480行×640列、720行×1280列、1080行×1920列等が例示されるが、これらに限定されない。
【0030】
表示領域DAには、画素PixのM行×N列の配列に対して行ごとに、X方向に沿って延在する走査線GLが配置され、列ごとに、Y方向に沿って延在する信号線SLが配置されている。従って、走査線GLの本数は、M本であり、信号線SLの本数は、N本である。
【0031】
また、表示領域DAには、画素Pixの2列ごとに、Y方向に沿って延在する駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLの本数は、(N/2)本である。なお、駆動電極COMLが画素Pixの2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0032】
また、表示領域DAには、駆動電極COMLに対応して、画素Pixの2列ごとに、Y方向に沿って延在する検出線RLが配置されている。従って、検出線RLの本数は、(N/2)本である。なお、検出線RLが画素Pixの2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0033】
COG11は、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9に、水平同期信号及び垂直同期信号を出力する。
【0034】
垂直ドライバ7は、垂直同期信号及び水平同期信号に同期して、COG11から出力されるデジタルデータを1水平期間単位でラッチする。垂直ドライバ7は、ラッチされた1ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示領域DAの走査線GLに順次与えることによって、画素Pixを行単位で順次選択する。垂直ドライバ7は、例えば、表示領域DAのY方向と反対側寄りの垂直走査上方向から、表示領域DAのY方向側寄りの垂直走査下方向へ順にデジタルデータを出力する。また、垂直ドライバ7は、例えば、表示領域DAのY方向側寄りの垂直走査下方向から、表示領域DAのY方向と反対側寄りの垂直走査上方向へ順にデジタルデータを出力することもできる。
【0035】
水平ドライバ8には、例えば6ビットのR(赤)、G(緑)、B(青)のデジタル画像データがCOG11から供給される。水平ドライバ8は、垂直ドライバ7による垂直走査によって選択された行の画素Pixに対して、副画素毎に、若しくは複数副画素毎に、或いは全副画素一斉に、信号線SLを介して画素信号を書き込む。
【0036】
駆動電極COMLは、透明材質で形成され、例えば、少なくとも1列の画素Pixに対して共通に形成されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ9に接続されている。駆動電極ドライバ9は、画像表示期間では、駆動電極COMLに一定の駆動信号VCOMを供給する。駆動電極ドライバ9は、画像検出期間では、駆動電極COMLをフローティングにする。駆動電極COMLは、画像表示期間では、後述する画素電極との間で液晶を駆動するための電界を発生させる。
【0037】
COF12は、検出線RLに接続され、画素信号に起因して検出線RLに生ずる検出信号に基づいて、検出画像データをホストHSTに出力する。なお、本実施形態では、検出線RLが、画素Pixの2列ごとに配置されている。従って、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。なお、検出線RLが、画素Pixの2列ごとに配置されていることは例示であって、これに限定されない。検出線RLが、画素Pixの1列ごと又は3列以上ごとに配置されていても良い。
【0038】
COG11、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9が、図1の表示制御部2に対応する。COF12が、図1の検出制御部3に対応する。
【0039】
表示装置1は、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化する可能性がある。表示装置1は、液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐため、駆動信号のコモン電位を基準として画像信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。
【0040】
液晶表示装置の駆動方式として、カラム反転、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。カラム反転は、互いに隣接する1カラム(1画素列)毎に画像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。ライン反転は、1ライン(1画素行)に相当する1H(Hは水平期間)の時間周期で画像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、互いに隣接する上下左右の画素毎に画像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、1画面に相当する1フレーム毎に全画素に書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。表示装置1は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。本実施形態では、表示装置1は、カラム反転駆動方式を採用するものとする。
【0041】
図3は、第1の実施形態に係る表示装置の表示部の画素を示す回路図である。
【0042】
画素Pixは、複数の副画素SPixを含む。表示領域DAには、副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子Trに表示データとして画素信号を供給する信号線SL、SLn+1、SLn+2(nは、自然数)、TFT素子Trを駆動する走査線GL、GLm+1、GLm+2(mは、自然数)等の配置が形成されている。このように、信号線SL、SLn+1、SLn+2は、上述した基板4の表面と平行な平面に延在し、副画素SPixに画像を表示するための画素信号を供給する。
【0043】
副画素SPixは、TFT素子Tr、画素電極PE及び液晶LCを含む。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。TFT素子Trのソース又はドレインの一方は信号線SL、SLn+1、SLn+2に接続され、ゲートは走査線GL、GLm+1、GLm+2に接続され、ソース又はドレインの他方は画素電極PEに接続されている。液晶LCは、一端が画素電極PEに接続され、他端が駆動電極COMLに接続されている。画素電極PEと駆動電極COMLとの間の電圧を保持する保持容量が、液晶LCと並列に設けられている。
【0044】
副画素SPixは、走査線GL、GLm+1、GLm+2により、表示領域DAの同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。走査線GL、GLm+1、GLm+2は、垂直ドライバ7(図2参照)と接続され、垂直ドライバ7から走査信号の垂直走査パルスが供給される。また、副画素SPixは、信号線SL、SLn+1、SLn+2により、表示領域DAの同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。信号線SL、SLn+1、SLn+2は、水平ドライバ8(図2参照)と接続され、水平ドライバ8から画素信号が供給される。さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、表示領域DAの同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。駆動電極COMLには、画像表示期間では、駆動電極ドライバ9(図2参照)から駆動信号VCOMが供給される。駆動電極COMLは、画像検出期間では、フローティングにされる。
【0045】
図2に示す垂直ドライバ7は、垂直走査パルスを、図3に示す走査線GL、GLm+1、GLm+2を介して、副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、表示領域DAにマトリクス状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図2に示す水平ドライバ8は、画素信号を、図3に示す信号線SL、SLn+1、SLn+2を介して、垂直ドライバ7により順次選択される1水平ラインを含む副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号に応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。
【0046】
上述したように、表示装置1は、垂直ドライバ7が走査線GL、GLm+1、GLm+2を順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、表示装置1は、1水平ラインに属する画素Pixに対して、水平ドライバ8が画素信号を供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ9は、駆動電極COMLに対して駆動信号VCOMを印加するようになっている。
【0047】
また、表示領域DAは、カラーフィルタを有する。カラーフィルタは、3色(例えばR(赤)、G(緑)、B(青))、又は、4色の副画素SPixに対応する色領域を含む。カラーフィルタは、例えば赤(R)に着色された色領域22R、緑(G)に着色された色領域22G、青(B)に着色された色領域22Bを周期的に配列する。第4の色が白(W)である場合、この白(W)に対してカラーフィルタによる着色は施されない。第4の色が他の色である場合、第4の色として採用された色がカラーフィルタにより着色される。
【0048】
R(赤)、G(緑)及びB(青)の3色の色領域22R、22G及び22Bの計3色が1組として画素Pixとして対応付けられても良いし、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3色の色領域22R、22G及び22Bと第4の色(例えばW)との計4色が1組として画素Pixとして対応付けられても良いし、他の複数の色領域が1組として画素Pixとして対応付けられても良い。本実施形態における1つの画素Pixに対する画素信号は、赤(R)、緑(G)及び青(B)の副画素SPixを有する1つの画素Pixの出力に対応する画素信号である。本実施形態の説明では、赤(R)、緑(G)及び青(B)を単にR、G及びBと記載することがある。なお、画素Pixが2色以下又は5色以上の副画素SPixを含む場合は、色数に応じたデジタルデータを画像の元データに基づいて供給すれば良い。
【0049】
なお、カラーフィルタは、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであっても良い。一般に、カラーフィルタは、緑(G)の色領域22Gの輝度が、赤(R)の色領域22R及び青(B)の色領域22Bの輝度よりも高い。また、第4の色が白(W)である場合に、カラーフィルタに光透過性の樹脂を用いて白色としても良い。
【0050】
図4は、第1の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図4は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0051】
パネルPNLは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化するとは、例えば、表示部DSPとして使用される基板や電極などの一部の部材と、検出部DETとして使用される基板や電極などの一部の部材と、を兼用することを含む。
【0052】
パネルPNLは、第1基板5と、第1基板5に対向する第2基板6と、第1基板5と第2基板6との間に配置された液晶LCと、を含む。
【0053】
第1基板5は、透光性絶縁基板である基板31を有する。基板31は、ガラス基板が例示されるが、これに限定されない。基板31のZ方向と反対側の面には、発光部BL(図1参照)から照射される光Lの内の一定方向の偏光成分だけを通過させる偏光板32が配置されている。
【0054】
基板31のZ方向側の面には、第1メタル層の走査線GLが形成されている。走査線GLは、X方向(図4中の左右方向)に沿って延在している。走査線GLのZ方向側の上には、絶縁層33が形成されている。なお、TFT素子Tr(図3参照)は、図4では図示を省略しているが、走査線GLと絶縁層33との間に形成されても良い。
【0055】
絶縁層33のZ方向側の上には、第2メタル層の信号線SL、SL及びSLが形成されている。信号線SL、SL及びSLは、Y方向(図4の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。信号線SL、SL及びSL上には、平坦化膜34が形成されている。
【0056】
平坦化膜34のZ方向側の面には、第1透明導電膜層の駆動電極COMLが形成されている。駆動電極COMLは、Y方向(図4の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。第1透明導電膜層は、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:ITO)が例示されるが、これに限定されない。
【0057】
駆動電極COMLのZ方向側の上には、絶縁膜35が形成されている。絶縁膜35のZ方向側の面には、第2透明導電膜層の画素電極PE、PE及びPEが形成されている。第2透明導電膜層は、ITOが例示されるが、これに限定されない。
【0058】
画素電極PE、PE及びPEの各々は、Y方向(図4の紙面に垂直な方向)に沿った複数のスリットを有している。画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には、複数のスリットを経由して電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向を軸として回転することにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。つまり、パネルPNLは、いわゆる横電界型の液晶表示装置の内のFFS(Fringe Field Switching)型の液晶表示装置である。なお、パネルPNLは、FFS型の液晶表示装置に限定されず、IPS(In Plane Switching)型の液晶表示装置であっても良い。
【0059】
第2基板6は、透光性絶縁基板である基板41を有する。基板41は、ガラス基板が例示されるが、これに限定されない。基板41のZ方向と反対側の面には、赤(R)に着色された色領域22R、緑(G)に着色された色領域22G及び青(B)に着色された色領域22Bが、形成されている。基板41のZ方向側の面には、検出線RLが形成されている。検出線RLは、Y方向(図4の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。検出線RLが、図1の検出部DETに対応する。検出線RLのZ方向側の上には、液晶LCを通過した光の内の一定方向の偏光成分だけを通過させる偏光板42が配置されている。偏光板42のZ方向側には、透光性のカバー部材44が配置されている。カバー部材44は、ガラス又は樹脂が例示される。
【0060】
図5は、第1の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ及び駆動電極ドライバの構成を示す図である。図5は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、を示す図である。
【0061】
本実施形態では、1個の画素Pixは、3個の副画素SPixを含む。従って、信号線SLは、第1列目の画素Pixの赤(R)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第1列目の画素Pixの緑(G)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第1列目の画素Pixの青(B)の副画素SPixに画素信号を供給する。
【0062】
信号線SLは、第2列目の画素Pixの赤(R)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第2列目の画素Pixの緑(G)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第2列目の画素Pixの青(B)の副画素SPixに画素信号を供給する。
【0063】
信号線SLは、第3列目の画素Pixの赤(R)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第3列目の画素Pixの緑(G)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SLは、第3列目の画素Pixの青(B)の副画素SPixに画素信号を供給する。
【0064】
信号線SL10は、第4列目の画素Pixの赤(R)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SL11は、第4列目の画素Pixの緑(G)の副画素SPixに画素信号を供給し、信号線SL12は、第4列目の画素Pixの青(B)の副画素SPixに画素信号を供給する。
【0065】
本実施形態では、画素Pixの2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLは、第1列目及び第2列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給し、駆動電極COMLは、第3列目及び第4列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給する。
【0066】
本実施形態では、駆動電極COMLに対応して、画素Pixの2列ごとに、検出線RLが配置されている。従って、検出線RLは、信号線SLからSLまでと容量結合し、信号線SLからSLまでに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。検出線RLは、信号線SLからSL12までと容量結合し、信号線SLからSL12までに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0067】
水平ドライバ8は、12個のアンプSIGAMPからSIGAMP12までを含む。本実施形態では、1個の画素Pixは、赤(R)の副画素SPix、緑(G)の副画素SPix及び青(B)の副画素SPixの3個の副画素SPixを含む。従って、12個のアンプSIGAMPからSIGAMP12までは、12÷3=4列の画素Pixに画素信号を出力する。本実施形態では、互いに隣接する1カラム(1副画素列)毎に画像信号の極性を交互に反転させるカラム反転駆動方式を採用している。従って、正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPと、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPとは、対をなす。アンプSIGAMPの出力と、アンプSIGAMPの出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。
【0068】
正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPと、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPとは、対をなす。アンプSIGAMPの出力と、アンプSIGAMPの出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。
【0069】
正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPと、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPとは、対をなす。アンプSIGAMPの出力と、アンプSIGAMPの出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。
【0070】
正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPと、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPとは、対をなす。アンプSIGAMPの出力と、アンプSIGAMPの出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続する。
【0071】
正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMPと、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMP10とは、対をなす。アンプSIGAMPの出力と、アンプSIGAMP10の出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SLとを接続し、アンプSIGAMP10と信号線SL10とを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMPと信号線SL10とを接続し、アンプSIGAMP10と信号線SLとを接続する。
【0072】
正極性の画素信号を出力するアンプSIGAMP11と、負極性の画素信号を出力するアンプSIGAMP12とは、対をなす。アンプSIGAMP11の出力と、アンプSIGAMP12の出力と、は、切換部Sに接続されている。切換部Sは、1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMP11と信号線SL11とを接続し、アンプSIGAMP12と信号線SL12とを接続する。切換部Sは、次の1つの表示タイミングでは、アンプSIGAMP11と信号線SL12とを接続し、アンプSIGAMP12と信号線SL11とを接続する。
【0073】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。
【0074】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。
【0075】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。
【0076】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。
【0077】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。
【0078】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。
【0079】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。
【0080】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。
【0081】
切換部Sと信号線SLとの間には、スイッチSWが配置されている。スイッチSWは、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を導通し、画素信号が信号線SLに供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSWは、切換部Sと信号線SLとの間を遮断し、画素信号が信号線SLに供給されない。
【0082】
切換部Sと信号線SL10との間には、スイッチSW10が配置されている。スイッチSW10は、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SL10との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SL10との間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW10は、切換部Sと信号線SL10との間を導通し、画素信号が信号線SL10に供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW10は、切換部Sと信号線SL10との間を遮断し、画素信号が信号線SL10に供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW10は、切換部Sと信号線SL10との間を導通し、画素信号が信号線SL10に供給される。
【0083】
切換部Sと信号線SL11との間には、スイッチSW11が配置されている。スイッチSW11は、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SL11との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SL11との間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW11は、切換部Sと信号線SL11との間を導通し、画素信号が信号線SL11に供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW11は、切換部Sと信号線SL11との間を導通し、画素信号が信号線SL11に供給される。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW11は、切換部Sと信号線SL11との間を遮断し、画素信号が信号線SL11に供給されない。
【0084】
切換部Sと信号線SL12との間には、スイッチSW12が配置されている。スイッチSW12は、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、切換部Sと信号線SL12との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、切換部Sと信号線SL12との間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW12は、切換部Sと信号線SL12との間を導通し、画素信号が信号線SL12に供給される。1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW12は、切換部Sと信号線SL12との間を遮断し、画素信号が信号線SL12に供給されない。他の1つの画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW12は、切換部Sと信号線SL12との間を導通し、画素信号が信号線SL12に供給される。
【0085】
駆動電極ドライバ9は、駆動電極COML及びCOMLに駆動信号VCOMを出力するアンプCOMAMPを含む。駆動信号VCOMは、接地電位GNDが例示されるが、これに限定されない。駆動信号VCOMは、正の一定電位又は負の一定電位であっても良い。
【0086】
アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW21が配置されている。スイッチSW21は、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW21は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW21は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給されない。
【0087】
アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW22が配置されている。スイッチSW22は、COG11(図2参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断する。画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW22は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW22は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給されない。
【0088】
なお、本実施形態では、画素Pixの2列ごとに、駆動電極COML及び検出線RLが配置されていることとしたが、これに限定されない。本実施形態では、表示装置1は、カラム反転駆動方式を採用し、2個のSIGAMPが対をなしている。また、1個の画素Pixが3個(3色)の副画素SPixを含み、1個の画素Pixに3本の信号線SLが接続されている。従って、2と3との最小公倍数である6の倍数本の信号線SLごとに、駆動電極COML及び検出線RLが配置されると良い。つまり、画素Pixの2列ごと、4列ごと、6列ごと、・・・に、駆動電極COML及び検出線RLが配置されると良い。画素Pixの4列ごとに駆動電極COML及び検出線RLが配置される場合には、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/4)個になる。画素Pixの6列ごとに駆動電極COML及び検出線RLが配置される場合には、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/6)個になる。
【0089】
<第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例>
第1の実施形態に係る表示装置1の第1の動作例について、説明する。第1の動作例では、表示装置1は、M行の画素をL個のユニットに分割し、ユニットごとに画像表示及び画像検出を行う。なお、信号線SL及び検出線RLは、画素の行と交差する列方向に延在している。表示装置1は、画像検出の際に、ユニットごとに信号線SLにデータを印加し、信号線SLと平行に延在している検出電極RLによってユニットごとの表示データを検出する。
【0090】
図6は、第1の実施形態に係る表示装置の表示領域を示す図である。
【0091】
表示領域DAのM本の水平ラインは、第1のユニットUから第L(Lは、2以上の整数)のユニットUまでのL個のユニットに分けられている。第1のユニットUから第LのユニットUまでの各々は、(M/L)本の水平ラインを有する。例えば、表示領域DAが480本の水平ラインを有し、表示領域DAが10個のユニットに分けられる場合は、10個のユニットの各々は、48本の水平ラインを有する。
【0092】
図7は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作シーケンスを示す図である。図7は、表示装置1の2つのフレームに対する動作シーケンスを示している。図7に示すように、表示装置1は、第1のユニットUから第LのユニットUまでのL個のユニットに対して、順次制御を実行する。尚、図7においてはタイミングtからタイミングtまでは1つ目のフレームとされ、タイミングtからタイミングt14までは2つ目のフレームとされる。
【0093】
表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける正極性の画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの画像検出の際は、正極性だけの画素信号を印加して、画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。
【0094】
表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームの正極性の画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。
【0095】
表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、タイミングtからタイミングtまでの間と同様に、画像表示及び画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける正極性の画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。
【0096】
表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける負極性の画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。表示装置1は、タイミングtからタイミングtまでの画像検出の際は、負極性だけの画素信号を印加して、画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。
【0097】
表示装置1は、タイミングtからタイミングt10までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングt10からタイミングt11までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける負極性の画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。
【0098】
表示装置1は、タイミングt11からタイミングt12までの間において、タイミングtからタイミングt11までの間と同様に、画像表示及び画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。表示装置1は、タイミングt12からタイミングt13までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像表示を実行する。表示装置1は、タイミングt13からタイミングt14までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける負極性の画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。
【0099】
図8は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作タイミングを示す図である。
【0100】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号TSVDは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の垂直同期信号と同じ信号が例示される。タイミング信号TSVDの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt20からタイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt24までの期間は、1つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。タイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt24以降の期間は、2つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。
【0101】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号TSHDは、画像表示期間及び画像検出期間を表す信号である。COG11は、画像表示期間では、ローレベルのタイミング信号TSHDをCOF12に出力する。COG11は、画像検出期間では、ハイレベルのタイミング信号TSHDをCOF12に出力する。
【0102】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号HSYNCは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の水平同期信号と同じ周波数の信号が例示される。但し、COF12は、検出制御を行う回路であって、表示制御を行う回路ではない。従って、COG11は、画像表示期間、つまりタイミング信号TSHDがローレベルの期間では、タイミング信号HSYNCを変化させる必要がない。一方、COG11は、画像検出期間、つまりタイミング信号TSHDがハイレベルの期間では、タイミング信号HSYNCを表示制御用の水平同期信号と同じ周波数で変化させる。
【0103】
ホストHSTは、タイミングt21において、1つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される(M/L)水平ライン分の画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、(M/L)水平ライン分の画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0104】
タイミングt21からタイミングt22までは、1つ目のフレームの第1のユニットUの画像表示期間である。COG11は、タイミングt21からタイミングt22までの間は、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図5参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。
【0105】
COG11は、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0106】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0107】
また、COG11は、タイミングt21からタイミングt22までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0108】
タイミングt22からタイミングt23までは、1つ目のフレームの第1のユニットUの正極性の画像検出期間である。COG11は、タイミングt22からタイミングt23までの間は、ハイレベルの制御信号SEL及びローレベルの制御信号SEL図5参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、奇数番目のスイッチSW、SW、SW、・・・は、導通状態になり、偶数番目のスイッチSW、SW、SW、・・・は、遮断状態になる。
【0109】
COG11は、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。つまり、水平ドライバ8は、タイミングt21からタイミングt22までの間に出力した正極性の画素信号SIGPLUSと同じ信号を、タイミングt22からt23までの間にもう1度出力する。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0110】
また、COG11は、タイミングt22からタイミングt23までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。なお、COG11は、少なくとも、検出を現に行っている検出線RLに対応する場所の駆動電極COMLだけをフローティング状態にしても良い。
【0111】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、検出線RLに検出信号が生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミングで、検出線RLに生ずる検出信号を読み取り、検出信号をサンプリング及びAD(Analog Digital)変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。
【0112】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、1つ目のフレームの第2のユニットUから第LのユニットUまでの画像表示及び正極性の画像検出を行う。
【0113】
再び図8を参照すると、ホストHSTは、タイミングt25において、2つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される(M/L)水平ライン分の画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。
【0114】
タイミングt25からタイミングt26までは、2つ目のフレームの第1のユニットUの画像表示期間である。COG11は、タイミングt25からタイミングt26までの間は、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図5参照)を水平ドライバ8に出力する。タイミングt25からタイミングt26までは画像表示期間であるので、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。タイミングt25からタイミングt26までは画像表示期間であるので、検出線RLは、動作に関係しない。
【0115】
COG11は、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0116】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0117】
また、COG11は、タイミングt25からタイミングt26までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0118】
タイミングt26からタイミングt27までは、2つ目のフレームの第1のユニットUの負極性の画像検出期間である。COG11は、タイミングt26からタイミングt27までの間は、ローレベルの制御信号SEL及びハイレベルの制御信号SEL図5参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、奇数番目のスイッチSW、SW、SW、・・・は、遮断状態になり、偶数番目のスイッチSW、SW、SW、・・・は、導通状態になる。
【0119】
COG11は、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1のユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。つまり、水平ドライバ8は、タイミングt25からタイミングt26までの間に出力した負極性の画素信号SIGMINUSと同じ信号を、タイミングt26からt27までの間にもう1度出力する。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0120】
また、COG11は、タイミングt26からタイミングt27までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0121】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、検出線RLに検出信号が生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミングで、検出線RLに生ずる検出信号を読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより 、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0122】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、2つ目のフレームの第2のユニットUから第LのユニットUまでの画像表示及び負極性の画像検出を行う。
【0123】
図9は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作タイミングを示す図である。図9は、図8のタイミングt22からt23までの期間、つまり1つ目のフレームの第1のユニットUの正極性の画像検出期間を詳しく示す図である。
【0124】
タイミング信号TSHDの立ち上がりエッジであるタイミングt30から、1つ目のフレームの第1のユニットUの正極性の画像検出期間が開始する。タイミング信号HSYNCの1つ目の立ち上がりエッジであるタイミングt30からタイミング信号HSYNCの2つ目の立ち上がりエッジであるタイミングt32までが、1つ目の1水平期間(1H)となる。
【0125】
タイミングt30から一定時間後のタイミングt31までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0126】
水平ドライバ8のSIGAMP図5参照)は、タイミングt30からタイミングt31までの期間に、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8のSIGAMP図5参照)は、タイミングt30からタイミングt31までの期間に、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8のSIGAMP図5参照)は、タイミングt30からタイミングt31までの期間に、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0127】
水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt31において、正極性の赤(R)の画素信号SIGPLUS_1を信号線SLに出力する。また、水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt31において、正極性の青(B)の画素信号SIGPLUS_2を信号線SLに出力する。また、水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt31において、正極性の緑(G)の画素信号SIGPLUS_3を信号線SLに出力する。
【0128】
画素信号SIGPLUS_1、SIGPLUS_2及びSIGPLUS_3が信号線SL、SL及びSLに夫々出力されると、検出線RLには、画素信号SIGPLUS_1、SIGPLUS_2及びSIGPLUS_3に起因して、検出信号SIGRLが生ずる。検出信号SIGRLは、電圧Vの微分である。この微分波形を検出し、電圧Vを算出する。電圧Vは、画素信号SIGPLUS_1の電圧をV、画素信号SIGPLUS_2の電圧をV、画素信号SIGPLUS_3の電圧をVとすると、(V+V+V)/3となる。
【0129】
COF12は、タイミング信号HSYNCの立ち上がりエッジであるタイミングt30から一定時間経過後の、検出信号SIGRLが安定するタイミングで、検出信号SIGRLを読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGRLのピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0130】
水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt32から一定時間後のタイミングt33までの期間、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt32から一定時間後のタイミングt33までの期間、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8のSIGAMPは、タイミングt32から一定時間後のタイミングt33までの期間、接地電位GNDを信号線SLに出力し、信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0131】
COF12は、以降同様にして、2つ目以降のラインの正極性の画像検出を行う。
【0132】
なお、先に説明したように、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。また、図8及び図9で説明したように、表示装置1は、1ラインずつ画像検出を行う。従って、検出画像データは、M行×(N/2)列の画素データを含む。なお、表示装置1は、1つのユニットU内の1つの列に含まれる(M/L)個の検出画素データを1つに纏めても良い。例えば、表示装置1は、1つのユニットU内の1つの列に含まれる(M/L)個の検出画素データに相加平均又は相乗平均を実施して、1個の検出画素データを求めても良い。この場合には、検出画像データは、L行×(N/2)列の画素データを含む。
【0133】
図10は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例の動作を示すフローチャートである。表示装置1は、フレームごとに、図10に示す動作を実行する。
【0134】
ホストHSTは、ステップS100において、変数iを1に初期化する。変数iは、画像表示及び画像検出対象のユニット番号を表す変数である。
【0135】
ホストHSTは、ステップS102において、第iのユニットUの(M/L)水平ライン分の画像データをCOG11に送信する。
【0136】
COG11は、ステップS104において、第iのユニットUの画像を表示する。
【0137】
COF12は、ステップS106において、第iのユニットUの正極性又は負極性の画像を検出する。
【0138】
ホストHSTは、ステップS108において、第iのユニットUの正極性又は負極性の検出画像データをCOF12から読み出す。
【0139】
ホストHSTは、ステップS110において、変数iの値がLに等しいか否か、つまり第LのユニットUの画像表示及び画像検出が終了したか否かを判定する。ホストHSTは、変数iの値がLに等しくないと判定したら(ステップS110でNo)、処理をステップS112に進め、変数iの値がLに等しいと判定したら(ステップS110でYes)、処理をステップS114に進める。
【0140】
ホストHSTは、変数iの値がLに等しくないと判定したら(ステップS110でNo)、ステップS112において、変数iの値をインクリメントし、処理をステップS102に進める。
【0141】
ホストHSTは、変数iの値がLに等しいと判定したら(ステップS110でYes)、ステップS114において、画像表示に使用した画像データに基づいて、基準画像データを算出する。ホストHSTは、ステップS102からステップS108までにおいて第iのユニットUの正極性の画像が検出された場合には、画像データの内の負極性で出力された画素データを取り除き、画像データの内の正極性で出力された画素データだけを含む基準画像データを算出する。ホストHSTは、ステップS102からステップS108までにおいて第iのユニットUの負極性の画像が検出された場合には、画像データの内の正極性で出力された画素データを取り除き、画像データの内の負極性で出力された画素データを含む基準画像データを算出する。
【0142】
また、表示領域DAがM行×N列の画素Pixを有するので、画像データは、M行×N列の画素データを含む。一方、検出画像データは、先に説明したように、例えば、M行×(N/2)列又はL行×(N/2)列の検出画素データを含む。そこで、ホストHSTは、例えば、画素数を減らすリサイズ処理を画像データに実施して、基準画像データを算出する。
【0143】
ホストHSTは、ステップS116において、基準画像データと検出画像データとを比較する。ホストHSTは、基準画像データと検出画像データとを画素ごとに比較する。つまり、ホストHSTは、基準画像データ内の第m行(mは、1≦m≦Mの整数又は1≦m≦Lの整数)第n列(nは、1≦n≦(N/2)の整数)の画素データと、検出画像データ内の第m行第n列の検出画素データと、を比較する。なお、ホストHSTは、検出画像データの検出誤差を考慮して、基準画像データ内の各画素データ又は検出画像データ内の各画素データに予め定められた幅を持たせて、基準画像データと検出画像データとを比較しても良い。
【0144】
ホストHSTは、基準画像データと検出画像データとを比較する際に、基準画像データ又は検出画像データに補正処理を実施しても良い。
【0145】
図11は、検出信号と検出画像データとの関係の一例を示す図である。例えば、画像データの階調と、表示部DSPで実際に表示される画像の階調と、の関係が、線51のような線形ではなく、線52のような非線形であるので、画素信号には、線53のようなガンマ補正が実施される。検出線RLは、画素信号に起因する検出信号を生ずる。従って、検出信号は、ガンマ補正の影響を受けている。そこで、ホストHSTは、ガンマ補正の逆補正を検出画像データに施して、基準画像データと検出画像データとを比較しても良い。つまり、ホストHSTは、検出信号Aと線51との交点Bを検出画像データとしないで、検出信号Aと線53との交点Cを検出画像データとしても良い。あるいは、ホストHSTは、ガンマ補正を基準画像データに施してから、基準画像データと検出画像データとを比較しても良い。
【0146】
ホストHSTは、ステップS118において、基準画像データと検出画像データとの一致率が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。ホストHSTは、基準画素データに一致した検出画素データの数を、検出画像データ内の全検出画素データの数で除して、一致率を算出する。
【0147】
ホストHSTは、一致率が閾値以上であると判定したら(ステップS118でYes)、処理をステップS120に進め、一致率が閾値以上ではないと判定したら(ステップS118でNo)、処理をステップS122に進める。
【0148】
ホストHSTは、一致率が閾値以上であると判定したら(ステップS118でYes)、ステップS120において、画像が正常に表示されていると判定し、処理を終了する。
【0149】
ホストHSTは、一致率が閾値以上ではないと判定したら(ステップS118でNo)、ステップS122において、画像が正常に表示されていないと判定する。ホストHSTは、ステップS124において、車載の警告ランプを表示、又は、表示装置1の再起動若しくは動作を停止し、処理を終了する。
【0150】
<第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例>
第1の実施形態に係る表示装置1の第2の動作例について、説明する。第2の動作例では、表示装置1は、1行ごとに画像表示及び画像検出を行う。
【0151】
図12は、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例の動作タイミングを示す図である。
【0152】
タイミング信号TSVDの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt40からタイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt48までの期間は、1つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。タイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt48以降の期間は、2つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。
【0153】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号HSYNCは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の水平同期信号と同じ周波数の信号が例示される。
【0154】
COG11は、全期間において、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図5参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。
【0155】
タイミングt41からタイミングt44までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0156】
ホストHSTは、タイミングt41において、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0157】
タイミングt41から一定時間後のタイミングt42までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0158】
水平ドライバ8は、タイミングt41からタイミングt42までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0159】
タイミングt42からタイミングt43までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0160】
COG11は、タイミングt42において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0161】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0162】
また、COG11は、タイミングt41からタイミングt43までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0163】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、検出線RLに検出信号SIGRLが生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt42で、検出信号SIGRLを読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。検出信号は、スパイク状の信号である。なお、COF12は、検出信号SIGRLのピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0164】
タイミングt43からタイミングt44までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0165】
COG11は、タイミングt43において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0166】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0167】
また、COG11は、タイミングt43からタイミングt44までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0168】
タイミングt44からタイミングt47までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0169】
ホストHSTは、タイミングt44において、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。
【0170】
タイミングt44から一定時間後のタイミングt45までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0171】
水平ドライバ8は、タイミングt44からタイミングt45までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt44からタイミングt45までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0172】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0173】
タイミングt45からタイミングt46までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0174】
COG11は、タイミングt45において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0175】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0176】
また、COG11は、タイミングt44からタイミングt46までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0177】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、検出線RLに検出信号SIGRLが生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt45で、検出信号SIGRLを読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGRLのピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0178】
タイミングt46からタイミングt47までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0179】
COG11は、タイミングt46において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0180】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0181】
また、COG11は、タイミングt46からタイミングt47までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0182】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、1つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0183】
タイミングt49からタイミングt52までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0184】
ホストHSTは、タイミングt49において、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0185】
タイミングt49から一定時間後のタイミングt50までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0186】
水平ドライバ8は、タイミングt49からタイミングt50までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0187】
タイミングt50からタイミングt51までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0188】
COG11は、タイミングt50において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0189】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0190】
また、COG11は、タイミングt50からタイミングt51までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0191】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、検出線RLに検出信号SIGRLが生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt50で、検出信号SIGRLを読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGRLのピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0192】
タイミングt51からタイミングt52までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0193】
COG11は、タイミングt51において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0194】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0195】
また、COG11は、タイミングt51からタイミングt52までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0196】
タイミングt52以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0197】
ホストHSTは、タイミングt52において、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。
【0198】
タイミングt52から一定時間後のタイミングt53までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0199】
水平ドライバ8は、タイミングt52からタイミングt53までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt52からタイミングt53までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0200】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0201】
タイミングt53からタイミングt54までは、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0202】
COG11は、タイミングt53において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0203】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0204】
また、COG11は、タイミングt52からタイミングt54までの間は、ローレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0205】
再び図5を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、駆動電極COMLの電位は、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、変化する。また、信号線SL、SL及びSLと検出線RLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、検出線RLに検出信号SIGRLが生ずる。COF12は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt53で、検出信号SIGRLを読み取り、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGRLのピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0206】
タイミングt54以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0207】
COG11は、タイミングt54において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0208】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図5の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0209】
また、COG11は、タイミングt54からは、ハイレベルの制御信号SEL図5参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図4参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0210】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、2つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0211】
なお、先に説明したように、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。また、図12で説明したように、表示装置1は、1ラインずつ画像検出を行う。従って、検出画像データは、M行×(N/2)列の画素データを含む。
【0212】
図13は、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例の動作を示すフローチャートである。表示装置1は、フレームごとに、図13に示す動作を実行する。
【0213】
ホストHSTは、ステップS200において、変数iを1に初期化する。変数iは、画像検出及び表示書込み(画像表示)対象のライン番号を表す変数である。
【0214】
ホストHSTは、ステップS202において、第iの水平ラインの画像データをCOG11に送信する。
【0215】
COF12は、ステップS204において、第iの水平ラインの正極性又は負極性の画像を検出する。
【0216】
ホストHSTは、ステップS206において、第iの水平ラインの正極性又は負極性の検出画像データをCOF12から読み出す。
【0217】
COG11は、ステップS208において、第iの水平ラインの画像を表示する。
【0218】
ホストHSTは、ステップS210において、変数iの値がMに等しいか否かを判定する。ホストHSTは、変数iの値がMに等しくないと判定したら(ステップS210でNo)、処理をステップS212に進め、変数iの値がMに等しいと判定したら(ステップS210でYes)、処理をステップS214に進める。
【0219】
ホストHSTは、変数iの値がMに等しくないと判定したら(ステップS210でNo)、ステップS212において、変数iの値をインクリメントし、処理をステップS202に進める。
【0220】
ステップS214からステップS224までは、第1の動作例のステップS114からステップS124まで(図10参照)と同様であるので、説明を省略する。
【0221】
表示装置1は、下記の特徴を有する。なお、表示装置1は、下記記載以外の特徴も有する。検出部DETの検出線RLは、表示部DSPの信号線SLと容量結合する。検出線RLには、信号線SLに供給される画素信号に起因して検出信号が生ずる。従って、COG11から水平ドライバ8を経由して信号線SLに至る経路にトラブルが無ければ、検出画像データは、画像データに一致する。一方、COG11から水平ドライバ8を経由して信号線SLに至る経路にトラブルが有れば、検出画像データは、画像データに一致しない。従って、表示装置1は、検出画像データにより、COG11から水平ドライバ8を経由して信号線SLに至る経路にトラブルが有るか無いかを判定でき、安全性を高めることができる。
【0222】
なお、表示装置1は、信号線SLよりも後段の画素Pixにトラブルが有る場合には、画素Pixのトラブルを判定できない。しかしながら、画素Pixにトラブルが有る場合には、画像の1ドットが影響を受けるだけであるので、安全性に与える影響は軽微である。一方、COG11から水平ドライバ8を経由して信号線SLに至る経路にトラブルが有る場合には、画像の1カラムが影響を受けるので、安全性に与える影響は大きい。表示装置1は、COG11から水平ドライバ8を経由して信号線SLに至る経路にトラブルが有るか無いかを判定できるので、安全性を高めることができる。
【0223】
また、表示装置1は、信号線SLと異なる層に配置された検出線RLで画像を検出するので、画素Pixは、特許文献1記載の液晶表示装置の検出部を含んでいない。従って、表示装置1は、高精細化の要請に添うことができる。また、表示装置1は、特許文献1記載の液晶表示装置と異なり、計測用Xドライバ及び計測用Yドライバを備えていない。従って、表示装置1は、回路数を抑制でき、装置サイズを抑制でき、コストを低減できる。
【0224】
また、パネルPNLの構造(図2及び図4参照)は、広く普及している相互静電容量型のタッチ検出機能付き表示装置の構造と共通点を有する。図2を参照すると、表示装置1では、検出線RLの延在方向は、駆動電極COMLの延在方向と同じである。一方、タッチ検出機能付き表示装置では、タッチ検出線の延在方向は駆動電極の延在方向と交差する方向であり、駆動電極とタッチ検出線との交点でタッチが検出される。図4を参照すると、検出線RLの配置層は、タッチ検出機能付き表示装置の検出線の配置層と同じである。従って、パネルPNLは、タッチ検出機能付き表示装置の検出線の延在方向を変更することで、製造できる。これにより、パネルPNLは、タッチ検出機能付き表示装置の製造工程を流用できるので、開発コスト及び製造コストを低減できる。
【0225】
また、COF12は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチICと共通点を有する。図2を参照すると、COF12は、検出線RLに接続され、検出線RLに生ずる検出信号を読み取る。従って、COF12は、タッチ検出機能付き表示装置のタッチICの一部又は全部を流用できるので、開発コスト及び製造コストを低減できる。
また、表示装置1は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの検出線RLで、検出信号を検出しても良い。
【0226】
<変形例>
第1の実施形態では、本発明をいわゆる横電界型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は、横電界型の液晶表示装置に限定されず、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能である。縦電界型の液晶表示装置は、TN(Twisted Nematic)、VA(Vertical Alignment)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)が例示される。
【0227】
図14は、第1の実施形態の変形例に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図14は、3個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0228】
パネルPNLaは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【0229】
パネルPNLaは、第1基板5aと、第1基板5aに対向する第2基板6aと、第1基板5aと第2基板6aとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0230】
第1基板5aは、透光性絶縁基板である基板31を有する。基板31のZ方向と反対側の面には、偏光板32が配置されている。
【0231】
基板31のZ方向側の面には、メタル層の走査線GLが形成されている。走査線GLは、X方向(図14中の左右方向)に沿って延在している。走査線GLのZ方向側の上には、絶縁層33が形成されている。なお、TFT素子Tr(図3参照)は、図14では図示を省略しているが、走査線GLと絶縁層33との間に形成されても良い。
【0232】
絶縁層33のZ方向側の面には、透明導電膜層の画素電極PEからPEまで及び信号線SLからSLまでが、交互に形成されている。信号線SLは、Y方向(図14の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0233】
第2基板6aは、透光性絶縁基板である基板41を有する。基板41のZ方向と反対側の面には、赤(R)に着色された色領域22R、緑(G)に着色された色領域22G、青(B)に着色された色領域22B、赤(R)に着色された色領域22R、緑(G)に着色された色領域22G、青(B)に着色された色領域22B、赤(R)に着色された色領域22R、緑(G)に着色された色領域22G及び青(B)に着色された色領域22Bが、形成されている。
【0234】
色領域22R、色領域22G及び色領域22BのZ方向と反対側の面には、駆動電極COMLが、形成されている。駆動電極COMLは、Y方向(図14の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0235】
色領域22R、色領域22G及び色領域22BのZ方向と反対側の面には、駆動電極COMLが、形成されている。駆動電極COMLは、Y方向(図14の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0236】
色領域22R、色領域22G及び色領域22BのZ方向と反対側の面には、駆動電極COMLが、形成されている。駆動電極COMLは、Y方向(図14の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0237】
基板41のZ方向側の面には、検出線RLからRLまでが形成されている。検出線RLからRLまでは、Y方向(図14の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。検出線RLからRLまでが、図1の検出部DETに対応する。
【0238】
検出線RLからRLまでのZ方向側の上には、液晶LCを通過した光の内の一定方向の偏光成分だけを通過させる偏光板42が配置されている。偏光板42のZ方向側には、透光性のカバー部材44が配置されている。カバー部材44は、ガラス又は樹脂が例示される。
【0239】
画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。つまり、パネルPNLaは、いわゆる縦電界型の液晶表示装置である。
【0240】
(第2の実施形態)
図15は、第2の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。なお、第2の実施形態以降の実施形態において、第1の実施形態と共通する事項については記載を適宜省略する。
【0241】
パネルPNLbは、基板4bと、ドライバICであるCOG11と、検出ICであるCOF12と、を含む。基板4bは、第1基板5bと、第1基板5bのZ方向側に配置され、第1基板5bと所定の間隙をもって対向する第2基板6bと、を含む。
【0242】
基板4bは、液晶素子を含む画素Pixがマトリクス状(行列状)に多数配置されている表示領域DAと、表示領域DAの外側の周辺領域GDと、を含む。周辺領域GDには、垂直ドライバ(垂直駆動回路)7と、水平ドライバ(水平駆動回路)8と、駆動電極ドライバ9と、が配置されている。
【0243】
COG11は、第1基板5b上に実装され、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9を制御する。COF12は、第1基板5bに接続されたフレキシブルプリント基板T上に実装されている。COG11及びCOF12は、フレキシブルプリント基板Tを介して、ホストHST(図1参照)に接続されている。COG11は、ホストHSTから供給される画像データを一時記憶するバッファ11aを含む。
【0244】
表示領域DAは、画素PixがM行×N列に配列されたマトリクス(行列状)構造を有している。表示領域DAには、画素PixのM行×N列の配列に対して行ごとに、X方向に沿って延在する走査線GLが配置され、列ごとに、Y方向に沿って延在する信号線SLが配置されている。従って、走査線GLの本数は、M本であり、信号線SLの本数は、N本である。
【0245】
また、表示領域DAには、画素Pixの2列ごとに、Y方向に沿って延在する駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLの本数は、(N/2)本である。なお、駆動電極COMLが画素Pixの2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0246】
駆動電極COMLは、透明材質で形成され、例えば、少なくとも1列の画素Pixに対して共通に形成されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ9に接続されている。駆動電極ドライバ9は、画像表示期間では、駆動電極COMLに一定の駆動信号VCOMを供給する。駆動電極ドライバ9は、画像検出期間では、駆動電極COMLをフローティング(ハイインピーダンス) にする。駆動電極COMLは、画像表示期間では、画素電極PE(図3参照)との間で液晶を駆動するための電界を発生させる。
【0247】
本実施形態では、駆動電極COMLが、信号線SLと容量結合し、画像検出期間では、 信号線SLに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0248】
本実施形態では、駆動電極COMLが、図1の検出部DETに対応する。
【0249】
COF12は、駆動電極COMLに接続され、画像検出期間では、 画素信号に起因して駆動電極COMLに生ずる検出信号に基づいて、検出画像データをホストHSTに出力する。なお、本実施形態では、駆動電極COMLが、画素Pixの2列ごとに配置されている。従って、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。なお、駆動電極COMLが、画素Pixの2列ごとに配置されていることは例示であって、これに限定されない。駆動電極COMLが、画素Pixの1列ごと又は3列以上ごとに配置されていても良い。
【0250】
図16は、第2の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図16は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0251】
パネルPNLbは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。パネルPNLbは、第1基板5bと、第1基板5bに対向する第2基板6bと、第1基板5bと第2基板6bとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0252】
第1基板5bの構成は、第1の実施形態の第1基板5と同様であるので、説明を省略する。
【0253】
第2基板6bの構成は、第1の実施形態の第2基板6と比較すると、検出線RLを含んでいない。
【0254】
図17は、第2の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図17は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12の内の、4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0255】
駆動回路である アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW21が配置されている。スイッチSW21は、COG11(図15参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0256】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW21は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW21は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給されない。
【0257】
アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW22が配置されている。スイッチSW22は、COG11(図15参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0258】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW22は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW22は、アンプCOMAMPと駆動電極COMLとの間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COMLに供給されない。
【0259】
本実施形態では、画素Pixの2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、画像表示期間では、駆動電極COMLは、第1列目及び第2列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給する。画像表示期間では、駆動電極COMLは、第3列目及び第4列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給する。
【0260】
本実施形態では、画素Pixの2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLは、信号線SLからSLまでと容量結合し、画像検出期間では、 信号線SLからSLまでに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。駆動電極COMLは、信号線SLからSL12までと容量結合し、信号線SLからSL12までに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0261】
COF12(図15参照)は、積分回路である検出回路INT及びINTを含む。検出回路INTと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW31が配置されている。スイッチSW31は、COG11(図15参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0262】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW31は、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW31は、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を導通し、検出信号が検出回路INTに供給される。検出回路INTは、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0263】
検出回路INTと駆動電極COMLとの間には、スイッチSW32が配置されている。スイッチSW32は、COG11(図15参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0264】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW32は、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW32は、検出回路INTと駆動電極COMLとの間を導通し、検出信号が検出回路INTに供給される。検出回路INTは、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0265】
<第2の実施形態に係る表示装置の動作例>
第2の実施形態に係る表示装置の動作例について、説明する。本動作例では、表示装置は、1行ごとに画像表示及び画像検出を行う。
【0266】
図18 は、第2の実施形態に係る表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
【0267】
タイミング信号TSVDの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt60からタイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt68までの期間は、1つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。タイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt68以降の期間は、2つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。
【0268】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号HSYNCは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の水平同期信号と同じ周波数の信号が例示される。
【0269】
COG11は、全期間において、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図17参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。
【0270】
タイミングt61からタイミングt64までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0271】
ホストHSTは、タイミングt61において、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図15参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0272】
タイミングt61から一定時間後のタイミングt62までの期間は、信号線SL及び駆動電極COMLのプリチャージ期間である。
【0273】
水平ドライバ8は、タイミングt61からタイミングt62までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0274】
COG11は、タイミングt61からタイミングt62までの期間に、ハイレベルの制御信号SELを駆動電極ドライバ9に出力する。アンプCOMAMPは、タイミングt61からタイミングt62までの期間に、ハイレベル(基準電位Vref)の駆動信号VCOMを全部の駆動電極COMLに出力し、全部の駆動電極COMLをハイレベル(基準電位Vref)にプリチャージする。
【0275】
タイミングt62からタイミングt63までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0276】
COG11は、タイミングt62において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0277】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0278】
また、COG11は、タイミングt62からタイミングt63までの間は、ローレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、タイミングt62からタイミングt63までの間は、フローティング状態になる。
【0279】
再び図17を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生じ、その後COF12の検出回路に含まれるオペアンプの基準電位(Vref)に対応する電圧に戻る 。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt62で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt62で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt62に応じて 、検出信号を読み取り、COF12は、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。検出信号は、スパイク状の信号である。なお、COF12は、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0280】
タイミングt63からタイミングt64までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0281】
COG11は、タイミングt63において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0282】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0283】
また、COG11は、タイミングt63からタイミングt64までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLにローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0284】
また、COG11は、タイミングt63からタイミングt64までの間は、制御信号SEL図17参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31及びSW32は、遮断状態になり、検出回路INT及びINTは、ローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを読み取らない。
【0285】
タイミングt64からタイミングt67までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0286】
ホストHSTは、タイミングt64において、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図17参照)に一時記憶する。
【0287】
タイミングt64から一定時間後のタイミングt65までの期間は、信号線SL及び駆動電極COMLのプリチャージ期間である。
【0288】
水平ドライバ8は、タイミングt64からタイミングt65までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt64からタイミングt65までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0289】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0290】
COG11は、タイミングt64からタイミングt65までの期間に、ハイレベルの制御信号SELを駆動電極ドライバ9に出力する。アンプCOMAMPは、タイミングt64からタイミングt65までの期間に、ハイレベル(基準電位Vref)の駆動信号VCOMを全部の駆動電極COMLに出力し、全部の駆動電極COMLをハイレベル(基準電位Vref)にプリチャージする。
【0291】
タイミングt65からタイミングt66までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0292】
COG11は、タイミングt65において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0293】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0294】
また、COG11は、タイミングt65からタイミングt66までの間は、ローレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、タイミングt65からタイミングt66までの間は、フローティング状態になる。
【0295】
再び図17を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生じ、その後COF12の検出回路に含まれるオペアンプの基準電位(Vref)に対応する電圧に戻る。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt65で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt65で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt65に応じて、検出信号を読み取り、COF12は、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0296】
タイミングt66からタイミングt67までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0297】
COG11は、タイミングt66において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0298】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0299】
また、COG11は、タイミングt66からタイミングt67までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLにローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0300】
また、COG11は、タイミングt66からタイミングt67までの間は、制御信号SEL図17参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31は、遮断状態になり、検出回路INTは、ローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを読み取らない。
【0301】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、1つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0302】
タイミングt69からタイミングt72までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0303】
ホストHSTは、タイミングt69において、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図15参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0304】
タイミングt69から一定時間後のタイミングt70までの期間は、信号線SL及び駆動電極COMLのプリチャージ期間である。
【0305】
水平ドライバ8は、タイミングt69からタイミングt70までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0306】
COG11は、タイミングt69からタイミングt70までの期間に、ハイレベルの制御信号SELを駆動電極ドライバ9に出力する。アンプCOMAMPは、タイミングt69からタイミングt70までの期間に、ハイレベル(基準電位Vref)の駆動信号VCOMを全部の駆動電極COMLに出力し、全部の駆動電極COMLをハイレベル(基準電位Vref)にプリチャージする。
【0307】
タイミングt70からタイミングt71までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0308】
COG11は、タイミングt70において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0309】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0310】
また、COG11は、タイミングt70からタイミングt71までの間は、ローレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、タイミングt70からタイミングt71までの間は、フローティング状態になる。
【0311】
再び図17を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生じ、その後COF12の検出回路に含まれるオペアンプの基準電位(Vref)に対応する電圧に戻る。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt70で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt70で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt70に応じて、検出信号を読み取り、COF12は、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0312】
タイミングt71からタイミングt72までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0313】
COG11は、タイミングt71において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0314】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0315】
また、COG11は、タイミングt71からタイミングt72までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLにローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0316】
また、COG11は、タイミングt71からタイミングt72までの間は、制御信号SEL図17参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31及びSW32は、遮断状態になり、検出回路INT及びINTは、ローレベル(基準電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを読み取らない。
【0317】
タイミングt72以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0318】
ホストHSTは、タイミングt72において、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図2参照)に一時記憶する。
【0319】
タイミングt72から一定時間後のタイミングt73までの期間は、信号線SL及び駆動電極COMLのプリチャージ期間である。
【0320】
水平ドライバ8は、タイミングt72からタイミングt73までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt72からタイミングt73までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0321】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0322】
COG11は、タイミングt72からタイミングt73までの期間に、ハイレベルの制御信号SELを駆動電極ドライバ9に出力する。アンプCOMAMPは、タイミングt72からタイミングt73までの期間に、ハイレベル(基準電位Vref)の駆動信号VCOMを全部の駆動電極COMLに出力し、全部の駆動電極COMLをハイレベル(基準電位Vref)にプリチャージする。
【0323】
タイミングt73からタイミングt74までは、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0324】
COG11は、タイミングt73において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0325】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0326】
また、COG11は、タイミングt73からタイミングt74までの間は、ローレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、タイミングt73からタイミングt74までの間は、フローティング状態になる。
【0327】
再び図17を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生じ、その後COF12の検出回路に含まれるオペアンプの基準電位(Vref)に対応する電圧に戻る。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt73で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt73で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt73に応じて、検出信号を読み取り、COF12は、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。検出信号は、スパイク状の信号である。なお、COF12は、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0328】
タイミングt74以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0329】
COG11は、タイミングt74において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0330】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図17の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0331】
また、COG11は、タイミングt74からは、ハイレベルの制御信号SEL図17参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLにローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0332】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、2つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0333】
なお、先に説明したように、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。また、図18で説明したように、表示装置1は、1ラインずつ画像検出を行う。従って、検出画像データは、M行×(N/2)列の画素データを含む。
【0334】
第2の実施形態に係る表示装置の動作例のフローチャートは、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例のフローチャート(図13参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0335】
また、第2の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例と同様に、L個のユニット(図6参照)毎に対して、画像検出及び画像表示を行うことができる。この場合の、第2の実施形態に係る表示装置の動作のフローチャートは、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例のフローチャート(図10参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0336】
また、第2の実施形態では、本発明をいわゆる横電界型の液晶表示装置に適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、横電界型の液晶表示装置に限定されず、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能であることは、第1の実施形態と同様である。
【0337】
第2の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第2の実施形態に係る表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第2の実施形態に係る表示装置は、検出線RLを不要にできる。従って、第2の実施形態に係る表示装置は、製造プロセスを簡略化でき、製造コストを抑制できる。また、第2の実施形態に係る表示装置は、検出線RLを不要にできるので、画像IMG(図1参照)の透過率を向上させ、画質を向上させることができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの駆動電極COMLで、検出信号を検出しても良い。
【0338】
(第3の実施形態)
図19は、第3の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。パネルPNLcは、基板4cと、ドライバICであるCOG11と、検出ICであるCOF12と、を含む。基板4cは、第1基板5cと、第1基板5cのZ方向側に配置され、第1基板5cと所定の間隙をもって対向する第2基板6cと、を含む。
【0339】
基板4cは、液晶素子を含む画素Pixがマトリクス状(行列状)に多数配置されている表示領域DAと、表示領域DAの外側の周辺領域GDと、を含む。周辺領域GDには、垂直ドライバ(垂直駆動回路)7と、水平ドライバ(水平駆動回路)8と、駆動電極ドライバ9と、が配置されている。
【0340】
COG11は、第1基板5c上に実装され、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9を制御する。COF12は、第1基板5cに接続されたフレキシブルプリント基板T上に実装されている。COG11及びCOF12は、フレキシブルプリント基板Tを介して、ホストHST(図1参照)に接続されている。COG11は、ホストHSTから供給される画像データを一時記憶するバッファ11aを含む。
【0341】
表示領域DAは、画素PixがM行×N列に配列されたマトリクス(行列状)構造を有している。表示領域DAには、画素PixのM行×N列の配列に対して行ごとに、X方向に沿って延在する走査線GLが配置され、列ごとに、Y方向に沿って延在する信号線SLが配置されている。従って、走査線GLの本数は、M本であり、信号線SLの本数は、N本である。
【0342】
また、表示領域DAには、画素Pixの2行×2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLの個数は、(M/2)×(N/2)個である。なお、駆動電極COMLが画素Pixの2行×2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0343】
駆動電極COMLは、透明材質で形成され、例えば、少なくとも1行×1列の画素Pixに対して形成されている。駆動電極COMLは、配線MLを介して、駆動電極ドライバ9に接続されている。駆動電極ドライバ9は、画像表示期間では、駆動電極COMLに一定の駆動信号VCOMを供給する。駆動電極ドライバ9は、画像検出期間では、駆動電極COMLをフローティングにする。駆動電極COMLは、画像表示期間では、画素電極PE(図3参照)との間で液晶を駆動するための電界を発生させる。
【0344】
本実施形態では、駆動電極COMLは、信号線SLと容量結合し、信号線SLに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0345】
本実施形態では、駆動電極COMLが、図1の検出部DETに対応する。
【0346】
COF12は、配線MLを介して、駆動電極COMLに接続されている。COF12は、画素信号に起因して駆動電極COMLに生ずる検出信号に基づいて、検出画像データをホストHSTに出力する。なお、本実施形態では、駆動電極COMLが、画素Pixの2行×2列ごとに配置されている。従って、検出画像データのライン数は、(M/2)行になる。また、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。つまり、検出画像データの要素数は、(M/2)×(N/2)個になる。なお、駆動電極COMLが、画素Pixの2行×2列ごとに配置されていることは例示であって、これに限定されない。駆動電極COMLが、画素Pixの1行×1列ごと又は3行×3列以上ごとに配置されていても良い。
【0347】
図20は、第3の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図20は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0348】
パネルPNLcは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。パネルPNLcは、第1基板5cと、第1基板5cに対向する第2基板6cと、第1基板5cと第2基板6cとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0349】
第1基板5cは、透光性絶縁基板である基板31を有する。基板31のZ方向と反対側の面には、発光部BL(図1参照)から照射される光Lの内の一定方向の偏光成分だけを通過させる偏光板32が配置されている。
【0350】
基板31のZ方向側の面には、第1メタル層の走査線GLが形成されている。走査線GLは、X方向(図20中の左右方向)に沿って延在している。走査線GLのZ方向側の上には、絶縁層33が形成されている。なお、TFT素子Tr(図3参照)は、図20では図示を省略しているが、走査線GLと絶縁層33との間に形成されても良い。
【0351】
絶縁層33のZ方向側の上には、第2メタル層の信号線SL、SL及びSLが形成されている。信号線SL、SL及びSLは、Y方向(図20の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。信号線SL、SL及びSL上には、平坦化膜34が形成されている。
【0352】
平坦化膜34の内部且つ信号線SL、SL及びSLのZ方向側には、第3メタル層の配線ML1-1、ML1-2及びML1-3が、形成されている。配線ML1-1、ML1-2及びML1-3は、Y方向(図20の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0353】
平坦化膜34のZ方向側の面には、第1透明導電膜層の駆動電極COML1-1が形成されている。駆動電極COML1-1は、コンタクトCON1-1を介して、配線ML1-1に接続されている。なお、配線ML1-2及びML1-3は、駆動電極COML1-1には接続されておらず、他の行の駆動電極COMLに夫々接続されている。
【0354】
駆動電極COML1-1のZ方向側の上には、絶縁膜35が形成されている。絶縁膜35のZ方向側の面には、第2透明導電膜層の画素電極PE、PE及びPEが形成されている。
【0355】
第2基板6cの構成は、第2の実施形態の第2基板6bと同様であるので、説明を省略する。
【0356】
図21は、第3の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図21は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12の内の、4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0357】
駆動電極COML1-1は、配線ML1-1を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。駆動電極COML1-2は、配線ML1-2を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。駆動電極COML1-3は、配線ML1-3を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。
【0358】
駆動電極COML2-1は、配線ML2-1を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。駆動電極COML2-2は、配線ML2-2を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。駆動電極COML2-3は、配線ML2-3を介して、駆動電極ドライバ9及びCOF12に接続されている。
【0359】
アンプCOMAMPと駆動電極COML1-1との間には、スイッチSW21-1が配置されている。スイッチSW21-1は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-1との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-1との間を遮断する。
【0360】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW21-1は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-1との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-1に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW21-1は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-1との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-1に供給されない。
【0361】
アンプCOMAMPと駆動電極COML1-2との間には、スイッチSW21-2が配置されている。スイッチSW21-2は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-2との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-2との間を遮断する。
【0362】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW21-2は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-2との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-2に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW21-2は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-2との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-2に供給されない。
【0363】
アンプCOMAMPと駆動電極COML1-3との間には、スイッチSW21-3が配置されている。スイッチSW21-3は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-3との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-3との間を遮断する。
【0364】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW21-3は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-3との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-3に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW21-3は、アンプCOMAMPと駆動電極COML1-3との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML1-3に供給されない。
【0365】
アンプCOMAMPと駆動電極COML2-1との間には、スイッチSW22-1が配置されている。スイッチSW22-1は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-1との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-1との間を遮断する。
【0366】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW22-1は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-1との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-1に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW22-1は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-1との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-1に供給されない。
【0367】
アンプCOMAMPと駆動電極COML2-2との間には、スイッチSW22-2が配置されている。スイッチSW22-2は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-2との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-2との間を遮断する。
【0368】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW22-2は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-2との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-2に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW22-2は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-2との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-2に供給されない。
【0369】
アンプCOMAMPと駆動電極COML2-3との間には、スイッチSW22-3が配置されている。スイッチSW22-3は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-3との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-3との間を遮断する。
【0370】
画像表示期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW22-3は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-3との間を導通し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-3に供給される。画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW22-3は、アンプCOMAMPと駆動電極COML2-3との間を遮断し、駆動信号VCOMが駆動電極COML2-3に供給されない。
【0371】
本実施形態では、画素Pixの2行×2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、画像表示期間では、駆動電極COML1-1、COML1-2及びCOML1-3は、第1列目及び第2列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給する。画像表示期間では、駆動電極COML2-1、COML2-2及びCOML2-3は、第3列目及び第4列目の画素Pixに駆動信号VCOMを供給する。
【0372】
本実施形態では、画素Pixの2行×2列ごとに、駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COML1-1、COML1-2及びCOML1-3の各々は、信号線SLからSLまでと容量結合し、信号線SLからSLまで供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。駆動電極COML2-1、COML2-2及びCOML2-3の各々は、信号線SLからSL12までと容量結合し、信号線SLからSL12までに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0373】
COF12(図19参照)は、積分回路である検出回路INT1-1からINT1-3まで及びINT2-1からINT2-3までを含む。
【0374】
検出回路INT1-1と駆動電極COML1-1との間には、スイッチSW31-1が配置されている。スイッチSW31-1は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT1-1と駆動電極COML1-1との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT1-1と駆動電極COML1-1との間を遮断する。
【0375】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW31-1は、検出回路INT1-1と駆動電極COML1-1との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW31-1は、検出回路INT1-1と駆動電極COML1-1との間を導通し、検出信号が検出回路INT1-1に供給される。検出回路INT1-1は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0376】
検出回路INT1-2と駆動電極COML1-2との間には、スイッチSW31-2が配置されている。スイッチSW31-2は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT1-2と駆動電極COML1-2との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT1-2と駆動電極COML1-2との間を遮断する。
【0377】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW31-2は、検出回路INT1-2と駆動電極COML1-2との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW31-2は、検出回路INT1-2と駆動電極COML1-2との間を導通し、検出信号が検出回路INT1-2に供給される。検出回路INT1-2は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0378】
検出回路INT1-3と駆動電極COML1-3との間には、スイッチSW31-3が配置されている。スイッチSW31-3は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT1-3と駆動電極COML1-3との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT1-3と駆動電極COML1-3との間を遮断する。
【0379】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW31-3は、検出回路INT1-3と駆動電極COML1-3との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW31-3は、検出回路INT1-3と駆動電極COML1-3との間を導通し、検出信号が検出回路INT1-3に供給される。検出回路INT1-3は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0380】
検出回路INT2-1と駆動電極COML2-1との間には、スイッチSW32-1が配置されている。スイッチSW32-1は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT2-1と駆動電極COML2-1との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT2-1と駆動電極COML2-1との間を遮断する。
【0381】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW32-1は、検出回路INT2-1と駆動電極COML2-1との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW32-1は、検出回路INT2-1と駆動電極COML2-1との間を導通し、検出信号が検出回路INT2-1に供給される。検出回路INT2-1は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0382】
検出回路INT2-2と駆動電極COML2-2との間には、スイッチSW32-2が配置されている。スイッチSW32-2は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT2-2と駆動電極COML2-2との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT2-2と駆動電極COML2-2との間を遮断する。
【0383】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW32-2は、検出回路INT2-2と駆動電極COML2-2との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW32-2は、検出回路INT2-2と駆動電極COML2-2との間を導通し、検出信号が検出回路INT2-2に供給される。検出回路INT2-2は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0384】
検出回路INT2-3と駆動電極COML2-3との間には、スイッチSW32-3が配置されている。スイッチSW32-3は、COG11(図19参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INT2-3と駆動電極COML2-3との間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INT2-3と駆動電極COML2-3との間を遮断する。
【0385】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW32-3は、検出回路INT2-3と駆動電極COML2-3との間を遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW32-3は、検出回路INT2-3と駆動電極COML2-3との間を導通し、検出信号が検出回路INT2-3に供給される。検出回路INT2-3は、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0386】
第3の実施形態に係る表示装置の動作は、第2の実施形態に係る表示装置の動作と同様であるので、図示及び説明を省略する。また、第3の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例と同様に、L個のユニット(図6参照)毎に対して、画像検出及び画像表示を行うことができる。
【0387】
また、第3の実施形態では、本発明をいわゆる横電界型の液晶表示装置に適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、横電界型の液晶表示装置に限定されず、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能であることは、第1の実施形態と同様である。
【0388】
第3の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第3の実施形態に係る表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第3の実施形態に係る表示装置は、検出線RLを不要にできる。従って、第3の実施形態に係る表示装置は、製造プロセスを簡略化でき、製造コストを抑制できる。また、第3の実施形態に係る表示装置は、検出線RLを不要にできるので、画像IMG(図1参照)の透過率を向上させ、画質を向上させることができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの駆動電極COMLで、検出信号を検出しても良い。
【0389】
(第4の実施形態)
図22は、第4の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。パネルPNLdは、基板4dと、ドライバICであるCOG11と、検出ICであるCOF12と、を含む。基板4dは、第1基板5dと、第1基板5dのZ方向側に配置され、第1基板5dと所定の間隙をもって対向する第2基板6dと、を含む。
【0390】
基板4dは、液晶素子を含む画素Pixがマトリクス状(行列状)に多数配置されている表示領域DAと、表示領域DAの外側の周辺領域GDと、を含む。周辺領域GDには、垂直ドライバ(垂直駆動回路)7と、水平ドライバ(水平駆動回路)8と、駆動電極ドライバ9と、が配置されている。
【0391】
COG11は、第1基板5d上に実装され、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9を制御する。COF12は、第1基板5dに接続されたフレキシブルプリント基板T上に実装されている。COG11及びCOF12は、フレキシブルプリント基板Tを介して、ホストHST(図1参照)に接続されている。COG11は、ホストHSTから供給される画像データを一時記憶するバッファ11aを含む。
【0392】
表示領域DAは、画素PixがM行×N列に配列されたマトリクス(行列状)構造を有している。表示領域DAには、画素PixのM行×N列の配列に対して行ごとに、X方向に沿って延在する走査線GLが配置され、列ごとに、Y方向に沿って延在する信号線SLが配置されている。従って、走査線GLの本数は、M本であり、信号線SLの本数は、N本である。
【0393】
また、表示領域DAには、画素Pixの2列ごとに、Y方向に沿って延在する駆動電極COMLが配置されている。従って、駆動電極COMLの本数は、(N/2)本である。なお、駆動電極COMLが画素Pixの2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0394】
駆動電極COMLは、透明材質で形成され、例えば、少なくとも1列の画素Pixに対して共通に形成されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ9に接続されている。駆動電極ドライバ9は、画像表示期間では、駆動電極COMLに一定の駆動信号VCOMを供給する。駆動電極ドライバ9は、画像検出期間では、駆動電極COMLをフローティングにする。駆動電極COMLは、画像表示期間では、画素電極PE(図3参照)との間で液晶を駆動するための電界を発生させる。
【0395】
第1基板5dには、信号線SLに沿って、配線MLが形成されている。配線MLは、信号線SLのZ方向において重畳するように形成されている。配線MLは、信号線SLのZ方向側の上層に形成されているが下層に形成されてもよい。
【0396】
本実施形態では、配線MLが、信号線SLと容量結合し、信号線SLに供給される画素信号に起因して検出信号を生ずる。
【0397】
本実施形態では、配線MLが、図1の検出部DETに対応する。
【0398】
COF12は、配線MLに接続され、画素信号に起因して配線MLに生ずる検出信号に基づいて、検出画像データをホストHSTに出力する。なお、本実施形態では、配線MLが、画素Pixの1列ごとに配置されている。従って、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、N個になる。なお、配線MLが、画素Pixの1列ごとに配置されていることは例示であって、これに限定されない。駆動電極COMLが、画素Pixの2列以上ごとに配置されていても良い。
【0399】
図23は、第4の実施形態に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図23は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0400】
パネルPNLdは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。パネルPNLdは、第1基板5dと、第1基板5dに対向する第2基板6dと、第1基板5dと第2基板6dとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0401】
第1基板5dの偏光板32から絶縁層33までの構成は、第3の実施形態の第1基板5cと同様であるので、説明を省略する。第1基板5dの絶縁層33のZ方向側の上には、第2メタル層の信号線SL、SL及びSLが形成されている。信号線SL、SL及びSLは、Y方向(図23の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。信号線SL、SL及びSL上には、平坦化膜34が形成されている。
【0402】
平坦化膜34の内部且つ信号線SL、SL及びSLのZ方向側には、配線ML、ML及びMLが、形成されている。配線ML、ML及びMLは、Y方向(図20の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0403】
平坦化膜34のZ方向側の面には、第1透明導電膜層の駆動電極COMLが形成されている。なお、配線ML、ML及びMLは、駆動電極COMLには接続されていない。
【0404】
駆動電極COMLのZ方向側の上には、絶縁膜35が形成されている。絶縁膜35のZ方向側の面には、第2透明導電膜層の画素電極PE、PE及びPEが形成されている。
【0405】
第2基板6dの構成は、第3の実施形態の第2基板6cと同様であるので、説明を省略する。
【0406】
図24は、第4の実施形態に係る表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図24は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12の内の、4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0407】
アンプCOMAMPと駆動電極COML及びCOMLとの接続は、第2の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0408】
本実施形態では、画素Pixの1列ごとに、配線MLが配置されている。従って、配線MLからML12までは、信号線SLからSL12までと夫々容量結合する。そして、配線MLからML12までは、信号線SLからSL12までに供給される画素信号に起因して検出信号を夫々生ずる。
【0409】
COF12(図22参照)は、積分回路である検出回路INTからINT12までを含む。
【0410】
検出回路INTからINT12までと、駆動電極COMLからCOMLまでと、の間には、スイッチSW31からSW42までが、夫々配置されている。スイッチSW31からSW42までは、COG11(図22参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路INTからINT12までと、駆動電極COMLからCOMLまでと、の間を夫々導通する。スイッチSW31からSW42までは、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路INTからINT12までと、駆動電極COMLからCOMLまでと、の間を夫々遮断する。
【0411】
画像表示期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW31からSW42までは、検出回路INTからINT12までと、駆動電極COMLからCOMLまでと、の間を夫々遮断する。画像検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW31からSW42までは、検出回路INTからINT12までと、駆動電極COMLからCOMLまでと、の間を夫々導通し、検出信号が検出回路INTからINT12までに夫々供給される。検出回路INTからINT12までは、検出信号と基準電位Vrefとを比較して、検出信号を読み取る。
【0412】
<第4の実施形態に係る表示装置の動作例>
第4の実施形態に係る表示装置の動作例について、説明する。本動作例では、表示装置は、1行ごとに画像表示及び画像検出を行う。
【0413】
図25は、第4の実施形態に係る表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
【0414】
タイミング信号TSVDの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt80からタイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt88までの期間は、1つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。タイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt88以降の期間は、2つ目のフレームの画像表示及び画像検出の期間である。
【0415】
COG11からCOF12に出力される検出制御用のタイミング信号HSYNCは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の水平同期信号と同じ周波数の信号が例示される。
【0416】
COG11は、全期間において、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図24参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。
【0417】
タイミングt81からタイミングt84までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0418】
ホストHSTは、タイミングt81において、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図22参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0419】
タイミングt81から一定時間後のタイミングt82までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0420】
水平ドライバ8は、タイミングt81からタイミングt82までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0421】
タイミングt82からタイミングt83までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0422】
COG11は、タイミングt82において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0423】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0424】
また、COG11は、タイミングt81からタイミングt83までの間は、ローレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0425】
再び図24を参照すると、信号線SLからSL12までと、配線MLからML12までと、が容量結合するので、信号線SL、SL、SL、SL、SL及びSL11までに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、配線ML、ML、ML、ML、ML及びML11に検出信号SIGMLが夫々生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt82で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、タイミングt82で、導通状態になる。検出回路INT、INT、INT、INT、INT及びINT11は、タイミングt82で、検出信号SIGMLを夫々読み取り、COF12は、検出信号SIGMLをサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。検出信号SIGMLは、スパイク状の信号である。なお、COF12は、検出信号SIGMLのピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0426】
タイミングt83からタイミングt84までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0427】
COG11は、タイミングt83において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0428】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0429】
また、COG11は、タイミングt83からタイミングt84までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0430】
また、COG11は、タイミングt83からタイミングt84までの間は、制御信号SEL図24参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、遮断状態になり、検出回路INTからINT12までは、検出信号SIGMLを読み取らない。
【0431】
タイミングt84からタイミングt87までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0432】
ホストHSTは、タイミングt84において、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図22参照)に一時記憶する。
【0433】
タイミングt84から一定時間後のタイミングt85までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0434】
水平ドライバ8は、タイミングt84からタイミングt85までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt84からタイミングt85までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0435】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0436】
タイミングt85からタイミングt86までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0437】
COG11は、タイミングt85において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0438】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0439】
また、COG11は、タイミングt85からタイミングt86までの間は、ローレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0440】
再び図24を参照すると、信号線SLからSL12までと、配線MLからML12までと、が容量結合するので、信号線SL、SL、SL、SL、SL及びSL11までに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、配線ML、ML、ML、ML、ML及びML11に検出信号SIGMLが夫々生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt85で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、タイミングt85で、導通状態になる。検出回路INT、INT、INT、INT、INT及びINT11は、タイミングt85で、検出信号SIGMLを夫々読み取り、COF12は、検出信号SIGMLをサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGMLのピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0441】
タイミングt86からタイミングt87までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0442】
COG11は、タイミングt86において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0443】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0444】
また、COG11は、タイミングt86からタイミングt87までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0445】
また、COG11は、タイミングt86からタイミングt87までの間は、制御信号SEL図24参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、遮断状態になり、検出回路INTからINT12までは、検出信号SIGMLを読み取らない。
【0446】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、1つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0447】
タイミングt89からタイミングt92までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0448】
ホストHSTは、タイミングt89において、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図22参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0449】
タイミングt89から一定時間後のタイミングt90までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0450】
水平ドライバ8は、タイミングt89からタイミングt90までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0451】
タイミングt90からタイミングt91までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0452】
COG11は、タイミングt90において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0453】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0454】
また、COG11は、タイミングt90からタイミングt91までの間は、ローレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0455】
再び図24を参照すると、信号線SLからSL12までと、配線MLからML12までと、が容量結合するので、信号線SL、SL、SL、SL、SL10及びSL12までに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、配線ML、ML、ML、ML、ML10及びML12に検出信号SIGMLが夫々生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt90で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、タイミングt90で、導通状態になる。検出回路INT、INT、INT、INT、INT10及びINT12は、タイミングt90で、検出信号SIGMLを夫々読み取り、COF12は、検出信号SIGMLをサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGMLのピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0456】
タイミングt91からタイミングt92までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0457】
COG11は、タイミングt91において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0458】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0459】
また、COG11は、タイミングt91からタイミングt92までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0460】
タイミングt92以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0461】
ホストHSTは、タイミングt92において、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図22参照)に一時記憶する。
【0462】
タイミングt92から一定時間後のタイミングt93までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0463】
水平ドライバ8は、タイミングt92からタイミングt93までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt92からタイミングt93までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0464】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0465】
タイミングt93からタイミングt94までは、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0466】
COG11は、タイミングt93において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0467】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0468】
また、COG11は、タイミングt93からタイミングt94までの間は、ローレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0469】
再び図24を参照すると、信号線SLからSL12までと、配線MLからML12までと、が夫々容量結合するので、信号線SL、SL、SL、SL、SL10及びSL12までに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、配線ML、ML、ML、ML、ML10及びML12に検出信号SIGMLが夫々生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt93で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31からSW42までは、タイミングt93で、導通状態になる。検出回路INT、INT、INT、INT、INT10及びINT12は、タイミングt93で、検出信号SIGMLを夫々読み取り、COF12は、検出信号SIGMLをサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12は、検出信号SIGMLのピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0470】
タイミングt94以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0471】
COG11は、タイミングt94において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0472】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図24の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0473】
また、COG11は、タイミングt94からは、ハイレベルの制御信号SEL図24参照)を駆動電極ドライバ9に出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9は、全部の駆動電極COMLにローレベル(電位VCOMDC)の駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0474】
COG11及びCOF12は、以降同様にして、2つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0475】
なお、先に説明したように、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、N個になる。また、図25で説明したように、表示装置1は、1ラインずつ画像検出を行う。従って、検出画像データは、M行×N列の画素データを含む。
【0476】
第4の実施形態に係る表示装置の動作例のフローチャートは、第1の実施形態に係る表示装置の第2の動作例のフローチャート(図13参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0477】
また、第4の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例と同様に、L個のユニット(図6参照)毎に対して、画像検出及び画像表示を行うことができる。この場合の、第4の実施形態に係る表示装置の動作のフローチャートは、第1の実施形態に係る表示装置の第1の動作例のフローチャート(図10参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0478】
また、第4の実施形態では、本発明をいわゆる横電界型の液晶表示装置に適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、横電界型の液晶表示装置に限定されず、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能である。
【0479】
図26は、第4の実施形態の変形例に係る表示装置のパネルの断面構造を示す模式図である。図26は、3個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0480】
パネルPNLeは、表示部DSPに検出部DETを内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【0481】
パネルPNLeは、第1基板5eと、第1基板5eに対向する第2基板6eと、第1基板5eと第2基板6eとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0482】
第1基板5eは、透光性絶縁基板である基板31を有する。基板31のZ方向と反対側の面には、偏光板32が配置されている。
【0483】
基板31のZ方向側の面には、第1メタル層の走査線GLが形成されている。走査線GLは、X方向(図26中の左右方向)に沿って延在している。走査線GLのZ方向側の上には、絶縁層33が形成されている。なお、TFT素子Tr(図3参照)は、図26では図示を省略しているが、走査線GLと絶縁層33との間に形成されても良い。
【0484】
絶縁層33のZ方向側の面には、第2メタル層の信号線SLからSLまでが形成されている。信号線SLからSLまでは、Y方向(図26の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。絶縁層33及び信号線SLからSLまでのZ方向側には、絶縁層36が形成されている。
【0485】
絶縁層36のZ方向側の面且つ信号線SLからSLまでのZ方向側には、第3メタル層の配線MLからMLまでが、形成されている。配線MLからMLまでは、Y方向(図26の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。絶縁層36及び配線MLからMLまでのZ方向側には、絶縁層37が形成されている。
【0486】
絶縁層37のZ方向側の面には、透明導電膜層の画素電極PEからPEまでが、形成されている。
【0487】
第2基板6eの構成は、第1の実施形態の変形例の第2基板6a(図14参照)と比較すると、検出線RLを含んでいない。
【0488】
画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。画素電極PE、PE及びPEの各々と駆動電極COMLとの間には電界が形成され、この電界によって液晶LCの分子がZ方向側に立ち上がったり立ち下がったりすることにより、偏光板32を通過した光の偏光方向が回転される。つまり、パネルPNLeは、いわゆる縦電界型の液晶表示装置である。
【0489】
第4の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第4の実施形態に係る表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第4の実施形態に係る表示装置は、検出線RLを不要にできるので、画像IMG(図1参照)の透過率を向上させ、画質を向上させることができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの配線MLで、検出信号を検出しても良い。
【0490】
(第5の実施形態)
図27は、第5の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【0491】
本実施形態に係る表示装置1fは、パネルPNLfと、発光部BLと、検出部DETと、制御部CTLと、を含む。パネルPNLfは、画像を表示する表示部DSPを含む。
【0492】
発光部BLは、パネルPNLfのZ方向と反対側に配置されており、光LをZ方向に向けて出射し、パネルPNLfを照射する。
【0493】
表示部DSPは、発光部BLから光Lの照射を受けて、Z方向に向けて画像IMGを表示する。
【0494】
検出部DETは、表示部DSPで表示される画像IMGを電気的に検出する。詳細には、検出部DETは、表示部DSP内の画素に画素信号を供給する信号線と容量結合する検出線を有し、画素信号に起因して検出信号を検出線に生ずる。
【0495】
本実施形態では、表示装置1fは、画像を表示する画像表示期間と、画像を検出する画像検出期間と、を有する。また、本実施形態では、後述するように、表示装置1fは、互いに隣接する1カラム(1画素列)毎に画像信号の極性を交互に反転させるカラム反転駆動方式を採用する。そこで、画像検出期間は、正極性の画像を検出する期間と、負極性の画像を検出する期間と、を有する。
【0496】
発光部BL及び検出部DETは、一体化されていても良い。また、発光部BL及び検出部DETは、発光部BLに検出部DETが装着されていても良い。
【0497】
以下に、発光部BL及び検出部DETの具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。
【0498】
図28は、第5の実施形態に係る表示装置のモジュール構成を示す図である。パネルPNLfは、第1の実施形態に係る表示装置のパネルPNL(図2参照)と比較すると、COF12及び検出線RLを備えていない。
【0499】
図29は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の構成を示す図である。発光部BLは、パネルPNLfの背面側(Z方向と反対側)に配置される。図29では、パネルPNLfに含まれる構成要素である表示領域DA、画素Pix、走査線GL、信号線SL及び駆動電極COMLを、点線で示している。
【0500】
発光部BLの背面側(Z方向と反対側)には、駆動電極COMLに対応して、画素Pixの2列ごとに、Y方向に沿って延在する検出線RLが配置されている。従って、検出線RLの本数は、(N/2)本である。なお、検出線RLが画素Pixの2列ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。
【0501】
フレキシブルプリント基板T上のCOF12は、検出線RLに接続され、画素信号に起因して検出線RLに生ずる検出信号に基づいて、検出画像データをホストHSTに出力する。なお、本実施形態では、検出線RLが、画素Pixの2列ごとに配置されている。従って、検出画像データの1ライン内の検出画素データ数は、(N/2)個になる。なお、検出線RLが、画素Pixの2列ごとに配置されていることは例示であって、これに限定されない。検出線RLが、画素Pixの1列ごと又は3列以上ごとに配置されていても良い。
【0502】
図30は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第1の例を示す模式図である。図30は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0503】
パネルPNLfは、第1基板5fと、第1基板5fに対向する第2基板6fと、第1基板5fと第2基板6fとの間に配置された液晶LCと、を含む。
【0504】
第1基板5fの構成は、第1の実施形態に係る表示装置の第1基板5(図4参照)と同様である。
【0505】
第2基板6fの構成は、第1の実施形態の第2基板6(図4参照)と比較すると、検出線RLを含んでいない。
【0506】
第1基板5fのZ方向と反対側には、発光部BLが設けられている。発光部BLのZ方向側には、検出線RLが設けられている。つまり、検出線RLは、偏光板32と発光部BLとの間に設けられている。検出線RLは、Y方向(図30の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0507】
図31は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第2の例を示す模式図である。図31は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0508】
第1基板5fのZ方向と反対側には、発光部BLが設けられている。発光部BLのZ方向と反対側には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図31の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0509】
図32は、第5の実施形態に係る表示装置の断面構造の第3の例を示す模式図である。図32は、1個の画素Pixの断面構造を示す模式図である。
【0510】
第1基板5fのZ方向と反対側には、発光部BLが設けられている。発光部BLの内部には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図32の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0511】
図33は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第1の例を示す模式図である。図33に示す発光部BLは、図30に示した表示装置1fの断面構造の第1の例に対応する。
【0512】
発光部BLは、導光板61と、導光板61のX方向と反対側に設けられた光源66と、を含む。光源66は、X方向に沿って、光Lを出射する。光Lは、X方向に沿って進行し、導光板61の側面から入射する。導光板61は、入射した光LをパネルPNLf側、つまりZ方向に導光する。
【0513】
導光板61のZ方向と反対側の面には、反射板62が設けられている。反射板62は、導光板61からZ方向と反対側に出射する光を、Z方向側に反射する。これにより、反射板62は、光源66から出射された光Lを効率的にパネルPNLfに向かわせることができる。
【0514】
導光板61のZ方向側の面には、拡散フィルム63が設けられている。拡散フィルム63は、導光板61からパネルPNLf側、つまりZ方向側に出射する光を、パネルPNLf全体に拡散する。これにより、拡散フィルム63は、パネルPNLfの輝度を一様にできる。
【0515】
拡散フィルム63のZ方向側の面には、第1の輝度上昇フィルム64が設けられている。第1の輝度上昇フィルム64は、透光性のポリエステルの表面に、アクリル樹脂のプリズムパターンを均一に精密成形することが、例示される。第1の輝度上昇フィルム64は、拡散フィルム63からZ方向に出射した光を表示装置1fの使用者に向かって集光し、正面での輝度を向上させることができる。また、第1の輝度上昇フィルム64は、視野角外の利用されない光を、視野角内に再反射し、表示装置1fの使用者の方向に好適な角度で集光することができる。
【0516】
第1の輝度上昇フィルム64のZ方向側の面には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図33の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0517】
検出線RLのZ方向側には、第2の輝度上昇フィルム65が設けられている。第2の輝度上昇フィルム65は、多層薄膜構造を有する反射型偏光フィルムが例示される。第2の輝度上昇フィルム65は、第1の輝度上昇フィルム64から出射する光をパネルPNLfの偏光板32(図31参照)に吸収させることなく、パネルPNLfの画面を明るくできる。
【0518】
図34は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第2の例を示す模式図である。図34に示す発光部BLは、図30に示した表示装置1fの断面構造の第1の例に対応する。
【0519】
拡散フィルム63のZ方向側の面には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図34の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。
【0520】
検出線RLのZ方向側には、第1の輝度上昇フィルム64が設けられている。第1の輝度上昇フィルム64のZ方向側の面には、第2の輝度上昇フィルム65が設けられている。
【0521】
図35は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第3の例を示す模式図である。図35に示す発光部BLは、図31に示した表示装置1fの断面構造の第2の例に対応する。
【0522】
導光板61のZ方向と反対側の面には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図35の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。検出線RLのZ方向と反対側には、反射板62が設けられている。
【0523】
図36は、第5の実施形態に係る表示装置の発光部の断面構造の第4の例を示す模式図である。図36に示す発光部BLは、図32に示した表示装置1fの断面構造の第3の例に対応する。
【0524】
導光板61のZ方向と反対側の面には、反射板62が設けられている。反射板62は、導光板61からZ方向と反対側に出射する光を、Z方向側に反射する。これにより、反射板62は、光源66から出射された光Lを効率的にパネルPNLfに向かわせることができる。
【0525】
導光板61のZ方向側の面には、検出線RLが設けられている。検出線RLは、Y方向(図36の紙面に垂直な方向)に沿って延在している。検出線RLのZ方向側には、拡散フィルム63が設けられている。
【0526】
第5の実施形態に係る表示装置の動作例のフローチャートは、第1の実施形態に係る表示装置の第1及び第2の動作例のフローチャート(図10及び図13参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0527】
第5の実施形態に係る表示装置は、第1の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第5の実施形態に係る表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第5の実施形態に係る表示装置は、検出線RLがパネルPNLfのZ方向と反対側に設けられている。従って、第5の実施形態に係る表示装置は、画像IMG(図1参照)が検出線RLを通過しないので、画像IMGの透過率を向上させ、画質を向上させることができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの検出線RLで、検出信号を検出しても良い。
【0528】
(第6の実施形態)
図37は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【0529】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gは、パネルPNLgと、発光部BLと、制御部CTLgと、を含む。パネルPNLgは、画像を表示する表示部DSPと、画像を検出する検出部DETと、被検出物OBJのタッチ検出面ISへの接触又は近接を検出するタッチ検出部TDETと、を含む。
【0530】
本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置1gは、画像を表示する画像表示期間と、画像を検出する画像検出期間と、タッチを検出するタッチ検出期間と、を有する。また、本実施形態では、後述するように、タッチ検出機能付き表示装置1gは、互いに隣接する1カラム(1画素列)毎に画像信号の極性を交互に反転させるカラム反転駆動方式を採用する。そこで、画像検出期間は、正極性の画像を検出する期間と、負極性の画像を検出する期間と、を有する。
【0531】
表示部DSP、検出部DET及びタッチ検出部TDETは、一体化された、インセル型であっても良い。また、表示部DSP、検出部DET及びタッチ検出部TDETは、表示部DSPの上に検出部DET及びタッチ検出部TDETが装着された、オンセル型であっても良い。
【0532】
制御部CTLgは、表示部DSP及び発光部BLを制御する表示制御部2と、検出信号を検出部DETから読み取り、検出信号に基づいて検出画像データをホストHSTに出力する検出制御部3と、タッチ検出を制御するタッチ検出制御部71と、を含む。
【0533】
検出制御部3及びタッチ検出制御部71は、表示部DSPのガラス基板に接続されたプリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)上に実装されたICチップが例示される。
【0534】
図38は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
【0535】
パネルPNLgは、基板4gと、駆動電極ドライバ9gと、COF12gと、を含む。基板4gは、第1基板5gと、第1基板5gのZ方向側に配置され、第1基板5gと所定の間隙をもって対向する第2基板6gと、を含む。
【0536】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gのパネルPNLgの構成は、第2の実施形態に係る表示装置のパネルPNLb(図15参照)と比較して、検出線RLが第2基板6gに配置されている。検出線RLは、画素Pixの2行ごとに、X方向に沿って延在する。従って、検出線RLの本数は、(M/2)本である。なお、検出線RLが画素Pixの2行ごとに配置されることは例示であり、これに限定されない。検出線RLが、画素Pixの1行ごと又は3行以上ごとに配置されていても良い。検出線RLは、COF12gに接続されている。
【0537】
駆動電極COMLが、図37の検出部DETに対応する。駆動電極COML及び検出線RLが、図37のタッチ検出部TDETに対応する。COG11、垂直ドライバ7、水平ドライバ8及び駆動電極ドライバ9gが、図37の表示制御部2に対応する。COF12gが、図37の検出制御部3及びタッチ検出制御部71に対応する。
【0538】
図39から図41までを参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gの相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
【0539】
図39は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図40は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図41は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図40は、検出回路を併せて示している。
【0540】
例えば、図39に示すように、容量素子C11は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極である、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図40に示すように、容量素子C11は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器(タッチ検出部)DEに接続される。電圧検出器DEは、例えばCOF12gに含まれる積分回路である。
【0541】
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C11の一端)に所定の周波数(例えば数kHz~数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C11の他端)側に接続された電圧検出器DEを介して、出力波形(タッチ検出信号Vdet1)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述するタッチ検出駆動信号Vcomtmに相当するものである。
【0542】
被検出物が接触(又は近接)していない状態(非接触状態)では、容量素子C11に対する充放電に伴って、容量素子C11の容量値に応じた電流Iが流れる。図41に示すように、電圧検出器DEは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(実線の波形V)に変換する。
【0543】
一方、被検出物が接触(又は近接)した状態(接触状態)では、図39に示すように、指によって形成される静電容量C12がタッチ検出電極E2と接している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子C11の容量値よりも容量値の小さい容量素子C11aとして作用する。そして、図40に示す等価回路でみると、容量素子C11aに電流Iが流れる。
【0544】
図41に示すように、電圧検出器DEは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、被検出物の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DEは、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|を精度良く検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Resを設けた動作とすることがより好ましい。
【0545】
図42は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及び検出線の構成例を表す斜視図である。本構成例に係る駆動電極COMLは、表示部DSPの駆動電極として機能するとともに、タッチ検出部TDETの駆動電極としても機能する。
【0546】
駆動電極COMLは、第1基板5gの表面に対する垂直方向において、画素電極PE(図3参照)に対向している。タッチ検出部TDETは、第1基板5gに設けられた駆動電極COMLと、第2基板6gに設けられた検出線RLにより構成されている。
【0547】
検出線RLは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、検出線RLは、第1基板5gの表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。検出線RLの各電極パターンは、COF12gに接続されている。
【0548】
駆動電極COMLと検出線RLとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。タッチ検出部TDETでは、駆動電極ドライバ9gが駆動電極COMLに対してタッチ検出駆動信号Vcomtmを印加することにより、検出線RLからタッチ検出信号Vdet1を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
【0549】
つまり、駆動電極COMLは、図39から図41までに示した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応し、検出線RLは、タッチ検出電極E2に対応する。そして、タッチ検出部TDETは、この基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。
【0550】
このように、タッチ検出部TDETは、画素電極PE又は駆動電極COMLのいずれか一方の電極(例えば、駆動電極COML)と相互静電容量を形成する検出線RLを有し、相互静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行う。
【0551】
駆動電極COMLと検出線RLとが互いに交差した電極パターンは、相互静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、COF12gは、タッチ検出部TDETの入力面IS全体にわたって走査することにより、被検出物OBJの接触又は近接が生じた位置及び接触面積の検出も可能となっている。
【0552】
つまり、タッチ検出部TDETでは、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ9gが、各々が複数の駆動電極COMLを含む複数の駆動電極ブロックを、時分割的に線順次走査するように駆動する。これにより、駆動電極ブロック(1検出ブロック)は、スキャン方向Scanに順次選択される。そして、タッチ検出部TDETは、検出線RLからタッチ検出信号Vdet1を出力する。このようにタッチ検出部TDETは、1検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。
【0553】
なお、検出線RL又は駆動電極COML(駆動電極ブロック)は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、検出線RL又は駆動電極COML(駆動電極ブロック)は、櫛歯形状であっても良い。あるいは検出線RL又は駆動電極COML(駆動電極ブロック)は、複数に分割されていればよく、駆動電極COMLを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であっても良い。
【0554】
タッチ検出機能付き表示装置1gの動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置1gは、タッチ検出動作(タッチ検出期間)と表示動作(画像表示期間及び画像検出期間)とを時分割に行う。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行っても良い。
【0555】
図43は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図43は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9gの内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12gの内の、2行のタッチ検出信号を読み取る部分及び4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0556】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gのパネルPNLgの構成は、第2の実施形態に係る表示装置のパネルPNLbと比較して、駆動電極ドライバ9gが、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMP及び走査回路SCを更に含んでいる。また、COF12gが、画像検出回路部12g1に加えて、タッチ検出回路部12g2を更に含んでいる。画像検出回路部12g1の回路構成は、第2の実施形態に係る表示装置のCOF12の回路構成(図17参照)と同様である。
【0557】
走査回路SCは、COG11(図38参照)から制御信号EXVCOMが供給されたら、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを駆動電極COMLに順次接続する。例えば、走査回路SCは、第1のタッチ検出タイミングでは、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを1つ目の駆動電極ブロックに接続し、第2のタッチ検出タイミングでは、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを2つ目の駆動電極ブロックに接続する。
【0558】
タッチ検出回路部12g2は、積分回路である検出回路D及びDを含む。検出回路Dと検出線RLとの間には、スイッチSW61が配置されている。スイッチSW61は、COG11(図38参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0559】
画像表示期間及び画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW61は、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を遮断する。タッチ検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW61は、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を導通し、タッチ検出駆動信号Vcomtmが検出回路Dに供給される。検出回路Dは、タッチ検出信号と基準電位とを比較して、タッチ検出信号を読み取る。
【0560】
検出回路Dと検出線RLとの間には、スイッチSW62が配置されている。スイッチSW62は、COG11(図38参照)から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を遮断する。
【0561】
画像表示期間及び画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW62は、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を遮断する。タッチ検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW62は、検出回路Dと駆動電極COMLとの間を導通し、タッチ検出駆動信号Vcomtmが検出回路Dに供給される。検出回路Dは、タッチ検出信号と基準電位とを比較して、タッチ検出信号を読み取る。
【0562】
<第6の実施形態に係る表示装置の動作例>
図44は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作シーケンスを示す図である。図44は、タッチ検出機能付き表示装置1gの2つのフレームに対する動作シーケンスを示している。図44に示すように、1つ目のフレーム(タイミングt100からタイミングt107まで)および1つ目のフレーム(タイミングt107からタイミングt114まで)において、タッチ検出機能付き表示装置1gは、第1のユニットUから第LのユニットUまでのL個のユニット(図6参照)に対して、順次制御を実行する。
【0563】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt100からタイミングt101までの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像検出(正極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt100からタイミングt101までの画像検出の際は、正極性だけの画素信号を印加して、画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt100からタイミングt101までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0564】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt101からタイミングt102までの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0565】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt102からタイミングt103までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像検出(正極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt102からタイミングt103までの画像検出の際は、正極性だけの画素信号を印加して、画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt102からタイミングt103までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0566】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt103からタイミングt104までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0567】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt104からタイミングt105までの間において、タイミングt102からタイミングt104までの間と同様に、画像表示及び画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt105からタイミングt106までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの1つ目のフレームにおける画像検出(正極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt105からタイミングt106までの画像検出の際は、正極性だけの画素信号を印加して、画像検出(正極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt105からタイミングt106までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0568】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt106からタイミングt107までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0569】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt107からタイミングt108までの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像検出(負極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt107からタイミングt108までの画像検出の際は、負極性だけの画素信号を印加して、画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt107からタイミングt108までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0570】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt108からタイミングt109までの間において、第1のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0571】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt109からタイミングt110までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像検出(負極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt109からタイミングt110までの画像検出の際は、負極性だけの画素信号を印加して、画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt109からタイミングt110までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0572】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt110からタイミングt111までの間において、第2のユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0573】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt111からタイミングt112までの間において、タイミングt109からタイミングt111までの間と同様に、画像表示及び画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt112からタイミングt113までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでの2つ目のフレームにおける画像検出(負極性の画素信号の検出)及び画像表示を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt112からタイミングt113までの画像検出の際は、負極性だけの画素信号を印加して、画像検出(負極性の画素信号の検出)を実行する。タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt112からタイミングt113までの画像表示の際は、正極性及び負極性の両方の画素信号を印加して、画像表示を実行する。
【0574】
タッチ検出機能付き表示装置1gは、タイミングt113からタイミングt114までの間において、第LのユニットUに含まれる(M/L)水平ラインでのタッチ検出を実行する。
【0575】
図45は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。
【0576】
タイミング信号TSVDの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt120からタイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt132までの期間は、1つ目のフレームの画像検出及び画像表示並びにタッチ検出の期間である。タイミング信号TSVDの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt132以降の期間は、2つ目のフレームの画像検出及び画像表示並びにタッチ検出の期間である。
【0577】
COG11からCOF12gに出力される検出制御用のタイミング信号HSYNCは、COG11が表示部DSPに画像を表示させる表示制御用の水平同期信号と同じ周波数の信号が例示される。
【0578】
COG11は、全期間において、ハイレベルの制御信号SEL及びSEL図43参照)を水平ドライバ8に出力する。従って、スイッチSWからSW12までは、導通状態になる。
【0579】
タイミングt121からタイミングt124までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0580】
ホストHSTは、タイミングt121において、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図38参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0581】
タイミングt121から一定時間後のタイミングt122までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0582】
水平ドライバ8は、タイミングt121からタイミングt122までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0583】
タイミングt122からタイミングt123までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0584】
COG11は、タイミングt122において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0585】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0586】
また、COG11は、タイミングt121からタイミングt123までの間は、ローレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0587】
再び図43を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt122で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt122で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt122で、検出信号を読み取り、COF12gは、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。検出信号は、図25等と同様に、スパイク状の信号である。なお、COF12gは、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0588】
タイミングt123からタイミングt124までは、1つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0589】
COG11は、タイミングt123において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0590】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0591】
また、COG11は、タイミングt123からタイミングt124までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9gは、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0592】
また、COG11は、タイミングt123からタイミングt124までの間は、制御信号SEL図43参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31及びSW32は、遮断状態になり、検出回路INT及びINTは、駆動信号VCOMを読み取らない。
【0593】
タイミングt124からタイミングt127までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0594】
ホストHSTは、タイミングt124において、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図38参照)に一時記憶する。
【0595】
タイミングt124から一定時間後のタイミングt125までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0596】
水平ドライバ8は、タイミングt124からタイミングt125までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt124からタイミングt125までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0597】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0598】
タイミングt125からタイミングt126までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画像検出期間である。
【0599】
COG11は、タイミングt125において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に正極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0600】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGMINUS)を維持する。
【0601】
また、COG11は、タイミングt125からタイミングt126までの間は、ローレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0602】
再び図43を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGPLUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt125で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt125で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt125で、検出信号を読み取り、COF12gは、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、正極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12gは、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、正極性の検出画素データを取得しても良い。
【0603】
タイミングt126からタイミングt127までは、1つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0604】
COG11は、タイミングt126において、バッファ11aに記憶されている、1つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0605】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(1つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持し、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、1つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。
【0606】
また、COG11は、タイミングt126からタイミングt127までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9gは、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0607】
また、COG11は、タイミングt126からタイミングt127までの間は、制御信号SEL図43参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31は、遮断状態になり、検出回路INTは、駆動信号VCOMを読み取らない。
【0608】
COG11及びCOF12gは、以降同様にして、1つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの正極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0609】
タイミングt128からタイミングt131までは、1つ目のフレームの第1のユニットUのタッチ検出期間である。タッチ検出期間については、後で詳細に説明する。
【0610】
タイミングt133からタイミングt136までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0611】
ホストHSTは、タイミングt133において、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データをバッファ11a(図38参照)に一時記憶する。従って、バッファ11aは、1水平ラインの画像データを記憶可能な記憶容量を有すれば良い。
【0612】
タイミングt133から一定時間後のタイミングt134までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0613】
水平ドライバ8は、タイミングt133からタイミングt134までの期間に、接地電位GNDを全部の信号線SLに出力し、全部の信号線SLを接地電位GNDにプリチャージする。
【0614】
タイミングt134からタイミングt135までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0615】
COG11は、タイミングt134において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(接地電位GND)を維持する。
【0616】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(接地電位GND)を維持する。
【0617】
また、COG11は、タイミングt134からタイミングt135までの間は、ローレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0618】
再び図43を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt134で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt134で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt134で、検出信号を読み取り、COF12gは、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12gは、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0619】
タイミングt135からタイミングt136までは、2つ目のフレームの第1の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0620】
COG11は、タイミングt135において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第1の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0621】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0622】
また、COG11は、タイミングt135からタイミングt136までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9gは、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0623】
また、COG11は、タイミングt135からタイミングt136までの間は、制御信号SEL図43参照)をローレベルにする。従って、スイッチSW31及びSW32は、遮断状態になり、検出回路INT及びINTは、駆動信号VCOMを読み取らない。
【0624】
タイミングt136以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)期間である。
【0625】
ホストHSTは、タイミングt136において、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをCOG11に出力する。COG11は、ホストHSTから供給される2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データをバッファ11a(図38参照)に一時記憶する。
【0626】
タイミングt136から一定時間後のタイミングt137までの期間は、信号線SLのプリチャージ期間である。
【0627】
水平ドライバ8は、タイミングt136からタイミングt137までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、接地電位GNDを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群を接地電位GNDにプリチャージする。また、水平ドライバ8は、タイミングt136からタイミングt137までの期間に、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0628】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、接地電位GNDを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0629】
タイミングt137からタイミングt138までは、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画像検出期間である。
【0630】
COG11は、タイミングt137において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に負極性の画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0631】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUSを出力する。また、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第1の水平ラインの画素信号SIGPLUS)を維持する。
【0632】
また、COG11は、タイミングt137からタイミングt138までの間は、ローレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、遮断状態になる。これにより、全部の駆動電極COMLは、フローティング状態になる。
【0633】
再び図43を参照すると、駆動電極COMLがフローティング状態であると、信号線SL、SL及びSLと駆動電極COMLとが容量結合するので、信号線SL、SL及びSLに供給される画素信号SIGMINUSに起因して、駆動電極COMLに検出信号が生ずる。COG11は、タイミング信号HSYNCに基づくタイミング、例えばタイミングt137で、制御信号SELをハイレベルにする。従って、スイッチSW31は、タイミングt137で、導通状態になる。検出回路INTは、タイミングt137で、検出信号を読み取り、COF12gは、検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、負極性の検出画素データを取得できる。なお、COF12gは、検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、負極性の検出画素データを取得しても良い。
【0634】
タイミングt138以降は、2つ目のフレームの第2の水平ラインの表示書込み(画像表示)期間である。
【0635】
COG11は、タイミングt138において、バッファ11aに記憶されている、2つ目のフレームの第2の水平ラインの画像データに基づいて、水平ドライバ8に画素信号の出力を行わせる。水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の一方の群の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目及び偶数番目の内の他方の群に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0636】
例えば、水平ドライバ8は、N本の信号線SLの内の偶数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)の電位(2つ目のフレームの第2の水平ラインの負極性の画素信号SIGMINUS)を維持し、N本の信号線SLの内の奇数番目の群(図43の信号線SL、SL、SL、・・・参照)に、2つ目のフレームの第2の水平ラインの正極性の画素信号SIGPLUSを出力する。
【0637】
また、COG11は、タイミングt138からは、ハイレベルの制御信号SEL図43参照)を駆動電極ドライバ9gに出力する。従って、スイッチSW21及びSW22は、導通状態になる。駆動電極ドライバ9gは、全部の駆動電極COMLに駆動信号VCOMを出力する。これにより、画素電極PE(図3参照)の各々と駆動電極COMLとの間に電界が形成され、画像が表示される。
【0638】
COG11及びCOF12gは、以降同様にして、2つ目のフレームの第3の水平ラインから第Mの水平ラインまでの負極性の画像検出、及び、表示書込み(画像表示)を行う。
【0639】
図46は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作例の動作タイミングを示す図である。図46は、図45のタイミングt128からt131までの期間、つまり1つ目のフレームの第1のユニットUのタッチ検出期間を詳しく示す図である。
【0640】
COG11からCOF12gに出力されるタッチ検出制御用のタイミング信号TSHDは、画像表示期間及び画像検出期間並びにタッチ検出期間を表す信号である。COG11は、画像表示期間及び画像検出期間では、ローレベルのタイミング信号TSHDをCOF12gに出力する。COG11は、タッチ検出期間では、ハイレベルのタイミング信号TSHDをCOF12gに出力する。
【0641】
COG11から駆動電極ドライバ9gに出力される制御信号EXVCOMの1つ目の立ち上がりエッジのタイミングt129から制御信号EXVCOMの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt130までの期間は、1つ目の駆動電極ブロック(1検出ブロック)のタッチ検出期間である。制御信号EXVCOMの2つ目の立ち上がりエッジのタイミングt130以降の期間は、2つ目以降の駆動電極ブロックのタッチ検出期間である。
【0642】
走査回路SC(図43参照)は、タイミングt129で制御信号EXVCOMが入力されると、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを1つ目の駆動電極ブロックに接続する。タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPは、タッチ検出駆動信号Vcomtmを、1つ目の駆動電極ブロックに出力する。
【0643】
また、COG11は、タイミングt128からタイミングt131までの間は、ハイレベルの制御信号SEL図43参照)をCOF12gに出力する。従って、スイッチSW61及びSW62は、導通状態になる。検出回路Dは、タイミングt128で、タッチ検出信号を読み取り、COF12gは、タッチ検出信号をサンプリング及びAD変換することにより、タッチ検出データを取得できる。なお、COF12gは、タッチ検出信号のピークの電圧を読み取ることにより、タッチ検出データを取得しても良い。
【0644】
COG11及びCOF12gは、以降同様にして、2つ目以降の駆動電極ブロックのタッチ検出を行う。
【0645】
図47は、第6の実施形態に係る表示装置の動作例の動作を示すフローチャートである。タッチ検出機能付き表示装置1gは、フレームごとに、図47に示す動作を実行する。
【0646】
ステップS300からステップS308までは、第1の実施形態の図13のフローチャートのステップS200からステップS208までと同様であるので、説明を省略する。
【0647】
ホストHSTは、ステップS310において、変数iの値が(M/L)の倍数に等しいか否か、つまり1つのユニットの画像検出及び画像表示が終了したか否かを判定する。ホストHSTは、変数iの値が(M/L)の倍数に等しいと判定したら(ステップS310でYes)、処理をステップS312に進め、変数iの値が(M/L)の倍数に等しくないと判定したら(ステップS310でNo)、処理をステップS314に進める。
【0648】
COG11及びCOF12gは、ステップS312において、タッチを検出する。COG11及びCOF12gは、複数の駆動電極ブロックをL個のグループに分け、画像検出及び画像表示がされたユニットの番号に対応するグループを駆動して、タッチを検出する。
【0649】
ステップS314からステップS328までは、第1の実施形態の図13のフローチャートのステップS210からステップS224までと同様であるので、説明を省略する。
【0650】
第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gのパネルPNLgは、いわゆる横電界型の液晶表示装置に適用可能であり(図4参照)、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能である(図14参照)。
【0651】
第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gは、第1の実施形態に係る表示装置と同様の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gは、画像検出に加えて、タッチ検出を行うことができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの駆動電極COMLで、検出信号を検出しても良い。
【0652】
(第7の実施形態)
図48は、第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図48は、パネルPNLhにおける、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9hの内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12の内の、4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0653】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のパネルPNLhの構成は、第3の実施形態に係る表示装置のパネルPNLc(図21参照)と比較して、駆動電極ドライバ9hが、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMP及びスイッチSW71を更に含んでいる。
【0654】
スイッチSW71は、COG11から供給される制御信号SELがハイレベルの場合に、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、制御信号SELがローレベルの場合に、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPと駆動電極COMLとの間を遮断する。タッチ検出期間では、制御信号SELは、ハイレベルになり、スイッチSW71は、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPと駆動電極COMLとの間を導通し、タッチ検出駆動信号Vcomtsが駆動電極COMLに供給される。画像表示期間及び画像検出期間では、制御信号SELは、ローレベルになり、スイッチSW71は、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPと駆動電極COMLとの間を遮断し、タッチ検出駆動信号Vcomtsが駆動電極COMLに供給されない。
なお、図48では、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPが、タッチ検出駆動信号Vcomtsを全ての駆動電極COMLに供給するが、これに限定されない。タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPと、複数の駆動電極COMLと、の間に各々スイッチを設けて、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPが、タッチ検出駆動信号Vcomtsを複数の駆動電極COMLに個別に順次供給するようにしても良い。また、複数のタッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを、複数の駆動電極COML毎に設けて、複数の駆動電極COMLを同時に駆動させて検出を行っても良い。また、複数の駆動電極COMLを複数の駆動電極ブロックに分けて、複数の駆動電極ブロック毎に各々タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPを設けてブロック単位で駆動させて検出を行っても良い。そして、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPが、タッチ検出駆動信号Vcomtsを、駆動電極ブロック内の複数の駆動電極COMLに順次供給しても良い。または、タッチ検出駆動信号出力アンプTDAMPが、タッチ検出駆動信号Vcomtsを、駆動電極ブロック内の全部の駆動電極COMLに供給しても良い。
【0655】
次に、図49から図52を参照して、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
【0656】
図49は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図50は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図51は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図52は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
【0657】
図49左図は、被検出物が接触又は近接していない状態において、スイッチSW111により電源Vddと検出電極E11とが接続され、スイッチSW112により検出電極E11がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E11が有する容量Cx1が充電される。図49右図は、スイッチSW111により、電源Vddと検出電極E11との接続がオフされ、スイッチSW112により、検出電極E11とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷はコンデンサCcrを介して放電される。
【0658】
図50左図は、被検出物が接触又は近接した状態において、スイッチSW111により電源Vddと検出電極E11とが接続され、スイッチSW112により検出電極E11がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E11が有する容量Cx1に加え、検出電極E11に近接している被検出物により生じる容量Cx2も充電される。図50右図は、スイッチSW111により、電源Vddと検出電極E11がオフされ、スイッチSW112により検出電極E11とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷と容量Cx2の電荷とがコンデンサCcrを介して放電される。
【0659】
ここで、図49右図に示す放電時(被検出物が接触または近接していない状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性に対して、図50右図に示す放電時(被検出物が接触又は近接した状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性は、容量Cx2が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、コンデンサCcrの電圧変化特性が、容量Cx2の有無により異なることを利用して、被検出物の接触又は近接の有無を判定している。
【0660】
具体的には、検出電極E11に所定の周波数(例えば数kHz~数百kHz程度)の交流矩形波Sg(タッチ検出駆動信号Vcomts、図52参照)が印加される。図51に示す電圧検出器DEは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(波形V13、V14)に変換する。電圧検出器DEは、例えば図48に示すCOF12に含まれる検出回路INT1-1、INT1-2、・・・である。
【0661】
上述のように、検出電極E11は、スイッチSW111及びスイッチSW112で切り離すことが可能な構成となっている。図52において、時刻T01のタイミングで、交流矩形波Sgは、電圧V10に相当する電圧レベルに上昇する。このとき、スイッチSW111はオンしており、スイッチSW112はオフしている。このため、検出電極E11の電圧も、電圧V10に上昇する。
【0662】
次に時刻T11のタイミングの前に、スイッチSW111をオフとする。このとき、検出電極E11はフローティング状態であるが、検出電極E11の容量Cx1(図49参照)、あるいは検出電極E11の容量Cx1に被検出物の接触又は近接よる容量Cx2を加えた容量(Cx1+Cx2、図50参照)によって、検出電極E11の電位はV10が維持される。さらに、時刻T11のタイミングの前にスイッチSW113をオンさせ、所定の時間経過後にオフさせ、電圧検出器DEをリセットさせる。このリセット動作により、電圧検出器DEの出力電圧であるタッチ検出信号Vdetは、基準電位Vrefと略等しい電圧となる。
【0663】
続いて、時刻T11のタイミングでスイッチSW112をオンさせると、電圧検出器DEの反転入力部が検出電極E11の電圧V10となる。その後、検出電極E11の容量Cx1(またはCx1+Cx2)と電圧検出器DE内の容量C5の時定数に従って、電圧検出器DEの反転入力部は、基準電位Vrefまで低下する。このとき、検出電極E11の容量Cx1(またはCx1+Cx2)に蓄積されていた電荷が電圧検出器DE内の容量C5に移動するので、電圧検出器DEの出力電圧であるタッチ検出信号Vdet2が上昇する。
【0664】
電圧検出器DEの出力電圧であるタッチ検出信号Vdet2は、検出電極E11に被検出物が近接していないときは、実線で示す波形V13となり、Vdet2=Cx1×V10/C5となる。
【0665】
電圧検出器DEの出力電圧であるタッチ検出信号Vdet2は、被検出物の影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形V14となり、Vdet2=(Cx1+Cx2)×V10/C5となる。
【0666】
その後、検出電極E11の容量Cx1(またはCx1+Cx2)の電荷が容量C5に十分移動した後の時刻T31のタイミングでスイッチSW112をオフさせ、スイッチSW111及びスイッチSW113をオンさせることにより、検出電極E11の電位を交流矩形波Sgと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器DEをリセットさせる。なお、このとき、スイッチSW111をオンさせるタイミングは、スイッチSW112をオフさせた後、時刻T02以前であればいずれのタイミングでも良い。また、電圧検出器DEをリセットさせるタイミングは、スイッチSW112をオフさせた後、時刻T12以前であればいずれのタイミングとしても良い。
【0667】
以上の動作を所定の周波数(例えば数kHz~数百kHz程度)で繰り返す。波形V13と波形V14との差分の絶対値|ΔV|に基づいて、被検出物の有無(タッチの有無)を検出することができる。なお、検出電極E11の電位は、図52に示すように、被検出物が近接していないときはV11の波形となり、被検出物の影響による容量Cx2が付加されるときはV12の波形となる。波形V11と波形V12とが、それぞれ所定の閾値電圧VTHまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無(タッチの有無)を測定することも可能である。
【0668】
本実施形態において、パネルPNLhは、駆動電極ドライバ9hから供給されるタッチ検出駆動信号Vcomtsに従って、駆動電極COMLにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、駆動電極COMLは、タッチ検出信号Vdet2を出力する。
【0669】
本実施形態では、駆動電極COMLが、検出部DET及びタッチ検出部TDET(図37参照)に対応する。
【0670】
第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作のフローチャートは、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gの動作のフローチャート(図47参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0671】
第7の実施形態に係る表示装置のパネルPNLhは、いわゆる横電界型の液晶表示装置に適用可能であり(図20参照)、いわゆる縦電界型の液晶表示装置にも適用可能である。
【0672】
第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第3の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第7の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、画像検出に加えて、タッチ検出を行うことができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの駆動電極COMLで、検出信号を検出しても良い。
【0673】
(第8の実施形態)
図53は、第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
【0674】
パネルPNLiは、基板4iと、駆動電極ドライバ9gと、COF12gと、を含む。基板4iは、第1基板5iと、第1基板5iのZ方向側に配置され、第1基板5iと所定の間隙をもって対向する第2基板6iと、を含む。
【0675】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のパネルPNLiの構成は、第4の実施形態に係る表示装置のパネルPNLd(図22参照)と比較して、検出線RLが第2基板6iに配置されている。検出線RLは、画素Pixの2行ごとに、X方向に沿って延在する。従って、検出線RLの本数は、(M/2)本である。
【0676】
図54は、第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の水平ドライバ、駆動電極ドライバ及びCOFの構成を示す図である。図54は、水平ドライバ8の内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、駆動電極ドライバ9gの内の、4列の画素Pixを駆動する部分と、COF12gの内の、4列の画素の検出信号を読み取る部分と、を示す図である。
【0677】
駆動電極ドライバ9g、COF12g及び検出線RLの構成は、第6の実施形態(図43参照)と同様であるので、説明を省略する。
【0678】
第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第4の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。なお、第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、下記記載以外の特徴も有する。第8の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、画像検出に加えて、タッチ検出を行うことができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの検出線RLで、検出信号を検出しても良い。
【0679】
(第9の実施形態)
図55は、第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【0680】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1jの構成は、第6の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1gの構成と比較して、パネルPNLjが、画像を表示する表示部DSPと、被検出物OBJのタッチ検出面ISへの接触又は近接を検出するタッチ検出部TDETと、を含む。そして、検出部DETは、発光部BLに設けられている。
【0681】
図56は、第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュール構成を示す図である。
【0682】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1jのパネルPNLjは、基板4jを有する。基板4jは、第1基板5jと、第2基板6jと、を有する。パネルPNLiの構成は、第6の実施形態に係る表示装置のパネルPNLg(図38参照)と比較して、駆動電極COMLがCOF12gに接続されていない。
【0683】
本実施形態では、検出線RLが、図55のタッチ検出部TDETに対応する。
【0684】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1jの発光部BL及び検出部DETの構成は、第5の実施形態に係る表示装置1fの発光部BL及び検出部DETの構成(図29から図36まで参照)と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0685】
第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第5の実施形態に係る表示装置の特徴に加えて、下記の特徴を有する。第9の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、画像検出に加えて、タッチ検出を行うことができる。
また、表示装置は、少なくとも1つの信号線SLに正極性又は負極性の信号を入力し、正極性又は負極性の信号が入力された少なくとも1つの信号線SLに対応する少なくとも1つの検出線RLで、検出信号を検出しても良い。
【0686】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。実施形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0687】
1,1f 表示装置
1g,1j タッチ検出機能付き表示装置
2 表示制御部
3 検出制御部
4,4b,4c,4g,4i 基板
7 垂直ドライバ
8 水平ドライバ
9,9g,9h 駆動電極ドライバ
11 COG
12,12g COF
71 タッチ検出制御部
BL 発光部
COML 駆動電極
COMAMP,SIGAMP アンプ
DET 検出部
DSP 表示部
GL 走査線
HST ホスト
LC 液晶
PE 画素電極
Pix 画素
PNL,PNLa,PNLb,PNLc,PNLd,PNLe,PNLf,PNLg,PNLh,PNLi,PNLj パネル
RL 検出線
SL 信号線
TDAMP タッチ検出駆動信号出力アンプ
TDET タッチ検出部
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