JP5953242B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備した表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備した電子機器では、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。

また、近年、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりガラス基板等の透明な絶縁基板上にさまざまな材料で薄膜を形成し、切削や研削等の作業を繰り返し行うことにより、走査線や信号線からなる表示素子や、光センサ素子等を形成して、画像読取装置を製造する技術が研究されている。

また、画像読取装置の読み取り方式として、光センサ素子等に替えて導電性の電極を配置し、この電極と指等との間の容量変化によりパネル表面の指等の情報を検知するいわゆる静電容量方式により接触位置を検出する技術が研究されている。

特開２００４−９３８９４号公報

そして静電容量方式を用いた表示装置では、液晶などの表示パネル中にセンサ機能を組み込む、いわゆるインセル技術が盛んに開発されている。インセル技術によれば、別途作成したタッチパネルを液晶等に貼り合わせる必要がないため、電子機器全体の厚さや重量の増加を回避することが可能になる。さらに液晶等とタッチパネルの間に界面が存在しないため、界面で生じやすい光の反射が発生しないので、表示品位の点でも優れている。

ところで、このインセル技術を用いて表示パネル中にセンサ機能を組み込むことで、表示機能とセンサ機能とが近接して設置されることになる。そのため、センサの検知信号が表示パネルの表示パターンに影響され検知精度が低下する恐れがある。

また、このインセル技術を用いて表示パネル中に組み込まれる画像読取装置としてのセンサ回路には複数のＴＦＴ(Thin Film Transistor)が使用されている。一般に、ＴＦＴの閾値電圧にはバラつきが存在するため、数十〜数百万個のＴＦＴの閾値電圧を同一になるように製造することは困難である。この結果、センサ回路からの出力信号にバラつきが生じ検出精度の低下が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、入力機能付き表示装置の接触位置検知精度を向上することのできる表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による表示装置は、表示領域内にマトリクス状に配置された表示画素と、前記表示領域に接触した誘電体による容量結合の強弱を検出する画像読取装置と、前記画像読取装置のそれぞれのトランジスタを制御する制御部とを有し、前記画像読取装置は、前記画像読取装置を駆動する信号を供給するプリチャージゲート線、カップリングパルス線、及び読出しゲート線と、誘電体との間で容量を形成する検知電極と、前記検知電極に電圧を付与するプリチャージ線と、前記検知電極から検知信号を読み出す読出し線と、ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージ線に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続するプリチャージトランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージトランジスタの他方の電極に接続し、ゲート電極が前記検知電極に接続する増幅トランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が読出し線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する読出しトランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が前記検知電極に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続する補償トランジスタと、ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの一方の電極に接続し、他方の電極がカップリングパルス線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する電源切替トランジスタと、を有し、前記制御部は、前記検知電極に初期化電圧を付与する初期化期間と初期化電圧よりも高いプリチャージ電圧を与えるプリチャージ期間と誘電体との接触有無により検知電極に生じた電圧を前記読出し線を介して読み出す読出期間とを具備するように制御し、前記制御部は、前記初期化期間において、前記読出し線とプリチャージ線とに初期化電圧を付与し、プリチャージトランジスタと読出しトランジスタと補償トランジスタと電源切替トランジスタとを導通させる表示装置である。

本実施の形態の表示装置の構成を示す概略の平面図。 本実施の形態の表示装置の一断面を示す図。 本実施の形態におけるセンサ回路の等価回路を示す図。 本実施形態に係る表示装置の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャート。 本実施の形態の表示装置における画素レイアウトを示す図。 本実施の形態の表示装置における表示とセンサとの駆動方法を説明するための図。

以下、本発明の一実施形態に係る表示装置および表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。なお、以下では画像読取装置をセンサ回路として説明する。

図１は、本実施の形態の表示装置の構成を示す概略の平面図である。
本実施形態に係る表示装置１は、液晶表示パネルＰＮＬ、及び回路基板６０を備えている。液晶表示パネルＰＮＬの端部には、フレキシブル基板ＦＣ１、ＦＣ２の一端が電気的に接続されている。フレキシブル基板ＦＣ１、ＦＣ２の他端には回路基板６０が電気的に接続されている。

液晶表示パネルＰＮＬは、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示部ＤＹＰと、表示部ＤＹＰの周囲に配置された走査線駆動回路ＹＤと信号線駆動回路ＸＤと、を備えている。そして、回路基板６０は、表示装置の表示動作を制御すると共に、液晶表示パネルＰＮＬに設けられたセンサ回路（後述する）を制御する。即ち、回路基板６０は、外部信号源ＳＳから取得した映像信号を液晶表示パネルＰＮＬに出力する。また回路基板６０は、センサ回路を動作させる信号を供給するとともに、センサ回路から取得した出力信号を制御部６５へ出力する。

図２は、本実施の形態の表示装置の一断面を示す図である。
本実施形態に係る表示装置１は、液晶表示パネルＰＮＬ、照明ユニット、フレーム４０、ベゼルカバー５０、回路基板６０、及び保護ガラスＰＧＬを備えている。

照明ユニットは、液晶表示パネルＰＮＬの背面側に配置される。フレーム４０は、液晶表示パネルＰＮＬと照明ユニットとを支持する。ベゼルカバー５０は、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを露出させるようにフレーム４０に取り付けられる。回路基板６０は、フレーム４０の背面側に配置される。保護ガラスＰＧＬは、ベゼルカバー５０上に接着剤７０により固定される。

液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１０と、アレイ基板１０と対向するように配置された対向基板２０と、アレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層ＬＱとを備えている。アレイ基板１０は液晶層ＬＱと反対側の主面に取り付けられた偏光板１０Ａを備えている。対向基板２０は液晶層ＬＱと反対側の主面に取り付けられた偏光板２０Ａを備えている。

照明ユニットは、図示しない光源、導光体３２、プリズムシート３４、拡散シート３６、及び反射シート３８を備えている。
導光体３２は、光源から入射された光を液晶表示パネルＰＮＬ側に向けて出射する。プリズムシート３４および拡散シート３６は、液晶表示パネルＰＮＬと導光体３２との間に配置された光学シートである。反射シート３８は、液晶表示パネルＰＮＬとは反対側の導光体３２の主面と対向するように配置される。プリズムシート３４および拡散シート３６は、導光体３２から出射された光を集光および拡散する。

保護ガラスＰＧＬは、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを外部からの衝撃から保護している。なお、保護ガラスＰＧＬは、省略することも可能である。

続いて、図１に示す表示装置について詳細に説明する。

液晶表示パネルＰＮＬは、一対の電極基板であるアレイ基板１０および対向基板２０間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。アレイ基板１０に設けられた画素電極ＰＥおよび対向基板２０に設けられた共通電極ＣＥから液晶層ＬＱに印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＰＮＬの透過率が制御される。

アレイ基板１０では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板（不図示）上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線ＧＬが複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数の信号線ＳＬが複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。

各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ＡＬで覆われる。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは液晶層ＬＱの一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。

ゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬの交差位置近傍には、複数の画素スイッチＳＷＰが配置される。各画素スイッチＳＷＰは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ : Thin Film Transistor）であって、ゲートがゲート線ＧＬに接続され、ソース−ドレインパスが信号線ＳＬおよび画素電極ＰＥ間に接続され、対応ゲート線ＧＬを介して駆動されたときに対応信号線ＳＬおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

更に、アレイ基板１０には、センサ回路１２０が設けられ、このセンサ回路１２０を駆動するためのカップリングパルス線ＣＰＬ、プリチャージゲート線ＰＧＬ、および読み出しゲート線ＲＧＬが、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される。
なお、本実施形態では、信号線ＳＬは、センサ回路１２０を駆動する信号を供給するプリチャージ線ＰＲＬ、および、読み出し線ＲＯＬとしても用いられる。

走査線駆動回路ＹＤは、複数のゲート線ＧＬに画素スイッチＳＷＰをオンする（ソース−ドレインパスを導通させる）ためのゲート電圧を供給して、ゲート線ＧＬを順次駆動する。また、走査線駆動回路ＹＤは、複数のカップリングパルス線ＣＰＬ、複数のプリチャージゲート線ＰＧＬ、および複数の読み出しゲート線ＲＧＬを所定のタイミングで駆動して、センサ回路１２０を駆動させる。

信号線駆動回路ＸＤは、ソース−ドレインパスが導通した画素スイッチＳＷＰを介して、信号線ＳＬから画素電極ＰＥへ映像信号を供給する。

回路基板６０は、出力回路部ＯＣＴ、入力回路部ＩＣＮＴ、Ｄ／Ａ変換部ＤＡＣ、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣ、インタフェース部Ｉ／Ｆ、及びタイミングコントローラＴＣＯＮを備えている。

タイミングコントローラＴＣＯＮは、回路基板６０に搭載される各部の動作、走査線駆動回路ＹＤ、信号線駆動回路ＸＤ、共通電極駆動回路及びセンサ回路１２０の動作を制御する。

外部信号源ＳＳからインタフェース部Ｉ／Ｆを介して取り込まれたデジタル映像信号は、Ｄ／Ａ変換部ＤＡＣによってアナログ信号に変換され、所定のタイミングで入力回路部ＩＣＮＴにより信号線ＳＬに出力される。

センサ回路１２０からの出力信号は、出力回路部ＯＣＴにより所定のタイミングでＡ／Ｄ変換部ＡＤＣへ供給され、デジタル信号に変換されて、インタフェース部Ｉ／Ｆに供給される。インタフェース部Ｉ／Ｆは、受信したデジタル信号を制御部６５へ出力する。制御部６５は、受信したデジタル信号により座標計算を行なって、指先やペン先等が接触した座標位置を検出する。

図３は、本実施の形態におけるセンサ回路１２０の等価回路を示す図である。
センサ回路１２０は、検知電極７、プリチャージ線ＰＲＬ、読み出し線ＲＯＬ、プリチャージゲート線ＰＧＬ、カップリングパルス線ＣＰＬ、読み出しゲート線ＲＧＬ、カップリング容量８、プリチャージＴＦＴ６、増幅ＴＦＴ９、読み出しＴＦＴ１２、補償ＴＦＴ１３、電源切替ＴＦＴ１４、を備えている。また、センサ回路１２０の外部において、プリチャージ線選択ＴＦＴ１５がプリチャージ線ＰＲＬと接続し、読み出し線選択ＴＦＴ１６が読み出し線ＲＯＬと接続して設けられている。

検知電極７は、接触体（誘電体）の有無による検知容量の変化を検出する。プリチャージ線ＰＲＬは、検知電極７にプリチャージ電圧を供給する。読み出し線ＲＯＬは、検知電極７の電圧を取り出す。プリチャージゲート線ＰＧＬ、カップリングパルス線ＣＰＬ、読み出しゲート線ＲＧＬは、センサ回路１２０の動作を駆動するための信号を供給する。

プリチャージＴＦＴ６は、プリチャージ電圧を検知電極７へ書き込み、かつ保持するためのスイッチである。カップリング容量８は、検知電極７に検知容量の変化による電圧差を生じさせる。増幅ＴＦＴ９は、検知電極７に生じた電圧を増幅するためのスイッチである。読み出しＴＦＴ１２は、増幅された電圧を読み出し線ＲＯＬへ出力し、かつ保持するためのスイッチである。補償ＴＦＴ１３は、プリチャージ電圧を検知電極７に供給するための経路を断続するスイッチである。電源切替ＴＦＴ１４は、カップリングパルス線ＣＰＬからの信号を増幅ＴＦＴ９に供給するための経路を断続するスイッチである。

プリチャージ線ＰＲＬ、および、読み出し線ＲＯＬは信号線ＳＬと共通の配線を用いている。なお、センサ回路１２０は複数の画素ＰＸに対して１つ配置されるため、信号線ＳＬの一部が共用されることになる。

プリチャージＴＦＴ６は例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージゲート線ＰＧＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極がプリチャージ線ＰＲＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が増幅ＴＦＴ９のソース電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

増幅ＴＦＴ９は例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が検知電極７と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が電源切替ＴＦＴ１４のドレイン電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が読み出しＴＦＴ１２のソース電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

読み出しＴＦＴ１２は例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出しゲート線ＲＧＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が増幅ＴＦＴ９のドレイン電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が読み出し線ＲＯＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

補償ＴＦＴ１３は例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージゲート線ＰＧＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が増幅ＴＦＴ９のドレイン電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が検知電極７と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

電源切替ＴＦＴ１４は例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出しゲート線ＲＧＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極がカップリングパルス線ＣＰＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が増幅ＴＦＴ９のソース電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

プリチャージ線選択ＴＦＴ１５は、例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージ選択線ＰＳＥＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が電圧源ＰＰＳと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極がプリチャージ線ＰＲＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

読み出し線選択ＴＦＴ１６は、例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出し選択線ＲＳＥＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が電圧源ＰＰＳと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が読み出し線ＲＯＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。

図４は、本実施の形態に係る表示装置１の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。

電圧源ＰＰＳからは、図４の電圧源波形で示すように、最初に初期化電圧が供給され、続いてプリチャージ電圧が供給される。ここで、初期化電圧はプリチャージ電圧よりも低い電圧である。例えば、表示電圧（例えば、０〜１０Ｖ）に対して０Ｖ付近の電圧である。

電圧源ＰＰＳから初期化電圧が供給される状態において、プリチャージゲート線ＰＧＬに駆動信号であるプリチャージゲート信号ＰＧが出力される。読み出しゲート線ＲＧＬに駆動信号である読み出しゲート信号ＲＧが出力される。プリチャージ選択線ＰＳＥＬには、駆動信号であるプリチャージ線選択信号ＰＳＥが出力される。読み出し選択線ＲＳＥＬには、駆動信号である読み出し線選択信号ＲＳＥが出力される。

［タイミングＴ１での動作：初期化動作］
プリチャージ線選択信号ＰＳＥ、読み出し線選択信号ＲＳＥがオンレベル（ローレベル）のタイミングでそれぞれプリチャージ線選択ＴＦＴ１５、読み出し線選択ＴＦＴ１６がオンとなり、それぞれプリチャージ線ＰＲＬ、読み出し線ＲＯＬに電圧源ＰＰＳより初期化電圧が付与される。

読み出しゲート信号ＲＧがオンレベル（ローレベル）のタイミングで読み出しゲート線ＲＧＬに接続する読み出しＴＦＴ１２がオンとなる。またプリチャージゲート信号ＰＧがオンレベル（ローレベル）のタイミングでプリチャージゲート線ＰＧＬに接続する、補償ＴＦＴ１３及びプリチャージＴＦＴ６がオンとなる。

この結果、読み出し線ＲＯＬに付与された初期化電圧が読み出しＴＦＴ１２及び補償ＴＦＴ１３を介して検知電極７に付与される。ここで、初期化電圧は上述のように０Ｖ付近の電圧であり、通常のプリチャージ電圧よりもレベルの低い電圧である。そのため、検知電極７の電位も低くなり、増幅ＴＦＴ９がオンする。その結果、プリチャージ線ＰＲＬに付与された初期化電圧がプリチャージＴＦＴ６及び増幅ＴＦＴ９を介して検知電極７に付与される。

このように、読み出し線ＲＯＬ、プリチャージ線ＰＲＬ、検知電極７を低い電圧で保持することによって、表示期間におけるこれらの信号線、及び検知電極に残存する電位の影響を除去（初期化）することができる。

［タイミングＴ２での動作：閾値電圧補償動作］
読み出しゲート信号ＲＧ、読み出し線選択信号ＲＳＥをオフレベルとする。これによって、読み出し線ＲＯＬを介した初期化電圧の供給は停止し、プリチャージ線ＰＲＬを介した初期化電圧の供給が継続する。

この状態において、補償ＴＦＴ１３がオンされているため、増幅ＴＦＴ９のゲートとドレインとが電気的に接続された状態となる。従って、検知電極７には、増幅ＴＦＴ９の閾値電圧Ｖｔｈが印加される。即ち、検知電極７には閾値電圧のばらつきを補償する電圧が印加される。そのため、ゲート電極の電圧は、増幅ＴＦＴ９の閾値電圧のバラツキを反映した電圧となっている。

［タイミングＴ３での動作］
カップリングパルス線ＣＰＬに供給するカップリングパルス信号ＣＰの電位を低く設定する。このカップリングパルス信号ＣＰは、カップリング容量８の一端に付与され、その結果検知電極７の電位が引き下げられる。従って、後述する接触体の有無による検知電極７の電位の変動を大きくすることができる。

［タイミングＴ４での動作：プリチャージ動作］
電圧源ＰＰＳから供給される電圧が、初期化電圧からプリチャージ電圧に変更される。プリチャージ電圧は、プリチャージ線ＰＲＬ、プリチャージＴＦＴ６、増幅ＴＦＴ９、補償ＴＦＴ１３を介して検知電極７に付与される。この結果、検知電極７の電位は初期化電圧印加時よりも上昇する。なお、上述したように、増幅ＴＦＴ９のゲート電極の電圧は、検知電極７の電圧が印加されて、増幅ＴＦＴ９の閾値電圧のバラツキを補償する電圧となっている。

［タイミングＴ５での動作］
プリチャージゲート信号ＰＧ、プリチャージ線選択信号ＰＳＥをオフレベル（ハイレベル）とする。この結果、検知電極７はフローティング状態となり、接触体（指１０）の有無に依存して、検知容量１１を介した検知電極７の電位が変動する。

［タイミングＴ６での動作］
カップリングパルス線ＣＰＬに供給するカップリングパルス信号ＣＰの電位を高く設定する。このカップリングパルス信号ＣＰは、カップリング容量８の一端に付与され、その結果検知電極７の電位が引き上げられる。図４の検知電極電圧で示すように検知電極電位(指なし)と、検知電極電位(指あり)との間に電圧差を生じさせることができる。

［タイミングＴ７での動作］
タイミングＴ７では、読み出しゲート線ＲＧＬに供給する読み出しゲート信号ＲＧをオンレベル（ローレベル）とする。電源切替ＴＦＴ１４がオンとなり、カップリングパルス線ＣＰＬに供給されたカップリングパルス信号ＣＰが電源切替ＴＦＴ１４を介して増幅ＴＦＴ９のソース電極に入力する。上述のように、増幅ＴＦＴ９の動作点（増幅度）は、検知電極７の電圧によって変動する。従って、増幅ＴＦＴ９のドレイン電極からは接触体（指１０）の有無を表す増幅された電圧が出力する。

また、読み出しゲート信号ＲＧがオンレベル（ローレベル）となることによって読み出しＴＦＴ１２が導通し、増幅ＴＦＴ９からの検知信号が読み出しＴＦＴ１２を介して読み出し線ＲＯＬに出力される。図４に示す読出し線ＲＯＬに出力される電圧波形はこの電圧変動を示したものであり、出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との間には電圧差が生じる。

そこで、読み出しゲート線ＰＧＬがオンしてからの出力期間経過時（例えば、タイミングＴ８）での出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との出力電圧差を検出することにより指先やペン先等が接触している位置を検出することが可能となる。

なお、タイミングＴ１の初期化動作において、電源切替ＴＦＴ１４がオンすることにより、電源切替ＴＦＴ１４のドレイン電極（プリチャージＴＦＴ６のドレイン電極）側で、初期化電圧とカップリングパルス信号ＣＰの高電圧とがともに入力されることになる。このため、検知電極７の電圧は初期化電圧よりも高くなるが、増幅ＴＦＴ９の特性を選定することで、増幅ＴＦＴ９をオンとすることができる。

以上説明した本実施の形態の読取装置によれば次のような効果を奏する。

本実施の形態では、プリチャージ期間において、増幅ＴＦＴ９のドレイン電極を補償ＴＦＴ１３を介して検知電極７と接続する構成としている。このように構成することによって、プリチャ−ジ電圧書き込み時に増幅ＴＦＴ９の閾値電圧分だけオフセットをかけることができるため、増幅ＴＦＴ９の最適動作点が閾値電圧ばらつきの影響を受けないようすることができ、その結果高い読み取り性能を実現することが可能となる。

また、従来の画像読取装置の駆動方法では、センサ動作期間が開始してすぐにプリチャ−ジ電圧を印加していた。これに対し、本実施の形態に係る画像読取装置の駆動方法では、プリチャ−ジＴＦＴ６を介して検知電極７にプリチャ−ジ電圧を印加する前に読み出し線ＲＯＬを介して検知電極７に初期化電圧を印加している点が異なる。このように駆動することによって、表示信号の影響を除去できるとともに、プリチャ−ジ電圧を印加する前に検知電極７の電圧を低く設定することができるため、プリチャ−ジ電圧をより印加しやすくすることが可能となる。

さらに、プリチャ−ジＴＦＴ６を介して検知電極７にプリチャ−ジ電圧を印加する前に読み出し線ＲＯＬを介して検知電極７に初期化電圧を印加し、かつ同時にプリチャ−ジ線ＰＲＬにも初期化電圧を印加することにより、プリチャ−ジ電圧をより一段と印加しやすくすることが可能となる。

図５は、本実施の形態の表示装置における画素レイアウトを示す図である。図５に示すように、隣接する２つの画素行ごとに、それぞれの行の画素ＰＸを互いに向かいあわせるように配置する。そして、その２つの画素行間に所要のスペースを設け、そのスペースに検知電極７を含むセンサ回路１２０を形成する。

検知電極７は、行方向に沿った複数の画素ＰＸにわたる区間に一つ配置される。そして、プリチャージゲート線ＰＧＬ、カップリングパルス線ＣＰＬ、読出しゲート線ＲＧＬが行方向に沿って配設されている。また、画素ＰＸの列方向に沿って信号線ＳＬ（プリチャージ線ＰＲＬ、読出し線ＲＯＬを兼ねる）が設けられ、それぞれプリチャージＴＦＴ６、読み出しＴＦＴ１２と接続されている。このように、一つの検知電極７が行方向に沿った複数の画素ＰＸにわたる区間に設けられるのは、接触体（誘電体）との容量変化を感度良く検知するためである。

図６は、本実施の形態の表示装置における表示とセンサとの駆動方法を説明するための図である。この表示装置では、１６行の画素行に対して一つのセンサ行が設けられている。以下では、センサ行及び表示行を画面の上部から下方に向かって第１行目、第２行目、・・と区別する。

基本駆動方法では、まず第１行目のセンサ検知信号を読み出し、続いて第１行目から第１６行目の表示行に表示信号を出力する。次に第２行目のセンサ検知信号を読み出し、続いて第１７行目から第３２行目の表示行に表示信号を出力する。以下同様にしてセンサ検知信号の読出しと画像の表示とを繰り返して実行する。

２回駆動法では、まず第１行目のセンサ検知信号の読み出しを２回繰り返し、続いて第１行目から第１６行目の表示行に表示信号を出力する。次に第２行目のセンサ検知信号の読み出しを２回繰り返し、続いて第１７行目から第３２行目の表示行に表示信号を出力する。以下同様にして２回のセンサ検知信号の読み出しと画像の表示とを繰り返して実行する。

センサ検知動作時に上述の初期化動作を実行することによって、図６に示す駆動方法においても表示パターンの影響を除去することができる。

[本実施の形態のバリエーション]
上述の実施の形態は、種々のバリエーションの形態として構成することができる。

（１）上述の実施の形態においては、それぞれのＴＦＴはｐ型の薄膜トランジスタを用いて構成したが、ｎ型の薄膜トランジスタを用いて構成しても良い。

（２）上述の実施の形態においては、アクティブ型のセンサ回路を有するタッチパネルについて説明したが、アクティブ型のセンサ回路は上述の構成に限られない。またパッシブ型のセンサ回路を有するタッチパネルについても同様に適用することができる。

（３）上記実施形態に係る表示装置１は、ＴＮ(Twisted Nematic)モード、ＩＰＳモード、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モード等の表示モードを採用する液晶表示装置であってもよい。

（４）上記実施形態に係る表示装置は、カラー表示タイプ、白黒表示タイプの表示装置にも適用可能である。

（５）カップリングパルスはゲート線ＧＬから供給しなくても良く、例えば信号線ＳＬと並行した配線を追加してカップリングパルス線としても良い。

（６）なお、タイミングコントローラＴＣＯＮは、回路基板６０に設けられる態様に限られず、外部に設けられても良く、ＴＦＴ基板上に設けられても良い。

（７）増幅ＴＦＴ９は、実施の形態に限られず増幅器（アンプ）を用いて構成しても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＤＹＰ…表示部、ＹＤ…走査線駆動回路、ＸＤ…信号線駆動回路、ＰＧＬ…保護ガラス、ＧＬ…ゲート線、ＳＬ…信号線、ＰＸ…液晶画素、ＣＰＬ…カップリングパルス線、ＰＧＬ…プリチャージゲート線、ＲＧ…ゲート線、ＰＲＬ…プリチャージ線、ＲＯＬ…読み出し線、ＴＣＯＮ…タイミングコントローラ、ＲＧＬ…ゲート線、ＰＳＥＬ…プリチャージ選択線、ＰＰＳ…電圧源、ＲＳＥＬ…選択線、ＰＧＬ…ゲート線、６…プリチャージＴＦＴ、７…検知電極、８…カップリング容量、９…増幅ＴＦＴ、１２…読み出しＴＦＴ、１３…補償ＴＦＴ、１４…電源切替ＴＦＴ、１５…プリチャージ線選択ＴＦＴ、１６…読出線選択ＴＦＴ、１２０…センサ回路。

Claims (6)

1. 表示装置において、
   表示領域内にマトリクス状に配置された表示画素と、
   前記表示領域に接触した誘電体による容量結合の強弱を検出する画像読取装置と、
   前記画像読取装置のそれぞれのトランジスタを制御する制御部とを有し、
   前記画像読取装置は、
   前記画像読取装置を駆動する信号を供給するプリチャージゲート線、カップリングパルス線、及び読出しゲート線と、
   誘電体との間で容量を形成する検知電極と、
   前記検知電極に電圧を付与するプリチャージ線と、
   前記検知電極から検知信号を読み出す読出し線と、
   ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージ線に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続するプリチャージトランジスタと、
   ソース・ドレインの一方の電極がプリチャージトランジスタの他方の電極に接続し、ゲート電極が前記検知電極に接続する増幅トランジスタと、
   ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が読出し線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する読出しトランジスタと、
   ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの他方の電極に接続し、他方の電極が前記検知電極に接続し、ゲート電極がプリチャージゲート線に接続する補償トランジスタと、
   ソース・ドレインの一方の電極が増幅トランジスタの一方の電極に接続し、他方の電極がカップリングパルス線に接続し、ゲート電極が読出しゲート線に接続する電源切替トランジスタと、を有し、
   前記制御部は、前記検知電極に初期化電圧を付与する初期化期間と初期化電圧よりも高いプリチャージ電圧を与えるプリチャージ期間と誘電体との接触有無により検知電極に生じた電圧を前記読出し線を介して読み出す読出期間とを具備するように制御し、
   前記制御部は、前記初期化期間において、前記読出し線とプリチャージ線とに初期化電圧を付与し、プリチャージトランジスタと読出しトランジスタと補償トランジスタと電源切替トランジスタとを導通させる
   表示装置。
2. 前記読出し線とプリチャージ線は、前記表示画素に映像信号を供給する信号線と共用される、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記初期化電圧は略０Ｖの電圧である、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、前記初期化期間の後で且つ前記プリチャージ期間及び前記読出期間より前の閾値補償期間において、読出しトランジスタと電源切替トランジスタとを遮断するように制御する、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記制御部は、前記閾値補償期間の後のプリチャージ期間において、前記プリチャージ線にプリチャージ電圧を付与するように制御する、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記制御部は、前記プリチャージ期間の後の読出期間において、前記プリチャージトランジスタ及び補償トランジスタそれぞれを遮断し、前記電源切替トランジスタ及び読出しトランジスタそれぞれを導通するように制御する、請求項５に記載の表示装置。

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