(57)【要約】【課題】多機能化及び汎用性を実現した表示駆動回路を有する半導体装置と表示装置を提供する。【解決手段】表示パネルは、複数の選択線、複数の信号線及びそれぞれの交点に複数の画素が設けられる。上記表示パネルの複数の画素は、上記選択線が選択回路により順次選択される。表示駆動回路は、上記選択回路による選択線の選択タイミングに対応して表示電圧を形成して上記表示パネルの選択された画素に供給する。上記表示駆動回路は、上記表示電圧を形成する出力ＭＯＳＦＥＴと、上記出力ＭＯＳＦＥＴとゲート及びソースが接続されたセンスＭＯＳＦＥＴと、上記センスＭＯＳＦＥＴのドレイン電流と所定の基準電流との差分を取り出す電流センス回路とを有する。【選択図】図１
2009009432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に複数の表示電圧を供給する複数の表示駆動回路を有し、
上記表示駆動回路は、
上記表示電圧を形成する出力ＭＯＳＦＥＴと、
上記出力ＭＯＳＦＥＴとゲート及びソースが接続されたセンスＭＯＳＦＥＴと、
上記センスＭＯＳＦＥＴのドレイン電流と所定の基準電流との差分を取り出す電流センス回路とを有する半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記表示駆動回路は、
入力端子と帰還端子とを有する差動回路を有し、
上記出力ＭＯＳＦＥＴは、上記差動回路の出力信号がゲートに供給され、ドレインに電流源負荷手段が設けられ、
上記出力ＭＯＳＦＥＴの出力電圧は、上記帰還端子に帰還される半導体装置。
【請求項３】
複数の選択線、複数の信号線及びそれぞれの交点に設けられた複数の画素を有する表示パネルと、
上記選択線を順次選択する選択回路と、
上記選択回路による選択線の選択タイミングに対応して表示電圧を形成して上記表示パネルの選択された画素に供給する表示駆動回路とを有し、
上記表示駆動回路は、
上記表示電圧を形成する出力ＭＯＳＦＥＴと、
上記出力ＭＯＳＦＥＴとゲート及びソースが接続されたセンスＭＯＳＦＥＴと、
上記センスＭＯＳＦＥＴのドレイン電流と所定の基準電流との差分を取り出す電流センス回路とを有する表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記表示駆動回路は、
入力端子と帰還端子とを有する差動回路を有し、
上記出力ＭＯＳＦＥＴは、上記差動回路の出力信号がゲートに供給され、ドレインに電流源負荷手段が設けられ、
上記出力ＭＯＳＦＥＴの出力電圧は、上記帰還端子に帰還される表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記表示パネルは、表面部にデジタル方式のタッチパネルを有し、
上記タッチパネルは、
上記選択線に沿って設けられた複数の第１電極と、
上記信号線に沿って設けられた複数の第２電極とを有し、
上記複数の第１電極は、所定電流の電流検知回路が設けられ、
上記複数の第２電極は、それに対応した上記表示駆動回路の出力端子に接続され、
上記電流検知回路の出力信号と上記表示駆動回路のセンス回路の出力信号とが対となってタッチパネルの出力信号とされる表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
上記電流検知回路は、
上記第１電極に電流を供給するダイオード形態の第１ＭＯＳＦＥＴと、
上記１ＭＯＳＦＥＴと電流ミラー形態にされた第２ＭＯＳＦＥＴと、
上記第２ＭＯＳＦＥＴと直流形態にされて基準電流を流す第３ＭＯＳＦＥＴとを有し、
上記第２ＭＯＳＦＥＴと第３ＭＯＳＦＥＴの電流差を出力信号とする表示装置。
【請求項７】
請求項５において、
上記電流検知回路は、
上記選択線の選択レベルによりオン状態にされるスイッチ素子と、
上記スイッチ素子を介して上記第１電極に所定電流を供給する電流源とを有し、
上記選択線の選択タイミングがデコードされて上記電流検知回路の出力信号とされる表示装置。
【請求項８】
請求項５において、
上記表示駆動回路の出力端子とそれに対応した第２電極との間には、上記所定電流を流す一方向性素子が設けられる表示装置。
【請求項９】
請求項４において、
上記表示駆動回路は、
正極性の表示電圧を出力する第１表示駆動回路と、
負極性の表示電圧を出力する第２表示駆動回路とを有し、
上記第１表示駆動回路及び第２表示駆動回路を構成する差動回路は、
第１動作電流を流す第１動作状態と、
上記第１動作電流よりも大きな電流値の第２電流を流す第２動作状態とを有し、
上記正極性と負極性との表示電圧の相互の切替タイミング時に上記第２動作状態で動作され、上記センス回路の出力信号の反転動作に対応して第２動作状態から第１動作状態に切り替えられる表示装置。
【請求項１０】
請求項９において、
上記第１動作状態は、ＭＯＳＦＥＴのゲートに第１電圧が供給され、
上記第２動作状態は、上記第１電圧よりも絶対値的に大きな第２電圧に切替られる表示装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
上記表示パネルは、表面部にデジタル方式のタッチパネルを更に有し、
上記タッチパネルは、
上記選択線に沿って設けられた複数の第１電極を有し、
上記複数の第１電極には、所定電流の供給検知回路が設けられ、
上記信号線に沿って設けられた複数の第２電極を有し、
上記複数の第２電極は、それに対応した上記表示駆動回路の出力端子に接続される表示装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記タッチパネルからの出力信号は、上記センス回路の出力信号の反転タイミングから一定時間経過後の一定期間有効とされる表示装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記表示電圧は、階調電圧であり、
上記表示パネルは、ＴＦＴ液晶パネルである表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置と表示装置に関し、例えば階調を示す表示データに応じた階調表示電圧をＴＦＴ液晶表示パネル等へ供給する表示駆動回路を有する半導体装置とそれを用いた表示装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶等の表示パネルに組み込むタッチセンス装置の例として、特開平７−３０７６５７号公報がある。デジタル方式のタッチパネルは、ガラス又はフィルムに抵抗膜であるＩＴＯ膜をＸ−Ｙ状に直交するように短冊状に形成して、表面のタッチによる上下抵抗膜が接触し、その交点を入力ポイントとする。
【特許文献１】特開平７−３０７６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図９には、本願発明者において検討された表示装置とタッチパネルの回路図が示されている。上記デジタル式のタッチパネルは、同図に点線で示したように抵抗膜であるＩＴＯ膜がＸ−Ｙ状に直交するように短冊状に形成され、それぞれにプルアップ抵抗とＸコンパレータ，プルダウン抵抗とＹコンパレータが設けられる。このようなデジタル式のタッチパネルにおいては、読み取り位置が正確にできるが上記短冊状の電極に対応してそれぞれＸ，Ｙコンパレータ及び抵抗が必要であり、部品点数が多くて表示パネルとの接続端子も多くなる。
【０００４】
上記表示パネルに表示データを入力するソースアンプは半導体装置で構成され、サイズ等が異なる様々な表示パネルを駆動できるようにすることが必要である。しかしながら、表示パネルのサイズ等により必要な電流が異なり、表示動作に必要な電流に対して上記ソースアンプの電流供給能力が大きいとアンプの出力が安定してからも無駄に電流が流れてしまう。逆に、上記必要な負荷電流に対して上記アンプの電流供給能力が小さいと表示電圧の変化の途中で応答が遅くなり画素に正しい表示電圧が伝えられないという問題が生じる。上記表示パネルの負荷電流にはバラツキがあり、表示パネルによっても変わり得る。出力する階調電圧が違えば振幅が変わるため上記と同様のことが起こる。そこで、上記ソースアンプに電流センス機能を付加して表示駆動回路が搭載される半導体装置及びそれを用いた表示装置の多機能化と汎用性を実現することを考えた。
【０００５】
本発明の目的は、多機能化及び汎用性を実現した表示駆動回路を有する半導体装置と表示装置を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される実施例の１つは、下記の通りである。半導体装置は、表示装置に複数の表示電圧を供給する複数の表示駆動回路を有する。上記表示駆動回路は、上記表示電圧を形成する出力ＭＯＳＦＥＴと、上記出力ＭＯＳＦＥＴとゲート及びソースが接続されたセンスＭＯＳＦＥＴと、上記センスＭＯＳＦＥＴのドレイン電流と所定の基準電流との差分を取り出す電流センス回路とを有する。
【０００７】
本願において開示される他の実施例の１つは、下記の通りである。表示パネルは、複数の選択線、複数の信号線及びそれぞれの交点に設けられた複数の画素を有する。上記表示パネルは、上記選択線が選択回路により順次選択される。表示駆動回路は、上記選択回路による選択線の選択タイミングに対応して表示電圧を形成して上記表示パネルの選択された画素に供給する。上記表示駆動回路は、上記表示電圧を形成する出力ＭＯＳＦＥＴと、上記出力ＭＯＳＦＥＴとゲート及びソースが接続されたセンスＭＯＳＦＥＴと、上記センスＭＯＳＦＥＴのドレイン電流と所定の基準電流との差分を取り出す電流センス回路とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
上記電流センス回路により表示パネルに設けられたデジタル式タッチパネルのコンパレータ機能を持たせること、表示パネルに適合した駆動電流を形成することにより、多機能化及び汎用性を実現した表示駆動回路を有する半導体装置と表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１には、この発明に係る表示装置の一実施例の概略回路図が示されている。同図にはデジタル式のタッチパネルが設けられた表示パネル、表示パネルの信号線（ソース線）を駆動するソースアンプ、表示パネルの選択線を順次選択するゲートドライバ及びＹコンパレータが示されている。上記ソースアンプは、表示パネルの画素に供給される表示電圧を供給する表示駆動回路であり、上記デジタル式のタッチパネルのＸコンパレータ機能も合わせ持つようにされる。同図には、３つの信号線（ソース線）Ｓ１〜Ｓ３と、４つの走査線（ゲート線）Ｇ１〜Ｇ４が例示的に示されている。
【００１０】
表示パネルの１つの画素は、同図に代表として例示的に示されているように、信号線（ソース線Ｓ１）と画素電極（Ｃｐｘ）との間にソース−ドレイン経路が接続され、走査線（Ｇ４）にゲートが接続されたＴＦＴトランジスタＱｓと、上記画素電極によるキャパシタＣｐｘから構成される。このキャパシタＣｐｘには、ソースアンプから供給された表示電圧が保持される。液晶パネルの共通電極と画素電極間に設けられた液晶は、上記キャパシタＣｐｘの誘電体膜として作用する。
【００１１】
タッチパネルは、上記信号線Ｓ１〜Ｓ３に沿ってそれぞれ延長される第１電極と、上記走査線Ｇ１〜Ｇ４に沿ってそれぞれ延長される第２電極とを有する。上記第１電極は、対応したソース線Ｓ１〜Ｓ３と共にソースアンプの出力端子に接続される。上記第２電極は、端子ｙ１〜ｙ４を介してＹコンパレータに接続される。Ｙコンパレータは、端子ｙ１に対応したものが例示的に示されているように、電流ミラー形態のＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ８，Ｑ９と、上記電流ミラー回路に基準電流Ｉｒを供給する定電流源としてのＮチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１０から構成される。コンパレータ出力は、上記ＭＯＳＦＥＴＱ９とＱ１０の接続ノードとされる。上記ＭＯＳＦＥＴＱ１０は、基準電流Ｉｒが流れるようにされたダイオード形態のＮチャネルＭＯＳＦＥＴＱ７と電流ミラー形態にされて、上記基準電流Ｉｒが流れるようにされる。他の端子ｙ２〜ｙ４に対応したＹコンパレータも前記同様もＭＯＳＦＥＴにより構成される。
【００１２】
ソースアンプは、ソース線Ｓ１に対応したものが例示的に示されているように、Ｎチャネル出力ＭＯＳＦＥＴＱ２と、電流源負荷手段としてのＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ１からなる出力回路を有する。この出力回路には、後述するような差動回路の出力信号が供給される。差動回路の一方の入力端子（＋）には、階調電圧Ｖｐｘ１が供給される。差動回路の帰還端子（−）には、上記出力信号が帰還されて、ボルテージフォロワ回路とされる。したがって、ソース線Ｓ１には、階調電圧Ｖｐｘ１に対応した表示電圧が供給される。
【００１３】
上記ソースアンプに、電流センス機能を持たせるためにＭＯＳＦＥＴＱ３〜Ｑ６が追加される。つまり、上記出力ＭＯＳＦＥＴＱ２にソース及びゲートが共通化されたＮチャネル型のセンスＭＯＳＦＥＴＱ３が設けられる。このＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン電流は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ５とＱ６からなる電流ミラー回路に供給される。この電流ミラー回路の出力ＭＯＳＦＥＴＱ６のドレインには、基準電流Ｉｒを流すＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴＱ４が設けられる。このＭＯＳＦＥＴＱ４は、前記ＭＯＳＦＥＴＱ７と電流ミラー形態にされて、上記基準電流Ｉｒが流れるようにされる。これらのＭＯＳＦＥＴＱ３〜Ｑ６は、タッチパネルのＸコンパレータとして利用される。他のソース線Ｓ２，Ｓ３に対応したソースアンプ及びＸコンパレータも前記同様である。
【００１４】
この実施例のタッチパネルの動作は、次の通りである。同図に矢印で示したタッチのようにソース線Ｓ１に対応した第１電極と、走査線Ｇ１に対応した第２電極との間（スイッチ）で接触が行われると、走査線Ｇ１に対応した第２電極とソース線Ｓ１に対応した第１電極との間で電流経路が形成されて、ＹコンパレータのＭＯＳＦＥＴＱ８−端子ｙ１−第２電極−第１電極−ソースアンプの出力ＭＯＳＦＥＴＱ２のような電流経路によってΔｉが流れるようにされる。この電流Δｉは、上記基準電流Ｉｒよりも大きくなるように設定される。それ以外の第１電極と第２電極で構成されるスイッチはオフ状態であり、電流経路は形成されない。なお、上記基準電流Ｉｒは一定であってもよいが、上記電流Δｉが接触の強さによって変わるのであれば基準電流Ｉｒを段階的に変えることによって接触の強さを知ることができ、また、電流Δｉが経年変化をするのであれば補正を掛けるために変化させても良い。
【００１５】
液晶表示装置等では、前記のように画素はキャパシタＣｐｘと見做すことができる。それ故、表示電圧がキャパシタＣｐｘに書き込まれると出力ＭＯＳＦＥＴＱ２には電流が流れないようにされる。このような状態においては、前記のようなタッチによりＹコンパレータのＭＯＳＦＥＴＱ８−端子ｙ１−第２電極−第１電極−ソースアンプの出力ＭＯＳＦＥＴＱ２のような電流経路が形成されていると、上記端子ｙ１に対応したＹコンパレータでは、ＭＯＳＦＥＴＱ９に流れる電流ΔｉがＭＯＳＦＥＴＱ１０に流れる基準電流Ｉｒより大きくなって出力信号Ｙ１がハイレベルにされる。
【００１６】
上記ソース線Ｓ１に対応したＸコンパレータにおいては、上記出力ＭＯＳＦＥＴＱ２とゲート及びソースが共通接続されたセンスＭＯＳＦＥＴＱ３に上記同様な電流Δｉが流れることになる。この電流Δｉは、電流ミラーＭＯＳＦＥＴＱ５とＱ６にも流れるようにされる。上記同様に上記ソース線Ｓ１に対応したＸコンパレータでは、ＭＯＳＦＥＴＱ６に流れる電流ΔｉがＭＯＳＦＥＴＱ４に流れる基準電流Ｉｒより大きくなって出力信号Ｘ１がハイレベルにされる。他のコンパレータの出力Ｙ２〜Ｙ４、Ｘ２，Ｘ３は前記のような電流経路（スイッチがオフ状態）が形成されないから、上記基準電流Ｉｒが流れるＭＯＳＦＥＴＱ１０，Ｑ４に対応したＭＯＳＦＥＴによりロウレベルにされる。
【００１７】
上記のように画素に対して所定の階調電圧Ｖｐｘ１〜Ｖｐｘ３に対応した表示電圧が充電されて、ソースアンプからは電流が流れない状態において、上記Ｘ，Ｙコンパレータの出力を有効とすることにより、上記のようなデジタル式タッチパネルのタッチに対応してハイレベルにされるＸ１とＹ１を得ることができる。
【００１８】
この実施例では、ソースアンプに電流センス機能を付加することにより、表示パネルに設けられたＸコンパレータに接続するための端子が不要にできると共に、Ｘコンパレータをそれぞれ前記のような４つのＭＯＳＦＥＴ、Ｙコンパレータは前記のような３つのＭＯＳＦＥＴのように単純な回路で実現できる。つまり、前記図９に示したようなデジタル式のタッチパネルを採用した表示装置に対して、それに接続される端子数及びコンパレータ等を構成する回路素子を大幅に低減させることができる。
【００１９】
図２には、この発明に係る表示装置の他の一実施例の概略回路図が示されている。この実施例では、Ｙコンパレータの簡素化及びそれが接続される端子数が減少させられる。つまり、この実施例では走査線Ｇ１〜Ｇ４の選択信号によりスイッチ制御されるＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４等のスイッチ素子が第２電極に設けられる。これらのスイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４を介して第２電極が共通接続されて端子ｙに接続される。そして、端子ｙに前記１つのコンパレータ（Ｑ８〜Ｑ１０）が設けられる。ソースアンプ及びＸコンパレータは、前記図１の実施例と同様である。
【００２０】
同図に矢印で示したタッチのようにソース線Ｓ１に対応した第１電極と、走査線Ｇ１に対応した第２電極との間（スイッチ）で接触が行われると、走査線Ｇ１に対応した第２電極とソース線Ｓ１に対応した第１電極との間で電流経路が形成されて、ＹコンパレータのＭＯＳＦＥＴＱ８−端子ｙ−共通電極−ＭＯＳＦＥＴＱ１１−第２電極−第１電極−ソースアンプの出力ＭＯＳＦＥＴＱ２のような電流経路によって前記同様なΔｉが流れるようにされる。これにより、Ｘコンパータでは、出力信号Ｘ１がハイレベルにされる。Ｙコンパレータは、出力信号Ｙのハイレベルと、そのときのゲートドライバの入力信号が出力信号と判定される。つまり、走査線Ｇ１をハイレベルにするゲートドライバの入力信号がＹコンパレータの出力信号Ｙ１と判定される。この実施例では、前記図１の実施例に比べて、前記Ｙコンパレータ及びそれが接続される端子を大幅に低減させることができる。
【００２１】
図３には、この発明に係る表示装置の更に他の一実施例の概略回路図が示されている。この実施例は、前記図２の実施例の変形例であり、上記デジタル式タッチパネルにて同時に２箇所のスイッチがオン状態になったときに電流Δｉが逆流しないようにする一方向性素子としてのダイオード形態のＭＯＳＦＥＴＱ１５〜Ｑ１７が設けられる。例えば、ソース線Ｓ１に出力される階調電圧Ｖｐｘ１と、ソース線Ｓ２に出力される階調電圧Ｖｐｘ２に差電圧があり、上記ソース線Ｓ１とＳ２に対応した第１電極と、それに直交する第２電極により構成される２つのスイッチが同時にオン状態になると、上記差電圧に対応した電流がソース線Ｓ１，Ｓ２の間で流れてしまい表示動作に影響を及ぼす。そこで、上記のような逆流する電流が流れないようにダイオード形態のＭＯＳＦＥＴＱ１５〜Ｑ１７が設けられる。これらのＭＯＳＦＥＴＱ１５〜Ｑ１７は、ダイオード等の一方向性素子であれば何であってもよい。
【００２２】
図３の実施例は、ＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ１０の導電型が図１、図２とは逆に構成されている。つまり、負荷ＭＯＳＦＥＴＱ１はＮチャネルＭＯＳＦＥＴで、出力ＭＯＳＦＥＴＱ２はＰチャネルＭＯＳＦＥＴでそれぞれ構成される。これに対応して、ＸコンパレータのＭＯＳＦＥＴＱ３，Ｑ４はＰチャネルＭＯＳＦＥＴで構成され、ＭＯＳＦＥＴＱ５とＱ６は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成される。そして、基準電流Ｉｒを流してバイアス電圧ＶＰＳＢＩを形成するＭＯＳＦＥＴＱ７はＰチャネルＭＯＳＦＥＴで構成される。ＹコンパレータのＭＯＳＦＥＴＱ１０は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴで構成され、ＭＯＳＦＥＴＱ８とＱ９はＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成される。このようなＭＯＳＦＥＴの導電型が逆にされること対応して、前記タッチパネルでは、第１電極から第２電極に向かうよう電流Δｉが流れるようにされる。
【００２３】
図１又は図２の実施例においても、前記図３に示したようにタッチパネルの複数スイッチの同時オンによるソース線間で流れる電流防止のための一方向性素子を付加するものであってもよい。この場合、前記のように流れる電流が逆になるので、一方向性素子の向きは前記図３とは逆方向にされる。
【００２４】
図４には、この発明に用いられるタッチパネルの一実施例の構成図が示されている。図４（Ａ）に断面部分を示し、図４（Ｂ）に組み立てられる２つの電極の斜視図が示されている。ガラス又はフィルム６の表面に同図に横方向に延長される短冊状の第１電極７が設けられる。ガラス又はフィルム６は、下部固定基板を構成し、上記第１電極は抵抗膜（透明導電膜）であるＩＴＯ膜で形成される。フィルム１の下面（裏面）側に上記第１電極７と直交する方向に延長される短冊状の第２電極３が設けられる。上記フィルム１は可動基板のタッチ面を構成し、上記第２電極３は上記同様にＩＴＯ膜で形成される。上記第１電極７と第２電極３は、互いに向かい合うようにスペーサーとしての貼り合わせ材４を介して貼り合わされる。上記ガラス又はフィルム６の表面には、第１電極７に沿ってドットスペーサ５が設けられて個々のスイッチに分離される。
【００２５】
図４（Ａ）のように指又はペン２等でフィルム１の表面をタッチすると、上部と下部の貞抵抗膜（第２電極３と第１電極７）が接触し、前記スイッチのオン状態になり、交点であるＸ１，Ｙ１等が入力ポイントとなる。上記第１電極７と第２電極３の数（ライン数）により分解能が決まる。必要な分解能に対応して上記第１電極７と第２電極３の数が決まるので、これらの第１電極７及び第２電極３は、図１〜３のように表示装置のソース線（信号線）、走査線（ゲート線）に対して一対一に対応して設けられる訳ではない。表示装置の画素は、高精細表示のために小さいのに対して、タッチパネルに必要な１つの交点（スイッチ）は、上記指先２等に対応して大きく設定される。したがって、実際には表示パネルの複数のソース線又はゲート線に対して１つの割合で上記タッチパネルの第１電極７及び第２電極３が設けられる。したがって、図１〜図３では、上記タッチパネルの第１電極７及び第２電極３に対応したソース線Ｓ１〜Ｓ３、ゲート線Ｇ１〜Ｇ４が例示的に示されていると理解されたい。
【００２６】
図５には、この発明に係るソースアンプの一実施例の回路図が示されている。液晶表示装置では、液晶に直流電圧が印加されると劣化してしまうので各画素の電圧が負極階調電圧と正極階調電圧との間を変化するよう交流駆動される。このため、この実施例では正極階調電圧Ｖｐｘｐに対応したソースアンプＳＡＰと、負極階調電圧Ｖｐｘｎに対応したソースアンプＳＡＮが設けられる。
【００２７】
ソースアンプＳＡＰは、シングルエンドの差動回路と、出力回路により構成される。上記差動回路は、Ｎチャネル型の差動ＭＯＳＦＥＴＱ２０，Ｑ２１と、共通ソース側に設けられて動作電流を流すＮチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２３と、ドレイン側に設けられてアクティブ負荷回路としての電流ミラー形態のＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２４，Ｑ２５とにより構成される。差動ＭＯＳＦＥＴＱ２０のゲートは、入力端子として正極階調電圧Ｖｐｘｐが供給される。差動ＭＯＳＦＥＴＱ２１のゲートは、帰還端子とされて出力回路の出力信号が帰還されてボルテージフォロワ回路とされる。出力回路は、上記差動回路の反転出力信号がゲートに供給されたＰチャネル出力ＭＯＳＦＥＴＱ２６と、ドレイン側に設けられたＮチャネル負荷ＭＯＳＦＥＴＱ２７から構成される。
【００２８】
ソースアンプＳＡＮも、前記同様にＭＯＳＦＥＴＱ４０〜Ｑ４５からなる差動回路と、ＭＯＳＦＥＴＱ４６、Ｑ４７からなる出力回路により構成される。ただし、ＭＯＳＦＥＴの導電型が上記ソースアンプＳＡＰとは逆にされる。すなわち、差動ＭＯＳＦＥＴＱ４０，Ｑ４１及び電流源ＭＯＳＦＥＴＱ４３がＰチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成され、負荷ＭＯＳＦＥＴＱ４５と４６がＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成される。これに対応して、出力回路も出力ＭＯＳＦＥＴＱ４６がＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成され、負荷ＭＯＳＦＥＴＱ４７がＰチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成される。
【００２９】
上記２つのソースアンプＳＡＰ，ＳＡＮの出力端子と液晶パネルのソース線との間には、スイッチＳＷ１が設けられている。液晶パネルの表示電圧の極性を反転させるときに、上記スイッチＳＷ１の切替が行われる。このスイッチＳＷ１の切替に対応して、液晶パネのソース線（画素）を上記負極階調電圧Ｖｐｘｎから正極階調電圧Ｖｐｘｐに、あるいは上記正極階調電圧Ｖｐｘｐから負極階調電圧Ｖｐｘｎに高速に変化させる必要がある。この電圧変化を速くする為にソースアンプの動作電流を一時的に大きくして応答速度を上げることが必要である。
【００３０】
この実施例では、上記ソースアンプＳＡＰにおいては、スイッチＳＷ２により上記電流源としてのＭＯＳＦＥＴＱ２３、Ｑ２７のゲートに供給されるバイアス電圧ＶＮが切替られる。つまり、上記極性を反転させるときには、上記スイッチＳＷ２により一時的に大きな電流を流すように大きな電圧にされたバイアス電圧ＶＰＢＨを供給し、その後にバイアス電圧ＶＰＢＬに切り替える。上記ソースアンプＳＡＮにおいても、同様にスイッチＳＷ３により上記電流源としてのＭＯＳＦＥＴＱ４３、Ｑ４７のゲートに供給されるバイアス電圧ＶＰが切替られる。上記極性を反転させるときには、上記スイッチＳＷ３により一時的に大きな電流を流すように大きな電圧にされたバイアス電圧ＶＮＢＨを供給し、その後にバイアス電圧ＶＮＢＬに切り替える。上記ＭＯＳＦＥＴＱ４３、Ｑ４７は、Ｐチャネル型であるので、バイアス電圧ＶＮＢＨは電源電圧を基準にして、上記バイアス電圧ＶＮＢＬよりも大きな電圧（負方向に大きな電圧）にされる。
【００３１】
例えば負極階調電圧Ｖｐｘｎから正極階調電圧Ｖｐｘｐに切り替えるときに、図１０に示したように上記高速動作期間ＴＢＩＨを一定期間に設定すると、ソース線の負荷容量が小さい液晶表示パネル（容量小）においては、ソースアンプＳＡＰの出力電圧が正極階調電圧Ｖｐｘｐに安定してからも大きな電流を流し続けて無駄に電流を増加させてしまう。逆に、ソース線の負荷容量が大きな液晶表示パネル（容量大）においては、ソースアンプＳＡＰの出力電圧が正極階調電圧Ｖｐｘｐに達しないまま変化の途中で上記高速動作期間ＴＢＩＨが経過して応答が遅くなりソース電圧が正極階調電圧Ｖｐｘｐからずれてしまう。つまり、ある負荷容量（容量中）を想定して上記高速動作期間ＴＢＩＨを設定すると、それよりも小さな負荷容量や大きな負荷容量を持つ液晶表示パネルの表示動作に問題が生じるものである。上記ソース線の負荷容量は、画面サイズ、画素数あるいは製造バラツキにより異なるものであり、上記正−負相互切替時の階調電圧が違えば振幅が変わるため前記同様の問題が生じる。
【００３２】
この実施例では、上記高速動作期間ＴＢＩＨの最適化を図るために前記センスＭＯＳＦＥＴが利用される。つまり、ソースアンプＳＡＰについて説明すると、出力ＭＯＳＦＥＴＱ２６にゲート及びソースがそれぞれ共通化されたセンスＭＯＳＦＥＴＱ２８が設けられる。上記出力ＭＯＳＦＥＴＱ２６に流れる出力電流Ｉｎｏに対応した上記ＭＯＳＦＥＴＱ２８のドレイン電流は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３０，Ｑ３１からなる電流ミラー回路に入力される。上記ＭＯＳＦＥＴＱ３１のドレインには、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２９が直列形態に接続される。基準電流Ｉｒが流れるようにされたダイオード形態のＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ３２と上記ＰチャネルＭＯＳＦＥＴＱ２９が電流ミラー形態にされ、上記基準電流Ｉｒが流れるようにされる。したがって、ＭＯＳＦＥＴＱ２９とＱ３１のドレイン電圧は、上記基準電流Ｉｒと出力電流Ｉｎｏの大小関係に対応してハイレベル（Ｈ）／ロウレベル（Ｌ）にされる。Ｉｎｏ＞Ｉｒなら出力信号はロウレベル（Ｌ）にされ、Ｉｎｏ＜Ｉｒなら出力信号はハイレベル（Ｈ）にされる。
【００３３】
前記のように負極階調電圧Ｖｐｘｎから正極階調電圧Ｖｐｘｐに切り替えるとき、上記スイッチＳＷ２はバイアス電圧ＶＰＢＨを選択し、前記高速動作電流で動作する。このときには、Ｉｎｏ＞Ｉｒとなっており上記バイアス電圧ＶＰＢＨの供給が継続して行われる。ソース線の電圧が上昇して出力電流Ｉｎｏが徐々に低下し、Ｉｎｏ＜Ｉｒになると上記出力信号がロウレベルからハイレベルに変化して、スイッチＳＷ２はバイアス電圧ＶＰＢＬに切り替えて、前記高速動作期間ＴＢＩＨを終了させる。ソースアンプＳＡＮにおいても、前記ソースアンプＳＡＰと同様なＭＯＳＦＥＴＱ４８〜Ｑ５２が設けられる。ただし、これらのＭＯＳＦＥＴの導電型は前記ソースアンプＳＡＰの対応したＭＯＳＦＥＴＱ２８〜Ｑ３２とは逆にされる。前記同様に正極階調電圧Ｖｐｘｐから負極階調電圧Ｖｐｘｎに切り替えるとき、これらのＭＯＳＦＥＴＱ４８〜Ｑ５２によりスイッチＳＷ３が切替られて高速動作期間ＴＢＩＨが決められる。
【００３４】
図６には、図５のソースアンプの動作の一例を説明するための波形図が示されている。例えば負極階調電圧Ｖｐｘｎから正極階調電圧Ｖｐｘｐに切り替えるときに、スイッチＳＷ２はバイアス電圧ＶＰＢＨを選択する。これより、ＭＯＳＦＥＴＱ２３、Ｑ２７のゲート電圧ＶＮが大きくなって大きな動作電流Ｉｎｓを形成する。つまり、ソースアンプＳＡＰは、大きな動作電流Ｉｎｓで動作し、ソース線を高速に負極階調電圧Ｖｐｘｎから正極階調電圧Ｖｐｘｐに向けて変化させる。ソース線に伝えられる電圧が正極階調電圧Ｖｐｘｐの差電圧が小さくなると、それに対応して出力ＭＯＳＦＥＴＱ２６のゲート，ソース間電圧も小さくなって出力電流Ｉｎｏの電流値が小さくなる。Ｉｎｏ＜Ｉｒになると、スイッチＳＷ２が切替られて、ＭＯＳＦＥＴＱ２３，Ｑ２７のゲート電圧ＶＮがバイアス電圧ＶＰＢＬのように小さくなって動作電流電流Ｉｎｓが小さくなり、上記高速動作期間ＴＢＩＨが終了する。
【００３５】
図７には、図５のソースアンプの動作の他の一例を説明するための波形図が示されている。同図においては、前記図６の場合よりもソース線の負荷容量が小さい場合の例が示されている。このようにソース線の負荷容量が小さいと、ソース線の電位変化が速くて短い時間内（ＴＢＩＨ）でＩｎｏ＜Ｉｒになる。これに対応してスイッチＳＷ２が切替られて、ＭＯＳＦＥＴＱ２３，Ｑ２７のゲート電圧ＶＮがバイアス電圧ＶＰＢＬのように小さくなって動作電流電流Ｉｎｓが小さくなり無駄な電流消費が抑制される。
【００３６】
図８には、図５のソースアンプの動作の他の一例を説明するための波形図が示されている。同図においては、前記図６の場合よりもソース線の負荷容量が大きい場合の例が示されている。このようにソース線の負荷容量が大きいと、ソース線の電位変化が遅いので前記図５よりも高速動作期間ＴＢＩＨが長くなり、全体として短い時間内でソース線を所望の階調電圧Ｖｐｘｐにすることができる。これにより、高品質の表示動作を実現でき、液晶に不所望な直流電圧が印加されてしまうことを防止できる。
【００３７】
前記のようなタッチパネルが搭載された液晶パネルでは、タッチ時のスイッチのオン箇所に対応して上記出力電流Ｉｎｏが流れることになる。このタッチ電流Ｉｎｏと、上記極性切替を含む階調電圧Ｖｐｘｐの変更時の出力電流Ｉｎｏとを区別するために、上記高速動作期間ＴＢＩＨの終了タイミングが利用される。上記高速動作期間ＴＢＩＨの終了タイミングの一定期間ｔＤＬだけ遅延させて一定期間ハイレベルにされるマクス信号ＭＳＫを形成する。このマスク信号ＭＳＫがハイレベルの期間だけ、前記タッチパネルの上記タッチ出力Ｘを有効にする。このタッチ出力を取り出すためとのマスク期間ＭＳＫを、前記高速動作期間ＴＢＩＨの終了タイミングを利用することにより、液晶表示パネルのソース線の負荷容量の大小に無関係に安定して設定することができる。
【００３８】
上記高速動作期間ＴＢＩＨを設定するコンパレータと、前記タッチパネルのＸコンパレータとは共用するものであってもよいし、それぞれ異なる基準電流Ｉｒによりそれぞれに最適な検出動作を行うようにするものであってもよい。上記タッチパネルのタッチにより生じた検出電流Δｉにより、上記高速動作期間ＴＢＩＨを設定するコンパレータが応答してスイッチＳＷ２をＨからＬ側に切り替えることを防止するために、例えばコンパレータの出力信号をラッチ回路に取り込み、それにより上記スイッチＳＷ２の制御信号を形成する。このため、ラッチ回路は、極性反転を含んだ階調電圧の書き込みの都度リセットさせるようにすればよい。このように高速動作期間ＴＢＩＨを設定するコンパレータと、前記タッチパネルのＸコンパレータとは、同じ回路を互いに動作するタイミングを異ならせることにより共用することができる。このタイミングに合わせてそれぞれの基準電流も異なるようにするものであってもよい。
【００３９】
図１、図２に示したソースアンプは、前記ソースアンプＳＡＮを利用したものであり、図３に示したソースアンプは、前記ソースアンプＳＡＰを利用したものである。液晶パネルの１つの画素に対して、例えば１秒間に６０回の表示電圧の書き込みが行われる。前記正極性と負極性は、同じ階調電圧である必要があるから画像としては１秒間に３０枚が更新される。したがって、タッチパネルに利用されるＸコンパレータは、２つのソースアンプＳＡＰとＳＡＮのうちのいずれか一方を利用するものとしても、１秒間に３０回のタッチセンスを行うことができるからタッチパネルのＸコンパータとしても問題ない。
【００４０】
この実施例では、ソースアンプの電流センス機能をタッチパネルのコンパレータに使うことにより接続端子の低減、部品点数の低減が可能である。ソースアンプの高速動作期間ＴＢＩＨを電流センス機能により可変にすることで消費電流、応答速度を適切にでき、消費電力画質を最適にすることができる。このように、ソースアンプに電流センス機能を付加することにより、多機能化及び汎用性を実現した表示駆動回路を有する半導体装置と表示装置を得ることができる。
【００４１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、タッチパネルの具体的構成は、種々実施形態を採ることができる。つまり、物理的な接触だけでなく光ペンを用いた入力のようなフォトセンサによって生じる電流を読み取っても良い。ソースアンプにおいて、電流源ＭＯＳＦＥＴを複数個設けておいて、動作するＭＯＳＦＥＴの数を変更して上記動作電流Ｉｎｓを切り替えるようにするものであってもよい。図２、図３の実施例においてタッチパネルに設けられるＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４、Ｑ１５〜Ｑ１７はガラス基板に形成されたＴＦＴトランジスタを用いるもの、ＭＯＳＦＥＴＱ１５〜Ｑ１７はダイオード素子であってもよい。ゲートドライバは、液晶パネルに組み込まれるもの他、ソースアンプと同様にＭＯＳＦＥＴで構成された半導体装置で構成されてもよい。この発明は、表示駆動回路を有する半導体装置と表示装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明に係る表示装置の一実施例の概略回路図である。
【図２】この発明に係る表示装置の他の一実施例の概略回路図である。
【図３】この発明に係る表示装置の更に他の一実施例の概略回路図である。
【図４】この発明に用いられるタッチパネルの一実施例の構成図である。
【図５】この発明に係るソースアンプの一実施例の回路図である。
【図６】図５のソースアンプの動作の一例を説明するための波形図である。
【図７】図５のソースアンプの動作の他の一例を説明するための波形図である。
【図８】図５のソースアンプの動作の他の一例を説明するための波形図である。
【図９】本願発明者において検討された表示装置とタッチパネルの回路図である。
【図１０】図５のソースアンプを説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｑ１〜Ｑ５２…ＭＯＳＦＥＴ、Ｑｓ…ＴＦＴトランジスタ、Ｃｐｘ…画素（電極）、Ｓ１〜Ｓ３…信号線（ソース線）、Ｇ１〜Ｇ４…走査線（ゲート線）、ＳＡＰ，ＳＡＮ…ソースアンプ、
１…フィルム、２…指又はペン、３…第２電極、４…貼り合わせ材、５…ドットスペーサ、６…ガラス基板又はフィルム、７…第１電極、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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