説明

タッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法

【課題】LCDノイズの影響を低減することにより、誤動作を防止し、操作感を向上させることができるタッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法を得る。
【解決手段】静電容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置であって、ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成するタイミングコントローラと、水平制御信号に基づいて、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間において、タッチパネルをセンシングするタッチパネルコントローラとを備えたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、静電容量(Projected cap)方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
静電容量方式のタッチパネルは、指の接触等による静電容量の変化を測定することによってタッチ位置を検出するものであり、例えば携帯電話やタブレットPC等に適用されている。
【0003】
図3は、従来の一般的なタッチパネルを備えた液晶表示装置を示す断面図である。図3において、この液晶表示装置は、液晶ディスプレイ(以下、「LCD(Liquid Crystal Display)」と称する)10と、LCD10の表面に設けられたタッチパネル20とから構成されている。
【0004】
LCD10は、第1偏光板11、TFT(Thin Film Transistor)側ガラス基板12、TFT側ガラス基板12の表面に形成された液晶駆動電極13、カラーフィルタ側ガラス基板14、および第2偏光板15が、層状に重ねられて構成されている。なお、液晶は、TFT側ガラス基板12と液晶駆動電極13との間に注入等されるが、図示を省略している。また、カラーフィルタおよび配向膜も、図示を省略している。
【0005】
タッチパネル20は、第2偏光板15とエアギャップを介して設けられたシールドITO(Indium Tin Oxide)21、センサ基板22、センサ基板22の表面に形成されたセンサITO23、接着剤24、および接着剤24によって接着されるカバーガラス25が、層状に重ねられて構成されている。
【0006】
図4は、図3に示した液晶表示装置の駆動回路を示す回路ブロック図である。図4において、この駆動回路は、LCD10およびLCD10に接続されたタイミングコントローラ30と、タッチパネル20およびタッチパネル20に接続されたタッチパネルコントローラ40と、タイミングコントローラ30およびタッチパネルコントローラ40に接続されたホストコントローラ50とを備えている。
【0007】
タイミングコントローラ30は、ホストコントローラ50から入力される第1クロック信号、画像データ信号および水平同期信号に基づいて、LCD10にLCD制御信号を出力し、LCD10の液晶書き込みを実行する。
【0008】
タッチパネルコントローラ40は、タッチパネル20に駆動信号(センシング矩形波)Txを出力(ドライビング)するとともに、タッチパネル20からスキャン信号Rxが入力される。また、タッチパネルコントローラ40は、入力されたスキャン信号Rxに基づいて、座標データ信号をホストコントローラ50に出力する。ここで、タッチパネルコントローラ40の動作タイミングは、タイミングコントローラ30の動作タイミングから独立している(GNDは共通)。
【0009】
一般的に、液晶表示装置においては、LCD10の液晶書き込みに伴ってノイズが発生する。以下、このノイズを「LCDノイズ」と称する。なお、最も大きなLCDノイズは、液晶駆動電極13に供給される共通電圧Vcomの変動によるノイズである。
【0010】
ここで、図3に示した液晶表示装置では、カラーフィルタ側ガラス基板14は約0.4mm、第2偏光板15は約0.2mm、エアギャップは約0.5mm、センサ基板22は約0.5mmの厚さをそれぞれ有している。
【0011】
すなわち、LCDノイズの発生源である液晶駆動電極13から、タッチパネル20のセンサITO23までは、約1.6mmの距離が確保される。また、シールドITO21が存在するとともに、シールドITO21がグランド(GND)に接続されている。そのため、図3に示した液晶表示装置は、LCDノイズに対して強い構成となっている。
【0012】
一方、近年では、静電容量方式のタッチパネルの薄型化が進んでおり、LCD内部にセンサが取り込まれたオンセル方式のタッチパネルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0013】
図5は、従来の薄型タッチパネルを備えた液晶表示装置を示す断面図である。図5において、この液晶表示装置は、LCD10Aと、LCD10Aの内部にセンサITO23が形成されたタッチパネル20Aとから構成されている。
【0014】
LCD10Aは、第1偏光板11、TFT側ガラス基板12、TFT側ガラス基板12の表面に形成された液晶駆動電極13、カラーフィルタ側ガラス基板14、および第2偏光板15が、層状に重ねられて構成されている。なお、液晶は、TFT側ガラス基板12と液晶駆動電極13との間に注入等されるが、図示を省略している。また、カラーフィルタおよび配向膜も、図示を省略している。
【0015】
タッチパネル20Aは、カラーフィルタ側ガラス基板14の表面に形成されたセンサITO23、第2偏光板15の表面に設けられた接着剤24、および接着剤24によって接着されるカバーガラス25が、層状に重ねられて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開2010−232162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
図5に示した従来の薄型タッチパネルを備えた液晶表示装置では、カラーフィルタ側ガラス基板14が約0.4mmの厚さなので、LCDノイズの発生源である液晶駆動電極13から、タッチパネル20AのセンサITO23までの距離が、約0.4mmとなる。
【0018】
すなわち、図5に示した液晶表示装置では、図3に示した液晶表示装置と比較して、液晶駆動電極13とセンサITO23との距離が近くなる。また、図3に示したシールドITOが省略されていることから、LCDノイズの影響を受けやすい構成となっている。そのため、LCDノイズの影響によって誤動作が生じるとともに操作感が低下し、タッチパネル20Aのパフォーマンスが低下するという問題があった。
【0019】
図6は、図3および図5に示した液晶表示装置のノイズ量およびノイズ期間を示す説明図である。図6において、図3に示した一般的なタッチパネルでは、ノイズが発生していないのに対して、図5に示した薄型タッチパネルでは、最大で840mVのノイズが15.6μs継続することが分かる。
【0020】
ここで、LCDノイズの影響を低減するために、水平同期信号に同期した水平制御信号を用いて、タッチパネルコントローラ40の動作タイミングを制御する技術が提案されている。すなわち、LCDノイズの影響を低減するために、タッチパネルコントローラ40が、ノイズ期間を避けて駆動信号Txを出力することが提案されている。
【0021】
図7は、図5に示した液晶表示装置において、LCDノイズの影響を低減するための駆動回路を示す回路ブロック図である。図7において、この駆動回路のブロック構成は、図4に示したものと同様なので、説明を省略する。
【0022】
タイミングコントローラ30は、タッチパネルコントローラ40に対して、水平同期信号に同期した水平制御信号を出力する。タッチパネルコントローラ40は、水平制御信号のパルスn(nは、1以上の整数、例えばn=4)回ごとに1回、ノイズ期間を避けてタッチパネル20Aに駆動信号Txを出力する。
【0023】
しかしながら、例えば1280×800の解像度のLCDでは、1水平期間が20μs程度である。これに対して、図6に示したように、ノイズ期間は15.6μsもあり、スキャン(センシング)可能な期間は、4.4μsしかない。そのため、図8に示されるように、十分なスキャン期間を確保することができず、LCDノイズの影響を完全に低減することができないという問題がある。
【0024】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、十分なスキャン期間を確保して、LCDノイズの影響を低減することにより、誤動作を防止し、操作感を向上させることができるタッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0025】
この発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置は、静電容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置であって、ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成するタイミングコントローラと、水平制御信号に基づいて、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間において、タッチパネルをセンシングするタッチパネルコントローラとを備えたものである。
【0026】
また、この発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法は、静電容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成する信号生成ステップと、水平制御信号に基づいて、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間において、タッチパネルをセンシングするセンシングステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【0027】
この発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法によれば、タイミングコントローラ(信号生成ステップ)は、ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成する。
そのため、十分なスキャン期間を確保して、LCDノイズの影響を低減することにより、タッチパネルの誤動作を防止し、操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のタイミングコントローラの構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示したタイミングコントローラの動作を示す説明図である。
【図3】従来の一般的なタッチパネルを備えた液晶表示装置を示す断面図である。
【図4】図3に示した液晶表示装置の駆動回路を示す回路ブロック図である。
【図5】従来の薄型タッチパネルを備えた液晶表示装置を示す断面図である。
【図6】図3および図5に示した液晶表示装置のノイズ量およびノイズ期間を示す説明図である。
【図7】図5に示した液晶表示装置において、LCDノイズの影響を低減するための駆動回路を示す回路ブロック図である。
【図8】図7に示した駆動回路による動作の問題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、この発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置およびその駆動方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【0030】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置の構成は、図5に示したものと同様なので、説明を省略する。また、この発明の実施の形態1に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動回路は、図7に示したタイミングコントローラ30に代えて、タイミングコントローラ30Aを備えている。駆動回路のその他のブロック構成は、図7に示したものと同様なので、説明を省略する。
【0031】
図1は、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のタイミングコントローラ30Aの構成を示すブロック図である。図1において、タイミングコントローラ30Aは、メモリコントロール回路31、ラインメモリ32、発振器(OSC:oscillator)33およびLCDタイミングコントロール信号生成部34を有している。
【0032】
メモリコントロール回路31は、ホストコントローラ50から入力される第1クロック信号および水平同期信号に基づいて、水平同期信号に同期したライトイネーブル信号をラインメモリ32に出力し、ラインメモリ32を書き込み可能状態にする。
【0033】
ラインメモリ32は、ホストコントローラ50から入力されてLCD10Aに表示される画像データを複数ライン分記憶するメモリである。ラインメモリ32は、ホストコントローラ50からの第1クロック信号、およびメモリコントロール回路31からのライトイネーブル信号に基づいて、ホストコントローラ50からの画像データを記憶する。
【0034】
OSC33は、ホストコントローラ50からの第1クロック信号よりも周波数の高い第2クロック信号を発生させて、第2クロック信号をメモリコントロール回路31、ラインメモリ32およびLCDタイミングコントロール信号生成部34に出力する。
【0035】
このとき、メモリコントロール回路31は、OSC33からの第2クロック信号を用いて、ホストコントローラ50からの水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成し、水平制御信号をタッチパネルコントローラ40に出力する。
【0036】
また、メモリコントロール回路31は、生成した水平制御信号に同期したリードイネーブル信号をラインメモリ32に出力し、ラインメモリ32を読み出し可能状態にするとともに、リードイネーブル信号をLCDタイミングコントロール信号生成部34に出力する。
【0037】
LCDタイミングコントロール信号生成部34は、メモリコントロール回路31からのリードイネーブル信号、OSC33からの第2クロック信号、およびラインメモリ32から読み出された画像データに基づいて、LCD10Aの液晶書き込みを実行するためのLCD制御信号を生成し、LCD制御信号をLCD10Aに出力する。
【0038】
タッチパネルコントローラ40は、水平制御信号のパルスn(nは、1以上の整数、例えばn=4)回ごとに1回、ノイズ期間を避けてタッチパネル20Aに駆動信号Txを出力するとともに、タッチパネル20Aからスキャン信号Rxが入力される。
【0039】
なお、タイミングコントローラ30Aが、水平制御信号における水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間を基準として、タッチパネルコントローラ40に対して、駆動信号Txを出力するタイミングを通知してもよい。
【0040】
以下、図2を参照しながら、図1に示したタイミングコントローラ30Aの動作について、従来のものと比較しながら説明する。図2において、ホストコントローラ50から入力される水平同期信号の水平期間をT_h_inとする。
【0041】
まず、従来の駆動回路(図7参照)では、水平制御信号が水平同期信号と同期しているので、タイミングコントローラ30からタッチパネルコントローラ40に出力される水平制御信号の水平期間T_h_outは、T_h_inと等しくなる(T_h_in=T_h_out)。そのため、上述したように、十分なスキャン期間を確保することができず、LCDノイズの影響を完全に低減することができない。
【0042】
これに対して、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の駆動回路では、メモリコントロール回路31が、第2クロック信号を用いて、ホストコントローラ50からの水平同期信号の水平期間T_h_inよりも短い水平期間T_h_out_a(<T_h_in)と、水平同期信号の水平期間T_h_inよりも長い水平期間T_h_out_b(>T_h_in)とを組み合わせた水平制御信号を生成する。
【0043】
これにより、水平制御信号における水平同期信号の水平期間T_h_inよりも長い水平期間T_h_out_bにおいて、LCDノイズが収束してなくなった後に、十分なスキャン時間を確保することができる。タッチパネルコントローラ40は、この期間にタッチパネル20Aに対して駆動信号Txを出力する。
【0044】
ここで、水平同期信号の水平期間T_h_inと、短い水平期間T_h_out_aおよび長い水平期間T_h_out_bとは、タッチパネルコントローラ40が、水平制御信号のパルスn回ごとに1回駆動信号Txを出力する場合に、(n−1)×T_h_out_a+T_h_out_b=n×T_h_inの関係が成立する。
【0045】
すなわち、ホストコントローラ50からの第1クロック信号よりも周波数の高い第2クロック信号を用いて、従来よりも短い周期で画像データを読み出してLCD10Aの液晶書き込みを実行する。そこで、水平同期信号の水平期間T_h_inよりも短い水平期間T_h_out_aと長い水平期間T_h_out_bとを組み合わせた水平制御信号を生成することができ、十分なスキャン時間を確保することができる。
【0046】
以上のように、実施の形態1によれば、タイミングコントローラは、ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成する。
そのため、十分なスキャン期間を確保して、LCDノイズの影響を低減することにより、タッチパネルの誤動作を防止し、操作感を向上させることができる。
【符号の説明】
【0047】
10、10A LCD、11 第1偏光板、12 TFT側ガラス基板、13 液晶駆動電極、14 カラーフィルタ側ガラス基板、15 第2偏光板、20、20A タッチパネル、21 シールドITO、22 センサ基板、23 センサITO、24 接着剤、25 カバーガラス、30、30A タイミングコントローラ、31 メモリコントロール回路、32 ラインメモリ、33 OSC、34 タイミングコントロール信号生成部、40 タッチパネルコントローラ、50 ホストコントローラ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置であって、
ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成するタイミングコントローラと、
前記水平制御信号に基づいて、前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間において、前記タッチパネルをセンシングするタッチパネルコントローラと、
を備えたことを特徴とするタッチパネルを備えた液晶表示装置。
【請求項2】
前記タイミングコントローラは、
前記ホストコントローラから入力される画像データを複数ライン分記憶するラインメモリと、
前記ホストコントローラからの第1クロック信号よりも周波数の高い第2クロック信号を発生させる発振器と、
前記前記水平同期信号に同期したタイミングで、前記ラインメモリに前記画像データを記憶させるとともに、前記第2クロック信号を用いて前記水平制御信号を生成するメモリコントロール回路と、
前記水平制御信号に同期したタイミングで前記ラインメモリから前記画像データを読み出すとともに、液晶書き込みを実行するためのLCD制御信号を生成するLCDタイミングコントロール信号生成部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルを備えた液晶表示装置。
【請求項3】
前記タッチパネルコントローラが、前記水平制御信号のパルスn回ごとに1回、前記タッチパネルをセンシングする場合に、
前記水平同期信号の水平期間をT_h_inとし、前記水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間をT_h_out_aとし、前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間をT_h_out_bとすると、
(n−1)×T_h_out_a+T_h_out_b=n×T_h_inの関係が成立する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタッチパネルを備えた液晶表示装置。
【請求項4】
前記タイミングコントローラは、前記水平制御信号における前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間を基準として、前記タッチパネルコントローラに対して、前記タッチパネルをスキャンするタイミングを通知する
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載のタッチパネルを備えた液晶表示装置。
【請求項5】
静電容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、
ホストコントローラから入力される水平同期信号の水平期間よりも短い水平期間と、前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間とを組み合わせた水平制御信号を生成する信号生成ステップと、
前記水平制御信号に基づいて、前記水平同期信号の水平期間よりも長い水平期間において、前記タッチパネルをセンシングするセンシングステップと、
を備えたことを特徴とするタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法。

【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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【公開番号】特開2013−84195(P2013−84195A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−224875(P2011−224875)
【出願日】平成23年10月12日(2011.10.12)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】