(57)【要約】【課題】バックライトの点灯制御によるノイズを受けることなく、タッチ検出時のノイズの影響を低減し、検出精度の高い接触検出を可能とする。【解決手段】タッチパネル１７を使用して近接物体のタッチ検出を行うタッチ検出部は、液晶パネル１４に映像表示を行う１フレーム期間において、画面を走査する走査期間の後にタッチ検出を行なう。そしてバックライト１６は、タッチ検出期間の後で、かつ、バックライトが照明する液晶パネル１４の画素の液晶の応答が完了した後にバックライトを点灯させる。【選択図】図１
2014006456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置されてなる表示部と、
該表示部の各画素のラインを複数の走査信号線により線順次に選択して走査し、選択したラインの画素にデータ信号線からデータ信号を供給して液晶を駆動することで前記表示部に映像を表示させる表示制御部と、
前記表示部と一体にもしくは近接して設けられ、外部の近接物体によりタッチされたことを検出するタッチ検出部と、
前記表示部を照明する光源を備えたバックライトと、を有する表示装置であって、
前記表示部に表示させる映像の１フレーム期間において、前記タッチ検出部は、前記表示制御部が前記表示部の複数の走査信号線により一画面を走査する走査期間が終了した後に前記タッチを検出する動作を行ない、前記バックライトは、前記タッチを検出する動作を行う期間の後に前記光源を点灯させ、
該光源を点灯させる期間は、前記走査期間で駆動された前記表示部の液晶変調素子の応答が完了した後に、該応答が完了した液晶変調素子に対応する前記光源を点灯させる期間とすることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記バックライトは、前記表示部の画素領域を複数に分割した領域に対応して、複数のエリアごとに前記光源の点灯制御を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示装置において、
前記表示部の各画素の液晶変調素子は、各画素に対する画像信号の書き込みを制御するためのトランジスタを有し、該トランジスタの半導体層は、酸化物半導体を含むことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、より詳細には、表示部と、表示部を照明するバックライトと、外部の近接物体を検出するタッチ検出部とを備え、タッチ検出時のノイズの発生を抑制した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部の近接物体を検出するタッチ検出装置を液晶表示装置などの表示装置上に装着し、あるいは、タッチ検出装置を表示装置と一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタン等の代わりとして情報入力を可能とした表示装置が急速に普及、拡大している。このような表示装置は、携帯端末やタブレット端末などを始めとして、自動券売機や電子白板などにも広く使用されている。また、今後はＰＣ（Personal Computer）やテレビなどに対する適用も広がるものと考えられる。
【０００３】
タッチ検出機能を備えた表示装置の技術に関して、例えば、特許文献１には、ノイズの影響を抑えつつタッチ検出を行うための表示装置が開示されている。この表示装置は、画素信号および表示駆動信号に基づいて表示動作を行う複数の表示素子と、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出素子と、画素信号を複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うとともに、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給する走査駆動部と、表示走査の周期よりも短い周期で、タッチ検出素子からの検出結果をサンプリングすることによりタッチ検出を行うタッチ検出部とを備える。上記走査駆動部は、表示走査を行う表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４８２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タッチ検出装置としては、抵抗膜方式、超音波方式、静電容量方式、光学式などのタッチパネルや、静電容量型、誘導型、超音波型、電磁波型、赤外線型などの近接センサー方式の検出装置が知られている。特に、比較的単純な構造を有し、かつ低消費電力化を実現することができることから、静電容量型のタッチ検出装置が今後拡大するものと見込まれる。
【０００６】
しかしながら、静電容量型のタッチ検出装置は、例えばインバータ蛍光灯やＡＭ波、ＡＣ電源などに起因する外部からのノイズに加え、表示装置の内部で発生するノイズにより検出動作の安定性が損なわれたり、検出感度を低下させるという課題がある。特に、液晶パネルを使用した表示装置では、液晶の駆動信号によるノイズが問題となる。また、液晶パネルを照明するためのバックライトを備える表示装置では、バックライトの点灯時のノイズも重大なノイズ源となる。例えばタッチ検出時に、大きな電流を制御するバックライトのオン・オフが行われると、タッチ検出装置の検出結果にノイズが混入することになる。また、静電容量型に限らず、表示装置の内部のノイズ源は、タッチ検出装置のタッチ検出精度に影響を与える。
【０００７】
図７は、バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの例を説明する図で、図７（Ａ）は映像信号に基づく走査期間を示し、図７（Ｂ）はバックライトの点灯期間を示し、図７（Ｃ）はタッチ検出のタイミングを示すものである。ここでは、１フレーム期間が約１６.７ｍｓｅｃ（６０Ｈｚ）のノーマル表示を行う例を示している。
【０００８】
図７（Ａ）に示すように、映像表示の１フレーム期間は、走査期間Ｓと走査が休止しているブランキング期間Ｂとからなっている。走査期間Ｓでは、表示部の液晶パネルの走査信号線に選択期間と非選択期間とのそれぞれに応じた電圧を出力して走査し、データ信号線に映像信号のデータ信号を出力し、選択されている走査信号線上にある画素のそれぞれに画像データを供給して書き込み、映像信号に応じた表示を行う。書き込まれた画像データに応じた画素の輝度は１フレーム期間の間ホールドされる。走査期間Ｓとブランキング期間Ｂとを合わせた期間が１フレーム期間であり、６０Ｈｚのノーマル表示では、１フレーム期間は約１６.７ｍｓｅｃとなる。
【０００９】
図７（Ｂ）では、バックライトの点灯期間Ｌが断続的に設定される。また、複数領域（図７（Ｂ）では４つの領域）のバックライトが点灯期間Ｌをずらしながら順次点灯される。ここでのバックライトは、動画ボヤケを軽減させるために点灯期間と消灯期間とを交互に設ける疑似インパルス駆動が行われる。疑似インパルス駆動を行うことにより、例えば画面内に動きのある物体があるときに、輝度の時間積分値が中間的な値になる領域が狭くなり、その中間的な値に起因する動画ボヤケを低減させることができる。そしてこのとき、バックライトを単純に点滅させるだけでなく、バックライトを複数領域に分割して、その分割した領域ごとに、映像の書き込み終了タイミング等に同期させて順次分割領域のバックライトを点灯させる制御が行われる。
【００１０】
また、タッチ検出装置は、タッチ検出動作を実行するタッチ検出期間を適宜設定する。例えば引用文献１では、図７（Ｃ）に示すように、映像表示制御におけるブランキング期間Ｂにタッチ検出を行うタッチ検出期間Ｄを設けている。ブランキング期間Ｂでタッチ検出を行うことで、表示動作によるノイズの影響を回避するようにしている。また、引用文献１には、ブランキング期間以外に、走査期間中に走査が中断するタイミングでタッチ検出を行うことも記載されている。
しかしながら、図７（Ｂ）に示すように、通常、バックライトの点灯制御はこれらブランキング期間Ｂや走査期間Ｓの間にも実行される。このときにタッチ検出を行えば、バックライトのオン・オフに起因するノイズが混入して接触検出装置の検出精度が悪化する。
【００１１】
図８は、バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの他の例を説明する図で、１フレーム期間が約８.３ｍｓｅｃ（１２０Ｈｚ）の所謂倍速表示を行う例である。倍速表示では、入力映像信号のフレーム補間を行って内挿フレームを生成し、１２０Ｈｚのフレームレートで表示を行う。
倍速表示においても上記図７のノーマル表示と同様の課題が生じる。ここでは、図８（Ａ）に示すように、映像表示の１フレーム期間は、走査期間Ｓと走査が休止しているブランキング期間Ｂとからなっているが、その１フレーム期間は、ノーマル表示のときの１／２の期間となる。
【００１２】
そして図８（Ｂ）に示すように、バックライトの点灯期間Ｌが断続的に設定され、複数領域のバックライトが点灯期間Ｌをずらしながら順次点灯される。
また、タッチ検出装置は、図８（Ｃ）に示すように、映像表示制御におけるブランキング期間Ｂにタッチ検出を行うタッチ検出期間Ｄを設ける。あるいはブランキング期間以外に、走査期間中に走査が中断するタイミングでタッチ検出を行うことができる。
しかしながら、図８（Ｂ）に示すように、倍速表示中であっても、バックライトの点灯制御はこれらブランキング期間や表示走査中の期間にも実行される。このときにタッチ検出を行えば、バックライトのオン・オフに起因するノイズが混入してタッチ検出装置の検出精度が悪化する。
【００１３】
表示装置では、２４０Ｈｚのフレームレートで表示を行う所謂４倍速表示を行うものもある。２４０Ｈｚのフレームレートでは、例えば３Ｄ表示画像として、右目用の画像を２フレームずつ交互に表示し、同じ画像を２フレーム分連続して表示させるものも知られている。
この場合であっても、上記と同様にタッチ検出期間にバックライトの点灯制御が行われると、バックライトのオン・オフに起因するノイズが混入してタッチ検出装置の検出精度が悪化するという問題が生じる。
【００１４】
また、特許文献１の表示装置では、表示走査を行う表示動作期間とは異なるタッチ検出動作期間において、タッチ検出を行っている。具体的には、表示動作期間が終了したブランキング期間でタッチ検出を行うようにしている。また、表示動作を中断した期間でタッチ検出を行う例や、表示動作期間中であっても、各画素の画素位信号がデータ信号線に印加されるまでの僅かなタイミングで検出信号をサンプリングしてタッチ検出を行う例も記載されている。
しかしながら、特許文献１の表示装置では、ブランキング期間など非常に短い時間で画面全体に対応する領域のタッチ検出を行わなくてはならず、高精度のタッチ検出を安定して行うことが困難であった。
【００１５】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、バックライトの点灯制御によるノイズを受けることなく、タッチ検出時のノイズの影響を低減するともに、十分なタッチ検出期間を設けることを可能とすることで、高精度のタッチ検出を安定して行うことができるようにした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】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置されてなる表示部と、該表示部の各画素のラインを複数の走査信号線により線順次に選択して走査し、選択したラインの画素にデータ信号線からデータ信号を供給して液晶を駆動することで前記表示部に映像を表示させる表示制御部と、前記表示部と一体にもしくは近接して設けられ、外部の近接物体によりタッチされたことを検出するタッチ検出部と、前記表示部を照明する光源を備えたバックライトと、を有する表示装置であって、前記表示部に表示させる映像の１フレーム期間において、前記タッチ検出部は、前記表示制御部が前記表示部の複数の走査信号線により一画面を走査する走査期間が終了した後に前記タッチを検出する動作を行ない、前記バックライトは、前記タッチを検出する動作を行う期間の後に前記光源を点灯させ、該光源を点灯させる期間は、前記走査期間で駆動された前記表示部の液晶変調素子の応答が完了した後に、該応答が完了した液晶変調素子に対応する前記光源を点灯させる期間とすることを特徴としたものである。
【００１７】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記バックライトは、前記表示部の画素領域を複数に分割した領域に対応して、複数のエリアごとに前記光源の点灯制御を行うことを特徴としたものである。
【００１８】
第３の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記表示部の各画素の液晶変調素子は、各画素に対する画像信号の書き込みを制御するためのトランジスタを有し、該トランジスタの半導体層は、酸化物半導体を含むことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、バックライトの点灯制御によるノイズを受けることなく、タッチ検出時のノイズの影響を低減するともに、十分なタッチ検出期間を設けることを可能とすることで、高精度のタッチ検出を安定して行うことができるようにした表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る表示装置の構成例の要部を示すブロック図である。
【図２】本発明による表示装置における映像表示制御とバックライト制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明による表示装置における映像表示制御とバックライト制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【図４】ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ、及び、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴの特性の一例を示す図である。
【図５】バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの他の例を説明する図である。
【図６】バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの更に他の例を説明する図である。
【図７】従来のバックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの例を説明する図である。
【図８】従来のバックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る表示装置の構成例の要部を示すブロック図である。
表示装置で表示すべき映像信号は、タイミング制御部１１に入力する。タイミング制御部１１は、データドライバ１２、ゲートドライバ１３、バックライト制御部１５、タッチ検出ドライバ１８、タッチ位置検出部１９、及びシャッターメガネ制御部２０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路部である。
【００２２】
タイミング制御部１１に入力させる映像信号は、必要に応じて倍速補間処理が行われる。倍速補間処理は、入力映像信号のフレームレートの変換処理を行って倍速表示を行わせるための補間処理である。ここでは入力映像信号の映像データに対してフレーム間を補間する補間処理を施し、これにより、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にする。例えば倍速補間処理では、入力映像信号の動きベクトルを用いた動き補償により、フレーム間の内挿フレームを生成し、生成された内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに順次出力することで、入力画像信号のフレームレートを毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に２倍速に変換する処理を行う。あるいは、６０Ｈｚの入力映像信号を２４０Ｈｚへと４倍速に変換して出力することができる。
【００２３】
また、表示装置が３Ｄ表示モードに対応し、３Ｄ表示モードで表示を行う場合、４倍速補間処理を行って、このときに右目用の同じフレーム画像を２回連続して表示し、左目用の同じフレーム画像を２回連続して表示し、これを交互に繰り返す所謂ダブル書き込みを行わせることができる。ダブル書き込みは、映像データを書き込んだときの液晶の応答の遅延や、液晶変調素子の容量変化による透過率不足などによる表示品位の低下を回避するために行われる。
【００２４】
液晶パネル１４は、本発明の表示部に相当するもので、液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置された画面と、その画面を線順次に選択して走査する複数の走査信号線と、選択されたラインの画素にデータ信号を供給する複数のデータ信号線とを備えている。走査信号線とデータ信号線とは直交している。
【００２５】
ゲートドライバ１３は走査信号線ドライバであり、タイミング制御部１１の制御に従って、液晶パネル１４の各走査信号線に、選択期間と非選択期間とのそれぞれに応じた電圧を出力する。データドライバ１２はデータ信号線ドライバであり、液晶パネル１４の各データ信号線にデータ信号を出力し、選択されている走査信号線上にある画素のそれぞれに画像データを供給する。
【００２６】
タイミング制御部１１は、ゲートドライバ１３にゲートスタートパルス信号およびゲートクロック信号を与え、データドライバ１２にＲＧＢの階調データ、ソーススタートパルス信号、ソースラッチストローブ信号、およびソースクロック信号を与える。これら全ての信号は同期している。
ゲートドライバ１３は、ゲートスタートパルス信号を合図に液晶パネル１４の走査を開始し、ゲートクロック信号に従って各走査信号線に順次選択電圧を印加していく。データドライバ１２は、ソーススタートパルス信号を基に、送られてきた各画素の階調データをソースクロック信号に従ってレジスタに蓄え、次のソースラッチストローブ信号に従って液晶パネル１４の各データ信号線に階調データを書き込む。
【００２７】
タイミング制御部１１は、ゲートスタートパルス信号のパルス間隔を設定して、液晶の駆動周波数を制御することができる。ゲートスタートパルス信号のパルス間隔は、表示のフレーム周波数が通常の６０Ｈｚである場合は約１６.７ｍｓｅｃである。この値は、データリフレッシュ周期と呼ばれる。液晶を倍速駆動させて表示する場合には、このデータリフレッシュ周期は約８.３ｍｓｅｃとなる。また液晶を４倍速駆動させて表示する場合には、データリフレッシュ周期は、約４.２ｍｓｅｃとなる。また、タイミング制御部１１は、ゲートクロック信号の駆動周波数を設定することで、１走査期間の長さを制御する。
本発明の表示制御部は、タイミング制御部１１、ゲートドライバ１３、及びデータドライバ１２が相当する。
【００２８】
液晶パネルの１垂直期間を走査するとき、１垂直期間において最上部の走査信号線から最後の走査信号線までを走査する期間が走査期間であり、残りの期間が液晶駆動を休止するブランキング期間である。
【００２９】
バックライト制御部１５は、タイミング制御部１１による制御に従って、液晶パネル１４を照明するバックライト１６の発光を制御する。バックライト１６の発光を液晶パネル１４で変調することで、画像データに応じた画像を液晶パネル１４で表示させることができる。
バックライト１６は、例えば複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）による光源より構成することができる。また、バックライト１６は、複数のエリア（例えばエリア１〜エリア４）ごとに発光制御が可能であり、エリアごとに液晶パネルの画素領域を分割した領域が対応付けられる。例えば、液晶パネル１４の分割領域に対する映像の階調データの書き込み走査に同期して、液晶パネル１４の分割領域に対応するバックライト１６のエリアごとに所定のタイミングでバックライトの各ＬＥＤを発光させることができる。
【００３０】
タッチパネル１７は、ユーザ等によるタッチ位置を検出する静電容量式のデバイスであり、液晶パネル１４と一体化されたインセルタイプのタッチパネル、もしくは液晶パネル１４上に近接させて装着したタッチパネルとして構成することができる。
タッチパネル１７は、複数のストライプ状の駆動電極と、それぞれの駆動電極の延在する方向に直交する方向に延在する複数のストライプ状のタッチ検出電極を備えている。駆動電極とタッチ電極とが交差した電極パターンは、その交差した部分に静電容量が形成される。これにより、液晶パネル１４の画面全体に、マトリクス状に静電容量が形成されている。
【００３１】
タッチ検出ドライバ１８は、タッチパネル１７の複数のストライプ状の駆動電極に対して駆動信号を順次供給し、時分割的に線順次走査駆動を行う。そしてこの線順次走査駆動に従って、駆動電極に交差するタッチ電極がタッチ検出信号を出力する。タッチ位置検出部１９は、タッチパネル１７のタッチ電極から出力されるタッチ検出信号に基づいて、ユーザ等の近接物体のタッチ位置を検出する。このタッチ位置検出部１９が検出したタッチ検出結果は、図示しない制御部に出力され、タッチ位置に応じた制御が行われる。本発明のタッチ検出部は、タッチパネル１７、タッチ検出ドライバ１８、及びタッチ位置検出部１９に相当する。
【００３２】
シャッターメガネ制御部２０は、映像をアクティブシャッター方式の３Ｄ表示モードで表示するために使用される。シャッターメガネ制御部２０は、タイミング制御部１１からの同期信号に基づいて、図示しないアクティブシャッターメガネを駆動するための駆動信号を生成し、無線（赤外線通信）にてアクティブシャッターメガネに駆動信号を送信する。
【００３３】
具体的には、シャッターメガネ制御部２０は、３Ｄ映像を表示する場合、左目用の映像の同期信号に基づいて、アクティブシャッターメガネの左側のシャッターをＯＮにし、右側のシャッターをＯＦＦにする駆動信号を出力する。一方、シャッターメガネ制御部２０は、右目用の映像の同期信号に基づいて、アクティブシャッターメガネの右側のシャッターをＯＮにし、左側のシャッターをＯＦＦにする駆動信号を出力する。シャッターメガネ制御部２０は、上記の駆動信号を交互に出力することにより、アクティブシャッターメガネの駆動を制御する。また、倍速補間処理を行って、同じ目用の同じ映像フレームを連続して２回表示させ、これを交互に繰り返す所謂ダブル書き込みを行って３Ｄ表示を行う場合には、その表示映像に応じたシャッター制御を行う。
【００３４】
図２は、本発明による表示装置における映像表示制御とバックライト制御の一例を示すタイミングチャートである。表示装置の液晶パネルでは、最上段の画素から垂直走査により映像信号が書き込まれていく。つまり、液晶パネルの水平ラインである走査信号線の一ライン目（Ｎ＝１）から順に映像が更新され、徐々に書き込みタイミングが遅れながら最終の最下段の走査信号線の映像が更新される。更新された映像は、１フレーム期間の間ホールドされる。走査信号線の数としては種々のものがあるが、例えば画素数が縦１０８０×横１９２０の液晶パネルの場合には、Ｎ＝１０８０である。
【００３５】
ここでは、説明を簡単にするために、液晶パネル１４の走査信号線Ｎの数をＮ＝２０であるものとして説明する。そして、バックライトは、その点灯領域が４分割され、走査信号線Ｎ＝５行ごとに、点灯領域の分割領域が対応して設定されているものとする。ここで、２０行分の走査信号線の画素に対応する走査電極ＳＣＬを線順次走査する順に、符号ＳＣＬ１〜ＳＣＬ２０で表す。そして、線順次走査される最後の走査電極ＳＣＬ２０により走査される画素の液晶透過率を液晶透過率２０として示す。
また、バックライトの各分割領域の制御線ＢＣＬを、上から順にＢＣＬ１〜ＢＣＬ４で表す。この場合、走査電極ＳＣＬ１〜ＳＣＬ５に対応する画素は、ＢＣＬ１で制御されるバックライトにより照明される。以下、５つの走査電極ごとに、各分割領域のバックライトの制御線が対応する。
【００３６】
また、期間Ｔは、説明のために１フレーム期間を４０等分にした長さを示すものであり、Ｎ＝１〜２０の走査信号線の走査は、１フレーム期間において１５Ｔの期間内に終了する。１フレーム期間は、４０Ｔの期間であり、従って１フレーム期間における走査が終了した後のブランキング期間は、１５Ｔの走査期間の後の２５Ｔの期間となる。この例は、フレーム周波数が通常の６０Ｈｚのノーマル表示時の例を示すもので、１フレーム期間は約１６.７ｍｓｅｃになる。
【００３７】
本発明に係る実施形態では、タッチパネルによるタッチ検出期間は、走査期間が終了した後に設定する。そして、バックライトの点灯期間は、タッチ検出が終了した後で、かつ、各バックライトに対応する液晶パネル１４の液晶素子の応答が完了した後に設定する。これにより、液晶素子の応答完了を待ってバックライトを点灯させ、その間にタッチ検出期間が設けられるため、１フレーム期間内で十分なタッチ検出期間を設けることができ、高精度のタッチ検出を安定して行うことができるようになる。
【００３８】
１フレーム期間内で液晶素子の応答が完了した後にバックライトを点灯させるためには、走査期間を短時間で終わらせて、ブランキング期間を確保する必要がある。これを実現するために、本発明に係る実施形態では、液晶パネル１４のＴＦＴ（Thin Film Transistor）を構成する薄膜トランジスタの半導体層として、酸化物半導体を含むものを用いることができる。酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）の酸化物を適用することができる。酸化物半導体の機能及び特性については後述する。
【００３９】
図２において、タッチ検出期間Ｄは、走査期間の後に設定される。この例ではタッチ検出期間Ｄは、走査期間の１５Ｔに対して、２０Ｔの長さで設定される。ここではタッチ検出ドライバ１８は、タッチパネル１７の複数のストライプ状の駆動電極に対して駆動信号を順次供給し、時分割的に線順次走査駆動を行う。そしてこの線順次走査駆動に従って、駆動電極に交差するタッチ電極がタッチ検出信号を出力する。タッチ位置検出部１９は、タッチパネル１７のタッチ電極から出力されるタッチ検出信号に基づいて、ユーザ等のタッチ位置を検出する。表示走査が終了してからタッチ検出を行うことで、表示動作によるノイズの影響を回避する。
【００４０】
そして、バックライトのオン・オフ制御をタッチ検出期間に行わないようにし、かつ液晶応答が完了してからバックライトを点灯させるために、ＢＣＬ１〜ＢＣＬ４で制御される４つの領域のバックライトの点灯期間Ｌは、タッチ検出期間Ｄの後に設定し、かつ、各バックライトが対応する液晶素子の応答が完了した後に発光するように制御する。
この場合、１フレーム期間内では、最下段の走査電極ＳＣＬ２０に対する走査が最後になるため、走査電極ＳＣＬ２０の走査が終了した後、液晶の応答が完了する時間を経過したタイミングでバックライトの点灯期間Ｌを設ける。本例の場合、全てのバックライトを同じタイミングで点灯させ、バックライトの点灯期間Ｌと走査期間との間でタッチ検出期間Ｄを設定する。
ここでは、液晶透過率２０に示すように、最下段の走査電極ＳＣＬ２０によって駆動される液晶の応答が完了し、目標階調に相当する透過率まで遷移した後にバックライトの点灯期間Ｌを設ける。液晶の応答が完了する時間は、液晶の階調を変更したときに目標階調に達するまでの時間の最大値であり、表示装置に応じて固有に定まるものである。
【００４１】
上記のタイミング制御により、バックライトのオン・オフに起因するタッチ検出の精度の悪化を防ぐことができ、また、１フレーム期間内でタッチ検出期間を十分に長くとることができるため、高精度のタッチ検出を安定して実行することができる。
【００４２】
図３は、本発明による表示装置における映像表示制御とバックライト制御の他の例を示すタイミングチャートである。図３のタイミングチャートは、図２と同様に、走査信号線（水平ライン）の数Ｎ＝２０として、４つの分割領域でバックライトを発光制御したときの制御タイミングの例を示すものである。ここでは、表示映像の１フレーム期間は、２倍速で倍速補間処理を行って表示させるものであり、従って表示映像の１フレーム期間は、入力映像信号の１／２フレーム期間になっている。ここでの表示映像の１フレーム期間は、約８.３ｍｓｅｃになる。
【００４３】
期間Ｔは、説明のために１フレーム期間を４０等分にした長さを示すものであり、従って、図２に示すノーマル表示時の１Ｔの長さに比して、図３における１Ｔの長さは半分になっている。ここではＮ＝１〜２０の走査信号線の走査は、１フレーム期間において２０Ｔの期間内に終了する。１フレーム期間は、４０Ｔの期間であり、従って１フレーム期間における走査が終了した後のブランキング期間は、２０Ｔの走査期間の後の２０Ｔの期間となる。
また、バックライトの４つの分割領域のうちの最上段の分割領域に対応する走査電極ＳＣＬ１〜ＳＣＬ５のうち、線順次走査が最後となる最下段の走査電極ＳＣＬ５により走査される画素の液晶透過率を液晶透過率５として表す。同様にバックライトの４つの分割領域のうちの最下段の分割領域に対応する走査電極ＳＣＬ１６〜ＳＣＬ２０のうち、線順次走査が最後となる最下段の走査電極ＳＣＬ２０により走査される画素の液晶透過率を液晶透過率２０として表す。
【００４４】
図３において、タッチ検出期間Ｄは走査期間の後に設定される。この例ではタッチ検出期間Ｄは、走査期間の２０Ｔに対して、１５Ｔの長さで設定される。タッチ検出ドライバ１８は、タッチパネル１７の複数のストライプ状の駆動電極に対して駆動信号を順次供給し、時分割的に線順次走査駆動を行う。そしてこの線順次走査駆動に従って、駆動電極に交差するタッチ電極がタッチ検出信号を出力する。タッチ位置検出部１９は、タッチパネル１７のタッチ電極から出力されるタッチ検出信号に基づいて、ユーザ等のタッチ位置を検出する。走査期間が終了してからタッチ検出を行うことで、表示動作によるノイズの影響を回避する。
【００４５】
そして、バックライトのオン・オフ制御をタッチ検出期間に行わないようにし、かつ液晶応答が完了してからバックライトを点灯させるために、ＢＣＬ１〜ＢＣＬ４で制御される４つの領域のバックライトの点灯期間Ｌは、タッチ検出期間Ｄの後に設定し、かつ、各バックライトが対応する液晶素子の応答が完了した後に発光するように制御する。
この例では、各ＢＣＬ１〜ＢＣＬ４で制御される各バックライトは、それぞれ対応する液晶の応答が完了する時間の最大値を経過したタイミングで点灯期間を設ける。各領域のバックライトの発光タイミングは、液晶の応答時間を確保するため、上から下に向かって徐々に時間的に遅れてくる。ここでは、液晶透過率５及び液晶透過率２０に示すように、各分割領域のバックライトが対応する液晶素子のうち、その最下段の走査電極ＳＣＬによって駆動される液晶素子の液晶応答が完了し、目標階調に相当する透過率まで遷移した後にそれぞれのバックライトの点灯期間Ｌを設ける。
【００４６】
上記のタイミング制御により、バックライトのオン・オフに起因するタッチ検出の精度の悪化を防ぐことができ、また、１フレーム期間内でタッチ検出期間を十分に長くとることができるため、高精度のタッチ検出を安定して実行することができる。
【００４７】
上記のように本発明に係る表示装置では、１フレーム期間において、複数の走査信号線により一画面を走査する走査期間の後にタッチ検出を行ない、さらにタッチ検出の後でかつ液晶の応答が完了した後にバックライトを点灯させる。
通常の液晶パネルでは、表示すべき映像信号に基づいて１フレーム期間毎に階調が決められるため、階調が変更されれば、その変更後の階調に応答して液晶が動き、変更後の階調に相当する状態で液晶が安定する。液晶が動いているときにバックライトを点灯させると、点灯期間に視認される平均階調が目標階調から乖離し、疑似輪郭の発生などの映像品位の低下の要因となり得る。従って、階調変更時の液晶の応答が完了した後に、バックライトを点灯させるようにすることで映像品位の高い映像表示を行うことができる。
【００４８】
上記のように液晶の応答を待ってバックライトを点灯させるためには、１フレーム期間の走査期間を短くすることが有効となる。これにより、走査が行われてから次のフレームにおける走査が行われるまでの時間が長くなるため、走査時の階調変更に応じた液晶の応答時間を待ってバックライトを点灯させる制御を行うことがより容易となる。
【００４９】
走査期間を短くするためには、液晶の駆動周波数を上げてデータ書き込みを高速化する必要がある。データ書き込みの高速化を実現するために、液晶パネル１４のＴＦＴ（Thin Film Transistor）を構成する薄膜トランジスタの半導体層として、酸化物半導体を含むものを用いることができる。酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）の酸化物を適用することができる。
【００５０】
図４は、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ、及び、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）から構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴの特性の一例を示す図である。
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴのドレイン電流−ゲート電圧のスイッチング特性では、ＴＦＴのスイッチングのオフ時に流れるリーク電流（オフ電流）は、従来一般的に使用されているアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）によるリーク電流の例えば１０００分の１以下であり、ＴＦＴのスイッチング時のオン時に流れるオン電流は、アモルファスシリコンによるオン電流の例えば２０倍以上である。
つまりオン電流が従来のアモルファスシリコン等よりも非常に大きいため、画素へのデータの書き込みを高速化することができる。ＴＦＴのスイッチング時のオン電流の特性に応じて、駆動周波数をどこまで高めて走査期間を短くするかを定めることができる。
【００５１】
また、従来の例えばアモルファスシリコンを用いたＴＦＴの場合、リーク電流が高いので、ブランキング期間に画素の電荷が抜けて輝度が変化するため、ブランキング期間を長くすると表示画面上でフリッカが発生する。これに対して、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴでは、リーク電流が低いので、ブランキング期間でも画素の電荷が抜けず、フリッカが生じることなく画質を維持することができる。従って例えば静止画などを表示しているときには、画質品位を低下させることなくブランキング期間を長くとることができ、階調変更時の液晶の応答が完了した後に、バックライトの点灯期間を設ける制御をより容易に行うことができる。
【００５２】
図５は、バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの他の例を説明する図で、図５（Ａ）は倍速表示（１フレーム期間＝約８.３ｍｓｅｃ）のときの映像信号に基づく走査期間、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の走査期間に対応したバックライトの点灯期間、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）よりも短く設定した走査期間、図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）の走査期間に対応したバックライトの点灯期間、図５（Ｅ）は、図５（Ｃ）の走査期間に対応したタッチ検出期間を示している。
【００５３】
例えば、１フレーム期間が約８.３ｍｓｅｃの倍速モードで映像表示を行う場合、図５（Ａ）に示すように、１フレーム期間の大部分の期間を走査期間Ｓとし、残りの期間をブランキング期間Ｂとする。走査期間Ｓにより表示される映像は、例えば、フレーム毎に、ａ、ａまたはａ１、ｂ、ｂまたはｂ１・・のようになる。２フレーム連続して同じ画像が表示される場合は、３Ｄ表示等を行うために倍速補間処理を行って、所謂ダブル書き込みを行う場合である。
【００５４】
そして、図５（Ｂ）に示すように、図５（Ａ）の走査期間Ｓに対応してバックライトの点灯期間Ｌを順次設定する。ここではバックライトを複数領域に分割して、その分割した領域ごとに映像の書き込み終了タイミング等に同期させて順次分割領域のバックライトを点灯させる。
この場合には、映像表示制御によるノイズの混入を避けるためにブランキング期間Ｂにタッチ検出期間Ｄを設けたとしても、ブランキング期間Ｂでもバックライトのオン・オフが行われるため、バックライトのオン・オフによるノイズの影響を避けることができない。
【００５５】
上記のような倍速表示でタッチ検出を精度よく行うために、図５（Ｃ）に示すように、さらに走査期間Ｓを短くし、入力映像信号の１／４フレーム以下の期間で走査を終了させる。つまり実質的に４倍速表示時のフレーム期間内に走査期間を設定する。そして、図５（Ｄ）に示すように、短くした走査期間Ｓに対応させてバックライトの点灯期間Ｌを設定する。走査期間を短くするためには、上記のように液晶パネルＴＦＴを構成する薄膜トランジスタの半導体層として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）の酸化物半導体を適用することができる。
【００５６】
走査期間Ｓを入力映像信号の１／４フレーム期間以内で終了させるため、残りのブランキング期間Ｂを長くとることができる。そして、バックライトは、走査期間Ｓにおける映像の書き込み終了タイミング等に同期させて順次点灯させる制御が行われるため、ブランキング期間Ｂの途中で点灯制御を終了させることができる。
図５（Ｅ）に示すように、バックライトの点灯期間Ｌの後にタッチ検出期間Ｄを設ければ、走査期間Ｓにおける映像の表示制御と、バックライトの点灯期間Ｌにおけるバックライトのオン・オフとに影響されることなく、タッチ検出を安定して行うことができるようになる。
【００５７】
図６は、バックライトの点灯期間とタッチ検出タイミングの更に他の例を説明する図で、図６（Ａ）は４倍速表示（１フレーム期間＝約４.２ｍｓｅｃ）のときの映像信号に基づく走査期間、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の走査期間に対応したバックライトの点灯期間、図６（Ｃ）は、特定のフレーム期間において走査を停止したときの走査期間、図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）の走査期間に対応したバックライトの点灯期間、図６（Ｅ）は、図６（Ｃ）の走査期間に対応したタッチ検出期間を示している。
【００５８】
例えば、１フレーム期間が約４.２ｍｓｅｃの４倍速モードで映像表示を行う場合、図６（Ａ）に示すように、約４.２ｍｓｅｃの１フレーム期間に走査期間Ｓとブランキング期間Ｂとを設定する。走査期間Ｓにより表示される映像は、例えば、フレーム毎に、ａ、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ、ｂ１、ｂ２・・のようになる。４倍速モードで１フレーム期間内に走査期間を終了させるために、上記のように液晶パネルＴＦＴを構成する薄膜トランジスタの半導体層として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）の酸化物半導体を適用することができる。
【００５９】
そして、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）の走査期間Ｓに対応してバックライトの点灯期間Ｌを順次設定する。ここではバックライトを複数領域に分割して、その分割した領域ごとに映像の書き込み終了タイミング等に同期させて順次分割領域のバックライトを点灯させる。
この場合には、映像表示制御によるノイズの混入を避けるためにブランキング期間Ｂにタッチ検出期間Ｄを設けたとしても、ブランキング期間Ｂでもバックライトのオン・オフが行われるため、バックライトのオン・オフによるノイズの影響を避けることができない。
【００６０】
上記のような４倍速表示でタッチ検出を精度よく行うために、一部のフレーム期間において走査を停止し、その期間でタッチ検出を行うようにする。
例えば図６（Ｃ）に示すように、４倍速表示で連続するフレーム期間のうち、一部のフレーム期間における走査を停止してそのフレーム期間では、新たな走査を行わないようにする。この場合、例えば図６（Ａ）で、ダブル書き込みのように映像ａとａ１とを同じ映像とする場合など、その連続するフレーム期間の一方の走査を停止させることができる。
【００６１】
そして、図６（Ｄ）に示すように、それぞれの走査期間Ｓに対応させてバックライトの点灯期間Ｌを設定する。各バックライトは、走査期間Ｓにおける映像の書き込み終了タイミング等に同期させて順次点灯させる制御を行う。
この場合、走査を行わないフレーム期間ではブランキング期間が継続し、タッチ検出を行っても表示制御の影響を受けない。そして、図６（Ｅ）に示すように、このフレーム期間においてバックライトの点灯期間Ｌの後にタッチ検出期間Ｄを設ければ、走査期間Ｓにおける映像の表示制御と、バックライトの点灯期間Ｌにおけるバックライトのオン・オフとに影響されることなく、タッチ検出を安定して行うことができるようになる。
【符号の説明】
【００６２】
１１…タイミング制御部、１２…データドライバ、１３…ゲートドライバ、１４…液晶パネル、１５…バックライト制御部、１６…バックライト、１７…タッチパネル、１８…タッチ検出ドライバ、１９…タッチ位置検出部、２０…シャッターメガネ制御部。
【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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