(57)【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に同期した水平制御信号を生成するタイミングコントローラと、
液晶ディスプレイに供給される共通電圧のフィードバック電圧および前記水平制御信号に基づいて、前記共通電圧を安定化制御するＶｃｏｍフィードバック回路と、を備え、
前記Ｖｃｏｍフィードバック回路は、
前記フィードバック電圧と所定の参照電圧とを比較するオペアンプと、
前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗と、
前記液晶ディスプレイの液晶書き込みに伴って発生する前記共通電圧の変動によるＬＣＤノイズを低減するように、前記抵抗と協働して、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整するＶｃｏｍフィードバック調整回路と、を有し、
前記Ｖｃｏｍフィードバック調整回路は、
前記抵抗と並列に接続された可変抵抗と、
前記水平制御信号のパルスから所定時間経過後において、前記フィードバック電圧と所定基準値とを比較し、前記ＬＣＤノイズを低減するように、前記可変抵抗の抵抗値を可変する抵抗制御信号を出力する抵抗制御部と、を含む
ことを特徴とするタッチパネルを備えた液晶表示装置。
【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６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６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７は、図６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７において、この駆動回路は、ＬＣＤ１０、タッチパネル２０、タイミングコントローラ３０、タッチパネルコントローラ４０、ホストコントローラ５０およびＶｃｏｍフィードバック回路６０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。
【０００９】
なお、この駆動回路において、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。また、タッチパネルコントローラ４０のグランド（ＧＮＤ）とタイミングコントローラ３０のグランド（ＧＮＤ）とは、互いに共通である。
【００１０】
Ｖｃｏｍフィードバック回路６０は、ＬＣＤ１０の液晶駆動電極１３に共通電圧Ｖｃｏｍを供給するとともに、ＬＣＤ１０から共通電圧Ｖｃｏｍのフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢが入力される。以下、図８を参照しながら、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０について詳細に説明する。
【００１１】
図８は、図７に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路を示す回路ブロック図である。図８において、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０は、オペアンプでＬＣＤ１０からのフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢと所定の参照電圧Ｖｃｏｍ＿Ｒｅｆとを比較し、安定化された共通電圧ＶｃｏｍをＬＣＤ１０に供給している。
【００１２】
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、ＬＣＤ１０の液晶駆動電極１３に供給される共通電圧Ｖｃｏｍの変動によるノイズである。
【００１３】
ここで、図６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。
【００１４】
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６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。
【００１５】
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）。
【００１６】
図９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９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。
【００１７】
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。
【００１８】
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】
【００１９】
【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】
【００２０】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
図９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。
【００２１】
すなわち、図９に示した液晶表示装置では、図６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６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。
【００２２】
図１０は、図６および図９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１０において、図６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９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。
【００２３】
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。
【００２４】
図１１は、図９に示した液晶表示装置（１０Ａ、２０Ａ）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１１において、この駆動回路は、図７に示した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に代えて、タイミングコントローラ３０Ａおよびタッチパネルコントローラ４０Ａを備えている。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。
【００２５】
タイミングコントローラ３０Ａは、タッチパネルコントローラ４０Ａ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４０Ａ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。
【００２６】
しかしながら、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０のオペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ７（図８参照）の抵抗値によって、ＬＣＤノイズのノイズレベルが変化する。すなわち、抵抗Ｒ７の抵抗値とＬＣＤノイズとの関係を示す図１２に現されているように、抵抗Ｒ７の抵抗値が変わると、ＬＣＤノイズのノイズレベルが安定するまでの時間が変化する。
【００２７】
具体的には、図１２において、抵抗Ｒ７の抵抗値が例えば７５０Ωである場合には、ＬＣＤノイズのノイズレベルが早期に安定しているのに対して、抵抗Ｒ７の抵抗値が例えば１００Ωである場合には、ＬＣＤノイズがゆっくり下がり、安定するまでに時間がかかることが分かる。そのため、ＬＣＤノイズが安定していない状況でスキャン（センシング）を行うと、スキャン結果がＬＣＤノイズの影響を受けてしまうという問題がある。
【００２８】
ここで、抵抗Ｒ７の抵抗値は、液晶表示装置の製造時に固定された値であるのに対して、最適な抵抗値は、液晶表示装置毎に異なるものと考えられる。また、最適な抵抗値は、経年等によっても変化するものと考えられる。すなわち、抵抗Ｒ７の抵抗値として最適な抵抗値を選定していない場合には、ＬＣＤノイズが安定するまでに時間がかかるにも関わらず、抵抗Ｒ７の抵抗値を個々に調整することができない。
【００２９】
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、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】
【００３０】
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に同期した水平制御信号を生成するタイミングコントローラと、液晶ディスプレイに供給される共通電圧のフィードバック電圧および水平制御信号に基づいて、共通電圧を安定化制御するＶｃｏｍフィードバック回路と、を備え、Ｖｃｏｍフィードバック回路は、フィードバック電圧と所定の参照電圧とを比較するオペアンプと、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗と、液晶ディスプレイの液晶書き込みに伴って発生する共通電圧の変動によるＬＣＤノイズを低減するように、抵抗と協働して、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整するＶｃｏｍフィードバック調整回路と、を有し、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路は、抵抗と並列に接続された可変抵抗と、水平制御信号のパルスから所定時間経過後において、フィードバック電圧と所定基準値とを比較し、ＬＣＤノイズを低減するように、可変抵抗の抵抗値を可変する抵抗制御信号を出力する抵抗制御部と、を含むものである。
【発明の効果】
【００３２】
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、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路（ステップ）は、液晶ディスプレイの液晶書き込みに伴って発生するＬＣＤノイズを低減するように、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗と協働して、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整する。
そのため、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】
【００３３】
【図１】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を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路における、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値とＬＣＤノイズとの関係を示す説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値がそれぞれ７５０Ω、１．５ｋΩである場合におけるタッチパネルからのＲａｗｄａｔａを示す説明図である。
【図５】図４に示した測定結果を表に表した説明図である。
【図６】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７】図６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８】図７に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路を示す回路ブロック図である。
【図９】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１０】図６および図９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１１】図９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１２】図１１に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路における、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗の抵抗値とＬＣＤノイズとの関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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９に示したものと同様なので、説明を省略する。
【００３６】
図１は、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を示す回路ブロック図である。図１において、この駆動回路は、図１１に示したＶｃｏｍフィードバック回路６０に代えて、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０Ａを備えている。また、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０Ａには、タイミングコントローラ３０Ａから水平制御信号が入力されている。駆動回路のその他のブロック構成は、図１１に示したものと同様なので、説明を省略する。
【００３７】
図２は、図１に示した駆動回路のＶｃｏｍフィードバック回路を示す回路ブロック図である。図２において、Ｖｃｏｍフィードバック回路６０Ａは、図１１に示したＶｃｏｍフィードバック回路６０に加えて、抵抗Ｒ７と並列に接続されたＶｃｏｍフィードバック調整回路６１を有している。その他の構成および作用は、図７に示したものと同様なので、説明を省略する。
【００３８】
Ｖｃｏｍフィードバック調整回路６１は、抵抗制御部６２と可変抵抗６３とを含んでいる。ここで、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路６１は、例えばデジタルポテンショメータ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｍｅｔｅｒ）等によって構成されている。
【００３９】
抵抗制御部６２は、タイミングコントローラ３０Ａから水平制御信号が入力され、ＬＣＤ１０Ａからフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢが入力されるとともに、入力された水平制御信号およびフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢに基づいて、可変抵抗６３に抵抗制御信号を出力する。
【００４０】
可変抵抗６３は、抵抗Ｒ７と並列に接続されている。また、可変抵抗６３は、抵抗制御部６２からの抵抗制御信号に応じて抵抗値が可変され、抵抗Ｒ７と合成抵抗を構成して、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整する。
【００４１】
以下、抵抗制御部６２の動作について詳細に説明する。
抵抗制御部６２は、電源がオンされたときに、タイミングコントローラ３０Ａからの水平制御信号に同期したタイミングで、可変抵抗６３に抵抗制御信号を出力して、可変抵抗６３の抵抗値を可変する。すなわち、抵抗制御部６２は、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整する。
【００４２】
ここで、ＬＣＤノイズとフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢとの関係について説明する。ＬＣＤノイズは、Ｖｃｏｍ−Ｒｘ間に形成される容量成分Ｃｇを通じて伝播する。そのため、ＬＣＤノイズの形は、ＬＣＤ１０Ａからのフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢと同じ形になる。したがって、抵抗制御部６２は、フィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢレベルを検出することにより、ＬＣＤノイズのノイズレベルを知ることができる。
【００４３】
また、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路６１における、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値とＬＣＤノイズとの関係を示す図３に現されているように、この抵抗値が最適な抵抗値（この液晶表示装置において、例えば７５０Ω）よりも低い場合（例えば、１００Ω）には、ＬＣＤノイズは、ゆっくり下がる。
【００４４】
一方、図３に現されているように、この抵抗値が最適な抵抗値よりも高い場合（例えば、１．５ｋΩや３ｋΩ）には、ＬＣＤノイズは、急激に下がった後に上昇する。すなわち、水平制御信号のパルスから所定時間経過後のフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢを検出することにより、この抵抗値が最適な抵抗値よりも高いか低いかが分かる。
【００４５】
そこで、抵抗制御部６２は、タイミングコントローラ３０Ａからの水平制御信号のパルスが入力されてから所定時間経過後に、フィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢレベルを検出し、ＬＣＤノイズのノイズレベルが安定している場合における所定基準値（例えば、０）と比較して、可変抵抗６３に抵抗制御信号を出力する。
【００４６】
具体的には、抵抗制御部６２は、検出されたフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢレベルが所定基準値よりも大きい（ＬＣＤノイズがゆっくり下がっている）場合には、所定基準値との差異に基づいて、可変抵抗６３と抵抗Ｒ７とで構成される合成抵抗の抵抗値が最適な抵抗値（例えば、７５０Ω）になるように、可変抵抗６３の抵抗値を小さく設定する。
【００４７】
一方、抵抗制御部６２は、検出されたフィードバック電圧Ｖｃｏｍ＿ＦＢレベルが所定基準値よりも小さい（ＬＣＤノイズが急激に下がった後に上昇する）場合には、所定基準値との差異に基づいて、可変抵抗６３と抵抗Ｒ７とで構成される合成抵抗の抵抗値が最適な抵抗値（例えば、７５０Ω）になるように、可変抵抗６３の抵抗値を大きく設定する。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値がそれぞれ７５０Ω、１．５ｋΩである場合におけるタッチパネルからのＲａｗｄａｔａを示す説明図である。また、図５は、図４に示した測定結果を表に表した説明図である。
【００４９】
図４、５において、可変抵抗６３と抵抗Ｒ７とで構成される合成抵抗の抵抗値を、最適な抵抗値（例えば、７５０Ω）とすることにより、駆動信号Ｔｘがハイである期間において、ＬＣＤノイズのノイズレベルが変化しないので、ＬＣＤノイズの影響を低減することができる。
【００５０】
このように、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路６１を用いて、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を最適な抵抗値とすることにより、ＬＣＤノイズのノイズレベルを早期に安定させることができる。
【００５１】
以上のように、実施の形態１によれば、Ｖｃｏｍフィードバック調整回路は、液晶ディスプレイの液晶書き込みに伴って発生するＬＣＤノイズを低減するように、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗と協働して、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間の抵抗値を調整する。
そのため、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。
また、液晶表示装置の製造が容易になり、製造時間の短縮およびコストの削減を実現することができる。
【符号の説明】
【００５２】
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、４０、４０Ａ  タッチパネルコントローラ、５０  ホストコントローラ、６０、６０Ａ  フィードバック回路、６１  フィードバック調整回路、６２  抵抗制御部、６３  可変抵抗。
【図１】
0005924660.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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