(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の水平期間よりも短い第１水平期間と、前記水平同期信号の水平期間よりも長い第２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前記第２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、
前記水平同期信号のパルスが周期的に供給される複数個の水平期間中、一部分であるｎ個（ｎは２以上の定数）の前記水平期間は、ｎ−１個の前記第１水平期間と、１つの前記第２水平期間とを含み、前記ｎ個の水平期間が繰り返される
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前記第１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前記第２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
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前記第２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
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第１水平期間と、前記水平同期信号の水平期間よりも長い第２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前記第２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、
前記水平同期信号のパルスが周期的に供給される複数個の水平期間中、一部分であるｎ個（ｎは２以上の定数）の前記水平期間は、ｎ−１個の前記第１水平期間と、１つの前記第２水平期間とを含み、前記ｎ個の水平期間が繰り返される
タッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
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前記第１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前記第２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
請求項５に記載のタッチパネルを備えた液晶表示装置の駆動方法。
【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第１水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い第２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第２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、水平同期信号のパルスが周期的に供給される複数個の水平期間中、一部分であるｎ個（ｎは２以上の定数）の水平期間は、ｎ−１個の第１水平期間と、１つの第２水平期間とを含み、ｎ個の水平期間が繰り返されるものである。
【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第１水平期間と、水平同期信号の水平期間よりも長い第２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第２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、水平同期信号のパルスが周期的に供給される複数個の水平期間中、一部分であるｎ個（ｎは２以上の定数）の水平期間は、ｎ−１個の第１水平期間と、１つの第２水平期間とを含み、ｎ個の水平期間が繰り返されるものである。
【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。
【図１】
0005911050.tif 000002
【図２】
0005911050.tif 000003
【図３】
0005911050.tif 000004
【図４】
0005911050.tif 000005
【図５】
0005911050.tif 000006
【図６】
0005911050.tif 000007
【図７】
0005911050.tif 000008
【図８】
0005911050.tif 000009