(57)【要約】【課題】マトリクス状に配置された光センサで構成されるタッチパネル一体表示装置において、画像表示時と光センサ出力時にバックライトをＯＮとＯＦＦに制御をすることで、光センサの検出精度を向上させる。【解決手段】表示画素４５〜５３、光センサ部５４〜６２がマトリクス状に配置されたタッチパネル一体表示装置において、データ表示期間は、バックライト制御部６３がバックライト６５をＯＮ駆動制御、データ表示期間以外のセンサ検出期間は、バックライトをＯＦＦ駆動制御することで、タッチ部の影を検出する際のバックライト光の影響を削減し、光センサの検出精度が向上する。【選択図】図１
2006317682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素部と、前記画素部の各々へ表示信号を入力するＸ信号線と、前記表示信号を一水平ライン上に配置された各々の画素部に入力するために、走査線選択信号を入力するＹ走査線とからなる表示部と、
前記マトリクス状に配置された複数の画素部の間に、マトリクス状に配置された複数のセンサ部と、前記センサ部の各々のセンス出力を垂直方向に出力するＸセンサ線と、前記センス出力を一水平ライン上に配置された各々のセンサ部から出力するために、センス線選択信号を出力するＹセンサ選択線と、前記マトリクス状に配置された複数の画素部の背面に配置されるバックライトとを備えたタッチパネル一体表示装置において、
前記表示部に表示データを表示するための表示期間と前記センサ部からのセンス出力を読み出すセンス期間とを設定し、表示期間においてはバックライトをＯＮ、センス期間においてはバックライトをＯＦＦとすることを特徴とするタッチパネル一体表示装置
【請求項２】
前記センサ部は、前記表示部が形成されているガラス基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項３】
前記表示期間と前記センス期間は、一垂直期間内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項４】
前記センス期間におけるセンス線選択信号は、２つのパルスからなり、一つ目のパルスでセンサ部をリセットし、二つ目のパルスでセンサ部からのセンス出力を読み出すことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項５】
前記バックライトは、外光の有無が感知されて、外光有りの場合は、ＯＮ／ＯＦＦ状態とされる制御動作に、外光無しの場合は、常にＯＮ状態とされる通常動作に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項６】
マトリクス状に配置された複数の自発光画素部と、前記画素部の各々へ表示信号を入力するＸ信号線と、前記表示信号を一水平ライン上に配置された各々の画素部に入力するために、選択信号を入力するＹ走査線からなる表示部と、
前記マトリクス状に配置された複数の画素部の間に、マトリクス状に配置された複数のセンサ部と、前記センサ部の各々のセンス出力を垂直方向に出力するＸセンサ線と、前記センス出力を一水平ライン上に配置された各々のセンサ部から出力するために、センス線選択信号を出力するＹセンサ選択線とを備えたタッチパネル一体表示装置において、
前記表示部に表示データを表示するための表示期間と前記センサ部からのセンス出力を読み出すセンス期間とを設定し、表示期間においては表示データに応じた通常表示、センス期間においては黒表示とすることを特徴とするタッチパネル一体表示装置
【請求項７】
前記センサ部は、前記表示部が形成されているガラス基板上に形成されることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項８】
前記表示期間と前記センス期間は、一垂直期間内に設定されていることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項９】
前記センス期間におけるセンス線選択信号は、２つのパルスからなり、一つ目のパルスでセンサ部をリセットし、二つ目のパルスでセンサ部からセンス出力を読み出すことを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル一体表示装置
【請求項１０】
前記センス期間において、外光の有無が感知されて、外光有りの場合は、黒表示を行う制御動作に、外光無しの場合は、黒表示を行わない通常動作に切り替えることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル一体表示装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト光源により液晶表示パネルを照明、又は、自発光素子により画像を表示し、かつ、センサ部をマトリクス状に配置したタッチパネル一体表示装置に係り、特に、そのセンサ部の検出精度の向上を実現するバックライトの制御、又は、自発光素子の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペンや指によるタッチ操作が可能な表示パネルが普及してきている。タッチ操作検出方式の一つとして、光センサを液晶表示パネルに内蔵する方式がある。下記非特許文献１に記載の光センサ方式では、指やスタイラスペンでパネルに触れるとその部位に表示パネルの表面から入ってくる外光を遮蔽した影ができることを利用している。
【０００３】
また、下記特許文献１に記載の光センサ方式では、指によるタッチ操作を検出する場合に、バックライト光源を利用して、ノイズとなる外光の影響を排除することが記載されている。
【非特許文献１】SID'03 Digest "Active Matrix LCD with Integrated Optical Touch Screen"
【特許文献１】特開２００４−３１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサ出力走査時、センサは外光だけでなく背面のバックライト光、又は、自発光素子からの光も受光してしまう。これはセンサの光検出精度に影響を及ぼすと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、センサ出力走査時にはバックライトを消灯、又は、黒表示とすることによりセンサ部に対するバックライト光、又は、自発光素子からの光の影響を削減する。
【発明の効果】
【０００６】
液晶表示パネルの表面から入ってくる外光を遮蔽して、その影を検出する光センサを内蔵したタッチパネル一体表示装置において、タッチの検出精度を向上することができる。また、外光を利用するので、タッチを検出するのに、別途照明光源を用いないので、消費電力を抑えることができる。
【０００７】
したがって、携帯電話、ＰＤＡ、テレビといったバックライト光源を利用した液晶ディスプレイ装置、あるいは有機ＥＬのような自発光素子を利用したディスプレイ装置に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に係るタッチパネル一体表示装置の概略図であって、１は表示/センス制御部、２は入力表示データ、３は入力同期信号、４は表示データ、５は水平スタートパルス、６は水平シフトクロック、７は水平ラッチクロック、８はセンス読出しスタートパルス、９はセンス読出しシフトクロック、１０は垂直スタートパルス、１１は垂直シフトクロック、１２はセンス線選択スタートパルス、１３はセンス線選択シフトクロック、１４はセンス同期バックライト制御信号である。
【００１０】
表示/センス制御部１は、入力表示データ２と入力同期信号３に従って、表示データ４、一水平期間の開始を表す水平スタートパルス５、水平スタートパルスを順次水平方向へとシフトするための水平シフトクロック６、一水平分の表示データをまとめて出力するタイミングを表す水平ラッチクロック７、一垂直期間の開始を表す垂直スタートパルス１０、垂直スタートパルスを順次垂直方向へとシフトするための垂直シフトクロック１１を、従来と同様に生成し信号線駆動回路１５に出力する。
【００１１】
また、表示/センス制御部１は、光センサ部のセンス結果の出力読み出しを開始するセンス読出しスタートパルス８、読み出し位置を順次水平方向へとシフトするためのセンス読出しシフトクロック９、センス結果を出力するセンス線の選択を開始するセンス線選択スタートパルス１２、センス線の選択を順次垂直方向へとシフトするためのセンス線選択シフトクロック１３を生成する。
【００１２】
さらに、表示/センス制御部１は、光センス時のバックライトを制御するためのセンス同期バックライト制御信号１４を生成する。
【００１３】
１５は信号線駆動回路、１６は第１Ｘ信号線、１７は第２Ｘ信号線、１８は第２４０Ｘ信号線であり、信号線駆動回路１５は、従来と同様、表示データ４を水平スタートパルス５、水平シフトクロック６に従って順次取り込み、水平ラッチクロック７に従って一ライン分を出力する。本実施例では、Ｘ信号線が水平方向２４０本であるものとして、以下説明する。
【００１４】
１９は垂直走査回路、２０は第１Ｙ走査線、２１は第２Ｙ走査線、２２は第３２０Ｙ走査線であり、垂直走査回路１９も、従来と同様、垂直スタートパルス１２を、垂直シフトクロック１３に従って順次垂直方向にシフトし、第１Ｙ走査線２０から第３２０Ｙ走査線２２までを順次選択するためのパルスを出力する。
【００１５】
２３はＸ方向センサ検出部、２４は水平読出しＰ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換用シフトレジスタ、２５は第１Ｘセンサ線選択信号、２６は第２Ｘセンサ線選択信号、２７は第２４０Ｘセンサ線選択信号、２８は第１Ｘセンサ線選択スイッチ、２９は第２Ｘセンサ線選択スイッチ、３０は第２４０Ｘセンサ線選択スイッチ、３１はＸ方向センサ出力、３２はＸセンサチャージアンプ回路、３３は第１Ｘセンサ線出力、３４は第２Ｘセンサ線出力、３５は第２４０Ｘセンサ線出力、３６は第１Ｘセンサ線、３７は第２Ｘセンサ線、３８は第２４０Ｘセンサ線である。
【００１６】
Ｘ方向センサ検出部２３は、水平読出しＰ／Ｓ変換用シフトレジスタ２４と、第１Ｘセンサ線選択スイッチ２８から第２４０Ｘセンサ線選択スイッチ３０と、チャージアンプ回路３２とで構成される。
【００１７】
水平読出しＰ／Ｓ変換用シフトレジスタ２４は、センス読出しスタートパルス８を、センス読出しシフトクロック９に従って順次水平方向にシフトし、第１Ｘセンサ線選択信号２５、第２Ｘセンサ線選択信号２６、第２４０Ｘセンサ線選択信号２７として出力する。
【００１８】
チャージアンプ回路３２は、光センサに光が当たることによる第１センサ線３６から第２４０Ｘセンサ線３８の変化を増幅し、第１Ｘセンサ線出力３３、第２Ｘセンサ線出力３４、第２４０Ｘセンサ線出力３５として出力する。
【００１９】
第１Ｘセンサ線選択スイッチ２８、第２Ｘセンサ線選択スイッチ２９、第２４０Ｘセンサ線選択スイッチ３０は、各々第１Ｘセンサ線選択信号２５、第２Ｘセンサ線選択信号２６、第２４０Ｘセンサ線選択信号２７に従って、第１Ｘセンサ線出力３３から第２４０Ｘセンサ線出力３５を選択し、パラレル信号をシリアル信号にしてＸ方向センサ出力３１として出力する。
【００２０】
３９はＹ方向センサ検出部、４０は垂直読出し選択用シフトレジスタ、４１は第１Ｙセンサ選択線、４２は第２Ｙセンサ選択線、４３は第３２０Ｙセンサ選択線であり、Ｙ方向センサ検出部３９は、Ｘ方向と異なり、垂直読出し選択用シフトレジスタ４０のみで構成される。
【００２１】
垂直読出し選択用シフトレジスタ４０は、垂直読出しスタートパルス１２を、垂直読出しシフトクロック１３に従って順次垂直方向にシフトし、第１Ｙセンサ選択線４１、第２Ｙセンサ選択線４２、第３２０Ｙセンサ選択線４３として出力する。
【００２２】
４４は光センサ内蔵表示部、４５はＸ１Ｙ１表示画素、４６はＸ２Ｙ１表示画素、４７はＸ２４０Ｙ１表示画素、４８はＸ１Ｙ２表示画素、４９はＸ２Ｙ２表示画素、５０はＸ２４０Ｙ２表示画素、５１はＸ１Ｙ３２０表示画素、５２はＸ２Ｙ３２０表示画素、５３はＸ２４０Ｙ３２０表示画素、５４はＸ１Ｙ１センサ部、５５はＸ２Ｙ１センサ部、５６はＸ２４０Ｙ１センサ部、５７はＸ１Ｙ２センサ部、５８はＸ２Ｙ２センサ部、５９はＸ２４０Ｙ２センサ部、６０はＸ１Ｙ３２０センサ部、６１はＸ２Ｙ３２０センサ部、６２はＸ２４０Ｙ３２０センサ部である。
【００２３】
光センサ内蔵表示部４４は、従来と同様のＸ１Ｙ１表示画素４５からＸ２４０Ｙ３２０表示画素５３によって表示が行われると共に、Ｘ１Ｙ１センサ部５４からＸ２４０Ｙ３２０センサ部６２によって表示部表面から入ってくる外光を検出する。
【００２４】
このとき、第１Ｙセンサ選択線４１から第３２０Ｙセンサ選択線４３によって選択される走査線上にセンサの光検出結果が、第１Ｘセンサ線３６から第２４０Ｘセンサ線３８にパラレルに出力される。
【００２５】
６３はバックライト制御部、６４はバックライト点灯制御信号、６５はバックライトであり、バックライト制御部６３は、センス動作時にバックライトの点灯を制御するためのセンス同期バックライト制御信号１４に従ってバックライト点灯制御信号６４を生成する。
【００２６】
ここで、センス同期バックライト制御信号１４は、センサ部が光を検出するセンス期間において消灯となるよう制御を行う信号であるものとして、以下説明する。バックライト６５はバックライト点灯制御信号６４に従って点灯又は消灯する。
【００２７】
図２は、図１に記載のセンサ部５４〜６２のうち、Ｘ１Ｙ１センサ部５４の内部構成と、それに接続されるチャージアンプ回路３２の内部構成の一例である。Ｘ２Ｙ１センサ部５５〜Ｘ２４０Ｙ３２０センサ部６２についても、同様の構成であり、非特許文献１に記載の従来の構成と同様である。
【００２８】
図２において、６６はチャージアンプ、６７はアンプ参照電源、６８はフィードバック容量、６９はセンサ線リセットスイッチ、７０は読出し選択スイッチ、７１はフォトトランジスタ、７２はストレージ容量、７３はフォトトランジスタバイアス電源である。
【００２９】
フォトトランジスタ７１は、ダイオード接続となっており、ストレージ容量７２に蓄えられた電荷が、受ける光に応じてリーク電流となって逆方向（フォトトランジスタバイアス電源に向かって）に流れる。
【００３０】
非特許文献１では、表示部にタッチしない場合（非タッチ時）には、フォトトランジスタ７１に外光が当たって電流が流れ、タッチした場合には、フォトトランジスタ７１に光は当たらず電流が流れないと記載されているので、以下これに従い説明する。また、アンプ参照電源６７をＶref（Ｖ）、フォトトランジスタバイアス電源７２をＶbias（Ｖ）として以下説明する。
【００３１】
第１Ｙセンサ選択線４１が選択され、読出し選択スイッチ７０がＯＮ、センサ線リセットスイッチ６９がＯＮ状態にある時、ストレージ容量７２には電荷が充電され、その電位はアンプ参照電源６７とフォトトランジスタバイアス電源７３との差であるＶref−Ｖbias（Ｖ）となる。このときストレージ容量７２には、次式（１）で表されるだけの電荷Ｑsatが充電される。
【数１】
2006317682.tif 000003
【００３２】
次に、読出し選択スイッチ７０がＯＦＦ、センサ線リセットスイッチ６９がＯＦＦ状態とし、リセット解除状態とすると、非タッチ時はフォトトランジスタ７１に電流が流れることによりストレージ容量７２に充電された電荷Ｑsatのうち次式（２）で表される電荷量ΔＱだけ放電される。
【数２】
2006317682.tif 000004
ここで、Ｉphは、フォトトランジスタ７１に光が当たることによって流れる光電流、ｔ0は、あるリセット時刻、Ｔfは読み出しまでの期間（ここでは一垂直期間（１フレーム）として以下説明する。）とする。
【００３３】
一垂直期間後、再び読出し選択スイッチ７０をＯＮ状態とすることにより、放電された電荷量ΔＱ分だけフィードバック容量６８を電流が流れる。これによりチャージアンプ６６は、次式（３）で表されるＶoutの電圧値を出力する。
【数３】
2006317682.tif 000005
【００３４】
タッチ時には電流が流れないのでストレージ容量７２に充電された電荷は保持される。よって、その場合出力電圧はＱsatに対応した次式（４）で表される電圧値Ｖoutmaxとなる。
【数４】
2006317682.tif 000006
【００３５】
式（３）又は式（４）で表される電圧値が、第１Ｘセンサ線出力３３として出力される。同一水平ライン上に配置されたセンサ部は全て同様の動作をし、垂直方向に順次、上記選択される選択線をシフトすることにより、一垂直期間で全ライン、本実施例では３２０ラインのセンサ線読み出し動作を行う。
【００３６】
１１６は多入力ＯＲ回路、１１７は２進カウンタであり、２進カウンタ１１７は一つ目のパルスで１、二つ目のパルスで０を出力するものとする。
【００３７】
図３は、各制御信号の動作を示したタイミングチャートであって、７４は一垂直期間、７５は垂直スタートパルス１０の波形、７６は表示データ４の波形、７７はデータ表示期間、７８は第１走査線選択信号２０の波形、７９は第２走査線選択信号２１の波形、８０は第３２０走査線選択信号２２の波形、８１はセンス出力３１の波形、８２はタッチセンス期間、８３は第１センス線選択信号４１の波形、８４は第２センス線選択信号４２の波形、８５は第３２０センス線選択信号４３の波形、８６はバックライト点灯制御信号６４の波形、８７はタッチ時電圧変化波形、８８は非タッチ時電圧変化波形、８９はリセット時電圧レベル、９０はフォトトランジスタバイアス電源電圧レベルである。
【００３８】
一垂直期間７４は垂直スタートパルス波形７５の一周期を示しており、表示データ波形７６はデータ表示期間７７の期間中、表示データが入力され、第１走査線選択信号波形７８から第３２０走査線選択信号波形８０まで、順次選択パルスが出力されることを示している。
【００３９】
センス出力波形８１は、一垂直期間７４の内のデータ表示期間７７ではない期間となるタッチセンス期間８２にセンス出力し、第１センス線選択信号波形８３から第３２０センス線選択信号波形８５まで、順次選択パルスを出力することを示している。
【００４０】
バックライト点灯制御信号波形８６は、タッチセンス期間８２の期間中に消灯となるよう制御する信号であることを示している。
【００４１】
図４は、図１に示すＸセンサ線出力３３〜３５の電圧変化の一例と、そのときのＸ方向センス出力３１を、Ｘ２Ｙ２センサ部５８（グレー部分）がタッチされた場合を例に示した図である。
【００４２】
図４において、９１はＹ１選択時Ｘ１センサ線波形、９２はＹ１選択時Ｘ２センサ線波形、９３はＹ１選択時Ｘ２４０センサ線波形、９４はＹ２選択時Ｘ１センサ線波形、９５はＹ２選択時Ｘ２センサ線波形、９６はＹ２選択時Ｘ２４０センサ線波形、９７はＹ３２０選択時Ｘ１センサ線波形、９８はＹ３２０選択時Ｘ２センサ線波形、９９はＹ３２０選択時Ｘ２４０センサ線波形、１００は非タッチ時電圧変化量、１０１はタッチ時電圧変化量、１０２は第１Ｙ選択線上センサ出力波形、１０３は第２Ｙ選択線上センサ出力波形、１０４は第３２０Ｙ選択線上センサ出力波形である。
【００４３】
ここで、非タッチ状態で光を受けるため電圧変化量が大きく、非タッチ時電圧変化量１００の電圧変化が生じるのは、Ｙ１選択時Ｘ１センサ線波形９１、Ｙ１選択時Ｘ２センサ線波形９２、Ｙ１選択時Ｘ２４０センサ線波形９３、Ｙ２選択時Ｘ１センサ線波形９４、Ｙ２選択時Ｘ２４０センサ線波形９６、Ｙ３２０選択時Ｘ１センサ線波形９７、Ｙ３２０選択時Ｘ２センサ線波形９８、Ｙ３２０選択時Ｘ２４０センサ線波形９９である。
【００４４】
また、Ｙ２選択時Ｘ２センサ出力波形９５は、タッチ状態で光を受けないため電圧変化量が小さく、タッチ時電圧変化量１０１の電圧変化しか生じない。
【００４５】
第１Ｙ選択線上センサ出力波形１０２、第２Ｙ選択線上センサ出力波形１０３、第３２０Ｙ選択線上センサ出力波形１０４は、各々、非タッチ時電圧変化量１００、タッチ時電圧変化量１０１に対応してシリアル変換された波形を示している。
【００４６】
図５は、タッチ状態におけるデータ表示期間中の様子を示した図であって、１０５は上部ガラス基板、１０６はブラックマトリクス、１０７はカラーフィルタ、１０８はフォトセンサ、１０９は画素トランジスタ、１１０は下部ガラス基板で、この下部ガラス基板１１０には、Ｘ信号線とＹ走査線とからなる表示部が配置され、かつセンサ部としてのフォトセンサ１０８が配置され、従来の液晶表示パネルと同様の構造である。
【００４７】
１１１は外光、１１２はスタイラスペン、１１３は影であり、フォトセンサ１０８は、スタイラスペン１１２や指等でタッチされたときの影１１３を、タッチしていないときに入ってくる外光１１１との差を検出する。
【００４８】
１１５はバックライト光であり、フォトセンサ１０８が影となっても、バックライト点灯時は、光が当たっていることを示している。
【００４９】
図６は、タッチ状態におけるセンス期間中の様子を示した図であって、この構成は図５と同様であるが、センス期間中にバックライトをＯＦＦとすることにより、フォトセンサ１０８が影となっている場合にバックライト光が当たることがないことを示している。
【００５０】
以下、図１〜図６を用いて、本実施例におけるタッチパネル一体表示装置のバックライト制御について説明する。
【００５１】
図１〜図４を用いて表示画像センサ線出力走査及びバックライト制御の流れを説明する。表示部の表示動作に関しては、図３に示すデータ表示期間のように、従来と同様である。
【００５２】
まず、図１の垂直読出し選択用シフトレジスタ４０にセンス線選択スタートパルス１２が入力されると、センス線選択シフトクロック１３に従い、図３に示すとおり、Ｙセンサ選択線のうちの一ラインが順次選択され、選択されたライン上の第１Ｘセンス線３６、第２Ｘセンス線３７、第２４０Ｘセンス線３８の出力を、チャージアンプ回路３２を介して第１Ｘセンサ線出力３３、第２Ｘセンサ線出力３４、第２４０Ｘセンス線出力３５として出力する。
【００５３】
次に、水平読み出しＰ／Ｓ変換用シフトレジスタ２４は、センス読出しスタートパルス８をセンス読出しシフトクロック９に従って順次シフトして出力し、第１センサ線選択スイッチ２８、第２センサ線選択スイッチ２９、第２４０センサ線選択スイッチ３０を順次ＯＮ状態とすることにより、パラレルで出力される第１Ｘセンサ線出力３３から第２４０Ｘセンサ線出力３５を、シリアル変換してＸ方向センサ出力３１として出力する。
【００５４】
表示/センス制御部１は、表示動作に関しては従来と同様の動作を行うが、センス期間において、センス読出しスタートパルス１２、センス読出しシフトクロック１３を出力すると共に、バックライトを消灯するようセンス同期バックライト制御信号１４を出力する。
【００５５】
バックライト制御部６３は、センス同期バックライト制御信号１４から、バックライトのＯＮ/ＯＦＦを制御するバックライト点灯制御信号６４を生成し、バックライト６５はバックライト点灯制御信号６４に従って点灯、消灯いずれかの状態となる。
【００５６】
ここで、本実施例では表示画素数を２４０×３２０画素とし、センサも同じ解像度としているが、センサの数を表示画素４画素毎に一つ配置する等、減らすことも可能であり、解像度を限定するものではない。
【００５７】
さらに、ここでのバックライト制御は、必要がないとき、例えば、ペン入力やタッチ入力を無効とするときは、表示/センス制御部１においてＯＦＦ制御することができる。
【００５８】
また、表示/センス制御部１で外光の有無を感知して、外光有りの場合は、バックライトをＯＮ／ＯＦＦ状態とされる制御動作に、外光無しの場合は、バックライトを常にＯＮ状態とされる通常動作に切り替えることができる。
【００５９】
図２〜４を用いて、光センス動作について説明する。
【００６０】
図２において、多入力ＯＲ回路１１６、２進カウンタ１１７を介して第１Ｙセンサ選択線４１、第２Ｙセンサ選択線４２、第３２０Ｙセンサ選択線４３から送られてくる信号により、読出し選択スイッチ７０がＯＮ、センサ線リセットスイッチ６９がＯＮとなると、ストレージ容量７２には、式（１）で表される電荷Ｑsatが充電される。その後、読出し選択スイッチ７０、センサ線リセットスイッチ６９はＯＦＦとなる。
【００６１】
フォトトランジスタ７１は、光が当たった場合には電流が流れ、ストレージ容量７２に蓄えられた電荷は、式（２）で表されるΔＱだけ放電される。その後、再び読出し選択スイッチ７０がＯＮとなったとき、チャージアンプ６６を介したセンサ線出力電圧値は、式（３）で表される値Ｖoutとなる。
【００６２】
そしてセンサ線リセットスイッチ６９をＯＮとすることにより、ストレージ容量７２にＱsatが充電され、以降、繰り返し動作となる。
【００６３】
光が当たらない場合には電流は流れず、ストレージ容量７２に電荷は保持され、再び読出し選択スイッチ７０がＯＮとなったとき、チャージアンプ６６を介したセンサ線出力電圧値は、式（４）で表される値Ｖoutmaxとなる。
【００６４】
そして、センサ線リセットスイッチ６９をＯＮとすることにより、ストレージ容量７２にＱsatが充電され、以降、繰り返し動作となる。このセンサ出力電圧ＶoutとＶoutmaxの電圧差により光の有無、つまりタッチの有無が検出される。
【００６５】
図３において、図２に示す読出し選択スイッチ７０が選択されるタイミングは、第１センス線選択信号波形８３から第３２０センス線選択信号波形８５であり、一つ目のパルスが、センサ線リセットのタイミングパルスとなり、センサ線リセットスイッチ６９と読み出し選択スイッチ７０を共にＯＮとする。次の二つ目のパルスが、読出し選択パルスとなり、読み出し選択スイッチ７０をＯＮにする。この２つのパルスは、一垂直期間７４において、データ表示期間７７以外のタッチセンス期間８２の期間内に順次出力される。
【００６６】
このときのセンサ出力電圧は、各センス線選択信号波形の一つ目のパルス、つまりリセットのタイミングで、リセット時の電圧レベル８９（Ｑsat）となり、タッチ時には、タッチ時電圧波形８７に示す電圧変化１０１、非タッチ時には、非タッチ時電圧波形８８に示す電圧変化１００となり、各センス線選択信号波形の二つ目のパルスにおいて、この電圧変化を出力する。
【００６７】
図４で、タッチされているセンサが存在する水平ライン上にのみ、電荷が保持されているセンサが存在するため、第２Ｙ選択線上センサ出力波形１０３にはタッチされている水平方向を示す位置にパルスが出力されることを示している。
【００６８】
以上で、タッチ位置の水平方向は、Ｘ方向センサ出力３１の波形から判別し、タッチ位置の垂直方向は、そのときに選択パルスを出力しているセンサ選択線の位置から判別することにより、タッチ部の有無、位置を検出可能とする。
【００６９】
図５、６を用いて、本実施例におけるバックライト制御について説明する。図５においては、センス時にフォトセンサ１０８に影１１３ができ、光が当たらないため、この部分をタッチ部として検出しなければならないが、バックライト光１１５により影とみなされないことになってしまう。
【００７０】
これに対して図６においては、センス時にバックライトを消灯することにより、影１１３ができ、かつバックライト光が当たらないため、影としての検出が容易となる。
【００７１】
以上、本実施例に示すように、データ表示期間とセンス期間とを設定し、センス期間において、バックライトを消灯することにより、タッチ部の影を検出する際のバックライトの影響を抑制でき、検出制度を向上する。
【実施例２】
【００７２】
次に、画素部が有機ＥＬのような自発光素子の場合における黒表示制御について、説明する。
【００７３】
図７は、図１の表示画素５４〜６２を自発光表示画素１１７〜１２５とし、バックライト６５を取り除き、センス同期バックライト制御信号１４をセンス同期黒表示制御信号１２６とし、バックライト制御部６３を黒表示制御部１２７とし、バックライト点灯制御信号６４を黒表示制御信号１２８としたものである。表示画像センサ線出力走査に関しては実施例１と同様である。
【００７４】
表示/センス制御部１は、表示動作に関しては従来と同様の動作を行うが、センス期間においてセンス読出しスタートパルス１２、センス読出しシフトクロック１３を出力すると共に、自発光表示画素を黒表示するようセンス同期黒表示制御信号１２６を出力する。
【００７５】
図８は、本実施例における各制御信号の動作を示したタイミングチャートであって、図３と異なるのは、黒表示制御信号波形１２８を、タッチセンス期間８２の期間中に自発光表示画素１１７〜１２５を駆動するトランジスタの制御端子に入力して、自発光表示画素１１７〜１２５が黒表示となるよう制御する。
【００７６】
図９は、タッチ状態におけるデータ表示期間中の様子を示した図であって、１２９は自発光素子、１３０は自発光素子１２９からの光であり、フォトセンサ１０８が影となっても、自発光素子の点灯時は、光１３０が当たっている。
【００７７】
図１０は、タッチ状態におけるセンス期間中の様子を示した図であって、その構成は図９と同様であるが、センス期間中に自発光素子１２９を黒表示とすることにより、フォトセンサ１０８が影となっている場合に、自発光素子１２９からの光があたることがない。
【００７８】
図９、１０を用いて、本実施例における黒表示制御について説明する。光センス動作に関しては実施例１における動作と同様である。
【００７９】
図９では、センス時にフォトセンサ１０８に影１１３ができ、光が当たらないため、この部分をタッチ部として検出しなければならないが、自発光素子１２９からの光１３０により影とみなされないことになってしまう。
【００８０】
これに対して図１０においては、センス時に自発光素子１２９を黒表示とすることにより、影１１３ができ、かつ自発光素子１２９からの光が当たらないため、影としての検出が容易となる。
【００８１】
以上、本実施例に示すように、データ表示期間とセンス期間を設定し、センス期間において、自発光素子を黒表示とすることにより、タッチ部の影を検出する際の自発光素子からの光の影響を抑制でき、検出制度が向上する。
【００８２】
また、表示/センス制御部１で外光の有無を感知して、外光有りの場合は、黒表示を行う制御動作に、外光無しの場合は、黒表示を行わない通常動作に切り替えることができる。
【００８３】
本発明においては、光検出手段としてフォトトランジスタを用いているがこれ以外にもフォトダイオードやフォトＩＣ等といった素子を用いた構成とすることも可能であり、センサ部の構成を限定するものではない。
【００８４】
また、液晶ディスプレイにおけるセンス期間でのバックライト発光制御、有機ＥＬの自発光素子の黒表示制御により光センサへの影響を抑制しているが、有機ＥＬ以外の自発光素子においても、センス期間での発光を制御することにより、同様の効果を得られることは明らかであり、バックライト制御、有機ＥＬの黒表示制御に制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係るタッチパネル一体表示装置の概略図
【図２】図１に示すセンサ部５４〜６２のうち、Ｘ１Ｙ１センサ部５４の内部構成図と、それに接続されるチャージアンプ回路３２の内部構成図
【図３】図１に示す各制御信号の動作を示したタイミングチャート
【図４】図１に示すＸセンサ線出力３６〜３８の電圧変化と、そのときのＸ方向センス出力３１を、Ｘ２Ｙ２センサ部５８（グレー部分）がタッチされた場合の例を示した図
【図５】タッチ状態におけるデータ表示期間中の様子を示した図
【図６】タッチ状態におけるセンス期間中の様子を示した図
【図７】本発明に係る黒表示制御におけるタッチパネル一体表示装置の概略図
【図８】図７に示す黒表示制御における各制御信号の動作を示したタイミングチャート
【図９】黒表示制御におけるタッチ状態におけるデータ表示期間中の様子を示した図
【図１０】黒表示制御におけるタッチ状態におけるセンス期間中の様子を示した図
【符号の説明】
【００８６】
１…表示／センス制御部、２…入力表示データ、３…入力同期信号、４…表示データ、５…水平スタートパルス、６…水平シフトクロック、７…水平ラッチクロック、８…センス読出しスタートパルス、９…センス読出しシフトクロック、１０…垂直スタートパルス、１１…垂直シフトクロック、１２…センス線選択スタートパルス、１３…センス線選択シフトクロック、１４…センス同期バックライト制御信号、
１５…信号線駆動回路、１６…第１信号線、１７…第２信号線、１８…第２４０信号線、１９…垂直走査回路、２０…第１走査線、２１…第２走査線、２２…第３２０走査線、
２３…Ｘ方向センサ検出部、２４…水平読出しＰ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換用シフトレジスタ、
２５…第１Ｘセンサ線選択信号、２６…第２Ｘセンサ線選択信号、２７…第２４０Ｘセンサ線選択信号、２８…第１Ｘセンサ線選択スイッチ、２９…第２Ｘセンサ線選択スイッチ、３０…第２４０Ｘセンサ線選択スイッチ、
３１…Ｘ方向センサ出力、３２…Ｘセンサチャージアンプ回路、３３…第１Ｘセンサ線出力、３４…第２Ｘセンサ線出力、３５…第２４０Ｘセンサ線出力、３６…第１Ｘセンサ線、３７…第２Ｘセンサ線、３８…第２４０Ｘセンサ線、
３９…Ｙ方向センサ検出部、４０…垂直読出し選択用シフトレジスタ、４１…第１Ｙセンサ選択線、４２…第２Ｙセンサ選択線、４３…第３２０センサ選択線、
４４…光センサ内蔵表示部、４５…Ｘ１Ｙ１表示画素、４６…Ｘ２Ｙ１表示画素、４７…Ｘ２４０Ｙ１表示画素、４８…Ｘ１Ｙ２表示画素、４９…Ｘ２Ｙ２表示画素、５０…Ｘ２４０Ｙ２表示画素、５１…Ｘ１Ｙ３２０表示画素、５２…Ｘ２Ｙ３２０表示画素、５３…Ｘ２４０Ｙ３２０表示画素、
５４…Ｘ１Ｙ１センサ部、５５…Ｘ２Ｙ１センサ部、５６…Ｘ２４０Ｙ１センサ部、５７…Ｘ１Ｙ２センサ部、５８…Ｘ２Ｙ２センサ部、５９…Ｘ２４０Ｙ２センサ部、６０…Ｘ１Ｙ３２０センサ部、６１…Ｘ２Ｙ３２０センサ部、６２…Ｘ２４０Ｙ３２０センサ部、
６３…バックライト制御部、６４…バックライト点灯制御信号、６５…バックライト、
６６…チャージアンプ、６７…アンプ参照電源、６８…フィードバック容量、６９…センサ線リセットスイッチ、７０…読出し選択スイッチ、７１…フォトトランジスタ、７２…ストレージ容量、７３…フォトトランジスタバイアス電源、
７４…一垂直期間、７５…垂直同期信号波形、７６…表示データ波形、７７…データ表示期間、７８…第１走査線選択信号波形、７９…第２走査線選択信号波形、８０…第３２０走査線選択信号波形、８１…センス出力波形、８２…タッチセンス期間、８３…第１センス線選択信号波形、８４…第２センス線選択信号波形、８５…第３２０センス線選択信号波形、８６…バックライト点灯制御信号波形、８７…タッチ時電圧変化波形、８８…非タッチ時電圧変化波形、８９…リセット時電圧レベル、９０…フォトトランジスタバイアス電源電圧レベル、
９１…Ｙ１選択時Ｘ１センサ線波形、９２…Ｙ１選択時Ｘ２センサ線波形、９３…Ｙ１選択時Ｘ２４０センサ線波形、９４…Ｙ２選択時Ｘ１センサ線波形、９５…Ｙ２選択時Ｘ２センサ線波形、９６…Ｙ２選択時Ｘ２４０センサ線波形、９７…Ｙ３２０選択時Ｘ１センサ線波形、９８…Ｙ３２０選択時Ｘ２センサ線波形、９９…Ｙ３２０選択時Ｘ２４０センサ線波形、１００…非タッチ時電圧変化量、１０１…タッチ時電圧変化量、１０２…第１Ｙ選択線上センサ出力波形、１０３…第２Ｙ選択線上センサ出力波形、１０４…第３２０Ｙ選択線上センサ出力波形、
１０５…上部ガラス基板、１０６…ブラックマトリクス、１０７…カラーフィルタ、１０８…フォトセンサ、１０９…画素トランジスタ、１１０…下部ガラス基板、１１１…外光、１１２…スタイラスペン、１１３…影、１１５…バックライト光、
１１６…多入力ＯＲ回路、１１７…２進カウンタ、
１１７…Ｘ１Ｙ１自発光表示画素、１１８…Ｘ２Ｙ１自発光表示画素、１１９…Ｘ２４０Ｙ１自発光表示画素、１２０…Ｘ１Ｙ２自発光表示画素、１２１…Ｘ２Ｙ２自発光表示画素、１２２…Ｘ２４０Ｙ２自発光表示画素、１２３…Ｘ１Ｙ３２０自発光表示画素、１２４…Ｘ２Ｙ３２０自発光表示画素、１２５…Ｘ３Ｙ３２０自発光表示画素、
１２６…センス同期黒表示制御信号、１２７…黒表示制御部、１２８…黒表示制御信号、１２９…自発光素子、１３０…自発光素子光、１３１…黒表示制御信号波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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