(57)【要約】【課題】液晶表示パネルの状態が検出電極から得られる検出信号に及ぼす影響が低減されたタッチ検出技術を提供する。【解決手段】半導体装置が、液晶表示パネルの画素回路を駆動する表示ドライバ回路部と、液晶表示パネルに設けられた検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得し、容量検出データに基づいてタッチ検出データを生成するタッチコントローラ回路部とを具備する。タッチコントローラ回路部は、現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するとき、過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データのうちから現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された容量検出データと現容量検出データとに基づいて、現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するように構成されている。【選択図】図２
2018190072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素回路と複数の検出電極とを含む液晶表示パネルを駆動する半導体装置であって、
前記複数の画素回路を駆動する表示ドライバ回路部と、
前記複数の検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得し、前記容量検出データに基づいて、前記液晶表示パネルへの導電体の接触の態様を示すタッチ検出データを生成するタッチコントローラ回路部
とを具備し、
前記表示ドライバ回路部は、各垂直同期期間において、前記液晶表示パネルが複数の液晶状態のいずれかになるように前記液晶表示パネルを駆動するように構成され、
前記タッチコントローラ回路部は、現タッチ検出フレームに対応する前記容量検出データである現容量検出データに基づいて前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するとき、前記現タッチ検出フレームより時間的に前である過去タッチ検出フレームにおいて取得された前記容量検出データのうちから前記現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された前記容量検出データと前記現容量検出データとに基づいて、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するように構成された
半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記複数の液晶状態は、
当該垂直同期期間において、前記複数の画素回路のうちの第１画素回路が第１極性の駆動電圧で駆動され、第２画素回路が前記第１極性と異なる第２極性の駆動電圧で駆動される第１状態と、
当該垂直同期期間において、前記第１画素回路が前記第２極性の駆動電圧で駆動され、前記第２画素回路が前記第１極性の駆動電圧で駆動される第２状態とを含む
半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記表示ドライバ回路部は、前記液晶表示パネルを前記第１状態と前記第２状態の間で切り替える極性信号を生成し、前記極性信号に応じて前記液晶表示パネルを駆動するように構成され、
前記極性信号は、前記表示ドライバ回路部から前記タッチコントローラ回路部に送信され、
前記タッチコントローラ回路部は、各タッチ検出フレームにおいて、前記極性信号に基づいて液晶状態データを前記容量検出データに付加して液晶状態付き容量検出データを生成し、生成した前記液晶状態付き容量検出データを記憶装置に格納し、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するとき、前記液晶状態データを参照して、前記記憶装置に格納された、前記過去タッチ検出フレームに対応する前記液晶状態付き容量検出データのうちから前記現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データを選択し、選択された前記液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと前記現容量検出データとに基づいて、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するように構成された
半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記液晶表示パネルは、更に、前記複数の画素回路の行を選択する複数のゲート線を含み、
前記表示ドライバ回路部は、前記複数のゲート線を駆動するように構成され、
前記複数の液晶状態は、更に、当該垂直同期期間において、前記ゲート線の駆動が行われない第３状態を含む
半導体装置。
【請求項５】
複数の画素回路と複数の検出電極とを含む液晶表示パネルと、
前記複数の画素回路を駆動する表示ドライバ回路部と、
前記複数の検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得し、前記容量検出データに基づいて、前記液晶表示パネルへの導電体の接触の態様を示すタッチ検出データを生成するタッチコントローラ回路部
とを具備し、
前記表示ドライバ回路部は、各垂直同期期間において、前記液晶表示パネルが複数の液晶状態のいずれかになるように前記液晶表示パネルを駆動するように構成され、
前記タッチコントローラ回路部は、現タッチ検出フレームに対応する前記容量検出データである現容量検出データに基づいて前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するとき、前記現タッチ検出フレームより時間的に前である過去タッチ検出フレームにおいて取得された前記容量検出データのうちから前記現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された前記容量検出データと前記現容量検出データとに基づいて、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するように構成された
表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置であって、
前記複数の液晶状態は、
当該垂直同期期間において、前記複数の画素回路のうちの第１画素回路が第１極性の駆動電圧で駆動され、第２画素回路が前記第１極性と異なる第２極性の駆動電圧で駆動される第１状態と、
当該垂直同期期間において、前記第１画素回路が前記第２極性の駆動電圧で駆動され、前記第２画素回路が前記第１極性の駆動電圧で駆動される第２状態とを含む
表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置であって、
前記表示ドライバ回路部は、前記液晶表示パネルを前記第１状態と前記第２状態の間で切り替える極性信号を生成し、前記極性信号に応じて前記液晶表示パネルを駆動するように構成され、
前記極性信号は、前記表示ドライバ回路部から前記タッチコントローラ回路部に送信され、
前記タッチコントローラ回路部は、各タッチ検出フレームにおいて、前記極性信号に基づいて液晶状態データを前記容量検出データに付加して液晶状態付き容量検出データを生成し、生成した前記液晶状態付き容量検出データを記憶装置に格納し、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するとき、前記液晶状態データを参照して、前記記憶装置に格納された、前記過去タッチ検出フレームに対応する前記液晶状態付き容量検出データのうちから前記現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データを選択し、選択された前記液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと前記現容量検出データとに基づいて、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するように構成された
表示装置。
【請求項８】
請求項５に記載の表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、更に、前記複数の画素回路の行を選択する複数のゲート線を含み、
前記表示ドライバ回路部は、前記複数のゲート線を駆動するように構成され、
前記複数の液晶状態は、更に、当該垂直同期期間において、前記ゲート線の駆動が行われない第３状態を含む
表示装置。
【請求項９】
複数の画素回路と複数の検出電極とを含む液晶表示パネルと、各垂直同期期間において、前記液晶表示パネルが複数の液晶状態のいずれかになるように前記液晶表示パネルの前記複数の画素回路を駆動するように構成された表示ドライバ回路部とを備える表示装置に用いられるタッチコントローラであって、
前記複数の検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得するアナログフロントエンドと、
前記容量検出データに基づいて、前記液晶表示パネルへの導電体の接触の態様を示すタッチ検出データを生成する演算装置
とを具備し、
前記演算装置は、現タッチ検出フレームに対応する前記容量検出データである現容量検出データに基づいて前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するとき、前記現タッチ検出フレームより時間的に前である過去タッチ検出フレームにおいて取得された前記容量検出データのうちから前記現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された前記容量検出データと前記現容量検出データとに基づいて、前記現タッチ検出フレームに対応する前記タッチ検出データを生成するように構成された
タッチコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、表示装置、及び、タッチコントローラに関し、特に、タッチ検出に対応した構成の液晶表示パネルを備える表示装置への適用に好適な半導体装置、表示装置、及び、タッチコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルとタッチパネルとを組み合わせた表示装置は、最も広く用いられるユーザインタフェースの一つである。画像を表示する液晶表示パネルに、タッチ検出（即ち、当該液晶表示パネルへの物体（例えば、人体の指）の接触の検出）のためのタッチパネルを組み合わせることで、利便性の高いユーザインタフェースを実現することができる。
【０００３】
タッチ検出の最も典型的な手法の一つが、静電容量方式である。静電容量方式には、自己容量方式と相互容量方式の２種類がある。自己容量方式は、タッチパネルに設けられた検出電極の自己容量に依存する検出信号を取得する方式であり、相互容量方式は、検出電極と駆動電極との間に形成される相互容量に依存する検出信号を取得する方式である。自己容量方式と相互容量方式のいずれについても、検出電極の静電容量に基づいてタッチ検出を行うことは共通である。静電容量方式によるタッチ検出は、例えば、特開２０１５−１４１５５６号公報に開示されている。
【０００４】
近年では、タッチ検出に用いられる電極（検出電極又は駆動電極）が組み込まれた液晶表示パネルも広く使用されている。このような液晶表示パネルの構成は、インセル（in-cell）構成とも呼ばれている。インセル構成の液晶表示パネルの使用は、表示装置全体の体積の低減に有効であり、特に、携帯端末への応用に好適である。
【０００５】
インセル構成の液晶表示パネルについてのタッチ検出における問題の一つは、検出電極から得られる検出信号が、液晶表示パネルの状態に影響を受け得ることである。発明者の検討によれば、液晶の焼き付きを防ぐために行われる反転駆動が検出電極から得られる信号に及ぼす影響が特に大きい。反転駆動においては、各画素回路に書き込まれる駆動電圧が反転され、検出電極の周辺の電位分布が大きく変化する。検出電極の周辺の電位分布の変化は、検出電極から得られる検出信号に影響を及ぼし得る。発明者の検討によれば、反転駆動による検出信号への影響は、検出信号におけるオフセットの発生として発現し、オフセットの発生は、検出信号におけるＳＮＲ（signal-to-noise ratio）を低下させる。
【０００６】
したがって、液晶表示パネルの状態が検出電極から得られる検出信号に及ぼす影響が低減されたタッチ検出技術の提供には、技術的なニーズが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１４１５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、液晶表示パネルの状態が検出電極から得られる検出信号に及ぼす影響が低減されたタッチ検出技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の観点では、複数の画素回路と複数の検出電極とを含む液晶表示パネルを駆動する半導体装置が提供される。当該半導体装置は、画素回路を駆動する表示ドライバ回路部と、検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得し、容量検出データに基づいて、液晶表示パネルへの導電体の接触の態様を示すタッチ検出データを生成するタッチコントローラ回路部とを具備する。表示ドライバ回路部は、各垂直同期期間において、液晶表示パネルが複数の液晶状態のいずれかになるように液晶表示パネルを駆動するように構成される。タッチコントローラ回路部は、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データである現容量検出データに基づいて現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するとき、現タッチ検出フレームより時間的に前である過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データのうちから現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された容量検出データと現容量検出データとに基づいて、現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するように構成されている。
【００１０】
このような半導体装置は、該液晶表示パネルを備えた表示装置に適用されることが好適である。
【００１１】
本発明の他の観点では、複数の画素回路と複数の検出電極とを含む液晶表示パネルと、各垂直同期期間において、液晶表示パネルが複数の液晶状態のいずれかになるように画素回路を駆動するように構成された表示ドライバ回路部とを備える表示装置に用いられるタッチコントローラが提供される。当該タッチコントローラは、検出電極の静電容量に依存する容量検出データを取得するアナログフロントエンドと、容量検出データに基づいて、液晶表示パネルへの導電体の接触の態様を示すタッチ検出データを生成する演算装置とを具備する。該演算装置は、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データである現容量検出データに基づいて現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するとき、現タッチ検出フレームより時間的に前である過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データのうちから現タッチ検出フレームの液晶状態と同一の液晶状態の過去タッチ検出フレームにおいて取得された容量検出データを選択し、選択された容量検出データと現容量検出データとに基づいて、現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成するように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液晶表示パネルの状態が検出電極から得られる検出信号に及ぼす影響が低減されたタッチ検出技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるタッチコントローラ内蔵表示ドライバ構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本実施形態における表示装置の動作の概略を示すタイミングチャートである。
【図４Ａ】各垂直同期期間において各画素回路に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンの一例を示している。
【図４Ｂ】各垂直同期期間において各画素回路に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンの他の例を示している。
【図５Ａ】現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃１であることを示すデータを含んでいる場合のタッチ検出演算を示している。
【図５Ｂ】現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃２であることを示すデータを含んでいる場合のタッチ検出演算を示している。
【図６】ゲート線の駆動が停止された状態を、液晶状態の一つとして定義するように構成されたタッチコントローラ内蔵表示ドライバの構成を示すブロック図である。
【図７】図６に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバを備えた表示装置の動作の例を概略的に示すタイミングチャートである。
【図８】上記の実施形態の表示ドライバ回路部と同一の機能を有する表示ドライバと、上記の実施形態のタッチコントローラ回路部と同一の機能を有するタッチコントローラとが、別々の半導体チップに集積化された実施形態を図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら実施形態を説明する。以下の説明において、同一又は対応する構成要素が、同一又は対応する参照符号によって参照することがあることに留意されたい。
【００１５】
図１は、一実施形態における表示装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。表示装置１００は、液晶表示パネル１と、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２とを備えている。表示装置１００は、アプリケーションプロセッサ３から画像データを受け取り、受け取った画像データに対応する画像を液晶表示パネル１に表示するように構成されている。加えて、表示装置１００は、液晶表示パネル１に導電体（典型的には、人体の指）が接触している位置を検出するタッチ検出を行うように構成されている。
【００１６】
液晶表示パネル１は、表示領域４とゲートドライバ回路５とを備えている。表示領域４には、複数のゲート線６と複数のソース線７と複数の画素回路８とが配置される。画素回路８は、行列に配置されており、各画素回路８は、対応するゲート線６とソース線７とが交差する位置に設けられている。一実施形態では、画素回路８は、選択トランジスタと、画素電極と、保持容量とを含んでいてもよい。この場合、各画素回路８の画素電極と液晶表示パネル１に設けられた共通電極の間に駆動電圧が印加され、画素電極と共通電極の間に存在する液晶の配向が、該画素電極と共通電極の間に発生する電界によって制御される。
【００１７】
以下においては、同一のゲート線６に接続された画素回路８を、総称して“ライン”と記載することがある。即ち、画素回路８は、複数のラインを構成するように液晶表示パネル１に配置されている。
【００１８】
ゲートドライバ回路５は、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２から受け取った制御信号に応じてゲート線６を駆動する。本実施形態では、表示領域４の左右に一対のゲートドライバ回路５が設けられている。ゲートドライバ回路５は、ＳｏＧ（System on Glass）技術によって液晶表示パネル１に集積化されている。
【００１９】
本実施形態では、タッチ検出に用いられる検出電極９が、液晶表示パネル１に集積化されている。液晶表示パネル１が、行列に配置された複数の共通電極（対向電極）を含む場合、該共通電極が、検出電極として用いられてもよい。自己容量方式によるタッチ検出が行われる場合、検出電極９の自己容量が検出される。一方、相互容量方式によるタッチ検出が行われる場合、検出電極９に加えて、駆動電極（図示されない）が設けられ、検出電極９と駆動電極の間に形成される相互容量が検出される。液晶表示パネル１が、行列に配置された複数の共通電極（対向電極）を含む場合には、該共通電極が、駆動電極として用いられてもよい。
【００２０】
タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、下記のように動作する半導体装置である。第１に、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、アプリケーションプロセッサ３から受け取った画像データに応じて液晶表示パネル１のソース線７を駆動する。第２に、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、アプリケーションプロセッサ３から受け取った制御データに応じてゲート制御信号をゲートドライバ回路５に供給してゲートドライバ回路５を制御する。
【００２１】
加えて、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、タッチ検出のための動作を行う。より具体的には、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、液晶表示パネル１の各検出電極９の静電容量を検出し、検出された各検出電極９の静電容量から、液晶表示パネル１に導電体が接触している位置を検出する。自己容量方式によるタッチ検出が行われる場合、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、検出電極９の自己容量を検出し、検出された自己容量から液晶表示パネル１に導電体が接触している位置を検出する。相互容量方式によるタッチ検出が行われる場合、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、駆動電極と検出電極９との間に形成される相互容量を検出し、検出された相互容量に基づいて液晶表示パネル１に導電体が接触している位置を検出する。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、液晶表示パネル１に導電体が接触している位置を示すタッチ検出データを生成し、生成したタッチ検出データをアプリケーションプロセッサ３に送信する。
【００２２】
図２は、本実施形態のタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２の構成を示すブロック図である。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、表示ドライバ回路部１０と、タッチコントローラ回路部２０とを備えている。本実施形態では、表示ドライバ回路部１０とタッチコントローラ回路部２０とは、モノリシックに（即ち、同一の半導体チップに）集積化されている。
【００２３】
表示ドライバ回路部１０は、命令制御回路１１と、画像処理回路１２と、ソースドライバ回路１３と、パネルインターフェース回路１４と、タイミングコントローラ１５とを備えている。
【００２４】
命令制御回路１１は、アプリケーションプロセッサ３から画像データを受け取り、受け取った画像データを画像処理回路１２に転送する。加えて、命令制御回路１１は、受け取った制御データに応答して表示ドライバ回路部１０に含まれる回路群を制御する。
【００２５】
画像処理回路１２は、命令制御回路１１から受け取った画像データに対して所望の画像処理（例えば、ガンマ補正やスケーリング）を行う。
【００２６】
ソースドライバ回路１３は、画像処理回路１２から出力された画像データに応答して、液晶表示パネル１の画素回路８を駆動する。詳細には、あるラインの画素回路８を駆動する場合、ソースドライバ回路１３は、当該ラインに対応する画像データを受け取り、該画像データに記述された階調値に対応する駆動電圧を生成する。生成された駆動電圧は、ソース線７を介して当該ラインの画素回路８に書き込まれ、これにより、当該ラインの画素回路８が駆動される。
【００２７】
本実施形態では、ソースドライバ回路１３によって各画素回路８に書き込まれる駆動電圧に極性がある。本明細書において、駆動電圧の極性は、共通電圧、即ち、液晶表示パネル１の共通電極に供給される電圧を基準として決定される。詳細には、共通電圧よりも高い駆動電圧を「正極性」の駆動電圧と記載し、共通電圧よりも低い駆動電圧を「負極性」の駆動電圧と記載する。後に詳細に述べられるように、本実施形態では、各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性が所定の周期（本実施形態では、１垂直同期期間）で反転される反転駆動が行われる。
【００２８】
パネルインターフェース回路１４は、ゲートドライバ回路５にゲート制御信号を供給する。ゲートドライバ回路５の動作は、パネルインターフェース回路１４から供給されるゲート制御信号によって制御される。
【００２９】
タイミングコントローラ１５は、アプリケーションプロセッサ３から受け取った制御データに応答して表示ドライバ回路部１０の各回路のタイミング制御を行う。
【００３０】
本実施形態では、タイミングコントローラ１５は、ソースドライバ回路１３に極性信号ＰＯＬを供給する。極性信号ＰＯＬは、各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを指定する信号である。本実施形態では、極性信号ＰＯＬは、“０”又は“１”の値を取る２値信号として生成される。各画素回路８に書き込まれる駆動電圧は、極性信号ＰＯＬに応じて反転される。
【００３１】
加えて、タイミングコントローラ１５は、パネルインターフェース回路１４にスキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴを供給する。スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴは、ゲートドライバ回路５によるゲート線６の駆動を制御する。スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが活性化された垂直同期期間においては、ゲート線６がゲートドライバ回路５によって順次に駆動される。スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが非活性化されている垂直同期期間においては、ゲート線６は駆動されない。
【００３２】
タッチコントローラ回路部２０は、アナログフロントエンド２１と、コントローラ２２と、インターフェース２３と、ＭＣＵ（micro control unit）２４と、ＲＡＭ（random access memory）２５と、インターフェース２６とを備えている。
【００３３】
アナログフロントエンド２１は、タッチ検出のためのアナログ処理を行う。具体的には、アナログフロントエンド２１は、各検出電極９から検出信号を取得し、該検出信号に対してアナログ−デジタル変換を行って容量検出データを生成する。容量検出データは、各検出電極９の静電容量に依存する値を有している。具体的には、自己容量方式によるタッチ検出が行われる場合、容量検出データは、各検出電極９の自己容量を示すデータとして生成され、相互容量方式によるタッチ検出が行われる場合、容量検出データは、各検出電極９と対応する駆動電極の間に形成される相互容量を示すデータとして生成される。アナログフロントエンド２１は、容量検出データを保存する容量検出結果レジスタ２１ａを備えている。
【００３４】
コントローラ２２は、容量検出結果レジスタ２１ａから容量検出データを読み出し、読み出した容量検出データに液晶表示パネル１の状態を示すデータを付加して液晶状態付き容量検出データを生成する。なお、以下では、液晶表示パネル１の状態を、「液晶状態」といい、液晶表示パネル１の状態を示すデータを液晶状態データということがある。本実施形態では、各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示す液晶状態データを容量検出データに付加して液晶状態付き容量検出データが生成される。各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンが極性信号ＰＯＬによって指定される本実施形態では、コントローラ２２は、表示ドライバ回路部１０から極性信号ＰＯＬを受け取り、極性信号ＰＯＬから「液晶状態」を判断し、該「液晶状態」を示す液晶状態データを容量検出データに付加して液晶状態付き容量検出データを生成する。例えば、コントローラ２２は、極性信号ＰＯＬの値を容量検出データに付加することで液晶状態付き容量検出データを生成してもよい。
【００３５】
インターフェース２３は、コントローラ２２から液晶状態付き容量検出データを受け取り、ＭＣＵ２４に転送する。
【００３６】
ＭＣＵ２４は、コントローラ２２から液晶状態付き容量検出データを受け取り、受け取った液晶状態付き容量検出データに対してタッチ検出演算を行う。加えて、ＭＣＵ２４は、コントローラ２２から受け取った液晶状態付き容量検出データをＲＡＭ２５に保存する。タッチ検出演算においては、現タッチ検出フレーム（即ち、現にタッチ検出が行われるタッチ検出フレーム）において生成された液晶状態付き容量検出データに加え、ＲＡＭ２５に保存された、過去のタッチ検出フレーム（現タッチ検出フレームよりも時間的に前のタッチ検出フレーム）について生成された液晶状態付き容量検出データが参照される。図２（及び他の図面）において、ＲＡＭ２５に保存された、過去タッチ検出フレームについて生成された液晶状態付き容量検出データは、「過去容量検出データ」として示されている。ＭＣＵ２４は、タッチ検出演算によって得られたタッチ検出結果（例えば、導電体が液晶表示パネル１に接触した位置）を示すタッチ検出データを生成し、インターフェース２６に送る。
【００３７】
ＲＡＭ２５は、ＭＣＵ２４によるタッチ検出演算のワークエリアとして用いられる。本実施形態では、ＲＡＭ２５は、上述のように、過去のタッチ検出フレームについて生成された液晶状態付き容量検出データを保存している。タッチ検出演算においては、過去のタッチ検出フレームについて生成された液晶状態付き容量検出データがＲＡＭ２５から読み出されて用いられる。
【００３８】
インターフェース２６は、ＭＣＵ２４によって生成されたタッチ検出データを外部に（本実施形態では、アプリケーションプロセッサ３）に送信する。
【００３９】
続いて、本実施形態における表示装置１００の動作を説明する。
【００４０】
図３は、本実施形態における表示装置１００の動作の概略を示すタイミングチャートである。本実施形態では、各垂直同期期間（１フレーム画像が表示される期間）に、２つのタッチ検出フレームが設けられ、各タッチ検出フレームにおいてタッチ検出が行われる。即ち、各垂直同期期間において、２回のタッチ検出が行われる。なお、各垂直同期期間に含まれるタッチ検出フレームの数は、様々に変更可能である。
【００４１】
極性信号ＰＯＬは、特定の周期で、本実施形態では２垂直同期期間の周期で反転される。図３には、奇数番目の垂直同期期間において極性信号ＰＯＬの値が“０”であり、偶数番目の垂直同期期間において極性信号ＰＯＬの値が“１”である動作が図示されている。極性信号ＰＯＬの反転により、各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性は、２垂直同期期間の周期で（言い換えれば、各垂直同期期間の開始時に）反転される。
【００４２】
図４Ａは、各垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンの一例を示している。図４Ａは、いわゆるカラム反転駆動により液晶表示パネル１が駆動される場合の各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示している。ここで、図４Ａの左図は、極性信号ＰＯＬの値が“０”である垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示し、右図は、極性信号ＰＯＬの値が“１”である垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示している。カラム反転駆動では、同一カラムの画素回路８（同一のソース線７に接続される画素回路８）は、同一の極性の駆動電圧で駆動され、隣接するカラムの画素回路８（隣接するソース線７に接続される画素回路８）は、反対の極性の駆動電圧で駆動される。本実施形態では、極性信号ＰＯＬの値が垂直同期期間毎に反転され、各画素回路８に供給される駆動電圧の極性も、垂直同期期間毎に反転される。
【００４３】
図４Ｂは、各垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンの他の例を示している。図４Ｂは、いわゆるドット反転駆動により液晶表示パネル１が駆動される場合の各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示している。ここで、図４Ｂの左図は、極性信号ＰＯＬの値が“０”である垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示し、右図は、極性信号ＰＯＬの値が“１”である垂直同期期間において各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンを示している。ドット反転駆動では、水平方向（ゲート線６が延伸される方向）に隣接する画素回路８が反対の極性の駆動電圧で駆動され、更に、垂直方向（ソース線７が延伸される方向）に隣接する画素回路８が反対の極性の駆動電圧で駆動される。また、個々の画素回路８に書き込まれる駆動電圧は、垂直同期期間毎に反転される。
【００４４】
なお、上記には、反転駆動の例としてカラム反転駆動とドット反転駆動が提示されているが、他の反転駆動（例えば、ライン反転駆動）を用いてもよい。
【００４５】
本実施形態では、極性信号ＰＯＬが“０”である場合に各画素回路８に供給される駆動電圧の極性のパターンが「液晶状態＃１」と定義され、極性信号ＰＯＬが“１”である場合に各画素回路８に供給される駆動電圧の極性のパターンが「液晶状態＃２」と定義される。
【００４６】
図３に戻り、各タッチ検出フレームにおけるタッチ検出は、以下のようにして行われる。現タッチ検出フレームにおいて、アナログフロントエンド２１によって各検出電極９から検出信号が取得され、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データが容量検出結果レジスタ２１ａに保存される。現タッチ検出フレームに対応する容量検出データは、容量検出結果レジスタ２１ａからコントローラ２２に読み出される。
【００４７】
コントローラ２２は、現タッチ検出フレームにおける極性信号ＰＯＬの値を参照して、現タッチ検出フレームにおいて液晶表示パネル１が「液晶状態＃１」と「液晶状態＃２」のいずれであるかを示すデータを、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データに付加し、液晶状態付き容量検出データを生成する。一実施形態では、液晶状態付き容量検出データは、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データに現タッチ検出フレームにおける極性信号ＰＯＬの値を付加することで生成されてもよい。
【００４８】
現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データは、インターフェース２３を介してＭＣＵ２４に送られる。
【００４９】
ＭＣＵ２４は、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データに対してタッチ検出演算を行ってタッチ検出結果（例えば、導電体が液晶表示パネル１に接触した位置）を算出するように構成された演算装置である。本実施形態のタッチ検出演算では、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、過去の少なくとも一のタッチ検出フレームに対応する容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成し、そのタッチ応答差分情報に基づいてタッチ検出結果を算出する。
【００５０】
ＭＣＵ２４は、更に、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データを、ＲＡＭ２５に保存する。以後のタッチ検出フレームにおけるタッチ検出では、ＲＡＭ２５に保存された液晶状態付き容量検出データが用いられる。
【００５１】
図５Ａ、図５Ｂは、本実施形態におけるタッチ検出演算を概念的に示す図である。本実施形態では、タッチ検出演算において、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データが、過去のタッチ検出フレームに対応する容量検出データのうち液晶状態が同一である容量検出データとのみ比較される。タッチ検出演算では、現タッチ検出フレームと液晶状態が異なる過去のタッチ検出フレームに対応する容量検出データとの比較は行われない。上述のように、ＲＡＭ２５には、液晶状態データが付加された液晶状態付き容量検出データが保存されている。ＭＣＵ２４は、液晶状態データを参照して、ＲＡＭ２５に保存されている過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうちから液晶状態が同一である液晶状態付き容量検出データを選択する。ＭＣＵ２４は、更に、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択した液晶状態付き容量検出データ（液晶状態が同一である液晶状態付き容量検出データ）に含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。
【００５２】
より具体的には、図５Ａは、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃１であることを示す液晶状態データを含んでいる場合のタッチ検出演算を示している。この場合、ＭＣＵ２４は、液晶状態付き容量検出データに含まれる液晶状態データを参照しながら、過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち液晶状態が液晶状態＃１である液晶状態付き容量検出データを選択し、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択された液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。ＭＣＵ２４は、生成したタッチ応答差分情報から現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成する。
【００５３】
一方、図５Ｂは、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃２であることを示す液晶状態データを含んでいる場合のタッチ検出演算を示している。この場合、ＭＣＵ２４は、液晶状態付き容量検出データに含まれる液晶状態データを参照しながら、過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち液晶状態が液晶状態＃２である液晶状態付き容量検出データを選択し、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択された液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。ＭＣＵ２４は、生成したタッチ応答差分情報から現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成する。
【００５４】
以上に説明されているように、本実施形態におけるタッチ検出演算では、各タッチ検出フレームにおけるタッチ検出データの生成において、過去のタッチ検出フレームの容量検出データのうち同一の液晶状態の容量検出データのみが使用され、異なる液晶状態の容量検出データは使用されない。このため、本実施形態におけるタッチ検出演算では、液晶表示パネル１の状態の変化の影響、本実施形態では、各画素回路８に供給される駆動電圧の極性のパターンの変化の影響を抑制しながらタッチ検出を行うことができる。
【００５５】
上記の実施形態においては、液晶状態（液晶表示パネル１の状態）が、各画素回路８に書き込まれる駆動電圧の極性のパターンとして定義されているが、液晶表示パネル１の他の状態を、液晶状態の一つとして定義してもよい。例えば、ゲート線６の駆動（走査）が停止された状態を、液晶状態の一つとして定義してもよい。図２に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２では、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴを非活性化することにより、所望の垂直同期期間におけるゲート線６の駆動（走査）を停止できることに留意されたい。
【００５６】
図６は、ゲート線６の駆動（走査）が停止された状態を、液晶状態の一つとして定義するように構成されたタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２Ａの構成を示すブロック図である。図６に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２Ａの構成は、図２に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２と類似している。ただし、図６に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２Ａでは、極性信号ＰＯＬに加え、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが表示ドライバ回路部１０からタッチコントローラ回路部２０のコントローラ２２に供給される。コントローラ２２は、極性信号ＰＯＬとスキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴとに基づいて液晶状態を判断し、容量検出結果レジスタ２１ａから受け取った容量検出データに、液晶状態を示すデータを付加して液晶状態付き容量検出データを生成する。コントローラ２２は、例えば、極性信号ＰＯＬとスキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴの値を容量検出データに付加して液晶状態付き容量検出データを生成してもよい。
【００５７】
図７は、図６に図示されているタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２Ａを備えた表示装置１００の動作の例を概略的に示すタイミングチャートである。図７に図示された動作においても、各垂直同期期間（１フレーム画像が表示される期間）に、２つのタッチ検出フレームが設けられ、各タッチ検出フレームにおいてタッチ検出が行われる。
【００５８】
図７の動作においては、第（３ｋ）垂直同期期間において、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが非活性化され（即ち、“０”に設定され）、ゲート線６の駆動（走査）が停止される。第（３ｋ−２）垂直同期期間、第（３ｋ−１）垂直同期期間、第（３ｋ＋１）垂直同期期間においては、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが活性化され（即ち、“１”に設定され）ゲート線６の駆動が行われる。また、第（３ｋ−２）垂直同期期間及び第（３ｋ＋１）垂直同期期間においては、極性信号ＰＯＬが“０”に設定され、第（３ｋ−１）垂直同期期間においては、極性信号ＰＯＬが“１”に設定される。
【００５９】
このような動作において、極性信号ＰＯＬが“０”であり、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが“１”である場合の液晶状態が「液晶状態＃１」と定義され、極性信号ＰＯＬが“１”であり、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが“１”である場合の液晶状態が「液晶状態＃２」と定義される。また、極性信号ＰＯＬに無関係に、スキャンアクティブ信号ＳＣＡＮ＿ＡＣＴが“０”である場合の液晶状態が「液晶状態＃３」と定義される。
【００６０】
図７の動作においても、タッチ検出演算において、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データが、過去のタッチ検出フレームに対応する容量検出データのうち液晶状態が同一である容量検出データとのみ比較される。上述のように、ＲＡＭ２５には、液晶状態データが付加された液晶状態付き容量検出データが保存されており、ＭＣＵ２４は、ＲＡＭ２５に保存されている、過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち、液晶状態が同一である液晶状態付き容量検出データを選択し、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択した液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。
【００６１】
より具体的には、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃１であることを示す液晶状態データを含んでいる場合、ＭＣＵ２４は、ＲＡＭ２５に格納されている過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち液晶状態が液晶状態＃１である液晶状態付き容量検出データを選択する。ＭＣＵ２４は、更に、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択された液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。ＭＣＵ２４は、生成したタッチ応答差分情報から現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成する。
【００６２】
同様に、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃２であることを示す液晶状態データを含んでいる場合、ＭＣＵ２４は、ＲＡＭ２５に格納されている過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち液晶状態が液晶状態＃２である液晶状態付き容量検出データを選択する。ＭＣＵ２４は、更に、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択された液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。ＭＣＵ２４は、生成したタッチ応答差分情報から現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成する。
【００６３】
更に、現タッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データが、現タッチ検出フレームにおける液晶状態が液晶状態＃３であることを示す液晶状態データを含んでいる場合、ＭＣＵ２４は、ＲＡＭ２５に格納されている過去のタッチ検出フレームに対応する液晶状態付き容量検出データのうち液晶状態が液晶状態＃３である液晶状態付き容量検出データを選択する。ＭＣＵ２４は、更に、現タッチ検出フレームに対応する容量検出データを、選択された液晶状態付き容量検出データに含まれる容量検出データと比較してタッチ応答差分情報を生成する。ＭＣＵ２４は、生成したタッチ応答差分情報から現タッチ検出フレームに対応するタッチ検出データを生成する。
【００６４】
このような動作においても、各タッチ検出フレームにおけるタッチ検出データの生成において、同一の液晶状態の容量検出データのみが使用されるので、液晶表示パネル１の状態の変化の影響を抑制しながらタッチ検出を行うことができる。
【００６５】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。本発明が種々の変更と共に実施され得ることは、当業者には理解されよう。
【００６６】
例えば、上記には、表示ドライバ回路部１０とタッチコントローラ回路部２０とがモノリシックに（即ち、同一の半導体チップに）集積化されている構成のタッチコントローラ内蔵表示ドライバ２の実施形態が記載されているが、表示ドライバ回路部１０とタッチコントローラ回路部２０とが、別々の半導体チップに集積化されてもよい。図８は、上記の実施形態の表示ドライバ回路部１０と同一の機能を有する表示ドライバ１０Ａと、上記の実施形態のタッチコントローラ回路部２０と同一の機能を有するタッチコントローラ２０Ａとが、別々の半導体チップに集積化された実施形態を図示している。
【符号の説明】
【００６７】
１００    ：表示装置
１        ：液晶表示パネル
２、２Ａ  ：タッチコントローラ内蔵表示ドライバ
３        ：アプリケーションプロセッサ
４        ：表示領域
５        ：ゲートドライバ回路
６        ：ゲート線
７        ：ソース線
８        ：画素回路
９        ：検出電極
１０      ：表示ドライバ回路部
１０Ａ    ：表示ドライバ
１１      ：命令制御回路
１２      ：画像処理回路
１３      ：ソースドライバ回路
１４      ：パネルインターフェース回路
１５      ：タイミングコントローラ
２０      ：タッチコントローラ回路部
２０Ａ    ：タッチコントローラ
２１      ：アナログフロントエンド
２１ａ    ：容量検出結果レジスタ
２２      ：コントローラ
２３      ：インターフェース
２４      ：ＭＣＵ
２５      ：ＲＡＭ
２６      ：インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2018190072.tif 000006
【図４Ｂ】
2018190072.tif 000007
【図５Ａ】
2018190072.tif 000008
【図５Ｂ】
2018190072.tif 000009
【図６】
2018190072.tif 000010
【図７】
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【図８】
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