JP6037327B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
このようなタッチパネルとして、タッチされた部分の容量変化を検出する静電容量方式が知られている。
この静電容量方式タッチパネルとして、タッチパネル機能を液晶表示パネルに内蔵した、所謂、インセル方式の液晶表示装置を有する液晶表示装置が知られている。
インセル方式の液晶表示装置では、タッチパネルの走査電極を、液晶表示パネルを構成第1基板(所謂、TFT基板)上に形成される対向電極(コモン電極ともいう)を分割して使用している。
一方、外来ノイズに対しては、タッチパネル駆動周波数に設定自由度がないため、ノイズ周波数が、水平走査周波数の整数倍にほぼ等しい(外来ノイズ周波数≒水平走査周波数の整数倍)外来ノイズが入力されると、検出回路内の積分回路が誤積算を起こしゴーストを発生させる。
例えば、図20に示すように、タッチパネルを搭載した携帯端末に、低コストの充電器を接続すると、充電器から発生するノイズ、いわゆるACチャージャノイズにより、タッチ位置(図20のA)とは異なる位置に架空タッチ『ゴースト』(図20のB)を誘発する。なお、ACチャージャノイズは同相ノイズのため、充電中であっても非タッチ状態では誤検出等の問題は発生しない。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置において、タッチ検出における架空タッチ『ゴースト』の影響を少なくすることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
(1)第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記第2基板は、タッチパネルの複数の検出電極を有し、前記各画素は、画素電極と対向電極とを有し、Mを2以上の整数(M≧2)とするとき、前記対向電極は、M個のブロックに分割されており、前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられており、前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、前記タッチパネルの走査電極を兼用し、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、対向電圧とタッチパネル走査電圧を供給する駆動回路と、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出する検出回路とを有し、前記駆動回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧を順次供給し、前記検出回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧が供給された際に、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出する手段1と、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、(M+1)個目の対向電極が存在すると仮定し、且つ、当該(M+1)個目の対向電極に対して、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して供給されるタッチパネル走査電圧と同期したタッチパネル走査電圧が供給されたものと仮定して、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、ノイズを検出する手段2と、前記手段2においてノイズが検出された時に、前記ノイズにより生じる架空タッチを識別する手段3とを有し、タッチ検出処理において、前記手段2において、ノイズが検出されない時に、通常のタッチ位置検出処理を実行し、前記手段2において、ノイズが検出された時に、前記手段3により前記ノイズにより生じる架空タッチが識別可能の場合に、前記手段3により識別した前記架空タッチを参照してタッチ位置検出処理を実行し、前記手段2において、ノイズが検出された時に、前記手段3により前記ノイズにより生じる架空タッチが識別不可能の場合に、タッチ位置検出処理を実行しない。
本発明のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置によれば、タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置において、タッチ検出における架空タッチ『ゴースト』の影響を少なくすることが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
図1は、液晶表示パネルの内部にタッチパネルを内蔵したインセル方式の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
図1において、2は第1基板(以下、TFT基板という)、3は第2基板(以下、CF基板という)と、21は対向電極(共通電極ともいう)、5は液晶ドライバIC、MFPCはメインフレキシブル配線基板、40はフロントウィンドウ、53は接続用フレキシブル配線基板である。
図1に示す液晶表示装置では、CF基板3上の裏面側透明導電膜(CD)を、帯状のパターンに分割して、タッチパネルの検出電極31となし、TFT基板2の内部に形成される対向電極21を帯状のパターンに分割、即ち、複数のブロックに分割して、タッチパネルの走査電極として兼用することにより、通常のタッチパネルで使用されるタッチパネル基板を削減している。また、図1に示す液晶表示装置では、タッチパネル駆動用の回路が、液晶ドライバIC(5)の内部に設けられる。
前述したように、対向電極21はTFT基板2上に設けられているが、複数本の(例えば32本程度)対向電極21が両端で共通に接続され、対向電極信号線22と接続されている。
図2に示す液晶表示装置では、帯状の対向電極21が走査電極(Tx)を兼用し、また、検出電極31が検出電極(Rx)を構成する。
したがって、対向電極信号には、画像表示に用いられる対向電圧と、タッチ位置の検出に用いられるタッチパネル走査電圧とが含まれる。タッチパネル走査電圧が対向電極21に印加されると、対向電極21と一定の間隔を持って配置され容量を構成する検出電極31に検出信号が生じる。この検出信号は検出電極用端子36を介して外部に取り出される。
なお、検出電極31の両側にはダミー電極33が形成されている。検出電極31は一方の端部でダミー電極33側に向かい広がりT字状の検出電極用端子36を形成している。また、TFT基板2には対向電極信号線22以外にも駆動回路用入力端子25のような様々な配線、端子等が形成される。
図3に示すようにTFT基板2には画素部200が設けられており、対向電極21は画素の一部として画像表示に用いられる。また、TFT基板2とカラーフィルタ基板3との間には液晶組成物4が狭持されている。カラーフィルタ基板3に設けられた検出電極31とTFT基板に設けられた対向電極21とは容量を形成しており、対向電極21に駆動信号が印加されると検出電極31の電圧が変化する。
この時、図3に示すように、フロントウィンドウ40を介して指502等の導電体が近接または接触すると、容量に変化が生じ検出電極31に生じる電圧に、近接・接触が無い場合に比較して変化が生じる。
このように、液晶表示パネル1に形成した対向電極21と検出電極31との間に生じる容量の変化を検出することで、液晶表示パネルにタッチパネルの機能を備えることが可能となる。
図4において、101はLCDドライバ、102はシーケンサ、103はタッチパネル走査電圧生成回路、104は遅延回路、106はデコーダ回路、107はタッチパネル、108は検出回路、1051、1052はレジスタである。
タッチパネル107には、ユーザのタッチを検出するためのセンサ端子である電極パターン(Tx1〜Tx5の走査電極、Rx1〜Rx5の検出電極)が形成されている。
本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置は、タッチパネル機能が液晶表示パネルに内蔵されているため、図2に示す帯状の対向電極21が走査電極(Tx)を兼用し、また、検出電極31が検出電極(Rx)を構成する。
LCDドライバ101は、液晶表示パネルに画像を表示するための同期信号(垂直同期信号(Vsync)及び水平同期信号(Hsync))をシーケンサ102へ送出する。
シーケンサ102は、タッチパネル走査電圧生成回路103、遅延回路104、デコーダ回路106、及び検出回路108を制御して、タッチ検出動作のタイミングを制御する。
タッチパネル走査電圧生成回路103は、Tx1〜Tx5の走査電極を駆動するためのタッチパネル走査電圧(Vstc)を生成して出力する。
レジスタ1051は、単位遅延時間を格納するレジスタであり、レジスタ1052は、最大遅延時間を格納するレジスタである。レジスタ1051に格納される単位遅延時間は、タッチパネル走査電圧(Vstc)を遅延させる単位時間であり、タッチパネル走査電圧(Vstc)の駆動周期を決定するパラメータとなる。
レジスタ1052に格納される最大遅延時間は、タッチパネル走査電圧(Vstc)を遅延させる最大時間であり、タッチパネル走査電圧(Vstc)のタイミングを変動させる許容範囲を規定するパラメータとなる。
デコーダ回路106は、シーケンサ102から入力される選択信号に基づいて、タッチパネル走査電圧(Vstc)を、Tx1〜Tx5の走査電極の中1つの走査電極へ出力するアナログスイッチ(デマルチプレクサ)である。
検出回路108は、Tx1〜Tx5の走査電極の中で、タッチパネル走査電圧(Vstc)が供給されている1つの走査電極と、Rx1〜Rx5の各検出電極との交点における電極間容量(相互容量)を検出する。
図6は、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置における、タッチ検出動作のタイミング図である。
シーケンサ102は、タッチパネル走査電圧生成回路103等を制御し、垂直同期信号(Vsync)及び水平同期信号(Hsync)に同期しながら、Tx1〜Tx5の走査電極へ順次タッチパネル走査電圧(Vstc)を供給する。ここで、図5、図6に示すように、各走査電極には、タッチパネル走査電圧(Vstc)が複数回(図6では8回)供給される。
図6に示すように、検出回路108は、Rx1〜Rx5の各検出電極に流れる電流を積算し(図6では負方向への積算)、到達した電圧値(△Va,△Vb)を記録する。
走査電極(Tx)と検出電極(Rx)との交点付近を、指(導体)がタッチしている場合、指へも電流が流れるため、積算結果の電圧値に変化が生じる。
例えば、図6では、走査電極(Tx1)と検出電極(RxN)との交点付近に指が存在しないため(図6のNAに示すタッチ無しの状態)、検出電極に流れる電流を積算した電圧は、非タッチレベル(LA)となる。
これに対して、走査電極(Tx2)と検出電極(RxN)との交点付近には指が存在するため(図6のNBに示すタッチ有りの状態)、指へも電流が流れ、検出電極に流れる電流を積算した電圧は、非タッチレベル(LA)よりも高電位の電圧となる。この変化量(タッチ信号)によりタッチ位置を検出することができる。
図8は、図7に示す回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図7において、10は積分回路、11はサンプルホールド回路、12は10ビットのAD変換器、13はAD変換器12から出力されるデータ(以下、RAWデータ)を格納するメモリ(RAM)である。
以下、図8を用いて、図7に示す回路の動作を説明する。なお、図8において、Hsyncは水平同期信号である。
(1)各検出電極(Rx1〜Rxn)に流れる電流を検出(積分)前に、スイッチ(S1)をONして、積分回路10をリセットするとともに、スイッチ(S3)をONとして、各検出電極(Rx1〜Rxn)をリセットする(図8のA1の期間)。
基準電圧(VREF)を4V(VREF=4V)とすると、積分回路10の出力は4V、各検出電極(Rx1〜Rxn)は、4Vにプリチャージされる。
(2)次に、スイッチ(S1)とスイッチ(S3)をOFFとした後、Tx1〜Txmの走査電極の1つから、タッチパネル走査電圧(Vstc)を出力し、これに同期して、スイッチ(S2)をONとして積分を行う(図8のB1の期間)。
これにより、Tx1〜Txmの走査電極の1つ⇒交差容量(Cxy)⇒積分容量(CINT)の経路で電流が流れ、積分回路10の出力電圧(VINT)が低下する。
ここで、VINT=VREF−Vstc*(Cxy/CINT)
(4)(2)の積分回路10での積分動作を繰り返し、電圧を積み上げる(図8のB2,…の期間)。
(5)積分回路10での積分完了後(図8のBnの期間後)、スイッチ(S4)をONとして、サンプルホールド回路11でサンプル&ホールドし(図8のCの期間)、その後、スイッチ(S6)を順次ONとして、AD変換器12でAD変換し、メモリ(RAM)に、Rx1〜Rxnの走査電極分のRAWデータを格納する。
AD変換器12が、10bitのAD変換器の場合、RAWデータは0(積分0V)〜1023(積分4V)の範囲となる。
(6)交差容量(Cxy)は非タッチ時>タッチ時であるので、図6のVa、Vbに示すように、積分回路10での積分出力電圧(VINT)の降下に差が生じ、ここにしきい値を設けて、タッチ検出する。
一般に、AD変換器12が、10bitのAD変換器の場合、図6に示すVaの電圧を、AD変換した後のデジタルデータは、十進法で250〜350になる。この250〜350が、通常の検出処理における動作点となる。
図9のAは、1フレームの画素書込み期間(T4)に、1番目の表示ラインから1280表示ラインまでの画素書込みタイミングを示し、図9のBが、20ブロックに分割された各ブロックの対向電極(CT1〜CT20)におけるタッチパネル検出タイミングを示す。
図9に示すように、任意の表示ラインの対向電極を走査電極(TX)として機能させ、タッチパネル検出時のスキャン動作は、画素書き込みを行うゲートスキャンとは異なる箇所で行う。
図9で説明したように、ゲートスキャンと、タッチパネル走査は異なる表示ラインで実施しているが、映像線と対向電極(CT)との間、および、走査線と対向電極(CT)との間には寄生容量があるため、映像線上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下り時に生じるノイズにより、タッチパネル検出時の検出感度が低下する。
そこで、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置では、タッチ位置検出動作は、映像線上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行される。
図10において、VGLは走査線上の走査電圧、VDLは映像線上の映像電圧、Vcomは対向電極に供給される対向電圧(コモン電圧ともいう)、Vstcはタッチパネル走査電圧、1Hは1水平走査期間、Txsは、タッチパネル走査開始待ち期間である。
本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置は、交流化駆動法として、ドット反転を採用しているため、対向電圧は、一定の電位のVcomの電圧である。
タッチパネル機能を液晶表示パネルに内蔵した、インセル方式の液晶表示装置では、図2に示す帯状の対向電極21を、タッチ検出用の走査電極(Tx)としても動作させるため、液晶表示パネルの表示動作(図10のA)と、タッチ位置検出動作(図10のB)とは完全に時分割し、同期制御する必要がある。
前述したように、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置では、タッチ位置検出動作は、映像線上の電圧(VDL)の変動、あるいは、走査電圧(VGL)の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行(図10のTAの期間、あるいは、TBの期間)に実行される。
図11に示すレジスタ名が、「TCP_TXDLY」のレジスタが、図4に示すレジスタ1051であり、パラメータは「単位遅延時間(t_txdly)」で、単位遅延時間が、0.286us刻みで0〜18.00usまで設定される。
また、図11に示す「TCP_TXMAXD」のレジスタが、図4に示すレジスタ1052であり、パラメータは「最大遅延時間(t_txmaxd)」で、最大遅延時間が、0.286us刻みで0〜18.00usまで設定される。但し、t_txdly<t_txmaxdの条件を満たす必要がある。
図12は、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置のタッチパネル走査タイミングを示す図である。なお、図12において、1Hは1水平走査期間、TxHはタッチパネル走査期間である。
本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置では、同じ走査電極(Tx)に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を複数の水平走査期間に亘って複数回(例えば、32回)に供給する際に、1水平走査期間毎に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を走査電極(Tx)に供給するタイミングを、レジスタ1051に格納された単位遅延時間ずつ遅らせる。但し、レジスタ1052に格納される最大遅延時間を超えないものとする。
このように、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置において、同じ走査電極(Tx)に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を複数の水平走査期間に亘って複数回(例えば、32回)に供給する際に、n(0≦n≦31)番目の水平走査期間に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を走査電極(Tx)に供給するタイミングは、(t_txwait+deley;deley=n×t_txdly)で表される。そして、(n×t_txdly)が、最大遅延時間(t_txmaxd)以上(n×t_txdly≧t_txmaxd)となった場合は、(deley=deley−n×t_txdly)とされる。
タッチパネル走査期間(TxH)>1水平走査期間(1H)の場合
[例1]
レジスタ(TPC_TXDLY)=1,レジスタ(TPC_TXMAXD)=5
Delay数=0,1,2,3,4,0,1,…
[例2]
レジスタ(TPC_TXDLY)=2,レジスタ(TPC_TXMAXD)=5
Delay数=0,2,4,1,3,0,2,…
タッチパネル走査期間(TxH)<1水平走査期間(1H)の場合
[例3]
レジスタ(TPC_TXDLY)=9,レジスタ(TPC_TXMAXD)=10
Delay数=0,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,9,…
以下、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置の変形例について説明する。
本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置の変形例では、図4に示すレジスタ1051とレジスタ1052の外に、TXDLY1[3:0]ないしTXDLY16[3:0]の16個のレジスタが用いられる。
kを1以上16以下の整数(1≦k≦16)、nを0以上の整数(0≦n)とするとき、TXDLYk[3:0]は、(k+16n)水平走査期間毎に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を走査電極(Tx)に供給するタイミングを遅らせる時間幅を設定するものである。即ち、TXDLYk[3:0]は、水平同期信号(Hsync)の立ち上がり時点から所定の待ち時間(t_txwait)経過後の時点から、タッチパネル走査電圧(Vstc)を走査電極(Tx)に供給するタイミングまでの単位遅延時間(t_txdly)数を設定するものである。
これにより、図13に示すように、水平同期信号(Hsync)の立ち上がり時点から所定の待ち時間(t_txwait)経過後に、タッチパネル走査電圧(Vstc)を走査電極(Tx)に供給するタイミングまでの遅延時間幅をランダムに設定することができる。
TXDLY1[3:0]ないしTXDLY16[3:0]の16個のレジスタの値を、TXDLY1=0,TXDLY2=5,TXDLY3=0,TXDLY4=1,TXDLY5=0,TXDLY6=15,TXDLY7=0,TXDLY8=7,TXDLY9=0,TXDLY10=2,TXDLY11=0,TXDLY12=8,TXDLY13=0,TXDLY14=4,TXDLY15=0,TXDLY16=12に設定した時の、時間幅が0の時のタッチパネル走査期間(TxH)に対する単位遅延時間(t_txdly)の増減数(Δ)と、タッチパネル走査期間(TxH)の値を、表1に示す。
一方、タッチパネル機能を液晶表示パネルに内蔵した、インセル方式の液晶表示装置においては、液晶表示パネルから生じるノイズの影響を避けるため、液晶表示パネルの同期信号を参照し、液晶表示パネルが駆動されていないタイミングを使用して、タッチパネルの走査を行っている。このため、タッチパネルの駆動周波数は、液晶表示パネルの駆動周波数に依存したものとなり、自由に調整することができないという問題点があった。
前述した本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置、および、本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置の変形例では、タッチパネルの駆動周波数を、自由に調整することができるので、タッチパネルが搭載される端末のノイズ源が、タッチ検出に与える影響を低減することが可能である。
しかしながら、ノイズ周波数が、水平走査周波数の整数倍にほぼ等しい(外来ノイズ周波数≒水平走査周波数の整数倍)外来ノイズが入力されると、検出回路内の積分回路が誤積算を起こし、架空タッチ『ゴースト』を発生させるという問題点があった。
図14は、本発明の実施例のインセル方式の液晶表示装置における、タッチパネルのノイズ検出方法を説明するための図である。
本実施例のタッチパネルでは、実際のタッチパネルの走査電極(Tx0〜Tx7)に対して、図14のAに示すように、Txvの走査電極が存在すると仮定し、且つ、図14のBに示すように、架空の対向電極(Txv)に対して、実際のタッチパネルの走査電極(Tx0〜Tx7)に対して供給されるタッチパネル走査電圧(Vstc)と同期したタッチパネル走査電圧が供給されたものと仮定して、複数の検出電極(Rx1〜Rx6)に流れる電流に基づき、ノイズを検出する。
ここで、架空の対向電極(Txv)に対するタッチパネル走査電圧(Vstc)は、図2に示すタッチパネル走査電圧生成回路103から出力されるが未使用とする。
架空の対向電極(Txv)に対する、架空のタッチパネル走査電圧(Vstc)と同期して、積分回路10を動作させてノイズを検出する。
図15に示すように、ノイズがない場合は、積分回路10への電荷の流入がないため、積分回路10の出力電圧(VINT)は、基準電圧(VREF)の4Vを維持する。したがって、積分回路10の出力電圧(VINT)をAD変換器12でAD変換した後のRAWデータの値は、十進法で1023となり、図15のAに示すように、この1023がノイズ検出時の動作点となる。また、図15のCは、ノイズ判定の閾値(Th)ラインであり、積分回路10の出力電圧(VINT)をAD変換器12でAD変換した後のRAWデータの十進法の値が、ノイズ判定の閾値(Th)ラインよりも小さい時に、ノイズと判定する。
図17に示すように、ノイズ周波数が、水平走査周波数の整数倍にほぼ等しい(外来ノイズ周波数≒水平走査周波数の整数倍)ノイズの場合、積分回路10への電荷の流入方向が周期的に一方方向に偏り、積分回路10の出力電圧(VINT)が大きく変化する。したがって、図17のCに示すように、積分回路10の出力電圧(VINT)をAD変換器12でAD変換した後のRAWデータ値は大きく変化する。
十進法で1023を動作点として、図17のBに示すように、積分回路10の出力電圧(VINT)をAD変換器12でAD変換した後のRAWデータの十進法の値が、図17のCに示すノイズ判定の閾値(Th)ラインを下回ったらノイズと判定する。
この架空タッチ『ゴースト』の識別には、RAWデータの動作点が異なることを利用する。即ち、RAWデータを平均化フィルタを通すことにより、RAWデータの動作点を抽出する。
図18は、本実施例のタッチパネルにおいて、ノイズが検出された検出電極のRAWデータと、平均化フィルタを通した後のRAWデータを示すグラフである。
なお、本実施例では、ACチャージャノイズを前提としており、このACチャージャノイズによる架空タッチ『ゴースト』は、同一の検出電極上に生じるので、図18では、図14に示すRx6の検出電極にノイズが検出された場合のグラフを図示している。
図18において、Tx0_Rx6は、Tx0の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを示す。
同様に、Tx1_Rx6は、Tx1の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx2_Rx6は、Tx2の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx3_Rx6は、Tx3の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx4_Rx6は、Tx4の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx5_Rx6は、Tx5の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx6_Rx6は、Tx6の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを、Tx7_Rx6は、Tx7の走査電極にタッチパネル走査電圧(Vstc)を印加した時に、Rx6の検出電極から得られるRAWデータを示している。
図18(b)は、図18(a)のグラフに示すRAWデータを平均化フィルタを通した後のRAWデータを示す。
図18(b)に示すように、ノイズが検出された時点で、RAWデータ中で、動作点の最大値を持つ電極(Rx6の検出電極と交差する走査電極)を、実際のタッチ電極と判断し、動作点が、ゴースト判定しきい値ライン(Th1)より以下の電極部はゴーストと判断する。図18(b)では、Aが実際のタッチ電極、Bがタッチ電極に隣接する電極、Cが架空タッチ『ゴースト』の発生電極となる。
タッチ位置検出処理が実行されると、架空の対向電極(Txv)に対する、架空のタッチパネル走査電圧(Vstc)と同期して、積分回路10を動作させてノイズがあるか否かを判断する(ステップS110)。
ステップS110で、ノイズ無しと判断した場合は、通常のタッチ位置検出処理を実行し(ステップS111)、タッチ位置の座標を報告する(S112)。
ステップS110で、ノイズ有りと判断した場合は、例外処理(平均化フィルタ処理)を実行し(ステップS113)、架空タッチ『ゴースト』が識別可能か否かを判断する(ステップS114)。
ステップS114で、架空タッチ『ゴースト』が識別可能の場合は、架空タッチ『ゴースト』の情報を参考にして、タッチ位置検出処理を実行し、タッチ位置の座標を報告する(S115)。
ステップS115で、架空タッチ『ゴースト』が識別不可能の場合は、タッチ位置検出処理を実行せず、タッチ位置の座標も報告しない(S116)。
なお、本実施例は、前述した本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置、および本発明の前提となるインセル方式の液晶表示装置の変形例における、「タッチパネルの駆動周波数を、自由に調整する」技術と組み合わせることで、ノイズによる影響をより少なくすることが可能であるが、本発明は、一般のインセル方式の液晶表示装置に適用することも可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
3 第2基板
4 液晶組成物
5 液晶ドライバIC
10 積分回路
11 サンプルホールド回路
12 AD変換器
13 メモリ(RAM)
21 対向電極
22 対向電極信号線
25 駆動回路用入力端子
31 検出電極
33 ダミー電極
36 検出電極用端子
40 フロントウィンドウ(又は、保護フィルム)
53 接続用フレキシブル配線基板
101 LCDドライバ
102 シーケンサ
103 タッチパネル走査電圧生成回路
104 遅延回路
106 デコーダ回路
107 タッチパネル
108 検出回路
1051,1052 レジスタ
200 画素部
502 指
MFPC メインフレキシブル配線基板
Tx タッチパネルの走査電極
Rx タッチパネルの検出電極
Claims (6)
- 第1基板と、
第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記第2基板は、タッチパネルの複数の検出電極を有し、
前記各画素は、画素電極と対向電極とを有し、
Mを2以上の整数(M≧2)とするとき、前記対向電極は、M個のブロックに分割されており、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられており、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、前記タッチパネルの走査電極を兼用し、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、対向電圧とタッチパネル走査電圧を供給する駆動回路と、
前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出する検出回路とを有し、
前記駆動回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧を順次供給し、
前記検出回路は、
前記複数の検出電極毎に設けられる複数の積分回路と、
前記複数の積分回路の出力電圧をデジタルデータに変換するAD変換器と、を有し、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧が供給されたM回のタッチ検出期間に、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出し、
前記M回のタッチ検出期間に連続する(M+1)回目のタッチ検出期間をノイズ検出期間として、前記駆動回路から前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、タッチパネル走査電圧を供給せずに、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、ノイズを検出し、
前記各積分回路は、前記M回のタッチ検出期間、および、ノイズ検出期間に、それぞれの検出電極に流れる電流を積分し、
前記検出回路は、前記タッチ検出期間においては、前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける、最大値と最小値の中間の値よりも前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値に近い値を第1動作点とし、タッチ有り無しを検出し、
前記ノイズ検出期間においては、前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける、前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最大値を第2動作点として、ノイズを検出することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記検出回路は、前記複数の積分回路の前記M個に分割された各ブロックの対向電極毎の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータの値が、前記第1動作点と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最大値との間の値で、かつ、前記第1動作点との差が所定の第1閾値よりも大きい場合にタッチ有り、それ以外をタッチ無しと判断し、
前記ノイズ検出期間の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータの値が、前記第2動作点と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値との間の値で、かつ、前記第2動作点との差が所定の第2閾値よりも大きい場合に、ノイズと判断することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記AD変換器で変換されるデジタルデータは、10ビットのデータであり、
前記第1動作点は、十進法で250〜350の値であり、
前記第2動作点は、十進法で1023であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記検出回路は、前記検出回路においてノイズが検出された時に、前記ノイズにより生じる架空タッチを識別し、
前記検出回路は、前記検出回路でノイズが検出された検出電極に対応する積分回路における、前記M個に分割された各ブロックの対向電極毎の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータを平均化フィルタを通し、前記平均化フィルタを通した後のデータの中で、データ値が、最大値を持つものを実際のタッチ電極と判断し、データ値が、前記データ値の最大値と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値との間の値で、かつ、前記データ値の最大値との差が所定の第3閾値よりも大きい電極を架空タッチ電極と識別することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 第1基板と、
第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記第2基板は、タッチパネルの複数の検出電極を有し、
前記各画素は、画素電極と対向電極とを有し、
Mを2以上の整数(M≧2)とするとき、前記対向電極は、M個のブロックに分割されており、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられており、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極は、前記タッチパネルの走査電極を兼用し、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、対向電圧とタッチパネル走査電圧を供給する駆動回路と、
前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出する検出回路とを有し、
前記駆動回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧を順次供給し、
前記検出回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対してタッチパネル走査電圧が供給された際に、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、タッチの有無を検出する第1手段と、
前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して、(M+1)個目の対向電極が存在すると仮定し、且つ、当該(M+1)個目の対向電極に対して、前記M個に分割された各ブロックの対向電極に対して供給されるタッチパネル走査電圧と同期したタッチパネル走査電圧が供給されたものと仮定して、前記複数の検出電極に流れる電流に基づき、ノイズを検出する第2手段と、
前記第2手段においてノイズが検出された時に、前記ノイズにより生じる架空タッチを識別する第3手段と、を有し、
タッチ検出処理において、前記第2手段において、ノイズが検出されない時に、通常のタッチ位置検出処理を実行し、
前記第2手段において、ノイズが検出された時に、前記第3手段により前記ノイズにより生じる架空タッチが識別可能の場合に、前記第3手段により識別した前記架空タッチを参照してタッチ位置検出処理を実行し、
前記第2手段において、ノイズが検出された時に、前記第3手段により前記ノイズにより生じる架空タッチが識別不可能の場合に、タッチ位置検出処理を実行しないことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記検出回路は、前記複数の検出電極毎に設けられる複数の積分回路と、
前記複数の積分回路の出力電圧をデジタルデータに変換するAD変換器とを有し、
前記各積分回路は、前記M個に分割された各ブロックの対向電極にタッチパネル走査電圧が供給された時、および、前記(M+1)個目の対向電極に架空のタッチパネル走査電圧が供給された時に、それぞれの検出電極に流れる電流を、前記M個に分割された各ブロックの対向電極、および、前記(M+1)個目の対向電極毎に積分し、
前記第1手段は、前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける、最大値と最小値の中間の値よりも前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値に近い値を第1動作点として、前記複数の積分回路の前記M個に分割された各ブロックの対向電極毎の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータの値が、前記第1動作点と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最大値との間の値で、かつ、前記第1動作点との差が所定の第1閾値よりも大きい場合にタッチ有り、それ以外をタッチ無しと判断し、
前記第2手段は、前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける、最大値を第2動作点として、前記複数の積分回路の前記(M+1)個目の対向電極の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータの値が、前記第2動作点と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値との間の値で、かつ、前記第2動作点との差が所定の第2閾値よりも大きい場合に、ノイズと判断し、
前記第3手段は、前記第2手段でノイズが検出された検出電極に対応する積分回路における、前記M個に分割された各ブロックの対向電極毎の積分値を前記AD変換器で変換した時のデジタルデータを平均化フィルタを通し、前記平均化フィルタを通した後のデータの中で、データ値が、最大値を持つものを実際のタッチ電極と判断し、データ値が、前記データ値の最大値と前記AD変換器で変換されるデジタルデータにおける最小値との間の値で、かつ、前記データ値の最大値との差が所定の第3閾値よりも大きい電極を架空タッチ電極と識別することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
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