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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Flüssigkristallanzeige (Liquid Crystal Display(LCD))-Vorrichtung, und insbesondere eine LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ (In-cell Touch Type LCD Device), und ein Verfahren zum Ansteuern derselben, wobei das Verfahren in der Lage ist, eine Verschlechterung der Bildqualität zu verhindern und eine Berührungsempfindlichkeit zu erhöhen, indem ein Berührungsblock (touch block) räumlich, nicht zeitlich, unterteilt wird.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung weist ein Anzeigepanel (Display-Panel) zum Anzeigen von Bildern mittels Ansteuerns von Schaltvorrichtungen, die an Kreuzungen zwischen einer Mehrzahl von Datenleitungen und Gate-Leitungen ausgebildet sind, Ansteuer-ICs zum Steuern des Anzeigepanels und eine zusätzliche optische Quelle wie beispielsweise eine Hintergrundbeleuchtungseinheit auf.
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Speziell wird eine LCD-Vorrichtung, die bei einem Mobilgerät verwendet wird, mit einem Berührungspanel (Touch-Panel) versehen, um einen Schirm mittels eines Fingers oder eines Eingabestiftes (Stylus), etc., zu berühren, anstelle einer üblichen Schnittstellenvorrichtung wie beispielsweise einer Tastatur und einer Fernsteuereinrichtung, um ein/en bestimmtes/n Objekt oder Bereich auf dem Schirm auszuwählen.
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Ein solches Berührungspanel hat eine Struktur, bei der ein Berührungspanel, das zusätzlich zu einem Anzeigepanel hergestellt ist, an einem LCD-Panel befestigt ist, eine In-Zellen-Berührung-Struktur, bei der eine Berührungselektrode und Leitungen direkt auf einem Substrat eines LCD-Panels ausgebildet sind, um somit ein einziges Panel zu implementieren, etc. Eine LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ rückt derzeit in den Blickpunkt aufgrund hoher Empfindlichkeit, vereinfachter Herstellungsprozesse, etc.
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Die LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ sollte eine Mehrzahl von Berührungsblöcken zum Erfassen einer Berührungseingabe und Erfassleitungen, die mit den Berührungsblöcken elektrisch verbunden sind, sowie Gate-Leitungen und Datenleitungen aufweisen.
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1 ist eine Ansicht einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige (LCD) Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ.
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Die LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ weist Gate-Leitungen (GL) und Datenleitungen (DL) auf, welche einander kreuzen und dadurch eine Mehrzahl von Pixeln auf einem Substrat 10 definieren, sowie gemeinsame Leitungen (CL) zum Anlegen von gemeinsamen Spannungen (common voltages) (Vcom) an Pixel. Eine Ansteuervorrichtung (Treiber) 20, der mit den entsprechenden Leitungen elektrisch verbunden ist, ist auf einer Seite des Substrats angebracht. Und Erfassleitungen (nicht gezeigt), die aus metallischem Material mit niedrigem Widerstand gebildet sind, sind auf Schichten ausgebildet, die sich von Schichten unterscheiden, wo die Gate-Leitungen (GL) und die Datenleitungen (DL) ausgebildet sind. Die Erfassleitungen sind dazu eingerichtet, Informationen bezüglich einer berührten Position an einen Berührungserfassschaltkreis zu übertragen. Die berührte Position wird dargestellt als Koordinatenwerte einer X-Achse und einer Y-Achse. Daher weisen die Erfassleitungen X-Erfassleitungen, die sich in einer X-Richtung erstrecken, und Y-Erfassleitungen, die sich in einer Y-Richtung erstrecken, auf.
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Ein Berührungsblock (TB) ist auf einem gesamten Anzeigebereich des Substrats 10 ausgebildet. Der Berührungsblock erfasst eine winzige Kapazitätsänderung, die auftritt, wenn ein Benutzer das Substrat mit einem Berührungsstift oder einem Finger berührt, und wandelt die erfasste Kapazitätsänderung in einen Strom um. Dann überträgt der Berührungsblock den Strom mittels der zuvor erwähnten Erfassleitungen an den Berührungserfassschaltkreis. Ein einzelner Berührungsblock (TB) belegt ein Gebiet (z. B. Fläche), das 40 Gate-Leitungen entspricht, und die Berührungsblöcke (TB) können ungefähr 20 an der Zahl sein (TB0 bis TBn (n = 19)). Mit anderen Worten können ungefähr 20 Berührungsblöcke ausgebildet sein.
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Ein Anschlussbereich 30 ist als flexibles Substrat implementiert und an einem seitlichen Ende des LCD-Panels 10 bereitgestellt und überträgt und empfängt jede Art von Signalen, indem es mit einem externen System elektrisch verbunden ist.
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Bei einer solchen Struktur wird, sobald der Berührungsblock (TB) berührt wird, eine Kapazitätsänderung, die von einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode erzeugt wird, mittels der Erfassleitungen an den Berührungserfassschaltkreis übertragen. Als Folge davon wird eine berührte Position erfasst. Zu diesem Zweck sollte eine gemeinsame Spannung (Vcom) an die gemeinsame Elektrode angelegt sein. Hierbei realisiert die gemeinsame Spannung (Vcom) alternativ eine Gleichstrom(DC)-Wellenform mit einem festen Potential korrespondierend zu einer Pixelspannung, und eine Erfasswellenform, die eingerichtet ist, eine Berührungseingabe zu erfassen, und in festgelegten Zeitintervallen einen Schwingvorgang ausführt.
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Falls die gemeinsame Spannung mit Erfasswellenform und die Pixelspannung gleichzeitig an die gemeinsame Elektrode bzw. die Pixelelektrode angelegt werden, ändern sich die beiden Spannungen gleichzeitig, wodurch das Erfassen einer Berührungseingabe erschwert wird.
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Falls zum Beispiel ein Benutzer einen Bereich auf einem LCD-Panel berührt, der zu einem ersten Berührungsblock (TB0) korrespondiert, und falls Gate-Ansteuersignale an Gate-Leitungen (GL) des ersten Berührungsblocks (TB0) angelegt werden, ändert sich ein Potential der Pixelspannung stark. Gleichzeitig können, falls die gemeinsame Spannung (Vcom) mit Erfasswellenform an den ersten Berührungsblock (TB0) angelegt wird, die zugehörigen Erfassleitungen eine Berührungseingabe nicht genau erfassen. Deshalb wird die herkömmliche LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ derart angesteuert, dass der Berührungsblock in eine Berührungszeitdauer und eine Anzeigezeitdauer zeitlich unterteilt ist.
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2 ist eine Ansicht, die Signalwellenformen zeigt, die realisiert werden, wenn die herkömmliche LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ angesteuert wird.
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Bezug nehmend auf 2 wird die LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ so betrieben, dass der Berührungsblock zeitlich unterteilt ist in eine Berührungszeitdauer (touch time period) und eine Anzeigezeitdauer (display time period) für eine einzelne Zeitdauer (time period) eines Horizontalsynchronisationssignals (Hsync), welche eine einzelne Horizontalzeitdauer (single horizontal time period) (1H) definiert. Das heißt, während der einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) wird der LCD-Vorrichtung zuerst eine gemeinsame Spannung (Vcom) mit Erfasswellenform bereitgestellt, welche in einer Wechselstrom(AC)-Wellenform schwingt, und dann wird der LCD-Vorrichtung ein Gate-Ansteuersignal (VG) mit hohem Potential bereitgestellt. Zugleich wird die gemeinsame Spannung (Vcom) in eine Gleichstrom(DC)-Wellenform umgewandelt. Folglich überlappen sich das Gate-Ansteuersignal (VG) mit hohem Potential und die gemeinsame Spannung (Vcom) mit Erfasswellenform nicht.
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Die herkömmliche LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ kann jedoch die folgenden Probleme haben.
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Als erstes wird, da die beiden Signale für die begrenzte einzelne Horizontalzeitdauer in einer zeitlich unterteilten Weise (time division manner) an die LCD-Vorrichtung angelegt werden, die Zeitdauer, für die die Signale angelegt werden, auf ungefähr die Hälfte reduziert. Beispielsweise beträgt im Falle einer LCD-Vorrichtung mit einer einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) von 20 μs die Berührungszeitdauer 8 μs und die Anzeigezeitdauer 12 μs. Dementsprechend ist die Anzeigezeitdauer verglichen mit derjenigen der bestehenden LCD-Vorrichtung um ungefähr 40% reduziert. Dies kann es erschweren, eine ausreichende Zeit zum Laden einer Pixelspannung zu erzielen, wodurch es zu einer Verschlechterung wie beispielsweise Übersprechen (Cross-talk) kommt.
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Als zweites kann die Berührungsempfindlichkeit verringert sein aufgrund einer kurzen Berührungszeitdauer.
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Als drittes kann, da die Berührungszeitdauer und die Anzeigezeitdauer abwechselnd je horizontaler Leitung bereitgestellt werden, ein Gate-Überlapp-Ansteuerverfahren, bei dem Gate-Ansteuersignale zwischen benachbarten Gate-Leitungen überlappt werden, um eine ausreichende Zeit zum Laden einer Pixelspannung zu erzielen, nicht bei der LCD-Vorrichtung angewendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Deshalb besteht ein Aspekt der ausführlichen Beschreibung darin, ein Verfahren zum Ansteuern einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ (In-cell Touch Type Liquid Crystal Display (LCD) Device) bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Verschlechterung der Bildqualität zu verringern, die resultiert aus einer nicht ausreichenden Zeit zum Laden einer Pixelspannung, wenn eine Horizontalzeitdauer in eine Berührungszeitdauer und eine Anzeigezeitdauer zeitlich unterteilt wird.
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Deshalb besteht ein Aspekt der ausführlichen Beschreibung darin, ein Verfahren zum Ansteuern einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ bereitzustellen, wobei das Verfahren angewendet wird mit einem Gate-Überlapp-Ansteuerverfahren zum Überlappen von Gate-Ansteuersignalen zwischen benachbarten Gate-Leitungen, um eine ausreichende Zeit zum Laden einer Pixelspannung zu erzielen.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ bereitgestellt, welche aufweisen kann: ein LCD-Panel (hierin manchmal auch als LC-Panel bezeichnet), welches einen ersten Berührungsblock und einen zweiten Berührungsblock mit einer Mehrzahl von Gate-Leitungen und gemeinsamen Leitungen aufweist, eine Gate-Ansteuereinrichtung (Gate-Treiber) zum Anlegen von Gate-Ansteuersignalen hohen Potentials an die Gate-Leitungen des ersten Berührungsblocks; eine Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung (Gemeinsame-Spannung-Generator) zum Bereitstellen von gemeinsamen Spannungen (Vcom) mit einer ersten Wellenform an die gemeinsamen Leitungen des ersten Berührungsblocks und, zumindest teilweise zur gleichen Zeit, einer zweiten Wellenform an die gemeinsamen Leitungen des zweiten Berührungsblocks; und einen Berührungserfassschaltkreis zum Erfassen einer berührten Position auf dem LC-Panel mittels der gemeinsamen Spannungen mit der zweiten Wellenform.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die gemeinsame Spannung mit der ersten Wellenform eine Gleichstrom(DC)-Gemeinsame-Spannung sein korrespondierend zu einer an dem LC-Panel bereitgestellten Pixelspannung eines Pixels.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die gemeinsame Spannung mit der zweiten Wellenform eine von dem Berührungsblock erfasste Wechselstrom(AC)-Gemeinsame-Spannung sein, welche in konstanten Intervallen schwingt.
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In verschiedenen Ausführungsformen können das Gate-Ansteuersignal hohen Potentials und die gemeinsame Spannung mit der zweiten Wellenform eine Zeitdauer (time period) von mindestens 70% einer einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) aufweisen.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist das Gate-Ansteuersignal hohen Potentials eine Zeitdauer auf, die mehr als 2 Horizontalzeitdauern (2H) beträgt, und ein n-tes Gate-Ansteuersignal hohen Potentials und ein (n + 1)-tes Gate-Ansteuersignal hohen Potentials überlappen sich für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H).
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ, welche ein LCD-Panel mit einem ersten Berührungsblock und einem zweiten Berührungsblock aufweist, bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen: Anlegen von Gate-Ansteuersignalen hohen Potentials an Gate-Leitungen des ersten Berührungsblocks; und Anlegen von gemeinsamen Spannungen (Vcom) einer ersten Wellenform an die gemeinsamen Leitungen des ersten Berührungsblocks und, zumindest teilweise zur gleichen Zeit, einer zweiten Wellenform an die gemeinsamen Leitungen des zweiten Berührungsblocks.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die gemeinsame Spannung mit der ersten Wellenform eine Gleichstrom(DC)-Gemeinsame-Spannung sein korrespondierend zu einer an dem LC-Panel bereitgestellten Pixelspannung eines Pixels.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die gemeinsame Spannung mit der zweiten Wellenform eine von dem Berührungsblock erfasste Wechselstrom(AC)-Gemeinsame-Spannung sein, welche in konstanten Intervallen schwingt.
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In verschiedenen Ausführungsformen können das Gate-Ansteuersignal hohen Potentials und die gemeinsame Spannung mit der zweiten Wellenform eine Zeitdauer (time period) von mindestens 70% einer einzelnen Horizontalzeitdauer (single horizontal time period) (1H) aufweisen.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gate-Ansteuersignal hohen Potentials eine Zeitdauer aufweisen, die mehr als 2 Horizontalzeitdauern (2H) beträgt, und ein n-tes Gate-Ansteuersignal hohen Potentials und ein (n + 1)-tes Gate-Ansteuersignal hohen Potentials überlappen sich für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H).
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die begleitenden Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein weitergehendes Verständnis der Erfindung zu liefern und eingefügt sind in und einen Teil bilden dieser Anmeldung, stellen Ausführungsbeispiele dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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In den Zeichnungen gilt:
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1 ist eine Ansicht einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß herkömmlicher Technik;
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2 ist eine Ansicht, die Signalwellenformen zeigt, die implementiert werden beim Ansteuern einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß herkömmlicher Technik;
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3 und 4 sind Ansichten, die eine Struktur einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
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5 ist eine Ansicht, die eine Struktur eines Pixels zeigt, das an einem Flüssigkristall(LC)-Panel einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
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6 ist eine Ansicht, die Signalwellenformen zeigt, die beim Ansteuern einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung implementiert werden; und
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7 ist eine Ansicht, die Signalwellenformen zeigt, die beim Ansteuern einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ implementiert werden gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Zum Zwecke der kurzen Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen werden dieselben oder gleichartige Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
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Nachfolgend werden eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern derselben gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher erläutert.
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3 und 4 sind Ansichten, die eine Struktur einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Wie gezeigt, weist die LCD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein LCD-Panel 100 zum Anzeigen eines Bildes auf, und einen Jede-Art-von-Ansteuerung-Schaltkreis 120 zum Steuern des LCD-Panels und Erfassen einer Berührungseingabe, die auf einen oder mehrere Bereiche auf einem Schirm angewendet wird.
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Insbesondere weist die LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ ein LCD-Panel 100 auf, welches Pixel definiert, die an Kreuzungen zwischen einer Mehrzahl von Gate-Leitungen (GL) und Datenleitungen (DL) ausgebildet sind, eine Zeitablaufsteuerung (Timing Controller) 121 zum Steuern einer Ansteuereinrichtung (Treiber) mittels Empfangens eines Zeitablaufsignals (Timing-Signals) und eines Bildsignals (RGB) von einem externen System (nicht gezeigt), eine Gate-Ansteuereinrichtung (Gate-Treiber) 122 und eine Datenansteuereinrichtung (Datentreiber) 123 zum Ansteuern des LCD-Panels 100 mittels der Gate-Leitungen (GL) und der Datenleitungen (DL), einen Berührungserfassschaltkreis 124 zum Erfassen einer Position, die von einem Benutzer auf dem LCD-Panel 100 berührt wird/wurde, und eine Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung (Gemeinsame-Spannung-Generator) 125 zum Bereitstellen einer gemeinsamen Spannung (Vcom) an dem LCD-Panel 100.
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Die Mehrzahl von Gate-Leitungen (GL) und die Mehrzahl von Datenleitungen (DL), die die Gate-Leitungen kreuzen, sind in Matrixform auf dem LCD-Panel 100, das als transparentes Substrat implementiert ist, ausgebildet. Und eine Mehrzahl von Pixelbereichen sind an den Kreuzungen zwischen den Gate-Leitungen und den Datenleitungen definiert. Ein Transistor, z. B. ein Feldeffekttransistor, z. B. ein Dünnfilmtransistor (TFT), ist an jedem Pixelbereich ausgebildet, und ein Bild wird auf einem Schirm angezeigt, wenn eine LCD-Zelle (hierin manchmal auch als LC-Zelle bezeichnet) unter der Kontrolle des TFTs angesteuert wird.
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Der TFT wird eingeschaltet, wenn ein Scan-Signal von den Gate-Leitungen (GL), d. h. eine Gate-Ansteuerspannung (VG) hohen Potentials, daran angelegt wird, und überträgt dadurch eine von den Datenleitungen (DL) angelegte Pixelspannung an die LCD-Zelle. Andererseits wird der TFT ausgeschaltet, wenn von den Gate-Leitungen (GL) eine Gate-Ansteuerspannung (VG) niedrigen Potentials daran angelegt wird, und hält dadurch während eines einzelnen Frames eine in die LCD-Zelle geladene Pixelspannung aufrecht.
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Die LC-Zelle weist einen Kondensator auf, der implementiert ist als eine Pixelelektrode und eine gemeinsame Elektrode, die einander gegenüberliegen, und weist eine gemeinsame Elektrode, die mit einer gemeinsamen Leitung verbunden ist, und eine Pixelelektrode, die mit einer Drain-Elektrode des TFTs verbunden ist, auf. Und die LC-Zelle kann ferner mit einem Speicherkondensator verbunden sein, um eine geladene Pixelspannung stabil aufrecht zu erhalten bis zum nächsten Frame. Indem sich der Ausrichtungszustand eines Flüssigkristalls entsprechend eines elektrischen Feldes, das durch eine mittels des TFTs geladene Pixelspannung und eine an die gemeinsame Elektrode angelegte gemeinsame Spannung gebildet wird, ändert, wird die optische Transmission der LC-Zelle gesteuert. Als Folge davon realisiert das Pixel eine Graustufe.
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Erfassleitungen (nicht gezeigt), die aus einem metallischen Material mit niedrigem Widerstand gebildet sind, sind auf Schichten des LCD-Panels 100 ausgebildet, die von Schichten verschieden sind, wo die Gate-Leitungen und die Datenleitungen ausgebildet sind. Solche Erfassleitungen weisen X-Erfassleitungen, die sich in einer X-Richtung erstrecken, und Y-Erfassleitungen, die sich in einer Y-Richtung erstrecken, auf und übertragen Informationen bezüglich einer berührten Position an den Berührungserfassschaltkreis.
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Ein Berührungsblock (TB) ist auf einem gesamten Anzeigebereich des LCD-Panels 100 ausgebildet. Der Berührungsblock erfasst eine winzige Kapazitätsänderung, die auftritt, wenn ein Benutzer das LCD-Panel mit einem Berührungsstift oder einem Finger berührt, und wandelt die erfasste Kapazitätsänderung in einen Strom um. Dann überträgt der Berührungsblock den Strom mittels der zuvor erwähnten Erfassleitungen an den Berührungserfassschaltkreis 124. Ein einzelner Berührungsblock (TB) belegt ein Gebiet (z. B. Fläche), das 40 horizontalen Zeilen oder Leitungen entspricht, und die Berührungsblöcke (TB) können ungefähr 20 an der Zahl sein (TB0 bis TBn (n = 19)). Mit anderen Worten können ungefähr 20 Berührungsblöcke ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die Zeitablaufsteuerung 121 erzeugt das zuvor erwähnte Gate-Steuersignal (Gate Control Signal, GCS) und Datensteuersignal (Data Control Signal, DCS) mittels Empfangens von Bilddaten (DATEN), die von einem externen System (nicht gezeigt) angelegt werden, und ein Zeitablaufsteuersignal (Timing-Signal) wie beispielsweise ein Taktsignal (DCLK), ein Horizontalsynchronisationssignal (Hsync) und ein Vertikalsynchronisationssignal (Vsync).
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Das Horizontalsynchronisationssignal (Hsync) gibt die Zeit an, die benötigt wird, um eine einzelne horizontale Zeile auf einem Schirm anzuzeigen, und das Vertikalsynchronisationssignal (Vsync) gibt die Zeit an, die benötigt wird, um den gesamten Schirm (einen Schirm aus einem einzelnen Frame) anzuzeigen. Das Taktsignal (DCLK) ist ein Signal, durch welches die Gate-Ansteuereinrichtung (Gate-Treier) 122 und die Datenansteuereinrichtung (Datentreiber) 123 mit der Zeitablaufsteuerung 121 synchronisiert werden, um somit jede Art von Signalen zu erzeugen. Und ein Datenfreigabesignal (Data Enable, DE) ist ein Signal, das eine Zeitdauer angibt, für welche eine Pixelspannung an der Pixelelektrode des LCD-Panels 100 bereitgestellt wird.
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Obwohl nicht gezeigt ist die Zeitablaufsteuerung 121 mittels einer vorgegebenen Schnittstelle mit einem externen System (nicht gezeigt) verbunden und empfängt schnell und präzise ein Bildsignal und eine Zeitablaufsignalausgabe von dem externen System.
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Als solche Schnittstelle kann eine Low-Voltage-Differential-Signal(LVDS)-Schnittstelle, eine Transistor-Transistor-Logik(TTL)-Schnittstelle, etc., verwendet werden.
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Die Gate-Ansteuereinrichtung 122 besteht aus einer Mehrzahl von Schieberegistern, die mittels der Gate-Leitungen (GL) mit dem LCD-Panel 100 verbunden sind. Jedes Schieberegister gibt sequentiell eines nach dem anderen unter der Kontrolle der Zeitablaufsteuerung 121 Gate-Ansteuersignale (VG) an die Gate-Leitungen (GL) aus.
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Die Gate-Ansteuereinrichtung 122 schaltet den auf dem LCD-Panel 100 angeordneten TFT in Reaktion auf das von der Zeitablaufsteuerung 121 angelegte Gate-Steuersignal (Gate Control Signal, GCS) ein, so dass eine Pixelspannung mit einer analogen Wellenform, welche von der Datenansteuereinrichtung 123 bereitgestellt wird, an eine mit dem jeweiligen TFT verbundene LC-Zelle angelegt werden kann.
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Das Gate-Steuersignal (GCS) weist einen Gate-Startpuls (Gate Start Pulse, GSP), einen Gate-Schiebetakt (Gate Shift Clock, GSC), eine Gate-Ausgabe-Freigabe (Gate Output Enable, GOE), etc., auf. Der GSP ist ein Signal zum Erzeugen eines ersten Gate-Pulses, indem es angelegt wird an ein Schieberegister aus einer Mehrzahl von Schieberegistern der Gate-Ansteuereinrichtung 110, das Schieberegister, welches den ersten Gate-Puls erzeugt. Ferner ist der GSC ein Signal, das gemeinsam an alle Schieberegister angelegt wird, und ist dazu eingerichtet, den GSP zu verschieben. Ferner ist die GOE dazu eingerichtet, das Einschalten von zu anderen Horizontalzeitdauern korrespondierenden TFTs, das aus einem Überlappen resultiert, mittels Steuerns der Ausgabe der Schieberegister zu verhindern.
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Für den Fall, dass ein Gate-Überlappen-Ansteuerverfahren angewendet wird, ist die Gate-Ansteuereinrichtung 122 dazu eingerichtet, ein Gate-Ansteuersignal hohen Potentials an den Gate-Leitungen (GL) mit einer Zeitdauer von mehr als 2 Horizontalzeitdauern (2H) bereitzustellen, so dass die Gate-Leitungen in einem Intervall einer einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) überlappen können.
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Die Datenansteuereinrichtung 123 empfängt sequentiell digitale Bildsignale (DATEN) in Übereinstimmung mit Datensteuersignalen, die von der Zeitablaufsteuerung 121 eingegeben werden, und wandelt die digitalen Bildsignale in analoge Pixelspannungen um basierend auf einer Referenzspannung. Die Pixelspannungen werden gleichzeitig durch alle Datenleitungen (DL) an dem LCD-Panel 100 angelegt, indem sie für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) gelatcht werden.
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Das Datensteuersignal (DCS) weist einen Quellenstartpuls (Source Start Pulse, SSP), einen Quellenschiebetakt (Source Shift Clock, SSC), eine Quellenausgabefreigabe (Source Output Enable, SOE), etc., auf. Der SSP ist ein Signal zum Steuern eines Datenabtaststart-Zeitablaufs (data sampling start timing) der Datenansteuereinrichtung 123. Der SSC ist ein Signal zum Steuern eines Datenabtaststart-Zeitablaufs an jedem einzelnen Ansteuer-IC der Datenansteuereinrichtung 123 in Übereinstimmung mit einer ansteigenden oder fallenden Flanke. Und die SOE ist ein Signal zum Steuern eines Ausgabezeitablaufs (output timing) der Datenansteuereinrichtung 123.
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Der Berührungserfassschaltkreis 124 ist dazu eingerichtet, zu erfassen, ob eine Berührungseingabe auf dem LCD-Panel 100 durchgeführt worden ist, mittels eines Berührungssteuersignals (Touch Control Signal, TCS), das von der Zeitablaufsteuerung 121 angelegt wird, und Koordinatenwerte auf dem LCD-Panel 100 zu berechnen. Ein solcher Berührungserfassschaltkreis 124 kann einen Tiefpassfilter (Low Pass Filter, LPF), einen A/D-Wandler, einen Signalprozessor, einen Koordinatenextrahierer, etc. aufweisen. Der LPF dient dazu, eine in einem von der Erfassleitung des Berührungsblocks (TB) des LCD-Panels 100 empfangenen Erfasssignal enthaltene hochfrequente Komponente zu entfernen und eine Berührungskomponente zu extrahieren und nur diese auszugeben. Der A/D-Wandler dient dazu, eine analoge Signalausgabe des LPFs in ein Digitalsignal umzuwandeln. Der Signalprozessor ist ein Logikschaltkreis zum Erfassen, ob der Berührungsblock (TB) berührt worden ist, in Übereinstimmung mit einem Ausgabesignal des A/D-Wandlers. Und der Koordinatenextrahierer ist ein Logikschaltkreis zum Berechnen von Koordinatenwerten, falls von dem Signalprozessor ermittelt worden ist, dass der Berührungsblock (TB) berührt worden ist.
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Die Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung (Gemeinsame-Spannung-Generator) 125 ist ein Schaltkreis zum Bereitstellen gemeinsamer Signale (Vcom) an gemeinsamen Leitungen (CL) des LC-Panels 100. Das von der Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung 125 generierte gemeinsame Signal (Vcom) hat eine erste Wellenform mit einem festen Potential (mit anderen Worten, eine Gleichstrom(DC)-Wellenform), welches für eine Anzeigezeitdauer (display time period), während der ein Bild mittels des LCD-Panels 100 angezeigt wird, an alle der gemeinsamen Leitungen angelegt wird.
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Im Gegensatz dazu wird für eine Berührungszeitdauer (touch time period) eine gemeinsame Spannung (Vcom) mit einer zweiten Wellenform (einer Wechselstrom(AC)-Wellenform, welche zwischen vorgegebenen Potentialen schwingt) sequentiell an die gemeinsamen Leitungen (CL) des LCD-Panels 100 angelegt.
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Die gemeinsame Spannung (Vcom) mit der zweiten Wellenform wird für eine Zeitdauer, die beinahe gleich einer einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) ist, an gemeinsame Leitungen (CL) eines anderen Berührungsblocks (TB) als dem Berührungsblock (TB), an den gerade Gate-Ansteuersignale hohen Potentials mittels Gate-Leitungen (GL) angelegt werden, angelegt. Insbesondere wird die gemeinsame Spannung (Vcom) mit der zweiten Wellenform an gemeinsame Leitungen (CL) eines der anderen Berührungsblöcke (TB) angelegt, anstelle eines Berührungsblocks (TB), an den gerade ein Gate-Ansteuersignal (VG) hohen Potentials zum Laden angelegt wird.
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Beispielsweise werden, falls Gate-Ansteuersignale (VG) hohen Potentials gerade an Gate-Leitungen (GL) eines ersten Berührungsblocks (TB0) angelegt werden, gemeinsame Spannungen (Vcom) mit der zweiten Wellenform an gemeinsame Leitungen (CL) von mindestens einem Berührungsblock einer Mehrzahl von Berührungsblocks (zweiter Berührungsblock (TB1) bis n-ter Berührungsblock (wobei n eine natürliche Zahl ist)) für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) angelegt. Mit anderen Worten werden, falls gerade Gate-Ansteuersignale (VG) hohen Potentials an Gate-Leitungen (GL) eines ersten Berührungsblocks (TB0) angelegt werden, gemeinsame Spannungen (Vcom) mit einer zweiten Wellenform an gemeinsame Leitungen (CL) mindestens eines Berührungsblocks einer Mehrzahl von Berührungsblöcken angelegt, die von dem ersten Berührungsblock verschieden sind.
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Mittels dieser Konfiguration schwingt die Spannung einer für eine gerade aufgeladene Pixelelektrode irrelevanten gemeinsamen Elektrode und wird eine Berührungseingabe mittels Erfassleitungen des die gemeinsame Elektrode aufweisenden zweiten Berührungsblocks (TB1) erfasst. Da das Erfassen von Berührungen (touch sensing) mittels räumlicher Unterteilung (spatial division) implementiert wird, können eine Berührungszeitdauer (touch time period) und eine Anzeigezeitdauer (display time period) einander überlappen.
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Ein Anschlussbereich 130 zum Übertragen und Empfangen jeglicher Art von Signalen mittels elektrischer Verbindung mit einem externen System ist an einem seitlichen Ende des LCD-Panels 100 bereitgestellt.
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Im Folgenden wird eine Pixelstruktur des LCD-Panels in der LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
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5 ist eine Ansicht, die eine Struktur eines Pixels, das an dem Flüssigkristallanzeige(LCD)-Panel der In-Zellen-Berührung-Typ-LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, zeigt.
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Eine Mehrzahl von Gate-Leitungen und Datenleitungen (DL) sind in Matrixform auf dem LCD-Panel 100 angeordnet, und eine Mehrzahl von Pixeln sind an Kreuzungen ausgebildet. In jedem Pixel sind ein Dünnfilmtransistor (T), der als Schaltvorrichtung dient, und eine mit einer Drain-Elektrode des TFTs verbundene LC-Zelle ausgebildet.
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Der TFT (T) kann als TFT vom N-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter(MOS)-Typ implementiert sein. Eine Source-Elektrode ist mit einer Datenleitung (DL) verbunden, und eine Gate-Elektrode ist mit einer Gate-Leitung (GL) verbunden. Die Drain-Elektrode ist mit einem Ende der LC-Zelle (LC) verbunden. Ein Ende der LC-Zelle (LC) ist mit der Drain-Elektrode des TFTs verbunden, und ein anderes Ende der Zelle ist mit einer gemeinsamen Leitung (CL) verbunden.
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Ein Pixel ist mittels einer Gate-Leitung (GL) mit einem anderen Pixel derselben horizontalen Zeile des LCD-Panels 100 elektrisch verbunden. Die Gate-Leitung (GL) ist mit der zuvor erwähnten Gate-Ansteuereinrichtung 122 (siehe 3) verbunden und überträgt ein von der Gate-Ansteuereinrichtung angelegtes Gate-Ansteuersignal (VG) an eine Gate-Elektrode des TFTs. Außerdem ist ein Pixel mittels einer Datenleitung (DL) mit einem anderen Pixel derselben vertikalen Zeile des LCD-Panels 100 elektrisch verbunden. Die Datenleitung (DL) ist mit der zuvor erwähnten Datenansteuereinrichtung 123 (siehe 3) verbunden und überträgt eine von der Datenansteuereinrichtung 123 angelegte Pixelspannung (Vdata) an eine Source-Elektrode des TFTs.
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Außerdem ist ein Pixel mittels einer gemeinsamen Leitung (CL) mit einem anderen Pixel derselben horizontalen Zeile des LCD-Panels 100 elektrisch verbunden. Die gemeinsame Leitung (CL) ist mit der Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung 125 (siehe 3) verbunden und legt ein von der Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung 125 generiertes gemeinsames Signal (Vcom) an eine einzelne Elektrode der LC-Zelle (LC) an.
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Gate-Leitungen (GL1 bis G140) und damit verbundene Pixel sind in einem ersten Berührungsblock (TB0) enthalten, und Gate-Leitungen (GL41 bis GL80) und damit verbundene Pixel sind in einem ersten Berührungsblock (TB1) enthalten. Obwohl nicht gezeigt, ist im Anschluss an den zweiten Berührungsblock (TB1) zusätzlich eine Mehrzahl von Berührungsblöcken implementiert.
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Bei der zuvor erwähnten Konfiguration legt die Gate-Ansteuereinrichtung mittels der Gate-Leitungen (GL) sequentiell Gate-Ansteuersignale hohen Potentials für die einzelne Horizontalzeitdauer an. Und die Datenansteuereinrichtung legt eine Pixelspannung an ein Pixel einer zugehörigen horizontalen Zeile an. Als Folge davon zeigt das LCD-Panel 100 ein Bild als Graustufe horizontale Zeile für Zeile an. Die Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung legt eine Gleichstrom(DC)-Gemeinsame-Spannung (Vcom) mit einer ersten Wellenform an alle gemeinsamen Leitungen (CL) an, legt jedoch eine Wechselstrom(AC)-Gemeinsame-Spannung (Vcom) mit einer zweiten Wellenform an gemeinsame Leitungen (CL) mindestens eines Berührungsblocks an.
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Insbesondere legt die Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung ein Gate-Ansteuersignal hohen Potentials an mindestens eine Gate-Leitung von Gate-Leitungen (GL) des ersten Berührungsblocks (TB0) an, wodurch die LC-Zelle (LC) des Pixels geladen wird, so dass der erste Berührungsblock (TB0) für eine Anzeigezeitdauer eingesetzt werden kann. Gleichzeitig legt die Gemeinsame-Spannung-Erzeugungseinrichtung eine gemeinsame Spannung (Vcom) mit einer zweiten Wellenform an gemeinsame Leitungen (CL) des zweiten Berührungsblocks (TB1) oder mindestens eines anderen Berührungsblocks (eines anderen Berührungsblocks als dem ersten Berührungsblock (TB0)) (nicht gezeigt) an, so dass der entsprechende Berührungsblock für eine Berührungszeitdauer eingesetzt werden kann. Dementsprechend kann die LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ in räumlich unterteilter Weise angesteuert werden.
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6 ist eine Ansicht, die Signal-Wellenformen zeigt, die beim Ansteuern einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
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Wie gezeigt, werden für eine einzelne Zeitdauer (time period) eines Horizontalsynchronisationssignals (Hsync), welche eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) definiert, an Gate-Leitungen des ersten Berührungsblocks (TB0) angelegte Gate-Ansteuersignale hohen Potentials einer Anzeigezeitdauer zugeordnet. Gleichzeitig werden gemeinsame Spannungen (Vcom) mit einer zweiten Wellenform, welche mit einer AC-Wellenform schwingen, einer Berührungszeitdauer zugeordnet. Dies kann es ermöglichen, dass ohne Überlappen eine ausreichende Anzeigezeitdauer und Berührungszeitdauer erzielt werden.
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Das Gate-Ansteuersignal hohen Potentials kann einen Spannungspegel von mehr als 20 V haben, und die gemeinsame Spannung mit der zweiten Wellenform kann für einen Schwingungsvorgang einen Spannungspegel im Bereich von 4,5 V bis –1,5 V haben. Und die gemeinsame Spannung mit der ersten Wellenform kann einen festen Spannungspegel von –1,5 V haben.
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Beispielsweise wird im Falle einer LCD-Vorrichtung, welche eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) von beispielsweise 20 μs hat, eine Berührungszeitdauer mit 17 μs und eine Anzeigezeitdauer mit 18 μs bemessen, was ungefähr zweimal so viel ist wie herkömmlich.
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Das heißt, das Gate-Ansteuersignal (VG) und die gemeinsame Spannung (Vcom) mit der zweiten Wellenform können eine Zeitdauer haben, die 70% oder mehr der einzelnen Horizontalzeitdauer (1H) entsprechen.
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Nachfolgend wird eine LCD-Vorrichtung erläutert, welche bei einer hohen Frequenz von mehr als 120 Hz mittels eines Gate-Überlapp-Ansteuerverfahrens zum Überlappen von Gate-Ansteuersignalen zwischen benachbarten Gate-Leitungen arbeitet, um eine ausreichende Zeit zum Laden einer Pixelspannung zu erzielen.
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7 ist eine Ansicht, die Signalwellenformen zeigt, die realisiert werden beim Ansteuern einer LCD-Vorrichtung vom In-Zellen-Berührung-Typ gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie gezeigt, werden Gate-Ansteuersignale (VG1 bis VG40) von Gate-Leitungen des ersten Berührungsblocks TBO (siehe 5) für vier Horizontalzeitdauern (4H) als Signale hohen Potentials ausgegeben mittels Synchronisation mit einem Horizontalsynchronisationssignal (Hsync), welches eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) definiert. Danach werden die Gate-Ansteuersignale auf ein niedriges Potential geändert. Benachbarte Gate-Ansteuersignale {(VG1, VG2), (VG2, VG3), ..., (VG39, VG40)} überlappen einander für drei Horizontalzeitdauern (3H). Pixelspannungen, die mittels Datenleitungen an den ersten Berührungsblock TB0 angelegt werden, werden für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H) bereitgestellt, und werden nur für eine Zeitdauer angelegt, wenn die erste Gate-Spannung (VG1) und die vierte Gate-Spannung (VG4) einander überlappen.
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Gleichzeitig werden gemeinsame Spannungen (Vcom) mit einer zweiten Wellenform an den zweiten Berührungsblock (TB1) angelegt. Und der zweite Berührungsblock (TB1) wird mit einer gemeinsamen Spannung (Vcom) mit zweiter Wellenform synchronisiert, welche auf ein fünftes hohes Potential geschwungen ist.
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Insbesondere hat das Gate-Ansteuersignal (VG) eine Zeitdauer von mehr als 2 Horizontalzeitdauern (2H). Und das n-te Gate-Ansteuersignal (n ist eine natürliche Zahl) und das (n + 1)-te Gate-Ansteuersignal überlappen einander für eine einzelne Horizontalzeitdauer (1H). Auf diese Weise kann bei der vorlegenden Erfindung ein Gate-Überlapp-Ansteuerverfahren angewendet werden.
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Die vorangegangenen Ausführungsformen und Vorteil sind lediglich beispielhaft und sind nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung zu beschränken. Die vorliegende Lehre kann ohne weiteres bei anderen Arten von Vorrichtungen angewendet werden. Diese Beschreibung ist als Veranschaulichung gedacht, und dient nicht dazu, den Bereich der Ansprüche zu beschränken. Viele Alternativen, Modifizierungen und Veränderungen werden für diejenigen, die mit der Technik vertraut sind, offenkundig sein. Die Merkmale, Strukturen, Verfahren und anderen Eigenschaften der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen können auf vielfältige Art und Weise kombiniert werden, um zusätzliche und/oder alternative beispielhafte Ausführungsformen zu erhalten.
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Da die vorliegenden Merkmale auf verschiedene Arten verkörpert werden können, ohne von deren Eigenschaften abzuweichen, sollte es ebenfalls verstanden werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen, sofern nicht anderweitig angegeben, nicht durch irgendeines der Details der vorangegangen Beschreibung beschränkt sind sondern vielmehr breit verstanden werden innerhalb des Bereichs, so wie durch die angefügten Ansprüche definiert, und es ist daher beabsichtigt, dass alle Änderungen und Modifizierungen, die unter den Bereich und die Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente davon, von den beigefügten Ansprüchen erfasst werden.
