JP2006323261A

JP2006323261A - 表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JP2006323261A
Application number: JP2005147973A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Fukuda; 孝幸福田; Yukio Ijima; 幸雄井島; Shigeru Yanai; 滋谷内; Yuichi Masutani; 雄一升谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-30
Also published as: US20060262110A1; TW200641758A; CN100485767C; KR100795855B1; KR20060120426A; CN1866347A

Abstract

【課題】フォトセンサの読み取り信号線が受ける各種ノイズの影響を抑制し、検出精度を向上させる。
【解決手段】フォトセンサ内蔵型表示装置において、フォトセンサの値を検出し、且つ複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタによって、任意の読み取り信号線と選択的に接続する検出回路とを備え、ゲート信号線をＯＮにするタイミングは、セレクタをＯＮにするタイミングよりも、セレクタがＯＮした直後のスイッチングノイズによる読み取り信号線への影響を及ぼさない所定の期間遅れている。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置の駆動方法に関するもので、とくにタッチパネル機能を搭載するフォトセンサ内蔵型液晶表示装置に適用して好適なものである。

従来のフォトセンサ内蔵型液晶表示装置は、表示手段が座標入力のための入力面とされ、切り替え手段によって表示モードと座標検出モードとが時分割に切り替えられるため、表示部分と入力部分とが一体化されることから、信号処理回路によってオフセット調整やゲイン調整などを行うことなしに、表示位置と入力位置とを対応させ、表示手段による表示位置と座標値検出手段による入力位置とを一致させることができ、十分な位置精度を得ることができるというものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−２２２０１８号公報（図１）

しかしながら、上述したような従来のフォトセンサ内蔵型液晶表示装置においては、複数の信号線のそれぞれに対応して積分器が配設されていることから、表示画面の大型化や高精細化、高解像度化が進むに従って、信号線の本数も増大し、それに比例して積分器の個数も増大し、面積の増大に伴うコストの上昇を招いてしまうという問題点を有していた。

上記問題点を解消する方法として、表示装置内にフォトセンサの読み取り信号線と接続される薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と称する）からなるセレクタを配設し、該読み取り信号線複数本毎に各セレクタを介して積分器を接続させ、時分割方式により積分器の個数を減らし、検出回路自体を小型化してコスト上昇を抑制する方法も考えられているが、この方法を採用した場合、セレクタがＯＮするときのスイッチングノイズや、ゲート信号線がＯＮした後のソース信号線電位の極性反転による読み取り信号線へのカップリングノイズの影響などにより、積分期間終了前の検出タイミングの電位に悪影響を与え、フォトセンサのＯＮ／ＯＦＦの閾値検出が困難であったという問題点を有していた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、フォトセンサの読み取り信号線が受ける各種ノイズの影響を抑制し、フォトセンサのＯＮ／ＯＦＦの閾値検出を確実に行うことができる表示装置の駆動方法を提供することを目的としている。

本発明は、フォトセンサを内蔵した表示装置の駆動方法であって、前記フォトセンサの値を検出し、且つ複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタによって、任意の読み取り信号線と選択的に接続する検出回路とを備え、前記ゲート信号線をＯＮにするタイミングは、前記セレクタをＯＮにするタイミングよりも、前記セレクタがＯＮした直後のスイッチングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない所定の期間遅れていることを特徴としている。

本発明によれば、フォトセンサを内蔵した液晶表示装置において、フォトセンサの読み取り信号線が受ける各種ノイズの影響を抑制し、フォトセンサのＯＮ／ＯＦＦの閾値検出を確実に行うことで、検出精度の向上が可能となる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１〜図４により説明する。図１は本発明の実施の形態１における表示装置の概略図であり、図２は図１におけるフォトセンサから検出回路までの詳細図、図３は表示装置の一般的な駆動方法を説明する図、図４は本発明の実施の形態１における表示装置の駆動方法を説明する図である。

図１は、セレクタ1を備えたフォトセンサ内蔵の液晶表示装置の概略構成を示している。絶縁性基板上において、ゲート駆動回路２より出力されるゲート信号線３とソース駆動回路４より出力されるソース信号線５とが形成されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、フォトセンサ６に接続された読み取り信号線７と、表示領域外の領域において絶縁膜を介して交差するように配置されるセレクタ線８、及びその交差部に設置される任意の読み取り信号線を選択して検出回路９と接続されるセレクタ用のＴＦＴ１０を備えている。また、セレクタ１には、セレクタ線８を駆動するセレクタ駆動回路１１を備えており、読み取り信号線７の本数に対する積分器１２の数を時分割して減らすためのセレクタ用ＴＦＴ１０を、読み取り信号線７と積分器１２からなる検出回路９との間に備えている。このような構成とすることにより積分器（検出回路）の回路数を減少させことが可能となる。図２は、フォトセンサ６から検出回路９までの詳細図であり、検出回路９を構成する積分器１２には、積分器をリセットするためのディスチャージ信号１３が入力されており、１４はフォトセンサを構成する出力段のＴＦＴである。当該フォトセンサ６への光の照射の有無を、読み取り信号線７を介して検出回路９でフォトセンサ６の値として検出し、位置情報を得るものである。

上記構成のフォトセンサ内蔵型液晶表示装置における従来の一般的な駆動方法を図３を用いて説明する。表示領域内のフォトセンサ６に接続された読み取り信号線７において、ＴＦＴ１４を制御するために画素を駆動するＴＦＴのゲート信号を併用するのが一般的であり（図２におけるＴＦＴ１４は画素に接続されるＴＦＴではなく、フォトセンサに接続されるＴＦＴを示しているが、ＴＦＴ１４のゲートにはゲート信号線３と同電位が供給されるため、ＴＦＴ１４のゲートに符号３を付している）、検出回路９（積分器１２）をリセットするディスチャージ信号をＯＮ（Ｈｉｇｈ）にして積分器１２内のコンデンサの電荷をクリアにした後、セレクタ（セレクタ信号）とゲート信号線とをＯＮ（Ｈｉｇｈ）にするのと実質的に同時に、リセットを解除する（ディスチャージ信号をＯＦＦ（Ｌｏｗ）にする）ことにより積分を開始するというものであった。なお、本明細書で実質的に同時にとは、完全に同時であることに限定されることなく、本発明の効果を奏し得る範囲においては含まれるものとする。

しかしながら、上記の駆動方法では、セレクタがＯＮした後のスイッチングノイズによって読み取り信号線へ悪影響を及ぼし、検出精度にも影響を及ぼすことから、図４に示すように、前記ゲート信号線をＯＮにするタイミングは、前記セレクタをＯＮにするタイミングよりも、前記セレクタがＯＮした直後のスイッチングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない第１の所定の期間Ｘだけ遅れるように設定されている。該第１の所定期間Ｘとしては、読み取り信号線の時定数と実質的に同等であることが好ましく、より具体的には、３〜２５μＳであれば、セレクタがＯＮした後のスイッチングノイズによる影響をほぼ回避可能であるが、より確実に回避し、その後の積分期間内における検出を確実に行うために、３〜１５μＳであることがより好ましい。なお、図中の積分期間とは、１水平期間毎に次の読み取り信号線を読み取るため、セレクタ信号のＨｉｇｈの期間も１水平周期となり、ゲート信号とセレクタ信号とが共にＨｉｇｈの期間で、且つ積分器のディスチャージ信号がＬｏｗである期間が、実際の積分期間となる。

また、図２における検出回路９における積分器１２の後段に、コンパレーターなどを設けて、フォトセンサへの光照射時と遮光時の積分器出力電位をある閾値をもってフォトセンサのＯＮ／ＯＦＦを識別する際、表示パターンによっては閾値が変動し正常な検出が困難となる場合には、表示装置用のタイミングコントローラーなどに、表示パターンを認識する機能を付加し、フレーム毎または水平期間毎に閾値を自動制御することにより、検出精度をさらに向上させることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図５、図６により説明する。図５は本発明の実施の形態２における表示装置の駆動方法を説明する図、図６は本発明の実施の形態２における表示装置の駆動方法を説明するその他の図である。

図５、図６は本実施の形態２における表示装置の駆動方法を説明するものであり、上記実施の形態１との相違点について説明する。図５は、前記積分器をリセット（ディスチャージ信号をＨｉｇｈ）に設定した後に、セレクタとゲート信号線とを実質的に同時にＯＮにした後に、その後前記積分器のリセットを解除する（ディスチャージ信号をＬｏｗにする）タイミングを、前記セレクタとゲート信号線をＯＮにするタイミングよりも、ソース信号線の極性反転開始直後の、前記ソース信号線と前記読み取り信号線間のカップリングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない第２の所定の期間Ｙだけ遅れるように設定されている。ソース信号線の極性反転は一般的に、ゲート信号線をＯＮにすることで開始されるため、上記駆動方法によりソース信号線と読み取り信号線間のカップリングノイズによる読み取り信号線への影響を回避することが可能である。なお、第２の所定の期間Ｙとしては、３〜２０μＳ程度であれば、ソース信号線と読み取り信号線間のカップリングノイズによる読み取り信号線への影響を回避可能であるが、より確実に回避し、その後の積分期間内における検出を確実に行うために、３〜１０μＳであることがより好ましい。

次に、図６は、図５の駆動方法において、前記積分器をリセットする（ディスチャージ信号をＨｉｇｈにする）タイミングを、前記セレクタ信号とゲート信号とをＯＮにするタイミングと実質的に同時としたものである。このようにセレクタＯＮと実質的に同時にディスチャージ信号もＨｉｇｈとする駆動方法とすることによって、図５の駆動方法による効果に加えて、積分期間を十分長く設定できるとともに、セレクタをＯＮとした直後のノイズによる、積分器内部へのオフセット（初期値）がかかってしまうなどの悪影響を回避し、検出精度の向上がさらに可能となる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３を図７により説明する。図７は本実施の形態３における表示装置の概略図を示している。図７において、図１〜図６と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。

本実施の形態３は、図１における構成に加えて、表示装置用のタイミングコントローラー１５と、該タイミングコントローラー１５から検出回路９に入力される制御信号線１６を備えており、表示パターンを認識する機能を付加し、ソース信号線５から読み取り信号線７へ与えるカップリングノイズが大きいと予想、判断される表示パターンの場合には、実施の形態２におけるディスチャージ期間（第２の所定の期間Ｙ）をさらに延長してノイズによる影響を回避し、ノイズが大きくないと予想、判断される表示パターンの場合にはディスチャージ時間を短くして積分期間を大きく設定することで、検出精度をさらに向上させることが可能となる。このように、フレーム毎または水平期間毎にディスチャージ期間をタイミングコントローラーで自動制御することにより、検出精度を向上させることができる。

また、上記実施の形態１〜３の駆動方法は、それぞれ単独で適用してもよいし、適宜組み合わせて用いても同様の効果を奏することはいうまでもない。

なお、上記実施の形態１〜３の駆動方法を備えた検出回路と、セレクタ駆動回路およびゲート駆動回路とを、既存の表示装置用回路基板に集約することで、回路規模を縮小し、より簡易に、表示パターンを認識してフォトセンサのＯＮ／ＯＦＦを識別するための閾値またはディスチャージ期間を自動制御することができる。

本発明の実施の形態１における表示装置の概略図である。図１におけるフォトセンサから検出回路までの詳細図である。表示装置の一般的な駆動方法を説明する図である。本発明の実施の形態１における表示装置の駆動方法を説明する図である。本発明の実施の形態２における表示装置の駆動方法を説明する図である。本発明の実施の形態２における表示装置の駆動方法を説明するその他の図である。本発明の実施の形態３における表示装置の概略図である。

符号の説明

１セレクタ、２ゲート駆動回路、３ゲート信号線、４ソース駆動回路、５ソース信号線、６フォトセンサ、７読み取り信号線、８セレクタ線、９検出回路、１０セレクタ用ＴＦＴ、１１セレクタ駆動回路、１２積分器、１３ディスチャージ信号、１４フォトセンサに接続されるＴＦＴ、１５タイミングコントローラー、１６制御信号線

Claims

絶縁性基板上に形成された複数のソース信号線と、
前記複数のソース信号線と並行して形成された複数の読み取り信号線と、
前記複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタと、
前記複数のソース信号線と絶縁膜を介して交差して配設された複数のゲート信号線と、
前記複数のソース信号線と複数のゲート信号線との交差部近傍に形成され、前記読み取り信号線に接続されたフォトセンサと、
前記フォトセンサの値を検出し、且つ前記複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタによって、任意の読み取り信号線と選択的に接続する検出回路と、
を備えた表示装置の駆動方法であって、
前記ゲート信号線をＯＮにするタイミングは、前記セレクタをＯＮにするタイミングよりも、前記セレクタがＯＮした直後のスイッチングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない所定の期間遅れていることを特徴とする表示装置の駆動方法。
前記所定の期間は、前記読み取り信号線の時定数と実質的に同等であることを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動方法。
前記所定の期間は、３〜１５μＳであることを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動方法。
絶縁性基板上に形成された複数のソース信号線と、
前記複数のソース信号線と並行して形成された複数の読み取り信号線と、
前記複数の読み取り信号線に接続されたセレクタと、
前記複数のソース信号線と絶縁膜を介して交差して配設された複数のゲート信号線と、
前記複数のソース信号線と複数のゲート信号線との交差部近傍に形成され、前記読み取り信号線に接続されたフォトセンサと、
前記フォトセンサの値を検出し、且つ前記複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタによって、任意の読み取り信号線と選択的に接続する積分器からなる検出回路と、
を備えた表示装置の駆動方法であって、
前記積分器をリセットし、その後前記セレクタと前記ゲート信号線とを実質的に同時にＯＮさせた後に、前記積分器のリセットを解除するタイミングは、前記セレクタとゲート信号線とをＯＮにするタイミングよりも、前記ソース信号線の極性反転開始直後の、前記ソース信号線と前記読み取り信号線間のカップリングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない所定の期間遅れていることを特徴とする表示装置の駆動方法。
前記所定の期間は、３〜１０μＳであることを特徴とする請求項４記載の表示装置の駆動方法。
前記積分器をリセットするタイミングは、前記セレクタ信号と前記ゲート信号とをＯＮにするタイミングと実質的に同時であることを特徴とする請求項４または５記載の表示装置の駆動方法。
絶縁性基板上に形成された複数のソース信号線と、
前記複数のソース信号線と並行して形成された複数の読み取り信号線と、
前記複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタと、
前記複数のソース信号線と絶縁膜を介して交差して配設された複数のゲート信号線と、
前記複数のソース信号線と複数のゲート信号線との交差部近傍に形成され、前記読み取り信号線に接続されたフォトセンサと、
前記フォトセンサの値を検出し、且つ前記複数の読み取り信号線に接続された複数のセレクタによって、任意の読み取り信号線と選択的に接続する積分器からなる検出回路と、
を備えた表示装置の駆動方法であって、
前記ゲート信号線をＯＮにするタイミングは、前記セレクタをＯＮにするタイミングよりも、前記セレクタがＯＮした直後のスイッチングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない第１の所定の期間遅れており、
前記積分器をリセットした後に前記セレクタをＯＮにし、その後前記ゲート信号をＯＮさせた後に前記積分器のリセットを解除するタイミングは、前記ゲート信号線をＯＮにするタイミングよりも、前記ソース信号線の極性反転開始直後の、前記ソース信号線と前記読み取り信号線間のカップリングノイズによる前記読み取り信号線への影響を及ぼさない第２の所定の期間遅れていることを特徴とする表示装置の駆動方法。
前記第１の所定の期間は、３〜１５μＳであることを特徴とする請求項７記載の表示装置の駆動方法。
前記第２の所定の期間は、３〜１０μＳであることを特徴とする請求項７または８記載の表示装置の駆動方法。
前記積分器をリセットするタイミングは、前記セレクタ信号と前記ゲート信号とをＯＮにするタイミングと実質的に同時であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の表示装置の駆動方法。