JP2017198892A - 駆動制御デバイス及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示性能が劣化する表示ラインの局所化やチラツキを生ずる表示ラインの偏在化を防止するために駆動制御デバイスが行う表示フレーム期間毎の非表示駆動期間と表示駆動期間の制御を全体的に簡素化する。
【解決手段】第1フレームモードにおいて表示フレーム期間単位で表示駆動期間の開始タイミングと非表示駆動期間の開始タイミングを変化させる。第2フレームモードは一つの表示駆動期間を有し、この表示駆動期間は途中で非表示駆動期間によって分断さていない。第1フレームモードに比べて第2フレームモードの場合には、前記表示ラインの切り替周期に同期する表示ラインクロック信号周期を長くする。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示とタッチ検出のためのパネルモジュールを駆動制御する駆動制御デバイス、更にその駆動制御デバイスをパネルモジュールに搭載して成る電子機器に関し、例えばタブレットやスマートフォンなどの携帯情報端末装置における表示品質の向上のために適用して有効な技術に関する。
タブレットやスマートフォンなどの携帯情報端末の表面には表示パネルとタッチパネルが重ねて配置或いは一体的に形成されたパネルモジュールが配置され、表示パネルの画面表示に応じてタッチパネルの表面で指などによるタッチ操作が行われたとき、そのタッチ座標からその操作を判別できるようになっている。今日、静電容量方式のタッチパネルが広く利用され、アレイ状に配置された検出電極の浮遊容量値に応じた検出信号の変化や相違に基づいてタッチと非タッチを区別するようになっている。
また、液晶パネルは交差配置された走査電極と信号電極の各交点にTFTと呼ばれる薄膜トランジスタが配置され、薄膜トランジスタのゲートに走査電極、薄膜トランジスタのソースに信号電極、そして薄膜トランジスタのドレインにはコモン電極との間にサブピクセルとなる液晶素子及び蓄積コンデンサが接続されて、各画素が形成される。表示制御では順次走査電極が駆動され、走査電極単位で薄膜トランジスタがオン状態にされることで、ソースとドレイン間に電流が流れ、そのときソース電極線に加えられている各々の信号電圧が液晶素子に印加されて透過状態にされる。
表示パネルとタッチパネルが重ねて配置或いは一体的に形成されていると、両者の間には容量性カップリングを生じ、タッチパネルの検出電極を駆動する駆動パルス電圧が高いとそのノイズが上記容量性カップリングを通じて表示パネルに悪影響を及ぼすことになる。
また、重ねて配置或いは一体的に形成されている表示パネルとタッチパネルの間の容量性カップリングなどによるノイズの影響は表示パネルからタッチパネルにも及ぶものである。表示フレーム(以下単にフレームとも称する)フレーム同期信号の周期内における表示パネルの表示駆動期間に対してその非表示駆動期間でタッチパネルを駆動してタッチ検出を行えば、表示パネルの駆動表示動作のノイズと、タッチパネルの検出動作のノイズを相互に影響させないようにすることができる。特に、フレーム同期信号の周期内において表示駆動期間と非表示駆動期間の関係が固定であれば、その境界部分で表示フレームに輝度差が見えてしまい、表示駆動期間と非表示駆動期間の繰り返しが多くなるほど不所望な輝度差による表示品質の劣化が著しくなる。更に表示駆動期間と非表示駆動期間の境界部分になる表示ラインでは表示素子に経年劣化を生じ、例えば液晶表示素子の場合には光の透過率が変化して表示画面に横筋が見えるようになってくる。
そこで、特許文献1では、表示フレームのフレーム同期信号の周期内における表示駆動期間の開始タイミングと非表示駆動期間の開始タイミングとを前記フレーム同期信号の単数又は複数周期毎に変更可能な表示コントローラを採用し、表示駆動期間に表示動作させ、非表示駆動期間にタッチ検出動作させようとしている。これによって、表示駆動期間と非表示駆動期間の境界部分の位置が固定されずに表示画面全体に分散されて、表示駆動期間と非表示駆動期間の繰り返しによる不所望な輝度差による表示品質の劣化を防止することができ、更に、その境界部分における経年劣化が表示画面全体に分散して局所的な劣化による表示品質の劣化も防止することができる。
特開2014−146093号公報
表示動作とタッチ検出動作は常に一定の間隔で行われるわけではなく、一定期間タッチ検出が無い状態が続いたときにタッチ検出頻度を下げたり所定期間タッチ検出動作を停止させたりして電力消費を低減することが行われる。これを考慮すれば、タッチ検出頻度を下げたり所定期間でタッチ検出動作を停止させたりする場合とさせない場合では表示駆動期間の開始タイミングと非表示駆動期間の開始タイミングの変更態様が大きく相違されることになる。ここで幾つか考慮しておかなければならない点がある。先ず、何れの変更態様の場合であっても、その変更タイミングはその動作基準とされる内部水平同期信号に同期して行われることである。表示駆動期間の開始タイミングや非表示駆動期間の開始タイミングは走査線のような表示ライン単位で決定されなければならないからである。次に、外部からフレーム同期信号及び水平同期信号に同期して供給される表示データをバッファメモリに書き込む速度に対して、読み出し速度はそれよりも速くなければならない。非表示駆動期間を確保するためである。タッチ検出頻度を下げたり所定期間でタッチ検出動作を停止させたりする場合、書き込みよりも速い速度で読み出されるバッファメモリのデータが空になるのを防止するために専ら表示データをバッファメモリに書き込む時間を確保するという意義を非表示駆動期間が有する。従って、タッチ検出頻度を下げたり所定期間でタッチ検出動作を停止させたりする場合とそうでない場合との間でも、表示フレーム期間毎に複数回繰り返される表示駆動期間及び非表示駆動期間の開始タイミングが一致することのないように、開始タイミングの制御を行わなければならない。
そこで本発明者は、タッチ検出頻度を下げたり所定期間でタッチ検出動作を停止させたりする場合とそうでない場合とで内部水平同期信号の周期を変えることに着目した。
本発明の目的は、タッチ検出結果に依存して表示駆動期間の開始タイミングと非表示駆動期間の開始タイミングを変更する制御を採用するとき、タッチ検出頻度を下げたりタッチ検出動作を停止させたりする場合とそうでない場合との間で、表示フレーム期間毎に複数回繰り返される表示駆動期間及び非表示駆動期間の開始タイミングを一致させないための制御を簡素化することができ、以って、表示性能が劣化する表示ラインの局所化やチラツキを生ずる表示ラインの偏在化を防止するために駆動制御デバイスが行う表示フレーム期間毎の非表示駆動期間と表示駆動期間の制御を全体的に簡素化できるようにすることにある。
本発明の前記並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から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。尚、本項において括弧内に記載した図面内参照符号などは理解を容易化するための一例である。
〔1〕<タッチ検出動作の有無に応じて表示ラインクロック信号周期を変更>
表示素子(PXL)のアレイとタッチ検出電極(ECR)のアレイが配置されたパネルモジュール(PNL)を駆動制御する駆動制御デバイス(4)は、表示駆動期間(DSP)に前記表示素子のアレイにおける表示ラインの選択と選択される表示ラインに表示信号を与えて表示制御を行う表示制御部(8)と、非表示駆動期間(LHB)に前記タッチ検出電極を用いたタッチ検出制御を行うタッチ制御部(6)と、を含む。前記表示制御部は、表示フレーム期間(FLM)の両ブランク期間(BCKP,FRTP、BLNK)に挟まれた期間内に非表示駆動期間と表示駆動期間を交互に複数回生成し、前記非表示駆動期間にタッチ検出制御をタッチ制御部に指示すると共に前記表示駆動期間毎に表示制御を行う第1フレームモード(FMode1)と、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間とそれに続く一つの表示駆動期間を生成し、前記非表示駆動期間にタッチ制御部にはタッチ検出制御を指示せず前記表示駆動期間に表示制御を行う第2フレームモード(FMode2)とを制御する制御回路(26)を含むと共に、前記表示ラインを切り替える周期に同期する表示ラインクロック信号表示ラインクロック信号(LCK)を生成するクロックパルスジェネレータ(28)を含む。前記制御回路は、前記第1フレームモードを連続させる場合に複数の表示フレーム毎にその表示フレーム単位で前記表示駆動期間の開始タイミングとこれに続く前記非表示駆動期間の開始タイミングを変化させる。前記クロックパルスジェネレータは、第1フレームモードにおいて第1周期(Tmg1−1)の表示ラインクロック信号(LCK)を出力し、第2フレームモードにおいて前記第1周期よりも長い第2周期(Tmg1−2)の表示ラインクロック信号(LCK)を出力する。
これによれば、第1フレームモードでは表示フレーム期間単位で表示期間の開始タイミングと非表示期間の開始タイミングが変化されるから、表示フレーム内の固定箇所に非表示による不所望な輝度差が見えたりそれによるチラツキが発生したりする現象を抑制することができる。第2フレームモードでは表示ラインクロック信号の周期を第1フレームモードの場合に比べて長くして、表示フレーム期間を途中で分割しないようにしたから、第1フレームモードのように非表示駆動期間を挟んで表示駆動期間を分割する場合に比べて、表示駆動期間と非表示駆動期間との境界位置が一致しないようにすることを容易に実現することができる。第2フレームモードでは表示駆動期間は分割されないからである。従って、表示性能が劣化する表示ラインの局所化やチラツキを生ずる表示ラインの偏在化を防止することができる。
〔2〕<表示ラインクロック信号周期に拘わらず表示駆動信号に対する走査線選択クロック信号の変化タイミングが不変>
項1において、前記表示制御部は、表示素子の走査線を順次選択するための走査線選択クロック信号(GCK1〜GCK4)をパネルモジュールに出力する走査線選択回路(20)と、選択された走査線の表示素子に表示駆動信号(S1〜Sk)を供給する信号線駆動回路(21)とを有する。走査線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して走査線選択クロック信号をパルス変化させ、前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して表示駆動信号を変化させる。前記走査線駆動回路は、前記表示駆動信号の出力が切り替わるタイミングから前記走査線選択クロック信号の走査線非選択のパルス変化までの第1インターバル(“Tmg2”−“Tmg3”、“Tmg2−1”−“Tmg3−1”、“Tmg2−2”−“Tmg3−2”)が、前記表示ラインクロック信号の周期が前記第1周期の場合と前記第2周期の場合との何れにおいても等しくなるように前記走査線選択クロック信号を出力する。
これによれば、第1フレームモードと第2フレームモードの何れにおいても、即ち、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号のクロック周期が相違しても、表示ラインクロック信号の変化に同期して切り替わる表示駆動信号による表示素子の駆動時間は第1インターバルによって一定の時間に規定されて変わりない。従って、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号のクロック周期を相違させても表示むらを生ずる虞はない。
〔3〕<表示ラインクロック信号の基づく表示駆動信号と走査線選択クロック信号のタイミング制御>
項2において、前記第1インターバルは第2インターバル(Tmg2、Tmg2−1、Tmg2−2)に対する第3インターバル(Tmg3,Tmg3−1,Tmg3−2)の差である。前記走査線駆動回路は、前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第2インターバルが経過したタイミングで前記走査線選択クロック信号を走査線非選択のパルス変化させる。前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第3インターバスが経過したタイミングで表示駆動信号の出力を切り替える。
これによれば、表示ラインクロック信号を基準に第1インターバルを容易に制御することができる。
〔4〕<制御回路が第1周期及び第2周期を指定>
項2において、前記制御回路は前記クロックパルスジェネレータに前記第1周期と前記第2周期を指示し、記走査線駆動回路に前記第2インターバルを指示し、前記信号線駆動回路に前記第3インターバルを指示する。
これによれば、制御回路によるフレームモードの制御に応じて表示ラインクロック信号の周期を容易に制御することができると共に、制御回路によるフレームモードの制御に応じて表示ラインクロック信号に対する走査線選択クロック信号や表示駆動信号を変化させるタイミングを容易に制御することができる。
〔5〕<書換え可能なレジスタ設定値に応じた指定>
項4において、前記制御回路は、前記第1周期を指定する第1制御データ(DT(Tmg1−1))、前記第2周期を指定する第2制御データ(DT(Tmg1−2))、前記第2インターバルを指定する第3制御データ(DT(Tmg2)、DT(Tmg2−1)、DT(Tmg2−2))、及び前記第3インターバルを指定する第4制御データ(DT(Tmg3)、DT(Tmg3−1)、DT(Tmg3−2))が書換え可能に設定されるクロック制御レジスタ(27)を有すると共に、当該クロック制御レジスタに設定された前記第1制御データ乃至前記第4制御データに基づいて、前記第1周期、前記第2周期、前記第2インターバル及び前記第3インターバルを指示する。
これによれば、第1及び第2周期と第2及び第3インターバルとをプログラマブルに設定して制御に供することができる。
〔6〕<マイクロプロセッサによるクロック周期とインターバルの設定>
項5において、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサ(7)を更に含み、このマイクロプロセッサが、前記クロック制御レジスタに前記第1制御データ乃至第4制御データを設定する。
これによれば、マイクロプロセッサによるパワーオンリセット処理又はリセット処理にて第1乃至第4制御データを初期設定することができる。
〔7〕<バッファメモリのエンプティーを回避可能な水平同期信号周期>
項1において、前記表示制御部は、前記第2周期よりも長い周期の外部水平同期信号に同期して表示データが書き込まれ、前記表示ラインクロック信号に同期して表示データが読み出されるバッファメモリを(22)有する。前記第1周期は、第1フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間による断続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である。前記第2周期は、第2フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間における連続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である。
これによれば、第2周期は外部水平同期信号よりも僅かに短い周期であれば足りる。
〔8〕<表示フレーム期間毎に最初の表示期間を漸増、最後の表示期間を短縮する制御>
項1において、前記制御回路は、前記表示フレーム期間単位で前記表示駆動期間と前記非表示駆動期間の開始タイミングを相違させる制御として、前記表示フレーム期間毎に最初の表示期間を所定期間漸増させ、最後の表示期間を前記所定期間短縮する制御を行う。
これによれば、表示フレーム期間単位で表示駆動期間と非表示駆動期間の開始タイミングを相違させる制御を簡単に実現することができる。
〔9〕<制御データを保持する開始タイミングレジスタと制御論理>
項1において、前記表示制御回路は、前記第1フレームモードに対応して複数の表示フレーム期間における表示フレーム期間単位での前記表示駆動期間及びこれに続く非表示駆動期間の開始タイミングを規定するための第5制御データ(DT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n))と、前記第2フレームモードに対応して前記表示フレーム期間単位での前記表示駆動期間の開始タイミングを規定するための第6制御データ(DT(FMode2))を書換え可能に保持する開始タイミングレジスタ(32)と、指定された表示モードに従って前記開始タイミングレジスタから前記第5制御データ又は前記第6制御データを選択し、選択した制御データに基づいて表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間の夫々に応ずる制御信号を生成する制御論理(33,34及び35)と、を有する。更に、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサ(7)を含み、このマイクロプロセッサが前記表示モードを指定する。
これによれば、開始タイミングレジスタに格納した第5制御データと第6制御データの内容に従って、更には指定された表示モードに応じた制御データの選択態様に従って、表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間に開始タイミングを様々に制御することができる。要するに、第1フレームモードの表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間の開始タイミングをプログラマブルに制御することができる。
〔10〕<マイクロプロセッサによる開始タイミングの設定>
項9において、前記マイクロプロセッサが、前記開始タイミングレジスタに前記第5制御データ及び第6制御データを設定する。
これによれば、マイクロプロセッサによるパワーオンリセット処理又はリセット処理にて第5及び第6制御データを初期設定することができる。
〔11〕<表示ラインクロック数で順次表示期間と非表示期間を規定>
項9において、前記第5制御データ及び第6制御データは、前記表示ラインクロック信号のクロックサイクル数によって前記表示駆動期間及び前記非表示駆動期間の開始タイミングを規定するデータである。
これによれば、前記表示期間及び非表示期間の開始タイミングを容易に規定することができる。
〔12〕<制御論理>
項11において、前記制御論理は、前記マイクロプロセッサによって指定され表示モードに従って表示フレーム期間毎に前記第5制御データ及び前記第6制御データの中から必要なデータを選択する第1制御論(33)理と、前記表示フレーム期間毎に表示ラインクロック信号のサイクル数を計数しながら、前記第1制御論理で選択したデータが規定する表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間の夫々の開始タイミングにその計数値が到達すること応じて順次状態信号(DST)を生成する第2制御論理(34)と、前記状態信号を受け取り、受け取った状態信号に応じて表示制御信号(CNT1〜CNT5)を生成する第3制御論理(35)と、を有する。前記タッチ制御部は、前記状態信号を受け取り、受け取った状態信号に応じて前記タッチ検出動作に必要なタッチ制御信号を生成する。
これによれば、表示期間と非表示期間に対応して表示と非表示の期間を示す状態信号を生成するから、表示制御に必要な制御信号及びタッチ検出に必要な制御信号を生成する回路にその状態信号を与えて、必要な制御信号を容易に生成することができる。
〔13〕<マイクロプロセッサが指示する第1表示モードと第2表示モード>
項1において、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサを更に含む。記マイクロプロセッサは、リセット処理に続いて前記表示制御部に前記複数の表示フレーム期間を単位とした前記第2フレームモードをその一部の表示フレーム期間で実行し、最後の表示フレーム期間で前記第1フレームモードをその一つの表示フレーム期間で実行する第2表示モード(DMode2)を通知し、前記第2表示モードの通知後にタッチ有りが検出されることにより前記表示制御部に前記複数の表示フレーム期間を単位とした前記第1フレームモードを連続させる第1表示モード(DMode1)を通知し、前記第1表示モードの通知後にタッチ有りが検出されることなく所定時間が経過したとき前記表示制御部に前記第2表示モードを通知する。
これによれば、マイクロプロセッサはタッチの有無やタッチ有り検出後の時間経過に基づいて、第1フレームモードと第2フレームモードを使い分けることにより、処理の無駄を省くことができる。しかもマイクロプロセッサは表示モードの指定でそれを制御することができる。
〔14〕<半導体集積回路>
項13において、駆動制御デバイスは1個の半導体基板に半導体集積回路として形成されている。
これによれば、駆動制御デバイスの小型化と低電力化に資することができる。
〔15〕<タッチ検出動作の有無に応じて表示ラインクロック信号周期を変更>
電子機器(SYSTM)は、表示素子(PXL)のアレイとタッチ検出電極(ECR)のアレイが配置されたパネルモジュール(PNL)と、前記パネルモジュールを駆動制御する駆動制御デバイス(4)と、前記駆動制御デバイスに表示データを供給するホスト装置(5)と、を含む。前記駆動制御デバイスは、表示駆動期間(DSP)に前記表示素子のアレイにおける表示ラインの選択と選択される表示ラインに表示信号を与えて表示制御を行う表示制御部(8)と、非表示駆動期間(LHB)に前記タッチ検出電極を用いたタッチ検出制御を行うタッチ制御部(6)と、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサ(7)と、を含む。前記表示制御部は、表示フレーム期間(FLM)の両ブランク期間(BCKP,FRNTP,BLNK)に挟まれた期間内に非表示駆動期間と表示駆動期間を交互に複数回生成し、前記非表示駆動期間にタッチ検出制御をタッチ制御部に指示すると共に前記表示駆動期間毎に表示制御を行う第1フレームモード(FMode1)と、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間とそれに続く一つの表示駆動期間を生成し、前記非表示駆動期間にタッチ制御部にはタッチ検出制御を指示せず前記表示駆動期間に表示制御を行う第2フレームモード(FMode2)とを制御する制御回路(26)と、前記表示ラインを切り替える周期に同期する表示ラインクロック信号を生成するクロックパルスジェネレータ(28)とを含む。前記制御回路は、前記第1フレームモードを連続させる場合に複数の表示フレーム毎にその表示フレーム単位で前記表示駆動期間の開始タイミングとこれに続く前記非表示駆動期間の開始タイミングを変化させる。前記クロックパルスジェネレータは、第1フレームモードにおいて第1周期(Tmg1−1)の表示ラインクロック信号(LCK)を出力し、第2フレームモードにおいて前記第1周期よりも長い第2周期(Tmg1−2)の表示ラインクロック信号(LCK)を出力する。
これによれば、第1フレームモードでは表示フレーム期間単位で表示期間の開始タイミングと非表示期間の開始タイミングが変化されるから、表示フレーム内の固定箇所に非表示による不所望な輝度差が見えたりそれによるチラツキが発生したりする現象を抑制することができる。第2フレームモードでは表示ラインクロック信号の周期を第1フレームモードの場合に比べて長くして、表示フレーム期間を途中で分割しないようにしたから、第1フレームモードのように非表示駆動期間を挟んで表示駆動期間を分割する場合に比べて、表示駆動期間と非表示駆動期間との境界位置が一致しないようにすることを容易に実現することができる。第2フレームモードでは表示駆動期間は分割されないからである。従って、表示性能が劣化する表示ラインの局所化やチラツキを生ずる表示ラインの偏在化を防止することができる。
〔16〕<表示ラインクロック信号周期に拘わらず表示駆動信号に対する走査線選択クロック信号の変化タイミングが不変>
項15において、前記表示制御部は、表示素子の走査線を順次選択するための走査線選択クロック信号(GCK1〜GCK4)をパネルモジュールに出力する走査線選択回路(20)と、選択された走査線の表示素子に表示駆動信号を供給する信号線駆動回路(21)とを有する。走査線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して走査線選択クロック信号をパルス変化させ、前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して表示駆動信号を変化させる。記走査線駆動回路は、前記表示駆動信号の出力が切り替わるタイミングから前記走査線選択クロック信号の走査線非選択のパルス変化までの第1インターバル(“Tmg2”−“Tmg3”、“Tmg2−1”−“Tmg3−1”、“Tmg2−2”−“Tmg3−2”)との夫々が、前記表示ラインクロック信号の周期が前記第1周期の場合と前記第2周期の場合との何れにおいても等しくなるように前記走査線選択クロック信号を出力する。
これによれば、第1フレームモードと第2フレームモードの何れにおいても、即ち、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号のクロック周期が相違しても、表示ラインクロック信号の変化に同期して切り替わる表示駆動信号による表示素子の駆動時間は第1インターバルによって一定の時間に規定されて変わりない。従って、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号のクロック周期を相違させても表示むらを生ずる虞はない。
〔17〕<表示ラインクロック信号の基づく表示駆動信号と走査線選択クロック信号のタイミング制御>
項16において、前記第1インターバルは第2インターバル(Tmg2、Tmg2−1、Tmg2−2)に対する第3インターバル(Tmg3,Tmg3−1,Tmg3−2)の差である。前記走査線駆動回路は、前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第2インターバルが経過したタイミングで前記走査線選択クロック信号を走査線非選択のパルス変化させる。前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第3インターバスが経過したタイミングで表示駆動信号の出力を切り替える。
これによれば、表示ラインクロック信号を基準に第1インターバルを容易に制御することができる。
〔18〕<バッファメモリのエンプティーを回避可能な水平同期信号周期>
項17において、前記表示制御部は、前記第2周期よりも長い周期の外部水平同期信号に同期して表示データが書き込まれ、前記表示ラインクロック信号に同期して表示データが読み出されるバッファメモリを(22)有する。前記第1周期は、第1フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間による断続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である。前記第2周期は、第2フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間における連続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である。
これによれば、第2周期は外部水平同期信号よりも僅かに短い周期であれば足りる。
〔19〕<書換え可能なレジスタ設定値に応じた指定>
項18において、電子機器は、前記第1周期を指定する第1制御データ(DT(Tmg1−1))、前記第2周期を指定する第2制御データ(DT(Tmg1−2))、前記第2インターバルを指定する第3制御データ(DT(Tmg2)、DT(Tmg2−1)、DT(Tmg2−2))、及び前記第3インターバルを指定する第4制御データ(DT(Tmg3)、DT(Tmg3−1)、DT(Tmg3−2))が書換え可能に記憶される不揮発性記憶装置(9)を更に有する。前記制御回路は、前記不揮発性記憶装置から転送された前記第1制御データ乃至前記第4制御データが書換え可能に設定されるクロック制御レジスタ(27)を有すると共に、当該クロック制御レジスタに設定された前記第1制御データ乃至前記第4制御データに基づいて、前記第1周期、前記第2周期、前記第2インターバル及び前記第3インターバルを指示する。
これによれば、書換え可能なレジスタ設定値に応じて第1周期、第2周期、第2インターバル及び第3インターバルを設定することができる。
〔20〕<不揮発性記憶装置からクロック制御レジスタへの制御データの初期設定>
項19において、前記マイクロプロセッサが、前記不揮発性記憶装置から前記クロック制御レジスタに前記第1制御データ乃至第4制御データを設定する。
これによれば、パワーオンリセット処理などを通じてクロック制御レジスタに前記第1制御データ乃至第4制御データを初期設定することができる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、タッチ検出結果に依存して表示駆動期間の開始タイミングと非表示駆動期間の開始タイミングを変更する制御を採用するとき、タッチ検出頻度を下げたりタッチ検出動作を停止させたりする場合とそうでない場合との間で、表示フレーム期間毎に複数回繰り返される表示駆動期間及び非表示駆動期間の開始タイミングを一致させないための制御を簡素化することができ、以って、表示性能が劣化する表示ラインの局所化やチラツキを生ずる表示ラインの偏在化を防止するために駆動制御デバイスが行う表示フレーム期間毎の非表示駆動期間と表示駆動期間の制御を全体的に簡素化することができる。
図1は表示コントローラ内の表示制御回路の一例を示すブロック図である。 図2は駆動制御デバイスを用いた電子機器の一例を示すブロック図である。 図3は所謂インセル形態のパネルモジュールを概略的に示した回路図である。 図4は第1フレームモードと第2フレームモードの夫々における表示駆動期間と非表示駆動期間をフレーム表示期間内に示した説明図である。 図5は第1フレームモード(FMode1)の制御データによる表示駆動期間と非表示駆動期間を例示する説明図である。 図6は第2フレームモード(FMode2)の制御データによる表示駆動期間と非表示駆動期間を例示する説明図である。 図7は第1表示モード(DMode1)と第2表示モード(DMode2)による駆動制御デバイスの全体的な動作フローを例示する説明図である。 図8は第2表示モードによる詳細な動作フローを例示する説明図である。 図9は第1表示モードによる詳細な動作フローを例示する説明図である。 図10はマイクロプロセッサによる第1表示モード又は第2表示モードの選択動作を示す制御フローチャートである。 図11は第1表示モードにおける第2制御論理による状態信号の生成論理を例示する説明図である。 図12は第2表示モードにおける第2制御論理による状態信号の生成論理を例示する説明図である。 図13は外部水平同期信号HSYNCに同期してFIFOメモリに逐次表示データを書き込む動作を時間の経過に従って例示した説明図である。 図14は第1フレームモードにおいてFIFOメモリの読み出しを書き込みよりも速い速度で断続的に行う動作を時間の経過に従って例示した動作説明図である。 図15は第2フレームモードにおいてFIFOメモリの読み出しを書き込みよりも速い速度で連続的に行う動作を時間の経過に従って例示した動作説明図である。 図16は第1フレームモードにおいて第1周期Tmg1−1の表示ラインクロック信号LCKに対する走査線選択クロック信号GCK4の第2インターバルTmg2と表示駆動信号Siの出力切り替えの第3インターバルTmg3を例示するタイミングチャートである。 図17は第2フレームモードにおいて第2周期Tmg1−2の表示ラインクロック信号LCKに対する走査線選択クロック信号GCK4の第2インターバルTmg2と表示駆動信号Siの出力切り替えの第3インターバルTmg3を例示するタイミングチャートである。 図18は第1乃至第4制御データをクロック制御レジスタ27に設定する第1の方法を示すブロック図である。 図19は第1乃至第4制御データをクロック制御レジスタ27に設定する第2の方法を示すブロック図である。 図20は第1乃至第4制御データをクロック制御レジスタ27に設定する第3の方法を示すブロック図である。 図21は第1表示モードによる別の動作フローを例示する説明図である。 図22は第1フレームモードにおいて第1周期Tmg1−1の表示ラインクロック信号LCKに対する走査線選択クロック信号GCK4の第2インターバルTmg2−1と表示駆動信号Siの出力切り替えの第3インターバルTmg3−1を別の例として示すタイミングチャートである。 図23は第2フレームモードにおいて第2周期Tmg1−2の表示ラインクロック信号LCKに対する走査線選択クロック信号GCK4の第2インターバルTmg2−2と表示駆動信号Siの出力切り替えの第3インターバルTmg3−2を別の例として示すタイミングチャートである。
図2には電子装置の一例であるタブレットやスマートフォンなどの携帯情報端末装置などに適用された駆動制御デバイス4が例示される。携帯情報端末装置SYSTMは、筐体の表面にドットマトリクス型の液晶表示パネル等の表示パネル(LCD)2と、相互容量或いは自己容量方式によるタッチ検出を可能にするタッチパネル(TP)3とを有するパネルモジュール(PNL)が配置される。
パネルモジュールPNLは、例えば図3に例示されるように複数個の表示素子PXLがマトリクス状に配置された表示パネル2と、検出容量Ctpを構成するタッチ検出電極ECRが前記表示素子PXLよりも低い密度でマトリクス状に配置されたタッチパネル3とが一体的に組み込まれた、所謂インセル形態で構成される。インセル形態の構造は、例えばガラス基板上に表示素子PXLを構成するTFT及び画素電極をマトリクス状に配置したTFTアレイ基板を有し、その上に、液晶層、画素電極に対するコモン電極層、カラーフィルタ、検出容量を構成するタッチ検出電極、並びに表面ガラスなどが積層されて構成される。図3では便宜上、表示パネル10とタッチパネル11を左右に分離して図示しているが、実際には両者は重ねられている。
図3に従えば、表示パネル2は、特に制限されないが、交差配置されたゲート線としての走査電極G1〜G1000と信号電極S1〜Sk(kは正の整数)の各交点にTFTと呼ばれる薄膜トランジスタTrが配置され、薄膜トランジスタTrのゲートに対応する走査電極G1〜G1000、薄膜トランジスタTrのソースに対応する信号電極S1〜Skが設けられ、そして薄膜トランジスタTrのドレインにはコモン電極VCOMとの間にサブピクセルとなる液晶素子及び蓄積コンデンサ(図では液晶素子及び蓄積コンデンサを1個のコンデンサCpxで代表する)が形成されて、各表示素子PXLが形成される。走査電極G1〜G1000の夫々に沿った画素のラインを走査ライン又は表示ラインと称する。表示制御では順次走査電極G1〜G1000が駆動され、走査電極単位で薄膜トランジスタTrがオン状態にされることで、ソースとドレイン間に電流が流れ、そのとき、信号電極S1〜Skを介してソースに加えられている各々の信号電圧(階調信号)が液晶素子Cpxに印加されることによって液晶の状態が制御される。パネルモジュールPNLは走査電極G1〜G1000を順次駆動する走査回路1を備えている。
図3において、タッチパネル3は、特に制限されないが、静電容量式の内の自己容量方式に対応するものであり、タッチ検出電極ECRがマトリクス状に配置されている。タッチ検出電極ECRは個別にタッチ検出信号線TRX1〜TRX20に接続され、夫々のタッチ検出電極ECRの対極は浮遊容量を形成して回路のグランド端子GNDに共通接続される。特に制限されないが、図3では50本の表示ライン単位でコモン電極VCOMを20分割し、分割されたコモン電極VCOMの夫々は対応するタッチ検出信号線TRX1〜TRX20と共通化されていて、パネルモジュールPNLの薄型化を図っている。例えば、タッチ検出信号線TRX1〜TRX20を介してタッチ検出電極ECRの浮遊容量を充電する。そばに指があれば浮遊容量が増える。充電した電荷をタッチ検出回路の参照容量との間で電荷再配分し、再配分された電荷のディスチャージ時間の長短によってタッチの有無を検出可能になる。表示パネル2に重ねられたタッチパネル3を用いることによって、表示パネル2の画面表示に応じてタッチパネル3でタッチ操作が行われたとき、そのタッチ操作によるタッチ座標からその操作が判別可能になる。
図2において駆動制御デバイス4は、表示パネル2の表示制御を行う表示制御部としての表示コントローラ(LCDD)8、タッチパネル3のタッチ検出制御を行うタッチ制御部としてのタッチコントローラ(TPC)6、及び演算制御を行う演算制御部としてのマイクロプロセッサ(MPU)7を有する。表示コントローラ8及びマイクロプロセッサ7はホスト装置(HST)5とインタフェースされる。ホスト装置5は例えばホストコンピュータを中心に移動体通信や近接通信などの通信回路や種々の周辺デバイスによって構成される。この駆動制御デバイス4は、特に制限さされないが、公知のCMOS集積回路製造技術によって単結晶シリコンのような1個の半導体基板に形成されて、シングルチップの半導体集積回路として実現される。或いはマルチチップの半導体モジュール製品等として実現されてもよい。
タッチパネルコントローラ6は、例えば、タッチ検出信号線TRX1〜TRX20を順次選択してそのタッチ検出電極ECRの浮遊容量を充電する検出電圧出力回路(TxD)10、選択されたタッチ検出信号線からタッチ検出電極ECRの充電電荷を入力して参照容量との間で電荷再配分を行い、再配分された電荷のディスチャージ時間を検出する検出回路(RxD)11、その検出時間のデータを一時的に格納するRAM13、及びタッチ制御回路(TCNT)14を有する。タッチ制御回路14は、検出電圧出力回路10によるタッチ検出信号線TRX1〜TRX20の選択及び検出電圧の出力タイミングを制御すると共に、これに同期して検出回路11の動作タイミングとRAM13の書き込み動作を制御する。タッチパネル3全面のタッチ検出電極ECRに対するディスチャージ時間の検出データがRAM13に蓄積されると、タッチ制御回路14はその検出データをマイクロプロセッサ7に渡す。マイクロプロセッサ7はその検出データに基づいてタッチの有無を判別してタッチパネル2のタッチ位置の位置座標を演算し、その結果をホスト装置5に与える。タッチ制御回路14による検出電圧出力回路10及び検出回路11を用いるタッチ検出動作は、表示コントローラ8が出力する状態信号DSTが非表示駆動期間にタッチ検出動作を許可しているときタッチ制御回路14が可能にする。
マイクロプロセッサ7は、特に制限されないが、書換え可能な不揮発性メモリ(PROM)16に格納されているプログラムを中央処理装置(CPU)18が順次実行してデータ処理を行う。RAM17はCPU18のワーク領域とされ、CPU18の周辺回路として代表的に示されたタイマカウンタ(TMR)15などを有する。
図2において表示コントローラ8は、例えば、走査線選択回路(SCND)20、信号線駆動回路(SIGD)21、先入れ先出し形式でアクセスされるFIFOメモリ(FIFOMRY)22、ラインラッチ回路(LTCH)23、電源回路(PWR)24、ホストインタフェース回路(SYSIF)25、及び表示コントローラ8の全体的な制御を行う制御回路としての表示制御回路(LCNT)26を有し、内部同期信号に同期して表示パネル2の表示制御とタッチコントローラ6に対するタッチ検出動作の指示を行う。
内部同期信号として図2には基準クロック信号SCK、表示ラインクロック信号LCK、内部フレーム同期信号IVSYNC及び内部水平同期信号IHSYNCが例示される。ホストインタフェース回路25はホスト装置5からフレーム同期信号VSYNC及び水平同期信号HSYNCに同期して表示データを入力するが、そのフレーム同期信号の周期に同期して内部フレーム同期信号IVSYNCを出力し、また、クロックパルスジェネレータ28の発振クロック信号である基準クロック信号SCKとこれを分周した表示ラインクロック信号CKを出力する。クロックパルスジェネレータ28は駆動制御デバイス4のパワーオンリセットによって常時発振動作され、それに伴って基準クロック信号SCK及び表示ラインクロック信号CKも常時クロック変化される。内部フレーム同期信号IVSYNCは表示コントローラ8の内部動作において表示フレーム周期を規定する。内部フレーム同期信号IVSYNCは表示フレーム期間に応ずる周期を持ち、特に制限されないが、60Hzの周波数を有し、1サイクルが16msecとされる。基準クロック信号SCKの周波数は一定にされる。表示ラインクロック信号CKは、表示ラインを切り替える周期に同期するクロック信号であって表示動作の基準クロック信号として位置付けられる。表示ラインクロック信号LCKはデバイス4の外部から供給される水平同期信号HSYNCの周波数よりも高い周波数を有し、詳細は後述するが、その周波数は可変可能、即ち、基準クロック信号SCKに対する分周比は可変にされる。内部水平同期信号IHSYNCは表示制御回路26がその他の制御信号と共に出力し、実際に表示ラインを駆動する期間において表示ラインを切り替える周期に同期して変化されるクロック信号であって、表示ラインクロック信号CKと同じ周波数を有する。
ホストインタフェース回路25はホスト装置5から表示コマンド及び表示データを受け取る。受け取った表示データは、表示データの供給レートと表示動作速度の相違を吸収するために逐次FIFOメモリ22に蓄積され、表示タイミングに間に合うように逐次読み出されてラインラッチ回路23に転送される。信号線駆動回路21はラインラッチ回路23にラッチされた表示データに従って表示パネル2の複数の信号電極に階調電圧を並列的に出力する。ここではFIFOメモリ22は1フレーム分の表示データを蓄積できる記憶容量を有していない。FIFOメモリ22に対する表示データの書き込みはフレーム同期信号VSYNC及び水平同期信号HSYNCに同期して行われ、読み出しは表示ラインクロック信号LCKに同期して行われる。
走査線選択回路20は、表示素子の走査線すなわち走査電極G1〜G1000を順次選択するために例えば走査線選択クロック信号GCK1〜GCK4及びシフトデータDsftなどをパネルモジュールPNLの走査回路1に出力する。走査回路1は、特に制限されないが、走査線選択クロック信号GCK1〜GCK4の変化に従ってシフトデータDsftを初段から終段に向ってシフトさせるシフトレジスタを有する。シフトレジスタは走査電極G1〜G1000の数に応じた1000段のラッチ段を備え、各ラッチ段はマスタ・スレーブラッチ回路で構成され、各マスタ・スレーブラッチ回路は走査線選択クロック信号GCK1〜GCK4を入力してマスタ・スレーブラッチ動作を行い、走査線選択クロック信号GCK4の変化に同期して当該ラッチ段の出力を確定する。即ち、各ラッチ段は走査線選択クロック信号GCK4の変化に同期して所定期間ラッチデータを次段に送る。各ラッチ段の出力はゲートドライバに入力され、ゲートドライバはシフトデータDsftに応ずる出力で対応する走査電極を選択レベルに駆動する。これによって走査電極単位で薄膜トランジスタがオン状態にされ、そのとき、水平走査期間毎にラインラッチ回路23にラッチされている表示データに基づいて信号線駆動回路21が信号電極S1〜Skを介して表示素子に信号電圧を印加する。従って、フレーム周期単位で走査電極の走査駆動に同期して表示ライン単位で表示素子が表示駆動される。信号線駆動回路21が出力する信号電圧(階調電圧)などは電源回路24で生成される。
表示制御回路26はホスト装置5から与えられる表示コマンドやレジスタ27、28に設定された制御データなどに基づいて上述の表示制御や、タッチコントローラ6への指示など、表示コントローラ8の全体的な制御を行う。CNT1は走査線選択回路20に対する制御信号、CNT2は信号線駆動回路21に対する駆動制御信号、CNT3はラインラッチ回路23に対するラッチ制御信号、CNT4はFIFOメモリ22に対するアクセス制御信号、CNT5はホストインタフェース回路25に対する入出力制御信号及びクロックパルスジェネレータ28に対する周波数制御信号である。
<<第1フレームモードと第2フレームモード>>
表示制御回路26は更に、図4に例示されるように、表示フレーム期間FLMの最初と最後の両方のブランク期間、例えば、先頭のバックポーチBCKPと、末尾のフロントポーチFRTP及びブランクBLNKとに挟まれた期間内に非表示駆動期間LHBと表示駆動期間DISPを生成する。表示フレーム期間FLMとは内部フレーム同期信号IVSYNCの1サイクルの期間を意味する。非表示駆動期間LHBと表示駆動期間DISPの生成態様は、第1フレームモードFMode1と第2フレームモードFMode2の2態様とされる。第1フレームモードFMode1は、表示フレーム期間FLMの先頭と末尾の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間LHBと表示駆動期間DISPを交互に複数回生成し、前記非表示駆動期間にタッチ検出制御をタッチ制御部に指示すると共に前記表示駆動期間毎に表示制御を行う動作モードである。図からも明らかなように第1フレームモードFMode1では表示フレーム期間FLMにおいて複数の非表示駆動期間LHBに割り当てられるので、第2フレームモードの場合に比べて内部水平同期信号IHSYNC及び表示ラインクロック信号LCKの周波数は外部水平同期信号HSYNCの周波数よりも比較的高くされる。従って、外部水平同期信号HSYNCに同期してFIFOメモリ22に表示データを書き込む場合(図13参照)、第1フレームモードFMode1においてFIFOメモリ22の読み出しは書き込みよりもその分だけ速い速度で行わなければならない(図14参照)。
第2フレームモードFMode2は、表示フレーム期間FLMの先頭と末尾の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間LHBとそれに続く一つの表示駆動期間DISPを生成し、前記非表示駆動期間にタッチ制御部にはタッチ検出制御を指示せず前記表示駆動期間に表示制御を行う動作モードである。第2フレームモードFMode2では表示フレーム期間FLMにおいて非表示駆動期間LHBは僅かな期間であるから、内部水平同期信号IHSYNC及び表示ラインクロック信号LCKの周波数は外部水平同期信号HSYNCの周波数よりも僅かに高ければよい。従って、外部水平同期信号HSYNCに同期してFIFOメモリ22に表示データを書き込む場合(図13参照)、第2フレームモードFMode2においてFIFOメモリ22の読み出しは書き込みに比べて僅かに速い速度で行えばよい(図15参照)。
<<フレームモードに応じて表示ラインクロック信号LCKの周波数が相違>>
表示制御回路26がフレームモードに応じて表示ラインクロック信号LCKの周波数を制御する。即ち、表示制御回路26は第1フレームモードFMode1においてクロックパルスジェネレータ28に第1周期Tmg1−1(図16参照)の表示ラインクロック信号LCKを出力させ、第2フレームモードにおいて第1周期Tmg1−1よりも長い第2周期Tmg1−2(図17参照)の表示ラインクロック信号LCKを出力させる。内部水平同期信号IHSYNC及び表示ラインクロック信号LCKの周波数制御は、特に制限されないが、基準クロック信号SCKに対する分周比を制御することによって実現することができる。
前述した通り、走査線駆動回路20は表示ラインクロック信号LCKに同期して走査線選択クロック信号GCK1〜GCK4をパルス変化させ、信号線駆動回路21は前記表示ラインクロック信号LCKに同期して表示駆動信号をS1〜Sk変化させる。即ち、信号電極S1〜Skへの信号電圧の出力タイミング、そして、走査線選択クロック信号GCK1〜GCK4の変化タイミングの夫々は表示ラインクロック信号LCKのクロック変化に同期される。このとき、図16に例示されるように表示ラインクロック信号LCKの周期が前記第1周期Tmg1−1の場合と図17に例示されるように第2周期Tmg1−2の場合との何れにおいても、走査線駆動回路20は、表示駆動信号S1〜Skの出力が切り替わるタイミングから走査線選択クロック信号GCK4の走査線非選択のパルス変化までの第1インターバル(Tmg2−Tmg3)が等しくなるように前記走査線選択クロック信号GCK4を生成する。具体的には、図16及び図17に例示されるように、前記第1インターバルは第2インターバルTmg2に対する第3インターバルTmg3の差として規定する。即ち、走査線駆動回路20には、表示ラインクロック信号LCKのパルス変化から第2インターバルTmg2が経過したタイミングで前記走査線選択クロック信号GCK4を走査線非選択のパルス変化(立下り変化)させる。信号線駆動回路21には表示ラインクロック信号LCKのパルス変化から第3インターバルTmg3が経過したタイミングで表示駆動信号の出力を切り替える。第2インターバルTmg2と第3インターバルTmg3は、表示ラインクロック信号LCKの立ち上がりパルス変化から基準クロック信号SCKの変化回数を計数開始してその計数値が所定値に達するまでの時間として制御することが可能である。
第1フレームモードと第2フレームモードの何れにおいても、即ち、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号LCKのクロック周期が相違しても、表示ラインクロック信号の変化に同期して切り替わる表示駆動信号による表示素子の駆動時間は第1インターバルによって一定の時間に規定されて変わりない。仮に表示素子の駆動時間がフレームモードに応じて変化すれば、同じ信号電圧であっても表示素子に蓄積される電荷の充電領が相違することになり、色むらなどの表示むらを生ずることになる。従って、フレームモードの種別に応じて表示ラインクロック信号のクロック周期を相違させても表示むらを生ずる虞はない。
<<第1フレームモードにおいて表示期間の開始タイミングが表示フレーム間で相違>>
第1フレームモードFMode1において、表示駆動期間DISPの開始タイミングとこれに続く非表示駆動期間LHBの開始タイミングは複数の表示フレーム期間毎に表示フレーム期間単位で変化される。第2フレームモードFMode2では表示フレーム期間FLM内において表示駆動期間DISPは非表示駆動期間LHBによって分断されないか表示フレーム期間FLM内における非表示駆動期間LHBと表示駆動期間DISPの開始タイミングは表示フレーム期間毎に変化されない。
図5には第1フレームモードFMode1において複数(n個)の表示フレーム期間毎にその表示フレーム期間単位で表示駆動期間DISPの開始タイミングと非表示駆動期間LHBの開始タイミングを変化させる態様が例示される。FMode1_0は最初の表示フレーム期間における非表示駆動期間LHBと表示駆動期間DISPの配列の区切りを表示ラインクロックLCKのクロック数Tlineで表すことによって夫々の開始タイミングの違いを示している。表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBに付されたサフィックスは当該期間の配列順序を意味し、Displayは表示動作を行うことを意味し、Touchはタッチ検出動作を行うことを意味する。ここでは表示駆動期間DISPのクロック数Tlineは殆どが100でありその期間で表示動作が行われ、非表示駆動期間LHBのクロック数Tlineは50でありその期間でタッチ検出動作が行われる。次の表示フレーム期間についてはFMode1_1で示されている。FMode1_0との違いは最初の表示駆動期間DISP−1のクロック数Tlineが100+iに増え、最後の表示駆動期間DISP−10のクロック数Tlineが100−iに減っていることである。n+1番目の最後の表示フレーム期間についてはFMode1_nで示されている。FMode1_0との違いは最初の表示駆動期間DISP−1のクロック数Tlineが100+Nに増え(N=i×n)、最後の表示駆動期間DISP−10のクロック数Tlineが100−Nに減っていることである。このように、第1フレームモードFMode1における表示フレーム期間毎の動作形態FMode1_0〜FMode1_nでは表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBの開始タイミングがクロック数i(Tline)づつずらされ、各形態において表示駆動期間DISPが10回で非表示駆動期間LHBが9回になり各動作形態の最後のタイミングは一定の1500Tlineに保たれている。第1フレームモードFMode1における動作形態FMode1_0〜FMode1_nの夫々の動作形態では、特に制限されないが、タッチパネル3を1回全面スキャンするように非表示駆動期間LHBを用いたタッチ検出動作が行われる。従って、表示フレーム期間の16msec毎にタッチパネルの全面スキャン検出動作に基づくタッチ座標演算などのタッチ判別を行うことができる。尚、文字i,nは夫々適宜の整数を意味し、i×nは一つの表示駆動期間DISPの表示ライン数よりも小さいことが望ましい。
図6には第2フレームモードFMode2における表示フレーム期間FLMでの表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBの配置が例示される。図5と同様に表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBの区切りを表示ラインクロックLCKのクロック数Tlineで表している。Displayは表示動作を行うことを意味し、Noneはタッチ検出動作の抑止を意味する。ここでは表示駆動期間DISPのクロック数Tlineは1450でありこの期間では表示動作が行われ、非表示駆動期間LHBのクロック数Tlineは50でありこの期間ではタッチ検出動作は行われない。
図5から明らかなように第1フレームモードFMode1では複数の表示フレーム期間FLMの夫々において表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBとの境界位置が変化するので表示画面にチラツキが防止される。第2フレームモードFMode2は一つの表示駆動期間DISPを有し、この表示駆動期間DISPは途中で非表示駆動期間によって分断さていないから、その表示期間ではそもそも表示画面にちらつきを生じない。そして、複数の表示フレーム間で逐次変化される第1フレームモードFMode1の表示駆動期間の開始タイミングに第2フレームモードFMode2の表示駆動期間の開始タイミングが一致しないように考慮する制御を一切必要としないので、フレームモードの制御が全体として簡素化される。
<<第1表示モードと第2表示モード>>
図5及び図6の説明から明らかなように第1フレームモードFMode1では表示駆動期間DISPに表示動作を行い、非表示駆動期間LHBにタッチ検出動作を行う。これに対して、第2フレームモードFMode2では表示駆動期間DISPに表示動作を行うが、非表示駆動期間LHBではタッチ検出動作を行わない。従って、タッチ検出頻度が低い場合に低消費電力のために第2フレームモードだけを用いたのでは第1フレームモードFMode1に戻るために新たなタッチの有無を判別することができないので、その場合には複数回のフレーム期間に1回の割合で第1フレームモードに第2フレームモードを混在させることが必要になる。そこで、マイクロプロセッサ7は、タッチコントローラ6によるタッチ検出結果に基づいて表示制御回路26に第1フレームモードFMode1の制御データと第2フレームモードFMode2の制御データとの用い方を変更するようになっている。第1フレームモードFMode1の制御データと第2フレームモードFMode2の制御データとの用い方の態様は、特に制限されないが、第1表示モードDMmode1と第2表示モードDMmode2の2種類とされる。
図9には第1表示モードDMode1が指定されたときのフレームモードFMode1、FMode2の利用形態が例示される。第1表示モードDMode1は、複数の表示フレーム期間FLMを単位とした第1フレームモードFMode1を連続する動作モードである。図9の例では、図5においてn=2とした3個の動作形態FMode1_0、FMode1_1、FMode1_2を単位とした第1フレームモードを連続する。この第1表示モードDMode1では毎フレームに表示駆動期間DISPで表示動作が行われ、非表示駆動期間LHBでタッチ検出動作が繰り返される。即ち、16msec間隔の毎表示フレーム期間でタッチ検出に基づくタッチ座標演算などのタッチ判別を行うことができる。
図8には第2表示モードDMode2が指定されたときのフレームモードの利用形態が例示される。第2表示モードDMode2は、前記複数の表示フレーム期間FLMを単位とした前記第2フレームモードFMode2をその一部の表示フレーム期間で実行し、最後の表示フレーム期間で第1フレームモードFMode1をその一つの表示フレーム期間で実行する動作、を繰り返す動作モードである。図8の例では、図6において2個の動作形態FMode2_0、FMode2_1に応ずる第2フレームモードと、図5においてn=2としたときの最後の動作形態FMode1_2に応ずる第1フレームモードとを単位とした動作を繰り返す。この第2表示モードDMode2では3回の表示フレーム期間FLMに1回の表示フレーム期間の割合で非表示駆動期間LHBを用いたタッチ検出動作が行われる。即ち、3フレーム分の表示フレーム期間である48msec間隔でタッチ検出に基づくタッチ座標演算などのタッチ判別を行う。従って、低消費電力の第2表示モードDMode2は第1表示モードDMode1へ必要に応じて復帰可能とすることを保証している。
<<表示モードとフレームモードの具体的な制御形態>>
図1には第1表示モードと第2表示モードをサポートする表示制御回路26の一例が示される。表示制御回路26は、フレームカウンタ(FCOUNT)30、ラインカウンタ(LCOUNT)31、インターバルカウンタ(ICOUNT)37、開始タイミングレジスタ32、第1制御論理(SEL)33、第2制御論理(TLOG)34、第3制御論理(CLOG)35、表示モードレジスタ36、及びクロック制御レジスタ27、を有する。
開始タイミングレジスタ32は、第1フレームモードFMode1の制御データとして第5制御データの複数セットDT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n)と第2フレームモードFMode2の制御データとして第6制御データDT(FMode2)が書換え可能にセットされる。第5制御データの複数セットDT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n)及び第6制御データDT(FMode2)はシステム上で不揮発性メモリ9が保持し、システムリセット又はパワーオンンセットの処理でマイクロプロセッサ7が不揮発性メモリ9から開始タイミングレジスタ32に第5制御データの複数セットDT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n)と第6制御データDT(FMode2)を初期設定する。
クロック制御レジスタ27には前記第1周期Tmg1−1を指定する第1制御データDT(Tmg1−1)、前記第2周期Tmg1−2を指定する第2制御データDT(Tmg1−2)、前記第2インターバルTmg2を指定する第3制御データDT(Tmg2)、及び前記第3インターバルTmg3を指定する第4制御データDT(Tmg3)が書換え可能にセットされる。第1乃至第4制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)DT(Tmg3)はシステム上で不揮発性メモリ9が保持し、システムリセット又はパワーオンンセットの処理でマイクロプロセッサ7が不揮発性メモリ9から開始タイミングレジスタ32に第1乃至第4制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)DT(Tmg3)を初期設定する。
第1制御データDT(Tmg1−1)及び第2制御データDT(Tmg1−2)は、特に制限されないが、基準クロック信号SCKの分周数データとする。夫々インターバルを指定する第3制御データDT(Tmg2)及び第4制御データDT(Tmg3)は、特に制限されないが、インターバルカウンタ37による基準クロック信号の計数値と比較される計数値データとする。
第5制御データDT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n)は第1フレームモードFMode1に対応して複数の表示フレーム期間における表示フレーム期間単位での表示駆動期間DISP及び非表示駆動期間LHBの夫々の開始タイミングを規定する、FMode1_0〜FMode1_nの動作形態毎のデータであり、図5で説明したように動作形態FMode1_0〜FMode1_nの夫々における各表示くどぅ期間及び非表示駆動期間LHB毎の期間番号、表示動作(display)/タッチ検出(Touch)の区別、Tlineで示される期間のクロックス数の夫々を示すデータを有する。
第6制御データDT(FMode2)は第2フレームモードFMode2に対応して複数の表示フレーム期間における表示フレーム期間単位での表示駆動期間DISPの開始タイミングを規定するデータであり、図6で説明したように動作形態FMode2における表示駆動期間の期間番号、表示動作(display)/タッチ検出抑止(None)の区別、そしてTlineで示される期間のクロックス数の夫々を示すデータを有する。
モードレジスタ36にはマイクロプロセッサ7がモードセット信号MSETを用いて第1表示モードDMode1又は第2表示モードDMode2の表示モードデータが変更可能にセットされる。マイクロプロセッサ7によるモードデータをセットする動作は図10に例示される制御フローに基づいて行われる。即ち、パワーオン(S1)の後は先ず第2表示モードDMode2とされ、当該モードで指定される頻度でタッチ操作が行われたか否かの判別が行われ、タッチ操作が行われたことを判別するまで当該表示モードが継続される(S2)。タッチ操作が判別されると、第1表示モードDMode1に変更され、表示フレーム毎にタッチ検出動作によってタッチ操作が行われたか否かが判別される(S3)。マイクロプロセッサ7は第1表示モードへの変更に応じてタイマカウンタ15を起動し、タイムアウトする一定期間経過するまでにタッチ操作を判別したときはタイマカウンタ15をリセットして最初からタイマ動作をやり直し、一定期間経過するまでにタッチ操作を判別することができないときはタイマカウンタ15のタイムアウトに応答して表示モードを第2表示モードDModeに変更する。以下同様の制御動作が繰り返される。上記制御フローによって実現される動作フローは例えば図7のようになる。
第1制御論理33はモードレジスタ36に設定された表示モードとフレームカウンタ30のカウント値に従って表示フレーム期間毎に第5制御データDT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n)のセット及び第2制御データDT(FMode2)の中から必要なセットのデータを選択する。例えば理解を容易化するために図8及び図9の例に整合させてn=2とし、フレームカウンタ30が内部フレーム同期信号IVSYNCを初期値0から2までラップアラウンドに計数するものとする。この場合、第1表示モードDMode1において第1制御論理33は、FCOUNT=0のとき第1フレームモードFMode1の制御データDT(FMode1_0)を選択し、FCOUNT=1のとき第1フレームモードFMode1の制御データDT(FMode1_1)を選択し、FCOUNT=2のとき第1フレームモードFMode1の制御データDT(FMode1_2)を選択する。この選択態様は図9に対応される。第2表示モードDMode2において第1制御論理33は、FCOUNT=0のとき第2フレームモードFMode2の制御データDT(FMode2_0)を選択し、FCOUNT=1のとき第2フレームモードFMode2の制御データDT(FMode2_1)を選択し、FCOUNT=2のとき第1フレームモードFMode1の制御データDT(FMode1_2)を選択する。この選択態様は図8に対応される。
第2制御論理34は表示フレーム期間毎にラインカウンタ31の計数値に従って、第1制御論理33で選択された制御データが表示フレーム期間内で規定する表示駆動期間DISP及び非表示駆動期間LHBの夫々の開始タイミングに前記計数値が到達することに応じて順次状態信号DSTを生成する。ラインカウンタ31は表示ラインクロック信号LCKを計数し、計数値は内部フレーム同期信号IVSYNCによって表示フレーム期間毎にリセットされる。第2制御論理34による状態信号DSTの生成論論理は、第1表示モードDMode1で選択された制御データに対して図11に記載のようにされる。第2表示モードDMode2で選択された制御データに対して制御論理34による状態信号DSTの生成論論理は例えば図12に記載される。特に制限されないが、DSTは2ビットのコードd0d1とされ、d0はH(例えば論理値1)で表示動作の指示、L(例えば論理値0)で表示動作の抑止指示とされ、d1はHでタッチ検出動作の指示、Lでタッチ検出動作の抑止指示とされる。更に第2制御論理は第1制御論理33で選択された制御データに従って第1フレームモードFMode1の制御を現在行っているのか第2フレームモードFMode2の制御を現在行っているのかを示すモード判別信号DISmdを出力する。
図11に例示された生成論理は図9に対応され、毎表示フレーム期間FLMに、表示動作が行われる表示駆動期間DISPとタッチ検出動作が行われる非表示駆動期間LHBを交互に発生させることになる。すなわち、タッチ操作が行われる頻度が高いような場合に第1表示モードDMode1により毎表示フレーム期間で表示動作とタッチ検出動作が排他的に行われる。
図12に例示された生成論理は図8に対応され、3回の表示フレーム期間毎に、前2回では毎表示フレーム期間FLMに、表示動作が行われる表示期間DISPとタッチ検出動作が抑止される非表示期間LHBを交互に発生させ、最後の表示フレーム期間FLMでは、表示動作が行われる表示期間DISPとタッチ検出動作が行われる非表示期間LHBを交互に発生させることになる。タッチ操作が行われる頻度が高いような場合に毎表示フレーム期間で表示動作とタッチ検出動作が排他的に行われる。すなわち、タッチ操作が行われる頻度が低いような場合に第2表示モードDMode2により複数の毎表示フレーム期間毎にその最後に表示フレーム期間だけで表示動作とタッチ検出動作が排他的に行われる。
第3制御論理35は状態信号DST及びモード判別信号DISmdと共に、ホスト装置5からコマンドCMD及びコマンドパラメータCDATAが供給され、更にインターバルカウンタ37の計数値が供給される。インターバルカウンタ37は表示ラインクロック信号LCKの周期毎に基準クロック信号SCKを計数する。その計数値は表示ラインクロック信号LCKの周期内を複数ステップで刻んでいく値とされる。第3制御論理35は、インターバルカウンタ37の計数値、状態信号DST、モード判別信号DISmd、コマンドCMDのデコード結果、及びコマンドパラメータCDATAを用いて、前記制御信号CNT1,CNT2,CNT3,CNT4,CNT5及び内部水平同期信号IHSYNCを生成する。前記制御信号CNT1,CNT2,CNT3,CNT4,CNT5はその制御機能に応じて基準クロック信号SCK、表示ラインクロック信号LCK、及び内部フレーム同期信号IVSYNCに同期して生成されることになる。
第3制御論理はクロック制御レジスタ27に設定されている制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)を入力し、現在の動作モードが第1フレームモードFMode1か第2フレームモードFMode2の何れである化をモード判別信号DISmdの値から把握し、モード判別信号DISmdが第1フレームモードを示すときは表示ラインクロック信号LCKを制御データDT(Tmg1−1)が示す周期の周波数に制御する周波数制御信号をクロックパルスジェネレータ28に与え、モード判別信号DISmdが第2フレームモードを示すときは表示ラインクロック信号LCKを制御データDT(Tmg1−2)が示す周期の周波数に制御する周波数制御信号をクロックパルスジェネレータ28に与える。その周波数制御信号は制御信号CNT5に含まれる。この例では制御データは基準クロック信号SCKに対する分周数データとされ、それによってクロック周波数を規定している。
第3制御論理35はクロック制御レジスタ27に設定されている制御データDT(Tmg2)、DT(Tmg3)を入力し、インターバルカウンタ37の計数値が制御データDT(Tmg3)の値に一致するタイミング信号を21を信号線駆動回路21に与える。これによって信号線駆動回路21は図16、図17に例示されるように、表示ラインクロック信号LCKの立ち上がりからインターバルTmg3を経て信号電圧の出力が切り替えられる。そのタイミング信号は制御信号CNT2に含まれる。
また、第3制御論理35はインターバルカウンタ37の計数値が制御データDT(Tmg2)の値に一致するタイミング信号を走査線選択回路20与える。走査線選択回路20は、表示ラインクロック信号LCKに同期して順次4相の走査線選択ロック信号GCK1〜GCK4を所定のパルス幅で生成して出力する。例えば図16、図17に例示されるように、走査線選択ロック信号GCK1〜GCK4の夫々は表示ラインクロック信号LCKの1サイクル遅延して順次立ち上がり、表示ラインクロック信号LCKの3サイクル目に立ち下がるものとすると、其の立ち下がりは表示ラインクロック信号の3サイクル目の立ち上がりから上記タイミング信号で指示されるインターバルTmg2を経過したタイミングとされる。そのタイミング信号は制御信号CNT1に含まれる。
第3制御論理35は、状態信号DSTが表示駆動期間を指示するd0=Hの期間では、走査線駆動回路20による新たな走査電極の駆動、信号線駆動回路21による信号電極の駆動、及びラインラッチ回路23による新たな表示データのラッチ動作などの制御を行う。更に、状態信号DSTが与えられるタッチパネルコントローラ6の制御回路14は状態信号DSTが非表示駆動期間にされるd1=Hでタッチフレームに対するタッチ検出動作を行う。状態信号DSTが非表示駆動期間にされるd0=Lの期間では、第3制御論理35は、走査線駆動回路20による新たな走査電極の駆動、信号線駆動回路21による信号電極の駆動、及びラインラッチ回路23による新たな表示データのラッチ動作などを休止し、その期間で表示動作を停止する。更に、状態信号DSTが与えられるタッチパネルコントローラ6の制御回路14は状態信号DSTは非表示期間にされるd1=Hでタッチフレームに対するタッチ検出動作を行い、d1=Lでタッチフレームに対するタッチ検出動作を抑止する。
FIFOバッファ22に対するアクセス制御は表示駆動期間DISPにFIFOバッファ22がデータエンプティにならないように書き込み(プッシュ)と読み出し(ポップ)が行われるが、ホスト装置5からの表示データ転送レートの方が表示速度よりも遅いため、表示駆動期間DISPにFIFOバッファ22がデータエンプティにならないことを保証するために、非表示駆動期間LHBにおいてもFIFOバッファ22には表示データの書き込み動作が行われる。表示駆動期間DISPにFIFOメモリ22がデータエンプティにならないことを保証するために、第1周期Tmg1−1は、第1フレームモードFMode1において表示フレーム期間中に表示データが書き込まれたFIFOメモリ22が、表示駆動期間による断続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期とされる。第2周期Tmg1−2は、第2フレームモードFMode2において表示フレーム期間中に表示データが書き込まれたFIFOメモリ22が、表示駆動期間DISPにおける連続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期とされる。
第1乃至第3制御論理33,34,35はハードワイヤードロジックであってもファームウェアのようなソフトウェアプログラムによってその論理動作が決定されるプログラム処理回路であってもよい。処理の高速性と言う点では前者が勝り、汎用性若しくは柔軟対応性と言う点では後者が勝る。
上記制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)をクロック制御レジスタ27に設定する方法は、図18に例示される。パワーオンリセット又はシステムリセット時にCPUが不揮発性記憶装置89からRAM17に制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)を転送し、その内のDT(Tmg2)及びDT(Tmg3)をクロック制御レジスタ27の記憶領域A2、A3に初期設定し、其の後の第1表示モードDMode1の指定に応じて領域A1に制御データDT(Tmg1−1)を設定し、第2表示モードDMode2の指定に応じて領域A1に制御データDT(Tmg1−2)を設定する。或いは図19のように、クロック制御レジスタ27の記憶領域A1,A2,A3,A4への制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)の初期設定をリセット時に完了し、其の後の第1表示モードDMode1の指定に応じてセレクタSELで領域A1の制御データDT(Tmg1−1)を選択し、第2表示モードDMode2の指定に応じて領域A2の制御データDT(Tmg1−2)を選択するようにしてもよい。更には、図20のように、クロック制御レジスタ27の記憶領域A1には第1表示モードDTode1で用いる制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)を初期設定し、クロック制御レジスタ27の記憶領域A2には第2表示モードDTode2で用いる制御データDT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)を初期設定し、其の後の第1表示モードDMode1の指定に応じてセレクタSELで領域A1の制御データDT(Tmg1−1)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)を選択し、第2表示モードDMode2の指定に応じて領域A2の制御データDT(Tmg1−2)、DT(Tmg2)及びDT(Tmg3)を選択するようにしてもよい。
以上説明した表示及びタッチ検出装置4によれば以下の作用効果が有る。
(1)第1フレームモードFMode1において表示フレーム期間FLM単位で表示駆動期間DISPの開始タイミングと非表示駆動期間LHBの開始タイミングが変化されるから、表示フレームFLM内の固定箇所に非表示による不所望な輝度差が見えたりそれによるチラツキが発生したりする現象を抑制することができる。第2フレームモードFMode2は一つの表示駆動期間DISPを有し、この表示駆動期間DISPは途中で非表示駆動期間によって分断さていないから、その表示期間ではそもそも表示画面にちらつきを生じない。そして、複数の表示フレーム間で逐次変化される第1フレームモードFMode1の表示駆動期間の開始タイミングに第2フレームモードFMode2の表示駆動期間の開始タイミングが一致しないように考慮する制御を一切必要としないので、フレームモードの制御が全体として簡素化される。
(2)タッチ検出結果に基づいて、第1表示モードDMode1及び第2表示モードDMode2のように第1フレームモードと第2フレームモードの用い方若しくは組み合わせ方を変更するから、駆動制御デバイス4を用いるシステムの要求に即したタイミングで表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBを開始させる対応が容易になる。例えば、フレームバッファメモリが用意されていないときホスト装置から供給される表示データの転送レートよりも速い速度で表示動作が行われる場合にはタッチ検出動作を行わなくても次に表示する表示データをFIFOバッファに蓄えるために非表示期間を設けることが必要であったり、一定期間タッチ検出が無い状態が続いたときタッチ検出頻度を下げて電力消費を低減することが必要であったりする。このような要請に対して、表示フレーム期間FLM内における表示駆動期間DISPの開始タイミングと非表示駆動期間LHBの開始タイミングをタッチ検出結果に依存させて変更することが容易に実現される。
(3)図5で説明したように、第1フレームモードFMode1の制御データを用いて、表示フレーム期間FLM毎に最初の表示期間を所定期間漸増させ、最後の表示期間を前記所所定期間短縮する制御を行うから、表示フレーム期間FLM毎に表示駆動期間DISPと非表示駆動期間LHBの開始タイミングを相違させる制御が容易になる。
(4)表示動作を表示駆動期間DISPに許可し、タッチ検出動作を非表示駆動期間LHBに許可する第1フレームモードFMode1を用いることにより、タッチ検出動作と表示動作との間では相互に一方の動作で発生するノイズは他方の動作に影響を与えない。
(5)表示フレームのデータサイズよりも小さなFIFOメモリ22を用いることができるから、フレームバッファを搭載する場合に比べて駆動制御出橋の小型化に資することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれ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言うまでもない。
図21には第1表示モードDMode1の別の例が示される。図9では1表示フレーム毎に表示駆動期間と非表示駆動期間の開始タイミングを変化させたが、本発明はそれに限定される、複数表示フレーム毎に、例えば図23のように、2表示フレーム毎に表示駆動期間と非表示駆動期間の開始タイミングを変化させてもよい。この場合には例えばカウンタ30によるカウントクロック信号を内部フレーム同期信号IVSYNCの2倍の周期のクロック信号とすればよい。
図22及び図23には第2インターバルと第3インターバルの別の例が示されている。図16及び図17の場合には第1フレームモードにおいて表示ラインクロック信号LCKの周期が第1周期Tmg1−1とされる場合も第2フレームモードにおいて表示ラインクロック信号LCKの周期が前記第1周期よりも長い第2周期Tmg1−2とされる場合も、共に第2インターバルTmg2と第3インターバルTmg3を同じ値に設定した。本発明はそれに限定されず、図22のように、第1フレームモードFMode1において表示ラインクロック信号LCKの周期が第1周期Tmg1−1とされる場合には第2インターバルTmg2−1と第3インターバルTmg3−1を設定し、図23のように、第2フレームモードFMode2において表示ラインクロック信号LCKの周期が第2周期Tmg1−2とされる場合には第2インターバルTmg2−2と第3インターバルTmg3−3を設定してもよい。その前提として“Tmg2−1”−“Tmg3−1”=“Tmg2−2”−“Tmg3−2”の関係を維持する。このとき第3制御データはDT(Tmg2−1)、DT(Tmg2−2)とされ、第4制御データはDT(Tmg3)、DT(Tmg3−2)とされる。その作用効果は図16、図17の場合と同じであるが、インターバル設定データの数が多くなる。
バッファメモリはFIFOメモリ22に限定されず、RAMであっても良いし、RAMから成るフレームバッファメモリであってもよい。
第1フレームモードFMode1における表示期間や非表示期間の開始タイミングのずらし方は図5のように水平同期クロックのクロック数で夫々の期間を規定する手法に限定されず、夫々の期間の開始タイミングを時刻若しくはクロック計数値で規定したり、或いは数式を用いて既定したり、適宜変更することができる。
第2フレームモードの最初の非表示駆動期間LHBはバックポーチの一部であってもよく、バックポーチBCKPとの境は明確でなくても差し支えない。次の表示駆動期間の開始タイミングが明確であれば充分である。
また、表示制御部の制御論理は図1、図11、図12などで説明した論理に限定されず適宜変更可能である。インターバルの制御の基準クロック信号の係数値を用いる方法に限定されず、その他の時間情報等を用いた制御であってもよい。図5、図6におけるiとjの値は適宜決定すればよい。nとmの値も2に限定されず、適宜決定すればよい。当然フレームカウンタ30のカウントアップ値は可変に設定可能になっている。
また、駆動対象にされる表示パネルはエレクトロルミネッセンスパネルなどであってもよい。本発明が駆動対象とする表示パネルの構成は図3に限定されない。また、夫々異なる半導体チップで構成されたタッチコントローラ6、マイクロプロセッサ7及び表示コントローラ8を回路基板に搭載して駆動制御デバイスを構成してもよい。本発明はタブレットやスマートフォンなどの携帯情報端だけでなくその他の情報端末装置などに広く適用することができる。
1 携帯情報端末装置
2 表示パネル(LCD)
3 タッチパネル(TP)
4 駆動制御デバイス
5 ホスト装置
6 タッチ制御部としてのタッチコントローラ(TPC)
7 第2制御部としてのマイクロプロセッサ(MPU)
8 表示制御部としての表示コントローラ(LCDD)
10 駆動回路(TxD)
11 検出回路(RxD)
12 アナログディジタル変換回路(ADC)
13 RAM
14 タッチ制御回路(TCNT)
15 タイマカウンタ(TMR)
16 不揮発性メモリ(PROM)
18 中央処理装置(CPU)
20 走査線選択回路(SCND)
21 信号線駆動回路(SIGD)
22 FIFOメモリ(FIFOMRY)
23 ラインラッチ回路(LTCH)
24 電源回路(PWR)
25 ホストインタフェース回路(SYSIF)
26 表示制御回路(LCNT)
27 クロック制御レジスタ
SCK 基準クロック信号
LCK 表示ラインクロック信号
IVSYNC 内部フレーム同期信号
IHSYNC 内部水平同期信号
CNT1 駆動制御信号
CNT2 駆動制御信号
CNT3 ラッチ制御信号
CNT4 アクセス制御信号
CNT5 入出力制御信号
FLM 表示フレーム期間
DISP 表示期間
LHB 非表示期間
BCKP バックポーチ
FRTP フロントポーチ
BLNK ブランク期間
FMode1 第1フレームモード
FMode2 第2フレームモード
DT(FMode1_0)〜DT(FMode1_n) 第5制御データ
DT(FMode2) 第6制御データ
DMmode1 第1表示モード
DMmode2 第2表示モード
Tmg1−1 第1周期
Tmg1−2 第2周期
Tmg2−Tmg3 第1インターバル
Tmg2 第2インターバル
Tmg3 第3インターバル
DT(Tmg1−1) 第1制御データ
DT(Tmg1−2) 第2制御データ
DT(Tmg2) 第3制御データ
DT(Tmg3) 第4制御データ
30 フレームカウンタ(FCOUNT)
31 ラインカウンタ(LCOUNT)
32 開始タイミングレジスタ
33 第1制御論理(SEL)
34 第2制御論理(TLOG)
35 第3制御論理(CLOG)
36 モードレジスタ
37 インターバルカウンタ(ICOUNT)
DST 状態信号
d0,d1 状態信号の構成ビット
DISmd フレームモード識別信号

Claims (20)

  1. 表示素子のアレイとタッチ検出電極のアレイが配置されたパネルモジュールを駆動制御する駆動制御デバイスであって、
    表示駆動期間に前記表示素子のアレイにおける表示ラインの選択と選択される表示ラインに表示信号を与えて表示制御を行う表示制御部と、
    非表示駆動期間に前記タッチ検出電極を用いたタッチ検出制御を行うタッチ制御部と、を含み、
    前記表示制御部は、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間と表示駆動期間を交互に複数回生成し、前記非表示駆動期間にタッチ検出制御をタッチ制御部に指示すると共に前記表示駆動期間毎に表示制御を行う第1フレームモードと、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間とそれに続く一つの表示駆動期間を生成し、前記非表示駆動期間にタッチ制御部にはタッチ検出制御を指示せず前記表示駆動期間に表示制御を行う第2フレームモードとを制御する制御回路と、前記表示ラインを切り替える周期に同期する表示ラインクロック信号を生成するクロックパルスジェネレータとを含み、
    前記制御回路は、前記第1フレームモードを連続させる場合に複数の表示フレーム毎にその表示フレーム単位で前記表示駆動期間の開始タイミングとこれに続く前記非表示駆動期間の開始タイミングを変化させ、
    前記クロックパルスジェネレータは、第1フレームモードにおいて第1周期の表示ラインクロック信号を出力し、第2フレームモードにおいて前記第1周期よりも長い第2周期の表示ラインクロック信号を出力する、駆動制御デバイス。
  2. 請求項1において、前記表示制御部は、表示素子の走査線を順次選択するための走査線選択クロック信号をパネルモジュールに出力する走査線選択回路と、選択された走査線の表示素子に表示駆動信号を供給する信号線駆動回路とを有し、
    走査線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して走査線選択クロック信号をパルス変化させ、前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して表示駆動信号を切り替え、
    前記走査線駆動回路は、前記表示駆動信号の出力が切り替わるタイミングから前記走査線選択クロック信号の走査線非選択のパルス変化までの第1インターバルが、前記表示ラインクロック信号の周期が前記第1周期の場合と前記第2周期の場合との何れにおいても等しくなるように前記走査線選択クロック信号を出力する、駆動制御デバイス。
  3. 請求項2において、前記第1インターバルは第2インターバルに対する第3インターバルの差であり、
    前記走査線駆動回路は、前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第2インターバルが経過したタイミングで前記走査線選択クロック信号を走査線非選択のパルス変化させ、
    前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第3インターバルが経過したタイミングで表示駆動信号の出力を切り替える、駆動制御デバイス。
  4. 請求項2において、前記制御回路は前記クロックパルスジェネレータに前記第1周期と前記第2周期を指示し、前記走査線駆動回路に前記第2インターバルを指示し、前記信号線駆動回路に前記第3インターバルを指示する、駆動制御デバイス。
  5. 請求項4において、前記制御回路は、前記第1周期を指定する第1制御データ、前記第2周期を指定する第2制御データ、前記第2インターバルを指定する第3制御データ、及び前記第3インターバルを指定する第4制御データが書換え可能に設定されるクロック制御レジスタを有すると共に、当該クロック制御レジスタに設定された前記第1制御データ乃至前記第4制御データに基づいて、前記第1周期、前記第2周期、前記第2インターバル及び前記第3インターバルを指示する、駆動制御デバイス。
  6. 請求項5において、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサを更に含み、このマイクロプロセッサが、前記クロック制御レジスタに前記第1制御データ乃至第4制御データを設定する、駆動制御デバイス。
  7. 請求項1において、前記表示制御部は、前記第2周期よりも長い周期の外部水平同期信号に同期して表示データが書き込まれ、前記表示ラインクロック信号に同期して表示データが読み出されるバッファメモリを有し、
    前記第1周期は、第1フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間による断続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期であり、
    前記第2周期は、第2フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間における連続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である、駆動制御デバイス。
  8. 請求項1において、前記制御回路は、前記表示フレーム期間単位で前記表示駆動期間と前記非表示駆動期間の開始タイミングを相違させる制御として、前記表示フレーム期間毎に最初の表示期間を所定期間漸増させ、最後の表示期間を前記所定期間短縮する制御を行う、駆動制御デバイス。
  9. 請求項1において、前記表示制御部は、前記第1フレームモードに対応して複数の表示フレーム期間における表示フレーム期間単位での前記表示駆動期間及びこれに続く非表示駆動期間の開始タイミングを規定するための第5制御データと、前記第2フレームモードに対応して前記表示フレーム期間単位での前記表示駆動期間の開始タイミングを規定するための第6制御データを書換え可能に保持する開始タイミングレジスタと、
    指定された表示モードに従って前記開始タイミングレジスタから前記第5制御データ又は前記第6制御データを選択し、選択した制御データに基づいて表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間の夫々に応ずる制御信号を生成する制御論理と、を有し、
    更に、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサを含み、このマイクロプロセッサが前記表示モードを指定する、駆動制御デバイス。
  10. 請求項9において、前記マイクロプロセッサが、前記開始タイミングレジスタに前記第5制御データ及び第6制御データを設定する、駆動制御デバイス。
  11. 請求項9において、前記第5制御データ及び第6制御データは、前記表示ラインクロック信号のクロックサイクル数によって前記表示駆動期間及び前記非表示駆動期間の開始タイミングを規定するデータである、駆動制御デバイス。
  12. 請求項11において、前記制御論理は、前記マイクロプロセッサによって指定され表示モードに従って表示フレーム期間毎に前記第5制御データ及び前記第6制御データの中から必要なデータを選択する第1制御論理と、
    前記表示フレーム期間毎に表示ラインクロック信号のサイクル数を計数しながら、前記第1制御論理で選択したデータが規定する表示フレーム期間内における表示駆動期間及び非表示駆動期間の夫々の開始タイミングにその計数値が到達すること応じて順次状態信号を生成する第2制御論理と、
    前記状態信号を受け取り、受け取った状態信号に応じて表示制御信号を生成する第3制御論理と、を有し、
    前記タッチ制御部は、前記状態信号を受け取り、受け取った状態信号に応じて前記タッチ検出動作に必要なタッチ制御信号を生成する、駆動制御デバイス。
  13. 請求項1において、前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサを更に含み、
    前記マイクロプロセッサは、リセット処理に続いて前記表示制御部に前記複数の表示フレーム期間を単位とした前記第2フレームモードをその一部の表示フレーム期間で実行し、最後の表示フレーム期間で前記第1フレームモードをその一つの表示フレーム期間で実行する第2表示モードを通知し、前記第2表示モードの通知後にタッチ有りが検出されることにより前記表示制御部に前記複数の表示フレーム期間を単位とした前記第1フレームモードを連続させる第1表示モードを通知し、前記第1表示モードの通知後にタッチ有りが検出されることなく所定時間が経過したとき前記表示制御部に前記第2表示モードを通知する、駆動制御デバイス。
  14. 請求項13において、1個の半導体基板に半導体集積回路として形成された、駆動制御デバイス。
  15. 表示素子のアレイとタッチ検出電極のアレイが配置されたパネルモジュールと、
    前記パネルモジュールを駆動制御する駆動制御デバイスと、
    前記駆動制御デバイスに表示データを供給するホスト装置と、を含む電子機器であって、
    前記駆動制御デバイスは、
    表示駆動期間に前記表示素子のアレイにおける表示ラインの選択と選択される表示ラインに表示信号を与えて表示制御を行う表示制御部と、
    非表示駆動期間に前記タッチ検出電極を用いたタッチ検出制御を行うタッチ制御部と、
    前記タッチ制御部によるタッチ検出制御で得られた信号に基づいてタッチの有無を判別するマイクロプロセッサと、を含み、
    前記表示制御部は、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間と表示駆動期間を交互に複数回生成し、前記非表示駆動期間にタッチ検出制御をタッチ制御部に指示すると共に前記表示駆動期間毎に表示制御を行う第1フレームモードと、表示フレーム期間の両ブランク期間に挟まれた期間内に非表示駆動期間とそれに続く一つの表示駆動期間を生成し、前記非表示駆動期間にタッチ制御部にはタッチ検出制御を指示せず前記表示駆動期間に表示制御を行う第2フレームモードとを制御する制御回路と、前記表示ラインを切り替える周期に同期する表示ラインクロック信号を生成するクロックパルスジェネレータとを含み、
    前記制御回路は、前記第1フレームモードを連続させる場合に複数の表示フレーム毎にその表示フレーム単位で前記表示駆動期間の開始タイミングとこれに続く前記非表示駆動期間の開始タイミングを変化させ、
    前記クロックパルスジェネレータは、第1フレームモードにおいて第1周期の表示ラインクロック信号を出力し、第2フレームモードにおいて前記第1周期よりも長い第2周期の表示ラインクロック信号を出力する、電子機器。
  16. 請求項15において、前記表示制御部は、表示素子の走査線を順次選択するための走査線選択クロック信号をパネルモジュールに出力する走査線選択回路と、選択された走査線の表示素子に表示駆動信号を供給する信号線駆動回路とを有し、
    走査線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して走査線選択クロック信号をパルス変化させ、前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号に同期して表示駆動信号を変化させ、
    前記走査線駆動回路は、前記表示駆動信号の出力が切り替わるタイミングから前記走査線選択クロック信号の走査線非選択のパルス変化までの第1インターバルが、前記表示ラインクロック信号の周期が前記第1周期の場合と前記第2周期の場合との何れにおいても等しくなるように前記走査線選択クロック信号を出力する、電子機器。
  17. 請求項16において、前記第1インターバルは第2インターバルに対する第3インターバルの差であり、
    前記走査線駆動回路は、前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第2インターバルが経過したタイミングで前記走査線選択クロック信号を走査線非選択のパルス変化させる、
    前記信号線駆動回路は前記表示ラインクロック信号のパルス変化から第3インターバスが経過したタイミングで表示駆動信号の出力を切り替える、駆動制御デバイス。
  18. 請求項17において、前記表示制御部は、前記第2周期よりも長い周期の外部水平同期信号に同期して表示データが書き込まれ、前記表示ラインクロック信号に同期して表示データが読み出されるバッファメモリを有し、
    前記第1周期は、第1フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間による断続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期であり、
    前記第2周期は、第2フレームモードにおいて表示フレーム期間中に表示データが書き込まれた前記バッファメモリが、表示駆動期間における連続的で書き込みよりも速い速度による読み出し動作によってエンプティー状態にならないことを保証する周期である、電子機器。
  19. 請求項18において、前記第1周期を指定する第1制御データ、前記第2周期を指定する第2制御データ、前記第2インターバルを指定する第3制御データ、及び前記第3インターバルを指定する第4制御データが書換え可能に記憶される不揮発性記憶装置を更に有し、
    前記制御回路は、前記不揮発性記憶装置から転送された前記第1制御データ乃至前記第4制御データが書換え可能に設定されるクロック制御レジスタを有すると共に、当該クロック制御レジスタに設定された前記第1制御データ乃至前記第4制御データに基づいて、前記第1周期、前記第2周期、前記第2インターバル及び前記第3インターバルを指示する、電子機器。
  20. 請求項19において、前記マイクロプロセッサが、前記不揮発性記憶装置から前記クロック制御レジスタに前記第1制御データ乃至第4制御データを設定する、電子機器。
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