JP5354545B2 - 静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置 - Google Patents
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Description
関し、特にタッチパネルと液晶表示装置とを近接させて使用した際の液晶表示装置からの
ノイズによる誤動作を抑制した静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置に関する。
のATM(Automated Teller Machine)端末などの電子機器では、液晶表示装置などの
表面にタブレット型のタッチパネルが配置され、液晶表示装置の画像表示領域に表示され
た画像を参照しながら、この画像が表示されている箇所を指などで触れることで、画像に
対応する情報の入力を行うことができるものが知られている。
パネルは、フィルムとガラスの2枚構造でフィルムを押下してショートさせる構造のため
、動作温度範囲が狭く、経時変化に弱いという欠点を有している。これに対して、静電容
量型のタッチパネルは、一枚の基板に透光性導電膜を形成したものであり、寿命が長く、
応答速度が早く、分解能等に優れているという利点を有しているため、現在では静電容量
型のタッチパネルが多く使用されるようになっている。
指などが接触した際の電極間の静電容量の変化を検知して入力位置を検出するタイプの静
電容量型のタッチパネルが開示されている。また、静電容量型のタッチパネルにおいては
、透光性導電膜の両端に同相、同電位の交流を印加し、指が接触あるいは近接してキャパ
シタが形成される際に流れる微弱電流を検知して入力位置を検出するタイプのものも知ら
れている。
極の電圧を、低位側電圧及び高位側電圧に交互に切り替えることも行われているが、この
共通電極の電圧の切り替えに伴ってノイズが発生する。そのため、液晶表示装置と静電容
量型のタッチパネルとを組み合わせて使用すると、液晶表示装置からの表示ノイズの混入
によって誤動作することがある。
装置の1フレーム期間を表示期間(液晶表示装置の書き込み期間)とタッチ検出期間に分
け、液晶表示装置の表示ノイズがタッチ検出に影響を与えないようにしている。また、下
記特許文献3に開示されているタッチセンサ付き表示装置では、液晶表示装置の水平同期
信号をストローブ信号とし、タッチパネル電流からノイズ電流を差し引くことによって、
液晶表示装置の駆動信号によるノイズを相殺している。
液晶表示装置からのノイズの影響を排除した位置検出信号を得ることができる。しかしな
がら、液晶表示装置からのノイズの影響を排除した位置検出信号を得るための構成が非常
に複雑であるという課題が存在している。
記特許文献4参照)や基板割れ診断用配線(上記特許文献5参照)が形成されているもの
が知られている。
域の外周側に複数本配設されるレスキューラインの外側に配設されるものであって、グラ
ウンド端子或いは共通電位(Vcom)端子に接続され、外部装置からのノイズがレスキ
ューラインや画素配線に及ぼす影響を要請するためのシールド効果を有している。
が形成されている領域とシール材の外周縁とによって挟まれた領域を経由して第1及び第
2の診断用パッドに電気的に接続されており、第1及び第2の診断用パッド間が電気的に
接続しているかいないかを調べることにより基板割れが生じているか否かを診断するもの
である。
用配線を有する液晶表示装置をタッチパネルと組み合わせた場合、それぞれの間にどのよ
うな電気的影響が生じるかについては何も示されていない。
タッチパネルとを組合せると、レスキューダミー配線や基板割れ診断用配線には液晶表示
パネルの共通電極の電圧の切り替えに伴うノイズが誘導されていることを知見した。そし
て、このレスキューダミー配線や基板割れ診断用配線に誘導されたノイズを基にタッチパ
ネルの出力信号を補正すると、正確にタッチパネルのタッチされた位置を検出することが
できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
な構成でありながら共通電極の電圧の切り替えに伴うノイズの影響を受けにくい静電容量
型タッチパネル付き液晶表示装置を提供することを目的とする。
は、画素電極と、前記画素電極に対向する共通電極との差電圧に応じた階調となる画素が
複数形成された表示領域と、前記表示領域の周囲に形成された非表示領域とを備える液晶
表示パネルと、前記画素電極にそれぞれデータ信号を供給するとともに、第1の電圧と前
記第1の電圧よりも高い第2の電圧とを交互に切り替えたコモン信号を前記共通電極に供
給する駆動回路と、前記液晶表示パネルに積層され、複数の検出電極を有するタッチパネ
ルと、前記複数の検出電極の容量を出力する容量検出回路と、前記容量検出回路の出力に
基づいてタッチ座標を出力する座標検出回路と、を備えた静電容量型タッチパネル付き液
晶表示装置において、前記液晶表示パネルの非表示領域側には、前記表示領域の周囲に沿
って配線されていると共に両端部が開放されたノイズ検出用配線が形成され、前記ノイズ
検出用配線にはノイズ出力回路が接続され、前記座標検出回路は、前記容量検出回路と前
記ノイズ出力回路の出力との差を演算するノイズ除去回路を備えていることを特徴とする
。
が開放された配線は、アンテナとして作用し、液晶表示パネルの内部に印加されている信
号ないし外部からの信号に起因するノイズが誘導される。共通電極に印加されるコモン信
号が、液晶を交流駆動するために、第1の電圧とこの第1の電圧よりも高い第2の電圧と
の間で交互に切り替えられているものであると、この第1の電圧と第2の電圧との電位差
が大きいため、両端が開放された配線にはこの第1の電圧と第2の電圧の切り替えに起因
する大きなノイズが誘導される。
ノイズ検出用配線として利用し、ノイズ出力回路を経て、座標検出回路のノイズ除去回路
で容量検出回路とノイズ出力回路の出力との差を演算している。そのため、本発明の静電
容量型タッチパネル付き液晶表示装置によれば、簡単な構成によって高精度にノイズが除
去された出力に基いて容量を検出することができるので、座標検出回路は、タッチパネル
のタッチされた位置、すなわちタッチ座標を正確に検出することができるようになる。
用配線は、前記液晶表示パネルのコモン信号配線に隣接して前記コモン信号配線の外周側
に位置するように形成されていることが好ましい。
外周側に位置するように形成されていれば、コモン配線とノイズ検出用配線との間に容量
が形成されるため、コモン配線に印加されている信号に起因するノイズを良好に拾うこと
ができる。そのため、本発明の静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置によれば、より
正確にタッチ座標を検出することができるようになる。
用配線は、両端部が一対の診断用パッドに接続されているものとすることができる。
ている。本発明の静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置においては、ノイズ検出用配
線はコモン配線の更に外周側に配線されているから、基板割れ等が生じた場合には最初に
ノイズ検出用配線が断線する。そのため、本発明の静電容量型タッチパネル付き液晶表示
装置によれば、一対の診断用パッド間の電気抵抗を測定することにより、容易にノイズ検
出用配線の断線、すなわち、基板割れ等の不具合を検出することができるようになる。
路及び前記ノイズ出力回路は、それぞれスイッチ・キャパシタ回路を備えていることが好
ましい。
モン配線に印加されている電圧に起因するノイズは、容量検出回路の出力及びノイズ出力
回路の出力ともに実質的に同様の影響を与える。そのため、本発明の静電容量型タッチパ
ネル付き液晶表示装置によれば、よりノイズによる悪影響が少なくなり、より正確にタッ
チ座標を求めることができるようになる。
路及び前記ノイズ出力回路の前記スイッチ・キャパシタ回路は、互いに同期して作動され
ていることが好ましい。
ていると、より正確にノイズを除去することができるようになる。そのため、発明の静電
容量型タッチパネル付き液晶表示装置によれば、よりノイズによる悪影響が少なくなり、
更に正確にタッチ座標を求めることができるようになる。
は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許
請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用
し得るものである。
いて説明する。なお、図1Aは本発明の実施形態に係る静電容量型タッチパネル付き液晶
表示装置の概略斜視図であり、図1Bは図1Aのタッチパネルの部分拡大平面図である。
晶表示パネル11と、タッチ検出用の検出電極が形成されたタッチパネル12とを積層し
た構成を有している。液晶表示パネル11は、透過型、反射型あるいは半透過反射型のア
クティブマトリクス型液晶表示パネルからなり、透過型あるいは半透過反射型の液晶表示
パネルの場合、表示光の出射側とは反対側にバックライト装置(図示省略)が配置されて
いる。
(図示省略)が重ねて配置される。液晶表示パネル11は、アレイ基板13と、アレイ基
板13に対して対向配置された対向基板14と、対向基板14とアレイ基板13との間に
保持された液晶層(図示省略)とを備えている。なお、図1Aでは、説明のために液晶表
示パネル11とタッチパネル12との間を離した状態で示しているが、実際には、これら
は密着した状態となっている。
電極15a及び透明な第2検出電極15bを備えている。なお、図1Bにおいては、透明
な第1検出電極15a及び透明な第2検出電極15bの一部を抜粋して示してある。また
、以下では、透明な第1検出電極15a及び透明な第2検出電極15bを区別する必要が
ない場合には、共に「検出電極15」と表す場合もある。
チパネル12における入力位置の検出を行うための駆動回路が接続されている。また、タ
ッチパネル12においては、透光性基板の上面の入力領域には、矢印Xで示す第1の方向
に延在する複数列の透明な第1検出電極15aと、矢印Yで示す第1の方向に交差する第
2の方向に延在する複数列の透明な第2検出電極15bとが形成されている。ここで、透
明な第1検出電極15a及び透明な第2検出電極15bは各々菱形形状をしている。
がっているが、透明な第2検出電極15bは、透明な第1検出電極15aとの交差部15
cで途切れているが、層間絶縁膜15d上に形成された中継電極15eによって電気的に
接続されている。すなわち、交差部15cにおける透明な第1検出電極15aの上層側に
は、透光性の層間絶縁膜15dが形成されているとともに、この層間絶縁膜15dの上層
には、交差部15cで途切れている透明な第2検出電極15b同士を電気的に接続する透
光性の中継電極15eが形成されている。このため、透明な第2検出電極15bは第2の
方向で電気的に接続されている状態となる。
透明な第2検出電極15bに順次検出用電圧を印加して電荷を与えた際、いずれかの箇所
に導電体である指が触れると、透明な第1検出電極15a及び透明な第2検出電極15b
と、指との間でも容量を持ち、その結果として第1検出電極15aと第2検出電極15b
間の静電容量が低下するので、いずれの箇所に指が触れたかを検出することができるよう
になる。なお、透明な第1検出電極15a及び透明な第2検出電極15bについての形状
は、例えば矩形形状としてマトリクス状に配列させてもよい。
ネル11及びその駆動回路16について図2〜図5を用いて説明する。なお、図2は、液
晶表示パネル11及びその駆動回路16の構成を示す図である。図3は、液晶表示パネル
11の数画素分の等価回路図である。図4は液晶表示パネルのアレイ基板の概略平面図で
ある。図5は液晶表示パネルの動作を示すタイミングチャートである。
て、例えばm行の走査線17が行方向(X方向)に延在するように、また、n列の信号線
18が列方向(Y方向)に延在するように、それぞれ設けられている。そして、これらの
1〜m行目の走査線17と1〜n列目の信号線18との交差に対応して、画素19がそれ
ぞれ配列している。従って、実施形態の液晶表示パネル11においては、画素19が縦m
行×横n列のマトリクス状に配列することになる。また、共通電極20には、コモン信号
供給回路21からコモン配線20Lを介してコモン信号VCOMが供給されており、すべ
ての画素19にわたって共用されている。
ilm Transistor:以下単に「TFT」という。)22と液晶容量23とを有している。こ
のTFT22は、ゲート電極が走査線17に接続され、ソース電極が信号線18に接続さ
れ、ドレイン電極が画素電極24にそれぞれ接続されている。ここで、画素電極24はア
レイ基板13に形成される。それに対し、共通電極20はすべての画素電極24に対向す
るように対向基板14に形成され、画素電極24との間で液晶層25を挟持する。従って
、画素19毎に、画素電極24、共通電極20及び液晶層25からなる液晶容量23が構
成される。
る光の透過率は、液晶容量23に保持される電圧の実効値がゼロのときに最小値(最も暗
い状態)となるが、実効値が大きくなるにつれて徐々に大きくなるノーマリーブラックモ
ードに設定される。このため、バックライトユニット(図示省略)よって照射された光は
、画素19毎に、液晶容量23に保持された電圧の実効値に応じた比率で出射する。従っ
て、画素19毎に、階調に応じた電圧を液晶容量23に保持させることによって、目的の
画像を表示させることができる。
とおりである。すなわち、アレイ基板13の表示領域DAの周囲には、例えば短辺側の一
端部に駆動回路16を含むドライバーICDrが配置されている。また、表示領域DAの
複数の走査線17はそれぞれ表示領域DAの周囲に形成された走査線引き回し配線17L
を経てドライバーICDrに接続されており、同じく複数の信号線18は信号線引き回し
配線18Lを経てドライバーICDrに接続されている。そして、ドライバーICDrか
らは、アレイ基板13の短辺側の一端に形成された外部接続用端子T1が形成されている
。
形成されている。このコモン配線20Lには、コモン信号供給回路21からのコモン信号
VCOMが印加されており、共通電極20と電気的に接続されている。なお、コモン信号
供給回路21はドライバーICDr内に内蔵される場合も、外部回路から外部接続用端子
T1を経て供給される場合もある。そして、実施形態の液晶表示パネル11のアレイ基板
13には、コモン配線20Lの外周側に沿って、ノイズ検出用配線NDLが形成されてい
る。このノイズ検出用配線NDLの両端は、それぞれ外部接続用端子T1に隣接配置され
た診断用パッドT2に接続されている。なお、ノイズ検出用配線NDL及び診断用パッド
T2の詳細については後述する。
駆動回路27及び信号線駆動回路28を有している。このうち、制御回路26は、各種制
御信号を出力して、コモン信号供給回路21、走査線駆動回路27及び信号線駆動回路2
8の各部をそれぞれ制御するものである。走査線駆動回路27は、1フレームの期間にお
いて走査信号Y1、Y2、Y3、…、Ymを、それぞれ1、2、3、…、m行目の走査線
17に供給する。詳細には、走査線駆動回路27は、図4に示されているように、1フレ
ームの期間において走査線17を1行ずつ図2において上から数えて1、2、3、…、m
行目という順番で水平走査期間(H)毎に選択し、選択した走査線17への走査信号をH
レベルに相当する選択電圧VGHとし、それ以外の走査線17への走査信号をLレベルに
相当する電圧VGLとする。なお、本実施形態において1フレームとは、1枚の画像を表
示させるのに要する期間をいい、図5に示されているように、1行目の走査線17を選択
してからm行目の走査線17を選択するまでの期間をいう。
択電圧が印加された走査線17に位置する画素19に対し、画素の階調に応じた電圧であ
って、制御回路26で指定された書込極性に応じた電圧のデータ信号を、1〜n列目の信
号線18にそれぞれ供給するものである。詳細には、信号線駆動回路28は、縦m行×横
n列の画素マトリクス配列に対応した記憶領域(図示省略)を有し、各記憶領域において
、それぞれに対応する画素19の階調(明るさ)を指定する表示データDaを記憶する。
ここで、信号線駆動回路28は、ある走査線17に選択電圧が印加される直前において、
前記走査線17に位置する画素19の表示データDaを記憶領域から読み出すとともに、
前記読み出した表示データで指定された階調及び書込極性に応じた電圧に変換し、走査線
に選択電圧が印加されるタイミングに合わせて、データ信号として信号線引き回し配線1
8Lを経て信号線18に供給する。
それぞれについて並列的に実行する。なお、記憶領域に記憶される表示データDaは、表
示内容に変更が生じた場合に、外部上位回路(図示省略)から書込アドレスとともに変更
後の表示データDaが供給されて書き換えられる。
、走査線反転ともいう)方式としている。ここで、図5に示されているように、あるフレ
ーム(「nフレーム」と表記)の期間において、奇数(1、3、5、…、m−1)行目の
走査線17に位置する画素19に対しては正極性が指定され、偶数(2、4、6、…、m
)行目の走査線17に位置する画素19に対しては負極性が指定されるものとしたとき、
次のフレーム(「(n+1)フレーム」と表記)では、奇数行の画素19では負極性が指
定され、偶数行の画素19では正極性が指定される。このように書込極性を1フレーム毎
に反転する理由は、直流成分の印加による液晶層25の劣化を防止するためである。
給するものである。詳細には、コモン信号供給回路21は、ある1行の走査線が選択され
る水平走査期間(H)において、正極性書込が指定されていればコモン信号VCOMを電
圧VCOMLとし、負極性書込が指定されていればコモン信号VCOMを電圧VCOMH
とする。なお、電圧VCOML、VCOMHは、図5に示されているように、Lレベルに
相当する電圧VGLと、Hレベルに相当する選択電圧VGHとにおいて、VGL<VCO
ML<VCOMH<VGHという関係にある。
は16.7m秒となり、水平走査期間(H)は、そのm分の1である50μ秒となる。従
って、コモン信号供給回路21は、12MHzであるクロック信号Clkを38分周した
信号Clkbの16クロック分を、1水平走査期間(H)の目安として、コモン信号VC
OMの電圧を切り替えればよいことになる。
nフレームにおいて、最初に1行目の走査線17が選択され、走査信号Y1がHレベルに
相当する電圧VGHとなる。また、nフレームにおいて奇数行では正極性書込が指定され
るので、走査信号Y1がHレベルとなる水平走査期間(H)において、コモン信号VCO
Mは電圧VCOMLとなる。さらに、nフレームにおいて走査信号Y1がHレベルとなる
とき、信号線駆動回路28は、1行目であって1、2、3、…、n列目の画素の表示デー
タDaで指定された電圧だけ、電圧VCOMLを基準に高位側とした電圧のデータ信号X
1、X2、X3、…、Xnを、それぞれ1、2、3、…、n列の信号線18に供給する。
これにより例えば、j列目の信号線18に供給されるデータ信号Xjは、1行j列の画素
19の表示データDaで指定される階調が明るくなるにつれて、電圧VCOMLよりも高
位側とした電圧となる。走査信号Y1がHレベルになると、1行1列〜1行n列の画素に
おけるTFT22がオンするので、これらの画素電極24には、データ信号X1、X2、
X3、…、Xnが印加される。このため、1行1列〜1行n列の液晶容量23には、デー
タ信号の電圧とコモン信号VCOMの電圧VCOMLとの差電圧が、すなわち階調に応じ
た正極性の電圧が書き込まれることになる。
ルとなる。また、nフレームにおいて偶数行では負極性書込が指定されるので、走査信号
Y2がHレベルとなる水平走査期間(H)において、コモン信号VCOMは電圧VCOM
Hとなる。さらに、走査信号Y2がHレベルとなるとき、信号線駆動回路28は、2行目
であって1、2、3、…、n列目の画素の表示データDaで指定された電圧だけ、電圧V
COMHを基準に低位側とした電圧のデータ信号X1、X2、X3、…、Xnを、それぞ
れ1、2、3、…、n列の信号線18に供給する。これにより例えば、j列目の信号線1
8に供給されるデータ信号Xjは、2行j列の画素19の表示データDaで指定される階
調が明るくなるにつれて、電圧VCOMHよりも低位側とした電圧となる。走査信号Y2
がHレベルになると、2行1列〜2行n列の画素におけるTFT22がオンするので、こ
れらの画素電極24には、データ信号X1、X2、X3、…、Xnが印加される。このた
め、2行1列〜2行n列の液晶容量23には、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれる
ことになる。
性の電圧が書き込まれて保持され、偶数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれ
て保持される。次の(n+1)フレームにおいても同様な動作が繰り返されるが、書き込
み極性が反転するので、奇数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれて保持され
、偶数行では、階調に応じた正極性の電圧が書き込まれて保持される。
i、Y(i+1)との関係において示されている。i行目の走査線が選択される水平走査
期間(H)において正極性書込が指定されている場合、水平走査期間(H)では共通電極
20に供給されるコモン信号VCOMが電圧VCOMLとなる。j列目の信号線18には
、電圧VCOMLよりも、i行j列の画素の階調に応じた電圧だけ高位側の電圧(図5に
おいて上向きの矢印で示される)のデータ信号Xjが供給される。これにより、i行j列
の液晶容量23においては、データ信号Xjの電圧と共通電極20の電圧VCOMLとの
差電圧、すなわち、階調に応じた正極性電圧が書き込まれることになる。
て負極性書込が指定されるので、走査信号Y(i+1)がHレベルとなる水平走査期間(
H)ではコモン信号VCOMが電圧VCOMHとなる。j列目の信号線18には、電圧V
COMHよりも(i+1)行j列の画素の階調に応じた電圧だけ低位側の電圧(図5にお
いて下向きの矢印で示されている)のデータ信号Xjが供給される。これにより、(i+
1)行j列の液晶容量23においては、データ信号Xjの電圧と共通電極20の電圧VC
OMHとの差電圧、すなわち、階調に応じた負極性電圧が書き込まれることになる。
図6〜図8を用いて説明する。なお、図6は図1Bのタッチパネルの容量検出回路を示す
図である。図7は図1Bのタッチパネルの容量検出回路による検出動作の割り当てを示す
図である。図8は図1Bのタッチパネルの1つの電極の動作を示すタイミングチャートで
ある。
5の容量を検出するための容量検出回路29とにより構成されている。なお、図6は、A
D変換器30として逐次比較型AD変換器30aを使用した容量検出回路29の要部構成
を示すブロック図である。図1Bに示したように、透明な第1検出電極15aは行毎に互
いに電気的に接続されており、また、透明な第2検出電極15bは列毎に互いに電気的に
接続されている。そして、容量検出回路29は、全ての行及び全ての列に対応するように
個別に設けられたn個のスイッチ・キャパシタ回路31と、定電流源32と、容量素子3
3と、逐次比較型AD変換器30aを構成するコンパレータ34と、カウンタ35とを含
んでいる。
回路31は、構成的には同一である。そこで、1番目の行又は列に対応するもので説明す
ると、1番目のスイッチ・キャパシタ回路31は、一端が1行目の検出電極15に接続さ
れたスイッチSW1と、スイッチSW1の一端(検出電極15側)と電位GNDの接地線
との間でオンオフするスイッチSW2とを有している。スイッチSW1とスイッチSW2
とは排他的に作動し、スイッチSW1がオン状態の時にはスイッチSW2はオフ状態とな
り、スイッチSW1がオフ状態のときにはスイッチSW2はオン状態となる。2〜n番目
の行又は列に対応するスイッチ・キャパシタ回路31についても、1番目の行又は列に対
応するスイッチ・キャパシタ回路31と同様な構成であるが、それぞれ操作するタイミン
グがずらされている。これらのタイミングは、図示省略したが、それぞれのスイッチ・キ
ャパシタ回路31に供給されるスイッチSW1及びスイッチSW2に供給されるクロック
パルスにより制御される。なお、これらの回路は周知であるので詳細な説明は省略する。
W1の他端同士は共通接続されている。説明の便宜上、この共通接続点をノードAと表記
する。定電流源32は、電源電圧の高位側給電線からノードAに向けて一定の電流Ida
cを流す回路である。また、容量素子33は、ノードAと接地線との間に介挿されている
。コンパレータ34は、ノードAの電圧と基準電圧Vrefとを比較し、ノードAの電圧
が基準電圧Vrefよりも低い場合にHレベルとなり、ノードAの電圧が基準電圧Vre
f以上となった場合にLレベルとなる出力信号Vcmpを出力する。カウンタ35は、出
力信号VcmpがHレベルであるときにカウント動作が許可されて、クロック信号Osc
をカウントするものであり、そのカウント値Cntを外部の制御回路(図示省略)に出力
する。なお、カウンタ35によるカウント値Cntは、後述するカウント期間の最初に供
給されるパルス信号Psによりゼロにリセットされる。
割り当てを示す図である。この図に示されているように、容量検出回路29では、1番目
、2番目、3番目、…、n番目の行又は列の容量について、この順番で検出する動作を繰
り返す。各行又は列の容量を検出するための期間は、セトリング期間とカウント期間とに
分けられる。ここで、1番目の行又は列に対応する容量検出動作について図8を参照して
説明する。
ち、セトリング期間では、信号Ck1がHレベル及びLレベルを交互に繰り返す。なお、
セトリング期間における信号Ck1は、例えばクロック信号Clkを4分周したものが用
いられ、ここでは周波数3MHzとされている。
様々な容量が寄生する。例えば、所定の行又は列について寄生する容量としては、液晶表
示パネル11(の各種電極等)との結合容量CLCDと、他の電極との結合容量及び浮遊
容量の合成容量CEがある。このうち、容量CLCDは、液晶表示パネル11の各種電極
、例えば共通電極20や、走査線17、信号線18等を介して電位GNDに接地されてい
る。ここで便宜的に、所定の行又は列に対する容量CLCD及び容量CEの合成容量をC
xと表す。
トリング期間の動作を示す図であり、図9Bはカウント期間中の動作を示す図である。図
9Aに示すように、セトリング期間において信号Ck1がHレベルであると、スイッチS
W1がオン状態となり、スイッチSW2がオフ状態となるので、定電流Idacによって
容量Cxが充電される。このとき、容量Cxは十分に小さいので、容量Cxに流れる電流
は、すぐにゼロとなる。次に、図9Bに示すように、セトリング期間において信号Ck1
がLレベルになると、スイッチSW1がオフ状態となり、スイッチSW2がオン状態とな
るので、容量Cxには、その放電によって放電電流が流れ、やがて完全に放電して放電電
流がゼロとなる。
される電荷と、信号Ck1がLレベルであるときに容量Cxから放電される電荷とは互い
等しいので、スイッチSW1、SW2のオンオフを一定周期で繰り返すと、充電による電
流平均値と放電による電流平均値とは同じ大きさとなる。すなわち、電源電圧からみた容
量Cxは、充放電流の平均値が流れる抵抗素子と等価である、と考えることができる。こ
れがスイッチ・キャパシタ回路の動作原理である。
平均電圧Vaは、Idac/(fs・Cx)にセトリングすることになる。ここで、電圧
{Idac/(fs・Cx1)}が基準電圧Vcmpよりも低くなるように、周波数fs
、定電流Idacを設定する。このように設定したとき、セトリング期間の終了時におい
て、コンパレータ34による信号VcmpはHレベルとなる。
なる。これにより、スイッチSW1がオフ状態に、スイッチSW2がオン状態に、それぞ
れ固定されるので、検出電極15は、ノードAから切り離されて、電位GNDに接地され
る。このため、ノードAは、定電流Idacによって容量素子33が充電されるので、電
圧{Idac/(fs・Cx1)}から一定の割合で上昇する。また、カウント期間の最
初にパルス信号Psが出力されるとともに、クロック信号Oscが図示省略した別途の発
振器から出力される。
cmpがHレベルであり、カウント動作が許可されているので、カウンタ35は、クロッ
ク信号Oscをアップカウントすることになる。ノードAの電圧が上昇し、やがて基準電
圧Vrefに達すると、信号VcmpがLレベルに変化するので、カウンタ35では、カ
ウント動作が不許可になる。このため、カウント値Cntは、カウント期間の開始から、
ノードAが基準電圧Vrefに達した時点までの間におけるクロック信号Oscの周期数
となる。
により容量CEが見掛け上、増加して、合成容量Cxも増加する。このため、セトリング
期間の終端において、ノードAの電圧Vaは、図8に細線で示されているように低下する
ので、基準電圧Vrefに達するまでの時間がそれだけ長くなり、カウント値Cntが増
加する。従って、外部の制御回路が、カウンタ35によるカウント値Cntについて、非
タッチ時における値を基準として、大きいか否かを判断することによって、1番目の検出
電極15において指等がタッチしているか否かを検出することができる。
いて順番に繰り返して実行することによって、すべての検出電極15についてタッチがさ
れているか否かを検出することができ、タッチパネルコントローラー36(本発明の「座
標検出回路」に対応)によってタッチされている行及び列の検出値からタッチされている
座標を求めることができる。
補正は、逐次比較型AD変換器30からのAD変換後の値からベースライン(閾値)を引
き算し、次いで、1番目〜n番目のまでのデータの得られた後、これらのデータの重心を
計算し、この重心に基いてベースラインを更新する。このように更新されたベースライン
を次回のベースラインとする。
明する。上述したように、本実施形態では水平走査期間(H)が50μ秒である。このた
め、同一フレーム期間であれば、図5に示されているように、コモン信号VCOMは、水
平走査期間(H)毎に、電圧VCOMH、VCOMLで交互に切り替わる。本実施形態で
は、容量検出回路29による検出に割り当てられるセトリング期間よりも、水平走査期間
(H)が短く設定される。このため、同図に示されているように、ある1つの検出電極1
5について容量検出をするためのセトリング期間において、必ずコモン信号VCOMの電
圧が切り替わる。
するために広面積であるので、共通電極20の電圧切り替わりに伴うノイズは、タッチパ
ネル12に形成された検出電極15に対して容量CLCDを介して伝搬しやすい。この現
象を図11を用いて説明する。なお、図11はスイッチ・キャパシタ回路31とコモン信
号VCOMの反転のタイミングを説明するための各部の電圧波形を示す図である。
タ回路31のスイッチSW1がオン状態となり、スイッチSW2がオフ状態となっている
際(矢印a部分)には、コモン信号VCOMの電圧の切り替わりに伴うノイズは、容量C
LCDを介してノードAに伝搬して、セトリング電圧Cmodに影響を与えてしまう。な
お、スイッチ・キャパシタ回路31のスイッチSW1がオフ状態となり、スイッチSW2
がオン状態となっている際(矢印b部分)には、Cxの両端は短絡されているので、コモ
ン信号VCOMの電圧が切り替わってもノイズはほとんど生じない。
a部分に対応するタイミングでの実測値であり、図12Bは図11の矢印b部分に対応す
るタイミングでの実測値である。図12A及び図12Bを対比すると明らかなように、図
11の矢印a部分ではコモン信号VCOMの切り替わりに伴うノイズ電圧がセトリング電
圧Cmodに重畳しているが、図11の矢印b部分ではコモン信号VCOMが切り替わっ
てもノイズが重畳していないことが見て取れる。従来のスイッチ・キャパシタ回路の駆動
回路、すなわちタッチパネルコントローラーは、LCDの駆動タイミングとは独立して駆
動(非同期駆動)されていたため、セトリング電圧Cmodにノイズが重畳する場合とノ
イズが重畳しない場合とがランダムに発生していた。
同期であると、スイッチ・キャパシタ回路31のスイッチSW1及びSW2のオン状態及
びオフ状態によってコモン信号VCOMの電圧の切り替わりに伴うノイズがセトリング電
圧Cmodにランダムに重畳してしまうために、セトリング電圧Cmodが変動してしま
う。このセトリング電圧Cmodの変動は、カウント値Cntが座標検出毎にランダムに
変動することになり、また、1回の座標検出動作中にも各検出電極15から得られるカウ
ント値のばらつきの原因となる。
合わされて静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置10とされる。そのため、一般には
、スイッチ・キャパシタ回路の駆動回路、すなわちタッチパネルコントローラー36は、
LCDの駆動タイミングとは独立して駆動(非同期駆動)されるようになる。
ル11の外周側に形成されているコモン配線20Lの外周側に沿ってノイズ検出用配線N
DLを配設し、このノイズ検出用配線NDLの両端をそれぞれ外部接続用端子T1に隣接
して配置された診断用パッドT2に電気的に接続している。このノイズ検出用配線NDL
はフローティング状態となっている。
線20Lの形成と同時に同一材料で形成すればよい。これにより、特にノイズ検出用配線
NDLを形成するための特別な工程は必要なくなる。このノイズ検出用配線NDLは、コ
モン配線20Lに沿って形成されているため、ノイズ検出用配線NDLとコモン配線20
Lとの間には大きな容量が形成されるので、一種のアンテナとして作用し、コモン配線2
0Lに印加されている信号に起因するノイズを良好に検出することができる。
出用配線NDLに誘導されたノイズ電圧に基いて、タッチパネルコントローラー36によ
って検出された容量信号をノイズ検出回路40によって検出されたノイズ信号によって補
正し、正確なタッチ座標が得られるようにしている。このノイズ検出回路40の概略構成
を図13を用いて説明する。
増幅回路41は、周知のバッファー回路及びレベル調整回路からなっており、液晶表示パ
ネル11の診断用パッドT2の一方側に現れたノイズ電圧を増幅してAD変換器42に出
力する。AD変換器42は、周知のものを適宜選択して使用することができ、増幅された
ノイズ電圧をAD変換する。このAD変換器42の出力は、タッチパネルコントローラー
36のマイクロプロセッサMPUに入力される。
容量検出値と、デジタル化されたノイズ信号とを演算処理することにより、ノイズ成分が
補正されたタッチ座標を検出する。なお、ノイズ検出回路40のAD変換器42は、容量
検出回路29の動作と同期して作動させると、より正確にタッチ座標を検出することがで
きるようになる。このノイズ検出回路40と容量検出回路29との同期は、マイクロプロ
セッサMPUにより容易に行わせることができる。なお、このマイクロプロセッサMPU
を備えるタッチパネルコントローラー36が、本発明の座標検出回路及びノイズ除去回路
に対応する。
、コモン配線20Lに印加されている信号に起因するノイズに起因する容量の検出値を正
確に補正できるので、正確なタッチ座標を求めることができるようになる。
ズ検出回路40をタッチパネルコントローラー36とは別個に設けた例を示したが、ノイ
ズ検出回路40をタッチパネルコントローラー36内に一体に組み込むこともできる。
出用配線NDLは、両端部が一対の診断用パッドT2に接続されている。このノイズ検出
用配線NDLは、液晶表示パネル11の外周側に形成されているコモン配線20Lの更に
外周側にコモン配線20Lに沿って形成されている。従って、ノイズ検出用配線NDLは
液晶表示パネルの最も最外周側に沿って形成されていることになる。
等の検出用としても利用することができる。すなわち、基板割れや欠け等が生じた場合に
は最初にノイズ検出用配線NDLが断線する。そのため、製造時に一対の診断用パッドT
2間の電気抵抗を測定すれば、ノイズ検出用配線NDLの断線を容易に検出することがで
きる。なお、ノイズ検出用配線NDLが断線しても、感度が落ちるが、ノイズ検出にはそ
れほど影響がない。そこで、製造時にノイズ検出用配線NDLの断線が検出された液晶表
示パネルに対しては、詳細な検査を行い、表示に悪影響が生じている液晶表示パネルを排
除することができるようになる。
、デジタルカメラ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオレコーダ、カーナビゲーション
装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話
、POS端末、ATM等などの機器に対しても適用可能である。
チパネル 13…アレイ基板 14…対向基板 15…検出電極 15a…第1検出電極
15b…第2検出電極 15c…交差部 15d…層間絶縁膜 15e…中継電極 1
6…駆動回路 17…走査線 17L…走査線引き回し配線 18…信号線 18L…信
号線引き回し配線 19…画素 20…共通電極 20L…コモン配線 21…コモン信
号供給回路 22…薄膜トランジスター(TFT) 23…液晶容量 24…画素電極
25…液晶層 26…制御回路 27…走査線駆動回路 28…信号線駆動回路 29…
容量検出回路 30…AD変換器 30a…逐次比較型AD変換器 31…スイッチ・キ
ャパシタ回路 32…定電流源 33…容量素子 34…コンパレータ 35…カウンタ
36…タッチパネルコントローラー 40…ノイズ検出回路 41…ノイズ増幅回路
42…AD変換器 NDL…ノイズ検出用配線 T1…外部接続用端子 T2…診断用パ
ッド VCOM…コモン信号 Da…表示データ SW1、SW2…スイッチ Vref
…基準電圧 Vcmp…(コンパレータの)出力信号 Osc…クロック信号 Cnt…
カウント値 MPU…マイクロプロセッサ
Claims (5)
- 画素電極と、前記画素電極に対向する共通電極との差電圧に応じた階調となる画素が複
数形成された表示領域と、前記表示領域の周囲に形成された非表示領域とを備える液晶表
示パネルと、前記画素電極にそれぞれデータ信号を供給するとともに、第1の電圧と前記
第1の電圧よりも高い第2の電圧とを交互に切り替えたコモン信号を前記共通電極に供給
する駆動回路と、前記液晶表示パネルに積層され、複数の検出電極を有するタッチパネル
と、前記複数の検出電極の容量を出力する容量検出回路と、前記容量検出回路の出力に基
づいてタッチ座標を出力する座標検出回路と、を備えた静電容量型タッチパネル付き液晶
表示装置において、
前記液晶表示パネルの非表示領域側には、前記表示領域の周囲に沿って配線されている
と共に両端部が開放されたノイズ検出用配線が形成され、前記ノイズ検出用配線にはノイ
ズ出力回路が接続され、前記座標検出回路は、前記容量検出回路と前記ノイズ出力回路の
出力との差を演算するノイズ除去回路を備えていることを特徴とする静電容量型タッチパ
ネル付き液晶表示装置。 - 前記ノイズ検出用配線は、前記液晶表示パネルのコモン信号配線に隣接して、前記コモ
ン信号配線の外周側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の
静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置。 - 前記ノイズ検出用配線は、両端部が一対の診断用パッドに接続されていることを特徴と
する請求項1に記載の静電容量型タッチパネル付き液晶表示装置。 - 前記容量検出回路及び前記ノイズ出力回路は、それぞれスイッチ・キャパシタ回路を備
えていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の静電容量型タッチパネル付き液
晶表示装置。 - 前記容量検出回路及び前記ノイズ出力回路の前記スイッチ・キャパシタ回路は、互いに
同期して作動されていることを特徴とする請求項4に記載の静電容量型タッチパネル付き
液晶表示装置。
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US11513629B2 (en) | 2020-12-14 | 2022-11-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101328277B1 (ko) * | 2012-03-30 | 2013-11-14 | 삼성전기주식회사 | 터치 감지 장치 및 방법 |
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---|---|---|---|---|
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JP2960268B2 (ja) * | 1992-12-16 | 1999-10-06 | 松下電器産業株式会社 | アクティブマトリックス液晶パネル及びその製造方法と駆動方法並びにアクティブマトリックス液晶ディスプレイ |
JP2006171386A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置および電子機器 |
JP2008164787A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶表示装置 |
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-
2010
- 2010-03-02 JP JP2010044979A patent/JP5354545B2/ja active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11218157B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-01-04 | Silicon Works Co., Ltd. | Touch driving device and display device for directly sensing display electrode noise |
JP7466015B2 (ja) | 2018-08-30 | 2024-04-11 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
US11513629B2 (en) | 2020-12-14 | 2022-11-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
US11656729B2 (en) | 2021-02-04 | 2023-05-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Touch sensor controller, operating method of touch sensor controller, and touch screen driving circuit |
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