JP6256177B2 - LCD with touch panel - Google Patents

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Description

本発明はタッチパネル付き液晶表示装置に関するものであり、周辺ノイズを低減し、検出精度の高いタッチパネルを備えた液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device with a touch panel, and relates to a liquid crystal display device including a touch panel with reduced peripheral noise and high detection accuracy.

指などの指示体によるタッチを検出し、そのタッチ位置の座標を特定するタッチパネルは優れた入力手段であり広く用いられている。一般に、タッチパネルは、タッチ位置に対応した信号を生じるタッチスクリーンとタッチスクリーンからの信号に基づいてタッチされた位置座標を特定する検出装置とから構成され、抵抗膜方式、静電容量方式など様々な検出方式のタッチパネルが製品化されている。   A touch panel that detects a touch by an indicator such as a finger and specifies the coordinates of the touch position is an excellent input means and is widely used. Generally, a touch panel includes a touch screen that generates a signal corresponding to a touch position and a detection device that identifies a touched position coordinate based on a signal from the touch screen. Detection type touch panels have been commercialized.

このような静電容量方式のタッチパネルの1つとして、投影型静電容量方式のタッチパネルがある(例えば特許文献1参照)。この投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチスクリーンの前面側を、厚さ数mm程度のガラス板などの保護板で覆った場合でもタッチの検出が可能である。このようなタッチスクリーンは堅牢性に優れ、手袋装着時においてもタッチを検出することが可能であり、さらに可動部を有さないので長寿命であるという特長を有している。   As one of such capacitive touch panels, there is a projected capacitive touch panel (see, for example, Patent Document 1). This projected capacitive touch panel can detect a touch even when the front side of the touch screen is covered with a protective plate such as a glass plate having a thickness of several millimeters. Such a touch screen is excellent in robustness, can detect a touch even when wearing a glove, and has a feature that it has a long life because it does not have a movable part.

投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチスクリーン上に静電容量を検出するための検出用電極である、行方向に形成された行方向電極と列方向に形成された列方向電極とが絶縁膜を介して交差して配置している。これらの行方向電極、列方向電極と指示体との間に形成される静電容量であるタッチ容量の検出結果に基づいて、指示体のタッチ位置をタッチスクリーン上の座標として算出し、出力する。   The projected capacitive touch panel is a detection electrode for detecting capacitance on a touch screen, and the row direction electrode formed in the row direction is insulated from the column direction electrode formed in the column direction. They are placed across the membrane. Based on the detection result of the touch capacitance, which is the capacitance formed between the row direction electrode, the column direction electrode, and the indicator, the touch position of the indicator is calculated as coordinates on the touch screen and output. .

これらの行方向電極、列方向電極は、ジグザグ状に連続した微細な金属細線で形成され、複数の金属細線を電気的に接続し、行方向束配線、列方向束配線として用いられものや、ITOなどの透明導電膜により行方向電極、列方向電極を形成して用いるものなどが知られている。   These row-direction electrodes and column-direction electrodes are formed of fine metal wires that are continuous in a zigzag shape, and electrically connect a plurality of metal wires to be used as row-direction bundle wires, column-direction bundle wires, There are known ones in which a row direction electrode and a column direction electrode are formed by using a transparent conductive film such as ITO.

この投影型静電容量方式のタッチパネルを用いる場合、通常、液晶表示装置の表面にタッチスクリーンを配置して用いる。液晶表示装置は、その駆動時に、ソース配線、ゲート配線等からカップリングノイズを生じており、カップリングノイズによりタッチパネルの動作が不安定になることがある。このような問題を解決するため、ゲートドライバICやソースドライバICが駆動していないタイミング、つまり液晶画面の上端から下端へ1回の書き換えを行い、次の書き換え周期へと移行する間隙時間である垂直ブランキング期間に静電容量測定を行う方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。   When using this projected capacitive touch panel, a touch screen is usually disposed on the surface of the liquid crystal display device. In the liquid crystal display device, coupling noise is generated from the source wiring, the gate wiring, and the like at the time of driving, and the operation of the touch panel may become unstable due to the coupling noise. In order to solve such a problem, the timing when the gate driver IC and the source driver IC are not driven, that is, the gap time during which the rewrite is performed once from the upper end to the lower end of the liquid crystal screen and the next rewrite cycle is started. A method of measuring capacitance during the vertical blanking period has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2010−61502号公報JP 2010-61502 A 特開2008−165434号公報JP 2008-165434 A

しかしながら、液晶表示装置を駆動するときに生じるソース配線やゲート配線のカップリングノイズを除いた場合であっても、液晶表示装置の中で、液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトの光源であるLEDやCCFL等の駆動電流自体や駆動電流供給回路からのノイズが生じ、タッチパネルの検出ノイズとなる。そのため液晶駆動のブランキング期間の垂直ブランキング期間にタッチ位置の検出をおこなっても、バックライトの光源の駆動に起因するノイズの影響は防止することができないという問題があった。   However, even if the source wiring and gate wiring coupling noise generated when driving the liquid crystal display device is removed, the backlight light source installed on the back of the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device. Noise from a drive current itself or a drive current supply circuit such as a certain LED or CCFL is generated and becomes detection noise of the touch panel. Therefore, even if the touch position is detected in the vertical blanking period of the liquid crystal driving blanking period, there is a problem that the influence of noise due to the driving of the light source of the backlight cannot be prevented.

さらに、近年、薄型軽量のタッチスクリーンを目指して、タッチスクリーンの検出用配線を直接液晶表示パネルのカラーフィルタ基板の表面に形成するオンセル型タッチパネルや、液晶表示パネルのアレイ基板やカラーフィルタ基板の内面に検出用配線を形成するインセル型のタッチパネルの検討が行われており、このようなタッチパネルではバックライト光源から検出用電極までの距離が短くなり、バックライトの光源の駆動に起因するノイズの影響はより顕著となるという問題がある。   Furthermore, in recent years, with the aim of thin and light touch screens, an on-cell touch panel in which touch screen detection wiring is directly formed on the surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel, and the inner surface of the array substrate and color filter substrate of the liquid crystal display panel In-cell type touch panels in which detection wiring is formed are being studied. In such touch panels, the distance from the backlight light source to the detection electrode is shortened, and the influence of noise caused by driving the backlight light source is reduced. Has the problem of becoming more prominent.

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、バックライトの光源の駆動時に生じるノイズを防止し、高いタッチ座標検出精度を有するタッチパネルを備えた液晶表示装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a liquid crystal display device including a touch panel that prevents noise generated when driving a light source of a backlight and has high touch coordinate detection accuracy. And

本発明のタッチパネル付き液晶表示装置は、行方向に延在する複数の行方向電極と、列方向に延在する複数の列方向電極と、行方向電極と列方向電極とから得られる静電容量を検出する静電容量検出回路と、静電容量検出回路の検出結果に基づいて、指示体によるタッチ座標を算出するタッチ座標算出回路と、を有するタッチパネルと、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面部分にバックライトとを有する液晶表示装置と、を備え、液晶表示パネルの垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間とバックライトの光源駆動停止期間との重複期間、および、水平ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間とバックライトの光源駆動停止期間との重複期間において、タッチパネルの静電容量検出を行うことを特徴とする。 The liquid crystal display device with a touch panel according to the present invention includes a plurality of row-direction electrodes extending in the row direction, a plurality of column-direction electrodes extending in the column direction, and a capacitance obtained from the row-direction electrodes and the column-direction electrodes. A touch panel, a liquid crystal display panel, a liquid crystal display panel, and a touch coordinate calculation circuit that calculates touch coordinates by an indicator based on a detection result of the capacitance detection circuit A liquid crystal display device having a backlight on the back surface portion, an overlapping period of a liquid crystal drive stop period corresponding to a vertical blanking period of the liquid crystal display panel and a light source drive stop period of the backlight , and a horizontal blanking period in the overlapping period of the light source drive halt period of the corresponding liquid crystal drive stop period and the backlight, you and performs the capacitance detection of the touch panel.

本発明のタッチパネル付き液晶表示装置は、液晶表示パネルの駆動およびバックライトの光源の駆動がともに停止している期間に、タッチ座標の検出を行うため、液晶表示パネルや光源装置の駆動に伴うノイズの静電容量検出に与える影響を防止し、タッチ座標検出精度の高いタッチパネル付き液晶表示装置を得ることができる。   Since the liquid crystal display device with a touch panel according to the present invention detects touch coordinates during the period in which the driving of the liquid crystal display panel and the driving of the light source of the backlight are both stopped, the noise accompanying the driving of the liquid crystal display panel and the light source device The influence on the capacitance detection of the touch panel can be prevented, and a liquid crystal display device with a touch panel with high touch coordinate detection accuracy can be obtained.

本発明の実施の形態1に係るタッチスクリーンの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the touch screen which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るタッチスクリーンの一部の構成を示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing the composition of a part of the touch screen according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るタッチパネル付き液晶表示装置の駆動を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the drive of the liquid crystal display device with a touchscreen which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the liquid crystal display device with a touchscreen which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the liquid crystal display device with a touchscreen which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the liquid crystal display device with a touchscreen which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the liquid crystal display device with a touchscreen which concerns on Embodiment 3 of this invention.

実施の形態の説明および各図において、同一の符号を付した部分は、同一または相当する部分を示すものである。     In the description of the embodiments and the respective drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

また、本発明の実施の形態において、タッチスクリーンとは、指などの指示体の接触により接触位置に応じた信号を出力する位置センサーを言い、タッチパネルとは、タッチスクリーンと、タッチスクリーンからの出力信号に基づいて位置座標を特定する検出装置とから主に構成される入力装置を言う。   In the embodiment of the present invention, the touch screen refers to a position sensor that outputs a signal corresponding to the contact position by the contact of an indicator such as a finger, and the touch panel refers to the touch screen and an output from the touch screen. An input device mainly composed of a detection device that identifies position coordinates based on signals.

実施の形態1.
<液晶表示装置の構造>
図1、図2を用いて、本発明の実施の形態に係るタッチパネル10が備えるタッチスクリーン1の構成を説明する。図1は本発明の実施の形態に係るタッチスクリーン1の平面図であり、図2(a)(b)は本発明の実施の形態に係るタッチスクリーン1の一部を示す斜視図である。
Embodiment 1 FIG.
<Structure of liquid crystal display device>
The configuration of the touch screen 1 included in the touch panel 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of a touch screen 1 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are perspective views showing a part of the touch screen 1 according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、タッチスクリーン1は、列方向(図1中のy方向)に延在し、かつ所定の間隔で行方向(図1中のx方向)に繰り返し配列された複数の列方向電極2と、列方向電極2と直交する、行方向(x方向)に延在し、かつ所定の間隔で列方向(y方向)に繰り返し配列された複数の行方向電極3とを備えている。列方向電極2、行方向電極3は、各々列方向電極用接続配線4、行方向電極用接続配線5で数本ずつが接続され(図1では5本ずつ)、列方向検出束電極6、行方向検出束電極7(いずれも一点鎖線で囲まれた部分)を形成している。   As shown in FIG. 1, the touch screen 1 has a plurality of columns extending in the column direction (y direction in FIG. 1) and repeatedly arranged in the row direction (x direction in FIG. 1) at a predetermined interval. A direction electrode 2 and a plurality of row direction electrodes 3 extending in the row direction (x direction) orthogonal to the column direction electrode 2 and repeatedly arranged in the column direction (y direction) at a predetermined interval are provided. Yes. The column-direction electrode 2 and the row-direction electrode 3 are connected in pairs by the column-direction electrode connection wiring 4 and the row-direction electrode connection wiring 5 respectively (five in FIG. 1). A row direction detection bundle electrode 7 (all of which are surrounded by a one-dot chain line) is formed.

列方向検出束電極6、行方向検出束電極7を各々構成する列方向電極2、行方向電極3は、金属製の数μm幅の金属細線で形成されており、図1においては、列方向電極2、行方向電極3は、直線で示しているが、ジグザグに折れ曲がった形状とすることもできる。ジグザグに折れ曲がった金属細線からなる列方向電極2、行方向電極3が各々列方向電極用接続配線4、行方向電極用接続配線5で接続され、メッシュ状の列方向検出束電極6、行方向検出束電極7を構成している。なお、列方向検出束電極6と行方向検出束電極7とは、絶縁膜を介して形成されており、各々が電気的に接することなく、立体的に交差して配置されている。列方向検出束電極6と行方向検出束電極7とは引き出し配線8によってタッチスクリーン1上を引き回され、接続端子9により外部と接続している。   The column direction electrode 2 and the row direction electrode 3 constituting the column direction detection bundle electrode 6 and the row direction detection bundle electrode 7, respectively, are formed of metal thin metal wires having a width of several μm, and in FIG. The electrode 2 and the row direction electrode 3 are shown as straight lines, but may be formed in a zigzag shape. A column-direction electrode 2 and a row-direction electrode 3 made of thin metal wires bent in a zigzag are connected by a column-direction electrode connection wiring 4 and a row-direction electrode connection wiring 5, respectively. The detection bundle electrode 7 is configured. The column direction detection bundle electrode 6 and the row direction detection bundle electrode 7 are formed via an insulating film, and are arranged so as to intersect three-dimensionally without being in electrical contact with each other. The column direction detection bundle electrode 6 and the row direction detection bundle electrode 7 are drawn on the touch screen 1 by the lead wiring 8 and are connected to the outside by the connection terminal 9.

次に図2(a)を用いてタッチスクリーン1の層構造を説明する。タッチスクリーン1は透明なガラス材料または透明な樹脂からなる透明基板(ベース基板)12の裏面上にアルミニウム等からなる不透明で高導電率の金属材料から成る列方向検出束電極6が形成される。さらにベース基板12の裏面上の列方向検出用束電極6を覆うように窒化シリコン膜からなる透明な層間絶縁膜13が形成され、層間絶縁膜13にアルミニウム等の金属材料からなる行方向検出束配線7が形成される。   Next, the layer structure of the touch screen 1 will be described with reference to FIG. In the touch screen 1, a column-direction detection bundle electrode 6 made of an opaque and highly conductive metal material made of aluminum or the like is formed on the back surface of a transparent substrate (base substrate) 12 made of a transparent glass material or a transparent resin. Further, a transparent interlayer insulating film 13 made of a silicon nitride film is formed so as to cover the column direction detecting bundle electrode 6 on the back surface of the base substrate 12, and the row direction detecting bundle made of a metal material such as aluminum is formed on the interlayer insulating film 13. A wiring 7 is formed.

本実施の形態においては、ベース基板12の裏面に列方向検出束配線6を形成し、層間絶縁膜13を介して、行方向検出束配線7を形成したが、列方向検出束配線6と行方向検出束配線7との構成を逆順とすることもできる。また、層間絶縁膜13に形成した行方向検出束配線7の上に、窒化シリコン等からなる保護膜14を形成することもできる。さらに本実施の形態においては、層間絶縁膜13、保護膜14は、窒化シリコンを用いたが、酸化シリコンや、有機樹脂膜等を用いることができる。   In the present embodiment, the column direction detection bundle wiring 6 is formed on the back surface of the base substrate 12 and the row direction detection bundle wiring 7 is formed through the interlayer insulating film 13. The configuration with the direction detection bundle wiring 7 may be reversed. Also, a protective film 14 made of silicon nitride or the like can be formed on the row direction detection bundle wiring 7 formed in the interlayer insulating film 13. Further, in the present embodiment, silicon nitride is used for the interlayer insulating film 13 and the protective film 14, but silicon oxide, an organic resin film, or the like can be used.

本実施の形態においては、図2(a)に示したように、ベース基板12の裏面に各検出束配線を形成する構成を用いたが、全体構成を逆にして、図2(b)に示すように、ベース基板12の表面に列方向検出束配線6、層間絶縁膜13、行方向検出束配線7を形成し、表面に粘着層15を介して保護ガラス16を貼付した構成とすることもできる。この保護ガラス16を数mm程度の厚さとすることで堅牢性に優れたタッチスクリーン1を得ることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the configuration in which each detection bundle wiring is formed on the back surface of the base substrate 12 is used. As shown, the column direction detection bundle wiring 6, the interlayer insulating film 13, and the row direction detection bundle wiring 7 are formed on the surface of the base substrate 12, and the protective glass 16 is pasted on the surface via the adhesive layer 15. You can also. By making the protective glass 16 have a thickness of about several millimeters, the touch screen 1 having excellent robustness can be obtained.

本実施の形態においては、先にも述べたように、列方向電極2、行方向電極3は、直線状に描いているが、ジグザグに折れ曲がった金属細線を用いることができる。タッチスクリーン1を貼りつける液晶表示パネルには、液晶表示のための画素が、列方向および行方向に配列している。したがって、列方向電極2、行方向電極3を直線状の金属細線で形成した場合、液晶表示パネルの画素配列と光学干渉を生じ、モアレ(干渉縞)を生じる場合がある。しかし、行方向電極2、列方向電極3を行方向および列方向から45度の傾斜させて、斜めのジグザグに形成することで、モアレの発生が少なくすることができる。   In the present embodiment, as described above, the column direction electrode 2 and the row direction electrode 3 are drawn in a straight line, but a thin metal wire bent zigzag can be used. On the liquid crystal display panel to which the touch screen 1 is attached, pixels for liquid crystal display are arranged in the column direction and the row direction. Therefore, when the column direction electrode 2 and the row direction electrode 3 are formed of straight metal thin lines, optical interference may occur with the pixel arrangement of the liquid crystal display panel, and moire (interference fringes) may occur. However, when the row direction electrode 2 and the column direction electrode 3 are inclined by 45 degrees from the row direction and the column direction to form an oblique zigzag, the occurrence of moire can be reduced.

<タッチパネル付き液晶表示装置の駆動>
図3は、本発明の実施の形態1に係るタッチパネル付き液晶表示装置の駆動を示すブロック図である。本実施の形態においては、タッチスクリーン1がWx(1)、Wx(2)・・・Wx(m)のm本の列方向検出束配線6と、Wy(1)、Wy(2)・・・Wy(n)のn本の行方向検出束配線7を備えている。
<Driving of LCD with touch panel>
FIG. 3 is a block diagram showing driving of the liquid crystal display device with a touch panel according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, the touch screen 1 has W column (1), Wx (2)... Wx (m) m column direction detection bundle wires 6, Wy (1), Wy (2),. -It has n row direction detection bundle wirings 7 of Wy (n).

タッチスクリーン1の検出方式としては、列方向検出束配線6および行方向検出束配線7のそれぞれと指などの指示体との間に形成される静電容量を検出する自己容量検出方式と、列方向検出束配線6と行方向検出束配線7との間の電極間容量(相互容量)の指示体の近接による変化量を検出する相互容量検出方式とがあり、いずれの方式であっても本発明は適用することができる。そこで、本実施の形態においては、多点の同時検出が可能な相互容量検出方式を用いる場合について説明する。なお、それに伴って、ここまでのタッチスクリーン1の説明においては、その構成的特徴から、列方向検出束配線6、行方向検出用束配線7と呼んでいたが、以下では機能面から、列方向検出束配線6をセンス電極、行方向検出束配線7を励起電極と呼ぶ場合とがあり、静電容量検出回路を相互容量検出回路21と呼ぶ場合がある。   As a detection method of the touch screen 1, a self-capacitance detection method for detecting an electrostatic capacitance formed between each of the column direction detection bundle wiring 6 and the row direction detection bundle wiring 7 and an indicator such as a finger, There is a mutual capacitance detection method for detecting the amount of change due to the proximity of the indicator of the interelectrode capacitance (mutual capacitance) between the direction detection bundle wiring 6 and the row direction detection bundle wiring 7. The invention can be applied. Therefore, in this embodiment, a case where a mutual capacitance detection method capable of simultaneous detection of multiple points is used will be described. Accordingly, in the description of the touch screen 1 so far, it has been referred to as a column direction detection bundle wiring 6 and a row direction detection bundle wiring 7 because of its structural features. The direction detection bundle wiring 6 may be called a sense electrode, the row direction detection bundle wiring 7 may be called an excitation electrode, and the capacitance detection circuit may be called a mutual capacitance detection circuit 21.

励起電極ドライバ回路20からは、各励起電極7であるWy(1)、Wy(2)・・・Wy(n)へ順次、所定の電圧の励起パルス(充放電パルス)が印加される。つまり、励起電極ドライバ回路20は、各励起電極7(Wy(1)、Wy(2)・・・Wy(n))を順次スキャンしながら励起パルスを印加する。ここで励起電極7の内、選択され、励起パルスが印加された電極以外の励起電極7は、たとえばGND電位に固定される。   From the excitation electrode driver circuit 20, excitation pulses (charge / discharge pulses) of a predetermined voltage are sequentially applied to Wy (1), Wy (2)... Wy (n) which are the excitation electrodes 7. That is, the excitation electrode driver circuit 20 applies excitation pulses while sequentially scanning each excitation electrode 7 (Wy (1), Wy (2)... Wy (n)). Here, among the excitation electrodes 7, the excitation electrodes 7 other than the electrode selected and applied with the excitation pulse are fixed to the GND potential, for example.

選択された励起電極7と各センス電極6との間の相互容量への充放電電流が相互容量検出回路21で測定され、所定時間に渡って積分された後、A/D変換し、選択した励起電極7と各センス電極6との相互容量検出値としてタッチ座標算出回路22に入力する。ここで相互容量検出回路21による相互容量への充放電電流の積分値は、相互容量に対して充放電される電荷量を表すものであり、この電荷量は相互容量に比例するので、相互容量に対する充放電電流の積分値(充放電に伴う電荷量)を検出することで、相互容量の変化を検出することができる。   The charge / discharge current to the mutual capacitance between the selected excitation electrode 7 and each sense electrode 6 is measured by the mutual capacitance detection circuit 21 and integrated over a predetermined time, and then A / D converted and selected. A mutual capacitance detection value between the excitation electrode 7 and each sense electrode 6 is input to the touch coordinate calculation circuit 22. Here, the integral value of the charge / discharge current to the mutual capacitance by the mutual capacitance detection circuit 21 represents the amount of charge charged / discharged with respect to the mutual capacitance, and this charge amount is proportional to the mutual capacitance. By detecting the integrated value of the charge / discharge current (the amount of charge accompanying charge / discharge), the change in mutual capacitance can be detected.

各励起電極7への励起パルスの印加を所定回数繰り返すことで、その積分値の平均値を求め、さらにデジタルフィルタ処理を行う等することで、検出S/N比を向上させることができる。   By repeating the application of excitation pulses to each excitation electrode 7 a predetermined number of times, the average value of the integral values is obtained, and further the digital filter processing is performed, thereby improving the detection S / N ratio.

このように、選択した励起電極7への励起パルス印加を行った後、充放電電流を積分し、相互容量の検出値を平均化等の処理を行う一連の処理を、選択した励起電極7を順次走査しながら切り替えることで、各励起電極7と各センス電極6とで形成するすべての電極間容量(相互容量)を測定することができる(本実施の形態においては、m×n個の静電容量検出値)。   Thus, after applying the excitation pulse to the selected excitation electrode 7, a series of processes such as integrating the charge / discharge current and averaging the detection values of the mutual capacitance are performed on the selected excitation electrode 7. By switching while sequentially scanning, all interelectrode capacitances (mutual capacitances) formed by each excitation electrode 7 and each sense electrode 6 can be measured (in this embodiment, m × n static capacitances). Capacitance detection value).

タッチ座標算出回路22においては、相互容量検出回路21から入力されたデジタル相互容量検出値に基づいて、指などの指示体によるタッチ有無の判定、およびタッチがあると判定されたときのタッチ座標の算出が行われ、タッチ座標のデータが外部へ送出される。   In the touch coordinate calculation circuit 22, based on the digital mutual capacitance detection value input from the mutual capacitance detection circuit 21, it is determined whether or not there is a touch with an indicator such as a finger, and the touch coordinates when it is determined that there is a touch. Calculation is performed, and touch coordinate data is transmitted to the outside.

励起電極ドライバ回路20による励起電極7の走査や、励起パルス印加のタイミング、相互容量検出回路21による相互容量充放電電流の積分タイミング等が検出制御回路23によって制御される。   The detection control circuit 23 controls scanning of the excitation electrode 7 by the excitation electrode driver circuit 20, excitation pulse application timing, mutual capacitance charge / discharge current integration timing by the mutual capacitance detection circuit 21, and the like.

本発明は、タッチスクリーンのタッチによる相互容量の変化の測定を、液晶表示パネルの駆動とバックライトの駆動とが、いずれも停止したタイミングで行うものであり、液晶表示パネルとバックライトの駆動の概略を説明した後に、詳細に述べる。なお、本明細書においては、先にも述べたように、指等の指示体がタッチする対象をタッチスクリーン1と呼び、タッチスクリーン1に、励起電極ドライバ回路20、相互容量検出回路21、タッチ座標算出回路22、検出制御回路23といった周辺回路を含めてタッチパネル10と呼ぶ。   In the present invention, the change in mutual capacitance due to touch on the touch screen is measured at the timing when both the driving of the liquid crystal display panel and the driving of the backlight are stopped, and the driving of the liquid crystal display panel and the backlight is performed. It will be described in detail after the outline. In this specification, as described above, a target touched by an indicator such as a finger is referred to as a touch screen 1, and the touch screen 1 is provided with an excitation electrode driver circuit 20, a mutual capacitance detection circuit 21, a touch. The peripheral circuit including the coordinate calculation circuit 22 and the detection control circuit 23 is referred to as the touch panel 10.

一方、液晶表示パネル30は、ガラス基板(アレイ基板)上には、行方向に延在した複数のゲート配線と、列方向に延在した複数のソース配線とが形成されており、それぞれの交差部分にスイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)が形成されている。このアレイ基板と対向してカラーフィルタ(CF)、ブラックマトリクス(BM)が形成された対向基板が配置され、これらの間隙に液晶材料が挟持して液晶表示パネル30を形成している。   On the other hand, the liquid crystal display panel 30 is formed with a plurality of gate wirings extending in the row direction and a plurality of source wirings extending in the column direction on a glass substrate (array substrate). A TFT (thin film transistor) which is a switching element is formed in the portion. A counter substrate on which a color filter (CF) and a black matrix (BM) are formed is disposed opposite to the array substrate, and a liquid crystal material is sandwiched between these substrates to form a liquid crystal display panel 30.

液晶表示パネル30の駆動において、ゲート配線は順次走査され、ゲートドライバ回路31から出力されるゲート信号が印加され、対応するゲート配線に接続されたTFTがON状態となる。ソースドライバ回路32は、外部から画素単位で入力される1ライン分の画像信号を行方向に展開した後にD/A変換し、液晶材料への印加電圧として各ソース配線に印加する。この操作を、各ゲート配線を順次走査しながら行い、液晶表示パネル30の前面に表示を行うことができる。このような液晶表示パネルの駆動方法は、一般に線順次駆動と呼び、表示制御回路33により制御される。   In driving the liquid crystal display panel 30, the gate lines are sequentially scanned, a gate signal output from the gate driver circuit 31 is applied, and the TFTs connected to the corresponding gate lines are turned on. The source driver circuit 32 develops an image signal for one line input from the outside in units of pixels in the row direction, performs D / A conversion, and applies it to each source wiring as an applied voltage to the liquid crystal material. This operation can be performed while sequentially scanning each gate wiring to display on the front surface of the liquid crystal display panel 30. Such a driving method of the liquid crystal display panel is generally called line sequential driving and is controlled by the display control circuit 33.

液晶表示パネル30の背面に設置されたバックライト40の側面には、たとえば、列方向に複数のLEDが配列されたLEDアレイ41を光源として備えている。LEDアレイ41の各LEDには、LED駆動回路42により駆動電流が供給される。またライティング制御回路43に調光レベル調整信号が送られ、それに基づいて各LEDへのLED駆動電流の供給タイミングが制御される。   On the side surface of the backlight 40 installed on the back surface of the liquid crystal display panel 30, for example, an LED array 41 in which a plurality of LEDs are arranged in the column direction is provided as a light source. A drive current is supplied to each LED of the LED array 41 by an LED drive circuit 42. In addition, a dimming level adjustment signal is sent to the lighting control circuit 43, and the supply timing of the LED drive current to each LED is controlled based on the signal.

<タッチパネル付き液晶表示装置の駆動タイミング>
図4をもとに、本実施の形態のタッチパネル付きの液晶表示装置の、タッチパネル、液晶表示パネル30、およびバックライト40の駆動のタイミングを説明する。図4は本発明の実施の形態1に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
<Driving timing of LCD with touch panel>
Based on FIG. 4, the drive timing of the touch panel, the liquid crystal display panel 30, and the backlight 40 of the liquid crystal display device with a touch panel of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the liquid crystal display device with a touch panel according to Embodiment 1 of the present invention.

図4の上から、液晶表示パネルのゲート配線を順次走査して、1画面の書き換えと次の1画面の書き換えのタイミングを示す信号である垂直同期信号VD、ゲート配線を順次走査するときの、各ゲート配線を1本ずつ切り替えるタイミングを示す信号である水平同期信号HD、画面に表示する画像の書き換え期間を示す画像信号有効期間信号DENA、液晶表示パネルに表示画像の書き込みを行っている期間を示す液晶表示パネル駆動信号、バックライト40を構成するLEDの点灯のために印加するLED駆動電流、タッチスクリーンのタッチ位置を検出するための励起パルス信号を示しており、測定した相互容量の値を積分しA/D変換するタイミングは矢印で示したA/D変換タイミングであらわしている。   From the top of FIG. 4, the gate wiring of the liquid crystal display panel is sequentially scanned, and the vertical synchronization signal VD which is a signal indicating the timing of rewriting one screen and the next one screen, and the gate wiring are sequentially scanned. A horizontal synchronizing signal HD that is a signal indicating the timing of switching each gate wiring one by one, an image signal effective period signal DENA that indicates a rewriting period of an image displayed on the screen, and a period during which a display image is written on the liquid crystal display panel Liquid crystal display panel driving signal, LED driving current applied to turn on the LED constituting the backlight 40, and excitation pulse signal for detecting the touch position of the touch screen are shown. The timing for integration and A / D conversion is represented by A / D conversion timing indicated by arrows.

垂直同期信号VDは、1画面の書き換えのタイミングを示しており、各表示フレーム期間(j)、(J−1)、(J+1)で全面の画像の書き換えを行う。一般に表示フレーム期間(j)は1/60秒以下である。   The vertical synchronization signal VD indicates the rewriting timing of one screen, and the entire image is rewritten in each display frame period (j), (J−1), and (J + 1). Generally, the display frame period (j) is 1/60 second or less.

水平同期信号HDは、全ゲート配線を順次選択し、1回の表示フレーム期間を構成する場合に、それぞれ1本のゲート配線を選択するタイミングを示している。したがって1回の表示フレーム期間に、ゲート配線の本数だけパルス状の水平同期信号HDが印加される。   The horizontal synchronization signal HD indicates a timing for selecting one gate line in a case where all the gate lines are sequentially selected to form one display frame period. Therefore, the pulse-like horizontal synchronization signal HD is applied for the number of gate lines in one display frame period.

画像信号有効期間信号DENAは、液晶表示パネルに印加する画像信号のタイミングを制御する。画像信号有効期間信号DENAの間隙期間は液晶表示パネルへの画像信号が印加されない期間である垂直ブランキング期間と呼ばれる。この映像信号有効期間信号DENAに基づいて液晶表示パネル駆動信号が液晶表示パネルに印加される。したがって、画像信号有効期間信号DENAを受け、一定の処理の後に液晶表示パネルに液晶表示パネル駆動信号が印加されるので、画像信号有効期間信号DENAの間隙期間である垂直ブランキング期間から一定期間遅れて液晶表示パネル駆動期間が始まることになる。   The image signal effective period signal DENA controls the timing of the image signal applied to the liquid crystal display panel. The gap period of the image signal effective period signal DENA is called a vertical blanking period, which is a period during which no image signal is applied to the liquid crystal display panel. A liquid crystal display panel drive signal is applied to the liquid crystal display panel based on the video signal effective period signal DENA. Accordingly, since the liquid crystal display panel drive signal is applied to the liquid crystal display panel after receiving the image signal effective period signal DENA and after a certain process, it is delayed for a certain period from the vertical blanking period which is the gap period of the image signal effective period signal DENA. The liquid crystal display panel drive period begins.

バックライト40の光源であるLEDの点灯/非点灯はLED駆動電流の印加/無印加により制御される。LEDの点灯タイミングは、液晶表示パネル30に画像が表示されている期間であればよい。本実施の形態においては、液晶駆動停止期間とLEDの非点灯期間である光源駆動停止期間ができるだけ重なるように設定するため、LEDを点灯させるLED駆動電流を印加する光源駆動期間は、液晶駆動期間と重複するタイミングとしたが、光源駆動期間の一部は液晶駆動停止期間と重なるように設定することもできる。   Lighting / non-lighting of the LED, which is the light source of the backlight 40, is controlled by application / non-application of the LED drive current. The lighting timing of the LED may be a period during which an image is displayed on the liquid crystal display panel 30. In this embodiment, since the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period, which is a non-lighting period of the LED, are set as much as possible, the light source drive period for applying the LED drive current for turning on the LED is the liquid crystal drive period. However, it is also possible to set a part of the light source driving period so as to overlap with the liquid crystal driving stop period.

ただし、本発明では、液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間とが重複するタイミングにタッチパネル10の励起パルス信号を印加して、相互容量を検出し、タッチ座標の検出を行うものであるので、液晶起動停止期間と光源駆動停止期間とが重複するタイミングを有することは不可欠である。   However, in the present invention, since the excitation pulse signal of the touch panel 10 is applied at the timing when the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period overlap, the mutual capacitance is detected and the touch coordinates are detected. It is essential that the start / stop period and the light source drive stop period have overlapping timings.

ここまでに述べてきた画像信号有効期間信号DENAが印加されると、図3に示すように表示制御回路33によって垂直ブランキング期間に対応して液晶駆動停止期間を設けるようゲートドライバ回路31、ソースドライバ回路32が制御される。またLEDを制御するライティング制御回路43は、垂直ブランキング期間に対応した液晶駆動停止期間とLEDの非点灯期間である光源駆動停止期間が重なるようにLED駆動回路42からバックライト40のLEDアレイ41の各LEDへの駆動電流を停止する期間を設けるように制御する。   When the image signal effective period signal DENA described so far is applied, the display control circuit 33 causes the liquid crystal drive stop period to be provided corresponding to the vertical blanking period as shown in FIG. The driver circuit 32 is controlled. Also, the lighting control circuit 43 that controls the LEDs has the LED array 41 of the backlight 40 from the LED drive circuit 42 so that the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period overlaps the light source drive stop period that is a non-lighting period of the LED. Control is performed so as to provide a period during which the drive current to each LED is stopped.

すなわち、ライティング制御回路43はLED駆動回路42を介して、垂直同期信号VDから所定期間遅延したタイミングで、LEDアレイ41を構成する各LEDに駆動電流を供給して、バックライト40を点灯させる。続いて、液晶駆動停止期間と重複する期間には駆動電流の供給を停止して、バックライト40を消灯させる。   That is, the lighting control circuit 43 supplies a drive current to each LED constituting the LED array 41 and turns on the backlight 40 at a timing delayed from the vertical synchronization signal VD by a predetermined period via the LED drive circuit 42. Subsequently, during a period overlapping with the liquid crystal drive stop period, the supply of drive current is stopped and the backlight 40 is turned off.

タッチパネル10は、液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間の重複する期間、すなわち液晶表示パネル30とバックライト40とがいずれも停止している期間に励起電極ドライバ回路20は励起電極Wy(1)、Wy(2)・・・Wy(n)に対して順次励起パルス信号(相互容量充放電パルス)を印加し、励起パルス信号を印加した励起電極7と各センス電極6との間の相互容量に対する充放電電流を相互容量検出回路21により積分し、A/D変換して各相互容量検出値を得る。   In the touch panel 10, the excitation electrode driver circuit 20 uses the excitation electrode Wy (1), the excitation electrode driver circuit 20 during the period where the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period overlap, that is, the period during which both the liquid crystal display panel 30 and the backlight 40 are stopped. Wy (2)... Wy (n) is sequentially applied with an excitation pulse signal (mutual capacitance charge / discharge pulse), and the mutual capacitance between the excitation electrode 7 and each sense electrode 6 to which the excitation pulse signal is applied. The charge / discharge current is integrated by the mutual capacitance detection circuit 21 and A / D converted to obtain each mutual capacitance detection value.

この時、A/D変換のタイミングを図4の最下段の「↑」で示している。垂直ブランキング期間に対応した液晶駆動停止期間において、励起電極7に順次印加する励起パルス信号に対応したA/D変換を含む相互容量検出を繰り返し、すべての励起電極7とセンス電極6との間の相互容量(m×n個)の検出結果を求める。   At this time, the timing of A / D conversion is indicated by “↑” at the bottom of FIG. In the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period, the mutual capacitance detection including A / D conversion corresponding to the excitation pulse signal sequentially applied to the excitation electrode 7 is repeated, and between all the excitation electrodes 7 and the sense electrodes 6 is repeated. The detection result of mutual capacitance (m × n) is obtained.

このように、液晶駆動停止期間および光源駆動停止期間の重複する期間、すなわち、液晶表示パネル30とバックライト40を構成するLEDとの駆動がともに停止している期間にタッチスクリーン1の相互容量検出を行うようにしたので、液晶表示パネルの駆動やLED駆動に伴って見られる相互容量検出回路21の積分結果、すなわち検出結果に表れるノイズの発生を防止することができ、タッチ座標検出精度を向上させることができる。   As described above, the mutual capacitance detection of the touch screen 1 is performed in a period in which the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period overlap, that is, in a period in which the drive of the liquid crystal display panel 30 and the LED constituting the backlight 40 is stopped. Therefore, it is possible to prevent the integration result of the mutual capacitance detection circuit 21 seen when the liquid crystal display panel is driven or the LED is driven, that is, the occurrence of noise appearing in the detection result, and improve the touch coordinate detection accuracy. Can be made.

また、タッチパネル10を構成するタッチスクリーン1の相互容量の検出は、励起電極7を順次選択し、各センス電極6についての相互容量を検出する線順次検出を行う。この検出方法は、ゲート配線を順次選択し、各ソース電極に電圧を印加して液晶材料に電圧を印加する線順次駆動を行う液晶表示パネル30との制御方法の共通性が高い。そのため、液晶表示パネル30とタッチスクリーン1との駆動方法の共通性により、検出制御回路23、表示制御回路33の一部を共有化することが可能であり、回路構成の簡素化を図ることができるという特長も有する。   The mutual capacitance of the touch screen 1 constituting the touch panel 10 is detected by sequentially selecting the excitation electrodes 7 and performing line sequential detection for detecting the mutual capacitance of each sense electrode 6. This detection method is highly common in control method with the liquid crystal display panel 30 that performs line-sequential driving in which gate wiring is sequentially selected, voltage is applied to each source electrode, and voltage is applied to the liquid crystal material. Therefore, a part of the detection control circuit 23 and the display control circuit 33 can be shared due to the common driving method between the liquid crystal display panel 30 and the touch screen 1, and the circuit configuration can be simplified. It also has the feature that it can.

なお、垂直ブランキング期間に対応する1回の液晶駆動停止期間にタッチスクリーンのすべての励起電極7とすべてのセンス電極6との間の相互容量の検出結果を得るように説明したが、タッチパネル10の応答性(応答速度)の問題が生じない範囲で、複数の垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間に渡って、すべての相互容量を検出する構成とすることもできる。   The touch panel 10 has been described so as to obtain the mutual capacitance detection results between all the excitation electrodes 7 and all the sense electrodes 6 of the touch screen in one liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period. It is also possible to adopt a configuration in which all mutual capacitances are detected over a liquid crystal drive stop period corresponding to a plurality of vertical blanking periods as long as the problem of response (response speed) does not occur.

実施の形態2.
本実施の形態においては、基本的な構成、駆動タイミングは実施の形態1と同様であるが、バックライト40の光源であるLEDアレイ41を構成するLEDの点灯期間を調整することにより、液晶表示パネル30の表示輝度を調整する構成を有している。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, the basic configuration and drive timing are the same as those in the first embodiment, but by adjusting the lighting period of the LEDs that constitute the LED array 41 that is the light source of the backlight 40, the liquid crystal display The display brightness of the panel 30 is adjusted.

図5は、本発明の実施の形態2に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。バックライト40を構成するLEDの明るさは光源駆動期間により調整している。具体的には図5に示した3種類の調光レベルの内、調光レベル「最大」では光源駆動期間が最も長く、最も明るい。調光レベルが「中」から「低」となるにつれて光源駆動期間は短くなり、表示は暗くなる。   FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the liquid crystal display device with a touch panel according to the second embodiment of the present invention. The brightness of the LEDs constituting the backlight 40 is adjusted by the light source driving period. Specifically, among the three types of dimming levels shown in FIG. 5, the light source driving period is the longest and brightest at the dimming level “maximum”. As the dimming level is changed from “medium” to “low”, the light source driving period becomes shorter and the display becomes darker.

光源駆動期間が最も長い時、言い換えれば光源駆動停止期間が最も短い時、調光レベルが最大となり、この時の光源駆動停止期間と液晶駆動停止期間との重複期間に合わせてタッチパネルの検出のタイミングを設定する。   When the light source drive period is the longest, in other words, when the light source drive stop period is the shortest, the dimming level is maximized, and the touch panel detection timing matches the overlap period of the light source drive stop period and the liquid crystal drive stop period at this time Set.

外部からの調光レベル調整信号に応じて、LEDアレイ41を構成するLEDの点灯期間を調整して液晶表示パネルの調光レベル(バックライト40の輝度)を調整する場合、調光レベルが最大となる時の光源駆動停止期間を前または後、またはその双方に拡張することでPWM(Pulse Width Modulation)調光を行う。図5では、光源駆動停止期間を後方へ拡張することにより調光する場合を例として示している。   When the dimming level of the liquid crystal display panel (brightness of the backlight 40) is adjusted by adjusting the lighting period of the LEDs constituting the LED array 41 in accordance with an external dimming level adjustment signal, the dimming level is maximum. PWM (Pulse Width Modulation) dimming is performed by extending the light source drive stop period before, after, or both. FIG. 5 shows an example in which light control is performed by extending the light source drive stop period backward.

このように、液晶駆動停止期間と調光レベル最大時の光源駆動停止期間との重複期間に合わせて、タッチパネルのタッチ位置検出が行われる期間を設定するとともに、バックライトの調光においては、調光レベル最大時の光源駆動停止期間を前または後、またはその双方に拡張する。これにより、液晶表示パネルの駆動や光源の駆動に伴って見られる、相互容量検出回路の積分結果に見られるノイズを防止することができ、タッチ座標検出精度を向上させることができる。   In this way, the period during which the touch position of the touch panel is detected is set in accordance with the overlap period between the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period at the maximum dimming level. The light source drive stop period at the maximum light level is extended before, after, or both. As a result, it is possible to prevent noise seen in the integration result of the mutual capacitance detection circuit, which is seen with the driving of the liquid crystal display panel and the light source, and the touch coordinate detection accuracy can be improved.

実施の形態3.
実施の形態1、2においては、各表示フレーム期間の間隙期間である垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間との重複期間にタッチパネルの検出を行うように構成した。本実施の形態においては、ゲート配線を順次選択して画面の書き換えを行う場合、あるゲート配線を選択し、次のゲート配線を選択するまでの期間、つまり水平同期信号HDの間隙期間を表示ライン期間Thと呼び、この期間内に存在する液晶駆動が停止した期間も利用してタッチパネル10の検出動作を行うものである。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the touch panel is detected during the overlap period of the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period corresponding to the vertical blanking period that is the gap period of each display frame period. In this embodiment, when rewriting the screen by sequentially selecting gate wirings, a period until a certain gate wiring is selected and the next gate wiring is selected, that is, a gap period of the horizontal synchronization signal HD is displayed on the display line. The detection operation of the touch panel 10 is performed using the period Th, which is called a period Th, and the period during which the liquid crystal driving is stopped is present.

図6は、本実施の形態におけるタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートであり、垂直同期信号VD、液晶表示パネルの駆動信号、LED駆動電流、タッチパネルの駆動タイミング、水平同期信号HD、LEDの3種の調光レベルを示している。   FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the liquid crystal display device with a touch panel in the present embodiment. The vertical synchronization signal VD, the liquid crystal display panel drive signal, the LED drive current, the touch panel drive timing, the horizontal synchronization signal HD, LED The three light control levels are shown.

実施の形態1と同様に、図6に示すように垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間とが重複する期間、つまり、画面の書き換え期間相互の間隙期間に設けられる液晶表示パネルとLEDの駆動とがいずれも停止している期間に、励起電極ドライバ回路20は励起電極Wy(1)、Wy(2)・・・Wy(n)に対してそれぞれ所定の回数、励起パルス信号(相互容量充放電パルス)を印加し、励起電極7とセンス電極6との間の相互容量に対する充放電電流を相互容量検出回路21により積分し、その結果をA/D変換して各相互容量検出値を得る。   As in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the liquid crystal provided in the period in which the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period corresponding to the vertical blanking period overlap, that is, the gap period between the screen rewriting periods. The excitation electrode driver circuit 20 excites a predetermined number of times for each of the excitation electrodes Wy (1), Wy (2)... Wy (n) while the display panel and the LED drive are both stopped. A pulse signal (mutual capacitance charge / discharge pulse) is applied, the charge / discharge current for the mutual capacitance between the excitation electrode 7 and the sense electrode 6 is integrated by the mutual capacitance detection circuit 21, and the result is A / D converted to each A mutual capacitance detection value is obtained.

本実施の形態においては、垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間とが重複する期間に相互容量検出を行うだけでなく、水平同期信号HDに対応した期間においても相互容量検出を行う点で異なっている。   In the present embodiment, the mutual capacitance is not only detected in the period in which the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period corresponding to the vertical blanking period overlap, but also in the period corresponding to the horizontal synchronization signal HD. The difference is in the detection.

図6の水平同期信号HDをあらわしたタイミングチャートに記載した破線丸で囲んだ期間を拡大して図7に示す。図7は実施の形態3に係るタッチパネル付き液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、液晶表示パネル駆動期間内の表示ライン期間Thに対応し、液晶表示パネルの駆動とLEDの駆動とが同時に停止している期間においても、タッチパネルの検出動作を行うものである。つまり、ライティング制御回路43は、たとえば、表示ライン期間Thの整数倍a(図6においてはa=8の例を示す)を調光期間単位として、外部からの調光レベルを指示する信号に対応してLED駆動回路42からLEDアレイ41の点灯期間と消灯期間とを切り替えるLED駆動電流が印加される。   FIG. 7 is an enlarged view of a period surrounded by a broken-line circle described in the timing chart showing the horizontal synchronization signal HD in FIG. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the liquid crystal display device with a touch panel according to the third embodiment. In the present embodiment, the touch panel detection operation is performed even during the period in which the liquid crystal display panel drive and the LED drive are simultaneously stopped corresponding to the display line period Th in the liquid crystal display panel drive period. is there. In other words, the lighting control circuit 43 responds to a signal for instructing the dimming level from the outside, for example, with the integer multiple a of the display line period Th (in FIG. 6, an example of a = 8 being shown) as the dimming period unit. The LED drive circuit 42 applies an LED drive current for switching between the lighting period and the extinguishing period of the LED array 41.

本実施の形態においては、図6の下段に示すように、調光期間単位(a=8)の点灯期間と消灯期間との割合を変化させLEDの調光レベルを調整する。図6に示す具体的な例としては、調光レベルが最大では、点灯期間は6×Th、消灯期間は2×Thとし、調光レベルが中では、点灯期間、消灯期間とも4×Thとし、調光レベルが低では、点灯期間が2×Th、消灯期間が6×ThとしてLEDの調光レベルを調整する。   In the present embodiment, as shown in the lower part of FIG. 6, the dimming level of the LED is adjusted by changing the ratio between the lighting period and the extinguishing period of the dimming period unit (a = 8). As a specific example shown in FIG. 6, when the dimming level is maximum, the lighting period is 6 × Th and the extinguishing period is 2 × Th. When the dimming level is medium, both the lighting period and the extinguishing period are 4 × Th. When the dimming level is low, the dimming level of the LED is adjusted by setting the lighting period to 2 × Th and the extinguishing period to 6 × Th.

図7にこの表示ライン期間Thに対応した液晶表示装置のタイミングチャートを示す。図6、図7に示すように、調光レベルが最大時(LED駆動停止期間が最も短い場合)では、LED駆動停止期間は2×Thであり、その間に画像信号有効期間信号DENAおよびこれに対応する液晶表示パネル駆動信号を調整することができ、液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間とを重複させる。この重複期間において、励起電極ドライバ回路20から励起電極7へ励起パルスを印加し、励起電極7とセンス電極6との相互容量に対する充放電電流を相互容量検出回路21により積分し、相互容量の検出値を得ることができる。   FIG. 7 shows a timing chart of the liquid crystal display device corresponding to the display line period Th. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, when the dimming level is maximum (when the LED drive stop period is the shortest), the LED drive stop period is 2 × Th, during which the image signal effective period signal DENA and The corresponding liquid crystal display panel drive signal can be adjusted, and the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period overlap. In this overlap period, an excitation pulse is applied from the excitation electrode driver circuit 20 to the excitation electrode 7, and the charge / discharge current for the mutual capacitance between the excitation electrode 7 and the sense electrode 6 is integrated by the mutual capacitance detection circuit 21 to detect the mutual capacitance. A value can be obtained.

以上のように、本実施の形態においては、垂直ブランキング期間に対応した期間のみではなく、水平ブランキング期間の一部に対応する期間においても、液晶駆動停止期間および光源駆動停止期間とを重複させ、この液晶駆動停止期間と光源駆動停止期間との重複する期間において、タッチパネル10の検出が行われるようにした。   As described above, in the present embodiment, the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period overlap not only in the period corresponding to the vertical blanking period but also in the period corresponding to a part of the horizontal blanking period. Thus, the touch panel 10 is detected during the overlapping period of the liquid crystal drive stop period and the light source drive stop period.

TFTがアモルファスシリコンから構成される液晶表示装置の場合、スイッチング素子であるTFTの移動度が十分ではなく、液晶表示パネルの書き込み時間が比較的長く必要である。しかし、液晶駆動停止期間を十分に長く確保することができず、垂直ブランキング期間に対応した液晶駆動停止期間のみではタッチパネル10の検出期間として不十分となる場合がある。   In the case of a liquid crystal display device in which the TFT is made of amorphous silicon, the mobility of the TFT as a switching element is not sufficient, and the writing time of the liquid crystal display panel is relatively long. However, the liquid crystal drive stop period cannot be ensured sufficiently long, and the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period alone may be insufficient as the detection period of the touch panel 10.

このような場合、垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間だけでなく、水平ブランキング期間の一部に対応する期間に液晶駆動停止期間を設け、タッチパネル10の検出期間として利用することができ、TFTの液晶表示パネルへの書き込み能力が十分でない等により、垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間を拡張することができない場合であっても、検出期間を確保することができ、液晶表示パネルの駆動やLEDの駆動に伴う相互容量の検出結果に表れるノイズの発生を低減することができる。   In such a case, not only the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period, but also a liquid crystal drive stop period provided in a period corresponding to a part of the horizontal blanking period can be used as a detection period of the touch panel 10. Even if the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period cannot be extended due to insufficient writing ability of the TFT to the liquid crystal display panel, the detection period can be secured, and the liquid crystal display It is possible to reduce the occurrence of noise appearing in the mutual capacitance detection result associated with the panel drive or LED drive.

また、タッチスクリーン1上の励起電極7、センス電極6の本数が多く、垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間ではタッチパネル10の検出期間が不十分な場合にも、水平ブランキング期間に対応した液晶駆動停止期間を利用することで検出期間を確保することができ、相互容量の検出結果に表れるノイズの発生を低減することができる。   Further, even when the number of excitation electrodes 7 and sense electrodes 6 on the touch screen 1 is large and the detection period of the touch panel 10 is insufficient in the liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period, the horizontal blanking period is also supported. By using the liquid crystal drive stop period, the detection period can be secured, and the occurrence of noise appearing in the mutual capacitance detection result can be reduced.

また、本実施の形態において、バックライトの調光制御を、表示ライン期間Th単位で行った。表示ライン期間Thは、液晶表示パネル30の線順次駆動(ゲート配線を順次選択する駆動)の各ゲート配線を選択する期間と同等であるので、液晶表示パネル30との親和性が高く、ライティング制御回路43と表示制御回路33の一部を容易に共用化することができ、回路構成の簡素化を図ることができるという効果を有する。   In the present embodiment, dimming control of the backlight is performed in units of the display line period Th. The display line period Th is equivalent to the period for selecting each gate line of the line sequential drive (drive for sequentially selecting the gate lines) of the liquid crystal display panel 30, and therefore has high affinity with the liquid crystal display panel 30 and lighting control. A part of the circuit 43 and the display control circuit 33 can be easily shared, and the circuit configuration can be simplified.

なお、本発明の実施の形態においては、バックライト40の光源としてLEDアレイ41を用いたが、たとえばCCFL(Cold Cathode Fluoresent Lamp:冷陰極管)や有機EL(Organic Electro Luminescence)等、その他の光源であっても同様に用いることができる。   In the embodiment of the present invention, the LED array 41 is used as the light source of the backlight 40. However, other light sources such as CCFL (Cold Cathode Fluoresent Lamp) and organic EL (Organic Electro Luminescence) are used. However, it can be used similarly.

また、本発明の実施の形態においては、タッチスクリーン1上の列方向電極2、行方向電極3は、それぞれ微細な金属配線材料からなるメッシュ配線により構成され、さらに電極形状が矩形の場合につき説明したが、これらに限定されるものではなく、たとえば透明導電膜を用いて構成することも可能であり、また電極形状も通常用いられる菱形連鎖形状などの種々の形状であっても用いることができる。   Further, in the embodiment of the present invention, the column direction electrode 2 and the row direction electrode 3 on the touch screen 1 are each configured by mesh wiring made of a fine metal wiring material, and the electrode shape is rectangular. However, the present invention is not limited to these, and for example, a transparent conductive film can be used, and the electrode can be used in various shapes such as a diamond-shaped chain shape that is usually used. .

1 タッチスクリーン、2 列方向電極、3 行方向電極、4 列方向電極用接続配線、5 行方向電極用接続配線、6 列方向検出束電極(センス電極)、7 行方向検出束電極(励起電極)、8 引き出し配線、9 接続端子、10 タッチパネル、12 ベース基板、13 層間絶縁膜、14 保護膜、15 粘着層、16 保護ガラス、20 励起電極ドライバ回路、21 相互容量検出回路、22 タッチ座標算出回路、23 検出制御回路、30 液晶表示パネル、31 ゲートドライバ回路、32 ソースドライバ回路、33 表示制御回路、40 バックライト、41 LEDアレイ、42 LED駆動回路、43 ライティング制御回路、VD 垂直同期信号、HD 水平同期信号、DENA 画像信号有効期間信号。 1 touch screen, 2 column direction electrode, 3 row direction electrode, 4 column direction electrode connection wiring, 5 row direction electrode connection wiring, 6 column direction detection bundle electrode (sense electrode), 7 row direction detection bundle electrode (excitation electrode) 8) Lead wiring, 9 connection terminals, 10 touch panel, 12 base substrate, 13 interlayer insulating film, 14 protective film, 15 adhesive layer, 16 protective glass, 20 excitation electrode driver circuit, 21 mutual capacitance detection circuit, 22 touch coordinate calculation Circuit, 23 detection control circuit, 30 liquid crystal display panel, 31 gate driver circuit, 32 source driver circuit, 33 display control circuit, 40 backlight, 41 LED array, 42 LED drive circuit, 43 lighting control circuit, VD vertical synchronization signal, HD Horizontal sync signal, DENA image signal effective period signal.

Claims (9)

行方向に延在する複数の行方向電極と、
列方向に延在する複数の列方向電極と、
前記行方向電極と前記列方向電極とから得られる静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路の検出結果に基づいて、指示体によるタッチ座標を算出するタッチ座標算出回路と、を有するタッチパネルと、
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面部分にバックライトとを有する液晶表示装置と、を備え、
前記液晶表示パネルの垂直ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と前記バックライトの光源駆動停止期間との重複期間、および、水平ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と前記バックライトの光源駆動停止期間との重複期間において、前記タッチパネルの静電容量検出を行うことを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
A plurality of row direction electrodes extending in the row direction;
A plurality of column direction electrodes extending in the column direction;
A capacitance detection circuit that detects a capacitance obtained from the row direction electrode and the column direction electrode;
A touch coordinate calculation circuit that calculates a touch coordinate by an indicator based on a detection result of the capacitance detection circuit;
A liquid crystal display panel, and a liquid crystal display device having a backlight on the back portion of the liquid crystal display panel,
The liquid crystal drive stop period corresponding to the vertical blanking period of the liquid crystal display panel and the overlap period of the light source drive stop period of the backlight, and the liquid crystal drive stop period corresponding to the horizontal blanking period and the light source drive of the backlight A liquid crystal display device with a touch panel, wherein capacitance detection of the touch panel is performed in an overlapping period with a stop period.
前記液晶駆動停止期間は、前記液晶表示パネルの画像信号有効期間信号に基づいて停止する液晶駆動停止期間であることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。   The liquid crystal display device with a touch panel according to claim 1, wherein the liquid crystal drive stop period is a liquid crystal drive stop period that stops based on an image signal effective period signal of the liquid crystal display panel. 前記静電容量検出回路は、複数の前記行方向電極と複数の前記列方向電極との間の電極間容量である相互容量を検出する請求項1または2に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device with a touch panel according to claim 1, wherein the capacitance detection circuit detects a mutual capacitance that is an interelectrode capacitance between the plurality of row direction electrodes and the plurality of column direction electrodes. 前記静電容量検出回路は、複数の前記行方向電極に前記相互容量を充放電するための励起パルスを順次印加する励起電極ドライバ回路と、
前記相互容量の充放電電流を複数の前記列方向電極のそれぞれを介して所定期間に渡って積分することで前記相互容量を検出する相互容量検出回路を備えたことを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
The capacitance detection circuit includes an excitation electrode driver circuit that sequentially applies excitation pulses for charging and discharging the mutual capacitance to a plurality of the row direction electrodes,
4. A mutual capacitance detection circuit that detects the mutual capacitance by integrating the charge / discharge current of the mutual capacitance over a predetermined period through each of the plurality of column direction electrodes. The liquid crystal display device with a touch panel as described.
前記バックライトの点灯期間を調整することにより前記液晶表示パネルの調光レベル調整が行われ、
前記バックライトの点灯期間の調整は、前記バックライトの光源駆動停止期間を、時間的に前または後、またはその双方に伸縮することである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
Dimming level adjustment of the liquid crystal display panel is performed by adjusting the lighting period of the backlight,
The adjustment of the lighting period of the backlight is that the light source driving stop period of the backlight is expanded or contracted before or after in time, or both. Liquid crystal display with touch panel.
前記液晶表示パネルの水平同期信号相互の間隔の整数倍(a倍)を、前記バックライトの点灯期間と非点灯期間との割合を調整する単位時間とし、非点灯期間を水平同期信号相互の間隔の整数倍(b倍)(ただしa>b)としてバックライト調光を行うことを特徴とする請求項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。 An integral multiple (a times) of the interval between horizontal synchronizing signals of the liquid crystal display panel is set as a unit time for adjusting the ratio between the lighting period and non-lighting period of the backlight, and the non-lighting period is defined as the interval between horizontal synchronizing signals. 6. The liquid crystal display device with a touch panel according to claim 5 , wherein backlight dimming is performed as an integral multiple (b times) of the above (where a> b). 複数の前記行方向電極および複数の前記列方向電極の少なくとも一部が、前記液晶表示パネルを構成するカラーフィルタ基板の外表面上に形成されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。   7. At least a part of the plurality of row direction electrodes and the plurality of column direction electrodes are formed on an outer surface of a color filter substrate constituting the liquid crystal display panel. 2. A liquid crystal display device with a touch panel according to item 1. 複数の前記行方向電極および複数の前記列方向電極の少なくとも一部が、前記液晶表示パネルを構成する2枚の基板の内表面上に形成されたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。   8. At least a part of the plurality of row direction electrodes and the plurality of column direction electrodes are formed on inner surfaces of two substrates constituting the liquid crystal display panel. A liquid crystal display device with a touch panel according to claim 1. 前記液晶表示パネルの表示フレーム期間に前記バックライトの点灯・非点灯の切り替えを複数回繰り返し、点灯期間と非点灯期間の割合を変化させることにより前記液晶表示パネルの調光レベル調整が行われ、
前記水平ブランキング期間に対応する液晶駆動停止期間と、光源駆動停止期間である前記非点灯期間との重複期間において、前記タッチパネルの静電容量検出を行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
In the display frame period of the liquid crystal display panel, switching the backlight on / off is repeated a plurality of times, and the dimming level adjustment of the liquid crystal display panel is performed by changing the ratio of the lighting period and the non-lighting period,
9. The capacitance detection of the touch panel is performed in an overlapping period of a liquid crystal drive stop period corresponding to the horizontal blanking period and a non-lighting period that is a light source drive stop period. A liquid crystal display device with a touch panel as described in 1.
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