JPWO2012099025A1 - 表示装置およびその駆動方法、プログラムならびに記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明に係るソースドライバ（２０）は、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力する。

Description

本発明は、表示装置およびその駆動方法、プログラムならびに記録媒体に関し、より具体的には、静電容量式のタッチパネルを備えた表示装置およびその駆動方法、プログラムならびに記録媒体に関するものである。

現在、携帯電話、パーソナルコンピュータおよび音楽プレーヤー等の各種電子機器において、液晶パネルを備えた液晶表示装置が広く普及している。液晶表示装置は液晶セルがマトリクス状に配された液晶パネルと、当該液晶パネルを駆動するための駆動回路とを備え、電界を利用して液晶の光透過率を調節することによって画像を表示するようになっている。

具体的には、液晶パネルには複数のゲートラインおよびソースラインが配されており、これらの交差部毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、ＴＦＴに接続された液晶セルとが設けられて画素を構成している。また、ＴＦＴのゲート電極はゲートラインのいずれか一つと接続され、ソース電極はソースラインのいずれか一つと接続されており、ゲートラインからのスキャン信号に応答してソースラインからの画素電圧信号が液晶セルに供給される。液晶セルはＴＦＴのドレーン電極と接続された画素電極と、液晶を介して当該画素電極と対向する共通電極とを備え、画素電極に供給される画素電圧信号に応答して液晶を駆動させて、液晶の光透過率を調節している。

典型的に、液晶パネルに配されるすべてのソースラインは１水平走査期間に同時に駆動される。これに対し、ソースラインを１水平走査期間に時分割で駆動させる方法が知られており、例えば特許文献１に記載されている。

また近年では、上述のような液晶表示装置にタッチパネルを搭載した電子機器が急増している。この電子機器では、キーボードまたはボタンといった従来のユーザーインタフェースによる入力操作ではなく、表示画面に種々の操作ボタンを表示して指またはペン等で画面上を押下することによって、電子機器に対して入力操作を行なう。

タッチパネルの動作方式の一つである静電容量式のタッチパネルは、人間の指が持つ静電容量がセンサに与える変化を検出することによって動作するようになっている。しかし、センシング中にノイズが発生した場合、このノイズを検出してしまうため、タッチパネルの認識性能の低下をもたらす。

そのようなノイズの発生源の一つとして、タッチパネルの背面に設置される液晶モジュールの駆動ノイズが挙げられる。そこで、液晶駆動ノイズを低減または回避するための対策として、液晶モジュールとタッチパネルとの間のギャップを拡げたり、これらの間にシールド層を追加したりする方法が用いられている。

日本国公開特許公報「特開２００３−２８０６１６号公報（２００３年１０月２日公開）」

しかしながら、液晶駆動ノイズの発生源である液晶モジュールとタッチパネルとのギャップを拡げる方法では装置が大型化することになり、表示装置の薄型化が要求される現在において有効な方法とはいえない。また、シールド層を追加する対策では、コストアップに繋がる。

よって、液晶駆動ノイズに対する従来の対策では十分ではなく、タッチパネルの検出精度を向上させるさらなる技術の開発が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力操作を高い精度で検出することができる表示装置を提供することにある。

本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルと、一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力手段とを備え、上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴としている。

また、本発明に係る駆動方法は、上記の課題を解決するために、複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルとを備える表示装置の駆動方法であって、一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力ステップを含み、上記ソース信号出力ステップでは、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴としている。

上記の構成によれば、表示装置は液晶パネルとタッチパネルとを備え、画像が表示された液晶パネルに対してタッチパネルを介して人の指等が触れることにより、その位置をタッチパネルが検出するようになっている。また、液晶パネルの各画素は、複数の異なる種類の原色のうちいずれかの原色を表示するようになっており、各ソースラインに沿って、同一の原色の画素が配されている。

このような構成において、表示装置では、一水平走査期間内にすべてのソースラインを駆動させるが、この際、一水平走査期間を倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割してソースラインを駆動させる。より具体的には、一水平走査期間を原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべてのサブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力する。

このように、一水平走査期間を略均等に分割して、ソース信号を出力することにより、液晶パネルから駆動ノイズが発生したとしても、当該駆動ノイズのピークの周波数帯を集中させることができる。このように、一水平走査期間において駆動ノイズが発生するタイミングを略均等にすることによって、当該ノイズとタッチパネルのセンシングの周波数と容易にずらすことが可能である。よって、入力操作を高い精度で検出することができる。

本発明に係る表示装置は、複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルと、一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力手段とを備え、上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力するため、入力操作を高い精度で検出することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。 図１に示す表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す表示装置において、複数のソースラインを時分割駆動するための構成の一例を示す図である。 従来の一般的なソースライン時分割駆動の駆動波形を示す。 本実施形態のソースライン時分割駆動の駆動波形を示す。 図１に示す表示装置が備える液晶パネルにおいて、駆動ノイズが発生しているところを示す図である。 Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧−時間特性を示すグラフである。 センサと人間の指との間の静電容量の等価回路を示す。 直接測定方式により測定する際の静電容量測定回路構成図を示す。 伝達電荷測定方式により測定する際の回路構成図を示す。 図１０に示す伝達電荷測定方式のより具体的な動作原理を説明するための図である。 図９の直接測定方式による各電極の測定結果を示す。 伝達電荷測定方式による各電極の測定結果を示す３次元グラフである。 実施例１の操作によって生じた液晶パネルの駆動ノイズの波形、およびこのときの駆動ノイズを高速フーリエ変換して求めた周波数スペクトラムを示す。 実施例１における、タッチパネルのノイズ感受特性と液晶パネルの駆動ノイズスペクトルとを示すグラフである。

本発明の一実施形態について以下に説明する。なお、以下の記載は、本発明を説明するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（表示装置の構成）
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置１の概略構成を示す図である。本実施形態の表示装置１は、主に、液晶パネル１０とタッチパネル１１とを備える構成である。

液晶パネル１０は、互いに直交して配された、複数のソースラインＳＬ１、ＳＬ２、・・・ＳＬｎ（ｎは自然数）（図１においては、Ｓｎと表記）と、複数のゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、・・・ＧＬｍ（ｍは自然数）（図１においては、Ｇｍと表記）とを有しており、隣り合う２本のソースラインと２本のゲートラインとによって囲まれた領域に画素が形成されている。液晶パネル１０は、外部から入力された画像データに応じた画像を表示するようになっている。

また、液晶パネル１０の各画素は、複数の異なる種類の原色のうちいずれかの原色を表示するようになっており、表示装置１では、各ソースラインに沿って、同一の原色の画素が配されている。すなわち、一つのソースラインが接続される複数の画素は、すべて同一の原色の画素である。原色としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）が挙げられるが、例えば、黄（Ｙ）または白（Ｗ）などを含んでいてもよい。

タッチパネル１１は、液晶パネル１０に重ねて設けられ、静電容量の変化を検知する。具体的には、タッチパネル１１は静電容量の変化を検知するセンサ（図示しない）を備えており、人の指等によって液晶パネル１０上のタッチパネル１１を押圧すると、後述するタッチパネルコントローラ１３によりセンサの静電容量の変化を検知し、所定の処理がなされることにより、人が押圧した位置を検出する。

このような構成の表示装置１では、一水平走査期間（１Ｈ）内にすべてのソースラインを駆動させており、この際、一水平走査期間を原色の倍数以上の数で略均等に分割して、所定数のソースラインごとに駆動させている。より具体的には、一水平走査期間を原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべてのサブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力する。

例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の画素が配された表示装置１の場合、一水平走査期間を３の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割する。そして、分割されたすべてのサブ期間のうち、３の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、例えばＲの画素に接続されたソースラインにソース信号を出力する。このとき、出力されるソースラインの数は、ソースラインの総数を３の倍数で割った数、例えばソースラインの総数が２４０本である場合、サブ期間が６等分にされている場合は、Ｒの画素に接続された４０本のソースラインである。これにより、例えば、各原色の画素に接続されたソースラインのうち、さらに偶数列と奇数列とで分割して駆動させることができる。

なお、詳細は後述するが、表示装置１は、一水平走査期間の初めにすべてのソースラインに対して一斉に同じ電圧を印加するような構成にしてもよい。この場合においても、本発明は一水平走査期間を原色の倍数以上の数、すなわちすべてのソースラインに電圧が印加される期間も含めて略均等に分割しているため、一水平走査期間内にソースラインが駆動されるサブ期間はすべて略均等である。

なお、本明細書において「略均等」という文言は、最も好ましくは分割されたすべての期間が完全に均等な状態にあることだが、ある程度の誤差も許容される。つまり、後述する発振部１５からの基準クロック信号は、温度等の環境変化によるデバイス特性、または固体バラつき等の個体差として、±数％〜±１０％程度のバラつきを有し得る。ソースラインの時分割駆動はこの基準クロック信号の精度に依存するため、本発明では、一水平走査期間を略均等に分割したときの各期間の間隔は、±数％〜±１０％の誤差が許容される。

また、一水平走査期間にはすべてのソースラインが駆動されるため、あるサブ期間から次のサブ期間に移るとき、一水平走査期間内ですでにソース信号を出力したソースラインは選択されない。

例えば、画素がＲ、Ｇ、Ｂに配分されており、一水平走査期間を３つのサブ期間に分割してソース信号を出力する場合、一水平走査期間において、Ｒの画素に接続されているソースラインからＧの画素に接続されているソースラインに切り替え、その後再びＲの画素に接続されているソースラインに切り替えるという駆動は行なわない。また、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素に接続されているソースラインを偶数列と奇数列に分けて駆動する場合、すなわち一水平走査期間を６つのサブ期間に分割してソース信号を出力する場合、Ｒの画素に接続されている偶数列のソースラインからＧの画素に接続されている奇数列のソースラインに切り替え、その後再びＲの画素に接続されている偶数列のソースラインに切り替えるという駆動は行なわない。

このように、一水平走査期間を略均等に分割して、同一の原色の画素に接続されるソースラインごとにソース信号の出力を切り替えることにより、詳細は後述するが、液晶パネルから駆動ノイズが発生したとしても、当該駆動ノイズのピークの周波数帯を一極に集中させることができる。このように、一水平走査期間において駆動ノイズが発生するタイミングを略均等にすることによって、タッチパネル１１のセンシングの周波数と容易にずらすことが可能である。よって、入力操作を高い精度で検出することができる。

ここで、表示装置１の各構成について、図１および図２を参照して説明する。図２は、表示装置１の構成を示すブロック図である。

表示装置１は、上述した液晶パネル１０およびタッチパネル１１に加え、さらに、ソースドライバ２０（ソース信号出力手段）、ゲートドライバ２１、液晶パネルコントローラ１２、タッチパネルコントローラ１３、システムクロックジェネレータ１４、発振部１５および出力切替部１７を備えている。

ソースドライバ２０は、ソースラインＳＬ１、ＳＬ２、・・・ＳＬｎと接続されており、液晶パネルコントローラ１２から受信した、画像データに対応するソース信号を各ソースラインに出力する。上述のように、各ソースラインは複数の異なる種類の原色の画素に接続されており、本実施形態では、Ｒ（赤）の画素に接続するものをソースラインＳＬＲ、Ｇ（緑）の画素に接続するものをソースラインＳＬＧ、およびＢ（青）の画素に接続するものをソースラインＳＬＢともいう。

また、ソースドライバ２０は、後述する出力切替部１７の制御により、一水平走査を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力する。

ゲートドライバ２１は、ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、・・・ＧＬｍと接続されており、液晶パネルコントローラ１２から受信した液晶パネル１０を駆動するためのゲート信号を、各ゲートラインに出力する。

液晶パネルコントローラ１２は、外部から入力された画像データに基づいてソース信号を生成する。ここでいう「外部」としては、例えば、表示装置１の各構成を制御するＣＰＵ等のホストが挙げられる。また、液晶パネルコントローラ１２はタイミングジェネレータ５を有し、システムクロックジェネレータ１４から受信したクロック信号に従って、生成したソース信号をソースドライバ２０に送る。また、液晶パネルコントローラ１２は、ゲート信号を生成して、クロック信号に従ってゲートドライバ２１に送る。

タイミングジェネレータ５は、システムクロックジェネレータ１４からのクロック信号（ＣＬＫ）、ならびに外部から入力される水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）および垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）に基づいて、ソースドライバ２０に送るソースクロック（ＳＣＫ）およびソーススタートパルス（ＳＳＰ）、ならびにゲートドライバ２１に送るゲートクロック（ＧＣＫ）およびゲートスタートパルス（ＧＳＰ）を生成する。

タッチパネルコントローラ１３は、タッチパネル１１にシグナルを送信し、センサに検出対象物が接近した際に発生する静電容量の変化に伴うシグナルの変化を示すデータを受信する。また、タッチパネルコントローラ１３は、受信したデータに応じて、上記ホスト側に、座標出力またはジェスチャー出力を行なう。このとき、タッチパネルコントローラ１３は、静電容量の変化を検知するタイミングを、ソースラインにソース信号が出力されるタイミングと異ならせることが好ましい。本実施形態では、タッチパネルコントローラ１３がシグナルを送信するタイミングは、システムクロックジェネレータ１４が生成したクロック信号に従うが、これに限定されるものではない。

システムクロックジェネレータ１４は、発振部１５から出力された基準クロック信号を所定の周波数に変換して、タッチパネルコントローラ１３および液晶パネルコントローラ１２に出力する。具体的には、発振部１５からの基準クロック信号から液晶パネル１０に適した周波数に変換して液晶駆動用のクロック信号にして、当該クロック信号を液晶パネルコントローラ１２に出力する。また、発振部１５からの基準クロック信号からタッチパネル１１に適した周波数に変換してセンシング用のクロック信号にして、当該クロック信号をタッチパネルコントローラ１３に出力する。

なお、本実施形態では、システムクロックジェネレータ１４がタッチパネル１１用のクロック信号と液晶パネル１０用のクロック信号とを生成している例を示すが、これに限定されず、液晶パネルコントローラ１２およびタッチパネルコントローラ１３には別々の出所からのクロック信号が供給されてもよい。

発振部１５は、図示しない電源部等から電圧が供給され、その供給電圧に基づいて基準クロック信号を生成し、システムクロックジェネレータ１４に出力する。

出力切替部１７は、一水平走査期間内で、ソース信号を出力するソースラインを切り替える。本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の原色によって表示色が構成されているため、複数のソースラインＳＬＲ、複数のソースラインＳＬＧ、および複数のソースラインＳＬＢごとにソース信号の出力を切り替える。

出力切替部１７による出力の切り替え方法としては、例えば、図１に示すようにタイミングジェネレータ５からの信号に基づいてソースドライバ２０を制御して、分割された各期間に所定のソースラインにのみソース信号を出力するようにしてもよいし、出力先を切り替えるスイッチ等の手段を各ソースラインに設置し、スイッチのオン／オフを切り替えることによって、オンにされたソースラインのみにソース信号が出力されるようにしてもよい。後者の場合、出力切替部１７は必ずしもソースドライバ２０を制御しているとは限らず、スイッチを制御するようになっていてもよい。この場合、本発明のソース信号出力手段はスイッチであると言うこともできる。

上記構成の表示装置１は、例えば、携帯電話、携帯電子端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機、パーソナルコンピュータ、券売機、キャッシュディスペンサー等、種々のタッチパネルを搭載した表示装置に適用することができる。

（ソースラインの時分割駆動）
続いて、表示装置１におけるソースラインの時分割駆動について説明する。

本明細書において、ソースラインを時分割駆動するとは、すべてのソースラインを所定数ごとの組に分割し、一水平走査期間内に時間をずらして、分割した組ごとにソースラインを駆動させる方法を指す。言い換えると、一水平走査期間を所定の間隔で分割し、分割した期間の初めに、駆動させる上記組を切り替えて、すべてのソースラインに対してソース信号を出力する方法である。また、本発明では、一水平走査期間を分割する間隔を略均等にすることによって、タッチパネル１１の検知精度を向上させることができる。

図３は、表示装置１において複数のソースラインを時分割駆動するための構成の一例を示す図である。

図３に示す例において、液晶パネル１０のソースラインＳＬＲ、ＳＬＧ、ＳＬＢには、それぞれソースラインを時分割駆動させるための切替スイッチ２２が設けられている。また、隣り合う３本のソースラインＳＬＲ、ＳＬＧ、ＳＬＢを一つの組として時分割駆動させるために、これらソースラインを３本ずつ１つに束ねている（図３中、丸で囲んだ領域における下部）。束ねたソースラインはソースドライバ２０に接続されており、ソースドライバ２０からソース信号が供給される。

また、各切替スイッチ２２につながる横のラインはスイッチ選択線であり、出力切替部１７に接続されている。出力切替部１７は、スイッチ選択線を介して各切替スイッチ２２にオン／オフを制御する信号を送る。なお、ここでいう「オン」とは、切替スイッチ２２を介してソースラインにソース信号が出力される状態を指し、「オフ」とは、ソースラインへのソース信号の出力が切替スイッチ２２によって遮断されている状態を指す。

例えば、ある期間ではソースラインＳＬＲの切替スイッチ２２にオンの制御信号を送るとともに、残りのソースラインＳＬＧおよびＳＬＢの切替スイッチ２２にはオフの制御信号を送る。これにより、ソースラインＳＬＲの切替スイッチ２２がオンされたタイミングで、ソースラインＳＬＲにソース信号が供給される。また、次の期間ではソースラインＳＬＧの切替スイッチ２２にオンの制御信号を送り、残りのソースラインＳＬＲおよびＳＬＢの切替スイッチ２２にはオフの制御信号を送る。これにより、ソースラインＳＬＧの切替スイッチ２２がオンされたタイミングで、ソースラインＳＬＧにソース信号が供給される。

このように、切替スイッチ２２を設けて複数のソースラインを時分割駆動させることにより、ソースドライバ２０の出力端子数を削減し、装置の小型化およびコスト削減を実現することができる。

ここで、従来の一般的なソースライン時分割駆動の駆動波形を図４に示す。図４において、ＧＣＫはゲートクロック、ＲＳＷはソースラインＳＬＲに設けられた切替スイッチ２２（以下、Ｒスイッチともいう）をオンするタイミング、ＧＳＷはソースラインＳＬＧに設けられた切替スイッチ２２（以下、Ｇスイッチともいう）をオンするタイミング、およびＢＳＷはソースラインＳＬＢに設けられた切替スイッチ２２（以下、Ｂスイッチともいう）をオンするタイミングをそれぞれ表す。

従来の方法において、各切替スイッチ２２をオンするタイミングは、一水平走査期間内の最終切替スイッチをオンした後に充電時間を十分に確保するために、他の切替スイッチ間隔よりも長く設定している。具体的には、図４に示すように、一水平走査期間（Ｈｓｙｎｃ：１９．２ｕｓ）内において、ＲスイッチがオンされてからＧスイッチがオンされるまでの区間Ｒ〜Ｇと、ＧスイッチがオンされてからＢスイッチがオンされるまでの区間Ｇ〜Ｂとは同じ間隔（５．０ｕｓ）であるが、Ｂスイッチがオンされてから、次フレームのＲスイッチがオンされるまでの区間Ｂ〜次Ｒの間隔は、区間Ｒ〜ＧおよびＧ〜Ｂに比して長く、９．２ｕｓである。すなわち、この方法では、一水平走査期間をすべて均等に分割していない。

一方、本実施形態のソースライン時分割駆動の駆動波形を図５に示す。本実施形態では、図５に示すように、ＲスイッチがオンされてからＧスイッチがオンされるまでの区間Ｒ〜Ｇ、ＧスイッチがオンされてからＢスイッチがオンされるまでの区間Ｇ〜Ｂ、およびＢスイッチがオンされてから次フレームのＲスイッチがオンされるまでの区間Ｂ〜次Ｒがすべて６．４ｕｓと均等である。そのため、駆動ノイズが発生するタイミングをタッチパネル１１が感受するノイズの周波数と容易にずらすことが可能であり、タッチパネル１１を液晶パネル１０に取付けた場合に生じる駆動ノイズの問題を解決することができる。

なお、上記説明においては、一水平走査期間を原色の数、すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブ期間に略均等に分割して、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素に接続されているソースラインごとにソース信号を出力している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、一水平走査期間を原色の倍数（１倍、２倍、３倍・・・）以上の数のサブ期間に略均等に分割してソース信号を出力してもよい。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素に接続されているソースラインをさらに偶数列と奇数列とに分けて駆動させる場合、一水平走査期間を６つのサブ期間に略均等に分割して駆動させることができる。

また、本発明では、一水平走査期間の初めに、すべてのソースラインに対して一定の電圧を印加する形態も包含される。つまり、ソースラインには一水平走査期間の分割されたサブ期間にソース信号が出力されるため、各画素に十分な電圧が供給されない場合がある。そこで、一水平走査期間の初めにすべてのソースラインに一定の電圧を印加しておくことにより、その後画像データに応じた電圧が印加されたときに、目的の電圧に到達させることができる。

ここで、本発明は、上述したように、一水平走査期間を原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割するため、一定の電圧を印加する期間もこのサブ期間に含まれる。よって、一水平走査期間のうちソースラインが駆動されるサブ期間はすべて均等であるため、駆動ノイズが発生するタイミングをタッチパネル１１が感受するノイズの周波数と容易にずらすことが可能である。

以下に、液晶パネル１０における駆動ノイズの発生原理について説明する。

（液晶駆動ノイズの発生原理）
図６は、表示装置１が備える液晶パネル１０において駆動ノイズが発生しているところを示す図である。

図６に示すように、液晶パネル１０は、画素スイッチング素子（ＴＦＴ）が配され、画素電極が形成されたＴＦＴ基板２と、対向電極（ＣＯＭ電極）が形成された対向基板４とを備え、ＴＦＴ基板２と対向基板４とによって液晶層３を狭む構成である。タッチパネル１１は、対向基板４の上に偏光板６を挟んで配されている。

液晶パネル１０において、対向電極はすべての画素に共通する電極であり、画素電極と対向電極との間の電界の影響によって液晶が配向を変えることにより、光が透過または遮断される。

つまり、画素電極には、ソースドライバ２０およびゲートドライバ２１から、表示すべき画像に応じた電位が与えられ、対向電極には所定電位が与えられる。光の透過または遮断は、ＴＦＴのオン／オフによって１画素ごとに制御される。そして、ソース信号に応じて液晶に印加する電圧の大きさを変えて、各画素に明暗をつける。ここで、本実施形態のようにフルカラーの液晶パネル１０の場合、対向電極が設けられた対向基板には、画素ごとにそれぞれＲ、Ｇ、Ｂいずれかのカラーフィルタが配されており、液晶を透過した光がカラーフィルタを通ることによって色のついた光が出射される。

上述したように、静電容量式タッチパネルの検出精度を低下させる要因の１つに、センサの背面近傍に配置される液晶モジュールの駆動ノイズがあり、タッチパネルの検出精度を向上させるためには、液晶駆動ノイズレベルを低減するか、もしくはノイズが生じるタイミングを回避してセンシングする必要がある。すなわち、液晶駆動ノイズの周波数とタッチパネルが感受するノイズ周波数とが重ならないようにする必要がある。

（Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧−時間特性）
図７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧−時間特性（Ｖ−Ｔ特性）を示すグラフである。また、図７において、Ｃは青（波長４５０ｎｍ）のＶ−Ｔ特性を示し、Ｄは緑（波長５５０ｎｍ）のＶ−Ｔ特性を示し、Ｅは赤（波長６５０ｎｍ）のＶ−Ｔ特性を示す。

本発明において、ソースラインを原色ごとに時分割駆動させるとき、ソースドライバ２０は一水平走査期間の最後に、青（Ｂ）の画素に接続されたソースラインに上記ソース信号を出力することが好ましい。例えば、一水平走査期間をＲ、Ｇ、Ｂの３つのサブ期間に分割する場合、その駆動順序は、Ｒ、Ｇ、ＢまたはＧ、Ｒ、Ｂとすることが好ましい。

つまり、図７のグラフに示すように、緑および赤の透過率は、液晶印加電圧を上げていくにつれて増していくが、一方、青は３Ｖをピークにして、印加電圧を上げていくにつれ徐々に透過率が下がっていく。このように、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧−時間特性を鑑みると、青（Ｂ）の透過率は、赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の透過率に比してピークに達する電圧が低い。

本発明では、上述のように、一水平走査期間を略均等に分割して、各原色に対応する画素に電圧を印加しているが、一水平走査期間の最後ではゲートラインに電圧が印加されないために、画素に対する充電時間が短くなる。しかし、短時間で十分に充電することが可能な、すなわち応答性に優れた青（Ｂ）の画素に接続されたソースラインへのソース信号の供給を、一水平走査期間の最終分割期間に行なうことにより、所望の色を表示することができる。

（タッチパネルの動作原理）
続いて、表示装置１が備えるタッチパネル１１の動作原理について、「月刊ディスプレイ０９．１２月号（テクノタイムズ社）」の図面および記載を引用して、簡単に説明する。

本実施形態のタッチパネル１１は静電容量式のタッチパネルであり、センサが静電容量の変化を検知することによって、液晶パネル１０上の入力操作がなされた位置を検出する。図８は、センサ１６と人間の指３０との間の静電容量の等価回路を示す。

人体と大地３１（または表示装置１と人体とに共通の接地環境）との間には、略１００ｐＦ程度の静電容量があり、タッチパネル１１が搭載されている表示装置１と大地３１との間には、略１０ｐＦ程度の静電容量がある。そのため、人体、表示装置１および大地３１は、静電容量を介した閉ループが構成されている。

ここで、人体の一部である指３０がタッチパネル１１に触れると、指３０とセンサ１６との間の静電容量は１ｐＦ程度であるため、閉ループの中に指による１ｐＦの変化が発生する。このとき発生する変化をセンサ１６が検知することによって、指３０の接触が検出される。

投影型（Projection type）の静電容量式タッチパネルにおいて、静電容量の変化を検出する方式としては、静電容量を直接測定する方式（Absolute Capacitive Sensing）（以下、「直接測定方式」という）と、Ｘ方向およびＹ方向のいずれか一方にパルス電圧を印加し、その伝達電荷を測定する方式（Transcapacitive Sensing）（以下、「伝達電荷測定方式」という）とに大別される。図９は直接測定方式により測定する際の静電容量測定回路構成図を示し、図１０は伝達電荷測定方式により測定する際の回路構成図を示す。

図９に示すような直接測定方式の静電容量測定回路においては、各種の方式が提案および実用化されており、一例として、Ｄｕａｌ Ｒａｍｐ積分式について説明する。

この方式では、被測定対象物の静電容量に対して一定時間に一定電流を充電する（Ｑ＝一定）ことにより、Ｑ＝ＣＶの定理により、静電容量が大きい場合には充電される電圧が低い。充電方向の測定後、被測定静電容量を規定電圧でフルに充電すると、充電した電荷を同じ電流値および時間で放電する。

放電後の残留電圧は、静電容量が大きい場合には高い値になる。すなわち、放電された電圧の絶対値は低い。なお、充電側および放電側の電圧の変化分は同じ値になる。なお、充放電期間にコモンノードノイズが入ると該ノイズは相殺され、ノーマルモードノイズが入ると該ノイズは平均化されて低減する。

一方、図１０に示す伝達電荷測定方式では、一方向に順次パルスを印加し、その結果、他方方向に誘起される電荷を測定する。より具体的な動作原理を図１１に示す。図１１において、４６は指３０と列方向Ｒとの間の静電容量を示し、４７は指３０と行方向Ｃとの間の静電容量を示し、４８は行方向Ｃと列方向Ｒとの間の静電容量を示し、４５は低インピーダンストランスミッタを示す。

図１１に示すように、指３０が接地されることにより、液晶モジュールからのパルス信号が検出回路４４に対して伝達される量が減少し、検出回路４４はこの変化を検出する。伝達電荷測定方式の場合は、電極ごとに独立して駆動させるため、イメージセンサと同様な静電容量変化のパターンが得られる。

続いて、図９の直接測定方式による各電極の測定結果を図１２に示す。図１２は、指による変化分のみを取り出した測定結果である。指がタッチパネル４９上の一点をタッチ（押圧）した場合、その点を中心とした山型のデータ（プロファイル）が得られる。図１２では、Ｘ方向については点Ｐでピークを示すデータが得られており、Ｙ方向については点Ｑでピークを示すデータが得られている。この方式では、プロファイル上のカーブから、指の中心位置、指の太さ、および幅等が計算により得ることができる。Ｘ方向のセンサおよびＹ方向のセンサそれぞれの配列ピッチは数ｍｍであるが、指位置の分解能は５００ｄｐｉ以上が得られる。指が複数ある場合は複数のピークを示すデータになり、それぞれの位置を検出することができる。

図１３は、伝達電荷測定方式による各電極の測定結果を示す３次元グラフである。図１３では、静電容量の変化分をＺ軸方向に示しており、３本の指がタッチパネルを触れた場合の測定結果である。このグラフでは、図１２と同様に、指がタッチパネルを押圧した点を中心とした山型のデータ（プロファイル）が得られる。このデータから、図１２の場合と同様に、計算により指の中心位置等を高い分解能で得ることができる。

以上の説明においては、具体例を挙げて静電容量式のタッチパネルの動作原理について示したが、本実施形態の表示装置１に適用可能なタッチパネル１１はこれら方式のタッチパネルに限定されるものではない。

（プログラムおよび記録媒体）
最後に、表示装置１に含まれている各部は、ハードウェアロジックによって構成すればよい。また、次のように、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち表示装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ、ならびに、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は所定の記録媒体によっても達成できる。

この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである表示装置１のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。表示装置１に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしての表示装置１（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。

プログラムコードを表示装置１に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクまたはＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、もしくはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。

また、表示装置１を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して表示装置１に供給する。この通信ネットワークは表示装置１にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。例えばインターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。

この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えばＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。

〔実施例１〕
本実施例１では、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素に接続するソースラインごとに切替スイッチ２２を設けた図３に示す表示装置１と同様の構成の表示装置を用いて、１水平走査期間内にＲ、Ｇ、Ｂの順序でそれぞれ対応する複数のソースラインを駆動させた。駆動パターンはソースラインごとに極性反転するカラム反転駆動で、画素に印加される電圧は白黒の市松模様になるような設定とした。また、１水平走査期間を１９．２μｓとして、Ｒの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給してからＧの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給するまでの期間、Ｇの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給してからＢの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給するまでの期間、Ｂの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給してから次水平走査期間のＲの画素に接続するソースラインに画素電圧を供給するまでの期間をそれぞれ６．４μｓとした。

このように駆動させたときに生じた液晶パネルの駆動ノイズ波形を図１４の（ａ）に示す。また、この駆動ノイズを高速フーリエ変換して求めた周波数スペクトラムを図１４の（ｂ）に示す。

実施例１では、Ｒ、Ｇ、Ｂのソースラインに設けられた切替スイッチのタイミングを一水平走査期間で均等に分割することにより、図１４の（ｂ）に示すように、駆動ノイズスペクトルのノイズピークは一極化して集中した。このように、Ｒ、Ｇ、Ｂのソースラインを均等に時分割駆動させることにより、ピークの間隔を十分に確保することができた。

次に、このようなノイズ波形とタッチパネルのノイズ感受特性とを比較した。図１５は、タッチパネルのノイズ感受特性と液晶パネルの駆動ノイズスペクトルとを示すグラフである。図１５において、タッチパネルのノイズ感受特性を５４で示し、液晶パネルの駆動ノイズスペクトルを５５で示す。

タッチパネルのノイズ感受特性は、タッチパネルが感受する駆動ノイズの周波数特性であり、具体的にはタッチパネルに近接させた導体に印加するノイズ信号波形の周波数のみを変化させたときの、各周波数に対するタッチパネルのノイズレベルである。

図１５に示すように、実施例１の駆動方法では、液晶パネルの駆動ノイズスペクトルが一極化しているために、タッチパネルのノイズ感受特性に対する干渉を回避することができる。つまり、液晶パネルの駆動ノイズが発生するタイミングと、タッチパネルがセンシングをするタイミングとを容易にずらすことができる。よって、タッチパネルが検知するノイズを低減することができる。

（付記事項）
本発明に係る表示装置は、以上のように、複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルと、一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力手段とを備え、上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴としている。

また、本発明に係る駆動方法は、上記の課題を解決するために、複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルとを備える表示装置の駆動方法であって、一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力ステップを含み、上記ソース信号出力ステップでは、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴としている。

上記の構成によれば、表示装置は液晶パネルとタッチパネルとを備え、画像が表示された液晶パネルに対してタッチパネルを介して人の指等が触れることにより、その位置をタッチパネルが検出するようになっている。また、液晶パネルの各画素は、複数の異なる種類の原色のうちいずれかの原色を表示するようになっており、各ソースラインに沿って、同一の原色の画素が配されている。

このような構成において、表示装置では、一水平走査期間内にすべてのソースラインを駆動させるが、この際、一水平走査期間を倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割してソースラインを駆動させる。より具体的には、一水平走査期間を原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべてのサブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力する。

このように、一水平走査期間を略均等に分割して、ソース信号を出力することにより、液晶パネルから駆動ノイズが発生したとしても、当該駆動ノイズのピークの周波数帯を集中させることができる。このように、一水平走査期間において駆動ノイズが発生するタイミングを略均等にすることによって、当該ノイズとタッチパネルのセンシングの周波数と容易にずらすことが可能である。よって、入力操作を高い精度で検出することができる。

また、本発明に係る表示装置では、上記複数の異なる種類の原色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）であることが好ましい。

このように、Ｒ、Ｇ、Ｂ３つの原色の画素が配分されている液晶パネルにおいて、一水平走査期間を略均等に３分割、または３の倍数で分割して駆動させることにより、駆動ノイズのピークの周波数帯を一極化することができる。よって、タッチパネルの感受ノイズの周波数帯への干渉を抑制することが可能であり、高い検出精度を達成することができる。

さらに、本発明に係る表示装置において、上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間の最後に、青（Ｂ）の画素に接続されたソースラインに上記ソース信号を出力することが好ましい。

Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧−時間特性を鑑みると、青（Ｂ）の透過率は、赤（Ｒ）および緑（Ｇ）の透過率に比してピークに達する電圧が低い。そのため、短時間の充電時間であっても、青の表示に十分な電圧を印加することができる。

本発明では、上述のように、一水平走査期間を略均等に分割して、各原色に対応する画素に電圧を印加しているが、一水平走査期間の最後ではゲートラインに電圧が印加されないために、画素に対する充電時間が短くなる。しかし、短時間で十分に充電することが可能な青（Ｂ）の画素に接続されたソースラインへのソース信号の供給を、一水平走査期間の最終分割期間に行なうことにより、所望の色を表示することができる。

また、上記タッチパネルは、上記静電容量の変化を検知するタイミングは、上記ソースラインに上記ソース信号が出力されるタイミングと異ならせることが好ましい。

上記の構成によれば、ソース信号の出力切り替え時に生じる液晶駆動ノイズをタッチパネルが検知してしまうことを防ぐため、タッチパネルの検出精度をさらに向上させることができる。

なお、上記表示装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させるためのプログラム、およびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、静電容量式のタッチパネルを備えた携帯電話、パーソナルコンピュータおよび音楽プレーヤー等の各種電子機器に好適に利用することができる。

１ 表示装置
１０ 液晶パネル
１１ タッチパネル
１２ 液晶パネルコントローラ
１３ タッチパネルコントローラ
１４ システムクロックジェネレータ
１５ 発振部
１７ 出力切替部
２０ ソースドライバ（ソース信号出力手段）
２１ ゲートドライバ

Claims (7)

1. 複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、
   上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルと、
   一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力手段とを備え、
   上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴とする表示装置。
2. 上記複数の異なる種類の原色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記ソース信号出力手段は、一水平走査期間の最後に、青（Ｂ）の画素に接続されたソースラインに上記ソース信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 上記タッチパネルにおいて、上記静電容量の変化を検知するタイミングを、上記ソースラインに上記ソース信号が出力されるタイミングと異ならせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 複数のソースラインを有し、各ソースラインに沿って、複数の異なる種類の原色のうち同一の原色の画素が配されるとともに、外部から入力された画像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルに重ねて設けられ、静電容量の変化を検知するタッチパネルとを備える表示装置の駆動方法であって、
   一水平走査期間内に、すべての上記ソースラインに対して、上記画像データに応じたソース信号を出力するソース信号出力ステップを含み、
   上記ソース信号出力ステップでは、一水平走査期間を上記原色の倍数以上の数のサブ期間に略均等に分割して、すべての上記サブ期間のうち、原色の倍数個のサブ期間のそれぞれにおいて、ある原色の画素に接続され、上記ソースラインの総数を上記原色の倍数で割った数のソースラインにソース信号を出力することを特徴とする駆動方法。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置が備えているコンピュータを動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images