TWI502463B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI502463B
TWI502463B TW102133522A TW102133522A TWI502463B TW I502463 B TWI502463 B TW I502463B TW 102133522 A TW102133522 A TW 102133522A TW 102133522 A TW102133522 A TW 102133522A TW I502463 B TWI502463 B TW I502463B
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Masahiro Tokita
Seiichi Tsuyuzaki
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Japan Display Inc
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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示裝置，尤其關於一種應用於內建有觸控面板之內嵌(in-cell)方式之液晶顯示裝置而有效之技術。
包含利用使用者之手指或觸控筆等對顯示畫面進行觸碰操作(接觸按壓操作，以下簡稱為觸碰)輸入資訊之裝置(以下亦稱為觸碰感測器或觸控面板)之顯示裝置係用於PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)或移動終端等行動用電子設備、各種家電產品、及自動櫃員機(Automated Teller Machine)等。
作為此種觸控面板，已知有檢測受到觸碰之部分之電容變化之靜電電容方式。
作為該靜電電容方式觸控面板，已知有包含將觸控面板功能內建於液晶顯示面板之所謂內嵌方式之液晶顯示裝置之液晶顯示裝置。
內嵌方式之液晶顯示裝置係將觸控面板之掃描電極、與形成於構成液晶顯示面板之第1基板(所謂TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)基板)上之對向電極(亦稱為共用電極)分割而使用。
內嵌方式之液晶顯示裝置具有以下特徵：可藉由將觸控面板驅動頻率設為液晶顯示面板之水平掃描頻率(觸控面板驅動頻率=液晶顯示面板之水平掃描頻率)，而利用時序設計避免先前之外掛(out- cell)方式之觸控面板等中成為問題之液晶顯示面板之顯示雜訊，從而可改善誤檢測問題。
另一方面，對於外來雜訊，觸控面板驅動頻率中尚無設定自由度，因此，若輸入雜訊頻率大致等於水平掃描頻率之整數倍(外來雜訊頻率≒水平掃描頻率之整數倍)之外來雜訊，則檢測電路內之積分電路引起誤累計，從而產生假性觸碰(Ghost)。
例如圖19所示，若於搭載觸控面板之移動終端連接低成本之充電器，則因自充電器產生之雜訊、所謂AC(Alternating Current，交流)充電器雜訊，而導致於與觸碰位置(圖19之A)不同之位置觸發假像觸碰『假性觸碰』(圖19之B)。再者，由於AC充電器雜訊為同相雜訊，故即使於充電過程中，亦不會在非觸碰狀態下產生誤檢測等問題。
本發明係為解決上述先前技術之問題研究而成者，其目的在於提供一種於內建有觸控面板功能之液晶顯示裝置中，可使觸碰檢測時之假像觸碰『假性觸碰』之影響減少之技術。
本發明之上述以及其他目的及新穎之特徵藉由本說明書之記載及隨附圖式而明確。
若簡單地說明本案所揭示之發明中之代表性者之概要，則如下所述。(1)一種液晶顯示裝置，其係具備包含第1基板、第2基板、及夾持於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶之液晶顯示面板，且含有矩陣狀配置之複數個像素者，且上述第2基板包含觸控面板之複數個檢測電極，上述各像素包含像素電極及對向電極，且於將M設為2以上之整數(M≧2)時，上述對向電極被分割為M個區塊，上述分割為M個之各區塊之對向電極係對於連續之複數條顯示線之各像素共通地設置，且上述分割為M個之各區塊之對向電極兼用上述觸控面板之掃描電極，上述液晶顯示面板包含：驅動電路，其係對於上述分割為M個之各區塊之對向電極，供給 對向電壓及觸控面板掃描電壓；及檢測電路，其係基於流入上述複數個檢測電極之電流，檢測觸碰之有無；上述驅動電路係對於上述分割為M個之各區塊之對向電極依序供給觸控面板掃描電壓，且上述檢測電路包含：第1方法，其係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時，基於流入上述複數個檢測電極中之電流，檢測觸碰之有無；第2方法，其係假定對於上述分割為M個之各區塊之對向電極，存在第(M+1)個對向電極，且假定對該第(M+1)個對向電極，供給與對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給之觸控面板掃描電壓同步之觸控面板掃描電壓，且基於流入上述複數個檢測電極中之電流而檢測雜訊；及第3方法，其係於上述第2方法中檢測到雜訊時，識別因上述雜訊而產生之假像觸碰；於觸碰檢測處理中，當在上述第2方法中未檢測到雜訊時，執行通常之觸碰位置檢測處理，當在上述第2方法中檢測到雜訊時，於可藉由上述第3方法來識別因上述雜訊而產生之假像觸碰之情形時，參照由上述第3方法所識別之上述假像觸碰，執行觸碰位置檢測處理，當在上述第2方法中檢測到雜訊時，於無法藉由上述第3方法來識別因上述雜訊而產生之假像觸碰之情形時，不執行觸碰位置檢測處理。
(2)係如(1)之液晶顯示裝置，其中上述檢測電路包含：設置於上述複數個檢測電極之每一個檢測電極之複數個積分電路、及將上述複數個積分電路之輸出電壓轉換為數位資料之AD(Analog to Digital，類比數位)轉換器，上述各積分電路係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時、及對上述假像之第(M+1)個對向電極供給假像之觸控面板掃描電壓時，將流入各個檢測電極中之電流與上述分割為M個之各區塊之對向電極、及上述假像之第(M+1)個對向電極中之每一者進行積分，上述第1方法係於將由上述AD轉換器轉換之數位資料中之相較於最低階位元與最高階位元之中間之值更接近 最低階位元之值設為第1動作點，當由上述AD轉換器轉換上述複數個積分電路之上述分割為M個之各區塊的每一對向電極之積分值時之數位資料之值為上述第1動作點與最高階位元之間之值、且與上述第1動作點之差大於特定之第1閾值之情形時，判斷為有觸碰，除此以外判斷為無觸碰；上述第2方法係於將由上述AD轉換器轉換之數位資料中之最高階位元設為第2動作點，當由上述AD轉換器轉換上述複數個積分電路之上述假像之第(M+1)個對向電極之積分值時之數位資料之值為上述第2動作點與最低階位元之間之值、且與上述第2動作點之差大於特定之第2閾值之情形時，判斷為雜訊，且上述第3方法係使由上述AD轉換器轉換與由上述第2方法檢測到雜訊之檢測電極對應之積分電路中的上述分割為M個之各區塊之每一對向電極之積分值時的數位資料通過平均濾波器，且將通過上述平均濾波器後之資料中資料值具有最大值者判斷為實際之觸碰電極，而將資料值為上述最大值與最低階位元之間之值且與上述最大值之差大於特定之閾值3之電極識別為假像觸碰電極。
對藉由本案所揭示之發明中之代表性者所得之效果進行簡單說明，則如下所述。
根據本發明之內建有觸控面板功能之液晶顯示裝置，於內建觸控面板功能之液晶顯示裝置中，可使觸碰檢測中之假像觸碰『假性觸碰』之影響減少。
2‧‧‧第1基板
3‧‧‧第2基板
4‧‧‧液晶組合物
5‧‧‧液晶驅動IC
10‧‧‧積分電路
11‧‧‧取樣保持電路
12‧‧‧AD轉換器
13‧‧‧記憶體(RAM)
21‧‧‧對向電極
22‧‧‧對向電極信號線
25‧‧‧驅動電路用輸入端子
31‧‧‧檢測電極
33‧‧‧虛設電極
36‧‧‧檢測電極用端子
40‧‧‧前窗(或保護膜)
53‧‧‧連接用撓性配線基板
101‧‧‧LCD驅動器
102‧‧‧定序器
103‧‧‧觸控面板掃描電壓產生電路
104‧‧‧延遲電路
106‧‧‧解碼器電路
107‧‧‧觸控面板
108‧‧‧檢測電路
200‧‧‧像素部
502‧‧‧手指
1051、1052‧‧‧暫存器
A‧‧‧觸碰位置
B‧‧‧假像觸碰『假性觸碰』
MFPC‧‧‧主撓性配線基板
Rx‧‧‧觸控面板之檢測電極
Rx1~Rxn‧‧‧觸控面板之檢測電極
S1‧‧‧開關
S2‧‧‧開關
S3‧‧‧開關
S4‧‧‧開關
S6‧‧‧開關
Tx‧‧‧觸控面板之掃描電極
Tx1~Txm‧‧‧觸控面板之掃描電極
Txv‧‧‧假像之對向電極
圖1係表示在液晶顯示面板之內部內建有觸控面板之內嵌方式之液晶顯示裝置的概略構成之分解立體圖。
圖2係說明圖1所示之液晶顯示裝置中之對向電極及檢測電極之圖。
圖3係將圖1所示之液晶顯示裝置之顯示部之剖面之一部分放大 地進行表示的概略剖面圖。
圖4係表示成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之整體概略構成之方塊圖。
圖5係用以說明成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之檢測原理之圖。
圖6係成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之觸碰檢測動作的時序圖。
圖7係表示圖4所示之檢測電路之更具體之電路構成的電路圖。
圖8係用以說明圖7所示之電路動作之時序圖。
圖9係用以說明內嵌方式之液晶顯示裝置中之觸控面板檢測時、及像素寫入時之時序的圖。
圖10係成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的液晶顯示面板驅動及感測器電極驅動之時序圖。
圖11係表示成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的觸控面板掃描時序之圖。
圖12係表示成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的變化例之觸控面板掃描時序之圖。
圖13係用以說明本發明之實施例之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之雜訊檢測方法之圖。
圖14係表示藉由本發明之實施例之觸控面板之雜訊檢測方法，以檢測電極所檢測之無雜訊之情形之原始(RAW)資料的圖表。
圖15係表示藉由本發明之實施例之觸控面板之雜訊檢測方法，以檢測電極所檢測之雜訊頻率為水平掃描頻率之整數倍以外(外來雜訊頻率≠水平掃描頻率之整數倍)之雜訊的原始資料之圖表。
圖16係表示藉由本發明之實施例之觸控面板之雜訊檢測方法，以檢測電極所檢測之雜訊頻率大致等於水平掃描頻率之整數倍(外來 雜訊頻率≒水平掃描頻率之整數倍)之雜訊時之原始資料之圖表。
圖17(a)、(b)係表示在本發明之實施例之觸控面板中，檢測到雜訊之檢測電極之原始資料、及通過平均濾波器後之資料之圖表。
圖18係表示本發明之實施例之內嵌方式之液晶顯示裝置的觸碰位置檢測處理之流程圖。
圖19係用以說明觸控面板中之產生於與觸碰位置不同之位置之假像觸碰『假性觸碰』的圖。
以下，參照圖式對本發明之實施例進行詳細說明。
再者，於用以說明實施例之全部圖中，具有相同功能者標註相同符號，省略其重複之說明。又，以下之實施例並非用以限定本發明之專利請求範圍之解釋者。
圖1係表示在液晶顯示面板之內部內建有觸控面板之內嵌方式之液晶顯示裝置的概略構成之分解立體圖。
於圖1中，2為第1基板(以下稱為TFT基板)，3為第2基板(以下稱為CF(Color Filter，彩色濾光片)基板)，21為對向電極(亦稱為共用電極)，5為液晶驅動IC(Integrated Circuit，積體電路)，MFPC(Multifunction protocol converter，多功能協定轉換器)為主撓性配線基板，40為前窗(front window)，53為連接用撓性配線基板。
於圖1所示之液晶顯示裝置中，將CF基板3上之背面側透明導電膜(CD)分割為帶狀圖案，成為觸控面板之檢測電極31，並將形成於TFT基板2之內部之對向電極21分割為帶狀圖案、即分割為複數個區塊，兼用作觸控面板之掃描電極，藉此，削減通常之觸控面板中使用之觸控面板基板。又，於圖1所示之液晶顯示裝置中，將觸控面板驅動用之電路設置於液晶驅動IC(5)之內部。
其次，使用圖2，對圖1所示之液晶顯示裝置之對向電極21及檢 測電極31進行說明。
如上所述，對向電極21係設置於TFT基板2上，但複數個(例如32個左右)對向電極21係於兩端共通地連接，從而與對向電極信號線22連接。
於圖2所示之液晶顯示裝置中，帶狀之對向電極21兼用掃描電極(Tx)，又，檢測電極31構成檢測電極(Rx)。
因此，於對向電極信號中，含有用於圖像顯示之對向電壓、及用於觸碰位置之檢測之觸控面板掃描電壓。若將觸控面板掃描電壓施加於對向電極21，則於與對向電極21保持固定間隔地配置且構成電容之檢測電極31中產生檢測信號。該檢測信號係經由檢測電極用端子36被擷取至外部。
再者，於檢測電極31之兩側形成有虛設電極33。檢測電極31係於一端部朝向虛設電極33側擴張而形成T字狀之檢測電極用端子36。 又，於TFT基板2除對向電極信號線22以外，亦形成有驅動電路用輸入端子25之類之各種配線、端子等。
於圖3中表示將圖1所示之液晶顯示裝置中之顯示部之剖面的一部分放大所得之概略剖面圖。
如圖3所示，於TFT基板2設置有像素部200，且對向電極21係作為像素之一部分用於圖像顯示。又，於TFT基板2與彩色濾光片基板3之間夾持有液晶組合物4。設置於彩色濾光片基板3之檢測電極31與設置於TFT基板之對向電極21形成電容，若將驅動信號施加於對向電極21，則檢測電極31之電壓產生變化。
此時，如圖3所示，若手指502等導電體介隔前窗40接近或接觸，則相較於無接近、接觸之情形，電容產生變化，且檢測電極31中產生電壓變化。
如此般，可藉由檢測形成於液晶顯示面板1之對向電極21與檢測 電極31之間所產生之電容之變化，而於液晶顯示面板中具備觸控面板之功能。
圖4係表示成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之整體概略構成之方塊圖。
於圖4中，101為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)驅動器，102為定序器(sequencer)，103為觸控面板掃描電壓產生電路，104為延遲電路，106為解碼器電路，107為觸控面板，108為檢測電路，1051、1052為暫存器。
於觸控面板107形成有用以檢測使用者之觸碰之感測器端子即電極圖案(Tx1~Tx5之掃描電極、Rx1~Rx5之檢測電極)。
由於成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置係於液晶顯示面板中內建有觸控面板功能，因此圖2所示之帶狀之對向電極21兼用作掃描電極(Tx)，又，檢測電極31構成檢測電極(Rx)。
LCD驅動器101係將用以於液晶顯示面板上顯示圖像之同步信號(垂直同步信號(Vsync)及水平同步信號(Hsync))向定序器102傳送。
定序器102係控制觸控面板掃描電壓產生電路103、延遲電路104、解碼器電路106、及檢測電路108，從而控制觸碰檢測動作之時序。
觸控面板掃描電壓產生電路103係產生並輸出用以驅動Tx1~Tx5之掃描電極之觸控面板掃描電壓(Vstc)。
延遲電路104係使自觸控面板掃描電壓產生電路103輸入之觸控面板掃描電壓(Vstc)延遲由定序器102指示之延遲量。定序器102係基於儲存於暫存器(1051、1052)之參數，決定延遲量。
暫存器1051係儲存單位延遲時間之暫存器，暫存器1052係儲存最大延遲時間之暫存器。儲存於暫存器1051之單位延遲時間係使觸控面板掃描電壓(Vstc)延遲之單位時間，且為決定觸控面板掃描電壓 (Vstc)之驅動週期之參數。
儲存於暫存器1052之最大延遲時間係使觸控面板掃描電壓(Vstc)延遲之最大時間，從而成為規定使觸控面板掃描電壓(Vstc)之時序變動之容許範圍之參數。
解碼器電路106係基於自定序器102輸入之選擇信號，將觸控面板掃描電壓(Vstc)向Tx1~Tx5之掃描電極中之1個掃描電極輸出之類比開關(解多工器)。
檢測電路108係檢測Tx1~Tx5之掃描電極中被供給觸控面板掃描電壓(Vstc)之1個掃描電極與Rx1~Rx5之各檢測電極之交點中之電極間電容(互電容)。
圖5係用以說明成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之檢測原理之圖。
圖6係成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸碰檢測動作之時序圖。
定序器102係控制觸控面板掃描電壓產生電路103等，與垂直同步信號(Vsync)及水平同步信號(Hsync)同步地，對Tx1~Tx5之掃描電極依序供給觸控面板掃描電壓(Vstc)。此處，如圖5、圖6所示，對各掃描電極供給複數次(圖6為8次)觸控面板掃描電壓(Vstc)。
如圖6所示，檢測電路108係將流入Rx1~Rx5之各檢測電極中之電流累計(圖6中為朝向負方向之累計)，記錄所到達之電壓值(△Va、△Vb)。
於手指(導體)觸碰掃描電極(Tx)與檢測電極(Rx)之交點附近之情形時，電流亦流向手指，因此，累計結果之電壓值中產生變化。
例如，於圖6中，由於掃描電極(Tx1)與檢測電極(RxN)之交點附近不存在手指(圖6之NA所示之無觸碰之狀態)，因此，將流入檢測電極中之電流累計所得之電壓成為非觸碰位準(LA)。
與此相對，由於在掃描電極(Tx2)與檢測電極(RxN)之交點附近存在手指(圖6之NB所示之存在觸碰之狀態)，因此，電流亦流向手指，將流入檢測電極中之電流累計所得之電壓相較非觸碰位準(LA)成為高電位之電壓。可藉由該變化量(觸碰信號)來檢測觸碰位置。
圖7係表示圖4所示之檢測電路108之更具體之電路構成的電路圖。
圖8係用以說明圖7所示之電路動作之時序圖。
於圖7中，10為積分電路，11為取樣保持(sample hold)電路，12為10位元之AD轉換器，13為儲存自AD轉換器12輸出之資料(以下為原始資料)之記憶體(RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體))。
以下，使用圖8，對圖7所示之電路之動作進行說明。再者，於圖8中，Hsync為水平同步信號。(1)於檢測(積分)流入各檢測電極(Rx1~Rxn)中之電流前，將開關(S1)接通(ON)，重置積分電路10，並且將開關(S3)設為接通，重置各檢測電極(Rx1~Rxn)(圖8之A1之期間)。
若將參考電壓(VREF)設為4V(VREF=4V)，則積分電路10之輸出為4V，將各檢測電極(Rx1~Rxn)預充電至4V。(2)繼而，於將開關(S1)及開關(S3)斷開(OFF)後，自Tx1~Txm之掃描電極中之1個掃描電極輸出觸控面板掃描電壓(Vstc)，與之同步地將開關(S2)接通進行積分(圖8之B1之期間)。
藉此，電流在Tx1~Txm之掃描電極中之1個掃描電極交叉電容(Cxy)積分電容(CINT)之路徑中流通，從而積分電路10之輸出電壓(VINT)降低。
此處，VINT=VREF-Vstc＊(Cxy/CINT)
(3)積分電路10中之積分結束後，將開關(S2)斷開，將開關(S3)接通，將各檢測電極(Rx1~Rxn)預充電至4V(圖8之A2之期間)。(4)重複 進行(2)之積分電路10中之積分動作，蓄積電壓(圖8之B2、...之期間)。(5)積分電路10中之積分完成後(圖8之Bn之期間後)，將開關(S4)接通，以取樣保持電路11進行取樣&保持(圖8之C之期間)，其後，將開關(S6)依序接通，以AD轉換器12進行AD轉換，將Rx1~Rxn之掃描電極部分之原始資料儲存於記憶體(RAM)。
於AD轉換器12為10bit之AD轉換器之情形時，原始資料成為0(積分0V)~1023(積分4V)之範圍。(6)由於交叉電容(Cxy)係非觸碰時>觸碰時，因此如圖6之Va、Vb所示，於積分電路10中之積分輸出電壓(VINT)之下降中產生差異，於此處設置閾值，檢測觸碰。
一般而言，於AD轉換器12為10bit之AD轉換器之情形時，將圖6所示之Va之電壓AD轉換後之數位資料以十進制計成為250~350。該250~350成為通常之檢測處理中之動作點。
圖9係用以說明內嵌方式之液晶顯示裝置中之觸控面板檢測時與像素寫入時之時序的圖。再者，於圖9中，T3為返馳期間，VSYNC為垂直同步信號，HSYNC為水平同步信號。
圖9之A係表示在1圖框之像素寫入期間(T4)，自第1條顯示線至1280顯示線為止之像素寫入時序，圖9之B係表示分割為20個區塊之各區塊之對向電極(CT1~CT20)中之觸控面板檢測時序。
如圖9所示，使任意顯示線之對向電極作為掃描電極(TX)發揮功能，觸控面板檢測時之掃描動作係於與進行像素寫入之閘極掃描不同之部位進行。
如圖9所說明，觸控面板掃描係以與閘極掃描不同之顯示線實施，但於影像線與對向電極(CT)之間、及掃描線與對向電極(CT)之間存在寄生電容，故而，因影像線上之電壓(VDL)之變動、或者掃描電壓(VGL)之上升或下降時產生之雜訊，而導致觸控面板檢測時之檢測感度降低。
因此，於成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中，觸碰位置檢測動作係於不存在影像線上之電壓(VDL)之變動、或者掃描電壓(VGL)之上升或下降之期間執行。
圖10係成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中的液晶顯示面板驅動及感測器電極驅動之時序圖。
於圖10中，VGL為掃描線上之掃描電壓，VDL為影像線上之影像電壓，Vcom為供給至對向電極之對向電壓(亦稱為共用電壓)，Vstc為觸控面板掃描電壓，1H為1水平掃描期間，且Txs為觸控面板掃描開始之等待時間。
由於成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置採用點反轉作為交流化驅動法，因此對向電壓係固定電位之Vcom之電壓。
於液晶顯示面板內建有觸控面板功能之內嵌方式之液晶顯示裝置係亦使圖2所示之帶狀之對向電極21作為觸碰檢測用之掃描電極(Tx)動作，因此，液晶顯示面板之顯示動作(圖10之A)、與觸碰位置檢測動作(圖10之B)必須完全分時地進行同步控制。
如上所述，成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中，觸碰位置檢測動作係於不存在影像線上之電壓(VDL)之變動、或者掃描電壓(VGL)之上升或下降之期間(圖10之TA之期間、或TB之期間)執行。
表1係表示圖4所示之暫存器1051及暫存器1052之規格。
表1所示之暫存器名為「TCP_TXDLY」之暫存器係圖4所示之暫 存器1051，參數為「單位延遲時間(t_txdly)」，且單位延遲時間以0.286us間隔設定為0~18.00us為止。
又，表1所示之「TCP_TXMAXD」之暫存器係圖4所示之暫存器1052，參數為「最大延遲時間(t_txmaxd)」，且最大延遲時間以0.286us間隔設定為0~18.00us為止。但，必須滿足t_txdly<t_txmaxd之條件。
圖11係表示成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的觸控面板掃描時序之圖。再者，於圖11中，1H為1水平掃描期間，TxH為觸控面板掃描期間。
成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置係於將觸控面板掃描電壓(Vstc)遍及複數個水平掃描期間地複數次(例如32次)供給至相同之掃描電極(Tx)時，於每1水平掃描期間，使將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序以儲存於暫存器1051之單位延遲時間為單位延遲。但，設為不超過儲存於暫存器1052之最大延遲時間。
成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置係如圖11所示，於第1個水平掃描期間中，將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序係自水平同步信號(Hsync)之上升時間點經過特定之等待時間(t_txwait)後之時間點，於第2個水平掃描期間中，將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序成為自水平同步信號(Hsync)之上升時間點經過特定之等待時間(t_txwait)加上單位延遲時間(t_txdly)所得之期間後之時間點(t_txwait+t_txdly)，於第n(0≦n≦31)個水平掃描期間中，將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序成為自水平同步信號(Hsync)之上升時間點經過特定之等待時間(t_txwait)加上n×單位延遲時間(n×t_txdly)所得之期間後之時間點(t_txwait+n×t_txdly)。
如此般，於成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置中，在將觸控面板掃描電壓(Vstc)遍及複數個水平掃描期間地複數次(例如32次)供給至相同之掃描電極(Tx)時，於第n(0≦n≦31)個水平掃描期間，將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序以(t_txwait+deley，deley=n×t_txdly)表示。而且，於(n×t_txdly)成為最大延遲時間(t_txmaxd)以上(n×t_txdly≧t_txmaxd)之情形時，設為(deley=deley-n×t_txdly)。
以下，對成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的暫存器(TPC_TXDLY)1051及暫存器(TPC_TXMAXD)1052之設定例進行說明。
觸控面板掃描期間(TxH)>1水平掃描期間(1H)之情形下，
[例1]暫存器(TPC_TXDLY)=1，暫存器(TPC_TXMAXD)=5
Delay數=0、1、2、3、4、0、1、...
[例2]暫存器(TPC_TXDLY)=2，暫存器(TPC_TXMAXD)=5
Delay數=0、2、4、1、3、0、2、...觸控面板掃描期間(TxH)<1水平掃描期間(1H)之情形下，
[例3]暫存器(TPC_TXDLY)=9，暫存器(TPC_TXMAXD)=10
Delay數=0、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0、9、...
表1、圖11所示之方法係於每1水平掃描期間，使將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序於不超過儲存於暫存器1052之最大延遲時間之範圍內，以儲存於暫存器1051之單位延遲時間為單位延遲，但並不限於此，亦可採用以下之方法。
以下，對成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的變化例進行說明。
於成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的變化例中，除圖4所示之暫存器1051及暫存器1052以外，亦使用TXDLY1[3：0]至 TXDLY16[3：0]之16個暫存器。
於將k設為1以上、16以下之整數(1≦k≦16)，n設為0以上之整數(0≦n)時，TXDLYk[3：0]係在(k+16n)水平掃描期間之每一期間中，設定使觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序延遲之時間寬度。即，TXDLYk[3：0]係設定由自水平同步信號(Hsync)之上升時間點起經過特定之等待時間(t_txwait)後之時間點，至將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序為止之單位延遲時間(t_txdly)數。
藉此，如圖12所示，於自水平同步信號(Hsync)之上升時間點起經過特定之等待時間(t_txwait)後，可隨機地設定至將觸控面板掃描電壓(Vstc)供給至掃描電極(Tx)之時序為止之延遲時間寬度。
於表2表示單位延遲時間(t_txdly)相對於將TXDLY1[3：0]至TXDLY16[3：0]之16個暫存器之值設定為TXDLY1=0、TXDLY2=5、TXDLY3=0、TXDLY4=1、TXDLY5=0、TXDLY6=15、TXDLY7=0、TXDLY8=7、TXDLY9=0、TXDLY10=2、TXDLY11=0、TXDLY12=8、TXDLY13=0、TXDLY14=4、TXDLY15=0、TXDLY16=12時之時間寬度為0時之觸控面板掃描期間(TxH)的增減數(△)及觸控面板掃描期間(TxH)之值。
於通常之觸控面板中，為降低搭載觸控面板之終端之雜訊源對觸碰檢測造成之影響，而進行驅動觸控面板之電極(掃描電極、檢測電極)之頻率之調整。
另一方面，於液晶顯示面板中內建有觸控面板功能之內嵌方式之液晶顯示裝置中，為避免自液晶顯示面板產生之雜訊之影響，而參照液晶顯示面板之同步信號，使用未驅動液晶顯示面板之時序，進行觸控面板之掃描。因此觸控面板之驅動頻率成為依存於液晶顯示面板之驅動頻率者，從而存在無法自由地調整之問題。
於上述成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置、及成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置的變化例中，由於可自由地調整觸控面板之驅動頻率，因此，可降低搭載觸控面板之終端之雜訊源對觸碰檢測造成之影響。
然而，若輸入雜訊頻率大致等於水平掃描頻率之整數倍(外來雜訊頻率≒水平掃描頻率之整數倍)之外來雜訊，則存在檢測電路內之積分電路引起誤累計，從而產生假像觸碰『假性觸碰』之問題。
本發明之內嵌方式之液晶顯示裝置之特徵在於識別上述假像觸碰『假性觸碰』，使觸碰檢測時之假像觸碰『假性觸碰』之影響減少。
圖13係用以說明本發明之實施例之內嵌方式之液晶顯示裝置中的觸控面板之雜訊檢測方法之圖。
於本實施例之觸控面板中，假定對於實際之觸控面板之掃描電極(Tx0~Tx7)，如圖13之A所示，存在Txv之掃描電極，且如圖13之B所示，假定對假像之對向電極(Txv)，供給有與對實際之觸控面板之掃描電極(Tx0~Tx7)所供給之觸控面板掃描電壓(Vstc)同步之觸控面板掃描電壓，且基於流入複數個檢測電極(Rx1~Rx6)中之電流而檢測雜訊。
此處，對於假像之對向電極(Txv)之觸控面板掃描電壓(Vstc)自圖2所示之觸控面板掃描電壓產生電路103被輸出但未使用。
與對於假像之對向電極(Txv)之假像之觸控面板掃描電壓(Vstc)同步地使積分電路10動作而檢測雜訊。
如圖14所示，於無雜訊之情形時，由於無電荷向積分電路10流入，因此，積分電路10之輸出電壓(VINT)維持參考電壓(VREF)之4V。因此，將積分電路10之輸出電壓(VINT)經AD轉換器12進行AD轉換後之原始資料之值以十進制計成為1023，如圖14之A所示，該1023成為雜訊檢測時之動作點。又，圖14之C為雜訊判定之閾值(Th)線，且將積分電路10之輸出電壓(VINT)經AD轉換器12進行AD轉換後之原始資料之十進制的值小於雜訊判定之閾值(Th)線時，判定為雜訊。
如圖15所示，於雜訊頻率為水平掃描頻率之整數倍以外(外來雜訊頻率≠水平掃描頻率之整數倍)之雜訊之情形時，存在電荷向積分電路10之流入，但於積分電路10之積分累積中被抵消，其結果，積分電路10之輸出電壓(VINT)維持參考電壓(VREF)之4V附近。因此，如圖15之B所示，積分電路10之輸出電壓(VINT)經AD轉換器12進行AD轉換後之原始資料之值以十進制計維持1023附近之值。
如圖16所示，於雜訊頻率大致等於水平掃描頻率之整數倍(外來雜訊頻率≒水平掃描頻率之整數倍)之雜訊之情形時，電荷朝向積分電路10之流入方向週期性地偏向一方向，從而積分電路10之輸出電壓(VINT)產生較大變化。因此，如圖16之C所示，積分電路10之輸出電壓(VINT)經AD轉換器12進行AD轉換後之原始資料值產生較大變化。
若以十進制計將1023作為動作點，如圖16之B所示，將積分電路10之輸出電壓(VINT)經AD轉換器12進行AD轉換後之原始資料之十進制的值低於圖16之C所示之雜訊判定之閾值(Th)線，則判定為雜訊。
如圖16所示，於判定為雜訊時，繼而，識別假像觸碰『假性觸 碰』。
為識別該假像觸碰『假性觸碰』，而利用原始資料之動作點不同。即，藉由使原始資料通過平均濾波器，而擷取原始資料之動作點。
圖17係表示在本實施例之觸控面板中，檢測到雜訊之檢測電極之原始資料與通過平均濾波器後之原始資料之圖表。
再者，於本實施例中，將AC充電器雜訊作為前提，該AC充電器雜訊導致之假像觸碰『假性觸碰』產生於同一檢測電極上，因此，於圖17中圖示有於圖13所示之Rx6之檢測電極中檢測到雜訊時之圖表。
於圖17中，Tx0_Rx6係表示於對Tx0之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料。
同樣地，Tx1_Rx6係表示於對Tx1之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx2_Rx6係表示於對Tx2之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx3_Rx6係表示於對TX3之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx4_Rx6係表示於對Tx4之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx5_Rx6係表示於對Tx5之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx6_Rx6係表示於對Tx6之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料，Tx7_Rx6係表示於對Tx7之掃描電極施加觸控面板掃描電壓(Vstc)時，自Rx6之檢測電極獲得之原始資料。
圖17(b)表示使圖17(a)之圖表所示之原始資料通過平均濾波器後之原始資料。
如圖17(b)所示，於檢測到雜訊之時間點，將原始資料中具有動作點之最大值之電極(與Rx6之檢測電極交叉之掃描電極)判斷為實際 之觸碰電極，將動作點為假性觸碰判定閾值線(Th1)以下之電極部判斷為假性觸碰。於圖17(b)中，A為實際之觸碰電極，B為與觸碰電極鄰接之電極，C為假像觸碰『假性觸碰』之產生電極。
圖18係表示本發明之實施例之液晶顯示裝置之觸碰位置檢測處理的流程圖。
若執行觸碰位置檢測處理，則與相對於假像之對向電極(Txv)之假像之觸控面板掃描電壓(Vstc)同步地使積分電路10動作，判斷是否存在雜訊(步驟S110)。
於步驟S110中，判斷為無雜訊之情形時，執行通常之觸碰位置檢測處理(步驟S111)，且報告觸碰位置之座標(S112)。
於步驟S110中，判斷為存在雜訊之情形時，執行異常處理(平均濾波器處理)(步驟S113)，判斷是否可識別假像觸碰『假性觸碰』(步驟S114)。
於步驟S114中，可識別假像觸碰『假性觸碰』之情形時，以假像觸碰『假性觸碰』之資訊為參考，執行觸碰位置檢測處理，且報告觸碰位置之座標(S115)。
於步驟S115中，無法識別假像觸碰『假性觸碰』之情形時，不執行觸碰位置檢測處理，亦不報告觸碰位置之座標(S116)。
如以上所說明，根據本實施例，可無需追加複雜之方法，而僅利用軟體，輸入雜訊頻率大致等於水平掃描頻率之整數倍(外來雜訊頻率≒水平掃描頻率之整數倍)之外來雜訊，使檢測電路內之積分電路引起誤累計而產生之假像觸碰『假性觸碰』之影響減少。
再者，本實施例係藉由與上述成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置、及成為本發明之前提之內嵌方式之液晶顯示裝置之變化例中的「自由地調整觸控面板之驅動頻率」技術進行組合，而可進一步減少雜訊所導致之影響，但本發明亦可應用於一般之內嵌方式之 液晶顯示裝置。
以上，基於上述實施例，對由本發明者研究而成之發明進行了具體說明，當然本發明並不限定於上述實施例，而可在不脫離其精神之範圍內進行各種變更。

Claims (6)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其包含於第1基板與第2基板之間夾持液晶、且含有矩陣狀配置之複數個像素之液晶顯示面板，且上述液晶顯示面板包含：觸控面板之複數個檢測電極，其等係配置於上述第2基板；像素電極，其係配置於上述各像素；對向電極，其係配置於上述各像素，且於將M設為2以上之整數(M≧2)時，分割為M個區塊；驅動電路，其係對上述分割為M個之各區塊之對向電極，供給對向電壓及觸控面板掃描電壓；及檢測電路，其係基於流入上述複數個檢測電極中之電流，檢測觸碰之有無；上述分割為M個之各區塊之對向電極係對於連續之複數條顯示線之各像素共通地設置，且兼用上述觸控面板之掃描電極，上述驅動電路係對上述分割為M個之各區塊之對向電極依序供給觸控面板掃描電壓，上述檢測電路包含：第1方法，其係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時，基於流入上述複數個檢測電極中之電流而檢測觸碰之有無；及第2方法，其係假定對於上述分割為M個之各區塊之對向電極，存在第(M+1)個對向電極，且假定對於該第(M+1)個對向電極，供給與對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給之觸控面板掃描電壓同步之觸控面板掃描電壓，且基於流入上 述複數個檢測電極中之電流而檢測雜訊。
  2. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述檢測電路包含：設置於上述複數個檢測電極之每一者之複數個積分電路、及將上述複數個積分電路之輸出電壓轉換為數位資料之類比數位轉換器(AD轉換器)，上述各積分電路係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時、及對上述假像之第(M+1)個對向電極供給假像之觸控面板掃描電壓時，將流入各個檢測電極中之電流針對上述分割為M個之各區塊之對向電極、及上述假像之第(M+1)個對向電極之每一者進行積分，上述第1方法係於將以上述類比數位轉換器轉換之數位資料中之相較於最低階位元與最高階位元之中間之值更接近最低階位元之值設為第1動作點，當以上述類比數位轉換器將上述複數個積分電路之上述分割為M個之各區塊的每一對向電極之積分值轉換時之數位資料之值為上述第1動作點與最高階位元之間之值、且與上述第1動作點之差大於特定之第1閾值之情形時，判斷為有觸碰，將除此以外之情形判斷為無觸碰，且上述第2方法係於將以上述類比數位轉換器轉換之數位資料中之最高階位元設為第2動作點，當以上述類比數位轉換器將上述複數個積分電路之上述假像之第(M+1)個對向電極之積分值轉換時之數位資料之值為上述第2動作點與最低階位元之間之值、且與上述第2動作點之差大於特定之第2閾值之情形時，判斷為雜訊。
  3. 如請求項2之液晶顯示裝置，其中以上述類比數位轉換器轉換之數位資料係10位元之資料，上述第1動作點係以十進制計為250~350之值，且 上述第2動作點係以十進制計為接近1023之值。
  4. 如請求項2之液晶顯示裝置，其包含第3方法，該第3方法係於上述第2方法中檢測到雜訊時，識別因上述雜訊而產生之假像觸碰，且上述第3方法係使以上述類比數位轉換器將與以上述第2方法檢測到雜訊之檢測電極對應之積分電路中的上述分割為M個之各區塊之每一對向電極之積分值轉換時的數位資料通過平均濾波器，將通過上述平均濾波器後之資料中資料值具有最大值者判斷為實際之觸碰電極，將資料值為上述最大值與最低階位元之間之值且與上述最大值之差大於特定之閾值3之電極識別為假像觸碰電極。
  5. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其包含於第1基板與第2基板之間夾持液晶、且含有矩陣狀配置之複數個像素之液晶顯示面板，上述液晶顯示面板包含：觸控面板之複數個檢測電極，其等係配置於上述第2基板；像素電極，其係配置於上述各像素；上述對向電極，其係配置於上述各像素，且於將M設為2以上之整數(M≧2)時，分割為M個區塊；驅動電路，其係對上述分割為M個之各區塊之對向電極，供給對向電壓及觸控面板掃描電壓；及檢測電路，其係基於流入上述複數個檢測電極中之電流，檢測觸碰之有無；上述分割為M個之各區塊之對向電極係對於連續之複數條顯示線之各像素共通地設置，且兼用上述觸控面板之掃描電極，上述驅動電路係對上述分割為M個之各區塊之對向電極依序供 給觸控面板掃描電壓，且上述檢測電路包含：第1方法，其係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時，基於流入上述複數個檢測電極中之電流而檢測觸碰之有無；第2方法，其係假定對於上述分割為M個之各區塊之對向電極，存在第(M+1)個對向電極，且假定對該第(M+1)個對向電極，供給與對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給之觸控面板掃描電壓同步之觸控面板掃描電壓，且基於流入上述複數個檢測電極中之電流而檢測雜訊；及第3方法，其係於上述第2方法中檢測到雜訊時，識別因上述雜訊而產生之假像觸碰；於觸碰檢測處理中，在上述第2方法中未檢測到雜訊時，執行通常之觸碰位置檢測處理，於上述第2方法中檢測到雜訊時，若可藉由上述第3方法而識別因上述雜訊而產生之假像觸碰之情形時，參照藉由上述第3方法所識別之上述假像觸碰，執行觸碰位置檢測處理，且於上述第2方法中檢測到雜訊時，若無法藉由上述第3方法而識別因上述雜訊而產生之假像觸碰之情形時，不執行觸碰位置檢測處理。
  6. 如請求項5之液晶顯示裝置，其中上述檢測電路包含：設置於上述複數個檢測電極之每一者之複數個積分電路、及將上述複數個積分電路之輸出電壓轉換為數位資料之類比數位轉換器，上述各積分電路係於對上述分割為M個之各區塊之對向電極供給觸控面板掃描電壓時、及對上述假像之第(M+1)個對向電極 供給假像之觸控面板掃描電壓時，將流入各個檢測電極中之電流針對上述分割為M個之各區塊之對向電極、及上述假像之第(M+1)個對向電極之每一者進行積分，上述第1方法係於將以上述類比數位轉換器轉換之數位資料中之相較於最低階位元與最高階位元之中間之值更接近最低階位元的值設為第1動作點，當以上述類比數位轉換器將上述複數個積分電路之上述分割為M個之各區塊的每一對向電極之積分值轉換時之數位資料之值為上述第1動作點與最高階位元之間之值、且與上述第1動作點之差大於特定之第1閾值之情形時，判斷為有觸碰，將除此以外之情形判斷為無觸碰，上述第2方法係於將以上述類比數位轉換器轉換之數位資料中之最高階位元設為第2動作點，當以上述類比數位轉換器將上述複數個積分電路之上述假像之第(M+1)個對向電極之積分值轉換時之數位資料之值為上述第2動作點與最低階位元之間之值、且與上述第2動作點之差大於特定之第2閾值之情形時，判斷為雜訊，且上述第3方法係使以上述類比數位轉換器將與以上述第2方法檢測到雜訊之檢測電極對應之積分電路中的上述分割為M個之各區塊之每一對向電極之積分值轉換時的數位資料通過平均濾波器，將通過上述平均濾波器後之資料中資料值具有最大值者判斷為實際之觸碰電極，將資料值為上述最大值與最低階位元之間之值且與上述最大值之差大於特定之閾值3之電極識別為假像觸碰電極。
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