JP2016061848A - 表示装置及びその表示駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】この実施形態によれば、表示装置の表示・非表示の周期性による負荷変動を緩和して電源供給電圧のリップルを抑圧する。【解決手段】一実施形態によると、画像を表示する表示部と、前記表示部を駆動するドライバ部とを具備する。前記ドライバ部は、前記表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動部と、前記表示駆動部に電源を供給する電源供給部と、前記表示駆動部及び電源供給部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記表示駆動部に前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を指示し、前記非表示期間にて前記表示期間との間での前記表示駆動部の電気的負荷の差を緩和する緩和駆動を電源供給部に指示する。【選択図】図5
Description
この実施形態は周期的に表示期間と非表示期間を繰り返す表示装置及びその表示駆動方法に関する。
携帯端末(スマートフォーンやパーソナルアシスタントデバイス(PAD),タブレットコンピュータ等)は、液晶、有機EL等による表示装置を備える。また、携帯端末に使用される表示装置には、一般にタッチセンサ等の付加機能が追加されている。
ところで、例えばタッチセンサ機能を追加した液晶表示装置では、液晶駆動のブランク期間にタッチセンサを動作させるが、表示駆動期間(以下、表示期間と称する)とタッチセンサのセンシング動作期間(以下、非表示期間と称する)でパネル駆動負荷が異なるため、周期的に負荷変動が生じる場合がある。このとき、液晶駆動のための昇圧回路やレギュレータ回路が負荷変動に追従できず、電源供給電圧にリップルが発生する。このリップルは、画質に影響を与えたり、部品の振動によるノイズを発生させたりするといった弊害を招く。
ところで、例えばタッチセンサ機能を追加した液晶表示装置では、液晶駆動のブランク期間にタッチセンサを動作させるが、表示駆動期間(以下、表示期間と称する)とタッチセンサのセンシング動作期間(以下、非表示期間と称する)でパネル駆動負荷が異なるため、周期的に負荷変動が生じる場合がある。このとき、液晶駆動のための昇圧回路やレギュレータ回路が負荷変動に追従できず、電源供給電圧にリップルが発生する。このリップルは、画質に影響を与えたり、部品の振動によるノイズを発生させたりするといった弊害を招く。
以上のように、表示期間と非表示期間とを繰り返す表示装置にあっては、周期的な負荷変動により電源出力にリップルが発生し、画質に影響を与え、ノイズ発生の要因となる課題があった。
そこでこの実施形態の目的は、表示・非表示の周期性による負荷変動を緩和して電源出力のリップルを抑圧することのできる表示装置及びその表示駆動方法を提供することにある。
そこでこの実施形態の目的は、表示・非表示の周期性による負荷変動を緩和して電源出力のリップルを抑圧することのできる表示装置及びその表示駆動方法を提供することにある。
一実施形態によると、表示装置は、画像を表示する表示部と、前記表示部を駆動するドライバ部とを具備する。前記ドライバ部は、前記表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動部と、前記表示駆動部に電源を供給する電源供給部と、前記表示駆動部及び前記電源供給部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記表示駆動部に前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を指示し、前記非表示期間にて前記表示期間との間での前記表示駆動部の電気的負荷の差を緩和する緩和駆動を前記電源供給部に指示する。
前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力として昇圧回路を備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記昇圧回路の昇圧を停止するように指示する、または前記昇圧回路の昇圧周波数を変更するように指示する、または前記昇圧回路の非表示期間における基準電位を表示期間における基準電位よりも低くするように指示する。
前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力としてレギュレータを備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記レギュレータの非表示期間における基準電位を表示期間における基準電位よりも低くするように指示する。
また、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記非表示期間の後段で次の表示期間の昇圧を表示開始に先立って行うように指示する。または、前記表示期間と前記非表示期間の少なくともいずれか一方の長さを可変するように指示する。
また、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記非表示期間の後段で次の表示期間の昇圧を表示開始に先立って行うように指示する。または、前記表示期間と前記非表示期間の少なくともいずれか一方の長さを可変するように指示する。
また、一実施形態によると、画像を表示する表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動方法では、前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を決定し、前記非表示期間にて前記表示期間との間での表示駆動の電気的負荷の差を緩和するように電源を供給させる。
以下この実施形態を説明する。この実施形態によると、画像を表示する表示部と、前記表示部を駆動するドライバ部とを具備する。前記ドライバ部は、前記表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動部と、前記表示駆動部に電源を供給する電源供給部と、前記表示駆動部及び前記電源供給部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記表示駆動部に前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を指示し、前記非表示期間にて前記表示期間との間での前記表示駆動部の電気的負荷の差を緩和する緩和駆動を前記電源供給部に指示する。
上記の構成によると、表示装置の表示・非表示の周期性による負荷変動を緩和して電源出力のリップルを抑圧することができる。
さらに具体的に図面を参照して説明する。図1は、一実施形態が適用された携帯端末の全体ブロックを示す構成図である。
図1は、一実施形態に係るセンサ付き表示装置DSPの概略構成を示す斜視図である。図1において、タッチセンサ一体型の液晶表示パネルLCDは、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に形成された液晶層と、を備えている。なお、第1基板SUB1をアレイ基板、第2基板SUB2を対向基板と称してもよい。液晶表示パネルLCDを駆動する液晶ドライバIC1は、例えば第1基板SUB1上に搭載されている。液晶ドライバIC1は、第1のICチップ或いはドライブ回路と称されてもよい。
さらに具体的に図面を参照して説明する。図1は、一実施形態が適用された携帯端末の全体ブロックを示す構成図である。
図1は、一実施形態に係るセンサ付き表示装置DSPの概略構成を示す斜視図である。図1において、タッチセンサ一体型の液晶表示パネルLCDは、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に形成された液晶層と、を備えている。なお、第1基板SUB1をアレイ基板、第2基板SUB2を対向基板と称してもよい。液晶表示パネルLCDを駆動する液晶ドライバIC1は、例えば第1基板SUB1上に搭載されている。液晶ドライバIC1は、第1のICチップ或いはドライブ回路と称されてもよい。
液晶表示パネルLCDは、例えば容量変化検出型のタッチセンサSEを一体化して備えている。図の例は、液晶表示パネルLCDの表示領域(アクティブエリアと称してもよい)DAの面上にタッチセンサSEを形成する検出素子(検出電極と称してもよい)Rxが設けられる。このタイプのセンサ付き表示装置DSPはオンセル型の装置と称される。しかしタッチセンサSEを形成する電極が液晶表示パネルLCDの内部に設けられるタイプのインセル型の装置であってもよい。タッチセンサSEは、タッチパネルコントローラIC2(第2のICチップ或いはセンサ回路と称してもよい)により制御される。
また、アプリケーションプロセッサ(第1の制御部と称してもよい)HOSが設けられ、アプリケーションプロセッサHOSはフレキシブル配線基板FPC1、液晶ドライバIC1を介して、液晶表示パネルLCDに接続され、またフレキシブル配線基板FPC2、タッチパネルコントローラIC2を介してタッチセンサSEに接続されている。上記の液晶ドライバIC1と、タッチパネルコントローラIC2とは、同一チップ内に構成されてもよい。
液晶表示パネルLCDを照明するバックライトユニットBLは、第1基板SUB1の下側に配置されている。フレキシブル配線基板FPC3は、バックライトユニットBLとアプリケーションプロセッサHOSとを接続している。バックライトユニットBLは、種々の形態のバックライトユニットBLが適用可能であり、光源としては、発光ダイオード(LED)を利用したものや冷陰極管(CCFL)を利用したバックライトユニットBL等がある。
センサ付き表示装置DSPは、バッテリ(2次電池)BATTの他、電源回路などを備えるが図1では図示していない。
図2は、図1の一部である主な回路ブロックを取り出して示す。図2の破線で囲む部分が、第1基板SUB1の部分である。第2基板SUB2の非表示領域にゲート回路GDが構成されている。またゲート回路GDに併設して共通電極駆動回路CDが構成されている。
図2は、図1の一部である主な回路ブロックを取り出して示す。図2の破線で囲む部分が、第1基板SUB1の部分である。第2基板SUB2の非表示領域にゲート回路GDが構成されている。またゲート回路GDに併設して共通電極駆動回路CDが構成されている。
また、ソース選択回路(マルチプレクサと称される場合もある)MUPが第2基板SUB2の下側の非表示領域に構成されている。液晶ドライバIC1は、ゲート回路GD、共通電極駆動回路CDを制御することができる。また液晶ドライバIC1は、ソース選択回路MUPを介して液晶表示パネルLCDの画素(表示素子と称してもよい)に画素信号を書き込むことができる。これにより液晶表示パネルLCDは、画素への書込み期間、タッチ検出期間を設定することができる。
タッチパネルコントローラIC2は、タッチ検出電極から得られたタッチ検出信号を処理し、表示面に対するユーザの指の接触位置の座標データを得ることができる。
液晶ドライバIC1は、アプリケーションプロセッサHOSと相互通信を行い、データの要求・受信などを行う。
液晶ドライバIC1は、アプリケーションプロセッサHOSと相互通信を行い、データの要求・受信などを行う。
アプリケーションプロセッサHOSは、液晶ドライバIC1に対して映像データ、コマンド、同期信号などを供給することができる。
アプリケーションプロセッサHOS、液晶ドライバIC1、タッチパネルコントローラIC2は、バッテリBATTからの電源供給によって駆動する。
アプリケーションプロセッサHOS、液晶ドライバIC1、タッチパネルコントローラIC2は、バッテリBATTからの電源供給によって駆動する。
図3は、液晶表示パネルLCDの第1基板SUB1上の一部の等価回路を概略的に示す。
液晶表示パネルLCDは、画像を表示する表示領域DAを備える。第1基板SUB1において、第1基板SUB1の非表示領域に、ソース選択回路MUP、ゲート回路GD、共通電極駆動回路CD及びアウタリードボンディング(Outer Lead Bonding)のパッド群(以下、OLBパッド群と称する)pG1が形成されている。
液晶表示パネルLCDは、画像を表示する表示領域DAを備える。第1基板SUB1において、第1基板SUB1の非表示領域に、ソース選択回路MUP、ゲート回路GD、共通電極駆動回路CD及びアウタリードボンディング(Outer Lead Bonding)のパッド群(以下、OLBパッド群と称する)pG1が形成されている。
液晶ドライバIC1は、ソース選択回路MUP、ゲート回路GD、共通電極駆動回路CD及びOLBパッド群pG1に接続されている。全てを図示しないが、液晶ドライバIC1とゲート回路GDとはパネル制御信号を出力する制御線で接続されている。液晶ドライバIC1は、制御線を介して制御スイッチング素子CSW1に制御信号を与えることができる。
表示領域DAにおいて、第1基板SUB1及び第2基板間(図示せず)には、複数の画素PXが位置している。複数の画素PXは、第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に設けられ、m×n個配置されている(但し、m及びnは正の整数である)。
表示領域DAにおいて、第1基板SUB1には、n本のゲート線G(G1〜Gn)、m本のソース線S(S1〜Sm)、共通電極CE(C1・・・Cn)などが形成されている。
表示領域DAにおいて、第1基板SUB1には、n本のゲート線G(G1〜Gn)、m本のソース線S(S1〜Sm)、共通電極CE(C1・・・Cn)などが形成されている。
ゲート線Gは、第1方向Xに略直線的に延出し、表示領域DAの外側に引き出され、ゲート回路GDに接続されている。ゲート線Gは、第2方向Yに間隔を置いて並べられている。ゲート線G(G1、G2、・・・Gn)は、制御スイッチング素子CSW1に一対一で接続されている。
ソース線Sは、第2方向Yに略直線的に延出し、ゲート線Gと交差している。ソース線Sは、第1方向Xに間隔を置いて並べられている。ソース線Sは、表示領域DAの外側に引き出され、ソース選択回路MUPに接続されている。
共通電極CE(C1、C2、・・・Cn)は、第1方向Xに略直線的に延在し、第2方向Yに間隔を置いて並べられている。
共通電極CE(C1、C2、・・・Cn)は、第1方向Xに略直線的に延在し、第2方向Yに間隔を置いて並べられている。
共通電極CEは、例えば複数本(例えば3本)毎に束ねられた分割電極であってもよい。この場合、共通電極CE(C1〜Cn)は、(n/3)個の分割電極C(C1〜Cn/3)として構成される。以下、実施形態は、共通電極CEが構成されているものとして説明する。
共通電極CEは、表示領域DAの外側に引き出され、共通電極駆動回路CDに接続されている。なお、ゲート線G、ソース線S及び共通電極CEは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
ゲート回路GDは、n個の制御スイッチング素子CSW1を備える。n個の制御スイッチング素子CSW1は、それぞれ選択的にオン又はオフされて、対応する画素PXへの画像信号の書込み許可又は書込み禁止を制御することができる。また、n個の制御スイッチング素子CSW1は、例えば非常時(特異制御動作の時)に一斉にオンされて、全画素PXに例えば黒レベルの画像信号の書込みを許可することもできる。
ゲート回路GDは、n個の制御スイッチング素子CSW1を備える。n個の制御スイッチング素子CSW1は、それぞれ選択的にオン又はオフされて、対応する画素PXへの画像信号の書込み許可又は書込み禁止を制御することができる。また、n個の制御スイッチング素子CSW1は、例えば非常時(特異制御動作の時)に一斉にオンされて、全画素PXに例えば黒レベルの画像信号の書込みを許可することもできる。
画素信号は、選択されているゲート線に接続されている画素にソース選択回路MUPを介して順次書き込まれる。
図4は、図3に示した画素PXを示す等価回路図である。画素PXは、画素スイッチング素子PSW、透明な画素電極PE、透明な共通電極CE等を備えている。画素スイッチング素子PSWは、例えばTFT(薄膜トランジスタ)で形成されている。画素スイッチング素子PSWは、ゲート線G及びソース線Sと電気的に接続されている。画素スイッチング素子PSWは、トップゲート型TFTあるいはボトムゲート型TFTのいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子PSWの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていてもよい。
図4は、図3に示した画素PXを示す等価回路図である。画素PXは、画素スイッチング素子PSW、透明な画素電極PE、透明な共通電極CE等を備えている。画素スイッチング素子PSWは、例えばTFT(薄膜トランジスタ)で形成されている。画素スイッチング素子PSWは、ゲート線G及びソース線Sと電気的に接続されている。画素スイッチング素子PSWは、トップゲート型TFTあるいはボトムゲート型TFTのいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子PSWの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていてもよい。
画素電極PEは、画素スイッチング素子PSWに電気的に接続されている。画素電極PEは、絶縁膜を介して共通電極CEと対向している。共通電極CE、絶縁膜及び画素電極PEは、保持容量CSを形成している。保持容量CSに画素信号が書き込まれると、その電圧に応じて画素電極PEと共通電極CEとの間の液晶LQの光空間変調が実現される。
図5は、特に、ICチップである液晶ドライバIC1の内部のブロック構成例を示している。
アプリケーションプロセッサHOSからの映像データは、インターフェースレシーバ201を介して、映像メモリ202に入力される。映像メモリ202から読み出された映像データは、ラインラッチ回路203にラッチされる。ラインラッチ回路203は、液晶表示パネルLCDの1ライン或いは複数ライン分の映像データをラッチすることができる。
アプリケーションプロセッサHOSからの映像データは、インターフェースレシーバ201を介して、映像メモリ202に入力される。映像メモリ202から読み出された映像データは、ラインラッチ回路203にラッチされる。ラインラッチ回路203は、液晶表示パネルLCDの1ライン或いは複数ライン分の映像データをラッチすることができる。
ラインラッチ回路203から読み出された各画素に対応する映像データは、ソース増幅器204にてデジタルアナログ変換され、増幅によりガンマ補正等を施されて画素信号となる。この画素信号が液晶表示パネルLCDの画素(表示素子)に書き込まれる。具体的には、図4に示した保持容量CSに書き込まれる。
上記の映像メモリ202、ラインラッチ回路203、ソース増幅器204などのブロックをまとめて映像データ処理部241と称してもよい。映像データ処理部241で生成された画素信号は、表示素子アレイ部240aに入力される。表示素子アレイ部240aはタッチ検出素子アレイ部240bと一体化されている。
一方、アプリケーションプロセッサHOSからの同期信号、コマンドなどは、インターフェースレシーバ201により取り込まれる。インターフェースレシーバ201により取り込まれた同期信号などは、タイミングコントローラ213に入力する。
タイミングコントローラ213は、コマンドに応じて、液晶ドライバIC1の動作モード及び動作シーケンスを設定する、また動作モードの切替えを行うことができる。動作モードは、画素信号が各水平ラインの画素に書き込まれる書き込み期間、画素の表示期間、及びタッチ検出期間(非表示期間)などがある。
タイミングコントローラ213は、発振器214からの内部クロックに基づいて、上記したシーケンスを実現するために各種のタイミングパルスを生成している。
尚、上記したインターフェースレシーバ201は、アプリケーションプロセッサHOSから送られてくるデジタルデータの外部クロックレートを、内部のデジタルデータのための内部クロックレートに変換している。例えばインターフェースレシーバ201の書き込み動作は外部クロックに同期し、読み出し動作は内部クロックに同期している。
尚、上記したインターフェースレシーバ201は、アプリケーションプロセッサHOSから送られてくるデジタルデータの外部クロックレートを、内部のデジタルデータのための内部クロックレートに変換している。例えばインターフェースレシーバ201の書き込み動作は外部クロックに同期し、読み出し動作は内部クロックに同期している。
上記したタイミングコントローラ213は、インターフェースレシーバ201からの外部水平同期信号HSYNCを参照し、外部水平同期信号HSYNCに同期することができる。
タイミングコントローラ213の表示用の各種のタイミングパルスは、映像メモリ202、ラインラッチ回路203、ソース増幅器204、パネル制御信号成生部220に入力される。さらにまた、タイミングコントローラ213のセンサ用の各種のタイミングパルスは、タッチ検出素子制御信号生成部231、タッチインターフェース232にも入力される。
タイミングコントローラ213の表示用の各種のタイミングパルスは、映像メモリ202、ラインラッチ回路203、ソース増幅器204、パネル制御信号成生部220に入力される。さらにまた、タイミングコントローラ213のセンサ用の各種のタイミングパルスは、タッチ検出素子制御信号生成部231、タッチインターフェース232にも入力される。
パネル制御信号生成部220は、ゲート回路GD、共通電極駆動回路CDに対する駆動信号を生成し、液晶表示パネルLCDの映像表示を実現する。タッチ検出素子制御信号生成部231は、センサSEを駆動するための所謂タッチ検出駆動信号を生成している。
これにより、液晶ドライバIC1は、液晶表示パネルLCDにおける、画素への書込み期間、タッチ検出期間を設定することができる。
タッチインターフェース232は、検出素子Rxからの検出信号Rxsを受け取り、タッチパネルコントローラIC2に受け渡す。タッチパネルコントローラIC2は、検出素子Rxからの検出信号Rxsを用いて表示面のどの位置にユーザの指先或いはペンが触れているかを判定する。
タッチインターフェース232は、検出素子Rxからの検出信号Rxsを受け取り、タッチパネルコントローラIC2に受け渡す。タッチパネルコントローラIC2は、検出素子Rxからの検出信号Rxsを用いて表示面のどの位置にユーザの指先或いはペンが触れているかを判定する。
尚、検出素子Rxは、透明な例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)を利用して形成することができる。
上記の構成において、パネル制御信号生成部220、タッチ検出素子制御信号生成部231、タイミングコントローラ213、発振器214などのブロックは、まとめて走査駆動部242と称されてもよい。したがって、走査駆動部242は、第2クロック生成部(発振器214)を備え、第2クロック生成部214のクロックに同期して画素信号および表示駆動信号を複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うことができる。さらに走査駆動部242は、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給する。
上記の構成において、パネル制御信号生成部220、タッチ検出素子制御信号生成部231、タイミングコントローラ213、発振器214などのブロックは、まとめて走査駆動部242と称されてもよい。したがって、走査駆動部242は、第2クロック生成部(発振器214)を備え、第2クロック生成部214のクロックに同期して画素信号および表示駆動信号を複数の表示素子に時分割的に順次供給して表示走査を行うことができる。さらに走査駆動部242は、タッチ検出駆動信号をタッチ検出素子に供給する。
また、上記の構成において、タッチインターフェース232、タッチパネルコントローラIC2などのブロックは、タッチ検出部243と称してもよい。このタッチ検出部243は、タッチ検出素子に基づく検出出力をサンプリングすることによりタッチ検出を行うことができる。この動作により、表示面のどの位置にユーザの指先或いはペンが触れているかが判定される。
上記液晶ドライバIC1は、内部回路の電源供給部として、レギュレータ251及び昇圧回路(チャージポンプ)252を備える。レギュレータ251は、例えば図6(a)に示すように、バッテリBATTからの電源供給を受けて、出力アンプ251Aで駆動電圧を生成し安定化出力する。ここで、バッテリBATTからは2段階の電位電圧を取り込み、切替スイッチ251Bにより制御指示に基づいて選択的に入力し、駆動電圧を段階的に制御可能となっている。この駆動電圧はインターフェースレシーバ201、映像メモリ202、ラインラッチ回路203、タイミングコントローラ213、発振器214に送る。昇圧回路252は、例えばDCDCコンバータにより構成され、電源供給を図6(b)に示すようにレギュレータ251から受けて、昇圧周波数を制御することで直流電圧を予め決められた電圧に昇圧し、ソース増幅器204、パネル制御信号生成部220、タッチ検出素子制御信号生成部231に出力する。これにより、液晶ドライバIC1内において、個々の回路ブロックが適切に動作する。
ここで、上記構成による表示装置では、液晶駆動のブランク期間にタッチセンサを動作させる。本実施形態に係る表示装置においては、表示期間にすべての共通電極を所定の電圧に固定すると共に、各ゲート線と信号線を通じて各画素に信号を順次供給するものである一方、ブランク期間にはタッチ検出に寄与する共通電極にのみ順次信号を供給するものであるので、表示駆動期間(表示期間)のパネル駆動負荷はタッチセンサのセンシング動作期間(タッチ検出期間)のパネル駆動負荷よりも著しく大きい。。このため、表示期間とタッチ検出期間による周期的な負荷変動により、液晶駆動のためのレギュレータ251や昇圧回路252が負荷変動に追従できず、電源供給電圧にリップルが発生する。このリップルは、画質に影響を与えたり、部品の振動によるノイズを発生させたりするといった弊害を招く。
そこで、実施形態では、負荷の異なる期間で動的にレギュレータ251、昇圧回路252の一方または両方を制御する。この制御は、タイミングコントローラ213で電源制御信号を生成し、レギュレータ251、昇圧回路252に出力する。レギュレータ251及び昇圧回路252は、電源制御信号に基づいて出力先への駆動電圧を制御して、電気的負荷の差を緩和するように緩和駆動する。
具体的には、タイミングコントローラ213は、図7に示すように、表示期間生成部213aと、タッチ検出期間生成部213bと、シーケンサ213cと、電源制御部213dを備える。上記表示期間生成部231aは、シーケンサ213cからの指示により、予め決められた期間を映像の表示期間とするように、映像データ処理部241及びパネル制御信号生成部220に制御信号を送る。また、上記タッチ検出期間生成部231bは、シーケンサ213cからの指示により、予め決められた期間をタッチ検出期間とするように、タッチ検出素子制御信号生成部231及びタッチインターフェース232に制御信号を送る。さらに、電源制御部213dは、シーケンサ213cからの指示により、表示期間及びタッチ検出期間を判別し、負荷変動を軽減するように、それぞれの期間の駆動電圧を設定するための制御信号を生成してレギュレータ251及び昇圧回路252に送る。
(第1の実施例)
図8及び図9を参照して、負荷変動軽減のための第1の実施例を説明する。第1の実施例では、負荷の異なる期間で動的に昇圧回路(チャージポンプ)を停止もしくは昇圧周波数を変更するものとする。図8は上記シーケンサ213cで処理される第1の実施例の制御内容を示すフローチャート、図9は図8の制御内容を示すタイミング図である。
図8及び図9を参照して、負荷変動軽減のための第1の実施例を説明する。第1の実施例では、負荷の異なる期間で動的に昇圧回路(チャージポンプ)を停止もしくは昇圧周波数を変更するものとする。図8は上記シーケンサ213cで処理される第1の実施例の制御内容を示すフローチャート、図9は図8の制御内容を示すタイミング図である。
まず、表示装置の電源がオンされると、表示期間・タッチ検出期間の設定が行われる(ステップS11)。表示期間が開始されると、昇圧回路252をオンする、または表示駆動用に第1昇圧周波数に設定する(ステップS12,S13)。次に、タッチ検出期間が開始されると、昇圧回路252をオフする、または表示停止用に第2昇圧周波数に設定する(ステップS14,S15)。以後、電源オフにより制御の終了が指示されるまで上記ステップS12〜S15の処理を繰り返し(ステップS16)、制御終了が指示された場合には一連の動作を完了する。
この様子を図9に示す。図9(a)は負荷期間A(表示期間)、負荷期間B(タッチ検出期間)の電源変動の様子を示している。また、図9(b)は、負荷期間A(表示期間)、負荷期間B(タッチ検出期間)のいずれも制御しない場合を示している。この場合、電源出力は図9(a)中、一点鎖線で示すように、周期的に大きく変動する。これに対し、図9(c)に示すように、負荷期間Aの表示期間では通常通りの昇圧電圧とし、負荷期間Bのタッチ検出期間では昇圧出力を停止する。または、図9(d)に示すように、負荷期間Aの表示期間では通常通りの昇圧周波数(第1昇圧周波数)とし、負荷期間Bのタッチ検出期間では第1昇圧周波数より低い第2昇圧周波数とする。これによって、負荷期間A,Bで生じる電源電圧の変動を図9(a)中、実線で示すように、十分に抑圧することが可能である。
(第2の実施例)
図10及び図11を参照して負荷変動軽減のための第2の実施例を説明する。第2の実施例では、レギュレータ251もしくは昇圧回路252がフィードバック回路付きの場合、動的に基準電位を変更するものとする。図9は上記シーケンサ213cで処理される第2の実施例の制御内容を示すフローチャート、図11は図10の制御内容を示すタイミング図である。
図10及び図11を参照して負荷変動軽減のための第2の実施例を説明する。第2の実施例では、レギュレータ251もしくは昇圧回路252がフィードバック回路付きの場合、動的に基準電位を変更するものとする。図9は上記シーケンサ213cで処理される第2の実施例の制御内容を示すフローチャート、図11は図10の制御内容を示すタイミング図である。
まず、表示装置の電源がオンされると、表示期間・タッチ検出期間の設定が行われる(ステップS21)。表示期間が開始されると、昇圧回路252の基準電位を表示期間指定の第1電圧レベルに設定する(ステップS22,S23)。次に、タッチ検出期間が開始されると、昇圧回路252の基準電位を第1電圧レベルより低い第2電圧レベルに設定する(ステップS24,S25)。以後、電源オフにより制御の終了が指示されるまで上記ステップS22〜S25の処理を繰り返し(ステップS26)、制御終了が指示された場合には一連の動作を完了する。
この様子を図11に示す。図11(a)は負荷期間A(表示期間)、負荷期間B(タッチ検出期間)の電源変動の様子を示している。また、図11(b)は、負荷期間A(表示期間)、負荷期間B(タッチ検出期間)のいずれも制御しない場合を示している。この場合、電源出力は図11(a)中、一点鎖線で示すように、周期的に大きく変動する。これに対し、図11(c)に示すように、負荷期間Aの表示期間では昇圧回路252の基準電位を表示期間における通常通りの第1の電圧レベルとし、負荷期間Bのタッチ検出期間では第1の電圧レベルより低い第2の電圧レベルとする。これによって、負荷期間A,Bで生じる電源電圧の変動を図11(a)中、実線で示すように、十分に抑圧することが可能である。
尚、上記実施例では、昇圧回路252の基準電位を制御する場合について説明したが、レギュレータ251の基準電位を制御するようにしてもよい。すなわち、図11(d)に示すように、負荷期間Aの表示期間ではレギュレータ251の基準電位を第1の電圧レベルとし、負荷期間Bのタッチ検出期間ではレギュレータ251の基準電位を第1の電圧レベルより低い第2の電圧レベルとするようにしても同様の効果を得ることができる。勿論、レギュレータ251と昇圧回路252を共に制御するようにしてもよい。
(第3の実施例)
上記第1及び第2の実施例では、いずれも表示期間Aとタッチ検出期間Bを固定するようにしたが、期間の切り換え毎に負荷が大きく変動し、応答や画質への影響に影響を及ぼすことがある。これは、昇圧回路252の昇圧切替時に顕著である。そこで、第3の実施例では、応答や画質への影響を考慮して、負荷変動境界の昇圧切り替えタイミングを制御するものとする。図12は上記シーケンサ213cで処理される第3の実施例の制御内容を示すフローチャート、図13は図12の制御内容を示すタイミング図である。
上記第1及び第2の実施例では、いずれも表示期間Aとタッチ検出期間Bを固定するようにしたが、期間の切り換え毎に負荷が大きく変動し、応答や画質への影響に影響を及ぼすことがある。これは、昇圧回路252の昇圧切替時に顕著である。そこで、第3の実施例では、応答や画質への影響を考慮して、負荷変動境界の昇圧切り替えタイミングを制御するものとする。図12は上記シーケンサ213cで処理される第3の実施例の制御内容を示すフローチャート、図13は図12の制御内容を示すタイミング図である。
まず、表示装置の電源がオンされると、表示期間A・タッチ検出期間Bについて図13(a)に示すように標準設定すると共に、図13(b)に示すようにタッチ検出期間Bの終了すなわち表示期間Aの開始のタイミングをシフトする時間tを設定する(ステップS31)。表示期間Aが開始されると、昇圧オンまたは第1昇圧周波数に設定し(ステップS32,S33)、表示期間Aの経過を例えばクロックのカウントにより監視して表示期間Aの終了を判別する(ステップS34)。表示期間Aの終了が検出された場合には、タッチ検出期間Bを開始して昇圧オフまたは第2昇圧周波数に設定し(ステップS35,S36)、シフト時間tに合わせてタッチ検出期間Bの経過を例えばクロックのカウントにより監視し、タッチ検出期間Bの終了を判別する(ステップS37)。以後、電源オフにより制御の終了が指示されるまで上記ステップS32〜S37の処理を繰り返し(ステップS38)、制御終了が指示された場合には一連の動作を完了する。
上記の処理によれば、図13(b)に示すように、標準設定された表示期間Aよりも時間tだけ早く表示を開始することができる。すなわち、非表示期間から表示期間に切り替わる際に昇圧を行うため、図13(a)に示すようにタッチ検出期間(非表示期間)Bから表示期間Aに遷移する際に、図13(b)に示すようにタッチ検出期間(非表示期間)Bの時に、その後の表示期間Aの開始時点より時間t(t:昇圧開始のシフト時間)だけ先立って表示期間の時の周波数を入力してプレチャージし、その後の表示期間Aの表示を開始時点からスムーズに動作させる。これにより、急激な負荷変動を緩和することが可能となる。
尚、上記のシフト時間tは、固定でもよいがランダムにあるいは周期的に変化させるようにしてもよい。また、タッチ検出期間(非表示期間)Bから表示期間Aに遷移するときだけでなく、表示期間Aからタッチ検出期間Bに切り替わるときも昇圧のタイミングを制御するようにしてもよい。
(第4の実施例)
上記第3の実施例では、表示期間とタッチ検出期間の切り換え毎に負荷が大きく変動して、応答や画質へ及ぼす影響を考慮して、負荷変動境界の昇圧切り替えタイミングを制御するものとしたが、第4の実施形態では、LTPS(Low Temperature Poly-silicon:低温ポリシリコン)表示パネルの場合に、タッチ検出期間(非表示期間)において、表示期間との切り替え時におけるLTPS駆動信号を変調制御することで急峻な負荷変動を抑制する。図14は上記シーケンサ213cで処理される第4の実施例の制御内容を示すフローチャート、図15は図14の制御内容を示すタイミング図である。ここでは、LTPS駆動信号は1H水平期間のパルス幅を可変するパルス幅変調方式であり、表示期間はデューティ比20%、タッチ検出期間はデューティ比100%で変調されるものとする。従来のLTPS駆動信号の変調波形を図15(a)に示し、その時のパネル負荷の変化を図15(b)に示す。このように、従来では表示期間とタッチ検出期間との境で急激な負荷変動が生じている。
上記第3の実施例では、表示期間とタッチ検出期間の切り換え毎に負荷が大きく変動して、応答や画質へ及ぼす影響を考慮して、負荷変動境界の昇圧切り替えタイミングを制御するものとしたが、第4の実施形態では、LTPS(Low Temperature Poly-silicon:低温ポリシリコン)表示パネルの場合に、タッチ検出期間(非表示期間)において、表示期間との切り替え時におけるLTPS駆動信号を変調制御することで急峻な負荷変動を抑制する。図14は上記シーケンサ213cで処理される第4の実施例の制御内容を示すフローチャート、図15は図14の制御内容を示すタイミング図である。ここでは、LTPS駆動信号は1H水平期間のパルス幅を可変するパルス幅変調方式であり、表示期間はデューティ比20%、タッチ検出期間はデューティ比100%で変調されるものとする。従来のLTPS駆動信号の変調波形を図15(a)に示し、その時のパネル負荷の変化を図15(b)に示す。このように、従来では表示期間とタッチ検出期間との境で急激な負荷変動が生じている。
これに対して、第4の実施例では、まず、表示装置の電源がオンされると、表示期間、タッチ検出期間について図14(a)に示すように標準設定すると共に、タッチ検出期間の開始から一定期間後(以下、IN期間)とタッチ検出期間の終了から一定期間前(以下、OUT期間)をそれぞれ設定する(ステップS41)。表示期間が開始されると、デューティ比20%に設定し(ステップS42,S43)、表示期間の経過を例えばクロックのカウントにより監視して表示期間の終了を判別する(ステップS44)。表示期間の終了が検出された場合には、タッチ検出期間の開始後、IN期間内にデューティ比を20%から100%に連続的にアップさせる(ステップS45)。続いて、タッチ検出期間の経過を例えばクロックのカウントにより監視し、タッチ検出期間のOUT期間内にデューティ比を100%から20%に連続的にダウンさせる(ステップS46)。以後、電源オフにより制御の終了が指示されるまで上記ステップS42〜S46の処理を繰り返し(ステップS47)、制御終了が指示された場合には一連の動作を完了する。
なお、タッチ検出期間と表示期間のデューティ比の大きさや順次変化させるときの変化率や変化の量は、上記に限定されず、表示装置の性能やICの性能等に応じた数値を採用することができる。
なお、タッチ検出期間と表示期間のデューティ比の大きさや順次変化させるときの変化率や変化の量は、上記に限定されず、表示装置の性能やICの性能等に応じた数値を採用することができる。
上記構成によれば、LTPS駆動信号は、図15(c)に示すようにタッチ検出期間のIN期間でデューティ比を20%から100%に連続アップさせ、OUT期間でデューティ比を100%から20%に連続ダウンさせるようにしているので、パネル負荷は図15(d)に示すようにタッチ検出期間のIN期間、OUT期間で緩やかに増減されるようになり、急激な負荷変動を抑制することができる。
なお、上記第4の実施例では、LTPSh駆動信号がパルス幅変調方式であるものとして説明したが、これに限らず、周波数変調方式の場合でも同様に実施可能である。周波数変調方式の場合は、表示期間の1H水平期間を第1の周波数とし、タッチ検出期間の1H水平期間を第2の周波数とし、タッチ水平期間のIN期間で第1の周波数から第2の周波数に伸長または短縮し、OUT期間で第2の周波数から第1の周波数に短縮または伸長するようにすればよい。
なお、上記第4の実施例では、LTPSh駆動信号がパルス幅変調方式であるものとして説明したが、これに限らず、周波数変調方式の場合でも同様に実施可能である。周波数変調方式の場合は、表示期間の1H水平期間を第1の周波数とし、タッチ検出期間の1H水平期間を第2の周波数とし、タッチ水平期間のIN期間で第1の周波数から第2の周波数に伸長または短縮し、OUT期間で第2の周波数から第1の周波数に短縮または伸長するようにすればよい。
(その他の実施例)
上記の第2乃至第4の実施例において、表示期間、タッチ検出期間(非表示期間)それぞれの長さを毎回変える。これにより、個々の期間の周期性による電源電圧のリップルが低減されるため、負荷変動を抑制することが可能となる。
また、上記の各実施例では、いずれも非表示期間として指によるタッチ検出期間を例として説明したが、非表示期間の他の構成として、アクティブスタイラスペンのタッチ検出期間、スキャナディスプレイによる光学検出期間、近接センサによる耳当て検知期間等がある。さらには、例えば防犯用として、近接センサによる近接検知期間を非表示状態とし、撮像カメラで近接体(人)の顔認識(Face Detection)の処理を行うアプリケーションでの適用もある。
上記の第2乃至第4の実施例において、表示期間、タッチ検出期間(非表示期間)それぞれの長さを毎回変える。これにより、個々の期間の周期性による電源電圧のリップルが低減されるため、負荷変動を抑制することが可能となる。
また、上記の各実施例では、いずれも非表示期間として指によるタッチ検出期間を例として説明したが、非表示期間の他の構成として、アクティブスタイラスペンのタッチ検出期間、スキャナディスプレイによる光学検出期間、近接センサによる耳当て検知期間等がある。さらには、例えば防犯用として、近接センサによる近接検知期間を非表示状態とし、撮像カメラで近接体(人)の顔認識(Face Detection)の処理を行うアプリケーションでの適用もある。
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
DSP…センサ付き表示装置、LCD…液晶表示パネル、SUB1…第1基板(アレイ基板)、SUB2…第2基板(対向基板)、IC1…液晶ドライバ(第1のICチップ或いはドライブ回路)、SE…タッチセンサ、DA…表示領域(アクティブエリア)、Rx…検出素子、IC2…タッチパネルコントローラ(第2のICチップ或いはセンサ回路)、HOS…アプリケーションプロセッサ(第1の制御部)、FPC1…フレキシブル配線基板、FPC2…フレキシブル配線基板、BL…バックライトユニット、FPC3…フレキシブル配線基板、BATT…バッテリ(2次電池)、GD1,GD2…第1、第2のゲート回路、CD…共通電極駆動回路、TD…タッチ検出走査回路、MUP…ソース選択回路(マルチプレクサ)、pG1…アウタリードボンディング(Outer Lead Bonding)パッド群、CSW1…制御スイッチング素子、G(G1〜Gn)…n本のゲート線、S(S1〜Sm)…m本のソース線、CE(C1〜Cn)…共通電極、PX…画素、PSW…画素スイッチング素子、PE…画素電極、CE…共通電極、CS…保持容量、LQ…液晶、201…インターフェースレシーバ、202…映像メモリ、203…ラインラッチ回路、204…ソース増幅器、213…タイミングコントローラ、214…発振器、240a…表示素子アレイ部、240b…タッチ検出素子アレイ部、241…映像データ処理部、242…走査駆動部第2クロック生成部(発振器214)、243…タッチ検出部、251…レギュレータ、251A…出力アンプ、251B…切替スイッチ、252…昇圧回路(チャージポンプ)。
Claims (8)
- 画像を表示する表示部と、
前記表示部を駆動するドライバ部とを具備し、
前記ドライバ部は、
前記表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動部と、
前記表示駆動部に電源を供給する電源供給部と、
前記表示駆動部及び前記電源供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記表示駆動部に前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を指示し、
前記非表示期間にて前記表示期間との間での前記表示駆動部の電気的負荷の差を緩和する緩和駆動を前記電源供給部に指示する表示装置。 - 前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力として昇圧回路を備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記昇圧回路の昇圧を停止するように指示する請求項1記載の表示装置。
- 前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力として昇圧回路を備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記昇圧回路の昇圧周波数を変更するように指示する請求項1記載の表示装置。
- 前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力として昇圧回路を備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記昇圧回路の前記非表示期間における基準電位を前記表示期間における基準電位から変更するように指示する請求項1記載の表示装置。
- 前記電源供給部が前記表示部の表示状態で駆動するための電源出力としてレギュレータを備えるとき、前記制御部は、前記緩和駆動として、前記レギュレータの前記非表示期間における基準電位を前記表示期間における基準電位から変更するように指示する請求項1記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記緩和駆動として、前記非表示期間の後段で次の前記表示期間の昇圧を表示開始に先立って行うように指示する請求項1記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記緩和駆動として、前記表示期間と前記非表示期間の少なくともいずれか一方の長さを可変するように指示する請求項1記載の表示装置。
- 画像を表示する表示部に電源を供給し、その供給量により前記表示部を表示状態、非表示状態で選択的に駆動する表示駆動方法であって、
前記表示部に画像を表示させる表示期間と画像を表示させない非表示期間を決定し、
前記非表示期間にて前記表示期間との間での表示駆動の電気的負荷の差を緩和するように電源を供給させる表示駆動方法。
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