JP5293564B2 - Liquid crystal display device with touch panel and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、静電容量方式のタッチパネルが設置された液晶表示装置とその駆動方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device provided with a capacitive touch panel and a driving method thereof.
近年、液晶パネルなどを表示モニターとして備えたモバイル機器は、小型薄型化の要求に対応するため、表示モニターの表示面に入力デバイスとしてのタッチパネルを搭載するものが多くなっている。 In recent years, mobile devices equipped with a liquid crystal panel or the like as a display monitor are increasingly equipped with a touch panel as an input device on the display surface of the display monitor in order to meet the demand for a reduction in size and thickness.
タッチパネルには、静電容量方式や抵抗膜方式、或いは電磁誘導方式等、種々の方式があるが、それらのうちでも、静電容量方式のタッチパネルは、タッチ面の耐久性に優れているという利点から、特許文献１に示されるように、モバイル機器の表示モニターとしての液晶表示装置の入力デバイスとして用いられることが多い。
There are various types of touch panels such as a capacitive method, a resistive film method, and an electromagnetic induction method. Among them, the capacitive touch panel has an advantage that the touch surface has excellent durability. Therefore, as disclosed in
液晶表示装置では、通常、フリッカーあるいは焼付き現象等の防止対策として、液晶に作用する駆動信号の極性をフレーム周期毎やライン走査周期毎に反転させている。この場合、一定の電圧値に設定される共通電圧を前記周期毎に極性反転させることが多い。この共通電圧の極性を反転させるタイミングで有害なノイズ電波が発生する。 In a liquid crystal display device, normally, as a countermeasure for preventing flicker or image sticking, the polarity of a drive signal acting on the liquid crystal is inverted every frame period or every line scanning period. In this case, the polarity of the common voltage set to a constant voltage value is often reversed every cycle. Harmful noise radio waves are generated at the timing of reversing the polarity of the common voltage.
一方、静電容量方式のタッチパネルは、指でタッチした位置の静電容量が指（人体）の容量分だけ増えるために充電時間が長くなることを利用し、所定電位まで充電するのに要する時間をセンサライン毎にカウントし、タッチ位置を特定するものである。 On the other hand, the capacitance type touch panel uses the fact that the capacitance at the position touched by the finger increases by the amount of the finger (human body), so that the time required for charging to a predetermined potential is utilized. Is counted for each sensor line, and the touch position is specified.
従って、液晶表示装置の極性反転駆動により発生したノイズが、タッチパネルに電圧を誘起し、予期せぬ充電を行うことにより、静電容量式タッチパネルにおける充電時間のカウントに悪影響を及ぼしてカウント時間に誤差が生じ、その結果、タッチ位置検出の精度を低下させる。 Therefore, noise generated by the polarity inversion drive of the liquid crystal display device induces a voltage on the touch panel and unexpectedly charges, thereby adversely affecting the charge time count on the capacitive touch panel and causing an error in the count time. As a result, the accuracy of touch position detection is reduced.
本発明の目的は、静電容量式タッチパネルの位置検出に対する液晶表示装置から発生するノイズの悪影響を確実に防止し、常に正確にタッチ位置が検出される、タッチパネル付き液晶表示装置とその駆動方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a touch panel and a driving method thereof that reliably prevent the adverse effect of noise generated from the liquid crystal display device on the position detection of the capacitive touch panel and can always detect the touch position accurately. Is to provide.
本発明の請求項１に記載されたタッチパネル付き液晶表示装置の発明は、一対の基板が間に液晶層を挟持させて接合され、前記一対の基板の各対向面に複数の画素電極とこれら画素電極に対向する共通電極とがそれぞれ配設されてなる液晶表示パネルと、前記画素電極に表示信号電圧を供給すると共に、前記共通電極に極性の周期的な反転を伴う共通信号電圧を供給する液晶表示パネル駆動手段と、前記液晶表示パネルの表示の観察側に設置され、対向配置された一対の基板と前記一対の基板の各対向面にそれぞれ配設された複数の透明なタッチ位置検出電極からなる静電容量式タッチパネルと、前記タッチ位置検出電極を駆動し、タッチ位置に対応する前記タッチ位置検出電極とタッチ導体との間に形成される静電容量に基づきタッチ位置を検出するタッチパネル駆動手段を設け、前記タッチパネル駆動手段は、充電用定電流回路により、各前記タッチ位置検出電極に一定電流を供給して前記タッチ位置検出電極が形成する静電容量を充電し、比較放電回路により、充電される前記静電容量からの出力電圧と基準電圧とを比較して所定の電位差になると比較信号を出力すると共に該比較信号に応じて前記静電容量の蓄積電荷を放電し、さらに、前記比較信号に基づき充電時間計測回路により計測された前記静電容量の充電時間からタッチ位置を決定するタッチパネル付き液晶表示装置であって、前記共通信号電圧の極性反転の周期に同期したパルスからなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記静電容量への充電及び前記充電時間計測回路による充電時間の計測を共に停止し、前記マスク信号の立ち下りに同期して前記静電容量への充電及び前記充電時間計測回路による充電時間の計測を共に開始すると共に、前記充電時間計測回路からの計測データに基づきタッチ位置を特定する駆動制御回路とを、有することを特徴とするものである。 In the liquid crystal display device with a touch panel according to the first aspect of the present invention, a pair of substrates are joined with a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a plurality of pixel electrodes and these pixels are provided on respective opposing surfaces of the pair of substrates. A liquid crystal display panel in which a common electrode facing the electrode is disposed; and a liquid crystal that supplies a display signal voltage to the pixel electrode and a common signal voltage with periodic inversion of polarity to the common electrode Display panel driving means, a pair of substrates disposed on the viewing side of the display of the liquid crystal display panel, facing each other, and a plurality of transparent touch position detection electrodes respectively disposed on each facing surface of the pair of substrates A touch position based on a capacitance formed between the touch position detection electrode and the touch conductor corresponding to the touch position by driving the touch position detection electrode and the touch position detection electrode. Touch panel driving means for detecting is provided, and the touch panel driving means charges a capacitance formed by the touch position detection electrode by supplying a constant current to each of the touch position detection electrodes by a constant current circuit for charging, and compares The discharge circuit compares the output voltage from the charged capacitance with a reference voltage and outputs a comparison signal when a predetermined potential difference is reached, and discharges the accumulated charge in the capacitance according to the comparison signal. Furthermore, the liquid crystal display device with a touch panel determines a touch position from the charging time of the capacitance measured by the charging time measuring circuit based on the comparison signal, and is synchronized with the polarity inversion period of the common signal voltage A mask signal generating circuit for generating a mask signal composed of pulses, and charging the electrostatic capacitance in synchronization with a rising edge of the mask signal and the charging The measurement of the charging time by the inter-measuring circuit is stopped together, and the charging to the capacitance and the measurement of the charging time by the charging time measuring circuit are started in synchronization with the falling of the mask signal, and the charging time And a drive control circuit for specifying a touch position based on measurement data from the measurement circuit.
請求項２に記載の発明は、請求項１のタッチパネル付き液晶表示装置において、前記タッチ位置検出電極とタッチ導体との間に形成される静電容量に対して並列に、非タッチ時の充電時間を所定の値に設定する静電容量としてのベースコンデンサが設けられていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the liquid crystal display device with a touch panel according to the first aspect, a charging time at the time of non-touch is provided in parallel with the capacitance formed between the touch position detection electrode and the touch conductor. A base capacitor is provided as an electrostatic capacity for setting the value to a predetermined value.
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のタッチパネル付き液晶表示装置において、前記タッチ位置検出手段の駆動制御回路が、前記充電用定電流回路に介設された第１の開閉スイッチと、前記タッチ位置検出電極への通電回路に介設された第２の開閉スイッチと、前記充電時間計測回路に設けられた第３の開閉スイッチとを具備し、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記第１の開閉スイッチ及び前記第２の開閉スイッチを開いて充電を中断すると共に前記第３の開閉スイッチを開いて充電時間の計測を中断し、前記マスク信号の立ち下りに同期して前記第１の開閉スイッチ及び前記第２の開閉スイッチを閉じて充電を再開すると共に前記第３の開閉スイッチを閉じて充電時間の計測を再開することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the liquid crystal display device with a touch panel according to the first or second aspect, a drive control circuit of the touch position detecting means is a first opening / closing circuit interposed in the charging constant current circuit. A switch, a second opening / closing switch interposed in the energization circuit to the touch position detection electrode, and a third opening / closing switch provided in the charging time measurement circuit, and synchronized with the rising edge of the mask signal Then, the first open / close switch and the second open / close switch are opened to suspend charging, and the third open / close switch is opened to suspend charging time measurement, in synchronization with the falling edge of the mask signal. The first open / close switch and the second open / close switch are closed to restart charging, and the third open / close switch is closed to restart charging time measurement.
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、前記第２の開閉スイッチが、前記タッチ位置検出電極と前記ベースコンデンサとを前記比較放電回路から同時に開閉する位置に形成されている、ことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device with a touch panel according to the second aspect, the second open / close switch simultaneously opens and closes the touch position detection electrode and the base capacitor from the comparison discharge circuit. It is characterized by being formed.
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のうちの何れかの請求項に記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、前記マスク信号の立ち上がるタイミングが前記共通信号電圧の極性が反転するタイミングより前で、立ち下がるタイミングが前記共通信号電圧の極性が反転するタイミングより後であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device with a touch panel according to any one of the first to fourth aspects, the polarity of the common signal voltage is inverted at the rising timing of the mask signal. The timing of falling before the timing is after the timing of inverting the polarity of the common signal voltage.
本発明の請求項６に記載のタッチパネル付き液晶表示装置の駆動方法の発明は、一対の基板が間に液晶層を挟持させて接合され、前記一対の基板の各対向面に複数の画素電極とこれら画素電極に対向する共通電極とがそれぞれ配設されてなる液晶表示パネルと、前記画素電極に表示信号電圧を供給すると共に、前記共通電極に極性の周期的な反転を伴う共通信号電圧を供給する液晶表示パネル駆動手段と、前記液晶表示パネルの表示の観察側に設置され、対向配置された一対の基板と前記一対の基板の各対向面にそれぞれ配設された複数の透明なタッチ位置検出電極からなる静電容量式タッチパネルと、前記タッチ位置検出電極を駆動し、タッチ位置に対応する前記タッチ位置検出電極とタッチ導体との間に形成される静電容量に基づきタッチ位置を検出するタッチパネル駆動手段とで構成されるタッチパネル付き液晶表示装置の駆動方法であって、前記共通信号電圧の極性反転の周期に同期したパルスからなるマスク信号を生成し、各前記タッチ位置検出電極毎に一定電流を供給して各タッチ位置検出電極が形成する静電容量を充電し、この充電過程において、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記充電を中断すると共に立ち下がりに同期して前記充電を再開し、充電される前記静電容量からの出力電圧と基準電圧とを比較して比較信号を出力すると共に該比較信号に応じて前記静電容量の蓄積電荷を放電し、前記比較信号に基づき前記静電容量の充電時間を計測し、この計測過程において、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記計測を中断すると共に立ち下がりに同期して前記計測を再開し、各タッチ位置検出電極毎の充電時間からタッチ位置に関与するタッチ位置検出電極を選別してタッチ位置を特定し、タッチ位置情報を前記液晶表示パネルの表示駆動手段に出力する、ことを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving method for a liquid crystal display device with a touch panel, wherein a pair of substrates are joined with a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a plurality of pixel electrodes and A liquid crystal display panel in which a common electrode facing each pixel electrode is disposed, and a display signal voltage is supplied to the pixel electrode and a common signal voltage with periodic inversion of polarity is supplied to the common electrode. Liquid crystal display panel driving means, a pair of substrates disposed on the viewing side of the display of the liquid crystal display panel and opposed to each other, and a plurality of transparent touch position detections respectively disposed on the opposing surfaces of the pair of substrates An electrostatic capacitance type touch panel comprising electrodes and the touch position detection electrode are driven, and the touch is detected based on the capacitance formed between the touch position detection electrode corresponding to the touch position and the touch conductor. A method of driving a liquid crystal display device with a touch panel configured with touch panel driving means for detecting a position, wherein a mask signal composed of a pulse synchronized with a polarity inversion period of the common signal voltage is generated, and each touch position detection A constant current is supplied to each electrode to charge the capacitance formed by each touch position detection electrode, and in this charging process, the charging is interrupted in synchronization with the rising edge of the mask signal and in synchronization with the falling edge. The charging is resumed, a comparison signal is output by comparing the output voltage from the charged capacitance and a reference voltage, and the accumulated charge of the capacitance is discharged in accordance with the comparison signal, and the comparison Based on the signal, the charging time of the capacitance is measured, and in the measurement process, the measurement is interrupted in synchronization with the rising edge of the mask signal and the falling edge The measurement is restarted, the touch position detection electrode related to the touch position is selected from the charging time for each touch position detection electrode, the touch position is specified, and the touch position information is transmitted to the display driving means of the liquid crystal display panel. Output.
本発明によれば、静電容量式タッチパネルの位置検出に対する液晶表示装置から発生するノイズの悪影響が確実に除去され、常に正確にタッチ位置が検出される。 According to the present invention, the adverse effect of noise generated from the liquid crystal display device on the detection of the position of the capacitive touch panel is reliably removed, and the touch position is always detected accurately.
まず、本発明の一実施形態としてのタッチパネル付き液晶表示装置の全体構成について、図１に基づき説明する。 First, the overall configuration of a liquid crystal display device with a touch panel as one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態における液晶表示パネル１は、アクティブマトリクス型液晶表示パネルであり、矩形をなす一対の第１、第２ガラス基板１１、１２が所定の間隙で対向させてシール材１３により接合され、第１のガラス基板１１の対向面には複数の画素電極１４がマトリクス配置で配設され、第２のガラス基板１２の対向面には、マトリックス配置された全ての画素電極１４に対向する共通電極１５が設置されている。そして、第１、第２ガラス基板１１、１２間には、例えばツイストネマチック型の液晶が封入されている。
The liquid
上記液晶表示パネル１には、表示駆動制御回路２から、各画素電極１４に印加するソース信号電圧と、各画素電極１４に対するソース信号電圧の印加をオン・オフするＴＦＴスイッチのゲート電極を行ごとに接続したゲートラインを走査するゲート信号電圧、及び共通電極１５に印加する共通信号電圧が供給されている。ここで、共通信号電圧は、１ゲートライン走査毎に極性が反転されている。
In the liquid
液晶表示パネル１の表示の観察側となる第２ガラス基板１２には、静電容量式タッチパネル３が透明樹脂からなる粘着層４を介して設置されている。本実施形態における静電容量式タッチパネル３は、投影型の静電容量式タッチパネルであって、矩形をなす一対の第１、第２ガラス基板３１、３２が所定の間隙で対向配置されて枠状スペーサ３３により接合され、それら第１、第２ガラス基板３１、３２の各対向面には、それぞれ、ＩＴＯ（indium tin oxide）等の透明な導電膜からなる第１、第２タッチ位置検出電極３４、３５が設置されている。
On the
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１、第２タッチ位置検出電極３４、３５は、それぞれ、複数個の正方形をなす電極パッド３４１、３５１を４５°傾けて直線状に連結した帯状電極に形成されており、第１のガラス基板３１の対向面には、その長手方向（以下、Ｘ方向という）に沿って６本の第１タッチ位置検出電極３４ｘ1〜３４ｘ6が所定のピッチｐで平行に配設され、第２ガラス基板３２の対向面には、その短手方向（以下、Ｙ方向という）に沿って１０本の第２タッチ位置検出電極３５ｙ1〜３５ｙ10が同ピッチｐで平行に配設されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the first and second touch
そして、上述の第１、第２ガラス基板３１、３２を接合した状態では、図２（ｃ）に示すように、第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５ｙ1〜３５ｙ10が互いに直交すると共に、各電極パッド３４１、３５１が互いに重ならない投影配置となっている。
In the state where the first and
第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10からは、それぞれ、リード配線が引き出され、各ガラス基板３１、３２の同じ側の基板縁端に並設されている第１、第２接続端子３４２、３５２に接続されている。そして、これら第１、第２接続端子３４２、３５２は、それぞれ、タッチパネル駆動手段５（図１参照）に接続されている。
Lead wires are led out from the first and second touch position detection electrodes 34-x1 to 34-x6 and 35-y1 to 35-y10, respectively, and are arranged in parallel with the substrate edges on the same side of the
図１に戻って、タッチパネル３のタッチ側（本タッチパネル付き液晶表示装置の観察側）には、透明なガラス板又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）等のプラスチック板からなる前面カバー６が透明な樹脂粘着層７を介して固着されている。本タッチパネル付き液晶表示装置を操作する際は、液晶表示パネル１の表示を視認しながら必要な押圧位置を全面カバー６上からタッチすることにより、タッチ位置情報がタッチパネル駆動手段５から液晶表示パネル１の表示駆動制御回路２に送られる。
Returning to FIG. 1, the front cover 6 made of a transparent glass plate or a plastic plate such as polyethylene terephthalate (PET) is transparent on the touch side of the touch panel 3 (the observation side of the liquid crystal display device with the touch panel). It is fixed via a
次に、本実施形態におけるタッチパネル駆動手段５の構成について、図３に基づき説明する。 Next, the configuration of the touch panel driving means 5 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
タッチパネル駆動手段５は、大略、マスク信号生成回路５１、セレクタ回路５２、充電用定電流回路５３、比較放電回路５４、充電時間計測回路５５及び駆動制御回路５６とで構成されている。
The touch panel driving means 5 is generally composed of a mask
マスク信号生成回路５１は、液晶表示パネル１の表示駆動制御回路２から送られてくる共通信号電圧Ｖｃｏｍに応じてマスク信号電圧Ｖｍｓｋを生成し、駆動制御回路５６に出力する。マスク信号電圧Ｖｍｓｋは、図４に示されるように、極性がライン反転される共通信号電圧Ｖｃｏｍの立ち上がりタイミングより所定時間（1 μｓｅｃ）前に立ち上がり略同時間後に立ち下がるパルスが、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転タイミング毎に生じるパルス信号電圧である。
The mask
セレクタ回路５２は、駆動制御回路５６からの指示により、図２示すＸ軸方向に延びる６本の第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6とＹ軸方向に延びる１０本の第２タッチ位置検出電極３５-ｙ1〜３５-ｙ10の計１６本のタッチ位置検出電極を順次選択し走査する回路である。
In response to an instruction from the
充電用定電流回路５３は、電源ＶＤＤから供給される電流を定電流装置５３１を介して定電流化し、前記セレクタ回路５２により選択されたタッチ位置検出電極に出力する。
The charging constant current circuit 53 converts the current supplied from the power supply VDD into a constant current via the constant
比較放電回路５４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５４１と、比較器５４２、及び抵抗Ｒからなり、選択されたタッチ位置検出電極が形成する静電容量Ｃｐとこれに並列接続された外付けのベースコンデンサＣｓｕｍとが合成された静電容量の出力回路が、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５４１を介した後、比較器５４２の一方の入力端子に接続される回路と、抵抗Ｒが介設された接地放電回路とに分岐されている。比較器５４２は、前記一方の端子に入力される電圧と基準電圧Ｖｔｈとを比較し、その比較結果を２値のデジタル信号として出力する。接地放電回路における抵抗Ｒの接地側には、前記比較器５４２の出力信号に応じて開閉される第４開閉スイッチＳＷ4が介設されている。なお、ローパスフィルタ５４１は、高周波数ノイズ除去のために介設されている。
The comparison discharge circuit 54 includes a low-pass filter (LPF) 541, a
充電時間計測回路５５は、１６ｂｉｔカウンタ５５１とオシレイタ５５２とからなり、カウンタ５５１がオシレイタ５５２から供給されるクロックパルスを前記比較器５４２からの出力信号に応じて計測する。即ち、例えば前記一方の端子に入力される電圧と基準電圧Ｖｔｈとを比較し、前記一方の端子に入力される電圧が前記基準電圧Ｖｔｈより低い時に、比較器５４２からの出力信号が「０」となり、この期間はクロックパルスをカウントし、前記一方の端子に入力される電圧が前記基準電圧Ｖｔｈに達した時に、前記出力信号は「１」に変わり、この時、カウントを停止する。カウンタ５５１は、カウント値を駆動制御回路５６に出力する。そして、カウンタ５５１とオシレイタ５５２との間には、第３開閉スイッチＳＷ3が介設されている。
The charging time measuring circuit 55 includes a 16-
駆動制御回路５６は、前記セレクタ回路５２に走査信号を出力し第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10を順次走査させると共に、前記マスク信号生成回路５１から出力されるマスク信号に応じて第１、第３、第４の各開閉スイッチＳＷ1、ＳＷ3、ＳＷ4の開閉を制御し、その結果、カウンタ５５１から出力されてくる第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10毎の充電時間カウント値からタッチ位置を判定し、そのタッチ位置情報を前記表示駆動制御回路２に出力する。
The
次に、本実施形態のタッチパネル駆動手段５によるタッチ位置検出動作について、図４乃至図６に基づき説明する。
Next, the touch position detection operation by the touch
まず、比較例として、液晶表示パネルからノイズ電波が発生されずマスク信号が出力されていないときの充電時間計測動作について説明する。第１、第２スイッチＳＷ1、ＳＷ2が閉じられ（オンされ）、セレクタ回路５２により選択された例えば第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1とベースコンデンサＣｓｕｍに電流が流され、第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1が形成する静電容量Ｃｐ1とベースコンデンサＣｓｕｍが共に充電され、図５に示すようにそれらが合成された静電容量の出力電圧Ｖｃが時間と共に上昇する。この合成静電容量が充電されている間はオシレイタ５５２からカウンタ５５１にクロックパルスＣＬＫが定常的に供給されている。やがて、充電が継続されることにより合成静電容量の出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｔｈに達すると、図６に示すように、第４開閉スイッチＳＷ2が閉じて（オンして）合成静電容量の放電が開始される。これと同時に、第１、第２、第３の各開閉スイッチＳＷ1、ＳＷ2、ＳＷ3が開き、合成静電容量の充電とクロックパルスの供給が停止される。
First, as a comparative example, a charging time measurement operation when a noise radio wave is not generated from a liquid crystal display panel and a mask signal is not output will be described. The first and second switches SW1, SW2 are closed (turned on), and a current is supplied to, for example, the first touch position detection electrode 34-x1 and the base capacitor Csum selected by the
ここで、前面カバー６上の第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1との対向部がタッチされていなければ、第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1が形成する静電容量Ｃｐ1は略ゼロであるから、図５（ａ）に示すように、充電時間ｔ1は、ベースコンデンサＣｓｕｍの充電時間だけである。 Here, if the portion facing the first touch position detection electrode 34-x1 on the front cover 6 is not touched, the capacitance Cp1 formed by the first touch position detection electrode 34-x1 is substantially zero. As shown in FIG. 5A, the charging time t1 is only the charging time of the base capacitor Csum.
これに対して、第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1との対向部が指でタッチされていると、第１タッチ位置検出電極３４-ｘ1と指との間に或る程度の静電容量Ｃｐ1が形成され、ベースコンデンサＣｓｕｍと静電容量Ｃｐ1が合成された静電容量を充電することになるため、図５（ｂ）に示すように、充電時間ｔ1がタッチされていない場合（図５（ａ）参照）より長くなる。この充電時間ｔ1は、クロックパルスCLKのカウント値としてカウンタ５５１から駆動制御回路５６に出力される。
On the other hand, when the portion facing the first touch position detection electrode 34-x1 is touched with a finger, a certain capacitance Cp1 is provided between the first touch position detection electrode 34-x1 and the finger. Is formed, and the capacitance obtained by combining the base capacitor Csum and the capacitance Cp1 is charged. Therefore, as shown in FIG. 5B, when the charging time t1 is not touched (FIG. 5 ( It becomes longer than a) reference). This charging time t1 is output from the
駆動制御回路５６は、ベースコンデンサＣｓｕｍとタッチ電極静電容量Ｃｐ1の合成静電容量が放電されその出力電圧が略ゼロになったら、セレクタ回路５２を介して次順の第１タッチ位置検出電極３４-ｘ2への通電を開始する。この各第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10毎に通電から充電時間の計測を終えて放電が終了するまでの時間が１走査（スキャン）時間であり、本実施形態では、タッチされていないときの充電時間ｔ1が７００μｓで、放電時間ｔ2との合計時間つまり１スキャン時間（ｔ1＋ｔ2）が１２５０μｓに設定されている。
When the combined capacitance of the base capacitor Csum and the touch electrode capacitance Cp1 is discharged and the output voltage becomes substantially zero, the
上記の１スキャン動作が１６本の第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10に順次実施され、６本の第１タッチ位置検出電極（Ｘ軸電極）３４-ｘ1〜３４-ｘ6のうちの充電時間が他よりも長い電極と１０本の第２タッチ位置検出電極（Ｙ軸電極）３５-ｙ1〜３５-ｙ10のうちの充電時間が他よりも長い電極との交差位置をタッチ位置と特定する。この特定されたタッチ位置の情報が液晶表示パネル１の表示駆動制御回路２に出力される。
The one scan operation is sequentially performed on the 16 first and second touch position detection electrodes 34-x1 to 34-x6 and 35-y1 to 35-y10, and the six first touch position detection electrodes (X-axis) Electrode) The charging time of 34-x1 to 34-x6 is longer than the others and the charging time of 10 second touch position detection electrodes (Y-axis electrodes) 35-y1 to 35-y10 is longer than the others. The crossing position with the long electrode is specified as the touch position. Information on the specified touch position is output to the display
例えば、図２（ｃ）において、３行目の第１タッチ位置検出電極３４-ｘ3と６列目の第２タッチ位置検出電極３５-ｙ6の充電時間が他よりも相対的に長い場合は、両電極３４-ｘ3、３５-ｙ6が交差する位置の４個の電極パッド（３４１-ｘ3）ａ、（３４１-ｘ3）ｂ、（３５１-ｙ6）ａ、（３５１-ｙ6）ｂに対応する位置がタッチ位置となる。 For example, in FIG. 2C, when the charging time of the first touch position detection electrode 34-x3 in the third row and the second touch position detection electrode 35-y6 in the sixth column is relatively longer than others, Positions corresponding to the four electrode pads (341-x3) a, (341-x3) b, (351-y6) a, (351-y6) b where the electrodes 34-x3, 35-y6 intersect Is the touch position.
本実施形態のタッチパネル付液晶表示装置では、前述したように、液晶表示パネル１の共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性が１ライン走査毎に反転されており、この共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性が反転されるタイミングでノイズ電波が発生する。このノイズ電波は、タッチパネル３に電圧を誘起し、前記合成静電容量（Ｃｓｕｍ＋Ｃｐ）の充電時間とクロックパルスＣＬＫのカウントに影響を及ぼし、充電時間のばらつきを生じさせ、これが延いては、タッチ位置検出の精度を低下させることになる。
In the liquid crystal display device with a touch panel according to the present embodiment, as described above, the polarity of the common signal voltage Vcom of the liquid
そこで、本発明に係るタッチパネル付き液晶表示装置では、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転タイミングに対応させてマスク信号電圧Ｖｍｓｋを生成させ、このマスク信号電圧Ｖｍｓｋに同期させて合成静電容量（Ｃｓｕｍ＋Ｃｐ）の充電と充電時間の計測を一時的に停止させ、前記ノイズ電波の影響を排除した。 Therefore, in the liquid crystal display device with a touch panel according to the present invention, the mask signal voltage Vmsk is generated in correspondence with the polarity inversion timing of the common signal voltage Vcom, and the combined capacitance (Csum + Cp) is synchronized with the mask signal voltage Vmsk. Charging and charging time measurement were temporarily stopped to eliminate the influence of the noise radio wave.
即ち、図４に示すように、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転タイミングより所定時間前に立ち上がり前記極性反転タイミングの所定時間後に立ち下がる矩形パルス信号からなるマスク信号Ｖｍｓｋを生成させ、このマスク信号Ｖｍｓｋに同期させて、第１、第２タッチ位置検出電極３４-ｘ1〜３４-ｘ6、３５-ｙ1〜３５-ｙ10のそれぞれのスキャン中に、第１、第２、第３の各開閉スイッチＳＷ1、ＳＷ2、ＳＷ3を開き（オフし）、合成静電容量（Ｃｓｕｍ＋Ｃｐ）の充電と充電時間のカウントを中断させる。これにより、充電時間は図５に示すマスク信号による中断のない充電時間よりも中断分に相応する時間だけ長くなり、且つ、図４に示すように中断時のクロックが欠けるものの、充電時間中のクロック数はノイズ電波による影響が排除されてタッチ時とノンタッチ時で略一定となる。その結果、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転によるノイズの影響を受けることなく、常に正確にタッチ位置を検出することができる。 That is, as shown in FIG. 4, a mask signal Vmsk is generated which is a rectangular pulse signal that rises a predetermined time before the polarity inversion timing of the common signal voltage Vcom and falls after a predetermined time of the polarity inversion timing. Synchronously, the first, second, and third open / close switches SW1, SW2 are respectively scanned during the scanning of the first and second touch position detection electrodes 34-x1 to 34-x6, 35-y1 to 35-y10. , SW3 is opened (turned off), and the charging of the combined capacitance (Csum + Cp) and the counting of the charging time are interrupted. As a result, the charging time becomes longer than the uninterrupted charging time by the mask signal shown in FIG. 5 by the time corresponding to the interruption, and the interruption clock is missing as shown in FIG. The number of clocks is substantially constant at the time of touch and non-touch by eliminating the influence of noise radio waves. As a result, the touch position can always be accurately detected without being affected by noise due to the polarity inversion of the common signal voltage Vcom.
以上のように、本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置は、液晶表示パネル１を駆動する共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性がライン反転され、タッチパネル３が投影型静電容量式タッチパネルであるが、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転タイミングに対応させて、スキャン中のタッチ位置検出電極に対する通電を遮断して合成静電容量（Ｃｓｕｍ＋Ｃｐ）の充電を中断すると共に、カウンタ５５１へのクロックパルスの供給を中断することにより、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性反転タイミングに同期して発生するノイズによる充電時間とその計測値のばらつきが解消され、常に正確にタッチ位置を検出することができる。
As described above, in the liquid crystal display device with a touch panel of the present embodiment, the polarity of the common signal voltage Vcom that drives the liquid
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では液晶表示パネル１の共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性がライン反転されているが、これに限らず、共通信号電圧Ｖｃｏｍの極性がフレーム周期毎に反転するフレーム反転方式の液晶表示パネルである場合にも、本発明は有効に適用される。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the polarity of the common signal voltage Vcom of the liquid
１ 液晶表示パネル
１１ 第１のガラス基板
１２ 第２のガラス基板
１３ シール材
１４ 画素電極
１５ 共通電極
２ 表示駆動制御回路
３ 静電容量式タッチパネル
３１ 第１ガラス基板
３２ 第２ガラス基板
３３ 枠状スペーサ
３４、
３４-ｘ1〜３４-ｘ6 第１タッチ位置検出電極
３４１ 第１電極パッド
３４２ 第１接続端子
３５
３５-ｙ1〜３５-ｙ10 第２タッチ位置検出電極
３５１ 第２電極パッド
３５２ 第２接続端子
４、７ 粘着層
５ タッチパネル駆動手段
５１ マスク信号生成回路
５２ セレクタ回路
５３ 充電用定電流回路
５４ 比較放電回路
５５ 充電時間計測回路
５６ 駆動制御回路
６ 全面カバー
DESCRIPTION OF
34-x1 to 34-x6 first touch
35-y1 to 35-y10 Second touch
Claims (6)
前記共通信号電圧の極性反転の周期に同期したパルスからなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記静電容量への充電及び前記充電時間計測回路による充電時間の計測を共に停止し、前記マスク信号の立ち下りに同期して前記静電容量への充電及び前記充電時間計測回路による充電時間の計測を共に開始すると共に、前記充電時間計測回路からの計測データに基づきタッチ位置を特定する駆動制御回路とを、
有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。 A liquid crystal display panel in which a pair of substrates are joined with a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a plurality of pixel electrodes and a common electrode facing the pixel electrodes are respectively disposed on the opposing surfaces of the pair of substrates; Liquid crystal display panel driving means for supplying a display signal voltage to the pixel electrode and supplying a common signal voltage with a periodic reversal of polarity to the common electrode; and installed on the observation side of the display of the liquid crystal display panel; A capacitive touch panel composed of a pair of substrates arranged opposite to each other and a plurality of transparent touch position detection electrodes respectively disposed on the opposing surfaces of the pair of substrates, and driving the touch position detection electrodes, thereby touch positions Touch panel drive means for detecting a touch position based on a capacitance formed between the touch position detection electrode corresponding to the touch conductor and the touch conductor, the touch panel drive means, A constant current circuit for electricity supplies a constant current to each touch position detection electrode to charge a capacitance formed by the touch position detection electrode, and an output from the capacitance charged by a comparison discharge circuit Comparing the voltage with the reference voltage, a comparison signal is output when a predetermined potential difference is reached, and the accumulated charge in the capacitance is discharged in accordance with the comparison signal, and further, measured by a charging time measuring circuit based on the comparison signal A liquid crystal display device with a touch panel that determines a touch position from the charging time of the capacitance,
A mask signal generation circuit for generating a mask signal composed of pulses synchronized with the polarity inversion period of the common signal voltage;
Both the charging to the capacitance and the measurement of the charging time by the charging time measuring circuit are stopped in synchronization with the rising edge of the mask signal, and the charging to the capacitance is stopped in synchronization with the falling edge of the mask signal. Along with starting measurement of the charging time by the charging time measuring circuit, and a drive control circuit for specifying a touch position based on measurement data from the charging time measuring circuit,
A liquid crystal display device with a touch panel, comprising:
前記共通信号電圧の極性反転の周期に同期したパルスからなるマスク信号を生成し、
各前記タッチ位置検出電極毎に一定電流を供給して各タッチ位置検出電極が形成する静電容量を充電し、この充電過程において、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記充電を中断すると共に立ち下がりに同期して前記充電を再開し、
充電される前記静電容量からの出力電圧と基準電圧とを比較して比較信号を出力すると共に該比較信号に応じて前記静電容量の蓄積電荷を放電し、
前記比較信号に基づき前記静電容量の充電時間を計測し、この計測過程において、前記マスク信号の立ち上がりに同期して前記計測を中断すると共に立ち下がりに同期して前記計測を再開し、
各タッチ位置検出電極毎の充電時間からタッチ位置に関与するタッチ位置検出電極を選別してタッチ位置を特定し、タッチ位置情報を前記液晶表示パネルの表示駆動手段に出力することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置の駆動方法。 A liquid crystal display panel in which a pair of substrates are joined with a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a plurality of pixel electrodes and a common electrode facing the pixel electrodes are respectively disposed on the opposing surfaces of the pair of substrates; Liquid crystal display panel driving means for supplying a display signal voltage to the pixel electrode and supplying a common signal voltage with a periodic reversal of polarity to the common electrode; and installed on the observation side of the display of the liquid crystal display panel; A capacitive touch panel composed of a pair of substrates arranged opposite to each other and a plurality of transparent touch position detection electrodes respectively disposed on the opposing surfaces of the pair of substrates, and driving the touch position detection electrodes, thereby touch positions A touch panel liquid crystal display comprising touch panel driving means for detecting a touch position based on a capacitance formed between the touch position detection electrode corresponding to the touch conductor and a touch conductor. A method of driving a device,
Generate a mask signal consisting of a pulse synchronized with the polarity inversion period of the common signal voltage,
A constant current is supplied to each touch position detection electrode to charge the capacitance formed by each touch position detection electrode, and in this charging process, the charging is interrupted in synchronization with the rising of the mask signal and Resume the charging in sync with the fall,
Comparing an output voltage from the charged capacitance and a reference voltage and outputting a comparison signal and discharging the accumulated charge of the capacitance according to the comparison signal,
Based on the comparison signal, the charging time of the capacitance is measured.In this measurement process, the measurement is interrupted in synchronization with the rising edge of the mask signal and the measurement is restarted in synchronization with the falling edge.
A touch panel characterized by selecting a touch position detection electrode related to the touch position from a charging time for each touch position detection electrode, specifying the touch position, and outputting the touch position information to the display driving means of the liquid crystal display panel. Driving method for a liquid crystal display device.
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