CN101581845A - 电光装置、电子设备及接触检测方法 - Google Patents

电光装置、电子设备及接触检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电光装置、电子设备及接触检测方法,其目的是可高精度地进行触摸判定。在像素区域中设置有多个用于检测接触检测用电容元件的电容值的传感电路。控制电路将在对象物未与画面接触的基准状态下检测出的1画面的电容值作为基准电容数据进行存储。另外,控制电路将在触摸输入功能开启的状态下检测出的1画面的电容值作为对象电容数据进行存储。控制电路生成基准电容数据和对象电容数据的差值数据,并根据差值数据来判定对象物是否与画面接触。

Description

电光装置、电子设备及接触检测方法
技术领域
本发明涉及检测手指或笔等对象物与画面接触后的情况的电光装置、电子设备及接触检测方法。
背景技术
在专利文献1中记载了具有触摸屏功能的液晶显示装置。该液晶显示装置通过检测电容元件的电容值变化来检测有无触摸,该电容元件由分别设置在相互对置的两个基板上的电极和夹持于电极间的液晶形成。
【专利文献1】日本特表2007-510949号公报
但是,在液晶显示装置中,为了防止预烧(burn-in)等的画质恶化,而对液晶施加交流电压。例如,以对共用电极施加的共用电位Vcom为基准,交替地反复将对像素电极施加的数据电位设为高电位的期间和设为低电位的期间。但是,在如上所述地交流驱动液晶的情况下共用电位Vcom的电平发生变化,此时引起电容元件的电容值发生了变化,因此导致触摸判定的精度降低。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的,其课题是提供可高精度地进行触摸判定的电光装置、采用了该电光装置的电子设备以及接触检测方法。
为了解决上述课题,本发明涉及的电光装置的特征是具有:显示图像的画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;第1存储单元,其在对象物与上述画面未接触的状态下,将上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小作为基准数据进行存储;第2存储单元,其在判定有无接触的状态下,将上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小作为对象数据进行存储;差值数据生成单元,其生成从上述第1存储单元读出的上述基准数据和从上述第2存储单元读出的上述对象数据之间的差值作为差值数据;以及判定单元,其根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
根据本发明,将对象物未与画面接触的状态下的检测信号的大小作为基准数据进行存储,并且将判定有无接触的状态下的检测信号的大小作为对象数据进行存储,根据基准数据和对象数据的差值数据,可判定对象物是否与画面接触。
此外,在上述的电光装置中可构成为,第1电极、第2电极、第3电极及第4电极全部设置在第1基板和第2基板中的任意一个基板上。
另外可构成为,在上述的电光装置中还具有:驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,该第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,该第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;以及控制单元,其控制向上述第1存储单元以及上述第2存储单元的写入和读出,使与从上述第1存储单元读出的上述基准数据对应的上述液晶的驱动状态和与从上述第2存储单元读出的上述对象数据对应的上述液晶的驱动状态相同。
根据该结构,可针对在触摸判定时比较的基准数据和对象数据,使液晶的驱动状态相同。假设在不考虑液晶驱动状态的差异的情况下,如果检测出基准电容数据时的液晶驱动状态和检测出对象数据时的液晶驱动状态不同,则由共用电位Vcom的电平变化引起电容值发生改变,因此即使比较基准数据和对象数据也不能正确地进行触摸判定。对此,根据本实施方式,可通过使液晶的驱动状态相同,来消除由于液晶的驱动状态(共用电位Vcom的电平)不同而引起的电容值的变化。因此,能够高精度地进行触摸判定。
另外可构成为,在上述电光装置中,上述控制单元使上述第1存储单元存储在上述第1驱动状态下检测出的上述基准数据和在上述第2驱动状态下检测出的上述基准数据,使上述第2存储单元存储在上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下检测出的上述对象数据,从上述第2存储单元读出上述一个驱动状态的上述对象数据后提供给上述差值数据生成单元,并且从上述第1存储单元读出与上述一个驱动状态对应的上述基准数据后提供给上述差值数据生成单元。
在此情况下,也能够针对在触摸判定时比较的基准数据和对象数据,使液晶的驱动状态相同。
另外可构成为,在上述电光装置中上述控制单元使上述第1存储单元存储在上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下检测出的上述基准数据,使上述第2存储单元存储在上述一个驱动状态下检测出的上述对象数据。
在此情况下,也能够针对在触摸判定时比较的基准数据和对象数据,使液晶的驱动状态相同。
另外可构成为,在上述电光装置中具有:驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,该第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,该第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;以及算出单元,其将在上述第1驱动状态下上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小和在上述第2驱动状态下上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小的平均作为平均数据来算出,上述第1存储单元将对象物未与上述画面接触的状态下的上述平均数据作为上述基准数据进行存储,上述第2存储单元将判定有无接触的状态下的上述平均数据作为上述对象数据进行存储。
根据该结构,基准数据和对象数据分别为第1驱动状态下的检测信号的大小和第2驱动状态下的检测信号的大小的平均数据。通过这样取得第1驱动状态时和第2驱动状态时的平均,来在基准数据和对象数据中将由于液晶驱动状态(共用电位Vcom电平)不同而引起的电容值变化的影响反映为相同程度。因此,可通过比较基准数据和对象数据来排除电容值变化的影响,从而能够高精度地进行触摸判定。
另外可构成为,在上述电光装置中上述算出单元在相邻的两个上述规定周期的各个周期中采用上述静电电容检测部所输出的上述检测信号来算出上述平均数据。此外还构成为在上述电光装置中上述驱动单元以帧周期或场周期的自然数倍作为上述规定周期来切换上述第1驱动状态和上述第2驱动状态。
另外,本发明涉及的电子设备具有上述任意的电光装置。该电子设备例如是个人计算机、移动电话、便携信息终端或自动贩壳机等。
另外,本发明涉及的接触检测方法,在电光装置中使用上述静电电容检测部来检测对象物与上述画面接触的情况,该电光装置具有:显示图像的画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;以及显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率使图像显示到上述画面中,该接触检测方法的特征是,将对象物未与上述画面接触的状态下的上述检测信号的大小作为基准数据进行存储,将判定有无接触的状态下的上述检测信号的大小作为对象数据进行存储,将上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据来生成,并根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
另外,本发明涉及的接触检测方法,在电光装置中使用上述静电电容检测部来检测对象物与上述画面接触的情况,该电光装置具有显示图像的画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,该第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,该第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位,该接触检测方法的特征是,将对象物未与上述画面接触的状态下的上述检测信号的大小作为基准数据进行取入,并存储在上述第1驱动状态下取入的上述基准数据和在上述第2驱动状态下取入的上述基准数据,在判定有无接触的状态下,将上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为对象数据取入并存储,读出上述一个驱动状态的上述对象数据,读出与上述一个驱动状态对应的上述基准数据,并将读出的上述基准数据和读出的上述对象数据之间的差值作为差值数据来生成,根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
另外,本发明涉及的接触检测方法,在电光装置中使用上述静电电容检测部来检测对象物与上述画面接触的情况,该电光装置具有显示图像的画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,该第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,该第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位,该接触检测方法的特征是,在对象物未与上述画面接触的状态下,将上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为基准数据取入并存储,在判定有无接触的状态下,将上述一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为对象数据取入并存储,将上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据来生成,并根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
另外,本发明涉及的接触检测方法,在电光装置中使用上述静电电容检测部来检测对象物与上述画面接触的情况,该电光装置具有显示图像的画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,该第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,该第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位,该接触检测方法的特征是,将上述第1驱动状态下的上述检测信号的大小和上述第2驱动状态下的上述检测信号的大小的平均作为平均数据来算出,将对象物未与上述画面接触的状态下的上述平均数据作为基准数据进行存储,将检测有无接触的状态下的上述平均数据作为对象数据进行存储,将上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据来生成,并根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
附图说明
图1是表示第1实施方式的电光装置的结构的框图。
图2是表示传感电路的结构的电路图。
图3是表示传感电路的动作的时序图。
图4是用于说明复位期间内的传感电路的动作的图。
图5是用于说明传感期间内的传感电路的动作的图。
图6是用于说明读出期间内的传感电路的动作的图。
图7是表示像素电路和传感电路的具体结构的俯视图。
图8是从图7所示的A-A′线观察的剖视图。
图9是表示对象物与画面接触时的状态的图。
图10是表示显示图像时的电光装置的动作的时序图。
图11是表示帧期间和向液晶施加的电压的极性之间的关系的图。
图12是表示检测1画面的电容值的期间的时序图。
图13是表示第1实施方式的初始化处理流程的流程图(图13(a)),和表示第1实施方式的触摸判定处理流程的流程图(图13(b))。
图14是表示检测基准电容数据时和检测对象电容数据时的画面状态的图。
图15是表示第2实施方式的初始化处理流程的流程图(图15(a)),和表示第2实施方式的触摸判定处理流程的流程图(图15(b))。
图16是表示第3实施方式的初始化处理流程的流程图(图16(a)),和表示第3实施方式的触摸判定处理流程的流程图(图16(b))。
图17是表示变形例4的像素电路和传感电路的构造的俯视图。
图18是从图17所示的B-B′线观察的剖视图。
图19是从图17所示的C-C′线观察的剖视图。
图20是表示变形例5的像素电路和传感电路的构造的俯视图。
图21是从图20所示的D-D′线观察的剖视图。
图22是表示本发明的电子设备的具体例的立体图。
图23是表示本发明的电子设备的具体例的立体图。
图24是表示本发明的电子设备的具体例的立体图。
符号说明
10...电光装置,40...检测电路,200...控制电路,Sf...极性信号,400...Vcom检测电路,11...第1基板,12...第2基板,50...液晶元件,53...像素电极,55...对置电极,57...液晶,60...传感电路,64...第1电极,65...第2电极,Cl...接触检测用电容元件,Clm...电容,Cr...基准电容元件,T...检测信号,It...检测电流,100...像素区域,102...扫描线,104...数据线,P...像素电路,G...扫描信号,VD...数据电位,Vcom...共用电位。
具体实施方式
<A:第1实施方式>
图1是表示第1实施方式的电光装置10的结构的框图。
电光装置10具有:像素区域100、扫描线驱动电路20、数据线驱动电路30、检测电路40、控制电路200、图像处理电路300和Vcom检测电路400。在像素区域100中设有沿着X方向延伸的m根扫描线102和沿着Y方向延伸的n根数据线104(m和n都是2以上的自然数)。在与扫描线102和数据线104的交叉对应的位置上配置各像素电路P。因此,这些像素电路P以m行×n列的矩阵状进行排列。另外,虽然省略了图示,但在像素区域100的背面设有背光源(back light),从像素区域100的背面侧经由各像素电路P射出来自该背光源的光。
控制电路200生成Y转送开始脉冲DY及Y时钟信号YCK后,提供给扫描线驱动电路20。扫描线驱动电路20分别对m根扫描线102输出扫描信号Gi(i=1~m),并依次选择各扫描线102。例如,向第1行扫描线102输出的扫描信号G1是从1垂直扫描期间(1F)的最初定时开始具有相当于1水平扫描期间(1H)的宽度的脉冲。以后,对第2行~第m行的各个扫描线102输出将该脉冲依次移动了1H之后的脉冲来作为扫描信号G2~Gn。
控制电路200生成X转送开始脉冲DX、X时钟信号XCK以及极性信号Sf后,提供给数据线驱动电路30。另外,图像处理电路300对输入图像数据Din实施图像处理,生成输出图像数据Dout,并提供给数据线驱动电路30。数据线驱动电路30分别对与扫描线驱动电路20所选择的扫描线102对应的1行的像素电路P,提供与应该显示的灰度相应的大小的数据电位VDj(j=1~n)。
另外,极性信号Sf表示向液晶施加的电压的极性。在本实施方式中,使向液晶施加的电压的极性按照每1帧而反转。具体地说,以向共用电极施加的共用电位Vcom为基准,按照每1帧来交替地反复将向像素电极施加的数据电位VD设为高电位的期间和设为低电位的期间。另外,极性信号Sf并未图示,将其提供给电源电路。电源电路与极性信号Sf同步,且生成按照每1帧低电平和高电平反转的共用电位Vcom,并提供给共用电极。
Vcom检测电路400检测共用电极的电位是高电平还是低电平,并将检测结果作为检测信号Vdet输出至控制电路200。另外,向共用电极供给的共用电位Vcom根据极性信号Sf来生成,所以也可取代检测信号Vdet而采用极性信号Sf。即,通过采用极性信号Sf可省略Vcom检测电路400。但是,由于在共用电极中附随有大的寄生电容,所以即使电源电路进行使共用电位Vcom反转的动作,实际上在共用电位Vcom的电位发生反转之前也需要时间。因此,通过采用Vcom检测电路400,控制电路200可正确地检知共用电位Vcom的电平。
另外,如图1所示,各像素电路P具有液晶元件50和晶体管51。液晶元件50由像素电极53及共用电极55、和施加在两者间发生的电场的液晶57构成。向共用电极55供给共用电位Vcom。虽然详细内容在后面进行叙述,但在本实施方式中,采用通过在像素电极53和共用电极55之间发生的横万向电场控制液晶57的取向的横电场方式。晶体管51由N沟道型的TFT(ThinFilm Transistor)构成,其介于像素电极53和数据线104之间用于控制两者间的导通。晶体管51的栅极与扫描线102连接。因此当选择第i行的扫描线102时,第i行的各像素电路P的晶体管51成为导通状态,经由数据线104,向这些各像素电路P的像素电极53提供数据电位VD。由此,在像素电极53和共用电极55之间施加电压(=VD-Vcom)。该电压在一定期间内保持,液晶57根据施加的电压,使分子集合的取向及秩序发生变化。因此,可在每个像素电路P中控制液晶元件50的透过率(从背光源照射出的光中透过观察侧的光量的比例),成为基于光调制的灰度显示。
另外,图1所示的符号“R”、“G”、“B”表示各像素电路P的显示色。在本实施方式中,将“R”、“G”、“B”的各个色作为显示色的3个像素电路P构成一个组C,在每个组C中设置1个传感电路(sensing circuit)60。即,在像素区域100中总共设置有m×n/3个传感电路60。各传感电路60输出与后述的接触检测用电容元件的电容值相应的大小的检测信号T。检测电路40对从各传感电路60输出的检测信号T进行信号处理,取得1画面的m×n/3个电容值。另外,检测电路40将这样取得的1画面的电容值(m×n/3个)输出给控制电路200。
图2是表示传感电路60的结构的电路图。
传感电路60具有:复位晶体管61、放大晶体管62、选择晶体管63、基准电容元件Cr和接触检测用电容元件Cl。经由第1控制线72向复位晶体管61的栅极提供复位信号RES。复位晶体管61的漏极与电源线70连接,其源极与放大晶体管62的栅极连接。另外,向电源线70供给电源电位VRH。放大晶体管62的漏极与电源线70连接,其源极与选择晶体管63的漏极连接。选择晶体管63的源极与检测线74连接,经由第2控制线76向其栅极提供选择信号SEL。在放大晶体管62的栅极和第1控制线72之间具有基准电容元件Cr。另外,向接触检测用电容元件Cl的第1电极64提供共用电位Vcom,第2电极65与放大晶体管62的栅极连接。
参照图3~图6对该传感电路60的动作进行说明。
传感电路60以复位期间Tres、传感期间Tsen以及读出期间Tout为一单位进行动作。复位信号RES及选择信号SEL由检测电路40生成。首先,在复位期间Tres复位信号RES的电平成为VD,复位晶体管61成为导通状态。然后,如图4所示,放大晶体管62的栅极的电位VA复位到电源电位VRH。另外,还向接触检测用电容元件Cl的第2电极65供给电源电位VRH,所以接触检测用电容元件Cl的第1电极64和第2电极65之间的电压成为VRH-Vcom。
接着,在传感期间Tsen,复位信号RES的电平从VD向GND(=0V)变化。因此,如图5所示,复位晶体管61和选择晶体管63都成为截止状态。第1控制线72与基准电容元件Cr的一个电极连接,所以基准电容元件Cr作为耦合电容发挥作用,当复位信号RES的电平变化时放大晶体管62的栅极电位VA发生变化。此时的栅极电位VA的变化量成为与基准电容元件Cr和接触检测用电容元件Cl的电容比相应的值。另外,当手指或触摸笔等对象物与画面接触时,接触检测用电容元件Cl的电容值发生变化。
这里,将在对象物未与画面接触的状态下的接触检测用电容元件Cl的电容值设为Clc,将在对象物与画面接触的状态下的接触检测用电容元件Cl的电容值的变化量设为ΔClc,将基准电容元件Cr的电容值设为Cref,将第1控制线72的电位变化设为ΔV(=VD),在此情况下,通过式(1)来给出对象物与画面接触时的放大晶体管62的栅极电位VA的变化量ΔVA(其中,忽略寄生电容)。因此,能够使接触检测用电容元件Cl的电容变化反映为放大晶体管62的栅极电位VA。
ΔVA={(Cref×ΔClc)×ΔV}/{(Cref+Clc+ΔClc)(Cref+Clc)}...(1)
接着,在读出期间Tout,选择信号SEL从低电平变化至高电平。然后,如图6所示,选择晶体管63成为导通状态。由此,与放大晶体管62的栅极电位VA相应的大小的检测电流It流过检测线74。该检测电流It作为检测信号T向检测电路40输出。因此,在对象物未与画面接触时输出的检测电流It的值和对象物与画面接触时输出的检测电流It的值不同。另外,对象物与画面接触时的栅极电位VA的变化量ΔVA越大,非接触时的检测电流It的值和接触时的检测电流It的值之差越大,传感电路60的检测灵敏度变高。
图7是表示像素电路P和传感电路60的具体构造的俯视图。另外,图8是从图7所示的A-A′线观察的剖视图。
如图7所示,传感电路60由构成接触用电容元件Cl的第1电极64及第2电极65、和具备放大晶体管62等电路元件的电路部66构成。另外,如图8所示,在相互对置的第1基板11和第2基板12之间夹持有液晶57,并排列液晶分子,使其长轴方向成为与基板平行的方向。另外,在第1基板11中与第2基板12对置的面上形成有传感电路60所包含的放大晶体管62。该放大晶体管62包含:由半导体材料形成的半导体层111;和隔着覆盖半导体层111的栅极绝缘层Fa0与半导体层111对置的栅极电极113。栅极电极113被第1绝缘层Fa1覆盖。另外,放大晶体管62的漏极电极115及源极电极117形成在第1绝缘层Fa1的表面上,并且经由接触孔CH1与半导体层111导通。另外,漏极电极115及源极电极117被第2绝缘层Fa2所覆盖。
在栅极绝缘层Fa0的表面上形成有与栅极电极113电连接的栅极布线114。在栅极绝缘层Fa0的整个区域中,通过连续形成的导电膜(例如铝的薄膜)的图案形成,以同一工序来整体地形成栅极电极113和栅极布线114。另外,如栅极电极113和栅极布线114之间的关系那样,通过选择性去除共用膜体(不论是单层还是多层)利用同一工序来形成多个要素的情况,在以下仅记载为“由相同的层形成”。
如图8所示,栅极布线114被第1绝缘层Fa1覆盖。在第1绝缘层Fa1的表面上形成有数据线104和导电层116。数据线104和导电层116由相同的层形成。导电层116经由接触孔CH2与栅极布线114导通。另外,数据线104及导电层116被第2绝缘层Fa2覆盖。第2绝缘层Fa2还被第3绝缘层Fa3覆盖。
在第3绝缘层Fa3的表面上形成有多个第1电极64和第2电极65。第1电极64和第2电极65由相同的层形成。另外,第1电极64和第2电极65由导电性材料构成。各第2电极65经由接触孔CH3与导电层116导通。即,各第2电极65经由导电层116和栅极布线114与放大晶体管62的栅极电极113连接。当在第1电极64和第2电极65之间施加电压(=VRH-Vcom)时,在第1电极64和第2电极65之间,发生与基板大致平行的方向(横方向)的电场。另外,如图8所示,由第1电极64及第2电极65和施加在两者间发生的电场的液晶57来构成多个电容Clm。由这些多个电容Clm来构成图2所示的接触检测用电容元件Cl。
另外,在图8中虽未图示,但在第3绝缘层Fa的表面上形成有构成各像素电路P的像素电极53和共用电极55。像素电极53和共用电极55由相同的层形成,通过在两者间发生的与基板大致平行方向(横方向)的电场来控制液晶57的取向。另外,各像素电路P中的晶体管51以与传感电路60中的放大晶体管62相同的制造工艺来形成。晶体管51的源极经由图7所示的接触孔CH4来与像素电极53导通。
接着,对接触检测用电容元件Cl的电容值变化进行说明。
在手指或触摸笔等对象物未与画面接触的状态下,如图8所示,第1基板11和第2基板12是平行的。与此相对,如图9所示当对象物与画面接触时,第2基板12弯曲,第1基板11和第2基板12之间的距离变小。由此,在基板间夹持的液晶57的取向混乱,电容Clm的电容值发生变化(即,接触检测用电容元件Cl的电容值变化)。
由前述式(1)可知,非接触时和接触时的电容值的变化量ΔClc越大,放大晶体管62的栅极电位VA的变化量ΔVA越大,传感电路60的检测灵敏度变高。作为用于使接触时和非接触时的电容值的变化量ΔClc增大的一个参数有第1电极64和第2电极65之间的距离d,存在使传感电路60的检测灵敏度最大的距离d的值。但是,在第1基板11和第2基板12上分别设有电极的结构中,电极间的距离相当于相互对置的基板间的距离、即元件间隙(cell gap)量。这里,元件间隙量是由电光装置10的显示特性决定的值所以无法自由地变更。因此,在第1基板11和第2基板12上分别设有电极的结构中,难以设定电极间的距离使传感电路60的检测灵敏度最大。即,如果优先显示特性,则检测灵敏度降低,如果优先检测灵敏度,则显示特性不是最优。
与此相对,在本实施方式中,将构成接触检测用电容元件Cl的第1电极64和第2电极65都设置在第1基板11中与第2基板12对置的面侧。因此,可将第1电极64和第2电极65之间的距离d与元件间隙量无关地设定为传感电路60的检测灵敏度最大的值。即,设定元件间隙量使显示特性成为最优,另一方面,可与该元件间隙量无关地设定第1电极64和第2电极65之间的距离d。另外在本实施方式中,排列液晶分子,使其长轴方向成为与基板平行的方向,所以与液晶分子被排列成其长轴方向和基板垂直的情况相比,画面押压后的液晶分子取向的返回快。
再次返回图7继续说明。如图7所示,第1电极64和第2电极65分别形成为梳齿形状且配置成相互啮合。由此,与第1电极64和第2电极65双方形成为矩形且相互离间的结构相比,可更多地确保第1电极64和第2电极65相互接近的部分。即,与第1电极64和第2电极65双方形成为矩形的结构相比,施加电场的面积较大。因此,液晶分子的取向容易变化,所以可增大接触时和非接触时的电容值的变化量ΔClc,可提高传感电路60的检测灵敏度。
另外,如图7所示,传感电路60中的第1电极64和像素电路P中的共用电极55由相同的层形成。另外,传感电路60中的第2电极65和像素电路P中的像素电极53由相同的层形成。因此,可利用同一制造工艺来同时制造传感电路60和像素电路P,所以液晶面板的制造变得容易。另外,如图7所示,可连续地形成第1电极64和共用电极55,并都提供共用电位Vcom。因此,不需要分别对第1电极64和共用电极55提供不同的电位。
图10是表示在显示图像时的电光装置10的动作的时序图。另外,在本实施方式中,对采用V反转方式来交流驱动液晶的情况进行说明。如该图所示,在第1帧期间F1的第i个水平扫描期间Hi中,扫描信号Gi为高电平。然后,像素电路P(i,j)的晶体管51成为导通状态,可经由第j列的数据线104来对像素电极53施加数据电位VDj(4V)。另外,在第1帧期间F1中,对包含像素电路P(i,j)的全部像素电路P的共用电极55施加共用电位Vcom的低电平(GND)。因此,在第1帧期间F1,当以共用电极55的电位(GND)为基准时,像素电极53的电位(4V)成为高电位。另外,在像素电路P(i,j)的像素电极53和共用电极55之间施加4V的电压。
但是,当在下一帧中也显示相同的色时,需要在像素电路P(i,j)的像素电极53和共用电极55之间施加4V的电压。另外,在下一帧中需要使对像素电路P(i,j)的液晶57施加的电压的极性反转。如图10所示,在继第1帧期间F1之后的第2帧期间F2中,对包含像素电路P(i,j)的全部像素电路P的共用电极55施加共用电位Vcom的高电平(2V)。因此,当在第2帧期间F2的第i个水平扫描期间Hi中扫描信号Gi成为高电平时,对像素电路P(i,j)的像素电极53施加-2V来作为数据电位VDj。
这里,将对液晶57施加的电压的极性在像素电极53的电位高于共用电极55的电位时设为“正极性”,在像素电极53的电位低于共用电极55的电位时设为“负极性”,在此情况下,对像素电路P(i,j)的液晶57施加的电压的极性如图11所示,在奇数帧时为正极性(+),在偶数帧时为负极性(-)。另外,在V反转方式下,在同一帧的全部像素电路P中对液晶57施加的电压的极性共用,在相邻的帧间施加电压的极性反转。
图12是表示检测1画面的电容值的期间的时序图。
控制电路200可经由检测电路40来驱动各传感电路60,并检测共用电位Vcom为低电平时的1画面的电容值(m×n/3个)和共用电位Vcom为高电平时的1画面的电容值(m×n/3个)。这里,检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值的期间为图12所示的期间Ts(+)。即,是从在帧同步信号下降的时刻检测为共用电位Vcom是低电平开始到共用电位Vcom即将切换为高电平之前的期间。另外,检测共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值的期间为图12所示的期间Ts(-)。即,是从在帧同步信号下降的时刻检测为共用电位Vcom是高电平开始到共用电位Vcom即将切换为低电平之前的期间。
另外,控制电路200根据从Vcom检测电路400输出的检测信号Vdet,在帧同步信号下降的时刻,检测对共用电极55施加的共用电位Vcom是高电平还是低电平。
接着,对涉及触摸判定的电光装置10的动作进行说明。
当开始图13(a)所示的初始化处理时,首先,控制电路200控制检测电路40及各传感电路60,检测共用电位Vcom为低电平(GND)时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第1基准电容数据存储到在控制电路200内设置的第1存储部(省略图示)(步骤S101)。另外,在步骤S101中,在图12所示的奇数帧的期间Ts(+)内检测1画面的电容值。
以下,对该步骤S101的处理进行具体说明,首先,控制电路200在帧同步信号下降的时刻,检测共用电位Vcom是高电平还是低电平。然后,控制电路200在检测为共用电位Vcom是低电平时,将检测开始信号输出至检测电路40。检测电路40当接收检测开始信号时,生成复位信号RES及选择信号SEL并提供给各传感电路60,由此使各传感电路60依次进行复位动作、传感动作以及读出动作。其结果是,从各传感电路60输出检测信号T(检测电流It)。该检测信号T具有与接触检测用电容元件Cl的电容值相应的信号电平,该接触检测用电容元件Cl由第1电极64及第2电极65、和施加在两者间发生的电场的液晶57。检测电路40对从各传感电路60输出的检测信号T进行信号处理,并总共取得m×n/3个的电容值。另外,检测电路40将这样取得的m×n/3个的电容值作为1画面的电容值输出至控制电路200。然后,控制电路200将由检测电路40供给的1画面的电容值(m×n/3个)作为第1基准电容数据存储到第1存储部中。
接着,控制电路200控制检测电路40及各传感电路60,检测共用电位Vcom为高电平(2V)时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第2基准电容数据存储到第1存储部内(步骤S102)。另外,在步骤S102中,在图12所示的偶数帧中的期间Ts(-)内检测1画面的电容值。以下,对该步骤S102的处理进行具体说明,首先,控制电路200在帧同步信号下降的时刻,检测共用电位Vcom是高电平还是低电平,当检测为共用电位Vcom是高电平时,将检测开始信号输出至检测电路40。此后,因为在检测电路40中输出1画面的电容值之前的处理与上述的步骤S101相同,所以省略说明。控制电路200当从检测电路40取得1画面的电容值(m×n/3个)时,将该电容值作为第2基准电容数据存储到第1存储部内。
另外,第1存储部所存储的第1基准电容数据(Vcom=Low)和第2基准电容数据(Vcom=Hi)成为在进行触摸判定时作为比较基准的1画面的电容值。另外例如,在电光装置10的电源接通时、由用户进行指示初始化处理开始的按钮操作时、或切换显示图像时等,按照每个规定的时间间隔来执行以上说明的初始化处理。然后,通过该初始化处理,将在对象物未与画面接触的基准状态下检测出的第1基准电容数据(Vcom=Low)和第2基准电容数据(Vcom=Hi)存储到第1存储部内。
接着,在触摸输入功能开启的状态下、即接受手指或触摸笔的触摸输入的期间内定期地执行图13(b)所示的触摸判定处理。当开始该触摸判定处理时,首先,控制电路200在帧同步信号下降的时刻,判定共用电位Vcom是否是低电平(步骤S201)。控制电路200在判定为共用电位Vcom是低电平时(步骤S201:YES),检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第1对象电容数据存储到在控制电路200内设置的第2存储部(省略图示)中(步骤S202)。通过该步骤S202的处理,将在触摸输入功能开启的状态下检测出的1画面的电容值(Vcom=Low)作为第1对象电容数据存储到第2存储部中。
接着,控制电路200从第1存储部读出第1基准电容数据,并算出其与在步骤S202中检测出的第1对象电容数据之间的差值(步骤S203)。第1基准电容数据和第1对象电容数据都是共用电位Vcom为低电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。在算出差值数据时,针对1画面的电容值比较在同一传感电路60中检测出的电容值彼此,并总共算出m×n/3个差值数据。
另一方面,控制电路200当在步骤S201中判定为共用电位Vcom不是低电平时(步骤S201:NO)、即共用电位Vcom是高电平时,检测共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第2对象电容数据存储到第2存储部中(步骤S204)。通过该步骤S204的处理,将在触摸输入功能开启的状态下检测出的1画面的电容值(Vcom=Hi)作为第2对象电容数据存储到第2存储部中。
接着,控制电路200从第1存储部读出第2基准电容数据,并算出其与在步骤S204中检测出的第2对象电容数据之间的差值(步骤S205)。第2基准电容数据和第2对象电容数据都是在共用电位Vcom为高电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。在算出差值数据时,针对1画面的电容值比较由同一传感电路60检测出的电容值彼此,并总共算出m×n/3个差值数据。
之后,控制电路200将算出的各个差值数据(m×n/3个)与预定的触摸判定用的阈值进行比较,根据比较结果来判定手指或触摸笔等对象物是否与画面接触(步骤S206)。例如,控制电路200对超过阈值的差值数据的个数进行计数,在计数值为规定值以上时判定为有触摸,另一方面在计数值未达到规定值时判定为没有触摸。另外,可根据手指或触摸笔对画面的接触面积和画面中的传感电路60的排列密度,对超过阈值的差值数据的个数预先规定上限值和下限值,当上述计数值是上限值和下限值所规定的范围内的值时判定为有触摸,另一方面,在计数值不是上述范围内的值时判定为没有触摸。
例如,在切换显示图像、并如图14的左侧所示将按钮“A”和按钮“B”显示到画面上的阶段,执行图13(a)所示的初始化处理。在该阶段,手指或触摸笔等对象物未与画面接触。由此,检测出第1基准电容数据(Vcom=Low)和第2基准电容数据(Vcom=Hi)并存储到第1存储部内。之后,定期地执行图13(b)所示的触摸判定处理。当手指或触摸笔等对象物未与画面接触时,在触摸判定处理中即使检测出第1对象电容数据(Vcom=Low),其与第1基准电容数据(Vcom=Low)之间的差值也全部未达到阈值。或者,在触摸判定处理中即使检测第2对象电容数据(Vcom=Hi),其与第2基准电容数据(Vcom=Hi)之间的差值也全部未达到阈值。因此判定为没有触摸。
与此相对,当如图14的右侧所示手指或触摸笔等对象物与画面接触时,伴随着对象物的接触,接触检测用电容元件Cl的电容值在按钮“A”内的阴影部分产生较大的变化。因此在触摸判定处理中,当比较第1对象电容数据(Vcom=Low)和第1基准电容数据(Vcom=Low)、或者第2对象电容数据(Vcom=Hi)和第2基准电容数据(Vcom=Hi)时,检测出多个超过阈值的差值数据。因此判定为有触摸。
如以上说明根据本实施方式,可关于在触摸判定时比较的基准电容数据和对象电容数据使液晶的驱动状态(Vcom电平)相同。假设在不考虑液晶驱动状态的差异的情况下,如果检测出基准电容数据时的液晶驱动状态和检测出对象电容数据时的液晶驱动状态不同,则Vcom电平不同,所以接触检测用电容元件Cl的电容值发生改变。因此即使比较基准电容数据和对象电容数据也不能正确地进行触摸判定。对此,根据本实施方式,可通过使液晶的驱动状态(Vcom电平)相同,来消除由于液晶的驱动状态不同而引起的接触检测用电容元件Cl的电容值的变化。因此,能够高精度地进行触摸判定。
<B:第2实施方式>
接着,参照图15对第2实施方式的电光装置进行说明。
另外,涉及本实施方式的电光装置的结构与参照图1~图12说明的第1实施方式的电光装置10大致相同,所以使用与第1实施方式相同的符号。另外,关于与第1实施方式共用的部分省略其说明。
当开始图15(a)所示的初始化处理时,控制电路200控制检测电路40及各传感电路60,检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将其作为基准电容数据存储到第1存储部中(步骤S301)。该步骤S301相当于第1实施方式中的初始化处理的步骤S101。
另外,在第1实施方式的初始化处理中,检测出共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(第1基准电容数据)和共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值(第2基准电容数据)双方并存储到第1存储部中,不过在第2实施方式的初始化处理中,仅检测出共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值,并将该电容值作为基准电容数据存储到第1存储部中。另外,图15(a)所示的初始化处理与第1实施方式中的初始化处理同样,在电源接通时、接受来自用户的启动指示时、或者切换显示图像时等,按照规定的时间间隔来执行。通过该初始化处理,将在对象物未与画面接触的基准状态下检测出的1画面的电容值(Vcom=Low)作为基准电容数据存储到第1存储部中。
接着,在触摸输入功能开启的状态下定期地执行图15(b)所示的触摸判定处理。当开始触摸判定处理时,首先,控制电路200在帧同步信号下降的时刻,判定共用电位Vcom是否是低电平(步骤S401),反复该判定直至共用电位Vcom成为低电平为止。然后,当共用电位Vcom成为低电平时(步骤S401:Yes),控制电路200检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为对象电容数据存储到第2存储部中(步骤S402)。通过该步骤S402的处理,将在触摸输入功能开启的状态下检测出的1画面的电容值(Vcom=Low)作为对象电容数据存储到第2存储部中。
接着,控制电路200从第1存储部中读出基准电容数据,并算出其与在步骤S402中检测出的对象电容数据之间的差值(步骤S403)。基准电容数据和对象电容数据都是在共用电位Vcom为低电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。在算出差值数据时,针对1画面的电容值比较由同一传感电路60检测出的电容值彼此,并总共算出m×n/3个差值数据。之后,控制电路200将算出的各个差值数据(m×n/3个)与触摸判定用的阈值进行比较,并根据比较结果来进行触摸判定(步骤S404)。
根据本实施方式,作为基准电容数据,仅将共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值存储到第1存储部既可,不需要存储共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值。因此,与第1实施方式的情况相比,可使第1存储部的存储容量减半。另外,在本实施方式中,对在共用电位Vcom是低电平的期间内分别检测基准电容数据和对象电容数据并根据两者的差值来进行触摸判定的情况进行了说明,不过也可以是在共用电位Vcom为高电平的期间内分别检测基准电容数据和对象电容数据并根据两者的差值来进行触摸判定的结构。
<C:第3实施方式>
接着,参照图16对第3实施方式的电光装置进行说明。
另外,本实施方式的电光装置的结构与参照图1~图12说明的第1实施方式的电光装置10大致相同,所以使用与第1实施方式相同的符号。另外,关于与第1实施方式共用的部分省略其说明。
当开始图16(a)所示的初始化处理时,首先,控制电路200控制检测电路40及各传感电路60,检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第1基准电容数据存储到第1存储部中(步骤S501)。然后,控制电路200控制检测电路40及各传感电路60,检测共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第2基准电容数据存储到第1存储部中(步骤S502)。另外,步骤S501及S502与第1实施方式中的初始化处理的步骤S101及S102相同。
接着,控制电路200算出第1基准电容数据和第2基准电容数据的平均值数据,并将其作为基准电容数据存储到第1存储部中(步骤S503)。第1基准电容数据是在共用电位Vcom为低电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。另外,第2基准电容数据是在共用电位Vcom为高电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。在算出平均值数据时,关于1画面的电容值利用由同一传感电路60检测出的电容值彼此来取平均,并总共算出m×n/3个平均值数据。
另外,图16(a)所示的初始化处理与第1实施方式中的初始化处理同样,在电源接通时、接受来自用户的启动指示时、或者切换显示图像时等,按照规定的时间间隔来执行。通过该初始化处理,将对象物未与画面接触的基准状态下的平均值数据(m×n/3个)作为基准电容数据存储到第1存储部中。
接着,在触摸输入功能开启的状态下定期地执行图15(b)所示的触摸判定处理。当开始触摸判定处理时,首先,控制电路200检测共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第1对象电容数据存储到第2存储部中(步骤S601)。然后,控制电路200检测在共用电位Vcom为高电平时的1画面的电容值(m×n/3个),并将该电容值作为第2对象电容数据存储到第2存储部中(步骤S602)。
接着,控制电路200算出第1对象电容数据和第2对象电容数据的平均值数据,并将其作为对象电容数据存储到第2存储部中(步骤S603)。第1对象电容数据是在共用电位Vcom为低电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。另外,第2对象电容数据是在共用电位Vcom为高电平时检测出的1画面的电容值(m×n/3个)。在算出平均值数据时,关于1画面的电容值利用由同一传感电路60检测出的电容值彼此来取平均,并总共算出m×n/3个平均值数据。通过该步骤S603的处理将触摸输入功能开启的状态中的平均值数据(m×n/3个)作为对象电容数据存储到第2存储部中。
接着,控制电路200从第1存储部读出基准电容数据,并算出其与在步骤S603中算出的对象电容数据之间的差值(步骤S604)。基准电容数据是第1基准电容数据和第2基准电容数据的平均值数据(m×n/3个)。另外,对象电容数据是第1对象电容数据和第2对象电容数据的平均值数据(m×n/3个)。在算出差值数据时,关于1画面的平均值数据(电容值)比较由同一传感电路60检测出的电容值彼此,并总共算出m×n/3个差值数据。其后,控制电路200将算出的各个差值数据(m×n/3个)与触摸判定用的阈值进行比较,并根据比较结果来进行触摸判定(步骤S605)。例如,控制电路200对超过阈值的差值数据的个数进行计数,当计数值在规定值以上时判定为有触摸,另一方面,当计数值未达到规定值时判定为没有触摸。
根据本实施方式,各个基准电容数据和对象电容数据为共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值和共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值的平均值。通过这样取得共用电位Vcom是低电平时和共用电位Vcom是高电平时的平均,来在基准电容数据和对象电容数据中将由于液晶驱动状态(Vcom电平)不同而引起的接触检测用电容元件Cl的电容值变化的影响反映为相同程度。因此,可通过比较基准电容数据和对象电容数据来排除电容值变化的影响。另外,还可通过取平均来减少噪声。由此,能够高精度地进行触摸判定。
另外,当隔开检测第1对象电容数据(Vcom=Low)和第2对象电容数据(Vcom=Hi)的时间间隔时,发生如下的状况,即第1对象电容数据和第2对象电容数据中的一个数据在对象物未与画面接触的状态下被检测出,另一个数据在对象物与画面接触的状态下被检测出等。此时因为难以正确地判定有无触摸,所以优选在第N个帧和其后的第N+1个帧等相邻的两个帧中检测第1对象电容数据和第2对象电容数据,并取其平均值。上述情况即使关于第1基准电容数据(Vcom=Low)和第2基准电容数据(Vcom=Hi)也是同样的。
<D:变形例>
本发明不限于上述的各个实施方式,例如,可进行以下的变形。另外,还能够组合以下所示的变形例中两个以上的变形例。
(变形例1)
在上述的各实施方式中,对按照每1帧来切换共用电位Vcom的低电平和高电平的情况进行了说明,不过例如还可以是按照每2帧或每3帧来切换共用电位Vcom的低电平和高电平的结构。另外,在隔行扫描的情况,例如,可按照每1场(field)或每4场来切换共用电位Vcom的低电平和高电平。
(变形例2)
在上述的各实施方式中,例示了按每“R”、“G”、“B”3个像素电路P具有1个传感电路60的结构,但是例如,也可以是按每1个像素电路P具有1个传感电路60的结构。此时,在像素区域100中总共具有m×n个传感电路60。另外,在使“R”、“G”、“B”这3个像素电路P构成一个组C时,也可以构成为按每相邻的多个组C具有1个传感电路60的结构。
(变形例3)
在上述各实施方式中对采用V反转方式来交流驱动液晶的情况进行了说明,不过在H反转方式及S反转方式的情况下也能够适用本发明。但是,在H反转方式下,对液晶57施加的电压的极性按照每个扫描线102(行)而进行反转。另外,在S反转方式下,对液晶57施加的电压的极性按照每个数据线104(列)而进行反转。
因此,在H反转方式的情况下,当检测基准电容数据或对象电容数据时,搜查奇数行和偶数行的Vcom电平,例如,当奇数行是低电平、偶数行是高电平时,作为共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值,使用从位于奇数行的全部传感电路60取得的m×n/3/2个电容值,而作为共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值,使用从位于偶数行的全部传感电路60取得的m×n/3/2个电容值既可。另外,在按每1个像素电路P具有1个传感电路60且采用S反转方式的情况下,搜查奇数列和偶数列的Vcom电平,例如,在奇数列为低电平、偶数列为高电平的情况下,作为共用电位Vcom是低电平时的1画面的电容值,使用从位于奇数列的全部传感电路60取得的m×n/2个电容值,而作为共用电位Vcom是高电平时的1画面的电容值,使用从位于偶数列的全部传感电路60取得的m×n/2个电容值既可。
(变形例4)
图17是表示本变形例的像素电路P和传感电路60的构造的俯视图。在本变形例的传感电路60中,第1电极64和第2电极65由不同的层来形成且配置为相互对置。图18是从图17所示的B-B′线观察的剖视图。如图18所示在第3绝缘层Fa3的表面上设置有第2电极65。该第2电极65与第1实施方式同样地经由接触孔CH3和导电层116导通。另外,第2电极65被第4绝缘层Fa4覆盖。在第4绝缘层Fa4的表面上设置第1电极64,使其与第2电极65对置。
如图17所示,在第1电极64上形成有用于通过在第1电极64和第2电极65之间发生的电场的狭缝(slit)68。图19是从图17所示的C-C′线观察的剖视图。如图19所示,由第1电极64及第2电极65、和施加在第1电极64与第2电极65之间发生的电场的液晶57来构成多个电容Clm。与第1实施方式相同,由这些多个电容Clm来构成传感电路60中的接触检测用电容元件Cl。
在本变形例中,因为第1电极64和第2电极65由不同的层来形成且配置为相互对置,所以从第2电极65通过狭缝68到达第1电极64的电场、或从第1电极64通过狭缝68到达第2电极65的电场,与如上述第1实施方式那样由相同的层形成第1电极64和第2电极65的情况相比,较多地包含与基板垂直方向的分量。因此,通过在第1电极64和第2电极65之间发生的电场,使液晶分子比第1实施方式的情况倾斜。当在液晶分子这样斜倾的状态下押压画面时,与在液晶分子相对于基板水平的状态下按压画面的情况相比,液晶分子的取向容易变化。因此根据本变形例,可以相比于第1实施方式的情况增大接触时和非接触时的电容值的变化量ΔClc,从而能够提高传感电路60的检测灵敏度。
另外,如图17所示,传感电路60中的第1电极64和像素电路P中的共用电极55由相同的层形成。另外,传感电路60中的第2电极65和像素电路P中的像素电极53由相同的层形成。因此,与第1实施方式相同,可利用同一制造工艺同时制造传感电路60和像素电路P,使液晶面板的制造变得容易。
(变形例5)
图20是表示本变形例的像素电路P和传感电路60的构造的俯视图。在本变形例的传感电路60中,虽然与变形例4的情况相同由不同的层来形成第1电极64和第2电极65,但在第1电极64和第2电极65分别形成为梳齿形状的点、配置为第1电极64和第2电极65相互啮合的点、以及第1电极64和第2电极65上不存在重合部分的点上,与上述变形例4的结构不同。其他结构与变形例4的结构相同,所以对重复的部分省略说明。
图21是从图20所示的D-D′线观察的剖视图。在本变形例中,第1电极64和第2电极65不存在重合的部分,所以与变形例4的情况相比,减小了构成电容Clm的电极的面积。即,与变形例4的情况相比可减小电容Clm的电容值。从前述的式(1)可知,接触检测用电容元件Cl的电容值Clc越小,越能够增大接触时和非接触时的电位变化量ΔVA,所以可提高传感电路60的检测灵敏度。
另外,在本变形例中,第1电极64和第2电极65分别形成梳齿形状且配置为相互啮合。由此,可更多地确保第1电极64和第2电极65相互接近的部分。即,与第1电极64和第2电极65双方都形成为矩形的结构相比,施加电场的面积增大。因此,液晶分子的取向容易变化,所以可增大接触时和非接触时的电容值的变化量ΔClc,可提高传感电路60的检测灵敏度。另外,如图20所示,传感电路60中的第1电极64和像素电路P中的共用电极55由相同的层形成。另外,传感电路60中的第2电极65和像素电路P中的像素电极53由相同的层形成。因此,传感电路60和像素电路P可利用同一制造工艺同时制造,液晶面板的制造变得容易。
另外如图20所示,在本变形例中,例示了第1电极64和第2电极65不存在重合部分的结构,不过也可以是第1电极64和第2电极65存在重合部分的结构。但在此情况下,为了减小构成电容Clm的电极的面积,而需要使第1电极64和第2电极65重合部分的面积小于第1电极64和第2电极65不重合部分的面积。
(变形例6)
在第1实施方式以及变形例5中,例示了第1电极64和第2电极65分别形成梳齿形状且配置为相互啮合的结构,不过例如也可以是将第1电极64制成梳齿形状、将第2电极65制成矩形且配置为两者相互啮合的结构。另外,还可以构成双方电极都是矩形的结构。
<E:电子设备>
以下,对适用了上述任意的实施方式或变形例的电光装置10的电子设备进行说明。
图22表示适用了电光装置10的移动型个人计算机的结构。个人计算机2000具有电光装置10和主体部2010。在主体部2010上设有电源开关2001和键盘2002。
图23表示适用了电光装置10的移动电话的结构。移动电话3000具有电光装置10、操作按钮3001和滚动按钮(scroll buttons)3002。通过对滚动按钮3002的操作可使在电光装置10上显示的画面滚动。
图24表示适用了电光装置10的便携信息终端(PDA:Personal DigitalAssistants)的结构。便携信息终端4000具有电光装置10、操作按钮4001和电源开关4002。通过对操作按钮4001的操作,可将通讯录及日程表这样的各种信息显示到电光装置10中。
另外,作为适用本发明的电光装置的电子设备,除了图22~图24所示的之外,还可以举出数码相机、汽车导航装置、电视、摄像机、个人电子商务、电子纸、字处理器、工作站、POS终端、打印机、扫描仪、复印机,自动售货机等。

Claims (12)

1.一种电光装置,具有:
显示图像的画面;
相互对置的第1基板和第2基板;
在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;
静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;
显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;
第1存储单元,其在对象物与上述画面未接触的状态下,将上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小作为基准数据进行存储;
第2存储单元,其在判定有无接触的状态下,将上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小作为对象数据进行存储;
差值数据生成单元,其生成从上述第1存储单元读出的上述基准数据和从上述第2存储单元读出的上述对象数据的差值作为差值数据;以及
判定单元,其根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
2.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于,具有:
驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,上述第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,上述第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;以及
控制单元,其控制向上述第1存储单元以及上述第2存储单元的写入和读出,使与从上述第1存储单元读出的上述基准数据对应的上述液晶的驱动状态和与从上述第2存储单元读出的上述对象数据对应的上述液晶的驱动状态相同。
3.根据权利要求2所述的电光装置,其特征在于,
上述控制单元使上述第1存储单元存储在上述第1驱动状态下检测出的上述基准数据和在上述第2驱动状态下检测出的上述基准数据,
上述控制单元使上述第2存储单元存储在上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下检测出的上述对象数据,
上述控制单元从上述第2存储单元读出上述一个驱动状态的上述对象数据后提供给上述差值数据生成单元,并且从上述第1存储单元读出与上述一个驱动状态对应的上述基准数据后提供给上述差值数据生成单元。
4.根据权利要求2所述的电光装置,其特征在于,
上述控制单元使上述第1存储单元存储在上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下检测出的上述基准数据,
上述控制单元使上述第2存储单元存储在上述一个驱动状态下检测出的上述对象数据。
5.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于,具有:
驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,上述第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,上述第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;以及
算出单元,其算出在上述第1驱动状态下上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小和在上述第2驱动状态下上述静电电容检测部所输出的上述检测信号的大小的平均值作为平均数据,
上述第1存储单元将对象物未与上述画面接触的状态下的上述平均数据作为上述基准数据进行存储,
上述第2存储单元将判定有无接触的状态下的上述平均数据作为上述对象数据进行存储。
6.根据权利要求5所述的电光装置,其特征在于,
上述算出单元在相邻的两个上述规定周期分别采用上述静电电容检测部所输出的上述检测信号来算出上述平均数据。
7.根据权利要求2~6中任意一项所述的电光装置,其特征在于,
上述驱动单元以帧周期或场周期的自然数倍作为上述规定周期来切换上述第1驱动状态和上述第2驱动状态。
8.一种电子设备,其特征在于,
具有权利要求1~7中任意一项所述的电光装置。
9.一种接触检测方法,在电光装置中使用静电电容检测部来检测对象物与画面接触的情况,该电光装置具有:显示图像的上述画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;上述静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;以及显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率使图像显示到上述画面中;该接触检测方法的特征在于,
将对象物未与上述画面接触的状态下的上述检测信号的大小作为基准数据进行存储,
将判定有无接触的状态下的上述检测信号的大小作为对象数据进行存储,
生成上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据,
根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
10.一种接触检测方法,在电光装置中使用静电电容检测部来检测对象物与画面接触的情况,该电光装置具有:显示图像的上述画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;上述静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,上述第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,上述第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;该接触检测方法的特征在于,
取入对象物未与上述画面接触的状态下的上述检测信号的大小作为基准数据,并存储上述第1驱动状态下取入的上述基准数据和上述第2驱动状态下取入的上述基准数据,
在判定有无接触的状态下,将上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为对象数据取入并存储,
读出上述一个驱动状态的上述对象数据,读出与上述一个驱动状态对应的上述基准数据,并生成读出的上述基准数据和读出的上述对象数据之间的差值作为差值数据,
根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
11.一种接触检测方法,在电光装置中使用静电电容检测部来检测对象物与画面接触的情况,该电光装置具有:显示图像的上述画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;上述静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,上述第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,上述第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;该接触检测方法的特征在于,
在对象物未与上述画面接触的状态下,将上述第1驱动状态和上述第2驱动状态中的任意一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为基准数据取入并存储,
在判定有无接触的状态下,将上述一个驱动状态下的上述检测信号的大小作为对象数据取入并存储,
生成上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据,
根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
12.一种接触检测方法,在电光装置中使用静电电容检测部来检测对象物与画面接触的情况,该电光装置具有:显示图像的上述画面;相互对置的第1基板和第2基板;在上述第1基板和上述第2基板之间夹持的液晶;上述静电电容检测部,其输出与由上述液晶、第1电极和第2电极形成的电容的值相应的大小的检测信号;显示部,其具有上述液晶、第3电极和第4电极,并控制上述液晶的透过率,使图像显示到上述画面中;驱动单元,其对上述第3电极和上述第4电极提供电位来控制上述液晶的取向状态,作为该液晶的驱动状态以规定周期来切换第1驱动状态和第2驱动状态,上述第1驱动状态是对上述第3电极施加第1固定电位,并且对上述第4电极施加与应该显示的灰度相应的数据电位,上述第2驱动状态是对上述第3电极施加第2固定电位,并且对上述第4电极施加上述数据电位;该接触检测方法的特征在于,
算出上述第1驱动状态下的上述检测信号的大小和上述第2驱动状态下的上述检测信号的大小的平均值作为平均数据,
将对象物未与上述画面接触的状态下的上述平均数据作为基准数据进行存储,
将检测有无接触的状态下的上述平均数据作为对象数据进行存储,
生成上述基准数据和上述对象数据之间的差值作为差值数据,
根据上述差值数据来判定对象物是否与上述画面接触。
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