CN101676846B - 接触检测设备和显示设备 - Google Patents

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Abstract

此处公开了一种接触检测设备，包括：接触响应部件，配置成响应于被检测物体接触或接近检测表面而产生电气改变；以及接触驱动扫描部件，配置成在检测表面内沿一个方向扫描驱动电压向接触响应部件的施加，并沿时间序列控制电气改变的输出，其中，接触驱动扫描部件彼此并行地执行接触响应部件的不同区域的多个扫描，并且彼此并行地输出多个电气改变。

Description

接触检测设备和显示设备
技术领域
本发明涉及一种接触检测设备，用于检测用户用手指、笔等接触或接近检测表面。本发明还涉及一种具有显示部件内接触检测设备的功能的显示设备。
背景技术
众所周知提及为所谓触摸面板的接触检测设备。
接触检测设备通常是检测用户的手指、笔等接触或接近检测表面的设备。
另一方面，触摸面板形成在显示面板上，并且通过使各种按钮显示为显示表面上的图像，而使得信息输入能够作为普通按钮的替代。该技术应用到小的移动设备使得显示器和按钮配置能够共享，并且在增加屏幕的尺寸或节省操作部件的空间和减少部件的数目方面具有极大的优势。
因而，“触摸面板”通常指组合有显示设备的面板型接触检测设备。
已知触摸面板的三类接触检测系统，即光学类型、电阻膜类型、和电容类型。
为了关联响应于接触或接近而出现的电气改变与位置信息，需要大量的配线被组合以使能位置识别并且以矩阵形式配置。
通过利用这种配线组合来进行位置检测的方式，为了增加检测的分辨率，需要庞大数目的配线。
因而，在上述三类检测系统中，在扫描沿一个方向输出电气改变的线的同时检测接触位置或接近位置的驱动方法成为主流(例如参见HirotakaHayashi等的“Optical Sensor Embedded Input Display Usable underHigh-Ambient-Light Conditions”，SID 07DIGEST p.1105(光学类型)、BongHyun You等的“12.1-inch a-Si:H TFT LCD with Embedded Touch ScreenPanel”，SID 08DIGEST p.830(电阻膜类型)、以及Joohyung Lee等的“HybridTouch Screen Panel Integrated in TFT-LCD”，SID 08DIGEST p.834(电容类型)，下文中分别称为非专利文献1至3)。在此情况中线指用于接触检测的通过预定规则配置的二维微小传感器部件的X方向或Y方向中的行。
当触摸面板设置在显示面板上时，显示模块的厚度整体上增加了。
因此，开发类型的主流近年来从安装到显示面板上的触摸面板改变为包括在显示面板中的触摸面板(参见上述非专利文献1至3以及日本专利文献特开No.2008-9750)。
下文中将使用“设置有触摸传感器的显示设备”作为指代，而不管触摸面板是否安装在显示面板上或触摸面板是否与显示面板整体地形成。
发明内容
在每条线中，驱动接触检测设备的驱动方法需要沿X轴方向和Y轴方向中的一个或两个方向高速扫描线。接触检测设备因而具有非常高的驱动频率等，并且涉及非常高的功率消耗等，这是需要改进的。
另一方面，在设置有触摸传感器作为显示设备和接触检测设备的组合的显示设备中，具体地，检测驱动频率可受限于显示驱动频率，因而检测驱动频率可能不能够自由地确定。
本申请的发明人已经提出了一种通过将液晶显示器的像素电极还用作电容检测系统的一个检测电极来减小显示设备的厚度的技术(例如，参见日本专利申请No.2008-104079)。在此情况中，显示驱动频率和检测驱动频率由于结构原因而彼此一致。
然而，该技术具有的缺点在于，由于显示驱动频率的限制，甚至在由于检测速度低和对信息输入响应差而将增加检测驱动频率的情况下，检测驱动频率不能够自由地改变。
本发明提供一种改善检测速度而没有增加检测驱动频率的接触检测设备。本发明还提供一种具有接触检测功能的显示设备，该设备具有的结构允许在检测速度低且对信息输入响应差的情况中或在相反的情况中，最小化显示驱动的限制，来任意地确定检测驱动频率。
根据本发明实施例的接触检测设备包括接触响应部件和接触驱动扫描部件。
接触响应部件响应于被检测物体接触或接近检测表面而产生电气改变。
接触驱动扫描部件在检测表面内沿一个方向扫描施加到接触响应部件的驱动电压，以及沿时间序列控制电气改变的输出。此时，接触驱动扫描部件彼此并行地执行接触响应部件的不同区域的多个扫描，并且彼此并行地输出多个电气改变。
在具有这样的构造的接触检测设备中，接触驱动扫描部件彼此并行地执行接触响应部件的不同区域的多个扫描，因而扫描驱动频率比在扫描整个接触响应部件的情况下低。或者，当扫描驱动频率相同时，接触检测的速度高，即完成接触响应部件的一次扫描所需的时间短。
在本发明中，优选地，接触检测设备还包括检测线组和检测部件，该检测线组以在接触响应部件的扫描方向长的平行带的形式配置，该检测部件配置成从检测线组中的电压改变检测电气改变的发生，并且识别发生的位置。此外，检测线组与接触响应部件的多个区域相交的方式和接触驱动扫描部件驱动多个区域的方式中的至少一种方式在区域之间不同。
检测部件基于检测线的电压改变图案，识别多个区域中被检测物体接触或被检测物体接近的一个区域，电压改变图案根据区域之间相交方式和驱动方式中的至少一种方式中的不同而出现。
该优选的构造克服当多个扫描同时地彼此并行地执行并且电气改变从同一检测线组中输出时识别被检测物体接触(或接近)的区域的困难。
然而，该构造不是必须假设接触(或接近)在一个位置出现。另外，当检测线组在每个区域中完全分开时，因为上述识别简单，因而该构造不是必须的。
在上述优选的构造中，检测线组与多个区域相交的方式和接触驱动扫描部件驱动多个区域的方式中的至少一个方式在区域之间不同。因而，根据该不同，当接触(或接近)不同区域时，检测线中出现的电压改变图案不同。检测部件从电压改变图案识别被检测物体接触(或接近)的区域，以及识别接触(或接近)的位置。
更特别地和优选地，接触驱动扫描部件输出的驱动电压的相位和幅值中的至少一个在多个区域之间不同，并且检测部件沿检测线组的扫描方向连接到一端，并且基于检测线的电压改变图案，识别多个区域中被检测物体接触或被检测物体接近的一个区域，该电压改变图案根据驱动电压的不同而出现。
或者，当检测线组如上所述完全分开时，接触检测设备优选地包括两个集合的预定数目的检测线以及两个检测部件，该检测线在接触响应部件的扫描方向长，并且是平行带的形式，该两个检测部件中的每一个连接到在扫描方向的一端处的相应集合的预定数目的检测线，两个检测部件中的每一个基于相应集合的预定数目的检测线中出现的电压改变图案来检测电气改变的出现，以及识别出现的位置。
根据本发明实施例的显示设备包括显示部件和显示驱动扫描部件。该显示部件根据输入视频信号使透射光量经受光调制，并在调制之后从显示表面输出光。当沿像素的一个方向作为显示部件的光调制的最小单位的行是线时，显示驱动扫描部件扫描将用于光调制的驱动电压施加到沿正交于该线的另一方向的每个线的操作。
在显示设备中，接触响应部件形成在显示部件内，该接触响应部件配置成响应于被检测物体接触或接近显示表面而产生电气改变。此外，显示驱动扫描部件兼作接触驱动扫描部件，该接触驱动扫描部件配置成在显示表面内沿一个方向扫描驱动电压向接触响应部件的施加，以及沿时间序列控制电气改变的输出。接触驱动扫描部件彼此并行地执行接触响应部件的不同区域的多个扫描，并且彼此并行地输出多个电气改变。
根据具有上述构造的显示设备，接触响应部件形成在显示部件内，并且显示驱动扫描部件兼作接触驱动扫描部件，以能够彼此并行地在显示驱动时执行扫描并且在接触驱动时执行扫描。因而，显示面板内的空间得以有效地使用，并且面板内的构造能够尽可能多地共享。
根据本发明，本发明能够提供改善检测速度而没有增加检测驱动频率的接触检测设备。
此外，根据本发明，可以提供设置有接触检测功能的显示设备，该设备具有的结构允许在检测速度低且信息输入响应差的情况下或在相反情况中最小化显示驱动的限制，来任意地确定检测驱动频率。
附图说明
图1A和1B是辅助解释根据第一至第六实施例的触摸传感器部件的操作的等效电路图和示意性截面图；
图2A和2B是当手指接触或接近图1A和1B所示的触摸传感器部件时的相似等效电路图和相似示意性截面图；
图3A、3B和3C是示出根据第一至第六实施例的触摸传感器部件的输入-输出波形的图；
图4A、4B、4C和4D是平面图和示意性截面图，特别地示出用于根据第一实施例的显示设备的触摸检测的电极和用于驱动电极和用于检测的电路的配置；
图5是示出根据第一至第六实施例的显示设备中的用于传感器驱动的交流信号源和电压检测器的电路的例子的图；
图6是示出第一实施例中反相驱动和检测线的响应波形的图；
图7是示出第二实施例中不同幅值的驱动和检测线的响应波形的图；
图8是第二实施例中驱动电压的幅值种类进一步增加的情况下的图；
图9是详细示出图8中的响应波形的电势电平的图；
图10是示出第三实施例中反相驱动和检测线的响应波形的图；
图11是示出第三实施例中同相驱动和检测线的响应波形的图；
图12是示出第四实施例中检测线和检测电路的配置的图；
图13是根据第五和第六实施例的显示设备中像素的等效电路图；
图14A、14B、14C和14D是平面图和示意性截面图，特别地示出用于根据第五实施例的显示设备的触摸检测的电极和用于驱动电极和用于检测的电路的配置；
图15A、15B和15C是示出根据第五实施例的反电极(counter electrodes)的图案、包括该图案的触摸传感器部件的等效电路、及传感器电压的公式的图；
图16A、16B和16C是根据第五实施例的反电极的选择(同时经受交流驱动的电极组的确定)和反电极的转变(重选)的状态的平面图；
图17是根据第六实施例的显示设备的示意性截面图；
图18A和18B是辅助解释根据第六实施例的FFS模式液晶元件的操作的图；以及
图19A和19B是以截面示出图18A和18B中的操作的图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将在下文中参考附图进行描述，其中采取了电容类型的接触检测设备和具有这样的接触检测功能的液晶显示设备作为主要的例子。附带地，本发明还可应用于电阻膜类型和光学类型。此外，虽然下文中采取液晶显示设备作为例子，但是本发明还可应用于其他显示设备，例如有机EL显示设备等。
电容类型接触检测的要素将作为项目进行描述，其中实施例以参考图1A至3C为前提。
图1A和图2A是触摸传感器部件的等效电路图。图1B和图2B是触摸传感器部件的结构的图(示意性截面图)。图1A和1B表示作为被检测物体的手指没有接近传感器的情况。图2A和图2B表示手指接近或接触传感器的情况。
示出的触摸传感器部件是电容类型的触摸传感器，由电容元件组成，如图1B和图2B所示。特别地，电容元件(电容)C1由电介质D和电极对形成，该电极对彼此相对地配置并且电介质D介入在电极之间，即驱动电极E1和检测电极E2。
如图1A和图2A所示，电容元件C1的驱动电极E1连接到生成AC脉冲信号Sg的驱动信号源S。电容元件C1的检测电极E2连接到电压检测器DET。此时，检测电极E2经由电阻R接地，从而DC电平电气固定。
例如几[KHz]至几十[KHz]的预定频率的AC脉冲信号Sg从驱动信号源S施加到驱动电极E1。AC脉冲信号Sg的波形如图3B所示。
响应于AC脉冲信号Sg的施加，图3A中所示的输出波形的信号(检测信号Vdet)出现在检测电极E2中。
附带地，如下文中将详细描述的，在具有液晶显示面板内的接触检测设备的功能的液晶显示设备的实施例中，驱动电极E1相应于用于液晶驱动的反电极(与像素电极相对并且对于多个像素共用的电极)。在此情况中，对于液晶驱动，反电极经受称为所谓的Vcom反转驱动的交流驱动。因而，在本发明的实施例中，用于Vcom反转驱动的共用驱动信号Vcom还用作AC脉冲信号Sg，用于驱动触摸传感器的驱动电极E1。
在图1A和1B所示的状态中，其中手指没有接触，电容元件C1的驱动电极E1通过交流驱动，并且随着驱动电极E1的充电和放电，交流检测信号Vdet出现在检测电极E2内。此时的检测信号将在下文中记为“最初检测信号Vdet0”。检测电极E2侧是直流接地，但由于高频而未接地。因此，没有交流的放电路径，并且最初检测信号Vdet0的脉冲峰值相对高。然而，在AC脉冲信号Sg升高后随时间流逝，最初检测信号Vdet0的脉冲峰值由于损耗而逐渐减小。图3C示出了放大状态中的波形以及数值范围。最初检测信号Vdet0的脉冲峰值由于高频损耗经过短时间从最初值2.8[V]减小大约0.5[V]。
当手指接触检测电极E2或接近检测电极E2到近距离以从最初状态影响检测电极E2，如图2A所示，电路状态改变为等效于电容元件C2连接到检测电极E2的状态。这是因为，由于高频人身体等效于一侧接地的电容。
在此接触状态中，交流信号的放电路径经由电容元件C1和C2而形成。因而，随着电容元件C1和C2的充电和放电，交流I1和I2分别流过电容元件C1和C2。因而最初检测信号Vdet0电压分割成由电容元件C1和C2之间的比率等确定的值，并且脉冲峰值减小。
当手指开始接触时，图3A和图3C中示出的检测信号Vdet1出现在检测电极E2中。图3C示出了检测信号的减小量大约是0.5[V]至0.8[V]。
图1A和1B以及图2A和2B中示出的电压检测器DET通过例如使用阈值Vth检测检测信号的减小，从而检测手指的接触。
<第一实施例>
在本实施例中，通过采取外部可附接到显示面板的电容类型触摸面板作为例子，将描述根据本发明的接触检测设备的实施例。
图4A至4C是平面图，特别地示出根据本实施例的接触检测设备的电极和用于驱动电极和用于检测的电路的配置。图4D示意性地示出了当根据本实施例的接触检测设备外部附接到液晶显示设备的显示表面侧时的截面结构。图4D示出了例如沿行方向(像素显示线方向)的六个像素的截面。
在图4D中，为了易于观看截面结构，反电极、像素电极、及检测电极画成阴影，而省略了其他部件(基体、绝缘膜、功能膜等)的阴影。在后续的其他截面结构图中也相似地省略了阴影。
附带地，在图4D中示出的液晶显示设备的细节将在下文另一实施例中进行描述。因而，在描述中使用的附图标记添加在图4D中，在本实施例中将省略液晶显示设备自身的详细描述。
图4D中示出的液晶显示设备包括：被主要提供用于驱动像素的信号的基体(该基体在下文中将称为驱动基体2)、相对于驱动基体2而设置的反基体4、以及设置在驱动基体2和反基体4之间的液晶层6。
根据本实施例的接触检测设备(该设备在下文中将称为触摸面板10)经由附着层12层压在反基体4上。
触摸面板10包括在液晶显示设备侧上的驱动电极E1和与驱动电极E1重叠的检测电极E2，并且电介质层14介入在驱动电极E1和检测电极E2之间。保护层13形成在检测电极E2上。
“检测表面13A”涉及保护层13的最外表面。
在触摸面板10层压在液晶显示设备1上的情况中，如图4D所示，透过触摸面板10向用户侧发射显示光，因而检测表面13A是显示表面。
“接触响应部件”指如下部件，当用户用诸如手指、笔等的被检测的物体执行接触或接近检测表面13A的操作时，该部件响应于该操作而出现电气改变。因而，如从相应的图1A至3C中清晰可见，用于响应于接触或接近而产生电势改变的构造如上所述，即，在本例子中至少包括驱动电极E1、检测电极E2、及驱动电极E1和检测电极E2之间的电介质层14的部件相应于实施例的“接触响应部件”。
如图4A至4C所示，驱动电极E1和检测电极E2沿彼此正交的方向分割。
当从用户侧观察检测表面13A时，“接触响应部件”分成多个区域，例如第一区域Re1和第二区域Re2，如图4A所示。预定数目m的驱动电极E1设置在第一区域Re1和第二区域Re2的每一个中。在图4A中，第一区域Re1的驱动电极E1用附图标记“E11_1至E11_m”表示，第二区域Re2的驱动电极E1用附图标记“E12_1至E12_m”表示。
驱动电极E11_1至E11_m或E12_1至E12_m具有比较大宽度的带状，并且彼此平行设置。
驱动电极E11_1至E11_m形成驱动电极的第一集合EU11。驱动电极E12_1至E12_m形成驱动电极的第二集合EU12。
另一方面，检测电极E2由预定数目k的按平行带配置的导电层形成，即在与驱动电极E1正交的方向长。每个平行带形状的检测电极在下文中将称为“检测线”。在图4B和4C中，检测线用附图标记“E2_1至E2_k”表示。
k条检测线E2_1至E2_k形成检测线的一个集合EU2。在本实施例中设置检测线的一个集合。因而，在本实施例中，该检测线集合(预定数目k的检测线)以相同的方式与第一区域Re1和第二区域Re2中的每一个相交。更具体地，驱动电极和检测线之间的重叠模式在第一区域Re1和第二区域Re2中相同。
作为“检测部件”的检测电路8连接到如上所述配置的k条检测线E2_1至E2_k的一端。检测电路8具有图1A和1B以及图2A和2B所示的作为基本检测单元的电压检测器DET。检测信号Vdet(参见图3A至3C)从k条检测线E2_1至E2_k中的每一个输入到检测电路8中的相应的电压检测器DET中。
接触驱动扫描部件11连接到驱动电极E11_1至E12_m。
本发明的显著特征在于，接触驱动扫描部件11分别且并行地扫描第一区域Re1和第二区域Re2中的驱动电压。通过执行该并行扫描，接触驱动扫描部件11输出“接触响应部件”中响应于被检测物体的接触或接近而出现的电气改变，即在此并行情况中检测线中的电势改变。
图5是示出执行触摸检测操作的检测电路8的构造以及表示检测物体的位置的电极图案的例子的图。
在图5中，用阴影表示的驱动电极E11_1由于连接到驱动信号源S而被选择，并且其他未被选择的驱动电极E11_2至E11_5保持为GND电势。其中驱动电极被选择的状态也称为接通(on)状态，并且其中驱动电极未被选择的状态也称为切断(off)状态。
图5示出了电压检测器DET和连接到与这些驱动电极组相交的检测线E2_i(i＝1至k)的驱动信号源S的电路图。电容元件C1_1至C1_5形成在检测线E2_i与各自反电极的各自相交部分中。附带地，在本实施例中，m个驱动电极的第一集合EU11和m个驱动电极的第二电极EU12实际上并行地驱动，如上所述。
图5中示出的驱动信号源S具有控制部件91、两个开关SW(+)和SW(-)、锁存电路92、缓冲电路(波形形成部件)93以及输出开关SW。
控制部件91是控制用于切换正电压V(+)和负电压V(-)的两个开关SW(+)和SW(-)以及输出开关SW的电路。控制部件91能够由外部CPU等替换，而不用设置在驱动信号源S内。
开关SW(+)连接在正电压V(+)和锁存电路92的输入之间。开关SW(-)连接在负电压V(-)和锁存电路92的输入之间。锁存电路92的输出经由缓冲电路93连接到输出开关SW的接通侧(on-side)节点。缓冲电路93用输入电势使正电压V(+)和负电压V(-)经受电势补偿，然后输出正电压V(+)和负电压V(-)。
输出开关SW由控制部件91控制，以确定是否接通相应的驱动信号源S(选择状态或激活状态)或在非激活状态中是否通过GND连接设置相应的驱动信号源S。由于与其他驱动信号源S的控制同步，因此控制部件91的该功能通常通过例如如下构造来执行，其中，通过移位寄存器等传递用于移位和选择一组将被激活的驱动信号源S的信号。
与电容元件C1_1至C1_5连接的检测线E2与电压检测器DET连接。
图5中示出的电压检测器DET包括OP放大器电路81、整流电路82和输出电路83。
OP放大器电路81由OP放大器84、电阻R1和R2、以及电容C3形成，如图5所示。OP放大器电路81形成用于去除噪声的滤波电路。该滤波电路具有由电阻等之间的比率确定的放大因子，并还起信号放大电路的作用。
检测线E2连接到OP放大器84的非反转输入“+”。检测信号Vdet从检测线E2输入。检测线E2经由电阻R连接到地电势，使得电气固定检测线E2的电势的DC电平。电阻R2和电容C3彼此并联地连接在OP放大器84的输出和反转输入“-”之间。电阻R1连接在OP放大器84的反转输入“-”和地电势之间。
整流电路82具有用于执行半波整流的二极管D1、充电电容C4和放电电阻R0。二极管D1的阳极连接到OP放大器电路81的输出。充电电容C4和放电电阻R0中的每一个连接在二极管D1的阴极和地电势之间。充电电容C4和放电电阻R0形成平滑电路。
二极管D1的阴极的电势(整流电路82的输出)经由输出电路83读取为数字值。在图5中示出的输出电路83中仅示出用于执行与阈值比较电压的比较器85。输出电路83还具有AD转换器的功能。该AD转换器可以是诸如梯形电阻类型、电容分割类型等的任意转换器类型。输出电路83通过比较器85比较输入模拟信号与阈值Vth(参见图3A)。比较器85可实现诸如CPU等的控制电路(未示出)的功能。比较的结果通过各种应用而用作表示是否触摸面板被触摸的信号，例如表示是否执行按钮操作的信号。
作为比较器85的参考电压的阈值Vt能够通过诸如CPU等的控制部件而改变，从而检测信号Vdet的电势能够确定。
下面将返回描述图4A至4D。
在图4A至4D中示出的接触驱动扫描部件11具有驱动信号源S和反转驱动信号源Sx，该反转驱动信号源Sx输出的驱动电压与驱动信号源S输出的驱动电压相位相反。
接触驱动扫描部件11通过驱动信号源S执行第一区域Re1中的驱动电极的第一集合EU11的交流驱动，以及通过反转驱动信号源Sx执行驱动电极的第二集合EU12的交流驱动。交流驱动的对象是在驱动电极单元中顺序地沿一个方向移位，从而执行扫描。虽然在图4A至4D中沿相同的方向执行扫描，但是可以沿相反的方向执行扫描。此外，可以重复第一集合EU11和第二集合EU12这两者的往复扫描。或者，可以设置消隐期，并且可以重复第一集合EU11和第二集合EU12这两者的以一个相同端作为起始点的扫描。
图6示出了本实施例中反相驱动和检测线的响应波形。
附带地，图6中的“响应波形”示意性地表示检测信号Vdet在所谓的冲击响应时的改变成分，其中手指100仅在非常短的时间接触检测表面13A(参见图4D)并立即拿开。
在图6所示的第一区域Re1中扫描驱动电极的第一集合EU11(驱动电压施加的移位操作)的驱动电压与第二区域Re2中扫描驱动电极的第二集合EU12的驱动电压相位相反。当在位于与同一检测线相对应的位置的第一区域Re1中的位置(点A)和第二区域Re2中的位置(点B)处同时接触时(表示为“A+B”)，没有响应波形出现，或即使出现响应波形，该响应波形太小而可忽略，这些位置对应相同的检测线(记为“A+B”)。对于在任一点处没有接触的情况(记为“未触摸”)也是如此。
另一方面，当电势由于点A处的接触而如图6所示降低时，在点B处出现电势升高的电势改变。相反地，当电势由于点A处的接触而升高时，在点B处电势减小。另一方面，在点A和B处同时接触的情况下，正电势和负电势彼此抵消，因而显然地在检测线中没有出现电势改变。
在图中没有示出的包括检测电路8和CPU等的“检测部件”，首先通过确定k条检测线中出现电势改变的检测线，而确定接触位置的x方向地址。另外，检测部件从扫描的定时和输出中改变的定时来确定接触位置的y方向地址。此时，基于电势改变出现的程度，即正极性或负极性，能够确定在第一区域Re1中是否出现接触或在第二区域Re2中是否出现接触。附带地，因为定时和与两个点接触的接触时间精确地相等的情况非常少，因而即使在同时接触的情况中也会出现某些响应波形，并且也能够确定在响应波形的出现图案的情况下，例如正电势改变和负电势改变连续地发生的情况，已经出现与两个点的同时接触。
在图6中，“写入+驱动边界”显示在第一区域Re1中，并且“驱动边界”显示在第二区域Re2中。该显示意味着用于在液晶显示设备1上显示的视频信号的写入在第一区域Re1中开始，并且接触驱动扫描并行地在第一区域Re1和第二区域Re2中开始。因而，虽然与显示驱动同步的接触驱动是可选择的，但是由于共享扫描驱动部件的优点，还是期望接触驱动和显示驱动彼此同步。
接下来将描述本实施例的优点。
本实施例通过在相同的时间内并行地执行两次或更多次用于接触检测的驱动扫描，能够极大地减少一次扫描的时间。
另一方面，当不采用本发明时，即，当使用触摸面板10的所有的一帧(F)而执行一次扫描时，扫描频率是60Hz(1F的一次扫描的时间是16.7[微秒(msec)])。
然而，在该情况下，当扫描经过后立即触摸屏幕时，触摸后33.4(＝16.7×2)[msec]检测到该触摸，并且屏幕的触摸仅在CPU等的后续处理中被识别。基于该识别，根据应用改变图像，并且在操作开关的情况中，开关接通或切断。
例如，触摸后应用软件处理占据大约50至100[msec]，并且传送给用户的响应占据耗费100[msec]长。用户感觉该响应非常慢，并且感觉紧张。
当显示与触摸面板的检测同步时，考虑增大被写入的帧的频率的方法，以缓和从触摸到出现响应的延迟。
然而，当增大写入频率时，出现写入缺陷，并且需要处理负荷等重的图像处理。因为图像需要从60[Hz]的信号创建，因而导致诸如大规模图像处理、功率消耗大幅增大等缺点。
在本实施例中，同时扫描触摸面板的两条或更多条驱动线，用于显示的写入通过驱动线中的仅仅一条驱动线来执行，并且其他执行仅仅接触检测的驱动电极的交流驱动，而不涉及写入。
因而，触摸面板的扫描频率在同时执行两个检测驱动扫描时能够加倍，，并且在同时执行三个检测驱动扫描时能够变为三倍。附带地，在上述例子中设置了用于反转驱动的两个区域。然而，通常，当设置N个区域时，驱动电压的相位优选地按一个周期的N个相等部分的每个部分来移位。在此情况下，仅仅利用检测线的电势改变的正极性和负极性，可能难以进行确定。在此情况下，除了极性之外，通过确定电势改变的电平，并同时改变图5所示的比较器的参考电势，能够识别出现接触的区域。
附带地，与显示设备的写入同步并不是必需实现。即使在此情况下，因为接触检测的驱动频率减小了，因而功率消耗相应地降低，或触摸面板的响应能够得到提高。
<第二实施例>
在本实施例中，在多个区域的情况下，例如区域的数目是两个的情况，具有不同幅值电平的接触驱动电压提供到第一区域Re1和第二区域Re2。
图7示出了在区域的数目和幅值电平的数目是两个时的响应波形。图8和图9示出了在区域的数目和幅值电平的数目是三个时的响应波形。
在图7所示的实施例中，第一区域Re1中提供到驱动电极的第一集合EU11的驱动电压与第二区域Re2中提供到驱动电极的第二集合EU12的驱动电压的幅值不同。图7示出了后者的驱动电压的幅值基本上是前者的驱动电压的幅值的两倍的情况。这两个驱动电压彼此同相。
除了驱动电压彼此同相并具有不同的幅值之外，第二实施例与第一实施例相同。因而，除了图4A至4D中的接触驱动扫描部件11具有使幅值加倍的同相交流信号源来代替反转驱动信号源Sx之外，图4A至4D也应用于第二实施例。另外，类似地应用图5。
如图7所示，在非接触(未触摸)的情况下，响应波形的峰值最高。在触摸小驱动幅值侧上的点A(第一区域Re1)的情况下，响应波形具有次高的峰值。在触摸大驱动幅值侧上的点B(第二区域Re2)的情况下，响应波形具有次高的峰值。在同时触摸两个点的情况下，响应波形的峰值减小最多并且最小。通过检测电平差，同时改变图5中的比较器85的参考电压(阈值Vt)，检测电路8能够识别已经触摸的区域。
在图8所示的例子中，增加了一个区域即第三区域Re3。
驱动电极的第三集合EU13设置在第三区域Re3中。接触驱动扫描部件11(参见图4A至4D)将最大幅值的驱动电压施加给第三集合EU13的驱动电极。
在图8中，手指100接触第一区域Re1中相同检测线的点标为点Y1，手指100接触第二区域Re2中相同检测线的点标为点Y2，并且手指100接触第三区域Re3中相同检测线的点标为点Y3。假设点Y1处的驱动电压是“V1”，那么在点Y2处施加幅值“2×V1”的交流脉冲，并且在点Y3处施加幅值“3×V1”的交流脉冲。
当电压检测器DET中检测线的检测电压在仅与点Y1接触时从A1减小到B1(＜A1)时，改变电压的比率(下文中称为改变率)设置为“b(＝B1/A1)”。在此情况下，检测线的电势在仅与点Y2接触时以及在仅与点Y3接触时，以同样的改变率b改变。
另一方面，在没有与任何点接触(未触摸)的情况下，响应波形的峰值是6A1(＝A1+2A1+3A1)，作为三类驱动电压的总峰值。当同时与多个点接触时，根据点的组合出现不同的电势改变。
图9以重叠状态示出所有组合中的电势改变(电势减小)。
根据图9，其中已经出现接触的组合能够唯一地由检测线中电势降低的电平来确定。该电平识别还能够通过例如改变图5中的比较器85的参考电压(阈值Vt)来执行。
<第三实施例>
在本实施例中设置两个k条检测线的集合EU2。
图10示出了在反相驱动情况下的响应波形。图11示出了在同相驱动情况下的响应波形。
第三实施例与第一和第二实施例相同之处在于，第三实施例具有与第一区域Re1和第二区域Re2以相同方式相交的检测线的集合(该集合在下文中将称为第一集合EU21)，如图10和图11所示。本实施例还设置有仅与第二区域Re2相交的另一集合的k条检测线。该k条附加检测线在下文中将称为检测线的第二集合EU22。
包括k个电压检测器DETa的检测电路8a连接到检测线的第一集合EU21的一端。相似地，包括k个电压检测器DETb的检测电路8b连接到检测线的第二集合EU22的一端。包括检测电路8a和8b的构造相应于“两个检测部件”的实施例。
当由此设置以不同方式与区域相交的检测线的两个集合，并且进一步对于检测线的每个集合分开地设置检测器时，获得检测器的输入中出现的如图10所示的响应波形。
在电压检测器DETa中获得类似于图6中的响应波形。
另一方面，在电压检测器DETb中，在非接触(未触摸)时以及在与点A接触时获得正响应波形，并且在与点B接触时以及与点A+B接触时，获得从在非接触(未触摸)时以及在与点A接触时获得的正响应波形降低电势的正响应波形。在此情况下，在点A和点B之间检测电压的最大峰值不同。这是因为分别连接到电压检测器DETa和DETb的检测线长度彼此不同，并且因而负荷电容彼此不同。在图10中，点A处的最大峰值由附图标记“A1”表示，并且点B处的最大峰值由附图标记“B1”表示。
第三实施例具有的优点是比第一实施例能够特别地更加可靠地彼此区分点A+B与非接触(未触摸)。
图11表示图10中的反相驱动改变为同相驱动的情况。
仍在该情况中，如图10中一样，由于检测线的长度导致的负荷电容的不同，电压检测器DETa和DETb之间的检测电压的最大峰值不同。仍在该情况中，点A处的最大峰值由附图标记“A1”表示，并且点B处的最大峰值由附图标记“B1”表示。驱动电压幅值用V1表示。
在没有与点A和点B接触(未触摸)的情况下，输入到电压检测器DETa的检测电压保持最大峰值A1，并且输入到电压检测器DETb的检测电压保持最大峰值B1。
在仅与点A接触的情况下，检测器DETb不改变最大峰值B1的输出状态，但检测器DETa的检测电压从最大峰值A1以改变率f(0＜f＜1)减小。
在仅与点B接触的情况下，检测器DETb从最大峰值B1以改变率f减小检测电压。
在同时与点A和点B接触的情况下，检测器DETa的检测电压从仅与点B接触的情况中的检测电压以改变率f进一步减小。观察到此时输入到检测器DETa的检测电压从最初的最大峰值A1以率2f减小。
因而，图11中示出的驱动方法也具有能够可靠地区分作为接触与非接触的组合的四种情况的优点。
除了检测线重叠的方式不同和驱动的方式不同之外，第一实施例的图4A至4D和图5也可应用于第三实施例。
附带地，第三实施例和第二实施例彼此能够任意地组合。
因而，“检测部件能够基于检测线中电压改变的图案而识别出现接触的区域，该图案根据区域之间检测线相交的方式和驱动的方式中的至少一种方式的不同而出现”。
<第四实施例>
图12是第四实施例的构造的图。
在图12所示的驱动方法中，第一区域Re1中k条检测线的集合与第二区域Re2中k条检测线的集合完全分隔开。例如，检测电路8a连接到第一区域Re1侧的检测线，并且检测电路8b连接到第二区域Re2侧的检测线。因而，如图12所示，两个检测电路8a和8b如所希望地设置在扫描方向两侧。
在第四实施例中，尽管驱动电压相同，但是检测线和检测电路的组合在分开的系统中，因而能够容易地确定出现接触的区域。
然而，当应用于显示面板时，第四实施例可能浪费用于配置检测电路的空间。特别地，期望最大化显示面板的有效显示区域，并且最小化显示面板的框架空间。对于包括在小的电子设备内的显示面板而言，该期望特别强烈。通常，为了节省框架空间，信号和电压经常通过柔性基板等从显示面板的一侧(一个边缘侧)在显示面板和外部之间总体地输入和输出。
图12中检测电路的配置与这样的输入-输出形式匹配得不好。当不能够如图12所示在两侧配置两个检测电路时，写入一个检测电路需要被引导显示面板外周长的一半。然而，担心微小的信号电势受到噪声影响，由此降低S/N比率。因而，施加附加电路负荷，诸如增大检测电路8的信号放大因子等。
然而，根据本实施例的方法关于区域确定是最简单且可靠的方法，并且当检测电路的配置的自由度高时，该方法是合适的。
<第五实施例>
在第五实施例中，触摸面板的功能包括在液晶显示面板中。在此情况下，期望的是显示驱动电极的一部分还用作检测驱动电极。此外，需要防止检测驱动影响显示的设备。
附带地，本实施例能够与上述第一至第四实施例任意组合。已经描述了检测驱动中的操作。因而，下文中将详细描述显示设备的构造和操作。
液晶显示设备具有电极(反电极)，向该电极施加在每个像素中提供关于用于灰度显示的信号电压的参考电压的共用驱动信号Vcom，作为对于多个像素共用的电极。在本实施例中，该反电极还用作用于传感器驱动的电极。
图13是像素的等效电路图。图14A、14B、14C和14D是显示面板的示意性平面图和示意性截面图。
在液晶显示设备1中，图13所示的像素PIX以矩阵形式配置。
如图13所示，每个像素PIX具有作为像素的选择元件的薄膜晶体管(TFT)(下文中记为TFT 23)、液晶层6的等效电容C6、以及储能电容器(也称为附加电容)Cx。在表示液晶层6的等效电容C6的一侧上的电极是对于每个像素隔开且以矩阵形式配置的像素电极22。在等效电容C6的另一侧上的电极是对于多个像素共用的反电极43。
像素电极22连接到TFT 23的源极和漏极中的一个。信号线SIG连接到TFT 23的源极和漏极中的另一个。信号线SIG连接到附图中未示出的水平驱动电路。具有信号电压的视频信号从水平驱动电路提供给信号线SIG。
向反电极43提供共用驱动信号Vcom。共用驱动信号Vcom在每个水平时段(1H)中通过把中心电势用作基准来反转正或负电势而生成。
TFT 23的栅极在电学上对于沿行方向即显示屏幕的水平方向设置的所有像素PIX共用，从而形成扫描线SCN。扫描线SCN被提供用于打开和关闭TFT 23栅极的栅极脉冲，该栅极脉冲从附图中未示出的垂直驱动电路输出。因而，扫描线SCN还称为栅极线。
如图13所示，储能电容器Cx与等效电容C6并联连接。设置储能电容器Cx以防止单独等效电容C6时累积电容的不足和由于TFT 23的漏电流等导致的写入电势降低。储能电容器Cx的附加还有利于防止闪烁以及有利于改善屏幕亮度的均匀性。
如在截面结构(图14D)中所观察的，其中配置这样的像素的液晶显示设备1具有基体，该基体包括图13所示的TFT 23，该TFT 23形成在该部件中没有出现的位置中，并被提供用于像素的驱动信号(信号电压)(该基体在下文中将称为驱动基体2)。液晶显示设备1还具有相对驱动基体2而设置的反基体4以及设置在驱动基体2和反基体4之间的液晶层6。
驱动基体2具有作为电路基体的TFT基体21(基体主体部件由玻璃等形成)，其中形成图13中的TFT 23，多个像素电极22以矩阵形式设置在TFT基体21上。
附图中未示出的用于驱动每个像素电极22的显示驱动器(垂直驱动电路、水平驱动电路等)形成在TFT基体21内。另外，图13中示出的TFT 23以及诸如信号线SIG、扫描线SCN等的配线形成在TFT基体21内。用于执行触摸检测操作的检测电路8(图5)等可形成在TFT基体21内。
反基体4具有玻璃基体41、在玻璃基体41的一个表面上形成的滤色器42、以及在滤色器42上(液晶层6侧)形成的反电极43。滤色器42通过周期性地配置例如红(R)、绿(G)和蓝(B)三种颜色的滤色层而形成，并且每个像素(或每个像素电极22)与三种颜色R、G和B中的一种相关联。附带地，存在如下情况，与一种颜色相关联的像素称为“子像素”，并且三种颜色R、G和B的子像素的集合称为“像素”。然而，在此情况下，子像素也记为“像素PIX”。
反电极43还用作传感器驱动电极，该传感器驱动电极形成执行触摸检测操作的触摸传感器的一部分，并且反电极43相应于图1A和1B以及图2A和2B中的驱动电极E1。
反电极43通过接触导电柱7连接到TFT基体21。交流脉冲波形的共用驱动信号Vcom从TFT基体21经由接触导电柱7施加给反电极43。该共用驱动信号Vcom相应于从图1A和1B以及图2A和2B中的驱动信号源S提供的AC脉冲信号Sg。
检测线44(44_1至44_k)在玻璃基体41的另一表面(显示表面侧)上形成，并且保护层45在检测线44上形成。检测线44形成触摸传感器的一部分，并且相应于图1A和1B以及图2A和2B中的检测电极E2。用于执行触摸检测操作的检测电路DET(图5)可在玻璃基体41内形成。
液晶层6根据施加到作为“显示功能层”的液晶层6的电场的状态，调制沿厚度方向(其中电极彼此相对的方向)穿过液晶层6的光。作为液晶层6，例如使用诸如TN(扭曲向列)、VA(垂直对准)、和ECB(电控制双折射)的各种模式的液晶材料。
附带地，对准膜分别地设置在液晶层6和驱动基体2之间以及液晶层6和反基体4之间。此外，偏振器分别设置在驱动基体2的非显示表面侧(即背侧)以及反基体4的显示表面侧上。这些光学功能层在图14A至14D中没有示出。
如图14A所示，反电极43在本实施例中沿像素配置的行或列方向分割，或沿列方向(附图中的垂直方向)分割。此分割的方向相应于显示驱动中像素线的扫描方向，即附图中未示出的垂直驱动电路顺序地激活扫描线SCN的方向。
反电极43根据对于反电极43的需要总共分割成n份，以便也用作驱动电极。因而，反电极43_1、43_2、...、43_m、..、43_n以具有在行方向长的带状图案的平面形式配置，并在平面内彼此平行地整个覆盖，并且彼此之间具有间隙。
n个分割的反电极43_1至43_n中的至少两个或更多个反电极或m(＜n)个反电极被同时驱动。即，共用驱动信号Vcom同时施加给m个反驱动电极43_1至43_m，并且共用驱动信号Vcom的电势在每个水平时段(1H)中重复反转。此时，其他反电极的电势不改变，因为其他反电极没有被提供驱动信号。在本实施例中，同时驱动的一批反电极将记为交流驱动电极单元EU。
在本实施例中，每个交流驱动电极单元EU中的反电极的数目是固定数目m。此外，交流驱动电极单元EU沿列方向逐步移位，同时改变该批反电极的组合。即，被选择作为交流驱动电极单元EU的反电极的组合在每次移位中改变。在两次移位中，仅一个分割的反电极从选择中去除，并且重新选择被分割的反电极作为替代。
n个反驱动电极43_1至43_n由此沿列方向根据像素的数目等距离设置。当重复Vcom交流驱动时，n个反驱动电极43_1至43_n把被选择作为一个交流驱动电极单元EU的m(＜n)个反电极的组合，以沿列方向配置反电极的间距作为单位来移位。在此情况中，“反电极的间距”是通过把反电极沿列方向的宽度和沿宽度方向在一侧上与邻近的另一反电极的间隙进行合计而获得的距离。反电极沿列方向的间距通常等于沿列方向的像素尺寸。
利用这样的反电极的交流驱动电极单元EU的Vcom驱动、及移位操作通过Vcom驱动电路9执行，该Vcom驱动电路9作为附图中未示出的垂直驱动电路(写入驱动扫描部件)内设置的“显示驱动扫描部件”。Vcom驱动电路9的操作能够认为是等同于“移动驱动信号源S的操作(参见图1A和1B以及图2A和2B)，用于同时执行沿列方向m个反电极的配线的Vcom交流驱动，以及沿列方向扫描所选择的反电极，同时逐一改变所选择的反电极”。
附带地，图14A和图14B是分开描述电极图案的图。然而，实际上，反电极43_1至43_m以及检测线(检测电极44_1至44_k)以此方式设置以使得彼此重叠，如图14C所示，因而能够在二维平面内检测位置。
对于该构造，检测电路8能够基于哪个电压检测器DET显示电压改变来检测沿行方向的位置，并且基于检测的定时而获得沿列方向的位置信息。
下面将参考附图描述通过具有上述作为基本构造的驱动信号源S的Vcom驱动电路9进行的反电极43移位以及交流驱动。
图15A示出了在像素显示线单元(也称为写入单元)中分割的反电极43_1至43_n。图15B是在驱动反电极43_1至43_n中作为第一个的反电极43_1时，触摸传感器部件的等效电路图。
如图15A所示，驱动信号源S连接到反电极43_1，并且执行反电极43_1的Vcom交流驱动。此时，触摸传感器部件具有如图15B所示形成的等效电路，如上文已经描述的。电容元件C1_1至C1_n中的每一个的电容值用“Cp”表示，连接到电容元件C1_1至C1_n之外的检测电极44的电容成份(寄生电容)用“Cc”表示，并且驱动信号源S的交流电压的有效值用“V1”表示。
此时在电压检测器DET中检测的检测信号Vdet是当手指没有接触时的电压Vs，以及当手指接触时的电压Vf。电压Vs和Vf在下文中将称为传感器电压。
在非接触时的传感器电压Vs由如图15C所示的公式表示。该公式表明，当反电极43的分割数目n大时，每个电容值Cp相应地减小。尽管图15C中的公式的分母由于“nCp”基本不变而不会改变非常大，但是分子减小。因此，当反电极43的分割数目n增加时，传感器电压Vs的幅度(交流电有效值)减小。
因而分割数目n不能非常大。
另一方面，如果分割数目n小并且一个反电极43_1的面积大时，当电极之间的Vcom交流驱动改变时，微小的电势变化(过渡的电势变化)在显示屏幕上被看成线。
因此，如上所述，本实施例执行每个像素显示线(写入单元)中的自我分割，但同时执行多个反电极的Vcom交流驱动。另外，一部分分割的反电极连续两次被选择。因此，同时实现由于分割数目n的增加导致的传感器电压减小(S/N比率减小)以及在电极改变时电势变化的淡化(使不明显)。
图16A、16B和16C是辅助解释交流驱动和移位操作的图。
在图16A至16C中用阴影表示的七个反电极形成交流驱动电极单元EU。图16A至16C示出了当交流驱动电极单元EU在列方向以一个像素线为单位移位时选择范围的变化。
在图16A中的T1时刻，虽然第一写入单元没有被选择，但是相应于第二至第八线的反电极被选择，并经受驱动信号源S的同步交流驱动。在下一个周期(T2时刻)中，移位由一个写入单元执行，因而相应于第一和第二线的两个反电极没有被选择，从第三电极向下的七个电极被选择，并且其他电极没有被选择。另外，在接下来的周期(T3时刻)中，移位进一步由一个写入单元执行，因而相应于第一至第三线的反电极没有被选择，从第四电极向下的七个电极被选择，并且其他电极没有被选择。
此后，类似地重复该移位和交流驱动。
该操作将图15C中示出的公式中的值n减小到实际分割数目的1/7，并且相应地增加了传感器电压Vs的有效值。另一方面，如图16A至16C所示，新包括到所选择组中的单元以及由新包括的单元代替的被排除的单元是相应于一个像素线的一个反电极。因而，交流驱动的改变频率等于共用驱动信号Vcom的1H反转频率。该频率是通过对商业电源的频率加倍而获得的非常高的频率，例如60[Hz]乘以沿列方向的像素的数目。例如，当沿列方向的像素的数目是480时，频率是28.8[kHz]，并且脉冲波形的频率是该频率28.8[kHz]的一半，即14.4[kHz]。因而，由于交流驱动中的移位而导致的图像改变具有对人眼不可见的足够高的频率。
因而，防止由于传感器电压减小而导致的S/N比率减小以及防止由于电极驱动的改变而导致的图像质量的降低彼此之间能够兼得。
接下来将描述如上所述形成的显示设备的操作。
驱动基体2的显示驱动器(附图中未示出的水平驱动电路和垂直驱动电路等)在线连续的基础上，给反电极43的每个电极图案(反电极43_1至43_n)提供共用驱动信号Vcom。选择反电极的方式以及此时移位的方式如上所述。共用驱动信号Vcom还用于控制反电极的电势以用于图像显示。
另外，显示驱动器将信号电压经由信号线SIG提供给像素电极22，并且在线连续的基础上，与提供信号电压同步地，经由扫描线SCN对于每个像素电极控制TFT的移位。从而，沿垂直方向(垂直于基体的方向)的电场施加给每个像素中的液晶层6，该电场通过共用驱动信号Vcom以及每个像素信号确定，从而调制液晶层6中的液晶状态。因而通过所谓的反转驱动进行显示。
同时，在反基体4侧，电容元件C1形成在反电极43的每个电极图案(反电极43_1至43_n)与检测电极44的每个电极图案(检测电极44_1至44_k)相交的每个部分内。当共用驱动信号Vcom在时间分割的基础上顺序地施加给反电极43的每个电极图案时，一行的每个电容元件C1充电或放电，该电容元件C1形成在被施加共用驱动信号Vcom的反电极43的电极图案与检测电极44的每个电极图案相交的部分内。因此，幅度相应于电容元件C1的电容值的检测信号Vdet从检测电极44的每个电极图案输出。在用户的手指没有触摸反基体4的表面的情况中，检测信号Vdet的幅度基本固定(传感器电压Vs)。随着共用驱动信号Vcom的扫描，将充电或放电的电容元件C1的行在线连续的基础上移动。
当用户的手指触摸反基体4的表面的位置时，由手指形成的电容元件C2添加到最初在触摸位置处形成的电容元件C1。由此，在扫描触摸位置的时间点处的检测信号Vdet的值(传感器电压Vs)变得小于其他位置的值(该值变为传感器电压Vf(＜Vs))。检测电路8(图5)比较检测信号Vdet与阈值Vt，并在检测信号Vdet等于或小于阈值Vt时确定该位置是触摸位置。根据共用驱动信号Vcom的施加的定时，以及检测到检测信号Vdet等于或小于阈值Vt的定时，能够确定触摸位置。
因而，根据本实施例，用于液晶驱动的最初设置在液晶显示元件内的共用电极(反电极43)还用作用于触摸传感器的包括驱动电极和检测电极的电极对中的一个(驱动电极)。另外，根据本实施例，作为显示驱动信号的共用驱动信号Vcom作为触摸传感器驱动信号共享，从而形成电容类型触摸传感器。因此，仅检测电极44需要重新提供，并且触摸传感器驱动信号不需要重新提供。因而构造简单。
另外，多个反电极同时经受交流驱动，并且同时经受交流驱动的电极组移位，使得每个反电极在两次交流驱动时都被选择。因而，防止传感器检测电压的S/N比率减小以及防止图像质量降低彼此之间能够兼得。
此外，用于共用驱动信号Vcom的驱动电极和驱动电路也能够用作传感器驱动电极和驱动电路，因而能够相应地节省配置空间和功率消耗。
附带地，在图4A至4D和图6中，检测电极44显示为小宽度的线。然而，检测电极44可形成为具有沿行方向大的宽度。电容元件C1的电容值太小且期望增加的情况能够通过增加电极宽度而得到处理。相反地，例如由于薄电介质D，电容元件C1的电容值太大且期望减小的情况能够通过减小电极宽度而得到处理。
另外，通过改变区域中检测电极44(检测线E2)的宽度，还能够识别前述第一至第四实施例中的区域。
在第五实施例中，被同时驱动的反电极组(交流驱动电极单元EU)移位被分割的反电极的每个间距。然而，本发明并不限于此。
另外，在截面结构中，检测电极44可在此位置形成，以使得检测电极44与反电极43相对，并且滤色器42介入在检测电极44和反电极43之间。
<第六实施例>
下面将描述第六实施例。与第五实施例不同，本实施例使用横向电场模式的液晶元件作为显示元件。
图17是根据本实施例的显示设备的结构的示意性截面图。在图17中，与第五实施例中相同的构造用相同的附图标记识别，并且其说明将合适地省略。
至于所关注的电极的位置(图案不同)，根据本实施例的显示设备与第五实施例的不同之处在于，反电极43设置在驱动基体2侧。本实施例中的反电极43设置得在像素电极22的与液晶层6相对的侧上与像素电极22相对。虽然使用词语“相对”，在附图中没有特别地示出，但是确保像素电极22之间相对长的距离，并且反电极43使得电场从像素电极22之间作用在液晶层6上。即，形成横向电场模式中的液晶显示器，其中作用在液晶层6上的电场的方向是水平方向。
在涉及部件中的配置时，第六实施例和第五实施例的其他构造相同。
电容元件C1形成在检测电极44和反电极43之间，因而比第五实施例(图14D)具有更小的电容值。然而，可采取例如增加电极宽度的措施作为对于电极间隔增加的补偿，并且与电容元件C2相比可增加敏感度。
液晶层6根据电场的状态来调制穿过液晶层6的光。诸如FFS(边缘场开关)模式或IPS(平面内开关)模式的横向电场模式的液晶用作液晶层6。
下文中将参考图18A和18B对此更加详细描述。
在图18A和18B所示的FFS模式的液晶元件中，图案为梳齿型的像素电极22经由绝缘层25配置在反电极43的上方，反电极43形成在驱动基体2上，并且形成对准膜26以覆盖像素电极22。液晶层6夹在对准膜26和反基体4侧的对准膜46之间。两个偏振器24和45以直交(crossed-Nicol)状态设置。两个对准膜26和46的摩擦方向与两个偏振器24和45中的一个的透射轴线一致。图18A和18B示出了摩擦方向与发射侧上的保护层45的透射轴线相一致的情况。另外，在液晶分子的旋转方向被限定的范围内，两个对准膜26和46的摩擦方向与保护层45的透射轴线的方向设置成基本平行于像素电极22的延伸方向(梳齿的长度方向)。
接下来将描述如上所述形成的显示设备的操作。
首先将参考图18A和18B以及图19A和19B简要地描述FFS模式的液晶元件的显示操作原理。图19A和19B以放大状态示出了液晶元件的主要部分的截面。这些图中，图18A和19A示出了液晶元件在没有施加电场时的状态，并且图18B和19B示出了液晶元件在施加电场时的状态。
在没有电压施加在反电极43和像素电极22之间的情况下(图18A和图19A)，形成液晶层6的液晶分子61的轴线在入射侧正交于偏振器24的透射轴线，并且在发射侧平行于保护层45的透射轴线。因而，已经穿过入射侧上的偏振器24的入射光h到达发射侧上的保护层45，并且在液晶层6内没有出现相位差，并且在保护层45内被吸收，因而导致黑显示。另一方面，在电压施加在反电极43和像素电极22之间的情况下(图18B和图19B)，通过像素电极22之间出现的横向电场E，液晶分子61的对准方向旋转到相对于像素电极22的延伸方向倾斜的方向。在白显示时电场的强度被优化，使得定位在液晶层6的中心的液晶分子61沿液晶层6的厚度方向此时旋转大约45度。因而，虽然入射光h穿过液晶层6的内部，但是在已经穿过入射侧上的偏振器24的入射光h中出现相位差，并且入射光h变为旋转90度的线性偏振光，并穿过发射侧上的保护层45，因而产生白显示。
附带地，至于触摸传感器部件，仅截面结构中的电极配置不同，并且基本操作与第一至第四实施例中的一样。特别地，反电极43沿列方向通过重复Vcom交流驱动和移位而被驱动，并且此时传感器电压Vs和Vf之间的差别经由电压检测器DET读取。读取为数字值的传感器电压Vs与阈值Vt比较，并且手指接触或接近的位置以矩阵的形式检测。
此时，如同第一实施例，如图16A至16C所示，m个反电极43(在图16A至16C中m＝7)同时经受交流驱动，并且移位相应于一个写入单元的一个反电极43。于是再次执行交流驱动。该移位和交流驱动被重复。因而，图15C中所示的公式中的值n减小到实际分割数目的1/m，并且传感器电压Vs相应地增大。另一方面，如图16A至16C所示，新包括到所选择组中的单元以及由新包括的单元代替的被排除的单元是相应于一个像素线的一个反电极。因而，交流驱动的改变频率等于共用驱动信号Vcom的1H反转频率。该频率是通过对商业电源的频率加倍而获得的非常高的频率，例如60[Hz]乘以沿列方向的像素的数目。例如，当沿列方向的像素的数目是480时，频率是28.8[kHz]，并且脉冲波形的频率是该频率28.8[kHz]的一半，即14.4[kHz]，该频率对人眼是不可见的足够高的频率。
因而，防止由于传感器电压减小而导致的S/N比率减小以及防止由于电极驱动的改变而导致的图像质量降低彼此之间能够兼得。
除了上述效果以外，如同第五实施例，由于共享用于Vcom驱动和传感器驱动的电极，因而具有结构简单的优点。另外，用于共用驱动信号Vcom的驱动电极和驱动电路还能够用作传感器驱动电极和驱动电路，因而能够相应地节省配置空间和功率消耗。
本申请包括的主题涉及2008年9月16日提交日本专利局的日本在先专利申请JP2008-236931中所公开的主题，其整个内容在此引入以作参考。
本领域技术人员应该理解，取决于设计需要和其他因素可能出现各种修改、组合、子组合和替换，只要他们在所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (15)

1.一种接触检测设备，包括：
接触响应部件，配置成响应于被检测的物体接触或接近检测表面而产生电气改变；以及
接触驱动扫描部件，配置成在所述检测表面内沿一个方向扫描向所述接触响应部件的驱动电压的施加，以及沿时间序列控制所述电气改变的输出，
其中，所述接触驱动扫描部件彼此并行地执行所述接触响应部件的不同区域的多个扫描，以及彼此并行地输出多个所述电气改变。
2.根据权利要求1所述的接触检测设备，还包括：
检测线组，配置成在所述接触响应部件的扫描方向长的平行带的形式；以及
检测部件，配置为从所述检测线组中的电压改变检测所述电气改变的出现，以及识别出现的位置，
其中，所述检测线组与所述接触响应部件的所述多个区域相交的方式和所述接触驱动扫描部件驱动所述多个区域的方式中的至少一种方式在所述区域之间不同，以及
所述检测部件基于检测线的电压改变图案，识别所述多个区域中所述被检测物体接触或接近的一个区域，该电压改变图案根据所述区域之间所述相交方式和所述驱动方式中的至少一种方式中的不同而出现。
3.根据权利要求2所述的接触检测设备，其中，
由所述接触驱动扫描部件输出的所述驱动电压的相位和幅值中的至少一个在所述多个区域之间不同，以及
所述检测部件连接到所述检测线组的所述扫描方向的一端，以及基于检测线的电压改变图案，识别所述多个区域中所述被检测物体接触或接近的一个区域，该电压改变图案根据所述驱动电压的不同而出现。
4.根据权利要求3所述的接触检测设备，其中，
配置预定数目的检测线以便以相同方式与所述接触响应部件的两个区域相交，以及
所述接触驱动扫描部件将彼此之间相位反转180度的所述驱动电压提供给所述两个区域。
5.根据权利要求3所述的接触检测设备，其中，
配置预定数目的检测线以便以相同方式与所述接触响应部件的多个区域相交，以及
所述接触驱动扫描部件将幅值不同的所述驱动电压提供给所述多个区域。
6.根据权利要求3所述的接触检测设备，其中，
对于所述接触响应部件的两个区域配置两个集合的预定数目k(≥2)的检测线，一个集合的检测线配置成与一个区域相交，并且两个集合的检测线配置成与另一个区域相交，以及
所述接触驱动扫描部件将彼此之间相位反转180度的所述驱动电压提供给所述一个区域和所述另一个区域。
7.根据权利要求3所述的接触检测设备，其中，
对于所述接触响应部件的N个区域配置N(≥2)个集合的预定数目k(≥2)的检测线，与所述多个区域分别重叠的检测线的集合数目彼此之间不同，以及
所述接触驱动扫描部件将幅值不同的所述驱动电压提供给所述多个区域。
8.根据权利要求1所述的接触检测设备，还包括：
两个集合的预定数目的检测线，所述检测线在所述接触响应部件的扫描方向长并且是平行带的形式；以及
两个检测部件，每个检测部件在所述扫描方向的一端连接到相应集合的所述预定数目的检测线，所述两个检测部件中的每一个基于在相应集合的预定数目的检测线中出现的电压改变图案，检测所述电气改变的出现，以及识别出现的位置。
9.根据权利要求1所述的接触检测设备，其中，
所述接触响应部件通过在平行于所述检测表面的平面内以矩阵的形式配置传感器而形成，以及
当所述传感器的预定方向中的行是所述接触响应部件内的线时，所述接触驱动扫描部件以所述线作为最小单位沿多个所述线重复配置的方向执行扫描。
10.根据权利要求1所述的接触检测设备，其中，
所述接触响应部件通过在平行于所述检测表面的平面内以矩阵的形式配置传感器而形成，以及
当所述传感器的预定方向中的行是所述接触响应部件内的线时，所述接触驱动扫描部件以预定数目的连续的所述线作为最小单位沿多个所述线重复配置的方向执行扫描。
11.一种显示设备，包括：
显示部件，配置成根据输入视频信号使透射光量经受光调制，以及从显示表面输出调制之后的光；以及
显示驱动扫描部件，配置成当作为所述显示部件的所述光调制的最小单位的在像素的一个方向中的行是线时，扫描将用于所述光调制的驱动电压施加到沿正交于所述线的另一方向的每个线的操作，
其中，配置成响应于被检测的物体接触或接近所述显示表面而产生电气改变的接触响应部件在所述显示部件内形成，
所述显示驱动扫描部件兼作接触驱动扫描部件，所述接触驱动扫描部件配置成在所述显示表面内沿一个方向扫描向所述接触响应部件的驱动电压的施加，以及沿时间序列控制所述电气改变的输出，以及
所述接触驱动扫描部件彼此并行地执行所述接触响应部件的不同区域的多个扫描，以及彼此并行地输出多个所述电气改变。
12.根据权利要求11所述的显示设备，还包括：
检测线组，配置成沿所述接触响应部件的扫描方向长的平行带的形式；以及
检测部件，配置为从所述检测线组中的电压改变检测所述电气改变的出现，以及识别出现的位置，
其中，所述检测线组与所述接触响应部件的所述多个区域相交的方式和所述接触驱动扫描部件驱动所述多个区域的方式中的至少一种方式在所述区域之间不同，以及
所述检测部件基于检测线的电压改变图案，识别所述多个区域中所述被检测物体接触或所述被检测物体接近的一个区域，该电压改变图案根据所述区域之间所述相交方式和所述驱动方式中的至少一种方式中的不同而出现。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，
由所述接触驱动扫描部件输出的所述驱动电压的相位和幅值中的至少一个在所述多个区域之间不同，以及
所述检测部件连接到所述检测线组的所述扫描方向的一端，以及基于检测线的电压改变图案，识别所述多个区域中所述被检测物体接触或所述被检测物体接近的一个区域，该电压改变图案根据所述驱动电压的不同而出现。
14.根据权利要求11所述的显示设备，还包括：
两个集合的预定数目的检测线，所述检测线在所述接触响应部件的扫描方向长并且是平行带的形式；以及
两个检测部件，每个检测部件在所述扫描方向的一端连接到相应集合的所述预定数目的检测线，所述两个检测部件的每一个基于在相应集合的预定数目的检测线中出现的电压改变图案，来检测所述电气改变的出现，以及识别出现的位置。
15.根据权利要求11所述的显示设备，其中，
所述接触响应部件通过在平行于所述显示表面的平面内以矩阵的形式配置传感器而形成，以及
当所述传感器的预定方向中的行是所述接触响应部件内的线时，所述接触驱动扫描部件以预定数目的连续的所述线作为最小单位沿多个所述线重复配置的方向执行扫描。
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