CN102436086B - 具有触摸检测功能的显示单元和电子单元 - Google Patents

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Abstract

公开了具有触摸检测功能的显示单元和电子单元。具有触摸检测功能的显示单元包括：多条像素信号线，每个发送用于显示的像素信号；像素信号线驱动部分，对每条像素信号线施加像素信号；显示元件，每个基于像素信号执行显示；触摸检测电极，每个基于因为外部邻近物体引起的电容变化来输出检测信号；以及触摸检测部分，用于在触摸检测时段内基于检测信号检测触摸事件，该触摸检测时段与显示元件执行显示操作的显示时段不同。在触摸检测时段内，像素信号线驱动部分将每条像素信号线的电压保持在特定电平。

Description

具有触摸检测功能的显示单元和电子单元
技术领域
本公开涉及具有触摸检测功能的显示单元，并且具体地说涉及具有基于由于外部邻近物体导致的电容变化来检测触摸事件的触摸检测功能的显示单元，以及具有这种具有触摸检测功能的显示单元的电子单元。
背景技术
最近，注意到一种显示单元，其中在诸如液晶显示装置的显示装置上安装所谓触摸面板的触摸检测装置，或者触摸面板与显示装置集成，并且各种按钮图像等显示在显示装置上代替普通机械按钮，使能信息输入。这种具有触摸面板的显示装置不需要诸如键盘、鼠标和小键盘之类的输入装置，因此，趋向于不仅广泛应用于计算机，而且广泛应用于诸如移动电话之类的手持信息终端。
触摸检测装置的类型包括诸如光学式和电阻式的几种类型。具体地说，电容式触摸检测装置保证是结构相对简单的低功耗装置。例如，第2009-244958(JP-A-2009-244958)号日本未审查专利申请公开提出了一种显示单元，其中最初为显示单元的显示提供的公共电极还用作触摸传感器的一对电极之一，而另一电极(触摸检测电极)与该公共电极交叉地设置。在公共电极与触摸检测电极之间形成电容，并且该电容响应于外部邻近物体而变化。当驱动信号被施加到公共电极上时，通过分析触摸检测电极上呈现的触摸检测信号，显示单元利用这种电容的变化来检测外部邻近物体。
发明内容
触摸检测装置可能受到显示装置的显示操作的影响。具体地说，例如，在显示装置内行进的信号可以通过寄生电容传送到触摸检测装置内的触摸检测信号。这样可能引起触摸检测信号的信噪比的恶化，导致触摸位置等的精度的恶化。JP-A-2009-2444958内没有描述显示操作对触摸检测的影响。
希望提供具有触摸检测功能的显示单元和电子单元，其中可以在抑制显示操作的影响的同时执行触摸检测。
根据本公开的实施例的具有触摸检测功能的显示单元包括：多个像素信号线、像素信号线驱动部分、显示元件、触摸检测电极以及触摸检测部分。该多个像素信号线中的每个都发送用于显示的像素信号。该像素信号线驱动部分对每个像素信号线施加像素信号。每个显示元件基于像素信号执行显示。每个触摸检测电极基于因为外部邻近物体引起的电容变化的发生而输出检测信号。该触摸检测部分在触摸检测时段内，基于检测信号检测触摸事件，该触摸检测时段与该显示元件执行显示操作的显示时段不同。在该触摸检测时段期间，该像素信号线驱动部分使每个像素信号线的电压保持在特定电平。
根据本公开的实施例的电子单元具有上面描述的具有触摸检测功能的显示部分，并且包括例如电视装置、数码相机、个人计算机、摄像机、诸如移动电话之类的移动终端装置。
在根据本公开的实施例的具有触摸检测功能的显示单元和电子单元中，在显示时段内，像素信号被施加到像素信号线以在显示时段期间执行显示，而在触摸检测时段期间，基于来自触摸检测电极的检测信号执行触摸检测。此时，在触摸检测时段中的该时间，以在触摸检测时段中将每个像素信号线的电压保持在特定电平的方式来执行操作。
在根据本公开的实施例具有触摸检测功能的显示单元中，例如，在触摸检测时段期间，像素信号线驱动部分优选地对每个像素信号线施加特定电平的电压，或者优选地允许像素信号线处于浮置状态。
例如，可以并排布置该多个像素信号线，并且该像素信号线驱动部分可以在显示时段内对相互邻近的像素信号线施加相同极性的像素信号，而每隔一个显示时段，可以将所施加的每个像素信号的极性反转。在这种情况下，优选地，紧接在该触摸检测时段之前将该触摸检测电极的电压被设定到预定电压。
例如，该触摸检测部分优选地具有允许发送检测信号的检测开关。例如，该检测开关在该触摸检测时段和紧接在该触摸检测时段之前的显示时段内的预定时段内保持导通，而在该预定时段之外的显示时段内保持断开。作为选择地，例如，该显示时段和该触摸检测时段可以交替提供，并且在该触摸检测时段内，该像素信号线驱动部分可以将每个像素信号线的电压设置为预定电平。在这种情况下，例如，该检测开关可以在触摸检测时段内保持导通，而在显示时段内保持断开。例如，触摸检测部分可以包括积分电路，用于对在触摸检测时段内经由检测开关提供的检测信号进行积分。
例如，可以并排布置该多个像素信号线，并且像素信号线驱动部分可以在该显示时段内对相互邻近的像素信号线施加具有不同极性的像素信号，而每隔一个显示时段，可以将要施加的每个像素信号的极性反转。在这种情况下，例如，像素信号线驱动部分优选地在显示时段内对像素信号线施加中间电平的电压，并然后对该像素信号线施加各个像素信号，该中间电平的电压是位于具有不同极性的像素信号之间的中心的电压。例如，该触摸检测部分可以包括：检测开关，用于允许发送该检测信号；以及积分电路，用于对在触摸检测时段内经由检测开关提供的检测信号进行积分。
在根据本公开的实施例的具有触摸检测功能的显示单元和电子单元中，由于在触摸检测时段内像素信号线的电压保持在特定电平，所以可以在抑制显示操作的影响的同时执行触摸检测。
应当明白，上面的一般描述和下面的详细描述都是举例说明，意在进一步解释要求保护的技术。
附图说明
所包括的附图有助于进一步理解本公开，并且包括并构成本说明的一部分。附图示出实施例，并且与说明一起用于解释技术原理。
图1是用于解释根据本公开实施例的具有触摸检测功能的显示单元的触摸检测方法的基本原理的图，示出了手指未接触或者未邻近显示装置的状态。
图2是用于解释根据本公开实施例的具有触摸检测功能的显示单元的触摸检测方法的基本原理的图，示出了手指触摸或者邻近显示装置的状态。
图3是用于解释根据本公开实施例的具有触摸检测功能的显示单元的触摸检测方法的基本原理的图，分别示出了驱动信号和触摸检测信号的波形的示例。
图4是示出根据本公开实施例的具有触摸检测功能的显示单元的配置示例的框图。
图5是示出根据第一实施例的选择开关部分的配置示例的框图。
图6是示出根据实施例的积分电路的配置示例的电路图。
图7是示出根据实施例的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结构的截面图。
图8是示出根据实施例的具有触摸检测功能的显示装置中的像素排列的电路图。
图9是示出根据实施例的具有触摸检测功能的显示装置的驱动电极和触摸检测电极的配置示例的透视图。
图10是示出根据实施例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的原理图。
图11是示出根据第一实施例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的时序波形图。
图12A和图12B是示出根据第一实施例的积分电路的操作示例的电路图。
图13A和图13B是用于解释根据第一实施例的具有触摸检测功能的显示装置的寄生电容的示意图。
图14是示出根据比较示例的积分电路的配置示例的电路图。
图15是示出根据比较示例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的时序波形图。
图16A和图16B是示出根据比较示例的积分电路的操作示例的电路图。
图17是根据比较示例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的另一时序波形图。
图18是示出根据第二实施例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的时序波形图。
图19是示出根据第三实施例的选择开关部分的配置示例的框图。
图20A和图20B是示出根据第三实施例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的示意图。
图21是示出根据第三实施例的具有触摸检测功能的显示单元的操作示例的时序波形图。
图22是示出根据第三实施例的具有触摸检测功能的显示设备的另一操作示例的时序波形图。
图23是示出根据比较示例的具有触摸检测功能的显示设备的操作示例的时序波形图。
图24是示出应用了实施例的具有触摸检测功能的显示单元当中的应用示例1的外观配置的透视图。
图25A和图25B是示出应用示例2的外观配置的透视图。
图26是示出应用示例3的外观配置的透视图。
图27是示出应用示例4的外观配置的透视图。
图28A至图28G是示出应用示例5的外观配置的前视图、侧视图、顶视图和底视图。
图29是示出根据每个实施例的修改等的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结构的截面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的实施例。请注意，以下面的顺序进行描述。
1.电容式触摸检测的基本原理
2.第一实施例
3.第二实施例
4.第三实施例
5.应用示例
[1.电容式触摸检测的基本原理]
首先，参考图1至图3描述根据本公开实施例的具有触摸检测功能的显示单元的触摸检测的基本原理。该触摸检测方法具体体现为电容式触摸传感器。例如，在电容式触摸传感器中，在其间具有介质体D的相互相对地设置的一对电极(驱动电极E1和触摸检测电极E2)用于配置电容元件，如图1的(A)所示。这种结构由图1的(B)所示的等效电路表示。驱动电极E1、触摸检测电极E2以及介质体D配置电容元件C1。电容元件C1的一端连接到交流信号源(驱动信号源)S，而另一端P经由电阻器R接地，并且连接到电压检测器或者触摸检测电路DET。当具有例如接近几千赫兹到几万赫兹的预定频率的交流矩形波Sg(图3中的(B))从交流信号源S施加到驱动电极E1或者电容元件C1的一端时，如图3中的(A)所示的输出波形或者触摸检测信号Vdet呈现在触摸检测电极E2处(电容元件C1的另一端P)。注意到，交流矩形波Sg对应于交流驱动信号VcomAC或者触摸检测驱动信号Vcomt，稍后将描述。
在手指未接触(或者未邻近)显示装置的状态下，与电容元件C1的电容值对应的电流10根据关于电容元件C1的充电和放电流动，如图1所示。在此，例如，在电容元件C1的另一端P的可能的波形如图3中的(A)的波形V0所示，其由电压检测器DET检测到。
另一方面，在手指接触(或者邻近)显示装置的状态下，电容元件C2由手指形成，并且与电容元件C1串联相加，如图2所示。在这种状态下，电流I1和电流I2分别根据电容元件C1和C2的充电和放电流动。在此，例如，电容元件C1的另一端P的可能波形如图3中的(A)的波形V1所示，其由电压检测器DET检测到。在此，点P的电势对应于流过电容元件C1和C2的电流I1和电流I2的值确定的分压电势。因此，与未接触状态下的波形V0相比，波形V1的值更小。电压检测器DET将检测到的电压与预定阈值电压Vth进行比较。当检测到的电压等于或者大于该阈值电压时，电压检测器确定未发生接触。当检测到的电压低于阈值电压时，电压检测器确定发生接触。这样，可以执行接触检测。
[2.第一实施例]
[配置示例]
(通用配置示例)
图4示出根据本公开的第一实施例的具有触摸检测功能的显示单元的配置示例。该显示单元将液晶显示元件用作显示元件，并且是所谓的单元内(in-cell)式单元，其中由液晶显示元件配置的液晶显示装置与电容式触摸检测装置集成。
具有触摸检测功能1的显示单元包括：控制部分11、栅极驱动器12、源极驱动器13、选择开关部分14、驱动信号生成部分15、驱动电极驱动器16、具有触摸检测功能的显示装置10以及触摸检测部分40。
控制部分11是基于从外部提供的视频信号Vdisp，将控制信号提供到栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动信号生成部分15、驱动电极驱动器16和触摸检测部分40中每一个的电路，因此控制这样部分以互相同步地工作。
栅极驱动器12具有基于从控制部分11提供的控制信号，在触摸检测功能的显示装置10中顺序选择一条水平线作为显示驱动对象的功能。具体地说，栅极驱动器12通过扫描信号线GCL将扫描信号Vscan施加到每个像素Pix的TFT元件Tr的栅极，以顺序选择具有触摸检测功能的显示装置的液晶显示装置20中以矩阵形成的像素Pix的一行或者一条水平线作为显示驱动对象。
基于从控制部分11提供的视频信号和控制信号，源极驱动器13产生并输出像素信号Vsig。具体地说，源极驱动器从对应于一条水平线的视频信号产生像素信号Vsig，在该像素信号Vsig中，具有触摸检测功能的显示装置10的液晶显示装置20的多个(在该示例中，6个)子像素SPix的像素信号Vpix被时分复用，并且将该像素信号Vsig送到选择开关部分14，如下所述。此外，源极驱动器13产生用于将复用为像素信号Vsig的像素信号Vpix解复用所需的开关控制信号Vsel(VselR1、VselG1、VselB1、VselR2、VselG2和VselB2)，并且将该开关控制信号Vsel与像素信号Vsig一起提供到选择开关部分14。注意到，为了减少源极驱动器13与选择开关部分14之间的布线数量，执行这种复用。
基于从源极驱动器13提供的像素信号Vsig和开关控制信号Vsel，选择开关部分14将时分复用为像素信号Vsig的像素信号Vpix解复用，并且将该像素信号Vpix提供到具有触摸检测功能的显示装置10的液晶显示装置20。
图5示出选择开关部分14的配置示例。选择开关部分14具有多个开关组17。在该示例中，每个开关组包括六个开关SR1、SG1、SB1、SR2、SG2和SB2，其中每个开关的一端互相连接，并且从源极驱动器13向其提供像素信号Vsig，而它们的另一端通过具有触摸检测功能的显示装置10的液晶显示装置20的像素信号线SGL连接到六个子像素SPix(红色(R1和R2)、绿色(G1和G2)以及蓝色(B1和B2))。6个开关SR1、SG1、SB1、SR2、SG2和SB2的导通和断开分别由从源极驱动器13提供的开关控制信号Vsel(VselR1、VselG1、VselB1、VselR2、VselG2和VselB2)控制。根据这种配置，基于开关控制信号Vsel，选择开关部分14以时分方式将6个开关顺序变更为导通，从而由以信号Vpix复用的像素信号Vsig解复用像素信号Vpix(VpixR1、VpixG1、VpixB1、VpixR2、VpixG2和VpixB2)。此外，选择开关部分14将各个像素信号Vpix提供到6个子像素SPix(R1、G1、B1、R2、G2和B2)。
驱动信号生成部分15基于从控制部分11提供的控制信号产生驱动信号Vcom。具体地说，驱动信号生成部分15产生交流驱动信号VcomAC和直流驱动信号VcomDC，并且将该信号提供到驱动电极驱动器16。交流驱动信号VcomAC具有交流矩形波。直流驱动信号VcomDC具有等效于交流驱动信号VcomAC的时间平均值的电压。
驱动电极驱动器16是基于从控制部分11提供的控制信号将驱动信号Vcom提供到具有触摸检测功能的显示装置10的每个驱动电极COML(后面描述)的电路。具体地说，在显示操作中，驱动电极驱动器16将交流驱动信号VcomAC作为显示驱动信号Vcomd施加到与参与显示操作的一条水平线对应的驱动电极COML，如下所述。即，以线反转驱动方式驱动具有触摸检测功能的显示装置10的液晶显示装置20。在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16将交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt施加到参与触摸检测操作的多个驱动电极COML。此外，驱动电极驱动器16对施加了交流驱动信号VcomAC的驱动电极之外的驱动电极COML施加直流驱动信号VcomDC。
具有触摸检测功能的显示装置10是嵌入了触摸检测功能的显示装置。具有触摸检测功能的显示装置10包括液晶显示装置20和触摸检测装置30。液晶显示装置20根据从栅极驱动器12提供的扫描信号Vscan，对每条水平线执行顺序扫描以执行显示，如下所述。触摸检测装置30基于电容式触摸检测的上述基本原理工作，并且输出触摸检测信号Vdet。触摸检测装置30根据从驱动电极驱动器16提供的触摸检测驱动信号Vcomt，执行顺序扫描以执行触摸检测，如下所述。
触摸检测部分40是基于从控制部分11提供的控制信号和从具有触摸检测功能的显示装置10的触摸检测装置30提供的触摸检测信号，来检测触摸检测装置30中触摸事件的存在的电路，并且如果检测到触摸事件，则获得触摸事件在触摸检测区域内的坐标。触摸检测部分40包括：积分部分42、A/D转换部分43、信号处理部分44、坐标提取部分45以及检测定时控制部分46。积分部分42由多个积分电路50配置(下面描述)，其将从触摸检测装置30提供的每个触摸检测信号Vdet积分，并且输出积分的信号。提供直流电势(0V)的电阻R连接在积分部分42的每个输入端与地之间。A/D转换部分43是在与触摸检测驱动信号Vcomt同步的定时，对从积分部分42输出的每个模拟信号进行采样，并且将模拟信号转化为数字信号的电路。信号处理部分44是用于基于从A/D转换部分43提供的输出信号，来检测触摸检测装置30上触摸事件的存在的逻辑电路。坐标提取部分45是当信号处理部分44检测到触摸事件时，获得触摸事件的触摸面板坐标的逻辑电路。检测定时控制部分46控制这些电路，以互相同步地工作。
图6示出配置积分部分42的积分电路50之一的配置示例。积分电路50对从具有触摸检测功能的显示装置10的触摸检测装置30输出的触摸检测信号Vdet进行积分，并且输出这种积分的信号作为积分输出信号Vinteg。注意到，一般地，积分电路通常用于如第2010-3060号日本未审查专利申请公开描述的触摸面板的检测电路。
积分电路50包括：运算放大器OPA、电容元件Ci、复位开关SWR和读取开关SWS。运算放大器OPA是用于放大并输出正输入端(+)与负输入端(-)之间的输入电压差的电路。在该示例中，运算放大器OPA的正输入端(+)接地。电容元件Ci插在运算放大器OPA的负输入端(-)与输出端之间。复位开关SWR插在运算放大器OPA的负输入端(-)与输出端之间，并且由从检测定时控制部分46提供的复位信号Vir控制其导通或者断开。读取开关SWS的一端连接到触摸检测电极TDL，以便向其提供触摸检测信号Vdet，而其另一端连接到运算放大器OPA的负输入端(-)，以便读取开关SWS由从检测定时控制部分46提供的读取信号Vis的控制导通或者断开。
根据这种配置，当读取开关SWS导通，而复位开关SWR断开时，积分电路50对输入的触摸检测信号Vdet进行积分，并且输出这样积分的结果作为输出信号Vinteg。此外，当读取开关SWS断开时，积分电路50使触摸检测电极TDL与运算放大器OPA分离。另外，当复位开关SWR导通时，通过经过复位开关SWR对存储在电容元件Ci内的电荷进行放电，积分电路50复位电路50本身。
(具有触摸检测功能的显示装置10)
接着，将详细描述具有触摸检测功能的显示装置10的配置示例。
图7示出具有触摸检测功能的显示装置10的相关部分结构的示例。具有触摸检测功能的显示装置10包括：像素基底2、面对像素基底2布置的相对基底3、以及插在像素基底2与相对基底3之间的液晶层6。
像素基底2包括：作为电路板的TFT基底21；以及在TFT基底21上以矩阵方式排列的多个像素电极22。尽管图中未示出，但是在TFT基底21上形成用于各个像素的薄膜晶体管(TFT)以及包括用于将图像信号Vpix提供到各个像素电极22的像素信号线SGL和用于驱动各个TFT的扫描信号线GCL的布线。
相对基底3包括：玻璃基底31、形成在玻璃基底31的一个表面上的滤色器32、以及形成在滤色器32上的多个驱动电极COML。滤色器32由例如周期性排列的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种颜色的滤色器层配置，其中对应于每个显示像素，设置R、G和B的一组三种颜色。驱动电极COML用作液晶显示装置20的公共驱动电极，并且还用作触摸检测装置30的驱动电极。在该示例中，以一个驱动电极COML对应于一个像素电极22(配置一行的像素电极22)的方式布置驱动电极COML。每个驱动电极COML由例如ITO(氧化铟锡)配置。驱动电极COML经由未示出的接触导电柱(conductivepost)连接到TFT基底21，并且驱动信号Vcom通过接触导电柱从TFT基底21施加到驱动电极COML。作为触摸检测装置30的检测电极的触摸检测电极TDL形成在玻璃基底31的另一表面上。触摸检测电极TDL由例如ITO以与驱动电极COML相同的方式配置。此外，偏振板35布置在触摸检测电极TDL上。
液晶层6根据电场的状态调制通过液晶层6的光，并且包括TN(螺旋向列)、VA(垂直定向)以及ECB(电控双折射)的各种模式的液晶可以用于液晶层6。
注意到，在液晶层6与像素基底2之间以及液晶层6与相对基底3之间设置对准膜(alignmentfilm)，并且入射侧偏振板布置在像素基底2的底侧，在此省略示出它们。
图8示出液晶显示装置20的像素结构的配置示例。液晶显示装置20具有以矩阵方式排列的多个像素Pix。每个像素Pix均由3个子像素SPix配置。对应于图7所示的滤色器32的3种颜色(RGB)分别布置3个子像素SPix。每个子像素SPix具有TFT元件Tr和液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶体管配置，并且在该示例中，包括n沟道MOS(金属氧化物半导体)TFT。TFT元件Tr的源极连接到像素信号线SGL，其栅极连接到扫描信号线GCL，而其漏极连接到液晶元件LC的一端。液晶元件LC的一端连接到TFT元件Tr的漏极，而另一端连接到驱动电极COML。
子像素SPix通过扫描信号线GCL与液晶显示装置20的同一行上的其他子像素SPix互相连接。扫描信号线GCL连接到栅极驱动器12，并且提供有来自栅极驱动器12的扫描信号Vscan。此外，子像素SPix通过像素信号线SGL与液晶显示装置20的同一列上的其他子像素SPix互相连接。像素信号线SGL连接到选择开关部分14，并且向其提供来自选择开关部分14的像素信号Vpix。
此外，子像素SPix通过驱动电极COML与液晶显示装置20的同一行上的其他子像素SPix互相连接。驱动电极COML连接到驱动电极16，并且向其提供来自驱动电极驱动器16的驱动信号Vcom。
根据这种配置，在液晶显示装置20中，栅极驱动器12驱动扫描信号线GCL从而以时分方式执行逐行扫描，由此顺序选择一条水平线，并且源极驱动器13和选择开关部分14将像素信号Vpix提供给一条水平线上的像素Pix，以基于一条水平线地执行显示。
图9示出触摸检测装置30的配置示例的透视图。触摸检测装置30由设置在相对基底3上的驱动电极COML和触摸检测电极TDL配置。在该图中，驱动电极COML配置为在水平方向延伸的多个条形电极图形。在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16将交流驱动信号VcomAC或者触摸检测驱动信号Vcomt顺序提供到每个电极图形，以使得以时分方式执行顺序扫描驱动，如下所述。触摸检测电极TDL由在垂直于驱动电极COML的电极图形的延伸方向的方向上延伸的条形电极图形配置。触摸检测电极TDL的每个电极图形连接到触摸检测部分40的积分部分42的输入端。驱动电极COML的电极图形和触摸检测电极TDL的电极图形互相交叉，因此，在各个交叉点形成电容。
根据这种配置，在触摸检测装置30中，驱动电极驱动器16对驱动电极COML施加驱动信号VcomAC或者触摸检测驱动信号Vcomt，从而触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet，并因此执行触摸检测。即，驱动电极COML对应于在图1至图3所示的触摸检测基本原理中描述的驱动电极E1，而触摸检测电极TDL对应于触摸检测电极E2。触摸检测装置30根据该基本原理检测触摸事件。如图9所示，电容式触摸传感器由互相交叉的电极图形以矩阵方式形成。因此，通过扫描触摸检测装置30的整个触摸检测表面，可检测触摸事件的位置或者外部邻近物体的邻近。
图10示意性地示出触摸检测扫描。如图10所示，在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16对多个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt，并且对施加了交流驱动信号VcomAC的驱动电极COML之外的驱动电极COML施加直流驱动信号VcomDC。此外，驱动电极驱动器16使施加了交流驱动信号VcomAC的驱动电极COML移位以执行触摸检测扫描。然后，交流驱动信号VcomAC通过电容传送到触摸检测电极TDL，并作为触摸检测信号Vdet输出。
源极驱动器13和选择开关部分14对应于本公开的“像素信号线驱动部分”的特定示例。液晶元件LC对应于本公开的“显示元件”的特定示例。读取开关SWS对应于本公开的“检测开关”的特定示例。
[操作和功能]
接着，将描述根据本实施例的具有触摸检测功能的显示单元1的操作和功能。
(一般操作概述)
首先，参考图4概括描述具有触摸检测功能的显示单元1的一般操作。基于从外部提供的视频信号Vdisp，控制部分11将控制信号分别提供到栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动信号生成部分15、驱动电极驱动器16和源极触摸检测部分40，因此控制这些部分以互相同步地工作。栅极驱动器12将扫描信号Vscan提供到液晶显示装置20以顺序选择一条水平线作为显示驱动对象。源极驱动器13以复用的像素信号Vpix和与像素信号Vsig对应的开关控制信号Vsel产生像素信号Vsig，并且将产生的信号提供到选择开关部分14。基于像素信号Vsig和开关控制信号Vsel，选择开关部分14解复用像素信号Vpix，并且将像素信号Vpix提供到配置一条水平线的各个像素Pix。驱动信号生成部分15产生交流驱动信号VcomAC和直流驱动信号VcomDC。在显示操作中，驱动电极驱动器16向作为显示驱动对象的与一条水平线对应的驱动电极COML顺序施加交流驱动信号VcomAC，作为显示驱动信号Vcomd。在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16向参与触摸检测操作的多个驱动电极COML顺序施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt。此外，驱动电极驱动器16对施加了交流驱动信号VcomAC的驱动电极之外的驱动电极COML施加直流驱动信号VcomDC。具有触摸检测功能的显示装置10执行显示操作，并且基于从驱动电极驱动器16提供的触摸检测驱动信号Vcomt执行触摸检测操作，并因此输出来自触摸检测电极TDL的触摸检测信号Vdel。在触摸检测时段中，积分部分42对触摸检测信号Vdet进行积分，并且输出该积分的信号。A/D转换部分43将从积分部分42输出的模拟信号转换为数字信号。信号处理部分44基于来自A/D转换部分43的输出信号对具有触摸检测功能的显示装置10检测触摸事件的存在。当信号处理部分44检测到触摸事件时，坐标提取部分45获得触摸事件的触摸面板坐标。检测定时控制部分46控制积分部分42、A/D转换部分43、信号处理部分44源极坐标提取部分45以互相同步地工作。
(详细操作)
接着，将描述具有触摸检测功能的显示单元1的详细操作。
图11示出具有触摸检测功能的显示单元1的时序波形图，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出扫描信号Vscan的波形，(C)示出像素信号Vsig的波形，(D)示出像素信号Vpix的各个波形，(E)示出读取信号Vis的波形，(F)示出复位信号Vir的波形，(G)示出直流驱动信号VcomDC的波形，以及(H)示出触摸检测信号Vdet的波形。
在每个水平时段(1H)中，具有触摸检测功能的显示单元1执行显示时段Pd期间的显示操作和触摸检测时段Pt期间的触摸检测操作。在显示操作中，栅极驱动器12对扫描信号线GCL顺序施加扫描信号线GCL，而驱动电极驱动器16对与扫描信号线GCL对应的驱动电极COML顺序施加交流驱动信号VcomAC或者显示驱动信号Vcomd，从而执行显示扫描。在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16对多个驱动电极COML顺序施加交流驱动信号VcomAC或者触摸检测驱动信号Vcomt，从而执行触摸检测扫描，而触摸检测部分40基于从触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet检测触摸事件。下面将做详细描述。
首先，在定时t1，驱动电极驱动器16对参与显示操作和触摸检测操作的每个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC。具体地说，驱动信号生成部分15将交流驱动信号VcomAC的电压从低电平变更为高电平(图11中的(A))，并且驱动电极驱动器16对参与显示操作的驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为显示驱动信号Vcomd，因此开始一个水平时段。同时驱动电极驱动器16对参与触摸检测操作的多个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt。触摸检测驱动信号Vcomt通过驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间的电容传送到触摸检测电极TDL，引起触摸检测信号Vdet的变化(图11的(H))。
接着，栅极驱动器12对第n行中的扫描信号线GCL(n)施加扫描信号Vscan(n)，并且扫描信号Vscan(n)从低电平变更为高电平(图11的(B))。
接着，在定时t2，检测定时控制部分46使读取信号Vis从高电平变更为低电平，同时使复位信号Vir的低电平变更为高电平(图11中的(E)和(F))。因此，在触摸检测部分40的积分部分42中，积分电路50的读取开关SWS被转换到断开状态，而其复位开关SWR被转换到导通状态。即，积分电路50转换为复位操作状态。
图12A示出积分电路50的复位操作状态。如图12A所示，在复位操作状态下，运算放大器OPA与触摸检测电极TDL分离，并且电容元件C1的两端短路。因此，积分电路50的积分结果被复位。电阻Rtd1是触摸检测电极TDL的电阻部件。
接着，源极驱动器13和选择开关部分14对像素信号线SGL(图11的(D))顺序施加像素信号Vpix以执行对应于一条水平线的显示。具体地说，首先，源极驱动器13产生像素信号Vsig(图11的(C))和开关控制信号Vsel(未示出)，并且将这两个信号提供到选择开关部分14。选择开关部分14基于像素信号Vsig和开关控制信号Vsel解复用像素信号Vpix(VpixR1、VpixG1、VpixB1、VpixR2、VpixG2和VpixB2)(该像素信号Vpix已经被分时复用为像素信号Vsig)，并通过液晶显示装置20的像素信号线SGL将像素信号Vpix提供到各个子像素SPix(图11的(D))，以执行对应于一条水平线的显示。
在此，每个像素信号Vpix通过像素信号线SGL和触摸检测电极TDL之间的直接耦合和间接耦合传送到触摸检测电极TDL，如下所述，并且呈现为触摸检测信号Vdet上的噪声(图11的(H)中的波形W2)。在图11的(H)中，实线表示例如在对像素信号线SGL施加用于指令黑色显示的像素信号Vpix的情况下的触摸检测信号Vdet的波形，而虚线表示例如在对像素信号线SGL施加用于指令白色显示的像素信号Vpix的情况下的触摸检测信号Vdet的波形。这样，在显示时段Pd中，根据显示内容，使触摸检测信号Vdet的电压电平以不同的电压方向移位。在从定时t3至t11的时段内，校正触摸检测信号Vdet的这种电压移位，如下所述。
接着，栅极驱动器12使第n行中的扫描信号线GCL的扫描信号Vscan(n)从高电平变更为低电平(图11的(B))。
接着，在定时t3，检测定时控制部分46使读取信号Vis从低电平变更到高电平(图11的(E))。因此，在触摸检测部分40的积分部分42中，积分电路50的读取开关SWS转换到导通状态，因此，运算放大器OPA连接到触摸检测电极TDL，以便对触摸检测电极TDL施加运算放大器OPA的负输入端的虚拟短路电压(0V)(图11的(H))。即，校正上面描述的触摸检测信号Vdet的电压移位。
接着，在定时t11，驱动电极驱动器16对参与显示操作和触摸检测操作的驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC。具体地说，驱动信号生成部分15使交流驱动信号VcomAC的电压从高电平变更到低电平(图11的(A))，并且驱动电极驱动器16对参与显示操作的驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为显示驱动信号Vcomd，并因此开始下一水平时段。同时，驱动电极驱动器16对参与触摸检测操作的多个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt。触摸检测驱动信号Vcomt通过驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间的电容传送到触摸检测电极TDL，并因此触摸检测信号Vdet改变，且然后收敛到0V(图11的(H))。
在定时t11，检测定时控制部分46使复位信号Vir从高电平变更到低电平(图11的(F))。因此，在触摸检测部分40的积分部分42内，积分电路50的复位开关SWR转换到断开状态。即，积分电路50转换到积分操作状态，并因此开始触摸检测时段Pt。
图12B示出积分电路50的积分操作状态。如图12B所示，在积分操作状态下，运算放大器OPA连接到触摸检测电极TDL，并且电容元件Ci的两端互相断开。随后，积分电路50对触摸检测信号Vdet进行积分。
在从定时t11到定时t12的时段期间(触摸检测时段Pt)，源极驱动器13和选择开关部分14工作以保持像素信号线SGL的各个电压(像素信号Vsig和Vpix)。在触摸检测时段Pt期间，积分电路50对触摸检测信号Vdet进行积分。A/D转换部分43对这样积分的结果执行A/D转换。因此，在对应于施加了触摸检测驱动信号Vcomt的驱动电极COML的区域内执行触摸检测。
此后，重复上述操作，因此，具有触摸检测功能的显示单元通过扫描整个显示表面来执行显示操作，并且通过扫描整个触摸检测表面来执行触摸检测操作。
(像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的耦合)
在显示时段Pd内，因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的耦合，触摸检测信号Vdet中呈现噪声，如图11的(H)所示。下面将详细描述该耦合。
图13A和图13B示意性地示出像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的耦合，其中图13A示出间接耦合，而图13B示出直接耦合。
如图13A所示，像素信号线SGL在像素信号线SGL与驱动电极COML之间具有寄生电容Cpd1，并且驱动电极COML在驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间具有寄生电容Cpd2。即，像素信号线SGL与触摸检测电极TDL经由驱动电极COML互相间接耦合。
每个驱动电极COML具有在驱动电极COML与多个像素信号线SGL之间的寄生电容Cpd1，如图13A所示。因此，对多条像素信号线SGL施加的多个像素信号Vpix首先通过寄生电容Cpd1传送到每个驱动电极COML。在此，由于每个驱动电极COML具有电阻部件，例如，即使施加直流驱动信号VcomDC，像素信号Vpix仍呈现为噪声，例如，如图11的(G)中的波形W1所示。该噪声通过寄生电容Cpd2传送到触摸检测电极TDL。这样，在触摸检测信号Vdet(图11的(H)上的波形W2)中呈现因为6个像素信号Vpix导致的噪声(图11的(D))。
此外，像素信号线SGL通过平行布置的驱动电极COML之间的间隙具有在像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的寄生电容Cpi，如图13B所示。即，像素信号线SGL和触摸检测电极TDL不仅如上所述间接耦合，而且互相直接耦合。在这种直接耦合中，对像素信号线SGL施加的像素信号Vpix通过寄生电容Cpi传送到触摸检测电极TDL。因此，例如，在显示时段Pd中，触摸检测信号Vdet以在黑色显示(实线)与白色显示(虚线)之间的不同方向移位，如图11的(H)所示。
在具有触摸检测功能的显示单元1中，控制读取开关SWS，以防止触摸检测操作由因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的这种耦合导致的触摸检测信号Vdet中呈现的噪声影响。接着，将与比较示例进行比较来描述实施例的功能。
(比较示例)
下面描述根据比较示例具有触摸检测功能的显示单元1R。利用没有读取开关SWS的积分电路配置具有触摸检测功能的显示单元1R。其他配置与实施例中的相同(图4)。
图14示出根据比较示例的积分电路50R的配置示例。除了读取开关SWS，根据比较示例的积分电路50R与根据实施例的积分电路50(图6)类似。因此，积分电路50R继续连接到触摸检测电极TDL，并且提供有触摸检测信号Vdet。
下面将描述采用积分电路50R的具有触摸检测功能的显示单元1R的操作。为了便于描述，分别描述像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间仅间接耦合的情况和它们之间仅直接耦合的情况。
图15示出在仅间接耦合的情况下，具有触摸检测功能的显示单元1R的时序波形示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出像素信号Vsig的波形，(C)示出像素信号Vpix的各个波形，(D)示出复位信号Vir的波形，(E)示出直流驱动信号VcomDC的波形，以及(F)示出触摸检测信号Vdet的波形。
图16A和图16B示出积分电路50R的状态，其中图16A示出积分电路50R在显示时段Pd中的状态(复位操作状态)，而图16B示出其在触摸检测时段Pt中的状态(积分操作状态)。在显示时段Pd内，复位信号Vir处于高电平，如图15的(D)所示，并且复位开关SWR相应地处于导通状态(图16A)，因此，积分电路50R处于复位操作状态。在触摸检测时段Pt内，复位信号Vir处于低电平，并且复位开关SWR相应地处于断开状态(图16B)，并因此积分电路50R处于积分操作状态。
在具有触摸检测功能的显示单元1R内，如图15的(F)所示，因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL以与实施例中类似的方式间接耦合，所以在显示时段Pd内触摸检测信号Vdet中呈现噪声。即，首先，像素信号Vpix通过寄生电容Cpd1(图13A)传送到驱动电极COML，并且例如表现为施加到驱动电极COML的直流驱动信号VcomDC(图15的(E)中的波形W3上)中的噪声。该噪声通过寄生电容Cpd2传送到触摸检测电极TDL(图13A)，并因此呈现为触摸检测信号Vdet中的噪声(图15的(F)中的波形W4)。因此，间接耦合导致的触摸检测信号Vdet中的噪声是因为多个像素信号Vpix中的每个的变化产生的，其在每个显示时段Pd内根据多个像素信号Vpix(VpixR1、VpixG1、VpixB1、VpixR2、VpixG2和VpixB2)中的每个的变化而发生。
在此，触摸检测信号Vdet中呈现的噪声(波形W4)与直流驱动信号VcomDC中的噪声的波形(波形W3)类似。即，触摸检测信号Vdet中呈现的噪声电压基于像素信号Vpix的变化而变化，且然后逐渐变化。在此期间，在积分电路50R中，运算放大器OPA操作以使得放大器的正输入端和负输入端互相虚拟地短路。即，运算放大器OPA将电流IR提供到触摸检测电极TDL，以将与触摸检测电极TDL连接的运算放大器OPA的负输入端的电压调节到0V(图16A)。因此，触摸检测信号Vdet内呈现的噪声电压基于像素信号Vpix的变化而变化，然后，由电流IR向着0V改变，并且在通过0V后极性反转，如图15的(F)中的波形W4所示。黑色显示(实线)中的触摸检测信号Vdet的噪声电压与白色显示中的触摸检测信号的极性互相相反。因此，例如，在显示时段Pd结束时，黑色显示(实线)中的触摸检测信号Vdet的电压电平与白色显示(虚线)中的电压电平不同。
当显示时段Pd结束时，触摸检测信号Vdet基于交流驱动信号VcomAC在定时t31时的转换(transition)而发生变化。在此，触摸检测信号Vdet的波形还根据显示内容发生变化，这是因为在显示时段Pd结束时信号Vdet的电压根据显示内容发生变化的事实。因此，触摸检测信号Vdet在触摸检测时段Pt内的积分结果也根据显示内容而变化。
图17示出仅直接耦合的情况下具有触摸检测功能的显示单元1R的时序波形示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出像素信号Vsig的波形，(C)示出像素信号Vpix的波形，(D)示出复位信号Vir的波形，以及(E)示出触摸检测信号Vdet的波形。该示例示出像素信号VpixR1因为直接耦合而呈现为触摸检测信号Vdet中的噪声的情况。
在具有触摸检测功能的显示单元1R中，如图17的(E)所示，在显示时段Pd内，因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL以与实施例中类似的方式直接耦合，噪声呈现在触摸检测信号Vdet内。即，在该示例中，像素信号VpixR1通过寄生电容Cpi(图13)传送到触摸检测电极TDL，因此呈现为触摸检测信号Vdet中的噪声(图17的(E)中的波形W5)。即，在该示例中，因为直接耦合的触摸检测信号Vdet中的噪声是由像素信号VpixR1在每个水平时段发生变化导致的，并且在每个显示时段Pd内，对应于大约一个像素信号Vpix(该示例中的像素信号VpixR1)的变化而发生。
即使在这种情况下，例如，在显示时段Pd结束时，黑色显示中的触摸检测信号Vdet的电压电平(实线)也与白色显示中的(虚线)不同。因此，显示时段Pd之后的触摸检测时段Pt内的触摸检测信号Vdet的积分结果根据显示内容而变化。
这样，在根据比较示例具有触摸检测功能的显示单元1R中，在考虑到像素信号线SGL和触摸检测电极TDL之间的直接耦合，或者考虑到它们之间的间接耦合的情况下，触摸检测信号Vdet的电压电平根据紧接在触摸检测时段Pt之前的显示内容而变化。因此，触摸检测信号Vdet在触摸检测时段Pt内的积分结果也根据显示内容发生变化。换句话说，触摸检测信号Vdet的信噪比因为显示而恶化。因此，具有触摸检测功能的显示单元1R的触摸位置精度等恶化。
相反，在根据实施例的具有触摸检测功能的显示单元1中，在考虑直接耦合或者考虑间接耦合的情况下，触摸检测信号Vdet的电压电平保持不变，而无论紧接在触摸检测时段Pt之前的显示内容如何。即，在具有触摸检测功能的显示单元1中，紧接在触摸检测时段Pt之前读取开关SWS导通，从而使运算放大器OPA的负输入端的虚拟短路电压(0V)施加到触摸检测电极TDL，因此，触摸检测信号Vdet的电压是0V，而与显示内容无关(图11的(H))。因此，在触摸检测时段Pt内触摸检测信号Vdet的积分结果不受显示内容的影响。
[效果]
如上所述，在实施例中，防止像素信号线SGL的电压在触摸检测时段内变化，这使得可以抑制因为像素信号的变化引起的触摸检测信号的变化，因此，可以抑制显示操作对触摸检测的影响。
在该实施例中，提供读取开关，并且该读取开关紧接在触摸检测时段之前导通，这使得可以将触摸检测信号Vdet的电压设置为0V，而与显示内容无关，且因此可以抑制显示操作对触摸检测的影响。
[修改1]
尽管在实施例中，源极驱动器13经由选择开关部分14将像素信号Vpix施加到像素信号线SGL，但是并不局限于此。代替地，例如，源极驱动器13可以在生成信号之后将像素信号Vpix直接施加到像素信号线SGL。换句话说，尽管在该实施例中，在触摸检测时段期间，可以使每个像素信号线SGL处于浮置状态以保持像素信号线SGL的电压，但是并不局限于此。代替地，例如，在触摸检测时段期间，可以对每个像素信号线SGL直接施加电压以保持像素信号线SGL的电压。
[3.第二实施例]
接着，将描述根据本公开的第二实施例具有触摸检测功能的显示单元7。在该实施例中，在触摸检测时段Pt内，对每条像素信号线SGL施加预定电压。注意到，以相同的附图标记表示与根据上述第一实施例的具有触摸检测功能的显示单元1的部件基本上相同的部件，并且适当省略它们的描述。
具有触摸检测功能的显示单元7包括源极驱动器13A和检测定时控制部分46A，如图4所示。
源极驱动器13A产生包括预定电压Vp的像素信号Vsig(下面描述)，并且产生将复用为像素信号Vsig的像素信号Vpix解复用并且分离预定电压Vp所需的开关控制信号Vsel，然后，将该开关控制信号Vsel与像素信号Vsig一起提供到选择开关部分14。在全部触摸检测时段Pt以及各个触摸检测时段之前或者之后的所有时段内，对全部像素信号线SGL施加预定电压Vp。
检测定时控制部分46A与根据上述第一实施例的检测定时控制部分46类似，但是产生读取信号Vis2(下面描述)代替读取信号Vis，并且将该信号提供到积分部分42。
图18是具有触摸检测功能的显示单元7的时序波形示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出扫描信号Vscan的波形，(C)示出像素信号Vsig的波形，(D)示出像素信号Vpix的各个波形，(E)示出读取信号Vis2的波形，(F)示出复位信号Vir的波形、(G)示出直流驱动信号VcomDC的波形，以及(H)示出触摸检测信号Vdet的波形。
在具有触摸检测功能的显示单元7中，在定时t63，源极驱动器13A输出预定电压Vp作为像素信号Vsig(图18的(C))，并且选择开关部分14同时使开关组17的全部开关SR1、SG1、SB1、SR2、SG2和SB2导通，并因此对全部像素信号线SGL施加预定电压Vp(图18的(D))。在定时t71，积分电路50基于由检测定时控制部分46A产生的读取信号Vis2和复位信号Vir转换到积分操作状态，并且对触摸检测信号Vdet进行积分。
在此期间，与上述第一实施例(图11)中相同，在具有触摸检测功能的显示单元7中，在显示时段Pd内，触摸检测信号Vdet中呈现噪声(图18的(H)中的波形W8)。像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的直接耦合和间接耦合都产生噪声。当在定时t63，像素信号线SGL的电压被设置为预定电压Vp时，因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的直接耦合导致的触摸检测信号Vdet的电压移位可能返回。因此，触摸检测信号Vdet向着特定电压0V收敛，而与显示内容无关。
如上所述，在该实施例中，在触摸检测时段Pt内，对像素信号线SGL施加预定电压Vp，这可以减小像素信号线与触摸检测电极之间的直接耦合的影响，并因此可以抑制显示对触摸检测的影响。其他效果与上述第一实施例的效果类似。
[4.第三实施例]
接着，将描述根据本公开第三实施例的具有触摸检测功能的显示单元8。在该实施例中，利用点反转驱动方式执行显示操作，并且在两个单独定时提供像素信号。注意到，利用相同的附图标记表示与根据第一实施例的具有触摸检测功能的显示单元1的部件基本相同的部件，并且适当省略它们的描述。
具有触摸检测功能的显示单元8包括源极驱动器13B、选择开关部分14B和驱动电极驱动器16B，如图4所示。
源极驱动器13B产生像素信号Vsig，以在两个单独时间对每条像素信号线SGL施加像素信号Vpix，并且产生将复用为像素信号Vsig的像素信号Vpix解复用所需的开关控制信号Vsel(VselR、VselG和VselB)，并且将该开关控制信号Vsel与像素信号Vsig一起提供到选择开关部分14B，如下所述。
基于从源极驱动器13提供的像素信号Vsig和开关控制信号Vsel，选择开关部分14B解复用已经分时复用为像素信号Vsig的像素信号Vpix，并且将像素信号Vpix提供到具有触摸检测功能的显示单元10的液晶显示装置20。
图19示出选择开关部分14B的配置示例。选择开关部分14B具有多个开关组17B。每个开关组17B分别包括三个开关SR、SB和SB，其中各个开关各自的一端互相相连，并且从源极驱动器13B向其提供像素信号Vsig，而其各自的另一端分别通过具有触摸检测功能的显示单元10的液晶显示装置20的像素信号线SGL连接到三个子像素SPix。从源极驱动器13B提供的开关控制信号Vsel(VselR、VselG和VselB)分别控制三个开关SR、SB和SB的导通或者断开。
如图19所示，选择开关部分14B将像素信号VpixR1、VpixG1和VpixB1提供到特定像素Pix，而像素信号VpixR2、VpixG2和VpixB2被提供到同一行上与该特定像素相邻的另一像素Pix。
在触摸检测操作中，驱动电极驱动器16B对参与触摸检测操作的多个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt。此外，驱动电极驱动器16B对施加了交流驱动信号VcomAC的驱动电极COML之外的驱动电极COML施加直流驱动信号VcomDC。即，驱动电极驱动器16B对参与显示操作的驱动电极COML施加直流驱动信号VcomDC。
图20A和图20B示意性地示出了点反转驱动，其中图20A示出帧上子像素SPix的每个像素信号Vpix的极性，而图20B示出后续帧中每个像素信号Vpix的极性。如图20A和图20B所示，执行点反转驱动以使得特定帧中相邻子像素SPix的像素信号Vpix的极性互相不同。此外，特定帧中的所有子像素SPix的每个像素信号Vpix的极性每一帧反转。在点反转驱动中，源极驱动器13B和选择开关部分14B施加互相极性反转的像素信号Vpix到相邻像素信号线SGL。
图21示出具有触摸检测功能的显示单元8的时序波形示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出扫描信号Vscan的波形，(C)示出像素信号Vsig的波形，(D)示出像素信号Vpix的各个波形，(E)示出读取信号Vis的波形，(F)示出复位信号Vir的波形，(G)示出直流驱动信号VcomDC的波形，以及(H)示出触摸检测信号Vdet的波形。在图21的(D)中，像素信号Vpix指示特定像素Pix的像素信号Vpix(VpixR1、VpixG1和VpixB1)和与特定像素Pix相邻的另一像素Pix的像素信号Vpix(VpixR2、VpixG2和VpixB2)。
首先，在定时t81，驱动电极驱动器16B对参与触摸检测操作的驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测驱动信号Vcomt。触摸检测驱动信号Vcomt通过驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间的电容传送到每个触摸检测电极TDL，引起触摸检测信号Vdet的变化(图21的(H))。
接着，栅极驱动器12对第n行中的扫描信号线GCL(n)施加扫描信号Vscan，并且扫描信号Vscan(n)从低电平变更为高电平(图21的(B))。
接着，在定时t82，检测定时控制部分46使读取信号Vis从高电平变更为低电平，同时，使复位信号Vir从低电平变更为高电平(图21的(E)和(F))，以使得积分电路50转换为复位操作状态。
接着，在定时t83，源极驱动器13B和选择开关部分14B对像素信号线SGL施加0V。具体地说，源极驱动器13B输出0V的电压作为像素信号Vsig(图21的(C))，并且施加开关控制信号Vsel(VselR、VselG和VselB)，以允许开关组17B的三个开关SR、SG和SG同时导通。基于像素信号Vsig和开关控制信号Vsel(图21的(D))，选择开关部分14B对全部像素信号线SGL施加0V的电压作为像素信号Vpix。然后，源极驱动器13B和选择开关部分14B对像素信号线SGL顺序施加像素信号Vpix，以实现对应于一条水平线的显示。
在此，每个像素信号Vpix通过像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的直接耦合和间接耦合传送到触摸检测电极TDL，并且在触摸检测信号Vdet中呈现为噪声(图21的(H)的波形W10)。然而，点反转驱动可以显著降低特别是直接耦合和间接耦合当中的间接耦合引起的噪声。即，一般地，例如图19中的R1和R2的相邻同色的子像素SPix通常具有接近相同的亮度。在点反转驱动中(图20A和图20B)，极性反转的各个像素信号Vpix施加到相邻的同色子像素SPix。具体地说，例如，像素信号VpixR1和VpixR2典型地极性反转(图21的(D))。当像素信号VpixR1和VpixR2通过寄生电容Cpd1(图13A)传送到同一驱动电极COML时，信号互相抵消，因此噪声几乎不呈现在驱动电极COML的直流驱动信号VcomDC中(图21的(G))。因此，噪声也几乎不呈现在来自触摸检测电极TDL的触摸检测信号Vdet中(图21的(H))。
接着，在定时t84，检测定时控制部分46使读取信号Vis从低电平变更为高电平(图21的(E))，因此，运算放大器OPA的负输入端的虚拟短路电压(0V)被施加到触摸检测电极TDL(图21的(H))。
接着，在定时t91，驱动电极驱动器16B对参与触摸检测操作的每个驱动电极COML施加交流驱动信号VcomAC作为触摸检测信号Vcomt。触摸检测信号Vcomt通过驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间的电容传送到触摸检测电极TDL，引起触摸检测信号Vdet的变化(图21的(H))。此外，在从定时t91到定时t92的时段内(触摸检测时段Pt)，积分电路50对触摸检测信号Vdet进行积分，并因此执行触摸检测。
此后，重复上述操作，从而具有触摸检测功能的显示单元8通过扫描整个显示表面执行显示操作，并且通过扫描整个触摸检测表面执行触摸检测操作。
在具有触摸检测功能的显示单元8中，利用点反转驱动执行显示操作，使得可以降低因为像素信号线SGL与触摸检测电极TDL之间的耦合而在触摸检测信号Vdet内产生的噪声。即，可以抑制因为显示造成的触摸检测信号Vdet的信噪比的恶化。
如图21所示，在定时t83，源极驱动器13B和选择开关部分14B对像素信号线SGL临时施加0V，然后，对其施加要求的像素信号Vpix。即，在具有触摸检测功能的显示单元8中，在两个单独时间施加像素信号Vpix。这是有效的，并且下面将与在一个时间施加像素信号Vpix的情况相比描述这种效果。
图22示出具有触摸检测功能的显示单元8的另一时序波形示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC从波形，(B)示出像素信号Vsig的波形，(C)示出像素信号Vpix的各个波形以及(D)示出触摸检测信号Vdet的波形。该波形示例是假定在点反转驱动时在触摸检测信号Vdet中最显著地呈现由显示导致的噪声的最坏情况下做出的。
图23示出在一个时间施加像素信号Vpix的情况下的时序波形的示例，其中(A)示出交流驱动信号VcomAC的波形，(B)示出像素信号Vsig的波形，(C)示出像素信号Vpix的各个波形，以及(D)示出触摸检测信号Vdet的波形。
在根据实施例的具有触摸检测功能的显示单元8的示例中，在对相邻同色子像素SPix之一施加大像素信号Vpix时，对另一个施加0V，如图22的(C)所示。具体地说，例如，在对红色子像素SPix(R1)施加电压VR1时，对与子像素SPix(R1)相邻的子像素SPix(R2)施加0V的电压VR2，如图22的(C)中的像素信号VpixR1和VpixR2所示。因此，当像素信号VpixR1和VpixR2通过寄生电容Cpd1传送到同一驱动电极COML(图13A)时，与图21所示的情况不同，该信号几乎不互相抵消。最后，噪声呈现在来自触摸检测电极TDL的触摸检测信号Vdet中。
然而，在具有触摸检测功能的显示单元8中，在两个单独时间施加像素信号Vpix，这样可以减小每个像素信号Vpix的变化。例如，如图22所示，由于在定时t103，像素信号VpixR1变成0V，然后在定时t104，变成电压VR1，所以与像素信号VpixR1仅在定时t114变成电压VR1的情况相比(图23)，像素信号VpixR1的变化小。因此，具有触摸检测功能的显示单元8可以降低触摸检测信号Vdet中呈现的噪声(波形W11)，如图22所示。注意到，在具有触摸检测功能的显示单元8中，由于在两个单独时间施加像素信号Vpix，如图22所示，所以也在定时t103在触摸检测信号Vdet中呈现噪声。然而，由于在定时t107之前，即开始触摸检测时段Pt之前有足够的时间，所以积分操作可能受到触摸检测时段Pt内的噪声的较小的影响，这样可以抑制噪声对触摸检测的影响。
如上所述，该实施例采用点反转驱动，在点反转驱动驱动中，在两个单独时间施加像素信号，这样可以抑制显示对触摸检测的影响。其他效果与上面描述的第一和第二实施例的效果类似。
[5.应用示例]
接着，将参考图24至图28G描述上面在第一实施例和修改中描述的具有触摸检测功能的显示单元的应用示例。在上面描述的每个实施例等中描述的具有触摸检测功能的显示单元可应用于各领域中的电子单元，包括电视设备、数码相机、笔记本个人计算机、诸如移动电话之类的移动终端装置以及摄像机。换句话说，上面在实施例等中描述的具有触摸检测功能的显示单元可应用于各领域中的电子单元，以将外部输入的或者内部产生的视频信号显示为静止图像或者视频图像。
(应用示例1)
图24示出应用了根据上面描述的实施例等的具有触摸检测功能的显示单元的电视设备的外观。电视设备具有例如包括前面板511和滤光玻璃512的图像显示屏幕部分510，并且该图像显示屏幕部分510由根据上面描述的每个实施例等的具有触摸检测功能的显示单元配置。
(应用示例2)
图25A和图25B示出应用了根据上面描述的实施例等的具有触摸检测功能的显示单元的数码相机的外观。该数码相机具有例如用作闪光灯521的发光部分、显示部分522、菜单开关523以及快门按钮524，并且显示部分522由根据上面描述的每个实施例等的具有触摸检测功能的显示单元配置。
(应用示例3)
图26示出应用了根据上面描述的实施例等的具有触摸检测功能的显示单元的笔记本个人计算机的外观。笔记本个人计算机具有例如主体531、用于输入字母等的键盘532以及用于显示图像的显示部分533，并且显示部分533由根据上面描述的每个实施例等的具有触摸检测功能的显示单元配置。
(应用示例4)
图27示出应用了根据上面描述的实施例等的具有触摸检测功能的显示单元的摄像机的外观。摄像机具有例如主体部分541、设置在主体部分541的前端面上的物镜542、用于拍摄的开始/停止开关543以及显示部分544。显示部分544由根据上面描述的每个实施例等的具有触摸检测功能的显示单元配置。
(应用示例5)
图28A至图28G示出应用了根据上面描述的实施例等的具有触摸检测功能的显示单元的移动电话的外观。例如，移动电话由通过铰接部分730互相连接的上部外壳710和下部外壳720配置，并且具有显示器740、副显示器750、画面灯(picturelight)760以及相机770。显示器740或者副显示器750由根据上面描述的每个实施例等的具有触摸检测功能的显示单元配置。
尽管上面利用几个实施例、修改以及应用示例应用于电子单元描述了本公开，但是本公开不局限于这些实施例等，并且可以进行各种修改或者变型。
例如，在上述实施例等中，采用包括TN、VA和ECB的各种模式的液晶的液晶显示装置20与触摸检测装置30集成以配置显示装置10，代替地，采用诸如FFS(边缘电场切换)技术和IPS(共面切换)技术的横电模式液晶的液晶显示装置与触摸检测装置集成。例如，当采用横电模式液晶时，可以如图29所示配置具有触摸检测功能的显示装置60。图29示出具有触摸检测功能的显示装置60的相关部件的部分结构的示例，示出了液晶层6B夹在像素基底2B与相对基底3B之间的情况。由于其他部分的名称或者功能与图7所示情况的类似，所以省略它们的描述。在该示例中，与图7所示情况不同，既用于显示又用于触摸检测的驱动电极COML直接形成在TFT基底21上，以便配置像素基底2B的一部分。在绝缘层23位于其间的情况下，像素电极22布置在驱动电极COML之上。在这种情况下，在驱动电极COML与触摸检测电极TDL之间包括液晶层6B的所有介质有助于形成电容C1。
例如，尽管在上面描述的实施例等中采用了液晶显示装置与触摸检测装置集成的所谓单元内类型，并且例如，代替地触摸检测装置可以安装在液晶显示装置上。甚至在这种情况下，利用上述配置，可以在抑制从液晶显示装置传送的噪声的影响的同时执行触摸检测。
本公开含有与于2010年9月29日向日本专利局提交的JP2010-218732号日本优先权专利申请公开的主题相关的主题，在此通过引用包括该专利申请的全部内容。
本技术领域内的技术人员应当明白，根据设计要求和其他因素，可以设想各种修改、组合、部分组合以及变型，而它们均落入所附权利要求书及其等效物的范围内。

Claims (18)

1.一种具有触摸检测功能的显示单元，包括：
多条像素信号线，每条像素信号线发送用于显示的像素信号；
像素信号线驱动部分，对每条像素信号线施加像素信号；
显示元件，每个显示元件基于像素信号执行显示；
触摸检测电极，触摸检测电极基于因为外部邻近物体引起的电容变化来输出检测信号；以及
触摸检测部分，在触摸检测时段内基于所述检测信号检测触摸事件，所述触摸检测时段与所述显示元件执行显示操作的显示时段不同，
其中，在所述触摸检测时段期间，所述像素信号线驱动部分将每条像素信号线的电压保持在特定直流电平。
2.根据权利要求1所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，在所述触摸检测时段期间，所述像素信号线驱动部分对每条像素信号线施加特定电平的电压，或者允许每条像素信号线处于浮置状态。
3.根据权利要求2所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，并排布置所述多条像素信号线，并且
所述像素信号线驱动部分在所述显示时段内对相互邻近的像素信号线施加具有相同极性的像素信号，而在每个显示时段上将所施加的每个像素信号的极性反转。
4.根据权利要求3所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，紧接在所述触摸检测时段之前，所述触摸检测电极的电压被设定到预定电压。
5.根据权利要求4所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述触摸检测部分具有允许传送检测信号的读取开关。
6.根据权利要求5所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述读取开关在所述触摸检测时段和紧接在所述触摸检测时段之前的显示时段内的预定时段内保持导通，而在所述预定时段之外的显示时段内保持断开。
7.根据权利要求5所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述显示时段和所述触摸检测时段交替提供，并且
所述像素信号线驱动部分在所述触摸检测时段内将每条像素信号线的电压设置为预定电平。
8.根据权利要求7所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述读取开关在所述触摸检测时段内保持导通，而在所述显示时段内保持断开。
9.根据权利要求6所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述触摸检测部分包括积分电路，用于对在所述触摸检测时段内经由所述读取开关提供的检测信号进行积分。
10.根据权利要求2所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，并排布置所述多条像素信号线，并且
所述像素信号线驱动部分在所述显示时段内对相互邻近的像素信号线施加具有不同极性的像素信号，且在每个显示时段上将所施加的每个像素信号的极性反转。
11.根据权利要求10所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述像素信号线驱动部分在所述显示时段内对所述像素信号线施加中间电平的电压，且然后对所述像素信号线施加各个像素信号，所述中间电平的电压是在具有不同极性的像素信号之间的中心的电压。
12.根据权利要求10所述的具有触摸检测功能的显示单元，其中，所述触摸检测部分包括：
读取开关，允许传送所述检测信号；以及
积分电路，对在所述触摸检测时段内经由所述读取开关提供的检测信号进行积分。
13.一种显示单元，包括：
多条像素信号线；
驱动部分，对每条像素信号线施加像素信号；
显示元件，每个显示元件基于所述像素信号执行显示；
触摸检测部分，在触摸检测时段内检测触摸事件，所述触摸检测时段与所述显示元件执行显示操作的显示时段不同，
其中，在所述触摸检测时段期间，所述驱动部分将每条像素信号线的电压都保持在特定直流电平。
14.根据权利要求13所述的显示单元，其中，并排布置所述多条像素信号线，并且
在所述显示时段内，所述驱动部分对相互邻近的像素信号线施加具有相同极性的像素信号，且在每个显示时段上将所施加的每个像素信号的极性反转。
15.根据权利要求13所述的显示单元，进一步包括触摸检测电极，其中在所述触摸检测时段之前，所述触摸检测电极的电压被设定到预定电压。
16.根据权利要求13所述的显示单元，其中，所述触摸检测电路包括读取开关，所述读取开关在所述触摸检测时段和紧接在所述触摸检测时段之前的显示时段内的预定时段内保持导通，而在所述预定时段之外的显示时段内保持断开。
17.根据权利要求13所述的显示单元，其中，所述显示时段和所述触摸检测时段交替提供，并且
所述驱动部分在所述触摸检测时段内将每条像素信号线的电压设置为预定电平。
18.一种电子单元，包括：
显示部分，具有触摸检测功能；以及
控制部分，利用具有触摸检测功能的显示部分执行操作控制，
其中，所述具有触摸检测功能的显示部分包括：
多条像素信号线，每条像素信号线发送用于显示的像素信号，
像素信号线驱动部分，对每条像素信号线施加像素信号，
显示元件，每个显示元件基于所述像素信号执行显示，
触摸检测电极，触摸检测电极基于因为外部邻近物体引起的电容变化来输出检测信号，以及
触摸检测部分，用于在触摸检测时段内基于所述检测信号检测触摸事件，所述触摸检测时段与所述显示元件执行显示操作的显示时段不同，
其中，在所述触摸检测时段期间，所述像素信号线驱动部分将每条像素信号线的电压保持在特定直流电平。
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