CN103257742A - 嵌入式触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种嵌入式触摸屏，具有：第1基板；第2基板，其具有沿第1方向延伸的扫描信号线及沿第2方向延伸的视频信号线、被扫描信号线及视频信号线划分出的多个像素、按每个所述像素经由与所述扫描信号线连接的开关元件而连接在所述视频信号线上的像素电极、以及公共电极；液晶层；施加电路，其向沿所述第1方向或所述第2方向配置的多个激励电极施加交变信号；检测电路，其对与所述激励电极相邻地配置的多个检测电极所激发的信号进行检测；以及扫描电路，其至少对所述多个激励电极和所述多个检测电极中的任一方至少沿所述第2方向进行扫描。

Description

嵌入式触摸屏
技术领域
本发明涉及嵌入式触摸屏。
背景技术
在平板式信息终端以及多功能型手机(所谓的智能手机)中，具有触摸屏的设备普及起来。在此，触摸屏是指，在例如液晶显示装置那样的图像显示装置中组合触摸面板而成的装置。另外，此处的触摸面板是指平面形状的接触检测式定点设备(pointing device)。使用者一边观看显示在触摸屏上的图像，一边用手指或触控笔等直接触摸该画面，由此进行输入。
现普及的触摸屏一般是将分体地制成的图像显示装置和接触检测式输入装置一体贴合而成的。这样的触摸面板在面板的厚度以及重量、零部件数量及成本方面不利，另外还存在由于生产工序多而成品率恶化的问题。
因此，提出有不将图像显示装置和接触检测式输入装置分体地制成而是使其为一体的触摸屏。这样的触摸屏称作嵌入式或内嵌(in-cell)式等，在本说明书中，以下称作嵌入式触摸屏。
在JP2008-027292A中，记载有将光传感器和用于将传感器输出作为充电电压而取出的TFT(Thin Film Transistor)配置在液晶显示装置的像素内的嵌入式触摸屏。
在JP2011-527787A中，记载有将液晶显示装置的公共电极分割成块且彼此电容结合，通过触摸时的电容变化进行接触检测的嵌入式触摸屏。
Eij i Kanda、Tsukasa Eguchi、Yasunori Hiyoshi、Taketo Chino、Yasushi Tsuchiya、Takahiro Iwashita、Tokuro Ozawa、Takao Miyazawa、Tomotaka Matsumoto(2008)“Integrated Active Matrix CapacitiveSensors For Touch Panel LTPS-TFTLCDs(用于触摸面板LTPS-TFTLCDs的集成有源矩阵电容传感器)，”SID symposium digestof technical papers，Vol.39，Issue，834-837中，记载有如下嵌入式触摸屏：在液晶显示装置的像素内设置电容元件和信号读取用TFT，在外部读取伴随着触摸时的液晶盒厚度的变动的电容变动。
在JP2008-027292A及Kanda et al.所记载的嵌入式触摸屏中，必须在像素内设置与液晶驱动用的TFT不同的TFT，但该情况下，像素的开口率下降。尤其是在小型或高清晰的图像显示装置中，由于TFT相对于像素整体占据的面积比例原本就较大，所以进一步增加像素内的TFT数量是很不现实的。
在JP2011-527787A所记载的嵌入式触摸屏中，需要将公共电极分割成复杂的形状，并且由于接触检测按块进行所以坐标检测的精度不佳。为了提高坐标检测的精度，需要将公共电极分割成更多数量的小块，但另一方面在各块中需要包含放大器的检测电路。因此，若要提高坐标检测的精度则会导致检测电路的电路规模增大。
发明内容
本发明是鉴于所述情况而研发的，其技术课题在于提供一种嵌入式触摸屏，不会导致像素的开口率下降，而且，与现有技术相比能够通过简单的检测电路进行精度充分的坐标检测。
本申请所公开的发明具有各种方式，这些方式的代表性内容的概要如下所述。
(1)一种嵌入式触摸屏，其特征在于，具有：第1基板；第2基板，其在像素区域配置有由沿第1方向延伸的多条扫描信号线及沿第2方向延伸的多条视频信号线格子状地划分出的多个像素，并在前表面具有按每个所述像素经由与所述扫描信号线连接的开关元件而连接在所述视频信号线上的像素电极、和公共电极；液晶层，其夹持在所述第1基板与所述第2基板之间；施加电路，其向沿所述第1方向或所述第2方向配置的多个激励电极施加交变信号；检测电路，其对与所述激励电极相邻地配置的多个检测电极所激发的信号进行检测；和扫描电路，其在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，至少对所述多个激励电极和所述多个检测电极中的任一方至少沿所述第2方向进行扫描。
(2)如(1)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极及所述检测电极分别至少是所述像素电极、所述公共电极、所述视频信号线及与所述视频信号线平行且重叠地设置的视频信号遮蔽电极中的任一个。
(3)如(1)或(2)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，沿所述第2方向对所述多个检测电极所激发的信号同时进行检测。
(4)如(1)或(2)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，通过沿所述第2方向进行扫描来检测所述多个检测电极所激发的信号。
(5)如(1)至(4)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极及所述检测电极在相对于其配置方向的宽度方向跨着多个所述像素。
(6)如(5)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，相邻的所述激励电极与所述检测电极之间的间距大于从所述第1基板的前表面至所述第2基板的前表面的距离。
(7)如(1)至(6)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述施加电路将相对于施加在与所述检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述检测电极相邻的所述激励电极的另一方。
(8)如(1)至(6)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路提取所述检测电极所激发的信号和与通过所述施加电路而施加的交变信号同相位的交变信号的差。
(9)一种嵌入式触摸屏，其特征在于，具有：第1基板；第2基板，其在像素区域配置有由沿第1方向延伸的多条扫描信号线及沿第2方向延伸的多条视频信号线格子状地划分出的多个像素，并在前表面具有按每个所述像素经由与所述扫描信号线连接的开关元件而连接在所述视频信号线上的像素电极、和公共电极；液晶层，其夹持在所述第1基板与所述第2基板之间；施加电路，其向多个激励电极施加交变信号；和检测电路，其对沿所述第1方向配置的多个第1检测电极所激发的信号进行检测，并且对沿所述第2方向配置的多个第2检测电极所激发的信号进行检测。
(10)如(9)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述多个激励电极之间的间隙至少沿所述第1方向或所述第2方向延伸，至少所述第1检测电极或所述第2检测电极在俯视观察时配置在与所述间隙重叠的位置。
(11)如(9)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述多个激励电极包含沿所述第1方向配置的多个第1激励电极和沿所述第2方向配置的多个第2激励电极，所述第1检测电极与所述第1激励电极相邻地配置，所述第2检测电极与所述第2激励电极相邻地配置。
(12)如(9)至(11)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极、所述第1检测电极及所述第2检测电极分别至少是所述像素电极、所述公共电极、所述视频信号线及与所述视频信号线平行且重叠地设置的视频信号遮蔽电极中的任一个。
(13)如(9)至(12)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，沿所述第2方向对所述多个第1检测电极所激发的信号同时进行检测，并且沿所述第1方向对所述多个第2检测电极所激发的信号同时进行检测。
(14)如(9)至(12)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，通过沿所述第2方向进行扫描来检测所述多个第1检测电极所激发的信号，并通过沿所述第1方向进行扫描来检测所述多个第2检测电极所激发的信号。
(15)如(9)至(14)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极、所述第2激励电极、所述第1检测电极及所述第2检测电极在相对于其配置方向的宽度方向跨着多个所述像素。
(16)如(15)所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，相邻的激励电极与所述第1检测电极之间的间距及相邻的所述激励电极与所述第2检测电极之间的间距大于从所述第1基板的前表面至所述第2基板的前表面的距离。
(17)如(9)至(16)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述施加电路将相对于施加在与所述第1检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述第1检测电极相邻的所述激励电极的另一方，将相对于施加在与所述第2检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述第2检测电极相邻的所述激励电极的另一方。
(18)如(9)至(16)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路提取所述第1检测电极及所述第2检测电极所激发的信号和与通过所述施加电路而施加的交变信号同相位的交变信号的差。
(19)如(1)至(18)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，还具有向所述像素电极写入视频信号的视频显示电路，作为所述视频信号的更新期间的帧包含所述视频显示电路写入视频信号的写入期间、和所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测的检测期间，在所述检测期间内，所述像素电极所保持的信号为黑显示，或者背光源灭灯。
(20)如(1)至(18)中任一项所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，还具有向所述像素电极写入视频信号的视频显示电路，作为所述视频信号的更新期间的帧包含所述视频显示电路写入视频信号的写入期间、和所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测的检测期间，在所述检测期间内，所述像素电极保持视频信号，在所述像素电极中重叠有通过所述施加电路而施加的交变信号或通过所述交变信号而激发的信号。
根据上述本发明的(1)方式，能够提供一种不会导致像素的开口率下降、而且与现有技术相比能够通过简单的检测电路进行精度充分的坐标检测的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(2)方式，能够得到一种不会大幅改动现有的液晶显示装置的电路结构的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(3)方式，能够在更短时间内进行坐标检测。
根据上述本发明的(4)方式，能够通过更小规模的检测电路进行坐标检测。
根据上述本发明的(5)或(6)方式，也能够在小型或高清晰的嵌入式触摸屏中进行坐标检测。
根据上述本发明的(7)或(8)方式，能够得到难以受到噪声影响且检测灵敏度高的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(9)至(11)方式，能够提供一种不会导致像素的开口率下降、而且与现有技术相比能够通过简单的检测电路进行精度充分的坐标检测的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(12)方式，能够得到一种不会大幅改动现有的液晶显示装置的电路结构的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(13)方式，能够在更短时间内进行坐标检测。
根据上述本发明的(14)方式，能够通过更小规模的检测电路进行坐标检测。
根据上述本发明的(15)或(16)方式，也能够在小型或高清晰的嵌入式触摸屏中进行坐标检测。
根据上述本发明的(17)或(18)方式，能够得到难以受到噪声影响且检测灵敏度高的嵌入式触摸屏。
根据上述本发明的(19)方式，能够在不给所显示的视频带来影响的情况下进行坐标检测。
根据上述本发明的(20)方式，能够在不破坏所显示的视频的亮度的情况下进行坐标检测。
附图说明
图1是用于表示本发明的嵌入式触摸屏的原理的示意剖视图。
图2是用于表示本发明的嵌入式触摸屏的原理的示意剖视图。
图3是表示本发明的第1实施方式的嵌入式触摸屏的结构图。
图4是将形成在液晶面板中的一个像素通过电路图示出的图。
图5是嵌入式触摸屏的第2基板的局部放大俯视图。
图6是图5的VI-VI线剖视图。
图7是图5的VII-VII线剖视图。
图8是示意地表示本发明的第1实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的局部结构图。
图9是示意地表示本发明的第1实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图10是表示本发明的第1实施方式的嵌入式触摸屏的动作信号的波形图。
图11是示意地表示本发明的第2实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图12是示意地表示本发明的第3实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图13是示意地表示本发明的第4实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图14是示意地表示本发明的第5实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图15是示意地表示本发明的第6实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图16是示意地表示本发明的第7实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图17是示意地表示本发明的第8实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
图18是示意地表示本发明的第9实施方式的嵌入式触摸屏进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。
具体实施方式
首先，参照图1及图2说明本发明的各实施方式的嵌入式触摸屏的基本原理。
图1是用于表示本发明的嵌入式触摸屏1的原理的示意剖视图。在该图中，显示在嵌入式触摸屏1上的图像被靠图中上侧的观察者观察到。嵌入式触摸屏1具有作为普通液晶显示装置的结构，配置有液晶面板，其配置在观察者侧并具有在由玻璃等构成的作为透明基板的第1基板2和第2基板3之间夹持液晶层4的构造，而且在其背面侧还配置有作为平面光源的背光源5。以下，将嵌入式触摸屏1的朝向观察者侧的面称作前表面，将其相反侧的面称作背面，将观察者侧称作前面侧，将其相反侧称作背面侧。
在第1基板2的背面形成有绝缘层6。绝缘层6在该图中省略其详细构造而示出，由彩色滤光片层及取向膜等构成，因此，第1基板2一般称作彩色滤光片基板。另外，在嵌入式触摸屏1也是有源矩阵形式的液晶显示装置的情况下，在第2基板3的前表面形成有作为开关元件的TFT及各种布线、用于控制液晶层4中的液晶材料的取向方向的各种电极等电构造。在此，关于这些电构造，仅示意地示出了标注有附图标记7及8的电极。标注有附图标记7及8的电极及其他电构造被绝缘层9覆盖。绝缘层9在该图中省略其详细构造而示出，由普通的绝缘膜及取向膜等构成。
在此，标注有附图标记7的电极与交变电源10连接，是通过该电路而被施加交变信号的激励电极7。此外，在此，交变信号表示其大小和方向周期性地变化的电流或电压，与其波形无关。在本说明书中，作为交变信号，以下使用正弦波交流电压作为其代表，但不限定于此。另一方面，标注有附图标记8的电极是与激励电极7相邻地配置的检测电极8，用于通过与该电极连接的放大器11放大该电极所激发的信号、即电压或电流并检测其结果。在此，作为例子，放大器11用于放大检测电极8所激发的电压。
在此，通过施加在激励电极7上的交变信号而激发的电场为交变电场，如图1中以虚线表示其电力线那样，从激励电极7露出到第1基板的前面侧并与检测电极8相连。此时，在检测电极8中生成由所述交变电场激发的信号。在此，当嵌入式触摸屏1的使用者用手指12或具有导电性的触控笔等其他部件触摸第1基板2的前表面时，如图2所示，激励电极7与检测电极8之间的交变电场被遮蔽，检测电极8所激发的信号的电平下降。通过对由放大器11放大的所述信号电平的变化进行检测，能够检测到使用者触摸嵌入式触摸屏1的前表面，而且，还能够根据信号电平发生变化的检测电极8的位置确定使用者所触摸的位置，即实现坐标检测。
然而，在根据这样的原理进行接触检测及坐标检测的情况下，如图1所示，通过激励电极7而激发的交变电场必须露出到第1基板2的前面侧。因此，作为第1条件，在第1基板2上不可形成有阻碍交变电场露出到前面侧那样的电极。即，在第1基板2上不可具有遮蔽电场的成为所谓的法拉第笼(Faraday cage)那样的电极。通常情况下，液晶显示装置通过形成在像素电极与公共电极之间的电场来控制液晶的取向方向，根据液晶的驱动方式，公共电极可以形成在第1基板上，也可以形成在第2基板上。而且，由于形成在第1基板上的公共电极会成为法拉第笼，所以在本发明中，公共电极必须是形成在第2基板3上的形式。即，在第2基板3的前表面形成像素电极和公共电极。作为采取这种形式的液晶驱动方式的代表存在IPS(In PlaneSwitching)，在本说明书中，嵌入式触摸屏1也是IPS方式的液晶显示装置。
作为第2条件，激励电极7与检测电极8之间的间距足够大。若两者之间的间距较小，则交变电场终止于嵌入式触摸屏1的内部，几乎不露出到第1基板2的前面侧。更为具体而言，需要使激励电极7与检测电极8之间的间距D至少大于从第1基板2的前表面到第2基板3的前表面的距离d。
此外，在此所说明的激励电极7和检测电极8是着眼于嵌入式触摸屏1进行接触检测及坐标检测的情况下的功能而用于区分电极的方便称呼，不必分别设置专用的电极。而且，激励电极7和检测电极8能够由嵌入式触摸屏1作为液晶显示装置发挥功能时所需要的任何电极兼任，由此，能够在不较大地改动现有的液晶显示装置的电路结构的情况下得到嵌入式触摸屏1。作为这样的电极，能够列举像素电极、公共电极、视频信号线及与视频信号线平行且重叠地设置的视频信号遮蔽电极。激励电极7和检测电极8可以是这些电极中的任一个，另外也可以是其中的多个，另外，激励电极7和检测电极8双方也可以是同一电极(例如，像素电极)。
此外，如图1所示，由于由激励电极7激发的交变电场贯穿液晶层4，所以所述交变电场可能会给液晶的取向方向带来影响。因此，使通过交变电源10施加在激励电极7上的交变信号的频率为不会使液晶层4的液晶响应程度以上的频率，由此，实际排除交变电场对液晶的影响。液晶能够响应的频率根据液晶的组成、液晶层4的厚度、气温等外界因素而变动，因此无法一概而论，但通常认为施加的电场频率为1kHz左右以上就不会发生响应。因此，本发明中的交变信号的频率下限为1kHz以上，更为优选的是10kHz以上。另一方面，理想情况是交变信号的频率没有上限，但事实上由于各种因素，例如，放大器11的检测界限、TFT的截止频率而限定了上限。因此，考虑到现阶段的嵌入式触摸屏1即液晶显示装置的制造技术，使交变信号的上限大致为10～20MHz左右。
此外，在以上说明中，作为将第1基板2配置在观察者侧的结构进行了说明，但不限于此，也可以作为将第2基板3配置在观察者侧的结构。该情况下，不必满足上述的第1条件，可以在第1基板2上形成适当的电极。在采取这样的配置的情况下，可以采用公共电极形成在第1基板2上的形式的液晶驱动方式，例如TN(Twisted Nematic)或VA(Vertical Alignment)。另外，关于第2条件，只要形成在激励电极7与检测电极8之间的交变电场通过第2基板3而露出到其前表面即可，其间距D只要至少大于第2基板3的厚度即可。
以下，以基于上述原理而实际构成嵌入式触摸屏1的例子为实施方式进行说明。
[实施方式1]
图3是表示本发明的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的结构图。
液晶面板13为矩形，其左右方向及上下方向的长度根据嵌入式触摸屏100的用途而确定。图示的液晶面板13为横长形状(左右方向的长度比上下方向的长度长)，但不限于此，也可以是纵长形状(左右方向的长度比上下方向的长度短)，还可以使左右方向和上下方向的长度相等。
在液晶面板13的第2基板3上形成有多条视频信号线Y和多条扫描信号线X。视频信号线Y和扫描信号线X相互正交而形成为格子状。而且，由相邻的两条视频信号线Y和相邻的两条扫描信号线X围成的区域为一个像素。
图4是将形成在液晶面板13中的一个像素通过电路图而示出的图。由图中所示的视频信号线Yn及Yn+1、以及扫描信号线Xn及Xn+1围成的区域为一个像素。此处关注的像素通过视频信号线Yn及扫描信号线Xn而驱动。在各像素的第2基板3侧设有TFT14。TFT14根据从扫描信号线Xn输入的扫描信号而成为导通状态。视频信号线Yn经由导通状态的TFT14对该像素的像素电极15施加电压(表示各像素的灰阶值的信号)。
另外，在该第2基板3侧，另一方面，以隔着在第1基板2与第2基板3之间夹持地封入的液晶层4形成电容的方式形成有公共电极16。公共电极16与公共电位电连接。因此，根据施加在像素电极15上的电压，像素电极15与公共电极16之间的电场发生变化，由此液晶层4中的液晶的取向状态发生变化，从而控制透射液晶面板13的光线的偏振状态。而且，在液晶面板13的前表面和背面贴付有偏振滤光片。由此，形成在液晶面板13中的各像素作为控制光的透射率的元件而发挥功能。而且，根据输入的图像数据对各像素的光的透射率进行控制，由此形成图像。因此，在液晶面板13中，像素的形成区域成为形成图像的图像区域。
返回到图3，通过外部设备向控制装置17输入视频数据。控制装置17可以是具有CPU(Central Processing Unit)、和ROM(ReadOnly Memory)以及RAM(Random Access Memory)等非易失性/易失性存储元件的微型计算机。控制装置17对输入的视频数据进行色彩调整等各种图像处理，生成表示各像素的灰阶值的视频信号，并且如后述那样控制嵌入式触摸屏100的接触检测及坐标检测，其结果为，将得到的坐标数据输出至外部设备。
控制装置17将生成的视频信号输出至视频信号线驱动电路18。另外，控制装置17根据输入的视频数据，生成用于使视频信号线驱动电路18、扫描信号线驱动电路19、背光源驱动电路20、施加电路21及检测电路22取得同步的定时信号，并向各电路输出。此外，控制装置17的物理方式没有特别限定，可以由多个LSI(Large ScaleIntegration)构成，也可以是单体。另外，也可以使背光源驱动电路20不与其他电路取得同步。
背光源驱动电路20是向背光源5供给所需要的电流的电路。在本实施方式中，控制装置17根据输入的视频信号生成用于控制背光源5的亮度的信号，并向背光源驱动电路20输出。然后，背光源驱动电路20根据该生成的信号、必要时还根据定时信号控制向背光源5供给的电流的量，从而对其亮度进行调节。此外，背光源5的亮度也可以按背光源5的区域进行调节。作为背光源5的光源，可以使用公知的任何光源，但在将发光二级管用作光源的情况下，作为控制其亮度的方法，可以采用使电流量为定值、在发光期间控制明亮度的PWM(Pulse Width Modulation)方式，或者，也可以不控制发光二极管的亮度，以通过固定的光量发光的方式使电流量为定值。
扫描信号线驱动电路19与扫描信号线X连接。扫描信号线驱动电路19根据从控制装置17输入的定时信号按顺序选择扫描信号线X，并向所选择的扫描信号线X施加电压。扫描信号线X被施加电压后，与该扫描信号线X连接的TFT14成为导通状态。
视频信号线驱动电路18与视频信号线Y连接。视频信号线驱动电路18与扫描信号线驱动电路19对扫描信号线X的选择相应地，分别向与该所选择的扫描信号线X连接的TFT14施加与表示各像素的灰阶值的视频信号相对应的电压。
此外，在本实施方式中，图3所示的控制装置17及背光源驱动电路20形成在未图示的控制基板上。另外，由视频信号线驱动电路18及扫描信号线驱动电路19构成的视频显示电路23、以及施加电路21及检测电路22形成在与液晶面板13电连接的FPC(Flexible PrintedCircuits)上，或者形成在构成液晶面板13的基板上(所谓的SOG(System On Glass))。此外，这些配置为一例，可以将各电路设置在任意部分。关于施加电路21及检测电路22将在后叙述，施加电路21是包含交变电源10的电路，检测电路22是包含放大器11的电路(参照图1及图2)。
图5是嵌入式触摸屏100的第2基板3的局部放大俯视图。在该图中，示出了包含相邻的三个像素的部分，并示出了扫描信号线24、视频信号线25、像素电极15、公共电极16、和按各像素形成的TFT14、以及视频信号遮蔽电极26。此外，这些各部件采用公知的半导体制造工艺而层叠在第2基板3的表面，并以隔着适当绝缘层而相互重合的方式配置，但在图5中，为了明确彼此的位置关系，对于重合的部分仅示出了其外形。
扫描信号线24是沿图中横向连续地延伸的带状线，在本实施方式中，是ITO(氧化铟锡)和铜的层叠膜。另外，视频信号线25是以与扫描信号线24正交的方式沿图中纵向连续地延伸的由铜薄膜构成的带状线。以下，在本说明书中，将扫描信号线24的延伸方向称作第1方向，将视频信号线25的延伸方向称作第2方向。而且，由相邻的扫描信号线24彼此、视频信号线25彼此围成的大致矩形的区域为一个像素。此外，在本实施方式中，为了改善显示特性，使像素的形状不为完整的矩形而为折弯了的形状，也使视频信号线25不为沿着第2方向的直线而为稍微折弯了的形状。
在像素内部配置有像素电极15和形成在与像素电极15重合的位置的公共电极16。像素电极15是由ITO薄膜构成的具有梳齿形状的图案的电极，并与TFT14的源电极连接。公共电极16是覆盖像素整体的满面图案的ITO薄膜，在第1方向相邻的公共电极16彼此连接。另外，视频信号遮蔽电极26在视频信号线25的正上方以平行且重叠的方式形成，是沿第2方向延伸的由ITO薄膜构成的带状线。视频信号遮蔽电极26在图像显示时维持于公共电位，具有以使来自视频信号线25的噪声电场不会到达像素电极15的方式对视频信号线25进行电遮蔽的作用，用于防止交调失真所导致的图像恶化。此外，视频信号遮蔽电极26不是必备的结构，不需要时可以省略。
图6是图5的VI-VI线剖视图。该图示出了TFT14的截面，以覆盖形成在第2基板3上的扫描信号线24及公共电极16的方式形成有由SiN构成的栅极绝缘膜27。在栅极绝缘膜27上形成有由氢化非晶硅(a-Si:H)构成的半导体层28。在半导体层28上，以俯视观察时相互分离的方式形成有源电极29及漏电极30。源电极29及漏电极30是根据需要将铜及钼层叠体等金属膜层叠在掺杂有磷的n+型氢化非晶硅膜上而得到结构。由这些作为栅电极而发挥功能的扫描信号线24、栅极绝缘膜27、半导体层28、源电极29及漏电极30构成了TFT14。
视频信号线25与漏电极连接。另外，以覆盖包含TFT14、视频信号线25在内的整体的方式形成有由SiN构成的保护绝缘膜31。在保护绝缘膜31上形成有像素电极15，像素电极15和源电极29经由通孔32而连接。另外，隔着保护绝缘膜31，在与视频信号线25重叠的位置形成有视频信号遮蔽电极26。
图7是图5的VII-VII线剖视图。该图示出了像素的光透射区域的截面，并示出了具有梳齿状的图案的像素电极15、和形成在其下层的公共电极16。当向像素电极15施加电荷而写入规定电压时，在像素电极15与公共电极16之间形成大致水平方向的电场，由此控制液晶的取向方向。所述形式的液晶驱动方式为IPS方式，具有液晶响应速度快且持有较大视场角的特性。另外，在该图中，示出了在像素电极15的同一层上以与视频信号线25重叠且绝缘的方式形成有视频信号遮蔽电极26的情况。
此外，以上参照图6及7说明的结构与普通的IPS方式的液晶显示装置相同，关于各部件的材质以及形状，在不损害其功能的限度内，本领域技术人员可以任意地变更。
另外，在以上说明的结构中，作为嵌入式触摸屏100，重要的是扫描信号线24及公共电极16呈沿第1方向延伸的形状，视频信号线25及视频信号遮蔽电极26呈沿第2方向延伸的形状。另外，像素电极15经由TFT14与视频信号线25连接，关于沿第1方向排列的像素电极15，根据来自扫描信号线24的信号同时接通或断开。沿第2方向排列的像素电极15与同一视频信号线25连接。
图8是示意地表示本实施方式的嵌入式触摸屏100进行接触检测及坐标检测时的局部结构图。在该图中，仅示出了在第2基板3上形成的电路中的有助于接触检测及坐标检测的部件，并除此以外的部分省略表示。
图左侧所示的六条视频信号遮蔽电极26相互短路而成为一体并与交变电源10连接，作为激励电极而动作。另一方面，图右侧的四行五列的像素电极15(图中仅对作为代表的一个像素电极标注了附图标记)成为一体并作为检测电极而动作。即，图中所示的与像素电极15连接的TFT14为导通状态，另外，五列的视频信号线25相互短路而成为一体并与放大器11连接。其结果为，图中所示的像素电极15所激发的电压经由视频信号线25而被放大器11放大，并在外部被读取。
在本实施方式中，激励电极由沿第2方向延伸的视频信号遮蔽电极26构成，而且，在关于作为其配置方向的第2方向的宽度方向即第1方向跨着多个像素。具体而言，将跨着六个像素的六条视频信号遮蔽电极26集束并用作一个激励电极。另外，关于检测电极也是同样的，在关于像素电极15的配置方向也就是第2方向的宽度方向即第1方向，跨着多个像素，其中，所述像素电极15构成了检测电极。在该例中，将跨着5个像素的像素电极15集束并用作一个检测电极。
其理由在于，如上所述，为了使交变电场从第1基板2的前表面露出而将激励电极与检测电极间的间距取得较大。在现阶段，液晶层4的厚度一般为3～5μtm、第1基板2的厚度为0.5～0.7mm左右，因此，需要使激励电极及检测电极的相邻方向的尺寸也为与此同等的大小。鉴于嵌入式触摸屏1作为液晶显示装置的功能，重新设置这样大小的电极是不现实的。因此，像本实施方式那样，在关于激励电极或检测电极的配置方向的宽度方向，以跨着多个像素的方式将多个现有电极集束并短路，从而将其用作一体，由此，实际合成大面积的电极。集束的电极的数量、即跨着的电极的数量还依存于像素的尺寸以及想要得到的坐标检测的精度，因此无法一概而论，但为了得到上述那样的0.5～0.7mm的电极，在嵌入式触摸屏100具有与包含RGB各个副像素的全彩色显示对应的液晶面板13的情况下，对于第1方向，以副像素单位而言，优选的是为集束三列以上，更为优选的是集束六列以上，对于第2方向，以副像素单位而言，优选的是集束两列以上，更为优选的是集束四列以上。
图9是示意地表示本实施方式的嵌入式触摸屏100进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。在嵌入式触摸屏100的像素区域中的第2基板3上，沿第1方向交替地配置有用附图标记EX表示的激励电极和用附图标记RC表示的检测电极。另外，激励电极EX和检测电极RC呈沿作为配置方向的第2方向较长地延伸的形状。此外，为了进行区分，对激励电极EX标注了剖面线。
在此，关于激励电极EX，具体而言，如上所述，是集束多条视频信号遮蔽电极26而成的电极，但在此为了便于说明，将集束后的视频信号遮蔽电极26作为一个激励电极EX而使用。同样地，检测电极RC是集束多个像素电极15而成的电极，但将集束后的像素电极15作为一个检测电极RC而使用。
在激励电极EX上连接有施加电路21，来自交变电源10的交变信号施加在各激励电极EX上。在检测电极RC上连接有检测电路22。在检测电路22中，将检测电极RC所激发的信号及来自第2交变电源33的信号输入至放大器11，对两者的差进行放大并输入至数字信号处理电路34。在此，第2交变电源33输出与交变电源10同相位的交变信号，并在嵌入式触摸屏100的前表面没有手指等接触的状态下以消除检测电极RC所激发的信号而成为最小输出的方式进行调整。该结构用于提高接触检测的灵敏度及准确度。此外，若没有特别问题也可以由交变电源10兼作第2交变电源。另外，数字信号处理电路34用于根据来自放大器11的放大后的信号将检测到接触的坐标作为数字信号而输出，可以具有低通滤波器、积分电路、A/D转换电路或比较器等其他合适的用于信号处理的电路。
在这样的结构中，通过检测来自准备了多个的放大器11中的任一个放大器11的信号是否产生变化，能够与接触检测同时地进行第1方向上的坐标检测、即进行接触位置的检测。但是，在这种状态下无法进行第2方向上的坐标检测。因此，在本实施方式中，具有扫描电路35，并沿第2方向对检测电极RC进行分时，由此，从进行接触检测的定时开始进行第2方向上的坐标检测。扫描电路35与扫描信号线24连接，并依次向扫描信号线24施加使TFT14导通的信号，从而沿第2方向进行扫描。在此，如图所示，扫描电路35的扫描单位可以不按一个像素而按多个像素。此处所示的例子中，集束四个像素来依次进行扫描。
因此，在某定时，例如，在激励电极EX被施加交变信号、且通过扫描电路35向图9中的上起第五个扫描单位中的扫描信号线24施加使TFT14导通的信号的情况下，检测电极RC中，仅图中以黑块表示的部分中的像素电极15与视频信号线25短路，该信号被输入至放大器11。若在该定时来自某一放大器11的输出信号发生变化，则通过被检测到变化的放大器11的位置明确第1方向上的接触位置，另外，通过上起第五个扫描单位的位置明确第2方向上的接触位置，由此最终实现坐标检测。此外，扫描电路35可以与扫描信号线驱动电路19(参照图3)分开地设置，也可以兼作两者。
此外，本说明书中所述的“扫描”是指，针对连续地排列的全部对象，对各对象进行一次且每次同时仅选择一个的动作，与所述选择的顺序无关。通常情况下，作为“扫描”，多是对连续地排列的全部对象进行从一端按顺序选择的动作来使控制或电路简化，在本实施方式中也采用了相同的动作，但不限定于此。
图10是表示本实施方式的嵌入式触摸屏100的动作信号的波形图。嵌入式触摸屏100依次刷新要显示的图像，将从显示该某图像到显示下一图像的期间称作帧。而且，在嵌入式触摸屏100中，将帧进一步分割，分割成显示副帧和接触检测副帧。一帧的长度取决于帧频，作为一例，若帧频为60Hz则一帧的长度为16.7ms。副帧的长度可以任意设定，作为一例，使显示副帧为12ms、接触检测副帧为4.7ms。
在既是嵌入式触摸屏100显示图像的期间也是视频显示电路23写入视频信号的写入期间的显示副帧中，从扫描信号线驱动电路19(参照图3)依次输入作为每一行像素的脉冲信号的扫描信号线驱动信号Vscan1，将视频信号Vimage写入到像素电极15。另外，背光源驱动信号Vlight为接通状态，背光源5亮灯。此时，不供给来自扫描电路35的接触检测用扫描信号Vscan2及来自施加电路21的交变信号Valt。
此外，由于作为液晶显示装置的嵌入式触摸屏100的动作的详细情况在说明本发明方面不重要，所以上述的显示副帧中的动作信号的波形是简化后的波形。在上述说明中，说明了在显示副帧的全部期间写入视频信号Vimage并且背光源5亮灯，但在实现嵌入式触摸屏100时，写入视频信号Vimage的期间可以是显示副帧的期间的一部分，另外，背光源5也可以在写入视频信号Vimage的期间全部或部分灭灯。
在既是嵌入式触摸屏100进行接触检测及坐标检测的期间又是施加电路21进行施加且检测电路22进行检测的检测期间的接触检测副帧中，停止扫描信号线驱动信号Vscan1、视频信号Vimage的供给，向激励电极EX供给交变信号Valt。通过在接触检测副帧中停止扫描信号线驱动信号Vscan1、视频信号Vimage的供给，能够避免来自这些信号的电磁噪声给接触检测及坐标检测带来影响。
关于交变信号Valt的频率，如上所述，期望是液晶不会响应的频率而使其为1kHz以上，更为优选的是10kHz以上。另一方面，在本实施方式中，由于经由TFT14检测信号，所以需要使激发频率与TFT14的截止频率相比足够小。由于截止频率取决于所使用的TFT的种类及大小，所以Valt的频率上限根据设计而不同，但在现阶段通常使用的MOS型TFT的情况下，若是广泛地使用于大型电视接收机的非晶硅TFT则可以大致为100kHz以下，若是在移动设备等所使用的小型显示器中使用的多晶硅TFT，则可以大致为10MHz以下。
另外，依次输入作为每个扫描单位的脉冲信号的接触检测用扫描信号Vscan2，沿第2方向扫描嵌入式触摸屏100的整面。而且，此时，使背光源驱动信号Vlight为断开状态来使背光源5灭灯。
其理由在于，通过输入接触检测用扫描信号Vscan2，使包含在扫描单位中的像素电极15短路，因此，显示在嵌入式触摸屏100上的图像虽会错乱，但防止了由此引起的图像恶化。此外，也可以取代背光源5的灭灯，在像素电极15中写入成为黑显示的电压，由此，使像素电极15所保持的信号为黑显示。
或者，也可以在接触检测副帧中，使像素电极15保持视频信号Vimage，并在像素电极15中重叠通过交变信号Valt而激发的信号，由此，在接触检测副帧中也是显示图像状态。该情况下，需要进行一些电路方面上的研究，但只要在图9中使检测电路22和包含在检测电极RC中的各个像素电极15经由高通滤波器连接即可。高通滤波器的截止频率只要设定成交变信号Valt能够通过但视频信号Vimage无法通过那样的值即可。该情况下，在接触检测副帧中不必使背光源5灭灯。
以上说明的实施方式能够进行各种变形。以下示出这样的变形例。
首先，在先前的实施方式中，作为激励电极EX使用了视频信号遮蔽电极26，作为检测电极RC使用了像素电极15，但作为激励电极EX及检测电极RC，可利用的电极是多种多样的，也可以将其变更。具体而言，作为激励电极EX及检测电极RC，能够至少是像素电极15、公共电极16、视频信号线25及视频信号线遮蔽电极26中的任一个。
[实施方式2]
图11是示意地表示本发明的第2实施方式的嵌入式触摸屏200进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏200的该图示以外的详细构造与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏200中，将视频信号遮蔽电极26用作检测电极RC，将像素电极15用作激励电极EX。因此，施加电路21与连接在像素电极15上的视频信号线25连接，检测电路22与视频信号遮蔽电极26连接。另外，由于扫描电路35按扫描单位对像素电极15进行扫描，所以在本实施方式中，沿第2方向对激励电极EX进行扫描。作为这样的结构，与先前的实施方式完全同样地，也通过被检测到信号变化的放大器11的位置检测出第1方向上的接触位置，另外通过被检测到信号变化的定时检测出第2方向上的接触位置，从而通过此两者实现接触检测及坐标检测。此外，在本图中，也对激励电极EX标注了剖面线，另外，将通过扫描电路35使TFT14导通的扫描单位(作为一例，上起第五个扫描单位)以黑块示出。
另外，在图5中，将公共电极16作为在第1方向相邻的公共电极彼此短路的构造而示出，但也可以取而代之，在公共电极16是在第2方向相邻的公共电极彼此短路的构造的情况下，在第1实施方式及第2实施方式中，取代视频信号遮蔽电极26而将公共电极16用作激励电极EX或检测电极RC。
[实施方式3]
图12是示意地表示本发明的第3实施方式的嵌入式触摸屏300进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏300的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏300中，将像素电极15用作激励电极EX及检测电极RC双方。因此，施加电路21与连接在像素电极15中的用作激励电极EX的像素电极上的视频信号线25连接，检测电路22与连接在像素电极15中的用作检测电极RC的像素电极上的视频信号线25连接。另外，由于扫描电路35按扫描单位对像素电极15进行扫描，所以在本实施方式中，沿第2方向同时对激励电极EX及检测电极RC双方进行扫描。作为这样的结构，与第1实施方式完全同样地，通过被检测到信号变化的放大器11的位置检测出第1方向上的位置，另外，通过被检测到信号变化的定时检测出第2方向上的接触位置，从而通过此两者实现接触检测及坐标检测。此外，在本图中，也对激励电极EX标注了剖面线，另外，将通过扫描电路35使TFT14导通的扫描单位(作为一例，上起第五个扫描单位)以黑块示出。
[实施方式4]
图13是示意地表示本发明的第4实施方式的嵌入式触摸屏400进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏400的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏400中，激励电极EX及检测电极RC的配置方向为第1方向，其形状为沿第1方向延伸的形状。另外，激励电极EX及检测电极RC在第2方向交替地配置。在此，作为激励电极EX，需要使用沿第1方向延伸的电极，在本实施方式中使用公共电极16。另外，对检测电极RC使用像素电极15。因此，施加电路21与公共电极16中的用作激励电极EX的公共电极连接。另外，检测电路22与视频信号线25连接，但在第1方向按必要数量的像素，在本例中集束了八个像素量的视频信号线而与放大器11连接。而且，扫描电路35与连接在用作检测电极RC的像素电极15上的扫描信号线24连接，并按扫描单位沿第2方向对检测电极RC进行扫描。
作为这样的结构，与第1实施方式完全同样地，通过被检测到信号变化的放大器11的位置检测出第1方向上的位置，另外，通过被检测到信号变化的定时检测出第2方向上的接触位置，从而通过此两者实现接触检测及坐标检测。此外，在本图中，也对激励电极EX标注了剖面线，另外，将通过扫描电路35使TFT14导通的扫描单位(作为一例，上起第四个扫描单位)以黑块示出。
而且，相对于第1实施方式如第2实施方式所示，也可以调换本实施方式中的激励电极EX和检测电极RC。
[实施方式5]
图14是示意地表示本发明的第5实施方式的嵌入式触摸屏500进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏500的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏500中，激励电极EX和检测电极RC的配置及结构、以及施加电路21的配置及结构与第1实施方式相同。检测电路22的结构与第1实施方式不同，放大器11与各检测电极RC经由第2扫描电路36而连接。另外，放大器11的数量在本例中仅为一个，少于检测电极RC的数量。
在本实施方式中，还沿第1方向对检测电极RC进行分时，由此，从进行接触检测的定时开始，不仅进行第2方向上的坐标检测，还进行第1方向上的坐标检测。即，第2扫描电路36依次将放大器11和检测电极RC连接起来，由此，向第1方向对检测电极RC进行扫描，在第2扫描电路的扫描中，一个检测电极RC与放大器11连接。
另外，还同时进行扫描电路35对第2方向的扫描。由该第2扫描电路36对第1方向的扫描和由扫描电路35对第2方向的扫描的顺序没有限定，但在本实施方式中，重复如下动作：在由扫描电路35对第2方向选择了特定的扫描单位的状态下进行由第2扫描电路36对第1方向的一系列的扫描，然后扫描电路35选择新的扫描单位，再次进行由第2扫描电路36对第1方向的一系列的扫描，由此，实现了图像区域整体的扫描。像这样，通过来自放大器11的信号被检测到变化的定时，针对第1方向及第2方向双方检测出接触位置，由此实现了接触检测及坐标检测。
在该结构中，与第1实施方式相比，虽然接触检测及坐标检测所需要的时间增加对第1方向的扫描进行重复的量，但放大器11在本例中减少至仅为一个，另外信号线的数量也减少且数字信号处理电路34的电路规模也变为小规模等，检测电路22变得简单且简洁。
此外，在本图中，也对激励电极EX标注了剖面线，另外，将通过扫描电路35使TFT14导通的扫描单位(作为一例，上起第五个扫描单位)以黑块示出。另外，如本实施方式所示那样的、检测电路22包含第2扫描电路36的结构不仅适用于第1实施方式，也适用于第2至第4实施方式、以及后述的第6至第9实施方式。
[实施方式6]
图15是示意地表示本发明的第6实施方式的嵌入式触摸屏600进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏600的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏600中，激励电极EX和检测电极RC的配置及结构与第1实施方式相同。
施加电路21不仅具有交变电源10，还具有第2交变电源33，来自交变电源10的交变信号沿第1方向每隔一个地施加到激励电极EX。对其余的激励电极EX施加来自第2交变电源33的交变信号。即，若仅着眼于激励电极EX，则沿第1方向使来自交变电源10的交变信号和来自第2交变电源33的交变信号相互施加。
在此，从第2交变电源33输出的交变信号相对于从交变电源10输出的交变信号是相位反转了180°的信号。因此，当着眼于一个检测电极RC时，在与所述检测电极RC相邻的激励电极EX的一方被施加从交变电源10输出的交变信号，在位于相反侧的激励电极EX的另一方被施加与之相对相位反转了180°的从第2交变电源33输出的交变信号。
像这样，在嵌入式触摸屏600的表面上没有任何接触的状态下，对检测电极RC作用有通过从交变电源10输出的交变信号而激发的交变电场、和通过与之相对相位反转了180°的交变信号而激发的交变电场，由于两者平衡而抵消，所以几乎检测不到任何信号。与之相对，当在嵌入式触摸屏600的表面有手指等接触时，该平衡被打乱，检测电极RC能够检测到信号。作为这样的结构，也能够提高接触检测的灵敏度及准确度。
此外，在本图中，图示出第2交变电源33与交变电源10分开地设置，但不必限定于此。即，作为第2交变电源33，可以借用交变电源10的一部分，或者也可以借用第2交变电源33的一部分作为交变电源10。例如，也可以通过在交变电源10上连接相位反转电路而得到相对于来自交变电源10的交变信号相位反转了180°的交变信号。该情况下，第2交变电源33由交变电源10和相位反转电路构成。另外，在本图中，也对激励电极EX标注了剖面线，另外，将通过扫描电路35使TFT14导通的扫描单位(作为一例，上起第五个扫描单位)以黑块示出。另外，如本实施方式那样将相对于施加在与检测电极RC相邻的激励电极EC的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加在与该检测电极RC相邻的激励电极EC的另一方的结构不仅适用于第1实施方式，也适用于第2至第5实施方式、以及后述的第7至第9实施方式。
[实施方式7]
图16是示意地表示本发明的第7实施方式的嵌入式触摸屏700进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏700的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏700中，激励电极EX的配置及结构以及施加电路21的配置及结构与第1实施方式相同。而且，作为检测电极，设有沿第1方向配置的第1检测电极RC1和沿第2方向配置的第2检测电极RC2。在此，如上所述，激励电极EX集束多条视频信号遮蔽电极26而成，并沿第2方向配置。而且，第1检测电极RC1集束多个公共电极16而成，并沿第1方向配置。另外，第2检测电极RC2集束多个像素电极15而成，并沿第2方向配置。由于激励电极EX沿第1方向隔开间隙地配置，所以所述间隙沿第2方向延伸，第2检测电极RC2配置在与相邻的激励电极EX之间的间隙重叠的位置。其结果为，激励电极EX和第2检测电极RC2彼此不重合地相邻地配置。另一方面，第1检测电极RC1与激励电极EX及第2检测电极RC2局部重合。
另外检测电路22具有多个放大器11，各放大器11分别与各第1检测电极RC1及各第2检测电极RC2连接。
根据这样的结构，能够在不进行任何扫描的情况下通过被检测到信号变化的放大器11的位置直接确定接触位置的坐标。例如，若在第1方向排列的放大器11中的左起第四个放大器、和在第2方向排列的放大器11中的上起第四个放大器中信号发生变化，则能够确定在图中黑块所示的位置发生了接触。因此，根据该结构能够在短时间内进行接触检测及坐标检测，或者，由于能够延长检测所需要的积分时间而能够提高耐噪性。
当然，在使用第5实施方式所示那样的第2扫描电路36(参照图14)来减小放大器11的数量及数字信号处理电路34的电路规模的情况下，也不会在进行接触检测及坐标检测时产生阻碍。
另外，本实施方式中的激励电极EX的配置方向为一例，可以取代第2方向使第1方向为其配置方向。该情况下，作为激励电极EX能够使用例如公共电极16，第1检测电极RC1配置在与激励电极EX之间的间隙重叠的位置。
此外，在本图中也对激励电极EX标注了剖面线而示出。
然而，在第7实施方式中，由于激励电极EX和第1检测电极RC1局部重合，所以从激励电极EX朝向第1检测电极RC1的交变电场集中在该重合的部分，从而交变电场难以露出到嵌入式触摸屏700的前表面，因此，接触检测及坐标检测的灵敏度可能会下降。
[实施方式8]
图17是示意地表示用于解决所述问题点的本发明的第8实施方式的嵌入式触摸屏800进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏800的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏800中，激励电极EX集束多个像素电极15而成，并沿第2方向配置。而且，沿第1方向配置的第1检测电极RC1集束多个公共电极16而成，第2检测电极RC2集束多条视频信号遮蔽电极26而成。
另外，检测电路22具有多个放大器11，各放大器11分别与各第1检测电极RC1及各第2检测电极RC2连接。
在此，通过未图示的电路，仅向用于驱动与像素电极15连接的TFT14的扫描信号线24中的、连接在不与第1检测电极RC1重叠的像素上的扫描信号线供给信号，使TFT14导通。其结果为，如图中黑块所示，仅在第1方向和第2方向均格子状地隔开间隔地存在的区域作为激励电极EX而发挥功能。其结果为，第1检测电极RC1及第2检测电极RC2双方配置在与激励电极EX之间的间隙重叠的位置，每一方均与激励电极EX彼此不重合地相邻地配置。
由此，从激励电极EX朝向第1检测电极RC1的交变电场及从激励电极EX朝向第2检测电极RC2的交变电场双方露出到嵌入式触摸屏700的前表面，从而能够灵敏度良好地进行接触检测。
此外，本实施方式的其他方面与先前的第7实施方式相同。
[第9实施方式]
图18是示意地表示本发明的第9实施方式的嵌入式触摸屏900进行接触检测及坐标检测时的整体结构图。此外，由于嵌入式触摸屏900的该图示以外的详细构造也与先前所示的第1实施方式的嵌入式触摸屏100的构造相同，所以省略重复的说明。
在嵌入式触摸屏900中，作为激励电极，设有沿第1方向配置的第1激励电极EX1和沿第2方向配置的第2激励电极EX2，作为检测电极，设有沿第1方向配置的第1检测电极RC1和沿第2方向配置的第2检测电极RC2。而且，配置成第1激励电极EX1和第1检测电极RC1在第2方向彼此相邻，另外，第2激励电极EX2和第2检测电极RC2在第1方向彼此相邻。具体而言，在本实施方式中，作为第1激励电极EX1及第1检测电极RC1，使用了集束多个公共电极16而成的电极，作为第2激励电极EX2及第2检测电极RC2，使用了集束多条视频信号遮蔽电极26而成的电极。当然，也可以使这些电极以使用其他电极的方式变更。
施加电路21以将来自交变电源10的交变信号经由切换开关37输入至第1激励电极EX1或第2激励电极EX2的方式构成，通过切换开关37的控制，仅向第1激励电极EX1及第2电极EX2中的任一方施加交变信号。检测电路22的结构与先前的第7实施方式相同。
本实施方式中的接触检测及坐标检测在两个阶段中进行。即，施加电路21首先使切换开关37为第1位置，仅向第1激励电极EX1施加交变信号。此时，作为检测电极仅使用第1检测电极RC1，检测电路22对在图中第2方向排列的放大器11的输出变化有无进行检测。其结果为，实现第2方向上的接触位置的检测。
然后，施加电路21使切换开关37为第2位置，仅向第2激励电极EX2施加交变信号。此时，作为检测电极仅使用第2检测电极RC2。其结果为，实现第1方向上的接触位置的检测。
然后，根据该第1方向上的检测结果和第2方向上的检测结果，对两个方向确定接触位置，从而实现接触检测及坐标检测。
像这样，在本实施方式中，通过分时分别进行第1方向上的接触位置的检测和第2方向上的接触位置的检测。由此，也能够使由交变电源10施加的交变信号为高频，能够瞬时进行接触位置的检测本身，因此，在对物理接触、尤其是人的操作进行检测方面不会产生特别问题。
此外，在以上说明的各实施方式中形成的具体结构是用于说明本发明而例示的，不将本发明的技术范围限定于所述具体结构。本领域技术人员能够使上述各实施方式所公开的内容适当变形甚至最佳化，例如，可以根据需要任意变更各部件的配置位置、数量、形状等。
换言之，虽然已经对目前被认为是本发明的具体实施方式的内容进行了说明，但应当理解为能够进行各种变更，并且所附的权利要求书意图涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这种变更。

Claims (20)

1.一种嵌入式触摸屏，其特征在于，具有：
第1基板；
第2基板，其在像素区域配置有由沿第1方向延伸的多条扫描信号线及沿第2方向延伸的多条视频信号线格子状地划分出的多个像素，并在前表面具有按每个所述像素经由与所述扫描信号线连接的开关元件而连接在所述视频信号线上的像素电极、和公共电极；
液晶层，其夹持在所述第1基板与所述第2基板之间；
施加电路，其向沿所述第1方向或所述第2方向配置的多个激励电极施加交变信号；
检测电路，其对与所述激励电极相邻地配置的多个检测电极所激发的信号进行检测；和
扫描电路，其在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，至少对所述多个激励电极和所述多个检测电极中的任一方至少沿所述第2方向进行扫描。
2.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极及所述检测电极分别至少是所述像素电极、所述公共电极、所述视频信号线及与所述视频信号线平行且重叠地设置的视频信号遮蔽电极中的任一个。
3.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，沿所述第2方向对所述多个检测电极所激发的信号同时进行检测。
4.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，通过沿所述第2方向进行扫描来检测所述多个检测电极所激发的信号。
5.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极及所述检测电极在相对于其配置方向的宽度方向跨着多个所述像素。
6.如权利要求5所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，相邻的所述激励电极与所述检测电极之间的间距大于从所述第1基板的前表面至所述第2基板的前表面的距离。
7.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述施加电路将相对于施加在与所述检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述检测电极相邻的所述激励电极的另一方。
8.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路提取所述检测电极所激发的信号和与通过所述施加电路而施加的交变信号同相位的交变信号的差。
9.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，还具有向所述像素电极写入视频信号的视频显示电路，
作为所述视频信号的更新期间的帧包含所述视频显示电路写入视频信号的写入期间、和所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测的检测期间，
在所述检测期间内，所述像素电极所保持的信号为黑显示，或者背光源灭灯。
10.如权利要求1所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，还具有向所述像素电极写入视频信号的视频显示电路，
作为所述视频信号的更新期间的帧包含所述视频显示电路写入视频信号的写入期间、和所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测的检测期间，
在所述检测期间内，所述像素电极保持视频信号，在所述像素电极中重叠有通过所述施加电路而施加的交变信号或通过所述交变信号而激发的信号。
11.一种嵌入式触摸屏，其特征在于，具有：
第1基板；
第2基板，其在像素区域配置有由沿第1方向延伸的多条扫描信号线及沿第2方向延伸的多条视频信号线格子状地划分出的多个像素，并在前表面具有按每个所述像素经由与所述扫描信号线连接的开关元件而连接在所述视频信号线上的像素电极、和公共电极；
液晶层，其夹持在所述第1基板与所述第2基板之间；
施加电路，其向多个激励电极施加交变信号；和
检测电路，其对沿所述第1方向配置的多个第1检测电极所激发的信号进行检测，并且对沿所述第2方向配置的多个第2检测电极所激发的信号进行检测。
12.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述多个激励电极之间的间隙至少沿所述第1方向或所述第2方向延伸，
至少所述第1检测电极或所述第2检测电极在俯视观察时配置在与所述间隙重叠的位置。
13.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述多个激励电极包含沿所述第1方向配置的多个第1激励电极和沿所述第2方向配置的多个第2激励电极，
所述第1检测电极与所述第1激励电极相邻地配置，所述第2检测电极与所述第2激励电极相邻地配置。
14.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极、所述第1检测电极及所述第2检测电极分别至少是所述像素电极、所述公共电极、所述视频信号线及与所述视频信号线平行且重叠地设置的视频信号遮蔽电极中的任一个。
15.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，沿所述第2方向对所述多个第1检测电极所激发的信号同时进行检测，并且沿所述第1方向对所述多个第2检测电极所激发的信号同时进行检测。
16.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路在所述施加电路进行施加且所述检测电路进行检测时，通过沿所述第2方向进行扫描来检测所述多个第1检测电极所激发的信号，并通过沿所述第1方向进行扫描来检测所述多个第2检测电极所激发的信号。
17.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述激励电极、所述第1检测电极及所述第2检测电极在相对于其配置方向的宽度方向跨着多个所述像素。
18.如权利要求17所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，相邻的所述激励电极与所述第1检测电极之间的间距及相邻的所述激励电极与所述第2检测电极之间的间距大于从所述第1基板的前表面至所述第2基板的前表面的距离。
19.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述施加电路将相对于施加在与所述第1检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述第1检测电极相邻的所述激励电极的另一方，所述施加电路将相对于施加在与所述第2检测电极相邻的所述激励电极的一方的交变信号相位反转了180°的交变信号施加到与所述第2检测电极相邻的所述激励电极的另一方。
20.如权利要求11所述的嵌入式触摸屏，其特征在于，所述检测电路提取所述第1检测电极及所述第2检测电极所激发的信号和与通过所述施加电路而施加的交变信号同相位的交变信号的差。
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