CN103718139B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

传感线驱动电路(24)通过电容得到在对液晶面板所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的期间以外的期间从传感线(SeL1、SeL2···SeLn)输出的信号,检测传感线(SeL1、SeL2···SeLn)和驱动线(DL1、DL2···DLn)相邻的多个部位中检测存在对象物的部位。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及具备位置检测部和显示部的显示装置。
背景技术
近年来,特别是在智能手机、便携式电话等便携式设备的领域中,具备触摸面板的显示装置正在普及,上述触摸面板使手指、输入笔等检测对象物在显示面上接触,检测其接触位置。
以往,作为这样的显示装置所具备的触摸面板,主要使用电阻膜方式(当按压时,通过上导电性基板和下导电性基板接触而探测输入位置的方式)、静电电容方式(通过探测接触的部位的电容变化来探测输入位置的方式)的触摸面板。
其中,静电电容方式的触摸面板能以简单的操作检测接触位置,不必如电阻膜方式那样夹着空气层形成2片导电膜,不产生空气层和导电膜的界面中的外界光的界面反射,因此当前成为触摸面板的主流。
但是,在静电电容方式的触摸面板中,通过检测静电电容的变化来检测手指等检测对象物的接触位置,因此当触摸面板受到来自外部的辐射噪声时,由于该噪声的影响,结果是,静电电容也产生变化,不能精度良好地检测接触位置。
图16是表示具备一般的触摸面板的显示装置的概略构成的图。
显示装置50具备液晶面板51、触摸面板52以及玻璃罩53,在液晶面板51与触摸面板52之间形成有气隙(AirGap)。此外,在近年,无气隙结构也有增加趋势。
但是,当驱动液晶面板51时,如图所示,产生辐射噪声,该噪声对触摸面板52的动作带来不良影响。
图17是表示触摸面板52受到的噪声量根据液晶面板51的有无而变化的图。
如图所示,与没有液晶面板51的情况比较,在有液晶面板51的情况下,触摸面板52受到的噪声量大大增加,所以S/N比(Signal/Noise比:信号/噪声比)降低,结果是,具有如下问题:导致触摸面板52的检测性能的降低,容易产生误检测等。
并且,进行了液晶面板51的噪声分析,可判明如下内容:使触摸面板52的检测性能降低的噪声是来自液晶面板51的辐射噪声,上述辐射噪声在液晶面板51中在显示数据的写入期间中产生,在对数据线进行充电的初期的瞬间产生。
因此,为了解决这样的问题,在非专利文献1(SID2010DIGEST,p669)中由Haga等提出了如下方法:在具备作为静电电容方式的一种的表面型自电容方式的触摸面板的显示装置中,使触摸面板的驱动和液晶面板的驱动同步,在没有对液晶面板进行写入的期间中,驱动触摸面板,进行接触位置的检测。
图18是表示具备非专利文献1所披露的触摸面板的显示装置60的概略构成的图。
如图所示,显示装置60具备彩色滤光片基板61和TFT基板64,在上述两基板间,虽然未图示,但是夹持有液晶层。
在彩色滤光片基板61中,在与TFT基板64相对的面,虽然未图示,但是形成有彩色滤光片层、取向膜等,在其相反一侧的面形成有表面ITO层62和偏振膜。
并且,在表面ITO层62的四角具备包括各个电压提供电路VS1~VS4和各个电流传感电路I1~I4的4个探测系统63a、63b、63c、63d,从各个电压提供电路VS1~VS4对表面ITO层62的四角施加相同的电压。
然后,当手指接触时,通过电容Cr,在上述手指中流过少量的电流。
并且,利用4个探测系统63a、63b、63c、63d所具备的电流传感电路I1~I4中的电流值根据上述手指接触的位置而不同,探测上述手指的接触位置。
另一方面,在TFT基板64中,在与彩色滤光片基板61相对的面设有多个像素TFT元件65、栅极驱动器(栅极信号线驱动电路)66、数据驱动器(数据信号线驱动电路)67、共用电极Com等,在共用电极Com上电连接有共用电极驱动器68。
图19是表示图18所示的显示装置60的驱动定时的图。
如图所示,在栅极信号线驱动电路的输出和数据信号线驱动电路的输出均是高阻抗(Hi-Z)的V-blank期间(液晶面板驱动的中止期间)中驱动触摸面板,进行触摸的检测。
即,使触摸面板的驱动和液晶面板的驱动同步,在除了作为对液晶面板进行写入的期间的图中的可寻址期间以外,驱动触摸面板,进行手指的接触位置的检测。
因此,通过使用如上述非专利文献1所记载的驱动方法,能避免在对液晶面板进行写入时产生的噪声的影响。
另一方面,在专利文献1和2中对使用并行驱动来缩短触摸面板的传感时间的构成进行了公开。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:SID2010DIGEST,p669,TouchPanelEmbeddedIPS-LCDwithParasiticCurrentReductionTechnique
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报“特开2011-128982号公报(2011年6月30日公开)”
专利文献2:美国公开专利公报“US2010/0060591A1(2010年3月11日公开)”
发明内容
发明要解决的问题
但是,在使用上述非专利文献1所记载的驱动方法的情况下,能避免在对液晶面板进行写入时产生的噪声的影响,但是基本上在1帧期间中确保了对液晶面板进行写入的期间,而且触摸面板的驱动使用其剩余的期间,所以能用于触摸面板的驱动的期间短至2ms以下,根据该方法,难以使S/N比提高、高精度地进行位置检测。
而且,近年来,对能实现高画质的显示装置的要求强烈,液晶面板等显示装置有进一步高精细化的趋势。
因此,仅在使触摸面板的驱动和液晶面板的驱动同步、没有对液晶面板进行写入的期间驱动触摸面板、进行接触位置的检测的方法中,是难以确保为了使S/N比提高、高精度地进行位置检测的充分的触摸面板的驱动期间的情况。
此外,这样的问题在与静电电容方式的触摸面板同样地被驱动、具备根据光的受光量流过不同的电流的光电二极管、光电晶体管的光传感器的领域中也同样产生。
另外,在上述非专利文献1所公开的表面型自电容方式的触摸面板中不能应用并行驱动。
另一方面,如果使用上述专利文献1和2所公开的并行驱动,能使触摸面板的传感时间缩短,使积分次数增加,所以能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测,但是在上述专利文献1和2中均完全没有考虑在对液晶面板进行写入时产生的噪声的影响,对在什么时间进行触摸面板的传感才好没有记载。
因此,即使能使触摸面板的传感时间缩短,如果在对液晶面板进行写入之际进行触摸面板的传感,则也不能使S/N比提高、高精度地进行位置检测。
本发明是鉴于上述的问题而完成的,其目的在于提供具备能使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的位置检测部和显示部的显示装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的显示装置是具备位置检测部和显示部的显示装置,上述显示装置的特征在于,在上述位置检测部设有形成为矩阵状的多个位置检测元件,在上述多个位置检测元件各自上电连接有相互电分离的第1配线和第2配线,具备代码串信号提供电路,上述代码串信号提供电路对上述多条第1配线同时施加分别具有不同的代码串的信号,上述显示部的1帧期间包括对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间和作为上述第1期间以外的期间的第2期间,在上述第2期间中,通过上述多条第2配线得到从上述位置检测元件输出的信号,上述显示装置具备上述位置检测部的控制电路,上述位置检测部的控制电路以根据进行从上述位置检测元件输出的信号和多个上述代码串的还原运算求得的还原值来检测存在检测对象物的部位的方式设定,上述多条第1配线是在第1方向排列的多个第1电极,上述多条第2配线是在与上述第1方向不同的第2方向排列的多个第2电极,上述第1电极和上述第2电极以相互交叉的方式设置,在上述第1电极与上述第2电极之间设有绝缘层,上述多个位置检测元件是在上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位形成的电容,提供给上述多个第1电极的分别具有不同的代码串的信号通过上述电容从上述第2电极输出,上述电容根据上述第1电极和上述第2电极相邻的部位上的检测对象物的有无而不同,上述位置检测部的检测电路根据通过上述电容从上述第2电极输出的信号检测上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位中存在上述检测对象物的部位,上述第1电极和上述第2电极各自是通过将多个规定形状的单元电极电连接而形成的,上述第1电极和上述第2电极中的一方的相邻的上述单元电极彼此由作为与上述第1电极和上述第2电极不同的层的第1导电层电连接,上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极以在俯视时不重叠而相互相邻的方式在同一平面上形成。
根据上述构成,因为具备对多条第1配线同时施加分别具有不同的代码串的信号的代码串信号提供电路,所以能缩短对上述第1配线施加上述信号所需的时间。因此,在进行相同的传感次数的情况下,也能缩短传感所需的时间。
并且,根据上述构成,以在显示部的噪声的影响小的上述第2期间中,通过上述多条第2配线得到从上述位置检测元件输出的信号的方式设定。
因此,能缩短上述传感所需的时间,能相应地增加传感次数,所以能实现具备能使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的位置检测部和显示部的显示装置。
发明效果
如上所述,本发明的显示装置是如下构成:在上述位置检测部设有形成为矩阵状的多个位置检测元件,在上述多个位置检测元件各自上电连接有相互电分离的第1配线和第2配线,上述显示装置具备代码串信号提供电路,上述代码串信号提供电路对上述多条第1配线同时施加分别具有不同的代码串的信号,上述显示部的1帧期间包括对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间和作为除上述第1期间以外的期间的第2期间,在上述第2期间中通过上述多条第2配线得到从上述位置检测元件输出的信号,上述显示装置具备上述位置检测部的控制电路,上述位置检测部的控制电路以根据进行从上述位置检测元件输出的信号和多个上述代码串的还原运算求得的还原值来检测存在检测对象物的部位的方式设定,上述多条第1配线是在第1方向排列的多个第1电极,上述多条第2配线是在与上述第1方向不同的第2方向排列的多个第2电极,上述第1电极和上述第2电极以相互交叉的方式设置,在上述第1电极与上述第2电极之间设有绝缘层,上述多个位置检测元件是在上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位形成的电容,提供给上述多个第1电极的分别具有不同的代码串的信号通过上述电容从上述第2电极输出,上述电容根据上述第1电极和上述第2电极相邻的部位上的检测对象物的有无而不同,上述位置检测部的检测电路根据通过上述电容从上述第2电极输出的信号检测上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位中存在上述检测对象物的部位,上述第1电极和上述第2电极各自是通过将多个规定形状的单元电极电连接而形成的,上述第1电极和上述第2电极中的一方的相邻的上述单元电极彼此由作为与上述第1电极和上述第2电极不同的层的第1导电层电连接,上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极以在俯视时不重叠而相互相邻的方式在同一平面上形成。
因此,能实现具备能使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的位置检测部和显示部的显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置的概略构成的图。
图2是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置所具备的TFT基板的概略构成的图。
图3是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置所具备的触摸面板的驱动电极和传感电极的形状的图。
图4是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置所具备的触摸面板的概略构成的图。
图5是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置的M系列发生电路所具备的M系列发生器的图。
图6是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置所具备的驱动线驱动电路的概略构成的图。
图7是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置的传感线驱动电路所具备的传感线选择电路和放大电路的概略构成的图。
图8是表示本发明的一实施方式的液晶显示装置的传感线驱动电路所具备的相关值算出电路的概略构成的图。
图9是用于说明通过使用并行驱动能缩短触摸面板的传感时间的效果的图。
图10是用于说明能作为本发明的其它的一实施方式的液晶显示装置所具备的像素TFT元件的半导体层来使用的各种半导体层和非晶硅层的各种特性的差的图。
图11是表示以30Hz低频驱动本发明的其它的一实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的情况下的1帧期间中的写入期间和能驱动触摸面板的中止期间的图。
图12是表示以60Hz驱动本发明的其它的一实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板、以120Hz驱动触摸面板的情况的图。
图13是表示在驱动线(DriveLine)和传感线(SenseLine)的附近形成有电阻比较高的共用电极层(CITO)的情况下的触摸面板的等价电路的图。
图14是表示为了使用对图13所图示的等价电路追加了GND的模型进行模拟而使用的参数的值和模拟波形的结果的图。
图15是表示在本发明的另一其它的一实施方式的液晶显示装置中,使共用电极层和导电层电连接的方法的一例的图。
图16是表示具备现有的一般的触摸面板的显示装置的概略构成的图。
图17是表示触摸面板受到的噪声量根据液晶面板的有无而变化的图。
图18是表示具备非专利文献1所披露的触摸面板的显示装置的概略构成的图。
图19是表示图18所示的显示装置的驱动定时的图。
图20是表示作为静电电容方式的一种的互电容方式的触摸面板的概略构成及其动作原理的图。
图21表示在现有的构成中以60Hz驱动液晶面板的情况下的1帧期间(16.7ms)中的写入期间和中止(1V回扫)期间。
图22是表示现有的触摸面板的概略构成的图。
图23是表示对现有的触摸面板中的各个驱动线DL1、DL2…DLn施加的各个信号的图。
图24是表示现有的触摸面板的驱动时序图的图。
图25是用于说明图24所示的触摸面板的驱动时序图的各步骤(STEP)中的采样电路和复位开关的状态的图。
具体实施方式
下面,基于附图详细地说明本发明的实施方式。但是,该实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只不过是一实施方式,不应由此对本发明的范围进行限定解释。
此外,在下面的各实施方式中,作为显示装置所具备的显示部,列举液晶显示面板为例进行说明,但是只要是按上述显示部的像素具备有源元件的类型即可,其种类没有特别限定,例如当然也能使用有机EL等。
另一方面,在下面的各实施方式中,作为上述显示装置所具备的位置检测部,列举作为内嵌型(In-cell型)的静电电容方式的一种的互电容方式的触摸面板为例进行说明,但不限于此,例如,也能使用外挂型(Out-cell型)、On-cell型的各种静电电容方式的触摸面板。而且,作为上述位置检测部,也能使用与上述静电电容方式的触摸面板同样地被驱动的光传感器,上述光传感器具备根据光的受光量流过不同的电流的光电二极管、光电晶体管。
〔实施方式1〕
下面,基于图1至图9对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是表示具备内嵌型的互电容方式的触摸面板的液晶显示装置1的概略构成的图。
如图所示,液晶显示装置1具备TFT基板1a和彩色滤光片基板1b,在上述两基板1a、1b间夹持有液晶层10。
TFT基板1a为如下构成:在绝缘基板2的与液晶层10相接的一侧的面上形成有后面详细描述的像素TFT元件(未图示)。
另一方面,彩色滤光片基板1b为如下构成:在绝缘基板3的与液晶层10相接的一侧的面上依次层叠有黑矩阵和彩色滤光片层4、驱动电极5a和传感电极5b的形成层、第1绝缘层6、桥接电极7的形成层、第2绝缘层8以及共用电极层9。
此外,在本实施方式中,为了实现薄型化,使用驱动电极5a和传感电极5b形成在同一平面上的构成,但是不限于此,也能使用驱动电极5a和传感电极5b形成在不同的2层的构成。
图2是表示液晶显示装置1所具备的TFT基板1a的概略构成的图。
如图2的(a)所图示,在TFT基板1a中,相互电分离的多条扫描信号线GL1、GL2…GLn和多条数据信号线SL1、SL2…SLn以相互交叉的方式形成,在上述交叉的各个部位的附近设有与该数据信号线、该扫描信号线以及像素电极12电连接的像素TFT元件11。
并且,用于驱动TFT基板1a的液晶面板的时序控制器13、扫描信号线驱动电路14以及数据信号线驱动电路15设置在TFT基板1a上或者设置TFT基板1a外部。
扫描信号线驱动电路14对多条扫描信号线GL1、GL2…GLn提供扫描信号,数据信号线驱动电路15对多条数据信号线SL1、SL2…SLn提供数据信号。
另外,液晶面板的时序控制器13基于从未图示的系统侧输入的时钟信号和视频同步信号(Hsync·Vsync),生成栅极时钟GCK和栅极起始脉冲GSP作为成为用于各电路同步地动作的基准的视频同步信号,并输出到扫描线驱动电路14,另一方面,基于上述视频同步信号(Hsync·Vsync)生成视频数据,将从源极时钟SCK、源极起始脉冲SSP以及从系统侧输入的视频信号输出到数据信号线驱动电路15。
图2的(b)是表示图2的(a)所示的像素TFT元件11的概略构成的图。
如图所示,像素TFT元件11为如下构成:在绝缘基板2上依次层叠有栅极电极16G和扫描信号线GL1、GL2…GLn的形成层、栅极绝缘层17a、半导体层16SEM、源极电极16S和漏极电极16D以及数据信号线SL1、SL2…SLn的形成层、形成有接触孔的层间绝缘层17b、以通过上述接触孔与漏极电极16D连接的方式形成的像素电极12的形成层。
在本实施方式中,为了实现高开口率,使用上述结构的像素TFT元件11,但是能使用的像素TFT元件的结构不限于此。
此外,在本实施方式中,作为像素TFT元件11的半导体层16SEM,考虑到工艺成本等,使用非晶硅层(下面称为α-Si层),但是不限于此,如后述的实施方式2记载的那样,也能使用包含选自In、Ga、Zn的至少一种元素的氧化物层、多晶硅层、连续晶界结晶硅层。
图3是表示液晶显示装置1具备的触摸面板的驱动电极5a和传感电极5b的形状的图。
如图所示,驱动电极5a在图中的左右方向以菱形的单元电极相邻的方式配置,各个单元电极电连接地形成。并且,多个驱动电极5a在图中的上下方向平行地形成。
另一方面,传感电极5b在图中的上下方向以菱形的单元电极相邻的方式配置。并且,多个传感电极5b在图中的左右方向平行地形成。
此外,传感电极5b中的、相邻的单元电极间的电连接通过形成于第1绝缘层(未图示)的接触孔18由桥接电极(未图示)进行。
驱动电极5a中的、连接相邻的单元电极间的部分和上述桥接电极在俯视时重叠,但是由于上述桥接电极形成于第1绝缘层上,因此驱动电极5a和传感电极5b电分离。
此外,在本实施方式中使用菱形的单元电极,但是单元电极的形状不限于此。
下面,基于图20和图21对作为静电电容方式的一种的互电容方式的触摸面板的概略构成及其动作原理进行说明。
图20是表示现有的互电容方式的触摸面板的概略构成及其动作原理的图。
图20的(a)是表示互电容方式的触摸面板的电极结构的一例的图。
如图所示,多个驱动电极70均电分离,以长度方向为图中的左右方向的方式平行地形成。另一方面,多个传感电极71均电分离,以长度方向为图中的上下方向的方式平行地形成。
图20的(b)均表示图20的(a)所示的AB线的截面图,表示手指等检测对象物的非触摸时和触摸时的相邻的驱动电极70与传感电极71间的电容CF的变化。
如图所示,非触摸时的电容大于触摸时的电容(CF_untouch>CF_touch)。能利用该原理检测触摸位置。
并且,互电容方式的触摸面板具有手指等检测对象物在多个部位接触的情况下能检测该多个部位的位置的所谓的多点触摸检测功能。
图21表示以60Hz驱动液晶面板的情况下的1帧期间(16.7ms)中的写入期间和中止(1V回扫)期间。
如图所示,触摸面板受到的噪声级在上述写入期间中大,但是在上述中止(1V回扫)期间变小,所以当考虑触摸面板受到的噪声级时,需要在上述中止(1V回扫)期间中驱动触摸面板。
但是,近年来,对能实现高画质的显示装置的要求强烈,液晶面板等显示装置有进一步高精细化的趋势。
因此,仅在如上述非专利文献1所记载的使触摸面板的驱动和液晶面板的驱动同步、在不对液晶面板进行写入的期间中驱动触摸面板、进行接触位置的检测的方法中,是难以使S/N比提高、为高精度地进行位置检测而确保充分触摸面板的驱动期间的情况。
并且,在本实施方式中,为了说明与作为所使用的触摸面板的驱动方式的并行驱动的差,首先,基于图22至图25对触摸面板的逐次驱动方式(依次驱动方式)进行说明。
图22是表示以逐次驱动方式驱动的触摸面板的概略构成的图。
图20所示的驱动电极70分别与驱动线DL1、DL2…DLn对应,传感电极71分别与传感线(n)对应。
并且,各个驱动线DL1、DL2…DLn和各传感线(n)在交叉的部位形成有可变电容,上述可变电容的容量根据作为检测对象物的手指(CFIN)等的接触而变化。
另外,如图所示,驱动线驱动电路100对驱动线DL1、DL2…DLn依次施加具有规定波形的信号。即,驱动线驱动电路100按逐次驱动从驱动线DL1到驱动线DLn依次施加具有规定波形的信号。
图23是表示对各个驱动线DL1、DL2…DLn施加的各个信号的图。
此外,虽然在图22中未图示,但是在传感线驱动电路101中具备能同时选择多条传感线(n)的传感线选择电路,为如下构成:按每多条传感线(n)具备采样电路102、存储电容103、输出放大器104、复位开关105以及测定单元106。
通过具备上述传感线选择电路,能同时选择多条传感线(n),所以能缩短传感时间。
并且,触摸面板的控制电路107对驱动线驱动电路100发送起始信号,上述起始信号用于对各个驱动线DL1、DL2…DLn依次开始施加具有规定波形的信号。
另外,触摸面板的控制电路107分别对采样电路102输出采样信号,对复位开关105输出复位信号。
图24是表示图22图示的触摸面板的驱动时序图的图。
如图所示,在对驱动线DL1施加的信号变为高电平(High)前的定时、且采样信号也变为高电平前的定时,使复位信号变为高电平,使存储电容103接地,使存储电容103复位。
并且,在复位信号变为低电平(Low)后、且直至对DL1施加的信号变为高电平的期间,使采样信号变为高电平,将采样电路102从0状态变为1状态,通过采样电路102,来自传感线(n)的输出被提供给存储电容103。
在采样信号为高电平的状态下,当对驱动线DL1施加的信号变为高电平时,产生向存储电容103的电荷迁移,在对驱动线DL1施加的信号为高电平的状态下,将采样信号设为低电平的状态,由此,即使对驱动线DL1施加的信号变为低电平状态,也能原样地维持(保持)上述电荷。
在本实施方式中,如图23所图示,将积分次数Nint设为4次,因此在重复4次电荷迁移和维持(保持)后,利用测定单元106,通过输出放大器104测定电容。
在测定后再次将复位信号设为高电平,使存储电容103接地,使存储电容103复位。
图25是用于说明各步骤(STEP)中的采样电路102和复位开关105的状态的图。
如图所示,STEPA是整体复位的情况,在该情况下,采样电路102变为0的状态,使传感线(n)接地,复位开关105使存储电容103接地,使存储电容103复位。
STEPB是复位信号变为低电平状态后直至采样信号变为高电平状态的停滞时间(DEADTIME)。
STEPC是采样电路102处于1的状态,表示通过采样电路102,来自传感线(n)的输出处于被提供给存储电容103的状态的电荷迁移状态。
并且,STEPD是在采样信号变为低电平状态后直至对驱动线DL1施加的信号变为低电平状态为止的停滞时间。
STEPE的采样电路102处于0的状态,表示传感线(n)和存储电容103电分离的维持(hold)。
在上述STEPB~E重复4次后,在STEPF中,采样电路102原样地维持0的状态,在传感线(n)和存储电容103电分离的状态下,利用测定单元106,通过输出放大器104可测定电容。
如图23所图示,在上述的触摸面板的逐次驱动方式中,对驱动线DL1、DL2···DLn依次施加具有规定波形的信号耗费时间,所以传感所需的时间Tsense也变长。
因此,在这样利用逐次驱动方式驱动的触摸面板中,如图21所图示,难以在有限的中止(1V回扫)期间增加传感次数(积分次数),因此难以实现使S/N比提高、高精度地进行位置检测的触摸面板。
另一方面,基于图4至图9对液晶显示装置1所具备的以并行驱动方式驱动的触摸面板进行说明。
图4是表示液晶显示装置1所具备的触摸面板的概略构成的图。
如图所示,驱动线驱动电路21具备驱动线选择电路22和M系列发生电路23,传感线驱动电路24具备传感线选择电路25、放大电路26、A/D转换电路27、相关值算出电路28以及触摸位置检测电路29。
并且,触摸面板的控制电路20从液晶面板的时序控制器13接收栅极时钟GCK和栅极起始脉冲GSP,判断液晶面板侧是写入期间还是中止期间,在是中止期间的情况下,对驱动线驱动电路21和传感线驱动电路24发送用于对触摸面板进行并行驱动的规定的信号。
图5是表示M系列发生电路23所具备的M系列发生器30的图。
M系列发生器30按照所输入的时钟生成包括0或者1的M系列信号。
如图所示,M系列发生器30具备级联连接的8个触发器,由产生8次的M系列的电路产生周期=28-1=255时钟的M系列。
图中左起第2级、第3级、第4级以及第8级触发器的输出Q如图所示那样连接到3个XOR电路(异或)的输入端子,图中最左侧的XOR电路的输出连接到左起第1级触发器的数据输入端子D,并且也连接到与移位寄存器连接的M系列发生器30的输出端子,产生M系列信号M(i)。
8个触发器的Q输出根据从触摸面板的控制电路20提供的复位脉冲rm全部设置为1而进行初始设定。并且,时钟ck1被持续提供,每当时钟ck1的上升被输入时,M系列发生器30的输出端子按时间序列输出M(0)、M(1)…M(n-1)、M(K-1)的M系列信号。
图6是表示驱动线驱动电路21的概略构成的图。
如图所示,在M系列发生电路23中,从M系列发生器30的输出端子输出的M系列信号被输入到移位寄存器31,每当输入时钟ck1时使数据移位。
并且,在本实施方式中,将多条驱动线DL1、DL2…区分为每4个为1组来驱动,因此移位寄存器31具备与驱动线DL1、DL2…的1/4的数量相应的级和输出端子。
另外,从移位寄存器31的各级中的输出端子输出代码串信号(代码串1、代码串2…)。
另外,驱动线选择电路22按相邻的4条驱动线DL1、DL2、DL3、DL4、相邻的4条驱动线DL5、DL6、DL7、DL8、相邻的4条驱动线DLn-3、DLn-2、DLn-1、DLn分别设有一个开关22a、22b、22c、22d…。
并且,从移位寄存器31的各级中的输出端子输出的代码串1、代码串2…同时被提供给由开关22a、22b、22c、22d…分别选择的驱动线DL1、DL5、DL9、DL13…。
然后,在经过规定时间后,即,如果对由开关22a、22b、22c、22d…分别选择的驱动线DL1、DL5、DL9、DL13…完成了代码串1、代码串2…的提供,开关22a、22b、22c、22d…分别选择驱动线DL2、DL6、DL10、DL14…,同时提供代码串1、代码串2…。
这样重复就能对全部驱动线DL1、DL2、DL3…提供代码串1、代码串2…。
根据上述方法,能对与开关22a、22b、22c、22d…的数量相应的驱动线同时提供代码串1、代码串2…。例如,当设有12个开关22a、22b、22c、22d…时,与上述的逐次驱动方式相比,能使对全部驱动线DL1、DL2、DL3…提供代码串1、代码串2…所需的时间缩短至1/12。
此外,图6所示的波形信号表示代码串1、代码串2…的一例。
图7是表示传感线驱动电路24所具备的传感线选择电路25和放大电路26的概略构成的图。
如图所示,传感线选择电路25按每相邻的8条传感线SeL1、SeL2…SeL8设有一个开关。
并且,基于来自触摸面板的控制电路20的信号,切换上述开关选择的传感线SeL1、SeL2…SeL8。
通过具备这样的传感线选择电路25,能从传感线同时检测检测信号,所以例如当设有16个上述开关时,与现有的扫描方式相比,能将从全部传感线SeL1、SeL2…SeLn检测检测信号所需的时间缩短至1/16。
放大电路26具备I/V转换电路26a和切换开关26b,上述I/V转换电路26a包括运算放大器和与上述运算放大器并联连接的电容器。
来自由上述开关所选择的传感线的信号在被上述运算放大器放大到规定的信号电平后,通过切换开关26b输出到A/D转换电路27。
图8是表示相关值算出电路28的概略构成的图。
如图所示,相关值算出电路28具备信号延迟电路28a、寄存器28b、相关器28c、运算用代码串生成电路28d以及相关值存储电路28e。
寄存器28b设于构成信号延迟电路28a的多个D-触发器电路的输出端子与相关器28c之间,临时存储从各D-触发器电路输出的检测信号B1…Bn。
相关器28c是对来自寄存器28b的数据C1…Cn和来自运算用代码串生成电路28d的数据D1…Dn进行相关运算并算出相关值的电路,在触摸面板上不存在作为检测对象物的手指等的情况下,能得到一定值的相关值,但是在触摸面板上存在作为检测对象物的手指等的情况下,能得到与该一定值不同的值的相关值,能利用该情况检测触摸位置。
并且,相关器28c的输出连接到相关值存储电路28e。
运算用代码串生成电路28d是将基于从M系列发生电路23输出的代码串1、代码串2…生成的运算用代码串提供给相关器28c的电路。
相关值存储电路28e是用于临时存储从相关器28c输出的相关值的存储部,连接到触摸位置检测电路29。
图9是用于说明通过使用并行驱动能缩短触摸面板的传感时间的效果的图。
图9的(a)表示逐次驱动的情况下的传感时间Tsense,另一方面,图9的(b)表示并行驱动的情况下的传感时间Tsense
在DL波形周期Tdrive和积分次数Nint相同的情况下,能根据可并行驱动的驱动线的条数,使并行驱动的情况下的传感时间Tsense比逐次驱动的情况下的传感时间Tsense缩短。
因此,能在有限的中止期间的期间内增加传感次数(积分次数),所以能实现具备使S/N比提高、高精度地进行位置检测的触摸面板的液晶显示装置1。
此外,在本实施方式中,作为代码串使用M系列信号,但是不限于此,例如可以使用Hadamard代码串等。
另外,在本实施方式中,根据进行代码串的相关运算求得的相关值来检测检测对象物的位置,但是不限于此,也能根据进行代码串的还原运算求得的还原值来检测检测对象物的位置。
〔实施方式2〕
接着,基于图10至图12对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式的液晶显示装置中,在具备实施方式1中说明的以并行驱动方式驱动的触摸面板,并且作为上述液晶显示装置的液晶面板所具备的像素TFT元件的半导体层使用包含选自In、Ga、Zn的至少一种元素的氧化物层(下面称为IGZO层)、多晶硅层(下面称为聚硅层)、连续晶界结晶硅层(下面称为CGS层)的方面,与实施方式1不同,关于其它的构成,如在实施方式1中说明的那样。为了便于说明,对与上述的实施方式1的附图所示的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记,省略其说明。
图10是用于说明能作为本实施方式的液晶显示装置的液晶面板所具备的像素TFT元件的半导体层来使用的各种半导体层和在上述的实施方式1中使用的作为半导体层的α-Si层的各种特性的差的图。
如图所示,半导体层的迁移率为α-Si层<IGZO层<聚硅层=CGS层的顺序,从对液晶显示装置1所具备的多个像素依次以更短时间写入图像数据的方面来看,聚硅层和CGS层有利。
后面详细描述能以更短时间进行上述写入,但是因为能较短地设定1帧期间中的写入期间,相应地能较长地设定作为能驱动触摸面板的期间的中止期间,所以能增加触摸面板的传感的积分次数,能实现使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的液晶显示装置1。
另一方面,在截止时的泄漏特性中,IGZO层最优良,特别是,IGZO层是宽带隙,因此光泄漏量与α-Si层、聚硅层以及CGS层相比非常少。
当截止时的泄漏电流量少时,能进行中止驱动(低频驱动),所以能较长地设定上述写入的周期,能较长地设定1帧期间。
在假设当能较长地设定1帧期间时上述写入期间的长度为一定的情况下,能较长地设定作为能驱动触摸面板的期间的中止期间。
因此,使用较长地设定的上述中止期间,能增加触摸面板的传感的积分次数,所以能实现使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的液晶显示装置。
另外,在工艺成本方面,在α-Si层和IGZO层的形成工序中,需要的掩模片数是3~5片,不需要激光退火,而在聚硅层和CGS层的形成工序中,需要的掩模片数是10片程度,另外需要激光退火。
因此,α-Si层和IGZO层在工艺成本方面具有优点。
考虑到上面的各要素,在本实施方式中,作为像素TFT元件的半导体层使用IGZO层,能以低成本实现高性能的液晶显示装置。
即,在本实施方式的液晶显示装置中,具备以并行驱动方式驱动的触摸面板,所以能缩短传感时间,并且作为像素TFT元件的半导体层可使用IGZO层,所以能缩短液晶面板的1帧期间中的写入期间、延长写入周期。
因此,能增加触摸面板的传感次数(积分次数),所以能实现具备使S/N比提高、高精度地进行位置检测的触摸面板的液晶显示装置。
此外,在本实施方式中,对作为像素TFT元件的半导体层使用IGZO层的情况进行了说明,但是不限于此,作为像素TFT元件的半导体层,也能使用聚硅层、CGS层。
最后,当对像素TFT元件的优选结构进行讨论时,IGZO层的迁移率比聚硅层和CGS层低,但是由于光泄漏量少,因此能使用如图所示的单栅TFT(包括一个TFT元件和一个S/D电极的结构)。
上述单栅TFT与双栅TFT(具有两个TFT元件和LDD部的结构)相比,沟道长度为一半,没有LDD部的电阻量,所以驱动能力高。
另一方面,聚硅层和CGS层的迁移率比IGZO层高,但是由于光泄漏量大,因此当使用如图所示的双栅TFT(具有两个TFT元件和LDD部的结构)时,能抑制光泄漏量。
因此,本实施方式中使用的作为具备IGZO层的单栅TFT的像素TFT元件的驱动能力与具备聚硅层、CGS层的双栅TFT元件的驱动能力相匹敌。
下面,基于图11和图12,对在具备本实施方式中使用的作为具备IGZO层的单栅TFT的像素TFT元件的情况下,在图4所示的液晶面板的时序控制器13中能设定的液晶显示装置的驱动方法进行说明。
图11是表示以30Hz低频驱动本实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的情况下的1帧期间中的写入期间和能驱动触摸面板的中止期间的图。
在图11的(a)所示的设定中,以30Hz低频驱动上述液晶显示装置所具备的液晶面板,所以与图21所示的60Hz驱动时比较,能将1帧期间延长2倍,设定为33.3ms。
利用写入期间与图21所示的60Hz驱动时没有改变但是泄漏电流量少的特征,以低频驱动液晶面板,由此与图21所示的60Hz驱动时比较,能确保中止期间长出16.7ms。
在图11的(b)所示的设定中,也以30Hz低频驱动液晶显示装置所具备的液晶面板,所以与图21所示的60Hz驱动时比较,能将1帧期间延长2倍,设定为33.3ms。
并且,利用驱动能力高的像素TFT元件进行2倍速写入,与图11(a)、图21所示的情况比较,能将写入期间缩短至1/2。因此,在该情况下,与图11的(a)的情况相比,能更长地确保中止期间。
图12是表示以60Hz驱动液晶显示装置所具备的液晶面板、以120Hz驱动触摸面板的情况的图。
在图12的(a)所示的设定中,以60Hz驱动液晶显示装置所具备的液晶面板,因此1帧期间为16.7ms,但是进行2倍速写入,与图21所示的情况比较,能将写入期间缩短至1/2,所以能比较长地确保中止期间。
在1帧期间中的、上述中止期间的初期和末期分2次驱动触摸面板,由此能以60Hz驱动液晶面板,以120Hz驱动触摸面板。
在图12的(b)所示的设定中,以60Hz驱动液晶显示装置所具备的液晶面板,因此1帧期间为16.7ms,但是使用驱动能力高的像素TFT元件进行2倍速写入,与图21所示的情况比较,使写入期间缩短至1/2,并且在1帧期间中分2次进行写入。
在1帧期间中分为2次的写入期间后可设定中止期间,所以在1帧期间中触摸面板的驱动期间设有2次。
因此,能以60Hz驱动液晶面板,以120Hz驱动触摸面板。
此外,图11和图12所示的设定是一例,本发明不限于此,例如,如图12所示的在1帧期间中多次设置触摸面板的驱动期间的设定在以低频驱动液晶面板的情况下当然也能应用。
此外,在像素TFT元件所具备的半导体层是聚硅层、CGS层的情况下,泄漏电流量比较大,因此难以在上述的液晶显示装置的驱动方法中以低频驱动液晶面板,但是能应用除此以外的驱动方法。
〔实施方式3〕
接着,基于图13至图15对本发明的第3实施方式进行说明。在本实施方式的液晶显示装置中,如在实施方式1中说明的那样,对触摸面板进行并行驱动,如在实施方式2中说明的那样,作为上述液晶显示装置的液晶面板所具备的像素TFT元件的半导体层使用IGZO层,并且在液晶面板侧也降低共用电极层9的电阻,因此在设置包含金属的导电层32、使共用电极层9和导电层32电连接的方面,与实施方式1和实施方式2不同,关于其它的构成,按照在实施方式1和实施方式2中说明的那样。为了便于说明,对具有与上述的实施方式1和实施方式2的附图所示的部件相同功能的部件标注相同的附图标记,省略其说明。
图13是表示在驱动线(DriveLine)和传感线(SenseLine)的附近形成有电阻比较高的共用电极层(CITO)的情况下的触摸面板的等价电路的图。
本来仅在驱动线(DriveLine)与传感线(SenseLine)之间形成有可变电容CD-S,从驱动线(DriveLine)的Vin输入的规定波形的信号应通过可变电容CD-S和传感线(SenseLine)从Vout被输出,但是在驱动线(DriveLine)和传感线(SenseLine)的附近形成有电阻比较高的共用电极层(CITO)的情况下,在共用电极层(CITO)与驱动线(DriveLine)之间以及在共用电极层(CITO)与传感线(SenseLine)之间形成有作为无用的电容的CD-C和CC-S,从上述Vin输入的规定波形的信号也通过这些电容流动。
图14的(a)中表示为了使用在图13中追加了GND的模型进行模拟而使用的参数的值。
另外,图14的(b)分别表示在共用电极层(CITO)的电阻是39Ω和390Ω的情况下求得的模拟波形的结果。
如图所示,在共用电极层(CITO)的电阻是39Ω的情况下,Vout向过流(OverFlow)方向的振摆小,Vout比较快地达到收敛点。另一方面,在共用电极层(CITO)的电阻是390Ω的情况下,Vout向过流方向的振摆大,Vout达到收敛点需要相当的时间。
因此,在共用电极层(CITO)的电阻高的情况下,有触摸面板的传感时间变长的问题。
因此,在本实施方式中,为了降低共用电极层9的电阻而设置包含金属的导电层32,使共用电极层9和导电层32电连接,由此使触摸面板的传感时间缩短。
图15是示出使共用电极层9和导电层32电连接的方法的一例的图。
在图15的(a)所示的液晶显示装置所具备的彩色滤光片基板1c中,在设置了与桥接电极7电分离的包含金属的导电层32后设置具有接触孔28的第2绝缘层8和黑矩阵以及彩色滤光片层4,然后形成共用电极层9,由此共用电极层9和包含金属的导电层32电连接,能降低共用电极层9的电阻。
另一方面,在图15的(b)所示的液晶显示装置所具备的彩色滤光片基板1d中,在液晶面板的端部,共用电极层9和导电层32电连接。
一般,共用电极层9为了确保透射性,由作为透明导电膜的ITO(IndiumTinOxide:铟锡氧化物)、IZO(IndiumZincOxide:铟锌氧化物)形成,因此电阻比较高。
根据上述构成,电阻比较高的共用电极层9和包含金属的导电层32电连接,因此能降低共用电极层9的电阻,能抑制Vout大大振摆。因此,能缩短传感时间,所以能实现使S/N比提高、能高精度地进行位置检测的液晶显示装置。
另外,在具备如本实施方式的内嵌型的触摸面板的情况下,能更适当地利用本发明。
此外,在本实施方式中,包含金属的导电层32由与桥接电极7的形成层相同的材料形成。
在这样的情况下,因为桥接电极7和导电层32由相同的材料形成,所以能用一个工序形成,能减少液晶显示装置的制造工序数量。
此外,在本实施方式中,优选包含金属的导电层32由例如钛(Ti)、铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、钨(W)、锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、铬(Cr)、钼(Mo)、钽(Ta)等电阻低的金属及其金属化合物以及金属硅化物等金属材料形成。
在本实施方式的液晶显示装置中,具备以并行驱动方式驱动的触摸面板,所以能缩短传感时间,并且作为像素TFT元件的半导体层可使用IGZO层,所以能缩短液晶面板的1帧期间中的写入期间、延长写入周期,而且通过设置包含金属的导电层32,使共用电极层9和导电层32电连接,从而使触摸面板的传感时间缩短,所以能增加触摸面板的传感次数(积分次数),能实现具备使S/N比提高、高精度地进行位置检测的触摸面板的液晶显示装置。
此外,在本实施方式中,使用如下构成:如在实施方式1中说明的那样对触摸面板进行并行驱动,并且如在实施方式2中说明的那样,作为上述液晶显示装置的液晶面板所具备的像素TFT元件的半导体层使用IGZO层,但是不限于此,像素TFT元件的半导体层没有特别限定,也能使用具备并行驱动的触摸面板的构成。
在本发明的显示装置中,优选上述代码串是由M系列发生电路生成的M系列信号,上述位置检测部的检测电路根据进行通过上述多条第2配线从上述位置检测元件输出的信号和多个上述代码串的相关运算求得的相关值来检测存在上述检测对象物的部位。
根据上述构成,能比较容易地生成上述代码串。
因此,能不会大型化或者高价地制作显示装置。
在本发明的显示装置中,优选上述多条第1配线是在第1方向排列的多个第1电极,上述多条第2配线是在与上述第1方向不同的第2方向排列的多个第2电极,上述第1电极和上述第2电极以相互交叉的方式设置,在上述第1电极与上述第2电极之间设有绝缘层,上述多个位置检测元件是在上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位形成的电容,对上述多个第1电极提供的分别具有不同的代码串的信号通过上述电容从上述第2电极输出,上述电容根据上述第1电极和上述第2电极相邻的部位上的检测对象物的有无而不同,上述位置检测部的检测电路根据通过上述电容从上述第2电极输出的信号,检测上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位中存在上述检测对象物的部位。
根据上述构成,具备在手指等检测对象物在多个部位接触的情况下能检测该多个部位的位置的、作为具有所谓的多点触摸检测功能的静电电容方式的一种的互电容方式的位置检测部。
因此,能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部具有多点触摸检测功能,并且能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述第1电极和上述第2电极各自是通过将多个规定形状的单元电极电连接而形成的,上述第1电极和上述第2电极中的一方的相邻的上述单元电极彼此由作为与上述第1电极和上述第2电极不同的层的第1导电层电连接,上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极以在俯视时不重叠而相互相邻的方式在同一平面上形成。
根据上述构成,因为上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极在同一平面上形成,所以能实现具备更薄型的位置检测部和显示部的显示装置。
另外,根据上述的构成,因为上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极在同一平面上形成,所以在例如液晶显示装置那样具备共用电极层的构成中,能延长上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极与共用电极层之间的距离。因此,与将上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极设置在不同层的情况比较,能减小在上述第1电极的单元电极以及上述第2电极的单元电极与上述共用电极层之间产生的寄生电容。
因此,根据上述的构成,能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部的位置检测性能高,能进行稳定的位置检测动作。
在本发明的显示装置中,优选上述位置检测部的控制电路以在上述第2期间中以规定的周期进行多次传感的方式设定。
优选本发明的显示装置在上述显示部的1帧期间中,上述第1期间和上述第2期间分割为多个,上述显示部的时序控制部以在上述1帧期间中以规定周期分多次依次地进行图像数据写入的方式设定,上述位置检测部的控制电路以在上述1帧期间中以规定周期进行多次传感的方式设定。
根据上述构成,能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部能使上述位置检测部的驱动频率高于显示部的驱动频率,能更高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部具备夹持在上侧基板与下侧基板之间的液晶层,上述上侧基板和上述下侧基板中的一方具备共用电极层,包含金属的第2导电层与上述第1导电层在同一平面上形成,且与上述第1导电层电分离,上述第2导电层和上述共用电极层电连接。
一般,上述共用电极层为了确保透射性,由作为透明导电膜的ITO(IndiumTinOxide:铟锡氧化物)、IZO(IndiumZincOxide:铟锌氧化物)形成,因此电阻比较高。
在与上述第1电极和上述第2电极相邻的部位具有电阻比较高的共用电极层的情况下,位置检测信号大大地振摆,到稳定为止需要时间,因此传感需要时间。
根据上述构成,电阻比较高的共用电极层和包含金属的第2导电层电连接,因此能降低上述共用电极层的电阻,能抑制位置检测信号大大地振摆。因此,能缩短传感时间,所以能实现具备位置检测部和液晶面板的显示装置,上述位置检测部使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述第1导电层和上述第2导电层由同一材料形成。
根据上述构成,因为上述第1导电层和上述第2导电层由同一材料形成,所以能以一个工序形成。
因此,能减少上述显示装置的制造工序数量。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部具备上侧基板和下侧基板,上述位置检测部设于上述上侧基板与上述下侧基板之间。
在具备内嵌型的位置检测部的显示装置中,位置检测部和共用电极层的距离更短,因此位置检测信号更大地振摆,到稳定为止需要时间,因此传感需要时间。
因此,在具备内嵌型的位置检测部的显示装置中,能更适当地利用本发明。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部是具备液晶层的液晶面板。
根据上述构成,能实现具备位置检测部和液晶面板的显示装置,上述检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部是具备有机发光层的有机EL。
根据上述构成,能实现具备位置检测部和有机EL面板的有机EL显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部的各像素具备有源元件,上述有源元件的半导体层由包含选自In、Ga、Zn的至少一种元素的氧化物层形成。
根据上述构成,上述显示部的每个像素所具备的有源元件的半导体层由迁移率高于非晶硅层(α-Si层)的半导体层形成。因此,能较短地设定对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间,能在1帧期间中相对长地设定第2期间。
因此,使用相对长地设定的上述第2期间,能增加上述位置检测部的传感次数,所以能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
另一方面,上述显示部的每个像素所具备的有源元件的半导体层由包含选自In、Ga、Zn的至少一种元素的氧化物层形成,所以上述有源元件的截止时的泄漏电流量小,因此能较长地设定对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间的周期,能较长地设定1帧期间。
在假设当较长地设定1帧期间时上述第1期间的长度为一定的情况下,能较长地设定上述第2期间。
因此,使用较长地设定的上述第2期间,能增加上述位置检测部的传感次数,所以能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
另外,因为较长地设定上述第2期间,所以能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部也能使上述位置检测部的驱动频率高于显示部的驱动频率,更高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部的各像素具备有源元件,上述有源元件的半导体层由多晶硅层和连续晶界结晶硅层中的任意一种层形成。
根据上述构成,上述显示部的每个像素所具备的有源元件的半导体层由迁移率高于非晶硅层(α-Si层)的半导体层形成。因此,能较短地设定对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间,能在1帧期间中相对较长地设定第2期间。
因此,使用相对长地设定的上述第2期间,能增加上述位置检测部的传感次数,所以能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部的各像素设有单栅晶体管作为上述有源元件。
根据上述构成,因为上述有源元件的截止时的泄漏电流量小,所以作为上述有源元件能使用单栅晶体管。
单栅晶体管与双栅晶体管比较,沟道长度为一半,没有LDD的电阻,所以驱动能力高,在上述显示部的各像素中不伴有开口率的降低。
因此,能实现具备位置检测部和开口率比较高的显示部的显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
在本发明的显示装置中,优选上述显示部的各像素设有双栅型晶体管作为上述有源元件。
根据上述构成,上述显示部的每个像素所具备的有源元件的泄漏电流量(特别是由光导致的泄漏电流量)比较大,所以为了降低这样的泄漏电流量,使用双栅晶体管。
因此,在上述显示部的每个像素所具备的有源元件的半导体层由泄漏电流量(特别是由光导致的泄漏电流量)比较大的多晶硅层和连续晶界结晶硅层中的任意一种层形成的情况下,也能实现具备位置检测部和显示部的显示装置,上述位置检测部能使S/N比提高,能高精度地进行位置检测。
本发明并不限于上述的各实施方式,能在权利要求所示的范围内进行各种变更,通过组合在不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
工业上的可利用性
本发明能适当地用于显示装置。
附图标记说明
1液晶显示装置(显示装置)
1aTFT基板
1c、1d彩色滤光片基板
2绝缘基板(下侧基板)
3绝缘基板(上侧基板)
4黑矩阵和彩色滤光片层
5a驱动电极(第1配线、第1电极)
5b传感电极(第2配线、第2电极)
6第1绝缘层
7桥接电极
8第2绝缘层
9共用电极层
10液晶层
11像素TFT元件
12像素电极
13液晶面板的时序控制器(时序控制部)
14扫描信号线驱动电路
15数据信号线驱动电路
16SEM半导体层
20触摸面板的控制电路(位置检测部的控制电路)
21驱动线驱动电路
23M系列发生电路(代码串信号提供电路)
24传感线驱动电路
28相关值算出电路
29触摸位置检测电路
32包含金属的导电层
GLn扫描信号线
SLn数据信号线
DLn驱动线(第1配线、第1电极)
SeLn传感线(第2配线、第2电极)

Claims (13)

1.一种显示装置,具备位置检测部和显示部,上述显示装置的特征在于,
在上述位置检测部设有形成为矩阵状的多个位置检测元件,
在上述多个位置检测元件各自上电连接有相互电分离的第1配线和第2配线,
上述显示装置具备代码串信号提供电路,上述代码串信号提供电路对上述多条第1配线同时施加分别具有不同的代码串的信号,
上述显示部的1帧期间包括对上述显示部所具备的多个像素依次地进行图像数据写入的第1期间和作为上述第1期间以外的期间的第2期间,
在上述第2期间中,通过上述多条第2配线得到从上述位置检测元件输出的信号,
上述显示装置具备上述位置检测部的控制电路,上述位置检测部的控制电路以根据进行从上述位置检测元件输出的信号和多个上述代码串的还原运算求得的还原值来检测存在检测对象物的部位的方式设定,
上述多条第1配线是在第1方向排列的多个第1电极,上述多条第2配线是在与上述第1方向不同的第2方向排列的多个第2电极,
上述第1电极和上述第2电极以相互交叉的方式设置,
在上述第1电极与上述第2电极之间设有绝缘层,
上述多个位置检测元件是在上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位形成的电容,
提供给上述多个第1电极的分别具有不同的代码串的信号通过上述电容从上述第2电极输出,
上述电容根据上述第1电极和上述第2电极相邻的部位上的检测对象物的有无而不同,
上述位置检测部的检测电路根据通过上述电容从上述第2电极输出的信号检测上述第1电极和上述第2电极相邻的多个部位中存在上述检测对象物的部位,
上述第1电极和上述第2电极各自是通过将多个规定形状的单元电极电连接而形成的,
上述第1电极和上述第2电极中的一方的相邻的上述单元电极彼此由作为与上述第1电极和上述第2电极不同的层的第1导电层电连接,
上述第1电极的单元电极和上述第2电极的单元电极以在俯视时不重叠而相互相邻的方式在同一平面上形成。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
上述代码串是由M系列发生电路生成的M系列信号,
上述位置检测部的检测电路根据进行通过上述多条第2配线从上述位置检测元件输出的信号和多个上述代码串的相关运算求得的相关值来检测存在上述检测对象物的部位。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于,
上述位置检测部的控制电路以在上述第2期间中以规定周期进行多次传感的方式设定。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于,
在上述显示部的1帧期间中,上述第1期间和上述第2期间分割为多个,
上述显示部的时序控制部以在上述1帧期间中以规定周期分多次依次地进行图像数据写入的方式设定,
上述位置检测部的控制电路以在上述1帧期间中以规定周期进行多次传感的方式设定。
5.根据权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部具备夹持在上侧基板与下侧基板之间的液晶层,
上述上侧基板和上述下侧基板中的一方具备共用电极层,
包含金属的第2导电层与上述第1导电层在同一平面上形成,且与上述第1导电层电分离,
上述第2导电层和上述共用电极层电连接。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,
上述第1导电层和上述第2导电层由同一材料形成。
7.根据权利要求1、2、6中的任一项所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部具备上侧基板和下侧基板,
上述位置检测部设于上述上侧基板与上述下侧基板之间。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部是具备液晶层的液晶面板。
9.根据权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部是具备有机发光层的有机EL。
10.根据权利要求1、2、6、8中的任一项所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部的各像素具备有源元件,
上述有源元件的半导体层由包含选自In、Ga、Zn的至少一种元素的氧化物层形成。
11.根据权利要求1、2、6、8中的任一项所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部的各像素具备有源元件,
上述有源元件的半导体层由多晶硅层和连续晶界结晶硅层中的任意一种层形成。
12.根据权利要求10所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部的各像素设有单栅晶体管作为上述有源元件。
13.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于,
上述显示部的各像素设有双栅型晶体管作为上述有源元件。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8866708B2 (en) * 2011-01-21 2014-10-21 Peter Sui Lun Fong Light emitting diode switch device and array
CN103718140B (zh) 2011-07-29 2017-08-15 夏普株式会社 显示装置
CN103257769B (zh) * 2013-03-25 2016-01-27 合肥京东方光电科技有限公司 一种电容内嵌式触摸屏和显示装置
CN105308547A (zh) * 2013-06-20 2016-02-03 夏普株式会社 触摸面板控制器、集成电路、触摸面板装置和电子设备
JP6121812B2 (ja) * 2013-06-25 2017-04-26 株式会社ジャパンディスプレイ タッチパネル付液晶表示装置
KR102096622B1 (ko) * 2013-08-19 2020-04-03 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치
WO2015059995A1 (ja) * 2013-10-22 2015-04-30 シャープ株式会社 タッチセンサ付き表示装置
CN103914179B (zh) * 2013-12-30 2017-11-10 上海天马微电子有限公司 触控显示面板及其控制电路
CN105519235B (zh) * 2014-05-30 2017-05-10 柯尼卡美能达株式会社 有机电致发光模块、智能设备以及照明装置
CN104020906B (zh) * 2014-05-30 2016-09-07 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏以及显示装置
CN106415453B (zh) * 2014-06-02 2019-11-19 Vts-触动感应器有限公司 触摸传感器用电极、触摸面板及显示装置
JP2015232602A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR101637174B1 (ko) * 2014-06-30 2016-07-21 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치
TWI581555B (zh) 2014-09-12 2017-05-01 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd 固定導通時間切換式轉換裝置
US9804719B2 (en) * 2014-10-23 2017-10-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
CN104461133A (zh) * 2014-11-27 2015-03-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 in-cell触控面板、触控检测方法及液晶显示装置
KR102172389B1 (ko) * 2014-12-30 2020-10-30 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP6395651B2 (ja) 2015-03-30 2018-09-26 株式会社ジャパンディスプレイ 入力装置及び表示装置
KR102316401B1 (ko) * 2015-04-16 2021-10-25 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
JP6416687B2 (ja) * 2015-04-17 2018-10-31 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびタッチ検出装置
KR102008601B1 (ko) * 2015-05-20 2019-08-07 코니카 미놀타 가부시키가이샤 유기 일렉트로루미네센스 모듈, 스마트 디바이스 및 조명 장치
JP6737267B2 (ja) * 2015-05-26 2020-08-05 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス、および照明装置
CN104978096B (zh) * 2015-08-04 2018-02-16 重庆京东方光电科技有限公司 显示面板及其形成方法、以及显示装置
JP6634302B2 (ja) * 2016-02-02 2020-01-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10725576B2 (en) 2016-03-31 2020-07-28 Japan Display Inc. Detection device, display device, and detection method
JP2017076436A (ja) * 2017-01-04 2017-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US11248769B2 (en) 2019-04-10 2022-02-15 Peter Sui Lun Fong Optic for touch-sensitive light emitting diode switch

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3281256B2 (ja) * 1996-04-24 2002-05-13 シャープ株式会社 座標入力装置
CN102109691A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 上海天马微电子有限公司 一种触摸显示装置和触摸位置判定方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07191806A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Sharp Corp ペン入力機能付き液晶表示装置
JP4019868B2 (ja) * 2002-09-11 2007-12-12 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP4364609B2 (ja) * 2003-11-25 2009-11-18 アルプス電気株式会社 容量検出回路及びそれを用いた指紋センサ
JP2008171871A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Hitachi Displays Ltd 高感度光センサ素子及びそれを用いた光センサ装置
JP5103944B2 (ja) * 2007-03-02 2012-12-19 セイコーエプソン株式会社 入力機能付有機エレクトロルミネッセンス装置、及び電子機器
JP5116359B2 (ja) * 2007-05-17 2013-01-09 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
US9606663B2 (en) 2008-09-10 2017-03-28 Apple Inc. Multiple stimulation phase determination
KR101533741B1 (ko) * 2008-09-17 2015-07-03 삼성디스플레이 주식회사 표시패널의 구동방법 및 이를 이용한 표시장치
JP2010267132A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Toppoly Optoelectronics Corp 液晶表示装置及び電子装置
US8791907B2 (en) * 2009-08-19 2014-07-29 U-Pixel Technologies Inc. Touch sensing apparatus and method using different modulated driving signals
JP2011075809A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Toppan Printing Co Ltd 液晶表示パネル
JP5295090B2 (ja) 2009-12-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP5377279B2 (ja) * 2009-12-28 2013-12-25 株式会社ジャパンディスプレイ 静電容量型入力装置および入力機能付き電気光学装置
KR101319347B1 (ko) * 2010-06-10 2013-10-16 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 일체형 액정 표시 장치
JP5722573B2 (ja) * 2010-08-24 2015-05-20 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
TWI432781B (zh) * 2011-01-26 2014-04-01 Hannstar Display Corp 顯示裝置、視差屏障觸控板及其製造方法
CN103718140B (zh) 2011-07-29 2017-08-15 夏普株式会社 显示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3281256B2 (ja) * 1996-04-24 2002-05-13 シャープ株式会社 座標入力装置
CN102109691A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 上海天马微电子有限公司 一种触摸显示装置和触摸位置判定方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5752795B2 (ja) 2015-07-22
TW201308184A (zh) 2013-02-16
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TWI512580B (zh) 2015-12-11
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