CN103927047A - 带触摸检测功能的显示装置以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了可以抑制用于选择施加驱动信号的驱动电极的选择开关的连接电阻且能够使边缘狭窄化的带触摸检测功能的显示装置以及电子设备。带触摸检测功能的显示装置包括与驱动电极相对且在与驱动电极之间形成静电电容的触摸检测电极,基于来自触摸检测电极的检测信号来检测接近物体的位置。带触摸检测功能的显示装置包括:多个开关组,对应于各驱动电极而设置,各自包括多个选择开关,多个开关组根据控制装置的选择信号,选择与触摸用布线连接的驱动电极。各驱动电极的多个选择开关在触摸用布线和驱动电极之间并联连接,且根据选择信号,对应各驱动电极均进行动作,从而连接触摸用布线和驱动电极,施加触摸用驱动信号。

Description

带触摸检测功能的显示装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及可以检测外部接近物体的显示装置以及电子设备,尤其涉及可以基于静电电容的变化来检测外部接近的外部接近物体的带触摸检测功能的显示装置以及电子设备。
背景技术
近年来,被称为触摸面板的能够检测外部接近物体的触摸检测装置受到关注。触摸面板被用于在液晶显示装置等显示装置上安装或者一体化有触摸检测装置的带有触摸检测功能的显示装置。并且,带有触摸检测功能的显示装置通过使各种按钮图像等显示在显示装置上,从而能够将触摸面板代替通常的机械式按钮而进行信息输入。这种具有触摸面板的带有触摸检测功能的显示装置由于不需要键盘、鼠标、键区这样的输入装置,因此除了计算机以外,具有朝便携电话这样的便携信息终端等扩大的倾向。
作为触摸检测的方式,存在有光学式、电阻式、静电电容式等几个方式。如果将静电电容式的触摸检测装置用于便携式信息终端等,则可以实现具有比较简单的构造且低耗电的设备。例如,在专利文献1中记载有静电电容式的触摸面板。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2012-221485号公报
但是,在带触摸检测功能的显示装置中,显示功能和触摸检测功能实现了一体化,因此例如用于触摸检测的动作存在对显示产生影响的可能性。针对于此,专利文献1中记载的带触摸检测功能的显示面板(带触摸检测功能的显示装置)即使进行触摸检测也可以降低对显示的影响。并且,专利文献1中记载的带触摸检测功能的显示面板具备对驱动电极选择性地施加直流驱动信号VcomDC或交流驱动信号VcomAC的驱动部。在该带触摸检测功能的显示面板中,在对显示元件进行显示驱动的同时,对驱动电极施加驱动信号,并从触摸检测电极输出该驱动信号对应的信号。因此,需要将对驱动电极分别供给直流驱动信号VcomDC以及交流驱动信号VcomAC的两条布线围绕(引き回す)到边缘(額縁)区域。
专利文献1记载的带触摸检测功能的显示面板具备用于从上述两条布线选择性地向驱动电极供给直流驱动信号VcomDC以及交流驱动信号VcomAC的选择开关。在专利文献1记载的带触摸检测功能的显示面板中,该选择开关中的连接电阻存在对驱动信号的波形的时间常数产生影响的可能性。因此,为了降低选择开关中的连接电阻,需要增大选择开关。但是,在增大选择开关的情况下,则存在对显示区域不起作用的边缘变大的可能性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点所做出的发明,其目的在于提供如下所述的带触摸检测功能的显示装置以及电子设备:可以抑制用于选择施加驱动信号的驱动电极的选择开关的连接电阻且能够使边缘狭小化。
本发明的带触摸检测功能的显示装置包括:显示区域,其是在基板上多个像素电极配置为矩阵状的显示区域;多个驱动电极,多个驱动电极各自与多个所述像素电极的至少一个相对设置;显示功能层,具有在所述显示区域显示图像的图像显示功能;控制装置,进行图像显示控制,使得基于图像信号在多个所述像素电极和多个所述驱动电极之间施加显示用驱动电压以发挥所述显示功能层的图像显示功能;多个触摸检测电极,与多个所述驱动电极相对且在与多个所述驱动电极之间形成静电电容;触摸检测部,基于来自多个所述触摸检测电极的检测信号,检测接近的物体的位置;触摸用布线,配置在位于所述显示区域的外侧的边缘区域中,将触摸用驱动信号供给至多个所述驱动电极;以及多个开关组,对应于多个所述驱动电极中的各驱动电极而设置,多个所述开关组各自包括根据所述控制装置的选择信号来进行动作的多个选择开关,其中,多个所述开关组基于所述控制装置的选择信号,从多个所述驱动电极选择与所述触摸用布线连接的驱动电极,多个所述开关组中的每个开关组的多个选择开关在对应的驱动电极和所述触摸用布线之间并联连接,根据所述选择信号,对应多个所述驱动电极中的每个驱动电极,所有的所述选择开关均进行动作,从而连接所述对应的驱动电极和所述触摸用布线,向所述对应的驱动电极施加所述触摸用驱动信号。
本发明的电子设备包括上述带触摸检测功能的显示装置,例如相当于电视装置、数码照相机、个人计算机、摄像机或者便携式电话等便携终端装置等。
发明效果
根据本发明的带触摸检测功能的显示装置以及电子设备,可以抑制用于选择施加驱动信号的驱动电极的选择开关的连接电阻且能够使边缘狭小化。
附图说明
图1是表示实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的一个构成例的框图。
图2是为了说明静电电容型触摸检测方式的基板原理而示出了手指未接触或未接近装置的状态的说明图。
图3是示出图2所示的手指未接触或未接近装置的状态下的等效电路的例子的说明图。
图4是为了说明静电电容型触摸检测方式的基板原理而示出了手指接触或接近了装置的状态的说明图。
图5是示出图4所示的手指接触或接近了装置的状态下的等效电路的例子的说明图。
图6是示出驱动信号以及触摸检测信号的波形的一个例子的图。
图7是示出安装了实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的一个例子的图。
图8是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。
图9是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一个例子的图。
图10是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的像素排列的电路图。
图11是用于说明在安装了实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块中,源极驱动器和像素信号线的关系的模式图。
图12是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的驱动电极以及触摸检测电极的一个构成例的立体图。
图13是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
图14是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
图15是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
图16是用于说明实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的显示和触摸检测的动作的说明图。
图17是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。
图18是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的框图。
图19是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图20是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图21是示出带触摸检测功能的显示装置的定时波形例的说明图。
图22是示出触摸检测扫描的动作例的说明图。
图23是示出实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一个例子的图。
图24是示出实施方式二所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图25是示出实施方式二所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图26是示出实施方式三所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图27是示出实施方式三所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图28是示出变形例所涉及的带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。
图29是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图30是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图31是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图32是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图33是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图34是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图35是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图36是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图37是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图38是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图39是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图40是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
图41是示出适用本实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一个例子的图。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细地说明。本发明不被以下实施方式中记载的内容限定。并且,在以下记载的构成要素中,包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素。此外,以下记载的构成要素能够进行适当组合。并且,按照以下的顺序进行说明。
1.实施方式(带触摸检测功能的显示装置)
1-1.实施方式一
1-2.实施方式二
1-3.实施方式三
2.适用例(电子设备)
上述实施方式所涉及的带触摸检测功能的显示装置适用于电子设备的例子。
3.本发明的构成
<1.实施方式>
<1-1.实施方式一>
[构成例]
(整体构成例)
图1是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的一个构成例的框图。带触摸检测功能的显示装置1具备带触摸检测功能的显示部10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、源极选择器部13S、驱动电极驱动器14、以及触摸检测部40。该带触摸检测功能的显示装置1是带触摸检测功能的显示部10内置有触摸检测功能的显示设备。带触摸检测功能的显示部10是使将液晶显示元件用作显示元件的液晶显示部20和静电电容型的触摸检测设备30一体化而成的、所谓的In-cell(将触摸面板功能嵌入到液晶像素中)类型的装置。此外,带触摸检测功能的显示部10也可以是在将液晶显示元件用作显示元件的液晶显示部20上安装了静电电容型的触摸检测设备30的、所谓的On-cell(将触摸面板功能嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间)类型的装置。
如后述,液晶显示设备20是按照从栅极驱动器12供应的扫描信号Vscan对每一个水平线依次扫描并进行显示的设备。控制部11是以如下方式进行控制的电路:基于从外部供应的影像信号Vdisp分别对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14、以及触摸检测部40供应控制信号,使这些部件相互同步进行动作。本发明中的控制装置包括控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14。
栅极驱动器12具有基于从控制部11供应的控制信号依次选择作为带有触摸检测功能的显示设备10的显示驱动的对象的一个水平线的功能。
源极驱动器13是基于从控制部11供应的控制信号将像素信号Vpix供应至带有触摸检测功能的显示设备10的后述的各像素Pix(副像素SPix)的电路。如后所述,源极驱动器13基于一个水平线的影像信号Vdisp,生成将液晶显示部20的多个副像素SPix的像素信号Vpix进行分时多路而得的图像信号,并供给至源极选择器部13S。此外,源极驱动器13生成用于分离图像信号Vsig多路复用的像素信号Vpix所需要的开关控制信号Vsel,并和像素信号Vpix一起供给至源极选择器部13S。此外,源极选择器部13S可以减少源极驱动器13和控制部11之间的布线数。
驱动电极驱动器14是基于从控制部11供给的控制信号,向带触摸检测功能的显示部10的、后述的驱动电极COML供给触摸检测用的驱动信号(触摸用驱动信号、以下称为驱动信号。)VcomAC、作为显示用的电压的显示用驱动电压VcomDC的电路。
触摸检测部40是如下所述的电路:基于从控制部11供给的控制信号以及从带触摸检测功能的显示部10的触摸检测设备30供给的触摸检测信号Vdet,检测有无对触摸检测设备30的触摸(后述的接触状态),在有触摸的情况下,求得触摸检测区域中的其坐标等。该触摸检测部40具备触摸检测信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45、检测定时(timing)控制部46。
触摸检测信号放大部42对触摸检测设备30所供给的触摸检测信号Vdet进行放大。触摸检测信号放大部42可以具备低通模拟滤波器,该低通模拟滤波器去除触摸检测信号Vdet中包含的高频成分(噪声成分),提取出触摸成分并分别进行输出。
(静电电容型触摸检测的基本原理)
触摸检测设备30基于静电电容型触摸检测的基本原理进行动作,并输出触摸检测信号Vdet。参照图1~图6,对本实施方式的带有触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的基本原理进行说明。图2是为了说明静电电容型触摸检测方式的基本原理而表示手指未接触或者未接近状态的说明图。图3是示出图2中示出的手指未接触或者未接近状态的等价电路的实例的说明图。图4是为了说明静电电容型触摸检测方式的基本原理而表示手指接触或者接近状态的说明图。图5是示出图4中示出的手指接触或者接近状态的等价电路的实例的说明图。图6是示出驱动信号以及触摸检测信号的波形的一个例子的图。
例如,如图2所示,电容元件C1具备夹着电介体D相互对向配置的一对电极、驱动电极E1以及触摸检测电极E2。如图3所示,电容元件C1其一端连接于交流信号源(驱动信号源)S,另一端与电压检测器(触摸检测部)DET连接。电压检测器DET例如是图1所示的触摸检测信号放大部42所包含的积分电路。
如果从交流信号源S对驱动电极E1(电容元件C1的一端)施加规定的频率(例如数kHz~数百kHz左右)的交流矩形波Sg,则通过与触摸检测电极E2(电容元件C1的另一端)侧连接的电压检测器DET,显出输出波形(触摸检测信号Vdet)。此外,该交流矩形波Sg相当于后述的驱动信号VcomAC。
在手指未接触(或者未接近)装置的状态(非接触状态)下,如图2以及图3所示,伴随对电容元件C1的充放电,对应于电容元件C1的电容值的电流I0流动。图3所示的电压检测器DET将交流矩形波Sg所对应的电流I0的变动转换为电压的变动(实线的波形V0)。
另一方面,在手指接触(或接近)了装置的状态(接触状态)下,如图4所示,基于手指所形成的静电电容C2与触摸检测电极E2接触或位于其附近,从而位于驱动电极E1以及触摸检测电极E2之间的边缘部分的静电电容被截止,作为电容值小于电容元件C1的电容值的电容元件C1’而发挥作用。并且,在以图5所示的等效电路来进行观察时,在电容元件C1’中流动电流I1。如图6所示,电压检测器DET将交流矩形波Sg所对应的电流I1的变动转换为电压的变动(虚线的波形V1)。在这种情况下,波形V1与上述的波形V0相比,振幅变小。由此,波形V0与波形V1的电压差分的绝对值|ΔV|根据手指等从外部接近的物体的影响而发生变化。此外,电压检测器DET可以高精度地检测波形V0与波形V1的电压差分的绝对值|ΔV|,因此,更加优选基于电路内的开关,根据交流矩形波Sg的频率,进行设置了用于复位电容器的充电放电的期间Reset的动作。
图1所示的触摸检测设备30根据由驱动电极驱动器14供给的驱动信号Vcom(后述的驱动信号VcomAC),依次逐一扫描一个检测块,进行触摸检测。
触摸检测设备30从多个后述触摸检测电极TDL通过图3或图5所示的电压检测器DET,对应各检测块输出触摸检测信号Vdet,并供给至触摸检测部40的A/D转换部43。
A/D转换部43是如下所述的电路:以与驱动信号VcomAC同步的定时,分别抽样从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号,并转换为数字信号。
信号处理部44具备数字滤波器,该数字滤波器用于降低A/D转换部43的输出信号中所包含的、采用驱动信号VcomAC进行了抽样的频率之外的频率成分(噪声成分)。信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号检测有无对触摸检测设备30的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行仅取出基于手指的电压的差分的处理。该基于手指的电压的差分是上述的波形V0与波形V1的差分的绝对值|ΔV|,信号处理部44可以进行使一个检测块上的绝对值|ΔV|平均化的运算,求得|ΔV|的平均值。由此,信号处理部44可以降低噪声的影响。信号处理部44将检测出的基于手指的电压的差分与规定的阈值电压进行比较,如果电压的成分在该阈值电压以上,则判断为外部接近物体是接触状态。另一方面,信号处理部44在电压的差分小于阈值电压的情况下,则判断为外部接近物体是非接触状态。由此,触摸检测部40可以进行触摸检测。
坐标提取部45是在信号处理部44中检测出触摸时求得其触摸面板坐标的逻辑电路。检测定时控制部46以A/D转换部43、信号处理部44和坐标提取部45同步进行动作的方式进行控制。坐标提取部45将触摸面板坐标作为信号输出Vout进行输出。
(模块)
图7是示出安装了实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的一个例子的图。如图7所示,带触摸检测功能的显示装置1具有后述的像素基板2(TFT基板21)和柔性印刷基板T。像素基板2(TFT基板21)装载有COG(Chip On Glass,芯片被直接邦定在玻璃上)19,且形成有上述液晶显示部的显示区域Ad和边缘Gd。COG19是安装于TFT基板21的IC驱动器的芯片,其是内置有图1所示的控制部11、源极驱动器13等显示动作等所需要的各个电路的控制装置。在本实施方式中,上述的源极驱动器13以及源极选择器部13S形成在TFT基板21上。源极驱动器13以及源极选择器部13S可以内置于COG19中。此外,作为驱动电极驱动器14的一部分的、驱动电极扫描部14A、14B形成在TFT基板21上。此外,栅极驱动器12作为栅极驱动器12A、12B而形成在TFT基板21上。此外,带触摸检测功能的显示装置1可以在COG19中内置驱动电极扫描部14A、14B、栅极驱动器12等的电路。
如图7所示,在垂直于TFT基板21的表面的垂直方向上,驱动电极COML的驱动电极块B和触摸检测电极TDL以立体交叉的方式形成。
此外,驱动电极COML是在一个方向上延伸的多个的条纹状的电极图案。在进行触摸检测动作时,由驱动电极驱动器14向各电极图案依次供给驱动信号VcomAC。同时被供给驱动信号VcomAC的、驱动电极COML的多个的条纹状的电极图案中的每一个条纹状的电极图案是图7所示的驱动电极块B。驱动电极块B(驱动电极COML)沿带触摸检测功能的显示部10的长边方向形成,后述的触摸检测电极TDL沿带触摸检测功能的显示部10的短边方向形成。触摸检测电极TDL的输出端设置于带触摸检测功能的显示部10的短边侧,通过柔性印刷基板T与安装于柔性印刷基板T的触摸检测部40连接。这样,触摸检测部40与安装于柔性印刷基板T上且并列设置的多个触摸检测电极TDL分别连接。柔性印刷基板T只要是端子即可,并不限定于柔性印刷基板,在这种情况下,在模块外部具备触摸检测部40。
后述的驱动信号生成部内置于COG19中。源极选择器部13S在TFT基板21上的显示区域Ad的附近采用TFT元件形成。在显示区域Ad中,以矩阵状(行列状)而配置有多个后述像素Pix。边缘Gd、Gd是从垂直方向观察TFT基板21的表面时未配置有像素Pix的区域。栅极驱动器12和驱动电极驱动器14中的驱动电极扫描部14A、14B配置于边缘Gd、Gd。
栅极驱动器12具备栅极驱动器12A、12B,在TFT基板上采用TFT元件而形成。栅极驱动器12A、12B能够以夹着在显示区域Ad中后述的副像素SPix(像素)配置为矩阵状的显示区域Ad的方式从两侧进行驱动。在以下的说明中,将栅极驱动器12A设为第一栅极驱动器12A,将栅极驱动器12B设为第二栅极驱动器12B。此外,后述的扫描线GCL排列在第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B之间。因此,后述的扫描线GCL在垂直于TFT基板21的表面的垂直方向上,以沿着与驱动电极COML的延伸方向平行的方向延伸的方式设置。
驱动电极扫描部14A、14B在TFT基板21上采用TFT元件而形成。驱动电极扫描部14A、14B从驱动信号生成部通过显示用布线LDC接收显示用驱动电压VcomDC的供给的同时,通过触摸用布线LAC接收驱动信号VcomAC的供给。驱动电极扫描部14A、14B在边缘Gd占有一定的宽度Gdv。并且,驱动电极扫描部14A、14B从两侧驱动并列设置的多个驱动电极块B中的各个驱动电极块B。用于供给显示用驱动电压VcomDC的显示用布线LDC和用于供给触摸用驱动信号VcomAC的触摸用布线LAC并列配置于边缘Gd、Gd。显示用布线LDC配置于比触摸用布线LAC更靠显示区域Ad侧。通过该构造,由显示用布线LDC供给的显示用驱动电压VcomDC使显示区域Ad的端部的电位状态稳定。因此,尤其在采用了横电场模式的液晶的液晶显示部中,显示稳定。
如图7所示的带触摸检测功能的显示装置1从带触摸检测功能的显示部10的短边侧输出上述的触摸检测信号Vdet。由此,带触摸检测功能的显示装置1通过作为端子部的柔性印刷基板T将带触摸检测功能的显示部10与触摸检测部40连接时的布线的围绕则变得容易。
(带触摸检测功能的显示部)
下面,对带触摸检测功能的显示部10的构成例进行详细说明。图8是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。图9是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一个例子的图。图10是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的像素排列的电路图。
如图8所示,带触摸检测功能的显示部10包括像素基板2、与该像素基板2在垂直方向上相对配置的对置基板3、插入设置在像素基板2和对置基板3之间的液晶层6。
液晶层6根据电场的状态调制通过其的光,例如,使用FFS(fringe fieldswitching,边缘场开关)模式或者IPS(in plane switching,面内开关)模式等的横电场模式的液晶的液晶显示部被使用。并且,也可以在图8中示出的液晶层6和像素基板2之间、以及液晶层6和对置基板基板3之间分别配置取向膜。
此外,对向基板3包括:玻璃基板31、形成于该玻璃基板31的一侧的面上的滤色器32。在玻璃基板31的另一侧的面上形成有作为触摸检测设备30的检测电极的触摸检测电极TDL,进一步在该触摸检测电极TDL上配置有偏光板35A。
像素基板2包括:作为电路基板的TFT基板21、以矩阵状配设在该TFT基板21上的多个像素电极22、形成在TFT基板21以及像素电极22之间的多个驱动电极COML、将像素电极22和驱动电极COML绝缘的绝缘层24。
(显示装置的系统构成例)
像素基板2在TFT基板21上包括:显示区域Ad;具备接口(I/F)以及定时发生器(timing generator)的功能的COG19;第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以及源极驱动器13。上述的图7所示的柔性印刷基板T传送对图7以及图9所示的COG19的外部信号或者用于驱动COG19的驱动电力。像素基板2位于透明绝缘基板(例如玻璃基板)的TFT基板21的表面,且具备:包括液晶单元的像素以矩阵状(行列状)配置有多个的显示区域Ad、源极驱动器(水平驱动电路)13、栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B。栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B作为第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以夹着显示区域Ad的方式而配置。
显示区域Ad具有将包括液晶层的副像素SPix配置为m行×n列的矩阵(行列状)构造。此外,在本说明书中,行是指具有排列在一个方向上的m个副像素SPix的像素行。此外,列是指具有排列在与排列有行的方向正交的方向上的n个副像素SPix的像素列。并且,根据垂直方向的显示分辨率和水平方向的显示分辨率来确定m和n的值。在显示区域Ad中,对于像素Vpix的m行n列的排列,对应于各行布线有扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3、...,对应于各列布线有信号线SGLn+1、SGLn+2、SGLn+3、SGLn+4、SGLn+5...。之后,在实施方式中,有如下情况:以扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3、...为代表像扫描线GCL那样地标记,以信号线SGLn+1、SGLn+2、SGLn+3、SGLn+4、SGLn+5...为代表像信号线SGL那样地标记。
在像素基板2上输入有作为来自外部的外部信号的主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号,并提供至COG19。COG19将外部电源的电压振幅的主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号电平转换(升压)为液晶的驱动所需的内部电源的电压振幅,作为主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号,通过定时发生器生成垂直启动脉冲VST、垂直时钟脉冲VCK、水平启动脉冲HST以及水平时钟脉冲HCK。COG19在将垂直启动脉冲VST、垂直时钟脉冲VCK施加于第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B的同时,将水平启动脉冲HST以及水平时钟脉冲HCK施加于栅极驱动器13。COG19生成显示用驱动电压(对置电极电位)VcomDC并施加于上述的驱动电极COML。COG19将显示用驱动电压(对置电极电位)VcomDC共通地施加于各副像素SPix所对应的像素电极的各像素。因此,显示用驱动电压VcomDC被称为共通(common)电位。
第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B可以包括后述的移位寄存器,还可以包括锁存电路等。通过对第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B施加上述的垂直启动脉冲VST,从而锁存电路在一水平期间内对与垂直时钟脉冲VCK同步从COG19输出的显示数据依次进行抽样并锁存。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B将在锁存电路中被锁存的一线(line)的数字数据作为垂直扫描脉冲依次输出,并施加于扫描线GCL,从而以行单位来依次选择副像素SPix。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以在扫描线GCL的延伸方向上夹着扫描线GCL的方式配置。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B依次从显示区域Ad的靠上方、垂直扫描上方向向显示区域Ad的靠下方、垂直扫描下方向进行输出。
源极驱动器13上被施加有例如6比特的R(红)、G(绿)、B(青)的数字图像信号Vsig。源极驱动器13对基于第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B的垂直扫描而选择的行的各副像素SPix,以对应于各像素、或对应于多个像素、或者所有像素一起的方式,通过信号线SGL来写入显示数据。
在TFT基板21上形成有将像素信号Vpix供给至图9以及图10所示的各副像素SPix的薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor)元件Tr、图8所示的各像素电极22的像素信号线SGL、用于驱动各TFT元件Tr的扫描线GCL等的布线。这样,像素信号线SGL在与TFT基板21的表面平行的平面上延伸,将用于显示图像的像素信号Vpix供给至像素。图10所示的液晶显示部20具有排列为矩阵状的多个副像素SPix。副像素SPix具备TFT元件Tr以及液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶体管构成,在该例子中,是由n沟道的MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)型的TFT构成。TFT元件Tr的源极与像素信号线SGL连接,栅极与扫描线GCL连接,漏极与液晶元件LC的一端连接。液晶元件LC其一端与TFT元件Tr的漏极连接,另一端与驱动电极COML连接。
图9所示的第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B通过图10所示的扫描线GCL将垂直扫描脉冲施加于副像素SPix的TFT元件Tr的栅极,从而将显示区域Ad中形成为矩阵状的副像素SPix中的一行(一水平线)作为显示驱动的对象而依次选择。源极驱动器13通过SGL将像素信号Vpix分别供给至包括由第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B依次选择的一水平线的各副像素SPix。并且,在这些副像素SPix中,根据所供给的像素信号来进行一水平线的显示。驱动电极驱动器14施加显示用的驱动信号(显示用驱动电压VcomDC),并对驱动电极COML进行驱动。
如上所述,带触摸检测功能的显示装置1以第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B依次扫描扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3的方式来进行驱动,从而对一水平线进行依次选择。此外,在带触摸检测功能的显示装置1中,通过源极驱动器13对一水平线所属的像素Vpix供给像素信号,从而来逐一显示一水平线。在进行该显示动作时,驱动电极驱动器14对该一水平线所对应的驱动电极COML施加驱动信号Vcom。
图8所示的滤色器32例如将着色有红(R)、绿(G)、青(B)这三色的滤色器的色域周期性地排列,在上述图10中示出的各副像素SPix中使R、G、B这三色的色域32R、32G、32B(参照图10)作为一组而与像素Pix相对应。滤色器32在与TFT基板21垂直的方向上与液晶层6相对。并且,只要滤色器32着色有不同的颜色,也可以是其他颜色的组合。
图10所示的副像素SPix通过扫描线GCL与属于液晶显示部20的相同行的其它副像素SPix彼此连接。扫描线GCL与栅极驱动器12连接,由栅极驱动器12供给扫描信号Vscan。此外,副像素SPix通过像素信号线SGL与属于液晶显示部20的相同列的其它副像素SPix彼此连接。像素信号线SGL与源极驱动器13连接,由源极驱动器13供给像素信号Vpix。
图11是用于说明在安装了实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块中,源极驱动器和像素信号线的关系的模式图。如图11所示,在带触摸检测功能的显示装置1中,像素信号线SGL通过源极选择器部13S与上述的COG19中内置的源极驱动器13连接。源极选择器部13S根据开关控制信号Vsel来进行开闭动作。
如图11所示,源极驱动器13基于从控制部11供给的像素信号Vsig以及源极驱动器控制信号,生成并输出像素信号Vpix。源极驱动器13基于一水平线的图像信号Vsig,生成将带触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20的多个(在本例子中为三个)副像素SPix的像素信号Vpix分时多路而得的图像信号,并供给至源极选择器部13S。此外,源极驱动器13生成用于分离图像信号Vsig多路复用的像素信号Vpix所需要的开关控制信号Vsel(VselR、VselG、VselB),并和像素信号Vsig一起供给至源极选择器部13S。此外,通过该多路复用,可以减少源极驱动器13和源极选择器部13S之间的布线数。
源极选择器部13S基于源极驱动器13供给的图像信号Vsig以及开关控制信号Vsel,分离被图像信号Vsig分时多路的像素信号Vpix,并供给至带触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20。
源极选择器部13S例如具备三个开关SWR、SWG、SWB,三个开关SWR、SWG、SWB的各一端彼此连接,从源极驱动器13供给有图像信号Vsig。三个开关SWR、SWG、SWB的各另一端通过带触摸检测功能的显示部10的液晶显示部20的像素信号线SGL,与副像素SPix分别连接。三个开关SWR、SWG、SWB基于源极驱动器13供给的开关控制信号Vsel(VselR、VselG、VselB)分别被开关控制。根据该构成,源极选择器部13S可以根据开关控制信号Vsel,对开关SWR、SWG、SWB分时地依次切换,使其成为接通(ON)状态。由此,源极选择器部13S从多路复用的图像信号Vsig分离像素信号Vpix(VpixR、VpixG、VpixB)。并且,源极选择器部13S将像素信号Vpix分别供给至三个副像素SPix。被着色为上述的红(R)、绿(G)、青(B)这三色的滤色器的色域32R、32G、32B分别与副像素SPix对应。因此,与色域32R对应的副像素SPix上供给有像素信号VpixR。与色域32G对应的副像素SPix上供给有像素信号VpixG。与色域32B对应的副像素SPix上供给有像素信号VpixB。
副像素SPix通过驱动电极COML与属于液晶显示部20的相同行的其它副像素SPix彼此连接。驱动电极COML与驱动电极驱动器14连接,并由驱动电极驱动器14供给显示用驱动电压VcomDC。即、在该例子中,属于相同行的多个副像素SPix共有驱动电极COML。
图1所示的栅极驱动器12通过图10所示的扫描线GCL将扫描信号Vscan施加于副像素SPix的TFT元件Tr的栅极,从而依次选择在液晶显示部20中形成为矩阵状的副像素SPix中的一行(一水平线)来作为显示驱动的对象。图1所示的源极驱动器13通过图10所示的像素信号线SGL将像素信号Vpix分别供给至构成由栅极驱动器12依次选择的一水平线的各副像素SPix。并且,在这些副像素SPix中,根据所供给的像素信号Vpix而进行一水平线的显示。图1所示的驱动电极驱动器14施加驱动信号Vcom,对应于图7以及图9所示的、由规定条数的驱动电极COML构成的各驱动电极块B来驱动驱动电极COML。
如上所述,液晶显示部20以栅极驱动器12分时地依次扫描扫描线GCL的方式来进行驱动,从而依次选择一水平线。此外,液晶显示部20通过源极驱动器13对属于一水平线的副像素SPix供给像素信号Vpix,从而逐一进行一水平线的显示。在进行该显示动作时,驱动电极驱动器14对包括该一水平线所对应的驱动电极COML的驱动电极块施加显示用驱动电压VcomDC。
本实施方式所涉及的驱动电极COML在作为液晶显示部20的驱动电极发挥功能的同时,还作为触摸检测设备30的驱动电极而发挥功能。图12是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示部的驱动电极以及触摸检测电极的一个构成例的立体图。如图8所示,图12所示的驱动电极COML在垂直于TFT基板21的表面的方向上与像素电极22相对。触摸检测设备30由设置于像素基板2的驱动电极COML和设置于对置基板3的触摸检测电极TDL构成。触摸检测电极TDL由在与驱动电极COML的电极图案的延伸方向交叉的方向上延伸的条纹状的电极图案构成。并且,触摸检测电极TDL在与TFT基板21的表面垂直的方向上与驱动电极COML相对。触摸检测电极TDL的各电极图案分别与触摸检测部40的触摸检测信号放大部42的输入连接。通过驱动电极COML和触摸检测电极TDL而彼此交叉的电极图案使其交叉部分产生静电电容。此外,触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)并不限定于条纹状的形状。例如触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)可以是梳状形状。或者触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)可以是多个分离地进行配置,用于分离驱动电极COML的切口的形状可以是直线也可以是曲线。
根据该构成,在触摸检测设备30中,进行触摸检测动作时,驱动电极驱动器14以分时地线依次扫描图7所示的驱动电极块B的方式来进行驱动。由此,在扫描方向Scan上依次选择驱动电极COML的驱动电极块B(一个检测块)。并且,触摸检测设备30从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。这样,触摸检测设备30进行一个检测块的触摸检测。
图13、图14以及图15是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。图16是用于说明实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中的显示和触摸检测的动作的说明图。示出了图7所示的驱动电极COML的驱动电极块B是20个的驱动电极块B1~B20的情况下的、对于各驱动电极块B1~B20的触摸用驱动信号VcomAC的施加动作。驱动信号施加块BAC示出施加有触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极块B,其它的驱动电极块B未施加有电压,处于电位不固定的状态、即浮动状态。还可以是驱动信号施加块BAC示出施加有触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极块B,其它的驱动电极块B上施加有显示用驱动电压VcomDC,电位固定。图1所示的驱动电极驱动器14选择作为图13所示的触摸检测动作的对象的驱动电极块B中的驱动电极块B3,并施加触摸用驱动信号VcomAC。接着,驱动电极驱动器14选择图14所示的驱动电极块B中的驱动电极块B4,并施加触摸用驱动信号VcomAC。接着,驱动电极驱动器14选择图15所示的驱动电极块B中的驱动电极块B5,并施加触摸用驱动信号VcomAC。这样,驱动电极驱动器14依次选择驱动电极块B,并施加触摸用驱动信号VcomAC,以覆盖所有驱动电极块B的方式进行扫描。此外,驱动电极块B的个数并不限定于20个。
触摸检测设备30是图13至图15所示的驱动电极块B与上述的静电电容型触摸检测的基本原理中的驱动电极E1对应。触摸检测设备30是触摸检测电极TDL与触摸检测电极E2对应。触摸检测设备30根据上述基本原理对触摸进行检测。并且,如图12所示,彼此立体交叉的电极图案是使静电电容式触摸传感器构成为矩阵状。因此,通过对触摸检测设备30的触摸检测面整体进行扫描,可以检测产生了外部接近物体的接触或接近的位置。
如图16所示,带触摸检测功能的显示设备10通过栅极驱动器12以分时地线依次扫描扫描线GCL的方式进行驱动,从而进行显示扫描Scand。此外,如图16所示,带触摸检测功能的显示设备10通过驱动电极驱动器14依次选择驱动电极块B并进行驱动,从而进行在时间W1完成一次扫描的触摸检测扫描Scant。如图16所示,以显示扫描Scand的两倍的扫描速度来进行触摸检测扫描Scant。这样,在带触摸检测功能的显示装置1中,通过使触摸检测的扫描速度快于显示的扫描速度,可以马上应答从外部接近的外部接近物体的触摸,能够改善对于触摸检测的应答特性。此外,触摸检测扫描Scant以及显示扫描Scand的关系并不限定于图16所示的关系,例如,触摸检测扫描Scant可以以显示扫描Scand的两倍以上的扫描速度来进行,也可以以显示扫描Scand的两倍以下的扫描速度来进行。
(驱动信号生成部以及驱动电极驱动器)
图17是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。驱动信号生成部14Q包括高电平电压生成部61、低电平电压生成部62、缓冲器63、64、66、开关电路65。
高电平电压生成部61生成触摸用驱动信号VcomAC的高电平电压。低电平电压生成部62生成显示用驱动电压VcomDC的直流电压。该低电平电压生成部62所生成的电压可以作为触摸用驱动信号VcomAC的低电平电压使用。缓冲器63将高电平电压生成部61供给的电压在进行阻抗转换的同时进行输出,并供给至开关电路65。缓冲器64将从低电平电压生成部62供给的电压在进行阻抗转换的同时进行输出,并供给至开关电路65。开关电路65基于驱动控制信号EXVCOM,交替重复驱动控制信号EXVCOM为高电平的情况和驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况,生成触摸用驱动信号VcomAC。开关电路65在驱动控制信号EXVCOM为高电平的情况下,输出由缓冲器63供给的电压,在驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况下,输出由缓冲器64供给的电压。开关电路65基于驱动控制信号EXVCOM,在驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况下,将由缓冲器64供给的电压作为显示用驱动电压VcomDC的直流电压输出。缓冲器63、64例如由电压输出器构成。此外,开关电路65输出的电压被输出给输出端子65E。缓冲器66将从低电平电压生成部62供给的电压在进行阻抗转换的同时进行输出,将显示用驱动电压VcomDC的直流电压供给至输出端子66E。
图18是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的框图。驱动电极扫描部14A、14B具备扫描控制部51、触摸检测扫描部52、驱动部530。驱动部530具备和驱动电极块B相同数量的驱动部53(k)~53(k+3)。扫描控制部51安装于COG19。此外,触摸检测扫描部52和驱动部530配置在位于显示区域Ad的周围的边缘内。以后,以在多个驱动部53(k)~53(k+3)中的任一个的情况下可以单独使用驱动部53的情况为例。
扫描控制部51基于从控制部11供给的控制信号,对触摸检测扫描部52供给控制信号SDCK、扫描开始信号SDST。此外,对显示用布线LDC供给从上述的驱动信号生成部14Q通过输出端子66E输出的显示用驱动电压VcomDC。对触摸用布线LAC供给从上述的驱动信号生成部14Q通过输出端子65E输出的触摸用驱动信号VcomAC。扫描控制部51对驱动部530供给驱动电极选择信号VCOMSEL。
触摸检测扫描部52构成为包括驱动电极用移位寄存器52SR,用于生成用于选择施加触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极COML的扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...。具体而言,在触摸检测扫描部52中,移位寄存器52SR将由扫描控制部51供给的扫描开始信号SDST作为触发,控制信号SDCK依次被传送至移位寄存器52SR的各传送段,移位寄存器52SR的各传送段与控制信号SDCK同步地被依次选择。所选择的移位寄存器52SR将扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...向驱动部530的各逻辑积电路54送出。触摸检测扫描部52在所选择的移位寄存器52SR例如将高电平的信号作为第k+2个的扫描信号ST(k+2)供给至第k+2个驱动部53(k+2)的情况下,该驱动部53(k+2)将驱动信号VcomAC施加于第k+2个驱动电极块B(k+2)所属的多个驱动电极COML。以后,在指扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...中的任一个的情况下,可以采用扫描信号ST。
驱动部530是如下所述的电路:基于从触摸检测扫描部52供给的扫描信号ST以及从扫描控制部51供给的驱动电极选择信号VCOMSEL,将从驱动信号生成部14Q供给的显示用驱动电压VcomDC或触摸用驱动信号VcomAC施加于驱动电极COML。驱动部53对应于触摸检测扫描部52的输出信号而逐一设置,对所对应的驱动电极块B施加驱动信号Vcom。
驱动部53具备逻辑积电路54和对应每个驱动电极块B设置一个的选择开关SW。在图18中,选择开关SW图示为选择开关SW1、SW2、SW3、SW4。在以下的说明中,以选择开关SW1为代表进行说明,但是,选择开关SW2、SW3、SW4也是同样的。逻辑积电路54生成由触摸检测扫描部52供给的扫描信号ST以及由扫描控制部51供给的驱动电极选择信号VCOMSEL的逻辑积(AND)并进行输出。逻辑积电路54具有放大为能够控制选择开关SW1的动作的振幅电平的缓冲功能。选择开关SW1基于逻辑积电路54所供给的信号来控制动作。选择开关SW1的一端与驱动电极块B包括的多个驱动电极COML连接,选择开关SW1的另一端与显示用布线LDC以及触摸用布线LAC中的一种连接。
根据该构成,驱动部53在扫描信号ST为高电平且驱动电极选择信号VCOMSEL为高电平的情况下,将触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom输出。驱动部53在扫描信号ST为低电平且驱动电极选择信号VCOMSEL为低电平的情况下,使驱动电极块B从触摸用布线LAC分离,与显示用布线LDC连接。这里,被选择为触摸用驱动信号VcomAC的输出对象的驱动电极块B是选择驱动电极块STX。未被选择为触摸用驱动信号VcomAC的输出对象的驱动电极块B是非选择驱动电极块NTX。例如,在图18所示的驱动部53(k+2)对第k+2个驱动电极块B(k+2)所属的多个驱动电极COML施加驱动信号VcomAC时,选择驱动电极块STX是驱动电极块B(k+2)。并且,未被选择为触摸用驱动信号VcomAC的输出对象的驱动电极块B(k)、B(k+1)、B(k+3)是非选择驱动电极块NTX。
此外,在液晶显示部20进行显示动作的情况下,扫描信号ST为低电平,驱动部53将对应于每个驱动电极块B而设置的选择开关SW1、SW2、SW3、SW4全部与显示用布线LDC连接,将显示用驱动电压VcomDC作为驱动信号Vcom输出。
图19是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图20是示出实施方式一所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。图19以及图20对第一栅极驱动器12A侧的构成进行了说明,但是,第二栅极驱动器12B的构成也是同样的。此外,以下的说明以选择开关SW1为代表进行了说明,但是,选择开关SW2、SW3、SW4也是同样的。第一栅极驱动器12A(第二栅极驱动器12B)包括栅极移位寄存器120SR。栅极移位寄存器120SR与垂直启动脉冲VST应答并开始动作,与垂直时钟脉冲VCK同步,在垂直扫描方向上被依次选择,通过缓冲电路将垂直选择脉冲输出给扫描线GCL。
选择开关SW1具备对应于每个驱动电极COML而设置有多个的开关COMSW。开关COMSW根据开关控制信号Ssw、Sxsw,对应于每个驱动电极COML均进行动作。开关COMSW通过对应于每个驱动电极COML均进行动作,通过分时来选择触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接以及显示用布线LDC和驱动电极COML的连接中的任一种。
例如,在包括CMOS开关CMOS1和CMOS开关CMOS2的一个电路单位被用作开关COMSW的情况下,对应于每个驱动电极COML设置有多个该电路单位。CMOS开关CMOS1和CMOS开关CMOS2包括:具有N沟道的栅极的晶体管NMOS和具有P沟道的栅极的晶体管PMOS。
在CMOS开关CMOS1中,开关信号线GSW与晶体管NMOS、晶体管PMOS的栅极连接。在CMOS开关CMOS2中,开关信号线GxSW与晶体管NMOS、晶体管PMOS的栅极连接。供给至开关信号线GSW的开关控制信号Ssw和供给至开关信号线GxSW开关控制信号Sxsw是电位的高电平和低电平相互反转了的信号。因此,CMOS开关CMOS1、CMOS开关CMOS2可以与触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接以及显示用布线LDC和驱动电极COML的连接的任一种同步地进行相同的选择。这样,选择开关SW1对应于每个驱动电极COML具备多个开关COMSW,开关COMSW并联连接在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间。多个开关COMSW根据作为选择信号的开关控制信号Ssw、Sxsw,对应于每个驱动电极COML均进行动作,从而连接触摸用布线LAC和驱动电极COML,并施加触摸用驱动信号VcomAC。
逻辑积电路54具备反相器(inverter)541、开关电路542、缓冲器543、反相器544。反相器541将扫描信号ST为高电平时驱动电极用移位寄存器52SR中被选择的传送段的输出信号的反相逻辑向逻辑积电路542输出。逻辑积电路542根据驱动电极选择信号VCOMSEL,基于反相器541的输入或输出进行开关,并向缓冲器543输出开关控制信号Ssw。缓冲器543放大开关控制信号Ssw,并供给至开关信号线GSW。反相器544生成缓冲器543输出的开关控制信号Ssw的反相逻辑,并作为开关控制信号Sxsw输出,供给至开关信号线GsSW。
CMOS开关CMOS1、CMOS2通过连接导体Q3与触摸用布线LAC连接。此外,CMOS开关CMOS1、CMOS2通过连接导体Q2与显示用布线LDC连接。CMOS开关CMOS1、CMOS2通过连接导体Q1与驱动电极COML连接。CMOS开关CMOS1、CMOS2可以通过在晶体管NMOS、晶体管PMOS的栅极上输入开关控制信号Ssw、Sxsw,从而选择连接导体Q1和连接导体Q2的连接以及连接导体Q3和连接导体Q1连接中的任一种连接。
如图20所示,扫描线GCL与开关信号线GSW、GxSW布线在同层。扫描线GCL与开关信号线GSW、GxSW连接于相同的晶体管的栅极,通过以相同工序来形成这些线可以缩短制造工序。扫描线GCL经由绝缘层与触摸用布线LAC、显示用布线LDC立体交叉。并且,选择开关SW1被配置在位于与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL之间(例如扫描线GCLm+1和扫描线GCLm+2之间)的区域。与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL彼此的间隔与显示区域Ad中的相邻的扫描线GCL彼此的间隔相同。
这里,TFT基板21与本发明中的“基板”的一个具体例对应。像素电极22与本发明中的“像素电极”的一个具体例对应。像素信号线SGL与本发明中的“信号线”的一个具体例对应。驱动电极COML与本发明中的“驱动电极”的一个具体例对应。液晶元件LC与本发明中的“显示功能层”的一个具体例对应。栅极驱动器12、源极驱动器13以及驱动电极驱动器14与本发明中的“控制装置”的一个具体例对应。触摸检测电极TDL与本发明中的“触摸检测电极”对应。触摸用布线LAC与本发明中的“触摸用布线”的一个具体例对应。
(动作以及作用)
接着,对实施方式一的带触摸检测功能的显示装置1的动作以及作用进行说明。在以下的说明中,将作为显示用的驱动信号的驱动信号Vcom记载为显示用驱动电压VcomDC,将作为触摸检测用的驱动信号的驱动信号Vcom记载为触摸用驱动信号VcomAC。
(带触摸检测功能的显示装置动作)
下面,对带触摸检测功能的显示装置1的动作进行说明。图21是示出带触摸检测功能的显示装置的定时波形例的说明图。图22是示出触摸检测扫描的动作例的说明图。
图21所示的(A)示出了触摸用驱动信号VcomAC的波形。图21所示的(B)示出了显示用驱动电压VcomDC的波形。图21所示的(C)示出了扫描信号Vscan的波形。图21所示的(D)示出了像素信号Vpix的波形。图21所示的(E)示出了开关控制信号Vsel的波形。图21所示的(F)示出了像素信号Vpix的波形。图21所示的(G)示出了驱动电极选择信号VCOMSEL的波形。图21所示的(H)示出了驱动信号Vcom的波形。图21所示的(I)示出了触摸检测信号Vdet的波形。
在带触摸检测功能的显示装置1,在各一水平期间(1H),进行触摸检测动作以及显示动作。在显示动作中,通过栅极驱动器12对扫描线GCL依次外加扫描信号Vscan来进行显示扫描。在触摸检测动作中,通过驱动电极驱动器14对应于各驱动电极块B依次施加触摸用驱动信号VcomAC来进行触摸检测扫描,触摸检测部40基于从触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet来检测触摸。下面,对其详细内容进行说明。
首先,在定时t0开始了一水平期间(1H)之后,驱动电极驱动器14的扫描控制部51在定时t1使驱动电极选择信号VCOMSEL的电压从低电平变为高电平(图21(G))。由此,在驱动电极驱动器14中,在触摸检测动作所涉及的第k+1个的驱动部53(k+1)中,选择开关SW2选择连接导体Q1和连接导体Q2的连接。其结果是,驱动信号生成部14Q生成的检测用驱动信号VcomAC(图21(A))通过该选择开关SW2,向构成对应的第k+1个驱动电极块B(k+1)的驱动电极COML施加驱动信号VcomAC(B(k+1))。此外,在驱动部53(k+1)之外的驱动部53中,选择开关SW2之外的选择开关SW1、SW3、SW4选择连接导体Q3与连接导体Q1的连接。其结果是,构成驱动电极块B(k+1)的驱动电极COML之外的驱动电极COML与显示用布线LDC为相同电位(图21(H))。
接着,驱动信号生成部14Q在定时t2使触摸用驱动信号VcomAC的电压从低电平变为高电平(图21(A))。具体而言,驱动部530通过从输出端子65E供给驱动信号生成部14Q中的开关电路65的输出,从而触摸用驱动信号VcomAC的电压从低电平变为高电平。随之,施加于第k+1个驱动电极块B(k+1)的驱动信号VcomAC(B(k+1))也被施加有从低电平变为高电平的交流矩形波(图21(H))。该驱动信号VcomAC(B(k+1))通过静电电容传递至触摸检测电极TDL,触摸检测信号Vdet发生变化(图21(I))。此外,交流矩形波可以是一个矩形波。
接着,触摸检测部40的A/D转换部43在抽样定时ts将输入有该触摸检测信号Vdet的触摸检测信号放大部42的输出信号进行A/D转换(图21(I))。触摸检测部40的触摸检测信号放大部42基于在多个水平期间收集到的该A/D转换结果,进行触摸检测。
接着,驱动部530在定时t3使触摸用驱动信号VcomAC的电压变为作为显示用驱动电压的驱动信号Vcom(显示用驱动电压VcomDC)(图21(A))。具体而言,驱动部530通过从输出端子66E供给驱动信号生成部14Q中的缓冲器66的输出,使触摸用驱动信号VcomAC的电压变为显示用驱动电压VcomDC。随之,施加于第k+1个驱动电极块B(k+1)的驱动信号VcomAC(B(k+1))也从高电平变为低电平(图21(H)),触摸检测信号Vdet发生变化(图21(I))。
接着,驱动电极驱动器14的扫描控制部51在定时t4使驱动电极选择信号VCOMSEL的电压从高电平变为低电平(图21(G))。由此,选择开关SW1~4的所有开关选择连接导体Q2和连接导体Q1的连接。驱动信号生成部14Q所生成的显示用驱动电压VcomDC(图21(B))通过所有选择开关SW1~4向对应的驱动电极块B的驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC(图21(H))。
接着,栅极驱动器12在定时t5向显示动作所涉及的第m行的扫描线GCL(m)施加扫描信号Vscan,扫描信号Vscan(m)从低电平变为高电平(图21(C))。并且,源极驱动器13以及源极选择器部13S向像素信号线SGL施加像素信号Vpix(图21(F)),进行该第m行的扫描线GCL(m)所涉及的一水平线的像素Pix的显示。
具体而言,首先,通过栅极驱动器12在定时t5使扫描信号Vscan(m)从低电平变为高电平,来选择显示动作所涉及的一水平线。并且,源极驱动器13将用于红色的副像素SPix的像素电压VR作为图像信号Vsig供给至源极选择器部13S的同时(图21(D)),在供给该像素电压VR的期间,生成成为高电平的开关控制信号VselR,并供给至源极选择器部13S(图21(E))。并且,源极选择器部13S在该开关控制信号VselR成为高电平的期间(写入期间PW),通过使开关SWR成为接通状态,从图像信号Vsig分离从源极驱动器13供给的像素电压VR,并作为像素信号VpixR通过像素信号线SGL向一水平线所涉及的红色的副像素Spix供给(图21(F))。此外,在开关SWR成为断开状态之后,该像素信号线SGL成为浮动状态,从而保持该像素信号线SGL的电压(图21(F))。同样地,源极驱动器13将用于绿色的副像素SPix的像素电压VG和对应的开关控制信号VselG一起供给至源极选择器部13S(图21(D)、(E)),源极选择器部13S基于开关控制信号VselG,从图像信号Vsig分离该像素电压VG,并作为像素信号VpixG通过像素信号线SGL向一水平线所涉及的绿色的副像素Spix供给(图21(F))。之后,同样地,源极驱动器13将用于青色的副像素SPix的像素电压VB和对应的开关控制信号VselB一起供给至源极选择器部13S(图21(D)、(E)),源极选择器部13S基于开关控制信号VselB,从图像信号Vsig分离该像素电压VB,并作为像素信号VpixB通过像素信号线SGL向一水平线所涉及的青色的副像素Spix供给(图21(F))。
接着,栅极驱动器12在定时t6使第m行的扫描线GCL的扫描信号Vscan(m)从高电平变为低电平(图21(C))。由此,显示动作所涉及的一水平线的副像素SPix从像素信号线SGL断电。
并且,在定时t10,一水平期间结束的同时,新的一水平期间开始。
之后,通过重复上述的动作,在带触摸检测功能的显示装置1中,通过线依次扫描,进行显示画面整体的显示动作的同时,通过以下所示的逐一扫描驱动电极块B,从而进行触摸检测面整体的触摸检测动作。
图22所示的(A)示出了触摸用驱动信号VcomAC的波形。图22所示的(B)示出了显示用驱动电压VcomDC的波形。图22所示的(C)示出了驱动电极选择信号VCOMSEL的波形。图22所示的(D)示出了扫描信号ST的波形。图22所示的(E)示出了驱动信号Vcom的波形图22所示的(F)示出了触摸检测信号Vdet的波形。
如图22所示,驱动电极驱动器14通过基于触摸检测扫描部52生成的扫描信号ST(图21(D)),向对应的驱动电极块B依次施加触摸用驱动信号VcomAC(图21(E)),从而进行触摸检测扫描。此时,驱动电极驱动器14跨规定的多个水平期间向各驱动电极块B施加触摸用驱动信号VcomAC(图21(E))。触摸检测部40在各一水平期间1H,对基于该触摸用驱动信号VcomAC的触摸检测信号Vdet进行抽样,在该规定的多个水平期间中的最后的水平期间中的抽样结束之后,信号处理部44基于这些多个抽样结果,检测是否有对该驱动电极块B所对应的区域的触摸等。这样,基于多个抽样结果来进行触摸检测,因此,可以统计性地解析抽样结果,能够抑制缘于抽样结果的偏差引起的S/N比的劣化,能够提高触摸检测的精度。虽然以一个波形对图21或图22所示的驱动信号VcomAC的矩形波进行了模式性的说明,但是,也可以如图6所示,多次地使其振幅。实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1区分触摸检测动作(触摸检测动作期间)和显示动作(显示期间),分时地向驱动电极COML供给驱动信号Vcom(显示用驱动电压VcomDC以及驱动信号VcomAC)。如上所述,实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以在一显示水平期间,区分触摸检测动作(触摸检测动作期间)和显示动作(显示期间),分时地向驱动电极COML供给驱动信号Vcom(显示用驱动电压VcomDC以及驱动信号VcomAC)。此外,实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以在一个显示水平期间,区分多个触摸检测动作(触摸检测动作期间)和多个显示动作(显示期间),并分时地向驱动电极COML供给驱动信号Vcom(显示用驱动电压VcomDC以及驱动信号VcomAC)。实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以区分触摸检测动作(触摸检测动作期间)和显示动作(显示期间),在一个显示期间处理多个水平期间对应的显示动作。
[效果]
如以上说明,在实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置中,将用于向驱动电极COML供给显示用驱动电压VcomDC的显示用布线LDC以及用于向驱动电极COML供给触摸用驱动信号VcomAC的触摸用布线LAC围绕在边缘区域。例如,在采用了FFS等的横电场模式的液晶的液晶显示部中,将显示用布线LDC配置于更靠色域32R、32G、32B所对应的像素时,显示功能层呈稳定动作的趋势。因此,选择开关SW1(将SW1作为SW1、SW2、SW3、SW4的代表例)配置在触摸用布线LAC、显示用布线LDC之间。选择开关SW在阶层不同的通孔中具备连接导体Q1、Q2以及Q3。选择开关SW1对应各驱动电极COML具备多个开关COMSW,根据开关控制信号Ssw、Sxsw,对应各驱动电极COML全部动作,从而连接触摸用布线LAC和驱动电极COML,施加触摸用驱动信号VcomAC。由此,通过增加供电的连接导体Q1、Q2以及Q3的数量,从而可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
触摸用布线LAC具有:开关SW1的规定的连接电阻成分和对于通过该触摸用布线LAC被供给有驱动信号VcomAC的驱动电极块B所属的驱动电极COML的寄生电容。因此,在配置于离开COG19(驱动信号生成部)的位置上的驱动电极块B中,存在驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。针对于此,实施方式一所涉及的选择开关SW1对应各驱动电极COML具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、COMS开关COMS2,且并联连接在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于各驱动电极COML均进行动作,从而可以连接触摸用布线LAC和驱动电极COML,施加触摸用驱动信号VcomAC。并且,实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以降低开关SW1的连接电阻。其结果是,实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以抑制配置于触摸用布线LAC的末端部附近的驱动电极块B中的驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。
<1-2.实施方式二>
下面,对实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置1进行说明。图23是示出实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一个例子的图。图24是示出实施方式二所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图25是示出实施方式二所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。此外,对与上述实施方式一中说明过的内容相同的构成要素标注相同的符号,并省略重复说明。图25以及图26对第一栅极驱动器12A侧的构成进行了说明,但是,第二栅极驱动器12B的构成也是同样的。
如图23所示,像素基板2位于透明绝缘基板(例如玻璃基板)的TFT基板21的表面,且具备:以矩阵状(行列状)配置有多个包括液晶单元的像素的显示区域Ad、源极驱动器(水平驱动电路)13、栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B。栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B作为第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以夹着显示区域Ad的方式而配置。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B对扫描方向的扫描线GCL交替地施加垂直扫描脉冲,以行单位来选择显示区域Ad的各副像素SPix。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B配置于扫描线GCL的长边方向的端部,对隔一个的扫描线GCL交替地施加垂直扫描脉冲,以行单位来选择显示区域Ad的各像素。
因此,如图24所示,在第一栅极驱动器12A侧、或第二栅极驱动器12B侧,越过显示区域Ad,通过边缘Gd,到达第一栅极驱动器12A、或第二栅极驱动器12B的扫描线GCL的数量少于实施方式一。由此,在边缘Gd中,奇数或偶数的扫描线GCL通过显示区域Ad和第一栅极驱动器12A、或第二栅极驱动器12B之间。其结果是,选择开关SW1的COMS开关CMOS1配置于与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL之间(例如扫描线GCLm+1和扫描线GCLm+3之间)的区域。例如,与第一栅极驱动器12A连接的扫描线GCL(例如扫描线GCLm+1和扫描线GCLm+3)与第一栅极驱动器12A侧的触摸用布线LAC立体交叉,与第二栅极驱动器12B侧的触摸用布线LAC不立体交叉。并且,与第二栅极驱动器12B连接的扫描线GCL(例如扫描线GCLm+2和扫描线GCLm+4)与第二栅极驱动器12B侧的触摸用布线LAC立体交叉,与第一栅极驱动器12A侧的触摸用布线LAC不立体交叉。因此,与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL彼此的间隔大于显示区域Ad中相邻的扫描线GCL彼此的间隔。即、边缘Gd中的扫描线GCL的间隔大于显示区域Ad中相邻的扫描线GCL的间隔。并且,由于在边缘Gd中扫描线GCL的间隔扩大,因此选择开关SW1(COMS开关CMOS1、COMS开关CMOS2)的可配置面积增加。例如,通过增加连接导体Q1、Q2、Q3的数量、或增加面积,可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
此外,选择开关SW1不仅配置在第一栅极驱动器12A侧的边缘区域Gd,还配置在第二栅极驱动器12B侧的边缘区域Gd。配置在第二栅极驱动器12B侧的边缘区域Gd的选择开关SW1可以选择配置在第二栅极驱动器12B侧的触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接或者显示用布线LDC和驱动电极COML的连接。在这种情况下,第一栅极驱动器12A侧的选择开关和第二栅极驱动器12B侧的选择开关中的与相同驱动电极COML连接的选择开关彼此分别选择相同种类的布线(触摸用布线LAC或显示用布线LDC)。例如与第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1连接于相同的驱动电极COML的、第二栅极驱动器12B侧的选择开关SW1在第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1选择了触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接的情况下,选择触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接。与第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1连接于相同的驱动电极COML的、第二栅极驱动器12B侧的选择开关SW1在第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1选择了显示用布线LDC和驱动电极COML的连接的情况下,选择显示用布线LDC和驱动电极COML的连接。
[效果]
如实施方式一所示,在副像素SPix的一个间距(pitch)所对应的扫描线GCL之间配置有选择开关SW1的情况下,如果伴随着高精度化,而像素间距变狭窄,则有选择开关SW1的连接电阻增加的可能性。相反,在实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,可以将选择开关SW1配置在大于副像素SPix的一个间距所对应的扫描线GCL的间隔的间隔中,因此,即使随着高精度化而使像素间距狭窄,也可以将选择开关SW1的连接电阻维持得很低。此外,通过增加供电的连接导体Q1、Q2以及Q3的数量,从而可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
触摸用布线LAC具有:开关SW1的规定的连接电阻成分和对于通过该触摸用布线LAC被供给有驱动信号VcomAC的驱动电极块B所属的驱动电极COML的寄生电容。因此,在配置于离开COG19(驱动信号生成部)的位置上的驱动电极块B中,存在驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。针对于此,实施方式二所涉及的选择开关SW1(将SW1作为SW1、SW2、SW3、SW4的代表例)对应各驱动电极COML具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、COMS开关COMS2,且并联连接在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于各驱动电极COML均进行动作,从而可以连接触摸用布线LAC和驱动电极COML,施加触摸用驱动信号VcomAC。并且,在实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,开关SW1的连接电阻降低,可以抑制配置于布线LAC的末端部附近的驱动电极块B中的驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。
此外,实施方式二所涉及的开关SW1的尺寸可以使与扫描线平行的方向变小,使与扫描线正交的方向变大。由此,实施方式二所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以减小边缘Gd中的、与配置开关SW1的区域的扫描线平行的方向上的宽度、图7所示的宽度Gdv。
<1-3.实施方式三>
下面,对实施方式三所涉及的带触摸检测功能的显示装置1进行说明。图26是示出实施方式三所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图27是示出实施方式三所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。此外,对与上述实施方式一以及实施方式二中说明过的内容相同的构成要素标注相同的符号,并省略重复说明。图25以及图26对第一栅极驱动器12A侧的驱动电极驱动器进行了说明,但是,第二栅极驱动器12B的构成也是同样的。
如图23所示,在实施方式三中也是像素基板2位于透明绝缘基板(例如玻璃基板)的TFT基板21的表面,且具备:以矩阵状(行列状)配置有多个包括液晶单元的像素的显示区域Ad、源极驱动器(水平驱动电路)13、栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B。栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B作为第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以夹着显示区域Ad的方式而配置。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B对扫描方向的所述扫描线交替地施加垂直扫描脉冲,以行单位来选择显示区域Ad的各副像素SPix。
如图26所示,在第一栅极驱动器12A侧、或第二栅极驱动器12B侧,越过显示区域Ad,通过边缘Gd,到达第一栅极驱动器12A、或第二栅极驱动器12B的扫描线GCL的数量少于实施方式一。此外,在相邻的开关COMSW之间配置有多条扫描线GCLm+2、扫描线GCLm+4(多条扫描线GCLm+6、扫描线GCLm+8)。这与第一栅极驱动器12A侧(第二栅极驱动器12B)的栅极移位寄存器120SR的周期一致。栅极移位寄存器120SR将两条扫描线GCL作为一对来进行控制。因此,在选择开关SW1中,开关COMSW成为副像素SPix的四个间隔,重复间隔与八个副像素SPix相同。由此,在边缘Gd中,奇数或偶数的扫描线GCL通过显示区域Ad和第一栅极驱动器12A、或第二栅极驱动器12B之间。其结果是,COMS开关CMOS2配置于与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉且与COMS开关CMOS1、COMS开关CMOS2相邻的扫描线GCL彼此之间(例如扫描线GCLm+4和扫描线GCLm+6之间)的区域。例如,与第一栅极驱动器12A连接的扫描线GCL(例如扫描线GCLm+2、扫描线GCLm+4、扫描线GCLm+6、扫描线GCLm+8)与第一栅极驱动器12A侧的触摸用布线LAC立体交叉,与第二栅极驱动器侧的触摸用布线LAC不立体交叉。并且,与第二栅极驱动器连接的扫描线(例如扫描线GCLm+1、扫描线GCLm+3、扫描线GCLm+5、扫描线GCLm+7)与第二栅极驱动器侧的触摸用布线LAC立体交叉,与第一栅极驱动器侧的触摸用布线LAC不立体交叉。因此,与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL彼此的间隔大于显示区域Ad中相邻的扫描线GCL彼此的间隔。并且,由于在边缘Gd中扫描线GCL的间隔扩大,因此选择开关SW1(COMS开关CMOS2)的可配置面积增加。例如,通过增加连接导体Q1、Q2、Q3的数量、或增加面积,可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
此外,选择开关SW1不仅配置在第一栅极驱动器12A侧的边缘区域Gd,还配置在第二栅极驱动器12B侧的边缘区域Gd。配置在第二栅极驱动器12B侧的边缘区域Gd的选择开关SW1可以选择配置在第二栅极驱动器12B侧的触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接或者显示用布线LDC和驱动电极COML的连接。在这种情况下,第一栅极驱动器12A侧的选择开关和第二栅极驱动器12B侧的选择开关中的与相同驱动电极COML连接的选择开关彼此分别选择相同种类的布线(触摸用布线LAC或显示用布线LDC)。例如与第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1连接于相同的驱动电极COML的、第二栅极驱动器12B侧的选择开关SW1在第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1选择了触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接的情况下,选择触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接。与第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1连接于相同的驱动电极COML的、第二栅极驱动器12B侧的选择开关SW1在第一栅极驱动器12A侧的选择开关SW1选择了显示用布线LDC和驱动电极COML的连接的情况下,选择显示用布线LDC和驱动电极COML的连接。
[效果]
如实施方式一所示,在副像素SPix的一个间距所对应的扫描线GCL之间配置有选择开关SW1的情况下,如果伴随着高精度化,而像素间距变狭窄,则有选择开关SW1的连接电阻增加的可能性。相反,在实施方式三所涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,可以将选择开关SW1配置在大于副像素SPix的一个间距所对应的扫描线GCL的间隔的间隔中,因此,即使随着高精度化而使像素间距狭窄,也可以将选择开关SW1的连接电阻维持得很低。此外,通过增加供电的连接导体Q1、Q2以及Q3的数量,从而可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
触摸用布线LAC具有:开关SW1的规定的连接电阻成分和对于通过该触摸用布线LAC被供给有驱动信号VcomAC的驱动电极块B所属的驱动电极COML的寄生电容。因此,在配置于离开COG19(驱动信号生成部)的位置上的驱动电极块B中,存在驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。针对于此,实施方式三所涉及的选择开关SW1(将SW1作为SW1、SW2、SW3、SW4的代表例)对应各驱动电极COML具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、COMS开关COMS2,并联连接在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于各驱动电极COML均进行动作,从而可以连接触摸用布线LAC和驱动电极COML,施加触摸用驱动信号VcomAC。并且,在实施方式三所涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,开关SW1的连接电阻降低,可以抑制配置于布线LAC的末端部附近的驱动电极块B中的驱动信号VcomAC的脉冲的过渡时间变长的可能性。
此外,实施方式三所涉及的开关SW1的尺寸可以使与扫描线平行的方向变小,使与扫描线正交的方向变大。由此,实施方式三所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以减小边缘Gd中的、与配置开关SW1的区域的扫描线平行的方向上的宽度、图7所示的宽度Gdv。
以上,列举了几个实施方式以及变形例并进行了说明,但是,本发明并不限定于这些实施方式等,可以有各种的变形。
此外,在上述各实施方式以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,可以将使用FFS、IPS等各种模式的液晶的液晶显示设备20和触摸检测设备30一体化而形成带触摸检测功能的显示部10。图28是示出变形例所涉及的带触摸检测功能的显示部的概略截面构造的截面图。作为替换,带触摸检测功能的显示部10也可以将TN(Twisted Nematic:扭曲向列)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically ControlledBirefringence:电场控制双折射)等各种模式的液晶和触摸检测设备一体化。
如图28所示,在对置基板3上具有驱动电极COML的情况下,也可以在对置基板3上具备触摸用布线LAC、显示用布线LDC。根据该构造,驱动电极COML和触摸用布线LAC(显示用布线LDC)的距离变短。并且,TFT基板21所具备的扫描线GCL和上述实施方式一、二以及三同样地与触摸用布线LAC、显示用布线LDC立体交叉。其结果是,触摸用布线LAC在与TFT基板21垂直的方向上配置在位于显示区域Ad的外侧的边缘区域Gd中。
此外,在上述各实施方式中,虽然形成将液晶显示设备20和静电电容型的触摸检测设备30一体化的所谓in-cell类型,但是,并不限定于此,作为替换,例如也可以是安装有液晶显示设备20和静电电容型的触摸检测设备30的on-cell类型。在on-cell类型的情况下,将图8所示的像素基板2的驱动电极COML作为第一驱动电极COML,在此基础上,在对置基板3的玻璃基板31的表面上还具备第二驱动电极COML,第一驱动电极COML和第二驱动电极COML电连接。在这种情况下,也可以通过形成上述的构成,在抑制外部噪声、从液晶显示部传送的噪声(对应于上述各实施方式中的内部噪声)的影响的同时进行触摸检测。
<2.适用例>
接着,参照图29~图41对实施方式以及变形例所说明的带有触摸检测功能的显示装置1的适用例进行说明。图29~图41是示出适用本实施方式涉及的带有触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的视图。实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1能够适用于电视装置、数码照相机、笔记本型个人计算机、便携式电话等便携终端装置或者摄像机等所有领域的电子设备。换而言之,实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1能够适用于将从外部输入的影像信号或者在内部生成的影像信号作为图像或者影像进行显示的所有领域的电子设备。
(适用例1)
图29中示出的电子设备是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1所适用的电视装置。该电视装置例如具有包括前面板511以及滤光玻璃512的影像显示画面部510,该影像显示画面部510是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置。
(适用例2)
图30以及图31中示出的电子设备是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1所适用的数码照相机。该数码照相机例如具有:闪光用的发光部521、显示部522、菜单开关523以及快门按钮524,该显示部522是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置。
(适用例3)
图32中示出的电子设备表示实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1所适用的摄像机的外观。该摄像机例如具有:主体部531、设置于该主体部531的前方侧面的被摄物体拍摄用的透镜532、拍摄时的开始/停止开关533以及显示部534。并且,显示部534是实施方式一、二、三3以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置。
(适用例4)
图33中示出的电子设备是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1所适用的笔记本型个人计算机。该笔记本型个人计算机例如具有:主体部541、用于文字等的输入操作的键盘542以及显示图像的显示部543,显示部543是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置。
(适用例5)
图34~图40中示出的电子设备是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置1所适用的便携电话机。该便携电话机例如通过连结部(铰链部)553将上侧框体551和下侧框体552连结,该便携电话机具有:显示器554、副显示器555、闪光灯(picture light)556以及照相机557,该显示器554或者副显示器555是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带有触摸检测功能的显示装置
(适用例6)
图41所示的电子设备是作为便携式个人计算机、多功能便携式电话、可通话的便携式个人计算机或可通信的便携式个人计算机进行动作的、也被称为所谓的智能电话、平板终端的信息便携式终端。该信息便携式终端例如在壳体561的表面具有显示部562。该显示部562是实施方式一、二、三以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置1。
<3.本发明的构成>
并且,本发明也能够形成以下的构成。
(1)本发明的带触摸检测功能的显示装置包括:显示区域,其是在基板上多个像素电极配置为矩阵状的显示区域;多个驱动电极,多个驱动电极各自与多个所述像素电极的至少一个相对设置;显示功能层,具有在所述显示区域显示图像的图像显示功能;控制装置,进行图像显示控制,使得基于图像信号在多个所述像素电极和多个所述驱动电极之间施加显示用驱动电压以发挥所述显示功能层的图像显示功能;多个触摸检测电极,与多个所述驱动电极相对且在与多个所述驱动电极之间形成静电电容;触摸检测部,基于来自多个所述触摸检测电极的检测信号,检测接近的物体的位置;触摸用布线,配置在位于所述显示区域的外侧的边缘区域中,将触摸用驱动信号供给至多个所述驱动电极;以及多个开关组,对应于多个所述驱动电极中的各驱动电极而设置,多个所述开关组各自包括根据所述控制装置的选择信号来进行动作的多个选择开关,其中,多个所述开关组基于所述控制装置的选择信号,从多个所述驱动电极选择与所述触摸用布线连接的驱动电极,多个所述开关组中的每个开关组的多个选择开关在对应的驱动电极和所述触摸用布线之间并联连接,根据所述选择信号,对应多个所述驱动电极中的每个驱动电极,所有的所述选择开关均进行动作,从而连接所述对应的驱动电极和所述触摸用布线,向所述对应的驱动电极施加所述触摸用驱动信号。
(2)在上述(1)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述控制装置包括垂直驱动电路,所述垂直驱动电路与用于选择行单位的像素的多条扫描线连接,多个所述选择开关配置在与所述触摸用布线立体交叉的多条扫描线中的相邻的该扫描线之间的区域。
(3)在上述(2)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述垂直驱动电路包括第一垂直驱动电路以及第二垂直驱动电路,所述第一垂直驱动电路和所述第二垂直驱动电路配置在多条所述扫描线的长边方向的端部,向隔一个的所述扫描线交替施加垂直扫描脉冲,并以行单位选择所述显示区域的各像素,与所述触摸用布线立体交叉的扫描线彼此的间隔大于所述显示区域中的相邻的扫描线的间隔。
(4)在上述(2)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述垂直驱动电路包括第一垂直驱动电路以及第二垂直驱动电路,所述第一垂直驱动电路和所述第二垂直驱动电路在多条所述扫描线的延伸方向上夹着多条所述扫描线而配置,向扫描方向的所述扫描线交替施加垂直扫描脉冲,并以行单位选择所述显示区域的各像素,在相邻的所述选择开关之间配置有多条所述扫描线,与所述触摸用布线立体交叉且与所述选择开关相邻的扫描线之间的间隔大于所述显示区域中的相邻的扫描线的间隔。
(5)在上述(3)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述触摸用布线包括所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线和所述第二垂直驱动电路侧的所述触摸用布线,连接于所述第一垂直驱动电路的扫描线与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,连接于所述第二垂直驱动电路的扫描线与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉。
(6)在上述(4)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述触摸用布线包括所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线和所述第二垂直驱动电路侧的所述触摸用布线,连接于所述第一垂直驱动电路的扫描线与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,连接于所述第二垂直驱动电路的扫描线与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉。
(7)在上述(2)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,与所述触摸用布线立体交叉的扫描线之间的间隔是所述显示区域中的相邻的扫描线彼此的间隔。
(8)在上述(1)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,所述显示装置还包括:用于供给所述显示用驱动电压的显示用布线,所述显示用布线配置于比所述触摸用布线更靠显示区域侧
(9)在上述(8)中记载的带有触摸检测功能的显示装置中,多个所述驱动电极中的每个驱动电极的所述选择开关分时地选择所述对应的驱动电极和所述显示用布线的连接、以及所述对应的驱动电极和所述触摸用布线的连接中的任一种。
(10)本发明的电子设备包括能检测外部接近的物体的带触摸检测功能的显示装置,其中,所述带触摸检测功能的显示装置包括:显示区域,其是在基板上多个像素电极配置为矩阵状的显示区域;多个驱动电极,多个驱动电极各自与多个所述像素电极的至少一个相对设置;显示功能层,具有在所述显示区域显示图像的图像显示功能;控制装置,进行图像显示控制,使得基于图像信号在多个所述像素电极和多个所述驱动电极之间施加显示用驱动电压以发挥所述显示功能层的图像显示功能;多个触摸检测电极,与多个所述驱动电极相对且在与多个所述驱动电极之间形成静电电容;触摸检测部,基于来自多个所述触摸检测电极的检测信号,检测接近的物体的位置;触摸用布线,配置在位于所述显示区域的外侧的边缘区域中,将触摸用驱动信号供给至多个所述驱动电极;以及多个开关组,对应于多个所述驱动电极中的各驱动电极而设置,多个所述开关组各自包括根据所述控制装置的选择信号来进行动作的多个选择开关,其中,多个所述开关组基于所述控制装置的选择信号,从多个所述驱动电极选择与所述触摸用布线连接的驱动电极,多个所述开关组中的每个开关组的多个选择开关在对应的驱动电极和所述触摸用布线之间并联连接,根据所述选择信号,对应多个所述驱动电极中的每个驱动电极,所有的所述选择开关均进行动作,从而连接所述对应的驱动电极和所述触摸用布线,向所述对应的驱动电极施加所述触摸用驱动信号。
符号说明
1 带触摸检测功能的显示装置           2 像素基板
3 对置基板                           6 液晶层
10 带触摸检测功能的显示部          11 控制部
12 栅极驱动器                      13 源极驱动器
14 驱动电极驱动器                  20 液晶显示部
21 TFT基板                         22 像素电极
30 触摸检测设备                    31 玻璃基板
32 滤色器                          35 偏光板
40 触摸检测部                      42 触摸检测信号放大部
43 A/D转换部                       44 信号处理部
45 坐标提取部                      46 检测定时控制部
51 扫描控制部                      52 触摸检测扫描部
53 驱动部                          54 逻辑积电路
61 高电平电压生成部                62 低电平电压生成部
63、64、66 缓冲器                   65开关电路
65E、66E   输出端子                 VcomAC 驱动信号
VcomDC     显示用驱动电压           COML   驱动电极
TDL    触摸检测电极                 Vcom驱动信号
Vdet   触摸检测信号

Claims (10)

1.一种带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,包括:
显示区域,其是在基板上多个像素电极配置为矩阵状的显示区域;
多个驱动电极,多个驱动电极各自与多个所述像素电极的至少一个相对设置;
显示功能层,具有在所述显示区域显示图像的图像显示功能;
控制装置,进行图像显示控制,使得基于图像信号在多个所述像素电极和多个所述驱动电极之间施加显示用驱动电压以发挥所述显示功能层的图像显示功能;
多个触摸检测电极,与多个所述驱动电极相对且在与多个所述驱动电极之间形成静电电容;
触摸检测部,基于来自多个所述触摸检测电极的检测信号,检测接近的物体的位置;
触摸用布线,配置在位于所述显示区域的外侧的边缘区域中,将触摸用驱动信号供给至多个所述驱动电极;以及
多个开关组,对应于多个所述驱动电极中的各驱动电极而设置,多个所述开关组各自包括根据所述控制装置的选择信号来进行动作的多个选择开关,
其中,多个所述开关组基于所述控制装置的选择信号,从多个所述驱动电极选择与所述触摸用布线连接的驱动电极,
多个所述开关组中的每个开关组的多个选择开关在对应的驱动电极和所述触摸用布线之间并联连接,根据所述选择信号,对应多个所述驱动电极中的每个驱动电极,所有的所述选择开关均进行动作,从而连接所述对应的驱动电极和所述触摸用布线,向所述对应的驱动电极施加所述触摸用驱动信号。
2.根据权利要求1所述的带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述控制装置包括垂直驱动电路,
所述垂直驱动电路与用于选择行单位的像素的多条扫描线连接,
多个所述选择开关配置在与所述触摸用布线立体交叉的多条扫描线中的相邻的该扫描线之间的区域。
3.根据权利要求2所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述垂直驱动电路包括第一垂直驱动电路以及第二垂直驱动电路,
所述第一垂直驱动电路和所述第二垂直驱动电路配置在多条所述扫描线的长边方向的端部,向隔一个的所述扫描线交替施加垂直扫描脉冲,并以行单位选择所述显示区域的各像素,
与所述触摸用布线立体交叉的扫描线彼此的间隔大于所述显示区域中的相邻的扫描线的间隔。
4.根据权利要求2所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述垂直驱动电路包括第一垂直驱动电路以及第二垂直驱动电路,
所述第一垂直驱动电路和所述第二垂直驱动电路在多条所述扫描线的延伸方向上夹着多条所述扫描线而配置,向扫描方向的所述扫描线交替施加垂直扫描脉冲,并以行单位选择所述显示区域的各像素,
在相邻的所述选择开关之间配置有多条所述扫描线,
与所述触摸用布线立体交叉且与所述选择开关相邻的扫描线之间的间隔大于所述显示区域中的相邻的扫描线的间隔。
5.根据权利要求3所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述触摸用布线包括所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线和所述第二垂直驱动电路侧的所述触摸用布线,
连接于所述第一垂直驱动电路的扫描线与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,
连接于所述第二垂直驱动电路的扫描线与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉。
6.根据权利要求4所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述触摸用布线包括所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线和所述第二垂直驱动电路侧的所述触摸用布线,
连接于所述第一垂直驱动电路的扫描线与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,
连接于所述第二垂直驱动电路的扫描线与所述第二垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉,而不与所述第一垂直驱动电路侧的触摸用布线立体交叉。
7.根据权利要求2所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
与所述触摸用布线立体交叉的扫描线之间的间隔是所述显示区域中的相邻的扫描线彼此的间隔。
8.根据权利要求1所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述显示装置还包括:用于供给所述显示用驱动电压的显示用布线,
所述显示用布线配置于比所述触摸用布线更靠显示区域侧。
9.根据权利要求8所述的带有触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
多个所述驱动电极中的每个驱动电极的所述选择开关分时地选择所述对应的驱动电极和所述显示用布线的连接、以及所述对应的驱动电极和所述触摸用布线的连接中的任一种。
10.一种电子设备,所述电子设备包括能检测外部接近的物体的带触摸检测功能的显示装置,所述电子设备的特征在于,
所述带触摸检测功能的显示装置包括:
显示区域,其是在基板上多个像素电极配置为矩阵状的显示区域;
多个驱动电极,多个驱动电极各自与多个所述像素电极的至少一个相对设置;
显示功能层,具有在所述显示区域显示图像的图像显示功能;
控制装置,进行图像显示控制,使得基于图像信号在多个所述像素电极和多个所述驱动电极之间施加显示用驱动电压以发挥所述显示功能层的图像显示功能;
多个触摸检测电极,与多个所述驱动电极相对且在与多个所述驱动电极之间形成静电电容;
触摸检测部,基于来自多个所述触摸检测电极的检测信号,检测接近的物体的位置;
触摸用布线,配置在位于所述显示区域的外侧的边缘区域中,将触摸用驱动信号供给至多个所述驱动电极;以及
多个开关组,对应于多个所述驱动电极中的各驱动电极而设置,多个所述开关组各自包括根据所述控制装置的选择信号来进行动作的多个选择开关,
其中,多个所述开关组基于所述控制装置的选择信号,从多个所述驱动电极选择与所述触摸用布线连接的驱动电极,
多个所述开关组中的每个开关组的多个选择开关在对应的驱动电极和所述触摸用布线之间并联连接,根据所述选择信号,对应多个所述驱动电极中的每个驱动电极,所有的所述选择开关均进行动作,从而连接所述对应的驱动电极和所述触摸用布线,向所述对应的驱动电极施加所述触摸用驱动信号。
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