CN104238850A - 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
提供一种能够抑制显示画面出现图像残留的带触摸检测功能的显示装置及电子设备。上述带触摸检测功能的显示装置具备:控制装置,在常规操作模式下以基于图像信号发挥显示功能层的图像显示功能的方式进行图像显示控制,并进行触摸检测控制;触摸检测部,在常规操作模式下,基于来自触摸检测电极的检测信号,检测接近或接触触摸检测电极的物体的位置;以及触摸检测控制部,在睡眠模式下,检测物体对触摸检测电极的接近或接触。在睡眠模式下,如果触摸检测控制部检测到物体接近或接触触摸检测电极,则控制装置将像素电极控制为规定的电位,然后将触摸用驱动信号供给驱动电极。
Description
技术领域
本发明涉及能够检测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,被称为所谓触摸面板的、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(所谓的外挂式)或者一体化(所谓的内嵌式)的带触摸检测功能的显示装置。并且,带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,还具有使用扩大到便携式电话和平板电脑这种便携式信息终端等的倾向。
在便携式电话和平板电脑这样的电子设备中使用的带触摸检测功能的显示装置,除具有进行图像显示并进行触摸检测的通常操作模式以外,为了降低耗电,还优选具有当一定时间内没有进行操作时,停止图像显示并停止各部的操作的睡眠模式。
例如,在专利文献1中记载有一种静电电容式触摸面板,当在常规模式下操作的输入操作位置检测单元在规定期间内未检测出输入操作时,输入操作位置检测单元的操作停止,多个电容-时间转换单元及输入判定单元均转变为间歇操作的睡眠模式,当在睡眠模式下间歇操作的输入判定单元判定为输入操作时,输入操作位置检测单元转变为操作的常规模式。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-44004号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1中记载的静电电容式触摸面板是一种安装在显示器中而构成外挂式带触摸检测功能的显示装置的触摸面板,并非是构成内嵌式带触摸检测功能的显示装置的触摸面板。
在内嵌式带触摸检测功能的显示装置中,当由睡眠模式转变为常规操作模式时,存在一种内嵌式独有的问题,即显示画面可能会出现图像残留(焼き付き),因此优选抑制这种图像残留。
专利文献1记载的静电电容式触摸面板由于是一种构成外挂式带触摸检测功能的显示装置的触摸面板,而并非是构成内嵌式带触摸检测功能的显示装置的触摸面板,因此未考虑显示画面可能会出现图像残留的内嵌式独有的问题。
本发明是鉴于上述问题点所做出的发明,其目的在于提供能够抑制在显示画面上产生图像残留的带触摸检测功能的显示装置和电子设备。
解决技术问题的技术方案
本发明的带触摸检测功能的显示装置是一种具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式及不进行图像显示而进行触摸检测的睡眠模式的带触摸检测功能的显示装置,具备:显示区域,在基板上多个像素电极配置为阵列状;驱动电极,与上述像素电极相对设置、并被分割成多个;触摸检测电极,与上述驱动电极相对设置、并在触摸检测电极与上述驱动电极之间形成静电电容;显示功能层,具有在上述显示区域上显示图像的图像显示功能;控制装置,在上述常规操作模式中,根据图像信号在上述图像电极和上述驱动电极之间施加显示用驱动电压,并进行图像显示控制以发挥上述显示功能层的图像显示功能,并且,进行触摸检测控制以对上述驱动电极提供触摸用驱动信号;触摸检测部,在上述常规操作模式下,根据来自上述触摸检测电极的检测信号,检测与上述触摸检测电极接近或接触的物体的位置;触摸检测控制部,在上述睡眠模式中,检测上述物体对上述触摸检测电极的接近或接触,在上述睡眠模式下,上述触摸检测控制部检测出上述物体接近或接触上述触摸检测电极的情况下,则上述控制装置将上述像素电极控制在规定电位,然后将上述触摸用驱动信号提供给上述驱动电极。
本发明的电子设备具备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式终端装置等。
发明效果
根据本发明的带触摸检测功能的显示装置和电子设备,能够抑制在显示画面上产生图像残留。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的一构成例的框图。
图2是为了说明互电容型触摸检测方式的基本原理而示出手指未接触或者未接近的状态的说明图。
图3是示出图2中所示的手指未接触或者未接近的状态的等效电路的示例的说明图。
图4是为了说明互电容型触摸检测方式的基本原理而示出手指接触或者接近的状态的说明图。
图5是示出图4所示的手指接触或者接近的状态的等效电路的示例的说明图。
图6是表示驱动信号以及触摸检测信号的波形的一例的图。
图7是示出安装有实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的一例的图。
图8是示出安装有实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的其他其他示例的图。
图9是示出升压电路的一例的图。
图10是示出升压电路的一例的图。
图11是示出电荷泵的一例的图。
图12示出电荷泵的一例的图。
图13是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的简要截面构成的截面图。
图14是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一例的图。
图15是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的像素排列的电路图。
图16是用于说明在安装有实施方式1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之间的关系的示意图。
图17是示出实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的驱动电机和触摸检测电极的一构成例的立体图。
图18是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的触摸检测的动作例的示意图。
图19是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的触摸检测的动作例的示意图。
图20是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的触摸检测的动作例的示意图。
图21是示出实施方式1涉及的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。
图22是示出实施方式1涉及的驱动电极驱动器的框图。
图23是示出实施方式1涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图24是示出实施方式1涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图25是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指未接触或未接近的状态的说明图。
图26是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指未接触或未接近的状态的说明图。
图27是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指接触或接近的状态的说明图。
图28是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指接触或接近状态的说明图。
图29是表示检测电路的说明图。
图30是表示图29的检测电路的等效电路的说明图。
图31是表示图29的检测电路的波形的一例的图。
图32是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的一帧期间(IF)的动作的图。
图33是带触摸检测功能的显示装置的动作的时序图。
图34是带触摸检测功能的显示装置的显示动作的时序图。
图35是带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的时序图。
图36是带触摸检测功能的显示装置的存储器写入和存储器读取的时序图。
图37是带触摸检测功能的显示装置的存储器写入和存储器读取的其他时序图。
图38是带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的时序图。
图39是表示带触摸检测功能的显示装置的睡眠模式下的动作的流程图。
图40是表示带触摸检测功能的显示装置的时序波形例的说明图。
图41是比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置的显示动作和触摸检测动作的时序图。
图42是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置以显示扫描的4倍速度进行触摸检测扫描时的动作的图。
图43示意性地示出使带触摸检测功能的显示装置的部分检测区域RT的大小为部分显示区域RD的一半大小时的动作的图。
图44是示意性地示出暂时存储带触摸检测功能的显示装置的两个部分显示区域RD的数据时的动作的图。
图45是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的一例的图。
图46是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的一例的图。
图47是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的一例的图。
图48是示出实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置的触摸检测设备的一例的图。
图49是示出实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置的检测部的图。
图50是示出实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置的检测部的图。
图51是示出实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置的图。
图52是示出实施方式4涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一例的图。
图53是示出实施方式4涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图54是示出实施方式4涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图55是示出实施方式5涉及的带触摸检测功能的显示装置的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
图56是示出实施方式5涉及的带触摸检测功能的显示装置的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。
图57是示出实施方式6涉及的安装了带触摸检测功能的显示装置的模块的一例的图。
图58是实施方式6涉及的带触摸检测功能的显示装置的动作的时序图。
图59是表示变形例涉及的带触摸检测功能的显示设备装置的简要截面构成的截面图。
图60是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图61是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图62是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图63是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图64是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图65是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图66是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图67是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图68是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图69是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图70是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图71是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
图72是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
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)进行详细说明。本发明不受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。并且,以下记载的构成要素能够进行适当组合。此外,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1
1-2.实施方式2
1-3.实施方式3
1-4.实施方式4
1-5.实施方式5
1-6.实施方式6
2.适用例(电子设备)
上述实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置应用于电子设备的示例。
3.本发明的构成
<1-1.实施方式1>
[构成例]
(全体构成例)
图1是表示实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的一构成例的框图。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器件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、触摸检测部40、触摸检测控制部100以及栅极驱动器100D。在该带触摸检测功能的显示装置1中,带触摸检测功能的显示器件10是内置有触摸检测功能的显示器件。带触摸检测功能的显示器件10是将液晶显示元件用作显示元件的液晶显示器件20和静电电容型的触摸检测器件30一体化而成的所谓的内嵌式器件。此外,带触摸检测功能的显示器件10也可以是在使用液晶显示元件作为显示元件的液晶显示器件20上安装静电电容型的触摸检测器件30的所谓的外挂式器件。
(特征)
带触摸检测功能的显示装置1具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式、以及不进行图像显示而进行触摸检测的睡眠模式。带触摸检测功能的显示装置1在常规操作模式下如果一定期间内没有触摸操作,则转变为睡眠模式。带触摸检测功能的显示装置1如果在睡眠模式下检测出规定的手势,则转变为常规操作模式。
在常规操作模式下,带触摸检测功能的显示装置1中主要是控制部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等工作。而且,在常规操作模式中,执行操作系统程序等且控制整个电子设备的应用处理器(主机CPU、未图示)、以及从带触摸检测功能的显示装置1的背面照射光的背照灯(未图示)等也工作。另一方面,在睡眠模式下,带触摸检测功能的显示装置1中主要是控制部11、源极驱动器13、源极选择器部13S、驱动电极驱动器14、触摸检测部40、触摸检测控制部100以及栅极驱动器100D工作。而且,在睡眠模式下,应用处理器和背照灯等不工作。通过这种方式,电子设备可降低耗电。
在常规操作模式下,带触摸检测功能的显示装置1通过后述的驱动电极COML和后述的触摸检测电极TDL之间的互电容方式来检测触摸操作。在睡眠模式下,带触摸检测功能的显示装置1通过触摸检测电极TDL的自电容方式来检测有无触摸检测,如果检测出有触摸,则通过驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间的互电容方式检测触摸坐标和手势,如果检测出规定的手势,则转变为常规操作模式。
而且,带触摸检测功能的显示装置1具备在常规操作模式下工作的栅极驱动器12、以及在睡眠模式下工作的栅极驱动器100D。通常由电池(未图示)或电子设备的主板(未图示)等提供规定的电源电压(以下称Vcc)给带触摸检测功能的显示装置1。在常规操作模式下,带触摸检测功能的显示装置1为了使液晶显示器件20中的液晶显示元件高速地运行并高速地进行图像显示,而通过在后述的升压电路中将电源电压Vcc升压后的电源电压(以下称Vdd)来使栅极驱动器12工作。也就是说,栅极驱动器12是在电源电压Vdd下工作的电路。而另一方面,在睡眠模式下,带触摸检测功能的显示装置1为了降低耗电使升压电路停止,并在电源电压Vcc下使栅极驱动器100D工作。也就是说,栅极驱动器100D是在电源电压Vcc下工作的电路。
(各部分的概述)
带触摸检测功能的显示器件10是内置有触摸检测功能的显示器件。带触摸检测功能的显示器件10具有液晶显示器件20以及触摸检测器件30。如后所述,液晶显示器件20是根据栅极驱动器12提供的扫描信号Vscan,对依次逐一扫描一水平线进行显示的器件。这时,液晶显示器件20在沿垂直方向将显示画面分成10等分后的每一个部分显示区域RD,依次逐一扫描一水平线进行显示。触摸检测器件30是根据后述的静电电容型触摸检测的基本原理工作,输出触摸检测信号Vdet的器件。如后所述,该触摸检测器件30根据由驱动电极驱动器14提供的驱动信号VcomAC依次扫描,并进行触摸检测。
控制部11是以如下方式进行控制的电路:基于由外部提供的影像信号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提供控制信号,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。
控制部11具有暂时存储影像信号Vdisp的影像信息的存储器11a。在该例中,存储器11a的存储容量对应于1帧份的影像信息的1/10的数据量。即,例如,当垂直方向的显示分辨率为1280像素时,存储器11a存储128条线份的影像信息。
存储器11a使由主机设备提供的影像信号Vdisp的影像信息与同样地由主机设备提供的垂直同步信号Vsnyc和水平同步信号Hsync同步,并将其写入。然后,存储器11a与带触摸检测功能的显示器件1的内部时钟同步,并通过比写入速度快的速度读取存储的影像信息。具体而言,存储器11a按顺序逐一一水平线地写入1帧份的影像信息中的1/10的数据,然后,同样地,将下一个1/10的数据,按顺序逐一一水平线地覆盖前面的1/10的数据并写入。然后,存储器11a在所写入的数据通过被覆盖而消去之前,以比写入速度快的速度按顺序逐一一水平线地读取该数据。然后,如后所述,带触摸检测功能的显示装置1在沿垂直方向将显示画面分成10等分后的每一个部分显示区域RD,进行基于该读取的数据的显示。
栅极驱动器12具有根据由控制部11提供的控制信号,依次选择成为带触摸检测功能的显示器件10的显示驱动的对象的一水平线的功能。具体而言,如后所述,栅极驱动器12通过经由扫描信号线GCL对像素Pix的TFT元件Tr的栅极施加扫描信号Vscan,依次选择在带触摸检测功能的显示器件10的液晶显示器件20形成矩阵状的像素Pix中的一行(一水平线)来作为显示驱动的对象。
源极驱动器13是根据由控制部11提供的控制信号,将像素信号Vpix供应至带触摸检测功能的显示器件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基于一水平线份的影像信号Vdisp,生成将液晶显示器件20的多个副像素SPix的像素信号Vpix进行分时多路而得的像素信号,并供给至源极选择器部13S。此外,源极驱动器13生成为了分离图像信号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是根据由控制部11供给的控制信号,向带触摸检测功能的显示器件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。具体而言,如后所述,驱动电极驱动器14在显示期间Pd对驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC。而且,如后所述,驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt对成为触摸检测操作的对象的驱动电极COML施加驱动信号VcomAC,对其他驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC。这时,驱动电极驱动器14按照每个由规定数目的驱动电极COML构成的块(后述的部分检测区域RT)对驱动电极COML进行驱动。而且,如后所述,驱动电极驱动器14构成为能够使驱动信号VcomAC的频率发生变化。
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器件10的触摸检测器件30供给的触摸检测信号Vdet,检测有无对触摸检测器件30的触摸(上述的接触状态),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、以及检测定时(timing)控制部46。
触摸检测信号放大部42对触摸检测器件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。
触摸检测控制部100在睡眠模式下动作,首先,通过自电容方式检测有无对带触摸检测功能的显示器件10的触摸检测设备30的触摸(上述的接触状态)。然后,触摸检测控制部100一旦检测出有触摸,就使控制部11的栅极驱动器100D驱动,并通过互电容方式检测触摸坐标或手势。栅极驱动器100D具有根据由控制部11提供的控制信号,依次选择成为带触摸检测功能的显示器件10的驱动对象的一水平线的功能。触摸检测控制部100根据由带触摸检测功能的显示器件10的触摸检测器件30供给的触摸检测信号Vdet,检测触摸检测器件30的触摸检测区域的触摸坐标和手势等。然后,触摸检测控制部100一旦检测到规定的手势,就使带触摸检测功能的显示装置1转变为常规操作模式。
(静电电容型触摸检测的基本原理)
触摸检测器件30基于互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,对本实施方式的带触摸检测功能的显示装置1中的互电容型触摸检测的基本原理进行说明。图2是为了说明互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的状态的说明图。图3是示出图2中所示的手指未接触或者未接近的状态的等效电路的示例的说明图。图4是为了说明互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的状态的说明图。图5是示出图4中所示的手指接触或者接近的状态的等效电路的示例的说明图。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相互相对配置的一对电极、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5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遮蔽,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’中电流I1流动。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,由于电压检测器DET可高精度地检测波形V0与波形V1的电压差分的绝对值|ΔV|,因此更加优选通过电路内的开关,根据交流矩形波Sg的频率,进行设置了用于对电容器的充放电进行恢复的期间Reset的操作。
图1所示的触摸检测器件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。
触摸检测器件30通过图3或图5所示的电压检测器DET,从多个后述触摸检测电极TDL对应每个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是以与驱动信号VcomAC同步的定时,分别对从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号进行抽样,并转换为数字信号的电路。
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、对驱动信号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器件30的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行仅提取基于手指的差分的信号的处理。该基于手指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,并求得绝对值|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将检测到的基于手指的差分的信号与规定的阈值电压进行比较,如果小于该阈值电压,则判断为外部接近物体是非接触状态。另一方面,信号处理部44将检测到的数字电压与规定的阈值电压进行比较,如果在阈值电压以上,则判断为外部接近物体是接触状态。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中检测到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1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:玻璃覆晶)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,是内置有图1所示的控制部11、源极驱动器13等显示动作所必需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。另外,栅极驱动器12作为栅极驱动器12A、12B而形成在TFT基板21上。另外,栅极驱动器100D在TFT基板21上形成。另外,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、栅极驱动器100D等电路。
如图7所示,在与TFT基板21的表面垂直的方向上,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被分割成在一个方向上延伸的多个条纹状的电极图案。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器件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器件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器件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IC110连接。触摸IC110包括触摸检测部40和触摸检测控制部100。这样,触摸IC110安装于柔性印刷基板T上,且与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IC110。
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)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、栅极驱动器110D、以及驱动电极驱动器14中的驱动电极扫描部14A、14B配置边缘Gd、Gd上。
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作为第一栅极驱动器12A,将栅极驱动器12B作为第二栅极驱动器12B。另外,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在与TFT基板21的表面垂直的方向上,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。
栅极驱动器100D采用TFT元件形成在TFT基板21上。栅极驱动器100D能够从一侧驱动后述的副像素Spix(像素)以阵列状配置的显示区域Ad。
驱动电极扫描部14A、14B采用TFT元件形成在TFT基板21上。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,并且通过触摸用布线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能够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。供给显示用驱动电压VcomDC的显示用布线LDC和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更靠近显示区域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设备中,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器件10的短边侧输出上述触摸检测信号Vdet。由此,带触摸检测功能的显示装置1中通过作为端子部的柔性印刷基板T与触摸IC110连接时的布线的缠绕(引き回し)变得容易。
此外,驱动电极扫描部14A、14B也可以不形成在边缘Gd上,而是内置于COG19中。图8是示出安装有实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的其他例子的图。在该例中,驱动电极扫描部内置于COG19中,并形成有从COG19对驱动电极块B(驱动电极COML)供给显示用驱动电压VcomDC和驱动信号VcomAC的布线。
(升压电路)
下面,对将电源电压Vcc升压并生成电源电压Vdd的升压电路进行说明。图9和图10是示出升压电路的一例的图。图9是示出睡眠模式下的升压电路的图,图10是示出常规操作模式下的升压电路的图。升压电路70作为一个例子,内置于COG19中,但也可以设置在COG19外部。
升压电路70具备开关71、72、75、76、电荷泵73、77、以及调节器74、78。如图9所示,在睡眠模式下,开关71断开(オフ),开关72接通(オン)。由此,从电池或电子设备的主基板等供给的电源电压+Vcc(例如+3V至+5V左右)被供给至栅极驱动器100D。此外,在睡眠模式下,开关75断开,开关76接通。由此,从电池或电子设备的主基板等供给的电源电压-Vcc(例如-3V至-5V左右)被供给至栅极驱动器100D。
另一方面,如图10所示,在常规操作模式下,开关71接通,开关72断开。由此,电源电压+Vcc被供给电荷泵73,电荷泵73生成电源电压+Vdd(例如+5V至+10V左右)。电荷泵73生成的电源电压+Vdd通过稳定器74变得稳定,并被供给栅极驱动器12A、12B。而且,如图10所示,在常规操作模式下,开关75接通,开关76断开。由此,电源电压-Vcc被供给电荷泵77,电荷泵77生成电源电压-Vdd(例如-5V至-10V左右)。电荷泵77生成的电源电压-Vdd通过稳定器78变得稳定,并被供给栅极驱动器12A、12B。
图11和图12是示出电荷泵的一例的图。电荷泵73具备开关S1~S3,电容器C11~C12。电荷泵73中,首先,开关S1接通,电容器C11的一端连接到电源电压Vcc。而且,电容器C11的另一端通过开关S2连接到接地电位。由此,电容器C11中,电荷被充电,端子间电压成为Vcc。此外,开关S3断开。
接下来,开关S1断开,而且,电容器C11的另一端通过开关S2连接到电源电位Vcc。此外,开关S3接通,电容器C11以及电源电位Vcc和电容器C12并联连接。这时,电容器C12的端子间电压成为电源电位Vcc和电容器C11的端子间电压即Vcc的合计值2×Vcc。电荷泵73通过将开关S1~S3周期性地接通/断开,可以将电源电压Vcc升压。
上述内容对电荷泵73进行了说明,电荷泵77也是相同的构成。
(带触摸检测功能的显示器件)
下面,对带触摸检测功能的显示器件10的构成例进行详细说明。图13是示出实施方式1所涉及的带触摸检测功能的显示器件的简要截面构造的截面图。图14是示出实施方式1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15是示出实施方式1所涉及的带触摸检测功能的显示器件的像素排列的电路图。
如图13所示,带触摸检测功能的显示器件10包括像素基板2、在与该像素基板2的表面垂直的方向上相对配置的相对基板3、以及插入设置在像素基板2和相对基板3之间的液晶层6。
液晶层6根据电场的状态调制通过其中的光,例如,采用使用FFS(fringe field switching,边缘电场开关)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器件。并且,也可以在图13中所示的液晶层6和像素基板2之间、以及液晶层6和相对基板3之间分别配置取向膜。
此外,相对基板3包括:玻璃基板31、形成于该玻璃基板31的一个面上的彩色滤光片32。在玻璃基板31的另一个面上形成有作为触摸检测器件30的检测电极的触摸检测电极TDL,并且在该触摸检测电极TDL上配置有偏光板35。
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、以及使像素电极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上具备:显示区域Ad;具备接口(I/F)以及定时发生器的功能的COG19;第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B、栅极驱动器100D以及源极驱动器13。上述图7所示的柔性印刷基板T传送对作为图7所示的COG19而配置的图14所示的COG19的外部信号或者驱动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,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以及100D。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n个副像素SPix的像素行。另外,列是指具有排列在与排列有行的方向正交的方向上的m个副像素SPix的像素列。并且,m和n的值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。在显示区域Ad中,对像素Vpix的m行n列的排列,按照每一行布线有扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3、...,按照每一列布线有信号线SGLn+1、SGLn+2、SGLn+3、SGLn+4、SGLn+5...。之后,在实施方式中,有时标记为扫描线GCL以代表扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3、...,标记为像信号线SGL以代表信号线SGLn+1、SGLn+2、SGLn+3、SGLn+4、SGLn+5...。
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将垂直启动脉冲VST、垂直时钟脉冲VCK供给第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B以及栅极驱动器100D,并将水平启动脉冲HST以及水平时钟脉冲HCK供给源极驱动器13。COG19生成针对每一个副像素SPix的像素电极、对各像素共同供给地、被称为公共电位的显示用驱动电压(相对电极电位)VCOM,并供给上述驱动电极COML。
第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B和栅极驱动器100D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和栅极驱动器100D供给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和栅极驱动器100D将在锁存电路中被锁存的一行份的数字数据作为垂直扫描脉冲依次输出,并供给扫描线GCL,从而以行单位来依次选择副像素SPix。第一栅极驱动器12A和第二栅极驱动器12B以在扫描线GCL的延伸方向上夹着扫描线GCL的方式配置。栅极驱动器100D与第二栅极驱动器12B相邻配置。第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B和栅极驱动器100D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被供给有例如6比特的R(红)、G(绿)、B(蓝)的图像信号Vsig。源极驱动器13对基于第一栅极驱动器12A和第二栅极驱动器12B的垂直扫描而选择的行的各副像素SPix,按照每一个地、或者按照每多个像素地、或者按照所有像素一起地,通过信号线SGL写入显示数据。
在TFT基板21上形成有图14和图15所示的各副像素SPix的薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor)元件Tr、向图13所示的各像素电极22供给像素信号Vpix的像素信号线SGL、驱动各TFT元件Tr的扫描线GCL等布线。通过这种方式,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15所示的液晶显示器件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的一端与TFT元件Tr的漏极连接,另一端与驱动电极COML连接。
图14所示的第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B和栅极驱动器100D通过图15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,从而依次选择在显示区域Ad中形成为矩阵状的副像素SPix中的一行(一水平线)作为驱动的对象。源极驱动器13通过像素信号线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和栅极驱动器100D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通过以第一栅极驱动器12A、第二栅极驱动器12B和栅极驱动器100D依次扫描扫描线GCLm+1、GCLm+2、GCLm+3的方式来进行驱动,依次选择一水平线。此外,带触摸检测功能的显示装置1对属于一水平线的副像素SPix,通过源极驱动器13供给像素信号而逐一显示一水平线。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13所示的彩色滤光片32例如将着色成红(R)、绿(G)、蓝(B)这三色的彩色滤光片的色域周期性地排列,在上述图15所示的各副像素SPix中使R、G、B这三色的色域32R、32G、32B(参照图15)作为一组而与像素Pix相对应。彩色滤光片32在与TFT基板21垂直的方向上与液晶层6相对。并且,只要彩色滤光片32着色成不同的颜色,也可以是其他颜色的组合。
图15所示的副像素SPix通过扫描线GCL与属于液晶显示器件20的相同行的其他副像素SPix彼此连接。扫描线GCL与栅极驱动器12和100D连接,由栅极驱动器12和100D供给扫描信号Vscan。此外,副像素SPix通过像素信号线SGL与属于液晶显示器件20的相同列的其他副像素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提供像素信号Vpix。
图16是说明在安装了实施方式1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16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来进行开关动作。
如图16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基于一水平线份的图像信号Vsig,生成将带触摸检测功能的显示器件10的液晶显示器件20的多个(在本例中为三个)副像素SPix的像素信号Vpix分时多路而得到的图像信号,并供给至源极选择器部13S。此外,源极驱动器13生成用于分离多路复用成图像信号Vsig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,源极驱动器13和源极选择器部13S之间的布线数减少。
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,分离分时多路成图像信号Vsig的像素信号Vpix,并供给至带触摸检测功能的显示器件10的液晶显示器件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器件10的液晶显示器件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)分别被进行开关控制。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)、蓝(B)这三色的色域32R、32G、32B分别与副像素SPix建立对应。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与属于液晶显示器件20的相同行的其他副像素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和100D通过经由图15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器件20中形成为矩阵状的副像素SPix中的一行(一水平线)来作为驱动的对象。图1所示的源极驱动器13通过图15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对驱动电极COML施加驱动信号Vcom,并按照每一个图7和图15所示的、包括规定条数的驱动电极COML的驱动电极块B来驱动驱动电极COML。
如上所述,液晶显示器件20以栅极驱动器12和100D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,液晶显示器件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作为液晶显示器件20的驱动电极发挥功能,并且还作为触摸检测器件30的驱动电极发挥功能。图17是示出实施方式1所涉及的带触摸检测功能的显示装置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13所示,图17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。触摸检测器件30由设置于像素基板2的驱动电极COML和设置于相对基板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以及触摸检测控制部100的输入连接。由驱动电极COML和触摸检测电极TDL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)并不限定于被分割为多条条纹状的形状。例如触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)也可以是梳状形状。或者触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)被分割成多个即可,分割驱动电极COML的切口的形状可以是直线也可以是曲线。
根据该构成,在触摸检测器件30中,进行触摸检测动作时,驱动电极驱动器14以分时地线顺序扫描图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,触摸检测器件30从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。通过这种方式,触摸检测器件30进行一个检测块的触摸检测。
图18、图19以及图20是示出实施方式1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18~图20示出对触摸检测面由10个部分检测区域RT1~RT10构成的情况下的、各部分检测区域RT1~RT10供给驱动信号VcomAC的供给动作。部分检测区域RT例如被设定为对应于操作用户的手指大小的宽度(例如5mm左右)。驱动电极驱动器14在每个部分检测区域RT对驱动电极COML施加驱动信号VcomAC。斜线部分示出被供给驱动信号VcomAC的部分检测区域RT,显示用驱动电压VcomDC被供给至其他的部分检测区域RT。图1所示的驱动电极驱动器14选择成为图18所示的触摸检测动作的对象的部分检测区域RT中的部分检测区域RT3,并施加触摸用驱动信号VcomAC。接下来,驱动电极驱动器14选择图19所示的部分检测区域RT中的部分检测区域RT4,并施加触摸用驱动信号VcomAC。接着,驱动电极驱动器14选择图20所示的部分检测区域RT中的部分检测区域RT5,并施加触摸用驱动信号VcomAC。如此,驱动电极驱动器14依次选择部分检测区域RT,并通过对属于该部分检测区域的驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC,而对所有的部分检测区域RT进行扫描。另外,在该例子中,为了便于说明,将部分检测区域RT的个数假定为10个,但并不局限于此。而且,一个部分检测区域RT可以包括一个驱动电极块B,一个部分检测区域RT也可以包括多个驱动电极块B。
触摸检测器件30中属于图18至图20所示的部分检测区域RT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。触摸检测器件30中一个触摸检测电极TDL与触摸检测电极E2对应。触摸检测器件30根据上述基本原理对触摸进行检测。并且,如图17所示,彼此立体交叉的电极图案使静电电容式触摸传感器构成为矩阵状。因此,通过对触摸检测器件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。
(驱动信号生成部以及驱动电极驱动器)
图21是示出实施方式1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、以及开关电路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所生成的电压也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供给的电压一边进行阻抗转换一边输出,并供给至开关电路65。缓冲器64将从低电平电压生成部62供给的电压一边进行阻抗转换一边输出,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例如由电压随耦器构成。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供给的电压一边进行阻抗转换一边输出,将显示用驱动电压VcomDC的直流电压供给至输出端子66E。
图22是示出实施方式1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以及驱动部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Gd。之后,当提到多个驱动部53(k)~53(k+3)中的任意一个时,均指只使用驱动部53的情况。
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将通过驱动信号生成部14Q供给触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极选择信号VCOMSEL提供给驱动部530。
触摸检测扫描部52构成为包括驱动电极用移位寄存器52SR,并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,使其与控制信号SDCK同步,依次按照每一个移位寄存器52SR的传送段进行传送,并依次进行选择。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施加于属于第k+2个驱动电极块B(k+2)的多个驱动电极COML。以后,当提到扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)…中的任一个时,有时采用扫描信号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(SW2、SW3、SW4)。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(SW2、SW3、SW4)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中的一个连接。
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为低电平或驱动电极选择信号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,由于图22所示的驱动部53(k+2)对属于第k+2个驱动电极块B(k+2)的多个驱动电极COML施加驱动信号VcomAC,因此,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,在液晶显示器件20进行显示动作时,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的一个选择开关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23是示出实施方式1所涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图24是示出实施方式1所涉及的驱动电极驱动器的选择开关的配置例的框图。图23以及图24对第一栅极驱动器12A侧的构成进行了说明,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,选择开关SW2、SW3、SW4也是同样的。第一栅极驱动器12A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响应并开始动作,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而设置的多个开关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的连接中的任一个。
例如,开关COMSW在将CMOS开关CMOS1和CMOS开关CMOS2作为一个电路单位的情况下,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的开关控制信号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的连接中的任一个同步而进行相同的选择。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在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间并联连接。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开关电路542输出。开关电路542根据驱动电极选择信号VCOMSEL,基于反相器541的输入以及输出进行开关,并向缓冲器543输出开关控制信号Ssw。缓冲器543将开关控制信号Ssw放大,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GxSW。
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可以通过向晶体管NMOS、晶体管PMOS的栅极输入开关控制信号Ssw、Sxsw,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的连接中的任一个连接。
如图24所示,扫描线GCL与开关信号线GSW、GxSW布线在同一层。扫描线GCL是与开关信号线GSW、GxSW相同的晶体管的栅极线,通过以相同工序形成可以缩短制造工序。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。
(自电容型触摸检测的基本原理)
触摸检测控制部100在睡眠模式下基于自电容型触摸检测的基本原理而动作,检测有无触摸。参照图25~图31,对本实施方式的带触摸检测功能的显示装置1的自电容型触摸检测的基本原理进行说明。图25和图26是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指未接触或未接近的状态的说明图。图27和图28是为了说明自电容型触摸检测的基本原理,示出手指接触或接近的状态的说明图。图29是表示检测电路的说明图。图30是表示图29的检测电路的等效电路的说明图。图31是表示图29的检测电路的波形的一例的图。
首先,如图25所示,触摸检测电极TDL通过开关201与电源电压Vcc连接。触摸检测电极TDL具有静电电容C3,电荷沿着箭头203的方向从电源电位Vcc向触摸检测电极TDL流动,触摸检测电极TDL被充入对应于静电电容C3的电荷。
接下来,如图26所示,触摸检测电极TDL通过开关201与检测电路202连接,被充入触摸检测电极TDL的电荷沿着箭头204的方向流向检测电路202。检测电路202通过测量从触摸检测电极TDL流入的电荷,可以检测触摸检测电极TDL的静电电容C3。
接下来,对手指接触或接近触摸检测电极TDL的情况进行说明。如图27所示,在手指接触或接近触摸检测电极TDL时,手指的静电电容C2被施加在触摸检测电极TDL的静电电容C3上。因此,当触摸检测电极TDL通过开关201与电源电压Vcc连接时,电荷沿着箭头203的方向从电源电位Vcc流向触摸检测电极TDL,基于静电电容C3和C2的电荷被充入触摸检测电极TDL和手指。
接下来,如图28所示,触摸检测电极TDL通过开关201与检测电路202连接,被充入触摸检测电极TDL和手指的电荷沿着箭头204的方向流向检测电路202。检测电路202通过测量从触摸检测电极TDL和手指流入的电荷,可以检测触摸检测电极TDL和手指的静电电容。
图29是表示检测电路的说明图。以下,参照图29对触摸检测电极TDL的静电电容Cx的测量顺序进行说明。
步骤1:首先,接通开关207,断开开关206和208,将电阻Rc和电容器Cc的串联电路连接到电源电压Vcc和接地电位之间,对电容器Cc充入电荷。
步骤2:接下来,将开关206~208全部切换为断开。维持电容器Cc的电荷。
步骤3:使开关206和208保持接通一定的时间,并使电容器Cx和电容器Cr的连接点及电容器Cr和电阻Rc的连接点接地。电容器Cx和Cr的电荷全部被放电的同时,电容器Cc的一部分电荷通过电阻Rc放电。
步骤4:接下来,将开关206~208全部切换为断开。电容器Cc的电荷移动至电容器Cx和Cr。
步骤5:使用比较器205将电容器Cx的端子间电压Vx与基准电压Vref进行比较。如图30所示,这时的电容器Cc的端子间电压Vc是电容器Cr的端子间电压Vr和电容器Cx的端子间电压Vx的和。
电压Vc、Vr、Vx及电容Cc、Cr、Cx的关系,可以表示为下式:
Vc=Vr+Vx …(1)
Vr∶Vx=1/Cr∶1/Cx …(2)
Vx=Cr/(Cr+Cx)×Vc …(3)
反复实施上述步骤3~5,直到Vx<Vref为止。如上述式(3)所示,如果手指接触或接近触摸检测电极TDL而电容Cx变大,则到满足条件Vx<Vref为止的放电循环数(重复次数)变少。手指的触摸/非触摸可以通过放电循环数来判定。
图31中,期间t20是手指未接触或未接近触摸检测电极TDL的期间,期间t21是手指接触或接近触摸检测电极TDL的期间。而且,在图31中,条形图表示电压Vx,折线图表示电压Vc。
随着反复进行上述步骤3~5,电压Vc逐步地降低。电压Vx通过上述式(3)表示。
如果手指接触或接近触摸检测电极TDL而电容Cx增加,则到Vx<Vref为止的放电循环数(重复次数)变少。
在手指未接触或未接近触摸检测电极TDL的情况下,从测量开始时t31到Vx<Vref为止的期间t41的放电循环数(重复次数)是8次。另一方面,在手指接触或接近触摸检测电极TDL的情况下,从测量开始时t33到Vx<Vref为止的期间t42的放电循环数(重复次数)是6次。
如此,检测电路202通过测量到Vx<Vref为止的放电循环数(重复次数),可以判定手指是否接触或接近触摸检测电极TDL。
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“像素信号线”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和100D、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。触摸检测控制部100与本发明中的“触摸检测控制部”的一个具体例对应。(动作以及作用)
接着,对实施方式1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。
(整体动作概要)
首先,参照图1,对带触摸检测功能的显示装置1的整体动作概要进行说明。控制部11根据应用处理器(主机CPU)供给的影像信号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供给控制信号,并以这些信号彼此同步地动作的方式进行控制。而且,控制部11的存储器11a使由应用处理器供给的影像信号Vdisp与同样地由应用处理器供给的垂直同步信号Vsync及水平同步信号Hxync同步后写入,并且使所写入的数据与带触摸检测功能的显示装置1的内部时钟同步后,以比写入速度更快的速度读取。
栅极驱动器12对液晶显示器件20供给扫描信号Vscan,并依次选择成为显示驱动的对象的一水平线。源极驱动器13生成像素信号Vpix被多路复用的像素信号Vsig、以及与其对应的开关控制信号Vsel,并供给至源极选择器部13S。源极选择器部13S根据像素信号Vsig和开关控制信号Vsel分离生成像素信号Vpix,并将该像素信号Vpix供给至构成一水平线的各像素Pix。驱动电极驱动器14在显示期间Pd对全部驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC。而且,驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt对属于作为触摸检测动作的对象的部分检测区域RT的驱动电极COML施加触摸检测用驱动信号VcomAC,并且对其他驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC。带触摸检测功能的显示器件10在显示期间Pd进行显示动作,并且在触摸检测期间Pt进行触摸检测动作,并从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。
触摸检测部40根据触摸检测信号Vdel检测触摸检测面的触摸。具体而言,触摸检测信号放大部42去除触摸检测信号Vdet中包含的高频成分(噪声成分),提取触摸成分并输出。A/D转换部43将触摸检测信号放大部42输出的模拟信号转换为数字信号。信号处理部44根据A/D转换部43的输出信号,检测有无触摸检测面上的触摸。在信号处理部44中进行了触摸检测时,坐标提取部45求出该触摸面板坐标。检测定时控制部46以使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同步地动作的方式进行控制。
(详细动作)
下面,参照几个附图,对带触摸检测功能的显示装置1的动作进行详细说明。
图32是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的一帧期间(IF)中的动作的图。在该图32中,横轴表示时间,纵轴表示显示画面的垂直方向的位置。另外,该图32省略了垂直消隐期间。
图33是带触摸检测功能的显示装置的动作的时序图,(A)表示垂直同步信号Vsync的波形、(B)表示水平同步信号Hsync的波形、(C)表示显示出通过存储写入WM写入的影像信息的部分显示驱动RD、(D)表示成为显示驱动DD的对象的部分显示驱动RD、(E)表示成为触摸检测驱动DT的对象的部分检测区域RT。
在该例中,在一帧期间(IF)交互配置有10个触摸检测期间Pt以及10个显示期间Pd。而且,带触摸检测功能的显示面板10在触摸检测期间Pt进行触摸检测驱动DT,并且在显示期间Pd进行显示驱动DD。
存储器11a根据应用处理器提供的影像信号Vdisp、垂直同步信号Vsync及水平同步信号Hsync,将一帧份的影像信息中的1/10的数据逐一一水平线顺序写入(存储写入WM)。然后,存储器11a使随后的1/10数据一边逐一一水平线顺序覆盖掉之前的1/10数据一边写入。而且,存储器11a在写入的数据通过被覆盖而消去之前,以比该写入速度更快的速度逐一一水平线顺序读取该写入的数据。此外,栅极驱动器12和源极驱动器13根据该读取的数据,通过线顺序扫描液晶显示器件20的部分显示区域RD进行驱动(显示驱动DD)。
如上所述,在带触摸检测功能的显示装置中,存储器11a以比该写入速度更快的速度逐一一水平线地读取所写入的数据,并根据该读取数据进行显示驱动DD。即,进行该显示驱动DD的显示期间Pd的时间宽度变得比存储器11a写入一帧份的影像信息中的1/10数据的时间更短。在带触摸检测功能的显示装置中,利用通过这样缩短显示期间Pd而确保的时间(触摸检测期间Pt),按照每个部分检测区域RT进行触摸检测驱动DT。
如图32所示,在该例中,触摸检测驱动DT按照每个触摸检测期间Pt依次选择2个部分检测区域RT作为驱动对象。即,该例中触摸检测面上的触摸检测扫描以显示扫描的2倍的扫描速度进行。即,带触摸检测功能的显示装置在进行一次显示扫描的时间内,可以进行2次触摸检测扫描。这样,带触摸检测功能的显示装置通过频繁地进行触摸检测扫描,可以立即响应外部接近物体的触摸,并可以改善对触摸的响应特性。
(常规操作模式的动作)
下面,对带触摸检测功能的显示装置1的常规操作模式的动作,即显示期间Pd的显示动作和触摸检测期间Pt的触摸检测动作进行说明。
图34是带触摸检测功能的显示装置的显示动作的时序图,(A)表示扫描信号Vscan的波形,(B)表示图像信号Vsig的波形,(C)表示开关控制信号Vsel的波形,(D)表示像素信号Vpix的波形,(E)表示驱动信号Vcom的波形。
带触摸检测功能的显示装置1在显示期间Pd通过驱动电极驱动器14对所有的驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC(图34(E)),栅极驱动器12针对每个一水平期间(1H)对扫描线GCL依次施加扫描信号Vscan来进行显示扫描。以下,进行详细说明。
一水平期间(1H)在定时t1开始后,栅极驱动器12在定时t2对显示动作涉及的第n行扫描线GCL(n)施加扫描信号Vscan,扫描信号Vscan(n)由低电平变化至高电平(图34(A))。通过这种方式,栅极驱动器12选择成为显示动作的对象的一水平线。
然后,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供给源极选择器部13S(图34(B)),并且在供给该像素电压VR的期间内生成高电平的开关控制信号VselR(t图34(C))。而且,源极选择器部13S通过在该开关控制信号VselR为高电平的期间内使开关SWR为接通状态,从图像信号Vsig分离源极驱动器13所供给的像素电压VR,并将其作为像素信号VpixR,通过像素信号线SGL供给红色的副像素SPix(图34(D))。另外,开关SWR为断开状态后,保持该像素信号线SGL的电压,以使该像素信号线SGL变为上浮状态(图34(D)。
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与对应的开关控制信号VselG一起供给源极选择器部13S(图34(B)、(C)),源极选择器部13S根据开关控制信号VselG,从图像信号Vsig分离该像素信号VG,并通过像素信号线SGL将其作为像素信号VpixG供给至绿色的副像素SPix(图34(D))。
之后,同样地,源极驱动器13将用于蓝色的副像素SPix的像素电压VG与对应的开关控制信号VselB一起供给源极选择器部13S(图34(B)、(C)),源极选择器部13S根据开关控制信号VselB,从图像信号Vsig分离该像素信号VB,并通过像素信号线SGL将其作为像素信号VpixB供给至蓝色的副像素SPix(图34(D))。
接下来,栅极驱动器12在定时t3使第n行扫描信号线GCL的扫描信号Vscan(n)从高电平转变为低电平(图34(A))。通过这种方式,显示动作所涉及的一水平线的副像素SPix被从像素信号线SGL电分离。
而且,在定时t4,一水平期间(1H)结束,并且新的一水平期间(1H)开始,进行下一行(第n+1行)的显示驱动。
此后,通过重复上述动作,带触摸检测功能的显示装置1在各显示期间Pd内,通过线顺序扫描,进行部分显示区域RD的显示动作。
图35是带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的时序图,(A)表示驱动信号Vcom的波形,(B)表示触摸检测信号Vdet的波形。
驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt依次将触摸用驱动信号VcomAC供给至二个部分检测区域RTk、RTk+1(图35(A))。该触摸用驱动信号VcomAC通过静电电容传送至触摸检测电极TDL,触摸检测信号Vdet发生变化(图35(B))。A/D转换部43在与触摸用驱动信号VcomAC同步的抽样时间ts内,对输入触摸检测信号Vdet的触摸检测信号放大部42的输出信号进行A/D转换(图35(B))。
由此,带触摸检测功能的显示装置1在各触摸检测期间Pt进行部分检测区域RTk、RTk+1中的触摸检测动作。
(关于存储写入WM及显示驱动DD的定时)
接下来,对存储写入WM和显示驱动DD的定时进行说明。
图36是带触摸检测功能的显示装置的存储写入WM和存储读取(显示驱动DD)的时序图。存储器11a逐一一水平线顺序写入一帧份的影像信息中的1/10的数据(存储写入WM)。而且,存储器11a在写入的数据数据通过被覆盖而消去之前,逐一一水平线顺序读取该写入的数据。而且,根据该读取的数据进行显示驱动DD。即,显示驱动DD是对应于从存储器读取的数据(存储读取)的显示驱动。
带触摸检测功能的显示装置1在写入存储器11a中的数据被覆盖而消去之前,设置存储写入WM和存储读取(显示驱动DD)的定时,以便能够安全地读出该数据。具体而言,例如,部分P1的顶行数据在定时tw1被写入之后,为了在定时tw2通过写入下一数据而被消去,需要在定时tw1和定时tw2之间设定该数据的存储读取(显示驱动DD)的定时tr1。此外,例如,部分P1的底行数据在定时tw2被写入之后,为了在定时tw3通过写入下一数据而被消去,需要在定时tw2和定时tw3之间设定该数据的存储读取(显示驱动DD)的定时tr2。
如果考虑到动作的定时余量,例如,定时tr1优选设定于定时tw1和定时tw2的中间附近,同样地,定时tr2优选设定于定时tw2和定时tw3的中间附近。
图37是带触摸检测功能的显示装置的存储写入WM和存储读取(显示驱动DD)的其他时序图,(A)表示显示驱动DD的定时早的情况,(B)表示显示驱动DD的定时迟的情况。
如图37(A)所示,在显示驱动DD的定时早的情况下,例如,由于部分P1的底行数据在刚刚在定时tw2被写入之后紧接着的定时tr2被读出,因此导致定时余量变少。另一方面,如图37(B)所示,在显示驱动DD的定时迟的情况下,例如,由于部分P2的顶行数据在即将在定时tw2写入下一个数据之前的定时tr1被读出,因此同样地导致定时余量变少。
因此,如图36所示,存储写入WM和显示驱动DD的时序中,优选将从定时tr1到定时tw2的时间设定为与从定时tw2到定时tr2的时间大致相等。通过这种方式,可以增大定时余量。
(关于触摸检测动作的误操作的防止)
在静电电容式触摸面板中,由反相荧光灯和AM波、AC电源等导致的噪声(噪声干扰)可能会传播至触摸面板,从而引起误操作。该误操作起因于不能区别关于有无触摸的信号(触摸信号)和噪声干扰。在带触摸检测功能的显示装置1中,由于能够使触摸用驱动信号VcomAC的频率独立于显示驱动地变化,因此,可以抑制这种误操作。下面进行详细说明。
图38(A)、(B)是触摸用驱动信号VcomAC的频率高的情况下的触摸检测动作的时序图,图38(C)、(D)是触摸用驱动信号VcomAC的频率低的情况下的触摸检测动作的时序图,图38中,(A)和(C)表示驱动信号Vcom的波形,(B)和(D)表示触摸检测信号Vdet的波形。
如图38(A)、(C)所示,带触摸检测功能的显示装置1使触摸用驱动信号VcomAC的频率改变,并且也使A/D转换部43的抽样频率发生变化。通过这种方式,能够降低起因于噪声干扰的触摸检测动作的误操作的风险。
即,当噪声干扰的频率在抽样频率fs的整数倍附近时,如果该噪声干扰在A/D转换部43进行A/D转换,则导致该噪声干扰在频率0的附近作为所谓的混叠噪声出现。由此,频率0附近的触摸信号上混合了该混叠噪声,因此无法区别触摸信号和噪声信号。由于在带触摸检测功能的显示装置1中可以使触摸用驱动信号VcomAC的频率和A/D转换部43的抽样频率改变,因此能够选择不受噪声干扰影响的条件,从而进行触摸检测。
在带触摸检测功能的显示装置1中,通过由存储器11a将所写入的一帧份的影像信息中的1/10的数据以比该写入速度更快的速度读出,从而缩短显示期间Pd,确保触摸检测期间Pt。而且,在带触摸检测功能的显示装置1中,通过以这种方式有效地利用所确保的触摸检测期间Pt,并使触摸用驱动信号VcomAC的频率发生改变,可以实现防止触摸检测动作的误操作的目的。
(睡眠模式下的动作)
下面,对带触摸检测功能的显示装置1的睡眠模式下的动作进行说明。图39是表示带触摸检测功能的显示装置的睡眠模式下的动作的流程图。图40是示出带触摸检测功能的显示装置的时序波形例。图40所示的(A)表示扫描信号Vscan的波形。图40所示的(B)表示像素信号Vpix的波形。图40所示的(C)表示驱动信号Vcom的波形。
当开始图39所示的处理时,首先,触摸检测控制部100作为步骤S101待机,直到检测到手指等物体接近或接触触摸检测电极TDL。触摸检测控制部100能够通过上述说明的自电容方式,检测物体对触摸检测电极TDL的接近或接触。
触摸检测控制部100一旦检测到物体接近或接触触摸检测电极TDL,则作为步骤S102,将对带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML进行扫描的扫描指令发送至控制部100。作为步骤S103,接受了扫描指令的控制部100通过低电压(电源电压Vcc)驱动,开始对带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML进行扫描。也就是说,控制部100通过电源电压Vcc使源极驱动器13、驱动电极驱动器14和栅极驱动器100D动作,开始对带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML进行扫描。
另外,在步骤S103中,控制部100使栅极驱动器100D动作,而不是使栅极驱动器12动作,对带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML进行扫描的原因如下。栅极驱动器12是通过升压电路70所生成的电源电压Vdd动作,以便使液晶显示器件20中的TFT元件Tr高速地动作并高速地进行图像显示的电路。在睡眠模式中,为了降低耗电,优选使升压电路70停止动作。升压电路70从开始动作至输出电源电压Vdd为止,具有大约几百ms的时滞。因此,如果控制部使升压电路70动作并且也使栅极驱动器12动作而进行带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML的扫描,则产生大约几百ms的时滞。因此,控制部100使通过时常供给的电源电压Vcc动作的栅极驱动器100D动作,并进行带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML的扫描。通过这种方式,带触摸检测功能的显示装置1能够抑制睡眠模式下的触摸检测的时滞。
参照图40,栅极驱动器100D在定时t50将扫描信号Vscan由低电平改变为高电平(图40(A))。在此之前,源极驱动器13事先将像素信号Vpix设定为规定值,例如0V(图40(B))。由此,0V被写入像素Pix(副像素SPix)。更详细地说,像素电极22被设定为0V。然后,栅极驱动器100D在定时t51使扫描信号Vscan由高电平改变为低电平(图40(A))。由此,像素Pix(副像素SPix)的值确定为0V。更详细地说,像素电极22的电位确定为0V。
然后,驱动电极驱动器14在定时t52~t53对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom(B(k)),在定时t54~t55对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom(B(k+1)),在定时t56~t57对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom(B(k+2))。通过这种方式,驱动电极COML被扫描,触摸检测控制部100通过上述说明的驱动电极COML和触摸检测电极TDL之间的互电容方式,可以检测触摸的坐标和手势。
另外,在定时t52~t57对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom之前,事先在定时t50~t51对像素Pix(副像素SPix)写入像素信号Vpix(这里为0V)的原因如下。由于在睡眠模式中不进行图像显示,因此像素Pix(副像素SPix)的值不定。更详细地说,像素电极22的电位不定。在这种状态下,如果对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom,则液晶元件LC被施加未预期的电压,带触摸检测功能的显示器件10可能会出现图像残留。这种图像残留是暂时的,经过一段时间会消失,但在消失之前,图像不清晰或者操作者会感觉不舒服。因此,在对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom之前,通过事先对像素Pix(副像素SPix)写入像素信号Vpix(这里为0V),能够使像素Pix(副像素SPix)的值稳定,使像素电极22的电位稳定,并抑制液晶元件LC被施加未预期的电压,防止上述图像残留的发生。由此,带触摸检测功能的显示装置1可以抑制图像不清晰,或给操作者带来的不舒服感。
另外,事先写入像素Pix(副像素SPix)的像素信号Vpix不仅限于0V(低电平),也可以是高电平(电源电压Vcc)或高电平与低电平中间的电平。例如,当带触摸检测功能的显示器件10是常白(ノーマリーホワイト)的显示器件的情况下,如果事先对像素Pix(副像素SPix)写入高电平的像素信号Vpix,则带触摸检测功能的显示器件10的显示画面变黑,不易给操作者带来不舒服感。而且,例如,当带触摸检测功能的显示器件10是常黑(ノーマリーブラック)的显示器件的情况下,如果事先对像素Pix(副像素SPix)写入低电平的像素信号Vpix,则带触摸检测功能的显示器件10的显示画面变黑,不易给操作者带来不舒服感。
再次参照图39,作为步骤S104,触摸检测控制部100一旦检测到规定的手势(例如,在规定方向上的规定长度的滑动(スワイプ)等),则使处理进入步骤S105,如果未检测到规定的手势,则使处理进入步骤S101。
触摸检测控制部100一旦在步骤S104检测到规定的手势,则作为步骤S105,将指令发送至应用处理器。作为步骤S106,接受了指令的应用处理器将睡眠解除指令发送至带触摸检测功能的显示装置1。更详细地说,应用处理器将睡眠解除指令发送至带触摸检测功能的显示装置1的控制部11。作为步骤S107,接受了睡眠解除指令的带触摸检测功能的显示装置1将睡眠模式转变为常规操作模式。这时,带触摸检测功能的显示装置1的控制部11开始执行升压电路70和背照灯的动作。通过这种方式,带触摸检测功能的显示装置1可以进行图像显示。
[效果]
如上所述,实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置1通过在睡眠模式下在对驱动电极COML施加触摸用驱动信号VcomAC之前,事先将像素信号Vpix写入像素Pix(副像素SPix),而使像素Pix(副像素SPix)的值稳定,并使像素电极22的电位稳定。由此,带触摸检测功能的显示装置1能够抑制对液晶元件LC施加未预期的电压,并抑制图像残留的发生。通过这种方式,带触摸检测功能的显示装置1能够抑制图像不清晰,或给操作者带来不舒服感。
此外,带触摸检测功能的显示装置1在睡眠模式下使通过电源电压Vcc动作的栅极驱动器100D动作,并进行带触摸检测功能的显示器件10的驱动电极COML的扫描。由此,带触摸检测功能的显示装置1能够使升压电路停止并降低耗电,并且抑制触摸检测的时滞。
而且,在实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示面板上,使将显示用驱动电压VcomDC供给至驱动电极COML的显示用布线LDC及将触摸用驱动信号VcomAC供给至驱动电极COML的触摸用布线LAC缠绕在边缘区域。例如,在使用FFS等横向电场模式的液晶的液晶显示设备中,将显示用布线LDC配置成靠近色域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(SW2、SW3、SW4)配置于触摸用布线LAC和显示用布线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和Q3。选择开关SW1(SW2、SW3、SW4)对应每个驱动电极COML具有多个开关COMSW,根据开关控制信号Ssw、Sxsw对每个驱动电极COML均动作,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、Q3的数量,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、以及对于属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。与此相对,实施方式1所涉及的选择开关SW1(SW2、SW3、SW4)对应每个驱动电极COML具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、CMOS开关CMOS2,且在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间并联连接,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于每个驱动电极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1所涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,可以降低开关SW1的连接电阻。其结果,实施方式1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。
(比较例)
接下来,与比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置1R进行对比,对本实施方式的效果进行说明。带触摸检测功能的显示装置1R在一水平期间(1H)进行显示动作和触摸检测动作两者。其他的构成和本实施的方式(图1等)相同。
图41是比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置中的显示动作及触摸检测动作的时序图,(A)~(D)表示将水平期间(1H)的时间缩短的情况,(E)~(H)表示将水平期间(1H)的时间延长的情况。在图41中,(A)和(E)表示扫描信号Vscan的波形,(B)和(F)表示图像信号Vsig的波形,(C)和(G)表示驱动信号Vcom的波形,(D)和(H)表示触摸检测信号Vdet的波形。
在本比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置1R中,在一水平期间(1H)设定有触摸检测期间Pt和显示期间Pd。即、在该带触摸检测功能的显示装置1R中,在一水平期间(1H)内,首先在触摸检测期间Pt进行触摸检测动作,然后在显示期间Pd进行显示动作。
在本实施例涉及的触摸检测动作中,首先,驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt对属于部分检测区域RTk的驱动电极COML施加脉冲P(图41(C),(G))。该脉冲P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41(D),(H))。A/D转换部43在与脉冲P同步的抽样定时ts,将输入有触摸检测信号Vdet的触摸检测信号放大部42的输出信号进行A/D转换(图41(D),(H))。通过这种方式,带触摸检测功能的显示装置1R进行部分检测区域RTk中的触摸检测动作。另外,显示动作与本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置1相同。
如图41所示,本比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置1R通过在使一水平期间(1H)的时间变化的同时,与其同步,改变A/D转换部43中的抽样定时,能够降低起因于干扰噪声的触摸检测动作的误操作的可能性。然而,这种情况下,由于对带触摸检测功能的显示装置1R供给影像信号的定时与实际显示的定时不同,因此导致需要帧存储器。而且,由于一水平期间(1H)的时间发生变化,因此显示的图像品质有可能降低。而且,由于一水平期间(1H)的时间受到显示动作的限制而不能发生很大变化,因此也可能无法充分地减少触摸检测动作的误操作。
另一方面,在本实施方式涉及的带触摸检测的显示装置1中,由于按照每个部分显示区域RD进行显示驱动,因此能够将存储器11a的存储容量减小至该部分显示区域RD中的数据量的程度。
而且,在带触摸检测功能的显示装置1中,在使触摸检测期间Pt的时间以及显示期间Pd的时间保持一定的状态下,使得触摸检测期间Pt中的触摸用驱动信号VcomAC的频率改变。由此,能够使显示期间Pd中的一水平期间(1H)的时间保持一定,因此可以减少显示的图像品质下降的可能性。而且,在带触摸检测功能的显示装置1中,由于能够在不受显示动作的限制的情况下,容易地使触摸用驱动信号VcomAC的频率较大地改变,因此与本比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置1R的情况相比,能够减少触摸检测动作的误操作。
换言之,在本比较例涉及的带触摸检测功能的显示装置1R中,由于触摸检测期间Pt设定于一水平期间(1H)内,因此导致可以在这个有限的短时间内执行的动作受到限制。换言之,导致在该带触摸检测功能的显示装置1R中,用于触摸检测动作的自由度降低。
另一方面,在本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,通过由存储器11a以比写入速度更快的速度读出所写入的一帧份的影像信息中的1/10数据,从而缩短显示期间Pd,确保触摸检测期间Pt。即、在带触摸检测功能的显示装置1中,由于能够确保用于触摸检测动作的集中的长时间,因此可以提高触摸检测动作的自由度。
如上所述在本实施方式中,由于按照每个部分显示区域进行了显示驱动,因此,能够将存储器的存储容量控制为较低。
而且,在本实施方式中,由于以比写入速度更快的速度从存储器中读取数据,因此,能够确保集中的长时间的触摸检测期间,从而提高触摸检测动作的自由度。
而且,在本实施方式中,由于在该集中的长时间的触摸检测期间内使触摸用驱动信号的频率发生了改变,因此,能够不影响显示动作,降低触摸检测动作出现误操作的可能性。
[变形例1-1]
上述实施方式是以显示扫描的2倍速度进行触摸检测扫描的,但不仅限于此,取而代之,例如,可以比2倍更慢的速度进行,也可以比2倍更快的速度进行。图42是示意性地示出以带触摸检测功能的显示装置的显示扫描的4倍速度进行触摸检测扫描时的动作的图。在该例子中,驱动电极驱动器14在触摸检测期间Pt依次将触摸用驱动信号VcomAC供给至4个部分检测区域RT。由此,在执行一次显示扫描的时间内,可进行4次触摸检测扫描。
[变形例1-2]
在上述实施方式中,部分显示区域RT和部分检测区域RD均为将显示面/触摸检测面分割为10份后的区域,但不仅限于此,例如,部分显示区域RD的大小和部分检测区域RT的大小也可以彼此不同。图43是示意性地示出使带触摸检测功能的显示装置的部分检测区域RT的大小为部分显示区域RD的大小的一半时的动作的图。在该例子中,部分显示区域RD是将显示面分割为10份后的区域,而部分检测区域RT是将触摸检测面分割为20份后的区域。
[变形例1-3]
在上述实施方式中,存储器11a临时存储一个部分显示区域RD的数据,但不仅限于此,取而代之,例如,也可以临时存储多个部分显示区域RD的数据量。图44是示意性地示出临时存储带触摸检测功能的显示装置的2个部分显示区域RD的数据时的动作的图。即使在这种情况下,与帧存储器相比,也能够将存储器的存储容量抑制得较低。
[变形例1-4]
在上述实施方式中,在执行触摸检测动作时,按照每一个包括规定条数的驱动电极COML的部分检测区域RT进行驱动并扫描,但不仅限于此,取而代之,例如,也可以通过在同时驱动规定条数的驱动电极COML的同时,逐一地对所驱动的驱动电极COML移位来扫描。下面,进行详细说明。
图45至图47是示意性地示出带触摸检测功能的显示装置的触摸检测动作的一例的图。本变形例涉及的驱动电极驱动器14D对规定条数的驱动电极COML同时施加触摸用驱动信号VcomAC。具体而言,驱动电极驱动器14D对规定条数(本例中为5个)的驱动电极COML同时施加触摸用驱动信号VcomAC(斜线部分)。而且,驱动电极驱动器14D通过对施加触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极COML进行逐一移位来进行触摸检测扫描。另外,在本例中,对5条驱动电极COML同时施加触摸用驱动信号VcomAC,但不仅限于此,取而代之,也可以对4条以下或6条以上的驱动电极COML同时施加触摸用驱动信号VcomAC。此外,在本例中,对施加触摸用驱动信号VcomAC的驱动电极COML进行逐一移位,但不仅限于此,取而代之,也可以对每2条以上进行移位。
[变形例1-5]
在上述实施方式中,存储器11a的存储容量对应于一帧份的影像信息的1/10,但不仅限于此,取而代之,例如,可以对应于一帧份的影像信息的1/20,也可以对应于一帧份的影像信息的1/5。
[变形例1-6]
在上述实施方式中,在进行显示动作时,驱动电极驱动器14对驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC,但不仅限于此,取而代之,例如,也可以对驱动电极COML施加交流驱动信号,进行所谓的COM反转驱动。
[变形例1-7]
在上述实施方式中设置有源极选择器部13S,从由源极驱动器13所供给的图像信号Vsig分离像素信号Vpix并供给至液晶显示器件20,但不仅限于此,取而代之,也可以不设置源极选择器部13S,而由源极驱动器13直接向液晶显示器件20供给像素信号Vpix。
[变形例1-8]
在上述实施方式中,交替进行部分显示区域RD的图像显示与部分检测区域RT的触摸检测,但不仅限于此,取而代之,也可以集中进行一个画面(一帧)的图像显示,在该图像显示之前或之后进行整个触摸检测区域的触摸检测。
<1-2.实施方式2>
接下来,对实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置进行说明。图48是示出实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置的触摸检测设备的一例的图。图49和图50是示出实施方式2涉及的带触摸检测功能的显示装置的检测部的图。
上述说明的实施方式1涉及的触摸检测器件在睡眠模式下通过自电容方式检测有无触摸。另一方面,实施方式2涉及的触摸检测器件在睡眠模式下通过互电容方式检测有无触摸。
如图48所示,触摸检测器件30将触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb配对,该配对形成有多个。
图49是示出在睡眠模式下的一对触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb以及电压检测器(触摸检测部)DET的图。电压检测器DET也可以内置于触摸检测控制部100中。
在睡眠模式下,开关211接通,驱动信号VcomAC被施加在触摸检测电极TDLa上。触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb构成电容元件C4,在手指未接触或未接近的情况下以及手指接触或接近的情况下,电容发生变化。电压检测器DET与触摸检测电极TDLb连接,根据触摸检测电极TDLb的电压,能够检测出由触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb构成的电容的变化,即能够检测出手指是否接触或接近。
图50是示出常规操作模式下的一对触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb、以及电压检测器DET的图。在常规操作模式下,开关211断开,对触摸检测电极TDLa施加的驱动信号VcomAC被遮蔽。而且,开关212接通,触摸检测电极TDLa连接到电压检测器DET上。通过这种方式,触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb与驱动电极COML分别形成互电容。而且,驱动信号VcomAC被施加到驱动电极COML上,电压检测器DET根据触摸检测电极TDLa和触摸检测电极TDLb的电压可以检测触摸。
[效果]
实施方式2涉及的触摸检测器件30在睡眠模式下通过互电容方式可异检测有无触摸。由此,实施方式2涉及的触摸检测器件30可以通过自电容方式高精度地检测有无触摸。
<1-3.实施方式3>
接下来,对实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置进行说明。图51是示出实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置的图。此外,对与上述实施方式1中说明过的内容同样的构成要素标注相同的符号,并省略重复的说明。
如图51所示,实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置1以具备栅极驱动器12C来代替实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置1的栅极驱动器12B和栅极驱动器100D。栅极驱动器12C是在电源电压Vcc和电源电压Vdd两者均可动作的电路。栅极驱动器12C在睡眠模式下在被时常供电的电源电压Vcc(例如大约3V至5V)和电源电压-Vcc(例如大约-3V至-5V)下动作,并对扫描线GCL施加扫描信号Vscan。而且,栅极驱动器12C在常规操作模式下,在由升压电路70生成的电源电压Vdd(例如大约5V至10V)和电源电压-Vdd(例如大约-5V至-10V)下动作,并对扫描线GCL施加扫描信号Vscan。
[效果]
实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置1以具备栅极驱动器12C来代替实施方式1涉及的带触摸检测功能的显示装置1的栅极驱动器12B和栅极驱动器100D。由此,实施方式3涉及的带触摸检测功能的显示装置1能够使边缘Gd变窄,能够使电子设备小型化。
<1-4.实施方式4>
接下来,对实施方式4涉及的带触摸检测功能的显示装置1进行说明。图52是示出实施方式4涉及的带触摸检测功能的显示装置的控制装置的一例的图。图53是示出实施方式4涉及的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图54是示出实施方式4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1中说明过的内容相同的构成元素标注相同的符号,并省略重复的说明。图53和图54对第一栅极驱动器12A侧的构成进行说明,第二栅极驱动器12B的构成也相同。
如图52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的表面上,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、以及栅极驱动器(垂直驱动电路)12A、12B和100D。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在常规操作模式下,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和第二栅极驱动器12B配置于扫描线GCL的长度方向的端部,对每隔一根的扫描线GCL交替地施加垂直扫描脉冲,并以行单位来选择显示区域Ad的各像素。
因此,如图53所示,在第一栅极驱动器12A侧或第二栅极驱动器12B侧,超出显示区域Ad而通过边缘Gd并到达第一栅极驱动器12A或第二栅极驱动器12B的扫描线GCL的数目变少。因此,在边缘Gd上,奇数或偶数的扫描线GCL从显示区域Ad和第一栅极驱动器12A或第二栅极驱动器12B之间通过。其结果,选择开关SW1的COMS开关COMS1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+3之间)的区域上。例如,连接到第一栅极驱动器12A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没有立体交叉。而且,连接到第二栅极驱动器12B的扫描线(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,与第一栅极驱动器侧的触摸用布线LAC没有立体交叉。因此,与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉的扫描线GCL彼此之间的间隔变得比显示区域Ad中的相邻扫描线GCL彼此的间隔大。也就是说,边缘Gd中的扫描线GCL的间隔变得比显示区域Ad中的相邻扫描线GCL的间隔更大。而且,由于在边缘Gd上扫描线GCL的间隔扩大,因此可以配置选择开关SW1(CMOS开关CMOS1、CMOS开关CMOS2)的面积增大。例如,通过增加连接导体Q1、Q2、Q3的数目或增加面积,可以降低选择开关SW1中的连接电阻。
此外,选择开关SW1不仅配置于第一栅极驱动器12A侧的边缘区域Gd,也配置于第二栅极驱动器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能够选择配置于第二栅极驱动器12B侧的触摸用布线LAC和驱动电极COML的连接或显示用布线LDC和驱动电极COML的连接。这种情况下,第一栅极驱动器12A侧的选择开关与第二栅极驱动器12B侧的选择开关中,连接到相同的驱动电极COML的选择开关彼此分别选择同类型的布线(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1所述,当在对应于副像素SPix的一个间距的扫描线GCL之间配置了选择开关SW1时,如果像素间距随着高精度化而变窄,则选择开关SW1的连接电阻有可能增加。与此相对,在实施方式4涉及的带触摸检测功能的显示装置1中,由于可以在比对应于副像素SPix的一个间距的扫描线GCL的间隔更大的间隔中配置选择开关SW1,因此,即使像素间距随着高精度化而变窄,也能够将开关SW1的连接电阻维持在较低水平。而且,通过增加供电的连接导体Q1、Q2、Q3的数目,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、以及对属于通过该触摸用布线LAC供给有驱动信号VcomAC的驱动电极块B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。与此相对,实施方式4涉及的选择开关SW1(SW2、SW3、SW4)中,每个驱动电极COML均具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、CMOS开关CMOS2,且在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间并联连接,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于每个驱动电极均进行动作,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4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,并可以抑制在配置于布线LAC的末端部附近的驱动电极块B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4所涉及的开关SW1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4所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以使边缘Gd中的、与开关SW1占用的扫描线平行的方向上的宽度、图7所示的宽度Gdv减小。
<1-5.实施方式5>
下面,对实施方式5所涉及的带触摸检测功能的显示装置1进行说明。图55是示出实施方式5所涉及的带触摸检测功能的显示装置的驱动电极驱动器的驱动部的框图。图56是示出实施方式5所涉及的带触摸检测功能的显示装置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1至实施方式4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55以及图56对第一栅极驱动器12A侧的驱动电极驱动器进行了说明,但第二栅极驱动器12B的构成也相同。
如图52所示,在实施方式5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及100D。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在常规操作模式下对扫描方向的上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55所示,在第一栅极驱动器12A侧或第二栅极驱动器12B侧,超过显示区域Ad并通过边缘Gd而到达第一栅极驱动器12A或第二栅极驱动器12B的扫描线GCL的数量变少。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(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的四个间距,重复间距与八个副像素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,CMOS开关CMOS2配置于位于与触摸用布线LAC(显示用布线LDC)立体交叉且与CMOS开关CMOS1、CMOS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(CMOS开关CMOS2)的可以配置面积增加。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1所示,在副像素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,如果像素间距随着高精度化而变窄,则存在选择开关SW1的连接电阻增加的可能性。与此相对,在实施方式5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配置在比副像素SPix的一个间距所对应的扫描线GCL的间隔更大的间隔中,因此,即使像素间距随着高精度化而变窄,也可以将选择开关SW1的连接电阻维持在较低水平。此外,通过增加供电的连接导体Q1、Q2以及Q3的数量,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、以及对属于通过触摸用布线LAC供给有驱动信号VcomAC的驱动电极块B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。与此相对,实施方式5所涉及的选择开关SW1(SW2、SW3、SW4)对应每个驱动电极COML具备多个开关COMSW的COMS开关COMS1、COMS开关COMS2,在触摸用布线LAC和驱动电极COML之间并联连接,根据作为选择信号的开关控制信号,对应于每个驱动电极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5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,可以抑制在配置于布线LAC的末端部附近的驱动电极块B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5所涉及的开关SW1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5所涉及的带触摸检测功能的显示装置1可以使边缘Gd中的、与开关SW1占用的扫描线平行的方向上的宽度、图7所示的宽度Gdv减小。
<1-6.实施方式6>
接下来,对实施方式6所涉及的带触摸检测功能的显示装置进行说明。图57是示出安装有实施方式6所涉及的带触摸检测功能的显示装置的模块的一例的图。
如图57所示,电源电压V1由电池或电子设备的主基板等供给至COG19。该电源电压V1不是用于驱动带触摸检测功能的显示器件10的电源电压,而是用于接收来自触摸IC10的控制信号、以及对外部的电源IC200进行控制信号的输出等的接口用的低电压(例如,1.8V等)的电源电压。
而且,用于驱动带触摸检测功能的显示器件10的电源电压Vcc或Vdd由电源IC200供给至COG19。电源电压V2(例如+3V、-3V等)由过电池或电子设备的主基板等供给至电源IC200。电源IC200具有在上述实施方式1中说明的升压电路70的功能,将电源电压V2升压而生成电源电压Vcc(例如,3V至5V左右)或Vdd(例如,5V至10V左右),并供给COG19。
另外,在此,电源IC200配置于模块的外部,但也可以配置在模块的内部。例如,电源IC200也可以安装于柔性印刷基板T上。
图58是实施方式6涉及的带触摸检测功能的显示装置的动作的时序图,(A)表示触摸IC的触摸检测处理,(B)表示COG的动作,(C)表示触摸IC的动作时序,(D)表示触摸IC向COG输出的控制信号TRGT信号,(E)表示电源IC的输出电压。
在初始定时t60,触摸IC110通过触摸检测电极TDL的自电容方式检测触摸(图58(A))。COG19处于睡眠状态中,不进行带触摸检测功能的显示器件10的驱动,但可以从触摸IC接收控制信号(图58(B))。TRGT信号不活跃(低电平)(图58(D))。电源IC200处于睡眠状态中,不进行升压,输出电压为0V。
如图58(C)所示,触摸IC110以规定的时间间隔,通过触摸检测电极TDL的自电容方式检测触摸。此外,规定的时间间隔例如是4ms左右。一检测到触摸,触摸IC110就在定时t61使TRGT信号变活跃(高电平)。TRGT信号通过图57的信号线从触摸IC110被送至COG19。
在定时t61,当TRGT信号一变活跃,COG19就通过图57的信号线L2将控制信号发送至电源IC200,使电源IC200从睡眠状态恢复。此外,在此,由于不进行图像显示而无需高的电源电压Vdd,因此,COG19将电源电压Vcc输出至电源IC200。
电源IC200在定时t61从COG19接收控制信号后,在定时t61开始从睡眠状态的恢复动作,开始升压,并在经过规定的延迟时间后的定时t62将电源电压Vcc供给至COG19。此外,规定的延迟时间例如是大约8ms至32ms。
COG19在定时t62利用由电源IC200供给的电源电压Vcc,开始驱动电极COML的驱动。也就是说,COG19使扫描信号Vscan从低电平转变为高电平。在此之前,COG19将像素信号Vpix事先设定为规定值例如0V。由此,0V被写入像素Pix(副像素SPix)。更详细地说,像素电极22被设定为0V。然后,COG19使扫描信号Vscan从高电平转变为低电平。由此,像素Pix(副像素SPix)的值被确定为0V。更详细地说,像素电极22的电位被确定为0V。然后,COG19将触摸用驱动信号VcomAC供给至驱动电极COML,从而开始驱动电极COML的扫描。
触摸IC110在从定时t62开始经过规定的时间后的定时t63,以规定的时间间隔,通过触摸检测电极TDL与驱动电极COML之间的互电容方式检测手势。规定的时间例如是大约32ms至64ms。
一旦触摸IC110检测出规定的手势,即在定时t64将指令传送至应用处理器。接受了指令的应用处理器将睡眠解除指令传送至COG19。
接受了睡眠解除指令的COG19在定时t64将使电源IC200输出电源电压Vdd的控制信号输出至电源IC200。在此,由于为了高速地进行图像显示需要高电源电压Vdd,因此,COG19将使电源IC200输出电源电压Vdd的控制信号输出至电源IC200。
电源IC200在定时t64开始从睡眠状态的恢复动作,开始升压,并在经过规定的延迟时间后的定时t65将电源电压Vdd供给至COG19。此外,规定的延迟时间例如是大约100ms。而且,这时,COG19开始背照灯的动作。由此,带触摸检测功能的显示装置1能够进行图像显示。
COG19在定时t65利用由电源IC200供给的电源电压Vdd,开始带触摸检测功能的显示器件10的驱动、即用于图像的显示和触摸的检测的驱动电极COML的驱动。而且,触摸IC110在从定时t65开始经过规定的时间后的定时t66,以规定的时间间隔,通过触摸检测电极TDL和驱动电极COML之间的互电容方式检测手势。此外,规定的时间例如是大约32ms至64ms。
根据以上所述,带触摸检测功能的显示装置1从睡眠模式向常规操作模式恢复。此外,在常规操作模式中,如果在规定的时间没有触摸输入,则应用处理器将睡眠指令传送至COG19。COG19一从应用处理器接收睡眠指令,就停止带触摸检测功能的显示器件10的驱动,并在完成图像显示及驱动电极COML的驱动后,使电源IC200睡眠(停止升压)。
[效果]
根据本实施方式,带触摸检测功能的显示装置1能够使电源IC200从睡眠状态直接恢复至常规状态,或使电源IC200直接从常规状态转变为睡眠状态。因此,带触摸检测功能的显示装置1能够适当地控制电源IC200的动作,并适当地降低耗电。
以上,列举几个实施方式以及变形例进行了说明,但是,本发明并不限定于这些实施方式等,可以进行各种变形。
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器件20和触摸检测器件30一体化而形成带触摸检测功能的显示器件10。图59是表示变形例所涉及的带触摸检测功能的显示器件的概略截面构造的截面图。取而代之,图59所示的变形例涉及的带触摸检测功能的显示器件10也可以将TN(Twisted Nematic:扭曲向列)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:电控双折射)等各种模式的液晶和触摸检测器件一体化。
如图59所示,在相对基板3上具有驱动电极COML的情况下,也可以在相对基板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1至5同样地与触摸用布线LAC、显示用布线LDC立体交叉。其结果,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器件20和静电电容型的触摸检测器件30一体化的所谓嵌入类型,但并不限定于此,取而代之,例如也可以是安装有液晶显示器件20和静电电容型的触摸检测器件30的外挂类型。在外挂类型的情况下,将图13所示的像素基板2的驱动电极COML作为第一驱动电极COML,除此之外,在相对基板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,在抑制外部噪声和从液晶显示器件传送的噪声(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60~图72对实施方式以及变形例所说明的带触摸检测功能的显示装置1的适用例进行说明。图60~图72是示出适用本实施方式涉及的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。实施方式1至5以及变形例涉及的带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、便携式电话等便携式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1至5以及变形例涉及的带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60中示出的电子设备是实施方式1至5以及变形例涉及的带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1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置。
(适用例2)
图61以及图62中示出的电子设备是实施方式1至5以及变形例涉及的带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1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置。如图61所示,该数码照相机具有镜头盖525,通过使镜头盖525滑开而露出摄影镜头。数码照相机通过拍摄从该摄影镜头入射的光,从而可以拍摄数码照片。
(适用例3)
图63中示出的电子设备表示实施方式1至5以及变形例涉及的带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1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置。
(适用例4)
图64中示出的电子设备是实施方式1至5以及变形例涉及的带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1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置。
(适用例5)
图65~图71中示出的电子设备是实施方式1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置1所适用的便携式电话机。该便携式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,具有显示器554、副显示器555、闪光灯556以及照相机557,该显示器554或者副显示器555是实施方式1至5以及变形例涉及的带触摸检测功能的显示装置。
(适用例6)
图72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框体561的表面具有显示部562。该显示部562是实施方式1至5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,本发明也能够采用以下的构成。
(1)一种带触摸检测功能的显示装置,具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式以及在不进行图像显示的情况下进行触摸检测的睡眠模式,具备:显示区域,在基板上矩阵状地配置有多个像素电极;驱动电极,与上述像素电极相对设置且被分割成多个;触摸检测电极,与上述驱动电极相对,并在上述触摸检测电极与上述驱动电极之间形成静电电容;显示功能层,具有在上述显示区域显示图像的图像显示功能;控制装置,在上述常规操作模式下,以基于图像信号、在上述像素电极和上述驱动电极之间施加显示用驱动电压而使上述显示功能层发挥图像显示功能的方式进行图像显示控制,并且以对上述驱动电极供给触摸用驱动信号的方式进行触摸检测控制;触摸检测部,在上述常规操作模式下,基于来自上述触摸检测电极的检测信号,检测接近或接触上述触摸检测电极的物体的位置;以及触摸检测控制部,在上述睡眠模式下,检测上述物体对上述触摸检测电极的接近或接触,其中,在上述睡眠模式下,如果上述触摸检测控制部检测到上述物体接近或接触上述触摸检测电极,则上述控制装置将上述像素电极控制在规定的电位,然后将上述触摸用驱动信号供给至上述驱动电极。
(2)在上述(1)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,
还具备升压电路,在上述常规操作模式下,使由外部时常供给的第一电源电压升压生成第二电源电压,在上述睡眠模式下停止动作,
上述控制装置在上述常规操作模式下利用上述第二电源电压对上述像素电极和上述驱动电极之间施加显示用驱动电压,在上述睡眠模式下利用上述第一电源电压使上述像素电极成为规定的电位。
(3)在上述(2)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,还具备:
多条扫描线,以在第一方向上延伸的方式设置在上述显示区域,并被供给扫描信号;
多条像素信号线,以在和上述第一方向交叉的第二方向上延伸的方式设置在上述显示区域,并被供给像素信号;以及
多个晶体管,分别设置于上述多条扫描线与上述多条像素信号线的交叉部,各自的源极和漏极中的一方与上述像素信号线连接,各自的栅极与上述扫描线连接,各自的源极和漏极的另一方与上述像素电极连接,
其中,上述控制装置在上述睡眠模式下,将上述规定的电位供给至上述像素信号线,并利用上述第一电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线,在上述常规操作模式下,将上述像素信号供给至上述像素信号线,并利用上述第二电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线。
(4)在上述(3)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,上述控制装置包括:
第一栅极驱动器,在上述常规操作模式下,利用上述第二电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线;以及
第二栅极驱动器,在上述睡眠模式下,利用上述第一电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线。
(5)在上述(3)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,上述控制装置包括栅极驱动器,上述栅极驱动器在上述常规操作模式下,利用上述第二电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线,在上述睡眠模式下,利用上述第一电源电压将上述扫描信号供给至上述扫描线。
(6)在上述(1)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,在上述睡眠模式下,如果上述触摸检测控制部检测到上述物体接近或接触上述触摸检测电极,则上述控制装置以使由外部时常供给的第一电源电压升压而开始生成第二电源电压的方式控制电源电路,并利用上述第二电源电压,将上述像素电极控制为规定的电位,然后将上述触摸用驱动信号供给至上述驱动电极。
(7)在上述(6)中记载的带触摸检测功能的显示装置中,上述控制装置在上述常规操作模式下,控制上述电源电路以使上述第一电源电压升压生成比上述第二电源电压高的第三电源电压,并利用上述第三电源电压,对上述像素电极和上述驱动电极之间施加显示用驱动电压。
(8)在上述(1)至(7)中任一项记载的带触摸检测功能的显示装置中,上述触摸检测控制部在上述睡眠模式下,通过上述触摸检测电极的自电容,检测上述物体对上述触摸检测电极的接近或接触。
(9)在上述(1)至(7)中任一项记载的带触摸检测功能的显示装置中,
上述触摸检测电极形成有多个配对,
上述触摸检测控制部在上述睡眠模式下,通过上述触摸检测电极的配对之间的互电容,检测上述物体对上述触摸检测电极的接近或接触。
(10)在上述(1)至(9)中任一项记载的带触摸检测功能的显示装置中,在上述睡眠模式下,如果检测到基于上述物体的规定的手势,则转变为上述常规操作模式。具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式以及在不进行图像显示的情况下进行触摸检测的睡眠模式的
(11)一种电子设备,具备具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式以及在不进行图像显示的情况下进行触摸检测的睡眠模式的带触摸检测功能的显示装置,其中,上述带触摸检测功能的显示装置是上述(1)至上述(10)中任一项记载的带触摸检测功能的显示装置。
符号说明
1 带触摸检测功能的显示装置,2 像素基板,3 相对基板,
6 液晶层,10 带触摸检测功能的显示器件,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 液晶显示器件,21 TFT基板,22 像素基板,
30 触摸检测器件,31 玻璃基板,32 彩色滤光片,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,
70 升压电路,100 触摸检测控制部,100D 栅极驱动器,
110 触摸IC,200 电源IC,VcomAC 驱动信号,
VcomDC 显示用驱动电压,COML 驱动电极,
TDL、TDLa、TDLb 触摸检测电极,Vcom 驱动信号,
Vdet 触摸检测信号
Claims (11)
1.一种带触摸检测功能的显示装置,具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式以及在不进行图像显示的情况下进行触摸检测的睡眠模式,其特征在于,
具备:
显示区域,在基板上矩阵状地配置有多个像素电极;
驱动电极,与所述像素电极相对设置且被分割成多个;
触摸检测电极,与所述驱动电极相对,并在所述触摸检测电极与所述驱动电极之间形成静电电容;
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,在所述常规操作模式下,以基于图像信号、在所述像素电极和所述驱动电极之间施加显示用驱动电压而使所述显示功能层发挥图像显示功能的方式进行图像显示控制,并且以对所述驱动电极供给触摸用驱动信号的方式进行触摸检测控制;
触摸检测部,在所述常规操作模式下,基于来自所述触摸检测电极的检测信号,检测接近或接触所述触摸检测电极的物体的位置;以及
触摸检测控制部,在所述睡眠模式下,检测所述物体对所述触摸检测电极的接近或接触,
其中,
在所述睡眠模式下,如果所述触摸检测控制部检测到所述物体接近或接触所述触摸检测电极,则所述控制装置将所述像素电极控制在规定的电位,然后将所述触摸用驱动信号供给至所述驱动电极。
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,
还具备升压电路,所述升压电路在所述常规操作模式下,使由外部时常供给的第一电源电压升压生成第二电源电压,在所述睡眠模式下停止动作,
所述控制装置在所述常规操作模式下利用所述第二电源电压对所述像素电极和所述驱动电极之间施加显示用驱动电压,在所述睡眠模式下利用所述第一电源电压使所述像素电极成为规定的电位。
3.根据权利要求2所述的带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
还具备:
多条扫描线,以在第一方向上延伸的方式设置在所述显示区域,并被供给扫描信号;
多条像素信号线,以在和所述第一方向交叉的第二方向上延伸的方式设置在所述显示区域,并被供给像素信号;以及
多个晶体管,分别设置于所述多条扫描线与所述多条像素信号线的交叉部,各自的源极和漏极中的一方与所述像素信号线连接,各自的栅极与所述扫描线连接,各自的源极和漏极的另一方与所述像素电极连接,
所述控制装置在所述睡眠模式下,将所述规定的电位供给至所述像素信号线,并利用所述第一电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线,在所述常规操作模式下,将所述像素信号供给至所述像素信号线,并利用所述第二电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线。
4.根据权利要求3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:
第一栅极驱动器,在所述常规操作模式下,利用所述第二电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线;以及
第二栅极驱动器,在所述睡眠模式下,利用所述第一电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线。
5.根据权利要求3所述的带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述控制装置包括栅极驱动器,所述栅极驱动器在所述常规操作模式下,利用所述第二电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线,在所述睡眠模式下,利用所述第一电源电压将所述扫描信号供给至所述扫描线。
6.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,
在所述睡眠模式下,如果所述触摸检测控制部检测到所述物体接近或接触所述触摸检测电极,则所述控制装置以使由外部时常供给的第一电源电压升压而开始生成第二电源电压的方式控制电源电路,并利用所述第二电源电压将所述像素电极控制为规定的电位,然后将所述触摸用驱动信号供给至所述驱动电极。
7.根据权利要求6所述的带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述控制装置在所述常规操作模式下,控制所述电源电路以使所述第一电源电压升压生成比所述第二电源电压高的第三电源电压,并利用所述第三电源电压,对所述像素电极和所述驱动电极之间施加显示用驱动电压。
8.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,
所述触摸检测控制部在所述睡眠模式下,通过所述触摸检测电极的自电容检测所述物体对所述触摸检测电极的接近或接触。
9.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,
所述触摸检测电极形成有多个配对,
所述触摸检测控制部在所述睡眠模式下,通过所述触摸检测电极的配对之间的互电容检测所述物体对所述触摸检测电极的接近或接触。
10.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,
在所述睡眠模式下,如果检测到基于所述物体的规定的手势,则转变为所述常规操作模式。
11.一种电子设备,具备具有进行图像显示并进行触摸检测的常规操作模式以及在不进行图像显示的情况下进行触摸检测的睡眠模式的带触摸检测功能的显示装置,其特征在于,
所述带触摸检测功能的显示装置具备:
显示区域,在基板上矩阵状地配置有多个像素电极;
驱动电极,与所述像素电极相对设置且被分割成多个;
触摸检测电极,与所述驱动电极相对,并在所述触摸检测电极与所述驱动电极之间形成静电电容;
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,在所述常规操作模式下,以基于图像信号、对所述像素电极和所述驱动电极之间施加显示用驱动电压而使所述显示功能层发挥图像显示功能的方式进行图像显示控制,并且以对所述驱动电极供给触摸用驱动信号的方式进行触摸检测控制;
触摸检测部,基于来自所述触摸检测电极的检测信号,检测接近或接触所述触摸检测电极的物体的位置;以及
触摸检测控制部,在所述睡眠模式下,检测所述物体对所述触摸检测电极的接近或接触,
其中,
在所述睡眠模式下,如果所述触摸检测控制部检测到所述物体接近或接触所述触摸检测电极,则所述控制装置将所述像素电极控制在规定的电位,然后将所述触摸用驱动信号供给至所述驱动电极。
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