CN107037913A - 显示装置以及输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够缩短作为待机模式进行的检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生的输入装置以及显示装置。检测部(SE)通过一并地检测呈矩阵状设置的多个检测电极(Rx)的各个检测电极的静电电容,从而进行检测物体对显示面板的接近或接触的第一检测处理。并且,在第一检测处理中,在未检测到物体的接近或接触时,检测部(SE)重复第一检测处理,在第一检测处理中,在检测到物体的接近或接触时,检测部(SE)通过单独地检测多个检测电极(Rx)的各个检测电极的静电电容,从而进行检测物体的位置的第二检测处理。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置以及输入装置。
背景技术
近年来,存在如下技术:在显示装置的显示面侧安装被称为触摸面板或者触摸传感器的输入装置,在使手指、触笔等输入工具等接触触摸面板并进行了输入动作时,检测并输出输入位置。
作为一种检测手指等接触了作为这样的输入装置的触摸面板的接触位置的检测方式,存在静电电容方式。在使用静电电容方式的触摸面板中,在触摸面板的面内设置有多个由检测电极构成的电容元件。然后,在使手指、触笔等输入工具接触电容元件并进行了输入动作时,利用电容元件的静电电容发生变化,检测输入位置。
例如,日本专利特开2013-45466号公报(专利文献1)中记载有在触摸传感器装置中包括触摸屏和触摸屏驱动电路的技术,该触摸屏包括有Tx线、与Tx线交叉的Rx线以及在Tx线与Rx线之间形成的触摸传感器,该触摸屏驱动电路检测触摸输入的位置。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本专利特开2013-45466号公报
在这样的输入装置中,有时在作为检测模式而进行检测手指的位置、即手指的坐标的手指坐标检测处理之前,作为待机模式而进行检测手指的接近或接触的手指接近检测处理。此外,在手指坐标检测处理中,通过将多个检测电极逐个或逐多个依次切换地与检测电路连接,从而单独地检测多个检测电极的各个的静电电容。
但是,在手指接近检测处理中,与手指坐标检测处理同样地,在通过将多个检测电极逐多个切换地与检测电路连接而检测多个检测电极的各个的静电电容的情况下,存在检测处理所要的时间变长或功耗增加这样的问题。
另一方面,为了缩短检测处理所要的时间,在多个检测电极之中从一部分逐多个进行选择或延长了重复进行检测处理的期间的等待时间的情况下,存在产生检测错误的担心。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的现有技术的问题点而提出的,目的在于提供在作为检测模式的手指坐标检测处理之前作为待机模式而进行的手指接近检测处理中,缩短检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生的输入装置以及显示装置。
如果简单地说明在本申请中公开的发明之中、代表性发明的概要,则如下所述。
作为本发明的一方面的显示装置,包括:显示面板,具有显示图像的显示面;多个第一电极,在俯视时呈矩阵状设置于显示面板;以及检测部,检测多个第一电极中的各个第一电极的静电电容。检测部将多个第一电极的全部或一部分选择作为多个检测处理用电极,一并地检测选择出的多个检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,从而进行检测物体对所述显示面板接近或接触的第一检测处理。在第一检测处理中,在未检测到物体的接近或接触时,检测部重复第一检测处理。在第一检测处理中,在检测到物体的接近或接触时,检测部通过单独地检测多个第一电极中的各个第一电极的静电电容而进行检测物体的位置的第二检测处理。
此外,作为本发明的另一方面的输入装置,包括:基板;多个第一电极,在俯视时呈矩阵状设置于基板;以及检测部,检测多个第一电极中的各个第一电极的静电电容。检测部将多个第一电极的全部或一部分选择作为多个检测处理用电极,一并地检测选择出的多个检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,从而进行检测物体对所述基板的接近或接触的第一检测处理。在第一检测处理中,在未检测到物体的接近或接触时,检测部重复第一检测处理,在第一检测处理中,在检测到物体的接近或接触时,检测部通过单独地检测多个第一电极的各个第一电极的静电电容而进行检测物体的位置的第二检测处理。
附图说明
图1是示出实施方式1的显示装置的一例的俯视图。
图2是示出实施方式1的显示装置中的像素的等效电路图。
图3是示出实施方式1的显示装置的一例的剖面图。
图4是示出实施方式1的显示装置中的公共电极的配置的一例的俯视图。
图5是用于说明自电容检测方式的图。
图6是用于说明自电容检测方式的图。
图7是用于说明自电容检测方式的图。
图8是用于说明自电容检测方式的图。
图9是示出实现自电容检测方式的电路的一例的图。
图10是示意性地示出从电源输出的交流矩形波Sg、检测电极的电压Vx以及作为电压检测器的输出的电压Vdet的时间依赖性的例子的图表。
图11是示出实现自电容检测方式的电路的另一例子的图。
图12是示意性地示出交流矩形波Sg以及作为电压检测器的输出的电压Vdet的时间依赖性的例子的图表。
图13是示出实现自电容检测方式的电路的再一例子的图。
图14是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测方法的图。
图15是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测方法的流程图。
图16是示出实施方式1的显示装置中的触摸检测电路的图。
图17是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。
图18是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。
图19是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测方法的图。
图20是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测方法的流程图。
图21是示出比较例的显示装置中的触摸检测电路的图。
图22是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。
图23是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。
图24是示出实施方式1的显示装置的第一变形例中的触摸检测电路的图。
图25是示出实施方式1的显示装置的第二变形例中的触摸检测电路的图。
图26是示出实施方式1的显示装置的第三变形例中的触摸检测电路的图。
图27是示出实施方式2的输入装置的剖面图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的各实施方式。
另外,公开只不过是一例,本领域技术人员在保持发明的主旨的情况下做出的适当变更中能够容易想到的技术方案当然包含于本发明的范围。此外,为了使说明更明确,存在附图与实施方式相比示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等的情况,但只是一例,并不限定本发明的解释。
此外在本说明书和各图中,对关于已出现的图而在与上述的要素同样的要素,标注同一符号并有时适当省略详细的说明。
进一步地,在实施方式使用的附图中,有时根据附图而省略为了区别构造物而标注的阴影线(网格线)。
(实施方式1)
首先,作为实施方式1说明将作为输入装置的触摸面板适用于输入装置的检测电极被设置在显示装置的显示面板内且作为显示装置的公共电极而发挥功能的内嵌(In-cell)型的带触摸检测功能的显示装置的例子。在此,本实施方式1的显示装置是液晶显示装置。另外,在本申请说明书中,输入装置是指至少检测根据对电极接近或接触的物体的电容而变化的静电电容的输入装置。在此,作为检测静电电容的方式,能够使用检测一个电极的静电电容的自电容方式。此外,内嵌型的带触摸检测功能的显示装置意思是指具有触摸检测用的驱动电极或检测电极作为基于像素的图像显示用的驱动电极而发挥功能的特征的带触摸检测功能的显示装置。
<显示装置>
图1是示出实施方式1的显示装置的一例的俯视图。图2是示出实施方式1的显示装置中的像素的等效电路图。图3是示出实施方式1的显示装置的一例的剖面图。图4是示出实施方式1的显示装置中的公共电极的配置的一例的俯视图。另外,在图3中,为方便起见一起示出了实际上在图3的剖面未配置的扫描线GL。
如图1所示,作为液晶显示装置的显示装置DSP具有作为有源矩阵型的液晶显示面板的显示面板PNL、驱动显示面板PNL的驱动IC芯片IC1以及静电电容型的检测部SE。显示面板PNL具有显示图像的显示面DS(参照图3)。此外,使用后述的图14~图18说明作为触摸检测电路的检测部SE以及检测部SE的检测方法。另外,省略图示,但显示装置DSP也可以具有设置于显示面板PNL的外部的控制模块、连接显示面板PNL和控制模块的柔性布线基板以及驱动检测部SE的驱动IC芯片等。
如图1以及图3所示,作为液晶显示面板的显示面板PNL具有:基板SUB1、与基板SUB1对置配置的基板SUB2、以及配置于基板SUB1与基板SUB2之间的液晶层LQ。另外,在本实施方式1中,能够将基板SUB1改称为阵列基板,能够将基板SUB2改称为对置基板。
此外,如图3以及图4所示,显示装置DSP具有呈矩阵状设置于显示面板PNL的内部的多个检测电极Rx。使用后述的图14~图18进行说明,检测部SE检测多个检测电极Rx的各个的静电电容。此外,在多个检测电极Rx被设置在显示面板PNL的内部的情况下,显示装置DSP是内嵌型的带触摸检测功能的显示装置。另外,如在后述的实施方式2中说明的那样,也能够将检测电极Rx设置在显示面板PNL的外部,这种情况下的显示装置DSP是外嵌(On-cell)型的带触摸检测功能的显示装置。
如图1以及图4所示,显示面板PNL具备显示图像的显示区域(有源区)DA。在俯视观察中,以彼此交叉、优选正交的两个方向为X轴方向以及Y轴方向。此时,多个检测电极Rx在俯视观察中在显示区域DA内呈矩阵状排列于X轴方向以及Y轴方向。即,多个检测电极Rx在俯视观察中呈矩阵状设置于显示面板PNL。另外,在本申请说明书中,在俯视观察中意思是指从与显示面板PNL的显示面垂直的方向观察的情况。
如图3所示,显示装置DSP具有背光单元BL。背光单元BL被配置在基板SUB1的背面侧。作为这样的背光单元BL可适用各种方式,此外,作为光源可适用利用有发光二极管(Light Emitting Diode:LED)的光源、利用有冷阴极管(Cold Cathode FluorescentLamp:CCFL)的光源等任一方,关于详细的构造省略说明。
如图1所示,驱动IC芯片IC1在显示面板PNL的区域且在显示区域DA的外侧的区域即非显示区域NDA中,被设置在基板SUB1上。驱动IC芯片IC1具有信号线驱动电路SD等。
如图1所示,显示装置DSP具有多路器电路MU1、多个扫描线GL、将被输入到多个扫描线的扫描信号输出的扫描信号输出电路即扫描线驱动电路GD、以及切换扫描线驱动电路GD与多个扫描线GL之间的连接状态的切换部GSP。此外,显示装置DSP具有多个信号线SL、多个公共电极CE和多个像素PX。
多路器电路MU1、扫描线驱动电路GD以及公共电极驱动电路CD在非显示区域NDA中,被设置在基板SUB1上。驱动IC芯片IC1与多路器电路MU1以及扫描线驱动电路GD连接。
另外,省略图示,但在非显示区域NDA中,在基板SUB1上也可以设置有公共电极驱动电路。公共电极驱动电路在显示装置DSP显示图像时,切换地驱动公共电极CE。
在显示区域DA中,在基板SUB1与基板SUB2之间配置有多个像素PX。多个像素PX呈矩阵状排列于X轴方向以及Y轴方向,配置有m×n个(其中,m以及n是正整数)。
在显示区域DA中,在基板SUB1的上方,形成有作为n条扫描线GL的一部分的扫描线GL1、GL2、GL3和GLn;作为m条信号线SL的一部分的信号线SL1、SL2和SLm;以及公共电极CE等。
多个扫描线GL在X轴方向分别延伸,且在Y轴方向彼此隔开间隔地排列。多个扫描线GL的各个被引出到显示区域DA的外侧,经由包括于切换部GSP的开关元件GSW而与扫描线驱动电路GD连接。多个信号线SL沿Y轴方向分别延伸,且在X轴方向彼此隔开间隔地排列。此外,多个信号线SL与多个扫描线GL交叉。多个信号线SL的各个信号线被引出到显示区域DA的外侧,与多路器电路MU1连接。
如图4所示,公共电极CE呈矩阵状排列于X轴方向以及Y轴方向。在本实施方式1中,例示并说明公共电极CE兼具自电容方式的触摸检测用的检测电极Rx的情况。但是,并不限于公共电极CE兼具检测电极Rx的情况。在公共电极CE不兼具检测电极Rx的情况下,多个公共电极CE也可以在X轴方向不被分割而分别延伸,且在Y轴方向彼此隔开间隔地排列。或者,多个公共电极CE也可以在Y轴方向不被分割而分别延伸,且在X轴方向彼此隔开间隔地排列。
驱动IC芯片IC1与多路器电路MU1以及扫描线驱动电路GD连接。此外,在图1示出的例子中,检测部SE与开关元件GSW由布线W1而连接,驱动IC芯片IC1与扫描线驱动电路GD由布线W2而连接。因此,检测部SE能够经由布线W1将控制信号赋予开关元件GSW。例如,如使用后述的图16说明的那样,检测部SE能够输出作为使开关元件GSW为断开状态(非导通状态)的断开电压的控制信号(相当于图16的电压V2),能够将所有的扫描线GL切换到电浮游的状态(浮动状态)。另外,检测部SE也可以包括于驱动IC芯片IC1,包括于驱动IC芯片IC1的检测部SE和开关元件GSW也可以由布线W1而连接。
如图2所示,各像素PX具有像素开关元件PSW和像素电极PE。此外,多个像素PX共有公共电极CE。像素开关元件PSW包括例如薄膜晶体管(Thin Film Transistor:TFT)。像素开关元件PSW与扫描线GL以及信号线SL电连接。像素开关元件PSW也可以是顶栅型TFT以及底栅型TFT中的任一个。此外,像素开关元件PSW的半导体层由例如多晶硅(Poly-silicon)构成,但也可以由非晶硅构成。
像素电极PE与像素开关元件PSW电连接。像素电极PE经由绝缘膜与公共电极CE对置。公共电极CE、绝缘膜以及像素电极PE形成保持电容CS。
如图3所示,显示装置DSP具有光学元件OD1和光学元件OD2。此外,作为显示模式,显示装置DSP具有与作为横向电场模式的FFS(Fringe Field Switching,边缘场转换)模式对应的结构,但相同地也可以具有与作为横向电场模式的IPS(In Plane Switching,平面转换)模式等其他显示模式对应的结构。
另外,在利用FFS模式的显示装置DSP中,在基板SUB1设置有像素电极PE以及公共电极CE。构成液晶层LQ的液晶分子主要利用像素电极PE与公共电极CE之间形成的横向电场(特别,边缘电场之中的与基板的主面大致平行的电场)而转换(Switching)。
基板SUB1和基板SUB2在以一定的间隔分离的状态下贴合。液晶层LQ被封入基板SUB1与基板SUB2之间。
如图3所示,基板SUB1具有玻璃基板、树脂基板等具有光透过性的绝缘基板10。此外,基板SUB1在绝缘基板10的与基板SUB2对置的一侧,具有多个扫描线GL、多个信号线SL、多个公共电极CE、多个像素电极PE、绝缘膜11、绝缘膜12、绝缘膜13和取向膜AL1。另外,在图3中,示出了一个扫描线GL和一个公共电极CE。
扫描线GL形成于绝缘基板10上。扫描线GL由例如铬(Cr)或者钼(Mo)等金属或它们的合金构成。
绝缘膜11形成于扫描线GL以及绝缘基板10之上。绝缘膜11是由例如氮化硅或氧化硅等构成的透明的绝缘膜。另外,不进行详述,但在绝缘基板10与绝缘膜11之间除了扫描线GL之外还形成有像素开关元件的栅极电极、半导体层等。
信号线SL形成于绝缘膜11上。信号线SL由例如将铝(Al)通过钼(Mo)等夹着的多层构造的金属膜构成。此外,像素开关元件的源极电极、漏极电极等也形成于绝缘膜11之上。在图示的例子中,信号线SL在Y轴方向延伸。
绝缘膜12形成于信号线SL以及绝缘膜11的各个之上。绝缘膜12由例如丙烯酸类的感光性树脂构成。
公共电极CE形成于绝缘膜12上。另外,公共电极CE如上所述那样设置有多个,并兼具触摸检测用的检测电极Rx。公共电极CE由ITO(Indium tin oxide,氧化铟锡)或IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)等透明的导电材料构成。另外,在显示装置是作为纵向电场模式的TN(Twisted Nematic,扭曲向列)模式或VA(Vertical Alignment,垂直取向)模式等显示装置的情况下,公共电极CE也可以形成于基板SUB2。
绝缘膜13形成于公共电极CE以及绝缘膜12的各个之上。像素电极PE形成于绝缘膜13上。各像素电极PE位于彼此相邻的两个信号线SL之间,与公共电极CE对置。此外,各像素电极PE在与公共电极CE对置的位置具有缝隙SLT。这样的像素电极PE由例如ITO或IZO等透明的导电材料构成。取向膜AL1覆盖像素电极PE以及绝缘膜13。
另一方面,基板SUB2具有玻璃基板、树脂基板等具有光透过性的绝缘基板20。此外,基板SUB2在绝缘基板20的与基板SUB1对置的一侧,具有黑矩阵BM、滤色片CFR、CFG以及CFB、外涂(Over coat)层OCL和取向膜AL2。
黑矩阵BM形成于绝缘基板20的基板SUB1一侧的面,对各像素进行区划。滤色片CFR、CFG以及CFB分别形成于绝缘基板20的基板SUB1一侧的面,在俯视观察中,滤色片CFR、CFG以及CFB的各个的一部分与黑矩阵BM重叠。滤色片CFR是红色滤色片,滤色片CFG是绿色滤色片,滤色片CFB是蓝色滤色片。外涂层OCL覆盖滤色片CFR、CFG以及CFB。外涂层OCL由透明的树脂材料构成。取向膜AL2覆盖外涂层OCL。
光学元件OD1配置于绝缘基板10与背光单元BL之间。光学元件OD2配置于绝缘基板20的上方、即夹着绝缘基板20与基板SUB1相反侧。光学元件OD1以及光学元件OD2分别至少包括偏光板,也可以根据需要包括相位差板。
<自电容型触摸检测方式>
接着,说明显示装置DSP利用检测电极Rx来检测由手指等物体构成的输入工具的位置、即输入位置的方法。
显示装置DSP能够使用自电容检测(Self-Capacitive Sensing)方式,基于由检测电极Rx检测到的静电电容的变化来判断输入位置信息。由此,能够检测手指接触显示装置DSP的触摸检测面TDS(参照图3)的情况或手指接近显示装置DSP的触摸检测面TDS的情况。在本实施方式1中,触摸检测面TDS是光学元件OD2的面,是与基板SUB2一侧相反侧的面。
在以下,说明使用有自电容检测方式的触摸检测方式(自电容型触摸检测方式)。但是,显示装置DSP也可以使用互电容检测(Mutual-Capacitive Sensing)方式,基于由检测电极Rx检测到的静电电容的变化来判断输入位置信息。
由自电容检测方式进行的输入位置信息的判断通过如下来进行:对各个的检测电极Rx写入写入信号,读取示出在写入有写入信号的各个的检测电极Rx所产生的静电电容的变化的读取信号。
接着,说明使用有自电容检测方式的触摸检测方式的原理。自电容检测方式利用检测电极Rx具有的电容Cx1。此外,自电容检测方式利用由接近检测电极Rx的用户的手指等产生的电容Cx2。
图5~图8是用于说明自电容检测方式的图。
图5以及图6示出了用户的手指未接触也未接近显示装置DSP的触摸检测面的状态。因此,在检测电极Rx与手指之间未产生静电电容耦合。图5示出由控制开关SWc而使检测电极Rx连接到电源Vdd的状态。图6示出由控制开关SWc而使检测电极Rx从电源Vdd切断,并使检测电极Rx连接到作为电容器的电容Ccp的状态。
在图5的状态下,电容Cx1例如被充电,在图6的状态下,电容Cx1例如被放电。在此,电容Cx1被充电是指对检测电极Rx写入写入信号。此外,电容Cx1被放电是指读取示出在检测电极Rx所产生的静电电容的变化的读取信号。
另一方面,图7以及图8示出了用户的手指接触或接近显示装置DSP的触摸检测面的状态。因此,在检测电极Rx与手指之间产生静电电容耦合。图7示出由控制开关SWc而使检测电极Rx连接到电源Vdd的状态。图8示出由控制开关SWc而使检测电极Rx从电源Vdd切断,并使检测电极Rx连接到电容Ccp的状态。
在图7的状态下,电容Cx1例如被充电,在图8的状态下,电容Cx1例如被放电。
在此,相对于图6示出的放电时的电容Ccp的电压的时间依赖性,图8示出的放电时的电容Ccp的电压的时间依赖性由于存在电容Cx2而明显不同。因此,在自电容检测方式中,利用电容Ccp的电压的时间依赖性根据有无电容Cx2而不同,判断输入位置信息(例如,有无操作输入)。
接着,说明实现自电容检测方式的电路的例子。图9是示出实现自电容检测方式的电路的一例的图。另外,在图9中,将检测电极Rx的电容显示为电容Cx。
实现如图9示出的那样的自电容检测方式的电路设置于例如图1所示出的检测部SE。或者,检测部SE也可以设置于例如图1所示出的驱动IC芯片IC1内,实现这样的自电容检测方式的电路设置于驱动IC芯片IC1。
如图9所示,检测电极Rx由开关SWc1而与电源Vdd可切换地连接。此外,检测电极Rx由开关SWc2而与作为积分电路的电压检测器DET可切换地连接。电压检测器DET包括例如运算放大器OPdet、电容Cdet和开关SWc3。参照信号Vref被输入到运算放大器OPdet。
另外,在图9中,图示出了使用图16说明的包括于检测部SE的检测电路DCP1。
图10是示意性地示出从电源输出的交流矩形波Sg、检测电极的电压Vx以及作为电压检测器的输出的电压Vdet的时间依赖性的例子的图表。
如图10所示,电源Vdd输出以时刻T01与时刻T02的时间差为周期且具有电压Vdr的波形高度的交流矩形波Sg。交流矩形波Sg具有例如数kHz~数百kHz左右的频率。电压检测器DET将对应于交流矩形波Sg的电流的变动转换为电压的变动(波形Vdet0以及波形Vdet1)。
如上所述,检测电极Rx由开关SWc1以及开关SWc2而与电源Vdd以及电压检测器DET可切换地连接。在图10中,在时刻T01的定时(timing)交流矩形波Sg使电压相应上升电压Vdr。此时,使开关SWc1为接通(ON)状态,使开关SWc2为断开(OFF)状态。因此,检测电极Rx的电压Vx也相应上升电压Vdr。接着,在时刻T11的定时之前,使开关SWc1为断开状态。此时,检测电极Rx为电浮游的状态,但通过检测电极Rx的电容Cx1(参照图5)、或者将由手指等接触或接近而引起的电容Cx2施加到检测电极Rx的电容Cx1后的电容Cx1+Cx2(参照图7),来维持检测电极Rx的电压Vx的电压Vdr的上升。进一步地,在时刻T11的定时之前使开关SWc3为接通状态,并经过规定的时间后使开关SWc3为断开状态,从而使电压检测器DET重置。由该重置动作而使作为电压检测器DET的输出的电压Vdet成为大致等于参照信号Vref的电压。
接下来,在时刻T11的定时若使开关SWc2为接通状态,则输入到电压检测器DET的反转输入部的电压成为等于检测电极Rx的电压Vx,此后,按照起因于检测电极Rx的电容Cx1(或电容Cx1+Cx2)和包括于电压检测器DET的电容Cdet的时间常数,电压检测器DET的反转输入部的电压下降至参照信号Vref。此时,蓄积于检测电极Rx的电容Cx1(或电容Cx1+Cx2)的电荷由于移动到包括于电压检测器DET的电容Cdet,因此电压检测器DET的电压Vdet上升。在手指等物体未接近也未接触检测电极Rx时,电压Vdet为由实线示出的波形Vdet0,Vdet=Cx1×Vdr/Cdet。在手指等物体接近或接触而附加有由该物体的影响引起的电容时,电压Vdet为由虚线示出的波形Vdet1,Vdet=(Cx1+Cx2)×Vdr/Cdet。
此后,在检测电极Rx的电容Cx1(或电容Cx1+Cx2)的电荷充分移动到电容Cdet之后的时刻T31的定时使开关SWc2为断开状态,并使开关SWc1以及开关SWc3为接通状态,从而使检测电极Rx的电压为等于交流矩形波Sg的低电平的电压,同时使电压检测器DET重置。另外,此时,使开关SWc1为接通状态的定时在使开关SWc2为断开状态之后,只要在时刻T02以前则可以是任一定时。此外,使电压检测器DET重置的定时在使开关SWc2为断开状态之后,只要在时刻T12以前则可以是任一定时。以规定的频率(例如数kHz~数百kHz左右)重复进行以上的动作。然后,基于波形Vdet0与波形Vdet1的差分的绝对值|ΔV|,能够测定从外部有无接近或接触了触摸检测面的物体(有无触摸)。
另外,在手指等物体未接近也未接触时,检测电极Rx的电压Vx的波形为由实线示出的波形Vx0,在手指等物体接近或接触而附加有由该物体的影响引起的电容Cx2时,检测电极Rx的电压Vx的波形为由虚线示出的波形Vx1。通过测定波形Vx0和波形Vx1分别降至规定的阈值电压Vth的时间,从而也能够测定从外部有无接近或接触了触摸检测面的物体(有无触摸)。
或者,作为实现自电容检测方式的电路也可以使用另一例子。图11是示出实现自电容检测方式的电路的另一例子的图。
实现如图11示出的那样的自电容检测方式的电路设置于例如图1所示出的检测部SE。或者,检测部SE也可以设置于例如图1所示出的驱动IC芯片IC1内,实现这样的自电容检测方式的电路设置于驱动IC芯片IC1。
如图11所示,检测电极Rx与作为积分电路的电压检测器DET连接。电压检测器DET包括例如运算放大器OPdet、电容Cdet和开关SWc3。检测电极Rx与运算放大器OPdet的两个输入端子之中、由“+”所表示的非反转输入端子连接,交流矩形波Sg被输入到由“-”所表示的反转输入端子。此外,在运算放大器OPdet中,反转输入端子与非反转输入端子被虚拟地短路、即虚短路。在检测电极Rx与检测电路DCP1连接时,使开关SWc3为断开状态(非导通状态),在检测电极Rx未被连接到检测电路DCP1时,使开关SWc3为接通状态(导通状态)。
另外,在图11中,图示出了使用图16说明的包括于检测部SE的检测电路DCP1。
图12是示意性地示出交流矩形波Sg以及作为电压检测器的输出的电压Vdet的时间依赖性的例子的图表。
如图12所示,交流矩形波Sg具有电压Vdr的波形高度。如上所述,由于运算放大器OPdet被虚短路,因此若交流矩形波Sg被输入到运算放大器OPdet的反转输入端子,则使与交流矩形波Sg同电位的驱动信号施加到和运算放大器OPdet的非反转输入端子连接的检测电极Rx。
另一方面,由于检测电极Rx具有电容Cx,因此在检测电极Rx的电位与驱动信号之间产生差分电压,相当于该差分电压的电流在检测电极Rx与运算放大器OPdet的非反转输入端子之间流动。由电压检测器DET将该电流转换为电压并积分后的值作为具有波形Vdet0的电压Vdet而从电压检测器DET被输出。电压Vdet的波形Vdet0在图12中由实线示出。
若手指等物体接近或接触检测电极Rx,则由于电容Cx增加,因此在检测电极Rx的电位与驱动信号之间产生的差分电压增加,相当于该差分电压并在检测电极Rx与运算放大器OPdet的非反转输入端子之间流动的电流增加。因此,由电压检测器DET将该电流转换为电压并积分后的值增加,从电压检测器DET输出的电压Vdet的波形Vdet1的变化与波形Vdet0的变化相比而增加。波形Vdet1在图12中由虚线示出。
因此,将从电压检测器DET所输出的电压Vdet与规定的阈值电压进行比较,从而能够检测有无手指等对检测电极Rx的接近或接触。即,基于波形Vdet0与波形Vdet1的差分的绝对值|ΔV|,能够测定从外部有无接近或接触了触摸检测面的物体(有无触摸)。另外,为了高精度地检测绝对值|ΔV|,电压检测器DET的动作也可以采用如下动作:由例如开关SWc3,配合交流矩形波Sg的频率,设置了重置电容Cdet的充放电的期间Reset。
这样的使用图11以及图12所说明的检测方法与使用图9以及图10所说明的检测方法不同,是不需要开关SWc1以及SWc2的任一方而将作为驱动信号的交流矩形波Sg直接供给到运算放大器OPdet的方法。
另外,图11示出的检测电路DCP1也能够兼用在自电容检测方式以及互电容检测方式中的任一个。在将图11示出的检测电路DCP1使用在互电容检测方式的情况下,以使运算放大器OPdet的反转输入端子与供给作为固定电位的参照信号的供给电路连接来代替供给交流矩形波Sg的供给电路,只要切换连接即可。
或者,作为实现自电容检测方式的电路也可以使用再一例子。图13是示出实现自电容检测方式的电路的再一例子的图。
在图13示出的例子中,检测电极Rx与分压用的电容Cp的一端子连接,同时与比较器COMP的一输入端子连接。检测电极Rx具有自己的电容Cx。比较器COMP的另一输入端子与参照信号Vref的供应端子连接。
电容Cp的另一端子经由开关SW1而与电压Vcc的电源布线连接。此外电容Cp的另一端子经由电阻Rc而与电容Cc的一端子连接。电容Cc的另一端子与基准电位(例如接地电位)连接。
开关SW2被连接到电容Cp的另一端子与基准电位间,开关SW3被连接到电容Cp的一端子与基准电位间。开关SW1、SW2和SW3以及比较器COMP被设置在例如图1所示出的检测部SE。
另外,在图13中,图示出了使用图16说明的包括于检测部SE的检测电路DCP1。
在图13示出的例子中,能够以一定的周期使开关SW1为接通状态(导通状态),并在该接通状态时对电容Cc进行充电。在电容Cc被充电时,使开关SW2以及SW3为断开状态。若电容Cc被充电,则使开关SW1、SW2以及SW3所有为断开状态,电容Cc的电荷被保持。
接下来,在维持开关SW1的断开状态下,使开关SW2以及SW3一定时间为接通状态。于是,电容Cp以及Cx的电荷的大部分被放电,同时电容Cc的电荷的一部分经由电阻Rc而被放电。
接下来,使开关SW1、SW2以及SW3所有为断开状态。于是,电容Cc的电荷移动到电容Cp以及Cx。然后,在比较器COMP中,使电容Cx的电压Vx与参照信号Vref或阈值电压Vth进行比较。
使电容Cc的电压为电压Vc,使电容Cp的电压为电压Vp。此时,电压Vx等于电压Vc与电压Vp之和,电压Vc的变化的特性或转换的程度根据电容Cp和电容Cx的合计值而变化。电容Cx的变化对电容Cx的电压Vx也带来影响。此外,电容Cx的值根据用户的手指对于检测电极Rx的接近的程度而不同。
因此,在手指离检测电极Rx远的情况下,电压Vc的时间依赖性成为伴随着缓慢的变化的特性,在手指离检测电极Rx近的情况下,电压Vc的时间依赖性成为伴随着快速的变化的特性。
与重复进行开关SW2以及SW3的接通状态和断开状态同步,比较器COMP将电压Vx与参照信号Vref或阈值电压Vth进行比较。然后在Vx>Vref时,比较器COMP得到输出脉冲。但是若成为Vx<Vref则比较器COMP停止输出脉冲。
此时,也可以测量得到比较器COMP的输出脉冲的期间,也可以测量比较器COMP的输出脉冲数(在电容Cc的充电后,至成为Vx<Vref的脉冲数)。
这样,通过使用图13所说明的方法也能够由比较器COMP的输出脉冲的状态来判断手指对于检测面的接近或接触的程度。
<触摸检测方法以及触摸检测电路>
接着,说明本实施方式1的显示装置中的触摸检测方法以及触摸检测电路。
首先,说明本实施方式1的显示装置中的触摸检测方法。图14是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测方法的图。图15是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测方法的流程图。另外,如将区域AR1放大而作为区域AR2示出的那样,在图14中标注了阴影线的部分即区域AR1是使例如具有矩形波的驱动信号由检测电路DCP1而被供给的部分。
本实施方式1的显示装置具有检测部SE(参照图1),该检测部SE具有触摸检测功能。然后,如图14以及图15所示,在本实施方式1的显示装置中,检测部SE进行作为检测手指的接近或接触的手指接近检测处理的步骤S1和作为检测接近或接触了的手指的坐标的手指坐标检测处理的步骤S2。
在此,在将作为手指接近检测处理的步骤S1称为待机模式并将作为手指坐标检测处理的步骤S2称为检测模式的情况下,检测部SE在作为检测模式的手指坐标检测处理之前,进行作为待机模式的手指接近检测处理。
在步骤S1中,检测部SE首先同时检测所有的检测电极Rx(图15的步骤S11)。在该步骤S11中,检测部SE将多个检测电极Rx的全部作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个的静电电容的变化,从而检测手指等物体对触摸检测面TDS的接近或接触。即,步骤S11是一并地检测多个检测电极Rx的各个的静电电容的变化的一并检测处理。
在步骤S1中,检测部SE接着判定是否检测到物体的接近(图15的步骤S12)。在该步骤S12中,检测部SE判定是否检测到手指等物体对触摸检测面TDS的接近或接触。在步骤S12中,在判定为未检测到手指等物体的接近或接触时,检测部SE暂且等待(图15的步骤S13)。然后,检测部SE进行步骤S13并暂且等待之后,再次重复进行步骤S11。另一方面,在步骤S12中,在判定为检测到手指等物体的接近或接触时,检测部SE进行步骤S2。
在步骤S2中,首先,检测部SE单独地检测各检测电极Rx(图15的步骤S21)。在该步骤S21中,检测部SE不是一并地而是单独地检测多个检测电极Rx的各个的静电电容的变化,从而检测在触摸检测面TDS的手指等物体的位置、即坐标。即,步骤S21是单独地检测多个检测电极Rx的各个的静电电容的变化的单独检测处理。
在步骤S2中,接着,检测部SE判定是否检测到物体的坐标(图15的步骤S22)。在该步骤S22中,判定是否检测到在触摸检测面TDS的手指等物体的坐标。在步骤S22中,在检测到手指等物体的坐标时,检测部SE再次重复进行步骤S21。另一方面,在步骤S22中,在未检测到手指等物体的坐标的情况下,检测部SE再次进行步骤S1、即步骤S11。
另外,在图14中,在步骤S11中,示出了将多个检测电极Rx的全部作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个的静电电容的变化的情况。但是,如使用后述的图24以及图25说明的那样,也可以将多个检测电极Rx的一部分作为多个检测处理用电极来选择,并一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个的静电电容的变化。
接着,参照图16,说明本实施方式1的显示装置中的触摸检测电路。图16是示出实施方式1的显示装置中的触摸检测电路的图。另外,图16通过对多个检测电极Rx的所有标注阴影线而示出了在步骤S11中选择出多个检测电极Rx的所有的状态。
如图16所示,作为触摸检测电路的检测部SE包括检测电路DCP1和连接电路CNC1。检测电路DCP1检测多个检测电极Rx的各个的静电电容的变化。连接电路CNC1将多个检测电极Rx的各个与检测电路DCP1可切换地连接。
将在俯视观察中排列于Y轴方向的由多个检测电极Rx构成的电极群称为电极群RG。此时,显示装置具有多个电极群RG。多个电极群RG在俯视观察中排列于X轴方向,多个电极群RG的各个具有在俯视观察中排列于Y轴方向的多个检测电极Rx。
在图16示出的例子中,作为电极群RG,设置有由检测电极Rx11、Rx12、Rx13和Rx14构成的电极群RG1;以及由检测电极Rx21、Rx22、Rx23和Rx24构成的电极群RG2。另外,作为电极群RG,设置有由检测电极Rx31、Rx32、Rx33和Rx34构成的电极群RG3;以及由检测电极Rx41、Rx42、Rx43和Rx44构成的电极群RG4。即,电极群RG1包括多个检测电极Rx1,电极群RG2包括多个检测电极Rx2,电极群RG3包括多个检测电极Rx3,电极群RG4包括多个检测电极Rx4。
优选,连接电路CNC1包括将多个电极群RG的各个电极群与检测电路DCP1分别连接的多个晶体管群TG。多个晶体管群TG的各个晶体管群包括多个晶体管Td。多个晶体管Td的各个晶体管是作为开关元件的场效晶体管,多个晶体管Td的各个晶体管包括栅极电极。在电极群RG和晶体管群TG的组中,包括于晶体管群TG的多个晶体管Td将包括于电极群RG的多个检测电极Rx的各个检测电极与检测电路DCP1分别连接。
在图16示出的例子中,作为检测电路DCP1,检测部SE包括检测电路DC1、DC2、DC3以及DC4。此外,在图16示出的例子中,作为晶体管Td,连接电路CNC1包括:包括于晶体管群TG1的晶体管Td11、Td12、Td13和Td14、以及包括于晶体管群TG2的晶体管Td21、Td22、Td23和Td24。此外,作为晶体管Td,连接电路CNC1包括:包括于晶体管群TG3的晶体管Td31、Td32、Td33和Td34、以及包括于晶体管群TG4的晶体管Td41、Td42、Td43和Td44。
晶体管Td11将检测电极Rx11与检测电路DC1连接,晶体管Td12将检测电极Rx12与检测电路DC2连接,晶体管Td13将检测电极Rx13与检测电路DC3连接,晶体管Td14将检测电极Rx14与检测电路DC4连接。晶体管Td21将检测电极Rx21与检测电路DC1连接,晶体管Td22将检测电极Rx22与检测电路DC2连接,晶体管Td23将检测电极Rx23与检测电路DC3连接,晶体管Td24将检测电极Rx24与检测电路DC4连接。
晶体管Td31将检测电极Rx31与检测电路DC1连接,晶体管Td32将检测电极Rx32与检测电路DC2连接,晶体管Td33将检测电极Rx33与检测电路DC3连接,晶体管Td34将检测电极Rx34与检测电路DC4连接。晶体管Td41将检测电极Rx41与检测电路DC1连接,晶体管Td42将检测电极Rx42与检测电路DC2连接,晶体管Td43将检测电极Rx43与检测电路DC3连接,晶体管Td44将检测电极Rx44与检测电路DC4连接。
此外,优选,连接电路CNC1包括电压供给电路VSC1以及VSC2、时钟信号供给电路CLC1和多个单位寄存器电路USR。
电压供给电路VSC1供给作为晶体管Td的栅极电压的电压V1。晶体管Td在电压V1被输入到栅极电极时为导通状态。
电压供给电路VSC2将作为晶体管Td的栅极电压的电压V2供给到多个晶体管群TG的各个晶体管群。即,电压供给电路VSC2将电压V2供给到包括于多个晶体管群TG中的各个晶体管群的多个晶体管Td中的各个晶体管的栅极电极。晶体管Td在电压V2被输入到栅极电极时为导通状态。
多个单位寄存器电路USR将作为晶体管Td的栅极电压的电压V1供给到多个晶体管群TG的各个晶体管群。此外,由多个单位寄存器电路USR形成移位寄存器电路SR。然后,移位寄存器电路SR基于来自时钟信号供给电路CLC1的启动脉冲或时钟信号,从多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路依次切换地供给来自电压供给电路VSC1的电压V1。即,移位寄存器电路SR基于来自时钟信号供给电路CLC1的时钟信号,将来自电压供给电路VSC1的电压V1依次切换地供给到多个晶体管群TG的各个晶体管群。
另外,能够使用例如多路器电路或解码器电路等各种电路来代替移位寄存器电路。
在本实施方式1中,优选,连接电路CNC1包括多个或门(OR)电路OC。电压供给电路VSC2的输出和多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出,被输入到多个或门电路OC的各个或门电路,多个或门电路OC的各个或门电路分别求出电压供给电路VSC2的输出与多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出的逻辑或。在晶体管群TG、单位寄存器电路USR和或门电路OC的组中,或门电路OC的输出被输入到包括于晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
另外,移位寄存器电路SR也可以包括多个与门(AND)电路AC。电压供给电路VSC1的输出和多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出,被输入到多个与门电路AC的各个与门电路,多个与门电路AC的各个与门电路分别求出电压供给电路VSC1的输出与多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出的逻辑与。在单位寄存器电路USR、或门电路OC和与门电路AC的组中,与门电路AC的输出作为电压供给电路VSC1的输出而被输入到或门电路OC。
检测部SE在包括于作为手指接近检测处理的步骤S1的步骤S11中,由电压供给电路VSC2供给电压V2。如上所述,晶体管Td在电压V2被输入到栅极电极时为导通状态。因此,由电压供给电路VSC2供给电压V2,从而使作为电压供给电路VSC2的输出与多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出的逻辑或的电压V2输入到分别包括于多个晶体管群TG中的各个晶体管群的多个晶体管Td中的各个晶体管的栅极电极。
由此,分别包括于多个晶体管群TG的各个晶体管群的多个晶体管Td的各个晶体管成为导通状态,分别包括于多个电极群RG的各个电极群的多个检测电极Rx由分别包括于多个晶体管群TG的各个晶体管群的多个晶体管Td的各个晶体管而与检测电路DCP1分别连接。即,检测部SE将包括于多个电极群RG的各个电极群的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择,并将选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极由连接电路CNC1与检测电路DCP1连接,从而一并地检测选择出的多个检测处理用电极各自的静电电容。
在此,将选择出的检测处理用电极称为选择检测电极Rxs(参照图14)。在图16示出的例子中,检测部SE将多个电极群RG的所有电极群中包括的多个检测电极Rx的所有检测电极作为多个检测处理用电极来选择。
另一方面,检测部SE在包括于作为手指坐标检测处理的步骤S2的步骤S21中,不由电压供给电路VSC2供给电压V2。然后,选择多个晶体管群TG之中任意一个晶体管群TG,由选择出的单位寄存器电路USR将来自电压供给电路VSC1的电压V1供给到包括于选择出的晶体管群TG的多个晶体管Td各自的栅极电极。如上所述,晶体管Td在电压V1被输入到栅极电极时为导通状态。因此,由单位寄存器电路USR供给电压V1,从而使作为电压供给电路VSC2的输出与选择出的单位寄存器电路USR的输出的逻辑或的电压V1输入到包括于选择出的晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
由此,包括于选择出的晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管成为导通状态,包括于多个电极群RG的任意一个的多个检测电极Rx由包括于选择出的晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管而与检测电路DCP1分别连接。
如上所述,移位寄存器电路SR将来自电压供给电路VSC1的电压V1依次切换地供给到多个晶体管群TG的各个晶体管群。因此,检测部SE在步骤S21中由连接电路CNC1将多个检测电极Rx逐一个或逐多个依次切换地与检测电路DCP1连接,从而单独地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容。
另一方面,检测部SE包括保护信号供给电路VSC3。此外,检测部SE包括作为场效晶体管的多个晶体管Tg。保护信号供给电路VSC3将用于使选择出的检测电极Rx的静电电容的变化不受来自未被选择的检测电极Rx的影响的作为保护信号的信号V3供给到未被选择的检测电极Rx。多个晶体管Tg的各个晶体管将包括于多个电极群RG的各个电极群的多个检测电极Rx与保护信号供给电路VSC3连接。
检测部SE在作为手指坐标检测处理的步骤S2中,由保护信号供给电路VSC3将作为保护信号的信号V3供给到未被作为检测处理用电极而选择的检测电极Rx、即非选择检测电极Rxu(参照图14)。作为保护信号,能够使用与例如从检测电路DCP1供给到选择检测电极Rxs的驱动信号同相位的信号。
如上所述,检测部SE在步骤S21中不由电压供给电路VSC2供给电压V2。然后,检测部SE在步骤S21中也不使来自电压供给电路VSC1的电压V1供给到与未被选择的多个检测电极Rx的各个检测电极分别连接的多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。此外,晶体管Tg在电压V1以及电压V2的任一方均未输入到栅极电极时为导通状态。
由此,由于使与未被选择的多个检测电极Rx的各个检测电极分别连接的多个晶体管Tg的各个晶体管为导通状态,并使作为保护信号的信号V3供给到未被选择的检测电极Rx,因此能够使选择出的检测电极Rx的静电电容的变化不受来自未被选择的检测电极Rx的影响。
另外,如上所述,检测部SE在步骤S11中由电压供给电路VSC2供给电压V2。此时,作为电压供给电路VSC2的输出与多个单位寄存器电路USR的各个的输出的逻辑或的电压V2被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。由此,由于接通电压未被施加到多个晶体管Tg的任一方,因此使多个晶体管Tg的所有晶体管为截止状态。
显示装置DSP具有多个扫描线GL、扫描线驱动电路GD和切换部GSP。多个扫描线GL在俯视观察中与多个电极群RG、即多个检测电极Rx重叠。扫描线驱动电路GD是输出被输入到多个扫描线GL的扫描信号的扫描信号输出电路。切换部GSP切换扫描线驱动电路GD与多个扫描线GL的连接状态。切换部GSP包括多个作为场效晶体管的开关元件GSW。多个开关元件GSW将多个扫描线GL的各个扫描线与扫描线驱动电路GD分别连接。多个开关元件GSW的各个开关元件包括栅极电极,电压供给电路VSC2的输出被输入到多个开关元件GSW的各个开关元件的栅极电极。开关元件GSW在电压V2被输入到栅极电极时为断开状态。
在显示装置DSP具有切换部GSP时,检测部SE由电压供给电路VSC2将电压V2供给到多个开关元件GSW的各个开关元件的栅极电极,并在使多个扫描线GL的各个扫描线电浮游的状态下,进行步骤S11。由此,能够降低多个检测电极Rx的各个检测电极具有的寄生电容之中、经由扫描线GL而具有的寄生电容。因此,能够提高在进行步骤S11时的检测精度,并降低在进行步骤S11时的功耗。
另外,如图16所示,在使扫描线驱动电路GD分别设置于多个扫描线GL的各个扫描线的两端的情况下,为了使多个扫描线GL的各个扫描线为电浮游状态,也可以使切换部GSP设置于多个扫描线GL的各个扫描线的两端。
此外,切换部GSP也可以代替扫描线驱动电路GD而来切换信号线驱动电路SD与多个信号线SL的连接状态。此时,检测部SE也可以由电压供给电路VSC2将电压V2供给到多个开关元件GSW的各个开关元件的栅极电极,并在使多个信号线SL的各个信号线电浮游的状态下,进行步骤S11。由此,能够降低多个检测电极Rx的各个检测电极具有的寄生电容之中、经由信号线SL而具有的寄生电容。因此,能够提高在进行步骤S11时的检测精度,并降低在进行步骤S11时的功耗。
接着,参照图17以及图18,说明本实施方式1的显示装置中的触摸检测处理的时序图。图17以及图18是用于说明实施方式1的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。图17示出在逐一次进行步骤S11以及步骤S13时的时序图,图18示出在两次两次地进行步骤S11以及步骤S13时的时序图。图17示意性地示出晶体管Tg的状态、晶体管Td的状态以及检测电路DCP1的驱动波形。图18示意性地示出扫描线GL的电压、电压供给电路VSC2的输出、在使n为2以上的整数时包括于第一列、第二列、第n-1列、第n列和第n+1列的电极群RG(参照图16)的检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn和Rxn+1的检测波形、以及检测电路DCP1的驱动波形。另外,与在图14中将区域AR1放大而作为区域AR2所示出的同样地,在图18中标注了阴影线的部分是检测或施加有例如具有矩形波的信号的部分。
如图17所示,在步骤S11中,使多个晶体管Tg的所有为截止状态。然后,在步骤S11中,使多个晶体管Td的所有为导通状态。
如图18所示,在步骤S11中,多个扫描线GL的各个扫描线为电浮游的状态,信号未被输入到多个扫描线GL的各个扫描线。此外,在步骤S11中,从电压供给电路VSC2供给电压V2,从检测电路DCP1供给驱动波形。然后,检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn以及Rxn+1的检测波形被一并地检测。
另一方面,如图17所示,在步骤S13中,在维持多个晶体管Tg的所有晶体管的截止状态下,使多个晶体管Td的所有晶体管为截止状态。此外,如图18所示,在步骤S13中,电压V2未被从电压供给电路VSC2供给,驱动波形未被从检测电路DCP1供给。然后,检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn以及Rxn+1的检测波形未被检测。
即,检测部SE在步骤S11中将多个电极群RG的全部作为多个检测处理用电极群来选择,并将分别包括于选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择。然后,检测部SE在步骤S11中将选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极由连接电路CNC1与检测电路DCP1连接,从而一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容。另一方面,检测部SE在步骤S13中使包括于多个电极群RG的所有电极群的多个检测电极Rx的任一方均不与检测电路DCP1连接,也不检测包括于多个电极群RG的所有电极群的多个检测电极Rx的任一方的静电电容的变化。
这样,在本实施方式1中,检测部SE在步骤S11中由于一并地检测包括于多个电极群RG的所有电极群的多个检测电极Rx的所有的静电电容的变化,因此能够缩短检测时间,并能够降低功耗。此外,在使多个扫描线GL的各个扫描线电浮游的状态下,进行步骤S11,从而能够提高在进行步骤S11时的检测精度,并降低在进行步骤S11时的功耗。
<比较例的触摸检测方法以及触摸检测电路>
接着,说明比较例的触摸检测方法以及触摸检测电路,并说明比较例的触摸检测方法以及触摸检测电路中的问题点。
首先,说明比较例的显示装置中的触摸检测方法。图19是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测方法的图。图20是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测方法的流程图。另外,如将区域AR1放大而作为区域AR2示出的那样,在图19中标注了阴影线的部分即区域AR1是使例如具有矩形波的驱动信号由检测电路DCP1而被供给的部分。
如图19以及图20所示,在比较例的显示装置中,检测部SE进行作为检测手指的接近或接触的手指接近检测处理的步骤S101、和作为检测接近或接触了的手指的坐标的手指坐标检测处理的步骤S2。
在此,在将作为手指接近检测处理的步骤S101称为待机模式并将作为手指坐标检测处理的步骤S2称为检测模式的情况下,在比较例中,检测部SE也在作为检测模式的手指坐标检测处理之前,进行作为待机模式的手指接近检测处理。
在步骤S101中,检测部SE首先单独地检测各检测电极Rx(图20的步骤S111)。在该步骤S111中,与图15的步骤S11不同,检测部SE不是一并地而是单独地检测多个检测电极Rx各自的静电电容的变化,从而检测手指等物体对触摸检测面TDS的接近或接触。
在步骤S101中,检测部SE接着判定是否检测到物体的接近(图20的步骤S112)。在该步骤S112中,检测部SE判定是否检测到物体对触摸检测面TDS的接近或接触。在步骤S112中,在判定为未检测到手指等物体的接近或接触时,检测部SE暂且等待(图20的步骤S113)。然后,检测部SE进行步骤S113并暂且等待之后,再次重复进行步骤S111。另一方面,在步骤S112中,在判定为检测到手指等物体的接近或接触时,检测部SE进行步骤S2。
关于步骤S2,能够使与图15的步骤S2为同样。
接着,参照图21,说明比较例的显示装置中的触摸检测电路。图21是示出比较例的显示装置中的触摸检测电路的图。另外,图21通过标注阴影线而示出了在步骤S111中选择出包括于电极群RG1的检测电极Rx11、Rx12、Rx13以及Rx14的情况。
比较例的显示装置在连接电路CNC1不具有电压供给电路VSC2(参照图16)、多个或门电路OC(参照图16)以及切换部GSP(参照图16)的点上,与实施方式1的显示装置不同。即,在比较例的显示装置中,检测部SE与实施方式1的显示装置同样地,包括检测电路DCP1和连接电路CNC1,但连接电路CNC1与实施方式1的显示装置不同,不包括电压供给电路VSC2以及多个或门电路OC。因此,在晶体管群TG、单位寄存器电路USR和与门电路AC的组中,与门电路AC的输出不经由或门电路而被输入到包括于晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
检测部SE在包括于作为手指接近检测处理的步骤S101的步骤S111中,由电压供给电路VSC1供给电压V1。如上所述,晶体管Td在电压V1被输入到栅极电极时为导通状态。因此,由电压供给电路VSC1供给电压V1,从而使作为电压供给电路VSC1的输出与多个单位寄存器电路USR的各个的输出的逻辑与的电压V1输入到包括于选择出的晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。另一方面,电压V1未被输入到包括于未被选择的晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
接着,参照图22以及图23,说明比较例的显示装置中的触摸检测处理的时序图。图22以及图23是用于说明比较例的显示装置中的触摸检测处理之中手指接近检测处理的时序图。图22示出在逐一次进行步骤S111时的时序图,图23示出在两次两次地进行步骤S111以及步骤S113时的时序图。图22示意性地示出晶体管Tg的状态、晶体管Td的状态以及检测电路DCP1的驱动波形。图23示意性地示出扫描线GL的电压、电压供给电路VSC1的输出以及来自时钟信号供给电路CLC1的时钟信号。另外,图23示意性地示出在使n为2以上的整数时包括于第一列、第二列、第n-1列、第n列和第n+1列的电极群RG(参照图21)的检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn和Rxn+1的检测波形以及检测电路DCP1的驱动波形。另外,与在图19中将区域AR1放大而作为区域AR2所示出的同样地,在图23中标注了阴影线的部分是检测或施加有例如具有矩形波的信号的部分。
如图22所示,在步骤S111中,使多个晶体管Tg之中、选择出的晶体管Tg(选择晶体管)为截止状态,使多个晶体管Tg之中、未被选择出的晶体管Tg(非选择晶体管Tgu)为导通状态。然后,在步骤S111中,使多个晶体管Td之中、选择出的晶体管Td(选择晶体管)为导通状态,使未被选择出的晶体管Td(非选择晶体管Tdu)为截止状态。
在图22中,使与第一列的检测电极Rx1连接的晶体管Td1、与第二列的检测电极Rx2连接的晶体管Td2依次为导通状态,使非选择晶体管Tdu为截止状态。此外,使与第n-1列的检测电极Rxn-1连接的晶体管Tdn-1、与第n列的检测电极Rxn连接的晶体管Tdn、与第n+1列的检测电极Rxn+1连接的晶体管Tdn+1依次为导通状态,使非选择晶体管Tdu为截止状态。
如图23所示,在步骤S111中,从电压供给电路VSC1供给电压V1,与来自时钟信号供给电路CLC1的时钟信号同步,从检测电路DCP1供给驱动波形。然后,检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn以及Rxn+1的检测波形与来自时钟信号供给电路CLC1的时钟信号同步依次被检测。另外,在步骤S111中,为了使选择出的检测电极Rx的静电电容的变化不受来自未被选择的检测电极Rx的影响,而从保护信号供给电路VSC3将作为保护信号的信号V3供给到未被选择的检测电极Rx。
另一方面,在图22以及图23中虽然省略图示,但在步骤S113中,使多个晶体管Td的所有为截止状态。此外,如图23所示,在步骤S113中,信号V3未被从保护信号供给电路VSC3供给,驱动波形未被从检测电路DCP1供给。然后,检测电极Rx1、Rx2、Rxn-1、Rxn以及Rxn+1的检测波形未被检测。
即,在比较例的显示装置中,与实施方式1的显示装置同样地,检测部SE在步骤S113中使包括于多个电极群RG的所有的多个检测电极Rx的任一方均不与检测电路DCP1连接,也不检测包括于多个电极群RG的所有的多个检测电极Rx的任一方的静电电容的变化。但是,在比较例的显示装置中,与实施方式1的显示装置不同,在步骤S111中,由连接电路CNC1将多个检测电极Rx逐一个或逐多个依次切换地与检测电路DCP1连接,从而单独地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容。
在比较例的显示装置中,在步骤S111中,与步骤S21同样地,由于例如依次选择多个电极群RG的各个电极群,并对包括于选择出的电极群RG的多个检测电极Rx、即选择出的选择检测电极Rxs(参照图19)检测静电电容的变化,因此存在检测处理所要的时间变长这样的问题。此外,由于检测处理所要的时间变长,因此在重复进行步骤S111时的时间间隔较短的情况下,存在步骤S101中的平均功耗增加这样的问题。
为了缩短检测处理所要的时间,可考虑如下方法:在步骤S111中,不是从多个电极群RG的全部依次选择检测处理用电极群,而是例如每隔一个地选择电极群RG等来从多个电极群RG的一部分依次选择。根据这样的从多个电极群RG的一部分依次选择的方法,在步骤S111中,检测处理所要的时间变短。但是,由于不将多个电极群RG的全部使用于检测,因此存在产生这样的检测错误的担心:尽管手指等物体进行了接近或接触,但检测不到物体的接近或接触。
此外,为了减小功耗,可考虑延长重复进行步骤S111的期间的等待时间(图20的步骤S113)的方法。但是,由于在手指接近或接触之后,至检测手指的接近或接触的时间变长,因此存在产生这样的检测错误的担心:尽管手指等物体进行了接近或接触,但检测不到物体的接近或接触。
另外,在上述专利文献1所记载的技术中,触摸屏驱动电路在一次感测步骤中一次感测触摸屏内的所有的触摸传感器并检测出有无触摸输入之后,再次感测一次感测的结果、检测到触摸输入的触摸传感器而检测触摸输入的位置。
在上述专利文献1所记载的技术中,由于需要在一次感测步骤中锁定触摸输入位置,因此在一次感测步骤中依次选择Tx线并进行检测处理。即,上述专利文献1所记载的一次感测步骤是为了锁定触摸输入位置的步骤,目的与本实施方式1中的手指接近检测处理不同。
此外,在上述专利文献1所记载的技术中,也与比较例同样地,在一次感测步骤、即作为检测模式的手指坐标检测处理之前作为待机模式而进行的手指接近检测处理中,不能够缩短检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生。
另外,在上述专利文献1所记载的技术中,在与触摸检测用的检测电极不用的层形成触摸检测用的驱动电极,使用互电容方式进行触摸检测。因此,上述专利文献1所记载的触摸传感器装置使仅触摸检测用的检测电极形成于同一层,与使用自电容方式进行触摸检测的本实施方式1中的输入装置不同。
<本实施方式的主要特征>
本实施方式1的显示装置中的技术思想是为了解决这样的比较例的显示装置的问题点的技术思想,是为了在作为检测模式的手指坐标检测处理之前作为待机模式而进行的手指接近检测处理中,缩短检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生的技术思想。
即,在本实施方式1的显示装置中,检测部SE将呈矩阵状设置有的多个检测电极Rx的全部作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容,从而进行检测从外部物体对显示面板的接近或接触的检测处理(图15的步骤S11)。在步骤S11中,在未检测到物体的接近或接触时,检测部SE重复进行步骤S11。在步骤S11中,在检测到物体的接近或接触时,检测部SE单独地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容,从而进行检测物体的位置的检测处理(图15的步骤S21)。
由此,在步骤S11中,能够例如将多个电极群RG的全部作为多个检测处理用电极群来选择,并将分别包括于选择出的多个检测处理用电极群的各个检测处理用电极群的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容的变化。因此,能够缩短检测处理所要的时间。此外,由于检测处理所要的时间变短,因此在重复进行步骤S11时的时间间隔较短的情况下,也能够减少手指接近检测处理(图15的步骤S1)中的平均功耗。
在本实施方式1中,为了缩短检测处理所要的时间,在步骤S11中,不需要例如每隔一个地选择电极群RG等来从多个电极群RG的一部分依次选择检测处理用电极群。因此,能够将多个电极群RG的全部使用于检测,能够防止或抑制这样的检测错误的产生:尽管手指等物体进行了接近或接触,但检测不到物体的接近或接触。
此外,在本实施方式1中,为了减小功耗,不需要延长重复进行步骤S11的期间的等待时间(图15的步骤S13)。因此,能够缩短在手指接近或接触之后至检测手指的接近或接触的时间,能够防止或抑制这样的检测错误的产生:尽管手指等物体进行了接近或接触,但检测不到物体的接近或接触。
即,根据本实施方式1的显示装置,在作为检测模式的手指坐标检测处理之前作为待机模式而进行的手指接近检测处理中,能够缩短检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生。
如上所述,优选,检测部SE由电压供给电路VSC2将电压V2供给到开关元件GSW各自的栅极电极,并在使多个扫描线GL的各个扫描线电浮游的状态下,进行步骤S11。由此,能够降低多个检测电极Rx的各个检测电极具有的寄生电容之中、经由扫描线GL而具有的寄生电容。因此,能够提高在进行步骤S11时的检测精度,并降低在进行步骤S11时的功耗。
<实施方式1的第一变形例>
接着,说明实施方式1的第一变形例。图24是示出实施方式1的显示装置的第一变形例中的触摸检测电路的图。另外,图24通过对分别包括于电极群RG1以及RG3的各个电极群的多个检测电极Rx标注阴影线而示出了在步骤S11中选择出分别包括于电极群RG1以及RG3的各个电极群的多个检测电极Rx的状态。
在本第一变形例中,检测部SE在步骤S11中每隔一个或每隔多个等,将彼此不相邻的多个电极群RG作为多个检测处理用电极群来选择,并将分别包括于选择出的多个检测处理用电极群的各个检测处理用电极群的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择。然后,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个的静电电容的变化,从而检测物体的接近或接触。即,在本第一变形例中,检测部SE在步骤S11中将多个检测电极Rx的一部分作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极群的静电电容,从而检测物体的接近或接触。
另外,检测部SE也可以在步骤S11中在X轴方向或Y轴方向每隔一个或每隔多个等,将彼此不相邻的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择。然后,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极群的静电电容的变化,从而也可以检测物体的接近或接触。
本第一变形例的显示装置在连接电路CNC1不包括向包括于彼此相邻的两个晶体管群TG之中至少一方的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极输入其输出的或门电路OC的点上,与实施方式1的显示装置不同,在此以外的点上,与实施方式1的显示装置是同样的。即,在本第一变形例中,检测部SE与实施方式1同样地,包括检测电路DCP1和连接电路CNC1,但连接电路CNC1与实施方式1不同,不包括一部分的或门电路OC。
关于在步骤S11中作为检测处理用电极群而被选择的电极群RG,与实施方式1的显示装置同样地,在晶体管群TG、单位寄存器电路USR和或门电路OC的组中,或门电路OC的输出被输入到包括于晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
另一方面,关于在步骤S11中未被作为检测处理用电极群而选择的电极群RG,在晶体管群TG、单位寄存器电路USR和与门电路AC的组中,与门电路AC的输出不经由或门电路而被输入到包括于晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
检测部SE在包括于作为手指接近检测处理的步骤S1的步骤S11中,由电压供给电路VSC2供给电压V2。
此时,关于作为检测处理用电极群而被选择出的电极群RG,电压V2作为电压供给电路VSC2的输出与多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出的逻辑或,被输入到多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极,并被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。因此,使多个晶体管Td的各个晶体管为导通状态,使多个晶体管Tg的各个晶体管为截止状态,包括于作为检测处理用电极群而被选择出的电极群RG的多个检测电极Rx的各个检测电极与检测电路DCP1连接。
另一方面,关于未被作为检测处理用电极群而选择出的电极群RG,电压V2未被输入到多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极,并未被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。因此,使多个晶体管Td的各个晶体管为截止状态,使多个晶体管Tg的各个晶体管为导通状态,包括于未被作为检测处理用电极群而选择出的电极群RG的多个检测电极Rx的各个检测电极未被连接到检测电路DCP1。
由此,关于作为检测处理用电极群而被选择出的电极群RG,检测部SE在步骤S11中一并地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容的变化。另一方面,关于未被作为检测处理用电极群而选择出的电极群RG,检测部SE在步骤S11中不检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容的变化。
在图24示出的例子中,电极群RG1以及RG3作为检测处理用电极群而被选择出,包括于作为检测处理用电极群而被选择出的电极群RG1和RG3的检测电极Rx11、Rx12、Rx13、Rx14、Rx31、Rx32、Rx33以及Rx34的静电电容的变化被一并地检测。此外,在图24示出的例子中,电极群RG2以及RG4未被作为检测处理用电极群而选择出,包括于未被作为检测处理用电极群而选择出的电极群RG2和RG4的检测电极Rx21、Rx22、Rx23、Rx24、Rx41、Rx42、Rx43以及Rx44的静电电容的变化未被检测。
在本第一变形例中,与实施方式1不同,在步骤S11中,例如将多个电极群RG的一部分作为多个检测处理用电极群来选择,并将分别包括于选择出的多个检测处理用电极群的各个检测处理用电极群的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择。然后,一并地检测多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容的变化。因此,在本第一变形例中,与实施方式1相比,在步骤S11中,能够进一步地缩短检测处理所要的时间。
此外,在本第一变形例中,与实施方式1相比,由于一并地检测静电电容的变化的检测电极Rx的个数变少,因此能够减少手指接近检测处理(图15的步骤S1)中的平均功耗。只是,在本第一变形例中,与实施方式1相比,由于一并地检测静电电容的变化的检测电极Rx的个数变少,因此实施方式1防止或抑制检测错误的产生的效果较大。
即,在本第一变形例中,在步骤S11中,将多个电极群RG的一部分作为多个检测处理用电极群来选择,但不将多个电极群RG的其他部分作为多个检测处理用电极群来选择。由于与例如检测电路DCP1连接的检测电极Rx的电容的总和较大,因此考虑不能够容易一并地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容的变化的情况。在这样的情况下,如本第一变形例那样,期望与仅作为检测处理用电极群而被选择的一部分的电极群RG对应地设置或门电路OC,并减少或门电路OC的个数。由此,在步骤S11中,能够减少与检测电路DCP1连接的检测电极Rx的数,能够降低与检测电路DCP1连接的检测电极Rx的电容的总和。
<实施方式1的第二变形例>
接着,说明实施方式1的第二变形例。图25是示出实施方式1的显示装置的第二变形例中的触摸检测电路的图。另外,图25通过对多个检测电极Rx之中一部分标注阴影线而示出了在步骤S11中选择出多个检测电极Rx之中标注了阴影线的检测电极的状态。
在本第二变形例中,检测部SE在步骤S11中在X轴方向以及Y轴方向的任一方向均每隔一个或每隔多个等,将彼此不相邻的多个检测电极Rx作为多个检测处理用电极来选择。然后,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容的变化,从而检测物体的接近或接触。即,在本第二变形例中,也与第一变形例同样地,将多个检测电极Rx的一部分作为多个检测处理用电极来选择,并一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容,从而检测物体的接近或接触。
在本第二变形例中,多个电极群RG的各个电极群包括与使或门电路OC的输出被输入到栅极电极的晶体管Td连接的检测电极Rx、以及与不经由或门电路OC而使与门电路AC的输出被输入到栅极电极的晶体管Td连接的检测电极Rx。此外,在多个电极群RG的各个电极群中,在Y轴方向,与使或门电路OC的输出被输入到栅极电极的晶体管Td连接的检测电极Rx、和与不经由或门电路OC而使与门电路AC的输出被输入到栅极电极的晶体管Td连接的检测电极Rx交替地配置。
具体地,在图25示出的例子中,或门电路OC的输出被输入到包括于晶体管群TG1的多个晶体管Td11、Td12、Td13以及Td14各自的栅极电极。然后,晶体管Td11将检测电极Rx11与检测电路DC1连接,晶体管Td12将检测电极Rx22与检测电路DC2连接,晶体管Td13将检测电极Rx13与检测电路DC3连接,晶体管Td14将检测电极Rx24与检测电路DC4连接。
另一方面,在图25示出的例子中,不经由或门电路OC而使与门电路AC的输出被输入到包括于晶体管群TG2的多个晶体管Td21、Td22、Td23以及Td24各自的栅极电极。然后,晶体管Td21将检测电极Rx21与检测电路DC1连接,晶体管Td22将检测电极Rx12与检测电路DC2连接,晶体管Td23将检测电极Rx23与检测电路DC3连接,晶体管Td24将检测电极Rx14与检测电路DC4连接。
此外,在图25示出的例子中,或门电路OC的输出被输入到包括于晶体管群TG3的多个晶体管Td31、Td32、Td33以及Td34各自的栅极电极。然后,晶体管Td31将检测电极Rx31与检测电路DC1连接,晶体管Td32将检测电极Rx42与检测电路DC2连接,晶体管Td33将检测电极Rx33与检测电路DC3连接,晶体管Td34将检测电极Rx44与检测电路DC4连接。
另一方面,在图25示出的例子中,不经由或门电路OC而使与门电路AC的输出被输入到包括于晶体管群TG4的多个晶体管Td41、Td42、Td43以及Td44各自的栅极电极。然后,晶体管Td41将检测电极Rx41与检测电路DC1连接,晶体管Td42将检测电极Rx32与检测电路DC2连接,晶体管Td43将检测电极Rx43与检测电路DC3连接,晶体管Td44将检测电极Rx34与检测电路DC4连接。
即,在本第二变形例中,检测部SE包括在X轴方向彼此相邻的两个电极群RG1和RG2、以及在X轴方向彼此相邻的两个晶体管群TG1和TG2。晶体管群TG1包括多个晶体管Td1,晶体管群TG2包括多个晶体管Td2。经由或门电路OC使电压供给电路VSC2的输出被输入到多个晶体管Td1的各个晶体管的栅极电极,电压供给电路VSC2的输出未被输入到多个晶体管Td2的各个晶体管的栅极电极。
电极群RG1包括多个检测电极Rx1s和多个检测电极Rx1u,电极群RG2包括多个检测电极Rx2s和多个检测电极Rx2u。多个检测电极Rx1s以及多个检测电极Rx2s的各个检测电极分别经由包括于晶体管群TG1的多个晶体管Td1的各个晶体管而与检测电路DCP1连接。多个检测电极Rx1u以及多个检测电极Rx2u的各个检测电极分别经由包括于晶体管群TG2的晶体管Td2的各个晶体管而与检测电路DCP1连接。
检测电极Rx1s与检测电极Rx1u在Y轴方向交替地排列,检测电极Rx2s与检测电极Rx2u在Y轴方向交替地排列。在X轴方向检测电极Rx1s与检测电极Rx2u相邻,在X轴方向检测电极Rx1u与检测电极Rx2s相邻。
电极群RG3包括多个检测电极Rx3s和多个检测电极Rx3u,电极群RG4包括多个检测电极Rx4s和多个检测电极Rx4u。多个检测电极Rx3s以及多个检测电极Rx4s的各个检测电极分别经由包括于晶体管群TG3的多个晶体管Td3的各个晶体管而与检测电路DCP1连接。多个检测电极Rx3u以及多个检测电极Rx4u的各个检测电极分别经由包括于晶体管群TG4的晶体管Td4的各个晶体管而与检测电路DCP1连接。
检测电极Rx3s与检测电极Rx3u在Y轴方向交替地排列,检测电极Rx4s与检测电极Rx4u在Y轴方向交替地排列。在X轴方向检测电极Rx3s与检测电极Rx4u相邻,在X轴方向检测电极Rx3u与检测电极Rx4s相邻。此外,在X轴方向检测电极Rx2s与检测电极Rx3u相邻,在X轴方向检测电极Rx2u与检测电极Rx3s相邻。然后,包括多个检测电极Rx1s、Rx2s、Rx3s以及Rx4s的检测处理用电极具有方格图样的形状。
检测部SE在包括于作为手指接近检测处理的步骤S1的步骤S11中,不由电压供给电路VSC1供给电压V1,而由电压供给电路VSC2供给电压V2。
此时,关于作为检测处理用电极而被选择出的多个检测电极Rx,电压V2作为电压供给电路VSC2的输出与多个单位寄存器电路USR的各个单位寄存器电路的输出的逻辑或,被输入到多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极,并被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。因此,使多个晶体管Td的各个晶体管为导通状态,使多个晶体管Tg的各个晶体管为截止状态,作为检测处理用电极而被选择出的检测电极Rx的各个检测电极与检测电路DCP1连接。
另一方面,关于未被作为检测处理用电极而选择出的多个检测电极Rx,电压V2未被输入到多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极,并未被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。因此,使多个晶体管Td的各个晶体管为截止状态,使多个晶体管Tg的各个晶体管为导通状态,未被作为检测处理用电极而选择出的多个检测电极Rx的各个检测电极未被连接到检测电路DCP1。
具体地,在图25示出的例子中,检测电极Rx11、Rx22、Rx13、Rx24、Rx31、Rx42、Rx33以及Rx44与检测电路DCP1连接,检测电极Rx21、Rx12、Rx23、Rx14、Rx41、Rx32、Rx43以及Rx34未被连接到检测电路DCP1。然后,在步骤S11中,能够一并地检测检测电极Rx11、Rx22、Rx13、Rx24、Rx31、Rx42、Rx33以及Rx44的静电电容的变化。
在本第二变形例中,与实施方式1不同,在步骤S11中,例如将多个检测电极Rx的一部分作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容的变化。因此,在本第二变形例中,也与实施方式1的第一变形例同样地,与实施方式1相比,在步骤S11中,能够进一步地缩短检测处理所要的时间。
此外,在本第二变形例中,也与实施方式1的第一变形例同样地,与实施方式1相比,由于一并地检测静电电容的变化的检测电极Rx的个数变少,因此能够减少手指接近检测处理(图15的步骤S1)中的平均功耗。只是,在本第二变形例中,也与实施方式1的第一变形例同样地,与实施方式1相比,由于一并地检测静电电容的变化的检测电极Rx的个数变少,因此实施方式1防止或抑制检测错误的产生的效果较大。
此外,在本第二变形例中,也与实施方式1的第一变形例同样地,能够减少与检测电路DCP1连接的检测电极Rx的数,能够降低与检测电路DCP1连接的检测电极Rx的电容的总和。
<实施方式1的第三变形例>
接着,说明实施方式1的第三变形例。图26是示出实施方式1的显示装置的第三变形例中的触摸检测电路的图。另外,图26通过对多个检测电极Rx的所有标注阴影线而示出了在步骤S11中选择出多个检测电极Rx的所有的状态。
本第三变形例的显示装置在检测部SE在检测电路DCP1的基础上还具有检测电路DCP2并在连接电路CNC1的基础上还具有连接电路CNC2,连接电路CNC1不包括多个或门电路的点上,与实施方式1的显示装置不同,在此以外的点上,与实施方式1的显示装置是同样的。即,在本第三变形例的显示装置中,检测部SE与实施方式1的显示装置同样地,包括检测电路DCP1和连接电路CNC1,但检测部SE与实施方式1的显示装置不同,进一步地包括检测电路DCP2和连接电路CNC2,连接电路CNC1不包括多个或门电路。因此,电压供给电路VSC2将电压V2供给到多个开关元件GSW的各个的栅极电极,但不将电压V2供给到多个晶体管群TG的各个。另外,连接电路CNC2包括多个晶体管Tg和开关元件DSW。
检测电路DCP2能够与检测电路DCP1为同样。检测电路DCP2以及保护信号供给电路VSC3经由包括于连接电路CNC2的开关元件DSW而与多个晶体管Tg的各个晶体管可切换地连接。因此,多个晶体管Tg以及开关元件DSW将多个检测电极Rx与检测电路DCP2可切换地连接。
此外,在本第三变形例中,连接电路CNC1与实施方式1的显示装置不同,不包括多个或门电路。因此,在晶体管群TG、单位寄存器电路USR和与门电路AC的组中,与门电路AC的输出不经由或门电路而被输入到包括于晶体管群TG的多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极。
检测部SE在包括于作为手指接近检测处理的步骤S1的步骤S11中,不由电压供给电路VSC1供给电压V1。此时,电压V1未被输入到多个晶体管Td的各个晶体管的栅极电极,并未被输入到多个晶体管Tg的各个晶体管的栅极电极。因此,使多个晶体管Td的各个晶体管为截止状态,使多个晶体管Tg的各个晶体管为导通状态,多个检测电极Rx的各个检测电极未被连接到检测电路DCP1。
另一方面,检测部SE在步骤S11中将检测电路DCP2和多个晶体管Tg分别经由开关元件DSW而连接。因此,多个检测电极Rx由多个晶体管Tg以及开关元件DSW而与检测电路DCP2连接。由此,多个检测电极Rx的各个检测电极与检测电路DCP2连接。即,检测部SE能够将多个检测电极Rx的全部作为多个检测处理用电极来选择。然后,在本第三变形例中,检测部SE也与实施方式1同样地,在步骤S11中,将多个检测电极Rx的全部作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容的变化,从而能够检测手指等物体对触摸检测面的接近或接触。
另一方面,在本第三变形例中,与实施方式1不同,也可以例如不与多个电极群RG的各个电极群对应地设置多个或门电路OC(参照图16)。因此,在本第三变形例中,与实施方式1相比,能够使连接电路CNC1的结构简化。
(实施方式2)
在实施方式1中,说明了将作为输入装置的触摸面板适用于输入装置的检测电极被设置在显示装置的显示面板内且作为显示装置的公共电极而发挥功能的内嵌型的带触摸检测功能的显示装置的例子。与此相对,在实施方式2中,说明将作为输入装置的触摸面板适用于通过外置在液晶显示装置的显示面侧而可作为带触摸检测功能的液晶显示装置使用的输入装置的例子。另外,本实施方式2的输入装置以液晶显示装置为首能够外置在有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示装置等各种显示装置的显示面侧。
<输入装置>
图27是示出实施方式2的输入装置的剖面图。在图27示出的例子中,输入装置TCP具有基板SUB3。基板SUB3具有玻璃基板、树脂基板等具有光透过性的绝缘基板30。此外,基板SUB3在基板SUB3的一方的一侧,具有检测电极Rx和绝缘膜31。检测电极Rx由ITO或IZO等透明的导电材料构成。绝缘膜31配置于检测电极Rx以及绝缘基板30之上。
此外,在图27中省略图示,但输入装置TCP除去不具有扫描线驱动电路GD(参照图16)、扫描线GL(参照图16)以及切换部GSP(参照图16)等具有显示装置之中仅显示功能的部分的点之外,能够使与实施方式1的显示装置为同样。
因此,输入装置TCP与实施方式1的显示装置同样地,具有检测部SE(参照图16),检测部SE包括检测电路DCP1(参照图16)和连接电路CNC1(参照图16)。此外,连接电路CNC1包括多个晶体管群TG(参照图16)、多个单位寄存器电路USR(参照图16)和电压供给电路VSC2(参照图16)。此外,关于多个检测电极Rx的配置以及多个检测电极Rx由连接电路CNC1而与检测电路DCP1连接的情况,能够使与使用图16所说明的实施方式1、使用图24~图26所说明的实施方式1的第一变形例~第三变形例为同样。因此,在从与基板SUB3垂直的方向观察的情况下,即在俯视观察中,多个检测电极Rx呈矩阵状设置于基板SUB3。此外,检测部SE检测多个检测电极Rx的各个的静电电容。
此外,除去例如公共电极CE具有显示功能但不具有触摸检测功能的点之外,在与实施方式1的显示装置同样的显示装置中,能够将本实施方式2的输入装置TCP设置在光学元件OD2(参照图3)与基板SUB2(参照图3)之间。由此,能够使公共电极CE具有显示功能但不具有触摸检测功能的显示装置为带触摸检测功能的显示装置。
在本实施方式2的输入装置中,也与设于实施方式1以及实施方式1的第一变形例~第三变形例的各个的显示装置的输入装置同样地,检测部SE(参照图16)进行步骤S11(参照图15)。检测部SE在步骤S11中将呈矩阵状设置有的多个检测电极Rx的全部或一部分作为多个检测处理用电极来选择,一并地检测选择出的多个检测处理用电极的各个检测处理用电极的静电电容,从而检测从外部物体对基板的接近或接触。在步骤S11中,在未检测到物体的接近或接触时,检测部SE重复进行步骤S11。在步骤S11中,在检测到物体的接近或接触时,检测部SE进行步骤S21(参照图15)。检测部SE在步骤S21中单独地检测多个检测电极Rx的各个检测电极的静电电容的变化,从而检测物体的位置。
此外,根据本实施方式2的输入装置,与实施方式1的显示装置同样地,在作为检测模式的手指坐标检测处理之前作为待机模式而进行的手指接近检测处理中,能够缩短检测处理所要的时间,降低功耗,并防止或抑制检测错误的产生。
以上,基于其实施方式具体地说明了本发明人完成的发明,但本发明并不限定于上述实施方式,当然在不脱离其宗旨的范围内能够进行各种变更。
此外,在上述实施方式中,作为公开例而例示出了液晶显示装置的情况,但作为其他适用例,可列举有机EL显示装置、其他自发光型显示装置、或者具有电泳元件等的电子纸型显示装置等、一切扁平面板型的显示装置。此外,当然从中小型至大型,并不特别限定而都能够适用。
在本发明的思想范畴内,本领域技术人员能够想到各种变更例以及修改例,这些变更例以及修改例也被认定属于本发明的范围。
例如,对上述的各实施方式,只要具备本发明的宗旨,本领域技术人员进行的适当添加、删除结构要素或者进行了设计变更,或添加、省略工序或者进行了条件变更,均包含在本发明的范围。
【工业上的可利用性】
本发明在适用于显示装置以及输入装置而有效。
符号说明:
10绝缘基板;11~13绝缘膜;20、30绝缘基板;31绝缘膜;AC与门(AND)电路;AL1、AL2取向膜;AR1、AR2区域;BL背光单元;BM黑矩阵;Cc、Ccp、Cdet、Cp、Cx、Cx1、Cx2电容;CD公共电极驱动电路;CE公共电极;CFB、CFG、CFR滤色片;CLC1时钟信号供给电路;CNC1、CNC2连接电路;COMP比较器;CS保持电容;DA显示区域;DC1~DC4、DCP1、DCP2检测电路;DET电压检测器;DS显示面;DSP显示装置;DSW开关元件;GD扫描线驱动电路;GL、GL1、GL2、GL3、GLn扫描线;GSP切换部;GSW开关元件;IC1驱动IC芯片;LQ液晶层;MU1多路器电路;NDA非显示区域;OC或门(OR)电路;OCL外涂层;OD1、OD2光学元件;OPdet运算放大器;PE像素电极;PNL显示面板;PSW像素开关元件;PX像素;Rc电阻;Reset期间;RG、RG1~RG4电极群;Rx检测电极;Rx1、Rx11~Rx14、Rx1s、Rx1u检测电极;Rx2、Rx21~Rx24、Rx2s、Rx2u检测电极;Rx3、Rx31~Rx34、Rx3s、Rx3u检测电极;Rx4、Rx41~Rx44、Rx4s、Rx4u检测电极;Rxn-1、Rxn、Rxn+1检测电极;Rxs选择检测电极;Rxu非选择检测电极;SD信号线驱动电路;SE检测部;Sg交流矩形波;SL、SL1、SL2、SLm信号线;SLT缝隙;SR移位寄存器电路;SUB1~SUB3基板;SW1~SW3、SWc1~SWc3开关;SWc控制开关;T01、T02、T11、T12、T31时刻;TCP输入装置;Td晶体管;Td1、Td11~Td14、Td2、Td21~Td24晶体管;Td3、Td31~Td34、Td4、Td41~Td44晶体管;Tdn-1、Tdn、Tdn+1、Tg晶体管;TDS触摸检测面;Tdu、Tgu非选择晶体管;TG、TG1~TG4晶体管群;USR单位寄存器电路;V1、V2电压;V3信号;Vc、Vcc、Vdet、Vdr、Vp、Vx电压;Vdd电源;Vdet0、Vdet1、Vx0、Vx1波形;Vref参照信号;VSC1、VSC2电压供给电路;VSC3保护信号供给电路;Vth阈值电压;W1、W2布线。
Claims (16)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
显示面板,具有显示图像的显示面;
多个第一电极,在俯视时呈矩阵状设置于所述显示面板;以及
检测部,检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容,
所述检测部将多个所述第一电极的全部或一部分选择作为多个检测处理用电极,一并地检测选择出的多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,从而进行检测物体对所述显示面板接近或接触的第一检测处理,
在所述第一检测处理中,在未检测到所述物体的接近或接触时,所述检测部重复所述第一检测处理,
在所述第一检测处理中,在检测到所述物体的接近或接触时,所述检测部通过单独地检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容而进行检测所述物体的位置的第二检测处理。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置包括多个第一电极群,多个所述第一电极群在俯视时沿第一方向排列,
多个所述第一电极群中的各个所述第一电极群包括在俯视时沿与所述第一方向交叉的第二方向排列的多个所述第一电极,
所述检测部在所述第一检测处理中将多个所述第一电极群的一部分选择作为多个检测处理用电极群,并将分别包括于选择出的多个所述检测处理用电极群中的各个所述检测处理用电极群的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,
所述检测部在所述第一检测处理中将彼此不相邻的多个所述第一电极群选择作为多个所述检测处理用电极群。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
多个所述第一电极在俯视时沿彼此交叉的第三方向以及第四方向呈矩阵状排列,
所述检测部在所述第一检测处理中将在所述第三方向彼此不相邻的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于,
所述检测部在所述第一检测处理中将在所述第三方向以及所述第四方向中的任一方向均彼此不相邻的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置包括多个扫描线,多个所述扫描线在俯视时与多个所述第一电极重叠,
所述检测部在使多个所述扫描线中的各个所述扫描线电浮游的状态下进行所述第一检测处理。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述检测部包括:
检测电路,检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容;以及
连接电路,将多个所述第一电极中的各个第一电极与所述检测电路连接,
所述检测部在所述第一检测处理中将选择出的多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极通过所述连接电路与所述检测电路连接,从而一并地检测多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,
所述检测部在所述第二检测处理中通过所述连接电路将多个所述第一电极逐个或逐多个依次切换地与所述检测电路连接,从而单独地检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置包括多个第二电极群,多个所述第二电极群在俯视时沿第五方向排列,
多个所述第二电极群中的各个第二电极群包括:在俯视时沿与所述第五方向交叉的第六方向排列的多个所述第一电极,
所述连接电路包括将多个所述第二电极群中的各个第二电极群与所述检测电路分别连接的多个晶体管群,
多个所述晶体管群中的各个晶体管群包括多个第一场效晶体管,多个所述第一场效晶体管中的各个第一场效晶体管包括第一栅极电极,
在所述第二电极群和所述晶体管群的组中,所述晶体管群中包括的多个所述第一场效晶体管将所述第二电极群中包括的多个所述第一电极中的各个第一电极与所述检测电路分别连接,
所述连接电路还包括:
多个单位寄存器电路,将所述第一场效晶体管的第一栅极电压分别提供给多个所述晶体管群中的各个晶体管群;
电压供给电路,将所述第一场效晶体管的第二栅极电压提供给多个所述晶体管群中的各个晶体管群;以及
多个或门电路,分别求出所述电压供给电路的输出与多个所述单位寄存器电路各自的输出的逻辑或,
由多个所述单位寄存器电路形成移位寄存器电路,
在所述晶体管群、所述单位寄存器电路和所述或门电路的组中,所述或门电路的输出被输入所述晶体管群中包括的多个所述第一场效晶体管中的各个第一场效晶体管的所述第一栅极电极,
在所述第一栅极电压以及所述第二栅极电压中的任一个被输入所述第一栅极电极时,所述第一场效晶体管为导通状态,
所述检测部在所述第一检测处理中通过所述电压供给电路供给所述第二栅极电压,从而将多个所述第二电极群的各个第二电极群中包括的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其特征在于,
所述显示装置包括:
多个扫描线,在俯视时与多个所述第二电极群重叠;
扫描信号输出电路,将输入多个所述扫描线的扫描信号输出;以及
切换部,切换所述扫描信号输出电路与多个所述扫描线的连接状态,
所述切换部包括将多个所述扫描线中的各个扫描线与所述扫描信号输出电路分别连接的多个第二场效晶体管,
多个所述第二场效晶体管中的各个第二场效晶体管包括第二栅极电极,
所述电压供给电路的输出被输入多个所述第二场效晶体管中的各个第二场效晶体管的所述第二栅极电极,
在所述第二栅极电压被输入所述第二栅极电极时,所述第二场效晶体管为截止状态,
所述检测部通过所述电压供给电路将所述第二栅极电压提供给多个所述第二场效晶体管中的各个第二场效晶体管的所述第二栅极电极,并在使多个所述扫描线中的各个扫描线电浮游的状态下,进行所述第一检测处理。
10.一种输入装置,其特征在于,包括:
基板;
多个第一电极,在俯视时呈矩阵状设置于所述基板;以及
检测部,检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容,
所述检测部将多个所述第一电极的全部或一部分选择作为多个检测处理用电极,一并地检测选择出的多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,从而进行检测物体对所述基板的接近或接触的第一检测处理,
在所述第一检测处理中,在未检测到所述物体的接近或接触时,所述检测部重复所述第一检测处理,
在所述第一检测处理中,在检测到所述物体的接近或接触时,所述检测部通过单独地检测多个所述第一电极的各个第一电极的静电电容而进行检测所述物体的位置的第二检测处理。
11.根据权利要求10所述的输入装置,其特征在于,
所述输入装置包括多个第一电极群,多个所述第一电极群在俯视时沿第一方向排列,
多个所述第一电极群中的各个第一电极群包括:在俯视时沿与所述第一方向交叉的第二方向排列的多个所述第一电极,
所述检测部在所述第一检测处理中将多个所述第一电极群的一部分选择作为多个检测处理用电极群,并将分别包括于选择出的多个所述检测处理用电极群的各个检测处理用电极群的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
12.根据权利要求11所述的输入装置,其特征在于,
所述检测部在所述第一检测处理中将彼此不相邻的多个所述第一电极群选择作为多个所述检测处理用电极群。
13.根据权利要求10所述的输入装置,其特征在于,
多个所述第一电极在俯视时沿彼此交叉的第三方向以及第四方向呈矩阵状排列,
所述检测部在所述第一检测处理中将在所述第三方向彼此不相邻的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
14.根据权利要求13所述的输入装置,其特征在于,
所述检测部在所述第一检测处理中将在所述第三方向以及所述第四方向中的任一方向均彼此不相邻的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
15.根据权利要求10所述的输入装置,其特征在于,
所述检测部包括:
检测电路,检测多个所述第一电极中的各个第一电极的静电电容;以及
连接电路,将多个所述第一电极中的各个第一电极与所述检测电路连接,
所述检测部在所述第一检测处理中将选择出的多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极通过所述连接电路与所述检测电路连接,从而一并地检测多个所述检测处理用电极中的各个检测处理用电极的静电电容,
所述检测部在所述第二检测处理中通过所述连接电路将多个所述第一电极逐个或逐多个依次切换地与所述检测电路连接,从而单独地检测多个所述第一电极中的各个第一电极的的静电电容。
16.根据权利要求15所述的输入装置,其特征在于,
所述输入装置包括多个第二电极群,多个所述第二电极群在俯视时沿第五方向排列,
多个所述第二电极群中的各个第二电极群包括:在俯视时沿与所述第五方向交叉的第六方向排列的多个所述第一电极,
所述连接电路包括:将多个所述第二电极群中的各个第二电极群与所述检测电路分别连接的多个晶体管群,
多个所述晶体管群中的各个晶体管群包括多个第一场效晶体管,多个所述第一场效晶体管中的各个第一场效晶体管包括第一栅极电极,
在所述第二电极群和所述晶体管群的组中,所述晶体管群中包括的多个所述第一场效晶体管将所述第二电极群中包括的多个所述第一电极中的各个第一电极与所述检测电路分别连接,
所述连接电路还包括:
多个单位寄存器电路,将所述第一场效晶体管的第一栅极电压分别提供给多个所述晶体管群的各个晶体管群;
电压供给电路,将所述第一场效晶体管的第二栅极电压提供给多个所述晶体管群的各个晶体管群;以及
多个或门电路,分别求出所述电压供给电路的输出与多个所述单位寄存器电路中的各个单位寄存器电路的输出的逻辑或,
由多个所述单位寄存器电路形成移位寄存器电路,
在所述晶体管群、所述单位寄存器电路和所述或门电路的组中,所述或门电路的输出被输入所述晶体管群中包括的多个所述第一场效晶体管中的各个第一场效晶体管的所述第一栅极电极,
在所述第一栅极电压以及所述第二栅极电压中的任一个被输入所述第一栅极电极时,所述第一场效晶体管为导通状态,
所述检测部在所述第一检测处理中通过所述电压供给电路供给所述第二栅极电压,从而将多个所述第二电极群的各个第二电极群中包括的多个所述第一电极选择作为多个所述检测处理用电极。
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