CN108700964B - 触摸面板一体型显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供旨在降低数据线的电压带来的影响，或容易进行噪音修正的触摸一体型显示装置。触摸一体型显示装置(1)具备：具有由通过多条栅极线(101)、多条数据线(102)形成的多个像素构成的显示区域的显示面板。显示区域中，设置有多个电极(111)、与多个电极连接的多条布线(112)，每一定时间内对各布线(112)施加规定电压，检测各电极(111)的容量变化。各数据线(102)被施加与相邻数据线(102)不同极性的电压。一电极(111)至少与一布线(112)连接。该至少一布线(112)被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线(112)附近，或者被配置于被施加了与被施加于被配置于其他布线(112)附近的数据线102的电压相同极性的电压的数据下(102)附近。

Description

触摸面板一体型显示装置
技术背景
本发明涉及触摸面板一体型显示装置。
背景技术
以往，显示面板的像素内具备检测触摸位置的传感器机构的内嵌(in-cell)型触摸面板一体型显示装置是已知的。
特开2014-164752号公报中公开了这样的触摸面板一体型显示装置。特开2014-164752号公报中，在由通过栅极线和数据线所形成的像素构成的显示区域内，作为触控传感器或公共电极发挥作用的多个电极以与像素重叠的方式配置。另外，在显示区域内，设置有用于对电极施加公共电压或者触摸扫描电压的连接布线。特开2014-164752号公报中，以分时切换显示驱动模式与触控驱动模式来驱动面板，并以自容方式检测触摸位置。在显示驱动模式时，通过连接布线对多个电极施加公共电压从而显示图像，在触摸驱动模式时，通过连接布线对多个电极施加触摸扫描信号进行触摸位置的检测。
发明公开
在如特开2014-164752号公报的内嵌型触摸面板一体型显示装置的情况下，作为公共电极或者传感器电极发挥作用的多个电极与用于对多个电极施加公共电压或者扫描电压的多条布线被配置于显示区域内。因此，当在设置于显示面板的一部分的数据线附近设置多条布线时，在检测触摸位置时，各布线受到数据线的电压带来的噪音影响。特别是，在相邻的数据线之间，不同极性的交流电压被施加于数据线时，配置于数据线附近的布线受到对应于该数据线的电压的极性的噪音的影响。因此，根据布线的配置，各电极的噪音中产生偏差，噪音修正变得难以进行。
本发明的目的在于提供一种触摸面板一体型显示装置，该触摸面板一体型显示装置旨在降低由数据线电压带来的噪音影响，或者即使受到由数据线电压带来的噪音影响也容易进行噪音修正。
本发明的一实施方式的触摸面板一体型显示装置具备：包括多条栅极线、与所述栅极线相交的多条数据线，且含有由通过栅极线与数据线来规定的像素构成的显示区域；设置于所述显示区域的多个电极；在所述显示区域中与所述多个电极连接的多条布线；每当一定时间，对所述多条布线施加规定电压，检测所述多个电极的电容变化的检测装置，所述多条数据线被施加与相邻数据线不同极性的电压，一电极与所述多条布线中的至少一布线连接，所述至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近，或者被配置于被施加了与被配置于其他布线附近的数据线相同极性的电压的数据线附近。
根据本发明的实施方式，能够降低由数据线电压带来的噪音影响，或者即使受到由数据线电压带来的噪音影响也容易进行噪音修正。
附图的简单说明
[图1]图1是表示实施方式一的带有触摸面板的显示装置的概略构成的剖面图。
[图2]图2是表示图1所示的有源矩阵基板的概略构成的俯视图。
[图3]图3是举例示出被施加于图2所示的源极线的电压的极性的图。
[图4]图4是表示设置于图1所示的有源矩阵基板的电极与布线的概略俯视图。
[图5]图5是示出图4所示的布线的配置例的概略俯视图。
[图6]图6是示出图5所示的布线被配置的区域附近的显示面板的剖面的示意图。
[图7]图7是说明与图5所示的布线重叠配置的源极线的极性的图。
[图8]图8是表示设置于实施方式二的有源矩阵基板的电极与布线的概略俯视图。
[图9]图9是示出图8所示的布线的配置例与源极线的极性的概略俯视图。
[图10]图10A是示出实施方式二的布线的配置例与源极线的极性的概略俯视图。图10B是示出与图10A不同的布线的配置例的概略俯视图。
[图11]图11是示出变形例(1)所示的布线被配置的区域附近的显示面板的剖面的示意图。
[图12]图12是示出变形例(2)所示的布线被配置的区域附近的显示面板的剖面的示意图。
发明的实施方式
本发明的一实施方式的触摸面板一体型显示装置具备：包括多条栅极线、与所述栅极线相交的多条数据线，且含有由通过栅极线与数据线来规定的像素构成的显示区域的显示面板；设置于所述显示区域的多个电极；在所述显示区域中与所述多个电极连接的多条布线；每当一定时间，对所述多条布线施加规定电压，检测所述多个电极的电容变化的检测装置，所述多条数据线被施加与相邻数据线不同极性的电压，一电极与所述多条布线中至少一布线连接，所述至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近，或者被配置于被施加了与被配置于其他布线附近的数据线相同极性的电压的数据线附近(第一构成)。
根据第一构成，对于多条数据线而言，相邻数据线之间被施加彼此不同极性的电压。另外，连接于一电极的至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近或者配置于被施加了与被配置于其他布线附近的数据线相同极性的电压的数据线附近。连接于一电极的至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近的情况下，由该多条数据线电压带来的噪音被抵消，能够降低噪音。另外，与各电极连接的各布线被配置于施加了相同极性电压的数据线附近的情况下，各电极中受到相同极性的噪音的影响。因此，与各电极的噪音的极性发生偏差的情况相比，容易进行噪音修正处理。
在第一构成中，所述一电极与2n根(n为1以上的整数)的所述布线连接，所述2n根布线可以被配置于2n根数据线的附近，所述2n根数据线的被施加了正极性电压的数据线与被施加了负极性电压的数据线的根数相同(第二构成)。
根据第二构成，各电极与2n根布线连接。由于这些布线被配置于被施加了正极性电压的数据线与被施加了负极性电压的数据线的每一条的附近，因而由各数据线电压带来的噪音被抵消，能够降低噪音。
在第一构成中，所述一电极与所述多条布线中的一布线连接，所述一布线可以以与2n(n为1以上的整数)根数据线交替地重叠的方式弯曲配置，所述2n根数据线包括被施加了正极性电压的数据线与被施加了负极性电压的数据线，且被分别施加了正极性与负极性的电压的数据线的根数相同。(第三构成)。
根据第三构成，各电极与一根布线连接。该布线以与被分别施加了正极性与负极性的电压的数据线的根数相同的2n根数据线交替地重叠的方式弯曲。因而由各数据线电压带来的噪音被抵消，能够降低电极的噪音。
在从第一至第三的任意一个构成中，所述显示面板具备：配置有所述多条栅极线与所述多条数据线的有源矩阵基板、与所述有源矩阵基板相对设置并具有彩色滤光片的相对基板、以及设置于所述有源矩阵基板与所述相对基板之间的液晶层，所述多个电极与所述多条布线可以被配置于所述有源矩阵基板(第四构成)。
根据第四构成，使多个电极作为公共电极发挥作用，能够以IPS(In-PlaneSwitching、面内开关)模式、FFS(Fringe Field Switching、边缘场开关)模式驱动液晶层。
在从第一至第三的任意一个构成中，所述显示面板具备：配置有所述多条栅极线与所述多条数据线的有源矩阵基板、与所述有源矩阵基板相对设置并具有彩色滤光片的相对基板、以及设置于所述有源矩阵基板与所述相对基板之间的液晶层，所述多个电极与所述多条布线可以被配置于所述相对基板(第五构成)。
根据第五构成，使多个电极作为公共电极发挥作用，能够以VA(VerticalAlignment、垂直取向)模式驱动液晶层。
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图中相同或者相当的部分标记相同附图标记且不重复其说明。此外，为了便于理解，在以下参照的附图中，构成被简略化或者示意化地示出，一部分构成部件被省略。另外，各图中所示的构成部件的尺寸比例并非表示实际的尺寸比例。
[实施方式一]
图1是表示实施方式一的触摸面板一体型显示装置的概略构成的剖面图。
如图1所示，触摸面板一体型显示装置1具备：显示面板10、有源矩阵基板11、相对基板12、被夹持于有源矩阵基板11与相对基板12之间的液晶层13。
图2是表示图1所示的有源矩阵基板的11概略构成的俯视图。如图2所示，有源矩阵基板11上设置有多条栅极线101、与多条栅极线101相交的多条源极线102。在由栅极线101与源极线102所构成的像素PIX中设置有连接于栅极线101以及源极线102的开关元件103和与开关元件103连接的像素电极104。
多条栅极线101与设置于有源矩阵基板11的显示区域外的栅极线驱动部21连接。在每一水平扫描期间，栅极线驱动部21对多条栅极线101的每一个施加将栅极线101切换为选择状态的电压，扫描各栅极线101。
另外，多条源极线102与设置于有源矩阵基板11的显示区域外的源极线驱动部22连接。源极线驱动部22对多条源极线102的每一条施加每隔规定时间反转极性的交流电压，且与相邻源极线102为逆极性的交流电流。例如，在图2的例子中，如图3所示，被施加于源极线102a、102c、102e的电压的极性与被施加于源极线102b、102d的电压的极性为逆极性，在每一帧中，执行被施加于各源极线的电压的极性发生反转的列反转驱动。
如图4所示，有源矩阵基板11的显示区域内，进一步，设置有作为公共电极或者检测利用者的手指等导电体所触摸的位置的传感器电极发挥作用的多个电极111、连接于多个电极111的多条布线112、与多条布线112连接的电极驱动部23。此外，在图4中，栅极线101、源极线102、开关元件103以及像素电极104的图示被省略。有源矩阵基板11的各部的位置关系是后述那样。
电极111，例如，具有4mm见方左右的大致正方形，以与多个像素电极104(参照图2)重叠的方式配置。在本实施方式中，各电极111如图4的虚线框R所示的那样，每一电极111与不同的两根布线112连接。
电极驱动部23分时切换使多个电极111作为公共电极发挥作用的显示模式和使多个电极111作为传感器电极发挥作用的触摸检测模式。电极驱动部23在显示模式中，通过多条布线112对多个电极111施加一定公共电压(以下，第一电压)。由此，液晶层13通过电极111与像素电极104之间产生的电场以FFS模式被驱动。电极驱动部23在触摸检测模式中，通过多条布线112对多个电极111施加与第一电压不同的传感器电压(第二电压)，检测各电极111中电容的变化。
接下来，说明布线112的配置例。图5是示出配置有一部分布线112的有源矩阵基板的11的俯视图。另外，图6是示出一布线112被配置的区域附近的显示面板10的剖面的示意图。此外，在图5中，为了方便，省略了电极111的图示。另外，虽然在图5中没有示出，但在设置有布线112的位置以与布线112重叠的方式设置有源极线102。
如图5所示，各布线112以与源极线102大致平行的方式配置。以下，对设置有布线112的位置的显示面板10的剖面进行说明。如图6所示，有源矩阵基板11在具有透光性的基板110上，形成有具有半导体层1031和源极/漏极1032(1032s、1032d)的开关元件103，且像素电极104以绝缘层105为介与开关元件103的漏极1032d连接。开关元件103的源极1032s与设置有该开关元件103的源极线102一体成形。像素电极104与布线112被配置于绝缘层105上，电极111以绝缘层106为介配置于像素电极104与布线112上。电极111上设置有液晶层13，液晶层13上设置有相对基板12。
相对基板12在具有透光性的基板120上，设置有与红(R)、绿(G)、蓝(B)任意一个颜色对应的彩色滤光片121和黑矩阵BM。彩色滤光片121设置于与有源矩阵基板11上形成的各像素对应的位置。在这个例子中，示出了设置有蓝(B)的彩色滤光片121B和红(R)的彩色滤光片121R的例子。
如图6所示，各布线112以与源极线102重叠的方式配置，被黑矩阵BM所覆盖。
接下来，关于被设置于配置有布线112的位置的源极线102进行说明。如图4所示，在本实施方式中，各电极111分别与相邻的两根布线112连接。与各电极111连接的两根布线112以与被施加了彼此逆极性的交流电压的两根源极线102重叠的方式配置。
例如，如图7的(a)所示，将与图4所示的电极111a～111c分别连接的两根布线112作为布线112a、112b、112c的情况下，如图7的(b)所示，每两根布线112a、112b、112c以与被施加了正极性与负极性电压的两根源极线102重叠的方式配置。
此外，在这个例子中，虽然各电极111与配置于相邻两根源极线102附近的两根布线112连接，但与一电极111连接的布线112的根数并不限定于此。一电极111只要是与2n根布线112连接即可，该2n根布线112被配置于被施加了正极性电压的n根(n：1以上的整数)的源极线和被施加了负极性电压的n根源极线102的每一根的附近。
布线112受到与被施加于源极线102的电压的极性相对应的噪音的影响，上述源极线102被配置于布线112的附近。也就是说，被连接于布线112的电极111的电容接受该源极线102的正极性噪音，上述布线112被配置于被施加了正极性电压的源极线102附近。另一方面，被连接于布线112的电极111的电容接受该源极线102的负极性噪音，上述布线112被配置于被施加了负极性电压的源极线102附近。因此，配置于各布线112附近的源极线102的电压极性发生偏差的情况下，各电极111的极性也发生偏差，电极111之间噪音的差变大。
在本实施方式中，连接于各电极111的两根布线112被配置于被施加了彼此极性不同的电压的源极线102的附近。因而，由两根源极线102的电压带来的噪音被相互抵消，能够降低各电极111的噪音。
[实施方式二]
在本实施方式中，对与上述实施方式一不同的布线112的连接方法进行说明。
图8是表示本实施方式的有源矩阵基板11上的电极111与布线112的连接例的示意图。在图8中，对与实施方式一同样的构成，标记与实施方式一相同的附图标记。
如图8所示，在本实施方式中，配置于有源矩阵基板11上的多个电极111的每一个，在每一电极111与不同的一根布线112连接这一点上与实施方式一是不同的。
图9的(a)是示出本实施方式的布线112的配置例的概略俯视图。图9的(b)示出在某一帧内对图9的(a)的各源极线102所施加的电压的极性。此外，在图9的(a)中省略了电极111的图示。另外，虽然在图9的(a)中没有示出，但在与布线112重叠的位置设置有源极线102。
在本实施方式中，如图9的(a)(b)所示，各布线112的每一条以与被施加了相同极性的电压的源极线102重叠的方式配置。例如，将与图8所示的电极111a～111c连接的各布线112作为布线112a、112b、112c的情况下，如图9的(b)所示，布线112a、112b、112c均以与被施加了负极性(-)电压的源极线102重叠的方式配置。
此外，布线112可以以与被施加了负极性(-)电压的源极线102重叠的方式配置，也可以以与被施加了正极性(+)电压的源极线102重叠的方式配置。简而言之，各布线112只要以与被施加了相同极性的电压的源极线102重叠的方式配置即可。另外，在该例中，虽然各电极111上连接有一根布线112，但也可以与多根布线112连接。
这样一来，通过在被施加了相同极性电压的源极线102附近配置各布线112，在触摸检测模式中，各电极111受到相同极性的噪音。因此，与被配置于各布线112附近的源极线102的极性发生偏差的情况相比，在触摸检测模式中，针对由各电极111所检测到的电容变化的噪音的修正变得容易进行。
[实施方式三]
在本实施方式中，与实施方式二相同地，虽然各电极111与彼此不同的一根布线112连接，但各布线112的形状不同。
图10A的(a)是表示本实施方式的布线112的配置例的概略俯视图，图10A的(b)是示出在某一帧内对图10A的(a)的各源极线102所施加的电压的极性。此外，在图10的(a)中省略了电极111的图示。另外，虽然在图10的(a)中没有示出，但在与布线112重叠的位置配置有源极线102。
在本实施方式中，如图10A的(a)所示，一布线112以在相邻的两根源极线102之上交替重叠的方式弯曲。也就是说，在本实施方式中，一布线112被配置于分别被施加了正极性与负极性的电压的两根源极线102的附近。因而，在触摸位置检测模式中，由被配置于一布线112附近的两根源极线102的电压带来的噪音被相互抵消，能够降低各电极111的噪音。
此外，在本实施方式中，电极111可以与一根布线112连接，也可以与多根布线112连接。另外，虽然该例子为一布线112以与相邻两根源极线102交替重叠的方式弯曲，但，例如也可以是如图10B所示，以在相邻的四根源极线102的每一个上交替重叠的方式弯曲。也就是说，一布线112只要是以与2n根源极线102的每一根交替重叠的方式弯曲即可，该2n根源极线102包含被施加了正极性电压的n根(n：1以上的整数)的源极线102和被施加了负极性电压的n根源极线102。
[变形例]
本次公开的实施方式应该本认为是以所有的点来举例示出但不做限制。本发明的范围并非通过上述实施方式的说明而是通过权利要求的范围来示出，旨在包含与权利要求范围同等意义以及范围内的所有变更。以下示出这些变形例。
在上述实施方式中，虽然说明了以FFS模式驱动，液晶层13、电极111以及布线112设置于有源矩阵基板11的例子，但也可以是如下构成。图11是示出本变形例的布线被配置的区域附近的显示面板10的剖面的示意图。在图11中，对与实施方式同样的构成，标记相同的附图标记。
如图11所示，在本变形例中，电极111在相对基板12中，以与彩色滤光片121以及黑矩阵相接，覆盖有源矩阵基板11上的各像素的方式配置。电极111与液晶层13之间设置有绝缘层201、202。布线112贯通绝缘层201与电极111连接，以与黑矩阵BM以及源极线102重叠的方式配置。因此，在本变形例中，对于液晶层13而言，由于相对基板12的电极111与有源矩阵基板11的像素电极之间104的电场，具有负的介电异方向性的液晶分子相对于基板110垂直取向。也就是说，在本变形例中，以VA(Vertical Alignment，垂直取向)模式驱动液晶层13。
(2)在本变形例中，说明在以VA模式驱动液晶层13的情况下与上述变形例(1)不同的构成例。图12是示出本变形例的布线被配置的区域附近的显示面板10的剖面的示意图。在图12中，对与实施方式同样的构成，标记相同的附图标记。
如图12所示，有源矩阵基板11被配置于相对基板12的上侧(视觉辨认侧)。有源矩阵基板11，基板110上设置有电极111，电极111与开关元件103之间设置有绝缘层302、303以及布线112。布线112贯通绝缘层302与电极111连接，并以与源极线102重叠的方式配置。绝缘层303上设置有开关元件103，绝缘层303与像素电极104之间设置有绝缘层304。并且，液晶层13与像素电极104之间设置有绝缘层305。另外，以与相对基板12的彩色滤光片121以及黑矩阵相接的方式设置有公共电极211，公共电极211与液晶层13之间设置有绝缘层212。
在本例中，由于像素电极104与公共电极211之间的电场，具有负的介电常数各向异性的液晶分子相对于基板110垂直取向，液晶层13被驱动。也就是说，这种情况下，电极111仅作为传感器电极发挥作用，在每段一定期间内，布线112，仅由电极驱动部23(参照图4等)施加传感器电压。
(3)在上述实施方式中，虽然说明了每隔一帧进行对各源极线102施加使极性反转的交流电压的列反转驱动的例子，但也可以进行对每一源极线102施加每隔一水平期间使极性反转的交流电压的点反转驱动。
(4)在上述实施方式中，虽然说明了布线112与源极线102重叠而配置的例子，但例如也可以被配置于与黑矩阵BM重叠的位置，且相对于源极线102向左或右偏的位置。也就是说，一布线112只要是被配置于一源极线102的附近就可以。

Claims (5)

1.一种触摸面板一体型显示装置，其特征在于，具备：包括多条栅极线、与所述栅极线相交的多条数据线，且含有由通过栅极线与数据线来规定的像素构成的显示区域的显示面板；设置于所述显示区域的多个电极；在所述显示区域中与所述多个电极连接的多条布线；每当一定时间，对所述多条布线施加规定电压，检测所述多个电极的电容变化的检测装置；所述多条数据线被施加与相邻数据线不同极性的电压，一电极与所述多条布线中至少一布线连接，所述至少一布线配置为与如下的所述数据线重叠，所述数据线是被施加了与配置为和其他布线重叠的数据线相同极性的电压的数据线。
2.如权利要求1所述的触摸面板一体型显示装置，其特征在于，所述显示面板具备：配置有所述多条栅极线与所述多条数据线的有源矩阵基板、与所述有源矩阵基板相对设置并具有彩色滤光片的相对基板、以及设置于所述有源矩阵基板与所述相对基板之间的液晶层，所述多个电极与所述多条布线可以被配置于所述有源矩阵基板。
3.如权利要求1或2所述的触摸面板一体型显示装置，其特征在于，所述显示面板具备：配置有所述多条栅极线与所述多条数据线的有源矩阵基板、与所述有源矩阵基板相对设置并具有彩色滤光片的相对基板、以及设置于所述有源矩阵基板与所述相对基板之间的液晶层，所述多个电极与所述多条布线可以被配置于所述对向基板。
4.一种触摸面板一体型显示装置，其特征在于，具备：包括多条栅极线、与所述栅极线相交的多条数据线，且含有由通过栅极线与数据线来规定的像素构成的显示区域的显示面板；设置于所述显示区域的多个电极；在所述显示区域中与所述多个电极连接的多条布线；每当一定时间，对所述多条布线施加规定电压，检测所述多个电极的电容变化的检测装置；所述多条数据线被施加与相邻数据线不同极性的电压，一电极与所述多条布线中至少一布线连接，所述至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近，或者被配置于被施加了与被配置于其他布线附近的数据线相同极性的电压的数据线附近，所述一电极与2n根的所述布线连接，2n根所述布线可以被配置于2n根数据线的附近，所述2n根数据线的被施加了正极性电压的数据线与被施加了负极性电压的数据线的根数相同，n为1以上的整数。
5.一种触摸面板一体型显示装置，其特征在于，具备：包括多条栅极线、与所述栅极线相交的多条数据线，且含有由通过栅极线与数据线来规定的像素构成的显示区域的显示面板；设置于所述显示区域的多个电极；在所述显示区域中与所述多个电极连接的多条布线；每当一定时间，对所述多条布线施加规定电压，检测所述多个电极的电容变化的检测装置；所述多条数据线被施加与相邻数据线不同极性的电压，一电极与所述多条布线中至少一布线连接，所述至少一布线被配置于被施加了彼此不同极性的电压的多条数据线附近，或者被配置于被施加了与被配置于其他布线附近的数据线相同极性的电压的数据线附近，所述一电极与所述多条布线中的一布线连接，所述一布线以与2n根数据线交替地重叠的方式弯曲配置，所述2n根数据线包括被施加了正极性电压的数据线与被施加了负极性电压的数据线，且被分别施加了正极性与负极性的电压的数据线的根数相同，n为1以上的整数。
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