CN110058737B - 显示装置 - Google Patents
显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110058737B CN110058737B CN201910253003.9A CN201910253003A CN110058737B CN 110058737 B CN110058737 B CN 110058737B CN 201910253003 A CN201910253003 A CN 201910253003A CN 110058737 B CN110058737 B CN 110058737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- magnetic field
- coil
- selection
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 283
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 107
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 92
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 108
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 55
- 101000874179 Homo sapiens Syndecan-1 Proteins 0.000 description 43
- 102100035721 Syndecan-1 Human genes 0.000 description 43
- 108091007551 scavenger receptor class L Proteins 0.000 description 43
- 230000008859 change Effects 0.000 description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 29
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 28
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 16
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 12
- KTEXNACQROZXEV-PVLRGYAZSA-N parthenolide Chemical compound C1CC(/C)=C/CC[C@@]2(C)O[C@@H]2[C@H]2OC(=O)C(=C)[C@@H]21 KTEXNACQROZXEV-PVLRGYAZSA-N 0.000 description 12
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 101100191136 Arabidopsis thaliana PCMP-A2 gene Proteins 0.000 description 9
- 101100048260 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) UBX2 gene Proteins 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 102100021202 Desmocollin-1 Human genes 0.000 description 8
- 101000968043 Homo sapiens Desmocollin-1 Proteins 0.000 description 8
- 101000880960 Homo sapiens Desmocollin-3 Proteins 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 101100422768 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) SUL2 gene Proteins 0.000 description 6
- 101000836337 Homo sapiens Probable helicase senataxin Proteins 0.000 description 5
- 101000930348 Homo sapiens Protein dispatched homolog 2 Proteins 0.000 description 5
- 102100027178 Probable helicase senataxin Human genes 0.000 description 5
- 102100035637 Protein dispatched homolog 2 Human genes 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 101000930354 Homo sapiens Protein dispatched homolog 1 Proteins 0.000 description 4
- 101000615747 Homo sapiens tRNA-splicing endonuclease subunit Sen2 Proteins 0.000 description 4
- 102100035622 Protein dispatched homolog 1 Human genes 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 102100021774 tRNA-splicing endonuclease subunit Sen2 Human genes 0.000 description 4
- OJRLTEJFYMZKQB-UHFFFAOYSA-N 5-nitro-6-(3-nitrophenyl)-2-oxo-4-(trifluoromethyl)-1h-pyridine-3-carbonitrile Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC(C2=C(C(=C(C#N)C(=O)N2)C(F)(F)F)[N+]([O-])=O)=C1 OJRLTEJFYMZKQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 101150018075 sel-2 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
- G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means
Abstract
本发明提供一种具有能够改善准确度的触摸检测功能的显示装置。该显示装置包括:像素阵列,具有布置成矩阵形式的多个像素;以及多个信号导线,布置在像素阵列中。在此,在检测外部检测对象时,具有彼此重叠的区域的多个线圈由多个信号导线中的若干信号导线(驱动电极)形成,并且相应的多个线圈中产生的磁场通过将驱动信号提供至多个线圈而在重叠的区域中叠加。
Description
本申请是优先权日为2015年5月29、申请日为2016年5月26日、申请号为201610356678.2、发明名称为“显示装置”的发明专利申请的分案申请,其全部内容结合于此作为参考。
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年5月29日提交的日本专利申请第2015-109263号的优先权,其内容通过引证在此结合于本申请。
技术领域
本发明涉及一种显示装置。更具体地,本发明涉及一种具有能够检测外部接近物体的触摸检测功能的显示装置。
背景技术
近年来,能够检测外部接近物体的所谓的触摸面板的触摸检测设备已引起人们的关注。触摸面板安装在诸如液晶显示装置的显示装置上或者与液晶显示装置集成使得触摸面板被设置为具有触摸检测功能的显示装置。
作为外部接近物体,已知的是能够使用例如笔的触摸面板。通过使得触摸面板能够使用笔,例如,可以分配小区域或者可以输入手写字符。检测通过笔的触摸的各种技术是已知的。作为各种技术中的一种,已知的是电磁感应系统。在电磁感应系统中,可以实现高准确度和高手写压力检测准确度,并且还可以实现外部接近物体与触摸面板表面分离的状态下的悬停检测功能,并且因此,该系统是作为检测通过笔的触摸的技术的领导技术。使用电磁感应系统的触摸检测技术在例如日本专利申请特开公开第H10-49301号(专利文献1)、日本专利申请特开公开第2005-352572号(专利文献2)以及日本专利申请特开公开第2006-163745号(专利文献3)中进行了描述。
发明内容
作为电磁感应系统,已知的是以下系统,其中线圈和电池安装在笔上使得在笔中产生磁场并且其中磁场能量在触摸面板上检测到。在这种情况下,触摸面板需要传感器板来接收磁场能量。另外,已知以下系统,在该系统中,线圈和电容元件安装在笔上使得在触摸面板中产生磁场并且在该系统中磁场能量被充入安装在笔上的电容元件中并且在触摸面板上检测到。这个系统需要在触摸面板中产生磁场的传感器板并且通过该传感器板接收来自笔的磁场能量。
在这两个电磁感应系统中,都需要添加传感器板以实现具有触摸检测功能的显示装置,但这样会导致价格(生产成本)增加。
本发明人已经研究将传感器板和显示装置集成以抑制价格的增加。传感器板包括多个线圈以检测和/或产生磁场。在通过将传感器板安装在显示装置上来提供具有触摸检测功能的显示装置时,线圈可以由例如通常的金属导线形成。另一方面,在线圈由显示装置中的信号导线形成以便进行集成时,形成线圈的信号导线的薄层电阻例如比通常的金属导线的薄层电阻高例如约一位或两位数字。因此,流过线圈的电流变小,并且产生的磁场能量变小,并且因此,存在对于触摸检测的准确度减少的担忧。
专利文献1至3描述使用电磁感应系统的触摸检测设备。然而,在其中既没有描述也没有认识到考虑到显示装置中的信号导线的薄层电阻的技术。
本发明的目标是提供一种具有能够改善精确度的触摸检测功能的显示装置。
根据本发明的一方面的显示装置,具备:多个共用电极,具有在第一方向延伸并且排列于与第一方向交叉的第二方向的第一共用电极与第二共用电极;与所述多个共用电极对置配置的多个像素电极;切换电路,与所述第一共用电极及所述第二共用电极的一端部对置设置,连接所述第一共用电极与所述第二共用电极之间;以及选择驱动电路,与所述第一共用电极及所述第二共用电极的另一端部对置设置,在检测外部检测对象的检测期间,向所述第一共用电极与所述第二共用电极中的一方的共用电极供给驱动信号,向所述第一共用电极与所述第二共用电极中的另一端的共用电极供给第一电压,在所述第一共用电极与所述第二共用电极之间配置预定数量的共用电极,在检测所述外部检测对象时,通过所述切换电路,连接所述第一共用电极与所述第二共用电极而形成第一线圈,在进行图像的显示的显示期间,向所述多个共用电极供给第二电压,在所述多个像素电极与所述多个共用电极之间生成电场。
根据本发明的一方面的显示装置包括:像素阵列,具有布置成矩阵形式的多个像素;以及多个信号导线,布置在像素阵列中。在此,在检测到外部接近物体时,具有彼此重叠的区域的多个线圈由多个信号导线中的多个信号导线形成,并且驱动信号被提供至多个线圈,使得多个相应的线圈中产生的磁场在重叠的区域中是重叠的。
磁场在线圈彼此重叠的区域中是重叠的,并且因此,可以增强磁场。因此,即使每个线圈的电感通过减少每个线圈周围的绕组的数量而减少,磁场在重叠的区域中仍可以增强。同时,通过减少线圈周围的绕组的数量,将成为线圈绕组导线的信号导线的长度可以缩短,使得线圈的阻抗可以减少。因此,流过线圈的电流的值可以增加,使得在重叠区域中产生的磁场可以增强。因为可以增强产生的磁场,所以可以改善触摸检测的准确度。
附图说明
图1是示出带有具有触摸检测功能的液晶显示装置的电子设备和笔之间的关系的说明性示图;
图2A和图2B是示出电磁感应系统的原理的说明性示图;
图3是示出电磁感应系统的原理的波形图;
图4是示出液晶显示装置的横截面的截面图;
图5A和图5B是分别示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的平面图和截面图;
图6是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图7是示出安装有根据第一实施方式的液晶显示装置的模块的配置的平面图;
图8是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的显示面板的配置的平面图;
图9是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的横截面的截面图;
图10是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的显示面板的配置的电路图;
图11是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图12是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图13是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图14是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图15是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置中形成的线圈的配置的平面图;
图16是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的选择性控制电路和开关电路的配置的框图;
图17是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的开关调整电路的配置的框图;
图18是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置中形成的线圈的配置的平面图;
图19是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的截面图;
图20是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的平面图;
图21是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的截面图;
图22是示意性地示出根据第一实施方式的液晶显示装置的配置的平面图;
图23是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图24是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图25是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图26是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图27是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图28是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的触摸检测的操作的框图;
图29是示出根据第三实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图30的(A)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(B)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(C)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(D)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(E)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(F)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图30的(G)是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图31是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图32的(A)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图32的(B)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图32的(C)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图32的(D)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图32的(E)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图32的(F)是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的操作的波形图;
图33是示出根据第三实施方式的液晶显示装置的轮廓的示意图;
图34是示出由本发明人研究的液晶显示器装置的配置的框图;
图35是示出由本发明人研究的液晶显示器装置的配置的框图;并且
图36是示出由本发明人研究的液晶显示器装置的配置的框图。
具体实施方式
以下是参考附图对每个实施方式进行的说明。应注意,公开的仅仅是一个实例,并且本领域技术人容易想到的在保持本发明的构思的情况下的合适的改变显然包含于本发明的范围中。另外,为了使得描述清楚,在一些情况下,与实际方面中的相比,附图更多地是示意性地示出每个部分的宽度、厚度、形状以及其他。然而,它们仅仅是实例,并且不限制本发明的解释。
在本说明书和每个附图中,与已经描述的附图的先前描述的元件相似的元件由相同的参考符号表示,并且在一些情况下会适当省去对它们的详细说明。
以下说明作为具有触摸检测功能的显示装置的具有触摸检测功能的液晶显示装置。然而,本发明不限于这样的实例,并且还可以应用至具有触摸检测功能的OLED显示装置。尽管两种方法已被描述为电磁感应系统的实例,在这里将描述应用后者的方法的情况。在后者的方法中,不需要在笔上安装电池,并且因此笔可以缩小尺寸,和/或,可以改善笔的形状的灵活性。
(第一实施方式)
<电磁感应系统的基本原理>
首先,将描述电磁感应系统的基本原理。图1是示意性地示出带有具有触摸检测功能的液晶显示装置的电子设备和笔之间的关系的说明性示图。图2A、图2B和图3是均示意性地示出电磁感应系统的基本原理的说明性示图。
在图1中,电子设备包括容纳在金属盖中的液晶显示装置1、导光板、传感器板和磁片。在这个附图中示出的实例中,传感器板安装在液晶显示装置1和金属盖之间。尽管传感器板设置有多个线圈,但图1将这些线圈中的一个示意性地示出为传感器板内部线圈(在下文中,也简称为线圈)L2。
线圈元件和电容元件嵌入在与外部接近物体相对应的笔中。尽管省去了电容元件,但图1将嵌入笔中的线圈示意性地示出为笔内部线圈(在下文中,也可以简称为线圈)L1。线圈L1和线圈L2通过磁场耦合至彼此。
应注意,在图1中示出包括在液晶显示装置1中的TFT玻璃基板、滤色器和CF玻璃基板以便示意性地示出液晶显示装置1的结构。TFT基板被形成为包括TFT玻璃基板和未示出的TFT,并且滤色器基板被形成为包括CF玻璃基板和滤色器。液晶层(未示出)夹在TFT基板和滤色器基板之间。导光板由固定部分固定为夹在液晶显示装置1和传感器板之间。
笔接近(包括接触)电子设备,使得线圈L1接近线圈L2。因此,线圈L1和线圈L2之间出现磁耦合,并且检测到笔的接近。
将参考图2A、图2B和图3描述检测。图2A示出线圈L2产生磁场的状态,并且图2B示出线圈L1产生磁场的状态。
在图2A、图2B中,线圈L2和笔内部电容元件(在下文中,也可以简称为电容元件)“C”并联连接至彼此以配置谐振电路。单绕组线圈被示出为线圈L1的实例并且具有一对端子。在检测到触摸(在触摸检测中)时,线圈L1的一个端子PT被连接至发送放大器AP1的输出端达预定时间,并且,在该预定时间之后,被连接至接收放大器AP2的输入端达预定时间。传感器板内部的线圈L1的另一个端子在触摸检测中被连接至接地电压Vss。
图3是示出触摸检测中的操作的波形图。图3的水平轴表示时间,图3的(A)示出发送放大器AP1的输出端的波形,并且图3的(B)示出接收放大器AP2的输出端的波形。
在线圈L2的一个端子PT被连接至发送放大器AP1的输出端时,周期性地改变的发送信号IN被提供至发送放大器AP1的输入端。因此,发送放大器AP1根据发送信号IN的改变将周期性地改变的驱动信号φ1提供至线圈L2的一个端子达预定时间(磁场产生周期)TGT,如图3的(A)所示。因此,线圈L2产生磁场。这时磁力线被示出为图2A中的φG。
磁力线φG产生为以线圈L2的绕组导线为中心,并且因此,线圈L2的内侧上的磁场被增强。在线圈L1接近线圈L2并且线圈L1的中轴线L0在线圈L2的内部时,如例如图2A中所示,线圈L2的磁力线到达线圈L1。就是说,线圈L1布置在线圈L2中产生的磁场内部,使得线圈L1和线圈L2磁耦合。线圈L2产生根据驱动信号φ1的改变而周期性地改变的磁场。因此,在线圈L1中通过线圈L1和线圈L2之间的互感应的作用产生感应电压。电容元件C通过由线圈L1产生的感应电压充电。
在预定时间过去之后,线圈L2的一个端子PT被连接至接收放大器AP2的输入端达预定时间(磁场检测周期或电流检测周期)TDT。在磁场检测周期TDT中,如果电容元件C已经在先前的磁场产生周期TGT中充电,则线圈L1通过在电容元件C中充入的电荷产生磁场。图2B将通过在电容元件C中充入的电荷产生的线圈L1的磁力线示出为φD。
如果在触摸检测中,即,在磁场产生周期TGT和磁场检测周期TDT中,笔内部线圈L1接近传感器板内部线圈L2,则电容元件C在磁场产生周期TGT中充电,并且在磁场检测周期TDT中线圈L1的磁力线φD到达线圈L2。谐振电路由线圈L1和电容元件C构成,并且因此由线圈L1产生的磁场根据谐振电路的时间常数改变。通过由线圈L1产生的磁场的改变,在线圈L2中产生感应电压。通过感应电压,信号在线圈L2的一个端子PT处改变。信号的改变作为磁场检测周期TDT中的检测信号φ2被输入至接收放大器AP2中,被放大,并且作为传感器信号OUT从接收放大器AP2输出。另一方面,如果笔内部线圈L1在触摸检测中没有接近传感器板内部线圈L2,则电容元件C在磁场产生周期TGT中不被充电或者充入的电荷的量减少。因此,由线圈L1产生的磁场的磁力线φD在磁场检测周期TDT中没有到达线圈L2。因此,线圈L2的一个端子PT处的检测信号φ2在磁场检测周期TDT中不改变。
图3示出笔内部线圈L1接近传感器板内部线圈L2的状态和笔内部线圈L1没有接近传感器板内部线圈L2的状态这两者。就是说,笔内部线圈L1没有接近传感器板内部线圈L2的状态在图3的左侧示出,并且笔内部线圈L1接近传感器板内部线圈L2的状态在其右侧示出。因此,在图3的(B)中,检测信号φ2在左侧示出的磁场检测周期TDT中不改变,并且检测信号φ2在右侧示出的磁场检测周期TDT中改变。笔的触摸可以通过将检测信号φ2改变的情况确定为有笔的情况,并且将检测信号φ2不改变的情况确定为没有笔的情况来检测。
虽然图3示出有笔和没有笔的情况的判定,但检测信号φ2的值根据线圈L1和线圈L2之间的距离改变,并且因此,还可以确定笔和传感器板之间的距离或者笔的笔压力。
<液晶显示装置和传感器板的集成结构>
本发明人已经考虑了,如果液晶显示装置1和传感器板如图1所示单独制备,则电子设备会变得很昂贵,因为传感器板很昂贵。因此,本发明人已经考虑了通过液晶显示装置1的层形成传感器板以集成液晶显示装置和传感器板。图4是示出传感器板集成为传感器层的液晶显示装置1的示意性的横截面的截面图。图4与图1相似,并且因此,将主要描述差异。在图1中,传感器板与液晶显示装置1分开制备使得传感器板设置在导光板和磁片之间。在图4中,相反,传感器层形成在TFT玻璃基板上。因此,与传感器板相对应的传感器层设置在液晶显示装置1中,并且因此可以抑制价格的增加。
图5A和图5B是示意性地示出液晶显示装置1的结构的示图,图5A示意性地示出液晶显示装置1的平面,并且图5B示意性地示出液晶显示装置1的横截面。在图5A和图5B中,TL(0)至TL(p)表示形成在TFT玻璃基板上的驱动电极。在图5A中,驱动电极TL(0)至TL(p)沿水平方向延伸(行方向)并且在竖直方向(列方向)上平行布置。就是说,驱动电极TL(0)至TL(p)中的每个形成为在延伸方向上彼此平行。如图5B所示,液晶层设置在驱动电极TL(0)至TL(p)的上侧上,并且滤色器和CF玻璃基板进一步形成在液晶层的上侧上。此外,偏光板形成在CF玻璃基板的上侧上。在图5A和图5B中,从上方观察的情况被描述为术语“上侧”,如图5B所示,以使得描述更容易。然而,当然,“上侧”根据视角的方向改变为“下侧”或“侧面”。
用于显示的驱动信号(显示驱动信号)在显示中被提供至驱动电极TL(0)至TL(p)中的每个。因此,在仅考虑显示时,驱动电极TL(0)至TL(p)可以电连接至彼此。换言之,驱动电极TL(0)至TL(p)可以是一个驱动电极。然而,在第一实施方式中,驱动电极用作触摸检测中的线圈绕组导线。因此,在第一实施方式中,驱动电极TL(0)至TL(p)彼此电分离。例如,在显示中共用显示驱动信号被提供至彼此分离的驱动电极TL(0)至TL(p),并且在触摸检测中预定驱动电极电连接至彼此以形成线圈。
就是说,在第一实施方式中,形成驱动电极TL(0)至TL(p)的信号导线的层被用作传感器层。在显示中显示驱动信号被提供至驱动电极TL(0)至TL(p)。因此,驱动电极TL(0)至TL(p)在显示和触摸检测中共用的(用于显示和触摸检测这两者)。因此,在第一实施方式中,不需要添加层以形成线圈绕组导线,并且此外,可以抑制价格的增加。因为驱动电极TL(0)至TL(p)在显示中还起到共用电极的作用,所以应注意,驱动电极TL(0)至TL(p)中的每个均可以被认为是共用电极。因此,在这个说明书中,驱动电极TL(0)至TL(p)也可以被称为共用电极。
<本发明人的研究>
下面,将基于本发明人的研究结果描述在通过使用液晶显示装置1内部的信号导线(诸如驱动电极TL(0)至TL(p))形成线圈时所引起的问题。图34至图36均是示出本发明人研究的液晶显示装置1的配置的框图。这些示图示出触摸检测中的状态。
在图34中,TL(n-3)至TL(n+13)表示驱动电极。在这个附图中,VL01表示电压导线,并且在显示中显示驱动信号经由电压线VL01被提供至驱动电极TL(n-3)至TL(n+13)。并且在图34中,VL02表示电压导线,并且,在触摸检测中例如接地电压Vss被提供至电压线VL02。另外,在图34中,LL01表示信号导线,并且在触摸检测中电压周期性地变化的线圈时钟信号被提供至信号导线LL01。
在图34中,LL11、LL12、LL21、LL22、LL31、LL32、LL40、LL50和LL60表示信号导线,并且x00至x16和y00至y16表示开关。开关x00至x16和y00至y16中的每个包括共用端子“c”以及三个端子(第一端子“p1”、第二端子“p2”和第三端子)。为了避免使附图复杂,在图34中省去了第三端子。开关x00至x16和y00至y16中的每个的第三端子未被连接至信号导线,并且处于浮置状态。开关x00至x16中的每个的第一端子p1被连接至电压导线VL01,并且其第二端子p2被分别连接至信号导线LL11、LL12、LL21、LL22、LL31、LL32。开关y00至y16中的第一端子p1被连接至电压导线VL01,并且其第二端子p2被分别连接至对应的信号导线LL40、LL50、LL60、电压导线VL02和信号导线LL01。在这些开关x00至x16和y00至y16中的每个中,共用端子“c”基于未示出的开关控制信号选择性地连接至第一端子p1、第二端子p2或第三端子。
首先,在显示的情况下的说明中,开关x00至x16和y00至y16基于开关控制信号被控制为使得它们中的每个共用端子“c”被连接至第一端子p1。因此,驱动电极TL(n-3)至TL(n+13)中的每个的端部经由开关x00至x16和y00至y16被连接至电压导线VL01。因此,在显示中,所期望的显示驱动信号经由电压导线VL01被提供至驱动电极TL(n-3)至TL(n+13)中的每个的端部,使得可以进行期望的显示。
在触摸检测中,连接至起到开关x00至x16和y00至y16之间的线圈绕组导线的作用的驱动电极的开关被控制为使得共用端子“c”被连接至第二端子p2,并且连接至没有起到线圈绕组导线的作用的驱动电极的开关被控制为使得共用端子c被连接至第三端子。如在图2A和图2B中说明的,磁场在线圈的内部被增强。因此,开关x00至x16和y00至y16被控制为使得被布置为将产生磁场的区域夹在驱动电极中间的驱动电极构成线圈绕组导线。
图34示出对应于驱动电极TL(n)至TL(n+3)的区域被分配为产生强磁场的区域的情况。因此,开关x01、x02、x07和x08以及开关y01、y02、y07和y08被选择为使得被布置为将这些驱动电极TL(n)至TL(n+3)夹在中间的驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+4)和TL(n+5)变为线圈绕组导线。在所选择的开关x01、x02、x07、x08、y01、y02、y07、y08中,共用端子c被连接至第二端子p2。另一方面,在没有选择的每个开关中,共用端子c被连接至第三端子。
第三端子处于浮置状态。因此,即使共用端子c被连接至第三端子,第三端子也处于高阻抗状态。因此,图34示出未选择的开关的共用端子c处于浮置状态。例如,举例说明开关x00、y00,如果这些开关没有被选择,并且因此共用端子c未被连接至信号导线并且在图34中被示出为浮置状态。
在开关x01和x07中,共用端子c被连接至第二端子p2,使得驱动电极TL(n-2)的一端经由开关x01被连接至信号导线L11,并且信号导线L11经由开关x07被连接至驱动电极TL(n+4)的一端。相似地,在开关x02和x08中,共用端子c被连接至第二端子p2,使得驱动电极TL(n-1)的一端经由开关x02被连接至信号导线L12,并且信号导线L12经由开关x08被连接至驱动电极TL(n+5)的一端。
在开关y02和y07中,共用端子c被连接至第二端子p2,使得驱动电极TL(n-1)的另一端经由开关y02被连接至信号导线LL40,并且信号导线LL40经由开关y07被连接至驱动电极TL(n+4)的另一端。此外,在开关y01中,共用端子c被连接至第二端子p2,使得驱动电极TL(n-2)的另一端经由开关y01被连接至电压导线VL02。并且,在开关y08中,共用端子c被连接至第二端子p2,使得驱动电极TL(n+5)的另一端经由开关y08被连接至信号导线LL01。
因此,驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+4)、TL(n+5)和信号导线LL11、LL12、LL40串联连接在信号导线LL01和电压导线VL02之间。在这种情况下,驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+4)、TL(n+5)被布置为平行于彼此,并且因此,起到线圈绕组导线的作用。通过将接地电压Vs提供至电压导线VL02并且将其电压周期性地变化的线圈时钟信号提供至信号导线LL01,电压被提供至线圈的两端使得,例如,在图34中被示出为箭头I(n)的电流流动。因此,磁场通过具有驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+4)、TL(n+5)作为绕组导线的线圈产生。
如果笔接近线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n)至TL(n+3)),则笔内部电容元件C在磁场产生周期TGT中被充电。在磁场检测周期TDT中,感应电压在具有驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+4)、TL(n+5)作为绕组导线的线圈中通过笔内部线圈产生的磁场产生,使得信号导线LL01中的信号改变。该改变被检测为检测信号。另一方面,如果笔没有接近区域,则电容元件C在磁场产生周期TGT中没有充电。因此,在磁场检测周期TDT中,信号导线LL01中的信号不会改变。因此,笔的触摸可以通过确定信号导线LL01中的信号变化来检测。
图35示出在检测笔是否接近参考图34描述的线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n)至TL(n+3))之后,检测笔是否接近附近区域的状态。
在图35中示出的配置与图34中的配置相同。与图34的不同之处在于线圈内部的区域,即,产生磁场的区域不同。就是说,开关x00至x16和y00至y16被控制为使得接近区域(驱动电极TL(n)至TL(n+3))的区域(驱动电极TL(n+4)至TL(n+7))中产生磁场。在参考图35的说明中,连接至被布置为将驱动电极TL(n+4)至TL(n+7)夹在中间的驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+8)、TL(n+9)的开关x05、x06、x11、x12和y05、y06、y11和y12被控制为被选择以使得这些选择的开关中的共用端子c被连接至第二端子p2。
另一方面,剩余的未被选择的开关被控制为使得共用端子c被连接至第三端子。因此,在触摸检测中,驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+8)、TL(n+9)和信号导线LL21、LL22、LL50经由所选择的开关x05、x06、x11、x12以及y05、y06、y11和y12串联连接在信号导线LL01和电压导线VL02之间。就是说,形成具有驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+8)、TL(n+9)作为绕组导线的线圈。
与参考图34描述的相似,通过将线圈时钟信号经由信号导线LL01提供至具有驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+8)、TL(n+9)作为绕组导线的线圈并且将接地电压Vss提供至电压导线VL02,磁场在线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n+4)至TL(n+7))中产生。通过在产生磁场之后在磁场检测周期TDT中检测信号导线LL01的信号变化,可以检测笔是否接近线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n+4)至TL(n+7))。应注意,图35将在磁场产生周期TGT中流过线圈的电流示出为箭头“I(n+4)”。
图36示出在检测笔是否接近参考图35描述的线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n+4)至TL(n+7))之后,检测笔是否接近附近区域的状态。
在图36中示出的配置也与图35中的配置相同。与图35的不同之处在于线圈内部的区域,即,产生磁场的区域不同。就是说,开关x00至x16和y00至y16被控制为使得在接近该区域(驱动电极TL(n+4)至TL(n+7))的区域(驱动电极TL(n+8)至TL(n+11))中产生磁场。在参考图36的描述中,进行控制使得连接至被布置为将驱动电极TL(n+8)至TL(n+11)夹在中间的驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)、TL(n+12)、TL(n+13)的开关x09、x10、x15、x16和y09、y10、y15和y16被控制为被选择以使得这些选择的开关中的共用端子c被连接至第二端子p2。
另一方面,剩余的未被选择的开关被控制为使得共用端子c被连接至第三端子。因此,在触摸检测中,驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)、TL(n+12)、TL(n+13)和信号导线LL31、LL32、LL60经由所选择的开关x09、x10、x15、x16以及y09、y10、y15和y16串联连接在信号导线LL01和电压导线VL02之间。就是说,形成具有驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)、TL(n+12)、TL(n+13)作为绕组导线的线圈。
与参考图34描述的相似,通过将线圈时钟信号经由信号导线LL01提供至具有驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)、TL(n+12)、TL(n+13)作为绕组导线的线圈并且将接地电压Vss提供至电压导线VL02,磁场在线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n+8)至TL(n+11))中产生。通过在后续磁场检测周期TDT中检测信号导线LL01中的信号变化,可以检测笔是否接近线圈内部的区域(对应于驱动电极TL(n+8)至TL(n+11))。应注意,图36将在磁场产生周期TGT中流过线圈的电流示出为箭头“I(n+8)”。
如参考图34至图36描述的,在触摸检测中可以通过使用驱动电极TL(0)至TL(p)形成线圈。图34至图36示出形成线圈的绕组数量是二的情况,例如。然而,通过进一步增加绕组的数量,线圈的电感可以更大地增加,使得产生的磁场可以更大地增强。然而,驱动电极由例如透明电极形成。透明电极的薄层电阻比常规的金属导线大很多。因此,如果线圈绕组的数量增加,则线圈的阻抗,即,连接在信号导线LL01和电压导线VL02之间的线圈的阻抗增加,并且因此流过线圈的电流变小。如果流过线圈的电流在磁场产生周期TGT中很小,则产生的磁场会变弱。因此,牵涉到检测准确度的劣化。
应注意,可以考虑通过将具有比透明电极(第一电极)更低的薄层电阻的多个辅助电极(第二电极)电连接至透明电极来减少驱动电极的薄层电阻。然而,即使在这种情况下,由第一电极和多个第二电极形成的驱动电极的薄层电阻仍然高于常规的金属导线的薄层电阻,并且因此难以产生强磁场。
通过本发明人的上述研究,已经理解了在触摸检测中可以通过使用设置在液晶显示装置1中的信号导线(驱动电极)形成线圈。然而,因为由诸如透明电极的透明电极形成的信号导线具有高薄层电阻,所以本发明人遇到了这样的问题,即如果线圈电感被增强至能够产生强磁场,那么一般金属导线中的可忽视的线圈阻抗不能被忽视。
<液晶显示装置的概述>
图6是示出根据第一实施方式的液晶显示装置1的配置的框图。在图6中,液晶显示装置1包括显示面板(液晶面板)2、显示控制设备4、栅极驱动器5以及触摸控制设备6。液晶显示装置1还包括选择控制电路SR-L、SR-R、SRX-D、开关电路DSC、选择驱动电路SDC以及开关调整电路SCX-U、SCX-D。因为随后将详细地描述包括在液晶显示装置1中的这些设备和电路,所以在这里将描述其概述。
显示面板2具有随后参考图10描述的像素阵列LCD,其中多个像素布置成矩阵形式。在像素阵列LCD中,布置多个信号线、多个驱动电极和多个扫描线。在此,信号线被布置在像素阵列LCD的每列中,驱动电极被布置在像素阵列LCD的行中,并且多个扫描线被布置在像素阵列LCD的每行中。就是说,在这个附图中,信号线在竖直方向(列方向)上延伸并且在水平方向(行方向)上平行布置。驱动电极在水平方向上延伸并且在在竖直方向上平行布置。此外,扫描线在水平方向上延伸并且在在竖直方向上平行布置。在这种情况下,像素布置在信号线和扫描线相交的部分中。在显示周期(显示周期)中,像素通过信号线和扫描线选择,信号线的电压和驱动电极的电压(显示驱动信号)在那时被施加至所选择的像素,并且所选择的像素根据信号线和驱动电极之间的电压差产生显示。
显示控制设备4包括控制电路D-CNT和信号线驱动器D-DRV。控制电路D-CNT接收提供至外部端子Tt的定时信号和提供至输入端子Ti的图像信息,根据已提供至输入端子Ti的图像信息形成图像信号Sn,并且将图像信号Sn提供至信号线驱动器D-DRV。信号线驱动器D-DRV将所提供的图像信号Sn以时分模式在显示周期中提供至信号线选择器3。控制电路D-CNT还接收提供至外部端子Tt的定时信号以及来自触摸控制设备6的控制信号SW以便形成各种控制信号。作为由控制电路D形成的控制信号,存在提供至信号线选择器3的选择信号SEL1、SEL2、同步信号TSHD、时钟信号CLK、磁场使能信号SC_EN、显示驱动信号VCOMDC、与触摸检测相关的控制信号X-CNT、Y-CNT、线圈时钟信号CCLK、高阻抗控制信号HZ-CT以及其他信号。在由控制电路D-CNT形成的信号之中,磁场使能信号SC_EN是表示进行触摸检测(磁场触摸检测)的使能信号。同步信号TSHD是确定显示面板2产生显示的周期(显示周期)和进行触摸检测的周期(触摸检测周期)的同步信号,并且显示驱动信号VCOMDC是在显示周期中提供至驱动电极的驱动信号。
在显示周期中,信号线驱动器D-DRV根据选择信号SEL1、SEL2以时分模式将图像信号Sn提供至信号线选择器3。信号线选择器3被连接至布置在显示面板2中的多个信号线,并且在显示周期中将所提供的图像信号根据选择信号SEL1、SEL2提供至合适的信号线。栅极驱动器5在显示周期中根据来自控制电路D-CNT的定时信号形成扫描线信号Vs0至Vsp,并且将扫描线信号Vs0至Vsp提供至显示面板2中的扫描线。在显示周期中,选择连接至高电平扫描线信号被提供至的扫描线的像素,并且在所选择的像素根据在那时提供至信号线的图像信号进行显示时,显示被执行。
尽管没有具体限制,但高阻抗控制信号HZ-CT从控制电路D-CNT提供至信号线驱动器D-DRV和栅极驱动器5。信号线驱动器D-DRV和栅极驱动器5的输出在触摸检测周期中通过高阻抗控制信号HZ-CT被放入高阻抗状态,尽管没有具体限制。
触摸控制设备6包括:磁场检测电路SE-DET,接收感测信号S(0)至S(p);处理电路PRS,通过对来自磁场检测电路SE-DET的检测信号SC-D进行处理提取触摸位置的坐标;以及控制电路T-CNT。控制电路T-CNT接收来自显示控制设备4的同步信号TSHD、时钟信号CLK以及磁场使能信号SC_EN,并且控制触摸控制设备6以便与显示控制设备4同步操作。
就是说,在同步信号TSHD和磁场使能信号SC_EN表示触摸检测时,控制电路T-CNT进行控制使得磁场检测电路SE-DET和处理电路PRS进行操作。控制电路T-CNT还接收来自磁场检测电路SE-DET的检测信号,形成控制信号SW,并且将控制信号SW提供至控制电路D-CNT。处理电路PRS将从外部端子To提取的坐标作为坐标信息输出。
显示面板2具有平行于像素阵列LCD的行的边2-U、2-D以及平行于像素阵列LCD的列的边2-R、2-L。在此,边2-U和边2-D是彼此相对的边,并且像素阵列LCD中的多个驱动电极和多个扫描线被布置为夹在它们中间。另外,边2-R和边2-L是彼此相对的边,并且像素阵列LCD中的多个信号线被布置为夹在它们中间。
开关电路DSC沿着显示面板2的边2-R布置,并且选择驱动电路SDC沿着显示面板2的边2-L布置。开关电路DSC被连接至在显示面板2的边2-R侧上布置在显示面板2中的多个驱动电极,并且选择驱动电路SDC被连接至在显示面板2的边2-L侧上布置在显示面板2中的多个驱动电极。就是说,开关电路DSC和选择驱动电路SDC在显示面板2的外部被连接至布置在显示面板2中的驱动电极。
选择控制电路SR-R沿着显示面板2的边2-R布置,尽管没有具体限制,并且沿着相同的边2-R布置的开关电路DSC根据来自相应的选择控制电路SR-R的指令操作。选择控制电路SR-L沿着显示面板2的边2-L布置,尽管没有具体限制,并且沿着相同的边2-L布置的驱动电路SDC根据来自相应的选择控制电路SR-L的指令操作。
选择控制电路SR-R将多个驱动电极(其中的每个均变为线圈绕组导线)分配至开关电路DSC使得形成多个线圈以便进行触摸检测。开关电路DSC电连接分配的驱动电极,以便形成多个线圈。在显示周期中,选择控制电路SR-R控制开关电路DSC以便将显示驱动信号VCOMDC提供至驱动电极。选择控制电路SR-L为选择驱动电路SDC分配在触摸检测中成为多个线圈的线圈绕组导线的多个驱动电极。选择驱动电路SDC将磁场的驱动信号(磁场驱动信号)提供至多个分配的驱动电极。在显示周期中,选择控制电路SR-L控制选择驱动电路SDC以便将显示驱动信号VCOMDC提供至驱动电极。
就是说,在触摸检测由磁场使能信号SC_EN指示时,选择控制电路SR-R、SR-L从驱动电极TL(0)至TL(p)分配被布置为将触摸将被检测的区域夹在中间的多个驱动电极。开关电路DSC电连接多个分配的驱动电极,并且选择驱动电路SDC将磁场驱动信号提供至多个分配的驱动电极。作为这时的磁场驱动信号,选择驱动电路SDC提供电压周期性地变化的线圈时钟信号CCLK。在此,选择控制电路SR-R、SR-L分配驱动电极使得触摸将被检测的区域布置在多个线圈内部。就是说,选择控制电路SR-R、SR-L从驱动电极TL(0)至TL(p)分配多个驱动电极使得与多个线圈重叠的区域包括触摸将被检测的区域。
因此,在触摸检测周期中,由多个线圈产生的磁场在磁场产生周期TGT中在检测触摸区域中重叠,从而产生强磁场。在显示周期中,显示驱动信号从驱动电极的两端被提供至驱动电极,并且因此,驱动电极的电压可以是稳定的。
开关调整电路SCX-U沿着显示面板2的边2-U布置,并且开关调整电路SCX-U被连接至在边2-U侧上布置在显示面板2中的多个信号线。就是说,开关调整电路SCX-U被连接至显示面板2外部的多个信号线。开关调整电路SCX-D经由沿着显示面板2的边2-D布置的信号线选择器3被连接至布置在显示面板2中的多个信号线。
在触摸检测周期中,在触摸检测由磁场使能信号SC_EN分配时,开关调整电路SCX-U、SCX-D电连接布置在显示面板2中的信号线以形成具有信号线作为绕组导线的多个线圈。在触摸检测周期中,选择控制电路SRX-D从由信号线形成的多个线圈选择由布置为将触摸将被检测的区域夹在中间的信号线形成的线圈。在触摸检测周期中,磁场检测周期TDT中所选择的线圈中的信号变化作为感测信号S(0)至S(p)被输出并且被提供至磁场检测电路SE-DET。
在使用图2A、图2B和图3描述的电磁感应系统中,用于产生磁场的线圈和用于检测磁场的线圈是彼此相同的。然而,在第一实施方式中,用于产生磁场的线圈和用于检测磁场的线圈是彼此不同的。就是说,磁场在磁场产生周期TGT中通过由驱动电极形成的线圈产生,并且磁场在磁场检测周期TDT中通过由信号线形成的线圈检测。并且在这种情况下,电磁感应系统的基本原理与参考图2A、图2B和图3描述的基本原理相同。就是说,在磁场产生周期TGT中,笔内部的线圈L1(图2A、图2B)基于通过由驱动电极形成的线圈产生的磁场产生感应电压以充电电容元件C(图2A、图2B)。在磁场检测周期TDT中,感应电压基于由笔内部的线圈L1产生的磁场在由信号线形成的线圈中产生,并且产生表示信号线中的信号变化或者触摸检测的结果的感测信号(在下文中,还称为检测信号)。
在具有信号线作为绕组导线的线圈由开关调整电路SCX-U、SCX-D形成时,信号线选择器3电连接信号线和开关调整电路SCX-D。
在触摸检测周期中,触摸控制设备6中的磁场检测电路SE-DET由磁场使能信号SC_EN操作。磁场检测电路SE-DET放大感测信号S(0)至S(p)并将感测信号转变成数字信号,并且将数字信号作为检测信号SC-D提供至处理电路PRS。基于所提供的检测信号SC-D,处理电路PRS提取笔触摸的位置的坐标并且将坐标作为位置信息输出至外部端子To。
对于磁场检测周期TDT,已经进行了这样的描述,即线圈由选择控制电路SRX-D选择。然而,选择控制电路SRX-D可以在没有选择线圈的情况下将由信号线形成的每个线圈中的信号变化作为感测信号S(0)至S(p)提供至磁场检测电路SE-DET。在这种情况下,每个感测信号S(0)至S(p)可以通过磁场检测电路SE-DET在时间上同时放大,使得检测操作的速度可以增加。
已经描述了在触摸检测周期中开关电路DSC、选择驱动电路SDC、开关调整电路SCX-U、SCX-D以及选择控制电路SR-R、SR-L、SRX-D的操作的概述。在显示周期中,它们操作如下。
就是说,在显示周期中,开关电路DSC和选择驱动电路SDC将显示驱动信号提供至多个驱动电极。另外,开关调整电路SCX-U、SCX-D电隔离信号线。因此,在显示周期中,来自信号线驱动器D-DRV的图像信号Sn通过信号线选择器3被提供至合适的信号线。因为显示驱动信号被提供至驱动电极,所以扫描线被设置为高电平,并且因此,提供至信号线的图像信号和提供至驱动电极的显示驱动信号之间的电压差被施加至所选择的像素,从而产生根据图像信号的显示。
在第一实施方式中,驱动电极用作产生磁场的线圈绕组导线并且还用作传输显示驱动电极的信号导线。另外,信号线用作检测磁场的线圈绕组导线并且还用作传输图像信号的信号导线。因此,可以在抑制制造成本增加的同时提供具有触摸检测功能的液晶显示装置1。
在第一实施方式中,显示驱动信号或磁场驱动信号通过开关电路DSC、选择驱动电路SDC和选择控制电路SR-R、SR-L被提供至驱动电极。因此,电极驱动电路可以被认为由开关电路DSC、选择驱动电路SDC和选择控制电路SR-R、SR-L构成。
相似地,图像信号或感测信号通过开关调整电路SCX-U、SCX-D和选择控制电路SRX-D传输。因此,信号线驱动电路可以被认为由开关调整电路SCX-U、SCX-D和选择控制电路SRX-D构成。在这种情况下,信号线驱动电路可以被认为被由开关电路和选择控制电路SRX-D构成,其中开关电路包括沿着显示面板2的边2-U布置的第一开关电路SCX-U和沿着显示面板2的边2-D布置的第二开关电路SCX-D。
<液晶显示装置1的模块配置>
图7是示出安装有液晶显示装置1的模块500的总体配置的示意性平面图。尽管示意性地示出,但图7示出了实际的布置。在这个附图中,参考符号501表示在图4和图5A、图5B中示出的TFT玻璃基板的区域,并且参考符号502表示具有在图4和图5A、图5B中示出的TFT玻璃基板和CF玻璃基板的区域。在模块500中,TFT玻璃基板是集成的。就是说,TFT玻璃基板在区域501和区域502之间是共用的,并且CF玻璃基板或其他的进一步形成在区域502中的TFT玻璃基板的上表面上,如图4和图5A、图5B所示。
在图7中,参考符号500-U表示模块500的短边,并且参考符号500-D表示模块500的边,该边是与短边500-U相对的短边。另外,参考符号500-L表示模块500的长边,并且参考符号500-R表示模块500的边,该边是与长边500-L相对的长边。
在图6中示出的栅极驱动器5、选择驱动电路SDC和选择控制电路SR-L在区域502中布置在显示面板2的边2-L和模块500的长边500-L之间的区域中。另外,在图6中示出的开关电路DSC和选择控制电路SR-R布置在显示面板2的边2-R和模块500的长边500-R之间的区域中。在图6中示出的开关调整电路SCX-U布置在显示面板2的边2-U和模块500的短边500-U之间的区域中。
另外,在图6中示出的信号线选择器3、开关调整电路SCX-D、选择控制电路SRX-D和用于驱动的半导体器件DDIC布置在显示面板2的边2-D和模块500的短边500-D之间的区域中。
在第一实施方式中,在图6中示出的信号线驱动器D-DRV和控制电路D-CNT被嵌入一个半导体器件中。在本说明书中,一个半导体器件被示出为用于驱动的半导体器件DDIC。另外,在图6中示出的触摸控制设备6被进一步嵌入一个半导体器件中。在本说明书中,为了区分用于驱动的半导体器件DDIC,触摸控制设备6嵌入其中的半导体器件被称为用于触摸的半导体器件6。自然地,用于驱动的半导体器件DDIC和用于触摸的半导体器件6中的每个均可以由多个半导体器件构成。另外,例如,在用于驱动的半导体器件DDIC中,可以嵌入开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D。
在第一实施方式中,开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D布置在区域501中并且由形成在区域501的TFT玻璃基板中的导线和部件构成。作为部件,提到开关部件,并且开关部件是例如薄膜晶体管(在下文中,称为TFT晶体管)。另外,用于驱动的半导体器件DDIC安装在TFT玻璃基板上以便在平面图中看时覆盖开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D。因此,可以抑制显示面板2的下部框架的大小的增加。
另外,构成开关电路DSC、选择驱动电路SDC、开关调整电路SCX-U和选择控制电路SR-R、SR-L的部件形成在区域502中的TFT玻璃基板上。
在图7中,参考符号FB1和FB2表示柔性线缆。尽管不受具体限制,但用于触摸的半导体器件6安装在柔性线缆FB1上,并且连接器CN安装在柔性线缆FB2上。参考图6描述的感测信号S(0)至S(p)经由连接器CN从选择控制电路SRX-D提供至用于触摸的半导体器件6。此外,经由连接器CN,发送和接收用于触摸的半导体器件6和用于驱动的半导体器件DDIC之间的信号。在图7中,同步信号TSHD被示出为发送和接收的信号的实例。
如上所述,显示面板2包括,像素阵列,多个像素在其中被布置成矩阵形式,并且像素阵列包括沿着阵列的行布置的多个驱动电极TL(0)至TL(p)和扫描线GL(0)至GL(p)以及沿着阵列的列布置的多个信号线SL(0)至SL(p)。图7示出两个驱动电极TL(n)、TL(m)和两个信号线SL(k)、SL(n)作为实例。应注意,扫描线在图7中省去。像素布置在信号线SL(0)至SL(p)和扫描线或驱动电极TL(0)至TL(p)之间的交叉部分中。在图7中示出的显示面板2的四边上明确示出的参考符号R、G和B表示对应于三原色的像素。
图8是示出包括在显示面板2中的驱动电极和信号线之间的关系平面图。显示面板2包括驱动电极TL(0)至TL(p)和信号线SL(0)至SL(p)。在图8中,这些驱动电极和信号线中的一些被示出为驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和信号线SL(n-6)至SL(n+9)。在图8中,应注意,省去了扫描线。
在通过举例说明在图8中示出的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)进行的驱动电极的说明中,每个驱动电极包括第一电极和连接至第一电极的多个第二电极。在此,第一电极是例如透明电极,而第二电极是具有比第一电极的薄层电阻更低的薄层电阻的电极。在图8中,每个驱动电极中包括的多个第二电极中的一个第二电极被示出为辅助电极SM。为了避免附图复杂,在图8中,参考符号SM仅附至包括在驱动电极TL(n-6)、TL(n+9)中的辅助电极。
与构成驱动电极的第一电极(透明电极)相似,辅助电极SM在阵列的行方向上延伸并且电连接至第一电极。因此,可以减少包括第一电极和辅助电极(第二电极)的驱动电极的合成电阻(阻抗)。在本说明书中,第一电极(透明电极)和连接至第一电极的第二电极(辅助电极SM)被结合并被称为驱动电极,除非另有说明。
在图8中,应注意,参考符号U(-6)至U(+9)和D(-6)至D(+9)是表示与如下所述的开关调整电路SCX-U、SCX-D的连接的参考符号。
<显示面板的结构>
图9是示出包括在根据第一实施方式的液晶显示装置1中的显示面板2的配置的截面图。从显示器的视点来看,显示面板2的区域(第一区域)是产生显示的有源区域。另一方面,显示面板2的外部的区域(第二区域)是没有产生显示的区域并且可以被认为是非有源区域或外围区域。在参考图7作为实例的说明中,有源区域是由显示面板的边2-U、2-D、2-R、2-L围绕的区域。
图9示出在图7中示出的显示面板2的A-A’截面。在第一实施方式中,为了产生彩色显示,一个彩色像素通过使用对应于三原色R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的三个像素显示。就是说,一个彩色像素可以被认为由三个子像素形成。在这种情况下,在显示周期中,传输彩色图像信号的信号线由三个信号线形成。为了显示显示面板2的具体结构,图9示出产生彩色显示的实例。
在说明图9之前,将描述用于图9的信号线的参考符号。信号线SL(0)至SL(p)中的每个表示在显示周期中传输彩色图像信号的信号线。每个信号线包括将图像信号传输至三个子像素的三个信号线。在图9中,三个信号线通过将相应的子像素的字母符号附至信号线的参考符号的末尾来彼此区分。在举例说明信号线SL(n)时,信号线SL(n)包括信号线SL(n)R、SL(n)G、SL(n)B。在此,附至参考符号SL(n)的末尾的字母符号“R”表示将图像信号传输至对应于三原色中的红色(R)的子像素的信号线,附至参考符号SL(n)的末尾的字母符号“G”表示将图像信号传输至对应于三原色中的绿色(G)的子像素的信号线,并且附至参考符号SL(n)的末尾的字母符号“B”表示将图像信号传输至对应于三原色中的蓝色(B)的子像素的信号线。在图9中,参考符号600表示TFT玻璃基板。在TFT玻璃基板600上,形成第一配线层(金属导线层)601。扫描线GL(n)由形成在第一配线层601中的导线构成。绝缘层602形成在第一配线层601上,并且第二配线层(金属导线层)603形成在绝缘层602上。信号线SL(n)R、SL(n)G、SL(n)B,信号线SL(n+1)R、SL(n+1)G、SL(n+1)B,以及信号线SL(n+2)R、SL(n+2)G由形成在第二配线层603中的导线构成。在这个附图中,为了示出这些信号线由第二配线层603构成的事实,表示第二配线层的参考符号603在括号[]中被附至信号线的末尾。例如,信号线SL(n)G被表示为SL(n)G[603]。
绝缘层604形成在第二配线层603上,并且第三配线层(金属导线层)605形成在绝缘层604上。驱动电极TL(n)和辅助电极SM由形成在第三配线层605中的导线构成。在此,驱动电极TL(n)是透明电极(第一电极)。辅助电极SM(第二电极)具有比驱动电极TL(n)的电阻值更低的电阻值并且被形成为电连接至驱动电极TL(n)。作为透明电极的驱动电极TL(n)的电阻值是相对高的。然而,通过将辅助电极SM电连接至驱动电极TL(n),可以减少合成电阻。并且在此,附至驱动电极和辅助电极的参考符号的参考符号[605]表示它们由第三配线层605构成。
绝缘层606形成在第三配线层605上,并且像素电极LDP形成在绝缘层606的顶表面上。在图9中,CR、CB和CG中的每个是滤色器。液晶层607夹在滤色器CR(红色)、CG(绿色)、CB(蓝色)和绝缘层606之间。在此,像素电极LDP设置在扫描线和信号线的交叉处,并且对应于每个像素电极LDP的滤色器CR、CG或CB设置在每个像素电极LDP以上。黑矩阵BM设置在滤色器CR、CG、CB之间。
尽管在图9中省去了,但CF玻璃基板形成在滤色器CR、CG、CB上,如图4和图5A、图5B所示。此外,在CF玻璃基板上,布置偏光板,如图5A、图5B所示。
<像素阵列>
下面,将描述显示面板2的电路配置。图10是示出在图7中示出的显示面板2的电路配置的电路图。并且在图10中,信号线以与在图9中的相同的形式示出。在这个附图中,由长短交替的点划线表示的多个SPix中的每个示出一个液晶显示元件(子像素)。子像素SPix在显示面板2上布置成矩阵形式以构成液晶元件阵列(像素阵列)LCD。像素阵列LCD包括布置在每行中并且在行方向上延伸的多个扫描线GL(0)至GL(p)以及布置在每列中并且在列方向上延伸的信号线SL(0)R、SL(0)G、SL(0)B至SL(p)R、SL(p)G、SL(p)B。像素阵列LCD还包括布置在每行中并且在行方向上延伸的驱动电极TL(0)至TL(p)。
图10仅示出与扫描线GL(n-1)至GL(n+1)、信号线SL(n)R、SL(n)G、SL(n)B至SL(n+1)R、SL(n+1)G、SL(n+1)B、以及驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)相关的像素阵列部分。为了便于描述,图10将驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)示出为布置在各个行中。然而,一个驱动电极可以布置在多个行中。
布置在像素阵列LCD的行和列的交叉处的每个子像素SPix包括形成在TFT玻璃基板600上的TFT晶体管Tr以及液晶元件LC,该液晶元件LC的一个端子被连接至TFT晶体管Tr的源极。在像素阵列LCD中,布置在相同的行中的多个子像素SPix的TFT晶体管Tr的栅极被连接至布置在相同的行中的扫描线,并且布置在相同的列中的多个子像素SPix的TFT晶体管Tr的漏极被连接至布置在相同的列中的信号线。换言之,多个子像素SPix布置成矩阵形式,扫描线布置在每行中,并且布置在相应的行中的多个子像素SPix被连接至该扫描线。另外,信号线布置在每列中,并且布置在相应的列中的像素SPix被连接至该信号线。布置在相同的行中的多个子像素SPix的液晶元件LC的另一端被连接至布置在行中的驱动电极。
在图10中示出的实例的描述中,在这个附图中,布置在顶行中的多个子像素SPix中的每个的TFT晶体管Tr的栅极被连接至布置在顶行中的扫描线GL(n-1)。在这个附图中,布置在最左列中的多个子像素SPix中的每个的TFT晶体管Tr的漏极被连接至布置在最左列中的信号线SL(n)R。此外,在图10中,布置在顶行中的多个子像素SPix中的每个的液晶元件LC的另一端被连接至布置在顶行中的驱动电极TL(n-1)。
如上所述,一个子像素SPix对应于三原色中的一个。因此,R、G和B的三原色由三个子像素SPix形成。在图10中,一个彩色像素Pix由连续布置在相同的行中的三个子像素SPix形成,并且颜色由像素Pix表现。就是说,在图10中,被表示为参考符号700R的子像素SPix变为R(红色)的子像素SPix(R),被表示为参考符号700G的子像素SPix变为G(绿色)的子像素SPix(G),并且被表示为参考符号700B的子像素SPix变为B(蓝色)的子像素SPix(B)。因此,由参考符号700R表示的子像素SPix(R)设置有红色滤色器CR作为滤色器,由700G表示的子像素SPix(G)设置有绿色滤色器CG作为滤色器,并且由700B表示的子像素SPix(B)设置有蓝色滤色器CB作为滤色器。
与表示一个像素的信号的R相对应的图像信号从信号线选择器3提供至信号线SL(n)R,与G相对应的图像信号从信号线选择器3提供至信号线SL(n)G,并且与B相对应的图像信号从信号线选择器3提供至信号线SL(n)B。
尽管没有具体限制,但每个子像素SPix中的TFT晶体管Tr是N沟道TFT晶体管。例如其电平按扫描线的顺序被依次设置为高电平的脉冲状态扫描线信号从栅极驱动器5提供至扫描线GL(0)至GL(p)(图6和图7)。就是说,在像素阵列LCD中,扫描线的电压从布置在顶行中的扫描线GL(0)向着布置在底行中的扫描线GL(p)被依次设置为高电平。因此,在像素阵列LCD中,子像素SPix中的TFT晶体管Tr从布置在顶行中的子像素SPix向着布置在底行中的子像素SPix依次导通。
通过TFT晶体管Tr导通的状态,在那时提供至信号线的图像信号经由导通状态TFT晶体管提供至液晶元件LC。液晶元件LC的电场根据提供至驱动电极TL(0)至TL(p)的显示驱动信号的电压和提供的图像信号的电压之间的差分电压改变,使得穿过其液晶元件LC的光的调制改变。因此,根据与提供至扫描线GL(0)至GL(p)的扫描线信号同步地提供至信号线SL(0)R、SL(0)G、SL(n)B至SL(p)R、SL(p)G、SL(p)B的图像信号的彩色图像显示在显示面板2中。
多个子像素SPix中的每个可以被认为具有选择端子和一对端子。在这种情况下,构成子像素SPix的TFT晶体管Tr的栅极是子像素SPix的选择端子,TFT晶体管Tr的漏极是一对端子中的一个端子,并且液晶元件LC的另一端是子像素SPix的另一个端子。
在此,以下将描述在图6和图7中示出的显示面板2的布置和在图10中示出的电路图之间的对应。
像素阵列LCD具有与其阵列的行基本平行的一对边,以及与其阵列的列基本平行的一对边。与像素阵列LCD的行平行的一对边是与在图6和图7中示出的显示面板2的短边2-U、2-D相对应的第一边和第二边,并且与像素阵列LCD的列平行的一对边是与显示面板2的长边2-L和2-R相对应的第三边和第四边。
在像素阵列LCD中,如图7所示,信号线选择器3、开关调整电路SCX-D、选择控制电路SRX-D和用于驱动的半导体器件DDIC沿着平行于行的一对边中的第二边布置,即,显示面板2的一个短边2-D。在像素阵列LCD中,在第二边(液晶面板2的短边2-D)中,来自用于驱动的半导体器件DDIC的图像信号经由信号线选择器3被提供至信号线SL(0)R、SL(0)G、SL(0)B至SL(p)R、SL(p)G、SL(p)B。
另外,如图7所示,开关调整电路SCX-U沿着像素阵列LCD的第一边布置,即,显示面板2的另一边(短边2-U)。
在像素阵列LCD中,栅极驱动器5、选择控制电路SR-L和选择驱动电路SDC沿着平行于列的一对边(第三边和第四边)的第三边,即,显示面板2的长边2-L布置。在像素阵列LCD中,来自栅极驱动器5的扫描线信号被提供至第三边上的扫描线GL(0)至GL(p)。在图7中,栅极驱动器5是沿着显示面板2的长边2-L布置。然而,栅极驱动器5可以被分成两个单元并且沿着长边2-L(像素阵列LCD的第三边)和长边2-R(像素阵列LCD的第四边)布置。并且在像素阵列LCD中,在显示周期中,显示驱动信号从选择驱动电路SDC提供至第三边上的驱动电极,并且在触摸检测周期中,磁场驱动信号在磁场产生周期TGT中从选择驱动电路SDC提供至第三边上的多个分配的驱动电极。
如图7所示,开关电路DSC和选择控制电路SR-R沿着像素阵列LCD的第四边,即,显示面板2的长边2-R布置。在显示周期中,来自开关电路DSC的显示驱动信号被提供至第四边上的共用电极。在触摸检测周期中,多个驱动电极在第四边上电连接。
已经具体描述了在显示面板2中产生彩色显示时形成的像素阵列LCD,并且像素阵列LCD可以被认为由多个彩色像素Pix(像素)构成,每个彩色像素由三个子像素SPix构成。在如以上所述的考虑时,多个像素Pix布置成矩阵形式以构成像素阵列LCD。相应的扫描线GL(0)至GL(p)和相应的驱动电极TL(0)至TL(p)被布置在由像素Pix构成的像素阵列LCD的各个行中,并且信号线SL(0)至SL(p)布置在其各个列中。
在这种情况下,三个子像素SPix被认为是一个像素Pix,并且像素Pix被认为具有与子像素SPix的配置相似的配置。在像素阵列LCD中布置成矩阵形式的像素Pix的各个选择端子被连接至布置在与像素Pix相同的行中的扫描线GL(0)至GL(p),像素Pix的一个相应的端子被连接至布置在相同的列中的信号线SL(0)至SL(p),并且像素Pix的另一个相应的端子被连接至布置在相同的列中的驱动电极TL(0)至TL(p)。自然地,一个驱动电极可以与像素阵列LCD的多个行相对应。在这种情况下,布置在多个行中的像素Pix的另一个端子被连接至共用驱动电极。
并且在像素阵列LCD被认为由如上所述的多个像素Pix构成时,在图6和图7中示出的显示面板2的布置和在图10中示出的电路图之间的对应与以上所描述的相同。
已经描述了构成一个彩色像素Pix的子像素SPix的数量是三的情况。然而,本实施方式不限于这样的实例。例如,一个彩色像素,除上述R、G、B的子像素之外,可以由白色(W)和黄色(Y)中的任意一种颜色或多种颜色以及R、G、B的补色(青色(C)、品红(M)和黄色(Y))的子像素形成。
<电极驱动电路>
下面,将使用图11至图15描述根据第一实施方式的液晶显示装置1中的电极驱动电路(选择控制电路SR-R、SR-L、开关电路DSC、以及选择驱动电路SDC)。
<<电极驱动电路的操作概述>>
为了便于了解电极驱动电路,首先将描述操作概述。在第一实施方式中,在磁场产生周期TGT中从多个驱动电极TL(0)至TL(p)分配四个驱动电极。四个分配的驱动电极中的每两个变为一束(对),从而形成两束。在每束中,一个驱动电极的端部和另一个驱动电极的端部相互电连接。驱动电极平行于彼此布置。因此,通过电连接其端部,形成由驱动电极作为每束中的导线绕组而形成的线圈。一个线圈由一束形成,并且因此,两个线圈由四个驱动电极形成。
在分配四个驱动电极时,驱动电极被分配为使得线圈的内侧在两个形成的线圈之间彼此重叠。换言之,如果两束被表示为第一束和第二束,则驱动电极被分配为使得夹在构成第一束的两个驱动电极之间的区域(驱动电极)和夹在构成第二束的两个驱动电极之间的区域(驱动电极)重叠。
彼此同步的线圈时钟信号作为磁场驱动信号基本同时被提供至两个形成的线圈。因此,在重叠的区域(对应于驱动电极的区域)中,由第一束的驱动电极形成的线圈产生的磁场和由第二束的驱动电极形成的线圈产生的磁场是重叠的。由第一束和第二束形成的每个线圈是单绕组线圈。因此,虽然驱动电极的薄层电阻是相对高的,但形成的线圈的长度是相对短的,并且因此,可以防止线圈的阻抗的增加,并且因此,可以防止与线圈时钟信号同步流过线圈的驱动电流减少。因此,在抑制每个线圈产生的磁场减弱的同时,重叠的区域中的磁场可以通过叠加磁场变得更强。
并且在第一实施方式中,对应于接近彼此的两个驱动电极的区域被设置为线圈彼此重叠的区域。在预定磁场产生周期TGT中,两个线圈由布置为将接近彼此的两个驱动电极的区域夹在中间的四个驱动电极形成,并且磁场在接近彼此的两个驱动电极的区域内产生。在下一个磁场产生周期TGT中,接近彼此的两个驱动电极被分配为构成两束的驱动电极。在下一个磁场产生周期TGT中,两个线圈由包括分配的驱动电极的两束形成以产生磁场。因此,对应于重叠的区域的驱动电极被用作线圈绕组导线以便在下一个磁场产生周期TGT中产生磁场。通过将对应于重叠的区域的驱动电极如上所述依次分配为用作下一个磁场产生周期TGT中的线圈绕组导线,可以确定显示面板2是否被触摸或者可以扫描显示面板2的触摸位置。
通过进行这样的扫描,检测触摸的区域(重叠的区域)和在这个扫描中线圈转换的区域可以在大小上彼此相同,使得可以防止在这个扫描中产生没有磁场的区域,从而可以防止产生触摸检测的准确度退化的区域。在第一实施方式的描述中,扫描中的重叠区域与两个驱动电极相对应,并且线圈以两束为单位转换(移动)。
<<电极驱动电路的配置>>
图11是示出根据第一实施方式的液晶显示装置1的配置的框图。这个附图示出驱动电极TL(0)至TL(p)的配置以及与这些驱动电极中的驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)相对应的电极驱动电路(选择控制电路SR-R、SR-L、开关电路DSC、以及选择驱动电路SDC)的部分。如上所述,应注意,每个驱动电极包括第一电极(透明电极)和第二电极(辅助电极)。为了在这个图11中明确显示,具有辅助电极SM的参考符号的实线在驱动电极TL(0)、TL(p)中代表性地示出。
<<选择控制电路SR-R和开关电路DSC>>
尽管没有具体限制,但第一实施方式中的选择控制电路SR-R包括移位寄存器。移位寄存器的触摸检测的操作由磁场使能信号SC_EN指示,并且根据控制信号Y-CNT变为例如高电平的状态与时钟信号CLK的变化同步进行移位操作。选择控制电路SR-R包括与移位寄存器的每个步骤相对应的多个单元选择电路。在分配触摸检测的操作时,与逻辑值“1”相对应的高电平选择信号与时钟信号CLK的变化同步地依次从多个单元选择电路输出。在第一实施方式中,多个单元选择电路中的每个与产生强磁场的区域一对一对应。在第一实施方式中,产生强磁场的每个区域与接近彼此布置的两个驱动电极相对应。因此,选择控制电路SR-R包括多个单元选择电路,每个单元选择电路均与两个驱动电极一对一对应。
在图11中,驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+1)与产生强磁场的一个区域相对应。相似地,驱动电极TL(n+2)和驱动电极TL(n+3)与产生强磁场的一个区域相对应,驱动电极TL(n+4)和驱动电极TL(n+5)与产生强磁场的一个区域相对应,驱动电极TL(n+6)和TL(n+7)与产生强磁场的一个区域相对应,并且驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n-1)与产生强磁场的一个区域相对应。
图11示出,在构成选择控制电路SR-R的多个单元选择电路之中,与产生强磁场的区域相对应的单元选择电路USR(n-2)至USR(n+6)。就是说,单元选择电路USR(n)与对应于驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+1)的区域相对应。相似地,单元选择电路USR(n+2)与对应于驱动电极TL(n+2)和驱动电极TL(n+3)的区域相对应,并且单元选择电路USR(n+4)与对应于驱动电极TL(n+4)和驱动电极TL(n+5)的区域相对应。另外,单元选择电路USR(n+6)与对应于驱动电极TL(n+6)和驱动电极TL(n+7)的区域相对应,并且单元选择电路USR(n-2)与对应于驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n-1)的区域相对应。
在触摸检测周期中,单元选择电路USR(n-2)、USR(n)、USR(n+2)、USR(n+4)、USR(n+6)分别与时钟信号CLK同步地输出选择信号Ty(n-2)R、Ty(n)R、Ty(n+2)R、Ty(n+4)R、Ty(n+6)R。来自单元选择电路USR(n-2)至USR(n+6)的选择信号Ty(n-2)R至Ty(n+6)被提供至开关电路DSC。
开关电路DSC包括信号导线LL1、LL2、电压导线VL1、以及第一开关a00至a09。在此,在触摸检测周期中,信号导线LL1、LL2被用作电连接驱动电极的信号导线。在显示周期中,显示驱动信号VCOMDC被提供至电压导线VL1。显示驱动信号VCOMDC的值是例如接地电压Vss。
第一开关a00至a09中的每个包括共用端子“c”、第一端子“p1”、第二端子“p2”、以及第三端子,并且共用端子c根据来自单元选择电路USR(n-2)至USR(n+6)的选择信号Ty(n-2)R至Ty(n+6)被连接至第一端子p1、第二端子p2和第三端子中的任意一个。第一开关a00至a09中的每个的第三端子未被连接至信号导线,并且处于浮置状态。因此,在图11中,省去第一开关a00至a09中的每个的第三端子。
第一开关a00至a09中的每个的第一端子p1被连接至电压导线VL1。第一开关a00、a02、a04、a06、a08中的第二端子p2被连接至信号导线LL1,并且第一开关a01、a03、a05、a07、a09中的第二端子p2被连接至信号导线LL2。
第一开关a00的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n-2)的一端,第一开关a01的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n-1)的一端,第一开关a02的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n)的一端,第一开关a03的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+1)的一端,并且第一开关a04的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+2)的一端。相似地,第一开关a05的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+3)的一端,第一开关a06的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+4)的一端,第一开关a07的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+5)的一端,第一开关a08的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+6)的一端,并且第一开关a09的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n+7)的一端。
第一开关a00和第一开关a01作为一对被控制。就是说,第一开关a01、a02由来自单元选择电路USR(n)的选择信号Ty(n)R和来自单元选择电路USR(n-4)(未示出)的选择信号Ty(n-4)R控制。第一开关a02、a03被设置为一对并且由来自单元选择电路USR(n-2)的选择信号Ty(n-2)R和来自单元选择电路USR(n+2)的选择信号Ty(n+2)R控制,并且第一开关a04、a05被设置为一对并且由来自单元选择电路USR(n)的选择信号Ty(n)R和来自单元选择电路USR(n+4)的选择信号Ty(n+4)R控制。相似地,第一开关a06、a07被设置为一对并且由来自单元选择电路USR(n+2)的选择信号Ty(n+2)R和来自单元选择电路USR(n+6)的选择信号Ty(n+6)R控制,并且第一开关a08、a09被设置为一对并且由来自单元选择电路USR(n+4)的选择信号Ty(n+4)R和来自单元选择电路USR(n+8)的选择信号Ty(n+8)R控制。
如果磁场驱动信号在磁场产生周期TGT中被提供至线圈,则在线圈内部产生强磁场。因此,由与两个驱动电极相对应的单元选择电路形成的选择信号被用作电连接被布置为将两个驱动电极夹在它们之间的驱动电极的选择信号。在举例说明与驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+1)相对应的单元选择电路USR(n)的描述中,在磁场产生周期TGT中,由单元选择电路USR(n)形成的选择信号Ty(n)R被用作电连接被布置为将驱动电极TL(n)、TL(n+1)夹在它们之间的驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)和驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)的选择信号使得在相应的驱动电极TL(n)、TL(n+1)的区域中产生强磁场。
在第一实施方式中,如在以上概述中描述的,在磁场产生周期TGT中分配四个驱动电极,一束由分配的驱动电极中的每两个驱动电极形成以使用两束作为单位产生磁场。在驱动电极TL(n)、TL(n+1)的区域中产生强磁场时,由单元选择电路USR(n)形成的选择信号Ty(n)R分配驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+2)、TL(n+3)。选择信号Ty(n)R控制第一开关a00、a01、a04、a05使得一束(第一束)由驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)形成并且一束(第二束)由驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)形成。就是说,根据选择信号Ty(n)R,第一开关a00、a01、a04、a05中的每个的共用端子c被控制为连接至第二端子p2。
因此,驱动电极TL(n-2)经由第一开关a00被连接至信号导线LL1并且驱动电极TL(n+2)经由第一开关a04被连接至信号导线LL1。因此,驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)电连接至彼此,并且形成具有这些驱动电极作为绕组导线的线圈CY(n)。相似地,驱动电极TL(n-1)经由第一开关a01被连接至信号导线LL2并且驱动电极TL(n+3)经由第一开关a05被连接至信号导线LL2。因此,驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)电连接至彼此,并且形成具有这些驱动电极作为绕组导线的线圈CY(n+1)。
在这种情况下,磁场的区域,即,由线圈CY(n)产生的线圈的区域是夹在驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n+2)之间的区域并且是与驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)相对应的区域。另一方面,磁场的区域,即,由线圈CY(n+1)产生的线圈的区域是夹在驱动电极TL(n-1)和驱动电极TL(n+3)之间的区域并且是与驱动电极TL(n)至TL(n+2)相对应的区域。因此,线圈CY(n)的区域和CY(n+1)的区域在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中彼此重叠。
在驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)的区域中产生强磁场时,四个驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+4)、TL(n+5)由与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的单元选择电路USC(n+2)形成的选择信号Ty(n+2)R分配,并且第一开关a02、a03、a06、a07中的每个的共用端子c被连接至第二端子p2。因此,驱动电极TL(n)、TL(n+4)被电连接以形成线圈CY(n+2),并且驱动电极TL(n+1)、TL(n+5)被电连接以形成线圈CY(n+3)。在这种情况下,线圈CY(n+2)的区域和线圈CY(n+3)的区域彼此重叠的区域是与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域。
相似地,在驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)的区域中产生强磁场时,四个驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+6)、TL(n+7)由与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的单元选择电路USC(n+4)形成的选择信号Ty(n+4)R分配,并且第一开关a04、a05、a08、a09中的每个的共用端子c被连接至第二端子p2。因此,驱动电极TL(n+2)、TL(n+6)被电连接以形成线圈CY(n+4),并且驱动电极TL(n+3)、TL(n+7)被电连接以形成线圈CY(n+5)。在这种情况下,线圈CY(n+4)的区域和线圈CY(n+5)的区域彼此重叠的区域是与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的区域。
其他驱动电极被相似地处理。就是说,两个线圈由通过由单元选择电路形成的选择信号分配的驱动电极形成。在这种情况下,两个形成的线圈具有线圈彼此重叠的区域。在第一实施方式中,单元选择电路可以被认为分配两个形成的线圈彼此重叠的区域。
在图11中,为了避免使附图复杂,选择信号Ty(n-2)R、Ty(n)R、Ty(n+2)R、Ty(n+4)R、Ty(n+6)R中的每个被示出为一个信号。然而,每个选择信号由多个选择信号形成。在将选择信号Ty(n)R作为实例的描述中,选择信号Ty(n)R包括选择是否将第一开关a00、a01、a04、a05的共用端子c连接至第一端子p1的显示选择信号Ty(n)R-1和选择是否将第一开关a00、a01、a04、a05的共用端子c连接至第二端子p2或第三端子的触摸选择信号Ty(n)R-2。
相似地,其他选择信号Ty(n-2)R、Ty(n+2)R、Ty(n+4)R、Ty(n+6)R中的每个包括显示选择信号(-1的参考符号被附至选择信号的参考符号)和触摸选择信号(-2的参考符号被附至选择信号的参考符号)。在将选择信号Ty(n+2)R作为实例的另外的描述中,选择信号Ty(n+2)R包括选择是否将第一开关a02、a03、a06、a07的共用端子c连接至第一端子p1的显示选择信号Ty(n+2)R-1和选择是否将第一开关a02、a03、a06、a07的共用端子c连接至第二端子p2或第三端子的触摸选择信号Ty(n+2)R-2。
在触摸检测中,用于驱动的半导体器件DDIC中的控制电路D-CNT将磁场使能信号SC_EN设置为例如高电平,并且将控制信号Y-CNT设置为例如高电平。时钟信号CLK周期性地变化,使得从选择控制电路SR-R输出的触摸选择信号例如依次被设置为高电平。
在使用图11作为实例的描述中,从单元选择电路USR(n-2)输出的触摸选择信号Ty(n-2)R-2首先变为高电平。这时,其他触摸选择信号Ty(n)R-2、Ty(n+2)R-2、Ty(n+4)R-2、Ty(n+6)R-2在低电平下。在时钟信号CLK改变时,从单元选择电路USR(n)输出的触摸选择信号Ty(n)R-2变为高电平,并且其他触摸选择信号Ty(n-2)R-2、Ty(n+2)R-2、Ty(n+4)R-2、Ty(n+6)R-2在低电平下。在下文中,对于时钟信号CLK的每次改变,触摸选择信号Ty(n+2)R-2、Ty(n+4)R-2、Ty(n+6)R-2以这种顺序依次变为高电平,并且除变为高电平的触摸选择信号之外的触摸选择信号变为低电平。
根据磁场使能信号SC_EN变为低电平的状态,单元选择电路USR(n-2)、USR(n)、USR(n+2)、USR(n+4)、USR(n+6)将触摸选择信号Ty(n-2)R-2、Ty(n)R-2、Ty(n+2)R-2、Ty(n+4)R-2、Ty(n+6)R-2设置为低电平,并且将显示选择信号Ty(n-2)R-1、Ty(n)R-1、Ty(n+2)R-1、Ty(n+4)R-1、Ty(n+6)R-1中的每个从低电平变为高电平。
在第一开关a00至a09中的每个中,共用端子c通过被设置为高电平的提供的触摸选择信号被连接至第二端子p2,并且共用端子c通过被设置为低电平的触摸选择信号被连接至第三端子。并且在第一开关a00至a09中的每个中,共用端子c在提供的显示选择信号在高电平下时被连接至第一端子p1,并且共用端子c和第一端子p1在显示选择信号在低电平下时被设置为非导通的。
磁场使能信号SC_EN在触摸检测中被设置为低电平,并且触摸选择信号Ty(n)R-2至Ty(n+6)R-2以这个顺序被依次设置为高电平。因此,如上所述,形成线圈CY(n)、CY(n+1),然后形成线圈CY(n+2)、CY(n+3)。在形成线圈CY(n+2)、CY(n+3)之后,形成线圈CY(n+4)、CY(n+5)。就是说,以每两个为单位依次形成线圈。
图15是示意性地示出在磁场产生周期TGT中形成的线圈CY(n)至CY(n+6)的平面图。图15示出所有线圈CY(n)至CY(n+6),并且随着时间流逝按照线圈CY(n)和CY(n+1)、线圈CY(n+2)和CY(n+3)、以及线圈CY(n+4)和CY(n+5)的次序以每两个为单位依次形成线圈。为了容易地查看附图,单独示出连接驱动电极的导线。然而,在图11中示出的信号导线LL1、LL2被用作连接驱动电极的导线。为了容易地查看附图,驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)和连接这些驱动电极的导线以及驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)由虚线示出。
在图15中,PTL(n-2)至PTL(n+7)分别表示驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)的另一端。
并且在图15中,CX(n)至CX(n+5)表示在通过使用信号线SL(n-2)至SL(n+7),代替驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)形成线圈时所获得的线圈,并且通过使用信号线代替驱动电极,线圈可以随着时间流逝按照线圈CX(n)、CX(n+1)、线圈CX(n+2)、CX(n+3)、以及线圈CX(n+4)、CX(n+5)的次序以每两个为单位依次形成。在图15中,应注意,PSL(n-2)至PSL(n+7)分别表示信号线SL(n-2)至SL(n+7)的端部。
虽然已经描述了触摸检测的情况,但磁场使能信号SC_EN在显示周期中被设置为低电平,并且因此,显示选择信号被设置为高电平,并且在第一开关a00至a09的每个中,共用端子c被连接至第一端子p1。显示驱动信号VCOMDC在显示周期中被提供至电压导线VL1,并且因此,显示驱动信号VCOMDC经由第一开关a00至a09被提供至驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)中的每个的一端。
例如,在第一开关a02中,共用端子c和第二端子p2或第三端子之间的连接由触摸选择信号Ty(n)R-2和触摸选择信号Ty(n+2)R-2这两者控制。然而,仅需要连接共用端子c和第二端子p2以便把优先级放在高水平上。这同样适用于其他第一开关。
<<选择控制电路SR-L和选择驱动电路SDC>>
下面,将参考图11描述选择控制电路SR-L和选择驱动电路SDC。选择控制电路SR-L的配置与选择控制电路SR-R的配置相似。就是说,选择控制电路SR-L包括移位寄存器以便将磁场使能信号SC_EN设置为高电平,将控制信号Y-CNT设置为高电平,并且将时钟信号CLK设置为变化的,使得输出依次被设置为高电平的选择信号。另外,选择控制电路SR-L具有与移位寄存器的每个步骤相对应的多个单元选择电路。图11示出多个单元选择电路之中的单元选择电路USL(n-2)、USL(n)、USL(n+2)、USL(n+4)、USL(n+6)。
与构成选择控制电路SR-R的单元选择电路相似,在磁场产生周期TGT中,构成选择控制电路SR-L的多个单元选择电路中的每个与产生强磁场的区域一对一对应。在将图11中示出的单元选择电路作为实例的描述中,单元选择电路USL(n-2)与驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)的区域相对应,单元选择电路USL(n)与驱动电极TL(n)、TL(n+1)的区域相对应,并且单元选择电路USL(n+2)与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)的区域相对应。相似地,单元选择电路USL(n+4)与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)的区域相对应并且单元选择电路USL(n+6)与驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)的区域相对应。在磁场产生周期TGT中在相应的区域中产生磁场时,单元选择电路USL(n-2)、USL(n)、USL(n+2)、USL(n+4)、USL(n+6)分别形成并输出选择信号Ty(n-2)L、Ty(n)L、TY(n+2)L、Ty(n+4)L、Ty(n+6)L。
选择驱动电路SDC包括信号导线LL3、电压导线VL1、VL2以及第二开关b00至b09。线圈时钟信号CCLK在触摸检测中从控制电路D-CNT(图6)提供至信号导线LL3。线圈时钟信号CCLK是以预定周期变化的时钟信号。显示驱动信号VCOMDC在显示周期中被提供至电压导线VL1。诸如接地电压Vss的预定电压在触摸检测中被提供至电压导线VL2。
第二开关b00至b09中的每个包括共用端子c、第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子,并且共用端子c根据所提供的选择信号被连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3、或第四端子。第二开关b00至b09中的每个的第四端子与第一开关的第三端子相似未被连接至信号导线,并且处于浮置状态。因此,省去了第二开关b00至b09中的第四端子。第二开关b00至b09中的每个的第一端子p1被连接至电压导线VL1,第二端子p2被连接至信号导线LL3,并且第三端子p3被连接至电压导线VL2。
第二开关b00的共用端子c被连接至相应的驱动电极TL(n-2)的另一端PTL(n-2),第二开关b01的共用端子c被连接至驱动电极TL(n-1)的另一端PTL(n-1),第二开关b02的共用端子c被连接至驱动电极TL(n)的另一端PTL(n),并且第二开关b03的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+1)的另一端PTL(n+1)。另外,第二开关b04的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+2)的另一端PTL(n+2),第二开关b05的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+3)的另一端PTL(n+3),第二开关b06的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+4)的另一端PTL(n+4),并且第二开关b07的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+5)的另一端PTL(n+5)。相似地,第二开关b08的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+6)的另一端PTL(n+6),并且第二开关b09的共用端子c被连接至驱动电极TL(n+7)的另一端PTL(n+7)。
通过来自单元选择电路USL(n)的选择信号Ty(n)L和来自单元选择电路USL(n-4)(未示出)的选择信号Ty(n-4)L,确定第二开关b00、b01中的每个中的共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的哪个端子。另外,通过来自单元选择电路USL(n-2)的选择信号Ty(n-2)L和来自单元选择电路USL(n+2)的选择信号Ty(n+2)L,确定第二开关b02、b03中的每个中的共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的哪个端子。通过来自单元选择电路USL(n)的选择信号Ty(n)L和来自单元选择电路USL(n+4)的选择信号Ty(n+4)L,确定第二开关b04、b05中的每个中的共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的哪个端子。
通过来自单元选择电路USL(n+2)的选择信号Ty(n+2)L和来自单元选择电路USL(n+6)的选择信号Ty(n+6)L,确定第二开关b06、b07中的每个中的共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的哪个端子。相似地,通过来自单元选择电路USL(n+4)的选择信号Ty(n+4)L和来自单元选择电路USL(n+8)的选择信号Ty(n+8)L,确定第二开关b08、b09中的每个中的共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的哪个端子。
在触摸检测中,选择控制电路SR-L形成分配被布置为将产生强磁场的区域夹在中间的四个驱动电极的选择信号。在将图11作为实例的描述中,在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中产生强磁场时,与该区域相对应的单元选择电路USL(n)形成选择信号Ty(n)L。通过形成的选择信号Ty(n)L,第二开关b00、b01中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b04、b05中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,线圈时钟信号CCLK经由第二开关b00作为磁场驱动信号被提供至驱动电极TL(n-2)的端部PTL(n-2),并且线圈时钟信号CCLK还经由第二开关b01作为磁场驱动信号被提供至驱动电极TL(n-2)的端部PTL(n-2)。这时,接地电压Vss经由第二开关b04被提供至驱动电极TL(n+2)的端部PTL(n+2),并且接地电压Vss还经由第二开关b05被提供至驱动电极TL(n+3)的端部PTL(n+3)。相同的线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至驱动电极TL(n-2)、TL(n-1),并且因此提供至驱动电极TL(n-2)的磁场驱动信号和提供至驱动电极TL(n-1)的磁场驱动信号是具有彼此基本相同的相位的时钟信号。另外,第二开关b00、b01由相同的选择信号控制,并且第二开关b04、b05由相同的选择信号控制。因此,具有彼此相同的相位的磁场驱动信号在基本相同的定时被提供至驱动电极TL(n-2)的端部PTL(n-2)和驱动电极TL(n-1)的端部PTL(n-1)。另外,接地电压Vss在基本相同的定时被提供至驱动电极TL(n+2)的端部PTL(n+2)和驱动电极TL(n+3)的端部PTL(n+3)。
因为线圈CY(n)由驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n+2)形成,所以驱动电极TL(n-2)的端部PTL(n-2)和驱动电极TL(n+2)的端部PTL(n+2)被认为是线圈CY(n)的端部或端子。相似地,端部PTL(n-1)和端部PTL(n+3)可以被认为是线圈CY(n+1)的端部或端子。在下文中,端部PTL(n-2)至PTL(n+7)可以被称为线圈的端部或端子。
接地电压Vss被提供至线圈CY(n)的端部PTL(n+2),并且周期性地变化的磁场驱动信号被提供至线圈CY(n)的端部PTL(n-2),并且因此线圈CY(n)根据磁场驱动信号产生磁场变化。在这种情况下,磁场在线圈CY(n)的内部区域中强,即,在驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)的区域。相似地,线圈CY(n+1)也根据磁场驱动信号产生磁场变化。在这种情况下,磁场在线圈CY(n+1)的内部区域中强,即,在驱动电极TL(n)至TL(n+2)的区域。
提供至线圈CY(n)和线圈CY(n+1)的磁场驱动信号在基本相同的定时并且具有彼此相同的相位,并且因此,由线圈CY(n)产生的磁场的改变和由线圈CY(n+1)产生的磁场的改变彼此相同。因此,磁场重叠以便在线圈CY(n)和线圈CY(n+1)重叠的区域中形成强磁场,即,与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域。
在上文中,已经描述了在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中产生磁场的情况。然而,在其他区域中产生磁场的情况与该处相似。
就是说,在与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域中产生磁场时,通过来自单元选择电路USL(n+2)的选择信号Ty(n+2)L,第二开关b02、b03中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b06、b07中的共用端子c被连接至第三终端p3。因此,线圈时钟信号CCLK在基本相同的定时作为具有相同的相位的磁场驱动信号被提供至驱动电极TL(n)、TL(n+1)的端部PTL(n)、PTL(n+1),并且接地电压Vss被提供至驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)的端部PTL(n+4)、PTL(n+5)。因此,线圈CY(n+1)和线圈CY(n+2)产生根据所提供的磁场驱动信号变化为彼此相同的磁场。线圈CY(n+2)和线圈CY(n+3)重叠的区域是与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域,并且因此由线圈CY(n+2)和线圈CY(n+3)产生的磁场在这个区域中重叠以产生强磁场。
相似地,在与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的区域中产生磁场时,通过来自单元选择电路USL(n+4)的选择信号Ty(n+4)L,第二开关b04、b05中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b08、b09中的共用端子c被连接至第三终端p3。因此,线圈时钟信号CCLK在基本相同的定时作为具有相同的相位的磁场驱动信号被提供至驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)的端部PTL(n+2)、PTL(n+3),并且接地电压Vss被提供至驱动电极TL(n+6)、TL(n+7)的端部PTL(n+6)、PTL(n+7)。因此,线圈CY(n+4)和线圈CY(n+5)产生根据所提供的磁场驱动信号变化为彼此相同的磁场。线圈CY(n+4)和线圈CY(n+5)重叠的区域是与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的区域,并且因此由线圈CY(n+4)和线圈CY(n+5)产生的磁场在这个区域中重叠以产生强磁场。
为了避免使附图复杂,图11将选择信号Ty(n-2)L至Ty(n+6)L示出为一个信号。然而,每个选择信号包括多个选择信号。
在将选择信号Ty(n)L作为实例的描述中,选择信号Ty(n)L包括:选择是否将第二开关b00、b01、b04、b05的共用端子c连接至第一端子p1的显示选择信号Ty(n)L-1;选择是否将第二开关b00、b01的共用端子c连接至第二端子p2或第四端子的第一触摸选择信号Ty(n)L-2;以及选择是否将第二开关b04、b05的共用端子c连接至第三端子p3或第四端子的第二触摸选择信号Ty(n)L-3。
相似地,其他选择信号Ty(n-2)L、Ty(n+2)L、Ty(n+4)L、Ty(n+6)L中的每个包括显示选择信号(将参考符号-1附至选择信号的参考符号),第一触摸选择信号(将参考符号-2附至选择信号的参考符号),以及第二触摸选择信号(将参考符号-3附至选择信号的参考符号)。
例如,选择信号Ty(n+2)L包括:选择是否将第二开关b02、b03、b06、b07的共用端子c连接至第一端子p1的显示选择信号Ty(n+2)L-1,选择是否将第二开关b02、b03的共用端子c连接至第二端子p2或第四端子的第一触摸选择信号Ty(n+2)L-2,以及将选择是否将第二开关b06、b07的共用端子c连接至第三端子p3或第四端子的第二触摸选择信号Ty(n+2)L-3。选择信号Ty(n+4)L包括:选择是否将第二开关b04、b05、b08、b09的共用端子c连接至第一端子p1的显示选择信号Ty(n+4)L-1,选择是否将第二开关b04、b05的共用端子c连接至第二端子p2或第四端子的第一触摸选择信号Ty(n+4)L-2,以及选择是否将第二开关b08、b09的共用端子c连接至第三端子p3或第四端子的第二触摸选择信号Ty(n+4)L-3。
与选择控制电路SR-R相似,选择控制电路SR-L在磁场使能信号SC_EN在高电平下并且控制信号Y-CNT在高电平下时与时钟信号CLK的变化同步地操作。就是说,从选择控制电路SR-R输出的第一触摸选择信号和第二触摸选择信号例如依次被设置为高电平。
在使用图11作为实例的描述中,从单元选择电路USL(n-2)输出的第一触摸选择信号Ty(n-2)L-2和第二触摸选择信号Ty(n-2)L-3首先变为高电平。这时,其他第一触摸选择信号Ty(n)L-2、Ty(n+2)L-2、Ty(n+4)L-2、Ty(n+6)L-2和其他第二触摸选择信号Ty(n)L-3、Ty(n+2)L-3、Ty(n+4)L-3、Ty(n+6)L-3在低电平下。
在时钟信号CLK变化时,从单元选择电路USR(n)输出的第一触摸选择信号Ty(n)L-2和第二触摸选择信号Ty(n)L-3变化为高电平,并且其他第一触摸选择信号Ty(n-2)L-2、Ty(n+2)L-2、Ty(n+4)L-2、Ty(n+6)L-2在低电平下。另外,其他第二触摸选择信号Ty(n-2)L-3、Ty(n+2)L-3、Ty(n+4)L-3、Ty(n+6)L-3也在低电平下。在下文中,对于时钟信号CLK的每次变化,第一触摸选择信号Ty(n+2)R-2、Ty(n+4)R-2、Ty(n+6)R-2以这个顺序依次变为高电平,并且除变为高电平的第一触摸选择信号之外的第一触摸选择信号变为低电平。相似地,第二触摸选择信号Ty(n+2)L-3、Ty(n+4)L-3、Ty(n+6)L-3以这个顺序依次变为高电平,并且除变为高电平的第二触摸选择信号之外的第二触摸选择信号变为低电平。
根据变为低电平的磁场使能信号SC_EN的状态,单元选择电路USL(n-2)、USL(n)、USL(n+2)、USL(n+4)、USL(n+6)将第一触摸选择信号Ty(n-2)L-2、Ty(n)L-2、Ty(n+2)L-2、Ty(n+4)L-2、Ty(n+6)L-2设置为低电平,并且将第二触摸选择信号Ty(n-2)L-3、Ty(n)L-3、Ty(n+2)L-3、Ty(n+4)L-3、Ty(n+6)L-3同样设置为低电平。这时,单元选择电路USL(n-2)、USL(n)、USL(n+2)、USL(n+4)、USL(n+6)响应在低电平下的磁场使能信号SC_EN将显示选择信号Ty(n-2)L-1、Ty(n)L-1、Ty(n+2)L-1、Ty(n+4)L-1、Ty(n+6)L-1中的每个从低电平变为高电平。
在第二开关a00至a09中的每个中,共用端子c通过被设置为高电平的提供的第一触摸选择信号被连接至第二端子p2,并且共用端子c通过被设置为低电平的第一触摸选择信号被连接至第四端子。并且在第二开关b00至b09的每个中,在所提供的第二触摸选择信号在高电平下时共用端子c被连接至第三端子p3,并且在第二触摸选择信号在低电平下时共用端子c被连接至第四端子p3。此外,在第二开关b00至b09中的每个中,共用端子c在提供的显示选择信号在高电平下时被连接至第一端子p1,并且共用端子c和第一端子p1在显示选择信号在低电平下时被设置为非导通的。
在触摸检测中,磁场使能信号SC_EN被设置为低电平,并且第一触摸选择信号Ty(n)R-2至Ty(n+6)R-2以这个顺序被依次设置为高电平。与这个同步,第二触摸选择信号Ty(n)L-3至Ty(n+6)L-3以这个顺序依次被设置为高电平。因此,如上所述,磁场驱动信号被提供至线圈CY(n)、CY(n+1)的端部PTL(n-2)、PTL(n-1),并且接地电压Vss被提供至端部PTL(n+2)、PTL(n+3)。下面,磁场驱动信号被提供至线圈CY(n+2)、CY(n+3)的端部PTL(n)、PTL(n+1),并且接地电压Vss被提供至端部PTL(n+4)、PTL(n+5)。然后,磁场驱动信号被提供至线圈CY(n+4)、CY(n+5)的端部PTL(n+2)、PTL(n+3),并且接地电压Vss被提供至端部PTL(n+6)、PTL(n+7)。就是说,磁场驱动信号和接地电压Vss被依次提供至以每两个为单位的线圈。
第二开关b00至b09中的每个可以由例如三个开关构成。在这种情况下,第一开关连接在共用端子c和第一端子p1之间并且在显示选择信号在高电平下时进入导通而在显示选择信号在低电平下时进入非导通。第二开关连接在共用端子c和第二端子p2之间并且在第一触摸选择信号在高电平下时进入导通而在第一触摸选择信号在低电平下时进入非导通。第三开关连接在共用端子c和第三端子p3之间并且在第二触摸选择信号在高电平下时进入导通而在第二触摸选择信号在低电平下时进入非导通。
选择控制电路SR-R和选择控制电路SR-L彼此同步地操作。就是说,单元选择电路USR(n-2)至USR(n+6)和单元选择电路USL(n-2)至USL(n+6)同步输出选择信号。例如,在单元选择电路USR(n)输出具有高电平的触摸选择信号时,单元选择电路USL(n)也输出具有高电平的第一触摸选择信号和第二触摸选择信号。在显示周期中,具有高电平的显示选择信号从选择控制电路SR-R和选择控制电路SR-L中的每个输出。因此,在触摸检测中,产生的磁场可以增强,并且在显示周期中,显示驱动信号从驱动电极的两端提供,并且因此,驱动电极的电压可以是稳定的。
<扫描操作>
图12至图14是各自示出根据第一实施方式的液晶显示装置1的操作的框图。在图12至图14中,示出液晶显示装置1的触摸检测中的操作,并且省去显示中的操作。
在图12至图14中,TL(n-2)至TL(n+7)表示驱动电极。在此,驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)表示从显示面板(图6和图7)的边2-U侧至边2-D侧以这个顺序布置的驱动电极。就是说,驱动电极TL(n-2)是比驱动电极TL(n-1)至TL(n+7)更接近显示面板2的边2-U布置的驱动电极,并且驱动电极TL(n+7)是比驱动电极TL(n-2)至TL(n+6)更接近显示面板2的边2-D布置的驱动电极。
显示面板2的边2-U、2-D与在图10中示出的像素阵列LCD的边(平行于行的边)相对应,并且因此,驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)可以被认为是从像素阵列LCD的一边(对应于边2-U)至像素阵列LCD的另一边(对应于边2-D)以这个顺序布置的驱动电极。并且在这种情况下,驱动电极TL(n-2)是比驱动电极TL(n-1)至TL(n+7)更接近像素阵列LCD的一边(对应于边2-U)布置的驱动电极,并且驱动电极TL(n+7)是比驱动电极TL(n-2)至TL(n+6)更接近像素阵列LCD的另一边(对应于边2-D)布置的驱动电极。
将通过使用图12至图14描述扫描以检测显示面板2的任意部分是否由笔触摸或者检测显示面板2中的触摸位置的操作。在此,将对通过从显示面板2的边2-U(像素阵列LCD的一边)至边2-D(像素阵列LCD的另一边)依次进行触摸检测的扫描的情况进行说明。自然地,可以通过在在相反方向上(从边2-D至边2-U)依次进行触摸检测来进行相反的方向的扫描。
图12至图14中的每个与在图11中示出的配置相似,并且因此,将主要描述差异。首先,在图12至图14中,省去参考图11描述的选择控制电路SR-R、SR-L和选择信号Ty(n-2)R至Ty(n+6)R、Ty(n-2)L至Ty(n+6)L。然而,与参考图11的描述相似,在图12至图14中示出的第一开关a00至a09和第二开关b00至b09由从选择控制电路SR-R、SR-L输出的选择信号Ty(n-2)R至Ty(n+6)R、Ty(n-2)L至Ty(n+6)L控制。
图12示出在与接近显示面板2的边2-U侧布置的驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中的触摸检测的情况中的状态。如从图3理解的,触摸的检测包括磁场产生周期TGT和磁场检测周期TDT。在磁场产生周期TGT中,为了在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中产生强磁场,选择控制电路SR-R、SR-L将分配驱动电极TL(n)、TL(n+1)的选择信号Ty(n)R、Ty(n)L设置为高电平。就是说,与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的单元选择电路USR(n)、USL(n)将分配被布置为围绕这些驱动电极的四个驱动电极的选择信号Ty(n)R、Ty(n)L设置为高电平。更具体地,触摸选择信号Ty(n)R-2、第一触摸选择信号Ty(n)L-2和第二触摸选择信号Ty(n)L-3被设置为高电平。因此,如参考图11描述的,第一开关和第二开关如下控制。
就是说,通过选择信号Ty(n)R,第一开关a00、a01、a04、a05中的每个的共用端子c被连接至第二端子p2。另外,通过选择信号Ty(n)L,第二开关b00、b01中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b04、b05中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,驱动电极TL(n-2)的一端和驱动电极TL(n+2)的一端经由第一开关a00、a04电连接。相似地,驱动电极TL(n-1)的端部和驱动电极TL(n+3)的端部经由第一开关a01、a05电连接。另外,驱动电极TL(n-2)的另一端经由第二开关b00被连接至信号导线LL3,并且驱动电极TL(n-1)的另一端也经由第二开关b01连接至信号导线LL3。此外,驱动电极TL(n+2)的另一端经由第二开关b03被连接至电压导线VL2,并且驱动电极TL(n+3)的另一端也经由第二开关b04连接至电压导线VL2。
因此,形成具有驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)作为绕组导线的单绕组线圈CY(n)和具有驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)作为绕组导线的单绕组线圈CY(n+1)。在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK被提供至信号导线LL3,并且接地电压Vss被提供至电压导线VL2。因此,这些线圈CY(n)、CY(n+1)中的每个产生根据线圈时钟信号CCLK的变化而变化的磁场。这些线圈CY(n)、CY(n+1)在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中重叠,并且因此,由相应的线圈产生的磁场在磁场产生周期TGT中在重叠的区域中叠加以产生强磁场。线圈CY(n)、CY(n+1)中的每个在平面图中看时具有U形状。因此,U形状中连接的导线也被认为是线圈。另外,U形状的重叠导致线圈(CY(n)和CY(n+1))的重叠。
在图12中,参考符号“I1”表示在磁场产生周期TGT中流过成为线圈CY(n)的绕组导线的驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)的驱动电流,并且参考符号“I2”表示在磁场产生周期TGT中流过成为线圈CY(n+1)的绕组导线的驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)的驱动电流。在第一实施方式中,线圈CY(n)、CY(n+1)中的每个是单绕组线圈。因此,线圈CY(n)的端子之间(PTL(n-2)和PTL(n+2)之间的)的长度可以被相对抑制为小的。相似地,线圈CY(n+1)的端子之间(PTL(n-1)和PTL(n+3)之间)的长度可以相对减少至小的。因此,虽然驱动电极的薄层电阻是相对高的,但每个线圈的阻抗可以被抑制为低的,使得驱动电流I1、I2可以增至高的值。
通过增加驱动电流I1、I2,抑制由每个线圈产生的磁场的减弱,并且由每个线圈产生的磁场在检测触摸的区域中是叠加的。因此,在磁场产生周期TGT中,强磁场可以在检测触摸的区域中产生。
根据笔是否接近检测触摸的区域,即,线圈重叠的区域(与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的),充入笔中的电容元件C中的电荷的量如参考图2A、图2B和图3所描述的变化。
在磁场产生周期TGT之后的磁场检测周期TDT中,形成具有信号线SL(0)至SL(p)作为绕组导线的线圈。如果笔内部的线圈L1在磁场产生周期TGT中通过充入电容元件C中的电荷产生磁场,则感应电压在具有信号线作为绕组导线的线圈中产生,并且作为传感器信号S(0)至S(p)被提供至磁场检测电路SE-DET,并且被检测。
在第一实施方式中,产生的磁场可以在磁场产生周期TGT中增强,并且因此,可以增加充入笔中的电容元件C中的电荷的量,从而可以改善检测的准确度。
在与检测触摸的区域相对应的选择信号Ty(n)R、Ty(n)L被设置为高电平时,选择控制电路SR-R、SR-L将除选择信号Ty(n)R、Ty(n)L之外的所有选择信号设置为低电平。在将图11作为实例的描述中,选择信号Ty(n-2)R、Ty(n+2)R、Ty(n+4)R、Ty(n+6)R和Ty(n-2)L、Ty(n+2)L、Ty(n+4)L、Ty(n+6)L中的每个均被设置为低电平。因此,除第一开关a00、a01、a04、a05之外的第一开关中的共用端子c被连接至第三端子。另外,除第二开关b00、b01、b04、b05之外的第二开关中的共用端子c被连接至第四端子。因为第一开关中的第三端子和第二开关中的第四端子被放在浮置状态下,所以除成为线圈CY(n)、CY(n+1)的绕组导线的驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n+2)、TL(n+3)之外的驱动电极处于浮置状态下。为了清楚地指出这些驱动电极处于浮置状态,图12将除第一开关a00、a01、a04、a05之外的第一开关和除第二开关b00、b01、b04、b05之外的第二开关的共用端子c示出为未连接至信号导线。
图13示出从图12延续的触摸检测的状态。就是说,图13示出在如参考图12描述的检测触摸的(与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的)区域的附近区域被分配为检测触摸的区域时所获得的状态。在这种情况下,比如参考图12描述的检测触摸的区域更接近显示面板2的边2-D侧的区域是将检测触摸的(与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的)区域。
在图13情况下,选择控制电路SR-R、SR-L将选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L设置为高电平,作为分配应当检测触摸的区域的选择信号。就是说,从单元选择电路USR(n+2)、USL(n+2)输出的选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L被设置为高电平。更具体地,高电平触摸选择信号Ty(n+2)R-2从单元选择电路USR(n+2)输出,并且高电平第一触摸选择信号Ty(n+2)L-2和高电平第二触摸选择信号Ty(n+2)L-3从单元选择电路USL(n+2)输出。
因此,在与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域中检测触摸时,在磁场产生周期TGT中,第一开关a02、a03、a06、a07的共用端子c被连接至第二端子p2,第二开关b02、b03的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b06、b07的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,在磁场产生周期TGT中,彼此重叠的线圈CY(n+2)、CY(n+3)由检测触摸的(与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的)区域中的驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+4)、TL(n+5)形成。
彼此重叠的线圈CY(n+2)、CY(n+3)形成在检测触摸的区域中,并且这些线圈根据线圈时钟信号CCLK的变化产生磁场。因此,与参考图12的描述相似,在磁场产生周期TGT中,可以在检测触摸的区域中产生强磁场。
并且在图13的情况下,与图12相似,线圈在磁场产生周期TGT之后的磁场检测周期中由信号线形成,并且形成的线圈中的信号作为传感器信号S(0)至S(p)被提供至磁场检测电路SE-DET,从而检测触摸。
与图12相似,应注意,选择控制电路SR-R、SR-L将除分配应当检测触摸的区域的选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L之外的选择信号设置为低电平。因此,除成为线圈的绕组导线的驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+4)、TL(n+5)之外的驱动电极处于浮置状态。为了清楚地指出这些驱动电极处于浮置状态,图13也将除第一开关a02、a03、a06、a07之外的第一开关和除第二开关b02、b03、b06、b07之外的第二开关的共用端子c示出为未连接至信号导线,如与图12相似的。
图14示出从图13延续的触摸检测的状态。就是说,图14示出在如参考图13描述的检测触摸的(与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的)区域的附近区域被分配为检测触摸的区域时所获得的状态。在这种情况下,比如参考图13描述的检测触摸的区域更接近显示面板2的边2-D侧的区域是将检测触摸的(与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的)区域。
在图14情况下,选择控制电路SR-R、SR-L将选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L设置为高电平,作为分配应当检测触摸的区域的选择信号。就是说,从单元选择电路USR(n+4)、USL(n+4)输出的选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L被设置为高电平。更具体地,高电平触摸选择信号Ty(n+4)R-2从单元选择电路USR(n+4)输出,并且高电平第一触摸选择信号Ty(n+4)L-2和高电平第二触摸选择信号Ty(n+4)L-3从单元选择电路USL(n+4)输出。
因此,在与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的区域中检测触摸时,在磁场产生周期TGT中,第一开关a04、a05、a08、a09的共用端子c被连接至第二端子p2,第二开关b04、b05的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第二开关b08、b09的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,在磁场产生周期TGT中,彼此重叠的线圈CY(n+4)、CY(n+5)由检测触摸的(与驱动电极TL(n+4)、TL(n+5)相对应的)区域中的驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+6)、TL(n+7)形成。
彼此重叠的线圈CY(n+4)、CY(n+5)形成在检测触摸的区域中,并且这些线圈根据线圈时钟信号CCLK的变化产生磁场。因此,与参考图12的描述相似,在磁场产生周期TGT中,可以在检测触摸的区域中产生强磁场。
并且在图14的情况下,与图12相似,线圈在磁场产生周期TGT之后的磁场检测周期中由信号线形成,并且形成的线圈中的信号作为传感器信号S(0)至S(p)被提供至磁场检测电路SE-DET,从而检测触摸。
与图12相似,应注意,选择控制电路SR-R、SR-L将除分配应当检测触摸的区域的选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L之外的选择信号设置为低电平。因此,除成为线圈的绕组导线的驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+6)、TL(n+7)之外的驱动电极处于浮置状态。为了清楚地指出这些驱动电极处于浮置状态,图14也将除第一开关a04、a05、a08、a09之外的第一开关和除第二开关b04、b05、b08、b09之外的第二开关的共用端子c示出为未连接至信号导线,如与图13相似的。
通过如上所述的从显示面板2中的边2-U向着边2-D依次进行触摸检测,可以进行从边2-U向着边2-D的扫描操作。通过进行扫描操作,可以扫描显示面板2的任意部分是否被触摸或者显示面板2的触摸位置。
在第一实施方式中,在扫描操作中,通过从选择控制电路SR-R、SR-L输出的选择信号从布置在显示面板2的边2-U和边2-D之间的驱动电极TL(n-2)至TL(n+7)依次分配驱动电极,并且两个单绕组线圈由分配的驱动电极形成。强磁场形成在两个形成的线圈重叠的区域中,并且触摸检测在重叠的区域中进行。因此,触摸检测可以依次进行以便扫描显示面板2。
从不同的视点,触摸检测可以被认为由两个线圈进行,其中每个线圈是单绕组导线,同时两个线圈根据来自选择控制电路SR-R、SR-L的选择信号从显示面板2的边2-U向着边2-D依次转换。在这种情况下,用作一个单元的两个线圈(其中每个线圈是单绕组导线)中的转换区域的值基本与检测触摸的区域的值相同。就是说,在第一实施方式中,转换区域的值和检测触摸的区域的值与两个接近(相邻)驱动电极(例如,TL(n)和TL(n+1))相对应。如果形成单绕组线圈的两个驱动电极被认为是一束,则扫描操作通过在两束(第一束和第二束)根据来自选择控制电路SR-R、SR-L的选择信号转换两束时进行触摸检测来实现。
在第一实施方式中,在磁场产生周期TGT中,两个线圈由布置为彼此接近的驱动电极形成。在将图11作为实例的描述中,在强磁场在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中产生时,彼此邻近布置的驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n-1)被用作两个线圈中的每个的一个绕组导线。另外,彼此邻近布置的驱动电极TL(n+2)和驱动电极TL(n+3)被用作两个线圈中的每个的另一个绕组导线。驱动电极的每个宽度,即,其在垂直于驱动电极的延伸方向上的每个长度基本相同。因此,在第一实施方式中两个线圈重叠的区域(检测触摸的区域)的宽度基本上与用作两个线圈的一个(或另一个)绕组导线的驱动电极的总宽度相同。
<开关调整电路SCX-U、SCX-D和选择控制电路SRX-D>
图16是示出根据第一实施方式的液晶显示装置1中的开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D的配置的框图。图17是示出根据第一实施方式的液晶显示装置1中的开关调整电路SCX-U的配置的框图。
图16示出与在图8中示出的信号线SL(n-6)至SL(n+9)相对应的开关调整电路SCX-D的部分和与信号线SL(n-6)至SL(n+9)相对应的选择控制电路SRX-D的部分。在图8中示出的参考符号D(-6)至D(+9)被分别连接至在图16中示出的参考符号D(-6)至D(+9)。相似地,图17示出与在图8中示出的信号线SL(n-6)至SL(n+9)相对应的开关调整电路SCX-U的部分。在图8中示出的参考符号U(-6)至U(+9)被分别连接至在图17中示出的参考符号U(-6)至U(+9)。
<<由信号线形成的线圈>>
在描述开关调整电路SCX-D、SCX-U和选择控制电路SRX-D之前,将描述在第一实施方式中的由信号线形成的线圈(检测线圈)。
尽管没有具体限制,但多个双绕组线圈在第一实施方式中在触摸检测中由信号线SL(0)至SL(P)形成。在此,描述在触摸检测中由在图8中示出的信号线SL(n-6)至SL(n+9)形成的线圈CX(n-2)至CX(n+1)作为实例。
图18是具有信号线SL(n-6)至SL(n-3)、SL(n)至SL(n+3)和SL(n+6)至SL(n+9)作为绕组导线的线圈的示意性平面图。在触摸检测中,线圈CX(n-2)至CX(n+1)由这些信号线和连接这些信号线的端部的信号导线形成。
如随后参考图16和图17描述的,在触摸检测中,以下信号线的端部经由信号导线电连接。
信号线SL(n-5)的一端经由信号导线6511电连接至信号线SL(n+2)的一端。信号线SL(n-6)、SL(n-5)的另一端分别经由信号线6521、6531被连接至信号线SL(n+2)、SL(n+3)的另一端。此外,接地电压Vss被提供至信号线SL(n+3)的一端,并且信号线SL(n-6)的一端被连接至输出端子Xp1(n-1)。因此,在触摸检测中,信号线SL(n-6)、SL(n-5)、SL(n+2)、SL(n+3)串联连接在接地电压Vss和输出端子Xp1(n-1)之间。信号线SL(n-6)至SL(n+9)平行于彼此延伸。因此,在触摸检测中,形成具有信号线SL(n-6)、SL(n-5)、SL(n+2)、SL(n+3)作为绕组导线的线圈CX(n-1)。
另外,信号线SL(n+1)的一端经由信号导线6512电连接至信号线SL(n+8)的一端。信号线SL(n)、SL(n+1)的另一端分别经由信号线6522、6532被连接至信号线SL(n+8)、SL(n+9)的另一端。此外,接地电压Vss被提供至信号线SL(n+9)的一端,并且信号线SL(n)的一端被连接至输出端子Xp1(n)。因此,在触摸检测中,信号线SL(n-6)、SL(n-5)、SL(n+2)、SL(n+3)串联连接在接地电压Vss和输出端子Xp(n)之间,从而在触摸检测中形成具有信号线SL(n)、SL(n+1)、SL(n+8)、SL(n+9)作为绕组导线的线圈CX(n)。
相似地,线圈CX(n+1)通过经由信号线6513、6523、6533进行信号线SL(n+6)、SL(n+7)和未示出的信号线之间的连接形成在输出端子Xp1(n+1)和接地电压Vss之间。此外,线圈CX(n-2)通过经由信号线6510、6520、6530进行信号线SL(n-4)、SL(n-3)和未示出的信号线之间的连接形成。
在触摸检测中具有信号线SL(0)至SL(p)作为绕组导线的线圈f在信号线的延伸方向上延伸。另一方面,在图11至图14中示出的线圈,即,具有驱动电极作为绕组导线的线圈在驱动电极的延伸方向上延伸。因此,具有信号线作为绕组导线的线圈和具有驱动电极作为绕组导线的线圈正交于彼此。在将图15中示出的线圈CY(n)至CY(n+5)和图18中示出的线圈CX(n-2)至CX(n+1)作为实例的描述中,线圈CY(n)至CY(n+5)和线圈CX(n-2)至CX(n+1)在彼此电绝缘的同时正交于彼此。
在第一实施方式中,在触摸检测中形成的线圈CX(n-2)至CX(n+1)被形成为彼此重叠的。在将线圈CX(n)、CX(n-1)作为实例的描述中,用作线圈CX(n-1)的绕组导线的信号线SL(n+2)、SL(n+3)布置在线圈CX(n)内部。相似地,用作线圈CX(n)的绕组导线的信号线SL(n)、SL(n+1)布置在线圈CX(n-1)内部。以这种方式,在触摸检测中,可以通过使得线圈重叠来防止出现磁场检测的准确度退化的区域。
<<开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D的配置>>
下面,将参考图16和图8描述开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D的配置。图16示出与信号线SL(n-6)至SL(n+9)相对应的部分的配置和信号线选择器3的示意性配置。
在显示周期中,图像信号以时分模式从显示控制设备4(图6)提供至端子SP中的每个。在图14中,为了避免使附图复杂,应注意,参考符号SP仅附至布置在最右面的端子和布置在最左面的端子。
信号线选择器3包括由选择信号SEL1、SEL2开关控制的多个开关以提供图像信号,该图像信号被提供至端子SP,以及合适的信号线。虽然在信号线选择器3中的开关在显示周期中有选择地连接端子SP和信号线,但它们在触摸检测周期中基本同时连接所有信号线和端子SP。为了示出显示周期和触摸检测周期之间在信号线和端子SP的连接上的变化,图16将示意性的开关SW11(参考符号SW11仅附至最右面的开关和最左面的开关)示出为包括在信号线选择器3中的开关。就是说,在图16中示出的开关SW11被示出以显示信号线SL(0)至SL(p)和端子SP在触摸检测周期中是连接的。
开关调整电路SCX-D包括:由磁场使能信号SC_EN开关控制的第三开关c00至c05,由来自选择控制电路SRX-D的选择信号X-Out(n-1)至X-Out(n+1)开关控制的第四开关d00至d02,以及信号导线6510至6513。
在触摸检测的分配中,控制电路D-CNT(图6)将磁场使能信号SC_EN设置为高电平。在触摸检测的非分配中或者在显示周期中,控制电路D-CNT将磁场使能信号SC_EN设置为低电平。第三开关c00至c05在磁场使能信号SC_EN被设置为高电平时接通。另一方面,在磁场使能信号SC_EN被设置为低电平时,第三开关c00至c05断开。另外,信号线选择器3中的开关SW11在触摸检测周期中接通,并且因此,端子SP和信号线SL(n-6)至SL(n+9)电连接。
因此,在触摸检测周期中,信号线SL(n-5)的一端经由第三开关c00和信号导线6511被连接至信号线SL(n+2)的一端,并且信号线SL(n+1)的一端经由第三开关c02和信号导线6512被连接至信号线SL(n+8)的一端。另外,信号线SL(n-4)经由信号导线6510和未示出的第三开关被连接至未示出的信号线,并且信号线SL(n+7)经由第三开关c04和信号导线6513被连接至未示出的信号线。
在触摸检测周期中,信号线SL(n-3)、SL(n+9)中的每个的一端分别经由第三开关c01、c05被连接至电压导线VL2。在触摸检测周期中,例如接地电压Vss被提供至电压导线VL2。另外,在触摸检测周期中,第四开关d00至d02根据来自选择控制电路SRX-D的选择信号X-Out(n-1)至X-Out(n+1)接通。
在开始触摸检测时,在图6中示出的控制电路D-CNT将控制信号X-CNT、Y-CNT设置为例如高电平。控制信号X-CNT变为高电平,使得选择控制电路SRX-D与时钟信号CLK的变化同步地进行线圈选择操作。例如,选择控制电路SRX-D与时钟信号CLK的变化同步地将选择信号X-Out(0)至X-Out(p)以这个顺序设置为高电平。选择控制电路SRX-D包括分别与线圈CX(0)至CX(p)相对应的输入端子XIO(0)至XIO(p)。在选择信号X-Out(0)至X-Out(p)依次变为高电平时,第四开关依次进入导通使得来自线圈CX(0)至CX(p)的信号被提供至输入端子XIO(0)至XIO(p)。选择控制电路SRX-D在磁场检测周期TDT中将所提供的信号作为感测信号S(0)至S(p)输出。应注意,图16仅示出连接至线圈CX(n-1)至CX(n+1)的相应的输出端子Xp1(n-1)至Xp1(n+1)的输入端子XIO(n-1)至XIO(n+1)以及与这些输入端子相对应的选择信号X-Out(n-1)至X-Out(n+1)。
在图16中,应注意,由虚线示出的参考符号DDIC表示用于驱动的半导体器件。用于驱动的半导体器件DDIC被布置为覆盖上述开关调整电路SCX-D和选择控制电路SRX-D,并且用于驱动的半导体器件DDIC的外部端子被连接至端子SP。图像信号在显示周期中从连接至端子SP的用于驱动的半导体器件DDIC的外部端子提供至端子SP。在触摸检测周期中,用于驱动的半导体器件DDIC的外部端子被放入高阻抗状态下。
应注意,线圈CX(0)至CX(p)的输出端子Xp1(0)至Xp1(p)可以在没有设置第四开关的情况下分别连接至选择控制电路SRX-D的输入端子XIO(0)至XIO(p)。以这种方式,来自线圈CX(0)至CX(p)的信号可以分别从选择控制电路SRX-D作为感测信号S(0)至S(p)输出。
<<开关调整电路SCX-U的配置>>
图17是示出开关调整电路SCX-U的配置的电路图。图17示出与信号线SL(n-6)至SL(n+9)相对应的开关调整电路SCX-U的部分。开关调整电路SCX-U包括由磁场使能信号SC_EN开关控制的第五开关e00至e05以及信号导线6520至6523、6530至6533。高电平磁场使能信号SC_EN在触摸检测中被提供至第五开关e00至e05,并且因此,这些开关被接通。另一方面,在触摸检测的非分配和显示周期中,第五开关e00至e05断开。
在触摸检测中,在开关调整电路SCX-U中,信号线SL(n-6)的另一端经由第五开关e00和信号导线6521被连接至信号线SL(n+2)的另一端,并且信号线SL(n-5)的另一端经由第五开关e01和信号导线6531被连接至信号线SL(n+3)的另一端。这时,在开关调整电路SCX-U中,信号线SL(n)的另一端经由第五开关e02和信号导线6522被连接至信号线SL(n+8)的另一端,并且信号线SL(n+1)的另一端经由第五开关e03和信号导线6532被连接至信号线SL(n+9)的另一端。并且这时,信号线SL(n-4)经由未示出的第五开关和信号导线6520被连接至未示出的信号线,并且信号线SL(n-3)经由未示出的第五开关和信号导线6520被连接至未示出的信号线。此外,信号线SL(n+6)经由第五开关e04和信号导线6523被连接至未示出的信号线,并且信号线SL(n+7)经由第五开关e05和信号导线6533被连接至未示出的信号线。
<<开关调整电路SCX-D、SCX-U和选择控制电路SRX-D>>
在分配触摸检测时,在开关调整电路SCX-D中,信号线SL(n-5)和信号线SL(n+2)被连接,信号线SL(n+1)和信号线SL(n+8)被连接,并且信号线SL(n+3)、SL(n+9)被连接至电压导线VL2。并且在分配触摸检测时,在开关调整电路SCX-U中,信号线SL(n-6)和信号线SL(n+2)被连接,信号线SL(n-5)和信号线SL(n+3)被连接,信号线SL(n)和信号线SL(n+8)被连接,并且信号线SL(n+1)和信号线SL(n+9)被连接。因此,在分配触摸检测时,平行于彼此布置的信号线SL(n-6)、SL(n-5)、SL(n+2)、SL(n+3)串联连接在显示面板2中,以便形成具有这些信号线作为绕组导线的线圈X(n-1)。相似地,在分配磁场触摸检测中,信号线SL(n)、SL(n+1)、SL(n+8)、SL(n+9)串联连接,以便形成具有这些信号线作为绕组导线的线圈X(n)。
这时,电压导线VL2被连接至线圈X(n-1)、X(n)中的每个的一端,以便将接地电压Vss提供至该处。如果线圈X(n-1)或/和线圈X(n)由选择控制电路SRX-D选择,则选择信号X-Out(n-1)或/和X-Out(n)被设置为高电平。因此,所选择的线圈X(n-1)或/和X(n)的另一端经由第四开关d00或/和d01被连接至选择控制电路SRX-D的输入端子XIO(n-1)或/和XIO(n)。
在触摸检测的磁场产生周期TGT中,如参考图11至图14描述的,强磁场在应当由具有驱动电极作为绕组导线的线圈(例如,线圈CY(n)、CY(n+1))检测触摸的区域中产生。这时,充入笔的电容元件C中的电荷的量根据笔是否接近检测触摸的区域来确定。
在磁场产生周期TGT之后的磁场检测周期TDT中,选择控制电路SRX-D仅将与选择的线圈X(n-1)或X(n)相对应的选择信号X-Out(n-1)或X-Out(n)设置为高电平,并且将与没有选择的线圈X(n-1)或X(n)相对应的选择信号设置为低电平。因此,所选择的线圈X(n-1)或X(n)的输出端子被连接至选择控制电路SRX-D的输入端子,并且没有选择的线圈的输出端子不被连接至选择控制电路SRX-D的输入端子。
在触摸检测中,如果笔存在于应当检测触摸的区域中的所选择的线圈的附近,则笔内部的线圈L1通过笔内部的电容元件C中充入的电荷产生磁场,并且感应电压在所选择的线圈中由产生的磁场产生。因此,在所选择的线圈的输出端子中出现信号变化。信号变化被传输至选择控制电路SRX-D的输入端子,并且从选择控制电路SRX-D作为感测信号S(n)输出。另一方面,在触摸检测中,如笔没有存在于应当检测触摸的区域或者所选择的线圈的附近,则所选择的线圈的输出端子中不会出现信号变化,并且这会作为感测信号S(n)输出。
同时,在显示周期中,第三开关c00至c05、第四开关d00至d02、以及第五开关e00至e05是断开的。因此,信号线SL(n-6)至SL(n+9)彼此电绝缘。在显示周期中,图像信号从显示控制设备4提供至端子SP,并且信号线SL(n-6)至SL(n+9)可以传输图像信号。
<信号导线的结构>
在第一实施方式中,开关电路DSC和选择驱动电路SDC布置在显示面板2(像素阵列LCD)的外部。就是说,包括在开关电路DSC和选择驱动电路SDC中的信号导线LL1、LL2由布置在显示面板2外部的导线形成。在此,将描述使用布置在显示面板2的外部的导线的信号导线的结构,同时举例说明在图11中示出的信号导线LL1。图19是示出图11的B1-B1’的截面和B2-B2’的截面的截面图。应注意,显示面板2中的截面的结构在图9中示出,并且因此省去对其的描述。
在图19中,参考符号[603]表示第二配线层603,并且参考符号[605]表示第三配线层605。驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM由布置在第三配线层中的导线形成。形成在显示面板2中的驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM延伸至布置在显示面板2外部的开关电路DSC和选择驱动电路SDC,尽管没有具体限制。图19示出延伸至布置在驱动电极TL(n+1)、TL(n+8)上的开关电路DSC和辅助电极SM的这些驱动电极。为了清楚地示出驱动电极TL(n)、TL(n-2)和辅助电极SM由第三配线层605的导线形成,图19将这些电极示出为参考符号TL(n)[605]、TL(n-2)和SM[605]。
在第一实施方式中,包括在开关电路DSC和选择驱动电路SDC中的信号导线由第二配线层中的导线形成。就是说,信号导线LL1由形成在第二配线层603中的导线LL1[603]形成。导线LL1[603]经由第一开关a02被连接至驱动电极TL(n)[605]和辅助电极SM[605],并且进一步经由第一开关a00被连接至驱动电极TL(n-2)[605]和辅助电极SM[605]。应注意,开关电路DSC和选择驱动电路SDC在显示面板2的外部,并且因此液晶层607不形成在图19中示出的绝缘层606上。
在第一实施方式中,第二配线层603的导线被用作连接驱动电极以便形成线圈的信号导线LL1、LL2。就是说,与信号线SL(0)至SL(p)相同的配线层的导线被用作信号导线LL1、LL2。另外,驱动电极和辅助电极被用作线圈的绕组导线。因此,线圈可以在没有增加配线层的数量的情况下形成,从而可以抑制价格的增加。
在形成信号线SL(0)至SL(p)时,平行于信号线SL(0)至SL(p)的导线还可以形成在显示面板2的外部,并且形成在显示面板2的外部的导线被用作上述信号导线LL1、LL2。
图20是具体示出由图11中的虚线围绕的区域PP1的平面图。在图20中,参考符号R、G和B表示三原色的像素,并且参考符号TL(n-1)至TL(n+1)表示驱动电极。另外,参考符号SM表示辅助电极并且被电连接至驱动电极。此外,在图20中,参考符号GL(n-2)至GL(n+3)表示扫描线。
如在图20中示出的,多个辅助电极SM被连接至一个驱动电极TL(n)。例如,几十个辅助电极SM平行于驱动电极TL(n)延伸并且被连接至驱动电极TL(n)。因此,在线圈由驱动电极和辅助电极SM形成时,可以减少线圈的电阻。
已经描述了第二配线层603中的导线用作信号导线LL1、LL2的实例。然而,本实施方式不限于这样的实例。例如,在第一配线层601中的导线可以用作信号导线,或者第三配线层605中的导线可以用作信号导线。
在第一实施方式中,开关调整电路SCX-U、SCX-D布置在显示面板2(像素阵列LCD)的外部。就是说,包括在开关调整电路SCX-U、SCX-D中的信号导线由布置在显示面板2的外部的导线形成。在图16和图17中示出的实例的描述中,信号导线6510至6513、6520至6523、以及6530至6533由布置在显示面板2的外部的导线形成。在此,将描述使用布置在显示面板2的外部的导线的信号导线的结构,同时举例说明包括在开关调整电路SCX-D中的信号导线6512。图21是示出图16的B1-B1’的截面和B2-B2’的截面的截面图。应注意,显示面板2中的截面的结构在图9中示出,并且因此省去对其的描述。
在图21中,参考符号[603]表示第二配线层的导线,并且参考符号[605]表示第三配线层的导线。信号线SL(0)至SL(p)使用形成在第二配线层中的导线形成。形成在显示面板2中的信号线被连接至在开关调整电路SCX-U、SCX-D中的第二配线层的导线。在图21中,参考符号SL(n+1)[603]至SL(n+3)[603]和SL(n+8)[603]表示信号线SL(n+1)至SL(n+3)和SL(n+8)被连接至的开关调整电路SCX-D中的第二配线层的导线。在图16中示出的信号导线6512由形成在第三配线层605中的导线6512[605]形成。导线6512[605]通过中间层导线SLC被连接至导线SL(n+1)[603]和SL(n+8)[603]。在这种情况下,导线6512[605]包括与辅助电极SM相对应的导线和与驱动电极相对应的导线。应注意,开关调整电路SCX-U、SCX-D在显示面板2的外部,并且因此液晶层607不形成在图21中示出的绝缘层606上。
在第一实施方式中,第三配线层605中的导线被用作连接信号线以形成线圈的信号导线。就是说,与驱动电极TL和辅助电极SM相同的配线层的导线被用作信号导线6510至6513、6520至6523、以及6530至6533。另外,信号线被用作线圈的绕组导线。因此,线圈可以在没有增加配线层的数量的情况下形成,从而可以抑制价格的增加。例如,在驱动电极TL和辅助电极形成在显示面板2的有源区域中时,导线还可以形成在显示面板2的外部(有源区域的外部)以使用形成在显示面板2的外部的导线作为上述信号导线。
另外,在形成驱动电极TL和辅助电极时,平行于驱动电极TL和辅助电极的导线也可以形成在显示面板2的外部以使用形成在显示面板2的外部的导线作为上述信号导线。在这种情况下,可以切断没有连接至信号导线的部分。因为被切断而不需要的导线可以留下或移去。
图22是详细地具体示出由图18中的长短交替的虚线围绕的区域PP2的平面图。在图22中,参考符号R、G和B表示三原色的像素,并且参考符号TL表示驱动电极。另外,参考符号SL(n+6)1(G)至SL(n+8)0(G)、SL(n+6)1(B)至SL(n+8)0(B)、以及SL(n+7)0(R)至SL(n+8)0(R)表示信号线。
在第一实施方式中,作为在图8中示出的信号线SL(n+8),使用在图22中示出的信号线SL(n+6)1(G)至SL(n+8)0(G)、SL(n+6)1(B)至SL(n+8)0(B)、以及SL(n+7)0(R)至SL(n+8)0(R)的多个信号线。就是说,在线圈由信号线形成时,多个信号线被连接至彼此以便用作一个信号线并且用作线圈的绕组导线。因此,可以减少线圈的电阻。在这种情况下,期望例如将几十个信号线电连接至彼此以用作线圈的绕组导线。
在图15至图17中,已经描述了由信号线形成的线圈的绕组的数量是2的情况。然而,本实施方式不限于这样的情况。线圈的绕组的数量可以通过改变开关调整电路SCX-U、SCX-D中的信号导线和信号导线的连接的数量来增加或减少。并且通过改变信号导线和信号线的连接,任何信号线都可以用作线圈的绕组导线。此外,通过改变开关调整电路SCX-U、SCX-D中的连接,可以改变彼此邻近的线圈之间的重叠程度。就是说,用于触摸检测周期的线圈可以通过调整单元调整。
已经描述了第三配线层605中的导线被用作信号导线的实例。然而,本实施方式不限于这样的实例。例如,第一配线层中的导线可以用作信号导线6510至6513、6520至6523、以及6530至6533。在这种情况下,在形成扫描线GL(0)至GL(p)时,形成用作信号导线6510至6513、6520至6523、以及6530至6533的导线。并且在这种情况下,可以抑制价格的增加。
(第二实施方式)
图23和图24是示出根据第二实施方式的液晶显示装置1的配置的框图。图24从图23延续。就是说,由图23中的参考符号DD表示的部分继续至由图24中的参考符号DD表示的部分。与图11相似,图23和图24示出驱动电极TL(0)至TL(p)(第一驱动电极)、开关电路DSC1、选择驱动电极SDC1、以及选择控制电路SR1-R、SR1-L。在图23和图24中,TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)是用于产生磁场的驱动电极(在下文中,它们中每个也称为磁场驱动电极(第二驱动电极)),尽管没有具体限制。
在第一实施方式中,均是单绕组导线的两个线圈在磁场产生周期TGT中形成,并且在两个线圈被设置成单元时产生磁场。相反,在第二实施方式中,均是单绕组导线的三个线圈在磁场产生周期TGT中形成,并且在三个线圈被设置成单元时产生磁场。另外,在第一实施方式中,两个线圈的区域彼此重叠的区域是与两个驱动电极相对应的区域。然而,在第二实施方式中,三个线圈的区域彼此重叠的区域被设置为与一个驱动电极相对应的区域。
此外,在第一实施方式的扫描操作中,线圈以每两个线圈为单元转换,并且转换量与两个线圈相对应。另一方面,在第二实施方式中,线圈以每三个线圈为单元转换,转换量与一个线圈相对应。
<用于磁场的驱动电极>
在第二实施方式中,驱动电极TL(0)至TL(p)以这个顺序从显示面板2(像素阵列LCD)的边2-U侧向着边2-D侧布置,尽管没有具体限制。就是说,在显示面板2的有源区域中,布置驱动电极TL(0)至TL(p)。与此相反,用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)沿着显示面板2(像素阵列LCD)的边2-U布置,但是布置在显示面板2的有源区域的外部。相似地,用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)沿着显示面板2(像素阵列LCD)的边2-D布置,但是布置在显示面板2的有源区域的外部。
用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)中的每个被布置为平行于驱动电极TL(0)至TL(p)延伸,并且被布置为按照用于磁场的驱动电极TL(du3)至TL(du1)次序远离显示面板2的边2-U。尽管没有具体限制,但用于磁场的驱动电极TL(du1)的宽度d1比用于磁场的驱动电极TL(du2)的宽度d2更窄,并且用于磁场的驱动电极TL(du2)的宽度d2比用于磁场的驱动电极TL(du3)的宽度d3更窄。此外,用于磁场的驱动电极TL(du3)的宽度d3比驱动电极TL(0)至TL(p)中的每个的宽度d4更窄。
相似地,用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)中的每个被布置为平行于驱动电极TL(0)至TL(p)延伸,并且被布置为按照用于磁场的驱动电极TL(dd3)至TL(dd1)次序远离显示面板2的边2-D。尽管没有具体限制,但用于磁场的驱动电极TL(dd1)的宽度d5比用于磁场的驱动电极TL(dd2)的宽度d6更窄,并且用于磁场的驱动电极TL(dd2)的宽度d6比用于磁场的驱动电极TL(dd3)的宽度d7更窄。此外,用于磁场的驱动电极TL(dd3)的的宽度d7比驱动电极TL(0)至TL(p)中的每个的宽度d4更窄。
在与像素阵列LCD相关联的描述中,用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)中的每个沿着平行于像素阵列LCD的行的边(对应于显示面板2的边2-U)布置,并且它们中的每个平行于像素阵列LCD的行。另外,用于磁场的驱动电极TL(du3)至TL(du1)布置为以这个顺序远离像素阵列LCD的边(对应于边2-U)。相似地,用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)中的每个沿着平行于像素阵列LCD的行的边(对应于显示面板2的边2-D)布置,并且它们中的每个平行于像素阵列LCD的行。另外,用于磁场的驱动电极TL(dd3)至TL(dd1)布置为以这个顺序远离像素阵列LCD的边(对应于边2-D)。
用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)形成在显示面板2的有源区域的外部,并且因此,在显示中不起作用。就是说,在显示中,显示不受显示驱动信号或者提供至或者不提供至用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)的影响。用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)在磁场产生周期TGT中与驱动电极结合。就是说,在磁场产生周期TGT中,线圈由接近显示面板2(像素阵列LCD)的边2-U或边2-D的用于磁场的驱动电极形成。在这种情况下,布置在显示面板2的外部并且在磁场产生周期中与驱动电极结合以形成线圈的电极被认为是用于磁场的驱动电极。
<选择控制电路SR1-R、SR1-L>
选择控制电路SR1-R、SR1-L具有与第一实施方式中描述的选择控制电路SR-R、SR-L的配置相似的配置。就是说,选择控制电路SR1-R、SR1-L中的每个具有移位寄存器,并且包括与移位寄存器的各个步骤相对应的多个单元选择电路。移位寄存器通过磁场使能信号SC_EN至高电平的设置和控制信号Y-CNT至高电平的设置与时钟信号CLK的变化同步地进行移位操作以便分配触摸检测的操作。通过移位操作,依次被设置为高电平的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R和Ty(0)L至Ty(p)L从与移位寄存器的各个步骤(级)相对应的单元选择电路输出。与第一实施方式相似,应注意,选择控制电路SR1-R和选择控制电路SR1-L彼此同步地操作。就是说,例如,在来自选择控制电路SR1-R的选择信号Ty(n)R变为高电平时,来自选择控制电路SR1-L的选择信号Ty(n)L也变为高电平。从选择控制电路SR1-R、SR1-L输出的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R和Ty(0)L至Ty(p)L与驱动电极TL(0)之TL(p)一对一对应。例如,选择信号Ty(0)R、Ty(0)L对应于驱动电极TL(0),选择信号Ty(n)R、TY(n)L对应于驱动电极TL(n),并且选择信号Ty(p)R、Ty(p)L对应于驱动电极TL(p)。产生强磁场的区域(对应于驱动电极)由来自选择控制电路SR1-R、SR1-L的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R和Ty(0)L至Ty(p)L分配。就是说,开关电路DSC1和选择驱动电路SDC1被控制为使得强磁场在与设置为高电平的选择信号相对应的驱动电极相对应的区域中产生。例如,如果选择信号Ty(n)在高电平下,则开关电路DSC1和选择驱动电路SDC1被控制为使得强磁场在与选择信号Ty(n)相对应的驱动电极TL(n)相对应的区域中产生。
在第二实施方式中,从选择控制电路R1-R、SR1-L输出的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R和Ty(0)L至Ty(p)L以这个顺序变为高电平,尽管没有具体限制。就是说,在触摸检测中,选择信号Ty(0)R、Ty(0)L从低电平变为高电平,然后,选择信号Ty(0)R、Ty(0)L从高电平变为低电平,并且选择信号Ty(1)R、Ty(1)L从低电平变为高电平。
以这种方式,高电平依次从选择信号Ty(0)R、Ty(0)L移动至选择信号Ty(p)R、Ty(p)L。因此,在触摸检测中,磁场依次从显示面板2(像素阵列LCD)的边2-U向着边2-D产生。就是说,在触摸检测中,强磁场在与驱动电极TL(0)相对应的区域中产生,并且随后,强磁场在与邻近的驱动电极TL(1)相对应的区域中产生。在下文中,强磁场依次在与一个驱动电极相对应的区域中产生。因此,可以扫描显示面板2上的触摸。
<开关电路DSC1>
开关电路DSC1包括信号导线LL4、LL5、LL6、第六开关f00至f05以及第七开关g00至g0p。在此,信号导线LL4、LL5是在磁场产生周期TGT中连接驱动电极的信号导线。在第二实施方式中的磁场产生周期TGT中,三个信号导线基本同时形成,并且因此,三个信号导线LL4至LL6被设置为连接驱动电极的信号导线。
第六开关f00连接在用于磁场的驱动电极TL(du1)和信号导线LL4之间,第六开关f01连接在用于磁场的驱动电极TL(du2)和信号导线LL5之间,并且第六开关f02连接在用于磁场的驱动电极TL(du3)和信号导线LL6之间。在此,第六开关f00至f02由来自选择控制电路SR1-R的选择信号Ty(0)R至Ty(2)R进行开关控制。
另外,第六开关f03连接在用于磁场的驱动电极TL(dd1)和信号导线LL4之间,第六开关f04连接在用于磁场的驱动电极TL(dd2)和信号导线LL5之间,并且第六开关f05连接在用于磁场的驱动电极TL(dd3)和信号导线LL6之间。在此,第六开关f03至f05由来自选择控制电路SR1-R的选择信号Ty(p-2)R至Ty(p)R进行开关控制。
与第六开关f00至f05不同,第七开关g00至g0p中的每个包括共用端子c、第一端子p1、第二端子p2和第三端子。选择信号Ty(0)R至Ty(p)R从选择控制电路SR1-R提供至第七开关g00至g0p。第七开关g00至g0p中的每个根据所提供的选择信号将共用端子c连接至第一端子p1、第二端子p2或第三端子。第七开关g00至g0p中的每个的第三端子未被连接至信号导线并处于浮置状态。因此,与图11中的第一开关a00至a09相似,在图23和图24中省去第三端子。
第七开关g00至g0p的共用端子c被分别连接至驱动电极TL(0)至TL(p)的端部。例如,第七开关g00与驱动电极TL(0)相对应,并且第七开关g00的共用端子c被连接至驱动电极TL(0)的端部。第七开关g04与驱动电极TL(n)相对应,并且第七开关g04的共用端子c被连接至驱动电极TL(n)的端部。以这种方式,第七开关的共用端子被分别连接至相应的驱动电极的端部。
第七开关g01、g02、g05、g08、g0m、g0o中的每个的第一端子p1被连接至信号导线LL4,第七开关g03、g06、g09、g0n、g0p中的每个的第一端子p1被连接至信号导线LL5,并且第七开关g00、g04、g07中的每个的第一端子p1被连接至信号导线LL6。
另外,第七开关g00、g04、g07中的每个的第二端子p2被连接至信号导线LL4,第七开关g01、g02、g05、g08、g0m、g0o中的每个的第二端子p2被连接至信号导线LL5,并且第七开关g03、g06、g09、g0n、g0p中的每个的第二端子p2被连接至信号导线LL6。
在磁场产生周期TGT中,第六开关f00至f05和第七开关g00至g0p由从选择控制电路SR1-R输出的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R如下控制。就是说,在选择信号变为高电平时,连接至比与在高电平下的选择信号相对应的驱动电极更接近边2-U侧布置的三个相应的驱动电极的三个第七开关中的共用端子c被连接至第二端子p2。这时,连接至比与高电平下的选择信号相对应的驱动电极更接近边2-D侧布置的三个相应的驱动电极的三个第七开关中的共用端子c被连接至第一端子p1。这时,除这六个第七开关之外的第七开关中的共用端子c被连接至第三端子。此外,第六开关f00至f05断开。
以下是在举例说明从选择控制电路SR1-R输出的选择信号Ty(n+1)R在高电平下的情况的说明。因为选择信号Ty(n+1)变为高电平,所以连接至比与选择信号Ty(n+1)相对应的驱动电极TL(n+1)更接近边2-U侧布置的驱动电极TL(n)、TL(n-1)、TL(n-2)的第七开关g04、g03、g02中的共用端子c被连接至第二端子p2。另外,连接至比驱动电极TL(n+1)更接近边2-D侧布置的相应的驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+4)的第七开关g06、g07、g08中的共用端子c被连接至第一端子p1。这时,除第七开关g02至g04和g06至g08之外的第七开关(在图23和图24中的g05和g09至g0p)中的共用端子c被连接至第三端子。这时,第七开关f00至f05断开。
因此,驱动电极TL(n-2)的端部经由第七开关g02被连接至信号导线LL5,驱动电极TL(n-1)的端部经由第七开关g03被连接至信号导线LL6,并且驱动电极TL(n)的端部经由第七开关g04被连接至信号导线LL4。另外,在驱动电极TL(n+1)的另一边布置在驱动电极TL(n)至TL(n-2)的相对侧上的驱动电极TL(n+2)的端部经由第七开关g06被连接至信号导线LL5,驱动电极TL(n+3)的端部经由第七开关g07被连接至信号导线LL6,并且驱动电极TL(n+4)的端部经由第七开关g08被连接至信号导线LL4。
因此,驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n+2)经由信号导线LL5串联连接,驱动电极TL(n-1)和驱动电极TL(n+3)经由信号导线LL6串联连接,并且驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+4)经由信号导线LL4串联连接。因此,单绕组导线的三个线圈由驱动电极作为绕组导线形成。在这种情况下,三个线圈彼此重叠的区域是与高电平下的选择信号Ty(n+1)相对应的驱动电极TL(n+1)相对应的区域。
第六开关和第七开关在选择开关Ty(3)R至Ty(p-3)R中的任意开关由选择控制电路SR1-R设置为高电平时如上所述控制,使得彼此重叠的三个线圈形成在与高电平选择信号相对应的驱动电极相对应的区域中。
在从选择控制电路SR1-R输出的选择信号Ty(0)至Ty(p)之中,如果与接近显示面板2的边2-U或边2-D的驱动电极相对应的选择信号变为高电平,则形成线圈的驱动电极不存在于显示面板2的有源区域中。例如,在选择信号Ty(0)R变为高电平时,与选择信号Ty(0)R相对应的驱动电极是驱动电极TL(0)。对于驱动电极TL(0),在驱动电极TL(1)至TL(3)存在于边2-D侧上时,没有驱动电极存在于边2-U侧上。就是说,难以形成内部具有与驱动电极TL(0)相对应的区域的线圈。因此,在磁场产生周期TGT中,难以在与驱动电极TL(0)相对应的区域中产生强磁场。
如果选择信号Ty(1)R和选择信号Ty(2)R变为高电平,则与驱动电极TL(1)或TL(2)相对应的区域中的彼此重叠的线圈的数量减少。因此,在磁场产生周期TGT中产生的磁场减弱。
另一方面,在第二实施方式中,可以通过在显示面板2的有源区域外部设置用于磁场的驱动电极在接近显示面板2的边2-U或边2-D的区域中也产生强磁场。
就是说,第六开关f00被控制为在选择信号Ty(0)R变为高电平时接通,并且第六开关f01被控制为在选择信号Ty(0)R或Ty(1)R变为高电平时接通。此外,第六开关f02被控制为在选择信号Ty(0)R至Ty(2)R中的任意一个变为高电平时接通。与上述选择信号Ty(n-1)R相似,驱动电极TL(1)至TL(3)中的共用端子c被控制为在选择信号Ty(0)R至Ty(2)R中的任意一个变为高电平时被连接至第一端子p1。
因此,在磁场产生周期TGT中,在选择信号Ty(0)在高电平下时,用于磁场的驱动电极TL(du1)经由第六开关f00被连接至信号导线LL4,用于磁场的驱动电极TL(du2)经由第六开关f01被连接至信号导线LL5,并且用于磁场的驱动电极TL(du3)经由第六开关f02被连接至信号导线LL6。这时,驱动电极TL(1)的端部经由第七开关g01被连接至信号导线LL4。尽管在图23中未示出,但驱动电极TL(2)经由第七开关被连接至信号导线LL5,并且驱动电极TL(3)经由第七开关被连接至信号导线LL6。就是说,三个线圈通过结合驱动电极和用于磁场的驱动电极形成。因此,在磁场产生周期TGT中,区域彼此重叠的三个线圈可以形成在与驱动电极TL(0)相对应的区域中,使得强磁场可以在与驱动电极TL(0)相对应的区域中产生。
在选择信号Ty(1)R在高电平下时,一个线圈由未示出的驱动电极TL(2)和用于磁场的驱动电极TL(du2)形成,一个线圈由未示出的驱动电极TL(3)和用于磁场的驱动电极TL(du3)形成,并且一个线圈由驱动电极TL(0)和未示出的驱动电极TL(4)形成。此外,在选择信号Ty(2)R在高电平下时,一个线圈由未示出的驱动电极TL(3)和用于磁场的驱动电极TL(du3)形成,一个线圈由未示出的驱动电极TL(4)和驱动电极TL(0)形成,并且一个线圈由驱动电极TL(1)和未示出的驱动电极TL(5)形成。
因此,即使接近显示面板2的边2-U的区域被分配为触摸检测的区域,也可以进行触摸检测。
虽然在第二实施方式中用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)的宽度不同于彼此,但它们可以彼此相同。可替换地,用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)可以以这个顺序在宽度上逐渐变窄。用于磁场的驱动电极不影响显示。因此,为了抑制显示面板2的周边(框架)变宽,期望用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)的宽度比驱动电极TL的宽度d4更窄。
如图24所示,用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)沿着显示面板2的边2-D布置在显示面板2的有源区域的外部。用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)和第六开关f03至f05与用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和第六开关f00至f02相似地操作。
因此,尽管省去了详细说明,但在选择信号Ty(p)R变为高电平时,线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd1)和驱动电极TL(p-1)形成,线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd2)和未示出的驱动电极TL(p-2)形成,并且线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd3)和未示出的驱动电极TL(p-3)形成。另外,在选择信号Ty(p-1)R变为高电平时,线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd2)和未示出的驱动电极TL(p-2)形成,线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd3)和未示出的驱动电极TL(p-3)形成,并且线圈由驱动电极TL(p)和未示出的驱动电极TL(p-4)形成。此外,在选择信号Ty(p-2)R变为高电平时,线圈由用于磁场的驱动电极TL(dd3)和驱动电极TL(p-3)形成,线圈由驱动电极TL(p)和未示出的驱动电极TL(p-4)形成,并且线圈由驱动电极TL(p-1)和驱动电极TL(p-5)形成。
因此,即使接近显示面板2的边2-D的区域被分配为触摸检测的区域,也可以进行触摸检测。
<选择驱动电路SDC1>
选择驱动电路SDC1包括电压导线VL1、电压导线VL2、信号导线LL3、第八开关h00至h05、以及第九开关i00至i0p。与第一实施方式相似,在显示中显示驱动信号VCOMDC被提供至电压导线VL1,并且,例如,在磁场产生周期TGT中接地电压Vss被提供至电压导线VL2。另外,在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK被提供至信号导线LL3。
第八开关h00连接在信号导线LL3和用于磁场的驱动电极TL(du1)的端部之间,第八开关h01连接在信号导线LL3和用于磁场的驱动电极TL(du2)的端部之间,并且第八开关h02连接在信号导线LL3和用于磁场的驱动电极TL(du3)的端部之间。另外,第八开关h03连接在电压导线VL2和用于磁场的驱动电极TL(dd1)的端部之间,第八开关h04连接在电压导线VL2和用于磁场的驱动电极TL(dd2)的端部之间,并且第八开关h05连接在电压导线VL2和用于磁场的驱动电极TL(dd3)的端部之间。
这些第八开关h00至h05中的每个由来自选择控制电路SR1-L的选择信号Ty(0)L至Ty(2)L和Ty(p-2)L至Ty(p)L控制。就是说,第八开关h00至h05通过选择信号Ty(0)L至Ty(2)L和Ty(p-2)L至Ty(p)L接通或断开。
第九开关i00至i0p中的每个包括连接至相应的驱动电极的端部的共用端子c,连接至电压导线VL1的第一端子p1,连接至信号导线LL3的第二端子p2,连接至电压导线VL2的第三端子p3,以及第四端子。第九开关a00至a0p中的每个的第四端子未被连接至信号导线并处于浮置状态。因此,与图11中示出的第二开关b00至b09相似,在图23和图24中省去第四端子。
这些第九开关i00至i0p也由来自选择控制电路SR1-L的选择信号Ty(0)L至Ty(p)L控制。然而,与第八开关h00至h05不同,共用端子c根据所提供的选择信号被连接至第一端子p1、第二端子p2、第三端子p3和第四端子中的任意一个。
与从选择电路SR1-R输出的选择信号Ty(0)R至Ty(p)R中的每个相似,从选择控制电路SR1-L输出的选择信号Ty(0)L至Ty(p)L中的每个与驱动电极TL(0)至TL(p)一对一对应。在从选择控制电路SR1-L输出的选择信号为高电平时,第九开关i00至i0p被控制为使得磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至与高电平的选择信号相对应的驱动电极相对应的区域中的彼此重叠的三个线圈。
就是说,在选择信号变为高电平时,在连接至比与选择信号相对应的驱动电极更接近边2-U侧布置的三个相应的驱动电极的三个第九开关中,共用端子c被控制为连接至第二端子p2。这时,在连接至比选择信号相对应的驱动电极更接近边2-D侧布置的三个相应的驱动电极的三个第九开关中,共用端子c被控制为连接至第三端子p3。并且这时,在除这六个第九开关之外的第九开关中,共用端子c被连接至第四端子。另外,第八开关h00至h05断开。
与选择控制电路SR1-R相似,以下是举例说明从选择控制电路SR1-L输出的选择信号Ty(n+1)L为高电平时的情况的说明。在选择信号Ty(n+1)L变为高电平时,在连接至比与选择信号Ty(n+1)L相对应的驱动电极TL(n+1)更接近边2-U侧布置的相应的驱动电极TL(n)、TL(n-1)、TL(n-2)的第九开关i04、i03、i02中,共用端子c被连接至第二端子p2。另外,在连接至比驱动电极TL(n+1)更接近边2-D侧布置的相应的驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+4)的第九开关i06、i07、i08中,共用端子c被连接至第三端子p3。这时,在除第九开关i02至i04和i06至i08之外的第九开关(在图23和图24中的i05和i09至i0p)中,共用端子c被连接至第四端子。这时,第八开关h00至h05断开。
因此,驱动电极TL(n-2)的端部经由第九开关i02被连接至信号导线LL3,驱动电极TL(n-1)的端部经由第九开关i03被连接至信号导线LL3,并且驱动电极TL(n)的端部经由第九开关i04被连接至信号导线LL3。另外,在驱动电极TL(n+1)的另一边布置在驱动电极TL(n)至TL(n-2)的相对侧上的驱动电极TL(n+2)的端部经由第九开关i06被连接至电压导线VL2,驱动电极TL(n+3)的端部经由第九开关i07被连接至电压导线VL2,并且驱动电极TL(n+4)的端部经由第九开关i08被连接至电压导线VL2。
这时,如上所述,通过开关电路DSC1,驱动电极TL(n-2)和驱动电极TL(n+2)经由信号导线LL5串联连接,驱动电极TL(n-1)和驱动电极TL(n+3)经由信号导线LL6串联连接,并且驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+4)经由信号导线LL4串联连接。就是说,均为单绕组导线的三个线圈由驱动电极作为绕组导线形成。
电压导线VL2的接地电压Vss经由第九开关i06至i08提供至驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)、TL(n+4)中的每个的端部。另外,信号导线LL3的线圈时钟信号CCLK就时间而言并行经由第九开关i02至i04被提供至驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)、TL(n)中的每个的端部。
因此,磁场驱动信号被基本同时提供至与驱动电极TL(n+1)相对应的区域中的区域彼此重叠的三个线圈,从而在与驱动电极TL(n+1)相对应的区域中产生强磁场。第八开关h00被控制为在选择信号Ty(0)L变为高电平时接通,并且第八开关h01被控制为在选择信号Ty(0)L和Ty(1)L中的任意一个变为高电平时接通。此外,第八开关h02被控制为在选择信号Ty(0)L至Ty(2)L中的任意一个变为高电平时接通。另一方面,在第九开关i01至i03中的每个中,在选择信号Ty(0)L至Ty(2)L与上述选择信号Ty(n+1)L相似被设置为高电平时共用端子c被控制为连接至第三端子p3。
因此,在选择信号Ty(0)L为高电平时,用于磁场的驱动电极TL(du1)经由第八开关h00被连接至信号导线LL3,用于磁场的驱动电极TL(du2)经由第八开关h01被连接至信号导线LL3,并且用于磁场的驱动电极TL(du3)经由第八开关h02被连接至信号导线LL3。这时,驱动电极TL(1)的端部经由第九开关i01被连接至电压导线VL2。尽管在图23中未示出,但驱动电极TL(2)经由第九开关i02被连接至电压导线VL2并且驱动电极TL(3)经由第九开关i03被连接至电压导线VL2。因此,磁场驱动信号和接地电压Vss被基本同时提供至通过结合驱动电极TL(1)至TL(3)和用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)形成的三个线圈中的每个。因此,在磁场产生周期TGT中,区域彼此重叠的三个线圈可以形成在与驱动电极TL(0)相对应的区域中,从而可以在与驱动电极TL(0)相对应的区域中产生强磁场。
相似地,在与驱动电极TL(1)相对应的选择信号Ty(1)L变为高电平时,磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至通过结合用于磁场的驱动电极TL(du2)、TL(du3)、驱动电极TL(0)以及未示出的驱动电极TL(2)至TL(4)形成的三个线圈。在这种情况下,第八开关h01、h02接通,第九开关i00的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第九开关i01、i02、i03的共用端子c被连接至第三端子p3。另外,在与驱动电极TL(2)相对应的选择信号Ty(2)L变为高电平时,磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至通过结合用于磁场的驱动电极TL(du3)、驱动电极TL(0)、TL(1)以及未示出的驱动电极形成的三个线圈。
布置在显示面板2的边2-D侧上的驱动电极TL(p)、TL(p-1)、TL(p-2)被分配为触摸检测的区域时的情况是相似的。就是说,在与驱动电极TL(p)相对应的选择信号Ty(p)L变为高电平时,磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至通过结合用于磁场的驱动电极TL(dd1)至TL(dd3)、驱动电极TL(p-1)以及未示出的驱动电极TL(p-2)、TL(p-3)形成的三个线圈。在这种情况下,第八开关h03至h05接通,并且连接至驱动电极TL(p-1)至TL(p-3)中的每个的第九开关中的共用端子c(举例说明在图24中的参考符号i0o)被连接至第二端子p2。
另外,在与驱动电极TL(p-1)相对应的选择信号Ty(p-1)L变为高电平时,磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至通过结合用于磁场的驱动电极TL(dd2)、TL(dd3)、驱动电极TL(p)以及未示出的驱动电极TL(p-2)至TL(p-4)形成的三个线圈。在这种情况下,第八开关h04、h05接通,并且第九开关i0p和连接至驱动电极TL(p-2)、TL(p-3)的第九开关中的共用端子c被连接至第二端子p2。此外,在与驱动电极TL(p-2)相对应的选择信号Ty(p-2)L变为高电平时,磁场驱动信号和接地电压Vss被提供至通过结合用于磁场的驱动电极TL(dd3)、驱动电极TL(p)、TL(p-1)以及未示出的驱动电极TL(p-3)至TL(p-5)形成的三个线圈。
因此,第八开关h00至h05和第九开关i00至i0p如上所述通过相应的选择信号Ty(0)L至Ty(p)L由选择控制电路SR1-L变为高电平的状态来控制,并且磁场驱动信号和接地电压Vss基本同时提供至与高电平选择信号相对应的驱动电极相对应的区域中彼此重叠的三个线圈。
例如在磁场使能信号SC_EN为低电平时,选择控制电路SR1-L进行以下控制,即将第九开关i00至i0p中的每个的共用端子c连接至第一端子p1。在显示周期中,磁场使能信号SC_EN被设置为低电平。因此,在显示周期中,第九开关i00至i0p将相应的驱动电极TL(0)至TL(p)连接至电压导线VL1。在显示周期中,显示驱动信号VCOMDC被提供至电压导线VL1,并且因此,显示驱动信号在显示周期中从选择驱动电路SDC1提供至相应的驱动电极TL(0)至TL(p)。
第七开关g00至g0p中的每个的共用端子c可以在电压导线VL1也被设置给开关电路DSC1时,在连接至电压导线VL1的第四端子被设置给第七开关g00至g0p中的每个时,以及在磁场使能信号SC_EN为低电平时,被连接至第四端子。以这种方式,显示驱动信号也可以在显示周期中从开关电路DSC1提供至驱动电极TL(0)至TL(p)。就是说,在显示周期中,显示驱动信号可以从驱动电极TL(0)至TL(p)的两端提供。
<触摸检测的操作>
下面,将参考图25至图28描述根据第二实施方式的液晶显示装置1中的触摸检测的操作。图25至图28中的每个示出,在磁场产生周期TGT中,第六开关f00至f05、第七开关g00至g0p、第八开关h00至h05以及第九开关i00至i0p由在图23和图24中示出的选择控制电路SR1-R、SR1-L控制的状态。在图25至图28中,省去第八开关h00至h05和第九开关i00至i0p以避免使附图复杂,并且通过将第九开关中的共用端子c连接至第二端子p2或第三端子p3所提供的驱动电流被示出为参考符号I1至I4。在磁场产生周期TGT中,驱动电流通过将磁场驱动信号提供至线圈而产生,并且因此,参考符号I1至I4也可以被认为是示出了磁场驱动信号。
除驱动电流(磁场驱动信号)I1至I4提供至的驱动电极之外的驱动电极处于浮置状态。就是说,连接至磁场驱动信号I1至I4没有提供至的驱动电极的第六开关和第八开关断开。连接至磁场驱动信号I1至I4没有提供至的驱动电极的第七开关中的共用端子c被连接至第三端子p3,并且第九开关中的共用端子c被连接至第四端子。
这里是将从与驱动电极TL(n+1)相对应的区域至与驱动电极TL(n+4)相对应的区域通过扫描操作依次产生强磁场时的情况作为实例的说明。在其他区域产生强磁场时的情况也是相似的。上面已描述了通过结合用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)以及驱动电极产生强磁场的操作,并且因此在这里省去对其的描述。
选择控制电路SR1-R、SR1-L按照从显示面板2的边2-U向着边2-D的选择信号Ty(0)R、Ty(0)L至选择信号Ty(p)R、Ty(p)L次序将选择信号依次设置为高电平。在举例说明图25至图28中,选择控制电路SR1-R、SR1-L在磁场产生周期TGT中的触摸检测中将选择信号Ty(n+1)R、Ty(n+1)L设置为高电平,并且在下一个磁场产生周期TGT中将选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L设置为高电平。在后续的磁场产生周期TGT中,选择控制电路SR1-R、SR1-L将选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L设置为高电平。在又一后续磁场产生周期TGT中,它们将选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L设置为高电平。在任意磁场产生周期TGT中,除被设置为高电平的选择信号之外的选择信号被设置为低电平。
图25示出选择信号Ty(n+1)R、Ty(n+1)L在高电平下的状态,并且图26示出选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L在高电平下的状态,相似地,图27示出选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L在高电平下的状态,并且图28示出选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L在高电平下的状态。
如参考图23和图24描述的,通过选择信号Ty(n+1)R在高电平下的状态,第七开关g02至g04中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第七开关g06至g08中的每个的共用端子c被连接至第一端子p1。因此,驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)经由第七开关g02、g06被连接至信号导线LL5,驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)经由第七开关g03、g07被连接至信号导线LL6,并且驱动电极TL(n)、TL(n+4)经由第七开关g03、g07被连接至信号导线LL4。因此,形成具有驱动电极TL(n-2)、TL(n+2)作为绕组导线的线圈CY(n),形成具有驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)作为绕组导线的线圈CY(n+1),并且形成具有驱动电极TL(n)、TL(n+4)作为绕组导线的线圈CY(n+2)(见图15)。
在这种情况下,线圈CY(n)变为内部具有与驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)相对应的区域的线圈,线圈CY(n+1)变为内部具有与驱动电极TL(n)至TL(n+2)相对应的区域的线圈,并且线圈CY(n+2)变为内部具有与驱动电极TL(n+1)至TL(n+3)相对应的区域的线圈。因此,线圈CY(n)和线圈CY(n+1)在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中重叠,线圈CY(n)和线圈CY(n+2)在与驱动电极TL(n+1)相对应的区域中重叠,并且线圈CY(n+1)和线圈CY(n+2)在与TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中重叠。三个线圈CY(n)至CY(n+2)重叠的区域是与驱动电极TL(n+1)相对应的区域。
在形成线圈CY(n)至CY(n+2)的每个时,即,在时段为磁场产生周期TGT时,选择信号Ty(n+1)L也变为高电平,并且因此,第九开关i02至i04中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第九开关i06至i08中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号从信号导线LL3提供至线圈CY(n)至CY(n+2)的相应的端子PTL(n-2)至PTL(n)。磁场驱动信号在形成线圈CY(n)至CY(n+2)的驱动电极中并且在信号导线中传输,并且从相应的端子PTL(n+2)至PTL(n+4)传输至电压导线VL2。
线圈时钟信号CCLK是周期性地变化的信号,并且因此,线圈CY(n)至CY(n+2)中的每个产生根据磁场驱动信号的变化而变化的磁场。磁场驱动信号基本同时被提供至线圈CY(n)至CY(n+2)。因此,磁场在线圈CY(n)至CY(n+2)的内侧重叠的区域中叠加。在这种情况下,由两个线圈产生的磁场在两个线圈重叠的区域中叠加。具体地,与驱动电极TL(n)相对应的区域是三个线圈CY(n)至CY(n+2)重叠的区域,并且因此,由三个线圈产生的磁场在与驱动电极TL(n)相对应的区域中叠加,从而在其中产生最强的磁场。
在触摸检测中,根据如参考图16至图18描述的在磁场检测周期TDT中与驱动电极TL(n+1)相对应的区域是否由笔触摸,信号在通过使用信号线形成的线圈CX(0)至CX(p)中变化,并且该信号作为感测信号输出。
在选择信号Ty(n+1)R、Ty(n+1)L之后,选择控制电路SR1-R、SR1-L将选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L设置为高电平。这时,选择信号Ty(n+1)R、Ty(n+1)L变为低电平。如图26所示,通过选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L变为高电平的状态,第七开关g03至g05中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第七开关g07至g09中的每个中的共用端子c被连接至第一端子p1。因此,驱动电极TL(n-1)、TL(n+3)被连接至信号导线LL6,驱动电极TL(n)、TL(n+4)被连接至信号导线LL4,并且驱动电极TL(n+1)、TL(n+5)被连接至信号导线LL5。因此,基本同时形成具有这些驱动电极作为绕组导线的线圈CY(n+1)至CY(n+3)。在这种情况下,三个线圈CY(n+1)至CY(n+3)彼此重叠的区域是与驱动电极TL(n+2)相对应的区域。
另一方面,通过选择控制信号Ty(n+2)L被变为高电平的状态,第九开关i03至i05中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第九开关i07至i09中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,线圈CY(n+1)至CY(n+3)的端子PTL(n-1)至PTL(n+1)被连接至信号导线LL3,并且线圈CY(n+1)至CY(n+3)的端子PTL(n+3)至PTL(n+5)被连接至电压导线VL2。因此,在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至线圈CY(n+1)至CY(n+3)的端子PTL(n-1)至PTL(n+1),并且磁场驱动信号经由这些线圈被传输至电压导线VL2。
因此,与图25的情况相似,磁场通过线圈CY(n+1)至CY(n+3)中的每个产生。在图26的情况下,通过三个线圈产生的磁场在与驱动电极TL(n+2)相对应的区域中叠加,从而在其中产生最强的磁场。
在触摸检测中,根据如参考图16至图18描述的在磁场检测周期TDT中与驱动电极TL(n+2)相对应的区域是否由笔触摸,信号在通过使用信号线形成的线圈CX(0)至CX(p)中变化,并且该信号作为感测信号输出。
在选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L之后,选择控制电路SR1-R、SR1-L将选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L设置为高电平。这时,选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L变为低电平。如图27所示,通过选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L变为高电平的状态,第七开关g04至g06中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第七开关g08至g10中的每个中的共用端子c被连接至第一端子p1。因此,驱动电极TL(n)、TL(n+4)被连接至信号导线LL4,驱动电极TL(n+1)、TL(n+5)被连接至信号导线LL5,并且驱动电极TL(n+2)、TL(n+6)被连接至信号导线LL6。因此,基本同时形成具有这些驱动电极作为绕组导线的线圈CY(n+2)至CY(n+4)。在这种情况下,三个线圈CY(n+2)至CY(n+4)彼此重叠的区域是与驱动电极TL(n+3)相对应的区域。
另一方面,通过选择控制信号Ty(n+3)L被变为高电平的状态,第九开关i04至i06中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第九开关i08至i10中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,线圈CY(n+2)至CY(n+4)的端子PTL(n)至PTL(n+2)被连接至信号导线LL3,并且线圈CY(n+2)至CY(n+4)的端子PTL(n+4)至PTL(n+6)被连接至电压导线VL2。因此,在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至线圈CY(n+2)至CY(n+4)的端子PTL(n)至PTL(n+2),并且磁场驱动信号经由这些线圈被传输至电压导线VL2。
因此,与图25的情况相似,磁场通过线圈CY(n+2)至CY(n+4)中的每个产生。在图27的情况下,通过三个线圈产生的磁场在与驱动电极TL(n+3)相对应的区域中叠加,从而在其中产生最强的磁场。
在选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L之后,选择控制电路SR1-R、SR1-L将选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L设置为高电平。这时,选择信号Ty(n+3)R、Ty(n+3)L变为低电平。如图28所示,通过选择信号Ty(n+4)R、Ty(n+4)L变为高电平的状态,第七开关g04至g06中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第七开关g08至g10中的每个中的共用端子c被连接至第一端子p1。因此,驱动电极TL(n+1)、TL(n+5)被连接至信号导线LL5,驱动电极TL(n+2)、TL(n+6)被连接至信号导线LL6,并且驱动电极TL(n+3)、TL(n+7)被连接至信号导线LL4。因此,基本同时形成具有这些驱动电极作为绕组导线的线圈CY(n+3)至CY(n+5)。在这种情况下,三个线圈CY(n+3)至CY(n+5)彼此重叠的区域是与驱动电极TL(n+4)相对应的区域。
另一方面,通过选择控制信号Ty(n+4)L被变为高电平的状态,第九开关i05至i07中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2,并且第九开关i09至i11中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3。因此,线圈CY(n+3)至CY(n+5)中的一个端子中的每个被连接至信号导线LL3,并且线圈CY(n+2)至CY(n+4)中的另一端子中的每个被连接至电压导线VL2。因此,在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至线圈CY(n+3)至CY(n+5)的一个端子中的每个,并且磁场驱动信号经由这些线圈被传输至电压导线VL2。
因此,与图25的情况相似,磁场通过线圈CY(n+3)至CY(n+5)中的每个产生。在图28的情况下,通过三个线圈产生的磁场在与驱动电极TL(n+4)相对应的区域中叠加,从而在其中产生最强的磁场。
在第二实施方式中,三个线圈(例如,CY(n+2)至CY(n))在磁场产生周期TGT中通过使用邻近彼此布置的驱动电极(例如,TL(n-2)至TL(n)和TL(n+2)至TL(n+4))作为绕组导线形成。为了形成三个线圈,基本同时提供磁场驱动信号。三个线圈彼此重叠的内侧的区域变为夹在成为线圈的绕组导线的驱动电极之间的驱动电极(TL(n+1))相对应的区域。在线圈重叠的区域中,由三个线圈中的每个产生的磁场被叠加以产生最强的磁场。如果笔在触摸检测中接近线圈重叠的区域,则笔内部的线圈L1通过强磁场产生感应电压,并且因此,充入笔中的电容元件C中的电荷的量可以增加,从而可以改善检测的准确度。因为每个线圈是单绕组线圈,所以可以防止流过每个线圈的驱动电流减少,从而可以抑制由每个线圈产生的磁场的减弱。
在第二实施方式中,在磁场产生周期TGT中形成三个单绕组线圈,并且在三个线圈重叠的区域中产生强磁场。在扫描操作中,三个线圈在从显示面板2的边2-U侧向着边2-D侧转换的同时形成。转换的区域的宽度与应当检测触摸的区域相对应的一个驱动电极的宽度相对应。因此,可以防止检测触摸的区域不连续,从而可以防止出现检测准确度退化的区域。
用于磁场的驱动电极沿着显示面板2的边2-U和边2-D设置在显示面板2的有源区域的外部。在接近显示面板2的边2-U或边2-D的区域被设置为触摸检测的区域时,强磁场也可以通过使用用于磁场的驱动电极作为用于形成线圈的绕组导线在接近显示面板2的边2-U或边2-D的区域中产生。因此,可以防止接近显示面板2的边的区域中的检测准确度的退化。
已经描述了设置在显示面板2的有源区域的外部,即,显示区域的外部的成为用于形成线圈的绕组导线的用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)和TL(dd1)至TL(dd3)的实例。然而,本实施方式不限于这样的实例。例如,即使在显示面板2的有源区域内部,一个或多个用于磁场的驱动电极可以沿着显示面板2的边2-U或边2-D设置。在这种情况下,显示区域的窄化可以通过使得用于磁场的驱动电极的宽度更窄来降低。
(第三实施方式)
图29是示出根据第三实施方式的液晶显示装置1的配置的说明性示图。图29示出触摸检测中的操作。这个附图示出以下配置:在磁场产生周期TGT中通过驱动电极形成的线圈产生磁场,并且在磁场检测周期TDT中通过由信号线形成的线圈检测来自笔PN的磁场。
图29的左侧示出磁场产生周期TGT的状态,其中通过在磁场产生周期TGT中产生的磁场在图29的上侧上示出的笔PN内部的线圈L1中产生感应电压,并且笔PN内部的电容元件C(未示出)通过线圈L1中产生的感应电压充电。在磁场检测周期TDT中,笔PN内部的线圈L1通过电容元件C中充入的电荷产生磁场。产生的磁场通过在图29的右侧示出的由信号线形成的线圈检测。
首先,将描述图29的左侧示出的磁场产生周期TGT的状态。图29的左侧示出布置在显示面板2中的驱动电极TL(0)至TL(p)、布置在显示面板2的有源区域外部的用于磁场的驱动电极TL(du1)至TL(du3)、TL(dd1)至TL(dd3)、第六开关f00至f05、以及第七开关g00至g0p。这些驱动电极、用于磁场的驱动电极、第六开关、以及第七开关的配置与在图23至图28中示出的那些相同。另外,与图26相似,图29的左侧示出第七开关g02至g04中的共用端子c被连接至第二端子p2并且第七开关g06至g08中的共用端子c被连接至第一端子p1的状态。因此,如参考图26描述的,形成线圈CY(n-1)至CY(n+1)。
在磁场产生周期TGT中,线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至形成的线圈CY(n-1)至CY(n+1)的一端PTL(n-1)至PTL(n+1)中的每个,并且接地电压Vss被提供至线圈CY(n-1)至CY(n+1)中的另一端PTL(n+3)至PTL(n+5)中的每个。因此,在磁场产生周期TGT中,最强的磁场在这些线圈彼此重叠的区域中,即,在与驱动电极TL(n-2)相对应的区域中产生。
通过笔PN存在于驱动电极TL(n-2)附近的状态,在笔PN内部的线圈L1中产生感应电压,使得笔PN内部的电容元件C被充电。
下面,将描述图29的右侧示出的配置。并且在第三实施方式中,与第一实施方式相似,在磁场检测周期TDT中,多个线圈由信号线形成。在第三实施方式中,由信号线形成的线圈中的每个是与第一实施方式不同的单绕组线圈。
在第三实施方式中,尽管没有具体限制,但用于磁场的信号线SL(dR)、SL(dL)沿着显示面板2的边2-R、2-L布置。就是说,液晶显示装置1包括沿着显示面板2的有源区域的外部的边2-R布置为平行于信号线SL(0)至SL(p)(第一信号线)的用于磁场的信号线SL(dR)(第二信号线)以及沿着显示面板2的有源区域外部的边2-L布置为平行于信号线SL(0)至SL(p)的用于磁场的信号线SL(dL)(第二信号线)。用于磁场的信号线SL(dR)、SL(dL)在显示面板2的有源区域的外部,并且因此,不用于显示而用于触摸检测。
如果显示面板2与像素阵列LCD相对应,则应注意,用于磁场的信号线SL(dR)、SL(dL)沿着像素阵列LCD的边布置并且平行于像素阵列LCD的列。就是说,用于磁场的信号线SL(dR)沿着与显示面板2的边2-R相对应的像素阵列LCD的边布置,并且用于磁场的信号线SL(dL)沿着与显示面板2的边2-L相对应的边布置。
在第三实施方式中,开关调整电路SCX-U沿着显示面板2的边2-U侧布置。在图29中,上侧示出显示面板2的边2-U侧,并且下侧示出显示面板2的边2-D侧。开关调整电路SCX-U包括第十开关j00、j01和第十一开关k00至kp。
尽管没有具体限制,但信号线SL(0)至SL(p)以这个顺序从显示面板2的边2-L向着边2-R布置。在第三实施方式中的磁场检测周期TDT中,布置为将两个信号线夹在中间的信号线通过第十一开关k00至kp连接。在将图29作为实例的描述中,第十一开关k00连接在信号线SL(1)的端部和信号线SL(4)的端部之间,并且第十一开关k01连接在信号线SL(3)的端部和信号线SL(6)的端部之间。另外,第十一开关kn-1连接在信号线SL(n-2)的端部和信号线SL(n+1)的端部之间,第十一开关kn连接在信号线SL(n)的端部和信号线SL(n+3)的端部之间,并且第十一开关kn+1连接在信号线SL(n+2)的端部和信号线SL(n+5)的端部之间。
此外,第十一开关kp-1连接在信号线SL(p-6)的端部和信号线SL(p-3)的端部之间,并且第十一开关kp连接在信号线SL(p-4)的端部和信号线SL(p-1)的端部之间。
第十开关j00连接在用于磁场的信号线SL(dL)的端部和信号线SL(2)的端部之间,并且第十开关j01连接在用于磁场的信号线SL(dR)的端部和信号线SL(p-2)的端部之间。
第十开关j00、j01和第十一开关k00至kp中的每个由磁场使能信号SC_EN开关控制。在第三实施方式中,第十开关j00、j01和第十一开关k00至kp在磁场使能信号SC_EN在高电平下时接通,并且在磁场使能信号SC_EN在低电平下时断开。
磁场使能信号SC_EN在触摸检测中被设置为高电平,并且因此,第十开关和第十一开关接通。因此,在触摸检测中,将两个信号线夹在中间的信号线电连接至彼此。在将图29作为实例的描述中,布置为将信号线SL(2)、SL(3)夹在中间的信号线SL(1)、SL(4)通过第十一开关k00电连接至彼此。相似地,布置为将信号线SL(4)、SL(5)夹在中间的信号线SL(3)、SL(6)通过第十一开关k01被连接至彼此,布置为将信号线SL(n-1)、SL(n)夹在中间的信号线SL(n-2)、SL(n+1)通过第十一开关kn-1被连接至彼此,布置为将信号线SL(n+1)、SL(n+2)夹在中间的信号线SL(n)、SL(n+3)通过第十一开关kn被连接至彼此,并且布置为将信号线SL(n+3)、SL(n+4)夹在中间的信号线SL(n+2)、SL(n+5)通过第十一开关kn+1被连接至彼此。
此外,布置为将信号线SL(p-5)、SL(p-4)夹在中间的信号线SL(p-6)、SL(p-3)通过第十一开关kp-1被连接至彼此,并且布置为将信号线SL(p-3)、SL(p-2)夹在中间的信号线SL(p-4)、SL(p-1)通过第十一开关kp被连接至彼此。
此外,在第三实施方式中,布置为将信号线SL(0)、SL(1)夹在中间的用于磁场的信号线SL(dL)和信号线SL(2)通过第十开关j00被连接至彼此,并且布置为将信号线SL(p-1)、SL(p)夹在中间的用于磁场的信号线SL(dR)和信号线SL(p-2)通过第十开关j01被连接至彼此。
因此,如参考图16至图18描述的,可以在磁场检测周期TDT中形成具有信号线SL(0)至SL(p)作为绕组导线的线圈。此外,在第三实施方式中,在磁场检测周期TDT中,线圈也可以在显示面板2的边2-R、2-L的附近形成。就是说,内部具有布置为接近显示面板2的边2-L的信号线SL(0)、SL(1)的线圈可以由用于磁场的信号线SL(dL)和信号线SL(2)形成。相似地,内部具有布置为接近显示面板2的边2-R的信号线SL(p-1)、SL(p)的线圈可以由用于磁场的信号线SL(dR)和信号线SL(p-2)形成。因此,即使笔PN接近边2-R或边2-L,也可以检测到笔PN。并且在第三实施方式中,与参考图16至图18描述的线圈相似,形成的线圈彼此重叠。因此,可以防止检测遗漏。
使得用于磁场的信号线SL(dR)、SL(dL)的宽度d8、d10比信号线SL(0)至SL(p)的宽度d9、d11更窄。因此,可以防止框架的大小增加。
在磁场检测周期TDT中,接地电压Vss被提供至由信号线形成的线圈中的每个的一对端子中的一个端子,并且其另一个端子经由参考图16描述的第四开关被连接至选择控制电路SRX-D的输入端子XIO。在将图29作为实例的描述中,信号线SL(n-2)的端部经由在图16中示出的第四开关d00被连接至输入端子XIO(n-1),信号线SL(n)的端部经由在图16中示出的第四开关d01被连接至输入端子XIO(n),并且信号线SL(n+2)的端部经由在图16中示出的第四开关d02被连接至输入端子XIO(n+1)。
在磁场检测周期TDT中,通过来自选择控制电路SRX-D的选择信号X-Out(0)至X-Out(p)接通第四开关(例如第四开关d01),根据在由信号线SL(n)、SL(n+3)形成的线圈中是否由从笔PN产生的磁场产生感应电压的信号被传输至输入端子XIO(n)并且作为感测信号输出。
在图29中,应注意,单独示出驱动电极和信号线以便描述。然而,驱动电极和信号线在电绝缘状态下重叠。
第三实施方式描述了成为用于形成线圈的绕组导线的用于磁场的信号线SL(dR)、SL(dL)沿着显示面板2的两边设置的实例。然而,当然,用于磁场的信号线可以沿着任意一边设置。第十开关j00和第十一开关k00至kp可以在从磁场使能信号SC_EN变为高电平起经过预定时间之后接通。以这种方式,即使在触摸检测中,第十开关和第十一开关在磁场检测周期TDT中也可以接通。
图33是示意性地示出根据第三实施方式的液晶显示装置1的轮廓的示意图。这个附图示出驱动电极TL(0)至TL(p)、信号线SL(0)至SL(p)、第十一开关k00至kp、用于驱动的半导体器件DDIC、第十二开关l00至lp、选择控制电路SR1-R、SR1-L、开关电路DSC、以及选择驱动电路SDC。它们形成在TFT玻璃基板上。因此,安装在模块上的液晶显示装置1可以被认为在图33中示出。在图33中,还示出包括线圈L1的笔PN。
开关电路DSC和选择控制电路SR1-R沿着模块的边500-R布置,并且选择驱动电路SDC和选择控制电路SR1-L沿着边500-L布置。信号线SL(0)~SL(p)在开关电路DSC和选择驱动电路SDC之间布置为平行于彼此,第十一开关k00至kp沿着模块的边500-U布置,并且第十二开关l00至lp沿着边500-D布置。驱动电极TL(0)至TL(p)在第十一开关k00至kp和第十二开关l00至lp之间布置为平行于彼此。
如参考图29描述的,第十一开关k00至kp在触摸检测中连接信号线。
第十二开关l00至lp被分类成两组,并且第一组中的第十二开关连接在电压导线VL3和在磁场检测周期TDT中接地电压Vss应当被提供至的诸如在图29中示出的信号线SL(2)、SL(n+3)、SL(p-1)中的信号线中的每个的端部之间,并且在磁场检测周期TDT中接通。第二组中的第十二开关连接在相应的信号导线LL7和在磁场检测周期TDT中输出线圈中的信号变化的诸如在图29中示出的信号线SL(1)、SL(n)、SL(p-4)的信号线中的每个的端部之间。如在图33中举例说明的,参考符号l00、ln、ln+3、lp被分别附至连接至信号线SL(0)的端部的第十二开关(第二组的),连接至信号线SL(n)的端部的第十二开关(第二组的),连接至信号线SL(n+3)的端部的第十二开关(第一组的),以及连接至信号线L(p)的端部的第十二开关(第一组的)。尽管信号导线LL7被示出为一条导线,但信号导线包括与第二组的第十二开关相对应的数量的信号导线。第二组的第十二开关也在磁场检测周期中接通。因此,每个线圈中产生的信号被传输至相应的信号导线LL7,通过放大器电路AMP放大,并且作为感测信号S(0)至S(p)被提供至用于触摸检测的半导体器件6(图6)。
在第三实施方式中,第十二开关l00至lp形成在TFT玻璃基板上,并且用于驱动的半导体器件DDIC布置为覆盖第十二开关l00至lp。因此,可以抑制框架变宽。
在触摸检测中,具有驱动电极TL(n-1)至TL(n+1)、TL(n+3)至TL(n+5)作为绕组导线的三个线圈通过选择控制电路SR1-R、SR1-L、开关电路DSC、以及选择驱动电路SDC形成,并且磁场驱动信号被提供至三个线圈中的每个。因此,如通过图33中的具有附加箭头的实线I示出的驱动电流流过。磁场通过磁场驱动信号的周期变化在三个线圈中的每个中产生。图33通过虚线示意性地示出产生的磁场φG的出现。应注意,箭头的方向没有特定含义,并且示出强磁场从三个线圈重叠的区域(驱动电极TL(n+2))产生。
如果笔PN存在于三个线圈彼此重叠的区域的附近,则感应电压通过互感应的作用在笔PN内部的线圈L1中产生。笔PN内部的电容元件(未示出)通过产生的感应电压充电。
在磁场检测周期TDT中,笔PN内部的线圈L1通过电容元件C中充入的电荷产生磁场。这时磁力线被示出为图33中的φD。
如参考图29描述的,在磁场检测周期TDT中,第十一开关k00至kp接通。因此,形成具有信号线SL(0)至SL(p)作为绕组导线的多个线圈。通过具有信号线作为绕组导线的线圈和笔PN内部的线圈L1之间的互感应的作用,感应电压在具有信号线作为绕组导线的线圈中产生,使得信号线中的信号被传输至第二组的第十二开关。信号通过接通第二组的第十二开关作为感测信号S(0)至S(p)从放大器电路AMP输出。在图33中,经由信号线SL(n)传输至第十二开关ln的信号通过具有附加箭头的实线示出。
已经描述了用于磁场的信号线SL(dL)、SL(dR)布置在显示面板2的有源区域的外部的实例。然而,本实施方式不限于这样的实例。例如,在显示面板2的有源区域的内部沿着边2-L或边2-R,可以布置用于磁场的信号线SL(dL)和/或用于磁场的信号线SL(dR)。在这种情况下,通过使得用于磁场的信号线SL(dL)和/或SL(dR)的宽度d10被布置为比信号线的宽度d11更窄,显示区域的窄化可被降低。
(第四实施方式)
图30是示出根据第四实施方式的液晶显示装置1的操作的时序图。在此,虽然将根据第一实施方式的液晶显示装置1描述为实例,但对于第二实施方式和第三实施方式也是相同的。
在图30中,水平轴表示时间。图30的(A)示出周期性地产生的帧信号F,并且液晶显示装置显示例如与由帧信号F限定的一个帧周期Tf中的一个屏幕相对应的图像。在第四实施方式中,在图6中示出的控制电路D-CNT进行控制使得多个显示周期和多个触摸检测周期在一个帧周期Tf中交替产生。图30的(B)至图30的(G)示出多个帧周期Tf中的一个帧周期Tf中的定时。就是说,在图30的(B)至图30的(G)中示出的定时在多个帧周期Tf中的每个中出现。
在此,图30的(B)示意性地示出一个帧周期Tf中产生的显示周期和触摸检测周期。图30的(C)示出提供至信号线选择器3(图6)的选择信号SEL1、SEL2的波形。图30的(D)示出磁场使能信号SC_EN的波形。图30的(E)和图30的(F)示出来自选择控制电路SR-R、SR-L的选择信号Ty(n)R、Ty(n)L和选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L的波形。图30的(G)示出通过使用驱动电极形成的线圈和通过使用信号线形成的线圈中的信号变化。
如在图30的(B)中所示,控制电路D-CNT进行控制使得显示周期DISP1(DISP2)和触摸检测周期SEN1(SEN2)在每个帧周期Tf中按时间序列交替产生。就是说,在显示周期DISP1(DISP2)中,通过将图像信号Sn从信号驱动器D-DRV(图6)提供至信号线选择器3使得选择信号SEL1、SEL2被交替设置为高电平,图像信号Sn被设定为被提供至合适的信号线。在图30的(C)中,应注意,选择信号SEL1、SEL2被示出为一个波形以便示出选择信号SEL1、SEL2的变化。并且在显示周期DISP1(DISP2)中,开关电路DSC和选择驱动电路SDC由选择控制电路SR-R、SR-L控制,使得显示驱动信号从开关电路DSC和选择驱动电路SDC提供至驱动电极TL(0)至TL(p)。此外,栅极驱动器5(图6)被控制为使得合适的扫描信号从栅极驱动器5提供至扫描线GL(0)至GL(P)。因此,在显示周期DISP1(DISP2)中,显示面板2根据图像信号Sn进行显示。
如图30的(D)所示,在触摸检测周期SEN1(SEN2)中,控制电路D-CNT将磁场使能信号SC_EN设置为高电平。因此,选择控制电路SR-R、SR-L将例如选择信号Ty(0)R、Ty(0)L至Ty(p)R、Ty(p)L以这个顺序设置为高电平。图30示出选择信号Ty(n)R、Ty(n)L在触摸检测周期SEN1中变为高电平和选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L在下一个触摸检测周期SEN2中变为高电平的状态。
触摸检测周期SEN1(SEN2)包括产生磁场的磁场产生周期TGT和在磁场产生周期TGT之后的磁场检测周期TDT。在磁场产生周期TGT中,线圈通过使用驱动电极形成,并且磁场通过形成的线圈产生。感应电压通过线圈和笔内部的线圈L1之间的互感应在线圈L1中产生(图1和图2A、图2B),使得笔(图2A、图2B)内部的电容元件C被充电。在磁场检测周期TDT中,笔PN内部的线圈L1根据电容元件C中充入的电荷的量产生磁场。并且在磁场检测周期TDT中,线圈通过使用信号线形成。感应电压通过由信号线形成的线圈和笔内部的线圈L1之间的互感应在由信号线形成的线圈中产生。通过检测由感应电压所引起的信号线的流动电流来检测笔。
在磁场产生周期TGT中,控制电路D-CNT将线圈时钟信号CCLK提供至信号导线LL3。在磁场检测周期TDT中,控制电路D-CNT停止线圈时钟信号CCLK的提供,进行控制使得连接至端子SP(图16)的用于驱动的半导体器件DDIC的外部端子处于高阻抗状态,并且使得信号线选择器3(图16)通过选择信号SEL1、SEL2连接端子SP和信号线。因此,在线圈通过使用信号线SL(0)至SL(p)形成时,线圈被放入高阻抗状态。
通过如在第一实施方式中描述的选择信号Ty(n)R、Ty(n)L变为高电平的状态,形成具有驱动电极作为绕组导线的两个线圈。两个形成的线圈的区域在与选择信号TY(n)R、Ty(n)L相对应的驱动电极TL(n)、TL(n+1)中重叠。在磁场产生周期TGT中,信号导线LL3被连接至两个线圈中的每个,并且线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至每个线圈。因此,根据磁场驱动信号变化的磁场在两个线圈中的每个中产生,并且磁场在与驱动电极TL(n)、TL(n+1)相对应的区域中叠加以产生强磁场(“驱动电极线圈中的磁场的出现”在图30中描述)。
在磁场检测周期TDT中,如在第一实施方式中描述的,多个线圈CX(0)至CX(p)(参见图18)由信号线SL(0)至SL(p)形成。在触摸检测周期SEN1中,充入笔内部的电容元件C中的电荷的量根据笔在磁场产生周期TGT中是否接近与驱动电极TL(n)相对应的区域而变化。在磁场检测周期TDT中,通过检测多个线圈CX(0)至CX(p)中的每个中的电流(信号线线圈电流检测)可以确定笔接近的区域的坐标或其他。
下面,控制电路D-CNT将磁场使能信号SC_EN设置为低电平以便在显示周期DISP2中进行显示操作。在显示周期DISP2之后,控制电路D-CNT再次将磁场使能信号SC_EN设置为高电平。
与磁场使能信号SC_EN变为高电平同步地,选择控制电路SR-R、SR-L将选择信号Ty(n+2)R、Ty(n+2)L变为高电平,并且将选择信号Ty(n)R、Ty(n)L保持在低电平。在触摸检测周期SEN2中,控制电路D-CNT在磁场产生周期TGT中将线圈时钟信号CCLK提供至信号导线LL3,并且在磁场检测周期TDT中停止提供线圈时钟信号CCLK。因此,如在第一实施方式中描述的,在磁场产生周期TGT中,在与驱动电极TL(n+1)相对应的区域中彼此重叠的两个线圈被形成为使得强磁场在与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域中产生,通过每个线圈产生根据线圈时钟信号CCLK(磁场驱动信号)而变化的磁场,并且磁场在与驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)相对应的区域中叠加。
在磁场检测周期TDT中,线圈CX(0)至CX(p)由信号线形成,并且通过检测每个线圈的电流来确定笔接近的区域的坐标或其他。
通过重复上述触摸检测周期中的操作,强磁场对于例如与作为一个单元的两个驱动电极相对应的每个区域依次从显示面板2的边2-U向着边2-D产生。笔接近产生强磁场的区域的位置通过线圈CX(0)至CX(p)的电流确定。因此,例如可以在一个帧周期Tf中检测显示面板2的整个表面的触摸。
在磁场产生周期TGT中,选择驱动电路SDC将与高电平选择信号相对应的驱动电极连接至信号导线LL3和电压导线VL2,并且将与低电平选择信号相对应的驱动电极放入浮置状态。如作为实例描述的,在选择信号Ty(n)L在高电平下时,驱动电极TL(n-2)、TL(n-1)被连接至信号导线LL3,并且驱动电极TL(n+2)、TL(n+3)被连接至电压导线VL2。除这四个驱动电极之外的驱动电极,即,驱动电极TL(0)至TL(n-3)、TL(n)、TL(n+1)、以及TL(n+4)至TL(p)被放入浮置状态。换言之,这些驱动电极TL(0)至TL(n-3)、TL(n)、TL(n+1)、以及TL(n+4)至TL(p)在高阻抗状态下。
并且在第四实施方式中,高阻抗控制信号HZ-CT从控制电路D-CNT提供至栅极驱动器5和信号线驱动电路D-DRV。在磁场产生周期TGT中,控制电路D-CNT进行控制使得栅极驱动器5和信号线驱动电路D-DRV中的每个的输出通过高阻抗控制信号HZ-CT被放入高阻抗状态。因此,在磁场产生周期TGT中,信号线SL(0)至SL(p)和扫描线GL(0)至GL(p)是浮置的并且被放入高阻抗状态下。因此,没有形成线圈的所有驱动电极、信号线和扫描线被放入高阻抗状态下。因此,在线圈由线圈时钟信号CCLK驱动时,可以减少充入的寄生电容,从而可以缩短磁场产生周期,并且可以改善磁场检测的准确度。
(第五实施方式)
在第一实施方式至第四实施方式中,在磁场产生周期TGT中产生磁场的线圈和在磁场检测周期TDT中检测磁场的线圈是彼此不同的。也就是说,在磁场产生周期TGT中,磁场通过使用平行于显示面板2(像素阵列LCD)的行方向布置的驱动电极形成的线圈产生。另一方面,在磁场检测周期TDT中,磁场通过使用平行于显示面板2(像素阵列LCD)的列方向布置的信号线形成的线圈检测。相反,在第五实施方式中,磁场在磁场产生周期TGT中通过使用由驱动电极形成的线圈产生,并且磁场在磁场检测周期TDT中通过使用由驱动电极形成的线圈检测。也就是说,通过使用驱动电极形成的线圈被用于磁场产生和磁场检测这两者。在这种情况下,通过使用用于磁场产生和磁场检测这两者的信号线形成的线圈,可以提取笔接近的区域的坐标。
在此,将描述通过使用驱动电极形成的线圈被用于磁场产生和磁场检测这两者时的情况。
图31是示出用于根据第五实施方式的液晶显示装置1的磁场检测电路的实例的电路图。在图31中,参考符号CY(0)至CY(p)表示在触摸检测周期中形成的线圈。参考符号SWCT表示具有由开关控制信号SWC开关控制的多个开关SWRL的开关单元。在此,例如,开关SWRL与在图11中示出的第二开关b00至b09相对应,并且开关控制信号SWC与选择信号Ty(n-2)L至Ty(n+6)L相对应。
在触摸检测周期中,线圈CY(0)至CY(p)中的每个的一端被连接至接地电压Vss,并且其另一端经由相应的开关SWRL和信号导线LL3被连接至节点n4。节点n4中的检测信号被提供至增益电路,并且通过增益电路放大。放大的检测信号被提供至滤波电路以移去噪声,并且滤波电路的输出通过整流电路整流,并且被提供至积分电路。积分电路的输出被提供至微控制器MCU。
尽管未示出,但微控制器MCU包括模/数转化电路、时钟信号产生电路、存储程序的非易失性存储器、以及根据非易失性存储器中存储的程序操作的处理单元。来自上述积分电路的输出经由微控制器MCU的端子ADC被提供至模/数转化电路,并且转变为数字信号。通过转化获得的数字信号通过处理单元处理以确定笔是否接近线圈CY(0)至CY(p)中的任意一个。
微控制器MCU中的处理单元根据程序形成控制信号。控制信号包括开关控制信号SWC、使能信号EN和复位信号rst。另外,电压周期性地变化的时钟信号CLK通过微控制器MCU中的时钟信号产生电路产生。时钟信号被用作线圈时钟信号CCLK。
线圈时钟信号CCLK被提供至缓冲电路BF。缓冲电路BF由使能信号EN控制。在使能信号EN在高电平下时,线圈时钟信号CCLK经由电阻器R11被提供至节点n4。另一方面,在使能信号EN在低电平下时,缓冲电路BF的输出处于高阻抗状态下(Hi-Z)。
增益电路包括电阻器R8至R10、运算放大器OP4、以及用于DC切割的电容元件CP3。检测信号被提供至运算放大器OP4的正相输入端(+),并且运算放大器OP4的反相输入端(-)经由电阻器R9被连接至接地电压Vs,并且还经由电阻器R8被连接至运算放大器OP4的输出端。
滤波电路包括电阻器R4至R7、电容元件CP2和运算放大器OP3。运算放大器OP3的正相输入端(+)经由电阻器R7被连接至接地电压Vs,并且来自增益电路的输出信号经由电容元件CP2被提供至该正相输入端。运算放大器OP3的反相输入端(-)经由电阻器R6被连接至接地电压Vs,并且进一步经由电阻器R5被连接至运算放大器的输出端。此外,运算放大器OP3的输出端经由电阻器R4被连接至滤波电路的输入端。
整流电路包括电阻器R1至R3、运算放大器OP2和二极管D。运算放大器的正相输入端(+)经由电阻器R3被连接至接地电压Vs,并且滤波电路的输出经由电阻器R2被提供至运算放大器OP2的反相输入端(-)。此外,整流电路的输出经由电阻器R1被提供至该反相输入端。运算放大器OP2的输出经由二极管D输出。
积分电路包括电容元件CP1、将复位信号rst作为开关控制信号接收的开关SW13、以及运算放大器OP1。运算放大器的正相输入端(+)被连接至接地电压Vs,并且其反相输入端(-)经由电容元件CP1被连接至积分电路的输出端。开关SW13连接在积分电路的输出端和输入端之间。
图32是示出在图31中示出的磁场检测电路的操作的波形图。在图32中,水平轴表示时间,竖直轴表示电压。图32的(A)示出线圈时钟信号CCLK的波形,图32的(B)示出开关控制信号SWC的波形,并且图32的(C)示出使能信号EN的波形。另外,图32的(D)示出复位信号rst的波形,图32的(E)示出增益电路的输出波形OUT1,并且图32的(F)示出积分电路的输出OUT2的波形。应注意,触摸检测的操作在图32中示出并且省去显示周期的操作。
首先,复位通过复位信号rst在时间t0被设置为低电平的状态取消。这时,微控制器MCU将使能信号EN设置为高电平。因此,线圈时钟信号CCLK经由电阻器R11从缓冲电路BF提供至节点n4。这时,微控制器MCU在接通与例如线圈CY(n-2)、CY(n-1)相对应的开关SWRL时输出这样的开关控制信号SWC。在此,开关SWRL的接通状态/断开状态与在图11中示出的第二开关之间的对应将描述如下。就是说,在具有图11中示出的第二开关b00、b01、b04、b05的实例中,开关SWRL的接通状态意味着第二开关b00、b01中的每个中的共用端子c被连接至第二端子p2并且第二开关b04、b05中的每个中的共用端子c被连接至第三端子p3的状态。另一方面,开关SWRL的断开状态意味着第二开关b00、b01、b04、b05中的每个的共用端子c被连接至第四端子的状态。
通过与线圈CY(n-2)、CY(n-1)相对应的开关SWRL(图11中的第二开关b00、b01、b04、b05)的接通状态,提供至节点n4的线圈时钟信号CCLK作为磁场驱动信号被提供至线圈CY(n-2)、CY(n-1)中的每个的端部。
提供至节点n4的线圈时钟信号CCLK还被提供至增益电路。增益电路的输出OUT1根据线圈时钟信号CCLK的电压变化而变化,并且因此,如图32的(E)所示的变化。放大器电路的输出OUT1经由滤波电路被提供至整流电路,并且整流的输出被提供至积分电路。虽然节点n4的电压从时间t0至时间t1周期性地变化,但就包络曲线而言没有变化,并且因此,积分电路的输出是固定值。
在时间t1时,微控制器MCU将使能信号EN设置为低电平。因此,节点n4被放入高阻抗状态下(Hi-Z)。并且在时间t1,微控制器MCU在保持与CY(n-2)、CY(n-1)相对应的开关SWRL(b00、b01、b04、b05)的接通状态并且断开其余的SWRL(b02、b03、b06至b09)时形成这样的开关控制信号SWC。因此,线圈CY(n-2)、CY(n-1)中的每个的端部保持在与节点n4连接的状态下,并且其他线圈保持在与节点n4断连的状态下。在图32的实例中的时间t0和时间t2之间,笔没有接近线圈CY(n-2)、CY(n-1)重叠的区域,并且因此,没有从笔提供至线圈CY(n-2)、CY(n-1)的磁能。因此,积分电路的输出OUT2不改变。
在转变到时间t2之前,微控制器MCU将复位信号暂时设置为高电平并且将所有开关控制信号SWC设置为低电平。因此,复位被设置,然后,复位通过再次将复位信号设置为低电平来取消。时间t2和时间t3之间的间隔与时间t0和时间t1之间的间隔在信号上相同。
在时间t3,微控制器MCU在保持与线圈CY(n)、CY(n+1)相对应的开关SWRL(b02、b03、b06、b07)的接通状态并且断开与其余开关相对应的开关SWRL时形成这样的开关控制信号SWC。应注意,图32的(B)示出在时间t0和时间t2之间提供至与线圈CY(n-2)、CY(n-1)相对应的开关SWRL的开关控制信号SWC的波形,并且示出在时间t2和时间t4之间提供至与线圈CY(n)、CY(n+1)相对应的开关SWRL的开关控制信号SWC的波形。
在时间t3时,微控制器MCU将使能信号EN设置为低电平。因此,节点n4被放入高阻抗状态下。这时,笔存在于线圈CY(n)、CY(n+1)重叠的区域的附近,并且因此,感应电压通过在时间t2和时间t3之间在线圈CY(n)、CY(n+1)重叠的区域中产生的磁场在线圈CY(n)、CY(n+1)中产生,使得电容元件C(图2A、图2B)被充电。
在时间t3,笔内部的线圈L1基于电容元件C中充入的电荷的量产生磁场。感应电压通过由线圈L1产生的磁场的变化在线圈CY(n)、CY(n+1)中产生。
因此,如图32的(E)中所示,增益电路的输出OUT1在振动时减弱。就是说,电压就包络曲线而言减弱。增益电路的输出OUT1在振动时从时间t3起减弱,并且因此,积分电路的输出OUT2逐渐增加。微控制器MCU基于积分电路的输出OUT2转化成数字信号的结果确定笔存在。这时,微控制器MCU可以通过将开关控制信号SWC设置为高电平来得到线圈CY(0)至CY(p)中的所选择的线圈的位置,并且因此,可以从通过转化获得的数字信号的值以及获得的线圈位置确定笔存在的位置,即,笔触摸的位置,并且确定笔的笔压力或者其他。
通过重复上述操作,可以确定笔是否存在,并且可以确定笔的笔压力或其他。已经在举例说明线圈CY(0)至CY(p)时进行了解释,并且也可以对线圈CX(0)至CX(p)进行相似的操作。这时线圈CX(0)至CX(p)中的每个由例如信号线形成。在图15中,由信号线SL(n-2)至SL(n+7)形成的线圈CX(n)至CX(n+5)的实例被示出为平面图。另外,通过对线圈CY(0)至CY(p)和线圈CX(0)至CX(p)中的每个进行参考图31和图32描述的磁场产生和磁场检测,可以提取笔接近的区域的坐标。
在第五实施方式中,增益电路的电阻器R9可以经由由复位信号rst开关控制的开关连接至接地电压Vs。以这种方式,可以减少功率消耗。电阻器R11被设置为限制在提供时钟信号CLK时产生的电流。因此,在线圈的电阻相对高时可以不设置电阻器R11。
在上述多个实施方式中,在显示周期中,显示驱动信号被提供至的驱动电极由多个驱动电极TL(0)至TL(p)形成。在触摸检测中,这些驱动电极被用作绕组导线以形成线圈。此外,在显示周期期间,线圈通过使用用于在触摸检测中传输图像信号的信号线SL(0)至SL(P)形成。在此,如图9所示,信号线SL(0)至SL(p)由形成在第二配线层603中的导线形成,该第二配线层低于形成驱动电极TL(0)至TL(p)的第三配线层605。因此,如果驱动电极由一个电极形成,则在磁场检测周期TDT中涡电流通过由在笔内部的线圈L1产生的磁场在驱动电极中产生。因此,由笔内部的线圈L1产生的磁场通过产生的涡电流消耗,并且认为到达由信号线形成的线圈的磁场被减弱。
另一方面,如果驱动电极由多个驱动电极形成,则产生涡电流的区域会变窄,从而可以减少由于驱动电极而导致的磁场的减弱。如果驱动电极由多个驱动电极形成,则每个驱动电极的阻抗增加。然而,如在实施方式中描述的,可以通过将辅助电极连接至驱动电极以便同样使用辅助电极作为线圈的导线来减少在形成线圈时所造成的驱动电极(包括辅助电极)的阻抗。此外,在实施方式中,通过减少线圈的绕组的数量以缩短线圈的长度来减少阻抗。此外,产生的磁场通过磁场在多个线圈重叠的区域中的叠加而变得更强。
在上述多个实施方式中,已经将单绕组线圈描述为产生磁场的线圈的实例。然而,绕组不限于这样的实例。例如,基本上同时产生磁场的多个线圈中的每个可以是1.5绕组或2或更多绕组的线圈。
参考图11、图23和图24描述的信号导线和电压导线的数量不受限制。例如,这些信号导线和电压导线还可以用作其他信号导线或电压导线。
实施方式已经描述了在TFT玻璃基板上设置选择控制电路SR-R、SR-L、SR1-R、SR1-L、开关电路DSC、以及选择驱动电路SDC的实例。然而,它们可以不设置在TFT玻璃基板上。例如,这些电路或者这些电路中的一些可以设置在图7中示出的柔性线缆FB1、FB2中。然而,通过将这些电路设置在TFT玻璃基板上,可以抑制端子的数量增加。
此外,实施方式已经描述了通过使用接近彼此布置的驱动电极形成多个线圈的实例。然而,形成方式不限于这样的实例。例如,多个线圈可以通过使用彼此分离的多个驱动电极形成。在这种情况下,如果形成的线圈重叠的区域重叠,则磁场在重叠的区域中叠加,并且因此,可以产生强磁场。
已经描述了通过具有驱动电极或信号线作为绕组导线的线圈产生磁场的实例。当然,产生磁场的线圈的绕组导线不限于驱动电极或信号线,并且可以是诸如扫描线的信号导线。已经描述了通过将磁场驱动信号基本上同时提供至这些线圈而在多个线圈重叠的区域中产生强磁场的实例。相似地,多个线圈还可以用作检测磁场的线圈。然而,为了改善检测的准确度,更有效的是产生强磁场以增加笔PN中充入的电荷的量。
在实施方式中,已经描述了通过使用电磁感应方式检测笔的触摸。例如,为了检测手指的触摸,已知使用不同于电磁感应方式的电容方式。该电容方式的触摸检测功能可以被添加至实施方式中描述的配置。在这种情况下,例如,检测电极被布置为垂直于驱动电极,并且电场驱动信号在检测到手指的触摸时被提供至驱动电极。检测电极中的信号根据手指是否触摸而变化。因此,通过检测这样的变化,可以检测手指的触摸。在这种情况下,显示驱动信号、磁场驱动信号、或电场驱动信号被提供至驱动电极。
在本发明的构思的范围中,本领域技术人员容易想到各种变形实例和改动实例,并且应当理解这些各种变形实例和改动实例属于本发明的范围。
例如,由本领域技术人员通过对上述实施方式中的每个合适地添加部件、去除部件、或改变部件的设计所获得的实施方式或者对上述实施方式中的每个添加步骤、去掉步骤、改变步骤的条件所获得的实施方式同样在本发明的范围内,只要它们包括本发明的构思。
例如,实施方式已经描述了共用电极TL(0)至TL(p)和信号线SL(0)至SL(p)在列方向上延伸并布置在行方向上的情况。然而,行方向和列方向根据视点而变化。通过视点的变化,共用电极TL(0)至TL(p)和信号线SL(0)至SL(p)在行方向上延伸并布置在列方向上的情况也包括在本发明的范围中。用于本说明书中的术语“平行”意味着从一端延伸至另一端而彼此没有相交。因此,即使一个线相对于另一个线部分地或完全地倾斜,这个状态在本说明书中也被假定为“平行”,只要这些线从一端至另一端彼此没有相交。
Claims (11)
1.一种显示装置,具备:
多个共用电极,具有在第一方向延伸并且排列于与第一方向交叉的第二方向的第一共用电极与第二共用电极;
与所述多个共用电极对置配置的多个像素电极;
切换电路,与所述第一共用电极及所述第二共用电极的一端部对置设置,连接所述第一共用电极与所述第二共用电极之间;以及
选择驱动电路,与所述第一共用电极及所述第二共用电极的另一端部对置设置,在检测外部检测对象的检测期间,向所述第一共用电极与所述第二共用电极中的一方的共用电极供给驱动信号,向所述第一共用电极与所述第二共用电极中的另一方的共用电极供给第一电压,
在所述第一共用电极与所述第二共用电极之间配置预定数量的共用电极,
在检测所述外部检测对象时,通过所述切换电路,连接所述第一共用电极与所述第二共用电极而形成第一线圈,
在进行图像的显示的显示期间,向所述多个共用电极供给第二电压,在所述多个像素电极与所述多个共用电极之间生成电场,
在多个共用电极的延伸方向的一端具备三个线圈切换用配线,所述三个线圈切换用配线在所述共用电极的排列上延伸配置,能够通过开关与所述共用电极的一端连接,
在所述多个共用电极的延伸方向的另一端具备:在所述共用电极的排列上延伸配置并能够通过开关与所述共用电极的另一端连接的一个线圈切换用配线和两个电源配线,
所述多个共用电极的一端通过开关与相互不同的所述线圈切换用配线连接,所述多个共用电极的另一端与所述线圈切换用配线连接。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述多个像素电极配置为矩阵形式,
所述显示装置具备配置于所述多个像素电极的阵列的列上并向配置于对应列的多个像素电极供给图像信号的多个信号线。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置,其中,
所述多个共用电极的每个在所述第一方向延伸并且排列于所述第二方向,所述第二共用电极配置于比所述第一共用电极更靠近所述多个共用电极的排列方向的端部的位置,
所述第一共用电极比所述第二共用电极的电阻值小。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,
所述第二共用电极比所述第一共用电极在所述第二方向上宽度窄。
5.根据权利要求2所述的显示装置,其中,
所述显示装置具备信号线切换电路,所述信号线切换电路与所述多个信号线结合,在检测外部检测对象时,形成将所述多个信号线作为绕组的多个检测线圈,
通过所述多个检测线圈,检测来自所述外部检测对象的磁场。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中,
所述多个信号线在所述第二方向延伸并且排列于所述第一方向,
所述信号线切换电路具备:
第一切换电路,与所述多个信号线的一端部对置配置且与所述多个信号线结合;以及
第二切换电路,与所述多个信号线的另一端部对置配置且与所述多个信号线结合,
检测外部检测对象时,所述第一切换电路电连接信号线之间从而形成所述多个检测线圈,所述第二切换电路输出依照来自所述外部检测对象的磁场的检测信号。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述多个共用电极具有在第一方向上延伸并且排列于与所述第一方向交叉的第二方向的第三共用电极与第四共用电极,
在所述检测期间,所述切换电路在形成所述第一线圈后,解除所述第一线圈的连接,连接所述第三共用电极与所述第四共用电极从而形成第二线圈,
所述选择驱动电路停止向所述第一线圈供给所述驱动信号与所述第一电压,通过向所述第二线圈供给所述驱动信号与所述第一电压,通过所述第二线圈使得磁场生成。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述选择驱动电路具备向所述多个共用电极的各个供给所述驱动信号、所述第一电压及所述第二电压的至少一方的多个开关。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,
向所述第一线圈供给驱动信号时,所述多个开关进行控制,以使得向所述第一共用电极供给所述驱动信号,向所述第二共用电极供给所述第一电压。
10.根据权利要求2所述的显示装置,其中,
所述多个信号线在所述第一方向延伸并且排列于所述第二方向。
11.根据权利要求2所述的显示装置,其中,
所述多个信号线在所述第二方向延伸并且排列于所述第一方向。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-109263 | 2015-05-29 | ||
JP2015109263A JP6502178B2 (ja) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 表示装置 |
CN201610356678.2A CN106201152B (zh) | 2015-05-29 | 2016-05-26 | 显示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610356678.2A Division CN106201152B (zh) | 2015-05-29 | 2016-05-26 | 显示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110058737A CN110058737A (zh) | 2019-07-26 |
CN110058737B true CN110058737B (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=57398667
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910253003.9A Active CN110058737B (zh) | 2015-05-29 | 2016-05-26 | 显示装置 |
CN201610356678.2A Active CN106201152B (zh) | 2015-05-29 | 2016-05-26 | 显示装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610356678.2A Active CN106201152B (zh) | 2015-05-29 | 2016-05-26 | 显示装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US10139927B2 (zh) |
JP (1) | JP6502178B2 (zh) |
CN (2) | CN110058737B (zh) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104375732B (zh) * | 2014-11-28 | 2018-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置 |
JP6605292B2 (ja) * | 2015-10-16 | 2019-11-13 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
JP6717673B2 (ja) * | 2016-06-10 | 2020-07-01 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 入力検出装置および電子装置 |
JP2018033031A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 電子機器及び表示装置 |
WO2018043588A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | シャープ株式会社 | 圧力センサ内蔵静電容量型タッチパネル |
US10474286B2 (en) * | 2016-10-25 | 2019-11-12 | Lg Display Co., Ltd. | Touch display device, active pen, touch system, touch circuit, and pen recognition method |
CN106648277B (zh) * | 2016-11-11 | 2019-05-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 电子装置及其制造方法和操作方法、电子复写系统 |
CN106933414B (zh) * | 2017-02-28 | 2019-12-10 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种触控面板、触摸屏及其驱动方法 |
US10338439B2 (en) * | 2017-03-22 | 2019-07-02 | Parade Technologies, Ltd. | Touch detection using common electrodes of display device |
JP6872980B2 (ja) * | 2017-06-01 | 2021-05-19 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
US11093099B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-08-17 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Display substrate having a plurality of core-coil assemblies configured to detect a touch and display panel having the same |
CN107450775B (zh) | 2017-07-31 | 2021-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触控基板及其制备方法、触控显示装置 |
CN108628499A (zh) | 2018-05-25 | 2018-10-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其驱动方法、显示装置 |
CN108762598B (zh) * | 2018-07-02 | 2021-08-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 电磁触控检测方法及相关装置 |
CN110333621B (zh) * | 2019-05-06 | 2022-06-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及其驱动方法 |
TWI699691B (zh) * | 2019-05-27 | 2020-07-21 | 友達光電股份有限公司 | 觸控顯示面板與其驅動方法 |
CN110488541A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制造方法 |
TWI806009B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-06-21 | 緯創資通股份有限公司 | 揚聲器裝置 |
US11966525B2 (en) | 2021-04-07 | 2024-04-23 | Novatek Microelectronics Corp. | Touch device with FPR function and operation method thereof |
KR20230016732A (ko) * | 2021-07-26 | 2023-02-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전자 장치 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103197796A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-07-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触摸显示装置及其驱动方法 |
CN103577008A (zh) * | 2012-08-08 | 2014-02-12 | 乐金显示有限公司 | 具有触摸屏的显示装置及其驱动方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07129305A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Graphtec Corp | コードレスデジタイザ |
JP3015269B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2000-03-06 | 株式会社ワコム | 位置検出装置及びその方法 |
JPH1049301A (ja) * | 1996-08-01 | 1998-02-20 | Sharp Corp | 座標入力装置 |
JP2005352572A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Canon Inc | 座標入力装置 |
JP2006163745A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Canon Inc | 座標検出装置 |
JP4873410B2 (ja) * | 2005-07-21 | 2012-02-08 | 奇美電子股▲ふん▼有限公司 | 電磁デジタイザセンサアレイ構造 |
JP5268262B2 (ja) | 2006-02-24 | 2013-08-21 | キヤノン株式会社 | エレクトロルミネッセンス表示装置 |
JP5519349B2 (ja) * | 2009-05-19 | 2014-06-11 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置および接触検出装置 |
JP2013246811A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-09 | Creatinno Corp | 電磁誘導式検出装置 |
JP6008392B2 (ja) | 2012-07-24 | 2016-10-19 | 株式会社ワコム | 指示体位置検出装置 |
KR102061569B1 (ko) * | 2013-05-16 | 2020-01-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 및 표시장치의 구동방법 |
KR101516059B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2015-05-04 | 삼성전기주식회사 | 터치 스크린 및 이의 구동 방법 |
TWI530829B (zh) * | 2013-04-12 | 2016-04-21 | 聯詠科技股份有限公司 | 用於一觸控面板訊號感應之方法及其相關裝置 |
-
2015
- 2015-05-29 JP JP2015109263A patent/JP6502178B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-05-05 US US15/147,421 patent/US10139927B2/en active Active
- 2016-05-26 CN CN201910253003.9A patent/CN110058737B/zh active Active
- 2016-05-26 CN CN201610356678.2A patent/CN106201152B/zh active Active
-
2018
- 2018-10-25 US US16/170,852 patent/US10345931B2/en active Active
-
2019
- 2019-05-24 US US16/422,369 patent/US10635198B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103577008A (zh) * | 2012-08-08 | 2014-02-12 | 乐金显示有限公司 | 具有触摸屏的显示装置及其驱动方法 |
CN103197796A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-07-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触摸显示装置及其驱动方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10139927B2 (en) | 2018-11-27 |
US20190064948A1 (en) | 2019-02-28 |
US10345931B2 (en) | 2019-07-09 |
CN106201152B (zh) | 2019-04-09 |
CN106201152A (zh) | 2016-12-07 |
US20190278391A1 (en) | 2019-09-12 |
CN110058737A (zh) | 2019-07-26 |
US10635198B2 (en) | 2020-04-28 |
JP2016224638A (ja) | 2016-12-28 |
JP6502178B2 (ja) | 2019-04-17 |
US20160349921A1 (en) | 2016-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110058737B (zh) | 显示装置 | |
CN106933435B (zh) | 显示装置 | |
CN110058748B (zh) | 显示装置 | |
CN106055139B (zh) | 显示设备及触摸检测设备 | |
CN105335009B (zh) | 触摸显示装置和电子设备 | |
US10430012B2 (en) | Display device | |
CN100492269C (zh) | 触摸显示板 | |
CN106557194B (zh) | 驱动器集成电路及包括该驱动器集成电路的显示设备 | |
US20130342498A1 (en) | Touch Panel and Image Display Device Including the Same | |
EP3462290A1 (en) | Touch display device, touch display panel, and driving circuit | |
US20180314356A1 (en) | Method for sensing a stylus on a display device and a device for sensing a stylus | |
US11526247B2 (en) | Touch display device, touch circuit and touch driving method thereof | |
CN107491229B (zh) | 输入检测装置和电子装置 | |
CN112789582B (zh) | 触控显示面板、驱动电路板、触控显示装置及其驱动方法 | |
CN104932766B (zh) | 一种自容式触摸屏分时复用的方法 | |
CN115963942A (zh) | 触摸驱动电路和触摸显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240327 Address after: Saitama Prefecture, Japan Patentee after: Wacom Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Tokyo Patentee before: JAPAN DISPLAY Inc. Country or region before: Japan |