CN110058748A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制价格增加的具有触摸检测功能的显示装置。显示装置包括:像素阵列,具有设置成矩阵形式的多个像素;多个扫描线,设置在所述像素阵列的每一行中,并且将扫描信号提供给设置在对应的每一行中的所述多个像素;多个信号线,设置在所述像素阵列的每一列中,并且将图像信号提供给设置在对应的每一列中的所述多个像素;用于在显示期间显示图像的多个共用电极和多个像素电极;以及调整电路,耦接至所述多个共用电极或所述多个扫描线或所述多个信号线或其组合以形成绕组线圈,从而在触摸检测期间生成磁场。
Description
本申请是申请日为2016年3月30日、优先权日为2015年3月31日、申请号为201610193193.6、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3月31日提交的的日本专利申请第2015-074216号的优先权,其内容通过引证在此结合于本申请。
技术领域
本发明涉及显示装置,并且具体涉及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
最近几年,已把重点放在能够检测外部接近物体的触摸检测装置上,即所谓的触摸面板。触摸面板安装在例如液晶显示装置的显示装置上,或与液晶显示装置集成,并且提供为具有触摸检测功能的显示装置。
存在能够使用例如笔作为外部接近物体的触摸面板。笔的使用例如能够使得指示小的区域或者更容易输入手写字符。存在检测笔的触摸的各种类型的技术。这样的各种类型的技术中的一个是电磁感应系统。这个电磁感应系统可以实现高准确度并高度准确地检测写入压力,并且还可以实现对与触摸面板表面隔开的外部接近物体的悬停检测的功能,并且因此,该技术与检测笔的触摸的技术一样有效。
在例如日本专利申请公开第10(1998)-49301号(专利文献1)、第2005-352572(专利文献2)和第2006-163745(专利文献3)中描述的使用电磁感应系统的触摸检测技术。
发明内容
电磁感应系统包括线圈和电池安装至笔的系统,磁场由笔产生,并且磁场能量由触摸面板检测。在这种情况下,触摸面板需要接收磁场能量的传感器板。此外,存在线圈和电容器安装至笔的另一个系统,磁场由触摸面板产生,并且磁场能量存储在安装至笔的电容器中并且然后由触摸面板检测。在这个系统的情况下,磁场由触摸面板产生,并且需要接收来自笔的磁场能量的传感器板。
必须添加传感器板以便在电磁感应系统中的任意一个中实现具有触摸检测功能的显示装置,这会导致价格的增加。
专利文献1至3示出使用选择显示图像的像素的扫描线或者将图像信号提供至像素的信号线形成传感器板的技术。然而,在专利文献1至3中没有考虑在显示图像时将驱动信号提供至像素的驱动电极。
本发明的目标是提供能够抑制价格(制造成本)增加的具有触摸检测功能的显示装置。
根据本发明的一个方面的显示装置设置有像素阵列,该像素阵列具有布置成矩阵形式的多个像素,布置在像素阵列的每行中并将扫描信号提供至布置在每个对应的行中的多个像素的多个扫描线,布置在像素阵列的每列中并将图像信号提供至布置在每个对应的列中的多个像素的多个信号线,以及布置在像素阵列中并在显示图像的时候将驱动信号提供至多个像素的多个驱动电极。在此,在检测外部接近物体的时候,产生磁场的线圈使用多个驱动电极形成。
此外,根据本发明的另一方面的显示装置设置有具有布置成矩阵形式的多个像素的像素阵列,布置在像素阵列的每行中并将扫描信号提供至布置在每个对应的行中的多个像素的多个扫描线,布置在像素阵列的每列中并将图像信号提供至布置在每个对应的列中的多个像素的多个信号线,以及布置在像素阵列中的多个驱动电极。在此,通过将显示驱动信号提供至多个驱动电极中的每个进行根据图像信号的显示的显示操作,以及基于通过使用多个驱动电极形成多个线圈并将检测驱动信号提供至驱动电极而在线圈中产生的磁场检测外部接近物体的检测操作在一个帧周期中交替执行。
附图说明
图1是示出具有带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至图2D示出电磁感应系统的原理的说明性示图;
图3A至图3C是示出液晶显示装置的横截面的截面图;
图4是示出传感器层的配置的俯视图;
图5是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的面板的俯视图;
图6是示出根据第一实施方式的显示面板的横截面的截面图;
图7是示出根据第一实施方式的显示面板的电路配置的电路图;
图8是示出根据第一实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图9是示出了根据第一实施方式的线圈的配置的电路图;
图10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11是示出根据第一实施方式的显示面板的部分面板的俯视图;
图12是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图13是示出了根据第二实施方式的线圈的配置的电路图;
图14是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的横截面的截面图;
图15是示出根据第二实施方式的显示面板的部分面板的俯视图;
图16是示出根据第三实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图17是示出了根据第三实施方式的线圈的配置的电路图;
图18是示出根据第三实施方式的液晶显示装置的横截面的截面图;
图19是示出根据第三实施方式的显示面板的部分面板的俯视图;
图20是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图21是示出了根据第四实施方式的线圈的配置的电路图;
图22是示出根据第四实施方式的显示面板的部分面板的俯视图;
图23是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图24是示出了根据第五实施方式的线圈的配置的电路图;
图25是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的横截面的截面图;
图26是示出根据第五实施方式的显示面板的部分面板的俯视图;
图27是示出根据第六实施方式的具有触摸检测功能的液晶显示装置的配置的框图;
图28是示出根据第六实施方式的液晶显示装置的模块的配置的俯视图;
图29是示出根据第六实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图;
图30是示出了根据第六实施方式的线圈的配置的电路图;
图31是示出根据第六实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图32A至图32F是示出第六实施方式的操作的波形图;
图33A至图33F是示出第七实施方式的操作的波形图;
图34是示出根据第八实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图35是示出根据第九实施方式的液晶显示装置的配置的框图;
图36是示出根据第十实施方式的液晶显示装置的配置的电路图;并且
图37A至图37F是示出第十实施方式的操作的波形图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述本发明的实施方式。应注意,本公开通过举例的方式提供,并且本领域普通技术人员容易想到的与本发明的主旨有关的任何合适的变化当然包括在本发明的范围中。此外,在附图中,各个部件的宽度、厚度和形状可以是与实施方式相比较地示意性地示出的以便可以更清晰地理解所描述的内容,但是这些仅仅是示例,并且不限制本发明的解释。
此外,在说明书和附图中,与先前附图有关的已经提到的那些相似的元件由相同的参考符号指示,并且其详细说明将合适地省去。
以下描述通过举出具有触摸检测功能的液晶显示装置作为具有触摸检测功能的显示装置来给出。然而,本发明不限于此,并且还可以应用至具有触摸检测功能的OLED显示装置。此外,尽管存在作为电磁感应系统的上述两种类型的系统,但将针对不必需将电池安装至笔的后者的系统用于根据实施方式的具有触摸检测功能的液晶显示装置的情况给出描述。因为电池不用安装至笔,所以可以减少笔的尺寸和/或改善笔的形状上的自由度。
(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是示意性地示出具有带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。此外,图2A至图2D是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,电子设备具有容纳在金属盖、导光板、传感器板和磁片中的液晶显示装置1。在图1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。多个线圈设置在这个传感器板中。图1示意性地示出设置在传感器板中的多个线圈之中的一个线圈,作为传感器板内部的线圈L2。
此外,线圈和电容元件内置于对应于外部接近物体的笔。图1示意性地示出内置于笔作为笔内部的线圈L1的线圈(在下文中,还简称为线圈L1),尽管没有示出电容元件。笔内部的线圈L1和传感器板内部的线圈L2(在下文中,还简称为线圈L2)通过磁场耦合(磁场耦合)。
顺便指出,在图1中绘制包括于液晶显示装置1中的薄膜晶体管(TFT)玻璃基板、滤光片和滤光片(CF)玻璃基板以便示意性地示出液晶显示装置1的结构。TFT基板形成为包括TFT玻璃基板和TFT(未示出),并且滤光片基板形成为包括CF玻璃基板和滤光片。液晶层(未示出)夹在TFT基板和滤光片基板之间。此外,导光板固定在固定单元以便夹在液晶显示装置1和传感器板之间。
在笔接近电子设备时,笔内部的线圈L1变得接近传感器板内部的线圈L2。因此,在笔内部的线圈L1和传感器板内部的线圈L2之间产生磁场耦合,并且检测到笔的接近。
将参考图2A至图2D描述这样的检测。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至图2D中,线圈L2和笔内部的电容元件(在下文中,还简称为电容元件)C并联连接,从而形成谐振电路。线圈L1通过举例说明单匝绕组的线圈来阐明,并且具有一对端子。在检测触摸的时候(在触摸检测的时候),线圈L1的一个终端PT被连接至发送放大器AP1的输出端至预定时间,并且在预定时间过去之后被连接至接收放大器AP2的输入端至预定时间。此外,线圈L1的另一个终端在触摸检测的时候被连接至接地电压Vs。
图2C和图2D是示出在触摸检测的时候的操作的波形图。在图2C和图2D中,横轴表示时间,图2C示出发送放大器AP1的输出端的波形,并且图2D示出接收放大器AP2的输出端的波形。
在线圈L2的一个终端PT被连接至发送放大器AP1的输出端时,具有周期性地改变的电压的发送信号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的改变将具有周期性地改变的电压的驱动信号φ1提供至线圈L2的一个终端至预定时间(磁场产生周期)TG,如在图2C中示出的。因此,线圈L2产生磁场。这时的磁力线由图2A中的φG指出。
磁力线φG在线圈L2的绕组周围产生,并且因此在线圈L2的内侧的磁场强。在线圈L1接近线圈L2,并且线圈L1的中心轴线LO存在于线圈L2的内侧时,例如在图2A中示出的,则线圈L2的磁力线到达线圈L1。就是说,线圈L1布置在由线圈L2产生的磁场的内部,并且在线圈L1和线圈L2之间形成磁场耦合。线圈L2根据驱动信号φ1的改变产生具有周期性地改变的电压的磁场。因此,感应电压根据线圈L2和线圈L1之间的互感动作在线圈L1中产生。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的一个终端PT被连接至接收放大器AP2的输入端至预定时间(磁场检测周期)TD。在磁场检测周期TD中,如果电容元件C已在先前的磁场产生周期TG中充电,则线圈L1通过已经充入电容元件C中的电荷产生磁场。图2B使用φD示出由已经充入电容元件C的电荷产生的线圈L1的磁力线。
如果笔内部的线圈L1在触摸检测的时候接近传感器板内部的线圈L2,就是说,在磁场产生周期TG和磁场检测周期TD中,电容元件C在磁场产生周期TG中充电,并且在磁场检测周期TD中线圈L1的磁力线φD到达线圈L2。因为谐振电路由线圈L1和电容元件C配置,所以由线圈L1产生的磁场根据谐振电路的时间常数改变。在由线圈L1产生的磁场改变时,在线圈L2中产生感应电压。由于感应电压导致信号(换言之,电压)在线圈L2的一个终端PT中改变。这样的信号的改变被输入至接收放大器AP2作为放大的检测信号φ2,并且然后在磁场检测周期TD中从接收放大器AP2作为传感器信号OUT输出。
另一方面,如果笔内部的线圈L1在触摸检测的时候不接近传感器板内部的线圈L2,则在磁场产生周期TG中电容元件C不充电或充入的电荷量小。因此,由线圈L1产生的磁场的磁力线φD在磁场检测周期TD中没有到达线圈L2。因此,在磁场检测周期TD中,线圈L2的一个终端PT中的检测信号φ2不改变。
图2C和图2D示出了笔内部的线圈L1接近和不接近传感器板内部的线圈L2的两种状态。就是说,在图2C和图2D中,左侧上的φ1和φ2示出线圈L1不接近线圈L2的状态,并且右侧上的φ1和φ2示出线圈L1接近线圈L2的状态。因此,在图2D中,检测信号φ2在左侧示出的磁场检测周期TD中没有改变,但是检测信号φ2在右侧示出的磁场检测周期TD中在磁场上改变。可以通过确定检测信号φ2在笔存在时改变的情况,并且确定检测信号φ2在笔不存在时没有改变的情况来检测笔的触摸。
尽管图2A至图2D示出对于笔存在或笔不存在的确定,但还可以确定笔和传感器板之间的距离或者笔的写入压力,因为检测信号φ2的值根据线圈L1和线圈L2之间的距离改变。
顺便指出,在线圈L2的终端PT从发送放大器AP1的输出端切换至接收放大器AP2的输入端时,线圈L2的终端PT被设置为浮动状态至预定时间直至传感器板内部的线圈L2中存储的能量被排出,并且终端PT在预定时间过去之后被连接至接收放大器AP2的输入端。
以这种方式,在触摸检测周期期间在笔目前接近传感器板内部的线圈L2(包括接触)时,接收放大器AP2的输出信号在磁场检测周期TD中改变。另一方面,在笔目前不接近传感器板内部的线圈L2时(包括接触),接收放大器AP2的输出信号在磁场检测周期TD中不改变。就是说,可以根据接收放大器AP2的输出信号检测笔是否触摸或接近传感器板内部的线圈L2。此外,在传感器板内部的线圈L2和笔内部的线圈L1彼此接近的情况下,从笔内部的线圈L1施加至传感器板内部的线圈L2的磁场能量根据它们之间的距离而改变。因此,还可以从接收放大器AP2的输出信号的值确定笔的写入压力。
〈液晶显示装置和传感器板的集成结构〉
本申请的发明人认为因为在液晶显示装置1和传感器板如在图1中示出的单独制备的情况下传感器板是昂贵的,所以电子设备变得昂贵。因此,发明人考虑通过使用液晶显示装置1内部的导电层(层)形成传感器板将液晶显示装置和传感器板集成。将参考图3A至图3C给出有关发明人考虑的液晶显示装置的描述。
图3A至图3C是示出与传感器板集成为传感器层(层)的液晶显示装置1的示意性的横截面的截面图。图3A至图3C与图1相似,并且因此将主要描述差异。图3A是传感器层起到形成在CF玻璃基板上的传感器板的作用的情况下的截面图。图3B是传感器层形成在TFT玻璃基板上的情况下的截面图。此外,图3C是传感器层形成在TFT玻璃基板的后表面上的情况下的截面图。在图1中,除液晶显示装置1之外制备传感器板,并且传感器板设置在导光板和磁片之间。与此相反,在图3A至图3C中,对应于传感器板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4是示出在图3A至图3C中形成的传感器层的配置的俯视图。传感器层设置有布置成矩阵形式的多个线圈。就是说,传感器层设置有在竖直方向上延伸并且布置在水平方向上的多个线圈X(0)至X(p),以及在水平方向上延伸并且布置在竖直方向上的多个线圈Y(0)至Y(p)。如在图4中的。图4示出多个线圈之中的线圈X(n-1)至X(n+1)和线圈Y(n-1)至Y(n+1)。在图4中示出的实例中,每个线圈设置为多匝绕组的线圈(在图4中的三匝绕组)。
线圈X(0)至X(p)形成为在布置成每列中的线圈X(0)至X(p)中彼此相邻的线圈之间产生重叠部分。在举例说明在图4中示出的线圈X(n)至X(n+1)时,线圈X(n)邻近于线圈X(n-1)和X(n+1),并且线圈X(n)的部分与线圈X(n-1)和线圈X(n+1)每个部分重叠。就是说,线圈形成为使得线圈X(n-1)和X(n+1)的每个绕组的部分布置在线圈X(n)的绕组的内侧。当然,线圈X(0)至X(p)形成为彼此电接触。线圈X(0)至X(p)中的每个具有一对末端部分,并且具有周期性地改变的电压值的驱动信号在触摸检测周期期间的磁场产生周期中被提供至各对末端部分之中的一侧末端部分Xp1(0)至Xp1(p)。同时,在触摸检测周期期间的磁场检测周期中检测一侧末端部分Xp1(0)至Xp1(p)中的电压的改变。
此外,在触摸检测周期期间,预定电压(例如,接地电压Vs)被提供至线圈X(0)至X(p)的另一侧末端部分Xp2(0)至Xp2(p)。在触摸检测周期期间的磁场检测周期中可以通过检测线圈X(0)至X(p)的一侧末端部分Xp1(0)至Xp1(p)中的电压是否变化来检测笔是否触摸或接近线圈X(0)至X(p),如在图2A至图2D中示出的。
布置在每行中的线圈Y(0)至Y(p)与线圈X(0)至X(p)相同。就是说,线圈Y(0)至Y(p)形成为使得彼此相邻的线圈之间产生重叠部分。当然,线圈Y(0)至Y(p)布置为不彼此电接触。在触摸检测周期期间的磁场产生周期中,具有周期性地改变的电压值的驱动信号被提供至线圈Y(0)至Y(p)的末端部分Yp1(0)至Yp1(p)。另一方面,在触摸检测周期期间的磁场检测周期中检测末端部分Yp1(0)至Yp1(p)中的电压的改变。此外,在触摸检测周期期间预定电压(例如,接地电压Vs)被提供至线圈Y(0)至Y(p)的末端部分Yp2(0)至Yp2(p)。因此,在触摸检测周期期间的磁场检测周期中可以通过检测线圈Y(0)至Y(p)的末端部分Yp1(0)至Yp1(p)中的电压是否变化来检测笔是否触摸或接近线圈Y(0)至Y(p),如在图2A至图2D中示出的。
线圈X(0)至X(p)和线圈Y(0)至Y(p)布置为彼此相交的。因此,可以通过检测笔触摸或接近线圈X(0)至X(p),并且检测笔触摸或接近线圈Y(0)至Y(p)来获得笔的触摸位置的坐标。顺便指出,尽管线圈X(0)至X(p)和线圈Y(0)至Y(p)布置为彼此相交的,线圈X(0)至X(p)和线圈Y(0)至Y(p)之间存在绝缘体以防止其之间的电接触。
因此,可以提供能够在没有使用传感器板的情况下检测笔的触摸的液晶显示装置。
在液晶显示装置1中,随后将逐一描述在TFT玻璃基板和滤光片之间形成的扫描线、信号布线和驱动电极。这些布线(扫描线、信号线和驱动电极)在显示图像的时候使用,但是可以在执行触摸检测的时候使用那些布线形成线圈X(0)至X(p)和/或线圈Y(0)至Y(p)而在没有增加传感器层的情况下实现在图3B示出的结构。因此,可以提供在抑制液晶显示装置1的价格的增加的同时具有触摸检测功能的液晶显示装置1。在下文中,将给出有关传感器层设置在TFT玻璃基板上情况下的状态的描述,如在图3B中示出的。
〈液晶显示装置的结构〉
首先,将针对液晶显示装置1的结构给出描述。图5是示意性地示出液晶显示装置1的配置的俯视图。在图5中,参考标号2表示显示面板(液晶面板)。显示面板2设置有在竖直方向上延伸并且在水平方向上并行布置的多个信号线SL(0)至SL(p),以及在水平方向上延伸并且在竖直方向上并行布置的多个扫描线GL(0)至GL(p),如在图5中示出的。液晶显示元件(像素)布置在将随后描述的信号线SL(0)至SL(p)和扫描线GL(0)至GL(p)的每个交叉点中。像素具有将随后描述的选择端子和一对端子。布置在交叉点中的像素的选择端子被连接至交叉点中的扫描线,并且一对端子之间的一个端子被连接至交叉点中的信号线。此外,像素的另一个端子被连接至驱动电极(未示出)。
顺便指出,在图5中,信号线SL(0)至SL(p)由虚线指出,并且扫描线GL(0)至GL(p)由交替的长短虚线指出。此外,信号线和扫描线彼此相交,但彼此电分离。
这个说明书中使用的“并行”表述意味着从一端至另一端没有彼此交叉地延伸。因此,两条线即使在一条线的一部分或整个部分设置为相对于另一条线倾斜的状态时仍从一端至另一端彼此不相交的状态在这个说明书中还表达为“并行”。
在图5中,参考标号3表示信号线选择器,参考标号4表示显示控制装置,并且参考标号5表示栅极驱动器(扫描线驱动电路)。
显示控制装置4在执行图像的显示的时候以时间分割的方式将需要显示的图像信号提供至信号线选择器3。图5示出作为将图像信号从显示控制装置4提供至信号线选择器3的信号布线的信号布线Sd(0)至Sd(n)。在通过举例说明信号布线Sd(0)给出描述时,显示控制装置4提供需要在第一定时提供至具体信号线,提供至信号布线Sd(0)的图像信号,并且提供需要在后续定时(第二定时)提供至另一个信号线的图像信号。就是说,图像信号以时间分割方式使用信号布线Sd(0)提供至信号线选择器3。以同样方式,图像信号根据剩余信号布线Sd(1)至Sd(n)以时间分割的方式提供至信号线选择器3。显示控制装置4使用选择信号SEL1和SEL2通知上述第一定时和第二定时的信号线选择器3。
信号线选择器3布置在显示面板2附近,并且经由信号布线Sd(0)至Sd(n)以时间分割的方式接收图像信号。信号线选择器3基于由选择信号SEL1和SEL2通知的第一定时和第二定时将图像信号提供至信号线SL(0)至SL(p)中的任何合适的一个。就是说,在举例说明信号布线Sd(0)时,信号线选择器3在通过选择信号SEL1和SEL2通知第一定时的情况下将信号布线Sd(0)中的图像信号提供至上述具体信号线。另一方面,信号线选择器3在通过选择信号SEL1和SEL2通知第二定时的情况下将信号布线Sd(0)中的图像信号提供至上述另一个信号线。相同的情况也适用于剩余信号布线Sd(1)至Sd(n)。
以这种方式,可以减少显示控制装置4和信号线选择器之间的布线的数量。在布线的数量减少时,可以加厚布线的宽度并且减少图像信号的延迟。此外,在显示控制装置4使用半导体集成电路装置(在下文中,还称为半导体装置)配置的情况下,可以通过减少布线的数量减少构成显示控制装置4的半导体装置的端子的数量。
栅极驱动器5在执行图像的显示的时候根据来自显示控制装置4的定时信号形成扫描线信号,并且将扫描线信号提供至扫描线(栅极线)GL(0)至GL(p)。例如,栅极驱动器5在执行显示的时候形成从扫描线GL(0)至扫描线GL(p)顺次变为高电平(high level)的扫描线信号。
触摸传感器的驱动电极在显示图像的时候操作为像素的共用电极。在图像的显示中当高电平的扫描线信号被提供至扫描线GL(0)时,选择设置在扫描线GL(0)和每个信号线SL(0)至SL(p)之间的交叉处的像素。图像信号经由信号线SL(0)至SL(p)提供至所选择的像素。所选择的像素根据提供至像素电极的图像信号的电压和共用电极(驱动电极)的电压之间的差异执行显示。以这种方式,在扫描线信号从扫描线GL(0)至扫描线GL(p)顺次变为高电平时顺次选择像素,并且因此,这时根据经由信号线SL(0)至SL(p)提供的图像信号的电压和共用电极(驱动电极)的电压之间的差异执行显示。顺便指出,栅极驱动器5输出脉冲信号作为扫描线信号使得两个扫描线不同时变为高电平。
驱动电极布置在显示面板2中,尽管在图5中未示出。预定电压(第一电压)例如接地电压Vs,在执行图像的显示的时候被提供至共用电极(驱动电极)。提供至共用电极(驱动电极)的电压不限于接地电压Vs。提供至共用电极的电压不必需是固定电压,而是可以是根据图像信号的电压改变的电压。就是说,上述第一电压不必需是固定电压,而是可以根据图像信号改变的可变电压。
在图5中,从显示器的视点来看,像素布置在显示面板2中的区域是有源的(有源区域)或显示区域,此外,从显示器的视点来看,除显示面板2之外区域不是有源的(非有源区域)或是外围区域。此外,在图5中,2-U表示显示面板2的短边并且2-D表示与侧面2-U相反的显示面板2的另一短边。相似地,2-L表示显示面板2的长边,并且2-R表示与长侧2-L相反的显示面板2的另一长边。有源区域由短边2-U和2-D和长边2-L和2-R围绕。
图6是示出有源区域的横截面的截面图并且,例如示出随后参考图8描述的有源区域的内部的横截面A-A’的截面图。驱动电极被划分成多个,将随后参考图8对此进行描述。就是说,显示面板2设置有多个驱动电极TL(0)至TL(p)。在此,驱动电极TL(0)至TL(p)分别与多个信号线相对应。尽管信号线已被描述为图5中的信号线SL(0)至SL(p),但信号线SL(0)与驱动电极TL(0)相对应并且信号线SL(1)与驱动电极TL(1)相对应。在下文中,信号线SL(2)至SL(p)分别以同样方式与驱动电极TL(2)至TL(p)相对应。
此外,信号线SL(0)至SL(p)中的每个将多个信号线共同示出为一个信号线。此外,显示面板2执行彩色显示,并且因此,从显示控制装置4提供至信号线选择器3的图像信号包括与三原色相对应的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的图像信号,并且信号线包括将与三原色的图像信号相对应的图像信号发送至对应的像素的某些信号线。但是,图像信号不限于三原色的信号,而是可以是R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、C(青色)、M(品红)、Y(黄色)和W(白色)之中的任何颜色的信号。
在参考图6描述有源区域的结构之前,将针对用于这个说明书中的有关信号线的描述方法的给出描述。图6示出两个驱动电极TL(0)和TL(1)和信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)(1)、SL(1)0(R)、SL(1)0(G)和SL(1)0(B)。首先,在通过举例说明信号线SL(0)0(R)和信号线SL(1)0(R)给出描述时,第一个括号内部的编号表示对应的驱动电极的编号,下一个编号表示对应的驱动电极的像素的编号,并且括号内部的字母字符表示像素的三原色(R、G和B)中的一个。就是说,信号线SL(0)0(R)表示与驱动电极TL(0)相对应的信号线,该信号线发送与第零像素中的三原色之中的红色相对应的图像信号。相似地,信号线SL(1)0(R)表示与紧挨着驱动电极TL(0)布置的驱动电极TL(1)相对应的信号线,该信号线发送与第零像素中的三原色之中的红色相对应的图像信号。
因此,在图6中示出的信号线SL(1)1(R)和SL(1)1(G)指出与驱动电极TL(1)相对应的信号线,该信号线分别发送与第一像素的三原色之中的红色和绿色相对应的图像信号。此外,在图6中,方括号内部的编号表示下一个描述的布线层。下面,将参考图6给出有关有源区域的结构的描述。
在图6中,参考标号600表示TFT玻璃基板。第一布线层(金属布线层)601形成在TFT玻璃基板600中。扫描线GL(p)使用形成在第一布线层601中的布线配置。绝缘层602形成在第一布线层601上,并且第二布线层(金属布线层)603形成在绝缘层602上。信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)、SL(1)0(R)、SL(1)0(G)和SL(1)0(B)使用形成在第二配线层603中的布线配置。在图6中,表示第二布线层的参考标号603接着信号线的每个参考标号在方括号中描述以便示出那些信号线使用第二布线层603构成。例如,信号线SL(0)0(G)被示出为SL(0)0(G)[603]。
绝缘层604形成在第二布线层603上,并且第三布线层(金属布线层)605形成在绝缘层604上。驱动电极TL(0)和TL(1)以及辅助电极SM使用形成在第三布线层605中的布线配置。在此,驱动电极TL(0)和TL(1)是透明电极(第一电极)。此外,辅助电极SM(第二电极)形成为电连接至驱动电极TL(0)和TL(1)。辅助电极SM具有比透明电极更小的电阻值。用作透明电极的驱动电极TL(0)和TL(1)的每个电阻值相对高,但是可以通过在辅助电极SM电连接至驱动电极TL(0)和TL(1)时的合成电阻减少驱动电极的电阻。在此,与以上相似地,附接至驱动电极和辅助电极的每个参考标号的[605]表示形成在第三布线层605中。
绝缘层606形成在第三布线层605上,并且像素电极LDP形成在绝缘层606的上表面上。在图6中,CR、CB和CG表示滤光片。液晶层607夹在每个滤光片CR(红色)、CG(绿色)和CB(蓝色)与绝缘层606之间。在此,像素电极LDP设置在扫描线和信号线之间的交叉点处,并且与每个像素电极LDP相对应的滤光片CR、CG或CB设置在每个像素电极LDP的上方。黑矩阵BM设置在各个滤光片CR、CG和CB之间。
此外,CF玻璃基板形成在滤光片CR、CG和CB上,如在图3B中示出的,尽管在图6中未示出。
〈像素阵列〉
下面,将针对显示面板2的电路构成给出描述。图7是示出在图5中示出的显示面板2的电路配置的电路图。在图7中,由交替的长短虚线指出的多个像素SPix中的每个表示一个液晶显示元件(像素)。像素SPix在显示面板2上布置成矩阵形式以形成液晶元件阵列(像素阵列)LCD。像素阵列LCD设置有布置在每行中并在行方向上延伸的多个扫描线GL(0)至GL(p),以及布置在内列中并在列方向上延伸的信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)至SL(p)p(R)、SL(p)p(G)和SL(p)p(B)。此外,像素阵列LCD具有布置在每列中并在列方向上延伸的驱动电极TL(0)至TL(p)。图7示出与扫描线GL(0)至GL(2)、信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)至SL(1)0(R)、SL(1)0(G)和SL(1)0(B)有关的像素阵列的部分,以及驱动电极TL(0)和TL(1)。
尽管驱动电极TL(0)和TL(1)在图7中示出为布置在每个列中以便于描述,但应当理解一个驱动电极是根据如在图6中描述的多个信号线布置的。当然,驱动电极可以布置在像素阵列LCD的每列中,如在图7中示出的。
布置在像素阵列LCD的行和列之间的交叉点处的每个像素SPix设置有形成在TFT玻璃基板300中的薄膜晶体管Tr,并且液晶元件LC的一个端子被连接至薄膜晶体管Tr的源极。布置在相同的行中的多个像素SPix的薄膜晶体管Tr的栅极被连接至布置在像素阵列LCD中的相同的行中的扫描线,并且布置在相同的列中的多个像素SPix的薄膜晶体管Tr的漏极被连接至布置在相同的列中的信号线。换言之,多个像素SPix布置成矩阵形式,并且扫描线布置在每行中,并且布置在对应的行中的多个像素SPix被连接至扫描线。此外,信号线布置在每列中,并且布置在对应的列中的像素SPix被连接至信号线。此外,布置在相同的列中的多个像素SPix中的每个的液晶元件LC的另一端被连接至布置在列中的驱动电极。
当对图7中示出的实例给出描述时,在图7中,布置在最上面的行中的多个液晶显示元件SPix的各个薄膜晶体管Tr的栅极被连接至布置在最上面的行中的扫描线GL(0)。此外,在图7中,布置在最左列中的多个液晶显示元件SPix的各个薄膜晶体管Tr的漏极被连接至布置在最左列中的信号线SL(0)0(R)。此外,布置在最左列中的多个液晶显示元件SPix的各个液晶元件的另一端被连接至布置在图6中的最左侧中的驱动电极TL(0)。如上所述,一个驱动电极与多个信号线相对应。因此,在图7中示出的实例中,还可以对于三列使用驱动电极TL(0)作为共用驱动电极。
上述一个像素SPix与一个子像素相对应。因此,R、G和B的三原色的子像素由三个像素SPix配置。在图7中,一个像素Pix包括依次布置在相同的行中的三个子像素SPix,并且颜色由像素Pix表示。就是说,在图7中,由700R表示的像素SPix是R(红色)的子像素SPix(R),由700G表示的像素SPix是G(绿色)的子像素SPix(G),并且由700B表示的像素SPix是B(蓝色)的子像素SPix(B)。因此,红色的滤光片CR被设置在由700R表示的子像素SPix(R)中作为滤光片,绿色的滤光片CG被设置在700G的子像素SPix(G)中作为滤光片,并且蓝色的滤光片CB被设置在700B的子像素SPix(B)中作为滤光片。
此外,与指示一个像素的信号之中的R相对应的图像信号从信号线选择器3提供至信号线SL(0)0(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(0)0(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(0)0(B)。
每个像素SPix的薄膜晶体管Tr是n-通道场效应晶体管(在下文中,还称为MOSFET),尽管不具体限于此。脉冲的扫描线信号从栅极驱动器5(图5)提供至扫描线GL(0)至GL(p),例如,信号以这种顺序顺次变为高电平。就是说,在像素阵列LCD中,扫描线的每个电压从布置在上面行处的扫描线GL(0)向着布置在下面行处的扫描线GL(p)顺次变为高电平。因此,在像素阵列LCD中,像素SPix的薄膜晶体管Tr从布置在上面行处的像素SPix向着布置在下面行中的像素SPix顺次变为导电状态。
随着薄膜晶体管Tr变为导电状态,这时在信号线中提供的图像信号经由导电状态下的薄膜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)和TL(1)的显示驱动信号的电压和提供的图像信号的电压之间的电压差改变,并且穿过液晶元件LC的光的调制被改变。因此,与提供至扫描线GL(0)至GL(p)的扫描线信号同步,根据提供至信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)至SL(p)p(R)、SL(p)p(G)和SL(p)p(B)的图像信号的彩色图像显示在显示面板2上。
多个像素SPix具有选择端子和一对端子。在这种情况下,形成像素SPix的薄膜晶体管Tr的栅极是像素SPix的选择端子,薄膜晶体管Tr的漏极是一对端子之中的一个端子,并且液晶元件LC的另一端是像素SPix的另一个端子。
在此,以下将针对在图5中示出的显示面板2的布置和在图7中示出的电路图之间的对应性进行描述。
像素阵列LCD具有基本与阵列的行平行的一对边,以及基本与阵列的列平行的一对边。与像素阵列LCD的行平行的一对边是与在图5中示出的显示面板2的短边2-U和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。
如在图5中示出的,信号线选择器3和显示控制装置4沿着与像素阵列LCD的行平行的一对边之中的第二边布置,即,显示面板2的一个短边2-D。在像素阵列LCD中,来自显示控制装置4的图像信号经由第二边(显示面板2的短边2-D)上的信号线选择器3提供至信号线SL(0)0(R)、SL(0)0(G)、SL(0)0(B)至SL(p)p(R)、SL(p)p(G)和SL(p)p(B)。
此外,栅极驱动器5沿着与像素阵列LCD的列平行的一对边(第三边和第四边)之中的第三边布置,即,显示面板2的长边2-L。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)。尽管栅极驱动器5沿着在图5中的显示面板2的长边2-L布置,但栅极驱动器5可以被划分成分别沿着长边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)布置的两个。
尽管已给出了有关构成一个像素的子像素的数量是三个的情况的描述,但本发明不限于此。例如,一个像素可以由除上述的RGB颜色外还包括白色(W)或黄色(Y)的子像素构成,或者由另外包括RGB的补色(青色(C)、紫红色(M)和黄色(Y))中的任意一个或多个颜色的子像素构成。
〈附图的参考标号的描述〉
下面,将参考图8给出有关根据第一实施方式的液晶显示装置的布局的描述。此外,随后将参考图12给出有关根据第二实施方式的液晶显示装置的布局的描述,并且将参考图16给出有关根据第三实施方式的液晶显示装置的描述。此外,将参考图20给出有关根据第四实施方式的液晶显示装置的布局的描述,将参考图23给出有关根据第五实施方式的液晶显示装置的描述,并且将参考图29给出有关根据第六实施方式的液晶显示装置的描述。
这些附图是复杂的以便详细说明每个布局。因此,参考标号在这些附图中被简化以允许容易地观看附图。在此,示出用于示出布局的附图(图8、图12、图16、图20、图23和图29)中的简化的参考标号和这个说明书中使用的术语之间的每个对应。顺便指出,在描述各个附图时描述与参考标号相对应的术语,并且因此这里将省去对其的描述。
〈〈图8的参考标号〉〉
在图8中,TL00至TL15表示驱动电极TL(n-6)至TL(n+9),GL0至GLp表示扫描线GL(0)至GL(p),并且Xp0至Xp2表示输入/输出节点Xp1(n-1)、Xp1(n)和Xp1(n+1)。此外,a00至a15表示第一开关S1(n-6)至(n+9),b00至b02表示第二开关S2(n-2)至S2(n+1),c00至c02表示第三开关S3(n-1)至S3(n+1),并且d00至d15表示第四开关S4(n-6)至S4(n+9)。
此外,在图8中,6110至6113表示信号布线601-1(n-2)至601-1(n+1),6120至6123表示信号布线601-2(n-2)至601-2(n+1),并且6130至6133表示信号布线601-3(n-2)至601(n+1)。顺便指出,在此,附着于信号布线的参考标号601表示图6中描述的第一布线层601的布线。
〈〈图12的参考标号〉〉
在图12中,SL00至SL15表示信号线SL(n-6)至SL(n+9),GL0至GLp表示扫描线GL(0)至GL(p),并且Xp0至Xp2表示输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp(n+1)。此外,在图12中,e00至e15表示第五开关S5(n-6)至S5(n+9),并且f00至f15表示第六开关S6(n-6)至S6(n+9)。
此外,在图12中,6510至6513表示信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1),6520至6523表示信号布线605-2(n-2)至605-2(n+1),并且6530至6533表示信号布线605-3(n-2)至605-3(n+1)。在此,相似地,附着于信号布线的参考标号605表示图6中描述的第三布线层601的布线。
〈〈图16的参考标号〉〉
在图16中,TL00至TL15表示驱动电极TL(n-6)至TL(n+9),SL0至SLp表示信号线SL(0)至SL(p),并且Yp0至Yp2表示输入/输出节点Yp1(n-1)至Yp1(n+1)。此外,g00至g15表示第七开关S7(n-6)至S7(n+9),h00表示第八开关S8(n),并且i00和i01表示第九开关S9(n-1)和S9(n)。此外,在图16中,j00至j15表示第十开关S10(n-6)至S10(n+9),k00和k01表示第十一开关S11(n-1)和S11(n+1),并且l00表示第十二开关S12(n-1)。
此外,在图16中,6310至6313表示信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1),6320至6323表示信号布线603-2(n-2)至603-2(n+1),并且6330至6333表示信号布线603-3(n-2)至603-3(n+1)。在此,附着于信号布线的参考标号603表示图6中描述的第二布线层603的布线。
〈〈图20的参考标号〉〉
在图20中,GL00至GL15表示扫描线GL(n-6)至GL(n+9),SL0至SLp表示信号线SL(0)至SL(p),并且Yp0至Yp2表示输入/输出节点Yp1(n-1)至Yp1(n+1)。此外,在图20中,m00至m15表示第十三开关S13(n-6)至S13(n+9),并且n00至n15表示第十四开关S14(n-6)至S14(n+9)。
此外,在图20中,6310至6313表示信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1),6320至6323表示信号布线603-2(n-2)至603-2(n+1),并且6330至6333表示信号布线603-3(n-2)至603-3(n+1)。在此,相似地,附着于信号布线的参考标号603表示第二布线层603的布线。
〈〈图23的参考标号〉〉
在图23中,GL00至GL15表示扫描线GL(n-6)至GL(n+9),并且ss00至ss15表示传感线ss(n-6)至ss(n+9)。此外,Yp0至Yp2表示输入/输出节点Yp1(n-1)至Yp1(n+1)。
此外,在图23中,6310至6313表示信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1),6320至6323表示信号布线603-2(n-2)至603-2(n+1),并且6330至6333表示信号布线603-3(n-2)至603-3(n+1)。在此,相似地,附着于信号布线的参考标号603表示第二布线层603的布线。
〈〈图29的参考标号〉〉
在图29中,SL00至SL15表示信号线SL(n-6)至SL(n+9),TL00至TL15表示驱动电极TL(n-6)至TL(n+9),Xp0至Xp2表示输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp1(n+1),并且Yp0至Yp2表示输入/输出节点Yp1(n-1)至Yp1(n+9)。
此外,在图29中,e00至e15表示第五开关S5(n-6)至S5(n+9),f00至f15表示第六开关S6(n-6)至S6(n+9),g00至g15表示第七开关S7(n-6)至S7(n+9),h00表示第八开关S8(n),并且i00和i01表示第九开关S9(n-1)和S9(n)。此外,在图29中,j00至j15表示第十开关S10(n-6)至S10(n+9),k00和k01表示第十一开关S11(n-1)和S11(n+1),并且l00表示第十二开关S12(n-1)。
此外,在图29中,6310至6313表示信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1),6320至6323表示信号布线603-2(n-2)至603-2(n+1),并且6330至6333表示信号布线603-3(n-2)至603-3(n+1)。此外,在图29中,6510至6513表示信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1),6520至6523表示信号布线605-2(n-2)至605-2(n+1),并且6530至6533表示信号布线605-3(n-2)至605-3(n+1)。在此,相似地,附加至信号布线的参考标号603表示第二布线层603的布线,并且参考标号605表示第三布线层605的布线。
〈显示面板2的布局〉
图8示出显示面板2(图5)和其外周的布局。在图8中,2-R、2-L、2-U和2-D与在图5中示出的边2-R、2-L、2-U和2-D相对应。此外,图8根据实际布置绘制。
在第一实施方式中,调整单元和开关电路布置在显示面板2,即,像素阵列LCD(图7)的外侧(外围区域)。此外,驱动电极TL由多个驱动电极TL(0)至TL(p)构成,并且每个驱动电极TL(0)至TL(p)布置在像素阵列LCD的列中。就是说,驱动电极TL(0)至TL(p)被布置为与信号线SL(0)至SL(p)平行。此外,多个辅助电极SM被设置在每个驱动电极中并且电连接至该处。
图8将驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)示出为多个驱动电极TL(0)至TL(p)之中的代表。在图8中多个辅助电极被示出为单个辅助电极SM,尽管多个辅助电极SM被设置在驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)中的每个中。顺便指出,SM仅附加至设置在驱动电极TL(n-6)和TL(n+9)中的、布置在图8中的最右侧和最左侧上的每个辅助电极,以防止附图复杂。
如在图8中示出的,连接至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)的辅助电极SM在显示面板2的列方向上延伸,且并行布置在行方向上。此外,布置为与驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM相交的扫描线被示出为图8中的扫描线GL(0)至GL(p)。尽管在图8中未示出,但信号线SL(0)至SL(p)被布置为与驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM平行。
在第一实施方式中,在执行触摸检测操作的时候使用的线圈由驱动电极TL(0)至TL(p)形成。多个驱动电极通过调整单元电连接至彼此以形成线圈。此外,提供至驱动电极的信号通过开关电路在显示周期和触摸检测周期之间切换。就是说,显示驱动信号在显示的时候通过开关电路提供至驱动电极TL(0)至TL(p),并且用于产生线圈中的磁场的驱动信号(检测驱动信号)在触摸检测操作的时候提供。此外,开关电路在触摸检测操作的时候发送线圈中产生的电压变化。
在第一实施方式中,调整单元设置有分别沿着显示面板2(像素阵列LCD)的边2-D和2-U布置的第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2。此外,开关电路还设置有分别沿着显示面板2(像素阵列LCD)的边2-D和2-U布置的第一开关电路DD1和第二开关电路DD2。
调整单元(第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2)被连接至多个驱动电极和辅助电极。在触摸检测周期期间,多个线圈使用多个驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM形成,并且每个线圈的匝数通过调整单元(第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2)被调整为期望的匝数。下面,将给出有关以下实例的描述,其中所希望的匝数的线圈由调整单元形成,采用在图8中示出的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM作为代表。
在此,将给出有关以下实例的描述,其中形成匝数是二的线圈。第一调整单元KAD1被连接至在显示面板2的边2-D侧上的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM,并且第二调整单元KAD2被连接至在显示面板2的边2-U侧上的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极。具体地说,第一调整单元KAD1设置有在驱动电极TL(n+1)和驱动电极TL(n+8)之间连接的信号布线601-1(n),在驱动电极TL(n-5)和驱动电极TL(n+2)之间连接的信号布线601-1(n-1),被连接至驱动电极TL(n+7)的信号布线601-1(n+1),以及被连接至驱动电极TL(n-4)的信号布线601-1(n-2)。
此外,第二调整单元KAD2设置有在驱动电极TL(n)和驱动电极TL(n+8)之间连接的信号布线601-2(n),以及在驱动电极TL(n+1)和驱动电极TL(n+9)之间连接的信号布线601-3(n)。此外,第二调整单元KAD2设置有在驱动电极TL(n-6)和驱动电极TL(n+2)之间连接的信号布线601-2(n-1),以及在驱动电极TL(n-5)和驱动电极TL(n+3)之间连接的信号布线601-3(n-1)。此外,第二调整单元KAD2设置有被连接至驱动电极TL(n+6)的信号布线601-2(n+1),被连接至驱动电极(n+7)的信号布线601-3(n+1),被连接至驱动电极TL(n-4)的信号布线601-2(n-2),以及被连接至驱动电极TL(n-3)的信号布线601-3(n-2)。
以这种方式,驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)通过第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的信号布线601-1(n)、601-2(n)和601-3(n)连接,并且因此可以将这些驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)串联连接成像单笔划(single stroke)一样。当然,被设置在各个驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)中的辅助电极SM也是串联连接的。因为这些驱动电极和辅助电极被布置为平行于彼此,所以两匝绕组的线圈由串联连接至彼此的多个驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)以及辅助电极SM形成。
相似地,驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)通过在第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的信号布线601-1(n-1)、601-2(n-1)和601-3(n-1)连接,并且因此,可以将这些驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)串联连接成像单笔划一样。当然,被设置在各个驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)中的辅助电极SM也是串联连接的。因为这些驱动电极和辅助电极被布置为平行于彼此,所以两匝绕组的线圈由串联连接至彼此的多个驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)以及辅助电极SM形成。
以同样的方式,驱动电极TL(n-4)和TL(n-3)以及辅助电极SM,以及驱动电极和辅助电极(未示出)使用信号布线601-1(n-2)、601-2(n-2)和601-3(n-2)串联连接,从而形成两匝绕组的线圈。此外,驱动电极TL(n+6)和TL(n+7)以及辅助电极SM,以及驱动电极和辅助电极(未示出)使用信号布线601-1(n+1)、601-2(n+1)和601-3(n+1)串联连接,从而形成两匝绕组的线圈。
第一开关电路DD1在显示面板2的边2-D侧上被连接至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)。这个第一开关电路DD1设置有第一开关S1(n-6)至S1(n+9)、第二开关S2(n-2)至S2(n)和第三开关S3(n-1)至S3(n+1)。在此,第一开关S1(n-6)至S1(n+9)中的每个连接在对应的驱动电极TL(n-1)至TL(n+9)和辅助电极SM中的每个之间,与提供有与接地电压Vs相对应的电压VCOMDC的电压布线VL1之间,是在显示周期期间被转为接通状态,并且在触摸检测周期期间被转为断开状态。
此外,第二开关S2(n-2)至S2(n)中的每个连接在触摸检测周期期间形成线圈的驱动电极和辅助电极中的每个,与提供有接地电压Vs的电压布线VL2之间,并且在触摸检测周期期间被转为接通状态,并且在显示周期期间被转为断开状态。在这种情况下,第二开关S2起到在触摸检测周期期间将接地电压Vs提供至线圈的作用,并且因此连接在驱动电极(形成线圈的多个驱动电极(包括辅助电极)的一端部分)和电压布线VL2之间。在图8中示出的实例中,形成线圈的多个驱动电极的驱动电极(均是一端部分),是驱动电极TL(n-3)、TL(n+3)和TL(n+9),并且因此第二开关S2(n-2)至S2(n)中的每个在显示面板2的边2-D侧上连接在这些驱动电极TL(n-3)、TL(n+3)和TL(n+9)中的每个和电压布线VL2之间。
第三开关S3(n-1)至S3(n+1)是在触摸检测周期选择线圈的开关。第三开关S3(n-1)至S3(n+1)在显示周期期间被转为断开状态,但是在触摸检测周期期间有选择地被转为接通状态。第三开关S3(n-1)至S3(n+1)中的每个在触摸检测周期期间连接在形成线圈的驱动电极(包括辅助电极)和线圈的输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp1(n+1)中的每个之间。
就是说,第三开关S3触摸检测周期期间连接在驱动电极(形成线圈的多个驱动电极(包括辅助电极)的另一端部分)和线圈的输入/输出节点之间。在图8中示出的实例中,形成线圈的多个驱动电极的驱动电极(均是另一端)是驱动电极TL(n-6)、TL(n)和TL(n+6),并且因此,第三开关S3(n-1)至S3(n+1)中的每个在显示面板2的边2-D侧连接在这些驱动电极TL(n-6)、TL(n)和TL(n+6)中的每个和线圈的输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp1(n+1)中的每个之间。
第二开关电路DD2具有多个第四开关S4(n-6)至S4(n+9)。这些第四开关S4(n-6)至S4(n+9)中的每个沿着显示面板2的边2-U侧布置,并且在边2-U侧上连接在对应的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)中的每个和电压布线VL1之间。这些第四开关S4(n-6)至S4(n+9)在显示周期期间被转为接通状态,并且在触摸检测周期期间被转为断开状态。
第一开关S1(n-6)至S1(n+9)和第四开关S4(n-6)至S4(n+9)在显示周期期间被转为接通状态,并且因此,电压布线VL1中的电压VCOMDC作为显示驱动信号从开关电路(第一开关电路DD1和第二开关电路DD2)提供至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)中的每个。
另一方面,第一开关S1(n-6)至S1(n+9)和第四开关S4(n-6)至S4(n+9)在触摸检测周期期间被转为断开状态。因此,显示驱动信号从开关电路提供至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)中的每个。此外,第二开关S2(n-1)至S2(n)在触摸检测周期期间被转为接通状态,并且因此,形成线圈的驱动电极之中的驱动电极TL(n-3)、TL(n+3)和TL(n+9)(均是线圈中的一端部分)经由第二开关被连接至电压布线VL2,并且接地电压Vs被提供至线圈。此外,第三开关S3(n-1)至S3(n+1)在触摸检测周期期间有选择地被转为接通状态。因此,驱动电极TL(n-6)、TL(n)或TL(n+6)(形成线圈的驱动电极之中的线圈的另一端部分)经由第三开关被连接至线圈的输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp1(n+1)。
在触摸检测周期期间第三开关S3(n)被转为接通状态时,具有周期性地改变的电压的驱动信号提供至线圈的输入/输出节点Xp1(n)。因此,接地电压Vs被提供至由驱动电极TL(n)、TL(n+8)、TL(n+1)和TL(n+9)以及辅助电极SM构成的线圈的一端部分,并且另一端部分中的电压周期性地改变。因此,连接至第三开关S3(n)的线圈产生具有周期性地改变的电压的磁场,与在图2A至2D中示出的情况相似。可以通过检测产生磁场之后第三开关S3(n)被维持在接通状态下的线圈的输入/输出节点Xp1(n)中的信号的改变来检测笔是否触摸或接近线圈。
尽管已通过举例说明第三开关S3(n)给出描述,但相同的描述可以应用在其他第三开关S3(n-1)和S3(n+1)中的每个和线圈之间。
在此,尽管已经给出有关第三开关在触摸检测周期有选择地被转为接通状态的情况的描述,但多个第三开关可以同时被转为接通状态。在这种情况下,驱动信号被提供至多个线圈。因此,可以缩短触摸检测周期。
在图8中,由虚线指出的DDIC表示驱动半导体装置。在显示控制装置使用半导体装置构成的情况下,构成显示控制装置的半导体装置变为驱动半导体装置DDIC。在以上描述的实施方式中,第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4使用TFT玻璃基板600上的薄膜晶体管(在下文中,还称为TFTs)形成,并且驱动半导体装置DDIC被安装为覆盖这些TFTs。在这种情况下,形成第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4的TFTs形成在上述TFT玻璃基板600上。具体地说,形成第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3中的每个的TFT被形成为在这个实施方式中的其截面结构中夹在驱动半导体装置DDIC和TFT玻璃基板600之间。就是说,驱动半导体装置DDIC形成为覆盖形成第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的TFTs。因此,可以有效利用TFT玻璃基板上的区域,从而抑制价格的增加。顺便指出,在图8中,参考标号3表示图5中的描述的信号线选择器。
图9是示出使用已经在图8中描述的驱动电极、辅助电极和信号布线形成的线圈的配置的电路示图。在图8中示出的实例中,两个线圈CX(n-1)和CX(n)以及两个线圈CX(n-2)和CX(n+1)中的某些在触摸检测周期期间配置。在此,线圈CX(n)由驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)、辅助电极SM以及连接在线圈的输入/输出节点Xp1(n)和接地电压Vs之间的信号布线601-1(n)、601-2(n)和601-3(n)构成。此外,线圈CX(n-1)由驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)、辅助电极SM以及信号布线601-1(n-1)、601-2(n-1)和601-3(n-1)构成。
因为驱动电极和辅助电极电连接至彼此,所以辅助电极和驱动电极使用在图9中的“辅助电极:驱动电极”显示方式代表以便一起指定辅助电极和驱动电极。例如,在将驱动电极TL(n)作为实例时,连接至驱动电极TL(n)的辅助电极SM和驱动电极TL(n)结合显示为“SM:TL(n)”。在这种情况下,辅助电极SM由平行于驱动电极TL(n)延伸的多个布线构成并且被连接至驱动电极TL(n)。连接至驱动电极TL(n)的辅助电极SM的数量被设置为几十个,例如。相同的情况适用于其他驱动电极和其他辅助电极。
线圈CX(n-2)至CX(n+1)在触摸检测周期期间被形成为彼此相邻的线圈。在这种情况下,彼此相邻的线圈彼此重叠。就是说,线圈CX(n-1)的一部分与线圈CX(n)重叠,并且线圈CX(n)与线圈CX(n+1)重叠。换言之,线圈CX(n-1)的绕组和线圈CX(n+1)的绕组放置在线圈CX(n)的绕组内部。在此,放置在线圈CX(n)的绕组内部的线圈CX(n-1)的绕组是驱动电极SM:TL(n+2)和SM:TL(n+3),并且放置在线圈CX(n)的绕组内部的线圈CX(n+1)的绕组是驱动电极SM:TL(n+6)和SM:TL(n+7)。
在将电压提供至线圈的输入/输出节点时,线圈在其绕组内部(在内侧处)产生强磁场并且在绕组外部产生弱磁场。因此,人们认为在间隙设置在彼此相邻的线圈之间时在间隙部分中磁场弱,并且因此,降低触摸检测的准确度。在彼此相邻的线圈被布置为如在图8和图9中示出的彼此重叠时,可以防止产生磁场弱的部分,并且防止触摸检测的准确度的降低。
包括在第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的信号布线使用形成在TFT玻璃基板600上的第一布线层601形成的布线构成。就是说,在以图8为实例时,信号布线601-1(n-2)至601-1(n+1)、602(n-2)至601-2(n+1)和601-3(n-2)至601-3(n+1)的各个布线使用第一布线层601的布线构成。在这种情况下,构成这些信号布线的第一布线层的布线是在其上形成有像素的显示面板2(像素阵列LCD)的显示区域的外侧(有源区域外部)的布线。
图10是示出图8中的有源区域外部的第一调整单元KAD1的区域B1-B1’和B2-B2’的横截面的截面图。顺便指出,已在图6中描述了图8中的有源区域内部的区域A-A’的横截面。
在图10中,[601]表示第一布线层的布线,并且[605]表示第三布线层的布线。形成在第一布线层601中的布线被用作在图8中示出的信号布线601-1(n)。在第一调整单元KAD1的截面部分B1-B1’中,形成在第三布线层605中的驱动电极TL(n+1)和多个辅助电极SM经由中间层布线SMC电连接至第一布线层601的信号布线601-1(n)。此外,在截面部分B2-B2’中,形成在第三布线层605中的驱动电极TL(n+8)和多个辅助电极SM经由中间层布线SMC电连接至第一布线层601的信号布线601-1(n)。以同样方式,在第二调整单元KAD2中,形成在第三布线层605中的驱动电极和多个辅助电极SM经由中间层布线SMC电连接至第一布线层601的信号布线601-1(n)。第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2存在于显示面板2的有源区域外部,并且因此,液晶层607不必需形成在图11中示出的绝缘层606上,尽管不具体地限于此。
在这个第一实施方式中,第一布线层601的布线用作连接在驱动电极之间的信号布线以便形成线圈。就是说,与扫描线GL(0)至GL(p)相同的布线层601的布线[601]用作信号布线601-1(n-2)至601-1(n+1)、602-2(n-2)至601-2(n+1)和601-3(n-2)至601-3(n+1)。此外,驱动电极和辅助电极用作线圈的绕组。因此,可以在不另外提供布线层的情况下形成线圈,从而抑制价格的增加。例如,在扫描线GL(0)至GL(p)形成在显示面板2的有源区域中时,可以配置为使得布线还形成在显示面板2的显示区域的外侧(有源区域的外部),并且形成在有源区域的外侧的布线被用作上述信号布线。
此外,平行于扫描线GL(0)至GL(p)的布线在形成扫描线GL(0)至GL(p)时还可以形成在有源区域的外侧,并且形成在显示面板2的外侧的布线可以用作上述信号布线。在这种情况下,可以切断没有连接至驱动电极的部分。切断的布线的不必要的部分可以被留下或移去。
图11是详细地示出图8的虚线圆圈周围的区域C1的俯视图。在图11中,R、G和B表示三原色的像素,并且TL(n+7)至TL(n+9)表示驱动电极。此外,SL(n+6)1(G)至SL(n+8)0(G)、SL(n+6)1(B)至SL(n+8)0(B)和SL(n+7)0(R)至SL(n+8)0(R)表示信号线,并且SM表示辅助电极。
如在图11中示出的,多个辅助电极SM和驱动电极TL(n+8)被连接至第一开关S1(n+8)、第四开关S4(n+8)以及信号布线601-1(n)和601-2(n)。相似地,多个辅助电极SM和驱动电极TL(n+7)被连接至第一开关S1(n+7)、第四开关S4(n+7)以及信号布线601-1(n+1)和601-3(n+1)。此外,多个辅助电极SM和驱动电极TL(n+9)被连接至第一开关S1(n+9)、第二开关S2(n)、第四开关S4(n+9)和信号布线601-3(n)。
尽管连接至驱动电极TL(n+8)的辅助电极SM的数量在图11中是五个以防止附图复杂,但最好是几十个辅助电极被连接至驱动电极TL(n+8)。在连接的辅助电极的数量增加时,可以减少在触摸检测的时候的线圈的电阻,并且可以增强产生的磁场。
因为线圈的匝数在第一实施方式中是二,所以可以在触摸检测的时候增强磁场。匝数不限于二,并且可以通过增加匝数进一步增强产生的磁场。当然,匝数可以是一。
可以通过改变第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的连接来增加线圈的匝数。此外,可以通过改变第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的连接来将任意驱动电极用作线圈的绕组。此外,可以通过改变第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2中的连接改变彼此相邻的线圈之间的重叠量。就是说,可以通过调整单元调整触摸检测周期期间使用的线圈。
此外,因为线圈的匝数等于或大于二,所以对笔产生的磁场的检测准确度同样增加。
尽管给出有关第一布线层601的布线用作信号布线的实例的描述,但本发明不限于此。例如,第二布线层的布线可以用作信号布线601-1(n-2)至601-1(n+1)、602-2(n-2)至601-2(n+1)和601-3(n-2)至601-3(n+1)。在这种情况下,在形成信号线SL(0)至SL(p)时还形成用作信号布线601-1(n-2)至601-1(n+1)、602-2(n-2)至601-2(n+1)和601-3(n-2)至601-3(n+1)的布线。因此,可以抑制价格的增加。
在这个第一实施方式中,电压VCOMDC在显示周期期间作为来自第一开关电路DD1和第二开关电路DD2的显示驱动信号被提供至驱动电极TL(0)至TL(p),并且用于产生触摸检测的磁场的驱动信号在触摸检测周期期间经由第一开关电路DD1提供。因此,可以说驱动电极TL(0)至TL(p)是用于显示并产生触摸检测的磁场的共用驱动电极。
(第二实施方式)
图12是示出根据第二实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图。在第一实施方式中,驱动电极TL使用多个驱动电极TL(0)至TL(p)构成,并且驱动电极TL(0)至TL(p)在触摸检测周期期间用作线圈的绕组。与此相反,在第二实施方式中的触摸检测周期期间,信号线SL(0)至SL(p)代替驱动电极用作线圈的绕组。
与图8相似,图12示出显示面板2的一部分。就是说,示出显示面板2中的信号线SL(n-6)至SL(n+9)的部分。信号线选择器3沿着显示面板2的边2-D布置。在图12中,多个端子SP表示在显示周期期间从显示控制4被提供图像信号的端子。在图5已描述的信号布线Sd(0)至Sd(n)被连接至端子SP,图像信号在显示周期期间以时间划分方式提供至端子SP。顺便指出,在图12中,参考标号SP仅附加至布置在最右边的端子和布置在最左边的端子以防止附图复杂。
信号线选择器3具有根据选择信号SEL1和SEL2控制的多个开关,并且将已提供至端子SP的图像信号提供至合适的信号线。信号线选择器3的开关在显示周期期间有选择地连接端子SP和信号线,但是在触摸检测周期期间基本同时连接所有信号线和端子SP。图12示意性地示出开关SW11(参考标号SW11仅附加至最右侧和最左侧)作为包括在信号线选择器3中的开关,以便示出在信号线和端子SP之间的连接在显示周期和触摸检测周期之间的改变。就是说,绘制在图12中示出的开关SW11以表示触摸检测周期期间信号线SL(0)至SL(p)和端子SP之间的每个连接。
此外,在图5中示出的显示控制装置4使用驱动半导体装置DDIC构成,与第一实施方式相似,并且形成为覆盖第一开关电路和第一调整单元。这个驱动半导体装置DDIC使得被连接至端子SP的信号布线Sd(0)至Sd(n)在触摸检测周期期间被转变为高阻抗状态。
调整单元和开关电路还设置在这个第二实施方式中,并且调整单元设置有沿着显示面板2的边2-D布置的第一调整单元KAD3,以及沿着显示面板2的边2-U布置的第二调整单元KAD4。此外,开关电路设置有沿着显示面板2的边2-D布置的第一开关电路DD3,以及沿着显示面板2的边2-D布置的第二开关电路DD4。
第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4调整在触摸检测周期期间使用的线圈,与第一调整单元KAD1和第二调整单元KAD2相似。
第一开关电路DD3具有连接在端子SP和第一调整单元KAD3之间的第五开关S5(n-6)至S5(n+9)。这些第五开关S5(n-6)至S5(n+9)在触摸检测周期期间同时或有选择地被转为接通状态,并且在显示周期期间被转为断开状态。第一调整单元KAD3在触摸检测周期期间具有连接在形成线圈的绕组的信号线之间的信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)。图12示出信号线SL(n-6)至SL(n-3)、SL(n)至SL(n+3)和SL(n+6)至SL(n+9)用作形成线圈的绕组的信号线的实例。
第一调整单元KAD3设置有连接信号线之中的对应于信号线SL(n-5)的第五开关S5(n-5)和对应于信号线SL(n+2)的第五开关S5(n+2)的信号布线605-1(n-1),以及连接对应于信号线SL(n+1)的第五开关S5(n+1)和对应于信号线SL(n+8)的第五开关S5(n+8)的信号布线605-1(n)。此外,第一调整单元KAD3设置有连接至对应于信号线SL(n-4)的第五开关S5(n-4)的信号布线605-1(n-2),以及连接至对应于信号线SL(n+7)的第五开关S5(n+7)的信号布线605-1(n+1)。
分别对应于形成线圈的信号线SL(n-6)至SL(n-3)、SL(n)至SL(n+3)和SL(n+6)至SL(n+9)之中的信号线SL(n-3)、SL(n+3)和SL(n+9)的第五开关S5(n-3)、S5(n+3)和S5(n+9)被连接至第一调整单元KAD3中的电压布线VL2。此外,分别对应于形成线圈的信号线SL(n-6)至SL(n-3)、SL(n)至SL(n+3)和SL(n+6)至SL(n+9)之中的信号线SL(n-6)、SL(n)和SL(n+6)的第五开关S5(n-6)、S5(n)和S5(n+6)被连接至第一调整单元KAD3中的线圈的输入/输出节点Xp1(n-1)、Xp1(n)和Xp1(n+1)。
第二开关电路DD4设置有均连接在信号线SL(0)至SL(p)中的每个和第二调整单元KAD4之间的第六开关S6(n-6)至S6(n+9)。这些第六开关S6(n-6)至S6(n+9)在触摸检测周期期间也被转为接通状态,并且在显示周期期间被转为断开状态。
第二调整单元KAD4设置有连接在形成线圈的信号线之间的多个信号布线。在图12的实例中,第二调整单元KAD4设置有连接对应于信号线SL(n-6)的第六开关S6(n-6)和对应于信号线SL(n+2)的第六开关S6(n+2)的信号布线605-2(n-1),以及连接对应于信号线SL(n-5)的第六开关S6(n-5)和对应于信号线SL(n+3)的第六开关S6(n+3)的信号布线605-3(n-1)。此外,第二调整单元KAD4设置有连接对应于信号线SL(n)的第六开关S6(n)和对应于信号线SL(n+8)的第六开关S6(n+8)的信号布线605-2(n),以及连接对应于信号线SL(n+1)的第六开关S6(n+1)和对应于信号线SL(n+9)的第六开关S6(n+9)的信号布线605-3(n)。
此外,第二调整单元KAD4设置有连接至对应于信号线SL(n-4)的第六开关S6(n-4)的信号布线605-2(n-2),连接至对应于信号线SL(n-3)的第六开关S6(n-3)的信号布线605-3(n-2),连接至对应于信号线SL(n+6)的第六开关S6(n+6)的信号布线605-2(n+1),以及连接至对应于信号线SL(n+7)的第六开关S6(n+7)的信号布线605-3(n+1)。
第五开关S5(n-6)至S5(n+9)以及第六开关S6(n-6)至S6(n+9)在显示周期期间被转为断开状态。因此,第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4与信号线SL(n-6)至SL(n+9)电分离。这时,信号线选择器3根据选择信号SEL1和SEL2(图5)将信号线SL(n-6)至SL(n+9)之中的合适的信号线连接至端子SP。来自驱动半导体装置DDIC(显示控制装置4)的图像信号在显示周期期间提供至端子SP,并且经由信号线选择器3提供至合适的信号线。随着扫描线GL(0)至GL(p)顺次变为高电平,根据图像信号在显示面板2上显示图像。
另一方面,信号线选择器3在触摸检测周期期间将端子SP和信号线SL(n-6)至SL(n+9)电连接。就是说,在图12中示意性地示出的所有开关SW11被转为接通状态。此外,第五开关S5(n-6)至S5(n+9)和第六开关S6(n-6)至S6(n+9)在触摸检测周期期间同时或有选择地被转为接通状态。因此,第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4电连接至信号线SL(n-6)至SL(n+9)。这时,来自驱动半导体装置DDIC(显示控制装置4)的信号布线Sd(0)至Sd(n)在高阻抗状态下。
因此,如在图13中示出的,线圈CX(n-1)至CX(n+1)在触摸检测周期期间由信号线SL(n-6)至SL(n-3)、SL(n)至SL(n+3)和SL(n+6)至SL(n+9)以及第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的信号布线形成。例如,下面将通过举例说明线圈CX(n)给出描述。就是说,在线圈CX(n)中,信号线SL(n)、SL(n+8)、SL(n+1)和SL(n+9)以及信号布线605-1(n)、605-2(n)和605-3(n)在第五开关S5(n)、S5(n+1)、S5(n+8)和S5(n+9)以及第六开关S6(n)、S6(n+1)、S6(n+8)和S6(n+9)同时或有选择地被转为接通状态时串联连接在线圈的输入/输出节点Xp1(n)和接地电压Vs之间。在此,因为信号线SL(n)、SL(n+8)、SL(n+1)和SL(n+9)被布置为平行于彼此,从而形成绕组。相同的情况适用于其他线圈CX(n-1)等。
如在图13中示出的,线圈CX(n-2)至CX(n+1)在第二实施方式中也彼此重叠。在通过举例说明线圈CX(n)给出描述时,彼此相邻并形成线圈CX(n-1)的信号线SL(n+2)和SL(n+3),以及彼此相邻并形成线圈CX(n+1)的信号线SL(n+6)和SL(n+7)布置在线圈CX(n)的内侧。因此,与第一实施方式相似,可以防止产生磁场弱的部分,并且防止触摸检测的准确度的降低。
第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4在第二实施方式中也布置在显示面板2(像素阵列LCD)的有源区域的外部,与第一实施方式相似。就是说,包括在第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的信号布线使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线构成。在给出图12中示出的实例的描述时,信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)、605-2(n-2)至605-2(n+1)和605-3(n-2)至605-3(n+1)使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线构成。在此,将通过举例说明信号布线605-1(n)针对使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线的信号布线的结构给出描述。图14是示出图12的B1-B1’的横截面和B2-B2’的横截面的截面图。在此,显示面板2中的横截面的结构与在图6中示出的结构相似,并且因此,将省去对其的描述。
在图14中,[603]表示第二布线层的布线,并且[605]表示第三布线层的布线。信号线SL(0)至SL(p)使用形成在第二布线层中的布线构成。形成在显示面板2中的信号线经由第一开关电路DD3和第二开关电路DD4被连接至第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的第二布线层的布线。在图14中,SL(n+1)[603]至SL(n+3)[603]和SL(n+8)[603]表示在第一调整单元KAD3中信号线SL(n+1)至SL(n+3)和SL(n+8)连接至的第二布线层的布线。在图12中示出的信号布线605-1(n)使用形成在第三布线层605中布线605-1(n)[605]构成。这个布线605-1(n)[605]经由中间层布线SLC被连接至信号线SL(n+1)[603]和SL(n+8)[603]。在这种情况下,布线605-1(n)[605]包括对应于辅助电极SM的布线和对应于驱动电极的布线。顺便指出,第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4存在于显示面板2的有源区域外部,并且因此,液晶层607不必需形成在图14中示出的绝缘层606上。
在这个第二实施方式中,第三布线层605的布线用作连接在信号线之间的信号布线以便形成线圈。就是说,与驱动电极TL和辅助电极SM相同的布线层的布线被用作信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)、605-2(n-2)至605-2(n+1)和605-3(n-2)至605-3(n+1)。此外,信号线用作线圈的绕组。因此,可以在不另外提供布线层的情况下形成线圈,从而抑制价格的增加。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,可以配置为使得布线还形成在显示面板2的外侧(有源区域的外部),并且形成在显示面板2的外侧的布线被用作上述信号布线。
此外,可以被配置为使得平行于驱动电极TL和辅助电极的布线在形成驱动电极TL和辅助电极时还形成在显示面板2的有源区域外部,并且形成在显示面板2外侧的布线用作上述信号布线。在这种情况下,可以切断没有连接至信号布线的部分。切断的布线的不必要的部分可以被留下或移去。
图15是详细地示出图12的虚线圆圈周围的区域C1的俯视图。在图15中,R、G和B表示三原色的像素,并且TL表示驱动电极。此外,SL(n+6)1(G)至SL(n+8)0(G)、SL(n+6)1(B)至SL(n+8)0(B)和SL(n+7)0(R)至SL(n+8)0(R)表示信号线。
在这个第二实施方式中,在图15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)和SL(n+7)0(R)至SL(n+8)0(R)中的多个信号线用作在图12中示出的信号线SL(n+8)。就是说,多个信号线被连接至彼此以形成一条信号线,并且用作在使用信号线形成线圈时的线圈的绕组。因此,与第一实施方式相似,可以减少线圈的电阻。在这种情况下,最好是几十个信号线,例如,被电连接至彼此以用作线圈的绕组。
因为线圈的匝数在第二实施方式中也是二,所以可以在触摸检测的时候增强磁场。当然,匝数不限于二。
可以通过改变第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的连接来增加线圈的匝数。此外,可以通过改变第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的连接来将任意信号线用作线圈的绕组。此外,可以通过改变第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4中的连接改变彼此相邻的线圈之间的重叠量。就是说,可以通过调整单元调整触摸检测周期期间使用的线圈。
此外,因为线圈的匝数等于或大于二,所以对笔产生的磁场的检测准确度同样增加。
尽管给出有关第三布线层605的布线用作信号布线的实例的描述,但本发明不限于此。例如,第一布线层的布线可以用作信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)、605-2(n-2)至605-2(n+1)和605-3(n-2)至605-3(n+1)。在这种情况下,在形成扫描线GL(0)至GL(p)时形成用作信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)、605-2(n-2)至605-2(n+1)和605-3(n-2)至605-3(n+1)的布线,并且因此,在这种情况下也可以抑制价格的增加。
在这个第二实施方式中,图像信号在显示周期期间被提供至信号线SL(0)至SL(p),并且用于产生触摸检测的磁场的驱动信号在触摸检测周期期间经由第一开关电路DD3提供。因此,可以说信号线SL(0)至SL(p)是用于显示并产生触摸检测的磁场的共用信号线。
在第二实施方式中,信号线SL(0)至SL(p)在触摸检测周期期间经由第一开关电路DD3被连接至第一调整单元KAD3。因此,可以说多个信号线在触摸检测周期期间通过第一开关电路DD3和第一调整单元KAD3连接至彼此以形成线圈。在被认为是以上的情况下,可以说第一调整和选择单元使用第一调整单元KAD3和第一开关电路DD3构成。相似地,可以说第二调整和选择单元使用第二开关电路DD4和第二调整单元KAD4构成。此外,可以说液晶显示装置1设置有调整和选择单元,该调整和选择单元包括沿着显示面板2的边2-D布置的第一调整和选择单元,以及沿着显示面板2的边2-U布置的第二调整和选择单元。
(第三实施方式)
图16是示出根据第三实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图。在第一实施方式中,布置为平行于信号线SL(0)至SL(p)的多个驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM在触摸检测周期期间用作线圈的绕组。与此相反,多个驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM布置为与信号线SL(0)至SL(p)相交,并且在第三实施方式中这些驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM在触摸检测周期期间用作线圈的绕组。
在这个第三实施方式中,信号线SL(0)至SL(p)布置为平行于在图5中示出的显示面板2(像素阵列LCD)的边2-R和2-L,并且驱动电极TL(0)至TL(p)布置为平行于显示面板2的边2-U和2-D。在这种情况下,信号线选择器3和显示控制装置4(驱动半导体装置DDIC)沿着如在图5中示出的显示面板2的边2-D布置。
图16示出显示面板2的一部分。就是说,示出与驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM有关的部分。调整单元和开关电路布置在显示面板2的有源区域外部,并且调整单元在这个实施方式中也设置有沿着显示面板2的边2-R布置的第一调整单元KAD5,和沿着显示面板2的边2-L布置的第二调整单元KAD6。此外,开关电路也设置有沿着显示面板2的边2-R布置的第一开关电路DD5,以及沿着显示面板2的边2-L布置的第二开关电路DD6。在下文中,将基于在图16中示出的显示面板2的部分给出描述。顺便指出,辅助电极的参考标号SM仅附加至设置在驱动电极TL(n-6)和TL(n+9)中的辅助电极以防止附图复杂。
与图8相似,在图16中,线圈CY(n-2)至CY(n+1)在触摸检测周期期间也使用驱动电极TL(n-6)至TL(n-3)、TL(n)至TL(n+3)和TL(n+6)至TL(n+9)以及形成在这些驱动电极上的辅助电极SM构成。线圈CY(n-2)至CY(n+1)沿与信号线SL(0)至SL(p)相交的方向布置。就是说,线圈CY(n-2)至CY(n+1)中的每个在显示面板2的水平方向(行方向)上延伸并且在竖直方向(列方向)上并行布置。此外,驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)用作线圈CY(n)的绕组,并且驱动电极TL(n-6)、TL(n-5)、TL(n+2)和TL(n+3)用作线圈CY(n-1)的绕组。此外,驱动电极TL(n-3)和TL(n-4)用作线圈CY(n-2)的绕组,并且驱动电极TL(n+6)和TL(n+7)用作线圈CY(n+1)的绕组。
在这个第三实施方式中,线圈的输入/输出节点Yp1(n-1)至YP1(n+1)被交替设置在第一开关电路DD5和第二开关电路DD6中,尽管不具体地限制。就是说,线圈CY(n-1)的输入/输出节点Yp1(n-1)和线圈CY(n+1)的输入/输出节点Yp1(n+1)被设置在第二开关电路DD6中,并且线圈CY(n)的输入/输出节点Yp1(n)设置在第一开关电路DD5中。
第一调整单元KAD5设置有在显示面板2的边2-R侧上被连接至驱动电极和辅助电极的信号布线603-1(n)、603-1(n-2)、603-2(n-1)、603-2(n+1)、603-3(n-1)和603-3(n+1)。在此,信号布线603-1(n)连接在驱动电极TL(n+1)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+8)和辅助电极SM之间。此外,信号布线603-2(n-1)连接在驱动电极TL(n-5)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+3)和辅助电极SM之间,并且信号布线603-3(n-1)连接在驱动电极TL(n-6)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+2)和辅助电极SM之间。此外,信号布线603-1(n-2)被连接至驱动电极TL(n-4)和辅助电极SM,信号布线603-2(n+1)被连接至驱动电极TL(n+7)和辅助电极SM,并且信号布线603-3(n+1)被连接至驱动电极TL(n+6)和辅助电极SM。
此外,第二调整单元KAD6设置有在显示面板2的边2-L侧上被连接至驱动电极的信号布线603-1(n-1)、603-2(n)、603-3(n)、603-1(n+1)、603-2(n-2)和603-3(n-2)。在此,信号布线603-1(n-1)连接在驱动电极TL(n-5)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+2)和辅助电极SM之间。此外,信号布线603-2(n)连接在驱动电极TL(n)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+8)和辅助电极SM之间,并且信号布线603-3(n)连接在驱动电极TL(n+1)和辅助电极SM之间,并且连接在驱动电极TL(n+9)和辅助电极SM之间。此外,信号布线603-3(n-2)被连接至驱动电极TL(n-3)和辅助电极SM,信号布线603-2(n-2)被连接至驱动电极TL(n-4)和辅助电极SM,并且信号布线603-1(n+1)被连接至驱动电极TL(n+7)和辅助电极SM。
因此,如在图17中示出的,线圈CY(n-2)至CY(n+1)使用驱动电极和辅助电极以及信号布线构成。图17中的辅助电极和驱动电极的显示方式与图9的显示方式相同。
第一开关电路DD5设置有第七开关S7(n-6)至S7(n+9)、第八开关S8(n)以及第九开关S9(n)和S9(n-1)。第七开关S7(n-6)至S7(n+9)中的每个连接在驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM中的每个与显示面板2的边2-R侧上的电压布线VL1之间,并且这些第七开关在触摸检测周期期间被转为断开状态,并且在显示周期期间同时或有选择地被转为接通状态。第八开关S8(n)连接在驱动电极TL(n)和辅助电极SM与显示面板2的边2-R侧上的输入/输出节点Yp1之间。此外,第九开关S9(n)连接在驱动电极TL(n+9)和辅助电极SM与显示面板2的边2-R侧上的电压布线VL2之间,并且第九开关S9(n-1)连接在驱动电极TL(n-3)和辅助电极SM与显示面板2的边2-R侧上的电压布线VL2之间。
第二开关电路DD6具有与第一开关电路DD5相同的构成。就是说,第二开关电路DD6设置有第十开关S10(n-6)至S10(n+9)、第十一开关S11(n+1)和S11(n-1)以及第十二开关S12(n-1)。第十开关S10(n-6)至S10(n+9)中的每个连接在驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM中的每个与显示面板2的边2-L侧上的电压布线VL1之间,并且这些第十开关在触摸检测周期期间被转为断开状态,并且在显示周期期间同时或有选择地被转为接通状态。
第十一开关S11(n-1)连接在驱动电极TL(n-6)和辅助电极SM与显示面板2的边2-L侧上的输入/输出节点Yp1(n-1)之间,并且第十一开关S11(n+1)连接在驱动电极TL(n+6)和辅助电极SM与显示面板2的边2-L侧上的输入/输出节点Yp1(n+1)之间。此外,第十二开关S12(n-1)连接在驱动电极TL(n+3)和辅助电极SM与显示面板2的边2-L侧上的电压布线VL2之间。
第八开关S8(n)以及第十一开关S11(n-1)和S11(n+1)在显示周期期间被转为断开状态,并且在触摸检测周期期间同时或有选择地被转为接通状态。此外,第九开关S9(n-1)和S9(n)以及第十二开关S12(n-1)在显示周期期间被转为断开状态,并且在触摸检测周期期间被转为接通状态。
第七开关S7(n-6)至S7(n+9)和第十开关S10(n-6)至S10(n+9)在显示周期期间同时或有选择地被转为接通状态。因此,电压布线VL1中的电压VCOMDC作为显示驱动信号被提供至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)。就是说,显示驱动信号从第一开关电路DD5和第二开关电路DD6两者提供至驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)。
另一方面,第七开关S7(n-6)至S7(n+9)和第十开关S10(n-6)至S10(n+9)在触摸检测周期期间被转为断开状态,并且因此,驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)与电压布线VL1分离。在第九开关S9(n)、S9(n-1)和第十二开关S12(n-1)这时被转为接通状态时,线圈CY(n)、CY(n-1)和CY(n+1)的任意一端部分经由第九开关和第十二开关被连接至电压布线VL2,如在图17中示出的,并且接地电压Vs被提供至该处。
此外,在第八开关S8(n)和第十一开关S11(n-1)至S11(n+1)在触摸检测周期期间被转为接通状态时,线圈CY(n-1)至CY(n+1)的另一端部分被连接至输入/输出节点Yp1(n-1)至Yp1(n+1),如在图17中示出的。在通过举例说明在图17中示出的线圈CY(n)给出描述时,驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)以及信号布线603-1(n)、603-2(n)和603-3(n)串联连接在输入/输出节点Yp1(n)和接地电压Vs之间。驱动电极TL(n)、TL(n+1)、TL(n+8)和TL(n+9)平行于彼此布置,从而形成线圈CY(n)。相同的情况适用于其他线圈。
与第一实施方式和第二实施方式相似,第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6在第三实施方式中也布置在显示面板2(像素阵列LCD)的有源区域的外部。就是说,包括在第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6中的信号布线使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线构成。在对图16中示出的实例给出描述时,信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1)、603-2(n-2)至603-2(n+1)以及603-3(n-2)至603-3(n+1)使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线构成。在此,将通过举例说明信号布线603-1(n)针对使用布置在显示面板2的有源区域外部的布线的信号布线的结构给出描述。图18是示出图16的B1-B1’的横截面和B2-B2’的横截面的截面图。在此,显示面板2中的横截面的结构与在图6中示出的结构相似,并且因此,将省去对其的描述。
在图18中,[603]表示第二布线层603的布线,并且[605]表示第三布线层605的布线。驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM使用形成在第三布线层中的布线构成。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的有源区域外部的第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6。图18示出延伸至第一调整单元KAD5的驱动电极TL(n+1)和TL(n+8)以及形成在这些驱动电极上的辅助电极SM。驱动电极TL(n+1)和TL(n+8)以及辅助电极SM在图18中被表示为TL(n+1)[605]和TL(n+8)[605]以及SM[605]以便指定这些驱动电极和辅助电极使用第三布线层605的布线构成。
尽管已通过举例说明第一调整单元KAD5给出描述,但形成在第三布线层605中的驱动电极和多个辅助电极SM经由中间层布线SLC电连接至第二布线层603的信号布线,例如,电连接至信号布线603-3(n),在第二调整单元KAD6中相似。
此外,在第一调整单元KAD5和/或第二调整单元KAD6中,连接在形成第三布线层605中的驱动电极(包括多个辅助电极SM)之间的信号布线不限于形成在第二布线层603中的信号布线,而是可以使用形成在第一布线层601中的信号布线。
在这个第三实施方式中,包括在第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6中的信号布线使用第二布线层中的布线构成。就是说,信号布线603-1(n)使用形成在第二布线层603中的布线603-1(n)[603]构成。这个布线603-1(n)[603]经由中间层布线SLC被连接至驱动电极TL(n+1)[605]和辅助电极SM[605],以及驱动电极TL(n+8)[605]和辅助电极SM[605]。顺便指出,第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6存在于显示面板2的有源区域外部,并且因此,液晶层607不必需形成在图18中示出的绝缘层606上。
在这个第三实施方式中,第二布线层603的布线用作连接驱动电极以形成线圈的信号布线。就是说,与信号线SL(0)至SL(p)相同的布线层的布线用作信号布线603-1(n-2)至603-1(n+1)、603-2(n-2)至603-2(n+1)和603-3(n-2)至603-3(n+1)。此外,驱动电极和辅助电极用作线圈的绕组。因此,可以在不另外提供布线层的情况下形成线圈,从而抑制价格的增加。
可以构成为使得在形成信号线SL(0)至SL(p)时平行于信号线SL(0)至SL(p)的布线也形成在显示面板2的有源区域外部,并且形成在显示面板2的外侧的布线被用作上述信号布线。在这种情况下,可以切断没有连接至驱动电极的部分。切断的布线的不必要的部分可以被留下或移去。
图19是详细地示出由图16的虚线圆圈围绕的区域C1的俯视图。在图19中,R、G和B表示三原色的像素,并且TL(n-1)至TL(n+1)表示驱动电极。此外,SM表示电连接至驱动电极的辅助电极。此外,GL(n-2)至GL(n+3)表示图19中的扫描线。
如在图19中示出的,多个辅助电极SM被连接至单个驱动电极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,可以在使用驱动电极和辅助电极SM形成线圈时可以减少线圈的电阻。
因为线圈的匝数在第三实施方式中也是二,所以可以在触摸检测的时候增强磁场。当然,匝数不限于二。
可以通过改变第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6中的连接来增加线圈的匝数。此外,可以通过改变第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6中的连接来将任意驱动电极用作线圈的绕组。此外,可以通过改变第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6中的连接改变彼此相邻的线圈之间的重叠量。就是说,可以通过调整单元调整触摸检测周期期间使用的线圈。
此外,因为线圈的匝数等于或大于二,所以对笔产生的磁场的检测准确度同样增加。
尽管针对第二布线层603的布线用作信号布线的实例给出描述,但本发明不限于此。例如,第一布线层601的布线可以用作信号布线,或者第三布线层605的布线可以用作信号布线。
因此,可以说驱动电极TL(0)至TL(p)在第三实施方式中也是用于显示并产生触摸检测的磁场的共用电极。
此外,因为在第三实施方式中,线圈的输入/输出节点Yp1(n)、Yp1(n+1)和Yp1(n-1)交替地布置在显示面板2的边2-R和2-L上,所以提供至线圈的驱动信号被分配至显示面板2的两边。因此,可以防止显示面板2的边2-R和2-L的图片框的尺寸增加。
(第四实施方式)
图20是示出根据第四实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图。在第四实施方式中,不同于第一实施方式至第三实施方式,线圈在触摸检测周期期间由扫描线GL(0)至GL(p)构成。
图20示出与显示面板2的扫描线GL(n-6)至GL(n+9)有关的部分。在下文中,将参考图20描述第四实施方式。
在图20中,5-R(n-6)至5-R(n+9)和5-L(n-6)至5-L(n+9)表示包括在栅极驱动器5中的单元栅极驱动器。在图20中,参考标号5-R(n-6)、5-L(n-6)、5-R(n+9)和5-L(n+9)附加至在最上级处绘制的单元栅极驱动器和在最下级处绘制的单元栅极驱动器以防止附图复杂。栅极驱动器5(图5)在图20中也布置在显示面板2的有源区域的外部。就是说,单元栅极驱动器5-R(n-6)至5-R(n+9)沿着显示面板2的边2-R布置,并且单元栅极驱动器5-L(n-6)至5-L(n+9)沿着显示面板2的边2-L布置。
单元栅极驱动器5-R(n-6)至5-R(n+9)和5-L(n-6)至5-L(n+9)在显示周期期间将顺次变为高电平的扫描线信号输出并提供至对应的扫描线GL(n-6)至GL(n+9)。与此相反,单元栅极驱动器5-R(n-6)至5-R(n+9)和5-L(n-6)至5-L(n+9)在触摸检测周期期间将其每个输出设置为高阻抗状态。
调整单元和开关电路在第四实施方式中也布置在显示面板2的有源区域的外部。调整单元设置有沿着显示面板2的边2-R布置的第一调整单元KAD7,以及沿着显示面板2的边2-L布置的第二调整单元KAD8。此外,开关电路设置有沿着边2-R布置的第一开关电路DD7,以及沿着边2-L布置的第二开关电路DD。
第一开关电路DD7连接在扫描线GL(n-6)至GL(n+9)和边2-R侧上的第一调整单元KAD7之间。就是说,第一开关电路DD7设置有均连接在扫描线GL(n-6)至GL(n+9)的每个和第一调整单元KAD7之间的第十三开关S13(n-6)至S13(n+9)。因为单元栅极驱动器5-R(n-6)至5-R(n+9)的每个输出端被连接至边2-R侧上的扫描线,所以可以说第一开关电路DD7连接在单元栅极驱动器的输出端和第一调整单元KAD7之间。
第二开关电路DD8连接在扫描线GL(n-6)至GL(n+9)中的每个和边2-L侧上的第二调整单元KAD8之间。就是说,第二开关电路DD8设置有均连接在扫描线GL(n-6)至GL(n+9)的每个和第二调整单元KAD8之间的第十四开关S14(n-6)至S14(n+9)。因为单元栅极驱动器5-L(n-6)至5-L(n+9)的每个输出端也被连接至边2-R侧上的扫描线,所以可以说第二开关电路DD8连接在单元栅极驱动器的输出端和第二调整单元KAD8之间。
在这个第四实施方式中,线圈CY(n-2)至CY(n+1)由扫描线GL(n-6)至GL(n-3)、GL(n)至GL(n+3)和GL(n+6)至GL(n+9)构成。在这种情况下,扫描线GL(n)、GL(n+1)、GL(n+8)和GL(n+9)用作线圈CY(n)的绕组,并且扫描线GL(n-6)、GL(n-5)、GL(n+2)和GL(n+3)用作线圈CY(n-1)的绕组。此外,扫描线GL(n-3)和GL(n-4)用作线圈CY(n-2)的绕组,并且扫描线GL(n+6)和GL(n+7)用作线圈CY(n+1)的绕组。
线圈的输入/输出节点Yp1(n-1)至YP1(n+1)在这个第四实施方式中也交替地设置在第一开关电路DD7和第二开关电路DD8中。就是说,线圈CY(n-1)的输入/输出节点Yp1(n-1)和线圈CY(n+1)的输入/输出节点Yp1(n+1)被设置在第二开关电路DD8中,并且线圈CY(n)的输入/输出节点Yp1(n)设置在第一开关电路DD7中。
第一调整单元KAD7设置有在第十三开关S13(n-6)至S13(n+9)被转为接通状态时,即,在触摸检测周期期间,被连接至扫描线的信号布线603-1(n)、603-1(n-2)、603-2(n-1)、603-2(n+1)、603-3(n-1)和603-3(n+1)。在此,信号布线603-1(n)经由第十三开关S13(n+1)和S13(n+8)连接在扫描线GL(n+1)和扫描线GL(n+8)之间。此外,信号布线603-2(n-1)经由第十三开关S13(n-6)和S13(n+3)连接在扫描线GL(n-5)和扫描线GL(n+3)之间,并且信号布线603-3(n-1)经由第十三开关S13(n-6)和S13(n+2)连接在扫描线GL(n-6)和扫描线GL(n+2)之间。此外,信号布线603-1(n-2)经由第十三开关S13(n-4)被连接至扫描线GL(n-4),信号布线603-2(n+1)经由第十三开关S13(n+6)被连接至扫描线GL(n+6),并且信号布线603-3(n+1)经由第十三开关S13(n+7)被连接至扫描线GL(n+7)。
此外,第二调整单元KAD8设置有在第十四开关S14(n-6)至S14(n+9)被转为接通状态时被连接至扫描线的信号布线603-1(n-1)、603-2(n)、603-3(n)、603-1(n+1)、603-2(n-2)和603-3(n-2)。在此,信号布线603-1(n-1)经由第十四开关S14(n-5)和S14(n+2)连接在扫描线GL(n-5)和扫描线GL(n+2)之间。此外,信号布线603-2(n)经由第十四开关S14(n)和S14(n+8)连接在扫描线GL(n)和扫描线GL(n+8)之间,并且信号布线603-3(n)经由第十四开关S14(n+1)和S14(n+9)连接在扫描线GL(n+1)和扫描线GL(n+9)之间。此外,信号布线603-3(n-2)经由第十四开关S14(n-3)被连接至扫描线GL(n-3),信号布线603-2(n-2)经由第十四开关S14(n-4)被连接至扫描线GL(n-4),并且信号布线603-1(n+1)经由第十四开关S14(n+7)被连接至扫描线GL(n+7)。
因此,线圈CY(n-2)至CY(n+1)由扫描线和信号布线构成,如在图21中示出的,因为第十三开关和第十四开关在触摸检测周期期间被转为接通状态。在线圈CY(n)被作为实例时,扫描线GL(n)、GL(n+1)、GL(n+8)和GL(n+9)以及信号布线603-1(n)、603-2(n)和603-3(n)串联连接在输入/输出节点Yp1(n)和接地电压Vs之间。扫描线GL(n)、GL(n+1)、GL(n+8)和GL(n+9)并行布置,并且因此,线圈CY(n)使用这些扫描线和信号布线形成。相同的情况适用于其他线圈。
在第四实施方式中,设置在第一调整单元KAD7和第二调整单元KAD8中的信号布线使用布置在显示面板2的有源区域外部的第二布线层603的布线构成。在显示面板2中,形成在第二布线层603中的布线用作信号线SL(0)至SL(p)。因此,不需要另外提供布线层来形成设置在第一调整单元KAD7和第二调整单元KAD8中的信号布线。因此,可以与第一实施方式至第三实施方式相似地抑制价格的增加。
图22是详细地示出由图20的虚线圆圈围绕的区域C1的俯视图。在图22中,R、G和B表示三原色的像素,并且TL表示驱动电极。
在第四实施方式中,多个扫描线在触摸检测周期期间是并联连接的。在图20和图21中,将彼此并联连接的多个扫描线示出为一个扫描线。就是说,图20和图21中绘制的扫描线GL(0)至GL(p)中的每个表示彼此并联连接的多个扫描线。图22示出图20中被描述为扫描线GL(n-1)和GL(n)的每个扫描线使用三个扫描线构成的情况。就是说,在显示周期期间起到扫描线的作用的扫描线GL(n-1)S1至GL(n-1)S3彼此并联连接以用作触摸检测周期期间的扫描线GL(n-1)。相似地,在显示周期期间起到扫描线的作用的扫描线GL(n)S1至GL(n)S3彼此并联连接以用作触摸检测周期期间的扫描线GL(n)。以这种方式,可以减少触摸检测周期期间在形成线圈的时候的电阻。因此,可以实现触摸检测精确度的改善。
尽管图22示出三个扫描线GL(n)S1至GL(n)S3彼此并联连接的实例,但最好是几十个扫描线彼此并联连接。此外,可以例如通过提供在触摸检测周期期间变为接通状态的开关实现扫描线GL(n)S1至GL(n)S3之中的扫描线的并联连接。
因为线圈的匝数在第四实施方式中也是二,所以可以在触摸检测的时候增强磁场。当然,匝数不限于二。
可以通过改变第一调整单元KAD7和第二调整单元KAD8中的连接来增加线圈的匝数。此外,可以通过改变第一调整单元KAD7和第二调整单元KAD8中的连接来将任意扫描线用作线圈的绕组。此外,可以通过改变第一调整单元KAD7和第二调整单元KAD8中的连接改变彼此相邻的线圈之间的重叠量。就是说,可以通过调整单元调整触摸检测周期期间使用的线圈。
此外,因为线圈的匝数等于或大于二,所以对笔产生的磁场的检测准确度同样增加。
尽管针对第二布线层603的布线用作信号布线的实例给出描述,但本发明不限于此。例如,第一布线层601的布线可以用作信号布线,或者第三布线层605的布线可以用作信号布线。
可以说扫描线GL(0)至GL(p)在第四实施方式中也是用于显示并产生触摸检测的磁场的共用扫描线。
此外,因为在第四实施方式中,线圈的输入/输出节点Yp1(n)、Yp1(n+1)和Yp1(n-1)交替地布置在显示面板2的边2-R和2-L上,所以提供至线圈的驱动信号被分配至显示面板2的两边。因此,可以防止显示面板2的边2-R和2-L的图片框的尺寸增加。
(第五实施方式)
图23是示出根据第五实施方式的液晶显示装置的布局的俯视图。在第五实施方式中,传感线ss(0)至ss(p)在显示面板2中分别被设置为平行于扫描线GL(0)至GL(p)。线圈在触摸检测周期期间由传感线ss(0)至ss(p)构成。
在图23中绘制出与扫描线GL(0)至GL(p)之中的扫描线GL(n-6)至GL(n+9)有关的部分。在下文中,将参考图23描述第五实施方式。顺便指出,在图23中没有示出驱动电极。
传感线ss(n-6)至ss(n+9)由与扫描线GL(n-6)至GL(n+9)相同的布线层的布线构成。在在俯视图中看传感线ss(n-6)至ss(n+9)时,传感线ss布置为夹在扫描线GL(n-6)至GL(n+9)的每对之间。从另一个视角看也可以说扫描线和传感线交替布置在显示面板2中。
调整单元在这个第五实施方式中也设置在显示面板2的有源区域外部。就是说,调整单元设置有沿着显示面板2的边2-R布置的第一调整单元KAD9,以及沿着显示面板2的边2-L布置的第二调整单元KAD10。传感线ss(n-6)至ss(n+9)从显示面板2延伸至布置在有源区域外部的第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10。
在这个第五实施方式中,线圈的输入/输出节点Yp1(n-1)至YP1(n+1)交替地设置在第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10中。就是说,线圈CY(n-1)的输入/输出节点Yp1(n-1)和线圈CY(n+1)的输入/输出节点Yp1(n+1)被设置在第二调整单元KAD10中,并且线圈CY(n)的输入/输出节点Yp1(n)设置在第一调整单元KAD9中。
第一调整单元KAD9设置有连接至传感线的信号布线603-1(n)、603-1(n-2)、603-2(n-1)、603-2(n+1)、603-3(n-1)和603-3(n+1)。在此,信号布线603-1(n)被连接至传感线ss(n+1)和传感线ss(n+8)。此外,信号布线603-2(n-1)被连接至传感线ss(n-5)和传感线ss(n+3),并且信号布线603-3(n-1)被连接至传感线ss(n-6)和传感线ss(n+2)。此外,信号布线603-1(n-2)被连接至传感线ss(n-4),信号布线603-2(n+1)被连接至传感线ss(n+7),并且信号布线603-3(n+1)被连接至传感线ss(n+6)。
此外,第二调整单元KAD10设置有连接至传感线的信号布线603-1(n-1)、603-2(n)、603-3(n)、603-1(n+1)、603-2(n-2)和603-3(n-2)。在此,信号布线603-1(n-1)被连接至传感线ss(n-5)和传感线ss(n+2)。此外,信号布线603-2(n)被连接至传感线ss(n)和传感线ss(n+8),并且信号布线603-3(n)被连接至传感线ss(n+1)和传感线ss(n+9)。此外,信号布线603-3(n-2)被连接至传感线ss(n-3),信号布线603-2(n-2)被连接至传感线ss(n-4),并且信号布线603-1(n+1)被连接至传感线ss(n+7)。
因此,如在图24中示出的,线圈CY(n-2)至CY(n+1)使用传感线和信号布线构成。在也通过举例说明线圈CY(n)给出描述时,传感线ss(n)、ss(n+1)、ss(n+8)和ss(n+9)以及信号布线603-1(n)、603-2(n)和603-3(n)串联连接在输入/输出节点Yp1(n)和接地电压Vs之间。因为传感线ss布置为平行于彼此,所以形成具有传感线ss作为绕组的线圈CY(n)。相同的情况适用于其他线圈。
在第五实施方式中,传感线ss(n-6)至ss(n+9)使用与扫描线GL(n-6)至GL(n+9)相同的第一布线层601的布线构成。此外,设置在第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10中的信号布线使用第二布线层603的布线构成。
图23的B1-B1’的横截面和B2-B2’的横截面在图25中示出。在图25中,GL(n+2)[601]、GL(n+8)[601]和GL(n+9)[601]表示形成在第一布线层中的扫描线GL(n+2)和GL(n)。此外,ss(n+2)[601]和ss(n+9)[601]表示形成在第一布线层中,并且从显示面板2延伸至第一调整单元KAD9的传感线ss(n+2)和ss(n+9)。在图25中,603-1(n)
[603]表示形成在第二布线层603中的布线,即,信号布线603-1(n)。信号布线603-1(n)经由中间层布线SLC被连接至传感线ss(n+2)[601]和传感线ss(n+9)[601]。
形成线圈的传感线ss(0)至ss(p)形成在与扫描线相同的第一布线层中,并且连接传感线的信号布线形成在与信号线SL(0)至SL(p)相同的第二布线层中。因此,不需要另外提供布线层来形成线圈,从而抑制价格的增加。
图26是详细地示出由图23的虚线圆圈围绕的区域C1的俯视图。在图26中,R、G和B表示三原色的像素,并且TL表示驱动电极。此外,在图26中,GL(n-1)至GL(n+4)表示扫描线,并且ss(n)S1至ss(n)S3和ss(n+1)S1至ss(n+1)S3表示传感线。
在这个第五实施方式中,在图23和图24中示出的一个传感线通过连接平行于彼此的多个传感线构成。在图26中,传感线ss(n)S1至ss(n)S3被连接至彼此以形成在图23和图24中示出的传感线ss(n)。相似地,传感线ss(n+1)S1至ss(n+1)S3被连接至彼此以形成在图23和图24中示出的传感线ss(n+1)。在传感线ss(n)以这种方式通过并联连接多个传感线ss(n)S1至ss(n)S3形成时,可以减少在触摸检测的时候的线圈的电阻,并且可以实现检测精确度的改善。尽管已给出有关图26中的三个传感线并联连接的描述,但最好是几十个传感线并联连接以形成在图23和图24中示出的传感线。
因为线圈的匝数在第五实施方式中也是二,所以可以在触摸检测的时候增强磁场。当然,匝数不限于二。
可以通过改变第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10中的连接来增加线圈的匝数。此外,可以通过改变第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10中的连接来将任意传感线用作线圈的绕组。此外,可以通过改变第一调整单元KAD9和第二调整单元KAD10中的连接改变彼此相邻的线圈之间的重叠量。就是说,可以通过调整单元调整触摸检测周期期间使用的线圈。
此外,因为线圈的匝数等于或大于二,所以对笔产生的磁场的检测准确度同样增加。
尽管针对第二布线层603的布线用作信号布线的实例给出描述,但本发明不限于此。例如,第三布线层605的布线可以用作信号布线。
在这个第五实施方式中不需要提供开关电路,并且因此可以实现尺寸的减少。
此外,因为在第五实施方式中,线圈的输入/输出节点Yp1(n)、Yp1(n+1)和Yp1(n-1)交替地布置在显示面板2的边2-R和2-L上,所以提供至线圈的驱动信号被分配至显示面板2的两边。因此,可以防止显示面板2的边2-R和2-L的图片框的尺寸增加。
(第六实施方式)
〈液晶显示装置1的总体构成〉
图27是示出根据第六实施方式的具有触摸检测功能的液晶显示装置1的构成的框图。在这个实施方式中,多个线圈在触摸检测周期期间在显示面板2(像素阵列LCD)中形成为彼此相交的。就是说,沿着显示面板2的水平方向(行方向)延伸并且在竖直方向(列方向)上并行布置的多个线圈CY(0)至CY(p),以及沿着竖直方向延伸并且在水平方向上并行布置的多个线圈CX(0)至CX(p),在触摸检测周期期间形成。
液晶显示装置1设置有显示面板2、信号线选择器3、显示控制装置4、栅极驱动器5和触摸控制装置6。此外,液晶显示装置1设置有调整单元KAD、开关电路DD和在触摸检测周期期间选择线圈的选择电路SD。
如上所述,显示面板2设置有多个信号线、多个驱动电极、多个扫描线和多个像素。
显示控制装置4设置有控制电路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在显示周期期间以时间划分方式将提供的图像信号Sn提供至信号线选择器3。此外,控制电路D-CNT接收提供至外部端子Tt的定时信号以及来自触摸控制装置6的开关控制信号SW,并形成各种类型的控制信号。通过控制电路D-CNT形成的控制信号包括提供至信号线选择器3的选择信号SEL1和SEL2、识别触摸检测周期和显示周期的同步信号TSHD、时钟信号CLK、与触摸检测有关的控制信号SE-EN、X-CNT和Y-CNT等。
信号线驱动器D-DRV在显示周期期间根据选择信号SEL1和SEL2以时间划分方式将图像信号提供至信号线选择器3。信号线选择器3在显示周期期间根据选择信号SEL1和SEL2将已提供的图像信号提供至显示面板2中的合适的信号线。栅极驱动器5在显示周期期间根据来自控制电路D-CNT的定时信号形成扫描线信号Vs0至Vsp,并且将扫描线信号提供至显示面板2的扫描线。图像显示在显示周期期间执行,在高电平的扫描线信号提供至连接至扫描线的像素时根据在那时提供至信号线的图像信号执行显示。
触摸控制装置6设置有接收检测信号Sx(0)至Sx(p)和Sy(0)至Sy(p)的放大和检测电路AMP和DET,执行对于来自放大和检测电路AMP和DET的检测信号的处理并提取触摸位置的坐标的处理电路PRS,和控制电路T-CNT。控制电路T-CNT接收来自显示控制装置4的同步信号TSHD和时钟信号CLK,并且将触摸控制装置6控制为与显示控制装置4同步操作。就是说,控制电路T-CNT将放大和检测电路AMP和DET以及处理电路PRS控制为在同步信号TSHD指示触摸检测周期时操作。此外,控制电路T-CNT接收来自放大和检测电路AMP和DET的检测信号,形成开关控制信号SW,并将开关控制信号提供至控制电路D-CNT。处理电路PRS通过外部端子To将提取的坐标输出为坐标信息。
调整单元KAD在这个第六实施方式中具有调整单元KAD3、KAD4、KAD5和KAD6。此外,开关电路DD设置有开关电路DD3、DD4、DD5和DD6。在此,调整单元KAD3和KAD4以及开关电路DD3和DD4在触摸检测周期期间形成线圈CX(0)至CX(p)的时候使用,并且调整单元KAD5和KAD6以及开关电路DD5和DD6在触摸检测周期期间形成线圈CY(0)至CY(p)的时候使用。就是说,在来自控制电路D-CNT的控制信号SE-EN指示触摸检测周期时,形成线圈CX(0)至CX(p)和CY(0)至CY(p)。顺便指出,控制信号SE-EN在下文中还将称为传感使能信号。
在这个第六实施方式中,选择电路SD设置有选择电路XSD、YSD1和YSD2。选择电路XSD接收来自控制电路D-CNT的控制信号X-CNT和时钟信号CLK,根据控制信号X-CNT(在下文中,还称为选择信号X-CNT)在线圈CX(0)至CX(p)之中选择线圈,并且根据时钟信号CLK将驱动信号提供至所选择的线圈。此外,选择电路XSD将所选择的线圈中的电压改变输出为检测信号Sx(0)至Sx(p)。
选择电路YSD1和YSD2接收来自控制电路D-CNT的控制信号Y-CNT和时钟信号CLK,根据控制信号Y-CNT(在下文中,还称为选择信号Y-CNT)在线圈CY(0)至CY(p)之中选择线圈,并且根据时钟信号CLK将驱动信号提供至所选择的线圈。此外,选择电路YSD1和YSD2将所选择的线圈中的电压改变输出为检测信号Sy(0)至Sy(p)。选择电路YSD1沿着显示面板2的边2-R布置,选择电路YSD2沿着显示面板2的边2-L布置,并且选择电路YSD1和YSD2交替输出检测信号。就是说,选择电路YSD1输出检测信号Sy(n),而选择电路YSD2输出检测信号Sy(n+1)。在此,n是0至p-1。
在触摸检测周期期间,检测信号Sx(0)至Sx(p)和Sy(0)至Sy(p)从选择电路XSD、YSD1和YSD2提供至触摸控制装置6,并且由笔触摸的位置的坐标作为坐标信息从外部端子To输出。
如在图27中示出的,调整单元KAD4和开关电路DD4沿着显示面板2的边2-U布置,并且调整单元KAD3、开关电路DD3和选择电路XSD沿着边2-D布置。此外,调整单元KAD5、开关电路DD5和选择电路YSD1沿着显示面板2的边2-R布置,并且调整单元KAD6、开关电路DD6和选择电路YSD2沿着边2-L布置。
在第六实施方式中,由虚线示出的显示控制装置4由半导体装置(驱动半导体装置DDIC)构成并且由虚线示出的触摸控制装置6也由半导体装置(触摸半导体装置)构成,尽管不具体地限制。
顺便指出,控制电路D-CNT在显示周期期间形成适合于允许图像信号被提供至合适的信号线的选择信号SEL1和SEL2,同时在触摸检测周期期间形成允许所有信号线被经由信号线选择器3连接至开关电路DD3的选择信号SEL1和SEL2。此外,控制电路D-CNT控制信号线驱动器D-DRV使得信号线驱动器D-DRV的输出在触摸检测周期期间变为高阻抗状态。
〈液晶显示装置的模块结构〉
图28是示出安装有具有触摸检测功能的液晶显示装置1的模块500的总体构成的示意性俯视图。图28是根据实际布置绘制的,尽管是示意性的。在图28中,501表示在图3B和图6中示出的TFT玻璃基板中的区域,并且502表示包括在图3B中示出的TFT玻璃基板和CF玻璃基板的区域。TFT玻璃基板集成在模块500中。就是说,TFT玻璃基板在区域501和区域502中是共同的,并且在区域502中,CF玻璃基板等另外形成在图3B中示出的TFT玻璃基板的上表面上。
在图28中,500-L表示模块500的短边,500-D表示模块500的边,该边是与短边500-U相反的短边。此外,500-L表示模块500的长边,并且500-R表示模块的边,该边是与长边500-L相反的长边。
在图27中示出的栅极驱动器5、调整单元KAD6、开关电路DD6和选择电路YSD2布置在显示面板2的边2-L与区域502中的模块500的长边500-L之间的区域中。此外,在图27中示出的调整单元KAD5、开关电路DD5和选择电路YSD1布置在显示面板2的边2-R与模块500的长边500-R之间的区域中。在图27中示出的调整单元KAD4和开关电路DD4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。
此外,在图27中示出的信号线选择器3、调整单元KAD3、开关电路DD3、选择电路XSD和驱动半导体装置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。在此,调整单元KAD3、开关电路DD3和选择电路XSD布置在区域501中,并且使用形成在区域501中的TFT玻璃基板中的布线和部分构成。该部分包括开关部分,并且开关部分是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),例如。在这个第六实施方式中,驱动半导体装置DDIC安装至TFT玻璃基板以便在俯视图中看时覆盖调整单元KAD3、开关电路DD3和选择电路XSD。因此,可以抑制显示面板2的下(lower)图片框的尺寸增加。
此外,构成调整单元KAD4至KAD6、开关电路DD4至DD6以及选择电路XSD1和XSD2的部分也形成在以上描述的区域中的TFT玻璃基板上。
在图27中已描述的检测信号Sy(0)至Sy(p)经由布置在模块500的长边500-L和500-R与显示面板2的边2-L和2-R之中的布线(未示出)被发送至柔性电缆FB1。在图27中已描述的触摸控制装置6安装至柔性电缆FB1,并且检测信号Sy(0)至Sy(p)经由柔性电缆FB1内部的布线提供至触摸控制装置6。此外,柔性电缆FB2被连接至区域501,并且连接器CN安装至柔性电缆FB2。检测信号Sx(0)至Sx(p)经由连接器CN从选择电路XSD提供至触摸控制装置6。此外,信号发送和接收经由连接器CN在触摸控制装置6和驱动半导体装置DDIC之间进行。在图28中绘制同步信号TSHD作为为发送和接收的信号的实例。顺便指出,在显示面板2的四边处示出的R、G和B表示图28中的像素。
〈显示面板2、调整单元和开关电路的构成〉
图29是示出在图27中示出的液晶显示装置1的布局的俯视图。图29还示出在图27中示出的调整单元KAD3至KAD6和开关电路DD3至DD6的构成。
第六实施方式的显示面板2具有在第二实施方式中描述的显示面板2的结构和在第三实施方式中描述的显示面板2的结构相结合的结构。
就是说,在这个第六实施方式中,信号线SL(n-6)至(n+9)具有与在图12中示出的信号线SL(n-6)至(n+9)相同的结构,并且驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM具有与在图16中示出的驱动电极TL(n-6)至TL(n+9)和辅助电极SM相同的结构。此外,扫描线GL(0)至GL(p)具有与在图12中示出的扫描线GL(0)至GL(p)相同的结构,尽管在图29中未示出。
在图29中示出的调整单元KAD3和KAD4具有与在图12中示出的第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4相同的结构,并且在图29中示出的调整单元KAD5和KAD6具有与在图16中示出的第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6相同的结构。此外,在图29中示出的开关电路DD3和DD4具有与在图12中示出的第一开关电路DD3和第二开关电路DD4相同的结构,并且在图29中示出的开关电路DD5和DD6具有与在图16中示出的第一开关电路DD5和第二开关电路DD6相同的结构。
图29的B1-B1’和B2-B2’的横截面与在图14中示出的横截面B1-B1’和B2-B2’相同,因为调整单元KAD3和KAD4具有与在图12中示出的第一调整单元KAD3和第二调整单元KAD4相同的构成。相似地,图29的B3-B3’和B4-B4’的横截面与在图14中示出的横截面B1-B1’和B2-B2’相同,因为调整单元KAD5和KAD6具有与在图16中示出的第一调整单元KAD5和第二调整单元KAD6相同的构成。
如在第二实施方式中描述的,第五开关S5(n-6)至S5(n+9)和第六开关S6(n-6)至S6(n+9)在触摸检测周期期间被转为接通状态。因此,线圈CX(n-2)至CX(n+1)使用调整单元KAD3和KAD4内部的信号线和信号布线形成,如在图30中示出的。此外,如在第三实施方式中描述的,在触摸检测周期期间第八开关S8(n)、第九开关S9(n-1)和S9(n)、第十一开关S11(n-1)和S11(n+1)以及第十二开关S12(n-1)被转为接通状态时,线圈CY(n-2)至CY(n+1)使用调整单元KAD5和KAD6内部的信号线和信号布线形成,如在图30中示出的。
〈选择电路XSD、YSD1和YSD2〉
图31是示出在图27中示出的显示面板2、调整单元KAD3至KAD6、开关电路DD3至DD6以及选择电路XSD、YSD1和YSD2的构成的框图。图31中的显示面板2的构成与在图29中示出的显示面板2的构成相同。此外,调整单元KAD3至KAD6的构成与在图29中示出的调整单元KAD3至KAD6的构成相同。因此,图31没有示出包括在显示面板2中的信号线和驱动电极的,以及包括在调整单元KAD3至KAD5中的信号布线的参考标号。
因为开关电路DD3至DD6还具有与在图29中示出的开关电路DD3至DD6相同的构成,所以构成开关电路DD3至DD6的开关的参考标号原则上被省去,除描述所必需的开关之外。然而,用于控制构成开关电路DD3至DD6中的每个的开关的信号在图31中示出。在下文中,将参考图12、16和29给出有关用于控制构成开关电路DD3至DD6中的每个的开关的开关控制信号的描述。
开关电路DD3具有第五开关S5(n-6)至S5(n+9)。传感使能信号SE-EN作为开关控制信号提供至第五开关S5(n-6)至S5(n+9)之中除均连接在线圈的输入/输出节点Xp1(n-1)至Xp1(n+1)中的每个和信号线之间的第五开关S5(n-6)、S5(n)和S5(n+6)外的第五开关,。
传感使能信号SE-EN通过控制电路D-CNT形成,如在图27中描述的。控制电路D-CNT在显示周期期间将传感使能信号SE-EN设置为低电平并且在触摸检测周期期间将传感使能信号SE-EN设置为高电平。此外,控制电路D-CNT形成相对于传感使能信号SE-EN相位反转的反转使能信号xSE-EN,尽管在图27中未示出。反转使能信号xSE-EN在触摸检测周期期间被设置为低电平并且在显示周期期间被设置为高电平,因为其是相位反转的。此外,在以下描述中为了便于描述,该反转使能信号被设置为使得开关在提供至开关的开关控制信号是高电平时被转为接通状态,并且在提供至开关的开关控制信号是低电平时被转为断开状态。然而,本发明并不限于此。
同时,来自选择电路XSD的选择信号X-Out(n-1)、X-Out(n)和X-Out(n+1)作为开关控制信号被提供至开关电路DD3中的第五开关S5(n-6)、S5(n)和S5(n+6)。
开关电路DD4具有第六开关S6(n-6)至S6(n+9)。传感使能信号SE-EN作为开关控制信号被提供至这些第六开关S6(n-6)至S6(n+9)。
开关电路DD5具有第七开关S7(n-6)至S7(n+9)、第八开关S8(n)以及第九开关S9(n-1)和S9(n)。在此,传感使能信号SE-EN作为开关控制信号被提供至第七开关S7(n-6)至S7(n+9),并且反转使能信号xSE-EN作为开关控制信号被提供至第九开关S9(n-1)和S9(n)。同时,来自选择电路YSD1的选择信号Y-Out(n)作为开关控制信号被提供至连接在线圈的输入/输出节点Yp1(n)和驱动电极(包括辅助电极SM)之间的第八开关S8(n)。
最后,在针对开关电路DD6给出描述时,开关电路DD6具有第十开关S10(n-6)至S10(n+9)、第十一开关S11(n-1)和S11(n+1)以及第十二开关S12(n-1)。在此,传感使能信号SE-EN作为开关控制信号被提供至第十开关S10(n-6)至S10(n+9),并且反转使能信号xSE-EN作为开关控制信号被提供至第十二开关S12(n-1)。同时,来自选择电路YSD2的选择信号Y-Out(n-1)和Y-Out(n+1)作为开关控制信号被提供至第十一开关S11(n-1)和S11(n+1),这些第十一开关均连接在线圈的输入/输出节点Yp1(n-1)和Yp1(n+1)中的每个与驱动电极(包括辅助电极SM)之间。
选择电路XSD具有与各个线圈相对应的输入/输出节点XIO(0)至XIO(p),该输入/输出节点在触摸检测周期期间形成为在显示面板2的水平方向(列方向)上并行布置。此外,选择电路XSD将与输入/输出节点XIO(0)至XIO(p)相对应的选择信号X-Out(0)至X-Out(p)一对一地输出。在此,选择电路XSD的输入/输出节点XIO(0)至XIO(p)分别连接至线圈的对应的输入/输出节点Xp1(0)至Xp1(p)。
选择电路XSD基于从控制电路D-CNT提供的选择信号X-CNT和时钟信号CLK形成并输出选择信号X-Out(0)至X-Out(p)。此外,选择电路XSD将线圈的输入/输出节点Xp1(0)至Xp1(p)的电压作为检测信号Sx(0)至Sx(p)输出。就是说,在选择信号X-CNT在触摸检测周期期间被改变为高电平时,选择电路XSD将选择信号按从选择信号X-Out(0)至选择信号X-Out(p)的顺序设置为高电平。选择电路XSD通过将选择信号设置为高电平的周期划分成第一周期和在第一周期之后的第二周期来操作。在设置为磁场产生周期的第一周期中,选择电路XSD将时钟信号CLK作为线圈的驱动信号提供至输入/输出节点XIO(0)至XIO(p)。另一方面,在设置为磁场检测周期的第二周期中,选择电路XSD将输入/输出节点XIO(0)至XIO(p)的电压输出为检测信号Sx(0)至Sx(p)。
因此,选择信号X-Out(0)至X-Out(p)之中的高电平的选择信号作为开关控制信号被提供至的第五开关在触摸检测周期期间被转为接通状态。在磁场产生周期中,具有周期性地改变的电压的时钟信号CLK作为驱动信号经由接通状态下的第五开关被提供至线圈,从而产生磁场。继磁场产生周期之后,在磁场检测周期中,线圈的电压改变经由接通状态下的第五开关从输入/输出节点被发送至选择电路XSD,并且作为检测信号从选择电路XSD输出。
图31示出与线圈CX(n-1)至线圈CX(n+1)相对应的部分的选择电路XSD,并且因此,下面将通过举例说明线圈CX(n)针对选择电路XSD的操作给出描述。
假定在先前的触摸检测周期中,选择信号X-CNT是高电平,并且与线圈CX(n-1)相对应的选择信号X-Out(n-1)是高电平。在下一个触摸检测周期中,选择电路XSD将选择信号X-Out(n-1)设置为低电平,并且将选择信号X-Out(n)设置为高电平。因此,第五开关S5(n)从断开状态改变为接通状态。这时,因为选择信号X-Out(n-1)在选择电路XSD将时钟信号CLK提供至输入/输出节点XIO(0)至XIO(p)时是低电平,所以第五开关S5(n-1)处于断开状态,并且时钟信号CLK不作为驱动信号被提供至线圈CX(n-1)。与此相反,第五开关S5(n)处于接通状态,并且因此,时钟信号CLK作为驱动信号被提供至线圈CX(n)。
因此,在选择状态的选择信号X-Out(n)处于高电平的周期中,线圈CX(n)产生与在磁场产生周期中的时钟信号CLK同步改变的磁场。如在图2A至图2D中描述的,如果笔这时存在于线圈CX(n)的附近,则磁场能量被存储在笔内部的电容元件C中。在下一个磁场检测周期中,笔内部的线圈由于存储在电容元件C中的磁场能量而产生磁场。由笔内部的线圈产生的磁场能量被施加至线圈CX(n),使得线圈CX(n)的电压改变。电压的改变经由接通状态下的第五开关S5(n)被发送至选择电路XSD的输入/输出节点XIO(n),并且选择电路XSD将电压改变作为检测信号Sx(n)输出。
尽管已通过举例说明线圈CX(n)给出了描述,但相同的情况适用于其他线圈CX(0)至CX(n-1)和CX(n+1)至CX(p)。
顺便指出,上述选择电路XSD的操作是在触摸检测周期期间的操作。因为触摸检测周期,传感使能信号SE-EN变为高电平。因此,构成开关电路DD4的所有第六开关S6(n-6)至S6(n+9)在第二实施方式中也如描述的处于接通状态。此外,除在构成开关电路DD3的第五开关之中的接收高电平的选择信号X-Out作为开关控制信号的第五开关之外的第五开关处于断开状态。
选择电路YSD1和YSD2以与选择电路XSD相同的方式构成。就是说,在选择信号Y-CNT在触摸检测周期期间变为高电平时,选择电路YSD1和YSD2按从选择信号Y-Out(0)至选择信号Y-Out(p)的顺序将选择信号Y-Out顺次设置为高电平。因此,在磁场产生周期中,第八开关或第十一开关被转为接通状态,并且时钟信号CLK作为驱动信号经由接通状态下的第八开关或第十一开关被提供至线圈。此外,在磁场检测周期中,线圈的电压改变经由接通状态下的第八开关或第十一开关被提供至选择电路YSD1和YSD2,并作为检测信号Sy(0)至Sy(p)被输出。
顺便指出,因为在触摸检测周期期间反转使能信号xSE-EN处于低电平,所以开关电路DD5的第七开关和开关电路DD6的第十开关被转为断开状态。此外,开关电路DD5的第九开关和开关电路DD6的第十二开关被转为接通状态。因此,线圈CY(0)至CY(p)与在第三实施方式中也描述的同样形成。
在这个第六实施方式中,通过选择电路YSD1和YSD2交替选择线圈CY(0)至CY(p)。因此,在选择电路YSD1将选择信号Y-Out(n)设置为高电平之后,在触摸检测周期期间,选择电路YSD2将选择信号Y-Out(n+1)设置为高电平。
此外,因为在显示周期期间反转使能信号xSE-EN处于高电平,所以开关电路DD5的第七开关和开关电路DD6的第十开关被转为接通状态。因此,在显示周期期间,显示驱动信号从开关电路DD5和DD6提供至驱动电极TL(0)至TL(p)。此外,在显示周期期间,使能信号SE-EN变为低电平,选择信号X-Out也变为低电平,并且因此,开关电路DD3中的第五开关和开关电路DD4中的第六开关被转为断开状态。因此,信号线SL(0)至SL(p)与调整单元KAD3和KAD4电分离,并且根据图像信号Sn进行显示。
〈具有触摸检测功能的液晶显示装置1的总体操作〉
图32A至图32F是示出根据第六实施方式的液晶显示装置1的操作的波形图。在图32A至32F中,水平轴表示时间,并且竖直轴表示电压。图32A示出控制信号线选择器3的选择信号SEL1和SEL2的波形,并且图32B示出传感使能信号SE-EN的波形。图32E示出时钟信号CLK的波形。选择电路XSD、YSD1和YSD2输出选择信号X-Out(0)至X-Out(p)和Y-Out(0)至Y-Out(p),但是在图32C和32D中仅示出选择信号X-Out(n-1)和选择信号X-Out(n)的波形作为在图32A至32F中的代表。此外,图32F示出液晶显示装置1中的帧的周期。
在这个第六实施方式中,驱动半导体装置DDIC被控制为使得显示周期TTD1和TTD2以及触摸检测周期TTS1和TTS2在一个帧周期中交替产生,如在图32F中示出的。以这种方式,例如通过在一个帧周期中交替地产生显示周期和触摸检测周期,进行显示的周期在一个帧周期中增加,并且因此,可以减少触摸检测的延迟。驱动半导体装置DDIC可以使传感使能信号SE-EN的电压在高电平和低电平之间交替地改变,如在图32A中示出的,以便在一个帧周期中交替地产生多个显示周期TTD1和TTD2以及多个触摸检测周期TTS1和TTS2。因此,开关电路将显示驱动信号和触摸检测驱动信号交替地提供至驱动电极,并且因此交替地执行显示操作和触摸检测操作。
首先,传感使能信号SE-EN在显示周期TTD1和TTD2期间由驱动半导体装置DDIC设置为低电平。此外,来自选择电路XSD、YSD1和YSD2的选择信号X-Out和Y-Out被设置为低电平,例如,如在图32C和图32D中示出的。这时,因为传感使能信号SE-EN在低电平下,所以开关电路DD3和DD4中的第五的开关和第六开关被转为断开状态。另一方面,开关电路DD5和DD6中的第七开关和第十开关被转为接通状态。
因此,用于显示的驱动电压的电压VCOMDC作为驱动信号经由第七开关和第十开关被提供至驱动电极TL(0)至TL(p)。此外,因为第五开关和第六开关被转为断开状态,所以信号线SL(0)至SL(p)与调整单元KAD3和KAD4电分离。
选择信号SEL1和SEL2,尽管在图32A中被共同示出为单个选择信号,但在显示周期期间以互补的方式改变。在选择信号SEL1和SEL2改变时,经从驱动半导体装置DDIC中的信号线驱动器D-DRV(图27)提供至信号线选择器3的图像信号Sn被顺次发送至合适的信号线。此外,扫描线在显示周期期间通过栅极驱动器5被顺次设置为高电平。因此,提供至驱动电极的电压VCOMDC和发送至信号线的图像信号Sn的电压之间的电压差被施加至连接至高电平下的扫描线的像素,并且根据电压差进行显示。
驱动半导体装置DDIC在触摸检测周期TTS1将选择信号SEL1和SEL2两者设置为高电平。因此,信号线选择器3将所有信号线SL(0)至SL(p)连接至对应的端子SP(图29)。此外,驱动半导体装置DDIC将传感使能信号SE-EN设置为高电平。
因此,开关电路DD5和DD6中的第七开关和第十开关被转为断开状态。此外,开关电路DD4中的第六开关也被转为断开状态。这时,在选择电路XSD将选择信号X-Out(n-1)和选择信号X-Out(n)分别设置为高电平和低电平时,在接收选择信号作为开关控制信号的第五开关S5(n+6)、S5(n)和S5(n+5)之中,接收高电平下的选择信号X-Out(n-1)作为开关控制信号的第五开关S5(n+5)被转为接通状态,并且接收低电平下的选择信号X-Out(n)和X-Out(n+1)作为开关控制信号的剩余的第五开关S5(n)和S5(n+6)被转为断开状态,如在图32C和32D中举例说明的。这时,除接收选择信号作为开关控制信号的第五开关S5(n+6)、S5(n)和S5(n+5)之外的第五开关S5(n-5)至S5(n-1)、S5(n+1)至S5(n+5)和S5(n+7)至S5(n+9)被转为接通状态。
在第五开关S5(n-6)被转为接通状态时,在图32E中示出的时钟信号CLK作为触摸检测的驱动信号经由第五开关S5(n-6)被提供至信号线SL(n-6)。这时,线圈CX(n-1)由信号线SL(n-6)、SL(n-5)、SL(n+2)和SL(n+3)形成,如在图30中示出的。因此,在线圈CX(n-1)中产生磁场。在选择信号X-Out(n-1)被设置为高电平的周期中,选择电路XSD将第一周期管理为磁场产生周期TG并且将在第一周期之后的第二周期管理为磁场检测周期TD。选择电路XSD在磁场产生周期TG中输出来自输入/输出节点XIO(n-1)的时钟信号CLK。此外,选择电路XSD在磁场检测周期TD中将输入/输出节点XIO(n-1)中的电压改变输出为检测信号Sx(n-1)。
在触摸检测周期TTS1中,磁场检测周期TD中的输入/输出节点XIO(n-1)的电压根据笔是否触摸或接近与选择信号X-Out(n-1)相对应的线圈CX(n-1)而不同。因此,可以使用触摸控制装置6的放大和检测电路AMP和DET(图27)对笔是否触摸或接近线圈进行检测。
选择电路XSD在触摸检测周期TTS1中将除选择信号X-Out(n-1)之外的选择信号(例如,X-Out(n))设置为低电平(图32D)。因此,除选择信号X-Out(n-1)之外,接收选择信号作为开关控制信号的第五开关(例如,S5(n))被转为断开状态。因此,时钟信号CLK不作为驱动信号提供至线圈CX(0)至CX(n-2)和CX(n)至CX(p),除线圈CX(n-1)之外,并且在这些线圈中不产生磁场。
选择电路XSD在触摸检测周期TTS2中将在选择信号X-Out(n-1)之后的下一个选择信号X-Out(n)改变为高电平,并且将选择信号X-Out(n-1)改变为低电平。因此,在与选择信号X-Out(n)相对应的线圈CX(n)中产生磁场(磁场产生周期TG),与触摸检测周期TTS1相似。此外,在磁场检测周期TD中,对线圈CX(n)附近的磁场是否改变的检测在输入/输出节点XIO(n)的电压改变时进行。
上述显示周期TTD1和TTD2和触摸检测周期TTS1和TTS2交替重复。选择电路XSD在重复触摸检测周期时将选择信号X-Out(0)至X-Out(p)之中的选择信号顺次设置为高电平。因此,可以进行图像的显示和触摸的检测。
对选择电路YSD1和YSD2进行与选择电路XSD相同的操作。就是说,在图32C中示出的选择信号X-Out(n-1)由选择信号Y-Out(n-1)代替,并且选择信号X-Out(n)由在图32D中示出的选择信号Y-Out(n)代替。在磁场产生周期TG中磁场在线圈CY(0)至线圈CY(p)顺次产生,并且在磁场检测周期TD中进行对磁场的检测。因此,对笔是否触摸或接近线圈CY(0)至CY(p)进行检测。
使用线圈CX(0)至CX(p)的检测和使用线圈CY(0)至CY(p)的检测可以被进行为使得在结束对线圈CX(0)至CX(p)的检测之后进行对线圈CY(0)至CY(p)的检测,或者交替进行对线圈CX的检测和对线圈CY的检测。可替换地,可以同时进行对线圈CX的检测和对线圈CY的检测。在任何情况下,触摸控制装置6利用处理电路PRS(图27)基于来自选择电路XSD、YSD1和YSD2的检测信号Sx(0)至Sx(p)和Sy(0)至Sy(p)获得由笔触摸的坐标,并将来自外部端子To的所获得的坐标作为坐标信息输出。
显示周期期间发送图像信号的信号线SL(0)至SL(p)还用作在第六实施方式中的触摸检测周期期间形成线圈的布线。此外,发送显示驱动信号的驱动电极和辅助电极也用作触摸检测周期期间形成线圈的布线。因此,不必需添加布线层以形成用于获得笔触摸的位置的坐标的线圈,从而抑制价格的增加。
此外,因为在触摸检测周期期间形成的线圈彼此重叠,所以可以防止产生检测准确度退化的区域。此外,因为线圈由多匝绕组构成,所以可以实现检测精确度的改善。
此外,选择电路XSD、YSD1和YSD2在触摸检测周期期间顺次选择线圈。因此,可以减少用于选择电路XSD、YSD1和YSD2的信号布线的数量,从而防止液晶显示装置1的尺寸的增加。
(第七实施方式)
图33A至图33F是示出根据第七实施方式的液晶显示装置1的操作的波形图。根据第七实施方式的液晶显示装置1的构成与根据第六实施方式的液晶显示装置1的构成相同。与第六实施方式的差异是在触摸检测周期期间的操作。因此,在此,将给出对与这里的第六实施方式的操作不同的操作的描述。
在图33A至33F中,水平轴表示时间,并且竖直轴表示电压。图33A示出控制信号线选择器3的选择信号SEL1和SEL2的波形,并且图33B示出传感使能信号SE-EN的波形。图33F示出时钟信号CLK的波形。图33A、33B和33F与图32A、32B和32E相同。
在第七实施方式中,选择电路XSD、YSD1和YSD2与第六实施方式的选择电路不同地操作,并且操作使得在磁场产生周期中多个线圈产生磁场。选择信号X-Out(n-1)至X-Out(n+1)和选择信号Y-Out(n-1)至Y-Out(n+1)的波形在图33A至33F中示出,作为由选择电路XSD、YSD1和YSD2形成的选择信号X-Out(0)至X-Out(p)和Y-Out(0)至Y-Out(p)的代表。就是说,图33C示出选择信号X-Out(n-1)和Y-Out(n-1)的波形,图33D示出选择信号X-Out(n)和Y-Out(n)的波形,并且图33E示出选择信号X-Out(n+1)和Y-Out(n+1)的波形。
显示周期TTD1和TTD2期间的操作与第六实施方式的那些操作相同,并且选择信号SEL1和SEL2、传感使能信号SE-EN以及时钟信号CLK与第六实施方式的那些相同。因此,将省去对显示周期TTD1和TTD2期间和选择信号SEL1和SEL2、传感使能信号SE-EN以及时钟信号CLK的操作的描述。
在第七实施方式中,选择电路XSD、YSD1和YSD2在触摸检测周期期间的磁场产生周期TG中将选择信号X-Out(0)至X-Out(p)和Y-Out(0)至Y-Out(p)设置为高电平。在磁场产生周期TG之后的磁场检测周期TD中,选择电路XSD、YSD1和YSD2将保持与布置在进行触摸的检测的区域中的线圈相对应的选择信号的高电平,并将剩余的选择信号改变为低电平。以这种方式,在磁场产生周期TG中,时钟信号CLK作为驱动信号被提供至信号线SL(0)至SL(p)中的每个。此外,在磁场产生周期TG中,时钟信号CLK还作为驱动信号被提供至驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM中的每个。
因为信号线SL(0)至SL(p)布置为彼此相邻,所以存在信号布线之间的寄生电容。相似地,还存在驱动电极TL(0)至TL(p)和辅助电极SM彼此之间的寄生电容。在磁场产生周期TG中,在两个信号线(驱动电极)的一个信号线(驱动电极)被固定至预定电压的情况下,需要对彼此相邻的两个信号线(驱动电极)之间的寄生电容充电,并且其他信号线(驱动电极)的电压通过将时钟信号CLK作为驱动信号提供至其他信号线(驱动电极)来改变。与此相反,可以通过在如上所述的磁场产生周期中使用相同的时钟信号驱动多个信号线(驱动电极和辅助电极)来减少寄生电容的充电。换言之,可以减少与信号线(驱动电极和辅助电极)相关联寄生电容。因此,可以减少磁场产生周期TG,并且在更早的时间开始磁场检测周期TD,从而实现检测的加速。
将基于在图33A至33F中示出的选择信号描述实例。选择电路XSD、YSD1和YSD2在触摸检测周期TTS1期间的磁场产生周期TG中将选择信号X-Out(n-1)至X-Out(p)和Y-Out(n-1)至Y-Out(p)中的每个设置为高电平。因此,时钟信号CLK作为驱动信号被提供至与选择信号X-Out(n-1)至X-Out(p)和Y-Out(n-1)至Y-Out(p)相对应的线圈CX(n-1)至CX(p)和CY(n-1)至CY(p)中的每个。因为信号布线、驱动电极和辅助电极的寄生电容这时被减少,所以可以使得线圈的电压改变随驱动信号的改变而加快。因此,可以缩短磁场产生周期TG。
下面,在磁场检测周期TD中,选择电路XSD、YSD1和YSD2在将与检测触摸的线圈相对应的选择信号X-Out(n-1)和Y-Out(n-1)保持在高电平的状态下,将其他选择信号(X-Out(n)、X-Out(n+1)、Y-Out(n)和Y-Out(n+1))改变为低电平。因此,保持与选择信号X-Out(n-1)和Y-Out(n-1)相对应的线圈CX(n-1)和CY(n-1)被连接至选择电路XSD和YSD2的输入/输出节点的状态。因此,选择电路XSD和YSD2输出指示笔是否触摸或接近线圈CX(n-1)和CY(n-1)的检测信号。
在这个第七实施方式中,选择电路XSD、YSD1和YSD2在下一个触摸检测周期TTS2期间的磁场产生周期TG中,将选择信号X-Out(n-1)和Y-Out(n-1)保持在低电平,并且将选择信号X-Out(n)至X-Out(p)和Y-Out(n)至Y-Out(p)中的每个设置为高电平。此后,在磁场检测周期TD中,选择电路XSD、YSD1和YSD2在将与检测触摸的线圈相对应的选择信号X-Out(n)和Y-Out(n)保持在高电平的状态下,将其他选择信号(X-Out(n+1)、Y-Out(n+1))改变为低电平。因此,可以在实现磁场产生周期TG的缩短的同时输出线圈CX(n)和CY(n)的检测信号。
在下文中,显示周期和触摸检测周期以相同的方式交替地重复。
根据第七实施方式,可以实现触摸检测的加速。此外,在触摸检测周期期间的磁场产生周期TG中,由线圈CY产生的磁场和由线圈CX产生的磁场在并行布置在显示面板2(像素阵列LCD)的列方向上的线圈CY(0)至CY(p)和并行布置在行方向上的线圈CX(0)至CX(p)彼此相交的区域中重叠。因此,可以增强交叉区域中的磁场,并且可以增加存储在笔中的磁场能量。还可以说交叉区域与获得的触摸位置的坐标相对应。
尽管图33A至33F示出在下一个触摸检测周期期间的磁场产生周期TG中,驱动信号不提供至在磁场检测周期TD中已结束磁场的检测的线圈的实例,但本发明不限于此。就是说,驱动信号可以提供至在磁场检测周期TD中已结束磁场检测的线圈,使得在下一个触摸检测周期期间的磁场产生周期TG中产生磁场。
此外,尽管图33A至图33F示出通过在触摸检测周期期间的磁场产生周期TG中使得线圈CX和线圈CY两者产生磁场在磁场检测周期TD中检测线圈CX和线圈CY两者的磁场的实例,可以仅对它们中的任意一个进行磁场的产生和检测。
(第八实施方式)
图34是示出根据第八实施方式的液晶显示装置的框图。第八实施方式与第六实施方式相似,并且因此这里将主要描述差异。在将根据第六实施方式的图31的框图与在图34中示出的框图相比时,它们之间的不同的部分是在图31中示出的调整单元KAD3和KAD4以及开关电路DD3和DD4被改变为调整单元KAD9和调整单元KAD10。
在第八实施方式中,第六实施方式中的调整单元KAD4和开关电路DD3的功能通过调整单元KAD9实现。此外,第六实施方式中的调整单元KAD4和开关电路DD3的功能通过调整单元KAD10实现。
首先,将描述调整单元KAD9。调整单元KAD9具有已包括在开关电路DD3中的第五开关S5(n-6)至S5(n+9)之中的第五开关S5(n-6)、S5(n-3)、S5(n)、S5(n+3)、S5(n+6)和S5(n+9),并且不具有其他第五开关。此外,调整单元KAD9具有已包括在开关电路DD3中的代替第五开关S5(n-5)和S5(n+2)运行的第十五开关S15(n-1),代替第五开关S5(n+1)和S5(n+8)运行的第十五开关S15(n),以及代替第五开关S5(n+7)运行的第十五开关S15(n+1)。第十五开关S15(n-1)、S15(n)和S15(n+1)被绘制为图34中的第十五开关o00至o02。
此外,调整单元KAD9具有已包括在调整单元KAD3中的信号布线605-1(n-2)至605-1(n+1)的信号布线。在调整单元KAD9中,信号布线605-1(n-1)在触摸检测周期期间经由第十五开关S15(n-1)连接在信号线SL(n-5)和信号线SL(n+2)之间。此外,信号布线605-1(n)在触摸检测周期期间经由第十五开关S15(n)被连接至信号线SL(n+1)。此外,信号布线605-1(n-2)被连接至信号线SL(n-4),并且在触摸检测周期期间,信号布线605-1(n+1)经由第十五开关o02被连接至信号线SL(n+9)。
传感使能信号SE-EN作为开关控制信号被提供至第五开关S5(n-3)、S5(n+3)和S5(n+9),以及第十五开关S15(n-2)、S15(n)和S15(n+1)。此外,调整单元KAD9的第五开关S5(n-6)、S5(n)和S5(n+6)由来自选择电路XSD的选择信号X-Out(n-1)、X-Out(n)和X-Out(n+1)控制,与开关电路DD3相似。
调整单元KAD10具有已包括在调整单元KAD4中的第十六开关S16-1(n-1)至S16-1(n+1)和S16-2(n-1)至S16-2(n+1),以及信号布线605-2(n-2)至605-2(n+1)和605-3(n-2)至605-3(n+1)。在此,第十六开关S16-1(n-1)代替已包括在开关电路DD4中的第六开关S6(n-6)和S6(n+2)运行,并且第十六开关S16-2(n-1)代替第六开关S6(n-5)和S6(n+3)运行。此外,第十六开关S16-1(n)代替第六开关S6(n)和S6(n+8)运行,并且第十六开关S16-2(n)代替第六开关S6(n+1)和S6(n+9)运行。此外,第十六开关S16-1(n+1)代替第六开关S6(n+6)运行,并且第十六开关S16-2(n+1)代替第六开关S6(n+7)运行。
第十六开关S16-1(n-1)至S16-1(n+1)在图34中被绘制为第十六开关p00至p02,并且第十六开关S16-2(n-1)至S16-2(n+1)被绘制为第十六开关g00至g02。传感使能信号SE-EN作为开关控制信号被提供至这些第十六开关。
在开关使能信号SE-EN在触摸检测周期期间被设置为高电平时,第十五开关和第十六开关被转为接通状态。因此,线圈CX(n-2)至线圈CX(n+1)使用上述信号布线和信号线形成,与第六实施方式相似。
可以根据第八实施方式减少开关的数量,从而实现尺寸的减少。
(第九实施方式)
图35是示出根据第九实施方式的液晶显示器的构成的框图。在这个第九实施方式中,栅极驱动器5被改变。显示面板2、调整单元和开关电路的构成可以是除第四实施方式之外的任意实施方式的构成。在此,将通过举例说明显示面板2、调整单元和开关电路的构成与第六实施方式的那些相同的情况给出描述。
栅极驱动器5(扫描线驱动电路)(图5和图27)具有多个单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)。在这个实施方式中,单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)中的每个使用能够输出三个状态的驱动电路而构成。单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)的每个输出通过将控制信号提供至控制端子CNT变为高阻抗状态或与输入信号一致的状态。例如,单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)的每个输出在提供至控制端子CNT的控制信号是低电平时变为高阻抗状态。与此相反,单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)中的每个在提供至控制端子CNT的控制信号是高电平时根据提供至它们中的每个的输入信号输出高电平或低电平的电压。
控制信号从控制电路D-CNT提供至单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)的控制端子。控制电路D-CNT在触摸检测周期期间将低电平的控制信号提供至控制端子CNT。与此相反,控制电路D-CNT在显示周期期间将高电平的控制信号提供至控制端子CNT。此外,控制电路D-CNT在显示周期期间将定时信号提供为单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)的输入信号。因此,单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)在显示周期期间根据来自控制电路D-CNT的定时信号将高电平或低电平的扫描线信号分别输出至对应的扫描线GL(n-6)至GL(n+9)。这时的低电平的电压被设置为低电压以便可靠地关掉形成像素的薄膜晶体管。
在这个第九实施方式中,控制电路D-CNT在触摸检测周期期间通过将控制信号提供至控制端子CNT将单元栅极驱动器5(n-6)至5(n+9)中的每个设置为高阻抗状态。
例如,在触摸检测周期期间在低电平的电压从栅极驱动器5提供至扫描线GL(0)至GL(p)时,必须充满存在于驱动电极和扫描线之间的寄生电容以便在触摸检测周期期间在将驱动信号提供至驱动电极时根据驱动信号改变驱动电极的电压。因此,担心驱动电极的电压改变延迟。
因为栅极驱动器的输出在第九实施方式中的触摸检测周期期间变为高阻抗状态,所以扫描线GL(n-6)至GL(n+9)变为浮动状态。因此,可以减少驱动电极中的电压改变的延迟。因此,可以实现检测速度的改善。
(第十实施方式)
图36是示出根据第十实施方式的液晶显示装置1的触摸检测电路的构成的电路图。在图36中,CX(0)至CX(p)表示在触摸检测周期期间形成的线圈。此外,SWCT表示具有由开关控制信号SWC控制的多个开关SW12的开关单元。在此,开关SW12与在图29中示出的第五开关S5(n-6)、S5(n)和S5(n+9)相对应,例如,开关控制信号SWC与选择信号X-Out(n-1)至X-Out(n+1)相对应。
在触摸检测周期期间,线圈CX(0)至CX(p)中的每个的一端部分被连接至接地电压Vs,并且另一端部分经由对应的开关SW12被连接至节点n1。节点n1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,并且然后提供至积分电路。积分电路的输出被提供至微控制器MCU。
微控制器MCU具有模/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,尽管这些没有示出。从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,并且对于笔是否接近线圈CX(0)至CX(p)中的任意一个进行确定。
微控制器MCU的处理单元根据程序形成控制信号。这个控制信号的实例包括开关控制信号SWC、使能信号EN和复位信号rst。此外,具有周期性地改变的电压的时钟信号CLK通过微控制器MCU的时钟信号产生电路产生。
时钟信号CLK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CE是高电平时,时钟信号CLK经由电阻R11被提供至节点n1。另一方面,缓冲电路BF的输出在使能信号EN是低电平时变为高阻抗状态(Hi-Z)。
增益电路具有电阻R8至R10、运算放大器OP4和DC切割电容元件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R9被连接至接地电压Vs,并且进一步地,经由电阻R8被连接至运算放大器OP4的输出端。
滤波电路具有电阻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。此外,运算放大器OP3的反相输入端(-)经由电阻R6被连接至接地电压Vs,并且进一步地,经由电阻R5被连接至运算放大器OP3的输出端。此外,运算放大器OP3的输出端经由电阻R4被连接至滤波电路的输入端。
整流电路具有电阻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R3被连接至接地电压Vs,并且滤波电路的输出经由电阻R2提供至运算放大器OP2的反相输入端(-),并且进一步地,整流电路的输出经由电阻R1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。
积分电路具有电容元件CP1、将复位信号rst接收为开关控制信号的开关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,并且反相输入端(-)经由电容元件CP1被连接至积分电路的输出端。此外,开关SW13连接在积分电路的输出端和输入端之间。
图37A至37F是示出在图36中示出的触摸检测电路的操作的波形图。在图37A至37F中,水平轴表示时间,并且竖直轴表示电压。图37A示出时钟信号CLK的波形,图37B示出开关控制信号SWC的波形,并且图37C示出使能信号EN的波形。此外,图37D示出复位信号rst的波形,图37E示出增益电路的输出OUT1的波形,并且图37F示出积分电路的输出OUT2的波形。
图37A至图37F示出在触摸检测周期期间的操作,而没有示出在显示周期期间的操作。
首先,复位信号rst在时间t0被设置为低电平,并且因此,复位被释放。这时,微控制器MCU将使能信号EN设置为高电平。因此,时钟信号CLK经由电阻R11从缓冲电路BF提供至节点n1。这时,微控制器MCU输出开关控制信号SWC使得与线圈CX(0)至CX(p)相对应的所有开关SW12例如被转为接通状态。因此,已提供至节点n1的时钟信号CLK作为驱动信号被提供至线圈CX(0)至CX(p)中的每个的一端部分。
已提供至节点n1的时钟信号CLK还提供至增益电路。增益电路的输出OUT1根据时钟信号CLK的电压改变而改变,如在图37E中示出的。增益电路的输出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。尽管节点n1的电压周期性地改变,但积分电路的输出在时间t0至时间t1具有恒定值,因为就包络曲线而言没有变化。
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n1变为高阻抗状态(Hi-Z)。此外,例如在时间t1时,微控制器MCU形成开关控制信号SWC使得与线圈CX(n-1)相对应的开关SW12保持在接通状态,而其他开关SW11被转为断开状态。因此,保持线圈CX(n-1)的另一端部分被连接至节点n1的状态,并且其他线圈与节点n1分离。在图37A至37F的实例中,在时间t1和时间t2之间笔不接近线圈CX(n-1),并且因此,磁场能量不从笔施加至线圈CX(n-1)。因此,积分电路的输出OUT2不改变。
微控制器MCU一旦将复位信号rst设置为高电平,就会在进行至时间t2之前将所有开关控制信号SWC设置为低电平。因此,进行复位,然后复位信号rst被再次设置为低电平以释放复位。在时间t2至t3执行与从时间t0至t1的操作相同的操作。
此外,例如在时间t3时,微控制器MCU形成开关控制信号SWC使得与线圈CX(n)相对应的开关SW12保持在接通状态,而与其他线圈相对应的开关SW12被转为断开状态。在图37B中,提供至与线圈CX(n)相对应的开关SW12的开关控制信号SWC由实线绘制,并且提供至其他开关SW12的开关控制信号SWC由长短交替的虚线绘制(在时间t3和时间t4之间)。
此外,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n1变为高阻抗状态。这时,笔存在于线圈CX(n)的附近之中,并且因此,磁场能量在t2和t3之间从线圈CX(n)施加至笔内部的线圈和电容元件C(图2),并且存储的磁场能量从时间t3从笔施加至线圈CX(n)。
因此,增益电路的输出OUT1在振动的同时减弱,如在图37E中示出的。就是说,电压就包络曲线而言是减弱的。积分电路的输出OUT2逐渐增加,因为增益电路的输出OUT1从时间t3在振动的同时减弱。微控制器MCU将积分电路的输出OUT2转变成数字信号,并且因此确定存在笔。这时,微控制器MCU能够通过将开关控制信号SWC设置为高电平掌握线圈CX(0)至CX(p)之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和线圈的所掌握的位置来确定笔存在的位置,即,触摸的位置、笔的写入压力等。
可以通过重复上述操作确定笔的不存在或存在、写入压力等。尽管已通过举例说明线圈CX(0)至CX(p)给出描述,但对线圈CY(0)至CY(p)进行相同的操作。因此,还可以获得笔存在的位置的坐标。
在第十实施方式中,增益电路的电阻R9可以经由由复位信号rst控制的开关被连接至接地电压Vs。以这种方式,可以实现电力消耗的减少。此外,设置电阻R11是为了限制在提供时钟信号CLK时的电流,并且因此,在线圈的电阻相对高的情况下不必需设置该电阻。
尽管已针对在第六实施方式中从各个线圈同时获得检测信号的实例给出描述,但共用节点n1可以相对于多个线圈设置,如在第十实施方式中描述的。以这种方式,可以减少线圈和触摸半导体装置之间的检测信号线的数量,从而抑制面积的增加。
驱动电极和辅助电极SM由第三布线层605的布线构成,如在图6中示出的。在使用相对于笔低于第三布线层的布线层(第二布线层或第一布线层)中形成的布线(信号线或扫描线)形成用于触摸检测的线圈的情况下,最好是驱动电极和辅助电极由多个驱动电极和辅助电极构成。
例如,在通过举例说明第六实施方式给出描述时,第二布线层中形成的信号线用于形成用于触摸检测的线圈。这时在驱动电极使用一个电极构成时,由于通过使用信号线形成的线圈产生的磁场而在驱动电极中产生涡流。因此,到达笔的磁场减少。相似地,到达使用信号线形成的线圈的由笔产生的磁场的量也减少。与此相反,可以在驱动电极由如在第六实施方式中描述的多个驱动电极构成时使得产生涡流的面积变窄,并且因此可以通过驱动电极减少磁场。驱动电极的每个电阻在驱动电极由多个驱动电极构成时增加。然而,可以通过使得辅助电极被连接至驱动电极并将辅助电极用作线圈的布线来减少在形成线圈的时候的驱动电极(包括辅助电极)的电阻,如在实施方式中描述的,从而抑制产生的磁场的减少。
在本发明的构思的种类中,本领域普通技术人员可以想到各个变形实例和修改实例,并且这样的变形实例和修改实例也被认为属于本发明的范围。
例如,通过本领域技术人员恰当地进行部件的增加、删除或设计更改或者对于上述各个实施方式的处理的增加、删除或条件改变的实例也属于本发明的范围,只要它们包括本发明的主旨。
例如,已对共用电极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给出了描述,但行方向和列方向根据视角而改变。共用电极TL(0)至TL(p)和信号线SL(0)至SL(p)在行方向上延伸并且布置在列方向上的情况也包括在本发明的范围中。
尽管在上述多个实施方式中已对在触摸检测周期期间使用的线圈是两匝绕组的实例给出描述,但本发明不限于此。例如,线圈可以是单匝绕组的线圈或三匝或更多匝绕组的线圈。此外,例如在对具有彼此重叠的单匝绕组的线圈的情况给出描述时,线圈CX(n-1)和CX(n+1)中的每个的绕组放置在线圈CX(n)的绕组内部。在举例说明线圈使用驱动电极构成的情况时,线圈CX(n-1)和CX(n+1)中的每个的一个驱动电极放置在线圈CX(n)的绕组的内部。尽管已经通过举例说明线圈CX(n)给出了描述,但相同的情况适用于线圈CY(n)。
Claims (17)
1.一种显示装置,包括:
像素阵列,具有设置成矩阵形式的多个像素;
多个扫描线,设置在所述像素阵列的每一行中,并且将扫描信号提供给设置在对应的每一行中的所述多个像素;
多个信号线,设置在所述像素阵列的每一列中,并且将图像信号提供给设置在对应的每一列中的所述多个像素;
用于在显示期间显示图像的多个共用电极和多个像素电极;以及
调整电路,耦接至所述多个共用电极或所述多个扫描线或所述多个信号线或其组合以形成绕组线圈,从而在触摸检测期间生成磁场。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,所述多个共用电极中的每一个共用电极包括彼此耦接的透明电极和辅助电极。
3.根据权利要求2所述的显示装置,
其中,所述辅助电极耦接至所述调整电路,并且所述辅助电极具有比所述透明电极更小的电阻值。
4.根据权利要求2所述的显示装置,
其中,所述调整电路设置在所述像素阵列的外侧处。
5.根据权利要求4所述的显示装置,进一步包括:
彼此电分离的第一布线层、第二布线层和第三布线层,
其中,所述多个扫描线中的每一个扫描线是使用所述第一布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,所述多个信号线中的每一个信号线是使用所述第二布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,并且多个辅助电极是使用所述第三布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,并且
所述第三布线层的所述多个接线通过所述调整电路中的所述第一布线层或所述第二布线层的所述多个接线中的每一个接线来彼此电连接。
6.根据权利要求5所述的显示装置,
其中,所述多个共用电极设置在所述像素阵列的行中,并且
所述调整电路具有设置成与所述像素阵列的所述列平行的所述第二布线层的接线,并且
所述第三布线层的多个接线由所述第二布线层的所述接线电连接。
7.根据权利要求6所述的显示装置,进一步包括:
开关电路,提供在所述像素阵列的外侧处,
其中,所述开关电路在所述显示期间将具有第一电压的驱动信号提供给所述多个共用电极中的每一个共用电极,并且在所述触摸检测期间将具有周期性变化的电压值的驱动信号提供给所述多个共用电极以产生用于外部邻近物体的磁场。
8.根据权利要求5所述的显示装置,
其中,所述调整电路具有沿所述像素阵列的第一边设置的第一调整电路和沿所述像素阵列的与所述第一边相反的第二边设置的第二调整电路,并且所述绕组线圈是通过使形成所述多个共用电极的所述第三布线层的所述多个接线通过所述第一调整电路和所述第二调整电路中的每一者中的所述第一布线层或所述第二布线层的所述接线来彼此电连接而形成的。
9.根据权利要求8所述的显示装置,进一步包括:
扫描线驱动电路,将扫描信号提供给所述多个扫描线;
其中,所述扫描线驱动电路在所述触摸检测期间将所述多个扫描线设置为浮置状态。
10.根据权利要求2所述的显示装置,进一步包括:
彼此电分离的第一布线层、第二布线层和第三布线层,
其中,所述多个扫描线中的每一个扫描线是使用所述第一布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,所述多个信号线中的每一个信号线是使用所述第二布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,并且所述多个共用电极是使用所述第三布线层的多个接线中的每一个接线来形成的,并且
所述调整电路提供有开关以及所述第一布线层的所述接线或所述第三布线层的所述接线,并且对应于形成所述绕组线圈的所述多个信号线的所述第二布线层的所述接线在所述触摸检测期间经由所述开关以及所述第一布线层的所述接线或所述第三布线层的所述接线来彼此电连接。
11.根据权利要求10所述的显示装置,
其中,所述调整电路提供有沿所述像素阵列的第一边设置的第一调整电路,以及沿所述像素阵列的与所述第一边相反的第二边设置的第二调整电路,
多匝绕组的所述绕组线圈是通过在所述第一调整电路以及所述第二调整电路中的每一者中经由所述开关以及所述第一布线层的所述接线或所述第三布线层的所述接线,使形成所述多个信号线的所述第二布线层的多个接线彼此电连接而形成的,并且
所述触摸检测期间和所述显示期间在一帧中交替地生成。
12.根据权利要求2所述的显示装置,
其中,多个所述绕组线圈是使用所述多个共用电极而形成的,
多个所述绕组线圈包括第一绕组线圈和第二绕组线圈,
所述第一绕组线圈具有第一共用电极和第二共用电极,
所述第二绕组线圈具有第三共用电极和第四共用电极,并且
所述第三共用电极设置在所述第一共用电极与所述第二共用电极之间,使得所述第一绕组线圈和所述第二绕组线圈彼此重叠。
13.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,所述多个共用电极在所述显示期间被提供显示驱动信号,在所述像素阵列上显示根据图像信号的图像,并且,
其中,所述显示期间和所述触摸检测期间在一帧期间内交替地生成。
14.根据权利要求13所述的显示装置,
其中,检测驱动信号被提供至多个所述绕组线圈中的选定的第一绕组线圈,并且在所述触摸检测期间对外部邻近物体是否接近所述选定的第一绕组线圈进行检测。
15.根据权利要求14所述的显示装置,
其中,所述检测驱动信号被提供至所述绕组线圈中的选定的第二绕组线圈。
16.根据权利要求13所述的显示装置,
其中,检测驱动信号被提供至第一绕组线圈,并且在所述触摸检测期间对外部邻近物体是否接近所述第一绕组线圈进行检测。
17.根据权利要求16所述的显示装置,
其中,所述检测驱动信号被提供至第二绕组线圈,并且在所述触摸检测期间对所述外部邻近物体是否接近所述第二绕组线圈进行检测。
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