CN113010033A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制悬停操作时的显示品质下降和用于降低该问题时的成本上升的液晶显示装置。液晶显示装置(100)具备：BS‑ITO(160)，设置于显示面侧，防止从显示元件向外部放出噪声；触摸ITO(170)，设置于BS‑ITO(160)的外侧，进行位置检测；悬停信号生成部(200)，生成为了对接近显示面的指示体进行检测而向触摸ITO(170)和BS‑ITO(160)输入的检测用信号；VCOM‑ITO(150)，施加公共电压来驱动显示元件；抵消信号生成部(220)，生成用于抵消从BS‑ITO(160)漏泄到VCOM‑ITO(150)的信号成分的抵消信号；以及电压加法部(230)，在公共电压上重叠抵消信号。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种具有能进行悬停(hover)操作的触摸屏的液晶显示装置。
背景技术
以前已知有一种触摸屏，其设置于液晶显示装置的表面，能够进行接触位置的检测以及对接近的指示体(例如，使用者的指尖)的位置检测(例如，参照专利文献1)。在该触摸屏上，通过检测辅助电极上产生的电压来进行悬停检测，能够由使用者进行悬停操作。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2014－203278号公报
发明内容
此外，作为上述悬停操作的检测方法之一，已知有一种对电极施加正弦波信号，并对伴随着由指示体的接近引起的静电电容的变化的检测信号的变化进行检测的方法。但是，在与显示动作并行地进行这种悬停操作的检测时，存在悬停操作检测用的正弦波信号经由耦合电容漏泄到液晶显示装置的公共电极上，该漏泄成分产生的电压变动成为噪声而导致显示品质下降的问题。该噪声可以通过在悬停操作检测用电极与公共电极之间设置屏蔽层，并将该屏蔽层与地电位连接来降低，但由于部件增加而导致成本增加，因此并不优选。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制悬停操作时的显示品质下降和用于降低该问题时的成本上升的液晶显示装置。
为了解决上述问题，本发明的液晶显示装置具备：第一电极层，设置于显示面侧，防止从显示元件向外部放出噪声；第二电极层，设置于第一电极层的外侧，进行位置检测；检测用信号生成部，生成为了对接近显示面的指示体进行检测而向第一电极层和第二电极层输入的检测用信号；公共电极，施加公共电压来驱动显示元件；抵消信号生成部，生成抵消信号，该抵消信号用于抵消通过向第一电极层和第二电极层施加检测用信号而从第一电极层漏泄到公共电极的信号成分；以及公共电压修正部，在公共电压上重叠抵消信号。
若向2个电极层输入检测用信号用于悬停操作，则会产生漏泄到公共电极侧的信号成分，但由于用抵消信号对该成分进行抵消，因此能够减少在公共电极上产生的电压变动，能够抑制悬停操作时的显示品质的下降。此外，不需要为了减少在公共电极上产生的电压变动而附加特殊的屏蔽层等的结构，能够抑制成本上升。
此外，期望上述检测用信号为正弦波信号。通过使用简单形状的正弦波信号，悬停操作的位置检测或抵消信号的生成变得容易。
此外，期望上述抵消信号生成部使用从检测用信号生成部输出的检测用信号生成抵消信号。特别是期望上述抵消信号生成部通过调整从检测用信号生成部输出的检测用信号的相位和振幅，生成抵消信号。通过这样地使用检测用信号生成抵消信号，容易生成与检测用信号存在相关性的抵消信号。
此外，期望上述抵消信号生成部基于公共电极的电压生成抵消信号。特别是期望上述抵消信号生成部通过调整公共电极的电压的相位和振幅，生成抵消信号。通过这样地使用在公共电极上出现的电压生成抵消信号，容易生成与检测用信号存在相关性的抵消信号。
此外，期望上述第二电极层具有与显示面的邻接的2条边分别平行且互相交叉的多个电极，向这些多个电极的一端输入检测用信号，从这些多个电极的另一端取出指示体的检测用信号。通过监视从这样设置的各电极取出的检测用信号，能够确定悬停操作的位置。
此外，期望向上述公共电极的多个部位输入抵消信号。由此能够降低由于公共电极的位置引起的电压变化。
此外，期望并行地进行使用上述的显示元件的显示动作和向第一电极层和第二电极层输入检测用信号的输入动作。由此能够抑制在液晶显示装置上同时进行显示动作和悬停操作时的显示品质的下降和用于降低该问题时的成本上升。
附图说明
图1是示出一个实施方式的液晶显示装置的概略结构的图。
图2是示出触摸ITO的具体例的图。
图3是示出将重叠有抵消信号的公共电压施加在VCOM-ITO上的具体例。
图4是示出将重叠有抵消信号的公共电压施加在VCOM-ITO上的具体例。
图5是示出将重叠有抵消信号的公共电压施加在VCOM-ITO上的具体例。
图6是示出抵消信号生成部的变形例的图。
附图标记的说明
100 液晶显示装置
110 阵列玻璃
120 CF(彩色滤光)玻璃
130 液晶层
140 TFT阵列
150 VCOM(公共电极)-ITO
160 BS(背面)-ITO
170 触摸ITO
200 悬停信号生成部
210 公共电压生成部
220、320 抵消信号生成部
230 电压加法部
240 位置检测部
具体实施方式
以下，参照附图，对适用本发明的一个实施方式的液晶显示装置进行说明。
图1是示出本实施方式的液晶显示装置的概略结构的图。如图1所示，本实施方式的液晶显示装置100具备阵列玻璃110、CF(彩色滤光)玻璃120、液晶层130、TFT阵列140、VCOM(公共电极)-ITO150、BS(背面侧)-ITO160、触摸ITO170、悬停信号生成部200、公共电压生成部210、抵消信号生成部220、电压加法部230和位置检测部240。
如图1所示，在阵列玻璃110上配置有构成与显示像素相对应的显示元件的TFT(薄膜晶体管)阵列140和平板状的VCOM-ITO(indium tin oxide：氧化铟锡)150，在VCOM-ITO150与CF玻璃120之间配置有液晶层130。
在CF玻璃120的表面形成有与显示像素相对应的RGB过滤器(未图示)。此外，在CF玻璃120的表面(与液晶层130相反的一侧)形成有用于防止从显示元件向外部放出噪声的平板状BS-ITO160。进而，在BS-ITO160的外侧形成有位置检测用的触摸ITO170。
图2是示出触摸ITO170的具体例的图。在触摸ITO170中包括在X方向(例如，在假设显示面具有横长的矩形形状时，沿其长边的方向)上延伸的多个透明电极170A和在Y方向(沿上述矩形形状的短边的方向)上延伸的多个透明电极170B，构成了位置检测用触摸屏。在检测表面的接触位置时，对这两种透明电极170A、170B间的静电电容进行检测，但在本实施方式中，为了在进行这种接触位置的检测的同时，或者代替这种接触位置的检测，而进行对悬停操作的位置检测(处于离开表面的位置的手指等指示体的位置检测)，具备悬停信号生成部200。
悬停信号生成部200生成用于对悬停操作时接近显示面的手指等指示体进行检测的检测用信号(悬停信号)。作为该检测用信号，例如使用正弦波信号。在悬停操作时，悬停信号生成部200将该检测用信号分别输入到触摸ITO170中包含的多个透明电极170A、170B的一端和BS-ITO160。
位置检测部240从触摸ITO170中包含的多个透明电极170A、170B的另一端取出该检测用信号，基于其信号电平，检测出接近触摸ITO170的指示体的位置。当指示体靠近时，由于检测用信号的一部分经由与一部分透明电极170A、170B之间产生的静电电容而流到指示体侧，因此从该透明电极170A、170B的另一端取出的检测用信号的电平变小。位置检测部240通过监视这种电平变化，能够将靠近触摸ITO170的指示体的位置在接触到触摸ITO170之前检测出来。
此外，在悬停操作的位置检测时，由悬停信号生成部200生成的检测用信号与触摸ITO170并行地输入到BS-ITO160中。由于该BS-ITO160隔着CF玻璃120和液晶层130而与VCOM-ITO150相对配置，因此，在BS-ITO160中输入了正弦波的检测用信号时，与输入的检测用信号相对应的信号成分(电压变动)经由BS-ITO160和VCOM-ITO150间的耦合电容而出现在VCOM-ITO150侧，并与施加在VCOM-ITO150上的公共电压重叠。
在本实施方式中，为了抵消重叠在该公共电压上的成分，具备抵消信号生成部220和电压加法部230。
抵消信号生成部220生成用于抵消从BS-ITO160漏泄到VCOM-ITO150侧的信号成分的抵消信号。可以认为漏泄到该VCOM-ITO150侧的信号成分与输入到BS-ITO160上的检查用信号(正弦波信号)同步。因此，抵消信号生成部220通过对由悬停信号生成部200生成的检测用信号的相位和振幅进行调整，由此生成用于抵消因将检测用信号输入到BS-ITO160而漏泄到VCOM-ITO150侧的信号成分的抵消信号，即生成与该信号成分相比振幅相等且相位反相的抵消信号。
电压加法部230将由抵消信号生成部220生成的抵消信号与由公共电压生成部210生成的公共电压相加。重叠有该抵消信号的公共电压被施加在VCOM-ITO150上。
图3～图5是示出将重叠有抵消信号的公共电压施加在VCOM-ITO150上的具体例的图。在图3中示出的例子中，从电压加法部230输出的公共电压被施加在VCOM-ITO150的2个部位上。在图4中示出的例子中，在2个部位上施加公共电压这点与图3中示出的例子相同，但与各个部位相对应地设置有2个电压加法部230A、230B。2个电压加法部230A、230B的动作本身与电压加法部230相同，但能够缩短从电压加法部230A、230B各自的输出端至公共电压的施加位置的布线长度。由此能够降低在布线上重叠的噪声。在图5中示出的例子中，除了图4中示出的结构之外，还将抵消信号生成部220也分为2个(抵消信号生成部220A、220B)。由于从BS-ITO160漏泄到VCOM-ITO150侧的信号成分的分布在VCOM-ITO150上不均匀，因此，通过按照施加公共电压的每个部位调整抵消信号的相位或振幅，能够进一步抑制电压变动。再有，公共电压的施加也可以在3个部位以上进行。
上述的BS(背面侧)-ITO160对应于第一电极层，触摸ITO170对应于第二电极层，悬停信号生成部180对应于检测用信号生成部，电压加法部230对应于公共电压修正部。
这样，在本实施方式的液晶显示装置100中，当向触摸ITO170和BS-ITO160输入检测用信号(悬停信号)用于悬停操作时，会产生漏泄到VCOM-ITO150侧的信号成分，但由于用抵消信号抵消该成分，因此能够减少在VCOM-ITO150上产生的电压变动，能够抑制与使用显示元件的显示动作并行地进行的悬停操作时的显示品质的下降。此外，不需要为了减少在VCOM-ITO150上产生的电压变动而附加特殊的屏蔽层等结构，能够抑制成本上升。
特别是，通过使用简单形状的正弦波信号作为检测用信号，悬停操作的位置检测或抵消信号的生成变得容易。
此外，通过使用检测用信号并调整其相位或振幅而生成抵消信号，从而容易生成与检测用信号存在相关性的抵消信号。
此外，通过向VCOM-ITO150的多个部位输入抵消信号(图3～图5)，由此能够降低由于VCOM-ITO150的位置导致的电压变化。
再有，本发明不限定于上述实施方式，可以在本发明的主旨范围内做各种各样的变形实施。例如，在上述实施方式中，使用由悬停信号生成部220生成的检查用信号来生成抵消信号，但也可以基于出现在VCOM-ITO150上的电压来生成抵消信号。
图6是示出抵消信号生成部的变形例的图。图6中示出的抵消信号生成部320通过对VCOM-ITO150上出现的电压的相位和振幅进行调整，生成用于抵消因为将检测用信号输入到BS-ITO160而漏泄到VCOM-ITO150侧的信号成分的抵消信号，即生成与该信号成分相比振幅相等且相位反相的抵消信号。由于认为VCOM-ITO150上出现的电压本身与输入到BS-ITO160上的检查用信号(正弦波信号)同步，因此，代替检查用信号而使用VCOM-ITO150上出现的电压也能够生成抵消信号。在这样做的情况下也容易生成与检测用信号存在相关性的抵消信号。
此外，在上述实施方式的图2中示出了IPS(平面转换)型的结构，但只要是为了驱动显示元件而使用公共电极的结构即可，即使是其他方式也能够适用本发明。
工业上的可利用性：
如上所述，根据本发明，当向2个电极层输入检测用信号用于悬停操作时，会产生漏泄到公共电极侧的信号成分，但由于用抵消信号抵消该成分，因此能够减少在公共电极上产生的电压变动，能够抑制悬停操作时的显示品质的下降。此外，不需要为了减少在公共电极上产生的电压变动而附加特殊的屏蔽层等结构，能够抑制成本上升。

Claims (14)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，在液晶显示装置中具备：
第一电极层，设置于显示面侧，防止从显示元件向外部放出噪声；
第二电极层，设置于所述第一电极层的外侧，进行位置检测；
检测用信号生成部，生成为了对接近显示面的指示体进行检测而向所述第一电极层和第二电极层输入的检测用信号；
公共电极，施加公共电压来驱动所述显示元件；
抵消信号生成部，生成抵消信号，该抵消信号用于抵消通过向所述第一电极层和第二电极层施加所述检测用信号而从所述第一电极层漏泄到所述公共电极的信号成分；以及
公共电压修正部，在所述公共电压上重叠所述抵消信号。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述检测用信号为正弦波信号。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部使用从所述检测用信号生成部输出的所述检测用信号，生成所述抵消信号。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部通过调整从所述检测用信号生成部输出的所述检测用信号的相位和振幅，生成所述抵消信号。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部基于所述公共电极的电压，生成所述抵消信号。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部通过调整所述公共电极的电压的相位和振幅，生成所述抵消信号。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第二电极层具有与显示面的邻接的2条边分别平行且互相交叉的多个电极，
向这些多个电极的一端输入所述检测用信号，从这些多个电极的另一端取出所述指示体的检测用信号。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，向所述公共电极的多个部位输入所述抵消信号。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，并行地进行使用所述显示元件的显示动作和向所述第一电极层和第二电极层输入所述检测用信号的输入动作。
10.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部基于所述公共电极的电压，生成所述抵消信号。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，所述抵消信号生成部通过调整所述公共电极的电压的相位和振幅，生成所述抵消信号。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第二电极层具有与显示面的邻接的2条边分别平行且互相交叉的多个电极，
向这些多个电极的一端输入所述检测用信号，从这些多个电极的另一端取出所述指示体的检测用信号。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，向所述公共电极的多个部位输入所述抵消信号。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，并行地进行使用所述显示元件的显示动作和向所述第一电极层和第二电极层输入所述检测用信号的输入动作。
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