TW201530393A - 附感測器之顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

根據一實施例，附感測器之顯示裝置包含：一對觸控感測器用電極，其係以使於一方向延伸之複數個電極相互交叉之方式配置；及顯示面板，其包含：複數個顯示元件，其等係配置成矩陣狀；複數個閘極線，其等係沿著上述顯示元件所排列之列而延伸；及複數個源極線，其等係沿著上述顯示元件所排列之行而延伸；且上述顯示面板所包含之顯示用之共通電極係兼用作上述一對觸控感測器用電極中之1個電極，上述觸控感測器用電極係以自我檢測方式驅動，藉由分時而執行上述顯示面板之影像顯示動作與上述觸控感測器用電極之驅動動作。

Description

附感測器之顯示裝置及其驅動方法 [相關申請案]
本申請案係基於2014年1月31日申請之先前日本專利申請案第2014-017113號、2014年12月25日申請之先前之日本專利申請案第2014-261969號並主張優先權，該案之全部內容係以引用之方式併入本文中。
本文描述之實施例係大體上係關於一種附感測器之顯示裝置及其驅動方法。
近年來，將稱為所謂之觸控面板之接觸檢測裝置安裝於液晶顯示裝置等之顯示裝置上，或將觸控面板與顯示裝置一體化，而於該顯示裝置顯示各種按鍵圖像等，從而可替代通常之機械式按鍵而進行資訊輸入的顯示裝置正受到關注。由於具有此種觸控檢測功能之顯示裝置不需要如鍵盤、滑鼠、按鍵之輸入裝置，故除了電腦以外，亦有於如行動電話之行動資訊終端等中擴大使用之傾向。
作為觸控面板之方式，已知一種以使於一方向延伸之複數個電極相互交叉之方式配置之靜電電容式之觸控面板。於該觸控面板中，各電極係分別與控制電路連接，且自控制電路供給激磁電流，而檢測外部接近物體。
作為附感測器之顯示裝置，除了於顯示裝置之顯示面上形成觸控面板之所謂之On-cell類型之顯示裝置以外，亦提出一種以將顯示裝置中亦一起包含之顯示用之共通電極兼用作一對觸控感測器用電極中之一者，且將另一電極(觸控檢測電極)與該共通電極交叉之方式配置之所謂之In-cell類型之顯示裝置。
又，作為檢測觸控位置之方式，已知有相互(Mutual)檢測方式、及自我(Self)檢測方式。於相互(Mutual)檢測方式中，於一個電極輸入交流之驅動信號，藉由處理因該驅動信號而產生於另一電極之檢測信號，從而檢測觸控位置。於自我(Self)檢測方式中，於各個電極輸入交流之驅動信號，藉由處理各者自身之電極所產生之信號而檢測觸控位置。
另一方面，可使用檢測觸控筆本身產生靜電之稱為主動筆之手寫筆，或檢測為處於未接觸觸控面板之懸浮狀態之手指等之高感度之檢測技術。為了如此高感度地檢測物體，不以相互(Mutual)檢測方式，而使用自我(Self)檢測方式之實例正在增加。
本發明之目的在於提供一種In-cell類型之顯示裝置且可應用自我檢測方式之附感測器之顯示裝置及其驅動方法。
10‧‧‧第1絕緣基板
11‧‧‧第1絕緣膜
12‧‧‧第2絕緣膜
13‧‧‧第3絕緣膜
20‧‧‧第2絕緣基板
30‧‧‧閘極線浮動部
31‧‧‧源極線浮動部
40‧‧‧切換部
41‧‧‧模式切換開關
41j‧‧‧模式切換開關
42‧‧‧模式切換開關
42j‧‧‧模式切換開關
43‧‧‧直流選擇開關
43j‧‧‧直流選擇開關
44‧‧‧交流選擇開關
44j‧‧‧交流選擇開關
45j‧‧‧選擇部
45j+1‧‧‧選擇部
46‧‧‧直流選擇開關
47j‧‧‧接地選擇開關
50‧‧‧源極線連接部
60‧‧‧切換部
61‧‧‧接觸部
62‧‧‧引導線
AL1‧‧‧第1配向膜
AL2‧‧‧第2配向膜
AR‧‧‧陣列基板
BLT‧‧‧背光單元
BM‧‧‧黑色矩陣
Cc‧‧‧電容
Ccr‧‧‧電容器
CF‧‧‧彩色濾光片
CFB‧‧‧彩色濾光片
CFG‧‧‧彩色濾光片
CFR‧‧‧彩色濾光片
COME‧‧‧共通電極
Come1~Come3‧‧‧條狀共通電極
COMP‧‧‧比較器
Cr‧‧‧電容
CT‧‧‧對向基板
CTR‧‧‧控制電路
Cx‧‧‧電容
Cx1‧‧‧電容
Cx2‧‧‧電容
DETE‧‧‧檢測電極
Dete1~Dete3‧‧‧條狀檢測電極
DETP‧‧‧位置
DSP‧‧‧顯示裝置
G(G1~Gm)‧‧‧閘極線
Gate_Off‧‧‧閘極斷開信號
GD-L‧‧‧閘極驅動器
GD-R‧‧‧閘極驅動器
LQ‧‧‧液晶層
ML‧‧‧金屬層
MP1‧‧‧期間
MP2‧‧‧期間
OC‧‧‧保護層
OD1‧‧‧第1光學元件
OD2‧‧‧第2光學元件
PE‧‧‧像素電極
PIL‧‧‧無機絕緣膜
PL‧‧‧偏光板
PLN‧‧‧有機膜
PNL‧‧‧顯示面板
PX‧‧‧顯示像素
Rc‧‧‧電阻
Rx‧‧‧檢測脈衝
S(S1~Sn)‧‧‧源極線
SD‧‧‧源極驅動器
SEL1‧‧‧源極線斷續信號
SEL2‧‧‧源極線斷續信號
Self_EN‧‧‧自我模式信號
SELR/G/B‧‧‧信號
SIGn‧‧‧影像信號
SL‧‧‧狹縫
Sn‧‧‧影像顯示信號
SSP‧‧‧自我感測脈衝
SUB1‧‧‧第1基板
SUB2‧‧‧第2基板
SW‧‧‧像素開關
SW1‧‧‧開關
SW2‧‧‧開關
SW3‧‧‧開關
SWc‧‧‧控制開關
SX‧‧‧電極
T1‧‧‧時刻
T2‧‧‧時刻
T3‧‧‧時刻
TSIG1‧‧‧接地線
TSIG2‧‧‧接地線
TSIG3‧‧‧接地線
TSSP‧‧‧自我感測脈衝端子
TSVCOM‧‧‧交流驅動信號
Tx‧‧‧驅動脈衝
Vc‧‧‧電壓
Vcc‧‧‧電壓
Vcom‧‧‧共通電壓
VCOMDC‧‧‧直流驅動信號
VCOMSEL‧‧‧直流選擇信號
VCP1‧‧‧特性
VCP2‧‧‧特性
Vdd‧‧‧電源
Vr‧‧‧電壓
Vref‧‧‧比較電壓
Vx‧‧‧電壓
X‧‧‧第1方向
Y‧‧‧第2方向
現在，參照圖式說明實施本發明之各種特徵之一般架構。圖式與相關描述係為了說明本發明之實施例而提供，並非限制本發明之範疇。
圖1係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置的顯示裝置之概略構成的圖。
圖2係更詳細地顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之構造的剖面圖。
圖3A係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測 方式之原理的圖。
圖3B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測方式之原理的圖。
圖4A係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測方式之原理的圖。
圖4B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測方式之原理的圖。
圖5係顯示實現第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測方式之基本電路之例的圖。
圖6係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之開關接通、斷開之狀態之等效電路的圖。
圖7係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之電容的電壓之變化波形、與比較器之輸出波形的圖。
圖8係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之相互檢測方式之代表性基本構成的圖。
圖9A係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之概略構成的圖。
圖9B係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之概略構成的圖。
圖10A、10B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測方式與相互檢測方式之驅動方法的圖。
圖11係用以對第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測中降低感測感度之理由進行說明的圖。
圖12係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測中減輕寄生電容影響之方法的圖。
圖13A係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢 測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
圖13B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
圖14A係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
圖14B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
圖15A係顯示於第1實施形態之前研究之附感測器之顯示裝置之感測器之共通電極及檢測電極之概略構成的俯視圖。
圖15B係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之共通電極及檢測電極之概略構成的俯視圖。
圖16係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。
圖17係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置之自我檢測模式之動作的時序圖。
圖18係顯示第1實施形態之變化例之附感測器之顯示裝置之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。
圖19係顯示第1實施形態之另一變化例之附感測器之顯示裝置之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。
圖20係顯示第1實施形態之另一變化例之附感測器之顯示裝置之自我檢測模式之動作的時序圖。
圖21A係顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之概略構成的圖。
圖21B係顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之概略構成的圖。
圖22係顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之詳細 構成的圖。
圖23A係放大顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之詳細構成的圖。
圖23B係放大顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置之感測器之詳細構成的圖。
以下，參照附加圖式對各種實施例進行說明。
通常，根據一實施例，附感測器之顯示裝置包含：一對觸控感測器用電極，其係以使於一方向延伸之複數個電極相互交叉之方式配置；及顯示面板，其包含：複數個顯示元件，其等係配置成矩陣狀；複數個閘極線，其等係沿著上述顯示元件所排列之列而延伸；及複數個源極線，其等係沿著上述顯示元件所排列之行而延伸；且上述顯示面板所包含之顯示用之共通電極係兼用作上述一對觸控感測器用電極中之1個電極，上述觸控感測器用電極係以自我檢測方式驅動，藉由分時而執行上述顯示面板之影像顯示動作與上述觸控感測器用電極之驅動動作。
[第1實施形態]
圖1係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之顯示裝置之概略構成的圖。另，於第1實施形態中，顯示裝置係液晶顯示裝置。
顯示裝置包含：顯示面板PNL；及背光單元BLT，其係自背面側照明顯示面板PNL。且，於顯示面板PNL，設有包含配置成矩陣狀之顯示像素PX之顯示部。
如圖1所示，於顯示部中，包含：閘極線G(G1、G2…)，其係沿著複數個顯示像素PX所排列之列而延伸；源極線S(S1、S2…)，其係沿著複數個顯示像素PX所排列之行而延伸；及像素開關SW，其係配置於閘極線G與源極線S交叉之位置附近。
像素開關SW包含薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)。像素開關SW之閘極電極與對應之閘極線G電性連接。像素開關SW之源極電極與對應之源極線S電性連接。像素開關SW之汲極電極與對應之像素電極PE電性連接。
又，作為驅動複數個顯示像素PX之驅動機構，設有閘極驅動器GD(左側GD-L及右側GD-R)與源極驅動器SD。複數個閘極線G與閘極驅動器GD之輸出端子電性連接。複數個源極線S與源極驅動器SD之輸出端子電性連接。
閘極驅動器GD與源極驅動器SD係配置於顯示部周圍之區域(邊框)。閘極驅動器GD係對複數個閘極線G依序施加接通電壓，而對電性連接於所選擇之閘極線G之像素開關SW之閘極電極供給接通電壓。使對閘極電極供給接通電壓之像素開關SW之源極電極-汲極電極間導通。源極驅動器SD係供給與複數個源極線S之各者對應之輸出信號。供給至源極線S之信號係經由源極電極-汲極電極間被導通之像素開關SW而施加至對應之像素電極PE。
閘極驅動器GD與源極驅動器SD係藉由配置於顯示面板PNL之外部之控制電路CTR而控制動作。又，控制電路CTR對後述之共通電極COME供給共通電壓Vcom。再者，控制電路CTR控制背光單元BLT之動作。
圖2係更詳細地顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之構造之剖面圖。
附感測器之顯示裝置DSP包含顯示面板PNL、背光單元BLT、第1光學元件OD1及第2光學元件OD2。於圖示之例中，顯示面板PNL係液晶顯示面板，但亦可為有機電致發光顯示面板等其他平板。又，圖示之顯示面板PNL具有與作為顯示模式之橫電場模式對應之構成，但亦可具有與其他顯示模式對應之構成。
顯示面板PNL包含第1基板SUB1、第2基板SUB2、及液晶層LQ。第1基板SUB1與第2基板SUB2係以形成有特定之胞間隙之狀態貼合。液晶層LQ保持於第1基板SUB1與第2基板SUB2之間之胞間隙中。
第1基板SUB1係使用玻璃基板或樹脂基板等具有光透射性之第1絕緣基板10而形成。第1基板SUB1係於第1絕緣基板10之與第2基板SUB2對向之側，包含源極線S、共通電極COME、像素電極PE、第1絕緣膜11、第2絕緣膜12、第3絕緣膜13、第1配向膜AL1等。
此處，像素電極PE及共通電極COME係與配置於該等電極間之液晶層之像素區域一起構成顯示像素，顯示像素於顯示面板PNL上係配置成矩陣狀。
第1絕緣膜11係配置於第1絕緣基板10上。另，雖未詳述，但於第1絕緣基板10與第1絕緣膜11之間，配置有閘極線G、開關元件之閘極電極或半導體層等。源極線S形成於第1絕緣膜11上。又，開關元件之源極電極或汲極電極等亦形成於第1絕緣膜11上。於圖示之例中，源極線S與共通電極COME平行而於第2方向Y延伸。
第2絕緣膜12配置於源極線S及第1絕緣膜11上。共通電極COME形成於第2絕緣膜12上。於圖示之例中，共通電極COME係由複數個區段而構成。共通電極COME之各區段係分別於第2方向Y延伸，空出間隔而並排於第1方向X。此種共通電極COME係由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等透明之導電材料而形成。另，於圖示之例中，於共通電極COME上形成有金屬層ML，而將共通電極COME低電阻化，但亦可省略金屬層ML。
第3絕緣膜13係配置於共通電極COME、金屬層ML、及第2絕緣膜12上。像素電極PE係形成於第3絕緣膜13上。各像素電極PE分別位於鄰接之源極線S之間，與共通電極COME對向。又，各像素電極PE係於與共通電極COME對向之位置具有狹縫SL。此種像素電極PE係例 如由ITO或IZO等透明之導電材料而形成。第1配向膜AL1覆蓋像素電極PE及第3絕緣膜13。
另一方面，第2基板SUB2係使用玻璃基板或樹脂基板等具有光透射性之第2絕緣基板20而形成。第2基板SUB2於第2絕緣基板20之與第1基板SUB1對向之側，包含黑色矩陣BM、彩色濾光片CFR、CFG、CFB、保護層OC、第2配向膜AL2等。
黑色矩陣BM形成於第2絕緣基板20之內表面，且區劃各像素。彩色濾光片CFR、CFG、CFB分別形成於第2絕緣基板20之內表面，其等之一部分重疊於黑色矩陣BM。彩色濾光片CFR係例如紅色彩色濾光片，彩色濾光片CFG係例如綠色彩色濾光片，彩色濾光片CFB係例如藍色彩色濾光片。保護層OC覆蓋彩色濾光片CFR、CFG、CFB。保護層OC係由透明之樹脂材料而形成。第2配向膜AL2覆蓋保護層OC。
檢測電極DETE形成於第2絕緣基板20之外表面。該檢測電極DETE於與共通電極COME之各區段交叉之方向延伸，於圖示之例中，於第1方向X延伸。此種檢測電極DETE係例如由ITO或IZO等透明之導電材料形成。
背光單元BLT配置於顯示面板LPN之背面側。作為背光單元BLT，可應用各種形態，可應用利用發光二極體(LED)作為光源者或利用冷陰極管(CCFL)作為光源者等之任一者，但關於詳細構造則省略說明。
第1光學元件OD1配置於第1絕緣基板10與背光單元BLT之間。第2光學元件OD2配置於檢測電極DETE上。第1光學元件OD1及第2光學元件OD2分別至少包含偏光板，亦可根據需要而包含相位差板。
接著，對第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP所使用之觸控感測器進行說明。作為檢測如上所述般利用者之手指或筆對觸控面板觸碰、或接近之方式，有自我(Self)檢測方式、相互(Mutual)檢測方 式。以下，說明各檢測方式之原理。
<自我(Self)檢測方式>
圖3A、圖3B、圖4A、圖4B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測方式之原理的圖。
圖3A、圖3B顯示使用者之手指未碰觸觸控面板之狀態。圖3A顯示藉由控制開關SWc連接電源Vdd與檢測電極DETE，而未將檢測電極DETE連接於電容器Ccr之狀態。於該狀態下，對檢測電極DETE所具有之電容Cx1充電。圖3B顯示藉由控制開關SWc，斷開電源Vdd與檢測電極DETE之連接，而連接檢測電極DETE與電容器Ccr之狀態。於該狀態下，電容Cx1之電荷係經由電容器Ccr而放電。
圖4A、圖4B顯示使用者之手指觸碰觸控面板之狀態。圖4A顯示藉由控制開關SWc連接電源Vdd與檢測電極DETE，而未將檢測電極DETE連接於電容器Ccr之狀態。於該狀態下，不僅對檢測電極DETE所具有之電容Cx1充電，亦對因利用者之手指接近檢測電極DETE所產生之電容Cx2充電。圖4B顯示藉由控制開關SWc斷開電源Vdd與檢測電極DETE之連接，而連接檢測電極DETE與電容器Ccr之狀態。於該狀態下，將電容Cx1之電荷與電容Cx2之電荷經由電容器Ccr而放電。
此處，相對於圖3B所示之放電時(手指對於面板為非碰觸狀態)之電容Ccr之電壓變化特性，圖4B所示之放電時(手指對於面板為碰觸狀態)之電容Ccr之電壓變化特性因存在電容Cx2而明顯不同。因此，於自我檢測方式中，利用電容Ccr之電壓變化特性根據電容Cx2之有無而不同，判定手指等操作輸入之有無。
圖5係顯示實現第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測方式之基本電路之例的圖。
檢測電極DETE連接於分壓用之電容Cr之一端子，且連接於比較 器COMP之一輸入端子。檢測電極DETE具有自身電容Cx。對具有自身電容Cx之檢測電極DETE經由例如附感測器之顯示裝置DSP之自我感測脈衝端子TSSP而供給來自觸控IC(TP-IC)之自我感測脈衝(SSP)，於第1實施形態中，將例如開關SW2及SW3之接通/斷開信號設為自我感測脈衝(SSP)。比較器COMP之另一輸入端子係連接於比較電壓Vref之供給端子。
另，以下，為了簡略說明，將檢測電極DETE作為包含電容Cx之電容器Cx進行說明。
電容Cr之另一端子係經由開關SW1而連接於電壓Vcc之電源線。又，電容Cr之另一端子係經由電阻Rc而連接於電容Cc之一端子。電容Cc之另一端子係連接於基準電位(例如接地電位)。
開關SW2係連接於電容Cr之另一端子與基準電位間，開關SW3係連接於電容Cr之一端子與基準電位間。開關SW1、SW2、SW3及比較器COMP係設置於控制電路內。
接著說明動作。開關SW1可以一定之週期接通，而對電容Cc充電。對電容Cc充電時，開關SW2、SW3斷開。當電容Cc充電時，開關SW1、SW2、SW3全部斷開，而保持電容Cc之電荷。
接著，將開關SW2、SW3接通一定時間(另，開關SW1維持斷開)。如此一來，電容Cr、Cx之電荷之大部分被放電，且電容Cc之電荷之一部分係經由電阻Rc而放電。
接著，將開關SW1、SW2、SW3全部斷開。如此一來，電容Cc之電荷移動至電容Cr、Cx。接著，將電容Cx之電壓Vx於比較器COMP中，與比較電壓(或閾值電壓)Vref進行比較。
圖6係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之開關SW1、SW2、SW3接通、斷開之狀態之等效電路。
如圖6之等效電路所示，當開關SW1、SW2、SW3全部為斷開狀 態時，電容Cc之電荷移動至電容Cr、Cx，接著，將電容Cx之電壓Vx之變化於比較器COMP中，與比較電壓Vref進行反復比較。
即，反復執行下一動作。將開關SW2、SW3接通一定時間(另，開關SW1維持斷開)。如此一來，電容Cr、Cx之電荷之大部分被放電，且電容Cc之電荷之一部分係經由電阻Rc而放電。然後，將開關SW1、SW2、SW3全部斷開。如此一來，電容Cc之電荷移動至電容Cr、Cx。
電壓Vr、Vc、Vx、與電容Cr、Cc、Cx之關係係由以下之式(1)-(3)表示。
Vc=Vr+Vx．…(1)
Vr：Vx=(1/Cr)：(1/Cx)．…(2)
Vx=(Cr/(Cr+Cx))×Vc．…(3)
如上所述，經由開關SW1將電容Cc充電至電壓Vc之後，當將開關SW1、SW2反復接通與斷開時，漸漸地，Vc之電壓Vc下降，Cx之電壓Vx亦下降。該動作、亦即將電容Cc充電至電壓Vc之後，開關SW2、SW3反復重複接通與斷開之動作係持續至電壓Vx小於閾值電壓Vref為止。
圖7係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之電容Cc之電壓Vc之變化波形、與比較器COMP之輸出波形的圖。圖7所示之坐標之橫軸顯示時間，縱軸顯示電壓。
當接通開關SW1時，電容Cc之電壓Vc係根據電容Cc與電阻Rc之時間常數而充電至成為電壓Vcc。其後，開關SW1、SW2、SW3全部成為斷開狀態，電容Cc之電荷移動至電容Cr、Cx。接著，將電容Cx之電壓Vx之變化於比較器COMP中，與比較電壓Vref進行比較。
電壓Vc之變化特性或轉換程度係根據電容Cr與Cx之合計值而變化。即，電容Cr與Cx之合計值越大，於斷開SW2及SW3時自電容Cc移 動至電容Cr及電容Cx之電荷之量越大，因此電壓Vc下降之程度亦較大。又，電容Cx之值係根據使用者之手指相對於檢測電極DETE之接近程度而不同。
因此，如圖7所示，使用者之手指距檢測電極DETE較遠之情形時，成為伴隨著緩慢變化之特性VCP1，使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形時，成為伴隨著快速變化之特性VCP2。於使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形時，與較遠之情形相比，Vc之下降率較大之理由在於：電容Cc之值因手指之電容而增加。
比較器COMP係與反復接通斷開開關SW2、SW3同步，將電壓Vr與閾值電壓Vref進行比較。且，於Vr>Vref時，比較器COMP獲得輸出脈衝。然而，比較器COMP係於Vr<Vref時停止輸出脈衝。
比較器COMP之輸出脈衝係由未圖示之測量電路或測量應用程式而監視。即，對電容Cc進行1次充電之後，執行利用上述之開關SW2、SW3之短期間之反復放電，而反復測量電壓Vr之值。此時，亦可測量獲得比較器COMP之輸出之期間(MP1或MP2)，亦可測量比較器COMP之輸出脈衝數(自電容Cc之充電後至成為Vr<Vth之脈衝數)。
使用者之手指距檢測電極DETE較遠之情形時，期間較長，使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形時，期間較短。或，使用者之手指距檢測電極DETE較遠之情形時，比較器COMP之輸出脈衝數較多，使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形時，比較器COMP之輸出脈衝數較少。
因此，可利用檢測脈衝之位準而判斷手指相對於觸控面板之平面之接近度。又，藉由同時將檢測電極排列成2維(矩陣)，可檢測觸控面板之平面上之手指之2維上之位置。
另，如上所述般檢測使用者之手指是否影響到檢測電極DETE，但其檢測時間係例如數百μs至數ms等級。
<相互(Mutual)檢測方式>
圖8係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之相互檢測方式之代表性基本構成的圖。利用共通電極COME與檢測電極DETE。 共通電極COME包含複數個條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…。該複數個條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…係排列於掃描(驅動)方向(Y方向或X方向)。
另一方面，檢測電極DETE包含複數個條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…(較條狀共通電極細)。該複數個條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…係排列於與條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…正交之方向(X方向或Y方向)。
共通電極COME與檢測電極DETE係空出間隔而配置。因此，於複數個條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…、與複數個條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…之間，基本上存在電容Cc。
複數個條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…係以特定之週期藉由驅動脈衝Tx而掃描。此刻，使用者之手指係接近於條狀檢測電極Dete2而存在。如此一來，於對條狀共通電極Come2供給驅動脈衝時，自條狀檢測電極Dete2獲得位準較自其他條狀檢測電極獲得之脈衝低之脈衝。檢測線係監視來自Tx電極之邊緣電場，有當如手指之導電物接近時，遮蔽該邊緣電場之效果。藉由遮蔽邊緣電場，使檢測線之檢測電位下降。
於相互檢測中，可將該檢測電位之差處理為位置DETP之檢測脈衝。
上述之電容Cx於使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形與較遠之情形並不相同。因此，檢測脈衝之位準於使用者之手指接近於檢測電極DETE之情形與較遠之情形亦不相同。因此，可利用檢測脈衝之位準而判斷手指相對於觸控面板之平面之接近度。當然，可藉由利 用驅動脈衝Tx之電極驅動時序、與檢測脈衝之輸出時序，而檢測觸控面板之平面上之手指之2維上之位置。
圖9A、圖9B係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之概略構成的圖。圖9A顯示附感測器之顯示裝置DSP之剖面圖，圖9B顯示感測器之構成之俯視圖。
如圖9A所示，附感測器之顯示裝置DSP包含：陣列基板AR；對向基板CT；及液晶層LQ，其係保持於陣列基板AR與對向基板CT之間。
另，以下，為了簡略說明，將上述之條狀共通電極Come1、Come2、Come3．…表示為共通電極COME。又，將條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…表示為檢測電極DETE。
陣列基板AR包含TFT基板10與共通電極COME。TFT基板10包含玻璃等之透明絕緣基板、未圖示之開關元件、源極配線或閘極配線等之各種配線、及覆蓋其等之絕緣膜即平坦化層。共通電極COME係配置於TFT基板10上且由絕緣層覆蓋。共通電極COME係例如配置成於第1方向延伸且於正交於第1方向之第2方向排列複數個之條狀。共通電極COME係由例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)或IZO(Indium zinc oxide，氧化銦鋅)等之透明電極材料而形成。於本實施形態中，共通電極COME亦用作感測器用驅動電極。
對向基板CT包含玻璃等之透明絕緣基板20、彩色濾光片CF、檢測電極DETE、及偏光板PL。彩色濾光片CF係配置於透明絕緣基板20上。彩色濾光片CF係由保護層OC所覆蓋。檢測電極DETE係配置於透明絕緣基板20之外側(與彩色濾光片CF相反之側)之主表面。檢測電極DETE係配置成於與共通電極COME所延伸之方向(第1方向)大致正交之方向(第2方向)延伸，且於第1方向排列複數個之條狀。檢測電極DETE係由例如ITO或IZO等之透明電極材料而形成。偏光板PL係配置 於檢測電極DETE上(透明絕緣基板20之與彩色濾光片CF相反之側)。
圖9B係用以說明上述之共通電極COME與檢測電極DETE之一構成例之圖。於第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP中，可將自我檢測方式與相互檢測方式切換而使用。且，於自我檢測方式中，對共通電極COME與檢測電極DETE分別檢測第2方向及第1方向之接觸(或接近)位置。又，於相互檢測方式中，於共通電極COME輸入驅動脈衝，且自檢測電極DETE獲得檢測脈衝。另，針對將共通電極COME及檢測電極DETE切換成自我檢測方式與相互檢測方式之方法及檢測驅動方法將予以後述。
又，於第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器電極(共通電極COME及檢測電極DETE)之構成中，特徵點在於：共通電極COME採用縱共通構造。對其詳細之內容將予以後述。
圖10係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測方式與相互檢測方式之驅動方法的圖。如上所述，由於影像顯示所使用之共通電極COME亦共用作為觸控位置檢測用之電極，故藉由分時而驅動影像顯示動作與觸控位置檢測動作。
於圖10A所示之相互檢測方式中，將顯示影像之期間與檢測觸控位置之期間分別分割，交替重複經分割之影像顯示期間與經分割之觸控位置檢測期間而構成1訊框期間。即，將與選擇RGB之3色之信號(SELR/G/B)對應而輸出每個顏色之影像信號(SIGn)之動作針對經分割之複數個顯示列執行之後，對經分割之複數個共通電極COME執行輸入驅動脈衝Tx之相互檢測動作。且，將該動作針對經分割之複數個顯示列與複數個共通電極COME依序重複而執行。
於圖10B所示之自我檢測方式中，顯示1訊框之影像之後，對所有共通電極COME輸入驅動脈衝而執行自我檢測動作。即，將與選擇RGB之3色之信號(SELR/G/B)對應而輸出每個顏色之影像信號(SIGn) 之動作針對所有顯示列執行之後，以所有共通電極COME為對象輸入驅動脈衝而執行自我檢測動作。
另，於自我檢測方式中未分割而統一進行感測動作之理由在於：可藉由統一取得感測資料而提高感測之感度。但，由於自我檢測方式係比相互檢測方式能以更高感度進行感測之方式，故並非限定於圖10B之方式，亦可以圖10A所示之分割方式進行感測。
圖11係用以對第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測中降低感測感度之理由進行說明的圖。
如上所述，於自我檢測方式中，手指與電極之間之電容Cx2會對檢測感度造成影響。此處，如圖11所示，由於共通電極COME係接近於源極線S、閘極線G而配置，故源極線S、閘極線G之間之寄生電容非常大，因該電容之膜厚差或溫度等所引起之偏差而產生較大之誤差，從而使檢測感度下降。又，因較大之寄生電容之存在而無法以期望之響應性較佳之波形驅動共通電極COME，因此難以將共通電極COME用於自我檢測方式用。
圖12係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測中減輕寄生電容影響之方法的圖。
如圖12所示，設置與閘極線G連接之開關、與源極線S連接之開關，觸控位置檢測期間中將開關設為開狀態而將閘極線G與源極線S設為浮動狀態。藉此，可將寄生電容之影響原理上設為0而以期望之波形驅動共通電極COME。
圖13A、圖13B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
如圖13A所示，設置與閘極線G連接之開關、與源極線S連接之開關，觸控位置檢測期間中將與閘極線G連接之開關設為開狀態而將閘極線G設為浮動狀態。且，如圖13B所示，於源極線S，輸入與共通電 極COME之檢測波形同步之相同之波形。藉此，可將寄生電容之影響減低化而以期望之波形驅動共通電極COME。
另，輸入與驅動波形同步之相同波形之源極線S較佳為使輸入有驅動波形之共通電極COME與源極線物理短路而驅動。COME之電極之電阻係通常由透明電極(ITO、IZO)等製作，電阻較由金屬形成之源極電極更高。因短路驅動而降低COME配線之電阻，因降低電阻而於消耗電力等具有優勢。並非僅限定於此，亦可對未與輸入有檢測波形之共通電極COME對應之源極線S輸入與驅動波形同步之相同之波形。
圖14A、圖14B係用以說明第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測中減輕寄生電容影響之另一方法的圖。
如圖14A所示，設置與閘極線G連接之開關、與源極線S連接之開關，但觸控位置檢測期間中將與閘極線S、源極線S連接之開關設為閉狀態。即，未將源極線S及閘極線G設為浮動狀態。且，如圖14B所示，於閘極線G、源極線S輸入與共通電極COME之驅動波形同步之相同之波形。藉此，可以期望之波形驅動共通電極COME。另，驅動閘極線G之信號係設為如可使開關電晶體維持斷開狀態之電位之波形。 其理由在於：防止設置於每個像素之開關電晶體成為接通狀態而於液晶顯示像素產生洩漏，從而使顯示畫質惡化。
另，輸入與驅動波形同步之相同之波形之源極線S亦可輸入至與輸入有驅動波形之共通電極COME對應之源極線S，並非僅限定於此，亦可對未與輸入有驅動波形之共通電極COME對應之源極線S輸入與驅動波形同步之相同之波形。
圖15A係顯示於第1實施形態之前研究之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之共通電極及檢測電極之概略構成的俯視圖。圖15B係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之共通電極及檢測 電極之概略構成的俯視圖。
於圖15A中，共通電極COME與源極線S係相互正交而設置。因此，於自我(Self)檢測方式中，來自共通電極COME之配線於圖之左右方向被引出，因此於左右之邊框部設置有共通電極COME驅動用之IC(Block Scanner：區塊掃描器)，且邊框部較大。但，於圖15B之第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP中，將共通電極COME設置成與源極線S平行。因此，來自共通電極COME之配線可於圖之FPC側(源極線S之延伸方向)方向引出。因此，無須於左右之邊框部設置觸控驅動用之IC(Block Scanner)，而可減小邊框部。
又，於將顯示用之共通電極作為自我檢測方式之電極而使用之情形時，必須設置用以重新自共通電極取出檢測信號之配線。因此，液晶元件之邊框大幅變寬，而與來自母片之液晶面板之取出數下降或配置之設計所引起之窄邊框之需求相反。
於第1實施形態中，來自共通電極COME之感測器配線係不經由邊框而輸入至設置於陣列基板AR之FPC側(源極線S之延伸方向)之切換部40。該切換部40係根據顯示部之動作模式(顯示模式、相互檢測模式、自我檢測模式)而切換與共通電極COME連接之信號線。又，切換部40係經由FPC(Flexible Print Circuit：可撓性印刷電路)而與設置於檢測電極DETE下方之觸控處理用之IC(TP-IC)連接。又，來自檢測電極DETE之感測器配線亦連接於觸控IC(TP-IC)。如此，於第1實施形態中，亦可消除配置於左右之觸控驅動用之IC(Block Scanner)，與圖15A之構成相比，可將邊框進一步變窄。
又，於第1實施形態中，於觸控檢測期間，共通電極COME係以與源極線S電性並聯連接之方式構成。對其詳細之構成將予以後述。其結果，可降低感測器線即共通電極COME之電阻。
接著，對實現上述之感測器驅動動作之電路之構成與動作進行 說明。
圖16係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。
如上所述，共通電極COME係於縱向(第2方向Y)延伸且於橫向(第1方向X)空出間隔而並列。即，當將1個共通電極COME設為1區塊時，於第1方向X設置有複數個區塊之共通電極COME。又，與1個共通電極COME對應複數個像素。即，相對於1個區塊之共通電極COME，對應關聯1個區塊之像素群。於圖16中，記載j區塊之共通電極COME與j區塊之像素群、(j+1)區塊之共通電極COME與(j+1)區塊之像素群。
如圖16所示，對像素供給影像信號之源極線S係經由源極線浮動部31而與各像素連接。於源極線浮動部31，將使源極線S斷續之開關設置於每個各源極線，該等開關係藉由源極線斷續信號SEL1、SEL2而控制開關動作。另，於圖16中，記載1條源極線S與2個行的像素連接之2選擇式之構成，但並非限定於該形態，亦可為1選擇式、3選擇式等對選擇數採用任意之方式。藉由開關而開放源極線S，而使源極線成為浮動狀態。
如圖16所示，閘極線G係輸入至閘極線浮動部30。又，於閘極線浮動部30輸入有閘極斷開信號(Gate_Off)。於閘極線浮動部30，於每個像素列設置有1個AND電路，將閘極信號與閘極斷開信號(Gate_Off)之邏輯積(AND)作為輸出信號而輸入至第1方向X之像素。於第1實施形態中，藉由接通閘極斷開信號(Gate_Off)而使閘極線G成為浮動狀態。
另，於圖16中，為了便於說明，記載關於2個像素列與2個區塊之構成，但源極線浮動部31與閘極線浮動部30係針對所有區塊與所有像素列而構成。
接著，對圖16之下部所示之電路之構成進行說明。
j區塊之共通電極COME係與j區塊模式切換開關41j、42j之一端連接。j區塊模式切換開關41j之另一端係連接於觸控IC(TP-IC)。j區塊模式切換開關41j係於自我檢測模式時藉由自我模式信號(Self_EN)而成為連接狀態。即，自我檢測模式時，經由自我感測脈衝端子(TSSP)而將來自觸控IC(TP-IC)之自我感測脈衝(SSP)供給至共通電極COME。其結果，觸控IC(TP-IC)可將共通電極COME作為自我檢測感測器而直接控制。
另一方面，j區塊模式切換開關42j係於相互檢測模式或影像顯示模式時藉由自我模式信號(Self_EN)而成為連接狀態。j區塊模式切換開關42j之另一端係經由j區塊直流選擇開關43j而與直流驅動信號(VCOMDC)之供給線連接，又，經由j區塊交流選擇開關44j而與交流驅動信號(TSVCOM)之供給線連接。j區塊直流選擇開關43j係於影像顯示模式時藉由j區塊選擇部45j而成為連接狀態，且對共通電極COME供給直流驅動信號(VCOMDC)。j區塊交流選擇開關44j係於相互檢測模式時藉由j區塊選擇部45j而成為連接狀態，且對共通電極COME供給交流驅動信號(TSVCOM)、即驅動脈衝Tx。
j區塊選擇部45j係由移位暫存器與輸出緩衝器構成，於相互檢測模式時，將所輸入之直流選擇信號(VCOMSEL)與時脈(未圖示)同步而移位。將該直流選擇信號(VCOMSEL)輸入至下一段之(j+1)區塊選擇部45j+1之前，將j區塊交流選擇開關44j設為連接狀態。如此，選擇輸入驅動脈衝Tx之共通電極COME。
另，由於(j+1)區塊之電路構成與上述之j區塊之電路構成相同，故省略其說明。
圖17係顯示第1實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測模式之動作的時序圖。
選擇自我檢測模式作為觸控檢測模式之情形時，當於時刻T1開始觸控檢測期間時，於影像顯示信號Sn設定預充電電壓。此時，由於源極線斷續信號SEL1、SEL2成為接通狀態，故源極線S施加有預充電電壓(例如低位準電壓)。其理由在於：於以驅動波形使共通電極COME振動時，去除了源極線S之殘留電壓影響之故。
於時刻T2，將源極線斷續信號SEL1、SEL2設為斷開狀態。藉此，源極線S成為浮動狀態。另一方面，於時刻T2，閘極斷開信號(Gate_Off)成為接通狀態。其結果，閘極線G成為浮動狀態。再者，於時刻T2，自我模式信號(Self_EN)成為接通狀態。其結果，所有區塊之模式切換開關41成為導通狀態(模式切換開關42為切斷狀態)，共通電極COME與外部之觸控IC(TP-IC)連接。觸控IC(TP-IC)係對各個共通電極COME經由自我感測脈衝端子(TSSP)直接輸入自我感測脈衝(SSP)而執行檢測動作。
於時刻T3，當觸控檢測期間結束(顯示期間開始)時，閘極斷開信號(Gate_Off)成為斷開狀態，閘極線G之浮動狀態結束。又，自我模式信號(Self_EN)成為斷開狀態，以對共通電極COME施加直流驅動信號(VCOMDC)之方式切換開關。再者，源極線斷續信號SEL1、SEL2成為接通狀態，連接源極線S與像素，而解除源極線S之浮動狀態。
圖18係顯示第1實施形態之變化例之附感測器之顯示裝置DSP之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。
與圖16之電路不同，圖18所示之電路亦將自我模式信號(Self_EN)輸入至區塊選擇部45。又，僅設置模式切換開關41，未設置模式切換開關42。區塊選擇部45係於自我模式信號(Self_EN)成為接通狀態時，將直流選擇開關43、及交流選擇開關44設為開放狀態。另一方面，於自我模式信號(Self_EN)成為接通狀態時，模式切換開關41成為導通狀態，共通電極COME與外部之觸控IC(TP-IC)連接。由 於該變化例之電路動作與圖16所示之電路動作相同，故省略其說明。根據該變化例之電路，可削減開關個數。
圖19係顯示第1實施形態之另一變化例之附感測器之顯示裝置DSP之各動作模式之信號切換之電路構成的方塊圖。於圖19中，於觸控檢測期間，進而設置源極線S與共通電極COME並聯連接之電路。於與第1實施形態相同之部位標註相同之符號而省略其詳細之說明。於圖19中，為了簡略說明，僅記載j區塊之電路，但其他區塊之電路亦為相同之構成。另，圖19所示之開關之接點表示自我檢測模式下之狀態。
共通電極COME係於縱向(第2方向Y)延伸，且於橫向(第1方向X)空出間隔而並列。即，當將1個共通電極COME設為1區塊時，於第1方向X設置有複數個區塊之共通電極COME。又，與1個共通電極COME對應複數個像素。即，相對於1個區塊之共通電極COME，對應關聯1個區塊之像素群。
對像素供給影像信號之源極線S係經由源極線浮動部31與各像素連接。於源極線浮動部31，將使源極線S斷續之開關設置於每個各源極線，該等開關係藉由源極線斷續信號SEL1、SEL2而控制開關動作。
又，於圖19中，於共通電極COME之上部，經由源極線連接部50而連接直流驅動信號(VCOMDC)。於源極線連接部50設置開關，其切換藉由直流選擇信號(VCOMSEL)對共通電極COME供給直流驅動信號(VCOMDC)、或將源極線S與共通電極COME並聯連接。於圖19所示之狀態，未對共通電極COME供給直流驅動信號(VCOMDC)，而使源極線S與共通電極COME連接。
閘極線G係輸入至閘極線浮動部30。又，於閘極線浮動部30輸入閘極斷開信號(Gate_Off)。於閘極線浮動部30，於每列設置有AND電 路，將閘極信號與閘極斷開信號(Gate_Off)之邏輯積(AND)作為輸出信號而輸入至第1方向X之像素。於第1實施形態之另一變化例中，藉由接通閘極斷開信號(Gate_Off)而使閘極線G成為浮動狀態。
接著，對圖19之下部所示之電路構成進行說明。
j區塊之共通電極COME係與j區塊模式切換開關41j之一端連接。j區塊模式切換開關41j之另一端係連接於觸控IC(TP-IC)。j區塊模式切換開關41j於自我檢測模式時藉由自我模式信號(Self_EN)而成為連接狀態。即，自我檢測模式時，經由自我感測脈衝端子(TSSP)而將來自觸控IC(TP-IC)之自我感測脈衝(SSP)供給至共通電極COME。其結果，觸控IC(TP-IC)可將共通電極COME作為自我檢測感測器而直接控制。
又，j區塊之共通電極COME係與直流選擇開關46之一端連接。直流選擇開關46係藉由直流選擇信號(VCOMSEL)而切換。檢測模式時，直流選擇開關46係以使共通電極COME與源極線S連接之方式切換開關，影像顯示模式時，直流選擇開關46係以於共通電極COME輸入直流驅動信號(VCOMDC)之方式切換開關。
因此，於自我檢測模式時，源極線S與j區塊共通電極COME係經由源極線連接部50及直流選擇開關46而電性並聯連接，因此將自我感測脈衝(SSP)同時施加至源極線S與j區塊共通電極COME。又，此時，如圖19所示，j區塊共通電極COME係經由j區塊接地選擇開關47j而與接地線(TSIG1、TSIG2、TSIG3)連接。
另一方面，相互檢測模式時，將j區塊交流選擇開關44j切換成連接狀態，而開放j區塊接地選擇開關47j。其結果，將交流驅動信號(TSVCOM)、即驅動脈衝Tx供給至共通電極COME。
j區塊選擇部45j係由移位暫存器與輸出緩衝器構成，於相互檢測模式時，將所輸入之直流選擇信號(VCOMSEL)與時脈(未圖示)同步而 移位。於將該直流選擇信號(VCOMSEL)輸入至下一段之(j+1)區塊選擇部之前，將j區塊交流選擇開關44j設為連接狀態。藉此，選擇輸入驅動脈衝Tx之區塊之共通電極COME。又，j區塊選擇部45j係基於自我模式信號(Self_EN)，於自我檢測模式時連接j區塊接地選擇開關47j，而將源極線S連接於接地線。
圖20係顯示第1實施形態之另一變化例之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測模式之動作的時序圖。
選擇自我檢測模式作為觸控檢測模式之情形時，當於時刻T1開始觸控檢測期間時，將源極線斷續信號SEL1、SEL2設為接通狀態。此時，未對影像顯示信號Sn輸出信號。於時刻T2，源極線斷續信號SEL1、SEL2繼續接通狀態。藉此，源極線S與像素維持連接狀態。
另一方面，於時刻T2，閘極斷開信號(Gate_Off)成為接通狀態。其結果，閘極線G成為浮動狀態。再者，於時刻T2，將圖19之上部與下部所記載之直流選擇信號(VCOMSEL)設為接通狀態。其結果，切換直流選擇開關46而連接共通電極COME與源極線S。因此，共通電極COME與源極線S係於圖之上部與下部之2部位並聯連接。又，自我模式信號(Self_EN)成為接通狀態。其結果，共通電極COME與外部之觸控IC(TP-IC)連接，觸控IC(TP-IC)係對各個共通電極COME直接輸入自我感測脈衝(SSP)而執行檢測動作。
於時刻T3，當觸控檢測期間結束(顯示期間開始)時，閘極斷開信號(Gate_Off)成為斷開狀態，閘極線G之浮動狀態結束。又，自我模式信號(Self_EN)成為斷開狀態，以於共通電極COME施加直流驅動信號之方式切換開關。再者，源極線斷續信號SEL1、SEL2成為一端斷開狀態之後再次成為接通狀態，而將顯示用之影像信號經由源極線S供給至像素。
另，於圖19所示之電路中，由於對源極線S與共通電極COME同 時輸入相同之振動波形，故可於共通電極COME輸入期望之振動波形。另，由於閘極線G成為浮動狀態，故亦可對閘極線G與共通電極COME同時輸入相同之振動波形，亦可不輸入振動波形。
另，自我檢測模式與相互檢測模式之切換可藉由設置於外部之控制部(未圖示)掌握例如觸控感測器之檢測狀態且使用自我模式信號(Self_EN)指定適當之檢測模式而實現。切換該自我檢測模式與相互檢測模式之態樣可根據該附感測器之顯示裝置之各種使用態樣而決定。
[第2實施形態]
於第2實施形態中，與第1實施形態不同之處係共通電極COME之構成。對與第1實施形態相同或類似之部位標註相同之符號，且省略其詳細之說明。
圖21A、圖21B係顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之概略構成的圖。圖21A顯示附感測器之顯示裝置DSP之剖面圖，圖21B顯示表示感測器之構成之俯視圖。
如圖21A所示，附感測器之顯示裝置DSP包含：陣列基板AR；對向基板CT；及液晶層LQ，其係保持於陣列基板AR與對向基板CT之間。對向基板CT包含玻璃等之透明絕緣基板20、彩色濾光片CF、檢測電極DETE、及偏光板PL。對向基板CT之構成係與第1實施形態相同。陣列基板AR包含TFT基板10與共通電極COME。於陣列基板AR中，如以下所敘述般，與第1實施形態不同之處係共通電極COME之構成。另，與第1實施形態相同，共通電極COME係作為檢測靜電電容變化之感測器而發揮功能。
如圖21B所示，共通電極COME包含相互電性獨立之複數個電極SX。複數個電極SX係沿著第1方向X及第2方向Y而以矩陣狀配置於TFT基板10上。於第2實施形態中，各電極SX係由ITO或IZO等透明導 電材料而形成。
於第2實施形態中，各個電極SX係矩形形狀。電極SX之一邊之長度係9mm以下，較理想為4~5mm。其理由在於：手指之大小約為9mm□，故可精度較佳地檢測手指之接觸。又，於上下左右鄰接之電極SX彼此之間隔較理想為10微米以下。係因為考慮到用以將源極線S、閘極線G、及各個電極SX與切換部60電性連接之引導線(未圖示)之空間之故。
圖22係顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之詳細構成的圖。
於各個電極SX所覆蓋之區域，包含於列方向與行方向配置成矩陣狀之複數個像素電極PE。又，於在列方向鄰接之像素電極間沿著行方向設置有引導線62。且，1條引導線62係經由至少一個接觸部61而與1個電極SX電性連接。如此，以一對一連接於電極SX之引導線62係與切換部60連接。
圖23A、圖23B係放大顯示第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之感測器之詳細構成的圖。圖23A係顯示感測器之構成之放大俯視圖，圖23B係附感測器之顯示裝置DSP之陣列基板AR之沿著切斷線XX’之放大剖面圖。
如圖23B所示，以覆蓋源極線S之方式設置包含絕緣膜(此處為有機膜PLN)之層間膜，於該層間膜上，形成包含ITO、IZO等透明導電材料之像素電極PE。然後，以覆蓋該等像素電極PE之方式設置包含無機絕緣膜PIL之電極間絕緣膜，於該電極間絕緣膜上，形成包含ITO、IZO等透明導電材料之電極SX。另一方面，於鄰接之像素電極PE間沿著行方向配設由金屬材料形成之引導線62，且由電極間絕緣膜覆蓋。此處，於引導線62以適當之間隔設置包含金屬材料之至少一個接觸部61，且電性連接於引導線62與電極SX。
接著，對使用如上所述般構成之電極SX之第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之動作，參照圖16、圖18、圖19進行說明。
[自我檢測方式中之動作]
附感測器之顯示裝置DSP以自我模式動作時，不使用檢測電極DETE，僅使電極SX以自我模式動作而進行觸控檢測。切換部60係以使各個電極SX分別成為1個區塊共通電極之方式切換引導線62。且，將各個電極SX連接於對應之區塊模式切換開關41。藉此，由於電極SX與觸控IC(TP-IC)電性連接，故可藉由來自觸控IC(TP-IC)之自我感測脈衝(SSP)而執行自我模式之觸控驅動動作。
另，自我檢測之自我感測脈衝(SSP)係如圖22所示，經由設置於像素電極間之引導線62而供給至各個電極SX。即，由於圖16、圖18、圖19所記載之區塊共通電極與各個電極SX對應，故若與第1實施形態之構成相比，供給自我感測脈衝(SSP)之區塊共通電極數增加。 因此，上述之切換部60所切換之區塊模式切換開關41之數量亦與電極SX之數量對應而增加。
引導線62係如圖22所示般形成於鄰接之像素間，但根據電極SX之數量，於鄰接之像素間未形成引導線62之部分之數量亦增減。
另，自我模式中之動作時亦可對所有電極SX同時供給自我感測脈衝(SSP)而同時以所有電極進行感測，亦可將電極SX分成複數個電極組，以分時對各個組供給自我感測脈衝(SSP)而進行自我感測。
[相互檢測方式中之動作]
附感測器之顯示裝置DSP以相互模式動作時，將電極SX作為輸入有驅動脈衝Tx之共通電極COME，以由檢測電極DETE獲得檢測脈衝Rx之方式進行動作。切換部60係將來自設置於相同行方向之各個電極SX之複數個引導線62以使電極SX於行方向串聯連接之方式電性連接。且，將整齊之每行之引導線62連接於對應之區塊模式切換開關 42。或，同時驅動設置於相同行方向之各個電極SX。藉此，可對行方向之電極SX輸入交流驅動信號TSVCOM而執行相互模式之觸控驅動動作。
另，於相互檢測方式中，電極SX係於行方向串聯連接，與第1實施形態之區塊共通電極構成為相同。因此，交流驅動信號TSVCOM亦只要對行方向上串聯連接之電極SX輸入即可，因此圖16、圖18、圖19所記載之區塊模式切換開關42、區塊交流選擇開關44、區塊選擇部45j等亦可為與第1實施形態相同之構成。
[顯示模式中之動作]
附感測器之顯示裝置DSP以顯示模式動作時，對電極SX供給共通電壓Vcom而作為共通電極COME進行動作。切換部60係將來自設置於相同行方向之各個電極SX之複數個引導線62以使電極SX於行方向串聯連接之方式電性連接。且，將整齊之每行之引導線62連接於對應之區塊模式切換開關42。或，同時驅動設置於相同行方向之各個電極SX。藉此，可對行方向之電極SX輸入直流驅動信號VCOMDC，而執行利用驅動器IC(Driver IC)之顯示動作。
另，於顯示模式中，電極SX係於行方向串聯連接，與第1實施形態之區塊共通電極構成為相同。因此，直流驅動信號VCOMDC亦只要對行方向上串聯連接之電極SX輸入即可，因此圖16、圖18、圖19所記載之區塊模式切換開關42、區塊直流選擇開關43、區塊選擇部45j等亦可為與第1實施形態相同之構成。
另，於第2實施形態中，於自我模式中，由於未使用檢測電極DETE而僅使用電極SX，故有電極SX與手指之間之距離相隔更遠之問題。因此，將檢測電極DETE(條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…)之尺寸變細，而提高電極SX之感度。根據發明人等之調查，條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…之寬度係1~10微米，較 理想為5微米，鄰接之條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…之間隔係1~10mm，較理想為5mm。例如，亦可構成為以俯視圖觀察附感測器之顯示裝置DSP時，條狀檢測電極Dete1、Dete2、Dete3、．…設置於電極SX間之空間之位置。
另，於第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP之自我檢測中，亦與第1實施形態相同，可減輕寄生電容之影響。即，如參照圖12~圖14而說明般，藉由將針對閘極線G、源極線S之浮動狀態、與共通電極COME之驅動波形同步之相同之波形之輸入等適當組合而執行，可降低自我檢測時之寄生電容之影響。
又，於第2實施形態之附感測器之顯示裝置DSP中，以電極SX於行方向串聯連接而構成共通電極COME之方式動作，但亦可將電極SX於列方向串聯連接而構成共通電極COME。電極SX於列方向串聯連接之構成相當於圖15A所示之附感測器之顯示裝置DSP之構成。於該實例中，檢測電極DETE係設置於縱向。此時，驅動電路只要與圖16、圖18、圖19對應而構成即可。又，關於降低寄生電容之影響之方法，亦只要將針對閘極線G、源極線S之浮動狀態、與共通電極COME之驅動波形同步之相同之波形之輸入等適當組合而執行即可。藉此，可實現與第2實施形態相同之動作。
以上，根據說明之本實施形態之附感測器之顯示裝置，即便為In-cell類型顯示裝置，亦可應用自我檢測方式。又，可根據使用態樣而適當切換自我檢測方式與相互檢測方式。
該等功能可於TFT之玻璃上作為電路而製作，可藉由有效利用驅動器IC之FPC側等之空間而縮小邊框。再者，亦可藉由將該掃描電路內嵌於驅動器IC中而以與無關於觸控功能者大致相同之邊框提供液晶元件。又，以檢測觸控之觸控IC發送相互(Mutual)自我(Self)之檢測信號，亦可藉僅增加配線而不需要掃描電路等，而有較大之優勢。
作為本發明之實施形態，基於上述之顯示裝置，熟知本技術者可適當設計變更而實施之所有顯示裝置，只要包含本發明之主旨，則亦屬於本發明之範圍。
於本發明之思想範疇中，若為熟知本技術者，則可想到各種變更例及修正例，了解關於其等變更例及修正例亦屬於本發明之範圍。 例如，對上述之各實施形態，熟知本技術者適當進行構成要素之追加、刪除或設計變更者，或進行步驟之追加、省略或條件變更者，只要具備本發明之主旨，則亦包含於本發明之範圍。
又，應理解關於自本說明書記載而明瞭藉由本實施形態敘述之態樣所獲得之其他作用效果者、或熟知本技術者可適當想到者，當然可藉由本發明獲得。
可藉由上述實施形態所揭示之複數個構成要素之適當組合而形成各種發明。例如，亦可自實施形態所示之所有構成要素刪除若干構成要素。再者，亦可適當組合跨及不同實施形態之構成要素。
雖然已描述特定實施例，但是此等實施例僅係舉例而提出，且並非意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中描述的新穎方法與系統可以多種其他形式具體化；此外，在不脫離本發明之精神下，可在本文中描述之方法與系統的形式上作出多種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其之等效物意欲涵蓋此等形式或修改，如同此等形式或修改落在本發明之範疇及精神內一般。
10‧‧‧第1絕緣基板
20‧‧‧第2絕緣基板
AR‧‧‧陣列基板
CF‧‧‧彩色濾光片
COME‧‧‧共通電極
CT‧‧‧對向基板
DETE‧‧‧檢測電極
LQ‧‧‧液晶層
OC‧‧‧保護層
PL‧‧‧偏光板

Claims (13)

  1. 一種附感測器之顯示裝置，其包含：一對觸控感測器用電極(DETE、COME)，其係以使於一方向延伸之複數個電極相互交叉之方式配置；及顯示面板(PNL)，其包含：複數個顯示元件(PX)，其等係配置成矩陣狀；複數個閘極線(G)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之列而延伸；及複數個源極線(S)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之行而延伸；且上述顯示面板(PNL)所包含之顯示用之共通電極(COME)係兼用作上述一對觸控感測器用電極(DETE、COME)中之1個電極；上述觸控感測器用電極(DETE、COME)係以自我檢測方式驅動；藉由分時而執行上述顯示面板(PNL)之影像顯示動作與上述觸控感測器用電極(DETE、COME)之驅動動作。
  2. 如請求項1之附感測器之顯示裝置，其中上述共通電極(COME)係設置成與上述顯示面板(PNL)所包含之源極線(S)平行。
  3. 如請求項1或2之附感測器之顯示裝置，其中以上述自我檢測方式驅動上述共通電極(COME)時，上述顯示面板(PNL)所包含之源極線(S)及閘極線(G)係切換成浮動狀態。
  4. 如請求項1或2之附感測器之顯示裝置，其中以上述自我檢測方式驅動上述共通電極(COME)時，上述顯示面板(PNL)所包含之閘極線(G)係切換成浮動狀態，源極線(S)係以與賦予至上述共通電極(COME)之驅動信號相同之信號驅動。
  5. 如請求項1或2之附感測器之顯示裝置，其中以上述自我檢測方式驅動上述共通電極時，上述顯示面板所包含之源極線(S)及閘 極線(G)係以與賦予至上述共通電極(COME)之驅動信號相同之信號驅動。
  6. 如請求項2之附感測器之顯示裝置，其中上述觸控感測器用電極(DETE、COME)係藉由切換而以自我檢測方式或相互檢測方式之任一方式驅動。
  7. 如請求項1之附感測器之顯示裝置，其包含切換電路(40)，該切換電路(40)係於上述顯示裝置分別以影像顯示模式、自我檢測模式、相互檢測模式動作時，切換與各個模式對應之源極線(S)而對上述共通電極供給信號。
  8. 如請求項7之附感測器之顯示裝置，其中上述切換電路(40)係設於上述顯示面板(PNL)之上述共通電極(COME)之延伸方向之端部。
  9. 一種驅動方法，其係附感測器之顯示裝置之驅動方法，該附感測器之顯示裝置包含：一對觸控感測器用電極(DETE、COME)，其係以使於一方向延伸之複數個電極相互交叉之方式配置；及顯示面板(PNL)，其包含：複數個顯示元件(PX)，其等係配置成矩陣狀；複數個閘極線(G)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之列而延伸；及複數個源極線(S)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之行而延伸；且將上述顯示面板(PNL)所包含之顯示用之共通電極(COME)兼用作上述一對觸控感測器用電極(DETE、COME)中之1個電極；將上述觸控感測器用電極(DETE、COME)以自我檢測方式驅動；藉由分時而執行上述顯示面板(PNL)之影像顯示動作與上述觸控感測器用電極(DETE、COME)之驅動動作。
  10. 一種附感測器之顯示裝置，其包含： 顯示面板(PNL)，其包含：複數個顯示元件(PX)，其等係配置成矩陣狀；複數個閘極線(G)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之列而延伸；及複數個源極線(S)，其等係沿著上述顯示元件(PX)所排列之行而延伸；以及複數個觸控感測器用電極(DETE、COME)，其等係組裝於上述顯示面板(PNL)，且設於上下2面；且設於上述顯示面板(PNL)之上方之面之觸控感測器用之電極(DETE)係形成為於一方向延伸之複數個條狀；設於上述顯示面板之下方之面之觸控感測器用之電極(COME)包含：複數個檢測電極(SX)，其等係配置成矩陣狀；及引導線(62)，其與上述複數個檢測電極(SX)以一對一連接；設於上述下方之面之觸控感測器用之電極(COME)係兼用作上述顯示面板(PNL)所包含之顯示用之共通電極(COME)；藉由分時而執行上述顯示面板之影像顯示動作與上述觸控感測器用電極(DETE、COME)之驅動動作；上述附感測器之顯示裝置可使用至少一個上述觸控感測器用電極(DETE、COME)，而切換自我檢測方式或相互檢測方式之任一方式。
  11. 如請求項10之附感測器之顯示裝置，其中於自我檢測方式中，對設於上述下方之面之每個檢測電極(SX)執行檢測動作。
  12. 如請求項10之附感測器之顯示裝置，其中於相互檢測方式中，使用設於上述下方之面之檢測電極(SX)於列方向或行方向之任一方向電性串聯連接所形成之條狀之複數個電極、與設於上述上方之面之於列方向或行方向之另一方向延伸之條狀之複數個觸控感測器用電極(DETE)而執行檢測動作。
  13. 如請求項10之附感測器之顯示裝置，其中當以俯視圖顯示時， 設於上述上方之面之條狀之觸控感測器用電極(DETE)係位於設於上述下方之面且鄰接之檢測電極(SX)間之空間。
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