TWI472156B - 光電裝置、電子機器及接觸檢測之方法 - Google Patents

光電裝置、電子機器及接觸檢測之方法 Download PDF

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Description

光電裝置、電子機器及接觸檢測之方法
本發明係關於一種檢測手指或筆等之對象物接觸畫面之光電裝置、電子機器及接觸檢測之方法。
在專利文獻1中係記載有具有觸控螢幕功能之液晶顯示裝置。此液晶顯示裝置係檢測由彼此對向之2個基板各自所設之電極、及夾設在電極間之液晶所形成之電容元件之電容值之變化而檢測是否有觸控。
[專利文獻1]日本特表2007-510949號公報
然而，在液晶顯示裝置中，為了防止殘影等之畫質劣化，係施加交流電壓於液晶。例如，以施加於共通電極之共通電位Vcom為基準，將施加於像素電極之資料電位設為高電位之期間與設為低電位之期間予以交替重複。然而，以此方式將液晶予以交流驅動之情形下，若共通電位Vcom之位準變化，則會由此而導致電容元件之電容值變化，因此觸控判定之精確度降低。
本發明係有鑑於上述之問題而研創，其課題在提供一種可高精確度進行觸控判定之光電裝置、使用此之電子機器、及接觸檢測之方法。
為了解決上述問題，本發明之光電裝置之特徵為具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；第1記憶機構，其係在對象物未接觸前述畫面之狀態中，將前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小予以記憶作為基準資料；第2記憶機構，其係在判定是否有接觸之狀態中，將前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小予以記憶作為對象資料；差分資料產生機構，其係將從前述第1記憶機構所讀出之前述基準資料與從前述第2記憶機構所讀出之前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；及判定機構，其係根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
依據本發明，即可將對象物未接觸畫面之狀態中之檢測信號之大小予以記憶作為基準資料，並且將判定是否有接觸之狀態中之檢測信號之大小予以記憶作為對象資料，且根據基準資料與對象資料之差分資料，而判定對象物是否已接觸畫面。
另外，在上述之光電裝置中，第1電極、第2電極、第3電極及第4電極亦可為均設在第1基板與第2基板之中任一方之基板上之構成。
此外，在上述之光電裝置中，亦可為進一步具備以下之構成：驅動機構，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態；該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極，並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極；該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極，並且將前述資料電位施加於前述第4電極；及控制機構，其係控制對於前述第1記憶機構及前述第2記憶機構之寫入及讀出，以使與從前述第1記憶機構所讀出之前述基準資料對應之前述液晶之驅動狀態、及與從前述第2記憶機構所讀出之前述對象資料對應之前述液晶之驅動狀態成為相同。
依據此構成，即可就觸控判定之際所比較之基準資料與對象資料將液晶之驅動狀態設為相同。假使，不考慮液晶之驅動狀態之不同之情形下，若檢測出基準資料時之液晶之驅動狀態、與檢測出對象資料時之液晶之驅動狀態不同，則電容值會起因於共通電位Vcom之位準變化而改變，因此即使比較基準資料與對象資料亦無法正確地進行觸控判定。相對於此，依據上述構成，藉由將液晶之驅動狀態設為相同，即可消除因為液晶之驅動狀態(共通電位Vcom之位準)不同所引起之電容值之變化。因此，可高精確度進行觸控判定。
此外，在上述之光電裝置中，前述控制機構亦可為將在前述第1驅動狀態下所檢測之前述基準資料與在前述第2驅動狀態下所檢測之前述基準資料予以記憶在前述第1記憶機構；且將在前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態下所檢測之前述對象資料予以記憶在前述第2記憶機構；且從前述第2記憶機構將前述一方之驅動狀態之前述對象資料予以讀出並進行供給，並且從前述第1記憶機構將與前述一方之驅動狀態對應之前述基準資料予以讀出並加以供給至前述差分資料產生機構之構成。
此情形下，亦可就觸控判定之際所比較之基準資料與對象資料將液晶之驅動狀態設為相同。
此外，在上述之光電裝置中，前述控制機構亦可為將在前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態下所檢測之前述基準資料予以記憶在前述第1記憶機構；且將在前述一方之驅動狀態下所檢測之前述對象資料予以記憶在前述第2記憶機構之構成。
此情形下，亦可就觸控判定之際所比較之基準資料與對象資料將液晶之驅動狀態設為相同。
此外，在上述之光電裝置中，亦可為具備：驅動機構，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態；該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極，並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極；該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極，並且將前述資料電位施加於前述第4電極；及算出機構，將在前述第1驅動狀態中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小、及在前述第2驅動狀態中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小之平均予以算出作為平均資料；前述第1記憶機構係將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述平均資料予以記憶作為前述基準資料；前述第2記憶機構係將判定是否有接觸之狀態中之前述平均資料予以記憶作為前述對象資料之構成。
依據此構成，基準資料與對象資料各自係成為第1驅動狀態中之檢測信號之大小、與第2驅動狀態中之檢測信號之大小之平均資料。如此藉由取得第1驅動狀態之情形與第2驅動狀態之情形之平均，而在基準資料與對象資料中，同等程度反映因為液晶之驅動狀態(共通電位Vcom之位準)不同所引起之電容值之變化之影響。因此，藉由比較基準資料與對象資料即可排除電容值之變化之影響，且可高精確度進行觸控判定。
此外，在上述之光電裝置中，前述算出機構亦可為使用在鄰接之2個前述特定週期之各個中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號而算出前述平均資料之構成。此外，在上述之光電裝置中，前述驅動機構亦可為以訊框週期或圖場週期之自然數倍來切換前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態作為前述特定週期之構成。
此外，本發明之電子機器之特徵為具備上述任一者之光電裝置。在此電子機器中，係例如有個人電腦或行動電話、行動資訊終端機、自動販賣機等屬之。
此外，本發明之接觸檢測之方法之特徵為：在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；及顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；該方法係將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述檢測信號之大小予以記憶作為基準資料；將判定是否有接觸之狀態中之前述檢測信號之大小予以記憶作為對象資料；且將前述基準資料與前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；及根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
此外，本發明之接觸檢測之方法之特徵為：在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動機構，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極；該方法係將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為基準資料，且將在前述第1驅動狀態中所取入之前述基準資料與在前述第2驅動狀態中所取入之前述基準資料予以記憶；在判定是否有接觸之狀態中，將前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為對象資料並加以記憶；將前述一方之驅動狀態之前述對象資料予以讀出，且將與前述一方之驅動狀態對應之前述基準資料予以讀出，且將所讀出之前述基準資料與所讀出之前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；且根據前述差分資料，判定接觸物是否已接觸前述畫面。
此外，本發明之接觸檢測之方法之特徵為：在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動機構，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極；該方法係在對象物未接觸前述畫面之狀態中，將前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為基準資料並加以記憶；在判定是否有接觸之狀態中，將前述一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為對象資料並加以記憶；將前述基準資料與前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；且根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
此外，本發明之接觸檢測之方法之特徵為：在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動機構，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極；該方法係將前述第1驅動狀態中之前述檢測信號之大小、及前述第2驅動狀態中之前述檢測信號之大小之平均予以算出作為平均資料；將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述平均資料予以記憶作為基準資料；將檢測是否有接觸之狀態中之前述平均資料予以記憶作為對象資料；且將前述基準資料與前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；且根據前述差分資料而判定對象物是否已接觸前述畫面。
 <A：第1實施形態>
圖1係為表示第1實施形態之光電裝置10之構成之方塊圖。
光電裝置10係具備：像素區域100、掃描線驅動電路20、資料線驅動電路30、檢測電路40、控制電路200、圖像處理電路300、及Vcom檢測電路400。在像素區域100中，係設有在X方向延伸之m條掃描線102、及在Y方向延伸之n條資料線104(m與n均為2以上之自然數)。各像素電路P係配置在與掃描線102與資料線104之交叉對應之位置。因此，此等像素電路P係排列成m列×n行之矩陣狀。此外，雖省略圖示，惟在像素區域100之背面係設有背光源(back light)，而來自此背光源之光係從像素區域100之背面側經由各像素電路P而射出。
控制電路200係產生Y傳送開始脈衝(pulse)DY及Y時脈(clock)信號YCR而供給至掃描線驅動電路20。掃描線驅動電路20係對於m條掃描線102各自輸出掃描信號Gi(i=1~m)，且依序選擇各掃描線102。例如，輸出至第1列掃描線102之掃描信號G1，係為具有從1垂直掃描期間(1F)之最初之時序(timing)相當於1水平掃描期間(1H)之寬度之脈衝。之後，將此脈衝依1H依序位移者，係作為掃描信號G2~Gn對於第2列~第m列掃描線102各自輸出。
控制電路200係產生X傳送開始脈衝DX、X時脈信號XCK及極性信號Sf而供給至資料線驅動電路30。此外，圖像處理電路300係對於輸入圖像資料Din施以圖像處理而產生輸出圖像資料Dout，且供給至資料線驅動電路30。資料線驅動電路30係對於與掃描線驅動電路20所選擇之掃描線102對應之1列份之像素電路P各自供給與應顯示之灰階對應之大小之資料電位VDj(j=1~n)。
另外，極性信號Sf係表示施加於液晶之電壓之極性。在本實施形態中，係使施加於液晶之電壓之極性依每1訊框(frame)反轉。具體而言，係以施加於共通電極之共通電位Vcom為基準，將施加於像素電極之資料電位VD設為高電位之期間與設為低電位之期間依每1訊框交替重複。此外，極性信號Sf係供給至未圖示之電源電路。電源電路係與極性信號Sf同步而產生依每1訊框使低位準與高位準反轉之共通電位Vcom而供給至共通電極。
Vcom檢測電路400係檢測共通電極之電位係為高位準還是低位準，且將檢測結果作為檢測信號Vdet輸出至控制電路200。另外，由於供給至共通電極之共通電位Vcom係根據極性信號Sf而產生，因此亦可使用極性信號Sf來取代檢測信號Vdet。換言之，藉由使用極性信號Sf即可省略Vcom檢測電路400。然而，由於在共通電極係附帶較大之寄生電容，因此即使電源電路以使共通電位Vcom反轉之方式動作，實際上至共通電位Vcom之電位反轉為止亦需要時間。因此，藉由使用Vcom檢測電路400，控制電路200即可正確地偵測共通電位Vcom之位準。
此外，如圖1所示，各像素電路P係具備液晶元件50與電晶體51。液晶元件50係由像素電極53及共通電極55、及施加有在兩者間所產生之電場之液晶57所構成。在共通電極55係供給有共通電位Vcom。詳細內容雖將後述，惟在本實施形態中，係採用藉由在像素電極53與共通電極55之間產生之橫方向之電場來控制液晶57之配向之橫向電場方式。電晶體51係由N通道型之TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)所構成，介設在像素電極53與資料線104之間而控制兩者間之導通。電晶體51之閘極係連接於掃描線102。因此若選擇第i列掃描線102，則第i列各像素電路P之電晶體51即成為導通狀態，且在此等各像素電路P之像素電極53中，係經由資料線104而供給有資料電位VD。藉此而將電壓(=VD-Vcom)施加於像素電極53與共通電極55之間。此電壓係保持一定期間，且液晶57係依據所施加之電壓而使分子集合之配向及秩序變化。因此，即可依每像素電路P來控制液晶元件50之穿透率(從背光源所照射之光之中穿透於觀察側之光量之比例)，而可進行藉由光調變之灰階顯示。
此外，圖1所示之符號「R」、「G」、「B」係表示各像素電路P之顯示色。在本實施形態中，將「R」、「G」、「B」之各色設為顯示色之3個像素電路P係構成1組C，且依每1組C而設有1個感測(sensing)電路60。換言之，在像素區域100中，係全部設有m×n/3個感測電路60。各感測電路60係輸出與後述之接觸檢測用電容元件之電容值對應之大小之檢測信號T。檢測電路40係將從各感測電路60所輸出之檢測信號T進行信號處理，而獲得1畫面份之m×n/3個電容值。此外，檢測電路40係將以此方式獲得之1畫面份之電容值(m×n/3個)予以輸出至控制電路200。
圖2係為表示感測電路60之構成之電路圖。
感測電路60係具備：重設(reset)電晶體61、放大電晶體62、選擇電晶體63、基準電容元件Cr、及接觸檢測用電容元件Cl。在重設電晶體61之閘極中，係經由第1控制線72而供給有重設信號RES。重設電晶體61之汲極係連接於電源線70，而其源極係與放大電晶體62之閘極連接。此外，在電源線70中係供給有電源電位VRH。放大電晶體62之汲極係連接於電源線70，而其源極係連接於選擇電晶體63之汲極。選擇電晶體63之源極係連接於檢測線74，而在其閘極中係經由第2控制線76而供給有選擇信號SEL。在放大電晶體62之閘極與第1控制線72之間，係具備基準電容元件Cr。此外，在接觸檢測用電容元件Cl之第1電極64中係供給有共通電位Vcom，且第2電極65係連接於放大電晶體62之閘極。
茲參照圖3~圖6說明此感測電路60之動作。
感測電路60係以重設期間Tres、感測期間Tsen、及讀出期間Tout為一單位進行動作。重設信號RES及選擇信號SEL係藉由檢測電路40而產生。首先，在重設期間Tres中，重設信號RES之位準係成為VD，而重設電晶體61係成為導通狀態。於是，如圖4所示，放大電晶體62之閘極之電位VA係被重設為電源電位VRH。此外，由於在接觸檢測用電容元件Cl之第2電極65中亦供給有電源電位VRH，因此接觸檢測用電容元件Cl之第1電極64與第2電極65之間之電壓係成為VRH-Vcom。
接著，在感測期間Tsen中，重設信號RES之位準從VD變化至GND(=0V)。因此，如圖5所示重設電晶體61與選擇電晶體63均成為關斷(off)狀態。由於第1控制線72係與基準電容元件Cr之一方之電極連接，因此基準電容元件Cr係發揮作為耦合(coupling)電容功能，且若重設信號RES之位準變化，則放大電晶體62之閘極電位VA即變化。此時之閘極電位VA之變化量，係成為與基準電容元件Cr與接觸檢測用電容元件Cl之電容比對應之值。此外，接觸檢測用電容元件Cl之電容值，係若手指或觸控筆等之對象物接觸畫面即變化。
在此，若將對象物未接觸畫面之狀態中之接觸檢測用電容元件Cl之電容值設為Clc、對象物接觸畫面之狀態中之接觸檢測用電容元件Cl之電容值之變化量設為△Clc、基準電容元件Cr之電容值設為Cref、第1控制線72之電位變化設為△V(=VD)，則對象物接觸畫面時之放大電晶體62之閘極電位VA之變化量△VA，係由公式(1)所給定(惟寄生電容係予以忽視)。因此，可將接觸檢測用電容元件Cl之電容變化反映在放大電晶體62之閘極電位VA。
△VA={(Cref×△Clc)×△V}/{(Cref+Clc+AClc)(Cref+Clc)}………(1)
接著，在讀出期間Tout中，選擇信號SEL係從低位準變化至高位準。於是，如圖6所示，選擇電晶體63成為導通狀態。藉此而使與放大電晶體62之閘極之電位VA對應之大小之檢測電流It流通於檢測線74。此檢測電流It係作為檢測信號T而輸出至檢測電路40。因此，對象物未接觸畫面之情形下輸出之檢測電流It之值、與對象物接觸畫面之情形下輸出之檢測電流It之值係不同。此外，對象物接觸畫面時之閘極電位VA之變化量AVA愈大，則非接觸時之檢測電流It之值與接觸時之檢測電流It之值之差即愈大，且感測電路60之檢測靈敏度變高。
圖7係為表示像素電路P與感測電路60之具體之結構之俯視圖。此外，圖8係為從圖7所示之A-A'線所觀看之剖面圖。
如圖7所示，感測電路60係由構成接觸用電容元件Cl之第1電極64及第2電極65、及放大電晶體62等之電路元件所具備之電路部66所組成。此外，如圖8所示，在彼此對向之第1基板11與第2基板12之間夾設有液晶57，且液晶分子係以其長軸方向成為與基板平行之方向之方式排列。此外，在第1基板11之中與第2基板12之對向面上，係形成有感測電路60所含之放大電晶體62。此放大電晶體62係包括：由半導體材料所形成之半導體層111、及夾著覆蓋半導體層111之閘極絕緣層Fa0而與半導體層111對向之閘極電極113。閘極電極113係由第1絕緣層Fa1所覆蓋。此外，放大電晶體62之汲極電極115及源極電極117，係形成在第1絕緣層Fa1之面上，並且經由接觸孔CH1而與半導體層111導通。此外，汲極電極115及源極電極117係由第2絕緣層Fa2所覆蓋。
在閘極絕緣層Fa0之面上，係形成有與閘極電極113電性連接之閘極配線114。閘極電極113與閘極配線114，係藉由涵蓋閘極絕緣層Fa0之全域而連續形成之導電膜(例如鋁之薄膜)之圖案化而以同一程序批次形成。另外，如閘極電極113與閘極配線114之關係，以下茲將複數個要素藉由共通之膜體(不論是單層或複數層)之選擇性去除而以同一程序形成，僅記載為「由同層所形成」。
如圖8所示，閘極配線114係由第1絕緣層Fa1所覆蓋。在第1絕緣層Fa1之面上，係形成有資料線104與導電層116。資料線104與導電層116係由同層所形成。導電層116係經由接觸孔CH2而與閘極配線114導通。此外，資料線104及導電層116係由第2絕緣層Fa2所覆蓋。第2絕緣層Fa2係進一步由第3絕緣層Fa3所覆蓋。
在第3絕緣層Fa3之面上，係形成有複數個第1電極64與第2電極65。第1電極64與第2電極65係由同層所形成。此外，第1電極64與第2電極65係以導電性之材料構成。各第2電極65係經由接觸孔CH3而與導電層116導通。亦即，各第2電極65係經由導電層116與閘極配線114而與放大電晶體62之閘極電極113連接。在第1電極64與第2電極65之間若施加電壓(=VRH-Vcom)，則在第1電極64與第2電極65之間，即產生與基板大致平行之方向(橫方向)之電場。此外，如圖8所示，由第1電極64及第2電極65、及施加有在兩者間所產生之電場之液晶57而構成複數個電容Clm。以此等複數個電容Clm，構成圖2所示之接觸檢測用電容元件Cl。
另外，在圖8中雖未圖示，惟在第3絕緣層Fa之面上，係形成有構成各像素電路P之像素電極53與共通電極55。像素電極53與共通電極55係由同層所形成，且藉由在兩者間所產生與基板大致平行之方向(橫方向)之電場來控制液晶57之配向。此外，各像素電路P中之電晶體51，係以與感測電路60中之放大電晶體62相同製造過程(process)所形成。電晶體51之源極，係經由圖7所示之接觸孔CH4而與像素電極53導通。
接著說明接觸檢測用電容元件Cl之電容值之變化。
在手指或觸控筆等之對象物未接觸畫面之狀態下，如圖8所示第1基板11與第2基板12係平行。相對於此，如圖9所示若對象物接觸畫面，則第2基板12撓曲，第1基板11與第2基板12之距離變小。由此，夾設在基板間之液晶57之配向紊亂，且電容Clm之電容值變化(亦即接觸檢測用電容元件Cl之電容值變化)。
從前述之公式(1)亦可明瞭，非接觸時與接觸時之電容值之變化量AClc愈大，則放大電晶體62之閘極電位VA之變化量△VA即愈大，且感測電路60之檢測靈敏度變高。以用以增大接觸時與非接觸時之電容值之變化量△Clc之參數之1而言，係有第1電極64與第2電極65之間之距離d，且存在使感測電路60之檢測靈敏度為最大之距離d之值。然而，在第1基板11與第2基板12各自設有電極之構成中，電極間之距離係相當於彼此對向之基板間之距離，亦即晶元間隙(cell gap)量。在此，由於晶元間隙量係由光電裝置10之顯示特性所決定之值，因此無法自由變更。因此，在第1基板11與第2基板12各自設有電極之構成中，係難以以感測電路60之檢測靈敏度成為最大之方式設定電極間之距離。換言之，只要以顯示特性優先，檢測靈敏度即降低，只要以檢測靈敏度優先，則顯示特性無法成為最佳。
相對於此，在本實施形態中，係將構成接觸檢測用電容元件Cl之第1電極64與第2電極65，均設在第1基板11之中與第2基板12之對向面側。因此，可將第1電極64與第2電極65之間之距離d，與晶元間隙量無關地設定成感測電路60之檢測靈敏度成為最大之值。換言之，可以顯示特性成為最佳之方式設定晶元間隙量，另一方面可與此無關地設定第1電極64與第2電極65之間之距離d。此外，在本實施形態中，由於液晶分子係以其長軸方向成為與基板平行之方向之方式排列，因此相較於以液晶分子之長軸方向成為與基板垂直之方向之方式排列之情形，畫面按壓後之液晶分子之配向之恢復較快。
再度返回圖7繼續說明。如圖7所示，第1電極64與第2電極65各自係以形成為梳齒形狀而彼此咬合之方式配置。藉此，相較於將第1電極64與第2電極65之兩方形成為矩形而使之彼此離間之構成，可將第1電極64與第2電極65相互接近之部分確保為更多。亦即，相較於第1電極64與第2電極65之兩方形成為矩形之構成，施加電場之面積較大。因此，液晶分子之配向易於變化，因此可將接觸時與非接觸時之電容值之變化量△Clc增大，且可提高感測電路60之檢測靈敏度。
此外，如圖7所示，感測電路60中之第1電極64、與像素電路P中之共通電極55係由同層所形成。此外，感測電路60中之第2電極65、與像素電路P中之像素電極53係由同層所形成。因此，可將感測電路60與像素電路P以同一製造過程同時製造，因此易於製造液晶面板。此外，如圖7所示，第1電極64與共通電極55係連續形成，且均供給有共通電位Vcom。因此，第1電極64與共通電極55各自不需供給個別之電位。
圖10係為表示顯示圖像之情形之光電裝置10之動作之時序圖。另外，在本實施形態中係說明使用V反轉方式將液晶予以交流驅動之情形。如同圖所示，在第1訊框期間F1之第i個水平掃描期間Hi中，掃描信號Gi係成為高位準。於是，像素電路P(i,j)之電晶體51成為導通狀態，而在像素電極53中係經由第j行資料線104而施加資料電位VDj(4 V)。此外，在第1訊框期間F1中，係對於包括像素電路P(i,j)之所有像素電路P之共通電極55，施加共通電位Vcom之低位準(GND)。因此，在第1訊框期間F1中，係於以共通電極55之電位(GND)為基準時，像素電極53之電位(4 V)成為高電位。此外，在像素電路P(i,j)之像素電極53與共通電極55之間係施加有4V之電壓。
然而，在下一個訊框亦顯示相同顏色之情形下，在像素電路P(i,j)之像素電極53與共通電極55之間係需施加4 V之電壓。此外，在下一個訊框中，係需使施加於像素電路P(i,j)之液晶57之電壓之極性反轉。如圖10所示，在接續第1訊框期間F1之第2訊框期間F2中，係對於包括像素電路P(i,j)之所有像素電路P之共通電極55施加共通電位Vcom之高位準(2 V)。因此，在第2訊框期間F2之第i個水平掃描期間Hi中，若掃描信號Gi成為高位準，則在像素電路P(i,j)之像素電極53中，係施加有-2 V作為資料電位VDj。
在此，若將施加於液晶57之電壓之極性，在像素電極53之電位較共通電極55之電位更高電位之情形設為「正極性」、在像素電極53之電位較共通電極55之電位更低電位之情形設為「負極性」，則施加於像素電路P(i,j)之液晶57之電壓之極性，係如圖11所示，於奇數訊框之情形下成為正極性(+)、於偶數訊框之情形下成為負極性(-)。此外，在V反轉方式中，於同一訊框之所有像素電路P中施加於液晶57之電壓之極性係共通，且施加電壓之極性係在鄰接之訊框間反轉。
圖12係為表示檢測1畫面份之電容值之期間之時序圖。
控制電路200係經由檢測電路40而驅動各感測電路60，而可檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)、及共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在此，檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值之期間，係成為圖12所示之期間Ts(+)。亦即，以訊框同步信號下降之時序，檢測共通電位Vcom為低位準之後，直到共通電位Vcom切換為高位準之瞬前之期間。此外，檢測共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值之期間，係成為圖12所示之期間Ts(-)。亦即，以訊框同步信號下降之時序，檢測共通電位Vcom為高位準之後，直到共通電位Vcom切換為低位準之瞬前之期間。
另外，控制電路200係根據從Vcom檢測電路400所輸出之檢測信號Vdet，以訊框同步信號下降之時序，檢測施加於共通電極55之共通電位Vcom係為高位準還是低位準。
接著說明與觸控判定相關之光電裝置10之動作。
若開始圖13(a)所示之初始化處理，首先，控制電路200即控制檢測電路40及各感測電路60，而檢測共通電位Vcom為低位準(GND)之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第1基準電容資料予以記憶在控制電路200內所設之第1記憶部(省略圖示)(步驟S101)。另外，在步驟S101中，係在圖12所示之奇數訊框中之期間Ts(+)中檢測1畫面份之電容值。
茲具體說明此步驟S101之處理，首先，控制電路200係以訊框同步信號下降之時序，檢測共通電位Vcom係為高位準還是低位準。再者，控制電路200係在檢測出共通電位Vcom為低位準之情形下，將檢測開始信號予以輸出至檢測電路40。檢測電路40若接收檢測開始信號，則產生重設信號RES及選擇信號SEL而供給至各感測電路60，且藉此而使各感測電路60依序進行重設動作、感測動作、及讀出動作。其結果，從各感測電路60輸出檢測信號T(檢測電流It)。此檢測信號T係具有與由第1電極64及第2電極65、及施加有在兩者間所產生之電場之液晶57所形成之接觸檢測用電容元件Cl之電容值對應之信號位準。檢測電路40係將從各感測電路60所輸出之檢測信號T進行信號處理，而獲得全部為m×n/3個之電容值。此外，檢測電路40係將以此方式獲得之m×n/3個之電容值設為1畫面份之電容值而輸出至控制電路200。再者，控制電路200係將從檢測電路40所供給之1畫面份之電容值(m×n/3個)，作為第1基準電容資料而予以記憶在第1記憶部。
接著，控制電路200係控制檢測電路40及各感測電路60而檢測共通電位Vcom為高位準(2 V)之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第2基準電容資料予以記憶在第1記憶部(步驟S102)。另外，在步驟S102中，係在圖12所示之偶數訊框中之期間Ts(-)中檢測1畫面份之電容值。茲具體說明此步驟S102之處理，首先，控制電路200係以訊框同步信號下降之時序，檢測共通電位Vcom係為高位準還是低位準，在檢測出共通電位Vcom為高位準之情形下，將檢測開始信號予以輸出至檢測電路40。之後，直到在檢測電路40中輸出1畫面份之電容值之處理，係與上述之步驟S101同樣，因此省略說明。控制電路200若從檢測電路40獲得1畫面份之電容值(m×n/3個)，則將此作為第2基準電容資料予以記憶在第1記憶部。
另外，記憶在第1記憶部之第1基準電容資料(Vcom=Low)與第2基準電容資料(Vcom=Hi)，係成為在進行觸控判定之際作為比較之基準之1畫面份之電容值。此外，以上所說明之初始化處理，係例如於光電裝置10之電源投入時、或由使用者進行指示初始化處理之開始之按鍵操作時、或顯示圖像切換時，依特定之每一時間間隔執行。再者，藉由此初始化處理，將在對象物未接觸畫面之基準狀態中所檢測出之第1基準電容資料(Vcom=Low)與第2基準電容資料(Vcom=Hi)予以記憶在第1記憶部。
接著，圖13(b)所示之觸控判定處理，係在觸控輸入功能導通之狀態，亦即在藉由手指或觸控筆接受觸控輸入之期間中定期性執行。若開始此觸控判定處理，首先，控制電路200即以訊框同步信號下降之時序，判定共通電位Vcom是否為低位準(步驟S201)。控制電路200係若判定共通電位Vcom為低位準(步驟S201：是)，則檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第1對象電容資料予以記憶在控制電路200內所設之第2記憶部(省略圖示)(步驟S202)。藉由此步驟S202之處理，將觸控輸入功能在導通之狀態中所檢測出之1畫面份之電容值(Vcom=Low)作為第1對象電容資料予以記憶在第2記憶部。
接著，控制電路200係從第1記憶部讀出第1基準電容資料，且算出在步驟S202中所檢測出之第1對象電容資料之差分(步驟S203)。第1基準電容資料與第1對象電容資料係均為共通電位Vcom為低位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在算出差分資料之際，係就1畫面份之電容值，比較由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此，且算出全部為m×n/3個之差分資料。
另一方面，控制電路200係在步驟S201中判定共通電位Vcom非為低位準之情形(步驟S201：否)，亦即共通電位Vcom為高位準之情形下，檢測共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第2對象電容資料予以記憶在第2記憶部(步驟S204)。藉由此步驟S204之處理，將觸控輸入功能在導通之狀態中所檢測出之1畫面份之電容值(Vcom=Hi)作為第2對象電容資料予以記憶在第2記憶部。
接著，控制電路200係從第1記憶部讀出第2基準電容資料，且算出與在步驟S204中所檢測出之第2對象電容資料之差分(步驟S205)。第2基準電容資料與第2對象電容資料，係均為在共通電位Vcom為高位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在算出差分資料之際，係就1畫面份之電容值，比較由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此，且算出全部為m×n/3個之差分資料。
其後，控制電路200係將所算出之差分資料(m×n/3個)各自與預先決定之觸控判定用之臨限值進行比較，且根據比較結果，來判定手指或觸控筆等之對象物是否已接觸畫面(步驟S206)。例如，控制電路200係將超過臨限值之差分資料之個數進行計數，且於計數值為特定值以上之情形下判定有觸控，另一方面於計數值未達特定值之情形下判定無觸控。此外，從手指或觸控筆對於畫面之接觸面積、及畫面中之感測電路60之排列密度，就超過臨限值之差分資料之個數預先決定上限值與下限值，且於上述之計數值為由上限值與下限值所決定之範圍內之值之情形下判定有觸控，另一方面於計數值非為上述之範圍內之值之情形下判定無觸控亦可。
圖13(a)所示之初始化處理，係例如在顯示圖像切換，如圖14之左側所示按鍵「A」與按鍵「B」顯示於畫面之階段執行。在此階段中，手指或觸控筆等之對象物未接觸畫面。藉此檢測第1基準電容資料(Vcom=Low)與第2基準電容資料(Vcom=Hi)而予以記憶在第1記憶部。其後，定期性執行圖13(b)所示之觸控判定處理。手指或觸控筆等之對象物未接觸畫面之情形下，即使在觸控判定處理中檢測第1對象電容資料(Vcom=Low)，與第1基準電容資料(Vcom=Low)之差分亦完全未達臨限值。或者，即使在觸控判定處理中檢測第2對象電容資料(Vcom=Hi)，與第2基準電容資料(Vcom=Hi)之差分亦完全未達臨限值。因此判定為無觸控。
相對於此，如圖14之右側所示手指或觸控筆等之對象物接觸畫面之情形下，伴隨著對象物之接觸，關於按鍵「A」內之被作成陰影之部分，接觸檢測用電容元件Cl之電容值有極大變化。因此在觸控判定處理中，若比較第1對象電容資料(Vcom=Low)與第1基準電容資料(Vcom=Low)、或第2對象電容資料(Vcom=Hi)與第2基準電容資料(Vcom=Hi)，則檢測出複數個超過臨限值之差分資料。因此判定為有觸控。
如以上所說明，依據本實施形態，可就觸控判定之際所比較之基準電容資料與對象電容資料將液晶之驅動狀態(Vcom位準)設為相同。假使，不考慮液晶之驅動狀態之不同之情形下，若檢測出基準電容資料時之液晶之驅動狀態、與檢測出對象電容資料時之液晶之驅動狀態不同，則由於Vcom位準不同，因此接觸檢測用電容元件Cl之電容值會改變。因此即使比較基準電容資料與對象電容資料亦無法正確進行觸控判定。相對於此，依據本實施形態，藉由將液晶之驅動狀態(Vcom位準)設為相同，即可將因為液晶之驅動狀態不同所引起之接觸檢測用電容元件Cl之電容值之變化予以消除。因此，即可高精確度進行觸控判定。
<B：第2實施形態>
接著參照圖15說明第2實施形態之光電裝置。
另外，由於本實施形態之光電裝置之構成，係與參照圖1~圖12所說明之第1實施形態之光電裝置10大致相同，因此茲使用與第1實施形態相同之符號。此外，關於與第1實施形態共通之部分，係省略其說明。
若開始圖15(a)所示之初始化處理，則控制電路200即控制檢測電路40及各感測電路60，而檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部(步驟S301)。此步驟S301係相當於第1實施形態中之初始化處理之步驟S101。
另外，在第1實施形態之初始化處理中，雖係檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(第1基準電容資料)、與共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值(第2基準電容資料)之兩方而予以記憶在第1記憶部，惟在第2實施形態之初始化處理中，係僅檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值，且將此作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部。此外，圖15(a)所示之初始化處理，係與第1實施形態之初始化處理同樣，係於電源投入時、或接受來自使用者之啟動指示時、或顯示圖像切換時，依特定之每一時間間隔執行。藉由此初始化處理，將在對象物未接觸畫面之基準狀態中所檢測出之1畫面份之電容值(Vcom=LoW)作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部。
接著，圖15(b)所示之觸控判定處理，係在觸控輸入功能為導通之狀態中定期性執行。若開始觸控判定處理，首先，控制電路200即以訊框同步信號下降之時序，判定共通電位Vcom是否為低位準(步驟S401)，且重複此判定直到共通電位Vcom成為低位準。再者，若共通電位Vcom成為低位準(步驟S401：是)，則控制電路200即檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為對象電容資料予以記憶在第2記憶部(步驟S402)。藉由此步驟S402之處理，將觸控輸入功能在導通之狀態中所檢測出之1畫面份之電容值(Vcom=Low)作為對象電容資料予以記憶在第2記憶部。
接著，控制電路200係從第1記憶部讀出基準電容資料，且算出與在步驟S402中所檢測出之對象電容資料之差分(步驟S403)。基準電容資料與對象電容資料係均為共通電位Vcom為低位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在算出差分資料之際，係就1畫面份之電容值，比較由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此，且算出全部為m×n/3個之差分資料。其後，控制電路200係將所算出之差分資料(m×n/3個)各自與觸控判定用之臨限值進行比較，且根據比較結果進行觸控判定(步驟S404)。
依據本實施形態，只要僅將共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部即可，不需記憶共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值。因此，相較於第1實施形態之情形，可使第1記憶部之記憶容量減至一半。另外，在本實施形態中，雖已說明將基準電容資料與對象電容資料各自在共通電位Vcom為低位準之期間中檢測，且根據兩者之差分而進行觸控判定之情形，惟亦可為將基準電容資料與對象電容資料各自在共通電位Vcom為高位準之期間中檢測，且根據兩者之差分而進行觸控判定之構成。
<C：第3實施形態>
接著參照圖16說明第3實施形態之光電裝置。
另外，由於本實施形態之光電裝置之構成，係與參照圖1~圖12所說明之第1實施形態之光電裝置10大致相同，因此茲使用與第1實施形態相同之符號。此外，關於與第1實施形態共通之部分，係省略其說明。
若開始圖16(a)所示之初始化處理，首先，控制電路200即控制檢測電路40及各感測電路60，而檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第1基準電容資料予以記憶在第1記憶部(步驟S501)。接下來，控制電路200係控制檢測電路40及各感測電路60，而檢測共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第2基準電容資料予以記憶在第1記憶部(步驟S502)。另外，步驟S501及S502係與第1實施形態中之初始化處理之步驟S101及S102同樣。
接著，控制電路200係算出第1基準電容資料與第2基準電容資料之平均值資料，且將此作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部(步驟S503)。第1基準電容資料係為共通電位Vcom在低位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。此外，第2基準電容資料係為共通電位Vcom在高位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在算出平均值資料之際，係就1畫面份之電容值，以由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此取得平均，算出全部為m×n/3個之平均值資料。
此外，圖16(a)所示之初始化處理，係與第1實施形態之初始化處理同樣，係於電源投入時、或接受來自使用者之啟動指示時、或顯示圖像切換時，依特定之每一時間間隔執行。藉由此初始化處理，將在對象物未接觸畫面之基準狀態中之平均值資料(m×n/3個)作為基準電容資料予以記憶在第1記憶部。
接著，圖15(b)所示之觸控判定處理，係在觸控輸入功能為導通之狀態中定期性執行。若開始觸控判定處理，首先，控制電路200即檢測共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第1對象電容資料予以記憶在第2記憶部(步驟S601)。接下來，控制電路200係檢測共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值(m×n/3個)，且將此作為第2對象電容資料予以記憶在第2記憶部(步驟S602)。
接著，控制電路200係算出第1對象電容資料與第2對象電容資料之平均值資料，且將此作為對象電容資料予以記憶在第2記憶部(步驟S603)。第1對象電容資料係為共通電位Vcom為低位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。此外，第2對象電容資料係為共通電位Vcom為高位準之情形下所檢測出之1畫面份之電容值(m×n/3個)。在算出平均值資料之際，係就1畫面份之電容值，以由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此取得平均，且算出全部為m×n/3個之平均值資料。藉由此步驟S603之處理，將觸控輸入功能在導通之狀態中之平均值資料(m×n/3個)作為對象電容資料予以記憶在第2記憶部。
接著，控制電路200係從第1記憶部讀出基準電容資料，且算出與在步驟S603中所算出之對象電容資料之差分(步驟S604)。基準電容資料係為第1基準電容資料與第2基準電容資料之平均值資料(m×n/3個)。此外，對象電容資料係為第1對象電容資料與第2對象電容資料之平均值資料(m×n/3個)。在算出差分資料之際，係就1畫面份之平均值資料(電容值)，比較由相同感測電路60所檢測出之電容值彼此，且算出全部為m×n/3個之差分資料。其後，控制電路200係將所算出之差分資料(m×n/3個)各自與觸控判定用之臨限值進行比較，且根據比較結果而進行觸控判定(步驟S605)。例如，控制電路200係將超過臨限值之差分資料之個數進行計數，且於計數值為特定值以上之情形下判定有觸控，另一方面於計數值未達特定值之情形下判定無觸控。
依據本實施形態，基準電容資料與對象電容資料各自係成為共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值、及共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值之平均值。以此方式取得共通電位Vcom為低位準之情形與共通電位Vcom為高位準之情形之平均，而在基準電容資料與對象電容資料中，同等程度反映因為液晶之驅動狀態(Vcom位準)不同所引起之接觸檢測用電容元件Cl之電容值之變化之影響。因此，藉由比較基準電容資料與對象電容資料即可排除電容值之變化之影響。此外，藉由取得平均即可減少雜訊。因此，可高精確度進行觸控判定。
另外，若拉開檢測第1對象電容資料(Vcom=Low)與第2對象電容資料(Vcom=Hi)之時間間隔，則會產生第1對象電容資料與第2對象電容資料之中，一方之資料係在對象物未接觸畫面之狀態下被檢測，而另一方之資料係在對象物接觸畫面之狀態下被檢測等之狀況。此種情形下，由於難以正確判定是否有觸控，因此以在第N個訊框與接續此之第N+1個訊框等，鄰接之2個訊框中檢測第1對象電容資料與第2對象電容資料，且取得其平均值為較理想。此對於第1基準電容資料(Vcom=Low)與第2基準電容資料(Vcom=Hi)亦同樣。
<D：變形例>
本發明並不限定於上述之各實施形態，例如，以下之變形亦為可能。此外，亦可將以下所示之變形例之中2個以上之變形例將以組合。
(變形例1)
在上述之各實施形態中，雖已說明將共通電位Vcom之低位準與高位準依每1訊框切換之情形，惟例如亦可為依2訊框或3訊框來切換共通電位Vcom之低位準與高位準之構成。此外，在交錯(interlace)掃描之情形下，例如，可依每1圖場(field)或4圖場來切換共通電位Vcom之低位準與高位準。
(變形例2)
在上述之各實施形態中，雖係例示依「R」、「G」、「B」之3個像素電路P具備1個感測電路60之構成，惟亦可為例如依1個像素電路P具備1個感測電路60之構成。此情形下，在像素區域100，即具有全部為m×n個感測電路60。此外，在將「R」、「G」、「B」之3個像素電路P設為1組C之情形下，亦可為依鄰接之複數組C具備1個感測電路60之構成。
(變形例3)
在上述之各實施形態中雖已說明使用V反轉方式而將液晶予以交流驅動之情形，惟亦可將本發明適用在H反轉方式或S反轉方式之情形。然而，在H反轉方式中，施加於液晶57之電壓之極性係依每掃描線102(列)反轉。此外，在S反轉方式中，施加於液晶57之電壓之極性係依每資料線104(行)反轉。
因此，H反轉方式之情形下，在檢測基準電容資料或對象電容資料時，係調查奇數列與偶數列之Vcom位準，例如，奇數列為低位準而偶數列為高位準之情形下，以共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值而言，係使用從位於奇數列之所有感測電路60所獲得之m×n/3/2個電容值，另一方面，以共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值而言，係使用從位於偶數列之所有感測電路60所獲得之m×n/3/2個電容值即可。此外，在依1個像素電路P具備1個感測電路60，且採用S反轉方式之情形下，係調查奇數行與偶數行之Vcom位準，例如，於奇數行為低位準而偶數行為高位準之情形下，以共通電位Vcom為低位準之情形之1畫面份之電容值而言，係使用從位於奇數行之所有感測電路60所獲得之m×n/2個電容值，另一方面，以共通電位Vcom為高位準之情形之1畫面份之電容值而言，係使用從位於偶數行之所有感測電路60所獲得之m×n/2個電容值即可。
(變形例4)
圖17係為表示本變形例之像素電路P與感測電路60之結構之俯視圖。在本變形例之感測電路60中，係以第1電極64與第2電極65由不同之層所形成而彼此對向之方式配置。圖18係為從圖17所示之B-B'線所觀看之剖面圖。如圖18所示，在第3絕緣層Fa3之面上係設有第2電極65。此第2電極65係與第1實施形態同樣，經由接觸孔CH3而與導電層116導通。此外，第2電極65係由第4絕緣層Fa4所覆蓋。在第4絕緣層Fa4之面上，係以與第2電極65對向之方式設有第1電極64。
如圖17所示，在第1電極64，係形成有用以通過在第1電極64與第2電極65之間所產生之電場之細縫68。圖19係為從圖17所示之C-C'線所觀看之剖面圖。如圖19所示，係由第1電極64及第2電極65、及施加有在第1電極64與第2電極65之間所產生之電場之液晶57而構成複數個電容Clm。與第1實施形態同樣，以此等複數個電容Clm，構成感測電路60中之接觸檢測用電容元件Cl。
在本變形例中，由於係以第1電極64與第2電極65由不同之層形成而彼此對向之方式配置，因此從第2電極65通過細縫68而至第1電極64之電場、或從第1電極64通過細縫68而至第2電極65之電場，相較於如上述之第1實施形態般第1電極64與第2電極65由相同層所形成之情形，含有較多與基板垂直之方向之成分。因此，液晶分子會因為在第1電極64與第2電極65之間所產生之電場，而較第1實施形態之情形更為斜向傾斜。如此，若在液晶分子斜向傾斜之狀態下按壓畫面，則相較於液晶分子相對於基板為水平之狀態下按壓畫面之情形，液晶分子之配向易於變化。因此，依據本變形例，相較於第1實施形態之情形，即可將接觸時與非接觸時之電容值之變化量△Clc增大，因此可提高感測電路60之檢測靈敏度。
此外，如圖17所示，感測電路60中之第1電極64、與像素電路P中之共通電極55係由同層所形成。此外，感測電路60中之第2電極65、像素電路P中之像素電極53係由同層所形成。因此，與第1實施形態同樣，可將感測電路60與像素電路P以同一製造過程同時製造，而容易製造液晶面板。
(變形例5)
圖20係為表示本變形例之像素電路P與感測電路60之結構之俯視圖。在本變形例之感測電路60中，係與變形例4之情形同樣，第1電極64與第2電極65雖係由不同之層所形成，惟在第1電極64與第2電極65各自形成為梳齒形狀之點、第1電極64與第2電極65以彼此咬合之方式配置之點、在第1電極64與第2電極65不存在相互重疊之部分之點，與上述之變形例4之構成不同。由於其他構成係與變形例4之構成相同，因此關於重複之部分，係省略說明。
圖21係為從圖20所示之D-D'線所觀看之剖面圖。在本變形例中，係設為在第1電極64與第2電極65不存在相互重疊之部分，藉此將構成電容Clm之電極之面積相較於變形例4之情形縮小。換言之，相較於變形例4之情形可將電容Clm之電容值縮小。從前述之公式(1)亦可明瞭，接觸檢測用電容元件Cl之電容值Clc愈小，則愈可將接觸時與非接觸時之電位變化量△VA增大，因此可提高感測電路60之檢測靈敏度。
此外，在本變形例中，第1電極64與第2電極65各自以形成為梳齒形狀而彼此咬合之方式配置。因此，可將第1電極64與第2電極65相互接近之部分確保為較多。亦即，相較於第1電極64與第2電極65之兩方形成為矩形之構成，施加電場之面積較大。因此，液晶分子之配向易於變化，因此可將接觸時與非接觸時之電容值之變化量△Clc增大，且可提高感測電路60之檢測靈敏度。此外，如圖20所示，感測電路60中之第1電極64、與像素電路P中之共通電極55係由同層所形成。此外，感測電路60中之第2電極65、與像素電路P中之像素電極53係由同層所形成。因此，可將感測電路60與像素電路P以同一製造過程同時製造，而容易製造液晶面板。
另外，如圖20所示，在本變形例中，雖係例示在第1電極64與第2電極65不存在相互重疊之部分之構成，惟亦可為在第1電極64與第2電極65存在相互重疊之部分之構成。然而，此情形下，為了將構成電容Clm之電極之面積縮小，係需將第1電極64與第2電極65相互重疊之部分之面積，較第1電極64與第2電極65未重疊之部分之面積更為縮小。
(變形例6)
在第1實施形態及變形例5中，雖係例示第1電極64與第2電極65各自以形成為梳齒形狀而彼此咬合之方式配置之構成，惟例如亦可設為將第1電極64設為梳齒形狀並且將第2電極65設為矩形，以兩者彼此咬合之方式配置之構成。此外，亦可設為兩方之電極為矩形之構成。
<E：電子機器>
接著說明適用上述之任一實施形態或變形例之光電裝置10之電子機器。
圖22係表示適用光電裝置10之行動型之個人電腦之構成。個人電腦2000係具備光電裝置10與本體部2010。在本體部2010中，係設有電源開關2001與鍵盤2002。
圖23係表示適用光電裝置10之行動電話之構成。行動電話3000係具備光電裝置10、操作按鍵3001、及捲動按鍵(scroll button)3002。藉由操作捲動按鍵3002，而將顯示在光電裝置10之畫面予以捲動。
圖24係表示適用光電裝置10之行動資訊終端機(PDA：Personal Digital Assistants)之構成。行動資訊終端機4000係具備光電裝置10、操作按鍵4001、電源開關4002。藉由操作操作按鍵4001，而將地址名錄或行程簿之各種資訊顯示在光電裝置10。
另外，以本發明之適用光電裝置之電子機器而言，除圖22~圖24所示者之外，尚可舉數位靜態相機、汽車導航裝置、電視、視訊攝影機、電子日記、電子紙、文字處理器、工作站、POS終端機、印表機、掃描器、影印機、及自動販賣機等。
10．．．光電裝置
11．．．第1基板
12．．．第2基板
40．．．檢測電路
50．．．液晶元件
53．．．像素電極
55．．．共通電極
57．．．液晶
60．．．感測電路
64．．．第1電極
65．．．第2電極
100．．．像素區域
102．．．掃描線
104．．．資料線
200．．．控制電路
400．．．Vcom檢測電路
Cl．．．接觸檢測用電容元件
Clm．．．電容
Cr．．．基準電容元件
G．．．掃描信號
It．．．檢測電流
P．．．像素電路
Sf．．．極性信號
T．．．檢測信號
VD．．．資料電位
Vcom．．．共通電位
圖1係為表示第1實施形態之光電裝置之構成之方塊圖；圖2係為表示感測電路之構成之電路圖；圖3係為表示感測電路之動作之時序圖；圖4係為用以說明重設期間中之感測電路之動作之圖；圖5係為用以說明感測期間中之感測電路之動作之圖；圖6係為用以說明讀出期間中之感測電路之動作之圖；圖7係為表示像素電路與感測電路之具體之結構之俯視圖；圖8係為從圖7所示之A-A'線所觀看之剖面圖；圖9係為表示對象物接觸畫面時之狀態之圖；圖10係為表示顯示圖像之情形之光電裝置之動作之時序圖；圖11係為表示訊框期間、與施加於液晶之電壓之極性之關係之圖；圖12係為表示檢測1畫面份之電容值之期間之時序圖；圖13係為表示第1實施形態之初始化處理之流程之流程圖(圖13(a))、與表示第1實施形態之觸控判定處理之流程之流程圖(圖13(b))；圖14係為表示檢測基準電容資料之情形與檢測對象電容資料之情形之畫面之狀態之圖；圖15係為表示第2實施形態之初始化處理之流程之流程圖(圖15(a))、與表示第2實施形態之觸控判定處理之流程之流程圖(圖15(b))；圖16係為表示第3實施形態之初始化處理之流程之流程圖(圖16(a))、與表示第3實施形態之觸控判定處理之流程之流程圖(圖16(b))；圖17係為表示變形例4之像素電路與感測電路之結構之俯視圖；圖18係為從圖17所示之B-B'線所觀看之剖面圖；圖19係為從圖17所示之C-C'線所觀看之剖面圖；圖20係為表示變形例5之像素電路與感測電路之結構之俯視圖；圖21係為從圖20所示之D-D'線所觀看之剖面圖；圖22係為表示本發明之電子機器之具體例之立體圖；圖23係為表示本發明之電子機器之具體例之立體圖；及圖24係為表示本發明之電子機器之具體例之立體圖。

Claims (11)

  1. 一種光電裝置，其特徵為具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；驅動手段，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態；該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極，並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極；該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極，並且將前述資料電位施加於前述第4電極；第1記憶手段，其係在對象物未接觸前述畫面之狀態中，將前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小予以記憶作為基準資料；第2記憶手段，其係在判定是否有接觸之狀態中，將前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小予以記憶作為對象資料；控制手段，其係控制對於前述第1記憶手段及前述第2 記憶手段之寫入及讀出，以使與從前述第1記憶手段所讀出之前述基準資料對應之前述液晶之驅動狀態、及與從前述第2記憶手段所讀出之前述對象資料對應之前述液晶之驅動狀態成為相同；差分資料產生手段，其係將從前述第1記憶手段所讀出之前述基準資料與從前述第2記憶手段所讀出之前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；及判定手段，其係根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
  2. 如請求項1所述之光電裝置，其中前述控制手段係將在前述第1驅動狀態下所檢測之前述基準資料與在前述第2驅動狀態下所檢測之前述基準資料予以記憶在前述第1記憶手段；將在前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態下所檢測之前述對象資料予以記憶在前述第2記憶手段；從前述第2記憶手段將前述一方之驅動狀態之前述對象資料予以讀出並進行供給，並且從前述第1記憶手段將與前述一方之驅動狀態對應之前述基準資料予以讀出並加以供給至前述差分資料產生手段。
  3. 如請求項1所述之光電裝置，其中前述控制手段係將在前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之 驅動狀態下所檢測之前述基準資料予以記憶在前述第1記憶手段；且將在前述一方之驅動狀態下所檢測之前述對象資料予以記憶在前述第2記憶手段。
  4. 一種光電裝置，其特徵為具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；驅動手段，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態；該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極，並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極；該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極，並且將前述資料電位施加於前述第4電極；算出手段，將在前述第1驅動狀態中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小、及在前述第2驅動狀態中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號之大小之平均予以算出作為平均資料； 第1記憶手段，將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述平均資料予以記憶作為前述基準資料；第2記憶手段，將判定是否有接觸之狀態中之前述平均資料予以記憶作為前述對象資料；差分資料產生手段，其係將從前述第1記憶手段所讀出之前述基準資料與從前述第2記憶手段所讀出之前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；及判定手段，其係根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
  5. 如請求項4所述之光電裝置，其中前述算出手段係使用在鄰接之2個前述特定週期之各個中前述靜電電容檢測部所輸出之前述檢測信號而算出前述平均資料。
  6. 如請求項1或4所述之光電裝置，其中前述驅動手段係以訊框週期或圖場週期之自然數倍來切換前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態作為前述特定週期。
  7. 一種電子機器，係具備請求項6所述之光電裝置。
  8. 一種電子機器，係具備請求項1至5中任一項所述之光電裝置。
  9. 一種接觸檢測之方法，係為在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述 第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動手段，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極之接觸檢測之方法，其特徵為：將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為基準資料，且將在前述第1驅動狀態中所取入之前述基準資料與在前述第2驅動狀態中所取入之前述基準資料予以記憶；在判定是否有接觸之狀態中，將前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為對象資料並加以記憶；將前述一方之驅動狀態之前述對象資料予以讀出，且將與前述一方之驅動狀態對應之前述基準資料予以讀出，且將所讀出之前述基準資料與所讀出之前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；且根據前述差分資料，判定接觸物是否已接觸前述畫 面。
  10. 一種接觸檢測之方法，係為在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動手段，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極之接觸檢測之方法，其特徵為：在對象物未接觸前述畫面之狀態中，將前述第1驅動狀態與前述第2驅動狀態之任一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為基準資料並加以記憶；在判定是否有接觸之狀態中，將前述一方之驅動狀態中之前述檢測信號之大小予以取入作為對象資料並加以記憶；將前述基準資料與前述對象資料之差分予以產生作為 差分資料；且根據前述差分資料，判定對象物是否已接觸前述畫面。
  11. 一種接觸檢測之方法，係為在光電裝置中使用前述靜電電容檢測部而檢測對象物接觸前述畫面，該光電裝置係具備：畫面，其係用以顯示圖像；第1基板及第2基板，該等係彼此對向；液晶，其係夾置在前述第1基板與前述第2基板之間；靜電電容檢測部，其係將與由前述液晶、第1電極及第2電極所形成之電容之值對應之大小之檢測信號予以輸出；顯示部，其係具備前述液晶、第3電極及第4電極，且控制前述液晶之穿透率而將圖像顯示於前述畫面；及驅動手段，其係將電位供給至前述第3電極及前述第4電極而控制前述液晶之配向狀態，且以特定週期切換第1驅動狀態與第2驅動狀態作為該液晶之驅動狀態，該第1驅動狀態係將第1固定電位施加於前述第3電極、並且將與應顯示灰階對應之資料電位施加於前述第4電極，該第2驅動狀態係將第2固定電位施加於前述第3電極、並且將前述資料電位施加於前述第4電極之接觸檢測之方法，其特徵為：將前述第1驅動狀態中之前述檢測信號之大小、及前述第2驅動狀態中之前述檢測信號之大小之平均予以算出作為平均資料；將對象物未接觸前述畫面之狀態中之前述平均資料予以記憶作為基準資料； 將檢測是否有接觸之狀態中之前述平均資料予以記憶作為對象資料；且將前述基準資料與前述對象資料之差分予以產生作為差分資料；且根據前述差分資料而判定對象物是否已接觸前述畫面。
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