TWI492129B - 具有觸控偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及電子單元 - Google Patents

具有觸控偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及電子單元 Download PDF

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Yoshitoshi Kida
Koji Noguchi
Hiroshi Mizuhashi
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Description

具有觸控偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及電子單元
本發明係關於一種能夠偵測外部鄰近物件之顯示裝置，且詳言之係關於一種具有基於靜電電容之改變來偵測觸控事件之觸控偵測功能的顯示裝置、一種驅動電路、一種具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及一種包括該顯示裝置、該驅動電路及該驅動方法之電子單元。
近年來，能夠藉由將偵測外部鄰近物件(諸如手指)之觸控偵測功能安裝於顯示裝置(諸如液晶顯示裝置)上來輸入資訊及在顯示裝置上顯示各種按鈕影像而非典型機械按鈕的顯示裝置已引起注意。包括此觸控偵測功能之顯示裝置不需要諸如鍵盤、滑鼠及小鍵盤之輸入裝置，且因此存在將此顯示裝置之使用除電腦外亦擴展至攜帶型資訊終端機(諸如行動電話)的趨勢。
一些方法包括於觸控偵測方法中，且該等方法中之一者為靜電電容方法。舉例而言，在日本未審查專利申請公開案第2009-258182號中，已提議一種顯示裝置，其中用於顯示且最初配置於顯示裝置中之共同電極亦用作一對觸控感測器電極中之一電極，且另一電極(觸控偵測電極)經配置以與該共同電極相交。靜電電容形成於該共同電極與該觸控偵測電極之間，且靜電電容回應於一外部鄰近物件而改變。該顯示裝置回應於將觸控偵測驅動信號施加至共同電極而使用靜電電容之改變來分析出現於觸控偵測電極中之觸控偵測信號，藉此偵測外部鄰近物件。在該顯示裝置中，藉由將驅動信號循序施加至共同電極以執行逐行循序掃描來執行顯示操作，且根據驅動信號來分析出現於觸控偵測電極中之觸控偵測信號以執行觸控偵測操作。
作為觸控偵測中之重要特性中的一者，引述觸控偵測靈敏度特性。然而，由於日本未審查專利申請公開案第2009-258182號中所揭示之顯示裝置將驅動信號用於顯示操作及觸控偵測操作，所以存在顯示操作在驅動信號之波形經設計以改良觸控偵測性質的狀況下受影響的可能性。
需要提供一種具有能夠改良觸控偵測靈敏度同時抑制對顯示操作之影響之觸控偵測功能的顯示裝置、一種驅動電路、一種具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及一種電子單元。
根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置包括複數個共同驅動電極、一顯示元件、一觸控偵測元件及一掃描驅動部分。該複數個共同驅動電極經並排配置以在一個方向上延伸。該顯示元件基於一像素信號及一顯示驅動信號而執行顯示。該觸控偵測元件為靜電電容類型，其基於一觸控偵測驅動信號而偵測一外部鄰近物件，該觸控偵測驅動信號具有大於顯示驅動信號之振幅的振幅。該掃描驅動部分執行第一掃描驅動及第二掃描驅動，該第一掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以時分方式循序供應顯示驅動信號，且該第二掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以時分方式循序供應觸控偵測驅動信號。
根據本發明之實施例的驅動電路包括一掃描驅動部分。該掃描驅動部分對具有觸控偵測功能之顯示部分執行第一掃描驅動及第二掃描驅動，該第一掃描驅動允許向複數個共同驅動電極以時分方式循序供應顯示驅動信號，且該第二掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以時分方式循序供應觸控偵測驅動信號，該觸控偵測驅動信號具有大於顯示驅動信號之振幅的振幅。該顯示部分包括：該複數個共同驅動電極，其經並排配置以在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及顯示驅動信號而執行顯示；及為靜電電容類型之觸控偵測元件，其基於觸控偵測驅動信號而偵測外部鄰近物件。
根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法執行第一掃描驅動操作及第二掃描驅動操作，該第一掃描驅動操作用於基於一像素信號及一顯示驅動信號藉由允許向複數個共同驅動電極以時分方式循序供應顯示驅動信號及允許向對應於供應有顯示驅動信號之共同驅動電極的像素電極與顯示驅動信號之供應同步地循序供應像素信號而執行顯示，該複數個共同驅動電極經並排配置以在一個方向上延伸，且該第二掃描驅動操作用於基於來自觸控偵測電極之偵測信號藉由允許向該複數個共同驅動電極以時分方式循序供應觸控偵測驅動信號(其具有大於顯示驅動信號之振幅的振幅)而偵測外部鄰近物件，該觸控偵測電極與該複數個共同驅動電極形成靜電電容。
根據本發明之實施例的電子單元包括上文所描述之具有觸控偵測功能之顯示裝置，且對應於(例如)電視機、數位相機、個人電腦、視訊相機及攜帶型終端機裝置(諸如行動電話)。
在根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置、驅動電路、具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及電子單元中，顯示驅動信號在顯示操作期間在第一掃描驅動中被循序施加至共同驅動電極，且觸控偵測驅動信號(其具有大於顯示驅動信號之振幅的振幅)在觸控偵測操作期間在第二掃描驅動中被循序施加至共同驅動電極。在觸控偵測操作中，自觸控偵測元件輸出具有取決於觸控偵測驅動信號之振幅的振幅之信號作為偵測信號。
在根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置中，例如，當被選擇作為第一掃描驅動之目標的共同驅動電極與被選擇作為第二掃描驅動之共同驅動電極一致時，掃描驅動部分需要將顯示驅動信號施加至一致之共同驅動電極。另外，掃描驅動部分包括(例如)傳輸顯示驅動信號之一第一開關及傳輸觸控偵測驅動信號之一第二開關、允許在第一掃描驅動期間接通第一開關以將顯示驅動信號施加至共同驅動電極，且允許在第二掃描驅動期間接通第二開關以將觸控偵測驅動信號施加至共同驅動電極。掃描驅動部分進一步包括(例如)傳輸直流電電位之一第三開關，且掃描驅動部分可允許接通第三開關以將直流電電位施加至未被選擇作為第一掃描驅動及第二掃描驅動之目標的共同驅動電極。直流電電位需要(例如)等於顯示驅動信號之時間平均電壓值。觸控偵測驅動信號之波形可為具有(例如)交替反轉之極性的矩形波信號。
在根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置、驅動電路、具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法及電子單元中，將不同驅動信號用於第一掃描驅動及第二掃描驅動中，且將具有大於用於第一掃描驅動中的顯示驅動信號之振幅的振幅之觸控偵測驅動信號用於第二掃描驅動中。因此，可改良觸控偵測靈敏度，同時抑制對顯示操作之影響。
應理解，以上一般描述與以下詳細描述兩者皆為例示性的，且意欲提供對如所主張之技術之進一步解釋。
包括隨附圖式以提供對本發明之進一步理解，且該等隨附圖式併入於本說明書中並構成本說明書之一部分。該等圖式說明實施例，且與說明書一起用以解釋技術之原理。
下文中，將參看圖式來詳細描述本發明之較佳實施例。注意，將按以下次序給出描述。
1.靜電電容類型之觸控偵測的基本原理
2.實施例
3.應用實例
[1.靜電電容類型之觸控偵測的基本原理]
首先，將參看圖1至圖3來描述在本發明之具有觸控偵測功能之顯示裝置中的觸控偵測之基本原理。將觸控偵測方法實施為靜電電容類型之觸控感測器，且藉由使用面向彼此的一對電極(驅動電極E1及觸控偵測電極E2)(其間具有介電體D，如圖1之(A)中所說明)來組態一電容元件。該組態表示為圖1之(B)中所說明之等效電路。電容元件C1由驅動電極E1、觸控偵測電極E2及介電體D組態而成。電容元件C1之一末端連接至一交替信號源(驅動信號源)S，且另一末端P經由電阻器R而接地且連接至電壓偵測器(觸控偵測電路)DET。當將具有預定頻率(例如，幾kHz至幾十kHz)之交替矩形波Sg(圖3之(B))自交替信號源S施加至驅動電極E1(電容元件C1之一末端)時，圖3之(A)中所說明之輸出波形(觸控偵測信號Vdet)出現於觸控偵測電極E2(電容元件C1之另一末端P)中。注意，交替矩形波Sg對應於稍後所描述之觸控偵測驅動信號Vcomt。
在手指不接觸顯示裝置(或不鄰近於顯示裝置)之狀態中，如圖1中所說明，根據電容元件C1之電容值的電流I0回應於關於電容元件C1之充電及放電而流動。此時，電容元件C1之另一末端P具有與圖3之(A)中之波形V0相似的電位波形，且由電壓偵測器DET來偵測。
另一方面，在手指接觸顯示裝置(或鄰近於顯示裝置)之狀態中，如圖2中所說明，添加與電容元件C1串聯的藉由手指所形成之電容元件C2。在此狀態下，電流I1及I2分別回應於關於電容元件C1及C2之充電及放電而流動。電容元件C1之另一末端P具有與圖3之(A)中之波形V1相似的電位波形，且由電壓偵測器DET來偵測。此時，點P之電位為藉由流經電容元件C1及C2之電流I1及I2之值所判定的部分電位。因此，波形V1為小於非接觸狀態下之波形V0之值的值。電壓偵測器DET比較所偵測之電壓與一預定臨限電壓Vth以在所偵測之電壓等於或大於臨限電壓時判定非接觸狀態，且在所偵測之電壓小於臨限電壓時判定接觸狀態。以此方式，可達成觸控偵測。
[2.實施例]
[組態實例]
[一般組態實例]
圖4說明根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置之組態實例。順帶言之，藉由此實施例來實施根據本發明之實施例的驅動電路及具有觸控偵測功能之顯示裝置之驅動方法，因此將一起給出其描述。具有觸控偵測功能之顯示裝置將液晶顯示元件用作顯示元件，且為其中整合有由液晶顯示元件及靜電電容型觸控偵測部分組態而成之液晶顯示部分的所謂內嵌式(in-cell)類型。
具有觸控偵測功能之顯示裝置1包括控制部分11、閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動信號產生部分15、驅動電極驅動器14、具有觸控偵測功能之顯示部分10及觸控偵測電路40。
控制部分11基於自外部供應之圖像信號Vdisp而將一控制信號供應至閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動信號產生部分15、驅動電極驅動器14及觸控偵測電路40，且控制此等部件以彼此同步操作。
閘極驅動器12具有以下功能：基於自控制部分11供應之控制信號而循序選擇一水平行，該水平行為具有觸控偵測功能之顯示部分10之顯示驅動的目標。具體言之，如稍後將描述，閘極驅動器12經由掃描信號線GCL將掃描信號Vscan施加至像素Pix之TFT元件Tr的閘極以將像素Pix(其以矩陣形成於具有觸控偵測功能之顯示部分10之液晶顯示部分20中)中之一列(一水平行)循序地選擇作為顯示驅動之目標。
源極驅動器13基於自控制部分11供應之控制信號而將像素信號Vpix供應至具有觸控偵測功能之顯示部分10中的每一像素Pix(稍後加以描述)。具體言之，源極驅動器13經由像素信號線SGL將像素信號Vpix供應至組態成由閘極驅動器12加以循序選擇的一水平行之每一像素Pix，如稍後將描述。
驅動信號產生部分15基於自控制部分11供應之控制信號而產生一驅動信號Vcom。具體言之，如稍後將描述，驅動信號產生部分15產生用於顯示操作之顯示驅動信號Vcomd及用於觸控偵測操作之觸控偵測驅動信號Vcomt，且將此等信號供應至稍後所描述之驅動電極驅動器14。
驅動電極驅動器14基於自控制部分11供應之控制信號而將自驅動信號產生部分15供應之驅動信號Vcom供應至具有觸控偵測功能之顯示部分10之驅動電極COML(稍後加以描述)。具體言之，驅動電極驅動器14具有以下功能：以時分方式將顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt循序施加至驅動電極COML。
閘極驅動器13及驅動電極驅動器14組態成掃描驅動部分50。將在稍後詳細描述掃描驅動部分50之組態。
具有觸控偵測功能之顯示部分10為併有觸控偵測功能之顯示部分。具有觸控偵測功能之顯示部分10包括液晶顯示部分20及觸控偵測部分30。液晶顯示部分20為逐一水平行執行循序掃描以根據自閘極驅動器12供應之掃描信號Vscan及自驅動電極驅動器14供應之顯示驅動信號Vcomd來執行顯示的裝置。觸控偵測部分30基於靜電電容型觸控偵測之上述基本原理而操作，且基於自驅動電極驅動器14供應之觸控偵測驅動信號Vcomt而輸出觸控偵測信號Vdet。
觸控偵測電路40為基於自控制部分11供應之控制信號及自具有觸控偵測功能之顯示部分10的觸控偵測部分30供應之觸控偵測信號Vdet來偵測關於觸控偵測部分30之觸控事件之存在的電路，且當偵測到觸控事件時，觸控偵測電路40判定該觸控事件在觸控偵測區域中之座標及其類似者。觸控偵測電路40包括類比LPF(低通濾波器)部分42、A/D轉換部分43、信號處理部分44、座標提取部分45及偵測定時控制部分46。類比LPF部分42為低通類比濾波器，其移除自觸控偵測部分30供應之觸控偵測信號Vdet中所含有的高頻內容(雜訊內容)以提取及輸出觸控內容。用於施加直流電電位(0 V)之電阻器R連接於類比LPF部分42之輸入端子與接地之間。順帶言之，藉由提供開關而非電阻器R及在預定時間接通開關，可提供直流電電位(0 V)。A/D轉換部分43為將自類比LPF部分42輸出之類比信號轉換為數位信號的電路。信號處理部分44為基於A/D轉換部分43之輸出信號來偵測關於觸控偵測部分30之觸控事件之存在的邏輯電路。座標提取部分45為當信號處理部分44偵測到觸控事件時判定觸控面板座標的邏輯電路。偵測定時控制部分46控制此等電路彼此同步地操作。
(具有觸控偵測功能之顯示部分10)
接下來，將詳細描述具有觸控偵測功能之顯示部分10之組態實例。
圖5說明具有觸控偵測功能之顯示部分10之相關部分之橫截面組態的實例。具有觸控偵測功能之顯示部分10具有像素基板2、安置成面向像素基板2之對向基板3及插入於像素基板2與對向基板3之間的液晶層6。
像素基板2包括作為電路基板之TFT基板21及以矩陣配置於TFT基板21上的複數個像素電極22。在TFT基板21中，儘管未說明，但形成用於每一像素之薄膜電晶體(TFT)及佈線(諸如用於將像素信號Vpix供應至像素電極22之像素信號線SGL及用於驅動TFT之掃描信號線GCL)。
對向基板3包括玻璃基板31、形成於玻璃基板31之表面上的彩色濾光片32及形成於彩色濾光片32上之複數個驅動電極COML。藉由循環地配置(例如)紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三種彩色濾光片層來組態彩色濾光片32，且一組三種色彩R、G及B對應於每一顯示像素。驅動電極COML充當用於液晶顯示部分20之共同驅動電極，且充當用於觸控偵測部分30之驅動電極。驅動電極COML經由接觸導電圓柱體(未說明)而連接至像素基板2，且具有交替矩形波形之驅動信號Vcom(顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt)經由接觸導電圓柱體而自像素基板2施加至驅動電極COML。在玻璃基板31之另一表面上，觸控偵測電極TDL經形成作為觸控偵測部分30之偵測電極，且偏光片35安置於觸控偵測電極TDL上。
液晶層6根據電場之狀態來調變穿過其之光，且使用各種模式(諸如TN(扭轉向列)、VA(垂直對準)及ECB(電控制雙折射))之液晶。
順帶言之，對準膜安置於液晶層6與像素基板2之間及液晶層6與對向基板3之間。另外，入射側偏光片安置於像素基板2之底表面側(該圖中未說明)上。
圖6說明液晶顯示部分20中之像素組態之組態實例。液晶顯示部分20具有配置成矩陣之複數個像素Pix。該等像素Pix中之每一者具有TFT元件Tr及液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜電晶體組態而成，且在此實例中，TFT元件Tr係由n通道MOS(金氧半導體)TFT組態而成。TFT元件Tr之源極連接至像素信號線SGL，其閘極連接至掃描信號線GCL，且其汲極連接至液晶元件LC之一末端。液晶元件LC之一末端連接至TFT元件Tr之汲極，且其另一末端連接至驅動電極COML。
該等像素Pix中之每一者經由掃描信號線GCL而連接至在液晶顯示部分20之相同列中的其他像素Pix。掃描信號線GCL連接至閘極驅動器12，且自閘極驅動器12供應掃描信號Vscan。另外，該等像素Pix中之每一者經由像素信號線SGL而連接至在液晶顯示部分20之相同行中的其他像素Pix。像素信號線SGL連接至源極驅動器13，且自源極驅動器13供應像素信號Vpix。
此外，該等像素Pix中之每一者經由驅動電極COML而連接至在液晶顯示部分20之相同列中的其他像素Pix。驅動電極COML連接至驅動電極驅動器14，且自驅動電極驅動器14供應驅動信號Vcom。
藉由此組態，在液晶顯示部分20中，閘極驅動器12驅動掃描信號線GCL以時分方式執行逐行循序掃描，使得得以循序地選擇一水平行。接著，源極驅動器13將像素信號Vpix供應至所選之一水平行中之像素Pix，從而逐一水平行執行顯示。當執行顯示操作時，驅動電極驅動器14將顯示驅動信號Vcomd施加至對應於一水平行之驅動電極COML。
圖7為說明觸控偵測部分30之組態實例的透視圖。觸控偵測部分30由驅動電極COML及配置於對向基板3中之觸控偵測電極TDL組態而成。該等驅動電極COML中之每一者經組態而具有在圖之橫向方向上延伸的條狀電極圖案。當執行觸控偵測操作時，在每一電極圖案中，由驅動電極驅動器14循序供應觸控偵測驅動信號Vcomt以執行掃描驅動。該等觸控偵測電極TDL中之每一者經組態而具有在一方向上延伸之條狀電極圖案，該方向與驅動電極COML之電極圖案的延伸方向正交。觸控偵測電極TDL中之每一者的電極圖案連接至觸控偵測電路40之類比LPF部分42的每一輸入。彼此相交的驅動電極COML之電極圖案與觸控偵測偵測電極TDL之電極圖案在每一相交處形成靜電電容。
藉由此組態，在觸控偵測部分30中，當執行觸控偵測操作時，驅動電極驅動器14將驅動電極COML驅動為以時分方式被逐行循序掃描且自觸控偵測電極TDL輸出觸控偵測信號Vdet，藉此執行觸控偵測。換言之，驅動電極COML對應於在圖1至圖3中所說明之觸控偵測之基本原理中的驅動電極E1，且觸控偵測電極TDL對應於觸控偵測電極E2。觸控偵測部分30根據該基本原理來偵測觸控事件。如圖7中所說明，彼此相交之電極圖案將靜電電容類型之觸控感測器組態成矩陣。因此，在觸控偵測部分30之觸控偵測表面上執行掃描，使得外部鄰近物件之接觸位置或鄰近位置係可偵測的。
(掃描驅動部分50)
接下來，將詳細描述由閘極驅動器12及驅動電極驅動器14組態而成之掃描驅動部分50的組態實例。
圖8說明掃描驅動部分50之組態實例。掃描驅動部分50包括掃描控制部分51、顯示掃描部分52、觸控偵測掃描部分53及驅動部分540。顯示掃描部分52、掃描控制部分51，及驅動部分540之一部分組態成閘極驅動器12。另外，觸控偵測掃描部分53、掃描控制部分51，及驅動部分540之一部分組態成驅動電極驅動器14。驅動部分540包括N段驅動部分54(1)至54(N)。下文中，將該N段驅動部分54(1)至54(N)中之任一者簡稱為驅動部分54。
掃描控制部分51基於自控制部分11供應之控制信號(未說明)而將控制信號供應至顯示掃描部分52及觸控偵測掃描部分53。
顯示掃描部分52包括一移位暫存器，且產生用於選擇循序施加掃描信號Vscan之掃描信號線GCL的信號Sd。另外，信號Sd亦用於選擇循序施加顯示驅動信號Vcomd之驅動電極COML。具體言之，顯示掃描部分52產生分別對應於掃描信號線GCL之複數個信號Sd。當顯示掃描部分52輸出高位準信號作為第n個信號Sd(n)時，相應之第n個驅動部分54(n)將掃描信號VScan(n)施加至第n條掃描信號線GCL，且將顯示驅動信號Vcomd施加至第n個驅動電極COML(n)。換言之，顯示掃描部分52輸出高位準信號Sd以指示驅動部分540執行顯示驅動。
觸控偵測掃描部分53包括一移位暫存器，且產生用於選擇循序施加觸控偵測驅動信號Vcomt之驅動電極COML的信號St。具體言之，觸控偵測掃描部分53產生分別對應於驅動電極COML之複數個信號St。當觸控偵測掃描部分53輸出高位準信號作為第n個信號St(n)時，相應之第n個驅動部分54(n)將觸控偵測驅動信號Vcomt施加至第n個驅動電極COML(n)。換言之，觸控偵測掃描部分53輸出高位準信號St以指示驅動部分540執行觸控偵測驅動。
驅動部分540基於自顯示掃描部分52供應之信號Sd及自觸控偵測掃描部分53供應之信號St而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL且將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML。一個接一個地提供驅動部分54以對應於顯示掃描部分51及觸控偵測掃描部分52之一組輸出信號。驅動部分54將掃描信號Vscan施加至相應之掃描信號線GCL，且將驅動信號Vcom施加至相應之驅動電極COML。驅動部分54中之每一者包括閘極緩衝器55、驅動信號控制電路56及驅動信號緩衝器57。
閘極緩衝器55為基於自顯示掃描部分52供應之信號Sd而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL的電路。具體言之，閘極緩衝器55具有以下功能：將信號Sd放大至可將液晶顯示部分20之TFT元件Tr控制為被接通或斷開的振盪位準。
驅動信號控制電路56具有以下功能：基於自顯示掃描部分52供應之信號Sd及自觸控偵測掃描部分53供應之信號St來控制關於驅動電極COML之驅動信號Vcom的施加。驅動信號緩衝器57為基於自驅動信號控制電路56供應之信號而將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML的電路。
圖9說明驅動信號控制電路56及驅動信號緩衝器57之組態實例。
驅動信號控制電路56包括反轉器62及63、「及」(AND)電路64及「反或」(NOR)電路65。反轉器62產生並輸出輸入信號Sd(n)之反轉邏輯，且反轉器63產生反轉器62之輸 出信號之反轉邏輯以輸出該反轉邏輯作為信號Seld。AND電路64產生信號St(n)與反轉器62之輸出信號之間的邏輯積(AND)以輸出該邏輯積作為信號Selt。NOR電路65產生反轉器63之輸出信號Seld與AND電路64之輸出信號Selt之間的反轉邏輯和(NOR)以輸出該反轉邏輯和作為信號Seldc。
圖10為驅動信號控制電路56之真值表。該真值表說明當信號Sd(n)及St(n)被輸入時輸出信號Seld、Seldc及Selt之邏輯。
在驅動信號控制電路56中，如圖10中所說明，當信號Sd(n)處於高位準且信號St(n)處於低位準時，輸出信號Seld處於高位準，且輸出信號Seldc及Selt處於低位準。當信號St(n)處於高位準且信號Sd(n)處於低位準時，輸出信號Selt處於高位準，且輸出信號Seld及Sledc處於低位準。當信號Sd(n)及St(n)處於高位準時，輸出信號Seld處於高位準，且輸出信號Seldc及Selt處於低位準。當信號Sd(n)及St(n)處於低位準時，輸出信號Seldc處於高位準，且輸出信號Seld及Selt處於低位準。
驅動信號緩衝器57包括緩衝器66至68及開關SW1至SW3。緩衝器66具有以下功能：將輸入信號Seld放大至可將開關SW1控制為被接通或斷開的振盪位準。基於自緩衝器66供應之信號而將開關SW1控制為被接通或斷開。開關SW1之一末端供應有顯示驅動信號Vcomd，且開關SW1之另一末端連接至驅動信號緩衝器57之輸出端子。緩衝器67具有以下功能：將輸入信號Seldc放大至可將開關SW2控制 為被接通或斷開的振盪位準。基於自緩衝器67供應之信號而將開關SW2控制為被接通或斷開。開關SW2之一末端供應有直流電驅動信號Vcomdc，且開關SW2之另一末端連接至驅動信號緩衝器57之輸出端子。緩衝器68具有以下功能：將輸入信號Selt放大至可將開關SW3控制為被接通或斷開的振盪位準。基於自緩衝器68供應之信號而將開關SW3控制為被接通或斷開。開關SW3之一末端供應有觸控偵測驅動信號Vcomt，且開關SW3之另一末端連接至驅動信號緩衝器57之輸出端子。
圖11之(A)說明顯示驅動信號Vcomd，圖11之(B)說明觸控偵測驅動信號Vcomt，且圖11之(C)說明直流電驅動信號Vcomdc之波形實例。顯示驅動信號Vcomd為具有振幅Vd之矩形波信號，如圖11之(A)中所說明。在圖11之(B)中所說明之實例中，觸控偵測驅動信號Vcomt為類似於顯示驅動信號Vcomd之矩形波信號，且具有大於顯示驅動信號Vcomd之振幅的振幅Vt。在圖11之(C)中所說明之實例中，直流電驅動信號Vcomdc為0V之直流電信號，且具有等於顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt之時間平均電壓值的電位。
藉由此組態，當輸入信號Seld處於高位準且輸入信號Seldc及Selt處於低位準時，驅動信號緩衝器57輸出顯示驅動信號Vcomd作為驅動信號Vcom(n)。另外，當輸入信號Seldc處於高位準且輸入信號Seld及Selt處於低位準時，驅動信號緩衝器57輸出直流電驅動信號Vcomdc作為驅動信號Vcom(n)。當輸入信號Selt處於高位準且輸入信號Seld及Seldc處於低位準時，驅動信號緩衝器57輸出觸控偵測驅動信號Vcomt作為驅動信號Vcom(n)。
藉由上述組態，驅動部分54(n)將來自顯示掃描部分52之高位準信號Sd(n)之供應解譯為顯示驅動之指令，且接著將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)。驅動部分54(n)將來自觸控偵測掃描部分53之高位準信號St(n)之供應解譯為觸控偵測驅動之指令，且接著將觸控偵測驅動信號Vcomt施加至相應之驅動電極COML(n)。當供應來自顯示掃描部分52之高位準信號Sd(n)及來自觸控偵測掃描部分53之高位準信號St(n)時，驅動部分54(n)將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)。換言之，當接收到用以執行顯示驅動及觸控偵測驅動之指令時，驅動信號控制電路56將優先級給予顯示驅動，且將所接收之指令解譯為顯示驅動之指令。另外，當供應來自顯示掃描部分52之低位準信號Sd(n)及來自觸控偵測掃描部分53之低位準信號St(n)時，驅動部分54(n)既不將該供應解譯為顯示驅動之指令亦不將其解譯為觸控偵測驅動之指令，而將直流電驅動信號Vcomdc施加至驅動電極COML(n)。
圖12A至圖12C說明掃描驅動部分50之操作實例。掃描驅動部分50將顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt循序施加至驅動電極COML。此時，在待施加顯示驅動信號Vcomd之驅動電極COML與待施加觸控偵測驅動信號Vcomt之驅動電極COML一致的狀況下(圖12B)，藉由用於將優先級給予顯示驅動的上述機制，一致之驅動電極COML被施加顯示驅動信號Vcomd。
在此狀況下，驅動電極COML對應於本發明之「共同驅動電極」之特定實例。液晶元件LC對應於本發明之「顯示元件」之特定實例。開關SW1、SW2及SW3分別對應於本發明之「第一開關」、「第三開關」及「第二開關」之特定實例。
[操作及功能]
隨後，將描述該實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置1的操作及功能。
(一般操作概要)
控制部分11基於自外部供應之圖像信號Vdisp而將控制信號供應至閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動信號產生部分15、驅動電極驅動器14及觸控偵測電路40，且控制此等部件彼此同步地操作。閘極驅動器12將掃描信號Vscan供應至液晶顯示部分20以循序選擇待驅動以供顯示之一水平行。源極驅動器13將像素信號Vpix供應至組態成由閘極驅動器12選擇之水平行的每一像素Pix。驅動信號產生部分15產生用於顯示操作之顯示驅動信號Vcomd及用於觸控偵測操作之觸控偵測驅動信號Vcomt。驅動電極驅動器14在顯示操作期間將顯示驅動信號Vcomd循序施加至與待驅動以供顯示之一水平行有關的驅動電極COML，且在觸控偵測操作期間將觸控偵測驅動信號Vcomt循序施加至與觸控偵測操作有關的驅動電極COML。具有觸控偵測功能之顯示裝置10基於自閘極驅動器12、源極驅動器13及驅動電極驅動器14供應之信號而執行顯示操作，且基於自驅動電極驅動器14供應之觸控偵測驅動信號Vcomt而執行觸控偵測操作以自觸控偵測電極TDL輸出觸控偵測信號Vdet。類比LPF部分42自觸控偵測信號Vdet移除高頻內容以輸出所得信號。A/D轉換部分43將自類比LPF部分42輸出之類比信號轉換為數位信號。信號處理部分44基於來自A/D轉換部分43之輸出信號而偵測關於具有觸控偵測功能之顯示部分10的觸控事件之存在。當信號處理部分44偵測到觸控事件時，座標提取部分45判定觸控面板座標。偵測定時控制部分46控制類比LPF部分42、A/D轉換部分43、信號處理部分44及座標提取部分45彼此同步地操作。
下文將描述具有觸控偵測功能之顯示裝置1的詳細操作。
(顯示操作及觸控偵測操作)
圖13說明具有觸控偵測功能之顯示裝置1的顯示操作及觸控偵測操作之實例，其中(A)說明顯示驅動信號Vcomd之波形，(B)說明觸控偵測驅動信號Vcomt之波形，(C)說明驅動信號Vcom之波形，(D)說明掃描信號Vscan之波形，(E)說明像素信號Vpix之波形，且(F)說明觸控偵測信號Vdet之波形。在此實例中，如圖13之(C)中所說明，第(n-2)個驅動電極COML(n-2)至第(n+2)個驅動電極COML(n+2)被循序選擇作為顯示驅動之目標，且第(k-4)個驅動電極COML(k-4)至第(k+5)個驅動電極COML(k+5)被循序選擇作為觸控偵測驅動之目標。
在具有觸控偵測功能之顯示裝置1中，在顯示操作期間，閘極驅動器12將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL(圖13之(D))，且驅動電極驅動器14將顯示驅動信號Vcomd循序施加至對應於掃描信號線GCL之驅動電極COML，且因此得以執行顯示掃描(圖13之(C)中的驅動信號Vcom(n-2)至Vcom(n+2))。在每一個水平週期(1H)中，源極驅動器將像素信號Vpix供應至被施加掃描信號Vscan及顯示驅動信號Vcomd之一水平行，且因此得以執行該一水平行之顯示。此外，在觸控偵測操作期間，在此實例中，驅動電極驅動器14將觸控偵測驅動信號Vcomt(具有大於顯示驅動信號Vcomd(圖13之(C)中的驅動信號Vcom(k-4)至Vcom(k+5))之振幅的振幅)施加至六個驅動電極COML，且在每一個水平週期中使待施加觸控偵測驅動信號Vcomt之驅動電極COML兩個接兩個地移位，且因此得以執行觸控偵測掃描。換言之，顯示掃描及觸控偵測掃描係獨立地執行。在每一個水平週期(1H)中，觸控偵測電路40基於觸控偵測信號Vdet而偵測觸控事件。下文將描述觸控偵測之細節。
首先，驅動電極驅動器14在定時t1將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML。具體言之，驅動電極驅動器14將顯示驅動信號Vcomd(驅動信號Vcom(n-1))施加至第(n-1)個驅動電極COML(n-1)(圖13之(C))。同時，驅動電極驅動器14將觸控偵測驅動信號Vcomt(驅動信號Vcom(k-4)至Vcom(k+1))施加至六個驅動電極COML，亦即，第(k-4)個驅動電極COML(k-4)至第(k+1)個驅動電極COML(k+1)(圖13之(C))。相應地，開始一個水平週期(1H)。此時，經由靜電電容而將顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt傳輸至觸控偵測電極TDL以改變觸控偵測信號Vdet(圖13之(F))。
接著，閘極驅動器12在定時t2將掃描信號Vscan施加至第(n-1)條掃描信號線GCL(n-1)以將掃描信號Vscan(n-1)自低位準改變為高位準(圖13之(D))。
隨後，源極驅動器13在定時t3將像素信號Vpix施加至像素信號線SGL(圖13之(E))以對一水平行執行顯示。在源極驅動器13完成像素信號Vpix之供應後，閘極驅動器12允許第(n-1)條掃描信號線GCL(n-1)之掃描信號Vscan(n-1)自高位準改變為低位準(圖13之(D))。
接下來，A/D轉換部分43在取樣定時ts1對已接收到觸控偵測信號Vdet的類比LPF部分42之輸出信號進行A/D轉換(圖13之(F))。
隨後，驅動電極驅動器14在定時t11將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML。具體言之，驅動信號產生部分15允許將顯示驅動信號Vcomd反轉(圖13之(A))，且驅動電極驅動器14將顯示驅動信號Vcomd(驅動信號Vcom(n))施加至第n個驅動電極COML(n)(圖13之(C))。同時，驅動信號產生部分15允許將觸控偵測驅動信號Vcomt反轉(圖13之(B))，驅動電極驅動器14將觸控偵測驅動信號Vcomt(驅動信號Vcom(k-2)至Vcom(k+3))施加至六個驅動電極COML，亦即，第(k-2)個驅動電極COML(k-2)至第(k+3)個驅動電極COML(k+3)(圖13之(C))。相應地，開始隨後之一個水平週期(1H)。此時，經由靜電電容而將顯示驅動信號Vcomd及觸控偵測驅動信號Vcomt傳輸至觸控偵測電極TDL以改變觸控偵測信號Vdet(圖13之(F))。
接著，A/D轉換部分43在取樣定時ts2對已接收到觸控偵測信號Vdet的類比LPF部分42之輸出信號進行A/D轉換(圖13之(F))。觸控偵測電路40之信號處理部分44基於在取樣定時ts1的A/D轉換結果與在取樣定時ts2的A/D轉換結果之間的差異來執行觸控偵測。
接下來，閘極驅動器12在定時t12將掃描信號Vscan施加至第n條掃描信號線GCL。在掃描信號Vscan(n)自低位準改變為高位準(圖13之(D))後，源極驅動器13在定時t13將像素信號Vpix施加至像素信號線SGL(圖13之(E))。順帶言之，在該實例中，由於具有觸控偵測功能之顯示裝置1執行反轉驅動，所以與在前一個水平週期中的像素信號Vpix相比，由源極驅動器13施加之像素信號Vpix具有交替反轉之極性。在源極驅動器13完成像素信號Vpix之供應後，閘極驅動器12允許第n條掃描信號線GCL(n)之掃描信號Vscan(n)自高位準改變為低位準(圖13之(D))。
藉由重複上述操作，具有觸控偵測功能之顯示裝置1在液晶顯示部分20之整個表面上循序掃描以對整個表面執行顯示操作，且在觸控偵測部分30之整個表面上循序掃描以對整個表面執行觸控偵測操作。
以此方式，在具有觸控偵測功能之顯示裝置1中，將觸控偵測驅動信號Vcomt之振幅Vt設定為大於顯示驅動信號Vcomd之振幅Vd。因此，與顯示驅動信號Vcomd亦用作觸控偵測驅動信號的狀況相比，允許觸控偵測信號Vdet之電壓的改變量為大的，且可改良觸控偵測靈敏度。
如上文所描述，在具有觸控偵測功能之顯示裝置1中，顯示掃描及觸控偵測掃描係彼此獨立地執行。因此，存在作為顯示驅動之目標的驅動電極COML與作為觸控偵測驅動之目標的驅動電極COML彼此一致的狀況。此時，在具有觸控偵測功能之顯示裝置1中，驅動部分54將優先級給予顯示驅動。下文將描述驅動部分54之操作。
(驅動部分54之詳細操作)
圖14說明驅動部分54(n)之操作實例，其中(A)說明顯示驅動信號Vcomd之波形，(B)說明觸控偵測驅動信號Vcomt之波形，(C)說明直流電驅動信號Vcomdc之波形，(D)說明信號Sd(n)之波形，(E)說明信號St(n)之波形，(F)說明掃描信號Vscan(n)之波形，且(G)說明驅動信號Vcom(n)之波形。
在顯示操作期間，驅動部分54基於自顯示掃描部分52輸出之信號Sd而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL，且將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML。在觸控偵測操作期間，驅動部分54基於自觸控偵測掃描部分53輸出之信號St而將觸控偵測驅動信號Vcomt施加至驅動電極COML。當作為顯示驅動之目標的驅動電極COML與作為觸控偵測驅動之目標的驅動電極COML彼此一致時，驅動部分54將顯示驅動信號Vcomd施加至一致之驅動電極COML。下文將描述其細節。
當自顯示掃描部分52供應高位準信號Sd(n)時，驅動部分54(n)允許掃描信號Vscan(n)處於如定時t21至t22中所說明之高位準(圖14之(F))，且輸出顯示驅動信號Vcomd作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。具體言之，閘極緩衝器55放大所供應之信號Sd(n)以輸出經放大信號作為掃描信號Vscan(n)(圖14之(F))。另外，驅動信號控制電路56將高位準信號Sd(n)及低位準信號St(n)之供應解譯為顯示驅動之指令，且驅動信號緩衝器57接著輸出顯示驅動信號Vcomd(圖14之(A))作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。
當自觸控偵測掃描部分53供應高位準信號St(n)時，驅動部分54(n)輸出觸控偵測驅動信號Vcomt作為如定時t31至t34中所說明之驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。具體言之，驅動信號控制電路56將高位準信號St(n)及低位準信號Sd(n)之供應解譯為觸控偵測驅動之指令，且驅動信號緩衝器57接著輸出觸控偵測驅動信號Vcomt(圖14之(B))作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。
當供應來自顯示掃描部分52之高位準信號Sd(n)及來自觸控偵測掃描部分53之高位準信號St(n)時，驅動部分54(n)允許掃描信號Vscan(n)處於高位準(圖14之(F))，且輸出顯示驅動信號Vcomd作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。具體言之，當信號St(n)在定時t41被轉為高位準時，驅動信號控制電路56將高位準信號St(n)及低位準信號Sd(n)之組合解譯為觸控偵測驅動之指令，且驅動信號緩衝器57接著輸出觸控偵測驅動信號Vcomt(圖14之(B))作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。隨後，當信號Sd(n)在定時t42被轉為高位準時，驅動信號控制電路56將高位準信號St(n)及高位準信號Sd(n)之組合解譯為顯示驅動之指令，且驅動信號緩衝器57接著輸出顯示驅動信號Vcomd(圖14之(A))作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。換言之，當接收到顯示驅動及觸控偵測驅動兩種指令時，驅動信號控制電路56將優先級給予顯示驅動，且將所接收之指令解譯為顯示驅動之指令。接下來，當信號Sd(n)在定時t43被轉為低位準時，驅動信號控制電路56將高位準信號St(n)及低位準信號Sd(n)之組合解譯為觸控偵測驅動之指令，且驅動信號緩衝器57接著輸出觸控偵測驅動信號Vcomt(圖14之(B))作為驅動信號Vcom(n)(圖14之(G))。
以此方式，在具有觸控偵測功能之顯示裝置1中，當作為顯示驅動之目標的驅動電極COML與作為觸控偵測驅動之目標的驅動電極COML彼此一致時，驅動部分54將優先級給予顯示驅動，且將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML。換言之，與藉由源極驅動器13被施加像素信號Vpix的水平行有關的驅動電極COML被施加顯示驅動信號Vcomd，而未施加觸控偵測驅動信號Vcomt。結果，可減少對顯示之干擾。
[效應]
如上文所描述，在該實施例中，顯示驅動信號及觸控偵測驅動信號被單獨地提供至驅動電極。因此，允許觸控偵測驅動信號具有大於顯示驅動信號之振幅的振幅，且因此，可改良觸控偵測靈敏度。
此外，在該實施例中，當作為顯示驅動之目標的驅動電極與作為觸控偵測驅動之目標的驅動電極彼此一致時，將顯示驅動信號施加至一致之驅動電極，以使得減少對顯示之干擾。
此外，在該實施例中，預先產生顯示驅動信號及觸控偵測驅動信號，且在輕按開關時將此等驅動信號選擇性地施加至驅動電極。因此，可藉由一簡單結構而將複數個驅動信號選擇性地施加至驅動電極。
在上述實施例中，掃描驅動部分50將觸控偵測驅動信號Vcomt同時施加至六個驅動電極COML。然而，驅動電極之數目並不限於此，且替代地，例如，掃描驅動部分50可將觸控偵測驅動信號Vcomt同時施加至五個或五個以下驅動電極COML，或將觸控偵測驅動信號Vcomt同時施加至七個或七個以上驅動電極COML。
[3.應用實例]
接下來，將參看圖15至圖19G來描述該實施例中所描述之具有觸控偵測功能之顯示裝置的應用實例。上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置適用於任何領域中之電子單元，諸如電視機、數位相機、筆記型個人電腦、攜帶型終端機裝置(諸如行動電話)及視訊相機。換言之，上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置適用於各種領域中之用於顯示自外部輸入之圖像信號或經內部產生作為影像或圖像之圖像信號的電子單元。
(應用實例1)
圖15說明應用上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置的電視機之外觀。該電視機具有(例如)包括前面板511及濾光玻璃512之圖像顯示螢幕部分510。圖像顯示螢幕部分510由根據上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置組態而成。
(應用實例2)
圖16A及圖16B說明應用上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置的數位相機之外觀。該數位相機具有(例如)用於閃光521、顯示部分522、選單開關523及快門按鈕524之發光部分。顯示部分522由根據上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置組態而成。
(應用實例3)
圖17說明應用上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置的筆記型個人電腦之外觀。該筆記型個人電腦具有(例如)主體531、用於操作輸入字元及其類似者之鍵盤532及用於顯示影像之顯示部分533。顯示部分533由根據上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置組態而成。
(應用實例4)
圖18說明應用上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置的視訊相機之外觀。該視訊相機具有(例如)主體541、用於拍攝物件且設置於主體541之前側面上的透鏡542、拍照開始/停止開關543及顯示部分544。又，顯示部分544由根據上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置組態而成。
(應用實例5)
圖19A至圖19G說明應用上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置的行動電話之外觀。在該行動電話中，例如，頂側外殼710及底側外殼720藉由一接合部分(鉸鏈部分)730而接合。該行動電話具有顯示器740、副顯示器(sub-display)750、圖像光760及相機770。顯示器740或副顯示器750由根據上述實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置組態而成。
上文中，儘管已參考該實施例及電子單元之應用實例來描述本發明，但本發明並不限於此，且可作出各種修改。
在上述實施例及其類似者中，藉由使用各種模式(諸如TN、VA及ECB)之液晶來整合觸控偵測部分30及液晶顯示部分20而組態具有觸控偵測功能之顯示部分10。或者，觸控偵測部分可與使用橫向電場模式(諸如FFS(邊緣場切換)及IPS(共平面切換))之液晶的液晶顯示部分整合。舉例而言，在使用處於橫向電場模式下之液晶的狀況下，可如圖20中所說明來組態具有觸控偵測功能之顯示部分90。圖20說明具有觸控偵測功能之顯示部分90中的相對部分之橫截面組態之實例，且說明其中液晶層6B被夾於像素基板2B與對向基板3B之間的狀態。由於其他部分之名稱、功能及其類似者與圖5之狀況中的名稱、功能及其類似者相同，所以省略其描述。在該實例中，不同於圖5之狀況，共同用於顯示及用於觸控偵測的驅動電極COML直接形成於TFT基板21上，且組態成像素基板2B之一部分。像素電極22經由絕緣層23而配置於驅動電極COML上方。在此狀況下，包括液晶層6B之所有介電體(配置於驅動電極COML與觸控偵測電極TDL之間)促成電容元件C1之形成。
本申請案含有與2010年8月23日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2010-186199中所揭示之標的有關的標的，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。
熟習此項技術者應理解，可取決於設計要求及其他因素而發生各種修改、組合、子組合及更改，只要該等修改、組合、子組合及更改係在附加之申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
1．．．具有觸控偵測功能之顯示裝置
2．．．像素基板
2B．．．像素基板
3．．．對向基板
3B．．．對向基板
6．．．液晶層
6B．．．液晶層
10．．．具有觸控偵測功能之顯示部分
11．．．控制部分
12．．．閘極驅動器
13．．．源極驅動器
14．．．驅動電極驅動器
15．．．驅動信號產生部分
20．．．液晶顯示部分
21．．．TFT基板
22．．．像素電極
23．．．絕緣層
30．．．觸控偵測部分
31．．．玻璃基板
32．．．彩色濾光片
35．．．偏光片
40．．．觸控偵測電路
42．．．類比LPF部分
43．．．A/D轉換部分
44．．．信號處理部分
45．．．座標提取部分
46．．．偵測定時控制部分
50．．．掃描驅動部分
51．．．圖像顯示螢幕部分
52．．．顯示掃描部分
53．．．觸控偵測掃描部分
54(n)．．．驅動部分
54(n+1)．．．驅動部分
54(n-1)．．．驅動部分
55．．．閘極緩衝器
56．．．驅動信號控制電路
57．．．驅動信號緩衝器
62．．．反轉器
63．．．反轉器
64．．．AND電路
65．．．NOR電路
66．．．緩衝器
67．．．緩衝器
68．．．緩衝器
90．．．具有觸控偵測功能之顯示部分
510．．．圖像顯示螢幕部分
511．．．前面板
512．．．濾光玻璃
521．．．閃光
522．．．顯示部分
523．．．選單開關
524．．．快門按鈕
531．．．主體
532．．．鍵盤
533．．．顯示部分
540．．．驅動部分
541．．．主體
542．．．透鏡
543．．．拍照開始/停止開關
544．．．顯示部分
710．．．頂側外殼
720．．．底側外殼
730．．．接合部分
740．．．顯示器
750．．．副顯示器
760．．．圖像光
770．．．相機
C1．．．電容元件
C2．．．電容元件
COML．．．驅動電極
D．．．介電體
DET．．．電壓偵測器
E1．．．驅動電極
E2．．．觸控偵測電極
GCL．．．掃描信號線
LC．．．液晶元件
P．．．電容元件C1之另一末端
Pix．．．像素
R．．．電阻器
S．．．交替信號源
SGL．．．像素信號線
SW1．．．開關
SW2．．．開關
SW3．．．開關
TDL．．．觸控偵測電極
Tr．．．TFT元件
圖1為用於描述根據本發明之具有觸控偵測功能之顯示裝置中的觸控偵測方法之基本原理的圖式，及說明手指不與顯示裝置接觸或不鄰近於顯示裝置之狀態的圖式。
圖2為用於描述根據本發明之具有觸控偵測功能之顯示裝置中的觸控偵測方法之基本原理的圖式，及說明手指與顯示裝置接觸或鄰近於顯示裝置之狀態的圖式。
圖3為用於描述根據本發明之具有觸控偵測功能之顯示裝置中的觸控偵測方法之基本原理的圖式，及說明驅動信號及觸控偵測信號之波形之實例的圖式。
圖4為說明根據本發明之實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置之組態實例的方塊圖。
圖5為說明根據該實施例的具有觸控偵測功能之顯示部分之示意性橫截面組態的截面圖。
圖6為說明根據該實施例的具有觸控偵測功能之顯示部分之像素配置的電路圖。
圖7為說明根據該實施例的具有觸控偵測功能之顯示部分之驅動電極及觸控偵測電極之組態實例的透視圖。
圖8為說明根據該實施例之掃描驅動部分之組態實例的方塊圖。
圖9為說明根據該實施例之驅動信號控制電路及驅動信號緩衝器之組態實例的電路圖。
圖10為說明根據該實施例之驅動信號控制電路之操作實例的真值表。
圖11為說明根據該實施例之顯示驅動信號、觸控偵測驅動信號及直流電驅動信號之實例的波形圖。
圖12A至圖12C為說明根據該實施例之掃描驅動部分之操作實例的圖式。
圖13為說明根據該實施例的具有觸控偵測功能之顯示裝置之操作實例的定時波形圖。
圖14為說明根據該實施例之驅動部分之操作實例的定時波形圖。
圖15為說明在應用該實施例之具有觸控偵測功能之顯示裝置當中的應用實例1之外觀組態的透視圖。
圖16A及圖16B為說明應用實例2之外觀組態的透視圖。
圖17為說明應用實例3之外觀組態的透視圖。
圖18為說明應用實例4之外觀組態的透視圖。
圖19A至圖19G為說明應用實例5之外觀組態的正視圖、側視圖、俯視圖及仰視圖。
圖20為說明根據該實施例之修改的具有觸控偵測功能之顯示部分之示意性橫截面組態的截面圖。
(無元件符號說明)

Claims (8)

  1. 一種具有一觸控偵測功能之顯示裝置，其包含：複數個共同驅動電極，其經並排配置以在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而執行顯示；為靜電電容類型之一觸控偵測元件，其基於一觸控偵測驅動信號而偵測一外部鄰近物件，該觸控偵測驅動信號具有大於該顯示驅動信號之振幅的一振幅；及一掃描驅動部分，其執行第一掃描驅動及第二掃描驅動，該第一掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式(time-divisional manner)循序供應該顯示驅動信號，且該第二掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應該觸控偵測驅動信號；其中該掃描驅動部分包含：驅動信號控制電路，其被供給第一選擇信號及第二選擇信號，該第一選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第一掃描驅動之目標，該第二選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第二掃描驅動之目標；第一開關，其允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；第二開關，其允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號； 第三開關，其允許向上述共同驅動電極之一者供給直流電電位(direct-current potential)；其中該驅動信號控制電路係經組態為：當該第一選擇信號位於高位準(high level)且該第二選擇信號不位於高位準時，接通(turn on)該第一開關且斷開(turn off)該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，斷開該第一開關及該第三開關且接通該第二開關而允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；且當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，斷開該第一開關及該第二開關且接通該第三開關而允許上述共同驅動電極之一者被供給該直流電電位。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中：該第三開關之接通允許向未被選擇作為該第一掃描驅動及該第二掃描驅動之一目標的未選(unselected)之共同驅動電極供應該直流電電位。
  3. 如請求項2之顯示裝置，其中該直流電電位等於該顯示 驅動信號之一時間平均電壓值。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中該觸控偵測驅動信號為具有交替反轉(alternately-inverted)之極性的一矩形波信號。
  5. 一種顯示裝置，其包含：複數個共同驅動電極；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而執行顯示；一偵測元件，其基於一觸控偵測驅動信號而執行偵測，該觸控偵測驅動信號具有大於該顯示驅動信號之振幅的一振幅；及一掃描驅動部分，其包括一驅動信號控制電路，該驅動信號控制電路被供給第一選擇信號及第二選擇信號，該第一選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者，該第二選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者；一第一開關、一第二開關及一第三開關，該第一開關之接通允許向該等共同驅動電極之一者供應該顯示驅動信號，且該第二開關之接通允許向該等共同驅動電極之上述一者供應該觸控偵測驅動信號，且該第三開關之接通允許向該等共同驅動電極之一者供給直流電電位；其中該驅動信號控制電路係經組態為：當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向藉由該第一選擇信號選擇之上述共同驅 動電極供給該顯示驅動信號；當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，斷開該第一開關及該第三開關且接通該第二開關而允許向藉由該第二選擇信號選擇之上述共同驅動電極供給該觸控偵測驅動信號；當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向藉由該第一選擇信號選擇之上述共同，驅動電極供給該顯示驅動信號；且當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，斷開該第一開關及該第二開關且接通該第三開關而允許上述共同驅動電極之一者被供給該直流電電位。
  6. 一種驅動電路，其包含一掃描驅動部分，該掃描驅動部分在具有一觸控偵測功能之一顯示部分上執行第一掃描驅動及第二掃描驅動，該第一掃描驅動允許向複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應一顯示驅動信號，且該第二掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應一觸控偵測驅動信號，該觸控偵測驅動信號具有大於該顯示驅動信號之振幅的一振幅，該顯示部分包括該複數個共同驅動電極、一顯示元件及為靜電電容類型之一觸控偵測元件，該複數個共同驅動電極經並排(side by side)配置以在一個方向上延伸，該顯示元件基於一像素信號及該顯示驅動信號而執行顯示，且為靜 電電容類型之該觸控偵測元件基於該觸控偵測驅動信號而偵測一外部鄰近物件；其中該掃描驅動部分包含：一驅動信號控制電路，其被供給第一選擇信號及第二選擇信號，該第一選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第一掃描驅動之目標，該第二選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第二掃描驅動之目標；第一開關，其允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；第二開關，其允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；第三開關，其允許向上述共同驅動電極之一者供給直流電電位；其中該驅動信號控制電路係經組態為：當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，斷開該第一開關及該第三開關且接通該第二開關而允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號位於 高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；且當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，斷開該第一開關及該第二開關且接通該第三開關而允許向上述共同驅動電極之一者供給該直流電電位。
  7. 一種具有一觸控偵測功能之一顯示裝置之驅動方法，該驅動方法包含：執行用於基於一像素信號及一顯示驅動信號來執行顯示之第一掃描驅動操作，其係藉由允許向複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應該顯示驅動信號，及允許向對應於被供應有該顯示驅動信號之該等共同驅動電極的像素電極，與該顯示驅動信號之該供應同步地循序供應該像素信號來執行，該複數個共同驅動電極經並排配置以在一個方向上延伸；執行用於基於來自一觸控偵測電極之一偵測信號來偵測外部鄰近物件之第二掃描驅動操作，其係藉由允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應一觸控偵測驅動信號來執行，該觸控偵測驅動信號具有大於該顯示驅動信號之振幅的一振幅，該觸控偵測電極與該複數個共同驅動電極之各者形成一靜電電容；及控制掃描驅動部分，該掃描驅動部分包含驅動信號控制電路，其被供給第一選擇信號及第二選擇信號，該第 一選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第一掃描驅動之目標，該第二選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第二掃描驅動之目標；第一開關，其允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；第二開關，其允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；第三開關，其允許向上述共同驅動電極之一者供給直流電電位；使得：當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，該驅動信號控制電路接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，該驅動信號控制電路斷開該第一開關及該第三開關且接通該第二開關而允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，該驅動信號控制電路接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；且當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，該驅動信號控制電路斷開該第一開關及該第二開關且接通該第三開關而允許向上述共同驅動電極之一者供給該直流電電位。
  8. 一種電子單元，其包括具有一觸控偵測功能之一顯示裝 置及藉由使用具有一觸控偵測功能之該顯示裝置來執行操作控制的一控制部分，具有一觸控偵測功能之該顯示裝置包含：複數個共同驅動電極，其經並排配置以在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而執行顯示；為靜電電容類型之一觸控偵測元件，其基於一觸控偵測驅動信號而偵測一外部鄰近物件，該觸控偵測驅動信號具有大於該顯示驅動信號之振幅的一振幅；及一掃描驅動部分，其執行第一掃描驅動及第二掃描驅動，該第一掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應該顯示驅動信號，且該第二掃描驅動允許向該複數個共同驅動電極以一時分方式循序供應該觸控偵測驅動信號；其中該掃描驅動部分包含：驅動信號控制電路，其被供給第一選擇信號及第二選擇信號，該第一選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一作者為該第一掃描驅動之目標，該第二選擇信號係用於選擇上述共同驅動電極之一者作為該第二掃描驅動之目標；第一開關，其允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；第二開關，其允許向該第二掃描驅動之該目標供給該 觸控偵測驅動信號；及第三開關，其允許向上述共同驅動電極之一者供給直流電電位；其中該驅動信號控制電路係經組態為：當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，斷開該第一開關及該第三開關且接通該第二開關而允許向該第二掃描驅動之該目標供給該觸控偵測驅動信號；當該第一選擇信號位於高位準且該第二選擇信號位於高位準時，接通該第一開關且斷開該第二開關及該第三開關而允許向該第一掃描驅動之該目標供給該顯示驅動信號；且當該第一選擇信號不位於高位準且該第二選擇信號不位於高位準時，斷開該第一開關及該第二開關且接通該第三開關而允許向上述共同驅動電極之一者供給該直流電電位。
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