TWI545487B - A display device having a touch detection function, and an electronic device provided with the same - Google Patents
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Description
本發明係關於一種能夠檢測外部接近物體之顯示裝置及電子機器,尤其係關於一種可根據靜電電容之變化而檢測自外部接近之外部接近物體的附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
近年來,被稱為所謂之觸控面板之能夠檢測外部接近物體之觸控檢測裝置受到關注。觸控面板用於安裝於液晶顯示裝置等顯示裝置上或與其一體化之附觸控檢測功能之顯示裝置。而且,附觸控檢測功能之顯示裝置使各種按鈕圖像等顯示於顯示裝置,藉此,可由觸控面板代替通常之機械式按鈕而輸入資訊。此種具有觸控面板之附觸控檢測功能之顯示裝置無需如鍵盤或滑鼠、小鍵盤般之輸入裝置,因此,使用範圍有擴大之傾向,除了使用於電腦之外,亦使用於如行動電話般之行動資訊終端等。
作為觸控檢測裝置之方式,存在光學式、電阻式及靜電電容式等若干方式。靜電電容式之觸控檢測裝置使用於行動終端等,其具有較簡單之構造,且可實現低耗電。例如,於專利文獻1中揭示有一種靜電電容式之觸控面板。
[專利文獻1]日本專利特開2012-221485號公報
然而,對於附觸控檢測功能之顯示面板而言,由於顯示功能與觸控檢測功能已一體化,因此,例如用於觸控檢測之動作有可能會對顯示產生影響。相對於此,專利文獻1所揭示之附觸控檢測功能之顯示裝置即使進行觸控檢測,亦可減少對於顯示之影響。而且,專利文獻1所揭示之附觸控檢測功能之顯示裝置具備驅動部,該驅動部選擇性地對驅動電極施加直流驅動電壓VcomDC或交流驅動信號VcomAC。於該附觸控檢測功能之顯示面板中,顯示元件受到顯示驅動,並且對驅動電極施加驅動信號,自觸控檢測電極輸出對應於該驅動信號之信號。因此,需要將兩條配線拖拽至框緣區域,該兩條配線將直流驅動電壓VcomDC及交流驅動信號VcomAC分別供給至驅動電極。
上述專利文獻1所揭示之附觸控檢測功能之顯示裝置未考慮減少用於觸控檢測之動作對於顯示產生之影響,且未考慮使框緣變得狹小。
本發明係鑒於上述問題點而成者,其目的在於提供可抑制觸控檢測對於顯示產生之影響,且可使框緣狹小化之附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器。
本發明之附觸控檢測功能之顯示裝置包括:顯示區域,其於基板上呈矩陣狀地配置有複數個畫素電極;驅動電極,其與上述畫素電極相對向地設置,且被分割為複數個;顯示功能層,其具有將圖像顯示於上述顯示區域之圖像顯示功能;控制裝置,其基於圖像信號,將顯示用驅動電壓施加至上述畫素電極與上述驅動電極之間,以使上述顯示功能層之圖像顯示功能發揮之方式進行圖像顯示控制;觸控檢測電極,其與上述驅動電極相對向地在與上述驅動電極之間形成靜電電
容;觸控檢測部,其基於來自上述觸控檢測電極之檢測信號而檢測接近之物體之位置;配線,其配設於位於上述顯示區域外側之框緣區域;及複數個選擇開關,其根據上述控制裝置之選擇信號而選擇與上述配線連接之上述驅動電極;上述控制裝置錯開時間而將上述顯示用驅動電壓與上述觸控用驅動信號供給至相同之上述配線。
本發明之電子機器係具備上述附觸控檢測功能之顯示裝置者,例如相當於電視裝置、數位相機、個人電腦、攝影機或行動電話等行動終端裝置等。
本發明之附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器可抑制觸控檢測對於顯示產生之影響,且可使框緣狹小化。
根據本發明之附觸控檢測功能之顯示裝置及電子機器,可薄型化、大畫面化或高精細化。
1‧‧‧附觸控檢測功能之顯示裝置
1H‧‧‧水平期間
2‧‧‧畫素基板
3‧‧‧對向基板
6‧‧‧液晶層
10‧‧‧附觸控檢測功能之顯示器件
11‧‧‧控制部
12‧‧‧閘極驅動器
12A、12B‧‧‧閘極驅動器
13‧‧‧源極驅動器
13S‧‧‧源極選擇部
14‧‧‧驅動電極驅動器
14A、14B‧‧‧驅動電極掃描部
14Q‧‧‧驅動信號產生部
19‧‧‧COG(玻璃上置晶片)
20‧‧‧液晶顯示器件
21‧‧‧TFT基板
22‧‧‧畫素電極
24‧‧‧絕緣層
30‧‧‧觸控檢測器件
31‧‧‧玻璃基板
32‧‧‧彩色濾光片
32B、32G、32R‧‧‧顏色區域
35‧‧‧偏光板
40‧‧‧觸控檢測部
42‧‧‧觸控檢測信號放大部
43‧‧‧A/D轉換部
44‧‧‧信號處理部
45‧‧‧座標抽出部
46‧‧‧檢測時序控制部
51‧‧‧掃描控制部
52‧‧‧觸控檢測掃描部
52SR‧‧‧移位暫存器
53‧‧‧驅動部
53(k)~53(k+3)‧‧‧驅動部
54‧‧‧邏輯積電路
61‧‧‧高位準電壓產生部
61S‧‧‧電壓控制部
62‧‧‧低位準電壓產生部
63、64‧‧‧緩衝器
65‧‧‧開關電路
65E‧‧‧輸出端子
66‧‧‧開關脈衝選擇電路
67‧‧‧邏輯(AND)電路
510‧‧‧影像顯示畫面部
511‧‧‧前面板
512‧‧‧濾光玻璃
521‧‧‧發光部
522‧‧‧顯示部
523‧‧‧選單開關
524‧‧‧快門按鈕
530‧‧‧驅動部
531‧‧‧本體部
532‧‧‧透鏡
533‧‧‧開始/停止開關
534‧‧‧顯示部
541‧‧‧本體
542‧‧‧鍵盤
543‧‧‧顯示部
551‧‧‧上側框體
552‧‧‧下側框體
553‧‧‧連結部(鉸鏈部)
554‧‧‧顯示器
555‧‧‧子顯示器
556‧‧‧閃光燈
557‧‧‧相機
561‧‧‧框體
562‧‧‧顯示部
Ad‧‧‧顯示區域
B、B(k)、B(k+1)、B(k+2)、B(k+3)‧‧‧驅動電極區塊
BAC‧‧‧驅動信號施加區塊
CA‧‧‧驅動信號Vcom之波形
CB‧‧‧掃描信號Vscan之波形
CC‧‧‧圖像信號Vsig之波形
CD‧‧‧開關控制信號Vsel之波形
CE‧‧‧畫素信號Vpix之波形
CF‧‧‧驅動電極選擇信號VCOMSEL之波形
CG‧‧‧驅動信號Vcom之波形
CH‧‧‧觸控檢測信號Vdet之波形
COML‧‧‧驅動電極
C1、C1'‧‧‧電容元件
C2‧‧‧靜電電容
D‧‧‧介電體
DET‧‧‧電壓檢測器(觸控檢測部)
EXVCOM‧‧‧驅動控制信號
E1‧‧‧驅動電極
E2‧‧‧觸控檢測電極
FRP‧‧‧反轉控制信號
GCL‧‧‧掃描信號線
GND‧‧‧接地電壓即固定電壓
Gd‧‧‧框緣
Gdv‧‧‧寬度
Gtp‧‧‧具有P通道之閘極電極
Gtn‧‧‧具有N通道之閘極電極
I0‧‧‧電流
I1‧‧‧電流
LAC、LCC、LDC‧‧‧配線
NTX‧‧‧非選擇驅動電極區塊
Pd‧‧‧顯示動作期間
Pix‧‧‧畫素
Pt‧‧‧觸控檢測動作期間
PW‧‧‧寫入期間
Reset‧‧‧重設之期間
S‧‧‧交流信號源(驅動信號源)
Scan‧‧‧掃描方向
Scand‧‧‧顯示掃描
Scant‧‧‧觸控檢測掃描
SDCK‧‧‧控制信號
SDST‧‧‧掃描開始信號
Sg‧‧‧交流矩形波
SGL‧‧‧畫素信號線
SPix‧‧‧副畫素
STX‧‧‧選擇驅動電極區塊
ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)‧‧‧掃描信號
SW、SWR、SWG、SWB、SWx、SW651、SW652、SW653‧‧‧開關
SW1、SW2、SW3、SW4‧‧‧選擇開關
SWh1、SWh2、SWh3‧‧‧連接導體
T‧‧‧可撓性印刷基板
TDL‧‧‧觸控檢測電極
TSHD‧‧‧觸控檢測期間識別信號
t、t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t10‧‧‧時序
VB、VG、VR‧‧‧畫素電壓
VCOMSEL‧‧‧驅動電極選擇信號
Vcom‧‧‧驅動信號
Vcom(B(k))‧‧‧驅動信號
VcomAC‧‧‧交流驅動信號
VcomDC‧‧‧直流驅動電壓
Vdet‧‧‧觸控檢測信號
Vdisp‧‧‧影像信號
Vout‧‧‧信號輸出
Vpix、VpixB、VpixG、VpixR‧‧‧畫素信號
Vscan、Vscan(n)‧‧‧掃描信號
Vsel、VselB、VselG、VselR‧‧‧開關控制信號
Vsig‧‧‧圖像信號
V0‧‧‧實線之波形
V1‧‧‧虛線之波形
W1‧‧‧時間
|△V|‧‧‧電壓差分之絕對值
圖1係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置之一個構成例的區塊圖。
圖2係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理,表示手指未接觸或接近之狀態的說明圖。
圖3係表示圖2所示之手指未接觸或接近之狀態之等效電路的例子之說明圖。
圖4係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理,表示手指接觸或接近之狀態的說明圖。
圖5係表示圖4所示之手指接觸或接近之狀態之等效電路的例子之說明圖。
圖6係表示驅動信號及觸控檢測信號之波形之一例之圖。
圖7係表示安裝有實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置之模
組的一例之圖。
圖8係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之概略剖面構造的剖面圖。
圖9係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之畫素排列的電路圖。
圖10係對於安裝有實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置之模組,說明源極驅動器與畫素信號線之關係之模式圖。
圖11係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之驅動電極及觸控檢測電極的一個構成例之立體圖。
圖12係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的觸控檢測之動作例之模式圖。
圖13係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的觸控檢測之動作例之模式圖。
圖14係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的觸控檢測之動作例之模式圖。
圖15係對實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的顯示與觸控檢測之動作進行說明之說明圖。
圖16係表示實施形態1之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。
圖17係表示實施形態1之驅動電極驅動器之區塊圖。
圖18係表示附觸控檢測功能之顯示裝置1之時序波形例之說明圖。
圖19係表示觸控檢測掃描之動作例之說明圖。
圖20係表示驅動控制信號與交流驅動信號之波形之關係之說明圖。
圖21係對相對於比較例之驅動電極之、配線及開關之配置例進
行說明的說明圖。
圖22係對相對於實施形態1之驅動電極之、配線及開關之配置例進行說明的說明圖。
圖23係對相對於實施形態1之變化例之驅動電極之、配線及開關之配置例進行說明的說明圖。
圖24係表示實施形態2之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。
圖25係表示驅動控制信號與交流驅動信號之波形之關係之說明圖。
圖26係表示實施形態3之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。
圖27係表示驅動控制信號與交流驅動信號之波形之關係之說明圖。
圖28係表示變化例之附觸控檢測功能之顯示器件之概略剖面構造的剖面圖。
圖29係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖30係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖31係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖32係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖33係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖34係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子
機器的一例之圖。
圖35係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖36係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖37係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖38係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖39係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖40係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
圖41係表示應用實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。
一面參照圖式,一面詳細地說明實施形態。以下之實施形態所揭示之內容並不限定本發明。又,以下所揭示之構成要素中包含業者所能夠容易地設想之要素、實質上相同之要素。而且,以下所揭示之構成要素可適當地組合。再者,依照以下之順序進行說明。
1.實施形態(附觸控檢測功能之顯示裝置)
1-1.實施形態1
1-2.實施形態2
1-3.實施形態3
1-4.變化例
2.應用例(電子機器)
將上述實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置應用於電子機器之例子
3.本發明之構成
[構成例]
(整體構成例)
圖1係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置之一個構成例的區塊圖。附觸控檢測功能之顯示裝置1具備附觸控檢測功能之顯示器件10、控制部11、閘極驅動器12、源極驅動器13、源極選擇部13S、驅動電極驅動器14、以及觸控檢測部40。該附觸控檢測功能之顯示裝置1係附觸控檢測功能之顯示器件10內置有觸控檢測功能之顯示器件。附觸控檢測功能之顯示器件10係使液晶顯示器件20與靜電電容型之觸控檢測器件30一體化而成之裝置,該液晶顯示器件20使用液晶顯示元件作為顯示元件。
如下所述,液晶顯示器件20係根據自閘極驅動器12供給之掃描信號Vscan,逐條地依序掃描水平線而進行顯示之器件。控制部11係如下電路,其根據自外部供給之影像信號Vdisp,對閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14及觸控檢測部40分別供給控制信號,以使該等構件彼此同步地動作之方式而進行控制。本發明中之控制裝置包含控制部11、閘極驅動器12、源極驅動器13、以及驅動電極驅動器14。
閘極驅動器12具有如下功能,即,根據自控制部11供給之控制信號,依序選擇成為附觸控檢測功能之顯示器件10之顯示驅動對象之一條水平線。
源極驅動器13係根據自控制部11供給之控制信號,將畫素信號Vpix供給至附觸控檢測功能之顯示器件10之後述之各畫素Pix(副畫素
SPix)的電路。如下所述,源極驅動器13根據一條水平線之控制信號,產生對液晶顯示器件20之複數個副畫素SPix之畫素信號Vpix進行分時多工而得之圖像信號Vsig,且將該圖像信號Vsig供給至源極選擇部13S。又,源極驅動器13產生開關控制信號Vsel,並且將其與圖像信號Vsig一併供給至源極選擇部13S,該開關控制信號Vsel係分離已多工為圖像信號Vsig之畫素信號Vpix所需之信號。源極選擇部13S可減少源極驅動器13與源極選擇部13S之間之配線數。
驅動電極驅動器14係如下電路,其基於自控制部11供給之控制信號,將觸控檢測用之驅動信號(觸控驅動信號,以下稱為驅動信號)VcomAC、顯示用之電壓即顯示用驅動電壓VcomDC供給至附觸控檢測功能之顯示器件10之、後述之驅動電極COML。
觸控檢測部40係如下電路,其基於自控制部11供給之控制信號、與自附觸控檢測功能之顯示器件10之觸控檢測器件30供給之觸控檢測信號Vdet,檢測對於觸控檢測器件30之觸控(上述接觸狀態)之有無,於有觸控之情形時,求出觸控檢測區域中之觸控之座標等。該觸控檢測部40具備觸控檢測信號放大部42、A/D轉換部43、信號處理部44、座標抽出部45、以及檢測時序控制部46。
觸控檢測信號放大部42對自觸控檢測器件30供給之觸控檢測信號Vdet進行放大。觸控檢測信號放大部42亦可具備低通類比濾波器,該低通類比濾波器去除觸控檢測信號Vdet中所含之高頻率成分(雜訊成分),並取出觸控成分且分別加以輸出。
(靜電電容型觸控檢測之基本原理)
觸控檢測器件30基於靜電電容型觸控檢測之基本原理而進行動作,且輸出觸控檢測信號Vdet。參照圖1~圖6,說明本實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置1中之觸控檢測的基本原理。圖2係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理,表示手指未接觸或接近之狀態
的說明圖。圖3係表示圖2所示之手指未接觸或接近之狀態之等效電路的例子之說明圖。圖4係為了說明靜電電容型觸控檢測方式之基本原理,表示手指接觸或接近之狀態的說明圖。圖5係表示圖4所示之手指接觸或接近之狀態之等效電路的例子之說明圖。圖6係表示驅動信號及觸控檢測信號之波形之一例的圖。
例如,如圖2所示,電容元件C1具備介隔介電體D而彼此相對向地配置之一對電極、驅動電極E1及觸控檢測電極E2。如圖3所示,電容元件C1之一端連接於交流信號源(驅動信號源)S,另一端連接於電壓檢測器(觸控檢測部)DET。電壓檢測器DET係例如圖1所示之觸控檢測信號放大部42中所含之積分電路。
若將特定頻率(例如數kHz~數百kHz左右)之交流矩形波Sg自交流信號源S施加至驅動電極E1(電容元件C1之一端),則經由連接於觸控檢測電極E2(電容元件C1之另一端)側之電壓檢測器DET而顯現輸出波形(觸控檢測信號Vdet)。再者,該交流矩形波Sg相當於後述之驅動信號VcomAC。
於手指未接觸(或接近)之狀態(非接觸狀態)下,如圖2及圖3所示,隨著對於電容元件C1之充放電,與電容元件C1之電容值相對應之電流I0流動。如圖6所示,電壓檢測器DET將對應於交流矩形波Sg之電流I0之變動轉換為電壓之變動(實線之波形V0)。
另一方面,於手指接觸(或接近)之狀態(接觸狀態)下,如圖4所示,由手指所形成之靜電電容C2與觸控檢測電極E2接觸或處於其附近,藉此,處於驅動電極E1及觸控檢測電極E2之間之邊緣部分之靜電電容被阻斷,該靜電電容C2作為電容值小於電容元件C1之電容值之電容元件C1'而發揮作用。而且,觀察圖5所示之等效電路,電流I1於電容元件C1'中流動。如圖6所示,電壓檢測器DET將與交流矩形波Sg相對應之電流I1之變動轉換為電壓之變動(虛線之波形V1)。於該情
形時,波形V1與上述波形V0相比較,振幅變小。藉此,波形V0與波形V1之電壓差分之絕對值|△V|根據手指等來自外部之接近之物體的影響而發生變化。再者,電壓檢測器DET為了精度良好地檢測波形V0與波形V1之電壓差分之絕對值|△V|,更佳為進行如下動作,即,藉由電路內之開關,配合交流矩形波Sg之頻率而設置對電容器之充放電進行重設之期間Reset。
圖1所示之觸控檢測器件30根據自驅動電極驅動器14供給之驅動信號Vcom(後述之驅動信號VcomAC),依序對每個檢測區塊進行掃描而進行觸控檢測。
觸控檢測器件30自複數個後述之觸控檢測電極TDL,經由圖3或圖5所示之電壓檢測器DET,對於每個檢測區塊而輸出觸控檢測信號Vdet,且將該觸控檢測信號Vdet供給至觸控檢測部40之A/D轉換部43。
A/D轉換部43係如下電路,其以與驅動信號VcomAC同步之時序,分別對自觸控檢測信號放大部42輸出之類比信號進行取樣,且將該類比信號轉換為數位信號。
信號處理部44具備數位濾波器,該數位濾波器減少A/D轉換部43之輸出信號中所含之、對驅動信號VcomAC進行取樣之頻率以外的頻率成分(雜訊成分)。信號處理部44係邏輯電路,該邏輯電路基於A/D轉換部43之輸出信號,檢測對於觸控檢測器件30之觸控之有無。信號處理部44進行如下處理,即,僅取出由手指引起之差分之信號。該由手指引起之差分之信號係上述波形V0與波形V1之差分之絕對值|△V|。信號處理部44亦可進行使每個檢測區塊之絕對值|△V|平均化之運算,求出絕對值|△V|之平均值。藉此,信號處理部44可減少由雜訊產生之影響。信號處理部44將檢測出之由手指引起之差分之信號與特定之臨限值電壓作比較,若為該臨限值電壓以上,則判斷為
外部接近物體之非接觸狀態。另一方面,信號處理部44將檢測出之數位電壓與特定之臨限值電壓作比較,若未達臨限值電壓,則判斷為外部接近物體之接觸狀態。如此,觸控檢測部40能夠進行觸控檢測。
座標抽出部45係邏輯電路,其於信號處理部44檢測出觸控時,求出該觸控之觸控面板座標。檢測時序控制部46以使A/D轉換部43、信號處理部44及座標抽出部45同步地進行動作之方式而進行控制。座標抽出部45輸出觸控面板座標作為信號輸出Vout。
(模組)
圖7係表示安裝有實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置之模組的一例之圖。如圖7所示,附觸控檢測功能之顯示裝置1包含液晶顯示器件20、驅動電極驅動器14、COG(Chip On Glass,玻璃上置晶片)19、以及源極選擇部13S。COG19包含上述源極驅動器13。驅動電極驅動器14形成於玻璃基板即TFT基板21。COG19係安裝於TFT基板21之晶片,且內置有圖1所示之控制部11、源極驅動器13等顯示動作所需之各電路。又,附觸控檢測功能之顯示裝置1亦可將驅動電極驅動器14、閘極驅動器12、源極選擇部13S等電路內置於COG(Chip On Glass)19。
對於圖7所示之附觸控檢測功能之顯示裝置1,於相對於TFT基板21之表面之垂直方向上,模式性地表示了驅動電極COML之驅動電極區塊B、及以與驅動電極區塊B(驅動電極COML)立體交叉之方式而形成之觸控檢測電極TDL。又,附觸控檢測功能之顯示裝置1於相對於TFT基板21之表面之垂直方向上,具備驅動電極COML、及不與驅動電極COML交叉而以沿著平行方向延伸之方式形成之後述之掃描信號線GCL。
又,驅動電極COML被分割為沿著一個方向延伸之複數個條狀之電極圖案。當進行觸控檢測動作時,藉由驅動電極驅動器14將驅動信
號VcomAC依序供給至各電極圖案。同時被供給了驅動信號VcomAC之驅動電極COML之複數個條狀之電極圖案為圖7所示之驅動電極區塊B。驅動電極區塊B(驅動電極COML)形成於沿著TFT基板21之一條邊之方向上,後述之觸控檢測電極TDL形成於沿著TFT基板21之另一條邊之方向上。觸控檢測電極TDL之輸出設置於TFT基板21之短邊側,且經由可撓性印刷基板T而與安裝於可撓性印刷基板T之觸控檢測部40連接。如此,觸控檢測部40安裝於可撓性印刷基板T上,且與並排設置之複數個觸控檢測電極TDL分別連接。可撓性印刷基板T只要為端子即可,其並不限於可撓性印刷基板,於該情形時,觸控檢測部40設置於模組之外部。
控制部11、源極驅動器13及驅動信號驅動器中,後述之驅動信號產生部作為COG19而安裝於畫素基板2上。源極選擇部13S係使用TFT元件而形成於TFT基板21上之顯示區域Ad之附近。於顯示區域Ad中,呈矩陣狀(行列狀)地配置有多個後述之畫素Pix。框緣Gd、Gd係自與TFT基板21之表面垂直之方向觀察,未配置有畫素Pix之區域。閘極驅動器12與驅動電極驅動器14中之驅動電極掃描部14A、14B配置於框緣Gd、Gd。
閘極驅動器12具備閘極驅動器12A、12B,且使用TFT元件而形成於TFT基板21上。閘極驅動器12A、12B可介隔呈矩陣狀地配置有畫素Six之顯示區域Ad,自兩側對驅動顯示區域Ad。
驅動電極掃描部14A、14B係使用TFT元件而形成於TFT基板21上。驅動電極掃描部14A、14B自驅動信號產生部經由導電體之配線LCC而接受顯示用驅動電壓VcomDC之供給,並且經由配線LCC而接受驅動信號VcomAC之供給。而且,驅動電極掃描部14A、14B可自兩側分別驅動並排設置之複數個驅動電極區塊B。配線LCC配設於在與TFT基板21垂直之方向上位於顯示區域Ad外側之框緣區域Gd。本實
施形態1之配線LCC設置於TFT基板21上。又,配線LCC亦可設置於對向基板3,且配設於在與TFT基板21垂直之方向上位於顯示區域Ad外側之框緣區域Gd。
配線LCC具有特定之電阻成分與相對於驅動電極COML之寄生電容,該驅動電極COML屬於經由該配線LCC而供給驅動信號VcomAC之驅動電極區塊B。因此,在配置於遠離COG19(驅動信號產生部)之位置之驅動電極區塊B中,存在驅動信號VcomAC之脈衝之遷移時間變長之可能性。尤其,為了抑制在配置於配線LCC之末端部附近之驅動電極區塊B中,驅動信號VcomAC之脈衝之遷移時間變長之可能性,需要確保配線LCC之寬度為特定寬度(例如100μm以上)。
因此,實施形態1之配線LCC係作為接受驅動信號VcomAC之供給,且接受顯示用驅動電壓VcomDC之供給之共用配線。藉此,與將實施形態1之配線LCC分為接受驅動信號VcomAC之供給之配線、與接受顯示用驅動電壓VcomDC之供給之配線的情形相比較,可使空間以一條配線及剩餘部分之量變窄。又,與將實施形態1之配線LCC分為接受驅動信號VcomAC之供給之配線、與接受顯示用驅動電壓VcomDC之供給之配線的情形相比較,可削減選擇開關之數量,且可減小選擇開關所佔用之面積。藉此,框緣Gd中,驅動電極掃描部14A、14B所佔用之寬度Gdv變小。例如,與將實施形態1之配線LCC分為接受驅動信號VcomAC之供給之配線、與接受顯示用驅動電壓VcomDC之供給之配線的情形相比較,可以10%以上、20%以下之程度,使相對於框緣Gd之驅動電極掃描部14A、14B所佔用之寬度Gdv之比率減少。
圖7所示之附觸控檢測功能之顯示裝置1自附觸控檢測功能之顯示器件10之短邊側輸出上述觸控檢測信號Vdet。藉此,對於附觸控檢測功能之顯示裝置1而言,經由端子部即可撓性印刷基板T而連接於觸
控檢測部40時之配線之拖拽變得容易。
(附觸控檢測功能之顯示器件)
其次,詳細地說明附觸控檢測功能之顯示器件10之構成例。圖8係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之概略剖面構造的剖面圖。圖9係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之畫素排列的電路圖。
如圖8所示,附觸控檢測功能之顯示器件10包括:畫素基板2;對向基板3,其沿著垂直方向與該畫素基板2之表面相對向地配置;及液晶層6,其插設於畫素基板2與對向基板3之間。
液晶層6係根據電場狀態而對通過此處之光進行調變者,例如可使用如下液晶顯示器件,該液晶顯示器件使用了FFS(Fringe Field Switching,邊緣場開關)或IPS(In-Plane Switching,平面開關)等橫電場模式之液晶。再者,亦可分別於圖8所示之液晶層6與畫素基板2之間、及液晶層6與對向基板3之間配設配向膜。
又,對向基板3包含玻璃基板31、與形成於該玻璃基板31之一個面之彩色濾光片32。於玻璃基板31之另一個面,形成有觸控檢測器件30之檢測電極即觸控檢測電極TDL,進而,於該觸控檢測電極TDL上配設有偏光板35。
畫素基板2包含作為電路基板之TFT基板21、呈矩陣狀地配設於該TFT基板21上之複數個畫素電極22、形成於TFT基板21及畫素電極22之間之複數個驅動電極COML、以及使畫素電極22與驅動電極COML絕緣之絕緣層24。
於TFT基板21,形成有圖9所示之各副畫素SPix之薄膜電晶體(TFT:Thin Film Transistor)元件Tr、將畫素信號Vpix供給至各畫素電極22之畫素信號線SGL、驅動各TFT元件Tr之掃描信號線GCL等配線。如此,畫素信號線SGL在與TFT基板21之表面平行之平面延伸,
且將用以顯示圖像之畫素信號Vpix供給至畫素。圖9所示之液晶顯示器件20具有排列為矩陣狀之複數個副畫素SPix。副畫素SPix具備TFT元件Tr及液晶元件LC。TFT元件Tr係由薄膜電晶體構成,於該例子中,由n通道之MOS(Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導體)型之TFT構成。TFT元件Tr之源極連接於畫素信號線SGL,閘極連接於掃描信號線GCL,汲極連接於液晶元件LC之一端。液晶元件LC之一端連接於TFT元件Tr之汲極,另一端連接於驅動電極COML。
圖8所示之彩色濾光片32週期性地排列例如著色為紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)該3種顏色之彩色濾光片之顏色區域,R、G、B該3種顏色之顏色區域32R、32G、32B(參照圖9)為一組,作為畫素Pix而與上述圖9所示之各副畫素SPix相對應。彩色濾光片32在與TFT基板21垂直之方向上,與液晶層6相對向。再者,彩色濾光片32若著色為不同顏色,則亦可為其他顏色之組合。
圖9所示之副畫素SPix藉由掃描信號線GCL,與屬於液晶顯示器件20之相同列之其他副畫素SPix彼此連接。掃描信號線GCL與閘極驅動器12連接,由閘極驅動器12供給掃描信號Vscan。又,副畫素SPix藉由畫素信號線SGL,與屬於液晶顯示器件20之相同行之其他副畫素SPix彼此連接。畫素信號線SGL與源極驅動器13連接,由源極驅動器13供給畫素信號Vpix。
具體而言,如圖10所示,附觸控檢測功能之顯示裝置1之畫素信號線SGL經由源極選擇部13S,連接於上述COG19所內置之源極驅動器13。源極選擇部13S根據開關控制信號Vsel而進行開閉動作。
如圖10所示,源極驅動器13基於自控制部11供給之控制信號,產生且輸出圖像信號Vsig。源極驅動器13根據一條水平線之控制信號,產生對液晶顯示器件20之複數個(該例子中為3個)副畫素SPix之畫素信號Vpix進行分時多工而得之圖像信號Vsig,且將該圖像信號Vsig供給
至源極選擇部13S。又,源極驅動器13產生開關控制信號Vsel(VselR、VselG、VselB),且將其與圖像信號Vsig一併供給至源極選擇部13S,該開關控制信號Vsel(VselR、VselG、VselB)係用以分離已多工為圖像信號Vsig之畫素信號Vpix所需之信號。藉由該多工,源極驅動器13與源極選擇部13S之間之配線數減少。
源極選擇部13S基於自源極驅動器13供給之圖像信號Vsig及開關控制信號Vsel,分別已分時多工為圖像信號Vsig之畫素信號Vpix,且將該畫素信號Vpix供給至附觸控檢測功能之顯示器件10之液晶顯示器件20。
源極選擇部13S例如具備3個開關SWR、SWG、SWB,3個開關SWR、SWG、SWB各自之一端彼此連接,由源極驅動器13供給圖像信號Vsig。3個開關SWR、SWG、SWB各自之另一端經由附觸控檢測功能之顯示器件10之液晶顯示器件20之畫素信號線SGL,分別連接於副畫素SPix。3個開關SWR、SWG、SWB藉由自源極驅動器13供給之開關控制信號Vsel(VselR、VselG、VselB)而分別受到開閉控制。根據該構成,源極選擇部13S可根據開關控制信號Vsel,分時地依序對開關SWR、SWG、SWB進行切換而將其設為接通(ON)狀態。藉此,源極選擇部13S自已多工之圖像信號Vsig分離畫素信號Vpix(VpixR、VpixG、VpixB)。而且,源極選擇部13S將畫素信號Vpix分別供給至3個副畫素SPix。上述著色為紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)該3種顏色之顏色區域32R、32G、32B分別對應於副畫素SPix。因此,畫素信號VpixR供給至對應於顏色區域32R之副畫素SPix。畫素信號VpixG供給至對應於顏色區域32G之副畫素SPix。畫素信號VpixB供給至對應於顏色區域32B之副畫素SPix。
副畫素SPix藉由驅動電極COML,與屬於液晶顯示器件20之相同列之其他副畫素SPix彼此連接。驅動電極COML與驅動電極驅動器14
連接,由驅動電極驅動器14供給顯示用驅動電壓VcomDC。亦即,於該例子中,屬於相同列之複數個副畫素SPix共用驅動電極COML。
圖1所示之閘極驅動器12經由圖9所示之掃描信號線GCL,將掃描信號Vscan施加至副畫素SPix之TFT元件Tr之閘極,藉此,依序選擇呈矩陣狀地形成於液晶顯示器件20之副畫素SPix中之一列(一條水平線)作為顯示驅動之對象。圖1所示之源極驅動器13及源極選擇部13S經由圖9所示之畫素信號線SGL,將畫素信號Vpix分別供給至構成由閘極驅動器12依序選擇之一條水平線之各副畫素SPix。繼而,該等副畫素SPix根據所供給之畫素信號Vpix,進行一條水平線之顯示。圖1所示之驅動電極驅動器14施加驅動信號Vcom,於圖8及圖9所示之由特定條數之驅動電極COML構成之每個驅動電極區塊而將驅動電極COML驅動。
如上所述,液晶顯示器件20為,閘極驅動器12以如下方式驅動,即,分時地將掃描信號線GCL進行線序掃描,藉此依序選擇一條水平線。又,液晶顯示器件20為,源極驅動器13及源極選擇部13S將畫素信號Vpix供給至屬於一條水平線之副畫素SPix,藉此逐條水平線地進行顯示。於進行該顯示動作時,驅動電極驅動器14對包含與該條水平線對應之驅動電極COML之驅動電極區塊施加顯示用驅動電壓VcomDC。
本實施形態之驅動電極COML作為液晶顯示器件20之驅動電極而發揮功能,並且亦作為觸控檢測器件30之驅動電極而發揮功能。圖11係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示器件之驅動電極及觸控檢測電極的一構成例之立體圖。如圖8所示,圖11所示之驅動電極COML在相對於TFT基板21之表面之垂直方向上,與畫素電極22相對向。觸控檢測器件30係由設置於畫素基板2之驅動電極COML、與設置於對向基板3之觸控檢測電極TDL構成。觸控檢測電極TDL包含沿
著與驅動電極COML之電極圖案之延伸方向交叉之方向延伸的條狀之電極圖案。而且,觸控檢測電極TDL在相對於TFT基板21之表面之垂直方向上,與驅動電極COML相對向。觸控檢測電極TDL之各電極圖案分別連接於觸控檢測部40之觸控檢測信號放大部42之輸入。由驅動電極COML與觸控檢測電極TDL彼此交叉而成之電極圖案於其交叉部分產生靜電電容。再者,觸控檢測電極TDL或驅動電極COML(驅動電極區塊)不限於呈條狀地分割為複數個之形狀。例如,觸控檢測電極TDL或驅動電極COML(驅動電極區塊)亦可為梳齒形狀。或者,觸控檢測電極TDL或驅動電極COML(驅動電極區塊)只要分割為複數個即可,將驅動電極COML進行分割之狹縫之形狀可為直線,亦可為曲線。
根據該構成,當觸控檢測器件30進行觸控檢測動作時,驅動電極驅動器14以如下方式驅動,即,分時地對圖7所示之驅動電極區塊B進行線序掃描。藉此,沿著掃描方向Scan依序選擇驅動電極COML之驅動電極區塊B(一個檢測區塊)。繼而,觸控檢測器件30自觸控檢測電極TDL輸出觸控檢測信號Vdet。如此,觸控檢測器件30進行一個檢測區塊之觸控檢測。
圖12、圖13及圖14係表示實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的觸控檢測之動作例之模式圖。圖15係對實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置的顯示與觸控檢測之動作進行說明之說明圖。表示圖7所示之驅動電極COML之驅動電極區塊B為20個驅動電極區塊B1~B20時之、對於各驅動電極區塊B1~B20之驅動信號VcomAC之施加動作。驅動信號施加區塊BAC表示施加有驅動信號VcomAC之驅動電極區塊B,其他驅動電極區塊B處於未施加有電壓且電位不固定之狀態,即所謂之浮動狀態。圖1所示之驅動電極驅動器14選擇成為圖12所示之觸控檢測動作之對象之驅動電極區塊B中的驅動電極區塊B3,
且施加驅動信號VcomAC。其次,驅動電極驅動器14選擇圖13所示之驅動電極區塊B中的驅動電極區塊B4,且施加驅動信號VcomAC。其次,驅動電極驅動器14選擇圖14所示之驅動電極區塊B中的驅動電極區塊B5,且施加驅動信號VcomAC。如此,驅動電極驅動器14依序選擇驅動電極區塊B,且施加驅動信號VcomAC,遍及全部之驅動電極區塊B而進行掃描。再者,驅動電極區塊B之個數並不限定於20個。
觸控檢測器件30之圖12至圖14所示之一個驅動電極區塊B對應於上述觸控檢測之基本原理中的驅動電極E1。觸控檢測器件30之一個觸控檢測電極TDL對應於觸控檢測電極E2。觸控檢測器件30根據上述基本原理而檢測觸控。而且,如圖11所示,彼此立體交叉之電極圖案呈矩陣狀地構成靜電電容式觸控感測器。藉此,藉由遍及觸控檢測器件30之整個觸控檢測面而進行掃描,亦能夠檢測外部接近物體之接觸或產生了接近之位置。
如圖15所示,對於附觸控檢測功能之顯示器件10而言,閘極驅動器12以如下方式驅動,即,分時地對掃描信號線GCL進行線序掃描,藉此進行顯示掃描Scand。又,如圖15所示,附觸控檢測功能之顯示器件10進行如下觸控檢測掃描Scant,即,由驅動電極驅動器14依序選擇驅動電極區塊B而驅動,藉此,於時間W1中完成一次掃描。如圖15所示,觸控檢測掃描Scant係以顯示掃描Scand之2倍之掃描速度進行。如此,附觸控檢測功能之顯示裝置1使觸控檢測之掃描速度快於顯示之掃描速度,藉此,可立即對自外部接近之外部接近物體之觸控作出響應,從而可改善對於觸控檢測之響應特性。再者,觸控檢測掃描Scant及顯示掃描Scand之關係並不限定於圖15所示之關係,例如,觸控檢測掃描Scant可以顯示掃描Scand之2倍以上之掃描速度進行,亦可以顯示掃描Scand之2倍以下之掃描速度進行。
(驅動信號產生部及驅動電極驅動器)
圖16係表示實施形態1之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。驅動信號產生部14Q具備高位準電壓產生部61、低位準電壓產生部62、緩衝器63、64、以及開關電路65。
高位準電壓產生部61產生驅動信號VcomAC之高位準電壓。低位準電壓產生部62產生顯示用驅動電壓VcomDC之直流電壓。該低位準電壓產生部62所產生之電壓亦可用作驅動信號VcomAC之低位準電壓。緩衝器63對自高位準電壓產生部61供給之電壓進行阻抗轉換且加以輸出,將其供給至開關電路65。緩衝器64對自低位準電壓產生部62供給之電壓進行阻抗轉換且加以輸出,將其供給至開關電路65。開關電路65基於驅動控制信號EXVCOM,交替地重複驅動控制信號EXVCOM為高位準之情形與驅動控制信號EXVCOM為低位準之情形,且產生驅動信號VcomAC。開關電路65於驅動控制信號EXVCOM為高位準之情形時,輸出自緩衝器63供給之電壓,於驅動控制信號EXVCOM為低位準之情形時,輸出自緩衝器64供給之電壓。開關電路65基於驅動控制信號EXVCOM,於驅動控制信號EXVCOM為低位準之情形時,輸出自緩衝器64供給之電壓作為顯示用驅動電壓VcomDC之直流電壓。緩衝器63、64例如係由電壓隨動器構成。再者,開關電路65所輸出之電壓輸出至輸出端子65E。
圖17係表示實施形態1之驅動電極驅動器之區塊圖。驅動電極掃描部14A、14B具備掃描控制部51、觸控檢測掃描部52、以及驅動部530。驅動部530具備與驅動電極區塊B相同數量之驅動部53(k)~53(k+3)。掃描控制部51安裝於COG19。又,觸控檢測掃描部52與驅動部530配置於處於顯示區域Ad周圍之框緣。以下,於指示複數個驅動部53(k)~53(k+3)中的任意一個驅動部之情形時,僅使用驅動部53。
掃描控制部51基於自控制部11供給之控制信號,對觸控檢測掃描部52供給控制信號SDCK、掃描開始信號SDST。又,配線LCC自輸出
端子,供給自上述驅動信號產生部14Q經由輸出端子65E而輸出之、顯示用驅動電壓VcomDC及驅動信號VcomAC中的一者。掃描控制部51對驅動部530供給驅動電極選擇信號VCOMSEL。驅動電極選擇信號VCOMSEL係用以識別如下期間之信號,該期間係指自驅動信號產生部14Q經由配線LCC而向驅動電極COML供給驅動信號VcomAC之期間。
觸控檢測掃描部52係包含移位暫存器52SR而構成,其產生掃描信號ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...,該掃描信號ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...用以選擇施加驅動信號VcomAC之驅動電極COML。具體而言,觸控檢測掃描部52以自掃描控制部51供給之掃描開始信號SDST為觸發而與控制信號SDCK同步,依序在每一移位暫存器52SR之傳輸段而進行傳輸,且依序選擇移位暫存器52SR。所選擇之移位暫存器52SR向驅動部530之各邏輯積電路54送出掃描信號ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...。對於觸控檢測掃描部52而言,當所選擇之移位暫存器52SR例如將高位準之信號作為第k+2個掃描信號ST(k+2)而供給至第k+2個驅動部53(k+2)時,該驅動部53(k+2)將驅動信號VcomAC施加至屬於第k+2個驅動電極區塊B(k+2)之複數個驅動電極COML。以下,於指示掃描信號ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)...中的任意一個掃描信號之情形時,有時使用掃描信號ST。
驅動部530係如下電路,其基於自觸控檢測掃描部52供給之掃描信號ST、及自掃描控制部51供給之驅動電極選擇信號VCOMSEL,將自驅動信號產生部14Q供給之顯示用驅動電壓VcomDC或驅動信號VcomAC施加至驅動電極COML。驅動部53係對應於觸控檢測掃描部52之輸出信號而逐一地設置,其對於對應之驅動電極區塊B施加驅動信號Vcom。
驅動部53具備邏輯積電路54、與每個驅動電極區塊B中之一個選擇開關SW1(SW2、SW3、SW4)。邏輯積電路54產生且輸出自觸控檢測掃描部52供給之掃描信號ST、及自掃描控制部51供給之驅動電極選擇信號VCOMSEL之邏輯積(AND)。邏輯積電路54具有緩衝器功能,其將信號放大至可對選擇開關SW1(SW2、SW3、SW4)進行接通斷開控制之振幅位準。選擇開關SW1基於自邏輯積電路54供給之信號而受到接通斷開控制。選擇開關SW1之一端連接於配線LCC,選擇開關SW1之另一端連接於對應之驅動電極區塊B所包含之複數個驅動電極COML。
根據該構成,驅動部53於掃描信號ST為高位準且驅動電極選擇信號VCOMSEL為高位準之情形時,輸出驅動信號VcomAC作為驅動信號Vcom。驅動部53於掃描信號ST為低位準且驅動電極選擇信號VCOMSEL為高位準之情形時,使驅動電極區塊B與配線LCC分離而將其設為浮動狀態。又,於液晶顯示器件20進行顯示動作之情形時,驅動部53於驅動電極選擇信號VCOMSEL為低位準且使每個驅動電極區塊B中之一個選擇開關SW1(SW2、SW3、SW4)均關閉之情形時,輸出顯示用驅動電壓VcomDC作為驅動信號Vcom。
此處,作為驅動信號VcomAC之輸出目的端而被選擇之驅動電極區塊B為選擇驅動電極區塊STX。未作為驅動信號VcomAC之輸出目的端而被選擇之驅動電極區塊B為非選擇驅動電極區塊NTX。例如,圖17所示之驅動部53(k+2)將驅動信號VcomAC施加至屬於第k+2個驅動電極區塊B(k+2)之複數個驅動電極COML,因此,選擇驅動電極區塊STX為驅動電極區塊B(k+2)。而且,未作為驅動信號VcomAC之輸出目的端而被選擇之驅動電極區塊B(k)、B(k+1)、B(k+3)為非選擇驅動電極區塊NTX。
此處,TFT基板21對應於本發明中之「基板」之一個具體例。畫
素電極22對應於本發明中之「畫素電極」之一個具體例。畫素信號線SGL對應於本發明中之「信號線」之一個具體例。驅動電極COML對應於本發明中之「驅動電極」之一個具體例。液晶元件LC對應於本發明中之「顯示功能層」之一個具體例。源極驅動器13及驅動電極驅動器14對應於本發明中之「掃描驅動部」之一個具體例。觸控檢測電極TDL對應於本發明中之「觸控檢測電極」之一個體例。
[動作及作用]
其次,說明實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1之動作及作用。於以下之說明中,將作為顯示用之驅動信號之驅動信號Vcom記載為顯示用驅動電壓VcomDC,將作為觸控檢測用之驅動信號之驅動信號Vcom記載為驅動信號VcomAC。圖18係表示附觸控檢測功能之顯示裝置1之時序波形例之說明圖。圖19係表示觸控檢測掃描之動作例之說明圖。圖20係表示驅動控制信號EXVCOM與驅動信號VcomAC之波形之關係之說明圖。
(整體動作概要)
控制部11基於自外部供給之影像信號Vdisp,對閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14、及觸控檢測部40分別供給控制信號,以使該等構件彼此同步地進行動作之方式而進行控制。閘極驅動器12於圖20所示之顯示動作期間Pd中,將掃描信號Vscan供給至液晶顯示器件20,依序選擇成為顯示驅動之對象之一條水平線。源極驅動器13及源極選擇部13S於顯示動作期間Pd中,將畫素信號Vpix供給至構成閘極驅動器12所選擇之一條水平線之各畫素Pix。
驅動電極驅動器14於顯示動作期間Pd中,將顯示用驅動電壓VcomDC施加至一條水平線之驅動電極區塊B。於觸控檢測動作期間Pt中,對觸控檢測動作之驅動電極區塊B依序施加頻率高於顯示用驅動電壓VcomDC之驅動信號VcomAC,依序選擇一個檢測區塊。附觸
控檢測功能之顯示器件10於顯示動作期間Pd中,基於閘極驅動器12、源極驅動器13、及驅動電極驅動器14所供給之信號而進行顯示動作。附觸控檢測功能之顯示器件10於觸控檢測動作期間Pt中,基於驅動電極驅動器14所供給之驅動信號VcomAC而進行觸控檢測動作,且自觸控檢測電極TDL輸出觸控檢測信號Vdet。觸控檢測信號放大部42對觸控檢測信號Vdet進行放大且加以輸出。A/D轉換部43以與驅動信號VcomAC同步之時序,將自觸控檢測信號放大部42輸出之類比信號轉換為數位信號。信號處理部44基於A/D轉換部43之輸出信號,檢測對於觸控檢測器件30之觸控之有無。座標抽出部45在信號處理部44進行了觸控檢測時,求出其觸控面板座標,且輸出觸控面板座標作為信號輸出Vout。
(詳細動作)
其次,說明附觸控檢測功能之顯示裝置1之詳細動作。
圖18所示之(CA)表示驅動信號Vcom之波形。圖18所示之(CB)表示掃描信號Vscan之波形。圖18所示之(CC)表示圖像信號Vsig之波形。圖18所示之(CD)表示開關控制信號Vsel之波形。圖18所示之(CE)表示畫素信號Vpix之波形。圖18所示之(CF)表示驅動電極選擇信號VCOMSEL之波形。圖18所示之(CG)表示驅動信號Vcom之波形。圖18所示之(CH)表示觸控檢測信號Vdet之波形。
附觸控檢測功能之顯示裝置1於各個水平期間(1H)中,進行觸控檢測動作及顯示動作。於顯示動作中,閘極驅動器12對掃描信號線GCL依序施加掃描信號Vscan,藉此進行顯示掃描。於觸控檢測動作中,驅動電極驅動器14對於每個驅動電極區塊B依序施加驅動信號VcomAC,藉此進行觸控檢測掃描,觸控檢測部40基於自觸控檢測電極TDL輸出之觸控檢測信號Vdet而檢測觸控。以下,對其詳細動作進行說明。
首先,於時序t0中,一水平期間(1H)開始之後,驅動電極驅動器14之掃描控制部51於時序t1中,使驅動電極選擇信號VCOMSEL之電壓自低位準變化為高位準(圖18(CF))。藉此,於驅動電極驅動器14中,觸控檢測動作之第k個驅動部53(k)中之選擇開關SW1成為接通狀態。其結果,驅動信號產生部14Q所產生之驅動信號VcomAC(圖18(CA))經由該選擇開關SW1,作為驅動信號Vcom(B(k))而施加至構成對應之第k個驅動電極區塊B(k)之驅動電極COML(圖18(CG))。再者,於驅動部53(k)以外之驅動部53中,選擇開關SW1以外之選擇開關SW2、3、4成為斷開(OFF)狀態。其結果,構成驅動電極區塊B(k)之驅動電極COML以外之驅動電極COML處於浮動狀態。於該情形時,亦可將開關控制信號VselR、VselG、VselB全部固定於高位準,使開關SWR、SWG、SWB全部進行接通動作,將固定電位供給至畫素信號線SGL。藉由將固定電位供給至畫素信號線SGL,驅動電極COML之電位變化之影響受到抑制,對於畫素信號線SGL之雜訊減少。
其次,驅動信號產生部14Q於時序t2中,使驅動信號VcomAC之電壓自低位準變化為高位準(圖18(CA))。具體而言,於驅動信號產生部14Q中,基於驅動控制信號EXVCOM,緩衝器63經由開關電路65而供給電流,藉此,驅動信號VcomAC之電壓自低位準變化為高位準。隨之,施加至第k個驅動電極區塊B(k)之驅動信號Vcom(B(k))亦增加自低位準變化為高位準之交流矩形波(圖18(CG))。該驅動信號Vcom(B(k))經由靜電電容而傳輸至觸控檢測電極TDL,觸控檢測信號Vdet發生變化(圖18(CH))。再者,交流矩形波亦可為一個矩形波。
其次,觸控檢測部40之A/D轉換部43於取樣時序ts中,對輸入有該觸控檢測信號Vdet之觸控檢測信號放大部42之輸出信號進行A/D轉換(圖18(CH))。觸控檢測部40之信號處理部44基於在複數個水平期間
中所收集之該A/D轉換結果而進行觸控檢測。
其次,驅動信號產生部14Q於時序t3中,使驅動信號VcomAC之電壓變化為顯示用驅動電壓即驅動信號Vcom(顯示用驅動電壓VcomDC)(圖18(CA))。具體而言,於驅動信號產生部14Q中,基於驅動控制信號EXVCOM,緩衝器64經由開關電路65而使電流下降,藉此,驅動信號VcomAC之電壓變化為顯示用驅動電壓VcomDC。隨之,施加至第k個驅動電極區塊B(k)之驅動信號Vcom(B(k))亦自高位準變化為低位準(圖18(CG)),觸控檢測信號Vdet發生變化(圖18(CH))。
其次,驅動電極驅動器14之掃描控制部51於時序t4中,使驅動電極選擇信號VCOMSEL之電壓自高位準變化為低位準(圖18(CF))。藉此,於驅動電極驅動器14中,除了驅動部53(k)以外,選擇開關SW2、SW3、SW4...成為接通狀態。亦即,選擇開關SW1~SW4之全部開關處於接通狀態。驅動信號產生部14Q所產生之顯示用驅動電壓VcomDC(圖18(CA))經由全部之選擇開關SW1~SW4,對於對應之驅動電極區塊B之驅動電極COML施加(圖18(CG))。
其次,閘極驅動器12於時序t5中,對顯示動作之第n列之掃描信號線GCL(n)施加掃描信號Vscan,掃描信號Vscan(n)自低位準變化為高位準(圖18(CB))。而且,源極驅動器13及源極選擇部13S對畫素信號線SGL施加畫素信號Vpix(圖18(CE)),進行該第n列之掃描信號線GCL(n)之一條水平線之畫素Pix的顯示。
具體而言,首先,閘極驅動器12於時序t5中,使掃描信號Vscan(n)自低位準變化為高位準,藉此,選擇顯示動作之一條水平線。繼而,源極驅動器13將用於紅色副畫素SPix之畫素電壓VR作為圖像信號Vsig而供給至源極選擇部13S(圖18(CC)),並且於供給該畫素電壓VR之期間,產生高位準之開關控制信號VselR,且將其供給至
源極選擇部13S(圖18(CD))。繼而,源極選擇部13S於該開關控制信號VselR處於高位準之期間(寫入期間PW),將開關SWR設為接通狀態,藉此,自圖像信號Vsig分離出自源極驅動器13供給之畫素電壓VR,將其作為畫素信號VpixR,經由畫素信號線SGL而供給至一條水平線之紅色副畫素SPix(圖18(CE))。再者,於開關SWR處於斷開狀態之後,該畫素信號線SGL處於浮動狀態,因此,該畫素信號線SGL之電壓被保持(圖18(CE))。同樣地,源極驅動器13將用於綠色副畫素SPix之畫素電壓VG與對應之開關控制信號VselG一併供給至源極選擇部13S(圖18(CC)、(CD)),源極選擇部13S基於開關控制信號VselG,自圖像信號Vsig分離出該畫素電壓VG,將其作為畫素信號VpixG,經由畫素信號線SGL而供給至一條水平線之綠色副畫素SPix(圖18(CE))。其後,同樣地,源極驅動器13將用於藍色副畫素SPix之畫素電壓VB與對應之開關控制信號VselB一併供給至源極選擇部13S(圖18(CC)、(CD)),源極選擇部13S基於開關控制信號VselB,自圖像信號Vsig分離出該畫素電壓VB,將其作為畫素信號VpixB,經由畫素信號線SGL而供給至一條水平線之藍色副畫素SPix(圖18(CE))。
其次,閘極驅動器12於時序t6中,使第n列之掃描信號線GCL之掃描信號Vscan(n)自高位準變化為低位準(圖18(CB))。藉此,顯示動作之一條水平線之副畫素SPix與畫素信號線SGL電性分離。
繼而,於時序t10中,一水平期間結束,並且新的一水平期間開始。
其後,反覆地進行上述動作,藉此,附觸控檢測功能之顯示裝置1藉由線序掃描,進行整個顯示畫面中之顯示動作,並且以如下方式對每個驅動電極區塊B進行掃描,藉此,進行整個觸控檢測面中之觸控檢測動作。
圖19所示之(CI)表示驅動信號Vcom之波形。圖19所示之(CJ)表示
驅動電極選擇信號VCOMSEL之波形。圖19所示之(CK)表示掃描信號ST之波形。圖19所示之(CL)表示驅動信號Vcom之波形。圖19所示之(CM)表示觸控檢測信號Vdet之波形。
如圖19所示,驅動電極驅動器14基於觸控檢測掃描部52所產生之掃描信號ST(圖19(CK)),將驅動信號VcomAC依序施加至對應之驅動電極區塊B(圖19(CL)),藉此進行觸控檢測掃描。此時,驅動電極驅動器14例如於特定之複數個水平期間中,對各驅動電極區塊B施加驅動信號VcomAC(圖19(CL))。觸控檢測部40於各個水平期間1H中,對基於該驅動信號VcomAC之觸控檢測信號Vdet進行取樣,於上述特定之複數個水平期間中的最後之水平期間中之取樣結束之後,信號處理部44基於該等複數個取樣結果,檢測對於與該驅動電極區塊B相對應之區域之觸控之有無等。如此,基於複數個取樣結果而進行觸控檢測,因此,能夠以統計方式對取樣結果進行解析,可抑制由取樣結果之不均引起之S/N比之劣化,從而可提高觸控檢測之精度。
如圖20所示,實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1分為觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與顯示動作(顯示期間Pd),分時地將驅動信號Vcom(顯示用驅動電壓VcomDC及驅動信號VcomAC)供給至驅動電極COML。圖18或圖19所示之驅動信號VcomAC之矩形波為一個,且模式性地進行了說明,但亦可如圖20所示,使該矩形波振動複數次。如上所述,實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1亦可於一條水平線之顯示期間即一個顯示水平期間中,分為觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與顯示動作(顯示期間Pd),分時地將驅動信號Vcom(顯示用驅動電壓VcomDC及驅動信號VcomAC)供給至驅動電極COML。又,實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1亦可於一個顯示水平期間中,分為複數個觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與複數個顯示動作(顯示期間Pd),分時地將驅動信號Vcom(顯示用驅動電
壓VcomDC及驅動信號VcomAC)供給至驅動電極COML。實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1亦可分為觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與顯示動作(顯示期間Pd),於一個顯示期間Pd中,對複數個水平期間之顯示動作進行處理。再者,實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1亦可於進行顯示區域Ad之一個畫面之顯示的一個訊框期間中,分為觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與顯示動作(顯示期間Pd),使觸控檢測動作(觸控檢測動作期間Pt)與顯示動作(顯示期間Pd)進行複數次,且分時地將驅動信號Vcom(顯示用驅動電壓VcomDC及驅動信號VcomAC)供給至驅動電極COML。
驅動電極COML作為液晶顯示器件20之驅動電極而發揮功能,並且亦作為觸控檢測器件30之驅動電極而發揮功能,因此,存在驅動信號Vcom彼此產生影響之可能性。因此,驅動電極COML分為進行顯示動作之顯示動作期間Pd、與進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt而施加驅動信號Vcom。驅動電極驅動器14於進行顯示動作之顯示動作期間Pd中,施加驅動信號Vcom作為顯示用驅動電壓。而且,驅動電極驅動器14於進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt中,施加驅動信號Vcom作為觸控驅動信號。如此,附觸控檢測功能之顯示裝置1錯開時間而將顯示用驅動電壓VcomDC與驅動信號VcomAC供給至相同之配線LCC。驅動信號VcomAC之波形成為與驅動控制信號EXVCOM之矩形波同步之波形。
又,如圖20所示,於觸控檢測動作中,選擇驅動電極區塊STX之一個開關SWx進行接通動作(閉合動作),施加驅動信號VcomAC之矩形波,藉此進行觸控檢測之掃描。又,於觸控檢測動作中,非選擇驅動電極區塊NTX之全部之選擇開關SWx進行斷開動作(打開動作),處於非選擇驅動電極區塊NTX之電位不固定之浮動狀態。於該情形時,為了充分地將非選擇驅動電極區塊NTX之全部之選擇開關SWx設為斷
開狀態,較佳為預先調整非選擇驅動電極區塊NTX之選擇開關SWx之閘極電位。例如,較為理想的是於將驅動信號VcomAC之振幅設為VMA之情形時,將「驅動信號VcomAC之振幅VMA以上、選擇開關SWx之閘極-汲極之間之耐受電壓以下」之逆偏壓施加至選擇開關SWx之閘極-汲極之間,以使選擇開關SWx可進行斷開動作之方式調整閘極電位。再者,此處之「汲極」係指連接有驅動電極COML之連接端。藉此,由浮動狀態之非選擇驅動電極區塊NTX接收之雜訊所產生之選擇開關SWx之誤動作受到抑制。
附觸控檢測功能之顯示裝置1於顯示期間Pd中,使全部之SW1~SW4進行接通動作,對驅動電極COML施加顯示用驅動電壓VcomDC。
[效果]
圖21係對相對於比較例之驅動電極之、配線及開關之配置例進行說明的說明圖。圖22係對相對於實施形態1之驅動電極之、配線及開關之配置例進行說明的說明圖。圖23係對相對於實施形態1之變化例之驅動電極之、配線及開關之配置例進行說明的說明圖。如圖21所示,對於專利文獻1所揭示之附觸控檢測功能之顯示面板而言,需要將配線LDC及配線LAC拖拽至框緣區域,該配線LDC將顯示用驅動電壓VcomDC供給至驅動電極COML,該配線LAC將驅動信號VcomAC供給至驅動電極COML。例如,使用有FFS等橫電場模式之液晶之液晶顯示器件存在如下傾向,即,若將配線LDC配置得偏向與顏色區域32R、32G、32B相對應之畫素,則顯示功能層會更穩定地進行動作。因此,選擇開關SW配置於配線LAC、LDC之間。選擇開關SW為CMOS開關,且具備具有N通道之閘極電極Gtn之電晶體、與具有P通道之閘極電極Gtp之電晶體。選擇開關SW連接於導電體之連接導體SWh1、連接導體SWh2及連接導體SWh3。而且,連接導體SWh1連接
於配線LAC。連接導體SWh3連接於配線LDC。連接導體SWh2連接於驅動電極COML。因此,選擇開關SW可根據向閘極電極Gtp、Gtn傳輸之來自掃描控制部51之信號,選擇連接導體SWh1與連接導體SWh2之連接及連接導體SWh3與連接導體SWh2之連接中的任一種連接。
相對於此,如圖22所示,實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1可使上述2條配線LAC、LDC為一條配線,從而亦可使選擇開關SW之連接電阻或大小減半。例如,實施形態1之選擇開關SW為CMOS開關,且與導電體之連接導體SWh1、SWh2連接。連接導體SWh1與配線LCC連接。連接導體SWh2與驅動電極COML連接。選擇開關SW可根據向閘極電極Gtp、Gtn傳輸之來自掃描控制部51之信號,使連接導體SWh1與連接導體SWh2之連接開閉。於圖22所示之選擇開關之設置面積與圖21所示之選擇開關相同之情形時,可使連接導體SWh1與連接導體SWh2之連接之數量大於圖21所示之選擇開關。藉此,實施形態1之選擇開關SW可減小連接導體SWh1與連接導體SWh2之連接電阻。當連接導體SWh1與連接導體SWh2之連接之數量為與圖21所示之選擇開關SW相同之數量時,圖22所示之選擇開關SW可小於圖21所示之選擇開關SW。
又,如圖23所示,選擇開關SW可使具有閘極電極Gtp之電晶體、與具有閘極電極Gtn之電晶體沿著配線LCC之延伸方向排列,從而減少選擇開關SW所佔用之框緣Gd之寬度的比例。
非選擇驅動電極區塊NTX處於電位不固定之狀態,即所謂之浮動狀態。藉此,觸控檢測電極TDL與非選擇驅動電極區塊NTX之間所產生之寄生電容減少。若寄生電容減少,則供給至配線LCC之驅動信號VcomAC之波形上升及下降之時間常數會提高5%以上、10%以下之程度。其結果,即使實施形態1之配線LCC變窄,亦可抵消時間常數之影響。
驅動信號產生部14Q無須另外具有顯示用驅動電壓VcomDC專用之低位準電壓產生部62,即可輸出顯示用驅動電壓VcomDC。因此,可減小COG19之電晶體之積體比例,從而可減小COG19之面積。
其次,說明實施形態2之附觸控檢測功能之顯示裝置1。圖24係表示實施形態2之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。圖25係表示驅動控制信號與交流驅動信號之波形之關係之說明圖。再者,對與上述實施形態1中所說明之構成要素相同之構成要素附上相同符號,且省略重複說明。
如圖24所示,驅動信號產生部14Q具備高位準電壓產生部61、電壓控制部61S、低位準電壓產生部62、緩衝器63、64、開關電路65、以及開關脈衝選擇電路66。驅動信號產生部14Q將驅動控制信號EXVCOM、反轉控制信號FRP及觸控檢測期間識別信號TSHD自控制部11輸入至開關脈衝選擇電路66。反轉控制信號FRP係於每一水平期間反轉之信號。如圖25所示,觸控檢測期間識別信號TSHD係如下識別信號,其於進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt表現出較高之電壓值,且於進行顯示動作之顯示動作期間Pd表現出較低之電壓值。電壓控制部61S係以如下方式進行控制之控制電路,即,於未輸入有觸控檢測期間識別信號TSHD之高電壓值之情形時,使高位準電壓產生部61所產生之電壓高於低位準電壓產生部62所產生之電壓,且於輸入有觸控檢測期間識別信號TSHD之高電壓值之情形時,可產生與所產生之電壓不同之電壓值。
開關脈衝選擇電路66於輸入有超過特定之臨限值之觸控檢測期間識別信號TSHD的較高之電壓值之情形時,選擇驅動控制信號EXVCOM之脈衝。
如圖25所示,開關電路65基於驅動控制信號EXVCOM,交替地
重複電位為高位準之情形與電位為低位準之情形,且產生驅動信號VcomAC。開關電路65於驅動控制信號EXVCOM之電位為高位準之情形時,輸出自緩衝器63供給之電壓,於驅動控制信號EXVCOM之電位為低位準之情形時,輸出自緩衝器64供給之電壓。
開關脈衝選擇電路66於未輸入有超過特定之臨限值之觸控檢測期間識別信號TSHD的較高之電壓值之情形時,選擇反轉控制信號FRP之脈衝。
如圖25所示,開關電路65基於反轉控制信號FRP之脈衝,交替地重複電位為高位準之情形與電位為低位準之情形,且產生以交流之方式而反轉之驅動信號VcomDC。開關電路65於反轉控制信號FRP之電位為高位準之情形時,輸出自緩衝器63供給之電壓,於反轉控制信號FRP之電位為低位準之情形時,輸出自緩衝器64供給之電壓。藉此,以使電壓值及脈寬不同之方式,施加顯示用驅動電壓VcomDC與驅動信號VcomAC。因此,實施形態2之附觸控檢測功能之顯示裝置1可配合液晶顯示器件20而施加任意電壓之顯示用驅動電壓VcomDC。又,實施形態2之附觸控檢測功能之顯示裝置1可藉由減小畫素信號Vpix之振幅而減少耗電。
實施形態1及實施形態2之附觸控檢測功能之顯示裝置1持續地將同極性之直流電壓施加至液晶元件LC,藉此,液晶之比電阻(物質固有之電阻值)等有可能會劣化。實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1為了防止液晶之比電阻(物質固有之電阻值)等之劣化,可採用如下驅動方式,即,以顯示用驅動電壓VcomDC之電位為基準,使影像信號之極性以特定週期而反轉。
例如作為液晶顯示器件20之驅動方式,已知有線反轉、點反轉、訊框反轉等驅動方式。線反轉係如下驅動方式,即以相當於一條線(1個畫素列)之1H(H為水平期間)之時間週期,使影像信號之極性反
轉。點反轉係如下驅動方式,即於每一彼此鄰接之上下左右之畫素,使影像信號之極性交替地反轉。訊框反轉係如下驅動方式,即,使針對每一相當於一個畫面之一個訊框而寫入至全部畫素之影像信號,一次性以相同極性反轉。實施形態1之附觸控檢測功能之顯示裝置1亦能夠採用線反轉、點反轉之驅動方式中之任一種驅動方式。
實施形態2之附觸控檢測功能之顯示裝置1可使顯示用驅動電壓VcomDC之特定電壓之電位以特定間隔反轉(變更),因此,能夠採用線反轉之驅動方式。
其次,說明實施形態3之附觸控檢測功能之顯示裝置1。圖26係表示實施形態3之驅動電極驅動器之驅動信號產生部之區塊圖。圖27係表示驅動控制信號與交流驅動信號之波形之關係的說明圖。再者,對與上述實施形態1及實施形態2中所說明之構成要素相同之構成要素附上相同符號,且省略重複說明。
如圖26所示,驅動信號產生部14Q具備高位準電壓產生部61、低位準電壓產生部62、緩衝器63、64、開關電路65、以及邏輯(AND)電路67。驅動信號產生部14Q將驅動控制信號EXVCOM及觸控檢測期間識別信號TSHD自控制部11輸入至邏輯電路67。如圖27所示,觸控檢測期間識別信號TSHD係如下識別信號,其於進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間Pt中,表現出較高之電壓值,且於進行顯示動作之顯示動作期間Pd中,表現出較低之電壓值。開關電路65包括:開關SW651,其根據邏輯電路67之輸出而進行接通動作;開關SW652,其根據邏輯電路67之輸出而進行接通動作;及開關SW653,其根據觸控檢測期間識別信號TSHD而進行接通動作。
高位準電壓產生部61產生驅動信號VcomAC之高位準電壓。低位準電壓產生部62產生顯示用驅動電壓VcomDC之直流電壓。如下電壓
供給至開關電路65之開關SW651,該電壓係自高位準電壓產生部61經由緩衝器63而供給之電壓。一定之電壓例如接地電壓即固定電壓GND供給至開關電路65之開關SW652。如下電壓供給至開關電路65之開關SW653,該電壓係自低位準電壓產生部62經由緩衝器64而供給之電壓。再者,本發明中之第1電壓之一個具體例係高位準電壓產生部61所產生之電壓。本發明中之第2電壓之一個具體例係低位準電壓產生部62所產生之電壓。本發明中之第3電壓之一個具體例係固定電壓GND。
於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為高位準之情形時,開關SW653進行斷開動作,且不向輸出端子65E輸出緩衝器64之輸出。而且,於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為高位準及驅動控制信號EXVCOM之電位為高位準之情形時,開關SW651進行接通動作,且將緩衝器63之輸出作為驅動信號VcomAC之高位準之電位而向輸出端子65E輸出。於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為高位準且驅動控制信號EXVCOM之電位為低位準之情形時,開關SW651進行斷開動作,且不向輸出端子65E輸出緩衝器63之輸出。
於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為高位準及驅動控制信號EXVCOM之電位為低位準之情形時,開關SW652進行接通動作,且將固定電壓GND作為驅動信號VcomAC之低位準之電位而向輸出端子65E輸出。於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為高位準且驅動控制信號EXVCOM之電位為高位準之情形時,開關SW652進行斷開動作,且不向輸出端子65E輸出固定電壓GND。藉此,於觸控檢測動作期間Pt中,開關電路65基於驅動控制信號EXVCOM,交替地重複高位準電壓產生部61所產生之高位準之電位與固定電壓GND之電位,且產生驅動信號VcomAC。
開關SW651及開關SW652於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位
為低位準之情形時,與驅動控制信號EXVCOM無關而進行斷開動作。於觸控檢測期間識別信號TSHD之電位為低位準之情形時,開關SW653進行接通動作,且將緩衝器64之輸出作為顯示用驅動電壓VcomDC而向輸出端子65E輸出。如此,於顯示期間Pd中,顯示用驅動電壓VcomDC供給至輸出端子65E。
對於實施形態3之附觸控檢測功能之顯示裝置1而言,對驅動電極COML供給之驅動信號VcomAC之低位電位成為接地電位。藉此,驅動信號產生部14Q可不經由緩衝器64之接通電阻而使驅動信號VcomAC之矩形波下降。其結果,驅動信號VcomAC之下降變得迅速,可使驅動信號VcomAC之矩形波之脈寬變窄而進行高速驅動。而且,實施形態3之附觸控檢測功能之顯示裝置1可減少耗電。再者,亦可將實施形態3之構成與實施形態2之構成加以組合。
以上,已列舉若干實施形態及變化例說明了實施形態,但本發明並不限定於該等實施形態等,能夠進行各種變化。
又,上述各實施形態及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1可使採用了FFS、IPS等各種模式之液晶之液晶顯示器件20與觸控檢測器件30一體化而形成附觸控檢測功能之顯示器件10。圖28係表示變化例之附觸控檢測功能之顯示器件之概略剖面構造的剖面圖。此外,圖28所示之變化例之附觸控檢測功能之顯示器件10亦可使TN(Twisted Nematic:扭轉向列)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電場控制多折射)等各種模式之液晶與觸控檢測器件一體化。
如圖28所示,當在對向基板3上存在驅動電極COML時,配線LCC亦可設置於對向基板3。根據該構造,驅動電極COML與配線LCC之距離縮短。而且,配線LCC配設於在與TFT基板21垂直之方向上位
於顯示區域Ad外側之框緣區域Gd。
又,於上述各實施形態中,採用了使液晶顯示器件20與靜電電容型之觸控檢測器件30一體化而成之裝置,但並不限定於此,此外,例如亦可採用安裝有液晶顯示器件20與靜電電容型之觸控檢測器件30之裝置。於此種安裝有液晶顯示器件20與靜電電容型之觸控檢測器件30之裝置之情形時,將圖8所示之畫素基板2之驅動電極COML設為第1驅動電極COML,此外,亦於對向基板3的玻璃基板31之表面設置第2驅動電極COML,使第1驅動電極COML與第2驅動電極COML電性連接。即使於該情形時,藉由採用如上所述之構成,亦可抑制外部雜訊或自液晶顯示器件傳出之雜訊(對應於上述各實施形態中之內部雜訊)之影響而進行觸控檢測。
其次,參照圖29~圖41,說明實施形態及變化例中所說明之附觸控檢測功能之顯示裝置1之應用例。圖29~圖41係表示應用本實施形態之附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器的一例之圖。實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1能夠應用於電視裝置、數位相機、筆記型個人電腦、行動電話等行動終端裝置或攝影機等所有領域之電子機器。換言之,實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1能夠應用於將自外部輸入之影像信號或內部所產生之影像信號顯示為圖像或影像之所有領域之電子機器。
(應用例1)
圖29所示之電子機器係應用實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1之電視裝置。該電視裝置例如具有包含前面板511及濾光玻璃512之影像顯示畫面部510,該影像顯示畫面部510係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置。
(應用例2)
圖30及圖31所示之電子機器係應用實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1之數位相機。該數位相機例如具有閃光用之發光部521、顯示部522、選單開關523及快門按鈕524,該顯示部522係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置。
(應用例3)
圖32所示之電子機器係表現了應用實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1之攝影機的外觀者。該攝影機例如具有本體部531、設置於該本體部531之前方側面之被攝體攝影用之透鏡532、攝影時之開始/停止開關533及顯示部534。而且,顯示部534係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置。
(應用例4)
圖33所示之電子機器係應用實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1之筆記型個人電腦。該筆記型個人電腦例如具有本體541、用於文字等之輸入操作之鍵盤542及顯示圖像之顯示部543,顯示部543係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置。
(應用例5)
圖34~圖40所示之電子機器係應用實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1之行動電話。該行動電話例如係利用連結部(鉸鏈部)553將上側框體551與下側框體552予以連結而成者,其具有顯示器554、子顯示器555、閃光燈556及相機557。該顯示器554或子顯示器555係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置。
(應用例6)
圖41所示之電子機器係如下資訊行動終端,其作為可攜型電腦、多功能行動電話、能夠進行聲音通話之可攜電腦或能夠進行通信
之可攜電腦而進行動作,有時亦被稱為所謂之智慧型手機、平板終端。該資訊行動終端例如於框體561之表面具有顯示部562。該顯示部562係實施形態1、2、3及變化例之附觸控檢測功能之顯示裝置1。
又,本發明亦可採用以下之構成。
(1)一種附觸控檢測功能之顯示裝置,其包括:顯示區域,其於基板上呈矩陣狀地配置有複數個畫素電極;驅動電極,其與上述畫素電極相對向地設置,且被分割為複數個;顯示功能層,其具有將圖像顯示於上述顯示區域之圖像顯示功能;控制裝置,其基於圖像信號,將顯示用驅動電壓施加至上述畫素電極與上述驅動電極之間,以使上述顯示功能層之圖像顯示功能發揮之方式進行圖像顯示控制;觸控檢測電極,其與上述驅動電極相對向地在與上述驅動電極之間形成靜電電容;觸控檢測部,其基於來自上述觸控檢測電極之檢測信號而檢測接近之物體之位置;配線,其配設於位於上述顯示區域外側之框緣區域;及複數個選擇開關,其根據上述控制裝置之選擇信號而選擇與上述配線連接之上述驅動電極;且上述控制裝置錯開時間而將上述顯示用驅動電壓與上述觸控用驅動信號供給至相同之上述配線。
(2)如上述(1)所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,於上述觸控用驅動信號被供給至上述配線之情形時,上述控制裝置使複數個選擇開關中之對應於上述選擇信號之選擇開關進行閉合動作,且將上述觸
控用驅動信號施加至所選擇之上述驅動電極。
(3)如上述(2)所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,上述控制裝置使上述複數個選擇開關中對應於上述選擇信號之選擇開關以外的選擇開關進行打開動作,且不固定未選擇之上述驅動電極之電位。
(4)如上述(1)至上述(3)中任一項所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,於上述顯示用驅動電壓被供給至上述配線之情形時,上述控制裝置使上述複數個選擇開關中之全部之選擇開關進行閉合動作,且將上述顯示用驅動電壓施加至上述複數個驅動電極。
(5)如上述(1)至上述(4)中任一項所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部,上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;及開關電路,其根據驅動控制信號之脈衝而於上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關,藉此產生上述觸控用驅動信號,上述開關電路於無上述驅動控制信號之脈衝之情形時,輸出上述第1電壓或上述第2電壓中之一者電壓作為上述顯示用驅動電壓,於有上述驅動控制信號之脈衝之情形時,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
(6)如上述(5)所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,上述驅動信號產生部識別將上述觸控用驅動信號供給至上述配線之期間、與將上述顯示用驅動電壓供給至上述配線之期間,而變更上述第1電壓。
(7)如上述(1)至上述(4)、上述(6)中任一項所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部,
上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;開關脈衝選擇電路,其選擇於每一水平期間反轉之反轉控制信號之脈衝、與驅動控制信號之脈衝;及開關電路,其於上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關,上述開關電路於經選擇上述反轉控制信號之脈衝之情形時,根據上述反轉控制信號之脈衝,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為上述顯示用驅動電壓,於有上述驅動控制信號之脈衝之情形時,根據上述驅動控制信號之脈衝,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
(8)如上述(1)至(4)中任一項所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置,上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部,上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;及開關電路,其根據識別進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間、與進行顯示動作之顯示動作期間之識別信號,基於上述第1電壓、上述第2電壓及固定電壓即第3電壓而輸出觸控用驅動信號或上述顯示用驅動電壓;上述開關電路於上述顯示動作期間之情形時,輸出上述第2電壓作為上述顯示用驅動電壓,於上述觸控檢測動作期間之情形時,輸出在上述第1電壓與上述第3電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
(9)一種電子機器,其具備能夠檢測外部接近物體之附觸控檢測功能之顯示裝置,且上述附觸控檢測功能之顯示裝置係上述(1)至(8)中任一項所記載之附觸控檢測功能之顯示裝置。
14A、14B‧‧‧驅動電極掃描部
19‧‧‧COG(玻璃上置晶片)
51‧‧‧掃描控制部
52‧‧‧觸控檢測掃描部
52SR‧‧‧移位暫存器
53(k)~53(k+3)‧‧‧驅動部
54‧‧‧邏輯積電路
65E‧‧‧輸出端子
530‧‧‧驅動部
Ad‧‧‧顯示區域
B(k)、B(k+1)、B(k+2)、B(k+3)‧‧‧驅動電極區塊
COML‧‧‧驅動電極
LCC‧‧‧配線
NTX‧‧‧非選擇驅動電極區塊
SDCK‧‧‧控制信號
SDST‧‧‧掃描開始信號
STX‧‧‧選擇驅動電極區塊
ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)‧‧‧掃描信號
SW1、SW2、SW3、SW4‧‧‧選擇開關
VCOMSEL‧‧‧驅動電極選擇信號
Vcom‧‧‧AC驅動信號
Claims (9)
- 一種附觸控檢測功能之顯示裝置,其包括:顯示區域,其於基板上呈矩陣狀地配置有複數個畫素電極;驅動電極,其與上述畫素電極相對向地設置,且被分割為複數個;顯示功能層,其具有將圖像顯示於上述顯示區域之圖像顯示功能;控制裝置,其基於圖像信號,將顯示用驅動電壓施加至上述畫素電極與上述驅動電極之間,以使上述顯示功能層之圖像顯示功能發揮之方式進行圖像顯示控制;觸控檢測電極,其與上述驅動電極相對向地在與上述驅動電極之間形成靜電電容;觸控檢測部,其基於來自上述觸控檢測電極之檢測信號而檢測接近之物體之位置;配線,其配設於位於上述顯示區域外側之框緣區域;及複數個選擇開關,其根據上述控制裝置之選擇信號而選擇與上述配線連接之上述驅動電極;且上述控制裝置錯開時間而將上述顯示用驅動電壓與上述觸控用驅動信號供給至相同之上述配線。
- 如請求項1之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中於上述觸控用驅動信號被供給至上述配線之情形時,上述控制裝置使複數個選擇開關中之對應於上述選擇信號之選擇開關進行閉合動作,且將上述觸控用驅動信號施加至所選擇之上述驅動電極。
- 如請求項2之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中上述控制裝置使上述複數個選擇開關中對應於上述選擇信號之選擇開關以外的 選擇開關進行打開動作,且不固定未選擇之上述驅動電極之電位。
- 如請求項1之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中於上述顯示用驅動電壓被供給至上述配線之情形時,上述控制裝置使上述複數個選擇開關中全部之選擇開關進行閉合動作,且將上述顯示用驅動電壓施加至上述複數個驅動電極。
- 如請求項1之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部,上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;及開關電路,其根據驅動控制信號之脈衝而於上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關,藉此產生上述觸控用驅動信號,上述開關電路於無上述驅動控制信號之脈衝之情形時,輸出上述第1電壓或上述第2電壓中之一者電壓作為上述顯示用驅動電壓,於有上述驅動控制信號之脈衝之情形時,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
- 如請求項5之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中上述驅動信號產生部識別將上述觸控用驅動信號供給至上述配線之期間、與將上述顯示用驅動電壓供給至上述配線之期間,而變更上述第1電壓。
- 如請求項1之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部, 上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;開關脈衝選擇電路,其選擇於每一水平期間反轉之反轉控制信號之脈衝、與驅動控制信號之脈衝;及開關電路,其於上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關;上述開關電路於經選擇上述反轉控制信號之脈衝之情形時,根據上述反轉控制信號之脈衝,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為上述顯示用驅動電壓,於有上述驅動控制信號之脈衝之情形時,根據上述驅動控制信號之脈衝,輸出在上述第1電壓與上述第2電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
- 如請求項1之附觸控檢測功能之顯示裝置,其中上述控制裝置進而包括產生上述顯示用驅動電壓及觸控用驅動信號之驅動信號產生部,上述驅動信號產生部包括:第1電壓產生部,其產生第1電壓;第2電壓產生部,其產生低於上述第1電壓之第2電壓;及開關電路,其根據識別進行觸控檢測動作之觸控檢測動作期間、與進行顯示動作之顯示動作期間之識別信號,基於上述第1電壓、上述第2電壓及固定電壓即第3電壓而輸出觸控用驅動信號或上述顯示用驅動電壓;上述開關電路於上述顯示動作期間之情形時,輸出上述第2電壓作為上述顯示用驅動電壓,於上述觸控檢測動作期間之情形時,輸出在上述第1電壓與上述第3電壓之間進行開關而得之矩形波作為觸控用驅動信號。
- 一種具備附觸控檢測功能之顯示裝置之電子機器,上述附觸控檢測功能之顯示裝置能夠檢測外部接近物體,且上述附觸控檢測功能之顯示裝置包括:顯示區域,其於基板上呈矩陣狀地配置有複數個畫素電極;驅動電極,其與上述畫素電極相對向地設置,且被分割為複數個;顯示功能層,其具有將圖像顯示於上述顯示區域之圖像顯示功能;控制裝置,其基於圖像信號,將顯示用驅動電壓施加至上述畫素電極與上述驅動電極之間,以使上述顯示功能層之圖像顯示功能發揮之方式進行圖像顯示控制;觸控檢測電極,其與上述驅動電極相對向地在與上述驅動電極之間形成靜電電容;觸控檢測部,其基於來自上述觸控檢測電極之檢測信號而檢測接近之物體之位置;配線,其配設於位於上述顯示區域外側之框緣區域;及複數個選擇開關,其根據上述控制裝置之選擇信號而選擇與上述配線連接之上述驅動電極;上述控制裝置錯開時間而將上述顯示用驅動電壓與上述觸控用驅動信號供給至相同之上述配線。
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