显示装置的制作方法

本发明涉及显示装置。

背景技术：

例如，在下述专利文献1中公开了内置有根据静电电容的变化来进行触摸位置检测的功能的显示装置。该显示装置也将设置在显示面板的相对基板侧的相对电极用作触摸检测的电极，因此，完全分时地进行液晶显示面板的显示动作和触摸位置检测动作。具体地说，该显示装置在1个水平扫描期间中，在除了栅极线的扫描电压从低电平变为高电平、从高电平变为低电平的定时以外的定时执行触摸检测。另外，该显示装置在跨多个水平扫描期间而进行多次触摸检测的情况下，按每1个水平扫描期间，在从水平同步信号变为高电平的定时起延迟了规定时间的定时进行触摸检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2013-231932号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在间歇地进行图像显示和触摸位置检测的显示装置中，有时会根据图像显示的频率来决定触摸位置检测的频率。在这种情况下，图像显示的频率与帧率相应地改变，每单位时间的触摸位置检测的频率也发生变化。帧率越小，则每单位时间的触摸位置检测的次数也越少，因此，在用手指等在屏幕上描绘曲线的情况下，无法适当地检测到该手指等的轨迹，无法描绘流畅的曲线。

本发明的目的在于提供一种技术，不论帧率如何，都能描绘与手指等的轨迹相应的图像。

用于解决问题的方案

本发明的一个实施方式的显示装置间歇地进行图像显示和触摸位置检测，将帧率控制为可变，上述显示装置具备：显示面板，其包含多个栅极线和用于上述触摸位置检测的触摸检测元件；栅极线驱动部，其扫描上述多个栅极线；触摸检测驱动部，其控制上述触摸检测元件，以恒定的频率来检测上述显示面板上的触摸位置；以及控制部，其与上述帧率相应地控制1个垂直扫描期间中的栅极线的扫描频率，上述栅极线驱动部按照上述扫描频率来扫描上述多个栅极线。

发明效果

根据本发明，不论帧率如何，都能够描绘与手指等的轨迹相应的图像。

附图说明

图1是第1实施方式的显示装置的概略截面图。

图2a是示出图1所示的有源矩阵基板的概要构成的俯视图。

图2b是一个像素的等效电路图。

图3是示出形成在图2a所示的有源矩阵基板上的相对电极的配置的一个例子的俯视图。

图4是示出1个垂直扫描期间中的图像显示期间td和触摸位置检测期间tp的相对电极的电压的图。

图5a是示出现有的相互不同的帧率的1个垂直扫描期间中的图像显示期间和触摸位置检测期间的示意图。

图5b是示出第1实施方式的相互不同的帧率的1个垂直扫描期间中的图像显示期间和触摸位置检测期间的示意图。

图6是示出第1实施方式的触摸位置检测的定时的时序图。

图7是示出第2实施方式中的垂直回扫期间不同的2个垂直扫描期间的图像显示期间和触摸位置检测期间的图。

附图标记说明

1…显示装置，2…有源矩阵基板，3…相对基板，4…液晶层，21…源极驱动器，22…栅极驱动器，23…控制电路，40…控制器，50…相对电极(共用电极)，51…信号线。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的显示装置间歇地进行图像显示和触摸位置检测，将帧率控制为可变，上述显示装置具备：显示面板，其包含多个栅极线和用于上述触摸位置检测的触摸检测元件；栅极线驱动部，其扫描上述多个栅极线；触摸检测驱动部，其控制上述触摸检测元件，以恒定的频率来检测上述显示面板上的触摸位置；以及控制部，其与上述帧率相应地控制1个垂直扫描期间中的栅极线的扫描频率，上述栅极线驱动部按照上述扫描频率来扫描上述多个栅极线(第1构成)。

根据第1构成，以恒定的频率来进行触摸位置检测，以基于触摸位置检测的频率和帧率的1个垂直扫描期间中的栅极线的扫描频率来扫描栅极线。因此，即使帧率改变，每单位时间的触摸位置检测次数也保持为恒定，能描绘与手指等的轨迹相应的流畅的曲线。

也可以是，在第1构成中，上述栅极线驱动部施加用于将栅极线在选择与非选择之间切换的扫描电压，上述触摸检测驱动部在开始进行上述触摸位置的检测时存在选择状态的栅极线的情况下，在施加了将该栅极线切换为非选择的扫描电压之后，开始进行上述触摸位置的检测(第2构成)。

根据第2构成，选择状态的栅极线不会变得充电不足，因此，能够进行触摸位置的检测且不会产生显示不良。

也可以是，在第1或第2构成中，上述栅极线驱动部在上述1个垂直扫描期间内，在除了上述触摸位置检测的期间以外的规定期间停止栅极线的扫描，上述控制部基于上述帧率和上述规定期间的长度来控制上述扫描频率(第3构成)。

根据第3构成，由于在1帧中的规定期间使栅极线的扫描停止，因此，虽然帧中的栅极线的扫描频率发生变化，但每单位时间的触摸位置检测的次数保持为恒定。

也可以是，在第3构成中，上述规定期间是垂直回扫期间(第4构成)。

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。对于图中相同或相当的部分，标注相同的附图标记，不重复其说明。此外，为了使说明便于理解，在以下参照的附图中，简化或示意性示出构成，或是省略一部分构成构件。另外，各图所示的构成构件间的尺寸比并不一定表示实际的尺寸比。

[第1实施方式]

图1是本实施方式的显示装置的概略截面图。本实施方式的显示装置1具备：有源矩阵基板2、相对基板3以及夹持在有源矩阵基板2与相对基板3之间的液晶层4。有源矩阵基板2和相对基板3分别具备大致透明的(具有高透光性的)玻璃基板。另外，虽省略了图示，但在图1中，显示装置1具备：背光源，其设置在与液晶层4相反的一侧的有源矩阵基板2的面方向；以及一对偏振板，其夹着有源矩阵基板2和相对基板3。虽省略了图示，但相对基板3具备红(r)、绿(g)、蓝(b)这3个颜色的彩色滤光片。

显示装置1具有显示图像的功能，并且具有检测使用者在其所显示的图像上进行触摸的位置(触摸位置)的功能。该显示装置1是所谓的内嵌式触摸面板显示装置，检测触摸位置所需的元件设置于有源矩阵基板2。

另外，在显示装置1中，液晶层4中包含的液晶分子的驱动方式为横电场驱动方式。为了实现横电场驱动方式，用于形成电场的像素电极和相对电极(共用电极)形成于有源矩阵基板2。下面，具体地说明有源矩阵基板2的构成。

图2a是示出有源矩阵基板2的概要构成的俯视图。如图2a所示，有源矩阵基板2具有：多个栅极线gl、多个源极线sl、源极驱动器21、栅极驱动器22以及控制电路23。

虽然在该图中省略了图示，但有源矩阵基板2在由栅极线gl和源极线sl划分的区域设置有像素电极，形成有像素。有源矩阵基板2具有包括各像素的显示区域r1。各像素电极与设置于相对基板3的彩色滤光片(省略图示)的r、g、b中的任意一种颜色相对应。

图2b是示出一个像素的等效电路的图。像素pix具有：tft(thinfilmtransistor：薄膜晶体管)11、像素电极12以及相对电极50。tft11的栅极电极与栅极线gl连接，源极电极与源极线sl连接，漏极电极与像素电极12连接。在像素电极12与相对电极50之间形成液晶电容clc。

如图2a所示，源极驱动器21和栅极驱动器22设置在显示区域r1的外侧的边框区域。另外，如图2a所示，控制电路23设置在边框区域，与源极驱动器21和栅极驱动器22连接。

控制电路23与帧率相应地将表示向各像素写入图像的定时的同步信号(垂直同步信号、水平同步信号)、用于驱动源极驱动器21和栅极驱动器22的时钟信号等控制信号供应给栅极驱动器22。另外，控制电路23在规定的定时将帧率控制为可变。

例如，在显示静态图像的情况下，即使是使帧率变小，也能够维持画质并降低功耗。另外，在显示动态图像的情况下，通过使帧率变大，能够实现更流畅的移动。控制电路23也可以切换至与显示对象的图像相应的帧率。

栅极驱动器22具有与各栅极线gl对应设置的移位寄存器(省略图示)。移位寄存器与对应的栅极线连接。栅极驱动器22基于由控制电路23供应的同步信号和控制信号，对各栅极线gl施加将栅极线gl切换为选择或非选择的扫描电压。下面，有时将栅极线gl为选择状态的情况称为栅极线gl的扫描或驱动。

源极驱动器21与各源极线sl连接。源极驱动器21基于由控制电路23供应的控制信号，向各源极线sl供应用于显示图像的数据信号。

图3是示出形成在有源矩阵基板2上的相对电极50的配置的一个例子的示意图。如图3所示，相对电极50为矩形形状，在有源矩阵基板2上矩阵状地配置有多个。在有源矩阵基板2的液晶层4(参照图1)侧的面上，相对电极50与像素电极12相比设置在上层。相对电极50分别是例如1边为几mm的大致正方形，比像素大。此外，虽然在该图中省略了图示，但在相对电极50形成有用于在其与像素电极12之间产生横电场的狭缝(例如几μm宽)。

有源矩阵基板2在设置有图2所示的源极驱动器21的边框区域的一侧具备控制器40。控制器40进行用于显示图像的图像显示控制，并且进行用于检测触摸位置的触摸位置检测控制。

控制器40与各相对电极50之间由在y轴方向上延伸的信号线51连接。即，数量与相对电极50的数量相同的信号线51形成在有源矩阵基板2上。另外，控制器40与控制电路23(参照图2a)连接。

相对电极50与像素电极12(参照图2b)成对，用于图像显示控制时，并且还用于触摸位置检测控制时。

在本实施方式中，触摸位置检测的频率(以下称为触摸检测频率)是恒定的，如图4所示，在1个垂直扫描期间中，触摸位置检测期间tp与图像显示期间td交替设置。在触摸位置检测期间tp的期间，栅极线gl的扫描停止。

在图像显示期间td中，控制器40向信号线51(参照图3)供应恒定的直流信号作为对相对电极50的vcom信号，使相对电极50作为共用电极发挥功能。另外，在触摸位置检测期间tp，控制器40将具有恒定振幅的交流信号(以下称为触摸驱动信号)供应给信号线51作为vcom信号。

触摸位置检测按以下方式进行。在相邻的相对电极50与相对电极50之间形成寄生电容。当人的手指等接触显示装置1的显示屏幕时，会在相对电极50与人的手指等之间形成电容，静电电容增加。在触摸位置检测时，各相对电极50接收经由对应的信号线51而供应的触摸驱动信号，将该相对电极50的位置处的静电电容的变化经由信号线51输出到控制器40。也就是说，从向所有相对电极50供应触摸驱动信号到控制器40接收到各相对电极50的位置处的静电电容的变化为止的动作为1次触摸位置检测动作。

如上所述，触摸检测频率是恒定的，因此，控制电路23根据触摸检测频率和帧率来调整1个垂直扫描期间中的栅极线gl的扫描频率。控制电路23向栅极驱动器22供应与该扫描频率相应的水平同步信号。栅极驱动器22基于由控制电路23供应的水平同步信号，扫描栅极线gl。

在相对于帧率fr(hz)而触摸检测频率为fp(hz)(fp＜fr)的情况下，在1个垂直扫描期间内扫描m(m：1以上的自然数)根栅极线gl的扫描时间t为(1/fr－fpδt/fr)秒的程度(δt：1次触摸位置检测时间)。控制电路23将1个垂直扫描期间中的栅极线gl的扫描频率调整为m×t(hz)，以该扫描频率扫描栅极线gl。

以往，如图5a所示，随着帧率30hz、60hz、120hz的改变，每单位时间的触摸位置检测次数发生变化。另一方面，在本实施方式中，如图5b所示，不论帧率变为30hz、60hz、120hz中的哪一个，每单位时间的触摸位置检测次数都是恒定的，按每个帧率，根据触摸检测频率和帧率来调整扫描频率。从而，在帧率30hz、60hz、120hz各自的1次图像显示期间td内被扫描的栅极线gl的根数的比率大体为1：2：4。

以上说明了基于帧率和触摸检测频率并通过计算来求出扫描频率的例子，但在预先决定了帧率的情况下，也可以将按每个帧率预先计算出的扫描频率事先存储于存储器等。在这种情况下，每次改变帧率时，控制电路23会读出与该帧率相应的扫描频率，并将基于读出的扫描频率的水平同步信号供应给栅极驱动器22。

在此，说明图像显示期间td和触摸位置检测期间tp中的显示装置1的动作。图6是示出触摸位置检测的定时的时序图。

首先，在图像显示期间td1中，控制电路23将与帧率和触摸检测频率相应的同步信号和控制信号供应给栅极驱动器22和源极驱动器21。在图像显示期间td1中，控制器40将恒定的直流信号作为vcom信号供应给相对电极50。从而，栅极线gl被栅极驱动器22依次扫描，数据信号从源极驱动器21供应到源极线sl，图像被写入到被扫描的栅极线gl的像素。

控制器40与触摸检测频率相应地向控制电路23输出表示触摸位置检测开始的、电位为h(高)电平的中断信号。

在输出了h电平的中断信号的定时(t1)，栅极线gln为选择状态。控制电路23向栅极驱动器22和源极驱动器21持续供应控制信号直到将栅极线gln切换为非选择为止。然后，在对栅极线gln施加非选择的扫描电压之后，控制电路23停止对栅极驱动器22和源极驱动器21供应控制信号。从而，图像被写入到栅极线gln所连接的像素，之后的栅极线gl的扫描停止。

这样，在开始进行触摸位置检测时存在选择状态的栅极线gln的情况下，在该栅极线gln被切换为非选择状态之后，开始进行触摸位置检测。从而，栅极线gln不会变得充电不足，能够可靠地进行数据向像素的写入，能够不易产生显示不良。

在栅极线gln被切换为非选择状态的定时(t2)，控制器40向相对电极50供应触摸驱动信号作为vcom信号，进行触摸位置检测。从而，触摸位置检测期间tp开始。

在结束触摸位置检测期间tp时，控制器40输出l(低)电平的中断信号，向相对电极50供应恒定的直流电流作为vcom信号。此时，控制电路23重新开始向栅极驱动器22和源极驱动器21供应控制信号。从而，栅极线gln+1以后的栅极线被栅极驱动器22依次扫描，数据信号由源极驱动器21供应给源极线sl，图像显示期间td2开始。

在上述实施方式中，以恒定的频率来进行触摸位置检测，基于帧率和触摸检测频率来调整栅极线gl的扫描频率。换句话说，1个垂直扫描期间中的每单位时间的触摸位置检测的次数、即触摸位置检测时间是恒定的，只要将扫描频率决定为在除了触摸位置检测时间以外的剩余的时间内扫描完所有栅极线gl即可。以往，在与帧率相应地改变触摸检测频率的情况下，当帧率变小时，每单位时间的触摸位置检测次数也变少。其结果是，例如当用手指在屏幕上进行描画等来描绘曲线时，会有丧失流畅感、无法描绘与手指的轨迹相应的顺滑的曲线的问题。在上述实施方式中，即使帧率改变，每单位时间的触摸位置检测次数也会保持为恒定，因此，不会丧失曲线的流畅感，能描绘顺滑的曲线。

[第2实施方式]

在上述第1实施方式中，例如，在1个垂直扫描期间内，也可以是在触摸位置检测期间以外设置不驱动栅极线gl的休止期间。在这种情况下，在休止期间停止栅极线gl的扫描，但触摸位置检测在休止期间也进行。

休止期间例如也可以是垂直回扫期间。也可以通过改变垂直回扫期间的长度来改变1个垂直扫描期间(1帧)的图像显示的频率。

图7是示出垂直回扫期间不同的2个垂直扫描期间中的图像显示和触摸位置检测的定时的图。在图7中，回扫期间tv1比回扫期间tv2长。

控制器40在回扫期间tv1、tv2的区间也以恒定的频率来进行触摸位置检测。控制部23在垂直扫描期间t1和垂直扫描期间t2的各自的帧中，与该帧的图像显示频率和触摸检测频率相应地调整扫描频率。换句话说，1个垂直扫描期间中的每单位时间的触摸位置检测的次数、即触摸位置检测时间是恒定的，只要将扫描频率决定为在除了触摸位置检测时间和回扫期间以外的剩余的时间内扫描完所有栅极线gl即可。

通过像这样构成，即使每一帧的图像显示频率发生变化，每单位时间的触摸位置检测次数也会保持为恒定，能够描绘与屏幕上的手指的轨迹相应的流畅的曲线等。

此外，在上述第2实施方式中，示出了休止期间为垂直回扫期间的例子，但除了垂直回扫期间以外，在1个垂直扫描期间中也可以设置有使栅极线gl的扫描停止的休止期间。具体地说，例如也可以是，在显示装置中，在与栅极线平行地将显示区域分割而成的2个分割区域中的每一个分割区域设置背光源，仅点亮一个背光源来进行图像显示，在另一个分割区域停止图像显示。此时，扫描一个分割区域的栅极线gl，并停止另一个分割区域中的栅极线gl的扫描。在这种情况下，另一个分割区域的栅极线gl停止扫描的期间为休止期间。

以上说明了本发明的显示装置的一个例子，但本发明的显示装置不限于上述实施方式的构成，能够设为各种变形构成。下面，说明其变形例。

(1)在上述实施方式中，以使用液晶的显示装置为例进行了说明，但也可以将上述实施方式的构成应用于使用有机el(electro-luminescence；电致发光)的显示。