显示装置的制作方法

文档序号:26101184发布日期:2021-07-30 18:12阅读:131来源:国知局
显示装置的制作方法

本申请是申请日为2018年04月17日、申请号为201810341929.9、发明名称为“显示装置”的专利申请的分案申请,其全部内容结合于此作为参考。

本发明涉及显示装置。



背景技术:

近年来,被称为所谓的触摸面板的能够检测外部接近物体的触摸检测装置受到关注。触摸面板被安装或一体化到液晶显示装置等显示装置上,作为带触摸检测功能的显示装置使用。作为这种显示装置的检测方法,已知静电电容方式、电磁感应方式的触摸面板。若是电磁感应方式的话,在显示装置中设置有产生磁场的线圈和检测磁场的线圈。在作为外部物体的笔中设置有构成谐振电路的线圈和电容元件。通过各线圈和笔内的线圈之间的电磁感应来检测笔。在下述专利文献1中记载了电磁感应方式的坐标输入装置。

专利文献1:日本特开平10-49301号公报

在静电电容方式和电磁感应方式中,检测对象、检测电极的结构有很大不同。因此,如果直接在电磁感应方式中采用静电电容方式的触摸检测用的电极、驱动结构,则有可能难以良好地进行电磁感应方式的触摸检测。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供能在静电电容方式和电磁感应方式间共享电极的同时还能良好地进行电磁感应方式的触摸检测的显示装置。

本发明的一方面的显示装置包括:基板、多个像素电极、显示功能层、多个公共电极、多个第一电极、以及控制所述像素电极、所述公共电极和所述第一电极的控制部,所述基板、多个所述像素电极、所述显示功能层、多个所述公共电极及多个所述第一电极依次重叠地设置,多个所述公共电极和所述第一电极在俯视观察时彼此交叉地设置,所述控制部以时分方式执行显示图像的多个显示期间、第一感测期间以及第二感测期间,并与各个期间相应地控制所述像素电极、所述公共电极及所述第一电极,在所述显示期间,根据来自所述控制部的控制信号,所述像素电极被供给像素信号,并且,所述公共电极被供给公共信号,在所述第一感测期间,根据来自所述控制部的控制信号,所述公共电极被供给第一驱动信号而形成电磁感应,并在所述第一电极产生基于所述电磁感应的电动势,在所述第二感测期间,根据来自所述控制部的控制信号,所述公共电极被供给第二驱动信号而在所述公共电极与所述第一电极之间形成静电电容。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的显示装置的一构成例的框图。

图2是用于说明互静电电容方式的触摸检测的基本原理的说明图。

图3是用于说明电磁感应方式的触摸检测的基本原理的磁场产生期间的说明图。

图4是用于说明电磁感应方式的触摸检测的基本原理的磁场检测期间的说明图。

图5是表示第一实施方式所涉及的显示装置的概略截面结构的截面图。

图6是表示第一实施方式所涉及的显示装置的像素排列的电路图。

图7是示意性地表示第一实施方式所涉及的显示装置的平面图。

图8是第一实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。

图9是示出显示期间中公共电极的连接结构的电路图。

图10是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的电路图。

图11是示出第二感测期间中公共电极的连接结构的电路图。

图12是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的其它例的电路图。

图13是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的其它例的电路图。

图14是示出第一电极的结构的平面图。

图15是示出第一电极的结构的其它例的说明图。

图16是用于说明公共电极和第二电极的连接结构的截面图。

图17是示意性地示出第二电极及导通部的平面图。

图18是示意性地示出公共电极及导通部的平面图。

图19是用于说明输入驱动电极的脉冲波的说明图。

图20是示出第一实施方式所涉及的显示装置的动作例的时序波形图。

图21是示意性地示出第一实施方式的变形例所涉及的第二电极及导通部的平面图。

图22是示出第一实施方式的变形例所涉及的显示装置的动作例的时序波形图。

图23是第二实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。

图24是表示第二实施方式所涉及的显示装置的概略截面结构的截面图。

图25是第三实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。

图26是用于说明显示期间中公共电极的连接结构的电路图。

图27是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的电路图。

图28是示出第二感测期间中公共电极的连接结构的电路图。

图29是示出第三实施方式所涉及的显示装置的像素结构的平面图。

图30是沿图29的xxx-xxx’线的截面图。

图31是用于说明第三实施方式所涉及的公共电极和第二电极的连接结构的截面图。

图32是示意性地示出第二电极及导通部的平面图。

图33是示意性地示出公共电极及导通部的平面图。

图34是示出公共电极的图案构成例的平面图。

图35是用于说明公共电极和液晶取向的关系的说明图。

符号说明

1、1a、1b、1c显示装置2像素基板

3对置基板6液晶层

10显示面板11控制部

12栅极驱动器13源极驱动器

14驱动电路19驱动ic

21第一基板24、24a、24b第二电极

24b、24bb布线25像素电极

26a金属层26b透光性导电层

29平坦化膜32彩色滤光片

40检测部47a第一afe

47b第二afe48多路复用器

49触摸ic50盖部件

72连接电极80周边电路区域

81导通部100触摸笔

coml公共电极tdl第一电极

ctx发送线圈crx接收线圈

sgl信号线gcl栅极线

vtp第一驱动信号tsvcom第二驱动信号

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。下面的实施方式中所记载的内容并非对本发明进行限定。此外,下面所记载的构成部分中包括本领域技术人员容易想到的部分、实质上相同的部分。进而,下面所记载的构成部分可以进行适当地组合。需要注意的是,公开的终归仅为一个例子,对本领域技术人员来说能够容易想到的在发明主旨范围内的适当变更当然也包含在本发明的范围之内。另外,附图为了使说明更加明确,有时与实际的方式相比,示意性示出各部分的宽度、厚度、形状等,这些不过是一个例子,并非用来限定本发明的解释。另外,在本说明书与各图中,对于与在已经出现过的附图中描述过的部分相同的部分,标注相同的符号,有时适当省略其详细的说明。

第一实施方式

图1是示出第一实施方式所涉及的显示装置的一构成例的框图。本实施方式的显示装置1内置有检测被检测体对显示面的接触或接近的检测功能。如图1所示,显示装置1包括显示面板10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电路14和检测部40。

显示面板10包括具有显示元件的多个像素,并具有与多个像素相对的显示面。此外,显示面板10接收影像信号的输入,并在显示面上进行由多个像素构成的图像的显示。

控制部11是基于从外部供给的影像信号vdisp向栅极驱动器12、源极驱动器13及驱动电路14供给控制信号而主要控制显示动作的电路。

栅极驱动器12具有基于从控制部11供给的控制信号依次选择作为显示面板10的显示驱动的对象的一水平线的功能。

源极驱动器13是基于从控制部11供给的控制信号向显示面板10的各子像素spix供给像素信号vpix的电路。并不限于此,也可以是控制部11生成像素信号vpix,并向源极驱动器13供给该像素信号vpix。

驱动电路14是基于从控制部11供给的控制信号向公共电极coml(参照图7)供给显示用的驱动信号vcomdc、检测用的第一驱动信号vtp及第二驱动信号tsvcom的电路。

控制部11对显示面板10中检测由使用者的手指或触摸笔等构成的被检测体(以下,简单地称为被检测体)的检测动作进行控制。显示面板10包括基于互静电电容方式的触摸检测的基本原理检测接触或接近显示面板10的显示面的手指的位置的功能。并且,显示面板10包括基于电磁感应方式的触摸检测的基本原理检测接触或接近显示面的触摸笔的功能。

显示面板10在通过电磁感应方式检测出触摸笔的接触或接近的情况下,向检测部40输出第一检测信号vdet1。此外,显示面板10在通过互静电电容方式检测出手指的接触或接近的情况下,向检测部40输出第二检测信号vdet2。

检测部40在电磁感应方式的触摸检测中,基于从控制部11供给的控制信号和从显示面板10输出的第一检测信号vdet1,检测触摸笔有无触摸显示面板10的显示面。此外,检测部40在互静电电容方式的触摸检测中,基于从控制部11供给的控制信号和从显示面板10输出的第二检测信号vdet2,检测手指有无触摸显示面。在存在触摸的情况下,检测部40求出进行了触摸输入的坐标等。

如图1所示,检测部40包括第一模拟前端电路47a(以下,表示为第一afe(analogfrontend)47a)、第二模拟前端电路47b(以下,表示为第二afe47b)、信号处理部44、坐标提取部45和检测定时控制部46。

第一afe47a包括第一放大部42a和第一a/d转换部43a。第二afe47b包括第二放大部42b和第二a/d转换部43b。第一放大部42a及第二放大部42b分别放大从显示面板10供给的第一检测信号vdet1及第二检测信号vdet2。第一a/d转换部43a及第二a/d转换部43b分别在与第一驱动信号vtp及第二驱动信号tsvcom同步的定时,分别对从第一放大部42a及第二放大部42b输出的模拟信号进行采样并转换为数字信号。第一afe47a及第二afe47b是分别将第一检测信号vdet1及第二检测信号vdet2转换为数字信号并输出到信号处理部44的模拟信号处理电路。

信号处理部44是基于第一afe47a及第二afe47b的输出信号来检测有无对显示面板10的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行提取由被检测体引起的检测信号的差分的信号(绝对值∣δv∣)的处理。信号处理部44将绝对值∣δv∣与规定的阈值电压进行比较,如果绝对值∣δv∣不到阈值电压,则判断被检测体为非接触状态。另一方面,如果绝对值∣δv∣在阈值电压以上,则信号处理部44判断是被检测体的接触状态或接近状态。如此,检测部40能够进行触摸检测。

在本说明书中,“接触状态”包括被检测体接触显示面的状态或者以可等同视为接触的程度进行了接近的状态。此外,“非接触状态”包括被检测体没有接触显示面的状态或者没有以可等同视为接触的程度进行了接近的状态。

坐标提取部45是在信号处理部44中检测到触摸时求出该触摸面板坐标的逻辑电路。坐标提取部45将触摸面板坐标作为输出信号vout输出。坐标提取部45也可以将输出信号vout输出到控制部11。控制部11能够基于输出信号vout,执行规定的显示动作或检测动作。

检测定时控制部46基于从控制部11供给的控制信号,控制第一afe47a和第二afe47b、信号处理部44以及坐标提取部45同步地进行动作。

需要说明的是,检测部40的第一afe47a和第二afe47b、信号处理部44、坐标提取部45以及检测定时控制部46搭载于显示装置1中。但是,并不限于此,检测部40的全部或一部分功能也可以搭载于外部的处理器等中。例如,信号处理部44及坐标提取部45也可以搭载于与显示装置1分开的外部的控制器200中。

在显示面板10中,进行基于静电电容方式的触摸检测的基本原理的触摸控制和基于电磁感应方式的触摸检测的基本原理的触摸控制。这里,参照图2对本实施方式的显示面板10的基于互静电电容方式的触摸检测的基本原理进行说明。图2是用于说明互静电电容方式的触摸检测的基本原理的说明图。需要注意的是,图2一并示出了检测电路。此外,在以下的说明中,对作为被检测体的手指接触或接近的情况进行说明,但并不限于手指,例如也可以是包括手写笔等导体的物体。

例如,如图2所示,电容元件c1包括隔着电介质d彼此相对配置的一对电极、驱动电极e1以及检测电极e2。电容元件c1除了产生形成于驱动电极e1与检测电极e2的相对面彼此之间的电力线以外,还产生从驱动电极e1的端部往检测电极e2的上表面延伸的边缘的电力线。电容元件c1其一端连接于交流信号源,另一端与电压检测器det连接。电压检测器det例如包括在图1所示的检测部40中。

从交流信号源向驱动电极e1(电容元件c1的一端)施加规定频率(例如几khz~几百khz程度)的交流矩形波sg。在电压检测器det中流动与电容元件c1的电容值相应的电流。电压检测器det将与交流矩形波sg相应的电流的变动转换为电压的变动。

在接触状态下,如图2所示,由手指形成的静电电容c2与检测电极e2接触、或者位于可等同视为接触程度的附近。由此,存在于驱动电极e1和检测电极e2之间的边缘的电力线被导体(手指)遮挡。因此,电容元件c1作为电容值小于非接触状态下的电容值的电容元件发挥作用。

从电压检测器det输出的电压信号在接触状态下的振幅小于非接触状态。该电压信号的差分的绝对值∣δv∣根据被检测体的有无而变化。检测部40通过将绝对值∣δv∣与规定的阈值电压进行比较,从而判断被检测体为非接触状态,还是为接触状态或接近状态。

下面,参照图3及图4,对本实施方式的显示面板10的基于电磁感应方式的触摸检测的基本原理进行说明。图3是用于说明电磁感应方式的触摸检测的基本原理的磁场产生期间的说明图。图4是用于说明电磁感应方式的触摸检测的基本原理的磁场检测期间的说明图。

如图3及图4所示,在电磁感应方式中,对触摸笔100的接触或接近进行检测。在触摸笔100的内部设置有谐振电路101。谐振电路101由线圈102和电容元件103并联连接而构成。

在电磁感应方式中,发送线圈ct和接收线圈cr重叠地设置。发送线圈ctx在第一方向dx上具有长边,接收线圈crx在第二方向dy上具有长边。接收线圈crx在俯视观察时与发送线圈ctx交叉设置。发送线圈ctx与交流信号源(驱动信号源)连接,接收线圈crx与电压检测器det(参照图2)连接。

如图3所示,在磁场产生期间,从交流信号源s向发送线圈ctx施加规定频率(例如几khz~几百khz程度)的交流矩形波。由此,在发送线圈ctx中流动电流,发送线圈ctx产生与该电流变化相应的磁场m1。在触摸笔100接触或接近的情况下,在线圈102产生由发送线圈ctx和线圈102的互感引起的电动势。由此,电容元件103被充电。

然后,在图4所示的磁场检测期间,触摸笔100的线圈102产生根据谐振电路101的谐振频率而变化的磁场m2。磁场m2通过接收线圈crx,从而在接收线圈crx产生由接收线圈crx和线圈102的互感引起的电动势。在电压检测器det中流动与接收线圈crx的电动势相应的电流。通过扫描发送线圈ctx及接收线圈crx来进行触摸笔100的检测。

下面,对本实施方式的显示装置1的构成例进行详细说明。图5是表示第一实施方式所涉及的显示装置的概略截面结构的截面图。如图5所示,显示装置1包括像素基板2、对置基板3、作为显示功能层的液晶层6以及盖部件50。对置基板3在与像素基板2的表面垂直的方向上与像素基板2相对地配置。此外,液晶层6设置在像素基板2与对置基板3之间。

盖部件50设置在对置基板3的表面。盖部件50的第一面50a是显示图像的显示面,并且是被检测体接触或接近的检测面。在本实施方式中,触摸检测包括对与第一面50a直接接触的被检测体进行检测的情况。此外,触摸检测也包括在第一面50a上设置保护膜(图中未示出)等,从而对与保护膜接触的被检测体进行检测的情况。盖部件50经由粘接层55而与偏光板36粘接。盖部件50既可以是玻璃基板,也可以是使用透光性的树脂材料等的膜状的基材。从第一面50a侧的外部射入的光(外部光)被像素基板2的像素电极25反射,并从第一面50a射出。本实施方式的显示装置1是利用该反射光显示图像的反射型液晶显示装置。

需要注意的是,在本说明书中,将与第一面50a平行的方向设为第一方向dx,将在与第一面50a平行的面中与第一方向dx交叉的方向设为第二方向dy。此外,将与第一面50a垂直的方向设为第三方向dz。此外,在本说明书中,在与第一基板21垂直的方向上,将从第一基板21朝着第二基板31的方向设为“上侧”。此外,将从第二基板31朝着第一基板21的方向设为“下侧”。此外,“俯视观察”表示从与第一基板21的表面垂直的方向观察的情况。

像素基板2具有第一基板21、第二电极24、像素电极25、信号线sgl、绝缘层23、平坦化膜29和取向膜28。第二电极24、信号线sgl及像素电极25依次设置在第一基板21上。第一基板21例如使用玻璃基板。需要注意的是,在第一基板21上除了设置信号线sgl之外,还设置图中未示出的电路元件、栅极线gcl等各种布线。电路元件包括tft(thinfilmtransistor:薄膜晶体管)等开关元件、电容元件。

像素电极25在平坦化膜29之上设置有多个。取向膜28设置在像素电极25与液晶层6之间。像素电极25例如由铝(al)、银(ag)等金属形成。此外,像素电极25也可以采用层叠有这些金属材料和ito(indiumtinoxide:氧化铟锡)等透光性导电材料的结构。像素电极25使用具有良好的反射率的材料,形成为使从外部射入的光扩散反射的反射电极。

第二电极24在与第一基板21的表面垂直的方向上设置于第一基板21与像素电极25之间。第二电极24隔着绝缘层23、平坦化膜29与像素电极25重叠地设置。由此,在第二电极24与像素电极25之间形成保持电容53(参照图6)。

对置基板3具有第二基板31、设置于第二基板31的一面的彩色滤光片32、公共电极coml、取向膜38、设置于第二基板31的另一面的第一电极tdl、绝缘层35以及偏光板36。在本实施方式中,第二基板31例如是玻璃基板或树脂基板。第一电极tdl作为显示面板10的检测电极发挥功能、或者作为接收线圈crx发挥功能。

彩色滤光片32在与第一基板21垂直的方向上与液晶层6相对。需要注意的是,彩色滤光片32也可以配置在第一基板21之上。彩色滤光片32例如具有颜色区域32r(红色)、颜色区域32g(绿色)、颜色区域32b(蓝色)这三个滤光片。彩色滤光片32也可以包括w(白色)的滤光片、或者也可以包括五个以上的不同颜色的滤光片。在颜色区域32r、32g、32b的边界部分设置遮光层39。遮光层39是被称为所谓的黑矩阵的被着色的树脂层或金属层。

公共电极coml相对于第二基板31设置在与第一电极tdl相反的一侧,在与第一基板21垂直的方向上,设置在彩色滤光片32与液晶层6之间。公共电极coml由透光性的导电材料、例如ito等形成。

液晶层6例如包括向列型(nematic)液晶。通过变更公共电极coml与像素电极25之间的电压电平,液晶层6按各子像素spix调制透过液晶层6的光。

根据这种结构,第一基板21、多个像素电极25、作为显示功能层的液晶层6、多个公共电极coml及多个第一电极tdl依次重叠地设置。从显示装置1的第一面50a侧射入的入射光透过对置基板3及液晶层6而到达像素电极25。此外,入射光被像素电极25反射。被像素电极25反射的光透过液晶层6按各子像素spix被调制,并从第一面50a射出。

此外,显示装置1由于是反射外部的光进行显示的反射型显示装置,因此,未配置前光源或背光源等光源。并不限于此,也可以包括前光源或背光源等光源。在这种情况下,前光源设置在第一面50a侧。此外,背光源设置在像素基板2的背面、即相对于第一基板21与液晶层6相反的一侧。在使用背光源的情况下,来自背光源的光通过像素电极25之间而到达第一面50a。来自背光源的光作为辅助光发挥功能。

下面对显示装置1的显示动作进行说明。图6是表示第一实施方式所涉及的显示装置的像素排列的电路图。在图5所示的第一基板21上形成有各子像素spix的开关元件tr、向各像素电极25供给像素信号的信号线sgl、供给驱动各开关元件tr的驱动信号的栅极线gcl等布线。

如图6所示,显示装置1具有呈矩阵状排列的多个子像素spix。子像素spix分别包括开关元件tr、液晶元件52及保持电容53。开关元件tr由薄膜晶体管构成,在该例中,由n沟道的mos(metaloxidesemiconductor:金属氧化物半导体)型的tft构成。液晶元件52包括在像素电极25和公共电极coml之间产生的液晶电容。保持电容53能够使用在像素电极25和第二电极24之间形成的电容。并不限于此,也可以设置电容元件。

多个栅极线gcl与栅极驱动器12连接。栅极驱动器12依次选择栅极线gcl。栅极驱动器12经由所选择的栅极线gcl向开关元件tr的栅极施加扫描信号vscan(参照图1)。由此,子像素spix中的一行(一水平线)作为显示驱动的对象被依次选择。此外,多个信号线sgl与源极驱动器13连接。源极驱动器13经由信号线sgl向构成所选择的一水平线的子像素spix供给像素信号vpix。于是,在这些子像素spix中,根据所供给的像素信号一水平线一水平线地进行显示。

在进行该显示动作时,驱动电路14(参照图1)向公共电极coml及第二电极24施加显示用的驱动信号vcomdc。由此,各公共电极coml及第二电极24在显示动作时作为对于像素电极25的公共电极发挥功能。在本实施方式中,公共电极coml及第二电极24沿栅极线gcl设置,并与信号线sgl交叉。需要注意的是,并不限于此,公共电极coml及第二电极24也可以与栅极线gcl交叉设置。

r、g、b三种颜色的颜色区域32r、32g、32b作为一组与上述图6所示的各子像素spix建立对应,将与三种颜色的颜色区域32r、32g、32b对应的子像素spix作为一组构成像素pix。

下面,对公共电极coml和第一电极tdl的结构、以及触摸检测动作进行说明。图7是示意性地表示第一实施方式所涉及的显示装置的平面图。如图7所示,在显示装置1中设置有显示区域ad和周边区域gd。在本说明书中,显示区域ad是用于显示图像的区域,是与多个像素pix(子像素spix)重叠的区域。在本实施方式中,将沿显示区域ad的长边的方向作为第二方向dy,将与第二方向dy交叉的方向作为第一方向dx。

如图7所示,公共电极coml设置在显示区域ad中。公共电极coml在第一方向dx上纵长地设置,并在第二方向dy上排列有多个。第一电极tdl设置在显示区域ad中。第一电极tdl沿第二方向dy设置,并在第一方向dx上排列有多个。即,第一电极tdl在俯视观察时与公共电极coml交叉。公共电极coml与第一电极tdl都形成为带状。在公共电极coml与第一电极tdl的交叉部分及其周边分别形成静电电容。

第一电极tdl将具有几μm到十几μm程度的线宽的金属细线形成为锯齿线、波浪线或网状而构成。需要注意的是,第一电极tdl也可以与公共电极coml同样地使用ito等透光性导电材料。

如图7所示,柔性基板110与第一基板21及第二基板31的周边区域gd连接。在柔性基板110上设置有控制显示面板10的检测动作的触摸ic49。第一电极tdl分别与触摸ic49电连接。进而,在第一基板21的周边区域gd设置有控制显示面板10的显示动作的驱动ic19。公共电极coml分别与驱动ic19电连接。图1所示的源极驱动器13、驱动电路14等各种电路形成于驱动ic19。在驱动ic19与显示区域ad之间形成有多路复用器(multiplexer)16。此外,图1所示的第一afe47a及第二afe47b形成于触摸ic49。

在第一基板21的周边区域gd的长边上设置有栅极扫描部12a、公共电极扫描部14a等各种电路。栅极扫描部12a是包含于栅极驱动器12(参照图1)的电路,依次选择栅极线gcl。公共电极扫描部14a是依次或同时选择公共电极coml的电路。公共电极扫描部14a与公共电极coml电连接,向公共电极coml供给来自驱动ic19的各种驱动信号。需要注意的是,将周边区域gd中设置有各种电路的区域作为周边电路区域80。

根据该结构,在进行互静电电容方式的触摸检测的情况下,驱动ic19以时分方式向公共电极coml供给第二驱动信号tsvcom。在这种情况下,公共电极扫描部14a也可以同时选择包括多个公共电极coml的驱动电极块bk(参照图10),按各驱动电极块bk依次供给第二驱动信号tsvcom。于是,通过与公共电极coml和第一电极tdl之间的静电电容变化相应的第二检测信号vdet2从第一电极tdl输出到触摸ic49,从而进行被检测体的触摸检测。即,公共电极coml与上述互静电电容方式的触摸检测的基本原理中的驱动电极e1对应,第一电极tdl与检测电极e2对应。

下面,对电磁感应方式的触摸检测进行说明。图8是第一实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。如图8所示,第二电极24在第一方向dx上纵长地设置,并在第二方向dy上排列有多个。第二电极24在俯视观察时与公共电极coml重叠地设置,为与公共电极coml在相同的方向上具有长边的带状。此外,信号线sgl配置在第一基板21与液晶层6之间。信号线sgl沿第二方向dy设置,并沿第一方向dx排列设置有多个。各公共电极coml及各第二电极24在俯视观察时与多个信号线sgl交叉。

第一afe47a及第二afe47b经由多路复用器48与第一电极tdl电连接。驱动ic19向多路复用器48供给切换信号vss。多路复用器48是基于切换信号vss变更第一电极tdl与第一afe47a和第二afe47b之间的连接状态的电路。多路复用器48在电磁感应方式时将第一电极tdl与第一afe47a连接,在互静电电容方式时将第一电极tdl与第二afe47b连接。多路复用器48既可以设置于第二基板31,也可以形成于触摸ic49。来自第一afe47a及第二afe47b的输出信号被供给到外部的控制器200。控制器200例如是安装于控制基板的主机ic。

在电磁感应方式的触摸检测时,驱动ic19向公共电极coml供给第一驱动信号vtp。公共电极coml在电磁感应方式的触摸检测时作为发送线圈ctx发挥功能。由此,在公共电极coml、触摸笔100及第一电极tdl之间分别产生电磁感应。在第一电极tdl上,通过与触摸笔100的互感产生电动势。与该电动势相应的第一检测信号vdet1经由多路复用器48从第一电极tdl向第一afe47a供给。由此,进行电磁感应方式的触摸检测。

在本实施方式中,在电磁感应方式的触摸检测时,驱动ic19也向第二电极24供给第一驱动信号vtp。此外,在互静电电容方式的触摸检测时,驱动ic19也向第二电极24供给第二驱动信号tsvcom。即,第二电极24与公共电极coml同样地在互静电电容方式中作为驱动电极发挥功能,在电磁感应方式中作为发送线圈发挥功能。由此,能够提高互静电电容方式及电磁感应方式的触摸检测中的检测灵敏度。

公共电极coml具有显示时的公共电极、互电容方式的触摸检测时的驱动电极以及电磁感应方式时的发送线圈的功能。因此,有必要根据各个动作变更连接状态。下面,对公共电极coml的连接结构进行说明。图9是示出显示期间中公共电极的连接结构的电路图。图10是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的电路图。图11是示出第二感测期间中公共电极的连接结构的电路图。

如图9至图11所示,排列有多个公共电极coml1、coml2、……、comln。需要注意的是,以下的说明中,在没有必要区别说明公共电极coml1、coml2、……、comln的情况下,表述为公共电极coml。

公共电极扫描部14a包括第一布线l1a、l1b、第二布线l2a、l2b、以及开关sw1a、sw1b、sw2a、sw2b。公共电极扫描部14a设置于公共电极coml的一端侧和另一端侧双方。需要注意的是,在以下的说明中,参照图9至图11,将公共电极coml的一端表述为左端,将另一端表述为右端。在公共电极coml的左端侧设置第一布线l1a和第二布线l2a,在右端侧设置第一布线l1b和第二布线l2b。

开关sw1a设置在公共电极coml的左端和第一布线l1a之间。开关sw2a设置在公共电极coml的左端和第二布线l2a之间。开关sw1a及开关sw2a与各个公共电极coml的左端并联连接。此外,开关sw1b设置在公共电极coml的右端和第一布线l1b之间,开关sw2b设置在公共电极coml的右端和第二布线l2b之间。开关sw1b及开关sw2b与公共电极coml的右端并联连接。

驱动ic19经由第一布线l1a、l1b及第二布线l2a、l2b向公共电极coml供给各种信号。驱动电路14(参照图1)包括显示驱动信号供给部14a、检测驱动信号供给部14b、第一电压供给部14c及第二电压供给部14d。这些各供给部搭载于驱动ic19中。

显示驱动信号供给部14a经由第二布线l2a、l2b向公共电极coml供给显示用的驱动信号vcomdc。检测驱动信号供给部14b经由第一布线l1a、l1b向公共电极coml供给检测用的第二驱动信号tsvcom。第一电压供给部14c经由第一布线l1a、l1b向公共电极coml供给具有第一电位的直流的第一电压vtph。第二电压供给部14d经由第二布线l2a、l2b向公共电极coml供给具有小于第一电位的第二电位的直流的第二电压vtpl。

如图9所示,在显示图像的显示期间pd,根据来自控制部11的控制信号,所有的开关sw1a、sw1b断开,所有的开关sw2a、sw2b导通。由此,所有的公共电极coml与第一布线l1a、l1b断开,所有的公共电极coml的左端与第二布线l2a连接,右端与第二布线l2b连接。

由此,在显示期间pd,显示驱动信号供给部14a经由第二布线l2a、l2b向所有的公共电极coml供给显示用的驱动信号vcomdc。需要注意的是,并不限于此,显示驱动信号供给部14a也可以以时分方式向与作为显示驱动的对象的一水平线重叠的公共电极coml供给驱动信号vcomdc。

如图10所示,在进行电磁感应方式的触摸检测的第一感测期间pem,根据来自控制部11的控制信号,开关sw1a、sw1b、开关sw2a、sw2b动作,选择驱动电极块bk。具体地,公共电极coml2、coml3、coml4、coml6、coml7、coml8被选择作为驱动电极块bk。除此之外的公共电极coml是非选择电极块nbk。公共电极coml4与公共电极coml6之间的区域是检测被检测体的检测区域aem。

关于非选择电极块nbk的公共电极coml,根据来自控制部11的控制信号,开关sw1a、sw1b及开关sw2a、sw2b断开。由此,非选择电极块nbk的公共电极coml成为浮置(floating)状态。

在公共电极coml2、coml3、coml4的左侧,sw1a断开,开关sw2a导通。由此,公共电极coml2、coml3、coml4的左端与第二布线l2a电连接。在公共电极coml2、coml3、coml4的右侧,开关sw1b导通,开关sw2b断开。由此,公共电极coml2、coml3、coml4的右端与第一布线l1b电连接。

在公共电极coml6、coml7、coml8的左侧,开关sw1a导通,开关sw2a断开。由此,公共电极coml6、coml7、coml8的左端与第一布线l1a电连接。在公共电极coml6、coml7、coml8的右侧,开关sw1b断开,开关sw2b导通。由此,公共电极coml6、coml7、coml8的右端与第二布线l2b电连接。

由此,在第一感测期间pem,根据来自控制部11的控制信号,第一电压供给部14c与至少一个公共电极(公共电极coml6、coml7、coml8)的左端侧连接,第二电压供给部14d与右端侧连接。此外,第二电压供给部14d与至少一个公共电极之外的其它公共电极(公共电极coml2、coml3、coml4)的左端侧连接,第一电压供给部14c与右端侧连接。

第二电压供给部14d经由第二布线l2a向公共电极coml2、coml3、coml4的左端供给第二电压vtpl。此外,第一电压供给部14c经由第一布线l1b向公共电极coml2、coml3、coml4的右端供给第一电压vtph。由此,在公共电极coml2、coml3、coml4的左端和右端产生电位差,电流i1沿着从右端朝向左端的方向流动。第一电压vtph及第二电压vtpl均为直流的电压信号。通过以规定的频率切换各开关的动作,形成作为交流的电压信号的第一驱动信号vtp。

第一电压供给部14c经由第一布线l1a向公共电极coml6、coml7、coml8的左端供给第一电压vtph。此外,第二电压供给部14d经由第二布线l2b向公共电极coml6、coml7、coml8的右端供给第二电压vtpl。由此,在公共电极coml6、coml7、coml8的左端和右端产生电位差,电流i2沿着从左端朝向右端的方向流动。

如此,通过切换开关sw1a、sw2a、sw1b、sw2b的动作,变更向公共电极coml的两端供给的第一电压vtph和第二电压vtpl。由此,向公共电极coml供给第一驱动信号vtp。通过电流i1、i2产生磁场。

电流i1和电流i2向彼此相反的方向流动。因此,通过电流i1产生的磁场和通过电流i2产生的磁场在检测区域aem重叠。通过使电流i1和电流i2向相反方向流动,能够提高通过检测区域aem的磁场的强度。通过电流i1和电流i2产生的磁场相当于在图3所示的电磁感应方式的磁场产生期间产生的磁场m1。此外,驱动电极块bk中包含的公共电极coml2、coml3、coml4、coml6、coml7、coml8相当于发送线圈ctx。

控制部11依次选择公共电极coml1至公共电极comln。由此,通过电磁感应方式进行整个显示区域ad的触摸检测。如图10所示,在周边区域gd中也设置有公共电极coml1、coml2、coml3、comln。由此,也能够在显示区域ad的周缘部产生磁场。在这种情况下,公共电极coml1、coml2、coml3、comln设置在不与检测区域aem重叠的位置。

并不限于图10所示的例子,也可以由配置在检测区域aem的一侧的一个或两个公共电极coml和配置在另一侧的一个或两个公共电极coml形成发送线圈ctx。还可以由配置在检测区域aem的一侧的四个以上的公共电极coml和配置在另一侧的四个以上的公共电极coml形成发送线圈ctx。而且,也可以采用它们的数量不是相同数量、一侧的公共电极coml的数量与另一侧的公共电极coml的数量不同的结构。

如图11所示,在进行互静电电容方式的触摸检测的第二感测期间pes,根据来自控制部11的控制信号,与驱动电极块bk的公共电极coml的两端连接的开关sw1a、sw1b导通。此外,开关sw2a、sw2b断开。由此,选择驱动电极块bk。在非选择电极块nbk中,与公共电极coml的两端连接的开关sw2a、sw2b导通,开关sw1a、sw1b断开。

检测驱动信号供给部14b经由第一布线l1a、l1b向驱动电极块bk的公共电极coml供给作为交流电压信号的第二驱动信号tsvcom。此外,显示驱动信号供给部14a经由第二布线l2a、l2b向非选择电极块nbk的公共电极coml供给作为直流电压信号的驱动信号vcomdc。控制部11依次选择设于显示区域ad的公共电极coml。需要说明的是,在第二感测期间pes,也可以采用第二电压供给部14d向非选择电极块nbk供给作为直流电压信号的第二电压vtpl的结构。

图12是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的其它例的电路图。如图12所示,在公共电极coml6、coml7、coml8的右侧,开关sw1b导通,开关sw2b断开。公共电极coml6、coml7、coml8的左侧的开关sw1a、开关sw2a及连接到公共电极coml2、coml3、coml4的开关sw1a、sw1b、开关sw2a、sw2b的动作与图10所示的例子相同。

驱动ic19的各供给部不向配置在公共电极coml的另一端侧的第一布线l1b及第二布线l2b供给各种信号。

根据这种结构,公共电极coml2、coml3、coml4的右端和公共电极coml6、coml7、coml8的右端经由开关sw1b及第一布线l1b电连接。即,公共电极coml2、coml3、coml4、第一布线l1b以及公共电极coml6、coml7、coml8包围检测区域aem而连接成环状。

第一电压供给部14c经由第一布线l1a向公共电极coml6、coml7、coml8的左端供给第一电压vtph。此外,第二电压供给部14d经由第二布线l2a向公共电极coml2、coml3、coml4的左端供给第二电压vtpl。由此,电流i3从公共电极coml2、coml3、coml4流向公共电极coml6、coml7、coml8。通过电流i3,产生通过检测区域aem的磁场。

这样,设置有连接多个公共电极coml中的一对公共电极(公共电极coml2、coml3、coml4与公共电极coml6、coml7、coml8)的同侧的端部的开关sw1b。控制部11在第一感测期间pem,通过开关sw1b、sw2b的动作连接一对公共电极coml彼此。此外,控制部11在不同于第一感测期间pem的期间、例如显示期间pd,通过开关sw1b、sw2b的动作使一对公共电极coml彼此为非连接状态。

即使是这种结构,公共电极coml也在第一感测期间pem构成发送线圈ctx。此外,在公共电极coml2、coml3、coml4中流动的电流i3的方向和在公共电极coml6、coml7、coml8中流动的电流i3的方向彼此相反。由此,能够提高通过检测区域aem的磁场的强度。因此,能够提高电磁感应方式的检测灵敏度。

图13是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的其它例的电路图。在本变形例中,在公共电极coml的右侧,向第一布线l1b及第二布线l2b供给接地电位gnd。公共电极coml2、coml3、coml4的右端经由开关sw2b与第二布线l2b连接。在公共电极coml2、coml3、coml4及公共电极coml6、coml7、coml8的左侧,各开关的动作与图12所示的例子相同。

第一电压供给部14c经由第一布线l1a向公共电极coml6、coml7、coml8的左端供给第一电压vtph。由于第一电压vtph与接地电位gnd的电位差,电流i3从公共电极coml6、coml7、coml8的左端向右端流动。此外,第二电压供给部14d经由第二布线l2a向公共电极coml2、coml3、coml4的左端供给第二电压vtpl。需要说明的是,在图10、图12所示的例子中,第二电压vtpl实质上具有与接地电位gnd相同的电位。与此相对地,在本变形例中,第二电压vtpl具有小于接地电位gnd的负的电位。如此,第二电压供给部14d也能够供给具有负的电位的第二电压vtpl。如图13所示,由于第二电压vtpl与接地电位gnd的电位差,电流i3从公共电极coml2、coml3、coml4的右端向左端流动。通过电流i3,产生通过检测区域aem的磁场。即使是这种结构,公共电极coml也在第一感测期间pem构成发送线圈ctx。

图14是示出第一电极的结构的平面图。在图14中示出多个第一电极tdl中的六个第一电极tdl1、tdl2、tdl3、tdl4、tdl5、tdl6。需要注意的是,在以下的说明中,在没有必要区别说明第一电极tdl1、tdl2、tdl3、tdl4、tdl5、tdl6的情况下,表述为第一电极tdl。

第一电极tdl由具有几μm到十几μm程度的线宽的金属细线形成为网状。在相邻的第一电极tdl之间设置虚拟电极tdld。虚拟电极tdld由与第一电极tdl类似的网状的金属细线构成。虚拟电极tdld通过狭缝sl与第一电极tdl隔开,此外,也不与布线l3、l4、l5连接。即,虚拟电极tdld为浮置状态。通过这种结构减小设置有第一电极tdl的部分与设置有虚拟电极tdld的部分的光的透射率之差。

第一电极tdl1~tdl6各自具有一端sn和另一端fn。第一电极tdl1的另一端fn与第一电极tdl2的另一端fn通过布线l3连接。布线l4与第一电极tdl3的另一端fn连接。此外,第一电极tdl1的一端sn与第一电极tdl3的一端sn通过布线l5连接。布线l3和布线l4中任一方经由多路复用器48(参照图8)与第一afe47a及第二afe47b连接。布线l3和布线l4中另一方与图中未示出的地线连接。第一电极tdl4、tdl5、tdl6也是相同的结构。

这样,第一电极tdl1、布线l5及第一电极tdl3包围虚拟电极tdld及第一电极tdl2而连接成环状。由此,第一电极tdl1、布线l5及第一电极tdl3构成电磁感应方式中的接收线圈crx。具体地,来自触摸笔100(参照图4)的磁场m2在通过由第一电极tdl1、布线l5及第一电极tdl3包围的区域的情况下,在第一电极tdl1、布线l5及第一电极tdl3产生与磁场m2的变化相应的电动势。与该电动势相应的信号被供给到第一afe47a。由此,能够检测触摸笔100。

在静电电容方式中,第一电极tdl1、tdl2、tdl3互相电连接,作为一个检测电极块发挥功能。第一电极tdl1、tdl2、tdl3向第二afe47b供给和与公共电极coml间的电容变化相应的信号。由此,能够检测手指等被检测体。

图15是示出第一电极的结构的其它例的说明图。如图15所示,在第一电极tdl的一端sn侧设置开关电路48a,在第一电极tdl的另一端fn侧设置多路复用器48。开关电路48a切换第一电极tdl的相同侧的一端sn彼此的连接和断开。需要注意的是,在图15中,为了便于观察附图,示意性地示出第一电极tdl,此外,省略了虚拟电极tdld(参照图14)的图示。在本变形例中,第一电极tdl也与图14同样地由形成为网状的金属细线构成。

开关电路48a包括多个布线l6、开关sw3a和开关sw3b。开关sw3a设置在第一电极tdl的一端sn和布线l6之间。开关sw3b设置在多个布线l6之间。此外,第一电极tdl的另一端fn分别经由布线l7与多路复用器48连接。

在电磁感应方式中,根据来自控制部11的控制信号,连接到一对的第一电极tdl1和第一电极tdl3的开关sw3a导通。此外,连接到第一电极tdl2的开关sw3a断开。由此,开关电路48a经由布线l6将一对的第一电极tdl1和第一电极tdl3的相同侧的一端sn彼此电连接。

第一电极tdl1、布线l6及第一电极tdl3连接成环状,作为电磁感应方式中的接收线圈crx发挥功能。第一电极tdl4、布线l6及第一电极tdl6也是同样。

多路复用器48将第一电极tdl1和第一电极tdl3中任一方的另一端fn与第一afe47a连接。由此,与产生于一对的第一电极tdl1和第一电极tdl3的电动势相应的信号被供给到第一afe47a。

另一方面,在第二感测期间pes,所有的开关sw3a及开关sw3b断开。由此,第一电极tdl的一端sn彼此断开。多路复用器48将各个第一电极tdl的另一端fn连接于第二afe47b。各第一电极tdl将和与公共电极coml之间的电容变化相应的信号供给到第二afe47b。由此,能够检测手指等被检测体。

在本变形例中仅示出了一个开关sw3b,但也可以在相邻的第一电极tdl之间分别设置开关sw3b。根据来自控制部11的控制信号,切换开关sw3a、sw3b的动作,从而能够适当地变更构成接收线圈crx的第一电极tdl。

下面,对第二电极24和公共电极coml的连接结构进行说明。图16是用于说明公共电极和第二电极的连接结构的截面图。图17是示意性地示出第二电极及导通部的平面图。图18是示意性地示出公共电极及导通部的平面图。

图16示出了显示区域ad的最外周的一像素和与其邻接的周边区域gd。如图16所示,在像素基板2中,在第一基板21之上设置有开关元件tr、像素电极25、第二电极24、连接电极72、绝缘层23、平坦化膜29、取向膜28等。取向膜28在显示区域ad中以覆盖像素电极25的方式而设置。此外,取向膜28在周边区域gd中设置在不与导通部81重叠的区域,并与导电层71的局部重叠。开关元件tr包括栅极电极64、源极电极62、半导体层61及漏极电极63。栅极电极64与栅极线gcl设置于同层,栅极线gcl的一部分也可以用作栅极电极64。源极电极62与信号线sgl设置于同层,信号线sgl的一部分也可以用作源极电极62。

像素电极25经由设置于平坦化膜29的接触孔与漏极电极63连接。第二电极24与栅极电极64(栅极线gcl)设置于同层。如图17所示,第二电极24与连接电极72电连接。

在对置基板3中,在第二基板31的一面设置彩色滤光片32。此外,在第二基板31的周边区域gd中设置装饰层37。外涂层34以覆盖彩色滤光片32和装饰层37的方式而设置。公共电极coml设置在外涂层34和液晶层6之间。此外,在第二基板31的另一面设置第一电极tdl。公共电极coml从显示区域ad连续设置到周边区域gd。这里,将公共电极coml中设置在周边区域gd的部分作为连接部comla。取向膜38在显示区域ad中以覆盖公共电极coml的方式而设置。此外,取向膜38在周边区域gd中设置在不与导通部81重叠的区域,并与连接部comla的局部重叠。

在周边区域gd中,在第一基板21与第二基板31之间设置有导通部81。导通部81是将第一基板21和第二基板31之间密封的密封部。导通部81包括分散在密封材料中的多个导电粒子82。导通部81隔着平坦化膜29设置在周边电路区域80的上侧。

导电层71与连接电极72连接。导电层71例如是ito等具有透光性的导电性材料。此外,连接部comla与导电层71经由导通部81的导电粒子82连接。由此,公共电极coml与第二电极24电连接。

这里,将导通部81的中央部的外侧的、到第二基板31的外周为止的区域设为区域a51。优选地,连接部comla从显示区域ad和周边区域gd的边界设置到区域a51。由此,连接部comla与导通部81电连接。此外,将第一电极tdl中设置在周边区域gd的端部tdla的外侧的、到第二基板31的外周为止的区域设为区域a52。优选地,连接部comla设置到区域a52。这样一来,连接部comla设置在周边电路区域80和第一电极tdl之间。因此,连接部comla能够屏蔽来自周边电路区域80的噪声。

如图17所示,第二电极24包括保持电容形成部24a和布线24b。保持电容形成部24a与漏极电极63重叠地设置,在与漏极电极63之间形成保持电容。布线24b将在第一方向dx上排列的保持电容形成部24a彼此连接。根据这种结构,第二电极24整体上形成为在第一方向dx上具有长边的长条状。即,第二电极24与图18所示的公共电极coml在相同的方向上具有长边。此外,如图18所示,彩色滤光片32的颜色区域32r、32g、32b在俯视观察时与公共电极coml交叉。

如图17及图18所示,连接电极72与在第二方向dy上排列的多个公共电极coml分别对应地设置。即,连接电极72与公共电极coml经由导通部81以一对一的关系连接。与一个公共电极coml重叠设置的多个第二电极24与一个连接电极72连接。在第二方向dy上相邻的公共电极coml彼此通过狭缝slc而分离。这里,狭缝slc的宽度大于导电粒子82的直径。由此,相邻的公共电极coml彼此电隔离。

如图18所示,多个公共电极coml中的一个公共电极coml被选择作为驱动电极块bk。驱动电极块bk之外的公共电极coml为非选择电极块nbk。如上所述,驱动ic19(参照图11)向驱动电极块bk供给各种驱动信号。

如图17所示,与驱动电极块bk重叠并相对的多个第二电极24经由导通部81与驱动电极块bk电连接。由此,多个第二电极24作为第二电极块bkcs与驱动电极块bk一体地发挥功能。向第二电极块bkcs供给与供给驱动电极块bk的各种驱动信号相同的信号。

即,在图10所示的第一感测期间pem,与公共电极coml2、coml3、coml4、coml6、coml7、coml8重叠并相对的多个第二电极24也作为发送线圈ctx发挥功能。即,第二电极24从驱动ic19被供给第一电压vtph及第二电压vtpl而产生磁场m1。从第二电极24产生的磁场在检测区域aem与从公共电极coml产生的磁场重叠。

此外,在图11所示的第二感测期间pes,从驱动ic19也向与驱动电极块bk重叠的多个第二电极24供给第二驱动信号tsvcom。这些第二电极24也与第一电极tdl之间形成静电电容。由此,能够提高互静电电容方式的触摸检测中的检测灵敏度。

这里,驱动电极块bk的公共电极coml由ito形成,与此相对地,第二电极块bkcs的第二电极24由金属形成。因此,第二电极24与公共电极coml相比,电阻明显更低。由此,通过使用第二电极24作为驱动电极,能够抑制作为交流矩形波的第一驱动信号vtp、第二驱动信号tsvcom的钝化。参照图19对相关的点进行说明。

图19是用于说明输入驱动电极的脉冲波的说明图。图19所示的第一脉冲波pw1、第二脉冲波pw2及第三脉冲波pw3例示了第一驱动信号vtp、第二驱动信号tsvcom中包含的多个脉冲波中的一个脉冲波。第一脉冲波pw1示出输入驱动电极的脉冲波的理想状态的波形。第二脉冲波pw2示出仅将由ito形成的公共电极coml用作驱动电极时的波形。ito由于电阻大,因此在输入交流矩形波时,与第一脉冲波pw1相比,波形变钝。特别是在下降沿钝化变大。

与此相对地,第三脉冲波pw3示出将第二电极24与由ito形成的公共电极coml组合用作驱动电极时的波形。第二电极24是金属,并且具有形成各像素pix(子像素spix)的保持电容的保持电容形成部24a,面积大。因此,与ito相比,第二电极24的电阻明显更低。由此,作为驱动电极整体的响应性提高,与第二脉冲波pw2相比,第三脉冲波pw3的尤其是下降沿变陡。由此,在本实施方式中,不管是在电磁感应方式时还是在互静电电容方式时,驱动信号的响应性都得到提高,检测灵敏度提高。

需要说明的是,在第二电极24与作为检测电极的第一电极tdl之间存在公共电极coml、像素电极25。在这种情况下,公共电极coml也被供给与第二电极24相同的信号,像素电极25实质上为浮置状态。因此,公共电极coml及像素电极25与第二电极24同相地被激励(excit),能够抑制它们妨碍第二电极24作为驱动电极的功能。

图20是示出第一实施方式所涉及的显示装置的动作例的时序波形图。显示装置1以时分方式进行触摸检测动作(检测期间)及显示动作(显示期间)。触摸检测动作及显示动作无论怎样划分均可。例如,对在显示面板10的一帧期间、即显示一画面的影像信息所需的时间中以时分方式分别进行触摸检测及显示的方法进行说明。

如图20所示,多个显示期间pd、第一感测期间pem和第二感测期间pes交替地配置。

在显示期间pd中执行上述显示动作。如图9所示,所有的公共电极coml被选择作为驱动电极块bk。驱动ic19经由第二布线l2a、l2b向驱动电极块bk供给驱动信号vcomdc。在相同期间中,也向与驱动电极块bk相对的第二电极块bkcs供给驱动信号vcomdc。

在第一感测期间pem中,如图10所示,驱动ic19向驱动电极块bk的两端交替供给第一电压vtph和第二电压vtpl。由此,向驱动电极块bk供给第一驱动信号vtp。在相同期间中,也向与驱动电极块bk重叠并相对的第二电极块bkcs供给相同的第一驱动信号vtp。此外,非选择电极块nbk及非选择第二电极块nbkcs不被供给第一驱动信号vtp而成为浮置状态。

如此,在第一感测期间pem中,除了设于第二基板31(参照图5、图16)的公共电极coml之外,设于第一基板21的第二电极24也被同时驱动。由此,能够提高磁场m2的强度。

需要说明的是,如图20所示,第一电压vtph是具有电位v3的电压信号。第二电压vtpl是具有小于电位v3的电位v2的电压信号。驱动信号vcomdc是具有小于电位v2的电位v1的电压信号。

在第二感测期间pes中,如图11所示,驱动ic19向驱动电极块bk供给第二驱动信号tsvcom。在相同期间,也向与驱动电极块bk重叠并相对的第二电极块bkcs供给相同的第二驱动信号tsvcom。此外,非选择电极块nbk及非选择第二电极块nbkcs被供给驱动信号vcomdc。非选择电极块nbk及非选择第二电极块nbkcs只要是固定的电位即可,也可以被供给第二电压vtpl。

图21是示意性地示出第一实施方式的变形例所涉及的第二电极及导通部的平面图。在图21中,以双点划线示出公共电极coml。此外,在图21中,为了便于观察附图,与一个公共电极coml重叠地示出了一个第二电极24a。但实际上,如图17及图18所示,与一个公共电极coml重叠地设置有多个第二电极24a。

如图21所示,在本变形例的显示装置1a中,在周边区域gd中设置有第一布线l1b及第二布线l2b。在第二电极24a与第一布线l1b之间设置有开关sw4a。在第二电极24a与第二布线l2b之间设置有开关sw4c。此外,公共电极coml经由导通部81与连接电极72电连接。在连接电极72与第一布线l1b之间设置有开关sw4b。在连接电极72与第二布线l2b之间设置有开关sw4d。

开关sw4a、sw4b、sw4c、sw4d根据来自控制部11的控制信号切换导通和断开。通过开关sw4a、sw4b、sw4c、sw4d的动作,分别单独地驱动公共电极coml和第二电极24a。需要注意的是,虽然省略了图示,但和图9至图11同样地,在公共电极coml及第二电极24a的两端设置这些开关及布线。

在本变形例中,在电磁感应方式的触摸检测时,开关sw4a、sw4c中任一方导通,开关sw4b、sw4d断开。由此,第二电极24a与第一布线l1b或第二布线l2b中任一方连接,从驱动ic19供给第一驱动信号vtp。此外,公共电极coml与第一布线l1b及第二布线l2b断开。在电磁感应方式的触摸检测中,仅第二电极24a作为发送线圈ctx被驱动,公共电极coml成为浮置状态。

在互静电电容方式的触摸检测时,各开关同样地进行动作。即,在互静电电容方式的触摸检测中,仅第二电极24a作为驱动电极被驱动,公共电极coml成为浮置状态。

图22是示出第一实施方式的变形例所涉及的显示装置的动作例的时序波形图。在显示期间pd中,执行与图20所示的例子同样的显示动作。在第一感测期间pem中,通过开关sw4a、sw4c(参照图21)的动作,驱动ic19经由第一布线l1b或第二布线l2b向第二电极块bkcs的两端交替供给第一电压vtph和第二电压vtpl。由此,向第二电极块bkcs供给第一驱动信号vtp。

在非选择第二电极块nbkcs中,图21所示的开关sw4a、sw4c断开。由此,非选择第二电极块nbkcs不被供给第一驱动信号vtp而变为浮置状态。在相同期间中,开关sw4b、sw4d断开。由此,与第二电极块bkcs重叠并相对的驱动电极块bk及非选择电极块nbk不被供给第一驱动信号vtp而成为浮置状态。这样,在第一感测期间pem中,仅第二电极24a作为发送线圈ctx被驱动。

在第二感测期间pes中,通过开关sw4a的动作,驱动ic19经由第一布线l1b向第二电极块bkcs供给第二驱动信号tsvcom。此外,非选择第二电极块nbkcs通过开关sw4a、sw4c的动作而成为浮置状态。在相同期间中,开关sw4b、sw4d断开,与第二电极块bkcs重叠的驱动电极块bk及非选择电极块nbk变为浮置状态。非选择电极块nbk及非选择第二电极块nbkcs只要是固定的电位即可,也可以被供给第二电压vtpl。

第二实施方式

图23是第二实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。图24是表示第二实施方式所涉及的显示装置的概略截面结构的截面图。在本实施方式的显示装置1b中,第一基板21、信号线sgl、第二电极24a、像素电极25、作为显示功能层的液晶层6、公共电极coml及第一电极tdl依次重叠地设置。换言之,在与第一基板21的表面垂直的方向上,信号线sgl设置在第一基板21与第二电极24a之间。

在本实施方式中,公共电极coml及第一电极tdl的结构与第一实施方式相同,故省略详细说明。此外,与图16至图18所示的例子同样地,公共电极coml和第二电极24a经由导通部81电连接。在本实施方式中,公共电极coml及第二电极24a也是在电磁感应方式的触摸检测中被供给第一驱动信号vtp,在互静电电容方式的触摸检测中被供给第二驱动信号tsvcom。此外,第一电极tdl在电磁感应方式的触摸检测中输出第一检测信号vdet1,在互静电电容方式的触摸检测中输出第二检测信号vdet2。

如图24所示,在第一基板21之上设置开关元件tr。平坦化膜29以覆盖源极电极62(信号线sgl)及漏极电极63的方式而设置。第二电极24a设置在平坦化膜29的表面。绝缘层58以覆盖第二电极24a的方式而设置。像素电极25设置在绝缘层58之上。像素电极25经由接触孔h3、h4与漏极电极63电连接。

第二电极24a在与第一基板21的表面垂直的方向上隔着绝缘层58与像素电极25重叠地设置。由此,在第二电极24a和像素电极25之间形成保持电容。

第二电极24a包括金属层26a和覆盖金属层26a的透光性导电层26b。金属层26a使用铝(al)、铜(cu)、银(ag)、钼(mo)或它们的合金的至少一种金属材料。透光性导电层26b例如使用ito。

在本实施方式中,第二电极24a设置于与开关元件tr不同的层。因此,栅极线gcl、信号线sgl等的制约少,能够较大地形成第二电极24a的形状、面积。由此,能够增大第二电极24a和像素电极25的相对面积,能够增大保持电容。此外,与第一实施方式同样地,对第一驱动信号vtp及第二驱动信号tsvcom的响应性提高。

第三实施方式

图25是第三实施方式所涉及的显示装置的分解立体图。在本实施方式的显示装置1c中,第一基板21、第二电极24b、信号线sgl、多个像素电极25、作为显示功能层的液晶层6、多个公共电极comla及多个第一电极tdla依次重叠地设置。公共电极comla在第二方向dy上纵长地设置,并在第一方向dx上排列有多个。此外,第一电极tdla在第一方向dx上纵长地设置,并在第二方向dy上排列多个。在本实施方式中,第一电极tdla也是在俯视观察时与公共电极comla交叉。公共电极comla与第一电极tdla一同形成为带状。

信号线sgl在与第一基板21的表面垂直的方向上配置在第一基板21与液晶层6之间。信号线sgl在第二方向dy上纵长地设置,并从第一基板21的沿着第二方向dy的一边到另一边排列设置有多个。在本实施方式中,公共电极comla及第二电极24b在俯视观察时沿多个信号线sgl而设置。

在电磁感应方式的触摸检测时,驱动ic19向公共电极comla、信号线sgl及第二电极24b供给第一驱动信号vtp。即,除了公共电极comla之外,信号线sgl及第二电极24b也作为电磁感应方式的发送线圈ctx发挥功能。

在互静电电容方式的触摸检测时,驱动ic19以时分方式向公共电极comla、信号线sgl及第二电极24b供给第二驱动信号tsvcom。由此,除了公共电极comla之外,信号线sgl及第二电极24b也作为互静电电容方式的触摸检测中的驱动电极发挥功能。于是,与由公共电极comla、信号线sgl及第二电极24b构成的驱动电极和第一电极tdla之间的静电电容变化相应的第二检测信号vdet2经由多路复用器48从第一电极tdla供给到第二afe47b。由此,进行互静电电容方式的触摸检测。

在本实施方式中,公共电极comla、信号线sgl及第二电极24b在电磁感应方式及互静电电容方式中被同时驱动。因此,能够提高互静电电容方式及电磁感应方式的触摸检测下的检测灵敏度。

下面,对公共电极comla的连接结构进行说明。图26是用于说明显示期间中公共电极的连接结构的电路图。图27是示出第一感测期间中公共电极的连接结构的电路图。图28是示出第二感测期间中公共电极的连接结构的电路图。需要说明的是,在图26到图28中示出五个公共电极comla1、comla2、comla3、comla4、comla5。但是,在没有必要区别说明它们的情况下,表述为公共电极comla。

如图26至图28所示,显示用的驱动信号vcomdc经由布线l11被供给到公共电极comla。此外,第二电压vtpl经由布线l12被供给到公共电极comla及信号线sgl。第一电压vtph经由布线l13被供给到公共电极comla及信号线sgl。布线l14连接公共电极comla和布线l11、l12、l13。布线l15将公共电极comla的相同侧的端部彼此连接。

开关s1设置在布线l11与公共电极comla之间。开关s2设置在布线l15与公共电极comla之间。扫描信号vscan(参照图1)的高电平电压vgh经由开关s3被供给到栅极线gcl。扫描信号vscan的低电平电压vgl经由开关s4被供给到栅极线gcl。像素信号vpix经由开关s5被供给到信号线sgl。

开关s6设置在信号线sgl和公共电极comla之间。开关s7设置在布线l11和与公共电极comla连接的布线l14之间。开关s8设置在布线l12和与公共电极comla连接的布线l14之间。开关s9设置在布线l13和与公共电极comla连接的布线l14之间。开关s10在开关s6的相反侧设置在信号线sgl和公共电极comla之间。开关s6及开关s10分别切换信号线sgl与公共电极comla的同侧的端部彼此的连接和断开。

如图26所示,在显示期间pd中,开关s1及开关s7导通。由此,公共电极comla的一端经由开关s1与布线l11连接,另一端经由布线l14、开关s7与布线l11连接。由此,显示用的驱动信号vcomdc经由布线l11被供给到公共电极comla。这样,向公共电极comla的两端供给显示用的驱动信号vcomdc。

连接到栅极线gcl的开关s3和开关s4进行相互反相的动作。开关s3依次导通,扫描信号vscan的高电平电压vgh被供给到所选择的栅极线gcl。需要说明的是,低电平电压vgl被供给到未被选择的栅极线gcl。此外,开关s5导通,向信号线sgl供给像素信号vpix。

在显示期间pd中,开关s6及开关s10断开,信号线sgl与公共电极comla断开。此外,开关s8、s9全部断开,公共电极comla分别与布线l12、布线l13断开。由此,第一电压vtph及第二电压vtpl未被供给到公共电极comla及信号线sgl。

如图27所示,在第一感测期间pem中,开关s5断开,开关s6及开关s10的一部分导通。由此,一部分公共电极comla和与该一部分公共电极comla重叠的一部分信号线sgl电连接。该一部分公共电极comla和该一部分信号线sgl经由布线l14被供给相同的驱动信号。

在图27的第一感测期间pem中,对公共电极comla2和公共电极comla4被选择作为驱动电极块bk的情况进行说明。公共电极comla2与公共电极comla4之间的区域为检测区域aem。具体地,连接到公共电极comla2及公共电极comla4的一端侧的开关s2分别导通。由此,公共电极comla2的一端和公共电极comla4的一端经由布线l15连接。公共电极comla2、布线l15及公共电极comla4连接成环状,形成为发送线圈ctx。

连接到公共电极comla2的另一端侧的开关s8断开,开关s9导通。由此,经由布线l13、l14向公共电极comla2的另一端及信号线sgl供给第一电压vtph。此外,连接到公共电极comla4的另一端侧的开关s8导通,开关s9断开。由此,经由布线l12、l14向公共电极comla4的另一端及信号线sgl供给第二电压vtpl。

与第一电压vtph和第二电压vtpl的电位差相应的电流流到公共电极comla2和公共电极comla4。由于该电流,产生通过检测区域aem的磁场。这样,通过切换开关s8及开关s9的动作,向公共电极comla2、comla4供给第一驱动信号vtp。通过流到公共电极comla2、comla4的电流产生磁场,形成电磁感应。于是,在第一电极tdla(参照图25)产生基于电磁感应的电动势。

连接到公共电极comla1、comla3、comla5的另一端侧的开关s8及开关s9断开,开关s7导通。由此,经由布线l11向公共电极comla1、comla3、comla5供给驱动信号vcomdc。

需要说明的是,在第一感测期间pem,开关s3全部断开,开关s4全部导通。由此,低电平电压vgl作为直流的电压信号被供给到栅极线gcl。此外,开关s5全部断开,像素信号vpix不被供给到信号线sgl。

如图28所示,在第二感测期间pes中,也是开关s5断开,一个开关s6和对应的一个开关s10导通。由此,公共电极comla和与公共电极comla重叠的信号线sgl电连接。控制部11通过依次选择驱动电极块bk,从而以互静电电容方式进行显示区域ad的触摸检测。

在图28的第二感测期间pes中,对公共电极comla3被选择作为驱动电极块bk的情况进行说明。具体地,连接到公共电极comla3的另一端侧的开关s8和开关s9交替地重复导通、断开动作。由此,第一电压vtph和第二电压vtpl被交替地供给到公共电极comla3及与其重叠的信号线sgl。由此,向公共电极comla3及与其重叠的信号线sgl供给第二驱动信号tsvcom。

连接到公共电极comla1、comla2、comla4、comla5的另一端侧的开关s7导通。由此,经由布线l11向公共电极comla1、comla2、comla4、comla5供给驱动信号vcomdc。控制部11通过依次选择驱动电极块bk,从而以静电电容方式进行显示区域ad的触摸检测。

通过以上那样的连接结构,根据各期间切换公共电极coml与信号线sgl的连接和断开。在第一感测期间pem,除了公共电极comla之外,信号线sgl也作为发送线圈ctx发挥功能,在第二感测期间pes,信号线sgl也作为驱动电极发挥功能。由此,能够提高电磁感应方式及互静电电容方式的检测灵敏度。

图29是示出第三实施方式所涉及的显示装置的像素结构的平面图。

图30是沿图29的xxx-xxx’线的截面图。需要注意的是,在图29中,为了便于观察附图,用双点划线示出了像素电极25。如图29所示,多个栅极线gcl和多个信号线sgl在俯视观察时相互交叉地设置。通过这些栅极线gcl和信号线sgl,显示区域ad被划分为矩阵状。将该一划分区域称为(子)像素区域。

在各像素区域中设置有开关元件tr及像素电极25。如图30所示,像素电极25经由接触孔h13与开关元件tr的漏极电极63连接。

如图29所示,第二电极24b包括保持电容形成部24ba、布线24bb以及桥接部24bc。保持电容形成部24ba设置于各像素区域,并与像素电极25及漏极电极63重叠。布线24bb及桥接部24bc将在第二方向dy上相邻的保持电容形成部24ba彼此连接。桥接部24bc跨栅极线gcl的宽度方向(第二方向dy)而设置。由此,夹着栅极线gcl在第二方向dy上排列的保持电容形成部24ba和布线24bb通过桥接部24bc连接。第二电极24b整体上在俯视观察时沿信号线sgl设置,并与栅极线gcl交叉。

如图30所示,保持电容形成部24ba及布线24bb与栅极线gcl设置于同层。在栅极线gcl的一侧设置保持电容形成部24ba及布线24bb,在另一侧设置布线24bb。桥接部24bc隔着绝缘层23、23a设置在保持电容形成部24ba及布线24bb的上侧。桥接部24bc与信号线sgl设置于同层。桥接部24bc的一端经由接触孔h14与一侧的布线24bb连接。桥接部24bc的另一端经由接触孔h15与另一侧的布线24bb连接。通过这种结构,第二电极24b与栅极线gcl电隔离的同时,在俯视观察时与栅极线gcl交叉设置。

下面,对第二电极24b和公共电极comla的连接结构进行说明。图31是用于说明第三实施方式所涉及的公共电极和第二电极的连接结构的截面图。图32是示意性地示出第二电极及导通部的平面图。图33是示意性地示出公共电极及导通部的平面图。

如图31所示,公共电极comla经由连接部comlaa、导通部81、导电层71及连接电极72与第二电极24b连接。需要注意的是,在图31中仅示出了保持电容形成部24ba及布线24bb,对桥接部24bc则省略图示。图31所示的导通部81等的结构与第一实施方式的图16所示的结构相同。但是,本实施方式的显示装置1c如图25所示,公共电极comla的长边方向(第二方向dy)及排列方向(第一方向dx)与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,导通部81设置于第一基板21及第二基板31的边中沿着第一方向dx的边。

如图32及图33所示,第二电极24b在与公共电极comla相同的方向上具有长边。连接电极72分别与在第一方向dx上排列的多个公共电极comla对应地设置。即,连接电极72与公共电极comla经由导通部81以一对一的关系连接。此外,如图33所示,彩色滤光片32的颜色区域32r、32g、32b在俯视观察时沿着公共电极comla设置。

如图32及图33所示,六个第二电极24b(1)、24b(2)、24b(3)、24b(4)、24b(5)、24b(6)与一个公共电极comla重叠地设置。第二电极24b(1)至24b(6)经由连接切换电路80a与一个连接电极72连接。同样地,与一个公共电极comla重叠地设置的信号线sgl也经由连接切换电路80a与一个连接电极72连接。

这样,多个第二电极24b及多个信号线sgl经由连接切换电路80a、连接电极72等与一个公共电极comla电连接。需要说明的是,连接切换电路80a是包括图26至图28所示的各种开关及各种布线的开关电路。通过连接切换电路80a的动作,在显示期间pd、第一感测期间pem及第二感测期间pes切换信号线sgl与公共电极comla的连接状态。

在本实施方式中,在第一感测期间pem,除了公共电极comla之外,信号线sgl及第二电极24b也作为发送线圈ctx发挥功能。此外,在第二感测期间pes,除了公共电极comla之外,信号线sgl及第二电极24b也作为驱动电极发挥功能。由此,能够提高电磁感应方式及互静电电容方式的检测灵敏度。

公共电极的图案构成(patternconfiguration)例

图34是示出公共电极的图案构成例的平面图。图35是用于说明公共电极与液晶取向的关系的说明图。图35示意性地示出了像素电极25、公共电极coml、以及配置在像素电极25和公共电极coml之间的液晶层6。关于液晶层6,用椭圆表示各液晶分子6a,并示出了液晶分子6a的取向状态的想象。

如图35所示,在相邻的公共电极coml之间设置有狭缝sla。在设置有狭缝sla的区域,像素电极25与公共电极coml之间的电场的状态与未设置狭缝sla的区域不同。由此,设置有狭缝sla的区域的液晶分子6a的取向与其它区域中的取向不同,可能会作为显示上的条纹出现。

图34示出被狭缝sla隔开的三个公共电极coml。各个公共电极coml与两个相邻的子像素spix重叠地设置。在公共电极coml中,在与狭缝sla平行的方向上排列有多个狭缝slb。狭缝slb在俯视观察时设置在相邻的子像素spix之间。狭缝sla及狭缝slb分别与栅极线gcl(参照图29)重叠地设置。此外,狭缝sla及狭缝slb的宽度大于栅极线gcl的宽度。由此,栅极线gcl与公共电极coml之间的电容减小。

并不限于图34所示的例子,公共电极coml也可以根据触摸检测的分辨率而具有与三个以上的子像素spix重叠的宽度。在这种情况下,狭缝slb在与狭缝sla平行的方向上排列多个,并在与狭缝sla交叉的方向上排列多个。此外,公共电极coml并不限于图34所示的例子,也可以构成为在显示区域ad中不连接,而在周边区域gd中连接。

对应各像素线设置狭缝sla及狭缝slb。由此,能够使设置有狭缝slb的区域的液晶取向状态接近设置有狭缝sla的区域的液晶取向状态。由此,即使在设置有狭缝sla的区域出现了显示上的条纹,该条纹的视觉辨认性也会下降。

与这种对应各像素线设置狭缝sla及狭缝slb的公共电极coml的图案相应地,作为显示装置1的显示驱动方式、即像素写入方式,优选应用列反转驱动方式或帧反转驱动方式。即,通过这些驱动方式,能够减轻各狭缝处的液晶取向性的紊乱,因此能够提高显示品质。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不限于这样的实施方式。实施方式中公开的内容只是一个例子而已,可在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。关于在不脱离本发明主旨的范围内所进行的适当变更,当然都属于本发明的技术范围之内。

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