带有静电电容型传感器的显示装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及带有静电电容型传感器的显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]一般，能够应用于PDA(个人数字助理)以及平板PC(个人计算机)的显示装置例如具有静电电容型传感器，检测使用输入部件从显示画面直接输入的数据。能够利用笔或人体等导体作为输入部件。能够列举例如在显示面板的内部设置了形成上述传感器的电极的In-cell型的显示装置、或在显示面板的显示面上设置了形成上述传感器的电极的On-cell型的显示装置，作为上述显示装置。
[0003]形成上述传感器的电极位于显示图像的显示区域内，检测静电电容的变化。因此，显示装置通过取出由于输入部件接近上述电极而在上述电极上产生的静电电容的变化(静电电容耦合的强弱)，从而能够检测输入部件的输入部位的位置信息。
【发明内容】
[0004]一个实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的显示装置具备:
[0005]显不面板，具有用于显不图像的显不面；以及
[0006]静电电容型传感器，被设置在所述显示面板上，
[0007]所述静电电容型传感器具有:
[0008]矩阵状的多个检测电极，相互电性独立地被设置在所述显示面的上方，用于检测静电电容的变化；以及
[0009]多个引线，由金属形成，被设置在所述显示面的上方，并与所述多个检测电极一对一地连接。
[0010]此外，一个实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的显示装置的驱动方法中，
[0011]该带有静电电容型传感器的显示装置具备:显示面板，包括第一基板、具有用于显示图像的显示面且与所述第一基板隔着间隙而对置配置的第二基板、多个像素、被设置在所述第一基板或第二基板上且由所述多个像素共用的公共电极；以及静电电容型传感器，被设置在所述显示面板上，各个所述像素具有:像素开关元件，被形成在所述第一基板上且与栅极线以及源极线连接；以及像素电极，被形成在所述第一基板上且与所述像素开关元件连接，所述静电电容型传感器具有:矩阵状的多个检测电极，相互电性独立地被设置在所述显示面的上方且检测静电电容的变化；以及多个引线，由金属形成，被设置在所述显示面的上方且与所述多个检测电极一对一地连接，其中，
[0012]在显示动作期间，对所述栅极线提供控制信号，对所述源极线提供视频信号，且驱动所述显示面板，在与所述显示动作期间偏离的输入位置信息检测期间，停止对所述显示面板输入所述控制信号以及视频信号，且驱动所述静电电容型传感器，
[0013]在所述输入位置信息检测期间，将与写入至所述静电电容型传感器的写入信号具有相同的波形的电位调整信号与所述写入信号同步地写入至所述公共电极。
【附图说明】
[0014]图1是概略性地示出第一实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的结构的立体图。
[0015]图2是表示图1所示的第一基板的概略结构的俯视图。
[0016]图3是表不图2所不的像素的等价电路图。
[0017]图4是概略性地示出上述液晶显示装置的一部分的构造的剖面图。
[0018]图5是概略性地示出被设置在上述第一基板上的公共电极分割为多个而形成的状态的俯视图。
[0019]图6是表示上述第一基板的显示区域的外侧的一部分的放大俯视图，是表示多路器的电路图。
[0020]图7是概略性地示出上述静电电容型传感器的结构的俯视图。
[0021]图8A是用于说明能够应用于上述第一实施方式所涉及的液晶显示装置的自检测方式的图，是表示在检测电极和手指之间没有产生静电电容耦合的情况下检测电极被充电的状态的图。
[0022]图SB是接着图8A的用于说明上述自检测方式的图，是表示从检测电极放电的状态的图。
[0023]图9A是用于说明能够应用于上述第一实施方式所涉及的液晶显示装置的自检测方式的图，是表示在检测电极和手指之间产生了静电电容耦合的情况下检测电极被充电的状态的图。
[0024]图9B是接着图9A的用于说明上述自检测方式的图，是表示从检测电极放电的状态的图。
[0025]图1OA是表示实现上述自检测方式的基本结构的例子的电路图。
[0026]图1OB是表示图1OA所示的电容的等价电路图，是表示电容Ce的电荷移动到电容Cp以及Cx的状态的图。
[0027]图11是将图1OA以及1B所示的电容Cx的电压Vx的值的变化以柱状图表示，将电容Ce的电压Vc的值的变化以曲线图表示的图。
[0028]图12是表示上述液晶显示装置的多个分割电极以及多个检测电极的立体图，是用于说明互检测方式的例子的图。
[0029]图13是表示上述液晶显示装置的变形例的公共电极以及多个检测电极的立体图，是用于说明互检测方式的其他例的图。
[0030]图14是概略性地示出第二实施方式所涉及的液晶显示装置的静电电容型传感器的俯视图，是表示检测电极、引线、以及虚拟线(夂S—線)的布局的图。
[0031]图15是概略性地示出在将图14所示的静电电容型传感器以XV-XV线切断时的构造的剖面图。
[0032]图16是概略性地示出上述第二实施方式所涉及的静电电容型传感器的变形例I的一部分的构造的剖面图。
[0033]图17A是概略性地示出上述第二实施方式所涉及的静电电容型传感器的变形例2的俯视图，是表示检测电极、引线、以及虚拟线的布局的图。
[0034]图17B是概略性地示出上述第二实施方式所涉及的静电电容型传感器的变形例3的俯视图，是表示检测电极、引线、以及虚拟线的布局的图。
[0035]图18是概略性地示出上述第二实施方式所涉及的静电电容型传感器的变形例4的一部分的俯视图，是表示检测电极、引线、虚拟电极、以及虚拟线的布局的图。
[0036]图19是概略性地示出第三实施方式所涉及的静电电容型传感器的俯视图，是表示检测电极、引线、以及虚拟线的布局的图。
[0037]图20是概略性地示出图19所示的静电电容型传感器的一部分的剖面图。
[0038]图21是用于说明第四实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的驱动方法的时序图，是表示视频信号、写入信号、以及读取信号的图。
[0039]图22是用于说明上述第四实施方式所涉及的驱动方法的变形例的时序图，是表示视频信号、公共电压(電圧)、电位调整信号、写入信号、以及读取信号的图。
[0040]图23是用于说明第五实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的驱动方法的图，是表示多个分割电极和多个检测电极的俯视图。
[0041]图24是用于说明上述第五实施方式所涉及的驱动方法的时序图，是表示视频信号、公共电压、电位调整信号、写入信号、以及读取信号的图。
[0042]图25是用于说明上述第五实施方式所涉及的驱动方法的变形例的时序图，是表示视频信号、公共电压、电位调整信号、写入信号、以及读取信号的图。
[0043]图26是用于说明第六实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的驱动方法的图，是表示连接到栅极线的控制开关元件、连接到源极线的控制开关元件全部被断开的状态的图。
[0044]图27是用于说明第七实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的驱动方法的图，是表示连接到源极线的控制开关元件全部被接通的状态的图。
[0045]图28是用于说明上述第七实施方式所涉及的驱动方法的时序图，是表示视频信号、公共电压、电位调整信号、写入信号、以及读取信号的图。
[0046]图29是表示第八实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的一部分的电路图，是表示静电电容型传感器、多路器、以及多个检测器的图。
[0047]图30是概略性地示出第九实施方式所涉及的液晶显示装置的静电电容型传感器的结构的俯视图。
[0048]图31是概略性地示出将图30所示的静电电容型传感器以XXXI — XXXI线切断时的构造的剖面图。
【具体实施方式】
[0049]以下，参照【附图说明】本发明的各实施方式。另外，公开只不过是一例，对本领域技术人员来说，对于能够容易想到在维持发明的主旨前提下适当变更的实施方式当然也包含于本发明的范围。此外，为了使说明更明确，存在附图与实际的方式相比示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等的情况，但这只是一例，不限定本发明的解释。此外，在本说明书和各图中，对于与关于已出现的图而在前叙述的要素相同的要素，有时赋予相同的符号并适当省略详细的说明。
[0050]首先，说明本发明的实施方式的基本构想。
[0051]带有静电电容型传感器的显示装置构成为使用输入部件来检测从显示面侧输入的数据。能够利用笔或人体等导体作为输入部件。显示装置能够进行单触摸检测。例如，显示装置能够检测一根手指触摸到显示面上的情况。并且，显示装置能够检测手指触摸的部位的位置信息。
[0052]然而，近年，对于显示装置的需求多样化，正在寻求能够进行多触摸检测或接近检测(悬停(水八'J y夕')检测)的显示装置。进行多触摸检测的显示装置例如能够检测多根手指触摸到显示面上的情况。进行接近检测的显示装置例如能够检测在与显示面对置的区域内手保持接近显示面的状态的情况。另外，在接近检测中，能够检测手的举动而不需要将手触摸到显示面上。
[0053]如上述那样，为了能够进行多触摸检测或接近检测，显示装置需要具有高灵敏度的静电电容型传感器。因此，正在开发用于提高静电电容型传感器的灵敏度的技术。作为上述技术，例如开发了将静电电容型传感器的检测电极配置为矩阵状，独立地检测在各个检测电极中产生的静电电容的变化的技术。多个检测电极和与多个检测电极一对一地连接的引线能够利用ITO(铟锡化合物)而形成。
[0054]但是，在如上述那样形成了显示装置的情况下，产生难以得到输入位置信息的检测精度优良的显示装置的课题。这是因为需要将与检测电极一对一地连接的引线与其他多个检测电极隔开绝缘距离而布线。进而，这是因为若如上述那样对引线进行布线，则在检测电极的尺寸上产生偏差，在显示面内的输入位置信息的检测精度上产生偏差。进而，此外，这是因为在如上述那样利用ITO对引线进行布线时，需要使引线具有特定值以上的宽度，在引线和输入部件之间不期望地形成寄生电容。
[0055]进而，没有触摸到显示装置的显示面但与其接近的手指的检测信号非常弱。S卩，在与显示面接近的手指和检测电极之间形成的静电电容非常小。另一方面，从显示面板对静电电容型传感器施加噪声，或在静电电容型传感器和显示面板的各种电极之间产生寄生电容。由此，静电电容型传感器的检测灵敏度显著降低。因此，为了提高静电电容型传感器的检测灵敏度，希望在静电电容型传感器和显示面板之间赋予保护电极。但是，在显示装置中设置了上述保护电极的情况下，显示装置的薄型化、制造成本降低等变得非常困难。
[0056]从上述可知，在仅利用ITO来形成检测电极和引线时，难以得到输入位置信息的检测精度优良的显示装置。
[0057]因此，在本发明的实施方式中，通过解释清楚该课题的原因且解决该课题，从而能够得到输入位置信息的检测精度优良的带有静电电容型传感器的显示装置、以及带有静电电容型传感器的显示装置的驱动方法。接着，说明用于解决上述课题的部件以及方法。
[0058](第一实施方式)
[0059]以下，参照附图详细说明第一实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的显示装置及其驱动方法。在本实施方式中，显示装置是液晶显示装置。图1是概略性地示出第一实施方式所涉及的带有静电电容型传感器的液晶显示装置的结构的立体图。
[0060]如图1所示，液晶显示装置DSP具备有源矩阵型的液晶显示面板PNL、驱动液晶显示面板PNL的驱动IC芯片ICl、静电电容型的传感器SE、驱动传感器SE的驱动IC芯片IC2、对液晶显示面板PNL进行照明的背光单元BL、控制模块CM、柔性布线基板FPC1、FPC2、FPC3等。
[0061]在图示的例子中，由于在液晶显示面板PNL的显示面上设置了形成传感器SE的检测电极Rx，因此液晶显示装置DSP是On-cell型的液晶显示装置。另外，在后述的其他实施方式中也将进行说明，能够将形成传感器SE的电极设置在液晶显示面板PNL的内部，此时的液晶显示装置DSP是In-cell型的液晶显示装置。
[0062]此外，驱动IC芯片ICl被搭载在液晶显示面板PNL上。柔性布线基板FPCl连接液晶显示面板PNL和控制模块CM。柔性布线基板FPC2将传感器SE和控制模块CM连接。驱动IC芯片IC2被搭载在柔性布线基板FPC2上。柔性布线基板FPC3连接背光单元BL和控制模块CM。在此，能够将控制模块CM改称为应用处理器。
[0063]液晶显示面板PNL具备第一基板SUB1、与第一基板SUBl对置配置的第二基板SUB2、以及在第一基板SUBl和第二基板SUB2之间夹持的液晶层(后述的液晶层LQ)。另夕卜，在本实施方式中，能够分别将第一基板SUBl改称为阵列基板，将第二基板SUB2改称为对置基板。
[0064]液晶显示面板PNL具备用于显示图像的显示区域(激活区域)DA。在该例中，多个检测电极Rx在显示区域DA内在相互交叉的第一方向X以及第二方向Y上排列。在本实施方式中，第一方向X以及第二方向Y相互正交，第一方向X为行方向，第二方向Y为列方向，因此多个检测电极Rx被设置为矩阵状。
[0065]背光单元BL被配置在第一基板SUBl的背面侧。能够应用各种方式作为这样的背光单元BL，此外，能够应用利用了发光二极管(LED)的光源或利用了冷阴极管(CCFL)的光源等的任一个作为光源，关于详细的构造省略说明。
[0066]图2是概略性地示出图1所示的第一基板SUBl的结构以及等价电路的图。如图2所示，在显示区域DA的外侧的非显示区域NDA中，在第一基板SUBl上搭载了驱动IC芯片IClo驱动IC芯片ICl具备源极线驱动电路SD等。
[0067]此外，在第一基板SUBl的非显示区域NDA上，形成了多路器MU1、栅极线驱动电路⑶、公共电极驱动电路⑶、以及外部引线接合(Outer Lead Bonding)的焊盘、八v F )组(以下，称为OLB焊盘组)pGl。驱动IC芯片ICl与多路器MU1、栅极线驱动电路⑶、公共电极驱动电路⑶、以