带有静电电容型传感器的显示装置及其驱动方法_2

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及OLB焊盘组pGl连接。栅极线驱动电路⑶具备η个控制开关元件CSWl,与公共电极驱动电路⑶连接。
[0068]在显示区域DA中,多个像素PX位于第一基板SUBl以及第二基板SUB2之间。多个像素PX矩阵状地被设置在第一方向X以及第二方向Y上,配置了 HiXn个(其中,m以及η是正整数)。
[0069]在显示区域DA中,在第一基板SUBl的上方,形成了 η条栅极线G(Gl?Gn)、m条源极线S (SI?Sm)、公共电极CE等。栅极线G在第一方向X上大致直线地延伸出,被抽出到显示区域DA的外侧,与栅极线驱动电路GD连接。栅极线G在第二方向Y上隔着间隔而排列。栅极线G与控制开关元件CSWl —对一地连接。源极线S在第二方向Y上大致直线地延伸出,与栅极线G交叉。源极线S在第一方向X上隔着间隔而排列。源极线S被抽出到显示区域DA的外侧,与多路器MUl连接。
[0070]公共电极CE具有在第一方向X上大致直线地延伸且在第二方向Y上隔着间隔而排列的多个分割电极C。例如,在液晶显示装置DSP利用后述的其他实施方式(图29)所示的多路器MU2的情况下,优选与多路器MU2的检测方式配合,分割而形成公共电极CE。另夕卜,也可以如后述的其他实施方式(图13)所示那样,不分割而形成公共电极CE。例如,在一起扫描全部检测电极Rx来检测静电电容的变化的情况下,优选不分割公共电极CE。例如,公共电极CE具有n/3个分割电极C(C1?Cn/3)。多个像素PX共用一个分割电极C。另夕卜,分割电极C的个数和尺寸不特别被限定,能够进行各种变形。例如,分割电极C也可以在4行的像素PX中共用。分割电极C被抽出到显示区域DA的外侧,与公共电极驱动电路⑶连接。另外,栅极线G、源极线S、以及分割电极C不一定直线地延伸出,它们的一部分也可以弯曲。
[0071]上述驱动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、以及OLB焊盘组pGl连接。未图示全部,但驱动IC芯片ICl和栅极线驱动电路⑶通过控制线Wl、W2连接,驱动IC芯片ICl和公共电极驱动电路⑶通过控制线W3连接。因此,驱动IC芯片ICl能够经由控制线Wl向控制开关元件CSWl提供控制信号Vcswl。例如,在控制模块CM的控制之下,驱动IC芯片ICl能够输出使控制开关元件CSWl断开(非导通状态)的控制信号Vcswl,能够将全部栅极线G切换为电浮动状态。
[0072]图3是表示图2所示的像素PX的等价电路图。如图3所示,各像素PX具备像素开关元件PSW、像素电极PE、公共电极CE (分割电极C)等。像素开关元件PSW例如由TFT (薄膜晶体管)形成。像素开关元件PSW与栅极线G以及源极线S电连接。像素开关元件PSW也可以是顶栅型TFT或底栅型TFT的其中一个。此外,像素开关元件PSW的半导体层例如也可以由多晶硅形成,但也可以由非晶硅形成。
[0073]像素电极PE与像素开关元件PSW电连接。像素电极PE经由绝缘膜而与分割电极C对置。分割电极C、绝缘膜、以及像素电极PE形成保持电容CS。
[0074]图4是概略性地示出液晶显示装置DSP的一部分的构造的剖面图。
[0075]S卩,液晶显示装置DSP不仅具备上述的液晶显示面板PNL以及背光单元BL等,还具备第一光学元件ODl以及第二光学元件0D2等。此外,图示的液晶显示面板PNL具有与作为显示模式的FFS(边缘场开关,Fringe Field Switching)模式对应的结构,但也可以具有与其他显示模式对应的结构。
[0076]另外,利用FFS模式的液晶显示面板PNL在第一基板SUBl上具备像素电极PE以及公共电极CE。构成液晶层LQ的液晶分子主要利用在像素电极PE和公共电极CE之间形成的横电场(特别是,边缘电场之中的与基板的主面大致平行的电场)而开关。
[0077]液晶显示面板PNL具备第一基板SUBl、第二基板SUB2、以及液晶层LQ。第一基板SUBl和第二基板SUB2以形成了规定的盒间隙(七少年' 々、y 7°)的状态贴合。液晶层LQ保持在第一基板SUBl和第二基板SUB2之间的盒间隙。
[0078]第一基板SUBl使用玻璃基板或树脂基板等具有光透过性的第一绝缘基板10而形成。第一基板SUBl在第一绝缘基板10的与第二基板SUB2对置的一侧,具备源极线S、公共电极CE、像素电极PE、第一绝缘膜11、第二绝缘膜12、第三绝缘膜13、第一取向膜ALl等。
[0079]第一绝缘膜11被配置在第一绝缘基板10之上。另外,没有详述但在第一绝缘基板10和第一绝缘膜11之间,配置了栅极线、像素开关元件的栅极电极或半导体层等。源极线S在第一绝缘膜11之上形成。此外,像素开关元件的源极电极或漏极电极等也在第一绝缘膜11之上形成。在图示的例子中,源极线S在第二方向Y上延伸出。
[0080]第二绝缘膜12被配置在源极线S以及第一绝缘膜11之上。公共电极CE在第二绝缘膜12之上形成。另外,在本实施方式中,公共电极CE如上所述由多个段(多个分割电极C)构成。其中,还存在如后述的其他实施方式(图13)所示那样,公共电极CE没有分割为多个而形成的情况。这样的公共电极CE由铟锡化合物(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明的导电材料形成。另外,在图示的例子中,在公共电极CE之上形成金属层ML而将公共电极CE低电阻化,但也可以省略金属层ML。
[0081]第三绝缘膜13被配置在公共电极CE以及第二绝缘膜12之上。像素电极PE在第三绝缘膜13之上形成。各像素电极PE分别位于邻接的源极线S之间,与公共电极CE对置。此外,各像素电极PE在与公共电极CE对置的位置上具有缝隙SL。这样的像素电极PE例如由ITO或IZO等透明的导电材料形成。第一取向膜ALl覆盖像素电极PE以及第三绝缘膜13ο
[0082]另一方面,第二基板SUB2使用玻璃基板或树脂基板等具有光透过性的第二绝缘基板20而形成。第二基板SUB2在第二绝缘基板20的与第一基板SUBl对置的一侧,具备黑矩阵ΒΜ、彩色滤光片CFR、CFG、CFB、外涂(才一/《一 3 —卜)层0C、第二取向膜AL2等。
[0083]黑矩阵BM在第二绝缘基板20的内面形成,对各像素进行区划。彩色滤光片CFR、CFG、CFB分别在第二绝缘基板20的内面形成,它们的一部分与黑矩阵BM重叠。彩色滤光片CFR是红色彩色滤光片,彩色滤光片CFG是绿色彩色滤光片,彩色滤光片CFB是蓝色彩色滤光片。外涂层OC覆盖彩色滤光片CFR、CFG、CFB。外涂层OC由透明的树脂材料形成。第二取向膜AL2覆盖外涂层0C。
[0084]检测电极Rx在第二绝缘基板20的外面的上方形成。该检测电极Rx形成为岛状,但在此,简化图示而省略了后述的引线L的图示。检测电极Rx的详细的构造在后面叙述。这样的检测电极Rx例如由ITO或IZO等透明的导电材料形成。
[0085]第一光学元件ODl被配置在第一绝缘基板10和背光单元BL之间。第二光学元件0D2被配置在检测电极Rx的上方。第一光学元件ODl以及第二光学元件0D2分别至少包含偏光板,也可以根据需要而包含相位差板。
[0086]图5是概略性地示出将被设置在第一基板SUBl上的公共电极CE分割为多个而形成的状态的俯视图。在此,从第一基板SUBl仅取出第一绝缘基板10以及公共电极CE而进行说明。此外,为了说明公共电极CE和检测电极Rx的位置关系的例子,进一步以虚线示出检测电极Rx。
[0087]如图5所示,分割电极C形成为带状,在第一方向X上大致直线地延伸。例如,检测电极Rx形成为具有与分割电极C的尺寸对应的尺寸。在本实施方式中,在第一方向X上排列的I行的多个检测电极Rx与各分割电极C对置。如前述,但也可以如后述的其他实施方式(图13)所示那样,公共电极CE不分割为多个而形成。
[0088]图6是表示第一基板SUBl的非显示区域NDA的一部分的放大俯视图,是表示多路器MUl的一部分的电路图。如图6所示,多路器MUl具有多个控制开关元件组CSW2G。控制开关元件组CSW2G分别具有多个控制开关元件CSW2。在该实施方式中,控制开关元件组CSW2G分别具有三个控制开关元件CSW2。在该实施方式中,多路器MUl是1/3多路器。
[0089]多路器MUl与多个源极线S连接。此外,多路器MUl经由连接线W4与源极线驱动电路SD连接。在此,连接线W4的条数是源极线S的条数的1/3。
[0090]控制开关元件CSW2通过控制信号Vcsw2a、Vcsw2b、Vcsw2c而被切换接通/断开,使得源极线驱动电路SD的每一个输出(连接线W4)分时驱动三条源极线S。这些控制信号Vcsw2a、Vcsw2b、Vcsw2c从驱动IC芯片ICl经由多个控制线W5而分别被提供给控制开关元件CSW2。
[0091 ] 通过控制开关元件CSW2接通,许可从源极线驱动电路SD对源极线S传递信号(例如,视频信号Vsig)。另一方面,在控制模块CM的控制之下,驱动IC芯片ICl能够同时输出使控制开关元件CSW2断开(非导通状态)的控制信号Vcsw2a、Vcsw2b、Vcsw2c,能够将全部源极线S切换为电浮动状态。
[0092]另外,液晶显示面板PNL能够代替上述多路器MUl而利用以往已知的各种多路器(选择器电路)。例如,液晶显示面板PNL能够利用1/2多路器。
[0093]此外,液晶显示面板PNL也可以没有上述多路器(例如,多路器MUl)而形成。此时,各源极线S可以与源极线驱动电路SD直接连接,也可以经由其他控制开关元件而与源极线驱动电路SD连接。在源极线S经由其他控制开关元件而与源极线驱动电路SD连接的情况下,通过断开全部其他控制开关元件,能够将全部源极线S切换为电浮动状态。
[0094]图7是概略性地示出静电电容型的传感器SE的结构的俯视图。如图7所示,传感器SE被设置在液晶显示面板PNL上。传感器SE具有多个检测电极Rx、多个引线L。
[0095]多个检测电极Rx相互电性独立地被设置在第二绝缘基板20的外面(显示面)的上方。多个检测电极Rx沿着第一方向X以及第二方向Y被设置为矩阵状。在该实施方式中,各检测电极Rx仅由透明电极RE形成。透明电极RE由ITO或IZO等透明的导电材料形成。在该实施方式中,多个透明电极RE的尺寸是均匀的。检测电极fcc检测静电电容的变化。另外,如后述的其他实施方式所示,还存在检测电极Rx由透明电极RE和金属线(分支线LB)的集合体形成的情况、仅由金属线(分支线LB)形成的情况。引线L被设置在第二绝缘基板20的外面的上方。引线L与检测电极Rx —对一地连接。引线L由金属形成。多个引线L相互隔着间隔,且相互电绝缘。
[0096]另一方面,在第二绝缘基板20的外面的非显示区域NDA上,形成了 OLB焊盘组pG2。引线L与OLB焊盘组pG2的焊盘一对一地连接。
[0097]接着,说明液晶显示装置DSP的驱动方法。在此,说明利用传感器SE来判断输入位置信息的方法。液晶显示装置DSP能够切换为自检测(Self-Capacitive Sensing)方式以及互检测(Mutual-Capacitive Sensing)方式的其中一方,基于由检测电极Rx检测到的静电电容的变化来判断输入位置信息。由此,能够检测手指接触液晶显示装置DSP的外面的情况、或手指接近上述外面的情况。在本实施方式中,上述外面是第二光学元件0D2的外面。
[0098]〈自检测方式〉
[0099]首先,基于自检测方式的输入位置信息的判断通过以下来进行:对各个检测电极Rx写入写入信号,读取表示在写入了写入信号的各个检测电极Rx中产生的静电电容的变化的读取信号。
[0100]接着,参照图8A、图8B、图9A、图9B、图10A、图10B、以及图11,说明自检测方式的原理。自检测方式利用检测电极Rx具有的电容Cxi。此外自检测方式利用由接近检测电极Rx的用户的手指等产生的电容Cx2。
[0101]图8A以及图8B示出用户的手指没有接触也没有接近液晶显示装置DSP的外面的状态。因此,在检测电极Rx和手指之间没有产生静电电容耦合。图8A表示通过控制开关Sffc连接了电源Vdd和检测电极Rx的状态。图8B表示通过控制开关SWc,电源Vdd和检测电极Rx被断开,检测电极Rx与电容器Ccp连接的状态。
[0102]在图8A的状态下电容Cxl例如被充电,在图8B的状态下电容Cxl例如被放电。在此,电容Cxl被充电是指对检测电极Rx写入写入信号。此外,电容Cxl被放电是指读取表示在检测电极fcc中产生的静电电容的变化的读取信号。
[0103]另一方面,图9A以及图9B示出用户的手指接触或接近液晶显示装置DSP的外面的状态。因此,在检测电极Rx和手指之间产生了静电电容耦合。图9A表示通过控制开关Sffc连接了电源Vdd和检测电极Rx的状态。图9B表示通过控制开关SWc,电源Vdd和检测电极Rx被断开,检测电极Rx与电容器Ccp连接的状态。
[0104]在图9A的状态下电容Cxl例如被充电,在图9B的状态下电容Cxl例如被放电。
[0105]在此,相对于图8B所示的放电时的电容Ccp的电压变化特性,图9B所示的放电时的电容Ccp的电压变化特性由于存在电容Cx2而明显不同。从而,在自检测方式中,利用电容Ccp的电压变化特性根据有没有电容Cx2而不同,判断输入位置信息(例如,有无操作输
Λ)ο
[0106]图1OA表示实现自检测方式的基本电路的例子。上述电路被设置在例如图1所示的驱动IC芯片IC2中。
[0107]如图1OA所示,检测电极Rx与分压用的电容Cp的一方的端子连接,且与比较器COMP的一方的输入端子连接。检测电极Rx具有自己的电容Cx。比较器COMP的另一方的输入端子与比较电压Vref的供应端子连接。
[0108]电容Cp的另一方的端子经由开关SWl而与电压Vcc的电源线连接。此外电容Cp的另一方的端子经由电阻Re而与电容Ce的一方的端子连接。电容Ce的另一方的端子与基准电位(例如接地电位)连接。
[0109]开关SW2被连接到电容Cp的另一方的端子和基准电位间,开关SW3被连接到电容Cp的一方的端子和基准电位间。开关SWl、Sff2, Sff3,以及比较器COMP被设置在控制电路内。
[0110]接着说明动作。开关SWl能够以一定的周期接通,对电容Ce进行充电。在电容Ce被充电时,开关SW2、SW3被断开。若电容Ce被充电,则开关SWl、Sf
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