显示装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示装置及其驱动方法，尤其涉及具备电泳层的显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]现有一种例如具备包含作为带电粒子的电泳粒子的电泳层作为显示图像的显示层的显示装置。这种显示装置例如具有阵列基板、与阵列基板相对配置的对置基板、以及夹在阵列基板和对置基板之间的电泳层。阵列基板上例如形成有作为开关元件的薄膜晶体管(Thin Film Transistor ；TFT)。
[0003]关于这种显示装置，例如，在多个像素各自中，由于电压被施加于设于各像素的像素电极与多个像素共同设置的驱动电极之间，因此，在电泳层形成电场。这种情况下，由于作为带电粒子的电泳粒子会沿电场方向或与电场方向相反的方向移动，因此，在多个像素各自上会显示图像。
[0004]例如，在日本特开2006-227249号公报(专利文献1)、特开2009-258735号公报(专利文献2)、及特开2014-029546号公报(专利文献3)中记载有在显示装置中具备电泳层作为显示图像的显示层的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2006-227249号公报
[0008]专利文献2:日本特开2009-258735号公报
[0009]专利文献3:日本特开2014-029546号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的技术问题
[0011]考虑在这种具备电泳层的显示装置的显示面侧设置被称为触摸面板或触摸传感器的输入装置，当使手指或触屏笔等输入工具等接触触摸面板而进行了输入动作时检测输入位置。而且，作为检测手指等接触输入装置的接触位置的一种检测方式，考虑采用静电电容型。在采用静电电容型的输入装置中，于输入装置的面内设置有由夹着电介质层而相对配置的一对电极、即驱动电极和检测电极构成的多个电容元件。于是，当使手指、触屏笔等输入工具接触电容元件而进行了输入动作时，电容被追加到电容元件上，利用检测电容的变化，进行输入位置的检测。
[0012]然而，在显示装置的显示面侧以外置方式安装输入装置的情况下，不能使用于显示图像的驱动电极也作为用于检测输入位置的电极来进行动作。因此，在显示装置的显示面侧必须与用于显示图像的驱动电极分开地额外设置用于检测输入位置的电极。
[0013]而且，和液晶显示装置相比，具备电泳层的显示装置重写显示的速度慢，重复触摸检测的频率相对于重写显示的频率之比大。因此，和液晶显示装置相比，要提高具备电泳层的显示装置的触摸检测响应性是困难的。
[0014]为了解决上述现有技术问题，本发明的目的在于提供一种显示装置，在这种具备电泳层的显示装置中，可以使用于显示图像的驱动电极作为用于检测输入位置的电极进行动作，能够提高触摸检测的响应性。
[0015]用于解决技术问题的方案
[0016]在本申请所公开的发明中，如果对代表性的内容概要进行简单说明的话，如下所述:
[0017]作为本发明的一方面的显示装置，具有:第一基板；第二基板，与所述第一基板相对配置；电泳层，夹在第一基板与第二基板之间；多个第一电极，设于第一基板的第一主面的第一区域；多个第二电极，设于第二基板的第二主面的第二区域；第一驱动部，对多个第二电极供给第一驱动信号和第二驱动信号；以及第一检测部，基于多个第二电极各自的静电电容检测输入位置。第一区域被分割成第一多个的第一局部区域，第二区域被分割成比第一多个少的第二多个的第二局部区域。在第一多个的第一局部区域各自配置有多个第一电极中的任意个第一电极，在第一多个的第一局部区域各自配置有多个第二电极中的任意个第二电极，在第二多个的第二局部区域各自配置有多个第二电极中的任意个第二电极。第一驱动部进行交替地重复第一驱动处理和第二驱动处理的重复处理，在第一驱动处理中，第一驱动部对多个第二电极中的、配置于从第一多个的第一局部区域中选择的第一局部区域的第二电极供给第一驱动信号，在第二驱动处理中，第一驱动部对多个第二电极中的、配置于从第二多个的第二局部区域中选择的第二局部区域的第二电极供给第二驱动信号。第一驱动部在第一驱动处理中，通过在配置于所选择的第一局部区域的第二电极与多个第一电极中的、配置于所选择的第一局部区域的第一电极之间形成电场，从而在所选择的第一局部区域显示图像。第一检测部在第二驱动处理中，基于配置于所选择的第二局部区域的第二电极的静电电容，在所选择的第二局部区域检测输入位置。在重复处理中，第一驱动部在依次循环地改变从第一多个的第一局部区域中选择的第一局部区域、且依次循环地改变从第二多个的第二局部区域中选择的第二局部区域的同时，交替地重复第一驱动处理和第二驱动处理。
[0018]而且，在作为本发明的一方面的显示装置的驱动方法中，显示装置具有:第一基板；第二基板，与第一基板相对配置；电泳层，夹在第一基板与第二基板之间；多个第一电极，设于第一基板的第一主面的第一区域；多个第二电极，设于第二基板的第二主面的第二区域；第一驱动部，对多个第二电极供给第一驱动信号和第二驱动信号；以及第一检测部，基于多个第二电极各自的静电电容检测输入位置。第一区域被分割成第一多个的第一局部区域，第二区域被分割成比第一多个少的第二多个的第二局部区域，在第一多个的第一局部区域各自配置有多个第一电极中的任意个第一电极，在第一多个的第一局部区域各自配置有多个第二电极中的任意个第二电极，在第二多个的第二局部区域各自配置有多个第二电极中的任意个第二电极。并且，该显示装置的驱动方法具有:(a)通过第一驱动部，对多个第二电极中的、配置于从第一多个的第一局部区域中选择的第一局部区域的第二电极供给第一驱动信号的工序；以及(b)通过第一驱动部，对多个第二电极中的、配置于从第二多个的第二局部区域中选择的第二局部区域的第二电极供给第二驱动信号的工序。在(a)工序中，通过在配置于所选择的第一局部区域的第二电极与多个第一电极中的、配置于所选择的第一局部区域的第一电极之间形成电场，从而在所选择的第一局部区域显示图像。在(b)工序中，由第一检测部基于配置于所选择的第二局部区域的第二电极的静电电容，在所选择的第二局部区域检测输入位置。在依次循环地改变从第一多个的第一局部区域中选择的第一局部区域、且依次循环地改变从第二多个的第二局部区域中选择的第二局部区域的同时，交替地重复(a)工序和(b)工序。
【附图说明】
[0019]图1是示出实施方式一的显示装置的一个构成例的框图。
[0020]图2是表示手指接触或接近触摸检测器件后的状态的说明图。
[0021]图3是示出手指接触或接近触摸检测器件后的状态的等效电路的例子的说明图。
[0022]图4是示出驱动信号和检测信号的波形的一个例子的图。
[0023]图5是示出安装有实施方式一的显示装置的模块的一个例子的俯视图。
[0024]图6是示出实施方式一的显示装置的带触摸检测功能的显示器件的一个构成例的截面图。
[0025]图7是示出实施方式一的显示装置的带触摸检测功能的显示器件的一个构成例的截面图。
[0026]图8是示意性示出实施方式一的显示装置中的驱动电极和辅助电极的一个构成例的俯视图。
[0027]图9是示出实施方式一的显示装置的带触摸检测功能的显示器件的电路图。
[0028]图10是示出实施方式一的显示装置的驱动电极和检测电极的一个构成例的立体图。
[0029]图11是示意性示出显示装置的1帧期间的动作的图。
[0030]图12是示意性示出显示装置的1帧期间的动作的图。
[0031]图13的(a)和(b)是示意性示出在多个显示动作期间各自中依次选择的局部显示区域的图。
[0032]图14的(a)和(b)是示意性示出在多个触摸检测动作期间各自中依次选择的局部检测区域的图。
[0033]图15的(a)至(c)是示出触摸检测动作期间中的各种信号的时序波形图。
[0034]图16是示意性示出显示装置的1帧期间中所包含的多个显示动作期间和多个触摸检测动作期间的动作的一个例子的图。
[0035]图17是示意性示出比较例中的显示装置的1帧期间的动作的图。
[0036]图18是示意性示出显示装置的1帧期间中所包含的多个显示动作期间和多个触摸检测动作期间的动作的其它例子的图。
[0037]图19是示意性示出显示装置的1帧期间中所包含的多个显示动作期间和多个触摸检测动作期间的动作的其它例子的图。
[0038]图20是示出控制各像素的灰度级时在多个1帧期间中的灰度和像素信号的时序波形图。
[0039]图21的(a)至(c)是示意性示出控制各像素的灰度时对彼此相邻的四个子像素的灰度级进行控制的例子的图。
[0040]图22是示意性示出控制各像素的灰度时在帧期间所包含的多个显示动作期间和多个触摸检测动作期间中的动作的一个例子的图。
[0041]图23是示出实施方式一的第一变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0042]图24是示意性示出实施方式一的第一变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
[0043]图25是示出实施方式一的第二变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0044]图26是示意性示出实施方式一的第二变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
[0045]图27是示出实施方式一的第三变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0046]图28是示意性示出实施方式一的第三变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
[0047]图29是示出实施方式二的显示装置的一个构成例的框图。
[0048]图30是表示自电容式的检测电极的电连接状态的说明图。
[0049]图31是表示自电容式的检测电极的电连接状态的说明图。
[0050]图32是示出实施方式二的显示装置的带触摸检测功能的显示器件的一例构成的截面图。
[0051]图33是示意性示出实施方式二的显示装置的驱动电极和辅助电极的一例构成的俯视图。
[0052]图34是示出实施方式二的第一变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0053]图35是示意性示出实施方式二的第一变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
[0054]图36是示出实施方式二的第二变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0055]图37是示意性示出实施方式二的第二变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
[0056]图38是示出实施方式二的第三变形例的带触摸检测功能的显示器件的截面图。
[0057]图39是示意性示出实施方式二的第三变形例的驱动电极和辅助电极的构成的俯视图。
【具体实施方式】
[0058]以下，参照附图，说明本发明的各实施方式。
[0059]需要说明的是，本公开只不过是一个示例，对本领域技术人员来说在本发明的主旨的范围内容易想到的适当变更当然也包含在本发明的范围之内。另外，附图有时为了使说明更加清楚而与实施方式相比对各部的宽度、厚度、形状等示意性地加以表示，其只不过是一个示例，并非限定性地解释本发明。
[0060]另外，在本说明书和各图中，有时会对与在已出现的图中描述过的成分相同的成分标注相同的符号，并适当省略其详细的说明。
[0061]进而，在实施方式中所使用的附图中，即使是截面图，有时也会为了容易观察附图而省略剖面线(hatching)。另外，即使是俯视图，有时也会为了容易观察附图而附加剖面线。
[0062]另外，在以下的实施方式中，在以A?B方式表示范围的情况下，除特别说明的情况以外，均表示A以上B以下。
[0063](实施方式一)
[0064]首先，作为实施方式一，对具备电泳显示器件的显示装置具有设有驱动电极和检测电极的作为互电容式的输入装置的触摸检测器件的例子进行说明。实施方式一的显示装置是将具备作为输入装置的触摸面板的显示装置应用于内置(in-cell)式的带触摸检测功能的显示装置而成。
[0065]需要说明的是，在本申请说明书中，所谓的输入装置是指，至少检测随接近或接触电极的物体的电容而变化的静电电容的输入装置。另外，所谓的内置(in-cell)式的带触摸检测功能的显示装置是指，在显示装置所包含的阵列基板2和对置基板3中的任一基板上设置有触摸检测用的检测电极的显示装置。另外，在本实施方式一中，对具有将用于显示图像的驱动电极设置成也作为用于检测输入位置的电极进行动作的特征的内置式的带触摸检测功能的显示装置进行说明。
[0066]<整体构成>
[0067]首先，参照图1，对实施方式1的显示装置的整体构成进行说明。图1是示出实施方式一的显示装置的一个构成例的框图。
[0068]本实施方式一的显示装置1具备:带触摸检测功能的显示器件10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14、以及触摸检测部40。通过源极驱动器13和驱动电极驱动器14形成扫描驱动部50。
[0069]带触摸检测功能的显示器件10具有显示器件20以及触摸检测器件30。在本实施方式一中，显示器件20是使用电泳显示元件作为显示元件的显示器件。因此，下面有时会将显示器件20称作电泳显示器件20。触摸检测器件30是静电电容型的触摸检测器件、SP静电电容型触摸检测器件。因此，显示装置1是包括具有触摸检测功能的输入装置的显示装置。另外，带触摸检测功能的显示器件10是将电泳显示器件20与触摸检测器件30 —体化的显示器件，是内置有触摸检测功能的显示器件、即内置式(in-cell type)的带触摸检测功能的显示器件。
[0070]需要说明的是，如在后面的实施方式二的第三变形例中所描述地，带触摸检测功能的显示器件10也可以是在显示器件20之上安装触摸检测器件30的显示器件。
[0071 ] 显示器件20按照从栅极驱动器12供给的扫描信号Vscan，在显示区域中一水平线一水平线地依次扫描而进行显示。如后所述，触摸检测器件30根据静电电容型触摸检测的原理而动作，并输出检测信号Vdet。
[0072]控制部11是基于从外部供给的影像信号Vdisp而分别向栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40供给控制信号以控制它们彼此同步地进行动作的电路。
[0073]栅极驱动器12具有基于从控制部11供给的控制信号而依次选择作为带触摸检测功能的显示器件10的显示驱动的对象的1水平线的功能。
[0074]源极驱动器13是基于从控制部11供给的图像信号Vsig的控制信号而将像素信号Vpix供给至带触摸检测功能的显示器件10中包含的子像素SPix(参照后述的图7)的电路。
[0075]包含于扫描驱动部50中的驱动电极驱动器14是在进行显示动作时基于从控制部11供给的控制信号将显示驱动信号Vcomd供给至带触摸检测功能的显示器件10中所包含的驱动电极C0ML1和驱动电极C0ML2 (参照后述的图5或图6)的电路。而且，包含于扫描驱动部50中的驱动电极驱动器14是在进行触摸检测动作时基于从控制部11供给的控制信号将触摸检测驱动信号Vcomt供给至带触摸检测功能的显示器件10中所包含的驱动电极C0ML1 (参照后述的图5或图6)的电路。
[0076]需要说明的是，扫描驱动部50中包含的驱动电极驱动器14也可以在进行触摸检测动作时，基于从控制部11供给的控制信号，将触摸检测驱动信号Vcomt供给至与驱动电极C0ML1电连接的辅助电极AE1(参照后述的图6)。S卩，驱动电极驱动器14也可以在进行触摸检测动作时，对与驱动电极C0ML1电连接的辅助电极AE1(参照后述的图6)供给由与触摸检测驱动信号Vcomt中包含的交流信号同相的交流信号构成的触摸检测驱动信号Vcomtο
[0077]触摸检测部40是基于从控制部11供给的控制信号以及从带触摸检测功能的显示器件10的触摸检测器件30供给的检测信号Vdet检测有无手指或触屏笔等输入工具触摸触摸检测器件30、即有无后述的接触或接近状态的电路。而且，触摸检测部40是在有触摸的情况下求出其在触摸检测区域中的坐标、即输入位置等的电路。触摸检测部40具备触摸检测信号放大部42、A/D (Analog/Digital:模数)转换部43、信号处理部44、坐标提取部45、以及检测定时(timing)控制部46。
[0078]触摸检测信号放大部42将从触摸检测器件30供给的检测信号Vdet放大。触摸检测信号放大部42也可以具备去除检测信号Vdet中包含的高频成分、即噪声成分并提取触摸成分而分别输出的低通模拟滤波器。
[0079]〈静电电容型触摸检测的原理〉
[0080]接下来，参照图1?图4，对本实施方式一的显示装置1中的触摸检测的原理进行说明。图2是表示手指接触或接近了触摸检测器件的状态的说明图。图3是示出手指接触或接近了触摸检测器件的状态的等效电路的例子的说明图。图4是示出驱动信号及检测信号的波形的一个例子的图。
[0081]如图2所示，在静电电容型触摸检测中，被称为触摸面板或触摸传感器的输入装置具有夹着介电体D而彼此相对配置的驱动电极E1以及检测电极E2。由这些驱动电极E1及检测电极E2形成电容元件C1。如图3所示，电容元件C1的一端与作为驱动信号源的交流信号源S连接，电容元件C1的另一端与作为触摸检测部的电压检测器DET连接。电压检测器DET例如由图1所示的触摸检测信号放大部42中包含的积分电路构成。
[0082]当从交流信号源S向电容元件C1的一端、即驱动电极E1施加具有例如数kHz?数百kHz左右的频率的交流矩形波Sg时，经由与电容元件C1的另一端、即检测电极E2侧连接的电压检测器DET，产生作为输出波形的检测信号Vdet。需要说明的是，该交流矩形波Sg相当于例如图4所示的触摸检测驱动信号Vcomt。
[0083]在手指未接触及接近的状态、即非接触状态下，如图3所示，随着对电容元件C1的充放电，对应于电容元件C1的电容值的电流Ii流动。电压检测器DET将对应于交流矩形波Sg的电流1:的变动转换为电压的变动。该电压的变动在图4中由实线的波形V。示出。
[0084]另一方面，在手指接触或接近的状态、即接触状态下，受到由手指形成的静电电容C2的影响，由驱动电极E1和检测电极E2形成的电容元件C1的电容值变小。因此，在图3所示的电容元件C1中流动的电流Ii发生变动。电压检测器DET将与交流矩形波Sg对应的电流L的变动转换成电压的变动。该电压的变动在图4中由虚线的波形V i示出。在这种情况下，波形I与上述波形V。相比，振幅变小。由此，波形V。与波形电压差(電圧差分)的绝对值I AV|随着手指等从外部接近的物体的影响而变化。需要说明的是，电压检测器DET为了精度良好地检测波形V。与波形Vi的电压差的绝对值I AV|，优选通过电路内的转换(switching)，配合交流矩形波Sg的频率，进行设置了重置电容器的充放电的期间Reset的动作。
[0085]在图1所示的例子中，触摸检测器件30按照由驱动电极驱动器14供给的触摸检测驱动信号Vcomt，按与一个或多个驱动电极C0ML1 (参照后述的图5或图6)对应的每一个检测块、即局部检测区域Atp(参照后述的图13)进行触摸检测。S卩，触摸检测器件30经由图3所示的电压检测器DET，按与一个或多个驱动电极C0ML1对应的每一个局部检测区域Atp输出检测信号Vdet，并将输出的检测信号Vdet供给至触摸检测部40的触摸检测信号放大部42。
[0086]A/D转换部43是以与触摸检测驱动信号Vcomt同步的定时(timing)，分别对从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号进行采样并转换为数字信号的电路。
[0087]信号处理部44具备降低A/D转换部43的输出信号中含有的、采样了触摸检测驱动信号Vcomt的频率之外的频率成分、即噪声成分的数字滤波器。信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号检测有无对触摸检测器件30的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行仅提取由手指引起的差(差分)的电压的处理。该由手指引起的差的电压是上述波形V。与波形I的差的绝对值I △ V|。信号处理部44也可以进行将每1局部检测区域的绝对值
AVI平均化的运算，求得绝对值I Δν|的平均值。由此，信号处理部44可以降低噪声的影响。信号处理部44将检测出的由手指引起的差的电压与规定的阈值电压进行比较，如果是该阈值电压以上，则判断为是从外部接近的外部接近物体的接触状态，在小于阈值电压的情况下，则判断为是外部接近物体的非接触状态。像这样地来进行触摸检测部40的触摸检测。
[0088]坐标提取部45是在信号处理部44中检测出触摸时求得检测出触摸的位置的坐标、即触摸面板中的输入位置的逻辑电路。检测定时控制部46控制A/D转换部43、信号处理部44、及坐标提取部45同步地进行