显示装置的制作方法

文档序号:12484741阅读:178来源:国知局
显示装置的制作方法

本发明涉及一种能够检测外部接近物体的显示装置,特别是涉及一种能够根据静电电容的变化来检测从外部接近的外部接近物体的、带触摸检测功能的显示装置。



背景技术:

近年来,关注被称为所谓触摸面板的、能够检测外部接近物体的触摸检测装置。触摸面板使用于在液晶显示装置等显示装置上安装或一体化的带触摸检测功能的显示装置。该带触摸检测功能的显示装置通过使显示装置显示各种按钮图像等,而使触摸面板能够代替通常的机械式按钮来进行信息输入。具有这种触摸面板的带触摸检测功能的显示装置不需要键盘、鼠标、按键那样的输入装置,因此除了计算机以外,即使是移动电话那样的移动信息终端等,也具有使用扩大的趋势。

作为触摸检测装置的方式,存在光学式、电阻式、静电电容式等几种方式。其中,静电电容式的触摸检测装置具有较简单的结构,并且能够实现低耗电,由此使用于移动信息终端等。例如在专利文献1中记载了静电电容式的触摸面板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-160458号公报



技术实现要素:

已知在上述带触摸检测功能的显示装置中,显示功能与触摸检测功能被一体化,因此例如兼用显示用驱动电极和触摸检测用驱动电极。在这种情况下,需要将对驱动电极供给触摸检测用驱动信号的触摸检测用驱动信号布线和对驱动电极供给显示用驱动电压的显示用驱动电压布线这两种布线在面板的边框区域拉绕。

在该情况下,触摸检测用驱动信号布线需要低电阻化,以使触摸驱动高速化,且显示用驱动电压布线需要低电阻化,以保持显示品质。因此,需要使触摸检测用驱动信号布线和显示用驱动电压布线各自的布线宽度扩大,这成为边框窄小化的阻碍因素。上述专利文献1所记载的带触摸检测功能的显示装置为能够实现边框窄小化的技术,但是并未考虑到使触摸驱动高速化与显示品质保持并存。

本发明的目的在于,提供一种能够有助于使触摸驱动高速化与显示品质保持并存的边框窄小化的显示装置。

本发明的一个方式的显示装置具有多个像素电极、多个驱动电极以及触摸检测电极,在第一期间,通过在上述多个像素电极与上述多个驱动电极之间产生的电压来控制显示功能层,在第二期间,通过检测上述触摸检测电极的电压来进行触摸检测。在上述第一期间,上述多个驱动电极与第一布线连接,在上述第二期间,上述多个驱动电极中的一部分与上述第一布线连接,上述多个驱动电极中的另一部分与第二布线连接。

另外,作为其它一个方式,也可以是,显示装置具有:第一像素电极;第一驱动电极,其与上述第一像素电极相对地设置;第二像素电极;第二驱动电极,其与上述第二像素电极相对地设置;触摸检测电极,其与上述第一驱动电极和上述第二驱动电极相对地设置;显示功能层,其设置于上述第一像素电极与上述第一驱动电极之间、以及上述第二像素电极与上述第二驱动电极之间;第一信号线;第一开关,其设置于上述第一信号线与上述第一驱动电极之间;以及第二开关,其设置于上述第一信号线与上述第二驱动电极之间。在第一期间,上述第一开关和上述第二开关处于接通状态,在第二期间,上述第一开关处于接通状态,上述第二开关处于断开状态,在第三期间,上述第一开关处于断开状态,上述第二开关处于接通状态。

另外,作为其它一个方式,也可以是,显示装置是分时地进行触摸检测和显示的显示装置。上述显示装置具有分时地被供给用于上述触摸检测的驱动信号和用于上述显示的驱动电压的驱动电极,在上述触摸检测的期间,经由第一布线对上述驱动电极供给驱动信号,在上述显示的期间,经由上述第一布线对上述驱动电极供给上述驱动电压。

附图说明

图1是表示第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置的概要结构的一例的框图。

图2是表示第一实施方式的安装了带触摸检测功能的显示装置的模块的一例的图。

图3是表示第一实施方式的带触摸检测功能的显示设备的概要截面结构的一例的剖视图。

图4是表示第一实施方式的液晶显示设备的像素排列的一例的电路图。

图5是表示第一实施方式的触摸检测设备的驱动电极和触摸检测电极的结构的一例的立体图。

图6是表示第一实施方式的驱动电极驱动器的驱动信号生成部和驱动电极扫描部的结构的一例的框图。

图7是表示在第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置的动作中触摸检测动作和显示动作的时序波形的一例的说明图。

图8是表示针对第一实施方式的比较例的驱动电极驱动器的驱动信号生成部和驱动电极扫描部的结构的一例的框图。

图9是表示在针对第一实施方式的比较例的带触摸检测功能的显示装置的动作中触摸检测动作和显示动作的时序波形的一例的说明图。

图10是表示第二实施方式的驱动电极驱动器的驱动信号生成部和驱动电极扫描部的结构的一例的框图。

图11是表示在第二实施方式的带触摸检测功能的显示装置的动作中触摸检测动作和显示动作的时序波形的一例的说明图。

附图标记说明

1:带触摸检测功能的显示装置;2:像素基板;3:对置基板;6:液晶层;10:带触摸检测功能的显示设备;11:控制部;12、12A、12B:栅极驱动器;13:源极驱动器;14:驱动电极驱动器;14A、14B:驱动电极扫描部;14Q:驱动信号生成部;20:液晶显示设备;21:TFT基板;22:像素电极;30:触摸检测设备;51:扫描控制部;52:触摸检测扫描部;53:驱动部;61:高电平电压生成部;62:低电平电压生成部;63、64、65:缓冲器;66:开关电路;67:逻辑电路;68:开关电路;COML:驱动电极;TDL:触摸检测电极;SWAC:开关;SWDC:开关;S/R:移位寄存器;OR:逻辑或电路;VCOMAC:布线;VCOMDC:布线;VcomAC:驱动信号;VcomDC:显示用驱动电压;Vcom:驱动信号。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的各实施方式。此外,公开始终仅是一例,本领域技术人员能够容易地想得到具有发明宗旨的适当变更,这些变更当然包含在本发明的范围内。另外,关于附图,为了使说明更明确,存在与实际情况相比示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等的情况,但是只不过是一例,并不限定本发明的解释。

另外,在本说明书和各图中,关于出现过的附图,有时对与前述附图相同的要素标注相同的附图标记,并适当地省略详细说明。

(第一实施方式)

使用图1~图9说明本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置。本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置例如使用于智能手机、移动电话等移动信息终端等,但并不限定于此。

<带触摸检测功能的显示装置>

首先,使用图1说明本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置的结构。图1是表示本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置的概要结构的一例的框图。

带触摸检测功能的显示装置1具备带触摸检测功能的显示设备10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、源极选择部13S、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40。该带触摸检测功能的显示装置1是带触摸检测功能的显示设备10内置有触摸检测功能的显示设备。带触摸检测功能的显示设备10是使作为显示元件而使用液晶显示元件的液晶显示设备20、与静电电容型的触摸检测设备30一体化而得到的装置。

液晶显示设备20是按照从栅极驱动器12供给的扫描信号Vscan按每个水平行依次进行扫描而进行显示的设备。控制部11是进行以如下方式进行控制的电路:根据从外部供给的视频信号Vdisp,对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40分别供给控制信号,使这些部分相互同步地动作。

栅极驱动器12具有以下功能:根据从控制部11供给的控制信号,依次选择成为带触摸检测功能的显示设备10的显示驱动的对象的、一个水平行。

源极驱动器13是以下电路:根据从控制部11供给的控制信号,对带触摸检测功能的显示设备10的、后述(图4)的各像素Pix(子像素SPix)供给像素信号Vpix。源极驱动器13根据一个水平行量的控制信号,生成将液晶显示设备20的多个子像素SPix的像素信号Vpix分时地多重化所得到的图像信号Vsig,并将其向源极选择部13S供给。另外,源极驱动器13生成用于将被多重化为图像信号Vsig的像素信号Vpix分离所需的开关控制信号Vsel,并将其与图像信号Vsig一起向源极选择部13S供给。

驱动电极驱动器14是以下电路:根据从控制部11供给的控制信号,向带触摸检测功能的显示设备10的、后述(图4)的驱动电极COML供给驱动信号Vcom。作为驱动信号Vcom,存在触摸检测用的驱动信号(触摸检测用驱动信号,以下还称为驱动信号)VcomAC、显示用的电压即显示用驱动电压VcomDC。

触摸检测部40是以下电路:根据从控制部11供给的控制信号以及从带触摸检测功能的显示设备10的触摸检测设备30供给的触摸检测信号Vdet,检测有无对触摸检测设备30的触摸(接触状态),在存在触摸的情况下,求出触摸检测区域内的触摸的坐标等。该触摸检测部40具备触摸检测信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45以及检测定时控制部46。

触摸检测信号放大部42对从触摸检测设备30供给的触摸检测信号Vdet进行放大。此外,触摸检测信号放大部42也可以具备低通模拟滤波器,该低通模拟滤波器去除触摸检测信号Vdet内包含的高频率成分(噪声成分),取出触摸成分而分别输出。

触摸检测设备30按照从驱动电极驱动器14供给的驱动信号Vcom(后述的驱动信号VcomAC),按每个检测块依次进行扫描而进行触摸检测。

触摸检测设备30从后述(图5)的多个触摸检测电极TDL,按驱动电极COML的检测块,输出触摸检测信号Vdet,并将其向触摸检测部40的A/D转换部43供给。

A/D转换部43是以下电路:以与驱动信号VcomAC同步的定时,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将其转换为数字信号。

信号处理部44具备数字滤波器,该数字滤波器使A/D转换部43的输出信号内包含的、对驱动信号VcomAC进行采样得到的频率以外的频率成分(噪声成分)减少。信号处理部44是以下逻辑电路,该逻辑电路根据A/D转换部43的输出信号,检测有无对触摸检测设备30的触摸。例如,信号处理部44将检测出的基于手指产生的电压的差值的信号与规定的阈值电压进行比较,如果电压的差值在该阈值电压以上,则判断为是外部接近物体的接触状态。另一方面,信号处理部44将检测出的数字电压与规定的阈值电压进行比较,如果电压的差值小于阈值电压,则判断为是外部接近物体的非接触状态。这样,触摸检测部40能够进行触摸检测。

坐标提取部45是在信号处理部44中检测出触摸时求出其触摸面板坐标的逻辑电路。检测定时控制部46以使A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45同步地动作的方式进行控制。坐标提取部45将触摸面板坐标作为信号输出Vout而输出。

<模块>

图2是表示本第一实施方式的安装了带触摸检测功能的显示装置1的模块的一例的图。

如图2所示,带触摸检测功能的显示装置1包括液晶显示设备20、栅极驱动器12(12A、12B)、驱动电极扫描部14A、14B、源极选择部13S以及COG(Chip On Glass:玻璃载芯片)19。COG 19包括图1示出的控制部11、源极驱动器13、驱动电极驱动器14。栅极驱动器12A、12B、驱动电极扫描部14A、14B以及源极选择部13S形成于作为玻璃基板的TFT基板21。COG 19是安装于TFT基板21的芯片,内置有图1示出的控制部11、源极驱动器13等显示动作所需的各电路。此外,带触摸检测功能的显示装置1也可以在COG 19中内置栅极驱动器12、源极选择部13S等电路。

图2示出的带触摸检测功能的显示装置1在与TFT基板21的表面垂直方向上示意性地示出驱动电极COML的驱动电极块B以及以与驱动电极块B(驱动电极COML)立体交叉的方式形成的触摸检测电极TDL。另外,带触摸检测功能的显示装置1在与TFT基板21的表面垂直方向上具备驱动电极COML以及以不与驱动电极COML交叉而是向与其平行的方向延伸的后述(图4)的扫描信号线GCL。

另外,驱动电极COML被分割为沿一个方向延伸的多个条纹状的电极图案。在进行触摸检测动作时,通过驱动电极驱动器14对各电极图案依次供给驱动信号VcomAC。同时,供给驱动信号VcomAC的、驱动电极COML的多个条纹状的电极图案为图2示出的驱动电极块B。驱动电极块B(驱动电极COML)沿TFT基板21的短边方向(横向)延伸并沿TFT基板21的长边方向(纵向)排列而形成,触摸检测电极TDL沿TFT基板21的长边方向延伸并沿TFT基板21的短边方向排列而形成。

触摸检测电极TDL的输出设置于TFT基板21的短边侧,经由柔性印刷电路板T,与安装于柔性印刷电路板T的触摸检测部40连接。这样,触摸检测部40安装于柔性印刷电路板T上,与并排设置的多个触摸检测电极TDL分别连接。

在TFT基板21上的显示区域Ad附近,使用TFT元件形成有源极选择部13S。在显示区域Ad内矩阵状(matrix state)地配置有多个后述(图4)的像素Pix。位于显示区域Ad外侧的边框区域Gd、Gd是在从垂直方向观察TFT基板21的表面时未配置像素Pix的区域。栅极驱动器12A、12B以及驱动电极驱动器14中的驱动电极扫描部14A、14B被配置于边框区域Gd、Gd。

图1示出的栅极驱动器12具备栅极驱动器12A、12B,在TFT基板21上使用TFT元件而形成。栅极驱动器12A、12B能够隔着矩阵状地配置有像素Pix的显示区域Ad而从两侧驱动。

在TFT基板21上使用TFT元件形成有驱动电极扫描部14A、14B。驱动电极扫描部14A、14B从COG19内的驱动电极驱动器14,经由导电体的布线VCOMDC接收非选择驱动电极的电位固定用电压VcomDC的供给,经由导电体的布线VCOMAC接收触摸检测用驱动信号VcomAC的供给。而且,驱动电极扫描部14A、14B能够从两侧驱动并排设置的多个驱动电极块B的每一个。

布线VCOMDC、VCOMAC设置于TFT基板21上,并配置在边框区域Gd、Gd,该边框区域Gd、Gd在与TFT基板21垂直的方向上位于显示区域Ad的外侧。布线VCOMDC、VCOMAC在边框区域Gd、Gd内沿TFT基板21的长边方向延伸而形成,布线VCOMDC设置于驱动电极COML与布线VCOMAC之间。

<带触摸检测功能的显示设备>

接着,详细说明带触摸检测功能的显示设备10的结构例。图3是表示本第一实施方式的带触摸检测功能的显示设备10的概要截面结构的一例的剖视图。图4是表示本第一实施方式的液晶显示设备20的像素排列的一例的电路图。

如图3所示,带触摸检测功能的显示设备10具备:像素基板2;对置基板3,其在与该像素基板2的表面垂直的方向上与像素基板2相对地配置;以及液晶层6,其插入设置于像素基板2与对置基板3之间。

液晶层6根据电场的状态来对在此通过的光进行调制,例如利用使用了FFS(Fringe-Field Switching:边缘场转换)或IPS(In-Place-Switching:平面转换)等横电场模式的液晶的液晶显示设备。此外,也可以在图3示出的液晶层6与像素基板2之间、以及液晶层6与对置基板3之间分别配置取向膜。

对置基板3包括玻璃基板31以及形成于该玻璃基板31的一面(液晶层6侧)上的彩色滤光片32。在玻璃基板31的另一面上形成有触摸检测设备30的检测电极即触摸检测电极TDL,并且,在该触摸检测电极TDL之上配置有偏振片35。

像素基板2包括:作为电路基板的TFT基板21;多个像素电极22,其矩阵状地配置于该TFT基板21上;多个驱动电极COML,其形成于TFT基板21与像素电极22之间;以及绝缘层24,其使像素电极22和驱动电极COML绝缘。

在TFT基板21上形成有图4示出的各子像素SPix的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)元件Tr、对各像素电极22供给像素信号Vpix的像素信号线SGL、驱动各TFT元件Tr的扫描信号线GCL等布线。这样,像素信号线SGL沿与TFT基板21的表面平行的平面延伸,对像素供给用于显示图像的像素信号Vpix。图4示出的液晶显示设备20具有矩阵状地排列的多个子像素SPix。子像素SPix具备TFT元件Tr和液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶体管构成,在本例中,由n沟道的MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)型的TFT构成。TFT元件Tr的源极与像素信号线SGL连接,栅极与扫描信号线GCL连接,漏极与液晶元件LC的一端连接。液晶元件LC的一端与TFT元件Tr的漏极连接,另一端与驱动电极COML连接。液晶元件LC是通过在像素电极22与驱动电极COML之间产生的电压而被控制的显示功能层。

图3示出的彩色滤光片32,例如将着色为红(R)、绿(G)、蓝(B)这三色的彩色滤光片的颜色区域周期地排列,并使R、G、B这三色的颜色区域32R、32G、32B为一组作为像素Pix而与图4示出的各子像素SPix建立对应关系。彩色滤光片32在与TFT基板21垂直的方向上与液晶层6相对。此外,彩色滤光片32只要着色为不同的颜色,则也可以是其它颜色的组合。

图4示出的子像素SPix通过扫描信号线GCL而与属于液晶显示设备20的同一行的其它子像素SPix相互连接。扫描信号线GCL与栅极驱动器12连接,从栅极驱动器12供给扫描信号Vscan。另外,子像素SPix通过像素信号线SGL而与属于液晶显示设备20的同一列的其它子像素SPix相互连接。像素信号线SGL与源极驱动器13连接,从源极驱动器13供给像素信号Vpix。

图1示出的栅极驱动器12将扫描信号Vscan经由图4示出的扫描信号线GCL而施加到子像素SPix的TFT元件Tr的栅极,由此将在液晶显示设备20上矩阵状地形成的子像素SPix中的一行(一个水平行)依次选择为显示驱动的对象。图1示出的源极驱动器13和源极选择部13S将像素信号Vpix经由图4示出的像素信号线SGL而分别提供给通过栅极驱动器12依次选择的构成一个水平行的各子像素SPix。而且,在这些子像素SPix中,根据所供给的像素信号Vpix,进行一个水平行的显示。图1示出的驱动电极驱动器14施加驱动信号Vcom,按图3和图4示出的、每个由规定根数的驱动电极COML构成的驱动电极块,对驱动电极COML进行驱动。

如上所述,在液晶显示设备20中,栅极驱动器12以将扫描信号线GCL分时地进行线序扫描的方式进行驱动,由此依次选择一个水平行。另外,在液晶显示设备20中,源极驱动器13和源极选择部13S对属于一个水平行的子像素SPix供给像素信号Vpix,由此逐个水平行地进行显示。在进行该显示动作时,驱动电极驱动器14对包括与该一个水平行对应的驱动电极COML在内的驱动电极块施加显示用驱动电压VcomDC。

本第一实施方式的驱动电极COML作为液晶显示设备20的驱动电极而发挥功能,并且还作为触摸检测设备30的驱动电极而发挥功能。图5是表示本第一实施方式的触摸检测设备30的驱动电极和触摸检测电极的结构的一例的立体图。如图3所示,图5示出的驱动电极COML在相对于TFT基板21的表面垂直的方向上与像素电极22相对。触摸检测设备30由设置于像素基板2的驱动电极COML以及设置于对置基板3的触摸检测电极TDL构成。触摸检测电极TDL由向与驱动电极COML的电极图案的延伸方向交叉的方向延伸的条纹状的电极图案构成。而且,触摸检测电极TDL在相对于TFT基板21的表面垂直的方向上与驱动电极COML相对。

触摸检测电极TDL的各电极图案分别与触摸检测部40的触摸检测信号放大部42的输入连接。关于通过驱动电极COML与触摸检测电极TDL而相互交叉的电极图案,在其交叉部分产生静电电容。此外,触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)并不限定于条纹状地分割为多个的形状。例如,触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)也可以是梳齿形状。或者,触摸检测电极TDL或驱动电极COML(驱动电极块)被分割为多个即可,将驱动电极COML分割的狭缝的形状可以是直线也可以是曲线。

通过该结构,在触摸检测设备30中,在进行触摸检测动作时,驱动电极驱动器14以对图2示出的驱动电极块B分时地进行线序扫描的方式驱动。由此,在扫描方向Scan上,依次选择被施加了驱动信号Vcom(VcomAC)的驱动电极COML的驱动电极块B(一个检测块)。而且,触摸检测设备30从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。这样,触摸检测设备30进行一个检测块的触摸检测。而且,通过在触摸检测设备30的触摸检测面整体进行扫描,还能够检测外部接近物体的接触或接近所发生的位置。

<驱动电极驱动器的驱动信号生成部和驱动电极扫描部>

图6是表示本第一实施方式的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部和驱动电极扫描部14A、14B的结构的一例的框图。

本第一实施方式的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部14Q具备高电平电压生成部61、低电平电压生成部62、缓冲器63、64、65以及开关电路66。驱动信号生成部14Q安装于COG19。

高电平电压生成部61生成驱动信号VcomAC的高电平电压TPH。低电平电压生成部62生成显示用驱动电压VcomDC的直流电压。该低电平电压生成部62所生成的电压也作为驱动信号VcomAC的低电平电压TPL而使用。

缓冲器63与高电平电压生成部61连接,将从该高电平电压生成部61供给的电压TPH进行阻抗转换的同时输出,向开关电路66供给。缓冲器64与低电平电压生成部62连接,将从该低电平电压生成部62供给的电压TPL进行阻抗转换的同时输出,向开关电路66供给。

开关电路66与缓冲器63、64连接,具备根据驱动控制信号EXVCOM进行接通断开(切换)动作的开关SW661。开关电路66根据驱动控制信号EXVCOM使开关SW661进行切换动作,交替地重复驱动控制信号EXVCOM为高电平的情况和驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况,生成驱动信号VcomAC。开关电路66在驱动控制信号EXVCOM为高电平的情况下,输出从缓冲器63供给的电压TPH,在驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况下,输出从缓冲器64供给的电压TPL。开关电路66根据驱动控制信号EXVCOM,在驱动控制信号EXVCOM为低电平的情况下,输出从缓冲器64供给的电压TPL(VcomDC)。开关电路66所输出的电压被向布线VCOMAC供给。

缓冲器65与低电平电压生成部62连接,将从该低电平电压生成部62供给的电压TPL进行阻抗转换的同时输出,作为非选择驱动电极的电位固定用电压VcomDC的直流电压而输出。缓冲器65所输出的电压被向布线VCOMDC供给。

本第一实施方式的驱动电极驱动器14的驱动电极扫描部14A、14B具备扫描控制部51、触摸检测扫描部52以及驱动部530。驱动部530具备与驱动电极块B相同数量的驱动部53。在图6中,在将驱动电极块B的数量设为n个的情况下,代表性地示出其中四个驱动部53(k)~53(k+3)。扫描控制部51安装于COG19。另外,触摸检测扫描部52和驱动部530配置于在显示区域Ad周围的边框区域Gd。以后,在指多个驱动部53(k)~53(k+3)中的任意一个的情况下,有时仅使用驱动部53。

扫描控制部51根据从控制部11供给的控制信号,对触摸检测扫描部52供给控制信号SDCK、扫描开始信号SDST。布线VCOMAC供给从上述驱动信号生成部14Q的开关电路66输出的驱动信号VcomAC。另外,布线VCOMDC供给从上述驱动信号生成部14Q的缓冲器65输出的显示用驱动电压VcomDC。

扫描控制部51将驱动电极选择信号VCOMSEL经由逆变器IV反转,而对驱动部530供给。驱动电极选择信号VCOMSEL是用于对从驱动信号生成部14Q的开关电路66经由布线VCOMAC向驱动电极COML供给驱动信号VcomAC的期间进行识别的信号。

触摸检测扫描部52构成为包括多个移位寄存器S/R,生成用于对施加驱动信号VcomAC的驱动电极COML进行选择的扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)。具体地说,触摸检测扫描部52使移位寄存器S/R以从扫描控制部51供给的扫描开始信号SDST作为触发(trigger)而与控制信号SDCK同步,依次按移位寄存器S/R的传送级传送,并依次进行选择。所选择的移位寄存器S/R将扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)向驱动部530的各逻辑或电路OR送出。关于触摸检测扫描部52,在所选择的移位寄存器S/R例如将高电平的信号作为第k+2个扫描信号ST(k+2)向第k+2个驱动部53(k+2)供给的情况下,该驱动部53(k+2)对属于第k+2个驱动电极块B(k+2)的多个驱动电极COML施加驱动信号VcomAC。以后,在指扫描信号ST(k)、ST(k+1)、ST(k+2)、ST(k+3)中任意一个的情况下,有时使用扫描信号ST。

驱动部530是根据从触摸检测扫描部52供给的扫描信号ST和从扫描控制部51供给的驱动电极选择信号VCOMSEL的反转信号而将从驱动信号生成部14Q供给的显示用驱动电压VcomDC或驱动信号VcomAC施加到驱动电极COML的电路。驱动部53与触摸检测扫描部52的输出信号对应地各设置一个,并对所对应的驱动电极块B施加驱动信号Vcom。

驱动部53具备逻辑或电路OR并针对每个驱动电极块B具备一对开关SWAC1和SWDC1(SWAC2和SWDC2、SWAC3和SWDC3、SWAC4和SWDC4)。一对开关SWAC1~SWAC4和SWDC1~SWDC4例如由晶体管构成。开关关闭的接通状态为晶体管的导通状态,开关打开的断开状态为晶体管的非导通状态。在图6中,示出在触摸检测动作期间选择了驱动电极块B(k+2)的情况下的各开关SWAC1~SWAC4和SWDC1~SWDC4的连接状态。

逻辑或电路OR生成并输出从触摸检测扫描部52供给的扫描信号ST以及从扫描控制部51供给的驱动电极选择信号VCOMSEL的反转信号的逻辑或(OR)。逻辑或电路OR具有以下缓冲功能:放大到能够对一对开关SWAC1和SWDC1(SWAC2和SWDC2、SWAC3和SWDC3、SWAC4和SWDC4)互补地进行接通断开控制的振幅电平。一对开关SWAC1和SWDC1根据从逻辑或电路OR供给的信号,被互补地进行接通断开控制。例如在开关SWAC1接通时,开关SWDC1断开,相反地在开关SWAC1断开时,开关SWDC1接通。

在一对开关SWAC1和SWDC1中,开关SWAC1的一端与布线VCOMAC连接,开关SWDC1的一端与布线VCOMDC连接。并且,开关SWAC1的另一端与开关SWDC1的另一端连接,而且,与所对应的驱动电极块B内包含的多个驱动电极COML连接。其它一对开关SWAC2和SWDC2、SWAC3和SWDC3、SWAC4和SWDC4也相同。即,开关SWAC1~SWAC4被设置于布线VCOMAC与驱动电极COML之间,开关SWDC1~SWDC4被设置于布线VCOMDC与驱动电极COML之间。

通过该结构,驱动部53在扫描信号ST为高电平且驱动电极选择信号VCOMSEL为高电平的情况下,将驱动电极块B与布线VCOMAC连接,将驱动信号VcomAC作为驱动信号Vcom输出到驱动电极块B。该状态是在触摸检测动作中在开关SWAC1(SWAC2、SWAC3、SWAC4)关闭(接通状态)、开关SWDC1(SWDC2、SWDC3、SWDC4)打开(断开状态)的情况下,针对通过触摸检测选择的驱动电极块B的、驱动信号VcomAC的输出。

驱动部53在扫描信号ST为低电平且驱动电极选择信号VCOMSEL为高电平的情况下,将驱动电极块B与布线VCOMDC连接,将驱动电压VcomDC作为驱动信号Vcom输出到驱动电极块B。该状态是在触摸检测动作中在开关SWAC1(SWAC2、SWAC3、SWAC4)打开(断开状态)、开关SWDC1(SWDC2、SWDC3、SWDC4)关闭(接通状态)的情况下将没有通过触摸检测选择的驱动电极块B设为固定用的驱动电压VcomDC的输出。

另外,在液晶显示设备20进行显示动作的情况下,驱动部53在驱动电极选择信号VCOMSEL为低电平且针对每个驱动电极块B均将开关SWAC1(SWAC2、SWAC3、SWAC4)全部关闭(接通状态)、将开关SWDC1(SWDC2、SWDC3、SWDC4)全部打开(断开状态)的情况下,将显示用驱动电压VcomDC作为驱动信号Vcom而输出。

在此,作为驱动信号VcomAC的输出目的地而选择的驱动电极块B为选择驱动电极块。没有作为驱动信号VcomAC的输出目的地而选择的驱动电极块B为非选择驱动电极块。例如,图6示出的驱动部53(k+2)对属于第k+2个驱动电极块B(k+2)的多个驱动电极COML施加驱动信号VcomAC,因此驱动电极块B(k+2)为选择驱动电极块。而且,没有作为驱动信号VcomAC的输出目的地而选择的驱动电极块B(k)、B(k+1)、B(k+3)为非选择驱动电极块。

<带触摸检测功能的显示装置的动作>

接着,使用图1、图7等说明本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1的动作。在以下说明中,将作为显示用的驱动信号的驱动信号Vcom记载为显示用驱动电压VcomDC,将作为触摸检测用的驱动信号的驱动信号Vcom记载为驱动信号VcomAC。图7是表示在本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1的动作中触摸检测动作与显示动作的时序波形的一例的说明图。

在带触摸检测功能的显示装置1的动作中,控制部11进行以下控制:根据从外部供给的视频信号Vdisp,对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40分别供给控制信号,使它们相互同步地动作。栅极驱动器12在图7示出的显示动作期间,对液晶显示设备20供给扫描信号Vscan,依次选择成为显示驱动的对象的一个水平行。源极驱动器13和源极选择部13S在显示动作期间,对构成由栅极驱动器12选择的一个水平行的各像素Pix供给像素信号Vpix。

驱动电极驱动器14在显示动作期间,对与一个水平行相关的驱动电极块B施加显示用驱动电压VcomDC。在触摸检测动作期间,对与触摸检测动作相关的驱动电极块B依次施加频率比显示用驱动电压VcomDC高的驱动信号VcomAC,依次选择一个检测块。带触摸检测功能的显示设备10在显示动作期间,根据通过栅极驱动器12、源极驱动器13以及驱动电极驱动器14供给的信号进行显示动作。带触摸检测功能的显示设备10在触摸检测动作期间,根据通过驱动电极驱动器14供给的驱动信号VcomAC进行触摸检测动作,从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。

触摸检测信号放大部42将触摸检测信号Vdet放大并输出。A/D转换部43在与驱动信号VcomAC同步的定时,将从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号转换为数字信号。信号处理部44根据A/D转换部43的输出信号,检测有无对触摸检测设备30的触摸。在信号处理部44中检测到触摸时,坐标提取部45求出其触摸面板坐标,并将触摸面板坐标作为信号输出Vout而输出。

接着,根据图7说明触摸检测动作和显示动作。在图7中,代表性地示出触摸检测动作期间1、显示动作期间1、触摸检测动作期间2、显示动作期间2。显示动作期间1、2为本发明中的第一期间。在触摸检测动作期间1、2中,触摸检测动作期间1为本发明中的第二期间,触摸检测动作期间2为本发明中的第三期间。

如图7所示,本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1分为触摸检测动作(触摸检测动作期间)与显示动作(显示动作期间),分时地对驱动电极COML供给驱动信号Vcom(显示用驱动电压VcomDC、驱动信号VcomAC)。使驱动信号VcomAC的矩形波以多次发生振幅,但是一个触摸检测动作期间中的振幅次数为一次以上即可。

驱动电极COML作为液晶显示设备20的驱动电极而发挥功能,并且还作为触摸检测设备30的驱动电极而发挥功能,因此分为进行显示动作的显示动作期间以及进行触摸检测动作的触摸检测动作期间而被施加驱动信号Vcom。

驱动电极驱动器14在进行显示动作的显示动作期间,作为显示用驱动电压而施加驱动电压VcomDC。而且,驱动电极驱动器14在进行触摸检测动作的触摸检测动作期间,作为触摸检测用驱动信号而施加驱动信号VcomAC。这样,在带触摸检测功能的显示装置1中,错开时间地将显示用驱动电压VcomDC和驱动信号VcomAC向布线VCOMAC供给。驱动信号VcomAC的波形成为与驱动控制信号EXVCOM的矩形波同步的波形。驱动信号VcomAC是振幅在低电平电压TPL与高电平电压TPH之间周期性地变化的交流驱动信号()。

另外,如图7所示,在触摸检测动作期间,选择驱动电极(选择驱动电极块)的开关SWACx中的一个进行接通(ON)动作(关闭动作),对应的开关SWDCx中的一个进行断开(OFF)动作(打开动作),施加驱动信号VcomAC,由此进行触摸检测的扫描。另外,在触摸检测动作期间,非选择驱动电极(非选择驱动电极块)的开关SWACx全部进行断开动作(打开动作),对应的开关SWDCx全部进行接通动作(关闭动作),将非选择驱动电极的电位固定于驱动电压VcomDC。

例如在触摸检测动作期间1中,如图6所示,在驱动电极块B(k+2)为选择驱动电极块的情况下,开关SWAC3进行接通动作,对应的开关SWDC3进行断开动作。在该情况下,驱动电极块B(k)、B(k+1)、B(k+3)成为非选择驱动电极块,因此开关SWAC1、SWAC2、SWAC4进行断开动作,对应的开关SWDC1、SWDC2、SWDC4进行接通动作。

在该触摸检测动作期间1之后进行显示动作期间1,在该显示动作期间1之后的触摸检测动作期间2中,驱动电极块B(k+3)成为选择驱动电极块。在驱动电极块B(k+3)为选择驱动电极块的情况下,开关SWAC4进行接通动作,对应的开关SWDC4进行断开动作。在该情况下,驱动电极块B(k)、B(k+1)、B(k+2)成为非选择驱动电极块,因此开关SWAC1、SWAC2、SWAC3进行断开动作,对应的开关SWDC1、SWDC2、SWDC3进行接通动作。

带触摸检测功能的显示装置1在显示动作期间,使全部开关SWACx(SWAC1、SWAC2、SWAC3、SWAC4)进行接通动作,使全部开关SWDCx(SWDC1、SWDC2、SWDC3、SWDC4)进行断开动作,对驱动电极COML施加显示用驱动电压VcomDC(低电平电压TPL)。

这样,在本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1中,布线VCOMDC与布线VCOMAC的作用分工如下所述。布线VCOMAC为本发明中的第一布线或第一信号线。布线VCOMDC为本发明中的第二布线或第二信号线。在触摸检测动作期间中,布线VCOMAC供给触摸检测用驱动信号VcomAC,布线VCOMDC将非选择驱动电极(非选择驱动电极块)固定于显示用驱动电压VcomDC的电位。在显示动作期间中,布线VCOMAC供给显示用驱动电压VcomDC,不使用布线VCOMDC。

更具体地说,对布线VCOMDC供给非选择驱动电极固定用的电位(直流驱动电压VcomDC)。并且,在触摸检测动作期间中,将全部非选择驱动电极与布线VCOMDC连接。并且,在显示动作期间中,布线VCOMDC不与任何驱动电极连接。另一方面,在触摸检测动作期间中,对布线VCOMAC供给触摸检测用驱动信号(),在显示动作期间中,对布线VCOMAC供给显示用驱动电压(VcomDC)。并且,在触摸检测动作期间中,将选择驱动电极与布线VCOMAC连接,将触摸检测用驱动信号向选择驱动电极供给。并且,在显示动作期间中,将全部驱动电极与布线VCOMAC连接,将显示用驱动电压向全部驱动电极供给。

由此,能够将布线VCOMDC的作用仅限定为触摸检测动作期间中的非选择驱动电极的电位固定,因此该布线VCOMDC的宽度可以较窄。如图6所示,设置于驱动电极COML与布线VCOMAC之间的布线VCOMDC的宽度可以比布线VCOMAC的宽度窄。例如在图2示出的纵长横短的面板上,在左右边框区域Gd拉绕布线VCOMDC的结构中,能够以几十μm单位而有助于左右边框收缩(窄小化)。更具体地说,边框区域Gd中驱动电极扫描部14A、14B所占宽度Gdv变小。近来,左右边框=1.0~0.5mm左右为主流,因此上述收缩的影响大。

<比较例>

在此,为了使对本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1的特征更容易理解,使用图8和图9说明针对本第一实施方式的比较例的带触摸检测功能的显示装置。图8是表示比较例的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部14Q和驱动电极扫描部14A、14B的结构的一例的框图。图9是表示在比较例的带触摸检测功能的显示装置的动作中触摸检测动作与显示动作的时序波形的一例的说明图。

图8示出的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部14Q和驱动电极扫描部14A、14B与上述本第一实施方式的图6对应,驱动信号生成部14Q为相同结构。另外,驱动电极扫描部14A、14B除了驱动部53的逻辑电路变为逻辑与电路AND以外相同。

图9示出的触摸检测动作和显示动作的时序波形与上述本第一实施方式的图7对应,触摸检测动作的时序波形相同。另外,显示动作的时序波形以使与布线VCOMAC连接的全部开关SWACx进行断开动作并使与布线VCOMDC连接的全部开关SWDCx进行接通动作的方式,成为相反的动作。

在比较例的带触摸检测功能的显示装置中,布线VCOMDC与布线VCOMAC的作用分工如下所述。在触摸检测动作期间中,与本第一实施方式同样地,布线VCOMAC供给触摸检测用驱动信号VcomAC,布线VCOMDC将非选择驱动电极固定于显示用驱动电压VcomDC的电位。在显示动作期间中,与本第一实施方式不同,不使用布线VCOMAC,布线VCOMDC供给显示用驱动电压VcomDC。

即,关于布线VCOMDC,具有在显示动作期间中供给显示用驱动电压(VcomDC)、且在触摸检测动作期间中使用于非选择驱动电极的电位固定这两种作用,因此为了保持显示品质而需要使其低电阻化。例如需要布线宽度=0.1mm以上。该布线VCOMDC若仅用于非选择驱动电极的电位固定则不需要加宽至该宽度,但是因显示品质优先而不得不加宽布线宽度而拉绕。另外,关于布线VCOMAC,具有供给触摸检测用驱动信号VcomAC()的作用,因此为了实现高速驱动化而需要低电阻化。例如需要布线宽度=0.1mm以上。

这样,在比较例的带触摸检测功能的显示装置中,需要将布线VCOMDC和布线VCOMAC这两个布线均加宽布线宽度而拉绕,从而成为左右边框收缩的阻碍因素。

因此,在本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1中,如上所述,在显示动作期间中,布线VCOMAC供给显示用驱动电压VcomDC,不使用布线VCOMDC。由此,布线VCOMDC仅使用于非选择驱动电极的固定,并不使用于显示用,因此能够大幅地收缩布线宽度。

<第一实施方式的效果>

根据上述说明的本第一实施方式的带触摸检测功能的显示装置1,能够将布线VCOMDC的作用仅限定于触摸检测动作期间中的非选择驱动电极的电位固定,因此该布线VCOMDC的宽度可以较窄,因此能够有助于使触摸驱动高速化和显示品质保持并存的边框窄小化。特别是,在左右边框区域Gd拉绕布线VCOMDC的结构中,能够提供能够有助于左右边框窄小化的显示装置。更详细地说,如下所述。

(1)在显示动作期间(第一期间),能够将多个驱动电极COML与第一布线VCOMAC连接。另外,在触摸检测动作期间(第二期间),能够将多个驱动电极COML中的选择驱动电极与第一布线VCOMAC连接,并将多个驱动电极中的其它非选择驱动电极与第二布线VCOMDC连接。

(2)第二布线VCOMDC能够设置于多个驱动电极COML与第一布线VCOMAC之间。

(3)能够将第二布线VCOMDC的宽度设为比第一布线VCOMAC的宽度窄。

(4)在显示动作期间,能够经由第一布线VCOMAC对多个驱动电极COML供给直流电压(TPL=VcomDC)。另外,在触摸检测动作期间,能够经由第一布线VCOMAC对多个驱动电极中的选择驱动电极供给交流电压(),并经由第二布线VCOMDC对多个驱动电极中的其它非选择驱动电极供给直流电压(TPL=VcomDC)。

(5)在关注布线VCOMAC(第一信号线)、第一开关SWAC3以及第二开关SWAC4的情况下,在显示动作期间(第一期间),能够将第一开关SWAC3和第二开关SWAC4设为接通状态。另外,在触摸检测动作期间1(第二期间),能够将第一开关SWAC3设为接通状态,将第二开关SWAC4设为断开状态。在下一触摸检测动作期间2(第三期间),能够将第一开关SWAC3设为断开状态,将第二开关SWAC4设为接通状态。在关注其它开关SWAC1、SWAC2的情况下也相同。

(6)在关注布线VCOMDC(第二信号线)、第三开关SWDC3以及第四开关SWDC4的情况下,在触摸检测动作期间1,能够将第三开关SWDC3设为断开状态,将第四开关SWDC4设为接通状态。在下一触摸检测动作期间2,能够将第三开关SWDC3设为接通状态,将第四开关SWDC4设为断开状态。在关注其它开关SWDC1、SWDC2的情况下也相同。

(7)在显示动作期间,能够将第三开关SWDC3和第四开关SWDC4设为断开状态。在关注其它开关SWDC1、SWDC2的情况下也相同。

(8)包括第一开关和第二开关的开关SWAC1~SWAC4、包括第三开关和第四开关的开关SWDC1~SWDC4能够由晶体管构成。在各开关的接通状态下能够将各晶体管设为导通状态,在各开关的断开状态下能够将各晶体管设为非导通状态。

(9)在触摸检测动作期间,能够经由第一布线VCOMAC对驱动电极COML供给驱动信号VcomAC。另外,在显示动作期间,能够经由第一布线VCOMAC对驱动电极COML供给驱动电压VcomDC。

(10)能够将驱动信号VcomAC设为振幅在电压电平比接地电压GND高的第一电压TPH与电压电平比接地电压GND低的第二电压TPL之间周期性地变化的交流驱动信号。

(11)在触摸检测动作期间,能够经由第一布线VCOMAC,作为驱动信号VcomAC而将振幅在第一电压TPH与第二电压TPL之间周期性地变化的交流驱动信号供给至驱动电极COML。另外,在显示动作期间,能够经由第一布线VCOMAC,作为驱动电压而将电压电平与第二电压TPL相等的直流驱动电压供给至驱动电极COML。

(12)通过上述(1)~(11),能够提供一种能够有助于使触摸驱动高速化与显示品质保持并存的边框窄小化的显示装置。

(第二实施方式)

使用图10~图11说明本第二实施方式的带触摸检测功能的显示装置。在本第二实施方式中,主要说明与上述第一实施方式的不同点。

图10是表示本第二实施方式的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部14Q和驱动电极扫描部14A、14B的结构的一例的框图。图11是表示在本第二实施方式的带触摸检测功能的显示装置的动作中触摸检测动作与显示动作的时序波形的一例的说明图。此外,对与在上述第一实施方式中说明的结构相同的结构要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

如图10所示,本第二实施方式的驱动电极驱动器14的驱动信号生成部14Q具备高电平电压生成部61、低电平电压生成部62、缓冲器63、64、65、逻辑电路67以及开关电路68。关于驱动信号生成部14Q,驱动控制信号EXVCOM和触摸检测期间识别信号TSHD从控制部11被输入到逻辑电路67。如图11所示,触摸检测期间识别信号TSHD是在进行触摸检测动作的触摸检测动作期间表示高电压值并在进行显示动作的显示动作期间表示低电压值的识别信号。开关电路68具备:开关SW681和开关SW683,其根据逻辑电路67的输出来进行接通断开(切换)动作;以及开关SW682,其根据触摸检测期间识别信号TSHD来进行接通动作。

高电平电压生成部61生成驱动信号VcomAC的高电平电压TPH。低电平电压生成部62生成显示用驱动电压VcomDC的直流电压。在开关电路68的开关SW681中,向一方端子供给从高电平电压生成部61经由缓冲器63供给的电压TPH。在开关电路68的开关SW683中,向一方端子供给固定的电压、例如作为接地电压的固定电压GND。在开关电路68的开关SW682中,供给从低电平电压生成部62经由缓冲器64供给的电压TPL。

在触摸检测期间识别信号TSHD的电位为高电平的情况下,开关SW682进行断开动作,不将缓冲器64的输出向布线VCOMAC输出。而且,在触摸检测期间识别信号TSHD的电位为高电平且驱动控制信号EXVCOM的电位为高电平的情况下,开关SW681接通,开关SW683断开,将缓冲器63的输出作为驱动信号VcomAC的高电平电压TPH而向布线VCOMAC输出。在触摸检测期间识别信号TSHD的电位为高电平且驱动控制信号EXVCOM的电位为低电平的情况下,开关SW681断开,开关SW683接通,将固定电压GND作为驱动信号VcomAC的低电平电压而向布线VCOMAC输出。由此,在触摸检测动作期间,开关电路68根据驱动控制信号EXVCOM,使由高电平电压生成部61生成的高电平电压TPH与固定电压GND交替地反复,生成驱动信号VcomAC。

在触摸检测期间识别信号TSHD的电位为低电平的情况下,开关SW681和开关SW683均断开,开关SW682进行接通动作,将缓冲器64的低电平电压TPL的输出作为显示用驱动电压而向布线VCOMAC输出。这样,在显示动作期间,向布线VCOMAC供给由低电平电压生成部62生成的低电平电压TPL。

本第二实施方式的带触摸检测功能的显示装置1在触摸检测动作期间,对驱动电极COML供给的驱动信号VcomAC的下级电位成为接地电压GND。由此,驱动信号生成部14Q不经由缓冲器64的导通电阻,能够使驱动信号VcomAC的矩形波衰减。其结果,驱动信号VcomAC的衰减加快,能够使驱动信号VcomAC的矩形波的脉冲宽度变窄而进行高速驱动。而且,本第二实施方式的带触摸检测功能的显示装置1能够降低耗电。更详细地说,与上述第一实施方式不同的效果如下所述。

(1)在触摸检测动作期间,能够将向驱动电极COML供给的驱动信号VcomAC设为振幅在接地电压GND与电压电平比接地电压GND高的第一电压TPH之间周期性地变化的交流驱动信号。

(2)在触摸检测动作期间,能够经由第一布线VCOMAC,作为驱动信号而将振幅在接地电压GND与第一电压TPH之间周期性地变化的交流驱动信号供给至驱动电极COML。另外,在显示动作期间,能够经由第一布线VCOMAC,作为驱动电压而将电压电平比接地电压GND低的第二电压TPL的直流驱动电压供给至驱动电极COML。

可理解为,在本发明的思想范畴内,本领域技术人员能够想得到各种变形例和修正例,这些变形例和修正例也属于本发明的范围。例如,只要具备本发明的宗旨,则本领域技术人员适当地对上述各实施方式进行结构要素的追加、删除或设计变更的结构者或进行工序的追加、省略或条件变更的结构也包含在本发明的范围内。

另外,可理解为,通过在本实施方式中说明的方式获得的其它作用效果根据本说明书的记载变得清楚,或者,本领域技术人员可适当地想得到的结构当然是通过本发明获得的结构。

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