显示装置的制作方法

文档序号:17282427发布日期:2019-04-03 01:15阅读:260来源:国知局
显示装置的制作方法

本发明涉及显示装置,特别是涉及有效应用于包括压力检测方式的输入装置的显示装置的技术。



背景技术:

已知一种对于从外部施加于显示装置的压力进行检测,并将该检测值作为输入信息加以利用的技术。

例如,在日本特开2000-66837号公报(专利文献1)中记载了根据液晶显示单元被按压变形而产生的电容变化检测对于液晶显示元件的压力的压力检测机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-66837号公报

在检测施加于显示装置的压力的情况下,如上述专利文献1所示,显示装置的一部分构成部件根据压力而产生弹性变形,需要电性地检测该弹性变形。

但是,为了应对对于显示装置的薄型化要求,显示装置的构成部件的厚度也薄。为此,压力施加于显示装置时的弹性变形的程度变小,成为压力检测的精度下降的原因。因此,为了检测从外部施加于显示装置的压力并将该检测值作为输入信息加以利用,需要一种提高压力的检测可靠性的技术。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供使得显示装置的可靠性提高的技术。

作为本发明的一方式的显示装置,包括:第一基板,具有第一面、及所述第一面相反一侧的第二面;显示功能层,设置于所述第一基板的所述第一面一侧;多根第一配线,设置于所述第一基板的所述第一面一侧,被 供给形成图像的信号;第一导电膜,在所述第一基板的所述第二面一侧,与所述第一基板分离设置;以及第一电路,检测所述多根第一配线与所述第一导电膜之间的电容值的变化。并且,所述显示装置根据所述电容值的变化而算出因外部物体的接触所产生的压力。

附图说明

图1为示出一实施方式的显示装置的整体构成的框图。

图2为示意性示出来自外部的压力未施加于压力传感器的状态的说明图。

图3为示意性示出来自外部的压力施加于了压力传感器的状态的说明图。

图4为示出施加有压力的情况及未施加有压力的情况下的检测信号的一例波形的图。

图5为示出图1所示的显示装置的一例的截面图。

图6为放大示出图5所示的显示装置所包括的液晶层的周边构造的放大截面图。

图7为示出图5所示的阵列基板的构成例的平面图。

图8为示出设置于图7所示的阵列基板的多个TFT元件的排列例的说明图。

图9为示出图1所示的压力检测部所包括的构成示例的说明图。

图10为示出图1所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。

图11为示出对于图9的变形例的压力传感器的说明图。

图12为示出对于图11的变形例的压力传感器的说明图。

图13为示意性示出图12所示的自电容式的压力传感器的检测原理的说明图。

图14为示意性示出图12所示的自电容式的压力传感器的检测原理的说明图。

图15为示出施加有压力时及未施加有压力时的自电容式的压力传感器情况下的检测信号的一例波形的图。

图16为示出构成图12所示的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。

图17为示出构成对图16的变形例的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。

图18为示出构成对图16的其它变形例的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。

图19为示出对图5的变形例的一例显示装置的截面图。

图20为示出对图19的变形例的一例显示装置的截面图。

图21为示出对图1的变形例的显示装置的整体构成的框图。

图22为示意性示出触摸传感器和手指的分离状态的说明图。

图23为示意性示出触摸传感器和手指的接触状态的说明图。

图24为示出图21所示的一例显示装置的截面图。

图25为示出图24所示的显示装置所包括的触摸传感器的构成例的说明图。

图26为示出对图21的变形例的显示装置的整体构成的框图。

图27为示出对图21的其它变形例的显示装置的整体构成的框图。

图28为示意性示出包括图16~图18所示的压力传感器中任一压力传感器的显示装置的构成例的说明图。

图29为示意性示出包括图16~图18所示的压力传感器中任一压力传感器的显示装置的构成例的说明图。

图30为示出图28及图29所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。

图31为示意性示出对图29的变形例的显示装置的构成例的说明图。

图32为示出图31所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。

图33为示意性示出对图28的变形例的显示装置的构成例的说明图。

图34为示意性示出对图29的其它变形例的显示装置的构成例的说明图。

图35为示出图33及图34所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。

图36为示出显示装置进行显示动作、触摸检测动作及压力检测动作的一例时机的说明图。

具体实施方式

以下,参照附图,说明本发明的各实施方式。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。并且,在本说明书的各图中,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或相关的符号,并适当省略其详细的说明。

并且,以下实施方式说明的技术能够广泛地应用于包括将信号从设有显示功能层的显示区域的周围供给至显示区域的多个显示像素的机构的显示装置。对于上述这样的显示装置,例如可以例示液晶显示装置、有机EL(Electro-Luminescence:电致发光)显示装置等各种显示装置。在以下的实施方式中,作为显示装置的代表例,举出液晶显示装置进行说明。

此外,液晶显示装置根据用于使作为显示功能层的液晶层的液晶分子的取向变化的电场的施加方向而大分为以下两类。即,作为第一分类,有在显示装置的厚度方向(或面外方向)施加电场的所谓纵电场模式。纵电场模式中例如存在TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式、VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式等。并且,作为第二分类,有在显示装置的平面方向(或面内方向)施加电场的所谓横电场模式。横电场模式中例如存在IPS(In-Plane Switching:面内切换)模式、作为IPS模式之一的FFS(Fringe Field:边缘场切换)模式等。以下说明的技术既可应用于纵电场模式,又可应用于横电场模式,以下说明的实施方式中作为一例而举出横电场模式的显示装置进行说明。

此外,本申请说明书中所说的“输入装置”是指从显示装置的外部向显示装置所包括的电路输入命令等信息的装置。显示装置通过运算处理电 路、控制电路等处理由输入装置输入的信息并输出处理结果。在本申请说明书中,作为输入装置具有的信息输入方式,对于两种方式进行说明。

第一种输入方式为利用压力传感器(Force Sensing:力觉)的输入方式。在利用压力传感器的输入方式中,通过压力传感器检测从外部施加有压力的情况及该压力的强度并输入信息。在以下的实施方式中,作为压力传感器的一例,对于静电电容检测方式的压力传感器进行说明,该静电电容检测方式的压力传感器利用随着压力传感器的局部发生弹性变形而压力传感器的电极间的距离变化、且静电电容发生变化来检测弹性变形的有无。

并且,第二种输入方式为利用触摸传感器(Touch Sensing:触觉)的输入方式。在利用触摸传感器的输入方式中,检测人的手指或触摸笔等输入工具接近输入装置的情况及其接近的位置并输入信息。在后述的实施方式二中,作为触摸传感器的一例,对于静电电容检测方式的触摸传感器进行说明,该静电电容检测方式的触摸传感器利用当作为电介质的输入工具接近触摸传感器的电极时,触摸传感器的静电电容会发生变化来检测输入工具的有无。

此外,在以下的实施方式中,列举所谓的带内置式(in-cell type)输入装置的显示装置的例子进行说明,该显示装置将压力传感器的构成部件或压力传感器及触摸传感器的构成部件的一部分兼用为显示装置的构成部件。详细而言,上述显示装置为带有压力传感器的显示装置、或带有压力传感器及触摸传感器的显示装置,在本申请说明书中,“显示装置”除了包括不带有输入装置的显示装置之外,还包括带有压力传感器的显示装置、以及带有压力传感器及触摸传感器的显示装置。

(实施方式一)

<显示装置的整体构成>

首先,对于实施方式一的显示装置的基本构成进行说明。图1为示出实施方式一的显示装置的整体构成的框图。

显示装置DP1包括:具有压力检测功能及显示功能的主体部10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动驱动器14、和检测电路部40。

主体部10具有:作为输出图像、影像的显示装置的显示部20、和作为压力传感器的压力检测部30。如上所述,在本实施方式中,将显示部20设为把液晶层用作显示功能层的显示装置。压力检测部30为静电电容检测方式的压力检测部。为此,显示装置DP1为包括具有压力检测功能的输入装置的显示装置。并且,主体部10是将显示部20和压力检测部30一体化的显示装置,其为内置有压力检测功能的显示装置、即带内置式的压力检测功能的显示装置。

显示部20根据由栅极驱动器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进行扫描来进行显示。压力检测部30如后所述地根据利用随电气电极间的距离变化而产生的静电电容变化的压力检测原理而动作,并输出检测信号Vdet。

控制部11是基于由外部供给的影像信号Vdisp分别向栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动驱动器14及检测电路部40供给控制信号、以控制它们彼此同步地动作的电路。

栅极驱动器12具有基于从控制部11供给的控制信号而依次选择作为主体部10的显示驱动的对象的1水平线的功能。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分别供给至显示部20所包括的多个子像素的电路。在显示部20中,基于从栅极驱动器12供给的水平线的选择信号以及从源极驱动器13供给的像素信号Vpix形成显示图像。

驱动驱动器14是基于从控制部11供给的控制信号而将驱动信号Vfs供给至主体部10中包含的驱动电极COML(参照后述的图6和图7)的电路。

并且,检测电路部40为基于从控制部11供给的控制信号以及从主体部10的压力检测部30供给的检测信号Vdet而检测有无对压力检测部30施加压力的电路。并且,检测电路部40为电性地判定有无对主体部的压 力检测部30的压力检测区域施加压力并输出所得到的信息的电路。例如在图1所示的示例中,检测电路部40包括: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、和检测控制部46。

检测信号放大部42放大从压力检测部30供给的检测信号Vdet。检测信号放大部42也可以包括除去检测信号Vdet中包含的高频分量、即噪声分量并取出检测对象的压力分量分别输出的低通模拟滤波器。

<利用静电电容变化的压力检测原理>

下面,参照图1~图4,对本实施方式的显示装置DP1中的压力检测原理进行说明。图2为示意性示出来自外部的压力未施加于压力传感器的状态的说明图。并且,图3为示意性示出来自外部的压力施加于了压力传感器的状态的说明图。并且,图4为示出施加有压力的情况及未施加有压力的情况下的检测信号的一例波形的图。

如图2所示,静电电容型的压力传感器具有分离地相对配置的电极E1及电极E2。在电极E1和电极E2之间形成有电容元件C1。该电容元件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的另一端与作为压力检测电路的电压检测器DET连接。电压检测器DET例如由图1所示的检测信号放大部42中包含的积分电路构成。如图2所示,电压检测器DET包括积分器,积分器的一个输入端与电极E2连接。并且,参照电位Vref输入积分器的另一输入端。

当例如具有数kHz~数百kHz左右的频率的交流矩形波Sg从交流信号源S施加于电容元件C1的一端、例如电极E1时,经由与电容元件C1的另一端、例如电极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。需要注意的是,该交流矩形波Sg例如相当于图4所示的驱动信号Vfs。

在压力未施加于压力传感器的状态下,如图2所示,伴随着对电容元件C1的充放电,与电容元件C1的电容值相应的电流流动。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。该电压的变动在图4中以实线的波形V0示出。

另一方面,如图3所示,在由于例如手指等外部物体接触而压力施加于了压力传感器的状态下,压力传感器的局部变形,从而电极E1和电极E2的分离距离D2变得小于图2所示的分离距离D1。从而,电容元件C1的电容值变大。为此,流经图3所示的电容元件C1的电流变动。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。该电压的变动在图4中以虚线的波形V1示出。这种情况下,波形V1与上述的波形V0相比,振幅变大。由此,波形V0和波形V1的电压差分的绝对值|电压差与压力传感器的变形的影响相应地变化。

在图1所示的示例中,压力检测部30根据从驱动驱动器14供给的驱动信号Vfs,按照与一个或多个驱动电极对应的每一检测块进行压力检测。也就是说,压力检测部30按照与一个或者多个驱动电极COML各自对应的每一检测块,经由图2及图3所示的电压检测器DET,输出检测信号Vdet,并将输出的检测信号Vdet供给至检测电路部40的检测信号放大部42。

A/D转换部43为在与驱动信号Vfs同步的时机分别采样从检测信号放大部42输出的模拟信号并转换为数字信号的电路。

信号处理部44包括数字滤波器,该数字滤波器减少A/D转换部43的输出信号中包含的、采样了驱动信号Vfs的频率以外的频率分量、即噪声分量。信号处理部44为基于A/D转换部43的输出信号算出有无对压力检测部30施加压力的逻辑电路。信号处理部44进行仅取出由于压力施加的有无而产生的差分的电压的处理。该差分的电压为上述的波形V0和波形V1的差分的绝对值|差分的。信号处理部44也可以进行将每一检测块的绝对值|的绝对平均化的运算,求得绝对值|均化的的平均值。从而,信号处理部44能够降低噪声的影响。信号处理部44将检出的差分的电压与规定的阈值电压相比较,如果为该阈值电压以上的话,则判断为是施加有压力的状态,如果不足阈值电压,则判断为是未施加压力的状态。如此,进行检测电路部40的压力检测。

坐标提取部45为在信号处理部44中检出压力施加时算出检出压力施加的位置的坐标、即输入装置中的输入位置的逻辑电路。检测控制部46 控制A/D转换部43、信号处理部44、和坐标提取部45同步地动作。坐标提取部45将压力传感器的坐标作为输出信号Vout输出。

<显示部的详细情况>

下面,参照图5~图8,详细地说明图1所示的显示部20的构成例。图5为示出图1所示的显示装置的一例的截面图。图6为放大示出图5所示的显示装置所包括的液晶层的周边构造的放大截面图。并且,图7为示出图5所示的阵列基板的构成例的平面图。并且,图8为示出设置于图7所示的阵列基板的多个TFT元件的排列例的说明图。

需要注意的是,在图5中,示意性示出了显示装置DP1中包括的静电电容型的压力传感器的电容元件C1。并且,虽然图5和图6为截面图,但为了看清构成部件而省略了一部分部件的剖面线。在图6中,分别对像素电极22、驱动电极COML、扫描线GCL及信号线SGL画有剖面线。并且,图5为沿图7所示的Y方向的截面图,图6为沿图7所示的X方向的截面图。并且,图7虽然为平面图,但为了易于识别驱动电极COML和信号线SGL,对驱动电极COML绘有图案加以示出。并且,在本部分中,如后述的图10所示,在单位帧FL1被分时(時分割)为显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs的情况下,主要说明显示动作期间FLdp中的各部分的动作。

如图5所示,显示装置DP1的主体部10具有:阵列基板2、对置基板3、液晶层4(参照图6)、偏光板5、偏光板6、导光板7、和导体图案8。阵列基板2具有作为阵列基板2的主面的上表面2t、和位于上表面2t的相反侧的下表面2b。并且,对置基板3具有作为对置基板3的主面的下表面3b、和位于下表面3b的相反侧的上表面3t。阵列基板2和对置基板3以阵列基板2的上表面2t和对置基板3的下表面3b彼此相对的方式而设置。作为显示部20(参照图1)的显示功能层的液晶层4设置于阵列基板2与对置基板3之间。在阵列基板2和对置基板3之间,液晶层4的周围被密封,液晶层4被封入密封的空间内。

此外,如图6所示,阵列基板2具有基板21。基板21具有作为一主面的上表面21t及位于上表面21t的相反侧的下表面。基板21的下表面与 图5所示的阵列基板2的下表面2b为相同的面。并且,对置基板3具有基板31。基板31具有作为一主面的下表面31b及位于下表面31b的相反侧的上表面。基板31的上表面与图5所示的对置基板3的上表面3t为相同的面。

需要注意的是,作为基板21及基板31,可以使用例如玻璃基板、或例如由树脂构成的薄膜等各种透明基板。并且,在本申请说明书中,透明基板中的“透明”是指对可见光的透过率例如为80%以上。

如图5及图7所示,阵列基板的上表面2t包括:显示区域Ad和相比显示区域Ad更位于阵列基板2的外周侧的区域、即周边区域As。换言之,周边区域As是相比显示区域Ad更位于阵列基板2的外周侧的区域。需要说明的是,在本申请说明书中,“平面视图中”是指,从垂直于基板21的上表面21t或者作为对置基板的基板31(参照图6)的下表面31b(参照图6)的方向观察的情况。

此外,如图6所示,在阵列基板2的上表面2t侧依次层叠有:多个TFT元件Tr(参照图8)设置为矩阵状的TFT层25、驱动电极COML、绝缘膜24及多个像素电极22。

在TFT层25中矩阵状地设置有多个TFT元件Tr(参照图8),该多个TFT元件Tr为用于驱动作为显示功能层的液晶层4所包括的多个液晶元件LC(参照图8)的薄膜晶体管(Thin Film Transistor;TFT)。

如图8所示,在基板21的显示区域Ad形成有多根扫描线GCL、多根信号线SGL及多个TFT元件Tr。需要说明的是,扫描线GCL是指与TFT元件Tr的栅极电极连接的栅极配线,信号线SGL是指与TFT元件Tr的源极电极或者漏极电极连接的源极配线或者漏极配线。此外,显示装置DP1中,在形成图像的显示动作期间FLdp(参照后述的图10)内,扫描信号Vscan(参照图1)被输入扫描线GCL,影像信号(例如图1所示的像素信号Vpix)被输入信号线SGL。因此,扫描线GCL及信号线SGL均为被供给形成图像的信号的配线。在图7中示出了设置于基板21的上表面21t上的多根信号线SGL的排列例。

本实施方式中,在后述的图10所示的压力检测动作期间FLfs内,多根信号线SGL各自作为使用图2和图3说明过的压力检测部30用的电极E2而使用,详细情况将于后述。

如图8所示,扫描线GCL在显示区域Ad中沿X方向延伸,并沿Y方向排列有多根扫描线GCL。多根信号线SGL在显示区域Ad沿Y方向延伸,并沿X方向排列有多根信号线SGL。因此,在平面视图中,多根信号线SGL各自与多根扫描线GCL交叉。这样,在平面视图中,在彼此交叉的多根扫描线GCL与多根信号线SGL的交点处配置子像素SPix,通过多个不同颜色的子像素SPix形成一个像素Pix。也就是说,在平面视图中,设置于基板21(参照图7)的多个子像素SPix配置于显示区域Ad内、且在X轴方向和Y轴方向上呈矩阵状排列。

平面视图中,在多根扫描线GCL各自与多根信号线SGL各自交叉的交叉部形成有TFT元件Tr。因此,在显示区域Ad中,在基板21(参照图7)上形成有多个TFT元件Tr,这些多个的TFT元件Tr在X轴方向及Y轴方向上呈矩阵状排列。也就是说,在多个子像素SPix各自中设有TFT元件Tr。并且,在多个子像素SPix各自中,除了TFT元件Tr之外还设置有液晶元件LC。

TFT元件Tr例如由作为n沟道型MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)的薄膜晶体管构成。TFT元件Tr的栅极电极连接于扫描线GCL。TFT元件Tr的源极电极和漏极电极中一方连接于信号线SGL。TFT元件Tr的源极电极和漏极电极中另一方连接于液晶元件LC的一端。液晶元件LC例如一端连接于TFT元件Tr的源极电极或者漏极电极,另一端连接于驱动电极COML。

如图8所示,沿X方向排列的多个子像素SPix、即属于液晶显示装置的同一行的多个子像素SPix通过扫描线GCL而彼此连接。扫描线GCL与栅极驱动器12(参照图1)连接,通过栅极驱动器12而被供给扫描信号Vscan(参照图1)。并且,沿Y轴方向排列的多个子像素SPix、即属于显示部20(参照图1)的同一列的多个子像素SPix通过信号线SGL而 彼此连接。信号线SGL与源极驱动器13(参照图1)连接,通过源极驱动器13而被供给像素信号Vpix(参照图1)。

并且,如图6所示,在TFT层25上形成有驱动电极COML。在图6所示的示例中,驱动电极COML被绝缘膜24覆盖,在绝缘膜24上形成有多个像素电极22。换言之,在图6所示的示例中,驱动电极COML形成于基板21与像素电极22之间。并且,在阵列基板2的厚度方向、即从图5所示的上表面2t和下表面2b中的一方朝向另一方的方向上,驱动电极COML设置为与多个像素电极22重叠。

此外,如图7所示,在本实施方式中,阵列基板2具有沿X方向延伸的多个驱动电极COML。驱动电极COML为被图案化的导电膜(也称为导体膜或导体图案),例如由氧化铟锡(Indium Tin Oxide;ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide;IZO)或氧化锡(SnO)等透明导电材料构成。在如本实施方式这样设置有多个驱动电极COML的情况下,多个驱动电极COML各自形成于图6所示的基板21与像素电极22之间。并且,多个驱动电极COML各自在阵列基板2的厚度方向上设置为与多个像素电极22重叠。

并且,图8所示的驱动电极COML与驱动驱动器14(参照图1)相连接,通过驱动驱动器14而被供给驱动信号Vcom(参照图1)。也就是说,在图8所示的示例中,属于同一列的多个子像素SPix共享一个驱动电极COML。多个驱动电极COML在显示区域Ad分别沿Y方向延伸并沿X方向排列。如前所述,多根信号线SGL在显示区域Ad分别沿Y方向延伸并沿X方向排列,因此,多个驱动电极COML各自延伸的方向与多根信号线SGL各自延伸的方向平行。

并且,如图8示意性所示,在平面视图中,图6所示的多个像素电极22分别形成于在显示区域Ad内的X方向和Y方向上呈矩阵状排列的多个子像素SPix各自中。因此,虽然在图7中省略图示,但多个像素电极22在X方向和Y方向上呈矩阵状排列。

并且,如图7所示,多个驱动电极COML在平面视图中,与设置于显示区域Ad周围的周边区域As中的引绕配线(引き回し配線)WRC电 连接。如图7所示,在平面视图中,多个驱动电极COML在显示区域Ad的内部设置于作为基板21的一主面的上表面21t侧。引绕配线WRC为电连接驱动电极COML和半导体芯片19(参照图5)的配线,在平面视图中,形成于周边区域As内的基板21的上表面21t上。包含多个驱动电极COML各自的表面以及多个引绕配线WRC各自的表面在内地在基板21的上表面21t上形成有绝缘膜24(参照图6)。在显示区域Ad中,多个像素电极22形成于绝缘膜24上。因此,绝缘膜24将驱动电极COML和像素电极22电绝缘。

需要说明的是,图7所示的引绕配线WRC在平面视图中沿Y方向延伸,因此,在平面视图中,配置于周边区域As的引绕配线WRC在图7的平面图中示出,但未在图6的截面图中示出。

需要说明的是,在图6所示的示例中,驱动电极COML和像素电极22的配置为作为横电场模式的FFS模式下的配置。但是,驱动电极COML和像素电极22的配置也可以为驱动电极COML和像素电极22在平面视图中不重叠的、作为横电场模式的IPS模式下的配置。或者,驱动电极COML和像素电极22的配置也可以为作为纵电场模式的TN模式或者VA模式下的配置。

此外,多个驱动电极COML各自的延伸方向没有限定,例如,多个驱动电极COML各自的延伸方向也可以为与多根扫描线GCL各自的延伸方向平行的方向。

并且,如图6所示,在阵列基板2和对置基板3之间设置有液晶层4。液晶层4根据电场状态对通过其的光进行调制,例如,使用与前述的FFS模式或者IPS模式等横电场模式对应的液晶层。也就是说,作为液晶显示装置,使用基于FFS模式或者IPS模式等横电场模式的液晶显示装置。或者,如前所述,也可以使用基于TN模式或者VA模式等纵电场模式的液晶显示装置。需要说明的是,也可以在图6所示的液晶层4与阵列基板2之间以及液晶层4与对置基板3之间分别设置取向膜。

此外,如图6所示,对置基板3具有基板31和彩色滤光层32。基板31具有上表面和与上表面相反一侧的下表面31b。彩色滤光层32设置于基板31的下表面31b。

作为彩色滤光层32,例如被着色为红(R)、绿(G)以及蓝(B)这三色的彩色滤光片在X轴方向上排列。由此,如图6所示,形成分别对应于R、G和B三色的颜色区域32R、32G以及32B各自的多个子像素SPix,由分别对应于一组颜色区域32R、32G以及32B各自的多个子像素SPix形成一个像素Pix。像素Pix沿着扫描线GCL延伸的方向(X轴方向)、以及信号线SGL延伸的方向(Y轴方向)排列成矩阵状。另外,像素Pix排列成矩阵状的区域例如为上述的显示区域Ad。需要注意的是,也可以在显示区域Ad的周边设有虚拟(dummy)区域,其中设置有虚拟像素。

作为彩色滤光层32的颜色组合,也可以是包括R、G和B以外的其它颜色的多种颜色的组合。另外,也可以不设置彩色滤光层32。或者,一个像素Pix也可以包括未设置有彩色滤光层32的子像素SPix、即白色的子像素SPix。另外,也可以通过COA(Color filter On Array:阵列上彩色滤光片)技术将彩色滤光片设置于阵列基板2上。

并且,如图5所示,主体部10具有半导体芯片19。半导体芯片19为如图7所示安装于基板21的芯片,内置有图1所示的控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13等显示动作所需的各电路。并且,半导体芯片19也可以内置有驱动驱动器14。半导体芯片19和多个驱动电极COML各自之间如图7所示通过引绕配线WRC而电连接。

在通过显示装置DP1形成图像的情况下,图1所示的栅极驱动器12经由图8所示的扫描线GCL将扫描信号Vscan施加于各子像素SPix的TFT元件Tr的栅极电极。从而,依次选择在显示部20中形成为矩阵状的子像素SPix中的一行、即一水平线作为显示驱动的对象。图1所示的源极驱动器13经由图7和图8中示出的信号线SGL将像素信号Vpix分别供给至构成由栅极驱动器12依次选择的一水平线的多个子像素SPix。然后,在构成一水平线的多个子像素SPix中,进行对应于所供给的像素信号Vpix的显示。

驱动驱动器14施加驱动信号Vcom,按照与1个或者多个驱动电极COML(参照图6~图8)对应的每一驱动块驱动驱动电极COML。并且,在液晶显示装置中,通过栅极驱动器12驱动扫描线GCL(参照图8)来时分地依次进行扫描,从而子像素SPix(参照图8)被一水平线一水平线地依次选择。另外,在显示部20中,通过源极驱动器13对属于一水平线的子像素SPix供给像素信号Vpix(参照图1),从而一水平线一水平线地进行显示。当进行该显示动作时,驱动驱动器14对包含对应于该一水平线的驱动电极COML的检测块施加驱动信号Vcom。

于是,通过向图8所示的多个像素电极22各自与多个驱动电极COML各自之间施加电压,在设置于多个子像素SPix各自中的液晶元件LC中形成电场,从而在显示区域Ad中显示图像。此时,在驱动电极COML与像素电极22之间形成图8所示的电容Cap,电容Cap作为保持电容起作用。

这样,在主体部10包括作为液晶显示装置的显示部20的情况下,通过液晶元件LC、多个像素电极22、驱动电极COML、多根扫描线GCL和多根信号线SGL形成控制图像显示的显示控制部。显示控制部设置于阵列基板2与对置基板3之间。需要说明的是,图1所示的主体部10也可以包括有机EL显示装置等各种显示装置而代替作为显示装置的液晶显示装置。

在使用有机EL显示装置等装置的情况下,也可以不设置图5所示的偏光板5、偏光板6或导光板7。

<压力检测部的详细情况>

下面,对图1所示的压力检测部30的构成进行说明。图9为示出图1所示的压力检测部所包括的构成例的说明图。并且,图10为示出图1所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机(タイミング)的说明图。本部分中,如图10所示,在单位帧FL1被分时为显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs的情况下,主要对于压力检测动作期间FLfs中的各部分的动作进行说明。

图1所示的本实施方式的显示装置DP1所包括的多根信号线SGL(参照图6及图7)作为被输入驱动显示功能层、即液晶层4(参照图6)所包 括的液晶元件LC(参照图8)的信号的配线而动作、且作为压力检测部30的检测电极而动作。

如图9所示,压力检测部30具有:设置于阵列基板2并作为压力检测用的检测电极而动作的多根信号线SGL、和与阵列基板2分开设置并作为压力检测用的驱动电极而动作的导体图案8。在图9所示的示例中,与阵列基板2分离地设置有多个导体图案8。

导体图案8为被图案化的导电膜(也称为导体膜),多个导体图案8在平面视图中,分别沿与多根信号线SGL各自的延伸方向交叉的方向延伸。换言之,多个导体图案8以在平面视图中与多根信号线SGL分别交叉的方式相互空开间隔地排列。并且,多个导体图案8各自在与阵列基板2中包括的基板21的上表面21t(参照图6及图7)垂直的方向上与信号线SGL(参照图6)相对。需要说明的是,在图9所示的示例中,导体图案8为由导电性材料构成的、膜被图案化为带状的导电膜。不过,在本申请说明书中,不论是否被图案化,均称为导体图案或者导电膜或导体膜。例如,如后述的图11所示的导体图案8A那样,还存在构成为由一片导电性材料构成的膜一致地扩展的情况、不实施导电膜的图案化处理的情况。即使是像这样地未实施图案化处理的导电膜的情况下,也称为导体图案或者导电膜或导体膜。

并且,检测电路部40例如形成于图5所示的半导体芯片19,图9所示的多根信号线SGL分别与检测电路部40的检测信号放大部42(参照图1)连接。

并且,在压力检测动作期间FLfs(参照图10)输出驱动信号Vfs的驱动驱动器14形成于图5所示的半导体芯片19,图9所示的多个导体图案8经由配线WFS而与半导体芯片19的驱动驱动器14电连接。

并且,在图9所示的多根信号线SGL各自与多个导体图案8各自的平面视图中的交叉部产生静电电容。也就是说,形成图2所示的电容元件C1。于是,产生与多根信号线SGL各自和多个导体图案8各自之间的静电电容相应的检测信号,产生的检测信号通过与信号线SGL连接的配线而被传送至图1所示的检测电路部40。进而,在检测电路部40中对检测 信号实施处理,并输出作为从外部输入的命令信号的输出信号Vout。也就是说,通过形成有导体图案8的基板31(参照图6)这样的电极基板和信号线SGL形成检测来自外部的命令的检测部、即输入装置。

作为导体图案8的材料,也可以使用包含金属的金属材料,例如也可以使用氧化铟锡(Indium Tin Oxide;ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide;IZO)或者氧化锡(SnO)等透明导电材料。并且,导体图案8例如也可以为在树脂膜等基材上沉积导体材料而形成的导体膜,或者,也可以是在导光板7等部件上膜状地沉积导体材料而形成的。并且,在图5所示的示例中,导光板7设置于导体图案8与阵列基板2之间,但导体图案8也可以设置在导光板7与阵列基板2之间。

在压力检测部30中,当进行压力检测动作时,通过驱动驱动器14(参照图1)沿扫描方向SC1依次选择与一个或多个导体图案8对应的一个检测块。于是,在选择的检测块中,向导体图案8输入用于测定信号线SGL与导体图案8之间的静电电容的驱动信号Vfs,并从信号线SGL输出用于检测输入位置的检测信号Vdet。这样,在压力检测部30中按照每一检测块进行压力检测。也就是说,一个检测块对应于前述的压力检测原理中的电极E2,导体图案8对应于电极E1。

需要注意的是,显示动作时的驱动块的范围与压力检测动作时的检测块的范围既可以相同,也可以不同。

如图9所示,在平面视图中,相互交叉的多根信号线SGL和多个导体图案8构成矩阵状排列的静电电容式压力传感器。从而,通过扫描压力检测部30的整个压力检测面而能检测施加有来自外部压力的位置。

不过,如上所述,在压力检测部30中,利用随着如图3所示地压力传感器的局部变形而使电极E1与电极E2的分离距离D2小于图2所示的分离距离D1来将电容元件C1的电容值的变化作为电压信号检出。为此,当电容元件C1的电容值由于从外部施加的压力以外的因素而变化时,则成为压力检测的精度下降的原因。为此,优选的是,使因从外部施加的压力而变化的电容元件C1的电容值的变化量足够大于其它噪声分量。

例如,如果由于从外部施加压力而导致图2所示的分离距离D1和图3所示的D2之差大的话,那么,电容元件C1的电容值的变化量也大,能够降低噪声分量的影响。

但是,为了应对对于显示装置的薄型化的要求,因此,显示装置的构成部件的厚度也变薄。例如,作为由于从外部施加压力而变形这样的柔软的部件,考虑图6所示的液晶层4。但是,液晶层4的厚度与基板21、基板31的厚度相比极薄。例如,液晶层4的厚度与基板21、基板31的厚度相比,为0.1%~10%左右的厚度。在图6所示的示例中,液晶层4的厚度例如为3μm~4μm左右。为此,要是在图3所示的电极E1和电极E2之间仅使液晶层4(参照图6)位于其间的程度的话,那么起因于压力的变形量小,无法得到充分的电容变化。

因此,在本实施方式中,构成压力传感器的一对电极中的一方设置于图5所示的阵列基板2的上表面2t侧,另一方电极如图5所示地与阵列基板2分离地设置于阵列基板2的下表面2b一侧。也就是说,如图9所示,作为压力传感器的检测电极的多根信号线SGL设置于阵列基板2,作为压力传感器的驱动电极的导体图案8设置于与阵列基板2分离的位置。

在阵列基板2的下表面2b(参照图5)一侧的部分,与阵列基板2和对置基板3之间的部分相比,更易于确保空间。例如,在图5所示的示例中,在导体图案8和阵列基板2之间设置有偏光板5、导光板7及中空空间9。中空空间9为从外部向显示装置DP1施加有压力时与压力相应地局部地弹性变形的弹性变形层。换言之,中空空间9设置于阵列基板2与导体图案8之间,是由比阵列基板2更易弹性变形、即比阵列基板2更低弹性的材料形成的弹性变形层。

并且,中空空间9的厚度、即垂直于阵列基板2的下表面2b的方向上的长度大于图6所示的液晶层4的厚度。在图5所示的示例中,示出了在导体图案8与阵列基板2之间的两处设置中空空间9的例子,多层中空空间9的厚度的总和为阵列基板2的厚度以上。在像这样地设置有多层中空空间9的情况下,中空空间9的厚度总和越大,越能增大图3所示的电容元件C1的电容值的变化量,从而越能提高检测灵敏度。并且,在将某 些物质(例如空气)配置于中空空间9的情况下,所配置的物质的介电常数越低,越能增大图3所示的电容元件C1的电容值的变化量,从而越能提高检测灵敏度。也就是说,根据本实施方式,由于能够增大因从外部施加的压力而变化的电容值的变化,因此,能够降低噪声分量的影响。从而,能够使得压力传感器的检测精度提高。

需要注意的是,当如上所述地在导体图案8和阵列基板2之间设置多个中空空间9的情况下,“中空空间的厚度”是指多个中空空间9的厚度的总和。并且,作为对本实施方式的变形例,也可以在中空空间9配置空气以外的物质(例如后述的图19所示的弹性体9A),详细将于后述。这种情况下,上述的“中空空间的厚度”可以理解为“弹性变形层的厚度”、或“弹性体的厚度”。

并且,如图3所示意性示出的,在用手指向压力传感器施加外力的情况下,当手指和压力传感器的距离近时,手指的静电电容会对电容元件C1的值产生影响,因此,在压力检测中成为噪声源。因此,从提高压力传感器的检测精度的观点来看,优选的是,使作为噪声源的手指等电介质对电容元件C1的噪声影响降低。

一般情况下,在用手指等按压显示装置的局部而输入命令的情况下,大多从面向观察者的显示面侧、即图5所示例子中的对置基板3的上表面3t侧进行按压。本实施方式中,构成压力传感器的电极设置于阵列基板2以及阵列基板2的下表面2b一侧、即与显示面相反一侧的基板。这种情况下,与将构成压力传感器的电极的一部分设置于对置基板3侧(换言之,配置于显示面侧的基板)的情况相比,加大与手指间的距离。

并且,在本实施方式中,如图6所示,在多根信号线SGL的显示面一侧设置有覆盖多根信号线SGL的驱动电极COML。换言之,在本实施方式中,如图6所示,驱动电极COML设置于多根信号线SGL与作为显示功能层的液晶层4之间。在平面视图中,驱动电极COML以与多根信号线SGL重叠的方式而设置。通过像这样地在作为压力传感器的检测电极发挥作用的多根信号线SGL与显示面之间设置覆盖多根信号线SGL的导体图案,从而能够将导体图案用作屏蔽(シールド)层。

详细而言,在手指接触图6所示的显示装置的显示面侧的情况下,根据手指和多根信号线SGL的分离距离,存在手指的静电电容的影响波及压力传感器的情况。但是,在显示装置DP1的情况下,由于在多根信号线SGL和显示面之间设置有作为覆盖多根信号线SGL的导体图案的驱动电极COML,因此,通过驱动电极COML而能够降低手指的静电电容的影响。

特别是在进行压力检测动作时,对驱动电极COML供给固定电位或脉冲电位(パルス電位)的情况下,驱动电极COML作为屏蔽层而发挥作用,能够大幅降低手指的静电电容的影响。其结果是,能够使得压力传感器的检测精度提高。

在使驱动电极COML作为屏蔽层发挥作用的情况下,供给至驱动电极COML的电位例如既可以为接地电位,也可以为与接地电位不同的电位。并且,供给至驱动电极COML的电位既可以为固定电位,也可以为脉冲电位。

在显示动作时供给至驱动电极COML的电位与压力检测时供给至驱动电极COML的电位不同的情况下,如图10所示,优选将单位帧FL1分时为显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs。换言之,优选在互不相同的时机实施显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs。这种情况下,由于能够在显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs向驱动电极COML(参照图6)供给互不相同的电位,因此,能够根据各动作时的驱动电极COML的功能而供给合适的电位。并且,如果将单位帧FL1分时为显示动作期间FLdp和压力检测动作期间FLfs的话,能够在将图6所示的多根信号线SGL用作压力传感器的检测电极时抑制显示动作时流过的电流的影响。由此,能够使图1所示的压力检测部30的压力检测精度提高。

在图9所示的示例中,说明了在平面视图中作为压力传感器的检测电极的多根信号线SGL与作为压力传感器的驱动电极的多个导体图案8彼此交叉地排列,并沿着扫描方向SC1,按照与一个或多个导体图案8对应的每一检测块依次施加驱动信号Vfs的方法。但是,在利用压力传感器的 电容元件的电容值的变化来检测压力的方法、即静电电容型的压力传感器中存在各种变形例。

例如,图11所示的压力检测部30A除了将多根信号线SGL用作压力传感器的检测电极之外,还将多根扫描线GCL用作压力传感器的检测电极,在这点上与图9所示的压力检测部30不同。图11为示出对图9的变形例的压力传感器的说明图。需要注意的是,在图11中,为了易于看清多根信号线SGL和多根扫描线GCL的区别,对信号线SGL标有花纹加以示出。

图11所示的压力检测部30A具有沿Y方向延伸的多根信号线SGL和沿与Y方向交叉的X方向延伸的多根扫描线GCL作为压力传感器的检测电极。在平面视图中,多根信号线SGL和多根扫描线GCL相互交叉。在使用压力检测部30A的压力检测动作中,从多根信号线SGL和多根扫描线GCL各自输出检测信号Vdet。详细而言,从多根信号线SGL输出检测信号Vdet1,从多根扫描线GCL输出检测信号Vdet2。

在上述构成的压力检测部30A的情况下,在检测电路部40的坐标提取部45(参照图1)中,可组合检测信号Vdet1和检测信号Vdet2来算出被施加有压力的平面位置的坐标。为此,无需像图9所示的压力检测部30那样设置多个导体图案8来依次施加驱动信号Vfs。为此,如图11所示,将为一张导电膜(也称为导体膜)的导体图案8A设置于平面视图中与多根信号线SGL及多根扫描线GCL各自重叠的位置。

在使用压力检测部30A的压力检测动作中,对导体图案8A施加驱动信号Vfs。于是,从多根信号线SGL和多根扫描线GCL一齐(一括)输出检测信号Vdet。换言之,与来自多根信号线SGL的检测信号Vdet1并行地输出来自多根扫描线GCL的检测信号Vdet2。这种情况下,与使用图9所示的压力检测部30的压力检测动作相比,能够缩短动作时间。

需要说明的是,在使用压力检测部30A的压力检测动作中,也可以将多根信号线SGL或者多根扫描线GCL分割为多个检测块,按照每个检测块输出检测信号Vdet。也存在对压力传感器的多处同时施加压力的情况。 此时,从提高上述多处的坐标的检测精度的观点出发,优选的是,如上所述地按照每个检测块来输出检测信号Vdet。

此外,虽然省略图示,但作为对于图9所示的压力检测部30的变形例,也可以使用以下的压力传感器。也就是说,作为压力传感器的检测电极,也可以代替多根信号线SGL而使用多根扫描线GCL(参照图11及图8)。这种情况下,图9所示的多个导体图案8以在平面视图中与多根扫描线GCL各自交叉的方式而设置。从而,能够检测形成于多根扫描线GCL与导体图案8之间的电容元件的电容值的变化,能够检出被施加有压力的位置。

需要说明的是,在多根信号线SGL、多根扫描线GCL、或多根信号线SGL和多根扫描线GCL双方被用作压力检测电极的压力检测动作期间中,多根信号线SGL及多根扫描线GCL也可以与图1所示的源极驱动器13、栅极驱动器12分开(切り離す)。换言之,压力检测动作期间中,多根信号线SGL及多根扫描线GCL也可以与图1所示的源极驱动器13、栅极驱动器12电气分离。在像图11所示的压力检测部30A、以下说明的压力检测部30B那样将多根信号线SGL、多根扫描线GCL用作压力检测用的检测电极的情况下,与多根信号线SGL、多根扫描线GCL连接的电路存在各种各样的实施方式。对于与多根信号线SGL、多根扫描线GCL连接的电路的各种实施方式将于后述。

此外,作为其它变形例,还可以使多根信号线及多根扫描线中双方、或者多根信号线及多根扫描线中任一方形成自电容式的压力传感器。例如,在图12所示的压力检测部30B的情况下,向多根信号线SGL及多根扫描线GCL中双方、或者多根信号线SGL及多根扫描线GCL中任一方供给驱动信号Vfs。并且,向导体图案8A供给例如接地电位GND等固定电位。图12为示出对于图11的变形例的压力传感器的说明图。图13及图14为示意性示出图12所示的自电容式的压力传感器的检测原理的说明图。图15为示出施加有压力时及未施加有压力时的自电容式的压力传感器情况下的检测信号的一例波形的图。

如图9所示的压力检测部30、图11所示的压力检测部30A那样将导体图案8、导体图案8A作为驱动电极而施加驱动信号Vfs,并将信号线SGL、扫描线GCL作为检测电极而通过静电电容方式来检测由驱动电极与检测电极间的气隙变化、即电极间距离的变化所产生的压力的方式被称为互电容式。

另一方面,如图12~图14所示的压力检测部30B那样向导体图案8A供给接地电位GND等固定电位,并检测供给至信号线SGL、扫描线GCL的驱动信号Vfs来通过静电电容方式检测由信号线SGL、扫描线GCL与导体图案8A之间的气隙变化、即电极间距离的变化所产生的压力的方式被称为自电容式。

自电容式的压力检测动作中,如图13及图14所示,在电极E2与供给驱动信号Vfs(参照图12)的电源VDD之间、以及电极E2与电压检测器DET之间设有开关SWC。在自电容式的压力检测动作中,通过切换开关SWC而经由开关SWC交替地电连接电源VDD和电极E2、或电压检测器DET和电极E2。如图13及图14所示,在电极E2电连接于电源VDD的期间,电荷蓄积于电容元件C2。然后,当电极E2与电源VDD断开而与电压检测器DET连接时,蓄电于电容元件C2的电荷被放电。

这里,比较图13和图14可知,在压力施加于作为压力传感器的压力检测部30B的情况和未施加压力的情况下,电容元件C2的电容值不同。也就是说,在压力施加于压力检测部30B的情况和未施加压力的情况下,蓄积于电容元件C2的电荷量不同。其结果,在压力施加于压力检测部30B的情况下,与未施加压力的情况相比,流入电压检测器DET的电流更大。

在自电容式的压力传感器的情况下,通过交替地切换图13及图14所示的开关SWC,从而得到图15所示的检测信号Vdet的波形。换言之,在自电容式的情况下,通过充电,相当于图15所示的交流矩形波Sg的电位被施加于电极E2,通过放电,输出基于所施加的电位的检测信号Vdet。也就是说,在未向压力传感器施加压力的状态下,伴随着因图13所示的开关SWC的切换动作而对电容元件C2进行的充放电,当经由开关SWC连接电极E2和电压检测器DET时,与电容元件C2的电容值相应的电流 流动。电压检测器DET将电流的变动转换为电压的变动。该电压的变动在图15中以实线的波形V2表示。

另一方面,在压力施加于了压力传感器的状态下,如图14所示,压力传感器的局部变形,从而电极E1和电极E2的分离距离D2变得小于图13所示的分离距离D1。由此,电容元件C2的电容值变大。为此,流经图14所示的电容元件C2的电流发生变动。电压检测器DET将电流的变动转换为电压的变动。该电压的变动在图15中以虚线的波形V3表示。这种情况下,波形V3的振幅与上述的波形V2的振幅相比变大。由此,波形V2和波形V3的电压差分的绝对值|ΔV|与压力传感器的变形的影响相应地变化。为此,能够将起因于有无来自外部的压力施加的电容元件C2的电容值的变化作为电压的变化而检出。

与互电容式相比,如上所述地利用自电容式的压力检测部30B在以下方面是优选的。也就是说,如图12所示,导体图案8A连接于接地电位GND等固定电位即可,因此,导体图案8A和半导体芯片19也可以不连接。换言之,导体图案8A也可以与半导体芯片19电气分离。例如,在连接于接地电位GND的情况下,与组装有图1所示的显示装置DP1的模块的构成部件中的例如未图示的壳体等任意部件连接即可。换言之,根据本变形例,可以省略图5、图9或图11所示的配线WFS。为此,与图9及图11所示的互电容式的压力检测部30或者压力检测部30A相比,能够使配线布局简单化。

需要注意的是,在采用自电容式的情况下,为了指定图12中的X-Y平面的位置坐标,如图12所示,将沿X方向延伸的多根信号线SGL和沿Y方向延伸的多根扫描线GCL双方用作检测电极。但是,作为变形例,也可以使用多根信号线SGL和多根扫描线GCL中任一方。这种情况下,不能检测图12所示的X方向和Y方向中某一方向的坐标位置。但是,能够取得所施加的压力的强度、压力施加的时间等信息。

此外,在多根信号线SGL、多根扫描线GCL、或者多根信号线SGL和多根扫描线GCL双方被用作自电容式的压力检测电极的压力检测动作期间中,多根信号线SGL及多根扫描线GCL也可以连接于图1所示的驱 动驱动器14。这种情况下,驱动驱动器14可用作对图13及图14所示的电容元件C2进行充电的电源VDD。不过,在压力检测动作期间中,也可以与作为对图13及图14所示的电容元件C2进行充电的电源VDD的、和图1所示的驱动驱动器14不同的别的驱动电路相连接。

此外,与上述变形例同样,在使用压力检测部30B的压力检测动作中,也可以将多根信号线SGL、或者多根扫描线GCL分割为多个检测块,按照每个检测块来输出检测信号Vdet。有时会对压力传感器的多处同时施加压力。此时,从使得上述多处的坐标的检测精度提高的观点出发,优选如上述这样按照每个检测块来输出检测信号Vdet。

另一方面,从缩短图10所示的压力检测动作期间FLfs的观点出发,优选的是,从多根信号线SGL和多根扫描线GCL一齐输出检测信号Vdet。

此外,与互电容式的压力传感器相比,在自电容式的压力传感器的情况下,与设于检测电极周边的导体图案之间产生的寄生电容的影响大。因此,从提高自电容式的压力传感器的检测精度的观点出发,以下的构成是优选的。

也就是说,将与图15所示的驱动信号Vfs相同的信号波形施加于作为检测对象的电极E2(参照图12)的周围的导体图案。并且,优选的是,施加和驱动信号Vfs相同的波形的时机与将驱动信号Vfs施加于作为检测对象的电极E2的时机同步。由此,能够大幅降低在检测电极与周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

以下,在本申请说明书中,与驱动信号Vfs施加于检测电极的时机同步地将和驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位施加于检测电极周围的导体图案的方法被称为有源屏蔽(アクティブシールド)方式。并且,例如,把与驱动信号Vfs施加于检测电极的时机同步地将和驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位施加于第一导体图案的方式记载为对第一导体图案应用有源屏蔽方式。

关于形成于导体图案间的寄生电容(寄生容量),导体图案的平面面积(plane area)越大,则寄生电容值越大。并且,关于形成于导体图案间的寄生电容,导体图案间的距离越小,则寄生电容值越大。因此,对于图 6所示的驱动电极COML,优选应用有源屏蔽方式。此外,在自电容式的压力检测动作中,当从多根信号线SGL和多根扫描线GCL一齐输出检测信号Vdet时,由于多根信号线SGL及多根扫描线GCL全部作为检测电极而动作,因此,不能应用有源屏蔽方式。

但是,如作为变形例所说明的,在多根信号线SGL和多根扫描线GCL中任一方被用作检测电极的情况下,优选对不用作检测电极的导体图案应用有源屏蔽方式。

此外,如作为其它变形例所说明的,有时会将多根信号线SGL或者多根扫描线GCL分割为多个检测块,并按照每个检测块来输出检测信号Vdet。这种情况下,优选对未作为检测块而输出检测信号Vdet的导体图案(例如,信号线SGL或者扫描线GCL)应用有源屏蔽方式。

此外,如图8所示,多根信号线SGL对应子像素SPix的每列、即沿图8所示的Y方向的子像素SPix的每一垂直线而设置。并且,多根扫描线GCL对应子像素SPix的每行、即沿图8所示的X方向的子像素SPix的每一水平线而设置。为此,在将图13所示的电压检测器DET连接在多根信号线SGL及多根扫描线GCL各自上的情况下,需要为数众多的电压检测器DET。这种情况下,包括多个电压检测器DET的部件的大小增大。

例如,在本实施方式的示例中,多个电压检测器DET形成于图5所示的半导体芯片19。这种情况下,从使得半导体芯片19的平面面积小型化的观点出发,优选的是电压检测器DET的数量少。因此,本申请发明人对于减少在同一时机下使用的电压检测器DET的数量的技术进行了研究,发现了以下的变形例。

图16为示出构成图12所示的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。需要注意的是,虽然在图16中示出的是图12所示的压力检测部30B的接线例,但也可以应用于图11所示的压力检测部30A的接线例。

构成图16所示的压力检测部30B的检测电极的多根信号线SGL及多根扫描线GCL如下述这样与电压检测器DET电连接。即,关于多根信号线SGL,相邻排列的每多根信号线SGL电连接而构成多个检测块DUa。 并且,关于多根扫描线GCL,相邻排列的每多根扫描线GCL电连接而构成多个检测块DUb。并且,在压力检测动作期间,多个检测块DUa及多个检测块DUb分别与多个电压检测器DET连接。

换言之,在构成压力检测部30B的检测电极的多根信号线SGL中,彼此相邻的多根信号线SGL并联连接并与一个电压检测器DET连接。并且,在构成压力检测部30B的检测电极的多根扫描线GCL中,彼此相邻的多根信号线SGL并联连接并与一个电压检测器DET连接。

如上所述,图8所示的多根信号线SGL对应子像素SPix的每列而设置。并且,多根扫描线GCL对应子像素SPix的每行而设置。子像素SPix的尺寸会对显示部20(参照图1)的分辨率产生影响,因此,从提高显示图像的品质的观点出发,平面尺寸非常小。另一方面,在检测压力检测的坐标位置的情况下,可以是比显示部20所要求的分辨率低的分辨率。

因此,在图16所示的示例中,将多根信号线SGL并联连接而连接于一个电压检测器DET。并且,将多根扫描线GCL并联连接而连接于一个电压检测器DET。由此,例如即使是在从多根信号线SGL及多根扫描线GCL一齐输出检测信号Vdet(参照图12)的情况下,也能够减少电压检测器DET的数量。

需要注意的是,在图16所示的示例中,分别并联连接4根信号线SGL及4根扫描线GCL。不过,根据所要求的分辨率,并联连接的信号线SGL或者扫描线GCL的数量也可以为4根以外的数量。并联连接的信号线SGL或者扫描线GCL的数量减少的话,则压力检测的坐标的分辨率提高。另一方面,并联连接的信号线SGL或者扫描线GCL的数量增多的话,虽然分辨率下降,但能够减少电压检测器DET的数量。

此外,在如对于图9所示的压力检测部30及其变形例所说明的那样仅将多根信号线SGL及多根扫描线GCL中任一方用作检测电极的情况下,能够进一步减少电压检测器的数量。这种情况下,通过将图15所示的波形V2的检测波形施加于不作为检测电极使用的配线,从而能够使得检测精度提高,这一点在前面已进行了说明。

此外,作为对于图16的变形例,也可以形成图17所示的压力检测部30C那样的接线。图17为示出构成对于图16的变形例的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。

构成图17所示的压力检测部30C的检测电极的多根信号线SGL及多根扫描线GCL如下所述地与电压检测器DET电连接。即,多根信号线SGL中的彼此相邻的多根信号线SGL中的一部分与电压检测器DET连接,而另一部分与电压检测器DET电气分离。并且,多根扫描线GCL中的彼此相邻的多根扫描线GCL中的一部分与电压检测器DET连接,而另一部分与电压检测器DET电气分离。

在如压力检测部30C这样构成为将多根信号线SGL或者多根扫描线GCL中的一部分不连接于电压检测器DET的情况下,与图16所示的压力检测部30B同样地能够减少电压检测器DET的数量。不过,检测电极的平面面积越大,则图13及图14所示的电容元件C2的电容值越大。因此,从增大电容元件C2的电容来提高检测精度的观点出发,图16所示的压力检测部30B更为优选。

并且,在图17所示的压力检测部30C的情况下,当在压力检测动作期间中不与电压检测器DET连接的信号线SGL或扫描线GCL连接于了其它电路时,优选的是,将图15所示的波形V2的检测波形施加于上述未连接的信号线SGL或扫描线GCL来应用有源屏蔽方式。由此,能够抑制与连接于电压检测器DET的信号线SGL或扫描线GCL之间形成寄生电容。或者,如图17所示,优选的是,在压力检测动作中,上述未连接的信号线SGL或扫描线GCL与其它电路电气分离。在不与其它电路连接的浮动(フローティング)的导体图案上难以形成寄生电容。

此外,作为对于图16的其它变形例,也可以形成图18所示的压力检测部30D那样的接线。图18为示出构成对于图16的其它变形例的压力传感器的检测电极的信号线及扫描线与电压检测器的接线例的说明图。

图18所示的压力检测部30D的检测电极由多根信号线SGL及多根扫描线GCL构成。这一点与图16所示的压力检测部30B相同。不过,压力检测部30D的情况下,对从多根信号线SGL输出检测信号Vdet1(参照 图12)的时机和从多根扫描线GCL输出检测信号Vdet2(参照图12)的时机时间性地进行分割。换言之,在使用压力检测部30D的压力检测方法中,分时地进行从多根信号线SGL输出检测信号Vdet1的检测动作期间和从多根扫描线GCL输出检测信号Vdet2的检测动作期间。进一步换言之,压力检测部30D在从多根信号线SGL及多根扫描线GCL中任一方输出检测信号Vdet之后,再从另一方输出检测信号Vdet。

例如,在图18所示的示例中,多根信号线SGL被分割为由检测块DUa1、检测块DUa2、……、检测块DUan构成的n个检测单位。并且,多根扫描线GCL被分割为由检测块DUb1、检测块DUb2、……、检测块DUbm构成的m个检测单位。另一方面,检测电路部40包括由电压检测器DET1、电压检测器DET2、……、电压检测器DETs构成的s个电压检测器DET。

这里,在从多根信号线SGL输出检测信号Vdet1(参照图12)的期间,按照检测块DUa1和电压检测器DET1、检测块DUa2和电压检测器DET2、……的顺序,分别电连接多根信号线SGL和多个电压检测器DET。此时,多根扫描线GCL各自与电压检测器DET电气分离。由此,选择性地检测从多根信号线SGL输出的检测信号Vdet1。

另一方面,在从多根扫描线GCL输出检测信号Vdet2(参照图12)的期间,按照检测块DUb1和电压检测器DET1、检测块DUb2和电压检测器DET2、……的顺序,分别电连接多根扫描线GCL和多个电压检测器DET。此时,多根信号线SGL各自与电压检测器DET电气分离。由此,选择性地检测从多根扫描线GCL输出的检测信号Vdet2。

从多根信号线SGL输出检测信号Vdet1(参照图12)的期间和从多根扫描线GCL输出检测信号Vdet2(参照图12)的期间之间的接线的切换可以使用未图示的开关来进行。

在图18所示的压力传感器的情况下,电压检测器DET的数量为上述n个和m个中的更大一方的值即可。为此,与图16、图17所示的示例相比,能够大幅减少电压检测器DET的数量。

此外,在使用压力检测部30D进行压力检测的情况下,如上所述,在压力检测动作时会存在不与电压检测器DET连接的配线。因此,如上所述,从降低寄生电容来提高压力检测的检测精度的观点出发,优选的是,在压力检测动作时将波形V2供给至与电压检测器DET电气分离的多根配线来应用有源屏蔽方式。

此外,在图5所示的示例中,对于在导体图案8与阵列基板2之间设置中空空间9的显示装置DP1的示例进行了说明。但是,也可以如图19所示的显示装置DP2那样在导体图案8与阵列基板2之间设置比阵列基板2更易于弹性变形的、即弹性体9A。图19为示出对于图5的变形例的一例显示装置的截面图。

图19所示的显示装置DP2具有设于导体图案8与阵列基板2之间的弹性体9A。弹性体9A为比阵列基板2及图6所示的基板21更易于弹性变形的部件。换言之,其是比阵列基板2及图6所示的基板21弹性更低的部件。在图19所示的示例中,于导体图案8与阵列基板2之间设有多个弹性体9A。并且,多个弹性体9A的厚度、即垂直于阵列基板2的下表面2b方向上的长度的总和大于图6所示的液晶层4的厚度。

在如显示装置DP2这样设有多层弹性体9A的情况下,中空空间9的厚度的总和越大,则越能增大图13及图14所示的电容元件C2的电容值的变化量。也就是说,根据本变形例,由于能够增大因从外部施加的压力而变化的电容值的变化,因此,能够减小噪声分量的影响。由此,能够提高压力传感器的检测精度。

需要说明的是,作为对于图19的变形例,也可以设置一层弹性体9A。这种情况下,通过使一层弹性体9A的厚度至少厚于图6所示的液晶层4,从而能够增大图13及图14所示的电容元件C2的电容值的变化量。并且,优选一层弹性体9A的厚度为阵列基板2的厚度以上。

需要说明的是,在如上所述地导体图案8与阵列基板2之间设有多个弹性体9A的情况下,“弹性体的厚度”是指多个弹性体9A的厚度的总和。

此外,作为促进压力传感器的局部弹性变形的弹性变形层,对图5中设置中空空间9的示例、图19中设置弹性体9A的示例进行了说明。但是,也可以组合图5所示的示例和图19所示的示例加以应用。例如,虽然省略了图示,但当在导体图案8与阵列基板2之间的多处设置有间隙的情况下,也可以在一部分间隙中设置中空空间9,在另一部分间隙中设置弹性体9A。

此外,在图19中示出了使用自电容式的压力传感器的示例。为此,图19中未设置图5所示的配线WFS。不过,在如图5所示的互电容式的压力传感器中,也可以设置图19所示的弹性体9A。并且,在图19所示的自电容式的压力传感器中,也可以设置图5所示的中空空间9。

此外,在图5及图19中,为了使导体图案8和阵列基板2的分离距离增大,在设置于阵列基板2的下表面2b一侧的导光板7的下方设置导体图案8。换言之,在显示装置DP1及显示装置DP2中,偏光板5、导光板7设置于导体图案8和阵列基板2之间。

但是,如果能够充分必要地提高压力传感器的检测精度的话,也可以不在导体图案8和阵列基板2之间配置其它部件。例如,在将有机EL用作显示功能层的情况下,不设置偏光板5、导光板7等光学功能膜的情况也有。

图20为示出对于图19的变形例的一例显示装置的截面图。需要注意的是,在图20中为了易于看清导体图案8的位置而对导体图案8绘有花纹。如果压力传感器根据从外部施加的压力稳定地变形的话则能够提高压力的检测精度,因此,也可以在导体图案8和阵列基板2之间设置偏光板5、导光板7以外的部件。例如,在使用液晶层4(参照图6)作为显示功能层的液晶显示装置的情况下,有时会在导光板7与偏光板5之间设置棱镜片PF1(参照图20)、光扩散片PF2(参照图20)等多张光学功能膜。并且,在如图20所示的显示装置DP3那样于导光板7和偏光板5之间设置有作为光学功能膜的棱镜片PF1、光扩散片PF2这样的光学功能膜的情况下,也可以使导体图案8沉积于光学功能膜的一主面。这种情况下,由 于对导体图案8要求光透过性,因此,优选由例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或者氧化锡(SnO)等透明导电材料形成。

(实施方式二)

在上述实施方式一中列举了包括压力传感器作为输入装置的显示装置进行了说明。在本实施方式中,对包括压力传感器及触摸传感器作为输入装置的显示装置进行说明。图21为示出对于图1的变形例的显示装置的整体构成的框图。

需要注意的是,本实施方式的显示装置在进一步具有触摸传感器作为输入装置这点上与上述实施方式一不同。但是,压力传感器的部分以及显示部的部分与上述实施方式相同,因此,省略重复的说明,围绕与上述实施方式一的不同点进行说明。

图21所示的显示装置DP3所包括的主体部10具有压力检测功能、触摸检测功能以及显示功能。也就是说,主体部10具有:作为输出图像、影像的显示装置的显示部20、作为压力传感器的压力检测部30、和作为触摸传感器的触摸检测部50。并且,显示装置DP3除了包括在上述实施方式一中作为压力检测用的电路部进行过说明的检测电路部40之外,还包括作为触摸检测用的电路部的检测电路部60,这点与上述实施方式一不同。

并且,主体部10是将显示部20、压力检测部30以及触摸检测部50一体化的显示装置,其为内置有压力检测功能及触摸检测功能的显示装置、即带内置式的触摸检测功能及压力检测功能的显示装置。

触摸检测部50基于利用后述的由于手指等电介质接近而产生的静电电容变化的触摸检测原理而动作,并输出检测信号VTdet。

控制部11为基于由外部供给的影像信号Vdisp分别向栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动驱动器14、检测电路部40及检测电路部60供给控制信号并控制它们彼此同步地动作的电路。

驱动驱动器14为基于从控制部11供给的控制信号将驱动信号Vcom供给至主体部10中包括的驱动电极COML(参照后述的图24及图25)的电路。需要说明的是,为了在图21中看得清楚,分别各一根地示出了 用于触摸检测部50用的驱动信号Vts、用于显示部20用的驱动信号Vcom及施加用于压力传感器的驱动信号Vfs。

此外,检测电路部60为基于从控制部11供给的控制信号和从主体部10的压力检测部50供给的检测信号VTdet而检测手指或输入夹具有无接近触摸检测部50的电路。并且,检测电路部60为电性地判定手指或输入夹具有无接近主体部的触摸检测部50的触摸检测区域并输出得到的信息的电路。例如在图21所示的示例中,检测电路部60包括:检测信号放大部62、A/D(模/数)转换部63、信号处理部64、坐标提取部65、和检测控制部66。

需要注意的是,图21所示的检测电路部60的各部分所具有的功能与上述实施方式一中说明的检测电路部40的各部分所具有的功能对应,因此,省略重复的说明。

<利用静电电容的变化的触摸检测原理>

下面,参照图21~图23对本实施方式的显示装置DP3中的触摸检测的原理进行说明。图22为示意性示出触摸传感器和手指的分离状态的说明图。并且,图23为示意性示出触摸传感器和手指的接触状态的说明图。

需要注意的是,上述实施方式一中说明的压力传感器和本实施方式的触摸传感器在电性地检测电容元件的静电电容的变化并转换为电压信号加以输出这点上是相同的。因此,在本部分中,对于与上述实施方式一中说明过的压力传感器共通的部分省略其说明。

如图22及图23所示,静电电容型的触摸传感器具有隔着电介质D而相对配置的电极E3及电极E4。在电极E3和电极E4之间形成有电容元件C3。该电容元件C3的一端与作为驱动信号源的交流信号源S连接,电容元件C3的另一端与作为触摸检测电路的电压检测器DET连接。电压检测器DET例如由图21所示的检测信号放大部62中包含的积分电路构成。电压检测器DET的结构与上述实施方式一相同。

当从交流信号源S向电容元件C3的一端、例如电极E3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C3的另一端、例如电极E4侧连接的电压检测器DET,产生作为输出波形的 检测信号VTdet。需要注意的是,该交流矩形波Sg例如相当于图4所示的驱动信号Vfs。

在手指未接触及接近的状态、即非接触状态下,如图22所示,伴随着对电容元件C3的充放电,与电容元件C3的电容值相应的电流流动。

另一方面,如图23所示,在手指接触或者接近了的状态、即接触状态下,受到由手指形成的静电电容C4的影响,通过电极E3及电极E4形成的电容元件C3的电容值变小。为此,图23所示的电容元件C3中流动的电流发生变动。

于是,在电压检测器DET中,将电容元件C3中流动的电流的变动转换为电压的变动,并作为检测信号VTdet而输出。电压检测器DET的动作与上述实施方式一相同。

上述之后,图21所示的检测电路部60所具有的检测信号放大部62、A/D转换部63、信号处理部64、坐标提取部65以及检测控制部66分别与上述实施方式一中说明过的检测电路部40所包括的各部分进行相同的动作,将触摸面板坐标作为输出信号VTout而输出。

<包括触摸检测部的显示装置的构成例>

下面,对包括触摸传感器的显示装置的构成例进行说明。图24为示出图21所示的一例显示装置的截面图。此外,图25为示出图24所示的显示装置所包括的触摸传感器的构成例的说明图。

需要说明的是,在图24中,为了易于在一张图上看清设置于阵列基板2与对置基板3之间的液晶层4、TFT层25等,局部地放大示出了TFT层25与彩色滤光层32之间。此外,在图24中,为了易于识别电极、导体图案,对像素电极22、驱动电极COML、扫描线GCL及信号线SGL标有剖面线,并对触摸传感器的检测电极TDL及压力传感器的导体图案8画有点图案。并且,以使用图12~图14说明的自电容式的压力传感器的例子示出图24所示的压力传感器。为此,图5所示的配线WFS未连接于图24所示的显示装置DP3的导体图案8。

此外,在图25中,作为互电容式的触摸传感器的构成例,示出了将驱动电极COML用作触摸传感器用的驱动电极的实施方式。

如图25所示,触摸检测部50具有:设置于对置基板3的上表面3t上并作为触摸检测用的检测电极而动作的多个检测电极TDL、和设置于阵列基板2并作为触摸检测用的驱动电极而动作的多个驱动电极COML。

在平面视图中,多个驱动电极COML分别沿与多个检测电极TDL各自的延伸方向交叉的方向而延伸。换言之,多个驱动电极COML以在平面视图中与多个检测电极TDL分别交叉的方式彼此空开间隔地排列。并且,在与阵列基板2包括的基板21的上表面21t(参照图24)垂直的方向上,多个驱动电极COML各自与检测电极TDL相对。

并且,检测电路部60例如形成于图24所示的触摸检测用的半导体芯片51,图25所示的多个检测电极TDL分别与检测电路部60的检测信号放大部62(参照图21)连接。

并且,在触摸检测动作中输出驱动信号Vts的驱动驱动器14形成于图24所示的半导体芯片19,多个驱动电极COML与半导体芯片19的驱动驱动器14电连接。并且,触摸检测用的半导体芯片51经由配线WTS而与半导体芯片19电连接。

本实施方式的情况下,从图25所示的多个检测电极TDL输出的检测信号VTdet被输出至形成于半导体芯片51的触摸检测用的检测电路部60。如图24所示,半导体芯片51例如搭载于对置基板3的上表面3t上。

需要注意的是,触摸检测动作时的检测电路部60的各部分的动作与使用图9说明过的压力检测动作相同,因此,省略重复的说明。

此外,图22及图23示出了静电电容方式的触摸传感器的基本检测原理,存在多种变形例。例如,在图22~图25中列举互电容式的触摸传感器的例子进行了说明,但如在上述实施方式一中使用图12~图14所说明的那样,也可以使用自电容式的触摸传感器。

并且,在图24及图25中,对于将显示部20(参照图21)所具有的驱动电极COML用作触摸检测用的驱动电极的内置式的触摸传感器进行了说明。但是,也可以使用触摸检测用的电极与显示装置用的电极、配线分开形成的上置式(on cell type)的触摸传感器。

<包括压力检测部及触摸检测部的显示装置的优选方式>

如使用图22及图23所说明的,在触摸传感器的情况下,利用通过手指、输入夹具(冶具)等电介质接近电容元件C3而使电容元件C3中流动的电流发生变动来检测触摸的有无。因此,在优选电极E3和电极E4的分离距离不发生变化这点上与压力传感器不同。

此外,在触摸传感器的情况下,使手指等电介质接近或者接触是检测动作的前提。为此,在如本实施方式这样包括触摸传感器及压力传感器双方的显示装置的情况下,特别优选减小因手指接近所对压力传感器带来的噪声的影响。

如上述实施方式一中所说明的,在液晶层4(参照图6)和多根信号线SGL之间设置有驱动电极COML。并且,在平面视图中,驱动电极COML设置成与多根信号线SGL重叠。从而,通过减小因手指接近显示面侧所对压力传感器带来的噪声影响,能够使得压力传感器的检测精度提高。

并且,在压力检测动作期间FLfs(参照图10),通过向驱动电极COML供给固定电位或者脉冲电位,从而由驱动电极COML产生的屏蔽效果大幅提升,因此,能够进一步减小由于手指接近显示面侧而产生的对于压力传感器的噪声影响。

此外,如上所述,在静电电容方式的压力传感器的情况下,根据与构成电容元件的电极间的距离相应的电容变化来判定有无施加压力。这种情况下,当压力传感器的检测环境的状态、例如环境温度、有无振动或周边有无噪声源的情况变化时,检测信号的波形易于变化。特别是,在使用图12~图14所说明的自电容式的压力传感器的情况下,波形易于根据环境的状态变化而变化。

因此,关于压力传感器的检测信号的波形V0(参照图4),优选的是,进行校正(キャリブレーション)来减小环境变化的原因所导致的检测误差。由此,能够使得压力传感器的检测灵敏度提高。

这里,在如本实施方式这样具有触摸传感器及压力传感器的显示装置的情况下,当进行校正时,存在手指已接触于显示装置的情况。如上所述,通过在液晶层4(参照图6)和多根信号线SGL之间设置驱动电极COML,从而能够减小对于压力传感器的噪声影响。但是,却难以完全排除手指已 接触时所产生的噪声影响。为此,在进行校正时,优选优先地使用手指引起的噪声影响小时的校正数据。

因此,从实施校正时考虑手指的影响的观点出发,优选的是,如图21所示地将从触摸传感器用的检测电路部60输出的输出信号VTout输入至压力检测用的检测电路部40。例如,在图21所示的示例中,输出信号VTout被输入至检测电路部40的检测控制部46。

在检测控制部46中,例如,当取得了进行了校正时的手指的坐标位置的信息时,能够排除手指的坐标位置周边的检测信号的数据。并且,例如,如果取得进行了校正时的触摸有无的信息,则能够基于其再次进行校正。

这样,为了将从触摸传感器用的检测电路部60输出的输出信号VTout输入至压力检测用的检测电路部40,需要电连接检测电路部40和检测电路部60。在图24及图25的示例中,形成有检测电路部60的半导体芯片51和形成有检测电路部40的半导体芯片19经由配线WTS而电连接。从而,能够电连接检测电路部40和检测电路部60。

并且,从使得将从触摸传感器用的检测电路部60输出的输出信号VTout输入至压力检测用的检测电路部40的处理高速化的观点出发,优选的是,检测电路部40和检测电路部60形成于相同器件。图26为示出对于图21的变形例的显示装置的整体构成的框图。并且,图27为示出对于图21的其它变形例的显示装置的整体构成的框图。

图26所示的显示装置DP4的情况下,检测电路部40和检测电路部60形成于半导体芯片51。换言之,图26所示的显示装置DP4具有形成有进行压力检测动作的检测电路部40和进行触摸检测动作的检测电路部60的半导体芯片51。半导体芯片51例如与图24所示的显示装置DP3同样地为搭载于对置基板3所具有的基板31的上表面31t的器件。这样,如果检测电路部40和检测电路部60形成于同一器件并彼此电连接的话,则能够使将从触摸传感器用的检测电路部60输出的输出信号VTout输入至压力检测用的检测电路部40的处理高速化。

此外,在图27所示的显示装置DP5的情况下,包括进行上述的压力检测动作及触摸检测动作的检测电路部70。如上所述,在将电容元件的电容值的变化作为检测信号传送至检测电路部,并通过检测电路部判定压力施加的有无或触摸的有无而输出结果这一点上与实施方式一中说明的压力传感器和本实施方式中说明的触摸传感器是共通的。

为此,对于检测信号的电气处理是同样的。如图27所示,能够使用一个检测电路部70来依次地进行压力检测动作和触摸检测动作。检测电路部70为电性地判定有无对主体部的压力检测部30的压力检测区域施加压力并输出所得到的信息的电路。并且,检测电路部70也为电性地判定有无对于主体部的触摸检测部50的触摸检测区域的触摸并输出所得到的信息的电路。

例如在图27所示的示例中,检测电路部70包括:检测信号放大部72、A/D(模/数)转换部73、信号处理部74、坐标提取部75、和检测控制部76。检测信号放大部72具有图21所示的检测信号放大部42的功能及检测信号放大部62的功能。并且,图27所示的A/D转换部73具有图21所示的A/D转换部43的功能及A/D转换部63的功能。并且,图27所示的信号处理部74具有图21所示的信号处理部44的功能及信号处理部64的功能。并且,图27所示的坐标提取部75具有图21所示的坐标提取部45的功能及坐标提取部65的功能。并且,图27所示的检测控制部76具有图21所示的检测控制部46的功能及检测控制部66的功能。

并且,在图27所示的示例中,使用开关SW1及开关SW2切换被输入检测电路部70的检测信号的种类及控制信号的种类。由此,在检测电路部70中,能够依次切换来进行压力检测动作和触摸检测动作。

通过如显示装置DP5这样地将检测电路部70兼用为压力检测用和触摸检测用,从而能够减少电路的数量。其结果是,能够减小检测电路部70形成于其上的半导体芯片51的面积。

并且,在显示装置DP5的情况下,能够通过检测电路部70内的配线将输出信号VTout传送至检测控制部76。换言之,压力检测动作和触摸检测动作由为同一控制电路的检测控制部76控制。由此,能够使得将从 触摸传感器用的检测电路部60输出的输出信号VTout输入至压力检测用的检测电路部40的处理高速化。

(实施方式三)

在上述实施方式一中,使用图12~图20对自电容式的压力传感器的实施方式进行了说明。在本实施方式中,对于连接于自电容式的压力传感器的周边电路的优选实施方式进行说明。图28及图29为示意性示出包括图16~图18所示的压力传感器中任一压力传感器的显示装置的构成例的说明图。并且,图30为示出图28及图29所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。在图28及图29中,为了看得清楚,以扫描线GCL的数量、信号线SGL的数量及驱动电极COML的数量较少的状态进行了示出。并且,图28示出了图30所示的检测动作期间FLfsx中的多个开关的开闭(ON/OFF)状态,图29示出了图30所示的检测动作期间FLfsy中的多个开关的开闭(ON/OFF)状态。

在本实施方式三中,包含后述的变形例在内,对多种显示装置进行说明。在本实施方式三中说明的多个显示装置分别为上述实施方式一中说明的显示装置中包括利用自电容式的压力传感器的显示装置。并且,本实施方式三中,有关与自电容式的压力传感器相连接的电路的构成,为对已在上述实施方式一中说明过的内容进行补充说明的实施方式。因此,在本实施方式三中,省略与已在上述实施方式一中说明过的部分重复的部分的说明,围绕与上述实施方式一的不同点进行说明。此外,也可以将本实施方式三中说明的技术与上述实施方式二中说明的技术组合起来应用。

在上述实施方式一中说明的图8所示的显示装置的电路构成例中,多根扫描线GCL及多个驱动电极COML分别沿X方向延伸,并且,多根信号线SGL沿与X方向交叉(例如正交)的Y方向延伸。在显示动作期间FLdp(参照图10)中,向多个像素Pix(参照图8)供给公共电位的驱动电极COML沿X方向延伸的结构被称为横COM(コム)结构。另一方面,在图28所示的示例中,多根扫描线GCL沿X方向延伸,并且多根信号线SGL及多个驱动电极COML沿与X方向交叉(例如正交)的Y方向延伸。如图28所示的显示装置DP6那样,驱动电极COML沿Y方向延伸的结 构被称为纵COM(コム)结构。在本实施方式三中,首先示例性地列举纵COM结构的显示装置说明之后,再对应用于横COM结构的情况也进行说明。

图28及图29所示的显示装置DP6与使用图12说明的压力检测部30B同样,多根扫描线GCL及多根信号线SGL分别被用作是以自电容方式检测压力的检测电极的电极E2(参照图12)。换言之,显示装置DP6的构成可以如以下这样表现。也就是说,在沿基板21的上表面21t的平面视图中,在上表面21t侧设有沿X方向延伸的多根扫描线GCL和沿与X方向交叉的Y方向延伸的多根信号线SGL。多根扫描线GCL分别与检测电路部40X电连接,该检测电路部40X根据多根扫描线GCL和导体图案8A(参照图12)之间的电容值的变化来检测由于外部物体的接触而产生的压力。如图30所示,在检测多根扫描线GCL和导体图案8A(参照图12)之间的电容值的变化的检测动作期间FLfsx,对多根扫描线GCL供给作为脉冲电位的驱动信号Vfs。并且,经由多根扫描线GCL将基于驱动信号Vfs的检测信号Vdet2(参照图12)输出至图28所示的检测电路部40X。此外,如图29所示,多根信号线SGL分别与检测电路部40Y电连接,该检测电路部40Y根据多根信号线SGL和导体图案8A之间的电容值的变化来检测由于外部物体接触而产生的压力。如图30所示,在检测多根信号线SGL和导体图案8A之间的电容值的变化的检测动作期间FLfsy,对多根信号线SGL供给作为脉冲电位的驱动信号Vfs。并且,经由多根信号线SGL将基于驱动信号Vfs的检测信号Vdet1(参照图12)输出至检测电路部40Y(参照图29)。

需要注意的是,在图28及图29所示的示例中,检测来自沿X方向延伸的检测电极(即扫描线GCL)的输出信号的检测电路部40X和检测来自沿Y方向延伸的检测电极(即信号线SGL)的输出信号的检测电路部40Y相互独立地设置。但是,检测电路部40X和检测电路部40Y也可以不相互独立。例如,也可以是,半导体芯片19S具有一个检测电路部40,沿X方向延伸的检测电极及沿Y方向延伸的检测电极各自向一个检测电路部40输出检测信号Vdet1及检测信号Vdet2。

此外,在图28及图29所示的示例中,驱动驱动器14S与检测电路部40独立地设置。驱动驱动器14S为在图30所示的检测动作期间FLfsx及检测动作期间FLfsy中输出图30所示的驱动信号Vfs或者保护信号Vgd的检测动作用的驱动电路。因此,驱动驱动器14S也可以构成检测电路部40的一部分。

在图30所示的示例中,单位帧FL1被分时为多个显示动作期间FLdp、检测动作期间FLfsx以及检测动作期间FLfsy,显示动作期间FLdp和检测动作期间(检测动作期间FLfsx或者检测动作期间FLfsy)交替实施。如图30所示,在显示动作期间FLdp中,驱动驱动器14(参照图28)向驱动电极COML供给驱动信号Vcom。在图28所示的示例中,显示装置DP6具有半导体芯片19D及半导体芯片19S,其中,半导体芯片19D为形成有主要控制显示部20(参照图1)的动作的电路的显示控制芯片,半导体芯片19S为形成有主要控制压力检测部30(参照图1)的动作的电路的检测动作控制芯片。图30所示的驱动信号Vcom从图28所示的驱动驱动器14中的、形成于半导体芯片19D的驱动驱动器14D供给至驱动电极COML。驱动驱动器14D为显示动作用的驱动电路。

并且,在图30所示的显示动作期间FLdp,栅极驱动器12(参照图28)向扫描线GCL施加扫描信号Vscan。扫描信号Vscan为控制图8所示的TFT元件Tr的开闭动作的信号,具有与驱动信号Vfs不同的波形。在图30所示的示例中,扫描信号Vscan为电位的绝对值大于驱动信号Vfs的矩形波。如图30所示,当带有高于基准电位的电位的扫描信号Vscan输入TFT元件Tr时,TFT元件Tr变为导通(ON)状态,如图30的虚线所示,当电位低于基准电位的扫描信号Vscan输入TFT元件Tr时,TFT元件Tr变为截止(OFF)状态。在图28所示的示例中,与扫描线GCL连接的配线路径中,为相对高电位的供给路径的配线路径VGH经由开关SWgH而与扫描线GCL电连接。并且,与扫描线GCL连接的配线路径中,为相对低电位的供给路径的配线路径VGL经由开关SWgL而与扫描线GCL电连接。在使开关SWgH导通、使开关SWgL截止的情况下,相对高的电位被供给至扫描线GCL。由此,TFT元件Tr(参照图8)例如变为 导通状态。相反地,在使开关SWgL导通、使开关SWgH截止的情况下,相对低的电位被供给至扫描线GCL。由此,TFT元件Tr例如变为截止状态。于是,通过控制开关SWgH及开关SWgL的开闭动作,从而形成图30所例示的波形。

如在上述实施方式一中所说明的,栅极驱动器12具有基于从控制部11(参照图1)供给的控制信号依次选择作为显示部20(参照图1)的显示驱动的对象的水平线的功能、即、控制图8所示的TFT元件Tr的开闭动作的功能。当在扫描信号Vscan的选择动作中发生了误动作的情况下,将导致显示不良。被用作选择动作的开关的TFT元件Tr与其它开关相比,以相对高的电压被开闭控制。为此,供给至以高电压被开闭控制的TFT元件Tr的扫描信号Vscan与其它驱动信号相比为高电位。例如,图30所示的压力检测用的驱动信号Vfs以1.5V±1V(伏)左右的电位动作。另一方面,TFT元件Tr例如以±4.0V左右的电位被开闭控制,使TFT元件Tr为截止状态时的扫描信号Vscan的电位为-6V±1V(伏)左右。

此外,在图30所示的显示动作期间FLdp中,源极驱动器13(参照图1)向信号线SGL供给像素信号Vpix的像素信号Vpix为产生用于使作为显示功能层的液晶层的液晶分子的取向发生变化的电场的影像信号,具有与驱动信号Vfs不同的波形。不过,像素信号Vpix由于不是开闭控制TFT元件Tr(参照图8)的信号,因此,与扫描信号Vscan相比,以绝对值相对小的电位被控制。

接着,在检测多根扫描线GCL和导体图案8A(参照图12)之间的电容值变化的检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S向扫描线GCL供给驱动信号Vfs。在检测动作期间FLfsx中,如图28所示,与多根扫描线GCL各自连接的开关SWgs1导通。换言之,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S经由开关SWgs1将驱动信号Vfs供给至扫描线GCL。并且,连接于多根扫描线GCL各自与栅极驱动器12之间的开关SWgH及开关SWgL分别截止。在图28所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40X而与开关SWgs1电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40X将驱动信号Vfs供给至扫描线GCL。

此外,在图30所示的示例中,对信号线SGL及驱动电极COML应用有源屏蔽方式。也就是说,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S向信号线SGL及驱动电极COML供给作为与驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位的保护信号Vgd。在检测动作期间FLfsx,如图28所示,连接于多根扫描线GCL各自与驱动驱动器14S之间的开关SWss1导通。换言之,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S经由开关SWss1向信号线SGL供给保护信号Vgd。并且,在检测动作期间FLfsx,连接于驱动电极COML与驱动驱动器14S之间的开关SWcs1导通。换言之,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S经由开关SWcs1向驱动电极COML供给保护信号Vgd。在图28所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y而与开关SWss1及开关SWcs1电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y向信号线SGL及驱动电极COML供给保护信号Vgd。虽然省略图示,但作为对图28的变形例,即、驱动驱动器14S也可以不经由检测电路部40Y而与信号线SGL及驱动电极COML电连接。这种情况下,驱动驱动器14S不经由检测电路部40Y向信号线SGL及驱动电极COML供给保护信号Vgd。

在图28中,示出了以相同时机向多根扫描线GCL各自施加驱动信号Vfs(参照图30)的例子。不过,作为变形例,也可以按多根扫描线GCL中的每个检测块依次施加驱动信号Vfs。这种情况下,与多根扫描线GCL各自连接的开关SWgs1中的一部分导通,另一部分截止。并且,这种情况下,优选对多根扫描线GCL中的未被选择的扫描线GCL应用有源屏蔽方式。在对未被选择的扫描线GCL应用有源屏蔽方式的情况下,与未被选择的扫描线GCL连接的开关SWgs1截止,与未被选择的扫描线GCL连接的开关SWgH及开关SWgL中的至少一方导通。由此,能够减少在检测动作期间FLfsx作为压力检测用的电极动作的扫描线GCL与扫描线GCL周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

并且,在图30所示的示例中,在检测多根扫描线GCL和导体图案8A(参照图12)之间的电容值变化的检测动作期间FLfsx与检测多根信号线SGL和导体图案8A之间的电容值变化的检测动作期间FLfsy之间,存在 显示动作期间FLdp。在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S(参照图29)向信号线SGL供给驱动信号Vfs。在检测动作期间FLfsy,如图29所示,与多根信号线SGL各自连接的开关SWss1导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWss1向信号线SGL供给驱动信号Vfs(参照图30)。在图29所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y与开关SWss1电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y向信号线SGL供给驱动信号Vfs。并且,连接于多根信号线SGL各自与驱动电极COML之间的开关SWss2截止。并且,在检测动作期间FLfsy,连接检测电路部40X与多根扫描线GCL各自的多个开关SWgs1各自截止。

此外,在图30所示的示例中,对扫描线GCL及驱动电极COML应用有源屏蔽方式。也就是说,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S(参照图29)向扫描线GCL及驱动电极COML供给作为与驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位的保护信号Vgd。在检测动作期间FLfsy,如图29所示,连接于多根扫描线GCL各自与驱动驱动器14S之间的开关SWgH及开关SWgL中至少一方导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWgH及开关SWgL中至少一方向扫描线GCL供给保护信号Vgd。所谓的“开关SWgH及开关SWgL中至少一方”是指下面的意思。即,在图29所示的示例中,开关SWgL导通,开关SWgH截止。不过,作为变形例,也可以开关SWgH及开关SWgL双方均导通。或者,也可以开关SWgH导通,开关SWgL截止。

并且,在检测动作期间FLfsy,连接于驱动电极COML与驱动驱动器14S之间的开关SWcs1导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWcs1向驱动电极COML供给保护信号Vgd。

此外,在图29中,示出了以相同时机向多根信号线SGL各自施加驱动信号Vfs(参照图30)的例子。不过,作为变形例,也可以按多根信号线SGL中的每个检测块依次施加驱动信号Vfs。这种情况下,与多根信号线SGL各自连接的开关SWss1中的一部分导通,另一部分截止。并且,这种情况下,优选对多根信号线SGL中的未被选择的信号线SGL应用有 源屏蔽方式。在对未被选择的信号线SGL应用有源屏蔽方式的情况下,与未被选择的信号线SGL连接的开关SWss2导通。由此,能够减少在检测动作期间FLfsy作为压力检测用的电极动作的信号线SGL与信号线SGL周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

如本实施方式三这样,多根扫描线GCL及多根信号线SGL各自被用作作为以自电容方式检测压力的检测电极的电极E2(参照图12)的情况下,即使为自电容方式,也能够判定施加有压力的平面位置的坐标。

<向扫描线供给驱动信号时的优选方式>

如上所述,图30所示的扫描信号Vscan的电位的绝对值与其它驱动信号的电位的绝对值相比为高电位。例如,图30所示的压力检测用的驱动信号Vfs、图28所示的检测电路部40以1.5V±1V(伏)左右的电位动作。另一方面,TFT元件Tr(参照图8)例如以±4.0V左右的电位被开闭控制,使TFT元件Tr为截止状态时的扫描信号Vscan的电位为-6V±1V(伏)左右。

这里,如图28所示,在将多根扫描线GCL用作压力检测用的检测电极的情况下,当将压力检测用的驱动信号Vfs直接供给至扫描线GCL时,存在TFT元件Tr(参照图8)由于驱动信号Vfs而动作的情况。例如,当向TFT元件Tr供给-6V(伏)的电位而使其成为了截止状态时,若供给+1.5V的压力检测用的驱动信号Vfs,则TFT元件Tr有可能导通。这种情况下,在TFT元件Tr变为了导通的像素中,基于导通状态时供给至信号线SGL的电位而误显示图像。

因此,在将多根扫描线GCL用作压力检测用的检测电极的情况下,如图28所示,优选的是,多根扫描线GCL各自与检测电路部40经由电容元件Cdc而电连接。电容元件Cdc作为将经由电容元件Cdc而被串联连接的、以相互不同的交流电压动作的两个电路耦合的AC耦合元件而发挥作用。换言之,带有第一电压的交流信号通过电容元件Cdc时被偏置为第二电压。

例如,图28所示的示例中,从驱动驱动器14S经由检测电路部40X以1.5V±1V的电压输出作为交流信号的驱动信号Vfs(参照图30)。然后, 当驱动信号Vfs通过电容元件Cdc时,被偏置为-6V±1V的电压。为此,由于向多根扫描线GCL各自供给-6V±1V范围内的电位,因此,能够防止TFT元件Tr(参照图8)导通。

并且,在-6V±1V左右的电压从扫描线GCL输出作为检测信号Vdet2(参照图12)的情况下,当检测信号Vdet2通过电容元件Cdc时,被偏置为1.5V±1V的电压。为此,由于向检测电路部40输入1.5V±1V的电压,因此,能够使其正确地动作。

需要注意的是,在图30所示的压力检测用的驱动信号Vfs、图28所示的检测电路部40以-6V±1V(伏)左右的电位动作的情况下,即使没有图28及图29所示的电容元件Cdc也能够防止TFT元件Tr(参照图8)导通。因此,作为图28、图29所示的示例的变形例,也可以没有图28及图29所示的电容元件Cdc。

但是,在上述情况下,由于压力检测用的驱动信号Vfs、图28所示的检测电路部40以高的电压动作,因此功耗大。换言之,如果如图28、图29所示的示例那样多根扫描线GCL各自与检测电路部40经由电容元件Cdc而电连接的话,不但能够防止伴随着TFT元件Tr(参照图8)误动作的误显示,而且还能降低压力传感器的功耗。

并且,在图28及图29所示的示例中,驱动驱动器14S与开关SWgH及开关SWgL分别连接,并能经由开关SWgH或开关SWgL而向扫描线GCL供给保护信号Vgd(参照图30)。由于保护信号Vgd与驱动信号Vfs(参照图30)为相同波形,因此,扫描线GCL有时会因保护信号Vgd的电位而误动作。因此,如图28及图29所示,显示装置DP6具有串联连接于开关SWgH及开关SWgL各自与驱动驱动器14S之间的电容元件Cdc。

如上所述,在将多根扫描线GCL用作压力检测用的检测电极的情况下,如图28所示,优选的是,多根扫描线GCL各自与检测电路部40经由电容元件Cdc而电连接。但是,在将信号线SGL用作压力检测用的检测电极时,情况不同。也就是说,如图30所示,信号线SGL为在显示动作期间FLdp被供给像素信号Vpix的配线。像素信号Vpix为与驱动信号Vfs不同波形的信号。但是,即便假设在检测动作期间FLfsx或检测动作 期间FLfsy向信号线SGL供给了驱动信号Vfs、保护信号Vgd时,只要TFT元件Tr(参照图8)已导通,就不会导致误显示。为此,在图28及图29所示的示例中,多根信号线SGL各自与检测电路部40不经由电容元件Cdc而连接。

<实施方式三的变形例>

下面,说明对于使用图28~图30说明的显示装置DP6的变形例。图31为示意性示出对于图29的变形例的显示装置的构成例的说明图。并且,图32为示出图31所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。在图31中,为了看得清楚,省略了图29所示的多根信号线SGL及向多根信号线SGL和多个驱动电极COML供给保护信号Vgd(参照图32)的配线路径的图示。向多根信号线SGL及多个驱动电极COML供给保护信号Vgd(参照图32)的配线路径的构成与图29相同,因此,在本变形例中,根据需要参照图29进行说明。

图28及图29中,在自电容式的压力传感器中,作为能够判定平面位置的坐标的构成,对于将多根扫描线GCL和多根信号线SGL各自用作检测电极的实施方式进行了说明,但也可以将多根扫描线GCL、多根信号线SGL以外的配线、电极用作压力传感器的检测电极。例如,图31所示的显示装置DP7在多根扫描线GCL及多个驱动电极COML各自被用作作为以自电容式检测压力的检测电极的电极E2这一点上与图28所示的显示装置DP6不同。

显示装置DP7的构成能够如下表现。即,在沿基板21的上表面21t的平面视图中,在上表面21t侧设有沿X方向延伸的多根扫描线GCL和沿与X方向交叉的Y方向延伸的多个驱动电极COML。多个驱动电极COML分别与检测电路部40Y电连接,该检测电路部40Y根据多个驱动电极COML与导体图案8A之间的电容值变化来检测由于外部物体的接触而产生的压力。如图32所示,在检测多个驱动电极COML与导体图案8A之间的电容值变化的检测动作期间FLfsy,对多个驱动电极COML供给作为脉冲电位的驱动信号Vfs。并且,经由多个驱动电极COML将基于驱动 信号Vfs的检测信号Vdet1(参照图12)输出至图31所示的检测电路部40Y。

在图32所示的显示装置DP7(参照图31)的情况下,也包括显示动作期间FLdp及检测动作期间FLfsx。不过,显示动作期间FLdp内的各部分的动作与使用图28及图30说明的显示装置DP6(参照图28)的情况相同。并且,由于显示装置DP7将多根扫描线GCL作为检测电极使用,因此,检测动作期间FLfsx内的各部分的动作与使用图28及图30说明的显示装置DP6的情况相同。因此,省略重复的说明。

在图32所示的变形例中,在检测动作期间FLfsy内,驱动驱动器14S(参照图31)向驱动电极COML供给驱动信号Vfs。在检测动作期间FLfsy内,如图31所示,与多个驱动电极COML各自连接的开关SWcs2导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWcs2将驱动信号Vfs(参照图32)供给至驱动电极COML。在图31所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y与开关SWcs2电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y向驱动电极COML供给驱动信号Vfs。并且,在图31中虽省略了图示,但连接于多根信号线SGL(参照图29)各自与驱动电极COML之间的开关SWss2(参照图29)截止。并且,在检测动作期间FLfsy,连接检测电路部40X和多根扫描线GCL各自的多个开关SWgs1各自截止。

此外,在图32所示的示例中,对扫描线GCL及驱动电极COML应用有源屏蔽方式。也就是说,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S(参照图31)向扫描线GCL及信号线SGL供给作为与驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位的保护信号Vgd。在检测动作期间FLfsy,如图31所示,连接于多根扫描线GCL各自与驱动驱动器14S之间的开关SWgH及开关SWgL中的至少一方导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWgH及开关SWgL中的至少一方而向扫描线GCL供给保护信号Vgd。并且,在检测动作期间FLfsy,连接于信号线SGL(参照图29)和驱动驱动器14S之间的开关(例如,参照图29所示的开关SWss1及开关SWss2)导通。

图31中示出了以相同的时机向多个驱动电极COML各自施加驱动信号Vfs(参照图32)的例子。不过,作为变形例,也可以按多个驱动电极COML中的每个检测块依次施加驱动信号Vfs。这种情况下,与多个驱动电极COML各自连接的开关SWcs2中的一部分导通,另一部分截止。并且,这种情况下,优选对多个驱动电极COML中的未被选择的驱动电极COML应用有源屏蔽方式。在对未被选择的驱动电极COML应用有源屏蔽方式的情况下,与未被选择的驱动电极COML连接的开关SWcs2截止,与未被选择的驱动电极COML连接的开关SWcs1(参照图29)导通。由此,能够减少在检测动作期间FLfsy作为压力检测用的电极动作的驱动电极COML与驱动电极COML周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

并且,如上所述,在将多根扫描线GCL用作压力检测用的检测电极的情况下,如图28所示,优选的是,多根扫描线GCL各自与检测电路部40X经由电容元件Cdc而电连接。但是,在将驱动电极COML用作压力检测用的检测电极时,情况则不同。也就是说,如图32所示,驱动电极COML为在显示动作期间FLdp被供给驱动信号Vcom的配线。驱动信号Vcom为与驱动信号Vfs不同波形的信号。但是,即便假设在检测动作期间FLfsx或检测动作期间FLfsy向驱动电极COML供给了驱动信号Vfs、保护信号Vgd时,只要TFT元件Tr(参照图8)已导通,就不会导致误显示。为此,在图31所示的示例中,多个驱动电极COML各自与检测电路部40Y不经由电容元件Cdc而连接。

此外,在图28~图32中,示例性地列举了多个驱动电极COML各自沿Y方向延伸的纵COM结构的显示装置进行了说明。但是,如图33所示,对于多个驱动电极COML各自沿X方向延伸的横COM结构的显示装置也能够应用上述技术。图33为示意性示出对于图28的变形例的显示装置的构成例的说明图。并且,图34为示意性示出对于图29的其它变形例的显示装置的构成例的说明图。并且,图35为示出图33及图34所示的显示装置进行显示动作和压力检测动作的一例时机的说明图。

图33及图34所示的显示装置DP8在多个驱动电极COML各自沿Y方向延伸这一点上与图28及图29所示的显示装置DP6不同。并且,显示 装置DP8在多根信号线SGL及多个驱动电极COML各自被用作作为以自电容方式检测压力的检测电极的电极E2这一点上与图28所示的显示装置DP6不同。

显示装置DP8的构成可以如下表现。即,在沿基板21的上表面21t的平面视图中,在上表面21t侧设有沿X方向延伸的多个驱动电极COML和沿与X方向交叉的Y方向延伸的多根信号线SGL。多个驱动电极COML分别与检测电路部40X电连接,该检测电路部40X根据驱动电极COML与导体图案8A之间的电容值变化来检测由于外部物体的接触而产生的压力。如图33所示,在检测多个驱动电极COML与导体图案8A(参照图12)之间的电容值变化的检测动作期间FLfsx,对于多个驱动电极COML供给作为脉冲电位的驱动信号Vfs。并且,经由多个驱动电极COML将基于驱动信号Vfs的检测信号Vdet2(参照图12)输出至图28所示的检测电路部40X。此外,如图34所示,多根信号线SGL分别与检测电路部40Y电连接,该检测电路部40Y根据多根信号线SGL与导体图案8A之间的电容值变化来检测由于外部物体的接触而产生的压力。如图30所示,在检测多根信号线SGL与导体图案8A(参照图12)之间的电容值变化的检测动作期间FLfsy,对于多根信号线SGL供给作为脉冲电位的驱动信号Vfs。并且,经由多根信号线SGL将基于驱动信号Vfs的检测信号Vdet1(参照图12)输出至图34所示的检测电路部40Y。

图35所示的显示装置DP8(参照图33)的情况下也包括显示动作期间FLdp。不过,显示动作期间FLdp内的各部分的动作与使用图30说明的显示装置DP6(参照图29)的情况相同。因此,省略重复的说明。

在图35所示的变形例中,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S(参照图33)向驱动电极COML供给驱动信号Vfs。在检测动作期间FLfsx内,如图33所示,与多个驱动电极COML各自连接的开关SWcs2导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWcs2向驱动电极COML供给驱动信号Vfs(参照图35)。在图33所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40X而与开关SWcs2电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40X向驱动电极COML供给驱动信号Vfs。 并且,连接于多根信号线SGL各自与检测电路部40Y之间的开关SWss1截止。

此外,在图35所示的示例中,对扫描线GCL及驱动电极COML应用有源屏蔽方式。也就是说,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S(参照图33)向扫描线GCL及信号线SGL供给作为与驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位的保护信号Vgd。在检测动作期间FLfsx,如图35所示,连接于多根扫描线GCL各自与驱动驱动器14S之间的开关SWgH及开关SWgL中的至少一方导通。换言之,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S经由开关SWgH及开关SWgL中的至少一方而向扫描线GCL供给保护信号Vgd。并且,在检测动作期间FLfsx,连接于信号线SGL和驱动驱动器14S之间的开关SWss2(参照图33)导通。换言之,在检测动作期间FLfsx,驱动驱动器14S经由开关SWss2向信号线SGL供给保护信号Vgd。

此外,图33中示出了以相同的时机向多个驱动电极COML各自施加驱动信号Vfs(参照图35)的例子。不过,作为变形例,也可以按多个驱动电极COML中的每个检测块依次施加驱动信号Vfs。这种情况下,与多个驱动电极COML各自连接的开关SWcs2中的一部分导通,另一部分截止。并且,这种情况下,优选对于多个驱动电极COML中的未被选择的驱动电极COML应用有源屏蔽方式。在对未被选择的驱动电极COML应用有源屏蔽方式的情况下,与未被选择的驱动电极COML连接的开关SWcs2截止,与未被选择的驱动电极COML连接的开关SWcs1导通。由此,能够减少在检测动作期间FLfsx作为压力检测用的电极动作的驱动电极COML与驱动电极COML周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

并且,在图35所示的变形例中,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S(参照图34)向信号线SGL供给驱动信号Vfs。在检测动作期间FLfsy,如图34所示,与多根信号线SGL各自连接的开关SWss1导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWss1向信号线SGL供给驱动信号Vfs(参照图35)。在图34所示的示例中,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y而与开关SWss1电连接。也就是说,驱动驱动器14S经由检测电路部40Y向信号线SGL供给驱动信号Vfs。并且,如图34所 示,连接于多根信号线SGL(参照图34)各自与驱动驱动器14S之间的开关SWss2(参照图34)截止。并且,在检测动作期间FLfsy,连接检测电路部40X与多个驱动电极COML各自的多个开关SWcs2各自变为截止。

此外,在图35所示的示例中,对于扫描线GCL及信号线SGL应用有源屏蔽方式。也就是说,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S(参照图34)向扫描线GCL及驱动电极COML供给作为与驱动信号Vfs相同波形的脉冲电位的保护信号Vgd。在检测动作期间FLfsy,如图34所示,连接于多根扫描线GCL各自与驱动驱动器14S之间的开关SWgH及开关SWgL中的至少一方导通。换言之,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWgH及开关SWgL中的至少一方而向扫描线GCL供给保护信号Vgd。并且,在检测动作期间FLfsy,连接于驱动电极COML和驱动驱动器14S之间的开关SWcs1(参照图34)导通。并且,在检测动作期间FLfsy,驱动驱动器14S经由开关SWcs1向驱动电极COML供给保护信号Vgd。

图34中示出了以相同的时机向多根信号线SGL各自施加驱动信号Vfs(参照图35)的例子。不过,作为变形例,也可以按多根信号线SGL中的每个检测块依次施加驱动信号Vfs。这种情况下,与多根信号线SGL各自连接的开关SWss1中的一部分导通,另一部分截止。并且,这种情况下,优选对于多根信号线SGL中的未被选择的信号线SGL应用有源屏蔽方式。在对未被选择的信号线SGL应用有源屏蔽方式的情况下,与未被选择的信号线SGL连接的开关SWss1截止,与未被选择的信号线SGL连接的开关SWss2(参照图34)导通。由此,能够减少在检测动作期间FLfsy作为压力检测用的电极动作的信号线SGL与信号线SGL周围的导体图案之间形成的寄生电容的影响。

并且,如上所述,如图35所示,在本变形例中,扫描线GCL不用作压力检测用的检测电极,而驱动电极COML被用作压力检测用的检测电极。驱动电极COML为在显示动作期间FLdp被供给驱动信号Vcom的配线。驱动信号Vcom为与驱动信号Vfs不同波形的信号。但是,即便假设在检测动作期间FLfsx或检测动作期间FLfsy向驱动电极COML供给了驱 动信号Vfs、保护信号Vgd时,只要TFT元件Tr(参照图8)已导通,就不会导致误显示。为此,在图33所示的示例中,多个驱动电极COML各自与检测电路部40不经由电容元件Cdc而连接。

并且,在本实施方式三中,作为对于上述实施方式一的变形例进行了说明,但如在上述实施方式二中所说明的,也能够应用于包括压力传感器和触摸传感器的显示装置。这种情况下,如图36所示,优选的是,单位帧FL1中包含多个显示动作期间FLdp、进行触摸检测的触摸检测动作期间FLts、检测动作期间FLfsx和检测动作期间FLfsy。在触摸检测动作期间FLts内,例如在上述实施方式二中所说明的,可以使用互电容式的触摸传感器实施触摸检测动作。或者,作为变形例,也可以使用自电容式的触摸传感器实施触摸检测动作。进而,还可以并用互电容式和自电容式。

此外,在图36所示的示例中,示出了在单位帧FL1中包含一次触摸检测动作期间FLts的例子。但是,作为变形例,单位帧FL1中也可以包含被分时的多次触摸检测动作期间FLts。这种情况下,交替地实施触摸检测动作期间FLts和显示动作期间FLdp。

以上,基于实施方式及代表性的变形例具体说明了由本申请发明人作出的发明,但还存在各种变形例。例如,上述实施方式中公开了使用液晶层作为显示功能层的显示装置,但不限于此。例如,也能够将上述技术应用于使用由有机化合物构成的发光元件作为显示功能层的所谓的有机EL型的显示装置的引出配线部。并且,例如也可以将上述各种变形例彼此组合来加以应用。

在本发明的思想范畴内,本领域技术人员能够想到各种变更例以及修改例,应当理解,这些变更例及修改例也属于本发明的范围之内。例如,关于本领域技术人员对上述各实施方式适当进行构成成分的追加、删除或设计变更、或者进行工序的增加、省略或条件变更,只要其包含本发明的主旨,则均包含于本发明范围之内。

产业上的可利用性

本发明能够应用于显示装置、组装有显示装置的电子设备。

附图标记说明

2阵列基板;2b下表面;2t上表面;8导体图案;40检测电路部。

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