附有触摸屏的显示装置的制作方法

文档序号:16366223发布日期:2018-12-22 08:27阅读:211来源:国知局
附有触摸屏的显示装置的制作方法

本发明涉及附有触摸屏的显示装置。

背景技术

作为用以对显示面板进行操作的触摸屏,已知有静电电容式触摸屏,所述静电电容式触摸屏具有:发送电极,通过驱动电压而被驱动;第一接收电极,用以读出基于与发送电极之间的第一静电电容的第一信号;以及第二接收电极,配置于较第一接收电极远离发送电极的位置,用以读出基于与发送电极之间的第二静电电容的第二信号(专利文献1)。

于该专利文献1所记载的静电电容式触摸屏,基于检测对象物接近触摸屏时的发送电极与第一接收电极之间的静电电容变化、以及发送电极与第二电极之间的静电电容变化,来判定检测对象物为导电物或为非导电物。

先前技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利申请公开第2015/0179122号说明书(2015年1月25日公开)。

发明概要

发明欲解决的课题

然而,如上述的现有技术,存在有触摸屏被水沾湿时无法正确地对触摸进行检测的课题。

图34的(a)(b)(c),是用以说明水滴存在于触摸屏上时的课题的示意性的截面图。为了简化说明,将所述第一及第二接收电极合并作为接收电极r而进行说明。

静电电容式触摸屏4,具备形成于液晶面板2上的多个发送电极t与多个接收电极r。如图34的(a)所示,在作为检测对象的手指已触摸的区域中发送电极t与接收电极r之间的互静电电容减少。而且,在手指未触摸的区域中发送电极t与接收电极r之间的互静电电容不变化。由此,能够对手指的触摸位置进行检测。

如图34的(b)所示,当静电电容式触摸屏4的表面被水滴w沾湿时,诱发发送电极t与接收电极r之间的互静电电容大幅增加。水为具有高介电常数(ε=80)的电介质,也是良好的导电体。通过水的高介电常数,静电电容的变化大到使触摸信号混乱。由水滴造成的静电电容的变化,即便为以手指的触摸的方式非减少的而是增加的,现有的触摸平板控制器也难以有效地抑制由水滴造成的静电电容的变化。

当触摸于水滴w时,发送电极t与接收电极r之间的互静电电容大幅减少。水为良好的导电体,由于该水的导电性,而无法正确地对触摸位置进行检测。

本发明是鉴于所述的问题点,其目的在于实现能够正确地对水滴存在的触摸屏上的触摸位置进行检测的附有触摸屏的显示装置。

为了解决课题的手段

为了解决所述的课题,本发明的一形态的附有触摸屏的显示装置,包括:显示面板、用以对所述显示面板进行操作的触摸屏、以及对所述触摸屏进行控制的控制器,其特征在于,所述触摸屏包括:发送电极,通过驱动电压而被驱动;第一接收电极,用以读出基于与所述发送电极之间的第一静电电容的第一信号;以及第二接收电极,配置于较所述第一接收电极远离所述发送电极的位置,用以读出基于与所述发送电极之间的第二静电电容的第二信号;当水滴存在于所述触摸屏上时,所述控制器使用以读出所述第二信号的频率增大。

发明的效果

根据本发明的一形态,发挥能够正确地对水滴存在的触摸屏上的触摸位置进行检测的效果。

附图说明

图1是实施方式一的附有触摸屏的显示装置的俯视图。

图2的(a)(b)(c)(d)是说明对被水滴沾湿的手指通过所述附有触摸屏的显示装置进行检测的概念的截面图。

图3的(a)是说明对被水滴沾湿的手指通过更低的读出频率进行检测的概念的截面图,(b)是示出此时的触摸信号与检测位置之间的关系的图表。

图4的(a)是说明对被水滴沾湿的手指通过更高的读出频率进行检测的概念的截面图,(b)是示出此时的触摸信号与检测位置之间的关系的图表。

图5是示出设置于所述附有触摸屏的显示装置的触摸屏与触摸屏控制器之间的关系的电路图。

图6是示出所述附有触摸屏的显示装置的动作的流程图。

图7是示出由所述附有触摸屏的显示装置进行的触摸信号的检测结果的图表,(a)是示出由低频率造成的检测结果,(b)是示出由高频率造成的检测结果。

图8是用以说明由所述附有触摸屏的显示装置进行的于沾湿的手指的100khz的触摸信号的图表,(a)是示出在干燥环境下无触摸的状态的信号,(b)是示出在干燥环境下有触摸的状态的触摸信号,(c)是示出在水滴环境下无触摸的状态的信号,(d)是示出在水滴环境下有触摸的状态的触摸信号。

图9是用以说明由所述附有触摸屏的显示装置进行的于沾湿的手指的5mhz的触摸信号的图表,(a)是示出在干燥环境下无触摸的状态的信号,(b)是示出在干燥环境下有触摸的状态的触摸信号,(c)是示出在水滴环境下无触摸的状态的信号,(d)是示出在水滴环境下有触摸的状态的触摸信号。

图10是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置的动作的流程图。

图11是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置的其他的动作的流程图。

图12的(a)是示出设置于实施方式二的另一其他的附有触摸屏的显示装置的发送电极、第一接收电极、以及第二接收电极的图案的俯视图,(b)是示出所述发送电极、第一接收电极、以及第二接收电极的其他的图案的俯视图。

图13是示出实施方式三的附有触摸屏的显示装置的立体图。

图14是示出设置于所述附有触摸屏的显示装置的液晶面板、静电电容式触摸屏、以及壳体的结构的截面图。

图15是所述附有触摸屏的显示装置的框图。

图16是所述附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图。

图17是用以说明所述附有触摸屏的显示装置的静电电容式触摸屏与壳体的结构的分解图。

图18是所述附有触摸屏的显示装置的示意性的截面图。

图19是示出于所述静电电容式触摸屏设置的发送电极、接收电极、与壳体的连接结构的示意性的截面图。

图20的(a)是示出在触摸所述附有触摸屏的显示装置的壳体时被检测的触摸信号分布的图表,(b)是示出触摸现有习知的附有触摸屏的显示装置的壳体时被检测的触摸信号分布的图表。

图21的(a)是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置的立体图,(b)是实施方式二的其他的附有触摸屏的显示装置的立体图。

图22是实施方式四的另一其他附有触摸屏的显示装置的立体图。

图23是实施方式五的附有触摸屏的显示装置的俯视图。

图24的(a)(b)是示出实施方式六的附有触摸屏的显示装置的设置于触摸屏的布线、以及与形成于壳体的壳体发送电极的连接结构的示意性的截面图。

图25的(a)是实施方式七的附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

图26的(a)是现有习知的附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

图27的(a)是实施方式七的其他的附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

图28的(a)是实施方式七的另一其他的附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

图29的(a)是现有习知的附有触摸屏的显示装置的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

图30的(a)是实施方式八的附有触摸屏的显示装置的立体图,(b)是设置于所述附有触摸屏的显示装置的接近传感器的电路图。

图31的(a)是实施方式八的其他的附有触摸屏的显示装置的立体图,(b)是所述附有触摸屏的显示装置的示意性的截面图,(c)是设置于所述附有触摸屏的显示装置的环境传感器的电路图。

图32的(a)是实施方式八的另一其他的附有触摸屏的显示装置的立体图,(b)是所述附有触摸屏的显示装置的示意性的截面图。

图33的(a)是实施方式八的另一其他的附有触摸屏的显示装置的立体图,(b)是所述附有触摸屏的显示装置的示意性的截面图,(c)是示出设置于所述附有触摸屏的显示装置的环形天线与近距离无线通信雷达与传感器电路的关系的框图。

图34的(a)(b)(c)是用以说明水滴存在于触摸屏上时的课题的示意性的截面图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行详细地说明。

[实施方式一]

(附有触摸屏的显示装置1的结构)

图1是实施方式一的附有触摸屏的显示装置1的俯视图。附有触摸屏的显示装置1,具备液晶面板2(显示面板)、为了操作液晶面板2而设置在液晶面板2上的静电电容式触摸屏4(触摸屏)、以及对静电电容式触摸屏4进行控制的触摸屏控制器10(控制器)。

静电电容式触摸屏4具备多个发送电极t、多个第一接收电极sa、与多个第二接收电极sb。发送电极t,沿着x方向彼此平行地形成并通过来自触摸屏控制器10的驱动电压而被驱动。第一接收电极sa为了读出基于与发送电极t之间的第一静电电容的第一信号,而具有沿着y轴方向形成的基部图案21a、与从基部图案21a朝向x轴正方向突出的多个梳齿图案22a。第二接收电极sb为了读出基于与发送电极t之间的第二静电电容的第二信号,而具有沿着y轴方向形成的基部图案21b、与以从基部图案21b朝向x轴负方向而与梳齿图案22a啮合的方式突出的多个梳齿图案22b。

第二接收电极sb的梳齿图案22b配置于较第一接收电极sa的梳齿图案22a远离发送电极t的位置。

图2的(a)(b)(c)(d)是说明对被水滴w沾湿的手指通过附有触摸屏的显示装置1进行检测的概念的截面图。

参照图2的(a),当作为检测对象物的手指触摸于第一接收电极sa及第二接收电极sb时,由于第一接收电极sa与发送电极t之间的互静电电容ca(第一静电电容)、以及第二接收电极sb与发送电极t之间的互静电电容cb(第二静电电容)减少,因此检测手指的触摸。

参照图2的(b),当于发送电极t、第一接收电极sa、以及第二接收电极sb上存在水滴w时,由于水的电介质高(ε=80),导电性良好,因此诱发第一接收电极sa与发送电极t之间的互静电电容ca、以及第二接收电极sb与发送电极t之间的互静电电容cb的显著增大。如此,由于水的电介质高,因此互静电电容ca、cb的变化变大到使触摸信号混乱。如此,当水滴w存在于触摸屏上时,互静电电容ca、cb未像手指触摸时般减少,反而增大。

当手指触摸于发送电极t、第一接收电极sa、以及第二接收电极sb上存在的水滴w时,互静电电容ca、cb显著减少。而且,由于水的导电性,而无法正确地对触摸位置进行检测。如此,现有习知的触摸屏控制器难以有效地防止因水滴w造成的负面影响。

参照图2的(c),在本实施方式,对被水沾湿的触摸屏上的区域进行检测,在该沾湿区域中,将来自较接近发送电极t的第一接收电极sa的信号、与来自较远离发送电极t的第二接收电极sb的信号以不同频率读出,由此易于对在沾湿区域上的触摸进行检测。

当手指触摸于存在水滴w的触摸屏上时,当将来自第二接收电极sb的信号,以较来自第一接收电极sa的信号更高的频率读出时,第二接收电极sb与发送电极t之间的互静电电容cb减少,第一接收电极sa与发送电极t之间的互静电电容ca不变化。

如此,控制对沾湿的触摸屏进行触摸时的触摸信号,触摸位置被正确地检测。

参照图2的(d),在一般的干燥空气的环境下,来自第一接收电极sa的触摸信号与来自第二接收电极sb的触摸信号的双方,以相同的频率、或以相同的感测信号参数读出。在触摸屏被水沾湿的环境下,第二接收电极sb使用于触摸信号的读出,第一接收电极sa可用以对第二接收电极sb上的触摸信号进行控制,或作为参照值而使用。

图3的(a)是说明对被水滴沾湿的手指通过更低的读出频率进行检测的概念的截面图,(b)是示出此时的触摸信号与检测位置之间的关系的图表。图4的(a)是说明对被水滴沾湿的手指通过更高的读出频率进行检测的概念的截面图,(b)是示出此时的触摸信号与检测位置之间的关系的图表。

为了避免水的导电性的负面影响,优选使在被水沾湿的环境下的感测信号的读出频率变高。如果从第二接收电极sb读出触摸信号时的读出频率更低,由于水如导电体般表现,因此造成手指的触摸检测位置在被水沾湿的区域中变广。例如,如图3的(a)(b)所示,不仅配置于与已触摸于触摸屏的手指对应的位置的第二接收电极sb上的触摸信号的峰值位置l1,就连未与已触摸的手指对应的位置,也于配置于以水滴w沾湿的位置的第一接收电极sa上,检测出峰值位置l2。因此,触摸检测位置变得不明,观测到触控失灵(ghosttouch),使触摸屏容易错误进行动作。

另一方面,如果所述读出频率更高,则第二接收电极sb与发送电极t之间的水的电阻高,由于水如绝缘体般表现,如图4的(a)(b)所示,触摸检测位置限定于手指已触摸的区域上的峰值位置l1而被检测。

水的电阻较高,发送电极t与第二接收电极sb之间的静电电容与水滴w的电阻作为带通滤波器(bandpassfilter)进行动作。高频率的信号通过静电电容,低频率的信号通过电阻。由于水滴w也有绝缘体的特性或进而介电常数高(εr:80),因此从发送电极t至第二接收电极sb获取足够的静电电容。如果具有足够的静电电容,则能够以高频率读出触摸信号。

图5是示出设置于附有触摸屏的显示装置1的静电电容式触摸屏4与触摸屏控制器10之间的关系的电路图。

触摸屏控制器10具有感测放大器a1。于感测放大器a1的正侧输入端子与第二接收电极sb连接,于负侧输入端子输入参照电压vref。在感测放大器a1的正侧输入端子与输出之间并联设置积分电容c1(integralcapacity)与开关sw。

触摸屏控制器10具有串联连接的电阻r1、r2。电阻r1的与电阻r2相反侧与电源电压vdd连接。电阻r2和与触摸屏上的水滴w有关的参照值有关联。

于触摸屏控制器10设置有比较器a2、a3、a4。比较器a2的正侧输入端子与第二接收电极sb连接,负侧输入端子连接于电阻r1与电阻r2之间。比较器a3的负侧输入端子与第二接收电极sb连接,正侧输入端子连接于电阻r1与电阻r2之间。比较器a4的正侧输入端子与第二接收电极sb连接,负侧输入端子与比较器a4的输出连接。

触摸屏控制器10具有晶体管tr1、tr2、与电源b1、b2。晶体管tr1的源极电极与第一接收电极sa连接,漏极电极与电源b2连接,栅极电极与比较器a2的输出连接。晶体管tr2的源极电极与第一接收电极sa连接,漏极电极与比较器a4的输出连接,栅极电极与比较器a3的输出连接。电源b1与发送电极t连接。电源b2的交流频率f2高于电源b1的交流频率f1。

通过来自较第一接收电极sa远离发送电极t的第二发送电极sb的信号,检测静电电容式触摸屏4的表面上的水滴w。由于水的介电常数高,因此当有水滴w在触摸屏上时,发送电极t与第二接收电极sb之间的互静电电容变得非常高,而从第二接收电极sb读出的信号的电压值变高。该信号的电压值有可能超过较一般(无水滴状态)时与触摸屏控制器的积分电容对应的值。

当从第二接收电极sb读出的信号的电压值,超过与电阻r2对应的水滴用的参照值vref时,通过比较器a2的输出而晶体管tr1导通,为了对感测放大器a1内的电流进行限制,具有较电源b1的交流频率f1高的交流频率f2的电源b2与第一接收电极sa连接。而且,变更参照用的参数的值。

(附有触摸屏的显示装置1的动作)

图6是示出附有触摸屏的显示装置1的动作的流程图。首先,至少与来自第二接收电极sb的信号的读出有关,而对放大器等进行重设,由此来执行触摸屏控制器10的校正(校准)(步骤s1)。具体而言,触摸屏控制器10将所有的节点的静电电容与规定的参照电容进行比较,为了去除杂讯而使用预先设定的值执行校正。水滴w存在的沾湿的触摸屏用的参照电压vref2,设定成比触摸屏的干燥环境用的参照电压vref1高。

然后,触摸屏控制器10对检测对象物是否已触摸于静电电容式触摸屏4进行判定(步骤s2)。当未判定检测对象物触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s2为否),返回至步骤s1。

当判定为检测对象物已触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s2为是),触摸屏控制器10作成检测对象物的触摸位置及特性的一览表(步骤s3)。接着,触摸屏控制器10判定水滴w是否存在于静电电容式触摸屏4上(步骤s4)。

在干燥环境下,图5所示的电源b1以低频率的信号vin1对发送电极t进行驱动。并且,来自发送电极t的低频率的信号vin1在第一接收电极sa及第二接收电极sb结合。然后,通过比较器a3的输出而导通晶体管tr2,第一接收电极sa经由比较器a4与第二接收电极sb连接,第一接收电极sa与第二接收电极sb保持相同电压(activeguard)。

当判定为水滴w存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s4为是),触摸屏控制器10在水滴存在的区域中,至少使用以读出来自第二接收电极sb的信号的频率增大(步骤s5)。通过缩短用以读出信号的取样时间、或变更用以读出信号的积分时间而能够使用以读出信号的频率增大。

当水溅于触摸屏上时,已从第二接收电极sb读出的信号电压变得高于水滴用的参照电压vref2。而且,比较器a2在供给频率较信号vin1高的信号vin2的电源b2连接第一接收电极sa。

然后,在各区域的参数通过触摸屏控制器10而被调整(步骤s6)。像静电电容增益、取样时间、及积分时间那样的触摸屏控制器10的参数被调整成水滴环境用的参数。

当触摸屏控制器10未判定水滴存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s4为否)、或在各区域的参照值通过触摸屏控制器10而被调整时(步骤s6),显示检测对象物与触摸位置(步骤s7)。其后,触摸屏控制器10将有关连的应用程序进行启动(步骤s8)。

图7是示出由所述附有触摸屏的显示装置1进行的触摸信号的检测结果的图表,(a)是示出由低频率造成的检测结果,(b)是示出由高频率造成的检测结果。

如图7的(a)所示,当如现有习知的触摸屏的检测频率般触摸信号的检测频率低时,通过于被水沾湿的触摸屏上的单一的触摸,而出现多个峰值。因此,无法对触摸位置进行检测。

对此,如本实施方式的附有触摸屏的显示装置1,当使于被水沾湿的触摸屏上的触摸信号的检测频率增大时,通过沾湿的触摸屏上的单一的触摸,如图7的(b)所示,出现单一的峰值。因此,能够对触摸位置进行检测。

图8是用以说明由附有触摸屏的显示装置1进行的于被水沾湿的手指的100khz的触摸信号的图表,(a)是示出在干燥环境下无触摸的状态的信号p1,(b)是示出在干燥环境下有触摸的状态的触摸信号p2,(c)是示出在水滴环境下无触摸的状态的信号p3,(d)是示出在水滴环境下有触摸的状态的触摸信号p4。

当读出频率低至100khz时,在图8的(c)(d)所示的水滴环境下,信号上升的时间从图8的(a)(b)所示的干燥环境进行变化。

图9是用以说明附有触摸屏的显示装置1的于被水沾湿的手指的5mhz的触摸信号的图表,(a)是示出在干燥环境下无触摸的状态的信号p5,(b)是示出在干燥环境下有触摸的状态的触摸信号p6,(c)是示出在水滴环境下无触摸的状态的信号p7,(d)是示出在水滴环境下有触摸的状态的触摸信号p8。

当读出频率增大为5mhz时,水滴环境及干燥环境的双方皆读出的触摸信号都被清除。

[实施方式二]

基于图10~12对本发明的其他实施方式进行说明,如以下所述。再者,为了便于说明,关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

图10是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置的动作的流程图。首先,将第一接收电极sa设定为接近于发送电极t的电极,将第二接收电极sb设定为从发送电极t较第一接收电极sa远离的电极(步骤s9)。而且,执行触摸屏控制器10的校正(校准)(步骤s10)。接着,触摸屏控制器10判定水滴是否存在于静电电容式触摸屏4上(步骤s11)。

当判定为水滴w存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s11为是),触摸屏控制器10将水滴w的位置存储于存储器(步骤s12)。并且,触摸屏控制器10将用以从第一接收电极sa、第二接收电极sb读出信号的取样时间、积分时间进行变更(步骤s13)。使取样时间缩短为触摸屏控制器10能够充分检测来自较第二接收电极sb靠近发送电极t的第一接收电极sa的信号的程度。

接着,启动水滴环境模式(步骤s14)。未判定为水滴w存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s11为是)、或已启动水滴环境模式时(步骤s14),触摸屏控制器10判定检测对象物是否已触摸于静电电容式触摸屏4(步骤s15)。

当触摸屏控制器10未判定检测对象物触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s15为否),返回至步骤s9。当触摸屏控制器10判定为检测对象物已触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s15为是),触摸屏控制器10对已触摸于静电电容式触摸屏4的检测对象物的位置进行检测(步骤s16)。其后,显示检测对象物的特性与触摸位置(步骤s17)。

图11是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置的其他的动作的流程图。首先,将第一接收电极sa设定为接近于发送电极t的电极,将第二接收电极sb设定为从发送电极t较第一接收电极sa远离的电极(步骤s18)。而且,执行触摸屏控制器10的校正(校准)(步骤s19)。接着,触摸屏控制器10判定检测对象物是否触摸于静电电容式触摸屏4(步骤s20)。当触摸屏控制器10未判定检测对象物触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s20为否),返回至步骤s18。

当触摸屏控制器10判定为检测对象物已触摸于静电电容式触摸屏4时(步骤s20为是),将检测对象物已触摸于静电电容式触摸屏4的位置存储于存储器(步骤s21)。

然后,触摸屏控制器10对水滴w是否存在于静电电容式触摸屏4上进行判定(步骤s22)。当判定为水滴w存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s22为是),将较第二接收电极sb靠近于发送电极t的第一接收电极sa进行屏蔽,且触摸屏控制器10以更高的频率读出来自较第一接收电极sa远离发送电极t的第二接收电极sb的信号,(步骤s23)。第一接收电极sa的屏蔽,能够通过对在第一接收电极sa与触摸屏控制器10之间设置的开关进行导通而执行。当对第一接收电极sa进行屏蔽时,于第二接收电极sb产生的杂讯减少,触摸位置的检测的效能提升。

例如,通过缩短用以从第二接收电极sb读出信号的取样时间而能够提高用以读出来自第二接收电极sb的信号的频率。

然后,调整触摸屏控制器10的参数(步骤s24)。未判定为水滴w存在于静电电容式触摸屏4上时(步骤s22为否)、或触摸屏控制器10的参数已被调整时(步骤s24),触摸屏控制器10对已触摸于静电电容式触摸屏4的检测对象物的位置进行检测(步骤s25)。其后,显示检测对象物与触摸位置(步骤s26)。

图12的(a)是示出设置于实施方式二的另一其他的附有触摸屏的显示装置的发送电极t、第一接收电极sa、以及第二接收电极sb的图案的俯视图,(b)是示出发送电极t、第一接收电极sa、以及第二接收电极sb的其他的图案的俯视图。

参照图12的(a),沿着x轴方向彼此平行地配置的多个发送电极t的各者,重复六边形状的图案而形成。沿着y轴方向配置的多个第一接收电极sa的各者,沿着各发送电极t的六边形状的外缘而形成。沿着y轴方向配置的多个第二接收电极sb的各者,在较第一接收电极sa远离发送电极t的位置重复大致菱形状的图案而形成。

于液晶面板2上形成与发送电极t连接的布线tw、与第一接收电极sa连接的布线saw、以及与第二接收电极sb连接的布线sbw。

参照图12的(b),多条带状的发送电极t沿着y轴方向彼此平行地配置。大致u字形状的第一接收电极sa,配置于彼此相邻的发送电极t之间。多条带状的第二接收电极sb形成于各发送电极t的u字形状的内部。

如此,第二接收电极sb配置于较第一接收电极sa远离发送电极t的位置。

在前述的实施方式一及二示出第一接收电极sa与第二接收电极sb的双方配置于液晶面板2的表面的例子,该第二接收电极sb配置于较第一接收电极sa远离发送电极t的位置。然而,本发明不限定于此。第二接收电极sb也可以配置于收容液晶面板2的壳体。在以下的实施方式三至实施方式八中,壳体发送电极ht等也可以作为壳体接收电极而构成。如所述在将壳体发送电极ht等作为壳体接收电极而构成的情况下,能够将在实施方式一及二已说明的第二接收电极sb应用于该壳体接收电极等。此情况,能够将在实施方式一及二已说明的第一接收电极sa应用于实施方式三至八的接收电极r。

如所述,根据以下的实施方式三至八,即便水滴存在于收容液晶面板2的壳体,也能够正确地对壳体上的触摸位置进行检测。

[实施方式三]

(附有触摸屏的显示装置1x的结构)

图13是示出实施方式三的附有触摸屏的显示装置1x的立体图。图14是示出设置于附有触摸屏的显示装置1x的液晶面板2(显示面板)、静电电容式触摸屏4x、以及壳体3的结构的截面图。图15是附有触摸屏的显示装置1x的框图。

附有触摸屏的显示装置1x具备液晶面板2、收容液晶面板2的长方体形状的壳体3、用以对液晶面板2进行操作的静电电容式触摸屏4x、对静电电容式触摸屏4x进行控制的触摸屏控制器10x。液晶面板2具有tft基板5、盖玻璃7、以及形成于tft基板5与盖玻璃7之间的液晶层6。于液晶层6与盖玻璃7之间配置静电电容式触摸屏4x。在静电电容式触摸屏4x与tft基板5之间设置密封部件8。

图16是附有触摸屏的显示装置1x的示意性的俯视图。图17是用以说明附有触摸屏的显示装置1x的静电电容式触摸屏4x与壳体3的结构的分解图。图18是附有触摸屏的显示装置1x的示意性的截面图。图19是示出设置于静电电容式触摸屏4x的发送电极t、接收电极r、与壳体3的连接结构的示意性的截面图。

静电电容式触摸屏4x于液晶面板2上具备:多条带状的发送电极t,彼此平行地配置并通过驱动电压而被驱动;以及多条带状的接收电极r,以与多条发送电极t交叉的方式平行配置,用以读出基于与通过驱动电压而被驱动的发送电极t之间的静电电容的信号。发送电极t经由布线17与触摸屏控制器10x连接,接收电极r经由布线18与触摸屏控制器10x连接。

静电电容式触摸屏4x还具备沿着壳体3的四片侧壁连续地形成并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极ht。壳体发送电极ht从壳体3的侧壁的外面通过表面而形成到内面,经由设置于壳体3的侧壁的内面的导电密封部件9、及布线19,与触摸屏控制器10x连接。

壳体发送电极ht由于沿着壳体3的侧壁连续地形成,因此易于电极形成。例如,如果壳体3为金属制,则无需为了壳体发送电极ht而追加形成电极。

(附有触摸屏的显示装置1x的动作)

当手指触摸实施方式一的附有触摸屏的显示装置1x的壳体3时,由于在壳体3形成壳体发送电极ht,因此该壳体发送电极ht与配置于收容在壳体3的液晶面板2的表面上的接收电极r之间的静电电容更大幅地变化。其原因为:当在壳体3形成壳体发送电极ht时,与手指触摸于现有习知的附有触摸屏的显示装置的壳体的情况相比,手指变得较接近发送电极,该现有习知的附有触摸屏的显示装置是发送电极、接收电极未形成于壳体3而仅形成于液晶面板2上。

因此,通过接收电极r及布线17而触摸屏控制器10x读出基于壳体发送电极ht与接收电极r之间的静电电容变化的信号,由此能够良好地检测手指向壳体3的触摸。

如所述,当能够良好地检测向壳体3的触摸时,则不一定需要以手指进行触摸于液晶面板2的表面,能够仅以向壳体3的触摸而对附有触摸屏的显示装置1x进行操作。因此,提升能够以单手操作搭载有附有触摸屏的显示装置1x的便携设备的操作的容易度。

图20的(a)是示出在已触摸于附有触摸屏的显示装置1x的壳体3时被检测的信号分布的图表,(b)是示出已触摸于现有习知的附有触摸屏的显示装置的壳体时被检测的触摸信号分布的图表。当于壳体3形成壳体发送电极ht时,如图20的(a)所示,检测峰值高的信号p,而在于壳体3未形成壳体发送电极ht的现有习知的附有触摸屏的显示装置中,由于已触摸于壳体3的手指远离液晶面板2上的发送电极t、接收电极r,因此如图20的(b)所示,未检测到峰值高的信号。

[实施方式四]

基于图21~图22对本发明的其他的实施方式进行说明,如以下所述。再者,为了便于说明,关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

图21的(a)是示出实施方式二的附有触摸屏的显示装置1a的立体图,(b)是实施方式二的其他的附有触摸屏的显示装置1b的立体图。

如图21的(a)所示,附有触摸屏的显示装置1a的静电式触摸屏4a,具备沿着壳体3的三片侧壁连续地形成u字状并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极hat。

如图21的(b)所示,附有触摸屏的显示装置1b的静电电容式触摸屏4b,具备沿着壳体3的一片侧壁连续地形成i字状并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极hbt。

壳体发送电极hat、hbt,由于沿着壳体3的侧壁连续地形成,因此易于电极形成。例如,如果壳体3为金属制,则无需为了壳体发送电极hat、hbt而追加形成电极。

图22是实施方式二的另一其他附有触摸屏的显示装置1c的立体图。附有触摸屏的显示装置1c的静电电容式触摸屏4c,如图22所示,具备沿着壳体3的侧壁分割而形成的多个壳体发送电极hct。多个壳体发送电极hct形成于壳体3的侧壁的外面。

根据该结构,由于在壳体3的侧壁形成多个壳体发送电极hct,因此提升对向壳体3的侧壁的触摸进行检测时的分辨能力。

[实施方式五]

在所述实施方式所示的发送电极t及接收电极r具有带状的图案。然而,本发明不限定于此。

图23是实施方式五的附有触摸屏的显示装置1d的俯视图。关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

附有触摸屏的显示装置1d的静电电容式触摸屏4d,具备:多个发送电极td,彼此平行地配置并通过驱动电压而被驱动;以及多个接收电极rd,以与多个发送电极td交叉的方式彼此平行配置,用以读出与基于通过驱动电压而被驱动的发送电极td之间的静电电容的信号。

各发送电极td具有在x轴方向重复形成大致菱形状而成的形状。各接收电极rd具有在y轴方向重复形成大致八边形状而成的形状。

[实施方式六]

在所述实施方式所示的壳体3的壳体发送电极ht,经由导电部件9而与布线19连接,该布线19与触摸屏控制器10结合。然而,本发明不限定于此。

图24的(a)(b)是示出实施方式六的附有触摸屏的显示装置的设置于触摸屏的布线19、以及与形成于壳体3的壳体发送电极ht的连接结构的示意性的截面图。关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

如图24的(a)所示,壳体发送电极ht也可以经由柔性连接器11与布线19连接。

又,如图24的(b)所示,壳体发送电极ht也可以经由盖玻璃7与布线19连接。

[实施方式七]

在所述实施方式所示的壳体3具有长方体形状。然而,本发明不限定于此。

图25的(a)是实施方式五的附有触摸屏的显示装置1e的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。图26的(a)是现有习知的附有触摸屏的显示装置91e的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

如图26的(a)(b)所示,现有习知的圆板状的附有触摸屏的显示装置91e,于壳体3无电极,即便触摸壳体3e,检测信号也变低,触摸的检测困难。

如图25的(a)所示,附有触摸屏的显示装置1e的壳体3e具有圆板形状,收容圆板形状的显示面板(未图示)。于圆板形状的显示面板上配置圆形的静电电容式触摸屏4e。于静电电容式触摸屏4e,设置形成在壳体3e表面的外缘与周面的壳体发送电极het。

静电电容式触摸屏4e,于显示面板之上具备:多条带状的发送电极t,彼此平行地配置并通过驱动电压而被驱动;以及多条带状的接收电极r,以与多个发送电极t交叉的方式彼此平行配置,用以读出基于与通过驱动电压而被驱动的发送电极t之间的静电电容的信号。

图27的(a)是实施方式五的其他的附有触摸屏的显示装置1f的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

附有触摸屏的显示装置1f的静电电容式触摸屏4f,具有形成于圆板形状的壳体3e的壳体发送电极hft、以及在显示面板上配置成矩阵状的多个正方形状的接收电极r。

如此,即便将显示面板上的电极仅以接收电极r简单地构成,也于壳体3e形成壳体发送电极hft,由此能够高灵敏度地对壳体3e上的触摸位置进行检测。

如图25、图27所示,当将壳体3e构成为圆板状时,例如,在将附有触摸屏的显示装置1e、1f作为音响设备的音量的指示器(indicator)而搭载于汽车的情况时,由于能够对壳体3e的侧面的触摸进行检测,因此能够通过一面使手指接触于壳体3e的侧面且一面移动手指(以下,也称为「追踪」)而对音量进行调节。相较于追踪触摸屏的表面,追踪壳体3e的侧面,被认为操作感良好。又,相较于触摸屏的表面,壳体3e的侧面易于追踪,且被认为提升一面驾驶一面进行操作时的操作性、安全性。

图28的(a)是实施方式五的另一其他的附有触摸屏的显示装置1g的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。图29的(a)是现有习知的附有触摸屏的显示装置91g的示意性的俯视图,(b)是其示意性的截面图。

如图29的(a)(b)所示,现有习知的不同形状的附有触摸屏的显示装置91g,于壳体3g无电极,即便触摸壳体3g,检测信号也变低,触摸的检测困难。

如图28的(a)所示,附有触摸屏的显示装置1g的壳体3g具有不规则形状,该不规则形状是从正面观看呈现左上角与右上角被处理为曲线状的横长的长方形状,从而收容所述不规则形状的显示面板(未图示)。于不规则形状的显示面板之上配置不规则形状的静电电容式触摸屏4g。于静电电容式触摸屏4g,设置形成于壳体3g的表面的外缘与周面的壳体发送电极hgt。

[实施方式八]

图30的(a)是实施方式六的附有触摸屏的显示装置1h的立体图,(b)是设置于附有触摸屏的显示装置1h的接近传感器的电路图。关于具有与在上述实施方式已说明的部件相同功能的部件,标注相同附图标记,并省略其说明。

附有触摸屏的显示装置1h具备静电电容式触摸屏4h、与对静电电容式触摸屏4进行控制的触摸屏控制器10h。静电电容式触摸屏4h具备沿着壳体3的四片侧壁连续地形成并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极ht。

在现有习知的静电电容式触摸屏中,由于发送电极、接收电极的形状、宽度(5mm)、以及面积被限定,因此实现接近传感器功能会难以实现。

实施方式六的壳体发送电极ht具有环形状,且可以以面积较配置于显示面板的表面上的发送电极t、接收电极r更广的方式构成。因此,如图30的(b)所示,通过于触摸屏控制器10h设置接受来自与壳体发送电极ht对应的接收电极r的信号、以及与壳体发送电极ht对应的参照电压的增幅器12h,由此附有触摸屏的显示装置1h能够实现接近传感器的功能。

即,触摸屏控制器10h能够对接近壳体发送电极ht的对象物进行检测,且能够对接近壳体发送电极ht的对象物的特性进行识别。例如,触摸屏控制器10h能够识别接近壳体发送电极ht的对象物为手、或为搭载有附有触摸屏的显示装置1h的移动设备的盖体。因此,能够构成为在移动设备的盖体接近于壳体3时触摸屏控制器10h将附有触摸屏的显示装置1h的电源自动地关闭,也能够在手接近于壳体3时于液晶面板2显示反馈反应的用户接口(ui)。由此,提升附有触摸屏的显示装置1h的操作性。

当反应材料附着在人手或外壳上时,与可以提供反馈的ui连接。

图31的(a)是实施方式六的其他的附有触摸屏的显示装置1i的立体图,(b)是附有触摸屏的显示装置1i的示意性的截面图,(c)是设置于附有触摸屏的显示装置1i的环境传感器的电路图。

附有触摸屏的显示装置1i具备静电电容式触摸屏4i、与对静电电容式触摸屏4i进行控制的触摸屏控制器10i。静电电容式触摸屏4i具备沿着壳体3的四片的侧壁连续地形成并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极ht。

在现有习知的静电电容式触摸屏,难以识别进行触摸的物体为导电物或为非导电物。

如图31的(c)所示,为了识别进行触摸的物体13为导电物或为非导电物,而于触摸屏控制器10i设置接受来自与壳体发送电极ht对应的接收电极r的信号、以及与发送电极t对应的信号的增幅器121。

如图31的(b)所示,当发送电极t与接收电极r设置于显示面板的表面上,且于相对于接收电极r较发送电极t远的位置配置壳体发送电极ht时,于进行触摸的物体为导电物的情况,伴随导电物接近,发送电极t与接收电极r的耦合电容、以及壳体发送电极ht与接收电极r的耦合电容的双方均减少。另一方面,于进行触摸的物体为非导电物的情况,伴随非导电物接近,发送电极t与接收电极r的耦合电容增大,但较发送电极t远离接收电极r的壳体发送电极ht与接收电极r的耦合电容减少。

基于如此的耦合电容的增减倾向,触摸屏控制器10i识别进行触摸的物体13为导电物或为非导电物。如此一来,例如,由于能够识别进行触摸的物体13为手指(导电物)或为手套(非导电物),因此触摸屏控制器10i能够根据该识别结果而切换操作模式。如此,触摸屏控制器10i由于对进行触摸的物体13为导电物或为非导电物的环境进行辨识而切换操作模式,因此能够减少误动作,且实现低消耗电力化。

图32的(a)是实施方式六的另一其他的附有触摸屏的显示装置1j的立体图,(b)是附有触摸屏的显示装置1j的示意性的截面图。

附有触摸屏的显示装置1j具备静电电容式触摸屏4j。静电电容式触摸屏4j于显示面板上具备:多条带状的发送电极t,彼此平行地配置并通过驱动电压而被驱动;以及多条带状的接收电极r,以与多个发送电极t交叉的方式彼此平行配置,用以读出基于与通过驱动电压而被驱动的发送电极t之间的静电电容的信号。静电电容式触摸屏4j进一步具备:壳体发送电极ht,沿着壳体3的四片的侧壁连续地形成并通过驱动电压而被驱动;以及压力反应材料14,配置于发送电极t与壳体发送电极ht之间,且对压力进行反应。

由于发送电极t与接收电极r形成于显示面板上的相同的基板,因此电极的厚度、电极间距离、电容为固定。

在现有习知的静电电容式触摸屏,难以实现压力感测。在实施方式八的附有触摸屏的显示装置1j,对压力进行反应的压力反应材料14配置于壳体发送电极ht与发送电极t之间。因此,壳体发送电极ht与接收电极r之间的静电电容,取决于对压力进行反应的压力反应材料14而进行变化。因此,将基于取决于压力反应材料14而进行变化的壳体发送电极ht与接收电极r之间的静电电容的信号,通过接收电极r读出并进行解析,由此能够对作用于静电电容式触摸屏4j的压力进行检测。

根据该结构,能够识别轻微触摸输入、与利用强按压力所进行的触摸输入。因此,能够通过强按压力而无误动作地进行文字输入,易于输入文字。

图32的(a)是实施方式八的另一其他的附有触摸屏的显示装置1k的立体图,(b)是附有触摸屏的显示装置1k的示意性的截面图,(c)是示出设置于附有触摸屏的显示装置1k的环形天线、nfc(nearfieldcommunication、近距离无线通信)雷达16、与增幅器12k(传感器电路)的关系的框图。

附有触摸屏的显示装置1k具备静电电容式触摸屏4k、与对静电电容式触摸屏4k进行控制的触摸屏控制器10k。静电电容式触摸屏4k具有沿着壳体3的四片的侧壁形成环状并通过驱动电压而被驱动的壳体发送电极hkt。

如图33的(c)所示,于触摸屏控制器10k,设置有:nfc雷达16;增幅器12k,其将从接收电极r读出的信号进行增幅(放大);以及开关15,其将壳体发送电极hkt与nfc雷达16或增幅器12k连接。

在现有习知的附有触摸屏的显示装置中,nfc天线与静电电容式触摸屏分开设置。在本实施方式的附有触摸屏的显示装置1k,当切换开关15而使壳体发送电极hkt与nfc雷达16连接时,壳体发送电极hkt作为ncf天线而发挥功能。因此,无需另外设置nfc天线。

在前述的实施方式三至八中,示出于壳体设置发送电极(壳体发送电极)的例子。然而,本发明不限定于此。也可以以于壳体设置接收电极(壳体接收电极)的方式构成,也可以以将发送电极(壳体发送电极)与接收电极(壳体接收电极)的双方设置于壳体的方式构成,只要发送电极(壳体发送电极)与接收电极(壳体接收电极)的至少一方设置于壳体即可。

[总结]

本发明的形态一的附有触摸屏的显示装置1,包括:显示面板(液晶面板2)、用以对所述显示面板(液晶面板2)进行操作的触摸屏(静电电容式触摸屏4)、以及对所述触摸屏(静电电容式触摸屏4)进行控制的控制器(触摸屏控制器10),所述附有触摸屏的显示装置1的所述触摸屏(静电电容式触摸屏4)包括:发送电极t,通过驱动电压而被驱动;第一接收电极sa,用以读出基于与所述发送电极t之间的第一静电电容的第一信号;以及第二接收电极sb,配置于较所述第一接收电极sa远离所述发送电极t的位置,用以读出基于与所述发送电极t之间的第二静电电容而的第二信号,当水滴存在于所述触摸屏(静电电容式触摸屏4)上时,所述控制器(触摸屏控制器10)使用以读出所述第二信号的频率增大。

根据上述的结构,当水滴存在于所述触摸屏上时,使用以读出第二信号的频率增大,所述第二信号为基于配置于较所述第一接收电极远离所述发送电极的位置的第二接收电极与发送电极之间的第二静电电容的信号。因此,能够正确地对水滴存在的触摸屏上的触摸位置进行检测。

本发明的形态二的附有触摸屏的显示装置1,也可以在所述形态一中,所述控制器(触摸屏控制器10)通过缩短用以读出所述第二信号的取样时间而使所述频率增大。

根据上述的结构,能够通过简单的结构,使用以读出第二信号的频率增大。

本发明的形态三的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态一中,在水滴存在于所述触摸屏(静电电容式触摸屏4)上时,所述控制器(触摸屏控制器10)使用以读出所述第一信号的频率增大。

根据上述的结构,能够更加正确地对水滴存在的触摸屏上的触摸位置进行检测。

本发明的形态四的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态一中,当水滴存在于所述触摸屏(液晶面板2)上时,所述第一接收电极sa被屏蔽。

根据上述的结构,能够更加正确地对水滴存在的触摸屏上的触摸位置进行检测。

本发明的形态五的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态一中,进一步包括收容所述显示面板(液晶面板2)的壳体3,所述第二接收电极sb配置于所述壳体3。

根据上述的结构,即便水滴存在于收容显示面板的壳体,也能够正确地对壳体上的触摸位置进行检测。

本发明的形态六的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态五中,所述第二接收电极sb配置于所述壳体3的侧面,所述发送电极t及所述第一接收电极sb配置于所述显示面板(液晶面板2)的表面上。

根据上述的结构,能够基于发送电极与第二接收电极之间的静电电容的变化而检测向壳体的侧面的触摸,且基于发送电极与第一接收电极之间的静电电容的变化而检测向显示面板的表面的触摸。

本发明的形态七的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态五中,配置于所述显示面板(液晶面板2)的表面的布线19与配置于所述壳体3的第二接收电极(壳体接收电极)连接。

根据上述的结构,能够将配置于壳体的第二接收电极通过配置于显示面板的表面的布线而与控制器连接。

本发明的形态八的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态一中,所述发送电极t、所述第一接收电极sa、及所述第二接收电极sb配置于所述显示面板(液晶面板2)的表面上。

根据上述的结构,即使水滴存在于显示面板的壳体,也能够正确地对壳体上的触摸位置进行检测。

本发明的形态九的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态八中,所述发送电极t沿着第一方向彼此平行地形成多个,所述第一接收电极sa形成为具有与所述发送电极t对应的多个第一接收突出图案的梳齿状(梳齿图案22a),所述第二接收电极sb形成为具有往与所述第一方向相反的第二方向突出并与所述多个第一接收突出图案(梳齿图案22a)啮合的多个第二接收突出图案(梳齿图案22b)的梳齿状。

根据上述的结构,通过第一接收突出图案与第二接收突出图案的啮合提升触摸信号的检测灵敏度。

本发明的形态十的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态一中,所述控制器(触摸屏控制器10)基于与检测对象物的向所述触摸屏(静电电容式触摸屏4)的接近相应的所述第一静电电容的变化特性及所述第二静电电容的变化特性,对所述检测对象物为导电物或为非导电物进行判定。

根据上述的结构,由于能够对所述检测对象物为导电物或为非导电物进行判定,因此,例如能够识别由赤裸的手指进行的触摸与由穿戴手套的手指进行的触摸。

本发明的形态十一的附有触摸屏的显示装置1,也可以:在所述形态十中,当所述检测对象物为导电物时,根据其的接近而所述第一静电电容及所述第二静电电容减少,当所述检测对象物为非导电物时,根据其的接近而所述第一静电电容减少,且所述第二静电电容增大。

根据上述的结构,能够通过简单的算法对检测对象物为导电物或为非导电物进行判定。

本发明并非被限定于上述的各实施方式,可在权利要求所示的范围内进行各种变更,且关于适当组合不同实施方式中所分别公开的技术性手段而获得的实施方式也包含于本发明的技术性范围。进而,通过组合各实施方式中分别公开的技术性手段,能够形成新的技术性特征。

附图标记的说明

1附有触摸屏的显示装置

2液晶面板(显示面板)

3壳体

4静电电容式触摸屏(触摸屏)

10触摸屏控制器(控制器)

t发送电极

sa第一接收电极

sb第二接收电极

w水滴

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