触摸面板一体型显示装置的制作方法

本发明涉及触摸面板一体型显示装置。

背景技术：

以往，具备触摸传感器机构的带触摸面板的显示装置已被广泛地使用，其中，触摸传感器机构检测用户的手指、笔的触摸位置。作为这种带触摸面板的显示装置的一个方式，已知触摸传感器机构设置在显示面板内的、所谓的内嵌(in-cell)型的触摸面板一体型显示装置。特别是，触摸传感器机构的所有构成要素都设置在显示面板的内部的触摸面板一体型显示装置被称为全内嵌(fullin-cell)型。

在全内嵌型的触摸面板一体型显示装置中，将显示面板内的电极还用作触摸传感器电极。例如，能够将用于向液晶显示面板的像素供应共用电压的共用电极分割为多个，并有效地用作触摸传感器电极。

另外，在这种触摸面板一体型显示装置中，提出了能实现在睡眠模式下实现姿势检测功能时的低功耗化的构成(例如，参照下述的专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2017-4482号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，上述专利文献1所记载的构成是以睡眠模式时的低功耗化为目的，而不是实现动作时的低功耗化。

以下的公开的目的在于，提供一种实现动作时的低功耗化的触摸面板一体型显示装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，一个方式的触摸面板一体型显示装置具备：像素电极；共用电极，其与上述像素电极相对设置；传感器驱动部，其在显示图像的期间，向上述共用电极供应针对上述像素电极的相对电压，在检测触摸的期间，向上述共用电极供应用于检测触摸的驱动信号并读出检测信号；接近传感器处理部，其探测物体接近了显示面；以及控制部，其基于上述接近传感器处理部的探测结果和来自上述传感器驱动部的检测信号的处理结果来控制传感器驱动部的动作。(i)在上述接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面，并且检测出手指的触摸的情况下，上述控制部停止用于检测笔的触摸的控制信号的输出，(ii)在上述接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面，并且检测出笔的触摸的情况下，上述控制部停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出。

发明效果

根据上述的构成，能够提供一种实现动作时的低功耗化的显示装置。

附图说明

图1是示出第1实施方式中的触摸面板一体型显示装置的功能性的概略构成的框图。

图2是示出第1实施方式中的触摸面板一体型显示装置的动作的时序图。

图3是表示触摸面板的状态与有无控制信号的输出之间的关系的图。

图4是示出第1实施方式中的触摸面板一体型显示装置的动作的流程的前半部分的流程图。

图5是示出第1实施方式中的触摸面板一体型显示装置的动作的流程的后半部分的流程图。

附图标记说明

1…显示单元，2…控制部，11…lcd模块，11g…行驱动器，11s…列驱动器(传感器驱动部)，11p…显示面板，12…定时控制器，13…面板控制器，14…触摸控制器，15…接近传感器处理部，100…显示装置。

具体实施方式

第1构成的触摸面板一体型显示装置具备：像素电极；共用电极，其与上述像素电极相对设置；传感器驱动部，其在显示图像的期间，向上述共用电极供应针对上述像素电极的相对电压，在检测触摸的期间，向上述共用电极供应用于检测触摸的驱动信号并读出检测信号；接近传感器处理部，其探测物体接近了显示面；以及控制部，其基于上述接近传感器处理部的探测结果和来自上述传感器驱动部的检测信号的处理结果来控制传感器驱动部的动作。(i)在上述接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面，并且检测出手指的触摸的情况下，上述控制部停止用于检测笔的触摸的控制信号的输出，(ii)在上述接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面，并且检测出笔的触摸的情况下，上述控制部停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出。

根据该第1构成，在接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面的情况下，(i)当检测出手指的触摸时，停止用于检测笔的触摸的控制信号的输出，(ii)当检测出笔的触摸时，停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出。从而，能够降低在检测触摸的期间中的传感器驱动部的功耗。

第2构成的触摸面板一体型显示装置是，在第1构成中进一步地，在上述接近传感器处理部探测出物体接近上述显示面，并且检测出手指的触摸和笔的触摸这两者的情况下，上述控制部停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出。

在检测出手指的触摸和笔的触摸这两者的情况下，可以认为其原因是，想要用笔进行触摸操作的用户误使手指进行了接触。根据上述的第2构成，在该情况下，停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出，从而能检测之后的笔的触摸，并且能够降低传感器驱动部的功耗。

第3构成的触摸面板一体型显示装置是，在第1或者第2构成中进一步地，在上述接近传感器处理部没有探测出物体接近上述显示面的情况下，上述控制部停止用于检测手指的触摸的控制信号的输出和用于检测笔的触摸的控制信号的输出。

根据该第3构成，在没有探测出物体的接近的情况下，停止所有用于检测触摸的控制信号，从而能够降低传感器驱动部的功耗。

图1是示出本发明的一个实施方式中的显示装置100的功能性的概略构成的框图。显示装置100具备显示单元1和控制部2。显示单元1是触摸传感器机构设置在显示面板内的、所谓的内嵌型的触摸面板一体型显示装置。控制部2具有如下功能：向显示单元1输出显示数据d，并且从显示单元1获取触摸数据来进行处理。

显示单元1具备液晶显示器(lcd)模块11、定时控制器12、面板控制器13、触摸控制器14以及接近传感器处理部15。

lcd模块11具有显示面板11p、行驱动器11g以及列驱动器11s。虽然均省略了图示，但是显示面板11p具有：多个栅极线，其被行驱动器11g逐行依次地选择；多个源极线，其由列驱动器11s驱动；以及像素电极，其连接到栅极线和源极线。

另外，显示面板11p具备以与像素电极相对的方式设置的多个共用电极(未图示)。共用电极在显示图像时作为与像素电极相对的相对电极发挥功能，在检测触摸时作为传感器电极发挥功能。列驱动器11s还连接到共用电极，还作为传感器驱动部发挥功能。

在图1所示的例子中，共用电极设置为n列，列驱动器11s设置为与共用电极的列数相同的n个(即，列驱动器11s1～11sn)。但是，共用电极的列的数量与列驱动器11s的数量也可以不相同。

在lcd模块11中，当进行图像的显示时，行驱动器11g逐行依次地选择栅极线，与所选择的栅极线上的各像素要显示的灰度级相应的数据信号从列驱动器11s供应到源极线。另外，如上所述，此时，共用电极作为相对电极发挥功能，因此，恒定的com电位的信号从列驱动器11s1～11sn供应到共用电极。

另外，在lcd模块11中，当进行触摸检测时，具有恒定的振幅的交流信号(以下称为触摸驱动信号)从列驱动器11s1～11sn供应到共用电极。另外，列驱动器11s1～11sn在触摸检测期间内从各个共用电极读出触摸检测信号(trd)。所读出的触摸检测信号(trd)被发送到触摸控制器14，进一步从触摸控制器14输出到控制部2。如果人的手指或者笔接触显示面，则会在接触物与相对电极之间形成电容。因此，通过在触摸控制器14中収集从各共用电极输出的触摸检测信号(trd)，在控制部2中分析所有的共用电极的触摸检测信号(trd)的变化，判断在哪个共用电极上进行了触摸，从而能够检测出触摸位置。

此外，图像的显示和触摸的检测交替地进行。换言之，进行图像的写入的期间与进行触摸的检测的期间是分时的。关于这一点，将在后面详细地进行说明。

定时控制器12在从控制部2接收到显示数据d后，将控制栅极线的驱动定时的栅极控制信号(g_ctrl)输出到面板控制器13，并且将要显示的图像数据的数据信号data输出到列驱动器11。另外，定时控制器12将触摸同步信号(t_sync)输出到触摸控制器14，触摸同步信号(t_sync)用于取得图像的显示与触摸检测的同步。此外，触摸同步信号(t_sync)还从触摸控制器14输出到面板控制器13和列驱动器11s。

面板控制器13将栅极控制信号(g_ctrl)输出到行驱动器11g，并且向列驱动器11s供应恒定电位vcom。vcom是在显示图像时向作为像素电极的相对电极发挥功能的共用电极施加的电压。

触摸控制器14通过向面板控制器13和列驱动器11s输出触摸同步信号(t_sync)，从而控制触摸的检测处理。另外，触摸控制器14从列驱动器11s接收触摸检测信号(trd)，并将其输出到控制部2。

接近传感器处理部15控制设置于lcd模块11的接近传感器(未图示)，并且基于来自接近传感器的输出信号，探测在距离lcd模块11的显示面为一定的距离之内有某个物体靠近。

此外，作为接近传感器，例如已知静电电容型、感应型、超声波型、电磁波型、红外线型等各种传感器。对于在实施本发明时使用哪种传感器作为接近传感器，只要是能够探测出某个物体靠近了的传感器即可，没有特别限制。

接着，参照图2来说明显示装置100中的图像显示处理与触摸检测处理的分时控制。图2是示出显示装置100的动作的时序图。在图2中示出了如下例子：显示面板11p的画面的刷新率为60hz(即，以16.6ms显示1帧的画面)，并且，在1帧内以16hz进行图像显示和触摸检测。

如图2所示，模式控制信号(m_ctl)在16.6ms内从高到低切换16次，16.6ms为1帧的显示期间。在该例中，在模式控制信号(m_ctl)为高的期间(图2所示的d1～d16的期间)，栅极线和源极线由行驱动器11g和列驱动器11s驱动，进行图像向显示面板11p的写入。

并且，在图2的例子中，模式控制信号(m_ctl)为低的期间被分配给触摸检测处理。另外，在进行触摸检测处理的期间，检测手指的触摸的期间和检测笔的触摸的期间是交替分配的。即，如图2所示，在1帧的显示期间，分配t1～t8的8个区间作为检测手指的触摸的期间，分配t1～t8的8个区间作为检测笔的触摸的期间。

此外，在检测手指的触摸的情况下，特别是在静电电容方式的情况下，以静电电容的变化量来检测有无手指的触摸。另一方面，在检测笔(特别是有源笔)的触摸的情况下，接受由笔发送来的调制信号，通过解调处理得到数字数据，从而接收各种信息。此外，由于手指的触摸检测方法和笔的触摸检测方法是公知的，因此，省略详细的说明。

在无源笔(passivepen)的情况下，能够通过与检测手指的触摸同样的方法进行触摸的检测，但在检测比手指细的笔尖这一点上，与检测手指的触摸是不同的。在有源笔(activepen)的情况下，通过笔中内置的电路，能够实现笔压、倾斜以及悬停等功能，通过与系统侧相结合，能够实现高级的附加功能。

接着，参照图3来说明与接近传感器处理部15的判断结果相应的动作控制。

本实施方式的显示装置100在接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面的情况下，根据是否检测出手指的触摸或者笔的触摸来限制检测手指的触摸或者笔的触摸的期间的信号输出。下面，参照图3来详细地进行说明。

在图3中，接近传感器为“开”(图3的状态st1～st4)的状态是接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面的情况，接近传感器为“关”(图3的状态st5)的状态是接近传感器处理部15没有检测出存在靠近显示面的物体的情况。

图3所示的状态st1示出如下状态：接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面，并且，在最近的2次触摸检测期间没有检测出手指的触摸和笔的触摸。在该状态下，显示装置100的控制部2向定时控制器12发送指示，从而，如图3的右侧所示的那样，将显示用的控制信号、用于检测手指的触摸的控制信号以及用于检测笔的触摸的控制信号均设为开。因此，在该状态下，在图2所示的图像显示期间d、触摸(手指)检测期间t、触摸(笔)检测期间t中均输出控制信号。

状态st2示出如下状态：接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面，并且，虽然没有检测出手指的触摸，但检测出笔的触摸。在该状态下，显示装置100的控制部2向定时控制器12发送指示，从而，如图3的右侧所示的那样，将显示用的控制信号和用于检测笔的触摸的控制信号设为开，而将用于检测手指的触摸的控制信号(从列驱动器11s输出的触摸驱动信号等)设为关。因此，在该状态下，在图2所示的图像显示期间d和触摸(笔)检测期间t中输出控制信号，而在触摸(手指)检测期间t中不输出控制信号。从而，能够降低触摸(手指)检测期间t的功耗。

状态st3示出如下状态：接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面，并且，检测出手指的触摸，而没有检测出笔的触摸。在该状态下，显示装置100的控制部2向定时控制器12发送指示，从而，如图3的右侧所示的那样，将显示用的控制信号和用于检测手指的触摸的控制信号设为开，而将用于检测笔的触摸的控制信号(从列驱动器11s输出的触摸驱动信号等)设为关。因此，在该状态下，在图2所示的图像显示期间d和触摸(手指)检测期间t中输出控制信号，而在触摸(笔)检测期间t中不输出控制信号。从而，能够降低触摸(笔)检测期间t的功耗。

状态st4示出如下状态：接近传感器处理部15检测出某个物体靠近了显示面，并且，检测出手指的触摸和笔的触摸这两者。作为这样检测出手指的触摸和笔的触摸这两者的原因，可以认为是想要用笔进行触摸操作的用户误使手指进行了接触。因此，在图3的例子中，在该状态下，与状态st2相同，显示装置100的控制部2向定时控制器12发送指示，从而，如图3的右侧所示的那样，将显示用的控制信号和用于检测笔的触摸的控制信号设为开，而将用于检测手指的触摸的控制信号设为关。从而，在图2所示的图像显示期间d和触摸(笔)检测期间t中输出控制信号，而在触摸(手指)检测期间t中不输出控制信号。其结果是，能够降低触摸(手指)检测期间t的功耗。但是，在状态st4下，也可以不是如上述那样以检测笔的触摸为优先，而是以检测手指的触摸为优先。即，在状态st4下，也可以进行与状态st3相同的控制，在图像显示期间d和触摸(手指)检测期间t中输出控制信号，而在触摸(笔)检测期间t中不输出控制信号。

状态st5示出如下状态：接近传感器处理部15没有检测出物体的接近。在该情况下，将用于检测笔的触摸的控制信号和用于检测手指的触摸的控制信号这两者设为关。从而，在图2所示的触摸(手指)检测期间t和触摸(笔)检测期间t中不输出控制信号。其结果是，在接近传感器没有检测出物体的接近的状态下，能够降低触摸(手指)检测期间t和触摸(笔)检测期间t的功耗。此外，图3中的状态st5的“有/无”意味着不依赖于状态。

接着，参照图4和图5来说明显示装置100的动作。如图4所示，在接近传感器为“开”即某个物体靠近显示面的情况下(在步骤s1中为是)，控制部2判断是否已经在进行图像显示(步骤s2)。如果已经在进行图像显示(在步骤s2中为是)，则处理转移到步骤s5。如果还没有进行图像显示(在步骤s2中为否)，则控制部2将显示控制信号设为开(步骤s3)。从而，进行图像显示(步骤s4)。

接着，控制部2判断是否已经在检测手指的触摸(步骤s5)。在已经在检测手指的触摸的情况下(在步骤s5中为是)，处理转移到步骤s7。在尚未检测手指的触摸的情况下(在步骤s5中为否)，控制部2将用于检测手指的触摸的控制信号设为开(步骤s6)。

接着，控制部2判断是否已经在检测笔的触摸(步骤s7)。在已经在检测笔的触摸的情况下(在步骤s7中为是)，处理转移到步骤s9。在尚未检测笔的触摸的情况下(在步骤s7中为否)，控制部2将用于检测笔的触摸的控制信号设为开(步骤s8)。此外，图4所示的“a”接着图5所示的“a”。

接下来，如图5所示，控制部2判断是否已经检测出手指或者笔的触摸(步骤s9)。在已经检测出手指或者笔的触摸的情况下(在步骤s9中为是)，处理转移到步骤s14。在到目前为止尚未检测出触摸(在步骤s9中为否)但新检测出手指的触摸的情况下(在步骤s10中为是)，控制部2将用于检测笔的触摸的控制信号设为关(步骤s11)。另外，在新检测出笔的触摸的情况下(在步骤s12中为是)，控制部2将用于检测手指的触摸的控制信号设为关(步骤s13)。

步骤s9～s13的处理在接近传感器为开的期间内反复进行。当接近传感器变为关时，处理转移到步骤s15。在步骤s15中，控制部2停止用于检测手指的触摸的控制信号和用于检测笔的触摸的控制信号。之后，处理返回图4的步骤s1。

此外，在图4和图5所示出的流程图中，省略了实现图3所示的状态st4的步骤。在接近传感器为开，并且已经检测出手指的触摸和笔的触摸这两者的情况下，可以认为是想要用笔进行触摸操作的用户误使手指进行了接触，因此，可以是将用于检测笔的触摸的控制信号保持为开，而停止用于检测手指的触摸的控制信号。但是，与此相反，在接近传感器为开，并且已经检测出手指的触摸和笔的触摸这两者的情况下，也可以是将用于检测手指的触摸的控制信号保持为开，而停止用于检测笔的触摸的控制信号。

如上所述，在接近传感器探测出物体靠近了显示面，而且检测出手指的触摸时，显示装置100停止用于检测笔的触摸的控制信号。另外，在接近传感器探测出物体靠近了显示面，而且检测出笔的触摸时，显示装置100停止用于检测手指的触摸的控制信号。这样，通过将用于检测手指的触摸的控制信号和用于检测笔的触摸的控制信号中的任意一个控制信号停止，从而能够实现功耗的降低。

以上的说明只是本发明的实施方式的具体例，本领域技术人员能进行各种变更。例如，在上述的说明中，虽然例示了具备lcd模块的显示装置，但也能使用液晶显示器以外的显示器。