带触摸检测功能的显示装置及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可以检测外部接近物体的显示装置，尤其涉及可以基于静电电容的变化来检测外部接近的外部接近物体的带触摸检测功能的显示装置以及电子设备。
【背景技术】
[0002]近年来，被称为触摸面板的能够检测外部接近物体的触摸检测装置受到关注。触摸面板被用于在液晶显示装置等显示装置上安装或者一体化有触摸检测装置的带有触摸检测功能的显示装置。并且，带有触摸检测功能的显示装置通过使各种按钮图像等显示在显示装置上，从而能够将触摸面板代替通常的机械式按钮而进行信息输入。这种具有触摸面板的带有触摸检测功能的显示装置由于不需要键盘、鼠标、键区这样的输入装置，因此除了计算机以外，具有朝便携电话这样的便携信息终端等扩大的倾向。
[0003]作为触摸检测的方式，存在有光学式、电阻式、静电电容式等几个方式。如果将静电电容式的触摸检测装置用于便携式信息终端等，则可以实现具有比较简单的构造且低耗电的设备。例如，在专利文献I中记载有静电电容式的触摸面板。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]专利文献1:日本特开2012-221485号公报
[0007]但是，在带触摸检测功能的显示装置中，显示功能和触摸检测功能实现了一体化，因此例如用于触摸检测的动作存在对显示产生影响的可能性。针对于此，专利文献I中记载的带触摸检测功能的显示装置即使进行触摸检测也可以降低对显示的影响。并且，专利文献I中记载的带触摸检测功能的显示装置具备对驱动电极选择性地施加直流驱动信号VcomDC或交流驱动信号VcomAC的驱动部。在该带触摸检测功能的显示装置中，在对显示元件进行显示驱动的同时，对驱动电极施加驱动信号，并从触摸检测电极输出该驱动信号对应的信号。因此，需要将对驱动电极分别供给直流驱动信号VcomDC以及交流驱动信号VcomAC的两条布线围绕(引?回才)到边缘(額縁)区域。
[0008]在上述专利文献I记载的带触摸检测功能的显示装置中，提供驱动信号的配线的电阻有可能会对驱动信号的波形的时间常数造成影响，并影响到触摸检测的精度。因此，为了减小连接电阻，需使配线的宽度增大。然而，在增大配线宽度时，有可能使得于显示区域无益的边缘区域增大。
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供可提高触摸检测的精度或可缩小边缘区域的带触摸检测功能的显示装置及电子设备。
[0010]涉及本发明的一方面的带触摸检测功能的显示装置具备:设置于显示区域的多个像素电极；与上述像素电极相对设置并被分成多个的驱动电极；基于图像信号，在上述多个像素电极与上述驱动电极之间施加显示用驱动电压的控制装置；与上述驱动电极相对的触摸检测电极；连接至上述触摸检测电极的触摸检测部；设置在位于上述显示区域的外侧的边缘区域上，对上述驱动电极提供触摸用驱动信号的触摸用配线；对与上述触摸用配线连接的上述驱动电极进行选择的选择开关，其中，上述控制装置具备选择上述被划分成多个的驱动电极中的提供上述触摸用驱动信号的驱动电极的驱动电极扫描部，选择一个上述驱动电极的上述驱动电极扫描部是传输电路:在上述边缘区域具备用于将触摸用驱动信号供给上述驱动电极的多个传输电路，该多个传输电路中的一部分控制上述选择开关。
[0011]涉及本发明的一方面的电子设备具备带触摸检测功能的显示装置，上述带触摸检测功能的显示装置具备:设置于显示区域的多个像素电极；与上述像素电极相对设置并被分成多个的驱动电极；基于图像信号，在上述多个像素电极与上述驱动电极之间施加显示用驱动电压的控制装置；与上述驱动电极相对的触摸检测电极；连接至上述触摸检测电极的触摸检测部；设置在位于上述显示区域的外侧的边缘区域上，对上述驱动电极提供触摸用驱动信号的触摸用配线；对与上述触摸用配线连接的上述驱动电极进行选择的选择开关，其中，上述控制装置具备选择上述被划分成多个的驱动电极中的提供上述触摸用驱动信号的驱动电极的驱动电极扫描部，选择一个上述驱动电极的上述驱动电极扫描部是传输电路:在上述边缘区域具备用于将触摸用驱动信号供给上述驱动电极的多个传输电路，该多个传输电路中的一部分控制上述选择开关。
【附图说明】
[0012]图1是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置的一个构成例的框图。
[0013]图2是用于说明静电电容型触摸检测方式的基本原理，表示手指未接触或未接近的状态的说明图。
[0014]图3是示出图2所示的手指未接触或未接近的状态下的等效电路的例子的说明图。
[0015]图4是用于说明静电电容型触摸检测方式的基本原理，表示手指已接触或已接近的状态的说明图。
[0016]图5是示出图4所示的手指已接触或已接近的状态下的等效电路的例子的说明图。
[0017]图6是表示驱动信号和触摸检测信号的波形的一个例子的图。
[0018]图7是示出安装了涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置的模块的一个例子的图。
[0019]图8是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示部的简要截面构成的截面图。
[0020]图9是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置的一个例子的图。
[0021]图10表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示部的像素排列的电路图。
[0022]图11是说明在安装了涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置的模块，源极驱动器和像素信号线之间的关系的模式图。
[0023]图12表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示部的驱动电极和触摸检测电极的一个构成例的立体图。
[0024]图13是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
[0025]图14是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
[0026]图15是表示涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的动作例的模式图。
[0027]图16是示出涉及实施方式I的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。
[0028]图17是示出涉及实施方式I的驱动电极驱动器的框图。
[0029]图18是示出涉及实施方式I的驱动电极驱动器的驱动部的框图。
[0030]图19是示出涉及比较例的驱动电极驱动器的框图。
[0031]图20是示意性地示出涉及比较例的触摸用配线的边缘的宽度的说明图。
[0032]图21是示意性地示出涉及实施方式I的触摸用配线的边缘的宽度的说明图。
[0033]图22是示出涉及实施方式I的带触摸检测功能的显示装置的定时波形例的说明图。
[0034]图23是示出带触摸检测功能的显示装置的定时波形的变形例的说明图。
[0035]图24是示出涉及实施方式2的驱动电极驱动器的框图。
[0036]图25是示出涉及实施方式2的带触摸检测功能的显示装置的定时波形的说明图。
[0037]图26是示出涉及实施方式2的变形例的驱动电极驱动器的框图。
[0038]图27是示出涉及实施方式2的变形例的带触摸检测功能的显示装置的定时波形例的说明图。
[0039]图28是示出涉及实施方式3的驱动电极驱动器的框图。
[0040]图29是示出涉及实施方式3的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。
[0041]图30是示出涉及实施方式3的带触摸检测功能的显示装置的定时波形例的说明图。
[0042]图31是示出涉及实施方式4的驱动电极驱动器的驱动信号生成部的框图。
[0043]图32是示出涉及实施方式4的驱动电极驱动器的框图。
[0044]图33是示出涉及实施方式4的带触摸检测功能的显示装置I的定时波形例的说明图。
[0045]图34是示出涉及实施方式5的驱动电极驱动器的框图。
[0046]图35是示出涉及实施方式5的带触摸检测功能的显示装置I的定时波形例的说明图。
[0047]图36是表示涉及变形例的带触摸检测功能的显示部的简要断面构造的断面图。
[0048]图37是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0049]图38是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0050]图39是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0051]图40是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0052]图41是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0053]图42是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0054]图43是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
[0055]图44是示出应用涉及本实施方式的带触摸检测功能的显示装置的电子设备的一例的图。
【具体实施方式】
[0056]参照图面，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细的说明。本发明不受以下实施方式所记载的内容的限定。而且，以下记载的构成要素中包含本领域技术人员可以容易假定的、实质上相同的内容。而且，下面记载的构成要素可适当地组合。另外，公开的只不过是一个例子，本领域技术人员在保持发明宗旨的适当变更的前提下容易假定的内容，应当包含在本发明的范围内。而且，为便于说明，相比实际的实施方式，图面对各部的宽度、厚度、形状等有时只是示意性地表示，只是一个例子，并不限制本发明的解释。此外，在本说明书和各个图中，对于已说明过的图中与上述内容相同的要素，有时采用相同的符号，并适当省略详细的说明。
[0057](实施方式I)
[0058]图1是示出实施方式一所涉及的带触摸检测功能的显示装置的一个构成例的框图。带触摸检测功能的显示装置I具备带触摸检测功能的显示部10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、源极选择器部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I是带触摸检测功能的显示部10内置有触摸检测功能的显示部。带触摸检测功能的显示部10是使将液晶显示元件用作显示元件的液晶显示部20和静电电容型的触摸检测设备30 —体化的装置。
[0059]在本实施方式中，作为具有在显示区域显示图像的图像显示功能的显示功能层的公开例举例说明了液晶显示装置(液晶显示单元20)的情况，作为其它应用例，可举出:有机EL装置、其它自发光型显示装置、或具有电泳元件等的电子纸显示装置等所有的平板型的显示装置。而且，不用说，可应用于从中小型到大型的显示装置，并无特别限定。
[0060]如后述，液晶显示设备20是按照从栅极驱动器12供应的扫描信号Vscan对每一个水平线依次扫描并进行显示的设备。控制部11是以如下方式进行控制的电路:基于从外部供应的影像信号Vdisp分别对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14、以及触摸检测部40供应控制信号，使这些部件相互同步进行动作。本发明中的控制装置包括控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14。
[0061]栅极驱动器12具有基于从控制部11供应的控制信号依次选择作为带有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线的功能。
[0062]源极驱动器13是基于从控制部11供应的控制信号将像素信号Vpix供应至带有触摸检测功能的显示设备10的后述的各像素Pix(副像素SPix)的电路。如后所述，源极驱动器13基于一个水平线的影像信号Vdisp，生成将液晶显示部20的多个副像素SPix的像素信号Vpix进行分时多路而得的图像信号，并供给至源极选择器部13S。此外，源极驱动器13生成用于分离图像信号Vsig多路复用的像素信号Vpix所需要的开关控制信号Vsel，并和像素信号Vpix —起供给至源极选择器部13S。此外，源极选择器部13S可以减少源极驱动器13和控制部11之间的布线数。
[0063]驱动电极驱动器14是基于从控制部11供给的控制信号，向带触摸检测功能的显示部10的、后述的驱动电极COML供给触摸检测用的驱动信号(触摸用驱动信号、以下称为驱动信号。)VcomAC、作为显示用的电压的显示用驱动电压VcomDC的电路。
[0064]触摸检测部40是如下所述的电路:基于从控制部11供给的控制信号以及从带触摸检测功能的显示部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(后述的接触状态)，在有触摸的情况下，求得触摸检测区域中的其坐标等。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、检测定时(timing)控制部46。
[0065]触摸检测信号放大部42对触摸检测设备30所供给的触摸检测信号Vdet进行放大。触摸检测信号放大部42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中包含的高频成分(噪声成分)，提取出触摸成分并分别进行输出。
[0066](静电电容型触摸检测的基本原理)
[0067]触摸检测设备30基于静电电容型触摸检测的基本原理进行动作，并输出触摸检测信号Vdet。参照图1?图6，对本实施方式的带有触摸检测功能的显示装置中的触摸检测的基本原理进行说明。图2是为了说明静电电容型触摸检测方式的基本原理而表示手指未接触或者未接近状态的说明图。图3是示出图2中示出的手指未接触或者未接近状态的等价电路的实例的说明图。图4是为了说明静电电容型触摸检测方式的基本原理而表示手指接触或者接近状态的说明图。图5是示出图4中示出的手指接触或者接近状态的等价电路的实例的说明图。图6是示出驱动信号以及触摸检测信号的波形的一个例子的图。
[0068]例如，如图2所示，电容元件Cl具备夹着电介体D相互对向配置的一对电极、驱动电极El以及触摸检测电极E2。如图3所示，电容元件Cl其一端连接于交流信号源(驱动信号源)S，另一端与电压检测器(触摸检测部)DET连接。电压检测器DET例如是图1所示的触摸检测信号放大部42所包含的积分电路。
[0069]如果从交流信号源S对驱动电极El (电容元件Cl的一端)施加规定的频率(例如数kHz?数百kHz左右)的交流矩形波Sg，则通过与触摸检测电极E2 (电容元件Cl的另一端)侧连接的电压检测器DET，显出输出波形(触摸检测信号Vdet)。此外，该交流矩形波Sg相当于后述的驱动信号VcomAC。
[0070]在手指未接触(或者未接近)装置的状态(非接触状态)下，如图2以及图3所示，伴随对电容元件Cl的充放电，对应于电容元件Cl的电容值的电流Itl流动。图6所示，电压检测器DET将交流矩形波Sg所对应的电流Itl的变动转换为电压的变动(实线的波形V0) O
[0071]另一方面，在手指接触(或接近)了装置的状态(接触状态)下，如图4所示，基于手指所形成的静电电容C2与触摸检测电极E2接触或位于其附近，从而位于驱动电极El以及触摸检测电极E2之间的边缘部分的静电电容被截止，作为电容值小于电容元件Cl的电容值的电容元件Cl’而发挥作用。并且，在以图5所示的等效电路来进行观察时，在电容元件Cl’中流动电流I1。如图6所示，电压检测器DET将交流矩形波Sg所对应的电流1的变动转换为电压的变动(虚线的波形％)。在这种情况下，波形V1与上述的波形Vtl相比，振幅变小。由此，波形Vtl与波形V1的电压差分的绝对值I AVl根据手指等从外部接近的物体的影响而发生变化。此外，电压检测器DET可以高精度地检测波形Vtl与波形V1的电压差分的绝对值I Λν|，因此，更加优选基于电路内的开关，根据交流矩形波Sg的频率，进行设置了用于复位电容器的充电放电的期间Reset的动作。
[0072]图1所示的触摸检测设备30根据由驱动电极驱动器14供给的驱动信号Vcom(后述的驱动信号VcomAC)，依次逐一扫描一个检测块，进行触摸检测。
[0073]触摸检测设备30从多个后述触摸检测电极TDL通过图3或图5所示的电压检测器DET，对应各检测块输出触摸检测信号Vdet，并供给至触摸检测部40的A/D转换部43。
[0074]A/D转换部43是如下所述的电路:以与驱动信号VcomAC同步的定时，分别抽样从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号，并转换为数字信号。
[0075]信号处理部44具备数字滤波器，该数字滤波器用于降低A/D转换部43的输出信号中所包含的、对驱动信号VcomAC进行了抽样的频率之外的频率成分(噪声成分)。信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号检测有无对触摸检测设备30的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行仅取出基于手指的电压的差分的处理。该基于手指的电压的差分是上述的波形Vtl与波形差分的绝对值I Λν|，信号处理部44可以进行使一个检测块上的绝对值I Δν|平均化的运算，求得I Δν|的平均值。由此，信号处理部44可以降低噪声的影响。信号处理部44将检测出的基于手指的电压的差分与规定的阈值电压进行比较，如果在该阈值电压以