带传感器的显示装置的制造方法_3

文档序号:9326535阅读:来源:国知局
信号(传感器输出值)。即,检测作为显示区域DA内利 用者手指的位置信息的输入位置信息时,作为第一驱动部的驱动IC芯片ICl (共用电极驱 动电路CD)对共用电极CE (分割电极C)供给写入信号Vw,在共用电极CE与传感器SE之间 产生传感器信号。作为第二驱动部的驱动IC芯片IC2与传感器SE连接,读取表示上述传 感器信号(例如在检测电极Rx上产生的静电电容)的变化的读取信号Vr。
[0090] 在图5中示出的检测电路RC中,写入信号Vw能够基于供给到分割电极C的时间 和来自于各个检测电极Rx的读取信号Vr,检测传感器SE的X-Y平面内的手指的2维位置 信息。另外,上述电容Cx在手指与检测电极Rx近的情况和远的情况时不同。因此,读取信 号Vr的电平也在手指与检测电极Rx近的情况和远的情况时不同。从而通过检测电路RC, 能够基于读取信号Vr的电平检测手指对于传感器SE的接近程度(传感器SE的法线方向 的距离)。
[0091] 另外,在显示区域DA的最外周附近包含屏蔽电极SLE与检测电极Rx的交叉部。即 使在被检测物与这样的区域接触或接近的情况下,在分割电极C2的屏蔽电极端缘一侧也 产生朝向该交叉部的电容,由此,使该交叉部即屏蔽电极上的触摸检测也成为能被可靠地 检测的检测。
[0092] 即,在触摸检测时,通过向屏蔽电极SLE供给传感器驱动信号以外的信号,在该屏 蔽电极SLE与检测电极Rx之间不形成电容,而且在该屏蔽电极SLE与引线L之间也不形成 电容。由此在与检测电极Rx之间形成电容的分割电极C2与引线L之间形成屏蔽电极SLE 的宽度部分的间隔,通过由该间隔产生的物理距离抑制分割电极C2与引线L之间的电容的 产生。另一方面,由于该屏蔽电极SLE上与检测电极Rx的距离在倾斜方向比较短,所以在 其间产生电容,进而可以检测被检测物的接触或接近。
[0093] 上述的显示驱动以及感应驱动例如在1个帧的期间内进行。在一个例子中1个帧 的期间分成第一期间和第二期间。在第一期间内,对显示区域DA的全部像素分时地进行写 入图像信号的显示驱动(显示期间)。另外,在第一期间之后的第二期间内,分时地进行在 显示区域DA的全部区域检测被检测物的感应驱动(触摸检测期间或感应期间)。
[0094] 另外,在其它例子中,1个帧的期间进一步分为多个期间。另外,显示区域DA分为 多个区间,对每个区间进行显示驱动以及感应驱动。即,在1个帧期间的第一期间内,对显 示区域DA中第一显示区间的像素进行写入图像信号的第一显示驱动。在第一期间之后的 第二期间,在显示区域DA的第一感应区间中进行检测被检测物的第一感应驱动。第一感应 区间与第一显示区间可以是相同的区域,也可以是不同的区域。在第二期间之后的第三期 间,对与第一显示区间不同的第二显示区间的像素进行写入图像信号的第二显示驱动。在 第三期间之后的第四期间,在与第一感应区间不同的第二感应区间中进行检测被检测物的 第二感应驱动。这样可以在1个帧的期间内交替进行显示驱动和感应驱动,对显示区域DA 的全部像素写入图像信号,另一方面,在显示区域DA的全部区域内检测被检测物。
[0095] 通过上述的第一实施方式,在这样的感应驱动时,位于共用电极CE与引线L之间 的屏蔽电极SLE被维持为固定电位或者切换到浮置状态。因此,即使是根据窄框缘化的需 要而使共用电极CE与引线L接近设置的结构,也可以降低共用电极CE与引线L的寄生电 容。从而,可以抑制共用电极CE与引线L间的电容耦合引起的传感器SE的误动作。另外, 对于感应驱动时屏蔽电极SLE的电位,只要可以降低共用电极CE与引线L的寄生电容就不 限于上述例子。
[0096] 另外,屏蔽电极SLE设置在显示区域DA,在显示驱动时起到与共用电极CE相同的 功能。因此,本实施方式与在非显示区域NDA设置屏蔽电极SLE的情况相比较,不需要确保 在非显示区域NDA内设置屏蔽电极SLE的空间,从而可以窄框缘化。并且,由于屏蔽电极 SLE与共用电极CE -起设置在第二绝缘膜12之上,所以可以用与共用电极CE相同的材料 通过相同的工序形成,不需要用于形成屏蔽电极SLE的另外的工序。
[0097] 另外,由于检测电极Rx的检测线LB以及引线L设置在第二绝缘基板20的外面, 所以可以用相同的材料通过相同的工序形成它们。并且,由于检测线LB以及引线L可以用 与透明导电材料相比电阻值非常低的金属材料形成,所以能够使线宽度变细,并且可以在 维持细的线宽度的同时引绕长的距离。由于引线L的线宽度细,所以能够抑制与非显示区 域NDA接触或接近的被检测物间不希望的电容的形成,可以降低噪音。
[0098] 在本实施方式中,希望屏蔽电极SLE的电极宽度W3为分割电极Cl电极宽度Wl的 一半以下。即,共用电极CE的各个分割电极C等间距设置,并且除去与屏蔽电极SLE邻接 的分割电极C2,具有均匀的电极宽度Wl。分割电极C2的电极宽度W2仅在设置了屏蔽电极 SLE的部分变细。屏蔽电极SLE的电极宽度W3越大,越能够确保共用电极CE与引线L的距 离,可以降低共用电极CE与引线L的寄生电容引起的噪音,另一方面,由于屏蔽电极SLE不 起到传感器驱动电极的功能,所以导致显示区域DA最外周附近的感应灵敏度降低。
[0099] 于是,本申请发明者们使电极宽度Wl为一定值,对电极宽度W3进行各种变更,进 行了测量在引线L的布线噪音量、在显示区域DA的最外周附近被检测物接触时的触摸信号 的实验。实验结果在图9中示出。
[0100] 另外,此处所说的电极宽度Wl、W3和分割电极C2的电极宽度W2为Wl = W2+S+W3, 电极宽度Wl是分割电极Cl的宽度并且是屏蔽电极与分割电极的宽度之和。另外,s是这 些屏蔽电极与分割电极的间隙,设定在几 ym~几十μL?,是相对于Wl的宽度可以忽略的大 小。
[0101] 首先,在将电极宽度Wl设置为4200 μ m的情况下,在0 μ m~3000 μ m的范围内改 变电极宽度W3,测量了布线噪音量以及触摸信号。根据该实验结果确认到,W3/W1的值在 〇. 5以下的情况下布线噪音量大致为零,并且抑制了触摸信号的劣化。但是确认到在W3/W1 的值在0. 13以下的情况下,由于共用电极CE与引线L接近,所以产生了布线噪音。
[0102] 另外,在将电极宽度Wl设定为2325 μ m的情况下,在0 μ m~1500 μ m的范围内改 变电极宽度W3,测量了布线噪音量以及触摸信号。根据该实验结果确认到,W3/W1的值在 〇. 5以下的情况下布线噪音量大致为零,并且抑制了触摸信号的劣化。但是确认了在W3/W1 的值在0. 32以下的情况下,由于共用电极CE与引线L接近,所以产生了布线噪音。
[0103] 根据上述实验结果,从布线噪音以及感应灵敏度的观点出发,希望电极宽度W3为 电极宽度Wl的0.5倍以下,进一步希望为0.3倍以上。
[0104] (第一实施方式的变形例)
[0105] 接下来对上述第一实施方式的液晶显示装置DSP中搭载的静电电容型传感器SE 的变形例进行说明。
[0106] 图10是概括示出上述第一实施方式中的传感器SE的其它结构的平面图。
[0107] 图10中示出的例子与图5等中示出的例子相比较,不同点在于共用电极CE的各 个分割电极C以及屏蔽电极SLE沿第一方向X延伸、检测电极Rx大致沿第二方向Y延伸。
[0108] 即,共用电极CE具备在显示区域DA分别沿第二方向Y隔着间隔排列、沿第一方向 X大致成直线延伸的多个分割电极C。检测电极Rx在显示区域DA分别沿第一方向X隔着 间隔排列,沿第二方向Y大致成直线延伸。这些共用电极CE以及检测电极Rx如上所述夹 着各种电介质相对。各个分割电极C与共用电极驱动电路CD电连接。
[0109] 屏蔽电极SLE设置在显示区域DA的端部。在图示的例子中,屏蔽电极SLE设置在 显示区域DA的一端部(附图的下侧端部)。屏蔽电极SLE沿第一方向X大致成直线延伸, 与分割电极C隔着间隔排列。这样的屏蔽电极SLE例如与共用电极CE同样设置在第一基 板SUBl。各个屏蔽电极SLE与屏蔽电极驱动电路SLD电连接。
[0110] 引线L设置在非显示区域NDA,与检测电极Rx -对一地电连接。在图示的例子中, 引线L设置在沿显示区域DA的一端部的非显示区域NDA。这样的引线L例如与检测电极 Rx同样设置在第二基板SUB2。各个引线L经由柔性线路基板FPC2与检测电路RC电连接。
[0111] 在这样的变形例中也得到了与上述例子相同的效果。此外,与图5中示出的例子 相比较,能够缩短连接各个检测电极Rx与柔性线路基板FPC2之间的引线L的长度,可以进 一步降低引线L的噪音。
[0112] 如上面所说明的,根据上述第一实施方式及其变形例,能够得到可以抑制传感器 的误动作的带传感器的显示装置。
[0113] 接下来在下面的(Cla)至(C7a)中示出与上述第一实施方式及其变形例相关的事 项。
[0114] (Cla)带传感器的显示装置,具备:显示面板,其具备设置在显示图像的显示区域 内的共用电极以及像素电极、设置在所述显示区域的端部的屏蔽电极、与所述共用电极相 对的检测电极、设置在所述显示区域外侧的非显示区域内且与所述检测电极电连接、输出 来自于所述检测电极的传感器输出值的引线;第一驱动电路,其对所述共用电极在使用所 述像素电极显示图像的显示驱动时供给共用驱动信号,在使用所述检测信号进行感应的感 应驱动时供给传感器驱动信号;第二驱动电路,其对所述屏蔽电极在所述显示驱动时供给 所述共用驱动信号,在所述感应驱动时维持为与所述传感器驱动信号不同的电位。
[0115] (C2a) (Cla)中记载的带传感器的显示装置,所述第二驱动电路在所述感应驱动时 将所述屏蔽电极维持为接地电位。
[0116] (C3a) (Cla)中记载的带传感器的显示装置,所述第二驱动电路在所述感应驱动时 将所述屏蔽电极切换为电浮置状态。
[0117] (C4a) (Cla)中记载的带传感器的显示装置,所述显示面板具备隔着间隔相对设置 的第一基板以及第二基板,所述共用电极、所述像素电极以及所述屏蔽电极位于所述第一 基板的与所述第二基板相对的内面侧,所述检测电极以及所述引线位于所述第二基板的与 所述第一基板相对的侧面相反的外面侧。
[0118] (C5a) (Cla)中记载的带传感器的显示装置,所述共用电极包含沿第一方向隔着间 隔排列、分别沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第一分割电极以及第二分割电极,所述 第二分割电极位于比所述第一分割电极更靠所述显示区域的端部侧,所述屏蔽电极沿第二 方向延伸,设置在所述显示区域与所述非显示区域的边界和所述第二分割电极之间。
[0119] (C6a) (C5a)中记载的带传感器的显不装置,所述第一分割电极在第一方向具有第 一电极宽度,所述第二分割电极在第一方向具有比所述第一电极宽度小的第二电极宽度。
[0120] (C7a) (C6a)中记载的带传感器的显示装置,所述屏蔽电极在第一方向具有第三电 极宽度,所述第二电极宽度与所述第三电极宽度之和与所述第一电极宽度相等,所述第三 电极宽度为所述第一电极宽度的一半以下。
[0121] 接下来,对第二至第五实施方式及其变形例进行说明。
[0122] 首先对第二至第五实施方式及其变形例的基本构想进行说明。
[0123] 带传感器的显示装置构成为检测使用输入手段从显示面侧输入的数据。其中上述 传感器是静电电容型传感器,具有传感器驱动电极、与传感器驱动电极相对设置的检测电 极、与检测电极连接的引线。可以利用笔或人体等导体作为输入手段。由此,使显示装置能 够检测手指等与显示装置的输入面接触或接近处的位置信息。
[0124] 可是,在显示装置中显示图像的显示区域扩大,另一方面,对该显示区域周围的框 缘区域(非显示区域)尽可能地变窄的要求提高。因此,有在显示装置中缩小框缘区域的 面积的倾向。于是,考虑使设置在这样的框缘区域内的引线与传感器驱动电极接近设置。
[0125] 然而,当传感器驱动电极和引线接近时,传感器驱动电极和引线之间就会产生电 容耦合(寄生电容)。并且传感器驱动电极和引线越接近,上述寄生电容越变大了。于是, 例如,在显示领域的最外周附近,导体与显示装置的输入面接触或接近时,传感器驱动电极 和导线之间的寄生电容变化,在引线中产生了噪音。换句话说,导致了表示传送给引线的在 检测电极上产生的静电电容的变化(静电电容耦合的强弱)的读取信号的振幅与由于上述 寄生电容在引线中产生的噪声信号振幅的比(S/N比)下降。
[0126] 第二至第五实施方式及其变形例中,解决了这样的问题,能够得到能够正确地检 测输入位置信息的带传感器的显示装置。接下来对解决上述课题的手段和方法进行说明。
[0127] (第二的实施方式)
[0128] 首先,对第二实施方式的带传感器的显示装置进行说明。根据本实施方式的带传 感器的显示装置与上述第一实施方式的带传感器的显示装置相比,不同点在于不具备屏蔽 电极SLE以及屏蔽电极驱动电路SLD。
[0129] 图11是概括示出本实施方式中传感器SE结构的平面图。在图11中,省略了上述 驱动IC芯片ICl的图示,但是,如上所述在驱动IC芯片ICl中设置共用电极驱动电路⑶。
[0130] 如图11所示,本实施方式的传感器SE具备第一基板SUBl侧的共用电极CE、以及 第二基板SUB2侧的检测电极Rx、引线L及连接线L C。也就是说,共用电极CE在起到显示 用电极的功能的同时起到传感器驱动电极的功能。
[0131] 共用电极CE及检测电极Rx设置在显示区域DA。在图示的例子中,共用电极CE具 有在显示区域DA分别沿第一方向X隔着间隔排列,沿第二方向Y大致成直线延伸,形成为 带状的多个分割电极C。多个分割电极C中在显不领域DA在第一方向X上位于最外侧的分 割电极C具有与引线L相对的一侧缘,上述一侧缘位于与显示区域DA的外周缘相同的平面 上。
[0132] 另外,在本实施方式中,平面是指俯视液晶显示面板PNL的状态。即,平面是指从 显示面的法线方向看液晶显示面板PNL时的状态(从第三方向Z的反方向看液晶显示面板 PNL时的状态)。因此可以称"平面地"为"从第三方向Z的反方向看液晶显示面板PNL的 状态"。
[0133] 非显示区域NDA的宽度优选设定为1mm左右或其以下。其中,非显示区域NDA中 第二基板SUB2右侧的第一区域Al (沿第二方向Y延伸的带状区域)的宽度Wa、第二基板 SUB2左侧的第二区域A2(沿第二方向Y延伸的带状区域)的宽度Wb、第二基板SUB2下侧 的第三区域A3 (沿第一方向X延伸的带状区域)的宽度Wc、以及第二基板SUB2上侧的第四 区域A4(沿第一方向X延伸的带状区域)的宽度Wd分别为0. 5至I. 5mm。宽度Wa、Wb是 第一方向X的宽度,宽度Wc、Wd是第二方向Y的宽度。另外,希望宽度Wa与宽度Wb相同。 另外,对于宽度Wc、Wd,也可以采用至少一个具有超过1.5mm的宽度的结构。
[0134] 在本实施方式中,显示区域DA是矩形形状,多个引线L位于第二基板SUB2的第一 区域AU第二区域A2及第三区域A3,各个分割电极C的上边位于与显示区域DA的上侧边 缘相同的平面上,各个分割电极C的下边位于与显示区域DA的下侧的边缘相同的平面上, 多个分割电极C中两端的各分割电极C的与引线L相对的一侧边缘位于与显示区域DA的 外周缘相同的平面上。
[0135] 检测电极Rx在显示区域DA分别沿第二方向Y隔着间隔排列,沿第一方向X大致 成直线延伸。即,在此,检测电极Rx沿与分割电极C交叉的方向延伸。检测电极Rx通过与 后述的多根检测线LB相当的多根金属线形成。共用电极CE (沿第二方向Y延伸的多个分 割电极C)与沿第一方向
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