带传感器的显示装置的制造方法_2

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方式中,上述的检 测面位于第二绝缘基板20的外表面侧。关于该检测电极Rx的详细的构成,将在后面说明。 W64] 由图1和图4明显可知,检测电极Rx和公共电极CE配置于显示区域DA的法线方 向上的不同的层,隔着第Ξ绝缘膜13、第一取向膜AL1、液晶层LQ、第二取向膜AL2、覆盖层 0C、滤色片CFR、CFG、CFB、第二绝缘基板20等电介质而相对。
[00化]第一光学元件0D1配置于第一绝缘基板10与背光单元化之间。第二光学元件 0D2配置于检测电极Rx的上方。第一光学元件0D1和第二光学元件0D2分别至少包括偏光 板,也可W根据需要包括相位差板。
[0066] 接下来,对在上述FK模式的液晶显示装置DSP中显示图像的显示驱动时的动作 进行说明。首先,对尚未向液晶层LQ施加电压的断开状态进行说明。断开状态相当于在像 素电极PE与公共电极CE之间尚未形成电位差的状态。在运样的断开状态下,包含于液晶层 LQ中的液晶分子因第一取向膜AL1和第二取向膜AL2的取向限制力而在X-Y平面内朝一个 方向初始取向。来自背光单兀化的背光的一部分透过第一光学兀件0D1的偏光板,射入液 晶显不面板P化。射入液晶显不面板P化的光是与偏光板的吸收轴正义的直线偏振光。运 种直线偏振光的偏振状态在通过了断开状态的液晶显示面板P化时几乎没有变化。因此, 透过了液晶显示面板P化的直线偏振光的大部分都被第二光学元件0D2的偏光板吸收(黑 显示)。
[0067] 接着,对向液晶层LQ施加了电压的接通状态进行说明。接通状态相当于在像素电 极PE与公共电极CE之间形成了电位差的状态。也就是说,向公共电极CE供给公共驱动信 号,由此,公共电极CE被设定为公共电位。另外,向像素电极PE供给相对于公共电位而言 形成电位差运样的影像信号。通过运些,在接通状态下,在像素电极PE与公共电极CE之间 形成边缘电场。在运种接通状态下,液晶分子在X-Y平面内向与初始取向方向不同的方位 取向。在接通状态下,与第一光学元件0D1的偏光板的吸收轴正交的直线偏振光射入液晶 显示面板P化,其偏振状态在通过液晶层LQ时随液晶分子的取向状态而变化。因此,在接通 状态下,通过了液晶层LQ的至少一部分的光透过第二光学元件0D2的偏光板(白显示)。 通过运种构成,实现常黑模式。
[0068] 接下来,对安装于本实施方式的液晶显示装置DSP的静电电容型传感器SE进行说 明。图5是概略性示出传感器SE的构成的一个例子的俯视图。在该图中所示的传感器SE 由第一基板SUB1的公共电极CE和第二基板SUB2的检测电极Rx构成。目P,公共电极CE既 作为显示用电极发挥作用,也作为传感器驱动用电极发挥作用。
[0069] 液晶显示面板P化除上述公共电极CE和检测电极RxW外,还具备引线L。公共电 极CE和检测电极Rx配置于显示区域DA。在图示的例子中,公共电极CE具备多个分割电极 C。各分割电极C在显示区域DA中沿Y方向大致直线状地延伸,并沿X方向留出间隔地排 列。检测电极Rx在显示区域DA中沿X方向大致直线状地延伸,并沿Y方向留出间隔地排 列。也就是说,在运里,检测电极Rx沿与分割电极C交叉的方向延伸。如上所述,运些公共 电极CE和检测电极Rx隔着各种电介质而相对。
[0070] 分割电极C的个数、大小、形状并没有特别的限制,可进行各种变更。另外,分割电 极C也可W沿Y方向留出间隔地排列,沿X方向大致直线状地延伸。进而,公共电极CE也 可W是不被分割而接连地形成在显示区域DA中的单个平板电极。
[0071] 在配置检测电极Rx的检测面内,在相邻的检测电极Rx之间配置有虚拟电极DR。 虚拟电极DR与检测电极Rx同样地沿X方向大致直线状地延伸。运种虚拟电极DR不与引 线L等布线连接,处于电浮空(7 口一テ^シク)状态。虚拟电极DR无助于物体的接触或 接近的检测。因此,虚拟电极DR从检测物体运样的角度来说,可W不设置。但是,如果不设 置虚拟电极DR的话,则液晶显示面板PNL的画面可能在光学上变得不均匀。因此,优选设 置虚拟电极DR。
[0072] 引线L配置于非显示区域NDA,与检测电极Rx-对一地电连接。引线L各自输出来 自检测电极Rx的传感器输出值。引线L例如与检测电极Rx同样地配置于第二基板SUB2。
[0073] 液晶显示装置DSP还具备配置于非显示区域NDA的公共电极驱动电路CD。分割电 极C各自均与公共电极驱动电路CD电连接。公共电极驱动电路CD对公共电极CE有选择性 地供给用于驱动各子像素SPX的公共驱动信号(第一驱动信号)和用于驱动传感器SE的 传感器驱动信号(第二驱动信号)。例如,公共电极驱动电路CD在将图像显示于显示区域 DA的显示驱动时供给公共驱动信号,在检测物体向检测面的接近或接触的感测驱动时供给 传感器驱动信号。
[0074] 柔性布线基板FPC2与引线L的各个均电连接。检测电路RC例如内置于驱动1C 忍片IC2中。该检测电路RC基于来自检测电极Rx的传感器输出值而检测物体向液晶显示 装置DSP的接触或接近。进而,检测电路RC也可W检测物体接触或接近了的部位的位置信 息。检测电路RC也可W配备在控制模块CM中。
[00巧]接下来,参照图6,对液晶显示装置DSP检测物体的接触或接近的动作进行说明。 在分割电极C与检测电极Rx之间存在电容Cc。公共电极驱动电路CD按规定的周期向分割 电极C中各个供给脉冲状的传感器驱动信号Vw。在图6的例子中,假设用户的手指接近特 定的检测电极Rx与分割电极C交叉的位置而存在。由于接近于检测电极Rx的用户的手指 而产生电容Cx。在向分割电极C供给了脉冲状的传感器驱动信号Vw时,从特定的检测电极 Rx获得比从其它检测电极获得的脉冲电平更低的脉冲状的传感器输出值化。该传感器输 出值化经由引线L而被供给到检测电路RC。
[0076] 检测电路RC基于传感器驱动信号Vw被供给至分割电极C的定时和来自各检测电 极Rx的传感器输出值化,检测手指在X-Y平面(检测面)内的二维位置信息。另外,电容 Cx在手指离检测电极Rx近的情况下和远的情况下是不同的。因此,传感器输出值化的电 平也在手指离检测电极Rx近的情况下和远的情况下是不同的。因此,检测电路RC也能够 基于传感器输出值化的电平而检测手指对传感器SE的接近程度(传感器SE的法线方向 的距离)。
[0077] W上说明的传感器SE的检测方式例如被称为互电容(Mu化al-Capacitive)方式 或互电容检测(Mu化al-CapacitiveSensing)方式等。传感器SE的检测方式不局限于运 种互电容检测方式,也可W是其它方式。例如,传感器SE也能够适用W下说明的检测方式。 该检测方式例如被称为自电容(Self-Capacitive)方式或自电容检测(Self-Capacitive Sensin邑)方式等。
[007引图7和图8是用于说明在自电容检测方式中液晶显示装置DSP检测物体的接触或 接近的动作的图。图7和图8中所示的检测电极Rx形成为岛状,在显示区域DA中沿X方 向和Y方向排列成矩阵状。引线L的一端与检测电极Rx-对一地电连接。引线L的另一 端例如与图5中示出的例子同样地,连接于具备内置有检测电路RC的驱动1C忍片IC2的 柔性布线基板FPC2。在图7和图8的例子中,假设用户的手指接近特定的检测电极Rx而存 在。由于接近检测电极Rx的用户的手指,产生电容Cx。
[0079] 如图7所示,检测电路RC按规定的周期向检测电极Rx中各个供给脉冲状的传感 器驱动信号Vw(驱动电压)。通过该传感器驱动信号Vw,检测电极Rx自身所具有的电容被 充电。
[0080] 在供给了传感器驱动信号Vw之后,如图8所示,检测电路RC从检测电极Rx各自 中读取传感器输出值化。该传感器输出值化例如相当于蓄积在检测电极Rx自身的电容中 的电荷量。在排列于X-Y平面(检测面)内的各检测电极Rx中,运样的传感器输出值化 在产生了与手指之间的电容Cx的检测电极Rx与其它检测电极Rx之间是不同的值。因此, 检测电路RC能够基于各检测电极Rx的传感器输出值化而检出手指在X-Y平面内的二维 位置信息。
[0081] 使用图9来对自电容检测方式中的传感器SE的驱动方法的具体例进行说明。在 该图的例子中,反复进行在一帖(1巧期间中的显示动作期间Pd所进行的显示动作和在与 显示动作期间Pd分开的检测动作期间Ps所进行的输入位置信息的检测动作。检测动作期 间Ps例如是显示动作停止的间隔化lanking)期。
[0082] 在显示动作期间Pd中,栅极线驱动电路GD向栅极线G供给控制信号,源极线驱动 电路SD向源极线S供给影像信号Vsig,公共电极驱动电路CD向公共电极CE(分割电极C) 供给公共驱动信号Vcom(公共电压),从而驱动液晶显示面板P化。
[0083] 在检测动作期间Ps,停止控制信号、影像信号VsigW及公共驱动信号Vcom向液晶 显示面板P化的输入,驱动传感器SE。在驱动传感器SE时,检测电路RC向检测电极Rx供 给传感器驱动信号Vw,读取表示在检测电极Rx中所产生的静电电容的变化的传感器输出 值化,并基于传感器输出值化运算输入位置信息。在该检测动作期间Ps中,公共电极驱 动电路CD将具有与供给检测电极Rx的传感器驱动信号Vw同一波形的电位调整信号Va与 传感器驱动信号Vw同步地供给公共电极CE。在此,上述的同一波形是指,传感器驱动信号 Vw和电位调整信号Va在相位、振幅及周期上相同。通过将运样的电位调整信号Va供给公 共电极CE,从而能除去检测电极Rx与公共电极CE之间的杂散电容(寄生电容),能够进行 准确的输入位置信息的运算。
[0084] 图10是概略性示出排列成矩阵状的检测电极Rx的一个例子的图。在该图的例子 中,检测电极Rxl、Rx2、Rx3沿Υ方向排列。检测电极Rxl经由引线LI而与垫(八ッΚ)PD1 连接。检测电极Rx2经由引线L2而与垫PD2连接。检测电极Rx3直接连接于垫PD3。垫 PD1~PD3连接于柔性布线基板FPC2。检测电极Rxl~Rx3例如通过将由金属材料形成的 细线片(后述的细线片T)连接成网眼状而构成。但是,检测电极Rxl~Rx3并非限定于图 10中示出的构成,在后述的各实施例中所示的构成等各种构成均是适用的。细线片例如也 可W称为导电片、金属片、细片、单位片、导电线、金属线、细线或单位线。
[0085] 检测电极Rxl~Rx3、引线L1,L2W及垫PD1~PD3在X方向上空开一定的间隔 反复地配置。在沿X方向相邻的检测电极Rxl~Rx3与检测电极Rxl~Rx3之间配置有虚 拟电极DR。虚拟电极DR例如与检测电极Rxl~Rx3同样地由用金属材料形成的细线片构 成。在图10的例子中,构成虚拟电极DR的细线片配置成与检测电极Rxl~Rx3同样的网 眼状。但是,构成虚拟电极DR的细线片彼此不连接,并且与检测电极Rxl~Rx3、引线L1, L2W及垫PD1~PD3等也不连接,处于电浮空状态。通过运样地配置具有与检测电极Rx类 似的形状的虚拟电极DR,从而能够在光学上保持液晶显示面板P化的画面均匀。
[0086] 接着,对检测电极Rx的详细结构进行说明。W下说明的检测电极Rx的结构在上 述的互电容检测方式和自电容检测方式等检测方式中均能够适用。
[0087] 检测电极Rx具有通过组合由金属材料形成的细线片(后述的细线片T)而构成的 电极图案(后述的电极图案PT)。作为细线片的材料,例如可使用侣(A1)、铁们)、银(Ag)、 钢(Mo)、鹤(W)、铜(化)、铭(化)或者包含它们的合金。细线片的宽度优选设定为不使各 像素的透过率显著下降且不易断线的程度。作为一例,细线片的宽度设定在3μπιW上且 ΙΟμπιW下的范围内。
[0088] 使用图11来说明检测电极Rx的电极图案。在确定电极图案时,首先设想图11中 所示的假想的格子GRD。该格子GRD由W间距P1配置并彼此平行排列的多条第一线L1和 W间距P2配置并彼此平行排列的多条第二线L2规定。在图11中,间距P1、P2相等(P1 = P2)、且第一线L1与第二线L2正交。目P,在图11的例子中,由相邻的两条第一线L1与相邻 的两条第二线L2限定的一个单元(cell)化为正方形。间距P1、P2也可W是不同的值。另 夕F,第一线L1与第二线L2也可W呈锐角(或纯角)地相交。
[0089] 检测电极Rx的电极图案PT是通过将细线片T选择性地配置于包含于运样的格子 GRD中的第一线L1与第二线L2的交点中的相邻的交点之间而构成的图案。在本实施方式 中,相邻的交点是指,在一条第一线L1上接连的交点和在一条第二线L2上接连的交点。即, 作为细线片T,可使用图11中所示的细线片化、化两种。
[0090] 如图11中(a)所示,第一线L1的延伸方向DL1相对于第一方向D1 (像素排列方 向)倾斜角度Θ1,第二线L2的延伸方向DL2相对于第一方向D1倾斜角度Θ2。角度Θ1 相当于从第一方向D1到延伸方向DL1的顺时针方向角度和逆时针方向角度中较小的一方。 因此,角度Θ1为90°W下的角度。另外,角度Θ2相当于从第一方向D1到延伸方向DL2 的顺时针方向角度和逆时针方向角度中较小的一方。因此,角度Θ2为90°W下的角度。 第一方向D1是在显示区域DA中人类的视敏度(視感度)最高的子像素SPX排列的方向。 另外,将与该第一方向D1正交的方向定义为第二方向D2。 阳0川使用图12来说明子像素SPX与第一方向D1的关系。图12中示出在显示区域DA中沿X方向和Y方向排列的多个单位像素PX的局部。各单位像素PX由红色、绿色、蓝色的 子像素SPXR、SPXG、SPXB构成。红色、绿色、蓝色的子像素SPX均沿Υ方向排列。红色、绿 色、蓝色中,人类的视敏度最高的颜色是绿色。因此,在该图的例子中,第一方向D1与绿色 的子像素SPXG排列的Υ方向一致。另外,第二方向D2与X方向一致。
[0092] 在此,对用于规定第一线L1和第二线L2的条件进行说明。如图12所示,将单位 像素ΡΧ在第一方向D1上的长度定义为第一单位长度dl,将单位像素ΡΧ在第二方向D2上 的长度定义为第二单位长度d2。
[0093] 第一线L1和第二线L2的延伸方向DL1,DL2相
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