技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型的實(shí)施方式主要涉及傳感器及帶傳感器的顯示裝置。
背景技術(shù):
近年來(lái)開(kāi)發(fā)了各種傳感器。作為傳感器,例如已知有檢測(cè)手指表面的凹凸圖案(指紋)的傳感器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型其目的在于,提供檢測(cè)精度優(yōu)異的傳感器及帶傳感器的顯示裝置。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式,提供一種帶傳感器的顯示裝置,其包括:掃描線;信號(hào)線;像素開(kāi)關(guān),連接于所述掃描線和所述信號(hào)線;像素電極,連接于所述像素開(kāi)關(guān);第一公共電極;檢測(cè)電極;電流反射鏡電路;以及積分器,所述電流反射鏡電路具有第一晶體管和第二晶體管,所述第一晶體管包括:第一柵極電極、連接于第一電源的第一電極、以及連接于所述檢測(cè)電極和所述第一柵極電極的第二電極,所述第二晶體管包括:連接于所述第一柵極電極的第二柵極電極、連接于所述第一電源的第三電極、以及第四電極,所述積分器具有運(yùn)算放大器和電容器,所述運(yùn)算放大器包括:連接于所述第四電極的反相輸入端子、以及連接于第二電源的非反相輸入端子,所述電容器連接于所述運(yùn)算放大器的輸出端子與所述反相輸入端子之間。
優(yōu)選地,所述帶傳感器的顯示裝置還包括:控制線;檢測(cè)線;檢測(cè)開(kāi)關(guān),連接于所述控制線和所述檢測(cè)線;第二公共電極,位于所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)的上方,與所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)相對(duì),并具有開(kāi)口;以及第一電路,連接于所述控制線,并向所述控制線施加將所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)切換為電連接所述檢測(cè)線和所述檢測(cè)電極的第一連接狀態(tài)及使所述檢測(cè)線和所述檢測(cè)電極電絕緣的第二連接狀態(tài)中任一方的驅(qū)動(dòng)信號(hào),所述檢測(cè)電極位于所述第二公共電極的上方,與所述開(kāi)口相對(duì),并通過(guò)所述開(kāi)口而連接于所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選地,所述帶傳感器的顯示裝置還包括:輔助配線;以及第二電路,所述第二電路具有控制開(kāi)關(guān),所述控制開(kāi)關(guān)切換為電連接所述檢測(cè)線和所述第一晶體管的第二電極的第一切換狀態(tài)及電連接所述檢測(cè)線和所述輔助配線的第二切換狀態(tài)中任一方,所述第二電路重復(fù)進(jìn)行通過(guò)將所述控制開(kāi)關(guān)切換為所述第一切換狀態(tài)而進(jìn)行的向所述檢測(cè)電極及所述電容器各自的充電和通過(guò)將所述控制開(kāi)關(guān)切換為所述第二切換狀態(tài)而進(jìn)行的從所述檢測(cè)電極的放電,使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于所述電容器。
優(yōu)選地,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,電位調(diào)整信號(hào)被施加于所述第二公共電極,所述電位調(diào)整信號(hào)被施加于所述輔助配線,并且,伴隨著所述控制開(kāi)關(guān)的切換,檢測(cè)信號(hào)被施加于所述檢測(cè)線,所述電位調(diào)整信號(hào)與所述檢測(cè)信號(hào)同步,關(guān)于相位及振幅則與所述檢測(cè)信號(hào)相同。
優(yōu)選地,在所述感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,所述第一電路通過(guò)將所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)切換為所述第二連接狀態(tài),從而使所述檢測(cè)電極連接于所述輔助配線而向所述檢測(cè)電極施加所述電位調(diào)整信號(hào)。
優(yōu)選地,所述掃描線為所述控制線,所述信號(hào)線為所述檢測(cè)線,所述像素開(kāi)關(guān)為所述檢測(cè)開(kāi)關(guān),所述像素電極為所述檢測(cè)電極,所述第一公共電極為所述第二公共電極。
優(yōu)選地,所述控制線、所述檢測(cè)線、所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)、所述檢測(cè)電極及所述第二公共電極獨(dú)立于所述掃描線、所述信號(hào)線、所述像素開(kāi)關(guān)、所述像素電極及所述第一公共電極而設(shè)置。
優(yōu)選地,所述電流反射鏡電路還具有第一并聯(lián)電路和第二并聯(lián)電路中至少一方,所述第一并聯(lián)電路具有第三晶體管和第一調(diào)整開(kāi)關(guān),并與所述第一晶體管并聯(lián)連接,所述第三晶體管包括連接于所述第一柵極電極的第三柵極電極、連接于所述第一電極的第五電極、以及第六電極,所述第一調(diào)整開(kāi)關(guān)將所述第六電極和所述第二電極切換為導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)中任一方,所述第二并聯(lián)電路具有第四晶體管和第二調(diào)整開(kāi)關(guān),并與所述第二晶體管并聯(lián)連接,所述第四晶體管包括連接于所述第二柵極電極的第四柵極電極、連接于所述第三電極的第七電極、以及第八電極,所述第二調(diào)整開(kāi)關(guān)將所述第八電極和所述第四電極切換為導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)中任一方。
優(yōu)選地,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,所述第一調(diào)整開(kāi)關(guān)和所述第二調(diào)整開(kāi)關(guān)各自的狀態(tài)被調(diào)整,使從所述第一電源流至所述檢測(cè)電極的第一電流量與從所述第一電源流至所述反相輸入端子的第二電流量不同。
優(yōu)選地,所述帶傳感器的顯示裝置還包括選擇開(kāi)關(guān),所述第一公共電極具有配置為矩陣狀的多個(gè)分割電極,在所述感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,所述選擇開(kāi)關(guān)被切換為電連接所述第二電極和所述檢測(cè)電極的第一選擇狀態(tài)及電連接所述第二電極和所述分割電極的第二選擇狀態(tài)中任一方,并且,與所述選擇開(kāi)關(guān)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)地,所述第一電流量或者從所述第一電源流至所述分割電極的第三電流量與所述第二電流量不同。
優(yōu)選地,所述帶傳感器的顯示裝置還包括:控制部;控制線;檢測(cè)線;檢測(cè)開(kāi)關(guān),連接于所述控制線和所述檢測(cè)線;以及第二公共電極,位于所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)的上方,與所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)相對(duì),并具有開(kāi)口,所述檢測(cè)電極位于所述第二公共電極的上方,與所述開(kāi)口相對(duì),并通過(guò)所述開(kāi)口而連接于所述檢測(cè)開(kāi)關(guān),所述控制線、所述檢測(cè)線、所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)、所述檢測(cè)電極及所述第二公共電極獨(dú)立于所述掃描線、所述信號(hào)線、所述像素開(kāi)關(guān)、所述像素電極及所述第一公共電極而設(shè)置,在所述感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,所述控制部將所述選擇開(kāi)關(guān)切換為所述第一選擇狀態(tài)和所述第二選擇狀態(tài)中任一方。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,提供一種帶傳感器的顯示裝置,其包括:掃描線;信號(hào)線;像素開(kāi)關(guān),連接于所述掃描線和所述信號(hào)線;像素電極,連接于所述像素開(kāi)關(guān);控制線;檢測(cè)線;檢測(cè)開(kāi)關(guān),連接于所述控制線和所述檢測(cè)線;檢測(cè)電極,連接于所述檢測(cè)開(kāi)關(guān);積分器,具有運(yùn)算放大器和電容器,所述運(yùn)算放大器包括反相輸入端子和非反相輸入端子,所述電容器連接于所述運(yùn)算放大器的輸出端子與所述反相輸入端子之間;以及驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),切換為電連接第一電源和所述檢測(cè)線的寫(xiě)入狀態(tài)及電連接所述反相輸入端子和所述檢測(cè)線的讀取狀態(tài)中任一方,所述非反相輸入端子連接于第二電源,所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)重復(fù)進(jìn)行通過(guò)被切換為所述寫(xiě)入狀態(tài)而進(jìn)行的向所述檢測(cè)電極的充電和通過(guò)被切換為所述讀取狀態(tài)而進(jìn)行的從所述檢測(cè)電極的放電及向所述電容器的充電,使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于所述電容器。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一實(shí)施方式,提供一種傳感器,其包括:控制線;檢測(cè)線;檢測(cè)開(kāi)關(guān),連接于所述控制線和所述檢測(cè)線;公共電極,位于所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)的上方,與所述控制線、所述檢測(cè)線及所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)相對(duì),并具有開(kāi)口;檢測(cè)電極,位于所述公共電極的上方,與所述開(kāi)口相對(duì),并通過(guò)所述開(kāi)口而連接于所述檢測(cè)開(kāi)關(guān);第一電路,連接于所述控制線,并向所述控制線施加將所述檢測(cè)開(kāi)關(guān)切換為電連接所述檢測(cè)線和所述檢測(cè)電極的第一連接狀態(tài)及使所述檢測(cè)線和所述檢測(cè)電極電絕緣的第二連接狀態(tài)中任一方的驅(qū)動(dòng)信號(hào);電流反射鏡電路,具有第一晶體管和第二晶體管;以及積分器,具有運(yùn)算放大器和電容器,所述第一晶體管包括:第一柵極電極、連接于第一電源的第一電極、以及連接于所述檢測(cè)電極和所述第一柵極電極的第二電極,所述第二晶體管包括:連接于所述第一柵極電極的第二柵極電極、連接于所述第一電源的第三電極、以及第四電極,所述運(yùn)算放大器包括:連接于所述第四電極的反相輸入端子、以及連接于第二電源的非反相輸入端子,所述電容器連接于所述運(yùn)算放大器的輸出端子與所述反相輸入端子之間。
優(yōu)選地,所述傳感器還包括:輔助配線;以及第二電路,所述第二電路具有控制開(kāi)關(guān),所述控制開(kāi)關(guān)切換為電連接所述檢測(cè)線和所述第一晶體管的第二電極的第一切換狀態(tài)及電連接所述檢測(cè)線和所述輔助配線的第二切換狀態(tài)中任一方,所述第二電路重復(fù)進(jìn)行通過(guò)將所述控制開(kāi)關(guān)切換為所述第一切換狀態(tài)而進(jìn)行的向所述檢測(cè)電極及所述電容器各自的充電和通過(guò)將所述控制開(kāi)關(guān)切換為所述第二切換狀態(tài)而進(jìn)行的從所述檢測(cè)電極的放電,使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于所述電容器。
根據(jù)本實(shí)用新型,能夠獲得檢測(cè)精度優(yōu)異的傳感器及帶傳感器的顯示裝置。
附圖說(shuō)明
圖1為示出第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖2為示出上述第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的局部的平面圖。
圖3為示出圖1及圖2所示的第一基板的四個(gè)像素與各種配線的電連接關(guān)系的等效電路圖。
圖4為示出上述第一基板的局部的放大平面圖,其為示出圖3所示的四個(gè)像素和各種配線的平面圖。
圖5為沿圖4的線V-V而示出的上述第一基板的截面圖。
圖6為示出上述第一基板的顯示區(qū)域外側(cè)的局部的放大平面圖,其為示出多路分配器的電路圖。
圖7為示出上述液晶顯示裝置的電連接關(guān)系的等效電路圖。
圖8為示出上述液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極等的圖。
圖9為用于說(shuō)明上述傳感器的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖,并且是示出任意的感測(cè)期間內(nèi)的時(shí)鐘信號(hào)、定時(shí)信號(hào)、電位調(diào)整信號(hào)、控制信號(hào)、像素電極的電位變動(dòng)以及電容器的電容變動(dòng)的圖。
圖10為使用對(duì)應(yīng)于圖8的等效電路圖來(lái)用于說(shuō)明上述傳感器的驅(qū)動(dòng)方法的圖,并且是示出電荷蓄積于像素電極和電容器的、正在向像素電極和電容器進(jìn)行充電的情形的圖。
圖11為使用對(duì)應(yīng)于圖8的等效電路圖來(lái)用于說(shuō)明上述傳感器的驅(qū)動(dòng)方法的其它圖,并且是示出從像素電極釋放電荷的、正在進(jìn)行從像素電極的放電的情形的圖。
圖12為用于說(shuō)明在上述傳感器的驅(qū)動(dòng)中用到的各種信號(hào)及電壓的時(shí)序圖,其是示出檢測(cè)信號(hào)、電位調(diào)整信號(hào)、控制信號(hào)以及電源電壓的圖。
圖13為示出上述第一實(shí)施方式的變形例1涉及的液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極等的圖。
圖14為示出上述第一實(shí)施方式的變形例2涉及的液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極等的圖。
圖15為示出上述第一實(shí)施方式的變形例3涉及的液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極等的圖。
圖16為示出第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖17為用于說(shuō)明一例位置檢測(cè)方法的原理的圖。
圖18為示出上述第二實(shí)施方式的變形例1涉及的液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極、位置檢測(cè)電極等的圖。
圖19為示出第三實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的四個(gè)像素與各種配線的電連接關(guān)系的等效電路圖。
圖20為示出第四實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的液晶顯示面板的構(gòu)成的平面圖。
圖21為示出上述第四實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的第一基板的感測(cè)區(qū)域的截面圖。
圖22為示出第五實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的液晶顯示面板的構(gòu)成的平面圖,其為示出公共電極等的圖。
圖23為示出上述第五實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極、分割電極等的圖。
圖24為示出第六實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的第一基板的構(gòu)成的平面圖。
圖25為示出第七實(shí)施方式涉及的傳感器的平面圖。
圖26為示出上述第七實(shí)施方式涉及的傳感器的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、檢測(cè)電極等的圖。
圖27為示出上述檢測(cè)器的變形例的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器、像素電極等的圖。
圖28為用于說(shuō)明上述第一實(shí)施方式的電位調(diào)整信號(hào)的變形例的時(shí)序圖,其是示出任意的感測(cè)期間內(nèi)的時(shí)鐘信號(hào)、定時(shí)信號(hào)、電位調(diào)整信號(hào)以及控制信號(hào)的圖。
圖29為用于說(shuō)明上述第一實(shí)施方式的電位調(diào)整信號(hào)的變形例和連接線的驅(qū)動(dòng)的變形例的時(shí)序圖,其是示出任意的感測(cè)期間內(nèi)的時(shí)鐘信號(hào)、定時(shí)信號(hào)、電位調(diào)整信號(hào)、控制信號(hào)、連接線的電位變動(dòng)以及信號(hào)線的電位變動(dòng)的圖。
具體實(shí)施方式
下面,參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,本公開(kāi)只不過(guò)是一個(gè)示例,對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在本實(shí)用新型的主旨的范圍內(nèi)容易想到的適當(dāng)變更當(dāng)然也包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。另外,附圖有時(shí)為了使說(shuō)明更加清楚而與實(shí)際的方式相比對(duì)各部的寬度、厚度、形狀等示意性地加以表示,其只不過(guò)是一個(gè)示例,并非限定性地解釋本實(shí)用新型。另外,在本說(shuō)明書(shū)和各圖中,對(duì)于與在已出現(xiàn)的圖中描述過(guò)的部分相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,有時(shí)會(huì)適當(dāng)省略其詳細(xì)的說(shuō)明。
在以下的說(shuō)明中,將從第一基板SUB1朝向第二基板SUB2的方向設(shè)為上方(或簡(jiǎn)單地稱(chēng)之為“上”),將從第二基板SUB2朝向第一基板SUB1的方向設(shè)為下方(或簡(jiǎn)單地稱(chēng)之為“下”)。并且,在表述為“第一部件的上方的第二部件”及“第一部件的下方的第二部件”的情況下,第二部件既可以與第一部件接觸、或者也可以位于與第一部件分離的位置。后者的情況下,也可以有第三部件介于第一部件與第二部件之間。另一方面,在表述為“第一部件之上的第二部件”及“第一部件之下的第二部件”的情況下,第二部件與第一部件接觸。
(第一實(shí)施方式)
首先,對(duì)第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置及液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,液晶顯示裝置為帶傳感器的液晶顯示裝置。圖1為示出第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的構(gòu)成的立體圖。
如圖1所示,液晶顯示裝置DSP包括:有源矩陣型的液晶顯示面板PNL、驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板PNL的驅(qū)動(dòng)IC(IC1)、對(duì)液晶顯示面板PNL照明的背光單元BL、控制模塊CM、柔性配線基板FPC1、FPC3等。
液晶顯示面板PNL包括:平板狀的第一基板SUB1、與第一基板SUB1相對(duì)配置的平板狀的第二基板SUB2、以及夾持于第一基板SUB1與第二基板SUB2之間的液晶層。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,可以將第一基板SUB1換稱(chēng)為陣列基板,將第二基板SUB2換稱(chēng)為相對(duì)基板。
液晶顯示裝置DSP包括有效顯示區(qū)域AA。在本實(shí)施方式中,有效顯示區(qū)域AA為顯示圖像的顯示區(qū)域DA。顯示區(qū)域DA的形狀在此為矩形狀,但并沒(méi)有特別地限定,也可以為圓形等。進(jìn)而,液晶顯示裝置DSP包括與顯示區(qū)域DA的局部或者全體重疊的感測(cè)區(qū)域SA。感測(cè)區(qū)域SA為檢測(cè)被檢測(cè)部的區(qū)域,在圖示的示例中,與顯示區(qū)域DA的局部重疊。作為上述被檢測(cè)部,可以列舉出手指等具有導(dǎo)電性的物體。
背光單元BL配置于第一基板SUB1的背面?zhèn)?。作為這樣的背光單元BL,可適用各種方式,并且,可應(yīng)用將發(fā)光二極管(LED)用作光源的背光單元等,關(guān)于詳細(xì)的構(gòu)造省略其說(shuō)明。
液晶顯示面板PNL為具有通過(guò)選擇性地使來(lái)自背光單元BL的背光透過(guò)而顯示圖像的透射顯示功能的透射式的液晶顯示面板。需要注意的是,液晶顯示面板PNL也可以是除了具有透射顯示功能之外,還具有通過(guò)選擇性地反射外部光來(lái)顯示圖像的反射顯示功能的半透射式的液晶顯示面板。或者,液晶顯示面板PNL還可以為僅具有反射顯示功能的反射式的液晶顯示面板,這樣的情況下,液晶顯示裝置DSP不包括背光單元BL而構(gòu)成。
液晶顯示裝置DSP也可以包括未圖示的蓋部件。例如,可以將蓋部件設(shè)置于液晶顯示面板PNL的顯示圖像的屏幕側(cè)的外表面的上方。在此,上述外表面為第二基板SUB2的與第一基板SUB1相對(duì)的面的相反一側(cè)的面,其包括顯示圖像的顯示面。
驅(qū)動(dòng)IC(IC1)搭載在液晶顯示面板PNL的第一基板SUB1上。柔性配線基板FPC1連接液晶顯示面板PNL和控制模塊CM。控制模塊CM向驅(qū)動(dòng)IC(IC1)施加信號(hào)、電壓。柔性配線基板FPC3連接背光單元BL和控制模塊CM。
圖2為示出本實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的平面圖。
如圖2所示,第一基板SUB1包括玻璃基板、樹(shù)脂基板等第一絕緣基板10。在第一絕緣基板10的上方設(shè)置有多根掃描線G、多根信號(hào)線S和多根輔助配線A。
多根掃描線G包括第一掃描線G1、第二掃描線G2、……第j掃描線Gj共j根掃描線。掃描線G沿第一方向X延伸,并在與第一方向X交叉的第二方向Y上彼此隔開(kāi)間隔地排列。各掃描線G為行方向的多個(gè)像素PX所共用。
多根信號(hào)線S包括第一信號(hào)線S1、第二信號(hào)線S2、……第i信號(hào)線Si共i根信號(hào)線。信號(hào)線S沿第二方向Y延伸,并在第一方向X上彼此隔開(kāi)間隔地排列。在此,信號(hào)線S在顯示區(qū)域DA與掃描線G交叉。各掃描線G為列方向的多個(gè)像素PX所共用。
多根輔助配線A包括第一輔助配線A1、……第k輔助配線Ak共k根輔助配線。輔助配線A與信號(hào)線S并排地沿第二方向Y延伸,并在第一方向X上彼此隔開(kāi)間隔地排列。在此,輔助配線A在顯示區(qū)域DA與掃描線G交叉。各輔助配線A為相鄰兩列的多個(gè)像素PX所共用。
在本實(shí)施方式中,可以將第一方向X換稱(chēng)為行方向,將第二方向Y換稱(chēng)為列方向。第一方向X及第二方向Y相互正交,但也可以以90°以外的角度交叉。并且,掃描線G、信號(hào)線S及輔助配線A的根數(shù)沒(méi)有特別的限定,能夠進(jìn)行各種變形。在此,輔助配線A的根數(shù)為信號(hào)線S的根數(shù)的一半。
并且,在掃描線G和信號(hào)線S的各交叉部附近配置有像素開(kāi)關(guān)PS。各像素開(kāi)關(guān)PS連接于掃描線G、信號(hào)線S和輔助配線A。
作為第一公共電極的公共電極CE1位于第一絕緣基板10、掃描線G、信號(hào)線S、輔助配線A及像素開(kāi)關(guān)PS的上方,與掃描線G、信號(hào)線S、輔助配線A及像素開(kāi)關(guān)PS相對(duì)。公共電極CE1不僅設(shè)置于顯示區(qū)域DA,而且還擴(kuò)展設(shè)置至顯示區(qū)域DA的外側(cè)。在本實(shí)施方式中,公共電極CE1為單個(gè)的電極,公共電極CE1的形狀、圖案沒(méi)有特別的限定,能夠進(jìn)行各種變形。例如,公共電極CE1也可以具有排列成條紋狀的多個(gè)分割電極,或者,也可以具有排列成矩陣狀的多個(gè)分割電極。
多個(gè)像素電極PE位于公共電極CE1的上方。在圖示的示例中,像素電極PE分別具有矩形形狀,在顯示區(qū)域DA中沿第一方向X及第二方向Y呈矩陣狀配置。換言之,顯示區(qū)域DA為設(shè)置有像素電極PE的區(qū)域。不過(guò),關(guān)于像素電極PE的形狀為例示性示出,并不限于矩形狀。像素電極PE的個(gè)數(shù)為i×j個(gè)。像素電極PE例如在第一方向X及第二方向Y各自上分別以實(shí)質(zhì)50μm的節(jié)距排列。
作為第一電路的掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD設(shè)置于第一絕緣基板10與公共電極CE1之間的層。掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD位于公共電極CE1的下方,與公共電極CE1相對(duì)。掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD在顯示區(qū)域DA的外側(cè)連接于多根掃描線G。另一方面,掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD在顯示區(qū)域DA的外側(cè)連接于配置于第一絕緣基板10的一端部的OLB(外引線焊接,Outer Lead Bonding)墊組PG。掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD向掃描線G施加將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第一連接狀態(tài)及第二連接狀態(tài)中任一方的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。上述第一連接狀態(tài)為將信號(hào)線S和像素電極PE電連接而將輔助配線A和像素電極PE電絕緣的狀態(tài)。并且,上述第二連接狀態(tài)為使信號(hào)線S和像素電極PE電絕緣而將輔助配線A和像素電極PE電連接的狀態(tài)。也可以與本實(shí)施方式不同,在俯視觀察時(shí),公共電極CE1不擴(kuò)展至掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD的外側(cè)。
作為第二電路的多路分配器(デマルチプレクサ)MU設(shè)置于第一絕緣基板10與公共電極CE1之間的層。多路分配器MU位于公共電極CE1的下方,與公共電極CE1相對(duì)。多路分配器MU在顯示區(qū)域DA的外側(cè)連接于多根信號(hào)線S。另一方面,多路分配器MU在顯示區(qū)域DA的外側(cè)連接于OLB墊組PG。在本實(shí)施方式中,多路分配器MU采用1進(jìn)4出的多路分配器。不過(guò),多路分配器MU不限于本實(shí)施方式,能夠進(jìn)行各種變形,例如也可以采用1進(jìn)3出的多路分配器。
需要注意的是,在本實(shí)施方式中,由于第二電路為多路分配器MU,因此,輔助配線A不經(jīng)由多路分配器MU而連接于驅(qū)動(dòng)IC(IC1)。也可以與本實(shí)施方式不同,在俯視觀察時(shí),公共電極CE1不擴(kuò)展至多路分配器MU的外側(cè)。
驅(qū)動(dòng)IC(IC1)連接于上述的多路分配器MU、掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD。公共電極CE1未與驅(qū)動(dòng)IC(IC1)相對(duì),但擴(kuò)展至顯示區(qū)域DA的外側(cè)而設(shè)置,與多路分配器MU、掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD相對(duì)。
控制模塊CM經(jīng)由柔性配線基板FPC1而連接于第一絕緣基板10的OLB墊組PG。在此,可以將控制模塊CM換稱(chēng)為應(yīng)用處理器。控制模塊CM經(jīng)由柔性配線基板FPC1等而與掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD及多路分配器MU等連接。控制模塊CM控制掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD及多路分配器MU等的驅(qū)動(dòng),能夠?qū)崿F(xiàn)掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD與多路分配器MU的同步化。
液晶顯示裝置DSP包括傳感器SE。傳感器SE具有:控制線C、檢測(cè)線L、檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS、作為第二公共電極的公共電極CE2、檢測(cè)電極DE、控制線驅(qū)動(dòng)電路CD等。在此,為了區(qū)別于上述公共電極CE1,如上所述,將傳感器SE所具有的公共電極作為公共電極CE2進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,公共電極CE2包含公共電極CE1的至少一部分而構(gòu)成。檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS連接于控制線C和檢測(cè)線L。公共電極CE2位于控制線C、檢測(cè)線L及檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS的上方,與控制線C、檢測(cè)線L及檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS相對(duì),并具有與檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS相對(duì)的開(kāi)口。檢測(cè)電極DE位于公共電極CE2的上方,與公共電極CE2的開(kāi)口相對(duì),并通過(guò)上述開(kāi)口而連接于檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS??刂凭€C連接于控制線驅(qū)動(dòng)電路CD。
在本實(shí)施方式中,位于感測(cè)區(qū)域SA的像素電極PE也被用作檢測(cè)電極DE。為此,位于感測(cè)區(qū)域SA的像素電極PE用于顯示驅(qū)動(dòng)和感測(cè)驅(qū)動(dòng)兩者。顯示驅(qū)動(dòng)時(shí),圖像信號(hào)(例如影像信號(hào))施加于像素電極PE,感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加于像素電極PE,以進(jìn)行接近物體的檢測(cè)動(dòng)作。并且,掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD、掃描線G、信號(hào)線S、像素開(kāi)關(guān)PS及公共電極CE1在顯示時(shí)用于顯示圖像。另一方面,當(dāng)著眼于檢測(cè)時(shí),在本實(shí)施方式中,掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD被用作控制線驅(qū)動(dòng)電路CD,對(duì)應(yīng)的掃描線G被用作控制線C,對(duì)應(yīng)的信號(hào)線S被用作檢測(cè)線L,對(duì)應(yīng)的像素開(kāi)關(guān)PS被用作檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS,公共電極CE1被用作公共電極CE2。
如上所述,公共電極CE1未與OLB墊組PG相對(duì),但與配置于第一絕緣基板10的上方的各種配線、開(kāi)關(guān)、電路等相對(duì)?;蛘?,公共電極CE1覆蓋各種配線、開(kāi)關(guān)、電路等。在設(shè)置于第一絕緣基板10的上方的上述部件之中,除了驅(qū)動(dòng)IC(IC1)、直接連接于驅(qū)動(dòng)IC(IC1)的配線的一部分、OLB墊組PG及直接連接于OLB墊組PG的配線的一部分以外,均與公共電極CE1相對(duì),位于不超出公共電極CE1的輪廓的位置。為此,公共電極CE1不僅在顯示區(qū)域DA的內(nèi)側(cè),而且還在顯示區(qū)域DA的外側(cè)能夠電屏蔽像素電極PE(檢測(cè)電極DE)。也就是說(shuō),由于能夠不易在像素電極PE產(chǎn)生寄生電容,因此,能夠抑制感測(cè)靈敏度的下降。
圖3為示出圖1及圖2所示的第一基板SUB1的四個(gè)像素PX與各種配線的電連接關(guān)系的等效電路圖。
如圖3所示,各像素PX包括像素開(kāi)關(guān)PS、像素電極PE等。像素開(kāi)關(guān)PS具有分別串聯(lián)連接的第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件。第一及第二開(kāi)關(guān)元件例如由導(dǎo)電型相互不同的薄膜晶體管構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,第一開(kāi)關(guān)元件由N溝道型的薄膜晶體管構(gòu)成,第二開(kāi)關(guān)元件由P溝道型的薄膜晶體管構(gòu)成。第一及第二開(kāi)關(guān)元件既可以為頂柵型也可以為底柵型。并且,第一及第二開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體層例如由多晶硅(polycrystalline silicon:poly-Si)形成,但也可以由非晶硅、氧化物半導(dǎo)體等形成。
第一像素開(kāi)關(guān)PS1具有第一開(kāi)關(guān)元件PS1a及第二開(kāi)關(guān)元件PS1b。第一開(kāi)關(guān)元件PS1a具有:電連接于第一掃描線G1的第一電極、電連接于第一信號(hào)線S1的第二電極和電連接于第一像素電極PE1的第三電極。第二開(kāi)關(guān)元件PS1b具有:電連接于第一掃描線G1的第一電極、電連接于第一輔助配線A1的第二電極和電連接于第一像素電極PE1的第三電極。
在此,在第一開(kāi)關(guān)元件PS1a及第二開(kāi)關(guān)元件PS1b各自中,上述第一電極作為柵極電極而發(fā)揮作用,第二及第三電極中的一方作為源極電極而發(fā)揮作用,第二及第三電極中的另一方作為漏極電極而發(fā)揮作用。第一開(kāi)關(guān)元件PS1a的第三電極和第二開(kāi)關(guān)元件PS1b的第三電極電連接。需要注意的是,關(guān)于這些第一至第三電極的功能,在后述的第二像素開(kāi)關(guān)PS2、第三像素開(kāi)關(guān)PS3及第四像素開(kāi)關(guān)PS4中也是同樣。
第二像素開(kāi)關(guān)PS2具有第一開(kāi)關(guān)元件PS2a及第二開(kāi)關(guān)元件PS2b。第一開(kāi)關(guān)元件PS2a具有:電連接于第一掃描線G1的第一電極、電連接于第二信號(hào)線S2的第二電極和電連接于第二像素電極PE2的第三電極。第二開(kāi)關(guān)元件PS2b具有:電連接于第一掃描線G1的第一電極、電連接于第一輔助配線A1的第二電極和電連接于第二像素電極PE2的第三電極。
第三像素開(kāi)關(guān)PS3具有第一開(kāi)關(guān)元件PS3a及第二開(kāi)關(guān)元件PS3b。第一開(kāi)關(guān)元件PS3a具有:電連接于第二掃描線G2的第一電極、電連接于第一信號(hào)線S1的第二電極和電連接于第三像素電極PE3的第三電極。第二開(kāi)關(guān)元件PS3b具有:電連接于第二掃描線G2的第一電極、電連接于第一輔助配線A1的第二電極和電連接于第三像素電極PE3的第三電極。
第四像素開(kāi)關(guān)PS4具有第一開(kāi)關(guān)元件PS4a及第二開(kāi)關(guān)元件PS4b。第一開(kāi)關(guān)元件PS4a具有:電連接于第二掃描線G2的第一電極、電連接于第二信號(hào)線S2的第二電極和電連接于第四像素電極PE4的第三電極。第二開(kāi)關(guān)元件PS4b具有:電連接于第二掃描線G2的第一電極、電連接于第一輔助配線A1的第二電極和電連接于第四像素電極PE4的第三電極。
需要注意的是,像素開(kāi)關(guān)PS相對(duì)于信號(hào)線S及輔助配線A的連接關(guān)系不限于上述的示例。例如,也可以是,各像素開(kāi)關(guān)PS的第一開(kāi)關(guān)元件的第二電極連接于輔助配線A、且各像素開(kāi)關(guān)PS的第二開(kāi)關(guān)元件的第二電極連接于信號(hào)線S。
第一掃描線G1、第二掃描線G2等多根掃描線G被上述掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD驅(qū)動(dòng),從掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD向各根掃描線G施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS。在像素開(kāi)關(guān)PS中,由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS,第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中任一方成為導(dǎo)通狀態(tài),另一方成為截止?fàn)顟B(tài)。由上可知,像素開(kāi)關(guān)PS被切換為第一連接狀態(tài)及第二連接狀態(tài)中任一方。
第一信號(hào)線S1、第二信號(hào)線S2等多根信號(hào)線S經(jīng)由上述的多路分配器MU而能夠被上述的控制模塊CM驅(qū)動(dòng)。
例如,在顯示驅(qū)動(dòng)期間,公共電壓Vcom施加于第一輔助配線A1等輔助配線A,圖像信號(hào)Vsig被施加于第一信號(hào)線S1、第二信號(hào)線S2等信號(hào)線S。從而,圖像信號(hào)Vsig能夠施加于顯示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的像素電極PE。需要注意的是,在顯示驅(qū)動(dòng)期間,公共電壓Vcom也被施加于公共電極CE1。
在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,電位調(diào)整信號(hào)Va被施加于第一輔助配線A1等輔助配線A,并且,檢測(cè)信號(hào)Vw被施加于感測(cè)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的信號(hào)線S(檢測(cè)線L)。例如,在第一像素電極PE1(檢測(cè)電極DE)為感測(cè)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的像素電極的情況下,檢測(cè)信號(hào)Vw被施加于第一信號(hào)線S1。此時(shí),通過(guò)將第一像素開(kāi)關(guān)PS1切換為第一開(kāi)關(guān)元件PS1a導(dǎo)通的第一連接狀態(tài),能夠?qū)z測(cè)信號(hào)Vw施加于第一像素電極PE,換言之,能夠進(jìn)行向上述像素電極PE的充電。需要注意的是,如后所述,在進(jìn)行了上述充電之后,通過(guò)將第一像素開(kāi)關(guān)PS1切換為第二開(kāi)關(guān)元件PS1b導(dǎo)通的第二連接狀態(tài),從而能夠進(jìn)行從第一像素電極PE的放電。
圖4為示出上述第一基板SU1的局部的放大平面圖,其為示出圖3所示的四個(gè)像素PX和各種配線的平面圖。在圖4中示出第一掃描線G1、第二掃描線G2、第一半導(dǎo)體層SC1、第二半導(dǎo)體層SC2、第三半導(dǎo)體層SC3、第四半導(dǎo)體層SC4、第一信號(hào)線S1、第二信號(hào)線S2、第一輔助配線A1、第一導(dǎo)電層CL1、第二導(dǎo)電層CL2、第三導(dǎo)電層CL3、第四導(dǎo)電層CL4、第一屏蔽電極SH1、第二屏蔽電極SH2、第三屏蔽電極SH3、第四屏蔽電極SH4、第一像素電極PE1、第二像素電極PE2、第三像素電極PE3、第四像素電極PE4等。需要注意的是,在圖4中省略了公共電極CE1的圖示。
如圖4所示,在第一掃描線G1及第二掃描線G2分別設(shè)有多個(gè)分支部Gb。這些分支部Gb從第一掃描線G1的一側(cè)緣或者第二掃描線G2的一側(cè)緣向第二方向Y突出。在本實(shí)施方式中,在第一掃描線G1為上側(cè)、第二掃描線G2為下側(cè)的X-Y俯視觀察中,分支部Gb具有L字形狀或者將L字左右翻轉(zhuǎn)而成的形狀。
第一至第四半導(dǎo)體層SC1及SC4向第二方向Y延伸。第一及第二半導(dǎo)體層SC1及SC2與第一掃描線G1在兩處交叉,第三及第四半導(dǎo)體層SC3及SC4與第二掃描線G2在兩處交叉。各個(gè)半導(dǎo)體層SC在與掃描線G交叉的兩處具有溝道區(qū)域。在此,各個(gè)半導(dǎo)體層SC在掃描線G的主線部與分支部Gb的交叉部分具有溝道區(qū)域。需要注意的是,第一像素開(kāi)關(guān)PS1具有第一半導(dǎo)體層SC1,第二像素開(kāi)關(guān)PS2具有第二半導(dǎo)體層SC2,第三像素開(kāi)關(guān)PS3具有第三半導(dǎo)體層SC3,第四像素開(kāi)關(guān)PS4具有第四半導(dǎo)體層SC4。
在第一及第二信號(hào)線S1及S2分別設(shè)有多個(gè)分支部Sb。這些分支部Sb從第一信號(hào)線S1的一側(cè)緣向第一方向X突出、或者從第二信號(hào)線S2的一側(cè)緣向第一方向X的反方向突出。例如,第一信號(hào)線S1具有:與第一半導(dǎo)體層SC1的一端部相對(duì)并連接于該一端部的分支部Sb1和與第三半導(dǎo)體層SC3的一端部相對(duì)并連接于該一端部的分支部Sb3。并且,第二信號(hào)線S2具有:與第二半導(dǎo)體層SC2的一端部相對(duì)并連接于該一端部的分支部Sb2和與第四半導(dǎo)體層SC4的一端部相對(duì)并連接于該一端部的分支部Sb4。
在第一輔助配線A1設(shè)有多個(gè)分支部Ab。在第一輔助配線A1的分支部Ab中,第一分支部Ab1從第一輔助配線A1的一側(cè)緣向第一方向X的反方向突出,與第一半導(dǎo)體層SC1的另一端部相對(duì)并連接于該另一端部。第二分支部Ab2從第一輔助配線A1的另一側(cè)緣向第一方向X突出,與第二半導(dǎo)體層SC2的另一端部相對(duì)并連接于該另一端部。第三分支部Ab3從第一輔助配線A1的一側(cè)緣向第一方向X的反方向突出,與第三半導(dǎo)體層SC3的另一端部相對(duì)并連接于該另一端部。第四分支部Ab4從第一輔助配線A1的另一側(cè)緣向第一方向X突出,與第四半導(dǎo)體層SC4的另一端部相對(duì)并連接于該另一端部。
第一導(dǎo)電層CL1在第一半導(dǎo)體層SC1的溝道區(qū)域間與第一半導(dǎo)體層SC1相對(duì),并連接于第一半導(dǎo)體層SC1。第二導(dǎo)電層CL2在第二半導(dǎo)體層SC2的溝道區(qū)域間與第二半導(dǎo)體層SC2相對(duì),并連接于第二半導(dǎo)體層SC2。第三導(dǎo)電層CL3在第三半導(dǎo)體層SC3的溝道區(qū)域間與第三半導(dǎo)體層SC3相對(duì),并連接于第三半導(dǎo)體層SC3。第四導(dǎo)電層CL4在第四半導(dǎo)體層SC4的溝道區(qū)域間與第四半導(dǎo)體層SC4相對(duì),并連接于第四半導(dǎo)體層SC4。
在此,公共電極CE1在多處連接于輔助配線A。例如,公共電極CE1通過(guò)接觸孔CHa(CHa1、CHa2、CHa3、CHa4)而與第一輔助配線A1的第一至第四分支部Ab1至Ab4各自連接。這樣,公共電極CE1也可以按各像素PX連接于輔助配線A,由此,能夠有助于在公共電極CE1的整個(gè)范圍內(nèi)的公共電極CE1的電位的均等化。
第一至第四屏蔽電極SH1至SH4分別沿第二方向Y延伸,并連接于第一輔助配線A1。在此,第一至第四屏蔽電極SH1至SH4分別與第一輔助配線A1的分支部Ab相對(duì),并連接于上述分支部Ab。第一屏蔽電極SH1與第一信號(hào)線S1的主線部的局部相對(duì),也與向第一半導(dǎo)體層SC1側(cè)突出的第一信號(hào)線S1的分支部Sb1相對(duì)。第二屏蔽電極SH2與第二信號(hào)線S2的主線部的局部相對(duì),也與向第二半導(dǎo)體層SC2側(cè)突出的第二信號(hào)線S2的分支部Sb2相對(duì)。第三屏蔽電極SH3與第一信號(hào)線S1的主線部的局部相對(duì),也與向第三半導(dǎo)體層SC3側(cè)突出的第一信號(hào)線S1的分支部Sb3相對(duì)。第四屏蔽電極SH4與第二信號(hào)線S2的主線部的局部相對(duì),也與向第四半導(dǎo)體層SC4側(cè)突出的第二信號(hào)線S2的分支部Sb4相對(duì)。
第一至第四像素電極PE1至PE4分別具有矩形形狀,沿第一方向X及第二方向Y配置成矩陣狀。
第一像素電極PE1與第一掃描線G1、第一半導(dǎo)體層SC1、第一信號(hào)線S1、第一輔助配線A1的分支部Ab1、第一導(dǎo)電層CL1、第一屏蔽電極SH1、第三屏蔽電極SH3等相對(duì),并連接于第一導(dǎo)電層CL1。
第二像素電極PE2與第一掃描線G1、第二半導(dǎo)體層SC2、第二信號(hào)線S2、第一輔助配線A1的分支部Ab2、第二導(dǎo)電層CL2、第二屏蔽電極SH2、第四屏蔽電極SH4等相對(duì),并連接于第二導(dǎo)電層CL2。
第三像素電極PE3與第二掃描線G2、第三半導(dǎo)體層SC3、第一信號(hào)線S1、第一輔助配線A1的分支部Ab3、第三導(dǎo)電層CL3、第三屏蔽電極SH3等相對(duì),并連接于第三導(dǎo)電層CL3。
第四像素電極PE4與第二掃描線G2、第四半導(dǎo)體層SC4、第二信號(hào)線S2、第一輔助配線A1的分支部Ab4、第四導(dǎo)電層CL4、第四屏蔽電極SH4等相對(duì),并連接于第四導(dǎo)電層CL4。
在第一掃描線G1為上側(cè)、第二掃描線G2為下側(cè)的X-Y俯視觀察中,第一輔助配線A1位于左側(cè)的像素與右側(cè)的像素之間。需要注意的是,第一輔助配線A1位于相鄰的像素間。上述左側(cè)的像素和右側(cè)的像素共用第一輔助配線A1。能夠?qū)⑸鲜鲎髠?cè)的像素和右側(cè)的像素關(guān)于第一輔助配線A1對(duì)稱(chēng)地配置,能夠有助于像素的高清晰化。
圖5為沿圖4的線V-V而示出的第一基板SUB1的截面圖。
如圖4所示,第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1配置于第一絕緣基板10的上方。在本實(shí)施方式中,第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1配置于第一絕緣基板10之上,但不限于此。例如,第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1也可以配置于在第一絕緣基板10之上設(shè)置的絕緣膜之上。第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1相對(duì)于公共電極CE1位于第一像素電極PE1的相反側(cè)。第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1由同一導(dǎo)電材料形成,例如由金屬形成。
第一絕緣膜11配置于第一絕緣基板10、第一掃描線G1及第一屏蔽電極SH1之上。第一半導(dǎo)體層SC1配置于第一絕緣膜11之上。第一半導(dǎo)體層SC1具有與第一掃描線G1相對(duì)的兩個(gè)溝道區(qū)域。第一半導(dǎo)體層SC1相對(duì)于公共電極CE1位于第一像素電極PE1的相反側(cè)。第一半導(dǎo)體層SC1例如由多晶硅構(gòu)成。第二絕緣膜12配置于第一絕緣膜11及第一半導(dǎo)體層SC1之上。
第一信號(hào)線S1、第一導(dǎo)電層CL1及第一輔助配線A1配置于第二絕緣膜12之上。第一信號(hào)線S1、第一導(dǎo)電層CL1及第一輔助配線A1相對(duì)于公共電極CE1位于第一像素電極PE1的相反側(cè)。第一信號(hào)線S1、第一導(dǎo)電層CL1及第一輔助配線A1由同一導(dǎo)電材料形成,例如由金屬形成。
第一信號(hào)線S1位于第一屏蔽電極SH1的上方,與第一屏蔽電極SH1相對(duì)。為此,第一屏蔽電極SH1相對(duì)于第一信號(hào)線S1位于公共電極CE1的相反側(cè)。并且,第一信號(hào)線S1通過(guò)形成于第二絕緣膜12的接觸孔而連接于第一半導(dǎo)體層SC1的一端部。
能夠在第一信號(hào)線S1的上方配置公共電極CE1,并且,能夠在第一信號(hào)線S1的下方配置第一屏蔽電極SH1。通過(guò)設(shè)置第一屏蔽電極SH1,能夠進(jìn)一步對(duì)像素電極PE進(jìn)行電性屏蔽。為此,例如能夠抑制傳感器靈敏度的下降。
上述第一檢測(cè)單元DU1能夠經(jīng)由第一輔助配線A1將電位調(diào)整信號(hào)Va施加于第一屏蔽電極SH1。由于能夠抑制第一屏蔽電極SH1與公共電極CE1的電位差的變動(dòng),從而能夠進(jìn)一步抑制傳感器靈敏度的下降。
第一導(dǎo)電層CL1通過(guò)形成于第二絕緣膜12的接觸孔而連接于第一半導(dǎo)體層SC1的溝道區(qū)域之間。第一輔助配線A1通過(guò)形成于第二絕緣膜12的接觸孔而連接于第一半導(dǎo)體層SC1的另一端部。
第三絕緣膜13位于第二絕緣膜12、第一信號(hào)線S1、第一導(dǎo)電層CL1及第一輔助配線A1之上。第三絕緣膜13具有與第一導(dǎo)電層CL1相對(duì)并向第一導(dǎo)電層CL1開(kāi)口的接觸孔。
在此,如上所述,第一絕緣基板10為玻璃基板或者樹(shù)脂基板,而不為硅基板。能夠通過(guò)無(wú)機(jī)材料形成第一絕緣膜11、第二絕緣膜12及后述的第四絕緣膜14,并能通過(guò)有機(jī)材料形成第三絕緣膜13。有機(jī)材料為適合厚膜化的材料,作為有機(jī)材料,可以例舉丙烯酸樹(shù)脂等。通過(guò)使用有機(jī)材料,與使用無(wú)機(jī)材料的情況相比,能夠較厚地形成第三絕緣膜13,能夠減少第三絕緣膜13上方的導(dǎo)電部件(公共電極CE1、第一像素電極PE1等)和第三絕緣膜13下方的導(dǎo)電部件(第一屏蔽電極SH1、第一掃描線G1、第一信號(hào)線S1等)之間的寄生電容。
公共電極CE1配置于第三絕緣膜13之上。公共電極CE1通過(guò)配置于第三絕緣膜13的接觸孔CHa1而連接于第一輔助配線A1。公共電極CE1具有與第一像素開(kāi)關(guān)PS1相對(duì)并包圍第三絕緣膜13的接觸孔的第一開(kāi)口OP1。公共電極CE1不僅具有第一開(kāi)口OP1,而且還具有多個(gè)開(kāi)口。例如,公共電極CE1還具有與第二像素開(kāi)關(guān)PS2相對(duì)的第二開(kāi)口、與第三像素開(kāi)關(guān)PS3相對(duì)的第三開(kāi)口、與第四像素開(kāi)關(guān)PS4相對(duì)的第四開(kāi)口等。
公共電極CE1由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide:ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide:IZO)、氧化鋅(Zinc Oxide:ZnO)等透明的導(dǎo)電材料形成。不過(guò),用于公共電極CE1的材料不限定為透明的導(dǎo)電材料,也可以使用金屬代替透明的導(dǎo)電材料。
第四絕緣膜14配置于第一導(dǎo)電層CL1、第三絕緣膜13及公共電極CE1之上。第四絕緣膜14具有與第一導(dǎo)電層CL1相對(duì)并向第一導(dǎo)電層CL1開(kāi)口的接觸孔。
第一像素電極PE1配置于第四絕緣膜14之上,并與第一開(kāi)口OP1相對(duì)。第一像素電極PE1通過(guò)第一開(kāi)口OP1及第四絕緣膜14的接觸孔而連接于第一導(dǎo)電層CL1。第一像素電極PE1與公共電極CE1同樣地也可以由ITO、IZO、ZnO等透明的導(dǎo)電材料形成,但也可以由金屬代替透明的導(dǎo)電材料來(lái)形成。
需要注意的是,雖未圖示,但在第四絕緣膜14及像素電極PE之上配置有取向膜。
液晶顯示面板PNL具有FFS模式等主要利用大致平行于基板主面的橫電場(chǎng)的IPS(平面轉(zhuǎn)換,In-Plane Switching)模式所對(duì)應(yīng)的構(gòu)成。需要注意的是,這里的基板主面為平行于由第一方向X和第二方向Y限定的X-Y平面的面。在本實(shí)施方式中,像素電極PE及公共電極CE1雙方均配備于第一基板SUB1。為了形成上述橫電場(chǎng),例如,各個(gè)像素電極PE在與公共電極CE1相對(duì)的位置具有狹縫SL。需要注意的是,如后述的第六實(shí)施方式所示,當(dāng)在顯示區(qū)域DA內(nèi)設(shè)有檢測(cè)電極DE、且檢測(cè)電極DE不作為像素電極PE而發(fā)揮作用的情況下,檢測(cè)電極DE也可以不具有狹縫SL。此外,如后述的第四實(shí)施方式所示,也可以設(shè)置在顯示區(qū)域DA之外與像素電極PE位于同層的層的檢測(cè)電極DE。也可以由顯示區(qū)域DA外的檢測(cè)電極DE構(gòu)成接近傳感器。在圖示的示例中,第一像素電極PE1連接于具有第一開(kāi)關(guān)元件PS1a及第二開(kāi)關(guān)元件PS1b的第一像素開(kāi)關(guān)PS1。為此,能夠直接使用公知的TFT液晶工藝來(lái)形成液晶顯示面板PNL。
圖6為示出第一基板SUB1的顯示區(qū)域DA外側(cè)的局部的放大平面圖,其為示出多路分配器MU的電路圖。
如圖6所示,多路分配器MU具有多個(gè)控制開(kāi)關(guān)組CSWG。作為控制開(kāi)關(guān)組CSWG,可以列舉第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1、第二控制開(kāi)關(guān)組CSWG2等??刂崎_(kāi)關(guān)組CSWG分別具有多個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW。在該實(shí)施方式中,多路分配器MU為1進(jìn)4出的多路分配器,控制開(kāi)關(guān)組CSWG具有第一控制開(kāi)關(guān)CSW1、第二控制開(kāi)關(guān)CSW2、第三控制開(kāi)關(guān)CSW3及第四控制開(kāi)關(guān)CSW4共4個(gè)控制開(kāi)關(guān)。
多路分配器MU連接于多根信號(hào)線S。并且,多路分配器MU經(jīng)由多根連接線W1、一根連接線W2、四根控制線W3、W4、W5、W6而連接于控制模塊CM。在此,連接線W1的根數(shù)為信號(hào)線S的根數(shù)的1/4。
各個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW具有串聯(lián)連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件。上述的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件例如由導(dǎo)電型相互不同的薄膜晶體管構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,各個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW由串聯(lián)連接的P溝道型的薄膜晶體管和N溝道型的薄膜晶體管構(gòu)成。
第一控制開(kāi)關(guān)CSW1的各個(gè)薄膜晶體管的第一電極連接于控制線W3,第二控制開(kāi)關(guān)CSW2的各個(gè)薄膜晶體管的第一電極連接于控制線W4,第三控制開(kāi)關(guān)CSW3的各個(gè)薄膜晶體管的第一電極連接于控制線W5,第四控制開(kāi)關(guān)CSW4的各個(gè)薄膜晶體管的第一電極連接于控制線W6。
控制開(kāi)關(guān)CSW的各個(gè)P溝道型的薄膜晶體管的第二電極連接于連接線W2。
第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1的各個(gè)N溝道型的薄膜晶體管的第二電極連接于同一連接線W1,第二控制開(kāi)關(guān)組CSWG2的各個(gè)N溝道型的薄膜晶體管的第二電極連接于同一連接線W1。
第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1的第一控制開(kāi)關(guān)CSW1的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第一信號(hào)線S1。第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1的第二控制開(kāi)關(guān)CSW2的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第二信號(hào)線S2。第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1的第三控制開(kāi)關(guān)CSW3的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第三信號(hào)線S3。第一控制開(kāi)關(guān)組CSWG1的第四控制開(kāi)關(guān)CSW4的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第四信號(hào)線S4。
關(guān)于第二控制開(kāi)關(guān)組CSWG2也是同樣,第一控制開(kāi)關(guān)CSW1的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第五信號(hào)線S5,第二控制開(kāi)關(guān)CSW2的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第六信號(hào)線S6,第三控制開(kāi)關(guān)CSW3的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第七信號(hào)線S7,第四控制開(kāi)關(guān)CSW4的各個(gè)薄膜晶體管的第三電極連接于第八信號(hào)線S8。
在此,在多路分配器MU的各個(gè)薄膜晶體管中,上述第一電極作為柵極電極而發(fā)揮作用,第二及第三電極中的一方作為源極電極而發(fā)揮作用,第二及第三電極中的另一方作為漏極電極而發(fā)揮作用。
從第一檢測(cè)單元DU1向控制線W3、W4、W5、W6施加控制信號(hào)Vcsw1、Vcsw2、Vcsw3、Vcsw4。第一控制開(kāi)關(guān)CSW1通過(guò)控制信號(hào)Vcsw1而被切換為第一切換狀態(tài)及第二切換狀態(tài)中任一方。第二控制開(kāi)關(guān)CSW2通過(guò)控制信號(hào)Vcsw2而被切換為第一切換狀態(tài)及第二切換狀態(tài)中任一方。第三控制開(kāi)關(guān)CSW3通過(guò)控制信號(hào)Vcsw3而被切換為第一切換狀態(tài)及第二切換狀態(tài)中任一方。第四控制開(kāi)關(guān)CSW4通過(guò)控制信號(hào)Vcsw4而被切換為第一切換狀態(tài)及第二切換狀態(tài)中任一方。
在此,上述第一切換狀態(tài)為電連接連接線W1和信號(hào)線S的狀態(tài),第二切換狀態(tài)為電連接連接線W2和信號(hào)線S的狀態(tài)。為此,通過(guò)將各個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第一切換狀態(tài),能夠向信號(hào)線S施加圖像信號(hào)Vsig、或能施加檢測(cè)信號(hào)Vw。在第一切換狀態(tài)下,也能夠進(jìn)行向上述像素電極PE的充電。并且,通過(guò)將各個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第二切換狀態(tài),能夠向信號(hào)線S施加電位調(diào)整信號(hào)Va。在第二切換狀態(tài)下,也能夠進(jìn)行從上述像素電極PE的放電。
通過(guò)控制根據(jù)控制信號(hào)Vcsw1、Vcsw2、Vcsw3、Vcsw4將多路分配器MU的各個(gè)控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第一切換狀態(tài)及第二切換狀態(tài)中任一方的定時(shí)和根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS將各個(gè)像素開(kāi)關(guān)PS切換為第一連接狀態(tài)及第二連接狀態(tài)中任一方的定時(shí),能夠分時(shí)地進(jìn)行向多個(gè)像素電極PE的充電和從多個(gè)像素電極PE的放電。
并且,通過(guò)使用上述那樣的多路分配器MU,能夠在同一期間向第一信號(hào)線S1及第五信號(hào)線S5各自施加檢測(cè)信號(hào)Vw而向第二至第四信號(hào)線S2至S4及第六至第八信號(hào)線S6至S8各自施加電位調(diào)整信號(hào)Va。由于能夠抑制全部的信號(hào)線S與公共電極CE1的電位差的變動(dòng),因此,能夠進(jìn)一步抑制傳感器靈敏度的下降。
需要注意的是,傳感器SE能夠使用公知的各種多路分配器(分配電路)代替上述多路分配器MU來(lái)作為第二電路。例如,傳感器SE能夠使用1進(jìn)3出的多路分配器來(lái)代替多路分配器MU。
圖7為示出液晶顯示裝置DSP的電連接關(guān)系的等效電路圖。
如圖7所示,控制模塊CM包括主控制部MC和第一檢測(cè)單元DU1。主控制部MC為中央處理裝置。
主控制部MC向模擬前端AFE發(fā)送控制信號(hào)Vc,控制模擬前端AFE的驅(qū)動(dòng)。并且,主控制部MC從模擬前端AFE接收數(shù)據(jù)信號(hào)Vd。作為數(shù)據(jù)信號(hào)Vd,可以列舉基于蓄積于后述的積分器IN的電容器CON中的電荷量的信號(hào)。這樣的情況下,數(shù)據(jù)信號(hào)Vd為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后的信號(hào)。并且,主控制部MC向模擬前端AFE、電路控制信號(hào)源CC及電源控制部PC發(fā)送同步信號(hào)Vs,實(shí)現(xiàn)模擬前端AFE、電路控制信號(hào)源CC及電源控制部PC的驅(qū)動(dòng)的同步化。作為同步信號(hào)Vs,可以列舉垂直同步信號(hào)TSVD及水平同步信號(hào)TSHD。
模擬前端AFE向多路分配器MU發(fā)送電位調(diào)整信號(hào)Va、檢測(cè)信號(hào)Vw及圖像信號(hào)Vsig。例如,用于生成數(shù)據(jù)信號(hào)Vd的A/D轉(zhuǎn)換在模擬前端AFE中進(jìn)行。并且,模擬前端AFE向電路控制信號(hào)源CC及電源控制部PC輸入重疊的脈沖信號(hào)(檢測(cè)脈沖)。上述脈沖信號(hào)與電位調(diào)整信號(hào)Va同步,關(guān)于相位及振幅,與電位調(diào)整信號(hào)Va相同。
電路控制信號(hào)源CC向多路分配器MU施加控制信號(hào)Vcsw(Vcsw1、Vcsw2、Vcsw3、Vcsw4),并向掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD發(fā)送重置信號(hào)STB、啟動(dòng)(開(kāi)始)脈沖信號(hào)STV及時(shí)鐘信號(hào)CKV。
電源控制部PC向掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD施加高電位的電源電壓Vdd和相對(duì)低電位的電源電壓Vss。
掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD具有多個(gè)移位寄存器SR和與多個(gè)移位寄存器SR一對(duì)一連接的多個(gè)控制開(kāi)關(guān)COS。并且,被施加電源電壓Vdd的高電位電源線Wd和被施加電源電壓Vss的低電位電源線Ws在掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD的內(nèi)部延伸。多個(gè)控制開(kāi)關(guān)COS經(jīng)由移位寄存器SR而被依次控制,被切換為電連接高電位電源線Wd和掃描線G的狀態(tài)或者電連接低電位電源線Ws和掃描線G的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS為電源電壓Vdd或者電源電壓Vss。
圖8為示出液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE等的圖。
如圖8所示,液晶顯示裝置DSP除了包括像素電極PE、信號(hào)線S、控制開(kāi)關(guān)CSW、連接線W1、連接線W2等之外,還包括檢測(cè)器DT、開(kāi)關(guān)SW1、顯示驅(qū)動(dòng)電路DC、輔助電路AC。像素電極PE也作為檢測(cè)電極DE使用。在本實(shí)施方式中,檢測(cè)器DT、開(kāi)關(guān)SW1、顯示驅(qū)動(dòng)電路DC及輔助電路AC設(shè)置于模擬前端AFE。需要注意的是,多個(gè)檢測(cè)器DT設(shè)置于模擬前端AFE。檢測(cè)器DT的個(gè)數(shù)例如與連接線W1的根數(shù)相同。這樣的情況下,檢測(cè)器DT與連接線W1一對(duì)一地連接。檢測(cè)器DT包括:電流反射鏡電路(カレントミラー回路)CU、積分器IN和復(fù)位開(kāi)關(guān)RST。
電流反射鏡電路CU具有第一晶體管TR1和第二晶體管TR2。第一晶體管TR1及第二晶體管TR2為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(電界効果トランジスタ)。在本實(shí)施方式中,第一晶體管TR1及第二晶體管TR2為P溝道型晶體管。為此,后述的第一電源Po1為被固定為+3V等高電位的高電位電源,第二電源Po2為被固定為-3V等低電位的低電位電源。
第一晶體管TR1包括:第一柵極電極GE1、連接于第一電源Po1的第一電極E1、以及連接于像素電極PE和第一柵極電極GE1的第二電極E2。第二晶體管TR2包括:連接于第一柵極電極GE1的第二柵極電極GE2、連接于第一電源Po1的第三電極E3、以及第四電極E4。
第一晶體管TR1及第二晶體管TR2既可以具有同一構(gòu)成、即同一電氣特性,也可以具有不同的構(gòu)成、即不同的電氣特性。在本實(shí)施方式中,第一晶體管TR1及第二晶體管TR2具有同一構(gòu)成,例如具有同一溝道寬度。由此,能夠使在第一晶體管TR1中從第一電極E1流向第二電極E2的電流量和在第二晶體管TR2中從第三電極E3流向第四電極E4的電流量相等。并且,從電流反射鏡電路CU輸出至開(kāi)關(guān)SW1側(cè)的檢測(cè)信號(hào)Vw和從電流反射鏡電路CU輸出至積分器IN側(cè)的寫(xiě)入信號(hào)Vn為具有同一特性的信號(hào)。需要注意的是,也可以與本實(shí)施方式不同地,在第一晶體管TR1中從第一電極E1流向第二電極E2的電流量與在第二晶體管TR2中從第三電極E3流向第四電極E4的電流量不同。改變反射鏡比值(ミラー比)的話,成為對(duì)應(yīng)于該比的電流量。
積分器IN具有運(yùn)算放大器AMP和電容器CON。運(yùn)算放大器AMP包括連接于第四電極E4的反相(反轉(zhuǎn))輸入端子T1、連接于第二電源Po2的非反相(反轉(zhuǎn))輸入端子T2、以及輸出端子T3。電容器CON連接于運(yùn)算放大器AMP的輸出端子T3與反相輸入端子T1之間。復(fù)位開(kāi)關(guān)RST并聯(lián)連接于電容器CON。通過(guò)將復(fù)位開(kāi)關(guān)RST切換為導(dǎo)通,能夠使電容器CON的電荷為零。為此,也可以在將復(fù)位開(kāi)關(guān)RST切換為導(dǎo)通之前繼續(xù)向電容器CON蓄積電荷。積分器IN能夠?qū)⑴c蓄積于電容器CON的電荷量成比例的電壓作為輸出信號(hào)Vout輸出。
開(kāi)關(guān)SW1被切換為電連接連接線W1與檢測(cè)器DT的第二電極E2的狀態(tài)和電連接連接線W1與顯示驅(qū)動(dòng)電路DC的狀態(tài)中任一狀態(tài)。開(kāi)關(guān)SW1在顯示驅(qū)動(dòng)期間連接連接線W1和顯示驅(qū)動(dòng)電路DC,能夠向連接線W1側(cè)施加圖像信號(hào)Vsig。并且,開(kāi)關(guān)SW1在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間連接連接線W1和第二電極E2,能夠向連接線W1側(cè)施加檢測(cè)信號(hào)Vw。為了選擇性地向連接線W1側(cè)施加圖像信號(hào)Vsig及檢測(cè)信號(hào)Vw,使用開(kāi)關(guān)SW1。
如上所述,控制開(kāi)關(guān)CSW被切換為電連接信號(hào)線S與連接線W1的第一切換狀態(tài)和電連接信號(hào)線S與連接線W2的第二切換狀態(tài)中任一狀態(tài)??刂崎_(kāi)關(guān)CSW在顯示驅(qū)動(dòng)期間、感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間被切換為第一切換狀態(tài),能夠向信號(hào)線S側(cè)施加圖像信號(hào)Vsig或者檢測(cè)信號(hào)Vw。并且,控制開(kāi)關(guān)CSW在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間也被切換為第二切換狀態(tài),能夠向信號(hào)線S側(cè)施加電位調(diào)整信號(hào)Va。為了選擇性地向信號(hào)線S側(cè)施加圖像信號(hào)Vsig、檢測(cè)信號(hào)Vw及電位調(diào)整信號(hào)Va,使用控制開(kāi)關(guān)CSW。
接著,對(duì)第一模式下的感測(cè)進(jìn)行說(shuō)明。第一模式有時(shí)也稱(chēng)為自電容(自電容感應(yīng),Self-Capacitive Sensing)模式??刂颇KCM能夠在第一模式下控制傳感器SE進(jìn)行感測(cè)。詳細(xì)而言,通過(guò)控制模塊CM的第一檢測(cè)單元DU1進(jìn)行感測(cè)。在本實(shí)施方式中,通過(guò)上述感測(cè),例如能夠進(jìn)行外部接近物體或接觸的檢測(cè),也能夠檢測(cè)細(xì)微的凹凸圖案。例如,上述細(xì)微的凹凸圖案為指紋(手指的表面的凹凸圖案)。在此,將感測(cè)區(qū)域SA設(shè)定為感測(cè)驅(qū)動(dòng)的對(duì)象,假定人的手指的表面接觸液晶顯示裝置DSP的畫(huà)面的感測(cè)區(qū)域SA,手指的表面接近像素電極PE(檢測(cè)電極DE)。
在第一模式下,通過(guò)將控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第一切換狀態(tài)、將開(kāi)關(guān)SW1切換為電連接連接線W1和第二電極E2的狀態(tài),從而能夠?qū)鞲袑?duì)象的像素電極PE及電容器CON各自進(jìn)行充電。充電時(shí),指紋的凸部與傳感對(duì)象的像素電極PE相對(duì)時(shí)的信號(hào)(檢測(cè)信號(hào)Vw及寫(xiě)入信號(hào)Vn)的電流量和指紋的凹部與上述像素電極PE相對(duì)時(shí)的上述信號(hào)的電流量不同。
為此,通過(guò)在向電容器CON進(jìn)行了充電之后讀取輸出信號(hào)Vout,能夠基于輸出信號(hào)Vout檢測(cè)指紋、或基于利用輸出信號(hào)Vout所生成的信號(hào)(例如上述數(shù)據(jù)信號(hào)Vd)檢測(cè)指紋。
在本實(shí)施方式中,在固定了傳感對(duì)象的像素電極PE的狀態(tài)下,重復(fù)進(jìn)行向像素電極PE及電容器CON各自的充電和通過(guò)將控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第二切換狀態(tài)而進(jìn)行的從像素電極PE的放電,能夠使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于電容器CON。也就是說(shuō),通過(guò)在使復(fù)位開(kāi)關(guān)RST截止的狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行充電及放電,能夠累積(積算)寫(xiě)入信號(hào)Vn?;诙啻蔚膶?xiě)入信號(hào)Vn的累積的輸出信號(hào)Vout的電平高于基于單次的寫(xiě)入信號(hào)Vn的輸出信號(hào)Vout的電平。例如,能夠增大指紋的凸部與傳感對(duì)象的像素電極PE相對(duì)時(shí)的輸出信號(hào)Vout的值和指紋的凹部與傳感對(duì)象的像素電極PE相對(duì)時(shí)的輸出信號(hào)Vout的值之差。由此,能夠更為詳細(xì)地感測(cè)指紋等被檢測(cè)部。
并且,由于公共電極CE1設(shè)置于掃描線G、信號(hào)線S等導(dǎo)電部件與像素電極PE之間,因此,公共電極CE1能夠電屏蔽像素電極PE,能夠抑制感測(cè)靈敏度的下降。
進(jìn)而,在第一模式下的感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間,向輔助配線A施加電位調(diào)整信號(hào)Va。例如能夠經(jīng)由輔助配線A將電位調(diào)整信號(hào)Va施加于上述公共電極CE1。優(yōu)選的是,電位調(diào)整信號(hào)Va與檢測(cè)信號(hào)Vw同步,關(guān)于相位,與檢測(cè)信號(hào)Vw相同,至于振幅,則與檢測(cè)信號(hào)Vw相同或大致相同。
為此,在檢測(cè)信號(hào)Vw與電位調(diào)整信號(hào)Va間,關(guān)于切換為高電平的電位的定時(shí)、切換為低電平的電位的定時(shí)是相同的。需要注意的是,電位調(diào)整信號(hào)Va的高電平的電位及低電平的電位沒(méi)有特別的限定。例如,在檢測(cè)信號(hào)Vw的振幅(寫(xiě)入信號(hào)Vw的高電平的電位與低電平的電位之差)為Vp[V]的情況下,可以使電位調(diào)整信號(hào)Va的低電平的電位為0[V],可以使電位調(diào)整信號(hào)Va的高電平的電位為+Vp[V]。并且,可以將向公共電極CE1施加上述的電位調(diào)整信號(hào)Va換稱(chēng)為向公共電極CE1施加檢測(cè)信號(hào)Vw的電位的變動(dòng)部分。電位調(diào)整信號(hào)Va既可以為規(guī)定的靜態(tài)的電壓,也可以為與檢測(cè)電極DE的電位變動(dòng)同步的信號(hào)。在電位調(diào)整信號(hào)Va為與檢測(cè)電極DE的電位變動(dòng)同步的信號(hào)的情況下,能夠減輕檢測(cè)電極DE與公共電極CE2之間的寄生電容的影響。
例如,能夠使得通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Vw使像素電極PE的電位上升3V的定時(shí)與通過(guò)電位調(diào)整信號(hào)Va使公共電極CE1的電位上升3V的定時(shí)一致,并且,能夠使得通過(guò)檢測(cè)信號(hào)Vw使像素電極PE的電位下降3V的定時(shí)與通過(guò)電位調(diào)整信號(hào)Va使公共電極CE1的電位下降3V的定時(shí)一致。
能夠抑制施加了檢測(cè)信號(hào)Vw的像素電極PE與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。并且,能夠抑制施加了檢測(cè)信號(hào)Vw的信號(hào)線S與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。為此,能夠進(jìn)一步抑制傳感器靈敏度的下降。
進(jìn)而,以圖3所示的電路圖為例進(jìn)行說(shuō)明,在連接于第一掃描線G1的第一像素開(kāi)關(guān)PS1等被切換為第一連接狀態(tài)的期間,將連接于第二掃描線G2的第三像素開(kāi)關(guān)PS3、第四像素開(kāi)關(guān)PS4等切換為第二連接狀態(tài)而能向第三像素電極PE3、第四像素電極PE4等施加電位調(diào)整信號(hào)Va。能夠抑制施加有電位調(diào)整信號(hào)Va的像素電極PE與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。由于能夠減小可耦合于像素電極PE的寄生電容的值,因此,能夠進(jìn)一步抑制傳感器靈敏度的下降。
并且,在第一模式下的感測(cè)中,第一檢測(cè)單元DU1能夠調(diào)整施加于第一基板SUB1的信號(hào)、電源電壓。
例如,第一檢測(cè)單元DU1將電源電壓施加于上述掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD,但也可以在感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)分別將重疊信號(hào)疊加于上述電源電壓及驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS。并且,第一檢測(cè)單元DU1將控制信號(hào)施加于上述多路分配器MU,但也可以在感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)使重疊信號(hào)疊加于上述控制信號(hào)。上述重疊信號(hào)與電位調(diào)整信號(hào)Va同步,關(guān)于相位及振幅,與電位調(diào)整信號(hào)Va相同。
為此,在電位調(diào)整信號(hào)Va與上述重疊信號(hào)間,關(guān)于切換為高電平的電位的定時(shí)、切換為低電平的電位的定時(shí)是相同的。需要注意的是,也可以將疊加上述重疊信號(hào)換稱(chēng)為疊加電位調(diào)整信號(hào)Va的電位的變動(dòng)部分。
例如,能夠使得通過(guò)電位調(diào)整信號(hào)Va使公共電極CE1的電位上升3V的定時(shí)與通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS使掃描線G的電位上升3V的定時(shí)一致,并且,能夠使得通過(guò)電位調(diào)整信號(hào)Va使公共電極CE1的電位下降3V的定時(shí)與通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS使掃描線G的電位下降3V的定時(shí)一致。
在感測(cè)期間,進(jìn)一步在驅(qū)動(dòng)檢測(cè)電極DE時(shí),以與檢測(cè)電極DE的驅(qū)動(dòng)脈沖相同的相位、相同的振幅使掃描線G、公共電極CE2等進(jìn)行變動(dòng),從而降低檢測(cè)電極DE、掃描線G、公共電極CE2等之間的寄生電容的影響,抑制傳感器靈敏度的下降。需要注意的是,為了驅(qū)動(dòng)掃描線G,掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD的電源、GND也可以以同樣的相位、振幅驅(qū)動(dòng)。
接著,對(duì)傳感器SE的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行例示性的說(shuō)明。
圖9為用于說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的傳感器SE的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖,其是示出任意的感測(cè)期間內(nèi)的時(shí)鐘信號(hào)CKV、定時(shí)信號(hào)Vt、電位調(diào)整信號(hào)Va、控制信號(hào)Vcsw1、Vcsw2、Vcsw3、Vcsw4、像素電極PE的電位變動(dòng)以及電容器CON的電容變動(dòng)的圖。
如圖9所示,在液晶顯示裝置DSP中,交替設(shè)定有用于顯示驅(qū)動(dòng)的顯示驅(qū)動(dòng)期間Pd和使顯示驅(qū)動(dòng)休止的期間、即消隱(ブランキング)期間Pb。各個(gè)消隱期間Pb相當(dāng)于連續(xù)4次的感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1、Ps2、Ps3、Ps4。消隱期間Pb(感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps)為獨(dú)立于顯示驅(qū)動(dòng)期間的期間。感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps的時(shí)間期間、轉(zhuǎn)移至別的感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps的定時(shí)基于時(shí)鐘信號(hào)CKV而規(guī)定。
并且,在各個(gè)感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps中,傳感對(duì)象的像素電極PE被固定,對(duì)同一像素電極PE實(shí)際進(jìn)行充放電的期間由定時(shí)信號(hào)Vt規(guī)定。在此,在定時(shí)信號(hào)Vt切換為高電平的時(shí)機(jī),開(kāi)始對(duì)于像素電極PE及電容器CON各自的充電,在定時(shí)信號(hào)Vt為高電平的期間,反復(fù)進(jìn)行向像素電極PE的充電和從像素電極PE的放電。并且,在定時(shí)信號(hào)Vt切換為低電平的時(shí)機(jī),取出輸出信號(hào)Vout,使電容器CON電氣重置。
例如,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1中,將控制信號(hào)Vcsw1、Vcsw2、Vcsw3、Vcsw4從第一檢測(cè)單元DU1施加于多路分配器MU。由此,第二控制開(kāi)關(guān)CSW2、第三控制開(kāi)關(guān)CSW3及第四控制開(kāi)關(guān)CSW4被維持為第二切換狀態(tài)(電連接連接線W2和信號(hào)線S的狀態(tài)),第一控制開(kāi)關(guān)CSW1交替切換為第一切換狀態(tài)(電連接連接線W1和信號(hào)線S的狀態(tài))和第二切換狀態(tài)。于是,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1,向連接于第二至第四控制開(kāi)關(guān)CSW2至CSW4的信號(hào)線S僅施加電位調(diào)整信號(hào)Va,并向連接于第一控制開(kāi)關(guān)CSW1的信號(hào)線S交替地施加檢測(cè)信號(hào)Vw及電位調(diào)整信號(hào)Va。
在本實(shí)施方式中,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1內(nèi),向連接于第一控制開(kāi)關(guān)CSW1的信號(hào)線S施加4次檢測(cè)信號(hào)Vw。為此,向?qū)?yīng)的像素電極PE及電容器CON分別進(jìn)行4次充電。
如圖10所示,在充電時(shí),電流從第一電源Po1經(jīng)由第一晶體管TR1、開(kāi)關(guān)SW1、控制開(kāi)關(guān)CSW等流向像素電極PE,另一方面,電流從第一電源Po1經(jīng)由第二晶體管TR2、運(yùn)算放大器AMP等流向電容器CON。流至像素電極PE的電流量和流至電容器CON的電流量是相同的。
如圖9所示,關(guān)于對(duì)應(yīng)的像素電極PE,每次進(jìn)行充電時(shí),電位上升。不過(guò),在充電之后,像素電極PE連接于連接線W2,電位調(diào)整信號(hào)Va切換為低電平,因此,從像素電極PE進(jìn)行放電,像素電極PE的電位被重置。
如圖11所示,在放電時(shí),電流從像素電極PE經(jīng)由控制開(kāi)關(guān)CSW等流向輔助電路AC。
另一方面,如圖9所示,關(guān)于對(duì)應(yīng)的電容器CON,每次進(jìn)行充電時(shí),電荷量上升。不過(guò),在本實(shí)施方式中,與像素電極PE不同的是,關(guān)于電容器CON,在充電之后不進(jìn)行放電。為此,能夠在電容器CON中蓄積與多次充電相應(yīng)的電荷。需要注意的是,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1中,可在截止?fàn)顟B(tài)的復(fù)位開(kāi)關(guān)RST產(chǎn)生泄露電流。為此,如圖9的表示電容器CON的電荷量變化的波形所示,在不進(jìn)行向電容器CON的充電的期間(從像素電極PE進(jìn)行放電的期間),電容器CON的電荷量可以減少。并且,在產(chǎn)生泄露電流的情況下,也可以使泄露電流導(dǎo)致的損失部分反映于檢測(cè)結(jié)果,提高檢測(cè)精度。
由此,在感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間Ps1內(nèi),能夠提高輸出信號(hào)Vout的電平,因此,能詳細(xì)地對(duì)作為對(duì)象的像素電極PE進(jìn)行傳感。
之后,也利用消隱期間Pb,以整個(gè)感測(cè)區(qū)域SA為對(duì)象進(jìn)行感測(cè)驅(qū)動(dòng)。由此,例如在使手指接觸或者接近了畫(huà)面的感測(cè)區(qū)域SA時(shí),第一檢測(cè)單元DU1(控制模塊CM)能夠檢測(cè)該手指的指紋的信息。
例如,如圖11所示,從輔助電源AC向像素電極PE(DE)的電容施加規(guī)定的電壓。之后,通過(guò)使開(kāi)關(guān)為圖10那樣的連接,從而與充電至像素電極PE(DE)的電容的電荷對(duì)應(yīng)的電荷通過(guò)電流反射鏡電路蓄積于電容器CON。
如果第一晶體管TR1和第二晶體管TR2的尺寸比為1:1的話,則與蓄積于像素電極PE的電荷同等的電荷被蓄積于電容器CON。如果第一晶體管TR1與第二晶體管TR2之比為1:N的話,則蓄積于像素電極PE的電容的電荷的N倍的電荷被蓄積于電容器CON。
在第一晶體管TR1和第二晶體管TR2的尺寸比為1:1、且手指等正接近像素電極PE的情況下,由于手指的電容附加于像素電極PE(DE)的電容,因此電容值變大。也就是說(shuō),蓄積于像素電極PE的電容和手指的電容的電荷被蓄積于電容器CON。在此,由于手指的指紋存在凹凸,因此,附加于接近指紋的凸部的像素電極PE的手指的電容大于附加于接近指紋的凹部的像素電極PE的手指的電容。也就是說(shuō),在通過(guò)接近指紋的凸部的像素電極PE進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所蓄積于電容器CON的電荷比在通過(guò)接近指紋的凹部的像素電極PE進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所蓄積于電容器CON的電荷多。從而,能夠檢測(cè)指紋的凹凸。
接著,對(duì)第一檢測(cè)單元DU1施加于第一基板SUB1的各種信號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。如上所述,在本實(shí)施方式中,上述的各種信號(hào)具有特長(zhǎng)。圖12為用于說(shuō)明在傳感器SE的驅(qū)動(dòng)中用到的各種信號(hào)及電壓的時(shí)序圖,其是示出檢測(cè)信號(hào)Vw、電位調(diào)整信號(hào)Va、控制信號(hào)Vcsw1(Vcsw)、電源電壓Vdd以及電源電壓Vss的圖。需要注意的是,圖12所示的各種信號(hào)及電壓是例示性地加以表示。
如圖12所示,檢測(cè)信號(hào)Vw為脈沖信號(hào),高電平的電位為3V,低電平的電位為0V,振幅為3V。在此,以施加于圖6所示的連接線W1的檢測(cè)信號(hào)Vw為例進(jìn)行說(shuō)明。
作為電位調(diào)整信號(hào)Va,與固定為0V等的定電壓相比,優(yōu)選是與檢測(cè)信號(hào)Vw同步、關(guān)于相位及振幅與檢測(cè)信號(hào)Vw相同的信號(hào)。電位調(diào)整信號(hào)Va的振幅為3V即可。在該例中,電位調(diào)整信號(hào)Va的高電平的電位為3V,低電平的電位為0V,電位調(diào)整信號(hào)Va為與檢測(cè)信號(hào)Vw大致相同的信號(hào),但不限于此,能夠進(jìn)行各種變形。作為其它示例,也可以是,電位調(diào)整信號(hào)Va的高電平的電位為6V、低電平的電位為3V。
在檢測(cè)信號(hào)Vw與電位調(diào)整信號(hào)Va間,關(guān)于切換為高電平的電位的定時(shí)、切換為低電平的電位的定時(shí)是相同的。在同一時(shí)間期間,對(duì)檢測(cè)信號(hào)Vw加斜線的面積與對(duì)電位調(diào)整信號(hào)Va加斜線的面積是相同的。即便時(shí)間流逝,檢測(cè)信號(hào)Vw的電位與電位調(diào)整信號(hào)Va的電位之差是一定的,在本實(shí)施方式中為0V。
由此,能夠抑制施加了檢測(cè)信號(hào)Vw或電位調(diào)整信號(hào)Va的信號(hào)線S與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)、施加了檢測(cè)信號(hào)Vw或電位調(diào)整信號(hào)Va的像素電極PE與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。
控制信號(hào)Vcsw具有:用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第一切換狀態(tài)(電連接連接線W1和信號(hào)線S的狀態(tài))的高電平的電位和用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第二切換狀態(tài)(電連接連接線W2和信號(hào)線S的狀態(tài))的低電平的電位。在本實(shí)施方式中,控制信號(hào)Vcsw的高電平的電位為3V,低電平的電位為-3V。
不過(guò),作為控制信號(hào)Vcsw,相比于上述脈沖信號(hào),優(yōu)選是在上述脈沖信號(hào)上疊加了重疊信號(hào)的信號(hào)。上述重疊信號(hào)與電位調(diào)整信號(hào)Va同步,關(guān)于相位及振幅與電位調(diào)整信號(hào)Va相同??刂菩盘?hào)Vcsw中加有斜線的面積的部分疊加于控制信號(hào)Vcsw。為此,未將重疊信號(hào)疊加于控制信號(hào)Vcsw的高電平的電位,但當(dāng)重疊信號(hào)疊加于了控制信號(hào)Vcsw的低電平的電位時(shí),控制信號(hào)Vcsw的電位最大為0V。需要注意的是,上述重疊信號(hào)的波形與電源電壓Vdd的波形實(shí)質(zhì)相同,并與電源電壓Vss的波形實(shí)質(zhì)相同。
由此,能夠抑制施加了控制信號(hào)Vcsw的控制線W3、W4、W5、W6與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。
電源電壓Vdd被施加于掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD,具有用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第一連接狀態(tài)(連接信號(hào)線S和像素電極PE的狀態(tài))的電位。在本實(shí)施方式中,用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第一連接狀態(tài)的電源電壓Vdd的電位為3V。
不過(guò),作為電源電壓Vdd,相比于上述高電位的定電壓,優(yōu)選是在上述定電壓上疊加有重疊信號(hào)的電壓。電源電壓Vdd中帶有斜線的面積的部分疊加于電源電壓Vdd。為此,當(dāng)將重疊信號(hào)疊加于電源電壓Vdd的定電壓時(shí),電源電壓Vdd的電位最大為6V。
由此,能夠抑制施加有電源電壓Vdd的配線(高電位電源線Wd等)與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。
電源電壓Vss被施加于掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD,具有用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第二連接狀態(tài)(使信號(hào)線S與像素電極PE絕緣并連接輔助配線A和像素電極PE的狀態(tài))的電位。在本實(shí)施方式中,用于將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第二連接狀態(tài)的電源電壓Vss的電位為-3V。
不過(guò),作為電源電壓Vss,相比于上述低電位的定電壓,優(yōu)選是在上述定電壓上疊加有重疊信號(hào)的電壓。電源電壓Vss中帶有斜線的面積的部分疊加于電源電壓Vss。為此,當(dāng)重疊信號(hào)疊加于電源電壓Vss的定電壓時(shí),電源電壓Vdd的電位最大為0V。
由此,能夠抑制施加有電源電壓Vss的配線(低電位電源線Ws等)與公共電極CE1的電位差的變動(dòng)。
液晶顯示裝置DSP所使用的電源電壓并不限定為+3V、-3V,能夠進(jìn)行各種變形。例如,在液晶顯示裝置DSP為便攜用途的液晶顯示裝置的情況下,液晶顯示裝置DSP也可以使用+5V、-5V、+3V的多種電源電壓。
根據(jù)如上這樣構(gòu)成的第一實(shí)施方式所涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP,液晶顯示裝置DSP包括:掃描線G、信號(hào)線S、像素開(kāi)關(guān)PS、公共電極CE1、像素電極PE、電流反射鏡電路CU和積分器IN。像素電極PE還作為檢測(cè)電極DE發(fā)揮作用。電流反射鏡電路CU具有第一晶體管TR1和第二晶體管TR2。積分器IN具有運(yùn)算放大器AMP和電容器CON。
根據(jù)電流反射鏡電路CU等的構(gòu)成,可以使流至像素電極PE的電流量和流至電容器CON的電流量相同。如果已知流至像素電極PE的電流量與流至電容器CON的電流量的比率的話,通過(guò)使用電流反射鏡電路CU及積分器IN,能夠監(jiān)控(monitor)向像素電極PE的充電。
重復(fù)進(jìn)行向像素電極PE及電容器CON各自的充電和從像素電極PE的放電,能夠使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于電容器CON。其間,由于電容器CON處于電浮動(dòng)(電浮置,電気的フローティング)狀態(tài),因此電容器CON的電荷得以保持。在反復(fù)進(jìn)行了N次(例如4次)上述充電的情況下,與不反復(fù)進(jìn)行上述充電的情況相比,輸出信號(hào)Vout的值增大至大概N倍。通過(guò)對(duì)增大至N倍的輸出信號(hào)Vout進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,能夠減少可能在數(shù)據(jù)信號(hào)Vd上產(chǎn)生的數(shù)字噪聲。并且,液晶顯示裝置DSP能夠在不追加計(jì)數(shù)(累積)電路的情況下進(jìn)行上述那樣的電荷的累積。
并且,用于顯示圖像的配線、電極、開(kāi)關(guān)、電路等也可以用于傳感。為此,能夠抑制在液晶顯示裝置DSP中增加用于傳感的部件。
公共電極CE1位于掃描線G、信號(hào)線S、像素開(kāi)關(guān)PS、掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD及多路分配器MU的上方,并與它們相對(duì)。公共電極CE1不僅設(shè)于顯示區(qū)域DA,而且還擴(kuò)展至顯示區(qū)域DA外側(cè)的非顯示區(qū)域而設(shè)置。像素電極PE位于公共電極CE1的上方,并與公共電極CE1相對(duì)。
公共電極CE1不僅能在顯示區(qū)域DA的內(nèi)側(cè),而且還能在顯示區(qū)域DA的外側(cè)電屏蔽像素電極PE。也就是說(shuō),由于能夠不易在像素電極PE產(chǎn)生寄生電容,因此,能夠抑制傳感器靈敏度的下降。
第一檢測(cè)單元DU1(控制模塊CM)能夠調(diào)整施加于第一基板SUB1的信號(hào)、電壓(圖12)。通過(guò)控制公共電極CE1的下方的導(dǎo)電部件(配線等)的電位,能夠使公共電極CE1上不易產(chǎn)生寄生電容,能夠抑制公共電極CE1的電位變動(dòng)。由此,能夠進(jìn)一步抑制傳感器靈敏度的下降。
由上可知,能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP。
(第一實(shí)施方式的變形例1)
接著,對(duì)上述第一實(shí)施方式的變形例1涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。圖13為示出上述變形例1涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE等的圖。
如圖13所示,本變形例1涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于,單個(gè)或多個(gè)第一并聯(lián)電路附加于電流反射鏡電路CU。在本變形例1中,電流反射鏡電路CU進(jìn)一步具有兩個(gè)第一并聯(lián)電路PA1a、PA1b。
第一并聯(lián)電路PA1a具有第三晶體管TR3a和第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a,并與第一晶體管TR1并聯(lián)連接。第三晶體管TR3a包括:連接于第一柵極電極GE1的第三柵極電極GE3a、連接于第一電極E1的第五電極E5a、以及第六電極E6a。第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a將第六電極E6a和第二電極E2切換為導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)中任一方。
第一并聯(lián)電路PA1b與第一并聯(lián)電路PA1a同樣地構(gòu)成。第一并聯(lián)電路PA1b具有第三晶體管TR3b和第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1b,并與第一晶體管TR1并聯(lián)連接。為了區(qū)分第一并聯(lián)電路PA1b和第一并聯(lián)電路PA1a,在關(guān)于第一并聯(lián)電路PA1a的符號(hào)的末尾標(biāo)有“a”,在關(guān)于第一并聯(lián)電路PA1b的符號(hào)的末尾標(biāo)有“b”。
第三晶體管TR3a、TR3b為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在本變形例1中,第三晶體管TR3a、TR3b與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2同樣地為P溝道型晶體管。第三晶體管TR3a、TR3b各自既可以具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2相同的構(gòu)成、即相同的電氣特性,也可以具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2不同的構(gòu)成、即不同的電氣特性。
通過(guò)調(diào)整第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a、ASW1b各自的狀態(tài),能夠使從第一電源Po1流至像素電極PE側(cè)的第一電流量與從第一電源Po1流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量不同。檢測(cè)信號(hào)Vw和寫(xiě)入信號(hào)Vn可以具有不同的特性。
在本變形例1中,第三晶體管TR3a、TR3b具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2相同的構(gòu)成,例如具有相同的溝道寬度。由此,在僅將第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a、ASW1b中一方切換為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量減少至流至像素電極PE側(cè)的第一電流量的二分之一?;蛘?,在將第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a、ASW1b兩者切換為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下,能夠使上述第二電流量減少至上述第一電流量的三分之一。
為此,例如在電容器CON的電容尺寸(大小)小于耦合于像素電極PE的電容的尺寸(サイズ)的情況下,可使用本變形例1的電流反射鏡電路CU。
(第一實(shí)施方式的變形例2)
接著,對(duì)上述第一實(shí)施方式的變形例2所涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。圖14為示出上述變形例2所涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE等的圖。
如圖14所示,本變形例2涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于,單個(gè)或多個(gè)第二并聯(lián)電路附加于電流反射鏡電路CU。在本變形例2中,電流反射鏡電路CU進(jìn)一步具有兩個(gè)第二并聯(lián)電路PA2a、PA2b。
第二并聯(lián)電路PA2a具有第四晶體管TR4a和第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a,并與第二晶體管TR2并聯(lián)連接。第四晶體管TR4a包括:連接于第二柵極電極GE2的第四柵極電極GE4a、連接于第三電極E3的第七電極E7a、以及第八電極E8a。第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a將第八電極E8a和第四電極E4切換為導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)中任一方。
第二并聯(lián)電路PA2b與第二并聯(lián)電路PA2a同樣地構(gòu)成。第二并聯(lián)電路PA2b具有第四晶體管TR4b和第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2b,并與第二晶體管TR2并聯(lián)連接。為了區(qū)分第二并聯(lián)電路PA2b和第二并聯(lián)電路PA2a,在關(guān)于第二并聯(lián)電路PA2a的符號(hào)的末尾標(biāo)有“a”,在關(guān)于第二并聯(lián)電路PA2b的符號(hào)的末尾標(biāo)有“b”。
第四晶體管TR4a、TR4b為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在本變形例2中,第四晶體管TR4a、TR4b與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2同樣地為P溝道型晶體管。第四晶體管TR4a、TR4b各自既可以具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2相同的構(gòu)成、即相同的電氣特性,也可以具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2不同的構(gòu)成、即不同的電氣特性。
通過(guò)調(diào)整第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a、ASW2b各自的狀態(tài),能夠使從第一電源Po1流至像素電極PE側(cè)的第一電流量與從第一電源Po1流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量不同。檢測(cè)信號(hào)Vw和寫(xiě)入信號(hào)Vn可以具有不同的特性。
在本變形例2中,第四晶體管TR4a、TR4b具有與第一晶體管TR1及第二晶體管TR2相同的構(gòu)成,例如具有相同的溝道寬度。由此,在僅將第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a、ASW2b中一方切換為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量增大至流至像素電極PE側(cè)的第一電流量的2倍?;蛘?,在將第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a、ASW2b兩者切換為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下,能夠使上述第二電流量增大至上述第一電流量的3倍。
為此,例如在電容器CON的電容尺寸大于耦合于像素電極PE的電容的尺寸的情況下、在為了以更短的期間得到輸出信號(hào)Vout而減少向電容器CON進(jìn)行充電的次數(shù)的情況下,可使用本變形例2的電流反射鏡電路CU。
(第一實(shí)施方式的變形例3)
接著,對(duì)上述第一實(shí)施方式的變形例3涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。圖15為示出上述變形例3涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE等的圖。
如圖15所示,本變形例3涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于,單個(gè)或多個(gè)第一并聯(lián)電路和單個(gè)或多個(gè)第二并聯(lián)電路附加于電流反射鏡電路CU。在本變形例3中,電流反射鏡電路CU進(jìn)一步具有兩個(gè)第一并聯(lián)電路PA1a、PA1b和兩個(gè)第二并聯(lián)電路PA2a、PA2b。
在本變形例3中,也通過(guò)調(diào)整第一調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW1a、ASW1b及第二調(diào)整開(kāi)關(guān)ASW2a、ASW2b各自的狀態(tài),從而能夠使從第一電源Po1流至像素電極PE側(cè)的第一電流量與從第一電源Po1流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量不同,通過(guò)根據(jù)所檢測(cè)的外部接近物體適當(dāng)?shù)馗淖冸娏麋R的尺寸比而能設(shè)定為最佳的檢測(cè)。
(第二實(shí)施方式)
接著,對(duì)第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP及液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,液晶顯示裝置為帶傳感器的液晶顯示裝置。
在上述第一實(shí)施方式中,進(jìn)行顯示驅(qū)動(dòng)和感測(cè)驅(qū)動(dòng),在感測(cè)驅(qū)動(dòng)中,將作為傳感的對(duì)象的區(qū)域特定為顯示區(qū)域DA的局部。與此相對(duì),在第二實(shí)施方式中,進(jìn)行顯示驅(qū)動(dòng)和感測(cè)驅(qū)動(dòng),并進(jìn)一步進(jìn)行用于確定被檢測(cè)部的位置的位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)。由此,在通過(guò)位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)確定了被檢測(cè)部所位于的區(qū)域之后,能夠通過(guò)感測(cè)驅(qū)動(dòng)感測(cè)確定的區(qū)域。例如,能夠通過(guò)位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)確定被檢測(cè)部所位于的區(qū)域,并通過(guò)感測(cè)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)被檢測(cè)部的凹凸圖案。
為了確定被檢測(cè)部的位置,使用位于液晶顯示面板PNL的顯示區(qū)域DA的位置檢測(cè)傳感器PSE。位置檢測(cè)傳感器PSE與檢測(cè)被檢測(cè)部的凹凸圖案的傳感器不同。第二檢測(cè)單元DU2連接于位置檢測(cè)傳感器PSE。第二檢測(cè)單元DU2在檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息的位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)位置檢測(cè)傳感器PSE,以檢測(cè)上述被檢測(cè)部的位置信息。位置檢測(cè)傳感器PSE由與第一檢測(cè)單元DU1不同的第二檢測(cè)單元DU2驅(qū)動(dòng)。第一檢測(cè)單元DU1在檢測(cè)被檢測(cè)部的凹凸圖案的感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí),基于上述位置信息,將被檢測(cè)部所位于的區(qū)域的多個(gè)像素電極設(shè)定為傳感的對(duì)象。
作為用于確定被檢測(cè)部的位置的位置檢測(cè)傳感器PSE的電極,能夠從液晶顯示裝置DSP的電極中的各種電極進(jìn)行選擇。
例如,能夠選擇公共電極CE1作為位置檢測(cè)傳感器PSE的電極。這樣的情況下,公共電極CE1具有多個(gè)分割電極。例如,上述多個(gè)分割電極配置為矩陣狀。第二檢測(cè)單元DU2向各個(gè)上述分割電極寫(xiě)入第一信號(hào)Wr,并從各個(gè)上述分割電極讀取表示上述第一信號(hào)的變化的第二信號(hào)Re。如上所述,能夠以自電容模式檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。
或者,能夠選擇附加于液晶顯示裝置DSP的多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx作為位置檢測(cè)傳感器PSE的電極。例如,上述多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx呈矩陣狀配置。第二檢測(cè)單元DU2向各個(gè)位置檢測(cè)電極Rx寫(xiě)入第一信號(hào)Wr,并從各個(gè)位置檢測(cè)電極Rx讀取表示上述第一信號(hào)的變化的第二信號(hào)Re。如上所述,能夠以自電容模式檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。
或者,能夠選擇公共電極CE1和附加于液晶顯示裝置DSP的多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx的組合作為位置檢測(cè)傳感器PSE的電極。例如,上述多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx和公共電極CE1的多個(gè)分割電極交叉設(shè)置。第二檢測(cè)單元DU2向公共電極CE1的各個(gè)分割電極寫(xiě)入第一信號(hào)Wr,并從各個(gè)位置檢測(cè)電極Rx讀取第二信號(hào)Re。如上所述,能夠以第二模式檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。第二模式有時(shí)會(huì)被稱(chēng)為互電容(互電容感應(yīng),Mutual-Capacitive Sensing)模式。
以下,在本實(shí)施方式中說(shuō)明選擇公共電極CE1和多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx的組合作為位置檢測(cè)傳感器PSE的電極并以互電容模式來(lái)檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。
首先,對(duì)第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖16為示出第二實(shí)施方式涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的構(gòu)成的立體圖。
如圖16所示,液晶顯示裝置DSP包括:有源矩陣型的液晶顯示面板PNL、驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板PNL的驅(qū)動(dòng)IC(IC1)、靜電電容型的位置檢測(cè)傳感器PSE、驅(qū)動(dòng)位置檢測(cè)傳感器PSE的驅(qū)動(dòng)IC(IC2)、背光單元BL、控制模塊CM、柔性配線基板FPC1、FPC2、FPC3等。在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)IC(IC1)和驅(qū)動(dòng)IC(IC2)構(gòu)成第二檢測(cè)單元DU2。
作為第一驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)IC(IC1)搭載在液晶顯示面板PNL的第一基板SUB1上。柔性配線基板FPC1連接液晶顯示面板PNL和控制模塊CM。柔性配線基板FPC2連接位置檢測(cè)傳感器PSE中的位置檢測(cè)電極Rx和控制模塊CM。作為第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)IC(IC2)搭載在柔性配線基板FPC2上。
驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及驅(qū)動(dòng)IC(IC2)經(jīng)由柔性配線基板FPC2等而連接。例如,在柔性配線基板FPC2具有連接在第一基板SUB1上的分支部FPCB的情況下,驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及驅(qū)動(dòng)IC(IC2)也可以經(jīng)由分支部FPCB及第一基板SUB1上的配線而連接。并且,驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及驅(qū)動(dòng)IC(IC2)也可以經(jīng)由柔性配線基板FPC1及FPC2而連接。
驅(qū)動(dòng)IC(IC2)能夠向驅(qū)動(dòng)IC(IC1)施加通知位置檢測(cè)傳感器PSE的驅(qū)動(dòng)時(shí)期的定時(shí)信號(hào)?;蛘撸?qū)動(dòng)IC(IC1)能夠向驅(qū)動(dòng)IC(IC2)施加通知后述的公共電極CE1的驅(qū)動(dòng)時(shí)期的定時(shí)信號(hào)?;蛘?,控制模塊CM能夠向驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及IC2施加定時(shí)信號(hào)。通過(guò)上述定時(shí)信號(hào),能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)IC(IC1)的驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)IC(IC2)的驅(qū)動(dòng)的同步化。
接著,說(shuō)明進(jìn)行用于檢測(cè)被檢測(cè)部對(duì)上述液晶顯示裝置DSP的畫(huà)面的接觸或接近的位置檢測(cè)的位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作。也就是說(shuō),從公共電極驅(qū)動(dòng)電路等對(duì)公共電極CE1施加位置檢測(cè)傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在這樣的狀態(tài)下,位置檢測(cè)傳感器PSE接收來(lái)自公共電極CE1的傳感器信號(hào),從而進(jìn)行位置檢測(cè)。
在此,參照?qǐng)D17說(shuō)明一例位置檢測(cè)的原理。
如圖17所示,位置檢測(cè)傳感器PSE包括多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx和公共電極CE1。公共電極CE1具有多個(gè)分割電極CEa。位置檢測(cè)電極Rx至少位于顯示區(qū)域DA。設(shè)有位置檢測(cè)電極Rx的部位沒(méi)有特別的限定,位置檢測(cè)電極Rx能夠設(shè)于第二基板SUB2、位于第二基板SUB2的上方的蓋部件。這樣的情況下,位置檢測(cè)電極Rx也可以由金屬細(xì)線形成、或由網(wǎng)狀的金屬線形成。
電容Cc存在于分割電極CEa與位置檢測(cè)電極Rx之間。也就是說(shuō),位置檢測(cè)電極Rx與分割電極CEa(公共電極CE1)靜電電容耦合。以規(guī)定的周期向分割電極CEa各自依次供給脈沖狀的第一信號(hào)(傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào))Wr。在該例中,假設(shè)使用者的手指接近并存在于特定的位置檢測(cè)電極Rx與分割電極CEa交叉的位置。通過(guò)接近位置檢測(cè)電極Rx的使用者的手指產(chǎn)生電容Cx。
在向分割電極CEa供給了脈沖狀的第一信號(hào)Wr時(shí),能夠從特定的位置檢測(cè)電極Rx得到電平低于從其它位置檢測(cè)電極得到的脈沖的脈沖狀的第二信號(hào)(傳感器輸出值)Re。第二信號(hào)Re經(jīng)由引線B1獲得。也就是說(shuō),在檢測(cè)顯示區(qū)域DA中的使用者的手指的位置信息、即輸入位置信息時(shí),驅(qū)動(dòng)IC(IC1)(公共電極驅(qū)動(dòng)電路)向公共電極CE1(分割電極CEa)供給第一信號(hào)Wr,使得在公共電極CE1和位置檢測(cè)電極Rx之間產(chǎn)生傳感器信號(hào)。驅(qū)動(dòng)IC(IC2)連接于位置檢測(cè)電極Rx,讀取表示上述傳感器信號(hào)(例如,產(chǎn)生于位置檢測(cè)電極Rx的靜電電容)的變化的第二信號(hào)Re。
驅(qū)動(dòng)IC(IC2)或者控制模塊CM基于第一信號(hào)Wr被供給至分割電極CEa的定時(shí)和來(lái)自各位置檢測(cè)電極Rx的第二信號(hào)Re,能夠檢測(cè)手指在位置檢測(cè)傳感器PSE的X-Y平面內(nèi)的二維位置信息。并且,上述的電容Cx在手指接近位置檢測(cè)電極Rx的情況和遠(yuǎn)離其的情況間是不同的。為此,第二信號(hào)Re的電平在手指接近位置檢測(cè)電極Rx的情況和遠(yuǎn)離其的情況間也是不同的。因此,在驅(qū)動(dòng)IC(IC2)或控制模塊CM中,基于第二信號(hào)Re的電平,也能夠檢測(cè)手指相對(duì)于位置檢測(cè)傳感器PSE的接近程度(正交于第一方向X及第二方向Y的第三方向Z的距離)。
如上所述,第二檢測(cè)單元DU2在檢測(cè)手指的位置信息的位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)位置檢測(cè)傳感器PSE,以檢測(cè)手指的位置信息。需要注意的是,位置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí),像素電極PE被切換為電浮動(dòng)(浮置,フローティング)狀態(tài)。
接著,第一檢測(cè)單元DU1在檢測(cè)手指的指紋的感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí),基于上述位置信息,將手指位于的區(qū)域的多個(gè)像素電極PE設(shè)定為傳感的對(duì)象。第一檢測(cè)單元DU1經(jīng)由多路分配器MU、對(duì)應(yīng)的信號(hào)線S及對(duì)應(yīng)的像素開(kāi)關(guān)PS向上述作為對(duì)象的多個(gè)像素電極PE各自施加檢測(cè)信號(hào)Vw、或者向公共電極CE1施加電位調(diào)整信號(hào)Va。
根據(jù)如上構(gòu)成的第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP及液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法,液晶顯示裝置DSP包括與上述第一實(shí)施方式同樣的傳感器SE,能夠采用與上述第一實(shí)施方式同樣的感測(cè)驅(qū)動(dòng)。為此,在第二實(shí)施方式中也能夠取得與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。
液晶顯示裝置DSP進(jìn)一步包括位置檢測(cè)傳感器PSE及第二檢測(cè)單元DU2。由此,因?yàn)椴恍枰韵袼氐木?xì)度細(xì)致地感測(cè)顯示區(qū)域DA的整個(gè)范圍,從而能夠?qū)崿F(xiàn)感測(cè)所需的時(shí)間期間的縮短。
由上可知,能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP及帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
(第二實(shí)施方式的變形例1)
接著,對(duì)上述第二實(shí)施方式的變形例1涉及的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。圖18為示出上述變形例1涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE、位置檢測(cè)電極Rx等的圖。
如圖18所示,本變形例1涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于,在電流反射鏡電路CU中附加有單個(gè)或多個(gè)第一并聯(lián)電路和單個(gè)或多個(gè)第二并聯(lián)電路、以及進(jìn)一步附加有選擇開(kāi)關(guān)SW2。在本變形例1中,電流反射鏡電路CU進(jìn)一步具有兩個(gè)第一并聯(lián)電路PA1a、PA1b和兩個(gè)第二并聯(lián)電路PA2a、PA2b。
檢測(cè)器DT的選擇開(kāi)關(guān)SW2在主控制部MC的控制下被切換為電連接第二電極E2和像素電極PE的第一選擇狀態(tài)及電連接第二電極E2和位置檢測(cè)電極Rx的第二選擇狀態(tài)中任一方。對(duì)應(yīng)于選擇開(kāi)關(guān)SW2的狀態(tài),能夠(1)使從第一電源Po1流至像素電極PE的第一電流量與從第一電源Po1流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量不同、或(2)使從第一電源Po1流至位置檢測(cè)電極Rx的第三電流量與上述第二電流量不同。
例如,在電容器CON的電容尺寸大于耦合于像素電極PE的電容的尺寸卻小于耦合于位置檢測(cè)電極Rx的電容的尺寸的情況下,可使用本變形例1的檢測(cè)器DT。
例示性地,在將選擇開(kāi)關(guān)SW2切換為了第一選擇狀態(tài)(電連接第二電極E2和像素電極PE的狀態(tài))的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量減少至流至像素電極PE側(cè)的第一電流量的三分之一。另一方面,在將選擇開(kāi)關(guān)SW2切換為了第二選擇狀態(tài)(電連接第二電極E2和位置檢測(cè)電極Rx的狀態(tài))的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量增大至流至位置檢測(cè)電極Rx側(cè)的第三電流量的三倍。
(第三實(shí)施方式)
接著,對(duì)第三實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。圖19為示出上述第三實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的四個(gè)像素PX與各種配線的電連接關(guān)系的等效電路圖。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,也能夠使用上述的檢測(cè)器DT來(lái)檢測(cè)被檢測(cè)部。
如圖19所示,第三實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的不同點(diǎn)在于,不包括輔助配線A而構(gòu)成、并且像素開(kāi)關(guān)PS不包括第二開(kāi)關(guān)元件(DS1b、DS2b、DS3b、DS4b)而構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,上述屏蔽電極SH既可以設(shè)置為電浮動(dòng)狀態(tài),也可以不包括屏蔽電極SH而構(gòu)成第一基板SUB1。通過(guò)將像素開(kāi)關(guān)PS切換為第二連接狀態(tài),從而能夠使信號(hào)線S與像素電極PE絕緣,并能將像素電極PE切換為電浮動(dòng)狀態(tài)?;蛘撸部梢栽谙?qū)ο蟮男盘?hào)線S及對(duì)象的像素電極PE施加檢測(cè)信號(hào)Vw的期間,向其它的信號(hào)線S及與上述對(duì)象的像素電極PE在相同行的其它像素電極PE施加重疊信號(hào)。
在本實(shí)施方式中,也能夠向公共電極CE1施加電位調(diào)整信號(hào)Va。例如,能夠經(jīng)由設(shè)置于顯示區(qū)域DA外側(cè)的配線向公共電極CE1施加電位調(diào)整信號(hào)Va。
需要注意的是,液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法可應(yīng)用上述的第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
在如上構(gòu)成的第三實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP及液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法中,也能夠得到與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。在感測(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí),能夠?qū)⒎鞘┘訖z測(cè)信號(hào)Vw的對(duì)象的像素電極PE切換為電浮動(dòng)狀態(tài)。這樣的情況下,也能夠不易在公共電極CE1產(chǎn)生寄生電容,能夠抑制公共電極CE1的電位變動(dòng)。由此,能夠抑制傳感器靈敏度的下降。
由上可知,能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP及帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
(第四實(shí)施方式)
接著,對(duì)第四實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,液晶顯示裝置為帶傳感器的液晶顯示裝置。
如圖20所示,感測(cè)區(qū)域SA與第一實(shí)施方式(圖1)不同,其位于顯示區(qū)域DA的外側(cè)。能夠獨(dú)立地進(jìn)行顯示區(qū)域DA中的顯示驅(qū)動(dòng)和感測(cè)區(qū)域SA中的感測(cè)驅(qū)動(dòng)。例如,能夠與顯示驅(qū)動(dòng)獨(dú)立地設(shè)定感測(cè)驅(qū)動(dòng)期間。并且,與將感測(cè)區(qū)域SA設(shè)定于顯示區(qū)域DA的局部的情況相比,能夠抑制顯示品質(zhì)的下降。
控制線C、檢測(cè)線L、檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS、檢測(cè)電極DE及公共電極CE2獨(dú)立于掃描線G、信號(hào)線S、像素開(kāi)關(guān)PS、像素電極PE及公共電極CE1而設(shè)置。需要注意的是,有關(guān)公共電極CE2,也可以與公共電極CE1一體地形成。
例如,在圖21所示的示例中,公共電極CE2配置于第三絕緣膜13之上。公共電極CE2通過(guò)形成于第三絕緣膜13的接觸孔CHb1而連接于第一輔助配線A1。第一檢測(cè)電極DE1配置于第四絕緣膜14之上,與第二開(kāi)口OP2相對(duì)。與上述像素電極PE不同地,在第一檢測(cè)電極DE上未形成有狹縫。第一像素電極PE1通過(guò)第二開(kāi)口OP2及第四絕緣膜14的接觸孔而連接于第一導(dǎo)電層CL1。第一像素電極PE1經(jīng)由第一導(dǎo)電層CL1等而連接于第一檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS1。
在形成第一基板SUB1時(shí),能夠使用同一制造過(guò)程(制造工藝)形成顯示區(qū)域DA和感測(cè)區(qū)域SA。參照?qǐng)D5及圖21說(shuō)明的話,能夠?qū)@示區(qū)域DA中的像素電極PE和感測(cè)區(qū)域SA中的檢測(cè)電極DE設(shè)置于同層。在此,也可以與顯示區(qū)域DA的像素電極PE在同一層形成檢測(cè)電極DE。并且,也可以省略公共電極CE2。
需要注意的是,在本第四實(shí)施方式中,也可以在第一模式(自電容模式)下使用傳感器SE等來(lái)進(jìn)行感測(cè)。
由上可知,在第四實(shí)施方式中,也能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP及帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
(第五實(shí)施方式)
接著,對(duì)第五實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,液晶顯示裝置為帶傳感器的液晶顯示裝置。
在上述第二實(shí)施方式中說(shuō)明了選擇公共電極CE1和多個(gè)位置檢測(cè)電極Rx的組合作為位置檢測(cè)傳感器PSE的電極,并以互電容模式來(lái)檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。與此相對(duì),在第五實(shí)施方式中,位置檢測(cè)傳感器PSE的電極為公共電極CE1,并以自電容模式來(lái)檢測(cè)被檢測(cè)部的位置信息。為此,在此,無(wú)需附加位置檢測(cè)電極Rx而能構(gòu)成位置檢測(cè)傳感器PSE。
需要注意的是,在本實(shí)施方式中,控制線C、檢測(cè)線L、檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS、檢測(cè)電極DE及公共電極CE2獨(dú)立于掃描線G、信號(hào)線S、像素開(kāi)關(guān)PS、像素電極PE及公共電極CE1而設(shè)置。
圖22為示出本實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的液晶顯示面板PNL的構(gòu)成的平面圖,其為示出公共電極CE1、CE2等的圖。
如圖22所示,公共電極CE1包括設(shè)置為矩陣狀的多個(gè)分割電極CEa和周邊電極CEb。分割電極CEa位于顯示區(qū)域DA內(nèi)。分割電極CEa的尺寸不限。各個(gè)分割電極CEa與多個(gè)像素電極PE相對(duì)即可。引線B2與分割電極CEa一對(duì)一地連接,并延伸至顯示區(qū)域DA的外側(cè)。周邊電極CEb具有矩形框狀的形狀,并與分割電極CEa隔開(kāi)距離而設(shè)置。周邊電極CEb覆蓋上述掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD、多路分配器MU等。
圖23為示出上述第五實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、像素電極PE、分割電極CEa等的圖。
如圖23所示,本實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP與上述第二實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置的不同點(diǎn)在于,在電流反射鏡電路CU中附加有單個(gè)或多個(gè)第一并聯(lián)電路和單個(gè)或多個(gè)第二并聯(lián)電路、以及進(jìn)一步附加有選擇開(kāi)關(guān)SW2。在本實(shí)施方式中,電流反射鏡電路CU進(jìn)一步具有兩個(gè)第一并聯(lián)電路PA1a、PA1b和兩個(gè)第二并聯(lián)電路PA2a、PA2b。
檢測(cè)器DT的選擇開(kāi)關(guān)SW2在主控制部MC的控制下被切換為電連接第二電極E2和像素電極PE的第一選擇狀態(tài)及電連接第二電極E2和分割電極CEa(公共電極CE1)的第二選擇狀態(tài)中任一方。對(duì)應(yīng)于選擇開(kāi)關(guān)SW2的狀態(tài),能夠(1)使從第一電源Po1流至像素電極PE的第一電流量與從第一電源Po1流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量不同、或(2)使從第一電源Po1流至分割電極CEa的第三電流量與上述第二電流量不同。
例如,在電容器CON的電容尺寸大于耦合于像素電極PE的電容的尺寸卻小于耦合于分割電極CEa的電容的尺寸的情況下,可使用本實(shí)施方式的檢測(cè)器DT。
例示性地,在將選擇開(kāi)關(guān)SW2切換為了第一選擇狀態(tài)(電連接第二電極E2和像素電極PE的狀態(tài))的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量減少至流至像素電極PE側(cè)的第一電流量的三分之一。另一方面,在將選擇開(kāi)關(guān)SW2切換為了第二選擇狀態(tài)(電連接第二電極E2和分割電極CEa的狀態(tài))的情況下,能夠使流至反相輸入端子T1側(cè)的第二電流量增大至流至分割電極CEa側(cè)的第三電流量的三倍。
在如上構(gòu)成的第五實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP及液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法中,也能夠得到與上述第二實(shí)施方式同樣的效果。在液晶顯示裝置DSP中,能夠?qū)⒐搽姌OCE1用于位置檢測(cè)傳感器PSE。無(wú)需使用位置檢測(cè)傳感器PSE專(zhuān)用的電極即可檢測(cè)被檢測(cè)物的位置信息。
由上可知,能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP及帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
(第六實(shí)施方式)
接著,對(duì)第六實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置DSP進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,液晶顯示裝置為帶傳感器的液晶顯示裝置。
如圖24所示,在顯示區(qū)域DA中,多個(gè)像素PX矩陣狀地排列。這些像素PX被連接于掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD的多根掃描線G和連接于多路分配器MU的多根信號(hào)線S包圍。
在顯示區(qū)域DA的局部設(shè)定有感測(cè)區(qū)域SA。感測(cè)區(qū)域SA的內(nèi)部與圖1所示的有效顯示區(qū)域AA的內(nèi)部同樣地構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,也能夠?qū)@示區(qū)域DA的像素電極PE和感測(cè)區(qū)域SA的檢測(cè)電極DE設(shè)于同層。
由上可知,在第六實(shí)施方式中,也能夠得到檢測(cè)精度優(yōu)異的帶傳感器的液晶顯示裝置DSP及帶傳感器的液晶顯示裝置DSP的驅(qū)動(dòng)方法。
(第七實(shí)施方式)
接著,對(duì)第七實(shí)施方式涉及的傳感器SE及傳感器SE的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說(shuō)明。圖25為示出第七實(shí)施方式涉及的傳感器SE的平面圖。
如圖25所示,傳感器SE包括平板狀的第一基板SUB1、控制模塊CM、柔性配線基板FPC1等。第一基板SUB1包括有效顯示區(qū)域AA。在本實(shí)施方式中,有效顯示區(qū)域AA為檢測(cè)被檢測(cè)部的檢測(cè)區(qū)域。并且,在此,第一基板SUB1在有效顯示區(qū)域AA的外側(cè)包括矩形框狀的非檢測(cè)區(qū)域。
作為第一基板SUB1,可應(yīng)用上述實(shí)施方式涉及的第一基板SUB1。不過(guò),在本實(shí)施方式中,第一基板SUB1由于不是應(yīng)用于液晶顯示面板PNL,因此可根據(jù)需要進(jìn)行變形。例如,第一基板SUB1也可以不包括取向膜。公共電極CE2擴(kuò)展至有效顯示區(qū)域AA的外側(cè)而設(shè)置,也與多路分配器MU、掃描線驅(qū)動(dòng)電路CD等相對(duì)。此外,構(gòu)成第一基板SUB1的部件的功能有時(shí)會(huì)與上述實(shí)施方式不同。
圖26為示出傳感器SE的局部的等效電路圖,其為示出檢測(cè)器DT、檢測(cè)電極DE等的圖。
如圖26所示,傳感器SE除了包括檢測(cè)電極DE、檢測(cè)線L、控制開(kāi)關(guān)CSW、連接線W1、連接線W2等之外,還包括檢測(cè)器DT和輔助電路AC。在本實(shí)施方式中,檢測(cè)器DT及輔助電路AC設(shè)置于模擬前端AFE。檢測(cè)器DT包括:電流反射鏡電路CU、積分器IN和復(fù)位開(kāi)關(guān)RST。
控制開(kāi)關(guān)CSW被切換為電連接檢測(cè)線L和連接線W1的第一切換狀態(tài)和電連接檢測(cè)線L和連接線W2的第二切換狀態(tài)中任一狀態(tài)??刂崎_(kāi)關(guān)CSW能夠被切換為第一切換狀態(tài)而向檢測(cè)線L側(cè)施加檢測(cè)信號(hào)Vw。并且,控制開(kāi)關(guān)CSW也能夠被切換為第二切換狀態(tài)而向檢測(cè)線L側(cè)施加電位調(diào)整信號(hào)Va。為了選擇性地向檢測(cè)線L側(cè)施加檢測(cè)信號(hào)Vw及電位調(diào)整信號(hào)Va,使用了控制開(kāi)關(guān)CSW。
根據(jù)如上構(gòu)成的第七實(shí)施方式涉及的傳感器SE及傳感器SE的驅(qū)動(dòng)方法,傳感器SE包括:控制線C、檢測(cè)線L、檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS、公共電極CE2、檢測(cè)電極DE、作為第一電路的控制線驅(qū)動(dòng)電路CD、電流反射鏡電路CU和積分器IN。檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS連接于控制線C和檢測(cè)線L。公共電極CE2位于控制線C、檢測(cè)線L及檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS的上方,與控制線C、檢測(cè)線L及檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS相對(duì),并具有與檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS相對(duì)的開(kāi)口OP2。檢測(cè)電極DE位于公共電極CE2的上方,與開(kāi)口OP2相對(duì),并通過(guò)開(kāi)口OP2而連接于檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS。
控制線驅(qū)動(dòng)電路CD連接于控制線C,向控制線C施加將檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS切換為電連接檢測(cè)線L和檢測(cè)電極DE的第一連接狀態(tài)及電絕緣檢測(cè)線L和檢測(cè)電極DE的第二連接狀態(tài)中任一方的驅(qū)動(dòng)信號(hào)CS。
電流反射鏡電路CU具有第一晶體管TR1和第二晶體管TR2。第一晶體管TR1包括:第一柵極電極GE1、連接于第一電源Po1的第一電極E1和連接于檢測(cè)電極DE及第一柵極電極GE1的第二電極E2。第二晶體管TR2包括:連接于第一柵極電極GE1的第二柵極電極GE2、連接于第一電源Po1的第三電極E3、和第四電極E4。
積分器IN具有:包含連接于第四電極E4的反相輸入端子T1和連接于第二電源Po2的非反相輸入端子T2的運(yùn)算放大器AMP、以及連接于運(yùn)算放大器AMP的輸出端子T3與反相輸入端子T1之間的電容器CON。
傳感器SE進(jìn)一步包括輔助配線A和作為第二電路的多路分配器MU。多路分配器MU具有切換為電連接檢測(cè)線L和第一晶體管TR1的第二電極E2的第一切換狀態(tài)及電連接檢測(cè)線L和輔助配線A(連接線W2)的第二切換狀態(tài)中任一方的控制開(kāi)關(guān)CSW。多路分配器MU重復(fù)進(jìn)行通過(guò)將控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第一切換狀態(tài)而進(jìn)行的向檢測(cè)電極DE及電容器CON各自的充電和通過(guò)將控制開(kāi)關(guān)CSW切換為第二切換狀態(tài)而進(jìn)行的從檢測(cè)電極DE的放電,能夠使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于電容器CON。
在本實(shí)施方式中,通過(guò)使用電流反射鏡電路CU及積分器IN,也能夠監(jiān)控(監(jiān)測(cè))向檢測(cè)電極DE的充電。為此,在本實(shí)施方式中,也能夠取得與上述實(shí)施方式同樣的效果。
雖然說(shuō)明了本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施方式,但這些實(shí)施方式只是作為示例而提出的,并非旨在限定實(shí)用新型的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其它各種方式進(jìn)行實(shí)施,能夠在不脫離實(shí)用新型的宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形被包括在實(shí)用新型的范圍和宗旨中,同樣地被包括在權(quán)利要求書(shū)所記載的實(shí)用新型及其均等的范圍內(nèi)。也可以根據(jù)需要組合多個(gè)實(shí)施方式。
例如,如圖27所示,檢測(cè)器DT也可以與上述第一實(shí)施方式不同地不包括電流反射鏡電路CU而構(gòu)成。需要注意的是,在該例中,掃描線G為控制線C,信號(hào)線S為檢測(cè)線L,像素開(kāi)關(guān)PS為檢測(cè)開(kāi)關(guān)DS,像素電極PE為檢測(cè)電極DE,公共電極CE1為公共電極CE2。
檢測(cè)器DT進(jìn)一步包括:積分器IN、復(fù)位開(kāi)關(guān)RST和驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW3。驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW3切換為電連接第一電源Po1和信號(hào)線S(開(kāi)關(guān)SW1)的寫(xiě)入狀態(tài)及電連接反相輸入端子T1和信號(hào)線S的讀取狀態(tài)中任一方。
驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW3重復(fù)進(jìn)行通過(guò)被切換為上述寫(xiě)入狀態(tài)而進(jìn)行的向像素電極PE的充電和通過(guò)被切換為上述讀取狀態(tài)而進(jìn)行的從像素電極PE的放電及向電容器CON的充電,能夠使與多次充電相應(yīng)的電荷蓄積于電容器CON。需要注意的是,在繼續(xù)向電容器CON蓄積電荷的期間,第一控制開(kāi)關(guān)CSW1被維持為第一切換狀態(tài)(電連接連接線W1和信號(hào)線S的狀態(tài))。
如上所述,即使使用驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW3代替電流反射鏡電路CU,也能夠進(jìn)行上述那樣的電荷的累積。
如圖28及圖29所示,作為電位調(diào)整信號(hào)Va,也可以不為上述第一實(shí)施方式(圖9)那樣的脈沖信號(hào),而為固定為0V等的定電壓。
如圖29所示,也可以在控制信號(hào)Vcsw變?yōu)楦唠娖降钠陂g多次向信號(hào)線S(檢測(cè)電極DE)施加脈沖信號(hào)。為此,在圖29的示例中,在消隱期間Pb中連續(xù)向連接線W1施加周期短的脈沖信號(hào)。例如,能夠在每次控制信號(hào)Vcsw1變?yōu)楦唠娖降钠陂g向信號(hào)線S1、S5等多次施加脈沖信號(hào)。能夠在每次控制信號(hào)Vcsw2變?yōu)楦唠娖降钠陂g向信號(hào)線S2、S6等多次施加脈沖信號(hào)。能夠在每次控制信號(hào)Vcsw3變?yōu)楦唠娖降钠陂g向信號(hào)線S3、S7等多次施加脈沖信號(hào)。能夠在每次控制信號(hào)Vcsw4變?yōu)楦唠娖降钠陂g向信號(hào)線S4、S8等多次施加脈沖信號(hào)。
連接線W1、信號(hào)線及檢測(cè)電極DE也可以如上述那樣被驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及驅(qū)動(dòng)IC(IC2)也可以一體地形成。也就是說(shuō),驅(qū)動(dòng)IC(IC1)及驅(qū)動(dòng)IC(IC2)也可以集成于單個(gè)驅(qū)動(dòng)IC。
作為上述的電路、驅(qū)動(dòng)IC、控制模塊等控制部,并不限定為控制線驅(qū)動(dòng)電路CD(掃描線驅(qū)動(dòng)電路GD)、多路分配器MU、控制模塊CM、驅(qū)動(dòng)IC(IC1、IC2),能夠進(jìn)行各種變形,只要能夠電氣控制第一基板SUB1(液晶顯示面板PNL)或者位置檢測(cè)電極Rx(位置檢測(cè)傳感器PSE)即可。
在上述實(shí)施方式中,作為顯示裝置,以液晶顯示裝置為例進(jìn)行了披露。但是,上述實(shí)施方式可應(yīng)用于有機(jī)EL(electroluminescent:電致發(fā)光)顯示裝置、其它的自發(fā)光型顯示裝置、或者具有電泳元件等的電子紙型顯示裝置等所有平板型的顯示裝置。另外,毋庸置疑,上述實(shí)施方式?jīng)]有特別限定地能夠應(yīng)用于從中小型的顯示裝置到大型的顯示裝置。