專利名稱：具有觸摸檢測功能的顯示裝置的制作方法
技術領域：
本公開涉及觸摸板，該觸摸板使用戶能夠通過將用戶的手指等與其接觸或將用戶的手指等向其接近來輸入信息。具體地，本公開涉及一種基于靜電電容的變化來檢測接觸或接近的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。
背景技術：
近年來，通常稱為觸摸板的觸摸檢測器安裝在諸如液晶顯示器的顯示器上并且允許顯示器顯示各種按鈕圖像等以使得可輸入信息而取代設置典型的機械按鈕的顯示裝置已經引起關注。存在包括諸如光學型和電阻型的多種類型的觸摸板。在諸如便攜式手持終端的裝置中，特別地，非常期待靜電電容型的觸摸板。靜電電容觸摸板具有相對簡單的配置，并能夠降低功耗。日本未審查專利申請公開第2009-244958號(JP2009-244958A)中公開了具有觸摸檢測功能的顯示裝置，其中，靜電電容觸摸板包含在液晶顯示裝置中。其中公開的具有觸摸檢測功能的顯示裝置設置有用于顯示圖像的像素電極、用于檢測觸摸的觸摸檢測電極和由像素電極和觸摸檢測電極共享的驅動電極(共通電極)。JP2009-244958A公開了使用在水平方向延伸并且在垂直方向上被分割的多個驅動電極的實施方式(JP2009-244958A的圖5)。

發(fā)明內容
發(fā)明人/多個發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)當如上所述使用多個驅動電極的配置中電極的分割數量過多時，用于驅動電極的電路，特別是布置在形成有電極的基板中的有效顯示區(qū)域外部的幀區(qū)域的電路大小和布線數量增加。為了控制電路大小和布線數量，可以考慮以捆或共同驅動多個分割的驅動電極。此外，在這種情況下，可以考慮將單個驅動電極的垂直方向的寬度形成為具有與多個像素相對應的尺寸。然而，當利用使用多個驅動電極的配置時， 在相鄰驅動電極之間在水平方向上生成狹縫狀間隙。因此，由于形成狹縫狀間隙的部分和形成驅動電極的部分之間的結構性差異，干擾了液晶分子的定向狀態(tài)。因此，對應于狹縫狀間隙的部分可以被視為條狀顯示缺陷。期望提供具有觸摸檢測功能的顯示裝置，能夠在使用多個驅動電極的同時控制電路大小和布線數量并抑制顯示質量的劣化。根據本技術實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置包括多個驅動電極，在第一方向上延伸并且在第二方向并列設置，在多個驅動電極之間具有電極間狹縫，每個驅動電極均被提供有驅動信號；顯示部，具有在第一和第二方向以矩陣設置以面向多個驅動電極的多個像素電極，對每個驅動電極中施加驅動信號并對每個像素電極施加圖像信號以顯示圖像；以及觸摸檢測電極，允許在觸摸檢測電極和驅動電極之間形成靜電電容，以響應于施加至驅動電極的驅動信號輸出檢測信號。每個驅動電極均具有與兩個或更多個像素電極的尺寸相對應的第二方向的寬度，并具有在第一方向延伸的一個或多個電極內狹縫。
根據本技術另一實施方式的顯示裝置包括顯示部，具有多個像素電極；以及多個驅動電極，在第一方向延伸并在第二方向并列設置。每個驅動電極中均具有與兩個或更多個像素電極的尺寸相對應的第二方向的寬度，并具有在第一方向延伸的一個或多個狹縫。如本文所使用的，“觸摸”不僅指諸如用戶的手指和包括筆的部件的物體的接觸， 還指該物體的間接接觸或“接近”。在根據本技術的實施方式的顯示裝置和具有觸摸檢測功能的顯示裝置中，每個驅動電極均具有與兩個或更多個像素電極的尺寸相對應的寬度。因此，降低了用于驅動電極的電路大小和布線數量。此外，每個驅動電極均具有一個或多個電極內狹縫，并且與電極內狹縫相對應的電極間狹縫設置在相鄰的驅動電極之間。因此，可以減小其中形成驅動電極的部分和相鄰的驅動電極之間的部分之間的結構性差異。根據具有觸摸檢測功能的顯示裝置和本技術實施方式的顯示裝置，每個驅動電極均具有一個或多個電極內狹縫，并且與電極內狹縫相對應的電極間狹縫設置在相鄰的驅動電極之間。這使得可以減小其中形成驅動電極的部分和相鄰的驅動電極之間的部分之間的結構性差異。因此，在將具有顯示檢測功能的顯示裝置和顯示裝置中的任何一個應用至液晶裝置的實施方式中，可以統(tǒng)一整個顯示區(qū)域的液晶分子的定向狀態(tài)。此外，每個驅動電極均具有與兩個或更多個像素電極的大小相對應的寬度，使得可以降低用于驅動電極的電路大小和布線數量。因此，可以在使用多個驅動電極的同時，降低電路大小和布線數量并抑制顯示質量的劣化。應當理解，上面的一般描述和下面的詳細描述均是示例性的并旨在提供對所要求的本技術的進一步說明。


附圖被包括用于提供對本公開的進一步理解，并且被納入說明書并構成本說明書的一部分。附圖示出實施方式并與說明書一起用于說明本技術的原理。圖1是用于描述根據本技術實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的觸摸檢測模式的基本原理的說明圖，并示出諸如手指的外部接近物體既不在接觸狀態(tài)也不在接近狀態(tài)的情況。圖2是用于描述根據本實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的觸摸檢測模式的基本原理的說明圖，并示出手指在接觸狀態(tài)或接近狀態(tài)的情況。圖3是用于描述根據本實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的觸摸檢測模式的基本原理的說明圖，并示出驅動信號的波形實例和檢測信號的波形實例。圖4是示出根據本技術實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的示例性配置的框圖。圖5是示出圖4中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的觸摸檢測功能顯示單元的示意截面配置的截面圖。圖6是示出圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元的像素陣列的電路圖。圖7是示出圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元的驅動電極的示例性配置和觸摸檢測電極的示例性配置的透視圖。
圖8A至8C描述了圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中的驅動電極的掃描方法。圖9是示出圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中的驅動電極的詳細示例性配置的平面圖。圖10的部分(A)是示出圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中的驅動電極和像素基板的連接結構的平面圖，圖10的部分(B)是示出驅動電極和像素基板的連接部的主要部分的截面圖。圖11是示出5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中的像素電極和驅動電極的之間的對應關系的平面圖。圖12是示出人體視感度的特性圖。圖13是用于描述圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中的驅動電極的具體設計實例的平面圖。圖14描述了具體實例的測量環(huán)境。圖15描述了在圖5中示出的觸摸檢測功能顯示單元中當驅動電極的狹縫節(jié)距變化時在狹縫的識別狀態(tài)下的測量結果。圖16是示出根據本技術第二實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的示意截面配置的截面圖。圖17A和17B是示出圖16中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的主要部分的放大透視圖。圖18A和18B是用于描述圖16中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的操作的透視圖。圖19是示出根據本技術第三實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的驅動電極配置的平面圖。圖20是示出圖19中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的像素基板的主要部分的截面配置的截面圖。圖21是示出圖20中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的像素基板的主要部分的平面配置的平面圖。圖22描述了圖20中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的驅動電極的作用。圖23是示出根據關于圖21中的像素基板的比較例的像素基板的平面配置的平面圖。圖M描述了當采用根據圖23中示出的比較例的配置時所產生的噪聲的問題。圖25是示意性示出根據任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置應用至其的第一應用例的外部配置的透視圖。圖26A和26B是分別示出從正面和背面觀察時第二應用例的外部配置的透視圖。圖27是示出第三應用例的外部配置的透視圖。圖28是示出第四應用例的外部配置的透視圖。圖29A是打開狀態(tài)的正視圖，圖29B是打開狀態(tài)的側視圖，圖29C是關閉狀態(tài)的正視圖，圖29D是左側視圖，圖29E是右側視圖，圖29F是頂視圖，圖29G是底視圖，每個均示出第五應用例的外部配置。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本技術的一些實施方式。(靜電電容型觸摸檢測的基本原理)首先，將參照圖1至圖3描述根據實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的觸摸檢測的基本原理。該觸摸檢測模式實施為靜電電容型觸摸傳感器。例如，如圖1的(A) 所示，布置為彼此面對且電介質D置于其間的一對電極(驅動電極El和檢測電極似)用于配置電容元件Cl。該配置表示為圖1的(B)中示出的等效電路。電容元件Cl由驅動電極 E1、檢測電極E2以及電介質D配置。電容元件Cl具有連接至AC信號源(驅動信號源)S 的第一端和通過電阻R接地并連接至電壓檢測器(檢測電路)DET的第二端P。當從AC信號源S向驅動電極El (電容元件Cl的第一端)施加具有預定頻率(例如，大約幾kHz至幾十kHz)的AC矩形波Sg(圖3的(B))時，在檢測電極E2(電容元件Cl的第二端P)中出現(xiàn)圖3的(A)中示出的輸出波形(檢測信號Vdet)。該AC矩形波Sg等價于稍后將描述的驅動信號Vcom0如圖1所示，在外部接近物體(諸如示例性實施方式中的手指，雖然可以使用諸如鋼筆的部件)既不在接觸狀態(tài)也不在接近狀態(tài)的情況下，與電容元件Cl的電容值對應的電流IO根據電容元件Cl上執(zhí)行的充電/放電流動。此時，電容元件Cl的第二端P的電勢波形例如如圖3的(A)中的波形VO所示，其由電壓檢測器DET檢測。另一方面，在手指在接觸狀態(tài)或在接近狀態(tài)的情況下，如圖2所示，由手指形成的電容元件C2串聯(lián)添加到電容元件Cl。在該狀態(tài)下，當在電容元件Cl和C2上執(zhí)行充電/放電時，電流Il和12分別流動。此時，電容元件Cl中的第二端P的電勢波形例如如圖3的 (A)中的波形Vl所示，其由電壓檢測器DET檢測。這里，第二端P的電勢是由分別流經電容元件Cl和C2的電流Il和12的值確定的分壓電勢。因此，波形Vl的值小于從非接觸狀態(tài)或非接近狀態(tài)導出的波形VO的值。電壓檢測器DET將檢測電壓和預定閾值電壓Vth進行比較。當檢測電壓等于或大于閾值電壓Vth時，電壓檢測器DET確定手指在非接觸狀態(tài)或在非接近狀態(tài)，而當檢測電壓小于閾值電壓Vth時，電壓檢測器DET確定手指在接觸狀態(tài)或在接近狀態(tài)，從而使得可以執(zhí)行觸摸檢測。(第一實施方式)(配置實例)(整體配置)圖4示出了根據本技術第一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置40的示例性配置。根據該實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置是所謂的“內嵌(in-cell)”型裝置，其中，液晶顯示元件用作顯示元件，并且其中集成了由液晶顯示元件配置的液晶顯示單元和靜電電容型的觸摸傳感器。具有觸摸檢測功能的顯示裝置40設置有Vcom生成部41、驅動控制電路42、驅動電極驅動器43、具有觸摸檢測功能的顯示單元(下文中，簡稱為“觸摸檢測功能顯示單元”)44、柵極驅動器45、源極驅動器46、復用器47、檢測電路48和電阻R。Vcom生成部41用作通過其生成觸摸檢測功能顯示單元44中使用的驅動信號 Vcom的電路。例如，驅動信號Vcom可以具有矩形波。
驅動控制電路42用作當向稍后描述的觸摸檢測功能顯示單元44中的多個驅動電極提供由Vcom生成部41提供的驅動信號Vcom時選擇驅動電極以進行控制的電路。在控制驅動電極時，例如，驅動控制電路42控制施加驅動信號Vcom的驅動電極的掃描的移動。驅動電極驅動器43用作基于從驅動控制電路42提供的控制信號向稍后描述的觸摸檢測功能顯示單元44的多個驅動電極提供從Vcom生成部41提供的驅動信號Vcom的電路。觸摸檢測功能顯示單元44包括觸摸傳感器441和液晶顯示單元442 (顯示部)。 基于上述的靜電電容型觸摸檢測的基本原理，觸摸傳感器441運行并輸出檢測信號Vdet。 檢測信號Vdet包括源自觸摸操作的信號成分。柵極驅動器45用作向液晶顯示單元442提供信號的電路，通過該信號選擇進行顯示的水平像素線。源極驅動器46用作向液晶顯示單元442提供圖像信號的電路。復用器 47用作當從稍后描述的觸摸傳感器441的多個觸摸檢測電極順序獲得檢測信號Vdet時切換從其獲得檢測信號Vdet的源極的電路。例如，檢測電路48基于在復用器47中轉換的檢測信號Vdet檢測是否存在在觸摸傳感器441上執(zhí)行的觸摸，并進一步獲得其在觸摸板上的坐標。檢測電路48包括模擬 LPF (低通濾波器)部51、A/D (模擬-數字)轉換部52、信號處理部53和坐標提取部M。 模擬LPF部51用作低通模擬濾波器，其從檢測信號Vdet去除高頻成分并輸出進行高頻成分去除的檢測信號Vdet。例如，模擬LPF部51可以去除A/D轉換部52中生成的折疊噪聲。 A/D轉換部52用作將從模擬LPF部51提供的模擬信號轉換成數字信號的電路。信號處理部53用作基于來自A/D轉換部52的輸出信號檢測是否存在在觸摸傳感器441上執(zhí)行的觸摸的邏輯電路。坐標提取部M用作獲得已經在信號處理部53上執(zhí)行的觸摸檢測的觸摸板坐標的邏輯電路。上述電路由未示出的時序控制部控制。(觸摸檢測功能顯示單元44的示例性配置)圖5示出了觸摸檢測功能顯示單元44的主要部分的截面配置的實例。觸摸檢測功能顯示單元44包括像素基板2、布置為面向像素基板2的對向基板3、以及在像素基板2 和對向基板3之間插入的液晶層6。像素基板2包括用作電路板的TFT(薄膜晶體管)基板21和在TFT基板21上在第一方向(水平方向)和第二方向(垂直方向)以矩陣布置的多個像素電極22。如稍后將參照圖6描述的，TFT基板21由各像素的TFT以及布線形成，諸如用于向各像素電極22提供圖像信號的源極線(圖像信號布線)、用于驅動各TFT的柵極線以及用于向稍后描述的驅動電極33提供驅動信號的驅動信號布線。此外，像素基板2可以形成為包括圖4中示出的電路的一部分或全部。對向基板3包括玻璃基板31、形成在玻璃基板31的第一表面上的濾色器32以及形成在濾色器32上的驅動電極33。濾色器32具有紅(R)、綠(G)和藍(B)三種顏色的濾色器層周期性地排列的配置。這里，一組R、G和B三種顏色與每個顯示像素對準，但顏色的數量和顏色類型不限于此。驅動電極33用作液晶顯示單元442的共通驅動電極，還用作觸摸傳感器441的驅動電極。驅動電極33通過接觸導電柱7耦合至TFT基板21。具有AC 矩形波形的驅動信號Vcom通過接觸導電柱7從TFT基板21施加至驅動電極33。驅動信號Vcom與施加至像素電極22的像素電壓一起限定每個像素的顯示電壓，并且還可以稱為共通驅動信號。此外，驅動信號Vcom還用作觸摸傳感器441的驅動信號。玻璃基板31的第二表面形成有用作觸摸傳感器441的檢測電極的觸摸檢測電極 34。此外，偏光板35布置在觸摸檢測電極34上。液晶層6響應于電場的狀態(tài)調制從其通過的光，并且由諸如TN(扭曲向列)模式和ECB(電控雙折射)模式的各種模式中的任一種的液晶來配置。配向膜分別布置在液晶層6和像素基板2之間以及液晶層6和對向基板3之間， 并且入射光側偏光板布置在像素基板2的下面，附圖中省略了其描述。圖6示出了液晶顯示單元442中的像素配置的實例。液晶顯示單元442包括以矩陣設置的多個顯示像素20。顯示像素20包括TFT元件Tr和液晶元件LC。顯示像素20與源極線25、柵極線沈和驅動電極33連接。源極線25用作用于向每個顯示像素20提供圖像信號的信號線，并連接至圖4中示出的源極驅動器46。柵極線沈用作用于提供通過其選擇進行顯示的顯示像素20的信號的信號線(掃描線)，并連接至圖 4中示出的柵極驅動器45。在該實施方式中，每條柵極線沈均連接至水平布置的所有顯示像素20。換句話說，在液晶顯示單元442中，基于來自每條柵極線沈的控制信號，一次執(zhí)行一條顯示水平線的顯示。驅動電極33用作用于施加用于驅動液晶的驅動信號的電極，并連接至圖4中示出的驅動電極。如稍后將描述的，每個驅動電極33均是在第一方向(水平方向)延伸并在第二方向(垂直方向)并列設置的帶狀電極。此外，各驅動電極33與水平像素線(圖6中的四條水平像素線)相對應。換句話說，在液晶顯示單元442中，基于每個驅動電極33的驅動信號，共同驅動多條水平像素線。圖7是示出關于對向基板3中觸摸檢測電極34和驅動電極33的觸摸傳感器441 的示例性配置的透視圖。每個驅動電極33均是在第一方向(水平方向)延伸并在第二方向(垂直方向)并列設置的帶狀電極。每個驅動電極33均由圖4中示出的驅動電極驅動器43順序提供驅動信號Vcom，并因此基于如圖8A至圖8C中示出的時分方式執(zhí)行的順序掃描而被驅動。另一方面，每個觸摸檢測電極34都由在與驅動電極33的電極圖案的延伸方向正交的方向上延伸的帶狀電極圖案構成。觸摸檢測電極34的每個電極圖案均輸出檢測信號Vdet，其通過圖4中示出的復用器47提供到檢測電路48。通過驅動電極33和觸摸檢測電極34彼此交叉的電極圖案在驅動電極33和觸摸檢測電極34彼此交叉的位置形成靜電電容。在以上參照圖1和圖2描述的觸摸檢測的基本原理中，驅動電極33對應于驅動電極El，而觸摸檢測電極34與觸摸檢測電極E2相對應。 因此，觸摸傳感器41可根據上述基本原理來檢測觸摸。此外，彼此交叉的電極圖案構成了具有矩陣配置的觸摸傳感器441。因此，可以檢測發(fā)生物體的接觸或接近的位置。(驅動電極33的詳細示例性配置) 圖9和圖11均示出了多個驅動電極33的詳細示例性配置。應注意，圖11等同部分放大圖9的示圖，為了更容易理解電極配置，相比于圖9，改變了圖11中水平方向的長度和垂直方向的長度的比率。此外，在圖9中，像素電極22的尺寸等于單個像素或單個子像素的尺寸。單個驅動電極33的寬度Wl具有與第二方向(垂直方向)的兩個或更多個像素電極(圖11中的四個像素電極2 相對應的尺寸。每個驅動電極33均具有設置用于在第一方向(水平方向)延伸的電極內狹縫33A。與電極內狹縫33A相對應的電極間狹縫33B 形成在兩個相鄰驅動電極33之間。每個驅動電極33均具有大于第一方向上的顯示部(圖 4中示出的液晶顯示單元44 中的有效顯示區(qū)域的長度。電極內狹縫33A至少設置在圖9 所示的有效顯示區(qū)域中。每個驅動電極33均通過接觸導電柱7(圖5)連接至在TFT基板21 (圖5)上形成的驅動信號布線。圖10示出了利用接觸導電柱7(接觸部)的示例性連接結構。接觸導電柱7設置在有效顯示區(qū)域的外部。圖10的部分(A)示出了接觸導電柱7設置在有效顯示區(qū)域中設置的電極內狹縫33A的外部和在各驅動電極33的兩端部的位置的實例。如圖10 的部分(B)所示，接觸導電柱7具有柱狀部分7A以及覆蓋柱狀部分7A的導電膜7B。可選地，可以采用通過使用各向異性導電膜(ACF)來完成導電性的配置來代替利用圖10的部分 (B)示出的接觸導電柱7的配置。各向異性導電膜是可以通過混合熱固性樹脂和細金屬顆粒并將由此獲得的結果形成膜而獲得的膜。當各向異性導電膜夾于兩個組成部分之間并在加熱的同時被加壓時，分散在膜中的金屬顆粒彼此接觸并因此形成導電路徑。每個驅動電極33都具有一個或多個電極內狹縫33A。圖9和圖11均示出了每個驅動電極33均包括三個電極內狹縫33A的實例，但是不限于此。相鄰的電極內狹縫33A (當驅動電極33具有兩個或更多個電極內狹縫33A時)之間的第二方向上的間隔，以及彼此相鄰的電極內狹縫33A和電極間狹縫3 之間的第二方向上的間隔均被設置為具有與單個像素電極22相對應的尺寸。因此，如圖11所示，電極內狹縫33A和電極間狹縫33B中的每個均位于彼此相鄰的兩個像素電極22(或兩個相鄰的子像素)之間?，F(xiàn)在將參照圖12和圖13描述驅動電極33的具體設計實例。圖12示出了人體視感度特性(空間頻率特性)。當諸如電極內狹縫33A和電極間狹縫33B的寬度的尺寸過度增大時，由于橫向電場的影響，液晶分子的定向狀態(tài)在像素之間的部分和像素內部的部分之間變化很大從而引起缺陷。當這變得顯著時，在黑色顯示時從具有缺陷的部分發(fā)生漏光， 顯著降低了對比度。例如，可以基于諸如大約10微米以下的像素之間的典型寬度，設置電極內狹縫33A的寬度W2和電極間狹縫3 的寬度W3中的每個，雖然優(yōu)選地，在一個實施方式中，它們都小于像素之間的寬度。此外，優(yōu)選地，在一個實施方式中，電極內狹縫33A的寬度W2和電極間狹縫33B的寬度W3均可以小于圖6中示出的像素的源極線(信號線)25和柵極線(掃描線)26。此外，在一個實施方式中，當考慮人體視感度特性時，關于每個元件的以下設計實例是優(yōu)選的，其中，狹縫間隔(狹縫節(jié)距)W4是相鄰電極內狹縫33A之間的間隔或彼此相鄰的電極內狹縫33A和電極間狹縫3 之間的間隔。驅動電極33的寬度Wl 約2_至IOmm(優(yōu)選地，5_至IOmm)電極內狹縫33A的寬度W2 10微米以下電極間狹縫33B的寬度W3 10微米以下狹縫間隔(狹縫節(jié)距)W4 500微米以下(像素節(jié)距的整數倍)圖15描述了在觸摸檢測功能顯示單元44中當驅動電極33的狹縫節(jié)距變化時在條狀(狹縫狀)顯示缺陷的識別狀態(tài)下的測量結果。圖14描述了其測量環(huán)境。例如，以 300cd/m2的表面亮度和離觸摸檢測功能顯示單元44約20厘米的距離，對觸摸檢測功能顯示單元44的典型視覺環(huán)境執(zhí)行測量。參照圖15，當狹縫節(jié)距W4為600微米以上時，觀察到條狀顯示缺陷。當狹縫節(jié)距W4為500和400微米時，幾乎觀察不到條狀的顯示缺陷，但是在20厘米以下的距離處可觀察到。當狹縫節(jié)距W4為300微米以下時，完全觀察不到條狀
顯示缺陷。因此，優(yōu)選地，狹縫間距W4為500微米以下，并且更優(yōu)選地為300微米以下。(操作和作用)現(xiàn)在將描述根據第一實施方式的圖4和圖5中示出的具有觸摸檢測功能的顯示裝置40的整體操作。Vcom生成部41生成驅動信號Vcom，并將該信號提供到驅動電極驅動器43?；趶尿寗涌刂齐娐?2提供的控制信號，驅動電極驅動器43將驅動信號Vcom以順序方式提供到觸摸檢測功能顯示單元44中的多個驅動電極33?；谏鲜鲮o電電容型觸摸檢測的基本原理，觸摸傳感器441的每個觸摸檢測電極 34均輸出檢測信號Vdet。檢測信號Vdet可以包括具有與驅動信號Vcom中的電壓變化的時序同步的上升和下降的波形。復用器47順序切換源極，其中，將從源極獲得從觸摸傳感器441的每個觸摸檢測電極34輸出的檢測信號Vdet，以按順序從其獲得檢測信號Vdet，并將其提供到檢測電路48。在檢測電路48中，模擬LPF部51從檢測信號Vdet去除高頻成分，并將進行高頻成分去除的檢測信號Vdet輸出作為檢測信號Vdet2。A/D轉換部52將從模擬LPF部51提供的檢測信號Vdet2轉換成數字信號。基于來自A/D轉換部52的輸出信號，信號處理部53執(zhí)行邏輯運算，以檢測是否存在在觸摸傳感器441上執(zhí)行的觸摸?；谛盘柼幚聿?3中的觸摸檢測結果，坐標提取部M檢測觸摸傳感器441上的觸摸坐標。因此，當用戶已經觸摸了觸摸板時，檢測用戶進行觸摸的位置。源極驅動器46將圖像信號提供到液晶顯示單元442。柵極驅動器45將通過其選擇進行顯示的水平像素線的選擇信號(柵極信號)提供至液晶顯示單元442。液晶顯示單元442基于這些信號和驅動信號Vcom在整個屏幕執(zhí)行掃描以在屏幕上顯示圖像。更具體地，參照圖6，源極線25提供的圖像信號通過由柵極線沈以線順序方式選擇的像素電極20 的TFT元件Tr，施加至液晶元件LC的像素電極22，并且驅動信號Vcom施加至共通電極(驅動電極3 。因此，像素數據被寫入到通過其執(zhí)行圖像顯示的液晶元件LC。(效果)在根據本技術第一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置40中，每個驅動電極33均設置有一個或多個電極內狹縫33A，并且與電極內狹縫33A相對應的電極間狹縫 33B形成在兩個相鄰的驅動電極33之間。這使得可以降低形成驅動電極33的部分和兩個相鄰驅動電極33之間的部分之間的結構性差異。因此，可以在整個顯示區(qū)域統(tǒng)一液晶顯示單元442中的液晶分子的定向狀態(tài)。此外，驅動電極33的寬度具有與兩個或更多個像素電極22相對應的尺寸，使得可以降低用于驅動電極33的電路大小和布線數量。因此，可以在使用多個驅動電極33的同時，降低電路大小和布線數量并抑制顯示質量的劣化。(第二實施方式)現(xiàn)在將描述根據本技術第二實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。應注意， 與根據上述第一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置40相同或等價的元件用相同的參考標號表示，并將不再詳細描述。在上述第一實施方式中，觸摸檢測功能顯示單元44具有以下配置液晶顯示單元 442包括諸如TN模式和ECB模式的各種模式的任一種的液晶，并且集成了觸摸傳感器441。
11第二實施方式具有以下配置液晶顯示單元包括諸如FFS(邊緣場切換)模式和IPS(平面內切換)模式的橫電模式的液晶。在采用橫電模式的液晶的第二實施方式中，觸摸檢測功能顯示單元44B可以如圖 16所示配置。圖16示出了觸摸檢測功能顯示單元44B的主要部分的截面配置的實例。參照圖16，液晶層6B夾在像素基板2B和對向基板;3B之間。由于其他元件的名稱、功能等與參照圖5描述的第一實施方式相同，因此將不對這些元件進行詳細描述。不同于圖5的第一實施方式，由顯示和觸摸檢測共享的本實施方式中的驅動電極33直接形成在TFT基板21 的上面，并構造像素基板2B的一部分。像素電極22設置在驅動電極33上面，并且絕緣層 23在其間。在該實施方式中，驅動電極33和觸摸檢測電極34之間的包括液晶層6B的所有電介質有助于靜電電容Cl的形成。參照圖17A和17B進行更詳細的描述。在圖17A和17B示出的橫向液晶元件中，像素電極22經由絕緣層23設置在形成于像素電極2B上的驅動電極(共通電極)33上。像素電極22可以是梳齒狀圖案的電極，并且配向膜27被形成為覆蓋像素電極22。液晶層6B 夾在設置在對向基板3B側的配向膜36和配向膜27之間。兩個偏光板M和35以在正交尼科爾棱鏡的狀態(tài)布置。兩個配向膜27和36的摩擦方向與兩個偏光板M和35中的一個的光傳輸軸的方向相對應。圖17A和17B示出了摩擦方向與出射側的偏光板35的光傳輸軸重合的實例。此外，在該實例中，在限定了液晶分子的旋轉方向的范圍內，兩個配向膜27 和36的摩擦方向和偏光板35的光傳輸軸方向被設置為與像素電極22的延伸方向(梳齒的縱向)幾乎平行。現(xiàn)在將描述具有上述配置的觸摸檢測功能顯示單元44B的操作。這里，將參照圖17A至圖18B簡要給出橫向液晶元件中的顯示操作的原理的描述。 在圖17A至圖18B中，圖17A和18A均示出了當不施加電場時液晶元件的狀態(tài)，并且圖17B 和圖18B均示出了當施加電場時液晶元件的狀態(tài)。在驅動電極33和像素電極22之間不施加電壓的狀態(tài)下(圖17A和18A)，配置液晶層6B的液晶分子61的軸與入射側的偏光板M的光傳輸軸正交，并與出射側的偏光板35 的光傳輸軸平行。因此，透過入射側的偏光板M的入射光h在不引起液晶層6B中的相差的情況下到達出射側的偏光板35，并被偏光板35吸收，導致黑色顯示。另一方面，在驅動電極33和像素電極22之間施加電壓的狀態(tài)下(圖17B和18B)，液晶分子61的定向方向通過在像素電極22之間生成的電場(橫向電場)E在關于像素電極22的延伸方向的斜方向上旋轉。此時，優(yōu)化白色顯示中的電場E的強度，使得位于液晶層6B的厚度方向的中心的液晶分子61旋轉約45度。因此，已經透過入射側的偏光板M的入射光h在其中引起相差， 同時入射光h透過液晶層6B。因此，入射光h變成以90度旋轉的線性偏振光，并且線性偏振光通過出射側的偏光板35，導致白色顯示。通過允許多個驅動電極33具有電極內狹縫33A和電極間狹縫3 如上述第一實施方式設置的配置，利用上述橫電模式的液晶的具有觸摸檢測功能的顯示裝置還實現(xiàn)了與根據上述第一實施方式類似的效果。(第三實施方式)現(xiàn)在將描述根據本技術第三實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。應注意， 與根據上述第一和第二實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置相同或等價的元件用相同的參考標號表示，并將不進行詳細描述。如同上述第二實施方式，根據第三實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置利用橫電模式的液晶，并具有與圖16中示出的觸摸檢測功能顯示單元44B的配置類似的基本配置。第三實施方式與第二實施方式(其中，驅動電極33具有與上述第一實施方式類似的配置)的不同在于部分地修改了驅動電極33中的電極內狹縫33A的配置。圖19示出了根據第三實施方式的驅動電極33的配置。在上述第一和第二實施方式中，如圖11所示，電極內狹縫33A被連續(xù)設置以在第一方向(水平方向)延伸。相反，在該實施方式中，電極內狹縫33A在第一方向是不連續(xù)的，并且部分地形成了不連續(xù)區(qū)域33C 以提供間歇方式的狹縫。為了描述通過設置不連續(xù)區(qū)域33C獲得的效果，將參照圖20和圖21詳細描述根據第三實施方式的像素基板2B的配置，特別是TFT基板21中的布線層。像素基板2B具有TFT元件Tr及其布線層、驅動電極33和像素電極22順序層疊在基板71上的配置。例如，基板71可以是玻璃基板。在TFT基板Tr及其布線層中，源極線(圖像信號線)25通過柵極絕緣膜72形成在柵極線(掃描線) 上。驅動電極33形成在源極線25上，并且絕緣層73在其之間。像素電極22和TFT元件Tr通過觸孔74相互導
ο如圖21所示，源極線25在第二方向(垂直方向)延伸。圖21示出了像素電極22 具有彎曲部觀和像素電極狹縫四的示例性配置。圖21中示出的每個像素電極22均可與子像素相對應。在像素基板2B中，多個驅動電極33相對于圖像信號布線(源極線25)設置在對向基板3B側。在該實施方式中，從對向基板:3B觀察時，電極內狹縫33A在電極內狹縫33A 和圖像信號布線的交叉處不連續(xù)。此外，電極內狹縫33A還形成為使得從對向基板;3B觀察時，圖像信號布線和驅動電極33的電極部分在交叉處彼此重疊。換句話說，在該實施方式中，電極內狹縫33A和圖像信號布線彼此交叉的部分用作沒有設置電極內狹縫33A的不連續(xù)區(qū)域33C。這使得從對向基板:3B觀察時，圖像信號布線被驅動電極33的電極部分覆蓋。 因此，如圖22所示，通過驅動電極33屏蔽了來自圖像信號布線(源極線25)的信號噪聲成分。圖23示出了根據關于第三實施方式的比較例的電極配置。在比較例中，電極內狹縫33A被連續(xù)設置以在水平方向延伸。換句話說，在比較例中，電極內狹縫33A也設置在與第三實施方式中的驅動電極33的不連續(xù)區(qū)域相對應的位置。在根據比較例的配置中，來自圖像信號線(源極線25)的信號噪聲成分很可能通過電極內狹縫33A漏向對向基板;3B。當信號噪聲成分到達對向基板3B側設置的觸摸檢測電極34時，信號噪聲成分可能影響檢測性能。相反，根據第三實施方式，電極內狹縫33A在驅動電極33中包括不連續(xù)區(qū)域33C，使得可以防止發(fā)生諸如對檢測性能的這種影響。此外，相比于設置連續(xù)電極內狹縫33A的情況，不連續(xù)區(qū)域33C的設置使得可以降低驅動電極33的電阻。(應用例)現(xiàn)在將參照圖25至圖29G描述根據上述實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的應用例。根據實施方式的每個具有觸摸檢測功能的顯示裝置可應用于任何領域的任何電子單元。例如，電子單元可以是但不限于電視裝置、數碼相機、包括臺式個人計算機和膝上型個人計算機的計算機、包括蜂窩電話的便攜式終端裝置、攝像機或任何其他適當裝置。 換句話說，根據這些實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置可應用于所有領域的電子單元，其將從外部輸入或內部生成的視頻信號顯示為圖像或視頻圖像。[第一應用例]圖25示出了應用根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的電視裝置的外觀。例如，電視裝置設置有包括前面板511和濾色玻璃512的圖像顯示屏幕單元 510。圖像顯示屏幕單元510包括根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。[第二應用例]圖26A和圖26B均示出了應用根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的數碼相機的外觀。例如，數碼相機設置有用于閃光的發(fā)光單元521、顯示單元522、菜單切換部523和快門釋放按鈕524。顯示單元522包括根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。[第三應用例]圖27示出了應用根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的膝上型個人計算機的外觀。例如，膝上型個人計算機設置有主體部531、用于字符等的輸入操作的鍵盤532和用于顯示圖像的顯示單元533。顯示單元533包括根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。[第四應用例]圖觀示出了應用根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的攝像機的外觀。例如，攝像機設置有主體部Ml、設置在主體部MI的正面用于拾取物體圖像的鏡頭M2、拍攝開始/停止開關M3以及顯示單元M4。顯示單元544包括根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。[第五應用例]圖29A至圖四6均示出了應用根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的蜂窩電話的外觀。例如，蜂窩電話通過耦合部(或鉸接部)730耦合上殼體710和下殼體720，并設置有顯示器740、子顯示器750、圖片燈760和照相機770。顯示器740或子顯示器750包括根據上述任一實施方式的具有觸摸檢測功能的顯示裝置。本申請包含于2010年8月M日在日本專利局提交的日本在先專利申請 JP2010-187175中所公開的主題，其全部內容結合于此作為參考。雖然已經根據示例性實施方式描述了本技術，但是其不限于此。應理解，在不背離由以下權利要求所限定的本技術的范圍的前提下，本領域的普通技術人員可以對所述實施方式進行修改。權利要求中的限定將基于權利要求所使用的語言而被寬泛地解釋，而不限于該說明書中或申請過程中所描述的實例，并且該實例將被理解為非排他的。例如，在本公開中，術語“優(yōu)選地”、“優(yōu)選的”等是非排他的，并且指“優(yōu)選地”，但是不限于此。術語第一、 第二等的使用不表示任何次序或重要性，相反，術語第一、第二等用于將一個元件與另一元件相區(qū)分。此外，在本公開中，沒有元件或部件旨在貢獻于公眾，無論該元件或部件是否明確地在下列權利要求中陳述。
權利要求
1.一種具有觸摸檢測功能的顯示裝置，包括多個驅動電極，在第一方向上延伸并且在第二方向并列設置，在所述多個驅動電極之間具有電極間狹縫，每個所述驅動電極均被提供有驅動信號；顯示部，具有在所述第一方向和所述第二方向以矩陣形式設置以面向所述驅動電極的多個像素電極，對每個所述驅動電極施加所述驅動信號并對每個所述像素電極施加圖像信號以進行圖像顯示；以及觸摸檢測電極，使得在所述觸摸檢測電極和所述驅動電極之間形成靜電電容，以響應于施加至所述驅動電極的所述驅動信號輸出檢測信號，其中，每個所述驅動電極均具有在所述第二方向上與兩個或更多個所述像素電極的尺寸相對應的寬度，并具有在所述第一方向上延伸的一個或多個電極內狹縫。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極在所述第一方向上均具有大于所述顯示部中的有效顯示區(qū)域的長度的長度，并且所述電極內狹縫至少設置在所述有效顯示區(qū)域中。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極均具有兩個或更多個所述電極內狹縫，并且第一間隔和第二間隔中的一個或兩個具有對應于單個所述像素電極的尺寸，所述第一間隔表示相鄰的所述電極內狹縫之間在所述第二方向上的距離，并且所述第二間隔表示彼此相鄰的所述電極內狹縫和所述電極間狹縫之間在所述第二方向上的距離。
4.根據權利要求3所述的顯示裝置，其中，所述電極內狹縫和所述電極間狹縫均設置在相鄰的所述像素電極之間。
5.根據權利要求4所述的顯示裝置，其中，所述顯示部包括液晶層，所述液晶層具有選自包括扭曲向列模式、電控雙折射模式、邊緣場切換模式和面內切換模式的組的模式。
6.根據權利要求1所述的顯示裝置，還包括像素基板，具有所述像素電極、圖像信號布線和驅動信號布線，所述圖像信號布線為所述像素電極提供所述圖像信號，并且所述驅動信號布線為所述驅動電極提供所述驅動信號；對向基板，布置為面向所述像素基板并具有所述驅動電極；以及接觸部，設置在所述像素基板和所述對向基板之間并且在所述顯示部的有效顯示區(qū)域外部的位置，所述接觸部使得所述驅動電極與所述驅動信號布線導通。
7.根據權利要求1所述的顯示裝置，還包括像素基板，具有所述像素電極、為所述像素電極提供所述圖像信號的圖像信號布線、所述驅動電極以及為所述驅動電極提供所述驅動信號的驅動信號布線；以及對向基板，布置為面向所述像素基板。
8.根據權利要求7所述的顯示裝置，其中，在所述像素基板中，所述圖像信號布線在所述第二方向上延伸，并且所述驅動電極布置為比所述圖像信號布線更接近所述對向基板， 并且從所述對向基板觀察，所述電極內狹縫在所述電極內狹縫和所述圖像信號布線的交叉處不連續(xù)，并且在所述交叉處，所述圖像信號布線與所述驅動電極重疊。
9.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極均具有兩個或更多個所述電極內狹縫，并且第一間隔和第二間隔中的一個或兩個具有約500微米以下的大小，所述第一間隔表示相鄰的所述電極內狹縫之間在所述第二方向上的距離，所述第二間隔表示彼此相鄰的所述電極內狹縫和所述電極間狹縫之間在所述第二方向上的距離。
10.根據權利要求9所述的顯示裝置，其中，所述第一間隔和所述第二間隔的一個或兩個具有約300微米以下的大小。
11.一種顯示裝置，包括顯示部，具有多個像素電極；以及多個驅動電極，在第一方向上延伸并在第二方向上并列設置，每個所述驅動電極均具有在所述第二方向上與兩個或更多個所述像素電極的尺寸相對應的寬度，并具有在所述第一方向上延伸的一個或多個狹縫。
12.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極在所述第一方向上均具有大于所述顯示部中的有效顯示區(qū)域的長度的長度，并且所述狹縫至少設置在所述有效顯示區(qū)域中。
13.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極均具有兩個或更多個所述狹縫，并且相鄰的所述狹縫之間在所述第二方向上的間隔具有對應于單個所述像素電極的尺寸。
14.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，每個所述狹縫均設置在相鄰的所述像素電極之間。
15.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極均具有兩個或更多個所述狹縫，并且相鄰的所述狹縫之間在所述第二方向上的間隔具有約500微米以下的大小。
16.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，每個所述驅動電極均具有兩個或更多個所述狹縫，并且相鄰的所述狹縫之間在所述第二方向上的間隔具有約300微米以下的大小。
17.根據權利要求11所述的顯示裝置，其中，所述顯示部還包括在所述第二方向上延伸的圖像信號布線，并且所述狹縫在所述狹縫和所述圖像信號布線的交叉處不連續(xù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有觸摸檢測功能的顯示裝置。該顯示裝置包括顯示部，具有多個像素電極；以及多個驅動電極，在第一方向延伸并在第二方向并列設置。每個驅動電極中均在第二方向上具有對應于兩個或更多個像素電極的尺寸的寬度，并具有在第一方向延伸的一個或多個狹縫。
文檔編號G06F3/044GK102375273SQ20111023669
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月24日
發(fā)明者中西貴之, 安住康平, 木田芳利, 水橋比呂志, 野口幸治 申請人:索尼公司