本發(fā)明涉及觸摸檢測裝置以及帶觸摸檢測功能的顯示裝置。
背景技術(shù):
近年來,被稱作所謂的觸摸面板的、能夠檢測外部接近物體的觸摸檢測裝置引人注目。觸摸面板例如裝配于液晶顯示裝置等顯示裝置上或者與其一體化,從而用作帶觸摸檢測功能的顯示裝置。帶觸摸檢測功能的顯示裝置通過使顯示裝置顯示各種按鈕圖像等而使觸摸面板能夠取代通常的機(jī)械式按鈕進(jìn)行信息輸入(例如專利文獻(xiàn)1)。
另外,有時(shí)會(huì)在包括上述顯示裝置的電子設(shè)備中設(shè)置指紋傳感器。指紋傳感器通過檢測接觸的人的手指所具有的指紋的凹凸來檢測指紋的形狀(例如專利文獻(xiàn)2)。指紋傳感器的檢測結(jié)果例如用于個(gè)人認(rèn)證等。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-244958號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-24177號公報(bào)
以往的電子設(shè)備具有分別單獨(dú)設(shè)置的觸摸面板與指紋傳感器。為此,作為指紋傳感器的構(gòu)成,不得不將用于供人的手指接觸的區(qū)域設(shè)為與通過觸摸面板的觸摸操作的檢測區(qū)域獨(dú)立的單獨(dú)的區(qū)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,提供能夠?qū)⒃谥讣y的檢測等中使用的具有更高分辨率的檢測區(qū)域與觸摸操作的檢測區(qū)域共用的觸摸檢測裝置以及帶觸摸檢測功能的顯示裝置。
在本發(fā)明的一方面中,觸摸檢測裝置具有并列設(shè)置(并設(shè))于檢測區(qū)域的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極、以及在與所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極未接觸的、且與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)電極形成靜電電容的位置并列設(shè)置于所述檢測區(qū)域的多個(gè)第一觸摸檢測電極,所述觸摸檢測裝置基于所述靜電電容的變化來檢測對所述檢測區(qū)域的觸摸操作,其中,所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極中的部分或全部的驅(qū)動(dòng)電極分別具有以比所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極的并列設(shè)置間距(arrangement pitch)細(xì)的間距分隔開的多個(gè)細(xì)分電極,具有所述多個(gè)細(xì)分電極的所述部分或全部的驅(qū)動(dòng)電極中的各驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置為,能夠在驅(qū)動(dòng)信號被總地輸出至包括所述多個(gè)細(xì)分電極的該驅(qū)動(dòng)電極的第一模式與驅(qū)動(dòng)信號被單獨(dú)地輸出至該驅(qū)動(dòng)電極的所述多個(gè)細(xì)分電極中的各細(xì)分電極的第二模式間切換。
在本發(fā)明的一方面中,帶觸摸檢測功能的顯示裝置具有并列設(shè)置于存在于所述顯示裝置的顯示面?zhèn)鹊臋z測區(qū)域的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極、以及在與所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極未接觸的、且與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)電極形成靜電電容的位置并列設(shè)置于所述檢測區(qū)域的多個(gè)第一觸摸檢測電極,帶觸摸檢測功能的顯示裝置基于所述靜電電容的變化來檢測對所述檢測區(qū)域的觸摸操作,其中,所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極中的部分或全部的驅(qū)動(dòng)電極分別具有以比所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極的并列設(shè)置間距細(xì)的間距分隔開的多個(gè)細(xì)分電極,具有所述多個(gè)細(xì)分電極的所述部分或全部的驅(qū)動(dòng)電極中的各驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置為,能夠在驅(qū)動(dòng)信號被總地輸出至包括所述多個(gè)細(xì)分電極的該驅(qū)動(dòng)電極的第一模式與驅(qū)動(dòng)信號被單獨(dú)地輸出至該驅(qū)動(dòng)電極的所述多個(gè)細(xì)分電極中的各細(xì)分電極的第二模式間切換。
附圖說明
圖1是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一構(gòu)成例的框圖。
圖2是表示第一觸摸檢測部的主要功能構(gòu)成的框圖。
圖3是用于說明互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指未接觸或接近的狀態(tài)的說明圖。
圖4是表示圖3所示的手指未接觸或接近狀態(tài)下的等效電路的例子的說明圖。
圖5是用于說明互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指接觸或接近的狀態(tài)的說明圖。
圖6是表示圖5所示的手指接觸或接近狀態(tài)的等效電路的例子的說明圖。
圖7是表示互靜電電容方式的觸摸檢測的驅(qū)動(dòng)信號以及觸摸檢測信號的波形的一個(gè)例子的圖。
圖8是表示第二觸摸檢測部的主要功能構(gòu)成的框圖。
圖9是表示第二觸摸檢測部進(jìn)行的指紋檢測的機(jī)制的示意圖。
圖10是示意性表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的平面圖。
圖11是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的概略剖面結(jié)構(gòu)的B-B剖視圖。
圖12是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示部的像素排列的電路圖。
圖13是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示部的驅(qū)動(dòng)電極以及觸摸檢測電極的一構(gòu)成例的立體圖。
圖14是圖10所示的范圍A的放大圖。
圖15是簡化表示圖10所示的范圍A的構(gòu)成中的、觸摸檢測所涉及的構(gòu)成以及偏光板的示意性B-B剖視圖。
圖16是表示在以第一模式動(dòng)作的帶觸摸檢測功能的顯示裝置中驅(qū)動(dòng)信號被輸出到其中的驅(qū)動(dòng)電極的遷移(遷移)例的示意圖。
圖17是表示在以第二模式動(dòng)作的帶觸摸檢測功能的顯示裝置中驅(qū)動(dòng)信號被輸出到其中的細(xì)分電極的遷移例的示意圖。
圖18是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的動(dòng)作例的時(shí)序圖。
圖19是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置的其它動(dòng)作例的時(shí)序圖。
圖20是表示實(shí)施方式的變形例1所涉及的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第一觸摸檢測電極、第二觸摸檢測電極等的位置關(guān)系的剖視圖。
圖21是表示實(shí)施方式的變形例2所涉及的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第一觸摸檢測電極、第二觸摸檢測電極等的位置關(guān)系的剖視圖。
圖22是表示實(shí)施方式的變形例3所涉及的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第一觸摸檢測電極、第二觸摸檢測電極等的位置關(guān)系的剖視圖。
圖23是示意性表示實(shí)施方式的變形例4所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的平面圖。
圖24是表示實(shí)施方式的變形例4所涉及的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第一觸摸檢測電極、第二觸摸檢測電極等的位置關(guān)系的C-C剖視圖。
圖25是表示變形例4中的設(shè)于蓋部件的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。
圖26是表示變形例4中的第一觸摸檢測電極與第二觸摸檢測電極的位置關(guān)系的一個(gè)例子的平面圖。
圖27是表示變形例4中的第二觸摸檢測部的配置的其它例子的圖。
圖28是表示變形例4所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一構(gòu)成例的框圖。
圖29是表示變形例5中的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第二觸摸檢測電極的位置關(guān)系的平面圖。
圖30是表示變形例6中的驅(qū)動(dòng)電極、細(xì)分電極、第二觸摸檢測電極的位置關(guān)系的平面圖。
圖31是說明符號分割選擇驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作的一個(gè)例子的說明圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)進(jìn)行詳細(xì)說明。下面的實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容并非對本發(fā)明進(jìn)行限定。此外,下面所記載的構(gòu)成成分中包括本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的成分、實(shí)質(zhì)上相同的成分。進(jìn)而,下面所記載的構(gòu)成成分可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合。需要注意的是,公開的終歸僅為一個(gè)例子,對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠容易想到的在發(fā)明主旨范圍內(nèi)的適當(dāng)變更當(dāng)然也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。另外,附圖為了使說明更加明確,有時(shí)與實(shí)際的方式相比,示意性示出各部分的寬度、厚度、形狀等,這些不過是一個(gè)例子,并非用來限定本發(fā)明的解釋。另外,在本說明書與各圖中,對于與在已經(jīng)出現(xiàn)過的附圖中描述過的成分相同的成分,標(biāo)注相同的符號,有時(shí)適當(dāng)省略其詳細(xì)的說明。
(實(shí)施方式)
圖1是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的一構(gòu)成例的框圖。如圖1所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1包括:帶觸摸檢測功能的顯示部10、控制部11、柵極驅(qū)動(dòng)器12、源極驅(qū)動(dòng)器13、驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14、第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60。該帶觸摸檢測功能的顯示裝置1是帶觸摸檢測功能的顯示部10內(nèi)置有觸摸檢測功能的顯示裝置。帶觸摸檢測功能的顯示部10是將采用了液晶顯示元件作為顯示元件的顯示面板20和作為檢測觸摸輸入(觸摸操作)的觸摸檢測裝置的觸摸面板30一體化而成的裝置。需要注意的是,帶觸摸檢測功能的顯示部10也可以是將觸摸面板30裝配在顯示面板20之上的、所謂的on-cell型的裝置。顯示面板20例如也可以是有機(jī)EL顯示面板。此外,在上述觸摸檢測中,外部導(dǎo)體與觸摸面板30的接觸或接近可作為觸摸操作而被檢出。
如后所述,顯示面板20是按照從柵極驅(qū)動(dòng)器12供給的掃描信號Vscan,1水平線1水平線地依次掃描并進(jìn)行顯示的元件。控制部11是基于從外部供給的影像信號Vdisp而分別向柵極驅(qū)動(dòng)器12、源極驅(qū)動(dòng)器13、驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14以及第一觸摸檢測部40供給控制信號以控制它們彼此同步地進(jìn)行動(dòng)作的電路。
柵極驅(qū)動(dòng)器12具有基于從控制部11供給的控制信號依次選擇作為帶觸摸檢測功能的顯示部10的顯示驅(qū)動(dòng)的對象的1水平線的功能。
源極驅(qū)動(dòng)器13是基于從控制部11供給的控制信號向帶觸摸檢測功能的顯示部10的后述的各子像素SPix供給像素信號Vpix的電路。
驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14是基于從控制部11供給的控制信號向帶觸摸檢測功能的顯示部10的后述的驅(qū)動(dòng)電極COML供給驅(qū)動(dòng)信號Vcom的電路。
觸摸面板30基于靜電電容型觸摸檢測的基本原理進(jìn)行動(dòng)作,根據(jù)互靜電電容方式進(jìn)行觸摸檢測動(dòng)作,檢測外部的導(dǎo)體對包括顯示區(qū)域101a(參照圖10等)的檢測區(qū)域的接觸或接近。觸摸面板30也可以根據(jù)自靜電電容方式進(jìn)行觸摸檢測動(dòng)作。
圖2是表示第一觸摸檢測部40的主要功能構(gòu)成的框圖。第一觸摸檢測部40是基于從控制部11供給的時(shí)鐘信號等控制信號與從觸摸面板30供給的第一觸摸檢測信號Vdet1來檢測有無對觸摸面板30的觸摸的電路。另外,第一觸摸檢測部40在有觸摸的情況下求出進(jìn)行了觸摸輸入的坐標(biāo)等。該第一觸摸檢測部40包括觸摸檢測信號放大部42、A/D轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44以及坐標(biāo)提取部45。檢測時(shí)機(jī)控制部46基于從控制部11供給的控制信號,控制A/D轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44以及坐標(biāo)提取部45同步地進(jìn)行動(dòng)作。
如上所述,觸摸面板30基于靜電電容型觸摸檢測的基本原理進(jìn)行動(dòng)作。在此,參照圖3~圖7,對本實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理進(jìn)行說明。圖3是用于說明互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指未接觸或接近的狀態(tài)的說明圖。圖4是表示圖3所示的手指未接觸或接近狀態(tài)的等效電路的例子的說明圖。圖5是用于說明互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指接觸或接近的狀態(tài)的說明圖。圖6是表示圖5所示的手指接觸或接近狀態(tài)的等效電路的例子的說明圖。圖7是表示驅(qū)動(dòng)信號Vcom以及第一觸摸檢測信號Vdet1的波形的一個(gè)例子的圖。需要注意的是,在以下的說明中說明的是手指接觸或接近的情況,但不限于手指,例如也可以是包括手寫筆等導(dǎo)體的物體。此外,驅(qū)動(dòng)信號Vcom是表示輸出到驅(qū)動(dòng)電極COML的信號,而并不是指對應(yīng)特定的電壓的信號。
例如,如圖3所示,電容元件C1包括隔著電介質(zhì)D彼此相對配置的一對電極、驅(qū)動(dòng)電極E1以及觸摸檢測電極E2。如圖4所示,電容元件C1其一端連接于交流信號源(驅(qū)動(dòng)信號源)S,另一端與電壓檢測器DET連接。電壓檢測器DET例如是包括在圖1所示的觸摸檢測信號放大部42中的積分電路。
當(dāng)從交流信號源S向驅(qū)動(dòng)電極E1(電容元件C1的一端)施加了規(guī)定頻率(例如數(shù)kHz~數(shù)百kHz左右)的交流矩形波Sg時(shí),經(jīng)由與觸摸檢測電極E2(電容元件C1的另一端)側(cè)連接的電壓檢測器DET,顯現(xiàn)圖7所示那樣的輸出波形(第一觸摸檢測信號Vdet1)。需要注意的是,該交流矩形波Sg例如相當(dāng)于從驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14輸入的驅(qū)動(dòng)信號Vcom。
在手指未接觸或接近的狀態(tài)(非接觸狀態(tài))下,如圖3以及圖4所示,伴隨著對電容元件C1的充放電,與電容元件C1的電容值相應(yīng)的電流I0流動(dòng)。圖4所示的電壓檢測器DET將與交流矩形波Sg相應(yīng)的電流I0的變動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓的變動(dòng)(實(shí)線的波形V0(參照圖7))。
另一方面,在手指接觸或接近的狀態(tài)(接觸狀態(tài))下,如圖5所示,由手指形成的靜電電容C2與觸摸檢測電極E2接觸或者位于附近,由此屏蔽處于驅(qū)動(dòng)電極E1與觸摸檢測電極E2之間的邊緣(fringe)相應(yīng)的靜電電容。為此,如圖6所示,電容元件C1作為電容值比非接觸狀態(tài)下的電容值小的電容元件C1′發(fā)揮作用。然后,觀察圖6所示的等效電路,在電容元件C1′中流通電流I1。如圖7所示,電壓檢測器DET將與交流矩形波Sg相應(yīng)的電流I1的變動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓的變動(dòng)(虛線的波形V1)。在這種情況下,波形V1與上述的波形V0相比,振幅變小。由此,波形V0與波形V1的電壓差的絕對值|ΔV|根據(jù)手指等從外部接觸或接近的導(dǎo)體的影響進(jìn)行變化。需要注意的是,為了電壓檢測器DET高精度地檢測波形V0與波形V1的電壓差的絕對值|ΔV|,更優(yōu)選的是,對電壓檢測器DET的動(dòng)作設(shè)置通過電路內(nèi)的切換,根據(jù)交流矩形波Sg的頻率對電容器的充放電進(jìn)行復(fù)位的期間Reset。
圖1所示的觸摸面板30按照從驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14供給的驅(qū)動(dòng)信號Vcom,一檢測塊一檢測塊地依次掃描,進(jìn)行基于互靜電電容方式的觸摸檢測。
觸摸面板30經(jīng)由圖4或圖6所示的電壓檢測器DET從后述的多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL按每個(gè)檢測塊地輸出第一觸摸檢測信號Vdet1。第一觸摸檢測信號Vdet1供給至第一觸摸檢測部40的觸摸檢測信號放大部42。
觸摸檢測信號放大部42對從觸摸面板30供給的第一觸摸檢測信號Vdet1進(jìn)行放大。需要注意的是,觸摸檢測信號放大部42也可以包括去除第一觸摸檢測信號Vdet1中含有的高頻成分(噪聲成分)后加以輸出的低通模擬濾波器、即模擬LPF(Low Pass Filter)。
A/D轉(zhuǎn)換部43在與驅(qū)動(dòng)信號Vcom同步的時(shí)機(jī)下,分別對從觸摸檢測信號放大部42輸出的模擬信號進(jìn)行取樣并將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
信號處理部44包括減少A/D轉(zhuǎn)換部43的輸出信號中含有的、對驅(qū)動(dòng)信號Vcom進(jìn)行了取樣的頻率以外的頻率成分(噪聲成分)的數(shù)字濾波器。信號處理部44是基于A/D轉(zhuǎn)換部43的輸出信號來檢測有無對觸摸面板30的觸摸的邏輯電路。信號處理部44進(jìn)行僅提取由手指導(dǎo)致的檢測信號的差分的處理。該由手指導(dǎo)致的差分的信號是上述波形V0與波形V1的差分的絕對值|ΔV|。信號處理部44也可以進(jìn)行對每一檢測塊的絕對值|ΔV|進(jìn)行平均化的運(yùn)算來求出絕對值|ΔV|的平均值。由此,信號處理部44能夠降低噪聲的影響。信號處理部44將檢測出的由手指導(dǎo)致的差分的信號與規(guī)定的閾值電壓進(jìn)行比較,若不足該閾值電壓,則判斷外部接近物體為非接觸狀態(tài)。另一方面,信號處理部44將檢測出的由手指導(dǎo)致的差分的信號與規(guī)定的閾值電壓進(jìn)行比較,若為閾值電壓以上,則判斷是外部接近物體的接觸狀態(tài)。這樣一來,第一觸摸檢測部40能夠進(jìn)行觸摸檢測。這樣,第一觸摸檢測部40基于第一觸摸檢測電極TDL中的靜電電容的變化來檢測觸摸操作。
坐標(biāo)提取部45是在信號處理部44中檢測到觸摸時(shí)求出其觸摸面板坐標(biāo)的邏輯電路。坐標(biāo)提取部45將觸摸面板坐標(biāo)作為檢測信號輸出Vout1進(jìn)行輸出。如上所述,本實(shí)施方式的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1能夠基于互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理檢測手指等導(dǎo)體接觸或接近的位置的觸摸面板坐標(biāo)。
圖8是表示第二觸摸檢測部60的主要功能構(gòu)成的框圖。第二觸摸檢測部60是基于從控制部11供給的時(shí)鐘信號等控制信號以及從觸摸面板30供給的第二觸摸檢測信號Vdet2而以比第一觸摸檢測部40更細(xì)的間距(節(jié)距)來檢測有無觸摸的電路。第二觸摸檢測部60例如包括觸摸檢測信號放大部62、A/D轉(zhuǎn)換部63、信號處理部64、坐標(biāo)提取部65、檢測時(shí)機(jī)控制部66以及合成部67。觸摸檢測信號放大部62、A/D轉(zhuǎn)換部63、信號處理部64、坐標(biāo)提取部65、檢測時(shí)機(jī)控制部66的功能與觸摸檢測信號放大部42、A/D轉(zhuǎn)換部43、信號處理部44、坐標(biāo)提取部45、檢測時(shí)機(jī)控制部46的功能相同。第二觸摸檢測部60和第二觸摸檢測電極STDL(參照圖14等)以與第一觸摸檢測部40和第一觸摸檢測電極TDL的連接關(guān)系相同的關(guān)系進(jìn)行連接。來自第二觸摸檢測電極STDL的第二觸摸檢測信號Vdet2被供給至第二觸摸檢測部60的觸摸檢測信號放大部62。
圖9是表示第二觸摸檢測部60進(jìn)行的指紋檢測的機(jī)制的示意圖。合成部67組合來自多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的第二觸摸檢測信號Vdet2,并生成表示對第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行了觸摸操作的外部接近物體的形狀的二維信息。具體來說,合成部67例如生成將根據(jù)由外部接近物體(例如人的手指等)所具有的凹凸產(chǎn)生的對蓋(cover)部件5(參照圖10)的接觸程度的差異所顯現(xiàn)的檢測強(qiáng)度的差異表現(xiàn)為顏色的濃淡(例如灰度)的二維圖像。具有合成部67的第二觸摸檢測部60的輸出Vout2例如是上述說明的二維信息的輸出。
在圖9中,以易于理解為目的而例示出了僅表示有無觸摸的兩灰度(two-gradation)檢測,但在實(shí)際上能夠?qū)⒏鲏K中的觸摸檢測結(jié)果設(shè)為多灰度(multi-gradation)。另外,在圖9中,檢測出的外部接近物體是具有雙重圓狀的突起的物體,但在外部接近物體是具有指紋的人的手指的情況下,將顯現(xiàn)指紋作為二維信息。另外,作為合成部67的功能,也可以具有第二觸摸檢測部60以外的構(gòu)成。例如,也可以將第二觸摸檢測部60的輸出Vout2作為坐標(biāo)提取部65的輸出,并基于這樣的輸出Vout2由外部的構(gòu)成生成二維信息。另外,二維信息的生成所涉及的構(gòu)成既可以是電路等硬件,也可以通過所謂的軟件處理實(shí)現(xiàn)。
接下來,詳細(xì)說明帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的構(gòu)成例。圖10是示意性表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的平面圖。圖11是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的概略剖面結(jié)構(gòu)的B-B剖視圖。圖12是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示部的像素排列的電路圖。圖10中省略了后述的細(xì)分電極SCOML以及第二觸摸檢測電極STDL的圖示。另外,在以下的說明中,有時(shí)會(huì)將不具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極(驅(qū)動(dòng)電極COML1)和具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極(驅(qū)動(dòng)電極COML2)統(tǒng)稱并記載為驅(qū)動(dòng)電極COML。
需要說明的是,在本實(shí)施方式中,后述的檢測塊是在觸摸檢測時(shí)一并被輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的驅(qū)動(dòng)電極COML的集合(束)(或者細(xì)分電極SCOML的集合(束))。并且,后述的驅(qū)動(dòng)電極塊由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML構(gòu)成。預(yù)先設(shè)定包含在一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極塊中的驅(qū)動(dòng)電極COML的數(shù)量。進(jìn)而,后述的細(xì)分電極塊由一個(gè)細(xì)分電極SCOML或多個(gè)細(xì)分電極SCOML構(gòu)成。預(yù)先設(shè)定一個(gè)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電極塊中包含的細(xì)分電極SCOML的數(shù)量。一個(gè)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電極塊中包含的細(xì)分電極SCOML的數(shù)量小于一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2中包含的細(xì)分電極SCOML的數(shù)量即可。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1能夠在第一模式以及第二模式下進(jìn)行觸摸檢測。在本實(shí)施方式中,第一模式的檢測塊對應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電極塊,第二模式的檢測塊對應(yīng)于細(xì)分電極塊。此外,第二模式的檢測塊的配置間距(檢測間距)比作為第一模式的檢測塊的驅(qū)動(dòng)電極塊的配置節(jié)距(檢測間距)細(xì)。在本實(shí)施方式說明的例子中,一個(gè)細(xì)分電極SCOML相當(dāng)于一個(gè)細(xì)分電極塊,并相當(dāng)于第二模式的一個(gè)檢測塊。后面將詳述第一模式和第二模式。
如圖10所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1具有像素基板2與對置基板3。像素基板2與對置基板3重疊配置。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在構(gòu)成中還包括顯示控制用IC(在圖10中省略示出)。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1例如具有顯示圖像的顯示區(qū)域101a和顯示區(qū)域101a外側(cè)的邊框區(qū)域101b。顯示區(qū)域101a例如為具有長邊與短邊的矩形,顯示區(qū)域的形狀能夠適當(dāng)變更。邊框區(qū)域101b呈包圍顯示區(qū)域101a的局部或全部邊緣的框狀。
在顯示區(qū)域101a中設(shè)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML以及多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL。多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML在顯示區(qū)域101a的規(guī)定的一方向上延伸,并在與該一方向正交的方向上并列設(shè)置。具體來說,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML例如在沿著矩形的顯示區(qū)域101a的一邊的方向上延伸,并在沿著與該一邊正交的另一邊的方向上并列設(shè)置。第一觸摸檢測電極TDL例如在與多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML延伸的規(guī)定的一方向正交的方向上延伸,并在該一方向上并列設(shè)置。
像素基板2包括作為電路基板的TFT基板21、呈矩陣狀配設(shè)在該TFT基板21的上方的多個(gè)像素電極22、設(shè)于TFT基板21與像素電極22之間的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML、以及將像素電極22與驅(qū)動(dòng)電極COML絕緣的絕緣層24。在TFT基板21的下側(cè),也可以經(jīng)由粘接層設(shè)置偏光板35B。
對置基板3包括玻璃基板31、以及形成于該玻璃基板31的一面上的彩色濾光片32。在玻璃基板31的另一面上設(shè)有作為觸摸面板30的檢測電極的第一觸摸檢測電極TDL。進(jìn)而,在該第一觸摸檢測電極TDL的上方設(shè)有偏光板35A。
TFT基板21與玻璃基板31隔著未圖示的間隔物留有規(guī)定的間隔地相對配置。在TFT基板21與玻璃基板31之間的空間內(nèi)設(shè)置液晶層6。液晶層6根據(jù)電場的狀態(tài)調(diào)制通過那里的光,例如使用包括FFS(邊緣場切換)的IPS(面內(nèi)切換)等橫電場模式的液晶。需要注意的是,也可以在圖11所示的液晶層6與像素基板2之間、以及液晶層6與對置基板3之間分別配設(shè)取向膜。
在TFT基板21上形成有圖12所示的各子像素SPix的薄膜晶體管元件(以下稱作TFT元件)Tr、向各像素電極22供給像素信號Vpix的像素信號線SGL、供給驅(qū)動(dòng)各TFT元件Tr的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的掃描信號線GCL等布線。像素信號線SGL以及掃描信號線GCL在與TFT基板21的表面平行的平面上延伸。
圖12所示的顯示面板20具有呈矩陣狀排列的多個(gè)子像素SPix。子像素SPix分別包括TFT元件Tr以及液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶體管構(gòu)成,在本例中,由n溝道的MOS(Metal Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)型的TFT構(gòu)成。TFT元件Tr的源極與像素信號線SGL連接,柵極與掃描信號線GCL連接,漏極與液晶元件LC的一端連接。液晶元件LC的一端與TFT元件Tr的漏極連接,另一端與驅(qū)動(dòng)電極COML連接。
子像素SPix通過掃描信號線GCL與顯示面板20的屬于相同行的其它子像素SPix相互連接。掃描信號線GCL與柵極驅(qū)動(dòng)器12(參照圖1)連接,從柵極驅(qū)動(dòng)器12供給掃描信號Vscan。另外,子像素SPix通過像素信號線SGL與顯示面板20的屬于相同列的其它子像素SPix相互連接。像素信號線SGL與源極驅(qū)動(dòng)器13(參照圖1)連接,從源極驅(qū)動(dòng)器13供給像素信號Vpix。進(jìn)而,子像素SPix通過驅(qū)動(dòng)電極COML與屬于相同列的其它子像素SPix相互連接。驅(qū)動(dòng)電極COML與驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14(參照圖1)連接,從驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14供給驅(qū)動(dòng)信號Vcom。換句話說,在該例中,屬于相同的一列的多個(gè)子像素SPix共用一條驅(qū)動(dòng)電極COML。本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電極COML與像素信號線SGL的延伸方向平行地延伸,并在與掃描信號線GCL的延伸方向交叉的方向上延伸。驅(qū)動(dòng)電極COML的延伸方向不限于此,例如也可以在與掃描信號線GCL平行的方向上延伸。
圖1所示的柵極驅(qū)動(dòng)器12以依次掃描的方式驅(qū)動(dòng)掃描信號線GCL。柵極驅(qū)動(dòng)器12經(jīng)由掃描信號線GCL向子像素SPix的TFT元件Tr的柵極施加掃描信號Vscan(參照圖1),從而將子像素SPix中的1行(一水平線)依次選擇作為顯示驅(qū)動(dòng)的對象。另外,在帶觸摸檢測功能的顯示裝置1中,對于屬于一水平線的子像素SPix,源極驅(qū)動(dòng)器13經(jīng)由圖12所示的像素信號線SGL向選擇的構(gòu)成一水平線的子像素SPix供給像素信號Vpix。于是,在這些子像素SPix中,根據(jù)供給的像素信號Vpix,一水平線一水平線地進(jìn)行顯示。在進(jìn)行該顯示動(dòng)作時(shí),驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14對驅(qū)動(dòng)電極COML施加驅(qū)動(dòng)信號Vcom。像素電極22通過顯示動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號Vcom被供給公共電位。
在圖11所示的彩色濾光片32中,例如也可以使著色為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)這三色的彩色濾光片的顏色區(qū)域周期性排列。R、G、B這三色的顏色區(qū)域作為一組與上述的圖12所示的各子像素SPix建立對應(yīng),與三色的顏色區(qū)域?qū)?yīng)的子像素SPix作為一組構(gòu)成像素Pix。如圖11所示,彩色濾光片32在與TFT基板21垂直的方向上與液晶層6相對。需要注意的是,若將彩色濾光片32著色為不同的顏色,則也可以是其它顏色的組合。另外,彩色濾光片32不限于三色的組合,也可以是四色以上的組合。
驅(qū)動(dòng)電極COML作為對顯示面板20的多個(gè)像素電極22供給公共電位的公共電極發(fā)揮功能,并且,也作為進(jìn)行觸摸面板30的互靜電電容方式的觸摸檢測時(shí)被輸出驅(qū)動(dòng)信號的電極而發(fā)揮功能。另外,驅(qū)動(dòng)電極COML也可以作為進(jìn)行觸摸面板30的自靜電電容方式的觸摸檢測時(shí)的檢測電極而發(fā)揮功能。圖13是表示實(shí)施方式所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示部10的驅(qū)動(dòng)電極COML以及觸摸檢測電極TDL的一構(gòu)成例的立體圖。觸摸面板30包括設(shè)于像素基板2的驅(qū)動(dòng)電極COML以及設(shè)于對置基板3的第一觸摸檢測電極TDL。
驅(qū)動(dòng)電極COML包括在圖13的左右方向上延伸的多個(gè)條紋狀的電極圖案。第一觸摸檢測電極TDL包括在與驅(qū)動(dòng)電極COML的電極圖案的延伸方向交叉的方向上延伸的多個(gè)電極圖案。而且,第一觸摸檢測電極TDL在與TFT基板21(參照圖11)的表面垂直的方向上與驅(qū)動(dòng)電極COML相對。第一觸摸檢測電極TDL的各電極圖案分別與第一觸摸檢測部40的觸摸檢測信號放大部42的輸入端連接(參照圖1)。在驅(qū)動(dòng)電極COML的各電極圖案與第一觸摸檢測電極TDL的各電極圖案的交叉部分分別形成靜電電容。
第一觸摸檢測電極TDL、驅(qū)動(dòng)電極COML以及第二觸摸檢測電極STDL例如采用ITO(Indium Tin Oxide:銦錫氧化物)等具有透光性的導(dǎo)電性材料。需要注意的是,第一觸摸檢測電極TDL、驅(qū)動(dòng)電極COML等用于觸摸檢測的電極的形狀不限于呈條紋狀分割為多個(gè)的形狀。例如,第一觸摸檢測電極TDL以及驅(qū)動(dòng)電極COML也可以是梳齒形狀等。或者,只要是將第一觸摸檢測電極TDL以及驅(qū)動(dòng)電極COML分割為多個(gè)即可,分割驅(qū)動(dòng)電極COML的狹縫的形狀既可以是直線,也可以是曲線。關(guān)于后述的第二觸摸檢測電極以及細(xì)分電極SCOML的形狀也是同樣。
在觸摸面板30中,當(dāng)進(jìn)行互靜電電容方式的觸摸檢測動(dòng)作時(shí),驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極COML,將其作為驅(qū)動(dòng)電極塊分時(shí)地依次對其進(jìn)行掃描,從而依次選擇驅(qū)動(dòng)電極COML的一檢測塊。然后,通過從第一觸摸檢測電極TDL輸出第一觸摸檢測信號Vdet1,從而進(jìn)行一檢測塊的觸摸檢測。換句話說,驅(qū)動(dòng)電極塊與上述的互靜電電容方式的觸摸檢測的基本原理中的驅(qū)動(dòng)電極E1對應(yīng),第一觸摸檢測電極TDL與觸摸檢測電極E2對應(yīng),觸摸面板30按照該基本原理檢測觸摸輸入。如圖13所示,在觸摸面板30中,相互交叉的第一觸摸檢測電極TDL以及驅(qū)動(dòng)電極COML使靜電電容式觸摸傳感器構(gòu)成為矩陣狀。因此,通過在觸摸面板30的整個(gè)觸摸檢測面進(jìn)行掃描,從而能夠檢測產(chǎn)生來自外部的導(dǎo)體的接觸或接近的位置。
觸摸面板30的觸摸檢測面(例如,作為覆蓋部件的透光性的蓋部件5的對置基板3側(cè)的面的相反側(cè)的面)也可以是顯示面板20進(jìn)行顯示輸出的顯示面。因此,顯示面板20進(jìn)行顯示輸出的顯示區(qū)域與觸摸面板30進(jìn)行觸摸檢測的檢測區(qū)域重復(fù)。顯示區(qū)域與檢測區(qū)域的重疊程度是任意的,例如,作為優(yōu)選的一方式,可舉出檢測區(qū)域全部覆蓋顯示區(qū)域。
這樣,觸摸面板30具有并列設(shè)置于檢測區(qū)域的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML、以及在與多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML未接觸的、且是與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號Vcom的驅(qū)動(dòng)電極COML形成靜電電容的位置并列設(shè)置于檢測區(qū)域的多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL,從而作為基于靜電電容的變化而檢測對于檢測區(qū)域的觸摸操作的觸摸檢測裝置發(fā)揮功能。
在像素基板2上形成有DDIC(Device Driver Integrated Circuit:顯示驅(qū)動(dòng)集成電路)80。DDIC 80例如安裝有控制部11以及源極驅(qū)動(dòng)器13所涉及的功能。另外,在DDIC 80上連接有傳送來自外部的信號(例如影像信號Vdisp、指紋檢測實(shí)施信號Vtouch等)的布線。具體來說,這樣的布線例如作為柔性印刷電路板(FPC:Flexible Printed Circuits)70而設(shè)置。
在實(shí)施方式中,例如圖10所示,第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60通過所謂的COF(Chip on Flexible)方式而設(shè)置于FPC70,但這只是第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60的具體配置的一個(gè)例子,并不限定于此。第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60的配置可適當(dāng)變更。
另外,在實(shí)施方式中,連接第一觸摸檢測部40與第一觸摸檢測電極TDL的布線作為FPC 71而設(shè)置。另外,在實(shí)施方式中,連接第二觸摸檢測部60與第二觸摸檢測電極STDL的布線作為FPC 72而設(shè)置。FPC 71、72終究只是用于布線的具體構(gòu)成的一個(gè)例子,并不限定于此,可適當(dāng)進(jìn)行變更。
接下來,說明指紋檢測所涉及的構(gòu)成。圖14是圖10所示的范圍A的放大圖。圖15是簡化表示圖10所示的范圍A的構(gòu)成中的觸摸檢測所涉及的構(gòu)成以及偏光板的示意性B-B剖視圖。多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML中的部分或全部的驅(qū)動(dòng)電極(驅(qū)動(dòng)電極COML2)具有以比多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML的并列設(shè)置間距細(xì)的間距分隔開的多個(gè)細(xì)分電極SCOML。具體來說,例如圖14所示,將并列設(shè)置的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2以比多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML的并列設(shè)置間距細(xì)的間距進(jìn)行劃分,形成多個(gè)細(xì)分電極SCOML。更具體來說,例如在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML的并列設(shè)置間距為3mm~5mm的情況下,多個(gè)細(xì)分電極SCOML的并列設(shè)置間距為50μm~300μm。多個(gè)細(xì)分電極SCOML的并列設(shè)置方向與多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML的并列設(shè)置方向相同。
作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的構(gòu)成的多個(gè)細(xì)分電極SCOML并列設(shè)置的區(qū)域的寬度與不具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML1大致相同。換言之,具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2通過將多個(gè)細(xì)分電極SCOML全部結(jié)合(束)在一起,從而獲得與不具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML1實(shí)質(zhì)相同的電極寬度。
圖14中具有多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2是在圖10中存在于最下方的驅(qū)動(dòng)電極COML,例如是在包括帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的電子設(shè)備中位于顯示區(qū)域的下側(cè)的驅(qū)動(dòng)電極COML,這樣的具體構(gòu)成只不過是示出具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2的配置例的一例構(gòu)成,可適當(dāng)進(jìn)行變更。例如,既可以將圖14中未被細(xì)分的驅(qū)動(dòng)電極COML1的一部分細(xì)分而形成驅(qū)動(dòng)電極COML2,也可以是全部的驅(qū)動(dòng)電極COML均為具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2。
另外,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1具有第二觸摸檢測電極STDL。具體來說,例如圖14所示,多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL在并列設(shè)置的多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL彼此之間并列設(shè)置。多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL以比多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距細(xì)的間距隔開。更具體來說,例如在多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距為3mm~5mm的情況下,多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的并列設(shè)置間距為50μm~300μm。多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的并列設(shè)置方向與多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置方向相同。
在圖14等中,出于明確圖示具有與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML1對應(yīng)的寬度的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2具有多個(gè)細(xì)分電極SCOML的目的,使細(xì)分電極SCOML的寬度與細(xì)分電極SCOML彼此的間隔(寬度)為幾乎相等的寬度,但這終究是示意性的內(nèi)容,并非表示實(shí)際的寬度。多個(gè)細(xì)分電極SCOML只要以能夠單獨(dú)地輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的方式隔離或絕緣即可。關(guān)于第二觸摸檢測電極STDL的寬度和第二觸摸檢測電極STDL彼此的間隔的關(guān)系,其也與細(xì)分電極SCOML的寬度和細(xì)分電極SCOML彼此的間隔的關(guān)系相同。
第二觸摸檢測電極STDL設(shè)于檢測區(qū)域內(nèi)的局部區(qū)域。具體來說,例如圖14所示,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置于在第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置方向上存在于檢測區(qū)域的中間位置附近的一部分(例如四個(gè))第一觸摸檢測電極TDL之間的區(qū)域。更具體來說,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置在存在于這樣的一部分第一觸摸檢測電極TDL中包含的兩個(gè)第一觸摸檢測電極TDL彼此之間的、不存在第一觸摸檢測電極TDL的區(qū)域。
第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置在與細(xì)分電極SCOML未接觸、且與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML形成靜電電容的位置。具體來說,例如圖15所示,從設(shè)有驅(qū)動(dòng)電極COML的像素基板2來看,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)于隔著液晶層6、對置基板3而設(shè)的蓋部件5。更具體來說,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置在蓋部件5的對置基板3一側(cè)的面。在此,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML(驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2)和多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL相對于蓋部件5存在于進(jìn)行觸摸操作的面的相反一側(cè)并形成在基板(像素基板2、對置基板3)上,從而形成為多層結(jié)構(gòu)。另外,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置在比第一觸摸檢測電極TDL更靠近覆蓋部件(蓋部件5)的位置。
如圖14所示,第二觸摸檢測電極STDL在俯視觀察下存在于與細(xì)分電極SCOML重疊的位置。設(shè)于這樣的位置的第二觸摸檢測電極STDL存在于與細(xì)分電極SCOML未接觸的位置。另外,設(shè)于這樣的位置的第二觸摸檢測電極STDL與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML形成靜電電容。在圖15等中,用虛線CA示意性示出通過第二觸摸檢測電極STDL與細(xì)分電極SCOML的組合而形成的靜電電容。在圖15等中,作為例示,僅對于兩個(gè)細(xì)分電極SCOML圖示出靜電電容,但關(guān)于其它細(xì)分電極SCOML也同樣地產(chǎn)生靜電電容。
具有上述說明的位置關(guān)系的細(xì)分電極SCOML以及第二觸摸檢測電極STDL構(gòu)成為能夠按照與驅(qū)動(dòng)電極COML以及第一觸摸檢測電極TDL相同的原理進(jìn)行觸摸檢測。在此,細(xì)分電極SCOML的并列設(shè)置間距比驅(qū)動(dòng)電極COML的并列設(shè)置間距細(xì)。另外,第二觸摸檢測電極STDL的并列設(shè)置間距比第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距細(xì)。因此,能夠以更高分辨率進(jìn)行觸摸檢測。即,能夠輸出區(qū)分了因指紋等微細(xì)的凹凸而產(chǎn)生的對蓋部件5的接觸與非接觸的檢測結(jié)果(參照圖9)。
第一觸摸檢測電極TDL以及第二觸摸檢測電極STDL的配置基于由第一觸摸檢測電極TDL和驅(qū)動(dòng)電極COML實(shí)現(xiàn)的傳感器功能與由第二觸摸檢測電極STDL和細(xì)分電極SCOML實(shí)現(xiàn)的傳感器功能的關(guān)系(干涉等)來確定。具體來說,例如,如圖14所示,第一觸摸檢測電極TDL與第二觸摸檢測電極STDL在俯視觀察下配置于不重疊的位置。由此,能夠抑制將第一觸摸檢測電極TDL和第二觸摸檢測電極STDL中一方配置在介于另一方與驅(qū)動(dòng)電極COML之間的位置。因此,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1能夠良好地發(fā)揮雙方的傳感器功能。另外,例如,通過將第一觸摸檢測電極TDL與第二觸摸檢測電極STDL的間隔設(shè)為比第二觸摸檢測電極STDL彼此間的間隔大的間隔,從而能夠更加降低形成于第一觸摸檢測電極TDL和驅(qū)動(dòng)電極COML之間的電場與形成于第二觸摸檢測電極STDL和細(xì)分電極SCOML之間的電場的干涉的可能性。因此,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1能夠更良好地發(fā)揮雙方的傳感器功能。需要注意的是,第一觸摸檢測電極TDL以及第二觸摸檢測電極STDL的配置可基于其它理由適當(dāng)變更。
圖16是表示在以第一模式動(dòng)作的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1中驅(qū)動(dòng)信號Vcom被輸出到其中的驅(qū)動(dòng)電極COML的遷移例的示意圖。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在使用第一觸摸檢測電極TDL進(jìn)行觸摸檢測的情況下以第一模式進(jìn)行動(dòng)作。使用第一觸摸檢測電極TDL的觸摸檢測例如以檢測區(qū)域中的人的手指的位置檢測等、檢測區(qū)域中的觸摸操作的位置檢測為目的。在圖16以及后述的圖17中,出于區(qū)分多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML各自的目的,對驅(qū)動(dòng)電極標(biāo)注了符號C1、C2、……、Cn。另外,出于區(qū)分多個(gè)細(xì)分電極SCOML各自的目的,對細(xì)分電極SCOML標(biāo)注了符號S1、S2、……、Sm。
在第一模式中,以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。具體來說,例如圖16所示,輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom以掃描并列設(shè)置的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極C1、C2、……、Cn。在該掃描期間,作為以規(guī)定周期被輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的對象的驅(qū)動(dòng)電極COML依次遷移。在此,與驅(qū)動(dòng)電極COML是否具有細(xì)分電極SCOML無關(guān)地以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位向其輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。即,對于具有多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2(Cn),在同一時(shí)機(jī)向該一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2所具有的多個(gè)細(xì)分電極SCOML中的全部輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。在此,作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的構(gòu)成的多個(gè)細(xì)分電極SCOML并列設(shè)置的區(qū)域的寬度與不具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML1大致相同。因此,通過在同一時(shí)機(jī)向一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2所具有的多個(gè)細(xì)分電極SCOML中的全部輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom,從而實(shí)際上能夠?qū)⒒谠撘粋€(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的檢測塊的觸摸檢測范圍與基于向不具有細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML1輸出了驅(qū)動(dòng)信號Vcom時(shí)的檢測塊的觸摸檢測范圍同等對待。
圖17是表示在以第二模式動(dòng)作的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1中驅(qū)動(dòng)信號Vcom輸出到其中的細(xì)分電極SCOML的遷移例的示意圖。帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在使用第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行觸摸檢測的情況下以第二模式進(jìn)行動(dòng)作。使用了第二觸摸檢測電極STDL的觸摸檢測例如以設(shè)有第二觸摸檢測電極STDL的區(qū)域中的人的手指的指紋檢測等、在第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距下難以檢測的檢測對象的形狀的檢測作為目的。
在第二模式中,以細(xì)分電極SCOML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。具體來說,例如圖17所示,輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom以掃描并列設(shè)置的多個(gè)細(xì)分電極S1、S2、……、Sm。該掃描期間,作為以規(guī)定周期被輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的對象的細(xì)分電極SCOML依次遷移。需要注意的是,在本實(shí)施方式中,在以細(xì)分電極SCOML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的第二模式下,不向不具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML1輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。
這樣,具有多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2被設(shè)置為,能夠在驅(qū)動(dòng)信號Vcom被總地(一并地)輸出至包括多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的第一模式與驅(qū)動(dòng)信號Vcom被單獨(dú)地輸出至各個(gè)細(xì)分電極SCOML的第二模式間切換。
另外,驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14作為切換第一模式與第二模式來向驅(qū)動(dòng)電極COML輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的驅(qū)動(dòng)電路而發(fā)揮功能。實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14被設(shè)置為,能夠在將多個(gè)細(xì)分電極SCOML作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML看待而對其總地(一并地)輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的模式(第一模式)與向多個(gè)細(xì)分電極SCOML單獨(dú)地輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的模式(第二模式)間切換。具體來說,驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14例如被設(shè)置為,能夠切換為是使移位寄存器方式下的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出對象以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位還是以細(xì)分電極SCOML為單位。另外,驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14具有在使驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出對象以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位的情況與以細(xì)分電極SCOML為單位的情況各自下分別將驅(qū)動(dòng)信號Vcom的電壓設(shè)為適當(dāng)電壓的功能。
在圖16中,在一次的時(shí)機(jī)下將驅(qū)動(dòng)信號Vcom輸出至一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML,但也可以在同一時(shí)機(jī)下將驅(qū)動(dòng)信號Vcom輸出至多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML。這種情況下,被輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的驅(qū)動(dòng)電極COML的組合按規(guī)定周期遷移來進(jìn)行掃描。在圖17中關(guān)于在同一時(shí)機(jī)下被輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML的處理,與這樣的驅(qū)動(dòng)電極COML的處理相同。
圖18是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的動(dòng)作例的時(shí)序圖。圖18以及后述的圖19中的Scan1表示第一模式下的驅(qū)動(dòng)信號的輸出。另外,圖18以及圖19中的Scan2表示第二模式下的驅(qū)動(dòng)信號的輸出。在本實(shí)施方式中,以分時(shí)的方式交替設(shè)置顯示輸出期間(期間P1)與感測期間(期間P2)。具體來說,例如圖18所示,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1按規(guī)定數(shù)量的線的圖像顯示輸出1幀的圖像。在1幀的圖像的顯示輸出所涉及的期間(幀期間1F)中,交替地設(shè)有進(jìn)行規(guī)定數(shù)量的線的顯示輸出的期間P1和使用第一觸摸檢測電極TDL及第二觸摸檢測電極STDL中任一方進(jìn)行感測所涉及的期間P2。
更具體來說,根據(jù)期間P1中的規(guī)定數(shù)量的線的像素信號Vpix的輸出時(shí)機(jī)(參照線SIGn),進(jìn)行存在于該線中的像素Pix的顯示輸出(參照線SELR/G/B)。在這樣的規(guī)定數(shù)量的線的像素信號Vpix的輸出時(shí)機(jī)彼此之間設(shè)有期間P2。期間P2中的線TS-VD表示感測所涉及的垂直同步控制的時(shí)機(jī),線TS-HD表示感測所涉及的水平同步控制的時(shí)機(jī)。在本實(shí)施方式中,根據(jù)線TS-VD的上升沿時(shí)機(jī)而開始感測,感測所涉及的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出在線TS-HD的上升沿期間進(jìn)行。
在期間P2中的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出時(shí)機(jī),使用第一觸摸檢測電極TDL和第二觸摸檢測電極STDL中任一方進(jìn)行感測。在圖18所示的例子中,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在第1幀(F1)的幀期間1F進(jìn)行使用第一觸摸檢測電極TDL的觸摸檢測、所謂的檢測區(qū)域中的觸摸操作的位置檢測。在使用第一觸摸檢測電極TDL的觸摸檢測中,以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出。另外,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在第2幀(F2)的幀期間1F進(jìn)行使用第二觸摸檢測電極STDL的觸摸檢測、例如指紋檢測。在使用第二觸摸檢測電極STDL的觸摸檢測中,以細(xì)分電極SCOML為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出。
圖19是表示帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的其它動(dòng)作例的時(shí)序圖。在參照圖18進(jìn)行說明的例子中,使用第一觸摸檢測電極TDL時(shí)的期間與使用第二觸摸檢測電極STDL時(shí)的期間是具有同一期間長度的期間P2,但也可以使它們是具有不同期間長度的期間。例如,也可以是,使用第二觸摸檢測電極STDL時(shí)的線TS-HD的一個(gè)上升沿期間(期間P4)長于使用第一觸摸檢測電極TDL時(shí)的線TS-HD的一個(gè)上升沿期間(期間P3)。具體來說,例如圖19所示,也可以使期間P4為期間P3的整數(shù)倍(例如2倍)。另外,在這種情況下,也可以使期間P4和期間P3的關(guān)系與同感測交替實(shí)施的顯示輸出所涉及的期間的長度(期間P6、P5)對應(yīng)。具體來說,例如圖19所示,也可以使期間P4與期間P3的比率同包括期間P4的幀期間1F(F2)中的顯示輸出所涉及的期間P6與包括期間P3的幀期間1F(F1)中的顯示輸出所涉及的期間P5的比率相等(例如2:1)。
驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14、第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60以預(yù)定的程序進(jìn)行動(dòng)作來進(jìn)行顯示輸出及感測所涉及的處理。具體來說,驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14、第一觸摸檢測部40以及第二觸摸檢測部60例如通過參照上述圖18或圖19所說明的分時(shí)控制來進(jìn)行顯示輸出和感測所涉及的處理。顯示輸出所涉及的期間和感測所涉及的期間的切換時(shí)機(jī)例如取決于從控制部11輸出的時(shí)鐘信號。
第二觸摸檢測部60進(jìn)行通過細(xì)分電極SCOML以及第二觸摸檢測電極STDL的指紋檢測所涉及的各種處理。具體來說,例如,合成部67組合來自多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的第二觸摸檢測信號Vdet2,并生成表示對第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行了觸摸操作的外部接近物體的形狀的二維信息。這樣,第二觸摸檢測部60基于第二觸摸檢測電極STDL中的靜電電容的變化而輸出與進(jìn)行了觸摸的物體的凹凸相應(yīng)的檢測結(jié)果。
在感測中使用第一觸摸檢測電極TDL和第二觸摸檢測電極STDL中的哪一者的確定方法是任意的,例如基于控制部11的控制。具體來說,控制部11例如從外部的電路接收表示指紋檢測的實(shí)施的控制信號(指紋檢測實(shí)施信號Vtouch)??刂撇?1在指紋檢測實(shí)施信號Vtouch的標(biāo)記為開的期間中使驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14以細(xì)分電極SCOML為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出,在指紋檢測實(shí)施信號Vtouch的標(biāo)記為關(guān)的期間中使驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出。根據(jù)這樣的機(jī)制,在包括帶觸摸檢測功能的顯示裝置1的電子設(shè)備中,通過使應(yīng)用軟件等包括指紋檢測實(shí)施信號Vtouch的輸出的開/關(guān)相關(guān)的控制內(nèi)容,從而能夠在任意的時(shí)機(jī)進(jìn)行指紋檢測。另外,該電子設(shè)備能夠在任意的時(shí)機(jī)進(jìn)行檢測區(qū)域中的觸摸操作的位置檢測與指紋檢測的切換。
帶觸摸檢測功能的顯示裝置1也可以在包括使用第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行觸摸檢測的感測期間在內(nèi)的幀期間1F進(jìn)行用于提示指紋檢測的顯示輸出。具體來說,例如在上述的應(yīng)用軟件將指紋檢測實(shí)施信號Vtouch設(shè)為開的期間中,通過輸出用于顯示暗示用手指觸碰配置有第二觸摸檢測電極STDL的區(qū)域的圖像的影像信號Vdisp,從而帶觸摸檢測功能的顯示裝置1能夠進(jìn)行這樣的顯示輸出。
需要說明的是,在參照圖18及圖19的說明中,以幀期間為單位進(jìn)行使用第一觸摸檢測電極TDL的感測與使用第二觸摸檢測電極STDL的感測的切換,但這樣的切換的時(shí)機(jī)不限于以幀期間為單位,可適當(dāng)變更。例如,也可以在同一幀期間1F中包括使用第一觸摸檢測電極TDL的感測的期間和使用第二觸摸檢測電極STDL的感測的期間這兩者。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式,具有多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2被設(shè)置為,能夠在驅(qū)動(dòng)信號Vcom被一并(總地)輸出至包括多個(gè)細(xì)分電極SCOML的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的第一模式與驅(qū)動(dòng)信號Vcom被單獨(dú)地輸出至各個(gè)細(xì)分電極SCOML的第二模式間切換。由此,能夠在第一模式和第二模式下區(qū)分使用與驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出對象的并列設(shè)置間距相應(yīng)的觸摸檢測。另外,例如能夠?qū)⒕哂屑?xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2用于以檢測區(qū)域中的觸摸操作的位置檢測為主要目的的第一模式與以分辨率高于該位置檢測的檢測(例如指紋的形狀等的檢測等)為主要目的的第二模式這兩者。因此,不需要設(shè)置僅在第二模式中使用的專用的驅(qū)動(dòng)電極。因此,能夠?qū)⒃谥讣y的檢測等中使用的具有更高分辨率的檢測區(qū)域與觸摸操作的檢測區(qū)域共用。另外,能夠以更少的元件構(gòu)成實(shí)現(xiàn)位置檢測以及分辨率高于位置檢測的檢測。
另外,帶觸摸檢測功能的顯示裝置1在與細(xì)分電極SCOML未接觸的位置、且是與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML形成靜電電容的位置具有設(shè)于檢測區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域的第二觸摸檢測電極STDL。由此,能夠?qū)⒃谥讣y的檢測等中使用的具有更高分辨率的檢測區(qū)域與觸摸操作的檢測區(qū)域共用。
另外,具有多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL。由此,能夠使用多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行更高精度的檢測。
另外,多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL以比多個(gè)第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距細(xì)的間距分隔開。由此,與使用第一觸摸檢測電極TDL的檢測的分辨率相比,能夠提高使用多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的檢測的分辨率。
另外,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)置在比第一觸摸檢測電極TDL更靠近覆蓋部件的位置。由此,更容易提高通過第二觸摸檢測電極的觸摸檢測的靈敏度。
(變形例)
本發(fā)明實(shí)施方式中的各部的配置可適當(dāng)變更。以下,參照圖20~圖31對實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說明。
(變形例1)
圖20是表示實(shí)施方式的變形例1所涉及的驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2、細(xì)分電極SCOML、第一觸摸檢測電極TDL、第二觸摸檢測電極STDL等的位置關(guān)系的剖視圖。在圖15中,第二觸摸檢測電極STDL設(shè)于蓋部件5的對置基板3側(cè)的面,但也可以設(shè)于其它位置。例如,如圖20所示,第二觸摸檢測電極STDL也可以與第一觸摸檢測電極TDL設(shè)于同一層。通過設(shè)為同一層,能夠在一個(gè)工序中一并進(jìn)行第一觸摸檢測電極TDL以及第二觸摸檢測電極STDL的形成。
(變形例2)
圖21是表示實(shí)施方式的變形例2所涉及的驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2、細(xì)分電極SCOML、第一觸摸檢測電極TDL、第二觸摸檢測電極STDL等的位置關(guān)系的剖視圖。如圖21所示,第二觸摸檢測電極STDL也可以設(shè)置在蓋部件5的、用手指等進(jìn)行觸摸操作的面一側(cè)。由此,更容易提高檢測的靈敏度。
(變形例3)
圖22是表示實(shí)施方式的變形例3所涉及的驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2、細(xì)分電極SCOML、第一觸摸檢測電極TDL、第二觸摸檢測電極STDL等的位置關(guān)系的剖視圖。如圖22所示,在蓋部件5的對置基板3側(cè)的面上設(shè)有從該面向進(jìn)行觸摸操作的面一側(cè)凹陷的形狀的高低差部5a。在這樣的高低差部5a的底面設(shè)有第二觸摸檢測電極STDL。這樣,第二觸摸檢測電極STDL也可以存在于埋入覆蓋部件(蓋部件5)的位置。
在高低差部5a上既可以與實(shí)施方式同樣地設(shè)置以與在基板上的布線的印刷同樣的工序形成的第二觸摸檢測電極STDL,也可以將形成有作為第二觸摸檢測電極STDL發(fā)揮功能的布線的薄膜貼附于高低差部5a。
(變形例4)
圖23是示意性表示實(shí)施方式的變形例4所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1A的平面圖。俯視觀察時(shí)的驅(qū)動(dòng)電極COML(以及細(xì)分電極SCOML)、第一觸摸檢測電極TDL(以及第二觸摸檢測電極STDL)等的位置關(guān)系不限于上述實(shí)施方式的位置關(guān)系,可適當(dāng)變更。在上述實(shí)施方式中,沿著矩形的顯示區(qū)域的長邊側(cè)設(shè)有第一觸摸檢測電極TDL,沿著短邊側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)電極COML,但也可以如圖23所示,使邊的長短與驅(qū)動(dòng)電極COML、第一觸摸檢測電極TDL的位置關(guān)系的組合相反。即,在帶觸摸檢測功能的顯示裝置1A中,也可以沿著包括檢測區(qū)域的矩形的區(qū)域(例如顯示區(qū)域)的長邊側(cè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)電極COML,而沿著短邊側(cè)設(shè)置第一觸摸檢測電極TDL。
圖24是表示實(shí)施方式的變形例4所涉及的驅(qū)動(dòng)電極COML、細(xì)分電極SCOML、第一觸摸檢測電極TDL、第二觸摸檢測電極STDL等的位置關(guān)系的C-C剖視圖。變形例4中的具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2例如設(shè)于矩形的顯示區(qū)域中的沿著短邊的方向的中央附近。因此,如圖24所示,具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2配置為存在于驅(qū)動(dòng)電極COML1之間。
圖25是表示變形例4中的設(shè)于蓋部件5的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。圖26是表示變形例4中的第一觸摸檢測電極TDL與第二觸摸檢測電極STDL的位置關(guān)系的一個(gè)例子的平面圖。例如圖25所示,變形例4中的第二觸摸檢測電極STDL設(shè)于蓋部件5。另外,如圖26所示,設(shè)于對置基板3的第一觸摸檢測電極TDL與設(shè)于蓋部件5的第二觸摸檢測電極STDL在同一方向(例如沿著短邊的方向)上延伸設(shè)置。
在圖25中,第二觸摸檢測電極STDL具有跨顯示區(qū)域的整個(gè)短邊的延伸設(shè)置長度,第二觸摸檢測電極STDL的長度可適當(dāng)變更。第二觸摸檢測電極STDL與上述實(shí)施方式同樣地在與細(xì)分電極SCOML未接觸的、且與被輸出有驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML形成靜電電容的位置上設(shè)于檢測區(qū)域內(nèi)的局部區(qū)域即可。
需要注意的是,在上述實(shí)施方式中,第二觸摸檢測部60形成在向基板的外側(cè)延伸出的FPC70上,但這是第二觸摸檢測部60的配置例,并不限定于此,可適當(dāng)進(jìn)行變更。例如,如圖25所示,第二觸摸檢測部60也可以設(shè)于蓋部件5。具體來說,第二觸摸檢測部60例如也可以與圖24所示的第二觸摸檢測電極STDL同樣地設(shè)于蓋部件5的對置基板3側(cè)的面。
圖27是表示變形例4中的第二觸摸檢測部60的配置的其它例的圖。如圖27所示,第二觸摸檢測部60也可以設(shè)于從蓋部件5的對置基板3側(cè)的面延伸設(shè)置的FPC等布線基板(例如FPC72)。根據(jù)圖25以及圖27所示的例子,在這種情況下,能夠在蓋部件5的對置基板3側(cè)完成連接第二觸摸檢測電極STDL與第二觸摸檢測部60的布線的形成。
需要注意的是,在圖25以及圖27中省略了第二觸摸檢測電極STDL與第二觸摸檢測部60之間的布線的圖示,但實(shí)際上在邊框區(qū)域101b形成有金屬布線等布線,該布線將第二觸摸檢測電極STDL與第二觸摸檢測部60連接起來。
圖28是表示變形例4所涉及的帶觸摸檢測功能的顯示裝置1A的一構(gòu)成例的框圖。在上述實(shí)施方式中,與是以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位還是以細(xì)分電極SCOML為單位無關(guān)地由同一驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom,但也可以使在第一模式時(shí)以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的構(gòu)成與在第二模式時(shí)以細(xì)分電極SCOML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的構(gòu)成為單獨(dú)的構(gòu)成。具體來說,例如圖23以及圖28所示,也可以單獨(dú)地設(shè)置以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14、以及以細(xì)分電極SCOML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90。在這種情況下,細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90與驅(qū)動(dòng)電極COML2所具有的多個(gè)細(xì)分電極SCOML分別連接,并設(shè)置為能夠?qū)Χ鄠€(gè)細(xì)分電極SCOML分別單獨(dú)地輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90例如是所謂的掃描電路,根據(jù)時(shí)鐘信號而依次切換作為輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的對象的細(xì)分電極SCOML。
如圖23以及圖28的例子所示地,獨(dú)立設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14以及細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90例如在控制部11的控制下確定觸摸檢測所涉及的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的輸出的狀態(tài)。具體來說,控制部11在第一模式的情況下使驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14以驅(qū)動(dòng)電極COML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。另外,控制部11在第二模式的情況下使細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90以細(xì)分電極SCOML為單位輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。
(變形例5)
圖29是表示變形例5中的驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2、細(xì)分電極SCOML、第二觸摸檢測電極STDL的位置關(guān)系的平面圖。在上述實(shí)施方式(參照圖14)以及變形例4(參照圖24、圖25)中,第二觸摸檢測電極STDL為多個(gè),但第二觸摸檢測電極STDL例如也可以如圖29所示那樣為一個(gè)。在第二觸摸檢測電極STDL為一個(gè)的情況下,例如邊對第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行觸摸操作,邊沿著細(xì)分電極SCOML延伸設(shè)置的方向使手指移動(dòng),由此,第二觸摸檢測部60能夠檢測指紋。即,以被第二觸摸檢測電極STDL檢測的指紋的部位隨著手指的移動(dòng)而變化為前提,在手指的移動(dòng)中實(shí)施多次使用一個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的第二模式下的觸摸檢測。由此,能夠通過一個(gè)觸摸檢測電極獲得圖9所示那樣的由多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL檢測出的多條線的檢測結(jié)果。變形例5所涉及的第二觸摸檢測電極STDL例如經(jīng)由布線SL輸出第二觸摸檢測信號Vdet2。
(變形例6)
圖30是表示變形例6中的驅(qū)動(dòng)電極COML1、COML2、細(xì)分電極SCOML、第二觸摸檢測電極STDL的位置關(guān)系的平面圖。在圖29中,第二觸摸檢測電極STDL為一個(gè),但在以手指的移動(dòng)為前提的情況下也可以設(shè)置多個(gè)第二觸摸檢測電極(例如兩個(gè)第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2)。變形例6所涉及的第二觸摸檢測電極STDL1例如經(jīng)由布線SL1輸出第二觸摸檢測信號Vdet2。另外,第二觸摸檢測電極STDL2例如經(jīng)由布線SL2輸出第二觸摸檢測信號Vdet2。
在圖30所示那樣的具有兩個(gè)第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2的情況下,以被第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2檢測的指紋的部位隨著手指的移動(dòng)而變化為前提,在手指的移動(dòng)中實(shí)施多次使用兩根第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2的第二模式下的觸摸檢測。在此,通過兩根第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2中的一方獲得的檢測結(jié)果與通過另一方獲得的檢測結(jié)果實(shí)質(zhì)上相同的時(shí)機(jī)的偏差量取決于手指的移動(dòng)速度。即,手指相對于兩根第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2的移動(dòng)速度越快,兩根第二觸摸檢測電極STDL1、STDL2兩者的檢測結(jié)果實(shí)質(zhì)相同的時(shí)機(jī)的偏差量越小。因此,在以手指的移動(dòng)為前提的情況下通過設(shè)有多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL,從而能夠在指紋檢測相關(guān)的觸摸檢測中求出手指的移動(dòng)速度。基于這樣的手指的移動(dòng)速度,能夠在更好的條件下設(shè)定基于多次檢測結(jié)果的合成的指紋的取得所涉及的檢測結(jié)果彼此的重疊程度等、各種數(shù)據(jù)校正所涉及的參數(shù)。因此,根據(jù)變形例6,能夠進(jìn)一步提高多次檢測結(jié)果的合成中的精度。
需要說明的是,在圖29中并列設(shè)置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2,而在圖30中設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2,但這是具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2的配置變更的一個(gè)例子,并不限定于此,可適當(dāng)進(jìn)行變更。在上述實(shí)施方式以及各變形例中,具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2的數(shù)量以及配置是任意的。第二觸摸檢測電極STDL的延伸設(shè)置長度以及配置優(yōu)選根據(jù)具有細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2的數(shù)量以及配置而確定。
另外,在如圖29那樣并列設(shè)置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2的情況下,也可以在第二模式之前通過第一模式下的觸摸檢測、即通過使用第一觸摸檢測電極TDL的觸摸檢測來檢測檢測區(qū)域中的手指的位置。這種情況下,在第二模式時(shí)對與基于第一模式下的檢測結(jié)果求出的手指的位置對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極COML2所具有的多個(gè)細(xì)分電極SCOML輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom。由此,能夠在指紋檢測等、使用第二觸摸檢測電極STDL的觸摸檢測中進(jìn)一步減少對其輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的細(xì)分電極SCOML。因此,能夠降低功耗。另外,與向全部的細(xì)分電極SCOML輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom的情況相比,能夠進(jìn)一步縮短同一精度下的觸摸檢測所需的時(shí)間。另外,考慮到在同一時(shí)間內(nèi)使用第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行觸摸檢測時(shí),能夠?qū)⑾蛉康募?xì)分電極SCOML輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom所需的時(shí)間分配為向更少的細(xì)分電極SCOML多次輸出驅(qū)動(dòng)信號Vcom,由此能夠進(jìn)行多次的觸摸檢測。在這種情況下,更容易提高檢測的精度。
(變形例7)
圖31是說明代碼分割多路驅(qū)動(dòng)(code-division multiplexed driving)的動(dòng)作的一個(gè)例子的說明圖。在參照圖9的上述實(shí)施方式中例示了第二觸摸檢測電極STDL單獨(dú)進(jìn)行檢測的情況,但也可以同時(shí)利用多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL進(jìn)行觸摸檢測。具體來說,例如圖31所示,在帶觸摸檢測功能的顯示裝置1中,驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14(或者細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器90)同時(shí)選擇選擇細(xì)分電極塊Bkn的多個(gè)(圖31的例子中為四個(gè))細(xì)分電極塊Tx1、Tx2、Tx3、Tx4,并對選擇的細(xì)分電極塊供給基于規(guī)定的碼而確定了相位的驅(qū)動(dòng)信號Vcom。在圖31中,圖示于細(xì)分電極塊Tx1、Tx2、Tx3、Tx4的右側(cè)的波形表示驅(qū)動(dòng)信號Vcom的相位的一個(gè)例子。例如,規(guī)定的碼通過下述式(1)的方矩陣定義。式(1)中的方矩陣的次數(shù)為選擇細(xì)分電極塊Bkn的細(xì)分電極塊Tx1、Tx2、Tx3、Tx4的數(shù)量、即4。式(1)的方矩陣的對角成分“-1”與該方矩陣的對角成分以外的成分“1”不同。碼“-1”是供給相位被確定為與碼“1”不同的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的碼。驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器14等基于式(1)的方矩陣施加驅(qū)動(dòng)信號Vcom,使得與方矩陣的對角成分以外的成分“1”對應(yīng)的上述交流矩形波Sg的相位和與方矩陣的對角成分“-1”對應(yīng)的上述交流矩形波Sg的相位反轉(zhuǎn)。
[數(shù)學(xué)式1]
在如上述說明的選擇細(xì)分電極塊Bkn那樣同時(shí)利用多個(gè)第二觸摸檢測電極STDL的情況下,第二觸摸檢測部60以碼分復(fù)用(CDM:Code Division Multiplex)的方式進(jìn)行檢測。
例如,在手指等外部接近物體CQ位于從選擇細(xì)分電極塊Bkn的細(xì)分電極塊Tx1、Tx2、Tx3、Tx4的掃描上游起第二位的位置的細(xì)分電極塊Tx2的情況下,通過相互誘導(dǎo)產(chǎn)生由外部接近物體CQ引起的差分電壓(例如差分電壓設(shè)為20%)。在這樣的例子中,第二觸摸檢測部60在最開始的時(shí)機(jī)(第一時(shí)間帶)檢出的第二觸摸檢測信號Vdet2(Sensor Output Signal:傳感器輸出信號)為(-1)+(0.8)+(1)+(1)=1.8。該“1.8”是以碼“1”的驅(qū)動(dòng)信號Vcom的信號強(qiáng)度為基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度。另外,第二觸摸檢測部60在第一時(shí)間帶的下一時(shí)機(jī)(第二時(shí)間帶)檢出的第二觸摸檢測信號Vdet2為(1)+(-0.8)+(1)+(1)=2.2。另外,第二觸摸檢測部60在第二時(shí)間帶的下一時(shí)機(jī)(第三時(shí)間帶)檢出的第二觸摸檢測信號Vdet2為(1)+(0.8)+(-1)+(1)=1.8。另外,第二觸摸檢測部60在第三時(shí)間帶的下一時(shí)機(jī)(第四時(shí)間帶)檢出的第二觸摸檢測信號Vdet2為(1)+(0.8)+(1)+(-1)=1.8。
坐標(biāo)提取部65用式(1)的方矩陣乘在信號處理部64中檢測出的第二觸摸檢測信號Vdet2(Sensor Output Signal)。無需提高作為驅(qū)動(dòng)信號Vcom輸出的信號的電壓即能以高于時(shí)分復(fù)用(TDM)驅(qū)動(dòng)的精度(例如4倍)的檢測靈敏度來檢出手指等外部接近物體CQ處于選擇細(xì)分電極塊Bkn的細(xì)分電極塊Tx2的位置。
根據(jù)變形例7,進(jìn)一步提高第二模式下的觸摸檢測的靈敏度。因此,根據(jù)變形例7,能夠提高觸摸檢測精度。另外,根據(jù)變形例7,能夠在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束第二模式的觸摸檢測。特別是,細(xì)分電極SCOML與驅(qū)動(dòng)電極COML相比其并列設(shè)置間距更細(xì),因此,基于根據(jù)對一個(gè)細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)信號Vcom而產(chǎn)生的靜電電容的電壓變化的程度、即與有無觸摸操作相應(yīng)的靜電電容的變化的程度易于變得更小。另外,第二觸摸檢測電極STDL與第一觸摸檢測電極TDL相比其并列設(shè)置間距更細(xì),因此,這樣的變化的程度易于變得更小。即,在第二模式下,與第一模式相比使觸摸檢測所涉及的電極的并列設(shè)置間距更細(xì),由此,提高了確保觸摸檢測的靈敏度的難度。在這樣的條件下,通過在第二模式下采用CDM方式,從而更容易確保足夠的靈敏度。
在參照圖31以及式(1)的說明中,包含在選擇細(xì)分電極塊Bkn中的細(xì)分電極塊(Tx1、Tx2、Tx3、Tx4)為四個(gè),但這是用于使說明便于理解的例示,并不限定于此。選擇細(xì)分電極塊Bkn中包含的細(xì)分電極塊的數(shù)量可適當(dāng)變更(例如128等)。
需要注意的是,在實(shí)施方式以及各變形例中說明的各構(gòu)成的特征能夠在相互不矛盾的范圍內(nèi)加以應(yīng)用。例如,既可以使實(shí)施方式中的第二觸摸檢測部60的配置與變形例4相同,也可以使變形例4中的第二觸摸檢測部60的配置與實(shí)施方式相同。另外,變形例5、6的構(gòu)成與驅(qū)動(dòng)電極COML的延伸設(shè)置方向無關(guān),因此對實(shí)施方式和變形例4都能適用。另外,也可以使變形例4中的第二觸摸檢測電極的位置為變形例1~3中任一變形例中的位置。另外,變形例7能夠與實(shí)施方式、其它變形例中任一組合。
以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式以及變形例(實(shí)施方式等),但本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施方式等。實(shí)施方式等中公開的內(nèi)容終究只是一個(gè)例子,可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行的適當(dāng)變更當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
例如,在實(shí)施方式等中說明了將驅(qū)動(dòng)電極COML兼用作顯示面板20的公共電極的情況,但不限定于此。也可以是在顯示面板中設(shè)置公共電極并在該顯示面板之上裝配觸摸面板的帶觸摸檢測功能的顯示裝置。
在上述實(shí)施方式等中,第一檢測部(第一觸摸檢測部40)與第二檢測部(第二觸摸檢測部60)為獨(dú)立的構(gòu)成,但也可以是一個(gè)電路具有這樣兩個(gè)電路的功能。
在上述實(shí)施方式等中,第一觸摸檢測電極TDL與第二觸摸檢測電極STDL獨(dú)立地設(shè)置,但也可以使第一觸摸檢測電極TDL的并列設(shè)置間距與第二觸摸檢測電極STDL相等,并使第一觸摸檢測電極TDL與第二觸摸檢測電極STDL為共用的電極。在這種情況下,具有包括細(xì)分電極SCOML的驅(qū)動(dòng)電極COML2的構(gòu)成也在第一模式與第二模式下產(chǎn)生檢測相關(guān)的分辨率的差異,因此,能夠進(jìn)行區(qū)分手指的位置的確定與指紋的檢測等、與目的相應(yīng)的動(dòng)作。
驅(qū)動(dòng)電極COML的數(shù)量、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極COML2所具有的細(xì)分電極的數(shù)量、第一觸摸檢測電極TDL的數(shù)量、第二觸摸檢測電極STLD的數(shù)量等在實(shí)施方式中例示及圖示的數(shù)量的內(nèi)容終究只是一個(gè)例子,可適當(dāng)進(jìn)行變更。
附圖標(biāo)記說明
1、1A、帶觸摸檢測功能的顯示裝置;2、像素基板;3、對置基板;5、蓋部件;5a、高低差部;6、液晶層;10、帶觸摸檢測功能的顯示部;11、控制部;12、柵極驅(qū)動(dòng)器;13、源極驅(qū)動(dòng)器;14、驅(qū)動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)器;20、顯示面板;21、TFT基板;22、像素電極;30、觸摸面板;31、玻璃基板;32、彩色濾光片;40、第一觸摸檢測部;42、62、觸摸檢測信號放大部;43、63、A/D轉(zhuǎn)換部;44、64、信號處理部;45、65、坐標(biāo)提取部;46、66、檢測時(shí)機(jī)控制部;60、第二觸摸檢測部;67、合成部;70、71、72、FPC;80、DDIC;90、細(xì)分電極驅(qū)動(dòng)器;101a、顯示區(qū)域;101b、邊框區(qū)域;COML、COML1、COML2、驅(qū)動(dòng)電極;GCL、掃描信號線;Pix、像素;SCOML、細(xì)分電極;SGL、像素信號線;SL、SL1、SL2、布線;SPix、子像素;STDL、STDL1、STDL2、第二觸摸檢測電極;TDL、第一觸摸檢測電極;Vcom、驅(qū)動(dòng)信號;Vdet1、第一觸摸檢測信號;Vdet2、第二觸摸檢測信號;Vdisp、影像信號;Vpix、像素信號;Vscan、掃描信號;Vtouch、指紋檢測實(shí)施信號。