專利名稱：顯示設(shè)備和電子單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如液晶顯示設(shè)備的顯示設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及一種包 含電容型觸摸傳感器的顯示設(shè)備，并且通過用戶的手指等等的觸摸，信息能夠輸入到所述 顯示設(shè)備中，本發(fā)明還涉及具有這樣的顯示設(shè)備的電子單元。
背景技術(shù)：
近年，已經(jīng)關(guān)注這樣的顯示單元，其中通常稱為觸摸面板的接觸檢測設(shè)備(以下 稱為觸摸傳感器)直接安裝在液晶顯示設(shè)備上并使該液晶顯示設(shè)備顯示各種按鈕用于輸 入信息而不是設(shè)置(provide)典型的按鈕。在移動設(shè)備上屏幕尺寸增大的趨勢中，此技術(shù) 使得顯示器和按鈕的共同安排成為可能，帶來諸如空間節(jié)省及部件數(shù)目減少之類的巨大優(yōu) 勢。然而，此技術(shù)具有如下問題，諸如由于安裝觸摸傳感器因而整個液晶模塊的厚度增大。 具體地，當(dāng)此技術(shù)應(yīng)用于移動設(shè)備時，需要設(shè)置保護(hù)層以防止觸摸面板上的劃傷，因而，有 如下問題，即液晶模塊的厚度趨向增大，而與厚度減小的趨勢相悖。日本未審查專利申請公開No. 2008-9750和美國專利No. 6057903每個提出一種具 有厚度減小的電容類型觸摸面板的液晶顯示元件。在此類型中，觸摸面板的導(dǎo)電膜設(shè)置在 位于液晶顯示元件的觀看側(cè)上的基底和在觀看側(cè)上的基底的外表面上安置的用于觀看的 偏振片(polarizing plate)之間，并且電容類型觸摸面板形成在觸摸面板的導(dǎo)電膜和偏振 片的外表面之間，使得此偏振片的外表面用作觸摸表面。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在日本未審查專利申請公開No. 2008-9750和美國專利No. 6057903的每個 中公開的具有觸摸面板的液晶顯示元件中，理論上需要用于觸摸面板的導(dǎo)電膜以具有與用 戶的電勢相同的電勢，并且需要用戶適當(dāng)接地。因此，不像應(yīng)用于由來自插座等等的外部電 源供電的靜止電視接收機(jī)，實(shí)踐上難以將帶有觸摸面板的液晶顯示元件應(yīng)用于移動設(shè)備。 而且，在上述技術(shù)中，需要讓用于觸摸面板的導(dǎo)電膜極為靠近用戶的手指，因此，布置用于 觸摸面板的導(dǎo)電膜的區(qū)域受限制，例如，難以在例如液晶顯示元件內(nèi)部深處的部分中布置 用于觸摸面板的導(dǎo)電膜。換句話說，設(shè)計靈活性低。而且，在上述技術(shù)中，配置上需要設(shè)置 與液晶顯示元件的顯示驅(qū)動電路部分相獨(dú)立的諸如觸摸面板驅(qū)動部分和坐標(biāo)檢測部分的 電路部分，造成難以把設(shè)備的電路集成為一整體?？梢詷?gòu)想，可以新設(shè)置觸摸檢測電極使得電容器形成在觸摸檢測電極和公共電極 之間，公共電極原有地被設(shè)置用來施加用于顯示器的驅(qū)動電壓(顯示設(shè)備提供有具有新配 置的電容類型觸摸傳感器)。此電容器根據(jù)對象的觸摸存在或不存在而改變。因此，當(dāng)由顯 示控制電路施加至公共電極的用于顯示的驅(qū)動電壓還用用于作為觸摸傳感器的驅(qū)動信號 時，取決于電容器的改變的檢測信號從觸摸檢測電極獲得。當(dāng)此檢測信號輸入到預(yù)定觸摸 檢測電路中時，可以檢測對象的觸摸存在還是不存在。而且，根據(jù)此技術(shù)，可以獲得帶有適 合于應(yīng)用于用戶電勢經(jīng)常不穩(wěn)定的移動設(shè)備的觸摸傳感器的顯示設(shè)備，并且可以獲得帶有根據(jù)顯示功能層的類型以高度靈活的方式設(shè)計的觸摸傳感器的顯示設(shè)備。而且，此技術(shù)提 供這樣的優(yōu)勢，用于顯示的電路和用于傳感器的電路簡單地集成在單個電路板上，使電路 集成容易。然而，在帶有如在日本未審查專利申請公開No. 2008-9750和美國專利 No. 6057903中描述的那樣的、及根據(jù)上述新配置的電容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備中，存 在這樣的問題，當(dāng)像素信號(圖像信號)寫入到各個像素的顯示元件中時，源自此寫入操作 的噪聲添加到檢測信號。因此，在美國專利No. 6057903中，透明導(dǎo)電層(屏蔽層)設(shè)置在觸摸面板和顯示 元件之間，以便防止由圖像信號寫入操作造成的噪聲所導(dǎo)致的故障(檢測錯誤)。通過把導(dǎo) 電層維持在固定電勢，可以屏蔽來自顯示元件的噪聲。然而，在此技術(shù)中，因?yàn)榇箅娙菪纬稍跈z測信號線和屏蔽層之間，因此存在這樣的 問題，從檢測信號線獲得的檢測信號大程度變?nèi)?，或者?qū)動線的電容大程度增大，使得功耗 等等在很大程度上增大。同時，在提供有具有新配置的電容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備中，由于通過在顯 示面板中使用寫入波形來檢測位置，因此可以構(gòu)想可能難以通過在有效顯示區(qū)域中設(shè)置屏 蔽層來去除或消除源自圖像信號寫入操作的噪聲。如上所述，在帶有過去的電容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備中，難以通過消除源自 圖像信號寫入操作的噪聲而不使用屏蔽層來改進(jìn)檢測對象的精確度。鑒于前述，希望提供包括電容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備，其能夠改進(jìn)檢測對象 的精確度而無需使用屏蔽層，還希望提供具有這樣的顯示設(shè)備的電子單元。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供一種顯示設(shè)備，包括多個顯示像素電極；公共電極，面 向顯示像素電極；顯示功能層，具有圖像顯示功能；顯示控制電路，通過向各個顯示像素電 極施加像素電壓并向公共電極施加公共驅(qū)動電壓來執(zhí)行圖像顯示控制，公共驅(qū)動電壓與圖 像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相；觸摸檢測電極，與公共電極配合來形成電容器；以及 觸摸檢測電路，基于響應(yīng)于施加至公共電極的公共驅(qū)動電壓的從觸摸檢測電極獲得的檢測 信號，執(zhí)行檢測外部附近對象的檢測操作，其中，基于在反相定時之前獲得的第一檢測信號 和在反相定時之后獲得的第二檢測信號二者，觸摸檢測電路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之 后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子單元包括帶有觸摸傳感器的顯示設(shè)備。顯示設(shè)備包括 多個顯示像素電極；公共電極，面向顯示像素電極；顯示功能層，具有圖像顯示功能；顯示 控制電路，通過向各個顯示像素電極施加像素電壓并向公共電極施加公共驅(qū)動電壓來執(zhí)行 圖像顯示控制，公共驅(qū)動電壓與圖像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相；觸摸檢測電極，與公 共電極配合來形成電容器；以及觸摸檢測電路，基于響應(yīng)于施加至公共電極的公共驅(qū)動電 壓的從觸摸檢測電極獲得的檢測信號，執(zhí)行檢測外部附近對象的檢測操作，其中，基于在反 相定時之前獲得的第一檢測信號和在反相定時之后獲得的第二檢測信號二者，觸摸檢測電 路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。在這些顯示設(shè)備和電子單元中，電容器形成在原有地被提供來施加公共驅(qū)動電壓 的公共電極和新提供的觸摸檢測電極之間。此電容器取決于對象的觸摸存在或不存在而 變化。因此，通過把由顯示控制電路施加至公共電極的公共驅(qū)動電壓還用作觸摸傳感器驅(qū)動信號，從觸摸檢測電極獲得取決于電容器的改變的檢測信號。通過把獲得的檢測信號輸 入到觸摸檢測電路中，對象觸摸的位置(諸如對象的觸摸存在或不存在的因素)被檢測。 在此，基于在反相定時之前獲得的第一檢測信號和在反相定時之后獲得的第二檢測信號二 者，觸摸檢測電路在與圖像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相的公共驅(qū)動電壓的反相定時之 后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。由此，作為反相之前圖像顯示控制期間執(zhí)行圖像信號寫入 操作的結(jié)果，可以在消除反相之后的檢測信號中包括的噪聲(反相后噪聲)的影響的同時， 在反相之后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。按照這些顯示設(shè)備和電子單元，基于按照電容器的改變而從觸摸檢測電極獲得的 檢測信號，檢測對象的觸摸位置，以及基于在反相定時之前獲得的第一檢測信號和在反相 定時之后獲得的第二檢測信號二者，觸摸檢測電路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之后的反相 時段中執(zhí)行檢測操作。相應(yīng)地，可以在消除反相后噪聲的影響的同時，在反相之后的反相時 段中執(zhí)行檢測操作，而無需使用現(xiàn)有的屏蔽層。因而，可以改進(jìn)具有電容類型觸摸傳感器的 顯示設(shè)備中對象檢測的精確度，而無需使用屏蔽層。


圖IA和圖IB是解釋帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的操作原理 并示出手指未接觸狀態(tài)的圖。圖2A和圖2B是解釋帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的操作原理 并示出手指接觸狀態(tài)的圖。圖3是解釋帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的操作原理并示出 驅(qū)動信號波形的例子及觸摸傳感器的檢測信號波形的例子的圖。圖4是示意性地示出帶有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的配 置的截面圖。圖5是示出圖4中所示的顯示設(shè)備的主要部分(公共電極和用于傳感器的檢測電 極)的配置例子的立體圖。圖6是示出圖4中所示的顯示設(shè)備中的檢測電路等等的配置例子的電路圖。圖7是示出驅(qū)動公共電極的線次序的操作的例子的示意圖。圖8是解釋由在顯示設(shè)備中的檢測操作時執(zhí)行的圖像信號寫入操作造成的噪聲 的時序波形圖。圖9是解釋檢測信號波形和檢測時段之間的關(guān)系的時序波形圖。圖10是示出在公共驅(qū)動信號反相之前和之后的時間在白寫入(whitewriting)中 的檢測信號波形和黑寫入(black writing)中的檢測信號波形的每個的例子的時序波形 圖。圖11是示出在公共驅(qū)動信號反相之前和之后的時間在包括噪聲的檢測信號波形 和消除噪聲隨后的檢測信號波形的每個的例子的時序波形圖。圖12是示出圖6所示的檢測電路中檢測操作的例子的流程圖。圖13是示出圖6所示的檢測電路中檢測操作的另一例子的流程圖。圖14是示出圖6所示的檢測電路中檢測操作的又一例子的流程圖。
0030]圖15是指示根據(jù)檢測方法而變化的白寫入中的檢測信號值和黑寫入中的檢測信號值之間的差別的例子的表。圖16是示意性地示出帶有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的配 置的截面圖。圖17A和圖17B分別是示出圖16所示的顯示設(shè)備中像素基底部分的配置上的細(xì) 節(jié)的截面圖和平面圖。圖18A和圖18B是圖16所示的顯示設(shè)備的主要部分的放大立體圖。圖19A和圖19B是解釋圖16所示的顯示設(shè)備的操作的截面圖。圖20是示意性地示出帶有根據(jù)第二實(shí)施例的變體的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的配 置的截面圖。圖21是示意性地示出帶有根據(jù)第二實(shí)施例的另一變體的觸摸傳感器的顯示設(shè)備 的配置的截面圖。圖22是示出帶有根據(jù)本發(fā)明變體1的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的主要部分(公共 電極和用于傳感器的檢測電極)的配置的立體圖。圖23是示出帶有根據(jù)本發(fā)明變體2的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的主要部分(公共 電極和用于傳感器的檢測電極)的配置的立體圖。圖24是當(dāng)從前面觀察時根據(jù)上述實(shí)施例的應(yīng)用例子1之類的顯示設(shè)備的立體外 部視圖。圖25A和圖25B分別是當(dāng)從前面和后面時觀察根據(jù)上述實(shí)施例的應(yīng)用例子2之類 的顯示設(shè)備的立體外部視圖。圖26是應(yīng)用例子3的立體外部視圖。圖27是應(yīng)用例子4的立體外部視圖。圖28A到圖28G分別是應(yīng)用例子5的正視圖、側(cè)視圖、關(guān)閉狀態(tài)的正視圖、左側(cè)試 圖、右側(cè)視圖、頂視圖、及底視圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖在下文詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例。順便提及，描述將按如下順序提供。觸摸檢測系統(tǒng)的基本原理1.第一實(shí)施例(使用Vcom反相之前的檢測值的反相后對象檢測的例子)2.第二實(shí)施例(把側(cè)電場模式的液晶元件用作顯示元件的例子)3.變體(變體1和2 具有公共電極和用于傳感器的檢測電極的其它配置的例子)4.應(yīng)用例子(將帶有觸摸傳感器的顯示設(shè)備應(yīng)用于電子單元的例子)[觸摸檢測系統(tǒng)的基本原理]首先，參照圖IA至圖3，將描述帶有根據(jù)實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備中的觸 摸檢測系統(tǒng)的基本原理。此觸摸檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為電容類型觸摸傳感器。例如，如圖IA所示， 布置為相互面向且其中插入電介質(zhì)D的一對電極(驅(qū)動電極El和檢測電極E2)用于配置 電容器元件Cl。此系統(tǒng)還在圖IB中作為等效電路示出。電容器元件Cl配置有驅(qū)動電極 E1、檢測電極E2、和電介質(zhì)D。電容器元件Cl的一端連接至AC信號源(驅(qū)動信號源)S，另 一端P經(jīng)由電阻器R接地，并連接至電壓檢測器(檢測電路)DET。當(dāng)預(yù)定頻率(例如，大約 幾kHz至十幾kHz)的AC矩形波Sg(圖3的部分(B))從AC信號源S施加至驅(qū)動電極El時(電容器元件Cl的一端)，圖3的部分(A)中所示的輸出波形(檢測信號Vdet)出現(xiàn)在 檢測電極E2(電容器元件Cl的所述另一端P)。順便提及，此AC矩形波Sg與公共驅(qū)動信號 Vcom相對應(yīng)，將在后文描述。在手指未觸摸狀態(tài)下，如圖IA和圖IB所示，當(dāng)對電容器元件Cl執(zhí)行充電/放電 時，電流IO根據(jù)電容器元件Cl的電容值流動。此時，電容器元件Cl中所述另一端P的電 勢的波形例如像圖3的部分(A)中的波形V0，這由電壓檢測器DET檢測。另一方面，在手指觸摸狀態(tài)下，如圖2A和圖2B所示，由手指形成的電容器元件C2 串接到電容器元件Cl。在此狀態(tài)下，當(dāng)對電容器元件Cl和C2執(zhí)行充電/放電時，分別流動 電流Il和12。此時，電容器元件Cl中所述另一端P的電勢的波形例如像圖3的部分㈧ 中的波形VI，這由電壓檢測器DET檢測。此時，所述另一端P處的電勢是由分別流經(jīng)電容器 元件Cl和C2的電流Il和12的值限定的分電勢。因此，波形Vl變?yōu)樾∮谖从|摸狀態(tài)中的 波形VO的值。如將在下文描述的，電壓檢測器DET把檢測的電壓與預(yù)定閾值電壓Vth相比 較。當(dāng)所檢測的電壓等于或大于閾值電壓Vth時，電壓檢測器DET確定其處于未觸摸狀態(tài)。 另一方面，當(dāng)所檢測的電壓小于閾值電壓Vth時，該檢測器DET確定其處于觸摸狀態(tài)。以此 方式，可以執(zhí)行觸摸檢測。[1.第一實(shí)施例][顯示設(shè)備1的配置例子]圖4示出帶有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備1的主要部分的截 面配置圖。在顯示設(shè)備1中，液晶顯示元件用作顯示元件，使用原有地設(shè)置在此液晶顯示元 件中的電極部分(公共電極43，將在下文描述)和用于顯示器的驅(qū)動信號(公共驅(qū)動信號 Vcom，將在下文描述)，由此配置電容類型觸摸傳感器。如圖4所示，顯示設(shè)備1包括像素基底2 ；面向像素基底2的相對基底4 ；及在像 素基底2和相對基底4之間插入的液晶層6。像素基底2包括TFT (薄膜晶體管)基底21，用作電路基底；以及多個像素電極 22，以矩陣形式布置在TFT基底21上。除了未示出的用于驅(qū)動像素電極22的每個的顯示 驅(qū)動器和TFT，還在TFT基底21中形成諸如向各個像素電極22供給像素信號的源極線和驅(qū) 動各個TFT的柵極線的導(dǎo)線。而且，在TFT基底21中，還可以形成執(zhí)行觸摸檢測操作的檢 測電路8(圖6)，將在下文描述。相對基底4包括玻璃基底41 ；形成在此玻璃基底41的一個表面上的色彩濾波 器42 ；及形成在此色彩濾波器42上的公共電極43。在該色彩濾波器42中，例如，三個色彩 紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的色彩濾波器層循環(huán)地排列，向每個顯示像素分配一組RGB三個色彩 (像素電極22)。公共電極43還用作用于傳感器的檢測電極，該用于傳感器的檢測電極形 成執(zhí)行觸摸檢測操作的觸摸傳感器的一部分，并且該公共電極43與圖IA中的驅(qū)動電極El 相對應(yīng)。公共電極43耦接至帶有接觸導(dǎo)電柱7的TFT基底21。具有AC矩形波的公共驅(qū)動 信號Vcom (S卩，公共驅(qū)動電壓)從TFT基底21經(jīng)由接觸導(dǎo)電柱7施加至公共電極43。公共 驅(qū)動信號Vcom限定施加至像素電極22的像素電壓以及各個像素的顯示電壓，并且公共驅(qū) 動信號Vcom還用作觸摸傳感器的驅(qū)動信號。公共驅(qū)動信號Vcom與從圖IA和IB中驅(qū)動信 號源S供給的AC矩形波Sg相對應(yīng)。換句話說，公共驅(qū)動信號Vcom在每個預(yù)定周期反相。
在玻璃基底41的另一表面上，形成用于傳感器的檢測電極44 (觸摸檢測電極)。 而且，在此用于傳感器的檢測電極44上，布置偏振片45。用于傳感器的檢測電極44形成觸 摸傳感器的一部分，并與圖IA中的檢測電極E2相對應(yīng)。液晶層6根據(jù)電場的狀態(tài)調(diào)制穿過液晶層6的光，配置有諸如TN(扭轉(zhuǎn)向列)、 VA(垂直排列)、及ECB (電控雙折射)的各種模式中的任意模式的液晶。配向(alignment)膜分別布置在液晶層6和像素基底2之間及液晶層6和相對基 底4之間。雖然光入射側(cè)上的偏振片布置在像素基底2之下，其圖示在圖中省略。圖5是立體圖，示出相對基底4中公共電極43和用于傳感器的檢測電極44的配置 例子。在此例子中，公共電極43劃分成在圖的左右方向延伸的多個條形電極圖案(在此， 以六個公共電極431至436為例)。在驅(qū)動器43D中，公共驅(qū)動信號Vcom依次施加至各個 電極圖案，線順序掃描驅(qū)動分時執(zhí)行，如后文所描述。另一方面，用于傳感器的檢測電極44 包括在與公共電極43中電極圖案的延伸方向相正交的方向延伸的多個條形電極圖案。檢 測信號Vdet從用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案輸出，并輸入到圖6所示的檢 測電路8。[包括驅(qū)動信號源S和檢測電路8的電路配置的例子]圖6示出包括圖IB所示的驅(qū)動信號源S和檢測電路8及用作時序生成器的時序 控制部分9的電路配置的例子。圖6所示的電容器元件Cll至C16分別與圖5所示的公共 電極431至436和用于傳感器的檢測電極44之間形成的(靜電)電容器元件相對應(yīng)。驅(qū)動信號源S針對電容器元件Cll至C16的每個而設(shè)置，包括SW控制部分11 ；兩 個切換元件12和15 ；兩個反相器電路131和132 ；運(yùn)算放大器14。SW控制部分11控制切 換元件12的接通(on)及切斷(off)狀態(tài)，由此控制電源+V和反相器131和132之間的連 接狀態(tài)。反相器電路131的輸入端子連接至切換元件12的一端(與電源+V相對的端子) 和反相器電路132的輸出端子。反相器電路131的輸出端子連接至反相器電路132的輸入 端子和運(yùn)算放大器14的輸入端子。由此，反相器131和132用作輸出預(yù)定脈沖信號的振蕩 電路。運(yùn)算放大器14連接至兩個電源+V和-V。根據(jù)由時序控制部分9供給的時序控制信 號CTL1，控制切換元件15的接通(on)及切斷(off)狀態(tài)。具體地，利用切換元件15，電容 器元件Cll至C16的每個的一端(在公共電極431至436側(cè))連接至運(yùn)算放大器14的輸 出端子或接地。由此，公共驅(qū)動信號Vcom從驅(qū)動信號源S供給至電容器元件Cll至C16。檢測電路8 (電壓檢測器DET)包括放大部分81 ；A/D (模擬至數(shù)字)轉(zhuǎn)換部分83 ； 信號處理部分84 ；坐標(biāo)提取部分85 ；及前文提及的電阻器R。順便提及，檢測電路8的輸入 端子Tin連接至電容器元件Cll至C16的每個的(用于傳感器的檢測電極44側(cè)上的)另 一端，與該另一端共享。放大部分81放大從輸入端子Tin輸入的檢測信號Vdet，包括放大信號的運(yùn)算放 大器811 ；兩個電阻器812R和813R;及兩個電容器812C和813C。運(yùn)算放大器811的正輸 入端子(+)連接至輸入端子Tin，運(yùn)算放大器811的輸出端子連接至A/D轉(zhuǎn)換部分83的輸 入端子，將在后文描述。電阻器812R和電容器812C的每個的一端連接至運(yùn)算放大器811 的輸出端子，而電阻器812R和電容器812C的每個的另一端連接至運(yùn)算放大器811的負(fù)輸 入端子(_)。而且，電阻器813R的一端連接至電阻器812R和電容器812C的每個的所述另 一端，而電阻器813R的另一端經(jīng)由電容器813C接地。由此，電阻器812R和電容器812C用作切斷高頻分量而使低頻分量通過的低通濾波器(LPF)，電阻器813R和電容器813C用作使 高頻分量通過的高通濾波器(HPF)。 電阻器R安排在設(shè)置運(yùn)算放大器811的正輸入端子(+)的側(cè)上的連接點(diǎn)P和地之 間。電阻器R通過避免用于傳感器的檢測電極44的浮置而維持穩(wěn)定狀態(tài)。這提供了如下 優(yōu)點(diǎn)，即在檢測電路8中，檢測信號Vdet的信號值的不穩(wěn)定或波動被避免，并且同時，靜電 經(jīng)由電阻器R耗散到地。 A/D轉(zhuǎn)換部分83把模擬形式的在放大部分81中放大的檢測信號Vdet轉(zhuǎn)換為數(shù)字 檢測信號，包括未示出的比較器。該比較器比較輸入檢測信號的電勢和預(yù)定閾值電壓Vth 的電勢(見圖3)。順便提及，A/D轉(zhuǎn)換部分83中的A/D轉(zhuǎn)換時的放大定時受由時序控制部 分9供給的時序控制信號CTL2控制。信號處理部分84將預(yù)定信號處理(例如，用于數(shù)字地消除噪聲的處理、用于把頻 率信息轉(zhuǎn)換為位置信息的處理)施加至從A/D轉(zhuǎn)換部分83輸出的數(shù)字檢測信號。信號處 理部分84還執(zhí)行用于消除由圖像信號寫入操作造成的噪聲(反相后噪聲)的影響的預(yù)定 算數(shù)處理，這將在后文詳細(xì)描述。坐標(biāo)提取部分85根據(jù)從信號處理部分84輸出的檢測信號(消除反相后噪聲的檢 測信號)來獲得檢測結(jié)果(是否有觸摸，以及有觸摸時觸摸位置的坐標(biāo))，并輸出來自輸出 端子Tout的檢測結(jié)果。順便提及，如此配置的檢測電路8可以形成在相對基底4上的外圍區(qū)域(非顯示 區(qū)域或框區(qū)域)中?；蛘撸瑱z測電路8可以形成在像素基底2上的外圍區(qū)域中。然而，當(dāng)檢 測電路8形成在像素基底2上時，檢測電路8和形成在像素基底2上的原有的用于顯示控 制等等的各種電路元件被集成，從通過集成來實(shí)現(xiàn)電路簡化的觀點(diǎn)看，這是優(yōu)選的。在此情 況下，像素基底2上的用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案和檢測電路8與類似于 接觸導(dǎo)電柱7的接觸導(dǎo)電柱(圖中未示出)相連，檢測信號Vdet可以從用于傳感器的檢測 電極44傳輸至檢測電路8。[顯示設(shè)備1的操作和效果]現(xiàn)在，將描述顯示設(shè)備1的操作和效果。(基本操作)在顯示設(shè)備1中，像素基底2的顯示驅(qū)動器(圖中未示出)以線順序向公共電極 43中的每個電極圖案(諸如公共電極431至436)供給公共驅(qū)動信號Vcom。顯示驅(qū)動器還 經(jīng)由源極線向像素電極22供給像素信號(圖像信號)，并且與像素信號的此供給同步地，通 過柵極線以線順序控制各個像素電極中的TFT的切換。由此，電場在由公共驅(qū)動信號Vcom 和各個像素信號限定的縱向方向(與基底垂直的方向)施加至每個像素的液晶層6，并且調(diào) 制液晶狀態(tài)。以此方式，在所謂的反相驅(qū)動中執(zhí)行顯示。另一方面，在相對基底4側(cè)，電容器元件Cl (電容器元件Cll至C16)形成在公共 電極43中的各個電極圖案及用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案的各個交叉部分 處。在此，例如，如圖7的部分(A)至部分(C)所示，當(dāng)公共驅(qū)動信號Vcom分時依次施加至 公共電極43中的各個電極圖案時，對在被施加公共驅(qū)動信號Vcom的公共電極43中的電極 圖案和用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案的交叉部分處形成的一線的電容器元 件Cll至C16的每個，執(zhí)行充電/放電。結(jié)果是，具有取決于電容器元件Cl的容量的幅度的檢測信號Vdet從用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案輸出。在用戶的手指未接 觸相對基底4的表面的狀態(tài)下，此檢測信號Vdet的幅度大致恒定。將被充電/放電的電容 器元件Cl的線通過利用公共驅(qū)動信號Vcom進(jìn)行掃描來以線順序移動。順便提及，當(dāng)公共電極43中的各個電極圖案如上所述以線順序驅(qū)動時，優(yōu)選的 是，如圖7所示，通過綁定公共電極43中的電極圖案的一部分來執(zhí)行線順序的驅(qū)動操作。 更具體地，配置有電極圖案的此部分的驅(qū)動線L包括檢測驅(qū)動線Ll和顯示驅(qū)動線L2，檢測 驅(qū)動線Ll配置有多個線的電極圖案，顯示驅(qū)動線L2由電極圖案的幾個線(在此，一線)構(gòu) 成。這使得可以根據(jù)公共電極43中的電極圖案的形狀來抑制由于線和點(diǎn)的出現(xiàn)而造成的 圖像質(zhì)量劣化。在此，當(dāng)用戶的手指觸摸相對基底4的表面上的任何位置時，由該手指形成的電 容器元件C2添加至原有的在所觸摸的位置形成的電容器元件Cl。結(jié)果是，掃描該所觸摸 位置時(即，當(dāng)公共驅(qū)動信號Vcom施加至公共電極43的電極圖案之中的與該觸摸位置相 對應(yīng)的電極圖案時)的檢測信號Vdet的值變得小于其它位置的檢測信號Vdet。檢測電路 8(圖6)比較此檢測信號Vdet和閾值電壓Vth。當(dāng)檢測信號Vdet小于閾值電壓Vth時，檢 測電路8將該位置確定為所觸摸位置。此所觸摸位置能夠基于施加公共驅(qū)動信號Vcom的 定時及檢測到小于閾值電壓Vth的檢測信號Vdet的定時來確定。以此方式，在帶有根據(jù)本實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備1中，原有的在液晶顯 示元件中提供的公共電極43還用作觸摸傳感器的成對電極(驅(qū)動電極和檢測電極)之一。 另外，用作顯示驅(qū)動信號的公共驅(qū)動信號Vcom還用作觸摸傳感器的驅(qū)動信號。由此，在電 容類型觸摸傳感器中，僅僅用于傳感器的檢測電極44作為新設(shè)置的電極提供，并且不需要 新提供用于觸摸傳感器的驅(qū)動信號。因此，配置簡單。而且，在帶有相關(guān)技術(shù)的觸摸面板的顯示設(shè)備(日本未審查專利申請公開 No. 2008-9750)中，流經(jīng)傳感器的電流幅度被精確測量，并且基于該測量值，通過模擬計算 來確定所觸摸位置。另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的顯示設(shè)備1中，數(shù)字地檢測取決于觸摸的 存在或不存在的電流中的相對改變(電勢的改變)的存在或不存在，由此，可以以簡單配置 的檢測電路來改進(jìn)檢測精確度。而且，在原有的被提供用于施加公共驅(qū)動信號Vcom的公共 電極43和新提供的用于傳感器的檢測電極44之間形成電容器，通過利用源自用戶手指觸 摸的此電容器的改變來執(zhí)行觸摸檢測。由此，帶有本實(shí)施例的觸摸面板的顯示設(shè)備能夠應(yīng) 用于用戶電勢經(jīng)常不穩(wěn)定的移動設(shè)備。而且，由于用于傳感器的檢測電極44劃分成多個電極圖案，并且多個電極圖案中 的每個分別分時驅(qū)動，因此，所觸摸的位置能夠檢測到。(特征部分的操作；使用噪聲消除處理的檢測操作)下面，參照圖8至圖15，將詳細(xì)描述作為本實(shí)施例的特征之一的使用噪聲消除處 理的檢測操作。首先，如圖8的部分㈧所示，當(dāng)公共驅(qū)動信號Vcom與在如圖8的部分⑶和(C) 中所示那樣的圖像顯示控制期間使用的驅(qū)動周期(圖像信號的IH時段)同步地經(jīng)受反相 時，得到如圖8的部分(D)至(F)中所示的檢測信號Vdet的檢測波形。換句話說，檢測信 號Vdet與上述反相同步地反相，由于流入上述電阻器R的漏電流，在反相之后信號值逐漸 減弱。順便提及，為了描述方便，假定反相后噪聲的影響已經(jīng)被去除或消除，示出圖8(部分(D)至(F))中的檢測波形。此時，當(dāng)執(zhí)行如圖8的部分⑶和部分(C)所示的諸如白寫入和黑寫入的像素信 號(圖像信號)寫入時，如例如圖8的部分(E)和部分(F)中所示，源自此寫入的噪聲包括 在檢測信號Vdet的檢測波形中。具體地，IH時段包括非寫入時段AtA和寫入時段AtB， 在非寫入時段AtA期間不施加圖像信號，而在寫入時段AtB期間施加圖像信號，根據(jù)像素 信號的色調(diào)水平，在寫入時段AtB期間，發(fā)生檢測波形的改變。換句話說，根據(jù)那時(反相 后)圖像信號的色調(diào)水平，如圖8的部分(E)和部分(F)中的箭頭所示，反相后圖像信號所 造成的反相后噪聲包括在檢測信號Vdet的檢測波形中。更具體地，在黑寫入時包括與公共 驅(qū)動信號Vcom同相的反相后噪聲，而在白寫入時包括與公共驅(qū)動信號Vcom反相的反相后 噪聲。以此方式，在寫入時段AtB期間，由于反相后噪聲，檢測信號Vdet的檢測波形根據(jù) 像素信號的色調(diào)水平改變，由此，難以將這樣的改變與諸如對象觸摸的存在或不存在的因 素造成的檢測波形中的改變(圖3的部分(A))區(qū)分開。同時，例如，如圖9所示，在與公共驅(qū)動信號Vcom反相之后即刻的時間相對應(yīng)的非 寫入時段AtA期間，由于對象觸摸而造成的電壓改變量與寫入時段AtB中的相比極大。因 此，從去除由諸如對象觸摸的存在或不存在的因素造成的檢測波形中的改變的成分以及把 此成分與噪聲消除處理相隔離的角度看，優(yōu)選的是，在此反相之后，檢測電路8中的A/D轉(zhuǎn) 換部分83立即獲得反相之前的檢測信號，將在后文詳細(xì)描述。而且，考慮到對諸如對象觸 摸的存在或不存在的因素的檢測靈敏度高，且將在后文描述的反相后噪聲的影響小，希望 將在后文描述的反相之后的檢測操作在該反相后執(zhí)行的圖像信號寫入操作開始之前的時 間(非寫入時段AtA)執(zhí)行。在此，實(shí)際上，如圖10所示，反相之前的檢測信號中包括的圖像信號所造成的噪 聲(即，反相前噪聲；與圖中的電勢差Δ VB相對應(yīng))還導(dǎo)致(resultas)反相后的檢測信 號中的非寫入時段AU期間的反相后噪聲。換句話說，按照與反相前噪聲相對應(yīng)的電勢 差A(yù)VB的幅度(即，根據(jù)反相前像素信號的色調(diào)水平的電勢)，限定與反相后噪聲相對應(yīng) 的電勢差ΔΥΑ的幅度。理論上，電勢差A(yù)VA等于電勢差Δ VB，反相時的改變量保持恒定。 然而，作為由于檢測信號Vdet的延遲或噪聲濾波器等(未示出)的添加因而發(fā)生的波形延 遲的結(jié)果，經(jīng)常發(fā)生在反相前包括等于或大于理論值的寫入噪聲。由于此原因，存在電勢差 AVA不等于電勢差A(yù)VB的情況，需要使用諸如AVA = f(AVB)的公式或參照表等等來執(zhí) 行處理。因此，在本實(shí)施例中，例如，如圖11所示，消除上述噪聲的對象檢測在檢測電路8 內(nèi)的信號處理部分84和坐標(biāo)提取部分85中執(zhí)行。具體地，在檢測電路8中，在公共驅(qū)動信 號Vcom的反相之前和之后，反相之后的檢測操作使用反相之前的檢測信號Vdet來執(zhí)行。更 具體地，作為該反相之前執(zhí)行的圖像信號的寫入操作的結(jié)果，信號處理部分84根據(jù)反相之 前的檢測信號Vdet來獲得去除或消除了在反相之后的檢測信號Vdet中包括的反相后噪聲 的消除噪聲的信號(即，消除噪聲的檢測信號)。隨后，坐標(biāo)提取部分85通過使用消除噪聲 的信號來執(zhí)行反相之后的檢測操作。因此，作為反相之前執(zhí)行的圖像信號的寫入操作的結(jié)果，可以在消除了在反相之 后的檢測信號Vdet中包括的噪聲(反相后噪聲)的影響的同時，在反相之后的反相時段中 執(zhí)行檢測操作。
在此，如圖11所示，限定了 分別是噪聲消除之前和之后的電勢的反相之前的檢 測信號Vdet (即第一檢測信號)中的電勢VBO和VBl ；分別是噪聲消除之前和之后的電勢 的反相之后的檢測信號Vdet (即第二檢測信號)中的電勢VAO和VAl ；及上述電勢差A(yù)VB 和AVA。然后，檢測電路8能夠通過使用例如如圖12至圖14所示的方法(方法1至方法 3)來執(zhí)行消除了噪聲的對象檢測。(方法1)首先，在圖12所示的方法1中，最初獲得作為噪聲消除之前的電勢的分別在反 相之前和之后的電勢VAO和VBO (檢測值)；以及作為噪聲消除之后的電勢的在反相之前的 電勢VBl (基于實(shí)驗(yàn)值的數(shù)據(jù))(步驟Sll)。隨后，作為在反相之前執(zhí)行圖像信號的寫入操 作的結(jié)果，基于所獲得的電勢VBO和VB1，通過使用由AVB= (VBO-VBl)所定義的運(yùn)算公 式，來確定包括在反相之前的檢測信號中的反相前噪聲(電勢差)AVB(步驟S12)。下面， 基于確定的反相前噪聲ΔΥΒ，確定與反相后噪聲相對應(yīng)的反相后噪聲(電勢差)AVA(步 驟S13)。通過使用由AVA = f (AVB)所定義的預(yù)定運(yùn)算公式或定義Δ VA和Δ VB之間關(guān) 系的預(yù)定LUT (查找表)，來確定此反相后噪聲(電勢差)AVA。隨后，通過從步驟Sll獲得 的電勢VAO減去此反相后噪聲AVA(即VAl= (VAO-AVA))，獲得消除噪聲的信號的電勢 VAl (步驟S14)。然后，通過比較消除噪聲的信號的電勢VAl的幅度與預(yù)定閾值電壓Vth的 幅度，執(zhí)行反相之后的檢測操作(檢測諸如對象觸摸存在或不存在的事實(shí))(步驟S15)。(方法2)在圖13所示的方法2中，最初獲得作為噪聲消除之前的電勢的反相之前的電勢 VBO (檢測值)；以及作為噪聲消除之后的電勢的在反相之前的電勢VBl (步驟S21)。隨后， 基于所獲得的電勢VBO和VB1，通過使用由AVB= (VBO-VBl)所定義的運(yùn)算公式，來確定反 相前噪聲(電勢差)AVB (步驟S22)。接下來，基于確定的反相前噪聲AVB，確定消除噪聲 的信號的電勢VAl (步驟S23)。通過使用由VAl = f ( Δ VB)所定義的預(yù)定運(yùn)算公式或定義 Δ VB和VAl之間關(guān)系的預(yù)定LUT (查找表)，來確定此消除噪聲信號的電勢差VAl。然后，通 過比較消除噪聲的信號的電勢VAl的幅度與預(yù)定閾值電壓Vth的幅度，執(zhí)行反相之后的檢 測操作(檢測諸如對象觸摸存在或不存在的事實(shí))(步驟S24)。(方法3)在圖14所示的方法3中，最初獲得作為噪聲消除之前的電勢的反相之后的電 勢VAO(檢測值)；以及作為噪聲消除之前的電勢的在反相之前的電勢VB0(檢測值)(步驟 S31)。隨后，基于所獲得的電勢VAO和VB0，確定消除噪聲的信號的電勢VAl (步驟S32)。通 過使用由VAl = f (VA0,VB0) = (VA0 - α X VB0)所定義的預(yù)定運(yùn)算公式(其中α是預(yù)定系 數(shù))或定義VA0、VB0和VAl之間關(guān)系的預(yù)定LUT(查找表)，來確定此消除噪聲信號的電勢 差VA1。然后，通過比較消除噪聲的信號的電勢VAl的幅度與預(yù)定閾值電壓Vth的幅度，執(zhí) 行反相之后的檢測操作(檢測諸如對象觸摸存在或不存在的事實(shí))(步驟S33)。在此，圖15示出根據(jù)檢測方法而變化的白寫入時的檢測信號值和黑寫入時的檢 測信號值之間的差別的例子。如圖15所示，與寫入時段Δ tB中的檢測結(jié)果及寫入時段Δ tA 中的檢測結(jié)果相比較，通過使用至此描述的本實(shí)施例的方法而獲得的檢測結(jié)果在白寫入時 的檢測信號值和黑寫入時的檢測信號值之間的差別中較小。具體地，寫入時段AtB期間 的檢測中的檢測信號值之間的差別和寫入時段AU期間的檢測中的檢測信號值之間的差別分別是0. 50V和0. 20V,而在應(yīng)用本實(shí)施例的方法的檢測中的檢測信號值之間的差別是
0. OlVo如上所述，在本實(shí)施例中，按照電容器的改變，基于從觸摸檢測電極獲得的檢測信 號Vdet，來檢測對象觸摸的位置，而且檢測電路8通過使用在公共驅(qū)動信號Vcom中反相之 前的檢測信號Vdet，在反相之后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。因此，可以在消除反相后噪聲 的影響的同時，在反相之后的反相時段中執(zhí)行檢測操作，而無需使用過去使用的那種屏蔽 層。相應(yīng)地，可以改進(jìn)在具有電容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備中的對象檢測的精確度，而無 需使用屏蔽層。[2.第二實(shí)施例]下面，將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例不同于上述第一實(shí)施例之處在于， 側(cè)電場模式中的液晶元件用作顯示設(shè)備。[顯示設(shè)備IB的配置例子]圖16示出帶有根據(jù)本實(shí)施例的觸摸傳感器的顯示設(shè)備IB的主要部分的配置的截 面圖。圖17A和圖17B示出顯示設(shè)備IB中像素基底(將在后文描述的像素基地2B)的配 置上的細(xì)節(jié)。圖17A是配置的截面圖，而圖17B是配置的平面圖。圖18A和圖18B示意性 地示出顯示設(shè)備IB的配置立體圖。順便提及，在這些圖中，與第一實(shí)施例中的元件相同的 元件由與第一實(shí)施例中的參考標(biāo)號相同的參考標(biāo)號表示，將適當(dāng)?shù)厥÷赃@些元件的一些描 述。顯示設(shè)備IB包括像素基底2B ；面向像素基底2B的相對基底4B ；及在像素基底 2B和相對基底4B之間插入的液晶層6。像素基底2B包括TFT基底21 ；公共電極43，布置在TFT基底21上；以及像素電 極22，以矩陣形式經(jīng)由絕緣層23布置在公共電極43上。除了未示出的用于驅(qū)動像素電極 22的每個的顯示驅(qū)動器和TFT，還在TFT基底21中形成諸如向各個像素電極22供給像素 信號的信號線(源極線)25和驅(qū)動各個TFT的柵極線126的導(dǎo)線(圖17A和圖17B)。而 且，在TFT基底21中，還形成執(zhí)行觸摸檢測操作的檢測電路8 (圖6)。公共電極43還用作 用于傳感器的檢測電極，該用于傳感器的檢測電極形成執(zhí)行觸摸檢測操作的觸摸傳感器的 一部分。公共電極43與圖IA中的驅(qū)動電極El相對應(yīng)。相對基底4B包括玻璃基底41 ；形成在玻璃基底41的一個表面上的色彩濾波器 42。在玻璃基底41的另一表面上，形成用于傳感器的檢測電極44。而且，在此用于傳感器 的檢測電極44上，布置偏振片45。用于傳感器的檢測電極44形成觸摸傳感器的一部分， 并與圖IA中的檢測電極E2相對應(yīng)。如圖5所示，用于傳感器的檢測電極44劃分成多個電 極圖案。用于傳感器的檢測電極44可以通過薄膜形成處理直接形成在相對基底4B上，或 者可以間接形成在相對基底4B上。在此情況下，用于傳感器的檢測電極44可以形成在未 示出的膜基底上，其上形成用于傳感器的檢測電極44的膜基底可以附接至相對基底4B的 表面。而且，在此情況下，膜基底不僅能夠在玻璃基底41和偏振片45之間附接，還可以附 接至偏振片45的頂表面。而且，用于傳感器的檢測電極44可以形成在構(gòu)成偏振片45的膜 內(nèi)。具有AC矩形波的公共驅(qū)動信號Vcom從TFT基底21施加至公共電極43。公共驅(qū) 動信號Vcom限定施加至像素電極22的像素電壓以及各個像素的顯示電壓，并且公共驅(qū)動信號Vcom還用作觸摸傳感器的驅(qū)動信號。公共驅(qū)動信號Vcom與從圖IA和IB中驅(qū)動信號 源S供給的AC矩形波Sg相對應(yīng)。液晶層6調(diào)制穿過液晶層6的光，配置有諸如FFS (邊緣場切換)模式及IPS (面 內(nèi)切換)模式的側(cè)電場模式的液晶。像素基底2B中的公共電極43和用于傳感器的檢測電極44的配置例如類似于圖5 所示的那些。公共電極43和用于傳感器的檢測電極44每個形成為多個電極圖案，相對基 底4B中的公共電極43的電極圖案和用于傳感器的檢測電極44的電極圖案形成為在相互 交叉的同時延伸。現(xiàn)在，參照圖18A和18B，將描述進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。在此所指示的FFS模式的液晶元 件中，梳形圖案的像素電極22布置在形成在像素基底2B上的公共電極43上，其間具有絕 緣層23，覆蓋像素電極22的配向膜26形成。在此配向膜26和相對基底4B側(cè)上的配向膜 46之間，支撐液晶層6。兩個偏振片24和45以正交尼科耳(cross-nichols)的狀態(tài)布置。 兩個配向膜26和46的摩擦方向與兩個偏振片24和45之一的透射方向相對應(yīng)。在此，示 出摩擦方向與光出射側(cè)上的偏振片45的透射軸相對應(yīng)的情況。而且，在限定液晶分子的旋 轉(zhuǎn)方向的范圍內(nèi)，兩個配向膜26和46的摩擦方向和偏振片45的透射軸的方向設(shè)置為大致 與像素電極22的延伸方向(梳的縱向方向)平行。[顯示設(shè)備IB的操作和效果]下面，將描述根據(jù)本實(shí)施例的顯示設(shè)備IB的操作和效果。(基本操作)首先，參照圖18A至圖19B，將簡要描述FFS模式的液晶元件的顯示操作原理。圖 19A和圖19B示出液晶元件的主要部分的放大截面圖。圖18A和圖19A示出當(dāng)未施加電場 時液晶元件的狀態(tài)，而圖18B和圖19B示出當(dāng)施加電場時液晶元件的狀態(tài)。在公共電極43和像素電極22 (圖18A和圖19A)之間未施加電壓的狀態(tài)下，液晶 層6的液晶分子61的軸與光入射側(cè)上偏振片24的透射軸相正交，并與光出射側(cè)上偏振片 45的透射軸相平行。由于此原因，在光入射側(cè)上偏振片24透射的入射光“h”在不導(dǎo)致液 晶層6上的相位差的情況下到達(dá)光出射側(cè)上的偏振片45，在偏振片45中被吸收，從而顯示 黑色。另一方面，在公共電極43和像素電極22(圖18B和圖19B)之間施加電壓的狀態(tài)下， 液晶分子61的排列方向由在像素電極之間生成的側(cè)電場E旋轉(zhuǎn)到相對于像素電極22的延 伸方向傾斜的方向。此時，顯示白色時的電場強(qiáng)度優(yōu)化，使得大約位于液晶層6的厚度方向 中部的液晶分子61旋轉(zhuǎn)大約45度。由此，在透射了光入射側(cè)上的偏振片24之后，在入射 光h透射液晶層6的同時，在液晶層6中造成相位差。由此，入射光h變?yōu)樾D(zhuǎn)了 90度的 直線偏振光，透射光出射側(cè)上的偏振片45，從而顯示白色。下面，將描述顯示設(shè)備IB的顯示控制操作和觸摸檢測操作。這些操作類似于上述 第一實(shí)施例中的那些，將適當(dāng)?shù)厥÷砸恍┟枋?。像素基?B中的顯示驅(qū)動器(圖中未示出)以線順序向公共電極43中的各個電 極圖案供給公共驅(qū)動信號Vcom。顯示驅(qū)動器還經(jīng)由源極線25向像素電極22供給像素信號， 與像素信號的供給同步地，經(jīng)由柵極線126以線順序控制各個像素電極中的TFT的切換。由 此，電場在由公共驅(qū)動信號Vcom和各個像素信號限定的側(cè)方向(與基底平行的方向)針對 各個像素施加至液晶層6，從而液晶狀態(tài)被調(diào)制。以此方式，通過所謂的反相驅(qū)動執(zhí)行顯示。
另一方面，在相對基底4B側(cè)，公共驅(qū)動信號Vcom分時依次施加至公共電極43中 的各個電極圖案。然后，對在公共驅(qū)動信號Vcom施加至的公共電極43中的電極圖案和用于 傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案的交叉部分處形成的一線的電容器元件Cl (Cll至 C16)的每個，執(zhí)行充電/放電。具有取決于電容器元件Cl的容量的幅度的檢測信號Vdet 從用于傳感器的檢測電極44中的各個電極圖案輸出。在用戶的手指未接觸相對基底4B的 表面的狀態(tài)下，此檢測信號Vdet的幅度大致恒定。當(dāng)用戶的手指觸摸相對基底4B的表面 上的任何位置時，手指形成的電容器元件C2加到原來在觸摸位置形成的電容器元件Cl。作 為結(jié)果，該觸摸位置被掃描時檢測信號Vdet的值變得小于其它位置的。檢測電路8(圖6) 比較此檢測信號Vdet和閾值電壓Vth。當(dāng)檢測信號Vdet小于閾值電壓Vth時，檢測電路8 把該位置確定為所觸摸位置。此所觸摸位置基于公共驅(qū)動信號Vcom的施加定時和小于閾 值電壓Vth的檢測信號Vdet的檢測定時來確定。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在上述第一實(shí)施例的情況下，電容類型觸摸傳感器配置 為使得原來在液晶顯示元件中設(shè)置的公共電極43還用作包括驅(qū)動電極和檢測電極的觸摸 傳感器的成對電極之一，用作用于顯示的驅(qū)動信號的公共驅(qū)動信號Vcom還用作用于觸摸 傳感器的驅(qū)動信號。因而，僅僅用于傳感器的檢測電極44可以被提供為新設(shè)置的電極，而 且，不需要新提供用于傳感器的驅(qū)動信號。相應(yīng)地，配置簡化。還在本實(shí)施例中，提供第一實(shí)施例的上述檢測電路8，由此，可以通過與第一實(shí)施 例中類似的操作來實(shí)現(xiàn)類似的效果。換句話說，可以在不使用屏蔽層的情況下改進(jìn)帶有電 容類型觸摸傳感器的顯示設(shè)備中對象檢測的精確度。具體地，在本實(shí)施例中，由于用作觸摸傳感器的驅(qū)動電極的公共電極43安置在像 素基底2側(cè)(TFT基底21上)，從TFT基底21向公共電極43供給公共驅(qū)動信號Vcom極為 容易。同時，可以在像素基底2中集中必要的電路、電極圖案、導(dǎo)線等等，從而實(shí)現(xiàn)電路集 成。因而，不需要提供供給路徑(接觸導(dǎo)電柱7)來將公共驅(qū)動信號Vcom從像素基底2側(cè) 供給至相對基底4側(cè)，而這是第一實(shí)施例中必需的，因而配置進(jìn)一步簡化。順便提及，如上所述，由于用作觸摸傳感器的驅(qū)動電極的公共電極43設(shè)置在像素 基底2B側(cè)，同時，源極線25和柵極線126設(shè)置在像素基底2B上，本實(shí)施例的配置可能特別 易受反相后噪聲的影響。由于此原因，在本實(shí)施例的顯示設(shè)備IB中，通過消除反相后噪聲 的影響，檢測操作的實(shí)施所帶來的優(yōu)勢特別大。順便提及，雖然檢測電路8(圖6)可以形成在相對基底4B上的外圍區(qū)域(非顯示 區(qū)域或框區(qū)域)中，但是，優(yōu)選的是，在像素基底2B上的外圍區(qū)域中形成檢測電路8。當(dāng)檢 測電路8形成在像素基底2B上時，能夠集成原來形成在像素基底2上的檢測電路8和用于 顯示控制等等的各種電路元件。[第二實(shí)施例的變體]在本實(shí)施例中，用于傳感器的檢測電極44設(shè)置在玻璃基底41的(與面向液晶層 6的側(cè)相對的)表面?zhèn)壬稀Ｈ欢?，這可以按如下修改。例如，如在圖20中所示的顯示設(shè)備IC中所描述，用于傳感器的檢測電極44可以 設(shè)置在相對基底4C中色彩濾波器后的液晶層6側(cè)上?；蛘?，如在圖21中所示的顯示設(shè)備ID中所描述，用于傳感器的檢測電極44可以 設(shè)置在相對基底4D中玻璃基底41和色彩濾波器42之間。在側(cè)電場模式中，當(dāng)電極存在于垂直方向中時，電場在垂直方向施加，觀察角度等等可能由于液晶的上升而高度劣化。因 而，如在顯示設(shè)備ID中，當(dāng)用于傳感器的檢測電極44被布置使得諸如色彩濾波器42的電 介質(zhì)插入在液晶層6和用于傳感器的檢測電極44之間時，此問題能夠很大程度緩解。[3.變體(變體1和2)]下面，將描述第一和第二實(shí)施例共同的變體1和2。在這些實(shí)施例的描述中，如圖 5所示，公共電極43和用于傳感器的檢測電極44的每個形成為多個電極圖案，公共電極43 的電極圖案和用于傳感器的檢測電極44的電極圖案形成為在相互交叉的同時延伸。然而， 公共電極43和用于傳感器的檢測電極44的配置不限于此例子。順便提及，在后面的實(shí)施 例中，與第一和第二實(shí)施例的元件相同的元件由與第一和第二實(shí)施例的參考標(biāo)號相同的參 考標(biāo)號標(biāo)示，這些元件的一些描述將適當(dāng)?shù)厥÷浴?變體 1)圖22是示出帶有根據(jù)變體1的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的主要部分(公共電極和 用于傳感器的檢測電極)的配置的立體圖。如圖22所示，公共電極43可以形成為單個固 態(tài)電極，同時，用于傳感器的檢測電極44可以形成為矩陣形式排列的多個個體電極。在此 情況下，可以基于來自構(gòu)成用于傳感器的檢測電極44的個體電極的每個的檢測信號Vdet， 立即標(biāo)識所觸摸位置。(變體 2)圖23是示出帶有根據(jù)變體2的觸摸傳感器的顯示設(shè)備的主要部分(公共電極和 用于傳感器的檢測電極)的配置的立體圖。如圖23所示，公共電極43可以形成為如圖5 所示那樣的多個條形電極圖案，同時，用于傳感器的檢測電極44可以形成為如圖22所示那 樣的矩陣形式排列的多個個體電極。還在此情況下，可以在利用公共驅(qū)動信號Vcom依次掃 描公共電極43的多個電極圖案的同時，執(zhí)行檢測。[4.應(yīng)用例子]現(xiàn)在，參照圖24至圖28G，將描述帶有在上面第一和第二實(shí)施例及變體中描述的 觸摸傳感器的顯示設(shè)備的應(yīng)用例子。根據(jù)上述任意實(shí)施例等等的顯示設(shè)備能夠應(yīng)用于諸如 電視接收機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、膝上型計算機(jī)、諸如便攜式電話的便攜式終端設(shè)備、及視頻攝像 機(jī)的所有領(lǐng)域的電子單元。換句話說，根據(jù)上述任意實(shí)施例等等的顯示設(shè)備能夠應(yīng)用于把 外部輸入或內(nèi)部產(chǎn)生的視頻信號顯示為靜態(tài)或移動圖像的所有領(lǐng)域的電子單元。(應(yīng)用例子1)圖24是應(yīng)用根據(jù)任意上述實(shí)施例等等的顯示設(shè)備的電視接收機(jī)的外部視圖。此 電視接收機(jī)具有例如包括前面板511和過濾玻璃512的視頻顯示屏幕部分510。視頻顯示 屏幕部分510通過使用根據(jù)任意上述實(shí)施例等等的顯示設(shè)備來配置。(應(yīng)用例子2)圖25A和圖25B是應(yīng)用根據(jù)上述任意實(shí)施例之類的顯示設(shè)備的數(shù)字照相機(jī)的外部 視圖。此數(shù)字照相機(jī)包括例如閃光燈部分521、顯示部分522、菜單切換器523、及快門釋放 部分524。顯示部分522通過使用根據(jù)任意上述實(shí)施例之類的顯示設(shè)備來配置。(應(yīng)用例子3)圖26是應(yīng)用根據(jù)上述任意實(shí)施例之類的顯示設(shè)備的膝上型計算機(jī)的外部視圖。 此膝上型計算機(jī)包括例如主部分531、用于輸入字符等等的鍵盤532、及顯示圖像的顯示部分533。顯示部分533通過使用根據(jù)任意上述實(shí)施例之類的顯示設(shè)備來配置。(應(yīng)用例子4)圖27是應(yīng)用根據(jù)上述任意實(shí)施例之類的顯示設(shè)備的視頻照相機(jī)的外部視圖。此 視頻照相機(jī)包括例如主部分541、布置在主單元541的前表面以拍攝物體圖像的鏡頭542 ； 拍攝時使用的開始/停止開關(guān)543 ；及顯示部分544。顯示部分544通過使用根據(jù)任意上述 實(shí)施例之類的顯示設(shè)備來配置。(應(yīng)用例子5)圖28A至28G是應(yīng)用根據(jù)上述任意實(shí)施例之類的顯示設(shè)備的便攜式電話的外部視 圖。此便攜式電話包括例如上殼體710、下殼體720、將上殼體710和下殼體720相互耦接 的耦接部分(鉸接部分)730、顯示器740、副顯示器750、圖片燈760、及照相機(jī)770。顯示器 740或副顯示器750通過使用根據(jù)任意上述實(shí)施例之類的顯示設(shè)備來配置。(其它變體)已經(jīng)參照第一和第二實(shí)施例、變體、及應(yīng)用例子描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限 于這些實(shí)施例等等，而是可以進(jìn)行各種修改。例如，可以構(gòu)想，由實(shí)施例等等中如上所述的圖像寫入而造成的噪聲量可以根據(jù) 顯示設(shè)備(觸摸傳感器)上的位置而變化。因而，為了應(yīng)對噪聲量的位置依賴，優(yōu)選的是， 針對多個區(qū)域中的每個，準(zhǔn)備在實(shí)施例等等描述中在上文提及的運(yùn)算公式或查找表。而且，已經(jīng)通過以FFS模式的液晶元件為側(cè)電場模式使用的例子而描述了第二實(shí) 施例。然而，可以類似地應(yīng)用IPS模式的液晶。而且，在上述實(shí)施例等等中，已經(jīng)描述了將液晶元件用作顯示元件的顯示設(shè)備。然 而，上述實(shí)施例等等可以應(yīng)用于使用諸如有機(jī)電致發(fā)光元件的其它類型顯示元件的顯示設(shè) 備。另外，在上述實(shí)施例等等中，已經(jīng)描述了將觸摸傳感器安裝在顯示設(shè)備內(nèi)部的情 況。然而本發(fā)明也可以應(yīng)用于例如觸摸傳感器是外部類型并安裝在顯示設(shè)備外部的情況。而且，上述實(shí)施例等等中的任何處理序列不僅可以由硬件執(zhí)行，而且可以由軟件 執(zhí)行。當(dāng)處理序列由軟件執(zhí)行時，軟件程序安裝在通用計算機(jī)等等上。這樣的程序可以事 先記錄在內(nèi)置于計算機(jī)的記錄介質(zhì)中。本申請包含與2009年5月18日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009-120222中的公開有關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用包含于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計要 求和其它因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合、及替換。
權(quán)利要求
一種顯示設(shè)備，包括多個顯示像素電極；公共電極，面向顯示像素電極；顯示功能層，具有圖像顯示功能；顯示控制電路，通過向各個顯示像素電極施加像素電壓并向公共電極施加公共驅(qū)動電壓來執(zhí)行圖像顯示控制，所述公共驅(qū)動電壓與圖像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相；觸摸檢測電極，與公共電極配合來形成電容器；以及觸摸檢測電路，基于響應(yīng)于施加至公共電極的公共驅(qū)動電壓的從觸摸檢測電極獲得的檢測信號，執(zhí)行檢測外部附近對象的檢測操作，其中，基于在反相定時之前獲得的第一檢測信號和在反相定時之后獲得的第二檢測信號二者，所述觸摸檢測電路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之后的反相時段中執(zhí)行所述檢測操作。
2.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路通過從第二檢測信號消除反相后噪聲來獲得消除噪聲的檢測信號， 所述反相后噪聲由反相定時前用于圖像顯示的圖像信號寫入操作造成，并影響第二檢測信 號；然后所述觸摸檢測電路利用消除噪聲的檢測信號，在反相定時之后的反相時段中執(zhí)行檢測 操作。
3.按照權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路確定反相前噪聲，所述反相前噪聲在反相定時前由用于圖像顯示的 圖像信號寫入操作造成，并影響第一檢測信號；然后所述觸摸檢測電路基于所確定的反相前噪聲獲得消除噪聲的檢測信號。
4.按照權(quán)利要求3所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路基于反相前噪聲確定反相后噪聲；以及所述觸摸檢測電路通過從第二檢測信號減去所確定的反相后噪聲，來獲得消除噪聲的 檢測信號。
5.按照權(quán)利要求3所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路通過參照將反相前噪聲用作參數(shù)而預(yù)先配置的預(yù)定運(yùn)算公式或查 找表來獲得消除噪聲的檢測信號。
6.按照權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路通過參照將第一和第二檢測信號用作參數(shù)而預(yù)先配置的預(yù)定運(yùn)算 公式或查找表來獲得消除噪聲的檢測信號。
7.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路在反相定時之前緊鄰的定時獲得第一檢測信號。
8.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中所述觸摸檢測電路在反相定時之后的反相時段中，在用于圖像顯示的圖像信號寫入操 作之前的定時，執(zhí)行檢測操作。
9.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，還包括 其中有顯示控制電路的電路基底；以及面向電路基底的相對基底，其中，所述顯示像素電極布置在電路基底上靠近相對基底的一側(cè)上， 所述公共電極布置在相對基底上靠近電路基底的一側(cè)上，以及 所述顯示功能層布置為插入在電路基底上的顯示像素電極和相對基底上的公共電極 之間。
10.按照權(quán)利要求9所述的顯示設(shè)備，其中 所述顯示功能層是液晶層。
11.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，還包括 其中有顯示控制電路的電路基底；以及 面向電路基底的相對基底，其中，所述公共電極和所述顯示像素電極在電路基底上按順序堆疊，其間帶有絕緣層，以及所述顯示功能層布置為插入在電路基底的顯示像素電極和相對基底上之間。
12.按照權(quán)利要求11所述的顯示設(shè)備，其中所述顯示功能層是在側(cè)電場模式下操作的液晶層。
13.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中 所述觸摸檢測電極劃分成多個條形電極圖案。
14.按照權(quán)利要求13所述的顯示設(shè)備，其中所述顯示控制電路以從多個電極圖案選擇的電極圖案的組同時驅(qū)動的方式驅(qū)動多個 電極圖案，組的選擇按順序移位。
15.一種包括帶有觸摸傳感器的顯示設(shè)備的電子單元，所述顯示設(shè)備包括 多個顯示像素電極；公共電極，面向顯示像素電極； 顯示功能層，具有圖像顯示功能；顯示控制電路，通過向各個顯示像素電極施加像素電壓并向公共電極施加公共驅(qū)動電 壓來執(zhí)行圖像顯示控制，所述公共驅(qū)動電壓與圖像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相； 觸摸檢測電極，與公共電極配合來形成電容器；以及觸摸檢測電路，基于響應(yīng)于施加至公共電極的公共驅(qū)動電壓的從觸摸檢測電極獲得的 檢測信號，執(zhí)行檢測外部附近對象的檢測操作，其中，基于在反相定時之前獲得的第一檢測信號和在反相定時之后獲得的第二檢測信 號二者，所述觸摸檢測電路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之后的反相時段中執(zhí)行檢測操作。
全文摘要
具有高檢測精確度的顯示設(shè)備包括顯示像素電極；公共電極；顯示功能層；顯示控制電路，通過向各個顯示像素電極施加像素電壓并向公共電極施加公共驅(qū)動電壓來執(zhí)行圖像顯示控制，所述公共驅(qū)動電壓與圖像顯示控制的驅(qū)動周期同步地反相；觸摸檢測電極，與公共電極配合來形成電容器；以及觸摸檢測電路，基于響應(yīng)于施加至公共電極的公共驅(qū)動電壓的從觸摸檢測電極獲得的檢測信號，檢測外部附近對象?；诜謩e在反相定時之前和之后獲得的第一和第二檢測信號二者，所述觸摸檢測電路在公共驅(qū)動電壓的反相定時之后的反相時段中執(zhí)行所述檢測操作。
文檔編號G02F1/133GK101893955SQ20101017798
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者中西貴之, 寺西康幸, 石崎剛司, 竹內(nèi)剛也, 野口幸治 申請人:索尼公司