本發明涉及檢測裝置以及帶觸摸檢測功能的顯示裝置。
背景技術:
例如日本特開2010-277152號公報公開了一種觸摸檢測裝置,其設有沿著一方向設置而施加電壓的多個驅動電極、以及處于與驅動電極扭轉的位置且形成靜電電容的觸摸檢測電極,觸摸檢測裝置基于靜電電容進行觸摸操作的位置檢測。
【現有技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1:日本特開2010-277152號公報
在觸摸操作的位置之外,需要檢測出伴隨著觸摸操作向觸摸檢測面施加的按壓。然而,獨立設置進行觸摸操作的位置檢測的結構與進行按壓檢測的結構這兩者的情況會招致具備兩者結構的設備的大型化或高成本化。對此,需要在兩者的結構中共享元件。具體來說,考慮將上述觸摸檢測裝置的結構中的、驅動電極用作按壓檢測用的電極。然而,即便使用沿著一方向設置的多個驅動電極,僅在與該一方向正交的其它方向上具有分辨率,因此存在針對該一方向無法獲得按壓檢測所涉及的信息這樣的問題,在進行觸摸操作的位置檢測的結構與進行按壓檢測的結構中無法共享元件。
技術實現要素:
本發明鑒于上述內容,期望在進行觸摸操作的位置檢測的結構與進行按壓檢測的結構中能夠共享元件的檢測裝置以及帶觸摸檢測功能的顯示裝置。
本發明的一方案的檢測裝置包括:觸摸檢測信號輸出部,輸出觸摸檢測信號,所述觸摸檢測信號表示對作為二維的檢測區域發揮功能的觸摸檢測面進行了觸摸操作的位置;以及按壓信號輸出部,輸出與從所述觸摸檢測面施加的所述觸摸操作相伴的按壓的按壓信號,所述觸摸檢測信號輸出部包括:多個第一電極,沿著構成所述二維的兩方向中的一方向;以及第一信號輸出部,與多個所述第一電極連接,輸出第一信號,所述第一信號表示所述第一電極的自電容所示的與進行了所述觸摸操作的所述一方向正交的另一方向的位置,所述第一電極包括在所述檢測區域內分別設于不同位置的多個分割電極,不同的所述第一電極的所述分割電極彼此沿所述另一方向排列,捆扎沿所述另一方向排列的多個所述分割電極而設置的第一檢測區域被設定有多個,所述按壓信號輸出部包括基極,該基極設于夾著規定的間隙與所述分割電極對置的位置,在根據朝向所述觸摸檢測面的按壓而在所述第一電極產生朝向所述規定的間隙側的撓曲的情況下,改變與該第一電極的多個分割電極各自的距離,所述按壓信號是基于通過獨立檢測而獲得的多個所述第一檢測區域的靜電電容的信號,在所述獨立檢測中,針對多個所述第一檢測區域,獨立地進行構成一個所述第一檢測區域的多個所述分割電極與所述基極所產生的靜電電容的檢測。
本發明的一方面的帶觸摸檢測功能的顯示裝置包括檢測裝置以及在所述觸摸檢測面側顯示圖像的顯示部。
附圖說明
圖1是表示本發明的實施方式1的顯示裝置的主要構成例的框圖。
圖2是表示顯示部的主要構成例的框圖。
圖3是示意性表示像素的構成例的電路圖。
圖4是表示帶觸摸檢測功能的顯示面板的概略剖面構造的剖視圖。
圖5是用于說明自電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。
圖6是用于說明自電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。
圖7是表示驅動信號以及觸摸檢測信號的波形的一個例子的圖。
圖8是表示第一電極的配置例的示意圖。
圖9是表示第二電極的配置例的示意圖。
圖10是表示在實施方式1中的觸摸檢測中能夠產生的重影的例子的圖。
圖11是利用影線的差異區別表示實施方式1中的為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。
圖12是示意性表示分割電極的電連接關系的切換所涉及的結構的例子的電路圖。
圖13是表示實施方式1中的掃描線、信號線、第一電極以及第二電極的信號的關系的一個例子的時序圖。
圖14是表示本發明的實施方式2的顯示裝置的主要構成例的框圖。
圖15是用于說明互容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。
圖16是表示圖15所示的手指沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的等價電路的例子的說明圖。
圖17是表示驅動信號以及觸摸檢測信號的波形的一個例子的圖。
圖18是表示第一電極與第二電極的配置例以及第一電極的掃描方向的例子的立體圖。
圖19是表示實施方式2中的分割電極的形狀以及由驅動器驅動的驅動電極塊的例子的圖。
圖20是表示采用了錯位驅動的情況下的驅動電極塊的例子的圖。
圖21是利用影線的差異區別表示實施方式2中的為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。
圖22是表示實施方式2中的掃描線、信號線、第一電極以及第二電極的信號的關系的一個例子的時序圖。
圖23是利用影線的差異區別表示變形例1中的分割電極的形狀以及為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。
圖24是示意性表示帶有錐形或者倒錐形的形狀的分割電極與信號線的關系的一個例子的圖。
圖25是表示實施方式2的其它具體形態的一個例子的說明圖。
圖26是表示本發明的實施方式3的顯示裝置的主要構成例的框圖。
圖27是利用影線的差異區別表示實施方式3中的分割電極的形狀以及為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。
圖28是表示實施方式3中的掃描線、信號線、第一電極以及第二電極的信號的關系的一個例子的時序圖。
圖29是示意性表示第一期間與第二期間的差異的圖。
圖30是示意性表示實施方式3中的分割電極的電連接關系的切換所涉及的結構的例子的電路圖。
圖31是表示具有延伸突出部的分割電極的其它形態例的圖。
圖32是表示在一個分割電極的連接中使用多個信號線的形態例的圖。
具體實施方式
以下,參照附圖來說明本發明的各實施方式。此外,公開僅是一個例子,本領域技術人員能夠容易想到的保持發明的主旨的適當變更當然也包含于本發明的范圍。另外,附圖為了進一步明確說明,有時與實際的樣態相比對于各部分的寬度、厚度、形狀等進行示意性表示,但僅是一個例子,并非限定本發明的解釋。另外,在本說明書與各圖中,對于與在已述的圖中所述的要素相同的要素,有時標注相同的附圖標記而適當省略詳細說明。
(實施方式1)
圖1是表示本發明的實施方式1的顯示裝置100的主要構成例的框圖。顯示裝置100例如具備帶觸摸檢測功能的顯示面板1以及運算部9等。帶觸摸檢測功能的顯示面板1是設有顯示輸出所涉及的結構以及觸摸操作的位置檢測及按壓檢測所涉及的結構的所謂內嵌式(in-celltype)的顯示裝置。帶觸摸檢測功能的顯示面板1例如具備顯示部2、觸摸檢測部3、作為控制部而發揮功能的ddic(displaydriverintegratedcircuit,顯示驅動器集成電路)4、信號輸出部5、以及基極8等。運算部9是基于從帶觸摸檢測功能的顯示面板1輸出的各種信號而進行觸摸操作的位置檢測以及按壓檢測所涉及的運算的電路。此外,圖1等中的“自動”的記載表示后述的自電容方式所涉及的結構。
首先,說明顯示輸出的結構即顯示部2。圖2是表示顯示部2的主要構成例的框圖。圖3是示意性表示像素pix的構成例的電路圖。圖4是表示帶觸摸檢測功能的顯示面板1的概略剖面構造的剖視圖。
顯示部2具有設有像素電極22的第一基板20、以及夾著液晶層lc與第一基板20對置的第二基板30。面對液晶層lc的第一基板20的一面側(圖2中的上側)成為顯示面側,相反側成為背面側。第一基板20例如是在作為電路基板的玻璃基板23的顯示面側層疊有第一電極tx、絕緣像素電極22與第一電極tx的絕緣層24、以及像素電極22的結構。第二基板30例如是在作為電路基板的玻璃基板31的顯示面側設有第二電極rx、在玻璃基板31的背面側設有濾光器32的結構。另外,在實施方式1中,在第一基板20的背面側以及第二基板30的顯示面側設有偏光板25、35。液晶層lc被封入到由在第一基板20與第二基板30的間隙設置的未圖示的隔離物設置的縫隙。此外,作為電路基板的玻璃基板23、31不限于玻璃,也可以是使用了透明樹脂等具有透光性并能夠形成電路的其它材料的結構。
顯示部2具有將像素pix呈矩陣狀(行列狀)配置多個而成的顯示區域部21。具體來說,顯示部2的顯示區域部21具有將副像素vpix配置為m行×n列的矩陣(行列狀)構造。在實施方式1中,副像素vpix的行方向沿著規定方向(x方向)。另外,副像素vpix的列方向沿著與規定方向正交的方向(y方向)。x方向以及y方向例如沿著未施加基于觸摸操作的按壓的狀態下的帶觸摸檢測功能的顯示面板1的面板。此外,有時將與x方向以及y方向正交的方向、即第一基板20與第二基板30的層疊方向記載為z方向。
顯示部2相對于副像素vpix的m行×n列的排列具有以行為單位設置的掃描線121、122、123、…、12m,以列為單位設置的信號線131、132、133、…、13n。以后,有時代表掃描線121、122、123、…、12m而標記為掃描線12,代表信號線131、132、133、…、13n而標記為信號線13。另外,有時將掃描線121、122、123、…、12m的任意的3根掃描線標記為掃描線12m、12m+1、12m+2(其中,m是滿足m≤m-2的自然數),將信號線131、132、133、…、13n的任意的3根信號線標記為信號線13n、13n+1、13n+2(其中,n是滿足n≤n-2的自然數)。
ddic4例如是由cog(chiponglass,芯片直接綁定在玻璃上)安裝在第一基板20的玻璃基板23上的電路。ddic4例如經由撓性印刷電路基板fpc(flexibleprintedcircuits,柔性印刷電路板)等布線基板與信號輸出部5、運算部9等連接。ddic4根據從未圖示的圖像的輸入源即外部設備給予的各種信號而使顯示部2動作。外部設備例如向ddic4輸出主時鐘、水平同步信號、垂直同步信號、顯示圖像信號等。ddic4基于這些信號等而使柵極驅動器14動作。另外,ddic4作為源極驅動器而發揮功能。
柵極驅動器14與垂直同步信號以及水平同步信號同步而在與水平同步信號相應的1水平期間單位內鎖存數字數據。柵極驅動器14將鎖存的1線量的數字數據作為垂直掃描脈沖依次輸出,并向顯示區域部21的掃描線12給予,由此以行單位依次選擇副像素vpix。在源極驅動器中,例如被給予從外部設備供給的圖像信號。源極驅動器經由信號線13相對于通過柵極驅動器14的垂直掃描而選擇出的行的副像素vpix寫入與圖像信號相應的副像素vpix各自的圖像信號。此外,在圖2等中,在掃描線12的一端側圖示有單一的柵極驅動器14,但柵極驅動器14的具體形態不限于此,能夠適當變更。例如,也可以如后述的柵極驅動器14a、14b(參照圖23)那樣設于掃描線12的兩端側。
副像素vpix具有薄膜晶體管(thinfilmtransistor:tft)元件tr。tft元件tr由薄膜晶體管構成,例如由n頻帶的mos(metaloxidesemiconductor,金屬氧化物半導體)型的tft構成。tft元件tr的源極或者漏極的一方與信號線13連接,柵極與掃描線12連接,源極或者漏極的另一方與像素電極22連接,由此對構成液晶層lc的液晶元件的一端給予電影響。該液晶元件受到在tft元件tr的源極或者漏極的另一方(像素電極22)與作為共用電極發揮功能的第一電極tx之間產生的電場的影響而改變朝向。
顯示部2以使柵極驅動器14依次掃描掃描線12的方式驅動,由此依次選擇1水平線。另外,液晶顯示裝置中,相對于屬于1水平線的副像素vpix,源極驅動器經由信號線13而供給像素信號。液晶元件根據圖像信號而取得與在像素電極22與第一電極tx之間產生的電場相應的朝向。由此,每次1水平線進行顯示。
濾光器32具有格子形狀的黑矩陣(blackmatrix:bm)16與開口部17。bm16如圖3所示形成為包圍副像素vpix的外周。bm16由光的吸收率高的材料形成。顯示區域部21在從z方向觀察的情況下,配置在掃描線12和信號線13與濾光器32的bm16重疊的區域。換句話說,掃描線12以及信號線13從顯示面側觀察隱于bm16的后方。開口部17是由bm16的格子形狀形成的開口。開口部17的配置與副像素vpix的配置對應。開口部17例如包括與4色的輸出用副像素對應的顏色區域。具體來說,開口部17例如包括著色為第一顏色、第二顏色、第三顏色的一形態即紅(r)、綠(g)、藍(b)這三色的顏色區域、第四顏色(例如為白(w))的顏色區域。在濾光器32的開口部17,呈周期性排列例如著色為紅(r)、綠(g)、藍(b)這三色的顏色區域。在第四顏色為白(w)的情況下,相對于該白(w)的開口部17不實施基于濾光器32的著色。在第四顏色為其它顏色的情況下,作為第四顏色而采用的顏色被濾光器32著色。在實施方式1中,惹圖3所示,將r、g、b這三色與第四顏色(例如w)的合計四色建立對應而成的副像素vpix作為1組而與像素pix建立對應。此外,濾光器32若著色為不同的顏色,則也可以是其它顏色的組合。另外,在第四顏色為白(w)的情況下,也可以在濾光器32中使用透光性的樹脂而設為白色。
在設于第一基板20的偏光板25的背面側設有背光bl。背光bl例如具有發光二極管(lightemittingdiode:led)等光源、將來自光源的光向顯示區域部21的顯示面側引導的導光板、反射板等。背光bl在ddic4的控制下動作,對顯示區域部21進行照明。
接下來,說明觸摸操作的位置檢測以及按壓檢測所涉及的觸摸檢測部3。觸摸檢測部3具有上述的第一電極tx以及第二電極rx。在實施方式1中,第一電極tx以及第二電極rx作為由自電容方式用于進行觸摸檢測的觸摸檢測電極e1而發揮功能。
參照圖5~圖7來說明自電容方式的觸摸檢測的基本原理。圖5是用于說明自電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指fi沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。圖6是用于說明自電容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指fi與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。圖7是表示驅動信號以及觸摸檢測信號的波形的一個例子的圖。
如圖5所示,在手指fi沒有與觸摸檢測電極e1接觸或者接近的狀態下,向觸摸檢測電極e1施加規定的頻率(例如為數khz~數百khz程度)的交流矩形波sg1。觸摸檢測電極e1具有靜電電容c1,流通與靜電電容c1相應的電流。自動信號輸出部da的電壓檢測器det將與交流矩形波sg1相應的電流的變動轉換為電壓的變動(實線的波形v4(參照圖7))。
接下來,如圖6所示,在手指fi與觸摸檢測電極e1接觸或者接近的狀態下,手指fi與觸摸檢測電極e1之間的靜電電容c2向觸摸檢測電極e1的靜電電容c1施加。因而,當向觸摸檢測電極e1施加交流矩形波sg1時,流通與靜電電容c1以及c2相應的電流。如圖7所示,電壓檢測器det將與交流矩形波sg1相應的電流的變動轉換為電壓的變動(虛線的波形v5)。然后,對得到的波形v4以及波形v5的電壓值分別進行積分,比較這些值,由此能夠辨別手指fi有無向觸摸檢測電極e1接觸或者接近。此外,在圖7中,針對波形v2與波形v3,也可以是求出降低至規定的基準電壓的期間而比較這些期間等方法。
具體來說,如圖5以及圖6所示,觸摸檢測電極e1成為能夠由開關sw1以及開關sw2切斷的結構。在圖7中,在時刻t01的時機下交流矩形波sg1的電壓水平上升與電壓v0相當的電壓水平。此時,開關sw1接通,開關sw2斷開。因此,觸摸檢測電極e1也成為電壓v0的電壓上升。在此,當開關sw1成為斷開時,觸摸檢測電極e1成為浮置狀態,但通過觸摸檢測電極e1的靜電電容c1(參照圖5)、或者向觸摸檢測電極e1的靜電電容c1施加基于手指fi等的接觸或者接近的靜電電容c2而成的容量(c1+c2,參照圖6),觸摸檢測電極e1維持電壓v0。另外,在時刻t11的時機之前使開關sw3接通,并在經過規定的時間后使其斷開,且使電壓檢測器det復位。利用該復位動作使輸出電壓成為與基準電壓vref大致相等的電壓。
接著,當在時刻t11的時機下接通開關sw2時,電壓檢測器det的反轉輸入部成為觸摸檢測電極e1的電壓v0,之后,根據觸摸檢測電極e1的靜電電容c1(或者c1+c2)與電壓檢測器det內的靜電電容c3的時間常量,電壓檢測器det的反轉輸入部降低至基準電壓vref。此時,由于在觸摸檢測電極e1的靜電電容c1(或者c1+c2)中積蓄的電荷向電壓檢測器det內的靜電電容c3移動,因此電壓檢測器det的輸出(r1)上升。電壓檢測器det的輸出(r1)在手指fi等沒有接近觸摸檢測電極e1時,成為實線所示的波形v4,成為r1=c1·v0/c3。在附加有基于手指fi等的影響的容量時,成為虛線所示的波形v5,成為r1=(c1+c2)·v0/c3。之后,在觸摸檢測電極e1的靜電電容c1(或者c1+c2)的電荷向靜電電容c3充分移動之后的時刻t31的時機下使開關sw2斷開,使開關sw1以及開關sw3接通,由此將觸摸檢測電極e1的電位設為與交流矩形波sg1同電位的低水平,并且使電壓檢測器det復位。此外,此時,使開關sw1接通的時機只要是使開關sw2斷開之后時刻t02以前,則可以是任意時機。另外,使電壓檢測器det復位的時機只要是使開關sw2斷開之后時刻t12以前,則可以是任意時機。以規定的頻率(例如數khz~數百khz程度)重復以上的動作。能夠基于波形v4與波形v5的差分的絕對值|δv|,測定外部接近物體的有無(觸摸操作的有無)。此外,如圖7所示,觸摸檢測電極e1的電位在手指fi等沒有接近時成為v2的波形,在附加基于手指fi等的影響的靜電電容c2時成為v3的波形。也能夠通過測定波形v2與波形v3分別下降至規定的電壓vth的時間來測定外部接近物體的有無(觸摸操作的有無)。
圖8是表示第一電極tx的配置例的示意圖。圖9是表示第二電極rx的配置例的示意圖。在圖8等表示第一電極tx的配置例的示意圖中,例示出沿著y方向延伸配置而沿x方向排列的7個第一電極tx(第一電極tx1、tx2、…、tx7),但所述記載并不限定實際的第一電極tx的形態。另外,在圖9等表示第二電極rx的配置例的示意圖中,例示出沿著x方向延伸配置而沿y方向排列的10個第二電極rx,但所述記載并不限定實際的第二電極rx的形態。對于第一電極tx、第二電極rx的數量、配置間隔等具體事項能夠適當變更。
第一電極tx以及第二電極rx與顯示部2的顯示相應地產生與由用戶在第一基板20的顯示面側進行的觸摸操作相應的輸出。在實施方式1中,例如圖8以及圖9所示,利用設置為整體覆蓋顯示區域部21的多個第一電極tx以及第二電極rx,能夠檢測在第一基板20的顯示面側的顯示區域部21內的區域進行的觸摸操作。因此,在實施方式1中,至少包含顯示區域部21內的區域的第一基板20的顯示面作為二維的檢測區域而發揮功能。所述二維的檢測區域是指,例如沿著顯示區域部21的顯示面的x-y區域,但也包含沿著所述x-y區域的x方向以及y方向中的至少一方彎曲的所謂的曲面顯示器的顯示面的區域。
第一電極tx具有在檢測區域內分別設于不同位置的多個分割電極。具體來說,在實施方式1中,構成第一電極tx的多個分割電極沿一方向(y方向)排列。更具體來說,圖8所示的第一電極tx具有設置為將第一電極tx的y方向的延伸配置長度分成三份的3個分割電極。在圖8中,在供沿著第一電極tx的延伸配置方向即y方向排列的3個分割電極一個個配置的三個區域中標注附圖標記(a)、(b)、(c)。即,區域(a)、(b)、(c)是指使用第一電極tx的觸摸檢測所涉及的檢測區域的分割區域。所述三個分割電極的具體形態例如是針對y方向將具有顯示區域部21的寬度以上的延伸配置長度的第一電極tx進行三等分而成的形態,但這僅是一個例子,并不限于此。構成第一電極tx的多個分割電極的具體形態能夠適當變更。
多個第一電極tx的分割電極彼此沿其它方向(x方向)排列。具體來說,例如圖8所示,配置于區域(a)的7個第一電極tx(第一電極tx1、tx2、…、tx7)的分割電極彼此沿x方向排列。同樣,配置于區域(b)的7個第一電極tx(第一電極tx1、tx2、…、tx7)的分割電極彼此以及配置于區域(c)的7個第一電極tx(第一電極tx1、tx2、…、tx7)的分割電極彼此沿x方向排列。
第一電極tx應用于在檢測區域中進行觸摸操作的位置中的其它方向(x方向)的位置檢測。例如,在圖8中,在進行自電容方式下的觸摸操作位置檢測時向分別作為一個電極來處理的一個或者兩個電極標注相同的影線。即,在圖8所示的例子中,第一電極tx1、tx2、tx5、tx6、tx7作為一個個獨立的觸摸檢測電極e1而發揮功能。另外,在圖8所示的例子中,兩個第一電極tx3、tx4作為一個觸摸檢測電極e1而發揮功能。這樣,沿x方向排列的多個第一電極tx作為在觸摸操作的位置檢測時具有x方向的分辨率的觸摸檢測電極e1而發揮功能。
第二電極rx應用于在檢測區域中進行了觸摸操作的位置中的、y方向的位置檢測。具體來說,例如圖9所示的多個第二電極rx作為分別獨立的觸摸檢測電極e1而發揮功能。這樣,沿y方向排列的多個第二電極rx作為在觸摸操作的位置檢測時具有y方向的分辨率的觸摸檢測電極e1而發揮功能。
信號輸出部5是作為第一電極輸出部6以及第二電極輸出部71而發揮功能的電路。第一電極輸出部6以及第二電極輸出部71分別具有多個上述的自動信號輸出部da。第一電極輸出部6具有的自動信號輸出部da與如參照圖8進行說明的那樣作為觸摸檢測電極e1而發揮功能的第一電極tx連接,由此作為輸出觸摸檢測信號r11的第一信號輸出部61而發揮功能。另外,第二電極輸出部71具有的自動信號輸出部da與如參照圖9進行說明的那樣作為觸摸檢測電極e1而發揮功能的第二電極rx連接,由此輸出觸摸檢測信號r12。此外,觸摸檢測信號r11、r12例如是上述的觸摸檢測信號r1,應用于由運算部9的觸摸運算部91進行的觸摸檢測位置的計算。這樣,帶觸摸檢測功能的顯示面板1作為輸出表示相對于作為二維的檢測區域來發揮功能的觸摸檢測面進行觸摸操作的位置的觸摸檢測信號的觸摸檢測信號輸出部而發揮功能。另外,信號輸出部5作為與多個第一電極tx連接而輸出表示進行了第一電極tx的自電容所示的觸摸操作的另一方向(x方向)上的位置的第一信號r11的第一信號輸出部61而發揮功能。另外,信號輸出部5作為與多個第二電極rx連接而輸出表示進行了第二電極rx的自電容所示的觸摸操作的一方向(y方向)上的位置的第二信號r12的第二信號輸出部(例如為第二電極輸出部71)而發揮功能。
信號輸出部5也可以具有在來自第一電極tx以及第二電極rx的輸出的放大中使用的放大器、以及用于除去來自第一電極tx以及第二電極rx的輸出可能包含的噪聲成分的濾波電路等。另外,信號輸出部5也可以具有將第一信號r11、第二信號r12等各種輸出進行數字信號化的a/d轉換器。a/d轉換器可以是運算部9具有的結構,也可以是設置在信號輸出部5與運算部9的信號傳送路線上的獨立的結構。
運算部9是例如具有asic(applicationspecificintegratedcircuit,專用集成電路)、fpga(field-programmablegatearray,現場可編程門陣列)等并進行預定的功能所涉及的各種運算的電路。實施方式1的運算部9作為觸摸運算部91、按壓計算部92以及觸摸修正部93而發揮功能。觸摸運算部91基于信號輸出部5輸出的觸摸檢測信號(例如為第一信號r11以及第二信號r12)來計算進行了觸摸操作的二維的位置。具體來說,觸摸運算部91保持將第一電極tx以及第二電極rx的配置作為坐標進行管理的信息,將產生了與觸摸操作相應的輸出的第一電極tx與第二電極rx交叉的位置作為表示進行了觸摸操作的二維的位置的坐標進行計算。
按壓計算部92計算與觸摸操作相伴的按壓的程度以及被施加按壓的二維的位置。觸摸修正部93基于被施加按壓的二維的位置,修正進行了觸摸操作的二維的位置。按壓計算部92以及觸摸修正部93的詳情見后述。
圖10是表示在實施方式1中的觸摸檢測中可能產生的重影的例子的圖。對于例如圖10所示的觸摸操作位置p1、p2那樣,進行了在檢測區域內同時操作多個位置的行為(多觸摸)的情況進行說明。在這種情況下,與觸摸操作位置p1、p2分別對應的第一電極tx產生與觸摸操作相應的輸出。另外,與觸摸操作位置p1、p2分別對應的第二電極rx產生與觸摸操作相應的輸出。其結果是,由第一電極tx的輸出與第二電極rx的輸出的組合求出的觸摸操作位置、即產生了與觸摸操作相應的輸出的第一電極tx與第二電極rx交叉的位置成為觸摸操作位置p1、p2以及重影產生位置g1、g2。在重影產生位置g1、g2實際不進行觸摸操作,但在僅采用自電容方式的觸摸操作的位置檢測中進行了多觸摸的情況下,難以識別在這樣的重影產生位置g1、g2與觸摸操作位置p1、p2中的哪一處進行了觸摸操作。對此,在實施方式1中,基于與觸摸操作相伴的按壓的檢測結果,區別觸摸操作位置p1、p2與重影產生位置g1、g2。
在與觸摸操作相伴的按壓的檢測中使用第一電極tx以及基極8。如圖4所示,基極8是例如以在背光bl的背面側表示規定的電位的狀態(例如為浮置狀態)設置的面狀的電極。基極8設置為在來自顯示面側的俯視下覆蓋檢測區域。在實施方式1中,在不進行觸摸操作的情況下,第一電極tx與基極8成為大致平行的關系。在這種情況下,第一電極tx與基極8的距離in成為預定的距離。
第一電極tx與基極8產生與距離相應的靜電電容。即,在不進行觸摸操作的情況下,第一電極tx的輸出成為包括在距離in為預定的距離的情況下產生的靜電電容所帶來的影響的輸出。在伴隨著觸摸操作利用手指fi等從顯示面側向帶觸摸檢測功能的顯示面板1施加按壓的情況下,以被施加按壓的觸摸操作位置為中心使第二基板30以及第一基板20向背面側撓曲。在第一電極tx與基極8之間設有允許設有第一電極tx的結構(例如第一基板20)向基極8側撓曲的規定的間隙gp,具有與規定的間隙gp的z方向的寬度相應的距離in的變動的余地。規定的間隙gp是例如圖4所示在偏光板25與背光bl之間設置的空氣間隙,但規定的間隙gp只要設置在按壓檢測所使用的一對電極(在本實施方式中為第一電極tx與基極8)之間,則其具體結構不限于此,能夠適當變更。例如,作為規定的間隙gp,也可以設置能夠彈性復原的樹脂層。在這種情況下,該樹脂層優選為透明等透光性優異。利用所述撓曲,以被施加按壓的觸摸操作位置為中心而使第一電極tx與基極8的距離in短于預定的距離,使在第一電極tx與基極8之間產生的靜電電容變化。因此,在伴隨著觸摸操作而施加按壓的情況下,第一電極tx的輸出成為包括根據施加的按壓而變化的靜電電容所帶來的影響的輸出。撓曲的程度與按壓的程度相應。另外,當按壓消除時,設有第一電極tx的結構的撓曲因所述結構具有的彈性而消除。這樣,基極8設置在夾著規定的間隙gp與分割電極對置的位置,與分割電極形成靜電電容,在根據按壓使第一電極tx產生了朝向規定的間隙gp側的撓曲的情況下,與構成該第一電極tx的多個分割電極各自的距離變化。利用所述結構,在實施方式1中,能夠基于第一電極tx的輸出而檢測按壓。
更具體來說,與第一電極tx和基極8的距離in的變化相應的靜電電容的變化作為第一電極tx作為自電容方式的觸摸檢測電極e1來發揮功能的情況下的輸出的變化來體現。因此,例如當將沒有因朝向顯示面的接近或者極其微弱的接觸所進行的觸摸操作施加按壓的情況下的輸出設為基準時,被施加按壓的情況下的輸出成為與基準不同的輸出。運算部9的按壓計算部92例如通過保持表示所述基準的輸出的信息,基于該基準與作為自電容方式的觸摸檢測電極e1來發揮功能的第一電極tx的輸出之差,能夠計算伴隨著觸摸操作從顯示面向帶觸摸檢測功能的顯示面板1施加的按壓。另外,當例如以不具有觸摸操作的情況下的輸出為基準時,按壓計算部92也能夠基于輸出相對于該基準的變化而與按壓檢測一并進行觸摸操作的位置檢測。按壓計算部92利用所述結構與按壓檢測一并計算進行了觸摸操作的二維的位置。這樣,運算部9具有基于由獨立檢測獲得的多個第一檢測區域的靜電電容的大小來計算按壓的程度以及被施加按壓的二維的位置的按壓計算部92。
圖11是根據影線的差異來區別表示實施方式1中的為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。在帶觸摸檢測功能的顯示面板1上設有按壓的檢測所涉及的、捆扎沿另一方向(x方向)排列的多個分割電極而設置的多個第一檢測區域。多個第一檢測區域是獨立進行按壓檢測的區域。具體來說,例如圖11所示,將配置有第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極中的配置于區域(a)的3個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極中的配置于區域(b)的3個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極中的配置于區域(c)的3個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(a)的4個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(b)的4個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(c)的4個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。這樣,在實施方式1中,設定有6個第一檢測區域。此外,參照圖11說明的第一檢測區域的設定僅是一個例子,不限于此。能夠適當變更是否采用使沿另一方向(x方向)排列的多個分割電極如何組合的設定。
在進行圖10所示的觸摸操作位置p1、p2處的多觸摸的情況下,如圖11所示,在配置有第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(a)的4個分割電極的第一檢測區域中未檢測到觸摸操作以及按壓,或者僅極微弱地檢測出。另外,在配置有第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極中的配置于區域(c)的3個分割電極的第一檢測區域中未檢測到觸摸操作以及按壓,或者僅極微弱地檢測出。假如在重影產生位置g1、g2進行觸摸操作,則應該在這些第一檢測區域中至少產生表示進行觸摸操作的輸出而檢測觸摸操作。因此,在實施方式1中,利用使用了第一電極tx以及第二電極rx的自電容方式的觸摸操作的位置檢測、以及圖11所示那樣的第一檢測區域中的兼具自電容方式的觸摸操作的位置檢測的按壓檢測,即便在進行多觸摸的情況下,也能夠更準確地進行觸摸檢測。
實施方式1的觸摸修正部93基于通過按壓計算部92基于與參照圖11進行說明的按壓檢測相伴的觸摸操作的位置檢測而計算出的觸摸操作的位置,能夠進行由觸摸運算部91計算出的觸摸操作位置p1、p2與重影產生位置g1、g2的區別的處理。具體來說,觸摸修正部93例如通過排除由觸摸運算部91計算出的觸摸操作的位置中的、不適合由按壓計算部92計算出的觸摸操作的位置的觸摸操作的位置,從而修正由觸摸運算部91計算出的觸摸操作的位置。
如上述那樣,在實施方式1中,在使用第一電極tx的位置檢測以及按壓檢測中采用的方式是自電容方式。第一電極輸出部6具有的自動信號輸出部da在按壓檢測中也被使用。即,第一電極輸出部6的按壓信號輸出部62是例如在按壓檢測時使用的第一電極輸出部6的自動信號輸出部da。在圖1中,作為按壓信號輸出部62而發揮功能,將作為表示按壓的信號而發揮功能的自動信號輸出部da的輸出(觸摸檢測信號r1)設為按壓信號r13。這樣,帶觸摸檢測功能的顯示面板1作為輸出與從觸摸檢測面施加的觸摸操作相伴的按壓的按壓信號(例如為按壓信號r13)的按壓信號輸出部62而發揮功能。另外,如參照圖11進行說明的那樣,按壓信號r13是基于多個第一檢測區域的靜電電容的信號,多個所述第一檢測區域的靜電電容通過針對多個第一檢測區域獨立地進行構成一個第一檢測區域的多個分割電極與基極8所形成的靜電電容的檢測的獨立檢測而獲得。按壓信號r13例如應用于運算部9的按壓計算部92所進行的按壓的計算。
參照圖11進行說明的第一檢測區域各自中的多個分割電極在作為共用電位的一個電極而電集成的狀態下發揮功能。此時,第一電極tx能夠成為在分割電極單位下電獨立的狀態。另一方面,參照圖8進行說明的另一方向(x方向)的觸摸操作位置的檢測所涉及的、構成一個第一電極tx的多個分割電極各自沒有電獨立,在作為共用電位的一個電極(一個第一電極tx)而電集成的狀態下發揮功能。這樣,構成第一電極tx的多個分割電極各自采用設置為在x方向的觸摸位置檢測時與按壓檢測時能夠切換與其它分割電極的電連接關系的結構。以下,有時在x方向的觸摸位置檢測時等,在作為第一電極tx發揮功能時將沿y方向連續的多個分割電極彼此電連接的狀態記載為“第一狀態”。另外,有時將在一個第一檢測區域中設置的多個分割電極彼此電連接的狀態記載為“第二狀態”。
圖12是示意性表示分割電極的電連接關系的切換所涉及的結構的例子的電路圖。此外,圖8以及圖11中的分割電極的影線與圖12中的自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7的影線具有對應關系。即,施加相同的影線的分割電極與自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7連接。
多個分割電極經由能夠切換第一狀態與第二狀態的切換電路gs1與第一電極輸出部6連接。切換電路gs1例如具有連接線l、開關部se1、se2、se3、第一狀態連接線lx1、lx2、lx34、lx5、lx6、lx7、以及第二狀態連接線lp1、lp2、lp3、lp5、lp6、lp7。
連接線l的一端側與多個分割電極獨立地連接,朝向第一電極輸出部6側的另一端側分支成兩部分。開關部se1、se2獨立設置于連接線l的另一端側的兩條分支線各自,并具有切換分支線的電連接與非連接的開關。
第一狀態連接線lx1、lx2、lx34、lx5、lx6、lx7連接設有開關部se1的多個分支線的另一端彼此。具體來說,第一狀態連接線lx1連接與構成第一電極tx1的區域(a)、(b)、(c)的三個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。同樣,第一狀態連接線lx2、lx5、lx6、lx7分別連接與構成第一電極tx2、tx5、tx6、tx7的區域(a)、(b)、(c)的三個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。此外,第一狀態連接線lx34連接與構成第一電極tx3的區域(a)、(b)、(c)的三個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此以及與構成第一電極tx4的區域(a)、(b)、(c)的三個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此的、與合計六個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。
第二狀態連接線lp1、lp2、lp3、lp5、lp6、lp7連接設有開關部se2的多個分支線的另一端彼此。具體來說,第二狀態連接線lp1連接與設于區域(a)的第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp2連接與設于區域(b)的第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp3連接與設于區域(c)的第一電極tx1、tx2、tx3的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp5連接與設于區域(a)的第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp6連接與設于區域(b)的第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp7連接與設于區域(c)的第一電極tx4、tx5、tx6、tx7的分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此。
開關部se3具有使第一電極輸出部6具有的自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7與第一狀態連接線lx1、lx2、lx34、lx5、lx6、lx7或者第二狀態連接線lp1、lp2、lp3、lp5、lp6、lp7中的任一方連接的開關。在開關部se3與第一狀態連接線lx1、lx2、lx34、lx5、lx6、lx7連接時,開關部se1成為連接狀態,開關部se2成為非連接狀態。在開關部se3與第二狀態連接線lp1、lp2、lp3、lp5、lp6、lp7連接時,開關部se1成為非連接狀態,開關部se2成為連接狀態。這樣,通過多個分割電極利用開關部se3與自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7連接的系統而使電連接關系成立。
例如,在開關部se1處于連接狀態的情況下,構成第一電極tx1、tx2、tx5、tx6、tx7的區域(a)、(b)、(c)的三個分割電極彼此分別電連接,并且分別構成第一電極tx3、tx4的區域(a)、(b)、(c)的合計六個分割電極彼此電連接。即,在開關部se1處于連接狀態的情況下,實施方式1中的第一狀態(參照圖8)成立。另一方面,在開關部se2處于連接狀態的情況下,分別設于第一檢測區域的多個分割電極彼此電連接,實施方式1中的第二狀態(參照圖11)成立。
自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7是為了獨立識別第一電極輸出部6具有的多個自動信號輸出部da而使附圖標記帶有下標進行說明的,各自作為自動信號輸出部da而發揮功能。即,自動信號輸出部da1、da2、da3、da5、da6、da7在與第一狀態連接線lx1、lx2、lx34、lx5、lx6、lx7連接的情況下作為第一信號輸出部61發揮功能,在與第二狀態連接線lp1、lp2、lp3、lp5、lp6、lp7連接的情況下作為按壓信號輸出部62發揮功能。
在實施方式1中,信號輸出部5具有的自動信號輸出部da的數量與為了按壓檢測而設定的第一檢測區域的數量(6)相符。因此,在x方向的觸摸位置檢測中使用比自動信號輸出部da的數量(6)多(例如為7個)的第一電極tx時,利用第一狀態連接線lx34來連接與構成第一電極tx3的區域(a)、(b)、(c)的3個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此以及與構成第一電極tx4的區域(a)、(b)、(c)的3個分割電極連接的連接線l的分支線的另一端彼此的、連接有合計6個分割電極的連接線l的分支線的另一端彼此。這樣,通過考慮第一狀態連接線lx等切換電路gs1的布線,即便在第一電極tx的數量與第一檢測區域的數量存在差分的情況下,也能夠在觸摸位置檢測與按壓檢測中共用信號輸出部5的結構。
在實施方式1中,ddic4控制觸摸檢測部3的各結構的動作。具體來說,ddic4例如基于主時鐘、水平同步信號、垂直同步信號等使信號輸出部5動作,以便與顯示部2所進行的線單位的顯示輸出交替地進行與第一電極tx或者第二電極rx的至少一方所示的靜電電容的變化相應的信號的輸出。
圖13是表示實施方式1中的掃描線12、信號線13、第一電極tx以及第二電極rx的信號的關系的一個例子的時序圖。此外,圖13等時序圖中的“gate”以及“sig”分別表示掃描線12以及信號線13的信號。在實施方式1中,例如圖13所示,交替設置進行顯示輸出的顯示期間(步驟s1、s3、s5)與進行x方向的觸摸位置檢測、y方向的觸摸位置檢測或者按壓檢測中的任一者的檢測期間(步驟s2、s4、s6)。例如,在步驟s1的期間,相對于與輸入有垂直掃描脈沖的掃描線12連接的副像素vpix經由信號線13輸出圖像信號。在步驟s3、s5的期間省略了掃描線12的垂直掃描脈沖的圖示,但實際上進行與步驟s1的期間相同的信號輸出。
在步驟s2的期間,進行使用了第一電極tx的x方向的觸摸位置檢測(參照圖8)。具體來說,在開關部se1側的系統中連接有多個分割電極彼此的狀態下,作為第一信號輸出部61發揮功能的第一電極輸出部6輸出第一信號r11。在步驟s4的期間,進行使用了第二電極rx的y方向的觸摸位置檢測(參照圖9)。具體來說,與第二電極rx連接的第二電極輸出部71輸出第二信號r12。在步驟s6的期間,進行基于多個第一檢測區域的設定的按壓檢測(參照圖11)。具體來說,在開關部se2側的系統中連接有多個分割電極彼此的狀態下,作為按壓信號輸出部62發揮功能的第一電極輸出部6輸出按壓信號r13。此外,步驟s2、s4、s6的期間中的掃描線12以及信號線13處于浮置狀態。另外,步驟s2、s6的期間中的第二電極rx處于例如被給予交流電流而電位持續變化的有源屏蔽狀態。另外,步驟s4的期間中的第一電極tx處于例如被給予交流電流而電位持續變化的有源屏蔽狀態。
在圖13中,省略了步驟s7以下的期間的圖示,但實際上,在步驟s7以下的期間,步驟s1~s6的期間以相同的順序重復。步驟s2、s4、s6的順序不同。另外,步驟s1、s3、s5、…與步驟s2、s4、s6、…的時機的前后關系也可以替換。
以上,根據實施方式1,第一電極tx具有在檢測區域內各自不同的位置設置的多個分割電極,設定多個捆扎沿x方向排列的多個分割電極而設置的第一檢測區域,獲得基于多個第一檢測區域的靜電電容的按壓信號(例如為按壓信號r13),多個第一檢測區域的靜電電容通過針對多個第一檢測區域獨立地進行構成一個第一檢測區域的多個分割電極與基極8所產生的靜電電容的檢測的獨立檢測來獲得。因此,能夠在與第一電極tx的延伸配置方向無關的每個第一檢測區域中檢測按壓。因此,能夠在進行觸摸操作所涉及的位置檢測的結構與進行按壓檢測的結構中能夠共用元件。
另外,具有沿著x方向的多個第二電極rx、以及與多個第二電極rx連接而輸出表示進行第二電極rx的自電容所示的觸摸操作的一方向的位置的第二信號r12的第二信號輸出部(例如為第二電極輸出部71),因此利用第一電極tx與第二電極rx獲得以更高精度表示二維的位置的信號。
另外,由于基于被施加按壓的二維的位置而修正進行觸摸操作的二維的位置,因此能夠抑制重影的產生,能夠以更高精度進行觸摸檢測。
另外,構成第一電極tx的多個分割電極沿一方向(y方向)排列,因此能夠以簡易結構使多個第一檢測區域產生一方向的分辨率。
(實施方式2)
接下來,說明與實施方式1不同的本發明的實施方式即實施方式2。關于實施方式2的說明,有時針對與實施方式1相同的結構而標注相同的附圖標記并省略說明。
圖14是表示本發明的實施方式2的顯示裝置100a的主要構成例的框圖。實施方式2的顯示裝置100a替代實施方式1的顯示裝置100中的信號輸出部5而具備信號輸出部5a。另外,實施方式2的顯示裝置100a替代實施方式1的顯示裝置100中的運算部9而具備運算部9a。此外,圖14等中的“共同”的記載表示后述的互容方式的結構。
信號輸出部5a是在與信號輸出部5相同的功能之外作為互容信號輸出部72發揮功能的電路。互容信號輸出部72輸出基于來自以互容方式動作的第二電極rx的輸出的觸摸檢測信號r2。
參照圖15~圖17說明互容方式的觸摸檢測的基本原理。圖15是用于說明互容方式的觸摸檢測的基本原理的、表示手指fi沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的說明圖。圖16是表示圖15所示的手指fi沒有與觸摸檢測電極接觸或者接近的狀態的等價電路的例子的說明圖。圖17是表示驅動信號以及觸摸檢測信號的波形的一個例子的圖。此外,在以下的說明中,說明了手指fi接觸或者接近的情況,但不限于手指fi,也可以是包含導體的記錄筆等裝置。
例如,如圖15所示,電容元件c具備夾著電介質d相互對置配置的一對電極、驅動電極e2以及觸摸檢測電極e3。如圖16所示,電容元件c的一端與交流信號源(驅動信號源)s結合,另一端與共同信號輸出部db的電壓檢測器det結合。
當從交流信號源s向驅動電極e2(電容元件c的一端)施加規定的頻率(例如數khz~數百khz程度)的交流矩形波sg2時,經由與觸摸檢測電極e3(電容元件c的另一端)側連接的電壓檢測器det,顯現圖17所示那樣的輸出波形(觸摸檢測信號r2)。此外,該交流矩形波sg2例如是驅動器15(參照圖19)輸出的驅動信號。
在手指fi沒有與觸摸檢測電極接觸(或者接近)的狀態(非接觸狀態)下,如圖15以及圖16所示,伴隨著相對于電容元件c的充電放電,流通與電容元件c的容量值相應的輸出(電流i)。如圖17所示,電壓檢測器det將與交流矩形波sg2相應的電流i的變動轉換為電壓的變動(實線的波形va)。
另一方面,在手指fi與觸摸檢測電極接觸(或者接近)的狀態(接觸狀態)下,由手指fi形成的靜電電容與觸摸檢測電極e3相接或者處于附近,由此處于驅動電極e2以及觸摸檢測電極e3之間的邊緣量的靜電電容被遮蔽,電容元件c作為比非接觸狀態的容量值小的容量值的電容元件發揮作用。然后,根據電容元件c的變化而變動的電流i流動。如圖17所示,電壓檢測器det將與交流矩形波sg2相應的電流i的變動轉換為電壓的變動(虛線的波形vb)。在這種情況下,波形vb與上述的波形va相比而振幅變小。由此,波形va與波形vb的電壓差分的絕對值|δv|根據手指fi等從外部接近的物體的影響而變化。此外,電壓檢測器det為了高精度地檢測波形va與波形vb的電壓差分的絕對值|δv|,更優選利用電路內的開關,與交流矩形波sg2的頻率相適地進行設有對電容器的充電放電進行復位的期間reset的動作。
圖18是表示第一電極tx與第二電極rx的配置例以及第一電極tx的掃描方向的例子的立體圖。在實施方式2中,第一電極tx除了與實施方式1同樣地作為在基于顯示部2的顯示中使用的電極以及觸摸檢測部3的自電容方式的觸摸檢測電極e1而發揮功能之外,也作為用于以互容方式進行觸摸檢測的驅動電極e2發揮功能。另外,第二電極rx除了與實施方式1同樣地作為觸摸檢測部3的自電容方式的觸摸檢測電極e1而發揮功能之外,也作為用于以互容方式進行觸摸檢測的觸摸檢測電極e3發揮功能。
在第一基板20中沿著y方向延伸配置而沿x方向排列的第一電極tx與在第二基板30中沿著x方向延伸配置而沿y方向排列的第二電極rx以扭轉的位置關系交叉而成的電極圖案在其交叉部分產生靜電電容。在觸摸檢測部3中,基于與驅動器15相對于第一電極tx施加交流矩形波sg2相應的第二電極rx的輸出,具有共同信號輸出部db的互容信號輸出部72輸出觸摸檢測信號r2。
如圖18所示相互交叉的電極圖案在檢測區域內呈矩陣狀構成靜電電容式觸摸傳感器。因此,通過在作為觸摸檢測部3的觸摸檢測面發揮功能的顯示面側的顯示區域部21整體范圍內掃描,能夠進行產生了外部接近物體的接觸或者接近的位置的檢測。具體來說,例如,在以互容方式進行觸摸檢測動作時,驅動器15以時間分割地依次線掃描的方式驅動一個第一電極tx或者捆扎多個第一電極tx而成的驅動電極塊。由此,沿著圖18所示的箭頭表示的掃描方向進行觸摸檢測。這樣,實施方式2的帶觸摸檢測功能的顯示面板1具有互容信號輸出部72,該互容信號輸出部72與多個第二電極rx連接,基于根據相對于第一電極tx的電壓的施加而使第一電極tx與第二電極rx產生的互容,輸出表示進行了觸摸操作的二維的位置的互容信號。
圖19是表示實施方式2中的分割電極的形狀以及由驅動器15驅動的驅動電極塊的例子的圖。在圖19中,向作為一個驅動電極塊進行處理的一個或者兩個電極標注相同的影線。即,在圖19所示的例子中,將兩個第一電極tx1、tx2的組合、兩個第一電極tx3、tx4的組合及兩個第一電極tx5、tx6的組合、以及一個第一電極tx7作為獨立的一個驅動電極塊而發揮功能。
圖20是表示采用錯位驅動的情況下的驅動電極塊的例子的圖。驅動電極塊的具體形態不限于圖19所示的例子,是任意的,例如也可以應用圖20所示那樣的錯位驅動等結構,使構成在第一時機驅動的驅動電極塊組的第一電極tx與構成在第二時機驅動的驅動電極塊組的第一電極tx一部分重復。
圖21是利用影線的差異來區別表示實施方式2中的為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。在實施方式2中,例如圖21所示,將配置有第一電極tx1、tx2、tx3、tx4的分割電極中的配置于區域(a)側的4個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx1、tx2、tx3,tx4的分割電極中的配置于區域(b)側的4個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(a)側的3個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。另外,將配置有第一電極tx5、tx6、tx7的分割電極中的配置于區域(b)側的3個分割電極的區域設定為一個第一檢測區域。這樣,在實施方式2中,設定有4個第一檢測區域。在實施方式2中,也能夠利用與實施方式1中的分割電極的電連接關系的切換(參照圖12)相同的結構,切換驅動電極塊單位(參照圖19)的電連接與第一檢測區域單位(參照圖21)的電連接。
在實施方式2中構成第一電極tx的多個分割電極針對另一方向(x方向)具有兩個分割電極所處的重復區域。具體來說,實施方式1中的三個分割電極的形狀呈矩形狀,與之相對,實施方式2中的兩個分割電極的形狀例如圖19以及圖21所示呈l字狀。以使所述l字狀的兩個分割電極相互嚙合的方式將l字狀的兩個分割電極的一方配置為相對于另一方成為相反。換句話說,兩個分割電極的一方的分割電極的l字的朝向相對于另一方的分割電極的l字的朝向在x-y平面上反轉180度。由此,與實施方式1同樣地構成長邊方向沿著y方向的矩形狀的第一電極tx。所述兩個分割電極彼此嚙合的區域(a+b)成為在x方向上兩個分割電極所處的重復區域。
在實施方式2中,例如圖21所示的觸摸操作位置p3、p4那樣,考慮進行相對于在x方向上大致相同的位置配置有不同的分割電極的多個區域(例如為區域(a)與區域(b))的多觸摸的情況。在這種情況下,在實施方式2中的按壓信號輸出部62的輸出(按壓信號r14)中,有時難以區別在y方向上位于觸摸操作位置p3、p4的中間的重復區域(例如為區域(a+b))的觸摸操作位置g3、與觸摸操作位置p3、p4。這是因為,無論是相對于觸摸操作位置p3、p4的多觸摸還是相對于觸摸操作位置g3的單觸摸,均在區域(a)與區域(b)這兩者檢測到按壓。然而,在實施方式2的情況下,由于在觸摸操作的位置檢測中采用互容方式,因此抑制了自電容方式那樣的結構下的重影的產生。因此,在實施方式2中,通過基于從互容信號輸出部72輸出的觸摸檢測信號r2來求出觸摸操作的位置,能夠同時求出被施加按壓的觸摸操作的位置。
在實施方式2中,除了互容方式下的觸摸操作的位置檢測之外,也可以進行與實施方式1相同的基于自電容方式的觸摸操作的位置檢測。在互容方式中,在向觸摸檢測面附著水滴等、在與觸摸操作的位置不同的位置以誤認為觸摸操作的水平對靜電電容給予影響的量的水分存在于檢測區域的情況下,有可能將本來未進行觸摸操作的位置檢測為觸摸操作的位置。在自電容方式中,所述水分的影響受到抑制,因此通過采用互容方式與自電容方式這兩者能夠以更高精度進行觸摸檢測。
具體來說,在實施方式2中,通過與例如圖20所示的驅動電極塊相同的組合捆扎第一電極tx,以自電容方式進行x方向的觸摸位置檢測。在實施方式2中,利用基于互容方式的二維方向(xy方向)的觸摸位置檢測來求出觸摸操作的位置,因此自電容方式下的觸摸位置檢測只要是能夠排除上述的水分的影響的程度的分辨率即可。因此,實施方式2中的自電容方式下的觸摸位置檢測的分辨率也可以是比實施方式1低的分辨率,容易減少信號輸出部5a具有的自動信號輸出部da的數量。通過自動信號輸出部da的數量的減少,能夠縮小信號輸出部5a的電路規模。
實施方式2的運算部9a是替代實施方式1的運算部9中的觸摸運算部91而作為觸摸運算部91a發揮功能的電路。觸摸運算部91基于自電容方式的輸出(第一信號r11、第二信號r12)計算觸摸操作的位置,與之相對,觸摸運算部91a基于互容方式的輸出(觸摸檢測信號r2)而計算觸摸操作的位置。具體來說,觸摸運算部91a例如以在檢測區域內呈矩陣狀構成靜電電容式觸摸傳感器的第一電極tx以及第二電極rx的電極圖案為前提,基于第一電極tx的驅動時機與第二電極rx的輸出的關系,進行確定檢測出觸摸操作的靜電電容式觸摸傳感器的位置的計算。
另外,運算部9a替代運算部9中的觸摸修正部93而作為觸摸修正部93a發揮功能。觸摸修正部93基于按壓計算部92的計算結果而修正觸摸操作的位置,與之相對,觸摸修正部93a相對于觸摸運算部91a輸出的互容方式下的觸摸操作的位置檢測結果,進行用于抑制上述說明的水分的影響的修正。具體來說,觸摸修正部93a保持觸摸運算部91a的輸出表示的觸摸檢測位置中的、在例如基于第一信號r11、第二信號r12由與實施方式1相同的方法確定的觸摸檢測位置中也同樣包含的觸摸檢測位置,排除不包含的觸摸檢測位置。這樣,實施方式2的運算部9a作為基于互容信號而計算進行了觸摸操作的二維的位置的觸摸運算部91a、以及基于第一信號r11而修正由觸摸運算部91a計算出的二維的位置的觸摸修正部93a來發揮功能。
圖22是表示實施方式2中的掃描線12、信號線13、第一電極tx以及第二電極rx的信號的關系的一個例子的時序圖。在實施方式2中,例如圖22所示,與實施方式1同樣地交替設有進行顯示輸出的顯示期間(步驟s11、s13、s15、s17、s19)與檢測期間(步驟s12、s14、s16、s18、s20)。實施方式2中的檢測期間是指,進行互容方式下的二維方向(xy方向)的觸摸位置檢測、自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測、自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測或者按壓檢測中的任一者的期間。實施方式2中的顯示期間與實施方式1中的顯示期間相同。另外,實施方式2中的自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測、自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測以及按壓檢測的期間(步驟s16、s18、s20)與實施方式1中的這些期間相同。在圖22中,省略了步驟s21以下的期間的圖示,但實際上,在步驟s21以下的期間,步驟s11~s20的期間以相同的順序重復。步驟s12、s14、s16、s18、s20的順序不同。另外,步驟s11、s13、s15、…與步驟s12、s14、s16、…的時機的前后關系也可以替換。
靜電電容方式下的觸摸位置檢測期間例如包含觸摸檢測(步驟s12)與噪聲檢測(步驟s14)這兩個期間。在步驟s12的期間,互容信號輸出部72獲得與驅動電極塊的掃描相應的來自第二電極rx的輸出。在步驟s14的期間,互容信號輸出部72獲得未掃描的驅動電極塊與第二電極rx的靜電電容表示的輸出來作為噪聲成分。互容信號輸出部72從由步驟s12獲得的輸出排除由步驟s14獲得的噪聲成分而輸出觸摸檢測信號r2。此外,步驟s12、s14的期間的信號線13處于浮置狀態。另外,步驟s12、s14的期間中的掃描線12處于與顯示期間相同的連接狀態。
以上,根據實施方式2,基于互容而獲得進行了觸摸操作的二維的位置,因此獲得以更高精度表示進行了觸摸操作的位置的信息。特別是,在參照圖22的說明中,組合互容方式下的觸摸檢測、自電容方式下的觸摸檢測以及按壓檢測。由此,能夠實現使用了互容方式下的觸摸檢測的更可靠的重影的消除、使用了自電容方式下的觸摸檢測的水分的影響的抑制、基于按壓檢測的按壓的位置以及按壓的程度的檢測,能夠以更高精度來實現觸摸操作的位置以及按壓的檢測。即,根據實施方式2,能夠以比自電容方式下的觸摸檢測與按壓檢測的組合、互容方式下的觸摸檢測與按壓檢測的組合更高的精度進行觸摸操作的位置以及按壓的檢測。
另外,由于利用由自電容方式求出的位置來修正由互容方式求出的二維的位置,因此能夠抑制互容方式中的水分的影響,能夠以更高精度進行觸摸檢測。
另外,由于針對另一方向(x方向)具有兩個分割電極所處的重復區域,因此能夠利用更少的分割電極進一步提高一方向(y方向)的分辨率。
(實施方式2的變形例)
接下來,說明實施方式2的變形例。對于變形例的說明,有時針對與實施方式2相同的結構而標注相同的附圖標記并省略說明。
圖23是利用影線的差異區別表示變形例1中的分割電極的形狀以及為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。在變形例1中,構成第一電極tx的多個分割電極分別是向一方向(y方向)帶有錐形或者倒錐形的形狀。具體來說,例如圖23所示,變形例1的第一電極tx具有被描繪第一電極tx的形狀即矩形的兩個對角線中的一方的分割線分割成兩部分的分割電極tj、tk。變形例1中的分割電極tj、tk除了形狀不同而采用與實施方式2的分割電極相同的結構。在將驅動器15側作為一端側觀察的情況下,分割電極tk具有朝向另一端側變細的錐形,分割電極tj具有朝向另一端側變粗的倒錐形。
圖24是示意性表示帶有錐形或者倒錐形的形狀的分割電極與信號線13的關系的一個例子的圖。在變形例1中,設有切換信號線13與ddic4之間的連接和非連接而在非連接時將信號線13設為浮置狀態的開關部sh。另外,在變形例1中,設有經由信號線13開閉將分割電極tj與分割電極tk電連接的連接路線的開關部si。在變形例1中,開關部sh、si在進行互容方式下的二維方向(xy方向)的觸摸位置檢測(步驟s12、s14)及自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測(步驟s16)以及自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測(步驟s18)的期間成為連接狀態。由此,能夠經由信號線13使分割電極tj與分割電極tk短路而將分割電極tj、tk以及信號線13連續的電結構用作一個電極,使觸摸操作的位置檢測精度提高。另一方面,開關部sh在按壓檢測(步驟s20)的期間至少將開關部sh設為非連接狀態。由此,能夠將信號線13設為浮置狀態而抑制經由信號線13的噪聲的傳遞。
圖25是表示實施方式2的其它具體樣態的一個例子的說明圖。參照圖23以及圖24而針對實施方式2的變形例進行說明,但在實施方式2中也與實施方式1同樣地能夠適當變更構成第一電極tx的多個分割電極的具體形態。例如,如圖25所示,也可以將實施方式2中的多個分割電極設為實施方式1中的多個分割電極(參照圖8等)。在圖25中示出,在實施方式2中的“共同期間(xy)”,即在靜電電容方式下的觸摸位置檢測期間(步驟s12、s14)中使用作為驅動電極e2發揮功能的第一電極tx以及作為觸摸檢測電極e3發揮功能的第二電極rx這兩者。在圖25中,作為驅動電極e2發揮功能的第一電極tx采用了錯位驅動(參照圖20),但具體的驅動方式能夠適當變更。另外,在圖25中,在自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測(步驟s16)中分別向作為一個電極處理的一個或者兩個第一電極tx標注相同的影線(參照圖8)。另外,在圖25中,示出在自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測(步驟s18)中使用的第二電極rx(參照圖9)。另外,在圖25中,利用影線來區別在按壓檢測的期間(步驟s20)中分別作為一個第一檢測區域而發揮功能的分割電極的組(參照圖11)。在圖25所示的例子中,作為分割電極的電連接關系的切換的結構而能夠采用與實施方式1相同的結構(參照圖12)。這樣,對于實施方式2的特征中的與實施方式1共用的特征,也可以與實施方式1同樣地構成。相反,也可以將參照圖19、圖21以及圖23說明的實施方式2及其變形例中的特征應用于實施方式1。另外,不限于圖25所示的例子,實施方式1那樣的沿y方向排列的多個分割電極的一部分或者全部可以具有參照圖19來說明那樣的重復區域、也可以是參照圖23來說明那樣的帶有錐形或者倒錐形的形狀。
(實施方式3)
接下來,說明與實施方式1、2不同的本發明的實施方式即實施方式3。關于實施方式3的說明,有時對于與實施方式1、2相同的結構而標注相同的附圖標記并省略說明。
圖26是表示本發明的實施方式3的顯示裝置100b的主要構成例的框圖。實施方式3的顯示裝置100b替代實施方式2的顯示裝置100a中的信號輸出部5a而具備信號輸出部5b。另外,實施方式3的顯示裝置100b替代實施方式2的運算部9a而具備運算部9b。實施方式3中的觸摸操作的位置檢測的結構例如是以自電容方式修正基于互容方式的二維方向(xy方向)的位置檢測的結構,與實施方式2相同。
圖27是利用影線的差異來區別表示實施方式3中的分割電極的形狀以及為了按壓檢測而設定的多個第一檢測區域的圖。在實施方式3中,例如圖27所示,各個第一電極tx由4個分割電極構成。所述4個分割電極的具體形態如下所述:在例如設定為將針對y方向具有顯示區域部21的寬度以上的延伸配置長度的第一電極tx四等分而成的區域(e)、(f)、(g)、(h)各自設置對應的分割電極的面積的全部或者大部分(參照圖30等)。在圖27所示的例子中,區域(e)、(f),(g)、(h)分別被設定為第一檢測區域,但這僅是一個例子,不限于此,能夠適當變更。
信號輸出部5b除了使信號輸出部5a中的按壓信號輸出部62作為按壓信號輸出部62a發揮功能這點之外,與信號輸出部5a相同。按壓信號輸出部62a的輸出(按壓信號r15)除了與實施方式1、2的按壓信號輸出部62相同的輸出之外,還包括使用了與第一檢測區域獨立設定的第二檢測區域的輸出。第二檢測區域例如是分別設有第一電極tx1、tx2、…、tx7的區域。即,實施方式3中的第二檢測區域例如是配置有多個第一電極tx中的一個的區域。第二檢測區域也可以是配置有多個第一電極tx中的一個以上的區域。例如,也可以將利用與圖19所例示的驅動電極塊相同的組合配置兩個第一電極tx的區域設為第二檢測區域。
圖28是表示實施方式3中的掃描線12、信號線13、第一電極tx以及第二電極rx的信號的關系的一個例子的時序圖。在實施方式3中,例如圖28所示,與實施方式1、2同樣地交替設有進行顯示輸出的顯示期間(步驟s31、s33、s35、s37、s39、s41)與檢測期間(步驟s32、s34、s36、s38、s40、s42)。實施方式3中的檢測期間是指,進行互容方式下的二維方向(xy方向)的觸摸位置檢測、自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測、自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測或x方向的按壓檢測或者y方向的按壓檢測中的任一者的期間。實施方式3中的顯示期間與實施方式1、2中的顯示期間相同。另外,實施方式3中的互容方式下的二維方向(xy方向)的觸摸位置檢測、自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測以及自電容方式下的y方向的觸摸位置檢測的期間(步驟s32、s34、s36、s38)與實施方式2中的這些期間相同。但是,步驟s36中的自電容方式下的x方向的觸摸位置檢測按照第二檢測區域單位進行。在圖28中,省略了步驟s43以下的期間的圖示,但實際上,在步驟s43以下的期間,步驟s31~s42的期間以相同的順序重復。步驟s32、s34、s36、s38、s40、s42的順序不同。另外,步驟s31、s33、s35、…與步驟s32、s34、s36、…的時機的前后關系也可以替換。
步驟s40中的x方向的按壓檢測按照第二檢測區域單位進行。此外,步驟s40的期間中的掃描線12、信號線13處于浮置狀態。另外,步驟s40的期間中的第二電極rx處于規定的電位(固定電位)。在此,步驟s36的期間作為第一期間發揮功能。另外,步驟s40的期間作為第二期間發揮功能。
圖29是示意性表示第一期間與第二期間的差異的圖。在步驟s36那樣的第一期間中,處于第二電極rx的電位變化的有源屏蔽狀態。由此,在第一電極tx與外部的容量(例如手指fi等)之間產生的電場不會朝向第二電極rx。這樣的在第一期間由作為自電容方式的觸摸檢測電極e1發揮功能的第一電極tx獲得的輸出信號的成分成為合成成分pl1。合成成分pl1是基于第一電極tx與手指fi等之間的電場的成分up1(上成分)、以及與第一電極tx和基極8之間的距離in相應的靜電電容cp帶來的成分ud1(下成分)合成而成的成分。因此,合成成分pl1通過以下的式(1)來求出。
pl1=up1+ud1…(1)
另一方面,在步驟s40那樣的第二期間,第二電極rx的電位為固定電位。由此,在第一電極tx與外部的容量(例如手指fi等)之間產生的電場的一部分朝向第二電極rx。這樣的在第二期間由作為自電容方式的觸摸檢測電極e1發揮功能的第一電極tx獲得的輸出信號的成分成為合成成分pl2。合成成分pl2是基于第一電極tx與手指fi等之間的電場的成分up2(上成分)、與第一電極tx和基極8之間的距離in相應的靜電電容cp帶來的成分ud2(下成分)、以及通過使第二電極rx為固定電位而添加的成分(z)合成而成的成分。
合成成分pl1、pl2中的表示按壓的成分是成分ud1、ud2。在第一期間與第二期間中觸摸操作位置以及按壓相同的情況下,成分ud1與成分ud2相等。另外,在這種情況下,使用與第二電極rx的狀態相應的固定值(α)表示通過使第二電極rx為固定電位來向成分up2給予的影響時,能夠設為up2=up1/α。考慮這些時,合成成分pl2由以下的式(2)求出。
pl2=up2+ud2+z
=(up1/α)+ud1+z…(2)
α能夠基于第二電極rx的固定電位的設定而求出。另外,通過使第二電極rx為固定電位而添加的成分(z)能夠通過預先測定未進行觸摸操作的情況下的該成分來求出。因此,基于上述的式(1)、(2),解開以下的式(3)、(4)的聯立方程式,由此能夠求出成分ud1。即,基于在第一期間獲得的輸出信號與在第二期間獲得的輸出信號,能夠檢測按壓。運算部9b的按壓計算部92a是基于使用式(1)~(4)說明的結構而計算按壓的電路。
ud1=pl1-up1…(3)
ud1=pl2-(up1/α)-z…(4)
這樣,實施方式3中的按壓信號包括通過在多個第二檢測區域中的每個第二檢測區域針對第二電極rx的電位變化的有源屏蔽狀態的第一期間以及第二電極rx為固定電位的第二期間獨立地進行構成一個第二檢測區域的第一電極tx與基極8所產生的靜電電容的檢測,從而獲得的多個第二檢測區域的靜電電容表示的信息。此外,步驟s36的期間的輸出是第一信號輸出部61的輸出(第一信號r11)。這樣,在實施方式3中,第一信號r11被運算部9b的按壓計算部92a利用。按壓計算部92a作為基于在第一期間獲得的多個第二檢測區域的靜電電容與在第二期間獲得的多個第二檢測區域的靜電電容的差分而計算按壓的程度以及施加按壓的另一方向(x方向)的位置的第二按壓運算部94來發揮功能。實施方式3中的第一信號r11與實施方式2同樣地也被運算部9b的觸摸修正部93a利用。
圖28的步驟s42中的y方向的按壓檢測與實施方式1中的按壓檢測、即按照第一檢測區域單位進行的按壓檢測相同。通過同時采用基于所述按壓檢測的按壓的檢測結果、以及基于上述的第一期間的輸出信號與第二期間的輸出信號的按壓的檢測結果,能夠以更高精度檢測按壓。此外,步驟s42的期間中的掃描線12、信號線13處于浮置狀態。另外,步驟s42的期間中的第二電極rx處于規定的電位(固定電位)。
在實施方式3中,也可以將步驟s42的使用了第一檢測區域的按壓檢測作為第二期間進行處理。在這種情況下,也可以設定作為使用第一檢測區域的第一期間而發揮功能的新的期間。具體來說,通過將在第二電極rx的電位變化的有源屏蔽狀態下進行使用了第一檢測區域的自電容方式下的觸摸檢測的期間設定為新的期間,能夠基于所述新的期間的輸出信號與步驟s42的期間的輸出信號,利用與上述的求出成分ud1的結構相同的結構進行按壓檢測。在這種情況下,在實施方式3中信號輸出部5b輸出的按壓信號包括,第二電極rx的電位變化的有源屏蔽狀態下的第一期間中的由獨立檢測獲得的多個第一檢測區域的靜電電容表示的信息、以及第二電極rx為固定電位的第二期間中的由獨立檢測獲得的多個第一檢測區域的靜電電容表示的信息。另外,按壓計算部92a作為基于在第一期間獲得的多個第一檢測區域的靜電電容與在第二期間獲得的多個第一檢測區域的靜電電容的差分而計算按壓的程度以及施加按壓的一方向(y方向)的位置的第一按壓運算部95而發揮功能。新的期間也可以通過置換步驟s38的期間來設定。
圖30是示意性表示實施方式3中的分割電極的電連接關系的切換的結構的例子的電路圖。此外,圖27中的分割電極的影線與圖30中的自動信號輸出部da11、da12、da13、da14的影線具有對應關系。即,施加有相同影線的分割電極與自動信號輸出部da11、da12、da13、da14連接。
一部分的分割電極也可以具有兼作布線的延伸突出部。具體來說,例如圖30所示,配置于區域(f)的分割電極具有向區域(e)側延伸突出的延伸突出部。另外,配置于區域(g)的分割電極具有向區域(h)側延伸突出的延伸突出部。配置于區域(e)、(h)的分割電極呈矩形狀,配置為與從在各自的區域內鄰接的區域延伸突出的延伸突出部成為非接觸。
另外,也可以在連接分割電極與驅動器15(或者第一電極輸出部6a)的布線的一部分使用信號線13。具體來說,例如圖30所示,作為連接區域(e)、(f)的分割電極與切換電路gs2的布線,也可以使用信號線13。更具體來說,信號線13經由開關部sh2與區域(e)或者(f)的分割電極進行連接。另外,信號線13經由開關部sh1與切換電路gs2進行連接。通過將開關部sh1、sh2設為連接狀態,能夠連接區域(e)、(f)的分割電極與切換電路gs2。通過將開關部sh1、sh2設為非連接狀態,能夠將區域(e)、(f)的分割電極與切換電路gs2設為非連接,并且將信號線13設為浮置狀態。
在分割電極與驅動器15以及第一電極輸出部6a的連接路線上設有切換電路gs2以及切換電路gs3。切換電路gs2例如具有連接線l、開關部se4、se5、se6、第一狀態連接線lx11、lx12、lx13、lx14、…以及第二狀態連接線lp11、lp12、lp13、lp14。切換電路gs3例如具有開關部se7、se8。
連接線l的一端側與區域(g)或者區域(h)的分割電極獨立地連接,朝向第一電極輸出部6a側的另一端側分支成兩部分。此外,與經由信號線13同切換電路gs2連接的分割電極連接的開關部sh1的開關的另一端側也同樣地分支成兩部分。開關部se4、se5具有獨立地設于所述另一端側的兩個分支線各自而切換分支線的電連接與非連接的開關。
第一狀態連接線lx11、lx12、lx13、lx14連接設有開關部se4的多個分支線的另一端彼此。具體來說,第一狀態連接線lx11連接與構成第一電極tx1的區域(e)、(f)、(g)、(h)的4個分割電極連接的分支線的另一端彼此。同樣,第一狀態連接線lx12、lx13、lx14、…分別連接與構成第一電極tx2、tx3、tx、…的區域(e)、(f)、(g),(h)的4個分割電極連接的分支線的另一端彼此。
第二狀態連接線lp11、lp12、lp13、lp14連接設有開關部se5的多個分支線的另一端彼此。具體來說,第二狀態連接線lp11連接與設于區域(g)的第一電極tx1、tx2、…、tx7的分割電極連接的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp12連接與設于區域(h)的第一電極tx1、tx2、…、tx7的分割電極連接的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp13連接與設于區域(e)的第一電極tx1、tx2、…、tx7的分割電極連接的分支線的另一端彼此。另外,第二狀態連接線lp14連接與設于區域(f)的第一電極tx1、tx2、…、tx7的分割電極連接的分支線的另一端彼此。
開關部se6連接與切換電路gs3的連接線和第一狀態連接線lx11、lx12、lx13、lx14、…或者第二狀態連接線lp11、lp12、lp13、lp14中的任一方。在開關部se6與第一狀態連接線lx11、lx12、lx13、lx14、…連接時,開關部se4成為連接狀態,開關部se5成為非連接狀態。在開關部se6與第二狀態連接線lp11、lp12、lp13、lp14連接時,開關部se4成為非連接狀態,開關部se5成為連接狀態。這樣,通過多個分割電極利用開關部se6與自動信號輸出部da11、da12、da13、da14、…連接的系統而使電連接關系成立。
切換電路gs3連接與切換電路gs2的連接線、以及驅動器15或者第一電極輸出部6a具有的自動信號輸出部da11、da12、da13、da14、…的任一方。具體來說,一端側與切換電路gs2連接的連接線的另一端側分支成兩部分。開關部se7具有切換分支成兩部分的連接線的另一端側的一方與驅動器15之間的連接和非連接的開關。開關部se8具有切換分支成兩部分的連接線的另一端側的另一方與第一電極輸出部6a具有的自動信號輸出部da11、da12、da13、da14…之間的連接和非連接的開關。自動信號輸出部da11、da12、da13、da14、…為了獨立地識別第一電極輸出部6a具有的多個自動信號輸出部da而對附圖標記標注下標進行說明。通過使開關部se7處于連接狀態、開關部se8處于非連接狀態,能夠連接分割電極與驅動器15。另外,通過使開關部se7處于非連接狀態、開關部se8處于連接狀態,能夠連接分割電極與自動信號輸出部da11、da12、da13、da14、…。利用切換電路gs3那樣的結構,能夠兼具互容方式中的第一電極tx的驅動與自電容方式中的使用第一電極tx的觸摸檢測。在實施方式2中,也能夠采用同樣的結構。
圖31是表示具有延伸突出部的分割電極的其它的形態例的圖。在圖31中,對沿x方向排列的兩個第一電極tx標注附圖標記txa、txb。另外,對在區域(e)、(f)、(g)、(h)分別配置的第一電極txa、txb的分割電極分別標注附圖標記ea、fa、ga、ha、eb、fb、gb、hb。區域(e)、(f)、(g)、(h)的4個分割電極也可以設為不經由信號線13就能夠連接。具體來說,例如圖31所示,區域(e)的分割電極ea、eb也可以具有向區域(f)、(g)、(h)延伸突出的延伸突出部。另外,區域(f)的分割電極fa、fb也可以具有向區域(g)、(h)延伸突出的延伸突出部。另外,區域(g)的分割電極ga、gb也可以具有向區域(h)延伸突出的延伸突出部。這樣,也可以將在相對于驅動器15、第一電極輸出部6a位于相對遠方的區域配置的分割電極經由延伸突出部進行連接。
分割電極例如具有使用了氧化銦錫(ito:indiumtinoxide)的膜狀的透明電極base、以及在透明電極base上呈網格狀設置的金屬布線line。分割電極利用透明電極base來獲得透光性,并且利用金屬布線line而與僅具有透明電極base的情況相比而獲得更高的導電性。第一電極tx的層是層疊透明電極base以及金屬布線line而成的層。通過利用切斷部cut切斷該層而形成有多個分割電極。這樣,在第一電極tx的層中設有多個分割電極。另外,在第一電極tx的層中,也可以形成用于使切斷部cut不顯眼的孔眼m。
圖32是表示在一個分割電極的連接中使用多個信號線13的形態例的圖。在圖32所示的例子中,對沿x方向排列的兩個第一電極tx標注附圖標記txc、txd。另外,對與分別配置于區域(i)、(j)、(k)、(l)、(m)的第一電極txc、txd的分割電極能夠成立電連接關系的連接線分別標注附圖標記ic、jc、kc、lc、mc、id、jd、kd、ld、md。在圖32所示的例子中,例如在設定為將第一電極tx五等分的區域(i)、(j)、(k)、(l)、(m)各自中,以使分割電極的面積的大部分位于上述區域的方式配置分割電極。另外,區域(l)的分割電極具有向區域(m)延伸突出的延伸突出部。另外,區域(j)的分割電極具有向區域(i)延伸突出的延伸突出部。另外,區域(k)的分割電極具有向區域(l)、(m)延伸突出的延伸突出部。
在圖32中,在從設有連接線ic、jc、kc、lc、mc、id、jd、kd、ld、md的第一電極tx的一端側(圖32的下方)觀察位于相對遠方的區域(i)、(j)配置的分割電極經由多個信號線13使與連接線ic、jc、id、jd的電連接關系成立。具體來說,連接線ic、id朝向第一電極tx的另一端側分支成三部分,經由開關部sh1的3個開關、3個信號線13以及開關部sh2的3個開關在另一端側收束為一個而與區域(i)的分割電極進行連接。另外,連接線jc、jd朝向另一端側分支成四部分,經由開關部sh1的4個開關、4個信號線13以及開關部sh2的4個開關在另一端側收束為一個而與區域(j)的分割電極連接。這樣,通過根據連接線與分割電極之間的布線長度而增加連接使用的信號線13的數量,能夠進一步提高連接分割電極與其它結構的系統中的導電率,能夠以可以識別更微弱的信號的狀態進行傳送。以圖27、圖30~圖32的形態為例而說明了實施方式3的分割電極,但這些形態僅是一個例子,不限于此,能夠適當變更。另外,在各實施方式例示的分割電極的形態也能夠在其它實施方式中采用。
以上,根據實施方式3,通過設有第一期間與第二期間,能夠以更高精度抽出表示按壓的程度的成分(例如為成分ud1、ud2)。
此外,在上述中例示出顯示部與觸摸檢測部一體化的所謂內嵌式的顯示裝置,但也可以是顯示部與觸摸檢測部分別獨立的所謂外裝式。該情況下,觸摸檢測部具有與第一電極tx、第二電極rx對應的結構。另外,顯示部能夠省略。另外,在由上述說明的實施方式以及變形例中,作為顯示部而例示出應用液晶顯示裝置的情況,但作為其它的適用例,舉出有機el顯示裝置、其它的自發光型顯示裝置、或者具有電泳元件等的電子紙張型顯示裝置等所有的平板型的顯示裝置。另外,能夠沒有特別限定地適用于中小型至大型。
第一電極tx以及第二電極rx不限于呈條紋狀分割成多個的矩形狀。例如第一電極tx以及第二電極rx的至少一方也可以是梳齒形狀。將第一電極tx以及第二電極rx的至少一方分割成多個的切斷部(例如為切斷部cut)的形狀可以呈直線狀,也可以呈曲線狀。第一電極tx以及第二電極rx例如以ito為材料,但具體的結構以及樣態能夠適當變更。第一電極tx以及第二電極rx也可以是金屬制的導電材料。在這種情況下,觸摸檢測電極e3例如被設為使用鋁(al)、銅(cu)、銀(ag)、鉬(mo)或者它們的合金中的至少一種金屬材料的結構。第一電極tx以及第二電極rx也可以是使用一種以上的這些金屬材料而將其層疊多層而成的層疊體。在第一電極tx以及第二電極rx使用金屬制的導電材料的情況下,可以設為實施了篩網加工的所謂金屬網(metalmesh)的結構,更優選利用黑色材料進行鍍金加工等的不可視化處理。另外,也可以省略第二電極rx。
另外,針對由在實施方式以及變形例中描述的樣態帶來的其它作用效果由本說明書記載明顯可知的內容、或者本領域技術人員能夠適當想到的內容,當然解釋為由本發明帶來的內容。
符號說明
1、帶觸摸檢測功能的顯示面板;2、顯示部;3、觸摸檢測部;4、ddic;5、5a、5b、信號輸出部;6、6a、第一電極輸出部;8、基極;9、9a、9b、運算部;12、掃描線;13、信號線;14、14a、14b、柵極驅動器;15、驅動器;20、第一基板;25、35、偏光板;61、第一信號輸出部;62、62a、按壓信號輸出部;71、第二電極輸出部;72、互容信號輸出部;91、91a、觸摸計算部;92、92a、按壓計算部;93、93a、觸摸修正部;100、100a、100b、顯示裝置;bl、背光;cp、靜電電容;da、自動信號輸出部;db、共同信號輸出部;fpc、撓性印刷電路基板;in、距離;lc、液晶層;p1、p2、p3、p4、觸摸操作位置;g1、g2、重影產生位置;gs1、gs2、gs3、切換電路;pix、像素;r1、r2、觸摸檢測信號;r11、第一信號;r12、第二信號;r13、r14、r15、按壓信號;rx、第二電極;sh、sh1、sh2、開關部;tj、tk、分割電極;tx、第一電極。