專利名稱：觸摸傳感器、帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能檢測顯示面上用筆和手指等接觸的位置的觸摸傳感器、帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法。
背景技術：
觸摸傳感器是對實施手指和筆等的接觸的部位進行位置檢測用的輸入裝置。作為位置檢測的方式，已知靜電容耦合方式、電阻膜方式、紅外線方式、超聲波方式和電磁感應/耦合方式。其中，電阻膜方式或靜電容耦合方式受到廣泛采用。
下面說明電阻膜方式的觸摸傳感器。如圖22所示，模擬電阻膜方式的觸摸傳感器具有隔開空氣層13對置的2片透明電阻膜12和14、設置在透明電阻膜12的空氣層13的相反側的PET膜11、分別設置在透明電阻膜14的空氣層13的相反側的玻璃膜15。2片透明電阻膜12和14中的透明電阻膜12在Y軸方向設置一對隔開的導電部16，另一透明電阻膜14在X方向設置一對隔開的導電部17。也可在透明電阻膜12設置導電部17，在透明電阻膜14設置導電部16。
此電阻膜方式的觸摸傳感器在手指等接觸操作面時，透明電阻膜12和透明電阻膜14都在該接觸點(按壓點)上接觸，從而導通。利用這點，求接觸點的坐標。
在透明電阻膜12和透明電阻膜14中的任一方(例如透明電阻膜12)對應的一對導電部(導電部16)之間施加電壓。這時，電阻膜12與電阻膜14相互接觸，電阻膜12和電阻膜14就導通，使電阻膜14流通電流。如果檢測出透明電阻膜14的電壓，則根據(jù)該電壓，能檢測出接觸點的Y坐標。
下面說明具體的例子。例如，對透明電阻膜12的導電部16中的一方施加0V，另一導電部施加5V，在透明電阻膜12上建立電位梯度。透明電阻膜14不預先施加電壓。這時，例如接觸透明電阻膜14的中心，則在透明電阻膜14上檢測出5V的1/2的2.5V。接觸施加5V的導電部附近的點時，檢測出接近5V的電壓。接觸施加0V(施加電壓0)的導電部附近的點，則在透明電阻膜4上檢測出接近0V的電壓。從這樣在透明電阻膜14上檢測出的電壓可檢測出接觸點的Y坐標。
與Y坐標的檢測相同，檢測接觸點的X坐標時，在透明電阻膜14的一對導電部17之間建立電位差，透明電阻膜12不預先施加電壓，由透明電阻膜12檢測出接觸點的電壓。通過交替進行實施X坐標的檢測和Y坐標的檢測，檢測出XY坐標，從而進行按壓點的位置檢測。
此模擬電阻膜方式的觸摸傳感器為了在按壓點使2片透明電阻膜12、14導通，在2片透明電阻膜12、14之間配置空氣層13。存在空氣層13，則由于透明電阻膜12、14與空氣層13的折射率不同，在透明電阻膜12、14與空氣層13的界面引起反射。因此，裝有模擬電阻膜方式的觸摸傳感器的圖像顯示裝置存在顯示暗的問題。日本實開平5-4256號公報揭示上述模擬電阻膜方式的觸摸傳感器。
與此相反，模擬靜電容方式的觸摸傳感器典型的結構做成采用1片位置檢測用透明導電膜。例如，如日本特表昭56-500230號公報所揭示，模擬靜電容方式的觸摸傳感器從位置檢測用透明導電膜四角的電極施加同相、同電位的交流電，從而在整個位置檢測用透明導電膜施加大致均勻的電場。
給位置檢測用透明導電膜的某一位置提供接觸點，則位置檢測用導電膜的四角流通電流。通過分別測量該四角的電流，能檢測出接觸點的X坐標和Y坐標。
對電阻膜方式的觸摸傳感器和靜電容方式的觸摸傳感器進行比較，則由于如上文所述，電阻膜方式的觸摸傳感器需要空氣層，不需要空氣層的靜電容方式的觸摸傳感器比電阻膜方式的觸摸傳感器透射率高。而且，靜電容方式的觸摸傳感器與電阻膜方式的觸摸傳感器相比，具有抗沖擊性和防塵作用好、抗污染、壽命長的優(yōu)點。
然而，即使靜電容方式的觸摸傳感器，為了與顯示屏綜合為一體地使用，也要求觸摸傳感器能進一步抑制顯示屏光透射率的減小。此外，還要求將觸摸傳感器綜合為一體的顯示屏進一步小型化和減輕重量。
又，日本特表昭56-500230號公報揭示的模擬靜電容方式的觸摸傳感器為了高精度檢測出接觸點，需要在位置檢測用透明導電膜18的端部配置圖23那樣的復雜分段圖案19。導電圖案復雜，則存在不能減小位置檢測的非有效范圍加大的問題，因而要求具有結構較簡單的電路的靜電容方式的觸摸傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，本發(fā)明的一個目的是提供重量輕、適合小型化且不會導致顯示特性變差的觸摸傳感器、帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法。
本發(fā)明的又一目的是提供具有結構比已往簡單的電路的觸摸傳感器、帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法。
本發(fā)明一實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含矩陣狀排列在第1面上的多個像素電極的有源矩陣襯底和與所述有源矩陣襯底的第1面對置的透明對置電極，還包括對所述透明對置電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測所述透明對置電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與所述透明對置電極電導通的開關電路。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
所述開關電路可對控制信號作出響應，周期性地切換所述第1電路或第2電路與所述透明對置電極的電連接。
所述第1電路的至少一部分、所述第2電路的至少一部分和所述開關電路可分別具有形成在所述有源矩陣襯底上的薄膜晶體管。
所述薄膜晶體管可具有堆積在所述有源矩陣襯底上的多晶硅。
所述透明對置電極可具有劃分的多個區(qū)，并且由所述第2電路檢測所述多個區(qū)各自的兩端流通的電流。
還可具有設置在所述多個像素電極與所述透明對置電極之間的液晶層。
所述透明對置電極可形成在與所述襯底對置的另一襯底上，并且在兩塊襯底之間封入所述液晶層。
還可具有設置在所述多個像素電極與所述透明對置電極之間的有機EL層。
本發(fā)明另一實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含排列在第1面上的多個掃描電極的第1襯底和含與所述第1襯底的所述第1面對置的多個數(shù)據(jù)電極的第2襯底，還包括對各數(shù)據(jù)電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測各數(shù)據(jù)電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與所述數(shù)據(jù)電極電導通的開關電路。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
本發(fā)明其它實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含排列在第1面上的多個第1電極的第1襯底和含與所述第1襯底的所述第1面對置的多個第2電極的第2襯底，還包括對各第1電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測各第1電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與第1電極電導通的開關電路。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
所述第1電路的至少一部分、所述第2電路的至少一部分和所述開關電路可分別具有形成在所述有源基站襯底上的薄膜晶體管。
所述薄膜晶體管可具有堆積在所述有源矩陣襯底上的多晶硅。
還可具有設置在所述第1襯底與所述第2襯底之間的液晶層。
本發(fā)明其它實施形態(tài)的帶觸摸傳感器所顯示裝置，具有2維擴展的顯示面的顯示媒體、在所述顯示媒體的選擇區(qū)形成電場的驅動裝置、以及利用靜電容耦合方式檢測出與所述顯示面平行的面內(nèi)的外部接觸點的位置檢測裝置，所述位置檢測裝置具有透明電極，所述位置檢測裝置電連接所述透明電極的多個部分，檢測與所述接觸點對應的電流。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
本發(fā)明其它實施形態(tài)的觸摸傳感器，利用靜電容耦合方式檢測出在X方向和Y方向擴展的操作面內(nèi)的外部輸入點，具有配置成與所述操作面平行而且電連接檢測所述輸入點的所述Y方向的坐標用的Y坐標檢測用導電部的第1位置檢測用透明導電膜、配置成與所述第1位置檢測用透明導電膜對置而且電連接檢測所述輸入點的所述X方向的坐標的X坐標檢測用導電部的第2位置接觸用透明導電膜、設置在所述第1位置檢測用透明導電膜與所述第2位置檢測用透明導電膜之間的介質層、以及對所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜中所選擇的一方施加規(guī)定電壓的開關電路。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
可由所述開關電路交互切換所述第1位置檢測用透明導電膜的電導通和所述第2位置檢測用透明導電膜的電導通。
還可具有檢測電路，根據(jù)所述輸入點與所述第Y坐標檢測用導電部之間流通的電流的大小求所述輸入點的所述Y方向的坐標，根據(jù)所述輸入點與所述第X坐標檢測用導電部之間流通的電流的大小求所述輸入點的所述X方向的坐標。
所述Y坐標檢測用導電部可設置在所述第1位置檢測用透明導電膜上，而且具有在所述Y方向隔開的至少2個導電部，所述X坐標檢測用導電部設置在所述第2位置檢測用透明導電膜上，而且具有在所述X方向隔開的至少2個導電部。
所述介質層可由二甲酯組成。
所述介質層可由玻璃組成。
可在所述第1位置檢測用透明導電膜或所述第2位置檢測用透明導電膜的所述介質層方或相反方的主面設置玻璃，通過所述玻璃供給所述輸入點。
本發(fā)明其它實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，具有上述觸摸傳感器和顯示面設置所述觸摸傳感器的顯示屏。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
所述顯示屏可具有顯示媒體層、配置在所述顯示媒體層的觀察者方而且驅動所述顯示媒體層用的電極和配置在所述電極的觀察者方的絕緣層，所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜中的任一方配置成以所述絕緣層為中介與所述電極對置，通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓使所述任一方的位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述任一方的位置檢測用透明導電膜上形成電場，根據(jù)所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明某實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，具有上述觸摸傳感器，并且具有配置成以顯示媒體層為中介與所述第1位置檢測用透明導電膜和第2位置檢測用透明導電膜中的任一方對置的有源矩陣襯底、在不對所述任一方的位置檢測用透明導電膜施加所述規(guī)定電壓的周期提供顯示用的電壓或電流的顯示電路、檢測所述任一方的位置檢測用透明導電膜中多個部位流通的電流的檢測電路、以及使所述顯示電路或所述檢測電路與所述任一方的位置檢測用透明導電膜電導通的再一個開關電路。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
本發(fā)明某實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括顯示媒體層和配置在所述顯示媒體層的觀察者方而且用于驅動所述顯示媒體層的電極和配置在所述電極的觀察者方的絕緣層的顯示屏、配置成以所述絕緣層為中介與所述電極對置的位置檢測用透明導電膜、以及檢測所述位置檢測用透明導電膜中多個部位流通的電流變化的檢測電路，通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓，使所述位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述位置檢測用透明導電膜形成電場，根據(jù)所述位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
所述感應電壓可以是周期性具有最大值和/或最小值的脈沖波。
所述振蕩電壓可以是驅動所述顯示媒體層用的電壓。
還可具有對所述電極供給驅動所述顯示媒體層用的電壓或電流的顯示電路、以及使所述顯示電路和所述檢測電路中的任一方與所述電極電導通的開關電路。
所述顯示屏可以是液晶板，所述振蕩電壓可以是極性周期性反相的電壓。
所述液晶板可以是有源矩陣型液晶板，所述電極可以是透明對置電極。
所述電極與所述位置檢測用透明導電膜之間的距離可為約1mm以下。
所述脈沖波的頻率可為約40kHz。
本發(fā)明某實施形態(tài)的位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，產(chǎn)生相對于配置成以絕緣層為中介與電極對置的位置檢測用透明導電膜的接觸點的位置數(shù)據(jù)，其包含以下的2個步驟通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓，使所述位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述位置檢測用透明導電膜形成電場的步驟，根據(jù)所述位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)的步驟。利用這點，解決上述課題中的至少一個課題。
作為所述電極，可使用驅動顯示屏具有的顯示媒體層用的電極。
所述振蕩電壓可以是驅動顯示屏具有的顯示媒體層用的電壓。
下面說明本發(fā)明的作用。
本發(fā)明實施形態(tài)1的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含矩陣狀排列在第1面上的多個像素電極的有源矩陣襯底和與所述有源矩陣襯底的第1面對置的透明對置電極，還包括對所述透明對置電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測所述透明對置電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與所述透明對置電極電導通的開關電路。
上述帶觸摸傳感器的顯示裝置不另外添加利用靜電容耦合方式檢測顯示面上手指和筆等的接觸位置所需的透明導電膜，通過用開關電路使第1電路和第2電路中的任一方與透明對置電極電導通，以時分方式利用顯示用的透明對置電極，進行接觸位置的檢測。因此，能避免在顯示裝置的正面方另行設置透明導電膜時產(chǎn)生的顯示質量劣化。而且，能實現(xiàn)帶觸摸傳感器的顯示裝置的小型化和重量減輕。
使上述開關電路與顯示用驅動電路和位置檢測電路一起，都用襯底上形成的薄膜晶體管組成，則能實現(xiàn)高速切換，因而可抑制開關進行切換時會產(chǎn)生的顯示電壓施加延遲。
本發(fā)明實施形態(tài)2的觸摸傳感器，利用靜電容耦合方式檢測出在X方向和Y方向擴展的操作面內(nèi)的外部輸入點，具有配置成與所述操作面平行而且電連接檢測所述輸入點的所述Y方向的坐標用的Y坐標檢測用導電部的第1位置檢測用透明導電膜、配置成與所述第1位置檢測用透明導電膜對置而且電連接檢測所述輸入點的所述X方向的坐標的X坐標檢測用導電部的第2位置接觸用透明導電膜、設置在所述第1位置檢測用透明導電膜與所述第2位置檢測用透明導電膜之間的介質層、以及對所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜中所選擇的一方施加規(guī)定電壓的開關電路。
上述觸摸傳感器的Y坐標檢測用導電部和X坐標檢測用導電部分別電連接第1位置檢測用透明導電膜和第2位置檢測用透明導電膜。因此，與只有1片透明導電膜并設置對該1片透明導電膜檢測Y軸和X軸位置用的導電部的已有觸摸傳感器相比，能使坐標檢測用導電部的圖案簡化。由此，可減小透明導電膜上形成坐標檢測用導電部的區(qū)域，因而能擴大可檢測出接觸點的操作面的面積。
又，由開關電路交互切換第1位置檢測用透明導電膜與第2位置檢測用透明導電膜的電導通，獨立檢測Y坐標位置和X坐標位置，因此，檢測一坐標位置時，不影響另一坐標位置檢測，能高精度檢測出位置坐標。
本發(fā)明實施形態(tài)3的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括電極的顯示屏、位置檢測用透明導電膜和檢測電路。此帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，通過對電極施加周期性變化的振蕩電壓，使位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在位置檢測用透明導電膜上形成電場，并根據(jù)位置檢測用導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的電流變化，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
上述帶觸摸傳感器的顯示裝置積極利用一般認為是噪聲的感應電壓，產(chǎn)生對位置檢測用透明導電膜的接觸點的位置數(shù)據(jù)。具體而言，通過對電極數(shù)據(jù)周期性變化的振蕩電壓，使位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在位置檢測用導電膜上形成電場。根據(jù)位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的電流變化，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
因此，不需要將位置檢測用透明導電膜與電極的間隔取大。也不需要在顯示屏與位置檢測用透明導電膜之間設置屏蔽層。結果，能提供可薄型化且視差小的帶觸摸傳感器的顯示裝置。再者，為了檢測接觸位置，不是用對位置檢測用透明導電膜專門施加的電壓，而是用對電極施加周期性變化的振蕩電壓所產(chǎn)生的感應電壓，因而不需要復雜的電路，不加大耗電。作為這種振蕩電壓，可利用顯示屏為驅動顯示媒體而本身具有的電壓。而且，由于不需要對位置檢測用透明導電膜另行施加交流電壓，因而可省電。


圖1是示出實施形態(tài)1的顯示裝置實施形態(tài)基本組成的立體圖。
圖2是說明靜電容耦合方式觸摸傳感器的工作原理(1維時)的圖。
圖3是示出實施形態(tài)1中在對置導電膜的四角形成的電極的俯視圖。
圖4是說明靜電容耦合方式觸摸傳感器的工作原理(2維時)的圖。
圖5(a)是示出實施形態(tài)1中一種實施狀態(tài)用的有源矩陣襯底的俯視圖，(b)是示出開關電路的組成的圖，(c)是示出對置導電膜上施加的電壓隨時間的變化的波形圖。
圖6是實施形態(tài)1中采用的位置檢測電路的框圖。
圖7是示出實施形態(tài)1的變換例中用的對置導電膜的電極配置例的俯視圖。
圖8是示出對置導電膜的利用電極配置例的俯視圖。
圖9是示出對置導電膜的利用組成的俯視圖。
圖10是示出由純矩陣驅動而動作的顯示裝置的組成的立體圖。
圖11(a)是示出有機EL顯示裝置的基本組成的剖面圖，(b)是其立體圖。
圖12是以圖解方式示出實施形態(tài)2的觸摸傳感器的結構的立體圖。
圖13是以圖解方式示出圖12中第1透明導電膜和第2透明導電膜的俯視圖。
圖14是實施形態(tài)2的觸摸傳感器中采用的位置檢測電路的框圖。
圖15(a)和(b)是示出透明導電膜的變換例的俯視圖。
圖16是具有實施形態(tài)2的觸摸傳感器的顯示裝置的模式圖。
圖17是以圖解方式示出實施形態(tài)3的帶觸摸傳感器的顯示裝置的組成的圖。
圖18(a)是示出一例顯示屏的透明對置電極上施加的共用電壓隨時間的變化的圖，(b)上示出透明對置電極上施加圖2(a)所示共用電壓時位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生的感應電壓隨時間的變化的圖，(c)是示出一例對透明對置電極施加的共用電壓恒定時透明對置電極上施加的電壓隨時間的變化的圖。
圖19是示出一例檢測電路的框圖。
圖20是示出消噪聲直流化電路包含的放大電路的圖。
圖21(a)是示出一例消噪聲直流電路從檢波濾除電路收到的信號隨時間的變化的圖，(b)是示出一例加給A/D變換器的直流電壓隨時間的變化的圖。
圖22是以圖解方式示出普通模擬電阻膜方式觸摸傳感器的立體圖。
圖23是以圖解方式示出已有技術的模擬靜電容方式觸摸傳感器的透明電阻膜的俯視圖。
實施發(fā)明的最佳方式下面參照

本發(fā)明的實施形態(tài)1～3。以下的說明中，說明通過例如用手指和導電筆等接觸操作面對觸摸傳感器供給輸入點(接觸點)的情況，但本發(fā)明的輸入方法不限于此?？赏ㄟ^用手指和導電筆等接觸操作面，也可借助紅外線、超聲波、電磁感應方式等不帶有接觸的裝置，進行輸入。
實施形態(tài)1首先，參照

一種本發(fā)明帶觸摸傳感器的顯示裝置的實施形態(tài)。圖1以圖解方式示出本發(fā)明的帶觸摸傳感器的顯示裝置用于液晶顯示裝置時的構成。圖中，從下方起，背后照明1、擴散片2、第1偏振片3、襯底(第1襯底)4、TFT陣5、液晶層6、透明對置電極7、濾色片8、對置襯底(第2襯底)9和第2偏振片10依次疊層。
下面，較具體地說明本實施形態(tài)1的帶觸摸傳感器的顯示裝置。
在玻璃或塑料等透明絕緣材料形成的襯底4的第1面上形成TFT陣5，并且矩陣狀排列像素電極(圖中未示出)。以有源矩陣方式驅動像素電極，因而本說明書中將襯底4的表面形成TFT陣5等的狀態(tài)的襯底4稱為“有源矩陣襯底”。
襯底4上的TFT陣5排列具有非晶硅和多晶硅等半導體薄層的薄膜晶體管(TFT)。實際的襯底4有擴大到顯示區(qū)周邊的外側的區(qū)域，在該區(qū)形成驅動電路(柵極驅動器或源極驅動器)，用于驅動顯示區(qū)內(nèi)的像素用TFT，給像素電極提供所需數(shù)量的電荷。較佳形態(tài)中，由與構成顯示區(qū)內(nèi)的TFT陣的晶體管相同的TFT形成構成驅動電路的晶體管。這時，為了提高驅動電路的動作速度，最好使用以多晶硅膜制作的TFT構成驅動電路和TFT陣。為了盡可能提高TFT的動作速度，希望盡可能降低多晶硅膜中的載流子橫穿晶界時覺察的勢壘，希望用CGS(連續(xù)晶界硅)膜制作TFT。
構成TFT陣的像素用TFT通過圖中未示出的布線(柵極布線和數(shù)據(jù)線)連接驅動電路。在有源矩陣襯底4A上設置圖中未示出的保護膜和取向膜，覆蓋TFT陣5。
在與有源矩陣襯底4A對置的襯底9的液晶層6方的面上濾色片8、透明導電膜(例如ITO膜)形成的透明對置電極7依次疊層。
由透明對置電極7和像素電極(未示出)對設置在有源矩陣襯底4A與對置襯底9之間的液晶層6的各部施加所需的電壓。利用此電壓的施加，能使液晶分子變化，以調制背后照明1發(fā)出的光。
圖1所示的基本組成在已有的液晶顯示板中廣泛采用。本實施形態(tài)1不僅將圖1的透明對置電極7用作顯示用的公共電極，而且還將其用作位置檢測用透明導電膜(透明電阻膜)。
如上文所述，以往的液晶顯示板添加位置檢測用透明導電膜時，不僅顯示質量降低，而且液晶顯示用的信號可能成為對位置檢測用信號的噪聲。為了防止這點，在偏振片10與位置檢測層之間設置減小噪聲的絕緣層(屏蔽層)時，很有可能使顯示質量進一步降低。然而，本實施形態(tài)中，時間上分開地交互切換透明對置電極7用作顯示用公共電極的情況和該電極7用作透明導電膜的情況，因而能解決上述顯示質量變差的問題。
本實施形態(tài)用的透明對置電極7的四角形成位置檢測用的電極。對這些電極施加交流電壓，在透明對置電極7內(nèi)大致均勻地形成梯度小的電場。
用筆或手指接觸偏振片10或其上形成的另一絕緣構件的表面時，透明對置電極與地(接地面)電容耦合。此耦合電容是指偏振片10與透明對置電極7之間的電容和人與地面之間存在的電容的總電容。
電容耦合的接觸部分與透明對置電極7的各電極之間的電阻值正比于接觸部分于各電極之間的距離。因此，通過透明對置電極7四角的電極，流通與接觸部分和各電極之間的距離成正比的電流。檢測出這些電流的大小，就能求出接觸部分的位置坐標。
下面，參照圖2說明本實施形態(tài)中采用靜電容耦合方式的位置檢測方法的基本原理。
圖2中，為了說明簡便，示出夾在電極A和電極B之間的1維電阻。實施形態(tài)的實際顯示裝置的2維擴展透明對置電極7發(fā)揮與該1維電阻相同的功能。
電極A和電極B分別連接電流-電壓變換用的電阻r。電極A、B通過后文說明的開關電路連接位置檢測電路。本實施形態(tài)中，在有源矩陣襯底4A上形成這些電路。
電極A與地之間和電極B與地之間在位置檢測模式中施加同相、同電位的電壓(交流e)。這時，電極A和電極B總處于同電位，因而電極A與電極B之間沒有流通電流。
假設用手指等觸摸位置C。這里，手指的接觸位置C到電極A的距離為R1，接觸位置C到電極B的距離為R2，并且R＝R1+R2。這時，設人的阻抗為Z，流過電極A的電流為i1，流過電極B的電流為i2時，以下的公式成立。
e＝ri1+R1i1+(i1+i2)Z(式1)e＝ri2+R2i2+(i1+i2)Z(式2)從上述式1和式2可得下面的式3和式4。
i1(r+R1)＝i2(r+R2) (式3)i2＝i1(r+R1)/(r+R2) (式4)將式4代入式1，則可得下面的式5。
e＝ri1+R1i1+(i1+i1(r+R1)/(r+R2))Z＝i1(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)/(r+R2) (式5)從上述式5可得下面的式6。
i1＝e(r+R2)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)(式6)同樣，可得式7。
i2＝e(r+R1)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)(式7)這里，用總電阻R表示R1、R2的比，則可得式8。
R1/R＝(2r/R+1)i2/(i1+i2)-r/R (式8)r和R為已知，因而利用測量求出流過電極A的電流i1和流過電極B的電流i2，則能根據(jù)式8決定R1/R。R1/R不依賴于包含用手指接觸的人的阻抗Z。因此，與阻抗Z為零、無限大無關，式8總成立，可忽略人、材料的變化和狀態(tài)。
下面，參照圖3和圖4說明將上述1維的情況下的關系式擴大到2維時的情況。這里，如圖3所示，在透明對置電極7的四角形成4個電極A、B、C、D。這些電極A～D通過有源矩陣襯底上的開關電路連接位置檢測電路。
參考圖4。如圖4所示，對透明對置電極7的四角的電極施加同相、同電位的交流電壓，并且因手指等的接觸而流過透明對置電極7四角的電流分別為i1、i2、i3和i4。這時，利用與上述計算相同的計算，可得下面的公式。
X＝k1+k2·(i2+i3)/(i1+i2+i3+i4)(式9)Y＝k1+k2·(i1+i2)/(i1+i2+i3+i4)(式10)這里，X是透明對置電極7上的接觸位置的X坐標，Y是透明對置電極7上的接觸位置的Y坐標。k1是偏置，k2是倍率，k1和k2是不依賴于人的阻抗的常數(shù)。
根據(jù)上述式9和式10，可從流過4個電極的電流i1～i4決定接觸位置。
上述的例子中，通過在透明對置電極7的四角配置電極，測量流過各電極的電流，檢測出具有2維擴展的面上的接觸位置，但透明對置電極2的電極數(shù)不限于4個。2維位置檢測所需的最少電極數(shù)為3個，但電極數(shù)量增加到5個以上，可提高位置檢測的精度。后文詳細說明電極數(shù)量與位置檢測精度的關系。
按照上述原理，為了決定接觸位置的坐標，需要測量流過透明對置電極7中設置的多個電極的電流值。透明對置電極7還需要對液晶層6施加顯示模式中顯示所需的規(guī)定電壓。
因此，本實施形態(tài)如圖5(a)所示，形成TFT陣的有源矩陣襯底4A上與驅動電路一起，配置開關電路。在對置襯底(未示出)上形成透明對置電極7和電極A～D，但有源矩陣襯底4A上設置連接電極A～D的導電構件(圖中用A～D表示)。這些導電構件電連接對置襯底上的電極A～D。進行此連接，與已有顯示裝置中，在對置襯底上的透明對置電極7和有源矩陣襯底4A上的顯示電路之間進行的連接相同。
圖5(b)是示出開關電路組成例的電路圖。端子50上施加控制開關電路切換的信號。由圖中未示出的控制電路產(chǎn)生此控制信號?？刂菩盘枮椤案摺彪娖綍r，開關電路內(nèi)的第1晶體管51為導通狀態(tài)，晶體管52為非導通狀態(tài)。這時，電極A～D電連接液晶顯示電路的公共電極(COM)，接受施加顯示所需的電壓。
另一方面，控制信號從“高”電平轉移到“低”電平時，開關電路內(nèi)的晶體管51變化到非導通狀態(tài)，晶體管52為導通狀態(tài)。結果，電極A、B、C和D分別電連接位置檢測電路的端子A’、B’、C’和D’。然后，執(zhí)行上述電流i1～i4的測量和位置坐標的決定。
圖5(c)示出透明對置電極7的電位隨時間的變化?？v軸表示透明對置電極7的電位，橫軸表示時間。由開關電路周期性交互切換位置檢測模(周期T1)和顯示模式(周期T2)。顯示模式中，透明對置電極7的四角全部電短路，給透明對置電極7提供驅動液晶所需的電位(公共電壓COM)。另一方面，位置檢測模式中，由晶體管和二極管等構成的開關電路使透明對置電極7的四角的電極A～D連接位置檢測電路。
根據(jù)常規(guī)液晶顯示裝置結構，最好將位置檢測模式的周期T1設定為0.2微秒以上。由于以(T1+T2)的取樣周期進行位置檢測，周期(T1+T2)如果過長，則在顯示面上快速移動手指和筆的接觸位置時，產(chǎn)生應隨移動連續(xù)檢測的位置坐標的間隔大的問題。為了避免這種問題，最好將T1+T2設定為17微秒以下。
位置檢測模式中，將對透明對置電極7時間交流電壓的周期設定為例如30～200kHz的范圍，電壓的振幅設定為例如2～3V的范圍。此交流電壓上也可加1～2V的直流偏置電壓。顯示用的公共電壓也可不固定為恒定值，例如可使每一顯示場極性翻轉。
雖然圖5(a)中沒有記載，與構成驅動電路和開關電路的晶體管相同，構成位置檢測電路的晶體管也最好在有源矩陣襯底4A上形成。這是由于在同一襯底上集成各電路，則不容易產(chǎn)生信號延時造成的信號波形失真，不容易因開關動作而使顯示質量下降。
下面。參照圖6說明位置檢測電路50的組成。
圖中所示的位置檢測電路50具有4個電流變化檢測電路61。電流變化檢測電路61在位置檢測模式中，測量透明對置電極的電極A～D各自與地之間流通的電流。觸摸傳感器交流驅動振蕩電路65對各電極A～D施加交流電壓。因此，由手指等的接觸而流過電極A～D的電流具有交流分量。電流變化檢測電路61的輸出借助模擬信號處理電路62，接受放大和帶通濾波。模擬信號處理電路62的示出由檢波濾除電路63加以檢波后，又輸入到消噪聲直流電路64。消噪聲直流電路64使檢波濾除電路63的輸出成為直流，并產(chǎn)生具有與流過各電極A～D的電流成正比的值的信號。
從所述消噪聲直流電路64收到上述信號的模擬多路開關選擇器66對上述信號進行切換后，將電極A～D的輸出按其順序發(fā)送到A/D變換器67。A/D保護區(qū)67將數(shù)字化的信號(數(shù)據(jù))發(fā)送到處理裝置68。
處理裝置68裝在例如具有圖1的顯示裝置的便攜型信息終端(PDA)、ATM、售票機或各種計算機內(nèi)部，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。
檢測電路50產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)不限于上述的例子。檢測電路50也可例如用上述數(shù)字化的直流電壓值求出XY坐標，將其作為位置數(shù)據(jù)輸出。
以上的位置檢測電路隨所含各種電流中，不必全部形成在有源矩陣襯底上，但最好在有源矩陣襯底上至少形成包含晶體管51、52的圖5(b)的電路和其它TFT陣。
本實施形態(tài)的帶觸摸傳感器的顯示裝置中，作為顯示裝置組成部件的透明對置電極兼作透明導電膜，因而不必另行準備在玻璃等襯底上設置位置檢測用的透明導電膜觸摸傳感器，并且將該傳感器疊裝在顯示屏的圖像顯示面上。因此，解決以往的觸摸傳感器襯底部分透射率、反射率等顯示質量劣化的問題。
但是，根據(jù)本實施形態(tài)，由于位置檢測中使用位于2片襯底4、9的內(nèi)側區(qū)域的電極，手指和筆的接觸位置與導電膜之間的距離容易比以往情況下的距離長。此距離變長，則存在位置檢測靈敏度降低的傾向。為了避免這種靈敏度降低，最好減小對置襯底9的厚度。對置襯底9的較佳厚度為0.4～0.7mm。
本實施形態(tài)的顯示裝置中，設置位置檢測用電極的位置不限于透明對置電極的四角。如圖7所示，可在電極A和B的中間、電極C和D的中間設置其它電極E、F、G和H。這樣設置多個電極時，例如用3個電極A、B和F進行位置檢測后，立即用電極C、D和E進行位置檢測，從而可提高位置檢測的精度。
又，如圖8所示，最好在四角的電極之間設置多個劃分電極O1～Onx、P1～Pnx、Q1～Qny以及S1～Sny(nx和ny都是2以上的自然數(shù))。位于電極A、B之間的劃分電極O1～Onx包含的電極Oj(其中1≤j≤nx)與位于電極C、D之間的劃分電極P1～Pnx包含的電極Pj對應。然后，使j從1到nx依次進行掃描，同時測量分別流過對應的電極Oj和電極Pj的電流。這樣，就能高精度決定接觸位置的坐標。透明對置電極7的一邊形成的電極數(shù)能設定為例如4～10個。
根據(jù)本實施形態(tài)采用的靜電容耦合方式，由流過透明對置電極四角的電極的電流大小計算的接觸位置與實際接觸位置之間有時產(chǎn)生些許偏差。然而，做成掃描多個部位設置的多個電極，并測量流過各電極的電流值，則能實現(xiàn)精度非常高的檢測。
這樣增加電極的數(shù)量時，驅動電路、位置檢測電路和開關電路相互連接的復雜度按幾何級數(shù)增加。然而，將開關元件、位置檢測電路與驅動電路制入到同一襯底上，則也可不設置多個連接端子，并且用長布線使各電路相互連接。因而，能防止信號延時造成的圖像質量變差。
以上說明的實施形態(tài)中，由1片透明導電膜構成透明對置電極7。然而，本實施形態(tài)的透明對置電極7不限于這樣由1片連續(xù)的膜組成。例如。如圖9所示，也可就透明對置電極7劃分成多個部分71～7N。這時，劃分部分71～7N分別形成一對電極。采用這樣的結構，則圖2中能得到1維電阻配置多個的狀態(tài)。這種情況下，根據(jù)流過各劃分部分設置的一對電極的電路大小決定有關Y坐標的位置檢測。另一方面，X坐標的位置檢測，則通過檢測哪個劃分部分的電路發(fā)生變化進行決定。圖9的例子中，透明對置電極7的劃分部分71～7N的總數(shù)(N)越增多，X坐標的位置分辨率越提高。沿X方向的各劃分部分的的規(guī)模為例如63.5～254微米，較佳N值的范圍在例如PDA等的顯示點數(shù)中為240～480。
本實施形態(tài)用于具有有源矩陣襯底的顯示裝置，發(fā)揮顯著的效果，但本實施形態(tài)不限于此。本實施形態(tài)也能用于例如純矩陣驅動的顯示裝置。
圖10以圖解方式示出由純矩陣驅動而動作的顯示裝置的組成。此顯示裝置由背面貼有偏振片與相位差片90的第1襯底91和背面貼有偏振片與相位差片96的第2襯底95夾入液晶層。
第1襯底91的液晶層側的面上排列往X軸方向延伸的帶狀掃描電極92。第2襯底95的液晶側的面上形成濾色鏡部94，進而在該部上排列沿Y軸方向延伸的帶狀掃描電極93。電極92和電極93處于相互交叉的配置關系，這些電極上堆積取向膜(未示出)。
圖10的顯示裝置中，通過對透明導電膜制作圖案形成掃描電極92或數(shù)據(jù)電極93。位置檢測用導電膜兼作掃描電極92或數(shù)據(jù)電極93。用由與上述開關電路相同的電路切換的驅動電路/位置檢測電路控制掃描電極92或數(shù)據(jù)電極93上施加的電壓。
本實施形態(tài)也能用于液晶顯示裝置以外的裝置，例如有機EL裝置。圖11(a)和(b)示出有機EL裝置的組成例。此顯示裝置在玻璃襯底100上將透明度機101、液晶正孔輸送層102、液晶EL層103和金屬電極104依次疊層。透明電極101和金屬電極104都排列成帶狀，但透明電極101和金屬電極104配置成交叉。液晶EL層103中產(chǎn)生的光通過玻璃襯底100往下方出射。
本實施形態(tài)中，在玻璃襯底100的背面?zhèn)?顯示裝置的正面?zhèn)?進行手指和筆等的接觸。位置檢測用透明導電膜劃分成帶狀，即透明電極101也用作位置檢測用透明導電膜。
用由與上述開關電路相同的電路切換的驅動電路/位置檢測電路控制透明電極101上施加的電壓。
如以上說明那樣，根據(jù)實施形態(tài)1的帶觸摸傳感器的顯示裝置，能抑制顯示屏光透射率的減小，防止顯示質量變差。而且，能抑制裝置總厚度和重量的增大。
實施形態(tài)2下面，參照圖12和圖13說明一種本發(fā)明的觸摸傳感器的實施形態(tài)。
實施形態(tài)2的觸摸傳感器37利用靜電容耦合方式檢測2維(即X方向和Y方向)擴展的操作面內(nèi)的外部輸入點。以下的說明中，說明通過例如用手指和導電筆等接觸操作面供給輸入點的情況。圖12是以圖解方式示出觸摸傳感器37的結構的立體圖。
如圖12所示，觸摸傳感器37具有2片位置檢測用透明導電膜(透明電阻膜)(即配置成平行于操作面的第1位置檢測用透明導電膜32和配置成與第1位置檢測用透明導電膜32對置的第2位置檢測用透明導電膜34)、設置在這些位置檢測用透明導電膜32、34之間的介質層33和開關電路(未示出)。由絕緣材料形成介質層33。
根據(jù)需要，在第1位置檢測用透明導電膜32中設置介質層33的面相反側的主面設置玻璃31。這樣設置玻璃31的情況下，能防止手指和導電筆直接接觸觸摸傳感器37的操作面時，損傷觸摸傳感器37，又能使反射率減小。圖12的觸摸傳感器37中，玻璃31的主面是操作面，通過例如手指和筆等接觸此操作面，對觸摸傳感器37供給接觸點。
如圖13所示，第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34分別具有檢測接觸點的坐標一對導電部(導電膜圖案)。此導電部作為對位置檢測用透明導電膜施加規(guī)定電壓一對電極起作用。通過例如對金屬膜制作圖案，形成此導電部。
第1位置檢測用透明導電膜32上設置的導電部是檢測接觸點的Y坐標用的Y坐標檢測用導電部35。此Y坐標檢測用導電部35在第1位置檢測用透明導電膜32上的Y方向設置隔開的2個區(qū)。另一方面，第2位置檢測用透明導電膜34上設置的導電部是檢測接觸點的X坐標用的X坐標檢測用導電部36。此X坐標檢測用導電部36在第2位置檢測用透明導電膜34上的X方向設置隔開的2個區(qū)。
本說明書中的“X方向”和“Y方向”不必是按嚴格意義的直線規(guī)定的方向。觸摸傳感器和顯示屏由柔性材料構成時，操作面可彎曲。即使操作面實際上處于曲面狀態(tài)，而不是平面的情況下，操作面上的位置也能用2個坐標X、Y表示。
如圖13所示，Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36具有與通常模擬電阻膜方式的觸摸傳感器的導電部19相同的單純圖案。此導電部35、36的圖案與圖23所示的已有模擬靜電容耦合方式的觸摸傳感器的導電部19相比，其組成單純。
這樣，本實施形態(tài)的觸摸傳感器37具有2片遏制檢測用透明導電膜32、34，Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36分別設置在不同的位置檢測用透明導電膜32、34上，并且Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36都具有單純的導電圖案，這種Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36連接開關電路(未示出)。利用開關電路的切換，選擇性地對Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36的某一方施加交流電壓。Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36分別電連接第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34，因而利用此開關電路的切換，使第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34的某一方電導通，在該位置檢測用透明導電膜大致均勻地形成電場。
下面說明本實施形態(tài)的觸摸傳感器37的位置檢測方法。
例如有選擇地對對Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36中的Y坐標檢測用導電部35施加電壓時，導電筆和手指接觸玻璃31的表面，則第1位置檢測用透明導電膜32與地(接地面)電容耦合。這時，不對X坐標檢測用導電部36施加電壓。
該電容是指玻璃31與第1位置檢測用導電膜32之間的電容和人與地面之間存在的電容總和的電容。電容耦合的接觸部分與第1位置檢測用透明導電膜32的Y坐標檢測用導電部35之間的電阻值正比于接觸部分于Y坐標檢測用導電部35之間的距離。因此，Y坐標檢測用導電部35流通與接觸部分和Y坐標檢測用導電部35之間的距離成正比的電流。檢測出此電流的大小，就能求出接觸點的Y方向的坐標。
求接觸點的X方向的坐標，則利用開關電路的切換有選擇地對X坐標檢測用導電部36施加電壓。這時，不對Y坐標檢測用導電部35施加電壓。因此，第2位置檢測用透明導電膜34與地(接地面)電容耦合。
該電容是指玻璃31與第2位置檢測用導電膜34之間的電容和人與地面之間存在的電容的總電容。X坐標檢測用導電部36流通與接觸部分和X坐標檢測用導電部36之間的距離成正比的電流，因而檢測出此電流的大小，就能求出接觸點的X方向的坐標。以上那樣進行后，求出接觸點的X方向和Y方向的坐標。
上述坐標檢測方法獨立檢測接觸點的Y坐標和X坐標，因而與同時檢測X坐標和Y坐標的已有方法相比，可認為檢測費時。然而，能用幾毫秒進行一個坐標的檢測，因而檢測出Y坐標和X坐標需要的時間與人觸摸動作相比，足夠短，沒有問題。
開關電路的連接切換頻率為幾百kHz。因此，即使操作面上移動接觸點時，也能大致實時檢測出正在移動的接觸點的位置，使該位置大致連續(xù)。再者，例如使檢測出的位置相比存入存儲器，則可將觸摸傳感器37用作手寫輸入裝置。
本實施形態(tài)2中采用的靜電容耦合方式的位置檢測方法的基本原理與實施形態(tài)1中參照圖2在上文說明的相同，因而這里省略詳細說明。本實施形態(tài)2的觸摸傳感器37中，具有2維擴展的位置檢測用透明導電膜32或35發(fā)揮與圖2的1維電阻相同的功能。具有用的導電部的Y坐標檢測用導電部35的各導電部發(fā)揮與電極A和電極B相同的功能，而且具有用的導電部的X坐標檢測用導電部36的各導電部發(fā)揮與電極A和電極B相同的功能。電極A和電極B分別連接電流-電壓變換用的電阻。電極A、B連接后文說明的位置檢測電路。
電極A與地之間和電極B與地之間施加同相、同電位的電壓(交流e)。這時，電極A和電極B總處于同電位，因而電極A與電極B之間不流通電流。
設接觸位置C到電極A的電阻為R1，接觸位置C到電極B的電阻為R2，并且R1+R2＝R時，可利用實施形態(tài)1所示的(式1)～(式8)決定R1/R。
本實施形態(tài)的觸摸傳感器37中，第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34應用上述原理。在開關電路有選擇地對第1位置檢測用透明導電膜32施加電壓時，根據(jù)第1位置檢測用透明導電膜32的一對Y坐標檢測用導電部35各自流通的電流的測量值，檢測出Y坐標的位置(R1/R)。又，在開關電路有選擇地對第2位置檢測用透明導電膜34施加電壓時，根據(jù)第2位置檢測用透明導電膜34的一對Y坐標檢測用導電部36各自流通的電流的測量值，檢測出X坐標的位置(R1/R)。結果，能決定接觸點的坐標(X、Y坐標)。
至此，如上文所說明，本實施形態(tài)的觸摸傳感器37具有2片位置檢測用透明導電膜32、34，并且各位置檢測用導電膜分別設置Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電膜36。因此，與只有1片位置檢測用透明導電膜，并且在該1片位置檢測用透明導電膜設置檢測Y軸和X軸方向的位置用的導電部的已有觸摸傳感器相比，能使坐標檢測用導電部的圖案單純。利用這點，能在位置檢測用透明導電部上減小形成坐標檢測用導電部的區(qū)域，因而能擴大可檢測接觸點的操作面的面積。
又，利用開關電路交互切換第2位置檢測用透明導電膜32的電導通和第2位置檢測用透明導電膜34的電導通，獨立檢測Y坐標的位置和X坐標的位置。因此，檢測一個坐標位置時，另一個坐標位置的檢測不受影響，可高精度檢測位置坐標。
觸摸傳感器37中，第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34最好由面內(nèi)具有均勻低電阻的材料形成，例如由銦錫氧化物(ITO)形成。介質層33例如由厚100微米左右的二甲酯(PET)形成。由于PET和IOT具有相同程度的折射率，第1位置檢測用透明導電膜32與介質層33的界面或第2位置檢測用透明導電膜34與介質層33的界面上不發(fā)生反射，能抑制觸摸傳感器37的透射率下降。又由于介質層33具有上述厚度，能使第1位置檢測用透明導電膜32與第2位置檢測用透明導電膜34之間可靠絕緣。介質層33的材料除用PET外，還可用具有與PET程度相同的折射率的玻璃和其它透明絕緣物。介質層33的厚度根據(jù)使用的材料適當決定。
如參照圖22所作說明那樣，模擬電阻膜方式的觸摸傳感器需要在2片透明電阻膜12、14之間設置空氣層13，由于透明電阻膜12、14與空氣層13的反射率不同，存在折射率降低的問題。與此相反，本實施形態(tài)的模擬靜電容方式的觸摸傳感器37能在介質層33使用PET那樣的具有與ITO程度相同的折射率的材料，因而與模擬電阻膜方式的觸摸傳感器相比，能抑制透射率下降。
上述位置檢測用透明導電膜32、34或介質層33的材料與通常模擬電阻膜方式的觸摸錯覺光纖使用的材料相同。又，參照圖13所作說明那樣，觸摸傳感器37的坐標檢測用導電部35、36的圖案與通常模擬電阻膜方式的觸摸傳感器的導電部的圖案相同。因此，制造觸摸傳感器37時，可用現(xiàn)有的模擬電阻膜方式觸摸傳感器的制造裝置和材料，能抑制制造成本升高。
下面，參照圖14說明一例觸摸傳感器37中設置的位置檢測電路50的組成。圖14中示出電路61～64各2個，但這些電路的數(shù)量不限于圖中所示的。例如，如圖13所示，第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用導電膜34分別形成Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36各2個時，由于對1個導電部設置1組電路61～64，位置檢測電路50具有4組電路61～64。
圖14所示的位置檢測電路50具有電流變化檢測電路61。電流變化檢測電路61測量第1位置檢測用透明導電膜32的Y坐標檢測用導電部35與地之間流通的電流和第2位置檢測用透明導電膜34的X坐標檢測用導電部36與地之間流通的電流。利用開關電路69的切換，交互切換Y坐標檢測用導電部35與觸摸傳感器交流驅動振蕩電路65的電導通和X坐標檢測用導電部36與觸摸傳感器交流驅動振蕩電路65的電導通。于是，觸摸傳感器交流驅動振蕩電路65對Y坐標檢測用導電部35和X坐標檢測用導電部36中受到選擇的一方施加交流電壓。因此，由手指等的接觸而流過各導電部35、36的電流具有交流分量。
電流變化檢測電路61的示出由模擬信號處理電路62給予放大和帶通濾波處理后，進一步輸入到消噪聲直流化電路64。消噪聲直流化電路64使檢波濾除電路63的示出成為直流，并產(chǎn)生具有與流過各導電部的電流成正比的值的信號。
從消噪聲直流化電路64收到上述信號的模擬多路開關選擇器66進行上述信號的切換后，將導電部35、36的輸出發(fā)送到A/D變換器67。A/D變換器67將數(shù)字化的信號(數(shù)據(jù))發(fā)送給處理裝置68。
處理裝置68例如裝在具有后文參照圖16說明的顯示裝置的便攜型信息這點(PDA)、ATM、售票機或各種計算機內(nèi)，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。
檢測電路50產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)不限于上述的例子。檢測電路50也可例如用上述數(shù)字化的直流電壓值求出XY坐標，將其作為位置數(shù)據(jù)輸出。
以上說明的實施形態(tài)中，第1位置檢測用透明導電膜32包括一對導電部的Y坐標檢測用導電部35，第2位置檢測用透明導電膜34包括一對導電部的X坐標檢測用導電部36。然而，本實施形態(tài)的位置檢測用透明導電膜32、34中手指的導電部35、36的結構不限于此。例如，如圖15所示，Y坐標檢測用導電部35也可具有在Y方向隔開的3個以上的多個導電部351～35N。同樣，X坐標檢測用導電部36也可具有在X方向隔開的3個以上的多個導電部361～36N。
這時，導電部35、36的圖案比圖13所示的圖案復雜，但由于導電部的數(shù)量多，能更正確地檢測出接觸點的位置。如上文所述，增加導電部的數(shù)量時，最好用透明材料形成顯示區(qū)內(nèi)配置的導電部。
如以上所說明，根據(jù)實施形態(tài)2的觸摸傳感器，即使將觸摸傳感器具有的導電圖案做得比已有靜電容型觸摸傳感器劇院的導電圖案單純，也能進行高精度的位置檢測。
上述實施形態(tài)2的觸摸傳感器37通常配置在顯示屏中使用。圖16是具有觸摸傳感器37的顯示裝置30的模式圖。顯示裝置30做成在顯示屏20的顯示面配置觸摸傳感器37。
顯示屏20包括含矩陣狀排列的多個像素電極的有源矩陣襯底22、與該有源矩陣襯底22對置的透明對置襯底24和設置在這些襯底之間的顯示媒體層26。透明對置電極24具有設置成與像素電極對置的透明電極。顯示屏20可以是例如液晶顯示板或有機EL元件。顯示屏20是液晶顯示板時，顯示媒體層26是液晶層，是有機EL元件時，顯示媒體層26是有機EL層。
顯示裝置30也可將觸摸傳感器37的第1位置檢測用透明導電膜32或第2位置檢測用透明導電膜34作為顯示屏20的上述透明電極使用。利用這點，能省略1片透明導電膜，因而能抑制透射率下降。下面，說明例如將第2位置檢測用透明導電膜34用作顯示屏20的透明對置電極的帶觸摸傳感器的顯示裝置。
此帶觸摸傳感器的顯示裝置具有配置成以顯示媒體層為中介與第2位置檢測用透明導電膜34對置的有源矩陣襯底22。上述帶觸摸傳感器的顯示裝置還包括在不對第2位置檢測用透明導電膜34施加規(guī)定電壓(即位置檢測用的電壓，通常是周期性變化的振蕩電壓)的周期供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測第2位置檢測用導電膜34中多個部位流通的電流的第2電路和使第1電路中第2電路中的某一方與第2位置檢測用透明導電膜34電導通的再一個開關電路。
此帶觸摸傳感器的顯示裝置使第2位置檢測用透明導電膜34也用作透明電極，除對第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34中受選擇的一方施加位置檢測用的規(guī)定電壓的開關電路外，還包括使第1電路和第2電路中的某一方與第2位置檢測用透明導電膜34電導通的再一個開關電路。
通過用該再一個開關電路使第1電路和第2電路中的某一方與第2位置檢測用透明導電膜34電導通，以時分方式利用第2位置檢測用透明導電膜34，進行接觸位置的檢測和顯示電壓的施加。因此，觸摸傳感器的背面方不需要另行設置透明電極，從而可抑制帶觸摸傳感器的顯示裝置的透射率下降。還能實現(xiàn)帶觸摸傳感器大顯示裝置的小型化和重量減輕。
例如，如圖16所示，在液晶板等顯示屏20的正面(觀察者方)配置實施形態(tài)2的觸摸傳感器37時，觸摸傳感器37遭受來自顯示屏20的噪聲，觸摸傳感器37的位置檢測精度可能降低。例子顯示屏20的噪聲包含起因于例如顯示屏20具有的對置電極上施加的公共電壓，而在觸摸傳感器37具有的位置檢測用透明導電膜32、34產(chǎn)生的感應電壓。
為了去除該噪聲，實施形態(tài)2的帶觸摸傳感器的顯示裝置從檢測接觸位置用的檢測電路50中檢測出的信號減去感應電壓對應的信號后，運算接觸位置。
如實施形態(tài)2那樣，在顯示屏20配置靜電容耦合方式的觸摸傳感器37時，在觸摸傳感器37具有的位置檢測以透明導電膜32、34與顯示屏20之間配置屏蔽層(未示出)，利用此屏蔽層抑制觸摸傳感器37因來自顯示屏20的噪聲而受到壞影響。再者，將觸摸傳感器37的位置檢測用透明導電膜32、34配置得充分遠離顯示屏20，由此也抑制來自顯示屏20的噪聲的影響。
然而，在觸摸傳感器37與顯示屏20之間設置屏蔽層時和使觸摸傳感器37的位置檢測用透明導電膜配置得充分遠離顯示屏20時，存在視差變大的問題。雖然該屏蔽層存在于顯示屏20的顯示面至觀察者的空間，但有時透射率降低。而且，還存在設置觸摸傳感器37的顯示裝置體積大，難以薄型化的問題。
因此，下面說明一種帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，可解決上述問題，并且視差小，又能小型化。
實施形態(tài)3首先，參照圖17說明一種本發(fā)明的帶觸摸傳感器的顯示裝置的實施形態(tài)。
圖17以圖解方式示出本發(fā)明實施形態(tài)3的帶觸摸傳感器的顯示裝置53的組成。
帶觸摸傳感器的顯示裝置53具有顯示屏49、位置檢測用透明導電膜47和檢測電路(圖17中未示出)。
顯示屏49至少具有形成媒體層44、配置在顯示媒體層44的觀察者方而且用于驅動顯示媒體層44的透明對置電極45和配置在透明對置電極45的觀察者方的絕緣層(介質層)46。位置檢測用透明導電膜47配置成以該顯示屏49具有的絕緣層46為中介與透明對置電極45對置。檢測電路檢測位置檢測用透明導電膜47中多個部位流通的電流變化。
帶觸摸傳感器的顯示裝置53，其主要特征為通過在透明對置電極45施加周期性變化的振蕩電壓，使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生感應電壓，在位置檢測用透明導電膜47上形成電場，并且根據(jù)由位置檢測用透明導電膜47形成接觸點而產(chǎn)生的電流變化，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
一般地、帶觸摸傳感器的顯示裝置中，因透明對置電極施加公共電壓而在位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生的感應電壓，一般認為對觸摸傳感器是噪聲。因此，為了抑制位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，將位置檢測用透明導電膜與透明對置電極的間隔取得足夠大。或者，在位置檢測用透明導電膜與透明對置電極之間配置屏蔽層。或者，如上文所述，從檢測接觸位置用的檢測電路中檢測出的信號減去上述感應電壓對應的信號后，運算接觸位置。
與此相反，本實施形態(tài)3的帶觸摸傳感器的顯示裝置53積極利用一般認為是噪聲的感應電壓，產(chǎn)生對位置檢測用透明導電膜47的接觸點的位置數(shù)據(jù)。因此，不必將位置檢測用透明導電膜47與透明對置電極45的間隔取大。也不必在顯示屏49與位置檢測用透明導電膜47之間設置屏蔽層。因而，能提供可薄型化且視差小的帶觸摸傳感器的顯示裝置。
為了檢測接觸位置，不是用專門對位置檢測用透明導電膜47施加的電壓，而是利用對透明對置電極45施加的周期性變化的振蕩電壓所產(chǎn)生的感應電壓。因此，不需要復雜的電路，不會增加耗電。作為這種振蕩電壓，可利用為驅動顯示媒體層而顯示屏本來就有的電壓。而且，位置檢測用透明導電膜47不必另行施加交流電壓。
下面，參照圖17說明帶觸摸傳感器的顯示裝置53的具體例。以下的說明中，示出顯示屏49用液晶板時的例子。
顯示屏49用液晶板時，例如，如圖17所示，顯示屏49除具有絕緣層46、透明對置電極45和含液晶材料的顯示媒體層44外，還包括配置成隔著顯示媒體層44與透明對置電極45對置的有源矩陣襯底48和第1偏振片41。有源矩陣襯底48在玻璃等透明材料形成的襯底42的主面形成TFT陣43，并且矩陣狀排列像素電極(圖中未示出)。
絕緣層46例如是玻璃襯底或塑料襯底等的對置襯底，而且根據(jù)需要，也可具有濾色鏡和第2偏振片。上述濾色鏡和第2偏振片可配置在位置檢測用透明導電膜47的觀察者方。絕緣層46的較佳厚度只要能使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生足夠大的感應電壓的程度即可。
具體的絕緣層46的較佳厚度取決于絕緣層包含的材料的介電常數(shù)。后文將說明，為了在位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生足夠大的感應電壓，位置檢測用導電膜47與透明對置電極45和它們之間的絕緣層形成的電容的值最好是200pF以上。因此，例如3.7型液晶板的絕緣層采用玻璃襯底時，玻璃襯底的厚度最好設定下0mm以上、1.1mm以下的范圍?，F(xiàn)狀下，采用0.4mm以上的玻璃襯底。液晶板的尺寸大于3.7型時，即使玻璃襯底的厚度電壓1.1mm，也能使電容的值為200pF以上。
可在顯示裝置53的最靠近觀察者方的表面形成保護層。
液晶板一般接受交流驅動，其原因是液晶層上施加直流電壓時，液晶層的壽命短等。因此，作為公共電壓，對透明對置電極45施加正、負極性周期性翻轉的電壓。
圖18(a)是示出一例顯示屏49的透明對置電極45上施加的公共電壓隨時間的變化的圖?？v軸表示透明對置電極45的電位，橫軸表示時間。這里示出行翻轉驅動時的例子，但本發(fā)明不限于此。
如圖18(a)所示，公共電壓每一水平掃描周期翻轉正、負極性，而且正極性的電壓絕對值等于負極性的電壓絕對值。帶觸摸傳感器的顯示裝置53中，該公共電壓為使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生感應電壓用的振蕩電壓。
圖18(b)示出透明對置電極45上施加圖18(a)所示的公共電壓時位置檢測用導電膜47產(chǎn)生的感應電壓隨時間的變化?？v軸表示位置檢測用透明導電膜47的電位，橫軸表示時間。此感應電壓與圖18(a)所示的透明對置電極45的電壓變化同步，是每一水平掃描周期有最大值或最小值的脈沖波。以例如約40kHz的周期出現(xiàn)上述最大值或最小值。圖18(b)所示的感應電壓充分大于因供給有源矩陣襯底48的顯示信號而產(chǎn)生的感應電壓。
通過位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生圖18(a)所示感應電壓，在位置檢測用透明導電膜47內(nèi)大致均勻地形成梯度小的電場。
位置檢測用導電膜47例如在四角形成位置檢測用的電極。帶觸摸傳感器的顯示裝置53在其最靠近觀察者方的表面設置保護層時，通過用筆和手指等接觸該保護膜，在位置檢測用透明導電膜47上形成接觸點。位置檢測用透明導電膜47上形成接觸點，則位置檢測用透明導電膜47與地(接地面)電容耦合。此電容是指例如保護層與位置檢測用透明導電膜47之間的電容和人與地之間存在的電容的總電容。
電容耦合的接觸部分與位置檢測用透明導電膜47的四角的電極之間的電阻值正比于接觸部分于各電極之間的距離。因此，通過位置檢測用透明導電膜47四角的電極，流通接觸部分和各電極之間的距離成正比的電流。檢測出這些電流的大小，就能求出接觸部分的位置坐標。
例如實施形態(tài)2的帶觸摸傳感器的顯示裝置或已有的一般帶觸摸傳感器的顯示裝置中，通過用振蕩器(例如圖14的振蕩電路65)對位置檢測用透明導電膜時間規(guī)定的交流電壓，在位置檢測用透明導電膜內(nèi)對置均勻地形成梯度小的電場，以進行接觸位置的檢測。與此相反，本實施形態(tài)3帶觸摸傳感器的顯示裝置53如上文所述，利用透明對置電極45上施加的振蕩電壓在位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生的感應電壓，使位置檢測用透明導電膜47內(nèi)大致均勻地形成梯度小的電場。進而，根據(jù)位置檢測用透明導電膜47上產(chǎn)生的電場的變化所產(chǎn)生的電流變化，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
即，帶觸摸傳感器的顯示裝置53使用通常得不到有效利用的感應電壓，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。因此，不需要一般對位置檢測用透明導電膜47施加交流電壓所需的振蕩電路，與一般帶觸摸傳感器的顯示裝置相比，可省電。通常認為上述的感應電壓是噪聲，因而為了抑制該感應電壓的發(fā)生，在透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間設置屏蔽層，并且/或者將透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間的距離取大，但帶觸摸傳感器的顯示裝置53不必這樣。
帶觸摸傳感器的顯示裝置中，在透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間將玻璃襯底和空氣層作為絕緣層(介質層)，形成虛擬電容。如上文所述，本實施形態(tài)中，由于將感應電壓用于位置檢測，在例如顯示屏是3.7型(顯示面的對角線長度為3.7英寸)的情況下，為了足夠大的感應電壓，上述電容的值最好是200pF。
例如，設液晶板10為3.7型，在透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間配置厚度為0.7mm的玻璃襯底，并且在玻璃襯底與位置檢測用透明導電膜47之間設置厚度0.1mm的空氣層的間隙的情況下，透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間的距離為0.8mm，上述電容的值為192pF。
使透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間的距離為0.8mm，并且對透明對置電極45施加例如振幅為4.9V的圖18(a)所示的電壓時，實際測量到位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生振幅為0.65V的圖18(b)所示的感應電壓。此感應電壓的大小足以進行本實施形態(tài)的位置檢測。
與此相反，一般帶觸摸傳感器的顯示裝置中，為了一種上述感應電壓的發(fā)生，將透明對置電極與位置檢測用透明導電膜之間的距離取大，使上述電容的值減小。
例如，設液晶板為3.7型，在透明對置電極與位置檢測用透明導電膜之間配置厚度為0.7mm的玻璃襯底，并且在玻璃襯底與位置檢測用透明導電膜之間設置厚度0.5mm的空氣層的間隙的情況下，透明對置電極與位置檢測用透明導電膜之間的距離為1.2mm，上述電容的值為62.5pF。已有的電阻膜方式帶觸摸傳感器的顯示裝置的電阻膜與透明對置電極之間需要長度和此透明對置電極與位置檢測用透明導電膜之間的距離相同的距離。
如以上所說明，帶觸摸傳感器的顯示裝置53中，能將透明對置電極45與位置檢測用透明導電膜47之間的距離做成1mm以下，因而能比一般帶觸摸傳感器的顯示裝置貼近透明對置電極45和位置檢測用透明導電膜47，可減小視差。
實施形態(tài)2的帶觸摸傳感器的顯示裝置30(圖16)中，如上文所述，為了對位置檢測用透明導電膜32、34的坐標檢測用導電部35、36施加電壓，使用交流驅動振蕩電路65(圖14)。此外，例如在位置檢測用透明導電膜32、34與透明對置襯底24具有的電極(例如對置電極)之間設置屏蔽層(未示出)，并且/或者將在位置檢測用透明導電膜32、34與透明對置襯底24具有的對置電極的間隔取大。將此顯示裝置30用于實施形態(tài)3時，可將顯示屏20中透明對置襯底24的對置電極上施加的周期性變化的振蕩電壓所產(chǎn)生的感應電壓用于位置檢測。
下面，參照圖16較具體地說明對顯示裝置30應用實施形態(tài)3的情況。以下的說明中，示出對置電極上施加的振蕩電壓使第2位置檢測用透明導電膜34產(chǎn)生感應電壓時的例子。
實施形態(tài)3中應用顯示裝置30時，顯示屏20至少具有顯示媒體層26和顯示媒體層26配置在觀察者方的透明對置襯底24。透明對置襯底24具有驅動顯示媒體層26用的電極和該電極配置在觀察者方的絕緣層(例如玻璃襯底)。第2位置檢測與透明導電膜34配置成以絕緣層未中介與上述電極對置。通過對上述電極施加周期性變化的振蕩電壓，使第2位置檢測用透明導電膜34產(chǎn)生感應電壓，在該第2位置檢測用透明導電膜34形成電場。根據(jù)通過第1位置檢測用透明導電膜32和第2位置檢測用透明導電膜34上形成接觸點而產(chǎn)生的電流變化，產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述顯示裝置，由于有效利用被認為是噪聲的感應電壓，不必在電極與位置檢測用透明電極34之間設置屏蔽層，或將電極與第2位置檢測用透明導電膜34的間隔取大。為了檢測接觸位置，不是用專門對位置檢測用透明導電膜34施加的電壓，而是利用對電極施加的周期性變化的振蕩電壓所產(chǎn)生的感應電壓，能省略對位置檢測用透明導電膜34施加振蕩電壓用的交流驅動振蕩電路。因此，顯示裝置30用于實施形態(tài)3時，使視差減小，并能使顯示裝置小型化，還可降低耗電。
上述說明中，示出用透明對置電極45上施加的公共電壓產(chǎn)生感應電壓時的例子，但為產(chǎn)生感應電壓而在透明對置電極45施加的電壓不限于此。
例如，也可與公共電壓分開，對透明對置電極45施加在位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生感應電壓用的振蕩電壓。圖18(c)示出此具體例。其中，縱軸表示透明對置電極45的電位，橫軸表示時間。圖18(c)所示的透明對置電極45的電位的一個周期包含周期T1和周期T2。
在圖18(c)的情況下，切換將透明對置電極45用作顯示用的公共電極的周期(顯示模式)和用作使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生感應電壓用的電極的周期(位置檢測模式)周期T1和周期T2分別對應于位置檢測模式和顯示模式。
位置檢測用透明導電膜47四角的電極分別用晶體管和二極管等組成的開關電路連接后文說明的檢測電路。例如通過用此開關電路交互切換周期T1和周期T2。即，此開關電路使對透明對置電極45提供驅動顯示媒體層44用的電壓或電流的顯示電路和減小位置檢測用的檢測電路中的某一方與透明對置電極45電導通。
周期T1的期間，位置檢測用透明導電膜47四角的電極分別連接檢測電路，周期T2的期間，位置檢測用透明導電膜47四角的電極不連接檢測電路。
首先，周期T1的位置檢測模式中，對透明對置電極45時間具有規(guī)定振幅的振蕩電壓，使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生具有規(guī)定振幅的感應電壓。此周期T1期間，位置檢測用透明導電膜47四角的電極分別連接后文說明的檢測電路，因而由該檢測電路產(chǎn)生接觸點的位置數(shù)據(jù)。
另一方面，周期T2的顯示模式中，施加規(guī)定大小的公共電壓，并且公共電壓如以上所述那樣產(chǎn)生振蕩時，位置檢測用透明導電膜47上產(chǎn)生感應電壓，但周期T2期間位置檢測用透明導電膜47四角的電極不連接檢測電路，因而感應電壓不影響接觸位置的檢測精度。再者，如圖18(c)所示，周期T2期間在透明對置電極45施加恒定電壓時，位置檢測用透明導電膜47不產(chǎn)生感應電壓，因而可省略上述開關電路。
本實施形態(tài)3中采用的靜電容耦合方式位置檢測方法的基本原理與實施形態(tài)1中用圖2、4說明的相同，因而數(shù)量詳細說明。再者，例如圖4中，從位置檢測用透明導電膜四角的電極施加同相、同電位的交流電壓，但實施形態(tài)3不是利用振蕩電路對位置檢測用導電膜施加上述交流電壓，而是用透明對置電極45上施加的振蕩電壓產(chǎn)生感應電壓。
如實施形態(tài)1所說明，可從流過位置檢測用導電膜47四角的電流i1、i2、i3和i4(圖4)的測量值求出對位置檢測用導電膜47的接觸位置。
以上的說明中，示出顯示屏49是液晶板，尤其該液晶板是有源矩陣型液晶板時的例子，但本實施形態(tài)使用的顯示屏49不限于此。只要顯示屏具有的透明對置電極施加周期性變化的振蕩電壓，任何顯示屏都可用。這里，透明對置電極上施加的振蕩電壓最好是用于驅動顯示媒體層的電壓。為了使位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，需要振蕩電壓，該振蕩電壓只要是用于驅動顯示媒體層的公共電壓，除公共電壓外，不必對透明對置電極另行施加產(chǎn)生感應電壓用的電壓。因此，與通常的顯示裝置相比，能抑制電源電路結構復雜，又能抑制耗電增大。
使位置檢測用透明導電膜47產(chǎn)生感應電壓的電極不限于上述的透明對置電極45。但是，對位置檢測用透明導電膜47施加相互不同的振蕩電壓的多個電極對置，則這些電極與位置檢測用透明導電膜47之間的電場不均勻，有時位置檢測精度會下降。因此，為了能在產(chǎn)生感應電壓用的電極與位置檢測用透明導電膜47之間產(chǎn)生具有的電場，至少在檢測接觸位置的位置檢測用透明導電膜47的整個區(qū)域設置成該位置檢測用透明導電膜47與產(chǎn)生感應電壓用的電極相互對置為佳。
下面說明帶觸摸傳感器的顯示裝置53具有的檢測電路。檢測電路檢測位置檢測用透明導電膜47中多個部位流通的電流變化，并根據(jù)檢測出的電流變化，產(chǎn)生對位置檢測用透明導電膜47的接觸點的位置數(shù)據(jù)。
圖19是示出一例檢測電路50的框圖。圖19作為例子示出的檢測電路50具有4個電流變化檢測電路61，這些電路61分別連接位置檢測用透明導電膜47四角的電極。位置檢測用透明導電膜47上設置的電極數(shù)量及其配置不限于此。
電流變化檢測電路61測量位置檢測用透明導電膜47四角的電極各自與地之間流通的電流。位置檢測用透明導電膜47上施加上述感應電壓，因而由手指等的接觸而流過各電極的電流具有交流分量。
電流變化檢測電路61的輸出，由模擬信號處理電路62給予放大和導通濾波處理。模擬信號處理電路62的輸出則由檢波過慮電路63A加以檢波。
檢波濾除電路63A為了濾除接收信號包含的各種噪聲，進行濾波。一般認為由透明對置電極上施加電壓而在位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生的感應電壓(例如圖18(b))也是噪聲。因此，檢波濾除電路濾除的噪聲中也包含與上述感應電壓對應的信號。
與此相反，本實施形態(tài)的檢測電路由于積極利用上述感應電壓，以檢測接觸點位置，檢波濾除電路63A不去除上述感應電壓對應的信號。因此，本實施形態(tài)的檢波濾除電路63A不包含濾除上述感應電壓對應的信號用的電路。
檢波濾除電路63A的示出輸入到消噪聲直流電路64。該電路64使檢波濾除電路64A的輸出成為直流，并產(chǎn)生具有與流過各電極的電路成正比的值的信號。消噪聲直流電路64還將檢測出的電流值變換成電壓值，并加以放大后，通過模擬電路開關選擇器66送到A/D變換器67。
例如實施形態(tài)2的消噪聲直流電路中從檢波濾除電路收到的信號(電壓值)已去除感應電壓對應的信號。因此，從檢波濾除電路收到的信號不疊加圖18(b)所示的感應電壓，具有對時間連續(xù)變化的波形。于是，實施形態(tài)2的消噪聲直流電路通過模擬多路開關選擇器將具有上述連續(xù)變化波形的電壓值連續(xù)輸入到A/D變換器。
與此相反，本實施形態(tài)中，從檢波濾除電路63A收到的信號(電壓值)疊加例如圖18(b)所示的感應電壓，具有圖21(a)所示的非連續(xù)波形。因此，例如與實施形態(tài)2同樣通過模擬多路開關選擇器將消噪聲直流電路檢測出的信號連續(xù)輸入到A/D變換器時，由于不輸入接觸位置時，信號也變動，不能正確檢測出接觸位置。圖21(a)示出一例消噪聲直流電路64從檢波濾除電路63A收到的信號(電壓值)隨時間的變化。縱軸表示電位，橫軸表示時間。
因此，本實施形態(tài)的檢測電路50如圖20所示，在噪聲直流電路64包含的放大電路中設置電容器。例如在感應電壓是以周期40kHz具有最大值或最小值的脈沖波的情況下，最好設置靜電容為幾百nF的電容器。通過設置電容器，將圖21(b)所示不存在感應電壓時檢測的電流值與存在感應電壓時檢測的電流值取平均后，給A/D變換器67提供直流電壓。根據(jù)位置檢測用透明導電膜47未形成接觸點時得到的直流電壓值與形成接觸點時得到的直流電壓值之差，求出接觸點的位置。
從消噪聲直流電路64接收上述信號的模擬多路開關選擇器66將4個電極的輸出發(fā)送到A/D變換器67。A/D變換器67產(chǎn)生數(shù)字化的位置信號(位置數(shù)據(jù))，并發(fā)送到處理裝置68。這里所說的位置數(shù)據(jù)是指將上述式9和式10的i1、i2、i3和i4變換成直流電壓值后，進一步將這些值數(shù)字化所得的數(shù)據(jù)。處理裝置68用這些值，根據(jù)式9和式10求坐標X、Y，判斷形成接觸點的操作者輸入的命令，以進行規(guī)定的數(shù)據(jù)處理等。處理裝置68裝在具有例如圖17的顯示裝置的便攜型信息終端(PDA)、ATM、售票機或各種計算機內(nèi)部，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。
檢測電路50產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)不限于上述的例子。檢測電路50也可例如用上述數(shù)字化的直流電壓值求XY坐標，并將其作為位置數(shù)據(jù)輸出。
如以上所說明，利用實施形態(tài)3能提供薄型、視差小且不需要復雜電路結構的帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)檢測方法。
工業(yè)上的實用性根據(jù)本發(fā)明，可提供重量輕、適合小型化且不會導致顯示特性變差的觸摸傳感器、帶觸摸傳感器的顯示裝置和位置數(shù)據(jù)檢測方法。而且能提供具有結構比以往簡單的電路的觸摸傳感器和帶觸摸傳感器的顯示裝置。
權利要求
1.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含矩陣狀排列在第1面上的多個像素電極的有源矩陣襯底和與所述有源矩陣襯底的第1面對置的透明對置電極，其特征在于，還包括對所述透明對置電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測所述透明對置電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與所述透明對置電極電導通的開關電路。
2.如權利要求1中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述開關電路對控制信號作出響應，周期性地切換所述第1電路或第2電路與所述透明對置電極的電連接。
3.如權利要求1或2中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述第1電路的至少一部分、所述第2電路的至少一部分和所述開關電路分別具有形成在所述有源矩陣襯底上的薄膜晶體管。
4.如權利要求3中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述薄膜晶體管具有堆積在所述有源矩陣襯底上的多晶硅。
5.如權利要求3或4中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述透明對置電極具有劃分的多個區(qū)，由所述第2電路檢測所述多個區(qū)各自的兩端流通的電流。
6.如權利要求1至5中任一項所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，具有設置在所述多個像素電極與所述透明對置電極之間的液晶層。
7.如權利要求6中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述透明對置電極形成在與所述襯底對置的另一襯底上，并且在兩塊襯底之間封入所述液晶層。
8.如權利要求1至5中任一項所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，具有設置在所述多個像素電極與所述透明對置電極之間的有機EL層。
9.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含排列在第1面上的多個掃描電極的第1襯底和含與所述第1襯底的所述第1面對置的多個數(shù)據(jù)電極的第2襯底，其特征在于，還包括對各數(shù)據(jù)電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測各數(shù)據(jù)電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與所述數(shù)據(jù)電極電導通的開關電路。
10.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含排列在第1面上的多個第1電極的第1襯底和含與所述第1襯底的所述第1面對置的多個第2電極的第2襯底，其特征在于，還包括對各第1電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測各第1電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使所述第1電路和所述第2電極中的任一方與第1電極電導通的開關電路。
11.如權利要求9或10中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述第1電路的至少一部分、所述第2電路的至少一部分和所述開關電路分別具有形成在所述襯底上的薄膜晶體管。
12.如權利要求11中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述薄膜晶體管具有堆積在所述襯底上的多晶硅。
13.如權利要求9至12中任一項所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，具有設置在所述第1襯底與所述第2襯底之間的液晶層。
14.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括具有2維擴展的顯示面的顯示媒體、在所述顯示媒體的選擇區(qū)形成電場的驅動裝置、以及利用靜電容耦合方式檢測出與所述顯示面平行的面內(nèi)的外部接觸點的位置檢測裝置，其特征在于，所述驅動裝置具有透明電極，所述位置檢測裝置電連接所述透明電極的多個部分，檢測與所述接觸點對應的電流。
15.一種觸摸傳感器，利用靜電容耦合方式檢測出在X方向和Y方向擴展的操作面內(nèi)的外部輸入點，其特征在于，包括配置成與所述操作面平行而且電連接檢測所述輸入點的所述Y方向的坐標用的Y坐標檢測用導電部的第1位置檢測用透明導電膜、配置成與所述第1位置檢測用透明導電膜對置而且電連接檢測所述輸入點的所述X方向的坐標的X坐標檢測用導電部的第2位置接觸用透明導電膜、設置在所述第1位置檢測用透明導電膜與所述第2位置檢測用透明導電膜之間的介質層、以及對所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜中所選擇的一方施加規(guī)定電壓的開關電路。
16.如權利要求15中所述的觸摸傳感器，其特征在于，由所述開關電路交互切換所述第1位置檢測用透明導電膜的電導通和所述第2位置檢測用透明導電膜的電導通。
17.如權利要求15或16中所述的觸摸傳感器，其特征在于，還包括檢測電路，根據(jù)所述輸入點與所述第Y坐標檢測用導電部之間流通的電流的大小求所述輸入點的所述Y方向的坐標，根據(jù)所述輸入點與所述第X坐標檢測用導電部之間流通的電流的大小求所述輸入點的所述X方向的坐標。
18.如權利要求15至17中任一項所述的觸摸傳感器，其特征在于，所述Y坐標檢測用導電部設置在所述第1位置檢測用透明導電膜上，而且具有在所述Y方向隔開的至少2個導電部，所述X坐標檢測用導電部設置在所述第2位置檢測用透明導電膜上，而且具有在所述X方向隔開的至少2個導電部。
19.如權利要求15至18中任一項所述的觸摸傳感器，其特征在于，所述介質層由二甲酯組成。
20.如權利要求15至18中任一項所述的觸摸傳感器，其特征在于，所述介質層由玻璃組成。
21.如權利要求15至20中任一項所述的觸摸傳感器，其特征在于，在所述第1位置檢測用透明導電膜或所述第2位置檢測用透明導電膜的所述介質層方或相反方的主面設置玻璃，通過所述玻璃供給所述輸入點。
22.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，具有權利要求15至21中任一項所述的觸摸傳感器以及顯示面設置所述觸摸傳感器的顯示屏。
23.如權利要求22中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述顯示屏具有顯示媒體層、配置在所述顯示媒體層的觀察者方而且驅動所述顯示媒體層用的電極和配置在所述電極的觀察者方的絕緣層，所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜中的任一方配置成以所述絕緣層為中介與所述電極對置，通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓使所述任一方的位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述任一方的位置檢測用透明導電膜上形成電場，根據(jù)所述第1位置檢測用透明導電膜和所述第2位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)。
24.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，具有權利要求15至21至任一項權利要求所述的觸摸傳感器，并且包括配置成以顯示媒體層為中介與所述第1位置檢測用透明導電膜和第2位置檢測用透明導電膜中的任一方對置的有源矩陣襯底、在不對所述任一方的位置檢測用透明導電膜施加所述規(guī)定電壓的周期提供顯示用的電壓或電流的顯示電路、檢測所述任一方的位置檢測用透明導電膜中多個部位流通的電流的檢測電路、以及使所述顯示電路或所述檢測電路的任一方與所述任一方的位置檢測用透明導電膜電導通的再一個開關電路。
25.一種帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，包括具有顯示媒體層和配置在所述顯示媒體層的觀察者方而且用于驅動所述顯示媒體層的電極和配置在所述電極的觀察者方的絕緣層的顯示屏、配置成以所述絕緣層為中介與所述電極對置的位置檢測用透明導電膜、以及檢測所述位置檢測用透明導電膜中多個部位流通的電流變化的檢測電路，通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓，使所述位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述位置檢測用透明導電膜形成電場，根據(jù)所述位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)。
26.如權利要求25中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述感應電壓是周期性具有最大值和/或最小值的脈沖波。
27.如權利要求25或26中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述振蕩電壓是驅動所述顯示媒體層用的電壓。
28.如權利要求25或26中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，還包括對所述電極供給驅動所述顯示媒體層用的電壓或電流的顯示電路、以及使所述顯示電路和所述檢測電路中的任一方與所述電極電導通的開關電路。
29.如權利要求27或28中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述顯示屏是液晶板，所述振蕩電壓是極性周期性反相的電壓。
30.如權利要求29中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述液晶板是有源矩陣型液晶板，所述電極是透明對置電極。
31.如權利要求25至30中任一項所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述電極與所述位置檢測用透明導電膜之間的距離為約1mm以下。
32.如權利要求26至31中所述的帶觸摸傳感器的顯示裝置，其特征在于，所述脈沖波的頻率約40kHz。
33.一種位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，產(chǎn)生相對于配置成以絕緣層為中介與電極對置的位置檢測用透明導電膜的接觸點的位置數(shù)據(jù)，其特征在于，包含以下的2個步驟通過對所述電極施加周期性變化的振蕩電壓，使所述位置檢測用透明導電膜產(chǎn)生感應電壓，在所述位置檢測用透明導電膜形成電場的步驟，根據(jù)所述位置檢測用透明導電膜形成接觸點而產(chǎn)生的所述電流變化，產(chǎn)生所述接觸點的位置數(shù)據(jù)的步驟。
34.如權利要求33中所述的位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，作為所述電極，使用驅動顯示屏具有的顯示媒體層用的電極。
35.如權利要求33或34中所述的位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，所述振蕩電壓是驅動顯示屏具有的顯示媒體層用的電壓。
全文摘要
本發(fā)明的帶觸摸傳感器的顯示裝置，包括含矩陣狀排列在第1面上的多個像素電極的有源矩陣襯底4A和與所述有源矩陣襯底的第1面對置的透明對置電極7，還包括對透明對置電極供給顯示用的電壓或電流的第1電路、檢測透明對置電極的多個部位流通的電流的第2電路、以及使第1電路和第2電路中的任一方與透明對置電極電導通的開關電路。
文檔編號G06F3/041GK1520544SQ0281284
公開日2004年8月11日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權日2001年8月22日
發(fā)明者宮本三郎, 中野敏剛, 剛 申請人:夏普株式會社