專利名稱：具有觸摸傳感器的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如液晶顯示裝置的顯示裝置，具體地涉及具有觸摸傳 感器的顯示裝置，該顯示裝置包括能夠通過(guò)用戶的手指等觸摸而輸入信 息的電容型觸摸傳感器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，能夠通過(guò)設(shè)置接觸檢測(cè)裝置(以下，稱為觸摸傳感器)、即設(shè) 置所謂的觸摸板而輸入信息的顯示裝置已受到關(guān)注，所述觸摸板直接安 裝在液晶顯示裝置上并且在液晶顯示裝置上顯示各種按鈕而代替普通按 鈕。隨著移動(dòng)裝置的屏幕尺寸傾向于大型化，該技術(shù)使得顯示屏和各按 鈕可以共同設(shè)置，并且?guī)?lái)了諸如節(jié)省空間和減少部件個(gè)數(shù)的極大好處。 但是，在該技術(shù)中存在的問(wèn)題是，由于安裝了觸摸板，所以整個(gè)液晶模 塊的厚度增大。具體說(shuō)來(lái)，在應(yīng)用于移動(dòng)裝置時(shí)，由于在觸摸板上需要 保護(hù)層以防止刮擦，所以存在液晶模塊的厚度變得越來(lái)越厚的問(wèn)題，而 這有悖于薄化的趨勢(shì)。
于是，例如，在專利文獻(xiàn)l中，提出了一種具有觸摸板的液晶顯示元 件，其中觸摸板的導(dǎo)電膜設(shè)于液晶顯示元件的觀看側(cè)的基板以及布置于 觀看側(cè)的基板的外表面上的用于觀看的偏光板之間，并且利用偏光板的 外表面作為觸摸表面，電容型的觸摸板形成于觸摸板的導(dǎo)電膜和偏光板 的外表面之間。由此，實(shí)現(xiàn)了薄型化。
專利文獻(xiàn)l:日本未審査專利申請(qǐng)文件No.2008-9750

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻(xiàn)l所披露的具有觸摸板的液晶顯示元件中，觸摸板 的導(dǎo)電膜理論上需要具有與用戶相同的電位，并且用戶需要是接地屬性。 于是，盡管應(yīng)用于從電源插座等獲取電源的靜止的電視接收機(jī)不成問(wèn)題， 但是將具有觸摸板的液晶顯示元件應(yīng)用于移動(dòng)裝置在實(shí)踐上是特別困難
6的。而且，在上述技術(shù)中，由于觸摸板的導(dǎo)電膜需要極其靠近用戶的手 指，所以觸摸板的導(dǎo)電膜的布置區(qū)域是有限的，并且難以將觸摸板的導(dǎo) 電膜例如設(shè)置在液晶顯示元件內(nèi)的深入部分。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)的靈活性 低。而且，在上述技術(shù)中，因?yàn)榕渲?，必須與液晶顯示元件的顯示驅(qū)動(dòng) 電路部相互獨(dú)立地設(shè)置諸如觸摸板驅(qū)動(dòng)部和坐標(biāo)檢測(cè)部的電路部，并且 難以集成整個(gè)裝置的各電路。
鑒于前文所述，本發(fā)明的第一目的是提供一種具體適用于移動(dòng)裝置 的具有觸摸傳感器的顯示裝置。本發(fā)明的第二目的是提供具有高的設(shè)計(jì) 靈活性的具有觸摸傳感器的顯示裝置。本發(fā)明的第三目的是提供具有電 路易于集成的結(jié)構(gòu)的具有觸摸傳感器的顯示裝置。
本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置包括多個(gè)顯示像素電極；與 所述顯示像素電極相對(duì)的公共電極；具有圖像顯示功能的顯示功能層； 顯示控制電路，其根據(jù)圖像信號(hào)通過(guò)在每個(gè)所述顯示像素電極和所述公 共電極之間施加顯示用電壓來(lái)進(jìn)行圖像顯示控制，從而發(fā)揮所述顯示功 能層的顯示功能；以及觸摸檢測(cè)電極，其與所述公共電極相對(duì)設(shè)置，或 者設(shè)置在所述公共電極旁邊，在所述觸摸檢測(cè)電極和所述公共電極之間 形成電容。
在本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置中，電容形成于最初設(shè)置用 于施加顯示驅(qū)動(dòng)電壓的所述公共電極和新設(shè)置的所述觸摸檢測(cè)電極之 間。該電容根據(jù)物體接觸的存在或不存在而改變。因而，當(dāng)由顯示控制 部施加在公共電極上的顯示驅(qū)動(dòng)電壓被利用(或使用)為所述觸摸傳感 器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，可以從所述觸摸檢測(cè)電極得到與電容值的變化相應(yīng)的 檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)所述檢測(cè)信號(hào)被輸入給所述觸摸檢測(cè)電路時(shí)，能夠檢測(cè)到 物體接觸的存在或不存在。而且，當(dāng)所述觸摸檢測(cè)電極被分成多個(gè)電極 圖形，并且所述多個(gè)電極圖形被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠檢測(cè)物體的接觸位置。 例如可以使用液晶層作為所述顯示功能層。
在本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置中，可以是這樣的結(jié)構(gòu)，即 設(shè)有面對(duì)其中形成有所述顯示控制電路的電路基板的相對(duì)基板，所述顯 示像素電極設(shè)在所述的電路基板上的靠近于所述相對(duì)基板的一側(cè)，所述 公共電極設(shè)于在所述的相對(duì)基板上靠近于所述電路基板的一側(cè)，并且所述顯示功能層設(shè)置為夾持在所述電路基板的顯示像素電極和所述相對(duì)基板的公共電極之間。這種結(jié)構(gòu)例如適合于所述顯示功能層由TN(扭曲向
列)模式、VA(垂直取向)模式等的液晶構(gòu)成的情況。在此情況下，所述觸
摸檢測(cè)電極優(yōu)選地形成于相對(duì)的電極側(cè)，并且所述觸摸檢測(cè)電路優(yōu)選地形成于所述電路基板中。
并且，在本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置中，可以是這樣的結(jié)構(gòu)，即設(shè)有面對(duì)其中形成有所述顯示控制電路的電路基板的相對(duì)基板，所述公共電極和所述顯示像素電極在所述電路基板上依次堆疊，其中絕
緣層介于所述公共電極和所述顯示像素電極之間，并且所述顯示功能層
設(shè)置為夾持在所述電路基板的顯示像素電極和所述相對(duì)基板之間。這種
結(jié)構(gòu)例如適合于所述顯示功能層由諸如FFS(邊緣場(chǎng)切換)模式的所謂橫向電場(chǎng)模式的液晶構(gòu)成的情況。在此情況下，所述觸摸檢測(cè)電極可以形成于所述相對(duì)基板側(cè)或所述電路基板側(cè)。所述觸摸檢測(cè)電路優(yōu)選地形成于所述電路基板中。在所述觸摸檢測(cè)電極形成于所述電路基板側(cè)的情況下，所述公共電極設(shè)于所述電路基板的顯示區(qū)域中，并且在圍繞所述電路基板的顯示區(qū)域的框架區(qū)域中，所述觸摸檢測(cè)電極與所述公共電極分開(kāi)地形成為與所述公共電極處于相同層中的電極層。在所述觸摸檢測(cè)電極形成于所述相對(duì)基板側(cè)，并且所述觸摸檢測(cè)電路形成于所述電路基板中的情況下，導(dǎo)電路徑形成為連接于所述相對(duì)基板的觸摸檢測(cè)電極和所述電路基板的觸摸檢測(cè)電路之間。或者，電容耦合路徑形成為在所述相對(duì)基板的觸摸檢測(cè)電極和所述電路基板的觸摸檢測(cè)電路之間建立電容耦合°
根據(jù)本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置，電容形成于最初設(shè)置用于施加顯示驅(qū)動(dòng)電壓的所述公共電極和新設(shè)置的所述觸摸檢測(cè)電極之間，通過(guò)利用由物體(用戶的手指)的接觸所帶來(lái)的電容值的變化實(shí)現(xiàn)觸摸檢測(cè)。于是，可以得到這樣的具有觸摸傳感器的顯示裝置，即該具有觸摸傳感器的顯示裝置甚至可以適用于在許多情況下用戶的電位不確定的移動(dòng)裝置中。具體地，當(dāng)最初配備施加于公共電極以用于顯示的現(xiàn)有的顯示驅(qū)動(dòng)電壓用作觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，可以從所述觸摸檢測(cè)電極得到與電容值的變化相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，并且因而不必準(zhǔn)備新的用于傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。而且，當(dāng)所述觸摸檢測(cè)電極被分成多個(gè)電極圖形時(shí)，并且所述多個(gè)電極圖形被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠檢測(cè)接觸位置。
并且，根據(jù)本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置，可以根據(jù)所述顯示功能層的類型任意地選擇所述觸摸檢測(cè)電極形成于所述相對(duì)基板側(cè)或者形成于所述像素基板側(cè)。因而，可以得到設(shè)計(jì)靈活性高的具有觸摸傳感器的顯示裝置。
并且，根據(jù)本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置，也可以根據(jù)所述顯示功能層的類型在所述電路基板側(cè)形成所述觸摸檢測(cè)電極。于是，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)選地在所述電路基板中形成所述觸摸檢測(cè)電路，并且這易于在一個(gè)電路基板上將顯示用電路和傳感器用電路集成在一起。艮P，電路集成容易。


圖l是用于說(shuō)明本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理的圖，并且是表示手指未觸摸狀態(tài)的圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理的圖，并且是表示手指觸摸狀態(tài)的圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理的圖，并且是表示觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)的波形的示例的圖。
圖4是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置的示意性橫剖面結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。
圖5是表示圖4中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分(公共電極和傳感器用檢測(cè)電極)的結(jié)構(gòu)的示例的立體圖。
圖6是表示圖4中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的檢測(cè)電路的配置示例的電路圖。
圖7是表示圖4中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分(公共電極和傳感器用檢測(cè)電極)的結(jié)構(gòu)的另一示例的立體圖。
9圖8是表示圖4中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分(公共電極和傳感器用檢測(cè)電極)的結(jié)構(gòu)的又一示例的立體圖。
圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置的示意
性橫剖面結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。
圖10是圖9中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分的放大的立體圖。
圖11是用于說(shuō)明圖9中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理的橫剖面圖。
圖12是表示圖9中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的具體示例的橫剖面圖。
圖13是表示圖9中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的變化例的橫剖面圖。
圖14是表示圖9中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的另一變化例的橫剖面圖。
圖15是表示圖14中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的具體示例的橫剖面圖。
圖16是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置的示意性橫剖面結(jié)構(gòu)的橫剖面圖。
圖17是表示圖16中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的示意性平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖18是表示圖16中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的變化例的主要部分的橫剖面圖。
圖19是表示圖16中所示的具有觸摸傳感器的顯示裝置的另一變化例的示意性橫剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)方式(以下簡(jiǎn)稱為實(shí)施例)。首先，參照?qǐng)D1 圖3，說(shuō)明本實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置中的觸摸檢測(cè)方法的基本原理。該觸摸檢測(cè)方法由電容型觸摸傳感器實(shí)現(xiàn)，并且如圖1(A)所示，電容性元件是這樣構(gòu)成的，即利用彼此面對(duì)的
一對(duì)電極(驅(qū)動(dòng)電極E1和檢測(cè)電極E2)，并將電介質(zhì)D介于所述一對(duì)電極之間。該配置的等效電路如圖1(B)所示。電容性元件C1配置有驅(qū)動(dòng)電極E1、檢測(cè)電極E2和電介質(zhì)D。在電容性元件C1中， 一端與AC信號(hào)源S相連，另一端P通過(guò)電阻R接地并且與電壓檢測(cè)器DET相連。當(dāng)具有預(yù)定頻率(例如約為幾kHz 十幾kHz)的AC矩形波Sg(圖3(B))從AC信號(hào)源S施加于驅(qū)動(dòng)電極E1(電容性元件C1的一端)時(shí)，在檢測(cè)電極E2(電容性元件C1的另一端P)中會(huì)出現(xiàn)如圖3(A)所示的輸出波形(檢測(cè)信號(hào)Vdet)。此外，該AC矩形波Sg與后文所述的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom對(duì)應(yīng)。
在手指未觸摸的狀態(tài)下，如圖1所示，隨著電容性元件Cl的充電/放電，與電容性元件C1的電容值相應(yīng)的電流I。流過(guò)。這時(shí)，電容性元件C1中另一端P的電位的波形例如像圖3(A)的波形V。，并且這通過(guò)電壓檢測(cè)器DET檢測(cè)。
另外，在手指觸摸的狀態(tài)下，如圖2所示，由手指所形成的電容性元件C2與電容性元件C1串聯(lián)相加。在該狀態(tài)下，隨著電容性元件C1和C2的充電/放電，電流^和I2分別流過(guò)。這時(shí)，電容性元件C1中另一端P的電位的波形例如像圖3(A)的波形Vi，并且這通過(guò)電壓檢測(cè)器DET檢測(cè)。這時(shí)，P點(diǎn)的電位是由分別流過(guò)電容性元件Cl和C2的電流^和l2的值所限定的電偏勢(shì)。因而，波形V/變?yōu)楸任从|摸狀態(tài)下的波形Vo的值小。如后文所述，電壓檢測(cè)器DET將所檢測(cè)的電壓與預(yù)定的閾值電壓Vth進(jìn)行比較。當(dāng)所檢測(cè)的電壓等于或小于閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)器DET判定為處于未觸摸狀態(tài)。另外，當(dāng)所檢測(cè)的電壓等于或大于閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)器DET判定為處于觸摸狀態(tài)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)觸摸檢測(cè)。
第一實(shí)施例
圖4示出了本實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分的橫剖面結(jié)構(gòu)。在該具有觸摸傳感器的顯示裝置中，液晶顯示元件用作顯示元件，并且最初設(shè)于該液晶顯示元件中的電極(后文所述的公共電極43)的一部分和用于顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(后文所述的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom)還用于
其它目的，由此構(gòu)成電容型觸摸傳感器。
如圖4所示，該具有觸摸傳感器的顯示裝置包括像素基板2、與該像 素基板2相對(duì)的相對(duì)基板4以及夾在像素基板2和相對(duì)基板4之間的液晶層 6。
該像素基板2包括作為電路基板的TFT基板21和以矩陣形式設(shè)于TFT 基板21上的多個(gè)像素電極22。包括用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素電極22的圖中未示 出的顯示驅(qū)動(dòng)器和TFT(薄膜晶體管)在內(nèi)，諸如將像素信號(hào)供給各像素電
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在TFT基板21中也形成有后文所述的執(zhí)行觸摸檢測(cè)操作的檢測(cè)電路(圖 6)。
相對(duì)基板4包括玻璃基板41、形成于該玻璃基板41的一個(gè)表面上的濾 色器42和形成于該濾色器42上的公共電極43。該濾色器42是這樣構(gòu)成的， 例如將紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)三種顏色的濾色器層循環(huán)排列，并且每個(gè)顯 示像素(像素電極22)被分配有一組的R、 G和B三種顏色。該公共電極43 也用作傳感器的驅(qū)動(dòng)電極，該驅(qū)動(dòng)電極構(gòu)成執(zhí)行觸摸檢測(cè)操作的觸摸傳 感器的一部分，并且與圖1中的驅(qū)動(dòng)電極E1相對(duì)應(yīng)。
該公共電極43通過(guò)接觸導(dǎo)電柱7與TFT基板21耦接。具有AC矩形波形 的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom通過(guò)該接觸導(dǎo)電柱7從TFT基板21施加于公共電極 43。該公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom限定了施加于像素電極22的像素電壓以及各像 素的顯示電壓，并且也用作觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom 與從圖l的驅(qū)動(dòng)信號(hào)源S所供給的AC矩形波Sg相對(duì)應(yīng)。
在玻璃基板41的另一表面上，形成有傳感器用檢測(cè)電極44。而且， 在該傳感器用檢測(cè)電極44上，設(shè)有偏光板45。傳感器用檢測(cè)電極44構(gòu)成 觸摸傳感器的一部分，并且與圖1中的檢測(cè)電極E2相對(duì)應(yīng)。
液晶層6根據(jù)電場(chǎng)的狀態(tài)調(diào)節(jié)穿過(guò)液晶層6的光，并且例如由TN(扭曲 向歹U)、 VA(垂直取向)和ECB (電控雙折射)的各種模式的液晶制成。取向膜分別設(shè)在液晶層6和像素基板2之間以及液晶層6和相對(duì)基板4 之間。盡管位于光入射側(cè)的偏光板設(shè)在像素基板2下方，但圖中省略未示 出。
圖5立體地圖示了相對(duì)基板4中的公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44 的結(jié)構(gòu)的示例。在該示例中，公共電極43被分成在圖的左右方向上延伸 的多個(gè)條形電極圖形。利用驅(qū)動(dòng)器43D，公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom被依次地供 給每個(gè)電極圖形，并且時(shí)分地進(jìn)行線序掃描驅(qū)動(dòng)。另外，傳感器用檢測(cè) 電極44配置為在與公共電極43中的電極圖形的延伸方向垂直的方向上延 伸的多個(gè)條形電極圖形。檢測(cè)信號(hào)Vdet從傳感器用檢測(cè)電極44中的每個(gè) 電極圖形輸出，并且被輸入給圖6中所示的檢測(cè)電路8。
圖6示出了執(zhí)行觸摸檢測(cè)操作的檢測(cè)電路8的結(jié)構(gòu)的示例。該檢測(cè)電 路8包括用于信號(hào)放大的運(yùn)算放大器81、截?cái)喔哳l分量并且允許低頻分量 通過(guò)的低通濾波器(LPF)82、允許高頻分量通過(guò)的高通濾波器(HPF)83、 整流平滑部84和比較器85。輸入端Tin與運(yùn)算放大器81的正輸入端(+)相 連，并且檢測(cè)信號(hào)Vdet被輸入給輸入端Tin。運(yùn)算放大器81的輸出端通過(guò) LPF82與整流平滑部84相連。HPF83與LPF82相連。LPF82具有電阻82R 和電容82C并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，HPF83具有電阻83R和電容83C在地和LPF82 之間串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。LPF82和HPF83的連接點(diǎn)與運(yùn)算放大器81的負(fù)輸入 端(-)相連。整流平滑部84包括由半波整流二極管84D構(gòu)成的整流部以及 平滑部，在該平滑部中，電阻84R和電容82C在地和半波整流二極管84D 之間并聯(lián)連接。整流平滑部84的輸出端與比較器85的正輸入端(+)相連。 預(yù)定的閾值電壓Vth(參照?qǐng)D3)被輸入給比較器85的負(fù)輸入端(-)。比較器 85的輸出端與輸出端Tout相連，并且檢測(cè)結(jié)果(是否觸摸)從輸出端Tout輸 出。
具有該結(jié)構(gòu)的檢測(cè)電路8按如下方式工作。被輸入給輸入端Tin的檢 測(cè)信號(hào)Vdet被運(yùn)算放大器81放大。然后，檢測(cè)信號(hào)Vdet中的低頻分量通 過(guò)LPF82，并且高頻分量通過(guò)HPF83被濾除。通過(guò)LPF82的低頻AC分量通 過(guò)整流平滑部84中的二極管84D被半波整流，之后被平滑為水平信號(hào)并輸 入給比較器85。比較器85將輸入電平信號(hào)與閾值電壓Vth進(jìn)行比較。當(dāng)輸 入電平信號(hào)等于或小于閾值電壓Vth時(shí)，比較器85輸出觸摸檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)電路8形成于相對(duì)基板4上的周邊區(qū)域(非顯示區(qū)域或框架區(qū)域)
中?；蛘?，檢測(cè)電路8形成于像素基板2上的周邊區(qū)域中。但是，當(dāng)檢測(cè) 電路8形成于像素基板2上時(shí)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)電路8和最初形成于像素基板2 上的用于顯示控制等的各種電路元件的集成，并且從通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)電路 簡(jiǎn)化的角度看，這是優(yōu)選的。在此情況下，傳感器用檢測(cè)電極44中的每 個(gè)電極圖形和像素基板2的檢測(cè)電路8通過(guò)類似于接觸導(dǎo)電柱7的接觸導(dǎo) 電柱(圖中未示出)相連，并且檢測(cè)信號(hào)Vdet從傳感器用檢測(cè)電極44被傳輸 到檢測(cè)電路8。
以下說(shuō)明具有上述配置的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理。
像素基板2中的顯示驅(qū)動(dòng)器(圖中未示出)線序地將公共驅(qū)動(dòng)信號(hào) Vcom供給公共電極43中的每個(gè)電極圖形。顯示驅(qū)動(dòng)器還通過(guò)源極線將像 素信號(hào)供給像素電極22,并且與像素信號(hào)的供給同步地通過(guò)柵極線線序 地控制各像素電極中TFT的開(kāi)關(guān)。由此，在由公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom和各像 素信號(hào)所限定的縱向(垂直于基板的方向)上的電場(chǎng)施加于各像素的液晶 層6，并且調(diào)節(jié)液晶狀態(tài)。這樣，利用所謂的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行顯示。
另外，在相對(duì)基板4側(cè)，電容性元件C1形成于公共電極43中的各電極 圖形和傳感器用檢測(cè)電極44中的各電極圖形的各交叉部分處。當(dāng)公共驅(qū) 動(dòng)信號(hào)Vcom被時(shí)分地依次作用于公共電極43中的各電極圖形時(shí)，在形成 于公共電極43中的電極圖形和傳感器用檢測(cè)電極44中的各電極圖形的各 交叉部分處的一列的各電容性元件Cl上進(jìn)行充電/放電，其中公共驅(qū)動(dòng)電 壓Vcom施加于公共電極43上。因此，具有與電容性元件C1的電容值相應(yīng) 的幅度的檢測(cè)信號(hào)Vdet從傳感器用檢測(cè)電極44中的各電極圖形輸出。在 用戶的手指未與相對(duì)基板4的表面接觸的情況下，該檢測(cè)信號(hào)Vdet的幅度 近似于常量。通過(guò)公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的掃描，充電/放電的電容性元件 Cl的列線序地移動(dòng)。
這里，當(dāng)用戶的手指觸摸相對(duì)基板4的表面的任意位置時(shí)，由手指所 形成的電容性元件C2與最初形成于該觸摸位置中的電容性元件C1疊加。 因此，與其它位置的檢測(cè)信號(hào)Vdet相比，當(dāng)該觸摸位置被掃描時(shí)(g卩，在 公共電極43的電極圖形中，當(dāng)公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom作用于與該觸摸位置對(duì) 應(yīng)的電極圖形時(shí))的檢測(cè)信號(hào)Vdet的值變小。檢測(cè)電路8(圖6)將該檢測(cè)信
14號(hào)Vdet與閾值電壓Vth進(jìn)行比較。當(dāng)檢測(cè)信號(hào)Vdet等于或小于閾值電壓 Vth時(shí)，檢測(cè)電路8將該位置判定為觸摸位置。該觸摸位置可以通過(guò)公共 驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的作用時(shí)間以及等于或小于閾值電壓Vth的檢測(cè)信號(hào)Vdet 的檢測(cè)時(shí)間來(lái)判定。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，電容型觸摸傳感器具有這樣的結(jié)構(gòu)，即最初 設(shè)于液晶顯示元件中的公共電極43也用作觸摸傳感器的電極對(duì)中的一 個(gè)，所述電極對(duì)包括驅(qū)動(dòng)電極和檢測(cè)電極，并且作為顯示用驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom通常兼用作觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。于是，新設(shè)置的 電極只有傳感器用檢測(cè)電極44，而且不必重新準(zhǔn)備觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。因而，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
并且，在相關(guān)技術(shù)(專利文獻(xiàn)l)的具有觸摸板的顯示裝置中，精確測(cè) 量流過(guò)傳感器的電流的幅度，并且根據(jù)該測(cè)量值，利用模擬計(jì)算判斷觸 摸位置。另外，在本實(shí)施例中，與觸摸的存在或不存在相對(duì)應(yīng)的電流的 相對(duì)變化(電位變化)的存在或不存在可以數(shù)字方式檢測(cè)，并且可以利用簡(jiǎn) 單的檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)提高檢測(cè)精度。而且，電容形成于最初設(shè)置用于施加 公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的公共電極43和新設(shè)置的傳感器用檢測(cè)電極44之間，
并且利用由用戶的手指觸摸所帶來(lái)的電容變化進(jìn)行觸摸檢測(cè)。于是，具 有觸摸板的顯示裝置甚至可以應(yīng)用于用戶的電位在許多情況下不恒定的 移動(dòng)裝置。
并且，由于傳感器用檢測(cè)電極44被分成多個(gè)電極圖形，并且多個(gè)電 極圖形被單獨(dú)地時(shí)分驅(qū)動(dòng)，所以能夠檢測(cè)所觸摸的位置。
此外，在以上說(shuō)明中，如圖5所示，盡管公共電極43和傳感器用檢測(cè) 電極44都形成為通過(guò)延伸而彼此交叉的多個(gè)電極圖形，但并不局限于此。 例如，如圖7所示，公共電極43形成為整體延伸的單個(gè)電極，而傳感器用 檢測(cè)電極44形成為以矩陣形式設(shè)置的多個(gè)單獨(dú)的電極。在此情況下，可 以利用檢測(cè)信號(hào)Vdet從構(gòu)成傳感器用檢測(cè)電極44的各個(gè)單獨(dú)的電極中立 即判斷觸摸位置。
或者，如圖8所示，類似于圖5，公共電極43可以形成為 按條形分開(kāi) 的多個(gè)電極圖形，并且類似于圖7，傳感器用檢測(cè)電極44形成為以矩陣形式設(shè)置的多個(gè)單獨(dú)的電極。并且在此情況下，可以在利用公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)
Vcom依次掃描公共電極43中的多個(gè)電極圖形的同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。 第二實(shí)施例
以下，說(shuō)明第二實(shí)施例。本實(shí)施例與上述第一實(shí)施例的不同之處在 于橫向電場(chǎng)模式的液晶元件用作顯示元件。
圖9示出了本實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置的主要部分的橫 剖面結(jié)構(gòu)，并且圖10示出了其立體結(jié)構(gòu)。在這些圖中，與圖4中相同的附 圖標(biāo)記表示相同的元件，由此適當(dāng)?shù)厥÷哉f(shuō)明。
本實(shí)施例的具有觸摸傳感器的顯示裝置包括像素基板2A、與該像素 基板2A相對(duì)的相對(duì)基板4A以及夾在像素基板2A和相對(duì)基板4A之間的液 晶層6。
該像素基板2A包括TFT基板21、設(shè)于該TFT基板21上的公共電極43 以及以矩陣形式設(shè)于公共電極43上的多個(gè)像素電極22，其中絕緣層23設(shè) 在公共電極43和多個(gè)像素電極22之間。包括用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素電極22的 圖中未示出的顯示驅(qū)動(dòng)器和TFT在內(nèi)，諸如將像素信號(hào)供給各像素電極 的源極線和驅(qū)動(dòng)各TFT的柵極線等的布線也形成于TFT基板21中。而且， 執(zhí)行觸摸檢測(cè)操作的檢測(cè)電路(圖6)形成于TFT基板21中。公共電極43也 用作傳感器的驅(qū)動(dòng)電極，該驅(qū)動(dòng)電極構(gòu)成執(zhí)行觸摸檢測(cè)操作的觸摸傳感 器的一部分，并且與圖1中的驅(qū)動(dòng)電極E1相對(duì)應(yīng)。
相對(duì)基板4A包括玻璃基板41、形成于該玻璃基板41的一個(gè)表面上的 濾色器42。在玻璃基板41的另一表面上，形成有傳感器用檢測(cè)電極44。 而且，在該傳感器用檢測(cè)電極44上，設(shè)有偏光板45。傳感器用檢測(cè)電極 44構(gòu)成觸摸傳感器的一部分，并且與圖1中的檢測(cè)電極E2相對(duì)應(yīng)。如圖5、 圖7或圖8所示，傳感器用檢測(cè)電極44被分成多個(gè)電極圖形。傳感器用檢 測(cè)電極44通過(guò)利用薄膜處理直接形成于相對(duì)基板4A上，或者間接形成于 其上。在此情況下，觸摸檢測(cè)電極44形成于圖中未示出的膜基板上，并 且其上形成有該檢測(cè)電極44的膜基板粘附于相對(duì)基板4A的表面上。在此 情況下，不但可以將膜基板粘附在玻璃和偏光板之間，而且可以將其粘 附在偏光板的上表面。該膜基板可以形成于構(gòu)成偏光板的膜中。具有AC矩形波形的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom從TFT基板21施加于公共電 極43。該公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom限定了施加于像素電極22的像素電壓以及各 像素的顯示電壓，并且也用作觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。公共驅(qū)動(dòng)信號(hào) Vcom與從圖l的驅(qū)動(dòng)信號(hào)源S所供給的AC矩形波Sg相對(duì)應(yīng)。
液晶層6根據(jù)電場(chǎng)的狀態(tài)調(diào)節(jié)穿過(guò)液晶層6的光，并且例如由FFS(邊 緣場(chǎng)切換)模式和IPS(平面內(nèi)切換)模式的橫向電場(chǎng)模式的液晶組成。
像素基板2A中的公共電極43和相對(duì)基板4A中的傳感器用檢測(cè)電極 44的結(jié)構(gòu)例如類似于圖5中所示的結(jié)構(gòu)，并且公共電極43和傳感器用檢測(cè) 電極44都形成為通過(guò)延伸而彼此交叉的多個(gè)電極圖形。但是，公共電極 43和傳感器用檢測(cè)電極44的結(jié)構(gòu)也可以類似于上述圖7或圖8所示的結(jié) 構(gòu)。
參照?qǐng)D10，進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。在這里所述的FFS模式的液晶元件中， 被圖形化為梳狀的像素電極22設(shè)于形成于像素基板2A上的公共電極43 上，絕緣層23設(shè)在公共電極43和像素電極22之間，并且形成有覆蓋像素 電極22的取向膜26。在該取向膜26和位于相對(duì)基板4A側(cè)的取向膜46之間， 夾持有液晶層6。兩個(gè)偏光板24和45以正交尼科爾(cross-nichols)的狀 態(tài)設(shè)置。兩個(gè)取向膜26和46的摩擦方向和兩個(gè)偏光板24和25之一的透射 軸一致。在圖10中，示出了摩擦方向與光出射側(cè)的偏光板45的透射軸一 致的情形。而且，兩個(gè)取向膜26和46的摩擦方向和偏光板45的透射軸的 方向在液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向所限定的范圍內(nèi)被設(shè)置為大致平行于像素電 極22的延伸方向(梳的縱向)。
以下，說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的具有觸摸傳感器的顯示裝置的工作原理。
這里，首先參照?qǐng)D10和圖11，簡(jiǎn)要說(shuō)明FFS模式的液晶元件的顯示原 理。這里，圖ll示出了液晶元件的主要部分的放大的橫剖面圖。在這些 圖中，(A)示出了沒(méi)有施加電場(chǎng)時(shí)的液晶元件的狀態(tài)，(B)示出了施加電場(chǎng) 時(shí)的液晶元件的狀態(tài)。
在公共電極43和像素電極22之間不施加電壓的情況下(圖10(A)和圖 ll(A))，構(gòu)成液晶層6的液晶分子61的軸線垂直于光入射側(cè)的偏光板24的 透射軸，并且變得平行于光出射側(cè)的偏光板45的透射軸。因此，透過(guò)光入射側(cè)的偏光板24的入射光h到達(dá)光出射側(cè)的偏光板45，而在液晶層6中 不產(chǎn)生相差，并且在偏光板45中被吸收，由此顯示黑色。另外，在公共 電極43和像素電極22之間施加電壓的情況下(圖10(B)和圖11(B))，在像素 電極之間所產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)E的作用下，液晶分子61的對(duì)準(zhǔn)方向被轉(zhuǎn)為相 對(duì)于像素電極22的延伸方向傾斜的方向。這時(shí)，顯示白色時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度 被最優(yōu)化，從而位于液晶層6的厚度方向的中間處的液晶分子61轉(zhuǎn)動(dòng)大約 45度。由此，在入射光h透過(guò)光入射側(cè)的偏光板24之后，當(dāng)透過(guò)液晶層6 時(shí)會(huì)在液晶層6中產(chǎn)生相差。于是，入射光h成為轉(zhuǎn)動(dòng)90度的直線偏振光， 并且透過(guò)光出射側(cè)的偏光板45，從而顯示白色。
以下，說(shuō)明具有觸摸傳感器的顯示裝置的顯示控制操作和觸摸檢測(cè) 操作。這些操作類似于上述第一實(shí)施例中的操作，由此適當(dāng)?shù)厥÷哉f(shuō)明。
像素基板2A中的顯示驅(qū)動(dòng)器(圖中未示出)將公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom線 序地供給公共電極43中的各電極圖形。顯示驅(qū)動(dòng)器還通過(guò)源極線將像素 信號(hào)供給像素電極22，并且與像素信號(hào)的供給同步地通過(guò)柵極線以線序 的方式控制各像素電極中TFT的開(kāi)關(guān)。由此，在由公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom和 各像素信號(hào)所限定的橫向(平行于基板的方向)上的電場(chǎng)施加于用于各像 素的液晶層6，并且調(diào)節(jié)液晶狀態(tài)。這樣，利用所謂的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行顯示。
另外，在相對(duì)基板4A側(cè)，當(dāng)公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom時(shí)分地依次作用于公 共電極43中的各電極圖形時(shí)，在形成于公共電極43中的電極圖形和傳感 器用檢測(cè)電極44中的各電極圖形的交叉部分處的一列的各電容性元件C1 上進(jìn)行充電/放電，其中公共驅(qū)動(dòng)電壓Vcom施加于公共電極43上。具有與 電容性元件Cl的電容值相應(yīng)的幅度的檢測(cè)信號(hào)Vdet從傳感器用檢測(cè)電極 44中的各電極圖形輸出。在用戶的手指未與相對(duì)基板4A的表面接觸的情 況下，該檢測(cè)信號(hào)Vdet的幅度接近于常量。當(dāng)用戶的手指接觸相對(duì)基板 4A的表面的任意位置時(shí)，由手指所形成的電容性元件C2與最初形成于該 觸摸位置中的電容性元件C1疊加。因此，與其它位置的檢測(cè)信號(hào)Vdet相 比，當(dāng)該觸摸位置被掃描時(shí)的檢測(cè)信號(hào)Vdet的值變小。檢測(cè)電路8(圖6) 將該檢測(cè)信號(hào)Vdet與閾值電壓Vth進(jìn)行比較。當(dāng)檢測(cè)信號(hào)Vdet等于或小于 閾值電壓Vth時(shí)，檢測(cè)電路8將該位置判定為觸摸位置。該觸摸位置可以通過(guò)公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的作用時(shí)間以及等于或小于閾值電壓Vth的檢測(cè) 信號(hào)Vdet的檢測(cè)時(shí)間來(lái)判定。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，類似于上述第一實(shí)施例的情況(圖5)，電容型 觸摸傳感器具有這樣的結(jié)構(gòu)，即最初設(shè)于液晶顯示元件中的公共電極43 也用作觸摸傳感器的電極對(duì)中的一個(gè)，所述電極對(duì)包括驅(qū)動(dòng)電極和檢測(cè)
電極，并且作為顯示用驅(qū)動(dòng)信號(hào)的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom通常兼用于觸摸傳 感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。于是，新設(shè)置的電極只有傳感器用檢測(cè)電極44，不必 重新準(zhǔn)備觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
具體地，在本實(shí)施例中，由于作為觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)電極的公共電 極43布置在像素基板2側(cè)(TFT基板21上)，所以及其容易將公共驅(qū)動(dòng)信號(hào) Vcom從TFT基板21供給公共電極43，并且必要的電路、電極圖形和布線 等可以集中在像素基板2中。因而，實(shí)現(xiàn)了電路的集成。于是，從像素基 板2側(cè)到相對(duì)基板4側(cè)的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的供給路徑(接觸導(dǎo)電柱7)是 不需要的，而所述供給路徑在上述第一實(shí)施例中是必要的(圖5)，這樣結(jié) 構(gòu)更簡(jiǎn)單。
此外，盡管檢測(cè)電路8(圖6)形成于相對(duì)基板4上的周邊區(qū)域(非顯示區(qū) 域或框架區(qū)域)中，但檢測(cè)電路8優(yōu)選地形成于像素基板2上的周邊區(qū)域 中。當(dāng)檢測(cè)電路8形成于像素基板2上時(shí)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)電路8和最初形成于 像素基板2上的用于顯示控制等的各種電路元件的集成。在此情況下，如 圖12所示，接觸導(dǎo)電柱7A形成于周邊區(qū)域中，并且形成于像素基板2中的 檢測(cè)電路8(圖中未示出)和相對(duì)基板4中的濾色器42的表面相連，由此在傳 感器用檢測(cè)電極44和檢測(cè)電路8之間形成電容耦合路徑。檢測(cè)信號(hào)Vdet 通過(guò)該電容耦合路徑從傳感器用檢測(cè)電極44被傳輸?shù)綑z測(cè)電路8。但是， 在此情況下，由于傳感器用檢測(cè)電極44處于浮空狀態(tài)，所以優(yōu)選的是通 過(guò)高電阻10將傳感器用檢測(cè)電極44與地連接以避免該狀態(tài)。并且從對(duì)地 釋放靜電荷的角度看，以這種方式使傳感器用檢測(cè)電極44接地會(huì)帶來(lái)好 處。
變化例在第二實(shí)施例中，傳感器用檢測(cè)電極44設(shè)于玻璃基板41的表面?zhèn)?與
液晶層6相反的一側(cè))。但是，可以進(jìn)行如下變化。
例如，如圖13所示，與濾色器42相比，傳感器用檢測(cè)電極44設(shè)于液 晶層6的一側(cè)。
或者，如圖14所示，傳感器用檢測(cè)電極44優(yōu)選地設(shè)于玻璃基板41和 濾色器42之間。在橫向電場(chǎng)模式的情況下，當(dāng)垂直方向上存在電極時(shí)， 在垂直方向上施加電場(chǎng)，并且視角等由于液晶的上升而大大惡化。當(dāng)傳 感器用檢測(cè)電極44被設(shè)置為以例如濾色器42等電介質(zhì)介于其間時(shí)，該問(wèn) 題得到極大改善。在此情況下，例如，如圖15所示，形成于像素基板2中 的檢測(cè)電路8(圖中未示出)和相對(duì)基板4中的傳感器用檢測(cè)電極44通過(guò)接 觸導(dǎo)電柱7B相連。由此，導(dǎo)電路徑形成于傳感器用檢測(cè)電極44和檢測(cè)電 路8之間，并且檢測(cè)信號(hào)Vdet通過(guò)該導(dǎo)電路徑從傳感器用檢測(cè)電極44被傳 輸?shù)綑z測(cè)電路8。
第三實(shí)施例
在上述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，傳感器用檢測(cè)電極44設(shè)于顯示 區(qū)域中。但是，在本實(shí)施例中，如圖16和圖17所示，傳感器用檢測(cè)電極 44設(shè)于圍繞顯示區(qū)域D的區(qū)域(框架區(qū)域F)中。圖17示出了本實(shí)施例的具 有觸摸傳感器的顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)，圖16示出了從圖17中A-A箭頭的 方向所視的結(jié)構(gòu)。
在該具有觸摸傳感器的顯示裝置中，公共電極43和傳感器用檢測(cè)電 極44都形成于像素基板2B側(cè)，公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44都不形 成于相對(duì)基板4側(cè)。具體地，公共電極43形成于整個(gè)顯示區(qū)域D的TFT基 板21上。另外，傳感器用檢測(cè)電極44只形成于框架區(qū)域F的TFT基板21上。 傳感器用檢測(cè)電極44形成為多個(gè)單獨(dú)的電極組。各單獨(dú)的電極例如被分 配為與顯示應(yīng)用的各種功能相對(duì)應(yīng)的操作按鈕。傳感器用檢測(cè)電極44中 的各單獨(dú)的電極通過(guò)TFT50的源極和漏極與用于傳感器的檢測(cè)信號(hào)線51 相連，該TFT50通過(guò)來(lái)自于掃描信號(hào)線52的控制實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)。掃描信號(hào)線 52和TFT50與像素的驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)形成，并且被配置成依次地且時(shí)分地掃描各單獨(dú)的電極。因此，不需要分開(kāi)個(gè)數(shù)的檢測(cè)電路，這是極其高效 的。
在這種結(jié)構(gòu)的具有觸摸傳感器的顯示裝置中，傳感器用檢測(cè)電極44
中的各單獨(dú)的電極與公共電極43分開(kāi)地設(shè)在與公共電極43的形成平面相 同的平面上。于是，在傳感器用檢測(cè)電極44中的各單獨(dú)的電極和公共電 極43之間形成橫向上的電容耦合，并且形成電容性元件C1。公共驅(qū)動(dòng)信 號(hào)Vcom被施加給公共電極43(在圖17的示例中為整體延伸的單個(gè)電極)， 并且TFT50通過(guò)掃描信號(hào)線52被依次導(dǎo)通。由此，檢測(cè)信號(hào)Vdet從傳感器 用檢測(cè)電極44中的各單獨(dú)的電極中被時(shí)分地取出。所取出的檢測(cè)信號(hào) Vdet通過(guò)用于傳感器的檢測(cè)信號(hào)線51被輸入給具有圖6所示結(jié)構(gòu)的檢測(cè) 電路8(圖16中未示出)。
在用戶的手指未與相對(duì)基板4D的表面接觸的情況下，該檢測(cè)信號(hào) Vdet的幅度接近于常量。另外，當(dāng)用戶的手指接觸相對(duì)基板4D的表面的 任意位置(與傳感器用檢測(cè)電極44中的任一單獨(dú)電極對(duì)應(yīng)的位置)時(shí)，由手 指所形成的電容性元件C2與最初形成于該觸摸位置中的電容性元件C1 疊加。因此，當(dāng)該觸摸位置被掃描時(shí)檢測(cè)信號(hào)Vdet的值變小。檢測(cè)電路 8(圖6)將該檢測(cè)信號(hào)Vdet與閾值電壓Vth進(jìn)行比較。當(dāng)檢測(cè)信號(hào)Vdet等于 或小于閾值電壓Vth時(shí)，檢測(cè)電路8將該位置判定為觸摸位置。該觸摸位 置可以通過(guò)用掃描信號(hào)對(duì)傳感器用檢測(cè)電極44中的各個(gè)單獨(dú)電極的掃描 時(shí)間，以及通過(guò)等于或小于閾值電壓Vth的檢測(cè)信號(hào)Vdet的檢測(cè)時(shí)間來(lái)判 定。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，由于公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44都設(shè) 于像素基板2側(cè)，所以能夠容易地在形成于TFT基板21中的傳感器驅(qū)動(dòng)電 路(圖中未示出)和公共電極43之間形成公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom的傳輸路徑， 并且在傳感器用檢測(cè)電極44和檢測(cè)電路8之間形成檢測(cè)信號(hào)Vdet的傳輸 路徑，而無(wú)需在其間設(shè)置接觸導(dǎo)電柱。因而，很容易在TFT基板21中將 公共電極43、傳感器用檢測(cè)電極44、用于顯示的電路以及用于傳感器的 驅(qū)動(dòng)電路和檢測(cè)電路集成在一起。
此外，如同本實(shí)施例，在公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44并排設(shè) 置，并且由橫向上的電容耦合所形成的電容性元件C1形成于公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44之間的情況下，存在從公共電極43到TFT基板21 中的電路元件(TFT50等)的噪聲轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。于是，為了防止該問(wèn)題，如 圖18所示，優(yōu)選的在傳感器用檢測(cè)電極44下方設(shè)置屏蔽電極53。但是， 也可以轉(zhuǎn)而使用構(gòu)成金屬布線和像素電極的透明電極膜作為上述的屏蔽 層，而不專門(mén)設(shè)置新的特定層。
變化例
在上述第三實(shí)施例中，公共電極43和傳感器用檢測(cè)電極44并排地設(shè) 于TFT基板21上，并且電容性元件C1由橫向上的電容耦合形成。然而， 與此不同，也可以由垂直方向向上的電容耦合形成電容性元件C1。例如， 如圖19所示，公共電極43不僅延伸到TFT基板21上的顯示區(qū)域D，而且延 伸到框架區(qū)域F，并且傳感器用檢測(cè)電極44形成為面對(duì)TFT基板21的框架 區(qū)域F中的公共電極43，作為電極層的傳感器用檢測(cè)電極44與公共電極43 處于不同的層。由此，電容性元件C1形成于公共電極43和傳感器用檢測(cè) 電極44之間。在此情況下，設(shè)有連接傳感器用檢測(cè)電極44和TFT基板21 的接觸柱7C，由此來(lái)自于傳感器用檢測(cè)電極44的檢測(cè)信號(hào)Vdet可以被傳 輸?shù)絋FT基板21側(cè)。
從第一實(shí)施例 第三實(shí)施例的說(shuō)明可見(jiàn)，根據(jù)作為顯示功能層的液 晶層的類型，可以任意選擇傳感器用檢測(cè)電極44形成于相對(duì)基板4側(cè)或形 成于像素基板2側(cè)。因而，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性高的優(yōu)點(diǎn)。
以上，盡管通過(guò)一些實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于這些 實(shí)施例，可以進(jìn)行各種變化。例如，在上述第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中， 說(shuō)明了作為橫向電場(chǎng)模式的FFS模式的液晶元件的示例。然而，與此類似， 可以采用IPS模式的液晶。
在上述的各實(shí)施例中，說(shuō)明了使用液晶顯示元件作為顯示元件的顯 示裝置。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用例如有機(jī)EL元件的其它顯示元 件的顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有觸摸傳感器的顯示裝置，其包括多個(gè)顯示像素電極；與所述顯示像素電極相對(duì)的公共電極；具有圖像顯示功能的顯示功能層；顯示控制電路，其根據(jù)圖像信號(hào)通過(guò)在每個(gè)所述顯示像素電極和所述公共電極之間施加顯示用電壓來(lái)進(jìn)行圖像顯示控制，從而發(fā)揮所述顯示功能層的顯示功能；以及觸摸檢測(cè)電極，其與所述公共電極相對(duì)設(shè)置，或者設(shè)置在所述公共電極旁邊，在所述觸摸檢測(cè)電極和所述公共電極之間形成電容。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，還包括觸摸檢測(cè) 電路，該觸摸檢測(cè)電路通過(guò)利用顯示驅(qū)動(dòng)電壓作為觸摸傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，根 據(jù)從所述觸摸檢測(cè)電極所得到的檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)被物體所觸摸的位置，所述 顯示驅(qū)動(dòng)電壓通過(guò)顯示控制部被施加在所述公共電極上。
3. 如權(quán)利要求2所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其包括 電路基板，所述顯示控制電路形成于該電路基板中；以及 面對(duì)所述電路基板的相對(duì)基板，其中，所述顯示像素電極設(shè)于所述電路基板上的靠近于所述相對(duì)基板的一側(cè)， 所述公共電極設(shè)于所述相對(duì)基板上的靠近于所述電路基板的一側(cè)，并且 所述顯示功能層設(shè)置為夾持在所述電路基板中的顯示像素電極和所述 相對(duì)基板上的公共電極之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸 檢測(cè)電極設(shè)于所述相對(duì)基板上的與所述電路基板相反的一側(cè)。
5. 如權(quán)利要求3所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸 檢測(cè)電極被分成多個(gè)電極圖形。
6. 如權(quán)利要求3所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸檢測(cè)電路形成于所述電路基板中。
7. 如權(quán)利要求3所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述顯示功能層是液晶層。
8. 如權(quán)利要求2所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其包括電路基板，所述顯示控制電路形成于該電路基板中；以及 面對(duì)所述電路基板的相對(duì)基板，其中，所述公共電極和所述顯示像素電極在所述電路基板上依次堆疊，其 中絕緣層介于所述公共電極和所述顯示像素電極之間，并且所述顯示功能層設(shè)置為夾持在所述電路基板上的所述顯示像素電極 和所述相對(duì)基板之間。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸 檢測(cè)電極設(shè)于所述電路基板上。
10. 如權(quán)利要求9所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中， 所述公共電極設(shè)于所述電路基板的顯示區(qū)域的內(nèi)部，并且 在圍繞所述電路基板的顯示區(qū)域的框架區(qū)域中，所述觸摸檢測(cè)電極與所述公共電極分開(kāi)地形成為與所述公共電極處于相同層中的電極層。
11. 如權(quán)利要求9所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中， 所述公共電極在所述電路基板上從顯示區(qū)域延伸到框架區(qū)域，并且 在所述電路基板上的所述框架區(qū)域中，所述觸摸檢測(cè)電極形成為與所述公共電極處于不同層中的電極層，從而面對(duì)所述公共電極。
12. 如權(quán)利要求9所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，還包括對(duì)所述觸 摸檢測(cè)電極進(jìn)行電磁屏蔽的屏蔽電極。
13. 如權(quán)利要求8所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸 檢測(cè)電極設(shè)于所述相對(duì)基板上。
14. 如權(quán)利要求13所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸檢測(cè)電極設(shè)于所述相對(duì)基板上的靠近于所述電路基板的一側(cè)。
15. 如權(quán)利要求13所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸 摸檢測(cè)電極設(shè)于所述相對(duì)基板上與所述電路基板相反的一側(cè)。
16. 如權(quán)利要求15所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸 摸檢測(cè)電極通過(guò)利用薄膜處理直接形成于所述相對(duì)基板上。
17. 如權(quán)利要求15所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸 摸檢測(cè)電極形成于基膜上，并且其上具有所述觸摸檢測(cè)電極的所述基膜粘附 在所述相對(duì)基板上。
18. 如權(quán)利要求13所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸 摸檢測(cè)電路形成于所述電路基板中。
19. 如權(quán)利要求18所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，在所述 相對(duì)基板上的觸摸檢測(cè)電極和所述電路基板中的觸摸檢測(cè)電路之間形成 導(dǎo)電路徑以進(jìn)行連接。
20. 如權(quán)利要求18所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，在所述 相對(duì)基板上的觸摸檢測(cè)電極和所述電路基板的觸摸檢測(cè)電路之間形成電 容耦合路徑以建立電容耦合。
21. 如權(quán)利要求20所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述相 對(duì)基板上的觸摸檢測(cè)電極通過(guò)具有高阻值的電阻器接地。
22. 如權(quán)利要求8所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述觸摸 檢測(cè)電極被分成多個(gè)電極圖形。
23.如權(quán)利要求8所述的具有觸摸傳感器的顯示裝置，其中，所述顯 功能層由液晶層構(gòu)成，并且在橫向電場(chǎng)模式下實(shí)現(xiàn)液晶顯示。
全文摘要
最初設(shè)于液晶顯示元件中的顯示用公共電極43也用作觸摸傳感器的一對(duì)電極中的一個(gè)(驅(qū)動(dòng)電極)，并且重新形成所述一對(duì)電極中的另一個(gè)(傳感器用檢測(cè)電極44)。作為顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的現(xiàn)有的公共驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vcom兼用于觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在所述公共電極43和所述傳感器用檢測(cè)電極44之間形成電容，并且通過(guò)利用由用戶的手指接觸所帶來(lái)的電容值的變化實(shí)現(xiàn)觸摸檢測(cè)。于是，具有觸摸傳感器的顯示裝置也可以用于在許多情況下用戶的電位不恒定的移動(dòng)裝置。新設(shè)置的電極只有傳感器用檢測(cè)電極44，不必重新準(zhǔn)備用于觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101681221SQ200980000383
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者木田芳利, 野口幸治, 高間大輔 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社