CN101937293B - 信息输入装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了信息输入装置和显示装置。所述信息输入装置包括设有触摸传感器的触摸面板，所述触摸传感器能够感测被感测对象靠近所述触摸传感器的感测表面时的位置。所述触摸传感器包括扫描电极以及检测电极，所述检测电极隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的介电体与所述扫描电极相面对且间隔开，所述触摸传感器被配置成使得形成在所述扫描电极与所述检测电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化。所述检测电极在它与所述扫描电极相面对的表面上形成有开口，且在所述开口内设置有浮动电极。本发明可提供能够容易地进行高精度检测的显示装置和信息输入装置。

Description

信息输入装置和显示装置
相关申请的交叉参考
本申请包含与2009年6月29向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-154072所公开的内容相关的主题，在此将该日本优先权专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及信息输入装置和显示装置，更具体地说，涉及包括设有静电电容型触摸传感器的面板的信息输入装置和显示装置，其中电容型触摸传感器用于对被感测对象的靠近位置进行感测。
背景技术
诸如液晶显示装置和有机EL(电致发光)显示装置等显示装置具有例如结构薄且轻和功耗低等优点。因此，该显示装置被广泛用于诸如便携电话或数码相机等移动电子设备中。
在这种显示装置中，液晶显示装置设有通过在一对基板之间***液晶层而形成的液晶显示面板以作为显示面板。例如，该液晶显示面板是透射型的。这里，液晶显示面板对从安装在该液晶显示面板背面的背光源出射的照明光进行调制并将该被调制的照明光透射出去。于是，利用该被调制的照明光，在液晶显示面板的正面进行图像显示。
液晶显示装置例如是有源矩阵型的。这里，液晶显示装置包括形成有多个用作像素开关元件的薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)的TFT阵列基板。在液晶显示面板中，与TFT阵列基板相对地设置有对置基板，并且在TFT阵列基板与对置基板之间设置有液晶层。在这种有源矩阵型液晶显示面板中，当像素开关元件输入电位到像素电极时，就向液晶层施加了电压，并通过对穿过像素的光的透射率进行控制来进行图像显示。
在上述显示装置中，可在显示面板上设置有触摸面板以作为信息输入装置，使得用户能够利用在显示面板的屏幕上所显示的例如图标等图像来输入操作数据。
在这方面，可将触摸面板外设在显示面板上，或者可将触摸面板的功能内置于显示面板中。
例如，已经提出了设有静电电容型触摸传感器的显示面板(例如参见日本专利申请公开公报第2008-9750号、第2009-3916号和第2008-129708号)。
这里，静电电容型触摸传感器被配置为其电容能够在被感测对象靠近感测表面时发生变化。根据该电容的变化，就可检测出被感测对象靠近感测表面时的位置。
图33A和图33B是图示了当静电电容型触摸传感器TS被驱动时的状态的图。其中，图33A图示了没有被感测对象F靠近触摸传感器TS的感测表面时的情况；而图33B图示了有被感测对象F靠近感测表面时的情况。
如图33A和图33B所示，例如，静电电容型触摸传感器TS具有如下的结构：扫描电极23J和检测电极24J这一对电极彼此对置，在这两个电极之间设置有介电体Y，这样就形成了静电电容型元件。
如图33A所示，在没有被感测对象F靠近感测表面的情况下，当共用电位Vcom施加到作为驱动电极的扫描电极23J上时，在扫描电极23J与检测电极24J之间产生了电场。
另一方面，如图33B所示，在例如手指等具有大电容的被感测对象F靠近感测表面的情况下，由于被感测对象F的存在因而把边缘电场(图中的虚线部分)遮断了。
因此，扫描电极23J与检测电极24J之间的电容根据被感测对象F的有无而变化。这样，基于该电容的变化，可检测出被感测对象F靠近感测表面时的位置。
在上述的静电电容型触摸传感器中，检测灵敏度可能不够高，并且可能无法对触摸位置进行高精度检测。考虑到这一问题，如日本专利申请公开公报第2008-129708号所公开的那样，已经提出一种除了设有例如检测电极等电极之外还设有虚拟电极(dummy electrode)的结构。
当因扫描电极和检测电极而产生的电容相对于检测器的寄生电容显著减小时，由于存在没能更好地进行检测的情形，因而有必要增大检测电极24J的宽度。然而，在此情况下，由于边缘电场会被该厚的检测电极24J遮断，因而可能导致检测灵敏度降低。
此外，在检测电极24J被形成作为诸如铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)等透明电极的情况下，由于为了确保较高的透明度因而就要增大检测电极的比电阻(specific resistance)，于是增大了时间常数。因此，检测时间就会加长。
以此方式，在触摸传感器中，由于检测灵敏度可能不够高并且检测时间可能会加长，因而存在着难于进行高精度检测的情况。
此外，即使在检测电极24J被形成为透明电极的情况下，检测电极24J也会在感测表面中被视觉看到。因而，显示在感测表面上的图像的质量就会降低。具体地，如上所述，在使用较厚布线的情况下，这种问题会变得十分明显。
发明内容
因此，本发明的目的是提供能够进行高精度检测并能提高所显示图像的质量的显示装置和信息输入装置。
本发明的一个实施例提供了一种信息输入装置，其包括设有触摸传感器的触摸面板，所述触摸传感器能够感测被感测对象靠近所述触摸传感器的感测表面时的位置。其中，所述触摸传感器包括扫描电极以及检测电极，所述检测电极隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的介电体与所述扫描电极相面对且间隔开，作为静电电容型触摸传感器的所述触摸传感器被配置成使得形成在所述扫描电极与所述检测电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化。此外，所述检测电极在它与所述扫描电极相面对的表面上形成有开口，且在所述开口内设置有浮动电极。
本发明的另一实施例提供了一种显示装置，其包括设有触摸传感器的显示面板，所述触摸传感器能够感测被感测对象靠近用于显示图像的显示表面时的位置。其中，所述触摸传感器包括扫描电极以及检测电极，所述检测电极隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的介电体与所述扫描电极相面对且间隔开，作为静电电容型触摸传感器的所述触摸传感器被配置成使得形成在所述扫描电极与所述检测电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化。此外，所述检测电极在它与所述扫描电极相面对的表面上形成有开口，且在所述开口内设置有浮动电极。
在本发明的各实施例中，在所述静电电容型触摸传感器的检测电极的与所述扫描电极相面对的表面中形成有所述开口。因此，通过所述开口产生了边缘电场。此外，在所述开口中设置有所述浮动电极。因此，例如手指等被感测对象的存在与否就会引起触摸传感器的静电电容的明显变化。
本发明的实施例可提供能够容易地进行高精度检测的显示装置和信息输入装置。
附图说明
图1是图示了本发明第一实施例的显示装置的示意性结构的图。
图2是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板的整体结构的图。
图3是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板的具体结构的图。
图4是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板的具体结构的图。
图5是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板的具体结构的图。
图6是图示了本发明第一实施例的对置电极的具体结构的图。
图7是图示了本发明第一实施例的检测电极的具体结构的图。
图8是图示了本发明第一实施例的传感器驱动单元的具体结构的图。
图9是图示了本发明第一实施例的检测器的电路图。
图10是图示了本发明第一实施例的触摸传感器TS的操作的图。
图11是图示了本发明第一实施例的触摸传感器TS的操作的图。
图12A和图12B是图示了本发明第一实施例的驱动信号Sg和检测信号Vdet的波形图。
图13A和图13B是图示了本发明第一实施例的触摸传感器TS被驱动时的状态的示意图。
图14是图示了本发明第一实施例的静电电容型触摸传感器TS被驱动时，在被感测对象靠近感测表面的情况下所构成的等效电路图。
图15是图示了本发明第一实施例的关于边缘电容与传感器输出之间关系的模拟结果的图。
图16是图示了本发明第二实施例的液晶显示面板的主要部分的图。
图17是图示了本发明第二实施例的液晶显示面板200b的主要部分的图。
图18是图示了本发明第二实施例的对置电极23b的具体结构的图。
图19是图示了本发明第三实施例的显示装置的示意性结构的图。
图20是图示了本发明第三实施例的液晶显示装置的结构的图。
图21是图示了本发明第三实施例的触摸面板的结构的图。
图22是图示了本发明第三实施例的对置电极的具体结构的图。
图23是图示了本发明第三实施例的检测电极的具体结构的图。
图24是图示了本发明第四实施例的检测电极的具体结构的图。
图25是图示了本发明第五实施例的检测电极的具体结构的图。
图26是图示了本发明第六实施例的检测电极的具体结构的图。
图27A、图27B、图27C和图27D是图示了本发明变形例的检测电极的具体结构的图。
图28是图示了应用了本发明实施例的显示装置的电子设备的图。
图29是图示了应用了本发明实施例的显示装置的电子设备的图。
图30是图示了应用了本发明实施例的显示装置的电子设备的图。
图31是图示了应用了本发明实施例的显示装置的电子设备的图。
图32是图示了应用了本发明实施例的显示装置的电子设备的图。
图33A和图33B是图示了静电电容型触摸传感器TS被驱动时的状态的图。
具体实施方式
下面说明本发明的示例性实施例。按以下顺序做出说明。
1.第一实施例(内置有触摸传感器的情况)
2.第二实施例(触摸传感器内置于FFS型液晶显示面板上的情况)
3.第三实施例(外设有触摸传感器的情况)
4.第四实施例(在内置触有摸传感器的情况下检测电极的形状不同的情形)
5.第五实施例(在内置有触摸传感器的情况下检测电极的形状不同的情形)
6.第六实施例(在内置有触摸传感器的情况下检测电极的形状不同的情形)
7.其他
1.第一实施例
A.显示装置的结构
图1是图示了本发明第一实施例的显示装置100的示意性结构的图。
如图1所示，本实施例的显示装置100包括液晶显示面板200、背光源300和数据处理单元400。下面依次说明上述各部件。
A-1.液晶显示面板
液晶显示面板200例如是有源矩阵型。如图1所示，液晶显示面板200包括TFT阵列基板201、对置基板202和液晶层203。在液晶显示面板200中，TFT阵列基板201与对置基板202相互面对且间隔开，液晶层203设置在TFT阵列基板201与对置基板202之间。
如图1所示，在液晶显示面板200的TFT阵列基板201中，第一偏光板206设置在TFT阵列基板201的下表面上，该下表面与TFT阵列基板201的面对着对置基板202的上表面相反。此外，在对置基板202中，第二偏光板207设置在对置基板202的上表面上，该上表面与对置基板202的面对着TFT阵列基板201的下表面相反。此外，玻璃盖208设置在第二偏光板207的上表面上。
如图1所示，在液晶显示面板200中，背光源300设置在TFT阵列基板201下方，并且从背光源300出射的照明光R照射到该TFT阵列基板201的下表面。
本实施例的液晶显示面板200是透射型的，即，照明光R透过显示区域PA，从而进行图像显示。
下面对此做出详细说明。在显示区域PA中设置有多个像素(未图示)。此外，在显示区域PA中，从设在液晶显示面板200背侧的背光源300出射的照明光R穿过第一偏光板206后被液晶显示面板200背面接收，并且该背面所接收到的照明光R被调制。在这方面，在TFT阵列基板201中，设置了与多个像素相对应的多个TFT作为像素开关元件(未图示)。通过对像素开关元件的控制，来对从背面接收到的照明光R进行调制。此外，调制后的照明光R穿过第二偏光板207后被出射到液晶显示面板200的正面侧，从而在显示区域PA中显示出图像。例如，在液晶显示面板200的正面侧显示出彩色图像。
另外，在本实施例中，液晶显示面板200设有用于感测被感测对象靠近感测表面时的位置的触摸传感器(未图示)。在液晶显示面板200中，触摸传感器是静电电容型，并被配置成能够输出根据例如用户手指等被感测对象F与液晶显示面板200的正面(该正面与设有背光源300的背面侧的相反)中的感测表面靠近或碰触的位置而变化的电位信号。也就是，液晶显示面板200用作显示面板且还用作触摸面板，因此作为液晶显示装置的显示装置100能够起到信息输入装置的作用。
A-2.背光源
如图1所示，背光源300与液晶显示面板200的背面相面对，并向液晶显示面板200的显示区域PA出射照明光R。
具体地，相对于TFT阵列基板201和对置基板202，背光源300布置在TFT阵列基板201下方。也就是，背光源300向TFT阵列基板201的一表面出射照明光R，该表面与TFT阵列基板201的面对着对置基板202的那个表面相反。也就是，背光源300出射照明光R，让照明光R从TFT阵列基板201射向对置基板202。在这方面，背光源300沿着相对于液晶显示面板200表面的法线方向z出射照明光R。
A-3.数据处理单元
如图1所示，数据处理单元400包括控制器401和位置检测单元402。该数据处理单元400包括计算机，并被配置成使该计算机基于计算机程序而作为控制器401和位置检测单元402进行操作。
在数据处理单元400中，控制器401对液晶显示面板200和背光源300的操作进行控制。控制器401向液晶显示面板200提供控制信号，以控制设置于液晶显示面板200中的多个像素开关元件(未图示)的操作。例如，控制器401进行线序驱动。此外，控制器401向背光源300提供控制信号以控制背光源300的操作，并能使背光源300出射照明光R。这样，控制器401控制着液晶显示面板200和背光源300的操作，从而在液晶显示面板200的显示区域PA中显示图像。
另外，控制器401还向液晶显示面板200提供控制信号，以控制设置于液晶显示面板200中的触摸传感器的操作并收集来自触摸传感器的检测数据。
数据处理单元400中的位置检测单元402被配置为能够检测例如人的手指等被感测对象F靠近液晶显示面板200正面(显示表面)侧的显示区域PA时的坐标位置。在本实施例中，位置检测单元402基于由设置于液晶显示面板200中的触摸传感器所获得的检测数据来进行坐标位置的检测。
B.液晶显示面板的整体结构
下面说明液晶显示面板200的整体结构。
图2是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板200的整体结构的图，该图2是液晶显示面板200的平面图。
如图2所示，液晶显示面板200包括显示区域PA和周边区域CA。
如图2所示，多个像素P设置在液晶显示面板200的显示区域PA的表面上。具体地，在显示区域PA中，多个像素P沿水平方向x和垂直方向y以矩阵形式排列着，以便显示图像。
下面对此做出具体说明。像素P包括上述像素开关元件(未图示)。此外，多个触摸传感器(未图示)被设置为与多个像素P对应。
如图2所示，液晶显示面板200中的周边区域CA的位置被设计成围绕着显示区域PA。如图2所示，在该周边区域CA中，形成有垂直驱动电路11和水平驱动电路12。例如，各电路都由通过类似于像素开关元件(未图示)等的方式而形成的半导体元件来予以形成。
此外，通过垂直驱动电路11和水平驱动电路12来驱动与像素P对应设置着的像素开关元件，从而在显示区域PA中进行图像显示。
另外，垂直驱动电路11被形成为能够驱动设在显示区域PA中的触摸传感器(未图示)，并且检测器(未图示)被设在周边区域CA中以检测通过触摸传感器的驱动而获得的检测数据。此外，根据从触摸传感器获得的检测数据，位置检测单元402检测出例如用户手指等被感测对象与液晶显示面板200的显示区域PA中的感测表面碰触时的位置。
C.液晶显示面板的具体结构
下面说明液晶显示面板200的具体结构。
图3、图4和图5是图示了本发明第一实施例的液晶显示面板200的具体结构的图。
这里，图3是示意性地图示了像素P的截面图；图4是示意性地图示了像素P的电路图；而图5是示意性地图示了触摸传感器TS的电路图。
如图3所示，液晶显示面板200包括TFT阵列基板201和对置基板202。在TFT阵列基板201与对置基板202之间形成有间隔物(未图示)，且TFT阵列基板201与对置基板202通过密封材料(未图示)彼此粘合。此外，液晶层203被封装在TFT阵列基板201与对置基板202之间。
此外，在本实施例中，如图3所示，液晶显示面板200设有触摸传感器TS，并兼用作触摸面板和显示面板。
在这方面，如图5所示，触摸传感器TS包括设有对置电极23和检测电极24的静电电容型元件C1，并被配置为当被感测对象(未图示)靠近检测电极24时该静电电容型元件C1的电容发生变化。
下面说明形成液晶显示面板200的各部件。
C-1.TFT阵列基板
下面详细说明形成液晶显示面板200的TFT阵列基板201。
TFT阵列基板201是让光透射的绝缘基板，并且例如由玻璃形成。如图3所示，像素开关元件31和像素电极62p形成在TFT阵列基板201上。
下面说明设置在TFT阵列基板201上的各部件。
如图3所示，在TFT阵列基板201中，像素开关元件31设在TFT阵列基板201的与对置基板202相对的表面上。像素开关元件31是例如利用多晶硅形成的底栅(bottom-gate)型TFT。
如图4所示，在用作像素开关元件31的TFT中，栅极电极与栅极线GL电连接。
这里，如图4所示，栅极线GL沿方向x延伸。栅极线GL在图3中没有图示出来，但它与图3所示TFT阵列基板201表面上的像素开关元件31的栅极电极是一体形成的。例如，栅极线GL是由诸如钼等金属性材料形成的，并形成了液晶显示面板200中的不透射光而是遮挡光的挡光区域。
此外，如图4所示，栅极线GL与垂直驱动电路11电连接，并且通过由垂直驱动电路11延伸过来的栅极线GL从垂直驱动电路11把扫描信号Vgate提供到像素开关元件31的栅极电极。
另外，如图4所示，在用作像素开关元件31的TFT中，源漏区域的一侧与信号线SL电连接。
这里，如图4所示，信号线SL形成得沿方向y延伸，并与水平驱动电路12电连接。信号线SL把从水平驱动电路12输入过来的图像数据信号向像素开关元件31输出。
信号线SL未在图3中图示出来，但它形成在层间绝缘层Sz中，该层间绝缘层Sz是以覆盖像素开关元件31的方式形成在TFT阵列基板201上。例如，信号线SL是由挡光的导电材料形成的。具体地，信号线SL由金属性材料形成，并形成了液晶显示面板200中的不透射光而是遮挡光的挡光区域。
另一方面，如图4所示，在像素开关元件31中，源漏区域另一侧与像素电极62p电连接。
如图3所示，在TFT阵列基板201中，像素电极62p隔着层间绝缘层Sz设在TFT像素阵列基板201的与对置基板202相对的表面上。像素电极62p是所谓的透明电极，例如利用ITO形成。
如图4所示，像素电极62p与像素开关元件31电连接，当像素开关元件31处于接通状态时，像素电极62p接收从水平驱动电路12输入的图像数据信号，然后向液晶层203施加电压。因此，形成液晶层203的液晶分子的取向方向发生变化，穿过液晶层203的光得以调制。因此，实现了图像显示。
C-2.对置基板202
下面说明形成液晶显示面板200的对置基板202。
对置基板202是以与TFT阵列基板201一样的方式让光透射的绝缘基板，并且例如由玻璃形成。如图3所示，该对置基板202与TFT阵列基板201相面对且间隔开。在对置基板202上设有滤色器层21、对置电极23、检测电极24和浮动电极25。
下面说明设在对置基板202上的各部件。
如图3所示，在对置基板202上，滤色器层21形成于对置基板202的与TFT阵列基板201相对的表面上。滤色器层21包括分别被形成为沿方向x排列的红色滤色器21R、绿色滤色器21G和蓝色滤色器21B。也就是，滤色器层21包括一组三原色(即红色、绿色和蓝色)滤色器，并且针对每个像素P都设置有各色的滤色器。滤色器层21例如由聚酰亚胺树脂形成，该聚酰亚胺树脂含有对应于各色的诸如色素或染料等着色剂。滤色器层21对从背光源300射出的白光进行着色，然后出射该着色光。
如图3所示，平坦化层22被涂敷在滤色器层21的与TFT阵列基板201相面对的表面上。该平坦化层22由透光绝缘材料形成，并使得对置基板202的与TFT阵列基板201相面对的表面平坦化。
如图3所示，在对置基板202中，在对置基板202的与TFT阵列基板201相面对的表面上设有对置电极23。这里，对置电极23被形成得覆盖住平坦化层22。对置电极23是能够透射可见光的透明电极，并且例如由ITO形成。
如图3所示，对置电极23被设置成使得液晶层203置于像素电极62p与对置电极23之间，且对置电极23用作向置于像素电极62p与对置电极23之间的液晶层203施加电压的共用电极。
此外，在本实施例中，如图3和图5所示，对置电极23被设置成使得介电体(图3中的对置基板202等)置于检测电极24与对置电极23之间从而形成静电电容型元件C1。也就是，对置电极23被设置成与检测电极24一起形成静电电容型触摸传感器TS。这里，如图5所示，对置电极23与传感器驱动单元S电连接，并接收从传感器驱动单元S输出的驱动信号Sg。
图6是图示了本发明第一实施例的对置电极23的具体结构的图，该图6是对置电极23的俯视图。
如图6所示，对置电极23是条形形状的，并沿着对置基板202表面上的水平方向x延伸。在这方面，多个对置电极23在垂直方向y上彼此间隔地排列着。也就是，从上侧到下侧设置着n个对置电极即第1个对置电极23_1到第n个对置电极23_n以作为对置电极23。这里，该多个对置电极23以等间隔设置着，且分别与沿垂直方向y排列的多个像素电极62p相面对。
如图6所示，第1个对置电极23_1到第n个对置电极23_n分别与传感器驱动单元S电连接。依次选择第1个对置电极23_1到第n个对置电极23_n，并向其提供从传感器驱动单元S输出的驱动信号Sg。也就是，借助于线序扫描驱动向第1个对置电极23_1到第n个对置电极23_n提供驱动信号Sg。
例如，优选按照下面的条件来形成对置电极23。
对置电极23的宽度为1mm。
对置电极23之间的间隔为5mm。
如图3所示，在对置基板202中，检测电极24被形成在对置基板202的与其面对着TFT阵列基板201的那个表面相反的表面上。检测电极24是透射可见光的透明电极，并且例如由ITO形成。
如图3和图5所示，检测电极24被设置成使得介电体(图3中的对置基板202等)置于对置电极23与检测电极24之间从而形成静电电容型触摸传感器TS。此外，如图5所示，检测电极24与检测器DET电连接，同时通过电阻器R接地。检测电极24向检测器DET输出检测信号Vdet。
下面对此做出详细说明。在例如手指等被感测对象(即，具有大电容的导电体)靠近检测电极24的情况下，被输入有驱动信号Sg的对置电极23所生成的边缘电场由被感测对象遮断了。这样，在触摸传感器TS中，其电容根据被感测对象的有无而发生变化，并且因此检测电极24的电位发生变化。因此，当通过检测器DET检测到该电位变化时，就能够检测出接触位置。
图7是图示了本发明第一实施例的检测电极24的具体结构的图，该图7是检测电极24的俯视图。
如图7所示，检测电极24是条形形状的，并且沿着对置基板202的表面上的垂直方向y延伸。在这方面，多个检测电极24在水平方向x上彼此间隔地排列着。也就是，从左侧到右侧设置着k个检测电极即第1个检测电极24_1到第k个检测电极24_k以作为检测电极24。
如图7所示，第1个检测电极24_1到第k个检测电极24_k分别与检测器DET电连接。下面对此做出详细说明。第1个检测电极24_1到第k个检测电极24_k的每一者都向检测器DET输出检测信号Vdet。
如图7所示，在本实施例中，在每个检测电极24的与对置电极23相面对的表面上都形成有开口KK。开口KK是正方形形状。多个开口KK在各个检测电极24内部沿水平方向x和垂直方向y彼此间隔地排列着。
此外，如图7所示，每个检测电极24的沿垂直方向y延伸的侧端上都形成有突出部24C。突出部24C以突出的方式沿水平方向x突出。突出部24C在垂直方向y上以一定间隔排列并彼此间隔着。这里，多个突出部24C在垂直方向y上以相邻的突出部24C之间都设有一个开口KK的状态依次排列着。
如图7所示，在各开口KK的内部都设有浮动电极25。这里，多个浮动电极25被设置成在水平方向x和垂直方向y上排列着，从而分别对应于多个开口KK。按照与检测电极24一样的方式，浮动电极25是透射可见光的透明电极，并且例如由ITO形成。在本实施例中，浮动电极25是类似于开口KK的正方形形状，并且浮动电极25的各边都被形成为小于开口KK的各边。
优选按照下面的条件来形成检测电极24和浮动电极25。
检测电极24的宽度为4～8mm。
突出部24C的宽度为5μm。
开口KK的宽度为30μm。
浮动电极25的宽度为20μm。
C-3.液晶层203
下面说明形成液晶显示面板200的液晶层203。
如图3所示，液晶层203设置在彼此相面对的TFT阵列基板201与对置基板202之间。
这里，在液晶层203中，液晶分子(未图示)通过形成于TFT阵列基板201中的液晶取向层(未图示)和形成于对置基板202中的液晶取向层(未图示)进行取向。例如，液晶层203被形成为让液晶分子是沿垂直取向的。液晶层203被配置为：液晶分子的取向方向根据通过像素电极62p和对置电极23施加的电压而变化。液晶层203除了可以是VA(VerticalAlignment：垂直取向)模式以外，液晶层203也可被形成为遵循TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式或ECB(Electrically ControlledBirefringenc：电控双折射)模式。
C-4.传感器驱动单元S
下面说明与对置电极23电连接的传感器驱动单元S的具体结构。
图8是图示了本发明第一实施例的传感器驱动单元S的具体结构的图。
如图8所示，传感器驱动单元S包括控制器91、第一开关SW1、第二开关SW2、锁存电路92、缓冲电路93以及第三开关SW3，并且起到交流电流源的作用。例如，传感器驱动单元S向对置电极23施加驱动信号Sg，该驱动信号Sg是频率为几千赫兹～几万赫兹的交流矩形波，并且是共用电位Vcom。
下面依次说明形成传感器驱动单元S的各部件。
如图8所示，在传感器驱动单元S中，控制器91被形成得作为用于控制第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3的切换操作的电路。
如图8所示，在传感器驱动单元S中，第一开关SW1的一端电连接到锁存电路92。此外，当第一开关SW1通过控制器91的切换控制而处于接通状态时，第一开关SW1就向锁存电路92施加正电压V(+)。
如图8所示，在传感器驱动单元S中，第二开关SW2的一端电连接到锁存电路92。此外，当第二开关SW2通过控制器91的切换控制而处于接通状态时，第二开关SW2就向锁存电路92施加负电压V(-)。
在传感器驱动单元S中，锁存电路92的输入端分别电连接到第一开关SW1和第二开关SW2。此外，锁存电路92的输出端通过缓冲电路93电连接到第三开关SW3。
在传感器驱动单元S中，缓冲电路93是波形整形单元(waveformrectifying unit)，并被设置成作为相对于要被输出的正电压V(+)和负电压V(-)对输入电位进行补偿的电路。
在传感器驱动单元S中，第三开关SW3的切换操作由控制器91控制。这里，当第三开关SW3处于接通状态时，该第三开关SW3与对置电极23电连接。相反，当第三开关SW3处于断开状态时，第三开关SW3变为不用的接地(GND)状态。
具有这种配置的传感器驱动单元S被设置成与多个对置电极23相对应。
例如，上述传感器驱动单元S被设置成在位于TFT阵列基板201的显示区域PA周围的周边区域CA中形成垂直驱动电路11(参见图2)。另外，该传感器驱动单元S也可设在对置基板202的周边区域CA中。
C-5.检测器DET
下面说明与检测电极24电连接的检测器DET的具体结构。
图9是图示了本发明第一实施例的检测器DET的电路图。
如图9所示，检测器DET包括OP(运算)放大器电路81、整流电路82以及输出电路83。
下面依次说明形成检测器DET的各部件。
如图9所示，在检测器DET中，OP放大器电路81包括OP放大器84、电阻器R、电阻器R1、电阻器R2以及电容器C3，并且用作滤波电路和信号放大电路。也就是，OP放大器电路81放大从检测电极24输出的检测信号Vdet，然后去除该检测信号Vdet中的预定频率分量，从而将信号输出到整流电路82。
具体地，如图9所示，在OP放大器电路81中，检测电极24与OP放大器84的正输入端(+)电连接，并且从检测电极24输出的检测信号Vdet被输入到OP放大器84的正输入端(+)。这里，为了使电位的DC(直流)电平保持电稳定性，将检测电极24通过电阻器R连接到地电位。此外，电阻器R2和电容器C3并联连接在OP放大器84的负输入端(-)与输出端之间，电阻器R1连接在OP放大器84的负输入端(-)与地电位之间。
如图9所示，在检测器DET中，整流电路82包括二极管D1、充电电容器C4以及放电电阻器R0。该整流电路82利用二极管D1对从OP放大器电路81输出的信号进行半波整流，接着通过设有充电电容器C4和放电电阻器R0的平滑电路(smoothing circuit)对该信号进行平滑化，从而将该平滑化的信号输出到输出电路83。
具体地，如图9所示，在整流电路82中，二极管D1的阳极与OP放大器电路81的输出端电连接。此外，充电电容器C4和放电电阻器R0分别电连接在二极管D1的阴极与地电位之间。
如图9所示，在检测器DET中，输出电路83包括比较器85，且用作把从整流电路82输出的模拟信号转换成数字信号的AD转换器。
具体地，如图9所示，在比较器85中，负输入端(-)电连接至整流电路82。此外，在比较器85中，阈值电压Vth被输入到正输入端(+)。另外，比较器85对阈值电压Vth与从整流电路82输出的模拟信号进行比较处理，并基于该比较的结果输出数字信号。
例如，上述检测器DET设在位于对置基板202的显示区域PA周围的周边区域CA中。或者，该检测器DET也可设在TFT阵列基板201的周边区域CA中。
D.操作
下面说明显示装置100的操作。
将会说明在显示装置100中进行图像显示时的操作。
当进行图像显示时，控制器401控制液晶显示面板200的操作(参见图1)。此外，控制器401还向背光源300提供控制信号，控制器401控制背光源300的操作并使背光源300发出照明光R(参见图1)。
在此情况下，控制器401向液晶显示面板200提供控制信号，从而驱动在液晶显示面板200中设置的多个像素P(参见图2)。这里，垂直驱动电路11和水平驱动电路12驱动在显示区域PA中设置着的多个像素P。
具体地，垂直驱动电路11通过栅极线GL向像素开关元件31的栅极提供驱动信号，从而将像素开关元件31设定为接通状态(参见图4)。
此外，垂直驱动电路11向多个对置电极23中的每一者提供驱动信号Sg。在这样的配置中，在垂直方向y上排列的多个对置电极23以线序方式被选择，并且驱动信号Sg被提供给所选择的对置电极23。也就是，第1个对置电极23_1到第n个对置电极23_n中的每一者利用线序扫描驱动而被提供驱动信号Sg，并变为共用电位Vcom。也就是，垂直驱动电路11用作传感器驱动单元S(参见图8等)。
这时，水平驱动电路12通过像素开关元件31把来自信号线SL的图像信号提供至像素电极62p。
这样，将电场施加到设置于像素电极62p与对置电极23之间的液晶层203上。因而，液晶层203中的液晶分子的取向发生变化，并且穿过液晶层203的光得到了调制。因此，在显示区域PA中实现了图像显示。
上述图像显示操作是通过Vcom反转驱动方法来实现的。
下面说明在显示装置100中对例如用户手指等被感测对象F与液晶显示面板200的显示区域PA相接触时的位置进行检测时的操作。
图10和图11是图示了本发明第一实施例的触摸传感器TS操作的图，该图10和图11是图示了对置电极23和检测电极24的俯视图。参照图10和图11，在上述图像显示操作中，多个对置电极23之中的被提供有来自垂直驱动电路11的驱动信号Sg并变为共用电位Vcom的对置电极23由斜线表示出来。
如图10和图11中的斜线所示，当进行图像显示操作时，多个对置电极23中的一些被选择并被提供有驱动信号Sg。
在本实施例中，如图10和图11所示，在n个对置电极23_1～23_n中，m个对置电极(23_1～23_m、23_2～23_m+1、...)(2＜m＜n)被选择并被提供有驱动信号Sg。也就是，m个对置电极23同时变为共用电位Vcom。
在垂直方向y上平移地进行对m个对置电极23的选择，且向它们提供驱动信号Sg。
例如，如图10中的斜线所示，选择第1个对置电极23_1到第m个对置电极23_m。向被选的m个对置电极23即第1个对置电极23_1到第m个对置电极23_m中的每一者提供驱动信号Sg。
接着，如图11中的斜线所示，选择第2个对置电极23_2到第m+1个对置电极23_m+1。向被选的m个对置电极23即第2个对置电极23_2到第m+1个对置电极23_m+1中的每一者提供驱动信号Sg。以此方式，从最上侧到最下侧，对置电极23被依次选择并被提供驱动信号Sg。在从最上侧到最下侧进行选择之后，例如，该程序返回至最上侧以重复相同的操作。
如上所述，当进行图像显示操作时，重复地进行触摸传感器操作，该触摸传感器操作是指从多个对置电极23中选择预定的对置电极23并将驱动信号提供给所选择的对置电极23，且因此控制器401对触摸传感器TS进行驱动。
具体地，选择在n个对置电极23中连续排列的m个(m＜n)对置电极23，并进行Vcom反转驱动(交流驱动)。因此，执行用于在垂直方向y上变更被选对象的平移操作，且在每次平移操作之前与之后，至少有一个对置电极23是共用的。另外，对于根据平移操作而被选择的m个对置电极23，进行Vcom反转驱动。
也就是，当进行触摸传感器驱动操作时，在n个对置电极23中，选择在垂直方向y上连续排列的m个(2＜m＜n)对置电极23作为扫描电极组。此外，对扫描电极组的选择满足：在连续的触摸传感器驱动操作中包含有不同的对置电极和共用的对置电极。
在进行如上所述的操作后，如所示图10，当对置电极23被提供了驱动信号Sg并变为共用电位Vcom时，在对置电极23与检测电极24交叉的区域处的电容型元件中累积电荷。此外，当如上所述进行平移操作时，在对置电极23与检测电极24交叉的区域处的电容型元件中进行充电和放电。在这方面，根据驱动信号Sg的扫描，成为充电和放电目标的电容型元件的行以线序方式进行移动。这样，把具有与电容型元件的电容值对应的信号强度的检测信号Vdet从每个检测电极24输出到每个检测器DET。
此外，基于从检测器DET输出的检测信号Vdet，数据处理单元400中的位置检测单元402(参见图1)进行位置检测。
图12A和图12B是图示了本发明第一实施例中驱动信号Sg和检测信号Vdet的波形图。
如图12A和图12B所示，矩形波的驱动信号Sg被输出到对置电极23，检测信号Vdet从检测电极24输出。
如图12A和图12B所示，在没有被感测对象靠近检测电极24的情况下，信号强度高于阈值Vth的检测信号Vdet0被输出。在此情况下，从多个检测电极24输出的每个检测信号Vdet0都具有基本不变的信号强度。
在这方面，在例如手指等具有大静电电容的被感测对象靠近感测表面的情况下，由于被感测对象的存在因而把边缘电场遮断(参见图33B)，因而，因对置电极23和检测电极24而产生的静电电容根据是否存在被感测对象而变化。因此，如图12A所示，信号强度低于上述阈值Vth的检测信号Vdet1被输出。因此，由于从多个检测电极24输出的每个检测信号Vdet的信号强度都根据是否存在被感测对象而变化，所以可检测出被感测对象F靠近感测表面时的位置。在这方面，基于驱动信号Sg的施加时序和检测器DET的检测时序，可获得它们的触摸位置坐标。
通过使触摸传感器TS按上述方式操作，可以防止由于电极驱动的切换而导致的传感器电压下降和图像质量降低。
图13A和图13B是图示了本发明第一实施例的触摸传感器TS被驱动时的状态示意图。其中，图13A图示了没有被感测对象F靠近触摸传感器TS的感测表面的情况；而图13B示出了有被感测对象F靠近感测表面的情况。
如图13A和图13B所示，在检测电极24的与对置电极23相面对的表面上形成有开口KK。
如图13A所示，在没有被感测对象F靠近触摸传感器TS的感测表面(显示表面)的情况下，当将共用电位Vcom施加到对置电极23上时，在对置电极23与检测电极24之间产生了电场。在本实施例中，除了在对置电极23与检测电极24之间产生了电场以外，还产生了穿过设在检测电极24中的开口KK的边缘电场。
相反，如图13B所示，在有被感测对象F靠近感测表面(显示表面)的情况下，边缘电场(图中虚线部分)由该被感测对象F遮断。在本实施例中，穿过设在检测电极24中的开口KK的边缘电场也被遮断因而没有被生成出来。
因此，在检测电极24中形成有开口KK的情况下，与没有形成开口KK的情况相比，静电电容根据被感测对象F的有无而明显地变化。
这样，在本实施例中，通过在检测电极24中形成开口KK，能够提高触摸传感器TS的检测灵敏度。此外，在检测电极24中通过保持检测电极24的除了设有开口KK的部分以外的部分的总宽度，即使检测电极24的整体宽度变大了，也可保持电阻值，这样就可以防止检测电极24中时间常数的增大。因此，能够防止检测时间的增加。另外，优选的是进一步增大开口KK的宽度。
图14是图示了本发明第一实施例的静电电容型触摸传感器TS被驱动时，在被感测对象F靠近感测表面的情况下所构成的等效电路图。
如图14所示，在有被感测对象F靠近感测表面的情况下，在对置电极23、检测电极24、浮动电极25和被感测对象F之间产生了静电电容C34、C35、C45、C4F和C5F。在检测电极24与浮动电极25之间产生的边缘电容C45非常有利于触摸传感器TS的传感器灵敏度。边缘电容C45包括：由于在检测电极24的侧面与浮动电极25的侧面之间产生的电场而生成的电容，以及由于在检测电极24的上、下表面等与浮动电极25的上、下表面等之间产生的电场而生成的电容。
图15是图示了本发明第一实施例的关于边缘电容与传感器输出之间关系的模拟结果的图。在图15中，横轴表示边缘电容C45(F：法拉)，而纵轴表示从检测电极24输出的检测信号的强度(V：伏特)(传感器输出)。下面说明图15中的诸如“没有手指”、“手指的存在位置不相同”或者“手指的存在位置相同”等情况。
这里，“没有手指”表示作为被感测对象F的手指没有靠近感测表面的情况。也就是，图14图示了不存在被感测对象F并且没有生成除了电容C34、C35和C45以外的其他电容的状态。
此外，“手指的存在位置不相同”表示作为被感测对象F的手指靠近感测表面的位置位于没有被施加驱动信号Sg的多个对置电极23的位置(参见图14)的情况，也就是，手指移动到检测电极24之上但位于检测电极24下方的对置电极23不变成共用电位的情况。
此外，“手指的存在位置相同”表示作为被感测对象F的手指靠近感测表面的位置位于被施加有驱动信号Sg的多个对置电极23的位置(参见图14)的情况，也就是，手指移动到检测电极24之上并且位于检测电极24下方的对置电极23变成共用电位的情况。
按照下面的条件进行了上述模拟。
电容C34、C35、C4F和C5F为1pF。
驱动信号Sg的电位为5V。
与检测电极24交叉的对置电极23的数量为十个(这适合手指的尺寸)。
如图15所示，通过增大边缘电容C45，在“手指的存在位置不相同”情况下的传感器输出值与在“手指的存在位置相同”情况下的传感器输出值会发生明显变化。
如图7所示，在本实施例中，在检测电极24的各开口KK的内部都设置有浮动电极25。如图7所示，至少一部分浮动电极25被检测电极24包围住。因此，可以增大检测电极24与浮动电极25之间的边缘电容C45(例如，C45＝1pF)。
因此，在本实施例中，能够提高触摸传感器TS的灵敏度。
如图14所示，如果该边缘电容过度增大，则检测电极24和浮动电极25变为与连接状态一致，从而导致与存在厚传感器线的情况相同的外观。此外，图14中的电容C45优选具有与其他电容C4F、C5F、C34和C35相同的水平。
E.结论
如上所述，在本实施例的显示装置100中，在用于显示图像的液晶显示面板200的显示表面中设有用来检测被感测对象F靠近显示表面时的位置的静电电容型触摸传感器TS(参见图3)。该触摸传感器TS包括对置电极23和检测电极24，其中检测电极24隔着介电体与对置电极23相面对并间隔开，检测电极24的静电电容在被感测对象F靠近检测电极24时发生变化。这里，在检测电极24的与对置电极23相面对的表面上具有开口KK。因此，如上所述，与检测电极24中未形成有开口KK的情况相比，本实施例的触摸传感器TS能够根据被感测对象F的有无来显著地改变静电电容。
此外，在本实施例中，在检测电极24的各开口KK的内部都设有浮动电极25。因而，如上所述，在本实施例中，能够增大非常有利于触摸传感器TS的传感器灵敏度的边缘电容。
因此，在本实施例中，能够提高触摸传感器的检测灵敏度，并且能够在高精度下对被感测对象F的触摸传感器位置进行检测。
另外，在本实施例中，多个对置电极23用作与设置在触摸传感器TS中的介电体一起面对着多个检测电极24的扫描电极。此外，在用于图像显示的像素P中，上述多个对置电极23用作隔着液晶层203与多个像素电极62p相面对的共用电极。因此，用于图像显示的共用驱动信号Vcom可以用作用于位置检测的驱动信号，从而获得触摸传感器TS的检测信号。也就是，对置电极23被配置成既用作向用于图像显示的液晶层203施加电压的共用电极，又用作形成触摸传感器TS的扫描电极。此外，由于没有外设单独的触摸面板，所以能够得到薄的结构。
因此，根据本实施例能实现薄的装置，并能提高制造效率和降低成本。
2.第二实施例
下面说明本发明的第二实施例。
A.液晶显示面板的具体结构
下面说明本实施例的液晶显示面板200b的具体结构。
图16和图17是图示了本发明第二实施例的液晶显示面板200b的主要部分的图。
这里，图16是图示了本发明第二实施例的液晶显示面板200b的显示区域PA中所设置的像素P的示意性截面图。
此外，图17是图示了本发明第二实施例的液晶显示面板200b的显示区域PA中所设置的像素P的示意性俯视图。
如图16和图17所示，本实施例中的液晶显示面板200b设有像素电极62pb和对置电极23b以符合边缘场切换(FFS：fringe field switching)方法。这里，除了这些元件及相关的结构以外，第二实施例与第一实施例相同。因此，省略了对重复元件的描述。
如图16所示，像素电极62pb形成在TFT阵列基板201的与对置基板202相面对的表面上。
在这方面，如图16所示，像素电极62pb设在层间绝缘层61上，该层间绝缘层由绝缘材料形成并覆盖住TFT阵列基板201上的对置电极23b。例如，像素电极62pb设置在被形成为氮化硅膜的层间绝缘层61上。
在本实施例中，由于液晶显示面板200b使用FFS方法，因此如图17所示，像素电极62pb被图形化地处理成在xy平面中具有梳齿形状。
具体地，如图17所示，像素电极62pb包括主干部分62bk和分支部分62be。
如图17所示，在像素电极62pb中，主干部分62bk沿方向x延伸。
此外，如图17所示，在像素电极62pb中，分支部分62be与主干部分62bk相连并沿方向y延伸。如图17所示，多个分支部分62be在x方向上相互间隔开地布置着。此外，该多个分支部分62be都具有连接到主干部分62bk的相对两端，且被排列成彼此平行地进行延伸。
如图16所示，对置电极23b形成在TFT阵列基板201的与对置基板202相面对的表面上。在这方面，对置电极23b被设置在形成于TFT阵列基板201上的层间绝缘层61上。
图18是图示了本发明第二实施例的对置电极23b的具体结构的图，该图18是对置电极23b的俯视图。
如图18所示，按照与第一实施例中类似的方式，对置电极23b呈条形形状并沿着水平方向x延伸。对置电极23b在垂直方向y上彼此间隔地排列着。也就是，从上侧到下侧设置着n个对置电极即第1个对置电极23b_1到第n个对置电极23b_n以作为对置电极23b。这里，该多个对置电极23b按照相等间隔被设置成分别与沿垂直方向y排列的多个像素电极62pb相面对。
如图18所示，按照与第一实施例中类似的方式，第1个对置电极23b_1到第n个对置电极23b_n分别与传感器驱动单元S电连接。第1个对置电极23b_1到第n个对置电极23b_n被依次选择并被提供从传感器驱动单元S输出的驱动信号Sg。也就是，通过线序扫描驱动把驱动信号Sg提供给第1个对置电极23b_1到第n个对置电极23b_n。
此外，液晶层203(未图示)被排列成使得液晶分子的纵长方向沿着xy平面上的有TFT阵列基板201与对置基板202相面对的方向。也就是，液晶分子被形成为沿水平取向。
在显示装置100中，当进行图像显示时，通过像素电极62pb和对置电极23b将横向电场施加到液晶层203上。因此，液晶层203的液晶分子的取向发生变化，于是，穿过液晶层203的光就得到调制。
另外，按照与第一实施例中相类似的方式，进行对例如用户手指等被感测对象F与液晶显示面板200b的显示区域PA接触时的位置的检测操作。
B.结论
如上所述，本实施例的液晶显示面板200b使用FFS型，并且向液晶层203施加横向电场，由此实现了图像显示。此外，如上所述，按照与第一实施例中相类似的方式进行触摸位置的检测操作。
在本实施例中，按照与第一实施例中相类似的方式来配置检测电极24。也就是，检测电极24具有形成在该检测电极24的与对置电极23b相面对的表面上的开口KK。这样，按照与第一实施例中相类似的方式，触摸传感器TS的检测灵敏度能够得到提高，且能够以高精度对被感测对象的触摸位置进行检测。
另外，在本实施例中，按照与第一实施例相类似的方式，在检测电极24的各开口KK的内部都设有浮动电极25。因此，在本实施例中，能够提高非常有利于触摸传感器TS的传感器灵敏度的边缘电容。
因此，本实施例能够以高精度对被感测对象的触摸位置进行检测。
类似地，利用该同一结构，在除了FFS方法以外的例如平面内切换(IPS：in-plane-switching)方法等用于向液晶层203施加横向电场的其他模式中，也可获得相同的优点。
3.第三实施例
下面说明本发明的第三实施例。
图19是图示了本发明第三实施例的显示装置100c的示意性结构的图。
如图19所示，本实施例的显示装置100c具有与第一实施例中的液晶显示面板200不同的液晶显示面板200c。此外，在液晶显示面板200c上还设置有触摸面板209。这里，除了这些元件及相关的结构以外，第三实施例与第一实施例相同。因此，省略了对重复元件的描述。
A.液晶显示面板的结构
下面说明液晶显示面板200c的结构。
图20是图示了本发明第三实施例的液晶显示面板200c的结构的图，该图20是像素P的示意性截面图。
如图20所示，与第一实施例不同的是，触摸传感器TS未设置在液晶显示面板200c中。
因此，在形成液晶显示面板200c的对置基板202上未设置用于形成触摸传感器TS的检测电极24(参见图3)。
此外，对置电极23c不是被设置为如第一实施例中那样的彼此分开的多个电极。尽管未图示，在本实施例中，对置电极23c以一体的方式形成在平坦化层22上，从而整体地覆盖住布置有多个像素电极62p的显示区域PA的整个表面。此外，当进行图像显示时，把共用电位Vcom施加到对置电极23c上。
B.触摸面板的结构
下面说明触摸面板209的结构。
图21是图示了本发明第三实施例中的触摸面板209的结构的图。该图21图示了触摸面板209的示意性截面图。
如图21所示，触摸面板209包括触摸面板基板209s。
在触摸面板209中，触摸面板基板209s是透光的绝缘基板，例如由玻璃形成。此外，如图21所示，触摸传感器TS设在触摸面板基板209s上。
如图21所示，触摸传感器TS设有对置电极23t和检测电极24t，并且触摸面板基板209s作为介电体夹在对置电极23t与检测电极24t之间，从而形成了静电电容型的触摸面板209。也就是，触摸传感器TS被配置成使得其静电电容在被感测对象(未图示)靠近检测电极24t时会发生变化。
如图21所示，在触摸传感器TS中，对置电极23t形成在触摸面板基板209s的下表面上。按照与第一实施例类似的方式，对置电极23t是能透射可见光的透明电极，并且例如由ITO形成。
图22是图示了本发明第三实施例中的对置电极23t的具体结构的图。该图22是对置电极23t的俯视图。
如图22所示，按照与第一实施例类似的方式，对置电极23t呈条形形状并沿着触摸面板基板209s表面上的水平方向x延伸。多个对置电极23t在垂直方向y上彼此间隔地排列着。也就是，从上侧到下侧设置着n个对置电极即第1个对置电极23t_1到第n个对置电极23t_n以作为对置电极23t。
如图22所示，按照与第一实施例类似的方式，第1个对置电极23t_1到第n个对置电极23t_n分别与传感器驱动单元S电连接。第1个对置电极23t_1到第n个对置电极23t_n依次被选择并被提供从传感器驱动单元S输出的驱动信号Sg。也就是，通过线序扫描驱动向第1个对置电极23t_1到第n个对置电极23t_n提供驱动信号Sg。在这方面，按照与第一实施例类似的方式，向第1个对置电极23t_1到第n个对置电极23t_n提供具有共用电位Vcom的驱动信号Sg。
如图21所示，在触摸传感器TS中，检测电极24t形成在触摸面板基板209s的上表面上。检测电极24t是能透射可见光的透明电极，并且例如由ITO形成。
图23是图示了本发明第三实施例中的检测电极24t的具体结构的图。该图23是检测电极24t的俯视图。
如图23所示，按照与第一实施例类似的方式，检测电极24t呈条形形状并沿着触摸面板基板209s表面上的垂直方向y延伸。多个检测电极24t在水平方向x上彼此间隔地排列着。也就是，从左侧到右侧设置着k个检测电极即第1个检测电极24t_1到第k个检测电极24t_k以作为检测电极24t。
如图23所示，第1个检测电极24t_1到第k个检测电极24t_k分别与检测器DET电连接，并且检测信号Vdet被输出至检测器DET。
此外，如图23所示，按照与第一实施例类似的方式，每个检测电极24t都具有形成在该检测电极24t的与对置电极23t相面对的表面上的开口KK。
如图23所示，按照与第一实施例类似的方式，在开口KK的内部设置有浮动电极25t。在这方面，多个浮动电极25t在水平方向x和垂直方向y上分别对应于多个开口KK而排列着。
在本实施例的触摸面板209中，按照与第一实施例类似的方式，对触摸传感器TS进行驱动，从而对触摸位置进行检测。
具体地，多个对置电极23t之中的一部分被选择并被提供驱动信号Sg。此外，对多个对置电极23t的选择在垂直方向y上平移地进行，且按类似方式向所选的对置电极提供驱动信号Sg。重复进行该操作，从而对触摸位置进行检测。
C.结论
如上所述，在本实施例的触摸面板209中，触摸位置的检测操作按照与上述第一实施例类似的方式进行。
在本实施例中，检测电极24t具有形成在该检测电极24t的与对置电极23t相面对的表面上的开口KK。因此，按照与第一实施例类似的方式，能够提高触摸传感器TS的检测灵敏度，并且能够对被感测对象的触摸位置进行高精度检测。
此外，在本实施例中，按照与第一实施例类似的方式，在检测电极24t的开口KK的内部设置有浮动电极25t。因此，在本实施例中，能够提高非常有利于触摸传感器TS的传感器灵敏度的边缘电容。
根据本发明，能够对被感测对象的触摸位置进行高精度检测。
4.第四实施例
下面说明本发明的第四实施例。
图24是图示了本发明第四实施例的检测电极24d的具体结构的图。该图24是检测电极24d的俯视图。
如图24所示，在本实施例中，检测电极24d与第一实施例中的检测电极24不同。这里，除了这些元件及相关的结构以外，第四实施例与第一实施例相同。因此，省略了对重复元件的描述。
A.检测电极
如图24所示，多个检测电极24d被设置成在水平方向x上排列着。也就是，从左侧到右侧设置着k个检测电极即第1个检测电极24d_1到第k个检测电极24d_k以作为检测电极24d。
如图24所示，在检测电极24d中，与第一实施例不同的是：在垂直方向y上布置着的多个突出部24Cd被形成为使得各突出部24Cd的在水平方向x上的端部位置在垂直方向y上是随机的。
B.结论
如上所述，在本实施例中，多个突出部24Cd被形成为使得各突出部24Cd的在水平方向x上的端部位置在垂直方向y上是随机的。也就是，检测电极24d的各端部不是在一直线上，而是位于不同位置。
因此，在本实施例中，很难看到检测电极24d。
这样，根据本实施例，能够进一步提高在感测表面上所显示的图像的图像质量。
5.第五实施例
下面说明本发明的第五实施例。
图25是图示了本发明第五实施例的检测电极24e的具体结构的图。该图25是检测电极24e的俯视图。
如图25所示，在本实施例中，检测电极24e与第一实施例中的检测电极24不同。这里，除了这些元件及相关的结构以外，第五实施例与第一实施例相同。因此，省略了对重复元件的描述。
A.检测电极
如图25所示，检测电极24e呈条形形状并沿垂直方向y延伸。此外，多个检测电极24e在水平方向x上彼此间隔地排列着。也就是，从左侧到右侧设置着k个检测电极即第1个检测电极24e_1到第k个检测电极24e_k以作为检测电极24e。
检测电极24e形成有开口KKe。开口KKe在检测电极24e的内部被形成为具有圆形形状。多个开口KKe被设置成在垂直方向y和水平方向x上彼此间隔开。
如图25所示，在各开口KKe的内部设置有浮动电极25e。在这方面，多个浮动电极25e被设置成分别在水平方向x和垂直方向y上与多个开口Kke相对应地排列着。浮动电极25e具有圆形形状且被形成为其直径小于开口KKe的直径。
B.结论
如上所述，检测电极24e形成有圆形开口KKe。因此，在对置电极23与检测电极24e之间会更均匀地产生边缘电场。
因此，根据本实施例，能够对被感测对象的触摸位置进行高精度检测。
6.第六实施例
下面说明本发明的第六实施例。
图26是图示了本发明第六实施例的检测电极24f的具体结构的图。该图26是检测电极24f的俯视图。
如图26所示，在本实施例中，检测电极24f与第一实施例中的检测电极24不同。这里，除了这些元件及相关的结构以外，第六实施例与第一实施例相同。因此，省略了对重复元件的描述。
A.检测电极
如图26所示，检测电极24f大体上沿垂直方向y延伸。此外，多个检测电极24f在水平方向x上彼此间隔地排列着。也就是，从左侧到右侧设置着k个检测电极即第1个检测电极24f_1到第k个检测电极24f_k以作为检测电极24f。
如图26所示，检测电极24f形成有开口KKf。开口KKf在检测电极24f的内部被形成为具有条形形状，并沿垂直方向y延伸。在检测电极24f中，多个开口KKf在水平方向x上彼此间隔地排列着。
如图26所示，检测电极24f在沿垂直方向y延伸的端部处形成有突出部24Cf。该突出部24Cf在水平方向x上突出。各突出部24Cf被设置成在垂直方向y上彼此间隔开。在这方面，多个突出部24Cf被设置成在垂直方向y上的相邻突出部24Cf之间设有一个开口KKf。
如图26所示，在各开口KKf的内部设置有浮动电极25f。在这方面，多个浮动电极25f被形成为具有正方形形状。此外，在每一个开口KKf的内部设置有在垂直方向y上排列着的多个浮动电极25f。
B.结论
如上所述，在本实施例中，检测电极24f的形状与第一实施例中的检测电极24的形状不同，但开口KKf按照与第一实施例类似的方式而被形成。因此，按照与第一实施例类似的方式，在本实施例中，在触摸传感器中静电电容能够根据被感测对象F的有无而显著改变。
此外，在本实施例中，在检测电极24f的开口KKf的内部设置有浮动电极25f。因此，在本实施例中，按照与第一实施例类似的方式，能够提高非常有利于触摸传感器的传感器灵敏度的边缘电容。
因此，在本实施例中，能够提高触摸传感器的检测灵敏度，并能够对被感测对象F的触摸位置进行高精度检测。
7.其他
本发明不限于上述实施例，而是可以采用例如各实施例的组合等各种变形例。
例如，除了上述实施例之外，可以应用各种形状来作为设置在检测电极中的开口的形状和浮动电极的形状。
图27A至27D是图示了本发明变形例的检测电极的具体结构的图。该图27A至27D是检测电极的俯视图。
如图27A所示，对于呈矩形的各开口KK，在垂直方向y上的端部可位于水平方向x上的彼此不同的位置处。
如图27B所示，呈六边形的开口KK可设置成以蜂窝形状排列着。此外，可以在该开口KK的内部形成有与该开口KK的形状类似的呈六边形的浮动电极25。
另外，如图27C所示，呈三角形的开口KK可被设置为在水平方向x上交替地呈上下翻转，且这样的由呈等边三角形的开口KK构成的组可被设置为在垂直方向y上顺次对称。此外，可以以设置在该开口KK内部的形式形成与该开口KK的形状类似的呈三角形形状的浮动电极25。
此外，如图27D所示，呈菱形形状的开口KK可沿垂直方向y和水平方向x设置着。因此，可以在该开口KK的内部形成有与该开口KK的形状类似的呈菱形形状的浮动电极25。
在上述实施例中，当触摸传感器被驱动时，在多个(n个)对置电极进行排列的垂直方向上平移地反复进行对于对置电极的交流驱动操作。在该交流驱动操作中，选择出连续排列的多个(m个(m＜n))对置电极并对它们同时进行交流驱动。在这方面，该多个(m个(m＜n))对置电极被选择成包括有在进行像素驱动操作时所使用的对置电极。在进行连续的交流驱动操作时，上述平移被执行得使至少一个对置电极连续地被交流驱动。然而，当触摸传感器被驱动时，上述操作不是限制性的。例如，可对所要操作的每个对置电极进行交流驱动。
在上述各实施例中，触摸传感器设置在液晶显示面板的显示区域中，但本发明不限于此。触摸传感器可设置在液晶显示面板的周边区域中。
在上述各实施例中，液晶显示面板是透射型，但本发明不限于此。液晶显示面板可以是反射型，或者是用作透射型及反射型的半透射型。
此外，本发明可应用于液晶显示面板以外的其他显示面板，例如有机EL显示面板。
另外，本发明各实施例的显示装置100可应用于各种电子设备的组件。
图28～图32是图示了应用了本发明实施例的显示装置100的电子设备的图。
如图28所示，在接收和显示电视广播的电视中，显示装置100可应用为用于把所接收到的图像显示在显示屏幕上并接收操控者的操作指令的显示装置。
此外，如图29所示，在数码相机中，显示装置100可应用为用于把诸如所拍摄到的图像等图像显示在显示屏幕上并接收操控者的操作指令的显示装置。
另外，如图30所示，在笔记本电脑中，显示装置100可应用为用于把诸如操作图像等图像显示在显示屏幕上并接收操控者的操作指令的显示装置。
此外，如图31所示，在移动电话终端中，显示装置100可应用为用于把诸如操作图像等图像显示在显示屏幕上并接收操控者的操作指令的显示装置。
如图32所示，在摄像机中，显示装置100可应用为用于把诸如操作图像等图像显示在显示屏幕上并接收操控者的操作指令的显示装置。
在上述各实施例中，对置电极23、23b、23c和23t相当于本发明的扫描电极及共用电极。此外，在上述各实施例中，检测电极24、24d、24e、24f和24t相当于本发明的检测电极。另外，在上述各实施例中，突出部24C、24Cd和24Cf相当于本发明的突出部。此外，在上述各实施例中，浮动电极25、25e、25f和25t相当于本发明的浮动电极。另外，在上述各实施例中，像素电极62p和62pb相当于本发明的像素电极。此外，在上述各实施例中，显示装置100和100c相当于本发明的显示装置及信息输入装置。另外，在上述各实施例中，液晶显示面板200、200b和200c相当于本发明的显示面板。此外，在上述各实施例中，TFT阵列基板201相当于本发明的第二基板。在上述各实施例中，对置基板202相当于本发明的第一基板。另外，在上述各实施例中，液晶层203相当于本发明的液晶层。此外，在上述各实施例中，触摸面板209相当于本发明的触摸面板。另外，在上述各实施例中，开口KK、KKe和KKf相当于本发明的开口。此外，在上述各实施例中，触摸传感器TS相当于本发明的触摸传感器。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。

Claims (14)

1.一种信息输入装置，其包括设有触摸传感器的触摸面板，所述触摸传感器能够感测被感测对象靠近所述触摸传感器的感测表面时的位置，
其中，所述触摸传感器包括扫描电极以及检测电极，所述扫描电极在其表面上不形成开口，所述检测电极隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的介电体与所述扫描电极相面对且间隔开，所述触摸传感器被配置成使得形成在所述扫描电极与所述检测电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化，并且
其中，所述检测电极形成有包含在其内部的开口，所述开口与所述扫描电极重叠，
浮动电极与所述检测电极在同一平面内，且所述浮动电极包含在所述开口内，并且
所述检测电极和所述浮动电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化。
2.如权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述检测电极和所述浮动电极是透射可见光的透明电极。
3.如权利要求2所述的信息输入装置，其中，
所述扫描电极沿所述感测表面的表面方向中的第一方向延伸，且所述扫描电极以多个的形式在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔地排列着，并且
所述检测电极沿所述第二方向延伸，且所述检测电极以多个的形式在所述第一方向上彼此间隔地排列着。
4.如权利要求3所述的信息输入装置，其中，所述开口被设置成多个。
5.如权利要求4所述的信息输入装置，其中，
所述检测电极被设置成使得所述多个开口分别在所述第一方向和所述第二方向上排列着，并且
所述浮动电极以多个的形式分别与所述多个开口相对应地在所述第一方向和所述第二方向上排列着。
6.如权利要求5所述的信息输入装置，其中，
所述多个检测电极在它们沿所述第二方向延伸的侧端处包括在所述第一方向上突出的突出部，并且
所述突出部以多个的形式在所述第二方向上彼此间隔开。
7.如权利要求6所述的信息输入装置，其中，在所述第二方向上排列着的所述多个突出部被形成为使得所述多个突出部的在所述第一方向上的端部位置是随机的。
8.如权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述检测电极的所述开口被形成为具有圆形形状。
9.如权利要求3所述的信息输入装置，还包括控制器，所述控制器在所述多个扫描电极之中选择特定的扫描电极，并且所述控制器重复地进行用于向所选择的扫描电极提供驱动信号的触摸传感器驱动操作，从而驱动所述触摸传感器，
其中，当所述控制器进行所述触摸传感器驱动操作时，所述控制器在具体为n个的所述多个扫描电极之中选择在所述第二方向上连续排列的具体为m个的多个扫描电极作为扫描电极组，并且在所述第二方向上平移地进行所述扫描电极组的选择以使得在连续的所述触摸传感器驱动操作之间包含不同的扫描电极和共用的扫描电极，这里2<m<n。
10.一种显示装置，其包括设有触摸传感器的显示面板，所述触摸传感器能够感测被感测对象靠近用于显示图像的显示表面时的位置，
其中，所述触摸传感器包括扫描电极以及检测电极，所述扫描电极在其表面上不形成开口，所述检测电极隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的介电体与所述扫描电极相面对且间隔开，所述触摸传感器被配置成使得形成在所述扫描电极与所述检测电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化，并且
其中，所述检测电极形成有包含在其内部的开口，所述开口与所述扫描电极重叠，
浮动电极与所述检测电极在同一平面内，且所述浮动电极包含在所述开口内，并且
所述检测电极和所述浮动电极之间的静电电容在所述被感测对象靠近所述检测电极时发生变化。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中，所述显示面板是液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
第一基板；
第二基板，它与所述第一基板相面对且间隔开；以及
液晶层，它被设置在所述第一基板与所述第二基板之间。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中，
所述检测电极被设置在所述第一基板的一个表面上，该表面与所述第一基板的面对着所述第二基板的那个表面相反，并且
所述扫描电极被设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且隔着设置在所述扫描电极与所述检测电极之间的所述第一基板与所述检测电极相面对。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中，
所述扫描电极沿着所述第一基板与所述第二基板相互面对的表面上的第一方向延伸，且所述扫描电极以多个的形式在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔地排列着，并且
所述检测电极沿所述第二方向延伸，且所述检测电极以多个的形式在所述第一方向上彼此间隔地排列着。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中所述显示面板包括：
排列在显示区域中的多个像素电极；以及
共用电极，它被布置成与所述显示区域中的所述多个像素电极间隔开，
其中，所述多个扫描电极兼用作所述共用电极。
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