CN107491229B - 输入检测装置和电子装置 - Google Patents
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Abstract
提供输入检测装置和电子装置,能够进行电磁感应方式和静电电容方式两种驱动。输入检测装置具备:多个具有第一端部和第二端部的驱动电极;第一扫描电路(SCAL)以及第二扫描电路(SCBL),选择多个驱动电极的第一端部;第三扫描电路(SCAR)以及第四扫描电路(SCBR),选择多个驱动电极的第二端部;控制部,经由第一扫描电路(SCAL)、第二扫描电路(SCBL)、第三扫描电路(SCAR)和第四扫描电路(SCBR)对第一驱动电极的第一端部和第二驱动电极的第二端部供给第一驱动电压,对第一驱动电极的第二端部和第二驱动电极的第一端部供给与第一驱动电压不同的第二驱动电压。
Description
技术领域
本发明涉及输入检测装置和电子装置,特别是涉及具有能够检测外部物体接近的触摸检测功能的输入检测装置和电子装置。
背景技术
近年来,作为输入检测装置,被称为所谓的触摸面板的、具有能检测外部物体的接近(以下还包括接触)的触摸检测功能的输入检测装置受到关注。触摸面板装配于显示装置、例如液晶显示装置上或者与液晶显示装置一体化,作为带触摸检测功能的显示装置被提供。
存在能够例如使用笔作为外部物体的触摸面板。通过使用笔,例如能预定小的区域或者能输入手写文字。存在多种检测由笔进行的触摸的技术。作为多种技术之一,具有电磁感应方式。电磁感应方式由于能实现高精度、高笔压检测精度,还能实现外部物体与触摸面板表面分开的悬停检测功能,因此作为检测由笔进行的触摸的技术是有效的技术。
另外,存在能够检测例如作为外部物体的手指等的触摸检测装置。在该情况下,检测对象与笔不同,因此作为检测触摸的技术,采用与电磁感应方式不同的方式。例如存在检测由于手指等的触摸而发生的光学变化、电阻值变化、或者电场变化的方式。在这些方式中,检测电场变化的方式例如有使用静电电容的静电电容方式。静电电容方式具有比较简单的结构,耗电量低,因此用于便携信息终端等。
例如在专利文献1中记载有与电磁感应方式的触摸面板有关的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-49301号公报
发明内容
发明要解决的问题
以往,在希望检测手指和笔这两者的情况下,需要将静电电容方式的触摸面板和电磁感应方式的触摸面板重叠使用。因此,存在输入装置大型化且制造成本也变高的问题。另外,为了在触摸面板中显示图像,还需要重叠显示装置。
在专利文献1中记载了与位置指示笔的检测电路内置于显示装置的电磁感应方式的坐标输入装置有关的技术,但关于静电电容方式的触摸面板既未记载也未被认知。另外,专利文献1中记载的坐标输入装置由于在笔的内部产生电磁波,因此笔需要电池,笔有时会大型化。
本发明的发明者们鉴于这种问题,对将电磁感应方式与静电电容方式实现了一体化的输入检测装置并且还能内置于显示装置的输入检测装置的实现反复进行了深入研究,从而获得本发明。
本发明的目的在于提供能进行电磁感应方式与静电电容方式这两者的驱动的输入检测装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式的输入检测装置,具备:多个驱动电极,具有第一端部和第二端部;第一扫描电路以及第二扫描电路,选择所述多个驱动电极的第一端部;第三扫描电路以及第四扫描电路,选择所述多个驱动电极的第二端部;以及控制部,经由所述第一扫描电路、所述第二扫描电路、所述第三扫描电路以及所述第四扫描电路向第一驱动电极的第一端部和第二驱动电极的第二端部供给第一驱动电压,向所述第一驱动电极的第二端部和所述第二驱动电极的第一端部供给与所述第一驱动电压不同的第二驱动电压。
另外,作为另一方式,输入检测装置还具备:第一选择驱动电路,连接于所述第一扫描电路与所述驱动电极的第一端部之间以及所述第二扫描电路与所述驱动电极的第一端部之间;以及第二选择驱动电路,连接于所述第三扫描电路与所述驱动电极的第二端部之间以及所述第四扫描电路与所述驱动电极的第二端部之间。
另外,作为另一方式,所述控制部在选择为所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的一者向所述第一驱动电极的第一端部供给所述第一驱动电压时,经由所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的一者对所述第一驱动电极的第一端部供给所述第一驱动电压,经由所述第三扫描电路或者所述第四扫描电路中的一者对所述第一驱动电极的第二端部供给所述第二驱动电压,经由所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的另一者对所述第二驱动电极的第一端部供给所述第二驱动电压,经由所述第三扫描电路或者所述第四扫描电路中的另一者对所述第二驱动电极的第二端部供给所述第一驱动电压。
附图说明
图1的(A)和(B)是表示显示装置的构成的俯视图和截面图。
图2的(A)~(C)是表示电磁感应方式的原理的说明图。
图3的(A)~(C)是表示静电电容方式的原理的说明图。
图4是表示实施方式1的显示装置的构成的框图。
图5是表示实施方式1的模块的构成的俯视图。
图6的(A)和(B)是用于说明实施方式1的电磁感应方式的驱动方法的说明图。
图7的(A)和(B)是用于说明实施方式1的电磁感应方式的另一驱动方法的说明图。
图8是用于说明实施方式1的静电电容方式的驱动方法的说明图。
图9是表示实施方式1的第一扫描电路对、第二扫描电路对、第一选择驱动电路和第二选择驱动电路的构成的框图。
图10的(A)和(B)是概略性地表示实施方式1的第一扫描电路和第二扫描电路的构成的框图。
图11的(A)和(B)是概略性地表示实施方式1的第三扫描电路和第四扫描电路的构成的框图。
图12的(A)和(B)是表示实施方式1的第一选择驱动电路和第二选择驱动电路的构成的电路图。
图13是说明实施方式1的磁场触摸检测的整体动作的波形图。
图14是说明实施方式1的磁场触摸检测的整体动作的波形图。
图15是表示实施方式1的电场触摸检测的构成的框图。
图16是说明实施方式1的电场触摸检测的动作的波形图。
图17是说明实施方式1的电场触摸检测的动作的波形图。
图18是用于说明实施方式1的栅极驱动器、第一扫描电路对和第一选择驱动电路的配置的俯视图。
图19是表示实施方式2的第一扫描电路对、第二扫描电路对、第一选择驱动电路和第二选择驱动电路的构成的框图。
图20是表示实施方式2的第二选择驱动电路的构成的电路图。
图21是说明实施方式2的磁场触摸检测的整体动作的波形图。
图22是说明实施方式2的磁场触摸检测的整体动作的波形图。
图23是表示实施方式2的电场触摸检测的构成的框图。
图24是说明实施方式2的电场触摸检测的动作的波形图。
图25是说明实施方式2的电场触摸检测的动作的波形图。
图26是表示实施方式1和2的电子装置的立体图。
附图标记说明
1显示装置;3控制装置;5触摸控制装置;100电子装置;TL(0)~TL(p)驱动电极;SCAL第一扫描电路;SCBL第二扫描电路;SCAR第三扫描电路;SCBR第四扫描电路;SCL第一扫描电路对;SCR第二扫描电路对;SDL第一选择驱动电路;SDR第二选择驱动电路;SEL(n)~SEL(n+5)、SER(n)~SER(n+5)单位选择电路;SELL、SELR选择电路;DRVL、DRVR驱动电路;USL、USR单位驱动电路;UGD单位栅极驱动器;USCA、USCB单位扫描电路。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的各实施方式。此外,所公开的内容只不过是一例,本领域技术人员对保持发明的宗旨的适当变更而能容易想到的内容当然包含在本发明的范围中。另外,为了使说明更明确,附图与实际的方式相比有时会示意性地表示各部件的宽度、厚度、形状等,但其终究为一例,不限定本发明的解释。
另外,在本说明书和各附图中,对于与已出现的附图相关的之前已提及的内容同样的要素,有时会使用同一附图标记并适当地省略详细的说明。以下的说明是以带触摸检测功能的液晶显示装置作为输入检测装置的例子进行描述的,但不限于此。例如输入检测装置既可以是带触摸检测功能的OLED显示装置,也可以是不具有显示功能的触摸面板等。
(实施方式1)
在实施方式1中,提供带触摸检测功能的液晶显示装置(以下也称为显示装置),其能检测由笔进行的触摸和由手指进行的触摸这两者。实施方式1的显示装置是将具有触摸检测功能的输入检测装置与显示装置实现了一体化的、所谓的内嵌式显示装置。首先,说明显示装置的基本构成,接着,以该基本构成为基础说明磁场检测(以下也称为磁场触摸检测、基于电磁感应方式的磁场触摸检测)和电场检测(以下也称为电场触摸检测、基于静电电容方式的电场触摸检测)的原理,其中磁场检测检测由笔进行的触摸,电场检测检测由手指进行的触摸。
<显示装置的基本构成>
图1是示意性地表示显示装置的构成的图。在图1中,附图标记的1表示显示装置,图1的(A)是表示显示装置1的平面的俯视图,图1的(B)是表示显示装置1的截面的截面图。显示装置1具备:TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)玻璃基板(以下也称为绝缘性第一基板或者简称为第一基板)TGB、层叠于第一基板TGB的层(layer)、彩色滤光片CFT、CF(Color Filter:彩色滤光片)玻璃基板(以下也称为绝缘性第二基板或者简称为第二基板)CGB和层叠于第二基板CGB的层。
在图1的(A)中,TL(0)~TL(p)示出由形成于第一基板TGB的第一主面TSF1的层构成的驱动电极。另外,RL(0)~RL(p)示出由形成于第二基板CGB的第一主面CSF1的层构成的检测电极。为了易于理解,在图1的(A)中,将第一基板TGB与第二基板CGB描述为分开,实际上如图1的(B)所示,第一基板TGB的第一主面TSF1与第二基板CGB的第二主面CSF2以隔着液晶层相对的方式配置。
在第一基板TGB的第一主面TSF1与第二基板CGB的第二主面CSF2之间夹着多个层和液晶层等,但在图1的(B)中,仅示出被夹在第一主面TSF1与第二主面CSF2之间的驱动电极TL(0)~TL(n+2)、液晶层和彩色滤光片CFT。另外,在第二基板CGB的第一主面CSF1,如图1的(A)所示配置有多个检测电极RL(0)~RL(p)和偏振板。另外,在图1的(B)中,附图标记13示出连接到检测电极RL(n)的单位检测电路。
在本说明书中,如图1的(B)所示,俯视说明从第二基板CGB和第一基板TGB的第一主面CSF1、TSF1侧观看显示装置1时的状态。在从第一主面CSF1和TSF1侧俯视时,驱动电极TL(0)~TL(p)在第一基板TGB的第一主面TSF1中如图1的(A)所示在行方向(横向)延伸,在列方向(纵向)平行配置。另外,检测电极RL(0)~RL(p)在第二基板CGB的第一主面CSF1中如图1的(A)所示在列方向(纵向)上延伸,在行方向(横向)平行配置。
第二基板CGB、液晶层等介于驱动电极TL(0)~TL(p)与检测电极RL(0)~RL(p)之间。因此,驱动电极TL(0)~TL(p)和检测电极RL(0)~RL(p)在俯视时交叉,但相互电分离。在驱动电极与检测电极之间存在电容,因此在图1的(B)中,该电容作为电容元件由虚线示出。
优选驱动电极TL(0)~TL(p)和检测电极RL(0)~RL(p)在俯视时正交,但在俯视时,驱动电极与检测电极也可以具有倾斜度地交叉。因此,在以下的说明中使用的“正交”应理解为也包含“交叉”。
<磁场检测的原理>
图2是表示磁场检测的原理的说明图。磁场检测的期间包括产生磁场的磁场产生期间和检测磁场的磁场检测期间。图2的(A)和(C)表示磁场产生期间时的动作,图2的(B)表示磁场检测期间时的动作。为了便于说明,图2的(A)~(C)表示使图1的(A)旋转90度的状态。
在磁场产生期间,驱动电极TL(0)~TL(p)中的、预定的驱动电极间的端部被电连接,对端部被连接的驱动电极供给预定的电压(例如接地电压Vs)和磁场驱动信号。例如,图1所示的驱动电极TL(0)和TL(2)各自的端部之中、另一个端部在图1的右侧被电连接。由此,相互平行配置的驱动电极TL(0)和TL(2)被串联连接。对驱动电极TL(0)中的一个端部,在图1的左侧供给接地电压Vs,对驱动电极TL(2)中的一个端部,在图1的左侧供给磁场驱动信号。在此,磁场驱动信号是其电压周期性地变化的信号。由驱动电极TL(0)和TL(2)构成以被该驱动电极夹着的区域(形成的区域)为内侧的磁场产生线圈,该磁场产生线圈在其内侧产生与磁场驱动信号的电压的变化相应的磁场。
在图2的(A)中,GX(n-1)表示由驱动电极TL(0)、TL(2)构成的磁场产生线圈,GX(n)~GX(n+4)分别与磁场产生线圈GX(n-1)同样地表示由驱动电极TL(1)、TL(3)~TL(p)构成的磁场产生线圈。
在图2的(A)中,C和L1表示内置于笔Pen的电容元件和线圈。电容元件C和线圈L1以构成共振电路的方式并联连接。在磁场产生期间,对磁场产生线圈GX(n-1)~GX(n+3)各自的一个端部供给接地电压Vs。磁场驱动信号CLK被供给到磁场产生线圈GX(n)的另一个端部。由此,磁场产生线圈GX(n)产生与磁场驱动信号CLK的电压变化相应的磁场若笔Pen接近磁场产生线圈GX(n),则磁场产生线圈GX(n)与线圈L1之间发生电磁耦合,通过磁场在线圈L1中产生相互感应所致的感应电压,电容元件C充电。
接着,转移到图2的(B)所示的磁场检测期间。在磁场检测期间,使用检测电极RL(0)~RL(p)进行磁场的检测。检测电极RL(0)~RL(p)具有一对端部。检测电极RL(0)~RL(p)中的、预定的检测电极间的另一个端部相互电连接。例如图1所示的检测电极RL(0)和RL(3)各自的另一个端部在图1的上侧被电连接。由此,平行配置的检测电极RL(0)、RL(3)被串联连接。在磁场检测期间,对检测电极RL(3)中的一个端部供给预定的电压Vs,检测电极RL(0)中的一个端部连接到单位检测电路。由此,形成以被检测电极RL(0)和RL(3)夹着的区域(形成的区域)为内侧的磁场检测线圈,由笔Pen通过该磁场检测线圈进行磁场的检测。
在图2的(B)中,DY(n-2)表示由检测电极RL(0)、RL(3)构成的磁场检测线圈,DY(n-1)~DY(n+1)表示同样地由检测电极RL(2)~RL(p)构成的磁场检测线圈。在磁场检测期间时,对磁场检测线圈DY(n-1)~DY(n+1)各自的一个端部供给预定的电压Vs,各自的另一个端部的信号Rx(n-2)~Rx(n+1)被供给到单位检测电路。
在磁场产生期间,若对电容元件C进行充电,则在磁场检测期间时,线圈L1根据由电容元件C充电的电荷,产生与共振电路的共振频率相应地变化的磁场在图2的(B)中,在磁场检测线圈DY(n)的内侧存在线圈L1的中心(单点划线)。因此,在磁场检测线圈DY(n)与线圈L1之间发生电磁耦合,通过相互感应,在磁场检测线圈DY(n)中产生感应电压。其结果是,磁场检测线圈DY(n)的另一个端部的信号Rx(n)与由电容元件C充电的电荷量相应地变化。连接到磁场检测线圈DY(n)的单位检测电路将该信号Rx(n)的变化作为检测信号输出。由此,能检测笔Pen是否接近(触摸)以及抽取坐标。另外,检测信号与电荷量相应地变化,因此能求出与笔Pen的距离。
图2的(C)表示跟在图2的(B)后进行的磁场产生期间。与图2的(A)不同之处在于,对磁场产生线圈GX(n+1)供给磁场驱动信号CLK。笔Pen的位置没有变化,因此在图2的(C)所示的磁场产生期间,在线圈L1中不产生感应电压,电容元件C未被充电。由此,在跟在图2的(C)后进行的磁场检测期间,检测到笔Pen没有接近。之后,同样地进行笔Pen的检测。
<电场检测的原理>
图3是表示电场检测的原理的说明图。在图3的(A)中,12-0~12-p分别表示输出电场驱动信号的单位驱动电路,13-0~13-p分别表示单位检测电路。另外,在图3的(A)中,用实线的○包围的脉冲信号表示向驱动电极TL(2)供给的电场驱动信号Tx(2)的波形。作为外部物体,手指作为FG示出。
在对驱动电极TL(2)供给电场驱动信号Tx(2)时,如图3的(B)所示,在驱动电极TL(2)与和该驱动电极TL(2)正交的检测电极RL(n)之间产生电场。此时,在手指FG正在触摸驱动电极TL(2)的附近时,在手指FG与驱动电极TL(2)之间也产生电场,在驱动电极TL(2)与检测电极RL(n)之间产生的电场减少。由此,驱动电极TL(2)与检测电极RL(n)之间的电荷量减少。其结果是,如图3的(C)所示,响应驱动信号Tx(2)的供给而产生的电荷量在手指FG正在触摸时比没有触摸时减少ΔQ。电荷量的差表示为电压的差,供给到单位检测电路13-n,作为检测信号被输出。
关于其它驱动电极也同样地通过供给电场驱动信号而在检测电极RL(0)~RL(p)中产生与手指FG是否正在触摸相应的信号的电压变化,上述电压变化作为检测信号被输出。由此,能检测手指FG是否正在触摸和抽取坐标。
如上所述,在检测磁场时,对驱动电极TL(0)~TL(p)中的、被选择的驱动电极供给磁场驱动信号,在检测电场时,对被选择的驱动电极供给电场驱动信号。另一方面,在显示时,对驱动电极TL(0)~TL(p)供给显示驱动信号。通过显示驱动信号使驱动电极TL(0)~TL(p)分别成为相同的电压,因此驱动电极TL(0)~TL(p)能被看作1个共用电极。
<显示装置的整体构成>
图4是表示实施方式1的显示装置1的构成的框图。在图4中,显示装置1具备显示面板(液晶面板)、控制装置3、栅极驱动器4和触摸控制装置5。另外,显示装置1具备第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL、第二选择驱动电路SDR和检测电路DET。显示面板具备进行显示的显示区域及其周边的边框区域。在用称为显示的观点看时,显示区域是有源区域,包围显示区域的边框区域是非有源区域。在图4中,2是显示区域。
显示区域2具有多个像素按矩阵状配置的像素阵列。在像素阵列中配置有多个信号线、多个驱动电极、多个扫描线和多个检测电极。在参照图4描述时,在像素阵列中,信号线SL(0)~SL(p)在纵向(列方向)延伸,在横向(行方向)平行配置。另外,驱动电极TL(0)~TL(p)在横向延伸,在纵向平行配置。而且,扫描线在横向延伸,在纵向平行配置,检测电极RL(0)~RL(p)在纵向延伸,在横向平行配置。在该情况下,像素配置于通过该多个信号线与多个扫描线交叉而形成的空间。在显示的期间(显示期间)内,通过信号线和扫描线选择像素,对选择的像素施加此时的信号线的电压和驱动电极的电压,进行依照信号线与驱动电极之间的电压差的显示。
控制装置3接收供给到外部端子Tt的定时信号和供给到输入端子Ti的图像信息,在显示期间时形成依照图像信息的图像信号,并将其供给到多个信号线SL(0)~SL(p)。另外,控制装置3接收供给到外部端子Tt的定时信号和来自触摸控制装置5的控制信号SW,形成各种各样的信号。在图4中,仅代表性地描述由控制装置3形成的信号中的、对说明所必需的信号。即,控制装置3形成同步信号TSHD、驱动信号TPH、TPL、控制信号COMFL、检测定时信号COMSEL。另外,控制装置3形成移位时钟信号CK-AR、CK-BR、CK-AL、CK-BL和起始信号ST-AR、ST-BR、ST-AL、ST-BL。
在此,控制装置3是本发明的控制部。
虽然没有特别限制,但是在该实施方式1中,控制装置3具备分开量寄存器S-REG。控制装置3基于由该分开量寄存器S-REG保存的信息形成起始信号ST-AR、ST-BR、ST-AL、ST-BL和移位时钟信号。另外,控制装置3具备用虚线表示的段寄存器C-REG。控制装置3基于由该段寄存器C-REG保存的信息形成起始信号ST-AR、ST-BR、ST-AL、ST-BL和移位时钟信号。
同步信号TSHD是识别在显示区域2中进行显示的显示期间和进行触摸检测的触摸检测期间的同步信号。控制装置3根据该同步信号TSHD进行控制,使得触摸控制装置5在触摸检测期间时动作。
栅极驱动器4在显示时根据来自控制装置3的定时信号形成扫描线信号Vs0~Vsp,将其供给到显示区域2内的扫描线。在显示期间,被供给高电平的扫描线信号的扫描线所连接的像素被选择,被选择的像素依照此时供给到信号线SL(0)~SL(p)的图像信号的进行显示。
此外,在图4中,仅在沿着显示区域2的边2-L的边框区域配置有栅极驱动器4,但同一构成的栅极驱动器4还可以配置于沿着边2―R的边框区域。
检测电路DET在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,检测检测电极RL(0)~RL(p)中的信号的变化,将其作为检测信号Rx(0)~Rx(p)输出。
触摸控制装置5接收检测信号Rx(0)~Rx(p),抽取被触摸的位置的坐标,将其从外部端子To输出。另外,触摸控制装置5输出控制信号SW,并且接收同步信号TSHD,与控制装置3同步动作。
显示区域2具有与像素阵列的行平行的边2-U、2-D和与像素阵列的列平行的边2-R、2-L。在此,边2-U和边2-D是相互相对的边,在该两边之间配置有像素阵列中的多个驱动电极和多个扫描线。另外,边2-R和边2-L也是相互相对的边,在该两边之间配置有像素阵列中的多个信号线和多个检测电极。
第一扫描电路对SCL和第一选择驱动电路SDL沿着显示区域2的边2-L以接近多个驱动电极的第一端部的方式配置,第一选择驱动电路SDL在边2-L处连接到各个驱动电极TL(0)~TL(p)的第一端部。同样地,第二扫描电路对SCR和第二选择驱动电路SDR沿着显示区域2的边2-R以接近多个驱动电极的第二端部的方式配置,第二选择驱动电路SDR在边2-R处连接到各个驱动电极TL(0)~TL(p)的第二端部。
第一扫描电路对SCL具有一对第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL,第一选择驱动电路SDL具有选择电路SELL和驱动电路DRVL。同样地,第二扫描电路对SCR具有一对第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR,第二选择驱动电路SDR具有选择电路SELR和驱动电路DRVR。
驱动电路DRVL和驱动电路DRVR分别具备从控制装置3供给驱动信号TPH和驱动信号TPL的信号配线TPH和信号配线TPL。
第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR在进行磁场触摸检测时,从驱动电极TL(0)~TL(p)选择希望的驱动电极,对选择的驱动电极供给磁场驱动信号,在进行电场触摸检测时,也选择希望的驱动电极,对选择的驱动电极供给电场驱动信号。因此,在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,认为能通过第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR构成对驱动电极进行驱动的驱动电路。
后面使用附图详细地说明第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR,因此此处不进一步进行说明。
<显示装置的模块构成>
图5是表示安装了实施方式1的显示装置1的模块500的整体构成的示意性俯视图。虽然是示意性的,但是图5是与实际的配置相应地进行描述的。在该图中,501表示在图1中示出的第一基板TGB的区域,502表示第一基板TGB与第二基板CGB层叠后的区域。在模块500中,第一基板TGB在区域501和502中成为一体。另外,在区域502中,第二基板CGB以第一基板TGB的第一主面TSF1与第二基板CGB的第二主面CSF2相对的方式搭载于第一基板TGB。另外,在图5中,500-U、500-D表示模块500的短边,500-L、500-R表示模块500的长边。
在区域502中的显示区域2的边2-L与模块500的边500-L之间的边框区域中,配置有在图4示出的栅极驱动器4、第一扫描电路对SCL和第一选择驱动电路SDL。在显示区域2的边2-R与模块500的边500-R之间的边框区域中配置有在图4中示出的第二扫描电路对SCR和第二选择驱动电路SDR。在显示区域2的边2-D与模块500的边500-D之间的边框区域中,配置有在图4中示出的检测电路DET和控制装置3。检测电路DET包括在区域501的第一基板TGB的第一主面TSF1形成的配线和部件。在俯视时,控制装置3以覆盖检测电路DET的方式安装于第一基板TGB。另外,构成第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的配线和部件也形成于区域502中的第一基板TGB的第一主面TSF1。
在图4中说明的检测信号Rx(0)~Rx(p)经由柔性线缆FB1内的配线供给到触摸控制装置5。在区域501中连接着柔性线缆FB2,经由设置于该柔性线缆FB2的连接器CN在触摸控制装置5与控制装置3之间进行信号的发送接收。
在显示区域2中,如已述那样,具有多个像素按矩阵状排列的像素阵列,具备:沿着像素阵列的行配置的多个驱动电极TL(0)~TL(p)和扫描线;沿着阵列的列配置的多个信号线SL(0)~SL(p);以及多个检测电极RL(0)~RL(p)。在图5中,作为例子示出2个驱动电极TL(n)、TL(m);2个信号线SL(k)、SL(n);以及3个检测电极RL(n-2)~RL(n)。此外,在图5中,虽然省略扫描线,但是扫描线与例示的驱动电极TL(n)、TL(m)平行地延伸。
另外,在图5中,像素阵列被表示为虚线PDM,在配置于像素阵列PDM的多个像素中的配置于显示区域2的4个角的像素与例示出的驱动电极和信号线的交叉部所配置的像素被表示为Pix。
<电磁感应方式和静电电容方式这两者的驱动方法>
图6~图8是用于说明实施方式1的电磁感应方式和静电电容方式这两者的驱动方法的说明图。
在该实施方式1中,说明内置有输入检测装置的显示装置,上述输入检测装置能用一个装置构成进行电磁感应方式的输入检测和静电电容方式的输入检测这两者。该实施方式1的显示装置能通过一个装置构成以时分方式进行电磁感应方式的检测动作、静电电容方式的检测动作以及显示动作。但是,不限于该实施方式1,也能将进行电磁感应方式的输入检测和静电电容方式的输入检测的输入检测装置与进行显示动作的显示装置重叠使用。
图6的(A)和(B)是用于说明本实施方式1的电磁感应方式的驱动方法的说明图。在图2中,通过将分开配置的2个驱动电极的端部串联连接而构成环状的磁场产生线圈的例子示出了磁场触摸检测的原理,但在本实施方式1中,在进行磁场触摸检测时,同时选择分开配置的2个驱动电极,以电流相互向相反的方向流动的方式供给驱动电压。
在图6的(A)和(B)中,从沿着显示区域2的边2-L和2-R排列的驱动电极TL(0)~TL(p)中同时选择分开配置的驱动电极TL(n+3)和驱动电极TL(n+1)。
对信号配线TPH供给相当于在图2中说明的磁场驱动信号的交流的驱动信号TPH。该交流信号例如变动为零电压和与零电压相比电压值较高的正电压。正电压若是与零电压相比电压值较高的电压,则可以是任意的值。
此外,对沿着显示区域的边2-L的信号配线TPH和沿着边2-R的信号配线TPH供给的交流电压的相位和振幅相同。对信号配线TPL供给相当于在图2中说明的接地电压的零电压作为驱动信号TPL。
图6的(A)表示从信号配线TPH对被选择的驱动电极供给正电压时的驱动状态。
驱动电极TL(n+3)的端部n1经由单位驱动电路USL的第一开关S01连接到信号配线TPH,供给用“+”图示的正的电压。驱动电极TL(n+3)的端部n2经由单位驱动电路USR的第二开关S00连接到信号配线TPL,供给用“0”图示的零电压。+电压是比0电压高的电压,因此电流I12从驱动电极TL(n+3)的端部n1向端部n2的方向流动,在驱动电极TL(n+3)的周边产生磁场
另外,驱动电极TL(n+1)的端部n1经由单位驱动电路USL的第二开关S00连接到信号配线TPL,供给用“-”图示的零电压。驱动电极TL(n+1)的端部n2经由单位驱动电路USR的第一开关S01连接到信号配线TPH,供给用“+”图示的正的电压。因而,在驱动电极TL(n+1)中电流I11从端部n2向端部n1的方向流动,在驱动电极TL(n+1)的周边产生磁场
此时,在驱动电极TL(n+3)和驱动电极TL(n+1)中流动的电流I12与I11的方向相反,因此即使各个驱动电极的端部串联连接,也能视为构成环状的磁场产生线圈。通过电流I12和电流I11生成的磁场和分别具有相反的方向,在配置于驱动电极TL(n+3)与驱动电极TL(n+1)之间的非选择的驱动电极TL(n+2)的区域中重叠。这样能在从信号配线TPH供给正电压时在驱动电极TL(n+2)的区域中产生强磁场。
此时,将驱动电极TL(n+3)设为本发明的第一驱动电极,将驱动电极TL(n+1)设为第二驱动电极,将正电压设为第一驱动电压,将零电压设为第二驱动电压。在本发明中,第一驱动电压是与第二驱动电压相比电压值较高的驱动电压。第二驱动电压不限于零电压,只要是与第一驱动电压不同的电压并且与第一驱动电压相比电压值较低的电压即可。另外,将各驱动电极TL(0)~TL(p)的端部n1设为第一端部,将端部n2设为第二端部。
在该图中,以电流从第一驱动电极的第一端部流到第二端部、电流从第二驱动电极的第二端部流到第一端部的方式进行了驱动,但也可以设为电流从第一驱动电极的第二端部流到第一端部,电流从第二驱动电极的第一端部流到第二端部。
包括驱动电极TL(n+2)在内的非选择的驱动电极成为不被供给驱动电压的浮动电位。
在图6的(B)中,示出从信号配线TPH对被选择的驱动电极供给零电压时的驱动状态。在该图6的(B)的状态下,对驱动电极TL(n+1)、TL(n+3)的两端供给零电压,由于电流没有流动,因此在驱动电极TL(n+2)的区域中不会产生磁场。其后,在从信号配线TPH供给的驱动电压变化为正电压时,再次成为图6的(A)所示的驱动状态,产生磁场。在磁场触摸检测的磁场产生期间随着驱动信号TPH的电压变化而重复图6的(A)的状态和图6的(B)的状态。
后面使用图9~图14等详细地说明图6所示的电磁感应方式的磁场触摸检测。
图7的(A)和(B)是用于说明电磁感应方式的另一驱动方法的说明图。在图6中,说明了第一驱动电极和第二驱动电极为各1个的情况,但在该图中,第一驱动电极和第二驱动电极分别包括多个相邻的驱动电极。
在图7的(A)中,相邻的3个驱动电极(以下也称为集束驱动电极)TL(n-1)~TL(n+1)和相邻的3个驱动电极TL(n+3)~TL(n+5)在磁场触摸检测期间时被同时选择,以电流向相互相反的方向流动的方式被驱动。此时集束驱动电极TL(n+3)~TL(n+5)相当于第一驱动电极,集束驱动电极TL(n-1)~TL(n+1)相当于第二驱动电极。在第一驱动电极和第二驱动电极分别包括多个驱动电极的集束的情况下,能使产生的磁场和强于图6的情况,磁场触摸检测的检测灵敏度提高。虽然没有特别限定,但是第一驱动电极与第二驱动电极的集束数量设为相等。集束数量不限于3,能设定任意的值。
在图7的(A)中,同时从信号配线TPH对第一驱动电极TL(n+3)~TL(n+5)各个的第一端部n1供给用“+”图示的正电压,同时从信号配线TPL对各个第二端部n2供给用“0”图示的零电压。另外,同时从信号配线TPH对第二驱动电极TL(n-1)~TL(n+1)各个的第二端部n2供给用“+”图示的正电压,同时从信号配线TPL对各个第一端部n1供给用“0”图示的零电压。
在图7的(A)中,在第二驱动电极TL(n-1)~TL(n+1)中,电流I21沿着从第二端部n2朝向第一端部n1的方向流动,在第一驱动电极TL(n+3)~TL(n+5)中,电流I22沿着从第一端部n1朝向第二端部n2的方向流动。
在图7的(A)中,2个集束驱动电极TL(n-1)~TL(n+1)、TL(n+3)~TL(n+5)以夹着非选择的驱动电极TL(n+2)的方式分开配置,分别产生的磁场和在驱动电极TL(n+2)的区域中重叠。其后,在信号配线TPH的电压变化为零电压时成为图7的(B)的驱动状态,在2个集束驱动电极之间不产生磁场。在磁场产生期间重复图7的(A)和(B)的状态。
作为集束驱动电极的数量的设定方法,例如控制装置3能设置在图4中用虚线表示的段寄存器C-REG,能保存决定集束驱动电极的个数、即同时选择的第一驱动电极和第二驱动电极的数量的信息。
另外,控制装置3能通过图4所示的分开量寄存器S-REG保存决定配置于第一驱动电极与第二驱动电极之间的非选择的驱动电极的数量、即第一驱动电极与第二驱动电极的分开量的信息。
在第一驱动电极和第二驱动电极各自的集束数量大时,检测灵敏度提高,在集束数量小时,检测的分辨率提高。另外,也能通过分开数量来控制检测的分辨率或灵敏度等。能通过变更保存于第一驱动电极和第二驱动电极的信息而任意地决定将驱动电极集束的数量或分开的数量。
图8是用于说明静电电容方式的驱动方法的说明图。在进行静电电容方式的电场触摸检测时,从驱动电极TL(0)~TL(p)选择希望的驱动电极,对选择的驱动电极供给电场驱动信号。在图8中,选择驱动电极TL(n+2),在驱动电极TL(n+2)的区域中产生电场。
被选择的驱动电极TL(n+2)的第一端部n1经由单位驱动电路USL的第一开关S01连接到信号配线TPH,第二端部n2经由单位驱动电路USR的第一开关S01连接到信号配线TPH。另外,非选择的驱动电极TL(0)~TL(n+1)、TL(n+3)~TL(p)的第一端部n1经由单位驱动电路USL的第二开关S00连接到信号配线TPL,第二端部n2经由单位驱动电路USR的第二开关S00连接到信号配线TPL。
在进行电场触摸检测时,对信号配线TPL供给预定的驱动信号TPL。作为预定的电压,可举出例如接地电压Vs、显示用的驱动电压VCOMDC等直流电压。对信号配线TPH供给例如在电压Vs与电压Vd(比电压Vs高的电压)之间电压值周期性地变化的交流的驱动信号TPH。电场触摸检测时的驱动信号TPH相当于电场驱动信号。
在本发明中,将电场触摸检测时的驱动信号TPH设为第三驱动电压。对信号配线TPL供给的预定的电压没有特别限制,能使用任意的电压。关于对信号配线TPH供给的电场驱动信号也是同样的。
在电场触摸检测中,从驱动电极的两端供给电场驱动信号,因此与此相伴地产生电场,从与驱动电极形成电容的检测电极输出与电场驱动信号相应的检测信号。
后面使用图15~图17等详细地说明基于图8所示的静电电容方式的电场触摸检测。
<第一扫描电路对、第二扫描电路对、第一选择驱动电路和第二选择驱动电路的构成>
图9是表示实施方式1的第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的构成的框图。在图9中,示出与图6所示的电磁感应方式的驱动方法对应的构成。在图9中,为了避免附图变得复杂,仅示出配置于显示区域2的驱动电极TL(0)~TL(p)中的、与驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的部分。在图9中没有示出的驱动电极TL(0)~TL(n-1)和TL(n+6)~TL(p)也为同样的构成。在此,将图9所示的部分作为代表进行说明。
第一选择驱动电路SDL具备选择电路SELL和驱动电路DRVL,沿着显示区域2的边2-L配置。驱动电路DRVL具备与驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的多个单位驱动电路USL。另外,选择电路SELL也具备与驱动电极TL(n)~TL(n+5)分别对应的单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)。另外,驱动电极TL(n)~TL(n+5)分别具有一对第一端部n1、第二端部n2。
单位驱动电路USL分别与单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)以一对一的方式对应,具备第一开关S01和第二开关S00。第一开关S01连接到对应的驱动电极的第一端部n1与信号配线TPH之间,第二开关S00连接到对应的驱动电极的第一端部n1与信号配线TPL之间。第一开关S01由来自对应的单位选择电路的第一单位选择信号进行开关控制,第二开关S00也由来自对应的单位选择电路的第二单位选择信号进行开关控制。
若以驱动电极TL(n)为例进行描述,则单位选择电路SEL(n)和连接到该单位选择电路SEL(n)的单位驱动电路USL与驱动电极TL(n)对应。驱动电极TL(n)的第一端部n1经由第一开关S01连接到信号配线TPH,其中,所述第一开关S01被来自单位选择电路SEL(n)的第一单位选择信号SELH_L(n)进行开关控制。另外,驱动电极TL(n)的第一端部n1经由第二开关S00连接到信号配线TPL,其中,所述第二开关S00被来自单位选择电路SEL(n)的第二单位选择信号SELG_L(n)进行开关控制。
剩余的驱动电极TL(n+1)~TL(n+5)分别也是第一端部n1经由第一开关S01连接到信号配线TPH,其中,所述第一开关S01被来自对应的单位选择电路SEL(n+1)~SEL(n+5)的第一单位选择信号SELH_L(n+1)~SELH_L(n+5)进行开关控制。另外,各个第一端部n1经由第二开关S00连接到信号配线TPL,其中,所述第二开关S00被来自对应的单位选择电路SEL(n+1)~SEL(n+5)的第二单位选择信号SELG_L(n+1)~SELG_L(n+5)进行开关控制。
在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,从第一扫描电路对SCL对构成选择电路SELL的单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)供给选择信号。即,从构成第一扫描电路对SCL的一对第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL供给第一选择信号AL(n)~AL(n+5)和第二选择信号BL(n)~BL(n+5)。即,构成第一扫描电路对SCL的第一扫描电路SCAL和SCBL共享连接到对应的驱动电极TL(n)~TL(n+5)的第一端部n1的单位选择电路SELL(n)~SELL(n+5)。
第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL分别具有多个移位级被串联连接的移位寄存器,从图4所示的控制装置3对各个移位寄存器供给移位时钟信号CK-AL、CK-BL和起始信号ST-AL、ST-BL。
图10的(A)和(B)是概略性地表示实施方式1的第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL的构成的框图。图10的(A)表示第一扫描电路SCAL的构成,图10的(B)表示第二扫描电路SCBL的构成。第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL分别没有特别限制,但具备与配置于显示区域2的驱动电极TL(0)~TL(p)各个对应的移位级,这些移位级通过被串联连接而构成移位寄存器。在图10的(A)和(B)中,仅示出与图9所示的驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的移位级FAL(n)~FAL(n+5)、FBL(n)~FBL(n+5)。
移位级FAL(n)~FAL(n+5)分别具备时钟端子CK、数据输入端子D和数据输出端子Q,与供给到时钟端子CK的移位时钟信号CK-AL的变化同步地取入供给到数据输入端子D的数据(信息),将其从数据输出端子Q输出。移位级FAL(n)的数据输出端子Q连接到下一级的移位级FAL(n+1)的数据输入端子D,移位级FAL(n+1)的数据输出端子Q连接到下一级的移位级FAL(n+2)的数据输入端子D。之后,移位级的数据输出端子Q连接到下一级的移位级的数据输入端子D,由此,移位级被串联连接。对移位级FAL(n)~FAL(n+5)各自的时钟端子CK供给移位时钟信号CK-AL。另外,在图10的(A)中,对成为初级的移位级FAL(n)的数据输入端子D供给起始信号ST-AL。
在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,表示驱动电极的选择的选择信息作为起始信号ST-AL供给到移位级FAL(n)。另外,在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,移位时钟信号CK-AL周期性地变化。由此,例如作为选择信息的起始信号ST-AL由移位级FAL(n)取入,每当移位时钟信号CK-AL变化时,作为选择信息的起始信号ST-AL从移位级FAL(n)向移位级FAL(n+5)依次移动。在该实施方式1中,虽然没有特别限制,但是表示选择的选择信息是高电平。因此,高电平从移位级FAL(n)向移位级FAL(n+5)移动。
从移位级FAL(n)~FAL(n+5)的数据输出端子Q输出的信号成为从第一扫描电路SCAL输出的第一选择信号。移位级FAL(n)~FAL(n+5)分别与驱动电极TL(n)~TL(n+5)以一对一的方式对应,因此从移位级FAL(n)的数据输出端子Q输出的信号成为第一选择信号AL(n)。同样地,从移位级FAL(n+1)~FAL(n+5)的数据输出端子Q输出的信号成为第一选择信号AL(n+1)~AL(n+5)。因此,在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,第一选择信号从第一选择信号AL(n)向AL(n+5)依次成为高电平。
以构成第一扫描电路SCAL的移位级FAL(n)~FAL(n+5)为例进行说明,但构成第二扫描电路SCBL的移位级FBL(n)~FBL(n+5)也是同样的。对移位级FBL(n)~FBL(n+5)供给作为移位时钟信号的CK-BL,供给作为起始信号的ST-BL。表示选择的高电平的起始信号ST-BL与移位时钟信号CK-BL的变化同步地从移位级FBL(n)向FBL(n+5)移动,作为第二选择信号BL(n)~BL(n+5)被输出。
构成选择电路SELL的单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,在对应的第一选择信号AL(n)~AL(n+5)或者对应的第二选择信号BL(n)~BL(n+5)表示驱动电极的选择时,根据检测定时信号COMSEL,形成将对应的单位驱动电路USL内的第一开关S01、第二开关S00设为导通状态的第一单位选择信号SELH_L(n)~SELH_L(n+5)和第二单位选择信号SELG_L(n)~SELG_L(n+5)。
以第一扫描电路对SCL和第一选择驱动电路SDL为例进行了说明,但第二扫描电路对SCR和第二选择驱动电路SDR也为同样的电路构成。因此,简单地说明第二扫描电路对SCR和第二选择驱动电路SDR。
图11的(A)和(B)是概略性地表示实施方式1的第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR的构成的框图。第二扫描电路对SCR也具备一对第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR,各个第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR如图11的(A)和(B)所示,具备具有多个移位级FAR(n)~FAR(n+5)、FBR(n)~FBR(n+5)的移位寄存器。对第三扫描电路SCAR的移位寄存器供给高电平的起始信号ST-AR,与移位时钟信号CK-AR的变化同步地依次移动。另外,对第四扫描电路SCBR的移位寄存器也供给高电平的起始信号ST-BR,与移位时钟信号CK-BR的变化同步地依次移动。在此,高电平的起始信号ST-AR、ST-BR的移动方向与起始信号ST-AL、ST-BL的移动方向相同。另外,移位时钟信号CK-AR、CK-BR是与移位时钟信号CK-AL、CK-BL相同的周期的时钟信号。
从第三扫描电路SCAR与第一扫描电路SCAL同样地输出与各个驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的第三选择信号AR(n)~AR(n+5),从第四扫描电路SCBR与第二扫描电路SCBL同样地输出与各个驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的第四选择信号BR(n)~BR(n+5)。
选择电路SELR具备与驱动电极TL(n)~TL(n+5)对应的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)。单位选择电路SER(n)~SER(n+5)接收对应的第三选择信号AR(n)~AR(n+5)、第四选择信号BR(n)~BR(n+5)和检测定时信号COMSEL,形成第三单位选择信号SELH_R(n)~SELH_R(n+5)和第四单位选择信号SELG_R(n)~SELG_R(n+5)。
沿着显示区域2的边2-R配置的驱动电路DRVR具备多个单位驱动电路USR。单位驱动电路USR具备:连接到对应的驱动电极TL(n)~TL(n+5)各自的第二端部n2与信号配线TPH之间的第一开关S01;以及连接到第二端部n2与信号配线TPL之间的第二开关S00。单位驱动电路USR内的第一开关S01被来自对应的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)的第三单位选择信号SELH_R(n)~SELH_R(n+5)进行开关控制,第二开关S00被来自对应的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)的第四单位选择信号SELG_R(n)~SELG_R(n+5)进行开关控制。
与选择电路SELL同样地,构成选择电路SELR的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)在进行磁场触摸检测和电场触摸检测时,在对应的第三选择信号或者对应的第四选择信号表示驱动电极的选择时,根据检测定时信号COMSEL,形成将对应的单位驱动电路USR内的第一开关S01和第二开关S00设为导通状态的第三单位选择信号SELH_R(n)~SELH_R(n+5)和第四单位选择信号SELG_R(n)~SELG_R(n+5)。
在进行磁场触摸检测时,对信号配线TPH供给作为磁场驱动信号的驱动信号TPH。驱动信号TPH例如是在第一驱动电压和与第一驱动电压相比电压值较小的第二驱动电压之间变动的交流电压。对信号配线TPL供给作为驱动信号TPL的第二驱动电压。第二驱动电压例如是接地电压Vs,第一驱动电压是电压Vd。
<第一选择驱动电路和第二选择驱动电路的构成>
接着,说明实施方式1的第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的构成和动作的细节。
第一选择驱动电路SDL包括选择电路SELL、驱动电路DRVL、多个单位驱动电路USL。同样地,第二选择驱动电路SDR包括选择电路SELR、驱动电路DRVR、多个单位驱动电路USR。在该实施方式中,第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的电路构成和动作全部相同。
选择电路SELL具备与驱动电极TL(0)~TL(p)对应的多个单位选择电路SEL(0)~SEL(p),驱动电路DRVL也具备与驱动电极对应的多个单位驱动电路USL。单位选择电路SEL(0)~SEL(p)具有相互相同的构成,单位驱动电路USL也具有相互相同的构成。构成第二选择驱动电路SDR的选择电路SELR、驱动电路DRVR也是同样的。
因此,在此以与驱动电极TL(n)对应的单位选择电路SEL(n)和单位驱动电路USL为例说明第一选择驱动电路SDL。
在图12的(A)中示出构成第一选择驱动电路SDL的单位选择电路SEL(n)和单位驱动电路USL。
单位选择电路SEL(n)具备:N型场效应晶体管(以下也称为N晶体管)N1L~N6L;P型场效应晶体管(以下也称为P晶体管)P1L~P6L;以及逆变器电路IV1L~IV5L。在本说明书中,以对P晶体管的栅极附上○标记来区别于N晶体管的方式进行描述。
N晶体管N1L和P晶体管P1L以各自的源极/漏极路径并联连接的方式连接着各自的源极和漏极。另外,对N晶体管N1L的栅极供给第一选择信号AL(n),对P晶体管P1L的栅极供给用逆变器电路IV1L将第一选择信号AL(n)翻转后的第一翻转选择信号XAL(n)。由此,由N晶体管N1L和P晶体管P1L构成被第一选择信号AL(n)进行开关控制的第一传送开关TP1L。
另外,N晶体管N2L和P晶体管P2L各自的源极/漏极路径被并联连接,对N晶体管N2L的栅极供给第二选择信号BL(n),对P晶体管P2L的栅极供给用逆变器电路IV2L将第二选择信号BL(n)翻转后的第二翻转选择信号XBL(n)。由此,由N晶体管N2L和P晶体管P2L构成被第二选择信号BL(n)进行开关控制的第二传送开关TP2L。
对第一传送开关TP1L和第二传送开关TP2L各个中的一个端子供给检测定时信号COMSEL。另外,第一传送开关TP1L的另一个端子连接到逆变器电路IV4L的输入端,第二传送开关TP2L的另一个端子连接到逆变器电路IV5L的输入端。
逆变器电路IV4L的输出作为第一单位选择信号SELH_L(n)供给到对应的单位驱动电路USL,逆变器电路IV5L的输出作为第二单位选择信号SELG_L(n)供给到单位驱动电路USL。单位驱动电路USL具备:P晶体管P5L,接到驱动电极TL(n)的第一端部n1与信号配线TPH之间;以及P晶体管P6L,连接到驱动电极TL(n)的第一端部n1与信号配线TPL之间。该P晶体管P5L相当于图9所示的第一开关S01,P晶体管P6L相当于图9所示的第二开关S00。从逆变器电路IV4L对P晶体管P5L的栅极供给第一单位选择信号SELH_L(n),P晶体管P5L被该第一单位选择信号SELH_L(n)进行开关控制。另外,从逆变器电路IV5L对P晶体管P6L的栅极供给第二单位选择信号SELG_L(n),P晶体管P6L被该第二单位选择信号SELG_L(n)进行开关控制。
之后,对在磁场触摸检测期间来自第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL的选择信号被输出到单位选择电路SEL(n)时的动作进行描述。
此外,如上所述,第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL在各自的驱动电极中共享单位选择电路SEL(n)和单位驱动电路USL,所以第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL不会同时选择同一驱动电极的第一端部n1。即,若以驱动电极TL(n)为例,则为以下3种情况:第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL中的任一个选择驱动电极TL(n),或者第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL中的任一个都不选择驱动电极TL(n)。
<第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL为非选择时>
在第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL均不选择第一驱动电极TL(n)时,对单位选择电路SEL(n)供给的第一选择信号AL(n)和第二选择信号BL(n)成为不表示驱动电极的选择的低电平。在第一选择信号AL(n)为低电平时,N晶体管N1L、N晶体管N6L成为截止状态。
N晶体管N5L的源极/漏极路径连接到逆变器电路IV4L的输入端与预定的电压VGLO之间。在对N晶体管N5L的栅极供给作为低电平的相位翻转的高电平的第一翻转选择信号XAL(n)时,N晶体管N5L成为导通状态,对逆变器电路IV4L的输入端供给预定的电压VGLO。该预定的电压VGLO例如是相当于低电平的接地电压。因此,在驱动电极TL(n)为非选择时,从逆变器电路IV4L对P晶体管P5L供给高电平的第一单位选择信号SELH_L(n),P晶体管P5L成为截止状态。
N晶体管N3L和P晶体管P3L各自的源极/漏极路径被并联连接,对N晶体管N3L的栅极供给第一翻转选择信号XAL(n),对P晶体管P3L的栅极供给第一选择信号AL(n)。由此,由N晶体管N3L和P晶体管P3L构成被第一翻转选择信号XAL(n)进行开关控制的第三传送开关TP3L。另外,N晶体管N4L和P晶体管P4L各自的源极/漏极路径被并联连接,对N晶体管N4L的栅极供给第二翻转选择信号XBL(n),对P晶体管P4L的栅极供给第二选择信号BL(n)。由此,由N晶体管N4L和P晶体管P4L构成被第二翻转选择信号XBL(n)进行开关控制的第四传送开关TP4L。
第三传送开关TP3L和第四传送开关TP4L被串联连接,控制信号COMFL经由串联连接的第三传送开关TP3L和第四传送开关TP4L供给到逆变器电路IV3L的输入端。该逆变器电路IV3L的输出端连接到逆变器电路IV5L的输入端。在第一选择信号AL(n)和第二选择信号BL(n)为低电平时,第一翻转选择信号XAL(n)和第二翻转选择信号XBL(n)成为高电平,因此第三传送开关TP3L和第四传送开关TP4L均成为导通状态。此时经由逆变器电路IV3L对逆变器电路IV5L供给控制信号COMFL的相位翻转信号。如后所述,控制信号COMFL是在磁场触摸检测期间的磁场产生期间成为高电平的信号,因此第二单位选择信号SELG_L(n)成为高电平,P晶体管6L成为截止。
由此,在第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL均不选择驱动电极TL(n)时,驱动电极TL(n)的第一端部n1既没有连接到信号配线TPH,也没有连接到信号配线TPL。
<第一扫描电路SCAL选择驱动电极TL(n)时>
在第一扫描电路SCAL选择驱动电极TL(n)时,第二扫描电路SCBL不选择驱动电极TL(n),因此第一选择信号AL(n)成为高电平,第二选择信号BL(n)成为低电平。
在第一选择信号AL(n)成为高电平时,第一传送开关TP1L成为导通状态。由此,相位翻转后的检测定时信号COMSEL作为第一单位选择信号SELH_L(n)从逆变器电路IV4L供给到P晶体管P5L的栅极。
在磁场产生期间,检测定时信号COMSEL表示高电平,因此通过低电平的第一单位选择信号SELH_L(n)使P晶体管5L的栅极成为导通,驱动电极TL(n)的第一端部n1连接到信号配线TPH。
另外,在第一选择信号AL(n)成为高电平时,N晶体管N6L成为导通状态,对逆变器电路IV5L的输入端供给预定的电压VGLO。该预定的电压VGLO例如是相当于低电平的接地电压。因此,从逆变器电路IV5L对P晶体管P6L供给高电平的第二单位选择信号SELG_L(n),P晶体管P6L成为截止状态。
第二选择信号BL(n)是低电平,因此第二传送开关TP2L成为截止状态,第三传送开关TP3L也成为截止状态而不动作。即,在第一扫描电路SCAL选择驱动电极TL(n)时,驱动电极TL(n)的第一端部n1连接着信号配线TPH,被供给在第一驱动电压和第二驱动电压之间变动的驱动信号TPH。
<第二扫描电路SCBL选择驱动电极TL(n)时>
在第二扫描电路SCBL选择驱动电极TL(n)时,第一扫描电路SCAL不选择驱动电极TL(n),因此第二选择信号BL(n)成为高电平,第一选择信号AL(n)成为低电平。
在第二选择信号BL(n)成为高电平时,第二传送开关TP2L成为导通状态。其结果是,相位翻转后的检测定时信号COMSEL作为第二单位选择信号SELG_L(n)从逆变器电路IV5L供给到P晶体管P6L的栅极。
检测定时信号COMSEL是高电平,因此通过低电平的第二单位选择信号SELG_L(n)使P晶体管6L的栅极成为导通,驱动电极TL(n)的第一端部n1连接到信号配线TPL。
此时,第一选择信号AL(n)成为低电平,所以作为低电平的接地电位VGLO的相位翻转的高电平经由N晶体管N5L从逆变器电路IV4L供给到P晶体管P5L,P5L成为截止。即,在第二扫描电路SCBL选择驱动电极TL(n)时,驱动电极TL(n)的第一端部n1连接着信号配线TPL,被供给作为第二驱动电压的驱动信号TPL。
即,根据驱动电极TL(n)是被第一扫描电路SCAL选择还是被第二扫描电路SCBL选择、或者未被任一个选择来决定是将信号配线TPH连接到驱动电极TL(n)的第一端部n1还是将信号配线TPL连接到驱动电极TL(n)的第一端部n1或者不将任一个信号配线连接到驱动电极TL(n)的第一端部n1。
虽然以与驱动电极TL(n)对应的单位选择电路SEL(n)和与单位选择电路SEL(n)对应的单位驱动电路USL为例进行了说明,但是选择电路SELL内其余的单位选择电路和驱动电路DRVL内其余的单位驱动电路也是同样的。
另外,虽然以单位选择电路SEL(n)和与其对应的单位驱动电路USL为例进行了说明,但单位选择电路SER(n)和与其对应的单位驱动电路USR也是同样的电路构成和动作。在图12的(B)中示出构成第一选择驱动电路SDL的单位选择电路SER(n)和单位驱动电路USLR。
单位选择电路SER(n)具有与图12的(A)所示的单位选择电路SEL(n)相同的构成,单位驱动电路USR具有与图12的(A)所示的单位驱动电路USL相同的构成。另外,单位选择电路SER(n)和单位驱动电路USR的动作与单位选择电路SEL(n)和单位驱动电路USL相同。因此,在此仅描述与单位选择电路SEL(n)和单位驱动电路USL的对应关系,省略构成和动作的详细说明。
单位选择电路SER(n)具备N晶体管N1R~N6R、P晶体管P1R~P6R以及逆变器电路IV1R~IV5R。在此,N晶体管N1R~N6R与在图12的(A)中说明的N晶体管N1L~N6L对应,P晶体管P1R~P6R与在图12的(A)中说明的P晶体管P1L~P6L对应,逆变器电路IV1R~IV5R与在图12的(A)中说明的逆变器电路IV1L~IV5L对应。另外,TP1R~TP4R是第一~第四传送开关,与在图12的(A)中说明的第一~第四传送开关TP1L~TP4L对应。另外,单位驱动电路USR具备与在图12的(A)中说明的P晶体管P5L和P6L对应的P晶体管P5R和P6R。
从沿着显示区域2的边2-R配置的第二扫描电路对SCR内的第三扫描电路SCAR对单位选择电路SER(n)供给第三选择信号AR(n),而且,从第二扫描电路对SCR内的第四扫描电路SCBR对单位选择电路SER(n)供给第四选择信号BR(n)。另外,对单位选择电路SER(n)供给检测定时信号COMSEL、控制信号COMFL和预定的电压VGLO,与在图12的(A)中说明的单位选择电路SEL(n)同样地形成第三单位选择信号SELH_R(n)和第四单位选择信号SELG_R(n)。
单位选择电路SER(n)和单位驱动电路USR是与单位选择电路SEL(n)、单位驱动电路USL相同的电路构成,并同样地进行动作。
因而,在第三扫描电路SCAR选择驱动电极TL(n)的第二端部n2时、即在第三选择信号AR(n)为高电平时,通过低电平的第三单位选择信号SELH_R(n)使单位驱动电路USR内的P晶体管P5R成为导通状态,端部n2连接到信号配线TPH。
在第四扫描电路SCBR选择驱动电极TL(n)时、即第四选择信号BR(n)为高电平时,通过低电平的第四单位选择信号SELG_R(n)使单位驱动电路USR内的P晶体管P6R成为导通状态,驱动电极TL(n)的第二端部n2连接到信号配线TPL。
另外,在第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR均不选择驱动电极TL(n)时,第三单位选择信号SELH_R(n)和第四单位选择信号SELG_R(n)均成为高电平,端部n2从信号配线TPH和TPL分开。
<磁场触摸检测的基本动作>
如以上说明的,实施方式1的显示装置具备:对选择的驱动电极TL的第一端部n1进行选择的第一扫描电路SCAL,以及第二扫描电路SCBL。另外,具备对选择的驱动电极的第二端部n2进行选择的第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR。
如在图6中说明的,在磁场触摸检测中,需要同时选择分开配置的第一驱动电极的端部n1、n2和第二驱动电极的端部n1、n2,因此控制装置3进行如下控制:第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL分别选择第一驱动电极和第二驱动电极的端部n1,第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR分别选择第一驱动电极和第二驱动电极的端部n2。
即,第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL错开定时而同时选择分开的2个驱动电极,第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR也错开定时而同时选择分开的2个驱动电极。此时,各个扫描电路按分开量和与各个驱动电极的个数相应的数量使选择驱动电极的定时错开。
另外,为了对1个驱动电极的两端部供给不同的驱动电压,需要将两端部同时连接到不同的信号配线TPH和信号配线TPL。即,例如在第一扫描电路SCAL选择第一驱动电极的端部n1时,端部n1连接到信号配线TPH,因此需要从端部n2能连接到信号配线TPL的第四扫描电路SCBR进行选择。
此时,第二驱动电极被第二扫描电路SCBL和第三扫描电路SCAR同时选择,两端部连接到不同的信号配线。另外,此时在第一驱动电极和第二驱动电极中流动的电流的方向成为相互相反的方向。为此,需要将第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL的定时的错开方法与第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR的定时错开的方法设为相反的。
以下,说明这种动作概要。使用图4、图9~图12说明实施方式1的扫描电路的定时控制的动作概要。
在图9中,第一驱动电极TL(n+3)和第二驱动电极TL(n+1)隔着驱动电极TL(n+2)分开配置,同时被选择驱动。
第一驱动电极TL(n+3)的第一端部n1通过来自第一扫描电路SCAL的第一选择信号AL(n+3)连接到信号配线TPH,第二驱动电极TL(n+1)的第一端部n1通过来自第二扫描电路SCBL的第二选择信号BL(n+1)连接到信号配线TPL。
另外,第一驱动电极TL(n+3)的第二端部n2通过来自第四扫描电路SCBR的第四选择信号BR(n+3)连接到信号配线TPL,第二驱动电极TL(n+1)的第二端部n2通过来自第三扫描电路SCAR的第三选择信号AR(n+1)连接到信号配线TPH。
在图9所示的驱动状态的情况下,第一驱动电极和第二驱动电极仅包括1个驱动电极,因此由段寄存器C-REG保存的集束量m是1,配置在第一驱动电极与第二驱动电极之间的非选择的驱动电极是一个,因此由分开量寄存器S-REG保存的分开量n是1。
此时,第一驱动电极TL(n+3)与第二驱动电极TL(n+1)相比,对应的扫描电路的移位级按集束量m+分开量n个的量先移位,所以控制装置3进行控制以使第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR与第二扫描电路SCBL和第三扫描电路SCAR相比选择m+n个靠前的驱动电极。
由此,控制装置3在使移位时钟信号CK-BL变化前使移位时钟信号CK-AL变化2次(m+n次),并且在最初使移位时钟信号CK-AL按1次的量(n次量)变化时,将起始信号ST-AL设为表示驱动电极的选择的高电平,之后将其设为低电平。另外,控制装置3在使移位时钟信号CK-AR变化前,按m+n(2次)的次数量使移位时钟信号CK-BR变化。此时在使移位时钟信号CK-BR最初按1次(n次)的量变化时,将起始信号ST-BR设为表示驱动电极的选择的高电平,之后将其设为低电平。即,在移位时钟信号CK-BL和CK-AR变化前,移位时钟信号CK-AL和移位时钟信号CK-BR同时按m+n的次数量变化。
另外,此时集束量为m(1)个量的高电平的起始信号和分开量为n(1)个量的低电平的起始信号保存于第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR的移位寄存器。
控制装置3在使移位时钟信号CK-AL和CK-BR按m+n的次数量变化后,使各个移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BR周期性地变化。在使各个移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BR周期性地变化时,以使各个移位时钟信号的周期成为相同的方式变化。另外,控制装置3在最初使移位时钟信号CK-BL和CK-AR变化时,将各个起始信号ST-BL和ST-AR设为表示驱动电极的选择的高电平。
由此,在第一扫描电路SCAL的移位寄存器中,与第二扫描电路SCBL的移位寄存器相比,高电平的起始信号先移动2个移位级的量。同样地,在第四扫描电路SCBR的移位寄存器中,与第三扫描电路SCAR的移位寄存器相比,高电平的起始信号先移动2个移位级的量。
例如在图10的(B)所示的第二扫描电路SCBL的移位级FBL(n)保持高电平的起始信号时,图10的(A)所示的第一扫描电路SCAL成为移位级FAL(n+2)保持高电平的起始信号的状态。此时,在图11的(C)所示的第三扫描电路SCAR中,移位级FAR(n)保持高电平的起始信号,在图11的(B)所示的第四扫描电路SCBR中,成为移位级FBR(n+2)保持高电平的起始信号的状态。
另外,在该状态下,在移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BR变化时,由各个移位寄存器保存的高电平的起始信号移动,移位级FAL(n+3)、FBL(n+1)、FAR(n+1)和FBR(n+3)分别向保持高电平的起始信号的状态变化。
通过向该状态变化,第一扫描电路SCAL将第一选择信号AL(n+3)设为高电平,将第一选择信号AL(n)~AL(n+2)和AL(n+4)~AL(n+5)设为低电平。同样地,第二扫描电路SCBL将第二选择信号BL(n+1)设为高电平,将第二选择信号BL(n)和BL(n+2)~AL(n+5)设为低电平。另外,第三扫描电路SCAR将第三选择信号AR(n+1)设为高电平,将第一选择信号AR(n)和AR(n+2)~AL(n+5)设为低电平。同样地,第四扫描电路SCBR将第四选择信号BR(n+3)设为高电平,将第二选择信号BR(n)~BR(n+2)和BR(n+4)~BR(n+5)设为低电平。
因而,对单位选择电路SEL(n+3)供给高电平的第一选择信号AL(n+3)和低电平的第二选择信号BL(n+3)。另外,对单位选择电路SER(n+3)供给高电平的第四选择信号BR(n+3)和低电平的第三选择信号AR(n+3)。另外,对单位选择电路SEL(n+1)供给高电平的第二选择信号BL(n+1)和低电平的第一选择信号AL(n+1)。另外,对单位选择电路SER(n+1)供给高电平的第三选择信号AR(n+1)和低电平的第四选择信号BR(n+1)。另外,除此以外的单位选择电路SEL(n)、SEL(n+2)、SEL(n+4)、SEL(n+5)全部成为非选择,被供给低电平的第一~第四选择信号。
此时,根据在图12中说明的动作,从信号配线TPH对驱动电极TL(n+3)的第一端部n1供给驱动信号TPH,从信号配线TPL对驱动电极TL(n+3)的第二端部n2供给驱动信号TPL。从信号配线TPL对驱动电极TL(n+1)的第一端部n1供给驱动信号TPL,从信号配线TPH对驱动电极TL(n+1)的第二端部n2供给驱动信号TPH。驱动电极TL(n+1)和驱动电极TL(n+3)以外的非选择的驱动电极成为第一端部n1和第二端部n2均从信号配线分离的浮动电位。此时,驱动信号TPH的电压值变动,对选择的驱动电极的端部供给第一驱动电压,产生磁场。
在图9中,驱动信号TPH示出对第一驱动电极TL(n+3)的第一端部n1和第二驱动电极TL(n+1)的第二端部n2供给第一驱动电压Vd的驱动状态。
实施方式1的显示装置1只要在第一驱动电极和第二驱动电极中流动的电流的方向成为相反的即可,因此可以以成为与图9所示的驱动状态相反的驱动状态的方式使电流流动。即,可以将信号配线TPL连接到第一驱动电极TL(n+3)的第一端部n1,对第二端部TL(n+1)的第二端部n2供给信号配线TPH。此时,对第二驱动电极的第一端部n1供给信号配线TPH并对第二端部n2供给信号配线TPL。
此时,只要以第二扫描电路SCBL选择第一驱动电极的第一端部n1、第三扫描电路SCAR选择第二端部n2、且第一扫描电路SCAL选择第二驱动电极的第一端部n1、第四扫描电路SCBR选择第二端部n2的方式来调整扫描电路的定时即可。即,只要使第二扫描电路SCBL和第三扫描电路SCAR按m+n个先扫描即可。
此时,接地电压Vs也称作第一驱动电压,电压Vd也称作第二驱动电压。为了使电流在第一驱动电极中流动而产生磁场,第一驱动电压和第二驱动电压只要是电压值不同的驱动电压即可,没有限定哪一个是电压值高的电压还是电压值低的电压。
另外,在本说明书中,虽然将对应的移位级先移位的驱动电极TL(n+3)作为第一驱动电极、将驱动电极TL(n+1)作为第二驱动电极进行说明,但是也可以将驱动电极TL(n+3)设为第二驱动电极,将驱动电极TL(n+1)设为第一驱动电极。
如以上说明的,实施方式1的显示装置1具备:选择第一驱动电极的第一端部n1或者第二驱动电极的第一端部n1的第一扫描电路SCAL;以及第二扫描电路SCBL。另外,具备:选择第一驱动电极的第二端部n2或者第二驱动电极的第二端部n2的第三扫描电路SCAR;以及第四扫描电路SCBR。且控制装置3以在第一驱动电极和第二驱动电极中同时流动的电流成为相反的方向的方式对第一驱动电极的第一端部n1和第二驱动电极的第二端部n2供给第一驱动电压,对第一驱动电极的第二端部n2和第二驱动电极的第一端部n1供给第二驱动电压。此时,控制装置3如上所述经由第一扫描电路SCAL、第二扫描电路SCBL、第三扫描电路SCAR、第四扫描电路SCBR供给选择第一驱动电极和第二驱动电极的各个端部n1、n2的选择信号。
显示装置1具有连接到第一扫描电路SCAL及第二扫描电路SCBL与驱动电极的第一端部n1之间的第一选择驱动电路SDL,第一选择驱动电路SDL对根据来自第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL的选择信号选择的第一驱动电极的第一端部n1供给第一驱动电压,对第二驱动电极的第一端部n1供给第二驱动电压。另外,显示装置1具有连接到第三扫描电路SCAR及第四扫描电路SCBR与驱动电极的第二端部n2之间的第二选择驱动电路SDR,第二选择驱动电路SDR对根据来自第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR的选择信号选择的第一驱动电极的第二端部n2供给第二驱动电压,对第二驱动电极的第二端部n2供给第一驱动电压。
第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL沿着显示区域2的边2-L配置,以相互不重复的方式同时选择第一驱动电极的第一端部n1或者第二驱动电极的第一端部n1。第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR沿着显示区域2的边2-R配置,以相互不重复的方式同时选择第一驱动电极的第二端部n2或者第二驱动电极的第二端部n2。
<磁场触摸检测的整体动作>
接着,使用波形图说明实施方式1的显示装置1的磁场触摸检测的整体动作。图13和图14是说明磁场触摸检测的动作的波形图。为了避免附图变得复杂,将波形图分为图13和图14。
在图13中,示出对图4所示的第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR共同供给的控制信号COMFL、检测定时信号COMSEL和驱动信号TPH、TPL的波形;以及对第一扫描电路对SCL供给的移位时钟信号CK-AL、CK-BL和起始信号ST-AL、AT-BL的波形。另外,在图13中,示出从图9所示的单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)输出的第一单位选择信号SELH_L(n)~SELH_L(n+5)和第二单位选择信号SELG_L(n)~SELG_L(n+5)的波形。
另一方面,在图14中,示出对第二扫描电路对SCR供给的移位时钟信号CK-AR、CK-BR和起始信号ST-AR、ST-BR的波形;以及从图9所示的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)输出的第三单位选择信号SELH_R(n)~SELH_R(n+5)和第四单位选择信号SELG_R(n)~SELG_R(n+5)的波形。将图14配置于图13的下侧从而完成表示显示装置1的动作的波形图。
在图13和图14中,DP表示在显示区域2中进行图像显示的显示期间。另外,TP(n-1)~TP(n+4)表示磁场检测的期间(以下也称为磁场触摸检测期间)。另外,TP(ss)表示开始磁场触摸检测的开始期间。在该实施方式1中,磁场触摸检测期间TP(n-1)~TP(n+4)分别如在图2中说明的,由磁场产生期间和磁场检测期间构成。在图13中,作为例子对构成磁场触摸检测期间TP(n+3)的磁场产生期间附上附图标记TPG,对磁场检测期间附上附图标记TPD。关于其它磁场触摸检测期间,也同样地由磁场产生期间TPG和接在其后的磁场检测期间TPD构成磁场触摸检测期间。
在该实施方式1中,虽然没有特别限制,但是控制装置3以在开始期间TP(ss)之后交替地产生磁场触摸检测期间和显示期间DP的方式进行控制。另外,控制装置3以在1次的磁场触摸检测期间在1个驱动电极的区域中产生磁场的方式进行控制。在该实施方式1中,以从驱动电极TL(0)的区域往驱动电极TL(p)的区域依次产生磁场的方式进行控制。在图13和图14所示的磁场触摸检测期间TP(n-1)的磁场产生期间,以在驱动电极TL(n-1)的区域中产生磁场的方式进行控制。同样地,在磁场触摸检测期间TP(n)~TP(n+4)各自的磁场产生期间,以在驱动电极TL(n)~TL(n+4)的区域中产生磁场的方式进行控制。
在该实施方式1中,控制装置3通过控制信号COMFL使第一扫描电路对SCL和第二扫描电路对SCR等识别磁场触摸检测期间TP和显示期间DP。另外,通过检测定时信号COMSEL掌握磁场产生期间TPG。即,控制装置3在磁场触摸检测期间TP时将控制信号COMFL设为高电平,在磁场产生期间TPG时将检测定时信号COMSEL设为高电平。另外,图4所示的检测电路DET在控制信号COMFL为高电平且检测定时信号COMSEL为低电平的磁场检测期间TPD时动作。控制装置3在控制信号COMFL和检测定时信号COMSEL为低电平的显示期间DP对信号线SL(0)~SL(p)供给图像信号来进行显示。
控制装置3在各个磁场产生期间TPG对信号配线TPH供给交流的驱动信号TPH,其中,所述交流的驱动信号TPH在与接地电压Vs相比电压值较高的电压Vd和接地电压Vs之间电压值周期性地变化。另外,在磁场检测期间TPD和显示期间DP对信号配线TPH供给接地电压Vs。控制装置3在磁场触摸检测期间TP对信号配线TPL供给接地电压Vs,在显示期间DP对信号配线TPL供给显示驱动电压VCOMDC。
在该实施方式中,显示驱动电压VCOMDC是与接地电压Vs相比电位较低的负的直流电压。显示驱动电压VCOMDC是通过显示的视频的信息等设定的值,不限于该实施方式的值,可以设为任意值的电压。显示驱动电压VCOMDC也可以是正的直流电压。
控制装置3在时刻t5从开始期间TP(ss)开始时起开始使移位时钟信号CK-BL、CK-AR变化,但关于移位时钟信号CK-AL和CK-BR,在时刻t5之前按与由分开量寄存器S-REG保存的分开量n和由段寄存器C-REG保存的集束数量m的总计相应的数量使移位时钟信号CK-AL和CK-BR变化。在图13和图14的例子中,示出在分开量寄存器S-REG中保存“1”作为分开量并在段寄存器C-REG中保存“1”作为集束量的情况。因此,控制装置3在比时刻t5靠前的时刻t1和t3使移位时钟信号CK-AL和CK-BR总计变化2次。另外,控制装置3在时刻t0到时刻t2的期间将起始信号ST-AL和ST-BR设为表示驱动电极的选择的高电平。
其后,控制装置3在时刻t4将起始信号ST-BL和ST-AR设为表示驱动电极的选择的高电平。控制装置3在时刻t5使移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CL-AR和CK-BL变化,之后,控制装置3在每一磁场触摸检测期间使移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CL-AR和CK-BL变化。此时,控制装置3使移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BL以成为相互相同的周期的方式变化。
由此,在第一扫描电路SCAL的移位寄存器中保存有表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-AL的移位级比在第二扫描电路SCBL的移位寄存器中保存有高电平的起始信号ST-BL的移位级先移位2级。同样地,在第四扫描电路SCBR的移位寄存器中保存有表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-BR的移位级比在第三扫描电路SCAR的移位寄存器中保存有高电平的起始信号ST-AR的移位级先移位2级。即,第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR与第二扫描电路SCBL和第三扫描电路SCAR相比,选择相当于由分开量寄存器S-REG保存的分开量与由段寄存器C-REG保存的集束数量的总计的在前2个量的驱动电极。
移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BL周期性地变化,在到达磁场触摸检测期间TP(n-1)时,第一扫描电路SCAL的移位级FAL(n)(参照图10的(A))保持高电平的起始信号,输出高电平的第一选择信号AL(n)。在磁场触摸检测期间TP(n-1)的磁场产生期间TPG,检测定时信号COMSEL是高电平,如图13所示,从与移位级FAL(n)对应的单位选择电路SEL(n)输出低电平的第一单位选择信号SELH_L(n)和高电平的第二单位选择信号SELG_L(n)。
此时,在第四扫描电路SCBR的移位级FBR(n)(参照图11的(B))中也保持高电平的起始信号,因此移位级FBR(n)输出高电平的第四选择信号BR(n)。因此,如图14所示,在磁场触摸检测期间TP(n-1)的磁场产生期间TPG,从对应的单位选择电路SER(n)输出低电平的第四单位选择信号SELG_R(n)和高电平的第三单位选择信号SELH_R(n)。
其结果是,在磁场触摸检测期间TP(n-1)的磁场产生期间TPG,驱动电极TL(n)的第一端部n1连接到信号配线TPH,第二端部n2连接到信号配线TPL。
由此,在磁场触摸检测期间TP(n-1)的磁场产生期间TPG,驱动电极TL(n)从第一端部n1根据驱动信号TPH的变动供给第一驱动电压Vd,从第二端部n2供给第二驱动电压Vs,产生磁场。
此外,在该波形图中省略隔着1个驱动电极TL(n-1)从驱动电极TL(n)分开的驱动电极TL(n-2)。
在不存在相当于驱动电极TL(n-2)的驱动电极时、即驱动电极TL(n)在显示区域2中是最端部、或者从端部起第二个驱动电极的情况下,可以仅使驱动电极TL(n)驱动。另外,第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR可以以从端部起第三个驱动电极起开始选择的方式进行驱动。另外,可以在显示区域外侧的边框区域中配置与驱动电极TL(n―2)同样地发挥功能的辅助电极。
移位时钟信号CK-AL、CK―BL、CK-AR和CK-BR发生变化,在到达磁场触摸检测期间TP(n+1)时,高电平的起始信号从移位级FAL(n+1)向移位级FAL(n+2)移动,保存于移位级FAL(n+2)。同样地,高电平的起始信号从移位级FBR(n+1)向移位级FBR(n+2)移动,保存于移位级FBR(n+2)。
此时,由第二扫描电路SCBL的移位寄存器取入的高电平的起始信号在时刻t5从前级的移位级移动到第二扫描电路SCBL的移位寄存器的移位级FBL(n)(参照图10的(B)),保存于移位级FBL(n)。同样地,此时,由第三扫描电路SCAR的移位寄存器取入的高电平的起始信号在时刻t5从前级的移位级移动到第三扫描电路SCAR的移位寄存器的移位级FAR(n)(参照图11的(A)),保存于移位级FAR(n)。
因此,在磁场触摸检测期间TP(n+1)的磁场产生期间TPG中,不仅从与移位级FAL(n+2)、FBR(n+2)对应的单位选择电路SEL(n+2)、SER(n+2)、还从与移位级FAL(n)、FBR(n)对应的单位选择电路SEL(n)、SER(n)输出与检测定时信号COMSEL同步的第一单位选择信号、第二单位选择信号、第三单位选择信号、第四单位选择信号。
其结果是,如图13所示,在磁场触摸检测期间TP(n+1)的磁场产生期间TPG中,从单位选择电路SEL(n+2)输出低电平的第一单位选择信号SELH_L(n+2),驱动电极TL(n+2)的第一端部n1连接到信号配线TPH。从单位选择电路SEL(n)输出低电平的第二单位选择信号SELG_L(n),驱动电极TL(n)的第一端部n1连接到信号配线TPL。
另外,此时如图14所示,从单位选择电路SER(n+2)输出低电平的第四单位选择信号SELG_R(n+2),驱动电极TL(n+2)的第二端部n2连接到信号配线TPL。另外,从单位选择电路SER(n)输出低电平的第三单位选择信号SELH_R(n),驱动电极TL(n)的第二端部n2连接到信号配线TPH。
此时,根据驱动信号TPH的变动对驱动电极TL(n+2)的第一端部n1和驱动电极TL(n)的第二端部n2供给第一驱动电压Vd,对驱动电极TL(n+2)的第二端部n2和驱动电极TL(n)的第一端部n1供给第二驱动电压Vs。在驱动电极TL(n+2)和驱动电极TL(n)中分别向相反的方向产生的磁场与配置于其间的驱动电极TL(n+1)局部重叠。
磁场触摸检测期间TP(n+2)~TP(n+4)各个中的动作除了高电平的起始信号通过移动与检测定时信号COMSEL同步、第一选择信号、第二选择信号、第三选择信号、第四选择信号依次移动以外,与磁场触摸检测期间TP(n+1)相同,因此省略说明。
此外,图9所示的连接状态在图13和图14中相当于用单点划线F9包围的定时的情况。
在该实施方式1中,第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR各自的移位寄存器在图13和图14所示的时刻t1取入高电平的起始信号后,与移位时钟信号CK-AL、CK-BR的变化同步而取入表示驱动电极的非选择的低电平。同样地,第二扫描电路SCBL和第三扫描电路SCAR各自的移位寄存器在图13和图14所示的时刻t5取入高电平的起始信号后,与移位时钟信号CK-BL、CK-AR的变化同步而取入表示驱动电极的非选择的低电平。
由此,除保持高电平的起始信号的移位级以外的移位级在磁场触摸检测期间时输出低电平的第一选择信号、第二选择信号、第三选择信号和第四选择信号。例如,若用图13和图14所示的磁场触摸检测期间TP(n+1)进行描述,则移位级FAL(n)~FAL(n+1)、FAL(n+3)~FAL(n+5)、FBL(n+1)~FBL(n+5)、FAR(n+1)~FAR(n+5)和FBR(n)~FBR(n+1)、FBR(n+3)~FBR(n+5)保持非选择的低电平。因此,从这些移位级输出的第一选择信号、第二选择信号、第三选择信号和第四选择信号成为低电平。
此时,根据对应的第一选择信号、第二选择信号、第三选择信号、第四选择信号中的任一个均成为低电平的驱动电极TL(n+1)、TL(n+3)~TL(n+5)在图12中说明的动作,第一单位选择信号SELH_L、第二单位选择信号SELG_L、第三单位选择信号SELH_R、第四单位选择信号SELG_R的输出均成为高电平,第一端部n1和第二端部n2从信号配线TPH和TPL分开。
其结果是,在磁场触摸检测期间时,非选择的驱动电极没有连接到信号配线TPL、TPH,成为浮动状态。由此,在使选择的驱动电极的电压变化时,能减少与非选择的驱动电极之间的寄生电容的充放电,能提高使选择的驱动电极的电压变化的速度。
另外,在该实施方式1中,控制装置3在磁场触摸检测期间时以使图4所示的栅极驱动器4的全部扫描线成为浮动状态的方式控制栅极驱动器4。而且,在磁场触摸检测期间时,控制装置3使全部信号线SL(0)~SL(p)成为浮动状态。由此,在使选择的驱动电极的电压变化时,能减少扫描线和信号线与选择的驱动电极之间的寄生电容的充放电,能提高使选择的驱动电极的电压变化的速度。
在磁场触摸检测期间,在随着磁场产生期间TPG后的磁场检测期间TPD,进行来自笔Pen的磁场的检测,但磁场检测期间TPD的动作与在图2的(B)中说明的动作相同。即,由形成于第二基板CGB的检测电极RL(0)~RL(p)构成DY(n-2)~DY(n+1)那样的磁场检测线圈,检测来自笔Pen的磁场。由于与在图2的(B)中说明的动作相同,因此省略磁场检测期间TPD的动作。
<电场触摸检测的动作>
实施方式1的显示装置1能进行磁场触摸检测和电场触摸检测这两者。接着,说明进行电场触摸检测时的动作。图15是表示电场触摸检测的构成的框图。图15所示的框图与图9所示的框图相同,仅第一开关S01、第二开关S00的连接发生变化,因此省略说明。图16和图17是说明电场触摸检测的动作的波形图。
如图15所示,显示装置1的构成在电场触摸检测的情况下也是相同的,但由控制装置3形成的信号的波形与磁场触摸检测时不同。使用波形图说明电场触摸检测的动作,但为了避免附图变得复杂,在此也将波形图分为图16和图17。通过将图17配置于图16的下侧而完成波形图。图16和图17与图13和图14类似,因此在此主要说明不同点。
磁场触摸检测如已经说明的那样,为了识别磁场产生期间和磁场检测期间而使用了检测定时信号COMSEL。而在电场触摸检测中,如在图3中说明的,用驱动电极产生电场,通过检测电极检测此时的电场的变化,从而进行触摸的检测。因此,不要求识别产生电场的期间和检测电场的期间。
在该实施方式1中,与磁场触摸检测时同样地,控制装置3以交替地产生显示期间和电场触摸检测期间的方式进行控制。在图16和图17中,DP表示显示期间,TC(n)~TC(n+5)表示在驱动电极TL(n)~TL(n+5)的区域中进行电场触摸检测的电场触摸检测期间。另外,TC(ss)表示开始电场触摸检测的开始期间。
如图16所示,控制装置3与磁场触摸检测时不同,在进行电场触摸检测时将控制信号COMFL维持为低电平。
控制装置3在开始期间TC(ss)和电场触摸检测期间时将检测定时信号COMSEL设为高电平,将显示期间DP时将检测定时信号COMSEL设为低电平。
控制装置3在开始期间TC(ss)和电场触摸检测期间TC(n)~TC(n+5)时,对信号配线TPH供给交流的驱动信号TPH,其中,所述交流的驱动信号TPH在电压Vd与接地电压Vs之间周期性地变化多次,在显示期间DP时,供给接地电压Vs。
控制装置3在开始期间TC(ss)和电场触摸检测期间TC(n)~TC(n+5)、显示期间DP对信号配线TPL供给显示驱动电压VCOMDC。
在电场触摸检测中,仅对第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR供给高电平的起始信号,上述第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR对选择的驱动电极供给驱动信号TPH,第二扫描电路、SCBL以及第三扫描电路SCBR不动作,因此无需错开扫描电路的定时,不使用分开量寄存器S-REG和段寄存器C-REG。
在进行电场触摸检测的情况下,如图16和图17所示,在时刻t0,控制装置3使起始信号ST-AL和ST-AR从低电平向表示驱动电极的选择的高电平变化。另外,控制装置3按每一开始期间TC(ss)和电场触摸检测期间使移位时钟信号CK-AL和CK-AR从低电平向高电平变化。即,使移位时钟信号CK-AL、CK-AR周期性地变化。另一方面,在进行电场触摸检测时,控制装置3如图16和图17所示,将起始信号ST-BL和ST-BR各个维持为低电平L,将移位时钟信号CK-BL和CK-BR维持为低电平L。即,在进行电场触摸检测时,不使移位时钟信号CK-BL、CK-BR变化。
在时刻t1,移位时钟信号CK-AL、CK-AR发生变化,由此,第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR的移位寄存器取入表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-AL、ST-AR。而移位时钟信号CK-BL、CK-BR没有发生变化,因此第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR的移位寄存器不取入起始信号ST-BL、ST-BR而输出以前的状态。虽然没有特别限制,但是第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR的移位寄存器在比时刻t0靠前的时刻被重置,从第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR输出的第二选择信号和第四选择信号全部成为低电平。
每当电场触摸检测期间被重复时,移位时钟信号CK-AL、CK-AR发生变化,在到达电场触摸检测期间TC(n)时,图10的(A)和图11的(A)所示的移位级FAL(n)、FAR(n)与移位时钟信号CK-AL、CK-AR的变化同步而取入并保持从前级的移位级输出的表示选择的高电平的起始信号ST-AL、ST-AR。其结果是,从移位级FAL(n)、FAR(n)输出的第一选择信号AL(n)、AR(n)从低电平向高电平变化。由此,在图12所示的单位选择电路SEL(n)、SER(n)各个中,第一传送开关TP1L、TP1R成为导通状态。
此时,检测定时信号COMSEL成为高电平H,因此如图16和图17所示,第二单位选择信号SELG_L(n)、第四单位选择信号SELG_R(n)成为高电平,第一单位选择信号SELH_L(n)、第三单位选择信号SELH_R(n)成为低电平。由此,在与单位选择电路SEL(n)、SER(n)对应的单位驱动电路USL、USR中,P晶体管P5L、P5R成为导通状态,P晶体管P6L、P6R成为截止状态。其结果是,与移位级FAL(n)、FAR(n)对应的驱动电极TL(n)的第一端部n1经由P晶体管P5L连接到信号配线TPH,第二端部n2经由P晶体管P5R连接到信号配线TPH。
在电场触摸检测期间TC(n),对驱动电极TL(n)的两端n1、n2供给周期性地变化的交流电压作为第三驱动电压,产生依照第三驱动电压的变化的电场。
此外,第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR在进行电场触摸检测时断续地输出低电平的第二选择信号和第四选择信号,因此单位选择电路SEL(n)、SER(n)的第二传送开关TP2L、TP2R成为截止状态。
另外,在电场触摸检测期间TC(n)时,在第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR的移位寄存器中,除了移位级FAL(n)、FAR(n)以外的移位级全部保持表示驱动电极的非选择的低电平,因此第一选择信号成为低电平。在图10和图11所示的例子中,移位级FAL(n+1)~FAL(n+5)和FAR(n+1)~FAR(n+5)输出低电平的第一选择信号AL(n+1)~AL(n+5)和第三选择信号AR(n+1)~AR(n+5)。
此时,在单位选择电路SEL(n+1)~SEL(n+5)和SER(n+1)~SER(n+5)各个中,N晶体管N5L、N5R成为导通状态,因此低电平的电压VGLO供给到逆变器电路IV4L、IV4R。其结果是,输出高电平的第一单位选择信号SELH_L(n+1)~SELH_L(n+5)和第三单位选择信号SELH_R(n+1)~SELH_R(n+5)。
另外,此时N晶体管N3L与N4L、N3R与N4R成为导通状态,但与磁场触摸检测期间不同,在电场触摸检测期间,控制信号COMFL是低电平,因此逆变器电路IV3L、IV3R所输出的信号成为高电平,输出低电平的第二单位选择信号SELG_L(n+1)~SELG_L(n+5)和第四单位选择信号SELG_R(n+1)~SELG_R(n+5),因此非选择的驱动电极TL(n+1)~TL(n+5)的端部n1和n2连接到信号配线TPL。即,在控制信号COMFL为高电平的磁场产生期间和为低电平的电场触摸检测期间,非选择的驱动电极是连接到信号配线TPL还是没有连接到信号配线TPL是不同的。
对非选择的驱动电极(TL(n+1)~TL(n+5))的两端部n1、n2经由信号配线TPL供给作为预定的直流电压的显示驱动电压VCOMDC,从而能抑制噪声从非选择的驱动电极向检测电极RL的混入。
虽然以电场触摸检测期间TC(n)为例进行了说明,但是表示驱动电极的选择的高电平使第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR的移位级移动,由此在电场触摸检测期间TC(n+1)~TC(n+5)中也同样地在选择的驱动电极TL(n+1)~TL(n+5)中产生电场。例如在图16和图17中,在作为电场触摸检测期间TC(n+2)的定时(用单点划线F15包围的定时、相当于图15所示的连接状态),移位级FAL(n+2)、FAR(n+2)保持表示驱动电极TL(n+2)的选择的高电平。由此,输出如图16和图17所示的第二单位选择信号SELG_L(n)~SELG_L(n+5)、第四单位选择信号SELG_R(n)~SELG_R(n+5)和第一单位选择信号SELH_L(n)~SELH_L(n+5)、第三单位选择信号SELH_R(n)~SELH_R(n+5),第一开关S01(P5L、P5R)、第二开关S00(P6L、P6R)成为如图15所示的状态。在该状态下,驱动电极TL(n+2)被选择,对其两端n1、n2从信号配线TPH供给电压周期性地变化的第三驱动电压,在该驱动电极TL(n+2)中,产生依照第三驱动电压的电场。
如在图3中说明的,在各个电场触摸检测期间TC(n)~TC(n+5)中,使用形成于第二基板的检测电极RL(0)~RL(p)检测电场的变化。使用了检测电极的电场的变化的检测与在图3中说明的相同,因此省略说明。
如以上所说明的,在电场触摸检测期间,仅驱动表示驱动电极的选择的第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR,第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR总是将全部驱动电极设为非选择的状态。与磁场检测期间不同,在电场触摸检测期间,控制信号COMFL成为低电平,因此在任一扫描电路中均未被选择的驱动电极的端部连接到信号配线TPL,固定为接地电压那样的预定电压。这样能用同一装置构成以时分方式进行磁场触摸检测和电场触摸检测。
另外,在显示期间DP中控制信号COMFL和检测定时信号COMSEL是低电平,另外,任一扫描电路均不选择驱动电极,因此根据在图12中示出的电路的动作,对全部单位选择电路SEL(n)输出高电平的第一单位选择信号SELH_L(n)和低电平的第二单位选择信号SELG_L(n),对全部单位选择电路SER(n)输出高电平的第三单位选择信号SELH_R(n)和低电平的第四单位选择信号SELG_R(n),全部驱动电极连接到信号配线TPL,供给显示驱动信号VCOMDC。
此时,驱动电极TL(n)作为显示装置的共用电极发挥功能。
这种显示装置1在磁场触摸检测和电场触摸检测中共享驱动电极、驱动电路、信号配线、检测电极、配置有它们的基板等,因此显示装置1能实现薄型化、轻量化。
另外,在磁场触摸检测中,通过1个驱动电极无法产生足够强度的磁场,因此通过同时选择一对驱动电极并以使方向相互相反的电流流动的方式进行驱动,从而能提高磁场强度。
此外,在图13~图17中说明了第一驱动电极和第二驱动电极分别仅包括1个驱动电极的情况,但在第一驱动电极和第二驱动电极分别包括多个驱动电极的情况下,在最初使各自的移位时钟信号变化时,只要在按集束量m的次数变化的期间将对应的起始信号设为高电平即可。由此,m个数量的高电平的选择信号以相邻的方式被取入。
<栅极驱动器、第一扫描电路对和第一选择驱动电路的配置>
图18是用于说明实施方式1的栅极驱动器4、第一扫描电路对SCL和第一选择驱动电路SDL的配置的俯视图。如图5所示,在显示区域2的边2-L与模块500的边500-L之间的边框区域中配置有栅极驱动器4、第一扫描电路对SCL和第一选择驱动电路SDL。第一扫描电路对SCL具有第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL。第一选择驱动电路SDL具有选择电路SELL和驱动电路DRVL。
图18针对图5所示的显示区域2的边2-L与模块500的边500-L之间的边框区域代表性地示出与驱动电极TL(0)~TL(p)中的驱动电极TL(0)对应的部分。驱动电极TL(0)的区域如图18所示与相当于扫描线GL(0)~GL(m-1)的m段的区域对应。关于与驱动电极TL(0)以外的其它驱动电极TL(1)~TL(p)对应的部分也同样地以重复与驱动电极TL(0)同样的构成的方式配置。
在显示区域2中,在多个扫描线GL与多个信号线SL交叉的区域中配置有构成像素Pix的副像素SPix。在显示区域2的边2-L与模块500的边500-L之间的边框区域中,从显示区域2的边2-L侧向模块500的边500-L按顺序配置有信号配线TPL、第一开关S01、第二开关S00和信号配线TPH。在离模块500的边500-L最近的区域中配置有栅极驱动器4、第一扫描电路SCAL、第二扫描电路SCBL和选择电路SELL。栅极驱动器4具备多个单位栅极驱动器UGD。第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL也分别具备多个单位扫描电路USCA、USCB。选择电路SELL也具备多个单位选择电路SEL。
栅极驱动器4、第一扫描电路SCAL、第二扫描电路SCBL和选择电路SELL沿着模块500的边500-L配置。在观察第一扫描电路SCAL和第二扫描电路SCBL的情况下,第一扫描电路SCAL的单位扫描电路USCA和第二扫描电路SCBL的单位扫描电路USCB沿着模块500的边500-L交替地配置。在第一扫描电路SCAL的单位扫描电路USCA与第二扫描电路SCBL的单位扫描电路USCB之间配置有选择电路SELL的单位选择电路SEL。另外,在观看第一扫描电路SCAL及第二扫描电路SCBL与栅极驱动器4的情况下,第一扫描电路SCAL的单位扫描电路USCA及第二扫描电路SCBL的单位扫描电路USCB与栅极驱动器4的单位栅极驱动器UGD沿着模块500的边500-L交替配置。
在该实施方式1中,在显示区域2的边2-L与模块500的边500-L之间的边框区域中,将第一扫描电路SCAL的单位扫描电路USCA、第二扫描电路SCBL的单位扫描电路USCB以及栅极驱动器4的单位栅极驱动器UGD以成为一列的方式相互交替配置,从而无需增大该边框区域。
在该实施方式中,1个驱动电极跨数个~数十个像素配置,各扫描电路的单位扫描电路的数量与像素Pix的排列数量相比非常少,因此能将单位扫描电路和单位选择驱动电路SEL配置于单位栅极驱动器UGD彼此之间的空闲区域。
另外,使用与一对驱动电极的端部分别对应的4种扫描电路进行磁场触摸驱动,因此能简化单位选择驱动电路SEL的电路结构并可以缩小电路面积,因此易于配置于单位栅极驱动器UGD之间。
栅极驱动器4也沿着显示区域2的边2-R配置,同样地第三扫描电路的单位扫描电路USCA、第四扫描电路的单位扫描电路USCB、单位选择驱动电路SER可以相互交替地配置于单位栅极驱动器UGD彼此之间。
(实施方式2)
说明实施方式2的显示装置1。在该实施方式2中,主要说明与之前说明的实施方式1的不同点。
图19是表示实施方式2的第一扫描电路对SCL、第二扫描电路对SCR、第一选择驱动电路SDL和第二选择驱动电路SDR的构成的框图。图19与之前说明的图9类似,因此在此主要说明不同点。
与图9所示的实施方式1的不同点是,从第二扫描电路对SCR输出的第三选择信号AR(n)~AR(n+5)与第四选择信号BR(n)~BR(n+5)向第二选择驱动电路SDR的连接对象为相反的。
图20是表示实施方式2的第二选择驱动电路SDR的构成的电路图。在图20中,仅示出构成第二选择驱动电路SDR的多个单位选择电路中的、单位选择电路SER(n)和与该单位选择电路SER(n)对应的单位驱动电路USR的构成,但关于SER(n+1)~SER(n+5)也是同样的构成。实施方式2构成第一选择驱动电路SDL的单位选择电路SEL(n)~SEL(n+5)和单位驱动电路USL的构成与图12的(A)所示的实施方式1相同,因此省略说明。
与图12的(B)所示的实施方式1不同,在实施方式2中,N晶体管N1R的栅极、N晶体管N6R的栅极以及逆变器电路IV1R连接着第四选择信号BR(n)~BR(n+5)。因此,与逆变器电路IV1R连接的N晶体管N5R和N3R被作为第四选择信号BR(n)~BR(n+5)的相位翻转的第四翻转选择信号XBR(n)~XBR(n+5)进行开关控制。
另外,与图12的(B)所示的实施方式1不同,逆变器电路IV2R和N晶体管N2R的栅极连接着第三选择信号AR(n)~AR(n+5)。因而,连接到逆变器电路IV2R的N晶体管N4R被第三翻转选择信号XAR(n)~XAR(n+5)进行开关控制。
即,单位选择电路SER(n)内的第三选择信号AR(n)~AR(n+5)和第四选择信号BR(n)~BR(n+5)的连接对象在实施方式1与实施方式2中成为相反的。即,在图12的(B)的说明中,将第三选择信号AR(n)~AR(n+5)为高电平时的动作和第四选择信号BR(n)~BR(n+5)为高电平时的动作替换。
除此以外,实施方式1与实施方式2相同。
因此,与实施方式1不同,在实施方式2的单位选择电路SER(n)中,在第四选择信号BR(n)~BR(n+5)为表示驱动电极的选择的高电平时,对单位驱动电路USL输出的第三单位选择信号SELH_R(n)成为低电平,第四单位选择信号SELG_R(n)成为高电平,因此驱动电极TL(n)的第二端部n2连接信号配线TPH。此时,检测定时信号COMSEL设为表示磁场产生期间的高电平。
另外,在第三选择信号AR(n)~AR(n+5)表示驱动电极的选择的高电平时,第四选择信号BR(n)~BR(n+5)成为低电平,因此第三单位选择信号SELH_R(n)成为作为低电平的接地电位VGLO的相位翻转的高电平,第四单位选择信号SELG_R(n)输出作为高电平的检测定时信号COMSEL的相位翻转的低电平,驱动电极TL(n)的第二端部n2连接到信号配线TPL。
另外,第四选择信号BR(n)~BR(n+5)和第三选择信号AR(n)~AR(n+5)均为低电平时、即驱动电极为非选择时,驱动电极TL(n)的第二端部n2从信号配线TPH和TPL分开。
由于与图12的(B)相同,因此省略各电路动作的详细内容。
即,在第三扫描电路SCAR选择了驱动电极TL(n)时以及第四扫描电路SCBR选择了驱动电极TL(n)时,信号配线TPH和TPL中的任一个连接到第二端部n2,与实施方式1相反。
即,在实施方式1中第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR同时选择了第一驱动电极,但在实施方式2中进行控制使得第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCBR同时选择第一驱动电极。
<磁场触摸检测的整体动作>
接着,使用波形图说明实施方式2的显示装置1的磁场触摸检测的整体动作。图21和图22是说明磁场触摸检测的动作的波形图。在此,为了避免附图变得复杂,波形图分为图21和图22。通过将图22配置于图21的下侧而完成表示显示装置1的动作的波形图。图21和图22与图13和图14类似,因此在此主要说明不同点。
与实施方式1同样地,在该实施方式2中,控制装置3也基于由分开量寄存器S-REG保存的分开量和由段寄存器C-REG保存的集束数量的信息来形成起始信号ST-AR、ST-BR、ST-AL、ST-BL和移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR、CK-BR。在实施方式1中,在开始期间TP(ss)之前,按基于分开量的次数使移位时钟信号CK-AL、CK-BR变化,在最初使移位时钟信号CK-AL、CK-BR变化时,将表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-AL、ST-BR供给到第一扫描电路SCAL和第四扫描电路SCBR。而在实施方式2中,控制装置3使对第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR供给的移位时钟信号CK-AL、CK-AR在开始期间TP(ss)之前按基于分开量和集束数量的次数变化,在最初使移位时钟信号CK-AL、CK-AR变化时,将表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-AL、ST-AR供给到第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR。
即,在图21和图22中,控制装置3在比开始期间TP(ss)开始的时刻t5靠前的时刻t1时使移位时钟信号CK-AL、CK-AR变化。在该实施方式2中,基于分开量的次数也与实施方式1同样地为2次,因此在比时刻t5靠前的时刻t1和时刻t3,控制装置3使移位时钟信号CK-AL、CK-AR变化。另外,控制装置3在从时刻t0到时刻t2,将起始信号ST-AL、ST-AR设为表示驱动电极的选择的高电平。其后,在时刻t4,控制装置3将起始信号ST-BL、ST-BR设为表示驱动电极的选择的高电平。之后,控制装置3按每一磁场触摸检测期间(例如TP(n)~TP(n+5))使移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK―BR变化。此时,控制装置3以移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK―BR成为相互相同的周期的方式使这些移位时钟信号变化。
由此,第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR输出第一选择信号和第三选择信号,上述第一选择信号和第三选择信号指定与被第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR所输出的第二选择信号和第四选择信号所指定的驱动电极相比离驱动电极TL(p)侧近2个量的驱动电极。
移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR、CK-BR发生变化,例如在到达磁场触摸检测期间TP(n-1)时,在各个第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR中,移位级FAL(n)、FAR(n)(参照图10、图11)从前级的移位级取入并保持高电平的起始信号ST-AL、ST-AR。由此,第一选择信号AL(n)、AR(n)成为高电平。第一选择信号AL(n)成为高电平,从而在图12的(A)所示的单位选择电路SEL(n)中,第一传送开关TP1L成为导通状态,单位选择电路SEL(n)如图21所示输出第一单位选择信号SELH_L(n)、第二单位选择信号SELG_L(n)。而第一选择信号AR(n)成为高电平,从而在图20所示的单位选择电路SER(n)中,第二传送开关TP2R成为导通状态。其结果是,如图22所示,单位选择电路SER(n)输出第三单位选择信号SELH_R(n)、第四单位选择信号SELG_R(n)。
由此,经由单位驱动电路USL内的P晶体管P5L对驱动电极TL(n)的第一端部n1供给在第二驱动电压Vs与第一驱动电压Vd之间周期性地变化的驱动信号TPH,经由单位驱动电路USR内的P晶体管P6R对驱动电极TL(n)的第二端部n2供给第二驱动电压Vs。其结果是,驱动电极TL(n)成为驱动状态,根据驱动信号TPH的变动产生磁场。
接着,移位时钟信号CK-AL、CK-BL、CK-AR和CK-BR发生变化,例如在到达磁场触摸检测期间TP(n+1)时,在第一扫描电路SCAL、第二扫描电路SCBL、第三扫描电路SCAR和第四扫描电路SCBR的移位寄存器中,高电平的起始信号移动,到达移位级FAL(n+2)、FAR(n+2)、FBL(n)和FBR(n)。由此,第一扫描电路SCAL和第三扫描电路SCAR为了选择驱动电极TL(n+2)而将第一选择信号AL(n+2)和第三选择信号AR(n+2)设为高电平,第二扫描电路SCBL和第四扫描电路SCBR为了选择驱动电极TL(n)而将第二选择信号BL(n)和第四选择信号BR(n)设为高电平。
第一选择信号AL(n+2)和第三选择信号AR(n+2)成为高电平,由此,如图21和图22所示,第二单位选择信号SELG_L(n+2)、第四单位选择信号SELG_R(n+2)和第一单位选择信号SELH_L(n+2)、第三单位选择信号SELH_R(n+2)发生变化。其结果是,从信号配线TPH对驱动电极TL(n+2)的第一端部n1供给在第一驱动电压Vd与第二驱动电压Vs之间变化的驱动信号TPH,从信号配线TPL对第二端部n2供给作为第二驱动电压的电压Vs。
另外,第二选择信号BL(n)、第四选择信号BR(n)成为高电平,由此,图12的(A)所示的第二传送开关TP2L成为导通状态,图20所示的第一传送开关TP1R成为导通状态。由此,如图21和图22所示,第二单位选择信号SELG_L(n)、第四单位选择信号SELG_R(n)和第一单位选择信号SELH_L(n)、第三单位选择信号SELH_R(n)发生变化。其结果是,从信号配线TPL对驱动电极TL(n)的第一端部n1供给第二驱动电压Vs,从信号配线TPH对第二端部n2供给在第一驱动电压Vd与第二驱动电压Vs之间变化的驱动信号TPH。
由驱动电极TL(n)产生的磁场和由驱动电极TL(n+2)产生的磁场在驱动电极TL(n+1)的区域中重叠。
之后,在各个磁场触摸检测期间TP(n+2)~TP(n+5)中同样地产生磁场。此外,图19所示的连接状态在图21和图22中相当于用单点划线F19包围的定时的时刻。
另外,在磁场触摸检测期间,与实施方式1同样地,控制信号COMFL成为高电平,因此非选择的驱动电极成为浮动状态。由此,与实施方式1同样地,在使选择的驱动电极的电压变化时,能减小充放电的寄生电容。而且,与实施方式1同样地,在磁场触摸检测期间,由控制装置3进行控制,使得扫描线和信号线成为浮动状态。由此,在使选择的驱动电极的电压变化时,也能减小充放电的寄生电容。
<电场触摸检测的动作>
与实施方式1同样地,在实施方式2中,也能进行电场触摸检测。图23是表示电场触摸检测的构成的框图。与图19同样地,图23将对构成第二选择驱动电路SDR的单位选择电路SER(n)~SER(n+5)所供给的第三选择信号AR(n)~AR(n+5)与第四选择信号BR(n)~BR(n+5)进行替换。
图24和图25是说明电场触摸检测的动作的波形图。使用波形图说明电场触摸检测时的动作。为了避免附图变得复杂,在此也将波形图分为图24和图25。通过将图25配置于图24的下侧而完成波形图。图24和图25与图16和图17类似,因此主要说明不同点。
在该实施方式2中,也与实施方式1同样地,控制装置3在进行电场触摸检测时不使用分开量和集束数量而生成移位时钟信号和起始信号。但是,与实施方式1不同,控制装置3如图24和图25所示在时刻t0代替起始信号ST-AR而使起始信号ST-BR从低电平向表示选择的高电平变化。另外,控制装置3按每一开始期间TC(ss)和电场触摸检测期间使移位时钟信号CK-AL和CK-BR从低电平向高电平变化。即,使移位时钟信号CK-AL、CK-BR周期性地变化。另外,控制装置3如图24和图25所示,将各个起始信号ST-BL和ST-AR维持为低电平L,将移位时钟信号CK-BL和CK-AR维持为低电平L。即,在进行电场触摸检测时,移位时钟信号CK-BL、CK-AR没有变化。
在移位时钟信号CK-AL、CK-BR发生变化,表示驱动电极的选择的高电平的起始信号ST-AL、ST-BR保持于移位级FAL(n)、FBR(n)(参照图10、图11)时,成为电场触摸检测期间TC(n)。移位级FAL(n)、FBR(n)保存高电平的起始信号ST-AL、ST-BL,由此,第一选择信号AL(n)和第二选择信号BR(n)成为高电平。由此,图12的(A)所示的第一传送开关TP1L和图20所示的第一传送开关TP1R成为导通状态。在电场触摸检测期间TC(n),如图24和图25所示的,第二单位选择信号SELG_L(n)和第四单位选择信号SELG_R(n)成为高电平,第一单位选择信号SELH_L(n)和第三单位选择信号SELH_R(n)成为低电平。
其结果是,驱动电极TL(n)的第一端部n1经由单位驱动电路USL内的P晶体管P5L连接到信号配线TPH,第二端部n2经由单位驱动电路USR内的P晶体管P5R连接到信号配线TPH。由此,在电场触摸检测期间TC(n),供给到信号配线TPH的周期性地变化的驱动信号TPH从驱动电极TL(n)的两端部供应而产生电场。
以电场触摸检测期间TC(n)为例进行了说明,但在其它电场触摸检测期间也是同样的。此外,图23所示的连接状态在图24和图25中相当于用单点划线F23包围的定时的时刻。
另外,在该实施方式2中,也是在电场触摸检测期间,控制信号COMFL被设为低电平,因此从信号配线TPL对非选择的驱动电极供给显示驱动电压VCOMDC,因此能实现噪声的降低。
另外,在显示期间,全部驱动电极成为非选择,从信号配线TPL供给显示驱动电压VCOMDC。
在磁场触摸检测期间,来自笔Pen的磁场如在图2中说明的,由形成于第二基板的检测电极RL(0)~RL(p)检测,在电场触摸检测期间,电场的变化也如在图3中说明的,由检测电极RL(0)~RL(p)检测。
在该实施方式中,仅使单位选择电路SER(n)的构成变化,但也可以设为不使单位选择电路SER(n)的构成变化而仅使单位选择电路SEL(n)的构成变化。即,例如既可以是第一扫描电路SCAL选择第一驱动电极的第一端部n1,也可以是第二扫描电路SCBL选择第一驱动电极的第一端部n1,既可以是第三扫描电路SCAR选择选择第一驱动电极的第二端部n2,也可以是第四扫描电路SCBR选择第一驱动电极的第二端部n2,在磁场触摸检测期间进行控制使得4个扫描电路从两端同时选择第一驱动电极和第二驱动电极。在该实施方式中,控制装置3对第一驱动电极的第一端部n1和第二驱动电极的第二端部n2供给第一驱动电压,对第一驱动电极的第二端部n2和第二驱动电极的第一端部n1供给第二驱动电压。
<电子装置>
图26是表示具备在实施方式1和2中说明的显示装置1的电子装置100的构成的立体图。电子装置100具备具有显示装置1的平板型电脑101和笔Pen。笔Pen如图2所示是包含线圈和电容元件的指示器。在图26中,2示出上述显示区域,102示出以包围显示区域2的方式配置的边框区域。另外,103示出电脑101的按钮。
在上述显示期间DP,在显示区域2中进行图像的显示,另外,在磁场触摸检测期间TP(n)~TP(n+5)等,进行笔Pen是否正在接近显示区域2和坐标的检测,电脑101根据该检测的结果进行处理。
无需将笔Pen与平板型电脑101直接电连接。电子装置100也可以不包含笔Pen,在该情况下,平板型电脑101其本身相当于电子装置100。作为电子装置100所包含的显示装置,能代替平板型电脑而使用笔记本型或者桌面型的个人计算机。
在本发明的思想范畴中,作为本领域技术人员能想到各种变形例和修改例,可以理解这些变形例和修改例也属于本发明的范围。
例如本领域技术人员对上述的各实施方式适当地进行了构成要素的追加、削除或者设计变更的情况、或者进行了工序的追加、省略或者条件变更的情况,只要具备本发明的宗旨,就也包含在本发明的范围中。
例如在上述的实施方式中,说明了驱动电极TL(0)~TL(p)在行方向延伸、与列方向平行地配置的情况,但行方向和列方向根据观察视点的不同而变化。改变观察视点后,驱动电极TL(0)~TL(p)在列方向延伸、与行方向平行地配置的情况也包含在本发明的范围中。另外,本说明书中使用的“平行”意味着,从一端到另一端相互不交叉地延伸。因此,即使一个线(或者电极)的一部分或者全部以相对于另一个线(或者电极)倾斜的状态设置,这些线只要从一端到另一端不交叉,则在本说明书中该状态也为“平行”。
Claims (17)
1.一种输入检测装置,具备:
多个驱动电极,具有第一端部和第二端部;
第一扫描电路以及第二扫描电路,选择所述多个驱动电极的第一端部;
第三扫描电路以及第四扫描电路,选择所述多个驱动电极的第二端部;以及
控制部,经由所述第一扫描电路、所述第二扫描电路、所述第三扫描电路以及所述第四扫描电路向所述多个驱动电极中的第一驱动电极的第一端部和所述多个驱动电极中的第二驱动电极的第二端部供给第一驱动电压,向所述第一驱动电极的第二端部和所述第二驱动电极的第一端部供给与所述第一驱动电压不同的第二驱动电压,同时选择所述第一驱动电极和所述第二驱动电极,在所述第一驱动电极和所述第二驱动电极中流动的电流产生磁场,从而进行电磁感应方式的输入检测。
2.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述输入检测装置还具备配置有所述多个驱动电极的基板,
沿着所述基板的边框区域的第一边配置所述第一扫描电路和所述第二扫描电路,沿着所述边框区域的与所述第一边相对的第二边配置所述第三扫描电路和所述第四扫描电路。
3.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述输入检测装置还具备:
第一选择驱动电路,配置于所述第一扫描电路与所述驱动电极的第一端部之间以及所述第二扫描电路与所述驱动电极的第一端部之间;
第二选择驱动电路,配置于所述第三扫描电路与所述驱动电极的第二端部之间以及所述第四扫描电路与所述驱动电极的第二端部之间。
4.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述控制部在选择为所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的一者向所述第一驱动电极的第一端部供给所述第一驱动电压时,经由所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的一者对所述第一驱动电极的第一端部供给所述第一驱动电压,
经由所述第三扫描电路或者所述第四扫描电路中的一者对所述第一驱动电极的第二端部供给所述第二驱动电压,
经由所述第一扫描电路或者所述第二扫描电路中的另一者对所述第二驱动电极的第一端部供给所述第二驱动电压,
经由所述第三扫描电路或者所述第四扫描电路中的另一者对所述第二驱动电极的第二端部供给所述第一驱动电压。
5.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述输入检测装置还具备包括线圈以及电容元件的指示器。
6.根据权利要求3所述的输入检测装置,其中,
所述多个驱动电极在预定方向上排列,在同时选择的所述第一驱动电极与所述第二驱动电极之间配置1个以上的非选择的驱动电极。
7.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述第一驱动电极以及所述第二驱动电极分别包括相邻的多个驱动电极。
8.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述第一扫描电路以及所述第二扫描电路分别是同一电路,
所述第一扫描电路和所述第二扫描电路之间是选择驱动电极的定时分别错开m+n个量,其中,m为所述第一驱动电极或者所述第二驱动电极中所包含的驱动电极的个数,n为配置在所述第一驱动电极与所述第二驱动电极之间的非选择的驱动电极的个数。
9.根据权利要求8所述的输入检测装置,其中,
所述第三扫描电路以及所述第四扫描电路分别是同一电路,
所述第三扫描电路和所述第四扫描电路之间也是选择驱动电极的定时分别错开m+n个量。
10.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述第一扫描电路和所述第四扫描电路同时选择所述第一驱动电极,所述第二扫描电路和所述第三扫描电路同时选择所述第二驱动电极。
11.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述第一扫描电路和所述第三扫描电路同时选择所述第一驱动电极,所述第二扫描电路和所述第四扫描电路同时选择所述第二驱动电极。
12.根据权利要求8所述的输入检测装置,其中,
所述m以及所述n的数值分别是可变的。
13.根据权利要求2所述的输入检测装置,其中,
所述第一扫描电路中所包含的单位扫描电路和所述第二扫描电路中所包含的单位扫描电路沿着所述基板的边框区域的第一边交替配置。
14.根据权利要求2所述的输入检测装置,其中,
所述输入检测装置还具备栅极驱动器,
所述第一扫描电路中所包含的单位扫描电路、所述第二扫描电路中所包含的单位扫描电路以及所述栅极驱动器中所包含的单位栅极驱动器沿着所述基板的边框区域的第一边交替配置。
15.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述多个驱动电极还用作静电电容方式的输入检测的驱动电极。
16.根据权利要求1所述的输入检测装置,其中,
所述控制部在电磁感应方式的输入检测期间,向所述第一驱动电极的第一端部和所述第二驱动电极的第二端部供给第一驱动电压,向所述第一驱动电极的第二端部和所述第二驱动电极的第一端部供给与所述第一驱动电压不同的第二驱动电压,
所述控制部在静电电容方式的输入检测期间,向所述第一驱动电极的第一端部和第二端部供给第三驱动电压。
17.一种电子装置,具备权利要求1至16中任一项所述的输入检测装置。
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