TWI592840B - 具有觸摸偵測功能之顯示裝置，觸摸偵測裝置以及電子單元 - Google Patents

具有觸摸偵測功能之顯示裝置，觸摸偵測裝置以及電子單元 Download PDF

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Description

具有觸摸偵測功能之顯示裝置，觸摸偵測裝置以及電子單元
本發明係關於一種觸摸偵測裝置，特定言之，本發明係關於一種基於回應於一外部接近物體之一靜電電容改變而偵測觸摸事件之觸摸偵測裝置、一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置(包含此一觸摸偵測裝置)及一種電子單元。
近些年來，一種顯示裝置引起人們注意，其能夠藉由在一顯示裝置(諸如一液晶顯示裝置)上安裝一接觸偵測裝置(其係一所謂觸控板)、或整合該觸控板與該顯示裝置及在該顯示裝置上顯示各種按鈕影像及類似物(取代典型機械按鈕)而輸入資訊。包含此一觸控板之顯示裝置不需要輸入裝置(諸如一鍵盤、一滑鼠及一小鍵盤)，因此存在一種將此一顯示裝置之使用除了電腦之外亦擴展至可攜式資訊終端機(諸如行動電話)之趨勢。
一些方法包含在觸摸偵測方法中，且其等之一者係一靜電電容方法。舉例而言，日本未審查專利公開申請案第2008-129708號揭示一種觸控板，其包含複數個X方向電極及經配置面向該等X方向電極之複數個Y方向電極，且藉由使用回應於一外部接近物體在該X方向電極與該Y方向電極之交叉點中形成之一靜電電容改變而偵測觸摸事件。此等電極由一半透明材料形成，然而，透光率在具有電極之一部分與不具有電極之一部分之間係不同的，因此，可能從外面看到此等電極。相應地，在該觸控板中，虛設電極設置在該等X方向電極之間或該等Y方向電極之間，以減小形成有該等X方向電極及該等Y方向電極之電極區域與配置有該等虛設電極之電極間區域之間之透光率之差，因此幾乎不能從外面看到該等X方向電極及該等Y方向電極。
不僅由於上文描述的光透射率而且(舉例而言)由於由該等電極從外面入射的光之反射，可能看到該等X方向電極及該等Y方向電極。然而，在日本未審查專利公開申請案第2008-129708號中，沒有對反射做出描述。當由於反射看到該等X方向電極及該等Y方向電極時，可能降低該顯示裝置上顯示之一螢幕之可見度。
期望提供一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置、一種觸摸偵測裝置及一種電子單元，甚至在光從外面進入之一情況中，其等能夠抑制一顯示螢幕之可見度歸因於一電極之降低。
根據本發明之一實施例具有一觸摸偵測功能之一第一顯示裝置包含複數個觸摸偵測電極、複數個顯示元件及複數個虛設電極。該複數個觸摸偵測電極平行配置以在一個方向上延伸，形成有包含一電極部分及孔隙部分之一預定電極圖案，且各觸摸偵測電極基於回應於一外部接近物體之一靜電電容改變而輸出一偵測信號。該複數個顯示元件形成在與設置有該等觸摸偵測電極之一層不同之一層中，且在對應於該觸摸偵測電極之一區域中在一寬度方向上以一預定數目配置。該複數個虛設電極配置在該複數個觸摸偵測電極之一偵測電極間區域中。該等孔隙部分經設置以允許該觸摸偵測電極之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域中之該等虛設電極之一配置面積比率。此處，短語「經設置幾乎等於」或「經設置幾乎相同」意指兩者經設置儘可能彼此接近(即使兩者不完全相同)。
根據本發明之一實施例具有一觸摸偵測功能之一第二顯示裝置包含複數個觸摸偵測電極、複數個顯示元件及複數個虛設電極。該複數個觸摸偵測電極平行配置以在一個方向上延伸，形成有包含一電極部分及孔隙部分之一預定電極圖案，且各觸摸偵測電極基於回應於一外部接近物體之一靜電電容改變而輸出一偵測信號。該複數個顯示元件形成在與設置有該等觸摸偵測電極之一層不同之一層中，且在對應於該觸摸偵測電極之一區域中在一寬度方向上以一預定數目配置。該複數個虛設電極配置在該複數個觸摸偵測電極之一偵測電極間區域中。該等孔隙部分經設置以允許每單元面積之該等孔隙部分之所有側之總長度幾乎等於每單元面積之該虛設電極之所有側之總長度。
根據本發明之一實施例之一觸摸偵測裝置包含複數個觸摸偵測電極及複數個虛設電極。該複數個觸摸偵測電極平行配置以在一個方向上延伸，形成有包含一電極部分及孔隙部分之一預定電極圖案，且各觸摸偵測電極基於回應於一外部接近物體之一靜電電容改變而輸出一偵測信號。該複數個虛設電極配置在該複數個觸摸偵測電極之一偵測電極間區域中。該等孔隙部分經設置以允許該觸摸偵測電極之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域中之該等虛設電極之一配置面積比率。
根據本發明之一實施例之一電子單元包含具有一觸摸偵測功能之顯示裝置且對應於一電視機裝置、一數位相機、一個人電腦、一視訊攝影機或一可攜式終端機裝置(諸如一行動電話)。
在根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之該第一顯示裝置、該觸摸偵測裝置及該電子單元中，藉由該觸摸偵測電極中設置的該等孔隙部分而使該觸摸偵測電極之配置面積比率與該偵測電極間區域中之該等虛設電極之配置面積比率彼此幾乎相等。因此，當光從外面進入時，反射在該觸摸偵測電極與該偵測電極間區域之間幾乎相同。
在根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之該第二顯示裝置中，藉由該觸摸偵測電極中設置的該等孔隙部分，每單元面積之該等孔隙部分之所有側之總長度幾乎等於每單元面積之該虛設電極之所有側之總長度。因此，當光從外面進入時，反射在該觸摸偵測電極與該偵測電極間區域之間幾乎相同。
在根據本發明之一實施例具有一觸摸偵測功能之該第一顯示裝置中，舉例而言，期望該等孔隙部分經設置使得每單元面積之該等孔隙部分之所有側之總長度幾乎等於每單元面積之該虛設電極之所有側之總長度。
舉例而言，期望由各包含該等孔隙部分之複數個偵測電極單元胞來組態該觸摸偵測電極，且期望由各包含該虛設電極之複數個虛設電極單元胞來組態該偵測電極間區域。舉例而言，期望該偵測電極單元胞及該虛設電極單元胞之每一者之大小等於或小於500微米平方。舉例而言，該偵測電極單元胞之大小可對應於該虛設電極單元胞之大小。舉例而言，該偵測電極單元胞與該虛設電極單元胞配置在對應於個別顯示元件之位置中。
該顯示元件可組態包含至少一紅色顯示元件、一綠色顯示元件及一藍色顯示元件之一顯示像素，且該偵測電極單元胞之大小可對應於該顯示像素之大小或該顯示像素之大小之一整數倍。並且，舉例而言，該虛設電極單元胞之大小可對應於該顯示像素之大小或該顯示像素之大小之一整數倍。
在該紅色顯示元件、該綠色顯示元件及該藍色顯示元件之外，該等孔隙部分可至少配置在(舉例而言)相對於該電極部分對應於對彩色光具有最低透光率之一顯示元件之位置中。在此情況中，舉例而言，該等孔隙部分可配置在對應於該藍色顯示元件之一位置中。此外，該等虛設電極可經配置使得在相鄰虛設電極之間之間隙之外，在與該紅色顯示元件、該綠色顯示元件及該藍色顯示元件之一配置方向交叉之一方向上延伸之一間隙之位置對應於該藍色顯示元件之位置。
舉例而言，可進一步提供一選擇線用於選擇執行顯示操作之一顯示元件，且該等孔隙部分可配置在對應於該選擇線之一位置中。
舉例而言，該觸摸偵測電極可直接形成在用於支撐之一玻璃板上。並且，舉例而言，該觸摸偵測電極透過一透光層形成在用於支撐之該玻璃板上，或形成在該玻璃板與該透光層之間，且該透光層之折射率可具有該玻璃板之一折射率與該觸摸偵測電極之一折射率之間之一值。
此外，該等虛設電極可處於一電浮動狀態。
舉例而言，複數個驅動電極可平行配置以在與該複數個觸摸偵測電極交叉之一方向上延伸，且一靜電電容可形成在該複數個觸摸偵測電極與該複數個驅動電極之間之每一交叉點中。
舉例而言，該顯示元件可經組態以包含一液晶層及經配置其間具有該液晶層面向該等驅動電極之像素電極，或可經組態以包含一液晶層及在該液晶層與該等驅動電極之間形成之像素電極。在此情況中，該顯示元件可經組態(舉例而言)以夾置在兩個偏光板之間，由一圓形偏光板或一橢圓形偏光板組態該兩個偏光板。
在根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之該第一顯示裝置、該觸摸偵測裝置及該電子單元中，該等孔隙部分設置在該觸摸偵測電極中，且該觸摸偵測電極之配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域中之該等虛設電極之配置面積比率。因此，反射在該觸摸偵測電極與該虛設電極之間幾乎相同，使得甚至在光從外面進入之一情況中抑制歸因於該等觸摸偵測電極之該顯示螢幕之可見度降低。
並且，在根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之該第二顯示裝置中，該等孔隙部分設置在該觸摸偵測電極中，且每單元面積之該等孔隙部分之所有側之總長度幾乎等於每單元面積之該虛設電極之所有側之總長度。因此，反射在該觸摸偵測電極與該虛設電極之間幾乎相等，使得甚至在光從外面進入之一情況中抑制歸因於該觸摸偵測電極之該顯示螢幕之可見度降低。
應瞭解前述一般描述與以下詳細描述兩者皆係例示性且意欲提供所申請技術之進一步闡述。
隨附圖式包含在內以提供本發明之一進一步瞭解且併入並構成此說明書之一部分。圖式繪示實施例，且與該說明書一起用以闡述技術原理。
下文中，將參考圖式詳細描述本發明之較佳實施例。將依以下次序給出描述。
1.靜電電容類型觸摸偵測之基本原理
2.第一實施例
3.第二實施例
4.第三實施例
5.實例
6.應用實例
<1.靜電電容類型觸摸偵測之基本原理>
首先，將參考圖1至圖3描述根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置中之觸摸偵測之一基本原理。觸摸偵測方法實施為一靜電電容類型觸摸感測器，且如圖1之(A)中繪示，使用其間具有一介電體D彼此面向之一對電極(一驅動電極E1與一觸摸偵測電極E2)組態一電容元件。該組態代表圖1之(B)中繪示之一等效電路。由該驅動電極E1、該觸摸偵測電極E2及該介電體D組態一電容元件C1。該電容元件C1之一端連接至一交流信號源(一驅動信號源)S，且另一端P透過一電阻器R接地且連接至一電壓偵測器(一觸摸偵測電路)DET。當自該交流信號源S施加具有一預定頻率(舉例而言，數kHz至數十kHz)之一交流矩形波Sg(圖3之(B))至該驅動電極E1(該電容元件C1之一端)時，在該觸摸偵測電極E2(該電容元件C1之另一端P)中顯現圖3之(A)中繪示之一輸出波形(一觸摸偵測信號Vdet)。注意該交流矩形波Sg對應於稍後描述之一驅動信號Vcom。
在一手指不接觸(或不靠近)該顯示裝置之一狀態中，如圖1中繪示，根據該電容元件C1之電容值之一電流I0回應於對該電容元件C1之充電及放電而流動。此時該電容元件C1之該另一端P具有像圖3之(A)中之一波形V0一樣之一電位波形，且由該電壓偵測器DET偵測該波形。
另一方面，在一手指接觸(或靠近)該顯示裝置之一狀態中，如圖2中繪示，增加與該電容元件C1串聯的由該手指形成之一電容元件C2。在此狀態中，電流I1及I2分別回應於對該電容元件C1及該電容元件C2之充電及放電而流動。此時該電容元件C1之該另一端P具有像圖3之(A)中之一波形V1一樣之一電位波形，且藉由該電壓偵測器DET偵測該波形。此時，點P之電位係由流過該等電容元件C1及C2之該等電流I1及I2之值判定之一部分電位。因此，該波形V1係比一非接觸狀態中之該波形V0之值更小之一值。該電壓偵測器DET比較所偵測電壓與一預定臨限電壓以在所偵測電壓等於或大於該臨限電壓時判定非接觸狀態，且在所偵測電壓小於該臨限電壓時判定一接觸狀態。以此方式，可實現觸摸偵測。
<2.第一實施例>
[組態實例]
(一般組態實例)
圖4繪示根據本發明之一第一實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置1之一組態實例。順便提及，由該第一實施例實施根據本發明之實施例之一觸摸偵測裝置，所以將一起給出其之描述。具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置使用一液晶顯示元件作為一顯示元件且係其中整合由該液晶顯示元件組態一液晶顯示區段及一靜電電容類型觸摸偵測區段一所謂胞內類型。
具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1包含一控制區段11、一閘極驅動器12、一源極驅動器13、一驅動電極驅動器14、具有一觸摸偵測功能之一顯示區段10及一觸摸偵測電路40。
該控制區段11係基於自外部供應之一圖像信號Vdisp而將一控制信號供應至該閘極驅動器12、該源極驅動器13、該驅動電極驅動器14及該觸摸偵測電路40且控制此等部分以彼此同步進行操作之一電路。
該閘極驅動器12具有基於自該控制區段11供應之控制信號循序選擇一水平線之一功能，該水平線係具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之顯示驅動之一目標。明確言之，如稍後描述，該閘極驅動器12透過一掃描信號線GCL將一掃描信號Vscan施加至一像素Pix之一TFT元件Tr之一閘極，以循序選擇在具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之一液晶顯示區段20中呈一矩陣形成的該等像素Pix中之一列(一水平線)作為顯示驅動之一目標。
該源極驅動器13係基於自該控制區段11供應之該控制信號而將一像素信號Vpix供應至具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10中之每一像素Pix之一電路。明確言之，如稍後描述，該源極驅動器13透過一像素信號線SGL將該像素信號Vpix供應至組態由該閘極驅動器12循序選擇的一水平線之每一像素Pix。接著，在該等像素Pix中，回應於所供應像素信號Vpix執行對於該水平線之顯示。
該驅動電極驅動器14係基於自該控制區段11供應之該控制信號而將一驅動信號Vcom供應至具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之驅動電極COML(稍後描述)之一電路。明確言之，該驅動電極驅動器14以一分時方式將該驅動信號Vcom循序供應至該等驅動電極COML。接著，一觸摸偵測區段30基於來自複數個觸摸偵測電極TDL(稍後描述)之該驅動信號Vcom而輸出一觸摸偵測信號Vdet且供應該信號至該觸摸偵測電路40。
具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10係併入一觸摸偵測側功能之一顯示區段。具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10包含該液晶顯示區段20及該觸摸偵測區段30。如稍後描述，該液晶顯示區段20係根據自該閘極驅動器12供應之該掃描信號Vscan依一水平線為基礎執行循序掃描以執行顯示之一區段。該觸摸偵測區段30基於上文描述的該靜電電容類型觸摸偵測之基本原理進行操作且輸出該觸摸偵測信號Vdet。如稍後描述，該觸摸偵測區段30根據自該驅動電極驅動器14供應之該驅動信號Vcom執行循序掃描以執行觸摸偵測。
該觸摸偵測電路40係基於自該控制區段11供應之該控制信號及自具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之該觸摸偵測區段30供應之該觸摸偵測信號Vdet而偵測對於該觸摸偵測區段30之觸摸事件之存在之一電路，且當偵測到觸摸事件時，該觸摸偵測電路40判定一觸摸偵測區域中之座標及類似物以輸出該座標及類似物作為一輸出信號Out。
(具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10)
接下來，將詳細描述具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之組態實例。
圖5繪示具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10之一有關部分之一橫截面組態之一實例。具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10具有一像素基板2、經佈置面向該像素基板2之一對向基板3及插在該像素基板2與該對向基板3之間之一液晶層6。
該像素基板2包含作為一電路基板之一TFT基板21及在該TFT基板21上呈一矩陣配置之複數個像素電極22。雖然未繪示，但在該TFT基板21中形成用於每一像素之薄膜電晶體(TFT)及導線，諸如用於供應該像素信號Vpix至該等像素電極22之每一者之該像素信號線SGL及用於驅動每一TFT之該掃描信號線GCL。
該對向基板3包含：一玻璃基板31；一色彩濾光片32，其形成在該玻璃基板31之一表面上；及複數個驅動電極COML，其等形成在該色彩濾光片32上。藉由循環配置紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之三種色彩濾光片層來組態該色彩濾光片32，且一組三種顏色R、G及B對應於每一顯示像素。該等驅動電極COML作用為用於該液晶顯示區段20之共同驅動電極且作用為用於該觸摸偵測區段30之驅動電極。注意，在此實例中，雖然該等驅動電極共用於顯示及觸摸偵測，但可分開提供用於顯示及用於觸摸偵測之該等驅動電極。該等驅動電極COML藉由一接觸導電圓柱體(圖中未展示)連接至該TFT基板21，且具有交流矩形波之該驅動信號Vcom透過另一接觸導電圓柱體自該TFT基板21施加至該等驅動電極COML。一透光層33形成在該玻璃基板31之另一表面上，且作為該觸摸偵測區段30之偵測電極之觸摸偵測電極TDL形成在該透光層33上。該等觸摸偵測電極TDL之每一者由(舉例而言)ITO(氧化銦錫)、IZO及SnO組成且係具有半透明性之一電極。該等觸摸偵測電極TDL之每一者具有複數個孔隙部分(如稍後描述)。該透光層33由一絕緣材料(諸如SiN及SiC)組成，且其之折射率在具有高可見度之波長550奈米附近係在該玻璃基板31之折射率(舉例而言，大約1.5)與該等觸摸偵測電極TDL之折射率(舉例而言，大約1.8)之間之一值(舉例而言，SiN大約為1.75，且SiC大約為1.6)。該透光層33設置為用於減小該玻璃基板31與該觸摸偵測電極TDL之間之反射之一折射率匹配層。此外，在該觸摸偵測電極TDL上，佈置一偏光板35。
該液晶層6根據一電場狀態調變通過其之光，且使用各種模式之液晶，諸如TN(扭轉向列)、VA(垂直對準)及ECB(電控雙折射)。
順便提及，一對準薄膜佈置在該液晶層6與該像素基板2之間及該液晶層6與該對向基板3之間，圖中未繪示此對準薄膜。此外，一入射側偏光板佈置在該像素基板2之一底面側上，圖中未繪示此。使用一圓形偏光板或一橢圓形偏光板作為該偏光板35及該入射側偏光板(圖中未繪示)。
圖6A及圖6B繪示該液晶顯示區段20中之一像素組態之一組態實例，其中圖6A係其之一電路圖，且圖6B係其之一平面圖。該液晶顯示區段20具有呈一矩陣配置之該複數個像素Pix。由三個子像素SPix組態每一像素Pix。該三個子像素SPix經配置以分別對應於圖5中繪示的該色彩濾光片32之三個顏色(RGB)。該等子像素SPix之每一者具有一TFT元件Tr及一液晶元件LC。該TFT元件Tr由一薄膜電晶體組態，且在此實例中，由一n通道MOS(金屬氧化物半導體)TFT組態該TFT元件Tr。該TFT元件Tr之一源極連接至該像素信號線SGL，其之一閘極連接至該掃描信號線GCL，且其之一汲極連接至該液晶元件LC之一端。該液晶元件LC之一端連接至該TFT元件Tr之該汲極，且其之另一端連接至該驅動電極COML。
該等子像素SPix之每一者相對於彼此藉由該掃描信號線GCL連接至該液晶顯示區段20之相同列中之其他子像素SPix。該掃描信號線GCL連接至該閘極驅動器12，且自該閘極驅動器12供應該掃描信號Vscan。此外，該等子像素SPix之每一者相對於彼此藉由該像素信號線SGL連接至該液晶顯示區段20之相同行中之其他子像素SPix。該像素信號線SGL連接至該源極驅動器13，且自該源極驅動器13供應該像素信號Vpix。
該像素信號線SGL及該掃描信號線GCL配置在相鄰子像素SPix之間之一邊界中(如圖6B中繪示)。明確言之，該像素信號線SGL配置在橫向相鄰子像素SPix之間之一邊界中，且該掃描信號線GCL配置在垂直相鄰子像素SPix之間之一邊界中。舉例而言，由鋁、鋁合金、鉬及鈦之一單層薄膜或一多層薄膜組態該像素信號線SGL及該掃描信號線GCL。因此，在對應於該像素信號線SGL及/或該掃描信號線GCL之一部分中不傳輸光。
此外，該等子像素SPix之每一者相對於彼此藉由該等驅動電極COML連接至該液晶顯示區段20之相同列中之其他子像素SPix。該等驅動電極COML連接至該驅動電極驅動器14，且自該驅動電極驅動器14供應該驅動信號Vcom。
利用此組態，在該液晶顯示區段20中，該閘極驅動器12驅動該掃描信號線GCL以一分時方式執行線循序掃描，使得循序選擇一水平線。接著，該源極驅動器13供應該像素信號Vpix至所選水平線中之該等像素Pix以依一水平線為基礎執行顯示。
圖7係繪示該觸摸偵測區段30之一組態實例之一透視圖。由該對向基板3中配置之該等驅動電極COML及該等觸摸偵測電極TDL組態該觸摸偵測區段30。由在該圖之一橫向方向上延伸之一帶狀電極圖案組態該等驅動電極COML之每一者。當執行一觸摸偵測操作時，由該驅動電極驅動器14循序供應該驅動信號Vcom至該等電極圖案之每一者，且以一分時方式執行循序掃描驅動。由在與該驅動電極COML之每一者之該電極圖案之一延伸方向交叉之一方向上延伸之一電極圖案組態該等偵測電極TDL之每一者。如稍後描述，虛設電極37(圖中未繪示)配置在該等觸摸偵測電極TDL之間(一偵測電極間區域)。該等觸摸偵測電極TDL之每一者包含一電極圖案(其包含複數個孔隙部分)，該電極圖案經設置用於調整該等觸摸偵測電極TDL之反射率(reflectance)與該等虛設電極37之反射率成為彼此相等。該等觸摸偵測電極TDL之每一者之該電極圖案連接至該觸摸偵測電路40。彼此交叉的該驅動電極COML之該等電極圖案及該等觸摸偵測電極TDL之該等電極圖案在每一交叉點處形成一靜電電容。
利用此組態，在該觸摸偵測區段30中，該驅動電極驅動器14施加該驅動信號Vcom至該等驅動電極COML以輸出來自該等觸摸偵測電極TDL之該觸摸偵測信號Vdet，因此執行觸摸偵測。該等驅動電極COML對應於圖1至圖3中繪示的觸摸偵測之基本原理中之該驅動電極E1，該等觸摸偵測電極TDL對應於該觸摸偵測電極E2，且該觸摸偵測區段30根據該基本原理偵測觸摸事件。如圖7中繪示，彼此交叉之該等電極圖案呈一矩陣組態一靜電電容類型觸摸感測器。因此，在該觸摸偵測區段30之整個觸摸偵測表面上執行掃描，使得可偵測外部接近物體之一接觸位置或一接近位置。
圖8繪示該觸摸偵測電極TDL之一組態實例。該觸摸偵測電極TDL具有在配置有該等像素Pix之一顯示區域Sd中之複數個孔隙部分36(孔隙部分36A及36B)。該等孔隙部分36經形成對應於該等像素Pix。明確言之，該孔隙部分36A形成在對應於藍色(B)子像素SPix之一部分中。該孔隙部分36B形成在對應於圖中之垂直相鄰像素Pix之間之一邊界之一位置中。換言之，該孔隙部分36B配置在對應於該像素基板2中形成的該掃描信號線GCL之一位置中(即，不透光之一位置中)。以此方式，該等孔隙部分36形成有該像素Pix之一循環。換言之，該觸摸偵測電極TDL形成有作為一單元胞UC之該像素Pix。期望該單元胞UC具有人眼不可見之一大小，舉例而言，期望該單元胞UC等於或小於500微米平方。該觸摸偵測電極TDL形成延伸至該顯示區域Sd外面之一圖框區域Sf且連接至該觸摸偵測電路40。
在相鄰觸摸偵測電極TDL之間之一區域(一偵測電極間區域Rd)中，設置該複數個虛設電極37。類似於該觸摸偵測電極TDL，該等虛設電極37之每一者由ITO組成。該等虛設電極37亦經設置以對應於該等像素Pix。明確言之，在圖8中，該等虛設電極37經配置使得圖中之橫向相鄰虛設電極37之間之一間隙對應於該像素Pix中之藍色(B)子像素SPix。此外，該等虛設電極37經配置使得圖中之垂直相鄰虛設電極37之間之一間隙對應於該等像素Pix之一邊界。以此方式，該等虛設電極37亦形成有該像素Pix之一循環。像該單元胞UC一樣，期望該虛設電極37具有人眼不可見之一大小，且舉例而言，期望該虛設電極37等於或小於500微米平方。該等虛設電極37之每一者不與其他部分電連接且處於一浮動狀態。
該觸摸偵測電極TDL中之該等孔隙部分36A及該等橫向相鄰虛設電極37之間之間隙經配置對應於該藍色(B)子像素SPix之原因係該電極之藍色(B)透光率在紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之間係最低的。換言之，藉由在該孔隙部分36A或該等虛設電極37之間之該間隙中配置該藍色(B)子像素SPix，降低此等電極中之光強度以阻止白色色度改變至黃色。
圖9A繪示該觸摸偵測電極TDL之該單元胞UC之一組態實例，且圖9B繪示該虛設電極37之一組態實例。在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1中，圖9A中繪示的配置有該觸摸偵測電極TDL之該單元胞UC中之電極之一部分之一面積(陰影部分)幾乎等於圖9B中繪示的該虛設電極37之一面積(陰影部分)。換言之，該觸摸偵測電極TDL之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之該等虛設電極之一配置面積比率。
在此情況中，該子像素SPix對應於本發明之「一顯示元件」之一特定實例。該等孔隙部分36A及36B對應於本發明之「一孔隙部分」之一特定實例。該單元胞UC對應於本發明之「一偵測電極單元胞」之一特定實例。該像素Pix對應於本發明之「一顯示像素」之一特定實例。該掃描信號線GCL對應於本發明之「一選擇線」之一特定實例。
[功能及效果]
隨後，將描述根據該實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1之功能及效果。
(一般操作概述)
該控制區段11基於自外部供應之該圖像信號Vdisp將該控制信號供應至該閘極驅動器12、該源極驅動器13、該驅動電極驅動器14及該觸摸偵測電路40且控制此等部分以彼此同步進行操作。該閘極驅動器12供應該掃描信號Vscan至該液晶顯示區段20以循序選擇待驅動用於顯示之一水平線。該源極驅動器13供應該像素信號Vpix至組態由該閘極驅動器12選擇的一水平線之每一像素Pix。該驅動電極驅動器14將該驅動信號Vcom循序施加至該等驅動電極COML。具有一觸摸偵測功能之該顯示區段10執行顯示操作且基於該驅動信號Vcom執行觸摸偵測操作以輸出來自該等觸摸偵測電極TDL之該觸摸偵測信號Vdet。該觸摸偵測電路40判定對於該觸摸偵測區段30之觸摸事件之存在及觸摸座標且輸出結果作為該輸出信號Out。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1中，形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極，使得該觸摸偵測電極TDL中之每單元胞UC(像素Pix)電極面積幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之每單元胞UC電極面積。因此，在光從外面進入之情況中，該觸摸偵測電極TDL中之反射率具有接近該偵測電極間區域Rd中之折射率之一值，難以看到該觸摸偵測電極TDL，因此改良該顯示螢幕之可見度。下文中，將描述其之細節。
(反射比率(reflectance ratio))
圖10A及圖10B示意性繪示反射率之測量，其中圖10A繪示該觸摸偵測電極TDL中之一測量，且圖10B繪示該偵測電極間區域Rd中之一測量。在該等測量中，光照射至該觸摸偵測電極TDL及該偵測電極間區域Rd之每一者，且判定此時具有600微米之一直徑之一圓之範圍(測量面積M)中之反射率之每一者。接著，用該偵測電極間區域Rd中之反射率除以該觸摸偵測電極TDL中之反射率而獲得一反射比率Rref。從定義顯然易見，意指該反射比率Rref越接近100%，該偵測電極間區域Rd中之反射率越接近該觸摸偵測電極TDL中之反射率。換言之，當該反射比率Rref接近100%時，甚至當光從外面進入時，仍難以看到該觸摸偵測電極TDL。
考慮到不僅該電極之一頂面(舉例而言，圖9A及圖9B中之陰影部分)而且該電極之一側面(舉例而言，圖9A及圖9B中邊緣部分)皆促成光反射。因此，做出複數個取樣，其中該陰影部分之面積(電極面積S)與該邊緣部分之一總長度(電極邊緣長度LE)彼此不同，且測量該等取樣之每一者之該反射比率Rref。
圖11A及圖11B繪示該反射比率Rref之測量結果，其中圖11A繪示一電極面積比率RS之相依性，且圖11B繪示一電極邊緣長度比率RLE之相依性。在此情況中，藉由用該偵測電極間區域Rd中之每單元胞UC(像素Pix)電極面積除以該觸摸偵測電極TDL中之每單元胞UC電極面積而獲得該電極面積比率RS。此外，藉由用該偵測電極間區域Rd中之每單元胞UC(像素Pix)電極邊緣長度除以該觸摸偵測電極TDL中之每單元胞UC電極邊緣長度而獲得該電極邊緣長度比率RLE。
如圖11A中繪示，該反射比率Rref與該電極面積比率RS具有一密切關係，且該電極面積比率RS越大，該反射比率Rref越大。此外，如圖11B中繪示，該反射比率Rref與電極邊緣長度比率RLE具有微弱關係，且該電極邊緣長度比率RLE越長，該反射比率Rref越大。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1中，注意力集中於該反射比率Rref與該電極面積比率RS之間之緊密關係，且形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37，使得該觸摸偵測電極TDL中之每單元胞UC(像素Pix)電極面積幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之每單元胞UC電極面積。此可藉由在該觸摸偵測電極TDL中設置該等孔隙部分36而實現。明確言之，舉例而言，該孔隙36A之孔隙寬度Wa及該孔隙36B之孔隙寬度Wb經調整以便寬於相鄰虛設電極37之間之距離，因此該觸摸偵測電極TDL中之每單元胞UC(像素Pix)電極面積幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之每單元胞UC電極面積。因此，該觸摸偵測電極TDL中之反射率可設定為接近該偵測電極間區域Rd中之反射率之一值。因此，甚至當光從外面進入時，仍難以看到該觸摸偵測電極TDL，且可改良該顯示螢幕之可見度。
此外，如圖5中繪示，該偏光板35形成在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1之顯示表面上。因此，可減小來自該等觸摸偵測電極TDL或該虛設電極37之反射光自身，因此難以看到該等觸摸偵測電極TDL。
雖然稍後將參考圖19詳細描述實例，但允許該電極面積比率RS接近100%，因此該反射比率Rref可接近100%。因此，證實甚至當光從外面進入時仍改良該顯示螢幕之可見度。
(對準標記)
如圖8中繪示，在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1中，該等孔隙部分36及該等虛設電極37經配置以對應於該等像素Pix。此意指當該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37形成在該對向基板3上時，與該等像素Pix對準係必要的。下文中，將詳細描述用於該對準之對準標記。
在製造具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1之過程中，舉例而言，在製造該像素基板之一步驟中製造之一大像素基板102與在製造該對向基板之一步驟中製造之一大對向基板103彼此重疊，依需要，藉由碾磨(grinding)或蝕刻減小重疊玻璃之厚度，接著在該對向基板103上形成該觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37。形成此等電極及類似物之後，切割重疊的大基板，各種組件附接至經切割基板之每一者，且組裝具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1。
在製造過程之實例中，在該大像素基板102與該大對向基板103重疊之後形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37。因此，用於形成該等電極之對準標記可係製造該像素基板之步驟中使用的對準標記或可係製造該對向基板之步驟中使用的對準標記。
圖12A繪示該大像素基板102之對準標記之一實例，且圖12B繪示該大對向基板103之對準標記之一實例。圖12A中繪示的該大像素基板102之對準標記用於在該TFT基板21上形成之該TFT元件Tr、該像素電極22、該像素信號線SGL、該掃描信號線GCL及類似物或用於在製造該像素基板之步驟中檢查其等。圖12B中繪示的該大對向基板103之對準標記用於在該玻璃基板31上形成之該色彩濾光片32、該等驅動電極COML及類似物或用於在製造該對向基板之步驟中檢查其等。
為在形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37時使用該等對準標記，在重疊該大像素基板102與該大對向基板103時需要可從外面偵測到該等對準標記。明確言之，舉例而言，在圖12A中繪示的該大像素基板102之一對準標記A1用於形成該等觸摸偵測電極TDL及類似物之情況中，在對應於該對準標記A1之位置之該大對向基板103上之位置處，不需要設置圖案。此外，在圖12B中繪示的該大對向基板103之一對準標記A2用於形成該等觸摸偵測電極TDL及類似物之情況中，在對應於該對準標記A2之位置之該大像素基板102上之位置處，不需要設置圖案。以此方式，甚至當該大像素基板102與該大對向基板103重疊時，偵測到用於形成該等觸摸偵測電極TDL之該等對準標記(舉例而言，該等對準標記A1及A2)，因此可阻止該裝置之錯誤辨識及讀數誤差。
雖然在上文描述中，在該大像素基板102與該大對向基板103重疊之後形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37，但此並非限制性。或者，舉例而言，在製造該對向基板之步驟中在該大對向基板中形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37之後，該大像素基板102與該大對向基板103可重疊。在此情況中，舉例而言，在製造該對向基板之步驟中，可在形成該色彩濾光片及類似物之對向基板圖案之後形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37，或在形成該等觸摸偵測電極TDL及該等虛設電極37之後形成該對向基板圖案。在此情況中，在製造該對向基板之步驟中使用該大對向基板之對準標記形成該等觸摸偵測電極TDL及類似物。
(效果)
在如上文描述的實施例中，該等孔隙部分設置在該等觸摸偵測電極中。因此，該觸摸偵測電極中之每單元胞UC(像素Pix)電極面積可幾乎等於該偵測電極間區域中之每單元胞UC電極面積。此外，各別區域之反射率彼此幾乎相等，因此當光從外面進入時，可改良該顯示螢幕之可見度。
在該實施例中，該觸摸偵測電極之該等孔隙部分之一些配置在對應於該掃描信號線之位置中，使得可減小由該等孔隙部分造成的照度改變之影響。
在該實施例中，該觸摸偵測電極之該等孔隙部分之一些設置在藍色子像素區域中，使得可抑制由該觸摸偵測電極中之減小的藍色光強度造成的白色偏移。
在該實施例中，用於製造該像素基板及該對向基板之該等對準標記通常用於形成該等觸摸偵測電極及該等虛設電極，使得高精度地調整該等像素之位置及該等觸摸偵測電極之位置。因此，可減小觸摸該顯示裝置上之顯示物體時該顯示物體與觸摸偵測位置之間之間隙，且可實現位置偵測之高精度。此外，不必要提供用於形成該等觸摸偵測電極及該等虛設電極之專用對準標記，藉此使圖案簡單。
[修改1-1]
雖然在上文描述的實施例中，該等虛設電極已形成有該像素Pix之循環，但此並非限制性。或者，舉例而言，該等虛設電極可形成有複數個像素Pix之一循環。下文實例係該等虛設電極之每一者形成有四個像素Pix之一循環之情況。
圖13繪示根據該修改具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置1B之一虛設電極37B之一組態實例。該虛設電極37B具有一形狀，其中圖8中之相鄰四個虛設電極37B彼此連接。該虛設電極37B在對應於圖8中之該四個虛設電極37之間之間隙之位置處具有孔隙部分38及39。類似於該虛設電極37或類似物，期望該虛設電極37B具有人眼不可見之一大小且(舉例而言)期望等於或小於500微米平方。亦在此情況中，舉例而言，該孔隙部分36A之孔隙寬度Wa及該孔隙部分36B之孔隙寬度Wb經調整使得該觸摸偵測電極TDL之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之該等虛設電極之一配置面積比率。因此，當光從外面進入時，可改良該顯示螢幕之可見度。
[修改1-2]
雖然在上文描述的實施例中，該單元胞UC意欲對應於該像素Pix之大小，但此並非限制性。舉例而言，該單元胞UC可對應於該複數個像素Pix之大小。明確言之，在圖8中，舉例而言，移除在該圖中垂直配置的兩個孔隙部分36B之任一者，使得該單元胞UC可對應於該兩個像素Pix之大小。
<3.第二實施例>
接下來，將描述根據本發明之一第二實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置5。在該第二實施例中，不僅基於該電極面積而且基於該電極邊緣長度形成該觸摸偵測電極之孔隙部分。換言之，藉由使用包含此等孔隙部分之具有一觸摸偵測功能之一顯示區段50來組態具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5。其他組態與上文描述的第一實施例(圖4及類似物)中之組態相同。注意，使用相同的數字來指代根據該第一實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1之大體相同的組件，且適當省略其之描述。
圖14繪示具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5之一觸摸偵測電極TDL2之一組態實例。該觸摸偵測電極TDL2具有配置有該等像素Pix之該顯示區域Sd中之孔隙部分36C、36D及36E。該等孔隙部分36C及36D形成在對應於藍色(B)子像素SPix之一部分中，且該孔隙部分36E配置在對應於該圖中之垂直相鄰像素Pix之間之一邊界之一位置中。
圖15A及圖15B係用於闡述具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5中之該電極面積比率RS及該電極邊緣長度比率RLE之平面圖，其中圖15A繪示該觸摸偵測電極TDL2之一單元胞UC，且圖15B繪示該虛設電極37。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5中，類似於根據上文描述的第一實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1，該觸摸偵測電極TDL2中之每單元胞UC電極面積(圖15A中之陰影部分)幾乎等於該虛設電極37之電極面積(圖15B中之陰影部分)。明確言之，舉例而言，該等孔隙部分36C及36D之每一者之孔隙寬度Wa及該孔隙部分36E之孔隙寬度Wb經調整使得該觸摸偵測電極TDL2中之每單元胞UC電極面積幾乎等於該虛設電極37之電極面積。注意，該孔隙寬度Wa及該孔隙寬度Wb可彼此相等或可彼此不同。
此外，在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5中，在圖15中，在該觸摸偵測電極TDL2中垂直方向上之電極邊緣長度幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之電極邊緣長度。明確言之，根據圖15A中之該電極左側之四個垂直邊緣部分ET之總長度(垂直方向上之電極邊緣長度)幾乎等於根據圖15B中之該虛設電極37左側之垂直邊緣部分ET之長度。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5中，形成該觸摸偵測電極TDL2及該虛設電極37，使得該觸摸偵測電極TDL2中在垂直方向上之電極邊緣長度幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之電極邊緣長度，而且每單元胞UC(像素Pix)電極面積幾乎相等。因此，該觸摸偵測電極TDL2中之反射率可具有接近該偵測電極間區域Rd中之反射率之一值。
雖然稍後將參考圖19詳細描述實例，但證實該電極面積比率RS及該電極邊緣長度比率RLE接近100%，使得該反射比率Rref接近100%。因此，當光從外面進入時，可改良該顯示螢幕之可見度。
在上文描述的實施例中，除了該電極面積幾乎相等之外，該觸摸偵測電極中在垂直方向上之電極邊緣長度亦幾乎等於該偵測電極間區域中之電極邊緣長度。因此，藉由允許每一區域中之反射率彼此幾乎相等，甚至當光從外面進入時，可改良該顯示螢幕之可見度。其他效果與上文描述的第一實施例中相同。
[修改2]
雖然在上文描述的實施例中，該等孔隙部分經組態使得垂直方向上之電極邊緣長度在該觸摸偵測電極與該偵測電極間區域之間相同，但此並非限制性。或者，舉例而言，該等孔隙部分可經組態使得橫向方向上之電極邊緣長度係相同的。下文將描述該實例。
圖16繪示根據該修改具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置5B中之一觸摸偵測電極TDL2B之一實例。該觸摸偵測電極TDL2B具有孔隙部分36F及36G。該孔隙部分36F形成在對應於該藍色(B)子像素SPix之一部分中，且該孔隙部分36G形成在對應於該圖中之垂直相鄰像素Pix之間之一邊界之一位置中。該孔隙部分36F形狀像一字母「I」，因此，可調整橫向方向上其之電極邊緣長度。
圖17A及圖17B係用於闡述具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5B中之該電極面積比率RS及該電極邊緣長度比率RLE之平面圖，其中圖17A繪示該觸摸偵測電極TDL2B之一單元胞UC，且圖17B繪示該虛設電極37。在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5B中，類似於實施例中具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5，該觸摸偵測電極TDL2B中之每單元胞UC電極面積(圖17A中之陰影部分)幾乎等於該虛設電極37之電極面積(圖17B中之陰影部分)。明確言之，舉例而言，該孔隙部分36F之孔隙寬度Wa及該孔隙部分36G之孔隙寬度Wb經調整使得其等之該等電極面積彼此幾乎相等。此外，在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5B中，在圖17中，橫向方向上之電極邊緣長度在該觸摸偵測電極TDL2B與該偵測電極間區域Rd之間幾乎係相同的。明確言之，根據圖17A中之該電極頂側之四個橫向邊緣部分EY之總長度幾乎等於根據圖17B中之該虛設電極37頂側之一橫向邊緣部分EY之長度。
<4.第三實施例>
接下來，將描述根據本發明之一第三實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置7。在該第三實施例中，該觸摸偵測電極之該等孔隙部分經組態使得該電極面積與該電極邊緣長度兩者在該觸摸偵測電極與該偵測電極間區域之間幾乎係相同的。換言之，藉由使用包含此等孔隙部分之具有一觸摸偵測功能之一顯示區段70來組態具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7。其他組態與上文描述的第一實施例(圖4及類似物)中之組態相同。注意，使用相同的數字來指代根據該第一實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1之大體相同的組件，且適當省略其之描述。
圖18繪示具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7之一觸摸偵測電極TDL3之一組態實例。該觸摸偵測電極TDL3具有配置有該等像素Pix之該顯示區域Sd中之孔隙部分36H、36I。該孔隙部分36H形成在對應於藍色(B)子像素SPix之一部分中，且該孔隙部分36I形成在對應於該圖中之垂直相鄰像素Pix之間之一邊界之一位置中。該孔隙部分36H具有一矩形圖框形狀以便調整彼此獨立的橫向方向上之該電極邊緣長度及垂直方向上之該電極邊緣長度。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，類似於根據上文描述的第一實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1，該觸摸偵測電極TDL3中之每單元胞UC電極面積幾乎等於該虛設電極37之電極面積。明確言之，舉例而言，該孔隙部分36H之孔隙寬度Wa及該孔隙部分36I之孔隙寬度Wb經調整使得此等電極面積彼此幾乎相等。
此外，在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，類似於根據上文描述的第二實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置5及5B，垂直方向上之該電極邊緣長度及橫向方向上之該電極邊緣長度在該觸摸偵測電極TDL3與該偵測電極間區域Rd之間幾乎相同。特定言之，在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，可獨立設定垂直方向上之該電極邊緣長度與橫向方向上之該電極邊緣長度兩者。
在具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，形成該觸摸偵測電極TDL3及該虛設電極37，使得每單元胞UC(像素Pix)電極面積與垂直方向上及橫向方向上之該電極邊緣長度在該觸摸偵測電極TDL3與該偵測電極間區域Rd之間幾乎相同。因此，該觸摸偵測電極TDL3中之反射率與該偵測電極間區域Rd中之反射率可彼此接近，且可改良該顯示螢幕之可見度。
雖然稍後將參考圖19詳細描述實例，但該電極面積比率RS及該電極邊緣長度比率RLE接近100%，使得該反射比率Rref接近100%。因此，證實甚至當光從外面進入時，仍可改良該顯示螢幕之可見度。
如上文描述，在該實施例中，該電極面積與垂直方向上及橫向方向上之該電極邊緣長度在該觸摸偵測電極與該偵測電極間區域之間幾乎相同，使得每一區域中之反射率彼此幾乎相等。因此，甚至當光從外面進入時，仍可改良該顯示螢幕之可見度。其他效果與上文描述的第一實施例中相同。
<5.實例>
實驗上製造已描述為第一至第三實施例之具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7及其等之修改，且執行其等之評估。下文將描述細節。
圖19繪示實驗上製造的具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7及其等之評估結果。實驗上製造的具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7之每一者之該電極面積比率RS及該電極邊緣長度比率RLE如圖19中繪示被設定為各種值。注意，該等電極(該觸摸偵測電極及該虛設電極)之每一者之厚度在所有顯示裝置中係相同的。對一反射比率Rref、反射可見度及透射可見度之三個評估項目執行評估。在評估反射可見度中，執行該評估以判定一觸摸偵測電極在「陽光下的太陽」、「陽光下的天空」、「螢光燈下的螢光燈」及「螢光燈下的其他燈」之四個條件下是否是可見的。在此情況中，「陽光下的太陽」之條件指示在陽光下正規反射陽光之一情況，「陽光下的天空」之條件指示一反射方向並非是陽光下之一光源(太陽)(舉例而言，藍色天空)之一情況，「螢光燈下的螢光燈」之條件指示正規反射螢光燈之一情況，且「螢光燈下的其他燈」之條件指示一反射方向並非是螢光燈下之一光源(螢光燈)之一情況。在該等條件下之評估中，從任何方向上不能看到該觸摸偵測電極之一情況被認為「良好」，且從所有方向上均能看到該觸摸偵測電極之一情況被認為「不良」。此外，從某些方向上能看到該觸摸偵測電極、但從顯示螢幕前面無法看到該觸摸偵測電極之一情況被認為「可接受」。此外，在評估透射可見度中，執行該評估以判定當看到顯示螢幕時，該觸摸偵測電極是否可見。在該評估中，從任何方向上不能看到該觸摸偵測電極之一情況被認為「良好」。
在該第一實施例至該第三實施例中描述的具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7中，形成該觸摸偵測電極及該虛設電極，使得該觸摸偵測電極TDL之配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之該等虛設電極之配置面積比率，且每一裝置之該電極面積比率RS係接近100%之一值。此外，在根據該第二實施例及該第三實施例具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置5、5B及7中，形成該觸摸偵測電極及該虛設電極，使得該電極邊緣長度比率RLE係接近100%之一值。特定言之，在根據該第三實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，該電極邊緣長度比率RLE係接近100%之一值。因此，該反射比率Rref在具有一觸摸偵測功能之任何顯示裝置中係接近100%之一值。在反射可見度之測量結果中，雖然觀察到一微小差異，但在具有一觸摸偵測功能之任何顯示裝置中獲得大體良好特性。特定言之，在根據該第三實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置7中，在「陽光下的太陽」及「螢光燈下的螢光燈」之條件下，獲得比其他條件下之其他顯示裝置之特性更好的特性。
如圖19中繪示，為獲得良好反射可見度，期望該電極面積比率RS設定在98%至102%之一範圍內。較佳地，該電極面積比率RS設定在99%至101%之一範圍內。
此外，為證實具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7之效果，實驗上製造具有一觸摸偵測功能之一些顯示裝置(比較實例1至4)。根據該等比較實例具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置各自具有與根據該第一實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1(圖8)之孔隙部分相同的該等孔隙部分36。然而，在該等比較實例中，與具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置1不同，如圖19中繪示，該孔隙部分36之寬度等於該等相鄰虛設電極37之間之距離，因此該電極面積比率RS不接近100%，且該反射比率Rref亦不接近100%。因此，作為根據該等比較實例之該反射可見度之測量結果，如圖19中繪示，獲得劣於根據上文描述的實施例具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7之特性。
注意，對於該透射可見度，在該第一實施例至該第三實施例中描述的具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置1、1B、5、5B及7及根據該等比較實例(比較實例1至4)具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置之任一者中，獲得有利特性。
<6.應用實例>
接下來，將參考圖20至圖24G描述該等實施例及該等修改中描述的具有一觸摸偵測功能之該等顯示裝置之應用實例。上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置可應用於任何領域中之電子單元，諸如一電視機、一數位相機、一筆記型個人電腦、一可攜式終端機裝置(諸如一行動電話)及一視訊攝影機。換言之，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置可應用於各種領域中之電子單元用於顯示從外面輸入之一圖像信號或內部產生之一圖像信號作為一影像或一圖像。
(應用實例1)
圖20繪示一電視機之一外觀，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置應用於該電視機。該電視機具有(舉例而言)包含一前面板511及一濾光玻璃512之一圖像顯示螢幕區段510。由根據上文描述的實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置組態該圖像顯示螢幕區段510。
(應用實例2)
圖21A及圖21B繪示一數位相機之一外觀，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置應用於該數位相機。該數位相機具有(舉例而言)用於一閃光之一發光區段521、一顯示區段522、一選單開關523及一快門按鈕524。由根據上文描述的實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置組態該顯示區段522。
(應用實例3)
圖22繪示一筆記型個人電腦之一外觀，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置應用於該筆記型個人電腦。該筆記型個人電腦具有(舉例而言)一主要本體531、用於輸入字元及類似物之操作之一鍵盤532及用於顯示一影像之一顯示區段533。由根據上文描述的實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置組態該顯示區段533。
(應用實例4)
圖23繪示一視訊攝影機之一外觀，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置應用於該視訊攝影機。該視訊攝影機具有(舉例而言)一主要本體541、用於拍攝在該主要本體541之前側面上提供之一物體之一透鏡542、一拍攝開始/停止開關543及一顯示區段544。而且，由根據上文描述的實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置組態該顯示區段544。
(應用實例5)
圖24A至圖24G繪示一行動電話之一外觀，上文描述的實施例及類似物之具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置應用於該行動電話。在該行動電話中，舉例而言，藉由一接合區段(一樞紐區段)730接合一頂側外殼710及一底側外殼720。該行動電話具有一顯示器740、一子顯示器750、一圖像燈(picture light)760及一相機770。由根據上文描述的實施例及類似物具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置組態該顯示器740或該子顯示器750。
在上文中，雖然已參考若干實施例、修改、實例及對電子單元之應用實例描述本發明，但本發明並不限於此，且可做出各種修改。
舉例而言，雖然在上文描述的實施例及類似物中，該透光層33形成在該玻璃基板31與該觸摸偵測電極TDL之間，但此並非限制性。或者，該透光層33可設置在該觸摸偵測電極TDL上，如圖25繪示。
舉例而言，雖然在上文描述的實施例及類似物中，設置該透光層33，但此並非限制性，或者可省略該透光層33。
舉例而言，雖然在上文描述的實施例及類似物中，該觸摸偵測電極之配置面積比率與該等虛設電極之配置面積比率彼此幾乎相等，但此並非限制性。或者，每單元面積之該等孔隙部分之所有側之總長度與每單元面積之該虛設電極之所有側之總長度彼此可幾乎相等。在此情況中，該觸摸偵測電極中之反射率可幾乎等於該虛設電極中之反射率，因此，當光從外面進入時，可抑制由該觸摸偵測電極造成的該顯示螢幕之可見度降低。
舉例而言，在上文描述的實施例及類似物中，藉由整合該觸摸偵測區段30與使用各種模式(諸如TN、VA及ECB)之一液晶之該液晶顯示區段20來組態具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置10。或者，該觸摸偵測區段可與使用橫向電場模式(諸如FFS(邊緣場切換)及IPS(平面內切換))之一液晶之一液晶顯示區段一起整合。舉例而言，在使用電場模式之一液晶之一情況中，可如圖26中繪示來組態具有一觸摸偵測功能之一顯示區段90。圖26繪示具有一觸摸偵測功能之該顯示區段90中之一有關部分之一橫截面組態之一實例且繪示一液晶層6B夾置在一像素基板2B與一對向基板3B之間之一狀態。因為其他部分之名字、功能及類似物與圖5之情況相同，所以省略其等之描述。在該實例中，不像圖5之情況，通常用於顯示且用於觸摸偵測之該等驅動電極COML直接形成在該TFT基板21上且組態該像素基板2B之一部分。該等像素電極22透過該絕緣層23配置在該等驅動電極COML上方。在此情況中，配置在該等驅動電極COML與該觸摸偵測電極TDL之間的包含該液晶層6B之所有介電體促成形成電容元件C1。
舉例而言，雖然在上文描述的實施例及類似物中，整合該液晶顯示區段20及該觸摸偵測區段30，但此並非限制性。或者，一觸摸偵測區段(一觸摸偵測裝置)可與一液晶顯示區段分開組態。在此情況中，在該觸摸偵測區段中，該觸摸偵測電極TDL之配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域Rd中之該等虛設電極之配置面積比率，使得各個區域中之反射率彼此幾乎相等。因此，當該觸摸偵測區段安裝在該顯示裝置上時，可改良該顯示螢幕之可見度。
本申請案含有與2010年8月23日在日本專利局申請的日本優先專利申請案JP 2010-186197中揭示的主旨有關之主旨，該案之全文內容以引用方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解取決於設計要求及其他因素可發生各種修改、組合、子組合及更改，只要其等在隨附申請專利範圍或其之等效物之範圍內。
1．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
1B．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
2．．．像素基板
3．．．對向基板
5．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
5B．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
6．．．液晶層
6B．．．液晶層
7．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
10．．．具有觸摸偵測功能之一顯示區段
11．．．控制區段
12．．．閘極驅動器
13．．．源極驅動器
14．．．驅動電極驅動器
20．．．液晶顯示區段
21．．．TFT基板
22．．．像素電極
30．．．觸摸偵測區段
31．．．玻璃基板
32．．．色彩濾光片
33．．．透光層
35．．．偏光板
36．．．孔隙部分
36A．．．孔隙部分
36B．．．孔隙部分
36C．．．孔隙部分
36D．．．孔隙部分
36E．．．孔隙部分
36F．．．孔隙部分
36G．．．孔隙部分
36H．．．孔隙部分
36I．．．孔隙部分
37．．．虛設電極
37B．．．虛設電極
40．．．觸摸偵測電路
50．．．具有觸摸偵測功能之顯示區段
70．．．具有觸摸偵測功能之顯示區段
90．．．具有觸摸偵測功能之顯示區段
102．．．大像素基板
103．．．大對向基板
510．．．圖像顯示螢幕區段
511．．．前面板
512．．．濾光玻璃
521．．．用於閃光之發光區段
522．．．顯示區段
523．．．選單開關
524．．．快門按鈕
531．．．主要本體
532．．．鍵盤
533．．．顯示區段
541．．．主要本體
542．．．透鏡
543．．．拍攝開始/停止開關
544．．．顯示區段
710．．．頂側外殼
720．．．底側外殼
730．．．接合區段
740．．．顯示器
750．．．子顯示器
760．．．圖像燈
770．．．相機
A1．．．對準標記
A2．．．對準標記
B．．．藍色
C1．．．電容元件
C2．．．電容元件
COML．．．驅動電極
D．．．介電體
DET．．．電壓偵測器
E1．．．驅動電極
E2．．．觸摸偵測電極
G．．．綠色
GCL．．．掃描信號線
I0．．．電流
I1．．．電流
I2．．．電流
LC．．．液晶元件
Out．．．輸出信號
Pix．．．像素
R．．．紅色
Rd．．．偵測電極間區域
Sd．．．顯示區域
Sf．．．圖框區域
Sg．．．交流矩形波
SGL．．．像素信號線
SPix．．．子像素
TDL．．．觸摸偵測電極
TDL2．．．觸摸偵測電極
TDL2B．．．觸摸偵測電極
TDL3．．．觸摸偵測電極
Tr．．．TFT元件
UC．．．單元胞
V0．．．波形
V1．．．波形
Vcom．．．驅動信號
Vdet．．．觸摸偵測信號
Vdisp．．．圖像信號
Vpix．．．像素信號
Vscan．．．掃描信號
Vth．．．臨限電壓
Wa．．．孔隙寬度
Wb．．．孔隙寬度
圖1係用於闡述根據本發明之實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置中之一觸摸偵測方法之一基本原理之一圖且係繪示一手指不接觸或不靠近該顯示裝置之一狀態之一圖。
圖2係用於闡述根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置中之該觸摸偵測方法之一基本原理之一圖且係繪示一手指接觸或靠近該顯示裝置之一狀態之一圖。
圖3係用於闡述根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置中之該觸摸偵測方法之一基本原理之一圖且係繪示一驅動信號及一觸摸偵測信號之一波形之一實例之一圖。
圖4係繪示根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示裝置之一組態實例之一方塊圖。
圖5係繪示根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之一顯示區段之一示意橫截面組態之一截面圖。
圖6A及圖6B分別係繪示根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示區段之一像素配置之一電路圖及一平面圖。
圖7係繪示根據該等實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示區段之驅動電極及觸摸偵測電極之一組態實例之一透視圖。
圖8係繪示根據一第一實施例之一觸摸偵測電極及虛設電極之一組態實例之一平面圖。
圖9A及圖9B係用於闡述一電極面積比率及一電極邊緣長度比率之平面圖。
圖10A及圖10B係用於闡述反射率之一測量之示意圖。
圖11A及圖11B係繪示反射比率之該電極面積比率之相依性及反射比率之該電極邊緣長度比率之相依性之一實例之特性圖。
圖12A及圖12B係繪示根據該實施例之對準標記之圖。
圖13係繪示根據該第一實施例之一修改之一觸摸偵測電極及虛設電極之一組態實例之一平面圖。
圖14係繪製根據一第二實施例之一觸摸偵測電極及虛設電極之一組態實例之一平面圖。
圖15A及圖15B係用於闡述根據該第二實施例之一垂直電極邊緣長度之平面圖。
圖16係繪示根據該第二實施例之一修改之一觸摸偵測電極及虛設電極之一組態實例之一平面圖。
圖17A及圖17B係用於闡述根據該第二實施例之該修改之一橫向電極邊緣長度之平面圖。
圖18係繪示根據一第三實施例之一觸摸偵測電極及虛設電極之一組態實例之一平面圖。
圖19係繪示根據該實施例之實例之一表格。
圖20係繪示應用該實施例具有一觸摸偵測功能之該顯示裝置之一應用實例1之一外觀組態之一透視圖。
圖21A及圖21B係繪示一應用實例2之一外觀組態之透視圖。
圖22係繪示一應用實例3之一外觀組態之一透視圖。
圖23係繪示一應用實例4之一外觀組態之一透視圖。
圖24A至圖24G係繪示一應用實例5之一外觀組態之前視圖、側視圖、俯視圖及仰視圖。
圖25係繪示根據該實施例之一修改具有一觸摸偵測功能之一顯示區段之一示意橫截面組態之一截面圖。
圖26係繪示根據該實施例之另一修改具有一觸摸偵測功能之一顯示區段之一示意橫截面組態之一截面圖。
36A．．．孔隙部分
36B．．．孔隙部分
37．．．虛設電極
B．．．藍色
G．．．綠色
Pix．．．像素
R．．．紅色
Rd．．．偵測電極間區域
Sd．．．顯示區域
Sf．．．圖框區域
TDL．．．觸摸偵測電極
UC．．．單元胞
Wa．．．孔隙寬度
Wb．．．孔隙寬度

Claims (17)

  1. 一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其包括：複數個觸摸偵測電極，其等平行配置以在一個方向上延伸，形成有包含一電極部分及孔隙部分之一預定電極圖案，且各觸摸偵測電極基於回應於一外部接近物體之一靜電電容改變而輸出一偵測信號；複數個顯示元件，其等形成在與設置有該等觸摸偵測電極之一層不同之一層中，且在對應於該觸摸偵測電極之一區域中在一寬度方向上以一預定數目配置；及複數個虛設電極，其等配置在該複數個觸摸偵測電極之一偵測電極間區域中，其中該等孔隙部分經設置以允許該觸摸偵測電極之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域中之該等虛設電極之一配置面積比率。
  2. 如請求項1之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該等孔隙部分經設置以允許每單元面積之該等孔隙部分之所有側之一總長度幾乎等於每單元面積之該虛設電極之所有側之一總長度。
  3. 如請求項1之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中由包含該等孔隙部分之複數個偵測電極單元胞組態該觸摸偵測電極。
  4. 如請求項3之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中由包含該虛設電極之複數個虛設電極單元胞組態該偵測電極間區域。
  5. 如請求項4之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該偵測電極單元胞及該虛設電極單元胞之每一者之一大小等於或小於500微米平方(μm square)。
  6. 如請求項5之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該偵測電極單元胞之大小對應於該虛設電極單元胞之大小。
  7. 如請求項4之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該偵測電極單元胞及該虛設電極單元胞係配置在與該等顯示元件之各個對應之位置中。
  8. 如請求項7之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該顯示元件組態包含至少一紅色顯示元件、一綠色顯示元件及一藍色顯示元件之一顯示像素，且該偵測電極單元胞之大小對應於該顯示像素之大小或該顯示像素之大小之一整數倍。
  9. 如請求項7之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該顯示元件組態包含至少一紅色顯示元件、一綠色顯示元件及一藍色顯示元件之一顯示像素，且該虛設電極單元胞之大小對應於該顯示像素之大小或該顯示像素之大小之一整數倍。
  10. 如請求項8之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中在該紅色顯示元件、該綠色顯示元件及該藍色顯示元件之外，該等孔隙部分至少配置在相對於該電極部分對應於對彩色光具有最低透光率之一顯示元件之位置中。
  11. 如請求項10之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該 等孔隙部分配置在對應於該藍色顯示元件之位置中。
  12. 如請求項9之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該虛設電極經配置使得在相鄰虛設電極之間之間隙之外，在與該紅色顯示元件、該綠色顯示元件及該藍色顯示元件之一配置方向交叉之一方向上延伸之一間隙定位在對應於該藍色顯示元件之位置中。
  13. 如請求項3之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其進一步包括：一選擇線，其用於選擇執行顯示操作之該顯示元件，其中該等孔隙部分配置在對應於該選擇線之位置中。
  14. 如請求項3之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該觸摸偵測電極直接形成在用於支撐之一玻璃基板上。
  15. 如請求項3之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該觸摸偵測電極透過一透光層形成在用於支撐之一玻璃基板上或形成在該玻璃基板與該透光層之間，且該透光層之一折射率之一值在該玻璃基板之一折射率與該觸摸偵測電極之一折射率之間。
  16. 如請求項3之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該虛設電極處於一電浮動狀態。
  17. 一種觸摸偵測裝置，其包括：複數個觸摸偵測電極，其等平行配置以在一個方向上延伸，形成有包含一電極部分及孔隙部分之一預定電極圖案，且各觸摸偵測電極基於回應於一外部接近物體之 一靜電電容改變而輸出一偵測信號；及複數個虛設電極，其等配置在該複數個觸摸偵測電極之一偵測電極間區域中，其中該等孔隙部分經設置以允許該觸摸偵測電極之一配置面積比率幾乎等於該偵測電極間區域中之該等虛設電極之一配置面積比率。
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