觸摸檢測裝置、附帶觸摸檢測功能的顯示裝置及電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠檢測從外部接近的對象物的觸摸檢測裝置、包括該觸摸檢測裝置的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置以及電子設備。
【背景技術】
[0002]近年來，被稱為所謂的觸摸面板的、能夠檢測從外部接近的物體作為對象物的觸摸檢測裝置受到關注。觸摸檢測裝置例如與顯示裝置進行組合，通過使顯示裝置顯示各種輸入用的圖像等，從而作為用于輸入信息的裝置而使用。這樣，通過將觸摸檢測裝置與顯示裝置進行組合，即使不使用如鍵盤、鼠標或者小鍵盤(keypad)這樣的輸入裝置，也能夠進行信息的輸入。
[0003]作為觸摸檢測裝置的方式，存在光學式、電阻式、靜電電容式等。靜電電容式的觸摸檢測裝置是比較簡單的結構，且能夠實現(xiàn)低功耗。觸摸檢測裝置被要求盡可能可靠地檢測對象物的接近或者接觸。例如，在專利文獻I中，記載了在不受到接觸操作面的手指的影響的位置上設置校正電極和校正檢測電極，從而校正輸入檢測信號的變動的技術。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:(日本)特開2012-43275號公報
[0007]另外，在專利文獻I中記載的技術中，在對多個驅動線依次提供驅動電壓之后，對校正電極提供驅動電壓。因此，在對象物的檢測和輸入檢測信號的校正中產生時間差的結果，存在不能可靠地檢測對象物的可能性。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提供一種能夠抑制對象物的接近或者接觸的檢測精度的下降的觸摸檢測裝置、附帶觸摸檢測功能的顯示裝置以及電子設備?；蛘撸峁┮环N能夠在短時間內進行觸摸檢測的觸摸檢測裝置、附帶觸摸檢測功能的顯示裝置以及電子設備。
[0009]本發(fā)明的一個方式的觸摸檢測裝置包括:多個驅動電極；多個觸摸檢測電極，在與所述多個驅動電極之間形成靜電電容；信號生成部，生成電壓互不相同的多個直流信號；第一驅動部，將所述多個直流信號中的一個選擇性地供應給所述驅動電極；元件，具有規(guī)定的大小的靜電電容；第二驅動部，與所述第一驅動部同步地，將所述多個直流信號中的一個選擇性地供應給所述元件的一端；以及檢測部，在相同的定時取得來自所述觸摸檢測電極的輸出值以及來自所述元件的輸出值，基于使用來自所述元件的輸出值來校正了來自所述觸摸檢測電極的輸出值后的值，檢測對象物的接近或者接觸。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示第一實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一結構例的圖。
[0011]圖2是表示附帶觸摸檢測功能的顯示部的主要部分剖面結構的例子的圖。
[0012]圖3是表示液晶顯示部中的像素結構的結構例的圖。
[0013]圖4是表示觸摸檢測設備的一結構例的圖。
[0014]圖5是表示為了說明靜電電容型觸摸檢測方式的基本原理而手指沒有接觸或者靠近觸摸檢測設備的狀態(tài)的說明圖。
[0015]圖6是表示圖5所示的手指沒有接觸或者靠近觸摸檢測設備的狀態(tài)的等效電路的例子的說明圖。
[0016]圖7是表示為了說明靜電電容型觸摸檢測方式的基本原理而手指接觸或者靠近了觸摸檢測設備的狀態(tài)的說明圖。
[0017]圖8是表示圖7所示的手指接觸或者靠近了觸摸檢測設備的狀態(tài)的等效電路的例子的說明圖。
[0018]圖9是表示驅動信號以及觸摸檢測信號的波形的一例的圖。
[0019]圖10是立體地表示觸摸檢測設備的一結構例的圖。
[0020]圖11是表不選擇開關部的一結構例的框圖。
[0021]圖12是示意性地表示觸摸檢測掃描的圖。
[0022]圖13是示意性地表示觸摸檢測掃描的圖。
[0023]圖14是示意性地表示觸摸檢測掃描的圖。
[0024]圖15是示意性地表示顯示掃描以及觸摸檢測掃描的圖。
[0025]圖16是表不驅動信號生成部的一結構例的圖。
[0026]圖17是表示驅動電極驅動器的一結構例的圖。
[0027]圖18是表示開關電路的一結構例的圖。
[0028]圖19是示意性地表示附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的安裝例的圖。
[0029]圖20是表示對來自觸摸檢測電極的輸出值進行校正的處理的示意圖。
[0030]圖21是表示對來自觸摸檢測電極的輸出值進行校正的處理的示意圖。
[0031]圖22是表示取得來自觸摸檢測電極以及電容器的輸出值的定時的圖。
[0032]圖23是表示在不對來自觸摸檢測電極的輸出值進行校正時的觸摸檢測信號的一例的圖。
[0033]圖24是表示在對來自觸摸檢測電極的輸出值進行了校正時的觸摸檢測信號的一例的圖。
[0034]圖25是用于說明對來自觸摸檢測電極的輸出值進行校正的定時的圖。
[0035]圖26是表示校正觸摸檢測信號的圖。
[0036]圖27是表示校正用的電路的例子的圖。
[0037]圖28是表示校正用的電路的例子的圖。
[0038]圖29是表示校正用的電路的例子的圖。
[0039]圖30是表示校正用的電路的例子的圖。
[0040]圖31是圖30所示的校正用的電路的定時圖。
[0041]圖32(A)?(H)是表示附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的定時波形例的圖。
[0042]圖33(A)?(E)是表示觸摸檢測掃描的動作例的圖。
[0043]圖34是示意性地表示比較例I的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的安裝例的圖。
[0044]圖35是表示比較例2的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一結構例的圖。
[0045]圖36是示意性地表示比較例2的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的安裝例的圖。
[0046]圖37(A)?(J)是表示比較例2的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的定時波形例的圖。
[0047]圖38是表示比較例2的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置和第一實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置中的、驅動信號的上升時間和下降時間的特性例的圖。
[0048]圖39 (A)?⑶是示意性地表示變形例1-1的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的動作的圖。
[0049]圖40(A)?(C)是表示變形例1-1的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測期間中的觸摸檢測動作的圖。
[0050]圖41(A)?(C)是表示變形例1-1的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的觸摸檢測期間中的觸摸檢測動作的圖。
[0051 ]圖42是表示變形例1-2的驅動電極驅動器的一結構例的圖。
[0052]圖43是表不圖42的解碼器的真值表的圖。
[0053]圖44是表示變形例1-2的驅動電極驅動器的其他的結構例的圖。
[0054]圖45是表示變形例1-2的驅動電極驅動器的其他的結構例的圖。
[0055]圖46是表不圖45的解碼器的真值表的圖。
[0056]圖47是表示第二實施方式的驅動部的一結構例的圖。
[0057]圖48 (A)?(I)是表示第二實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的定時波形例的圖。
[0058]圖49是表示比較例2的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置和第二實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置中的、驅動信號的上升時間和下降時間的特性例的圖。
[0059]圖50是表示變形例2-1的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一結構例的圖。
[0060]圖51 (A)?(G)是表示變形例2-1的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的定時波形例的圖。
[0061]圖52是表示附帶觸摸檢測功能的顯示裝置中的、觸摸檢測所需的時間的圖。
[0062]圖53是表示附帶觸摸檢測功能的顯示部的主要部分剖面結構的一例的圖。
[0063]圖54是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0064]圖55是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0065]圖56是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0066]圖57是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0067]圖58是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0068]圖59是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0069]圖60是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0070]圖61是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0071]圖62是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0072]圖63是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0073]圖64是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0074]圖65是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0075]圖66是表示應用本實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的電子設備的一例的圖。
[0076]標號說明
[0077]I附帶觸摸檢測功能的顯示裝置
[0078]2像素基板
[0079]3對置基板
[0080]6液晶層
[0081]7附帶觸摸檢測功能的顯示裝置
[0082]10附帶觸摸檢測功能的顯示部
[0083]11控制部
[0084]12柵極驅動器
[0085]13源極驅動器
[0086]14選擇開關部
[0087]15驅動信號生成部
[0088]16驅動電極驅動器
[0089]20液晶顯不部
[0090]21 TFT 基板
[0091]22像素電極
[0092]30觸摸檢測設備
[0093]31玻璃基板
[0094]40觸摸檢測部
[0095]42 LPF 部
[0096]43 A/D 轉換部
[0097]44信號處理部
[0098]45坐標提取部
[0099]46檢測定時控制部
[0100]51掃描控制部
[0101]52觸摸檢測掃描部
[0102]53驅動部
[0103]B驅動電極塊
[0104]COML驅動電極
[0105]Cref 電容器
[0106]GCL掃描信號線
[0107]LC液晶元件
[0108]LDC, LH 布線
[0109]Pix 像素
[0110]SPix 子像素
[0111]SGL像素信號線
[0112]Sffref 開關電路
[0113]T柔性印刷基板
[0114]TDL觸摸檢測電極
[0115]Tr TFT 元件
【具體實施方式】
[0116]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。另外，公開只不過是一例，對本領域技術人員來說，關于保持發(fā)明的主旨的適當變更而能夠容易地想到的當然也被包含于本發(fā)明的范圍。此外，關于附圖，存在為了更明確地進行說明，與實際的情況相比，示意性地表示各部分的寬度、厚度、形狀等的情況，但這只是一例，并非限定本發(fā)明的解釋。此外，在本說明書和各圖中，存在關于已經出現(xiàn)的圖，對與前述的元素相同的元素賦予相同的符號，適當省略詳細的說明的情況。進而，以下記載的結構元素能夠進行適當組合。另外，說明以以下的順序來進行。
[0117]1.第一實施方式
[0118]2.第二實施方式
[0119]3.應用例(電子設備)
[0120]上述實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置應用于電子設備的例子
[0121]< 1.第一實施方式>
[0122][結構例]
[0123]圖1是表示第一實施方式的附帶觸摸檢測功能的顯示裝置的一結構例的圖。該附帶觸摸檢測功能的顯示裝置I包括附帶觸摸檢測功能的顯示部10、控制部11、柵極驅動器
12、源極驅動器13、選擇開關部14、驅動信號生成部15、驅動電極驅動器16、觸摸檢測部40、開關電路SWref、作為電容元件的電容器Cref。
[0124](附帶觸摸檢測功能的顯示部)
[0125]首先，詳細說明附帶觸摸檢測功能的顯示部10的結構例。附帶觸摸檢測功能的顯示部10是內置了觸摸檢測功能的顯示設備。附帶觸摸檢測功能的顯示部10包括液晶顯示部20和觸摸檢測設備30。如后所述，液晶顯示部20是根據從柵極驅動器12被供應的掃描信號Vscan，按每條水平線依次掃描而進行顯示的設備。觸摸檢測設備30是輸出觸摸檢測信號Vdet的設備。如后所述，該觸摸檢測設備30根據從驅動電極驅動器16被供應的驅動信號Vcom，依次掃描而進行觸摸檢測。
[0126]圖2是表示附帶觸摸檢測功能的顯示部的主要部分剖面結構的例子的圖。該附帶觸摸檢測功能的顯示部10包括像素基板2、與該像素基板2對置而配置的對置基板3、插入像素基板2和對置基板3之間的液晶層6。
[0127]像素基板2包括作為電路基板的TFT基板21、驅動電極C0ML、像素電極22。TFT基板21作為形成各種電極或布線(后述的像素信號線SGL或掃描信號線GCL等)、薄膜晶體管(TFT ；Thin Film Transistor)等的電路基板發(fā)揮作用。TFT基板21例如由玻璃構成。在TFT基板21的上方，形成驅動電極C0ML。驅動電極COML是用于對多個像素Pix (后述)供應公共的電壓的電極。該驅動電極COML作為用于液晶顯示動作的公共驅動電極發(fā)揮作用，且還作為用于觸摸檢測動作的驅動電極發(fā)揮作用。在驅動電極COML的上方，形成絕緣層23，在其上方，形成像素電極22。像素電極22是用于供應用于進行顯示的像素信號的電極，具有透光性。驅動電極COML以及像素電極22例如由ΙΤ0(銦錫氧化物，Indium TinOxide)構成。
[0128]對置基板3包括玻璃基板31、彩色濾光片(Color filter) 32、觸摸檢測電極TDL。彩色濾光片32形成在玻璃基板31的一個面。該彩色濾光片32例如將紅(R)、綠(G)、藍(B)的三個顏色的彩色濾光片層周期性地排列而構成，R、G、B的三個顏色作為I組與各顯示像素相對應。此外，在玻璃基板31的另一個面，形成了觸摸檢測電極TDL。觸摸檢測電極TDL例如由ITO構成，是具有透光性的電極。在該觸摸檢測電極TDL的上方，配設了偏光板35。
[0129]液晶層6作為顯示功能層發(fā)揮作用，根據電場的狀態(tài)，對通過其中的光進行調制。該電場通過驅動電極COML的電壓和像素電極22的電壓的電位差而形成。在液晶層6中，使用 FFS(邊緣場轉換，F(xiàn)ringe Field Switching)或 IPS(面內轉換，In Plane Switching)等的橫電場模式的液晶。
[0130]另外，在液晶層6和像素基板2之間以及在液晶層6和對置基板3之間，分別配設了取向膜，此外，在像素基板2的下面?zhèn)?，配置了入射側偏光板，但這里省略圖示。
[0131]圖3是表示液晶顯示部中的像素結構的結構例的圖。液晶顯示部20具有以矩陣狀排列的多個像素Pix。各像素Pix由3個子像素SPix構成。該3個子像素SPix配置成與圖2所示的彩色濾光片32的三個顏色(RGB)分別對應。子像素SPix具有TFT元件Tr以及液晶元件LC。TFT元件Tr由薄膜晶體管構成，在該例中，由η溝道的MOS (金屬氧化物半導體，Metal Oxide Semiconductor)型的TFT構成。TFT元件Tr的源極連接到像素信號線SGL，柵極連接到掃描信號線GCL，漏極連接到液晶元件LC的一端。液晶元件LC的一端連接到TFT元件Tr的漏極，另一端連接到驅動電極C0ML。
[0132]子像素SPix通過掃描信號線GCL，與屬于液晶顯示部20的相同的行的其他的子像素SPix互相連接。掃描信號線GCL與柵極驅動器12連接，從柵極驅動器12被供應掃描信號Vscan。此外，子像素SPix通過像素信號線SGL，與屬于液晶顯示部20的相同的列的其他的子像素SPix互相連接。像素信號線SGL與選擇開關部14連接，從選擇開關部14被供應像素信號Vpix。
[0133]進一步，子像素SPix通過驅動電極C0ML，與屬于液晶顯示部20的相同的行的其他的子像素SPix互相連接。驅動電極COML與驅動電極驅動器16連接，從驅動電極驅動器16被供應驅動信號Vcom。
[0134]通過這個結構，在液晶顯示部20中，進行驅動使得柵極驅動器12將掃描信號線GCL以時分方式進行線順序掃描，從而依次選擇I條水平線，源極驅動器13以及選擇開關部14對屬于該I條水平線的像素Pix供應像素信號Vpix，從而按每條水平線進行顯示。
[0135]圖4是表示觸摸檢測設備的一結構例的圖。觸摸檢測設備30包括作為第一電極的驅動電極COMLO、COMLl、……、COMLn和作為第二電極的觸摸檢測電極TDLO、TDLl、……、TDLm0
[0136]驅動電極COMLO、COMLl、……、COMLn中，沿著規(guī)定方向(本說明中，任意地確定的XY坐標的X方向)延伸的條紋狀的電極圖案在與規(guī)定方向正交的方向(本例中為Y方向)上排列了多條(n+1條)。在本實施方式中，驅動電極COMLO、COMLl、……、⑶MLn的數目并不限定。在檢測對象物(手指或者觸摸筆等)的接近或者接觸(以下，適當地稱為觸摸動作)時，從驅動電極驅動器16對各個驅動電極COMLO、COMLl、……、COMLn依次供應驅動信號 Vcom0
[0137]驅動信號Vcom是以規(guī)定的周期至少大小變動的激勵信號，且是用于檢測對象物向觸摸檢測設備30的接近或者接觸的信號。驅動信號Vcom除了大小之外，方向也可以發(fā)生變化。以下，在不需要分別區(qū)分驅動電極C0ML0、C0ML1、……、C0MLn的情況下，適當地稱為驅動電極COML。
[0138]觸摸檢測電極TDL0、TDL1、……、TDLm是沿著與各個驅動電極COML的延伸方向正交的方向、即Y方向延伸的條紋狀的電極圖案。觸摸檢測電極TDLO、TDLl、……、TDLm不需要與各個驅動電極COML正交，只要交叉即可。觸摸檢測電極TDLO、TDLl、……、TDLm的圖案與觸摸檢測部40分別電連接。以下，在不需要分別區(qū)分觸摸檢測電極TDL0、TDL1、……、TDLm的情況下，適當地稱為觸摸檢測電極TDL。
[0139]驅動電極COML和觸摸檢測電極TDL互相交叉的部分(交叉部分)CP0、CP1、……、
CPm分別產生靜電電容CtrO、Ctrl、......Xtrm0由于交叉部分CP0、CP1、......、CPm針對I
條驅動電極COML存在m處，所以靜電電容CtrO、Ctrl、......、Ctrm針對I條驅動電極COML
存在m個。以下，在不需要分別區(qū)分靜電電容CtrO、Ctrl、......、Ctrm的情況下，適當地稱為靜電電容Ctr。此外，在不需要分別區(qū)分交叉部分CP0、CP1、……、CPm的情況下，適當地稱為交叉部分CP。
[0140](靜電電容式觸摸檢測的基本原理)
[0141]接著，參照圖5?圖9，說明附帶觸摸檢測功能的顯示部中的觸摸檢測的基本原理。該觸摸檢測方式是作為靜電電容式的觸摸傳感器而具體化的，例如圖5所示，使用夾持電介體D而互相對置配置的一對電極(驅動電極El以及觸摸檢測電極E2)，構成電容元件。該結構作為圖6所示的等效電路而表示。由驅動電極E1、觸摸檢測電極E2以及電介體D構