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CN105278782A - 带传感器的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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CN105278782A CN201510303104.4A CN201510303104A CN105278782A CN 105278782 A CN105278782 A CN 105278782A CN 201510303104 A CN201510303104 A CN 201510303104A CN 105278782 A CN105278782 A CN 105278782A
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Abstract

一种带传感器的显示装置及其驱动方法，带传感器的显示装置具有：多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极和多个检测电极，多个驱动电极以在一个方向上延伸的方式排列设置，多个检测电极在与驱动电极的延伸方向交叉的方向上延伸；和显示面板，具备配置成矩阵状的多个显示元件、沿着显示元件所排列的行配置的多个栅极线、及沿着显示元件所排列的列配置的多个源极线，显示面板上所设置的显示用的多个公共电极兼用作触摸传感器用电极的驱动电极，显示面板的影像显示动作和触摸传感器用电极的驱动动作被分时执行，在触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极来执行CDM驱动，并且向其余所有的公共电极输入与CDM驱动同步的驱动信号。

Description

带传感器的显示装置及其驱动方法
引用说明
本申请基于2014年6月5日申请的日本特愿2014-116726并要求其优先权，该申请的全部内容引用到本说明书中。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种带传感器的显示装置及其驱动方法。
背景技术
近年来，如下显示装置得到广泛关注，将称为所谓触摸面板的接触检测装置安装在液晶显示装置等显示装置上，或将触摸面板和显示装置一体化，在该显示装置上显示各种按钮图像等，从而能够代替通常的机械式按钮来实现信息输入。具有这种触摸检测功能的显示装置由于不需要键盘、鼠标、键板这样的输入装置，因此除了计算机以外，在像便携电话这样的便携信息终端等中也存在大范围使用的趋势。
作为触摸面板的方式，周知有将在一个方向上延伸的多个电极配置成彼此交叉的静电电容式的触摸面板。在该触摸面板中，各电极分别与控制电路连接，从控制电路供给励磁电流，从而检测外部接近物体。
作为带触摸传感器显示装置，除了在显示装置的显示面上形成有触摸面板的所谓外嵌式(On-celltype)的显示装置以外，还提出了所谓了内嵌式(In-celltype)的显示装置，即，将显示装置原本具有的显示用的公共电极(Commonelectrode)兼用作一对触摸传感器用电极中的一方，将另一方电极(触摸检测电极)配置成与该公共电极交叉。
此外，作为检测触摸位置的方式，周知有互(Mutual)检测方式及自(Self)检测方式。在互(Mutual)检测方式中，向一方电极输入交流的驱动信号，对根据该驱动信号而在另一方电极上产生的检测信号进行处理，从而检测出触摸位置。在自(Self)检测方式中，向各电极输入交流的驱动信号，对各自本身电极上产生的信号进行处理，从而检测出触摸位置。
然而，在内嵌式的带触摸传感器显示装置中，在将显示装置原本具有的显示用的公共电极用作一方触摸传感器用电极的情况下，存在公共电极与驱动布线(源极线、栅极线等)之间所产生的寄生电容对显示造成影响的可能性。伴随着近年来的显示面板的大型化、高精细化，寄生电容的影响增大，因此可能会导致显示性能明显恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内嵌式的能够抑制显示性能恶化的带传感器的显示装置及其驱动方法。
本发明的一种带传感器的显示装置，具有：多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极(Tx)和多个检测电极(DETE)，上述多个驱动电极(Tx)以在一个方向上延伸的方式排列设置，上述多个检测电极(DETE)在与上述驱动电极(Tx)的延伸方向交叉的方向上延伸，且配置成在其交叉部分形成静电电容；和显示面板(PNL)，具备配置成矩阵状的多个显示元件(PX)、沿着上述显示元件(PX)所排列的行而配置的多个栅极线(G)、以及沿着上述显示元件(PX)所排列的列而配置的多个源极线(S)，上述显示面板(PNL)上所设置的显示用的多个公共电极(COME)兼用作上述触摸传感器用电极的上述驱动电极(Tx)，上述显示面板(PNL)的影像显示动作和上述触摸传感器用电极的驱动动作被分时执行，在上述触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极(COME)来执行码分复用驱动即CDM驱动，并且向其余所有的公共电极(COME)输入与上述CDM驱动同步的驱动信号。
本发明的一种带传感器的显示装置的驱动方法，上述带传感器的显示装置具有：多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极(Tx)和多个检测电极(DETE)，上述多个驱动电极(Tx)以在一个方向上延伸的方式排列设置，上述多个检测电极(DETE)在与上述驱动电极(Tx)的延伸方向交叉的方向上延伸，且配置成在其交叉部分形成静电电容；和显示面板(PNL)，具备配置成矩阵状的多个显示元件(PX)、沿着上述显示元件(PX)所排列的行而配置的多个栅极线(G)、以及沿着上述显示元件(PX)所排列的列而配置的多个源极线(S)，在上述带传感器的显示装置的驱动方法中，将上述显示面板(PNL)上所设置的显示用的公共电极(COME)兼用作上述触摸传感器用电极的上述驱动电极(Tx)，分时执行上述显示面板(PNL)的影像显示动作和上述触摸传感器用电极的驱动动作，在上述触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极(COME)来执行码分复用驱动即CDM驱动，并且向其余所有的公共电极(COME)输入与上述CDM驱动同步的驱动信号。
以下，参照附图说明用于实现本发明的各种特征性结构。附图和相关说明仅是举例说明本发明的实施方式，但不限定本发明的范围。
附图说明
图1是表示实施方式的带传感器的显示装置中的显示装置的概略结构的图。
图2是更详细地表示实施方式的带传感器的显示装置的构造的截面图。
图3A是用于说明实施方式的带传感器的显示装置中的自检测方式的原理的图。
图3B是用于说明实施方式的带传感器的显示装置中的自检测方式的原理的图。
图4A是用于说明实施方式的带传感器的显示装置中的自检测方式的原理的图。
图4B是用于说明实施方式的带传感器的显示装置中的自检测方式的原理的图。
图5是表示实施方式的带传感器的显示装置的实现自检测方式的基本电路的例子的图。
图6是表示实施方式的带传感器的显示装置的开关接通、断开的状态下的等效电路的图。
图7是表示实施方式的带传感器的显示装置的电容器的电压的变化波形和比较器的输出波形的图。
图8是表示实施方式的带传感器的显示装置的互检测方式的典型的基本结构的图。
图9A是表示实施方式的带传感器的显示装置的传感器的概略结构的图。
图9B是表示实施方式的带传感器的显示装置的传感器的概略结构的图。
图10是用于说明实施方式的带传感器的显示装置的自检测方式和互检测方式的驱动方法的图。
图11是用于说明导致实施方式的带传感器的显示装置的感测灵敏度下降的原因的图。
图12是用于说明减轻实施方式的带传感器的显示装置的寄生电容的影响的方法的图。
图13是用于说明实施方式的带传感器的显示装置的其他寄生电容的影响的图。
图14A是用于说明实施方式的码分复用(CDM：CodeDivisionMultiplexing)的图。
图14B是用于说明实施方式的CDM驱动的图。
图15A是用于说明实施方式的CDM驱动的效果的图。
图15B是用于说明实施方式的CDM驱动的效果的图。
图16A是用于说明实施方式的带传感器的显示装置的驱动方法的图。
图16B是用于说明实施方式的带传感器的显示装置的驱动方法的图。
图17是表示实施方式的带传感器的显示装置的触摸驱动电路的结构的图。
图18是用于说明实施方式的带传感器的显示装置的触摸驱动动作的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的各实施方式。
总体上，根据一个实施方式，一种带传感器的显示装置，具有：多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极(Tx)和多个检测电极(DETE)，上述多个驱动电极(Tx)以在一个方向上延伸的方式排列设置，上述多个检测电极(DETE)在与上述驱动电极(Tx)的延伸方向交叉的方向上延伸，且配置成在其交叉部分形成静电电容；和显示面板(PNL)，具备配置成矩阵状的多个显示元件(PX)、沿着上述显示元件(PX)所排列的行而配置的多个栅极线(G)、以及沿着上述显示元件(PX)所排列的列而配置的多个源极线(S)，上述显示面板(PNL)上所设置的显示用的多个公共电极(COME)兼用作上述触摸传感器用电极的上述驱动电极(Tx)，上述显示面板(PNL)的影像显示动作和上述触摸传感器用电极的驱动动作被分时执行，在上述触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极(COME)来执行码分复用驱动即CDM(CodeDivisionMultiplexing)驱动，并且向其余所有的公共电极(COME)输入与上述CDM驱动同步的驱动信号。
图1是表示实施方式的带传感器的显示装置DSP中的显示装置的概略结构的图。另外，在本实施方式中，显示装置是液晶显示装置。
显示装置具备显示面板PNL、以及从背面侧对显示面板PNL进行照明的背光源BLT。并且，在显示面板PNL上设置有包括配置成矩阵状的显示像素PX的显示部。
如图1所示，在显示部，设置有沿着多个显示像素PX所排列的行延伸的栅极线G(G1，G2…)、沿着多个显示像素PX所排列的列延伸的源极线S(S1，S2…)、以及配置在栅极线G与源极线S交叉的位置附近的像素开关SW。
像素开关SW具备薄膜晶体管(TFT：ThinFilmTransistor)。像素开关SW的栅电极与所对应的栅极线G电连接。像素开关SW的源电极与所对应的源极线S电连接。像素开关SW的漏电极与所对应的像素电极PE电连接。
此外，作为驱动多个显示像素PX的驱动单元，设置有栅极驱动器GD(左侧GD-L及右侧GD-R)和源极驱动器SD。多个栅极线G与栅极驱动器GD的输出端子电连接。多个源极线S与源极驱动器SD的输出端子电连接。
栅极驱动器GD和源极驱动器SD配置在显示部的周围的区域(边框)。栅极驱动器GD向多个栅极线G依次施加导通电压，向与所选择的栅极线G电连接的像素开关SW的栅电极供给导通电压。栅电极被供给了导通电压的像素开关SW的源电极-漏电极之间导通。源极驱动器SD向多个源极线S分别供给所对应的输出信号。供给到源极线S的信号经由源电极-漏电极之间导通的像素开关SW施加到所对应的像素电极PE。
栅极驱动器GD和源极驱动器SD的动作由配置在显示面板PNL的外部的控制电路CTR控制。此外，控制电路CTR向后述的公共电极COME供给公共电压(Commonvoltage)Vcom。此外，控制电路CTR控制背光源BLT的动作。
图2是更详细地表示实施方式的带传感器的显示装置DSP的构造的截面图。
带传感器的显示装置DSP具备显示面板PNL、背光源BLT、第1光学元件OD1及第2光学元件OD2。在图示的例子中，显示面板PNL是液晶显示面板，但也可以是有机电致发光显示面板等其他平板(Flatpanel)。此外，图示的显示面板PNL作为显示模式具有与横向电场模式对应的结构，但也可以具有与其他显示模式对应的结构。
显示面板PNL具备第1基板SUB1、第2基板SUB2及液晶层LQ。第1基板SUB1和第2基板SUB2以形成有预定的单元间隙(Cellgap)的状态贴合。液晶层LQ保持在第1基板SUB1与第2基板SUB2之间的单元间隙。
第1基板SUB1使用玻璃基板、树脂基板等具有透光性的第1绝缘基板10形成。第1基板SUB1在第1绝缘基板10的与第2基板SUB2对置的一侧具备源极线S、公共电极COME、像素电极PE、第1绝缘膜11、第2绝缘膜12、第3绝缘膜13及第1取向膜AL1等。
在此，像素电极PE及公共电极COME和配置在这些电极之间的液晶层的像素区域一起构成显示像素，显示像素在显示面板PNL上配置成矩阵状。
第1绝缘膜11配置在第1绝缘基板10之上。另外，在第1绝缘基板10与第1绝缘膜11之间，配置有栅极线G、开关(Switching)元件的栅电极、半导体层等，对此不进行详细说明。源极线S形成在第1绝缘膜11之上。此外，开关元件的源电极、漏电极等也形成在第1绝缘膜11之上。在图示的例子中，源极线S与公共电极COME平行地在第2方向Y上延伸。
第2绝缘膜12配置在源极线S及第1绝缘膜11之上。公共电极COME配置在第2绝缘膜12之上。在图示的例子中，公共电极COME由多个区段(Segment)构成。公共电极COME的各区段分别在第2方向Y上延伸，隔着间隔在第1方向X上排列。这样的公共电极COME由铟锡氧化物(ITO)及铟锌氧化物(IZO)等透明的导电材料形成。另外，在图示的例子中，在公共电极COME之上形成有金属层ML，将公共电极COME低电阻化，但也可以省略金属层ML。
第3绝缘膜13配置在公共电极COME、金属层ML及第2绝缘膜12之上。像素电极PE配置在第3绝缘膜13之上。各像素电极PE分别位于相邻的源极线S之间，与公共电极COME对置。此外，各像素电极PE在与公共电极COME对置的位置具有狭缝SL。这种像素电极PE例如由ITO及IZO等透明的导电材料形成。第1取向膜AL1覆盖像素电极PE及第3绝缘膜13。
另一方面，第2基板SUB2使用玻璃基板、树脂基板等具有透光性的第2绝缘基板20形成。第2基板SUB2在第2绝缘基板20的与第1基板SUB1对置的一侧具备黑矩阵BM、滤色器CFR、CFG、CFB、覆层(Overcoatlayer)OC、第2取向膜AL2等。
黑矩阵BM形成在第2绝缘基板20的内表面(与第1基板SUB1对置的一侧)，划分各像素。滤色器CFR、CFG、CFB分别形成在第2绝缘基板20的内表面(与第1基板SUB1对置的一侧)，它们的一部分与黑矩阵BM重叠。滤色器CFR例如是红色滤色器，滤色器CFG例如是绿色滤色器，滤色器CFB例如是蓝色滤色器。覆层OC覆盖滤色器CFR、CFG、CFB。覆层OC由透明的树脂材料形成。第2取向膜AL2覆盖覆层OC。
检测电极DETE形成在第2绝缘基板20的外表面(与第1基板SUB1对置的侧的相反侧)。该检测电极DETE形成为条纹状，但在此简略地图示，省略引线的图示。这样的检测电极DETE例如由ITO及IZO等透明的导电材料形成。
背光源BLT配置在显示面板PLN的背面侧。作为背光源BLT，能够适用各种方式，利用发光二极管(LED)或利用冷阴极荧光灯(CCFL)作为光源的背光源等均能够适用，省略详细构造的说明。
第1光学元件OD1配置在第1绝缘基板10与背光源BLT之间。第2光学元件OD2配置在检测电极DETE的上方(与第1基板SUB1对置的一侧的相反侧)。第1光学元件OD1及第2光学元件OD2分别至少包含偏光板，也可以根据需要包含相位差板。
接着，说明在本实施方式的带传感器的显示装置DSP中所使用的触摸传感器。作为如上所述对利用者的手指或笔与触摸面板接触或接近的情况进行检测的方式，有自(Self)检测方式和互(Mutual)检测方式。
<自(Self)检测方式>
图3A、图3B、图4A、图4B是用于说明实施方式的带传感器的显示装置DSP中的自检测方式的原理的图。
图3A、图3B表示用户的手指没有与触摸面板接触的状态。图3A表示通过控制开关SWc使得电源Vdd与检测电极DETE连接、检测电极DETE与电容器Ccr没有连接的状态。在该状态下，具有电容Cx1的检测电极DETE被充电。图3B是表示通过控制开关SWc使得电源Vdd与检测电极DETE的连接断开、检测电极DETE与电容器Ccr连接的状态。在该状态下，具有电容Cx1的检测电极DETE的电荷经由电容器Ccr放电。
图4A、图4B表示用户的手指与触摸面板接触的状态。图4A表示通过控制开关SWc使得电源Vdd与检测电极DETE连接、检测电极DETE与电容器Ccr没有连接的状态。在该状态下，不仅检测电极DETE所具有的电容Cx1，由接近检测电极DETE的利用者的手指产生的电容Cx2也被充电。图4B表示通过控制开关SWc使得电源Vdd与检测电极DETE断开、检测电极DETE与电容器Ccr连接的状态。在该状态下，电容器Cx1的电荷和电容器Cx2的电荷经由电容器Ccr放电。
在此，相对于图3B所示的放电时(手指相对于面板为非触摸状态)的电容器Ccr的电压变化特性而言，图4B所示的放电时(手指相对于面板为触摸状态)的电容器Ccr的电压变化特性由于存在电容器Cx2而明显不同。因此，在自检测方式中，利用电容器Ccr的电压变化特性根据电容器Cx2的有无而不同这一点来判定手指等的操作输入的有无。
图5是实施方式的带传感器的显示装置DSP的实现自检测方式的基本电路的例子的图。
检测电极DETE与分压用的电容器Cr的一个端子连接，并且与比较器COMP的一个输入端子连接。检测电极DETE具有固有电容Cx。来自触摸IC(TP-IC)的自感应脉冲(SSP)经由自感应脉冲端子TSSP供给到具有固有电容Cx的带传感器的显示装置DSP。在实施方式中，例如SW2及SW3的接通/断开信号为自感应脉冲(SSP)。比较器COMP的另一个输入端子与比较电压Vref的供给端子连接。
为了简化说明，以下对电容器和电容标注相同的参照符号。例如，设检测电极DETE为具有电容Cx的电容器Cx来进行说明。
电容器Cr的另一个端子经由开关SW1与电压Vcc的电源线连接。此外，电容器Cr的另一个端子经由电阻Rc与电容器Cc的一个端子连接。电容器Cc的另一个端子与基准电位(例如接地电位)连接。
开关SW2连接在电容器Cr的另一个端子与基准电位之间，开关SW3连接在电容器Cr的一个端子与基准电位之间。开关SW1、SW2、SW3及比较器COMP设置在控制电路内。
接着说明动作。开关SW1在一定的周期接通，能够对电容器Cc充电。在电容器Cc被充电时，开关SW2、SW3断开。若电容器Cc被充电，则开关SW1、SW2、SW3全部被断开，保持电容器Cc的电荷。
接着，开关SW2、SW3在一定时间接通(另外，开关SW1维持断开)。此时，电容器Cr、Cx的电荷几乎都被放电，并且电容器Cc的电荷的一部分经由电阻Rc放电。
接着，开关SW1、SW2、SW3全部被断开。此时，电容器Cc的电荷向电容器Cr、Cx移动。接着，电容器Cx的电压Vx在比较器COMP中与比较电压(或阈值电压)Vref进行比较。
图6是表示实施方式的带传感器的显示装置DSP的开关SW1、SW2、SW3接通、断开的状态下的等效电路的图。
如图6的等效电路所示，若开关SW1、SW2、SW3全部处于断开状态，则电容器Cc的电荷向电容器Cr、Cx移动，接着，电容器Cx的电压Vx的变化在比较器COMP中与比较电压Vref反复比较。
即，反复执行以下动作。开关SW2、SW3接通一定时间(另外，开关SW1维持断开)。此时，电容器Cr、Cx的电荷几乎都被放电，并且电容器Cc的电荷的一部分经由电阻Rc，根据电容Cc和电阻Rc的时间常数放电。并且，开关SW1、SW2、SW3全部被断开。此时，电容器Cc的电荷向电容器Cr、Cx移动。
电压Vr、Vc、Vx与电容Cr、Cc、Cx的关系由以下式(1)-(3)表示。
Vc＝Vr+Vx……(1)
Vr:Vx＝(1/Cr):(1/Cx)……(2)
Vx＝(Cr/(Cr+Cx))×Vc……(3)
如上所述，在电容器Cc经由开关SW1充电到电压Vc之后，若开关SW2、SW3反复进行接通和断开，则电容器Cc的电压Vc逐渐下降，电容器Cx的电压Vx也下降。该动作即电容器Cc充电到电压Vc之后、开关SW2、SW3反复进行接通和断开的动作持续到电压Vx变得小于阈值电压Vref为止。
图7是表示手指远时和近时的实施方式的带传感器的显示装置DSP的电容器Cc的电压Vc及电容器Cx的电压Vx的变化的波形的图。图7所示的坐标的横轴表示时间，纵轴表示电压。
若开关SW1接通，则电容器Cc根据电容Cc与电阻Rc的时间常数，充电到电容器Cc的电压Vc达到电压Vcc为止。之后，开关SW1、SW2、SW3全部成为断开状态，电容器Cc的电荷向电容器Cr、Cx移动。接着，电容器Cx的电压Vx在比较器COMP中与比较电压Vref进行比较。若电容器Cx的电压Vx大于比较电压Vref，则将开关SW2、SW3接通并在预定的时间之后断开，电容器Cx的电压Vx在比较器COMP中与比较电压Vref进行比较。将该动作反复进行到电容器Cx的电压Vx变得小于比较电压Vref为止。
电压Vx的变化的特性或变化的程度根据电容Cx的值而变化。即，电容Cx的值越大，SW2及SW3断开且从电容器Cc向电容器Cr及电容器Cx移动的电荷所产生的电容器Cx的电压Vx下降的程度越大。此外，电容Cx的值根据用户的手指相对于检测电极DETE接近的程度而不同，用户的手指相对于检测电极DETE越近，电容Cx的值越大。
因此，如图7所示，在用户的手指离检测电极DETE远的情况下，呈现出伴随着缓慢的变化的特性VCP1，在用户的手指离检测电极DETE近的情况下，呈现出伴随着迅速的变化的特性VCP2。在用户的手指离检测电极DETE近的情况下，与远的情况相比，Vc的下降率大的原因在于，电容Cc的值因手指的电容而增加。
比较器COMP与开关SW2、SW3反复接通断开同步地将电压Vx与阈值电压Vref进行比较。并且，在Vx>Vref时，比较器COMP生成输出脉冲。但是，若成为Vx<Vref，则比较器COMP停止输出脉冲。
通过未图示的计测电路或计测应用来监视比较器COMP的输出脉冲。即，对电容器Cc进行1次充电之后，执行上述的基于开关SW2、SW3的短期间的反复放电，反复计测电压Vx的值。此时，既可以计测能够得到比较器COMP的输出的期间(MP1或MP2)，也可以计测比较器COMP的输出脉冲数(从电容器Cc充电之后到成为Vx<Vref为止的脉冲数)。
在用户的手指离检测电极DETE远的情况下，期间长，在用户的手指离检测电极DETE近的情况下，期间短。或者，在用户的手指离检测电极DETE远的情况下，比较器COMP的输出脉冲数多，在用户的手指离检测电极DETE近的情况下，比较器COMP的输出脉冲数少。
因此，能够通过检测脉冲的电平来判断手指相对于触摸面板的平面的接近度。此外，同时检测电极排列成二维(矩阵)，因此能够检测触摸面板的平面上的手指的二维位置。
另外，如上所述检测用户的手指是否影响检测电极DETE，其检测时间例如为数百μs至数ms级。
<互(Mutual)检测方式>
图8是表示实施方式的带传感器的显示装置DSP的互检测方式的典型的基本结构的图。利用公共电极COME和检测电极DETE。公共电极COME包括多个带状公共电极Come1、Come2、Come3……。该多个带状公共电极Come1、Come2、Come3……排列在扫描(驱动)方向(Y方向或X方向)上。
另一方面，检测电极DETE包括多个带状检测电极Dete1、Dete2、Dete3、……(比带状公共电极细)。该多个带状检测电极Dete1、Dete2、Dete3、……排列在与带状公共电极Come1、Come2、Come3……正交的方向(X方向或Y方向)上。
公共电极COME和检测电极DETE隔着间隔而配置。因此，在多个带状公共电极Come1、Come2、Come3……与多个带状检测电极Dete1、Dete2、Dete3、……之间，基本上存在电容Cc。
多个带状公共电极Come1、Come2、Come3……以预定的周期通过驱动脉冲Vcom而被扫描。其中，设用户的手指接近带状检测电极Dete2而存在。则在驱动脉冲被供给到带状公共电极Come2时，从带状检测电极Dete2能够得到与从其他带状检测电极得到的脉冲相比电平低的脉冲。来自电极Tx的边缘电场通过检测电极DETE而被监控。若像手指这样的导电物接近，则存在屏蔽该边缘电场的效果。由于边缘电场被屏蔽，通过检测电极DETE检测到的电位下降。
在互检测中，能够通过位置(Position)DETP的检测脉冲来对该检测电位之差进行处理。
上述的电容Cx的值在用户的手指离检测电极DETE近的情况和远的情况下不同。因此，检测脉冲的电平也在用户的手指离检测电极DETE近的情况和远的情况下不同。因此，能够通过检测脉冲的电平来判断手指相对于触摸面板的平面的接近度。当然，通过驱动脉冲Vcom的电极驱动定时和检测脉冲的输出定时，能够检测出触摸面板的平面上的手指的二维位置。
图9A、图9B是表示实施方式的带传感器的显示装置DSP的传感器的概略结构的图。图9A表示带传感器的显示装置DSP的截面图，图9B是表示传感器的结构的俯视图。
如图9A所示，带传感器的显示装置DSP具备阵列基板AR、对置基板CT、以及保持在阵列基板AR与对置基板CT之间的液晶层LQ。
阵列基板AR具备TFT基板10和公共电极COME。TFT基板10具备玻璃等透明绝缘基板、未图示的开关元件、源极布线及栅极布线等各种布线、以及覆盖它们的绝缘膜即平坦化层。公共电极COME配置在TFT基板10上，且被绝缘层覆盖。公共电极COME中所包含的公共电极Come例如在第1方向上延伸，并且被配置成在与第1方向交叉的第2方向上排列有多个公共电极Come的带状。公共电极COME例如由ITO(IndiumTinOxide)及IZO(Indiumzincoxide)等透明电极材料形成。在本实施方式中，公共电极COME中所包含的公共电极Come还被用作传感器用驱动电极。
对置基板CT具备玻璃等透明绝缘基板20、滤色器CF、检测电极DETE、及偏光板PL。滤色器CF配置在透明绝缘基板20上。滤色器CF被覆层OC覆盖。检测电极DETE配置在透明绝缘基板20的外侧(与滤色器CF相反的一侧)的主面。检测电极DETE中所包含的检测电极Dete在与公共电极COME所延伸的方向(第1方向)交叉的方向(第2方向)上延伸，并且被配置成在第1方向上排列有多个检测电极Dete的带状。检测电极DETE例如由ITO及IZO等透明电极材料形成。偏光板PL配置在检测电极DETE上(透明绝缘基板20的与滤色器CF相反的一侧)。
图9B是用于说明上述的公共电极COME和检测电极DETE的一个结构例的图。在实施方式的带传感器的显示装置DSP中，能够切换自检测方式和互检测方式来使用。并且，在自检测方式中，公共电极COME和检测电极DETE分别检测第2方向及第1方向的接触(或接近)位置。此外，在互检测方式中，向公共电极COME输入驱动脉冲，从检测电极DETE得到检测脉冲。
图10是用于说明实施方式的带传感器的显示装置DSP的自检测方式和互检测方式的驱动方法的图。如上所述，影像显示中所使用的公共电极COME中所包含的公共电极Come还作为触摸位置检测用的电极而被共用，因此分时(Timesharing)驱动影像显示动作和触摸位置检测动作。
在图10(1)所示的互检测方式中，将显示影像的期间和检测触摸位置的期间彼此分割，将所分割的影像显示期间和所分割的触摸位置检测期间交替地反复来构成1帧期间。即，对所分割的多个显示行执行与选择RGB的3色的信号(SELR/G/B)对应地输出各颜色的显示信号(SIGn)的动作之后，执行向所分割的多个公共电极Come输入驱动脉冲Vcom的互检测动作。并且，对所分割的多个显示行和多个公共电极Come依次反复执行该动作。
在图10(2)所示的自检测方式中，在显示1帧的影像之后，对所有公共电极COME输入驱动脉冲来执行自检测动作。即，对所有显示行执行与选择RGB的3色的信号(SELR/G/B)对应地输出各颜色的显示信号(SIGn)的动作之后，以所有公共电极Come为对象来输入驱动脉冲，从而执行自检测动作。
另外，在自检测方式中不分割而是统合来进行感测动作的原因在于，通过统一取得感测数据能够提高感测的灵敏度。另外，不限于图10(2)的方式，也可以通过图10(1)所示的分割方式来感测。
图11是用于说明导致实施方式的带传感器的显示装置DSP的感测灵敏度下降的原因的图。
如图11所示，公共电极COME接近源极线S、栅极线G而配置，因此在与源极线S、栅极线G之间产生寄生电容。该寄生电容非常大，因此膜厚差、温度等引起的该电容的波动导致产生大的误差，检测灵敏度下降。此外，由于存在大的寄生电容，因此难以通过所期望的响应性良好的波形来驱动公共电极COME。
图12是用于说明减轻实施方式的带传感器的显示装置DSP的寄生电容的影响的方法的图。
如图12所示，设置与栅极线G连接的开关、与源极线S连接的开关，在触摸位置检测期间中，将开关设为断开状态，将栅极线G和源极线S设为浮动(Floating)状态。由此，在原理上，能够消除寄生电容的影响，以所期望的波形来驱动公共电极COME。
图13是用于说明实施方式的带传感器的显示装置DSP的其他寄生电容的影响的图。
图13(1)是用于说明互检测方式下的驱动方法的图。如上所述公共电极COME按多个带状公共电极Come而被驱动。以下，将该带状公共电极Come称为驱动电极Tx。向被驱动的驱动电极Tx提供驱动脉冲Vcom，由此在检测电极Dete上所产生的电压被触摸IC(TPIC)读取。此时，在现有的驱动方法中，在没有被驱动的(非驱动的)驱动电极Tx上连接有地电位或固定的低电位(VCOMDC)。
图13(2)是示意地表示被驱动的1个像素电路与栅极线G、源极线S的连接的图。如上所述在触摸位置检测期间中，将开关设为断开状态，栅极线G和源极线S成为浮动状态。在驱动电极Tx与栅极线G之间存在电容Tx-Gate，在驱动电极Tx与源极线S之间存在电容Tx-Sig，但由于栅极线G和源极线S成为浮动状态，因此能够降低寄生电容的影响。
然而，在将所分割的带状公共电极Come用作驱动电极Tx时，由于仅向被驱动的特定的驱动电极Tx提供驱动脉冲Vcom，因此存在与没有被驱动的驱动电极Tx对应的栅极线G与源极线S之间的寄生电容的影响。因此，要求进一步降低寄生电容的影响。
在实施方式的带传感器的显示装置DSP中，(1)采用将多个驱动电极Tx同时驱动的CodeDivisionMultiplexing(CDM：码分复用)驱动，(2)进一步进行将所有驱动电极Tx同时驱动的触摸驱动，从而进一步降低寄生电容的影响。
图14A、图14B是用于说明实施方式的CDM驱动的图。
在图14A中，表示按连续的4个驱动电极执行驱动动作的CDM4的例子。在CDM4中，向4根驱动电极Tx同时提供驱动脉冲Vcom，但是向其中1个驱动电极Tx提供相反极性的驱动脉冲Vcom。并且，按时刻t1、t2、t3、t4依次逐根变更提供相反极性的驱动脉冲Vcom的驱动电极Tx。并且，对连续的4个驱动电极进行CDM驱动之后，如图14B所示，在时刻t5～时刻t8对接下来的连续的4个驱动电极Tx执行CDM驱动动作。
图15A、图15B是用于说明实施方式的CDM驱动的效果的图。在图15A、图15B中，具体表示按连续的4个驱动电极执行驱动动作的CDM4的例子(在该例子中，表示连续的4个驱动电极Tx1～Tx4)。
在图15A的左图中，表示有4根驱动电极(Tx1～Tx4)，表示手指触摸到其中的驱动电极Tx2的位置上的情况。在图15A的右图中，表示各驱动时刻(t1、t2、t3、t4)的手指所在的位置处的检测电极Dete上所产生的检测电压。
以下，着重说明手指所在的位置处的检测电极Dete。
在时刻t1，仅向驱动电极Tx1提供相反极性的驱动脉冲Vcom。因此，由驱动电极Tx1在检测电极Dete上产生的电压为-1，由驱动电极Tx3、Tx4在检测电极Dete上产生的电压为1。此外，由驱动电极Tx2在检测电极Dete上产生的电压由于存在手指而成为比1小的0.8。另外，因手指存在而引起的下降电压的百分比(灵敏度)是20％。其结果，时刻t1处的检测电极Dete的输出为1.8(＝-1+0.8+1+1)。
在时刻t2，仅向驱动电极Tx2提供相反极性的驱动脉冲Vcom。因此，由驱动电极Tx1在检测电极Dete上产生的电压为1，由驱动电极Tx3、Tx4在检测电极Dete上产生的电压为1。而由驱动电极Tx2在检测电极Dete上产生的电压由于存在手指而成为-0.8。其结果，时刻t2处的检测电极Dete的输出为2.2(＝1-0.8+1+1)。
在时刻t3、t4时，同样，检测电极Dete的输出均为1.8。
如上所述得到的各时刻的检测电极Dete的输出在触摸IC(TPIC)中进行运算处理。图15B表示触摸IC(TPIC)中的运算处理方法。左边的列向量Vx将检测电极DETE的输出值作为成分。左边的矩阵M中，对角成分为-1，其他成分为1。如图15B所示，能够通过矩阵M与列向量Vx的矩阵向量积(MVx)来得到列向量Vy。
在将驱动电极Tx逐根驱动的情况下，手指所在的位置处的检测电极Dete上所产生的输出值与没有手指的位置处的检测电极Dete的输出值之差为0.2(＝1-0.8)，但是在CDM驱动(CDM4)中，在检测电极DETE上产生的输出值之差成为0.8(＝4-3.2)，是将驱动电极Tx逐根驱动的情况的4倍。因此，在CDM驱动中，不需要提高驱动脉冲Vcom的电源电压就能够将检测值成为4倍，能够提高S/N。
图16A、图16B是用于说明实施方式的带传感器的显示装置DSP的驱动方法的图。
在该驱动方法中，将所有的栅极线G和源极线S设为浮动状态，并且同时向所有的驱动电极Tx提供驱动脉冲Vcom，向其中的一个驱动电极Tx提供相反极性的驱动脉冲Vcom。并且，按时刻依次逐根变更提供相反极性的驱动脉冲Vcom的驱动电极Tx。
图17是表示实施方式的带传感器的显示装置DSP的触摸驱动电路30的结构的图。触摸驱动电路30例如由从设置于控制电路CTR的、控制显示动作和触摸驱动动作的显示器驱动器(DDI)输出的驱动信号来驱动。从显示器驱动器DDI输出的驱动信号经由触摸驱动电路30向驱动电极Tx供给驱动信号VCOM。
触摸驱动电路30具备移位寄存电路21、选择电路22及切换电路23。在此，以一个移位寄存器21a及与其连接的电路为例来说明触摸驱动电路30的结构和动作。
向移位寄存器21a输入传输启动脉冲(未图示)、传输时钟(未图示)作为传输电路控制信号。传输启动脉冲按照传输时钟被依次输送，从各级的移位寄存器输出。
移位寄存器21a的输出端子与构成选择电路22的EXOR电路(异或电路)22a的1个输入端子连接。向EXOR电路22a的另一个输入端子输入驱动信号VCOM。EXOR电路22a在2个输入信号为相同的逻辑电平时输出“0”，在2个输入信号为不同的逻辑电平时输出“1”。
驱动信号VCOM如上所述是“1”、“0”的脉冲信号。因此，在驱动信号VCOM为“0”且移位寄存器21a的输出为“1”的期间，EXOR电路22a的输出为“1”，设置在切换电路23中的触摸开关23a切换为连接状态(接通状态)。其结果，向驱动电极Tx1施加低电平“L”的电压VCOMDC。
而在驱动信号VCOM为“1”且移位寄存器21a的输出为“1”的期间，EXOR电路22a的输出为“0”。该EXOR电路22a的输出通过构成选择电路22的反相器(Inverter)22b而成为“1”，设置在切换电路23中的显示开关23b切换为连接状态(接通状态)。其结果，向驱动电极Tx1施加高电平“H”的电压TSVCOMH。
同样，在驱动信号VCOM为“1”且移位寄存器21a的输出为“0”的期间，EXOR电路22a的输出为“1”，设置在切换电路23中的触摸开关23a切换为连接状态(接通状态)。其结果，向驱动电极Tx施加低电平“L”的电压VCOMDC。
而在驱动信号VCOM为“0”且移位寄存器21a的输出为“0”的期间，EXOR电路22a的输出为“0”。该EXOR电路22a的输出通过构成选择电路22的反相器22b而成为“1”，设置在切换电路23中的显示开关23b切换为连接状态(接通状态)。其结果，向驱动电极Tx施加高电平“H”的电压TSVCOMH。
图18是用于说明实施方式的带传感器的显示装置DSP的触摸驱动动作的时序图。在图18中表示有驱动信号VCOM、移位寄存器输出SRout1～SRout4、高电平电压TSVCOMH、低电平电压VCOMDC及驱动电极Tx1～Tx5的电压变化。另外，在此使用的移位寄存器构成为，“0”电平的信号按照传输时钟被依次输送，并从各级的移位寄存器输出。
[第1期间T1中的动作]
在第1期间T1，作为驱动信号VCOM，输入2个脉冲信号。在通常情况下，作为驱动信号VCOM，由多个脉冲信号构成，但在此为了简化说明，设为2个脉冲信号。此时，初级的移位寄存器的输出为低电平(＝“0”)。因此，在驱动信号VCOM为高电平(＝“1”)的期间，EXOR电路的输出成为“1”。其结果，向驱动电极Tx1施加低电平“L”的电压VCOMDC。此外，在驱动信号VCOM为低电平(＝“0”)的期间，EXOR电路的输出成为“0”。其结果，向驱动电极Tx1施加高电平“H”的电压TSVCOMH。因此，向驱动电极Tx1提供驱动信号VCOM的极性反转后的脉冲信号。
另一方面，初级以外的移位寄存器的输出为高电平(＝“1”)。因此，在驱动信号VCOM为高电平(＝“1”)的期间，EXOR电路的输出成为“0”。其结果，向驱动电极Tx2～Tx5施加高电平“H”的电压TSVCOMH。此外，在驱动信号VCOM为低电平(＝“0”)的期间，EXOR电路的输出成为“1”。其结果，向驱动电极Tx1施加低电平“L”的电压VCOMDC。因此，向驱动电极Tx2～Tx5提供与驱动信号VCOM相同极性的脉冲信号。
在第2期间T2，同样，与第2级的移位寄存器的输出成为低电平(＝“0”)的定时对应地，向驱动电极Tx2提供驱动信号VCOM的极性反转后的脉冲信号，向驱动电极Tx1、Tx3～Tx5提供与驱动信号VCOM相同极性的脉冲信号。
在第3期间T3以后的期间也与上述同样地形成向驱动电极Tx提供的电压。
根据以上说明的电路的结构，能够实现所期望的驱动方法即向所有的驱动电极Tx同时提供驱动脉冲Vcom，向其中的一个驱动电极Tx提供相反极性的驱动脉冲Vcom，按时刻依次逐根变更提供相反极性的驱动脉冲Vcom的驱动电极Tx的驱动方法。
另外，在上述的说明中，说明了通过CDM4来驱动的方法，但本申请不限于CDM4。能够使用按照连续的任意n根驱动电极来执行驱动动作的CDMn。
根据以上说明的驱动方法，由于将所有的栅极线G和源极线S设为浮动状态，将1个驱动电极Tx设为相反极性，将其他所有的驱动电极Tx设为相同极性，将所有的驱动电极Tx同时驱动，因此能够降低寄生电容的影响。
此外，由于使用CDM驱动来进行处理，因此能够提高信号的S/N。因此，能够降低驱动电压，能够降低消耗电力。
作为本发明的实施方式，根据上述的显示装置，只要包含本发明的要旨，本领域技术人员能够适当变更设计来实施的所有显示装置也属于本发明的范围。
在本发明的思想范畴内，只要是本领域技术人员，就能够想到各种变更例及修正例，这些变更例及修正例也属于本发明的范围。例如，只要具备本发明的要旨，则本领域技术人员在上述的各实施方式中适当实施了构成要素的追加、删除或设计变更而得到的方案、或者进行了工序的追加、省略或条件变更而得到的方案也属于本发明的范围。
此外，关于通过本实施方式中说明的方式得到的其他作用效果，根据本说明书的记载显然能够得到或者本领域技术人员能够适当想到的作用效果，当然也应解释其是通过本发明得到的。
通过上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的所有构成要素中去除几个构成要素。此外，也可以适当组合不同实施方式的构成要素。
以上说明了几个实施方式，但这些实施方式仅是示例而已，并不限定本发明的范围。在此说明的新颖的方法和系统可以通过其他各种方式来实施。此外，在不脱离本发明的精神的情况下可以对本说明书中说明的方法和系统进行各种省略、代替和变更。权利要求书及其等同方案及其变更包含在本发明的范围和精神内。

Claims (6)

1.一种带传感器的显示装置，具有：
多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极(Tx)和多个检测电极(DETE)，上述多个驱动电极(Tx)以在一个方向上延伸的方式排列设置，上述多个检测电极(DETE)在与上述驱动电极(Tx)的延伸方向交叉的方向上延伸，且配置成在其交叉部分形成静电电容；和
显示面板(PNL)，具备配置成矩阵状的多个显示元件(PX)、沿着上述显示元件(PX)所排列的行而配置的多个栅极线(G)、以及沿着上述显示元件(PX)所排列的列而配置的多个源极线(S)，
上述显示面板(PNL)上所设置的显示用的多个公共电极(COME)兼用作上述触摸传感器用电极的上述驱动电极(Tx)，
上述显示面板(PNL)的影像显示动作和上述触摸传感器用电极的驱动动作被分时执行，
在上述触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极(COME)来执行码分复用驱动即CDM驱动，并且向其余所有的公共电极(COME)输入与上述CDM驱动同步的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的带传感器的显示装置，其中，
在上述CDM驱动中，向上述连续的多个公共电极(COME)中的一个公共电极(COME)提供与向其他公共电极(COME)提供的驱动信号相反极性的驱动信号，依次更新提供该相反极性的驱动信号的公共电极(COME)，
向上述其余所有的公共电极(COME)提供与向上述其他公共电极(COME)提供的驱动信号相同极性的驱动信号。
3.根据权利要求1或2所述的带传感器的显示装置，其中，
在驱动上述触摸传感器用电极的动作中，上述显示面板(PNL)中所设置的源极线(S)及栅极线(G)被切换为浮动状态。
4.一种带传感器的显示装置的驱动方法，
上述带传感器的显示装置具有：
多个触摸传感器用电极，包括多个驱动电极(Tx)和多个检测电极(DETE)，上述多个驱动电极(Tx)以在一个方向上延伸的方式排列设置，上述多个检测电极(DETE)在与上述驱动电极(Tx)的延伸方向交叉的方向上延伸，且配置成在其交叉部分形成静电电容；和
显示面板(PNL)，具备配置成矩阵状的多个显示元件(PX)、沿着上述显示元件(PX)所排列的行而配置的多个栅极线(G)、以及沿着上述显示元件(PX)所排列的列而配置的多个源极线(S)，
在上述带传感器的显示装置的驱动方法中，
将上述显示面板(PNL)上所设置的显示用的公共电极(COME)兼用作上述触摸传感器用电极的上述驱动电极(Tx)，
分时执行上述显示面板(PNL)的影像显示动作和上述触摸传感器用电极的驱动动作，
在上述触摸传感器用电极的驱动动作中，按照连续的多个公共电极(COME)来执行码分复用驱动即CDM驱动，并且向其余所有的公共电极(COME)输入与上述CDM驱动同步的驱动信号。
5.根据权利要求4所述的带传感器的显示装置的驱动方法，其中，
在上述CDM驱动中，向上述连续的多个公共电极(COME)中的一个公共电极(COME)提供与向其他公共电极(COME)提供的驱动信号相反极性的驱动信号，依次更新提供该相反极性的驱动信号的公共电极(COME)，
向上述其余所有的公共电极(COME)提供与向上述其他公共电极(COME)提供的驱动信号相同极性的驱动信号。
6.根据权利要求4或5所述的带传感器的显示装置的驱动方法，其中，
在驱动上述触摸传感器用电极的动作中，上述显示面板(PNL)中所设置的源极线(S)及栅极线(G)被切换为浮动状态。
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