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TWI480785B - 具有觸摸偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸摸偵測功能之顯示裝置之驅動方法，以及電子器件 - Google Patents

具有觸摸偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸摸偵測功能之顯示裝置之驅動方法，以及電子器件 Download PDF

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TWI480785B
TWI480785B TW100122078A TW100122078A TWI480785B TW I480785 B TWI480785 B TW I480785B TW 100122078 A TW100122078 A TW 100122078A TW 100122078 A TW100122078 A TW 100122078A TW I480785 B TWI480785 B TW I480785B
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TW
Taiwan
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touch detection
display
signal
scan
Prior art date
Application number
TW100122078A
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English (en)
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TW201211871A (en
Inventor
Takayuki Nakanishi
Hiroshi Mizuhashi
Original Assignee
Japan Display West Inc
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Publication date
Application filed by Japan Display West Inc filed Critical Japan Display West Inc
Publication of TW201211871A publication Critical patent/TW201211871A/zh
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Description

具有觸摸偵測功能之顯示裝置，驅動電路，具有觸摸偵測功能之顯示裝置之驅動方法，以及電子器件
本發明係關於一種具有用於偵測外部接近物件之內建式觸摸偵測功能之顯示裝置、一種驅動電路、一種驅動此顯示裝置之方法，及包括該顯示裝置之電子器件。
近年來，經裝備有用於偵測外部接近物件(諸如，手指等等)之觸摸偵測功能的顯示裝置(諸如，液晶顯示裝置等等)正吸引人們的注意力。在此等裝置上，顯示各種種類之按鈕影像等等，使得允許使用者代替普通機械按鈕而使用彼等影像來輸入資訊。沒有必要使具有此觸摸偵測功能之顯示裝置的使用者使用諸如鍵盤、滑鼠或小鍵盤之輸入器件。因此，此等顯示裝置之使用在除了電腦以外之行動資訊終端機(諸如，蜂巢式電話等等)中亦變得更有價值。
存在若干觸摸偵測方法。作為該等方法中之一者，提供電容性類型(capacitive type)。舉例而言，日本未審查專利申請公開案第2009-258182號已提議一種顯示裝置，其中原先安置於該顯示裝置中的用於顯示之一共同電極用作一對觸摸感測器電極中之一者，且該等電極中之另一者(觸摸偵測電極)經安置成相交於該共同電極。電容形成於共同電極與觸摸偵測電極之間，且電容根據外部接近物件而改變。在使用該改變的情況下，顯示裝置分析當將觸摸偵測驅動信號施加至共同電極時出現於觸摸偵測電極上之觸摸偵測信號，以便偵測外部接近物件。在顯示裝置中，依序地將驅動信號施加至共同電極以執行漸進性掃描(progressive scan)，以便進行顯示操作。又，分析根據驅動信號出現於觸摸偵測電極上之觸摸偵測信號，使得執行觸摸偵測操作。
附帶言之，經裝備有觸摸偵測功能之顯示裝置相比於無觸摸偵測功能之顯示裝置具有較大電路區域。亦即，除了用於顯示操作之驅動電路以外，亦有必要使具有觸摸偵測功能之顯示裝置安置用於觸摸偵測操作之驅動電路，且因此，佔據區域差不多增加彼區域。此情形可能會導致裝置之大尺寸。
鑒於此等問題，已創作本發明。需要提供一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置(其能夠減少一電路之一佔據區域且其允許該裝置之小型化)、一種驅動電路、一種驅動一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置之方法，及電子器件。
根據本發明之一實施例，提供一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置。該顯示裝置包括複數個共同驅動電極、一顯示元件、一觸摸偵測元件及一掃描驅動區段。該複數個共同驅動電極經平行地安置成在一個方向上延伸。該顯示元件基於一像素信號及一顯示驅動信號而顯示。該觸摸偵測元件基於一觸摸偵測驅動信號來偵測一外部接近物件。該掃描驅動區段執行第一掃描驅動以按時間劃分而依序地將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，且執行一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動以按時間劃分而依序地將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極。該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
根據本發明之另一實施例，提供一種驅動電路，該驅動電路包括一掃描驅動區段。該掃描驅動區段向具有一觸摸偵測功能之一顯示區段執行第一掃描驅動及一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動，該顯示區段包括：複數個共同驅動電極，其經平行地安置成在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而顯示；及一觸摸偵測元件，其基於一觸摸偵測驅動信號來偵測一外部接近物件，該第一掃描驅動用以按時間劃分而依序地將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，該第二掃描驅動用以按時間劃分而依序地將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極。該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
又，根據本發明之一實施例，提供一種驅動一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置之方法。該方法包括：第一掃描驅動，其用以針對經平行地安置成在一個方向上延伸之複數個共同驅動電極中之每複數個電極按時間劃分而依序地將一顯示驅動信號施加至該等電極，且按時間劃分而依序地與該顯示驅動信號之施加同步地將一像素信號施加至對應於經施加有該顯示驅動信號之一共同驅動電極的一像素電極，以便基於該像素信號及該顯示驅動信號而顯示；及第二掃描驅動，其用以針對每複數片按時間劃分而依序地以不同於該第一掃描驅動操作之一掃描速度將用於偵測一外部接近物件之一觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極。
一種根據本發明之一實施例的電子器件包括一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，且對應於(例如)一電視機、一數位相機、一個人電腦、一視訊相機，或對應於一行動終端機裝置(諸如，一蜂巢式電話等等)。
在根據本發明之一實施例的一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置、一驅動電路、一驅動一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置之方法及電子器件中，作為第一掃描驅動，在顯示操作時依序地將一顯示驅動信號施加至共同驅動電極，且作為第二掃描驅動，在觸摸偵測操作時依序地將一觸摸偵測驅動信號施加至該等共同驅動電極。此時，針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
在根據本發明之一實施例的一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置中，舉例而言，當將為該第一掃描驅動之一目標的一共同驅動電極與將為該第二掃描驅動之一目標的一共同驅動電極重疊時，該掃描驅動區段較佳地將該顯示驅動信號施加至該等重疊共同驅動電極。另外，舉例而言，在該第一掃描驅動中，該掃描驅動區段較佳地將同一顯示驅動信號施加至對應於經施加有該像素信號之一顯示元件的一共同驅動電極且至少施加至鄰近於該共同驅動電極的一共同驅動電極。
舉例而言，液晶顯示元件可用於該顯示元件。又，該觸摸偵測元件可基於該外部接近物件之近接或觸摸而使用一靜電電容改變來偵測該外部接近物件。
在根據本發明之一實施例的一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置中，提供一種驅動電路、一種驅動一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置之方法及電子器件，針對共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極，使得有可能減少該電路之一佔據區域且允許該裝置之小型化。
在下文中，將參看圖式給出本發明之實施例的詳細描述。在此方面，將按以下次序給出該等描述。
1.　電容性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.　應用
1.　電容性觸摸偵測之基本原理
首先，將參看圖1至圖3給出根據本發明的具有觸摸偵測功能之顯示裝置中觸摸偵測之基本原理的描述。在此觸摸偵測方法中，藉由使用經安置成彼此相對置之一對電極(驅動電極E1及觸摸偵測電極E2)(其中介電材料D夾於該對電極之間)來形成電容器元件而實現電容性觸摸感測器(例如，如圖1(A)所示)。此結構係藉由圖1(B)所示之等效電路表示。驅動電極E1、觸摸偵測電極E2及介電材料D構成電容器元件C1。電容器元件C1之一端部連接至交流信號源(驅動信號源)S，且其另一端部P經由電阻器R而連接至接地，且連接至電壓偵測器(觸摸偵測區段)DET。當交流信號源S將具有預定頻率(例如，約若干kHz至數十kHz)之交流矩形波Sg(圖3(B))供應至驅動電極E1(電容器元件C1之一端部)時，如圖3(A)所示之輸出波形(觸摸偵測信號Vdet)出現於觸摸偵測電極E2(電容器元件C1之另一端部P)上。在此方面，交流矩形波Sg對應於稍後所描述之觸摸偵測驅動信號Vcomt。
在手指未進行觸摸(或近接)之狀態(如圖1所示)下，電流I0根據電容器元件C1之電容值隨著電容器元件C1之充電及放電而流動。此時，電容器元件C1之另一端部P之電壓波形變為(例如)圖3(A)之波形V0，且此波形係藉由電壓偵測器DET偵測。
另一方面，在手指進行觸摸(或近接)之狀態(如圖2所示)下，藉由手指形成之電容器元件C2經串聯地添加至電容器元件C1。在此狀態下，電流I1及I2分別隨著電容器元件C1及C2之充電及放電而流動。此時，電容器元件C1之另一端部P之電壓波形變為(例如)圖3(A)之波形V1，且此波形係藉由電壓偵測器DET偵測。此時，點P之電位變為藉由分別流過電容器元件C1及C2之電流I1及I2之值判定的劃分電位。因此，在非接觸狀態下，波形V1相比於波形V0變為較小值。電壓偵測器DET比較經偵測電壓與預定臨限電壓Vth，且若經偵測電壓不小於臨限電壓，則電壓偵測器DET判定為處於非接觸狀態。另一方面，若經偵測電壓小於臨限電壓，則電壓偵測器DET判定為處於接觸狀態。以此方式，觸摸偵測變得可能。
2.　第一實施例
組態之實例
總體組態之實例
圖4說明根據本發明之第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置之組態之實例。在此方面，藉由本實施例實現根據本發明之一實施例的驅動電路及驅動具有觸摸偵測功能之顯示裝置之方法，且因此，將一起給出描述。具有觸摸偵測功能之顯示裝置使用液晶顯示元件作為顯示元件，且為所謂的內嵌型器件(in-cell type device)，其中整合包括液晶顯示元件之液晶顯示器件與電容性觸摸偵測器件。
具有觸摸偵測功能之顯示裝置1包括控制區段11、閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14、具有觸摸偵測功能之顯示器件10，及觸摸偵測區段40。
控制區段11基於自外部所供應之視訊信號Vdisp而將控制信號分別供應至閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14及觸摸偵測區段40，且控制閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14及觸摸偵測區段40，以便同步地操作。
閘極驅動器12具有基於自控制區段11所供應之控制信號來選擇具有觸摸偵測功能之顯示器件10的待顯示驅動之一個水平線。具體言之，如稍後所描述，閘極驅動器12經由掃描信號線GCL而將掃描信號Vscan施加至像素Pix之TFT元件Tr之閘極，且依序地在具有觸摸偵測功能之顯示器件10之液晶顯示器件20上的以矩陣狀態而形成之像素Pix當中選擇一列(1個水平線)以作為顯示驅動之目標。
源極驅動器13基於自控制區段11所供應之控制信號而將像素信號Vpix供應至具有觸摸偵測功能之顯示器件10之每一像素Pix(稍後描述)。具體言之，如稍後所描述，源極驅動器13經由像素信號線SGL而個別地將像素信號Vpix供應至構成藉由閘極驅動器12依序地選擇之一個水平線的每一像素Pix。
驅動電極驅動器14基於自控制區段11所供應之控制信號而將驅動信號Vcom供應至具有觸摸偵測功能之顯示器件10之驅動電極COML(稍後描述)。具體言之，驅動電極驅動器14按時間劃分而依序地將用於顯示操作之顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML，且按時間劃分而依序地施加用於觸摸偵測操作之觸摸偵測驅動信號Vcomt。此時，驅動電極驅動器14針對驅動電極COML中之每複數個電極(在此實例中，針對每兩個電極)來驅動該等電極。
閘極驅動器12及驅動電極驅動器14構成掃描驅動區段50。稍後將給出掃描驅動區段50之組態的詳細描述。
具有觸摸偵測功能之顯示器件10為包括觸摸偵測功能之顯示器件。具有觸摸偵測功能之顯示器件10具有液晶顯示器件20及觸摸偵測器件30。液晶顯示器件20為根據自閘極驅動器12所供應之掃描信號Vscan及自驅動電極驅動器14所供應之顯示驅動信號Vcomd依序地掃描及顯示每一水平線的器件。觸摸偵測器件30基於上述電容性觸摸偵測之基本原理而操作，且基於自驅動電極驅動器14所供應之觸摸偵測驅動信號Vcomt來輸出觸摸偵測信號Vdet。
觸摸偵測區段40為一電路，該電路基於自控制區段11所供應之控制信號及自具有觸摸偵測功能之顯示器件10之觸摸偵測器件30所供應之觸摸偵測信號Vdet來偵測觸摸偵測器件30是否被觸摸，且若被觸摸，則該電路在觸摸偵測區域中獲得被觸摸座標等等。觸摸偵測區段40具有類比LPF(低通濾波器)區段42、A/D轉換區段43、信號處理區段44、座標提取區段45及偵測時序控制區段46。類比LPF區段42為消除包括於自觸摸偵測器件30所供應之觸摸偵測信號Vdet中之高頻分量(雜訊分量)且提取及輸出觸摸分量的低通類比濾波器。電阻器R個別地連接至在類比LPF區段42之輸入端子與接地之間的點，以便給出直流電位(0 V)。在此方面，舉例而言，可藉由代替電阻器R而安置一開關且接通該開關達預定時間週期來給出直流電位(0 V)。A/D轉換區段43為個別地將自類比LPF區段42所輸出之類比信號轉換成數位信號的電路。信號處理區段44為基於來自A/D轉換區段43之輸出信號來偵測觸摸偵測器件30是否已被觸摸的邏輯電路。座標提取區段45為當信號處理區段44已偵測觸摸時獲得觸摸之觸摸面板座標的邏輯電路。偵測時序控制區段46控制此等電路以同步地操作。
具有觸摸偵測功能之顯示器件10
接下來，將給出具有觸摸偵測功能之顯示器件10之組態之實例的詳細描述。
圖5說明具有觸摸偵測功能之顯示器件10之示意性剖視結構之實例。具有觸摸偵測功能之顯示器件10包括像素基板2、以與像素基板2相對置之關係而安置的反基板3，及插入於像素基板2與反基板3之間的液晶層6。
像素基板2具有作為電路基板之TFT基板21，及以矩陣狀態而安置於TFT基板21上之複數個像素電極22。在TFT基板21上，雖然圖中未圖示，但形成導線，諸如，將像素信號Vpix供應至每一像素之薄膜電晶體(TFT)及每一像素電極22的像素信號線SGL，及驅動每一TFT等等之掃描信號線GCL。
反基板3具有玻璃基板31、形成於玻璃基板31之一個表面上的彩色濾光片32，及形成於彩色濾光片32上之複數個驅動電極COML。彩色濾光片32包括(例如)經週期性地配置的三種色彩(即，紅(R)、綠(G)及藍(B))之彩色濾光片層。且，三種色彩R、G及B中之一對色彩對應於每一顯示像素。驅動電極COML充當液晶顯示器件20之共同驅動電極，且亦充當觸摸偵測器件30之驅動電極。驅動電極COML藉由圖中未圖示之接觸導電柱鏈接至像素基板2。經由接觸導電柱而將具有交變矩形波形之驅動信號Vcom(顯示驅動信號Vcomd及觸摸偵測驅動信號Vcomt)自像素基板2施加至驅動電極COML。為觸摸偵測器件30之偵測電極的觸摸偵測電極TDL形成於玻璃基板31之另一表面上。另外，偏光片35安置於觸摸偵測電極TDL上。
液晶層6根據電場之狀態而調變穿過液晶層6之光，且使用各種種類之液晶，例如，TN(扭轉向列)、VA(垂直對準)、ECB(電控雙折射)等等。
在此方面，對準膜分別安置於液晶層6與像素基板2之間及液晶層6與反基板3之間。又，附帶偏光片安置於像素基板2之下表面上。然而，此處省略彼等圖。
圖6說明液晶顯示器件20中像素結構之組態之實例。液晶顯示器件20具有以矩陣狀態而安置之複數個像素Pix。像素Pix具有TFT元件Tr及液晶元件LC。TFT元件Tr係藉由薄膜電晶體形成，且在此實例中，TFT元件Tr係藉由n通道MOS(金氧半導體)TFT形成。TFT元件Tr之源極連接至像素信號線SGL，閘極連接至掃描信號線GCL，且汲極連接至液晶元件LC之一端部。液晶元件LC之一端部連接至TFT元件Tr之汲極，且另一端部連接至驅動電極COML。
像素Pix藉由掃描信號線GCL而彼此連接至關於液晶顯示器件20之同一列的其他像素Pix。掃描信號線GCL連接至閘極驅動器12，且藉由閘極驅動器12被供應有掃描信號Vscan。像素Pix藉由像素信號線SGL而彼此連接至關於液晶顯示器件20之同一行的其他像素Pix。像素信號線SGL連接至源極驅動器13，且藉由源極驅動器13被供應有像素信號Vpix。
另外，像素Pix藉由驅動電極COML連接至關於液晶顯示器件20之同一列的其他像素Pix。驅動電極COML連接至驅動電極驅動器14，且藉由驅動電極驅動器14被供應有驅動信號Vcom。
在此配置的情況下，在液晶顯示器件20中，閘極驅動器12驅動掃描信號線GCL，以便按時間劃分而執行漸進性掃描，使得依序地選擇一個水平線，且源極驅動器13將像素信號Vpix供應至關於該一個水平線之每一像素Pix以針對每一水平線而顯示。
圖7為說明觸摸偵測器件30之組態之實例的透視圖。觸摸偵測器件30包括安置於反基板3上之驅動電極COML及觸摸偵測電極TDL。將驅動電極COML劃分成在該圖之右方向及左方向上延伸的複數個(N片)條帶狀電極圖案。當執行觸摸偵測操作時，藉由驅動電極驅動器14依序地將觸摸偵測驅動信號Vcomt供應至每一電極圖案以執行掃描驅動。觸摸偵測電極TDL包括在垂直於驅動電極COML之電極圖案之延伸方向之方向上延伸的條帶狀電極圖案。觸摸偵測電極TDL之每一電極圖案個別地連接至觸摸偵測區段40之類比LPF區段42之對應輸入。驅動電極COML與觸摸偵測電極TDL彼此相交之電極圖案在相交處形成電容。
在此配置的情況下，在觸摸偵測器件30中，當執行觸摸偵測操作時，驅動電極驅動器14驅動該等驅動電極COML，以便按時間劃分而依序地掃描該等電極，且自觸摸偵測電極TDL輸出觸摸偵測信號Vdet，藉此執行觸摸偵測。亦即，在圖1至圖3所示的觸摸偵測之基本原理中，驅動電極COML對應於驅動電極E1。觸摸偵測電極TDL對應於觸摸偵測電極E2，且觸摸偵測器件30根據基本原理而執行觸摸偵測。如圖7所示，彼此相交之電極圖案以矩陣狀態而構成電容性觸摸感測器。因此，藉由掃描觸摸偵測器件30之整個觸摸偵測表面，有可能偵測外部接近物件已觸摸或靠近之位置。
接下來，將給出包括閘極驅動器12及驅動電極驅動器14之掃描驅動區段50之組態之實例的詳細描述。
掃描驅動區段50
圖8說明掃描驅動區段50之組態之實例。掃描驅動區段50包括顯示掃描區段51、觸摸偵測掃描區段52及驅動區段530。顯示掃描區段51之部分及驅動區段530構成閘極驅動器12。又，觸摸偵測掃描區段52之部分及驅動區段530構成驅動電極驅動器14。驅動區段530包括N/2個驅動區段53(1)至53(N/2)。在下文中，驅動區段530僅僅用以表示N/2個驅動區段53(1)至53(N/2)中之任一者。
顯示掃描區段51包括移位暫存器，且產生信號Sd以用於選擇掃描信號Vscan被依序地施加至之掃描信號線GCT。又，信號Sd用於選擇顯示驅動信號Vcomd被施加至之驅動電極COML。具體言之，如稍後所描述，當顯示掃描區段51將高位準信號供應至第n個驅動區段53(n)以作為第n個信號Sd(n)時，驅動區段53(n)將掃描信號Vscan(n)施加至第n個掃描信號線GCL，且將顯示驅動信號Vcomd施加至第n個驅動電極COML(n)及第(n+1)個驅動電極COML(n+1)兩者。亦即，顯示掃描區段51輸出高位準信號Sd，以便指導驅動區段530執行顯示驅動。
觸摸偵測掃描區段52包括移位暫存器，且產生信號St以用於選擇觸摸偵測驅動信號Vcomt被依序地施加至之驅動電極COML。具體言之，如稍後所描述，當觸摸偵測掃描區段52將高位準信號供應至驅動區段53(n)以作為第m個信號St(m)時，驅動區段53(n)將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至第n個驅動電極COML(n)及第(n+1)個驅動電極COML(n+1)兩者。亦即，觸摸偵測掃描區段52輸出高位準信號St，以便指導驅動區段530執行觸摸偵測驅動。
驅動區段530基於兩個信號(自顯示掃描區段51所供應之Sd，及自觸摸偵測掃描區段52所供應之St)而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL且將驅動信號Vcom施加至兩個驅動電極COML。具體言之，驅動區段53(n)基於自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n)而將掃描信號Vscan(n)施加至第n個掃描信號線，且基於信號Sd(n+1)而將Vscan(n+1)施加至第(n+1)個掃描信號線，且將顯示驅動信號Vcomd施加至第n個驅動電極COML(n)及第(n+1)個驅動電極COML(n+1)兩者以作為驅動信號Vcom(n)及Vcom(n+1)。又，驅動區段53(n)基於自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(m)而將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至第n個驅動電極COML(n)及第(n+1)個驅動電極COML(n+1)兩者以作為驅動信號Vcom(n)及Vcom(n+1)。
驅動區段530包括兩個閘極緩衝器56、OR電路57、顯示偏好電路54，及驅動信號緩衝器55。
兩個閘極緩衝器56為分別基於自顯示掃描區段51所供應之兩個信號(例如，Sd(n)及Sd(n+1))而將掃描信號Vscan供應至對應掃描信號線GCL(例如，掃描信號線GCL(n)及GCL(n+1))的電路。具體言之，閘極緩衝器56具有放大信號Sd以具有允許液晶顯示器件20之TFT元件Tr之開啟/關閉控制之振幅位準的功能。
OR電路57產生自顯示掃描區段51所供應之兩個信號(例如，Sd(n)及Sd(n+1))的邏輯加(OR)。
顯示偏好電路54具有基於OR電路57之輸出信號及自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St來控制驅動信號Vcom至驅動電極COML之施加的功能。
驅動信號緩衝器55為基於自顯示偏好電路54所供應之信號而將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML的電路。具體言之，驅動信號緩衝器55基於自顯示偏好電路54所供應之信號而將顯示驅動信號Vcomd、觸摸偵測驅動信號Vcomt及直流驅動信號Vcomdc中之任一者供應至驅動電極COML。如圖8所示，驅動信號緩衝器55同時將驅動信號Vcom供應至兩個驅動電極COML。
在此配置的情況下，在驅動區段53(n)中，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n)及Sd(n+1)中之至少任一者為高位準，則顯示偏好電路54將其解譯為顯示驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。若自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(m)為高位準，則顯示偏好電路54將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n)及Sd(n+1)中之至少任一者為高位準，且自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(m)為高位準，則驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。亦即，若顯示偏好電路54接收顯示驅動指令及觸摸偵測驅動指令兩者，則顯示偏好電路54給出對顯示驅動指令之偏好。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n)及Sd(n+1)皆為低位準，且當自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(m)為低位準時，則顯示偏好電路54既不將其解譯為顯示驅動指令，亦不將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將直流驅動信號Vcomdc施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。
以此方式，驅動區段53(n)在顯示驅動中將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者，且在觸摸偵測驅動中施加觸摸偵測驅動信號Vcomt。亦即，驅動區段530針對每兩個電極來驅動該等驅動電極COML。且，根據針對每兩個電極來選擇該等驅動電極COML，觸摸偵測掃描區段52中移位暫存器之長度為顯示掃描區段51之長度的約一半。
此處，驅動電極COML對應於根據本發明之一實施例的「共同驅動電極」之特定實例。液晶元件LC對應於根據本發明之一實施例的「顯示元件」之特定實例。
操作及動作
接下來，將給出上文所描述的具有觸摸偵測功能之顯示裝置1之操作及動作的描述。
總體操作之綜述
首先，將參看圖4給出具有觸摸偵測功能之顯示裝置1之總體操作之綜述的描述。控制區段11基於自外部所供應之視訊信號Vdisp而將控制信號分別供應至閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14及觸摸偵測區段40，且控制閘極驅動器12、源極驅動器13、驅動電極驅動器14及觸摸偵測區段40以彼此同步地操作。閘極驅動器12將掃描信號Vscan供應至液晶顯示器件20，且依序地選擇待顯示驅動之一個水平線。源極驅動器13將像素信號Vpix供應至包括於藉由閘極驅動器12選擇之一個水平線中的每一像素Pix。驅動電極驅動器14針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML。在顯示操作中，驅動電極驅動器14將顯示驅動信號Vcomd依序地施加至待顯示驅動之一個水平線之驅動電極COML。在觸摸偵測操作中，驅動電極驅動器14將觸摸偵測驅動信號Vcomt依序地施加至與觸摸偵測操作有關之驅動電極COML。具有觸摸偵測功能之顯示器件10基於藉由閘極驅動器12、源極驅動器13及驅動電極驅動器14供應之信號來執行顯示操作，且基於自驅動電極驅動器14所供應之觸摸偵測驅動信號Vcomt來執行觸摸偵測操作以自觸摸偵測電極TDL輸出觸摸偵測信號Vdet。類比LPF區段42消除觸摸偵測信號Vdet之高頻分量，且輸出該信號。A/D轉換區段43將自類比LPF區段42所輸出之類比信號轉換成數位信號。信號處理區段44基於來自A/D轉換區段43之輸出信號來偵測在具有觸摸偵測功能之顯示器件10上是否存在觸摸。當信號處理區段44已偵測觸摸時，座標提取區段45獲得觸摸面板之座標。偵測時序控制區段46控制類比LPF區段42、A/D轉換區段43、信號處理區段44及座標提取區段45以同步地操作。
在下文中，將給出具有觸摸偵測功能之顯示裝置1之詳細操作的描述。
顯示操作及觸摸偵測操作
在具有觸摸偵測功能之顯示裝置1中，在顯示操作中，閘極驅動器12將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL，且驅動電極驅動器14針對每兩個電極依序地將顯示驅動信號Vcomd施加至對應於掃描信號線GCL之驅動電極COML，以執行顯示掃描。且，在每一水平週期(1H)中，源極驅動器13將像素信號Vpix供應至掃描信號Vscan及顯示驅動信號Vcomd已被施加至之一個水平線。又，在觸摸偵測操作中，驅動電極驅動器14將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至(例如)10個驅動電極COML，且使觸摸偵測驅動信號Vcomt被施加至之驅動電極COML移位(例如，在一個水平週期中針對每兩個電極)，以執行觸摸偵測掃描。在每一水平週期(1H)中，觸摸偵測區段40基於觸摸偵測信號Vdet來偵測觸摸。
圖9說明掃描驅動區段50之顯示驅動操作之實例。如圖9所示，掃描驅動區段50針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML。具體言之，掃描驅動區段50將顯示驅動信號Vcomd(例如，驅動信號Vcom(n)及Vcom(n+1))分別施加至兩個驅動電極COML(例如，第n個驅動電極COML(n)及第(n+1)個驅動電極COML(n+1))。且首先，掃描驅動區段50在第一水平週期(1H)中將掃描信號Vscan施加至對應於驅動電極COML(n)之掃描信號線GCL(第n個掃描信號線GCL(n))，且源極驅動器13將像素信號Vpix施加至水平線中之像素Pix。在圖9中，陰影部分指示對應於像素信號Vpix被施加至之一個水平線的顯示驅動信號Vcomd之區段。接下來，掃描驅動區段50使顯示驅動信號Vcomd反相，且將掃描信號Vscan施加至對應於驅動電極COML(n+1)之掃描信號線GCL(第(n+1)列之掃描信號線GCL(n+1))。且，源極驅動器13將像素信號Vpix施加至水平線中之像素Pix。
圖9說明掃描驅動區段50之顯示驅動操作。然而，亦以相同方式執行觸摸偵測驅動操作。亦即，掃描驅動區段50將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至(例如)10個鄰近驅動電極COML。且，掃描驅動區段50使觸摸偵測驅動信號Vcomt被施加至之驅動電極COML移位(例如，在每一水平週期中針對每兩個電極)，以執行觸摸偵測掃描。
掃描驅動區段50獨立地具備顯示掃描區段51及觸摸偵測掃描區段52。藉此，有可能獨立地執行顯示掃描及觸摸偵測掃描。
圖10示意性地說明顯示掃描及觸摸偵測掃描。在此實例中，以兩倍於顯示掃描之掃描速度的掃描速度執行觸摸偵測掃描。在具有觸摸偵測功能之顯示裝置1中，有可能使掃描驅動區段50獨立地執行顯示掃描Scand及觸摸偵測掃描Scant，且因此與驅動電極COML分離地施加用於顯示操作之顯示驅動信號Vcomd及施加用於觸摸偵測操作之觸摸偵測驅動信號Vcomt。藉此，有可能分離地設定觸摸偵測掃描Scant之速度與顯示掃描Scand之速度。舉例而言，如圖10所示，若觸摸偵測之掃描速度相比於顯示掃描之掃描速度將較高，則有可能快速地回應於外部接近物件之觸摸，且因此改良觸摸偵測之回應特性。
在圖10所示之實例中，觸摸偵測掃描之速度高於顯示掃描之速度，且因此，顯示掃描Scand在時序W1時被觸摸偵測掃描Scant超越。此時，待經受顯示驅動之驅動電極COML與待經受觸摸偵測驅動之驅動電極COML重疊。此時，掃描驅動區段50操作，以便給出對顯示驅動之偏好，且因此將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML。亦即，在此超越狀態下，觸摸偵測驅動信號Vcomt未施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML。藉此，有可能抑制由超越造成之雜亂。
比較實例
接下來，將給出根據本實施例之比較實例的掃描驅動區段50R的描述。在此比較實例中，針對每一電極來驅動一驅動電極COML。
圖11說明掃描驅動區段50之組態之實例。掃描驅動區段50具有觸摸偵測掃描區段52R及驅動區段530R。驅動區段530R包括N個驅動區段53R(1)至53R(N)。
觸摸偵測掃描區段52R產生信號St以用於針對每一電極依序地選擇觸摸偵測驅動信號Vcomt被施加至之驅動電極COML。根據針對每一電極來選擇該驅動電極COML，觸摸偵測掃描區段52R中移位暫存器之長度等於顯示掃描區段51之長度。
驅動區段530R基於自顯示掃描區段51所供應之信號Sd及自觸摸偵測掃描區段52R所供應之信號St而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL且將驅動信號Vcom施加至驅動電極COML。如圖11所示，驅動區段530R之驅動信號緩衝器55將驅動信號Vcom供應至一個驅動電極COML。
在此配置的情況下，當執行顯示驅動及觸摸偵測驅動時，根據此比較實例之掃描驅動區段50R針對每一電極來驅動該驅動電極COML。
在此比較實例中，觸摸偵測掃描區段52R中移位暫存器之長度實質上等於顯示掃描區段51之長度。又，針對每一驅動電極COML單一地安置驅動區段530R中之顯示偏好電路54及驅動信號緩衝器55。
另一方面，在根據本實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置1中，觸摸偵測掃描區段52中移位暫存器之長度為顯示掃描區段51之長度的約一半。又，針對每兩個驅動電極COML單一地安置驅動區段530中之顯示偏好電路54及驅動信號緩衝器55。亦即，根據本實施例的觸摸偵測掃描區段52及驅動區段530之電路尺寸變為根據此比較實例的觸摸偵測掃描區段52R及驅動區段530R之電路尺寸的約一半。
以此方式，針對每複數個電極來驅動該驅動電極COML，使得可減少電路尺寸，且可減少電路之佔據區域，藉此使有可能將裝置小型化。又，可縮短觸摸偵測掃描區段52中移位暫存器之長度，且因此可縮減移位暫存器之時脈頻率。此情形使有可能減少功率消耗。
優勢
如上文所描述，在本實施例中，針對每複數個電極來驅動該驅動電極COML，且因此，有可能減少電路尺寸且實現裝置之小型化。
又，在本實施例中，針對每複數個電極來驅動該驅動電極COML。且因此，有可能縮短移位暫存器之長度，且藉此縮減移位暫存器之時脈頻率。此情形使有可能減少功率消耗。
又，在本實施例中，始終將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML，且因此，有可能抑制由超越掃描造成之顯示雜亂。
又，在本實施例中，允許獨立地執行顯示掃描及觸摸偵測掃描。因此，觸摸偵測掃描之掃描速度可高於顯示掃描之掃描速度，藉此使有可能改良觸摸偵測之回應效能。
變化-1
在上述實施例中，掃描驅動區段50針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML。然而，本發明不限於此情形。在下文中，將給出針對每四個電極而驅動之狀況之實例的詳細描述。
圖12說明根據此變化的掃描驅動區段50B之組態之實例。掃描驅動區段50B包括觸摸偵測掃描區段52B及驅動區段530B。驅動區段530B包括N/4個驅動區段53B(1)至53B(N/4)。
觸摸偵測掃描區段52B產生信號St以用於針對每四個電極依序地選擇觸摸偵測驅動信號Vcomt被施加至之驅動電極COML。根據針對每四個電極來選擇該等驅動電極COML，觸摸偵測掃描區段52B中移位暫存器之長度為顯示掃描區段51之長度的約四分之一。
驅動區段530B基於分別自顯示掃描區段51所供應之四個信號Sd及自觸摸偵測掃描區段52B所供應之信號St而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL且將驅動信號Vcom施加至四個驅動電極COML。驅動區段530B包括四個閘極緩衝器56及OR電路58。四個閘極緩衝器56為基於分別自顯示掃描區段51所供應之四個信號(例如，Sd(n)至Sd(n+3))而將掃描信號Vscan施加至掃描信號線GCL(例如，掃描信號線GCL(n)至GCL(n+3))中之一對應掃描信號線的電路。OR電路58產生自顯示掃描區段51所供應之四個信號(例如，Sd(n)至Sd(n+3))的邏輯加(OR)。如圖12所示，驅動區段530B之驅動信號緩衝器55同時將驅動信號Vcom供應至四個驅動電極COML。
圖13說明掃描驅動區段50B之顯示驅動操作之實例。如圖13所示，掃描驅動區段50針對每四個電極來驅動該等驅動電極COML。具體言之，掃描驅動區段50分別將顯示驅動信號Vcomd(例如，驅動信號Vcomd(n)至Vcom(n+3))施加至四個鄰近驅動電極COML(例如，第n個驅動電極COML(n)至第(n+3)個驅動電極COML(n+3))，且依序地將掃描信號Vscan施加至對應於此等驅動電極COML之掃描信號線(例如，掃描信號線GCL(n)至GCL(n+3))。且，源極驅動器13將像素信號Vpix施加至彼水平線之像素Pix。
根據本變化的觸摸偵測掃描區段52B及驅動區段530B之電路尺寸變為根據上述比較實例的觸摸偵測掃描區段52R及驅動區段530R之電路尺寸的約1/4。以此方式，藉由增加待同時驅動之驅動電極COML的數目，有可能進一步將裝置小型化且減少功率消耗。
3.　第二實施例
接下來，將給出根據本發明之第二實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置7的描述。具有觸摸偵測功能之顯示裝置7針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML，且將顯示驅動信號Vcomd施加至該等驅動電極COML及與藉由源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關的鄰近驅動電極COML。使用具有對驅動電極COML執行此驅動之驅動電極驅動器16的掃描驅動區段70來建構具有觸摸偵測功能之顯示裝置7。另一組態與上述第一實施例(圖1)之組態相同。在此方面，向組態與根據上述第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置1之組態實質上相同的部分給出相同參考數字，且將合適地省略其描述。
圖14說明掃描驅動區段70之組態之實例。掃描驅動區段70達成閘極驅動器12及驅動電極驅動器16之功能。掃描驅動區段70包括驅動區段730。驅動區段730包括N/2個驅動區段73(1)至73(N/2)。驅動區段73具有顯示偏好電路74。
在驅動區段73(n)中，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+2)中之至少一者為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為顯示驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。若自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+2)中之至少一者為高位準，且自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為高位準，則驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。亦即，若顯示偏好電路74接收顯示驅動指令及觸摸偵測驅動指令兩者，則顯示偏好電路74給出對顯示驅動指令之偏好。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+2)皆為低位準，且當自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為低位準時，則顯示偏好電路74既不將其解譯為顯示驅動指令，亦不將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將直流驅動信號Vcomdc施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。
圖15說明掃描驅動區段70之顯示驅動操作之實例。如圖15所示，掃描驅動區段70針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML，且始終將顯示驅動信號Vcomd施加至四個驅動電極COML。且，掃描驅動區段70依序地將掃描信號Vscan施加至對應於顯示驅動信號Vcomd已被施加至之驅動電極COML的掃描信號線GCL。且，源極驅動器13將像素信號Vpix施加至水平線之像素Pix。此時，掃描驅動區段70驅動，以便除了將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML以外，亦將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於其之驅動電極COML。亦即，當掃描驅動區段70針對每兩個電極來驅動該驅動電極COML時，掃描驅動區段70將顯示驅動信號Vcomd施加至四個驅動電極COML，包括與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML(陰影部分)及鄰近驅動電極COML。
在根據本實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置7中，將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近於其之驅動電極COML，使得可抑制由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂。在下文中，將使用若干圖來給出該等優勢之描述。在此方面，為了描述之方便起見，將給出針對每一電極來驅動該驅動電極COML之實例的描述。
圖16說明掃描驅動區段70S之組態之實例。掃描驅動區段70S針對每一電極來驅動該驅動電極COML。掃描驅動區段70S包括驅動區段730S。驅動區段730S包括N個驅動區段73S(1)至73S(N)。
在驅動區段73S(n)中，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+1)中之至少一者為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為顯示驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。若自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+1)中之至少一者為高位準，且自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為高位準，則驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。亦即，若顯示偏好電路74接收顯示驅動指令及觸摸偵測驅動指令兩者，則顯示偏好電路74給出對顯示驅動指令之偏好。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+1)皆為低位準，且當自觸摸偵測掃描區段52所供應之信號St(n)為低位準時，則顯示偏好電路74既不將其解譯為顯示驅動指令，亦不將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將直流驅動信號Vcomdc施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。
在顯示驅動中，當來自Sd(n-1)至Sd(n+1)之信號中之一者為高位準時，驅動區段73S(n)將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)。亦即，當將掃描信號Vscan施加至第(n-1)至第(n+1)列之掃描信號線GCL(n-1)至GCL(n+1)中之一者且選擇像素信號Vpix被施加至之水平線時，驅動區段73S(n)將顯示驅動信號Vcomd施加至第n列之驅動電極COML(n)。換言之，驅動區段730S將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近於其之驅動電極COML。
圖17說明掃描驅動區段70S之顯示驅動操作之實例。如圖17所示，掃描驅動區段70S將顯示驅動信號Vcomd(例如，驅動信號Vcom(n-1)至Vcom(n+1))施加至三個鄰近驅動電極COML(例如，第(n-1)列至第(n+1)列之驅動電極COML(n-1)至COML(n+1))。且，掃描驅動區段70S將掃描信號Vscan施加至對應於定位於三個鄰近驅動電極COML之中心處之驅動電極COML(例如，第n列之驅動電極COML(n))的掃描信號線GCL(例如，第n列之掃描信號線GCL(n))。且，源極驅動器13將像素信號Vpix施加至水平線之像素Pix。換言之，掃描驅動區段70S將顯示驅動信號Vcom施加至與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關的驅動電極COML，且除此以外，亦施加至鄰近驅動電極COML。
在此狀況下，如圖10所示，考慮顯示掃描Scand被觸摸偵測掃描Scant超越之狀況。此時，待經受顯示驅動之驅動電極COML與待經受觸摸偵測驅動之驅動電極COML重疊。此時，如圖17所示，掃描驅動區段70S操作，以便給出對顯示驅動之偏好，且因此將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近三個驅動電極COML。亦即，在超越狀態下，掃描驅動區段70S將顯示驅動信號Vcomd施加至與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近於其之驅動電極COML。
圖18說明液晶顯示器件20中之寄生電容。如圖18所示，寄生電容Cp1至Cp4等效地連接於液晶元件LC與鄰近驅動電極COML之兩個端部之間。寄生電容Cp1及Cp2為提供於鄰近於所關注之液晶元件LC之驅動電極COML與液晶元件LC之端子中之一者(圖5中之像素電極22)之間的電容。寄生電容Cp3及Cp4為提供於鄰近於所關注之液晶元件LC之驅動電極COML與液晶元件LC之另一端子(共同電極COML)之間的電容。以此方式，寄生電容Cp1至Cp4提供於液晶元件LC與鄰近驅動電極COML之間。
舉例而言，在顯示驅動信號Vcomd未施加至鄰近於與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關之驅動電極COML的驅動電極COML的情況下，若未處於超越狀態，則將直流驅動信號Vcomdc施加至鄰近驅動電極COML，且若處於超越狀態，則施加觸摸偵測驅動信號Vcomt。因此，可能經由寄生電容Cp1至Cp4而將此等信號傳輸至液晶元件LC，使得可能在與液晶元件LC有關之顯示上發生雜亂。亦即，舉例而言，在超越狀態下，可能經由寄生電容而將已施加至鄰近驅動電極COML之觸摸偵測驅動信號Vcomt傳輸至液晶元件LC，使得水平線之顯示可能不同於非超越狀態之狀況。具體言之，在超越狀態下，可能將像素信號Vpix被施加至之水平線看作「條帶」(stripe)。
另一方面，在掃描驅動區段70S中，不管是否處於超越狀態，始終將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關之驅動電極COML的驅動電極COML。因此，水平線之顯示不受是否處於超越狀態的影響，且因此，有可能將由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂保持至最小限度。
在上文中，已給出使用針對每一電極來驅動該驅動電極COML之掃描驅動區段70S抑制由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂之方法的描述。在根據本實施例之掃描驅動區段70中，有可能以非常相同之方式抑制顯示雜亂。亦即，掃描驅動區段70將顯示驅動信號Vcomd至少施加至與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近於其之驅動電極COML。藉此，如圖10所示，即使顯示掃描Scand被觸摸偵測掃描Scant超越，亦將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關之驅動電極COML的驅動電極COML，而不管超越狀態。因此，水平線之顯示不受是否處於超越狀態的影響，且因此，有可能將由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂保持至最小限度。
如上文所描述，在本實施例中，始終將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近驅動電極COML，且因此，有可能將由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂保持至最小限度。
4.　第三實施例
接下來，將給出根據本發明之第三實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置8的描述。在上述第二實施例中，針對每兩個電極來驅動該等驅動電極COML。然而，在根據本實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置中，針對每三個電極或三個以上電極來驅動該等驅動電極COML。此處，對於一實例，將給出針對每四個電極來驅動該等驅動電極COML之狀況的描述。使用具有對驅動電極COML執行此驅動之驅動電極驅動器17的掃描驅動區段80來組態具有觸摸偵測功能之顯示裝置8。另一組態與上述第一實施例(圖1)等等之組態相同。在此方面，向組態與根據上述第一實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置1之組態實質上相同的部分給出相同參考數字，且將合適地省略其描述。
圖19說明根據本實施例的掃描驅動區段80之組態之實例。掃描驅動區段80包括驅動區段830。驅動區段830包括N/4個驅動區段83(1)至83(N/4)。
在驅動區段83(n)中，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+4)中之至少一者為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為顯示驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。若自觸摸偵測掃描區段52B所供應之信號St(n)為高位準，則顯示偏好電路74將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將觸摸偵測驅動信號Vcomt施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+4)中之至少一者為高位準，且自觸摸偵測掃描區段52B所供應之信號St(n)為高位準，則驅動信號緩衝器55將顯示驅動信號Vcomd施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。亦即，若顯示偏好電路74接收顯示驅動指令及觸摸偵測驅動指令兩者，則顯示偏好電路74給出對顯示驅動指令之偏好。又，若自顯示掃描區段51所供應之信號Sd(n-1)及Sd(n+4)皆為低位準，且當自觸摸偵測掃描區段52B所供應之信號St(n)為低位準時，則顯示偏好電路74既不將其解譯為顯示驅動指令，亦不將其解譯為觸摸偵測驅動指令，且因此，驅動信號緩衝器55將直流驅動信號Vcomdc施加至驅動電極COML(n)及COML(n+1)兩者。
圖20說明掃描驅動區段80之顯示驅動操作之實例。如圖20所示，掃描驅動區段80針對每四個電極來驅動該驅動電極COML，且將顯示驅動信號Vcomd施加至該四個驅動電極。且，掃描驅動區段80依序地將掃描信號Vscan施加至對應於顯示驅動信號Vcomd已被施加至之驅動電極COML的掃描信號線GCL。且，源極驅動器13將像素信號Vpix施加至水平線之像素Pix。此時，掃描驅動區段80亦驅動，以便將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於與像素信號Vpix被施加至之水平線有關之驅動電極COML(陰影部分)的驅動電極COML。亦即，當掃描驅動區段80針對每四個電極來驅動該等驅動電極COML時，若源極驅動器13將像素信號Vpix施加至與出自該四個電極之除了兩個端部以外之兩個電極有關的水平線，則掃描驅動區段80將顯示驅動信號Vcomd施加至四個驅動電極COML。另一方面，當源極驅動器13將像素信號Vpix施加至與出自該四個電極之電極之兩個端部有關的水平線時，掃描驅動區段80將顯示驅動信號Vcomd施加至包括四個鄰近驅動電極之八個驅動電極COML。
在根據本實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置8中，在針對每四個電極來驅動該等驅動電極COML之狀況下，將顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近於其之驅動電極COML，且因此，有可能將由四個驅動電極COML與其水平線之間的相對位置關係造成之顯示雜亂保持至最小限度。在下文中，將參考在上述第一實施例之變化中所描述的掃描驅動區段50B(圖13)給出該等優勢之描述。
如圖13所示，掃描驅動區段50B始終將顯示驅動信號Vcomd僅施加至四個驅動電極COML。此時，當源極驅動器13將像素信號Vpix施加至與四個驅動電極COML之除了兩個端部以外之兩個電極有關的水平線時，掃描驅動區段50B將同一顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關的驅動電極COML(陰影部分)及如藉由波形W11展示之鄰近驅動電極COML。另一方面，當源極驅動器13將像素信號Vpix施加至與在四個驅動電極COML當中之電極之兩個端部有關的水平線時，掃描驅動區段50B將同一顯示驅動信號Vcomd施加至與像素信號Vpix被施加至之水平線有關之驅動電極COML(陰影部分)中的一者及如藉由波形W12展示之鄰近驅動電極COML，且將直流驅動信號Vcomdc施加至鄰近驅動電極COML中之另一者。亦即，視掃描驅動區段50B將顯示驅動信號Vcomd施加至之四個驅動電極COML與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線之間的相對位置關係而定，施加至鄰近於水平線之驅動電極COML的驅動信號Vcom不同。如圖18所示，當經由寄生電容Cp1至Cp4而將鄰近驅動電極COML之信號傳輸至液晶元件LC時，將由上述相對位置關係造成的在驅動電極COML之信號之間的差異傳輸至液晶元件LC，且藉此，在與液晶元件LC有關之顯示中可能發生雜亂。
以此方式，在掃描驅動區段50B中，當寄生電容Cp1至Cp4之影響強烈時，即使僅考慮顯示操作(亦即，當不考慮超越狀態時)，亦可能發生顯示雜亂。另外，如藉由上述第二實施例所展示，在除了考慮顯示操作以外亦考慮觸摸偵測操作時，可能發生由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂。
另一方面，在本實施例中，始終將顯示驅動信號Vcomd施加至與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關的驅動電極COML及鄰近驅動電極COML，而不管上述相對位置關係。因此，甚至在僅考慮顯示操作之狀況下，水平線之顯示仍不受相對位置關係的影響，且因此，有可能將顯示雜亂保持至最小限度。
另外，甚至在考慮觸摸偵測操作時，仍始終將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於與源極驅動器13將像素信號Vpix施加至之水平線有關之驅動電極COML的驅動電極COML，而不管是否處於超越狀態。因此，以與上述第二實施例相同的方式，有可能將由鄰近驅動電極COML造成之顯示雜亂保持至最小限度。
如上文所描述，在本實施例中，當針對每四個電極來驅動該等驅動電極COML時，亦將顯示驅動信號Vcomd施加至鄰近於像素信號Vpix被施加至之水平線的驅動電極COML，且因此，有可能將由四個驅動電極COML與其水平線之間的相對位置關係造成之顯示雜亂保持至最小限度。其他優勢與上述第一實施例及第二實施例之狀況的優勢相同。
5.　應用
接下來，將參看圖21至圖25G給出在上述實施例及變化中所描述的具有觸摸偵測功能之顯示裝置之應用的描述。根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置可適用於所有領域中之電子器件，諸如，電視機、數位相機、筆記型電腦尺寸之個人電腦、行動終端機裝置(諸如，蜂巢式電話等等)，或視訊相機等等。換言之，根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置可適用於所有領域中之電子器件，該等電子器件顯示自外部所輸入之視訊信號或在內部所產生之視訊信號以作為影像或視訊。
應用-1
圖21說明根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置所適用的電視機的外部視圖。該電視機具有視訊顯示螢幕區段510，視訊顯示螢幕區段510包括(例如)前面板511及濾光玻璃512。視訊顯示螢幕區段510包括根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置。
應用-2
圖22A及圖22B說明根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置所適用的數位相機的外部視圖。該數位相機具有(例如)閃光發射區段521、顯示區段522、選單開關523及快門按鈕524。顯示區段522包括根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置。
應用-3
圖23說明根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置所適用的筆記型電腦尺寸之個人電腦的外部視圖。該筆記型電腦尺寸之個人電腦具有(例如)主單元531、用於字元等等之輸入操作的鍵盤532，及用於顯示影像之顯示區段533。顯示區段533包括根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置。
應用-4
圖24說明根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置所適用的視訊相機的外部視圖。該視訊相機具有(例如)主單元541、用於拍攝主題之透鏡542(其安置於主單元541之前側處)、在攝影時間之開始/停止開關543，及顯示區段544。且，顯示區段544包括根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置。
應用-5
圖25A至圖25G說明根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置所適用的蜂巢式電話的外部視圖。該蜂巢式電話(例如)係藉由用鏈接區段(鉸鏈區段)730來鏈接上部殼體710與下部殼體720予以建構，且包括顯示單元740、子顯示單元750、美術燈(picture light)760及相機770。顯示單元740或子顯示單元750包括根據上述實施例等等的具有觸摸偵測功能之顯示裝置。
在上文中，已給出若干實施例及變化及至電子器件之應用的描述。然而，本發明不限於此等實施例等等，且各種變化係可能的。
在該等實施例等等中之每一者中，藉由整合使用各種種類之模式(諸如，TN、VA、ECB等等)之液晶的液晶顯示器件20與觸摸偵測器件30來組態具有觸摸偵測功能之顯示裝置10。然而，可代替此情形而整合使用橫向場模式(諸如，FFS(邊緣場切換)、IPS(共平面切換)等等)之液晶的液晶顯示器件與觸摸偵測器件。舉例而言，在使用橫向場模式之液晶的狀況下，可組態具有觸摸偵測功能之顯示器件90，如圖26所示。此圖說明具有觸摸偵測功能之顯示器件90的實質部分之剖視結構之實例，且展示液晶層6B夾於像素基板2B與反基板3B之間的狀態。其他個別區段之名稱及功能等等與圖5之狀況的名稱及功能等等相同，且因此將省略其描述。在此實例中，不同於圖5之狀況，皆用於顯示及觸摸偵測之驅動電極COML緊接著形成於TFT基板21上，且構成像素基板2B之部分。經由絕緣層23而將像素電極22安置於驅動電極COML上方。在此狀況下，包括驅動電極COML與觸摸偵測電極TDL之間的液晶層6B之所有介電材料皆促使形成電容器C1。
在該等實施例等等中之每一者中，以兩倍於顯示掃描之速度的速度執行觸摸偵測掃描。然而，本發明不限於此情形，且可以任何速度執行觸摸偵測掃描，只要執行超越掃描即可。舉例而言，可以三倍於顯示掃描之速度的速度執行觸摸偵測掃描，如圖27A所示。或者，可以四倍於顯示掃描之速度的速度執行觸摸偵測掃描，如圖27B所示。
本發明含有與在2010年8月23日於日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2010-186196中所揭示之標的有關的標的，該申請案之全部內容在此係以引用的方式併入。
1．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
2．．．像素基板
2B．．．像素基板
3．．．反基板
3B．．．反基板
6．．．液晶層
6B．．．液晶層
7．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
8．．．具有觸摸偵測功能之顯示裝置
10．．．具有觸摸偵測功能之顯示器件
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
16．．．驅動電極驅動器
17．．．驅動電極驅動器
20．．．液晶顯示器件
21．．．TFT基板
22．．．像素電極
23．．．絕緣層
30．．．觸摸偵測器件
31．．．玻璃基板
32．．．彩色濾光片
35．．．偏光片
40．．．觸摸偵測區段
42．．．類比LPF(低通濾波器)區段
43．．．A/D轉換區段
44．．．信號處理區段
45．．．座標提取區段
46．．．偵測時序控制區段
50．．．掃描驅動區段
50B．．．掃描驅動區段
50R．．．掃描驅動區段
51．．．顯示掃描區段
52．．．觸摸偵測掃描區段
52B．．．觸摸偵測掃描區段
52R．．．觸摸偵測掃描區段
53(n)．．．驅動區段
53(n-2)．．．驅動區段
53(n+2)．．．驅動區段
53B(n)．．．驅動區段
53B(n-4)．．．驅動區段
53B(n+4)．．．驅動區段
53R(n)．．．驅動區段
53R(n-1)．．．驅動區段
53R(n+1)．．．驅動區段
54．．．顯示偏好電路
55．．．驅動信號緩衝器
56．．．閘極緩衝器
57．．．OR電路
58．．．OR電路
70．．．掃描驅動區段
70S．．．掃描驅動區段
73(n)．．．驅動區段
73(n-2)．．．驅動區段
73(n+2)．．．驅動區段
73S(n)．．．驅動區段
73S(n-1)．．．驅動區段
73S(n+1)．．．驅動區段
74．．．顯示偏好電路
80．．．掃描驅動區段
83(n)．．．驅動區段
83(n-4)．．．驅動區段
83(n+4)．．．驅動區段
90．．．具有觸摸偵測功能之顯示器件
510．．．視訊顯示螢幕區段
511．．．前面板
512．．．濾光玻璃
521．．．閃光發射區段
522．．．顯示區段
523．．．選單開關
524．．．快門按鈕
530．．．驅動區段
530B．．．驅動區段
530R．．．驅動區段
531．．．主單元
532．．．鍵盤
533．．．顯示區段
541．．．主單元
542．．．透鏡
543．．．開始/停止開關
544．．．顯示區段
710．．．上部殼體
720．．．下部殼體
730．．．驅動區段/鏈接區段(鉸鏈區段)
730S．．．驅動區段
740．．．顯示單元
750．．．子顯示單元
760．．．美術燈
770．．．相機
C1．．．電容器元件/電容器
C2．．．電容器元件
COML．．．驅動電極
Cp1．．．寄生電容
Cp2．．．寄生電容
Cp3．．．寄生電容
Cp4．．．寄生電容
D．．．介電材料
DET．．．電壓偵測器(觸摸偵測區段)
E1．．．驅動電極
E2．．．觸摸偵測電極
GCL．．．掃描信號線
LC．．．液晶元件
P．．．電容器元件之另一端部
Pix．．．像素
R．．．電阻器
S．．．交流信號源(驅動信號源)
SGL．．．像素信號線
TDL．．．觸摸偵測電極
Tr．．．TFT元件
圖1為用於解釋根據本發明之一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置中觸摸偵測方法之基本原理的圖解，且為說明手指未進行觸摸或未進行近接之狀態的圖解；
圖2為用於解釋根據本發明之一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置中觸摸偵測方法之基本原理的圖解，且為說明手指進行觸摸或進行近接之狀態的圖解；
圖3為用於解釋根據本發明之一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置中觸摸偵測方法之基本原理的圖解，且為說明驅動信號及觸摸偵測信號之波形之實例的圖解；
圖4為說明根據本發明之一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置之組態之實例的方塊圖；
圖5為說明根據第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示器件之示意性剖視結構的剖視圖；
圖6為說明根據第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示器件之像素陣列的電路圖；
圖7為說明根據第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示器件之驅動電極及觸摸偵測電極之組態之實例的透視圖；
圖8為說明根據第一實施例的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖9為說明根據第一實施例的掃描驅動區段之操作之實例的時序波形圖；
圖10為說明根據第一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示裝置之操作之實例的示意圖；
圖11為說明根據第一實施例之比較實例的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖12為說明根據第一實施例之變化的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖13為說明根據第一實施例之變化的掃描驅動區段之操作之實例的時序波形圖；
圖14為說明根據第二實施例的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖15為說明根據第二實施例的掃描驅動區段之操作之實例的時序波形圖；
圖16為說明用於解釋根據第二實施例的掃描驅動區段之操作的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖17為說明圖16所示之掃描驅動區段之操作之實例的時序波形圖；
圖18為用於解釋根據一實施例的具有觸摸偵測功能之顯示器件之寄生電容之實例的電路圖；
圖19為說明根據第三實施例的掃描驅動區段之組態之實例的方塊圖；
圖20為說明根據第三實施例的掃描驅動區段之操作之實例的時序波形圖；
圖21為說明在一實施例所適用的具有觸摸偵測功能之顯示裝置當中應用-1之外部組態的透視圖；
圖22A及圖22B為說明應用-2之外部組態的透視圖；
圖23為說明應用-3之外部組態的透視圖；
圖24為說明應用-4之外部組態的透視圖；
圖25A至圖25G為說明應用-5之外部組態的前視圖、側視圖、俯視圖及仰視圖；
圖26為說明根據每一實施例之變化的具有觸摸偵測功能之顯示器件之示意性剖視結構的剖視圖；及
圖27A及圖27B為說明根據每一實施例之變化的具有觸摸偵測功能之顯示裝置之操作之實例的示意圖。
(無元件符號說明)

Claims (10)

  1. 一種具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其包含：複數個共同驅動電極，其經平行地安置成在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而顯示；一觸摸偵測元件，其基於一觸摸偵測驅動信號來偵測一外部接近物件；及一掃描驅動區段，其執行第一掃描驅動以按時間劃分而依序地將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，且執行一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動以按時間劃分而依序地將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，其中該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
  2. 如請求項1之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中當將為該第一掃描驅動之一目標的一共同驅動電極與將為該第二掃描驅動之一目標的一共同驅動電極重疊時，該掃描驅動區段將該顯示驅動信號施加至該重疊共同驅動電極。
  3. 如請求項2之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中在該第一掃描驅動中，該掃描驅動區段將同一顯示驅動信號施加至對應於經施加有該像素信號之一顯示 元件的一共同驅動電極且至少施加至鄰近於該共同驅動電極的一共同驅動電極。
  4. 如請求項2之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該顯示元件為一液晶顯示元件。
  5. 如請求項2之具有一觸摸偵測功能之顯示裝置，其中該觸摸偵測元件基於該外部接近物件之近接或觸摸而使用一靜電電容改變來偵測該外部接近物件。
  6. 一種顯示裝置，其包含：複數個共同驅動電極；一顯示元件，其基於一顯示驅動信號而顯示；一偵測元件，其基於一觸摸偵測驅動信號而偵測；一掃描驅動區段，其執行第一掃描驅動以將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，且執行一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動以將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，其中該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
  7. 如請求項6之顯示裝置，其中該掃描驅動區段包括一緩衝器，且該緩衝器係針對該複數個共同驅動電極中之每一者予以單一地安置。
  8. 一種驅動電路，其包含： 一掃描驅動區段，該掃描驅動區段向具有一觸摸偵測功能之一顯示區段執行第一掃描驅動及一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動，該顯示區段包括：複數個共同驅動電極，其經平行地安置成在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而顯示；及一觸摸偵測元件，其基於一觸摸偵測驅動信號來偵測一外部接近物件，該第一掃描驅動用以按時間劃分而依序地將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，該第二掃描驅動用以按時間劃分而依序地將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，其中該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
  9. 一種驅動一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置之方法，其包含：第一掃描驅動，其用以針對經平行地安置成在一個方向上延伸之複數個共同驅動電極中之每複數個電極按時間劃分而依序地將一顯示驅動信號施加至該等電極，且按時間劃分而依序地與該顯示驅動信號之施加同步地將一像素信號施加至對應於經施加有該顯示驅動信號之一共同驅動電極的一像素電極，以便基於該像素信號及該顯示驅動信號而顯示；及第二掃描驅動，其用以針對該複數個共同驅動電極中 之每複數個電極按時間劃分而依序地以不同於該第一掃描驅動操作之一掃描速度將用於偵測一外部接近物件之一觸摸偵測驅動信號施加至該等電極。
  10. 一種電子器件，其包含：一具有一觸摸偵測功能之顯示裝置；及一控制區段，其使用該具有一觸摸偵測功能之顯示裝置來執行操作控制，其中該具有一觸摸偵測功能之顯示裝置包括：複數個共同驅動電極，其經平行地安置成在一個方向上延伸；一顯示元件，其基於一像素信號及一顯示驅動信號而顯示；一觸摸偵測元件，其基於一觸摸偵測驅動信號來偵測一外部接近物件；及一掃描驅動區段，其執行第一掃描驅動以按時間劃分而依序地將該顯示驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，且執行一掃描速度不同於該第一掃描驅動之一掃描速度的第二掃描驅動以按時間劃分而依序地將該觸摸偵測驅動信號施加至該複數個共同驅動電極，其中該掃描驅動區段在該第一掃描驅動及該第二掃描驅動中針對該等共同驅動電極中之每複數個電極來驅動該等電極。
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