具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元的制作方法
【專利說明】具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元
[0001]本申請是以下發(fā)明專利申請的分案申請:
[0002]申請?zhí)?201110282568.3
[0003]申請日:2011年9月22日
[0004]發(fā)明名稱:具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0005]本公開涉及具有觸摸檢測功能的顯示單元，并且具體地說涉及具有基于由于外部鄰近物體導致的電容變化來檢測觸摸事件的觸摸檢測功能的顯示單元，以及具有這種具有觸摸檢測功能的顯示單元的電子單元。
【背景技術(shù)】
[0006]最近，注意到一種顯示單元，其中在諸如液晶顯示裝置的顯示裝置上安裝所謂觸摸面板的觸摸檢測裝置，或者觸摸面板與顯示裝置集成，并且各種按鈕圖像等顯示在顯示裝置上代替普通機械按鈕，使能信息輸入。這種具有觸摸面板的顯示裝置不需要諸如鍵盤、鼠標和小鍵盤之類的輸入裝置，因此，趨向于不僅廣泛應用于計算機，而且廣泛應用于諸如移動電話之類的手持信息終端。
[0007]觸摸檢測裝置的類型包括諸如光學式和電阻式的幾種類型。具體地說，電容式觸摸檢測裝置保證是結(jié)構(gòu)相對簡單的低功耗裝置。例如，第2009-244958 (JP-A-2009-244958)號日本未審查專利申請公開提出了一種顯示單元，其中最初為顯示單元的顯示提供的公共電極還用作觸摸傳感器的一對電極之一，而另一電極(觸摸檢測電極)與該公共電極交叉地設置。在公共電極與觸摸檢測電極之間形成電容，并且該電容響應于外部鄰近物體而變化。當驅(qū)動信號被施加到公共電極上時，通過分析觸摸檢測電極上呈現(xiàn)的觸摸檢測信號，顯示單元利用這種電容的變化來檢測外部鄰近物體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]觸摸檢測裝置可能受到顯示裝置的顯示操作的影響。具體地說，例如，在顯示裝置內(nèi)行進的信號可以通過寄生電容傳送到觸摸檢測裝置內(nèi)的觸摸檢測信號。這樣可能引起觸摸檢測信號的信噪比的惡化，導致觸摸位置等的精度的惡化。JP-A-2009-2444958內(nèi)沒有描述顯示操作對觸摸檢測的影響。
[0009]希望提供具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元，其中可以在抑制顯示操作的影響的同時執(zhí)行觸摸檢測。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供了一種具有觸摸檢測功能的顯示單元，包括:多條像素信號線，每條像素信號線發(fā)送用于顯示的像素信號；像素信號線驅(qū)動部分，對每條像素信號線施加像素信號；顯示元件，每個顯示元件基于像素信號執(zhí)行顯示；多個觸摸檢測電極，每個觸摸檢測電極基于因為外部鄰近物體引起的電容變化來輸出檢測信號；以及觸摸檢測部分，在觸摸檢測時段內(nèi)基于所述檢測信號檢測觸摸事件，所述觸摸檢測時段與所述顯示元件執(zhí)行顯示操作的顯示時段不同，其中，在所述觸摸檢測時段期間，所述像素信號線驅(qū)動部分允許每條像素信號線處于浮置狀態(tài)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供了一種顯示單元，包括:多條像素信號線；驅(qū)動部分，對每條像素信號線施加像素信號；多個顯示元件，每個顯示元件基于所述像素信號執(zhí)行顯示；觸摸檢測部分，在觸摸檢測時段內(nèi)檢測觸摸事件，所述觸摸檢測時段與所述顯示元件執(zhí)行顯示操作的顯示時段不同，其中，在所述觸摸檢測時段期間，所述驅(qū)動部分允許每條像素信號線處于浮置狀態(tài)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供了一種電子單元，包括:顯示部分，具有觸摸檢測功能；以及控制部分，利用具有觸摸檢測功能的顯示部分執(zhí)行操作控制，其中，所述具有觸摸檢測功能的顯示部分包括:多條像素信號線，每條像素信號線發(fā)送用于顯示的像素信號，像素信號線驅(qū)動部分，對每條像素信號線施加像素信號，多個顯示元件，每個顯示元件基于所述像素信號執(zhí)行顯示，多個觸摸檢測電極，每個觸摸檢測電極基于因為外部鄰近物體引起的電容變化來輸出檢測信號，以及觸摸檢測部分，用于在觸摸檢測時段內(nèi)基于所述檢測信號檢測觸摸事件，所述觸摸檢測時段與所述顯示元件執(zhí)行顯示操作的顯示時段不同，其中，在所述觸摸檢測時段期間，所述像素信號線驅(qū)動部分允許每條像素信號線處于浮置狀態(tài)。
[0013]根據(jù)本公開的實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元包括:多個像素信號線、像素信號線驅(qū)動部分、顯示元件、觸摸檢測電極以及觸摸檢測部分。該多個像素信號線中的每個都發(fā)送用于顯示的像素信號。該像素信號線驅(qū)動部分對每個像素信號線施加像素信號。每個顯示元件基于像素信號執(zhí)行顯示。每個觸摸檢測電極基于因為外部鄰近物體引起的電容變化的發(fā)生而輸出檢測信號。該觸摸檢測部分在觸摸檢測時段內(nèi)，基于檢測信號檢測觸摸事件，該觸摸檢測時段與該顯示元件執(zhí)行顯示操作的顯示時段不同。在該觸摸檢測時段期間，該像素信號線驅(qū)動部分使每個像素信號線的電壓保持在特定電平。
[0014]根據(jù)本公開的實施例的電子單元具有上面描述的具有觸摸檢測功能的顯示部分，并且包括例如電視裝置、數(shù)碼相機、個人計算機、攝像機、諸如移動電話之類的移動終端裝置。
[0015]在根據(jù)本公開的實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元中，在顯示時段內(nèi)，像素信號被施加到像素信號線以在顯示時段期間執(zhí)行顯示，而在觸摸檢測時段期間，基于來自觸摸檢測電極的檢測信號執(zhí)行觸摸檢測。此時，在觸摸檢測時段中的該時間，以在觸摸檢測時段中將每個像素信號線的電壓保持在特定電平的方式來執(zhí)行操作。
[0016]在根據(jù)本公開的實施例具有觸摸檢測功能的顯示單元中，例如，在觸摸檢測時段期間，像素信號線驅(qū)動部分優(yōu)選地對每個像素信號線施加特定電平的電壓，或者優(yōu)選地允許像素信號線處于浮置狀態(tài)。
[0017]例如，可以并排布置該多個像素信號線，并且該像素信號線驅(qū)動部分可以在顯示時段內(nèi)對相互鄰近的像素信號線施加相同極性的像素信號，而每隔一個顯示時段，可以將所施加的每個像素信號的極性反轉(zhuǎn)。在這種情況下，優(yōu)選地，緊接在該觸摸檢測時段之前將該觸摸檢測電極的電壓被設定到預定電壓。
[0018]例如，該觸摸檢測部分優(yōu)選地具有允許發(fā)送檢測信號的檢測開關(guān)。例如，該檢測開關(guān)在該觸摸檢測時段和緊接在該觸摸檢測時段之前的顯示時段內(nèi)的預定時段內(nèi)保持導通，而在該預定時段之外的顯示時段內(nèi)保持斷開。作為選擇地，例如，該顯示時段和該觸摸檢測時段可以交替提供，并且在該觸摸檢測時段內(nèi)，該像素信號線驅(qū)動部分可以將每個像素信號線的電壓設置為預定電平。在這種情況下，例如，該檢測開關(guān)可以在觸摸檢測時段內(nèi)保持導通，而在顯示時段內(nèi)保持斷開。例如，觸摸檢測部分可以包括積分電路，用于對在觸摸檢測時段內(nèi)經(jīng)由檢測開關(guān)提供的檢測信號進行積分。
[0019]例如，可以并排布置該多個像素信號線，并且像素信號線驅(qū)動部分可以在該顯示時段內(nèi)對相互鄰近的像素信號線施加具有不同極性的像素信號，而每隔一個顯示時段，可以將要施加的每個像素信號的極性反轉(zhuǎn)。在這種情況下，例如，像素信號線驅(qū)動部分優(yōu)選地在顯示時段內(nèi)對像素信號線施加中間電平的電壓，并然后對該像素信號線施加各個像素信號，該中間電平的電壓是位于具有不同極性的像素信號之間的中心的電壓。例如，該觸摸檢測部分可以包括:檢測開關(guān)，用于允許發(fā)送該檢測信號；以及積分電路，用于對在觸摸檢測時段內(nèi)經(jīng)由檢測開關(guān)提供的檢測信號進行積分。
[0020]在根據(jù)本公開的實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元和電子單元中，由于在觸摸檢測時段內(nèi)像素信號線的電壓保持在特定電平，所以可以在抑制顯示操作的影響的同時執(zhí)行觸摸檢測。
[0021]應當明白，上面的一般描述和下面的詳細描述都是舉例說明，意在進一步解釋要求保護的技術(shù)。
【附圖說明】
[0022]所包括的附圖有助于進一步理解本公開，并且包括并構(gòu)成本說明的一部分。附圖示出實施例，并且與說明一起用于解釋技術(shù)原理。
[0023]圖1是用于解釋根據(jù)本公開實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的觸摸檢測方法的基本原理的圖，示出了手指未接觸或者未鄰近顯示裝置的狀態(tài)。
[0024]圖2是用于解釋根據(jù)本公開實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的觸摸檢測方法的基本原理的圖，示出了手指觸摸或者鄰近顯示裝置的狀態(tài)。
[0025]圖3是用于解釋根據(jù)本公開實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的觸摸檢測方法的基本原理的圖，分別示出了驅(qū)動信號和觸摸檢測信號的波形的示例。
[0026]圖4是示出根據(jù)本公開實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的配置示例的框圖。
[0027]圖5是示出根據(jù)第一實施例的選擇開關(guān)部分的配置示例的框圖。
[0028]圖6是示出根據(jù)實施例的積分電路的配置示例的電路圖。
[0029]圖7是示出根據(jù)實施例的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的示意性截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0030]圖8是示出根據(jù)實施例的具有觸摸檢測功能的顯示裝置中的像素排列的電路圖。
[0031]圖9是示出根據(jù)實施例的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的驅(qū)動電極和觸摸檢測電極的配置示例的透視圖。
[0032]圖10是示出根據(jù)實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的原理圖。
[0033]圖11是示出根據(jù)第一實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的時序波形圖。
[0034]圖12A和圖12B是示出根據(jù)第一實施例的積分電路的操作示例的電路圖。
[0035]圖13A和圖13B是用于解釋根據(jù)第一實施例的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的寄生電容的示意圖。
[0036]圖14是示出根據(jù)比較示例的積分電路的配置示例的電路圖。
[0037]圖15是示出根據(jù)比較示例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的時序波形圖。
[0038]圖16A和圖16B是示出根據(jù)比較示例的積分電路的操作示例的電路圖。
[0039]圖17是根據(jù)比較示例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的另一時序波形圖。
[0040]圖18是示出根據(jù)第二實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的時序波形圖。
[0041]圖19是示出根據(jù)第三實施例的選擇開關(guān)部分的配置示例的框圖。
[0042]圖20A和圖20B是示出根據(jù)第三實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的示意圖。
[0043]圖21是示出根據(jù)第三實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的操作示例的時序波形圖。
[0044]圖22是示出根據(jù)第三實施例的具有觸摸檢測功能的顯示設備的另一操作示例的時序波形圖。
[0045]圖23是示出根據(jù)比較示例的具有觸摸檢測功能的顯示設備的操作示例的時序波形圖。
[0046]圖24是示出應用了實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元當中的應用示例I的外觀配置的透視圖。
[0047]圖25A和圖25B是示出應用示例2的外觀配置的透視圖。
[0048]圖26是示出應用示例3的外觀配置的透視圖。
[0049]圖27是示出應用示例4的外觀配置的透視圖。
[0050]圖28A至圖28G是示出應用示例5的外觀配置的前視圖、側(cè)視圖、頂視圖和底視圖。
[0051]圖29是示出根據(jù)每個實施例的修改等的具有觸摸檢測功能的顯示裝置的示意性截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
【具體實施方式】
[0052]下面將參考附圖詳細描述本公開的實施例。請注意，以下面的順序進行描述。
[0053]1.電容式觸摸檢測的基本原理
[0054]2.第一實施例
[0055]3.第二實施例
[0056]4.第三實施例
[0057]5.應用示例
[0058][1.電容式觸摸檢測的基本原理]
[0059]首先，參考圖1至圖3描述根據(jù)本公開實施例的具有觸摸檢測功能的顯示單元的觸摸檢測的基本原理。該觸摸檢測方法具體體現(xiàn)為電容式觸摸傳感器。例如，在電容式觸摸傳感器中，在其間具有介質(zhì)體