觸摸傳感器內置型顯示面板、具備其的顯示裝置和觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法

2023-05-07 01:03:06 4

觸摸傳感器內置型顯示面板、具備其的顯示裝置和觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法
【專利摘要】本發明的目的是提供抑制開口率的降低和邊框面積的增大、並且實現了低消耗電力化和動作性能的提高的觸摸傳感器內置型顯示面板。驅動像素(21)包括：薄膜電晶體(T1)；像素電極(Epix1)；驅動共用電極(COM1)；和在像素電極(Epix1)與驅動共用電極(COM1)之間形成的液晶電容(Clc1)。傳感像素(22)包括：薄膜電晶體(T2)；像素電極(Epix2)；傳感共用電極(COM2)；和在像素電極(Epix2)與傳感共用電極(COM2)之間形成的液晶電容(Clc2)，驅動像素(21)和傳感像素(22)不包括輔助電容。薄膜電晶體(T1、T2)的溝道層由IGZO形成。
【專利說明】觸摸傳感器內置型顯示面板、具備其的顯示裝置和觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及觸摸傳感器內置型顯示面板，更詳細地說，涉及內置有靜電電容方式的觸摸傳感器的顯示面板、具備該顯示面板的顯示裝置和該顯示面板的驅動方法。
【背景技術】
[0002]作為用於在計算機系統等中進行操作的輸入器件，觸摸面板一直以來受到關注。例如在靜電電容方式的觸摸面板中，根據驅動線與傳感線之間靜電電容的變化，來檢測操作者的手指或筆等被檢測物的位置。這樣的觸摸面板，以往被疊置在液晶顯示面板等顯示面板上使用。這樣設置在顯示面板上的觸摸面板，例如被稱為「外掛(Out-cell)型的觸摸面板」。
[0003]但是，在外掛型的觸摸面板中，顯示面板和觸摸面板整體的重量和厚度的增加以及觸摸面板的驅動所需要的電力的增加成為問題。因此，近年來，在顯示面板中內置有觸摸面板的(更詳細地說，內置有觸摸面板的觸摸傳感器功能的)觸摸傳感器內置型顯示面板的開發進一步發展。這樣的觸摸傳感器內置型顯示面板中的觸摸面板，例如被稱為「內嵌(In-cell)型的觸摸面板」。當採用觸摸傳感器內置型顯示面板時，能夠使顯示面板和觸摸面板整體的重量和厚度減少，另外，能夠使顯示面板和觸摸面板整體的驅動電力減少。
[0004]圖18是專利文獻I中公開的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板中的驅動像素321和傳感像素322的等效電路圖。在此，驅動像素321和傳感像素322是分別與驅動線和傳感線對應的像素。驅動像素321包括:電晶體Tl ;像素電極Epixl ；2個共用電極COMl ;在像素電極Epixl與一個共用電極COMl之間形成的液晶電容Clcl以及在像素電極Epixl與另一個共用電極COMl之間形成的輔助電容Cstl。這樣，驅動像素321中，作為用於保持與向源極線SLl提供的信號(源極信號)相應的電壓的電容，包括液晶電容Clcl和輔助電容Cstl。傳感像素322包括:電晶體T2 ;像素電極Epix2 ;2個共用電極COM2 ;在像素電極Epix2與一個共用電極COM2之間形成的液晶電容Clc2以及在像素電極Epix2與另一個共用電極COM2之間形成的輔助電容Cst2。這樣，傳感像素322中，作為用於保持與向源極線SL2提供的信號(源極信號)相應的電壓的電容，包括液晶電容Clc2和輔助電容Cst2。此外，圖18中的Cf表示由於手指或筆等接近，電容值發生變化的電容(以下稱為「檢測電容」)，Cpl?Cp4表示寄生電容。
[0005]在本液晶顯示面板為IPS(In_Plane Switching:面內開關)方式以外的方式(以下稱為「非IPS方式」)、例如VA(Vertical Alignment:垂直取向)方式等的情況下，2個共用電極COMl中的一個設置在CF (Color filter:彩色濾光片)基板上，另一個設置在TFT (ThinFilm Transistor:薄膜電晶體)基板上。同樣，2個共用電極COM2中的一個設置在CF基板上，另一個設置在TFT基板上。觸摸傳感器內置型液晶顯示面板中的共用電極COMl和COM2，在顯示動作時作為一般的液晶顯示裝置中的共用電極發揮功能，在觸摸檢測動作時分別作為驅動線和傳感線發揮功能。在觸摸檢測動作時，共用電極COMl、COM2按每個規定區域獨立地被驅動。此外，在本說明書中，「顯示動作」是指為了在顯示面板上顯示圖像而進行的動作，「觸摸檢測動作」是指為了檢測出手指等在顯示面板上的觸摸位置的坐標而進行的動作。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:美國專利申請公開第2010/0001973號說明書
[0009]專利文獻2:日本特開2011-109081號公報
[0010]專利文獻3:美國專利第6452514號說明書
[0011]專利文獻4:日本特開2011-128982號公報 [0012]專利文獻5:美國專利申請公開第2010/0060591號說明書
[0013]非專利文獻
[0014]非專利文獻I:Sang Soo Kim et al.,「16.1:82」 Ultra Definition LCD Using NewDriving Scheme and Advanced Super PVA TechnologV^SID Symposium Digest of TechnicalPapers, Volume39, Issuel, p.196-199, 2008

【發明內容】

[0015]發明要解決的技術問題
[0016]專利文獻I中公開的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板，在為非IPS方式的情況下需要在CF基板和TFT基板兩者上設置共用電極C0M1、C0M2。與此相伴，在CF基板和TFT基板兩者上，需要用於在觸摸檢測動作時按每個規定區域獨立地驅動共用電極C0M1、COM2的配線，因此，開口率降低，並且邊框面積增大。此外，在這樣開口率降低的情況下，為了確保規定的顯示亮度，需要將背光源亮度設定得更高，因此，會導致背光源的消耗電力的增大。
[0017]另外，專利文獻I中公開的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板的觸摸檢測動作時像素電極Epixl的電位變化AVpixl,由下式(I)表示。
[0018]Δ Vpixl = Δ Vcoml.(Clcl+Cstl) /Ctotl
[0019]w A Vcoml.(Clcl+Cstl)/(Clcl+Cstl+Cpl+Cp3)…(I)
[0020]在此，AVcoml是共用電極COMl產生的電位變化(AC成分)，Ctotl是與像素電極Epixl連接的電容的合計電容。為了將在觸摸檢測動作時向共用電極COMl提供的信號的電位變化充分地傳遞至像素電極Epixl從而保持在顯示動作時保持的液晶施加電壓,需要使Clcl+Cstl充分大。因此，輔助電容Cstl的電容值被設定為比較大的值。基於同樣的理由，輔助電容Cst2的電容值也被設定為比較大的值。由此，驅動顯示面板時的負荷變大，因此，會導致消耗電力的增大。另外，由於不僅在CF基板側而且在TFT基板側也設置共用電極C0M1、C0M2，驅動線和傳感線的負荷變大。這特別由共用電極COMl與源極線SLl或柵極線GLl之間的負荷電容以及共用電極COM2與源極線SL2或柵極線GL2之間的負荷電容引起。因此，會導致消耗電力的增大。或者，當為了抑制消耗電力的增大而使顯示動作時的驅動頻率和觸摸檢測動作時的積分次數(脈衝串波形(burst waveform)的周期數)減少時，會導致顯示動作時和觸摸檢測動作時的動作性能的降低。
[0021]因此，本發明的目的是提供抑制開口率的降低和邊框面積的增大、並且實現了低消耗電力化和動作性能的提高的觸摸傳感器內置型顯示面板、具備該觸摸傳感器內置型顯示面板的顯示裝置以及觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法。
[0022]解決技術問題的技術手段
[0023]本發明的第一方面是一種觸摸傳感器內置型顯示面板，其具備與在第一基板上設置的多個視頻信號線和多個掃描信號線對應地配置的多個像素形成部，該觸摸傳感器內置型顯示面板的特徵在於:
[0024]各像素形成部包括:
[0025]設置在上述第一基板上，控制端子與對應的掃描信號線連接的像素開關元件；
[0026]設置在上述第一基板上，經上述像素開關元件與對應的視頻信號線連接的像素電極；和
[0027]在與上述第一基板相對的第二基板上設置的屬於第一組或第二組的共用電極，並且，作為用於保持與向上述視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容，僅包括在上述像素電極與上述共用電極之間形成的像素電容，
[0028]屬於第一組的共用電極形成在觸摸檢測動作時由驅動信號驅動的多個驅動線，
[0029]屬於第二組的共用電極在觸摸檢測動作時接收與上述驅動信號相應的信號，形成與上述多個驅動線交叉的多個傳感線。
[0030]本發明的第二方面的特徵在於，在本發明的第一方面中，上述像素開關元件是溝道層由氧化物半導體形成的薄膜電晶體。
[0031]本發明的第三方面的特徵在於，在本發明的第二方面中，上述氧化物半導體以銦、鎵、鋅和氧為主要成分。
[0032]本發明的第四方面的特徵在於，在本發明的第一方面中，上述顯示面板為IPS方式以外的方式的液晶顯示面板。
[0033]本發明的第五方面的特徵在於，在本發明的第四方面中，上述顯示面板為VA方式的液晶顯示面板。
[0034]本發明的第六方面的特徵在於，在本發明的第一方面至第五方面中的任一方面中，
[0035]各驅動線通過將由屬於上述第一組的多個共用電極的一部分形成的大致矩形狀的驅動段彼此在第一方向排列並且電連接而形成，
[0036]各傳感線通過將由屬於上述第二組的多個共用電極的一部分形成的大致矩形狀的傳感段彼此在第二方向排列並且電連接而形成。
[0037]本發明的第七方面的特徵在於，在本發明的第六方面中，形成各驅動線的驅動段或形成各傳感線的傳感段，經在上述第二基板的靠邊緣的位置設置的配線相互電連接。
[0038]本發明的第八方面的特徵在於，在本發明的第一方面至第五方面中的任一方面中，
[0039]各驅動線通過將由屬於上述第一組的多個共用電極的一部分形成的大致菱形狀的驅動段彼此在第一方向排列並且電連接而形成，
[0040]各傳感線通過將由屬於上述第二組的多個共用電極的一部分形成的大致菱形狀的傳感段彼此在第二方向排列並且電連接而形成。
[0041 ] 本發明的第九方面的特徵在於，在本發明的第八方面中，
[0042]形成各驅動線的驅動段中的相互相鄰的驅動段或形成各傳感線的傳感段中的相互相鄰的傳感段，經在與形成有該驅動段和該傳感段的層不同的層設置的配線相互連接。
[0043]本發明的第十方面的特徵在於，在本發明的第一方面至第五方面中的任一方面中，
[0044]各像素形成部包括:
[0045]第一子像素形成部，該第一子像素形成部包括上述像素開關元件、上述像素電極、上述共用電極和上述像素電容；和
[0046]第二子像素形成部，該第二子像素形成部包括上述像素開關元件、上述像素電極、上述共用電極、上述像素電容、控制端子與和該像素對應的掃描信號線的後一條掃描信號線連接的變動用開關元件、和變動用電容，
[0047]上述變動用開關元件設置在上述像素電極與上述變動用電容的一端之間，
[0048]上述變動用電容的另一端與至少在顯示動作時被提供規定的固定電位的電極連接。
[0049]本發明的第十一方面的特徵在於，在本發明的第十方面中，上述變動用開關元件是溝道層由氧化物半導體形成的薄膜電晶體。
[0050]本發明的第十二方面的特徵在於，在本發明的第十一方面中，上述氧化物半導體以銦、鎵、鋅和氧為主要成分。
[0051]本發明的第十三方面是一種顯示裝置，其特徵在於，具備:
[0052]本發明的第一方面至第十二方面中的任一方面所述的觸摸傳感器內置型顯示面板；
[0053]在顯示動作時對上述多個像素形成部進行控制的顯示控制單元；和
[0054]在觸摸檢測動作時對上述多個像素形成部進行控制的觸摸檢測控制單元。
[0055]本發明的第十四方面的特徵在於，在本發明的第十三方面中，上述觸摸檢測控制單元同時驅動上述多個驅動線中的2個以上的規定數量的驅動線。
[0056]本發明的第十五方面是一種觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法，該觸摸傳感器內置型顯示面板具備與在第一基板上設置的多個視頻信號線和多個掃描信號線對應地配置的多個像素形成部，該驅動方法的特徵在於，包括:
[0057]在觸摸檢測動作時，利用驅動信號，驅動由在與上述第一基板相對的第二基板上設置的共用電極中的屬於第一組的共用電極形成的多個驅動線的步驟；和
[0058]在觸摸檢測動作時，從與上述多個驅動線交叉且由上述共用電極中的屬於第二組的共用電極形成的多個傳感線，接收與上述驅動信號相應的信號的步驟，
[0059]各像素形成部包括:
[0060]設置在上述第一基板上，控制端子與對應的掃描信號線連接的像素開關元件；
[0061]設置在上述第一基板上，經上述像素開關元件與對應的視頻信號線連接的像素電極；和
[0062]上述共用電極，並且，作為用於保持與向上述視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容，僅包括在上述像素電極與上述共用電極之間形成的像素電容。
[0063]本發明的第十六方面的特徵在於，在本發明的第十五方面中，在驅動上述多個驅動線的步驟中，同時驅動上述多個驅動線中的2個以上的規定數量的驅動線。
[0064]發明效果[0065]根據本發明的第一方面或第十五方面，通過採用作為用於保持與向視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容，僅設置液晶電容的結構，將輔助電容省略。因此，在例如作為TFT基板的第一基板中，用於形成輔助電容的共用電極和要與其連接的各種配線被省略。由此，能夠抑制開口率的降低和邊框面積的增大。另外，由於開口率的降低被抑制，在使用背光源的顯示裝置的情況下，不需要進行用於確保規定的顯示亮度而使背光源亮度進一步提高的設定，因此，能夠抑制背光源的消耗電力的增大。另外，因為不設置一般電容值被設定得比較大的輔助電容、並且在例如作為TFT基板的第一基板側不設置共用電極而僅在例如作為CF基板的第二基板側設置共用電極，所以，能夠降低驅動顯示面板時的負荷。由此，能夠降低消耗電力。另外，當這樣消耗電力降低時，不需要為了抑制消耗電力的增大而採取使顯示動作時的驅動頻率降低的手段以及使觸摸檢測動作時的積分次數減少(使脈衝串波形的周期數減少)的手段等。即，能夠抑制顯示動作性能和觸摸檢測動作性能的降低。此外，「用於保持與向視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容」不包括寄生電容。
[0066]根據本發明的第二方面，作為薄膜電晶體的像素開關元件的溝道層由氧化物半導體形成。因此，與使用矽類的薄膜電晶體(是指溝道層使用非晶矽等的薄膜電晶體)的情況相比，斷開漏電流小得多。由此，即使在各像素內不設置輔助電容，也能夠充分地抑制斷開期間的液晶施加電壓的變動。
[0067]根據本發明的第三方面，通過使用以銦、鎵、鋅和氧為主要成分的氧化物半導體、即IGZ0，能夠得到與本發明的第二方面同樣的效果。
[0068]根據本發明的第四方面，在非IPS方式的液晶顯示面板中，能夠得到與本發明的第一方面同樣的效果。
[0069]根據本發明的第五方面，作為非IPS方式的液晶顯示面板，使用VA方式的液晶顯示面板，由此，能夠得到與本發明的第一方面同樣的效果。
[0070]根據本發明的第六方面，能夠由在第一方向排列的大致矩形狀的驅動段形成驅動線，並由在第二方向排列的大致矩形狀的傳感段形成傳感線。
[0071]根據本發明的第七方面，驅動段彼此或傳感段彼此經在第二基板的靠邊緣的位置設置的配線相互電連接。因此，不需要另外設置用於這樣的連接的連接層。由此，能夠使顯示面板的厚度變小。另外，因為不需要連接層，所以，能夠實現加工成本的降低和成品率的提聞。
[0072]根據本發明的第八方面，能夠由在第一方向排列的大致菱形狀的驅動段形成驅動線，並由在第二方向排列的大致菱形的傳感段形成傳感線。
[0073]根據本發明的第九方面，相互相鄰的驅動段彼此或相互相鄰的傳感段彼此，經在與形成有驅動段和傳感段的層不同的層設置的配線連接。因此，不需要另外設置用於這樣的連接的配線。由此，能夠削減第二基板上的配線數量，因此，能夠進一步抑制邊框面積的增大。
[0074]根據本發明的第十方面，在將像素形成部分割成第一子像素形成部和第二子像素形成部的多像素結構中，在第二子像素形成部設置變動用開關元件和變動用電容。因此，不另外設置視頻信號線就能夠使液晶施加電壓在第一子像素形成部和第二子像素形成部中彼此不同。由此，能夠抑制源極線的條數和用於驅動源極線的消耗電力的增大、並且消除伽馬特性的視角依賴性。[0075]根據本發明的第十一方面，作為薄膜電晶體的變動用開關元件的溝道層由氧化物半導體形成。因此，與使用矽類的薄膜電晶體的情況相比，導通電流變大。由此，在變動用開關元件的導通狀態時經該變動用開關元件從像素電容向變動用電容移動的電荷量相對變多。因此，在第一子像素形成部與第二子像素形成部中能夠充分地確保液晶施加電壓差。
[0076]根據本發明的第十二方面，使用以銦、鎵、鋅和氧為主要成分的氧化物半導體、SPIGZ0，由此，能夠得到與本發明的第十一方面同樣的效果。
[0077]根據本發明的第十三方面，在顯示裝置中，能夠得到與本發明的第一方面至第十二方面中的任一方面同樣的效果。
[0078]根據本發明的第十四方面，採用所謂的並列驅動方式，因此，能夠減輕對顯示動作的負擔(畫質的降低或高消耗電力化等)，或者能夠提高觸摸檢測動作性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0079]圖1是表示本發明的第一實施方式的液晶顯示裝置的整體結構的框圖。
[0080]圖2是表示上述第一實施方式中的顯示面板的概略的像素結構的圖。
[0081]圖3是上述第一實施方式中的顯示面板的截面圖。
[0082]圖4是表示上述第一實施方式中的像素布局的圖。
[0083]圖5是表示上述第一實施方式中的驅動區域和傳感區域的結構例的圖。
[0084]圖6是表示上述第一實施方式中的CF基板中的共用電極圖案的圖。
[0085]圖7是上述第一實施方式中的驅動像素和傳感像素的等效電路圖。
[0086]圖8是用於對上述第一實施方式中的顯示動作時的電路動作進行說明的圖。
[0087]圖9是用於對上述第一實施方式中的觸摸檢測動作時的電路動作進行說明的圖。
[0088]圖10中，(A)是表示上述第一實施方式中的驅動線的電位的信號波形圖。(B)是表示上述第一實施方式中的傳感線的電位的信號波形圖。
[0089]圖11中，(A)是表示上述第一實施方式中的驅動線的電位的信號波形圖。(B)是表示上述第一實施方式中的傳感線的電位的信號波形圖。
[0090]圖12是表示在上述第一實施方式中採用並列驅動方式的情況下的、驅動線的分組的例子的圖。
[0091]圖13是表示本發明的第二實施方式中的CF基板中的共用電極圖案的一部分的圖。
[0092]圖14中，(A)是將圖13中的詳細A放大的平面圖。(B)是(A)的A-A線截面圖。(C)是㈧的B-B線截面圖。
[0093]圖15是採用多像素結構的以往的液晶顯示裝置中的像素的等效電路圖。
[0094]圖16是用於對上述以往的顯示裝置和本發明的第三實施方式中的像素電位的變化進行說明的信號波形圖。
[0095]圖17是上述第三實施方式中的像素的等效電路圖。
[0096]圖18是以往的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板中的驅動像素和傳感像素的等效電路圖。
【具體實施方式】[0097]以下，參照附圖，對本發明的第一實施方式?第三實施方式進行說明。請注意，在本說明書中，「線」只是指導電通路，並不限定於線形的結構體。
[0098]〈1.第一實施方式>
[0099]〈1.1整體結構和動作概要>
[0100]圖1是表示本發明的第一實施方式的液晶顯示裝置的整體結構的框圖。本液晶顯示裝置不僅具備液晶顯示裝置本來具備的圖像顯示功能，而且還具備觸摸傳感器功能。本液晶顯示裝置，如圖1所示，具備主CPU110、顯示控制單元120、觸摸檢測控制單元130和觸摸傳感器內置型液晶顯示面板200 (以下僅稱為「顯示面板200」)。顯示控制單元120包括顯示控制電路121和IXD驅動器122。觸摸檢測控制單元130包括觸摸檢測控制電路131、驅動電路132和傳感電路133。此外，雖然沒有圖示，但是在顯示面板200的背面設置有背光源。
[0101]在顯示面板200中，以相互交叉的方式配設有多條驅動線DRL和多條傳感線SEL。驅動線DRL通過將在顯示面板200的CF基板上設置的多個共用電極COM相互電連接而形成。以下，將形成驅動線DRL的共用電極COM稱為「驅動共用電極」，用附圖標記「C0M1 」表示。傳感線SEL通過將驅動共用電極COMl以外的多個共用電極COM相互電連接而形成。以下，將形成傳感線SEL的共用電極稱為「傳感共用電極」，用附圖標記「COM2」表示。在驅動線DRL與傳感線SEL之間形成檢測電容Cf，該檢測電容Cf的電容值根據手指等被檢測物的接近程度而變化。這樣，顯示面板200內置的觸摸傳感器(觸摸面板)為互電容方式。此夕卜，在顯示面板200中，還以相互正交的方式配設有多條源極線(視頻信號線)SL和多條柵極線(掃描信號線)GL，為方便起見，將它們的圖示省略。此外，關於顯示面板200的詳細情況將在後面說明。
[0102]主CPUllO對顯示控制電路121和觸摸檢測控制電路131進行控制。顯示控制電路121根據主CPUllO的控制，對IXD驅動器122進行控制。IXD驅動器122根據顯示控制電路121的控制,對顯示面板200進行驅動以進行顯示動作。這樣，通過顯示控制單元120包括的顯示控制電路121和IXD驅動器122,實現顯示面板200的顯示動作。觸摸檢測控制電路131根據主CPUllO的控制，對驅動電路132進行控制。驅動電路132根據觸摸檢測控制電路131的控制，對驅動線DRL進行驅動。傳感電路133生成表示與從驅動線DRL移動到傳感線SEL的電荷量相應的電壓的傳感信號，並將該傳感信號發送到觸摸檢測控制電路131。觸摸檢測控制電路131根據接收到的傳感信號檢測出有無觸摸，求出被檢測物的坐標。然後，觸摸檢測控制電路131將關於被檢測物的坐標的信息發送到主CPU110。此外，然後，可以使得主CPUllO對顯示控制電路121進行控制，以使在顯示面板200上進行與觸摸相應的顯示。這樣，通過觸摸控制單元130包括的觸摸檢測控制電路131、驅動電路132和傳感電路133，實現顯示面板200的觸摸檢測動作。
[0103]〈1.2顯示面板的結構〉
[0104]圖2是表示本實施方式中的顯示面板200的概略的像素結構的圖。顯示面板200是非IPS方式的液晶顯示面板,更詳細地說,是VA方式的液晶顯示面板。顯示面板200包括顯示部20，該顯示部20具有與源極線SL和柵極線GL對應地呈矩陣狀配置的多個像素形成部(以下僅稱為「像素」)。本實施方式中的像素實現用於進行顯示動作的顯示功能和用於進行觸摸檢測動作的觸摸檢測功能兩者。顯示功能是各像素共同的I種功能，觸摸檢測功能分為2種功能。即，觸摸檢測功能有與驅動線DRL對應的功能和與傳感線SEL對應的功能這2種功能。在本說明書中，在著眼於觸摸檢測功能的說明中，將實現與驅動線DRL對應的功能的像素稱為「驅動像素」。另外，將實現與傳感線SEL對應的功能的像素稱為「傳感像素」。
[0105]各像素，如圖2所示，包括具有多個電路元件的電路元件組23。電路元件組23的構成要素，不論是驅動像素還是傳感像素，在各像素中都是同樣的。驅動像素21中的電路元件組23，與源極線SL和柵極線GL以及驅動共用電極COMl連接。傳感像素22中的電路元件組23，與源極線SL和柵極線GL以及傳感共用電極COM2連接。此外，各像素實際上分別具有與多個源極線SL對應的多個子像素，詳細情況將在後面說明。即，實際上，各子像素包括電路元件組23。但是，以下，為方便起見，有設為I個像素包括I個電路元件組23的情況進行說明的情況。
[0106]圖3是本實施方式中的顯示面板200的截面圖。此外，請注意，對於與觸摸檢測功能無關的構成要素，部分省略了圖示。如圖3所示，顯示面板200為從圖的下側起依次疊層有偏光板24、TFT基板25、液晶層26、CF基板28、偏光板29、粘接劑30和蓋玻璃31的結構。在CF基板28的液晶層26側，形成有包括多個共用電極COM的共用電極組27。此外，圖3所示的驅動共用電極C0M1，實際上由相互電連接的多個驅動共用電極COMl形成。同樣，圖3所示的傳感共用電極COM2，實際上由相互電連接的多個傳感共用電極COM2形成。由相互電連接的多個驅動共用電極COMl、與該多個驅動共用電極COMl相對的TFT基板25上的電極以及被夾持在該多個驅動共用電極COMl與TFT基板25上的電極之間的液晶層26，形成有多個驅動像素21 (在圖3中，為方便起見，圖示了為I個的情況)。同樣，由相互電連接的多個傳感共用電極COM2、與該多個傳感共用電極COM2相對的TFT基板25上的電極以及被夾持在該多個傳感共用電極COM2與TFT基板25上的電極之間的液晶層26，形成有多個傳感像素22 (在圖3中，為方便起見，圖示了為I個的情況)。
[0107]〈1.3像素布局〉
[0108]圖4是表示本實施方式中的像素布局的圖。在圖4中，用實線表示設置在TFT基板25側的構成要素，用虛線或點劃線表示設置在CF基板28側的構成要素。如圖4所示，像素51具有分別與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)對應的3個子像素61r、61g、61b。以下，將3個子像素61r、61g、61b分別稱為「R子像素」、「G子像素」和「B子像素」。此外，子像素的種類並不限定於此，例如也可以設置有與黃色(Y)對應的子像素。在圖4中，對分別與R、G、B對應的3條源極線SL，分別賦予附圖標記「SLr」、「SLg」和「SLb」。以下，將3條源極線SLr, SLg, SLb分別稱為「R源極線」、「G源極線」和「B源極線」。
[0109] 像素51的各子像素包括作為開關元件的薄膜電晶體71、像素電極72和共用電極COMa0在此，附圖標記「COMa」表示與像素51對應的共用電極COM。像素電極72和共用電極COM由IT0(IndiumTin Oxide:氧化銦鋅)形成。薄膜電晶體71的溝道層由IGZO(InGaZnOx)形成。使用IGZO的優點將在後面說明。共用電極COMa是構成像素51的R子像素61r、G子像素61g和B子像素61b共用的。即，在本實施方式中，對I個像素設置有I個共用電極COM。在各子像素中，由像素電極72、共用電極COMa和被夾持在它們之間的液晶層26形成作為像素電容的液晶電容Clc。在各子像素中，作為薄膜電晶體71的控制端子的柵極端子與對應的柵極線GL連接，漏極端子與像素電極72連接。R子像素61r中的薄膜電晶體71的源極端子與R源極線SLr連接。G子像素61g中的薄膜電晶體71的源極端子與G源極線SLg連接。B子像素61b中的薄膜電晶體71的源極端子與B源極線SLb連接。圖4中的像素52、53、54也是與像素51同樣的結構，因此，省略其說明。此外，圖4中的附圖標記「COMb 」、「COMc 」、「COMd」分別表示與像素52、53、54對應的共用電極COM。
[0110]如上所述，通過將多個共用電極COM相互電連接而形成驅動線DRL或傳感線SEL。這樣的電連接使用在CF基板28側以相互交叉的方式配設的多個X方向連接線xCOM和Y方向連接線yCOM進行。在本實施方式中，X方向是指柵極線GL和驅動線DRL的延伸方向，Y方向是指源極線SL和傳感線SEL的延伸方向。X方向和Y方向分別對應於第一方向和第二方向。此外，該X方向和Y方向的設定僅是例示，並不限定於此。
[0111]如圖4所示，各共用電極COM經連接部81與X方向連接線xCOM和Y方向連接線yCOM連接。共用電極C0Ma、C0Me彼此與相同的Y方向連接線yCOM連接，因此，彼此電連接。另外，共用電極COMe、COMd彼此與相同的X方向連接線xCOM連接，因此，彼此電連接。即，共用電極COMa、COMe、COMd彼此電連接。以下，有將這樣的彼此電連接的共用電極稱為「區域」的情況。進一步，將形成驅動線DRL的區域稱為「驅動區域」，將形成傳感線SEL的區域稱為「傳感區域」。換言之，上述驅動共用電極COMl屬於驅動區域(對應於第一組)，上述傳感共用電極COM2屬於傳感區域(對應於第二組)。
[0112]共用電極COMa、COMb彼此與相同的X方向連接線xCOM連接，在分別與共用電極COMa, COMb對應的2個連接部81間，設置有斷裂部82。由此，共用電極COMa、COMb彼此非電連接(但是，共用電極C0Ma、C0Mb彼此經其他的X方向連接線xCOM和Y方向連接線yCOM電連接的情況除外)。同樣，共用電極COMb、COMd彼此與相同的Y方向連接線yCOM連接，在分別與共用電極C0Mb、C0Md對應的2個連接部81間，形成有斷裂部82。由此，共用電極COMbXOMd彼此非電連接(但是，共用電極C0Mb、C0Md彼此經其他的X方向連接線xCOM和Y方向連接線yCOM電連接的情況除外)。這樣，共用電極COMa、C0Me、C0Md與共用電極COMb形成彼此不同的區域。如以上所述，在本實施方式中，通過使用X方向連接線xCOM、Y方向連接線yCOM、連接部81和斷裂部82，形成驅動區域和傳感區域。
[0113]圖5表示本實施方式中的驅動區域和傳感區域的結構例。在此，示出了 I個傳感區域91和3個驅動區域92、93、94的一部分。各區域如上所述通過將多個共用電極COM相互電連接而形成。傳感區域91包括多個大致矩形狀的區域91s，通過將該多個大致矩形狀的區域91s在Y方向排列而形成。在本實施方式中，將大致矩形狀的區域91s稱為「傳感段」。驅動區域92、93、94分別包括大致矩形狀的區域92s、93s、94s。在本實施方式中，將各個大致矩形狀的區域92s、93s、94s稱為「驅動段」。此外，各驅動區域中的驅動段以外的區域(是在Y方向上延伸的區域，以下稱為「連接用延伸部」)，是為了經在CF基板28上設置的後述的配線，將該驅動區域與在X方向上排列驅動段的其他的驅動區域相互連接而設置的。在彼此相鄰的驅動段與傳感段之間，形成上述的檢測電容Cf。此外，實際上在傳感段與連接用延伸部之間也會形成電容(電容值比檢測電容Cf小)，為方便起見，省略其說明。
[0114]圖6是表示本實施方式中的CF基板28中的共用電極圖案的圖。如圖6所示，共用電極組27具有6行的驅動區域Xl?X6和8列的傳感區域Yl?Y8。此外，本實施方式中的行數和列數僅是例示，實際上能夠採用任意的行數和列數。在CF基板28的上側(在圖6中稱為上側)的靠邊緣的位置的沒有設置共用電極組27的部分(以下稱為「第一配線部」，用附圖標記「33」表示)，設置有分別與驅動區域Xl~X3和傳感區域Y1、Y3、Y5、Y7對應的7條配線(以下，這7條配線也同樣用附圖標記『11~乂3、￥1、￥3、￥5、￥7」表示)。在CF基板28的下側(在圖6中稱為下側)的靠邊緣的位置的沒有設置共用電極組27的部分(以下稱為「第二配線部」，用附圖標記「34」表示)，設置有分別與驅動區域Χ4~Χ6和傳感區域Υ2、Υ4、Υ6、Υ8對應的7條配線(以下，這7條配線也同樣用附圖標記「Χ4~Χ6、Υ2、Υ4、Υ6、Υ8」表示)。配線Xl~Χ6和Yl~Υ8分別經柔性印刷基板35與驅動電路132和傳感電路133連接。
[0115]8個驅動區域Xl經配線Xl相互電連接。由這8個驅動區域XI，形成與驅動區域Xl對應的I行的驅動線DRL。此外，實質上，由相互電連接的8個驅動區域Xl中的驅動段、即在X方向上排列的8個驅動段形成驅動線DRL。這一點，對於由其他的驅動區域形成的驅動線DRL也是同樣。此外，驅動區域Χ3的數量為4個，但是，由圖6可知，I個驅動區域Χ3實質上能夠看作在X方向被分割的2個驅動區域Χ3。同樣，驅動區域Χ4的數量為4個，但是I個驅動區域Χ4實質上能夠看作在X方向被分割的2個驅動區域Χ4。
[0116]如圖6所示，驅動電極Χ1、Χ2、Χ5、Χ6和I個傳感電極，以驅動電極Χ3、Χ4為中心，在X方向對稱地配置。另外，驅動電極Xl~Χ3和Χ4~Χ6以驅動電極Χ3、Χ4間的邊界為中心，在Y方向對稱地配置。具體而言，驅動電極Xl~Χ3以成為倒金字塔狀的方式配置，驅動電極Χ4~Χ6以成為金字塔狀的方式配置。並且，傳感段隨著向Y方向的中心去，面積分階段地變大。通過採用這樣的配置，即使在各驅動區域設置連接用延伸部，也能夠適當地設定彼此相鄰的驅動段和各傳感段的面積平衡。由此，能夠抑制在驅動段與傳感段之間形成的檢測電容Cf的電容值根據位置的不同而不均勻，因此，能夠提高觸摸檢測精度。
[0117]與驅動區域Xl對應的I行的驅動線DRL以外，也同樣地形成。即，與驅動區域Χ2對應的I行的驅動線DRL，通過8個驅動區域Χ2經配線Χ2相互電連接而形成。與驅動電極Χ3對應的I行的驅動線 DRL，實質上通過8個驅動電極Χ3經配線Χ3相互電連接而形成。與驅動電極Χ4對應的I行的驅動線DRL，實質上通過8個驅動電極Χ4經配線Χ4相互電連接而形成。與驅動區域Χ5對應的I行的驅動線DRL，通過8個驅動區域Χ5經配線Χ5相互電連接而形成。與驅動區域Χ6對應的I行的驅動線DRL，通過8個驅動區域Χ6經配線Χ6相互電連接而形成。此外,各傳感線SEL通過各傳感區域中的6個傳感段相互電連接而形成。這樣，對於傳感區域，不需要經第一配線部33或第二配線部34的配線進行的傳感段間的連接。如以上所述，在CF基板28中，多條驅動線DRL與多條傳感線SEL實質上以相互交叉的方式配設。
[0118]此外，並不限於本實施方式的例子，也可以使得驅動線DRL像本實施方式的傳感線SEL那樣形成，傳感線SEL像本實施方式的驅動線DRL那樣形成。即，也可以驅動線DRL通過不經第一配線部33或第二配線部34的配線將多個驅動段相互電連接而形成，傳感線SEL通過經第一配線部33或第二配線部34的配線將多個傳感段相互電連接而形成。
[0119]〈1.4等效電路〉
[0120]圖7是本實施方式中的驅動像素21和傳感像素22的等效電路圖。此外，驅動像素21和傳感像素22各自實際上具有3個子像素,在此,為方便起見,設為包含I個子像素的情況進行說明。另外，觸摸檢測動作在多個驅動像素21與多個傳感像素22之間進行，在此，為方便起見，設為在I個驅動像素21與I個傳感像素22之間進行的情況進行說明。[0121]驅動像素21對應於源極線SLl與柵極線GLl的交叉點配置。驅動像素21包括:薄膜電晶體Tl ;像素電極Epixl ;驅動共用電極COMl ;和作為在像素電極Epixl與驅動共用電極COMl之間形成的像素電容的液晶電容Clcl。在驅動像素21中，上述電路元件組23包括薄膜電晶體Tl和像素電容液晶電容Clcl。本實施方式中的驅動像素21，與專利文獻I中的驅動像素321不同，不包括TFT基板25側的驅動共用電極COMl以及在該驅動共用電極COMl與像素電極Epixl之間形成的輔助電容Cstl。即，驅動像素21中，作為用於保持與向源極線SLl提供的源極信號相應的電壓的電容，僅包括液晶電容Clcl。此外，請注意，在此所說的「用於保持與向源極線SLl提供的源極信號相應的電壓的電容」，不包括寄生電容。薄膜電晶體Tl的柵極端子與對應的柵極線GLl連接。像素電極Epixl經薄膜電晶體Tl與對應的源極線SLl連接。此外，在驅動像素21中，假設在像素電極Epixl與規定的電極等之間形成有寄生電容Cpl。
[0122]傳感像素22對應於源極線SL2與柵極線GL2的交叉點配置。此外，存在源極線SLU SL2彼此相同的情況或柵極線GL1、GL2彼此相同的情況。傳感像素22包括:薄膜電晶體T2 ;像素電極Epix2 ;傳感共用電極COM2 ;和作為在像素電極Epix2與傳感共用電極COM2之間形成的像素電容的液晶電容Clc2。在傳感像素22中，上述電路元件組23包括薄膜電晶體T2和液晶電容Clc2。本實施方式中的傳感像素22，與專利文獻I中的傳感像素322不同，不包括TFT基板25側的傳感共用電極COM2以及在該傳感共用電極COM2與像素電極Epix2之間形成的輔助電容Cst2。即，傳感像素22中，作為用於保持與向源極線SL2提供的源極信號相應的電壓的電容，僅包括液晶電容Clc2。此外，請注意，在此所說的「用於保持與向源極線SL2提供的源極信號相應的電壓的電容」，不包括寄生電容。薄膜電晶體T2的柵極端子與對應的柵極線GL2連接。像素電極Epix2經薄膜電晶體T2與對應的源極線SL2連接。此外，在傳感像素22中，假設在像素電極Epix2與規定的電極等之間形成有寄生電容Cp2。
[0123]在驅動共用電極COMl與傳感共用電極COM2之間形成檢測電容Cf，該檢測電容Cf的電容值隨著被檢測物的接近而變化。另外，在驅動像素21的像素電極Epixl與傳感像素22的像素電極Epix2之間，形成寄生電容Cp3。此外，以下，有將液晶電容Clcl、Clc2、檢測電容Cf、寄生電容Cpl~Cp3的電容值也分別用附圖標記「Clcl、Clc2、Cf、Cpl~Cp3」表示的情況。
[0124]〈1.5 動作〉[0125]圖8是用於對本實施方式中的顯示動作時的電路動作進行說明的圖。圖9是用於對本實施方式中的觸摸檢測動作時的電路動作進行說明的圖。圖10(A)是表示本實施方式中的驅動共用電極的動作的信號波形圖。圖10(B)是表示本實施方式中的傳感共用電極COM2的動作的信號波形圖。此外，本說明中的顯示動作和觸摸檢測期間的動作與驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2的電位(V)僅是例示，本發明並不限定於此。在本實施方式中，假設交替地重複進行顯示動作的12ms的期間和進行觸摸檢測動作的4ms的期間。此外，雖然沒有圖示，但是在顯示動作時和觸摸檢測動作時，驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2的連接目的地由規定的開關切換。
[0126]首先，對顯示動作進行說明。在顯示動作時,驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2兩者與IXD驅動器122連接。如圖8所示，IXD驅動器122對各源極線、柵極線、共用電極施加信號。更詳細地說，IXD驅動器122，對於驅動像素21分別對源極線SL1、柵極線GLl和驅動共用電極COMl施加源極信號Vsl、柵極信號Vgl和共用信號Vcom,對於傳感像素22分別對源極線SL2、柵極線GL2和傳感共用電極COM2施加源極信號Vs2、柵極信號Vg2和共用電極Vcom。在顯示動作時，如圖10(A)、圖10⑶所示,在驅動像素21和傳感像素22中均施加彼此相同的共用信號Vcom。在顯示動作時，進行共用電極COM被AC驅動的所謂的相對AC驅動。在相對AC驅動中，使共用信號Vcom為例如2.5V±2.5V的方形波信號。此外，本發明並不限定於此，也可以如圖11(A)、圖1l(B)所示，進行共用電極COM被DC驅動的所謂的相對DC驅動。在相對DC驅動中，共用信號Vcom被維持在2.5V。
[0127]對於驅動像素21，根據有效的柵極信號Vgl，薄膜電晶體Tl成為導通狀態，與源極信號Vsl相應的電荷被保持在液晶電容Clcl中。被保持的電荷，在柵極信號Vgl變為無效後大致被維持。關於這一點將在後面說明。這樣，像素電極Epixl與驅動共用電極COMl之間(即液晶層)被施加與要顯示的圖像相應的電壓。同樣，對於傳感像素22，根據有效的柵極信號Vg2，薄膜電晶體T2成為導通狀態，與源極信號Vs2相應的電荷被保持在液晶電容Clc2中。由此，像素電極Epix2與傳感共用電極COM2之間被施加與要顯示的圖像相應的電壓。以下，將薄膜電晶體為導通狀態的期間稱為「導通期間」，將薄膜電晶體為斷開狀態的期間稱為「斷開期間」。
[0128]在使用矽類的薄膜電晶體(是指溝道層使用非晶矽等的薄膜電晶體)的情況下，薄膜電晶體的斷開漏電流(是指斷開期間流動的電流)比較大。因此，被保持在液晶電容中的電荷經薄膜電晶體漏出，結果，對液晶層施加的電壓(以下成為「液晶施加電壓」)發生變動。這成為閃爍等的原因。因此，在專利文獻I中記載的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板和其他以往的顯示面板中，設置有輔助電容。通過設置該輔助電容，能夠保持的電荷量增加，因此，斷開漏電流的影響變小。但是，在本實施方式中，沒有設置這樣的輔助電容。另一方面，在本實施方式 中，作為薄膜電晶體T1、T2的溝道層，使用了 IGZ0。溝道層使用IGZO等氧化物半導體的薄膜電晶體，與矽類的薄膜電晶體相比，斷開漏電流小得多(更詳細地說，小几個數量級)。因此，即使不設置輔助電容，也能夠充分地抑制斷開期間的液晶施加電壓的變動。此外，像這樣利用溝道層使用了氧化物半導體的薄膜電晶體並且不設置輔助電容的結構，例如已在專利文獻2中公開。在本實施方式中，不設置輔助電容，因此，不需要設置用於形成輔助電容的電極(專利文獻I中的TFT基板側的共用電極COMl、COM2)。即，在本實施方式中的TFT基板25上，沒有設置專利文獻I中的TFT基板上形成的共用電極和與其連接的各種配線。
[0129]接著，對觸摸檢測動作進行說明。在觸摸檢測動作時，驅動共用電極COMl與驅動電路132連接，傳感共用電極COM2與傳感電路133連接。此外，在觸摸檢測動作時，也對柵極線GL1、GL2分別施加有無效的柵極信號Vgl、Vg2。另外，例如，對源極線SL1、SL2分別施加有電位被固定的源極信號Vsl、Vs2。在本實施方式中的觸摸檢測動作中，採用了使用脈衝串信號的所謂的電荷傳輸方式。該電荷傳輸方式，例如已在專利文獻3中公開。此外，本發明並不限定於此，作為觸摸檢測動作的方式，也可以採用其他的方式。
[0130]如圖9所示，在觸摸檢測動作時，驅動電路132對驅動共用電極COMl施加驅動信號Vdr。即，驅動共用電極C0M1，如圖10(A)所示，在傳感共用電極COM2由傳感電路133維持在AC驅動的中心電位(2.5V)的期間(參照圖10(B))，能夠由15~20周期的脈衝串信號進行驅動。更詳細地說，驅動信號Vdr包括頻率相同且相位相反的2種2.5V±2V的三角波(對應於圖1O(A)中的「 + 」和此外，並不限於三角波，也可以為方形波或正弦波
坐寸ο
[0131]在本實施方式中，驅動電路132例如能夠按每I條選擇圖1所示的驅動線DRL，對選擇的I條驅動線DRL施加驅動信號Vdr。這樣的驅動方法被稱為例如「逐次驅動方式」，在專利文獻1、3中公開的發明等中也採用了這樣的驅動方法。但是，本發明並不限定於此，驅動電路132能夠按每多條選擇圖1所示的驅動線DRL，對選擇的多條DRL同時施加驅動信號Vdr。這樣的驅動方法被稱為例如「並列驅動方式」，已在專利文獻4、5等中公開。並列驅動方式有各種方式，例如在一種方式的並列驅動方式中，如圖12所示，將總數為η條(η為2以上的整數)的驅動線DRL分成各自包括k條驅動線DRL的p個組，驅動電路132對P個組同時驅動各組的第i條(i = I~k)驅動線DRL。在此，n = kXp。此外,在此說明的並列驅動方式僅是一個例子，能夠採用其他各種方式，這是不言而喻的。 [0132]當通過施加驅動信號Vdr在驅動共用電極COMl中感應出電荷時，該電荷向傳感共用電極COM2移動。以下，將這樣從驅動共用電極COMl向傳感共用電極COM2移動的電荷稱為「傳感電荷」。傳感電荷被提供給傳感電路133內的電荷放大器161之後，在電壓轉換電路162中被轉換為能夠測定的電壓(以下稱為「傳感電壓」，用附圖標記「Vse」表示)。傳感電壓Vse被提供給觸摸檢測控制電路131。此外，傳感電路133實際上按每I條傳感線SEL包括電荷放大器161和電壓轉換電路162，在此省略了它們的圖示。另外，傳感電路133除了電荷放大器161和電壓轉換電路162以外，還包括各種構成要素(例如，如上所述用於將傳感共用電極COM2維持在AC驅動的中心電位的構成要素等)。
[0133]傳感電壓Vse的值，受到被檢測物向驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2的接近程度的影響。具體而言，當被檢測物接近驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2時，檢測電容Cf的電容值變小，傳感電荷的量變小。換言之，當被檢測物接近時，從驅動共用電極COMl向該被檢測物移動的電荷的量相對變大，傳感電荷的量相對變小。因此，在被檢測物接近驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2的情況下，傳感電壓Vse相對變小，在被檢測物沒有接近驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2的情況下，傳感電壓Vse相對變大。因此，觸摸檢測控制電路131例如在傳感電壓Vse小於規定的閾值時，判斷為被檢測物已觸摸到面板，在傳感電壓Vse大於該閾值時，判斷為被檢測物沒有觸摸到面板。在採用上述逐次驅動方式的情況下，對I條驅動線DRL和I條傳感線SEL，可得到I種傳感電壓Vse，因此，觸摸檢測控制電路131能夠通過掃描驅動線DRL準確地算出被檢測物的觸摸位置的坐標。另外，在採用上述並列驅動方式的情況下，例如，將對同時被驅動的多個驅動線DRL施加的驅動信號Vdr，作為表示彼此不同的代碼的擴散符號或實施了與該擴散符號對應的調製而得到的信號，並且對該擴散符號和傳感電壓Vse進行相關運算求出相關值，將顯示出超過規定閾值的相關值的部位作為觸摸位置。由此，與上述逐次驅動方式同樣，利用並列驅動方式也能夠準確地算出觸摸位置的坐標。並列驅動方式中的這樣的觸摸位置的坐標算出方法，是例如專利文獻4中公開的方法，但是本發明並不限定於此，能夠採用其他各種坐標檢測方法。
[0134]在此，考慮由觸摸檢測動作產生的對顯示狀態的影響。此外，以下，將像素電極Epixl、Epix2的電位分別稱為「像素電位Vpixl、Vpix2」。如上所述，在觸摸檢測動作時，對驅動共用電極COMl施加脈衝串波形(AC波形)。此時產生的像素電位Vpixl的電位變動ΔVpixl由下式(2)表示。
[0135]Δ Vpixl = Δ Vcoml.Clcl/Ctotl
[0136]^ AVcoml.Clcl/(Clcl+Cpl+Cp3)…(2)
[0137]在此，AVcoml是驅動共用電極COMl產生的電位變化(即驅動信號Vdr的AC成分)，Ctotl是與像素電極Epixl連接的電容的合計電容值。液晶電容Clcl的電容值遠遠大於寄生電容Cpl、Cp3的電容值，因此，作為2.5V±2V的三角波的驅動信號Vdr的AC成分的大致全部傳遞至像素電極Epixl。因此，驅動像素21，在觸摸檢測動作時，能夠維持與在顯示動作時保持的液晶施加電壓大致同樣的液晶施加電壓。在觸摸檢測動作時，傳感共用電極COM2，由於電荷從驅動共用電極COMl向其移動，電位也變化。此時產生的像素電位Vpix2的電位變動AVpixl由下式(3)表示。
[0138]Δ Vpix2 = Δ Vcom2.Clc2/Ctot2
[0139]^ AVcom2.Clc2/(Clc2+Cp2+Cp3)…(3)
[0140]在此，Δ Vcom2是傳感共用電極COM2產生的電位變化，Ctot2是與像素電極Epix2連接的電容的合計電容值。液晶電容Clc2的電容值遠遠大於寄生電容Cp2、Cp3的電容值，因此,傳感共用電極COM2產生的電位變化Λ Vcom2的大致全部傳遞至像素電極Epix2。因此，傳感像素22也與驅動像素21同樣能夠維持與在顯示動作時保持的液晶施加電壓大致同樣的液晶施加電壓。這樣，液晶電容Clcl、Clc2的電容值充分大，因此，在進行觸摸檢測動作時，能夠充分地抑制在顯示動作時保持的液晶施加電壓的變動。 [0141]〈1.6 效果〉
[0142]根據本實施方式，通過採用在VA方式的觸摸傳感器內置型顯示面板的各像素中，作為用於保持與源極信號相應的電壓的電容僅設置有液晶電容Clc的結構，可以省略輔助電容。因此，TFT基板25上的用於形成輔助電容的共用電極和要與其連接的各種配線可以省略。由此，能夠抑制開口率的降低和邊框面積的增大。另外，由於開口率的降低被抑制，不需要進行用於確保規定的顯示亮度而使背光源亮度進一步提高的設定，因此，能夠抑制背光源的消耗電力的增大。另外，因為不設置一般電容值被設定得比較大的輔助電容、並且在TFT基板25側不設置驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2而僅在CF基板28側設置驅動共用電極COMl和傳感共用電極COM2，所以，能夠降低驅動顯示面板時的負荷。由此，能夠降低消耗電力。另外，當這樣消耗電力降低時，不需要為了抑制消耗電力的增大而採取使顯示動作時的驅動頻率降低的手段以及使觸摸檢測動作時的積分次數減少(使脈衝串波形的周期數減少)的手段等。即，能夠抑制顯示動作性能和觸摸檢測動作性能的降低。
[0143]另外，根據本實施方式，各像素內的薄膜電晶體的溝道層由IGZO形成。因此，與使用矽類的薄膜電晶體的情況相比，斷開漏電流小得多。由此，即使在各像素內不設置輔助電容，也能夠充分地抑制斷開期間的液晶施加電壓的變動。此外，並不限於IGZ0，使用其他的氧化物半導體也能夠達到同樣的效果。
[0144]另外，根據本實施方式，在CF基板28中，驅動電極Xl~X3以成為倒金字塔狀的方式配置，驅動電極X4~X6以成為金字塔狀的方式配置。並且，傳感段隨著向Y方向的中心去，面積分階段地變大。通過採用這樣的配置，即使在各驅動區域設置連接用延伸部，也能夠適當地設定彼此相鄰的驅動段和各傳感段的面積平衡。由此，能夠抑制在驅動段與傳感段之間形成的檢測電容Cf的電容值根據位置的不同而不均勻，因此，能夠提高觸摸檢測精度。另外，通過使用在CF基板28的第一配線部33和第二配線部34設置的配線將驅動電極彼此相互連接，能夠不另外設置用於這樣的連接的連接層而在同一層形成驅動線DRL和傳感線SEL兩者。因此，能夠使顯示面板200的厚度變小。另外，因為不需要連接層，所以，能夠實現加工成本的降低和成品率的提高。
[0145]另外，在本實施方式中採用並列驅動方式的情況下，當使觸摸檢測動作中的積分次數固定時，與採用逐次驅動方式的情況相比，能夠縮短觸摸檢測期間。因此，不需要以高速度寫入顯示動作，因此，能夠減輕對顯示動作的負擔(畫質的降低或高消耗電力化等)。另外，當使觸摸檢測期間為與採用逐次驅動方式的情況同樣的長度時，能夠使積分次數增力口，因此，能夠提高觸摸檢測動作性能。
[0146]〈2.第二實施方式〉
[0147]〈2.1共用電極圖案〉
[0148]圖13是表示本發明的第二實施方式中的CF基板28中的共用電極圖案的一部分的圖。此外，本實施方式中，除共用電極圖案以外，結構等基本上與上述第一實施方式相同，因此，對於這樣的相同部分，省略說明。如圖13所示，本實施方式中的傳感線SEL通過將在Y方向上排列的多個大致菱形狀的區域41相互電連接而形成。在本實施方式中，將形成傳感線SEL的大致菱形狀的區域41稱為「傳感段」。另外，驅動線DRL通過將在X方向上排列的多個多個大致菱形狀的42相互電連接而形成。在本實施方式中，將形成驅動線DRL的菱形狀的區域42稱為「驅動段」。傳感段41通過將整體形成菱形的多個共用電極COM相互電連接而形成。此外，在圖13中，傳感段41具有25個共用電極C0M，但是這僅是例示，本發明並不限定於此。此外，關於驅動段的形成也是同樣。傳感段41和驅動段42彼此形成在相同的層。
[0149]圖14⑷是將圖13中的詳細A放大的平面圖。圖14(B)是圖14(A)的A-A線截面圖。圖14(C)是圖14(A)的B-B線截面圖。如圖14(B)、圖14(C)所示，CF基板28上的傳感段41和驅動段42由絕緣層44覆蓋。驅動段42彼此，如圖14(A)、圖14⑶所示，由與它們同一層的相同材料(ITO)連接(該ITO的連接部分也用附圖標記「42」表示)。與此相對，傳感段41彼此，如圖14(A)?圖14(C)所示，經在絕緣層44上形成的作為配線的橋接部43相互連接。橋接部43可以與傳感段41同樣由ITO形成，也可以由其他的金屬形成。這樣構成驅動電極DRL和傳感電極SEL。此外，也可以不是傳感段41彼此經橋接部43相互連接，而是驅動段42彼此經橋接部43相互連接。
[0150]〈2.2 效果〉
[0151]根據本實施方式，在採用菱形狀的共用電極圖案的結構中，能夠得到與上述第一實施方式同樣的效果。另外，利用橋接部43將傳感段41彼此或驅動段42彼此相互連接，因此，不需要使用在上述第一實施方式中為了形成驅動電極DRL而在第一配線部33或第二配線部34設置的配線Xl?X6。由此，能夠削減CF基板28上的配線量，因此，能夠進一步抑制邊框面積的增大。
[0152]〈3.第三實施方式〉
[0153]〈3.1現有技術〉
[0154]在對本發明的第三實施方式進行說明之前，對與該第三實施方式相關的現有技術進行說明。圖15是表示採用多像素結構的以往的液晶顯示裝置中的像素結構的等效電路圖。此外，圖15所示的像素結構已在例如非專利文獻I中公開。在此，「多像素結構」是指，為了消除VA方式等的液晶顯示面板的伽馬特性的視角依賴性，將I個像素分割成多個(典型地為2個)子像素的結構。此外，在此所述的「I個像素」實際上相當於上述第一實施方式中所說的「I個子像素」，在此所說的「子像素」是對上述第一實施方式中所說的「子像素」進行分割而得到的。但是，在此，為方便起見，假設將I個像素分割成多個(2個)子像素進行說明。
[0155]如圖15所示，與源極線SLj和柵極線GLi的交叉點對應地配置的像素311，具有第一子像素311a和第二子像素311b。第一子像素311a包括:柵極端子與柵極線GLi連接的電晶體Ta ;經電晶體Ta與源極線SLj連接的像素電極Epixa ;共用電極COM ;和在像素電極Epixa與共用電極COM之間形成的液晶電容Clca和輔助電容Csta。第二子像素311b包括:柵極端子與柵極線GLi連接的電晶體Tbl ;經電晶體Tb與源極線SLj連接的像素電極Epixb ;共用電極COM ;在像素電極Epixb與共用電極COM之間形成的液晶電容Clcb和輔助電容Cstb ;源極端子與像素電極Epixb連接的電晶體Tb2 ;和在電晶體Tb2的漏極端子與共用電極COM之間形成的變動用電容Cdown。電晶體Tb2的柵極端子與後一行的柵極線GLi+Ι連接。
[0156]圖16是用於對採用多像素結構的以往的液晶顯示裝置中的像素電位的變化進行說明的信號波形圖。如圖16所示，當柵極線GLi成為選擇狀態時，電晶體Ta、Tbl成為導通狀態，與源極信號相應的電位被寫入像素電極Epixa、Epixb0此時,作為像素電極Epixa的電位的像素電位Vpixa和作為像素電極Epixb的電位的像素電位Vpixb彼此大致相同。然後，當柵極線GLi成為非選擇狀態時，電晶體Ta、Tbl成為斷開狀態。此時，在像素電位Vpixa、Vpixb產生由柵極線GLi的電位變動引起的饋通電壓，因此，像素電位Vpixa、Vpixb稍微下降。此外，在柵極線GLi成為選擇狀態之後成為非選擇狀態之前的期間，電晶體Tb2為斷開狀態。
[0157]接著，當柵極線GLi+Ι成為選擇狀態時，電晶體Tb2成為導通狀態。因此，由液晶電容Clcb和輔助電容Cstb蓄積的電荷的一部分被放電，經電晶體Tb2被蓄積在變動用電容Cdown中。通過該放電,如圖16所示,像素電位Vpixb變得比像素電位Vpixa稍低。然後，當柵極線GLi+Ι成為非選擇狀態時，電晶體Tb2成為斷開狀態，像素電位Vpixb被保持直至下一幀。這樣，在第一子像素Ila和第二子像素Ilb中能夠得到相互不同的液晶施加電壓，在例如常黑模式的情況下，能夠由第一子像素311a實現相對亮的像素，由第二子像素311b實現相對暗的像素。通過這樣在子像素間產生亮度差，相互不同的伽馬特性混合後被觀察，因此，能夠改善伽馬特性的視角依賴性。另外，在本多像素結構中，為了在子像素間產生亮度差，不另外需要源極線等，因此，能夠抑制源極線的條數和用於驅動源極線的消耗電力的增大。
[0158]但是，在這樣的以往的多像素結構中設置有輔助電容Csta、Cstb，當在非IPS方式的顯示面板中採用該結構時，需要在CF基板和TFT基板兩者設置共用電極COM。因此，開口率降低。特別是，在非IPS方式的觸摸傳感器內置型液晶顯示面板中，不僅在CF基板側而且在TFT基板側也另外需要配線，以獨立地驅動共用電極C0M，因此，邊框面積增大。另外，由輔助電容Csta、Cstb會產生驅動共用電極COM時的負荷變大等問題。因此，在本發明的第三實施方式中，在上述第一實施方式的結構中採用多像素結構。
[0159]〈3.2像素結構〉
[0160]圖17是表示本發明的第三實施方式中的像素結構的等效電路圖。此外，本實施方式中，除像素結構以外，結構等基本上與上述第一實施方式相同，因此，對於這樣的相同部分，省略說明。在本實施方式中，驅動像素和傳感像素均為圖17所示的像素11的結構。像素11是在以往的多像素結構的像素311中將輔助電容Csta、Cstb省略而得到的。具體而言，像素11的結構如下。與源極線SLj和柵極線GLi的交叉點對應地配置的像素11，具有作為第一子像素形成部的第一子像素Ua和作為第二子像素形成部的第二子像素lib。
[0161]第一子像素Ila包括:柵極端子與柵極線GLi連接的作為像素開關元件的薄膜電晶體Ta ;經薄膜電晶體Ta與源極線SLj連接的像素電極Epixa ;共用電極COM ;和在像素電極Epixa與共用電極COM之間形成的液晶電容Clca。
[0162]第二子像素Ilb包括:柵極端子與柵極線GLi連接的作為像素開關元件的薄膜電晶體Tbl ;經薄膜電晶體Tb與源極線SLj連接的像素電極Epixb ;共用電極COM ;在像素電極Epixb與共用電極COM之間形成的液晶電容Clcb ;源極端子與像素電極Epixb連接的作為變動用開關元件的薄膜電晶體Tb2 ;和在薄膜電晶體Tb2的漏極端子與共用電極COMe之間形成的變動用電容Cdown。此外，變動用電容Cdown如上所述是用於在子像素間產生亮度差的電容，因此，不包含在「用於保持與向源極線SLj提供的源極信號相應的電壓的電容」中。薄膜電晶體Tb2的柵極端子與後一行的柵極線GLi+Ι連接。共用電極COMe與共用電極COM不同，設置在例如TFT基板25上，在顯示動作時被提供固定電位。該共用電極COMe在觸摸檢測動作時也可以被提供與驅動像素和傳感像素相同的電位，因此，在本實施方式中，在TFT基板25側也不需要用於獨立地驅動驅動區域和傳感區域的配線。此外，共用電極COMe也可以在與在顯示動作時被提供固定電位的共用電極COMe以外的規定電極(例如柵極線GLi等)之間形成。
[0163]在本實施方式中，沒有設置圖15所示的以往的多像素結構中設置的輔助電容Csta、Cstb0即，第一子像素Ila和第二子像素Ilb中，作為用於保持與向源極線SLj提供的源極信號相應的電壓的電容，分別僅包括液晶電容Clca和液晶電容Clcb。因此，即，不設置TFT基板側的共用電極COM(共用電極COMe除外)和與其連接的配線。此外，詳細情況與上述第一實施方式中的說明同樣，省略其說明。
[0164]本實施方式中的薄膜電晶體Ta、Tbl、Tb2，溝道層與上述第一實施方式中的薄膜電晶體Tl、T2同樣由IGZO形成。溝道層使用IGZO等氧化物半導體的薄膜電晶體，與矽類的薄膜電晶體相比，導通電流大。因此，薄膜電晶體Tb2，通過在溝道層使用IGZ0，在該薄膜電晶體Tb2的導通狀態時經該薄膜電晶體Tb2從液晶電容Clcb向變動用電容Cdown移動的電荷量相對變多。因此，在第一子像素Ila與第二子像素Ilb中能夠充分地確保液晶施加電壓差。
[0165]本實施方式中的像素電位的變化，與圖16所示的採用以往的多像素結構的液晶顯示裝置中的像素電位的變化同樣。此外，在本實施方式中，雖然沒有設置輔助電容Csta、Cstb，但是薄膜電晶體Ta、Tbl、Tb2的溝道層由IGZO形成，因此，在斷開期間能夠充分地維持像素電位Vpixa、Vpixb。
[0166]〈3.3 效果〉[0167]根據本實施方式，通過採用多像素結構，能夠得到與上述第一實施方式同樣的效果，並且消除伽馬特性的視角依賴性。另外，通過在薄膜電晶體Tb2的溝道層使用IGZ0，在第一子像素Ila與第二子像素Ilb中能夠充分地確保液晶施加電壓差。此外，本實施方式可以與上述第二實施方式組合。
[0168]<4.其他〉
[0169]在上述各實施方式中，作為非IPS方式的液晶顯示面板列舉VA方式為例進行了說明，但是也能夠將本發明應用於使用TN(Twisted Nematic:扭轉向列)方式等的液晶顯示面板的方式中。另外，在上述各實施方式中，說明了薄膜電晶體的溝道層使用IGZO等氧化物半導體的情況，但是本發明並不限定於此。雖然矽類的薄膜電晶體在斷開期間的液晶施加電壓的變動大，但是使用矽類的薄膜電晶體也能夠得到本發明的效果。此外，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠對上述各實施方式進行各種變形而實施。
[0170]由以上可知，根據本發明，能夠提供抑制開口率的降低和邊框面積的增大、並且實現了低消耗電力化和動作性能的提高的觸摸傳感器內置型顯示面板、具備該觸摸傳感器內置型顯示面板的顯示裝置和觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法。
[0171]產業上的可利用性
[0172]本發明能夠應用於內置有靜電電容方式的觸摸傳感器的顯示面板、具備該顯示面板的顯示裝置和該顯示面板的驅動方法。
[0173]附圖標記說明
[0174]11,51~54…像素(像素形成部)
[0175]IlaUlb…第一子像素、第二子像素(第一子像素、第二子像素形成部)
[0176]21…驅動像素
[0177]22…傳感像素
[0178]25…TFT基板(第一基板)
[0179]27…共用電極組
[0180]28…CF基板(第二基板)
[0181]33、34…第一配線部、第二配線部
[0182]41、91s…傳感段
[0183]42、92s~94s…驅動段
[0184]43…橋接部(配線)
[0185]61r、61g、61b…R、G、B 子像素
[0186]71、Tl、T2、Ta、Tbl、Tb2…電晶體、薄膜電晶體(開關元件)
[0187]72、Epixl、Epix2、Epixa、Epixb...像素電極
[0188]91…傳感區域(第二組)
[0189]92~M…驅動區域(第一組)
[0190]110…主 CPU
[0191]120…顯示控制單元
[0192]121…顯示控制電路
[0193]122...LCD 驅動器
[0194] 130…觸摸檢測控制單元[0195]131…觸摸檢測控制電路
[0196]132…驅動電路
[0197]133…傳感電路
[0198]200…觸摸傳感器內置型液晶顯不面板
[0199]COM、COMa ~COMe...共用電極
[0200]COMl、COM2…驅動共用電極、傳感共用電極
[0201]Clcl、Clc2、Clca、Clcb…液晶電容(像素電容)
[0202]Cdown…變動用電容
[0203]SL、SL1、SL2、SLj...源極線(視頻信號線)
[0204]GL、GLl、GL2、GL1、GLi+l…柵極線(掃描信號線)
[0205]DRL…驅動線
[0206]SEL...傳感線
[0207]Xl~X6…驅動區域(第一組)、配線
[0208]Yl~Y8…傳感區域(第二組)、配線
【權利要求】
1.一種觸摸傳感器內置型顯示面板，其具備與在第一基板上設置的多個視頻信號線和多個掃描信號線對應地配置的多個像素形成部，該觸摸傳感器內置型顯示面板的特徵在於: 各像素形成部包括: 設置在所述第一基板上，控制端子與對應的掃描信號線連接的像素開關元件； 設置在所述第一基板上，經所述像素開關元件與對應的視頻信號線連接的像素電極；和 在與所述第一基板相對的第二基板上設置的屬於第一組或第二組的共用電極，並且，作為用於保持與向所述視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容，僅包括在所述像素電極與所述共用電極之間形成的像素電容， 屬於第一組的共用電極形成在觸摸檢測動作時由驅動信號驅動的多個驅動線， 屬於第二組的共用電極在觸摸檢測動作時接收與所述驅動信號相應的信號，形成與所述多個驅動線交叉的多個傳感線。
2.如權利要求1所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述像素開關元件是溝道層由氧化物半導體形成的薄膜電晶體。
3.如權利要求2所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述氧化物半導體以銦、鎵、鋅和氧為主要成分。
4.如權利要求1所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述顯示面板為IPS方式以外的方式的液晶顯示面板。
5.如權利要求4所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述顯示面板為VA方式的液晶顯示面板。
6.如權利要求1至5中任一項所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 各驅動線通過將由屬於所述第一組的多個共用電極的一部分形成的大致矩形狀的驅動段彼此在第一方向排列並且電連接而形成， 各傳感線通過將由屬於所述第二組的多個共用電極的一部分形成的大致矩形狀的傳感段彼此在第二方向排列並且電連接而形成。
7.如權利要求6所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 形成各驅動線的驅動段或形成各傳感線的傳感段，經在所述第二基板的靠邊緣的位置設置的配線相互電連接。
8.如權利要求1至5中任一項所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 各驅動線通過將由屬於所述第一組的多個共用電極的一部分形成的大致菱形狀的驅 動段彼此在第一方向排列並且電連接而形成， 各傳感線通過將由屬於所述第二組的多個共用電極的一部分形成的大致菱形狀的傳感段彼此在第二方向排列並且電連接而形成。
9.如權利要求8所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 形成各驅動線的驅動段中的相互相鄰的驅動段或形成各傳感線的傳感段中的相互相鄰的傳感段，經在與形成有該驅動段和該傳感段的層不同的層設置的配線相互連接。
10.如權利要求1至5中任一項所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 各像素形成部包括:第一子像素形成部，該第一子像素形成部包括所述像素開關元件、所述像素電極、所述共用電極和所述像素電容；和 第二子像素形成部，該第二子像素形成部包括所述像素開關元件、所述像素電極、所述共用電極、所述像素電容、控制端子與和該像素對應的掃描信號線的後一條掃描信號線連接的變動用開關元件、和變動用電容， 所述變動用開關元件設置在所述像素電極與所述變動用電容的一端之間， 所述變動用電容的另一端與至少在顯示動作時被提供規定的固定電位的電極連接。
11.如權利要求10所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述變動用開關元件是溝道層由氧化物半導體形成的薄膜電晶體。
12.如權利要求11所述的觸摸傳感器內置型顯示面板，其特徵在於: 所述氧化物半導體以銦、鎵、鋅和氧為主要成分。
13.—種顯示裝置，其特徵在於，具備: 權利要求1至12中任一項所述的觸摸傳感器內置型顯示面板； 在顯示動作時對所述多 個像素形成部進行控制的顯示控制單元；和 在觸摸檢測動作時對所述多個像素形成部進行控制的觸摸檢測控制單元。
14.如權利要求13所述的顯示裝置，其特徵在於: 所述觸摸檢測控制單元同時驅動所述多個驅動線中的2個以上的規定數量的驅動線。
15.一種驅動方法，其為觸摸傳感器內置型顯示面板的驅動方法，該觸摸傳感器內置型顯示面板具備與在第一基板上設置的多個視頻信號線和多個掃描信號線對應地配置的多個像素形成部，該驅動方法的特徵在於，包括: 在觸摸檢測動作時，利用驅動信號，驅動由在與所述第一基板相對的第二基板上設置的共用電極中的屬於第一組的共用電極形成的多個驅動線的步驟；和 在觸摸檢測動作時，從與所述多個驅動線交叉且由所述共用電極中的屬於第二組的共用電極形成的多個傳感線，接收與所述驅動信號相應的信號的步驟， 各像素形成部包括: 設置在所述第一基板上，控制端子與對應的掃描信號線連接的像素開關元件； 設置在所述第一基板上，經所述像素開關元件與對應的視頻信號線連接的像素電極；和 所述共用電極，並且，作為用於保持與向所述視頻信號線提供的信號相應的電壓的電容，僅包括在所述像素電極與所述共用電極之間形成的像素電容。
16.如權利要求15所述的驅動方法，其特徵在於: 在驅動所述多個驅動線的步驟中，同時驅動所述多個驅動線中的2個以上的規定數量的驅動線。
【文檔編號】G02F1/1343GK104024934SQ201280062115
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月19日
【發明者】杉田靖博, 木田和壽, 田中耕平 申請人:夏普株式會社