专利名称：显示装置、触摸检测装置和电子设备的制作方法
显示装置、触摸检测装置和电子设备技术领域
本公开涉及具有触摸检测功能的显示装置、触摸检测装置和电子设备。
背景技术：
近年来，显示装置受到关注，其中，作为所谓的触摸板的触摸检测装置被安装在诸如液晶显示装置或触摸板的显示板上，以及显示板被集成，且各种按钮图像等显示在显示板上，从而能代替正常机械按钮来输入信息。由于诸如键盘、鼠标或小键盘的输入装置在具有触摸板的这种显示装置中是不必要的，所以该显示装置往往不仅被广泛用于计算机，而且被广泛用于便携式信息终端(诸如手机)。
需要有一些具有相对简单的结构以及能够实现低功耗的诸如光学式和电阻式以及电容式触摸板的触摸板系统。然而，存在由于变频荧光灯、AM无线电波、AC电源等引起的噪声(外部噪声)通过触摸板传播而造成电容式触摸板出现故障的风险。
已提出了用于提高对这种外部噪声的抵抗的某些类型的触摸板。例如，在第 JP-A-2010-277461号(专利文献I)中提出了具有触摸检测功能的显示装置，该显示装置包括在显示面中的多个扫描电极(驱动电极)和与扫描电极相交的多个检测电极(触摸检测电极)，并通过使用在这些交叉点处由于外部近场物体而形成的电容变化来检测触摸。在具有触摸检测功能的显示装置中，通过在触摸检测电极周围提供屏蔽电极以围绕触摸检测电极来减小由于外部噪声导致的误检测风险。发明内容
由于通常希望在触摸板中驱动电极和触摸检测电极几乎不可见，所以期望使这些电极变得不明显。
鉴于以上，期望提供一种允许电极变得不明显的显示装置、触摸检测装置和电子设备。
本公开的实施方式针对包括显示层、多个第一电极、屏蔽电极、绝缘层和半导电层的显示装置。多个第一电极被配置在显示层上而形成。屏蔽 电极与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极。半导电层正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间。第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。这里,例如半导电层”可具有范围约从10 Ω ·πι到1013Ω ·ι 的电阻率。
本公开的另一实施方式针对包括显示层、多个第一电极、屏蔽电极、绝缘层和半导电层的显示装置。多个第一电极被配置在显示层上而形成。屏蔽电极与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极。半导电层正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间。屏蔽电极的平均电位等于或高于第一电极的平均电位。
本公开的又一实施方式针对包括多个第一电极、屏蔽电极、绝缘层和半导电层的触摸检测装置。屏蔽电极与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极。 半导电层正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间。第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。
本公开的再一实施方式针对包括上述显示装置和对应于电视设备、数码相机、个 人计算机、摄像机、诸如手机等的便携式终端装置的电子设备。
在根据本公开实施方式的显示装置、触摸检测装置和电子设备中，当施加干扰噪 声时，由于屏蔽电极屏蔽第一电极，所以可减小干扰噪声被传送至第一电极的风险。在该情 况下，第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差被设定为等于或小于O. 5V。
在根据本公开的另一实施方式的显示装置中，当施加干扰噪声时，由于屏蔽电极 屏蔽第一电极，所以可减小干扰噪声被传送至第一电极的风险。在该情况下，屏蔽电极的平 均电位被设定为等于或高于第一电极的平均电位。
当使用根据本公开实施方式的显示装置、触摸检测装置和电子设备时，由于第一 电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差被设定为等于或小于O. 5V，所以可使电极 变得不明显。
同样，当使用根据本公开另一实施方式的显示装置时，由于屏蔽电极的平均电位 被设定为等于或高于第一电极的平均电位，所以可使电极变得不明显。
图1A和图1B是用于说明在根据本公开实施方式的显示板中的触摸检测系统的基 本原理的示图，图1A和图1B示出了手指未触摸或未靠近显示板的状态；
图2A和图2B是用于说明在根据本公开实施方式的显示板中的触摸检测系统的基 本原理的示图，图2A和图2B示出了手指触摸或靠近显示板的状态；
图3A和图3B是用于说明在根据本公开实施方式的显示板中的触摸检测系统的基 本原理的示图，图3A和图3B示出了驱动信号和触摸检测信号的波形的一个实例；
图4是示出根据本公开实施方式的显示板的结构实例的框图5是示出根据第一实施方式的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结 构的截面图6是示出在根据第一实施方式的具有触摸检测功能的显示装置中的像素配置 的电路图7是示出根据第一实施方式的驱动电极和触摸检测电极的结构实例的透视图8是示出根据第一实施方式的驱动电极和触摸检测电极的结构实例的上表面 图9A和图9B是示出在根据第一实施方式的显示板中的触摸检测操作的操作实例 的时序波形图10是示出在根据第一实施方式的显示板中高温通电测试的结果的一个实例的 图表；
图11是用等效电路示出根据第一实施方式的具有触摸检测功能的显示装置的相 关部分的截面结构的截面图12是示出在根据第一实施方式的显示板中通电测试的结果的另一实例的图 表;
图13是示出在根据对比实例的显示板中通电测试的结果的另一实例的图表；
图14是示出根据第一实施方式的变形例的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结构的截面图15是示出根据第二实施方式的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结构的截面图16是示出根据第二实施方式的变形例的驱动电极和触摸检测电极的结构实例的上表面图17是示出根据第二实施方式的变形例的驱动电极和触摸检测电极的结构实例的截面图18是示出应用该实施方式的显示板的应用实例的外观结构的透视图19是示出根据变形例的驱动电极和触摸检测电极的结构实例的上表面图；以及
图20是示出根据另一变形例的具有触摸检测功能的显示装置的示意性截面结构的截面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细说明本公开的实施方式。该说明将按以下顺序进行。
1.电容式触摸检测的基本原理
2.第一实施方式(内嵌式(in-cell type))
3.第二实施方式(外挂式(on-cell type))
4.应用实例
〈I电容式触摸检测的基本原理>
首先，将参照图1A至图3B来说明根据本公开实施方式的显示板中的触摸检测的基本原理。触摸检测系统被实施为电容式触摸传感器，例如如图1A所示，其中，使用彼此相对配置以将电介质D夹在中间的一对电极(驱动电极El和触摸检测电极E2)来形成电容装置。该结构被表示为图1B所示的等效电路。驱动电极E1、触摸检测电极E2和电介质D构成电容装置Cl。电容装置Cl的一端连接至AC信号源(驱动信号源)S，以及另一端P通过电阻R接地并且连接至电压检测器(触摸检测电路)DET。当给定频率(例如，约几kHz到几十 kHz)的AC矩形波Sg (图3B)从AC信号源S被施加至驱动电极El (电容装置Cl的一端) 时，在触摸检测电极E2 (电容装置Cl的另一端P)处出现如图3A所示的输出波形(触摸检测信号Vdet )。该AC矩形波Sg对应于后续将描述的AC驱动信号VcomAC。
在手指未触摸(或未靠近)传感器的状态下，与电容装置Cl的电容值相对应的电流 IO随着对如图1B所示的电容装置Cl的充电/放电而流通。此时，电容装置Cl的另一端P 的电位波形(例如，如图3A的波形VO所示)被电压检测器DET检测。
另一方面，在手指 触摸(或靠近)传感器的状态下，如图2B所示，由手指形成的电容装置C2串联增加至电容装置Cl。在该状态下，电流Il和12分别随着对电容装置Cl和电容装置C2的充电/放电而流通。电容装置Cl的另一端P的电位波形(例如，如图3A中的波形Vl所示)被检测器DET检测。此时，P点的电位是被流入电容装置Cl和电容装置C2 的电流Il和电流12的值固定的分压电位。因此，波形Vl将是比非接触状态下的波形VO 更低的值。电压检测器DET将检测到的电压与给定阀值电压Vth相比较，并在所检测到的电压等于或高于阀值电压时确定该状态为非接触状态，而当所检测到的电压低于阀值电压时确定该状态为接触状态。可以上述方式来进行触摸检测。〈2.第一实施方式〉[结构实例](整个结构实例)图4示出了根据实施方式的显示板的结构实例。显示板I是液晶显示板和电容式触摸板整体形成的所谓的内嵌式显示板。显示装置I包括控制单元11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器16、具有触摸检测功能的显示装置10和触摸检测单元40。控制单元11是基于视频信号Vdisp分别向栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器16和触摸检测单元40提供控制信号并控制这些单元彼此同步工作的电路。栅极驱动器12具有基于由控制单元11提供的控制信号在具有触摸检测功能的显示装置10中顺序选择将作为显示驱动对象的一条水平线的功能。具体地，栅极驱动器12通过扫描信号线GCL向像素Pix的TFT器件Tr的栅极施加扫描信号Vscan,从而顺序选择一行(一条水平线)作为在如后续所述的具有触摸检测功能的显示装置10的液晶显示装置20的矩阵中形成的像素Pix的显示驱动对象。源极驱动器13是基于由控制单元11提供的控制信号向具有触摸检测功能的显示装置10的各像素Pix (后续描述)提供像素信号Vpix的电路。具体地，源极驱动器13向包括在由栅极驱动器12分别通过像素信号线SGL顺序选择的一条水平线中的各像素Pix提供像素信号Vpix。随后，根据这些像素Pix中所提供的像素信号Vpix进行一条水平线的显
/Jn ο驱动电极驱动器16是基于由控制单元11提供的控制信号向具有触摸检测功能的显示装置10的驱动电极COML (后续描述)提供驱动信号Vcom的电路。具体地，驱动电极驱动器16以分时方式顺序向驱动电极COML施加具有AC矩形波形的驱动信号Vcom。随后，基于该驱动信号Vcom，具有触摸检测功能的显示装置10的触摸检测装置30从多个触摸检测电极TDL (后续描述)输出触摸检测信号Vdet以提供给触摸检测单元40。具有触摸检测功能的显示装置10是具有触摸检测功能的显示装置。具有触摸检测功能的显示装置10具有液晶显示装置20和触摸检测装置30。液晶显示装置20是根据由栅极驱动器12提供的扫描信号Vscan通过逐行顺序扫描水平线来进行显示的装置。触摸检测装置30基于上述电容式触摸检测的基本原理来工作，并输出触摸检测信号Vdet。图5示出了具有触摸检测功能的显示装置10的相关部分的截面结构的一个实例。具有触摸检测功能的显示装置10包括像素基板2、正对像素基板2而配置的对向基板3、以及插入在像素基板2与对向基板3之间的液晶层6。像素基板2包括透明基板21、驱动电极COML和像素电极23。透明基板21用作形成各种类型的电极和布线、薄膜晶体管(TFT)等的电路基板，它由例如玻璃制成。在透明基板21上形成驱动电极C0ML。驱动电极COML是用于向多个像素Pix (后续描述)提供共用电压的电极。驱动电极COML充当用于液晶显示操作的共用驱动电极，以及充当用于触摸检测操作的驱动电极。在驱动电极COML上形成绝缘层22，并在其上形成像素电极23。像素电极23是用于提供像素信号Vpix、具有透明性的电极。例如，驱动电极COML和像素电极23由ITO (铟锡氧化物)制成。在像素电极23上形成配向膜24。偏光板25配置在透明基板21的与形成驱动电极COML等的表面正对的表面上。对向基板3包括透明基板31、彩色滤光片32、触摸检测电极TDL、屏蔽电极SHlA附层34和偏光板35。例如，透明基板31以与透明基板21相同的方式由玻璃制成。在透明基板31上形成彩色滤光片32。彩色滤光片32通过规则配置例如红(R)、绿(G)和蓝(B)三种彩色滤光片层来形成，其中，R、G和B三种颜色与各自作为一组的显示像素相关。在彩色滤光片32上形成配向膜33。触摸检测电极TDL和屏蔽电极SH形成在透明基板31的与形成彩色滤光片32等的表面正对的表面上。形成屏蔽电极SH来屏蔽触摸检测电极TDL免受外部噪声影响。触摸检测电极TDL和屏蔽电极SH是由例如ITO制成的且具有透明性的电极。偏光板35配置在触摸检测电极TDL和屏蔽电极SH以上，以将粘附层34夹在中间。例如，偏光板35的电阻率约为IO13 Ω · m。液晶层6用作显示功能层，其根据电场状态来调制透过该层的光。该电场由驱动电极COML的电压与像素电极23的电压之间的电位差形成。诸如FFS (边缘场切换)或IPS(面内切换)的横向电场模式液晶被用于液晶层6。图6示出了液晶显示装置20中的像素结构的结构实例。液晶显示装置20具有配置在矩阵中的多个像素Pix。每个像素Pix包括三个子像素SPix。各子像素SPix分别对应于图5所示彩色滤光片的三种颜色(RGB)。各子像素SPix包括TFT器件Tr和液晶器件LC0该TFT器件Tr由薄膜晶体管形成，其在该实例中为η沟道MOS (金属氧化物半导体)型TFT。TFT器件Tr的源极连接至像素信号线SGL，栅极连接至扫描信号线GCL，以及漏极连接至液晶器件LC的一端。该液晶器件LC 一端连接至TFT器件Tr的漏极，以及另一端连接至驱动电极COML。通过扫描信号线GCL，子像素SPix彼此连接至属于液晶显示装置20的同一行的其他子像素SPix。扫描信号线GCL连接至栅极驱动器12，并从栅极驱动器12提供扫描信号Vcan。通过像素信号线SGL，子`像素SPix还彼此连接至属于液晶显示装置20的同一列的其他子像素SPix。像素信号线SGL连接至源极驱动器13，并从源极驱动器13提供像素信号Vpix0此外，通过驱动电极C0ML，子像素SPix彼此连接至属于液晶显示装置20的同一行的其他子像素SPix。驱动电极COML连接至驱动电极驱动器16，并从驱动电极驱动器16提供驱动信号Vcom。根据上述结构，通过由栅极驱动器12驱动扫描信号线GCL来顺序选择一条水平线，从而以分时方式进行逐行扫描，并通过由液晶显示装置20中的源极驱动器13向属于一条水平线的像素Pix提供像素信号Vpix以在水平线的单元中进行显示。图7以透视方式示出了触摸检测装置30的结构实例。图8示出了触摸检测装置30上表面结构的一个实例。触摸检测装置30包括像素基板2中提供的驱动电极COML和对向基板3中提供的触摸检测电极TDL。驱动电极COML具有在图8的左右方向上延伸的带状电极图形。用于连接至驱动电极驱动器16的连接垫29形成在各驱动电极COML的一端处。当执行触摸检测操作时，顺序提供驱动信号Vcom至该图形的各个电极，并以分时方式执行顺序扫描驱动。触摸检测电极TDL具有在与驱动电极COML的电极图形的延伸方向正交的方向(图8中的上下方向)上延伸的带状电极图形。用于连接至触摸检测单元40的连接垫39形成在各触摸检测电极TDL的一端。在该实例中，在形成触摸检测电极TDL的表面上的一个共同边缘附近形成各连接垫39。DC电流Vsens通过后续描述的高电阻施加至触摸检测电极TDL。在相互交叉的驱动电极COML和触摸检测电极TDL的电极图形中，在交叉点处形成电容。根据上述结构，由驱动电极驱动器16施加至驱动电极COML的驱动信号Vcom被传送至触摸检测电极TDL，并从触摸检测电极TDL作为触摸检测信号Vdet输出。S卩，在图1A至图3B所示的触摸检测的基本原理中，驱动电极COML相当于驱动电极EI，以及触摸检测电极TDL相当于触摸检测电极E2。触摸检测装置30根据该基本原理来检测触摸。如图8所示，彼此相交的电极图形以矩阵形成构成电容式触摸传感器。因此，在触摸检测装置30的整个触摸检测表面上进行扫描，从而检测外部近场物体触摸或靠近该传感器的位置。如图7和图8所示，在触摸检测电极TDL周围形成屏蔽电极SH，以围绕触摸检测电极TDL。该屏蔽电极SH被形成为使得配置面积小于触摸检测电极TDL的总配置面积。在该实例中，形成该屏蔽电极SH以从除了形成触摸检测电极TDL的连接垫39的边缘的方向之外的三个方向围绕触摸检测电极TDL。·因此，当用户用手握住安装显示板I的移动装置时，例如，在用户的手触摸的移动装置的端部与触摸检测电极TDL之间的间隔中配置屏蔽电极SH0DC电压Vsh被施加至屏蔽电极SH。在该实例中，DC电压Vsh与通过高电阻施加至触摸检测电极TDL的DC电压Vsens大致相同。DC电压Vsh可持续地以及在从触摸检测电极TDL输出的触摸检测信号Vdet转变之前和之后的给定时段内被提供给屏蔽电极SH。根据上述结构，例如，即使当外部噪声被手持显示板I安装有天线的移动装置的用户拾取且噪声通过用户的手传送至显示板I时，通过屏蔽电极SH也能屏蔽掉噪声，因此，能减小将噪声传送至触摸检测电极TDL的风险，以及能减小由于外部噪声导致的误检测风险。优选在具有触摸检测功能的显示装置10的显示表面外侧(有效显示区外侧)配置屏蔽电极。如图8所示，优选屏蔽电极SH与触摸检测电极TDL之间的间隔(上下方向上的间隔Dl和左右方向上的间隔D2)大致等于或大于彼此相邻的两个触摸检测电极TDL的间隔D3。在该情况下，在检测接触/非接触时，能减小屏蔽电极SH与触摸检测电极TDL之间的寄生电容，以及能减小由于寄生电容而产生的影响。这里，“间隔”表示作为对象的两个电极彼此位置最靠近的部分的间隔。屏蔽电极SH优选由与触摸检测电极TDL相同的材料制成。在该情况下，可以在制造工艺中同时形成屏蔽电极SH和触摸检测电极TDL，与屏蔽电极SH和触摸检测电极TDL由彼此不同的材料制成的情况相比，这能减少工艺数量和掩膜数量。触摸检测单元40是基于从控制单元11提供的控制信号和从具有触摸检测功能的显示装置10的触摸检测装置30提供的触摸检测信号Vdet来检测触摸检测装置30是否已被触摸以及在该装置被触摸时计算触摸检测区中的坐标的电路。触摸检测单元40包括LPF(低通滤波器)单元42、A/D转换器43、信号处理单元44、坐标提取单元45和检测时序控制单元46。LPF单元42是低通滤波器，其去除包括在从触摸检测装置30提供的触摸检测信号Vdet中的高频分量(噪声分量)，并提取出触摸分量从而分别输出这些分量。具有高电阻值的电阻R连接至LPF单元42的各输入端，并通过该电阻R施加DC电压Vsens。例如，提供开关来代替该电阻R并通过在给定时间开启开关来施加DC电压Vsens也是优选的。A/D转换器43是用于对从LPF单兀42输出的模拟信号米样并以与AC驱动信号VcomAC同步的时序分别将该信号转换为数字信号的电路。信号处理单元44是用于基于A/D转换器43的输出信号来检测触摸检测装置30是否已被触摸的逻辑电路。坐标提取单元45是用于当信号处理单元44中已检测到触摸时计算触摸板中的坐标的逻辑电路。检测时序控制单元46具有控制这些电路彼此同步工作的功能。这里，触摸检测电极TDL相当于根据本公开实施方式的“第一电极”。粘附层34相当于根据本公开实施方式的“绝缘层”。偏光板35相当于根据本公开实施方式的“半导电层”。[操作和效果]随后，将说明根据本实施方式的显示板I的操作和效果。(整个操作总结)首先， 将参照图4来说明显示板I的整个操作总结。控制单元11分别向栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器16和触摸检测单元40提供控制信号，并控制这些单元彼此同步工作。栅极驱动器12向液晶显示装置20提供扫描信号Vscan，并顺序选择作为显示驱动对象的一条水平线。源极驱动器13向包括在由栅极驱动器12选择的一条水平线中的各像素Pix提供像素信号Vpix。驱动电极驱动器16顺序向驱动电极COML施加驱动信号Vcom。具有触摸检测功能的显示装置10基于驱动信号Vcom来执行显示操作以及进行触摸检测操作，以从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。触摸检测单元40基于触摸检测信号Vdet来检测触摸检测表面上的触摸。具体地，LPF单元42去除包括在触摸检测信号Vdet中的高频分量，并提取出触摸分量从而输出这些分量。A/D转换器43将从LPF单元42输出的模拟信号转换为数字信号。信号处理单元44基于A/D转换器43的输出信号来检测触摸检测表面是否已被触摸。当信号处理单元44中已检测到触摸时，坐标提取单元45计算触摸板中的坐标。检测时序控制单元46控制LPF单元42、A/D转换器43、信号处理单元44和坐标提取单元45彼此同步工作。图9A和图9B示出了触摸检测操作的操作实例，其中，图9A示出了驱动信号Vcom的波形，以及图9B示出了触摸检测信号Vdet的波形。驱动电极驱动器16顺序向驱动电极COML施加具有图9A中所示的AC矩形波形的驱动信号Vcom。驱动信号Vcom通过电容被传送至触摸检测电极TDL，且触摸检测信号Vdet发生改变(图9B)。具体地，触摸检测信号Vdet随着驱动信号Vcom的转变而进行转变，以在给定时间周期之后汇聚至电压Vsens。S卩，触摸检测信号Vdet中的电压平均值(平均电压Vave)与电压Vsens大致相同。A/D转换器43对触摸检测信号Vdet输入的LPF单元42的输出信号采样，并在与驱动信号Vcom同步的采样时间点tsl和ts2处(图9B)进行A/D转换。恰好在驱动信号Vcom的转变时间之前提供采样时间点tsl，以及恰好在驱动信号Vcom的转变时间之后提供采样时间点ts2。在触摸检测单元40的信号处理单元44中，基于在采样时间点tsl处的A/D转换结果与在采样时间点ts2处的A/D转换结果之间的差异来进行触摸检测。
如图9A和图9B所示，当触摸检测信号Vdet是AC信号时，电压Vsens (平均电压Vave)被设定为例如约是显示板I中的电源电压的一半(例如，1. 4V)。另一方面，例如，当电子设备中屏蔽了外部噪声等时，常使用OV电压。然而，当显示板I以上述电压设置来工作时，可能会导致问题。将在以下说明该实例。(触摸检测电极TDL的变色)对显示板I进行高温通电测试来评估可靠性。此时，在一定条件下，确认触摸检测电极TDL的变色。以下将说明其细节。图10示出了高温通电测试的结果的一个实例。图10表示在70C的温度条件下，当电流被施加至显示板I之后给定时间段内的触摸检测电极TDL的可视状态。在该实例中，屏蔽电极SH的配置面积约是触摸检测电极TDL的总配置面积的1/10。如图10所示，在通过将触摸检测信号Vdet的平均电压Vave设为1. 4V以及将屏蔽电极SH的电压Vsh设为1. 4V来进行高温通电测试的情况下，触摸检测电极TDL视觉上不被识别并保持优选状态。另一方面，在通过将触摸检测信号Vdet的平均电压Vave设为1. 4V以及将屏蔽电极SH的电压Vsh设为OV来实执行高温通电测试的情况下，触摸检测电极TDL变色为白色。S卩，当电压Vsh等于平均电压Vave时，触摸检测电极TDL视觉上不被识别，而当电压Vsh与平均电压Vave之间的电位差很大时，触摸检测电极TDL视觉上被识别。可以认为，这是因为基于屏蔽电极SH的电压Vsh和触摸检测信号Vdet的平均值Vave来设定偏光板35的电位，且由此使包括在例如粘附层34中的离子移动以及触摸检测电极TDL的电极材料的组成发生变化。将说明其细节。图11用等效电路表示具有触摸检测功能的显示装置10的一部分的截面。当屏蔽电极SH和偏光板35被配置为将粘附层34夹在中间时，屏蔽电极SH与偏光板35之间存在电阻Rsh。此外，触摸检测电极TDL和偏光板35也被配置为将粘附层34夹在中间，触摸检测电极TDL与偏光板35之间存在电阻Rtdl。在偏光板35中，电阻作为分布常数而存在。因此，基于屏蔽电极SH的电压Vsh和触摸检测电极TDL的电压(触摸检测信号Vdet的平均电压Vave)，可由电阻Rsh、偏光板35的电阻和电阻Rtdl的分压来设定偏光板35的电位。例如，当触摸检测信号Vdet的平均电压Vave为1. 4V且屏蔽电极SH的电压Vsh为OV时，按照如上所述来分配电压，偏光板35被设为OV与1. 4V之间的给定电位。因此，在偏光板35与触摸检测电极TDL之间形成电场，且粘附层34中的离子被电场移动。随后，由于离子移动，触摸检测电极TDL的电极材料中发生化学反应或组成发生变化，这使得触摸检测电极TDL视觉上被识别。触摸检测电极TDL看上去为白色的原因可能取决于离子的特性。根据上述考虑， 可以认为，触摸检测电极TDL视觉上变得被识别与屏蔽电极的电压Vsh偏离触摸检测信号Vdet的平均电压Vave成比例。接下来，将说明触摸检测电极TDL视觉上变得被识别的电位差程度。图12示出了在屏蔽电极SH的电压Vsh被设定为各种电压的情况下的高温通电测试的结果的一个实例。在确定结果一栏中，“ο”表示触摸检测电极TDL视觉上不被识别，“ X ”表示触摸检测电极TDL视觉上被识别，以及“ Λ ”表示触摸检测电极TDL视觉上被某些人识别。在该实例中，触摸检测信号Vdet的平均电压Vave被固定为1. 4V。
当屏蔽电极SH的电压Vsh低于触摸检测信号Vdet的平均电压Vave (1. 4V)时，触摸检测电极TDL变色为白色。在电压Vsh=O. 9V (Vsh-Vave=-O. 5V)时，触摸检测电极TDL被某些人视觉上识别，以及在电压Vsh=O. 8V (Vsh-Vave=-O. 6V)时，触摸检测电极TDL被许多人视觉上识别到。另一方面，当屏蔽电极SH的电压Vsh高于触摸检测信号Vdet的平均电压Vave(1. 4V)时，触摸检测电极TDL变色为黑色，且在电压Vsh=2. OV (Vsh-Vave=O. 6V)时，触摸检测电极TDL被许多人视觉上识别到。尽管在该实例中，触摸检测信号Vdet的平均电压Vave被设定为1. 4V，但在平均电压被设为其他电压时，会获得相同测试结果。如上所述，根据屏蔽电极SH的电压Vsh与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间电平的关系，触摸检测电极TDL看上去不相同。S卩，当电压Vsh低于平均电压Vave时，触摸检测电极TDL看上去为白色，而当屏蔽电极SH的电压Vsh高于平均电压Vave时，触摸检测电极TDL看上去为黑色。可以认为，颜色的差异是由例如与触摸检测电极TDL相关的吸收反应或解吸反应(氧化还原反应)的差异引起的，这取决于电压Vsh与平均电压Vave之间电平的关系。
当屏蔽电极SH的电压Vsh高于平均电压Vave时，触摸检测电极TDL不易被识别。即，在电压Vsh低于平均电压Vave的情况下，当电压Vsh与平均电压Vave之间的电位差等于或小于O. 4V时，触摸检测电极TDL视觉上不被识别，而在电压Vsh高于平均电压Vave的情况下，当电压Vsh与平均电压Vave之间的电位差等于或小于O. 5V时，触摸检测电极TDL视觉上不被识别。这可能是因为当屏蔽电极SH的电压Vsh高于平均电压Vave时触摸检测电极TDL变色为黑色，且相比该电极变色为白色的情况不易被识别。因此，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh设定在从电压(Vave-0. 4V)到电压(Vave+0. 5V)的范围内(当平均电压Vave为1. 4V时是IV到1. 9V)，触摸检测电极TDL可以变得不明显。(对比实例)接下来，将说明根据对比实例的显示板IR，以及将说明与该对比实例相比较的本实施方式的效果。在显示板IR中，形成屏蔽电极SH和触摸检测电极TDL，使得屏蔽电极的配置面积等于触摸检测电极TDL的总配置面积。图13示出了显示板IR中的高温通电测试的结果的一个实例。在该实例中，当屏蔽电极SH的电压Vsh低于触摸检测信号Vdet的平均电压Vave (1. 4V)时，触摸检测电极TDL变色为白色。在电压Vsh=O. 9V (Vsh-Vave=-O. 5V)时，触摸检测电极TDL被某些人视觉上识别到，以及在电压Vsh=O. 8V (Vsh-Vave=-O. 6V)时，触摸检测电极TDL被许多人视觉上识别到。另一方面，当屏蔽电极SH的电压Vsh高于触摸检测信号Vdet的平均电压Vave(1. 4V)时，触摸检测电极TDL变色为黑色。在电压Vsh=L 9V (Vsh-Vave=O. 5V)时，触摸检测电极TDL被某些人视觉上识别到，以及在电压Vsh=2. OV (Vsh-Vave=O. 6V)时，触摸检测电极TDL被许多人视觉上识别到。S卩，在该实例中，屏蔽电极SH的电压Vsh在从电压(Vave-0. 4V)到电压(Vave+0. 4V)的范围(当平均电压Vave为1. 4V时是IV到1. 8V)内的情况下，触摸检测电极TDL视觉上不被识别。简言之，根据该对比实例的显示板IR中触摸检测电极TDL视觉上不被识别的电压Vsh的范围比根据本实施方式(图12)的显示板I的情况更窄。具体地，在屏蔽电极SH的电压Vsh为电压(Vave+0. 5V)(当平均电压Vave为1. 4V时是1. 9V)的情况下，根据本实施方式(图12)的显示板I中触摸检测电极TDL视觉上不被识别，然而，根据对比实例(图13)的显示板IR中触摸检测电极TDL视觉上被识别。在显示板IR中，屏蔽电极SH的配置面积等于该触摸检测电极TDL的总配置面积。因此，相比根据本实施方式的显示板I的情况，根据对比实例的显示板IR中，图11所示电阻Rsh减小以及电阻Rtdl增大。因此，由于偏光板35的电压与触摸检测电极TDL的电压(触摸检测信号Vdet的平均电压Vave)之间的电位差大于根据本实施方式的显示板I的情况，所以偏光板35与触摸检测电极TDL之间的电场变得更高，使得粘附层34中的离子容易移动，且触摸检测电极TDL易于变色。另一方面，屏蔽电极SH的配置面积小于触摸检测电极TDL的总配置面积。因此，由于偏光板35的电压与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间的电位差可以小于根据对比实例的显示板IR的情况，所以能抑制粘附层34中的离子移动，且还能抑制触摸检测电极TDL的变色。[效果]如上所述，由于在本实施方式中，屏蔽电极的电压与触摸检测信号的平均电压之间的电位差被设定为等于或 小于O. 5V，所以能抑制触摸检测电极的变色，且可使触摸检测电极变得不明显。由于在本实施方式中，屏蔽电极的电压被设定为等于或高于触摸检测信号的平均电压，所以触摸检测电极不明显的屏蔽电极的电压范围可宽于屏蔽电极的电压被设定为低于触摸检测信号的平均电压的情况。具体地，例如，当屏蔽电极的电压等于触摸检测信号的平均电压时，可由共用基准电源来生成电压Vsh和电压Vsens (平均电压Vave)，因此，能简化电路结构。此外，由于屏蔽电极的配置面积小于触摸检测电极的总配置面积，所以能抑制粘附层中离子的移动，且还能抑制触摸检测电极TDL的变色，因此，可使触摸检测电极变得不明显。[变形例1-1]尽管上述实施方式中，在偏光板35与触摸检测电极TDL之间形成电场，但本公开不限于上述情况。例如，如图14所示，当在粘附层34与偏光板35之间配置半导电层36作为抗ESD的措施时，在半导电层36与触摸检测电极TDL之间形成电场。例如，半导电层36的电阻率约为108Ω ·πι。即使在该情况下，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，也能抑制由于电场引起的离子移动，且能使触摸检测电极TDL变得不明显。[变形例1-2]尽管在上述实施方式中通过高电阻将DC电流Vsens施加至触摸检测电极TDL，但本公开不限于上述情况。例如，代替上述情况，通过给定数量的显示帧周期，可施加产生电压VH与电压VL之间的转变的矩形波形。在该情况下，触摸检测电极TDL的平均电压Vave将约为电压VH与电压VL之间的中间电压。同样在该情况下，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh与平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，能抑制由于电场引起的离子移动，且能使触摸检测电极TDL变得不明显。<3.第二实施方式〉接下来，将说明根据第二实施方式的显示板5。显示板5是在液晶显示板的显示表面上形成电容式触摸板的所谓的外挂式显示板。向与根据第一实施方式的显示板I大致相同的部件给予相同数字和字符，并适当省略说明。显示板5包括如图4所示的具有触摸检测功能的显示装置50。图15示出了具有触摸检测功能的显示装置50的相关部分的截面结构的一个实例。具有触摸检测功能的显示装置50包括对向基板51。该对向基板51包括驱动电极52和绝缘层53。在透明基板31与触摸检测电极TDL以及粘附层34之间形成驱动电极52和绝缘层53。驱动电极52例如由ITO制成，其以与图8所示的驱动电极COML相同的方式具有在与触摸检测电极TDL的电极图形的延伸方向(图8的上下方向)正交的方向(图8的左右方向)上延伸的带状电极图形。具有图9A所示波形的触摸检测驱动信号Vcomt被施加至驱动电极52。触摸检测驱动信号Vcomt通过绝缘层53被传送至触摸检测电极TDL，并从触摸检测电极TDL输出触摸检测信号Vdet。同样在该情况下，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，能抑制由于偏光板35与触摸检测电极TDL之间的电场引起的离子移动，且能使触摸检测电极TDL变得不明显。由于驱动电极52被配置在比触摸检测电极TDL的位置离偏光板35更远的位置处，所以在该情况下，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh与触摸检测驱动信号Vcomt的平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，也能抑制由于偏光板35与驱动电极52之间的电场引起的离子移动，且能使驱动电极52变得不明显。如上所述，由于在本实施方式中，屏蔽电极的电压与触摸检测驱动信号的平均电压之间的电位差被设定为等于或小于O. 5V，所以能使驱动电极52的变色变得不明显。其他效果与第一实施方式的情况相同。[变形例2-1] 尽管在上述实施方式中，驱动电极52和触摸检测电极TDL具有带状电极图形，但本公开不限于上述情况。以下将详细说明一个实例。图16示出了根据本变形例的具有触摸检测功能的显示装置50B中的触摸检测装置上表面的结构的一个实例。图17示出了图16所示从箭头XVI1-XVII的方向看去的触摸检测装置的相关部分的截面结构。该触摸检测装置包括驱动电极52B和触摸检测电极TDLB。在该实例中，以具有正方形形状的多个部分电极被配置在直线上使得对角线之一被布置在图16中的上下方向上以及相邻部分电极的拐角彼此连接的方式来配置触摸检测电极TDLB。驱动电极52B在与触摸检测电极TDLB相同的层中形成，其中，具有正方形形状的多个部分电极在该实例中被配置在直线上，使得对角线之一布置在图16中的左右方向上，以及相邻部分电极的拐角彼此连接。在该情况下，如图17所示，有关驱动电极52B的部分电极之间的连接部分桥跨有关触摸检测电极TDLB的部分电极之间的连接部分。如图16所示，在触摸检测电极TDLB和驱动电极52B周围形成屏蔽电极SH，以围绕这些电极。在该实例中，形成屏蔽电极SH以从除了形成触摸检测电极TDLB的连接垫39的边缘以及形成驱动电极52B的连接垫59的边缘的方向之外的两个方向围绕这些电极。在本变形例中，在同一层中形成驱动电极52B和触摸检测电极TDLB。因此，通过将屏蔽电极SH的电压Vsh与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V来抑制触摸检测电极TDLB的变色，且能使触摸检测电极TDLB变得不明显，以及通过将屏蔽电极SH的电压与触摸检测驱动信号Vcomt的平均电压之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，能抑制驱动电极52B的变色，且能使驱动电极52B变得不明显。[变形例2-2]尽管在上述实施方式中，如图15所示，触摸检测电极TDL被配置为比驱动电极52更靠近偏光板35，但本公开不限于上述情况，且例如，代替上述方式，可将驱动电极52配置为更靠近偏光板35。[变形例2-3]尽管在上述实施方式中，显示板2是在液晶显示装置20表面上集成形成触摸板的所谓的外挂式显示板，但本公开不限于上述情况，且例如，代替上述方式，可以与液晶显示装置20分开来形成触摸板并外附于液晶显示装置20。同样在该情况下，在单个触摸板中，通过例如将屏蔽电极的电压Vsh与触摸检测信号Vdet的平均电压Vave之间的电位差设定为等于或小于O. 5V，能抑制触摸检测电极TDL的变色，且能使触摸检测电极TDL变得不明显。<4.应用实例〉接下来，将说明在上述实施方式和变形例中说明的显示板的应用实例。图18示出了应用根据上述实施方式的显示板等的电视设备的外观。该电视设备例如具有视频显示屏幕单元510，其包括前面板511和滤光玻璃512，其中，通过使用根据上述实施方式的显示板等来配置视频显示屏幕单元510。根据上述实施方式的显示板等可被应用于除电视设备之外的例如数码相机、个人笔记本电脑、诸如手机的便携式终端装置、便携式游戏机、摄像机等的各种领域中的电子设备。换言之，根据上述实施方式的显示板等可被应用于显示视频的各种领域中的电子设备。根据本公开的技术已通过引用一些实施方式、变形例和向电子设备的应用实例如上进行了说明，且本公开不限于上述实施方式等，并能进行各种修改。例如，形成屏蔽电极SH以例如从如图7和图8所示的上述各实施方式等中的三个方向围绕触摸检测电极TDL，然而，本公开不限于该实例。例如，当在如图19所示的两个相对边缘中形成各连接垫39时，可以形成屏蔽电极SH，使得从除了上述两个边缘之外的两个方向将触摸检测电极TDL夹在中间。另外，例如，在上述各实施方式等中，如图5所示，在透明基板21上形成驱动电极C0ML，并通过绝缘层22在其上形成像素电极23，然而，本公开不限于此，且例如，代替上述方式，可以在透明基板21上形成像素电极23，并通过绝缘膜22在其上形成驱动电极C0ML。此外，例如，在上述实施方式等中，使用诸如FFS或IPS的横向电场模式液晶的液晶显示装置与触摸检测装置集成形成，然而，使用诸如TN (扭曲向列)、VA (竖向定线)和ECB(电控制双折射)模式的各种液晶模式的液晶显示装置均可与触摸检测装置集成形成。当使用这种液晶时，具有触摸检测功能的显示装置可被配置为如图20所示。图20示出了根据本变形例的具有触摸检测功能的显示装置IOC的相关部分的截面结构的一个实例，其示出了液晶层6C被夹在像素基板2C与对向基板3C之间的状态。由于其他部分的名称和功能与图5的情况相同，所以省略对其的说明。该实例不同于图5的情况的一点是，在对向基板3C中形成用于显示和触摸检测两者的驱动电极COML。此外，例如，通过使用上述各实施方式等中的液晶显示装置20来配置显示板I等，然而，本公开不限于上述情况，且代替上述方式，可使用诸如EL (电致发光)显示装置的显示装置。尽管偏光板在该情况下是不必要的，但本公开可以与变形例1-1相同的方式当在显示板的显示表面上配置半导电层作为抗ESD的措施时来应用，因为在半导电层与触摸检测电极TDL之间产生了电场。根据本公开的技术可被实施为以下结构。(I) 一种显示装置，包括显示层；多个第一电极，其被配置在显示层上而形成；屏蔽电极，其与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极，绝缘层；以及半导电层，其正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间，其中，第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。(2)根据上述(I)所述的显示装置，其中，屏蔽电极的平均电位等于或高于第一电极的平均电位。(3)根据上述(2)所述的显示装置，其中，屏蔽电极的平均电位大致与第一电极的平均电位相同。(4)根据上述(2)或(3)所述的显示装置，其中，屏蔽电极的配置面积小于第一电极的配置面积。(5)根据上述(I)至(4)中任一项所述的显示装置，其中，半导电层是静电防护层。(6)根据上述(I)至(4)中任一项所述的显示装置，其中，半导电层是偏光板。(7)根据上述(I)至(6)中任一项所述的显示装置，还包括第二电极，其形成在离开半导电层与第一电极相同的位置或更远的位置处以将绝缘层夹在中间。(8)根据上述(7)中任一项所述的显示装置，其中，第一电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极，以及第二电极是在第二电极与触摸检测电极之间形成电容的驱动电极。(9)根据上述(7)所述的显示装置，其中，第二电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极，以及第一电极是在第一电极与触摸检测电极之间形成电容的驱动电极。(10)根据上述(7)至(9)中任一项所述的显示装置，其中，第二电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。(11)根据上述(8)至(10)中任一项所述的显示装置，其中，显示部具有
液晶层，像素电极，其形成在液晶层与驱动电极之间，或者正对液晶层而配置以将驱动电极夹在中间。(12)根据上述(8)至(10)中任一项所述的显示装置，其中，显示部具有液晶层，以及像素电极，其正对驱动电极而配置以将液晶层夹在中间。(13)根据上述(I)至(6)中任一项所述的显示装置，其中，第一电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极。(14) 一种显示装置，包括显示层，多个第一电极，其被配置在显示层上而形成；屏蔽电极，其与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极；绝缘层；以及半导电层，其正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间，其中，屏蔽电极的平均电位等于或高于第一电极的平均电位。(15) 一种触摸检测装置，包括多个第一电极；屏蔽电极，其与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极；绝缘层；以及半导电层，其正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间，其中，第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。(16) 一种电子设备，包括显示装置；以及控制单元，其使用显示装置来进行操作控制，其中，显示装置包括显示层，多个第一电极，其被配置在显示层上而形成，屏蔽电极，其与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极，绝缘层，以及半导电层，其正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间，以及第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。本公开包括涉及于2011年10月14日在日本专利局提交的日本在先专利申请第JP 2011-227280号中所公开的主题，其全部内容通过引用结合于此。本领域技术人员应当理解，只要在所附权利要求或其等价物的范围内，根据设计要求和其他因素，可进行各种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
1.一种显示装置，包括 显示层； 多个第一电极，其被配置在所述显示层上而形成； 屏蔽电极，其与所述多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部所述多个第一电扱， 绝缘层；以及 半导电层，其正对所述第一电极和所述屏蔽电极而形成以将所述绝缘层夹在中间， 其中，所述第一电极的平均电位与所述屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于0. 5V。
2.根据权利要求1所述的显示装置， 其中，所述屏蔽电极的平均电位等于或高于所述第一电极的平均电位。
3.根据权利要求2所述的显示装置， 其中，所述屏蔽电极的平均电位与所述第一电极的平均电位相同。
4.根据权利要求2所述的显示装置， 其中，所述屏蔽电极的配置面积小于所述第一电极的配置面积。
5.根据权利要求1所述的显示装置， 其中，所述半导电层是静电防护层。
6.根据权利要求1所述的显示装置， 其中，所述半导电层是偏光板。
7.根据权利要求1所述的显示装置，还包括 第二电极，其形成在离开所述半导电层与所述第一电极相同的位置或更远的位置处以将所述绝缘层夹在中间。
8.根据权利要求7所述的显示装置， 其中，所述第一电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极，以及所述第ニ电极是在所述第二电极与所述触摸检测电极之间形成电容的驱动电极。
9.根据权利要求7所述的显示装置， 其中，所述第二电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极，以及所述第一电极是在所述第一电极与所述触摸检测电极之间形成电容的驱动电极。
10.根据权利要求7所述的显示装置， 其中，所述第二电极的平均电位与所述屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于0. 5V。
11.根据权利要求8所述的显示装置， 其中，所述显示部具有 液晶层， 像素电极，其形成在所述液晶层与所述驱动电极之间，或者正对所述液晶层而配置以将所述驱动电极夹在中间。
12.根据权利要求8所述的显示装置， 其中，所述显示部具有 液晶层，以及像素电极，其正对所述驱动电极而配置以将所述液晶层夹在中间。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一电极是传送对应于接触/非接触的信号的触摸检测电极。
14.一种显示装置，包括显示层；多个第一电极，其被配置在所述显示层上而形成；屏蔽电极，其与所述多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部所述多个第一电极；绝缘层；以及半导电层，其正对所述第一电极和所述屏蔽电极而形成以将所述绝缘层夹在中间，其中，所述屏蔽电极的平均电位等于或高于所述第一电极的平均电位。
15.一种触摸检测装置，包括多个第一电极；屏蔽电极，其与所述多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部所述多个第一电极；绝缘层；以及半导电层，其正对所述第一电极和所述屏蔽电极而形成以将所述绝缘层夹在中间， 其中，所述第一电极的平均电位与所述屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于0.5V。
16.—种电子设备,包括显示装置；以及控制单元，其使用所述显示装置来进行操作控制，其中，所述显示装置包括显示层，多个第一电极，其被配置在所述显示层上而形成，屏蔽电极，其与所述多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部所述多个第一电极，绝缘层，以及半导电层，其正对所述第一电极和所述屏蔽电极而形成以将所述绝缘层夹在中间，以及所述第一电极的平均电位与所述屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于O. 5V。
全文摘要
本公开提供了一种显示装置、触摸检测装置和电子设备，其中，该显示装置包括显示层；多个第一电极，其被配置在显示层上而形成；屏蔽电极，其与多个第一电极分开而形成以沿配置面围绕全部多个第一电极；绝缘层；以及半导电层，其正对第一电极和屏蔽电极而形成以将绝缘层夹在中间，其中，第一电极的平均电位与屏蔽电极的平均电位之间的差等于或小于0.5V。
文档编号G06F3/041GK103049127SQ20121037795
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月8日 优先权日2011年10月14日
发明者仓泽隼人, 石崎刚司, 安住康平 申请人:株式会社日本显示器西