專利名稱：電容變化檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)的電容變化檢測(cè)電路。本發(fā)明的電容變化檢測(cè)電路，例如形成在圖像顯示裝置的顯示面板上，利用于對(duì)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置進(jìn)行檢測(cè)的用途等。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，通過(guò)以手指和筆等觸摸畫(huà)面能夠進(jìn)行操作的電子裝置正在普及。另外，檢測(cè)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置的方法已知有，在顯示面板設(shè)置多個(gè)電容變化檢測(cè)電路，對(duì)以手指和筆等按壓顯示面板的表面時(shí)的靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)的方法。
在專利文獻(xiàn)1中記載有具有圖9所示的電容變化檢測(cè)電路的液晶顯示裝置。在圖 9所示電路中，按壓液晶面板的表面時(shí)，可變電容91的電容值產(chǎn)生變化，與此同時(shí)TFT (Thin Film Transistor 薄膜晶體管)92的柵極電壓產(chǎn)生變化。因此，在向TFT93的柵極電極施加高電平的選擇電壓Vsel時(shí)，從TFT93的源極電極輸出的讀取電流按照可變電容91的電容值進(jìn)行變化。因此，通過(guò)將從TFT93的源極電極輸出的輸出電壓Vout與閥值進(jìn)行比較， 能夠?qū)υ诳勺冸娙?1的附近液晶面板是否被按壓進(jìn)行判定。在專利文獻(xiàn)1中還記載有圖 10所示的電容變化檢測(cè)電路。在圖10所示電路中，為了向TFT92的柵極電極施加控制電壓 Vctrl，追加有連接到TFT92的柵極電極的控制配線。
這些以外的與本申請(qǐng)發(fā)明相關(guān)的技術(shù)記載在專利文獻(xiàn)2、3中。在專利文獻(xiàn)2中記載有在顯示面板的相對(duì)電極上設(shè)置導(dǎo)電性的突起，對(duì)相對(duì)基板被筆按壓時(shí)流過(guò)晶體管的泄漏電流的增加進(jìn)行檢測(cè)的方法。在專利文獻(xiàn)3中記載有通過(guò)由插入基板上的一對(duì)電極和電極之間的電介質(zhì)構(gòu)成可變電容，以物理的或電子的力使可變電容的電子電容發(fā)生變化，檢測(cè)外部輸入的方法。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-40289號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)1997-80467號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2004-295881號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明想要解決的問(wèn)題 在按壓顯示面板的表面時(shí)，例如具有用手指按壓的情況和用筆按壓的情況。在這兩種情況下，施加在顯示面板上的壓力不同。另外，施加在顯示面板上的壓力，由于用途和人等也不同。因此，對(duì)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置進(jìn)行檢測(cè)的圖像顯示裝置，優(yōu)選在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度。另外，在電容變化檢測(cè)電路的TFT中存在著特性偏差，由此，檢測(cè)靈敏度變得不同。從這一點(diǎn)出發(fā)也需要進(jìn)行靈敏度調(diào)整。
然而，在圖9所示的電路中沒(méi)有控制TFT92的柵極電壓的單元，TFT92的柵極電壓在設(shè)計(jì)時(shí)由可變電容91和TFT92的柵極電容已經(jīng)決定。因此，在圖9所示電路中，在使用時(shí)不能調(diào)整靈敏度。
在圖10所示電路中，通過(guò)使控制電壓Vctrl發(fā)生變化，在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度。 可是，在該電路中，控制配線連接到液晶顯示面板內(nèi)的一行的電容變化檢測(cè)電路。由于一根控制配線連接有多個(gè)柵極電極，所以控制配線的負(fù)載容量變大。因此，即使可變電容91的電容值發(fā)生變化，TFT92的柵極電壓稍微發(fā)生變化。其結(jié)果，在圖10所示電路中，檢測(cè)電容變化變得困難，靈敏度降低。
因此，本發(fā)明目的在于提供以高靈敏度檢測(cè)電容變化，在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度的電容變化檢測(cè)電路。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式是一種對(duì)靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)的電容檢測(cè)電路，其特征在于，包括 一個(gè)電極連接到電壓供給線的可變電容； 柵極電極連接到所述可變電容的另一個(gè)電極，輸出與所述可變電容的電容值相應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)用晶體管；和 一個(gè)電極連接到所述檢測(cè)用晶體管的柵極電極，另一個(gè)電極連接到控制電壓線的電容元件。
本發(fā)明的第二實(shí)施方式，其特征在于在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，在所述可變電容的電極的至少一個(gè)設(shè)置有絕緣膜。
本發(fā)明的第三實(shí)施方式，其特征在于在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，通過(guò)所述絕緣膜，所述可變電容的電極之間的最小距離被控制在0. 05 μ m以上0. 2 μ m以下。
本發(fā)明的第四實(shí)施方式，其特征在于在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，還具備設(shè)置在通過(guò)所述檢測(cè)用晶體管的電流的路徑上，對(duì)是否輸出所述電信號(hào)進(jìn)行切換的輸出控制用開(kāi)關(guān)元件。
本發(fā)明的第五實(shí)施方式，是一種可檢測(cè)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置的圖像顯示裝置， 其特征在于，包括 含有多個(gè)像素電路和一個(gè)以上的電容變化檢測(cè)電路的顯示面板和所述顯示面板的控制電路，其中， 所述電容變化檢測(cè)電路，包括 一個(gè)電極連接到電壓供給線的可變電容； 柵極電極連接到所述可變電容的另一個(gè)電極，輸出與所述可變電容的電容值相應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)用晶體管；和 一個(gè)電極連接到所述檢測(cè)用晶體管的柵極電極，另一個(gè)電極連接到控制電壓線的電容元件。
發(fā)明效果 采用本發(fā)明的第一實(shí)施方式，通過(guò)使施加在控制電壓線的電壓發(fā)生變化，能夠適當(dāng)?shù)乜刂茩z測(cè)用晶體管的柵極電壓，調(diào)整電容變化檢測(cè)電路的靈敏度。另外，由于控制電壓線通過(guò)電容元件連接到檢測(cè)用晶體管的柵極電極，控制電壓線的負(fù)載容量變小。由此，可變電容的容量值變化時(shí)，檢測(cè)用晶體管的柵極電壓變大。因此，能夠以高靈敏度檢測(cè)電容變化。
采用本發(fā)明的第二實(shí)施方式，通過(guò)在可變電容的電極的至少一個(gè)設(shè)置絕緣膜，能夠防止可變電容的電極相互接觸、在檢測(cè)用晶體管的柵極電極蓄積有電荷時(shí)發(fā)生的誤動(dòng)作。
采用本發(fā)明的第三實(shí)施方式，通過(guò)在可變電容的電極的至少一個(gè)設(shè)置規(guī)定厚度的絕緣膜，能夠?qū)⒖勺冸娙莸碾姌O之間的最小距離限制在能夠以高靈敏度檢測(cè)電容變化且在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度的范圍內(nèi)。
采用本發(fā)明的第四實(shí)施方式，通過(guò)在流過(guò)檢測(cè)用晶體管的電流的路徑上設(shè)置輸出控制用的開(kāi)關(guān)元件，能夠?qū)κ欠駨娜萘孔兓瘷z測(cè)電路輸出電信號(hào)進(jìn)行切換。由此，即使在檢測(cè)用的晶體管不能完全變成斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，也能夠使電容變化檢測(cè)電路不輸出不需要的電信號(hào)。
采用本發(fā)明的第五實(shí)施方式，使用以高靈敏度檢測(cè)電容變化、且在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度的電容變化檢測(cè)電路，能夠構(gòu)成以高靈敏度檢測(cè)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置、且在使用時(shí)調(diào)整觸摸靈敏度的圖像顯示裝置。
圖1是表示含有本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的液晶顯示裝置的方框圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的電路圖。
圖3表示圖2所示電容變化檢測(cè)電路的一部分的截面圖。
圖4是表示圖2所示電容變化檢測(cè)電路的特性圖。
圖5是表示圖2所示電容變化檢測(cè)電路的特性圖。
圖6是表示含有本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的液晶顯示裝置的方框圖。
圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的電路圖。
圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的變形例涉及的電容變化檢測(cè)電路的電路圖。
圖9是現(xiàn)有的電容變化檢測(cè)電路的電路圖。
圖10是現(xiàn)有的電容變化檢測(cè)電路的電路圖。
符號(hào)說(shuō)明 1、8:液晶面板 2顯示控制電路 3:掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 4 數(shù)據(jù)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 5、9:傳感器控制電路 6 傳感器輸出處理電路 7:傳感器輸出選擇電路 10、15、16 電容變化檢測(cè)電路 11 可變電容 12、14:TFT 13:控制用電容 20:像素電路 30相對(duì)基板 31、41 玻璃基板 32突起物 33相對(duì)電極 34絕緣膜 40= TFT側(cè)基板 42可變電容電極 43柵極電極
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式) 圖1是表示含有本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的液晶顯示裝置的方框圖。圖1所示液晶顯示裝置具有液晶面板1、顯示控制電路2、掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路3、數(shù)據(jù)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4、傳感器控制電路5和傳感器輸出處理電路6。本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路10與像素電路20 —起形成在液晶面板1上，對(duì)在液晶面板1的表面被按壓時(shí)的靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)。
液晶面板1具有在兩枚玻璃基板之間夾有液晶物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在液晶面板1設(shè)置有相互平行的多根掃描信號(hào)線Gi和與掃描信號(hào)線Gi正交的相互平行的多根數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj。 在掃描信號(hào)線Gi和數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj的各個(gè)交點(diǎn)的附近設(shè)置有像素電路20。掃描信號(hào)線Gi 連接到配置在相同行的像素電路20，數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj連接到配置在相同列的像素電路20。對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素電路20，設(shè)置有電容變化檢測(cè)電路10。在液晶面板1還設(shè)置有對(duì)電容變化檢測(cè)電路10的輸出進(jìn)行選擇的傳感器輸出選擇電路7。
像素電路20含有TFT21、液晶電容22和輔助電容23。TFT21是N通道型MOS晶體管。TFT21的柵極電極連接到一根掃描信號(hào)線Gi，源極電極連接到一根數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj，漏極電極連接到液晶電容22和輔助電容23的一個(gè)的電極。液晶電容22和輔助電容23的另一個(gè)的電極連接到施加有公用電壓Vcom的電壓供給線(未圖示)。
顯示控制電路2、掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路3、數(shù)據(jù)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4和傳感器控制電路5是液晶面板1的控制電路。顯示控制電路2，對(duì)掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路3輸出控制信號(hào) Cl，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4輸出控制信號(hào)C2和影像信號(hào)DT。另外，顯示控制電路2對(duì)傳感器控制電路5輸出控制信號(hào)C3，對(duì)液晶面板1供給控制電壓Vctrl。
掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路3按照控制信號(hào)Cl從多根掃描信號(hào)線Gi中選擇一根掃描信號(hào)線，向選擇出的掃描信號(hào)線施加導(dǎo)通(gate on)電壓(TFT變成導(dǎo)通狀態(tài)的電壓)。數(shù)據(jù)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4按照控制信號(hào)C2，向數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj施加與影像信號(hào)DT相應(yīng)的電壓。由此，能夠選擇一行的像素電路20，對(duì)選擇出的像素電路寫入與影像信號(hào)DT對(duì)應(yīng)應(yīng)的電壓， 顯示所要求的圖像。
傳感器控制電路5按照控制信號(hào)C3控制傳感器輸出控制電路7。傳感器輸出控制電路7按照來(lái)自傳感器控制電路5的控制，從多個(gè)電容變化檢測(cè)電路10的輸出信號(hào)中選擇一個(gè)以上的信號(hào)，將選擇出的信號(hào)輸出到液晶面板1的外部。傳感器輸出控制電路6根據(jù)從液晶面板1輸出的信號(hào)，求出表示顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置的位置數(shù)據(jù)DP。
圖2是電容變化檢測(cè)電路10的電路圖。如圖2所示，電容變化檢測(cè)電路10包括可變電容11、TFT12和控制用電容13。TFT12是N通道型MOS晶體管?？勺冸娙?1的一個(gè)的電極連接到施加有公共電壓Vcom的電壓供給線，另一個(gè)的電極連接到TFT12的柵極電極。在TFT12的漏極電極施加從液晶面板1的外部的供給的漏極電壓Vd，從源極電極輸出輸出電壓Vout?？刂朴秒娙?3的一個(gè)的電極連接到TFT12的柵極電極，另一個(gè)的電極連接到施加有控制電壓Vctrl的控制電壓線。TFT12作為輸出與可變電容11的電容值對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)用晶體管發(fā)揮作用。
圖3是表示電容變化檢測(cè)電路10的一部分的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖3記載有在玻璃基板31上形成有相對(duì)電極33的相對(duì)基板30和在玻璃基板41上形成有TFT12等的TFT側(cè)基板40。在相對(duì)基板30的一方的表面(與TFT側(cè)基板40相對(duì)的表面；在圖3中是下側(cè)的表面)設(shè)置有突起物32，通過(guò)在其上面成膜ITO andium Tin Oxide 氧化銦錫)形成有相對(duì)電極33。TFT側(cè)基板40的一方的表面(與相對(duì)基板30相對(duì)的表面；在圖3中是上側(cè)的表面)形成有各種電路，通過(guò)在其上面成膜ITO形成有像素電極和可變電容電極42。相對(duì)基板30和TFT側(cè)基板40相對(duì)地配置，在兩基板之間填充有液晶物質(zhì)(未圖示)。由此，形成液晶電容22和可變電容11。可變電容電極42從像素電極中被分離出來(lái)。
在設(shè)置有突起物32的部分，與其他部分相比，相對(duì)電極33和可變電容電極42之間的距離變短。在該部分形成有可變電容11。形成在設(shè)置有突起物32的部分的相對(duì)電極 33是可變電容11的一個(gè)的電極(施加有公共電壓Vcom的電極)，形成在與設(shè)置有突起物 32的部分相對(duì)的部分的可變電容電極42是可變電容11的另一個(gè)的電極。
TFT側(cè)基板40的可變電容11的附近形成有具有柵極電極43、源極電極44和漏極電極45的TFT12。柵極電極43通過(guò)接觸件46電連接到可變電容11的另一個(gè)的電極。在相對(duì)電極33上施加有公共電壓Vcom。若以該狀態(tài)以手指和筆等按壓相對(duì)基板30的表面， 則相對(duì)基板30接近TFT側(cè)基板40，可變電容11的電極之間的距離(圖3所示距離d)變小。若電極之間的距離d發(fā)生變化，則可變電容11的電容值發(fā)生變化，由此TFT12的柵極電壓發(fā)生變化，輸出電壓Vout也發(fā)生變化。因此，通過(guò)將輸出電壓Vout與閥值進(jìn)行比較， 能夠判斷在可變電容11的附近液晶面板1是否被按壓。
當(dāng)相對(duì)基板30接近TFT側(cè)基板40時(shí)，若可變電容11的電極相互接觸，浮接狀態(tài)的柵極電極43蓄積電荷，電容變化檢測(cè)電路10發(fā)生誤動(dòng)作。因此，為了防止可變電容11 的電極相互接觸，以覆蓋形成在設(shè)置有突起物32的部分的相對(duì)電極33的方式形成有絕緣膜34?；蛘?，也可以以覆蓋形成在與設(shè)置有突起物32的部分相對(duì)的部分的可變電容電極 42的方式形成絕緣膜，也可以在相對(duì)電極33和可變電容電極42的雙方形成絕緣膜。另外， 若在相對(duì)電極33和像素電極形成一定程度以上(例如，數(shù)IOnm以上)的厚度的絕緣膜，液晶的取向性變差。因此，優(yōu)選在顯示區(qū)域不形成絕緣膜，僅在設(shè)置有突起物32的部分形成絕緣膜。
圖4是電容變化檢測(cè)電路10的特性圖。圖4中記載有關(guān)于使公共電壓Vcom為直流5V、使TFT12的通道寬W發(fā)生了變化的情況下，可變電容11的電極之間的距離d和TFT12 的柵極電壓Vg的關(guān)系。如圖4所示，電極之間d越小柵極電壓Vg越高，當(dāng)電極之間的距離 d為零時(shí)等同于公共電壓5V。另外，通道寬W越窄，柵極電壓Vg越高。
當(dāng)柵極電壓Vg在閥值電壓以上時(shí)，N通道型的TFT12變成導(dǎo)通狀態(tài)?？墒?，由于在柵極電壓Vg接近閥值電壓時(shí)，流過(guò)TFT12的讀取電流較小，所以輸出電壓Vout的變化耗費(fèi)時(shí)間。因此，設(shè)定與閥值電壓相比更高的邊界電壓Vb，若柵極電壓Vg在邊界電壓Vb以上， 即判斷具有電容變化(即，液晶面板1被按壓)。在此，使TFT12的閥值電壓為IV、邊界電壓為2.5V。圖4中記載有柵極電壓Vg在閥值電壓以下的范圍(TFT斷開(kāi)區(qū)域)和柵極電壓 Vg在邊界電壓以上的范圍(檢測(cè)區(qū)域)。另外，2. 5V是邊界電壓Vb的一個(gè)例子，邊界電壓 Vb按照用途等任意被決定。
圖4中記載有在使TFT12的尺寸發(fā)生了變化的情況的電極之間的距離d和TFT12 的柵極電壓Vg的關(guān)系。在各個(gè)情況下，TFT12的通道寬W和通道長(zhǎng)L為相同的長(zhǎng)度。另外， 可變電容11的突起物32上的最突出的部分的電極的尺寸為4Χ4μπι。
如圖4所示，通道寬W為4 μ m時(shí)，若電極之間的距離d變?yōu)榧s0. 2 μ m以下，則判斷為具有電容變化。一方面，當(dāng)通道寬W為20 μ m時(shí)，若電極之間的距離d變?yōu)榧s0. 05 μ m 以下，則判斷為具有電容變化。這樣，電容變化檢測(cè)電路10的靈敏度，按照TFT12的通道寬 W而變化。
然而，TFT12的通道寬W在設(shè)計(jì)電路時(shí)被決定、在使用電路時(shí)不能進(jìn)行改變。因此， 改變通道寬W的方法中，不能在使用時(shí)調(diào)整電容變化檢測(cè)電路10的靈敏度。為了解決該問(wèn)題，本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路10被構(gòu)成為，能夠通過(guò)控制用電容13向TFT12的柵極電極施加控制電壓Vctrl。采用這種電容變化檢測(cè)電路10，通過(guò)使控制電壓Vctrl發(fā)生變化，能夠通過(guò)由程序條件變動(dòng)產(chǎn)生的TFT特性變動(dòng)對(duì)靈敏度的偏差進(jìn)行調(diào)整。另外，在使用時(shí)也能夠調(diào)整靈敏度。
圖5是關(guān)于使控制電壓Vctrl發(fā)生了變化的情況，表示與圖4相同的關(guān)系的圖。圖 5所示特性是關(guān)于以下所示電容變化檢測(cè)電路10求得結(jié)果?？勺冸娙?1和控制用電容13 的電極的尺寸是4 X 4 μ m?？勺冸娙?1的電極之間的距離d在0 μ m 0. 5 μ m之間變換。 液晶的電介質(zhì)常數(shù)，在與液晶長(zhǎng)軸平行的方向的分量ε (//)為4，在與液晶長(zhǎng)軸垂直的方向的分量ε (丄)為7。TFT12的通道寬和通道長(zhǎng)都為4 μ m。TFT12和控制用電容13的柵極絕緣膜的厚度是80nm。
如圖5所示，控制電壓Vctrl是+2V時(shí)，電極之間的距離d為約0. 13 μ m以下，則判斷為具有電容變化。在使控制電壓Vctrl變化為0V、-2V和-4V時(shí)，用于判斷具有電容變化的條件是電極之間的距離d變?yōu)榧s0. 08 μ m以下、約0. 05 μ m以下以及約0. 04 μ m以下。 通過(guò)這樣使控制電壓Vctrl發(fā)生變化，能夠適當(dāng)?shù)乜刂芓FT12的柵極電壓、調(diào)整電容變化檢測(cè)電路10的靈敏度。
另外，由于施加有控制電壓Vctrl的控制電壓線通過(guò)控制用電容13連接到TFT12 的柵極電極，所以控制電壓線的負(fù)載容量與圖10所示的現(xiàn)有的電路相比較小。因此，在可變電容11的電容值變化時(shí)，TFT12的柵極電壓變大。因此，采用本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路10，能夠以高靈敏度檢測(cè)液晶面板1的表面被按壓時(shí)的電容變化。
另外，如圖5所示，電極之間的距離d是0.05 μ m以下時(shí)，即便使控制電壓Vctrl 發(fā)生變化，但是TFT12的柵極電壓Vg幾乎不發(fā)生變化。因此，為了根據(jù)控制電壓Vctrl有效地調(diào)整靈敏度，優(yōu)選使電極之間的距離d的最小值在0. 05 μ m以上。另外，在電極之間的距離d是0. 2 μ m以上時(shí)，即使電極之間的距離d發(fā)生變化，但是TFT12的柵極電壓Vg幾乎不發(fā)生變化。因此，為了經(jīng)常以高靈敏度檢測(cè)電容變化，優(yōu)選使電極之間的距離d的最小值在0. 2μπι以下。
為了將電極之間的距離d的最小值限制在0. 05 μ m以上0. 2 μ m以下，例如可以使形成相對(duì)電極33或可變電容電極42的絕緣膜的厚度是0. 05 μ m以上0. 2 μ m以下。在相對(duì)電極33或可變電容電極42的雙方形成絕緣膜的情況下，可以使兩枚絕緣膜的厚度的和是0. 05 μ m以上0. 2 μ m以下。通過(guò)在可變電容11的電極的至少一個(gè)設(shè)置具有規(guī)定厚度的絕緣膜，能夠?qū)⒖勺冸娙?1的電極之間的距離限制在能夠以高靈敏度檢測(cè)電容變化且在使用時(shí)能夠調(diào)整靈敏度的范圍內(nèi)。
如上所述，采用本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路10，通過(guò)隔著控制用電容13 向TFT12的柵極電極施加控制電壓Vctrl，能夠以高靈敏度檢測(cè)電容變化、按照用途和人等在使用時(shí)調(diào)整靈敏度。另外，通過(guò)使用電容變化檢測(cè)電路10，能夠構(gòu)成能夠以高靈敏度檢測(cè)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置、在使用時(shí)調(diào)整觸摸靈敏度的圖像顯示裝置。
(第二實(shí)施方式) 圖6是表示含有本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路的液晶顯示裝置的方框圖。圖6所示液晶顯示裝置是在第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置(圖1)中，將液晶面板1和傳感器控制電路5置換為液晶面板8和傳感器控制電路9的裝置。本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路15與像素電路20 —起形成在液晶面板8上，對(duì)液晶面板8的表面被按壓時(shí)的靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)。另外，關(guān)于與本實(shí)施方式的構(gòu)成要素中與第一實(shí)施方式相同的要素，附加相同的參照符號(hào)，省略說(shuō)明。
在液晶面板8，與液晶面板1相同，設(shè)置有多根掃描信號(hào)線Gi、多根數(shù)據(jù)信號(hào)線Sj、 多個(gè)像素電路20、多個(gè)電容變化檢測(cè)電路15和傳感器輸出選擇電路7。除這些之外，在液晶顯示8中，與掃描信號(hào)線Gi平行地設(shè)置有與掃描信號(hào)線Gi相同數(shù)目的行選擇線Pi。行選擇線Pi連接到配置在同行的電容變化檢測(cè)電路15。
傳感器控制電路9與傳感器控制電路5同樣地按照控制信號(hào)C3控制傳感器輸出選擇電路7。在此之上，傳感器控制電路9按照控制信號(hào)C3從多根行選擇線Pi中選擇一根行選擇線，向選擇出的行選擇線施加導(dǎo)通電壓。由此，能夠選擇一行的電容變化檢測(cè)電路 15，從選擇出的電容變化檢測(cè)電路讀取輸出電壓Vout。
圖7是電容變化檢測(cè)電路15的電路圖。圖7所示電容變化檢測(cè)電路15是在第一實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路10 (圖2)中追加有TFT14的電路。TFT14是N通道型MOS晶體管。在電容變化檢測(cè)電路15中，TFT12的漏極電極連接到TFT14的源極電極。 TFT14的柵極電極連接到施加有行選擇電壓Vsel的行選擇線Pi，在漏極電極施加有從液晶面板8的外部供給的漏極電壓Vd。TFT14作為設(shè)置在流過(guò)TFT12的電流的路徑上、對(duì)是否輸出輸出電壓Vout進(jìn)行切換的輸出控制用開(kāi)關(guān)元件發(fā)揮功能。
TFT14通過(guò)傳感器控制電路9控制為導(dǎo)通狀態(tài)或斷開(kāi)狀態(tài)。電容變化檢測(cè)電路15 在TFT14是導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)輸出輸出電壓Vout，在TFT14是斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)不輸出輸出電壓Vout。 采用這種本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路15，通過(guò)在流過(guò)TFT12的電流的路徑上設(shè)置 TFT14，能夠?qū)κ欠褫敵鲚敵鲭妷篤out進(jìn)行切換。
例如，關(guān)于具有圖5所示特性的電容變化檢測(cè)電路，考慮使控制電壓Vctrl 在-4V +2V的范圍內(nèi)變換的情況。這種情況下，若電極之間的距離d是0. 1 μ m以下，與控制電壓Vctrl無(wú)關(guān)，TFT12不是變成完全斷開(kāi)的狀態(tài)。因此，在TFT12中漏電電流流動(dòng)，電容變化檢測(cè)電路的消耗功率增大。采用本實(shí)施方式涉及的電容變化檢測(cè)電路15，即使在這種TFT12沒(méi)有變成完全斷開(kāi)的狀態(tài)下，TFT12中沒(méi)有漏電電流流動(dòng)，能夠不輸出不需要的輸出電壓Vout。
另外，在圖7所示電容變化檢測(cè)電路15中，雖然TFT14設(shè)置在TFT12的漏極電極一側(cè)，但是如圖8所示可以在TFT12的源極電極一側(cè)設(shè)置TFT14。在圖8所示電容變化檢測(cè)電路16中，在TFT12的漏電電極施加漏極電壓Vd，源極電極連接到TFT14的漏電電極。從 TFT14的源極電極輸出有輸出電壓Vout。該變形例涉及的電容變化檢測(cè)電路16與電容變化檢測(cè)電路15同樣地動(dòng)作，起到同樣的效果。
另外，在以上的說(shuō)明中，雖然在液晶面板中在每個(gè)像素電路中設(shè)置電容變化檢測(cè)電路，但是也可以以任意的方式在液晶面板設(shè)置任意個(gè)的電容變化檢測(cè)電路。例如，可以對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的像素電路設(shè)置電容變化檢測(cè)電路，也可以不對(duì)應(yīng)像素電路僅僅在液晶面板的一部分設(shè)置電容變化檢測(cè)電路。另外，只要能夠向電容變化檢測(cè)電路供給需要的電壓、能夠向液晶面板的外部輸出從電容變化檢測(cè)電路輸出的電信號(hào)，就可以在液晶面板以任意方式設(shè)置任意種類的配線。另外，公共電壓Vcom可以是直流電壓，也可以是交流電壓。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明的電容變化檢測(cè)電路，由于具有以高靈敏度檢測(cè)電容檢測(cè)變化、在使用時(shí)能夠控制靈敏度的特征，所以能夠利用在對(duì)在圖像顯示裝置的顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置進(jìn)行檢測(cè)的用途等、對(duì)電容變化進(jìn)行檢測(cè)的各種用途。
權(quán)利要求
1.一種電容變化檢測(cè)電路，其為檢測(cè)靜電電容變化的電容變化檢測(cè)電路，其特征在于， 包括一個(gè)電極連接到電壓供給線的可變電容；柵極電極連接到所述可變電容的另一個(gè)電極，輸出與所述可變電容的電容值相應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)用晶體管；和一個(gè)電極連接到所述檢測(cè)用晶體管的柵極電極，另一個(gè)電極連接到控制電壓線的電容元件。
2.如權(quán)利要求1所述的電容變化檢測(cè)電路，其特征在于在所述可變電容的電極中的至少一個(gè)設(shè)置有絕緣膜。
3.如權(quán)利要求2所述的電容變化檢測(cè)電路，其特征在于通過(guò)所述絕緣膜，所述可變電容的電極之間的最小距離被限制在0. 05 μ m以上0. 2 μ m 以下。
4.如權(quán)利要求1所述的電容變化檢測(cè)電路，其特征在于還包括設(shè)置在通過(guò)所述檢測(cè)用晶體管的電流的路徑上，對(duì)是否輸出所述電信號(hào)進(jìn)行切換的輸出控制用開(kāi)關(guān)元件。
5.一種圖像顯示裝置，其為能夠檢測(cè)顯示畫(huà)面內(nèi)的觸摸位置的圖像顯示裝置，其特征在于，包括含括多個(gè)像素電路和一個(gè)以上的電容變化檢測(cè)電路的顯示面板；和所述顯示面板的控制電路，其中，所述電容變化檢測(cè)電路包括一個(gè)電極連接到電壓供給線的可變電容；柵極電極連接到所述可變電容的另一個(gè)電極，輸出與所述可變電容的電容值相應(yīng)的電信號(hào)的檢測(cè)用晶體管；和一個(gè)電極連接到所述檢測(cè)用晶體管的柵極電極，另一個(gè)電極連接到控制電壓線的電容元件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電容變化檢測(cè)電路。按壓液晶面板(1)的表面，可變電容(11)的電容值發(fā)生變化?？勺冸娙?11)的一個(gè)電極連接到施加有公用電壓Vcom的電壓供給線，另一個(gè)電極連接到TFT(12)的柵極電極。TFT(12)輸出與可變電容(11)的電容值相應(yīng)的電壓Vout?？刂朴秒娙?13)的一個(gè)電極連接到TFT(12)的柵極電極，另一個(gè)電極連接到施加有控制電壓Vctrl的控制電壓線。通過(guò)隔著控制用電容(13)向TFT(12)的柵極電極施加控制電壓Vctrl，能夠在降低控制電壓線的負(fù)載容量并以高靈敏度檢測(cè)電容變化的同時(shí)，根據(jù)用途和人等因素在使用時(shí)調(diào)整靈敏度。由此，提供一種能夠以高靈敏度檢測(cè)出電容變化，并能夠控制使用時(shí)靈敏度的電容變化檢測(cè)電路。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK102187307SQ20098014146
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者北角英人, C·布朗 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社