УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ
DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству отображения, включающему в себя оптический датчик и датчик касания в области отображения.
Уровень техники
Известны жидкокристаллические устройства отображения, имеющие оптические датчики в элементах изображения или пикселях (например, смотри патентную литературу 1). Конфигурация такого жидкокристаллического устройства отображения раскрыта со ссылкой на фиг.29.
На фиг.29 показана конфигурация n-й строки в области отображения жидкокристаллической дисплейной панели. Конфигурация n-й строки включает в себя линию Gn затворов, линии S истоков (на чертеже показаны как Sm - Sm+3), множество элементов PIX изображения, разделенных линией Csn накопительных конденсаторов, и, по меньшей мере, одну схему 102 оптического датчика, подсоединенную к линии Vrstn сброса и линии Vrwn управления считыванием "n" и "m" в конце знака показывают номер строки и номер столбца соответственно.
Каждый элемент PIX изображения включает в себя ТПТ (тонкопленочный транзистор) 101а, который служит в качестве элемента выбора, жидкокристаллический конденсатор CL и накопительный конденсатор CS. Затвор ТПТ 101а соединен с линией Gn затворов, исток ТПТ 101а соединен с линией S истоков, и сток ТПТ 101а соединен с электродом 103 элемента изображения. Жидкокристаллический конденсатор CL представляет собой конденсатор, образованный путем размещения жидкокристаллического слоя между электродом 103 элемента изображения и общим электродом Com. Накопительный конденсатор CS представляет собой конденсатор, образованный путем размещения изолирующей пленки между электродом 103 элемента изображения или электродом стока ТПТ 101а и линией Csn накопительных конденсаторов. Постоянные напряжения, например, прикладываются к общему электроду Com и линии Csn накопительных конденсаторов.
Схема 102 оптического датчика предусмотрена в любом количестве. Например, схема 102 оптического датчика может быть выполнена по отношению к одному элементу PIX изображения или одному пикселю (например, набору элементов PIX изображения, соответствующих R, G, В соответственно). Схема 102 оптического датчика включает в себя ТПТ 102а, фотодиод 102b и конденсатор 102с. Затвор ТПТ 102а соединен с электродом, который называется узлом netA, сток ТПТ 102а соединен с одной линией S истоков (здесь Sm), и исток 102а соединен с другой линией S истоков (здесь Sm+1). Анод фотодиода 102b соединен с линией Vrstn сброса, и катод фотодиода 102b соединен с узлом netA. Один конец конденсатора 102с соединен с узлом netA, а другой конец конденсатора 102с соединен с линией Vrwn управления считыванием.
Во время периода, за исключением периода, в котором сигнал данных записывается в элементе PIX изображения, схема 102 оптического датчика заставляет выводить напряжение, возникающее в узле netA в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод 102b, в качестве выходного напряжения Vom датчика через исток ТПТ 102а для того, чтобы выходное напряжение Vom датчика выводилось через линию S истоков, соединенную с истоком ТПТ 102а (эта линия Sm истоков служит в качестве выходной линии Vom датчика при обнаружении светового пучка (для удобства объяснения, выходная линия датчика и выходное напряжение датчика представлены одним и тем же ссылочным знаком)), в схему считывания датчиков, расположенную вне области отображения. В это время, ТПТ 102а, служит в качестве истокового повторителя. Кроме того, в это время, линия S истоков, соединенная со стоком ТПТ 102а служит в качестве линии Vsm источника питания, к которой прикладывается постоянное напряжение при обнаружении светового пучка. С другой стороны, выходную линию Vom датчика и линию Vsm источника питания можно выполнить независимо от линий S истоков, как показано пунктирными линиями рядом с линиями S истоков.
Ниже, со ссылкой на фиг.30, подробно описана работа схемы 102 оптического датчика.
Во время периода записи, в котором записывается сигнал данных, импульс затвора, состоящий из высокого уровня +24 В и низкого уровня -16 В, подается в качестве сигнала сканирования в линию Gn затворов, и сигналы данных подаются в линии S истоков. Постоянное напряжение (например, +4 В) прикладывается к линии Csn накопительных конденсаторов. Эта операция повторяется по отношению к элементам PIX изображения в каждой строке за один период (1 В) по вертикали. За исключением периода записи, результат обнаружения светового пучка схемой 102 оптического датчика можно подать в схему считывания датчиков.
В момент времени (1), когда импульс Prstn сброса, состоящий, например, из высокого уровня -4 В и низкого уровня -16 В, подается из внешней схемы возбуждения датчика в линию Vrstn сброса, фотодиод 102b становится проводящим в прямом направлении, и напряжение в узле netA сбрасывается до напряжения в линии Vrstn сброса. Поэтому во время периода (2) возникает ток утечки в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод 102b, который находится в состоянии обратного смещения, для того, чтобы напряжение в узле netA падало со скоростью, соответствующей интенсивности светового пучка.
В момент времени (3), когда импульс Prwn считывания, состоящий, например, из высокого уровня +24 В и низкого уровня -10 В, подается из схемы возбуждения датчика в линию Vrwn управления считыванием, напряжение в узле netA увеличивается. В этот момент времени, напряжение в узле netA превышает пороговое напряжение ТПТ 102а. Выходное напряжение Vom датчика, которое снимается с истока ТПТ 102а при подаче импульса Prwn считывания, соответствует напряжению в узле netA, то есть соответствует интенсивности светового пучка. Соответственно, с помощью схемы считывания датчиков, которая считывает выходное напряжение Vom датчика через выходную линию Vom датчика, можно обнаружить интенсивность светового пучка. Схема 102 оптического датчика завершает вывод в промежуток времени (4) и прекращает свою работу до следующей операции сброса.
Список цитируемой литературы
Патентная литература
Патентная литература 1
Международная публикация №2007/145347 (опубликована 21 декабря 2007 года)
Сущность изобретения
Техническая задача
Однако известное устройство отображения, включающее в себя схему оптического датчика в области отображения, имеет различные недостатки, когда устройство отображения выполнено с возможностью включать в себя также функцию датчика касания.
Например, если такое известное устройство отображения выполнено с возможностью оптического различения нажатого состояния поверхности отображения от ненажатого состояния поверхности отображения на основании затенений или отражений, обнаруженных с помощью функции обнаружения светового пучка схемы оптического датчика, даже приближающиеся пальцы или стилусы создают тени на поверхности отображения, которые снижают точность при различении нажатого состояния от ненажатого состояния. Кроме того, внешний световой пучок может, вероятно, вызывать ложные срабатывания.
Кроме того, если такое известное устройство отображения выполнено с возможностью добавления внешним способом электростатической емкостной сенсорной панели или резистивной пленочной сенсорной панели, то другая панель располагается послойно на поверхности отображения жидкокристаллической панели и т.д., при этом падает яркость отображения или в целом утолщается панель. Кроме того, при добавлении сенсорной панели внешним способом увеличивается стоимость.
Кроме того, если такое известное устройство отображения выполнено с возможностью расположения электростатической емкостной сенсорной панели или резистивной пленочной сенсорной панели рядом по направлению в плоскости с областью, где выполнена схема оптического датчика, то увеличивается стоимость БИС (большой интегральной микросхемы), которая предусматривает панели с различными конфигурациями схем в одном и том же слое, и уменьшается коэффициент заполнения области отображения.
Как описано выше, известное устройство отображения, включающее в себя схему оптического датчика в области отображения, имеет недостатки, связанные с тем, например, что устройство отображения нельзя выполнить так, чтобы оно включало в себя недорогую и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеизложенных недостатков. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения, и выполнить способ возбуждения устройства отображения.
Решение задачи
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, один конец первого конденсатора (далее называемый «первым» концом первого конденсатора), один конец второго конденсатора (далее называемый «первым» концом второго конденсатора) и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора (далее называемом «вторым» концом второго конденсатора) выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, а электрод на первом конце второго конденсатора размещен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется после того, как прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на втором конце второго конденсатора, и расстояние между электродом на первом конце и электродом на втором конце второго конденсатора изменяется. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. При использовании первой схемы в качестве оптического датчика, обнаруживается ток утечки фотодиода в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод. При использовании первой схемы в качестве датчика касания фотодиод становится проводящим в прямом направлении, и затем напряжение прикладывается к электроду другого конца первого конденсатора (далее называемого «вторым» концом первого конденсатора) для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду и получался выходной сигнал, соответствующий напряжению в первом узле, поступающий из выходного усилителя.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, при этом первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода, при этом прикладывание первого прямого напряжения к аноду во время первого периода делает фотодиод проводящим в прямом направлении, тогда как первое прямое напряжение прикладывается к аноду во время второго периода, следующего за первым периодом, причем второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду и при прикладывании второго импульса получался выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, поскольку прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на втором конце второго конденсатора, и расстояние между электродом на первом конце и электродом на втором конце второго конденсатора изменяется. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. Первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода, и прикладывание первого прямого напряжения во время первого периода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным первому прямому напряжению.
Во время второго периода, когда первое прямое напряжение прикладывается к аноду, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется при прикладывании давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Так как выходной сигнал выходного усилителя получается тогда, когда прикладывается второй импульс, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение прикладываемого давления происходит тогда, когда прикладывается второй импульс. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения. Кроме того, поскольку первое прямое напряжение не является импульсом, а является постоянным напряжением, необязательно определять таймирование. Таким образом, дополнительно облегчается установка таймирования.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, причем первый импульс прикладывается к аноду фотодиода так, чтобы фотодиод становился проводящим в прямом направлении при прикладывании первого импульса, при этом второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения на первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения подавалось на фотодиод и при прикладывании второго импульса получался выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, поскольку прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на втором конце второго конденсатора, и расстояние между электродом на первом конце и электродом на втором конце второго конденсатора изменяется. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента отображения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. Прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение на первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса.
В этом состоянии, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется при прикладывании давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно определить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение прикладываемого давления выполняется при прикладывании второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая необходимость того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
В этом случае, напряжение обратного смещения, прикладываемое к фотодиоду при прикладывании второго импульса, является относительно маленьким для того, чтобы разность внутренних проводимостей из-за разности интенсивностей светового пучка, падающего на фотодиод, была маленькой. Соответственно, за счет того, что шум, возникающий из-за падающего светового пучка в операции обнаружения давления, уменьшается до минимального значения, достигается очень высокая точность обнаружения приложенного давления.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход входного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, при этом первый импульс прикладывается к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении во время периода, следующего за периодом, в котором прикладывается первый импульс, причем второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду и при прикладывании второго импульса получался выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, так как прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на другом конце второго конденсатора, и расстояние между электродом на первом конце и электродом на втором конце второго конденсатора изменяется. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента отображения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. Прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса.
В этом состоянии, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Кроме того, можно легко установить таймирование прикладывания второго импульса за счет использования конечного таймирования первого импульса.
Кроме того, так как период первого импульса можно сократить, то шум, вызванный световым пучком, который падает на фотодиод, проводящий в прямом направлении во время периода первого импульса, можно уменьшить до минимального значения. Поэтому можно дополнительно повысить точность обнаружения приложенного давления.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающего в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя связаны друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, при этом способ содержит этапы, на которых заставляют первую схему выполнять первую операцию, на которой (i) прикладывают первое прямое напряжение к аноду фотодиода для того, чтобы прикладывание первого прямого напряжения к аноду во время первого периода делало фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) при прикладывании первого прямого напряжения к аноду во время второго периода, следующего за первым периодом, прикладывают второй импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода. Во время первого периода, прикладывание первого прямого напряжения делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным первому прямому напряжению.
Во время второго периода, при прикладывании первого прямого напряжения к аноду, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле, поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения. Кроме того, поскольку первое прямое напряжение не является импульсом, а постоянным напряжением, необязательно определять таймирование. Таким образом, установка таймирования становится в дальнейшем более легкой.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающий в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, при этом способ содержит этап, на котором заставляют первую схему выполнять первую операцию, по которой (i) прикладывают первый импульс к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) при прикладывании первого импульса прикладывают второй импульс ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса. В этом состоянии, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающее в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на первом конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на втором конце второго конденсатора, при этом способ содержит этап, на котором заставляют первую схему выполнять первую операцию, по которой (i) прикладывают первый импульс к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) во время периода, следующего за периодом, в котором прикладывается первый импульс, прикладывают второй импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения подавалось на фотодиод, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса. В этом состоянии, второй импульс прикладывается ко второму концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому, можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Кроме того, можно легко установить таймирование прикладывания второго импульса за счет использования конечного таймирования первого импульса.
Кроме того, так как период первого импульса можно сократить, то шум, который вызван световым пучком, падающим на фотодиод, проводящим в прямом направлении во время периода первого импульса, можно уменьшить до минимального значения. Поэтому можно дополнительно повысить точность обнаружения приложенного давления.
Преимущественные эффекты изобретения
Как описано выше, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, и электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает структуру и работу области отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.1(а) - принципиальная схема, показывающая структуру области отображения. Фиг.1(b) - временные диаграммы, показывающие работу области отображения.
Фиг.2 - блок-схема, показывающая структуру устройства отображения, включающего в себя область отображения, показанную на фиг.1.
Фиг.3 показывает поперечное сечение области схемы датчика, где не прикладывается давление, и схему датчика в области отображения, показанную на фиг.1. Фиг.3(а) - вид в поперечном сечении, показывающий область схемы датчика, где давление не прикладывается в области отображения, показанной на фиг.1. Фиг.3(b) - принципиальная схема, показывающая схему датчика, показанную на фиг.3(а).
Фиг.4 показывает в поперечном сечении область схемы датчика, где прикладывается давление, и схему датчика в области отображения, показанной на фиг.1. Фиг.4(а) - вид в поперечном сечении, показывающий область схемы датчика, где давление прикладывается в области отображения, показанной на фиг.1. Фиг.4(b) -принципиальная схема, показывающая схему датчика, показанную на фиг.4(а).
Фиг.5 - временные диаграммы, показывающие первую операцию схемы датчика, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 - временные диаграммы, показывающие вторую операцию схемы датчика, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 - вид в плане, показывающий пример позиционирования первой конфигурации области отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.7).
Фиг.9 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.7).
Фиг.10 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.7).
Фиг.11 - вид в плане, показывающий пример позиционирования второй конфигурации области отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.11).
Фиг.13 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.11).
Фиг.14 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.11).
Фиг.15 - вид в плане, показывающий пример позиционирования третьей конфигурации области отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.16 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.15).
Фиг.17 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.15).
Фиг.18 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.15).
Фиг.19 - вид в плане, показывающий пример позиционирования четвертой конфигурации области отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.20 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.19).
Фиг.21 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.19).
Фиг.22 - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.19).
Фиг.23 - чертеж эпюр напряжений, показывающий способ возбуждения устройства отображения первого примера, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.24 показывает способ использования устройства отображения, возбуждаемого, согласно способу, показанному на фиг.23.
Фиг.25 - алгоритм, показывающий способ возбуждения устройства отображения, показанного на фиг.23 и 24.
Фиг.26 - чертеж эпюр напряжения, показывающий способ возбуждения устройства отображения второго примера, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.27 показывает способ использования устройства отображения, возбуждаемого согласно способу, показанному на фиг.26.
Фиг.28 - алгоритм, показывающий способ возбуждения устройства отображения, показанного на фиг.26 и фиг.27.
Фиг.29 - принципиальная схема, показывающая структуру области отображения в известном уровне техники.
Фиг.30 - чертеж эпюр напряжения, показывающий работу области отображения, показанной на фиг.29.
Подробное описание изобретения
Описание вариантов осуществления
Приведенное ниже описание со ссылкой на фиг.1-28 поясняет вариант осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показана конфигурация жидкокристаллического устройства отображения (устройства отображения) 50, согласно настоящему варианту осуществления.
Жидкокристаллическое устройство 50 отображения представляет собой устройство отображения с матрицей активного типа, включающее в себя дисплейную панель 51, схему 52 возбуждения сигнальной линии сканирования отображения, схему 53 возбуждения сигнальной линии данных отображения, схему 54 возбуждения сигнальной линии сканирования датчиков, схему 55 считывания датчиков, схему 56 источника питания и процессор 57 считывания изображения.
Дисплейная панель 51 включает в себя множество линий G затворов и множество линий S истоков, пересекающих множество линий G затворов, и область отображения, где элементы PIX изображения расположены в виде матрицы для того, чтобы в указанном порядке соответствовать межпересечениям множества линий G затворов и множества линий S истоков.
Схема 52 возбуждения сигнальной линии сканирования отображения возбуждает линии G затворов путем последовательного вывода, в линии G затворов, сигналов сканирования для выбора элементов PIX изображения, в которые необходимо записывать сигналы данных. Схема 53 возбуждения сигнальной линии данных отображения возбуждает линии S истоков путем подачи сигналов данных в линии S истоков. Схема (схема возбуждения первой схемы) 54 возбуждения сигнальной линии сканирования датчиков последовательно друг за другом возбуждает сигнальные линии Е сканирования датчиков путем последовательной подачи сигналов сканирования (напряжение Vrstn, напряжение Vrwn) в сигнальные линии Е сканирования датчиков для того, чтобы заставить работать схемы датчиков. Схема 55 считывания датчиков считывает из выходных линий Vo датчиков выходные напряжения Vo датчиков (для удобства объяснения, выходные линии датчиков и выходные напряжения датчиков обозначены одинаковой ссылочной позицией) и подает напряжения источника питания в линии Vs источника питания датчиков. Схема 56 источника питания обеспечивает подачу питания, которая требуется для работы схемы 52 возбуждения сигнальных линий сканирования отображения, схемы 53 возбуждения сигнальных линий данных отображения, схемы 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков, схемы 55 считывания датчиков и процессора 57 считывания изображения. Процессор 57 считывания изображения анализирует распределение результатов обнаружения с помощью датчиков в плоскости панели на основании выходных напряжений Vo датчиков, считанных с помощью схемы 55 считывания датчиков.
Функции схемы 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков и схемы 55 считывания датчиков могут быть включены в другие схемы, такие как схема 52 возбуждения сигнальных линий сканирования отображения и схема 53 возбуждения сигнальных линий данных отображения. Кроме того, функция схемы 55 считывания датчиков может быть включена в процессор 57 считывания изображения. Кроме того, процессор 57 считывания изображения может быть выполнен в виде жидкокристаллического устройства 50 отображения таким способом, чтобы процессор 57 считывания изображения представлял собой БИС, часть компьютера и т.д. С другой стороны, процессор 57 считывания изображения можно выполнить вне жидкокристаллического устройства 50 отображения. Аналогично, схему 55 считывания датчиков можно выполнить вне жидкокристаллического устройства 50 отображения.
Далее на фиг.1(а) показана детальная конфигурация области отображения.
На фиг.1(а) показана конфигурация n-й строки в области отображения. Конфигурация n-й строки включает в себя линию Gn затворов, линии S истоков (на чертеже показаны Sm-Sm+3), множество элементов PIX изображения, разделенных линией Csn накопительных конденсаторов, и, по меньшей мере, одну схему 62 датчика, соединенную с линией Vrstn сброса и линией Vrwn управления считыванием, которые представляют собой два вида сигнальных линий Е сканирования датчиков "n" и "m" в конце обозначения показывают соответственно номер строки и номер столбца. Линия Csn накопительных конденсаторов, линия Vrstn сброса и линия Vrwn управления считыванием размещены параллельно линии Gn затворов.
Каждый элемент PIX изображения включает в себя ТПТ 61, который служит в качестве элемента выбора, жидкокристаллический конденсатор CL и накопительный конденсатор CS. Затвор ТПТ 61 соединен с линией Gn затворов, исток ТПТ 61 соединен с линией S истоков и сток ТПТ 61 соединен с электродом 63 элемента изображения. Жидкокристаллический конденсатор CL представляет собой конденсатор, образованный путем размещения жидкокристаллического слоя между электродом 63 элемента изображения и общим электродом Com. Накопительный конденсатор CS представляет собой конденсатор, образованный путем размещения изолирующей пленки между электродом 63 элемента изображения или электродом стока ТПТ 61 и линией Csn накопительных конденсаторов. Постоянные напряжения прикладываются, например, к общему электроду Com и линии Csn накопительных конденсаторов.
Схема (первая схема) 62 датчика выполнена в любом количестве. Например, схема 62 датчика выполнена по отношению к одному элементу PIX изображения или одному пикселю (например, набору элементов PIX изображения, соответствующих R, G, В соответственно). Схема 62 датчика включает в себя ТПТ 62а, фотодиод 62b и конденсатор 62с и 62d. Затвор (вход выходного усилителя) ТПТ (выходного усилителя) 62а соединен с электродом, который называется узлом (первым узлом) netA, сток ТПТ 62а соединен с одной линией S истоков (здесь Sm), и исток (выход выходного усилителя) ТПТ 62а соединен с другой одной линией S истоков (здесь Sm+1). Анод фотодиода (светоприемный элемент) 62b соединен с линией Vrstn сброса, и катод фотодиода 62b соединен с узлом netA. Один (первый) конец конденсатора (первого конденсатора) 62с соединен с узлом netA, и другой (второй) конец конденсатора 62с соединен с линией Vrwn управления считыванием для того, чтобы конденсатор был образован между узлом netA и линией Vrwn управления считыванием с пленкой для изоляции затворов между ними. Один (первый) конец конденсатора (второго конденсатора) 62d соединен с узлом netA, и другой (второй) конец конденсатора 62d соединен с общим электродом Com для того, чтобы конденсатор с емкостью Ccvr был образован между узлом netA и общим электродом Com с жидкокристаллическим слоем между ними.
Схема 62 датчика выполняет две операции (операцию в режиме обнаружения светового пучка и операцию в режиме обнаружения давления). Таким образом, схема 62 датчика служит не только схемой оптического датчика, но также и схемой датчика касания.
В режиме обнаружения светового пучка во время периода, за исключением периода, в котором сигналы данных считываются в элементах PIX изображения, напряжение, появляющееся в узле netA в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод 62b, подается в качестве выходного напряжения Vom датчика из истока ТПТ 62а в схему 55 считывания датчиков, расположенную вне области отображения через линию S истоков (которая служит в качестве выходной линии Vom датчика при обнаружении светового пучка), соединенную с истоком ТПТ 62а. В этот момент времени, ТПТ 62а служит в качестве истокового повторителя, и выходная линия Vom датчика становится электрически разъединенной с выходом схемы 53 возбуждения сигнальной линии данных устройства отображения. Линия S истоков, соединенная со стоком ТПТ 62а, становится электрически разъединенной с выходом схемы 53 возбуждения сигнальной линии данных устройства отображения при обнаружении светового пучка, и линия S истоков служит в качестве линии Vsm источника питания, к которой прикладывается постоянное напряжение из схемы 55 считывания датчиков. С другой стороны, выходную линию Vom датчика и линию Vsm источника питания можно выполнить независимо от линий S истоков, как показано пунктирными линиями рядом с линиями S истоков. Операция в режиме обнаружения светового пучка подобна операции, объясненной со ссылкой на фиг.30, и объяснена снова ниже со ссылкой на фиг.30.
Когда импульс сброса (третий импульс) Prstn прикладывается к аноду фотодиода 62b, фотодиод 62b становится проводящим в прямом направлении, и напряжение в узле netA определяется с помощью напряжения импульса Prstn сброса и емкостей конденсаторов 62с и 62d. Когда период, в котором подается импульс Prstn сброса, заканчивается, напряжение обратного смещения прикладывается к фотодиоду 62b. После предопределенного периода (2), напряжение в узле netA соответствует току утечки в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод 62b. В этом состоянии, импульс считывания (четвертый импульс) Prwn прикладывается к другому концу конденсатора 62с, и напряжение VnetA изменяется с возможностью вывода из истока ТПТ 62а. Затем, когда прикладывается импульс Prwn считывания, получается выходной сигнал ТПТ 62а. Таким образом, можно обнаружить интенсивность светового пучка, падающего на фотодиод 62b.
Ниже приводится объяснение работы в режиме обнаружения давления.
Поскольку схема 62 датчика включает в себя конденсатор 62d, расстояние между другим концом конденсатора 62d (то есть общим электродом Com, расположенным напротив узла netA) и одним концом конденсатора 62d (то есть электродом в узле netA) изменяется в соответствии с изменением в направлении толщины панели, которая вызвана давлением, прикладываемым к поверхности отображения дисплейной панели с помощью пользователя. Соответственно, схема 62 датчика может обнаружить давление, приложенное к поверхности отображения, путем обнаружения изменения емкости Ccvr конденсатора 62d из-за этого изменения. Поэтому схема 62 датчика служит в качестве датчика касания.
Детальный вид в плане и детальный вид в поперечном сечении элемента PIX изображения и схемы 62 датчика объяснены ниже. В этом случае, объяснение выполнено в отношении работы в режиме обнаружения давления со ссылкой на схематичные виды в поперечном сечении фиг.3 и 4.
Фиг.3(а) изображает вид в поперечном сечении панели, когда давление к поверхности панели не прикладывается. Панель выполнена таким образом, чтобы жидкокристаллический слой LC был выполнен между подложкой ТПТ (подложкой матрицы) 71 и противоподложкой (подложкой, имеющей поверхность отображения) 72, и конденсатор 62d образован между узлом netA на верхней плоскости подложки ТПТ и общим электродом Com. В этом состоянии, так как противоподложка 72 не подвержена давлению, общий электрод Com не изменяется, и расстояние d (выкл.) между узлом netA и общим электродом Com является большим. Соответственно, емкость Ccvr (выкл.) конденсатора 62d является маленькой. В результате, как показано на фиг.3b, напряжение в узле netA смещается на заряд, совместно используемый конденсатором 62с, который имеет постоянную емкость Cst, и конденсатором 62d, который имеет маленькую емкость Ccvr (выкл.).
Фиг.4(а) показывает вид в поперечном сечении панели, когда давление прикладывается к поверхности панели. В этом состоянии, так как противоподложка 72 находится под давлением, общий электрод Com изменяется, и расстояние d (вкл.) между узлом netA и общим электродом Com является маленьким. Соответственно, емкость Ccvr (вкл.) конденсатора 62d является большой. В результате, как показано на фиг.4(b), напряжение в узле netA смещено на заряд, который совместно используется конденсатором 62с, который имеет постоянную емкость Cst, и конденсатором 62d, который имеет большую емкость Ccvr (вкл.).
Напряжение VnetA в узле netA представлено в виде:
VnetA=Vinit+(Cst/Ctotal)×ΔVrw,
где Vinit показывает напряжение сброса для узла netA перед обнаружением прикладывания давления, Ctotal показывает общую емкость конденсаторов, соединенных с узлом netA, и AVrw показывает ступенчатое изменение напряжений, которые прикладываются к линии Vrwn управления считыванием.
В этом случае, Ctotal включает в себя емкости Cst, Ccvr и другие паразитные конденсаторы.
Выходное напряжение Vom датчика, представленное с помощью напряжения истока ТПТ 62а, становится больше, так как становится больше напряжение VnetA. Соответственно, выходное напряжение Vom датчика становится больше, так как α=Cst/Ctotal больше, то есть, так как Ctotal становится меньше. Поскольку Ccvr (выкл.) < Ccvr (вкл.), выходное напряжение Vom датчика становится меньше, когда прикладывается давление, чем в случае, когда давление не прикладывается. Поэтому с помощью схемы 55 считывания датчиков, считывающее выходное напряжение Vom датчика и обнаруживающее, становится больше или меньше выходное напряжение Vom датчика, можно различить, прикладывается или нет давление.
Ниже приводится подробное описание работы схемы 62 датчика в режиме обнаружения давления со ссылкой на фиг.1(b). В настоящем варианте осуществления, когда выполняется работа в режиме обнаружения давления, прекращается работа в режиме обнаружения светового пучка, и когда выполняется работа в режиме обнаружения светового пучка, прекращается работа в режиме обнаружения давления.
Во время периода записи, в котором записывается сигнал данных, импульс затвора, состоящий из высокого уровня +24 В и низкого уровня -16 В, выводится в качестве сигнала сканирования в линию Gn затворов, и сигналы данных подаются в линии S истоков. Постоянное напряжение (например, +4 В) прикладывается к линии Csn накопительных конденсаторов. Эта операция повторяется по отношению к элементам PIX изображения в каждой строке на один период (1 В) по вертикали. Кроме периода записи можно выводить результат Vom обнаружения давления с помощью схемы 62 датчика в схему 55 считывания датчиков.
В момент времени (1), когда импульс сброса (первый импульс) Prstn, состоящий, например, из высокого уровня -4 В и низкого уровня -16 В, подается из схемы 54 возбуждения сигнальной линии сканирования датчика в линию Vrstn сброса, фотодиод 62b становится проводящим в прямом направлении, напряжение VnetA в узле netA сбрасывается. В этот момент времени, напряжение VnetA по существу сбрасывается в напряжение высокого уровня импульса Prstn сброса. Поэтому во время периода (2), в котором подается импульс Prstn сброса, импульс (второй импульс) Prwn считывания, состоящий из высокого уровня +24 В и низкого уровня -10 В, подается из схемы 54 возбуждения сигнальной линии сканирования датчика в линию Vrwn управления считывания для того, чтобы напряжение VnetA в узле netA увеличивалось. В этот момент времени, напряжение VnetA устанавливается для того, чтобы напряжение между затвором и истоком ТПТ 62а превышало пороговое напряжение. Подача импульса Prwn считывания переводит напряжение VnetA в состояние, где напряжение обратного смещения прикладывается к фотодиоду 62b, и состояние, где выход из истока ТПТ 62а возможен.
Выходное напряжение Vom датчика, которое снимается с истока ТПТ 62а, когда прикладывается импульс Prwn считывания, соответствует напряжению VnetA, то есть соответствует степени приложенного давления. Поэтому с помощью схемы 55 считывания датчиков, которая считывает выходное напряжение Vom датчика через выходную линию Vom датчика и сравнивает выходное напряжение Vom датчика с пороговым значением для определения того, больше или меньше выходное напряжение Vom датчика порогового значения, можно определить, прикладывается или нет давление. При падении напряжения импульса Prstn сброса в момент времени (3) после падения напряжения импульса Prwn считывания, схема 62 датчика останавливает свою работу во время периода (4) перед следующей операцией сброса.
Во время периода (4), фотодиод 62b, который был переведен в состояние обратного смещения из-за падения напряжения импульса Prstn сброса, испытывают утечку тока в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод 62b. Соответственно, напряжение VnetA изменяется в соответствии с интенсивностью светового пучка. Однако, так как обнаружение прикладывания давления выполняется во время периода (2), то можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение VnetA в операции обнаружения давления.
В вышеприведенном примере, как показано на фиг.5, период импульса Prw считывания, то есть период, в котором схема 55 считывания датчиков считывает выходное напряжение Vo датчика, устанавливается в пределах периода импульса Prstn сброса. В этом случае, напряжение обратного смещения, прикладываемого к фотодиоду 62b во время периода (2), является относительно маленьким для того, чтобы разность внутренних проводимостей из-за разности интенсивностей светового пучка, падающего на фотодиод 62, была маленькой. Соответственно, за счет того, что шум, возникающий из-за падающего светового пучка в операции обнаружения давления, уменьшается до минимального значения, достигается очень высокая точность обнаружения приложенного давления.
Однако настоящее изобретение не ограничено вышеприведенным примером. Альтернативно, как показано на фиг.6, период импульса Prwn считывания, то есть период, в котором схема 55 считывания датчиков считывает выходное напряжение Vo датчика, устанавливается вслед за импульсом Prstn сброса. Таймирование на фиг.6 можно понять так, как и на фиг.5, период (2) импульса Prw считывания, который начинается в момента времени (3), в котором падает напряжение импульса Prst сброса, чей период импульса находится в интервале от момента времени (1) до момента времени (3). Кроме того, в конфигурации фиг.6 выходное напряжение Vo датчика считывается сразу после сброса напряжения VnetA. Соответственно, даже в случае, если световой пучок с любой интенсивностью падает на фотодиод 62b, узел netA не переходит через плавающее состояние, где напряжение VnetA восприимчиво к изменению напряжения перед считыванием выходного напряжения Vo датчика. Соответственно, можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение VnetA в операции обнаружения давления.
Согласно процессу, показанному на фиг.6, таймирование спада импульса Prw сброса равно таймированию нарастания импульса Prw считывания, и поэтому установка таймирования является легкой. Кроме того, поскольку обнаружение приложенного давления выполняется сразу после сброса, шум из-за падающего светового пучка не является проблематичным. Кроме того, так как период импульса Prw сброса можно сократить, то шум, возникающий из-за светового пучка, падающего на фотодиод 62b в состоянии прямой проводимости во время периода сброса, можно уменьшить до минимального значения. Это позволяет дополнительно повысить точность обнаружения приложенного давления.
В примерах на фиг.5 и 6, прикладывание напряжения к линии Vrst сброса выполняется с помощью импульса. С другой стороны, прикладывание напряжения к линии Vrst сброса можно выполнить с помощью постоянного напряжения (первого постоянного напряжения). Его специфическим примером является постоянное напряжение -4 В. Специфическое размещение представлено следующим образом: первое постоянное напряжение всегда прикладывается к аноду фотодиода 62b. Прикладывание первого постоянного напряжения к аноду во время первого периода (соответствующего периоду перед таймированием для начала периода (2) на фиг.5 и 6) делает фотодиод 62b проводящим в прямом направлении. Во время второго периода, следующего за первым периодом (второй период соответствует периоду (2) на фиг.5 и 6), когда первое постоянное напряжение прикладывается к аноду, импульс считывания (второй импульс) Prw прикладывается к другому концу конденсатора 62с для изменения напряжения VnetA в узле netA для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду 62b. При прикладывании импульса Prw считывания получается выходной сигнал из ТПТ 62а.
Согласно размещению, необязательно точно определять таймирование импульса, которое будет прикладываться к линии Vrst сброса. Соответственно, дополнительно облегчается установка таймирования по сравнению со способами, изображенными на фиг.5 и 6.
Нижеизложенное объясняет детальное позиционирование конфигурации области отображения, согласно настоящему варианту осуществления.
На фиг.7 изображен вид в плане части области отображения, которая представляет собой первый пример позиционирования конфигурации, согласно настоящему варианту осуществления. Эта конфигурация имеет вид, соответствующий принципиальной схеме фиг.1(а). Кроме того, фиг.8 изображает вид в поперечном сечении элемента PIX изображения, взятого вдоль линии А-А' (фиг.7), фиг.9 изображает вид в поперечном сечении фотодиода 62b, взятого вдоль линии В-В' (фиг.7), и фиг.10 изображает вид в поперечном сечении ТПТ 62а и конденсаторов 62с и 62d, взятого вдоль линии С-С' (фиг.7).
Следует отметить, что фиг.7 показывает случай, где выходная линия Vom датчика и линия Vsm источника питания выполнены независимо от линии S истоков.
В первом примере позиционирования конфигурации, как показано на фиг.8-10, узел netA расположен так, чтобы быть самым нижним слоем в проводящих слоях на изолирующей подложке 1 подложки 71 ТПТ.
Подложка 71 ТПТ включает в себя изолирующую подложку 1, металл 2 затвора, пленку 3 для изоляции затворов, полупроводниковый слой 4 аморфного кремния, контактный слой 5 аморфного кремния n+, металл 6 истока, пассивирующую пленку 7 и прозрачный электрод ТМ, которые расположены послойно в этом порядке. Выравнивающая пленка может быть выполнена на электроде 63 элемента изображения. Кроме того, фототранзистор 62b образован путем соединения затвора и стока ТПТ.
Электрод 61g затвора ТПТ 61, линия Csn накопительных конденсаторов, линия Vrstn сброса, линия Vrwn управления считыванием, электрод 62ag затвора ТПТ 62а и узел netA выполнены из металла 2 затвора. Линии S истоков (Sm, Sm+1, …), электрод 61с истока ТПТ 61, электрод 61d стока ТПТ 61, электрод 62bs истока фотодиода 62b, электрод 62bd стока фотодиода 62b, выходная линия Vom датчика, которая продублирована в качестве электрода 62ас истока ТПТ 62а, линия Vsm источника питания, которая продублирована в качестве электрода 62ad стока ТПТ 62а, и электрод 62са, который расположен напротив узла netA конденсатора 62с, выполнены из металла 6 истока. Электрод 63 элемента изображения и электрод 64 конденсатора 62d, электрод которого расположен ближе к узлу netA (электрод на одном конце второго конденсатора), выполнены из прозрачного электрода ТМ.
Кроме того, электрод 63 элемента изображения и электрод 61d стока ТПТ 61 соединены друг с другом через контактное отверстие 8а в пассивирующей пленке 7. Электрод 62bd стока фотодиода 62b и линия Vrstn сброса соединены друг с другом через контактное отверстие 8b в пленке 3 для изоляции затворов. Электрод 62са конденсатора 62с и линия Vrwn управления считыванием соединены друг с другом через контактное отверстие 8с в пленке 3 для изоляции затворов. Соединение между электродом 64 конденсатора 62d и электродом 62bs истока фотодиода 62b и соединение между электродом 62bs истока и узлом netA выполнено в каждом случае через участок 8d контактного отверстия, состоящего из контактного отверстия в пассивирующей пленке 7 и контактного отверстия в пленке для изоляции затворов.
Противоподложка 72 включает в себя изолирующую подложку 1, цветной светофильтр 20, черную матрицу 21 и противоэлектрод Com, которые расположены послойно в этом порядке. На противоэлектроде Com можно предусмотреть выравнивающую пленку. Противоэлектрод Сom выполнен из прозрачного электрода ТМ. Кроме того, область схемы 62 датчика полностью закрыта черной матрицей 21 для того, чтобы блокировать попадание внешнего светового пучка за исключением подсветки, которая используется в операции обнаружения светового пучка.
Как описано выше, электрод 64 находится в слое подложки 71 ТПТ, слой которого расположен ближе к общему электроду (электроду на другом конце второго конденсатора) Com, чем к пассивирующей пленке 7.
В первом примере позиционирования конфигурации, так как расстояние между электродами конденсатора 62d является маленьким, емкость Ccvr конденсатора 62d может быть большой, это позволяет повысить чувствительность при обнаружении приложенного давления и повысит сопротивляемость против шума, вызванного падающим световым пучком. То есть, это позволяет повысить точность при обнаружении приложенного давления. Кроме того, так как расстояние между электродами конденсатора 62d является маленьким, емкость Ccvr может быть большой даже в случае, если площадь электрода конденсатора 62d является маленькой. Это позволяет повысить чувствительность обнаружения приложенного давления даже в случае, если площадь, занятая схемой 62 датчика, является маленькой, таким образом, делая схему 62 датчика высокоинтегрированной и улучшающей коэффициент заполнения области отображения. Кроме того, так как узел netA выполнен из металла 2 затвора, соединение между узлом netA и электродом 62ag затвора ТПТ 62а можно легко выполнить.
Фиг.11-14 показывают второй пример позиционирования конфигурации, согласно настоящему варианту осуществления. Фиг.11 изображает вид в плане. Фиг.12 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.11). Фиг.13 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.11). Фиг.14 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.11). Элементы, подобные тем, которые показаны на фиг.8-10, приведены с одинаковыми ссылочными позициями. Схема датчика (первая схема) 62' выполнена вместо схемы 62 датчика. Узел netA размещен так, чтобы быть не самым нижним слоем в проводящих слоях на изолирующей подложке 1 подложки 71 ТПТ. Следует отметить, что в отличие от первого примера позиционирования конфигурации, электрод 64 для формирования конденсатора 62d не выполнен. Вместо этого, конденсатор (второй конденсатор) 62d' выполнен между общим электродом Com и слоем узла netA (электрод на одном конце второго конденсатора). Соединение между электродом 62bc истока фотодиода 62b и узла netA выполнен через контактное отверстие 8d' в пленке 3 для изоляции затворов.
Как описано выше, узел netA, который служит в качестве электрода на одном конце второго конденсатора, находится в слое подложки 71 ТПТ, слой которого расположен так, чтобы быть дальше от общего электрода Com, чем от пассивирующего слоя 7.
Кроме того, область схемы 62' датчика полностью закрыта черной матрицей 21 для того, чтобы блокировать попадание внешнего светового пучка, который отличается от подсветки, используемой в операции обнаружения светового пучка.
Во втором примере позиционирования конфигурации, конденсатор 62d', имеющий маленькую емкость, выполнен между общим электродом Com и узлом netA, который расположен в стороне от общего электрода Com. Соответственно, если площадь электрода конденсатора 62d' является той же самой, как и у конденсатора 62d в первом примере позиционирования конфигурации, емкость Ccvr конденсатора 62d' меньше, чем у конденсатора 62d в первом примере конфигурации. Однако при выполнении схемы 62 датчика, занимающей большую площадь, площадь электрода может быть больше для того, чтобы емкость Ccvr конденсатора 62d' могла быть достаточно большой, чтобы не ухудшать чувствительность при обнаружении приложенного давления. В этом случае, необязательно выполнять электрод конденсатора 62d на пассивирующей пленке 7, и, соответственно, обработку конфигурации схемы 62 датчика можно легко выполнить. Кроме того, так как узел netA выполнен из металла 2 затвора, соединение между узлом netA и электродом 62ag затвора ТПТ 62а можно легко выполнить.
Фиг.15 изображает вид в плане части области отображения, который представляет собой третий пример позиционирования конфигурации, согласно настоящему варианту осуществления. Это является видом конфигурации, соответствующим принципиальной схеме (фиг.1(а)). Кроме того, фиг.16 изображает вид в поперечном сечении элемента PIX изображения, взятом вдоль линии А-А' (фиг.15), фиг.17 изображает вид в поперечном сечении фотодиода 62b, взятом вдоль линии В-В' (фиг.15), и фиг.18 изображает вид в поперечном сечении ТПТ 62а и конденсаторов 62с и 62d, взятом вдоль линии С-С' (фиг.15).
Следует отметить, что фиг.15 показывает случай, где выходная линия Vom датчика и линия Vsm источника питания выполнены независимо от линии S истоков.
В третьем примере позиционирования конфигурации, как показано на фиг.16-18, узел netA является одним из проводящих слоев на изолирующей подложке 1, который располагается выше нижнего слоя проводящих слоев и располагается между пленкой 3 для изоляции затворов и пассивирующей пленкой 7.
Подложка 71 ТПТ включает в себя изолирующую подложку 1, металл 2 затвора, пленку 3 для изоляции затворов, полупроводниковый слой 4 аморфного кремния, контактный слой 5 аморфного кремния n+, металл 6 истока, пассивирующую пленку 7 и прозрачный электрод ТМ, которые расположены послойно в этом порядке. На электроде 63 элемента может быть выполнена выравнивающая пленка. Кроме того, фототранзистор 62b выполнен путем соединения затвора и стока ТПТ.
Электрод 61g затвора ТПТ 61, линия Csn накопительных конденсаторов, линия Vrstn сброса, электрод 62ag затвора ТПТ 62а, линия Vrwn управления считыванием, электрод 62са конденсатора 62с, электрод которого расположен ближе к линии Vrwn управления считыванием, и слои 9 и 10 контактных площадок выполнены из металла 2 затвора. Контактная площадка представляет собой межсоединение, через которое узел netA и электрод 62ag затвора ТПТ 62а соединены друг с другом. Слой 10 контактных площадок представляет собой межсоединение, через которое электрод 62bc истока фотодиода 62b и узел netA соединены друг с другом. Линии S (Sm, Sm+1, …) истока, электрод 61с истока ТПТ 61, электрод 61d стока ТПТ 61, электрод 62bc истока, фотодиоды 62b, электрод 62bd стока фотодиода 62b, выходная линия Vom датчика, которая продублирована в качестве электрода 62ас истока ТПТ 62а, линия Vsm источника питания, которая продублирована в качестве электрода 62ad стока ТПТ 62а, и узел netA выполнены из металла 6 истока. Электрод 63 элемента изображения и электрод 64 конденсатора 62d, электрод которого расположен ближе к узлу netA (электрод на одном конце второго конденсатора), выполнены из прозрачного электрода ТМ.
Кроме того, электрод 63 элемента изображения и электрод 61d стока ТПТ 61 соединены друг с другом через контактное отверстие 8а в пассивирующей пленке 7. Электрод 62bd стока фотодиода 62b и линия Vrstn сброса соединены друг с другом через контактное отверстие 8b в пленке 3 для изоляции затворов. Узел netA и контактная площадка 9 соединены друг с другом через контактное отверстие 8с в пленке 3 для изоляции затворов. Узел netA и контактная площадка 10 соединены друг с другом через контактное отверстие 8d пленки 3 для изоляции затворов. Электрод 62bc истока фотодиода 62b и контактная площадка 10 соединены друг с другом через контактное отверстие 8е в пленке 3 для изоляции затворов. Электрод 64 конденсатора 62d, электрод которого расположен ближе к узлу netA, и узел netA соединены друг с другом через контактное отверстие 8f в пассивирующей пленке 7.
Противоподложка 72 включает в себя изолирующую подложку 1, цветной светофильтр 20, черную матрицу 21 и противоэлектрод Com, которые расположены послойно в этом порядке. Выравнивающая пленка может быть выполнена на противоэлектроде Com. Противоэлектрод Com выполнен из прозрачного электрода ТМ. Кроме того, площадь схемы 62 датчика полностью закрыта черной матрицей 21 для того, чтобы блокировать попадание внешнего светового пучка за исключением подсветки, которая используется в операции обнаружения светового пучка.
Как описано выше, электрод 64 находится в слое подложки 71 ТПТ, слой которого расположен ближе к общему электроду (электрод на другом конце второго конденсатора) Com, чем к пассивирующей пленке 7.
В третьем примере позиционирования конфигурации, так как расстояние между электродами конденсатора 62d является маленьким, емкость Ccvr конденсатора 62d может быть большой. Это позволяет повысить чувствительность при обнаружении приложенного давления и повысить сопротивляемость против шума, вызванного падающим световым пучком. То есть, это позволяет повысить точность обнаружения приложенного давления. Кроме того, так как расстояние между электродами конденсатора 62d является маленьким, емкость Ccvr может быть большой даже в случае, если площадь электрода конденсатора 62d является маленькой. Это позволяет повысить чувствительность при обнаружении приложенного давления даже в случае, если площадь, занятая схемой 62 датчика, является маленькой, таким образом делая схему 62 датчика высокоинтегрированной и улучшая коэффициент заполнения области отображения. Кроме того, так как узел netA выполнен из металла 6 истока, соединение между узлом netA и электродом 64 конденсатора 62d, и соединение между узлом netA и электродом 62bc истока фотодиода 62b можно легко выполнить.
Фиг.19-22 изображают сравнительный пример четвертого примера позиционирования конфигурации. Фиг.19 изображает вид в плане, фиг.20 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии А-А' (фиг.19), фиг.21 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии В-В' (фиг.19), и фиг.22 изображает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии С-С' (фиг.19). Элементы, подобные тем, которые изображены на фиг.15-18, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Схема (первая схема) 62' датчика выполнена вместо схемы 62 датчика. Узел netA является одним из проводящих слоев на изолирующей подложке 1, который расположен выше нижнего слоя проводящих слоев и расположен между пленкой 3 для изоляции затворов и пассивирующей пленкой 7. Однако в отличие от третьего примера позиционирования конфигурации, электрод 64 для формирования конденсатора 62d не выполнен, и вместо него выполнен конденсатор (второй конденсатор) 62d' между общим электродом Com и узлом (электродом на одном конце второго конденсатора) netA.
Как описано выше, узел netA, который служит в качестве электрода на одном конце второго конденсатора, находится в слое подложки 71 ТПТ, слой которого расположен так, чтобы находиться дальше от общего электрода Com, чем пассивирующий слой 7.
Кроме того, площадь схемы 62' датчика полностью закрыта черной матрицей 21 для того, чтобы блокировать попадание внешнего светового пучка, который отличается от подсветки, используемой в операции обнаружения светового пучка.
В четвертом примере позиционирования конфигурации, конденсатор 62d', имеющий маленькую емкость, выполнен между общим электродом Com и узлом netA, который расположен в стороне от общего электрода Com. Соответственно, если площадь электрода конденсатора 62d' является такой же, как у конденсатора 62d в третьем примере позиционирования конфигурации, емкость Ccvr конденсатора 62d' меньше, чем у третьего конденсатора 62d в третьем примере позиционирования конфигурации. Однако сконструировав схему 62 датчика так, чтобы занимать большую площадь, площадь электрода может быть для того, чтобы емкость Ccvr конденсатора 62d' могла быть достаточно большой не ухудшая чувствительность при обнаружении приложенного давления. В этом случае, необязательно формировать электрод конденсатора 62d на пассивирующей пленке 7, и соответственно обработку конфигурации схемы 62' датчика можно легко выполнить. Кроме того, так как узел netA выполнен из металла 6 истока, соединение между узлом netA и электродом 62bc истока фотодиода 62b можно легко выполнить.
Со ссылкой на фиг.23-28 ниже приводится объяснение примеров альтернативного использования работы в режиме обнаружения светового пучка (вторая операция) и работы в режиме обнаружения давления (первая операция) жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему варианту осуществления.
Первый пример
Настоящий пример относится к альтернативному использованию работы в режиме обнаружения светового пучка и работы в режиме обнаружения давления схемы 62 оптического датчика.
В настоящем примере при использовании программного обеспечения для работы в режиме обнаружения светового пучка или программного обеспечения для работы в режиме обнаружения давления, как показано на фиг.24, выполнение отдельного программного обеспечения обнаруживается для того, чтобы определить, в каком режиме работает схема 62 датчика. Для удобства объяснения, программное обеспечение для работы в режиме обнаружения светового пучка и программное обеспечение для работы в режиме обнаружения давления отличаются прикладным программным обеспечением. Альтернативно, два программных обеспечения могут быть включены в одно прикладное программное обеспечение.
На фиг.24 предполагается, например, что программное обеспечение устройства сканирования и программное обеспечение воспроизведение музыки используются в жидкокристаллическом устройстве 50 отображения. Эти программные обеспечения хранятся во внешнем компьютере, включающем в себя процессор 57 считывания изображения. Сначала в (1) при запуске выполнения программного обеспечения устройства сканирования, программное обеспечение устройства сканирования выдает команду схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика для выполнения возбуждения обнаружения светового пучка. Поэтому схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика подает в схему 62 датчика импульс Prst сброса и импульс Prwn считывания в соответствии с последовательностью для режима обнаружения светового пучка. В режиме обнаружения светового пучка, когда визитную карточку помещают над экраном, как показано в (2), для того, чтобы сканировать визитную карточку, схема 62 датчика считывает изображение визитной карточки, как показано на (2'), путем использования отражения подсветки. Когда визитную карточку удаляют от экрана, как показано на (3), изображение визитной карточки не распознается, как показано на (3').
Затем, когда выполнение программного обеспечения сканера завершается и выполнение программного обеспечения воспроизведения музыки начинается в (4), программное обеспечение воспроизведения музыки выдает команду схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика для выполнения возбуждения обнаружения давления. Поэтому схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика подает в схему 62 датчика импульс Prst сброса и импульс Prwn считывания в соответствии с последовательностью для режима обнаружения давления. В режиме обнаружения давления, когда на определенную область восприятия касания, которая отображается на экране, нажимают пальцем, стилусом и т.д., как показано на (5), координаты нажатой области обнаруживаются, как показано на (5'), и звук, соответствующий нажатой области, раздается из громкоговорителя. Кроме того, при нажатии множества сенсорных областей, как показано на (6), могут одновременно издаваться звуки, соответствующие нажатым областям соответственно, как показано на (6').
Фиг.23 изображает график эпюр напряжения, показывающий работу схемы 62 датчика, переключаемую между возбуждением обнаружения светового пучка и возбуждением обнаружения давления.
Команда для переключения подается с помощью сигнала s1 управления режимами, которая подается из процессора 57 считывания изображения в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика. Например, сигнал s1 управления режимами представляет собой импульсный сигнал, как показано на фиг.23. Сигнал s1 управления режимами вырабатывается в компьютере при переключении между возбуждением обнаружения светового пучка и возбуждением обнаружения давления в ответ на начало выполнения программного обеспечения сканера или программного обеспечения воспроизведения музыки. Сигнал s1 управления режимами для подачи команды схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика для выполнения возбуждения обнаружения светового пучка называется первым сигналом управления, и сигнал s1 управления режимами для выдачи команды схеме 54 возбуждения сигнальными линиями сканирования датчика для выполнения возбуждения обнаружения давления называется вторым сигналом управления. Когда сигнал s1 управления режимами подается в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика, выбирается и подается один из первого сигнала управления и второго сигнала управления. В настоящем примере, обычно, по отношению к экрану, который в дальнейшем будет отображаться вслед за экраном, отображаемым в текущий момент времени, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика определяется на основании данных экрана, которые будут затем отображаться. Экран, отображаемый в текущий момент времени, включает в себя экран на период, когда мощность устройства отображения выключена.
Фиг.23 показывает пример, в котором одно из возбуждения обнаружения светового пучка и возбуждения обнаружения давления начинается сразу в ответ на сигнал s1 управления режимами, при этом схема 62 датчика повторяет по отношению к каждому одному периоду (1 В) по вертикали работу в режиме светового пучка при выполнении возбуждения обнаружения светового пучка и работу в режиме обнаружения давления при выполнении возбуждения обнаружения давления до тех пор, пока не выработается сигнал s1 управления режимами для переключения возбуждения текущего обнаружения на возбуждение другого обнаружения, в случае возбуждения обнаружения светового пучка, разность выходного напряжения Vo датчика D.R.1 возникает в зависимости от того, падает или нет световой пучок на фотодиод 62b, таким образом определяя, обнаруживается или нет световой пучок. В случае возбуждения обнаружения давления, разность выходного напряжения датчика D.R.2 возникает в зависимости от того, прикладывается или нет давление, таким образом определяя, обнаруживается или нет давление.
Сигнал s1 управления режимами может быть импульсом, который подается при таймировании перехода из периода возбуждения обнаружения светового пучка в период возбуждения давления или наоборот, как показано во втором графике снизу на фиг.23, и который выдает команду схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика на переключение между возбуждением обнаружения светового пучка и возбуждением обнаружения давления. Например, предполагается, что предусмотрены сигнал s1 управления режимами для возбуждения обнаружения светового пучка и сигнал s1 управления режимами для возбуждения обнаружения давления. Схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика принимает сигнал s1 управления режимами, и выполняет логическую операцию пускового импульса и сигнал s1 управления режимами для выработки смещенного импульса для возбуждения обнаружения светового пучка или смещенного импульса для возбуждения обнаружения давления, и выводит выработанный импульс в сдвиговый регистр в схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика. Путем различения сигнала s1 управления режимами для возбуждения обнаружения светового пучка и сигнала s1 управления режимами для возбуждения обнаружения давления друг от друга в единицах длительности импульса, полярности импульса, разности фаз по отношению к предопределенному сигналу таймирования и т.д., логическая операция с тем же самым пусковым импульсом вырабатывает различные импульсы в единицах таймирования, длительности импульса, амплитуды, полярности и т.д. Соответственно, можно выработать импульс Prst1 сброса для возбуждения обнаружения светового пучка, импульс Prst2 сброса для возбуждения обнаружения давления и импульс Prwn считывания. То же самое можно применить к другим примерам.
Альтернативно, схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчика можно разместить так, чтобы после приема сигнала s1 управления режимами схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков переключала между входом стартового импульса в сдвиговом регистре для возбуждения обнаружения светового пучка и входом стартового импульса в сдвиговом регистре для возбуждения обнаружения давления путем использования переключателя для определения входного маршрута. Сдвиговый регистр для возбуждения обнаружения светового пучка и сдвиговый регистр для возбуждения обнаружения давления включены в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков. Переключатель можно выполнить с возможностью переключения сдвиговых регистров, в которой стартовый импульс будет вводиться в зависимости от того, служит ли сигнал s1 управления режимами для возбуждения обнаружения светового пучка или возбуждения обнаружения давления, или можно выполнить так, чтобы каждый раз вводился импульс с сигнала s1 управления режимами с одной полярностью импульса, при этом переключатель переключал между входом стартового импульса в сдвиговом регистре для возбуждения обнаружения светового пучка и входом стартового импульса в сдвиговом регистре для возбуждения обнаружения давления. Таймирование, длительности импульса и амплитуда импульсов Prst1 и Prst2 сброса и импульс Prwn считывания можно установить по отдельности. Кроме того, как показано на фиг.1, если Prwn считывания имеет постоянное таймирование и постоянную форму сигнала, можно выработать только импульсы Prst1 и Prst2 сброса отдельно для возбуждения обнаружения светового пучка и возбуждения обнаружения давления.
Кроме того, как показано на графике внизу фиг.23, сигнал s1 управления режимами может представлять собой разрешающий сигнал, который определяет выходной период напряжения высокого уровня импульса Prst сброса для того, чтобы выдать команду на установку длительности импульса Prst сброса для возбуждения (Prst1) обнаружения светового пучка или для возбуждения (Prst2) обнаружения давления при таймировании импульса Prst сброса.
На фиг.25 изображен алгоритм выполнения операций на фиг.23 и 24. В этом случае, в качестве примера, предметом работы является процессор 57 считывания изображения в компьютере. Альтернативно, предметом работы может быть секция управления (например, обычный жидкокристаллический контроллер), выполнена в любом положении (внутреннем или наружном положении) жидкокристаллического устройства 50 отображения. То же самое можно применить к другим примерам.
Сначала, на этапе S11, когда запускается определенное прикладное программное обеспечение, определяют, требуется или нет функция сканера (то есть режим обнаружения светового пучка) или функция сенсорной панели (то есть режим обнаружения давления). Когда на этапе S11 определяют, что требуется функция сканера или функция сенсорной панели, процесс переходит на этап S12 и определяют, предназначен ли сигнал управления режимами, который требуется для запущенного прикладного программного обеспечения, для возбуждения обнаружения светового пучка или для возбуждения обнаружения давления. Когда на этапе S11 определяют, что требуется функция сканера или функция сенсорной панели, процесс завершается.
Затем процесс переходит на этап S13. Требуемый сигнал s1 управления режимами, для которого на этапе S13 было выполнено определение, выбирается и устанавливается. В результате, сигнал s1 управления режимами подается из процессора 57 считывания изображения, например, в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков. Затем процесс переходит на этап S14, и схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков заставляет выполнять возбуждение светового пучка или возбуждения обнаружения давления для того, чтобы схема 55 считывания датчиков заставила считывать оптически считываемое изображение или данные, соответствующие изменению емкости, и процессор 57 считывания изображения выполняет вычисление на основании результата обнаружения, полученного из схемы 55 считывания датчиков, для определения того, существует или нет точка ввода на экране.
На следующем этапе S15, на основании результата вычисления определяют, существует или нет точка ввода на экране. Когда точка ввода существует, процесс переходит на этап S16. Когда точка ввода не существует на экране, процесс возвращается обратно на этап S14. На этапе S16 определяют, какой одной из предопределенных конфигураций соответствует ряд точек считывания, образующих точку ввода и координаты точки ввода на экране. Этап S17 расходится на отдельные процессы, соответствующие конфигурациям, соответствующим количеству точек ввода и координатам точек ввода, и процессы выполняются.
При завершении этапа S17, процесс возвращается обратно к первому этапу. Когда прикладное программное обеспечение заканчивается, весь процесс завершается.
Второй пример
Настоящий пример основан на переключении между возбуждением обнаружения светового пучка и возбуждением обнаружения давления в ответ на сигнал s1 управления режимами, описанный в первом примере. Объяснение будет выполнено по отношению к операции запуска возбуждения обнаружения светового пучка с помощью триггера обнаружения давления с помощью схемы 62 датчика в режиме обнаружения давления.
В настоящем примере, как показано на фиг.27, прикладывание давления на область схемы 62 датчика, работающей в режиме обнаружения давления, служит причиной перехода к возбуждению обнаружения светового пучка. Область схемы 62 датчика, работающего в режиме обнаружения давления, выполнена с возможностью отображения в виде области меню по умолчанию на экране, когда, например, запускается определенное прикладное программное обеспечение. Область схемы 62 датчика может быть область, которая распространяется на весь экран вместо области меню. (1) показывает состояние, где давление не прикладывается к области, и обнаружение приложенного давления или обнаружение светового пучка не выполняется в случае, когда палец приближается близко к области, которая показана на (1').
Затем, как показано на (2), когда пользователь желает, чтобы прикладное программное обеспечение выполнило функцию сканера, пользователь прикладывает с помощью пальца давление к рабочей области режима обнаружения давления, которое отображается в качестве области меню. В этот момент времени, там, где прикладывают давление, его обнаруживают так, как показано в (2'). В результате обнаружения давления, жидкокристаллическое устройство 50 отображения распознает необходимость перехода к возбуждению обнаружения светового пучка, и начинается возбуждение обнаружения светового пучка. В режиме обнаружения светового пучка, когда палец касается экрана (или палец нажимает на экран) так, чтобы палец сканировался, как показано на (3), получают данные отпечатка пальца, как показано на (3'), Кроме того, данные тени приближения руки можно одновременно получить, как показано на (3'), для того, чтобы выполнить обнаружение, которое отличается от обнаружения приложенного давления. Область на экране, которой будут касаться пальцем для получения отпечатка пальца, может представлять собой область, которая изменяется из области меню схемы 62 датчика, заблаговременно работающей в режиме обнаружения давления, или может представлять собой область, которая отличается от области меню.
Отключение режима обнаружения светового пучка можно выполнить таким способом, чтобы выход из режима в течение предопределенного времени приводило к отключению, или нажатие на ту же самую область меню снова приводило к отключению, или нажатие другой области меню приводило к отключению и т.д.
В настоящем примере, а также в первом примере, сигнал s1 управления режимами для выдачи команды схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков для выполнения возбуждения обнаружения светового пучка называется первым сигналом управления, сигнал s1 управления режимом для выдачи команды схеме 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков для выполнения возбуждения обнаружения давления называется вторым сигналом управления. Когда сигнал s1 управления режимами подается в схему 54 возбуждения сигнальными линиями сканирования датчиков, один первый сигнал управления или второй сигнал управления выбирается и подается. В настоящем примере, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему 54 возбуждения сигнальными линиями сканирования датчиков определяют на основании того, прикладывается ли давление к предопределенной области поверхности отображения, для которой схема 62 датчика работает в качестве схемы обнаружения давления на отображаемом в текущий момент времени экране. Отображаемый в текущий момент времени экран включает в себя экран на время, когда мощность устройства отображения выключена.
На фиг.26 изображен график эпюр напряжения, показывающий операцию, в которой заставляют схему 62 датчика запускать возбуждение обнаружения светового пучка.
Схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков заранее выводит импульс Prst2 сброса и импульс Prwn сброса, каждый из которых предназначен для возбуждения обнаружения давления. Например, когда выходное напряжение Vom датчика падает на D.R. по сравнению со случаем, когда не прикладывается давление, процессор 57 считывания изображения распознает, что давление прикладывается, и подает в схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков сигнал s1 управления режимами, который заставляет схему 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков запускать возбуждение обнаружения светового пучка. В результате, схема 54 возбуждения сигнальных линий сканирования датчиков запускает возбуждение обнаружения светового пучка, и схема 62 датчика мишени работает в режиме обнаружения светового пучка.
Фиг.28 изображает алгоритм для операций, показанных на фиг.26 и 27.
Сначала, на этапе S21, когда запускается определенное прикладное программное обеспечение, определяют, необходимо или нет одно из обнаружения светового пучка и обнаружения давления. Когда определяют, что необходимо одно из обнаружения светового пучка и обнаружения давления, процесс переходит на этап S22, и когда определяют, что не один из обнаружения светового пучка и обнаружения давления не нужен, процесс завершается. На этапе S22 определяют, требует или нет запущенное программное обеспечение средства обнаружения светового пучка, такого как сканер. Когда запущенное программное обеспечение требует средства обнаружения светового пучка, выводится сигнал s1 управления режимами для возбуждения обнаружения светового пучка, при этом этапы S14-S17 (фиг.25) выполняют и затем процесс завершается. Когда запущенное программное обеспечение не требует средства обнаружения светового пучка, выводится сигнал s1 управления режимами для обнаружения давления, и процесс переходит на этап S23.
На этапе S23, схема 55 считывания датчиков заставляет получать данные считывания, соответствующие изменению емкости, и процессор 57 считывания изображения производит вычисление на основании результата обнаружения, полученного из схемы 55 считывания датчиков для определения того, существует или нет точка ввода на экране. На следующем этапе S24 определяют, существует или нет точка ввода на экране на основании результата вычисления. Когда точка ввода существует, процесс переходит на этап S25. Когда точка ввода не существует, процесс возвращается на этап S23.
На этапе S25, схема 55 считывания датчиков заставляет получать оптически считанное изображение, и процессор 57 считывания изображения вычисляет координаты точки ввода на основании результата обнаружения, полученного из схемы 55 считывания датчиков. На следующем этапе S26, процесс, соответствующий считанному изображению, выполняют на основании результата, полученного на этапе S25.
Когда этап S26 завешается, процесс переходит к первому этапу, и когда выполнение прикладного программного обеспечения завершается, весь процесс завершается.
Настоящий вариант осуществления был объяснен выше. Примеры фотодиода, использованные в настоящем изобретении, не ограничены транзисторами, упомянутыми в первом-четвертом примерах позиционирования конфигурации, такими как полевые транзисторы и биполярные транзисторы (включая фототранзисторы), которые являются диодно-соединенными. Примеры фотодиода, который используется в настоящем изобретении, также включают в себя фотодиоды, имеющие обычные многослойные диодные структуры, такие как pin-фотодиоды. То есть фотодиод, который используется в настоящем изобретении может представлять собой любое устройство, чьи вольтамперные характеристики имеют диодные характеристики и чья внутренняя проводимость изменяется в результате облучения световым пучком.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, и электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, так как прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на другом конце второго конденсатора, и изменяется расстояние между электродом на одном конце и электродом на другом конце второго конденсатора. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. При использовании первой схемы в качестве оптического датчика, обнаруживается ток утечки фотодиода в соответствии с интенсивностью светового пучка, падающего на фотодиод. При использовании первой схемы в качестве датчика касания, фотодиод становится проводящим в прямом направлении, и затем напряжение прикладывается к электроду другого конца первого конденсатора для того, чтобы напряжение обратного смещения подавалось на фотодиод, и выходной сигнал, соответствующий напряжению в первом узле, получался на выходе выходного усилителя.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора, при этом первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода, причем прикладывание первого прямого напряжения к аноду во время первого периода делает фотодиод проводящим в прямом направлении, тогда как первое прямое напряжение прикладывается к аноду во время второго периода, следующего за первым периодом, причем второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и при прикладывании второго импульса получался выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, поскольку прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на другом конце второго конденсатора, и изменяется разность между электродом на одном конце и электродом на другом конце второго конденсатора. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. Первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода, и прикладывание первого прямого напряжения во время первого периода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным первому прямому напряжению.
Во время второго периода при прикладывании первого прямого напряжения к аноду, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Так как выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий светового пучка от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения. Кроме того, так как первое прямое напряжение не является импульсом, а является постоянным напряжением, нет необходимости определять таймирование. Таким образом, дополнительно облегчается установка таймирования.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединен друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электродам на другом конце второго конденсатора, причем первый импульс прикладывается к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении, при прикладывании первого импульса, причем второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения на первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и в период прикладывания второго импульса повышался выходной сигнал на выходе выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению емкость второго конденсатора изменяется, так как прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на другом конце второго конденсатора, и изменяется расстояние между электродом на одном конце и электродом на другом конце второго конденсатора. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания. Прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса.
В этом состоянии, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
В этом случае напряжение обратного смещения, которое прикладывается к фотодиоду при прикладывании второго импульса, является относительно маленьким для того, чтобы разность внутренних проводимостей из-за различия по интенсивности светового пучка, падающего на фотодиод, была маленькой. Соответственно, за счет того, что шум, возникающий из-за падающего светового пучка в операции обнаружения давления, уменьшается до минимального значения, достигается очень высокая точность обнаружения приложенного давления.
Для того чтобы решить вышеизложенные проблемы, устройство отображения настоящего изобретения включает в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора, причем первый импульс прикладывается к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении во время периода, следующего за периодом, в котором прикладывается первый импульс, причем второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле так, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и при прикладывании второго импульса, получался выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению изменяется емкость второго конденсатора, так как прикладывание давления к поверхности отображения вызывает изменение электрода на другом конце второго конденсатора, и изменяется расстояние между электродом на одном конце и электродом на другом конце второго конденсатора. В результате, второй конденсатор служит в качестве элемента обнаружения датчика касания, и первая схема служит в качестве датчика касания, прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса.
В этом состоянии, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Так как выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно определить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Кроме того, можно легко установить таймирование прикладывания второго импульса за счет использования конечного таймирования первого импульса.
Кроме того, так как период первого импульса можно сократить, то шум, вызванный световым пучком, который падает на фотодиод, проводящий в прямом направлении во время периода первого импульса, можно уменьшить до минимального значения. Поэтому можно дополнительно повысить точность обнаружения прикладываемого давления.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить так, чтобы устройство отображения представляло собой жидкокристаллическое устройство отображения, и электрод на другом конце второго конденсатора был общим электродом.
Согласно настоящему изобретению общий электрод можно использовать для датчика касания. Соответственно, необязательно отдельно выполнять электрод на другом конце второго конденсатора.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить так, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора находился в слое в подложке матрицы, слой которого расположен ближе к электроду на другом конце второго конденсатора, чем пассивирующая пленка в подложке матрицы.
Согласно настоящему изобретению расстояние между электродом на одном конце второго конденсатора и электродом на другом конце является маленьким для того, чтобы емкость второго конденсатора могла быть большой. Соответственно, можно повысить чувствительность обнаружения приложенного давления и повысить сопротивляемость шуму из-за падающего светового пучка, то есть можно повысить точность при обнаружении приложенного давления.
Кроме того, так как расстояние между электродами второго конденсатора является маленьким, емкость второго конденсатора может быть большой даже в случае, если область электрода второго конденсатора является маленькой. Соответственно, даже в случае, если область, которую занимает первая схема, является маленькой, точность при обнаружении приложенного давления можно повысить для того, чтобы можно было сделать первую схему высокоинтегрированной и повысить коэффициент заполнения области отображения.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора представлял собой прозрачный электрод, расположенный в том же самом слое, как и слой, где расположены электроды элементов изображения, и жидкокристаллический слой располагался между электродом на одном конце второго конденсатора и электродом на другом конце второго конденсатора. Согласно настоящему изобретению слой прозрачного электрода, образующий электрод элемента изображения жидкокристаллического устройства отображения, используется в качестве электрода на одном конце второго конденсатора, и жидкокристаллический слой используется в качестве основного диэлектрического материала конденсатора. Соответственно, можно легко выполнить второй конденсатор.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора представлял собой прозрачный электрод, расположенный в том же самом слое, как и слой, где расположены электроды элементов изображения, и жидкокристаллический слой расположен между электродом на одном конце второго конденсатора и электродом на другом конце второго конденсатора.
Согласно настоящему изобретению слой прозрачного электрода, образующий электрод элемента изображения жидкокристаллического устройства отображения, используется в качестве электрода на одном конце второго конденсатора, и жидкокристаллический слой используется в качестве основного диэлектрического материла конденсатора. Соответственно, можно легко выполнить второй конденсатор.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора находился в слое в подложке матрицы, слой которого расположен дальше от электрода на другом конце второго конденсатора, чем пассивирующий слой в подложке матрицы.
Согласно настоящему изобретению электрод на одном конце второго конденсатора можно легко выполнить из существующего слоя подложки матрицы.
Для того чтобы решить вышеизложенные проблемы, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора был выполнен из металла затвора.
Согласно настоящему изобретению электрод на одном конце второго конденсатора можно легко изготовить из существующего металла затвора подложки матрицы.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы электрод на одном конце второго конденсатора был выполнен из металла истока.
Согласно настоящему изобретению электрод на одном конце второго конденсатора можно легко изготовить из существующего металла истока подложки матрицы.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы первый узел был выполнен из металла затвора.
Согласно настоящему изобретению первый узел выполнен из металла затвора. Соответственно, легко соединить первый узел с электродом затвора полевого транзистора при его использовании в выходном усилителе.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, устройство отображения настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы первый узел был выполнен из металла истока.
Согласно настоящему изобретению первый узел выполнен из металла истока. Соответственно, легко соединить первый узел с электродом на одном конце второго конденсатора или с электродом истока фотодиода, образованного с помощью полевых транзисторов, которые имеют диодное соединение.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающего в себя в области отображения первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на втором конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора, причем способ содержит этапы, на которых заставляют первую схему выполнять первую операцию, по которой (i) прикладывают первое прямое напряжение к аноду фотодиода для того, чтобы прикладывание первого прямого напряжения к аноду во время первого периода делало диод проводящим в прямом направлении, (ii) при прикладывании первого прямого напряжения к аноду во время второго периода, следующего за первым, прикладывают второй импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению первое прямое напряжение прикладывается к аноду фотодиода. Во время первого периода, прикладывание первого прямого напряжения делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным первому прямому напряжению.
Во время второго периода, при прикладывании первого прямого напряжения к аноду, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получатся при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение, в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения. Кроме того, поскольку первое прямое напряжение не является импульсом, а является постоянным напряжением, необязательно определять таймирование. Таким образом, дополнительно облегчается установка таймирования.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающего в себя в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора, причем способ содержит этап, по которому заставляют первую схему выполнять первую операцию, по которой (i) прикладывают первый импульс к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) при прикладывании первого импульса прикладывают второй импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса. В этом состоянии, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этот момент времени, напряжение в первом узле определяется в зависимости от емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения представляет собой способ возбуждения устройства отображения, включающего в себя, в области отображения, первую схему, включающую в себя фотодиод, первый конденсатор, второй конденсатор и выходной усилитель, причем катод фотодиода, первый конец первого конденсатора, первый конец второго конденсатора и вход выходного усилителя соединены друг с другом через первый узел, при этом электрод на другом конце второго конденсатора выполнен на подложке, содержащей поверхность отображения дисплейной панели, причем электрод на одном конце второго конденсатора расположен вне поверхности отображения, в направлении толщины дисплейной панели, таким образом, чтобы быть обращенным к электроду на другом конце второго конденсатора, причем способ содержит этап, на котором заставляют первую схему выполнять первую операцию, по которой (i) прикладывают первый импульс к аноду фотодиода для того, чтобы сделать фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) во время периода, следующего за периодом, в котором прикладывается первый импульс, прикладывают второй импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, и (iii) при прикладывании второго импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя.
Согласно настоящему изобретению прикладывание первого импульса к аноду фотодиода делает фотодиод проводящим в прямом направлении для того, чтобы напряжение в первом узле было по существу равным напряжению высокого уровня первого импульса. В этом состоянии, второй импульс прикладывается к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду. В этом время, напряжение в первом узле определяется в зависимости от отношения емкостей первого конденсатора ко второму конденсатору. Емкость первого конденсатора не изменяется за счет прикладывания давления, но изменяется емкость второго конденсатора. Соответственно, выходное напряжение изменяется в соответствии с емкостью второго конденсатора. Поскольку выходной сигнал выходного усилителя получается при прикладывании второго импульса, можно обнаружить, прикладывается или нет давление к поверхности отображения.
Обнаружение приложенного давления выполняется при подаче второго импульса. Соответственно, даже в случае, если световой пучок падает на фотодиод, существует маленькая возможность того, что ток утечки фотодиода в состоянии обратного смещения изменяет напряжение в первом узле. Поэтому, можно предотвратить падающий световой пучок от шума, который изменяет напряжение в первом узле в операции обнаружения давления.
Поэтому можно выполнить устройство отображения, включающее в себя недорогую, с уменьшенными габаритами и высоконадежную сенсорную панель, работающую без ухудшения функции отображения.
Кроме того, можно легко установить таймирование прикладывания второго импульса за счет использования конечного таймирования первого импульса.
Кроме того, так как период первого импульса можно сократить, то шум, вызванный световым пучком, падающим на фотодиод, проводящий в прямом направлении во время периода первого импульса, можно уменьшить до минимального значения. Поэтому можно дополнительно повысить точность обнаружения прикладываемого давления.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы устройство отображения дополнительно включало в себя, в области отображения, схему оптического датчика, которая включает в себя светоприемный элемент и которая обнаруживает интенсивность светового пучка, падающего на светоприемный элемента, причем один из первого сигнала управления, который заставляет работать схему оптического датчика, и второго сигнала управления, который заставляет первую схему выполнять первую операцию, выбирается и подается в схему возбуждения устройства отображения, и по отношению к экрану, который будет отображаться вслед за отображаемым в текущий момент экраном, определяют, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему возбуждения на основании данных экрана, который будет затем отображаться.
Согласно настоящему изобретению, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему возбуждения, можно легко определить на основании данных экрана, который будет затем отображаться.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения можно разместить так, чтобы устройство отображения дополнительно включало в себя, в области отображения, схему оптического датчика, которая включает в себя светоприемный элемент и которая обнаруживает интенсивность светового пучка, падающего на светоприемный элемент, причем один из первого сигнала управления, который вызывает работу схемы оптического датчика, и второго сигнала управления, который заставляет первую схему выполнять первую операцию, выбирается и подается в схему возбуждения устройства отображения, и по отношению к экрану, который будет затем отображаться в отображаемом в текущий момент времени экране, определяет, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему возбуждения на основании результата относительно того, прикладывается ли давление к предопределенной области поверхности отображения, для которой первая схема выполняет первую операцию на отображаемом в текущий момент времени экране, причем результат обнаруживается из выхода выходного усилителя, который получается с помощью первой операции.
Согласно настоящему изобретению, какой из первого сигнала управления и второго сигнала управления должен подаваться в схему возбуждения, можно легко определить на основании того, прикладывается ли давление к предопределенной области поверхности отображения, для которой первая схема выполняет первую операцию. Соответственно, выбор операции обнаружения, согласно команде пользователя, можно легко выполнить.
Для того чтобы решить вышеизложенные задачи, способ настоящего изобретения можно разместить таким образом, чтобы первая схема заставляла выполнять первую операцию для того, чтобы работать в качестве схемы обнаружения давления, и первая схема заставляла выполнять вторую операцию, по которой (i) прикладывают третий импульс к аноду фотодиода, делая фотодиод проводящим в прямом направлении, (ii) завершают прикладывание третьего импульса для того, чтобы напряжение обратного смещения прикладывалось к фотодиоду, (iii) в предопределенное время после завершения прикладывания третьего импульса прикладывают четвертый импульс к другому концу первого конденсатора для изменения напряжения в первом узле для того, чтобы дать возможность выходному усилителю выводить, (iv) при прикладывании четвертого импульса получают выходной сигнал из выходного усилителя для того, чтобы первая схема работала в качестве схемы оптического датчика.
Согласно настоящему изобретению первая схема служит как схема оптического датчика, так и схема обнаружения давления. Соответственно, необязательно отдельно предусматривать схему оптического датчика и схему обнаружения напряжения. Это позволяет упростить конфигурацию устройства отображения и повысить коэффициент заполнения элемента изображения.
Настоящее изобретение не ограничено описанием вышеприведенных вариантов осуществления, но может быть изменено специалистом в данной области техники в пределах объема формулы изобретения. Вариант осуществления, основанный на правильной комбинации технических средств, раскрытых в различных вариантах осуществления, охвачен в техническом объеме настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение предпочтительно применимо к различным устройствам отображения, включающим в себя жидкокристаллические устройства отображения.
Список ссылочных позиций
2 - Металл затвора
6 - Металл истока
50 - Жидкокристаллическое устройство отображения (устройство отображения)
51 - Дисплейная панель
62 - Схема датчика (первая схема)
62' - Схема датчика (первая схема)
62а - ТПТ (выходной усилитель)
62b - фотодиод
62с - Конденсатор (первый конденсатор, электрод на одном конце второго конденсатора)
62d - Конденсатор (второй конденсатор)
62d' - Конденсатор (второй конденсатор)
64 - Электрод (электрод на одном конце второго конденсатора)
Com - Общий электрод (электрод на другом конце второго конденсатора)
NetA - Узел (первый узел)
Prst, Prstn - Импульс сброса (первый импульс, третий импульс)
Prw, Prwn - Импульс считывания (второй импульс, четвертый импульс)