特許 5687757 タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5687757

(24)【登録日】2015年1月30日

(45)【発行日】2015年3月18日

(54)【発明の名称】タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20150226BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20150226BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20150226BHJP

   G02F 1/1343 20060101ALI20150226BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20150226BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20150226BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20150226BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 510

   G06F3/041 512

   G06F3/044 127

   G02F1/1368

   G02F1/1343

   G02F1/1333

   G09G3/20 691D

   G09G3/36

   G09G3/20 624C

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-272877(P2013-272877)

(22)【出願日】2013年12月27日

(62)【分割の表示】特願2010-104050(P2010-104050)の分割

【原出願日】2010年4月28日

(65)【公開番号】特開2014-123382(P2014-123382A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2013年12月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】野口 幸治

(72)【発明者】

【氏名】木田 芳利

【審査官】 西田 聡子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２４４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９４９０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３４３

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に延在するように並設された複数の画素信号線と、
走査信号線と、
前記走査信号線に交差するように並設された複数の共通駆動電極と、
前記共通駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、
前記複数の画素信号線と前記複数の共通駆動電極とを駆動する駆動部と、
を有するタッチ検出機能付き表示装置。

【請求項2】

前記複数の画素信号線と前記走査信号線とには複数の画素が接続されており、
前記複数の画素のうち、前記複数の画素信号線が延在する方向に隣接する画素には、極性の反転した画素信号が供給されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記複数の画素信号線と前記走査信号線とが形成された第１の基板と、前記第１の基板と対向する第２の基板と、を有し、
前記複数の共通駆動電極は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。

【請求項4】

前記第２の基板は、第１の方向に延在する第１の辺と、第２の方向に延在する第２の辺とを有し、
前記走査信号線は、前記第１の方向に延在し、前記複数の共通駆動電極は前記第２の方向に延在し、
前記複数のタッチ検出電極は、前記第２の辺側に形成された配線に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記第２の辺側に設けられ、前記複数のタッチ検出電極が接続されたフレキシブル基板を有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

【請求項6】

前記第１の辺は、前記第２の辺よりも長さの長い辺であることを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。

【請求項7】

前記走査信号線は、前記複数の画素信号線と交差する請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示装置。

【請求項8】

複数の表示素子が表示を行う表示期間において、一方向に延在するように並設された複数の画像信号線を介して前記複数の表示素子に画素信号を印加し、走査信号線を介して前記複数の表示素子に走査信号を印加し、走査信号線に交差するように並設された複数の共通駆動電極に同時に表示駆動信号を印加することにより、前記複数の表示素子に表示を行わせ、
外部近接物体のタッチ検出を行う、前記表示期間とは異なるタッチ検出期間において、前記複数の共通駆動電極にタッチ駆動信号を順次印加する
駆動方法。

【請求項9】

タッチ検出機能付き表示装置と、
前記タッチ検出機能付き表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
一方向に延在するように並設された複数の画素信号線と、
走査信号線と、
前記走査信号線に交差するように並設された複数の共通駆動電極と、
前記共通駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、
前記複数の画素信号線と前記複数の共通駆動電極とを駆動する駆動部と、
を有する電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、およびその駆動方法、ならびにそれらを備えた電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、指等の外部近接物体を検出するタッチ検出機能を液晶表示装置等の表示装置に搭載し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチ検出機能を有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。

【0003】

タッチ検出方式にはいくつかの方式が存在するが、その一つとして静電容量式がある。例えば、特許文献１には、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した表示装置が提案されている。この共通電極とタッチ検出電極との間には静電容量が形成され、外部近接物体に応じてその静電容量が変化するため、共通電極にタッチ検出用の駆動信号を印加したときにタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することにより、外部近接物体を検出するようになっている。この表示装置では、一般的な液晶表示装置と同様に、線順次走査（表示走査）を行うことにより表示動作が行われるとともに、上記共通電極にタッチ検出用の駆動信号を順次印加し線順次走査（タッチ検出走査）を行うことにより、タッチ検出動作が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２４４９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年、表示装置においては、デザインなどの観点から、有効表示領域の外側の領域（額縁領域）を狭くすることが望まれている。特に、携帯情報端末においては、持ち運びのしやすさや使いやすさの観点から、機器の小型化が望まれており、搭載される表示装置の狭額縁化が重要となっている。

【0006】

上記特許文献１に開示された表示装置では、表示走査とタッチ検出走査の方向が同じになっており、これらの走査を行う方向に延伸するように複数のタッチ検出電極が設けられる。これらのタッチ検出電極から出力されるタッチ検出信号をタッチ検出回路に伝えるためには、信号の取り出しや配線の引き回しなどのためにスペースが必要となり、その部分の額縁領域が広くなってしまうおそれがある。つまり、表示走査の方向と交差する辺の額縁領域が広くなってしまう。

【0007】

具体的には、例えばランドスケープ型（横長）の表示装置では、短辺方向に表示走査を行うため、短辺方向に延伸するようにタッチ検出電極が設けられ、その長辺側から複数のタッチ検出信号が出力される。このような表示装置をモジュールに実装した場合には、これらの複数のタッチ検出信号をタッチ検出回路に伝えるために、フレキシブル基板などを用いて信号の取り出しや配線の引き回しをおこなうので、長辺側の額縁領域が広くなってしまう。

【0008】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示走査の方向と交差する辺に沿った額縁領域を狭くすることが可能なタッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、複数の信号線と、複数の共通駆動電極と、表示素子と、複数のタッチ検出電極と、駆動部と、検出処理部とを備えている。複数の信号線は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の共通駆動電極は、信号線に沿って延在するように並設されたものである。表示素子は、互いに対をなす信号線と共通駆動電極との間に挿入接続されたものである。複数のタッチ検出電極は、共通駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成するものである。駆動部は、複数の画素信号線と複数の共通駆動電極とを駆動するものである。検出処理部は、共通駆動電極の駆動に応じてタッチ検出電極から出力されるタッチ検出信号に基づき、外部近接物体を検出するものである。

【0010】

本発明の駆動方法は、複数の表示素子が表示を行う表示期間において、一方向に延在するように並設された複数の信号線を介して複数の表示素子に画素信号を印加し、信号線に沿って延在するように並設された複数の共通駆動電極に同時に表示駆動信号を印加することにより、複数の表示素子に表示を行わせ、外部近接物体のタッチ検出を行う、表示期間とは異なるタッチ検出期間において、複数の共通駆動電極にタッチ駆動信号を順次印加し、共通駆動電極と交差する方向に延在するように並設され、各交差部分に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極から、外部近接物体に応じたタッチ検出信号を出力するものである。

【0011】

本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。

【0012】

本発明のタッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器では、表示動作を行う際には、信号線の方向に線順次走査され、タッチ検出動作を行う際には、信号線と平行になるように配置された共通駆動電極を順次駆動することにより、信号線と交差する方向に線順次走査が行われる。このとき、タッチ検出信号は、信号線と交差する方向から出力される。

【0013】

本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、駆動部は、例えば、タッチ検出のための共通駆動電極の駆動を、表示素子によって表示を行う表示期間とは異なるタッチ検出期間において行うことが望ましい。この場合、駆動部による駆動方法としては、例えば、以下の方法がある。

【0014】

例えば、駆動部は、表示期間に対応する期間の表示駆動信号とタッチ検出期間に対応する期間のタッチ駆動信号とを含む共通電極駆動信号を共通駆動電極に直接供給すると共に、表示期間において前記信号線に画素信号を供給し、タッチ検出電極は、タッチ駆動信号に応答してタッチ検出信号を出力するようにしてもよい。

【0015】

例えば、駆動部は、タッチ検出期間において、共通駆動電極をフローティング状態にした上でタッチ駆動信号を信号線に供給することにより、信号線と共通駆動電極との間の容量結合を介してタッチ駆動信号を共通駆動電極に伝え、タッチ検出電極は、タッチ駆動信号に応答してタッチ検出信号を出力するようにしてもよい。

【0016】

例えば、互いに対をなす前記信号線と前記共通駆動電極との間にスイッチをさらに備え、駆動部は、タッチ検出期間において、共通駆動電極をフローティング状態にした上でタッチ駆動信号を前記信号線に供給すると共にスイッチをオン状態にすることにより、タッチ駆動信号を共通駆動電極に伝え、タッチ検出電極は、タッチ駆動信号に応答してタッチ検出信号を出力するようにしてもよい。

【0017】

本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、表示素子は、例えば液晶層を有する液晶表示素子であってもよい。また、タッチ検出機能付き表示装置は、例えば、横長の表示装置であってもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明のタッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器によれば、共通駆動電極を信号線に平行に配置し、表示の走査の方向とタッチ検出の走査の方向とが交差するようにしたので、表示走査の方向と交差する辺の額縁領域を狭くすることができる。

【0019】

特に、タッチ検出機能付き表示装置がランドスケープ型の場合には、長辺側の額縁領域を狭くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。

【図2】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。

【図3】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。

【図5】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置のモジュールへの実装例を表す模式図である。

【図6】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。

【図7】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。

【図8】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。

【図9】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。

【図10】比較例に係るタッチ検出機能付き表示装置のモジュールへの実装例を表す模式図である。

【図11】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。

【図12】本発明の第１の実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。

【図13】本発明の第１の実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。

【図14】本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスを説明するための回路図である。

【図15】本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。

【図16】本発明の第３の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。

【図17】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。

【図18】適用例２の外観構成を表す斜視図である。

【図19】適用例３の外観構成を表す斜視図である。

【図20】適用例４の外観構成を表す斜視図である。

【図21】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。

【図22】本発明の各実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．第３の実施の形態
５．適用例

【0022】

＜１．静電容量型タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量型のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出回路）ＤＥＴに接続される。交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖcomに相当するものである。

【0023】

指が接触（または近接）していない状態では、図１に示したように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。

【0024】

一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。

【0025】

＜２．第１の実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。尚、本発明の実施の形態に係る駆動方式は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量型のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。

【0026】

このタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、
タッチ検出回路４０とを備えている。

【0027】

タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスであり、例えば、いわゆるランドスケープ型（横長）のデバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給されるゲート信号に従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４に従って、１検出ラインずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０では、後述するように、表示動作として１水平ラインずつ順次走査する方向と、タッチ検出動作として１検出ラインずつ順次走査する方向とが異なるようになっている。

【0028】

制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、およびタッチ検出回路４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。

【0029】

ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、液晶表示デバイス２０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲート（後述）に印加することにより、液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐixのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択するようになっている。

【0030】

ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、液晶表示デバイス２０内の各画素Ｐixに画素信号Ｖpixを供給する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各画素Ｐixにそれぞれ供給するものである。そして、これらの画素Ｐixでは、供給される画素信号Ｖpixに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。

【0031】

駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が表示を行う期間（表示期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号を印加する。一方、タッチ検出を行う期間（タッチ検出期間）では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出の対象となる１検出ラインを順次選択する。そして、タッチ検出デバイス３０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ（後述）から、１検出ラインごとにタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出回路４０に供給するようになっている。この例では、後述するように、表示期間では、駆動信号Ｖcom（表示駆動信号）は０Ｖの直流信号であり、お互いに隣接する画素Ｐixでは、画素信号Ｖpixの極性が互いに反転するようになっている。つまり、この例では、液晶表示デバイス２０は、いわゆるドット反転駆動により駆動されるものである。

【0032】

タッチ検出回路４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチパネル上におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出回路４０は、アナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを有している。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３から供給されたタッチ検出信号Ｖdetを入力とし、タッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。

【0033】

図５は、タッチ検出機能付き表示装置１のモジュールへの実装を模式的に表すものであり、（Ａ）はガラス基板上に駆動電極ドライバ１４を形成する場合を示し、（Ｂ）は、ＣＯＧ（Chip On Glass）に駆動電極ドライバ１４を内蔵する場合を示す。

【0034】

図５（Ａ）では、モジュールは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、駆動電極ドライバ１４と、ＣＯＧ（Chip On Glass）１９Ａとを有している。この例では、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、いわゆるランドスケープ型（横長）のものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０の図は、駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬと交差するように形成されたタッチ検出電極ＴＤＬとを模式的に示している。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺方向に形成されており、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向に形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの出力端子は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側に設けられ、フレキシブル基板などにより構成された端子部Ｔを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出回路４０と接続されている。駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１に形成されている。ＣＯＧ１９Ａは、ＴＦＴ基板２１に実装されたチップであり、図４に示した制御部１１、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。図５（Ｂ）では、モジュールはＣＯＧ１９Ｂを有している。ＣＯＧ１９Ｂは、上述した表示動作に必要な各回路に加え、駆動電極ドライバ１４をさらに内蔵したものである。

【0035】

タッチ検出機能付き表示装置１では、後述するように、表示動作の際には、１水平ラインずつ線順次走査がおこなわれる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示走査は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺方向（図５の縦方向）に向かって行われる。一方、タッチ検出動作の際には、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖcomを順次印加することにより、１検出ラインずつ線順次走査が行われる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１では、タッチ検出走査は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向（図５の横方向）に向かって行われるようになっている。

【0036】

タッチ検出機能付き表示装置１では、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側から出力される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬの本数を少なくすることができ、端子部Ｔを介してタッチ検出回路４０に接続する際の配線の引き回しが容易になる。

【0037】

（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。

【0038】

図６は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。

【0039】

画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図示していないものの、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）や、各画素電極２２に画像信号Ｖpixを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。

【0040】

対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、このカラーフィルタ３２の上に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを有する。カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するものである。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によってＴＦＴ基板２１と連結され、このコンタクト導電柱を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcomが印加されるようになっている。なお、この図では、駆動電極ＣＯＭＬは２つの画素電極２２に対応するようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、１つの画素電極２２に対応するようにしてもよく、３以上の画素電極２２に対応するようにしてもよい。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。

【0041】

液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。

【0042】

なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。

【0043】

図７は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表すものである。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。画素Ｐixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。

【0044】

画素Ｐixは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖscanが供給される。画素Ｐixは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖpixが供給される。

【0045】

さらに、画素Ｐixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖcomが供給される。つまり、この例では、駆動電極ＣＯＭＬは、画素信号線ＳＧＬと同じ方向に延伸するように形成され、同じ一列に属する複数の画素Ｐixが、一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。なお、図６に示したように、複数の列（図６では２行）に属する複数の画素Ｐixが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようにしてもよい。

【0046】

この構成により、液晶表示デバイス２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択され、その１水平ラインに属する画素Ｐixに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖpixを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して共通の電圧（この例では０Ｖ）を印加するようになっている。

【0047】

図８は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬおよびタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出期間では、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖcomが順次供給され、後述するように時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と直交する方向に延びる複数のストライプ状の電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出回路４０のアナログＬＰＦ部４２の入力に接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を形成している。

【0048】

この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出期間において、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１検出ラインが順次選択され、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力することにより、１検出ラインのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図１〜図３に示したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図８に示したように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。

【0049】

ここで、信号線ＳＧＬは、本発明における「信号線」の一具体例に対応する。駆動電極ＣＯＭＬは、本発明における「共通駆動電極」の一具体例に対応する。液晶素子ＬＣは、本発明における「表示素子」の一具体例に対応する。ソースドライバ１３および駆動電極ドライバ１４は、本発明における「駆動部」の一具体例に対応する。タッチ検出回路４０は、本発明における「検出処理部」の一具体例に対応する。

【0050】

［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。

【0051】

（全体動作概要）
制御部４１は、外部より供給された映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、およびタッチ検出回路４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、制御部４１から供給される制御信号に基づいて、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、制御部４１から供給される制御信号に基づいて、ゲートドライバ１２により選択された、１水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。駆動電極ドライバ１４は、制御部４１から供給される制御信号に基づいて、表示期間では、全ての駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとして表示駆動信号（０Ｖの直流信号）を印加し、タッチ検出期間では、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomとしてパルス状のタッチ駆動信号を順次印加することにより、１検出ラインを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間では、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、および駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行い、タッチ検出期間では、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetの高い周波数成分を除去して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、アナログＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。

【0052】

（詳細動作例）
図９は、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作例を表すものである。図９において、（Ａ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｂ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。ここで、図９（Ａ）に示した走査信号Ｖscanは、走査信号線ＧＣＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目の走査信号線ＧＣＬに着目したものである。同様に、図９（Ｂ）に示した駆動信号Ｖcomは、共通電極ＣＯＭＬのうちの、隣接する（ｍ−１）列目、ｍ列目、（ｍ＋１）列目の共通電極ＣＯＭＬに着目したものである。

【0053】

タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ａ）と表示動作（表示期間Ｂ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、異なる駆動電極ＣＯＭＬを選択して駆動信号Ｖcomを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。以下に、その動作を詳細に説明する。

【0054】

まず、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、１表示水平期間（１Ｈ）が開始する。

【0055】

次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｍ−１）列目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加し、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ｂ））。この駆動信号Ｖcom（ｍ−１）は、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図９（Ｄ））。次に、駆動信号Ｖcom（ｍ−１）が高レベルから低レベルに変化すると（図９（Ｂ））、タッチ検出信号Ｖdetは同様に変化する（図９（Ｄ））。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖdetの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖdet（図３（Ａ））に対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、１検出ラインのタッチ検出が行われる。

【0056】

次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１水平ラインに対する表示を行う。なお、図９（Ｄ）に示したように、この画素信号Ｖpixの変化が、寄生容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化し得るが、表示期間ＢではＡ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換を行わないようにすることにより、この画素信号Ｖpixの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ１３による画素信号Ｖpixの供給が終了したのち、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖscan（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させ（図９（Ａ））、１表示水平期間が終了する。

【0057】

次に、ゲートドライバ１２は、先ほどとは異なるｎ行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan（ｎ）が低レベルから高レベルに変化する（図９（Ａ））。これにより、次の１表示水平期間が開始する。

【0058】

次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｍ列目の駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加する（図９（Ｂ））。これに伴うタッチ検出信号Ｖdetの変化（図９（Ｄ））を、Ａ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換することにより、この１検出ラインのタッチ検出が行われる。

【0059】

次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図９（Ｃ））、１水平ラインに対する表示を行う。なお、この例では、タッチ検出機能付き表示装置１はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ１３が印加する画素信号Ｖpixは、前の１表示水平期間のものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｂが終了した後、この１表示水平期間が終了する。

【0060】

これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。

【0061】

上述したように、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示走査を行う方向とタッチ検出走査を行う方向とが異なるように動作する。このことは、ある１表示水平期間（１Ｈ）において、必ず、ある画素Ｐixにおいて、表示動作とタッチ検出動作の両方が行われることを意味している。タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出動作はタッチ検出期間Ａに行い、表示動作は表示期間Ｂに行うようにしている。このように、タッチ検出動作と表示動作とを別々の期間に行うようにしたので、同じ１表示水平期間において表示動作とタッチ検出動作の両方を行うことができるとともに、表示動作のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。

【0062】

（ＴＦＴ素子Ｔｒの耐圧およびリーク）
上述したように、タッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖdetは、駆動信号Ｖcomに応じて生成される。つまり、駆動信号Ｖcomの振幅が大きいほど、タッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖdetも大きくすることができ、例えば、タッチパネルの高感度化を実現することが可能となる。

【0063】

駆動信号Ｖcomの振幅を大きくした場合、ＴＦＴ素子Ｔｒの耐圧およびリークに注意する必要がある。図７において、駆動電極ＣＯＭＬに、大きな振幅ΔＶの駆動信号Ｖcomが印加されると、オフ状態になっているＴＦＴ素子Ｔｒのドレイン（液晶素子ＬＣと接続されている端子）はフローティング状態のため、駆動信号Ｖcomの変化が液晶素子ＬＣに並列に存在する寄生容量（図示せず）を介してＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに伝わり、その電圧が大きく変化する。具体的には、駆動信号Ｖcomが０Ｖのときに、ＴＦＴ素子Ｔｒのドレインが画素信号Ｖpixの電位に保持されていた場合、駆動信号ＶcomがΔＶになるとともに、ＴＦＴ素子Ｔｒのドレインの電位は例えばＶpix＋ΔＶとなる。よって、このときのドレインの電位がＴＦＴ素子Ｔｒの耐圧を超えないように、振幅ΔＶなどを設定する必要がある。

【0064】

また、図９では、駆動信号Ｖcomを正の極性のパルスとしたが、変形例として後述するように、駆動信号Ｖcomを負の極性のパルスとすることも可能である。この場合には、ＴＦＴ素子Ｔｒのドレインの電位はＶpix―ΔＶとなる。このときは、上述したＴＦＴ素子Ｔｒの耐圧に加え、リークについても注意する必要がある。すなわち、オフ状態になっているｎ型のＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに過渡的に負の電圧が印加され、ＴＦＴ素子Ｔｒがオン状態になると、ＴＦＴ素子Ｔｒを介して電荷が移動（リーク）することにより、保持されていた画素信号Ｖpixの電位が変化してしまい、画像品質を劣化させてしまうおそれがある。よって、この場合には、リークが生じないようにオフ状態になっているＴＦＴ素子Ｔｒのゲート電位を低く設定する必要がある。

【0065】

一方、図９に示したように、駆動信号Ｖcomを正のみの極性のパルスとした場合には、駆動信号Ｖcomの振幅を大きくしてもリーク等の問題がないことから、タッチ検出機能がない従来の液晶表示デバイスに対して、大きな変更をすることなくタッチ検出機能を追加することができる。

【0066】

（比較例）
次に、比較例に係るタッチ検出機能付き表示装置について説明する。本比較例は、特許文献１に開示された従来のタッチ検出機能付き表示装置を示すものである。本比較例は、タッチ検出走査の方向が、上記第１の実施の形態とは異なるものである。すなわち、上記第１の実施の形態（図５）では、タッチ検出走査の方向は表示走査の方向と異なるようにしたが、これに代えて、本比較例では、タッチ検出走査の方向と表示走査の方向が同じになるようにしている。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図５）と同様である。

【0067】

図１０は、比較例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｒのモジュールへの実装を模式的に表すものである。このモジュールは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒを有している。本比較例に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒでは、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０とは異なり、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒの長辺方向に形成されており、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒの短辺方向に形成されている。

【0068】

この構成により、本比較例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｒでは、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１とは異なり、タッチ検出走査は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒの短辺方向（図１０の縦方向）に向かって行われるようになっている。そして、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｒの長辺側から出力される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１Ｒは、タッチ検出電極ＴＤＬの本数が多くなり、端子部Ｔを介してタッチ検出回路４０に接続する際の配線の引き回しが難しくなり、タッチ検出機能付き表示装置１Ｒの長辺側に広い額縁領域が必要となってしまう。

【0069】

一方、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、タッチ検出信号Ｖdetは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側から出力されるため、タッチ検出機能付き表示装置１の長辺側の額縁領域の増大を抑えることができる。

【0070】

また、タッチ検出信号Ｖdetは、特に、タッチ検出機能付き表示装置に対するタッチの感度を高くしたい場合などには、雑音に対してセンシティブになることが多い。よって、タッチ検出信号Ｖdetを伝える配線は、できるだけ短くし、雑音の影響を受けにくくすることが望ましい。タッチ検出機能付き表示装置１では、ランドスケープ型の場合には、タッチ検出電極ＴＤＬの本数を少なくすることができるため、タッチ検出回路４０に接続する際の配線の引き回しが容易になり、配線を短くすることができ、雑音の影響を受けにくくすることができる。

【0071】

［効果］
以上のように本実施の形態では、ランドスケープ型のタッチ検出機能付き表示デバイスの短辺方向に延伸するように駆動電極を形成したので、タッチ検出信号Ｖdetをタッチ検出機能付き表示デバイスの短辺側から取り出すことができ、タッチ検出機能付き表示装置の長辺方向の額縁領域の増大を抑えることができる。

【0072】

本実施の形態では、１表示水平期間内において、タッチ検出動作と表示動作とを別々の期間に行うようにしたので、同じ１表示水平期間において表示動作とタッチ検出動作の両方を行うことができるとともに、表示動作のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。

【0073】

本実施の形態では、駆動信号を正の極性を持つパルスにしたので、画像品質を劣化させることなく、タッチ検出感度を高めることができる。

【0074】

［変形例１−１］
上記実施の形態では、駆動信号Ｖcomは正のみの極性をもつパルスとしたが、これに限定されるものではない。例えば、負のみの極性をもつパルスにしてもよいし、正負両方の極性をもつパルスにしてもよい。以下にその詳細を説明する。

【0075】

図１１は、駆動信号Ｖcomを負の極性を持つパルスにしたときの詳細動作例を表すものである。図１１（Ｂ）に示したように、駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖcomとして、負の極性をもつパルスを駆動電極ＣＯＭＬに印加している。その際、駆動信号Ｖcomの振幅は、上述したように、ＴＦＴ素子Ｔｒがオン状態にならない範囲で設定するのが望ましい。この駆動信号Ｖcomの電圧変化に伴い、タッチ検出電極ＴＤＬには、タッチ検出期間Ａにおいて、負の極性のタッチ検出信号Ｖdetが発生する。この場合でも、Ａ／Ｄ変換部４３が、タッチ検出期間Ａにおける、この負の極性のタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、タッチ検出を行うことができる。

【0076】

図１２は、駆動信号Ｖcomを正負両方の極性を持つパルスにしたときの詳細動作例を表すものである。図１２（Ｂ）に示したように、駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖcomとして、正負両方の極性を持つパルスを駆動電極ＣＯＭＬに印加している。この例では、このパルス波形の時間平均は０Ｖになっている。これにより、例えば、液晶素子ＬＣの両端間に電位差の時間平均値も０Ｖにすることができ、液晶素子ＬＣに焼きつきなどの特性劣化がある場合には、その劣化を最小限にすることができる。この場合、Ａ／Ｄ変換部４３は、図１２に示したタッチ検出期間Ａにおける、負の極性のタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、タッチ検出を行うようにしてもよいし、これに代えて、正の極性のタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、タッチ検出を行うようにしてもよい。

【0077】

［変形例１−２］
上記実施の形態では、駆動電極ＣＯＭＬを一本ずつ選択して順次走査するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば複数本ずつ選択して順次走査するようにしてもよい。図１３は、駆動電極ＣＯＭＬを２本ずつ選択した場合の詳細動作例を表すものである。図１３（Ｂ）に示したように、駆動電極ドライバ１４は、１表示水平期間において、２本の駆動電極ＣＯＭＬに対して、同時に駆動信号Ｖcomを印加している。この場合でも、Ａ／Ｄ変換部４３が、タッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、タッチ検出を行うことができる。

【0078】

＜３．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置について説明する。本実施の形態は、タッチ検出動作の際の駆動電極を駆動する方法が、上記第１の実施の形態と異なるものである。すなわち、上記第１の実施の形態（図４）では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬを駆動するようにしたが、これに代えて、本実施の形態では、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の寄生容量を介して駆動電極ＣＯＭＬを駆動するようにしている。その他の構成は、上記第１の実施の形態（図４）と同様である。なお、上記第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0079】

図１４は、液晶表示デバイス２０における、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の寄生容量を表すものである。画素信号ＳＧＬは、対応する駆動電極ＣＯＭＬとの間に、寄生容量Ｃｐを有している。寄生容量Ｃｐは、図６に示したように、ＴＦＴ基板２１に形成された画素信号線ＳＧＬと、ガラス基板３１に形成された駆動電極ＣＯＭＬとの間に、液晶層６を介して形成されるものである。つまり、図１４では、説明の便宜上、寄生容量Ｃｐが各画素Ｐixに存在するように示したが、実際には、寄生容量Ｃｐは、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間に分布して存在するものである。

【0080】

図１５は、本実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の詳細動作例を表すものである。図１５において、（Ａ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｂ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｄ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。

【0081】

本実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置では、タッチ検出期間Ａにおいて、まず、駆動電極ドライバ１４が、タッチ検出に係る駆動電極ＣＯＭＬをフローティング状態（フローティングＦ）にする（図１５（Ｂ））。そして、ソースドライバ１３が、その駆動電極ＣＯＭＬに対応する画素信号線ＳＧＬに対して、パルス状のタッチ駆動信号を印加する（図１５（Ｃ））。このとき、画素信号線ＳＧＬに印加されたタッチ駆動信号は、寄生容量Ｃｐを介して、駆動電極ＣＯＭＬに伝わる（図１５（Ｂ））。つまり、ソースドライバ１３は、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の寄生容量Ｃｐを介して、間接的に駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。その後の動作は上記第１の実施の形態と同様である。すなわち、駆動電極ＣＯＭＬの駆動信号が、静電容量を介してタッチ検出信号Ｖdetとしてタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり（図１５（Ｄ））、Ａ／Ｄ変換部４２が、このタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、１検出ラインのタッチ検出を行う。なお、表示期間Ｂの動作については、上記第１の実施の形態と同様である。

【0082】

上述したように本実施の形態におけるタッチ検出機能付き表示装置では、タッチ検出動作の際には、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬをフローティング状態に設定する。また、表示動作の際には、ドット反転駆動の場合は、駆動電極ドライバ１４は表示動作の為の駆動信号（この場合は０Ｖの直流電位）を出力する。つまり、この例では、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、表示動作で用いる駆動信号以外の電圧の印加を行わないため、多くの電圧レベルを生成し出力する必要がない。これにより、駆動電極ドライバの回路構成をシンプルにすることができる。

【0083】

以上のように本実施の形態では、ソースドライバが駆動電極ＣＯＭＬを駆動するようにしたので、駆動電極ドライバとソースドライバの回路構成の一部または大部分を共有することができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

【0084】

＜４．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置について説明する。本実施の形態では、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬを接続するスイッチ部を新たに設け、タッチ検出期間Ａにおいて、ソースドライバがこのスイッチを介して駆動電極ＣＯＭＬを駆動するようにしている。その他の構成は、上記第１および第２の実施の形態と同様である。なお、上記第１および第２の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0085】

図１６は、本発明の第３の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置８の一構成例を表すものである。タッチ検出機能付き表示装置８は、スイッチ部５０を備えている。スイッチ部５０は、ソースドライバ１３に接続された画素信号線ＳＧＬと、駆動電極ドライバ１４に接続された駆動電極ＣＯＭＬとの間をオンオフ制御するものである。スイッチ部５０は、タッチ検出期間Ａにおいてオン状態となり、それ以外の期間にはオフ状態となるように、制御部１５により制御される。

【0086】

ここで、スイッチ部５０は、本発明における「スイッチ」の一具体例に対応する。

【0087】

本実施の形態におけるタッチ検出機能付き表示装置８では、タッチ検出期間Ａにおいて、まず、駆動電極ドライバ１４が、全ての駆動電極ＣＯＭＬをフローティング状態にする。もしくは、タッチ検出に係る駆動電極ＣＯＭＬのみフローティング状態にしてもよい。そして、ソースドライバ１３が、タッチ検出動作を行う駆動電極ＣＯＭＬに対応する画素信号線ＳＧＬに対して、パルス状のタッチ駆動信号を印加する。これにより、タッチ検出動作を行う駆動電極ＣＯＭＬには、スイッチを介してタッチ駆動信号を印加される。その後の動作は、上記第１および第２の実施の形態と同様である。すなわち、駆動電極ＣＯＭＬの駆動信号が、静電容量を介してタッチ検出信号Ｖdetとしてタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、Ａ／Ｄ変換部４２が、このタッチ検出信号ＶdetをＡ／Ｄ変換することにより、１検出ラインのタッチ検出を行う。なお、表示期間Ｂの動作については、上記第１の実施の形態と同様である。

【0088】

第２の実施の形態と同様に、本実施の形態におけるタッチ検出機能付き表示装置８では、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、表示動作で用いる駆動信号以外の電圧の印加を行わない。これにより、駆動電極ドライバの回路構成をシンプルにすることができる。

【0089】

また、ソースドライバ１３は、スイッチを介して駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ駆動信号を印加するようにしたので、駆動電極ＣＯＭＬに対して確実に信号を伝えることができる。

【0090】

以上のように本実施の形態では、ソースドライバがスイッチを介して駆動電極を駆動するようにしたので、駆動電極に対して確実に信号を伝えることができる。その他の効果は、上記第１および第２の実施の形態の場合と同様である。

【0091】

＜５．適用例＞
次に、図１７〜図２１を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

【0092】

（適用例１）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。

【0093】

（適用例２）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。

【0094】

（適用例３）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。

【0095】

（適用例４）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。

【0096】

（適用例５）
図２１は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。

【0097】

以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

【0098】

上記実施の形態では、液晶表示デバイスの表示駆動方式は、ドットごとに画素信号の極性を反転するドット反転駆動としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ラインごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるライン反転駆動にしてもよいし、フレームごとに画素信号の極性を反転する、いわゆるフレーム反転駆動にしてもよい。

【0099】

上記実施の形態では、表示駆動信号は０Ｖの直流信号としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、他の電圧の直流信号としても良いし、交流信号であってもよい。表示駆動信号が交流信号である場合には、液晶表示デバイスは、いわゆる交流駆動により駆動される。

【0100】

上記実施の形態では、１表示水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出期間Ａの後に表示期間Ｂを設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、表示期間Ｂの後にタッチ検出期間Ａを設けるようにしてもよい。

【0101】

上記実施の形態では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス６０を、図２２に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス６０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図６の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図６の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。この場合、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。

【符号の説明】

【0102】

１，８…タッチ検出機能付き表示装置、２，２Ｂ…画素基板、３，３Ｂ…対向基板、６，６Ｂ…液晶層、１０，６０…タッチ検出機能付き表示デバイス、１１，１５…制御部、１２…ゲートドライバ、１３…ソースドライバ、１４…駆動電極ドライバ、１９Ａ，１９Ｂ…ＣＯＧ、２０…液晶表示デバイス、２１…ＴＦＴ基板、２２…画素電極、２３…絶縁層、３０…タッチ検出デバイス、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、３５…偏光板、４０…タッチ検出回路、４２…アナログＬＰＦ、４３…Ａ／Ｄ変換部、４４…信号処理部、４５…座標抽出部、４６…検出タイミング制御部、５０…スイッチ部、Ａ…タッチ検出期間、Ｂ…表示期間、ＣＯＭＬ…駆動電極、Ｃｐ…寄生容量、ＧＣＬ…走査信号線、Ｐix…画素、ＳＧＬ…画素信号線、Ｔ…端子部、ＴＤＬ…タッチ検出電極、Ｖcom…駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖdisp…映像信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】