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(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】6495748
(24)【登録日】2019年3月15日
(45)【発行日】2019年4月3日
(54)【発明の名称】タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20190325BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20190325BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 510
G06F3/041 422
G06F3/041 412
G06F3/041 580
G06F3/044 126
【請求項の数】17
【全頁数】34
(21)【出願番号】特願2015-115220(P2015-115220)
(22)【出願日】2015年6月5日
(65)【公開番号】特開2017-4125(P2017-4125A)
(43)【公開日】2017年1月5日
【審査請求日】2018年3月6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
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 大亮
(72)【発明者】
【氏名】藤原 敏彦
(72)【発明者】
【氏名】倉澤 隼人
(72)【発明者】
【氏名】水橋 比呂志
【審査官】
野村 和史
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１５−０２６３７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２７７１５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１４６０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５６−０９７１３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０６Ｆ ３／０４１
Ｇ０６Ｆ ３／０４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記複数のタッチ検出電極の内、少なくとも１つのタッチ検出電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、
複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
複数の前記タッチ検出電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記タッチ検出電極の前記第２の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記複数のタッチ検出電極の内、少なくとも１つのタッチ検出電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、
複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
複数の前記タッチ検出電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記タッチ検出電極の前記第２の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
【請求項2】
複数の前記タッチ検出電極は、それぞれ前記第２の部分を有し、
複数の前記第２の部分は、前記重畳電極と重畳する前記第２の部分と、前記重畳電極と重畳しない前記第２の部分とを含む請求項１に記載のタッチ検出装置。
複数の前記第２の部分は、前記重畳電極と重畳する前記第２の部分と、前記重畳電極と重畳しない前記第２の部分とを含む請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項3】
複数の前記第２の部分は、前記タッチ検出電極の延在する方向と交差する方向において、所定のピッチを有して配置されており、
前記重畳電極は複数設けられており、複数の前記重畳電極は、前記タッチ検出電極の延在する方向と交差する方向において、前記第２の部分のピッチよりも大きいピッチを有して配置される請求項２に記載のタッチ検出装置。
前記重畳電極は複数設けられており、複数の前記重畳電極は、前記タッチ検出電極の延在する方向と交差する方向において、前記第２の部分のピッチよりも大きいピッチを有して配置される請求項２に記載のタッチ検出装置。
【請求項4】
前記重畳電極と重畳する前記第２の部分は、前記重畳電極と重畳しない前記第２の部分よりも大きい幅を有する請求項２または請求項３に記載のタッチ検出装置。
【請求項5】
前記重畳電極は、前記タッチ検出電極と重畳する部分と、前記タッチ検出電極と重畳しない部分とを有する、請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項6】
前記重畳電極は、前記垂直方向において、前記タッチ検出電極よりも前記基板の表面から離れた位置に配置される、請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項7】
前記基板と前記垂直方向において対向するカバー基板を有し、
前記カバー基板に前記重畳電極が設けられる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
前記カバー基板に前記重畳電極が設けられる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
【請求項8】
前記第１のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第１のタッチ検出信号を出力し、
前記第２のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第２のタッチ検出信号を出力し、
前記第１のタッチ検出信号と、前記第２のタッチ検出信号との差分により、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
前記第２のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第２のタッチ検出信号を出力し、
前記第１のタッチ検出信号と、前記第２のタッチ検出信号との差分により、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項9】
前記第１のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第１のタッチ検出信号を出力し、
前記第２のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第２のタッチ検出信号を出力し、
複数の前記タッチ検出電極から出力される複数の前記第２のタッチ検出信号の差分に基づいて、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
前記第２のタッチ検出モードにおいて、複数の前記タッチ検出電極は第２のタッチ検出信号を出力し、
複数の前記タッチ検出電極から出力される複数の前記第２のタッチ検出信号の差分に基づいて、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項10】
前記第１のタッチ検出モードにおいて、前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間の相互静電容量により、前記第１の領域の前記タッチ検出電極への導体の接触または近接を検出し、
前記第２のタッチ検出モードにおいて、前記タッチ検出電極の自己静電容量により、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
前記第２のタッチ検出モードにおいて、前記タッチ検出電極の自己静電容量により、前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項11】
前記第２のタッチ検出モードにおいて、前記タッチ検出電極は、前記重畳電極と、前記重畳電極と重畳する前記タッチ検出電極との静電容量を介して前記第２の領域への導体の接触または近接を検出する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項12】
基板と、
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記複数の駆動電極の内、少なくとも１つの駆動電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、
複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
複数の前記駆動電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記駆動電極の前記第２の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記複数の駆動電極の内、少なくとも１つの駆動電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、
複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
複数の前記駆動電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記駆動電極の前記第２の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
【請求項13】
基板と、
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間の相互静電容量により、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
前記タッチ検出電極又は前記駆動電極の自己静電容量により、前記第１の領域に隣接する第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記第２の領域に配置された前記タッチ検出電極の部分又は前記駆動電極の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、
前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、
前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間の相互静電容量により、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、
前記タッチ検出電極又は前記駆動電極の自己静電容量により、前記第１の領域に隣接する第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有し、
前記基板の表面に対する垂直方向において、前記第２の領域に配置された前記タッチ検出電極の部分又は前記駆動電極の部分と重畳する重畳電極が設けられているタッチ検出装置。
【請求項14】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置と、
前記基板と平行な面上の前記第１の領域内において、前記駆動電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、
前記第１の領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
前記基板と平行な面上の前記第１の領域内において、前記駆動電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、
前記第１の領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項15】
前記第１のタッチ検出モードにおいて、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出するタッチ検出動作と、画像信号に基づいて、前記画素電極と前記駆動電極との間に表示用駆動電圧を印加して前記表示機能層の画像表示機能を発揮させる表示動作とが、時分割で行われる請求項１４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項16】
前記第２のタッチ検出モードにおいて、前記表示動作を行わずに前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する請求項１５に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項17】
基板と、前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、複数の前記タッチ検出電極の内、少なくとも１つのタッチ検出電極が、前記第１の領域に配置される第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置される第２の部分とを含むタッチ検出装置の表面側に配置されるカバー部材であって、
カバー基板と、
前記カバー基板と平行な面上であって、平面視で前記タッチ検出電極の前記第２の部分がある位置に配置された重畳電極と、を有するカバー部材。
カバー基板と、
前記カバー基板と平行な面上であって、平面視で前記タッチ検出電極の前記第２の部分がある位置に配置された重畳電極と、を有するカバー部材。
【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タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着または一体化される、タッチ検出機能付き表示装置に用いられている。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、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、タッチパネルを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ている。
【0003】
下記特許文献１には、表示領域外に、０Ｄ（０次元、オンオフ）の入力を行うボタンが設けられたタッチ検出機能付き表示装置が記載されている。特許文献１に記載のタッチ検出機能付き表示装置は、表示領域から、表示領域外まで延在するタッチ検出電極と、表示領域外においてタッチ検出電極と容量結合する駆動電極とを備えている。表示領域外におけるタッチ検出電極と駆動電極との相互静電容量の変化に基づいて、ボタンに対するタッチ入力が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４−１７４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載されているタッチ検出機能付き表示装置は、表示領域外においてタッチ検出電極と容量結合する駆動電極を設ける必要があり、装置が複雑になる可能性がある。
【0006】
本発明は、電極の構成を簡略化して、ボタンに対するタッチ入力を検出することができるタッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様のタッチ検出装置は、基板と、前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、前記複数のタッチ検出電極の内、少なくとも１つのタッチ検出電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、複数の前記タッチ検出電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有する。
【0008】
本発明の一態様のタッチ検出装置は、基板と、前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、前記複数の駆動電極の内、少なくとも１つの駆動電極は、前記第１の領域に配置された第１の部分と、前記第１の領域に隣接する第２の領域に配置された第２の部分とを有し、複数の前記駆動電極に第１の駆動信号が順次供給され、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、複数の前記駆動電極に第２の駆動信号が供給され、前記第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有する。
【0009】
本発明の一態様のタッチ検出装置は、基板と、前記基板と平行な面上、かつ、画像が表示される第１の領域内に配置される複数の駆動電極と、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、を有し、前記タッチ検出電極と前記駆動電極との間の相互静電容量により、前記第１の領域に接触または近接する導体を検出する第１のタッチ検出モードと、前記タッチ検出電極又は前記駆動電極の自己静電容量により、前記第１の領域に隣接する第２の領域に接触または近接する導体を検出する第２のタッチ検出モードとを有する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0012】
（第１の実施形態）図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用したスマートフォンの外観を示す図である。図１に示すように、スマートフォン１００は、表示領域１０１ａと、額縁領域１０１ｂとを有する。表示領域１０１ａは、画像、文字等を表示するとともに、２Ｄ（２次元）のタッチ検出を行うことができる。表示領域１０１ａは、タッチ検出領域を兼ねている。また、額縁領域１０１ｂは、表示領域１０１ａの周囲に隣接して設けられている。額縁領域１０１ｂに、０Ｄ（０次元、オン、オフ）のタッチ検出を行うことができる０Ｄボタン（以下、単に「ボタン」という）１０２ａ〜１０２ｃが配置されている。例えば、ボタン１０２ａは、１つ前の画面を表示する「戻るボタン」、ボタン１０２ｂは、ホーム画面を表示する「ホームボタン」、ボタン１０２ｃは、メニュー画面を表示する「メニューボタン」である。表示領域１０１ａにおける画像表示及びタッチ検出は、後述する本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置により実現される。また、ボタン１０２ａ〜１０２ｃのタッチ検出も、後述する本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置により実現される。
【0013】
なお、ここでは２Ｄのタッチ検出とは、タッチ位置の座標を判別することを意味し、０Ｄのタッチ検出とは、タッチの有無のみの判別を意味している。また、ボタン１０２ａ〜１０２ｃの数は３個に限らず、１又は２個でも良いし、４個以上でも良い。ボタン１０２ａ〜１０２ｃは、表示領域１０１ａの下側の額縁領域１０１ｂに配置されているが、表示領域１０１ａの上側に配置されていてもよく、左側又は右側に配置されていてもよい。
【0014】
図２は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。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部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、タッチ検出部４０とを備えている。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部１０がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示パネル２０と、タッチ入力を検出するタッチ検出装置であるタッチパネル３０とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示パネル２０の上にタッチパネル３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。なお、表示パネル２０は、例えば、有機ＥＬ表示パネルであってもよい。
【0015】
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、タッチ検出機能付き表示部１０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。
【0016】
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、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。
【0017】
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部１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに第１の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
【0018】
表示パネル２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行う表示素子である。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、及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
【0019】
タッチパネル３０は、２Ｄのタッチ検出を行うタッチ部３０ａと、０Ｄのタッチ検出を行うボタン部３０ｂと、を有する。タッチ部３０ａは、平面視において（タッチ検出機能付き表示部１０の主面に垂直な方向からみて）、表示パネル２０の表示領域に重畳されている。ボタン部３０ｂはタッチ部３０ａと隣接して配置されており、平面視において、表示パネル２０の表示領域外、例えば額縁領域に配置されている。
【0020】
タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、相互静電容量方式にてタッチ検出を行う第１のタッチ検出モードと、自己容量方式にてタッチ検出を行う第２のタッチ検出モードとを有する。タッチ部３０ａに対するタッチ入力の有無は、第１のタッチ検出モード（相互静電容量方式）で検出を行い、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力の有無は第２のタッチ検出モード（自己静電容量方式）で検出を行う。
【0021】
タッチパネル３０は、タッチ部３０ａに対するタッチ入力がある場合に第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、タッチ検出部４０に第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が供給される。また、タッチパネル３０は、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力がある場合に第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力し、タッチ検出部４０に第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が供給される。
【0022】
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給された第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する回路である。また、タッチ検出部４０は、タッチがある場合においてタッチ部３０ａにおけるその座標などを求める。このタッチ検出部４０は、タッチ検出信号増幅部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とを備えている。タッチ検出部４０は、さらにＸ検出部４７と、Ｘ駆動ドライバ４８と、Ａ／Ｄ変換部４９とを備える。
【0023】
上述のとおり、タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図３〜図７を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の第１のタッチ検出モードにおける相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図３は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図４は、図３に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図７は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触または近接する場合を説明するが、指に限られず、導体を含むスタイラスペン等の装置であってもよい。
【0024】
例えば、図３に示すように、容量素子Ｃ１は、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及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図４に示すように、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、他端は電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示すタッチ検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。
【0025】
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〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、図７に示すような出力波形（第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４から入力される第１の駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。
【0026】
指が接触（または近接）していない状態（非接触状態）では、図３及び図４に示すように、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。図４に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０（図７参照））に変換する。
【0027】
一方、指が接触（または近接）した状態（接触状態）では、図５に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２が、タッチ検出電極Ｅ２と接しているまたは近傍にあることにより、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子Ｃ１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図６に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ１が流れる。図７に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から近接する導体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。
【0028】
図２に示すタッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される第１の駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査して、相互静電容量方式によりタッチ部３０ａにおけるタッチ検出を行うようになっている。
【0029】
タッチパネル３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図４または図６に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２に供給するようになっている。
【0030】
タッチ検出信号増幅部４２は、相互静電容量方式のタッチ検出により、タッチパネル３０から供給される第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅する。なお、タッチ検出信号増幅部４２は、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。
【0031】
Ａ／Ｄ変換部４３は、第１の駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【0032】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、第１の駆動信号Ｖｃｏｍをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接導体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出したデジタル電圧を所定の閾値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接導体の接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０はタッチ検出が可能となる。
【0033】
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、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、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。
【0034】
次に、図８〜図１０を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の第２のタッチ検出モードにおける自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図１０は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図８及び図９は、検出回路を併せて示している。
【0035】
図８に示すように、指が接触または近接していない状態において、タッチ検出電極Ｅ２に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。タッチ検出電極Ｅ２は、静電容量Ｃ３を有しており、静電容量Ｃ３に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ４（図１０参照））に変換する。
【0036】
次に、図９に示すように、指が接触または近接した状態において、指とタッチ検出との間の静電容量Ｃ４が、タッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃ３に加わる。したがって、タッチ検出電極Ｅ２に交流矩形波Ｓｇが印加されると、静電容量Ｃ３及びＣ４に応じた電流が流れる。図１０に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ５）に変換する。そして、得られた波形Ｖ４及び波形Ｖ５の電圧値をそれぞれ積分し、これらの値を比較することで、タッチ検出電極Ｅ２への、指の接触または近接の有無を判別することができる。なお、図１０では、波形Ｖ２と波形Ｖ３について、所定の基準電圧に低下するまでの期間を求めて、これらの期間を比較する等の方法であってもよい。
【0037】
具体的には、図８及び図９に示すように、タッチ検出電極Ｅ２はスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２で切り離すことが可能な構成となっている。図１０において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ０に相当する電圧レベルを上昇させる。このときスイッチＳＷ１はオンしておりスイッチＳＷ２はオフしている。このためタッチ検出電極Ｅ２も電圧Ｖ０の電圧上昇となる。次に時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１をオフとする。このときタッチ検出電極Ｅ２はフローティング状態であるが、タッチ検出電極の容量Ｃ３（図８参照）、あるいはタッチ検出電極の容量Ｃ３に指等の接触または近接よる容量Ｃ４を加えた容量（Ｃ３＋Ｃ４、図９参照）によって、タッチ検出電極Ｅ２の電位はＶ０が維持される。更に、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ３をオンさせ所定の時間経過後にオフさせ電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。このリセット動作により出力電圧はＶｒｅｆと略等しい電圧となる。
【0038】
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ２をオンさせると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部がタッチ検出電極Ｅ２の電圧Ｖ０となり、その後、タッチ検出電極Ｅ２の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）と電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５の時定数に従って電圧検出器ＤＥＴの反転入力部は基準電圧Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、タッチ検出電極Ｅ２の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力が上昇する（Ｖｄｅｔ２）。電圧検出器ＤＥＴの出力（Ｖｄｅｔ２）は、タッチ検出電極Ｅ２に指等が近接していないときは、実線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃ３・Ｖ０／Ｃ５となる。指等の影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ５となり、Ｖｄｅｔ２＝（Ｃ３＋Ｃ４）・Ｖ０／Ｃ５となる。その後、タッチ検出電極Ｅ２の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）の電荷が容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ２をオフさせ、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３をオンさせることにより、タッチ検出電極Ｅ２の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチＳＷ１オンさせるタイミングは、スイッチＳＷ２をオフさせた後、時刻Ｔ０２以前であればいずれのタイミングでもよい。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチＳＷ２をオフさせた後、時刻Ｔ１２以前であればいずれのタイミングとしてもよい。以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）で繰り返す。波形Ｖ４と波形Ｖ５との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。なお、タッチ検出電極Ｅ２の電位は、図１０に示すように、指等が近接していないときはＶ２の波形となり、指等の影響によるＣ４が付加されるときはＶ３の波形となる。波形Ｖ２と波形Ｖ３とが、それぞれ所定の電圧ＶＴＨまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することも可能である。
【0039】
図２に示すタッチパネル３０は、Ｘ駆動ドライバ４８から供給される第２の駆動信号Ｖｘに従って、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬに電荷が供給され、自己静電容量方式により、ボタン部３０ｂにおけるタッチ検出を行う。
【0040】
タッチパネル３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図８または図９に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２は、タッチ検出部４０のＸ検出部４７に供給される。
【0041】
Ａ／Ｄ変換部４９は、Ｘ検出部４７から入力された信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部４４に出力する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４９の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による差分の電圧のみ取り出す処理を行う。信号処理部４４は、検出した指による差分の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接導体の接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば、外部近接導体の非接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０は、第２のタッチ検出モードにおいて自己静電容量方式によるタッチ検出が可能となる。
【0042】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４９からの出力信号と、Ａ／Ｄ変換部４３からの出力信号とを比較して、ボタン部３０ｂに対するタッチの有無を検出してもよい。この場合、信号処理部４４は、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１から得られた容量の差分と、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から複数のタッチ検出電極ＴＤＬごとの容量の差分とを比較することで、ボタン部３０ｂに対するタッチ検出の有無を判断する。また、信号処理部４４は、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から複数のタッチ検出電極ＴＤＬごとの容量の差分を求め、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ同士の容量の比較を行うことにより、ボタン部３０ｂに対するタッチ検出の有無を判断してもよい。
【0043】
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてボタン部３０ｂに対するタッチが検出されたときに、ボタン１０２ａ〜１０２ｃ（図１参照）に対応する座標を求める論理回路である。本実施形態において、座標抽出部４５はＸ座標を出力する。なお、Ｘ駆動ドライバ４８は、相互静電容量方式によるタッチ検出動作の間は動作せず、電荷の供給を行わない。
【0044】
図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図１１に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＦＴ基板２１と、フレキシブルプリント基板Ｔとを備えている。ＴＦＴ基板２１は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）１９Ａを搭載し、表示パネル２０（図２参照）の表示領域１０１ａと、表示領域１０１ａを囲む額縁領域１０１ｂとが形成されている。ＣＯＧ１９Ａは、ＴＦＴ基板２１に実装されたＩＣドライバのチップであり、図２に示す制御部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。また、本実施形態において、駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１に形成してもよい。ＣＯＧ１９Ａ及び駆動電極ドライバ１４は、額縁領域１０１ｂに設けられる。なお、ＣＯＧ１９Ａは、駆動電極ドライバ１４を内蔵していてもよい。この場合、額縁領域１０１ｂを狭くすることが可能である。
【0045】
フレキシブルプリント基板Ｔは、表示領域１０１ａの短辺側に設けられ、フレキシブルプリント基板Ｔの上にタッチＩＣ１１０が実装されている。タッチＩＣ１１０は、タッチ検出部４０（図２参照）を含む。タッチＩＣ１１０は、並設された複数のタッチ検出電極ＴＤＬのそれぞれと接続されており、タッチ検出電極ＴＤＬのタッチ検出信号（上述した第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２）が、タッチＩＣ１１０に供給される。なお、フレキシブルプリント基板Ｔは、フレキシブルプリント基板に限られず、端子であればよい。この場合、モジュールの外部にタッチＩＣ１１０が備えられる。
【0046】
図１１に示すように、タッチ検出機能付き表示部１０は、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬと立体交差するように形成されたタッチ検出電極ＴＤＬとが設けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、表示領域１０１ａの短辺に沿う方向に延出しており、タッチ検出電極ＴＤＬは、表示領域１０１ａの長辺に沿う方向に延出している。駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬは、表示領域１０１ａと重畳する位置に設けられる。
【0047】
本実施形態において、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ部３０ａとボタン部３０ｂとを有している。タッチ部３０ａは、表示パネル２０（図２参照）の表示領域１０１ａと重畳する位置に設けられており、ボタン部３０ｂは、額縁領域１０１ｂのボタン１０２ａ〜１０２ｃ（図１参照）と重畳する領域である。ボタン部３０ｂは、表示領域１０１ａの短辺側に隣接する額縁領域１０１ｂの部分であって、表示領域１０１ａの短辺と平行方向に延在する領域である。図１１に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬはそれぞれ、タッチ部３０ａにおいて延在する第１の部分ＴＤＬ１Ａと、第１の部分ＴＤＬ１Ａと連続しボタン部３０ｂまで延在する第２の部分ＴＤＬ１Ｂとを有する。第２の部分ＴＤＬ１Ｂが、それぞれフレキシブルプリント基板Ｔに接続される。
【0048】
図１１に示す、タッチ検出電極ＴＤＬａ、ＴＤＬｂ、ＴＤＬｃは、それぞれボタン１０２ａ〜１０２ｃ（図１参照）に対応する。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬａは、ボタン１０２ａに対応して「戻るボタン」のタッチ入力を検出し、タッチ検出電極ＴＤＬｂは、ボタン１０２ｂに対応して「ホームボタン」のタッチ入力を検出し、タッチ検出電極ＴＤＬｃは、ボタン１０２ｃに対応して「メニューボタン」のタッチ入力を検出する。
【0049】
本実施形態において、上述のように、タッチ部３０ａにおけるタッチ検出は、相互静電容量方式のタッチ検出で行われる。タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬに第１の駆動信号Ｖｃｏｍを順次供給することにより、１検出ラインずつ順次走査が行われ、タッチ検出電極ＴＤＬから第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。ボタン部３０ｂにおけるタッチ検出は、自己静電容量方式のタッチ検出で行われる。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬに第２の駆動信号Ｖｘを供給して、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量の変化を計測する。このため、ボタン部３０ｂにおけるタッチ検出のための駆動電極ＣＯＭＬは、ボタン部３０ｂに設けられていないため、ＴＦＴ基板２１の簡略化が可能である。
【0050】
図１１に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、上述した第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１及び第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を、表示領域１０１ａの短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、端子部であるフレキシブルプリント基板Ｔを介してタッチＩＣ１１０に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
【0051】
図１２は、カバー部材の平面図である。図１２に示すようにカバー部材１２０は、カバーガラス１２１と、カバーガラス１２１のボタン部３０ｂに設けられた複数の０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃとを有する。０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、図１１に示す、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの一部と重畳して設けられる重畳電極である。また、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、それぞれ、ボタン１０２ａ〜１０２ｃ（図１参照）に対応する位置に配置されている。０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、ボタン部３０ｂの、タッチ部３０ａに接する位置に設けられ、タッチ検出電極ＴＤＬと重畳する重畳部分５１と、タッチ検出電極ＴＤＬと重畳しない部分５２とを有する。なお、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、それぞれ平面視で矩形状であるが、これに限られず、円形状、多角形状など種々に変更してもよい。
【0052】
重畳部分５１は、タッチ検出電極ＴＤＬの第２の部分ＴＤＬ１Ｂ（図１１参照）と重畳する位置に設けられる。重畳部分５１とタッチ検出電極ＴＤＬの第２の部分ＴＤＬ１Ｂとが静電容量結合する。したがって、ユーザが面積の大きい０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃに対して入力操作を行うことで、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと指等との間に形成された静電容量が、重畳部分５１を介してタッチ検出電極ＴＤＬの静電容量に付加される。これにより、ボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができる。
【0053】
図１１及び図１２に示すように、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、タッチ検出電極ＴＤＬの延在する方向と交差する方向において、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが配列されるピッチよりも大きいピッチを有する。このため、複数のタッチ検出電極ＴＤＬの第２の部分ＴＤＬ１Ｂは、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳する第２の部分ＴＤＬ１Ｂと、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳しない第２の部分ＴＤＬ１Ｂとを含む。よって、例えば、図１２に示す０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａと、図１１に示すタッチ検出電極ＴＤＬａの第２の部分ＴＤＬ１Ｂとが静電容量結合した場合において、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａと重畳しない第２の部分ＴＤＬ１Ｂと、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａとの静電容量結合を抑制することができる。したがって、ボタンタッチ入力を行ったボタン１０２ａ〜１０２ｃに対応するタッチ検出電極ＴＤＬの検出精度が向上する。
【0054】
次に、タッチ検出機能付き表示部１０の構成例を詳細に説明する。図１３は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。
【0055】
図１３に示すように、タッチ検出機能付き表示部１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向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。また、タッチ検出機能付き表示部１０を保護する等の観点から、タッチ検出機能付き表示部１０の表面に垂直な方向に対向して、カバー部材１２０が配置されている。
【0056】
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）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、ＴＦＴ基板２１及び画素電極２２の間に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２４と、を含む。
【0057】
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とを含む。ガラス基板３１の他方の面には、タッチパネル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。なお、図１３ではフレキシブルプリント基板Ｔ及びタッチＩＣ１１０（図１１参照）を省略して示している。
【0058】
カバー部材１２０は、タッチ検出機能付き表示装置１の最表面側に配置されており、カバーガラス１２１は、ＴＦＴ基板２１の表面の垂直方向において、ＴＦＴ基板と対向する。カバーガラス１２１は、例えばガラス基板等である。カバーガラス１２１の裏面（タッチ検出機能付き表示部１０側の面）には、遮光層１２２が設けられている。遮光層１２２は、額縁領域１０１ｂ（図１２参照）に重畳する領域に設けられる。遮光層１２２の、タッチ検出機能付き表示部１０側の面には、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃが形成されている。つまり、ＴＦＴ基板２１の表面の垂直方向において、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、タッチ検出電極ＴＤＬよりもＴＦＴ基板２１から離れた位置に配置される。なお、図１３では、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃのうち、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａについて示している。０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａは、タッチ検出電極ＴＤＬのタッチ部３０ｂに延出する第２の部分ＴＤＬ１Ｂと対向する。カバーガラス１２１が、最表面に配置されているため、ユーザが、指などを例えばボタン１０２ａに接触又は近接させた場合に、指などと０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａとの間に静電容量が形成され、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａを介してタッチ検出電極ＴＤＬの静電容量が変化する。０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａは、ユーザの視線側からみて遮光層１２２の裏に隠れることになるので、ユーザから視認しづらくすることができる。また、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａは、遮光層１２２の裏面側に設けられるため、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の透光性を有しない金属材料を用いることができる。
【0059】
本実施形態によれば、カバーガラス１２１の裏面側に０Ｄボタン用の０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃを形成することで、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃを大きく形成することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度が向上する。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬと指、スタイラス等との間の距離を短縮することができるので、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
【0060】
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、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）を含む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表示パネルが用いられる。なお、図１３に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
【0061】
図１３に示すＴＦＴ基板２１には、図１４に示す各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ素子（以下、ＴＦＴ素子）Ｔｒ、図１３に示す各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在する。
【0062】
図１４に示す表示パネル２０は、マトリックス状に配列した複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、それぞれＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。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のソース又はドレインの一方は画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ソース又はドレインの他方は液晶素子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のソース又はドレインの他方に接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。
【0063】
副画素ＳＰｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、表示パネル２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘ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（図２参照）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。また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、表示パネル２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘ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（図２参照）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。さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘ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（図２参照）と接続され、駆動電極ドライバ１４より第１の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
【0064】
図２に示すゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。走査信号Ｖｓｃａｎ（図２参照）が、走査信号線ＧＣＬを介して、副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加され、副画素ＳＰｉｘのうちの１水平ラインが表示駆動の対象として順次選択される。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、１水平ラインに属する副画素ＳＰｉｘ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。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して第１の駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。
【0065】
図１３に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、上述した図１４に示す各副画素ＳＰｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として画素Ｐｉｘとして対応付けられている。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ３２は、３色の組み合わせに限定されず、４色以上の組み合わせであってもよい。
【0066】
本実施形態に係る駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の駆動電極として機能するとともに、タッチパネル３０の駆動電極としても機能する。図１５は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチパネル３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
【0067】
駆動電極ＣＯＭＬは、図１５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。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２及びＸ検出部４７の入力にそれぞれ接続されるとともに、Ｘ駆動ドライバ４８の出力に接続されている（図２参照）。タッチ部３０ａにおいて、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生じさせている。
【0068】
タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。なお、タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、櫛歯形状であってもよい。あるいはタッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、複数に分割されていればよく、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。
【0069】
この構成により、タッチパネル３０では、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックが順次選択される。そして、タッチ検出電極ＴＤＬから第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力されることにより、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックは、上述した静電容量方式の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、タッチパネル３０はこの基本原理に従ってタッチ部３０ａにおけるタッチを検出するようになっている。図１５に示すように、タッチ部３０ａでは、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、タッチパネル３０のタッチ検出面（タッチ部３０ａ）全体にわたって走査することにより、外部近接導体の接触または近接が生じた位置の検出が可能となっている。
【0070】
タッチパネル３０では、自己静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに第２の駆動信号Ｖｘがそれぞれ供給され、タッチ検出電極ＴＤＬから第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。図１５に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬはそれぞれ、タッチ部３０ａに配置された第１の部分ＴＤＬ１Ａと、ボタン部３０ｂに配置された第２の部分ＴＤＬ１Ｂとを有する。ユーザがボタン１０２ａ〜１０２ｃに指等を接触または近接させた場合に、指等と第２の部分ＴＤＬ１Ｂとの間に静電容量が形成され、タッチ検出電極ＴＤＬの静電容量が変化する。これにより、ボタン部３０ｂにおけるタッチ検出が可能となっている。本実施形態において、タッチ検出電極ＴＤＬは、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃ（図１２、図１３参照）と、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳するタッチ検出電極ＴＤＬとの間に形成される静電容量を介して、ボタン部３０ｂに対する外部の導体の接触または近接を検出することができる。タッチ検出電極ＴＤＬは、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理におけるタッチ検出電極Ｅ２に対応する。タッチパネル３０はこの基本原理に従ってボタン部３０ｂにおけるタッチ入力を検出するようになっている。自己静電容量方式のタッチ検出において、Ｘ駆動ドライバ４８は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに同時に第２の駆動信号Ｖｘを供給してもよく、複数のタッチ検出電極ＴＤＬを時分割に順次選択して第２の駆動信号Ｖｘを供給してもよい。
【0071】
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の動作を詳細に説明する。図１６は、第１の実施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１７は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出動作を表すフローチャートである。
【0072】
図１６は、タッチ検出機能付き表示装置１の１フレーム期間（１Ｆ）における動作を模式的に示した図である。１フレーム期間（１Ｆ）において、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とが、時分割で交互に配置される。また、１フレーム期間（１Ｆ）において、表示期間ＰｄＮのあとに、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２が配置される。タッチ検出機能付き表示装置１は、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行い、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で１フレーム分の映像情報の表示動作が行われる。第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２では、自己容量方式のタッチ検出動作が行われる。
【0073】
タッチ部３０ａに存在する駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチパネル３０の駆動電極としても機能するため、第１の駆動信号Ｖｃｏｍが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極ＣＯＭＬは、表示動作を行う表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とに分けて第１の駆動信号Ｖｃｏｍが印加される。駆動電極ドライバ１４は、表示動作を行う表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）においては表示駆動信号として第１の駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、駆動電極ドライバ１４は、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）においてはタッチ駆動信号として第１の駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。以下の説明では、表示駆動信号としての第１の駆動信号Ｖｃｏｍを、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄとして記載し、タッチ駆動信号としての第１の駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとして記載する。
【0074】
なお、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとしては交流矩形波形の信号を用いることができ、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄとしては、直流電圧信号を用いても良く交流矩形波形信号を用いても良い。
【0075】
図２、図１６、図１７を参照して、タッチ検出機能付き表示装置１の１フレーム期間（１Ｆ）における動作を説明する。まず、タッチ検出機能付き表示装置１のタッチ部３０ａの部分の動作について説明する。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃ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、及びタッチ検出部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、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、表示パネル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、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、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、画像信号Ｖｐｉｘを供給する。
【0076】
表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）では、駆動電極ドライバ１４が１水平ラインに係る駆動電極ブロックに表示駆動信号Ｖｃｏｍｄ（Ｖｃｏｍ）を印加し、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）では、駆動電極ドライバ１４がタッチ検出動作に係る駆動電極ブロックに対してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ（Ｖｃｏｍ）を順次印加し、１検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示部１０は、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、及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う。タッチ検出機能付き表示部１０は、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行い（図１７、ＳＴ１１）、タッチ検出電極ＴＤＬから第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とを、交互に時分割で全水平ライン分繰り返し、表示面全面にわたる走査により１フレーム（１Ｆ）分の表示動作を行うとともに、タッチ検出面（タッチ部３０ａ）全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
【0077】
次に、タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂの部分の動作について説明する。タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂは、表示を行わないので、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２だけを行い、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を行わないようにすれば良い。つまり、タッチ検出機能付き表示部１０は、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２において、タッチ検出部４０のＸ駆動ドライバ４８により供給された信号に基づいて、自己静電容量方式のタッチ検出動作を行い（図１７、ステップＳＴ１２）、タッチ検出電極ＴＤＬから第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。
【0078】
第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）で、タッチ検出電極ＴＤＬから出力された第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１は、タッチ検出信号増幅部４２に供給される。タッチ検出信号増幅部４２は、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ（Ｖｃｏｍ）に同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部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。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する（図１７、ステップＳＴ１３）。
【0079】
信号処理部４４において相互静電容量式のタッチ検出があったと判断された場合（図１７、ステップＳＴ１３、Ｙｅｓ）、座標抽出部４５は、タッチパネル座標を演算して求める（図１７、ステップＳＴ１７）。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する（図１７、ステップＳＴ１８）。そして、次の１フレーム期間（１Ｆ）の表示動作及びタッチ検出動作を実行する。信号処理部４４においてタッチ検出が無かったと判断された場合（図１７、ステップＳＴ１３、Ｎｏ）、信号処理部４４は、ボタン部３０ｂに対する入力があるかどうかを判断する。
【0080】
第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２で、タッチ検出電極ＴＤＬから出力された第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２は、Ｘ検出部４７に供給される。Ｘ検出部４７は、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する増幅器やアナログＬＰＦを備えていてもよい。Ａ／Ｄ変換部４９は、Ｘ検出部４７から入力された信号をＡ／Ｄ変換して信号処理部４４に出力する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４９の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する（図１７、ステップＳＴ１４）。
【0081】
ここで、タッチ検出電極ＴＤＬから出力された第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２は、タッチ部３０ａに対するタッチ入力による検出信号と、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力よる検出信号とを含む。そのため、信号処理部４４において、タッチ検出があったと判断された場合（図１７、ステップＳＴ１４、Ｙｅｓ）、信号処理部４４は、タッチ部３０ａに対するタッチ操作であるか、ボタン部３０ｂに対するタッチ操作であるかを判断する（図１７、ステップＳＴ１５）。信号処理部４４において、タッチ検出が無かったと判断された場合（図１７、ステップＳＴ１４、Ｎｏ）、次の１フレーム期間（１Ｆ）の表示動作及びタッチ検出動作を実行する。
【0082】
図１８は、ボタン部に対するタッチ入力が行われた場合の、自己静電容量方式によるタッチ検出結果を模式的に示すグラフである。図１８は、横軸に、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに対応する位置（Ｘ座標）を示し、縦軸に第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から求められた各タッチ検出電極ＴＤＬの容量差分を示す。ここで、容量差分は、タッチ検出電極ＴＤＬに指が接触または近接していない場合と、指が接触または近接した場合との、タッチ検出電極ＴＤＬの容量成分の差を算出した値である。図１９は、ボタン部に対するタッチ入力が行われた場合の、相互静電容量方式によるタッチ検出結果を模式的に示すグラフである。図１９に示すグラフは、ｘ軸は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに対応する位置（タッチ部３０ａのＸ座標）であり、ｙ軸は、複数の駆動電極ＣＯＭＬに対応する位置（タッチ部３０ａのＹ座標）であり、ｚ軸は、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとの交点における容量差分を示す。図２０は、タッチ部に対するタッチ入力操作が行われた場合の、自己静電容量方式によるタッチ検出結果を模式的に示すグラフである。図２１は、タッチ部に対するタッチ入力操作が行われた場合の、相互静電容量方式によるタッチ検出結果を模式的に示すグラフである。
【0083】
図１８に示すように、ボタン部３０ｂに対するタッチ操作が行われた場合、指が接触または近接したタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）において容量差分の大きなピークが現れ、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）に隣り合うタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）では、容量差分が小さい値となっている。タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）は、図１２に示す０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃのいずれかと静電容量結合して、タッチ入力により自己静電容量が変化し大きな容量差分となる。これに対し、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）と隣り合うタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）は、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳しないため、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃとの静電容量結合が抑制され、自己静電容量の変化が抑制される。このため１つのタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）において大きな容量差分のピークが出力される。
【0084】
ボタン部３０ｂに対するタッチ入力が行われた場合、図１１、図１５に示すように、ボタン部３０ｂには駆動電極ＣＯＭＬが設けられていないため、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの相互静電容量の変化が抑制される。このため、図１９に示すように、相互静電容量方式によるタッチ検出の容量差分のピークは検出されない。
【0085】
タッチ部３０ａに対するタッチ入力が行われた場合、接触または近接する指と、複数のタッチ検出電極ＴＤＬとの間で静電容量が形成される。このため、図２０に示すように、指が接触または近接した位置のタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）で最大の容量差分が検出されるとともに、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）に隣り合うタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）においても容量差分が検出される。
【0086】
タッチ部３０ａに対するタッチ入力が行われた場合、指が接触または近接した位置において、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの相互静電容量が変化する。このため、図２１に示すように、相互静電容量方式によるタッチ検出の容量差分のピークが検出される。図２０及び図２１に示すように、タッチ部３０ａに対するタッチ操作が行われた場合、自己静電容量方式によるタッチ検出と、相互静電容量方式によるタッチ検出との両方で、容量差分のピークが検出される。
【0087】
信号処理部４４は、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、相互静電容量方式のタッチ検出により出力された第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１から得られた容量差分（図１９）と、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２で、自己容量方式のタッチ検出により出力された第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から得られた容量差分（図１８）とを比較する。信号処理部４４は、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１から得られた容量差分と、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から得られた容量差分との差が所定の値以上である場合に、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力が有ったと判断する（図１７、ステップＳＴ１５、Ｙｅｓ）。
【0088】
また、図２０及び図２１に示すように、自己静電容量方式によるタッチ検出の容量差分と、相互静電容量方式によるタッチ検出の容量差分との両方でピークが検出された場合、図２１に示す、容量差分のピークが検出された駆動電極ＣＯＭＬと、各タッチ検出電極ＴＤＬとの容量差分の値と、図２０に示す自己静電容量によるタッチ検出の容量差分とを比較する。第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１から得られた容量差分（図２１）と、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から得られた容量差分（図２０）との差が所定の値よりも小さい場合に、信号処理部４４は、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力が無かったと判断する（図１７、ステップＳＴ１５、Ｎｏ）。
【0089】
信号処理部４４が、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力があったと判断した場合、座標抽出部４５は、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいてボタン部３０ｂのタッチ座標を演算して求め（図１７、ステップＳＴ１６）、タッチ操作されたボタンがボタン１０２ａ〜１０２ｃのいずれであるかを求める。そして、座標抽出部４５は、ボタン部３０ｂのタッチ座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する（図１７、ステップＳＴ１７）。その後、次の１フレーム期間（１Ｆ）の表示動作及びタッチ検出動作を実行する。また、信号処理部４４が、ボタン部３０ｂに対する操作が無かったと判断した場合、検出信号出力Ｖｏｕｔを出力せずに、次の１フレーム期間（１Ｆ）の表示動作及びタッチ検出動作を実行する。
【0090】
以上のようなフローで、タッチ部３０ａ及びボタン部３０ｂに対するタッチ入力の検出が実行される。なお、図１６では、１フレーム（１Ｆ）期間において、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２は、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の後に配置されているが、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の前に行ってもよく、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の途中に行ってもよい。１フレーム（１Ｆ）期間に、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２は２回行われているが、検出精度を向上させるため、第２のタッチ検出期間の回数を３回以上にしてもよく、または１回であってもよい。
【0091】
本実施形態において、相互静電容量方式のタッチ検出により出力された第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１から得られた容量差分と、自己容量方式のタッチ検出により出力された第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２から得られた容量差分とを比較して、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力の有無を判断しているが、他の方法であってもよい。図１８及び図２０に示す、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）と、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）と隣り合うタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）との容量差分の値を比較して、ボタン部３０ｂに対するタッチ操作の有無を判断してもよい。
【0092】
この場合、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）の容量差分の値が、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）の容量差分の値に対して、所定のしきい値よりも小さい場合、すなわち、１本のタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）で大きい容量差分のピークが検出された場合、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力が有ると判断してもよい。タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ−１）及びタッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ＋１）の容量差分の値が、タッチ検出電極ＴＤＬ（ｍ）の容量差分の値に対して、所定のしきい値以上である場合、すなわち、複数のタッチ検出電極ＴＤＬで容量差分が検出され、ピーク幅が拡がっている場合、ボタン部３０ｂに対するタッチ操作が無いと判断してもよい。
【0093】
（詳細動作）次に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。まず、タッチ検出機能付き表示装置１のタッチ部３０ａの部分の動作について説明する。図２２は、実施形態１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２２に示すように、表示パネル２０は、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、図１４に示す、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の１水平ラインずつ順次走査して表示を行う。同様に、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、駆動電極ＣＯＭＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目に第１の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。
【0094】
このように、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（第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ））と、表示動作（表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ））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を選択してタッチ検出の第１の駆動信号Ｖｃｏｍｔ（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。
【0095】
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。これにより、１表示水平期間１Ｈが開始する。
【0096】
次に、第１のタッチ検出期間Ｐｍ（ｎ−１）において、駆動電極ドライバ１４が、（ｎ−１）行目の駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ（Ｖｃｏｍ）を印加し、第１の駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する。この第１の駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）は、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が変化する。次に、第１の駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）が高レベルから低レベルに変化すると、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１は同様に変化する。この第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）における第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の波形は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、この第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）における第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１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。
【0097】
次に、表示期間Ｐｄ（ｎ−１）において、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画像信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、図２２に示すように、この画像信号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、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が変化し得るが、表示期間Ｐｄ（ｎ−１）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、この画像信号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による画像信号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、１表示水平期間（１Ｈ）が終了する。
【0098】
なお表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において、駆動電極ドライバ１４は、選択される駆動電極ＣＯＭＬに対して表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄ（Ｖｃｏｍ）を印加する。この例においては、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）にはＶｃｏｍｄ（Ｖｃｏｍ）として０Ｖの直流電圧が印加されている。
【0099】
すなわち、この例ではタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔは、低レベル部と高レベル部を有する矩形波信号であり、表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄはタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔの低レベル部と等しいレベルの直流電圧信号である。
【0100】
なお、この例では駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬがゲートドライバ１２に選択されていない期間にも表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄと同レベルの直流電圧信号を印加するが、電圧信号を印加せず、電位が固定されていないフローティングとしても良い。
【0101】
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。これにより、次の１表示水平期間（１Ｈ）が開始する。
【0102】
次の第１のタッチ検出期間Ｐｍ（ｎ）において、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｎ行目の駆動電極ＣＯＭＬに対して第１の駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の変化を、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。
【0103】
次に、表示期間Ｐｄ（ｎ）において、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画像信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、本実施形態の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が印加する画像信号Ｖｐｉｘは、前の１表示水平期間（１Ｈ）のものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｐｄ（ｎ）が終了した後、この１表示水平期間（１Ｈ）が終了する。
【0104】
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。
【0105】
上述したように、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、タッチ検出動作は第１のタッチ検出期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に行い、表示動作は表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）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時分割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。
【0106】
なお、タッチ検出機能付き表示装置１は、１表示水平期間（１Ｈ）において、必ずタッチ検出動作と表示動作とを等間隔の時分割で行う必要はなく、１画面分の表示を行う１フレーム期間の間に、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とを任意に設定し時分割でタッチ検出動作と表示動作を行うことができる。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１は、複数水平ラインの表示動作と、複数ライン分のタッチ検出動作とを繰り返すことにより１画面分の画面表示とタッチ検出を行うものであっても良い。また１画面分の表示動作の間に１画面以下又は１画面以上のタッチ検出を行っても良い。また、一画面分の表示動作と一画面分のタッチ検出動作とを繰り返しても良い。
【0107】
次に、タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂの部分の動作について説明する。タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂは、表示を行わないので、自己静電容量方式のタッチ検出動作だけを行う。図１６に示すように第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２だけを行い、表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を行わないようにすれば良い。つまり、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、Ｘ検出部４７から第２の駆動信号Ｖｘが複数のタッチ検出電極ＴＤＬに供給される。タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量により、タッチ検出電極ＴＤＬから出力される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が変化する。この第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２における第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の波形は、上述した自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理における、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２に対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、この第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２における第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２をＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。
【0108】
以上のように、タッチ検出機能付き表示装置１では、ボタン部３０ｂのボタンタッチ検出が行われる。なお、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２において、駆動電極ＣＯＭＬは、電圧信号を印加せず、電位が固定されていないフローティングとしてもよい。また、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出電極ＴＤＬに印加される第２の駆動信号Ｖｘと、同レベルの電圧信号を第２の駆動信号Ｖｘと同時に印加してもよい。また、上述のように第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２において表示動作は行わない。このため、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ（図１４参照）は、フローティングとしてもよく、または、第２の駆動信号Ｖｘと同レベルの電圧信号を第２の駆動信号Ｖｘと同時に印加してもよい。
【0109】
以上説明したように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１によれば、タッチパネル３０のボタン部３０ｂにより、ボタン１０２ｂ〜１０２ｄを実現することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン１０２ｂ〜１０２ｄを実現するために専用のＦＰＣ、タッチセンサ、タッチボタン等を設ける必要をなくすことができる。また、自己静電容量方式のタッチ検出により、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力を検出するため、ボタン部３０ｂに設ける電極の数を減らすことができＴＦＴ基板２１の構成を簡略化することができる。従って、タッチ検出機能付き表示装置１は、簡易な回路構成で、部品点数の増加を抑制することができ、製造工程の増加を抑制することができ、コストダウンを図ることができる。
【0110】
（第２の実施形態）図２３は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図２３に示すように、ボタン１０２ａ〜１０２ｃに対応する位置に配置されたタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃは、第１の部分ＴＤＬ１Ａと第２の部分ＴＤＬ１Ｂとが同じ幅を有して延在している。これに対し、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ以外のタッチ検出電極ＴＤＬは、第１の部分ＴＤＬ１Ａに対して、第２の部分ＴＤＬ１Ｂの幅が細くなっている。
【0111】
本実施形態のカバー部材は、図１２に示す、第１の実施形態のカバー部材１２０と同様である。このため、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、図２３に示すタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの第２の部分ＴＤＬ１Ｂと重畳する。本実施形態において、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳するタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの第２の部分ＴＤＬ１Ｂは、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳しないタッチ検出電極ＴＤＬの第２の部分ＴＤＬ１Ｂよりも大きい幅を有している。
【0112】
このようにボタン１０２ａ〜１０２ｃに対応する第２の部分ＴＤＬ１Ｂが大きい幅を有するため、指が０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃに接触または近接したときに、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃとの間の静電容量が変化する。これにより、タッチ検出電極ＴＤＬから出力される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が変化し、ボタン部３０ｂに対するタッチ操作を検出することができる。
【0113】
また、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ以外のタッチ検出電極ＴＤＬの第２の部分ＴＤＬ１Ｂが細幅であるため、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと、細幅の第２の部分ＴＤＬ１Ｂとの間に形成される静電容量が低減される。したがって、図１８に示す自己静電容量方式によるタッチ検出結果と同様に、ボタン１０２ａ〜１０２ｃに対応するタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃで、容量差分の１つのピークが検出され、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ以外のタッチ検出電極ＴＤＬの容量差分が抑制される。これにより、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃを簡略化しつつ、精度よくボタン部３０ｂのタッチ検出が可能となる。
【0114】
（第３の実施形態）図２４は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図２５は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のカバー部材の平面図である。図２４に示すように、第３の実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ｂは、タッチ部３０ａに対して、フレキシブルプリント基板Ｔが接続された位置と反対側にボタン部３０ｂが設けられている。図２５に示すように、カバー部材１２０Ａの０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、ボタン部３０ｂに配置されている。本実施形態において、ボタン１０２ａ〜１０２ｃ（図１参照）は、表示領域１０１ａの上辺側の額縁領域１０１ｂに設けられることとなり、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃとそれぞれ対向する。
【0115】
この場合、タッチ検出電極ＴＤＬは、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと重畳するように、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃに第２の部分ＴＤＬ１Ｂが設けられる。本実施形態において、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと対応しない位置に配置されたタッチ検出電極ＴＤＬ（タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ以外のタッチ検出電極ＴＤＬ）は、第２の部分ＴＤＬ１Ｂを有していない。このため、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと第２の部分ＴＤＬ１Ｂとの間に静電容量が形成され、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ以外のタッチ検出電極ＴＤＬと、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃとの間の静電容量が抑制される。したがって、例えば図１８に示すように、タッチ入力を行ったボタン１０２ａ〜１０２ｃに対応するタッチ検出電極ＴＤＬにおいて、鋭い１つのピークが検出されるため、検出精度が向上する。
【0116】
また、本実施形態は、フレキシブルプリント基板Ｔと反対側にボタン部３０ｂが設けられているため、各タッチ検出電極ＴＤＬとフレキシブルプリント基板Ｔとの接続の制約が少なく、第２の部分ＴＤＬ１Ｂの配置の自由度が大きくなる。
【0117】
（第４の実施形態）図２６は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図２７は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のカバー部材の平面図である。本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ｃは、図２６及び図２７に示すように、ボタン部３０ｂが、表示領域１０１ａの左辺側の額縁領域１０１ｂに設けられている。
【0118】
この場合、図２６に示すように、複数の駆動電極ＣＯＭＬの内、駆動電極ＣＯＭＬａ〜ＣＯＭＬｃが、タッチ部３０ａに配置された第１の部分ＣＯＭＬ１と、タッチ部３０ａに隣接するボタン部３０ｂに配置された第２の部分ＣＯＭＬ２とを有する。図２７に示すように、カバー部材１２０Ｂの０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、駆動電極ＣＯＭＬａ〜ＣＯＭＬｃの第２の部分ＣＯＭＬ２と重畳する位置に設けられる。０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃは、駆動電極ＣＯＭＬと重畳する重畳部分５１と、駆動電極ＣＯＭＬと重畳しない部分とを有する。
【0119】
本実施形態において、駆動電極ＣＯＭＬａ〜ＣＯＭＬｃの第２の部分ＣＯＭＬ２がボタン部３０ｂに設けられており、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量に基づいて、ボタン部３０ｂに対する指等の接近または接触が検出される。
【0120】
本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ｃは、図１６に示す、第１のタッチ検出期間Ｐｍｎ（ｎ＝１〜Ｎ）及び表示期間Ｐｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）での動作は、上述した第１の実施形態と同様であるが、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ１での動作が異なる。具体的には、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２において、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、駆動電極ドライバ１４から第１の駆動信号Ｖｃｏｍが駆動電極ＣＯＭＬに供給される。駆動電極ＣＯＭＬから出力される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２は、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量により変化する。この第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２におけるタッチ検出は、図８〜図１０に示す自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づく。本実施形態の駆動電極ＣＯＭＬは、図８〜図１０に示すタッチ検出電極Ｅ２に対応し、本実施形態の第１の駆動信号Ｖｃｏｍは、図１０に示す第２の駆動信号Ｖｘに対応する。第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の波形は、図８〜図１０の第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２に対応するものである。
【0121】
Ｘ検出部４７（図２参照）は、各駆動電極ＣＯＭＬに接続され、駆動電極ＣＯＭＬから第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が供給される。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換された第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２をＡ／Ｄ変換部４９から受け取り、ボタン部３０ｂにおける駆動電極ＣＯＭＬ（第２の部分ＣＯＭＬ２）に対する、指等の接触または近接の有無を判断する。
【0122】
以上のような構成及び動作により、ボタン部３０ｂが、平面視で表示領域１０１ａ（タッチ部３０ａ）の左右方向に位置する場合であっても、良好にボタン部３０ｂに対するタッチ検出を行うことができる。
【0123】
なお、本実施形態において、第２のタッチ検出期間Ｐｓ１、Ｐｓ２において、第１の駆動信号Ｖｃｏｍが駆動電極ドライバ１４から供給されるとしたが、別の駆動電極ドライバを設けて駆動信号を供給してもよい。
【0124】
（第５の実施形態）図２８は、第５の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作のタイミング図の一例を示す。第５の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、消費電力を低減するため、一定期間操作がない場合に、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わないスリープモードを有する。（Ａ）はタッチＩＣのタッチ検出処理を示し、（Ｂ）はＣＯＧの動作を示し、（Ｃ）はタッチＩＣの動作タイミングを示し、（Ｄ）はタッチＩＣからＣＯＧに出力される制御信号であるＴＲＧＴ信号を示し、（Ｅ）は電源ＩＣの出力電圧を示す。
【0125】
初期タイミングｔ６０において、タッチＩＣ１１０は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己容量方式により、タッチを検出している（図２８（Ａ））。ＣＯＧ１９は、スリープ中であり、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動を行っていないが、タッチＩＣ１１０からの制御信号の受け取りは可能である（図２８（Ｂ））。ＴＲＧＴ信号は、インアクティブ（ローレベル）である（図２８（Ｄ））。電源ＩＣは、スリープ中であり、昇圧を行っておらず、出力電圧は０Ｖである（図２８（Ｅ））。
【0126】
スリープモードにおいて、タッチＩＣ１１０は、図２８（Ｃ）に示すように、所定のインターバルで、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式により、タッチ部３０ａまたはボタン部３０ｂに対するタッチ入力の検出を行うことができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。このスリープモードでは、相互静電容量方式によるタッチ検出動作及び画像表示動作は実行しない。
【0127】
タッチＩＣ１１０は、タッチを検出すると、タイミングｔ６１において、ＴＲＧＴ信号をアクティブ（ハイレベル）にする。ＴＲＧＴ信号は、タッチＩＣ１１０からＣＯＧ１９に送られる。ＣＯＧ１９は、タイミングｔ６１においてＴＲＧＴ信号がアクティブになると、制御信号を電源ＩＣに送り、電源ＩＣをスリープから復帰させる。電源ＩＣは、タイミングｔ６２において電源電圧ＶｃｃをＣＯＧ１９に供給する。
【0128】
タッチＩＣ１１０は、タイミングｔ６３において、所定のインターバルで、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の相互容量方式により、ジェスチャを検出する。タッチＩＣ１１０は、所定のジェスチャを検出すると、タイミングｔ６４において、スリープ解除コマンドがＣＯＧ１９に送られる。
【0129】
スリープ解除コマンドを受け取ったＣＯＧ１９は、タイミングｔ６４において、電源ＩＣに電源電圧Ｖｄｄを出力させる制御信号を電源ＩＣに出力する。電源ＩＣは、タイミングｔ６５において電源電圧ＶｄｄをＣＯＧ１９に供給する。また、このとき、ＣＯＧ１９は、バックライトの動作を開始させる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、画像表示を行うことができるようになる。
【0130】
ＣＯＧ１９は、タイミングｔ６５において、電源ＩＣから供給される電源電圧Ｖｄｄを用いて、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動、つまり画像の表示及びタッチの検出のための駆動電極ＣＯＭＬの駆動を開始する。また、タッチＩＣ１１０は、タイミングｔ６５から所定の時間経過後のタイミングｔ６６において、所定のインターバルで、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の相互容量方式により、ジェスチャを検出する。
【0131】
以上により、タッチ検出機能付き表示装置１は、スリープモードから通常動作モードに復帰する。なお、通常動作モードにおいて、所定の時間タッチ入力がないと、ＣＯＧ１９は、電源ＩＣをスリープ（昇圧を停止）させスリープモードとなる。
【0132】
（第６の実施形態）図２９は、第６の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。第１〜第５の実施形態では、表示パネル２０と、タッチパネル３０とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置について説明したが、これに限定されない。図２９に示すように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ｄは、表示パネル２０の上に、タッチ入力を検出するタッチ検出装置としてのタッチパネル３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置である。
【0133】
表示パネル４０は、ＴＦＴ基板２１の上方において、複数の画素電極２２と、共通電極２３とが設けられている。共通電極２３は、ＴＦＴ基板２１の表面の垂直方向において画素電極２２と対向する。
【0134】
タッチパネル３０は、下部基板３７に設けられた駆動電極ＣＯＭＬＡと、上部基板３８に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬとを有する。駆動電極ＣＯＭＬＡの上面には絶縁層３９が設けられている。駆動電極ＣＯＭＬＡは、タッチ部３０ａに対するタッチ入力を検出するための第１の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ部３０ａにおいて延在する第１の部分ＴＤＬ１Ａと、ボタン部３０ｂにおいて延在する第２の部分ＴＤＬ１Ｂとを含む。第１の部分ＴＤＬ１Ａが駆動電極ＣＯＭＬＡと対向し、第２の部分ＴＤＬ１Ｂが、カバー部材１２０Ｃのカバーガラス１２１に設けられた０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃと対向する（図２９では０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａについて示す）。
【0135】
本実施形態において、第１の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される駆動電極ＣＯＭＬＡと、画素電極２２に共通電位を与えるための共通電極２３とが、別々に設けられている。このような構成であっても、上述のように、タッチパネル３０の、タッチ部３０ａに対するタッチ入力は相互静電容量方式により検出することができ、ボタン部３０ｂに対するタッチ入力は自己静電容量方式により検出することができる。
【0136】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【0137】
例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、図１１等に示す形状や配置に限定されず、矩形状などの複数の電極を配置したものでもよい。また、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとを同一平面に設けてもよい。カバーガラス１２１に０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃを設けない場合であってもよい。また、０Ｄ用タッチ検出電極ＴＤＬ２ａ〜ＴＤＬ２ｃの形状や配置等についても適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【0138】
１ タッチ検出機能付き表示装置２ 画素基板
３ 対向基板
６ 液晶層
１０ タッチ検出機能付き表示部
１１ 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
２０ 表示パネル
２１ ＴＦＴ基板
２２ 画素電極
３０ タッチパネル
３０ａ タッチ部
３０ｂ ボタン部
３１ ガラス基板
３２ カラーフィルタ
４０ タッチ検出部
４２ タッチ検出信号増幅部
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
４７ Ｘ検出部
４８ Ｘ駆動ドライバ
４９ Ａ／Ｄ変換部
１００ スマートフォン
１０１ａ 表示領域
１０１ｂ 額縁領域
１０２ａ〜１０２ｃ ボタン
１１０ タッチＩＣ
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ カバー部材
１２１ カバーガラス
１２２ 遮光層
ＣＯＭＬ、ＣＯＭＬＡ 駆動電極
ＧＣＬ 走査信号線
Ｐｄｎ 表示期間
Ｐｍｎ 第１のタッチ検出期間
Ｐｓ１、Ｐｓ２ 第２のタッチ検出期間
Ｐｉｘ 画素
ＳＰｉｘ 副画素
ＳＧＬ 画素信号線
ＴＤＬ タッチ検出電極
ＴＤＬ２ａ、ＴＤＬ２ｂ、ＴＤＬ２ｃ ０Ｄ用タッチ検出電極
Ｖｃｏｍ 第１の駆動信号
Ｖｘ 第２の駆動信号
Ｖｄｅｔ１ 第１のタッチ検出信号
Ｖｄｅｔ２ 第２のタッチ検出信号
Ｖｄｉｓｐ 映像信号
Ｖｐｉｘ 画素信号
Ｖｓｃａｎ 走査信号