JP2017130040A - タッチ検出機能付き表示装置及び表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも１つの検出面のタッチ検出期間の自由度を向上させて、タッチ検出精度の低下を抑制することができるタッチ検出機能付き表示装置及び表示方法を提供する。
【解決手段】１フレームの画像情報について表示動作を行うフレーム表示期間１Ｆｄと、タッチ検出が開始され、１検出面の全体についての検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間１Ｆｔとが、少なくとも１回、表示同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて開始され、フレーム表示期間内に表示動作とタッチ検出動作とが時分割で行われ、検出面タッチ検出期間の長さが、フレーム表示期間の長さよりも長い。
【選択図】図１６

Description

本発明は、外部近接物体を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置及び表示方法に関する。

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され、または表示装置と一体化されるタッチ検出機能付き表示装置として用いられている。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。下記特許文献１には、表示パネルの１フレーム分の表示期間において、表示パネルの表示動作と、タッチパネルのタッチ検出動作とが時分割で行われる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に記載されているタッチ検出機能付き表示装置は、１フレーム分の表示期間（フレーム期間）が開始されるタイミングで、１検出面のタッチ検出期間（タッチレポート期間）が開始される。この場合、１フレーム分の表示期間内に、１検出面のタッチ検出期間が、１又は２以上含まれている。

特開２０１４−１３２４４５号公報

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、１検出面のタッチ検出動作を繰り返し実行する周波数は、１フレームの表示動作を繰り返し実行する周波数に対して、同じ周波数、若しくは高い周波数となる。したがって、１フレームの表示動作を繰り返し実行する周波数が高くなると、タッチ検出期間の長さが短くなるため、十分なタッチ検出信号を検出することができず、タッチ検出精度が低下する場合がある。

本発明は、１検出面のタッチ検出期間の自由度を向上させて、タッチ検出精度の低下を抑制することができるタッチ検出機能付き表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記表示駆動信号及び前記画素信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、を有し、１フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体についての検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とが、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始され、前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、前記検出面タッチ検出期間の長さが、前記フレーム表示期間の長さよりも長い。

本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記画素信号及び前記表示駆動信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、前記表示動作及び前記タッチ検出動作の開始時刻の基準となる基準クロック信号を生成するクロック生成部と、前記基準クロック信号のパルス数を計測する第１カウンタ及び第２カウンタと、を有し、１フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体についての検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とが、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始され、前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、前記第１カウンタは、前記フレーム表示期間における前記基準クロック信号のパルス数を計測し、前記第２カウンタは、前記検出面タッチ検出期間における前記基準クロック信号のパルス数を計測し、前記検出面タッチ検出期間における前記第２カウンタのカウント値が、前記フレーム表示期間における前記第１カウンタのカウント値よりも大きい。

本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置の表示方法は、表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記表示駆動信号及び前記画素信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、を有し、１フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体の検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とを、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始し、前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、前記検出面タッチ検出期間の長さが、前記フレーム表示期間の長さよりも長い。

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の一構成例を示すブロック図である。 図２は、静電容量型タッチ検出方式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３は、図２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４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。 図５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６は、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７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。 図８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。 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ていない状態を表す説明図である。 図１０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１１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。 図１２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他の一例を示す図である。 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一動作例を表すタイミング波形図である。 図１４は、第１の実施形態に係る駆動電極ドライバの一動作例を表す模式図である。 図１５は、第１の実施形態に係る駆動電極ドライバの一動作例を表す模式図である。 図１６は、第１の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。 図１７は、第２の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。 図１８は、第３の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。 図１９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概略断面構造を表す断面図である。

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。

（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の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、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装置である。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。

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装置である。

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、または同期しないで動作するように制御する回路である。制御部１１は、表示パネル制御部１１Ｃと、タッチパネル制御部１１Ｄとを含む。表示パネル制御部１１Ｃが、表示パネル２０の表示動作を主に制御し、タッチパネル制御部１１Ｄが、タッチパネル３０のタッチ検出動作を主に制御する。

ゲートドライバ１２は、制御部１１の表示パネル制御部１１Ｃから供給される制御信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）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。

ソースドライバ１３は、制御部１１の表示パネル制御部１１Ｃから供給される制御信号及び画素信号Ｖｐｉｘ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。

駆動電極ドライバ１４は、制御部１１のタッチパネル制御部１１Ｄから供給される制御信号（垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃ）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に駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。

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、外部の導体の接触または接近を検出する。タッチパネル３０は、外部の導体の接触または接近を検出した場合、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。

タッチ検出部４０は、制御部１１のタッチパネル制御部１１Ｄから供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔ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入力が行われた座標などを求める。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とを備える。

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２から図４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の静電容量型タッチ検出方式の基本原理について説明する。図２は、静電容量型タッチ検出方式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３は、図２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４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、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。

例えば、図２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３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１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。

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が印加されると、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４に示すような出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４から入力される駆動信号Ｖｃｏｍ（後述するタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ）に相当するものである。

指が接触または近接していない状態（非接触状態）では、図２及び図３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Ｉ_０が流れる。図３に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ_０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ_０（図４参照））に変換する。

一方、指が接触（または近接）した状態（接触状態）では、指によって形成される静電容量が、タッチ検出電極Ｅ２と接触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る。このため、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも小さい容量値の容量素子として作用する。そして、容量素子Ｃ１の変化に応じて変動する電流が流れる。図４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Ｖ_１）に変換する。この場合、波形Ｖ_１は、上述した波形Ｖ_０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触または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Ｖ_０と波形Ｖ_１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。

図１に示すタッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査して、静電容量型のタッチ検出を行う。

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３に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎にタッチ検出信号Ｖｄｅｔ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。

タッチ検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。なお、タッチ検出信号増幅部４２は、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。

Ａ／Ｄ変換部４３は、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。

信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、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Ｖ_０と波形Ｖ_１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、外部近接物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しきい値電圧と比較し、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。

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、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。なお、タッチ検出部４０は、信号処理部４４と座標抽出部４５を有さず、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号を出力信号Ｖｏｕｔとして出力するようにしてもよい。

図５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５に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、後述する画素基板２（第１基板２１）と、プリント基板Ｔとを備えている。なお、プリント基板Ｔは、例えば、フレキシブルプリント基板である。画素基板２（第１基板２１）は、ＣＯＧ（Chip On Glass）１９を搭載し、上述した表示パネル２０の表示領域Ａｄと、額縁Ｇｄとが形成されている。ＣＯＧ１９は、第１基板２１に実装されたＩＣドライバのチップであり、図１に示した制御部１１として機能する表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。本実施形態では、上述したソースドライバ１３は、第１基板２１上に形成されている。ソースドライバ１３は、ＣＯＧ１９に内蔵されていてもよい。また、駆動電極ドライバ１４の一部である、駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂは、第１基板２１に形成されている。また、ゲートドライバ１２は、ゲートドライバ１２Ａ、１２Ｂとして、第１基板２１に形成されている。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧ１９に駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂ、ゲートドライバ１２などの回路を内蔵してもよい。なお、ＣＯＧ１９はあくまで実装の一形態であってこれに限られるものでない。例えば、ＣＯＧ１９と同様の機能を有する構成をＣＯＦ（Chip on film又はChip on flexible）で設けてもよい。

図５に示すように、第１基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬの駆動電極ブロックＢと、タッチ検出電極ＴＤＬとは、交差するように形成されている。

また、駆動電極ＣＯＭＬは、一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。タッチ検出動作を行う際は、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が順次供給される。同時に駆動信号Ｖｃｏｍが供給される、駆動電極ＣＯＭＬの複数のストライプ状の電極パターンが図５に示す駆動電極ブロックＢである。駆動電極ブロックＢ（駆動電極ＣＯＭＬ）は、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺方向に形成されており、後述するタッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ブロックＢの延在方向と交差する方向に延在されており、例えば、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺方向に形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの出力は、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺側に設けられ、プリント基板Ｔを介して、プリント基板Ｔに実装されたタッチ検出部４０と接続されている。このように、タッチ検出部４０は、プリント基板Ｔ上に実装され、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いる。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、リジット基板、または、リジットフレキシブル基板であってもよい。また、タッチ検出部４０は、プリント基板Ｔ上に実装されていなくてもよく、プリント基板Ｔを介して接続されるモジュール外部の制御基板上に備えられていてもよい。本実施形態では、タッチ検出部４０はプリント基板Ｔに実装されたタッチドライバＩＣであるが、タッチ検出部４０の一部の機能は、他のＭＰＵの機能として設けられてもよい。具体的には、タッチドライバＩＣの機能として設けられ得るＡ／Ｄ変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能（例えば、ノイズ除去等）は、タッチドライバＩＣと別個に設けられたＭＰＵ等の回路で実施されてもよい。また、ドライバＩＣを１つ（１チップ構成）にする場合等、例えば、プリント基板Ｔ等の配線を介して検出信号をアレイ基板上のタッチドライバＩＣに伝送するようにしてもよい。

ソースドライバ１３は、第１基板２１上の表示領域Ａｄの近傍に形成されている。表示領域Ａｄには、後述する副画素ＳＰｉｘがマトリックス状（行列状）に多数配置されている。額縁Ｇｄは、表示領域Ａｄの外側の領域であり、第１基板２１の表面を垂直な方向からみて副画素ＳＰｉｘが配置されていない領域である。ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４のうち駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂとは、額縁Ｇｄに配置されている。

ゲートドライバ１２は、例えば、ゲートドライバ１２Ａ、ゲートドライバ１２Ｂを備え、第１基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。ゲートドライバ１２Ａ及びゲートドライバ１２Ｂは、後述する副画素ＳＰｉｘ（画素）がマトリックス状に配置された表示領域Ａｄを挟んで両側から駆動することができるようになっている。また、走査線は、ゲートドライバ１２Ａ、ゲートドライバ１２Ｂとの間に配列する。このため、走査線は、第１基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。本実施形態では、ゲートドライバ１２Ａ、ゲートドライバ１２Ｂとして２つの回路が設けられているが、これはゲートドライバ１２の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、ゲートドライバ１２は、走査線の一方端のみに設けられた１つの回路であってもよい。

駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂは、第１基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂは、駆動信号生成部から、表示用配線ＬＤＣを介して、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄの供給を受けると共に、タッチ用配線ＬＡＣを介してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔの供給を受ける。駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂは、並設された複数の駆動電極ブロックＢのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを供給する表示用配線ＬＤＣと、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを供給するタッチ用配線ＬＡＣとは、並列に額縁Ｇｄに配置されている。表示用配線ＬＤＣは、タッチ用配線ＬＡＣよりも表示領域Ａｄ側に配置されている。この構造により、表示用配線ＬＤＣにより供給される表示駆動信号Ｖｃｏｍｄが、表示領域Ａｄの端部の電位状態を安定させる。このため、特に、横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスにおいて、表示が安定する。本実施形態では、駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂとして２つの回路が設けられているが、いずれか１つのみであってもよい。

図５に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬの延在方向で、プリント基板Ｔと接続されているため、端子部であるプリント基板Ｔを介してタッチ検出部４０に接続する際の配線の引き回しが容易になる。

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６は、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６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表示機能層（例えば、液晶層６）とを備えている。

画素基板２は、回路基板としての第１基板２１と、この第１基板２１の上方にマトリックス状に配設された複数の画素電極（第２電極）２２と、第１基板２１と画素電極２２との間に形成された複数の駆動電極（第１電極）ＣＯＭＬと、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２３と、を含む。第１基板には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が配置される。第１基板２１の下側には、接着層を介して偏光板（図示しない）を設けてもよい。

なお、本実施例において、第１基板２１に対して、駆動電極ＣＯＭＬ、絶縁層２３、画素電極２２の順で積層されたが、これに限られない。第１基板２１に対して画素電極２２、絶縁層２３、駆動電極ＣＯＭＬの順で積層されてもよいし、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬは絶縁層を介して、同層に形成されてもよい。さらに、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬの少なくとも一方は、第２基板３１上に配置されてもよい。

対向基板３は、第２基板３１と、この第２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。対向基板３は、第２基板３１の他方の面に形成された、タッチパネル３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬを含む。さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、接着層を介して偏光板３５が設けられている。なお、カラーフィルタ３２は第１基板２１上に配置されてもよい。また、第１基板２１と第２基板３１は、例えば、ガラス基板である。

第１基板２１と第２基板３１との間に液晶層６が設けられる。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６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。

第１基板２１の下方には、図示しない照明部が設けられる。照明部は、例えばＬＥＤ等の光源を有しており、光源からの光を第１基板２１に向けて射出する。照明部からの光は、画素基板２を通過して、その位置の液晶の状態により光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、表示面に画像が表示される。なお、画素電極２２として、第２基板３１側から入射する光を反射する反射電極が設けられ、対向基板３側に透光性の駆動電極ＣＯＭＬが設けられた反射型液晶表示装置の場合、第１基板２１の下方に照明部は設けなくてもよい。反射型液晶表示装置は、第２基板３１の上方にフロントライトを設けていてもよい。この場合、第２基板３１側から入射する光は、反射電極（画素電極２２）で反射されて、第２基板３１を通過して観察者の目に到達する。また、表示パネル２０に有機ＥＬ表示パネルを用いた場合には、副画素ＳＰｉｘ毎に自発光体を有しており、自発光体の点灯量を制御することにより画像が表示されるため、照明部は設ける必要がない。

図７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。図６に示す第１基板２１には、図７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、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、第１基板２１の表面と平行な平面に延在する。

図７に示す表示パネル２０は、マトリックス状に配列された複数の副画素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。

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１参照）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１参照）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１参照）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、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。本実施形態の駆動電極ＣＯＭＬの延びる方向は、走査信号線ＧＣＬの延びる方向と平行である。

なお、本実施例において、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向は、走査信号線ＧＣＬの延在方向と平行である場合について説明したが、これに限られない。駆動電極ＣＯＭＬの延在方向は、画素信号線ＳＧＬの延在方向と平行であってもよい。その場合、同じ一列に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬと共有するようになり、駆動電極ドライバ１４は、表示パネル上の画素信号線ＳＧＬの延在方向のいずれかの端部に配置されることとなる。

図１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１参照）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、少なくともその１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍ（表示駆動信号Ｖｃｏｍｄ）を印加する。なお、駆動電極ドライバ１４は、走査信号Ｖｓｃａｎが印加されている１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含む複数又はすべての駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍ（表示駆動信号Ｖｃｏｍｄ）を印加してもよい。

図６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３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが周期的に配列されている。上述した図７に示す各副画素ＳＰｉｘに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として対応付けられ、色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを１組として画素Ｐｉｘが構成される。図６に示すように、カラーフィルタ３２は、第１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。さらに、タッチ検出機能付き表示部１０は、カラーフィルタ３２を有さず、白黒表示であってもよい。

図６及び図７に示す駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の複数の副画素ＳＰｉｘに共通電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル３０のタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。図８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を有している。

駆動電極ＣＯＭＬは、図８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複数の電極パターンを有している。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、第１基板２１（図６参照）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の入力にそれぞれ接続される（図１参照）。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。

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を形成する電極は、金属製の導電材料を用いてもよい。この場合、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料を用いることができる。タッチ検出電極ＴＤＬは、これらの金属材料を１以上用いて、複数積層した積層体としてもよい。タッチ検出電極ＴＤＬに金属製の導電材料を用いる場合は、メッシュ加工を施したり、黒色材料でメッキ加工するなどの不可視化処理をするとより良い。また、タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ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。

この構成により、タッチパネル３０では、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ＣＯＭＬを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。選択された駆動電極ＣＯＭＬの検出ブロックは、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍ（タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ）がスキャン方向に順次供給され、順次走査駆動が行われるようになっている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔ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。ここで、駆動電極ＣＯＭＬの検出ブロックは、１本または複数本の駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンを含み、複数の検出ブロックは、それぞれ駆動電極ＣＯＭＬの延出方向に沿った方向に延び、かつ、スキャン方向に配列される。

駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックは、上述した静電容量型タッチ検出方式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入力を検出するようになっている。図８に示すように、タッチパネル３０において、互いに交差したタッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ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のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部からの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。

また、図２から図４を参照して基本原理を説明した本実施形態のタッチ検出に係る方式はいわゆる相互静電容量方式であるが、他の方式であってもよく、例えば自己静電容量方式であってもよい。以下、図９から図１１を参照して、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ていない状態を表す説明図である。図１０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１１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９及び図１０は、検出回路を併せて示している。

図９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Ｖ_４（図１１参照））に変換する。

次に、図１０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１１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Ｖ_５）に変換する。そして、得られた波形Ｖ_４及び波形Ｖ_５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、タッチ検出部４０は、当該内容に限らず、電圧値を積分せずに比較するようにしてもよい。また、図１１では、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３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。

具体的には、図９及び図１０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１１において、時刻Ｔ_０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ_０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ＯＮしておりスイッチＳＷ２はＯＦＦしている。このためタッチ検出電極Ｅ２も電圧Ｖ_０の電圧上昇となる。次に時刻Ｔ_１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１をＯＦＦ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、タッチ検出電極の静電容量Ｃ３（図９参照）、あるいはタッチ検出電極の静電容量Ｃ３に指等の接触または近接による静電容量Ｃ４を加えた静電容量（Ｃ３＋Ｃ４、図１０参照）によって、タッチ検出電極Ｅ２の電位はＶ_０が維持される。更に、時刻Ｔ_１１のタイミングの前にスイッチＳＷ３をＯＮさせ所定の時間経過後にＯＦＦ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。

続いて、時刻Ｔ_１１のタイミングでスイッチＳＷ２をＯＮ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Ｖ_０となり、その後、タッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）と電圧検出器ＤＥＴ内の静電容量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の静電容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の静電容量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Ｖ_４となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃ３・Ｖ_０／Ｃ５となる。指等の影響による静電容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ_５となり、Ｖｄｅｔ２＝（Ｃ３＋Ｃ４）・Ｖ_０／Ｃ５となる。その後、タッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）の電荷が静電容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ_３１のタイミングでスイッチＳＷ２をＯＦＦさせ、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３をＯＮ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をＯＮさせるタイミングは、スイッチＳＷ２をＯＦＦさせた後、時刻Ｔ_０２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ＯＦＦさせた後、時刻Ｔ_１２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Ｖ_４と波形Ｖ_５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１１に示すように、指等が近接していないときはＶ_２の波形となり、指等の影響による静電容量Ｃ４が付加されるときはＶ_３の波形となる。波形Ｖ_２と波形Ｖ_３とが、それぞれ所定の電圧Ｖ_ＴＨ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。

図１２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他の一例を示す図である。自己静電容量方式の場合、マトリクス状に設けられた電極ＥＬをタッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬの機能を兼用する電極として用いるようにしてもよい。この場合、個々の電極ＥＬが配線Ｌ１、Ｌ２等の接続部を介して駆動電極走査部１４Ａ、１４Ｂ及びタッチ検出部４０に接続される。なお、図１２では一部の電極ＥＬの配線Ｌ２のみ図示されているが、実際には全ての電極ＥＬに個別に配線Ｌ２又はそれに類する接続部が設けられる。電極ＥＬの形状及び大きさは任意であるが、例えば大きさを画素の大きさに対応させてもよい。この場合、画素を構成する電極（例えば、液晶表示装置の画素における画素電極２２又は対向電極としての駆動電極ＣＯＭＬ）の１つを当該電極ＥＬとして用いてもよい。すなわち、タッチ検出電極ＥＬは、複数の画素を有する表示装置の画素の各々に設けられた電極と兼用されていてもよい。この場合、上述したタッチ検出電極ＴＤＬは、設ける必要がない。また、電極ＥＬは、プリント基板Ｔを介してタッチ検出部４０に接続されているが、これに限定されない。例えば、ＣＯＧ１９がタッチ検出部４０の機能を内蔵し、電極ＥＬがそれぞれＣＯＧ１９に接続されていてもよい。

次に、図１、図７及び図１３を参照して、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。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一動作例を表すタイミング波形図である。図１３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、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、タッチ検出機能付き表示部１０の、駆動電極ＣＯＭＬのうちの、隣接する（ｍ−１）列目、ｍ列目、（ｍ＋１）列目に駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号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駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとして記載する。

図１３に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示水平期間１Ｈごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ｐｔ）と表示動作（表示期間Ｐｄ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、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。

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、表示水平期間１Ｈが開始する。

次に、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｍ−１）列目の駆動電極ＣＯＭＬの検出ブロックに対してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ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。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。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、タッチ検出信号Ｖｄｅｔは同様に変化する。このタッチ検出期間Ｐｔ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Ｐｔ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。

次に、表示期間Ｐｄ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、１水平ラインに対する表示を行う。なお、図１３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Ｐｄ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、表示水平期間１Ｈが終了する。

なお表示期間Ｐｄ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を印加する。図１３に示すように、表示期間Ｐｄにおいて、駆動電極ＣＯＭＬは、表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄとして０Ｖの直流電圧が印加されている。

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の低レベルと等しいレベルの直流電圧信号である。

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フローティングとしても良い。

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、次の表示水平期間１Ｈが開始する。

次のタッチ検出期間Ｐｔ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（ｍ）を印加する。そして、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ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。なお、図１３は、連続する複数の表示水平期間１Ｈで、ｍ−１列目、ｍ列目、ｍ＋１列目の異なる駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍを印加しているが、連続する複数の表示水平期間１Ｈで、同じ駆動電極ＣＯＭＬに複数回の駆動信号Ｖｃｏｍを印加してタッチ検出を行ってもよい。また、１度の表示水平期間１Ｈで同じ駆動電極ＣＯＭＬに複数回の駆動信号Ｖｃｏｍを印加してタッチ検出を行ってもよい。更には、複数の駆動電極ＣＯＭＬに同時に駆動信号Ｖｃｏｍを印加してもよい。

次に、表示期間Ｐｄ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、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はライン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が終了した後、この表示水平期間１Ｈが終了する。なお、表示パネル２０の駆動方式は、ライン反転駆動方式に限られず、ドット反転駆動方式などの他の駆動方式であってもよい。

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。なお、表示期間Ｐｄとタッチ検出期間Ｐｔとは逆でもよい。また、走査信号線ＧＣＬには、タッチ検出期間Ｐｔ中も走査信号Ｖｓｃａｎが印加されることとしているが、これに限られない。走査信号線ＧＣＬ又は画像信号線ＳＧＬは、タッチ期間中において、タッチ駆動信号等の固定電位を印加するか、もしくは、フローティングとしてもよい。このようにすることで、走査信号線ＧＣＬと駆動電極ＣＯＭＬとの寄生容量によるタッチ検出信号に対する影響を抑えることができる。

タッチ検出機能付き表示装置１では、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Ｐｔに行い、表示動作は表示期間Ｐｄ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時分割で行うようにしたので、同じ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。

図１４及び図１５は、駆動電極ドライバ１４の一動作例を模式的に表すものである。図１４に示すタッチ検出機能付き表示部１０のタッチ検出が行われる検出面ＧＳは、検出ブロックＡ_１から検出ブロックＡ_Ｋまでの、検出ブロックＡ_ｋ（ｋ＝１、２、…Ｋ）に分割されている。検出ブロックＡ_ｋの数は、図１４、図１５では１０としているが、これに限定されず、例えば２０（Ｋ＝２０）等であってもよい。所定のタッチ検出期間Ｐｔで、駆動電極ドライバ１４は、検出ブロックＡ_１に相当する所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時にタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加する。図１５に示すように、次のタッチ検出期間Ｐｔで、駆動電極ドライバ１４は、検出ブロックＡ_２に相当する所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時にタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加する。なお、検出ブロックＡ_ｋに対応する駆動電極ＣＯＭＬは、１でもよいし、２以上の複数でもよい。また、検出ブロックＡ_ｋ毎に異なる本数であってもよい。このように、駆動電極ドライバ１４は、これらの所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時にタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加し、検出ブロックＡ_ｋ（ｋ＝１、２、…Ｋ）に対してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを順次印加することにより１検出面の全体のタッチ検出走査を行う。

なお、検出ブロックＡ_ｋは、互いに重複しないように記載しているが、これに限られない。例えば、一部が重複していてもよい。具体的には、駆動電極ＣＯＭＬが、駆動電極ＣＯＭＬ_１から順に駆動電極ＣＯＭＬ_２、駆動電極ＣＯＭＬ_３、駆動電極ＣＯＭＬ_４・・・駆動電極ＣＯＭＬ_Ｘ（Ｘ≧１）で配列されているとした場合、最初に検出される検出ブロックＡ_１が駆動電極ＣＯＭＬ_１と駆動電極ＣＯＭＬ_２に対応し、次に検出を行う検出ブロックＡ_２が駆動電極ＣＯＭＬ_２と駆動電極ＣＯＭＬ_３に対応してもよい。なお、検出ブロックＡ_２が駆動電極ＣＯＭＬ_２と駆動電極ＣＯＭＬ_３と駆動電極ＣＯＭＬ_４に対応してもよい。

次に、１フレームの画像情報について表示動作を行うフレーム表示期間と、１検出面ＧＳのタッチ検出を開始してから、検出面ＧＳの全体についてタッチ検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とを、それぞれ複数回数、繰り返し行う際のタッチ検出機能付き表示装置１の動作を説明する。図１６は、第１の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。

上述したように、図１に示す表示パネル２０の表示動作は、主に、制御部１１の表示パネル制御部１１Ｃにより制御され、タッチパネル３０のタッチ検出動作は、主に、制御部１１のタッチパネル制御部１１Ｄにより制御される。図１に示すように、制御部１１は、さらに、クロック生成部１１Ａ、第１カウンタ１１Ｅ及び第２カウンタ１１Ｆを備えている。

図１に示すクロック生成部１１Ａは、表示パネル２０の表示動作のタイミングを制御するための表示用基準クロックを生成し、表示用基準クロックを表示パネル制御部１１Ｃに供給する。表示用基準クロックは、一定の周期で配置された複数のパルスを含む信号である。第１カウンタ１１Ｅは、表示用基準クロックのパルス数を計測する。表示パネル制御部１１Ｃは、クロック生成部１１Ａから入力された表示用基準クロックに基づいて、垂直同期信号（表示同期信号）Ｖｓｙｎｃと、水平同期信号Ｈｓｙｎｃとを生成し、ゲートドライバ１２に供給する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及び水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、パルス状の波形である。

図１に示すクロック生成部１１Ａは、タッチパネル３０のタッチ検出動作のタイミングを制御するためのタッチ用基準クロックを生成し、タッチ用基準クロックをタッチパネル制御部１１Ｄに供給する。タッチ用基準クロックは、一定の周期で配置された複数のパルスを含む信号である。第２カウンタ１１Ｆは、タッチ用基準クロックのパルス数を計測する。タッチパネル制御部１１Ｄは、タッチ用基準クロックに基づいて、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃを生成し、駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給する。また、タッチパネル制御部１１Ｄは、表示パネル制御部１１Ｃから供給された垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの、複数回のパルスのうち少なくとも１回のパルスを、駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給する。

なお、クロック生成部１１Ａは、表示用基準クロックを生成する第１クロック生成部と、タッチ用基準クロックを生成する第２クロック生成部を有していてもよい。なお、タッチ用基準クロックと表示用基準クロックとは共通の信号であってもよい。つまり、クロック生成部１１Ａは、共通する基準クロックを表示パネル制御部１１Ｃとタッチパネル制御部１１Ｄに供給し、第１カウンタ１１Ｅと第２カウンタ１１Ｆは、共通する基準クロックのパルス数を計測してもよい。さらに、タッチパネル制御部１１Ｄは、表示用基準クロックと共通する基準クロックに基づいて、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃを生成し、駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給してもよい。

図１及び図１６に示すように、初めにフレーム表示期間１Ｆｄと、検出面タッチ検出期間１Ｆｔとを開始する際、表示パネル制御部１１Ｃは、リセット信号Ｖｒｅｓｅｔをタッチパネル制御部１１Ｄに供給し、第１カウンタ１１Ｅのカウント値と第２カウンタ１１Ｆのカウント値がリセットされる。表示パネル２０は表示パネル制御部１１Ｃから垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給され、タッチパネル３０はタッチパネル制御部１１Ｄから、同じタイミングで垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給される。タッチ検出機能付き表示装置１は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給された時刻ｔ_０において、フレーム表示期間１Ｆｄと検出面タッチ検出期間１Ｆｔとが同時に開始される。

表示パネル制御部１１Ｃは、フレーム表示期間１Ｆｄにおいて、水平同期信号Ｈｓｙｎｃを周期的にゲートドライバ１２に供給する。ゲートドライバ１２は、水平同期信号Ｈｓｙｎｃが供給されるタイミングで、走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを供給して、図１３に示すように、１水平ラインごとに順次表示水平期間１Ｈの表示動作を行う。例えば、水平同期信号ＨｓｙｎｃがＯＮ（高レベル）の期間が、表示動作を停止してタッチ検出動作を行うタッチ検出期間Ｐｔであり、水平同期信号ＨｓｙｎｃがＯＦＦ（低レベル）の期間が、表示動作を行う表示期間Ｐｄである。フレーム表示期間１Ｆｄ内において、表示動作と、タッチ検出動作とが時分割で行われる。

ゲートドライバ１２は、上述のように、表示水平期間１Ｈごとに選択する走査信号線ＧＣＬを切り替えて走査信号Ｖｓｃａｎを供給する。走査信号線ＧＣＬがＮ本である場合、表示パネル制御部１１Ｃは、１フレームの画像情報をＮ分割した画素信号Ｖｐｉｘをソースドライバ１３に供給し、表示水平期間１Ｈごとに表示動作を行う。第１カウンタ１１Ｅは、クロック生成部１１Ａから供給される表示用基準クロックのパルス数を計測する。この例では、水平同期信号Ｈｓｙｎｃと同期して表示用基準クロックのパルスが供給されるため、１つの表示水平期間１Ｈの表示動作が行われるごとに、第１カウンタ１１Ｅのカウント値が１ずつ加算されて、１、２、…、Ｎ−１、Ｎとカウント値が増加する。

表示水平期間１Ｈの表示動作をＮ回繰り返し実行して、第１カウンタ１１Ｅのカウント値がＮになった場合、第１カウンタ１１Ｅからの情報に基づいて表示パネル制御部１１Ｃはフレーム表示期間１Ｆｄを終了する。そして、表示パネル制御部１１Ｃは、時刻ｔ_１に次の垂直同期信号Ｖｓｙｎｃをゲートドライバ１２に供給し、第１カウンタ１１Ｅのカウント値をリセットして、次の１フレームの画像情報について表示動作を実行する。このように、表示パネル２０のフレーム表示期間１Ｆｄの表示動作が繰り返し実行され、それぞれのフレーム表示期間１Ｆｄは垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが入力される時刻に開始される。

タッチパネル制御部１１Ｄは、検出面タッチ検出期間１Ｆｔにおいて、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃを周期的に駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給する。駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃが供給されるタイミングで、選択された駆動電極ＣＯＭＬの検出ブロックＡ_ｋ（図１４、図１５参照）に駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ入力の有無を検出する。

図１６に示すように、タッチ検出同期信号ＴｓｙｎｃはＯＮ（高レベル）とＯＦＦ（低レベル）の状態が繰り返される。本実施形態では、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃは、水平同期信号Ｈｓｙｎｃと同じ周期を有するパルス状の波形である。タッチ検出同期信号ＴｓｙｎｃがＯＮ（高レベル）になるタイミングで、１つの検出ブロックＡ_ｋのタッチ検出を行う検出ブロック検出期間１Ｔが開始する。この例では、検出ブロック検出期間１Ｔは、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃの２つのパルスを含む期間である。つまり、駆動電極ドライバ１４は、２つのタッチ検出期間Ｐｔで、１つの検出ブロックＡ_ｋに駆動信号Ｖｃｏｍを供給し、タッチ検出が行われる。１検出ブロックＡ_ｋのタッチ検出動作が終了すると、次にタッチ検出同期信号ＴｓｙｎｃがＯＮ（高レベル）になるタイミングで、駆動電極ドライバ１４は次の検出ブロックＡ_ｋを選択して、タッチ検出を行う。この動作を繰り返し、検出面タッチ検出期間１Ｆｔにおいて、１検出面ＧＳの全体の検出ブロックＡ_ｋについてタッチ検出を行う。

なお、タッチパネル制御部１１Ｄは、タッチ検出同期信号Ｔｓｙｎｃに換えて、タッチパネル制御部１１Ｄから供給された水平同期信号Ｈｓｙｎｃを駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給してもよい。また、１つのタッチ検出期間Ｐｔで１つの検出ブロックＡ_ｋを検出してもよく、３以上の複数のタッチ検出期間Ｐｔで１つの検出ブロックＡ_ｋを検出してもよい。

図１に示す第２カウンタ１１Ｆは、クロック生成部１１Ａから供給されるタッチ用基準クロックのパルス数を計測する。この例では、水平同期信号Ｈｓｙｎｃと同期してタッチ用基準クロックのパルスが供給されるため、１つの表示水平期間１Ｈのタッチ検出動作が行われるごとに、第２カウンタ１１Ｆのカウント値が１ずつ加算されて、１、２、…、Ｍ−１、Ｍとカウント値が増加する。本実施形態において、タッチ用基準クロックと、表示用基準クロックとはパルス状の信号が互いに同期されており、第１カウンタ１１Ｅのカウント値と第２カウンタ１１Ｆのカウント値とは、ほぼ同じタイミングで増加することとなる。

図１６に示すように、検出ブロック検出期間１Ｔのタッチ検出動作が順次実行されて第２カウンタ１１Ｆのカウント値がＭになると、第２カウンタ１１Ｆからの情報に基づいてタッチパネル制御部１１Ｄは検出面タッチ検出期間１Ｆｔを終了する。そして、タッチパネル制御部１１Ｄは第２カウンタ１１Ｆのカウント値をリセットする。その後、次の検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される。第２カウンタ１１Ｆにより計測された検出面タッチ検出期間１Ｆｔにおけるカウント値Ｍは、第１カウンタ１１Ｅにより計測されたフレーム表示期間１Ｆｄにおけるカウント値Ｎよりも大きい値で設定される。

本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、図１６に示すように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔがフレーム表示期間１Ｆｄよりも長く設定されている。例えば、検出面タッチ検出期間１Ｆｔは、フレーム表示期間１Ｆｄの２倍の期間となっている。検出面タッチ検出期間１Ｆｔが終了すると、表示パネル制御部１１Ｃは、時刻ｔ_２にリセット信号Ｖｒｅｓｅｔをタッチパネル制御部１１Ｄに供給し、第１カウンタ１１Ｅのカウント値と第２カウンタ１１Ｆのカウント値がリセットされる。そして、表示パネル制御部１１Ｃは、時刻ｔ_２に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃをゲートドライバ１２に供給し、次の３回目のフレーム表示期間１Ｆｄを開始する。また、タッチパネル制御部１１Ｄは、同じ時刻ｔ_２に、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを駆動電極ドライバ１４及びタッチ検出部４０に供給し、次の２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを開始する。

つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、リセット信号Ｖｒｅｓｅｔに基づいて、第１カウンタ１１Ｅのカウント値と第２カウンタ１１Ｆのカウント値とを同時にリセットし、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給された時刻ｔ_２において、３回目のフレーム表示期間１Ｆｄと、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔとが同時に開始される。このように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、１回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔの期間内に２回のフレーム表示期間１Ｆｄが設けられて、繰り返し実行される。なお、リセット信号Ｖｒｅｓｅｔと、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃとは、同時に供給される場合に限定されず、異なる時刻に供給されてもよい。

図１６に示すように、最初の検出面タッチ検出期間１Ｆｔとフレーム表示期間１Ｆｄとは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて同時に時刻ｔ_０に開始するが、２回目のフレーム表示期間１Ｆｄは、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔの期間内の時刻ｔ_１に開始される。すなわち、２回目以降のフレーム表示期間１Ｆｄは、検出面タッチ検出期間１Ｆｔと同期せず、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻と異なる時刻に開始する場合を含む。この例では、２回のフレーム表示期間１Ｆｄのうち１回のフレーム表示期間１Ｆｄの開始時刻（例えば時刻ｔ_１）において、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ及びリセット信号Ｖｒｅｓｅｔが、タッチパネル制御部１１Ｄに供給されず、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの１検出面ＧＳのタッチ検出が継続して行われる。また、２回目以降のフレーム表示期間１Ｆｄのうち、少なくとも１回のフレーム表示期間１Ｆｄは、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻と同じ時刻（例えば時刻ｔ_１）に開始される。

複数のフレーム表示期間１Ｆｄは、第１の周期で設けられており、複数の検出面タッチ検出期間１Ｆｔは、第１の周期と異なる第２の周期で設けられている。第２の周期の周波数は、第１の周期の周波数よりも低い値となっている。例えば、本実施形態において、第１の周期の周波数は１２０Ｈｚであり、第２の周期の周波数は６０Ｈｚである。

以上のように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１によれば、検出面タッチ検出期間１Ｆｔがフレーム表示期間１Ｆｄよりも長く設定されているため、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの自由度を向上させて、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保することが可能である。したがって、例えば、フレーム表示期間１Ｆｄが繰り返し設けられる第１の期間の周波数を高くした場合であっても、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

タッチ検出機能付き表示装置１がＡＣ電源（図示しない）に接続されている場合、例えばＡＣ電源などに起因する外部からのノイズ（以下、外部ノイズという）が、タッチパネル３０に伝播する可能性がある。タッチ検出信号Ｖｄｅｔのサンプリング周波数と外部ノイズの周波数が近接している場合、タッチ検出信号ＶｄｅｔのＳ／Ｎ比が劣化し、タッチ検出精度が低下する可能性がある。よって、検出面タッチ検出期間１Ｆｔのタッチ検出動作の繰り返し周波数を変更して、外部ノイズによるタッチ検出精度の低下を抑制する必要がある。

しかし、従来のように、全てのフレーム表示期間１Ｆｄを、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻と同じ時刻で開始する場合、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの周波数は、フレーム表示期間１Ｆｄと同じ周波数、若しくは、フレーム表示期間１Ｆｄの周波数の、整数倍の周波数となる。したがって、外部ノイズが伝播した場合、外部ノイズの周波数と近接しないように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの周波数をフレーム表示期間１Ｆｄの周波数よりも高くする必要がある。この場合、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔが短くなるため、タッチ検出信号ＶｄｅｔのＳ／Ｎ比が劣化してタッチ検出精度が低下する可能性がある。

本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１によれば、検出面タッチ検出期間１Ｆｔがフレーム表示期間１Ｆｄよりも長く設定されているため、外部ノイズの周波数と異なる周波数となるように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが繰り返し配置される第２の周期の周波数を、フレーム表示期間１Ｆｄの第１の周期の周波数よりも低くすることができる。このため、外部ノイズによるタッチ検出精度の低下を抑制しつつ、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保して、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

本実施形態において、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの終了時における第２カウンタ１１Ｆのカウント値Ｍが、フレーム表示期間１Ｆｄの終了時における第１カウンタ１１Ｅのカウント値Ｎよりも大きい値となっている。このため、検出面タッチ検出期間１Ｆｔをフレーム表示期間１Ｆｄよりも長く設定することができ、フレーム表示期間１Ｆｄの表示動作の繰り返し周波数を高くした場合であっても、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保して、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

第１カウンタ１１Ｅは及び第２カウンタ１１Ｆは、基準クロック信号のパルス数を計測しているが、これに限定されない。例えば、第１カウンタ１１Ｅは、ゲートドライバ１２が選択する走査信号線ＧＣＬを切り替えるタイミングで、カウント値を増加させてもよい。また、第２カウンタ１１Ｆは、駆動信号Ｖｃｏｍが検出ブロックＡ_ｋに供給されるタイミング、または、駆動電極ドライバ１４が選択する検出ブロックＡ_ｋを切り替えるタイミングでカウント値を増加させてもよい。

また、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが終了した後、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給される期間において、タッチ検出を休止する休止期間を設けてもよい。

なお、検出面タッチ検出期間１Ｆｔがフレーム表示期間１Ｆｄよりも長いため、所定の時刻（例えば図１６に示す時刻ｔ_１）において、表示動作を行う１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出動作を行う駆動電極ＣＯＭＬとが異なる。そのため、駆動電極ドライバ１４は、検出ブロックＡ_ｋとして選択されていない駆動電極ＣＯＭＬに対し、表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄとして直流電圧信号を印加することで、駆動電極ＣＯＭＬは、副画素ＳＰｉｘ（図７参照）に対する共通電位を与えることができる。

（第２の実施形態）
図１７は、第２の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。図１６では、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの長さは、フレーム表示期間１Ｆｄの２倍の長さとなっており、１回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔ中に、２回のフレーム表示期間１Ｆｄが設けられているが、これに限定されない。図１７に示すように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの長さを、例えば、フレーム表示期間１Ｆｄの１．５倍の長さとしてもよい。

本実施形態において、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔと１回目のフレーム表示期間１Ｆｄとは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給される時刻ｔ_０に同時に開始する。そして、２回目のフレーム表示期間１Ｆｄは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給される時刻ｔ_３に開始する。その後、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと同期しないで、フレーム表示期間１Ｆｄの開始時刻と異なる時刻ｔ_４に開始する。この場合、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔで、第２カウンタ１１Ｆのカウント値がＭになると、タッチパネル制御部１１Ｄは、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを終了する。そして、タッチパネル制御部１１Ｄは、第２カウンタ１１Ｆのカウント値をリセットして、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを開始する。このように、タッチパネル制御部１１Ｄは、第２カウンタ１１Ｆのカウント値の情報に基づいて検出面タッチ検出期間１Ｆｔを開始する。次に、表示パネル制御部１１Ｃは、３回目のフレーム表示期間１Ｆｄを、検出面タッチ検出期間１Ｆｔと同期せずに、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて時刻ｔ_５に開始する。つまり、２回目及び３回目のフレーム表示期間１Ｆｄは、検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻と異なる時刻に開始される。

２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔにおいて、第２カウンタ１１Ｆのカウント値がＭになると、タッチパネル制御部１１Ｄは、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを終了する。表示パネル制御部１１Ｃは、リセット信号Ｖｒｅｓｅｔをタッチパネル制御部１１Ｄに供給し、第１カウンタ１１Ｅのカウント値と第２カウンタ１１Ｆのカウント値がリセットされる。その後、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて、４回目のフレーム表示期間１Ｆｄと、３回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔとを時刻ｔ_６に同時に開始する。

このように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、複数回のフレーム表示期間１Ｆｄのうち、検出面タッチ検出期間１Ｆｔと異なる時刻に開始するフレーム表示期間１Ｆｄを含み、かつ、複数回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔのうち、フレーム表示期間１Ｆｄと異なる時刻に開始する検出面タッチ検出期間１Ｆｔを含む。

これによれば、フレーム表示期間１Ｆｄの長さに対して、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの長さを設定できる範囲が広くなるため、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの自由度をより向上させることができる。このため、フレーム表示期間１Ｆｄの表示動作の繰り返し周波数を高くした場合であっても、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保して、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

図１７では、３回のフレーム表示期間１Ｆｄの期間に、２回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを実行しているが、適宜変更してもよい。例えば、４回のフレーム表示期間１Ｆｄの期間に、３回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを実行してもよい。この場合、フレーム表示期間１Ｆｄの第１の周期の周波数が１２０Ｈｚである場合、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの周波数は９０Ｈｚである。また、フレーム表示期間１Ｆｄの周波数１２０Ｈｚに対して、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの周波数を４５Ｈｚとする場合は、８回のフレーム表示期間１Ｆｄの期間に、３回の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを設けてもよい。

（第３の実施形態）
図１８は、第３の実施形態に係るフレーム表示期間と検出面タッチ検出期間との関係を示す模式図である。本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが供給される時刻ｔ_０で、フレーム表示期間１Ｆｄと同時に開始するが、２回目以降の検出面タッチ検出期間１Ｆｔは、フレーム表示期間１Ｆｄと同期せず、フレーム表示期間１Ｆｄが開始される時刻ｔ_７、時刻ｔ_８と異なる時刻に開始される。タッチパネル制御部１１Ｄは、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔにおいて、第２カウンタ１１Ｆのカウント値がＭになると、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを終了する。そして、タッチパネル制御部１１Ｄは、第２カウンタ１１Ｆのカウント値をリセットして、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを時刻ｔ_９に開始する。このように、本実施形態では、第２カウンタ１１Ｆのカウント値の情報に基づいて、２回目以降の検出面タッチ検出期間１Ｆｔを繰り返し実行する。

図１に示すタッチパネル制御部１１Ｄは、１回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻ｔ_０で、表示パネル制御部１１Ｃから垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびリセット信号Ｖｒｅｓｅｔが供給されるが、それ以降の、フレーム表示期間１Ｆｄが開始される時刻ｔ_７及び時刻ｔ_８で、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃはタッチパネル制御部１１Ｄに供給されない。また、２回目の検出面タッチ検出期間１Ｆｔが開始される時刻ｔ_９でも、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびリセット信号Ｖｒｅｓｅｔは供給されない。すなわち、２回目以降の検出面タッチ検出期間１Ｆｔのタッチ検出動作は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに規制されずフレーム表示期間１Ｆｄと独立して実行してもよい。

本実施形態によれば、検出面タッチ検出期間１Ｆｔのタッチ検出動作を繰り返し実行する周波数を、フレーム表示期間１Ｆｄに対して独立して設定することが可能である。したがって、検出面タッチ検出期間１Ｆｔの自由度をより向上させることができる。このため、例えば、フレーム表示期間１Ｆｄの表示動作の繰り返し周波数を高くした場合であっても、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保して、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

（第４の実施形態）
図１９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概略断面構造を表す断面図である。本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ａは、表示パネル２０の表面に静電容量式のタッチパネル３０を装着した、いわゆるオンセルタイプである。

第１から第３の実施形態のタッチ検出機能付き表示装置は、タッチパネル３０と表示パネル２０とが一体化されており、駆動電極ＣＯＭＬが、表示パネル２０の複数の副画素ＳＰｉｘに共通電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル３０のタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。これに対し、本実施形態は、図１９に示すように、表示パネル２０は、第１基板２１の上方において、駆動電極ＣＯＭＬ（図７参照）に換えて共通電極２４が設けられており、共通電極２４は、第１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。共通電極２４は、副画素ＳＰｉｘに対する共通電位を与えるものの、タッチ検出動作の駆動信号Ｖｃｏｍは供給されない。このため、共通電極２４は、第１基板２１の表面と平行な面上に連続して設けられていてもよい。

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は、タッチ入力を検出するための駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬとの相互静電容量に基づいて、タッチ入力の位置が検出される。

タッチパネル３０は表示パネル２０の上方において、間隔を設けて固定されていてもよく、タッチパネル３０は表示パネル２０の上面に接着層（図示しない）を介して貼り合わされていてもよい。また、タッチパネル３０の下部基板３７と、表示パネル２０の第２基板３１を共通化してもよい。つまり、第２基板３１の上面に駆動電極ＣＯＭＬＡを設け、第２基板３１の上に、タッチ検出電極ＴＤＬが設けられた上部基板３８を貼り合わせてもよい。

なお、駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬはそれぞれ異なる基板上に設けられる場合を説明したが、これに限られない。例えば、駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬは、一つの基板上に絶縁層を介して同一層として形成されてもよい。また、駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬを同一層として形成する場合、本実施形態１のように駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬが交差するようにブリッジ電極を設けてもよい。また、駆動電極ＣＯＭＬＡとタッチ検出電極ＴＤＬのいずれか一方の電極が一方向に延在し、他方の電極が前記一方の電極に対向するように複数並列に配置されていてもよい。

図１９に示すような、表示パネル２０の表面にタッチパネル３０を装着したタッチ検出機能付き表示装置１Ａであっても、例えば、表示パネル２０から、タッチパネル３０に表示駆動のノイズが伝搬する場合には、表示パネル２０の表示動作とタッチパネル３０のタッチ検出動作とを時分割で行う場合がある。タッチ検出機能付き表示装置１Ａは、図１６から図１８に示す上記の実施形態のように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔをフレーム表示期間１Ｆｄよりも長く設定することができる。検出面タッチ検出期間１Ｆｔのタッチ検出動作を繰り返し実行する周波数を、フレーム表示期間１Ｆｄの表示動作を繰り返し実行する周波数よりも低くすることができる。したがって、外部ノイズの周波数と異なる周波数となるように、検出面タッチ検出期間１Ｆｔを変更して、外部ノイズに起因する影響を抑えることができる。また、フレーム表示期間１Ｆｄが繰り返し配置される第１の周期の周波数を高くした場合であっても、各検出ブロックＡ_ｋの検出ブロック検出期間１Ｔを確保して、タッチ検出精度の低下を抑制することができる。

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。

例えば、上記実施の形態等では、表示パネル２０の液晶層６は、ＦＦＳを含むＩＰＳ等の横電界モードの液晶を用いているが、これに代えて、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を用いた表示パネル２０であってもよい。この場合には、図６に示す構造とは異なり、駆動電極ＣＯＭＬは対向基板３側に設けられ、液晶層６が、第１基板２１の表面に対して垂直な方向において、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとで挟まれるように配置される。

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
１１Ａ クロック生成部
１１Ｃ 表示パネル制御部
１１Ｄ タッチパネル制御部
１１Ｅ 第１カウンタ
１１Ｆ 第２カウンタ
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 第１基板
２２ 画素電極
３０ タッチパネル
３１ 第２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
ＣＯＭＬ、ＣＯＭＬＡ 駆動電極
ＧＣＬ 走査信号線
Ｐｄ 表示期間
Ｐｔ タッチ検出期間
Ｐｉｘ 画素
ＳＧＬ 画素信号線
ＳＰｉｘ 副画素
ＴＤＬ タッチ検出電極
Ｔｒ ＴＦＴ素子
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
１Ｆｄ フレーム表示期間
１Ｆｔ 検出面タッチ検出期間

Claims (11)

1. 表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記表示駆動信号及び前記画素信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、
   タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、を有し、
   １フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体についての検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とが、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始され、
   前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、
   前記検出面タッチ検出期間の長さが、前記フレーム表示期間の長さよりも長いタッチ検出機能付き表示装置。
2. 複数の前記検出面タッチ検出期間のうち、少なくとも１つの検出面タッチ検出期間は、前記フレーム表示期間が開始される時刻と異なる時刻に開始される請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
3. 複数の前記フレーム表示期間は、前記検出面タッチ検出期間が開始される時刻と異なる時刻に開始される第１のフレーム表示期間と、前記第１のフレーム表示期間の後に設けられ、前記検出面タッチ検出期間が開始される時刻と同じ時刻に開始される第２のフレーム表示期間と、を含む請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
4. 複数の前記フレーム表示期間が第１の周期で設けられ、複数の前記検出面タッチ検出期間が、前記第１の周期とは異なる第２の周期で設けられており、
   前記第１の周期の周波数よりも、前記第２の周期の周波数が低い請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
5. 前記第１電極は、前記表示動作において前記表示機能層に対して共通電位を与える共通電極として機能するとともに、前記タッチ検出動作において、タッチ駆動信号が印加される駆動電極として機能し、
   前記タッチ検出電極は、前記駆動電極に与えられるタッチ駆動信号に基づいて、前記タッチ検出信号を出力する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
6. 前記第１電極は、前記タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極として機能する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
7. 表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記画素信号及び前記表示駆動信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、
   タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、
   前記表示動作及び前記タッチ検出動作の開始時刻の基準となる基準クロック信号を生成するクロック生成部と、
   前記基準クロック信号のパルス数を計測する第１カウンタ及び第２カウンタと、を有し、
   １フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体についての検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とが、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始され、
   前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、
   前記第１カウンタは、前記フレーム表示期間における前記基準クロック信号のパルス数を計測し、
   前記第２カウンタは、前記検出面タッチ検出期間における前記基準クロック信号のパルス数を計測し、
   前記検出面タッチ検出期間における前記第２カウンタのカウント値が、前記フレーム表示期間における前記第１カウンタのカウント値よりも大きい、タッチ検出機能付き表示装置。
8. 前記第２カウンタは、複数の前記フレーム表示期間のうち、少なくとも１回の前記フレーム表示期間の開始の時刻に、カウント値がリセットされる請求項７に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
9. 複数の前記検出面タッチ検出期間のうち、少なくとも１回の前記検出面タッチ検出期間は、前記第２カウンタのカウント値の情報に基づいて開始される請求項７または請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
10. 複数の前記フレーム表示期間は、それぞれ前記表示同期信号に基づいて開始され、前記第１カウンタのカウント値は、前記表示同期信号が供給されるタイミングでリセットされる請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
11. 表示駆動信号が供給される第１電極と、画素信号が順次供給される複数の第２電極と、前記表示駆動信号及び前記画素信号に基づいて表示動作を行う表示機能層と、
    タッチ検出信号を順次出力してタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出電極と、を有し、
    １フレームの画像情報について前記表示動作を行うフレーム表示期間と、タッチ検出が開始され、１検出面の全体の検出が完了するまでの検出面タッチ検出期間とを、少なくとも１回、表示同期信号に基づいて開始し、
    前記フレーム表示期間内に前記表示動作と前記タッチ検出動作とが時分割で行われ、
    前記検出面タッチ検出期間の長さが、前記フレーム表示期間の長さよりも長いタッチ検出機能付き表示装置の表示方法。

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