JP5079594B2 - 電気光学装置、電子機器および接触検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、指やペン等の対象物が画面に接触したことを検出する電気光学装置、電子機器および接触検出方法に関する。

特許文献１には、タッチスクリーン機能を有する液晶表示装置が記載されている。この液晶表示装置は、互いに対向する２つの基板の各々に設けられた電極と、電極間に挟持された液晶とで形成される容量素子の容量値の変化を検出してタッチの有無を検出する。
特表２００７−５１０９４９号公報

ところで、液晶表示装置では、焼き付き等の画質劣化を防ぐため、液晶に交流電圧を印加する。例えば、共通電極に印加する共通電位Ｖｃｏｍを基準とし、画素電極に印加するデータ電位を高電位とする期間と低電位とする期間を交互に繰り返す。しかしながら、このようにして液晶を交流駆動する場合に共通電位Ｖｃｏｍのレベルが変化すると、これに起因して容量素子の容量値が変わってしまうため、タッチ判定の精度が低下してしまう。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、タッチ判定を高精度に行うことが可能な電気光学装置、これを用いた電子機器、および接触検出方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置は、画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶と、液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、液晶、第３電極および第４電極を備え、液晶の透過率を制御して画面に画像を表示させる表示部と、第３電極および第４電極に電位を供給して液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、第４電極にデータ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段と、画面に対象物が接触していない状態において静電容量検出部が出力した検出信号の大きさを基準データとして記憶する第１記憶手段と、接触の有無を判定する状態において静電容量検出部が出力した検出信号の大きさを対象データとして記憶する第２記憶手段と、第１記憶手段から読み出した基準データに対応する液晶の駆動状態と、第２記憶手段から読み出した対象データに対応する液晶の駆動状態とが同一となるように、第１記憶手段および第２記憶手段への書き込みおよび読み出しを制御する制御手段と、第１記憶手段から読み出した基準データと第２記憶手段から読み出した対象データとの差分を差分データとして生成する差分データ生成手段と、差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定する判定手段と、を備える。

本発明によれば、画面に対象物が接触していない状態における検出信号の大きさを基準データとして記憶すると共に、接触の有無を判定する状態における検出信号の大きさを対象データとして記憶し、基準データと対象データとの差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定することができる。
なお、上述した電気光学装置において、第１電極、第２電極、第３電極および第４電極は、第１基板と第２基板のうちいずれか一方の基板上に全て設けられている構成であってもよい。

さらに、この構成によれば、タッチ判定の際に比較する基準データと対象データについて液晶の駆動状態を同一にすることができる。仮に、液晶の駆動状態の違いを考慮しない場合、基準データを検出したときの液晶の駆動状態と、対象データを検出したときの液晶の駆動状態とが異なると、共通電位Ｖｃｏｍのレベル変化に起因して容量値が変わってしまうため、基準データと対象データを比較してもタッチ判定を正確に行うことができない。これに対し、上記構成によれば、液晶の駆動状態を同一にすることで、液晶の駆動状態（共通電位Ｖｃｏｍのレベル）が異なることに起因する容量値の変化をなくすことができる。従って、タッチ判定を高精度に行うことが可能になる。

また、上述した電気光学装置において、制御手段は、第１記憶手段に、第１駆動状態で検出された基準データと第２駆動状態で検出された基準データとを記憶させ、第２記憶手段に、第１駆動状態と第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態で検出された対象データを記憶させ、差分データ生成手段に、第２記憶手段から一方の駆動状態の対象データを読み出して供給すると共に、第１記憶手段から一方の駆動状態に対応する基準データを読み出して供給する構成であってもよい。
この場合にも、タッチ判定の際に比較する基準データと対象データについて液晶の駆動状態を同一にすることができる。

また、上述した電気光学装置において、制御手段は、第１記憶手段に、第１駆動状態と第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態で検出された基準データを記憶させ、第２記憶手段に、一方の駆動状態で検出された対象データを記憶させる構成であってもよい。
この場合にも、タッチ判定の際に比較する基準データと対象データについて液晶の駆動状態を同一にすることができる。

また、本発明に係る電気光学装置は、画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶と、液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、液晶、第３電極および第４電極を備え、液晶の透過率を制御して画面に画像を表示させる表示部と、第３電極および第４電極に電位を供給して液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、第４電極にデータ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段と、第１駆動状態において静電容量検出部が出力した検出信号の大きさと、第２駆動状態において静電容量検出部が出力した検出信号の大きさとの平均を平均データとして算出する算出手段と、画面に対象物が接触していない状態における平均データを基準データとして記憶する第１記憶手段と、接触の有無を判定する状態における平均データを対象データとして記憶する第２記憶手段と、第１記憶手段から読み出した基準データと第２記憶手段から読み出した対象データとの差分を差分データとして生成する差分データ生成手段と、差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定する判定手段と、を備える。

この構成によれば、基準データと対象データの各々は、第１駆動状態における検出信号の大きさと、第２駆動状態における検出信号の大きさとの平均データになる。このように第１駆動状態の場合と第２駆動状態の場合の平均をとることで、基準データと対象データには、液晶の駆動状態（共通電位Ｖｃｏｍのレベル）が異なることに起因する容量値の変化の影響が同程度に反映される。従って、基準データと対象データとを比較することで容量値の変化の影響を排除することができ、タッチ判定を高精度に行うことが可能になる。

また、上述した電気光学装置において、算出手段は、隣接する２つの所定周期の各々において静電容量検出部が出力した検出信号を用いて平均データを算出する構成であってもよい。また、上述した電気光学装置において、駆動手段は、所定周期として、フレーム周期またはフィールド周期の自然数倍で、第１駆動状態と第２駆動状態とを切り替える構成であってもよい。

また、本発明に係る電子機器は、上述したいずれかの電気光学装置を備えることを特徴とする。この電子機器には、例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話機、携帯情報端末、自動販売機等が該当する。

また、本発明に係る接触検出方法は、画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶と、液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、液晶、第３電極および第４電極を備え、液晶の透過率を制御して画面に画像を表示させる表示部と、第３電極および第４電極に電位を供給して液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、第４電極にデータ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、静電容量検出部を用いて画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、画面に対象物が接触していない状態における検出信号の大きさを基準データとして取り込み、第１駆動状態において取り込まれた基準データと第２駆動状態において取り込まれた基準データとを記憶し、接触の有無を判定する状態において、第１駆動状態と第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態における検出信号の大きさを対象データとして取り込んで記憶し、一方の駆動状態の対象データを読み出し、一方の駆動状態に対応する基準データを読み出し、読み出した基準データと読み出した対象データとの差分を差分データとして生成し、差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定する。

また、本発明に係る接触検出方法は、画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶と、液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、液晶、第３電極および第４電極を備え、液晶の透過率を制御して画面に画像を表示させる表示部と、第３電極および第４電極に電位を供給して液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、第４電極にデータ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、静電容量検出部を用いて画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、画面に対象物が接触していない状態において、第１駆動状態と第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態における検出信号の大きさを基準データとして取り込んで記憶し、接触の有無を判定する状態において、一方の駆動状態における検出信号の大きさを対象データとして取り込んで記憶し、基準データと対象データとの差分を差分データとして生成し、差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定する。

また、本発明に係る接触検出方法は、画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶と、液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、液晶、第３電極および第４電極を備え、液晶の透過率を制御して画面に画像を表示させる表示部と、第３電極および第４電極に電位を供給して液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、第４電極にデータ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、静電容量検出部を用いて画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、第１駆動状態における検出信号の大きさと、第２駆動状態における検出信号の大きさとの平均を平均データとして算出し、画面に対象物が接触していない状態における平均データを基準データとして記憶し、接触の有無を検出する状態における平均データを対象データとして記憶し、基準データと対象データとの差分を差分データとして生成し、差分データに基づいて、画面に対象物が接触したか否かを判定する。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電気光学装置１０の構成を示すブロック図である。
電気光学装置１０は、画素領域１００と、走査線駆動回路２０と、データ線駆動回路３０と、検出回路４０と、制御回路２００と、画像処理回路３００と、Ｖｃｏｍ検出回路４００を備える。画素領域１００には、Ｘ方向に延在するｍ本の走査線１０２と、Ｙ方向に延在するｎ本のデータ線１０４が設けられている（ｍとｎは、ともに２以上の自然数）。各画素回路Ｐは、走査線１０２とデータ線１０４との交差に対応する位置に配置される。従って、これらの画素回路Ｐはｍ行×ｎ列のマトリクス状に配列される。また、図示を省略しているが画素領域１００の背面にはバックライトが設けられており、このバックライトからの光が画素領域１００の背面側から各画素回路Ｐを介して出射される。

制御回路２００は、Ｙ転送開始パルスＤＹおよびＹクロック信号ＹＣＫを生成して走査線駆動回路２０に供給する。走査線駆動回路２０は、ｍ本の走査線１０２の各々に走査信号Ｇｉ（ｉ＝１〜ｍ）を出力し、各走査線１０２を順次選択する。例えば、１行目の走査線１０２に出力される走査信号Ｇ１は、１垂直走査期間（１Ｆ）の最初のタイミングから１水平走査期間（１Ｈ）に相当する幅を有するパルスである。以降、このパルスを１Ｈずつ順次シフトしたものが、２行目〜ｍ行目の走査線１０２の各々に走査信号Ｇ２〜Ｇｎとして出力される。

制御回路２００は、Ｘ転送開始パルスＤＸ、Ｘクロック信号ＸＣＫおよび極性信号Ｓｆを生成してデータ線駆動回路３０に供給する。また、画像処理回路３００は、入力画像データＤinに画像処理を施して出力画像データＤoutを生成し、データ線駆動回路３０に供給する。データ線駆動回路３０は、走査線駆動回路２０が選択した走査線１０２に対応する１行分の画素回路Ｐの各々に対し、表示すべき階調に応じた大きさのデータ電位ＶＤｊ（ｊ＝１〜ｎ）を供給する。

なお、極性信号Ｓｆは、液晶に印加する電圧の極性を示す。本実施形態では、液晶に印加する電圧の極性を１フレームごとに反転させる。具体的には、共通電極に印加する共通電位Ｖｃｏｍを基準とし、画素電極に印加するデータ電位ＶＤを高電位とする期間と低電位とする期間を１フレームごとに交互に繰り返す。また、極性信号Ｓｆは図示せぬ電源回路に供給される。電源回路は、極性信号Ｓｆに同期して１フレームごとにローレベルとハイレベルが反転する共通電位Ｖｃｏｍを生成し、共通電極に供給する。

Ｖｃｏｍ検出回路４００は、共通電極の電位がハイレベルであるかローレベルであるかを検出し、検出結果を検出信号Ｖdetとして制御回路２００に出力する。なお、共通電極に供給される共通電位Ｖｃｏｍは極性信号Ｓｆに基づいて生成されるので、検出信号Ｖdetの代わりに極性信号Ｓｆを用いてもよい。つまり、極性信号Ｓｆを用いることでＶｃｏｍ検出回路４００を省略することが可能である。但し、共通電極には大きな寄生容量が付随するので、電源回路が共通電位Ｖｃｏｍを反転させるように動作しても、実際に共通電位Ｖｃｏｍの電位が反転するまでには時間を要する。従って、Ｖｃｏｍ検出回路４００を用いることで、制御回路２００は正確に共通電位Ｖｃｏｍのレベルを検知できる。

また、図１に示すように、各画素回路Ｐは、液晶素子５０とトランジスタ５１とを備える。液晶素子５０は、画素電極５３および共通電極５５と、両者間で発生する電界が印加される液晶５７とで構成される。共通電極５５には共通電位Ｖｃｏｍが供給される。詳細については後述するが、本実施形態においては、画素電極５３と共通電極５５との間に発生する横方向の電界によって液晶５７の配向を制御する横電界方式を採用している。トランジスタ５１は、Ｎチャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成され、画素電極５３とデータ線１０４との間に介在して両者間の導通を制御する。トランジスタ５１のゲートは走査線１０２に接続される。従ってｉ行目の走査線１０２が選択されると、ｉ行目の各画素回路Ｐのトランジスタ５１がオン状態となり、これらの各画素回路Ｐの画素電極５３にはデータ線１０４を介してデータ電位ＶＤが供給される。これにより画素電極５３と共通電極５５との間に電圧（＝ＶＤ−Ｖｃｏｍ）が印加される。この電圧は一定期間保持され、液晶５７は印加される電圧に応じて分子集合の配向や秩序が変化する。従って、液晶素子５０の透過率（バックライトから照射される光のうち観察側に透過する光量の割合）を画素回路Ｐごとに制御することができ、光変調による階調表示が可能となる。

また、図１に示す符号「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」は、各画素回路Ｐの表示色を示す。本実施形態においては、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の各色を表示色とする３個の画素回路Ｐが１つの組Ｃを構成し、この１つの組Ｃごとに１個のセンシング回路６０が設けられている。つまり、画素領域１００には、全部でｍ×ｎ／３個のセンシング回路６０が設けられている。各センシング回路６０は、後述する接触検出用容量素子の容量値に応じた大きさの検出信号Ｔを出力する。検出回路４０は、各センシング回路６０から出力された検出信号Ｔを信号処理し、１画面分のｍ×ｎ／３個の容量値を得る。また、検出回路４０は、このようにして得られた１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を制御回路２００に出力する。

図２は、センシング回路６０の構成を示す回路図である。
センシング回路６０は、リセットトランジスタ６１と、増幅トランジスタ６２と、選択トランジスタ６３と、基準容量素子Ｃｒと、接触検出用容量素子Ｃｌを備える。リセットトランジスタ６１のゲートには、第１制御線７２を介してリセット信号ＲＥＳが供給される。リセットトランジスタ６１のドレインは電源線７０に接続され、そのソースは増幅トランジスタ６２のゲートと接続される。また、電源線７０には電源電位ＶＲＨが供給される。増幅トランジスタ６２のドレインは電源線７０に接続され、そのソースは選択トランジスタ６３のドレインに接続される。選択トランジスタ６３のソースは検出線７４に接続され、そのゲートには第２制御線７６を介して選択信号ＳＥＬが供給される。増幅トランジスタ６２のゲートと第１制御線７２との間には、基準容量素子Ｃｒが備わる。また、接触検出用容量素子Ｃｌの第１電極６４には共通電位Ｖｃｏｍが供給され、第２電極６５は増幅トランジスタ６２のゲートに接続される。

このセンシング回路６０の動作について図３〜図６を参照して説明する。
センシング回路６０は、リセット期間Ｔres、センシング期間Ｔsen、および読出期間Ｔoutを一単位として動作する。リセット信号ＲＥＳおよび選択信号ＳＥＬは、検出回路４０によって生成される。まず、リセット期間Ｔresでは、リセット信号ＲＥＳのレベルがＶＤとなり、リセットトランジスタ６１がオン状態となる。すると、図４に示すように増幅トランジスタ６２のゲートの電位ＶＡが電源電位ＶＲＨにリセットされる。また、接触検出用容量素子Ｃｌの第２電極６５にも電源電位ＶＲＨが供給されるため、接触検出用容量素子Ｃｌの第１電極６４と第２電極６５との間の電圧はＶＲＨ−Ｖｃｏｍとなる。

次に、センシング期間Ｔsenでは、リセット信号ＲＥＳのレベルがＶＤからＧＮＤ（＝０Ｖ）に変化する。従って、図５に示すようにリセットトランジスタ６１と選択トランジスタ６３がともにオフ状態となる。第１制御線７２は基準容量素子Ｃｒの一方の電極と接続されているので、基準容量素子Ｃｒはカップリング容量として機能し、リセット信号ＲＥＳのレベルが変化すると増幅トランジスタ６２のゲート電位ＶＡが変化する。このときのゲート電位ＶＡの変化量は、基準容量素子Ｃｒと接触検出用容量素子Ｃｌとの容量比に応じた値となる。また、接触検出用容量素子Ｃｌの容量値は、指やタッチペン等の対象物が画面に接触すると変化する。

ここで、対象物が画面に接触していない状態における接触検出用容量素子Ｃｌの容量値をＣlc、対象物が画面に接触している状態における接触検出用容量素子Ｃｌの容量値の変化量を△Ｃlc、基準容量素子Ｃｒの容量値をＣref、第１制御線７２の電位変化を△Ｖ（＝ＶＤ）とすると、対象物が画面に接触したときの増幅トランジスタ６２のゲート電位ＶＡの変化量△ＶＡは、式（１）で与えられる（但し、寄生容量は無視している）。従って、接触検出用容量素子Ｃｌの容量変化を増幅トランジスタ６２のゲート電位ＶＡに反映させることができる。
△ＶＡ＝{(Ｃref×△Ｃlc)×△Ｖ}／{(Ｃref＋Ｃlc＋△Ｃlc)(Ｃref＋Ｃlc)}…（１）

次に、読出期間Ｔoutでは、選択信号ＳＥＬがローレベルからハイレベルに変化する。すると、図６に示すように選択トランジスタ６３がオン状態となる。これによって増幅トランジスタ６２のゲートの電位ＶＡに応じた大きさの検出電流Ｉｔが検出線７４に流れる。この検出電流Ｉｔが検出信号Ｔとして検出回路４０に出力される。従って、対象物が画面に接触していない場合に出力される検出電流Ｉｔの値と、対象物が画面に接触している場合に出力される検出電流Ｉｔの値とは異なる。また、対象物が画面に接触したときのゲート電位ＶＡの変化量△ＶＡが大きい程、非接触時における検出電流Ｉｔの値と接触時における検出電流Ｉｔの値との差が大きくなり、センシング回路６０の検出感度が高くなる。

図７は、画素回路Ｐとセンシング回路６０の具体的な構造を示す平面図である。また、図８は、図７に示すＡ−Ａ’線から見た断面図である。
図７に示すように、センシング回路６０は、接触用容量素子Ｃｌを構成する第１電極６４および第２電極６５と、増幅トランジスタ６２等の回路素子が備わる回路部６６とからなる。また、図８に示すように、互いに対向する第１基板１１と第２基板１２との間に液晶５７が挟持され、液晶分子はその長軸方向が基板と平行な方向となるように配列される。また、第１基板１１のうち第２基板１２との対向面上には、センシング回路６０に含まれる増幅トランジスタ６２が形成される。この増幅トランジスタ６２は、半導体材料によって形成された半導体層１１１と、半導体層１１１を覆うゲート絶縁層Ｆａ０を挟んで半導体層１１１に対向するゲート電極１１３とを含む。ゲート電極１１３は第１絶縁層Ｆａ１に覆われる。また、増幅トランジスタ６２のドレイン電極１１５およびソース電極１１７は、第１絶縁層Ｆａ１の面上に形成されると共にコンタクトホールＣＨ１を介して半導体層１１１に導通する。また、ドレイン電極１１５およびソース電極１１７は、第２絶縁層Ｆａ２によって覆われる。

ゲート絶縁層Ｆａ０の面上にはゲート電極１１３と電気的に接続されたゲート配線１１４が形成される。ゲート電極１１３とゲート配線１１４とは、ゲート絶縁層Ｆａ０の全域にわたって連続的に形成された導電膜（例えばアルミニウムの薄膜）のパターニングによって同一の工程で一括的に形成される。なお、ゲート電極１１３とゲート配線１１４との関係のように、複数の要素が共通の膜体（単層であるか複数層であるかは不問）の選択的な除去によって同一の工程で形成されることを以下では単に「同層から形成される」と記載する。

図８に示すように、ゲート配線１１４は第１絶縁層Ｆａ１によって覆われる。第１絶縁層Ｆａ１の面上には、データ線１０４と導電層１１６とが形成される。データ線１０４と導電層１１６とは同層から形成される。導電層１１６は、コンタクトホールＣＨ２を介してゲート配線１１４に導通する。また、データ線１０４および導電層１１６は、第２絶縁層Ｆａ２によって覆われる。第２絶縁層Ｆａ２は、さらに第３絶縁層Ｆａ３によって覆われる。

第３絶縁層Ｆａ３の面上には、第１電極６４と第２電極６５が複数形成される。第１電極６４と第２電極６５は同層から形成される。また、第１電極６４と第２電極６５は、導電性の材料で構成される。各第２電極６５はコンタクトホールＣＨ３を介して導電層１１６と導通する。すなわち、各第２電極６５は、導電層１１６とゲート配線１１４とを介して増幅トランジスタ６２のゲート電極１１３と接続される。第１電極６４と第２電極６５との間に電圧（＝ＶＲＨ−Ｖｃｏｍ）が印加されると、第１電極６４と第２電極６５との間には、基板とほぼ平行な方向（横方向）の電界が発生する。また、図８に示すように、第１電極６４および第２電極６５と、両者間で発生する電界が印加される液晶５７とで容量Ｃｌｍが複数構成される。これら複数の容量Ｃｌｍで、図２に示した接触検出用容量素子Ｃｌが構成される。

なお、図８には図示していないが、第３絶縁層Ｆａの面上には、各画素回路Ｐを構成する画素電極５３と共通電極５５とが形成される。画素電極５３と共通電極５５とは同層から形成され、両者間で発生する、基板にほぼ平行な方向（横方向）の電界によって液晶５７の配向が制御される。また、各画素回路Ｐにおけるトランジスタ５１は、センシング回路６０における増幅トランジスタ６２と同じ製造プロセスで形成される。トランジスタ５１のソースは、図７に示すコンタクトホールＣＨ４を介して画素電極５３と導通する。

次に、接触検出用容量素子Ｃｌの容量値の変化について説明する。
指やタッチペン等の対象物が画面に接触していない状態では、図８に示すように第１基板１１と第２基板１２とは平行である。これに対し、図９に示すように対象物が画面に接触すると、第２基板１２が撓み、第１基板１１と第２基板１２との距離が小さくなる。これにより、基板間に挟持された液晶５７の配向が乱れ、容量Ｃｌｍの容量値が変化する（すなわち、接触検出用容量素子Ｃｌの容量値が変化する）。

前述した式（１）からも明らかとなるように、非接触時と接触時との容量値の変化量△Ｃlcが大きい程、増幅トランジスタ６２のゲート電位ＶＡの変化量△ＶＡが大きくなり、センシング回路６０の検出感度が高くなる。接触時と非接触時との容量値の変化量△Ｃlcを大きくするためのパラメータの１つとして第１電極６４と第２電極６５との間の距離ｄがあり、センシング回路６０の検出感度を最大にする距離ｄの値が存在する。ところで、第１基板１１と第２基板１２の各々に電極が設けられる構成においては、電極間の距離は、互いに対向する基板間の距離、すなわちセルギャップ量に相当する。ここで、セルギャップ量は、電気光学装置１０の表示特性によって決まる値なので自由に変更することができない。従って、第１基板１１と第２基板１２の各々に電極が設けられる構成においては、センシング回路６０の検出感度が最大となるように電極間の距離を設定することが困難である。つまり、表示特性を優先すれば検出感度が低下し、検出感度を優先すれば表示特性が最適とならない。

これに対し、本実施形態では、接触検出用容量素子Ｃｌを構成する第１電極６４と第２電極６５を、ともに第１基板１１のうち第２基板１２との対向面側に設けている。従って、第１電極６４と第２電極６５との間の距離ｄを、セルギャップ量とは無関係にセンシング回路６０の検出感度が最大となる値に設定できる。つまり、表示特性が最適となるようにセルギャップ量を設定する一方、これとは無関係に第１電極６４と第２電極６５との間の距離ｄを設定できる。また、本実施形態において、液晶分子は、その長軸方向が基板と平行な方向になるように配列されるから、液晶分子の長軸方向が基板と垂直な方向になるように配列される場合に比べ、画面押圧後の液晶分子の配向の戻りが早い。

再び図７に戻って説明を続ける。図７に示すように、第１電極６４と第２電極６５の各々は、櫛歯形状に形成されて互いに噛み合うように配置されている。これにより、第１電極６４と第２電極６５の両方を矩形に形成して互いに離間させる構成に比べ、第１電極６４と第２電極６５が相互に近接する部分をより多く確保できる。すなわち、第１電極６４と第２電極６５の両方が矩形に形成される構成に比べ、電界が印加される面積が大きい。従って、液晶分子の配向が変化し易くなるので、接触時と非接触時との容量値の変化量△Ｃlcを大きくすることができ、センシング回路６０の検出感度を高められる。

また、図７に示すように、センシング回路６０における第１電極６４と、画素回路Ｐにおける共通電極５５とは同層から形成される。また、センシング回路６０における第２電極６５と、画素回路Ｐにおける画素電極５３とは同層から形成される。従って、センシング回路６０と画素回路Ｐとを同一の製造プロセスで同時に製造することができるから、液晶パネルの製造が容易になる。また、図７に示すように、第１電極６４と共通電極５５とは連続的に形成され、ともに共通電位Ｖｃｏｍが供給される。従って、第１電極６４と共通電極５５の各々に別個の電位を供給する必要がない。

図１０は、画像を表示する場合の電気光学装置１０の動作を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態ではＶ反転方式を用いて液晶を交流駆動する場合について説明する。同図に示すように、第１フレーム期間Ｆ１のｉ番目の水平走査期間Ｈｉにおいて走査信号Ｇｉがハイレベルになる。すると、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）のトランジスタ５１がオン状態となり、画素電極５３にはｊ列目のデータ線１０４を介してデータ電位ＶＤｊ（４Ｖ）が印加される。また、第１フレーム期間Ｆ１においては、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）を含む全ての画素回路Ｐの共通電極５５に、共通電位Ｖｃｏｍのローレベル（ＧＮＤ）が印加される。従って、第１フレーム期間Ｆ１では、共通電極５５の電位（ＧＮＤ）を基準としたとき、画素電極５３の電位（４Ｖ）が高電位となる。また、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の画素電極５３と共通電極５５との間には４Ｖの電圧が印加される。

ところで、次のフレームでも同じ色を表示する場合、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の画素電極５３と共通電極５５との間には４Ｖの電圧を印加する必要がある。また、次のフレームでは、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の液晶５７に印加する電圧の極性を反転させる必要がある。図１０に示すように、第１フレーム期間Ｆ１に続く第２フレーム期間Ｆ２では、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）を含む全ての画素回路Ｐの共通電極５５に、共通電位Ｖｃｏｍのハイレベル（２Ｖ）が印加される。従って、第２フレーム期間Ｆ２のｉ番目の水平走査期間Ｈｉにおいて走査信号Ｇｉがハイレベルになると、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の画素電極５３には、データ電位ＶＤｊとして−２Ｖが印加される。

ここで、液晶５７に印加される電圧の極性を、画素電極５３の電位が共通電極５５の電位よりも高電位となる場合を「正極性」、画素電極５３の電位が共通電極５５の電位よりも低電位となる場合を「負極性」とすると、画素回路Ｐ（ｉ，ｊ）の液晶５７に印加される電圧の極性は、図１１に示すように、奇数フレームの場合に正極性（＋）、偶数フレームの場合に負極性（−）となる。また、Ｖ反転方式では、同一フレームにおける全ての画素回路Ｐにおいて液晶５７に印加される電圧の極性が共通し、隣接するフレーム間で印加電圧の極性が反転する。

図１２は、１画面分の容量値を検出する期間を示すタイミングチャートである。
制御回路２００は、検出回路４０を介して各センシング回路６０を駆動し、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）と、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出することができる。ここで、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値を検出する期間は、図１２に示す期間Ｔｓ（＋）となる。すなわち、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで共通電位Ｖｃｏｍがローレベルであると検出してから、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルに切り替わる直前までの期間である。また、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値を検出する期間は、図１２に示す期間Ｔｓ（−）となる。すなわち、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルであると検出してから、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルに切り替わる直前までの期間である。
なお、制御回路２００は、Ｖｃｏｍ検出回路４００から出力される検出信号Ｖdetに基づいて、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで、共通電極５５に印加されている共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルであるか、ローレベルであるかを検出する。

次に、タッチ判定に係る電気光学装置１０の動作について説明する。
図１３（ａ）に示す初期化処理が開始されると、まず、制御回路２００は、検出回路４０および各センシング回路６０を制御して、共通電位Ｖｃｏｍがローレベル（ＧＮＤ）である場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第１基準容量データとして制御回路２００内に設けられた第１記憶部（図示省略）に記憶する（ステップＳ１０１）。なお、ステップＳ１０１では、図１２に示した奇数フレーム中の期間Ｔｓ（＋）において１画面分の容量値を検出することになる。

このステップＳ１０１の処理について具体的に説明すると、まず、制御回路２００は、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルであるかローレベルであるかを検出する。そして、制御回路２００は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルであると検出した場合に、検出開始信号を検出回路４０に出力する。検出回路４０は、検出開始信号を受信すると、リセット信号ＲＥＳや選択信号ＳＥＬを生成して各センシング回路６０に供給し、これによって各センシング回路６０にリセット動作、センシング動作、および読出動作を順次行わせる。その結果、各センシング回路６０から検出信号Ｔ（検出電流Ｉｔ）が出力される。この検出信号Ｔは、第１電極６４および第２電極６５と、両者間で発生する電界が印加される液晶５７とで形成される接触検出用容量素子Ｃｌの容量値に応じた信号レベルを有する。検出回路４０は、各センシング回路６０から出力された検出信号Ｔを信号処理し、全部でｍ×ｎ／３個の容量値を得る。また、検出回路４０は、このようにして得られたｍ×ｎ／３個の容量値を１画面分の容量値として制御回路２００に出力する。そして、制御回路２００は、検出回路４０から供給された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を第１基準容量データとして第１記憶部に記憶する。

次に、制御回路２００は、検出回路４０および各センシング回路６０を制御して、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベル（２Ｖ）である場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第２基準容量データとして第１記憶部に記憶する（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０２では、図１２に示した偶数フレーム中の期間Ｔｓ（−）において１画面分の容量値を検出することになる。このステップＳ１０２の処理について具体的に説明すると、まず、制御回路２００は、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルであるかローレベルであるかを検出し、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルであると検出した場合に、検出開始信号を検出回路４０に出力する。以降、検出回路４０において１画面分の容量値を出力するまでの処理は、上述したステップＳ１０１と同様であるため説明を省略する。制御回路２００は、１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出回路４０から得ると、これを第２基準容量データとして第１記憶部に記憶する。

なお、第１記憶部に記憶された第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）が、タッチ判定を行う際に比較の基準となる１画面分の容量値になる。また、以上説明した初期化処理は、例えば、電気光学装置１０の電源投入時や、初期化処理の開始を指示するボタン操作がユーザによって行われた時、あるいは表示画像が切り替わる時や、所定の時間間隔ごとに実行される。そして、この初期化処理により、対象物が画面に接触していない基準状態において検出された第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）が第１記憶部に記憶される。

次に、図１３（ｂ）に示すタッチ判定処理は、タッチ入力機能がオンの状態、すなわち指やタッチペンによるタッチ入力を受け付ける期間において定期的に実行される。このタッチ判定処理が開始されると、まず、制御回路２００は、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。制御回路２００は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルであると判定すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第１対象容量データとして制御回路２００内に設けられた第２記憶部（図示省略）に記憶する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２の処理により、タッチ入力機能がオンの状態において検出された１画面分の容量値（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）が第１対象容量データとして第２記憶部に記憶される。

次に、制御回路２００は、第１記憶部から第１基準容量データを読み出し、ステップＳ２０２において検出された第１対象容量データとの差分を算出する（ステップＳ２０３）。第１基準容量データと第１対象容量データは、ともに共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。差分データを算出する際には、１画面分の容量値について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士が比較され、全部でｍ×ｎ／３個の差分データが算出される。

一方、制御回路２００は、ステップＳ２０１において共通電位Ｖｃｏｍがローレベルでないと判定した場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、すなわち共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合は、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第２対象容量データとして第２記憶部に記憶する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４の処理により、タッチ入力機能がオンの状態において検出された１画面分の容量値（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）が第２対象容量データとして第２記憶部に記憶される。

次に、制御回路２００は、第１記憶部から第２基準容量データを読み出し、ステップＳ２０４において検出された第２対象容量データとの差分を算出する（ステップＳ２０５）。第２基準容量データと第２対象容量データは、ともに共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。差分データを算出する際には、１画面分の容量値について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士が比較され、全部でｍ×ｎ／３個の差分データが算出される。

この後、制御回路２００は、算出した差分データ（ｍ×ｎ／３個）の各々を予め定められたタッチ判定用の閾値と比較し、比較結果に基づいて、指やタッチペン等の対象物が画面に接触したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。例えば、制御回路２００は、閾値を超える差分データの個数を計数し、計数値が所定値以上の場合にタッチがあると判定する一方、計数値が所定値未満の場合にタッチがないと判定する。また、画面に対する指やタッチペンの接触面積と、画面におけるセンシング回路６０の配列密度から、閾値を超える差分データの個数について上限値と下限値を定めておき、上述した計数値が上限値と下限値によって定まる範囲内の値である場合にタッチがあると判定する一方、計数値が上述した範囲内の値でない場合にタッチがないと判定してもよい。

図１３（ａ）に示した初期化処理は、例えば、表示画像が切り替わり、図１４の左側に示すようにボタン「Ａ」とボタン「Ｂ」が画面に表示された段階で実行される。この段階では指やタッチペン等の対象物が画面に接触していない。これにより第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）が検出されて第１記憶部に記憶される。この後、図１３（ｂ）に示したタッチ判定処理が定期的に実行される。指やタッチペン等の対象物が画面に接触していない場合は、タッチ判定処理において第１対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）を検出しても、第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）との差分は全て閾値未満となる。あるいは、タッチ判定処理において第２対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）を検出しても、第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）との差分は全て閾値未満となる。このためタッチがないと判定される。

これに対し、図１４の右側に示すように指やタッチペン等の対象物が画面に接触している場合は、対象物の接触に伴い、ボタン「Ａ」内のハッチングされた部分について接触検出用容量素子Ｃｌの容量値が大きく変化する。このためタッチ判定処理において、第１対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）、あるいは第２対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）と第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）を比較すると、閾値を超える差分データが複数検出される。このためタッチがあると判定される。

以上説明したように本実施形態によれば、タッチ判定の際に比較する基準容量データと対象容量データについて液晶の駆動状態（Ｖｃｏｍレベル）を同じにすることができる。仮に、液晶の駆動状態の違いを考慮しない場合、基準容量データを検出したときの液晶の駆動状態と、対象容量データを検出したときの液晶の駆動状態とが異なると、Ｖｃｏｍレベルが違うため接触検出用容量素子Ｃｌの容量値が変わってしまう。このため基準容量データと対象容量データを比較してもタッチ判定を正確に行うことができない。これに対し、本実施形態によれば、液晶の駆動状態（Ｖｃｏｍレベル）を同じにすることで、液晶の駆動状態が異なることに起因する接触検出用容量素子Ｃｌの容量値の変化をなくすことができる。従って、タッチ判定を高精度に行うことが可能になる。

＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、図１５を参照して第２実施形態に係る電気光学装置について説明する。
なお、本実施形態に係る電気光学装置の構成は、図１〜図１２を参照して説明した第１実施形態の電気光学装置１０と概ね同じであるため、第１実施形態と同じ符号を使用するものとする。また、第１実施形態と共通する部分についてはその説明を省略する。

図１５（ａ）に示す初期化処理を開始すると、制御回路２００は、検出回路４０および各センシング回路６０を制御して、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを基準容量データとして第１記憶部に記憶する（ステップＳ３０１）。このステップＳ３０１は、第１実施形態における初期化処理のステップＳ１０１に相当する。

なお、第１実施形態における初期化処理では、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（第１基準容量データ）と、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値（第２基準容量データ）の両方を検出して第１記憶部に記憶しているが、第２実施形態における初期化処理では、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値のみを検出し、これを基準容量データとして第１記憶部に記憶する。また、図１５（ａ）に示す初期化処理は、第１実施形態における初期化処理と同様に、電源投入時や、ユーザからの起動指示を受けた時、あるいは表示画像が切り替わる時や、所定の時間間隔ごとに実行される。この初期化処理により、対象物が画面に接触していない基準状態において検出された１画面分の容量値（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）が基準容量データとして第１記憶部に記憶される。

次に、図１５（ｂ）に示すタッチ判定処理は、タッチ入力機能がオンの状態において定期的に実行される。タッチ判定処理が開始されると、まず、制御回路２００は、フレーム同期信号が立ち下るタイミングで、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルであるか否かを判定し（ステップＳ４０１）、この判定を共通電位Ｖｃｏｍがローレベルになるまで繰り返す。そして、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルになると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、制御回路２００は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを対象容量データとして第２記憶部に記憶する（ステップＳ４０２）。このステップＳ４０２の処理により、タッチ入力機能がオンの状態において検出された１画面分の容量値（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）が対象容量データとして第２記憶部に記憶される。

次に、制御回路２００は、第１記憶部から基準容量データを読み出し、ステップＳ４０２において検出された対象容量データとの差分を算出する（ステップＳ４０３）。基準容量データと対象容量データは、ともに共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。差分データを算出する際には、１画面分の容量値について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士が比較され、全部でｍ×ｎ／３個の差分データが算出される。この後、制御回路２００は、算出した差分データ（ｍ×ｎ／３個）の各々をタッチ判定用の閾値と比較し、比較結果に基づいてタッチ判定を行う（ステップＳ４０４）。

本実施形態によれば、基準容量データとして、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値のみを第１記憶部に記憶すればよく、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値を記憶する必要がない。従って、第１実施形態の場合に比べ、第１記憶部の記憶容量を半分に減らすことができる。なお、本実施形態では、基準容量データと対象容量データの各々を共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの期間において検出し、両者の差分に基づいてタッチ判定を行う場合について説明したが、基準容量データと対象容量データの各々を共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルの期間において検出し、両者の差分に基づいてタッチ判定を行う構成であってもよい。

＜Ｃ：第３実施形態＞
次に、図１６を参照して第３実施形態に係る電気光学装置について説明する。
なお、本実施形態に係る電気光学装置の構成は、図１〜図１２を参照して説明した第１実施形態の電気光学装置１０と概ね同じであるため、第１実施形態と同じ符号を使用するものとする。また、第１実施形態と共通する部分についてはその説明を省略する。

図１６（ａ）に示す初期化処理が開始されると、まず、制御回路２００は、検出回路４０および各センシング回路６０を制御して、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第１基準容量データとして第１記憶部に記憶する（ステップＳ５０１）。次いで、制御回路２００は、検出回路４０および各センシング回路６０を制御して、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第２基準容量データとして第１記憶部に記憶する（ステップＳ５０２）。なお、ステップＳ５０１およびＳ５０２は、第１実施形態における初期化処理のステップＳ１０１およびＳ１０２と同様である。

次に、制御回路２００は、第１基準容量データと第２基準容量データの平均値データを算出し、これを基準容量データとして第１記憶部に記憶する（ステップＳ５０３）。第１基準容量データは、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。また、第２基準容量データは、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。平均値データを算出する際には、１画面分の容量値について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士で平均をとり、全部でｍ×ｎ／３個の平均値データが算出される。

また、図１６（ａ）に示す初期化処理は、第１実施形態における初期化処理と同様に、電源投入時や、ユーザからの起動指示を受けた時、あるいは表示画像が切り替わる時や、所定の時間間隔ごとに実行される。この初期化処理により、対象物が画面に接触していない基準状態における平均値データ（ｍ×ｎ／３個）が基準容量データとして第１記憶部に記憶される。

次に、図１５（ｂ）に示すタッチ判定処理は、タッチ入力機能がオンの状態において定期的に実行される。タッチ判定処理が開始されると、まず、制御回路２００は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第１対象容量データとして第２記憶部に記憶する（ステップＳ６０１）。次いで、制御回路２００は、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）を検出し、これを第２対象容量データとして第２記憶部に記憶する（ステップＳ６０２）。

次に、制御回路２００は、第１対象容量データと第２対象容量データの平均値データを算出し、これを対象容量データとして第２記憶部に記憶する（ステップＳ６０３）。第１対象容量データは、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。また、第２対象容量データは、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルの場合に検出された１画面分の容量値（ｍ×ｎ／３個）である。平均値データを算出する際には、１画面分の容量値について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士で平均をとり、全部でｍ×ｎ／３個の平均値データが算出される。このステップＳ６０３の処理により、タッチ入力機能がオンの状態における平均値データ（ｍ×ｎ／３個）が対象容量データとして第２記憶部に記憶される。

次に、制御回路２００は、第１記憶部から基準容量データを読み出し、ステップＳ６０３において算出された対象容量データとの差分を算出する（ステップＳ６０４）。基準容量データは、第１基準容量データと第２基準容量データとの平均値データ（ｍ×ｎ／３個）である。また、対象容量データは、第１対象容量データと第２対象容量データとの平均値データ（ｍ×ｎ／３個）である。差分データを算出する際には、１画面分の平均値データ（容量値）について、同じセンシング回路６０で検出された容量値同士が比較され、全部でｍ×ｎ／３個の差分データが算出される。この後、制御回路２００は、算出した差分データ（ｍ×ｎ／３個）の各々をタッチ判定用の閾値と比較し、比較結果に基づいてタッチ判定を行う（ステップＳ６０５）。例えば、制御回路２００は、閾値を超える差分データの個数を計数し、計数値が所定値以上の場合にタッチがあると判定する一方、計数値が所定値未満の場合にタッチがないと判定する。

本実施形態によれば、基準容量データと対象容量データの各々は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値と、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値の平均値になる。このように共通電位Ｖｃｏｍがローレベルの場合と共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルの場合の平均をとることで、基準容量データと対象容量データには、液晶の駆動状態（Ｖｃｏｍレベル）が異なることに起因する接触検出用容量素子Ｃｌの容量値の変化の影響が同程度に反映される。従って、基準容量データと対象容量データとを比較することで容量値の変化の影響を排除することができる。また、平均をとることでノイズを減らすことができる。よって、タッチ判定を高精度に行うことが可能になる。

なお、第１対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第２対象容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）を検出する時間間隔を離すと、第１対象容量データと第２対象容量データのうち、一方のデータは対象物が画面に接触していない状態で検出され、他方のデータは対象物が画面に接触している状態で検出される等といった状況が発生する。このような場合、タッチの有無を正確に判定することが難しくなるので、Ｎ番目のフレームとこれに続くＮ＋１番目のフレーム等、隣接する２つのフレームにおいて第１対象容量データと第２対象容量データを検出し、その平均値をとることが望ましい。これは、第１基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｌｏｗ）と第２基準容量データ（Ｖｃｏｍ＝Ｈｉ）についても同様である。

＜Ｄ：変形例＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうち２以上の変形例を組み合わせることもできる。
（変形例１）
上述した各実施形態では、共通電位Ｖｃｏｍのローレベルとハイレベルを１フレームごとに切り替える場合について説明したが、例えば、２フレームごとや３フレームごとに共通電位Ｖｃｏｍのローレベルとハイレベルを切り替える構成であってもよい。また、インターレース走査の場合には、例えば、１フィールドごとや４フィールドごとに共通電位Ｖｃｏｍのローレベルとハイレベルを切り替えることができる。

（変形例２）
上述した各実施形態では、「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の３個の画素回路Ｐごとに１個のセンシング回路６０を備える構成を例示したが、例えば、１個の画素回路Ｐごとに１個のセンシング回路６０を備える構成であってもよい。この場合、画素領域１００には、全部でｍ×ｎ個のセンシング回路６０が備わることになる。また、「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の３個の画素回路Ｐを１つの組Ｃとした場合に、隣接する複数の組Ｃごとに１個のセンシング回路６０を備える構成であってもよい。

（変形例３）
上述した各実施形態ではＶ反転方式を用いて液晶を交流駆動する場合について説明したが、Ｈ反転方式やＳ反転方式の場合にも本発明を適用可能である。但し、Ｈ反転方式では、走査線１０２（行）ごとに液晶５７に印加される電圧の極性が反転する。また、Ｓ反転方式では、データ線１０４（列）ごとに液晶５７に印加される電圧の極性が反転する。
従って、Ｈ反転方式の場合は、基準容量データや対象容量データを検出するにあたり、奇数行と偶数行のＶｃｏｍレベルを調べ、例えば、奇数行がローレベルで偶数行がハイレベルであった場合は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値として、奇数行に位置する全てのセンシング回路６０から得たｍ×ｎ／３／２個の容量値を使用する一方、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値として、偶数行に位置する全てのセンシング回路６０から得たｍ×ｎ／３／２個の容量値を使用すればよい。また、１個の画素回路Ｐごとに１個のセンシング回路６０を備えており、かつＳ反転方式を採用している場合は、奇数列と偶数列のＶｃｏｍレベルを調べ、例えば、奇数列がローレベルで偶数列がハイレベルであった場合は、共通電位Ｖｃｏｍがローレベルである場合の１画面分の容量値として、奇数列に位置する全てセンシング回路６０から得たｍ×ｎ／２個の容量値を使用する一方、共通電位Ｖｃｏｍがハイレベルである場合の１画面分の容量値として、偶数列に位置する全てのセンシング回路６０から得たｍ×ｎ／２個の容量値を使用すればよい。

（変形例４）
図１７は、本変形例に係る画素回路Ｐとセンシング回路６０の構造を示す平面図である。本変形例に係るセンシング回路６０においては、第１電極６４と第２電極６５が異なる層から形成されて互いに対向するように配置される。図１８は、図１７に示すＢ−Ｂ’線から見た断面図である。図１８に示すように第３絶縁層Ｆａ３の面上には第２電極６５が設けられる。この第２電極６５は、第１実施形態と同様にコンタクトホールＣＨ３を介して導電層１１６と導通する。また、第２電極６５は第４絶縁層Ｆａ４によって覆われる。第４絶縁層Ｆａ４の面上には、第１電極６４が第２電極６５と対向するように設けられる。

図１７に示すように、第１電極６４には、第１電極６４と第２電極６５との間で発生する電界を通すためのスリット６８が形成される。図１９は、図１７に示すＣ−Ｃ’線から見た断面図である。図１９に示すように、第１電極６４および第２電極６５と、第１電極６４と第２電極６５との間に発生する電界が印加される液晶５７とで複数の容量Ｃｌｍが構成される。第１実施形態と同様、これら複数の容量Ｃｌｍで、センシング回路６０における接触検出用容量素子Ｃｌが構成される。

本変形例では、第１電極６４と第２電極６５とが異なる層から形成されて互いに対向するように配置されるから、第２電極６５からスリット６８を通って第１電極６４へ至る電界、または、第１電極６４からスリット６８を通って第２電極６５へ至る電界は、上述した第１実施形態のように第１電極６４と第２電極６５とが同じ層から形成される場合に比べ、基板に垂直な方向の成分を多く含んでいる。従って、第１電極６４と第２電極６５との間で発生する電界によって、液晶分子が第１実施形態の場合よりも斜めに傾く。このように液晶分子が斜めに傾いた状態で画面が押圧されると、液晶分子が基板に対して水平な状態で画面が押圧される場合に比べ、液晶分子の配向が変化し易い。従って、本変形例によれば、接触時と非接触時との容量値の変化量△Ｃlcを第１実施形態の場合に比べて大きくすることができるから、センシング回路６０の検出感度を高められる。

また、図１７に示すように、センシング回路６０における第１電極６４と、画素回路Ｐにおける共通電極５５とは同層から形成される。また、センシング回路６０における第２電極６５と、画素回路Ｐにおける画素電極５３とは同層から形成される。従って、第１実施形態と同様に、センシング回路６０と画素回路Ｐとを同一の製造プロセスで同時に製造することができ、液晶パネルの製造が容易になる。

（変形例５）
図２０は、本変形例に係る画素回路Ｐとセンシング回路６０の構造を示す平面図である。本変形例に係るセンシング回路６０においては、変形例４の場合と同様に第１電極６４と第２電極６５が異なる層から形成されるものの、第１電極６４と第２電極６５の各々が櫛歯形状に形成される点、第１電極６４と第２電極６５が互いに噛み合うように配置される点、第１電極６４と第２電極６５とで重なり合う部分が存在しない点で、上述した変形例４の構成と異なる。その他の構成は変形例４の構成と同じであるので、重複する部分については説明を省略する。

図２１は、図２０に示すＤ−Ｄ’線から見た断面図である。本変形例では、第１電極６４と第２電極６５とで重なり合う部分が存在しないようにすることで、変形例４の場合に比べ、容量Ｃｌｍを構成する電極の面積を小さくしている。つまり、容量Ｃｌｍの容量値を変形例４の場合に比べて小さくできる。前述した式（１）からも明らかとなるように、接触検出用容量素子Ｃｌの容量値Ｃlcが小さい程、接触時と非接触時との電位変化量△ＶＡを大きくすることができるから、センシング回路６０の検出感度を高められる。

また、本変形例においては、第１電極６４と第２電極６５の各々が櫛歯形状に形成されて互いに噛み合うように配置される。よって、第１電極６４と第２電極６５が相互に近接する部分をより多く確保できる。すなわち、第１電極６４と第２電極６５の両方が矩形に形成される構成に比べ、電界が印加される面積が大きい。従って、液晶分子の配向が変化し易くなるので、接触時と非接触時との容量値の変化量△Ｃlcを大きくすることができ、センシング回路６０の検出感度を高められる。また、図２０に示すように、センシング回路６０における第１電極６４と、画素回路Ｐにおける共通電極５５とは同層から形成される。また、センシング回路６０における第２電極６５と、画素回路Ｐにおける画素電極５３とは同層から形成される。従って、センシング回路６０と画素回路Ｐとは同一の製造プロセスで同時に製造することができ、液晶パネルの製造が容易になる。

なお、図２０に示すように、本変形例では、第１電極６４と第２電極６５とで重なり合う部分が存在しない構成を例示したが、第１電極６４と第２電極６５とで重なり合う部分が存在する構成としてもよい。但し、この場合、容量Ｃｌｍを構成する電極の面積を小さくするためには、第１電極６４と第２電極６５が重なり合う部分の面積を、第１電極６４と第２電極６５が重なり合わない部分の面積よりも小さくする必要がある。

（変形例６）
第１実施形態および変形例５では、第１電極６４と第２電極６５の各々は、櫛歯形状に形成されて互いに噛み合うように配置される構成を例示したが、例えば、第１電極６４を櫛歯形状とするとともに第２電極６５を矩形にして、両者が互いに噛み合うように配置する構成としてもよい。また、両方の電極が矩形である構成としてもよい。

＜Ｅ：電子機器＞
次に、上述したいずれかの実施形態または変形例に係る電気光学装置１０を適用した電子機器について説明する。
図２２に、電気光学装置１０を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、電気光学装置１０と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１とキーボード２００２が設けられている。
図２３に、電気光学装置１０を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、電気光学装置１０と、操作ボタン３００１と、スクロールボタン３００２を備える。スクロールボタン３００２を操作することで、電気光学装置１０に表示される画面がスクロールされる。
図２４に、電気光学装置１０を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。携帯情報端末４０００は、電気光学装置１０と、操作ボタン４００１と、電源スイッチ４００２を備える。操作ボタン４００１を操作することで、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１０に表示される。
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図２２〜図２４に示すものの他、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、テレビ、ビデオカメラ、電子手帳、電子ペーパー、ワードプロセッサ、ワークステーション、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、自動販売機等が挙げられる。

第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 センシング回路の構成を示す回路図である。 センシング回路の動作を示すタイミングチャートである。 リセット期間におけるセンシング回路の動作を説明するための図である。 センシング期間におけるセンシング回路の動作を説明するための図である。 読出期間におけるセンシング回路の動作を説明するための図である。 画素回路とセンシング回路の具体的な構造を示す平面図である。 図７に示すＡ−Ａ’線から見た断面図である。 対象物が画面に接触したときの状態を示す図である。 画像を表示する場合の電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 フレーム期間と、液晶に印加される電圧の極性との関係を示す図である。 １画面分の容量値を検出する期間を示すタイミングチャートである。 第１実施形態に係る初期化処理の流れを示すフローチャート（図１３（ａ））と、第１実施形態に係るタッチ判定処理の流れを示すフローチャート（図１３（ｂ））である。 基準容量データを検出する場合と対象容量データを検出する場合の画面の状態を示す図である。 第２実施形態に係る初期化処理の流れを示すフローチャート（図１５（ａ））と、第２実施形態に係るタッチ判定処理の流れを示すフローチャート（図１５（ｂ））である。 第３実施形態に係る初期化処理の流れを示すフローチャート（図１６（ａ））と、第３実施形態に係るタッチ判定処理の流れを示すフローチャート（図１６（ｂ））である。 変形例４に係る画素回路とセンシング回路の構造を示す平面図である。 図１７に示すＢ−Ｂ’線から見た断面図である。 図１７に示すＣ−Ｃ’線から見た断面図である。 変形例５に係る画素回路とセンシング回路の構造を示す平面図である。 図２０に示すＤ−Ｄ’線から見た断面図である。 本発明に係る電子機器の具体例を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の具体例を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の具体例を示す斜視図である。

符号の説明

１０…電気光学装置、４０…検出回路、２００…制御回路、Ｓｆ…極性信号、４００…Ｖｃｏｍ検出回路、１１…第１基板、１２…第２基板、５０…液晶素子、５３…画素電極、５５…対向電極、５７…液晶、６０…センシング回路、６４…第１電極、６５…第２電極、Ｃｌ……接触検出用容量素子、Ｃｌｍ…容量、Ｃｒ…基準容量素子、Ｔ…検出信号、Ｉｔ…検出電流、１００…画素領域、１０２…走査線、１０４…データ線、Ｐ…画素回路、Ｇ…走査信号、ＶＤ…データ電位、Ｖｃｏｍ…共通電位。

Claims (10)

1. 画像を表示する画面と、
   互いに対向する第１基板および第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶と、
   前記液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、
   前記液晶、第３電極および第４電極を備え、前記液晶の透過率を制御して前記画面に画像を表示させる表示部と、
   前記第３電極および前記第４電極に電位を供給して前記液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、前記第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、前記第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に前記データ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段と、
   前記画面に対象物が接触していない状態において前記静電容量検出部が出力した前記検出信号の大きさを基準データとして記憶する第１記憶手段と、
   接触の有無を判定する状態において前記静電容量検出部が出力した前記検出信号の大きさを対象データとして記憶する第２記憶手段と、
   前記第１記憶手段から読み出した前記基準データに対応する前記液晶の駆動状態と、前記第２記憶手段から読み出した前記対象データに対応する前記液晶の駆動状態とが同一となるように、前記第１記憶手段および前記第２記憶手段への書き込みおよび読み出しを制御する制御手段と、
   前記第１記憶手段から読み出した前記基準データと前記第２記憶手段から読み出した前記対象データとの差分を差分データとして生成する差分データ生成手段と、
   前記差分データに基づいて、前記画面に対象物が接触したか否かを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記制御手段は、
   前記第１記憶手段に、前記第１駆動状態で検出された前記基準データと前記第２駆動状態で検出された前記基準データとを記憶させ、
   前記第２記憶手段に、前記第１駆動状態と前記第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態で検出された前記対象データを記憶させ、
   前記差分データ生成手段に、前記第２記憶手段から前記一方の駆動状態の前記対象データを読み出して供給すると共に、前記第１記憶手段から前記一方の駆動状態に対応する前記基準データを読み出して供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記制御手段は、
   前記第１記憶手段に、前記第１駆動状態と前記第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態で検出された前記基準データを記憶させ、
   前記第２記憶手段に、前記一方の駆動状態で検出された前記対象データを記憶させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 画像を表示する画面と、
   互いに対向する第１基板および第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶と、
   前記液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、
   前記液晶、第３電極および第４電極を備え、前記液晶の透過率を制御して前記画面に画像を表示させる表示部と、
   前記第３電極および前記第４電極に電位を供給して前記液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、前記第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、前記第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に前記データ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段と、
   前記第１駆動状態において前記静電容量検出部が出力した前記検出信号の大きさと、前記第２駆動状態において前記静電容量検出部が出力した前記検出信号の大きさとの平均を平均データとして算出する算出手段と、
   前記画面に対象物が接触していない状態における前記平均データを基準データとして記憶する第１記憶手段と、
   接触の有無を判定する状態における前記平均データを対象データとして記憶する第２記憶手段と、
   前記第１記憶手段から読み出した前記基準データと前記第２記憶手段から読み出した前記対象データとの差分を差分データとして生成する差分データ生成手段と、
   前記差分データに基づいて、前記画面に対象物が接触したか否かを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
5. 前記算出手段は、隣接する２つの前記所定周期の各々において前記静電容量検出部が出力した前記検出信号を用いて前記平均データを算出する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
6. 前記駆動手段は、前記所定周期として、フレーム周期またはフィールド周期の自然数倍で、前記第１駆動状態と前記第２駆動状態とを切り替える、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
8. 画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶と、前記液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、前記液晶、第３電極および第４電極を備え、前記液晶の透過率を制御して前記画面に画像を表示させる表示部と、前記第３電極および前記第４電極に電位を供給して前記液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、前記第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、前記第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に前記データ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、前記静電容量検出部を用いて前記画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、
   前記画面に対象物が接触していない状態における前記検出信号の大きさを基準データとして取り込み、前記第１駆動状態において取り込まれた前記基準データと前記第２駆動状態において取り込まれた前記基準データとを記憶し、
   接触の有無を判定する状態において、前記第１駆動状態と前記第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態における前記検出信号の大きさを対象データとして取り込んで記憶し、
   前記一方の駆動状態の前記対象データを読み出し、前記一方の駆動状態に対応する前記基準データを読み出し、読み出した前記基準データと読み出した前記対象データとの差分を差分データとして生成し、
   前記差分データに基づいて、前記画面に対象物が接触したか否かを判定する、
   ことを特徴とする接触検出方法。
9. 画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶と、前記液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、前記液晶、第３電極および第４電極を備え、前記液晶の透過率を制御して前記画面に画像を表示させる表示部と、前記第３電極および前記第４電極に電位を供給して前記液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、前記第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、前記第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に前記データ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、前記静電容量検出部を用いて前記画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、
   前記画面に対象物が接触していない状態において、前記第１駆動状態と前記第２駆動状態のいずれか一方の駆動状態における前記検出信号の大きさを基準データとして取り込んで記憶し、
   接触の有無を判定する状態において、前記一方の駆動状態における前記検出信号の大きさを対象データとして取り込んで記憶し、
   前記基準データと前記対象データとの差分を差分データとして生成し、
   前記差分データに基づいて、前記画面に対象物が接触したか否かを判定する、
   ことを特徴とする接触検出方法。
10. 画像を表示する画面と、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持される液晶と、前記液晶、第１電極および第２電極によって形成される容量の値に応じた大きさの検出信号を出力する静電容量検出部と、前記液晶、第３電極および第４電極を備え、前記液晶の透過率を制御して前記画面に画像を表示させる表示部と、前記第３電極および前記第４電極に電位を供給して前記液晶の配向状態を制御し、当該液晶の駆動状態として、前記第３電極に第１の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に表示すべき階調に応じたデータ電位を印加する第１駆動状態と、前記第３電極に第２の固定電位を印加すると共に、前記第４電極に前記データ電位を印加する第２駆動状態とを所定周期で切り替える駆動手段とを備える電気光学装置において、前記静電容量検出部を用いて前記画面に対象物が接触したことを検出する接触検出方法であって、
    前記第１駆動状態における前記検出信号の大きさと、前記第２駆動状態における前記検出信号の大きさとの平均を平均データとして算出し、
    前記画面に対象物が接触していない状態における前記平均データを基準データとして記憶し、
    接触の有無を検出する状態における前記平均データを対象データとして記憶し、
    前記基準データと前記対象データとの差分を差分データとして生成し、
    前記差分データに基づいて、前記画面に対象物が接触したか否かを判定する、
    ことを特徴とする接触検出方法。

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