JP5539106B2 - タッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器 - Google Patents

タッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、およびタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、ならびにそれらを備えた電子機器に関する。
近年、指等の外部近接物体を検出するタッチ検出機能を液晶表示装置等の表示装置に搭載し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチ検出機能を有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
タッチ検出方式にはいくつかの方式が存在するが、その一つとして静電容量式がある。例えば、特許文献１には、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した表示装置が提案されている。この共通電極とタッチ検出電極との間には静電容量が形成され、外部近接物体に応じてその静電容量が変化する。この表示装置は、これを利用して、共通電極にタッチ検出用の駆動信号を印加したときにタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することにより、外部近接物体を検出するようになっている。この表示装置では、共通電極に駆動信号を順次印加し、線順次走査を行うことにより表示動作が行われるとともに、その駆動信号に応じてタッチ検出電極に現れるタッチ検出信号を解析することによりタッチ検出動作が行われる。
特開２００９−２５８１８２号公報
ところで、タッチ検出における重要な特性の１つとして、タッチ検出感度特性が挙げられる。しかしながら、特許文献１に開示された表示装置では、駆動信号を、表示動作とタッチ検出動作の両方に用いているため、例えば、駆動信号の波形を工夫することによりタッチ検出特性を高める場合には、表示動作に影響を及ぼすおそれがあった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示動作への影響を低減しつつ、タッチ検出感度を高めることができるタッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器を提供することにある。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、複数の共通駆動電極と、複数の画素電極と、タッチ検出電極と、走査駆動部とを備えている。複数の共通駆動電極は、一方向に延在するように並設されたものである。複数の画素電極は、複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設され画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行うものである。タッチ検出電極は、複数の共通駆動電極と対向して設けられ共通駆動電極との間で静電容量を形成し、表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するものである。走査駆動部は、表示駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第１の走査駆動と、タッチ検出駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第２の走査駆動とを行うものである。走査駆動部は、一端に表示駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第１のスイッチと、一端にタッチ検出駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第２のスイッチと、を有する。また、走査駆動部は、第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、第１のスイッチをオン状態とし、第２のスイッチをオフ状態とする。
本発明の駆動回路は、走査駆動部を備えている。走査駆動部は、一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設され画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う複数の画素電極と、複数の共通駆動電極と対向して設けられ共通駆動電極との間で静電容量を形成し、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出する静電容量式のタッチ検出素子とを備えたタッチ検出機能付き表示部に対して、表示駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第１の走査駆動と、表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号を複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第２の走査駆動とを行うものである。走査駆動部は、一端に表示駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第１のスイッチと、一端にタッチ検出駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第２のスイッチと、を有する。また、走査駆動部は、第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、第１のスイッチをオン状態とし、第２のスイッチをオフ状態とする。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法は、一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極に表示駆動信号を時分割的に順次印加するとともに、表示駆動信号の印加に同期して複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設された画素電極のうちその表示駆動信号の印加下にある共通駆動電極に対応した画素電極に画素信号を印加する動作を時分割的に順次行うことにより、画素信号および表示駆動信号に基づく表示を行う第１の走査駆動動作と、表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号を、複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加することにより、複数の共通駆動電極と対向して設けられ共通駆動電極との間で静電容量を形成するタッチ検出電極からの検出信号に基づいて外部近接物体を検出する第２の走査駆動動作とを行うものである。第１の走査駆動動作の対象として選択された共通駆動電極と第２の走査駆動動作の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、一端に表示駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第１のスイッチをオン状態とし、一端にタッチ検出駆動信号が供給され他端が共通駆動電極に接続される第２のスイッチをオフ状態とする。
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器では、共通駆動電極に対して、表示動作の際には、第１の走査駆動として表示駆動信号が順次印加され、タッチ検出動作の際には、第２の走査駆動として、表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号が順次印加される。そして、このタッチ検出動作において、タッチ検出駆動信号の振幅に応じた振幅を有する信号が、タッチ検出素子から検出信号として出力される。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、走査駆動部は、第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、表示駆動信号を、その重複する共通駆動電極に印加することが望ましい。また、走査駆動部は、例えば、表示駆動信号を伝える第１のスイッチと、タッチ検出駆動信号を伝える第２のスイッチとを有し、第１の走査駆動において、第１のスイッチをオン状態にすることにより、表示駆動信号を共通駆動電極に印加し、第２の走査駆動において、第２のスイッチをオン状態にすることにより、タッチ検出駆動信号を共通駆動電極に印加するようにするようにしてもよい。走査駆動部は、例えば、直流電位を伝える第３のスイッチをさらに有し、走査駆動部は、第１および第２の走査駆動の対象として選択されていない共通駆動電極に対して、第３のスイッチをオン状態にすることにより、直流電位を印加するようにするようにしてもよい。直流電位は、例えば、表示駆動信号の電圧の時間平均値に等しいことが望ましい。タッチ検出駆動信号の波形は、例えば、極性反転する矩形波信号であってもよい。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、駆動回路、タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法、および電子機器によれば、第１の走査駆動と第２の走査駆動とで別々の駆動信号を使用し、第２の走査駆動において、第１の走査駆動で用いられる表示駆動信号よりも振幅の大きいタッチ検出駆動信号を用いるようにしたので、表示動作への影響を低減しつつ、タッチ検出感度を高めることができる。
本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。 本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。 本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。 実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。 実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。 実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。 実施の形態に係る走査駆動部の一構成例を表すブロック図である。 実施の形態に係る駆動信号制御回路および駆動信号バッファの一構成例を表す回路図である。 実施の形態に係る駆動信号制御回路の一動作例を表す真理値表である。 実施の形態に係る表示駆動信号、タッチ検出駆動信号、および直流駆動信号の一例を表す波形図である。 実施の形態に係る走査駆動部の一動作例を表す模式図である。 実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 実施の形態に係る駆動部の一動作例を表すタイミング波形図である。 実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。 適用例２の外観構成を表す斜視図である。 適用例３の外観構成を表す斜視図である。 適用例４の外観構成を表す斜視図である。 適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。 各実施の形態等の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．実施の形態
３．適用例
＜１．静電容量式タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出回路）ＤＥＴに接続される。交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述するタッチ検出駆動信号Ｖcomtに相当するものである。
指が接触（または近接）していない状態では、図１に示したように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
＜２．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図１は、本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係る駆動回路およびタッチ検出機能付き表示装置の駆動方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
タッチ検出機能付き表示装置１は、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動信号生成部１５と、駆動電極ドライバ１４と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、タッチ検出部４０とを備えている。
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、駆動信号生成部１５、駆動電極ドライバ１４、およびタッチ検出部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ものである。
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デバイス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。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐixのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択するようになっている。
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デバイス１０の各画素Ｐix（後述）に画素信号Ｖpixを供給するものである。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各画素Ｐixにそれぞれ供給するようになっている。
駆動信号生成部１５は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、駆動信号Ｖcomを生成するものである。具体的には、駆動信号生成部１５は、後述するように、表示動作の為の表示駆動信号Ｖcomd、およびタッチ検出動作の為のタッチ検出駆動信号Ｖcomtを生成し、後述する駆動電極ドライバ１４に供給するものである。
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬ（後述）に、駆動信号生成部１５から供給された駆動信号Ｖcomを供給するものである。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomtを時分割的に順次印加する機能を有している。
ゲートドライバ１３および駆動電極ドライバ１４は、走査駆動部５０を構成する。走査駆動部５０の構成については、後ほど詳細に説明する。
タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖscanおよび駆動電極ドライバ１４から供給される表示駆動信号Ｖcomdに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理に基づいて動作するものであり、駆動電極ドライバ１４から供給されるタッチ検出駆動信号Ｖcomtに基づいて、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを有している。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０におけるタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。
図５は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図示していないものの、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）や、各画素電極２２に画像信号Ｖpixを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。
対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、このカラーフィルタ３２の上に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを有する。カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するものである。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によって画素基板２と連結され、このコンタクト導電柱を介して、画素基板２から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcom（表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomt）が印加されるようになっている。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。
なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。
図６は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表すものである。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。画素Ｐixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。
画素Ｐixは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖscanが供給されるようになっている。画素Ｐixは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖpixが供給されるようになっている。
さらに、画素Ｐixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖcomが供給されるようになっている。
この構成により、液晶表示デバイス２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択され、その１水平ラインに属する画素Ｐixに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖpixを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加するようになっている。
図７は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬおよびタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によってタッチ検出駆動信号Ｖcomtが順次供給され、走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と直交する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のアナログＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を形成している。
この構成により、タッチ検出デバイス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し、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力することにより、タッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図１〜図３に示したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図７に示したように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
（走査駆動部５０）
次に、ゲートドライバ１２および駆動電極ドライバ１４により構成される走査駆動部５０の構成例を詳細に説明する。
図８は、走査駆動部５０の一構成例を表すものである。走査駆動部５０は、走査制御部５１と、表示走査部５２と、タッチ検出走査部５３と、駆動部５４０とを備えている。表示走査部５２と、走査制御部５１および駆動部５４０の一部はゲートドライバ１２を構成している。また、タッチ検出走査部５３と、走査制御部５１および駆動部５４０の一部は駆動電極ドライバ１４を構成している。駆動部５４０は、Ｎ個の駆動部５４(１)〜５４(Ｎ)から構成されている。以後、Ｎ個の駆動部５４(１)〜５４(Ｎ)のうちの任意の一つをさす場合には、単に駆動部５４を用いるものとする。
走査制御部５１は、制御部１１より供給された図示しない制御信号に基づいて、表示走査部５２およびタッチ検出走査部５３に対してそれぞれ制御信号を供給するものである。
表示走査部５２は、シフトレジスタを含んで構成され、走査信号Ｖscanを順次印加する走査信号線ＧＣＬを選択するための信号Ｓｄを生成するものである。また、この信号Ｓｄは、表示駆動信号Ｖcomdを順次印加する駆動電極ＣＯＭＬを選択するためにも用いられるようになっている。具体的には、表示走査部５２は、それぞれが各走査信号線ＧＣＬに対応する複数の信号Ｓｄを生成する。そして、表示走査部５２が高レベルの信号をｎ番目の信号Ｓｄ(n)として出力したときに、対応するｎ番目の駆動部５４(n)は、ｎ行目の走査信号線ＧＣＬに走査信号Ｖscan(n)を印加するととともに、ｎ行目の駆動電極ＣＯＭＬ(n)に表示駆動信号Ｖcomdを印加するようになっている。すなわち、表示走査部５２は、高レベルの信号Ｓｄを出力することにより、駆動部５４０に対して表示駆動を指示するものである。
タッチ検出走査部５３は、シフトレジスタを含んで構成され、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを順次印加する駆動電極ＣＯＭＬを選択するための信号Ｓｔを生成するものである。具体的には、タッチ検出走査部５３は、それぞれが各駆動電極ＣＯＭＬに対応する複数の信号Ｓｔを生成する。そして、タッチ検出走査部５３が高レベルの信号をｎ番目の信号Ｓｔ(n)として出力したときに、対応するｎ番目の駆動部５４(n)は、ｎ行目の駆動電極ＣＯＭＬ(n)に対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加するようになっている。すなわち、タッチ検出走査部５３は、高レベルの信号Ｓｔを出力することにより、駆動部５４０に対してタッチ検出駆動を指示するものである。
駆動部５４０は、表示走査部５２から供給された信号Ｓｄおよびタッチ検出走査部５３から供給された信号Ｓｔに基づいて、走査信号Ｖscanを走査信号線ＧＣＬに印加するとともに、駆動信号Ｖcomを駆動電極ＣＯＭＬに印加するものである。駆動部５４は、表示走査部５１およびタッチ検出走査部５２の出力信号の組に対応して１つずつ設けられており、対応する走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加するとともに、対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加するようになっている。駆動部５４は、ゲートバッファ５５と、駆動信号制御回路５６と、駆動信号バッファ５７とを備えている。
ゲートバッファ５５は、表示走査部５２から供給された信号Ｓｄに基づいて、走査信号線ＧＣＬに走査信号Ｖscanを印加する回路である。具体的には、ゲートバッファ５５は、信号Ｓｄを、液晶表示デバイス２０のＴＦＴ素子Ｔｒをオンオフ制御することができる振幅レベルに増幅する機能を有している。
駆動信号制御回路５６は、表示走査部５２から供給された信号Ｓｄおよびタッチ検出走査部５３から供給された信号Ｓｔに基づいて、駆動電極ＣＯＭＬに対する駆動信号Ｖcomの印加を制御する機能を有している。駆動信号バッファ５７は、駆動信号制御回路５６から供給された信号に基づいて、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖcomを印加する回路である。
図９は、駆動信号制御回路５６および駆動信号バッファ５７の一構成例を表すものである。
駆動信号制御回路５６は、インバータ６２，６３と、論理積回路６４と、反転論理和回路６５とを備えている。インバータ６２は、入力された信号Ｓｄ(n)の反転論理を生成して出力するものであり、インバータ６３は、インバータ６２の出力信号の反転論理を生成して信号Ｓeldとして出力するものである。論理積回路６４は、信号Ｓｔ(n)およびインバータ６２の出力信号の論理積（ＡＮＤ）を生成して信号Ｓeltとして出力するものである。反転論理和回路６５は、インバータ６３の出力信号Ｓeldおよび論理積回路６４の出力信号Ｓeltの反転論理和（ＮＯＲ）を生成して信号Ｓeldcとして出力するようになっている。
図１０は、駆動信号制御回路５６の真理値表を表すものである。この真理値表は、信号Ｓｄ(n)，Ｓｔ(n)を入力したときの出力信号Ｓeld，Ｓeldc，Seltの論理を示している。
駆動信号制御回路５６では、図１０に示したように、信号Ｓｄ(n)が高レベルであり、かつ信号Ｓｔ(n)が低レベルの場合には、出力信号Ｓeldが高レベルになるとともに、出力信号Ｓeldc，Ｓeltが低レベルになる。信号Ｓｔ(n)が高レベルであり、かつ信号Ｓｄ(n)が低レベルの場合には、出力信号Ｓeltが高レベルになるとともに、出力信号Ｓeld，Ｓeldcが低レベルになる。信号Ｓｄ(n)，Ｓｔ(n)がともに高レベルの場合、出力信号Ｓeldが高レベルになるとともに、出力信号Ｓeldc，Ｓeltが低レベルになる。そして、信号Ｓｄ(n)，Ｓｔ(n)がともに低レベルの場合、出力信号Ｓeldcが高レベルになるとともに、出力信号Ｓeld，Ｓeltが低レベルになる。
駆動信号バッファ５７は、バッファ６６〜６８と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを備えている。バッファ６６は、入力された信号Ｓeldを、スイッチＳＷ１をオンオフ制御することができる振幅レベルに増幅する機能を有している。スイッチＳＷ１は、バッファ６６から供給される信号に基づいてオンオフ制御されるものであり、一端には表示駆動信号Ｖcomdが供給され、他端は駆動信号バッファ５７の出力端子に接続されている。バッファ６７は、入力された信号Ｓeldcを、スイッチＳＷ２をオンオフ制御することができる振幅レベルに増幅する機能を有している。スイッチＳＷ２は、バッファ６７から供給される信号に基づいてオンオフ制御されるものであり、一端には直流駆動信号Ｖcomdcが供給され、他端は駆動信号バッファ５７の出力端子に接続されている。そして、バッファ６８は、入力された信号Ｓeltを、スイッチＳＷ３をオンオフ制御することができる振幅レベルに増幅する機能を有している。スイッチＳＷ３は、バッファ６８から供給される信号に基づいてオンオフ制御されるものであり、一端にはタッチ検出駆動信号Ｖcomtが供給され、他端は駆動信号バッファ５７の出力端子に接続されている。
図１１（Ａ）は表示駆動信号Ｖcomdを表すものであり、図１１（Ｂ）はタッチ検出駆動信号Ｖcomtを表すものであり、図１１（Ｃ）は直流駆動信号Ｖcomdcの波形例を表すものである。表示駆動信号Ｖcomdは、図１１（Ａ）に示したように、振幅Ｖｄを有する矩形波信号である。タッチ検出駆動信号Ｖcomtは、図１１（Ｂ）に示した例では、表示駆動信号Ｖcomdと同様の矩形波信号であり、その振幅Ｖｔが表示駆動信号Ｖcomdよりも大きいものである。直流駆動信号Ｖcomdcは、図１１（Ｃ）に示した例では、０Ｖの直流信号であり、表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomtの電圧波形の時間平均値に等しい電位になっている。
この構成により、駆動信号バッファ５７は、入力信号Ｓeldが高レベルであり、入力信号Ｓeldc，Ｓeltが低レベルの場合には、表示駆動信号Ｖcomdを駆動信号Ｖcom(n)として出力する。また、入力信号Ｓeldcが高レベルであり、入力信号Ｓeld，Ｓeltが低レベルの場合には、直流駆動信号Ｖcomdcを駆動信号Ｖcom(n)として出力する。そして、入力信号Ｓeltが高レベルであり、入力信号Ｓeld，Ｓeldcが低レベルの場合には、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを駆動信号Ｖcom(n)として出力するようになっている。
以上の構成により、駆動部５４(n)は、表示走査部５２から高レベルの信号Ｓｄ(n)が供給された場合には、表示駆動の指示と解釈して、駆動電極ＣＯＭＬ(n)に表示駆動信号Ｖcomdを印加し、タッチ検出走査部５３から高レベルの信号Ｓｔ(n)が供給された場合には、タッチ検出駆動の指示と解釈して、対応する駆動電極ＣＯＭＬ(n)にタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する。また、駆動部５４(n)は、表示走査部５２から高レベルの信号Ｓｄ(n)が供給されるとともに、タッチ検出走査部５３から高レベルの信号Ｓｔ(n)が供給された場合には、駆動電極ＣＯＭＬ(n)に表示駆動信号Ｖcomdを印加する。つまり、駆動信号制御回路５６は、表示駆動とタッチ検出駆動の両方の指示を受けた場合には、表示駆動を優先し、表示駆動の指示と解釈するようになっている。また、駆動部５４(n)は、表示走査部５２から低レベルの信号Ｓｄ(n)が供給されるとともに、タッチ検出走査部５３から低レベルの信号Ｓｔ(n)が供給された場合には、表示駆動の指示でもタッチ検出駆動の指示でもないと解釈し、駆動電極ＣＯＭＬ(n)に直流駆動信号Ｖcomdcを印加する。
図１２は、走査駆動部５０の一動作例を表すものである。走査駆動部５０は、表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomtを、駆動電極ＣＯＭＬに順次印加する。その際、表示駆動信号Ｖcomdを印加する対象となる駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する対象となる駆動電極ＣＯＭＬとが重なった場合には（図１２（Ｂ））、上述した表示駆動を優先するしくみにより、その重なった駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加するようになっている。
ここで、駆動電極ＣＯＭＬは、本発明における「共通駆動電極」の一具体例に対応する。液晶素子ＬＣは、本発明における「表示素子」の一具体例に対応する。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、本発明における「第１のスイッチ」，「第３のスイッチ」，「第２のスイッチ」の一具体例にそれぞれ対応する。
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
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、駆動信号生成部１５、駆動電極ドライバ１４、およびタッチ検出部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、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、ゲートドライバ１２により選択された、１水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。駆動信号生成部１５は、表示動作の為の表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出動作の為のタッチ検出駆動信号Ｖcomtを生成する。駆動電極ドライバ１４は、表示動作では、表示駆動の対象となる１水平ラインに係る駆動電極ＣＯＭＬに表示駆動信号Ｖcomdを順次印加し、タッチ検出動作では、タッチ検出動作に係る駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを順次印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、および駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行うとともに、駆動電極ドライバ１４により供給されたタッチ検出駆動信号Ｖcomtに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetの高い周波数成分を除去して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジ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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、アナログＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。
以下に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。
（表示動作およびタッチ検出動作）
図１３は、タッチ検出機能付き表示装置１の表示動作およびタッチ検出動作の一例を表すものであり、（Ａ）は表示駆動信号Ｖcomdの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出駆動信号Ｖcomtの波形を示し、（Ｃ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｄ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｅ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｆ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。この例は、図１３（Ｃ）に示したように、（ｎ−２）行目から（ｎ＋２）行目の駆動電極ＣＯＭＬ(n-2)〜ＣＯＭＬ(n+2)が表示駆動の対象として順次選択されるとともに、（ｋ−４）行目から（ｋ＋５）行目の駆動電極ＣＯＭＬ(k-4)〜ＣＯＭＬ(k+5)がタッチ検出駆動の対象として順次選択される場合を示している。
タッチ検出機能付き表示装置１では、表示動作においては、ゲートドライバ１２が、走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加し（図１３（Ｄ））、駆動電極ドライバ１４が、その走査信号線ＧＣＬに対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを順次印加することにより表示走査を行う（図１３（Ｃ）における駆動信号Ｖcom(n-2)〜Ｖcom(n+2））。そして各１水平期間（１Ｈ）では、走査信号Ｖscanおよび表示駆動信号Ｖcomdが印加された１水平ライン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、その１水平ラインの表示が行われる。また、タッチ検出動作においては、駆動電極ドライバ１４が、この例では６本の駆動電極ＣＯＭＬに対して、表示駆動信号Ｖcomdよりも振幅が大きいタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加し（図１３（Ｃ）における駆動信号Ｖcom(k-4)〜Ｖcom(k+5)）、そのタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１水平期間ごとに２本ずつシフトすることによりタッチ検出走査を行う。つまり、表示走査とタッチ検出走査は独立して行われる。各１水平期間（１Ｈ）では、タッチ検出部４０が、タッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチを検出する。以下に、その詳細を説明する。
まず、駆動電極ドライバ１４は、タイミングｔ１において、駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加する。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、（ｎ−１）行目の駆動電極ＣＯＭＬ(n-1)に対して表示駆動信号Ｖcomd（駆動信号Ｖcom(n-1)）を印加する（図１３（Ｃ））。同時に、この駆動電極ドライバ１４は、（ｋ−４）行目から（ｋ＋１）行目の６本の駆動電極ＣＯＭＬ(k-4)〜ＣＯＭＬ(k+1)に対してタッチ検出駆動信号Ｖcomt（駆動信号Ｖcom(k-4)〜Ｖcom(k+1)）を印加する（図１３（Ｃ））。これにより、１水平期間（１Ｈ）が開始する。このとき、この表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomtは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図１３（Ｆ））。
次に、ゲートドライバ１２は、タイミングｔ２において、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬ(n-1)に対して走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan(n-1)が低レベルから高レベルに変化する（図１３（Ｄ））。
次に、ソースドライバ１３は、タイミングｔ３において、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図１３（Ｅ））、１水平ラインに対する表示を行う。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は、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬ(n-1)の走査信号Ｖscan(n-1)を高レベルから低レベルに変化させる（図１３（Ｄ））。
次に、Ａ／Ｄ変換部４３は、サンプリングタイミングｔｓ１において、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１３（Ｆ））。
次に、駆動電極ドライバ１４は、タイミングｔ１１において、駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加する。具体的には、駆動信号生成部１５は、表示駆動信号Ｖcomdを反転させ（図１３（Ａ））、駆動電極ドライバ１４は、ｎ行目の駆動電極ＣＯＭＬ(n)に対してその表示駆動信号Ｖcomd（駆動信号Ｖcom(n)）を印加する（図１３（Ｃ））。同時に、駆動信号生成部１５は、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを反転させ（図１３（Ｂ））、駆動電極ドライバ１４は、（ｋ−２）行目から（ｋ＋３）行目の６本の駆動電極ＣＯＭＬ(k-2)〜ＣＯＭＬ(k+3)に対してタッチ検出駆動信号Ｖcomt（駆動信号Ｖcom(k-2)〜Ｖcom(k+3)）を印加する（図１３（Ｃ））。これにより、次の１水平期間（１Ｈ）が開始する。このとき、この表示駆動信号Ｖcomdおよびタッチ検出駆動信号Ｖcomtは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図１３（Ｆ））。
次に、Ａ／Ｄ変換部４３は、サンプリングタイミングｔｓ２において、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１３（Ｆ））。タッチ検出部４０の信号処理部４４では、サンプリングタイミングｔｓ１におけるＡ／Ｄ変換結果と、サンプリングタイミングｔｓ２におけるＡ／Ｄ変換結果の差に基づいて、タッチ検出を行う。
次に、ゲートドライバ１２が、タイミングｔ１２において、ｎ行目の走査信号線ＧＣＬ(n)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した後（図１３（Ｄ））、ソースドライバ１３が、タイミングｔ１３において、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加する（図１３（Ｅ））。なお、この例では、タッチ検出機能付き表示装置１は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、一つ前の１水平期間のものと比べて、その極性が反転している。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は、ｎ行目の走査信号線ＧＣＬ(n)の走査信号Ｖscan(n)を高レベルから低レベルに変化させる（図１３（Ｄ））。
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、液晶表示デバイス２０の全面にわたり順次走査することによりその全面に対する表示動作を行うとともに、タッチ検出デバイス３０の全面にわたり順次走査することによりその全面に対するタッチ検出動作を行う。
このように、タッチ検出機能付き表示装置１では、タッチ検出駆動信号Ｖcomtの振幅Ｖｔを、表示駆動信号Ｖcomdの振幅Ｖｄよりも大きくしたので、表示駆動信号Ｖcomdをタッチ検出駆動信号としても共用する場合に比べて、タッチ検出信号Ｖdetの電圧変化量を大きくすることができ、タッチ検出感度を高めることができる。
以上に示したように、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示走査とタッチ検出走査とは、互いに独立して行われるため、表示駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬが重なる場合がある。このとき、タッチ検出機能付き表示装置１では、駆動部５４が表示駆動を優先する。以下に駆動部５４の動作を説明する。
（駆動部５４の詳細動作）
図１４は、駆動部５４(n)の一動作例を表すものであり、（Ａ）は表示駆動信号Ｖcomdの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出駆動信号Ｖcomtの波形を示し、（Ｃ）は直流駆動信号Ｖcomdcの波形を示し、（Ｄ）は信号Ｓｄ(n)の波形を示し、（Ｅ）は信号Ｓｔ(n)の波形を示し、（Ｆ）は走査信号Ｖscan(n)の波形を示し、（Ｇ）は駆動信号Ｖcom(n)の波形を示す。
表示動作では、駆動部５４は、表示走査部５２が出力する信号Ｓｄに基づいて、走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを印加するとともに、駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加する。タッチ検出動作では、駆動部５４は、タッチ検出走査部５３が出力する信号Ｓｔに基づいて、駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを印加する。表示駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬが重なった場合には、駆動部５４は、その駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加する。以下に、その詳細を説明する。
駆動部５４(n)は、表示走査部５２から高レベルの信号Ｓｄ(n)が供給されたとき、タイミングｔ２１〜ｔ２２に示したように、走査信号Ｖscan(n)を高レベルにするとともに（図１４（Ｆ））、表示駆動信号Ｖcomdを駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。具体的には、ゲートバッファ５５は、供給された信号Ｓｄ(n)を増幅して、走査信号Ｖscan(n)として出力する（図１４（Ｆ））。また、駆動信号制御回路５６は、高レベルの信号Ｓｄ(n)と低レベルの信号Ｓｔ(n)により、表示駆動の指示と解釈し、駆動信号バッファ５７が、表示駆動信号Ｖcomd（図１４（Ａ））を駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。
駆動部５４(n)は、タッチ検出走査部５３から高レベルの信号Ｓｔ(n)が供給されたとき、タイミングｔ３１〜ｔ３４に示したように、タッチ検出駆動信号Ｖcomtを駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。具体的には、駆動信号制御回路５６は、高レベルの信号Ｓｔ(n)と低レベルの信号Ｓｄ(n)により、タッチ検出駆動の指示と解釈し、駆動信号バッファ５７が、タッチ検出駆動信号Ｖcomt（図１４（Ｂ））を駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。
駆動部５４(n)は、表示走査部５２から高レベルの信号Ｓｄ(n)が供給されるとともに、タッチ検出走査部５３から高レベルの信号Ｓｔ(n)が供給されたとき、走査信号Ｖscan(n)を高レベルにするとともに（図１４（Ｆ））、表示駆動信号Ｖcomdを駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。具体的には、まずタイミングｔ４１において、信号Ｓｔ(n)が高レベルになったとき、高レベルの信号Ｓｔ(n)と低レベルの信号Ｓｄ(n)により、駆動信号制御回路５６がタッチ検出駆動の指示と解釈し、駆動信号バッファ５７がタッチ検出駆動信号Ｖcomt（図１４（Ｂ））を駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。次に、タイミングｔ４２において、信号Ｓｄ(n)が高レベルになったとき、高レベルの信号Ｓｔ(n)と高レベルの信号Ｓｄ(n)により、駆動信号制御回路５６が表示駆動の指示と解釈し、駆動信号バッファ５７が表示駆動信号Ｖcomd（図１４（Ａ））を駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。すなわち、駆動信号制御回路５６は、表示駆動とタッチ検出駆動の両方の指示を受けた場合には、表示駆動を優先することにより、表示駆動の指示と解釈する。次に、タイミングｔ４３において、信号Ｓｄ(n)が低レベルになったとき、高レベルの信号Ｓｔ(n)と低レベルの信号Ｓｄ(n)により、駆動信号制御回路５６がタッチ検出駆動の指示と解釈し、駆動信号バッファ５７がタッチ検出駆動信号Ｖcomt（図１４（Ｂ））を駆動信号Ｖcom(n)として出力する（図１４（Ｇ））。
このように、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出駆動の対象に係る駆動電極ＣＯＭＬが重なった場合には、駆動部５４は、表示駆動を優先し、その駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動信号Ｖcomdを印加する。言い換えれば、ソースドライバ１３が画素信号Ｖpixを印加している水平ラインに係る駆動電極ＣＯＭＬには、表示駆動信号Ｖcomdが印加され、タッチ検出駆動信号Ｖcomtが印加されることはない。これにより、表示の乱れを低減することができる。
［効果］
以上のように、本実施の形態では、駆動電極に対して、表示駆動信号とタッチ検出駆動信号とを別々に供給できるようにしたので、タッチ検出駆動信号の振幅を表示駆動信号の振幅よりも大きくすることができ、タッチ検出の検出感度を高めることができる。
また、本実施の形態では、表示駆動の対象となる駆動電極とタッチ検出駆動の対象となる駆動電極が重なった場合には、表示駆動信号をその重なった駆動電極に印加するようにしたので、表示の乱れを低減することができる。
また、本実施の形態では、表示駆動信号およびタッチ検出駆動信号をあらかじめ生成しておき、スイッチを切り替えることによりこれらの駆動信号を駆動電極に印加するようにしたので、シンプルな構成で複数の駆動信号を駆動電極に選択的に印加することができる。
上記実施の形態では、走査駆動部５０が、６本の駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを同時に印加したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば５本以下もしくは７本以上の駆動電極ＣＯＭＬに対してタッチ検出駆動信号Ｖcomtを同時に印加してもよい。
＜３．適用例＞
次に、図１５〜図１９を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
（適用例１）
図１５は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
（適用例２）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
（適用例３）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
（適用例４）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
（適用例５）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
以上、実施の形態および電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
上記の実施の形態等では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス９０を、図２０に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス９０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。この場合、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。
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デバイス、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、１５…駆動信号生成部、２０…液晶表示デバイス、２１…ＴＦＴ基板、２２…画素電極、３０…タッチ検出デバイス、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、３５…偏光板、４０…タッチ検出部、４２…アナログＬＰＦ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、５０…走査駆動部、５１…走査制御部、５２…表示走査部、５３…タッチ検出走査部、５４…駆動部、５５…ゲートバッファ、５６…駆動信号制御回路、５７…駆動信号バッファ、６２，６３…インバータ、６４…論理積回路、６５…反転論理和回路、６６〜６８…バッファ、ＣＯＭＬ…駆動電極、ＧＣＬ…走査信号線、ＬＣ…液晶素子、Ｏut…出力信号、Ｐix…画素、Ｓｄ，Ｓｔ，Ｓeld，Ｓeldc，Ｓelt…信号、ＳＧＬ…画素信号線、ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ、ＴＤＬ…タッチ検出電極、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ｔｓ１，ｔｓ２…サンプリングタイミング、Ｖcom…駆動信号、Ｖcomd…表示駆動信号、Ｖcomdc…直流駆動信号、Ｖcomt…タッチ検出駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖdisp…映像信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。

Claims (7)

  1. 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、
    前記複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設され画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う複数の画素電極と、
    前記複数の共通駆動電極と対向して設けられ前記共通駆動電極との間で静電容量を形成し、前記表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出電極と、
    前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第１の走査駆動と、前記タッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第２の走査駆動とを行う走査駆動部と
    を備え、
    前記走査駆動部は、
    一端に前記表示駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第１のスイッチと、一端に前記タッチ検出駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第２のスイッチと、を有し、
    前記第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と前記第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、前記第１のスイッチをオン状態とし、前記第２のスイッチをオフ状態とする
    タッチ検出機能付き表示装置。
  2. 前記走査駆動部は、一端に直流電位が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第３のスイッチをさらに有し、
    前記走査駆動部は、前記第１および第２の走査駆動の対象として選択されていない共通駆動電極に対して、前記第３のスイッチをオン状態にすることにより、前記直流電位を印加する
    請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  3. 前記直流電位は、前記表示駆動信号の電圧の時間平均値に等しい
    請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  4. 前記タッチ検出駆動信号は、極性反転する矩形波信号である
    請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  5. 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、前記複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設され画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う複数の画素電極と、前記複数の共通駆動電極と対向して設けられ前記共通駆動電極との間で静電容量を形成し、タッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出電極とを備えたタッチ検出機能付き表示部に対して、前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第１の走査駆動と、前記表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第２の走査駆動とを行う走査駆動部を備え、
    前記走査駆動部は、
    一端に前記表示駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第１のスイッチと、一端に前記タッチ検出駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第２のスイッチと、を有し、
    前記第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と前記第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、前記第１のスイッチをオン状態とし、前記第２のスイッチをオフ状態とする
    駆動回路。
  6. 一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極に表示駆動信号を時分割的に順次印加するとともに、前記表示駆動信号の印加に同期して前記複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設された画素電極のうちその表示駆動信号の印加下にある共通駆動電極に対応した画素電極に画素信号を印加する動作を時分割的に順次行うことにより、前記画素信号および前記表示駆動信号に基づく表示を行う第１の走査駆動動作と、
    前記表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号を、前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加することにより、前記複数の共通駆動電極と対向して設けられ前記共通駆動電極との間で静電容量を形成するタッチ検出電極からの検出信号に基づいて外部近接物体を検出する第２の走査駆動動作と
    を行い、
    前記第１の走査駆動動作の対象として選択された共通駆動電極と前記第２の走査駆動動作の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、一端に前記表示駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第１のスイッチをオン状態とし、一端に前記タッチ検出駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第２のスイッチをオフ状態とする
    タッチ検出機能付き表示装置の駆動方法。
  7. タッチ検出機能付き表示装置と、
    前記タッチ検出機能付き表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
    を備え、
    前記タッチ検出機能付き表示装置は、
    一方向に延在するように並設された複数の共通駆動電極と、
    前記複数の共通駆動電極と対向してマトリックス状に配設され画素信号および表示駆動信号に基づいて表示を行う複数の画素電極と、
    前記複数の共通駆動電極と対向して設けられ前記共通駆動電極との間で静電容量を形成し、前記表示駆動信号よりも大きい振幅を有するタッチ検出駆動信号に基づいて外部近接物体を検出するタッチ検出電極と、
    前記表示駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第１の走査駆動と、前記タッチ検出駆動信号を前記複数の共通駆動電極に時分割的に順次印加する第２の走査駆動とを行う走査駆動部と
    を備え、
    前記走査駆動部は、
    一端に前記表示駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第１のスイッチと、一端に前記タッチ検出駆動信号が供給され他端が前記共通駆動電極に接続される第２のスイッチと、を有し、
    前記第１の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極と前記第２の走査駆動の対象として選択された共通駆動電極とが重なる場合には、前記第１のスイッチをオン状態とし、前記第２のスイッチをオフ状態とする
    電子機器。
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