JP5601553B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、特に、表示面において指やペンによって指し示された位置座標又は指し示す動作の有無を検出する表示装置及び表示装置の駆動方法に関する。

タッチセンサは、指やペンなどを用いて指し示された位置座標又は指し示す動作の有無を検出する装置であり、現在は、通常、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）等の表示装置と組み合わせて用いられる。

タッチセンサの出力を計算機に入力し、計算機によって表示装置の表示内容を制御したり、機器を制御したりすることにより、使い勝手の良いマンマシン・インターフェイスが実現される。現在、タッチセンサは、ゲーム機、携帯情報端末、券売機、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）、カーナビゲーション等、日常生活において広く利用されている。また、計算機の高性能化及びネットワーク接続環境の普及に伴い、電子機器によって供給されるサービスが多様化し、タッチセンサを備えた表示装置に対するニーズが拡大し続けている。

タッチセンサの方式として、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式が知られている。静電容量方式は、さらに、投影型（Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）と表面型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）に分類される。

表面型のタッチセンサは、透明基板とその表面に形成された、均一な透明導電膜とその上面に形成された薄い絶縁膜とから成る。この透明導電膜を、位置検出導電膜と呼ぶ。このタッチセンサを駆動する際、位置検出導電膜の４隅に交流電圧が印加される。指でタッチセンサを触れた場合には、位置検出導電膜と指とによって形成されるキャパシタを介して、指に微小電流が流れる。この電流はそれぞれの隅からタッチした点に流れる。信号処理回路は、それぞれの電流の和に基づいて、タッチの有無を検出する。また、信号処理回路は、それぞれの電流の比に基づいて、タッチ位置の座標を計算する。このような表面型のタッチセンサに関する技術については、特許文献１に基本的な装置が開示されている。また、これに関連する公知例として、特許文献２が挙げられる。

かつては、上記のような、透明基板を構成要素のひとつとする表面型のタッチセンサと、表示装置とを重ね合わせて使用していた。しかしながら、かかる場合には、タッチセンサ自体の厚みのために、表示装置の厚みや重量が大きくなってしまう問題や、画面を覆う部材に起因して表示品位が損なわれる問題があった。これらの問題を解決する技術が、一例として、特許文献３に記載されている。特許文献３において、表面型の位置検出導電膜が、カラーフィルタ基板の表裏いずれかの面に、カラーフィルタ基板と一体化して設けられた液晶表示装置が記載されている。後述する電気的な影響、すなわちノイズを考慮した場合には、位置検出導電膜は、共通電極であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムスズ）膜よりも偏光板に近い側に設けられていることが望ましいとされ、かかる構成により、従来、液晶表示装置とは別に必要とされていた透明基板を不要とし、軽量、薄型化を可能とするとともに、画質劣化を防いでいる。

特許文献３においては、ノイズシールド効果に関し、以下の記載がある。表面型のタッチセンサは、その性質上、ノイズの影響をきわめて受けやすい。液晶表示装置の場合、画素電極の電位が変動するので、ノイズの影響を受けることとなる。しかし、液晶表示装置では、電極の駆動法として共通電極の電位を固定または一定周期で反転しているので、位置検出用導電膜と、ＴＦＴアレイとの間に存在する共通電極（ＩＴＯ膜）をノイズシールドとして利用することが可能となる。つまり、特許文献３によると、位置検出導電膜と画素電極との間に存在する、固定電位に接続された共通電極が、ノイズシールドの役割を果たすとされている。

特許文献４において、次の記載がされている。すなわち、位置検出導電膜がカラーフィルタ基板と一体化された構造において、位置検出導電膜と共通電極とにより形成される容量結合が、位置検出導電膜と人体との間の容量結合（有効キャパシタンス）よりもはるかに強いことが問題となることが指摘され、かかる問題を解決するための構造及び駆動方法が記載されている。問題を解決するための構造において、位置検出用導電膜と保護プレーン層とが第１の基板上において一体化され、保護プレーン層が位置検出用導電膜と共通電極との間に配置される。すなわち、位置検出導電膜と共通電極との間に、新たに保護プレーン層を設けた構造が記載されている。そして、その駆動方法においては、位置検出導電膜の信号の振幅をスケーリングしたり、位相シフトしたりすることによって生成される信号を、保護プレーン層に印加するものとされている。このようにして、位置検出導電膜と共通電極との間の容量結合を低下させている。

特許文献５において、透明対向電極に対して表示用の電圧または電流を供給する液晶表示回路と、透明対向電極の複数の箇所から流れる電流を検出する位置検出回路と、これら回路のいずれか一方を透明共通電極と電気的に導通させるスイッチング回路とを備えた装置が記載されている。本特許文献において、透明対向電極を表示用の共通電極として用いる場合と、位置検出導電膜として用いる場合とを時間的に分離し、交互に切り替えるため、表示品位劣化の問題を解決できることが記載されている。

特許文献６において、透明導電膜を有するタッチパネルを備えた表示装置の駆動装置が記載されている。すなわち、垂直帰線期間等のパネルの非表示期間中に、対向電極に対して、タッチパネルの透明導電膜に印加される信号と同じ信号を印加する対向電極駆動手段を備えた表示装置の駆動装置が記載されている。これにより、対向電極の電位とタッチパネルの透明導電膜の電位とが同じになるので、対向電極と透明導電膜との電位差に起因してタッチパネルに生じる誘起電圧を、位置検出精度を低下させない程度に小さくすることができる。

米国特許第４、２９３、７３４号明細書 特表昭５６−５００２３０号公報 特開２０００−０８１６１０号公報 特開２０００−１０５６７０号公報 特開２００３−０６６４１７号公報 特開２００７−３３４６０６号公報

以下の分析は、本発明者によってなされたものである。特許文献１ないし６に記載された表示装置には次のような問題点がある。

第１の問題点は、人体の指と位置検出導電膜とによって形成される静電容量と比較して、位置検出導電膜の寄生容量が依然としてはるかに大きいことである。特許文献４においては、特許文献１ないし３において生じうるかかる問題に対し、新たに設けた保護プレーン層を利用することにより、位置検出導電膜と共通電極との間の容量結合を低下させる。また、特許文献６では、対向電極に対して、タッチパネルの透明導電膜に印加される信号と同じ信号を印加するため、特許文献４からの類推により、寄生容量が低減するものと考えられる。ところが、特許文献６に記載の技術をもってしても、（後に詳述するように）寄生容量は大きいため、位置座標の検出ができなかったり、信号処理回路が高コストになったりする問題がある。

第２の問題点は、人の指と位置検出導電膜とで形成される静電容量と比較して、位置検出導電膜の寄生容量の変動の方が大きいことである。特に、表示装置の表示内容に伴う変動が問題となる。この問題は、液晶分子の誘電率異方性に起因するものであり、表示内容によって配向が変化し、直接又は間接に位置検出導電膜の寄生容量に作用することよって生じる。この結果、信号処理回路は、指のタッチの有無を検出することができない等の問題が生じる。つまり、信号処理回路は、指のタッチで信号が変化したのか、又は、表示内容が変化したために信号が変化したのかを区別することができない。

第３の問題点は画素スイッチがオフを維持することができず、リーク電流が生じ、表示性能を劣化させることにある。特許文献５によると、位置検出期間においては、対向導電膜に２ないし３ボルトの交流電圧を印加するものとされている。このとき、画素電極はハイインピーダンス、かつ、対向電極と強い容量結合をしているため、画素電極も同様に２ないし３ボルトの範囲で変動する。したがって、画素スイッチである薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）のゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）が変動し、画素スイッチが間欠的にオン状態となり得る（詳細については、図１３を参照して後述する。）。

そこで、タッチの有無やタッチ位置を精度良く検出することができるタッチセンサを備える表示装置及びかかる表示装置の駆動方法を提供することが課題となる。

本発明の第１の視点に係る表示装置は、
対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、
前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加する制御回路と、を備えることを特徴とする。

第１の展開形態に係る表示装置は、
前記電気光学材料が、液晶、電気泳動体、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、ＥＬ材料、ガス、半導体又は蛍光体であることが好ましい。

第２の展開形態第１の展開形態に係る表示装置は、
前記第２の導電膜に交流電圧を印加する交流電圧源を備え、
前記電流検出回路は、前記交流電圧源と前記第２の導電膜との間における電流を検出することが好ましい。

第３の展開形態に係る表示装置は、
前記電気光学材料が、液晶を主成分とし、
前記第１の導電膜が、透明であり、
前記第２の導電膜が、透明であり、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
前記第１及び第２の導電膜に挟まれた第２の基板を備え、
前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域の内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加することが好ましい。

第４の展開形態に係る表示装置は、
前記導体が、表示領域内部から外部に亘って延在する蓄積容量線を含み、
前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記蓄積容量線をフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加することが好ましい。

第５の展開形態に係る表示装置は、
前記導体が、表示領域内部から外部に亘って延在する走査線を含み、
前記走査線と前記走査線を駆動する走査線駆動回路とがスイッチ素子を介して接続されるか、又は、前記走査線駆動回路はハイレベル、ロウレベル及びハイインピーダンスの３値を出力するとともに前記走査線駆動回路と前記走査線とが直接接続されることが好ましい。

第６の展開形態に係る表示装置は、
前記電気光学材料が、液晶を主成分とし、
前記第１及び第２の導電膜はいずれも透明であり、
前記第２の導電膜は、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
前記第１の導電膜を配する第２の基板と、
前記第２の導電膜を配する第３の基板と、を備え、
前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加することが好ましい。

第７の展開形態に係る表示装置は、
前記電気光学材料が、液晶を主成分とし、
前記第１の導電膜は、不透明であるとともに開口部を有し、
前記第２の導電膜は、透明であり、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
前記第１及び第２の導電膜に挟まれた第２の基板を備え、
前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域の内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加することが好ましい。

本発明の第２の視点に係る表示装置は、
電気光学材料と、
前記電気光学材料に電気信号を与える導体と、
前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
表示装置の表示面に設けられた第２の導電膜と、
前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のいずれか一方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加する制御回路と、を備えることを特徴とする。

第８の展開形態に係る電子機器は、上記の表示装置を備えることが好ましい。

本発明の第３の視点に係る表示装置の駆動方法は、
対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、を備える表示装置の駆動方法であって、
電流検出回路によって、前記第２の導電膜における電流を検出する工程と、
前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、制御回路によって、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に前記第２の導電膜と略同一の電圧を印加する工程と、を含む。
本発明の第４の視点に係る表示装置は、
対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、
前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、を備える表示装置であって、
前記導体は、走査線および信号線を有し、
前記表示装置は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする制御回路と、
前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
前記制御回路は、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする。
本発明の第５の視点に係る表示装置は、
電気光学材料と、
前記電気光学材料に電気信号を与える導体と、
前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
表示装置の表示面に設けられた第２の導電膜と、
前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、を備える表示装置であって、
前記導体は走査線および信号線を有し、
前記表示装置は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のいずれか一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする制御回路と、
前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
前記制御回路は、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする。
本発明の第６の視点に係る、表示装置の駆動方法は、
対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、を備える表示装置の駆動方法であって、
電流検出回路によって、前記第２の導電膜における電流を検出する工程と、
前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、制御回路によって、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする工程と、を含み、
前記導体は、走査線および信号線を有し、
前記表示装置は、前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
前記フローティングとする工程において、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする。

本発明による第１の効果として、位置検出導電膜（第２の導電膜）の寄生容量（ないしは、寄生容量として検出される信号）が顕著に減少する。また、本発明による第２の効果として、人の指と位置検出導電膜とによって形成される静電容量と比較して、表示装置の表示内容に伴う静電容量の変動を小さくすることができる。したがって、本発明により、タッチの有無やタッチ位置を精度良く検出することができるタッチセンサを備える表示装置及びかかる表示装置の駆動方法が提供される。

第１及び第２の効果が生じる理由は、次の通りである。第１の導電膜は、従来、表示装置の基板（第１の基板）と強い容量結合をしていたが、表示装置基板に形成された配線などの導体をフローティングにするか、これら導体に第１の導電膜と同一の電圧を印加することによって、第１の導電膜から見た表示装置基板の静電容量が低減する。これにより、第１の導電膜全体に第２の導電膜（位置検出導電膜）と略同一の電圧を印加することができるようになるからである。そして、この結果、第１の導電膜が、第２の導電膜に対する理想的なシールド層として機能するようになり、第１の導電膜と表示装置基板との間に配される誘電体の誘電率の変動によって生じる、第１の導電膜から見た表示装置基板の静電容量の変動を削減することができる。

第３の効果は、表示装置基板におけるスイッチング素子のオフ状態が保持され、表示特性の劣化を防ぐことができる。画素回路中における主要な導体は、第１の導電膜の振幅に合わせて変動するため、スイッチング素子（例えば、スイッチＴＦＴ）のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、表示期間終了時の電圧のまま保持されるからである。なお、詳細については、実施形態とともに後述する。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置における基板の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置に接続される回路の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置における配線の電圧を示すタイミングチャートの一例である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置における画素回路部分を拡大した斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置における表示駆動電圧を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置における配線の電圧を示すタイミングチャートの一例である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置に対する対照実験を目的とする表示装置における基板の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置に対する対照実験の結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置に対する対照実験の結果を解析するためのモデルを示す図である。 位置検出導電膜と対向電極との間のキャパシタに流れる電流の面内分布の例を示す図である。 従来の表示装置における配線の電圧のタイミングチャートの一例を示す図である。 本発明の実施例に係る表示装置における表示装置基板のレイアウトの一例を示す図である。 本発明の実施例に係る表示装置による実験結果を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置の一例の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置を備える電子機器の一例の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る表示装置の一例の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る表示装置の一例の斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る表示装置の一例の断面の模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る表示装置による位置検出の原理を示すための一例たる回路図である。 本発明の第７の実施形態に係る表示装置の一例の断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る表示装置の一例の回路図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置における表示装置基板を示す斜視図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置におけるＶ接続基板の設計概念を説明するための回路図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置の動作を解析するための等価回路図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置におけるＶ接続基板の回路ブロック図である。 本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置による実験結果を示す図である。

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。

［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、表示装置１は、電気光学材料２、導体４０、導電膜Ａ１２、導電膜Ｂ１４、電流検出回路１３、及び、制御回路３０を備える。

導体４０は、電気光学材料２に電気信号を与える。導電膜Ａ１２は、電気光学材料２に電気信号を与える。導電膜Ｂ１４は、表示装置１の表示面に設けられる。電流検出回路１３は、導電膜Ｂ１４における電流を検出する。制御回路３０は、電流検出回路１３により電流が検出される期間に亘り、導体４０及び導電膜Ａ１２のいずれか一方に導電膜Ｂ１４と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に導電膜Ｂ１４と略同一の電圧を印加する。

また、表示装置１は、電気光学材料２、基板Ａ１０、導電膜Ａ１２、導電膜Ｂ１４、電流検出回路１３、及び、制御回路３０を備えることが好ましい。

電気光学材料２は、対向する第１の面と第２の面との間に配される。基板Ａ１０は、前記第１の面に配され、電気光学材料２に電気信号を与える導体４０を有する。導電膜Ａ１２は、前記第２の面に配され、電気光学材料２に電気信号を与える。導電膜Ｂ１４は、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配される。電流検出回路１３は、導電膜Ｂ１４における電流を検出する。制御回路３０は、電流検出回路１３により電流が検出される期間に亘り、導体４０及び導電膜Ａ１２のうち、より導電膜Ｂ１４の近くに配された一方に導電膜Ｂ１４と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に導電膜Ｂ１４と略同一の電圧を印加する。

さらに、本実施形態に係る表示装置１の駆動方法として、次の方法が提供される。すなわち、表示装置１の駆動方法は、対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料２と、前記第１の面に配され、電気光学材料２に電気信号を与える導体４０を有する基板Ａ１０と、前記第２の面に配され、電気光学材料２に電気信号を与える導電膜Ａ１２と、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された導電膜Ｂ１４と、を備える表示装置１の駆動方法である。かかる駆動方法は、電流検出回路１３によって、導電膜Ｂ１４における電流を検出する工程と、電流検出回路１３により電流が検出される期間に亘り、制御回路３０によって、導体４０及び導電膜Ａ１２のうち、より導電膜Ｂ１４の近くに配された一方に導電膜Ａ１２と略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとするか、又は、これらの双方に導電膜Ａ１２と略同一の電圧を印加する工程と、を含むことが好ましい。

［実施形態２］
本発明の第２の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。

［構成の説明］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置の斜視図である。表示装置１は、基板Ａ１０と、対向基板１９と、これら基板に挟まれた電気光学材料（液晶等）２、及び、偏光板７０２ａ、７０２ｂを備える。

対向基板１９は、基板Ｂ（ガラス基板等）２３と、基板Ｂ２３の液晶側の面に形成されたカラーフィルタ（非図示）と、カラーフィルタの液晶側の面に形成された導電膜Ａ１２と、基板Ｂ２３の反対側の面に形成された導電膜Ｂ１４とを含む。導電膜Ａ１２及び導電膜Ｂ１４は、一例として、ＩＴＯで形成された透明電導膜であってもよい。

導電膜Ｂ１４上には偏光板７０２ａが、基板Ａ１０の裏面には偏光板７０２ｂが、それぞれのりで貼り付けられる。

基板Ａ１０上には、電気光学材料２に電気信号を与えるための複数の電極（非図示）と、導電膜Ａ１２に対する電気的接続をとるための電極２９ａ〜２９ｄとが形成される。導電膜Ａ１２と基板Ａ１０とは、銀ペーストや導電粒子が混入されたシール剤を介して、導通手段２０ａ〜２０ｄにより、電気的接続を取っている。

導電膜Ｂ１４の４隅には、Ｌ字形状の電極２８ａ〜２８ｄを有するフレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、ＦＰＣ）が、異方性導電体を介して接続される。図２において、これらの４箇所のノードは、それぞれＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄの記号が付されている。これらのノードには、後述する電流検出回路の各端子が接続される。

表示装置１においては、液晶に電気信号を与えるために基板Ａ１０に形成された複数の電極の形状（図３参照）と、導電膜Ａ１２の形状との間の図形論理積によって表示領域１１が形成される。また、表示装置１は、両電極によって電界を形成し、液晶層を透過する光の偏光状態を制御することにより、所望の画像を表示することができる。

表示装置１における基板Ａ１０の詳細について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る表示装置における基板Ａ１０の斜視図である。

基板Ａ１０上において、表示領域１１に対応する画素マトリクス部が形成される。画素マトリクス部は、複数の信号線４ａ、４ｂ、４ｃと、これらと交差する複数の走査線６ａ、６ｂ、６ｃと、夫々の交点に対応して配置された画素回路と、を備える。画素回路は、画素スイッチＴＦＴと該スイッチＴＦＴに接続された蓄積容量と画素電極とから成る。画素スイッチＴＦＴのゲート電極には、ＴＦＴのオンオフを制御するための走査線６ａ、６ｂ、６ｃが接続される。画素スイッチＴＦＴのドレイン電極又はソース電極の一方には、蓄積容量と画素電極、他方には画素電極に信号を供給するための信号線４ａ、４ｂ、４ｃが接続される。蓄積容量線８ａ、８ｂ、８ｃは複数の画素回路によって共有される。信号線４ａ〜４ｃと走査線６ａ〜６ｃ及び蓄積容量線８ａ〜８ｃ等の電気光学材料（液晶等）２に電気信号を与えるための複数の導体４０は、表示領域１１内部から外部に亘って延在するように配線される。

表示領域１１外部には、表示領域１１を駆動するための駆動回路が配設される。具体的には、駆動回路として、信号線を駆動するための信号線駆動回路１５、走査線を駆動するための走査線駆動回路６１６が配される。蓄積容量線８ａ〜８ｃに電圧信号を与えるための回路は、基板Ａ１０の外部に配設されており、ノードＮｅに接続されている。

走査線６ａ〜６ｃの信号パスに対してスイッチ１６ａ〜１６ｃを設け、信号線４ａ〜４ｃの信号パスに対してスイッチ１７ａ〜１７ｃを設けた。スイッチ１６ａ〜１６ｃをオフ状態とすることにより、表示領域１１内部にその大部分が存在する走査線６ａ〜６ｃは、表示領域１１外部の回路に対してハイインピーダンスとなり、フローティングとなる。同様に、スイッチ１７ａ〜１７ｃをオフ状態とすることにより、表示領域１１内部にその大部分が存在する信号線４ａ〜４ｃは、表示領域１１外部の回路に対してハイインピーダンスとなり、フローティングとなる。

一方、蓄積容量線８ａ〜８ｃは、表示領域１１外周部に設けた蓄積容量バス配線７０３の支線となるように配設される。蓄積容量バス配線７０３は、導電膜Ａ１２と導通手段２０ａ〜２０ｄを介して電気的に接続されるようにした。つまり、蓄積容量線８ａ〜８ｃと蓄積容量バス配線７０３と、導電膜Ａ１２とは、電気的に接続されている。

本実施形態において、基板Ａ１０は、例えば、低温ポリシリコンＴＦＴの製造プロセスを用いて作成し、スイッチ１６ａ〜１６ｃ、１７ａ〜１７ｃは、ｎ型ＴＦＴを用いたアナログスイッチにより構成する。また、信号線駆動回路１５、走査線駆動回路６１６は、一例として、ｎ型ＴＦＴおよびｐ型ＴＦＴを用いて構成する。

図４は本実施形態に係る表示装置１に接続される回路の回路図である。図４を参照しつつ、導電膜Ｂ１４のノードＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄ、及び、表示装置基板のノードＮｅを介して接続される回路について説明する。図４に示すノードＮａ〜Ｎｅは、図２に示すノードＮａ〜Ｎｄ、及び、図３に示すノードＮｅに対応する。

ノードＮａ〜Ｎｄには、電流検出回路１３ａ〜１３ｄを介して、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄを接続する。単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄの２接点の一方には交流電圧源２２を接続し、他方（すなわち、図４でＣＯＭと記載されたノード）には蓄積容量線駆動回路を接続する。交流電圧の波形は、一例として、正弦波を利用することができる。

導電膜Ｂ１４、電流検出回路１３ａ〜１３ｄ、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄ、及び、交流電圧源２２は、信号パスに沿ってこの順番に順次接続される。この順番は、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄの寄生容量の充放電電流を検出しないためには、かかる順番で接続することが重要となる。導電膜Ｂ１４、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄ、電流検出回路１３ａ〜１３ｄ、交流電圧源２２の順で接続した場合には、電流検出回路１３ａ〜１３ｄは導電膜Ｂ１４の充放電電流に加えて、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄの寄生容量の充放電電流を検出することになり、限られた信号のダイナミックレンジを浪費してしまい、望ましくない。

ノードＮｅには、単極双投スイッチ２１ｅが接続される。単極双投スイッチ２１ｅの他の２接点の一方には交流電圧源２２を、他方には蓄積容量線駆動回路を接続する。かかる構成により、これら２つの信号のうちから、単極双投スイッチ２１ｅによって選択された一方の信号が蓄積容量線８ａ〜８ｃ及び導電膜Ａ１２に供給される。

以下の説明では、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄ、電流検出回路１３ａ〜１３ｄなどにおける添え字ａ〜ｄを適宜省略する。ただし、対象を特定する場合には、添え字を付する。

［動作の説明］
次に、本実施例に係る表示装置１の動作について説明する。まず、表示装置１の全体構成と動作に関し、図面を参照しつつ説明する。図５は、図２及び図３に示した表示装置１の主要な導体の電圧を示すタイミングチャートである。図５を参照すると、Ｖａは導電膜Ｂ１４の電圧、Ｖｃは導電膜Ａ１２の電圧、Ｖｅは各蓄積容量線８ａ〜８ｘ（８ｘは最後の蓄積容量線を示す。）の電圧、６ａ〜６ｘは各走査線を走査の順に示している。図３は、３本の走査線のみを明示しているが、走査線の本数は任意とすることができる。図５における６ｘは最後に走査される走査線の電圧に対応する。

また、図５において、記号ＳＷで示された波形は、図３に示すスイッチ１６及びスイッチ１７、並びに、図４に示すスイッチ２１の状態を決める制御信号の電圧を示す。表示装置１は、駆動時において、表示のための電圧を画素に書き込むための表示駆動期間と、指２４の位置又は指し示す動作の有無を検出するために電流検出回路１３が電流を検出する位置検出期間と、を有する。これらの２つの期間は、時間的に分割されている。位置検出期間として、走査線の走査が行われていない非表示駆動期間である垂直ブランキング期間を利用することができる。

位置検出期間において、各スイッチは図３および図４に記載した状態とされる。すなわち、スイッチ１６ａ〜１６ｃ、スイッチ１７ａ〜１７ｃは全てオフ状態とされ、信号線４ａ〜４ｃ、走査線６ａ〜６ｃは表示領域１１外部の導体に対してハイインピーダンスとされ、フローティングとなる。また、単極双投スイッチ２１ａ〜２１ｄは電流検出回路１３ａ〜１３ｄを含む交流電圧源２２側に対して導通状態とされる。また、単極双投スイッチ２１ｅは、交流電圧源２２側に対して導通状態とされる。

この状態は、図５のＳＷ信号をＢの状態（すなわち、ハイレベル）とすることによって実現される。

このようなスイッチの状態において、交流電圧源２２によって生成される同振幅で同相の交流電圧を導電膜Ｂ１４の４隅に印加する。また、スイッチ２１ｅを介して、同様に、交流電圧を導電膜Ａ１２及び蓄積容量線８ａ〜８ｃに印加する。このときの、各導体の電圧について、図５を参照して説明する。

図５の位置検出期間に着目すると、これらの導体には交流電圧源２２から振幅及び位相が同一の交流電圧が印加されているため、同一の交流電圧波形が現れる。

また、各走査線６ａ〜６ｃは、ハイインピーダンスであり、かつ、導電膜Ａ１２と容量結合しているため、導電膜Ａ１２の電圧と同振幅で電圧が変動する。

次に、指２４のタッチに関する、表示装置１の動作について説明する。

導電膜Ｂ１４の４隅から与えた交流電圧は導電膜Ｂ１４全面に伝播し、指２４によって形成されたキャパシタ２５を介して指に電流が流れる。４つの電流検出回路１３ａ〜１３ｄにより得られる電流に対応する信号に演算を施すことによって、指２４によるタッチの有無や指の位置の座標の検出が可能となる。

かかる演算として、一例として、次式の演算を用いることができる。
ｘ＝ｋ１＋ｋ２・（ｉ２＋ｉ３）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４） （式１）
ｙ＝ｋ１＋ｋ２・（ｉ１＋ｉ２）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４） （式２）

ここで、ｘは接触位置のｘ座標、ｙはｙ座標である。ｋ１及びｋ２は定数である。また、ｉ１〜ｉ４は、図４に示した電流検出回路１３ａ〜１３ｄにより検出される電流であり、ｉ１は１３ａ、ｉ２は１３ｂ、ｉ３は１３ｃ、ｉ４は１３ｄにより検出された電流である。

上述のように、位置検出期間における導電膜Ｂ１４は、表面型タッチセンサの透明導電膜の役割を果たす。

次に、位置検出期間における画素回路の動作について、図６〜図８を参照して説明する。

図６は、本実施形態に係る表示装置１の画素回路部分を拡大した斜視図（導電膜Ａ１２を含む）及び周辺回路の模式図を示す。図６を参照すると、スイッチＴＦＴを介して接続された画素電極２６、信号線４、画素スイッチをオンオフする制御信号を与える走査線６が示されている。また、信号線４にはスイッチ１７を介して信号線駆動回路１５が接続され、走査線６にはスイッチ１６を介して走査線駆動回路６１６が接続される。

各導体上に示したアルファベットＶｃ、Ｖｐ、Ｖｓ、Ｖｇ、Ｖｄはその導体の電圧を表す記号として付した。キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３は夫々順に、画素電極と導電膜Ａ１２間の静電容量、走査線と導電膜Ａ１２の静電容量、信号線と導電膜Ａ１２の静電容量を示す。蓄積容量および蓄積容量線は図示されていないが、蓄積容量は２端子の容量素子であり、その一端が画素電極に電気的に接続されており、他の一端は蓄積容量線に接続されるよう、構成されている。

本実施形態に係る表示装置の表示駆動期間における駆動電圧について、図面を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る表示装置における表示駆動電圧の一例を示す。ここでは、導電膜Ａ１２の電圧Ｖｃを一定とし、この電圧Ｖｃに対して最大５Ｖの電圧を極性反転させて液晶に印加する駆動法を採用する場合を示す。図７を参照すると、導電膜Ａ１２の電圧Ｖｃを６Ｖとし、Ｖｃに対して＋５Ｖの１１Ｖの電圧が信号線を介して画素電極に印加される最大の電圧Ｖｐｉｘ＿ｈｉｇｈとなる。一方、導電膜Ａ１２の電圧Ｖｃに対して−５Ｖの１Ｖの電圧が画素電極に印加される最小の電圧Ｖｐｉｘ＿ｌｏｗとなる。スイッチＴＦＴのリーク電流を考慮し、スイッチオフ時における最大ゲート・ソース間電圧が−１Ｖとなるように、スイッチオフ時のゲート電圧Ｖｇ＿ｏｆｆを０Ｖとした。また、十分なオン電流が得られるように、スイッチオン時におけるゲート電圧Ｖｇ＿ｏｎを１５Ｖとした。

上記の駆動条件に基づいて本実施形態に係る表示装置を駆動した場合における、各導体の電圧について図面を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る表示装置における配線の電圧を示すタイミングチャートの一例である。図８の表示駆動期間は、Ｖｇに正極のパルス信号を与え、画素電極Ｖｐに１Ｖを書き込んでいる場合を示す。その後、スイッチ１６、１７をオフ状態とし、位置検出期間に移行する。位置検出期間においては、前述の通り、導電膜Ａ１２に交流電圧が印加される。ここでは、オフセット電圧６Ｖ、振幅２Ｖの交流電圧Ｖｃを与える。このとき、適当な厚み（一例として、４ミクロン）の液晶層を挟んで対向する各導体、すなわち、画素電極、走査線及び信号線は、ハイインピーダンスであり、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して導電膜Ａ１２と容量結合しているため、導電膜Ａ１２の振幅と同じ振幅で変動する。したがって、図８に示された例においては、信号線の電圧Ｖｄは、６Ｖかつハイインピーダンスとされたため、オフセット電圧６Ｖ、振幅２Ｖの電圧となる。走査線の電圧も同様に、オフセット電圧０Ｖ、振幅２Ｖとなる。画素電極の電圧Ｖｐも、最小の値をとる場合について例示すると、オフセット電圧１Ｖ、振幅２Ｖとなる。なお、画素電極はスイッチＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）のソース電極に接続されているため、スイッチＴＦＴのソース電極の電圧Ｖｓは、画素電極の電圧Ｖｐと等しい。このように、画素回路中の全ての導体が透明導電膜の振幅に合わせて変動するため、スイッチＴＦＴのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、表示駆動期間終了時における電圧、すなわち、図８に示す例においては−１Ｖの電圧が位置検出期間においても保持される。

つまり、位置検出期間においては、導電膜Ａ１２に交流電圧を印加しても、画素回路に含まれるすべての導体の電圧は、導電膜Ａ１２の振幅と同じ振幅で変動するため、液晶に印加される電圧（Ｖｃ−Ｖｐ）や、スイッチＴＦＴのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは変動しない。したがって、位置検出期間における表示装置の駆動は、画質劣化の要因とはならない。

一方、表示駆動期間においては、各スイッチは図３、図４に示す状態とは逆の状態とされる。すなわち、スイッチ１６ａ〜１６ｃ及びスイッチ１７ａ〜１７ｃは、すべてオン状態とされ、信号線４、走査線６は、表示領域１１の外部の導体に対してロウインピーダンスとされる。また、単極双投スイッチ２１は、ＣＯＭ側に対して導通状態とされ、蓄積容量線８、導電膜Ａ１２、導電膜Ｂ１４には、蓄積容量線駆動回路より、従来のＬＣＤにおける対向電極と同様の電圧が与えられ、この導電膜Ａ１２と画素電極とによって、これらの間に配された電気光学材料（液晶等）２に対する、表示のための電圧が書き込まれる。

この状態は、図５のＳＷ信号をＡ（すなわち、ロウレベル）とすることにより実現される。このような状態において、従来のアクティブマトリクス型ＬＣＤ同様に走査線を順に走査し、信号線を通して表示のための電圧を画素に書き込む。

［効果の説明］
本実施形態に係る表示装置による第１の効果として、導電膜Ｂ１４の寄生容量（厳密には、寄生容量として検出される信号）を顕著に減少させることができる。また、本実施形態に係る表示装置による第２の効果として、人の指２４と導電膜Ｂ１４とで形成される静電容量と比較して、表示装置の表示内容に伴う静電容量の変動を小さくすることができる。以下では、これらの効果を実証するために行った対照実験とともに、これらの効果について説明する。

図９は、本実施形態に係る表示装置に対する対照実験を目的として作成された表示装置の基板Ａ１０である。図９における基板Ａ１０と本実施形態に係る表示装置の基板Ａ１０（図３）との相違は、走査線６ａ〜６ｃをハイインピーダンスにするためのスイッチ群の有無及び蓄積容量線８ａ〜８ｃに交流電圧を印加する手段の有無である。すなわち、図９における基板Ａ１０は、従来の表示装置における基板と同様に、表示領域内外に延在する走査線６ａ〜６ｃは走査線駆動回路に直接接続されているため、位置検出期間においてフローティングとすることができない。蓄積容量線８ａ〜８ｃは、従来の蓄積容量線駆動回路に接続されているため、位置検出期間において正弦波を印加する駆動ができず、フローティングとすることもできない。このような従来の表示装置の基板の公知例として、例えば、特開２００７−２４０８３０号公報の図２が挙げられる。

次に、対照実験用の表示装置（図９）と本実施形態に係る表示装置との間における共通点について説明する。対照実験を目的として作成された表示装置の対向基板は、図２に示す本実施形態に係る表示装置における対向基板１９と同一である。つまり、対向基板１９の面のうち指でタッチする側の面に位置検出用導電膜Ｂ１４が形成され、対向基板１９の面のうち液晶と接する側の面に導電膜Ａ１２が形成される。また、ノードＮａ〜Ｎｅに接続される回路は、図４に示す本実施形態に係る表示装置におけるものと同一である。このため、位置検出期間は、導電膜Ｂ１４及び導電膜Ａ１２の双方に振幅と位相が同一の交流電圧を印加できる。

それぞれの表示装置について、位置検出期間における電流検出回路１３に流れる電流値を計測し、計測された電流値を換算して導電膜Ｂ１４の静電容量を求めた。具体的には、表示装置の全面に白色を表示させて、偏光板７０２ａに指が触れていない場合における静電容量、及び、指が触れている場合の静電容量を測定した。指で触れていない場合の静電容量は、導電膜Ｂ１４の寄生容量に相当する。また、表示装置の全面に白色を表示させた場合の寄生容量と併せて、表示装置の全面に黒色を表示させた場合の寄生容量も測定した。

実験結果について図面を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る表示装置に対する対照実験の結果を示す図である。まず、寄生容量（すなわち、指が表示装置に触れてない場合の静電容量）に着目する。全面に白色を表示した場合の寄生容量は、対照実験用の表示装置において１３３ｐＦであったものが、本発明の表示装置においては７．８ｐＦとなった。これにより、上記の第１の効果を定量的に確認することができた。実際、本実施形態に係る表示装置を用いることによって、対照実験と比較して、寄生容量を１７分の１に削減することができる。指２４に相当するキャパシタ２５（図２）の静電容量は、およそ１１ｐＦであることを考慮すると、対照実験で得られた寄生容量１３３ｐＦは、指の静電容量の１２倍以上の値である。このことは、位置検出やタッチ検出に関する信号処理回路の高コスト化やＳＮ低下につながる。なぜなら、信号処理回路には、寄生容量に指の静電容量が重畳された信号が入力されることとなるので、入力された信号振幅のうち１２／１３が寄生容量によるものである。したがって、回路の限られたダイナミックレンジのうちの大部分を寄生容量によって占められてしまう。一方、本実施形態に係る表示装置においては、この寄生容量は７．８ｐＦであり、指の静電容量１１ｐＦよりも小さい。

図１０を別の視点から分析すると、次のことが分かる。すなわち、対照実験用の表示装置においては、検出された静電容量のみに基づいて、タッチの有無を正確に検出することができないという問題がある。図１０を参照すると、対照実験用の表示装置の寄生容量は、白色表示時において１３３ｐＦであるのに対して、黒色表示時においては１５５ｐＦである。一方、白色表示時においてタッチした場合に検出される静電容量は、寄生容量と指の容量との和として得られる１４４ｐＦである。両者を比較すると、タッチによる静電容量の増加（１１ｐＦ）よりも、白色から黒色に表示を変更したことによる静電容量の増加（２２ｐＦ）の方が大きい。

ところで、通常、タッチの有無は次のように検知する。すなわち、タッチしていないときの静電容量を基準値とし、かかる基準値に所定の静電容量を加えた値をしきい値として設定した場合において、検出された静電容量がそのしきい値を超えたときに、タッチがあったものと検知する。対照実験用の表示装置では、表示内容の（白黒）変化に伴う静電容量変化が、タッチの有無による変化よりも大きいため、タッチの有無を検出することができない。

一方、本実施形態に係る表示装置においては、寄生容量は白色の表示時において７．８ｐＦ、黒色の表示時において８．０ｐＦであり、表示内容（白黒）によってほとんど変化せず、一方で、タッチしたときの静電容量は１９．６ｐＦである。したがって、タッチの有無を正確に検知することができる。このように、人の指２４と導電膜Ｂ１４とによって形成される静電容量と比較して、表示装置の表示内容の変更に伴う静電容量の変化を小さくすることができる。したがって、本実施形態に係る表示装置によって、上述の第２の効果が得られる。

ところで、本実施形態に係る表示装置によって、上記の効果が得られ、対照実験用の表示装置において、上記の問題が生じるメカニズムは当業者の予測をはるかに超えている。なぜなら、特許文献４や特許文献６に記載された技術から類推すると、対照実験用の表示装置において、上記の問題が生じることはないと考えられるからである。対照実験用の表示装置の導電膜Ａ１２には導電膜Ｂ１４と同一の交流電圧が印加されているため、特許文献４記載の保護プレーン層と同等の機能を有するものと、発明者らは考えた。すなわち、導電膜Ｂ１４の寄生容量は十分小さいはずであると考えた。また、導電膜Ｂ（位置検出用導電膜）と導電膜Ａ１２とに同一の交流電圧を印加しているため、特許文献６に記載されているように、導電膜Ａ１２と導電膜Ｂ１４との電位差に起因してタッチパネルに生じる誘起電圧を、位置検出の精度を低下させない程度に小さくできるものと考えた。しかし、上記の実験結果は、かかる予想に反するものであった。

発明者らは、これらの現象を解析するとともに理由を解明し、本発明に至った。以下では、発明者らの解析結果に基づいて、対照実験を目的とした表示装置や公知文献における表示装置において上記の問題が生じる理由、及び、本実施形態に係る発明によってこの問題が解決される理由を説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置に対する対照実験の結果を、回路シミュレーションに基づいて解析するためのモデルを示す。図１１（ａ）は、対照実験用の表示装置に対するモデルを示す。導電膜Ｂ（位置検出用導電膜）１４、導電膜Ａ１２及び基板Ａ１０を、それぞれ抵抗面体とした。導電膜Ｂ１４及び導電膜Ａ１２のシート抵抗は、それぞれ実際の表示装置におけるものと同一の８００Ω／□、１５Ω／□とした。

基板Ａ１０に相当する抵抗面は、基板Ａ１０上に形成されている信号線、ゲート線、蓄積容量線等の導体をまとめてモデル化したものであり、そのシート抵抗は１ｍΩ／□とした。それぞれの抵抗面間には、キャパシタＣ１及びＣ２が存在し、その静電容量はそれぞれ８９５ｐＦ、２６．５ｎＦである。これらの静電容量の値は、対角３．５インチのＬＣＤに対する実測結果に基づくものである。

対照実験用の表示装置における信号線、ゲート線、蓄積容量線等の導体は、フローティングとされず、いずれも固定電位に接続されている。したがって、交流的な回路モデルを考えると、基板Ａ１０は配線によってグランド７０４に接続されているものとすることができる。

このような３枚の抵抗面に、実際の表示装置と同様に、交流電圧源２２及び電流検出回路１３を接続した。図１１（ａ）においては、１つの隅に対する、交流電圧源２２及び電流検出回路１３を示したが、実際に解析を行う際は、残りの３つの隅にもこれらが接続されることに留意されたい。

抵抗面の抵抗、及び、抵抗面間において形成されるキャパシタは分布定数であり、回路シミュレーションの際には、複数の抵抗要素、キャパシタ要素に分割して扱った。

図１１の（ｂ）は、本実施形態に係る表示装置のモデルを示す。図１１（ａ）との違いは、基板Ａが配線で直接グランドに繋がれるのではなく、キャパシタＣ５を介してグランドに接続される点である。これは、信号線４や走査線６はフローティングにされるため、これらの線を直流的にグランドに接続せずにフローティングにした際におけるスイッチのオフ容量等を介してグランドに接続される様子をモデル化したためである。図中に示したキャパシタＣ５の静電容量値（２００ｐＦ）は、実験から求めたものである。

図１１の（ｂ）においては、交流電圧源２２、電流検出回路１３、キャパシタＣ５は１つの隅にのみ接続されているが、図１１（ａ）と同様、解析を行う際は、残りの３つの隅にも接続される。したがって、基板Ａ１０は、４隅において、合計すると８００ｐＦのキャパシタを介してグランドに接続される。

なお、実際の表示装置では、信号線４、走査線６は、フローティングにされるものの、蓄積容量線８はフローティングではなく、代わりに交流電圧を与えている。しかし、後述するように、蓄積容量線８に交流電圧を与えた場合と、蓄積容量線８を、走査線６と同様にフローティングとした場合とを、同視することができる。したがって、ここでは、図１１（ｂ）に示すモデルに基づいて解析を行う。

上記の両モデルに対して、導電膜Ｂ１４及び導電膜Ａ１２に振幅と位相が等しい１００ｋＨｚの交流電圧を印加し、電流検出回路１３の電流値を換算することにより、導電膜Ｂ１４の寄生容量を求めた。この結果、対照実験用の表示装置のモデルにおいて１６０ｐＦ（実測値は１３３ｐＦ）、本実施形態に係る表示装置のモデルにおいて４．７ｐＦ（実測値は７．８ｐＦ）となり、ほぼ実測に近い値が得られた。このように、導電膜Ｂ１４に電流が流れ、寄生容量が観測されるということは、Ｃ１又はＣ３に電流が流れていることに他ならない。上述の通り、Ｃ１やＣ３は、複数のコンデンサによって近似した。この複数のコンデンサのそれぞれにおける電流を調べることによって、面内の電流分布を知ることができる。

図１２は、導電膜Ｂ（位置検出導電膜）１４と導電膜Ａ（対向電極）１２との間のキャパシタに流れる電流の面内分布の例を示す。図１２（ａ）は対照実験用の表示装置における電流分布、（ｂ）は本発明の表示装置における電流分布である。図１２は、導電膜Ｂ１４の座標位置ｘ、ｙにおけるキャパシタ要素、すなわち、図１１のＣ１やＣ３を複数に分割したキャパシタ要素における電流をプロットしたものである。図１２（ａ）に示す対照実験用モデルでは、図１２（ｂ）と比較して大きな電流が流れる。また、特徴的な点として、４隅においては電流値が小さく、中心に向かって電流値が増大していることが挙げられる。

導電膜Ｂ１４と導電膜Ａ１２とに同一の位相、振幅の交流信号を与えているにも関わらず電流が流れることから、導電膜Ｂ１４における１点と、導電膜Ａ１２において、その点に対応する点との間で異なる電圧となっていることを示している。そして、上記の結果から、４隅の点では同一電位であるものの、面の中心に向かうに従って、導電膜Ｂ１４と導電膜Ａ１２の２面間で電位差が大きくなっている。

この原因は、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量と導電膜Ａ１２の抵抗とによって決まる時定数により、導電膜Ａ１２の面内の中心付近と縁との間で位相や振幅が異なるためである。とくに、図１１（ａ）の構成の場合、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量（すなわち、キャパシタＣ２の静電容量）は２６．５ｎＦと極めて大きい。このため、導電膜Ａ１２の４隅から、導電膜Ｂ１４と同じ交流信号を与えているにも関わらず、両面間に大きな電流が流れ、結果として、導電膜Ｂ１４の寄生容量が大きく見えてしまうのである。

一方、本実施形態に係る表示装置のモデル（図１１（ｂ））においては、導電膜Ａ１２からみた導電膜Ｂ１４の静電容量は、キャパシタＣ４（２６．５ｎＦ）とキャパシタＣ５の４倍（８００ｐＦ）とを直列にした容量として、７８０ｐＦとなる。この値は、図１１（ａ）の構成と比較して極めて小さい値であり、結果として、導電膜Ａ１２に、導電膜Ｂ１４と同様な電圧信号が面内部まで伝わり、導電膜Ｂ１４の寄生容量が小さく見えることになる。以上が、本実施形態に係る表示装置において、上述した第１の効果が生まれる理由である。

次に、本実施形態に係る表示装置によって第２の効果が生じる理由を説明する。導電膜Ａ１２と基板Ａ１０との間のキャパシタＣ２及びＣ４（図１１）の静電容量は、電気光学材料（一例として、誘電体である液晶）２の誘電率の関数である。液晶は誘電率異方性を有するため、誘電率の値は液晶分子の長軸方向とその垂直方向との間で、例えば３倍変化する。特に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示装置の場合には、液晶分子の長軸は白表示において導電膜Ａ１２と並行、黒表示において導電膜Ａ１２とほぼ垂直となり、誘電率異方性の影響を大きく受ける。

図１１（ａ）の対照実験用の表示装置のモデルにおいては、導電膜Ａ１２から見た静電容量はキャパシタＣ２の静電容量そのものであるため、キャパシタＣ２の値自体が大きい場合には、導電膜Ａ１２の時定数は表示内容に応じて大きく変化する。一方、図１１（ｂ）に示す本実施形態に係る表示装置のモデルの場合、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量は、およそ、キャパシタＣ５の静電容量を４倍した値によって決定される（上記の通り、図１１を簡略化するため、キャパシタＣ５は１つの隅についてのみ記載した。しかし、実測及び解析の際には、同一の静電容量のキャパシタを４隅に接続する。）。したがって、本実施形態においては、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量はその値が小さいため、Ｃ４の静電容量が変化した場合であっても、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量はほとんど変化しない。ゆえに、上記の第２の効果が得られる。

以上より、第１及び第２の効果を得るには、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量を小さくすれば良いことが分かる。本実施形態に係る表示装置は、基板Ａ１０上に存在する導体４０をフローティングにする、又は、基板Ａ１０上に存在する導体４０に、導電膜Ａ１２と同一の交流電圧を印加することを特徴とする。

（第３の効果）
図８に関する上記の説明において、本発明の構成の場合、スイッチＴＦＴのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは表示期間終了時の電圧（−１Ｖ）が位置検出期間中も保持されることを説明した。ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが−１Ｖとなるのは、画素に書き込む電圧が最低の場合であり、図７のＶｐｉｘ＿ｌｏｗ（１Ｖ）の場合である。

一方、特許文献５や特許文献６に記載の発明を実施した場合には、Ｖｇｓの値は変動する。この点に関して図１３を参照して説明する。図１３は、従来の表示装置における配線の電圧のタイミングチャートの一例を示す図である。

位置検出期間において、画素電極はハイインピーダンスであり、導電膜Ａ１２と静電容量を介して容量結合されているため、導電膜Ａ１２の振幅と同じ振幅で電位が変動する。したがって、図１３に示すように、導電膜Ａ（対向電極）１２に振幅２Ｖの交流Ｖｃを与えると画素電極の電位Ｖｐもこれに応じて振幅２Ｖで変動する。一方、走査線６の電圧Ｖｇは、０Ｖに固定されている。したがって、スイッチＴＦＴのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは−１Ｖをオフセット電圧とし、振幅２Ｖで変動する。すなわち、Ｖｇｓは１Ｖと−３Ｖの間で変動する。したがって、スイッチＴＦＴを、一例として、閾値電圧が０Ｖのｎ型ＴＦＴとした場合には、スイッチＴＦＴはオフ状態を保持し続けることができず、画質劣化をもたらすことになる。

一方、本実施形態に係る表示装の場合、前述の通り、トランジスタのＶｇｓは変動しない。このため、位置検出期間における駆動が画質劣化の要因とはならないという効果が得られる。

［実施形態３］
本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図１６は、本実施形態に係る表示装置の一例の斜視図である。本実施形態は、上記の第２の実施形態を変形したものである。実施形態２においては、対向基板１９と導電膜Ｂ１４とは一体として形成されている。一方、本実施形態においては、保護基板７０５と導電膜Ｂ（位置検出導電膜）１４とを一体として形成する。基板Ａ（表示装置基板）１０の構成は、実施形態２におけるものと同一である。

対向基板１９は、基板Ｂ２３と、基板Ｂ２３の電気光学材料２側の面に形成されたカラーフィルタ（非図示）と、カラーフィルタの電気光学材料２側の面に形成された導電膜Ａ１２とを備える。銀ペースト又は導電粒子を混入させたシール剤等の導通手段２０を介して、導電膜Ａ１２と基板Ａ１０との間の電気的接続が取られる。基板Ｂ２３の面のうち、導電膜Ａ１２が形成された面の反対側に位置する面に対して、偏光板７０２がのりで貼り付けられる。

保護基板７０５の対向基板１９側の面に対して、位置検出用導電膜Ｂ１４が形成され、導電膜Ｂ１４の４隅には、異方性導電体を介して、Ｌ字形状の電極を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を接続した。図１６において、各ノードは、Ｎａ〜Ｎｄとした。これら４つのノードＮａ〜Ｎｄと、表示装置器基板のノードＮｅとを、実施形態２と同様に、図４に示す回路に接続した。本実施形態に係る表示装置の動作は、上記の実施形態２の動作と同様である。

［効果の説明］
実施形態２に対する説明で述べたのと同様に、本実施形態に係る表示装置においても、上記の第１ないし第３の効果が得られる。また、本実施形態においては、実施形態１と比較して、より堅牢な表示装置が得られる。さらに、本実施形態に係る表示装置においては、平坦な、いわゆるシームレスな形状の電子機器が得られるという効果がある。以下では、図１７を参照しつつ、本実施形態によってもたらされる効果について説明する。

図１７は、本実施形態に係る表示装置を備える電子機器の一例の断面図である。本実施形態においては、保護基板７０５は、筐体の上面から、一段掘り下げられた面９００ａ、９００ｂによって保持される。すると、指でタッチしたときの力は、保護基板７０５と筐体によって受け止められる。指でタッチしたときの力が、直接対向基板１９に伝わらないため、電子機器の表示装置部分を堅牢にすることができる。

さらに、表示装置の指押しムラを防止することができる。指押しムラとは、表示装置を指で押した場合に、液晶の配向が乱れる等の原因により、画面内に表示のムラが生じることをいう。

また、保護基板７０５のタッチ面には、配線が不要であるため、図１７に示すように、タッチ面と、筐体面との高さが一致する筐体に収めることによって、タッチ面と筐体面との間で高さの差のない、いわゆるシームレスな電子機器を実現することができる。

［実施形態３の２］
本発明の第３の２の実施形態について、図２４〜図２９を参照して説明する。本実施形態は、一例として、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置を使用して、本発明を実施した場合に相当する。従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の一例として、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置を使用することができる。

図２４は、本発明の第３の２の実施形態に係る表示装置１の構成の一例を示すブロック図である。図２４を参照すると、表示装置１は、基板Ａ１０と、対向基板１９と、これら基板に挟まれた電気光学材料（例えば液晶）２（非図示）とを備えている。

基板Ａ１０の左辺には、走査線駆動回路６１６が実装されたＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）３０４ａが貼り付けられる。走査線駆動回路６１６は集積回路チップとして作成されている。ＴＡＢ３０４ａの他端は第１のプリント基板３０６ａ（以下、Ｖ接続基板）に貼り付けられる。基板Ａ１０の下辺には、信号線駆動回路１５が実装されたＴＡＢ３０４ｂが貼り付けられる。信号線駆動回路１５は集積回路チップとして作成されている。ＴＡＢ３０４ｂの他端は、第２のプリント基板３０６ｂ（以下、Ｈ接続基板）に貼り付けられる。

Ｈ接続基板３０６ｂ上には、タイミングコントローラ３０８が設けられている。タイミングコントローラ３０８は、表示装置１外部から供給される表示データ及びタイミング信号を含む制御信号を入力とし、信号線駆動回路１５に供給される表示データ及びタイミング信号を含む制御信号を出力する。また、タイミングコントローラ３０８は、走査線駆動回路６１６に供給されるタイミング信号を含む制御信号を出力する。

信号線駆動回路１５に供給される表示データ及びタイミング信号を含む制御信号は、Ｈ接続基板３０６ｂの配線、信号線駆動回路１５が実装されたＴＡＢ３０４ｂの配線を経由し、信号線駆動回路１５の入力端子に供給され、信号線駆動回路１５の出力信号は、ＴＡＢ３０４ｂの配線を経由して、基板Ａ１０に形成された信号線４（非図示）に供給される。

走査線駆動回路６１６に供給されるタイミング信号を含む制御信号は、Ｈ接続基板３０６ｂの配線、Ｈ接続基板３０６ｂとＶ接続基板３０６ａを接続するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３１０を経由し、Ｖ接続基板３０６ａに供給され、さらに、Ｖ接続基板３０６ａの配線、Ｖ接続基板３０６ａに搭載されたスイッチ素子３１２、ＴＡＢ３０４ａの配線を経て走査線駆動回路６１６の入力端子に供給される。走査線駆動回路６１６の出力信号は、ＴＡＢ３０４ａの配線を経由して、基板Ａ１０に形成された走査線６（非図示）に供給される。

Ｈ接続基板３０６ｂ上には、ＶＣＯＭ駆動回路３１４が設けられる。ＶＯＣＭ駆動回路３１４は、図４に示した回路である。ＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子であるＮｅは、Ｈ接続基板３０６ｂの配線、ＴＡＢ３０４ｂの配線を経由し基板Ａ１０に形成された蓄積容量線８（非図示）に接続される。また、ＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子であるＮｅは、Ｈ接続基板３０６ｂの配線、ＦＰＣ３１０、Ｖ接続基板３０６ａの配線、ＴＡＢ３０４ａの配線を経て、基板Ａ１０に形成された蓄積容量線８に接続される。

対向基板１９は、図２を参照して説明したものと同一であり、Ｌ字形状の電極２８ａ〜２８ｄを有するＦＰＣ３１０が、異方性導電体を介して導電膜Ｂ１４の４隅に接続される。これらの４箇所の電極２８ａ〜２８ｄは、それぞれＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子であるＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄにされる。

図２５は、本実施形態に係る表示装置１における表示装置基板１０を示す斜視図である。図２５を参照して、表示装置基板である基板Ａ１０について説明する。図３に示した第２の実施形態と異なる主な点は、基板Ａ１０上に、走査線駆動回路６１６が存在しないこと、信号線駆動回路１５が存在しないこと、スイッチ１６、スイッチ１７が存在しないこと、ＥＳＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子３０１が存在すること、ＴＡＢ接続端子３００が存在することである。

便宜上、図面では、信号線４ａと接続されているＥＳＤ保護素子にのみ符号３０１を付したが、図２５の回路記号に示すように、ＥＳＤ保護素子はすべての信号線（４ａ〜４ｃ）及びすべての走査線（６ａ〜６ｃ）のそれぞれに対して設置される。１つのＥＳＤ保護素子３０１は、ダイオード接続したアモルファスシリコン薄膜トランジスタを２個、極性が逆となるように並列接続して構成される。ＥＳＤ保護素子３０１は、信号線４又は走査線６と、蓄積容量線８に接続される配線との間に設けられる。

便宜上、図面では、基板Ａ１０の下辺における１つのＴＡＢ接続端子にのみ符号３００を付したが、図２５に示すように、ＴＡＢ接続端子は基板Ａ１０の下辺及び左辺に複数個存在する。

図２５の説明から理解されるように、本実施形態の基板Ａ１０は、従来のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置に利用されている表示装置基板を用いることができる。

図２４及び図２５における配線の接続の詳細は、以下の通りである。

基板Ａ１０の下辺には、すべての信号線（４ａ〜４ｃ）に、１対１に対応したＴＡＢ接続端子３００を設け、蓄積容量線（８ａ〜８ｃ）とつながる配線にＴＡＢ接続端子３００を設けた。下辺に設けられたＴＡＢ接続端子３００には、ＴＡＢ３０４ｂが接続され、信号線４に対応したＴＡＢ接続端子３００には、信号線駆動回路１５の出力信号が供給される。また、蓄積容量線（８ａ乃至８ｃ）とつながる配線に対応したＴＡＢ接続端子３００には、ＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子Ｎｅの信号が上述の経路を経て供給される。

左辺には、すべての走査線（６ａ〜６ｃ）と、１対１に対応したＴＡＢ接続端子３００を設け、蓄積容量線（８ａ〜８ｃ）と接続される配線にＴＡＢ接続端子３００を設けた。左辺に設けたＴＡＢ接続端子３００には、ＴＡＢ３０４ａが接続され、走査線６に対応したＴＡＢ接続端子３００には、走査線駆動回路６１６の出力信号が供給される。また、蓄積容量線（８ａ〜８ｃ）と接続される配線に対応したＴＡＢ接続端子３００には、ＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子Ｎｅの信号が上述の経路を経て供給される。

基板Ａ１０と、導電膜Ａ（対向電極）１２（非図示）とは、実施形態２と同様に、電極２９を介して、銀ペーストや導電粒子が混入されたシール剤で電気的に接続される。

本実施形態では、集積回路チップとして作成された走査線駆動回路６１６及び集積回路チップとして作成された信号線駆動回路１５は、容易に入手可能な汎用品を利用することができる。一方、実施形態２で説明したとおり、本発明は、位置検出期間、対向電極から見た寄生容量を低減するために、信号線や走査線をフローティングにするか、導電膜Ｂ（位置検出導電膜）と同振幅の電圧を印加することが必要とされた。

汎用の信号線駆動回路は、出力端子をハイインピーダンスとする機能を有するので、これを利用する。汎用の走査線駆動回路はこの機能を持たない。以降では、汎用の走査線駆動回路で本発明を実施するための技術を詳しく述べる。

図２６は、本実施形態に係る表示装置１におけるＶ接続基板３０６ａの設計概念を説明するための回路図である。図２６を参照して、本実施形態のＶ接続基板３０６ａについて説明する。なお、設計概念の理解を容易とするため、図２６はＶ接続基板３０６ａの設計概念を説明するための回路図を示し、設計概念の説明に不要な要素は省略されている。

前述のとおり、汎用の走査線駆動回路は、出力端子をハイインピーダンスとする機能を持たないため、走査線駆動回路６１６全体をＤＣ的にフローティングとすることで、走査線６をフローティングとすることとした。

図２６を参照すると、走査線駆動回路６１６は、スイッチ素子３１２を介して、Ｖ接続基板３０６ａに供給される電源（端子名称はＶｇｏｎ、Ｖｇｏｆｆ）や制御信号（端子名称は制御信号）と接続される。図２６のスイッチ素子３１２の状態は全てオフとされており、これは、位置検出期間の状態に対応する。走査線６のＤＣパスを辿ると、走査線６は基板Ａ１０端部のＴＡＢ接続端子３００ａに接続され、ＴＡＢ接続端子３００ａは、走査線駆動回路６１６の出力端子に接続される。位置検出期間はＶブランク期間内に設定されているため、走査線駆動回路６１６は、位置検出期間において、画素スイッチＴＦＴをオフとする電圧であるＶｇｏｆｆに供給される電圧（ここでは、一例として−８．３Ｖに設定する）を出力する状態とされる。このとき、走査線駆動回路６１６の出力段のＮチャネルトランジスタはオン状態であり、Ｐチャネルトランジスタはオフ状態である。したがって、走査線駆動回路６１６の出力端子は、チップ内部で走査線駆動回路６１６の電源端子ＶｏｆｆとＤＣ的に接続される。走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆは、スイッチ素子３１２に接続される。位置検出期間において、スイッチ素子３１２はオフに制御され、走査線６はＶｇｏｆｆ端子に供給される電源に対してＤＣ的にフローティングとなる。

Ｖ接続基板３０６ａ上において、キャパシタＣ１１の一端を走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆ端子と接続される配線に接続し、他端をＶＣＯＭ端子と接続される配線に接続した。ＶＣＯＭ端子には、前述のＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子Ｎｅの出力信号が供給される。

本実施形態では、出力端子Ｎｅの出力信号の一例として、表示駆動期間においては直流４Ｖの電圧信号とし、位置検出期間においてはオフセット電圧４Ｖに２Ｖピークツーピーク（２Ｖｐｐ）の正弦波が重畳された電圧信号とした。このときの電圧波形を図２６のＶＣＯＭ端子付近に示す。

キャパシタＣ１１の他端をグランドに接続するのではなく、ＶＣＯＭ端子と接続される配線に接続することが重要である。このとき、このキャパシタＣ１１は、対向電極から見たときに寄生容量として見えなくなる上、対向電極１２から見たときの寄生容量を低減する効果を生じる。

さらに、キャパシタＣ１１は、スイッチ素子３１２がオフの期間、ＥＳＤ保護素子３０１のリーク電流による走査線６のＤＣ電圧変動を抑制する。キャパシタＣ１１が無く、単に走査線６をフローティングとした場合、このリーク電流により、走査線６は画素スイッチＴＦＴをオフとする電圧（Ｖｇｏｆｆに供給する電圧）を保持することができない。このとき、画素スイッチＴＦＴのリーク電流が増加し、画質が劣化する。

図２６のキャパシタＣ１４は、対向電極１２と走査線６の間の容量を表す。キャパシタＣ１３は、表示装置基板１０における走査線６の寄生容量のうち、対向電極１２との容量Ｃ１４を除いた全ての寄生容量をあらわす。キャパシタＣ１３の走査線６と接続されない側の端子は、交流的なグランドに接続される。キャパシタＣ１２は、Ｖ接続基板３０６ａやＴＡＢ３０４ａにおける、走査線６からＤＣ的に接続される配線の寄生容量を表す。キャパシタＣ１２の走査線６と接続されない方の端子は、交流的なグランドに接続される。

動作の説明とともに、上記の効果が得られる理由を説明する。

対向電極１２から見た容量は、対向電極１２に印加される正弦波電圧により対向電極１２に流れる電流に比例する。そこで、この電流を等価回路に基づいて導出することにより、上記効果及び作用について説明する。

図２７は、本実施形態に係る表示装置１の動作を解析するための等価回路図である。図２７（ａ）は、図２６の等価回路を示す。動作原理の解析に不要な素子はすべて省略した。図２７（ａ）の２つの電圧源は、前述のＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子Ｎｅの出力信号に相当し、位置検出期間に、対向電極１２及びＶＣＯＭ端子に正弦波電圧を印加する交流電圧源に相当する。これらの２つの電圧源は、同振幅、同位相、同周波数の交流電圧源である。

図２７（ａ）を参照して、対向電極１２に流れる電流ｉ３を計算すると、

となる。ただし、ｊは虚数単位、ωは正弦波の角周波数、ｖは正弦波電圧をあらわす。

一方、キャパシタＣ１１を配置しない場合の等価回路は、図２７（ｂ）で表され、対向電極１２に流れる電流ｉ２は、

となる。

電流ｉ３と電流ｉ２を比較すると、キャパシタＣ１１〜Ｃ１４の容量は正の値であるため、つねに、ｉ２＞ｉ３が成り立つ。つまり、キャパシタＣ１１を走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆ電源端子に接続される配線とＶＣＯＭ端子に接続される配線との間に配置することにより、配置しない場合と比較して、対向電極１２から見た寄生容量が低減する。

対向電極１２から見た寄生容量が低減する理由は、次の通りである。すなわち、キャパシタＣ１１が無い場合には、対向電極１２を流れる電流がキャパシタＣ１２及びＣ１３の充放電を担う。一方、キャパシタＣ１１が走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆ電源端子に接続される配線とＶＣＯＭ端子に接続される配線との間に有る場合には、キャパシタＣ１１を介して流れる電流がキャパシタＣ１２及びＣ１３の充放電を担い、その結果、対向電極１２を流れる電流が減少する。

一例として、キャパシタＣ１１の静電容量を４．７マイクロファラッドとし、キャパシタＣ１２〜Ｃ１４に対して十分大きな値とすることで、電流ｉ２に対して電流ｉ３を大幅に低減することができる。

参考のため、キャパシタＣ１１を走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆ電源端子と交流的グランドとの間に配置した場合についても説明する。この等価回路は図４（ｃ）で表され、対向電極１２に流れる電流ｉ１は、

となる。

キャパシタＣ１１を走査線駆動回路６１６のＶｏｆｆ電源端子とグランドとの間に配置した場合には、図２７（ｃ）から明らかなように、キャパシタＣ１１はキャパシタＣ１３及びキャパシタＣ１２と並列に配置されるため、キャパシタＣ１１を配置しない場合（図２７（ｂ））と比較して、対向電極１２から見た容量が増加する。

ｉ１−ｉ２を計算すると、

となり、キャパシタＣ１１〜Ｃ１４の容量はすべて正の値であるため、ｉ１＞ｉ２が成り立つ。したがって、キャパシタＣ１１は、Ｖｏｆｆ電源端子と交流的グランドの間に配置してはならない。

以上のことから、図２６のキャパシタ（保持容量）Ｃ１１は、位置検出期間中におけるリーク電流による電圧変動の抑制、及び、対向電極１２から見た寄生容量の低減という２つの効果を生じる。

図２８は、本実施形態に係る表示装置１におけるＶ接続基板３０６ａのブロック図である。上述の概念に基づいて設計された本実施形態のＶ接続基板３０６ａについて、図２８の回路ブロック図を参照して説明する。

ＣＮ（コネクタ）３１１は、走査線駆動回路６１６が実装されたＴＡＢ３０４ａに対する接続用のコネクタである。ＣＮ３１１に供給される信号は次の３種類に分類できる。すなわち、走査線駆動回路６１６の複数の電源（グランドも含む）、走査線駆動回路６１６の複数の制御信号、ＶＣＯＭ端子に供給される信号である。図２８において、走査線駆動回路６１６の複数の電源（グランドも含む）の配線を電源系配線とし、走査線駆動回路６１６の複数の制御信号の配線を制御信号系配線とし、ＶＣＯＭ端子に供給される信号の配線をＶＣＯＭとした。

ＶＣＯＭ端子に供給される信号は、ＴＡＢ３０４ａの配線を経由して、基板Ａ１０と接続され、基板Ａ１０で蓄積容量線８と対向電極１２にそれぞれ供給される。

図２８に示すように、ＣＮ３１１から先はＶＣＯＭ端子に接続される配線を除きＤＣ的にフローティングとなるようスイッチ素子３１２を配置した。スイッチ素子３１２がオフの期間、走査線駆動回路６１６内部の論理状態が変動しないように、すべての電源配線及びグランド配線それぞれに対して、保持容量（Ａ）を、ＶＣＯＭ端子と接続される配線との間に配置し、グランドに対する電源電圧を保持するようにした。なお、図２６で説明したキャパシタＣ１１も、この保持容量（Ａ）に含まれる。

複数の制御信号の配線については、図２８に示すようにサンプルアンドホールド回路（Ｂ）３１６を設けた。電源系配線と異なる理由は、単に保持容量を付加する対策では、表示駆動期間中に供給されるロジック信号波形が鈍るためである。

このように、電源電圧及び論理状態を保持することで、次にスイッチ素子３１２がオンとなったときの走査線駆動回路６１６の動作を保証する。

なお、図中のＣＮ（コネクタ）１０１は、ＦＰＣ３１０を接続するためのコネクタである。

図２９は、本実施形態に係る表示装置１による実験結果を示す図である。本実施形態に基づいて、対角１２インチの液晶表示装置を作製した。表示装置の位置検出導電膜１４の静電容量を、図１０に対する説明と同様にして測定した。

寄生容量、すなわち、タッチしていないときの容量は約４８ｐＦであり、その内訳は表示装置１内で約１２ｐＦ、表示装置１外（電極２８に接続した配線及び電流検出回路１３の寄生容量）が約３６ｐＦであった。表示装置１内の寄生容量に相当する１２ｐＦは、従来の寄生容量２３５０ｐＦに対して１／２００であり、寄生容量が削減される効果が実証された。また、表示色に依存する容量変化はタッチ有無による変化に対して十分小さく、タッチの有無を検出できることも確認された。さらに、本実施形態に基づいて作成された表示装置を用いて、タッチ入力試験を実施した。ことのき、タッチ入力動作可能であるとともに、表示に問題が生じないことが確認された。

［実施形態３の２の変形例］
上記説明では、走査線駆動回路６１６の入力端子にスイッチ素子３１２を接続する構成例を説明したが、信号線駆動回路１５の入力端子にスイッチ素子３１２を接続しても良い。この場合、信号線駆動回路１５のハイインピーダンス出力機能を使用せず、図２６のキャパシタＣ１１と同様にキャパシタを配置することによって、図２６のキャパシタＣ１３と同様にして生じる信号線４の寄生容量を、低減させることができる。

上記の説明では、表示駆動期間中、対向電極１２と蓄積容量線８とに同一の電圧を与えたが、これらは異なっていてもよい。この場合には、表示装置基板１０において、これらが共通に接続されることがないように配線を分ける必要がある。表示期間中に対向電極１２に電圧を与えるために別途電源を用意する場合には、対向電極１２とこの電源とをスイッチ素子を介して接続し、対向電極１２とＶＣＯＭ駆動回路３１４の出力端子Ｎｅとをキャパシタを介して接続する構成とすればよい。このように構成することで、表示駆動期間中は別途用意した電源の電圧をオフセット電圧とし、位置検出期間はこの電圧をオフセット電圧とし、位置検出導電膜１４と同振幅、同位相の電圧を対向電極１２に与えることができる。

また、上記において、走査線駆動回路６１６及び信号線駆動回路１５にチップを利用する例について説明したが、これらの駆動回路が薄膜トランジスタで基板Ａ１０に直接作製される場合は、これらの駆動回路の電源線に対して、スイッチ素子３１２を接続し、図２６のキャパシタＣ１１と同様にキャパシタを配置してもよい。

実施形態２に対して本実施形態が有する優位な点について説明する。実施形態２では、位置検出期間において、走査線６をフローティングとしていた。一方、本実施形態ではキャパシタＣ１１を介して、導電膜Ｂ１４や対向電極１２に印加する電圧と同振幅、同位相、同周波数の正弦波電圧を走査線６に印加した。このため、図２７を参照して説明したように、対向電極１２から見た寄生容量を低減することができる。したがって、導電膜Ｂ（位置検出電極）１４から見た寄生容量を、より低減させることができる。

［実施形態３の２の効果］
実施形態２に対する説明で述べたのと同様に、本実施形態に係る表示装置においても、上記の第１ないし第３の効果が得られる。

さらに、一般に入手可能な走査線駆動回路６１６を用いることができるので、低コストで本発明を実施できる。さらに、従来のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ液晶表示装置に利用されている表示装置基板を用いることができるので、低コストで本発明を実施することができる。

さらに、図２６に示すように、走査線駆動回路６１６の電源配線と、蓄積容量線８に電圧を供給する配線との間にキャパシタＣ１１を接続したので、ＥＳＤ保護素子３０１のリークによる走査線６のＤＣ電圧変動を抑制できる。さらに、対向電極１２から見たときに寄生容量を低減することができる。この理由は、前述の通り、キャパシタＣ１１を介して、走査線駆動回路６１６に接続された走査線６に、対向電極１２と同振幅、同位相の電圧を供給できることによる。また、キャパシタＣ１１を介して電圧を供給するため、走査線６の所定のオフセット電圧に正弦波電圧を重畳させることができる。また、走査線駆動回路６１６に供給される複数の電源やグランドに対しても、同様に所定のオフセット電圧に正弦波を重畳させることができる。走査線駆動回路６１６に供給される複数の電源やグランド、複数の制御信号に対して同振幅、同位相、同周波数の正弦波電圧が印加されるので、端子間の電圧差が保たれ、走査線駆動回路６１６の誤動作を防ぐことができる。また、キャパシタＣ１１が電圧を保持する効果を有するため、走査線駆動回路６１６の入力端子に流れる電流に起因する電圧変動が抑制される。

本実施形態の表示装置１によると、上記の第１の効果がさらに高められ、第１の導電膜Ａ１２から見た表示装置基板１０の静電容量を顕著に低減する。この効果が生じる理由は、導体４０（走査線６を含む。）と交流電圧源２２とがキャパシタを介して接続されてなる構造を有し、当該キャパシタを介して導体４０に印加される電圧により導体４０に流れる電流が、導体４０の寄生容量を充放電し、これにり、第１の導電膜Ａ１２が当該寄生容量を充放電するための電流が低減するからである。

本実施形態の表示装置１によると、導体４０に流れるリーク電流によって生じる直流的な電圧変動を抑制することができる。この効果が生じる理由は、上記キャパシタが電圧保持容量としての機能を兼ね備えるからである。

本実施形態の表示装置１によると、既存の駆動回路を用いて、複数の導体４０（例えば、走査線６）をＤＣ的にフローティングとすることができる。この効果が生じる理由は、導体４０を駆動する駆動回路（例えば、走査線駆動回路６１６）の電源入力端子と導体４０を駆動する駆動回路の電源入力端子に与える電圧を生成する電源回路とがスイッチ素子（例えば、スイッチ素子３１２）を介して接続され、導体４０を駆動する駆動回路の電源入力端子と、交流電圧源２２とがキャパシタ（例えば、キャパシタＣ１１）を介して接続された構造を有し、スイッチ素子をオープンとすることで、複数の導体４０をＤＣ的にフローティングとすることができるとともに、キャパシタが駆動回路の電源入力端子の電圧を保持することで、駆動回路の動作を保証するからである。

［実施形態４］
本発明の第４の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。図１８は、本実施形態に係る表示装置の一例の断面図である。実施形態４は、対向基板１９において、導電膜Ａ１２が必要とされないような表示装置である。

図１８を参照すると、この表示装置はイン・プレイン・スイッチング（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、ＩＰＳ）方式の液晶モードを利用する表示装置である。実施形態２においては、導電膜Ａ１２は導電膜Ｂ１４と基板Ａ１０との間に存在し、導電膜Ａ１２に対して導電膜Ｂ１４に印加する交流電圧と同じ電圧を印加するとともに、基板Ａ１０上に形成された導体をフローティングにしたり、又は、交流電圧を印加したりすることによって、導電膜Ｂ１４の寄生容量を削減した。一方、本実施形態においては、導電性の遮光体７０８に対して、導電膜Ａ１２の機能を持たせることとした。

本実施形態に係る表示装置は、基板Ａ（表示装置基板）１０、対向基板１９、これらの基板に挟まれた電気光学材料（液晶等）２及び偏光板７０２を備える。対向基板１９は、基板Ｂ２３と、基板Ｂ２３の電気光学材料２側の面に設けられ、ドットに対応するように網目状に形成した遮光体７０８と、遮光体７０８の電気光学材料２側の面に形成したカラーフィルタ７１２と、カラーフィルタ７１２の電気光学材料２側の面に形成された平坦化膜７１１と、基板Ｂ２３の電気光学材料２とは反対側の面に形成された導電膜Ｂ１４とを備える。導電粒子を混入させたシール剤７０９を介して、対向基板１９上に形成された遮光体７０８と基板Ａ１０との間における電気的接続が取られる。偏光板７０２は、導電膜Ｂ１４に対して、のりで貼り付けられる。表示装置基板Ａ１０については、以下で説明を加える。

図１９は、本実施形態に係る表示装置の一例の斜視図である。本実施形態と実施形態２とは、画素回路においても相違する。画素回路は画素スイッチＴＦＴとスイッチＴＦＴに接続された画素電極と、ＣＯＭ電極とを備える。ＣＯＭ電極には、ＣＯＭ配線８００ａ〜８００ｃが接続されており、ＣＯＭ配線は表示領域内部から外部に亘って延在するように配線される。ＣＯＭ配線８００ａ〜８００ｃは、図中のノードＮｅに接続される。図に示したノードＮａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄ、Ｎｅに対して、実施形態２と同様に、図４に示す回路が接続される。

なお、遮光体７０８は、図１８に関する説明の通り、ドットに対応した網目状のパタンを有する。パタンは、網目状であることが好ましいものの、ストライプ状その他の形状であってもよい。信号線４ａ〜４ｃや走査線６ａ〜６ｃの端部には、実施形態２と同様に、スイッチ１６ａ〜１６ｃ、１７ａ〜１７ｃを設けた。これらの駆動方法は、実施形態２における方法と同様である。

［効果の説明］
導電膜Ｂ１４と、表示装置基板１０との間に、遮光体７０８を利用した網目状の導電層を配設し、この遮光体７０８に位置検出用導電膜と同じ交流電圧を印加することによって、導電膜Ｂ１４の寄生容量を削減することができる。また、遮光体７０８がシールドとして機能するため、表示に伴う電気光学材料２の容量の変化の影響を受けることがなくなる。また、基板Ａ１０上の配線に上記と同じ交流電圧を印加したり、表示装置基板上の導体をフローティングとしたりすることによって、遮光体７０８からみた基板Ａの静電容量が小さくなる。その結果として、遮光体７０８の時定数は小さくなり、遮光体７０８の外周から内部に亘って上記の交流電圧が印加されることにより、上記の第１及び第２の効果が得られる。また、上記と同様の理由により、上記の第３の効果も得られる。

また、対向基板１９に配設した導体を電源に接続しているため、対向基板１９の帯電を防止することもできる。したがって、ＩＰＳ方式の表示装置において、対向基板１９上に電源に接続された導電層がないために帯電によって生じていた表示画質の劣化を、防止することができる。

［実施形態５］
本発明の第５の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。図２０は、本実施形態に係る表示装置の一例の断面の模式図である。本実施形態は、電気泳動素子を利用した電気泳動型表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＥＰＤ）である。以下、図２０を参照して、マイクロカプセル型電気泳動素子を用いたＥＰＤ表示装置について説明する。

図２０は、モノクロＥＰＤアクティブマトリクスディスプレイの断面構造を例示する。本実施形態に係る表示装置は、対向基板１９と、フィルム状の電気泳動表示装置（ＥＰＤフィルム１０２）と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むＴＦＴガラス基板を有する表示装置基板１０と、を備える。

対向基板１９は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の透明な基板Ｂ（プラスティック基板（ＰＥＴ基板）等）２３の内側の面に、透明導電膜から成る導電膜Ａ１２を形成した構造を有する。また、基板Ｂ２３の外側の面に、透明導電膜から成る導電膜Ｂ１４が形成される。対向基板１９における基板Ｂとして、ＰＥＴ基板の代わりにガラス基板を用いてもよい。

ＥＰＤフィルム１０２は、フィルム状に形成されており、その内部に敷きつめられたマイクロカプセル１１３と、マイクロカプセル間に、マイクロカプセルを結合させるために充填されたポリマーから成るバインダー１１４とを備える。

マイクロカプセル１１３は、約４０μｍの大きさを有し、内部には、イソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、ＩＰＡ）等から成る溶媒１１５が封入され、溶媒１１５中には、それぞれ、ナノレベルの大きさの酸化チタン系の白色顔料である白粒子１１６と、カーボン系の黒色顔料である黒粒子１１７とが分散されて浮遊している。白粒子１１６はマイナス（−）の帯電極性を有し、黒粒子１１７はプラス（＋）の帯電極性を有する。

ＴＦＴガラス基板は、４層構造を有する。ＥＰＤフィルム１０２に最も近い第１層には、複数の画素電極Ｐ１．１、Ｐ２．１、Ｐ３．１、…が形成されている。次の第２層及び第３層は、それぞれ画素電極に対応する複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１、…を含む絶縁膜から成る。第２層には、各ＴＦＴのドレインＤとソースＳが設けられ、第３層には各ＴＦＴの対応するゲートＧが設けられる。各ＴＦＴのソースＳは、対応する画素電極に接続されている。最下層の第４層はガラスから成る基体層であって、第１層ないし第３層を一体として保持するために設けられる。

図２０においては、図示されない信号線からそれぞれ対応するＴＦＴ Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１、…を介して、画素電極Ｐ１．１、Ｐ２．１に正（＋）電圧が与えられることによって、マイクロカプセル中の白粒子１１６が画素電極Ｐ１．１、Ｐ２．１に引き寄せられるとともに、黒粒子１１７が導電膜Ａ１２の方に引き寄せられる。一方、画素電極Ｐ３．１に負（−）電圧が与えられることによって、黒粒子１１７が画素電極Ｐ３．１の方に引き寄せられるとともに、白粒子１１６が導電膜Ａ１２の方に引き寄せられる。図２０は、このようにして、対向基板１９側に白黒から成る画像表示が行われる様子を示す。

このように、図２０に示すＥＰＤアクティブマトリクスディスプレイにおいては、画素電極に正（＋）電圧を与えるか、又は、負（−）電圧を与えるかによって、導電膜Ａ１２側に白黒の画像表示を行うことができる。

表示装置の隅において、対向基板１９とＴＦＴ基板との間の導通手段２０が、一例として、銀ペーストによって設けられる。導通手段２０は、対向基板１９の一方の面に設けられた導電膜Ａ１２とＴＦＴ基板側の電極とを導通する。ＴＦＴ基板側の電極には単極双投スイッチ２１ｅが接続され、単極双投スイッチ２１ｅの他の２つ接点のうちの一方には交流電圧源２２が接続され、他方には対向電極駆動回路が接続される。対向基板１９の他方の面には導電膜Ｂ１４が設けられ、導電膜の隅には電極２８ａが設けられる。電極２８ａには電流検出回路１３ａの一端が接続される。電流検出回路１３ａの他端には単極双投スイッチ２１ａが接続され、単極双投スイッチ２１ａの他の２つ接点のうちの一方には交流電圧源２２が接続され、他方には対向電極駆動回路が接続される。

図２０においては、簡単のため、１つの隅に対して電流検出回路１３ａ及びスイッチ２１ａが接続される様子が図示されている。しかしながら、実際には、実施形態２と同様に、４隅に対して電流検出回路及びスイッチが接続される。また、信号線及び走査線に対し、実施形態２と同様にスイッチが設けられる。なお、本表示装置は、実施形態２と異なり、偏光板７０２は不要である。したがって、図２０の導電膜Ｂ１４上には、電極２８ａを除いて何も記載されていないが、必要に応じて絶縁性のシート又は絶縁性の被膜を設けてもよい。絶縁性のシート又は絶縁性の被膜を設けることによって、導電膜Ｂ１４が汚染及び水分から保護され、導電膜Ｂ１４の抵抗値が安定する。また、指と導電膜Ｂ１４との直流的なインピーダンスが高くなるため、指が水で濡れていたり、乾燥していたりといった状態の変化に対して、電流検出回路１３ａに流れる電流が安定する。したがって、電流検出回路１３ａの感度の設定が簡単になる。

本実施形態の動作も実施形態２における動作と同様である。ただし、ＥＰＤは表示のための電圧を書き込んだ後、その表示を長時間保持する特性を有するため、ＬＣＤの場合と比較して位置検出期間の割合を大きくすることができる。

本実施形態において、基板Ａ１０を薄くするか、又は、画素回路を可撓性基板に転写して基板を可撓性にすることによって、可撓性を有するとともにタッチセンサ機能を有する表示装置を実現することができる。

［効果の説明］
本実施形態に係る表示装置においても、実施形態２と同様に、上記の第１及び第２の効果が得られる。

［実施形態６］
本発明の第６の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図２１は、本実施形態に係る表示装置による位置検出の原理を示すための一例たる回路図である。上記の実施形態においては、導電膜Ｂ１４に対して直接交流電圧を印加していた。一方、本実施形態においては、ペン（図２１における指示体２００）が交流電圧源２２に接続されており、インピーダンスＺを介して流れる電流を電流検出回路１３ａ、１３ｂによって検出する。

上述した他の実施形態に対して、かかる検出原理を適用することによって、指２４のみならずペンによる入力が可能となる。

［実施形態７］
本発明の第７の実施形態について図面を参照して説明する。図２２は、本実施形態に係る表示装置、すなわち、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置の一例の断面図である。画素電極４３０２として、仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。画素電極４３０２上に、開口部を設けた絶縁膜が形成される。この開口部において、画素電極４３０２上に、有機ＥＬ層４３０４が形成される。有機ＥＬ層４３０４として、公知の有機ＥＬ材料又は無機ＥＬ材料を用いることができる。有機ＥＬ層４３０４上に、遮光性を有する導電膜（一例として、アルミニウム、銅若しくは銀を主成分とする導電膜又はこれらの導電膜と他の導電膜との積層膜）から成る陰極４３０５が形成される。

このようにして、画素電極（陽極）４３０２、有機ＥＬ層４３０４及び陰極４３０５からなるＥＬ素子が形成される。このＥＬ素子は、シール材４１０１によって基板４１に貼り合わされたカバー材４１０２によって覆われる。

基板４１の裏面に対して、導電膜Ｂ１４を形成する。実施形態２と同様に、４隅にノードＮａ〜Ｎｄを設け、図４に示すように、それぞれのノードは対応する回路に接続される。

図２３は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の一例の回路図である。図２３における画素回路は、従来のものである。実施形態２と同様に、走査線６はその一端に設けられたスイッチ１６を介して走査線駆動回路６１６に接続される。信号線４ａも同様にスイッチ１７ａを介して信号線駆動回路１５と接続される。本実施形態では、複数の画素によって共有される陰極線の端部はスイッチ２１ｅに接続され、スイッチ２１ｅの残りの２つの端子は、それぞれ交流電圧源２２及びグランドに接続される。

位置検出期間における表示装置の駆動方法は、実施形態２と同様であり、スイッチ１６、スイッチ１７をオフ状態として、走査線６、信号線４ａをフローティングとする。また、陰極線には、導電膜Ｂ１４に印加する電圧と同一の電圧を与える。

図２３を参照すると、画素電極は、制御用ＴＦＴ２０３に接続され、制御用ＴＦＴ２０３は、定電流源回路を構成する。理想定電流源のインピーダンスは無限大である。したがって、交流電圧源２２によって陰極に与えた交流電圧の振幅は、そのまま画素電極の振幅となる。このとき、図２２に示される陰極４３０５及び画素電極４３０２は、導電膜Ｂ１４と同一の振幅となる。また、上述の通り走査線６、信号線４はフローティングとされているため、導電膜Ｂ１４の寄生容量が大幅に低減されるという効果が得られる。

なお、本実施形態においては、信号線４と信号線駆動回路１５との間にスイッチ１７を設けることによって、信号線４をフローティングとした。しかし、信号線駆動回路に含まれる出力回路が定電流源を構成する場合、スイッチ１７は不要となる。なぜなら、上述のように、理想定電流源のインピーダンスは無限大であるため、信号線４はフローティングと等価となるからである。

［その他の変形例］
上記の実施形態２ないし７は、液晶表示装置、電気泳動型表示装置及びＥＬ表示装置を例として説明した。しかし、これらの実施形態２ないし７は、勿論、他の方式（例えば、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、ガス、半導体、蛍光体）を利用した表示装置についても同様に適用することができる。

また、実施形態２ないし７においては、導電膜Ｂ１４に印加される交流電圧と位相及び振幅が同じ電圧を導電膜Ａ１２、遮光体７０８、蓄積容量線８、ＣＯＭ配線及び陰極線に入力した。しかし、導電膜Ｂ１４に印加される交流電圧に基づいて、位相や振幅を調整した電圧を、これらに入力してもよい。一例として、寄生容量が最小となるように入力電圧波形を調整することは、本発明の技術分野における当業者による設計事項である。

実施形態２においては、図８について説明したように、表示駆動期間の導電膜Ａ１２及び蓄積容量線の電位が一定となるような駆動法を適用した。しかしながら、本発明の実施形態は、このような駆動法に限定される訳ではない。上記の通り、本発明においては位置検出期間において位置検出のための駆動を行って位置の検出を行うため、表示駆動期間における駆動方法は位置検出の精度に影響を及ぼさない。したがって、導電膜Ａ１２や蓄積容量線８の電位（極性）を一走査線期間毎に反転させるような駆動方法や導電膜Ａ１２や蓄積容量線８の電位を一フレーム毎に反転させるような駆動方法をはじめとする、従来から知られている、あらゆる駆動方法を、表示駆動期間に適用することができる。

図２ないし５において示された実施形態２に基づいた表示装置の実施例について説明する。図１４は、実施例１の液晶表示装置を構成する基板Ａ（表示装置基板）１０のレイアウトの一例を示す図である。かかる基板Ａ１０は、低温ポリシリコンＴＦＴプロセスを用いて作製した。信号線（図１４においては、１本の信号線についてのみ符号を付したものの、表示領域１１内を上下方向に走る配線はいずれも信号線を表す。）４ａは、画素アレイ内部から外部にかけて延在するように配線され、一端においてデマルチプレクサ回路８０４に接続され、他端においてプリチャージ回路８０２に接続される。

走査線（図１４においては、１本の走査線についてのみに符号を付したものの、走査線スイッチ群８０３に接続されている配線はいずれも信号線を表す。）６ａは、画素アレイの内部から外部に延在するように配線され、画素アレイ部の外でゲート線スイッチ群８０３を介して走査線駆動回路６１６に接続される。

蓄積容量線（図１４においては、１本の蓄積容量線についてのみに符号を付したものの、蓄積容量線スイッチ群８０５に接続される配線はいずれも信号線である）８ａも、同様に画素アレイ内部から外部に延在するように配線され、画素アレイ部の外で蓄積容量線スイッチ群８０５を介して蓄積容量バス配線７０３に接続される。

デマルチプレクサ回路８０４には、これを制御するための配線ＤＥＭＵＸが接続される。プリチャージ回路８０２には、電源線ＰＣＳ及び制御線ＰＳＰが接続される。ゲート線スイッチ群には制御線ＧＡＴＥ＿ＣＴＲＬが接続され、蓄積容量線スイッチ群８０５には制御線ＶＣＳ＿ＣＴＲＬが接続される。走査線駆動回路６１６には電源線ＶＤＤＧ、ＶＳＳＧおよび複数の制御線ＧＳＴ、ＧＣＬＫが接続される。蓄積容量バス配線７０３には、ＶＣＯＭＤＣが接続される。電極２９は、対向基板１９と電気的な接続を取るため、４箇所に配される。

この基板Ａ（表示装置基板）１０と、図２に示す対向基板１９とによって電気光学材料（例えば、液晶）２を挟持し、表示装置（例えば、液晶表示装置）を作製する。対向基板１９の外側の面には、図２と同様に偏光板７０２ａを貼り付ける。ＶＣＯＭＤＣと、電極２９に接続される配線４本に対して、図４に示すように、スイッチ２１ｅを介して、蓄積容量線駆動回路及び交流電圧源２２を接続する。

基板Ａ１０外部から基板Ａ１０に供給される各種制御線や電源線も、表示装置外部に設けたスイッチ（非図示）によって、フローティングとすることができる。対向基板１９の構成は図２におけるものと同一であり、導電膜Ｂ１４に接続される回路も実施形態２におけるものと同一であるため、説明を省略する。

このように構成された表示装置を実際に駆動して得られた結果を測定した。本発明の効果を得るには、基板Ａ（表示装置基板）１０上の導体をフローティングにするか、又は、導電膜Ａ１２と同一の交流電圧を印加することによって、導電膜Ａ１２から見た基板Ａの静電容量を小さくすればよいことは、すでに上述した。ここでは、より詳細に、様々な導体をフローティングとし、又は、固定電位とすることによって得られる効果について説明する。

図１５は、本実施例に係る表示装置を用いて、静電容量を測定した結果を示す。図１０についての説明と同様に、表示装置の全面に白色を表示させた場合において、指が触れていないときの静電容量、及び、指が触れたときの静電容量を測定した。また、全面に白色を表示させた場合の寄生容量に加えて、全面に黒色を表示させた場合の寄生容量を測定した。

グラフの横軸（１番から１１番までの記号。ただし、２番及び９番は存在しない。図では１〜１１と表記した。）は、基板Ａ１０に存在する配線の位置検出期間における状態を表す。個々の配線の状態は表中に示す。表の左の列は、図１４における配線を表す。

表中のｆｌｏａｔは、その配線が、位置検出期間においてフローティングであることを表し、ｆｉｘは固定電位に接続されていることを表す。蓄積容量線ＶＣＯＭＤＣの行における「正弦波」は、導電膜Ｂ１４及び導電膜Ａ１２に対して交流電圧を入力したことを表し、「ＤＣ」は通常のＬＣＤと同様に、直流電圧を入力したことを表す。

なお、信号線の状態は、すべてｆｌｏａｔである。この状態は、基板Ａ１０上に配設されているデマルチプレクサ回路内のスイッチをすべてオフ状態とすることによって実現する。また、この実験においては、蓄積容量線スイッチ群８０５は常にオン状態とし、複数の蓄積容量線のすべてが表に示す状態となるようにした。

本実施例に係る表示装置について得られた結果について、図１５を参照して説明する。図１５の１１番に着目すると、これは、図１５中のすべての配線をｆｉｘとしたものである。また、蓄積容量線には直流電圧が入力される。この場合においては、上述の第２の効果が実現されていない。つまり、タッチの有無による静電容量の変化よりも表示内容の変化に伴う静電容量の変化のほうが大きい。かかる状態において、蓄積容量線に正弦波を印加した場合に相当するのが、１０番のデータである。グラフからも分かるように、１番ないし１０番のデータにおいては、上述の第２の効果が得られている。つまり、表示内容に伴う静電容量の変化よりも、タッチの有無による静電容量の変化のほうが大きいため、タッチの有無を正確に検知することができる。したがって、第２の効果を得るためには少なくとも、蓄積容量線に正弦波を入力することが必要である。１０番目から１番目に向かうに従って、寄生容量は減少しており、このことから、基板Ａ１０上に存在するなるべく多くの導体をフローティングにすることが有効であることが分かる。このことは、上述したように、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量を削減することが肝要であるという事実と符合する。

また、表示領域１１の外部のみに存在する配線をフローティングにすることも、寄生容量の低減に寄与する。例えば、４番と３番のデータを比較すると、制御線ＰＳＰは表示領域１１外部に配設されているものの、これをフローティングとすることによって寄生容量が低減している。その理由は、導電膜Ａ１２から見た基板Ａ１０の静電容量は、その大部分は表示領域１１内部において形成されるものの、表示領域１１外部において形成される静電容量からの寄与も含まれるからである。

ここでは、導電膜Ａ１２からみた蓄積容量線の静電容量を削減するため、正弦波を入力した場合について述べたものの、蓄積容量線をフローティングとした場合においても同様の効果が得られた。

また、本実施例においては、信号線にプリチャージ回路８０２を接続した場合について述べたものの、プリチャージ回路８０２は必須の構成ではなく、信号線の他端がプリチャージ回路８０２に接続されていなくても良い。

なお、本実施例では、表示領域１１の内部と外部とを電気的にハイインピーダンスとするスイッチ１６、１７、１８としてｎ型ＴＦＴを用いているが、このスイッチはｐ型のＴＦＴでもよく、ｎ型とｐ型とを組み合わせたトランスファーゲートであってもよい。また、本実施例においては駆動回路をｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴとによって形成したものの、いずれか一方、すなわちｐ型ＴＦＴのみ、又は、ｎ型ＴＦＴのみによって形成してもよい。

このように多様なスイッチの選択が可能であるため、本発明を実施する場合には、製造コストを増やすことなくスイッチを設けることができる。例えば、信号線駆動回路や走査線駆動回路がｎ型及びｐ型のポリシリコンＴＦＴを用いて構成される場合には、ｎ型のスイッチ、ｐ型のスイッチ、ｎ型とｐ型とを組み合わせたトランスファーゲートのうちのいずれを選択しても製造工程を増やすことなくスイッチを設けることができる。ｎ型またはｐ型のスイッチを選択した場合には、トランスファーゲートと比較して回路面積が抑制され、制御が簡単になるという効果がある。また、スイッチオフ時における寄生容量を低く抑えるという効果があるため、位置又は指し示す動作の有無に関する信号のＳＮ比の劣化を抑制する効果も得られる。特に、ｎ型スイッチの場合、ｐ型に比べてオン抵抗が低いため、スイッチのサイズをより小さくすることが可能であり、寄生容量をより低く抑える効果がある。

一方、駆動電圧を抑制する観点からはトランスファーゲートが望ましい。表示装置において、表示領域１１の内部と外部とを電気的にハイインピーダンスとするスイッチを除く回路が、ｎ型又はｐ型のいずれか一方のトランジスタによって構成される場合には、これに対応させていずれか一方の型のトランジスタを用いてスイッチを形成することによって製造工程を増やすことなくスイッチを設けることができる。

また、スイッチ１６は、走査線駆動回路６１６の外部に設けられているものの、これらは走査線駆動回路６１６の内部に含まれるようにしてもよい。走査線駆動回路６１６の内部に含まれる場合には、例えば、３値出力（ハイレベル、ロウレベル、ハイインピーダンス）が可能な回路構成とするができる。この場合には、例えば、クロックトインバータ回路を適用することができる。また、これら駆動回路の出力段にあるトランジスタをハイインピーダンスとする制御を行い、出力段のトランジスタがスイッチを兼ねる構成とすることにより、回路面積を抑制することもできる。

また、本実施例においては、走査線駆動回路６１６が配設された位置と対向する位置にも導電膜Ａ１２が存在するものの、透明導電膜の寄生容量を低減する観点から、導電膜Ａ１２の領域を必要最低限にすることが望ましい。したがって、走査線駆動回路６１６が配置された位置と対向する位置の導電膜Ａ１２を取り除いてもよい。

また、本実施例においては、インピーダンス面として、ＩＴＯによって形成された導電膜Ｂ１４を用い、その等価回路のインピーダンスとして抵抗体を想定した。しかし、インピーダンス面に印加する交流の周波数に応じて、抵抗、容量、インダクタを含めたインピーダンスを考慮し、その等価回路を解くことによって、電流値とタッチ位置の座標との関係、又は、タッチの有無を検出する演算式を求め、かかる演算式を利用してもよい。

また、本実施例においては、インピーダンス面として面状に形成された抵抗体を用いたものの、面状に形成されたインダクタ、又は、面状に形成された容量をインピーダンス面として用いてもよい。ここで、インピーダンス面とは、インピーダンス体が面状に形成されたものの総称である。

以上の記載は実施例に基づいて行ったが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。

本発明に係る表示装置は、ゲーム機、携帯情報端末、券売機、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）、カーナビゲーション、飛行機やバスの客席に取り付けられるテレビ・ゲーム機、ファクトリー・オートメーション（ＦＡ）機器、プリンタ、ファクシミリ等において利用することができる。

１ 表示装置
２ 電気光学材料
４、４ａ〜４ｃ 信号線
６、６ａ〜６ｃ、６ｘ 走査線
８、８ａ〜８ｃ、８ｘ 蓄積容量線
１０ 基板Ａ（表示装置基板）
１１ 表示領域
１２ 導電膜Ａ（対向電極）
１３、１３ａ〜１３ｄ 電流検出回路
１４ 導電膜Ｂ（位置検出導電膜）
１５ 信号線駆動回路
１６、１６ａ〜１６ｃ、１７、１７ａ〜１７ｃ、１８ａ、２１ スイッチ
１９ 対向基板
２０、２０ａ〜２０ｄ 導通手段
２１ａ〜２１ｅ 単極双投スイッチ
２２ 交流電圧源
２３ 基板Ｂ
２４ 指
２５ キャパシタ
２６ 画素電極
２７ ソース電極
２８、２８ａ〜２８ｄ、２９、２９ａ〜２９ｄ 電極
３０ 制御回路
４０ 導体
４１ 基板
１０１、３１１ ＣＮ（コネクタ）
１０２ ＥＰＤフィルム
１１３ マイクロカプセル
１１４ バインダー
１１５ 溶媒
１１６ 白粒子
１１７ 黒粒子
１１８ 電流供給線
２００ 指示体
２０２ スイッチング用ＴＦＴ
２０３ 制御用ＴＦＴ
２０４ 発光素子
２０７ 保持容量
３００、３００ａ ＴＡＢ接続端子
３０１ ＥＳＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子
３０４ａ、３０４ｂ ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）
３０６ａ 第１のプリント基板（Ｖ接続基板）
３０６ｂ 第２のプリント基板（Ｈ接続基板）
３０８ タイミングコントローラ
３１０ ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
３１２ スイッチ素子
３１４ ＶＣＯＭ駆動回路
３１６ サンプルアンドホールド回路
６１６ 走査線駆動回路
７０２、７０２ａ、７０２ｂ 偏光板
７０３ 蓄積容量バス配線
７０４ グランド
７０５ 保護基板
７０６ 筐体
７０７ バックライト
７０８ 遮光体
７０９ シール剤
７１１ 平坦化膜
７１２ カラーフィルタ
８００ａ〜８００ｃ ＣＯＭ配線
８０１ ドライバＬＳＩ
８０２ プリチャージ回路
８０３ 走査線スイッチ群
８０４ デマルチプレクサ回路
８０５ 蓄積容量線スイッチ群
９００ａ、９００ｂ 面
４１０１、４１０４ シール材
４１０２ カバー材
４２０１ 駆動ＴＦＴ（ソース側駆動回路）
４３０２ 画素電極（陽極）
４３０４ 有機ＥＬ層
４３０５ 陰極
Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１１〜Ｃ１４ キャパシタ
Ｄ ドレイン
ＤＥＭＵＸ 配線
Ｇ ゲート
ＧＡＴＥ＿ＣＴＲＬ、ＰＳＰ、ＶＣＳ＿ＣＴＲＬ 制御線
ＧＣＬＫ、ＧＳＴ 制御線
Ｎａ〜Ｎｅ ノード
Ｐ１．１、Ｐ２．１、Ｐ３．１ 画素電極
ＰＣＳ 電源線
Ｓ ソース
Ｔ１．１、Ｔ２．３、Ｔ３．１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
ＶＣＯＭＤＣ 蓄積容量線
ＶＤＤ、ＶＳＳＧ 電源線

Claims (16)

1. 対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
   前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
   前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
   前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、
   前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、を備える表示装置であって、
   前記導体は、走査線および信号線を有し、
   前記表示装置は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする制御回路と、
   前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
   前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
   前記制御回路は、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする、表示装置。
2. 前記電気光学材料は、液晶、電気泳動体、帯電粒子、エレクトロクロミック材料、ＥＬ材料、ガス、半導体又は蛍光体である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２の導電膜に交流電圧を印加する交流電圧源を備え、
   前記電流検出回路は、前記交流電圧源と前記第２の導電膜との間における電流を検出する、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記電気光学材料は、液晶を主成分とし、
   前記第１の導電膜は、透明であり、
   前記第２の導電膜は、透明であり、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
   前記第１及び第２の導電膜に挟まれた第２の基板を備え、
   前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域の内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加する、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記導体は、表示領域内部から外部に亘って延在する蓄積容量線を含み、
   前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記蓄積容量線をフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加する、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記導体は、表示領域内部から外部に亘って延在する走査線を含み、
   前記走査線と前記走査線を駆動する走査線駆動回路とがスイッチ素子を介して接続されるか、又は、前記走査線駆動回路はハイレベル、ロウレベル及びハイインピーダンスの３値を出力するとともに前記走査線駆動回路と前記走査線とが直接接続される、請求項４に記載の表示装置。
7. 前記電気光学材料は、液晶を主成分とし、
   前記第１及び第２の導電膜はいずれも透明であり、
   前記第２の導電膜は、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
   前記第１の導電膜を配する第２の基板と、
   前記第２の導電膜を配する第３の基板と、を備え、
   前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加する、請求項３に記載の表示装置。
8. 前記電気光学材料は、液晶を主成分とし、
   前記第１の導電膜は、不透明であるとともに開口部を有し、
   前記第２の導電膜は、透明であり、前記第１及び第２の面によって挟まれる領域に対して、前記第１の導電膜と同じ側に配され、
   前記第１及び第２の導電膜に挟まれた第２の基板を備え、
   前記制御回路は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体であって表示領域の内部から外部に亘って延在するものをフローティングとするとともに前記第１の導電膜に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加する、請求項３に記載の表示装置。
9. 電気光学材料と、
   前記電気光学材料に電気信号を与える導体と、
   前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
   表示装置の表示面に設けられた第２の導電膜と、
   前記第２の導電膜における電流を検出する電流検出回路と、を備える表示装置であって、
   前記導体は走査線および信号線を有し、
   前記表示装置は、前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、前記導体及び前記第１の導電膜のいずれか一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする制御回路と、
   前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
   前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
   前記制御回路は、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする、表示装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置を備える、電子機器。
11. 対向する第１の面と第２の面との間に配された電気光学材料と、
    前記第１の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える導体を有する第１の基板と、
    前記第２の面に配され、前記電気光学材料に電気信号を与える第１の導電膜と、
    前記第１及び第２の面によって挟まれる領域の外側に配された第２の導電膜と、を備える表示装置の駆動方法であって、
    電流検出回路によって、前記第２の導電膜における電流を検出する工程と、
    前記電流検出回路により電流が検出される期間に亘り、制御回路によって、前記導体及び前記第１の導電膜のうち、より前記第２の導電膜の近くに配された一方に前記第２の導電膜に印加された電圧と振幅及び位相が略同一の電圧を印加するとともに他方をフローティングとする工程と、を含み、
    前記導体は、走査線および信号線を有し、
    前記表示装置は、前記走査線と前記信号線の交点に対応して形成された画素電極と、
    前記画素電極と前記信号線を電気的に接続または非接続とするトランジスタ素子と、を備え、
    前記フローティングとする工程において、前記導体をフローティングとする場合、前記走査線および前記信号線をフローティングとする、表示装置の駆動方法。
12. 前記導体と第２の電圧源はスイッチ素子を介して接続され、
    前記導体と前記交流電圧源はキャパシタを介して接続されている、請求項３に記載の表示装置。
13. 前記第１の導電膜と第３の電圧源はスイッチ素子を介して接続され、
    前記第１の導電膜と前記交流電圧源はキャパシタを介して接続されている、請求項３に記載の表示装置。
14. 前記導体を駆動する駆動回路と、
    前記駆動回路の電源入力端子と、
    前記電源入力端子に与える電圧を生成する電源回路と、を備え、
    前記電源入力端子と前記電源回路はスイッチ素子を介して接続され、
    前記電源入力端子と前記交流電圧源はキャパシタを介して接続されている、請求項３に記載の表示装置。
15. 前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
    前記走査線駆動回路の電源入力端子と、
    前記電源入力端子に与える電圧を生成する電源回路と、を備え、
    前記電源入力端子と前記電源回路はスイッチ素子を介して接続され、
    走査線駆動回路の電源入力端子と前記交流電圧源はキャパシタを介して接続されている、請求項６に記載の表示装置。
16. 請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の表示装置を備える、電子機器。

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