JP5667960B2 - 表示装置、タッチ検出装置、および電子機器 - Google Patents

表示装置、タッチ検出装置、および電子機器 Download PDF

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Description

本開示は、タッチ検出機能を有する表示装置、タッチ検出装置、および電子機器に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置等の表示パネル上に装着し、あるいはタッチパネルと表示パネルとを一体化し、その表示パネル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。このようなタッチパネル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。
タッチパネルの方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる、静電容量式のタッチパネルが期待されている。しかしながら、静電容量式のタッチパネルでは、インバータ蛍光灯やＡＭ波、ＡＣ電源などに起因するノイズ（外部ノイズ）がタッチパネルに伝播し、誤動作を引き起こすおそれがある。
このような外部ノイズに対する耐性の向上を図るタッチパネルがいくつか提案されている。例えば、特許文献１には、表示面内に、複数の走査電極（駆動電極）と、この走査電極と交差する複数の検出電極（タッチ検出電極）とを備え、それらの交差部に形成された静電容量が外部近接物体により変化することを利用してタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置が提案されている。このタッチ検出機能付き表示装置では、タッチ検出電極の周囲に、タッチ検出電極を取り囲むようにシールド電極を設けることにより、この外部ノイズに起因する誤検出のおそれを低減するようになっている。
特開２０１０−２７７４６１号公報
ところで、タッチパネルでは、一般に、駆動電極やタッチ検出電極が殆ど見えなくなるのが望ましいため、これらの電極を見えにくくすることが期待されている。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電極を見えにくくすることができる表示装置、タッチ検出装置、および電子機器を提供することにある。
本開示の第１の表示装置は、表示層と、複数の第１の電極と、シールド電極と、絶縁層と、半導電層とを備えている。複数の第１の電極は、表示層の上方に配列して形成されたものである。シールド電極は、複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、複数の第１の電極と離間して形成されたものである。半導電層は、絶縁層を挟んで、第１の電極およびシールド電極と対向して形成されたものである。第１の電極の平均電位とシールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である。ここで、「半導電層」とは、例えば、１０［Ω・ｍ］から１０13［Ω・ｍ］程度の範囲の抵抗率を有するものである。
本開示の第２の表示装置は、表示層と、複数の第１の電極と、シールド電極と、絶縁層と、半導電層とを備えている。複数の第１の電極は、表示層の上方に配列して形成されたものである。シールド電極は、複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、複数の第１の電極と離間して形成されたものである。半導電層は、絶縁層を挟んで、第１の電極およびシールド電極と対向して形成されたものである。上記シールド電極の平均電位は、第１の電極の平均電位以上である。
本開示のタッチ検出装置は、複数の第１の電極と、シールド電極と、絶縁層と、半導電層とを備えている。シールド電極は、複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、複数の第１の電極と離間して形成されたものである。半導電層は、絶縁層を挟んで、第１の電極およびシールド電極と対向して形成されたものである。第１の電極の平均電位とシールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である。
本開示の電子機器は、上記第１の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。
本開示の第１の表示装置、タッチ検出装置、ならびに電子機器では、外乱ノイズが印加された場合には、この外乱ノイズは、シールド電極によりシールドされることにより、第１の電極に伝わるおそれを低減することができる。その際、第１の電極の平均電位とシールド電極の平均電位との差は、０．５Ｖ以下に設定される。
本開示の第２の表示装置では、外乱ノイズが印加された場合には、この外乱ノイズは、シールド電極によりシールドされることにより、第１の電極に伝わるおそれを低減することができる。その際、シールド電極の平均電位は、第１の電極の平均電位以上に設定される。
本開示の第１の表示装置、タッチ検出装置、ならびに電子機器によれば、第１の電極の平均電位とシールド電極の平均電位との差を０．５Ｖ以下にしたので、電極を見えにくくすることができる。
また、本開示の第２の表示装置によれば、シールド電極の平均電位を、第１の電極の平均電位以上にしたので、電極を見えにくくすることができる。
本開示の表示パネル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。 本開示の表示パネル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。 本開示の表示パネル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。 本開示の実施の形態に係る表示パネルの一構成例を表すブロック図である。 第１の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。 第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスにおける画素配列を表す回路図である。 第１の実施の形態に係る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。 第１の実施の形態に係る駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す上面図である。 第１の実施の形態に係る表示パネルにおけるタッチ検出動作の一動作例を表すタイミング波形図である。 第１の実施の形態に係る表示パネルにおける高温通電試験の結果の一例を表す表である。 第１の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの要部断面構成を等価回路とともに表す断面図である。 第１の実施の形態に係る表示パネルにおける高温通電試験の結果の他の例を表す表である。 比較例に係る表示パネルにおける高温通電試験の結果の他の例を表す表である。 第１の実施の形態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。 第２の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。 第２の実施の形態の変形例に係る駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す上面図である。 第２の実施の形態の変形例に係る駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す断面図である。 実施の形態を適用した表示パネルの適用例の外観構成を表す斜視図である。 変形例に係る駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す上面図である。 他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、本開示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．第１の実施の形態（インセルタイプ）
３．第２の実施の形態（オンセルタイプ）
４．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、本開示の表示パネル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、後述する交流駆動信号ＶcomAC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．第１の実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、実施の形態に係る表示パネルの一構成例を表すものである。この表示パネル１は、液晶表示パネルと静電容量式のタッチパネルとを一体化した、いわゆるインセルタイプの表示パネルである。
この表示パネル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、駆動電極ドライバ１６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、映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１６、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回路である。
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、走査信号線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖscanを画素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。
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を供給する回路である。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ものである。そして、これらの画素Ｐixでは、供給される画素信号Ｖpixに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。
駆動電極ドライバ１６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Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１６は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、交流矩形波形の駆動信号Ｖcomを時分割的に順次印加する。そして、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は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ（後述）から、その駆動信号Ｖcomに基づくタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出部４０に供給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。この液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖscanに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。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し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。
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、透明基板２１と、駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２３とを有している。透明基板２１は、各種電極や配線、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などが形成される回路基板として機能するものであり、例えばガラスにより構成されるものである。透明基板２１の上には、駆動電極ＣＯＭＬが形成される。駆動電極ＣＯＭＬは、複数の画素Ｐix（後述）に共通の電圧を供給するための電極である。この駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示動作のための共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出動作のための駆動電極としても機能するものである。駆動電極ＣＯＭＬの上には絶縁層２２が形成され、その上に画素電極２３が形成される。画素電極２３は、画素信号Ｖpixを供給するための電極であり、透光性を有するものである。駆動電極ＣＯＭＬおよび画素電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）により構成される。画素電極２３の上には、配向膜２４が形成されている。また、透明基板２１の、駆動電極ＣＯＭＬなどが形成された面とは反対の面には、偏光板２５が配設されている。
対向基板３は、透明基板３１と、カラーフィルタ３２と、タッチ検出電極ＴＤＬと、シールド電極ＳＨと、接着層３４と、偏光板３５とを有している。透明基板３１は、透明基板２１と同様に、例えばガラスにより構成されるものである。透明基板３１の上には、カラーフィルタ３２が形成されている。このカラーフィルタ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。カラーフィルタ３２の上には、配向膜３３が形成されている。透明基板３１のカラーフィルタ３２などが形成された面とは反対の面には、タッチ検出電極ＴＤＬおよびシールド電極ＳＨが形成されている。シールド電極ＳＨは、タッチ検出電極ＴＤＬを外部ノイズから保護するためのものである。タッチ検出電極ＴＤＬおよびシールド電極ＳＨは、例えばＩＴＯにより構成され、透光性を有する電極である。タッチ検出電極ＴＤＬおよびシールド電極ＳＨの上には、接着層３４を挟んで偏光板３５が配設されている。偏光板３５の抵抗率は、例えば、１０13［Ω・ｍ］程度である。
液晶層６は、表示機能層として機能するものであり、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る。この電界は、駆動電極ＣＯＭＬの電圧と画素電極２３の電圧との電位差により形成される。液晶層６には、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が用いられる。
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。各画素Ｐixは、３つのサブ画素ＳＰixにより構成される。この３つのサブ画素ＳＰixは、図５に示したカラーフィルタ３２の３色（ＲＧＢ）にそれぞれ対応するものである。サブ画素ＳＰix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。
サブ画素ＳＰix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サブ画素ＳＰixと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖscanが供給される。また、サブ画素ＳＰix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サブ画素ＳＰixと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖpixが供給される。
さらに、サブ画素ＳＰix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サブ画素ＳＰixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１６と接続され、駆動電極ドライバ１６より駆動信号Ｖcomが供給される。
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。
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。図８は、タッチ検出デバイス３０の上面構成の一例を表すものである。タッチ検出デバイス３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬ、および対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
駆動電極ＣＯＭＬは、図８の左右方向に延在する帯状の電極パターンを有している。駆動電極ＣＯＭＬの一端には、駆動電極ドライバ１６と接続するための接続パッド２９が形成されている。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１６により駆動信号Ｖcomが順次供給され、時分割的に順次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（図８の上下方向）に延びる帯状の電極パターンを有している。タッチ検出電極ＴＤＬの一端には、タッチ検出部４０と接続するための接続パッド３９が形成されている。この例では、各接続パッド３９は、タッチ検出電極ＴＤＬが形成された面の共通する一の辺の近傍に配置されている。このタッチ検出電極ＴＤＬには、後述するように、高抵抗を介して、直流電圧Ｖsensが印加される。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、駆動電極ドライバ１６により駆動電極ＣＯＭＬに対して印加された駆動信号Ｖcomがタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetとして出力される。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８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。
タッチ検出電極ＴＤＬの周りには、図７，８に示したように、タッチ検出電極ＴＤＬを取り囲むようにシールド電極ＳＨが形成されている。このシールド電極ＳＨは、その配置面積がタッチ検出電極ＴＤＬの総配置面積よりも小さくなるように形成される。この例では、シールド電極ＳＨは、タッチ検出電極ＴＤＬの接続パッド３９が形成されている辺を除く３方からタッチ検出電極ＴＤＬを取り囲むように形成されている。これにより、シールド電極ＳＨは、例えば、ユーザが表示パネル１の搭載されたモバイル機器を手に持った場合に、ユーザの手が接触する、モバイル機器の端部と、タッチ検出電極ＴＤＬとの間隙に配置されるようになっている。
シールド電極ＳＨには、直流電圧Ｖshが印加される。この例では、直流電圧Ｖshは、タッチ検出電圧ＴＤＬに高抵抗を介して印加される直流電圧Ｖsensとほぼ等しい電圧である。なお、直流電圧Ｖshのシールド電極ＳＨへの供給は、常時であってもよいし、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されるタッチ検出信号Ｖdetが遷移する前後の所定の期間だけであってもよい。
この構成により、表示パネル１では、例えば、表示パネル１の搭載されたモバイル機器を持っているユーザがアンテナとなり外部ノイズを拾い、そのノイズがユーザの手を介して表示パネル１に伝わった場合でも、シールド電極ＳＨによりシールドされるため、そのノイズがタッチ検出電極ＴＤＬに伝わるおそれを低減することができ、この外部ノイズに起因する誤検出のおそれを低減することができる。
なお、シールド電極ＳＨは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表示面の外側（有効表示エリア外）に配置されていることが好ましい。
また、図８に示したように、シールド電極ＳＨとタッチ検出電極ＴＤＬとの間隔（上下方向の間隔Ｄ１、左右方向の間隔Ｄ２）は、互いに隣り合う２つのタッチ検出電極ＴＤＬの間隔Ｄ３と同程度か、またはそれよりも大きいことが好ましい。このようにした場合には、シールド電極ＳＨとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の寄生容量を小さくすることができ、接触・非接触の検出に際して、この寄生容量による影響を小さくすることができる。ここで、「間隔」とは、対象となる２つの電極が最も近づいている部分における間隔を指している。
また、シールド電極ＳＨは、タッチ検出電極ＴＤＬと同一の材料によって構成されていることが好ましい。このようにした場合には、製造過程において、シールド電極ＳＨとタッチ検出電極ＴＤＬとを同時に形成することが可能となり、シールド電極ＳＨおよびタッチ検出電極ＴＤＬを互いに異なる材料によって構成した場合と比べて、工程数やマスクの枚数を減らすことができる。
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。
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フィルタである。ＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれには、高抵抗値を有する抵抗Ｒが接続されており、抵抗Ｒを介して、直流電圧Ｖsensが印加されるようになっている。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圧Ｖsensを与えるようにしてもよい。
Ａ／Ｄ変換部４３は、交流駆動信号ＶcomACに同期したタイミングで、ＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。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に対す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機能を有している。
ここで、タッチ検出電極ＴＤＬは、本開示における「第１の電極」の一具体例に対応する。接着層３４は、本開示における「絶縁層」の一具体例に対応する。偏光板３５は、本開示における「半導電層」の一具体例に対応する。
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の表示パネル１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
まず、図４を参照して、表示パネル１の全体動作概要を説明する。制御部１１は、映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１６、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。駆動電極ドライバ１６は、駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを順次印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作を行うとともに、駆動信号Ｖcom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。
タッチ検出部４０は、タッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出面におけるタッチを検出する。具体的には、ＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、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、タッチ検出面におけ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、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。
図９は、タッチ検出動作の一動作例を表すものであり、（Ａ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。駆動電極ドライバ１６は、図９（Ａ）に示した交流矩形波形の駆動信号Ｖcomを、駆動電極ＣＯＭＬに対して順次印加する。この駆動信号Ｖcom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９（Ｂ））。具体的には、この例では、タッチ検出信号Ｖdetは、駆動信号Ｖcomの遷移とともに遷移し、所定の時間後に電圧Ｖsensに収束する。すなわち、タッチ検出信号Ｖdetの電圧の平均値（平均電圧Ｖave）は、電圧Ｖsensとほぼ等しくなる。 Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖcomに同期したサンプリングタイミングｔｓ１，ｔｓ２において、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたＬＰＦ部４２の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する（図９（Ｂ））。サンプリングタイミングｔｓ１は、駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直前に設けられており、サンプリングタイミングｔｓ２は、この駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直後に設けられている。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変換結果との差に基づいて、タッチ検出を行う。
図９に示したように、タッチ検出信号Ｖdetは交流信号であるため、電圧Ｖsens（平均電圧Ｖave）は、例えば、表示パネル１における電源電圧の半分程度（例えば１．４Ｖ）になるように設定される。一方、一般に電子機器において、外部ノイズ等をシールドする際には、例えば０Ｖの電圧が用いられる。しかしながら、表示パネル１では、このような電圧設定で動作させる場合には問題が生じるおそれがある。以下に、その例を説明する。
（タッチ検出電極ＴＤＬの変色について）
表示パネル１に対して、信頼性評価の目的で高温通電試験を行った。その際、ある条件において、タッチ検出電極ＴＤＬの変色が確認された。以下に、その詳細を説明する。
図１０は、高温通電試験の結果の一例を表すものである。この図１０は、７０［℃］の温度条件において、表示パネル１を所定時間通電したときのタッチ検出電極ＴＤＬの視認状態を示している。なお、この例では、シールド電極ＳＨの配置面積を、タッチ検出電極ＴＤＬの総配置面積の約１／１０にしている。
図１０に示したように、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveを１．４Ｖにするとともに、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshを１．４Ｖにして高温通電試験を行った場合には、タッチ検出電極ＴＤＬは視認できず、好ましい状態を維持していた。一方、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveを１．４Ｖにするとともに、シールド電圧ＳＨの電圧Ｖshを０Ｖにして高温通電試験を行った場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが白く変色した。
すなわち、電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveと等しい場合には、タッチ検出電極ＴＤＬを視認できなかったが、電圧Ｖshと平均電圧Ｖaveとの電位差を大きくした場合には、タッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになってしまった。
この原因は、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshと、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveに基づいて、偏光板３５の電位が設定され、これにより、例えば接着層３４に含まれるイオンが移動し、タッチ検出電極ＴＤＬの電極材料の組成が変化したためと考えられる。以下に、その詳細を説明する。
図１１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の一部の断面を、等価回路とともに表すものである。シールド電極ＳＨおよび偏光板３５は、接着層３４を挟んで配置されているため、シールド電極ＳＨと偏光板３５との間には、抵抗Ｒshが存在する。また、タッチ検出電極ＴＤＬおよび偏光板３５は、同様に接着層３４を挟んで配置されているため、タッチ検出電極ＳＨと偏光板３５との間には、抵抗Ｒtdlが存在する。また、偏光板３５には、抵抗が分布定数として存在する。よって、偏光板３５の電位は、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshと、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧（タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave）に基づいて、抵抗Ｒsh、偏光板３５の抵抗、および抵抗Ｒtdlの分圧により設定されることとなる。
例えば、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveが１．４Ｖであり、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが０Ｖである場合には、このように分圧されることにより、偏光板３５は、０Ｖと１．４Ｖとの間のある所定の電位に設定される。これにより、偏光板３５とタッチ検出電極ＴＤＬとの間に電場が形成され、その電場により、接着層３４内のイオンが移動する。そして、このイオンの移動により、タッチ検出電極ＴＤＬの電極材料の化学反応や組成の変化が生じることにより、タッチ検出電極ＴＤＬが視認されるようになる。タッチ検出電極ＴＤＬが白く見えるのは、そのイオンの性質に依存するものと考えられる。
以上の考察から、シールド電極の電圧Ｖshが、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveから離れるに従って、タッチ検出電極ＴＤＬが視認されるようになると考えられる。次に、この電位差をどの程度大きくすると、タッチ検出電極ＴＤＬが視認されるようになるかについて説明する。
図１２は、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshを様々な電圧に設定した場合の高温通電試験の結果の一例を表すものである。判定結果の欄において、“○”は、タッチ検出電極ＴＤＬを視認できないことを示し、“×”は、タッチ検出電極ＴＤＬを視認できることを示し、“△”は、人によってはタッチ検出電極ＴＤＬを視認できることを示している。この例では、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveを１．４Ｖに固定している。
シールド電極ＳＨの電圧Ｖshがタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave（１．４Ｖ）よりも低い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが白くなり、電圧Ｖsh＝０．９Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝−０．５Ｖ）において、人によってはタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになり、電圧Ｖsh＝０．８Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝−０．６Ｖ）において、多くの人がタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになってしまう。
一方、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshがタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave（１．４Ｖ）よりも高い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが黒くなり、電圧Ｖsh＝２．０Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝０．６Ｖ）において、多くの人がタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになってしまう。
なお、この例では、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveは１．４Ｖとしたが、この平均電圧を他の電圧に設定しても、同様の試験結果が得られている。
このように、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshと、タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの大小関係により、タッチ検出電極ＴＤＬの見え方が異なる。すなわち、電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも低い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬは白く見え、一方、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも高い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬは黒く見える。この色の違いは、電圧Ｖshと平均電圧Ｖaveの大小関係により、例えば、タッチ検出電極ＴＤＬに対する吸着反応や脱離反応（酸化還元反応）が異なることに起因すると考えられる。
また、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも高い方が、タッチ検出電極ＴＤＬを視認しにくくなっている。すなわち、電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも低い場合には、電圧Ｖshと平均電圧Ｖaveとの電位差が０．４Ｖ以下であればタッチ検出電極ＴＤＬは視認されず、電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも高い場合には、電圧Ｖshと平均電圧Ｖaveとの電位差が０．５Ｖ以下であればタッチ検出電極ＴＤＬは視認されない。これは、例えば、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが平均電圧Ｖaveよりも高い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが黒く変色するので、白に変色する場合に比べて視認されにくいためと考えられる。
よって、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshを、電圧（Ｖave−０．４Ｖ）〜電圧（Ｖave＋０．５Ｖ）（平均電圧Ｖaveが１．４Ｖの場合には１Ｖ〜１．９Ｖ）の範囲内に設定することにより、タッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくすることができる。
（比較例）
次に、比較例に係る表示パネル１Ｒについて説明するとともに、比較例と対比して本実施の形態の作用を説明する。表示パネル１Ｒは、シールド電極ＳＨの配置面積が、タッチ検出電極Ｖdetの総配置面積と同等になるように、シールド電極ＳＨおよびタッチ検出電極ＴＤＬを形成したものである。
図１３は、表示パネル１Ｒにおける高温通電試験の結果の一例を表すものである。この例では、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshがタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave（１．４Ｖ）よりも低い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが白くなり、電圧Ｖsh＝０．９Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝−０．５Ｖ）において、人によってはタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになり、電圧Ｖsh＝０．８Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝−０．６Ｖ）において、多くの人がタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになってしまう。一方、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshがタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave（１．４Ｖ）よりも高い場合には、タッチ検出電極ＴＤＬが黒くなり、電圧Ｖsh＝１．９Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝０．５Ｖ）において、人によってはタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになり、電圧Ｖsh＝２．０Ｖ（Ｖsh−Ｖave＝０．６Ｖ）において、多くの人がタッチ検出電極ＴＤＬを視認できるようになってしまう。
すなわち、この例では、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが、電圧（Ｖave−０．４Ｖ）〜電圧（Ｖave＋０．４Ｖ）（平均電圧Ｖaveが１．４Ｖの場合には１Ｖ〜１．８Ｖ）の範囲内にある場合には、タッチ検出電極ＴＤＬは視認されない。つまり、比較例に係る表示パネル１Ｒでは、本実施の形態に係る表示パネル１の場合（図１２）と比較して、タッチ検出電極ＴＤＬが視認されないような電圧Ｖshの範囲が狭くなっている。具体的には、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshが電圧（Ｖave＋０．５Ｖ）（平均電圧Ｖaveが１．４Ｖの場合には１．９Ｖ）である場合、本実施の形態に係る表示パネル１（図１２）では、タッチ検出電極ＴＤＬは視認されなかったが、本比較例に係る表示パネル１Ｒ（図１３）では視認されてしまう。
表示パネル１Ｒでは、シールド電極ＳＨの配置面積を、タッチ検出電極ＴＤＬの総配置面積と同等にしている。これにより、本比較例に係る表示パネル１Ｒでは、本実施の形態に係る表示パネル１の場合と比べて、図１１に示した抵抗Ｒshが小さくなるとともに、抵抗Ｒtdlが大きくなる。よって、偏光板３５の電圧とタッチ検出電極ＴＤＬの電圧（タッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖave）との電位差は、本実施の形態に係る表示パネル１の場合に比べて大きくなるため、偏光板３５とタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電場が強くなり、接着層３４内のイオンがより移動しやすくなり、タッチ検出電極ＴＤＬが変色しやすくなる。
一方、本実施の形態に係る表示パネル１では、シールド電極ＳＨの配置面積を、タッチ検出電極ＴＤＬの総配置面積よりも小さくしている。これにより、本比較例に係る表示パネル１Ｒに比べて、偏光板３５の電圧とタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの電位差を小さくすることができるので、接着層３４内のイオンの移動を抑えることができ、タッチ検出電極ＴＤＬの変色を抑えることができる。
［効果］
以上のように本実施の形態では、シールド電極の電圧とタッチ検出信号の平均電圧との電位差を０．５Ｖ以下にしたので、タッチ検出電極の変色を抑えることができ、タッチ検出電極を見えにくくすることができる。
また、本実施の形態では、シールド電極の電圧をタッチ検出信号の平均電圧以上に設定したので、タッチ検出信号の平均電圧以下に設定する場合に比べて、タッチ検出電極が見えにくいシールド電極の電圧の範囲を広くすることができる。特に、シールド電極の電圧を、タッチ検出信号の平均電圧と等しくした場合には、例えば、電圧Ｖshと電圧Ｖsens（平均電圧Ｖave）を共通のリファレンス電源により生成することができるため、回路構成をシンプルにすることができる。
また、本実施の形態では、シールド電極の配置面積を、タッチ検出電極の総配置面積よりも小さくしたので、接着層内のイオンの移動を抑えることができ、タッチ検出電極の変色を抑えることができるため、タッチ検出電極を見えにくくすることができる。
［変形例１−１］
上記実施の形態では、偏光板３５とタッチ検出電極ＴＤＬ間に電界が形成されるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図１４に示したように、接着層３４と偏光板３５の間に、ＥＳＤ対策を目的として半導電層３６を設けた場合には、この半導電層３６とタッチ検出電極ＴＤＬ間に電界が形成される。この半導電層３６の抵抗率は、例えば、１０8［Ω・ｍ］程度である。この場合でも、例えば、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshとタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、この電界によるイオンの移動を抑えることができ、タッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくすることができる。
［変形例１−２］
上記実施の形態では、タッチ検出電極ＴＤＬに、高抵抗を介して、直流電圧Ｖsensが印加したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定数の表示のフレーム期間ごとに電圧ＶＨ，ＶＬの間で遷移する矩形波形を印加してもよい。この場合には、タッチ検出電極ＴＤＬの平均電圧Ｖaveは、電圧ＶＨと電圧ＶＬとの中間電圧程度になる。この場合でも、例えば、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshとこの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、この電界によるイオンの移動を抑えることができ、タッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくすることができる。
＜３．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る表示パネル５について説明する。この表示パネル５は、液晶表示パネルの表示面上に静電容量式のタッチパネルを形成した、いわゆるオンセルタイプの表示パネルである。なお、上記第１の実施の形態に係る表示パネル１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
表示パネル５は、図４に示したように、タッチ検出機能付き表示デバイス５０を有している。
図１５は、タッチ検出機能付き表示デバイス５０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５０は、対向基板５１を備えている。対向基板５１は、駆動電極５２と、絶縁層５３とを有している。駆動電極５２および絶縁層５３は、透明基板３１と、タッチ検出電極ＴＤＬおよび接着層３４との間に形成されている。駆動電極５２は、例えばＩＴＯにより構成され、図８に示した駆動電極ＣＯＭＬと同様に、タッチ検出電極ＴＤＬの電極パターンの延在方向（図８の上下方向）と直交する方向（図８の左右方向）に延びる帯状の電極パターンを有している。駆動電極５２には、図９（Ａ）に示したような波形を有するタッチ検出駆動信号Ｖcomtが印加される。そして、このタッチ検出駆動信号Ｖcomtが、絶縁層５３を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetが出力される。
この場合でも、例えば、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshとタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、偏光板３５とタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電界によるイオンの移動を抑えることができ、タッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくすることができる。
また、駆動電極５２は、偏光板３５から見てタッチ検出電極ＴＤＬよりも遠くに配置されているため、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshとタッチ検出駆動信号Ｖcomtの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、同様に、偏光板３５と駆動電極５２との間の電界によるイオンの移動を抑えることができ、駆動電極５２を見えにくくすることができる。
以上のように本実施の形態では、シールド電極の電圧とタッチ検出駆動信号の平均電圧との電位差を０．５Ｖ以下にしたので、駆動電極５２の変色を抑えることができ、駆動電極５２を見えにくくすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
［変形例２−１］
上記実施の形態では、駆動電極５２およびタッチ検出電極ＴＤＬは帯状の電極パターンを有したが、これに限定されるものではない。以下に、その一例を詳細に説明する。
図１６は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイス５０Ｂにおけるタッチ検出デバイスの上面構成の一例を表すものである。図１７は、図１６に示したタッチ検出デバイスのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ矢視方向の要部断面構成を表すものである。このタッチ検出デバイスは、駆動電極５２Ｂおよびタッチ検出電極ＴＤＬＢにより構成されている。
タッチ検出電極ＴＤＬＢは、図１６に示したように、この例では正方形の形状を有する複数の部分電極を、その対角線の一方が図１６の上下方向になるように直線上に配置するとともに、隣接する部分電極の角を互いに接続したものである。駆動電極５２Ｂは、タッチ検出電極ＴＤＬＢと同じ層に形成されており、この例では正方形の形状を有する複数の部分電極を、その対角線の一方が図１６の左右方向になるように直線上に配置するとともに、隣接する部分電極の角を互いに接続したものである。その際、駆動電極５２Ｂに係る部分電極間の接続部分は、図１７に示したように、タッチ検出電極ＴＤＬＢに係る部分電極間の接続をブリッジするようになっている。
タッチ検出電極ＴＤＬＢおよび駆動電極５２Ｂの周りには、図１６に示したように、これらの電極を取り囲むようにシールド電極ＳＨが形成されている。この例では、シールド電極ＳＨは、タッチ検出電極ＴＤＬＢの接続パッド３９が形成されている辺、および駆動電極５２Ｂの接続パッド５９が形成されている辺を除く２方から、これらの電極を取り囲むように形成されている。
本変形例では、駆動電極５２Ｂおよびタッチ検出電極ＴＤＬＢは、ともに同じ層に形成されている。よって、例えば、シールド電極ＳＨの電圧Ｖshとタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、タッチ検出電極ＴＤＬＢの変色を抑え、タッチ検出電極ＴＤＬＢを見えにくくすることができるとともに、シールド電極ＳＨの電圧とタッチ検出駆動信号Ｖcomtの平均電圧との電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、駆動電極５２Ｂの変色を抑え、駆動電極５２Ｂを見えにくくすることができる。
［変形例２−２］
上記実施の形態では、図１５に示したように、タッチ検出電極ＴＤＬおよび駆動電極５２のうちの、タッチ検出電極ＴＤＬを偏光板３５の側に配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、駆動電極５２を偏光板３５の側に配置してもよい。
［変形例２−３］
上記実施の形態では、表示パネル２は、液晶表示デバイス２０の表面上にタッチパネルを一体として形成した、いわゆるオンセルタイプの表示パネルとしたが、これに限定するものではなく、これに代えて、例えば、液晶表示デバイス２０と別体としてタッチパネルを形成し、液晶表示デバイス２０に外付けするように構成してもよい。この場合でも、この単体のタッチパネルにおいて、例えば、シールド電極の電圧Ｖshとタッチ検出信号Ｖdetの平均電圧Ｖaveとの電位差を０．５Ｖ以下にすることにより、タッチ検出電極ＴＤＬの変色を抑え、タッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくすることができる。
＜４．適用例＞
次に、上記実施の形態および変形例で説明した表示パネルの適用例について説明する。
図１８は、上記実施の形態等の表示パネル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表示パネルにより構成されている。
上記実施の形態等の表示パネルは、このようなテレビジョン装置の他、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、携帯型ゲーム機、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表示パネルは、映像を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。
以上、いくつかの実施の形態および変形例、電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術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。
例えば、上記の各実施の形態等では、例えば図７，８に示したように、タッチ検出電極ＴＤＬを３方から取り囲むようにシールド電極ＳＨを形成したが、これに限定されるものではない。例えば、図１９に示したように、各接続パッド３９が、対向する２辺に配置されている場合には、これらの２辺を除く２方からタッチ検出電極ＴＤＬを挟むように、シールド電極ＳＨを形成してもよい。
また、例えば、上記の各実施の形態等では、図５に示したように、透明基板２１の上に駆動電極ＣＯＭＬを形成し、その上に絶縁膜２２を介して画素電極２３を形成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、透明基板２１の上に画素電極２３を形成し、その上に絶縁膜２２を介して駆動電極ＣＯＭＬを形成してもよい。
また、例えば、上記の各実施の形態等では、ＦＦＳやＩＰＳ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たが、これに代えて、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶を用いた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よい。このような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を、図２０に示したように構成可能である。図２０は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｃの要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｃと対向基板３Ｃとの間に液晶層６Ｃ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、対向基板３Ｃに形成されている。
また、例えば、上記の各実施の形態等では、液晶表示デバイス２０を用いて表示パネル１等を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ＥＬ（Electro Luminescence）などの表示デバイスを用いてもよい。この場合には、偏光板は必要ないが、例えば、表示パネルの表示面にＥＳＤ対策を目的として半導電層を設けた場合には、変形例１−１と同様に、この半導電層とタッチ検出電極ＴＤＬとの間に電界が生じるため、本技術を適用することができる。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
（１）表示層と、
前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
を備え、
前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
表示装置。
（２）前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位以上である
前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位と略同一である
前記（２）に記載の表示装置。
（４）前記シールド電極の配置面積は、前記第１の電極の配置面積よりも小さい
前記（２）または（３）に記載の表示装置。
（５）前記半導電層は静電気防止層である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の表示装置。
（６）前記半導電層は偏光板である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の表示装置。
（７）前記絶縁層を挟んで、前記半導電層から、前記第１の電極と同じあるいはより遠い位置に形成された第２の電極をさらに備えた
前記（１）から（６）のいずれかに記載の表示装置。
（８）前記第１の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極であり、前記第２の電極は、前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する駆動電極である
前記（７）に記載の表示装置。
（９）前記第２の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極であり、前記第１の電極は、前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する駆動電極である
前記（７）に記載の表示装置。
（１０）前記第２の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
前記（７）から（９）のいずれかに記載の表示装置。
（１１）前記表示部は、
液晶層と、
前記液晶層および前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成された
前記（８）から（１０）のいずれかに記載の表示装置。
（１２）前記表示部は、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成された
前記（８）から（１０）のいずれかに記載の表示装置。
（１３）前記第１の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極である
前記（１）から（６）のいずれかに記載の表示装置。
（１４）表示層と、
前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
を備え、
前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位以上である
表示装置。
（１５）複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
を備え、
前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
タッチ検出装置。
（１６）表示装置と、
前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記表示装置は、
表示層と、
前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
を有し、
前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
電子機器。
１，５…表示パネル、２，２Ｃ…画素基板、３，３Ｂ，３Ｃ，５１…対向基板、６，６Ｃ…液晶層、１０，５０…タッチ検出機能付き表示デバイス、１１…制御部、１２…ゲートドライバ、１３…ソースドライバ、１６…駆動電極ドライバ、２０…液晶表示デバイス、２１…透明基板、２２…絶縁層、２３…画素電極、２４，３３…配向膜、２５，３５…偏光板、２９，３９，５９…接続パッド、３１…透明基板、３２…カラーフィルタ、３４…接着層、３６…半導電層、４０…タッチ検出部、４２…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、５２…駆動電極、５３…絶縁層ＧＣＬ…走査信号線、ＬＣ…液晶素子、Ｏut…出力信号、Ｐix…画素、Ｒsh，Ｒtdl…抵抗、ＳＨ…シールド電極、ＳＰix…サブ画素、ＳＧＬ…画素信号線、ＴＤＬ，ＴＤＬＢ…タッチ検出電極、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、Ｖave…平均電圧、Ｖcom…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、Ｖsens，Ｖsh…電圧。

Claims (16)

  1. 表示層と、
    前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
    前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
    絶縁層と、
    前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
    を備え、
    前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
    表示装置。
  2. 前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位以上である
    請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位と略同一である
    請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記シールド電極の配置面積は、前記第１の電極の配置面積よりも小さい
    請求項２に記載の表示装置。
  5. 前記半導電層は静電気防止層である
    請求項１に記載の表示装置。
  6. 前記半導電層は偏光板である
    請求項１に記載の表示装置。
  7. 前記絶縁層を挟んで、前記半導電層から、前記第１の電極と同じあるいはより遠い位置に形成された第２の電極をさらに備えた
    請求項１に記載の表示装置。
  8. 前記第１の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極であり、前記第２の電極は、前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する駆動電極である
    請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記第２の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極であり、前記第１の電極は、前記タッチ検出電極との間に静電容量を形成する駆動電極である
    請求項７に記載の表示装置。
  10. 前記第２の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
    請求項７に記載の表示装置。
  11. 前記表示層は、
    液晶層と、
    前記液晶層および前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層と対向するように配置された画素電極と
    を含んで構成された
    請求項８に記載の表示装置。
  12. 前記表示層は、
    液晶層と、
    前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
    を含んで構成された
    請求項８に記載の表示装置。
  13. 前記第１の電極は、タッチの有無に応じた信号を伝えるタッチ検出電極である
    請求項１に記載の表示装置。
  14. 表示層と、
    前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
    前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
    絶縁層と、
    前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
    を備え、
    前記シールド電極の平均電位は、前記第１の電極の平均電位以上である
    表示装置。
  15. 複数の第１の電極と、
    前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
    絶縁層と、
    前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
    を備え、
    前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
    タッチ検出装置。
  16. 表示装置と、
    前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
    を備え、
    前記表示装置は、
    表示層と、
    前記表示層の上方に配列して形成された複数の第１の電極と、
    前記複数の第１の電極全体を配列面に沿って取り囲むように、前記複数の第１の電極と離間して形成されたシールド電極と、
    絶縁層と、
    前記絶縁層を挟んで、前記第１の電極および前記シールド電極と対向して形成された半導電層と
    を有し、
    前記第１の電極の平均電位と前記シールド電極の平均電位との差が０．５Ｖ以下である
    電子機器。
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