JP5752795B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、位置検出部と表示部とを備えた表示装置に関するものである。
近年、特にスマートフォンや携帯電話などの携帯機器の分野においては、指や入力ペンなどの検出対象物を表示面上に接触させ、その接触位置を検出するタッチパネルが備えられた表示装置が一般化されている。
従来から、このような表示装置に備えられるタッチパネルとしては、抵抗膜方式（押されると上の導電性基板と下の導電性基板とが接触することによって入力位置を検知する方式）や静電容量方式（触った場所の容量変化を検知することによって入力位置を検知する方式）のものが主に用いられてきた。
その中でも、静電容量方式のタッチパネルは、簡便な操作で接触位置を検出することができることと、抵抗膜方式のように空気層を挟んで２枚の導電膜を形成する必要がなく、空気層と導電膜との界面における外光の界面反射が生じないことから、現在、タッチパネルの主流となっている。
しかしながら、静電容量方式のタッチパネルでは、静電容量の変化を検出することで指などの検出対象物の接触位置を検出することから、タッチパネルが外部からの輻射ノイズを受けると、このノイズの影響により、結果として、静電容量にも変化が生じてしまい、接触位置を精度よく検出することができない。
図１６は、一般的なタッチパネルを備えた表示装置の概略構成を示す図である。
表示装置５０は、液晶パネル５１とタッチパネル５２とカバーガラス５３とを備えており、液晶パネル５１とタッチパネル５２との間には、エアギャップ（Ａｉｒ Ｇａｐ）が形成されている。なお、近年においては、エアギャップレス構造も増加傾向にある。
しかし、液晶パネル５１を駆動させると図示されているように、輻射ノイズが生じ、このノイズがタッチパネル５２の動作に悪影響を及ぼす。
図１７は、液晶パネル５１の有無によって、タッチパネル５２が受けるノイズ量の変化を示す図である。
図示されているように、液晶パネル５１が無い場合と比較して、液晶パネル５１が有る場合には、タッチパネル５２が受けるノイズ量が大きく増加するので、Ｓ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ比）が低下し、結果として、タッチパネル５２の検出性能の低下を招き、誤検出などが生じやすくなってしまうという問題がある。
そして、液晶パネル５１のノイズ分析を行ったところ、タッチパネル５２の検出性能を低下させているノイズは、液晶パネル５１からの輻射ノイズであり、上記輻射ノイズは、液晶パネル５１において、表示データの書込み期間中に発生しており、データラインに充電を行う初期の瞬間に発生していることが判明した。
そこで、このような問題を解決するため、非特許文献１（ＳＩＤ ２０１０ ＤＩＧＥＳＴ，ｐ６６９）には、Ｈａｇａらによって、静電容量方式の一種である表面型自己容量方式のタッチパネルを備えた表示装置において、タッチパネルの駆動と液晶パネルの駆動とを同期させ、液晶パネルに書き込みが行われてない期間中に、タッチパネルを駆動させ、接触位置の検出を行う方法が提案されている。
図１８は、非特許文献１に掲載されているタッチパネルを備えた表示装置６０の概略構成を示す図である。
図示されているように、表示装置６０は、カラーフィルタ基板６１とＴＦＴ基板６４とを備えており、上記両基板間には、図示してないが、液晶層が挟持されている。
カラーフィルタ基板６１において、ＴＦＴ基板６４と対向する面には、図示してないが、カラーフィルタ層や配向膜などが形成されており、その反対側の面には、表面ＩＴＯ層６２と偏向フィルムとが形成されている。
そして、表面ＩＴＯ層６２の４隅には、電圧供給回路ＶＳ１〜ＶＳ４の各々と電流センシング回路Ｉ１〜Ｉ４の各々とからなる４つの検知システム６３ａ・６３ｂ・６３ｃ・６３ｄが備えられており、表面ＩＴＯ層６２の４隅には、電圧供給回路ＶＳ１〜ＶＳ４の各々から同じ電圧が印加されるようになっている。
それから、指が接触すると、容量Ｃｒを介して、上記指に少量の電流が流れることとなる。
そして、上記指が接触する位置によって、４つの検知システム６３ａ・６３ｂ・６３ｃ・６３ｄに備えられた電流センシング回路Ｉ１〜Ｉ４における電流値が異なることを利用して、上記指の接触位置を検知するようになっている。
一方、ＴＦＴ基板６４において、カラーフィルタ基板６１と対向する面には、複数の画素ＴＦＴ素子６５、ゲートドライバ（ゲート信号線駆動回路）６６、データドライバ（データ信号線駆動回路）６７、共通電極Ｃｏｍなどが設けられており、共通電極Ｃｏｍには、共通電極ドライバ６８が電気的に接続されている。
図１９は、図１８に示す表示装置６０の駆動タイミングを示す図である。
図示されているように、タッチパネルを、ゲート信号線駆動回路の出力とデータ信号線駆動回路の出力とが、ともにハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）であるＶ−ｂｌａｎｋ期間（液晶パネル駆動の休止期間）中に、駆動させ、タッチの検出を行うようになっている。
すなわち、タッチパネルの駆動と液晶パネルの駆動とを同期させ、液晶パネルに書き込みが行われている期間である図中のＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ期間以外に、タッチパネルを駆動させ、指の接触位置の検出を行うようになっている。
したがって、上記非特許文献１に記載されているような駆動方法を用いることにより、液晶パネルに書き込みを行っている際に生じるノイズの影響を避けることができる。
一方、特許文献１および２には、並列駆動を用いて、タッチパネルのセンシング時間を短縮する構成について開示されている。
ＳＩＤ ２０１０ ＤＩＧＥＳＴ，ｐ６６９，Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＩＰＳ−ＬＣＤ ｗｉｔｈ Ｐａｒａｓｉｔｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
日本国公開特許公報「特開２０１１−１２８９８２号公報（２０１１年６月３０日公開）」 米国公開特許公報「ＵＳ２０１０/００６０５９１ Ａ１（２０１０年３月１１日公開）」
しかしながら、上記非特許文献１に記載されている駆動方法を用いる場合においては、液晶パネルに書き込みを行っている際に生じるノイズの影響は避けることができるが、基本的に１フレーム期間において、液晶パネルに書き込みを行う期間を確保した上で、その残りの期間をタッチパネルの駆動に用いるようになっているので、タッチパネルの駆動に用いることのできる期間は、２ｍｓ以下と短く、この方法によっては、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うのは困難である。
さらに、近年、高画質を具現できる表示装置への要求が強く、液晶パネルなどの表示装置は、さらに高精細化する傾向にある。
したがって、タッチパネルの駆動と液晶パネルの駆動とを同期させ、液晶パネルに書き込みが行われてない期間中に、タッチパネルを駆動させ、接触位置の検出を行う方法のみでは、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うために十分なタッチパネルの駆動期間の確保が困難な状況である。
なお、このような問題は、静電容量方式のタッチパネルと同様に駆動される、光の受光量に応じて異なる電流を流すフォートダイオードやフォートトランジスタを備えた光センサの分野においても同様に生じる。
また、上記非特許文献１に開示されている表面型自己容量方式のタッチパネルには、並列駆動を適用することができない。
一方、上記特許文献１および２に開示されている並列駆動を用いれば、タッチパネルのセンシング時間を短縮させることができ、積分回数を増やせるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことができると記載されているが、上記特許文献１および２の何れにおいても、液晶パネルに書き込みを行っている際に生じるノイズの影響は全く考慮されてなく、どのタイミングでタッチパネルのセンシングを行えばよいかについては記載されてない。
したがって、タッチパネルのセンシング時間を短縮させることができたとしても、液晶パネルに書き込みを行っている際中に、タッチパネルのセンシングを行えば、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことはできない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、位置検出部と表示部とを備えた表示装置であって、上記位置検出部には、マトリクス状に形成された複数の位置検出素子が設けられており、上記複数の位置検出素子の各々には、互いに電気的に分離された第１の配線および第２の配線が電気的に接続されており、上記複数の第１の配線に、それぞれ異なる符号列を有する信号を同時に印加する符号列信号供給回路を備え、上記表示部の１フレーム期間は、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間と、上記第１の期間以外の期間である第２の期間とからなり、上記第２の期間中において上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号を得て、上記位置検出素子から出力される信号と、複数の上記符号列と、の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物が存在する箇所を検出するように設定された上記位置検出部の制御回路と、を備えていることを特徴としている。
上記構成によれば、複数の第１の配線に、それぞれ異なる符号列を有する信号を同時に印加する符号列信号供給回路を備えているので、上記第１の配線に上記信号を印加するのに所要される時間を短縮することができる。したがって、同じセンシング回数を行う場合、センシングに所要される時間も短縮することができる。
そして、上記構成によれば、表示部によるノイズの影響が小さい上記第２の期間中において、上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号を得るように設定されている。
したがって、上記センシングに所要される時間を短縮できる分、センシング回数を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置は、以上のように、上記位置検出部には、マトリクス状に形成された複数の位置検出素子が設けられており、上記複数の位置検出素子の各々には、互いに電気的に分離された第１の配線および第２の配線が電気的に接続されており、上記複数の第１の配線に、それぞれ異なる符号列を有する信号を同時に印加する符号列信号供給回路を備え、上記表示部の１フレーム期間は、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間と、上記第１の期間以外の期間である第２の期間とからなり、上記第２の期間中において上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号を得て、上記位置検出素子から出力される信号と、複数の上記符号列と、の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物が存在する箇所を検出するように設定された上記位置検出部の制御回路と、を備えている構成である。
それゆえ、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の一実施の形態の液晶表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられたＴＦＴ基板の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられたタッチパネルのドライブ電極およびセンス電極の形状を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられたタッチパネルの概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置のＭ系列発生回路に備えられたＭ系列発生器を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられたドライブライン駆動回路の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置のセンスライン駆動回路に備えられたセンスライン選択回路と増幅回路との概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の液晶表示装置のセンスライン駆動回路に備えられた相関値算出回路の概略構成を示す図である。 並列駆動を用いることにより、タッチパネルのセンシング時間を短縮できる効果を説明するための図である。 本発明の他の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた画素ＴＦＴ素子の半導体層として用いることができる各種半導体層と、非晶質シリコン層との各種特性の差を説明するための図である。 本発明の他の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた液晶パネルを３０Ｈｚで低周波駆動させる場合の１フレーム期間における、書込み期間とタッチパネルの駆動が可能な休止期間とを示す図である。 本発明の他の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させ、タッチパネルを１２０Ｈｚで駆動させる場合を示す図である。 ドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）およびセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）の近くに、抵抗が比較的に高い共通電極層（ＣＩＴＯ）が形成されている場合のタッチパネルの等価回路を示す図である。 図１３に図示した等価回路にＧＮＤを追加したモデルを用いて、シミュレーションを行うために用いられるパラメータの値とシミュレーション波形の結果を示す図である。 本発明のさらに他の一実施の形態の液晶表示装置において、共通電極層と導電層とを電気的に接続させる方法の一例を示す図である。 従来の一般的なタッチパネルを備えた表示装置の概略構成を示す図である。 液晶パネルの有無によって、タッチパネルが受けるノイズ量の変化を示す図である。 非特許文献１に掲載されているタッチパネルを備えた表示装置の概略構成を示す図である。 図１８に示す表示装置の駆動タイミングを示す図である。 静電容量方式の一種である相互容量方式のタッチパネルの概略構成とその動作原理を示す図である。 従来の構成において、液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させる場合の１フレーム期間（１６．７ｍｓ）中における、書込み期間と休止（１Ｖ帰線）期間とを示している。 従来のタッチパネルの概略構成を示す図である。 従来のタッチパネルにおける各々のドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに印加されたそれぞれの信号を示す図である。 従来のタッチパネルの駆動タイミングチャートを示す図である。 図２４に示すタッチパネルの駆動タイミングチャートの各ステップ（ＳＴＥＰ）における、サンプリング回路とリセットスイッチとの状態を説明するための図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などはあくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。
なお、以下の各実施の形態においては、表示装置に備えられた表示部として液晶表示パネルを例に挙げて説明をするが、上記表示部の画素毎にアクティブ素子が備えられているタイプであれば、特にその種類は限定されることなく、例えば、有機ＥＬなどを用いることもできるのは勿論である。
一方、以下の各実施の形態においては、上記表示装置に備えられた位置検出部として、インセル型の静電容量方式の一種である相互容量方式のタッチパネルを例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、例えば、アウトセル型やオンセル型の様々な静電容量方式のタッチパネルを用いることもできる。さらには、上記位置検出部としては、上記静電容量方式のタッチパネルと同様に駆動される、光の受光量に応じて異なる電流を流すフォートダイオードやフォートトランジスタを備えた光センサを用いることもできる。
〔実施の形態１〕
以下、図１から図９に基づいて、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、インセル型の相互容量方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置１の概略構成を示す図である。
図示されているように、液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板１ａとカラーフィルタ基板１ｂとを備え、上記両基板１ａ・１ｂ間には液晶層１０が挟持されている。
ＴＦＴ基板１ａは、絶縁基板２の液晶層１０と接する側の面上に、詳しくは後述する画素ＴＦＴ素子（未図示）が形成された構成となっている。
一方、カラーフィルタ基板１ｂは、絶縁基板３の液晶層１０と接する側の面上に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層４と、ドライブ電極５ａおよびセンス電極５ｂの形成層と、第１の絶縁層６と、ブリッジ電極７の形成層と、第２の絶縁層８と、共通電極層９とが順に積層された構成となっている。
なお、本実施の形態においては、薄型化を実現するため、ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂとが、同一平面上に形成された構成を用いているが、これに限定されることはなく、ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂとが、異なる２層に形成された構成を用いることもできる。
図２は、液晶表示装置１に備えられたＴＦＴ基板１ａの概略構成を示す図である。
図２の（ａ）に図示されているように、ＴＦＴ基板１ａにおいては、互いに電気的に分離されている複数の走査信号線ＧＬ１・ＧＬ２・・・ＧＬｎと複数のデータ信号線ＳＬ１・ＳＬ２・・・ＳＬｎとが、互いに交差するように形成されており、上記交差する各々の箇所の近傍には、該データ信号線と該走査信号線と画素電極１２と電気的に接続された画素ＴＦＴ素子１１が設けられている。
そして、ＴＦＴ基板１ａを駆動するための液晶パネルのタイミングコントローラ１３と、走査信号線駆動回路１４と、データ信号線駆動回路１５とが、ＴＦＴ基板１ａ上または、ＴＦＴ基板１ａに外付けで設けられている。
走査信号線駆動回路１４は、複数の走査信号線ＧＬ１・ＧＬ２・・・ＧＬｎに走査信号を供給し、データ信号線駆動回路１５は、複数のデータ信号線ＳＬ１・ＳＬ２・・・ＳＬｎにデータ信号を供給する。
また、液晶パネルのタイミングコントローラ１３は、図示してないシステム側から入力されたクロック信号および映像同期信号（Ｈｓｙｎｃ・Ｖｓｙｎｃ）に基づき、各回路が同期して動作するための基準となる映像同期信号として、ゲートクロックＧＣＫおよびゲートスタートパルスＧＳＰを生成し、走査線駆動回路１４に出力し、一方、ソースクロックＳＣＫおよびソーススタートパルスＳＳＰおよびシステム側から入力された映像信号を上記映像同期信号（Ｈｓｙｎｃ・Ｖｓｙｎｃ）に基づき、映像データを生成し、データ信号線駆動回路１５に出力するようになっている。
図２の（ｂ）は、図２の（ａ）で示す画素ＴＦＴ素子１１の概略構成を示す図である。
図示されているように、画素ＴＦＴ素子１１は、絶縁基板２上に、ゲート電極１６Ｇおよび走査信号線ＧＬ１・ＧＬ２・・・ＧＬｎの形成層、ゲート絶縁層１７ａ、半導体層１６ＳＥＭ、ソース電極１６Ｓとドレイン電極１６Ｄとデータ信号線ＳＬ１・ＳＬ２・・・ＳＬｎとの形成層、コンタクトホールが形成された層間絶縁層１７ｂ、上記コンタクトホールを介してドレイン電極１６Ｄと接続されるように形成された画素電極１２の形成層が順に積層された構成となっている。
本実施の形態においては、高開口率を実現するため、上記構造の画素ＴＦＴ素子１１を用いているが、用いることのできる画素ＴＦＴ素子の構造はこれに限定されない。
なお、本実施の形態においては、画素ＴＦＴ素子１１の半導体層１６ＳＥＭとして、プロセスコストなどを考慮し、非晶質シリコン層（以下α−Ｓｉ層と称する）を用いているが、これに限定されることはなく、後述する実施の形態２に記載されているように、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層や多結晶シリコン層や連続粒界結晶シリコン層を用いることもできる。
図３は、液晶表示装置１に備えられたタッチパネルのドライブ電極５ａおよびセンス電極５ｂの形状を示す図である。
図示されているように、ドライブ電極５ａは、図中の左右方向に、菱形のユニット電極が隣接するように配置され、各々のユニット電極が電気的に接続されて形成されている。そして、複数のドライブ電極５ａは、図中の上下方向に、平行に形成されている。
一方、センス電極５ｂは、図中の上下方向に、菱形のユニット電極が隣接するように配置されている。そして、複数のセンス電極５ｂは、図中の左右方向に、平行に形成されている。
なお、センス電極５ｂにおける、隣接するユニット電極間の電気的な接続は、第１の絶縁層（未図示）に形成されたコンタクトホール１８を介して、ブリッジ電極（未図示）によって行われる。
ドライブ電極５ａにおける、隣接するユニット電極間を接続する部分と上記ブリッジ電極とは、平面視においては重なるが、上記ブリッジ電極は第１の絶縁層上に形成されるため、ドライブ電極５ａとセンス電極５ｂとは、電気的に分離されている。
なお、本実施の形態においては、菱形のユニット電極を用いているが、ユニット電極の形状は、特に限定されることはない。
以下、図２０および図２１に基づいて、静電容量方式の一種である相互容量方式のタッチパネルの概略構成とその動作原理について説明する。
図２０は、従来の相互容量方式のタッチパネルの概略構成とその動作原理を示す図である。
図２０の（ａ）は、相互容量方式のタッチパネルの電極構造の一例を示す図である。
図示されているように、複数のドライブ電極７０の各々は、それぞれ電気的に分離されており、長手方向が図中の左右方向となるように、平行に形成されている。一方、複数のセンス電極７１の各々は、それぞれ電気的に分離されており、長手方向が図中の上下方向になるように、平行に形成されている。
図２０の（ｂ）は何れも、図２０の（ａ）に示すＡＢ線の断面図を示しており、指などの検出対象物の非タッチ時とタッチ時における、隣接するドライブ電極７０とセンス電極７１間の容量ＣＦの変化を示している。
図示されているように、非タッチ時の容量がタッチ時の容量より大きくなる（ＣＦ_untouch＞ＣＦ_touch）。この原理を利用して、タッチ位置を検出することができる。
そして、相互容量方式のタッチパネルは、指などの検出対象物が複数の箇所で接触した場合、その複数の箇所の位置を検出することのできる、いわゆる、マルチタッチ検出機能を有している。
図２１は、液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させる場合の１フレーム期間（１６．７ｍｓ）中における、書込み期間と休止（１Ｖ帰線）期間とを示している。
図示されているように、タッチパネルの受けるノイズレベルは、上記書込み期間中は大きいが、上記休止（１Ｖ帰線）期間は小さくなるので、タッチパネルの受けるノイズレベルを考慮すると、タッチパネルは上記休止（１Ｖ帰線）期間中に駆動させる必要がある。
しかし、近年、高画質を具現できる表示装置への要求が強く、液晶パネルなどの表示装置は、さらに高精細化する傾向にある。
したがって、上記非特許文献１に記載されているようなタッチパネルの駆動と液晶パネルの駆動とを同期させ、液晶パネルに書き込みが行われてない期間中に、タッチパネルを駆動させ、接触位置の検出を行う方法のみでは、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うために十分なタッチパネルの駆動期間の確保が困難な状況である。
そして、本実施の形態において、用いられているタッチパネルの駆動方式である並列駆動との差を説明するため、先ず、図２２から図２５に基づいて、タッチパネルの逐次駆動方式（順次駆動方式）について説明する。
図２２は、逐次駆動方式で駆動されるタッチパネルの概略構成を示す図である。
図２０に示すドライブ電極７０は、それぞれドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに対応し、センス電極７１は、それぞれセンスライン（ｎ）に対応する。
そして、各々のドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎと各センスライン（ｎ）とが、交差する箇所においては、検出対象物である指（ＣＦＩＮ）などの接触によってその容量が変化する可変容量が形成される。
また、図示されているように、ドライブライン駆動回路１００は、ドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに、所定波形を有する信号を順次印加する。すなわち、ドライブライン駆動回路１００は、逐次駆動で、ドライブラインＤＬ１から順にドライブラインＤＬｎまで、所定波形を有する信号を印加していく。
図２３は、各々のドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに印加されたそれぞれの信号を示す図である。
なお、図２２において図示してないが、センスライン駆動回路１０１には、複数のセンスライン（ｎ）を同時に選択できるセンスライン選択回路が備えられており、複数のセンスライン（ｎ）毎に、サンプリング回路１０２と蓄積容量１０３と出力アンプ１０４とリセットスイッチ１０５と測定手段１０６とを備えている構成となっている。
上記センスライン選択回路を備えることにより、複数のセンスライン（ｎ）を同時に選択できるので、センシング時間を短縮することができる。
そして、タッチパネルの制御回路１０７は、ドライブライン駆動回路１００に各々のドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに所定波形を有する信号を順次印加開始するためのスタート信号を送る。
また、タッチパネルの制御回路１０７は、サンプリング回路１０２にサンプリング信号を、リセットスイッチ１０５にリセット信号をそれぞれ出力する。
図２４は、図２２に図示したタッチパネルの駆動タイミングチャートを示す図である。
図示されているように、ドライブラインＤＬ１に印加された信号がＨｉｇｈになる前のタイミングであって、サンプリング信号もＨｉｇｈになる前のタイミングにおいて、リセット信号をＨｉｇｈにし、蓄積容量１０３を接地させ、蓄積容量１０３をリセットする。
そして、リセット信号がＬｏｗになった後であって、ＤＬ１に印加された信号がＨｉｇｈになるまでの間に、サンプリング信号をＨｉｇｈにし、サンプリング回路１０２を０状態から１状態とし、サンプリング回路１０２を介して、センスライン（ｎ）からの出力は、蓄積容量１０３に供給される。
サンプリング信号がＨｉｇｈの状態において、ドライブラインＤＬ１に印加された信号がＨｉｇｈになると、蓄積容量１０３への電荷移動が生じ、ドライブラインＤＬ１に印加された信号がＨｉｇｈの状態において、サンプリング信号をＬｏｗの状態とすることにより、ドライブラインＤＬ１に印加された信号がＬｏｗ状態になっても、上記電荷をそのまま維持（ホルド）することができる。
本実施の形態においては、図２３に図示されているように、積分回数Ｎiｎｔを４回としているため、電荷移動および維持（ホルド）を４回繰返した後、測定手段１０６によって、出力アンプ１０４を介して、容量が測定されるようになっている。
測定後には、再びリセット信号をＨｉｇｈにし、蓄積容量１０３を接地させ、蓄積容量１０３をリセットする。
図２５は、各ステップ（ＳＴＥＰ）における、サンプリング回路１０２とリセットスイッチ１０５との状態を説明するための図である。
図示されているように、ＳＴＥＰ Ａは、全体がリセットされる場合であり、この場合においては、サンプリング回路１０２は、０の状態となり、センスライン（ｎ）を接地させ、リセットスイッチ１０５は、蓄積容量１０３を接地させ、蓄積容量１０３をリセットする。
ＳＴＥＰ Ｂは、リセット信号がＬｏｗ状態になってからサンプリング信号がＨｉｇｈ状態になるまでのＤＥＡＤＴＩＭＥである。
ＳＴＥＰ Ｃは、サンプリング回路１０２が、１の状態となり、サンプリング回路１０２を介して、センスライン（ｎ）からの出力は、蓄積容量１０３に供給される状態となる、電荷移動状態を示す。
そして、ＳＴＥＰ Ｄは、サンプリング信号がＬｏｗ状態になった後に、ドライブラインＤＬ１に印加された信号がＬｏｗ状態になるまでのＤＥＡＤＴＩＭＥである。
ＳＴＥＰ Ｅは、サンプリング回路１０２が０の状態となり、センスライン（ｎ）と蓄積容量１０３とは電気的に分離される維持（ホルド）を示す。
上記ＳＴＥＰ Ｂ〜Ｅまでが４回繰返された後に、ＳＴＥＰ Ｆにおいて、サンプリング回路１０２が０の状態を維持したまま、センスライン（ｎ）と蓄積容量１０３とは電気的に分離された状態で、測定手段１０６によって、出力アンプ１０４を介して、容量が測定されるようになっている。
図２３に図示されているように、上述したタッチパネルの逐次駆動方式においては、ドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・ＤＬｎに所定波形を有する信号を順次印加するのに時間がかかるので、センシングに所要される時間Ｔsenseも長くなってしまう。
したがって、このように逐次駆動方式によって駆動されるタッチパネルにおいては、図２１に図示されているように、限られた休止（１Ｖ帰線）期間の間にセンシング回数（積分回数）を増やすのは困難であるため、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを実現するのは困難である。
一方、図４から図９に基づいて、液晶表示装置１に備えられた並列駆動方式で駆動されるタッチパネルついて説明する。
図４は、液晶表示装置１に備えられたタッチパネルの概略構成を示す図である。
図示されているように、ドライブライン駆動回路２１は、ドライブライン選択回路２２とＭ系列発生回路２３とを備えており、センスライン駆動回路２４は、センスライン選択回路２５と増幅回路２６とＡ／Ｄ変換回路２７と相関値算出回路２８とタッチ位置検出回路２９とを備えている。
そして、タッチパネルの制御回路２０は、液晶パネルのタイミングコントローラ１３からゲートクロックＧＣＫおよびゲートスタートパルスＧＳＰを受け、液晶パネル側が書込み期間であるか、休止期間であるかを判断し、休止期間である場合、ドライブライン駆動回路２１およびセンスライン駆動回路２４にタッチパネルを並列駆動させるための所定の信号を送るようになっている。
図５は、Ｍ系列発生回路２３に備えられたＭ系列発生器３０を示す図である。
Ｍ系列発生器３０は、入力されたクロックに従って、０または１からなるＭ系列信号を生成する。
図示されているように、Ｍ系列発生器３０は、縦続に接続された８個のフリップフロップを備えており、８次のＭ系列を発生する回路で、周期＝２８−１＝２５５クロックのＭ系列を発生する。
図中、左から２段目、３段目、４段目および８段目のフリップフロップの出力Ｑは、図示されているように３つのＸＯＲ回路（排他的論理和）の入力端子に接続されており、図中、最も左側のＸＯＲ回路の出力は、左から１段目のフリップフロップのデータ入力端子Ｄに接続されているとともに、シフトレジスタに接続されたＭ系列発生器３０の出力端子にも接続されており、Ｍ系列信号Ｍ（ｉ）を発生する。
８個のフリップフロップのＱ出力は、タッチパネルの制御回路２０から供給されるリセットパルスｒｍによって、すべて１にセットされ、初期設定がなされる。そして、クロックｃｋ１が継続的に供給され、クロックｃｋ１の立ち上がりが入力される毎に、Ｍ系列発生器３０の出力端子に、時系列的にＭ（０）、Ｍ（１）・・・Ｍ（ｎ−１）、Ｍ（Ｋ−１）のＭ系列信号が出力される。
図６は、ドライブライン駆動回路２１の概略構成を示す図である。
図示されているように、Ｍ系列発生回路２３においては、Ｍ系列発生器３０の出力端子から出力されたＭ系列信号はシフトレジスタ３１に入力され、クッロクｃｋ１を入力する毎にデータをシフトする。
そして、本実施の形態においては、複数のドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・を４個ずつのグループに区分して、駆動させているため、シフトレジスタ３１には、ドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・・・の１／４の数だけの段と出力端子が備えられている。
また、シフトレジスタ３１の各段における出力端子からは、符号列信号（符号列１・符号列２・・・）が出力される。
また、ドライブライン選択回路２２には、隣接する４つのドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・ＤＬ３・ＤＬ４、隣接する４つのドライブラインＤＬ５・ＤＬ６・ＤＬ７・ＤＬ８、隣接する４つのドライブラインＤＬｎ−３・ＤＬｎ−２・ＤＬｎ−１・ＤＬｎ毎に一つのスイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・が設けられている。
そして、シフトレジスタ３１の各段における出力端子から出力される符号列１・符号列２・・・は、スイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・によってそれぞれ選択されたドライブラインＤＬ１・ＤＬ５・ＤＬ９・ＤＬ１３・・・に同時に供給される。
それから、所定時間経過後、すなわち、スイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・によってそれぞれ選択されたドライブラインＤＬ１・ＤＬ５・ＤＬ９・ＤＬ１３・・・に符号列１・符号列２・・・の供給が完了したら、スイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・はそれぞれドライブラインＤＬ２・ＤＬ６・ＤＬ１０・ＤＬ１４・・・を選択し、符号列１・符号列２・・・を同時に供給する。
この繰り返しで、全てのドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・ＤＬ３・・・に符号列１・符号列２・・・を供給することができる。
上記方法によれば、スイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・の数分のドライブラインに同時に符号列１・符号列２・・・を供給することができる。例えば、スイッチ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄ・・・を１２個設けたとすると、全てのドライブラインＤＬ１・ＤＬ２・ＤＬ３・・・に符号列１・符号列２・・・を供給するのにかかる時間を上述した逐次駆動方式に比べて、１／１２に短縮することができる。
なお、図６に示す波形信号は、符号列１・符号列２・・・の一例を示す。
図７は、センスライン駆動回路２４に備えられたセンスライン選択回路２５と増幅回路２６との概略構成を示す図である。
図示されているように、センスライン選択回路２５には、隣接する８つのセンスラインＳｅＬ１・ＳｅＬ２・・・ＳｅＬ８毎に一つのスイッチが設けられている。
そして、タッチパネルの制御回路２０からの信号に基づいて、上記スイッチが選択するセンスラインＳｅＬ１・ＳｅＬ２・・・ＳｅＬ８を切替える。
このようなセンスライン選択回路２５を備えることにより、センスラインから同時に検出信号を検出することができるので、例えば、上記スイッチを１６個設けたとすると、全てのセンスラインＳｅＬ１・ＳｅＬ２・・・ＳｅＬｎから検出信号を検出するのにかかる時間を従来の走査方式に比べると、１／１６に短縮することができる。
増幅回路２６には、オペアンプと上記オペアンプに並列接続されたキャパシタから構成されるＩ／Ｖ変換回路２６ａと切替スイッチ２６ｂとを備えている。
上記スイッチにより選択されたセンスラインからの信号は、上記オペアンプによって、所定の信号レベルに増幅された後、切替スイッチ２６ｂを介してＡ／Ｄ変換回路２７に出力される。
図８は、相関値算出回路２８の概略構成を示す図である。
図示されているように、相関値算出回路２８は、信号遅延回路２８ａとレジスタ２８ｂと相関器２８ｃと演算用符号列生成回路２８ｄと相関値記憶回路２８ｅとを備えている。
レジスタ２８ｂは、信号遅延回路２８ａを構成する複数のＤ−フリップフロップ回路の出力端子と相関器２８ｃとの間に設けられ、各のＤ−フリップフロップ回路から出力された検出信号Ｂ１・・・Ｂｎを一時的に記憶する。
相関器２８ｃは、レジスタ２８ｂからのデータＣ１・・・Ｃｎと演算用符号列生成回路２８ｄからのデータＤ１・・・Ｄｎとを相関演算して相関値を算出する回路であり、タッチパネル上に検出対象物である指などが存在しない場合には、一定の値の相関値を得ることができるが、タッチパネル上に検出対象物である指などが存在する場合には、この一定の値とは異なる値の相関値を得ることができ、これを利用して、タッチ位置を検出することができる。
そして、相関器２８ｃの出力は、相関値記憶回路２８ｅに接続されている。
演算用符号列生成回路２８ｄは、Ｍ系列発生回路２３から出力される符号列１・符号列２・・・に基づいて生成した演算用符号列を相関器２８ｃに、供給する回路である。
相関値記憶回路２８ｅは、相関器２８ｃから出力された相関値を一時的に記憶するための記憶部であり、タッチ位置検出回路２９に接続されている。
図９は、並列駆動を用いることにより、タッチパネルのセンシング時間を短縮できる効果を説明するための図である。
図９の（ａ）は、逐次駆動の場合のセンシング時間Ｔｓｅｎｓｅを示しており、一方、図９の（ｂ）は、並列駆動の場合のセンシング時間Ｔｓｅｎｓｅを示している。
ＤＬ波形周期Ｔｄｒｉｖｅと積分回数Ｎｉｎｔとが同じであるとした場合、並列駆動が可能なドライブラインの本数分、並列駆動の場合のセンシング時間Ｔｓｅｎｓｅを逐次駆動の場合のセンシング時間Ｔｓｅｎｓｅより短縮できる。
したがって、限られた休止期間の間にセンシング回数（積分回数）を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを備えた液晶表示装置１を実現できる。
なお、本実施の形態においては、符号列として、Ｍ系列信号を用いているが、これに限定されることはなく、例えば、アダマール符号列などを用いてもよい。
また、本実施の形態においては、符号列の相関演算を行い求められた相関値から検出対象物の位置を検出しているが、これに限定されることはなく、符号列の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物の位置を検出することもできる。
〔実施の形態２〕
次に、図１０から図１２に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施の形態の液晶表示装置においては、実施の形態１において説明した並列駆動方式で駆動されるタッチパネルを備えているとともに、上記液晶表示装置の液晶パネルに備えられた画素ＴＦＴ素子の半導体層として、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層（以下ＩＧＺＯ層と称する）や多結晶シリコン層（以下ポリＳｉ層と称する）や連続粒界結晶シリコン層（以下ＣＧＳ層と称する）を用いている点において、実施の形態１とは異なっており、その他の構成については実施の形態１において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１０は、本実施の形態の液晶表示装置の液晶パネルに備えられた画素ＴＦＴ素子の半導体層として用いることができる各種半導体層と、上述した実施の形態１において用いた半導体層であるα−Ｓｉ層との各種特性の差を説明するための図である。
図示されているように、半導体層の移動度においては、α−Ｓｉ層＜ＩＧＺＯ層＜ポリＳｉ層＝ＣＧＳ層の順になっており、液晶表示装置１に備えられた複数の画素に順次的に画像データをより短時間で書き込むという面からは、ポリＳｉ層とＣＧＳ層とが有利である。
上記書き込みをより短時間で行うことができると、詳しくは後述するが、１フレーム期間における書込み期間を短く設定することができ、その分、タッチパネルの駆動可能期間である休止期間を長く設定することができるので、タッチパネルのセンシングの積分回数を増加でき、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる液晶表示装置１を実現することができる。
一方、オフ時のリーク特性においては、ＩＧＺＯ層が最も優れており、特に、ＩＧＺＯ層は、ワイドバンドギャップであるため、光リーク量が、α−Ｓｉ層、ポリＳｉ層およびＣＧＳ層に比べて、格段に少ない。
オフ時のリーク電流量が少ないと、休止駆動（低周波駆動）が可能となるので、上記書込みの周期を長く設定することができ、１フレーム期間を長く設定することができる。
１フレーム期間を長く設定できると、上記書込み期間の長さが一定であるとした場合、タッチパネルの駆動可能期間である休止期間を長く設定することができる。
したがって、長く設定された上記休止期間を用いて、タッチパネルのセンシングの積分回数を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる液晶表示装置を実現することができる。
また、プロセスコスト面においては、α−Ｓｉ層およびＩＧＺＯ層の形成工程においては、必要なマスク枚数が３〜５枚であり、レーザーアニール不要であるのに対し、ポリＳｉ層およびＣＧＳ層の形成工程においては、必要なマスク枚数が１０枚程度であり、別途レーザーアニールを必要とする。
したがって、α−Ｓｉ層とＩＧＺＯ層とは、プロセスコスト面でメリットを有する。
以上の各要素を考慮し、本実施の形態においては、画素ＴＦＴ素子の半導体層として、ＩＧＺＯ層を用いており、低コストで高性能な液晶表示装置を実現することができる。
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置においては、並列駆動方式で駆動されるタッチパネルを備えているので、センシング時間を短縮することができるとともに、画素ＴＦＴ素子の半導体層としてＩＧＺＯ層が用いられているので、液晶パネルの１フレーム期間における書込み期間の短縮や書込み周期を長くすることができる。
したがって、タッチパネルのセンシング回数（積分回数）を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを備えた液晶表示装置を実現できる。
なお、本実施の形態においては、画素ＴＦＴ素子の半導体層として、ＩＧＺＯ層を用いた場合について説明しているが、これに限定されることはなく、画素ＴＦＴ素子の半導体層として、ポリＳｉ層やＣＧＳ層を用いることもできる。
最後に、画素ＴＦＴ素子の好ましい構造について検討すると、ＩＧＺＯ層は、ポリＳｉ層およびＣＧＳ層よりも移動度は落ちるが、光リーク量が少ないために、図示されているような、シングルゲートＴＦＴ（一つのＴＦＴ素子と一つのＳ／Ｄ電極からなる構造）を用いることができる。
上記シングルゲートＴＦＴは、デュアルゲートＴＦＴ（二つのＴＦＴ素子とＬＤＤ部を有する構造）に比べ、チャネル長が半分であることや、ＬＤＤ部の抵抗分がないことから、駆動能力が高い。
一方、ポリＳｉ層およびＣＧＳ層は、ＩＧＺＯ層よりも移動度は高いが、光リーク量が大きいために、図示されているような、デュアルゲートＴＦＴ（二つのＴＦＴ素子とＬＤＤ部を有する構造）を用いると光リーク量を抑制することができる。
したがって、本実施の形態で用いているＩＧＺＯ層を備えたシングルゲートＴＦＴである画素ＴＦＴ素子の駆動能力は、ポリＳｉ層やＣＧＳ層を備えたデュアルゲートＴＦＴ素子の駆動能力に匹敵するものである。
以下、図１１および図１２に基づいて、本実施の形態で用いているＩＧＺＯ層を備えたシングルゲートＴＦＴである画素ＴＦＴ素子が備えられている場合、図４に示す液晶パネルのタイミングコントローラ１３において、設定できる液晶表示装置の駆動方法について説明する。
図１１は、本実施の形態の液晶表示装置に備えられた液晶パネルを３０Ｈｚで低周波駆動させる場合の１フレーム期間における、書込み期間とタッチパネルの駆動が可能な休止期間とを示す図である。
図１１の（ａ）に示す設定においては、上記液晶表示装置に備えられた液晶パネルを３０Ｈｚで低周波駆動させているので、図２１に示す６０Ｈｚ駆動時と比較して１フレーム期間を３３．３ｍｓと２倍長く設定することができる。
書込み期間は、図２１に示す６０Ｈｚ駆動時と変わらないが、リーク電流量が少ないという特徴を利用して、液晶パネルを低周波駆動させることにより、休止期間を図２１に示す６０Ｈｚ駆動時と比較して１６．７ｍｓだけ長く確保することができる。
図１１の（ｂ）に示す設定においても、液晶表示装置に備えられた液晶パネルを３０Ｈｚで低周波駆動させているので、図２１に示す６０Ｈｚ駆動時と比較して１フレーム期間を３３．３ｍｓと２倍長く設定することができる。
そして、駆動能力の高い画素ＴＦＴ素子を用いて、２倍速書込みを行い、図１１（ａ）や図２１に示す場合と比較して、書込み期間を１／２に短縮することができる。したがって、この場合においては、図１１の（ａ）の場合より、さらに長く休止期間を確保することができる。
図１２は、液晶表示装置に備えられた液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させ、タッチパネルを１２０Ｈｚで駆動させる場合を示す図である。
図１２の（ａ）に示す設定においては、液晶表示装置に備えられた液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させているため、１フレーム期間は１６．７ｍｓとなるが、２倍速書込みを行い、図２１に示す場合と比較して、書込み期間を１／２に短縮できるので、休止期間を比較的長く確保することができる。
１フレーム期間における、上記休止期間の初期と終期とに、２回に分けてタッチパネルを駆動させることにより、液晶パネルは６０Ｈｚで駆動させ、タッチパネルは１２０Ｈｚで駆動させることができる。
図１２の（ｂ）に示す設定においては、液晶表示装置に備えられた液晶パネルを６０Ｈｚで駆動させているため、１フレーム期間は１６．７ｍｓとなるが、駆動能力の高い画素ＴＦＴ素子を用いて、２倍速書込みを行い、図２１に示す場合と比較して、書込み期間を１／２に短縮させるとともに、１フレーム期間において、２回に分けて書込みを行っている。
１フレーム期間において、２回に分けられた書込み期間の後には、休止期間が設定されているので、１フレーム期間中にタッチパネルの駆動期間は、２回設けられることとなる。
したがって、液晶パネルは６０Ｈｚで駆動させ、タッチパネルは１２０Ｈｚで駆動させることができる。
なお、図１１および図１２に示す設定は一例であり、本発明がこれに限定されることはなく、例えば、図１２に示すような、１フレーム期間中にタッチパネルの駆動期間を複数回設ける設定は、液晶パネルを低周波駆動させる場合にも適用できるのは勿論である。
なお、画素ＴＦＴ素子に備えられた半導体層がポリＳｉ層やＣＧＳ層である場合には、リーク電流量が比較的大きいため、上述した液晶表示装置の駆動方法中、液晶パネルを低周波駆動させることは困難であるが、これ以外の駆動方法は適用することができる。
〔実施の形態３〕
次に、図１３から図１５に基づいて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施の形態の液晶表示装置においては、実施の形態１において説明したようにタッチパネルを並列駆動させ、実施の形態２において説明したように上記液晶表示装置の液晶パネルに備えられた画素ＴＦＴ素子の半導体層として、ＩＧＺＯ層を用いるとともに、液晶パネル側においても、共通電極層９の抵抗を下げるため、金属からなる導電層３２を設け、共通電極層９と導電層３２とを電気的に接続させている点において実施の形態１および実施の形態２とは異なっており、その他の構成については実施の形態１および実施の形態２において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態１および実施の形態２の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１３は、ドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）およびセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）の近くに、抵抗が比較的に高い共通電極層（ＣＩＴＯ）が形成されている場合のタッチパネルの等価回路を示す図である。
本来、ドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）とセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）との間にのみ、可変容量ＣＤ−Ｓが形成され、ドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）のＶｉｎから入力された所定波形の信号は、可変容量ＣＤ−Ｓとセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）とを介して、Ｖｏｕｔから出力されるべきであるが、ドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）およびセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）の近くに、抵抗が比較的に高い共通電極層（ＣＩＴＯ）が形成されている場合には、共通電極層（ＣＩＴＯ）とドライブライン（Ｄｒｉｖｅ Ｌｉｎｅ）との間および共通電極層（ＣＩＴＯ）とセンスライン（Ｓｅｎｓｅ Ｌｉｎｅ）との間に、不要な容量であるＣＤ−ＣとＣＣ−Ｓとが形成され、これらの容量を介しても上記Ｖｉｎから入力された所定波形の信号が流れてしまう。
図１４の（ａ）には、図１３にＧＮＤを追加したモデルを用いて、シミュレーションを行うために用いられるパラメータの値が示されている。
また、図１４の（ｂ）は、共通電極層（ＣＩＴＯ）の抵抗が、３９Ωと３９０Ωである場合に求めたシミュレーション波形の結果をそれぞれ示している。
図示されているように、共通電極層（ＣＩＴＯ）の抵抗が３９Ωである場合には、ＶｏｕｔのＯｖｅｒ Ｆｌｏｗ方向への振れが小さく、Ｖｏｕｔは比較的早く収束点に至る。一方、共通電極層（ＣＩＴＯ）の抵抗が３９０Ωである場合には、ＶｏｕｔのＯｖｅｒ Ｆｌｏｗ方向への振れが大きく、Ｖｏｕｔが収束点に至るには相当の時間がかかってしまう。
したがって、共通電極層（ＣＩＴＯ）の抵抗が高い場合には、タッチパネルのセンシング時間が長くなってしまうという問題がある。
よって、本実施の形態においては、共通電極層９の抵抗を下げるため、金属からなる導電層３２を設け、共通電極層９と導電層３２とを電気的に接続させることにより、タッチパネルのセンシング時間を短縮させている。
図１５は、共通電極層９と導電層３２とを電気的に接続させる方法の一例を示す図である。
図１５の(ａ)に示す液晶表示装置に備えられたカラーフィルタ基板１ｃにおいては、ブリッジ電極７とは電気的に分離された金属からなる導電層３２を設けた後、コンタクトホール２８を有する第２の絶縁層８とブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層４とを設けた後に、共通電極層９を形成することによって、共通電極層９と金属からなる導電層３２とが電気的に接続され、共通電極層９の抵抗を下げることができる。
一方、図１５の(ｂ)に示す液晶表示装置に備えられたカラーフィルタ基板１ｄにおいては、液晶パネルの端部において、共通電極層９と導電層３２とが電気的に接続されている。
一般的に、共通電極層９は、透過性を確保するため、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）で形成されているため、比較的抵抗が高い。
上記構成によれば、比較的抵抗が高い共通電極層９と金属からなる導電層３２とは、電気的に接続されているため、共通電極層９の抵抗を下げることができ、Ｖｏｕｔが大きく振れるのを抑制できる。したがって、センシング時間を短縮することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる液晶表示装置を実現することができる。
また、本実施の形態のようなインセル型のタッチパネルを備えている場合、本発明をより好適に用いることができる。
なお、本実施の形態においては、金属からなる導電層３２は、ブリッジ電極７の形成層と同一材料で形成している。
このような場合、ブリッジ電極７と導電層３２とは、同一材料で形成されているので、一つの工程で形成することができ、液晶表示装置の製造工程数を減らすことができる。
なお、本実施の形態において、金属からなる導電層３２は、例えば、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の抵抗の低い金属およびその金属化合物並びに金属シリサイド等の金属材料で形成することが好ましい。
本実施の形態の液晶表示装置においては、並列駆動方式で駆動されるタッチパネルを備えているので、センシング時間を短縮することができるとともに、画素ＴＦＴ素子の半導体層としてＩＧＺＯ層が用いられているので、液晶パネルの１フレーム期間における書込み期間の短縮や書込み周期を長くすることができ、さらには、金属からなる導電層３２を設け、共通電極層９と導電層３２とを電気的に接続させることにより、タッチパネルのセンシング時間を短縮させているので、タッチパネルのセンシング回数（積分回数）を増やすことができ、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを備えた液晶表示装置を実現できる。
なお、本実施の形態においては、実施の形態１において説明したようにタッチパネルを並列駆動させるとともに、実施の形態２において説明したように上記液晶表示装置の液晶パネルに備えられた画素ＴＦＴ素子の半導体層として、ＩＧＺＯ層を用いた構成を用いているが、これに限定されることはなく、画素ＴＦＴ素子の半導体層は特に限定されず、並列駆動されるタッチパネルを備えた構成を用いることもできる。
本発明の表示装置において、上記符号列は、Ｍ系列発生回路から生成されたＭ系列信号であり、上記位置検出部の検出回路は、上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号と、複数の上記符号列と、の相関演算を行い求められた相関値から上記検出対象物が存在する箇所を検出することが好ましい。
上記構成によれば、比較的容易に上記符号列を生成することができる。
したがって、表示装置を大型化または、高価にすることなく製作することができる。
本発明の表示装置において、上記複数の第１の配線は、第１の方向に配列された複数の第１電極であり、上記複数の第２の配線は、上記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の第２電極であり、上記第１電極と上記第２電極とは、互いに交差するように設けられており、上記第１電極と上記第２電極との間には絶縁層が設けられており、上記複数の位置検出素子は、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する複数の箇所において形成された容量であり、上記複数の第１電極に供給されるそれぞれ異なる符号列を有する信号は、上記容量を介して、上記第２電極から出力され、上記容量は、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する箇所上における、検出対象物の有無によって異なり、上記位置検出部の検出回路は、上記容量を介して、上記第２電極から出力される信号から、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する複数の箇所中、上記検出対象物が存在する箇所を検出することが好ましい。
上記構成によれば、指などの検出対象物が複数の箇所で接触した場合、その複数の箇所の位置を検出することのできる、いわゆる、マルチタッチ検出機能を有する静電容量方式の一種である相互容量方式の位置検出部を備えている。
したがって、マルチタッチ検出機能を有するとともに、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記第１電極および上記第２電極の各々は、複数の所定形状のユニット電極が電気的に接続されて形成されており、上記第１電極および上記第２電極の何れか一方は、隣接する上記ユニット電極同士が、上記第１電極および上記第２電極とは異なる層である第１の導電層によって、電気的に接続されており、上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極とは、平面視において重ならず、互いに隣接するように、同一平面上に形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極とは、同一平面上に形成されているので、より薄型の位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
また、上記の構成によれば、上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極とは、同一平面上に形成されているので、例えば、液晶表示装置のように共通電極層を備えている構成においては、上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極と共通電極層との間の距離を稼ぐことができる。したがって、上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極とを別層に設ける場合と比較して、上記第１電極のユニット電極および上記第２電極のユニット電極と上記共通電極層との間に生じる寄生容量を小さくすることができる。
このため、上記の構成によれば、位置検出性能が高く、安定した位置検出動作を行うことができる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記位置検出部の制御回路は、上記第２の期間中において、所定の周期で複数回センシングを行うように設定されていることが好ましい。
本発明の表示装置における上記表示部の１フレーム期間において、上記第１の期間と上記第２の期間とは、複数に分割されており、上記表示部のタイミング制御部は、上記１フレーム期間において、所定周期で複数回に分けて順次的に画像データの書き込みを行うように設定されており、上記位置検出部の制御回路は、上記１フレーム期間において、所定周期で複数回センシングを行うように設定されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記位置検出部の駆動周波数を表示部の駆動周波数より高くすることができ、より精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部は、上側基板と下側基板との間に挟持された液晶層を備えており、上記上側基板および上記下側基板の何れか一方には、共通電極層が備えられており、金属からなる第２の導電層は、上記第１の導電層と同一平面上に形成され、かつ、上記第１の導電層とは電気的に分離されており、上記第２の導電層と上記共通電極層とは電気的に接続されていることが好ましい。
一般的に、上記共通電極層は、透過性を確保するため、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）で形成されているため、比較的抵抗が高い。
上記第１電極および上記第２電極と隣接する箇所に、比較的抵抗が高い共通電極層がある場合、位置検出信号が大きく振れ、安定するまでには時間がかかるため、センシングに時間がかかってしまう。
上記構成によれば、比較的抵抗が高い共通電極層と金属からなる第２の導電層とは、電気的に接続されているため、上記共通電極層の抵抗を下げることができ、位置検出信号が大きく振れるのを抑制できる。したがって、センシング時間を短縮することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、液晶パネルとを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記第１の導電層と上記第２の導電層とは、同一材料で形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記第１の導電層と上記第２の導電層とは、同一材料で形成されているので、一つの工程で形成することができる。
したがって、上記表示装置の製造工程数を減らすことができる。
本発明の表示装置において、上記表示部は、上側基板と下側基板とを備えており、上記位置検出部は、上記上側基板と上記下側基板との間に設けられていることが好ましい。
インセル型の位置検出部を備えた表示装置においては、位置検出部と共通電極層との距離がより短いため、位置検出信号がさらに大きく振れ、安定するまでには時間がかかるため、センシングに時間がかかってしまう。
したがって、インセル型の位置検出部を備えた表示装置においては、本発明をより好適に用いることができる。
本発明の表示装置において、上記表示部は、液晶層を備えた液晶パネルであることが好ましい。
上記構成によれば、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、液晶パネルとを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部は、有機発光層を備えた有機ＥＬであることが好ましい。
上記構成によれば、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、有機ＥＬパネルとを備えた有機ＥＬ表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部の各画素には、アクティブ素子が備えられており、上記アクティブ素子の半導体層は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層で形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記表示部の画素毎に備えられたアクティブ素子の半導体層は、非晶質シリコン層（α−Ｓｉ層）より、移動度の高い半導体層で形成されている。したがって、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間を短く設定することができ、１フレーム期間において、相対的に第２の期間を長く設定することができる。
よって、相対的に長く設定された上記第２の期間を用いて、上記位置検出部のセンシング回数を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
一方、上記表示部の画素毎に備えられたアクティブ素子の半導体層が、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層で形成されているので、上記アクティブ素子のオフ時におけるリーク電流量が小さいため、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間の周期を長く設定することができ、１フレーム期間を長く設定することができる。
１フレーム期間を長く設定できると、上記第１の期間の長さが一定であるとした場合、上記第２の期間を長く設定することができる。
したがって、長く設定された上記第２の期間を用いて、上記位置検出部のセンシング回数を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
また、上記第２の期間を長く設定できるので、上記位置検出部の駆動周波数を表示部の駆動周波数より高くすることもでき、より精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部の各画素には、アクティブ素子が備えられており、上記アクティブ素子の半導体層は、多結晶シリコン層および連続粒界結晶シリコン層中の何れかの層で形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記表示部の画素毎に備えられたアクティブ素子の半導体層は、非晶質シリコン層（α−Ｓｉ層）より、移動度の高い半導体層で形成されている。したがって、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間を短く設定することができ、１フレーム期間において、相対的に第２の期間を長く設定することができる。
よって、相対的に長く設定された上記第２の期間を用いて、上記位置検出部のセンシング回数を増やすことができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部の各画素には、上記アクティブ素子として、シングルゲートトランジスタが設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記アクティブ素子のオフ時におけるリーク電流量が小さいので、上記アクティブ素子として、シングルゲートトランジスタを用いることができる。
シングルゲートトランジスタは、デュアルゲートトランジスタと比較して、チャネル長が半分であり、ＬＤＤ分の抵抗がないので駆動能力が高く、上記表示部の各画素において開口率の低下を伴わない。
したがって、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、開口率が比較的高い表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明の表示装置において、上記表示部の各画素には、上記アクティブ素子として、デュアルゲート型トランジスタが設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記表示部の画素毎に備えられたアクティブ素子のリーク電流量（特に光によるリーク電流量）が比較的大きいので、このようなリーク電流量を下げるために、デュアルゲートトランジスタを用いている。
したがって、上記表示部の画素毎に備えられたアクティブ素子の半導体層が、リーク電流量（特に光によるリーク電流量）が比較的大きい多結晶シリコン層および連続粒界結晶シリコン層中の何れかの層で形成されている場合においても、Ｓ／Ｎ比を向上させ、精度高く位置検出を行うことのできる位置検出部と、表示部とを備えた表示装置を実現することができる。
本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、表示装置に好適に用いることができる。
１ 液晶表示装置（表示装置）
１ａ ＴＦＴ基板
１ｃ、１ｄ カラーフィルタ基板
２ 絶縁基板（下側基板）
３ 絶縁基板（上側基板）
４ ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層
５ａ ドライブ電極（第１の配線・第１電極）
５ｂ センス電極（第２の配線・第２電極）
６ 第１の絶縁層
７ ブリッジ電極
８ 第２の絶縁層
９ 共通電極層
１０ 液晶層
１１ 画素ＴＦＴ素子
１２ 画素電極
１３ 液晶パネルのタイミングコントローラ（タイミング制御部）
１４ 走査信号線駆動回路
１５ データ信号線駆動回路
１６ＳＥＭ 半導体層
２０ タッチパネルの制御回路（位置検出部の制御回路）
２１ ドライブライン駆動回路
２３ Ｍ系列発生回路（符号列信号供給回路）
２４ センスライン駆動回路
２８ 相関値算出回路
２９ タッチ位置検出回路
３２ 金属からなる導電層
ＧＬｎ 走査信号線
ＳＬｎ データ信号線
ＤＬｎ ドライブライン（第１の配線・第１電極）
ＳｅＬｎ センスライン（第２の配線・第２電極）

Claims (10)

  1. 位置検出部と表示部とを備えた表示装置であって、
    上記表示部は、上側基板と下側基板との間に挟持された液晶層を備えており、
    上記上側基板および上記下側基板の何れか一方には、共通電極層が備えられており、
    上記位置検出部には、マトリクス状に形成された複数の位置検出素子が設けられており、
    上記複数の位置検出素子の各々には、互いに電気的に分離された、第１の配線および第２の配線が電気的に接続されており、
    上記複数の第１の配線に、それぞれ異なる符号列を有する信号を同時に印加する符号列信号供給回路を備え、
    上記表示部の１フレーム期間は、上記表示部に備えられた複数の画素に順次的に画像データの書き込みを行う第１の期間と、上記第１の期間以外の期間である第２の期間とからなり、
    上記第２の期間中において上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号を得て、
    上記位置検出素子から出力される信号と、複数の上記符号列と、の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物が存在する箇所を検出するように設定された上記位置検出部の制御回路と、を備え、
    上記複数の第１の配線は、第１の方向に配列された複数の第１電極であり、上記複数の第２の配線は、上記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の第２電極であり、
    上記第１電極と上記第２電極とは、互いに交差するように設けられ、
    上記第１電極と上記第２電極との間には絶縁層が設けられており、
    上記複数の位置検出素子は、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する複数の箇所において形成された容量であり、
    上記第１電極および上記第２電極の各々は、複数の所定形状のユニット電極が電気的に接続されて形成され、
    上記第１電極および上記第２電極の何れか一方は、隣接する上記ユニット電極同士が、上記第１電極および上記第２電極とは異なる層である第１の導電層によって、電気的に接続されており、
    上記第１電極のユニット電極と上記第２電極のユニット電極とは、平面視において重ならず、互いに隣接するように、同一平面上に形成されており、
    金属からなる第２の導電層は、上記第１の導電層と同一平面上に形成され、かつ、上記第１の導電層とは電気的に分離されており、
    上記第２の導電層と上記共通電極層とは電気的に接続されており、
    上記複数の第１電極に供給されるそれぞれ異なる符号列を有する信号は、上記容量を介して、上記第２電極から出力され、
    上記容量は、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する箇所上における、上記検出対象物の有無によって異なり、
    上記位置検出部の検出回路は、上記容量を介して、上記第２電極から出力される信号から、上記第１電極と上記第２電極とが隣接する複数の箇所中、上記検出対象物が存在する箇所を検出することを特徴とする表示装置。
  2. 上記符号列は、Ｍ系列発生回路から生成されたＭ系列信号であり、
    上記位置検出部の検出回路は、上記複数の第２の配線を介して、上記位置検出素子から出力される信号と、複数の上記符号列と、の相関演算を行い求められた相関値から上記検出対象物が存在する箇所を検出することを特徴とすることを請求項１に記載の表示装置。
  3. 上記位置検出部の制御回路は、上記第２の期間中において、所定の周期で複数回センシングを行うように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 上記表示部の１フレーム期間において、上記第１の期間と上記第２の期間とは、複数に分割されており、
    上記表示部のタイミング制御部は、上記１フレーム期間において、所定周期で複数回に分けて順次的に画像データの書き込みを行うように設定されており、
    上記位置検出部の制御回路は、上記１フレーム期間において、所定周期で複数回センシングを行うように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  5. 上記第１の導電層と上記第２の導電層とは、同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
  6. 上記位置検出部は、上記上側基板と上記下側基板との間に設けられていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
  7. 上記表示部の各画素には、アクティブ素子が備えられており、
    上記アクティブ素子の半導体層は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎから選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物層で形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の表示装置。
  8. 上記表示部の各画素には、アクティブ素子が備えられており、
    上記アクティブ素子の半導体層は、多結晶シリコン層および連続粒界結晶シリコン層中の何れかの層で形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の表示装置。
  9. 上記表示部の各画素には、上記アクティブ素子として、シングルゲートトランジスタが設けられていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
  10. 上記表示部の各画素には、上記アクティブ素子として、デュアルゲート型トランジスタが設けられていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
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