JP5909201B2 - タッチ検出装置、これを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器 - Google Patents

タッチ検出装置、これを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本開示は、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置及びこれを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器に関する。
近年、指、スタイラスペン等の外部近接物体による近接操作を検出するタッチ検出装置を備えるタッチ検出機能付き表示装置が知られている。このタッチ検出機能付き表示装置は、タッチパネルと呼ばれており、タッチ検出部を液晶表示装置等の表示装置上に設ける方式に加え、タッチ検出部を液晶表示装置等の表示装置と一体で設ける方式がある。
タッチ検出装置の検出方式としては、光学式、抵抗式、静電容量式等、いくつかの検出方式が知られている。このうち、静電容量式のタッチ検出装置は、比較的単純な構造で形成でき、低消費電力での駆動が可能となっている。このようなタッチ検出装置を備えるタッチ検出機能付き表示装置は、各種のボタン画像等を表示させた表示装置をユーザが外部近接物体で近接操作することで、通常の機械式ボタンと同様に、タッチ検出部を介して所望の情報の入力操作が可能となっている。また、キーボード装置、マウス装置、キーパッド等の表示装置に外部接続されて設けられる入力装置とは異なり、表示装置と略一体的に設けることができる。このため、例えば携帯電話機、テレビジョン受像機、デジタルカメラ装置、ノート型のパーソナルコンピュータ装置等の様々な電子機器に設けられている。
静電容量式のタッチ検出装置は、第１配線と第２配線とを積層させ、いずれか一方の配線（駆動電極）に電圧を印加し、他方の配線（タッチ検出電極）で検出信号を検出する（特許文献１参照）。静電容量式のタッチ検出装置は、駆動電極とタッチ検出電極とで検出する検出領域に外部近接物体が近接しているとタッチ検出で検出する信号の値が変化する。静電容量式のタッチ検出装置は、当該変化に基づいて、外部近接物体の近接を検出する。また、特許文献１には、駆動電極の端部のパッド部の幅を位置によって変化させることが記載されている。
特開２０１２−４３２９８号公報
タッチ検出装置は、複数の駆動電極が所定の方向（配列方向）に隣接して配置されている。つまり、タッチ検出装置は、複数の駆動電極が配列方向に並んで配置されている。タッチ検出装置は、タッチを検出する場合、電圧を印加する駆動電極を時分割で切り換え、それぞれの検出タイミングにおいてタッチ検出電極で信号を検出する。これにより、当該駆動電極が配置されている領域においてタッチが行われている場合、タッチ位置の近傍で当該駆動電極と重なっているタッチ検出電極での信号が変化した状態で検出される。
タッチ検出装置は、駆動信号の供給を行う駆動回路と各駆動電極がそれぞれ配線を介して接続されている。各駆動電極は、並列されて配置されているため、各駆動電極と駆動回路との間の距離の違いにより、各駆動電極と駆動回路との間の配線の長さも、それぞれ異なる長さとなる。
ここで、駆動電極は、駆動回路と接続されている配線の長さにより配線抵抗値が異なる。具体的には、駆動回路と接続される配線が長くなるほど配線抵抗値が大きくなる。長い配線が接続された駆動電極は、配線抵抗値が大きいため、時定数が大きくなり、駆動信号が供給されてから所定のレベルに到達するまでの時間が長くなる。
また、タッチ検出装置のシステム設計を行う場合、タッチを検出する期間、つまり該当する電極に駆動信号を印加する時間を、時定数が最も大きくなる駆動電極に供給した駆動信号が所定のレベルに到達するのに要する時間を基準として設定することがある。このため、時定数が大きい駆動電極とその他の駆動電極との時定数の差が大きくなると、タッチ検出期間の短縮に限界が生じる。
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、タッチの検出精度を維持しつつ、各駆動電極でのタッチ検出時間を短くすることができるタッチ検出装置、これを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器の提供を目的とする。
本開示に係るタッチ検出装置は、複数の走査信号線と複数の画素信号線とを有し、表示領域に画像を表示する表示装置に積層され、検出面に近接する外部近接物体の位置を検出するタッチ検出装置であって、前記検出面に直交する方向において、前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる位置にそれぞれ配置された複数の駆動電極を有する駆動電極層と、前記駆動電極に対向し、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、前記駆動電極に駆動信号を印加する駆動電極ドライバと、複数の前記駆動電極のそれぞれと駆動回路とを電気的に接続する複数の配線と、を有し、前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極のうち、接続された前記配線の距離が最も長い特定駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積が、他の駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積の平均の面積よりも小さい。
本開示に係るタッチ検出機能付き表示装置は、上記のタッチ検出装置と、タッチ検出装置に積層して配置された表示装置とを備える。さらに、本開示に係る電子機器は、上記のタッチ検出器能付き表示装置を備える。
このような本開示は、複数の駆動電極のうち、接続された配線の距離が最も長い特定駆動電極の面積を、他の駆動電極の平均の面積よりも小さくすることで、駆動回路から遠い、つまり配線の距離が長い駆動電極と他の駆動電極との時定数の差を小さくすることができ、所定のレベルでタッチ検出できる状態に到達するまでの時間を均一化することができる。このため、タッチの検出精度を維持しつつ、各駆動電極でのタッチ検出時間を短くすることができる。
本開示は、駆動回路から遠い駆動電極と他の駆動電極との時定数の差を小さくすることができ、所定のレベルでタッチ検出できる状態に到達するまでの時間を均一化することができる。このため、タッチの検出精度を維持しつつ、各駆動電極でのタッチ検出時間を短くすることができる。
図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図２は、静電容量式タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。 図３は、図２に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。 図４は、静電容量式タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接した状態を表す説明図である。 図５は、図４に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図７は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。 図８は、実施形態１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。 図９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。 図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素基板の１つの副画素に対応する部分を拡大した断面図である。 図１１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図１２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 図１３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極層と画素との関係を示す平面図である。 図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。 図１５は、図１４に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極の電圧の変化を示す説明図である。 図１６は、比較例のタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。 図１７は、図１６に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極号の電圧の変化を示す説明図である。 図１８は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極層と画素との関係を示す平面図である。 図１９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。 図２０は、図１９に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極の電圧の変化を示す説明図である。 図２１は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の中央部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。 図２２は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の端部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。 図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の端部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。 図２４は、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略的な断面構造を表す断面図である。 図２５は、実施形態６に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略的な断面構造を表す断面図である。 図２６は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２８は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２９は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図３０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図３１は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図３２は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
本開示を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施形態（タッチ検出機能付き表示装置）
１−１．実施形態１
１−２．実施形態２
１−３．実施形態３
１−４．実施形態４
１−５．実施形態５
１−６．実施形態６
２．適用例（電子機器）
実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が電子機器に適用されている例
３．本開示の構成
＜１−１．実施形態１＞
［構成例］
（全体構成例）
図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、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１４と、タッチ検出部４０とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０が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、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス（表示装置）２０と静電容量式のタッチ検出デバイス（タッチ検出装置）３０とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス２０の上に、静電容量式のタッチ検出デバイス３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。
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。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及びタッチ検出部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。
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、後述する各画素Ｐｉｘ（副画素ＳＰｉｘ）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。ソースドライバ１３は、１水平ライン分の映像信号から、液晶表示デバイス２０の複数の副画素ＳＰｉｘの画素信号Ｖｐｉｘを時分割多重化した画素信号を生成する。
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
（静電容量式タッチ検出の基本原理）
タッチ検出デバイス３０は、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。図１〜図６を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図２は、静電容量式タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図４は、静電容量式タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図５は、図４に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
例えば、図２及び図４に示すように、容量素子Ｃ１は、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及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図３及び図５に示すように、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Ｒを介して接地されるとともに、電圧検出器（タッチ検出部）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〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述するタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに相当するものである。
指が接触（または近接）していない状態（非接触状態）では、図２及び図３に示すように、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６に示す波形Ｖ０のようになり、図３に示す電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０を検出する。
一方、指が接触（または近接）した状態（接触状態）では、図４に示すように、指によって形成される静電容量があたかも容量素子Ｃ２として容量素子Ｃ１に付加するように作用する。そして、図５に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ２は容量素子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、容量素子Ｃ１、Ｃ２に電流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６の波形Ｖ１のようになり、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ１を検出する。このとき、他端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Ｖｔｈ以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧Ｖｔｈ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。
図１に示すタッチ検出デバイス３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍ（後述するタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ）に従って、１検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、検出ブロックごとにタッチ検出信号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（上述した接触状態）の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを備えている。
アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔを入力とし、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。
Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれ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の出力信号に含まれる、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔをサンプリングした周波数よりも高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出すデジタルフィルタを備えている。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においてタッチが検出されたときに、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、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。
（モジュール）
図７は、タッチ検出機能付き表示装置１を実装したモジュールの一例を示す図である。図７に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、ＣＯＧ（Chip On Glass）１９を有している。ＣＯＧ１９は、駆動電極ドライバ１４を内蔵している。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、いわゆるランドスケープ型（横長）のものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、後述するＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬと立体交差するように形成されたタッチ検出電極ＴＤＬとを模式的に示している。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺方向に形成されており、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向に形成されている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数の駆動電極ＣＯＭＬが長辺方向に、列状に配置されている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数の駆動電極ＣＯＭＬが同一平面上に配置されている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数の駆動電極ＣＯＭＬが配置されている領域が駆動電極層となる。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが短辺方向に、列状に配置されている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが同一平面上に配置されている。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが配置されている領域がタッチ検出電極層となる。駆動電極層とタッチ検出電極層は、少なくとも画像を表示する領域の全域に配置されている。タッチ検出電極ＴＤＬの出力は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側に設けられ、フレキシブル基板などにより構成された端子部Ｔを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部４０と接続されている。ＣＯＧ１９は、ＴＦＴ基板２１に実装されたチップであり、図１に示した制御部１１、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。ＣＯＧ１９に内蔵された駆動電極ドライバ１４は、ＣＯＧ１９の制御に基づいて、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号を印加する。
タッチ検出機能付き表示装置１は、後述するように、表示動作の際に、１水平ラインずつ線順次走査を行う。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示走査を、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺方向と平行に行う。一方、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作の際に、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍを順次印加することにより、１検出ラインずつ線順次走査が行われる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出走査を、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向と平行に行う。
このように、図７に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬの本数を少なくすることができ、端子部Ｔを介してタッチ検出部４０に接続する際の配線の引き回しが容易になる。図７に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧ１９に駆動電極ドライバ１４を内蔵しているので、額縁を狭くすることができる。
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。
図８は、実施形態１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。図９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。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の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２と、ＴＦＴ基板２１及び画素電極２２の間に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２４と、を含む。ＴＦＴ基板２１には、図９に示す各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。このように、画素信号線ＳＧＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画像信号を供給する。図９に示す液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。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。
副画素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副画素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、副画素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副画素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、副画素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副画素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１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
図１に示すゲートドライバ１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、図９に示す走査信号線ＧＣＬを介して、副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、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副画素ＳＰｉｘ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。図１に示すソースドライバ１３は、画素信号Ｖｐｉｘを、図９に示す画素信号線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副画素ＳＰｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘ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。図１に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、図８及び図９に示す、１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。
上述したように、液晶表示デバイス２０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る。また、液晶表示デバイス２０は、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。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含むブロックに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。
対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、を含む。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
カラーフィルタ３２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを含む。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、ＣＯＧ１９と対向しており、ＴＦＴ基板２１の表面と垂直な方向にみて重なり合う。
カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタを周期的に配列して、上述した図９に示す各副画素ＳＰｉｘに赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに対応付けられるとともに、１組として画素Ｐｉｘに対応付けられている。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。
本実施形態に係る駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通電極（共通駆動電極）として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。本実施形態では、１つの駆動電極ＣＯＭＬが複数水平ライン分の画素電極２２（複数行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。絶縁層２４は、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁するとともに、画素電極２２とＴＦＴ基板２１の表面に形成された画素信号線ＳＧＬとを絶縁する。駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向し、上述した走査信号線ＧＣＬが延在する方向
と平行な方向に延在している。駆動電極ＣＯＭＬには、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ１４から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖｃｏｍが印加されるようになっている。
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）またはＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図８に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
なお、液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されてもよい。
図１０は、画素基板の１つの副画素に対応する部分を拡大した断面図である。図１０に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の画素基板２は、ＴＦＴ基板２１上に駆動電極ＣＯＭＬ、絶縁層２４、画素電極２２が積層されている。また、ＴＦＴ基板２１の表面と駆動電極ＣＯＭＬとの間にも絶縁層２８が配置されている。ここで、絶縁層２８は、アクリル樹脂等、短時間で高く積層させることができる絶縁性の有機物で形成される。また、ＴＦＴ基板２１は、透過性を備えるガラス基板２１ａ上に走査信号線ＧＣＬ、絶縁膜２１ｂ、半導体２１ｃ、画素信号線ＳＧＬ及び絶縁膜２１ｄが積層されている。半導体２１ｃは、絶縁膜２１ｂを介して走査信号線ＧＣＬの上に積層されている。また、半導体２１ｃは、画素信号線ＳＧＬと接続されている。また、画素基板２は、表面に対面する方向からみた場合、駆動電極ＣＯＭＬの一部と走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬとが重なっている。つまり、画素基板２は、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬと画素信号線ＳＧＬとが、絶縁層を介して表面に直交する方向に積層されている。また、駆動電極ＣＯＭＬは、画素基板２の表面に平行な面において形成される位置が、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬと重なる領域を含んでいる。
図１１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、上述したように、図の左右方向に延在してストライプ状の形状（電極パターン）で配置されている。タッチ検出デバイス３０は、上述したように、複数の駆動電極ＣＯＭＬが図の上下方向に隣接するように列状に配置されている。タッチ検出デバイス３０は、列状に配置した駆動電極ＣＯＭＬがタッチを検出する領域を複数に分割している。タッチ検出動作を行う際は、各駆動電極ＣＯＭＬには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍが順次供給され、後述するように時分割的に順次走査し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の延在方向と交差する方向に延在してストライプ状の形状（電極パターン）で配置されている。タッチ検出デバイス３０は、上述したように、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが図の左右方向に隣接するように列状に配置されている。タッチ検出デバイス３０は、列状に配置したタッチ検出電極ＴＤＬがタッチを検出する領域を複数に分割している。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出部４０のアナログＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬとして時分割的に線順次走査するように駆動することにより、列状に配置された複数の駆動電極ＣＯＭＬが順次選択され、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力することにより、１つの駆動電極ＣＯＭＬにおけるタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、上述した静電容量式の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１１に示すように、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。
［動作及び作用］
続いて、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１の動作及び作用について説明する。
駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するため、駆動信号Ｖｃｏｍが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極ＣＯＭＬは、表示動作を行う表示期間Ｂと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Ａとに分けて駆動信号Ｖｃｏｍが印加される。駆動電極ドライバ１４は、表示動作を行う表示期間Ｂにおいては表示駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Ａにおいてはタッチ駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄとして記載し、タッチ駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとして記載する。
（全体動作概要）
制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及びタッチ検出部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、表示期間Ｂにおいて、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、表示期間Ｂにおいて、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１４は、表示期間Ｂでは、１水平ラインに係る駆動電極に表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加し、タッチ検出期間Ａでは、タッチ検出動作に係る駆動電極に対して表示駆動信号Ｖｃｏｍｄよりも周波数の高いタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを順次印加し、駆動電極を順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間Ｂにおいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、及び駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行う。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求め、出力信号Ｖｏｕｔを出力する。制御部１１は、検出タイミング制御部４６を制御して、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔのサンプリング周波数を変更する。
（詳細動作）
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。図１２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１の一動作例を表すタイミング波形図である。図１２に示すように、液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、走査信号線ＧＣＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目の走査信号線ＧＣＬの１水平ラインずつを順次走査して表示を行う。同様に、駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、複数の駆動電極ＣＯＭＬのうちの、走査する水平ラインに対応する隣接する（ｍ−１）列目、ｍ列目、（ｍ＋１）列目への駆動信号に対応する所定の駆動電極ＣＯＭＬに所定の電圧を供給する。
このように、タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間１Ｈごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ａ）と表示動作（表示期間Ｂ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、１表示水平期間１Ｈごとに、異なる駆動電極ＣＯＭＬを選択して駆動信号Ｖｃｏｍを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。以下に、その動作を詳細に説明する。
まず、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する。これにより、１表示水平期間１Ｈが開始する。
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｍ−１）列目に対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、駆動信号Ｖｃｏｍ（ｍ−１）が低レベルから高レベルに変化する。この駆動信号Ｖｃｏｍ（ｍ−１）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。次に、駆動信号Ｖｃｏｍ（ｍ−１）が高レベルから低レベルに変化すると、タッチ検出信号Ｖｄｅｔは同様に変化する。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶｄｅｔをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、１検出ライン（１つの駆動電極ＣＯＭＬに対応する領域）のタッチ検出が行われる。
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、図１２に示したように、この画素信号Ｖｐｉｘの変化が、寄生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が変化し得るが、表示期間ＢではＡ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換を行わないようにすることにより、この画素信号Ｖｐｉｘの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ１３による画素信号Ｖｐｉｘの供給が終了したのち、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させ、１表示水平期間１Ｈが終了する。
次に、ゲートドライバ１２は、先ほどとは異なるｎ行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ）が低レベルから高レベルに変化する。これにより、次の１表示水平期間１Ｈが開始する。
次のタッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｍ列目に対応する駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、タッチ検出信号Ｖｄｅｔの変化を、Ａ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換することにより、この１検出ラインのタッチ検出が行われる。なお、ｍ−１列目に対応する駆動電極ＣＯＭＬとｍ列目に対応する駆動電極ＣＯＭＬとは、同一の駆動電極ＣＯＭＬとなる場合もある。したがって、同じ領域におけるタッチ検出を行う場合もある。
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ１３が印加する画素信号Ｖｐｉｘは、前の１表示水平期間１Ｈのものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｂが終了した後、この１表示水平期間１Ｈが終了する。
これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出面全面にわたる走査を行い、各駆動電極ＣＯＭＬの駆動時にタッチ検出電極で検出したタッチ検出信号に基づいて、タッチ位置を検出する。このとき、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチを検出した駆動電極ＣＯＭＬの駆動時のタッチ検出信号と、当該タッチを検出した駆動電極ＣＯＭＬに隣接した駆動電極ＣＯＭＬ駆動時のタッチ検出信号とを用いて、補完処理を行う。具体的には、隣接した領域におけるタッチ検出信号の分布に基づいて、駆動電極ＣＯＭＬに対応する領域内における位置を算出する。
上述したように、タッチ検出機能付き表示装置１では、表示走査を行う方向とタッチ検出走査を行う方向とが異なるように動作する。このことは、ある１表示水平期間１Ｈにおいて、必ず、ある画素Ｐｉｘにおいて、表示動作とタッチ検出動作の両方が行われることを意味している。タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間１Ｈにおいて、タッチ検出動作はタッチ検出期間Ａに行い、表示動作は表示期間Ｂに行うようにしている。このように、タッチ検出動作と表示動作とを別々の期間に行うようにしたので、同じ１表示水平期間１Ｈにおいて表示動作とタッチ検出動作の両方を行うことができるとともに、表示動作のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。なお、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面の表示処理、つまり１フレーム分の画像の表示処理と、タッチ検出面全面のタッチ検出処理を交互に行うようにしてもよい。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、１つの駆動電極ＣＯＭＬに対応する水平ラインの表示処理を実行した後、当該１つの駆動電極ＣＯＭＬに対応する領域のタッチ検出処理を行うようにしてもよい。
〔駆動電極層〕
次に、駆動電極層に含まれる複数の駆動電極ＣＯＭＬについて説明する。図１３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極層と画素との関係を示す平面図である。以下、配列方向に複数配置された駆動電極ＣＯＭＬの説明のため、駆動電極ＣＯＭＬを２０個配列した場合として説明する。また、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向において、ＣＯＧ１９から遠い側の端部を上端５８、ＣＯＧ１９に近い側の端部を下端５９とする。また、複数配置された駆動電極ＣＯＭＬは、上端５８から下端５９側に向けて、順番に駆動電極Ｔｘ１、Ｔｘ２、・・・Ｔｘ１７、Ｔｘ１８とする。また、図１３に示す駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出時にタッチを検出する駆動電極ＣＯＭＬにＴＳＶＣＯＭを印加し、その他の駆動電極ＣＯＭＬには、一定の電圧であるＶＣＯＭを印加する。
本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、上述したように駆動電極層に含まれる複数の駆動電極ＣＯＭＬが配列方向（１つの駆動電極ＣＯＭＬの短手方向）に列状に配置されている。駆動電極層は、図１３に示すように、端部に配置されている駆動電極ＣＯＭＬ（端部駆動電極）、つまり、上端５８に配置された駆動電極Ｔｘ１と下端５９に配置された駆動電極Ｔｘ１８とが、他の駆動電極、つまり駆動電極Ｔｘ１、Ｔｘ１８よりも配列方向の内側（中心側）に配置されている駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７よりも、配列方向の幅（長さ）が長い。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極Ｔｘ１の配列方向の長さをｄ１とし、駆動電極Ｔｘ２の配列方向の長さをｄ２とし、同様に駆動電極Ｔｘ３〜Ｔｘ１７の配列方向の長さをｄ３〜ｄ１７とし、駆動電極Ｔｘ１８の配列方向の長さをｄ１８とした場合、長さｄ１とｄ１８が長さｄ２〜ｄ１７よりも短くなる。また、長さｄ１とｄ１８は同じ長さとなり、長さｄ２〜ｄ１７は、同じ長さとなる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、長さｄ１から長さｄ１８の関係が、ｄ１＝ｄ１８＜ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝・・・＝ｄ１９となる。
また、各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、配列方向に直交する方向の長さ(＝各駆動電極の長手方向の長さ)は、同じとなる。ここで、各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８の配列方向に直交する方向の長さＬＴｘとすると、各駆動電極Ｔｘｎ（ｎ＝１〜１８）の面積は、それぞれｄｎ×ＬＴｘとなる。したがって、面積の大小関係は、各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８の配列方向の長さに比例する。したがって、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極Ｔｘ１の面積と駆動電極Ｔｘ１８の面積が同じ面積となっており、駆動電極Ｔｘ１の面積と駆動電極Ｔｘ１８の面積は、他の駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７の面積よりも小さな面積となっている。
また、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、画素Ｐｉｘの水平ラインに対応して配置されている。つまり、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、境界位置が副画素ＳＰｉｘ（または画素Ｐｉｘ）の水平ラインの境界と一致する。つまり、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、配列方向の幅が、水平ラインの幅の整数倍となり、１つの水平ラインには１つの駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８のいずれか）が対応している。一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、１２８０本の水平ラインを有している場合、長さｄ１、ｄ１８を水平ライン６４本分の長さとし、長さｄ２〜ｄ１７を水平ライン７２本分の長さとする。なお、長さｄ１、ｄ１８と、長さｄ２〜１７との関係は、これに限定されない。また、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、ＶＣＯＭ及びＴＳＶＣＯＭが印加される配線との接続部が、表示面（有効画素領域）の端部よりも外側まで延びている。
また、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、下端５９側に設けられたＣＯＧ１９に、それぞれ配線を介して接続されており、ＣＯＧ１９に内蔵された駆動電極ドライバ１４から駆動信号が印加される。ここで、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、上端５８から下端５９に向けて、列状に配置されている。このため、各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８の配置位置に応じて、ＣＯＧ１９と接続される配線の長さが、異なる長さとなっている。具体的には、駆動電極Ｔｘ１が最も長い配線でＣＯＧ１９と接続され、駆動電極Ｔｘ２が２番目に長い配線でＣＯＧ１９と接続され、駆動電極Ｔｘ３が３番目に長い配線でＣＯＧ１９に接続されている。同様に、ＣＯＧ１９に近づくほど配線が短くなり、駆動電極Ｔｘ１８が最も短い長さの配線でＣＯＧ１９と接続される。
ここで、各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８に供給する駆動信号の時定数τは、配信の長さに比例する抵抗値（配線抵抗値）Ｒａと、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８の容量Ｃに基づいて変動する値であり、τ＝ＲａＣとなる。抵抗値Ｒａは、配線が長くなるほど大きくなる。したがって、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８は、上述したように、駆動電極Ｔｘ１の配線抵抗値Ｒａが最も大きくなる。次に、駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８の容量Ｃは、走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積に応じて変化する。具体的には、走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積が大きくなると容量Ｃが大きくなる。実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、最長の長さの配線でＣＯＧ１９に接続され、配線の配線抵抗値が多くなる駆動電極Ｔｘ１の面積を、他の各駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７の面積よりも小さな面積としている。駆動電極Ｔｘ１は、他の各駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７よりも面積が小さくなることで、走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積も小さくなる。これにより、駆動電極Ｔｘ１は、容量を他の駆動電極Ｔｘ２からＴｘ１８よりも小さくすることができる。
このように、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、配線抵抗値Ｒａが最も大きくなる駆動電極Ｔｘ１を他の各駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７の面積よりも小さな面積とし、容量Ｃを小さくすることで、駆動電極Ｔｘ１の駆動信号に対する時定数τを小さくしている。つまり、配線抵抗値Ｒａがより小さい他の各駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７に近づく値とすることができる。これにより、駆動電極Ｔｘ１における駆動信号が印加されてから所定のレベル（所定の電圧、タッチ検出が可能な電圧）に到達するまでに要する時間を短縮することができる。
次に、図１４から図１７を用いて具体的に説明する。図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。図１５は、図１４に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極の電圧の変化を示す説明図である。図１６は、比較例のタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。図１７は、図１６に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極号の電圧の変化を示す説明図である。
図１４に示すように実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極Ｔｘ１とＴｘ１８とが、他の駆動電極Ｔｘ２〜Ｔｘ１７よりも配列方向の幅が狭くなっており、面積が小さくなっている。ここで、図１４に示すタッチ検出機能付き表示装置１の最も長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（最端駆動電極、特定駆動電極）Ｔｘ１、２番目に長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（端部近傍駆動電極）Ｔｘ２、駆動電極Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８の中で中程度の長さの配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（中央駆動電極）Ｔｘ１０に駆動信号を印加した場合における、各駆動電極での電圧の変化について測定した、測定結果は、図１５に示すような関係となる。
図１５に示すように、駆動電極Ｔｘ１０の電圧の波形が電圧の上昇が最も早く、駆動電極Ｔｘ２の電圧の波形、駆動電極Ｔｘ１の電圧の波形の順で、電圧の上昇が遅くなるが、所定の電圧に到達するまでにかかる時間の差は小さい。
次に、図１６に示す比較例のタッチ検出機能付き表示装置１ａは、各駆動電極Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８の面積をそれぞれ同じ形状で同じ大きさ(＝同じ面積)としている。具体的には、駆動電極Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８の配列方向における長さを同じとしている。比較例のタッチ検出機能付き表示装置１ａは、この点以外は、タッチ検出機能付き表示装置１と同様の構成であるので、説明を省略する。図１６に示すタッチ検出機能付き表示装置１ａの最も長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極Ｔｘａ１、２番目に長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極Ｔｘａ２、駆動電極Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８の中で中程度の長さの配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極Ｔｘａ５に駆動信号を印加した場合における、各駆動電極での電圧の変化について測定した。測定結果は、図１７に示すような関係となる。
図１７に示すように、駆動電極Ｔｘａ５の電圧の波形が電圧の上昇が最も早く、駆動電極Ｔｘａ２の電圧の波形、駆動電極Ｔｘａ１の電圧の波形の順で、電圧の上昇が遅くなる。また、図１７に示す波形は、駆動電極Ｔｘａ１の電圧の波形が、所定の電圧に到達するまでに係る時間が、駆動電極Ｔｘａ５の電圧の波形、駆動電極Ｔｘａ２の電圧の波形が所定の電圧に到達するまでにかかる時間の差が大きい。
以上より、図１５と図１７との比較からわかるように、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極Ｔｘ１の時定数τを他の駆動電極の時定数に近づけることができるため、駆動電極Ｔｘ１が他の駆動電極に対して、駆動信号が印加されてから、所定の電圧レベルに到達するまでに係る時間が著しく長くなることを抑制することができる。
ここで、タッチ検出機能付き表示装置１は、システム設計を行う場合、駆動信号を印加する駆動電極を、クロックを用いて一定間隔で切り換える構成とすることで、制御回路を簡単にすることができ、また、検出した信号の処理を簡単にすることができる。この場合、時定数が最も大きくなる駆動電極に供給した駆動信号が所定のレベルに到達するのに要する時間を基準として、データの処理タイミング及び駆動信号の供給タイミング（１つの駆動電極に駆動信号を印加する時間）等を設定する。タッチ検出機能付き表示装置１は、配線抵抗値の関係では、時定数が最も大きくなる駆動電極Ｔｘ１の時定数を、駆動電極Ｔｘ１の面積を小さくすることで、小さくすることができる。これにより、時定数が最も大きくなる駆動電極の時定数を小さくすることができ、１つの駆動電極に駆動信号を印加する時間を短く設定することができる。これにより、タッチ検出の精度を維持しつつ、タッチ検出にかかる時間をより短くすることができる。
タッチ検出機能付き表示装置１は、本実施形態のように、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向の長さを、１水平ライン、つまり画素Ｐｉｘの配列方向の長さの整数倍とすることが好ましい。さらに、タッチ検出機能付き表示装置１は、１つの水平ラインに１つの駆動電極が対向して配置されていることが好ましい。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、配列方向における駆動電極と駆動電極との境界位置ＳＬが、水平ラインと水平ラインとの境界と重なるように配置することが好ましい。これにより、駆動電極ＣＯＭＬを表示面に画像を表示する駆動電極として用いる場合の制御を簡単にすることができる。
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、端部の駆動電極と、他の駆動電極との配列方向の長さの差分を、１水平ライン、つまり画素Ｐｉｘの配列方向の長さの偶数倍とすることが好ましい。これにより、駆動電極の左右方向（配列方向に直交する方向）の両端にそれぞれ回路を配置する構成とした場合でも、左右に同様の構成の回路を配置することができ、設計、製造及び制御を簡単にすることができる。
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極層が、配列方向の中央を軸として、対称形状であることが好ましい。これにより、設計、製造及び制御を簡単にすることができる。また、配列方向の両端の駆動電極を上述したように、他の駆動電極より幅の広い構造とすることで、上記効果をより適切に得ることができる。なお、本実施形態では、配列方向の中央を軸として、対称形状としたがこれに限定されない。駆動電極Ｔｘ１のみ、他の駆動電極より面積を小さくすればよく、他の駆動電極は全て同じ大きさとしてもよい。
なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬを１つの板状の透明電極としたが、これに限定されない。タッチ検出機能付き表示装置１は、１つの駆動電極ＣＯＭＬを複数に分割してもよい。例えば、タッチ検出機能付き表示装置１は、１つの駆動電極ＣＯＭＬを１水平ラインごとに分割された複数の単位駆動電極としてもよい。この場合も、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出時に、１つの駆動電極ＣＯＭＬに含まれる複数の単位駆動電極を同時に駆動する。
＜１−２．実施形態２＞
次に、図１８から図２０を用いて、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂを説明する。図１８は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極層と画素との関係を示す平面図である。図１９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の正面図である。図２０は、図１９に示すタッチ検出機能付き表示装置の各駆動電極の電圧の変化を示す説明図である。
以下、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、複数の駆動電極ＣＯＭＬが配列方向に沿って２３個配列されているものとして説明する。また、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向において、ＣＯＧ１９から遠い側の端を上端５８、ＣＯＧ１９に近い側の端を下端５９とする。また、複数配置された駆動電極ＣＯＭＬは、上端５８から下端５９にかけて、順番に駆動電極Ｔｘｂ１、Ｔｘｂ２、・・・Ｔｘｂ２２、Ｔｘｂ２３とする。また、図１８及び図１９に示すタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、タッチ検出時にタッチを検出する駆動電極ＣＯＭＬにＴＳＶＣＯＭを印加し、その他の駆動電極ＣＯＭＬには、一定の電圧であるＶＣＯＭを印加する。なお、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、以下に説明するように各駆動電極の面積を段階的に大きな面積としたこと以外は、前述の実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１と同様の構成である。以下、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂに特有の点を重点的に説明する。
実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、前述したように複数の駆動電極ＣＯＭＬが配列方向（１つの駆動電極ＣＯＭＬの短手方向）に列状に配置されている。図１８に示す各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ２３は、ＣＯＧ１９との間の配線長が最も長くなる駆動電極Ｔｘ１の大きさ(面積)を最も小さな面積とするとともに、最も小さな面積とした駆動電極Ｔｘ１から所定数分の駆動電極の面積を、並列する順に段階的に大きくなる形状となる。
具体的には、一例として、タッチ検出機能付き表示装置１ｂが１２８０本の水平ラインを有している場合、駆動電極Ｔｘｂ１の幅ｄｂ１を水平ライン４２本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ２の幅ｄｂ２を水平ライン４４本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ３の幅ｄｂ３を水平ライン４４本分の幅としている。また、駆動電極Ｔｘｂ４の幅ｄｂ４を水平ライン４８本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ５の幅ｄｂ５を水平ライン５０本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ６の幅ｄｂ６を水平ライン５２本分の幅としている。また、駆動電極Ｔｘｂ７の幅ｄｂ７を水平ライン５４本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ８の幅ｄｂ８を水平ライン５６本分の幅としている。また、駆動電極Ｔｘｂ９〜Ｔｘｂ１４の幅ｄｂ９〜ｄｂ１４を、それぞれ水平ライン５８本分の幅とし、駆動電極Ｔｘｂ１５〜Ｔｘｂ２３の幅ｄ１５〜ｄｂ２３を、それぞれ水平ライン６０本分の幅としている。なお、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３の幅ｄｂ１〜ｄｂ２３の関係は、これに限定されない。
つまり、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３の配列方向に直交する方向の長さ（＝各駆動電極の短手方向の長さ）をＬＴｘとすると、ｄｂ１×ＬＴｘ＜ｄｂ２×ＬＴｘ＜ｄｂ３×ＬＴｘ＜ｄｂ４×ＬＴｘ＜ｄｂ６×ＬＴｘ＜ｄｂ７×ＬＴｘ＜ｄｂ８×ＬＴｘ＜ｄｂ９×ＬＴｘ＝ｄｂ１０×ＬＴｘ＝ｄｂ１１×ＬＴｘ＝ｄｂ１２×ＬＴｘ＝ｄｂ１３×ＬＴｘ＝ｄｂ１４×ＬＴｘ＜ｄｂ１５×ＬＴｘ＝ｄｂ１６×ＬＴｘ＝ｄｂ１７×ＬＴｘ＝ｄｂ１８×ＬＴｘ＝ｄｂ１９×ＬＴｘ＝ｄｂ２０×ＬＴｘ＝ｄｂ２１×ＬＴｘ＝ｄｂ２２×ＬＴｘ＝ｄｂ２３×ＬＴｘとなる。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１ｂは、駆動電極Ｔｘｂ１の面積が最小の面積となり、駆動電極Ｔｘｂ１から駆動電極Ｔｘｂ９にかけて段階的に大きな面積の駆動電極となり、駆動電極Ｔｘｂ９から駆動電極Ｔｘｂ１４が同じ面積の駆動電極となり、駆動電極Ｔｘ１５から駆動電極Ｔｘｂ２３が駆動電極Ｔｘ９から駆動電極Ｔｘｂ１４の面積よりも大きく、かつ、同じ面積の駆動電極となる。なお、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３とＣＯＧ１９とを接続する配線の長さは、駆動電極Ｔｘｂ１とＣＯＧ１９とが最長の長さの配線で接続され、駆動電極Ｔｘｂ２とＣＯＧ１９とが２番目に長い長さの配線で接続され、駆動電極Ｔｘｂ３とＣＯＧ１９とが３番目に長い長さの配線で接続されており、駆動電極Ｔｘｂ２３とＣＯＧ１９とが最短の長さの配線で接続されている。
実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３とＣＯＧ１９との間の配線の長さに応じた面積となるように、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３の面積を段階的に大きくしている。すなわち、ＣＯＧ１９との間の配線の長さが最長となる駆動電極Ｔｘｂ１の面積を最小の面積とし、ＣＯＧ１９との間の配線の長さが２番目に長くなる駆動電極Ｔｘｂ２の面積を、駆動電極Ｔｘｂ１よりも大きな面積とし、ＣＯＧ１９との間の配線の長さが３番目に長くなる駆動電極Ｔｘｂ３の面積を、駆動電極Ｔｘｂ２よりも大きな面積とし、駆動電極Ｔｘｂ１〜駆動電極Ｔｘｂ２３にかけて段階的に面積が大きくしている。
このように、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂは、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３とＣＯＧ１９との間の配線の長さに応じて、各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３の面積を調整することで、配線の長さに応じて変化する各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３に供給する駆動信号の時定数の差を小さくすることができる。図１９に示すタッチ検出機能付き表示装置１ｂの最も長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（最端駆動電極、特定駆動電極）Ｔｘｂ１、２番目に長い配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（端部近傍駆動電極）Ｔｘｂ２、駆動電極Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８の中で中程度の長さの配線でＣＯＧ１９に接続される駆動電極（中央駆動電極）Ｔｘｂ１０に駆動信号を印加した場合における、各駆動電極での電圧の変化について測定した、測定結果は、図２０に示すような関係となる。
図２０に示すように、駆動電極Ｔｘｂ１０の電圧の波形が電圧の上昇が最も早く、駆動電極Ｔｘｂ２の電圧の波形、駆動電極Ｔｘｂ１の電圧の波形の順で、電圧の上昇が遅くなるが、所定の電圧に到達するまでに係る時間の差は小さい。また、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１よりも所定の電圧に到達するまでに係る時間の差をより小さくすることができる。
なお、タッチ検出機能付き表示装置１ｂは、上端部側１５から下端５９側にかけて段階的に各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３の面積を大きくしたが、上端５８側から下端５９側にかけて徐々に(リニアに)面積が大きくしてもよい。また、配列方向の中央の駆動電極の面積が最も大きくなり、離れるにしたがって小さくなる、対称形状としてもよい。
＜１−３．実施形態３＞
次に、図２１及び図２２を用いて、本開示の実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置を説明する。図２１は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の中央部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。図２２は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の端部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。タッチ検出機能付き表示装置１ｃは、画素信号線ＳＧＬの形状以外は、タッチ検出機能付き表示装置１と同様である。以下、実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置に特有の点を重点的に説明する。
タッチ検出機能付き表示装置１ｃは、図２１及び図２２に示すように、各副画素ＳＰｉｘに、各副画素ＳＰｉｘに対応する複数の配線を有する画素電極２２と、水平ライン走査駆動を行うための走査信号線ＧＣＬと、駆動電極ＣＯＭＬと、画素信号線ＳＧＬと、が配置されている。ここで、図２１は、他の駆動電極の１つである駆動電極Ｔｘｃ１０の副画素であり、図２２は、特定駆動電極（最も長い配線で接続された駆動電極）である駆動電極Ｔｘｃ１の副画素である。
タッチ検出機能付き表示装置１ｃは、駆動電極Ｔｘｃ１の副画素の画素信号線ＳＧＬａが駆動電極Ｔｘｃ１０の副画素の画素信号線ＳＧＬよりも細くなっている。つまり、駆動電極Ｔｘｃ１の副画素の画素信号線ＳＧＬの面積が駆動電極Ｔｘｃ１０の副画素の画素信号線ＳＧＬの面積よりも小さくなっている。
実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置１ｃは、駆動電極Ｔｘｃ１の副画素の画素信号線ＳＧＬａの面積を駆動電極Ｔｘｃ１０の副画素の画素信号線ＳＧＬの面積よりも小さくすることで、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとが重なる面積を小さくしている。このように、画素信号線ＳＧＬａの面積を小さくすることで、駆動電極ＣＯＭＬの容量を小さくすることができ、時定数を小さくすることができる。
実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置１ｃは、駆動電極Ｔｘｃ１の副画素の画素信号線ＳＧＬａの面積を他の駆動電極の副画素の画素信号線ＳＧＬの面積よりも小さくすることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、駆動電極Ｔｘｃ１と他の駆動電極とは、同じ面積としても時定数の差を小さくすることができる。また、本実施形態では、画素信号線ＳＧＬの面積を小さくしたが走査信号線ＧＣＬの面積を小さくしてもよい。
＜１−４．実施形態４＞
次に、図２３を用いて、本開示の実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１ｄを説明する。図２３は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の端部の駆動電極と信号線との関係を示す正面図である。タッチ検出機能付き表示装置１ｄは、駆動電極の形状以外は、タッチ検出機能付き表示装置１ｃと同様である。以下、実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１ｄに特有の点を重点的に説明する。
図２３に示す実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、駆動電極Ｔｘｄ１の画素信号線ＳＧＬと重なる位置に開口（非形成部）５１が形成されている。すなわち、実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、駆動電極ＣＯＭＬの所定の箇所に、駆動電極が配置されていない部分を設けている。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１ｄは、画素信号線ＳＧＬと重なる位置にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の無い領域を形成している。
実施形態４のタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、駆動電極Ｔｘｄ１に対応する各副画素ＳＰｉｘの画素信号線ＳＧＬを細線化し、さらに、駆動電極Ｔｘｄ１の画素信号線ＳＧＬが重畳する部分に対して開口５１を設けることで、駆動電極と走査信号線及び画素信号線の少なくとも一方とが重なる面積をより少なくすることができ、容量をより小さくすることができる。このように、開口１５を形成することでも時定数を小さくすることができ、他の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜１−５．実施形態５＞
次に、本開示の実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１ｅについて説明する。前述の各実施形態１、２のタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂの場合、画素基板２側に駆動電極ＣＯＭＬが設けられ、対向基板３側にタッチ検出電極ＴＤＬが設けられているものであった。この実施形態５となるタッチ検出機能付き表示装置１ｅでは、画素基板２側にタッチ検出電極ＴＤＬを設け、対向基板３側に駆動電極を設けるようにしたものである。なお、実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置は、この点以外は、前述の実施形態１、２のタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂと同様の構成である。以下、実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置１ｅに特有の点を重点的に説明する。
図２４は、実施形態５のタッチ検出機能付き表示装置の要部の概略的な断面構造を示す断面図である。図２４に示すタッチ検出機能付き表示装置１ｅは、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２と、ＴＦＴ基板２１及び画素電極２２の間に形成された複数のタッチ検出電極ＴＤＬと、画素電極２２とタッチ検出電極ＴＤＬとを絶縁する絶縁層２４とを有している。なお、タッチ検出電極ＴＤＬは、表示装置の表示機能に対する駆動電極ＣＯＭＬとなる。
液晶層６を挟んで画素基板２と対向する対向基板３は、ガラス基板３１の液晶層６側にカラーフィルタ３２が設けられている。また、この対向基板３は、ガラス基板３１の反液晶層６側に偏光板３５が設けられている。また、この対向基板３は、ガラス基板３１と偏光板３５との間に、画素基板２側に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬに対して液晶層６を挟んで対向し、かつ、交差するように、各駆動電極ＣＯＭＬｔが設けられている。各駆動電極ＣＯＭＬｔは、上述の各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８、或いは各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ２３に相当する駆動電極である。
各駆動電極ＣＯＭＬｔは、駆動信号が順次供給されることで時分割的に駆動される。各駆動電極ＣＯＭＬｔと各タッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量の変化が、近接操作に対応するタッチ検出電極ＴＤＬで検出される。
タッチ検出機能付き表示装置１ｅは、駆動電極ＣＯＭＬｔを、ＣＯＧ１９と接続される配線の長さに応じて、走査信号線及び画素信号線の少なくとも一方と重なる面積（重複面積）を異なる面積とすることで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１と同様に、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔの面積を、他の駆動電極ＣＯＭＬｔの面積よりも小さな面積とすることで、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔでの時定数を他の駆動電極ＣＯＭＬｔに近づけることができる。また、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂと同様に、ＣＯＧ１９と接続される配線の長さが長い順に、段階的に駆動電極ＣＯＭＬｔの面積が小さくなるようにしてもよい。このように段階的に面積を変化させてもＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔでの時定数を他の駆動電極ＣＯＭＬｔに近づけることができる。また、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔと重なる走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬの少なくとも一方を、他の駆動電極ＣＯＭＬｔの対応する走査信号線または画素信号線よりも面積を小さく（例えば配線を細く）してもよいし、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔの走査信号線及び画素信号線の少なくとも一方と重なる位置に開口を形成してもよい。
＜１−６．実施形態６＞
次に、本開示の実施形態６のタッチ検出機能付き表示装置１ｆについて説明する。上述した各実施形態１〜５のタッチ検出機能付き表示装置の場合、タッチ検出デバイス３０の一部(或いは全部)が液晶表示デバイス２０の一部と一体的に形成された、いわゆるインセルタイプのタッチ検出機能付き表示装置であることとした。これに対して、この実施形態６となるタッチ検出機能付き表示装置１ｆは、液晶表示デバイス２０上にタッチ検出デバイス３０を載置するかたちで設けた、いわゆるオンセルタイプのタッチ検出機能付き表示装置としたものである。この点以外は、前述の各実施形態１〜５のタッチ検出機能付き表示装置と同様の構成である。以下、実施形態６のタッチ検出機能付き表示装置１ｆに特有の点を重点的に説明する。
図２５は、実施形態６のタッチ検出機能付き表示装置の要部の概略的な断面構造を示す断面図である。図２５に示すタッチ検出機能付き表示装置１ｆは、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１の反液晶層６側に設けられた偏光板３５Ｂとを有している。また、画素基板２は、ＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２と、ＴＦＴ基板２１及び画素電極２２の間に形成された液晶表示デバイス２０専用の複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２と液晶表示デバイス２０専用の複数の駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２４とを有している。
液晶層６を挟んで画素基板２と対向する対向基板３は、２枚のガラス基板３１Ａ及びガラス基板３１Ｂを、接着層３１Ｐを介して相互に接続することで形成されている。接着層３１Ｐとガラス基板３１Ａとの間には、複数のタッチ検出電極ＴＤＬが設けられている。また、ガラス基板３１Ａの反液晶層６側には、偏光板３５Ａが設けられている。これに対して、ガラス基板３１Ｂの液晶層６側にはカラーフィルタ３２が設けられている。また、カラーフィルタ３２と液晶層６との間に、タッチ検出電極ＴＤＬと対向し、かつ、交差するように、複数の駆動電極ＣＯＭＬｔが設けられている。各駆動電極ＣＯＭＬｔは、上述の各駆動電極Ｔｘ１〜Ｔｘ１８、或いは各駆動電極Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３に相当する駆動電極である。
各駆動電極ＣＯＭＬｔは、タッチ検出機能付き表示装置１と同様に、駆動信号が順次供給されることで時分割的に駆動される。各駆動電極ＣＯＭＬｔと各タッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量の変化が、近接操作に対応するタッチ検出電極ＴＤＬで検出される。
タッチ検出機能付き表示装置１ｆは、駆動電極ＣＯＭＬｔを、ＣＯＧ１９と接続される配線の長さに応じて、走査信号線及び画素信号線の少なくとも一方と重なる面積（重複面積）を異なる面積とすることで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１と同様に、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔの面積を、他の駆動電極ＣＯＭＬｔの面積よりも小さな面積とすることで、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔでの時定数を他の駆動電極ＣＯＭＬｔに近づけることができる。また、実施形態２のタッチ検出機能付き表示装置１ｂと同様に、ＣＯＧ１９と接続される配線の長さが長い順に、段階的に駆動電極ＣＯＭＬｔの面積が小さくなるようにしてもよい。このように段階的に面積を変化させてもＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔでの時定数を他の駆動電極ＣＯＭＬｔに近づけることができる。また、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔと重なる走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬの少なくとも一方を、他の駆動電極ＣＯＭＬｔの対応する走査信号線または画素信号線よりも面積を小さく（例えば配線を細く）してもよいし、ＣＯＧ１９から一番遠い位置に配置されている駆動電極ＣＯＭＬｔの走査信号線及び画素信号線の少なくとも一方と重なる位置に開口を形成してもよい。
以上、本開示を適用した各実施形態を説明したが、本開示は各実施形態に限定されることはなく、各実施形態以外に種々の変更が可能である。
例えば、上述の各実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬを１つずつ順番に駆動することで、配列方向に走査をした。つまり、ＴＳＶＣＯＭは１つの駆動電極ＣＯＭＬのみに印加したが、これに限定されない。タッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆは、複数の駆動電極ＣＯＭＬに同時にＴＳＶＣＯＭを印加してもよい。この場合、ＴＳＶＣＯＭを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１つずつずらし差分を算出することで、１つの駆動電極ＣＯＭＬに対応する領域におけるタッチ検出信号を検出することができる。
また、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、ＦＦＳ、ＩＰＳ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０とすることができる。
これに代えて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、ＴＮ（Twisted Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）等の各種モードの液晶とタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。また、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、横電界モードの液晶を用いてもよい。
また、各実施形態の説明では、薄型化できるため、タッチ検出機能付き表示装置は、液晶表示デバイス２０と静電容量式のタッチ検出デバイス３０とを一体化したいわゆるインセルタイプであることとしたが、これに代えて、例えば液晶表示デバイスに静電容量式のタッチ検出デバイスを装着したものであってもよい。また、各実施形態１〜６では、本開示はタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆであることとして説明をしたが、本開示は、液晶表示デバイス（表示装置）を備えないタッチ検出装置に適用してもよい。
＜２．適用例＞
次に、図２６〜図３２を参照して、各実施形態で説明したタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆの適用例について説明する。図２６〜図３２は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆを適用する電子機器の一例を示す図である。実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆは、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
（適用例１）
図２６に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及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、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
（適用例２）
図２７及び図２８に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
（適用例３）
図２９に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
（適用例４）
図３０に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
（適用例５）
図３１に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４を有している。そのディスプレイ５５４は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
（適用例６）
図３２に示す電子機器は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆが適用される、いわゆるスマートフォンと呼ばれる携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば略長方形の薄板状の筐体６０１の表面部にタッチパネル６０２を有している。このタッチパネル６０２は、実施形態１〜６に係るタッチ検出機能付き表示装置１、１ｂ〜１ｆである。
＜３．本開示の構成＞
また、本開示は、以下の構成を採ることもできる。
(１) 複数の走査信号線と複数の画素信号線とを有し、表示領域に画像を表示する表示装置に積層され、検出面に近接する外部近接物体の位置を検出するタッチ検出装置であって、
前記検出面に直交する方向において、前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる位置にそれぞれ配置された複数の駆動電極を有する駆動電極層と、
前記駆動電極に対向し、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、
前記駆動電極に駆動信号を印加する駆動電極ドライバと、
複数の前記駆動電極のそれぞれと駆動回路とを電気的に接続する複数の配線と、を有し、
前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極のうち、接続された前記配線の距離が最も長い特定駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積が、他の駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積の平均の面積よりも小さいタッチ検出装置。
（２） 前記特定駆動電極は、他の前記駆動電極よりも面積が最も小さい（１）に記載のタッチ検出装置。
（３） 前記特定駆動電極は、複数の前記駆動電極の中で、前記駆動電極ドライバから最も遠い位置に配置されている（１）または（２）に記載のタッチ検出装置。
（４） 前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極が、配列方向に隣接して配置され、前記配列方向の中心を軸として、対称となる（１）から（３）のいずれか１つに記載のタッチ検出装置。
（５） 前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極のうち、前記駆動電極の前記重複面積が、前記配線の距離がより短い前記駆動電極の面積以下であり、前記駆動電極の前記重複面積が複数の段階で変化する（１）から（３）のいずれか１つに記載のタッチ検出装置。
（６） （１）から（５）のいずれかに記載のタッチ検出装置と、
前記タッチ検出装置に積層して配置された表示装置と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
（７） 前記表示装置は、前記タッチ検出装置の前記駆動電極層に対向して、基板上に配置され、複数の前記走査信号線と前記複数の画素信号線とを有する複数の画素電極と、
前記画素電極に積層され、画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、
画像信号に基づいて、前記画素電極と前記駆動電極との間に表示用駆動電圧を印加して前記表示機能層の画像表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う制御部と、を有する（６）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（８） 前記駆動電極層は、前記駆動電極が並んでいる方向における前記駆動電極の長さが、前記表示領域の画素電極の配置間隔である画素ピッチの整数倍分の長さである（７）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（９） 前記表示装置は、前記特定駆動電極と重なる位置の前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方が、他の前記駆動電極と重なる位置の対応する前記走査信号線または前記画素信号線よりも面積が小さい（７）または（８）に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１０） 前記特定駆動電極は、前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる位置の少なくとも一部に開口を備える（６）から（９）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置。
（１１） （６）から（１０）のいずれか１つに記載のタッチ検出機能付き表示装置を備える電子機器。
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ タッチ検出機能付き表示装置
２ 画素基板
３ 対向基板
６ 液晶層
１０ タッチ検出機能付き表示デバイス
１１ 制御部
１２ ゲートドライバ
１３ ソースドライバ
１４ 駆動電極ドライバ
１９ ＣＯＧ
２０ 液晶表示デバイス
２１ ＴＦＴ基板
２２ 画素電極
３０ タッチ検出デバイス
３１ ガラス基板
３２ カラーフィルタ
３５ 偏光板
４０ タッチ検出部
４２ アナログＬＰＦ部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４５ 座標抽出部
４６ 検出タイミング制御部
５１ 非形成部
５８ 上端
５９ 下端
ＣＯＭＬ、ＣＯＭＬｔ、Ｔｘ１〜Ｔｘ１８、Ｔｘａ１〜Ｔｘａ１８、Ｔｘｂ１〜Ｔｘｂ２３ 駆動電極
ＧＣＬ 走査信号線
ＬＣ 液晶素子
Ａ タッチ検出期間
Ｂ 表示期間
Ｐｉｘ 画素
ＳＰｉｘ 副画素
Ｒ 抵抗
ＳＧＬ 画素信号線
ＳＬ 境界位置
ＴＤＬ タッチ検出電極
Ｔｒ ＴＦＴ素子
Ｖｃｏｍ 駆動信号
Ｖｄｅｔ タッチ検出信号
Ｖｄｉｓｐ 映像信号
Ｖｐｉｘ 画素信号
Ｖｓｃａｎ 走査信号

Claims (11)

  1. 複数の走査信号線と複数の画素信号線とを有し、表示領域に画像を表示する表示装置に積層され、検出面に近接する外部近接物体の位置を検出するタッチ検出装置であって、
    前記検出面に直交する方向において、前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる位置にそれぞれ配置された複数の駆動電極を有する駆動電極層と、
    前記駆動電極に対向し、前記駆動電極との間に静電容量を形成する複数のタッチ検出電極と、
    前記駆動電極に駆動信号を印加する駆動電極ドライバと、
    複数の前記駆動電極のそれぞれと駆動回路とを電気的に接続する複数の配線と、を有し、
    前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極のうち、接続された前記配線の距離が最も長い特定駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積が、他の駆動電極の走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる面積である重複面積平均の面積よりも小さいタッチ検出装置。
  2. 前記特定駆動電極は、他の前記駆動電極よりも面積が最も小さい請求項１に記載のタッチ検出装置。
  3. 前記特定駆動電極は、複数の前記駆動電極の中で、前記駆動電極ドライバから最も遠い位置に配置されている請求項１または２に記載のタッチ検出装置。
  4. 前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極が、配列方向に隣接して配置され、前記配列方向の中心を軸として、対称となる請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  5. 前記駆動電極層は、複数の前記駆動電極のうち、前記駆動電極の前記重複面積が、前記配線の距離がより短い前記駆動電極の前記重複面積以下であり、前記駆動電極の面積が複数の段階で変化する請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  6. 請求項１から５のいずれかに記載のタッチ検出装置と、
    前記タッチ検出装置に積層して配置された表示装置と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
  7. 前記表示装置は、前記タッチ検出装置の前記駆動電極層に対向して、基板上に配置され、複数の前記走査信号線と前記複数の画素信号線とを有する複数の画素電極と、
    前記画素電極に積層され、画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、
    画像信号に基づいて、前記画素電極と前記駆動電極との間に表示用駆動電圧を印加して前記表示機能層の画像表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う制御部と、を有する請求項６に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  8. 前記駆動電極層は、前記駆動電極が並んでいる方向における前記駆動電極の長さが、前記表示領域の画素電極の配置間隔である画素ピッチの整数倍分の長さである請求項７に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  9. 前記表示装置は、前記特定駆動電極と重なる位置の前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方が、他の前記駆動電極と重なる位置の対応する前記走査信号線または前記画素信号線よりも面積が小さい請求項７または８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  10. 前記特定駆動電極は、前記走査信号線及び前記画素信号線の少なくとも一方と重なる位置の少なくとも一部に開口を備える請求項６から９のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  11. 請求項６から１０のいずれか一項に記載のタッチ検出器能付き表示装置を備える電子機器。
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