JP6211409B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、表示装置に関し、例えば、タッチパネルを内蔵したインセル方式の液晶表示装置に適用可能である。

表示画面に使用者の指またはペンなどを用いてタッチ操作（接触押圧操作、以下、単にタッチと称する）して情報を入力する装置（以下、タッチセンサ又はタッチパネルとも称する）を備えた表示装置は、ＰＤＡや携帯端末などのモバイル用電子機器、各種の家電製品、現金自動預け払い機（Automated Teller Machine）等に用いられている。
このようなタッチパネルとして、タッチされた部分の容量変化を検出する静電容量方式が知られている。この静電容量方式タッチパネルとして、タッチパネル機能を液晶表示パネルに内蔵した、所謂、インセル方式の液晶表示装置が知られている（例えば、特開２００９−２５８１８２号公報）。インセル方式の液晶表示装置では、タッチパネルの走査電極として、液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板上に形成される対向電極（コモン電極ともいう）を分割して使用している。

特開２００９−２５８１８２号公報

従来のアウトセル方式タッチパネルを使用する液晶表示装置では、液晶表示パネルの表示動作をオフし、タッチパネルを疎検出モードにして、低消費電力モードを実現している。低消費電力モードのときに、タッチや移動（スワイプ（Swipe））を行うと、検出情報はタッチパネルコントローラＩＣからホストコントローラに送信され、ホストコントローラは通常表示／通常検出モードに遷移する。
タッチパネル機能を内蔵したインセル方式の液晶表示装置は、共通電極を、タッチパネルの走査電極と兼用しているので、液晶表示パネルの表示動作を停止させた状態で、走査電極のスキャンを行うと、液晶表示パネルの液晶層に直流電圧が印加され、液晶層に焼き付きが発生してしまうという問題点がある。
本開示の課題は、タッチパネル機能を内蔵したインセル方式の表示装置において、表示動作の停止中に、タッチパネルの検出を可能とする技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、検出回路と、を備える。前記表示装置は、第１のモードと、第２のモードと、を有する。前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有する。前記対向基板は、第１の検出電極と、第２の検出電極と、を有する。前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極と交互に配置される。前記第１のモードでは、前記共通電極は表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第１の走査パルス電圧とが供給され、前記検出回路は、前記第１および第２の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされる。前記第２のモードでは、前記第１の検出電極は仮走査電極として機能させられ、前記検出回路は、前記第１の検出電極に第２の走査パルス電圧を供給するようにされ、前記第２の検出電極で検出される検出電圧に基づきスワイプの有無を検出するようにされる。

実施例１に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 実施例１に係る表示装置の断面図である。 実施例１に係る表示装置の平面図である。 実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルの全体概略構成を示すブロック図である。 実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。 実施例１に係る検出回路のより具体的な回路構成を示す回路図である。 実施例１に係る検出回路の表示動作状態における、動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、表示およびタッチスキャン（分割Ｖブランク駆動）の模式図である。 実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、分割Ｖブランク駆動タイミングを示す図である。 実施例１に係る表示装置の表示動作停止状態における、タッチパネルの全体概略構成を示すブロック図である。 実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、動作を説明するための図である。 実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、タッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。 実施例１に係る検出回路における、疑似Ｔｘ走査パルス電圧の設定レジスタを示す図である。 実施例１に係る検出回路における、キャリブレーション電圧とメモリデータとの関係を示す図である。 実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、各信号のタイミングを示す図である。 実施例１に係る検出回路のスワイプ操作におけるタッチ信号変化を示す図である。 実施例１に係る表示装置のシングルタッチ起動またはダブルタッチ起動を説明するための図である。 実施例１に係る表示装置のスワイプ起動を説明するための図である。 実施例２に係る表示装置の平面図である。 実施例１のＴｘ同相駆動の模式図である。 実施例２のＴｘ差動駆動（１）の模式図である。 実施例２のＴｘ差動駆動（２）の模式図である。 実施例２のＴｘ差動駆動（３）の模式図である。 実施例２に係る検出回路における、表示動作停止中の動作を説明するための図である。 実施例２に係る検出回路における、表示動作停止中のタッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。 実施例２に係る検出回路のスワイプ操作におけるタッチ信号変化を示す図である。 実施例２に係るＴｘスキャン回路の構成を示すブロック図である。 実施例２に係るＴｘスキャン回路のスイッチ回路の回路図である。 Ｒｘ積分量変化の模式図である。 Ｒｘ積分量変化の波形図である。 Ｔｘ差動駆動の模式図である。

以下に、実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

実施例１に係る表示装置は、表示パネルの内部にタッチパネルを内蔵したインセル方式の表示装置である。実施例１に係る表示装置の構造について、図１および図２を用いて説明する。
図１Ａは実施例１に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１Ｂは実施例１に係る表示装置の断面図である。図２は実施例１に係る表示装置の概略構成を示す平面図である。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、表示装置１００は、表示パネル１と、ドライバＩＣ５と、フレキシブル配線基板７０と、フロントウィンドウ（又は保護フィルム）４０と、フレキシブル配線基板７５と、バックライトＢＫＬと、を有する。表示パネル１は、ＴＦＴ基板（アレイ基板）２と、ＣＦ基板（対向基板）３と、偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２と、を有する。ＣＦ基板３上の裏面側透明導電膜（ＣＤ）を、帯状（ストライプ状）のパターンに分割して、タッチパネルの検出電極３１となし、ＴＦＴ基板２の内部に形成される共通電極（対向電極）２１を帯状のパターンに分割、即ち、複数のブロックに分割して、タッチパネルの走査電極として兼用することにより、通常のタッチパネルで使用されるタッチパネル基板を削減している。また、表示装置１００では、タッチパネル駆動用および検出用の回路が、ドライバＩＣ５の内部に設けられる。ドライバＩＣ５は、１つの半導体基板上にＣＭＯＳプロセスで形成され、半導体チップの形態でＴＦＴ基板２上にＣＯＧ実装される。

図２に示すように、共通電極（ＣＯＭＭＯＮ）２１はＴＦＴ基板２上に設けられているが、例えば２０本の共通電極２１が両端で共通に接続され、共通電極信号線２２と接続されている。表示装置１００では、帯状の共通電極２１が走査電極Ｔｘを兼用し、また、検出電極３１の一部が仮走査電極Ｔｘ’を兼用する。１つの共通電極２１は、例えば６４ライン分の画素に共通して用いられる。したがって、共通電極信号には、画像表示に用いられるコモン電圧と、タッチ位置の検出に用いられる走査パルス電圧とが含まれる。走査パルス電圧が共通電極２１に印加されると、共通電極２１と一定の間隔を持って配置され容量を構成する検出電極３１に検出信号が生じる。この検出信号は、図１Ａに示すように、接続部７７、フレキシブル配線基板７５、コネクタ８０、フレキシブル配線基板７０を介してドライバＩＣ５に取り出される。また、ＴＦＴ基板２には共通電極信号線２２以外にもゲートスキャン回路６や走査信号線７、映像信号線８、フレキシブル配線基板７０との接続端子であるドライバＩＣ５用入力端子９のような様々な回路や配線、端子等が形成される。なお、図１Ａでは、図が複雑になるのを避けるために、共通電極２１は９本、検出電極３１は８本のみ示されており、また、図２に示されるゲートスキャン回路６等が省略されている。図２では、図が複雑になるのを避けるために、ＲＧＢの映像信号を選択するセレクタ回路が省略されている。

ＴＦＴ基板２には画素部２０が設けられており、画素電極と共通電極２１は画素の一部として画像表示に用いられる。１つの共通電極は、複数の画素（例えば６４ラインの画素）に共通に用いられる。また、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３との間には液晶層ＬＣが狭持される。ＣＦ基板３に設けられた検出電極３１とＴＦＴ基板に設けられた共通電極２１とは容量を形成しており、共通電極２１に駆動信号が印加されると検出電極３１の電圧が変化する。この時、フロントウィンドウ４０を介して指等の導電体が近接または接触すると、容量に変化が生じ検出電極３１に生じる電圧に、近接・接触が無い場合に比較して変化が生じる。このように、表示パネルに形成した共通電極２１と検出電極３１との間に生じる容量の変化を検出することで、表示パネルにタッチパネルの機能を備えることが可能となる。

＜ミューチュアル検出＞
実施例１に係る表示装置の表示動作状態におけるタッチパネル機能（ミューチュアル検出、第一ミューチャル検出）について、図３から図７Ｂを用いて説明する。ミューチュアル検出は、表示動作状態で、画素を構成する共通電極２１はタッチパネルの走査電極を共用し、走査電極と検出電極との交差容量の容量変化を検出し、タッチ位置を検出する。例えば、１フレームの表示中に表示とタッチ検出を時分割で行うことは表示動作状態に含まれる。すなわち、表示動作状態では、共通電極は表示とタッチ検出に時分割で使用することが可能である。共通電極が表示とタッチ検出に時分割で使用する状態を第１のモードという。表示動作状態は第１のモードである。
図３は実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルの全体概略構成を示すブロック図である。図４は実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、タッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。図５は実施例１に係る検出回路のより具体的な回路構成を示す回路図である。図６は実施例１に係る検出回路の表示動作状態における動作を説明するためのタイミングチャートである。図７Ａは実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、表示およびタッチスキャン（分割Ｖブランク駆動）の模式図である。図７Ｂは実施例１に係る表示装置の表示動作状態における、分割Ｖブランク駆動タイミングを示す図である。

表示装置１００のタッチパネル機能は、駆動回路１０１と、シーケンサ１０２と、走査パルス電圧生成回路１０３と、デコーダ回路１０６と、タッチパネル１０７と、検出回路１０８とで構成される。なお、図３において、タッチパネル１０７を除いた回路は、ドライバＩＣ５内にある。
タッチパネル１０７には、ユーザのタッチを検出するためのセンサ端子である電極パターン（走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８、検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘ６）が形成されている。以下、走査電極Ｔｘは走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍの、検出電極Ｒｘは検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎの総称である。表示装置１００は、タッチパネル機能が表示パネル１に内蔵されているため、共通電極２１が走査電極Ｔｘを兼用している。なお、図面が複雑になるのを避けるため、図３では、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８は８本および検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘ６は６本のみ示されている。
駆動回路１０１は、表示パネル１に画像を表示するための同期信号（垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）及び水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ））をシーケンサ１０２へ送出する。シーケンサ１０２は、走査パルス電圧生成回路１０３、デコーダ回路１０６、及び検出回路１０８を制御して、タッチ検出動作のタイミングを制御する。
走査パルス電圧生成回路１０３は、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８を駆動するための走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）を生成して出力する。

デコーダ回路１０６は、シーケンサ１０２から入力される選択信号に基づいて、走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）を、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８の中１つの走査電極へ出力するアナログスイッチ（デマルチプレクサ）である。
検出回路１０８は、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８の中で、走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）が供給されている１つの走査電極と、各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘ６との交点における電極間容量（相互容量、交差容量）Ｃｘｙを検出する。
シーケンサ１０２は、走査パルス電圧生成回路１０３等を制御し、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）及び水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）に同期しながら、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８へ順次走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）を供給する。ここで、図３、図４に示すように、各走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘ８には、走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）が複数回供給される。なお、図面が複雑になるのを避けるため、図４では、走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）は８回のみ示されている。限定するものではないが、走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）は２０〜４０回供給されるのが好ましい。

図４に示すように、検出回路１０８は、各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘ６に流れる電流を積算し（図４では負方向への積算）、到達した電圧値（ΔＶａ，ΔＶｂ）を記録する。
走査電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの交点付近を、指（導体）がタッチしている場合、指へも電流が流れるため、積算結果の電圧値に変化が生じる。
例えば、図４のＮＡに示すように、走査電極Ｔｘ１と検出電極Ｒｘ１との交点付近に指が存在しない（タッチ無しの状態の）場合、検出電極Ｒｘ１に流れる電流を積算した電圧（ΔＶａ）は、非タッチレベルＬＡとなる。
これに対して、図４のＮＢに示すように、走査電極Ｔｘ２と検出電極Ｒｘ１との交点付近には指が存在する（タッチ有りの状態の）場合、指へも電流が流れ、検出電極Ｒｘ１に流れる電流を積算した電圧（ΔＶｂ）は、非タッチレベルＬＡよりもＶ_ＳＴ高い電位の電圧となる。この変化量（タッチ信号）によりタッチ位置（座標）を検出することができる。

以下、図５および図６を用いて、ミューチュアル検出時の検出回路１０８の動作を説明する。なお、図６のＴＸは走査電極Ｔｘである。
検出回路１０８は、積分回路１０と、サンプルホールド回路１１と、１０ビットのＡＤ変換器（ＡＤＣ）１２と、ＡＤ変換器１２から出力されるデータ（以下、ＲＡＷデータ）を格納するメモリ（ＲＡＭ）１３と、キャリブレーションデータを格納するメモリ（ＲＡＭ）１４と、８ビットのＤＡ変換器（ＤＡＣ）１５と、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）１６とを有する。積分回路１０はスイッチＳ１と積分容量Ｃｉｎｔとオペアンプを有する。サンプルホールド回路１１はスイッチＳ４と容量Ｃｓｈとオペアンプを有する。検出回路１０８は、さらに、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂ、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６を有する。ここで、スイッチＳ１は、スイッチＳ１＿Ｒｘ１〜Ｓ１＿Ｒｘｎのｎ個のスイッチの総称である。スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６も同様である。

（１）検出電極および積分回路のリセット（図６のＡ１の期間）
各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎに流れる電流を検出（積分）前に、スイッチＳ２、Ｓ４をオフ（ＯＦＦ）し、スイッチＳ１をオン（ＯＮ）して、積分回路１０をリセットするとともに、スイッチＳ３をＯＮとして、各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎをリセットする。
基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を４Ｖ（Ｖ_ＲＥＦ＝４Ｖ）とすると、積分回路１０の出力は４Ｖ、各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、４Ｖにプリチャージされる。
また、スイッチＳ５は、基準電圧（Ｖ_ＯＦＳＣ）側に接続されており、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの両端には、基準電圧（Ｖ_ＯＦＳＣ）の４Ｖが印加されているため、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの電荷は「０」である。

（２）積分（図６のＢ１の期間）
次に、スイッチＳ１とスイッチＳ３をＯＦＦとした後、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍの１つへ走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）を出力し、スイッチＳ５をＤＡ変換器１５側に切り替え、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの一端に、ＤＡ変換器１５から出力されるキャリブレーション電圧（Ｖ_ＤＡＣ）を印加し、電荷の引き抜きを行った後に、スイッチＳ２をＯＮとして残りの電荷を積分容量Ｃｉｎｔに積分する。
これにより、走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍの１つを、交差容量Ｃｘｙ、積分容量Ｃｉｎｔの経路で電流が流れ、積分回路１０の出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）が低下する。Ｖ_ＩＮＴは下記の式で表される。
Ｖ_ＩＮＴ＝Ｖ_ＲＥＦ−（Ｖ_ＴＸ＊Ｃ_ＸＹ−Ｖ_ＣＬＢ＊Ｃ_ＣＬＢ）／Ｃ_ＩＮＴ
ここで、Ｃ_ＸＹは交差容量Ｃｘｙの容量値、Ｃ_ＣＬＢはキャリブレーション容量Ｃｃｌｂの容量智、Ｃ_ＩＮＴは積分容量Ｃｉｎｔの容量値である。積分容量Ｃｉｎｔの電荷は、交差容量Ｃｘｙの電荷から−キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの電荷を差し引いたものである。

（３）検出電極のリセット（図６のＡ２の期間）
積分回路１０での積分終了後、スイッチＳ２をＯＦＦ、スイッチＳ３をＯＮとして、スイッチＳ５を基準電圧（Ｖ_ＯＦＳＣ）側に接続して、各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎを４Ｖにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの電荷を「０」とする。
（４）上記（２）の積分回路１０での積分動作を繰り返し、電圧を積み上げる（図６のＢ２，…Ｂｎの期間）。

（５）サンプル＆ホールド（図６のＣの期間）
積分回路１０での積分完了後（図６のＢｎの期間後）、スイッチＳ４をＯＮとして、サンプルホールド回路１１でサンプル＆ホールドし、その後、スイッチＳ６を順次ＯＮとして、ＡＤ変換器１２でＡＤ変換し、メモリ（ＲＡＭ）１３に、走査電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎ分のＲＡＷデータを格納する。
ＡＤ変換器１２が、１０ｂｉｔのＡＤ変換器の場合、ＲＡＷデータは０（積分０Ｖ）〜１０２３（積分４Ｖ）の範囲となる。

（６）上記（１）〜（５）の処理を、全ての走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍについて順次実行し、各走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎの交点１面分のＲＡＷデータをメモリ１３に格納する。

（７）交差容量Ｃｘｙの容量値は非タッチ時の方がタッチ時よりも大きいので、図４のΔＶａ、ΔＶｂに示すように、積分回路１０での積分出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）の降下に差が生じ、ここにしきい値を設けて、タッチ位置を検出する。

次に、キャリブレーションについて説明する。
前述したように、各走査電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと各検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎの交点の交差容量Ｃｘｙは、液晶層、ガラス基板、偏光板、接着樹脂などの誘電率や厚みのばらつき、また不均一性のため、個体差や面内ばらつきを持つため、キャリブレーションが必須である。

（１）非タッチ時ＲＡＷデータ動作点を２５５とし、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）１６は、これをキャリブレーション目標値として、メモリ（ＲＡＭ）１４のキャリブレーションデータを書き換え、ＤＡ変換器１５から出力されるキャリブレーション電圧（Ｖ_ＤＡＣ）を可変しながら収束させる。
なお、非タッチ時のＲＡＷデータ動作点とは、非タッチ時の積分回路１０での積分出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）を、サンプルホールド回路１１でサンプル＆ホールドし、１０ビットのＡＤ変換器１２でＡＤ変換したときのＲＡＷデータであることは言うまでもない。

（２）キャリブレーションは動作点を移動させる作用のみで、検出感度には影響しない。検出感度は下記の式で表され、キャリブレーション電圧（Ｖ_ＤＡＣ）を含まない。
検出感度＝（ΔＣ_ＸＹ／Ｃ_ＩＮＴ）＊Ｖ_ＴＸ
ΔＣ_ＸＹ＝Ｃ_{ＸＹ＿ＵＴ}−Ｃ_ＸＹ＿Ｔ
ここで、Ｃ_{ＸＹ＿ＵＴ}は非タッチ時の交差容量Ｃ_ＸＹの容量値、Ｃ_ＸＹ＿Ｔはタッチ時の交差容量Ｃ_ＸＹの容量値である。
なお、通常、キャリブレーション範囲が、８ビットで［８’ｈ８０］の付近、即ち、基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ＝４Ｖ）とＧＮＤ（０Ｖ）の電圧の中間付近の電圧となるように、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの容量値（Ｃ_ＣＬＢ）を決定する。また、通常、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂは、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタの接合容量を利用するので、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの容量値（Ｃ_ＣＬＢ）の増減は、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタが、並列に接続される個数で調整する。

図７Ａおよび図７Ｂを用いて、分割Ｖブランク駆動によるタッチパネル検出時と、画素書込み時のタイミングを説明する。
１垂直期間（１Ｖ period）または１フレームの表示期間は、映像信号や走査信号（Ｓｉｇ）が駆動される期間（表示期間ブロック７１）と、タッチパネルの走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）が駆動される期間（タッチ期間ブロック７２）に分割され、交互に駆動される。これを分割Ｖブランク駆動という。１フレームの表示期間は、Ｎ個の表示期間ブロック（Ｄｉｓｐｌａｙ）７１とＮ個のタッチ期間ブロック（Ｔｏｕｃｈ）７２を有する。１表示期間ブロックでは、例えば１２８０／Ｎラインがスキャンされ、１タッチ期間ブロックでは、２０／Ｍ本の走査電極（共通電極）がスキャンされる。例えば、Ｎ＝２０、Ｍ＝２０の場合、１表示期間ブロックでは６４ラインがスキャンされ、１タッチ期間ブロックでは１本の走査電極がスキャンされる。１本の走査電極には２０〜４０回走査パルス電圧が印加される。ここでＭは自然数であり、Ｎよりも大きくても同じでも小さくてもよい。１垂直期間におけるタッチ検出回数を多く（たとえば４回）としたい場合はＮ＝２０、Ｍ＝５とすれば、１垂直期間に４回のタッチ検出を全ての共通電極２１にて行うことが可能となり、検出精度が上がる。１垂直期間におけるタッチ検出回数を少なく（たとえば１／２回、２垂直期間に１回）としたい場合はＮ＝２０、Ｍ＝４０とすれば、２垂直期間に１回のタッチ検出を全ての共通電極２１にて行うこととなり、タッチ検出における消費電力が低減される。このＮやＭの値は後の図８に出てくる駆動回路１０１のレジスタにホストコントローラ２００から値が設定されることにより定められる。
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、共通電極を走査電極Ｔｘとして機能させているので、タッチパネル検出時のスキャン動作は、画素書き込みを行うゲートスキャンを行っていない期間で行う。映像信号線８と共通電極２１との間、および、走査信号線７と共通電極２１との間には寄生容量があるため、映像信号線８上の電圧（Ｖ_ＤＬ）の変動、あるいは、走査信号線７上の電圧（Ｖ_ＧＬ）の立ち上がり、あるいは、立ち下り時に生じるノイズにより、タッチパネル検出時の検出レベルが変動し、座標精度が低下する。したがって、タッチ位置検出動作は、映像信号線８上の電圧（Ｖ_ＤＬ）の変動、あるいは、走査信号線７上の電圧（Ｖ_ＧＬ）の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行する必要がある。分割Ｖブランク駆動では、タッチ位置検出動作を、映像信号線８上の電圧（Ｖ_ＤＬ）の変動、あるいは、走査信号線７上の電圧（Ｖ_ＧＬ）の立ち上がり、あるいは、立ち下りがない期間に実行することが容易である。１フレーム期間において、映像信号や走査信号（Ｓｉｇ）が駆動される期間を１回のみとし、タッチパネルの走査パルス電圧（Ｖ_ＴＸ）が駆動される期間を１回のみとした場合、走査パルス電圧の駆動期間を長く設ける必要がでるが、それは１フレームに設けられるブランキング期間の制約もあり困難な場合が多い。分割Vブランク駆動ではそのような事態も避けられる。

＜疑似ミューチュアル検出＞
次に表示動作停止状態のタッチパネル機能（疑似ミューチュアル検出、第二ミューチャル検出）について、図８から図１２Ｂを用いて説明する。疑似ミューチュアル検出は、表示動作停止状態で、対向基板側にある検出電極のみを用いて、検出電極間の容量の容量変化を検出し、タッチ検出または横移動検出する。横移動（スワイプ検出）とは、検出電極の長手方向に垂直な方向（短手方向）成分の移動を検出することをいう。表示動作停止状態では、共通電極は表示用にもタッチ検出用にも使用されない。共通電極が表示用にもタッチ検出用にも使用されない状態を第２のモードという。表示動作およびその他不要な回路を停止する低消費電力モード（以下、「スリープモード」という。）は、第２のモードである。スリープモードでは、バックライトが消灯される。

図８は実施例１に係る表示装置の表示動作停止状態における、タッチパネルの全体概略構成を示すブロック図である。図９Ａは実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、動作を説明するための図である。図９Ｂは実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、タッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。図９Ｃは実施例１に係る検出回路における、基準電圧の設定レジスタを示す図である。図９Ｄは実施例１に係る検出回路における、キャリブレーション電圧とメモリデータとの関係を示す図である。図１０は実施例１に係る検出回路の表示動作停止状態における、各信号のタイミングを示す図である。図１１は実施例１に係る検出回路のスワイプ操作におけるタッチ信号変化を示す図である。図１２Ａは実施例１に係る表示装置のシングルタッチ起動またはダブルタッチ起動を説明するための図である。図１２Ｂは実施例１に係る表示装置のスワイプ起動を説明するための図である。

図８に示すように、表示動作停止状態では、タッチパネルの検出電極Ｒｘの中で、一つおきの検出電極Ｒｘを仮走査電極Ｔ’ｘとして機能させ、検出回路１０８は、仮走査電極Ｔ’ｘに走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ）を出力する。図８では、検出電極Ｒｘ１を仮走査電極Ｔ’ｘ１、検出電極Ｒｘ３を仮走査電極Ｔ’ｘ２、検出電極Ｒｘ５を仮走査電極Ｔ’ｘ３として動作させる。すなわち、奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄを仮走査電極Ｔ’ｘとして動作させる。なお、表示動作停止状態では、走査電極Ｔｘ（共通電極２１）はＧＮＤ電位に固定される。

また、表示装置１００を表示動作状態から表示動作停止状態に遷移させる場合、ホストコントローラ２００は、ドライバＩＣ５内のレジスタに所定のデータを設定することにより、図９Ａに示すように、仮走査電極Ｔ’ｘ（奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ）に接続されるスイッチＳ２＿ＯＤＤをＯＦＦとし、かつ、スイッチＳ２＿ＯＤＤに接続される積分回路１０とサンプルホールド回路１１をＯＦＦとする。ここで、積分回路１０とサンプルホールド回路１１をＯＦＦするということは、積分回路１０およびサンプルホールド回路１１の各ノードを基準電位（基準電圧またはＧＮＤ）に固定し貫通電流を流さないようにすることである。同様に、ドライバＩＣ５内のレジスタに設定された所定のデータにより、スイッチＳ７＿ＯＤＤを順次ＯＮとして、仮走査電極Ｔ’ｘに、順次走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ）を供給する。ここで、仮走査電極Ｔ’ｘには、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ）が複数回（例えば、６４回；１回当たりの時間は、６ｕｓ）供給される。

前述の図４で説明した表示動作状態と同様に、スイッチＳ２＿ＥＶＥＮに接続される偶数番目の積分回路１０は、偶数番目の各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎに流れる電流を積算し（本実施例では負方向への積算）、到達した電圧値（ΔＶａ’，ΔＶｂ’）を記録する。
偶数番目の各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎと、仮走査電極Ｔ’ｘ（奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ）と、を指（導体）がタッチしている場合、あるいは、偶数番目の各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎと、仮走査電極Ｔ’ｘ１，Ｔ’ｘ２，Ｔ’ｘ３に、指（導体）が近接した場合、指へも電流が流れるため、偶数番目の各検出電極Ｒｘ２，Ｒｘ４，Ｒｘ６に流れる電流を積分した積算結果の電圧値に変化が生じる。
偶数番目の各検出電極Ｒｘ２，Ｒｘ４，Ｒｘ６と、仮走査電極Ｔ’ｘ１，Ｔ’ｘ２，Ｔ’ｘ３と、に指が近接していない場合、図９ＢのＮＡに示すように、検出電極に流れる電流を積算した電圧（ΔＶａ’）は、非タッチレベルＬＡ’となる。
これに対して、偶数番目の各検出電極Ｒｘ２，Ｒｘ４，Ｒｘ６と、仮走査電極Ｔ’ｘ１，Ｔ’ｘ２，Ｔ’ｘ３と、を指がタッチしている場合、図９ＢのＮＢに示すように、指へも電流が流れるので、偶数番目の各検出電極Ｒｘ２，Ｒｘ４，Ｒｘ６に流れる電流を積算した電圧（ΔＶｂ’）は、非タッチレベルＬＡ’よりも高電位の電圧となる。この変化量（タッチ信号）によりタッチまたはスワイプの有無を検出することができる。

以下、図９Ａ、図９Ｃ、図９Ｄおよび図１０を用いて、疑似ミューチュアル検出時の検出回路１０８の動作を説明する。
検出回路１０８は、積分回路１０と、サンプルホールド回路１１と、キャリブレーションアンプ１７と、を有する。キャリブレーションアンプ１７には、図９Ｃに示すような基準電圧の設定レジスタ（ＴＰＣ＿ＶＯＦＳＣＴＸ）に基づいた電圧（Ｖ_ＯＦＳＣ）、または図９Ｃに示すようなメモリ１４に格納されるキャリブレーションデータ（ＣＬＢ＿ＤＡＴＡ）に基づいたＤＡ変換器１５の出力電圧（キャリブレーション電圧（Ｖ_ＤＡＣ））が供給される。

（１）検出電極および積分回路のリセット（図１０のＡ１の期間）
スイッチＳ２＿ＯＤＤとスイッチＳ３＿ＯＤＤをＯＦＦし、スイッチＳ７＿ＯＤＤをＯＮして、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄを仮走査電極Ｔ’ｘとして使用できるようにする。また、スイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ＝０．２５Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄは０．２５Ｖにリセットされる。ここで、スイッチＳ１＿ＯＤＤは、スイッチＳ１＿Ｒｘ１、Ｓ１＿Ｒｘ３、Ｓ１＿Ｒｘ５の奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄに接続されるスイッチの総称である。スイッチＳ２＿ＯＤＤ、Ｓ３＿ＯＤＤ、Ｓ４＿ＯＤＤ、Ｓ５＿ＯＤＤ、Ｓ６＿ＯＤＤ、Ｓ７＿ＯＤＤも同様である。
各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎに流れる電流を検出（積分）前に、スイッチＳ２＿ＥＶＥＮ、スイッチＳ４＿ＥＶＥＮ、スイッチＳ７＿ＥＶＥＮをＯＦＦし、スイッチＳ１＿ＥＶＥＮをＯＮして、積分回路１０をリセットするとともに、スイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＮとして、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎをリセットする。ここで、スイッチＳ１＿ＥＶＥＮは、スイッチＳ１＿Ｒｘ２、Ｓ１＿Ｒｘ４、Ｓ１＿Ｒｘ６の偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅnに接続されるスイッチの総称である。スイッチＳ２＿ＥＶＥＮ、Ｓ３＿ＥＶＥＮ、Ｓ４＿ＥＶＥＮ、Ｓ５＿ＥＶＥＮ、Ｓ６＿ＥＶＥＮ、Ｓ７＿ＥＶＥＮも同様である。
基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を４Ｖ（Ｖ_ＲＥＦ＝４Ｖ）とすると、積分回路１０の出力は４Ｖ、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎは、４Ｖにプリチャージされる。
また、スイッチＳ５＿ＥＶＥＮは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝４Ｖ）に接続されており、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの両端には、４Ｖが印加されているため、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの電荷は「０」である。

（２）積分（図１０のＢ１の期間）
次に、スイッチＳ１＿ＥＶＥＮとスイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＦＦとした後、スイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝４Ｖ）に接続され、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄに走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ＝４Ｖ）を出力する。スイッチＳ５＿ＥＶＥＮはＶ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５〜４Ｖ）に切り替え、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの一端に、キャリブレーションパルス電圧（Ｖ_ＣＬＢ）を印加し、交差容量Ｃｘｙの電荷の引き抜きを行った後に、スイッチＳ２＿ＥＶＥＮをＯＮとして残りの電荷を積分容量Ｃｉｎｔに積分する。
これにより、検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎの１つを、検出容量Ｃｒｘ−ｒｘ、積分容量Ｃｉｎｔの経路で電流が流れ、積分回路１０の出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）が低下する。

（３）検出電極のリセット（図１０のＡ２の期間）
積分回路１０での積分終了後、スイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ＝０．２５Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄは０．２５Ｖにリセットされる。スイッチＳ２＿ＥＶＥＮをＯＦＦ、スイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＮとして、スイッチＳ５＿ＥＶＥＮは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝４Ｖ）に接続して、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎを４Ｖにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの電荷を「０」でとする。

（４）上記（２）の積分回路１０での積分動作を繰り返し、電圧を積み上げる（図１０のＢ２，…Ｂｎの期間）。

（５）サンプル＆ホールド（図１０のＣの期間）
積分回路１０での積分完了後（図１０のＢｎの期間後）、スイッチＳ４＿ＥＶＥＮをＯＮとして、サンプルホールド回路１１でサンプル＆ホールドし、その後、スイッチＳ６＿ＥＶＥＮを順次ＯＮとして、ＡＤ変換器１２でＡＤ変換し、メモリ（ＲＡＭ）１３に、偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎ分のＲＡＷデータを格納する。
ＡＤ変換器１２が、１０ｂｉｔのＡＤ変換器の場合、ＲＡＷデータは０（積分０Ｖ）〜１０２３（積分４Ｖ）の範囲となる。

（６）上記（１）〜（５）の処理を、全ての偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎについて順次実行し、各偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎと各奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄの隣接１面分のＲＡＷデータをメモリ１３に格納する。

（７）検出容量Ｃｒｘ−ｒｘの容量値は非タッチ時の方がタッチ時よりも大きいので、図９ＢのΔＶａ’、ΔＶｂ’に示すように、積分回路１０での出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）の降下に差が生じ、ここにしきい値を設けて、タッチまたはスワイプの有無を検出する。

図１１は検出電極Ｒｘ１２から検出電極Ｒｘ２方向にスワイプしたときのシグナル値（ΔＶｂ’とΔＶａ’の差分値）である。横軸の時間の一目盛りはタッチ検出処理の周期である。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、表示動作停止状態中に、ドライバＩＣ５内のマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）１６は、タッチパネル（ＴＰＣ）１０７を擬似ミューチュアル（ｓｅｌｆ）動作させ（ＳＴ）、その間（ＬＰ）はループしている。マイクロコンピュータ１６は、擬似ミューチュアル（ｓｅｌｆ）動作の終了（ＥＮＤ）を検出すると、スリープモード（Ｓｌｅｅｐ）になる。スリープモードではタイマカウンタのみが動作し、所定時間が経過すると、マイクロコンピュータ１６は次のタッチまたはスワイプの有無を検出するタッチ検出処理を実行する。マイクロコンピュータ１６がタッチ検出処理を例えば５０ｍｓ周期で実行するのが好ましい。

図１２Ａに示すように、シングルタッチ起動では、タッチを１回検出すると、マイクロコンピュータ１６はホストコントローラ（ＨＯＳＴ）２００に割込み信号（ＩＮＴ）を出力する。ダブルタッチ起動では、タッチを２回検出すると、マイクロコンピュータ１６はホストコントローラ２００に割込み信号（ＩＮＴ）を出力する。
ダブルタッチ起動においては、図１２Ａに示すように、ホストコントローラ２００は、割込み信号（ＩＮＴ）を２回受理すると、表示装置１００にスリープモード解除信号（Ｅｘｉｔ ｓｌｅｅｐ）を入力し、表示装置のスリープモードを解除する。表示装置１００の駆動回路１０１はパワーオンシーケンス（Ｐ＿ＯＮ＿ＳＱ）を経て表示動作状態（ＢＫ、Ｎｏｒｍａｌ）になる。また駆動回路１０１は内部リセット信号（ＲＳＴ）を発生してマイクロコンピュータ１６に入力し、マイクロコンピュータ１６はブート処理（Ｂｏｏｔ）を経て、タッチパネル（ＴＰＣ）１０７をミューチュアル（Ｍｕｔｕａｌ）動作させタッチ検出処理（Ｆａｒｍｗａｒｅ）を実行する。なお、割込み信号（ＩＮＴ）を１回受理しても、１回受理後に所定時間内（たとえば１秒内）にもう一度割込み信号（ＩＮＴ）を受理しない場合は表示装置１００は表示を行わないままとなる。
シングルタッチ起動においては、図示はないが、ホストコントローラ２００は、割込み信号（ＩＮＴ）を１回受理すると、表示装置１００にスリープモード解除信号（Ｅｘｉｔ ｓｌｅｅｐ）を入力し、表示装置のスリープモードを解除する。表示装置１００の駆動回路１０１はパワーオンシーケンス（Ｐ＿ＯＮ＿ＳＱ）を経て表示動作状態（ＢＫ、Ｎｏｒｍａｌ）になる。また駆動回路１０１は内部リセット信号（ＲＳＴ）を発生してマイクロコンピュータ１６に入力し、マイクロコンピュータ１６はブート処理（Ｂｏｏｔ）を経て、タッチパネル（ＴＰＣ）１０７をミューチュアル（Ｍｕｔｕａｌ）動作させタッチ検出処理（Ｆａｒｍｗａｒｅ）を実行する。

図１２Ｂに示すように、スワイプ起動では、タッチを１回検出すると、マイクロコンピュータ１６はスリープモードに遷移しないで、連続するタッチを検出し、移動（スワイプ）があったどうかの判定（ｇｅｓｔｕｒｅ判定）を行う。マイクロコンピュータ１６は、スワイプを検出すると、ホストコントローラ２００に割込み信号（ＩＮＴ）を出力する。連続するタッチとは、タッチ検出される箇所がずれつつ所定時間内（たとえば５０ｍｓ内）に検出されるものである。この所定時間はシングルタッチ起動における所定時間よりもはるかに短くなっている。マイクロコンピュータ１６はｇｅｓｔｕｒｅ判定の際に他のループ（ＬＰ）よりも長いループとなっており、１回のタッチが検出された後にｇｅｓｔｕｒｅ判定のための長いループとなる。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、ホストコントローラ２００は、割込み信号（ＩＮＴ）を受理すると、表示装置１００にスリープモード解除信号（Ｅｘｉｔ ｓｌｅｅｐ）を入力し、表示装置のスリープモードを解除する。表示装置１００の駆動回路はパワーオンシーケンス（Ｐ＿ＯＮ＿ＳＱ）を経て表示動作状態（ＢＫ、Ｎｏｒｍａｌ）になる。また駆動回路は内部リセット信号（ＲＳＴ）を発生してマイクロコンピュータ１６に入力し、マイクロコンピュータ１６はブート処理（Ｂｏｏｔ）を経て、タッチパネル（ＴＰＣ）１０７をミューチュアル（Ｍｕｔｕａｌ）動作させタッチ検出処理（Ｆａｒｍｗａｒｅ）を実行する。

以上説明したように、本実施例では、表示装置１００はシングルタッチ起動、またはダブルタッチ起動を行うモードと、スワイプ起動を行うモードの両方を持っており、表示装置１００の駆動回路１０１内のレジスタにホストコントローラ２００が所定の値を書き込むことによりこれらモードが実行される。スリープモード時に、ＣＦ基板３上に形成される、裏面側透明導電膜（ＣＤ）を、帯状のパターンに分割して構成されたタッチパネルの検出電極Ｒｘのみを使用してタッチ検出処理を実行し、表示パネルの表示動作を停止させた状態で、走査電極Ｔｘのスキャンを行うことがないので、表示パネルの液晶層に直流電圧が印加され、液晶層に焼き付きが発生するのを防止することが可能となる。
また、本実施例では、スリープモード時に、仮走査電極Ｔ’ｘとして機能する検出電極Ｒｘに接続される積分回路１０およびサンプルホールド回路１１をＯＦＦとするので、検出回路で消費される電力は半分となるので、スリープモード時の消費電力をより低減することが可能となる。

実施例２に係る表示装置について、図１３〜図１６を用いて以下説明する。
図１３は実施例２に係る表示装置の平面図である。
実施例２に係る表示装置は実施例１に係る表示装置とＴＦＴ基板内の構成およびドライバＩＣの構成が異なるが、その他の構成は同じである。実施例２に係る表示装置１００ａは、ＴＦＴ基板２上に２本の帯状の共通電極（ＣＯＭＭＯＮ１、ＣＯＭＭＯＮ２２）２１ａと２０本の帯状の共通電極（ＣＯＭＭＯＮ２〜ＣＯＭＭＯＮ２１）２１ｂを有する。共通電極の本数が実施例１に係る表示装置１００に比べて増加している。その結果、共通電極信号線が増加し、額縁領域の幅も増加する。そこで、表示装置１００ａは、額縁領域の幅を増大させないように、共通電極の走査回路（Ｔｘスキャン回路）２３をゲートスキャン回路６と同様にＴＦＴ基板２上に形成する。したがって、ドライバＩＣ５ａは、ドライバＩＣ５と異なり、Ｔｘスキャン回路を有しない。１つの共通電極２１ａは６０ライン分の画素に共通して用いられ、１つの共通電極２１ｂは５８ライン分の画素に共通して用いられる。表示装置１００ａの擬似ミューチュアルにおける走査パルス電圧の極性は、表示装置１００の擬似ミューチュアルにおける走査パルス電圧の極性と異なる。上記以外は、表示装置１００ａは表示装置１００と同じである。

以下、表示装置１００ａと表示装置１００との相違点を説明する。
図１４Ａは実施例１のＴｘ同相駆動の模式図である。図１４Ｂは実施例２のＴｘ差動駆動（１）の模式図である。図１４Ｃは実施例２のＴｘ差動駆動（２）の模式図である。図１４Ｄは実施例２のＴｘ差動駆動（３）の模式図である。
実施例１では、図１４Ａに示すように、仮走査電極Ｔｘ’（検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ３、Ｒｘ５、Ｒｘ７、Ｒｘ９、Ｒｘ１１、言い換えると奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ）は、同極性（例えば、すべて正極性）の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ）で駆動される。図１４Ａに示される駆動を同相駆動ともいう。
一方、実施例２では、図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１４Ｄに示すように、仮走査電極Ｔｘ’（検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ３、Ｒｘ５、Ｒｘ７、Ｒｘ９、Ｒｘ１１、言い換えると奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ）は、異極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋）、Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１４Ｄに示される駆動を差動駆動ともいう。

図１４Ｂに示すように、第１のＴｘ差動駆動では、検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ５、Ｒｘ９は正極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋））、検出電極Ｒｘ３、Ｒｘ７、Ｒｘ１１は負極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。すなわち、隣接する仮走査電極Ｔｘ’の極性が異なる。
実施例２では、図１４Ｃに示すように、第２のＴｘ差動駆動では、検出電極Ｒｘ３、Ｒｘ５、Ｒｘ１１は正極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋））、検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ７、Ｒｘ９は負極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。すなわち、隣接する２つの仮走査電極Ｔｘ’は正極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋））で、次の隣接する２つの仮走査電極Ｔｘ’は負極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。
実施例２では、図１４Ｄに示すように、第３のＴｘ差動駆動では、検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ３、Ｒｘ５は正極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋））、検出電極Ｒｘ７、Ｒｘ９、Ｒｘ１１は負極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。すなわち、半分の隣接する仮走査電極Ｔｘ’は正極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋））で、残りの半分の隣接する仮走査電極Ｔｘ’は負極性の走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−））で駆動される。

以下、図１５Ａおよび図１５Ｂを用いて、疑似ミューチュアル検出時の検出回路１０８ａの動作を説明する。
図１５Ａは実施例２に係る検出回路における、表示動作停止中の動作を説明するための図である。図１５Ｂは実施例２に係る検出回路における、表示動作停止中のタッチパネルのタッチ検出動作のタイミング図である。図１６は実施例２に係る検出回路のスワイプ操作におけるタッチ信号変化を示す図である。

実施例２に係る検出回路１０８ａと実施例１に係る検出回路１０８とは回路構成は同じである。ただし、検出回路１０８ａのキャリブレーションアンプ１７に印加される電圧と検出回路１０８のキャリブレーションアンプ１７に印加される電圧とが異なる。すなわち、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ）およびキャリブレーションパルス電圧（Ｖ_ＣＬＢ）が異なる。

（１）検出電極および積分回路のリセット
スイッチＳ２＿ＯＤＤとスイッチＳ３＿ＯＤＤをＯＦＦし、スイッチＳ７＿ＯＤＤをＯＮして、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）、Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）を仮走査電極Ｔ’ｘとして使用できるようにする。また、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）に係るスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋）＝０．２５Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄは０．２５Ｖにリセットされる。検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）に係るスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＣＬＢ側（Ｖ_ＣＬＢ＝４Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−）＝４Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄは４Ｖにリセットされる。
各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎに流れる電流を検出（積分）前に、スイッチＳ２＿ＥＶＥＮ、スイッチＳ４＿ＥＶＥＮ、スイッチＳ７＿ＥＶＥＮをＯＦＦし、スイッチＳ１＿ＥＶＥＮをＯＮして、積分回路１０をリセットするとともに、スイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＮとして、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎをリセットする。
基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）を４Ｖ（Ｖ_ＲＥＦ＝４Ｖ）とすると、積分回路１０の出力は４Ｖ、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎは、４Ｖにプリチャージされる。
また、スイッチＳ５＿ＥＶＥＮは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝２．１１８Ｖ）に接続されており、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの両端には、４Ｖ−２．１１８Ｖの電圧が印加される。

（２）積分
次に、スイッチＳ１＿ＥＶＥＮとスイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＦＦとした後、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）に係るスイッチスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝２．１１８Ｖ）に接続され、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）に走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋）＝２．１１８Ｖ）を出力する。検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）に係るスイッチスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝２．１１８Ｖ）に接続され、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）に走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−）＝２．１１８Ｖ）を出力する。スイッチＳ５＿ＥＶＥＮはＶ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５〜４Ｖ）に切り替え、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂの一端に、キャリブレーションパルス電圧（Ｖ_ＣＬＢ）を印加し、交差容量Ｃｘｙの電荷の引き抜きを行った後に、スイッチＳ２＿ＥＶＥＮをＯＮとして残りの電荷を積分容量Ｃｉｎｔに積分する。
これにより、検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎの１つを、検出容量Ｃｒｘ−ｒｘ、積分容量Ｃｉｎｔの経路で電流が流れ、積分回路１０の出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）が低下する。

（３）検出電極のリセット
積分回路１０での積分終了後、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）に係るスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝０．２５Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（＋）＝０．２５Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（＋）は０．２５Ｖにリセットされる。検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）に係るスイッチＳ５＿ＯＤＤは、Ｖ_ＤＡＣ側（Ｖ_ＤＡＣ＝４Ｖ）に接続されており、走査パルス電圧（Ｖ_ＱＴＸ（−）＝４Ｖ）を出力し、検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ（−）は４Ｖにリセットされる。スイッチＳ２＿ＥＶＥＮをＯＦＦ、スイッチＳ３＿ＥＶＥＮをＯＮとして、スイッチＳ５＿ＥＶＥＮは、Ｖ_ＯＦＳＣ側（Ｖ_ＯＦＳＣ＝２．１１８Ｖ）に接続して、各検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎを４Ｖにプリチャージするとともに、キャリブレーション容量Ｃｃｌｂに１．８８２Ｖ（＝４Ｖ−２．１１８Ｖ）の電圧が印加される。

（４）上記（２）の積分回路１０での積分動作を繰り返し、電圧を積み上げる。

（５）積分回路１０での積分完了後、スイッチＳ４＿ＥＶＥＮをＯＮとして、サンプルホールド回路１１でサンプル＆ホールドし、その後、スイッチＳ６＿ＥＶＥＮを順次ＯＮとして、ＡＤ変換器１２でＡＤ変換し、メモリ（ＲＡＭ）１３に、偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎ分のＲＡＷデータを格納する。
ＡＤ変換器１２が、１０ｂｉｔのＡＤ変換器の場合、ＲＡＷデータは０（積分０Ｖ）〜１０２３（積分４Ｖ）の範囲となる。

（６）上記（１）〜（５）の処理を、全ての偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎについて順次実行し、各偶数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｅｖｅｎと各奇数番目の検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄの隣接１面分のＲＡＷデータをメモリ１３に格納する。

（７）検出容量Ｃｒｘ−ｒｘの容量値は非タッチ時の方がタッチ時よりも大きいので、積分回路１０での出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）の降下に差が生じ、ここにしきい値を設けて、タッチまたはスワイプの有無を検出する。

タッチ部によって検出信号が上下方向に出力するため、図１５Ｂに示すように１０ｂｉｔのＡＤ変換器の中間値（ＲＡＷデータ＝５１１）をキャリブレーション目標値（Ｖ_ＣＬＢＴ）としている。図１５Ａの（Ａ）側をタッチしたときは、積分回路１０の出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）はキャリブレーション目標値よりも高い電圧（Ｖ_ＩＮＴ（Ａ））になる。図１５Ａの（Ｂ）側をタッチしたときは、積分回路１０の出力電圧（Ｖ_ＩＮＴ）はキャリブレーション目標値よりも低い電圧（Ｖ_ＩＮＴ（Ｂ））になる。

図１６は第３のＴｘ差動駆動における検出電極Ｒｘ１２から検出電極Ｒｘ２方向にスワイプしたときのシグナル値である。横軸の時間の一目盛りはタッチ検出処理の周期である。検出電極Ｒｘ２、Ｒｘ４、Ｒｘ６は正のシグナル値で、検出電極Ｒｘ８、Ｒｘ１０、Ｒｘ１２は負のシグナル値である。

図１７Ａは実施例２に係るＴｘスキャン回路の構成を示すブロック図である。図１７Ｂは実施例２に係るＴｘスキャン回路のスイッチ回路の回路図である。図１８ＡはＲｘ積分量変化の模式図である。図１８ＢはＲｘ積分量変化の波形図である。図１８ＣはＴｘ差動駆動による改善模式図である。

Ｔｘスキャン回路２３は、スイッチ回路ＴｘＳＷとシフトレジスタ回路ＴｘＳ／Ｒから構成される。スイッチ回路ＴｘＳＷは、図１７Ｂに示されるように、ｎチャネルＴＦＴと容量で構成される。スリープモードになるときは、ＳＤ＿ＲＳＴ信号がＨｉｇｈとなり、薄膜トランジスタＴ１２を介して薄膜トランジスタＴ１９はＯＮし、容量Ｃ２は充電される。続くパワーオフシーケンス後、入力信号の各ノードはすべてＧＮＤ電位に固定される。薄膜トランジスタＴ１０、Ｔ１３のリーク電流により、容量Ｃ２が徐々に放電する。薄膜トランジスタＴ１９がＯＮからオープンに遷移することで、薄膜トランジスタＴ１９のＯＮ抵抗が変化する。図１８Ａに示すように（ａ）リーク電流により薄膜トランジスタＴ１９のＯＮ抵抗が変化すると、（ｂ）検出電極Ｒｘ＿ＥｖｅｎとＧＮＤ間のインピーダンスが変化する。（ｃ）その結果、仮走査電極（検出電極Ｒ＿Ｏｄｄ）への走査パルスによって、検出容量Ｃｒｘ−ｒｘの積分容量Ｃｉｎｔとセルフ容量Ｃｒｘ−ｇｎｄへの電荷配分が変化し、（ｄ）積分容量Ｃｉｎｔの積分電荷量（Ｑｉｎｔ）が変化する。なお、薄膜トランジスタのリーク電流は光や温度、Ｖｔｈに依存する。

図１８Ｂに示すように、スリープモードの初期期間（i）は、薄膜トランジスタＴ１９がＯＮで安定している。したがって、積分容量Ｃｉｎｔの積分電荷量（Ｑｉｎｔ）が変化しないので、感度は低いがスワイプ検出は可能である。過渡期間(ii)は、上述したように、ＯＮ抵抗が変化し、積分電荷量（Ｑｉｎｔ）が変化するので、スワイプ検出は困難である。安定期間(iii)は、放電しきっているのでリーク電流がほとんどなく、ＯＮ抵抗はオープン状態でほとんど変化しない。したがって、積分電荷量（Ｑｉｎｔ）が変化しないので、スワイプ検出は可能である。なお、薄膜トランジスタのリーク電流は光や温度、Ｖｔｈに依存し、早くリークする条件においては、過渡期間(ii)の期間が短くなるので、スワイプ検出が不可能な期間は短くなる。

実施例２では、ＴＦＴを用いてＴｘスキャン回路２３をＴＦＴ基板２上に形成しているため、上記のような問題が発生する可能性がある。しかし、実施例２では、図１８Ｃに示すように、仮走査電極（検出電極Ｒｘ＿Ｏｄｄ）はＶ_ＱＴＸ（＋）とＶ_ＱＴＸ（−）とによって差動駆動される。したがって、図１８Ｂと同様に、（ａ）リーク電流により薄膜トランジスタＴ１９のＯＮ抵抗が変化し、（ｂ）検出電極Ｒｘ＿ＥｖｅｎとＧＮＤ間のインピーダンスが変化しても、走査パルスがバランスするため、（ｃ）仮走査電極（検出電極Ｒ＿Ｏｄｄ）への走査パルスによる電荷がセルフ容量Ｃｒｘ−ｇｎｄに抜けがなくなる。したがって、（ｄ）積分容量Ｃｉｎｔの容量値（Ｃ_ＩＮＴ）が安定する。すなわち、仮走査電極（検出電極Ｒ＿Ｏｄｄ）への走査パルスがバランスするため、検出電極Ｒｘ＿ＥｖｅｎとＧＮＤ間のインピーダンスが変化を見えなくすることができる。

１・・・表示パネル
２・・・ＴＦＴ基板（アレイ基板）
３・・・ＣＦ基板（対向基板）
４・・・液晶層
５、５ａ・・・ドライバＩＣ
６・・・ゲートスキャン回路
７・・・走査信号線
８・・・映像信号線
９・・・ドライバＩＣ用入力端子
１０・・・積分回路
１１・・・サンプルホールド回路
１２・・・ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
１３・・・メモリ（ＲＡＭ）
１４・・・メモリ（ＲＡＭ）
１５・・・ＤＡ変換器（ＤＡＣ）
１６・・・マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）
１７・・・キャリブレーションアンプ
２０・・・画素部
２１、２１ａ、２１ｂ・・・共通電極（対向電極、走査電極）
２２・・・共通電極信号線
２３・・・Ｔｘスキャン回路
３１・・・検出電極
４０・・・フロントウィンドウ（又は保護フィルム）
７０、７５・・・フレキシブル配線基板
７７・・・接続部
８０・・・コネクタ
１００・・・表示装置
１０１・・・駆動回路
１０２・・・シーケンサ
１０３・・・走査パルス電圧生成回路
１０６・・・デコーダ回路
１０７・・・タッチパネル
１０８・・・検出回路
２００・・・ホストコントローラ
ＢＫＬ・・・バックライト
Ｃｃｌｂ・・・キャリブレーション容量
Ｃｉｎｔ・・・積分容量
Ｃｒｘ−ｒｘ・・・検出容量
Ｃｘｙ・・・交差容量
ＬＣ・・・液晶層
ＰＯＬ１、ＰＯＬ２・・・偏光板
Ｒｘ・・・タッチパネルの検出電極
Ｔｘ・・・タッチパネルの走査電極
Ｔ’ｘ・・・表示動作停止時の走査電極

Claims (20)

1. アレイ基板と、
   対向基板と、
   検出回路と、
   を備える表示装置であって、
   前記表示装置は、第１のモードと、第２のモードと、を有し、
   前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有し、
   前記対向基板は、第１の検出電極と、第２の検出電極と、を有し、
   前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極と交互に配置され、
   前記第１のモードでは、
   前記共通電極は、表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第１の走査パルス電圧とが供給され、
   前記検出回路は、前記第１および第２の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされ、
   前記第２のモードでは、
   前記第１の検出電極は仮走査電極として機能させられ、
   前記検出回路は、前記第１の検出電極に第２の走査パルス電圧を供給するようにされ、前記第２の検出電極で検出される検出電圧に基づき検出対象の移動の有無を検出するようにされる表示装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極を挟んで、第３の検出電極と、第４の検出電極とに分類され、
   前記第２のモード時に、前記検出回路は、前記第３の検出電極と前記第４の検出電極とに前記第２の走査パルス電圧を同極性のパルスで複数回供給するようにされる表示装置。
3. 請求項２において、
   前記第２の走査パルス電圧は正極性のパルスである表示装置。
4. 請求項１において、
   前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極を挟んで、第３の検出電極と、第４の検出電極とに分類され、
   前記第２のモード時に、前記検出回路は、前記第３の検出電極と前記第４の検出電極とに前記第２の走査パルス電圧を異極性のパルスで複数回供給するようにされる表示装置。
5. 請求項１において、
   前記検出回路は、前記第１の検出電極に接続される第１のスイッチ回路を有し、
   前記第２のモード時に、前記第１のスイッチ回路がオンとなり、前記第１の検出電極に前記第２の走査パルス電圧を供給するようにされる表示装置。
6. 請求項１において、
   前記検出回路は、前記第１の検出電極に接続される第２のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路に接続される積分回路とを有し、
   前記第１のモード時にタッチを検出するときは、前記積分回路は、前記第２スイッチ回路を介して、前記第１の検出電極に接続され、
   前記第２のモード時は、前記第２スイッチ回路はオフされ、前記積分回路はオフされる表示装置。
7. 請求項１において、
   前記共通電極は、複数のブロックに分割されており、
   前記分割された各ブロックの共通電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられる表示装置。
8. 請求項７において、
   前記第２のモード時に、前記分割された各ブロックの共通電極は、基準電位に固定される表示装置。
9. 請求項７において、
   前記検出電極は、ストライプ形状で、第１方向に延在し、
   前記分割された各ブロックの共通電極は、ストライプ形状で、前記第１方向とは異なる第２方向に延在する表示装置。
10. 請求項１において、
    前記アレイ基板と前記対向基板との間に狭持される液晶を有する表示装置。
11. 請求項１において、
    前記検出回路は、第２の走査パルス電圧を生成するためのレジスタおよびキャリブレーション電圧を生成するためのメモリを有する表示装置。
12. アレイ基板と、
    対向基板と、
    前記アレイ基板と前記対向基板との間に狭持される液晶と、
    検出回路と、
    を備える表示装置であって、
    前記表示装置は、第１のモードと、第２のモードと、を有し、
    前記アレイ基板は、画素電極と、共通電極と、を有し、
    前記対向基板は、第１の検出電極と、第２の検出電極と、を有し、
    前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極と交互に配置され、
    前記検出回路は、積分回路と、前記積分回路用のキャリブレーション電圧を供給する電圧供給回路を有し、
    前記第１のモードでは、
    前記共通電極は、表示の電極とタッチパネルの走査電極を兼用するようにされ、コモン電圧と第１の走査パルス電圧とが供給され、
    前記検出回路は、前記第１および第２の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチ位置を検出するようにされ、
    前記第２のモードでは、
    前記第１の検出電極は仮走査電極として機能させられ、
    前記電圧供給回路は、前記第１の検出電極に第２の走査パルス電圧を供給するようにされ、
    前記検出回路は、前記第２の検出電極で検出される検出電圧に基づきタッチまたは検出対象の移動の有無を検出するようにされる表示装置。
13. 請求項１２において、
    前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極を挟んで、第３の検出電極と、第４の検出電極とに分類され、
    前記第２のモード時に、前記電圧供給回路は、前記第３の検出電極と前記第４の検出電極とに前記第２の走査パルス電圧を同極性のパルスで複数回供給するようにされる表示装置。
14. 請求項１３において、
    前記第２の走査パルス電圧は正極性のパルスである表示装置。
15. 請求項１２において、
    前記第１の検出電極は、前記第２の検出電極を挟んで、第３の検出電極と、第４の検出電極とに分類され、
    前記第２のモード時に、前記電圧供給回路は、前記第３の検出電極と前記第４の検出電極とに前記第２の走査パルス電圧を異極性のパルスで複数回供給するようにされる表示装置。
16. 請求項１２において、
    前記検出回路は、前記第１の検出電極と前記電圧供給回路を接続する第１のスイッチ回路を有し、
    前記第２のモード時に、前記第１のスイッチ回路がオンとなり、前記電圧供給回路は前記第１の検出電極に前記第２の走査パルス電圧を供給するようにされる表示装置。
17. 請求項１２において、
    前記検出回路は、前記第１の検出電極と前記積分回路を接続する第２のスイッチ回路を有し、
    前記第１のモード時にタッチを検出するときは、前記積分回路は、前記第２スイッチ回路を介して、前記第１の検出電極に接続され、
    前記第２のモード時は、前記第２スイッチ回路はオフされ、前記積分回路はオフされる表示装置。
18. 請求項１２において、
    前記共通電極は、複数のブロックに分割されており、
    前記分割された各ブロックの共通電極は、連続する複数の表示ラインの各画素に対して共通に設けられる表示装置。
19. 請求項１８において、
    前記第２のモード時に、前記分割された各ブロックの共通電極は、基準電位に固定される表示装置。
20. 請求項１８において、
    前記検出電極は、ストライプ形状で、第１方向に延在し、
    前記分割された各ブロックの共通電極は、ストライプ形状で、前記第１方向とは異なる第２方向に延在する表示装置。

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