JP6637344B2 - 検出装置、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置、表示装置及び電子機器に関する。

近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。このようなタッチ検出機能付き表示装置として、静電容量式のタッチセンサを備えたものが知られている。また、指などにより入力面が押圧された場合に、圧力を検出して、圧力の大きさに応じて各種機能を実行させることが可能な表示装置が知られている。

特許文献１は、液晶表示セルと、互いに交差する方向に設けられたゲート線とドレイン線とを有する圧力検知デジタイザが記載されている。特許文献１の圧力検知デジタイザは、ゲート線とドレイン線との交点の各々に設けられる液晶表示セルの容量変化により、液晶表示パネルに対する圧力を検出する。

特開２０００−６６８３７号公報

特許文献１は、液晶表示パネルの複数箇所で入力が行われた場合、正確な入力位置及び圧力の大きさを検出することが困難となる可能性がある。また、タッチパネルの検出電極又は駆動電極により圧力を検出する場合、圧力検出の分解能が各電極の形状や大きさによって規制されるため、圧力の検出精度が低下する可能性がある。

本発明は、精度よく圧力を検出することが可能な検出装置、表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様の検出装置は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、前記基板の前記第１面と平行な平面において、第１の方向に延在し、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体を検出するための第１駆動信号が供給される第１電極と、前記第１電極と対向するとともに前記第１の方向に複数配列され、直流電圧信号が供給される配線と、前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第１電極との間に静電容量を形成する導電体とを有する。

本発明の一態様の表示装置は、上記の検出装置と、前記第１電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有する。

本発明の一態様の電子機器は、上記の検出装置と、前記検出装置が組み込まれる筐体とを含み、前記筐体は前記導電体を含む。

本発明の一態様の電子機器は、上記の表示装置と、前記表示装置が組み込まれる筐体とを含み、前記筐体は前記導電体を含む。

図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。 図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。 図４は、図２に示す指が接触又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５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。 図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。 図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図８は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第１検出信号の波形の一例を表す図である。 図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。 図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第２検出信号の波形の一例を表す図である。 図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を含む電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１２は、第１変形例の電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１３は、第２変形例の電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図１５は、タッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。 図１６は、タッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。 図１７は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。 図１８は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及び検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図１９は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の圧力検出を説明するための説明図である。 図２０は、第１の実施形態に係る駆動電極及び配線を拡大して示す模式平面図である。 図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＸＩ’線で切断したときの断面図である。 図２２は、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。 図２３は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。 図２４は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果及び演算結果について示す表である。 図２５は、駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。 図２６は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。 図２７は、第１の実施形態に係る駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。 図２８は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２駆動電極ドライバを示すブロック図である。 図２９は、第２の実施形態に係る圧力検出の動作例を説明するための説明図である。 図３０は、スイッチング素子のゲート電圧とドレイン電流との関係を模式的に示すグラフである。 図３１は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。 図３２は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。 図３３は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。 図３４は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果について示す表である。 図３５は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。 図３６は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。 図３７は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果及び演算結果について示す表である。 図３８は、第５の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。 図３９は、第６の実施形態に係る第１基板を模式的に示す平面図である。 図４０は、第６の実施形態に係る第２基板を模式的に示す平面図である。

本発明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発明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、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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。図１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部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、第１駆動電極ドライバ１４と、検出部４０とを備えている。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部１０がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示パネル２０と、タッチ入力を検出する検出装置であるタッチパネル３０とを一体化した装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示パネル２０の上にタッチパネル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。表示パネル２０は、例えば、有機ＥＬ表示パネルであってもよい。

表示パネル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素子である。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、第１駆動電極ドライバ１４及び検出部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部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部１０の、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。

第１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部１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。

タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、相互静電容量方式によりタッチ検出動作を行い、表示領域に対する外部の導体の接触又は近接を検出する。タッチパネル３０は、自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行ってもよい。また、タッチパネル３０は、自己静電容量方式により圧力検出動作を行う。

検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する回路である。また、検出部４０は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。この検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４７とを備える。検出タイミング制御部４６は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、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。

さらに、検出部４０は、第２駆動電極ドライバ４８を含む。第２駆動電極ドライバ４８は、タッチ検出機能付き表示部１０に加えられた圧力を検出する際に、後述する配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃ又はガード信号Ｖｓｇｌを供給する回路である。検出部４０は、タッチパネル３０から供給される第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０に加えられた圧力を検出する。

上述のとおり、タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図２から図８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の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図２は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図４は、図２に示す指が接触又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５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図８は、駆動信号及び第１検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。

例えば、図２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及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電気力線（図示しない）に加え、図３に示すように、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びるフリンジ分の電気力線Ｅｆが生じる。図４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、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図１に示す検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。

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が印加されると、検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、図８に示すような出力波形（第１検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、第１駆動電極ドライバ１４から入力される第１駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。

指が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、図４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Ｉ_０が流れる。図４に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ_０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ_０（図８参照））に変換する。

一方、指が接触又は近接した状態（接触状態）では、図５に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触している又は近傍にある。これにより、図６に示すように駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ分の電気力線Ｅｆが導体Ｅ３（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、図７に示すように、非接触状態での容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図７に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ_１が流れる。図８に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ_１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ_１）に変換する。この場合、波形Ｖ_１は、上述した波形Ｖ_０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する導体Ｅ３の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。

図１に示すタッチパネル３０は、第１駆動電極ドライバ１４から供給される第１駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査して、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う。

タッチパネル３０は、後述する複数の検出電極ＴＤＬから、図４又は図７に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に第１検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。第１検出信号Ｖｄｅｔ１は、検出部４０の検出信号増幅部４２に供給される。

検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅する。なお、検出信号増幅部４２は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。

Ａ／Ｄ変換部４３は、第１駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、検出信号増幅部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。

信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、第１駆動信号Ｖｃｏｍをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減する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、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、検出部４０はタッチ検出が可能となる。

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。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。以上のように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、指などの導体が接触又は近接する位置のタッチパネル座標を検出することができる。

次に、図９及び図１０を参照して、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第２検出信号の波形の一例を表す図である。

図９に示すように、検出電極Ｅ２に電圧検出器ＤＥＴが接続されている。電圧検出器ＤＥＴはイマジナリーショートされたオペアンプを含む検出回路である。非反転入力部（＋）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加されると、検出電極Ｅ２に同電位の交流矩形波Ｓｇが印加される。

指などの導体が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ_３（図１０参照））に変換する。指などの導体が接触又は近接した状態（接触状態）では、検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１に、検出電極Ｅ２に近接している指により生じる容量Ｃｘ２が加えられ、非接触状態の容量よりも増加した容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ_２（図１０参照））に変換する。この場合、波形Ｖ_２は、上述した波形Ｖ_３と比べて振幅が大きくなる。これにより、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する導体の影響に応じて変化することになる。スイッチＳＷは、タッチ検出を行う際にオン（開）状態となり、タッチ検出を行わないときはオフ（閉）状態となり、電圧検出器ＤＥＴのリセット動作を行う。

検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給された第２検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部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。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３から供給される信号に基づいて、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との差分の絶対値｜ΔＶ｜を演算する。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出した指による差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を所定のしきい値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を演算し、検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。このようにして、検出部４０は自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。

電圧検出器ＤＥＴは、相互静電容量方式のタッチ検出と、自己静電容量方式のタッチ検出とに兼用してもよい。この場合、相互静電容量方式のタッチ検出の際に、非反転入力部（＋）に固定された電位を有する基準電圧が入力され、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、非反転入力部（＋）に交流矩形波Ｓｇ（第１駆動信号Ｖｃｏｍ）が入力されるように切り替えられる。

図９及び図１０は、指が接触又は近接した場合の外部近接物体の検出について説明したが、検出電極Ｅ２と対向する導電体を設け、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、入力面に加えられた圧力を検出することができる。この場合、タッチ検出機能付き表示部１０の入力面に加えられた圧力に応じて検出電極Ｅ２と導電体との間の距離が変化し、検出電極Ｅ２と導電体との間に形成される容量が変化する。タッチパネル３０は、この容量変化に応じた第２検出信号Ｖｄｅｔ２を検出信号増幅部４２に出力する。

検出信号増幅部４２、Ａ／Ｄ変換部４３及び信号処理部４４は、上述の信号処理を行い、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との差分の絶対値｜ΔＶ｜を演算する。絶対値｜ΔＶ｜の値に基づいて、検出電極Ｅ２と導電体との間の距離が求められる。これにより、入力面に加えられた圧力が算出される。信号処理部４４により演算された圧力に関する情報は記憶部４７に一時的に保存される。記憶部４７は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等であってもよい。座標抽出部４５は、複数の圧力に関する情報を記憶部４７から受け取って、入力面に入力された圧力の分布と、タッチ検出により求められたタッチパネル座標から、入力位置における圧力を演算し、圧力の情報を出力信号として出力する。

図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を含む電子機器の概略断面構造を表す断面図である。電子機器１００は、カバー部材１０１と、タッチ検出機能付き表示装置１と、バックライト１０２と、筐体１０３とを含む。カバー部材１０１は、タッチ検出機能付き表示装置１を保護するための保護部材であり、例えば、透光性を有するガラス基板や、樹脂材料等を用いたフィルム状の基材であってもよい。カバー部材１０１の一方の面が、指等が接触又は近接して入力操作を行うための入力面１０１ａとなっている。タッチ検出機能付き表示装置１は、後述する画素基板２と、対向基板３とを含む。画素基板２の上に対向基板３が設けられており、対向基板３は、カバー部材１０１の他方の面、すなわち入力面１０１ａの反対側の面に配置される。

バックライト１０２は、タッチ検出機能付き表示装置１に対してカバー部材１０１の反対側に設けられる。バックライト１０２は、画素基板２の下面側に接着されていてもよく、画素基板２と所定の間隔を設けて配置されていてもよい。バックライト１０２は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源を有しており、光源からの光を画素基板２に向けて射出する。バックライト１０２からの光は、画素基板２を通過して、その位置の液晶の状態により光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、カバー部材１０１の入力面１０１ａに画像が表示される。バックライト１０２は、公知の照明部を用いることができ、種々の構成が適用可能である。また、タッチ検出機能付き表示装置１の表示パネル２０が反射型液晶表示装置である場合、バックライト１０２は設けなくてもよい。反射型液晶表示装置は、画素基板２に反射電極が設けられ、カバー部材１０１側から入射する光が反射電極によって反射されて、カバー部材１０１を通過して観察者の目に到達する。反射型液晶表示装置では、バックライト１０２に替えてフロントライトを設けてもよい。

筐体１０３は上部に開口を有する箱状の部材であり、筐体１０３の開口を覆うようにカバー部材１０１が設けられる。筐体１０３とカバー部材１０１とで形成される内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１、バックライト１０２等が組み込まれる。図１１に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２は、カバー部材１０１側に配置され、バックライト１０２と筐体１０３の底部との間に空隙１１０が設けられている。筐体１０３は金属などの導電性材料が用いられ、筐体１０３の底部が、タッチ検出機能付き表示装置１の駆動電極ＣＯＭＬ（図示しない）と対向する導電体１０４として機能する。また、筐体１０３は、グラウンドに電気的に接続されて接地される。このような構成により、タッチ検出機能付き表示装置１の駆動電極ＣＯＭＬ（図示しない）と導電体１０４との間に容量Ｃ３が形成される。

入力面１０１ａに圧力が加えられると、画素基板２及び対向基板３は、カバー部材１０１とともに筐体１０３の底部側にわずかに撓むように変形する。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ３の変化を検出することにより、カバー部材１０１、タッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２の撓み量が求められる。これにより、入力面１０１ａに入力された圧力が得られる。

バックライト１０２と筐体１０３の底部との間の空隙１１０には、入力された圧力に応じて変形可能な、スポンジや弾性ゴム等の弾性体を設けてもよい。また、筐体１０３は金属などの導電性材料に限定されず、樹脂等の絶縁性材料を用いてもよい。この場合、筐体１０３の少なくとも底部に金属層を設けて導電体１０４としてもよい。

図１２は、第１変形例の電子機器の概略断面構造を表す断面図である。本変形例では、表示装置用筐体１０７が設けられている。表示装置用筐体１０７の開口を覆うようにカバー部材１０１が設けられ、表示装置用筐体１０７とカバー部材１０１との内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２が組み込まれる。タッチ検出機能付き表示装置１は、カバー部材１０１の入力面１０１ａに対し反対側の面に設けられる。バックライト１０２は、表示装置用筐体１０７の底部に設けられる。タッチ検出機能付き表示装置１とバックライト１０２との間にスペーサ１０６が設けられており、タッチ検出機能付き表示装置１とバックライト１０２との間に空隙１１０が形成される。表示装置用筐体１０７が電子機器１００Ａの筐体１０３に固定されることで、タッチ検出機能付き表示装置１とバックライト１０２とが一体となって電子機器１００Ａに組み込まれる。

本変形例において、表示装置用筐体１０７は金属などの導電性材料が用いられる。これにより、表示装置用筐体１０７の底部が導電体１０４として機能する。また、表示装置用筐体１０７は、グラウンドに電気的に接続されて接地される。このような構成により、導電体１０４とタッチ検出機能付き表示装置１の駆動電極ＣＯＭＬ（図示しない）との間に容量Ｃ４が形成される。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ４の変化を検出することにより、入力面１０１ａに入力される圧力を検出することができる。

本変形例では、表示装置用筐体１０７が金属などの導電性材料であり、底部が導電体１０４として機能するが、これに限定されない。表示装置用筐体１０７に樹脂材料等の絶縁材料を用い、表示装置用筐体１０７の少なくとも底部に金属層を設けて導電体１０４としてもよい。また、バックライト１０２の下面（表示装置用筐体１０７の底部と対向する面）に金属層を設けてもよい。表示装置用筐体１０７は電子機器１００Ａの筐体１０３の上に固定されているが、固定構造は特に限定されず、例えば、カバー部材１０１が筐体１０３に固定されていてもよい。

図１３は、第２変形例の電子機器の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の電子機器１００Ｂにおいて、表示装置用筐体１０７とカバー部材１０１との内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２が組み込まれる。タッチ検出機能付き表示装置１は、カバー部材１０１の入力面１０１ａに対し反対側の面に設けられる。バックライト１０２は、タッチ検出機能付き表示装置１に対しカバー部材１０１の反対側の面に設けられている。バックライト１０２と表示装置用筐体１０７との間にスペーサ１０６が設けられており、バックライト１０２と表示装置用筐体１０７との間に空隙１１０が形成される。

本変形例においても、表示装置用筐体１０７の底部が導電体１０４として機能し、導電体１０４とタッチ検出機能付き表示装置１の駆動電極ＣＯＭＬ（図示しない）との間に容量Ｃ５が形成される。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ５の変化を検出することにより、入力面１０１ａに入力される圧力を検出することができる。

次に、タッチ検出機能付き表示装置１の構成例を詳細に説明する。図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１５は、タッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。図１６は、タッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。

図１４に示すように、タッチ検出機能付き表示部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表示機能層としての液晶層６とを備える。

画素基板２は、回路基板としての第１基板２１と、画素電極２２と、駆動電極ＣＯＭＬと、絶縁層２４と、を含む。第１基板２１には、スイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が画素電極２２に対応して配置される。画素電極２２は、第１基板２１の上方に設けられ、平面視でマトリックス状に複数配設される。駆動電極ＣＯＭＬは、第１基板２１と画素電極２２との間に複数設けられる。絶縁層２４は、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する。第１基板２１の下側には、接着層６６Ｂを介して偏光板６５Ｂが設けられていてもよい。

第１基板２１には、表示制御用ＩＣ１９が設けられている。表示制御用ＩＣ１９は、第１基板２１にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装されたチップであり、上述した制御部１１を内蔵したものである。また、第１基板２１の端部にフレキシブル基板７２が接続されている。表示制御用ＩＣ１９は、外部のホストＩＣ（図示しない）から供給された映像信号Ｖｄｉｓｐ（図１参照）に基づいて、後述する走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ等に制御信号を出力する。

対向基板３は、第２基板３１と、第２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。第２基板３１の他方の面には、タッチパネル３０の検出電極である検出電極ＴＤＬが設けられている。検出電極ＴＤＬの上には保護層３８が設けられている。さらに、検出電極ＴＤＬの上方には、接着層６６Ａを介して偏光板６５Ａが設けられている。また、第２基板３１にはフレキシブル基板７１が接続されている。フレキシブル基板７１は後述する額縁配線を介して検出電極ＴＤＬと接続される。なお、カラーフィルタ３２は第１基板２１上に配置されてもよい。本実施形態において、第１基板２１と第２基板３１は、例えば、ガラス基板である。

第１基板２１と第２基板３１とは、スペーサ６１を介して所定の間隔を設けて対向して配置される。第１基板２１と第２基板３１との間の空間に液晶層６が設けられる。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）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図１４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。

図１５に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、画像を表示させるための表示領域１０ａと、表示領域１０ａの外側の額縁領域１０ｂとを有する。表示領域１０ａは、対向する２つの長辺と短辺とを有する矩形状である。額縁領域１０ｂは、表示領域１０ａの４辺を囲む枠状となっている。

複数の駆動電極ＣＯＭＬは、第１基板２１の表示領域１０ａに設けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に延在しており、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に、複数配列されている。駆動電極ＣＯＭＬは、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。

配線２３は、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に延在しており、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に、複数配列されている。配線２３は、駆動電極ＣＯＭＬと重畳して、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向に延在し、且つ、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に複数配列されている。

第１基板２１の額縁領域１０ｂの短辺側に、第１駆動電極ドライバ１４及び表示制御用ＩＣ１９が配置され、額縁領域１０ｂの長辺側にゲートドライバ１２及び第２駆動電極ドライバ４８が配置されている。また、額縁領域１０ｂの短辺側に、フレキシブル基板７２が接続されている。第１駆動電極ドライバ１４及びフレキシブル基板７２は、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向の端部の近傍に配置されている。このため、駆動電極ＣＯＭＬから引き出される配線の長さを短くして、額縁領域１０ｂの面積を小さくすることが可能である。

配線２３は、後述する走査信号線ＧＣＬを兼用しているので、第２駆動電極ドライバ４８とゲートドライバ１２との両方に接続され、それぞれから信号が供給される。図１５では、額縁領域１０ｂの一方の長辺に第２駆動電極ドライバ４８が配置され、他方の長辺にゲートドライバ１２が配置されている。これに限定されず、第２駆動電極ドライバ４８とゲートドライバ１２とを、１つの長辺に配置してもよい。

図１６に示すように、検出電極ＴＤＬは、第２基板３１の表示領域１０ａに設けられている。検出電極ＴＤＬは、表示領域１０１ａの短辺に沿った方向に延在し、表示領域１０１ａの長辺に沿った方向に複数配列されている。検出電極ＴＤＬは、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。検出電極ＴＤＬは、これに限定されず、例えば、金属材料を用いた金属細線等により構成されていてもよい。検出電極ＴＤＬの端部に額縁配線３７が接続されている。額縁配線３７は、額縁領域１０ｂの長辺に沿って延在して、第２基板３１の額縁領域１０ｂの短辺側に設けられたフレキシブル基板７１に接続されている。フレキシブル基板７１には、タッチ検出用ＩＣ１８が搭載されている。タッチ検出用ＩＣ１８は、図１に示す検出部４０が実装されており、検出電極ＴＤＬから出力される第１検出信号Ｖｄｅｔ１が、額縁配線３７及びフレキシブル基板７１を介してタッチ検出用ＩＣ１８に供給される。

本実施形態では、検出部４０はフレキシブル基板７１に実装されたタッチドライバＩＣであるが、検出部４０の一部の機能は、他のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の機能として設けられてもよい。具体的には、タッチドライバＩＣの機能として設けられ得るＡ／Ｄ変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能（例えば、ノイズ除去等）は、タッチドライバＩＣと別個に設けられたＭＰＵ等の回路で実施されてもよい。

フレキシブル基板７１はコネクタ部７２ａを介してフレキシブル基板７２と接続される。タッチ検出用ＩＣ１８には第２駆動電極ドライバ４８（図１参照）の、一部の機能が含まれていてもよい。この場合、タッチ検出用ＩＣ１８から、フレキシブル基板７１及びフレキシブル基板７２を介して、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃ又はガード信号Ｖｓｇｌが供給される。

次に表示パネル２０の表示動作について説明する。図１７は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。第１基板２１（図１４参照）には、図１７に示す各副画素ＳＰｉｘのスイッチング素子（以下、ＴＦＴ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を駆動する駆動信号を供給する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬは、第１基板２１の表面と平行な平面に延在する。

図１７に示す表示パネル２０は、マトリクス状に配列された複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、それぞれＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子６ａ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６ａの一端に接続されている。液晶素子６ａ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、表示パネル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（図１参照）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、表示パネル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（図１参照）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、同じ列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、第１駆動電極ドライバ１４（図１参照）と接続され、第１駆動電極ドライバ１４より第１駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一列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。本実施形態の駆動電極ＣＯＭＬの延びる方向は、画素信号線ＳＧＬの延びる方向と平行である。

図１に示すゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖｓｃａｎ（図１参照）を副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、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。また、ソースドライバ１３は、選択された１水平ラインを構成する副画素ＳＰｉｘに、画素信号線ＳＧＬを介して画素信号Ｖｐｉｘを供給する。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水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、第１駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して第１駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。画素電極２２は、表示動作の第１駆動信号Ｖｃｏｍにより共通電位が供給される。

図１４に示すカラーフィルタ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の色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図１７に示す各副画素ＳＰｉｘに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として対応付けられ、３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに対応する副画素ＳＰｉｘを１組として画素Ｐｉｘが構成される。図１４に示すように、カラーフィルタ３２は、第１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。また、カラーフィルタ３２は、３色の組み合わせに限定されず、４色以上の組み合わせであってもよい。

図１７に示すように、本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬが画素信号線ＳＧＬの延在方向と平行な方向に延在し、走査信号線ＧＣＬの延在方向と交差する方向に延びている。このため、駆動電極ＣＯＭＬからの配線を額縁領域１０ｂの短辺側（フレキシブル基板７２側）に引き出すことが可能である（図１５参照）。したがって、駆動電極ＣＯＭＬを画素信号線ＳＧＬと直交する方向に設けた場合と比較して、額縁領域１０ｂの長辺側に第１駆動電極ドライバ１４を設ける必要がなく、額縁領域１０ｂの幅を小さくすることができる。なお、駆動電極ＣＯＭＬはこれに限定されず、例えば走査信号線ＧＣＬと平行な方向に延びていてもよい。

図１４及び図１５に示す駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の複数の画素電極２２に共通の電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル３０の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。また、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチパネル３０の自己静電容量方式によるタッチ検出を行う際の検出電極として機能してもよい。図１８は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及び検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチパネル３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、対向基板３に設けられた検出電極ＴＤＬにより構成されている。

駆動電極ＣＯＭＬは、図１８の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンを含む。検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数の電極パターンを含む。そして、検出電極ＴＤＬは、第１基板２１（図１４参照）の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、検出部４０の検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続される（図１参照）。駆動電極ＣＯＭＬの各電極パターンと検出電極ＴＤＬの各電極パターンとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。

検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、櫛歯形状等であってもよい。あるいは検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、複数に分割されていればよく、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。

この構成により、タッチパネル３０では、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、第１駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックがスキャン方向Ｄｓに沿って順次選択される。そして、検出電極ＴＤＬから第１検出信号Ｖｄｅｔ１が出力されることにより、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックは、上述した相互静電容量方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、検出電極ＴＤＬは、検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチパネル３０はこの基本原理に従ってタッチ入力を検出するようになっている。図１８に示すように、タッチパネル３０において、互いに交差した検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ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、タッチパネル３０のタッチ検出面全体に亘って走査することにより、外部からの導体の接触又は近接が生じた位置の検出が可能となっている。

図１９は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の圧力検出を説明するための説明図である。上述したように、第１基板２１と離隔して、駆動電極ＣＯＭＬと対向する導電体１０４（例えば、筐体１０３、表示装置用筐体１０７等）が設けられており、駆動電極ＣＯＭＬと導電体１０４との間に容量Ｃ６が形成される。カバー部材１０１の入力面１０１ａ（図１１から図１３参照）に圧力が加えられると、その圧力に応じてカバー部材１０１が導電体１０４側にわずかに撓むように変形する。そして、カバー部材１０１とともにタッチ検出機能付き表示装置１の第１基板２１が撓むことで、駆動電極ＣＯＭＬと導電体１０４との間隔が小さくなり、容量Ｃ６が増加する。

上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、駆動電極ＣＯＭＬから第２検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、自己静電容量方式の検出原理における検出電極Ｅ２に対応する。本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の画素電極２２に共通の電位を与える共通電極、タッチパネル３０の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の駆動電極、及び自己静電容量方式による圧力検出を行う際の検出電極を兼ねる。駆動電極ＣＯＭＬのそれぞれから出力される第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、入力面１０１ａに加えられた圧力の大きさを検出することができる。本実施形態では、タッチ入力の位置を検出するとともに、タッチ入力位置に加えられた圧力の大きさを検出することが可能となっている。タッチ検出機能付き表示装置１は、これらの検出結果を組み合わせてさまざまなアプリケーションへ反映させることができる。

次に圧力検出動作における、駆動電極ＣＯＭＬ及び配線２３の駆動方法について説明する。図２０は、第１の実施形態に係る駆動電極及び配線を拡大して示す模式平面図である。図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＸＩ’線で切断したときの断面図である。図２０に示すように、配線２３は、駆動電極ＣＯＭＬと重畳して設けられ、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向に延在する。また、配線２３は、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に複数配列されている。

図２１に示すように、第１基板２１の第１面２１ａ側に、絶縁層５８ａ、絶縁層５８ｂを介して走査信号線ＧＣＬが設けられている。本実施形態において、複数設けられた走査信号線ＧＣＬの一部が配線２３として兼用される。配線２３（走査信号線ＧＣＬ）の上に絶縁層５８ｃが設けられ、絶縁層５８ｃの上に画素信号線ＳＧＬが設けられる。画素信号線ＳＧＬの上に平坦化層５８ｄが設けられ、平坦化層５８ｄの上に駆動電極ＣＯＭＬが設けられる。駆動電極ＣＯＭＬの上には、駆動電極ＣＯＭＬと接して導電性配線５１が設けられる。駆動電極ＣＯＭＬ及び導電性配線５１の上に絶縁層２４が設けられ、絶縁層２４の上に画素電極２２が設けられる。このように、配線２３は、駆動電極ＣＯＭＬと離隔して、駆動電極ＣＯＭＬよりも第１基板２１側に設けられる。走査信号線ＧＣＬが配線２３として兼用されるので、配線２３を設けるための層数を増やしたり、新たな配線を追加して設ける必要がない。なお、配線２３は、走査信号線ＧＣＬとは異なる配線を設けてもよく、走査信号線ＧＣＬと異なる層、例えば、絶縁層５８ａの上に設けてもよい。また、導電体１０４（図１１等参照）は、第１基板２１の第２面２１ｂ側に第１基板２１と離隔して設けられる（図２１では図示を省略する）。

導電性配線５１は、画素信号線ＳＧＬと重畳する位置に設けられ、画素信号線ＳＧＬの延在方向に沿って延在する。導電性配線５１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料で形成される。導電性配線５１を設けることにより、駆動電極ＣＯＭＬのみの場合に比べ、みかけ上の駆動電極ＣＯＭＬの抵抗値（駆動電極ＣＯＭＬと導電性配線５１との合計の抵抗値）が低減される。

図２０に示すように、第１駆動電極ドライバ１４は、駆動電極走査部１４ａと、第１駆動信号生成部１４ｂとを含む。第１駆動信号生成部１４ｂは、第１駆動信号Ｖｃｏｍを生成して駆動電極走査部１４ａに供給する。上述した相互静電容量方式のタッチ検出を行う際に、駆動電極走査部１４ａは、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックを順次選択するように走査し、選択された１検出ブロックの駆動電極ＣＯＭＬに第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。

第２駆動信号生成部１５は、電圧検出器ＤＥＴを介して駆動電極走査部１４ａに接続されている。上述した自己静電容量方式の圧力検出を行う際に、第２駆動信号生成部１５は、第２駆動信号Ｖｄを電圧検出器ＤＥＴに供給する。駆動電極走査部１４ａは、駆動電極ＣＯＭＬを順次、又は同時に選択する。選択された駆動電極ＣＯＭＬは、電圧検出器ＤＥＴに供給された第２駆動信号Ｖｄと同電位になるように電位が変化する。それぞれの駆動電極ＣＯＭＬから、導電体１０４との間の容量変化に応じた出力信号が検出部４０（図２０では図示を省略する）に出力される。第２駆動信号生成部１５は、第２駆動電極ドライバ４８に含まれていてもよく、タッチ検出用ＩＣ１８（図１６参照）に実装されていてもよい。第２駆動信号Ｖｄは、電圧検出器ＤＥＴを介して駆動電極走査部１４ａに供給されるが、電圧検出器ＤＥＴを介さずに駆動電極走査部１４ａに供給されてもよい。

図２０に示すように、第２駆動電極ドライバ４８は、配線走査部４８ａと、直流電圧生成部４８ｂと、クロック信号配線ＬＡと、電源配線ＬＢとを有する。配線走査部４８ａは、各配線２３に接続されたスイッチＳＷ２のオン（開）とオフ（閉）とを切り替えることで、配線２３のうち駆動対象の配線２３を選択する。スイッチＳＷ２は、クロック信号配線ＬＡを介して供給されるクロック信号ＣＬＫに基づいて、オンとオフとが切り替えられる。配線走査部４８ａは、電源配線ＬＢを介して直流電圧生成部４８ｂに接続される。直流電圧生成部４８ｂは、直流電圧信号Ｖｄｃを生成して、配線走査部４８ａに供給する。クロック信号ＣＬＫは、例えば、制御部１１（図１参照）に含まれるクロック信号生成部から供給される信号である。

図２０に示す例では、配線走査部４８ａにおいて、配線２３のうち、配線２３Ｂが駆動対象として選択され、配線２３Ａは駆動対象として選択されていない。つまり、配線２３Ａに接続されたスイッチＳＷ２がオフであり、配線２３Ａには直流電圧信号Ｖｄｃが供給されない。このとき、配線２３Ａは電圧信号が供給されず電位が固定されていないフローティング状態である。また、配線２３Ｂに接続されたスイッチＳＷ２はオンとなり、配線２３Ｂに直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。配線２３Ｂと駆動電極ＣＯＭＬとの間に寄生容量が形成される。この寄生容量により、配線２３Ｂと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬの時定数τが大きくなるため、供給された第２駆動信号Ｖｄに対する応答性が低下する。一方、配線２３Ａと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬは、寄生容量の発生が抑制されているため、第２駆動信号Ｖｄに対する応答性の低下が抑制される。

これにより、配線２３Ａと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬで、導電体１０４との間の容量変化が検出され、配線２３Ｂと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬでは、導電体１０４との間の容量変化が検出されない。したがって、配線２３Ａと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬにおいて、圧力の検出が可能となり、配線２３Ｂと重畳する領域の駆動電極ＣＯＭＬでは圧力が検出されない。配線走査部４８ａは、配線２３のうち、駆動対象として選択されない配線２３Ａと、駆動対象として選択される配線２３Ｂとの組み合わせを順次変更して複数回選択する。これにより、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿って複数の領域に分けて圧力の検出が可能となる。したがって駆動電極ＣＯＭＬの延在方向において、圧力検出の分解能を大きくすることができるので、精度よく圧力の検出が可能となる。また複数の駆動電極ＣＯＭＬにより圧力検出を行うので、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向における圧力の入力位置の座標を検出することができる。

次に、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の圧力検出動作の一例を説明する。図２２は、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。図２３は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。図２４は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果及び演算結果について示す表である。

図２２（Ａ）から図２２（Ｃ）では、駆動対象となる配線２３の選択をそれぞれ異ならせたときの圧力検出動作を示しており、図２２（Ａ）の圧力検出動作を「検出１」、図２２（Ｂ）の圧力検出動作を「検出２」、図２２（Ｃ）の圧力検出動作を「検出３」とする。図２２（Ａ）から図２２（Ｃ）は、分かりやすくするために、１つの駆動電極ＣＯＭＬと、この駆動電極ＣＯＭＬに交差して配置された６本の配線２３ａ−２３ｆについて示している。配線２３ａ−２３ｆには、それぞれスイッチＳＷ２ａ−ＳＷ２ｆが接続されており、上述した第２駆動電極ドライバ４８の直流電圧生成部４８ｂから直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。

また、駆動電極ＣＯＭＬと重なる領域を第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２、第３領域ＣＯＭＬ３と３分割して示している。駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿って、電圧検出器ＤＥＴ側の端部から、第３領域ＣＯＭＬ３、第２領域ＣＯＭＬ２、第１領域ＣＯＭＬ１の順に配置されている。第１領域ＣＯＭＬ１に配線２３ａ、２３ｂが交差して設けられ、第２領域ＣＯＭＬ２に配線２３ｃ、２３ｄが交差して設けられ、第３領域ＣＯＭＬ３に配線２３ｅ、２３ｆが交差して設けられる。

検出用配線５１Ａは、駆動電極ＣＯＭＬの一端側（電圧検出器ＤＥＴに近い位置）と電圧検出器ＤＥＴとを接続する。第２駆動信号Ｖｄは、電圧検出器ＤＥＴから検出用配線５１Ａを介して駆動電極ＣＯＭＬの一端側に供給される。検出用配線５１Ｂは、駆動電極ＣＯＭＬの他端側（電圧検出器ＤＥＴから離れた位置）に接続される。駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿って補助配線５１Ｅが並列に設けられており、検出用配線５１Ｂと補助配線５１Ｅとが補助配線５１Ｃにより接続され、検出用配線５１Ａと補助配線５１Ｅとが補助配線５１Ｄにより接続される。本実施形態において、駆動電極ＣＯＭＬ、検出用配線５１Ａ、検出用配線５１Ｂ、補助配線５１Ｃ、補助配線５１Ｄ及び補助配線５１Ｅは、ループ状に接続される。第２駆動信号Ｖｄは、電圧検出器ＤＥＴから補助配線５１Ｅ及び検出用配線５１Ｂを介して駆動電極ＣＯＭＬの他端側に供給される。これにより、駆動電極ＣＯＭＬの両端側から第２駆動信号Ｖｄが供給される。

図２２（Ａ）に示す検出１では、配線２３ａ−２３ｄが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ２ａ−ＳＷ２ｄがオンとなり、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。配線２３ｅ、２３ｆは駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ｅ、ＳＷ２ｆがオフとなり、配線２３ｅ、２３ｆはフローティング状態となる。

図２３（Ａ）から図２３（Ｃ）は、それぞれ「検出１」から「検出３」に対応しており、駆動電極ＣＯＭＬの第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２、第３領域ＣＯＭＬ３での出力信号Ｓｇ１−Ｓｇ３の波形を模式的に示している。なお、図２３（Ａ）から図２３（Ｃ）に示す各波形は、第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２、第３領域ＣＯＭＬ３ごとの出力波形の測定結果を示したものであり、電圧検出器ＤＥＴから出力される波形は、図１０に示した波形Ｖ_２、Ｖ_３のようになる。

検出１では、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなるので、図２３（Ａ）に示すように、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の波形Ｖ_４、Ｖ_６は振幅が小さくなる。このため、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２に対して圧力が加えられた場合であっても、波形Ｖ_４、Ｖ_６の振幅の変化が小さくなり、圧力が検出されない。一方、配線２３ｅ、２３ｆはフローティング状態であるため、第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｅ、２３ｆとの間の寄生容量は、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２よりも小さくなる。このため、第３領域ＣＯＭＬ３では、第２駆動信号Ｖｄに対して良好な応答性を示し、波形Ｖ_８は波形Ｖ_４、Ｖ_６よりも振幅が大きくなる。したがって、第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_９が出力される。これにより、第３領域ＣＯＭＬ３に対する圧力が検出可能となる。

図２４の（表１）に示すように、検出１では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の場合、電圧検出器ＤＥＴから出力される第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出１では、第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力が選択的に検出される。

なお、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃが供給される領域（第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２）で、出力信号Ｓｇ１の波形が十分に立ち上がらないようすることが好ましい。この場合、第２駆動信号Ｖｄの周波数は、駆動電極ＣＯＭＬの時定数τの２倍から３倍程度とすることが好ましい。これにより、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃが供給される領域（第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２）で圧力が検出されないようにして、配線２３がフローティング状態となる領域（第３領域ＣＯＭＬ３）で選択的に圧力が検出される。

次に、検出２では、図２２（Ｂ）に示すように、配線２３ｃ−２３ｆが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ２ｃ−ＳＷ２ｆがオンとなり、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。配線２３ａ、２３ｂは駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂがオフとなり、配線２３ａ、２３ｂはフローティング状態となる。

検出２では、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が大きくなるので、図２３（Ｂ）に示すように、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の波形Ｖ_６、Ｖ_８は振幅が小さくなる。このため、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３に対して圧力が加えられた場合であっても、波形Ｖ_６、Ｖ_８の振幅の変化が小さくなり、圧力が検出されない。一方、配線２３ａ、２３ｂはフローティング状態であるため、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量は、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３よりも小さくなる。このため、第１領域ＣＯＭＬ１では、第２駆動信号Ｖｄに対して良好な応答性を示し、波形Ｖ_４は波形Ｖ_６、Ｖ_８よりも振幅が大きくなる。したがって、第１領域ＣＯＭＬ１に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_５が出力される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１に入力された圧力が検出可能となる。

図２４の（表１）に示すように、検出２では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）となる。このように、検出２では、第１領域ＣＯＭＬ１に入力された圧力を選択的に検出する。上述のように、駆動電極ＣＯＭＬの両端から第２駆動信号Ｖｄが供給されるため、電圧検出器ＤＥＴから離れた位置の第１領域ＣＯＭＬ１においても、良好な検出感度を得ることができる。ここで、押圧位置とは、駆動電極ＣＯＭＬの各領域において、指等により入力面１０１ａ（図１１参照）が押圧された箇所と重なる位置を示す。

次に、検出３では、図２２（Ｃ）に示すように、配線２３ａ、２３ｂが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂがオンとなり、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。配線２３ｃ−２３ｆは駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ｃ−ＳＷ２ｆがオフとなり、配線２３ｃ−２３ｆはフローティング状態となる。

検出３では、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量が大きくなるので、図２３（Ｃ）に示すように、第１領域ＣＯＭＬ１の波形Ｖ_４は振幅が小さくなる。このため、第１領域ＣＯＭＬ１に対して圧力が加えられた場合であっても、波形Ｖ_４の振幅の変化が小さくなり、圧力が検出されない。一方、配線２３ｃ−２３ｆはフローティング状態であるため、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量は、第１領域ＣＯＭＬ１よりも小さくなる。このため、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３では、第２駆動信号Ｖｄに対して良好な応答性を示し、波形Ｖ_６、Ｖ_８は波形Ｖ_４よりも振幅が大きくなる。したがって、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_７、Ｖ_９が出力される。これにより、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力が検出可能となる。

図２４の（表１）に示すように、検出３では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）となる。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。この場合、検出３では、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力と第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力との両方を検出するため、これらの圧力を分離する演算を行う必要がある。

記憶部４７は、検出１−３で検出された情報を記憶し、座標抽出部４５は、検出１−３の情報に基づいて演算を行い第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力を検出する。具体的には、座標抽出部４５は、図２４に示すように、検出３の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの情報と、検出１の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの情報との差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ａ）を演算する。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａと第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃとの信号レベルが異なるので、演算された差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ａ）の信号レベルは高レベルとなる。一方、押圧位置が第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａと第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃとの両方が高レベル（Ｈｉｇｈ）となるため、演算された差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ａ）の信号レベルは低レベルとなる。このように、検出１−３で検出された情報に基づいて演算することにより、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力を検出することができる。

以上のように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、配線２３のうち、駆動対象として選択される配線２３と、駆動対象として選択されない配線２３との組み合わせを順次変更して圧力検出を行うことで、駆動電極ＣＯＭＬの第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３にそれぞれ入力された圧力の検出が可能となる。したがって、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向において、圧力が加えられた位置の座標を算出することができるため、精度よく圧力の検出が可能となる。本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬと検出電極ＴＤＬとで、上述した相互静電容量方式のタッチ検出が行われるので、複数箇所で圧力が加えられた場合であっても、タッチ検出の情報と、圧力検出の情報とで、各入力位置における圧力を検出することが可能である。

次に、駆動電極ＣＯＭＬと検出用配線５１Ａ、５１Ｂとの接続構造について説明する。図２５は、駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。検出用配線５１Ａは、駆動電極ＣＯＭＬの一端側（電圧検出器ＤＥＴに近い位置）に接続される。また、検出用配線５１Ｂは、駆動電極ＣＯＭＬの他端側（電圧検出器ＤＥＴから離れた位置）に接続される。検出用配線５１Ａ、５１Ｂは、図２１に示す導電性配線５１が兼用されており、駆動電極ＣＯＭＬと接して、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と同じ方向に延びている。補助配線５１Ｃ、５１Ｄは、検出用配線５１Ａと同じ層に設けられ、検出用配線５１Ａと交差する方向に延びる。

補助配線５１Ｅは、図２１に示す画素信号線ＳＧＬが第２駆動信号Ｖｄ供給用の配線として兼用される。補助配線５１Ｅは検出用配線５１Ａと異なる層に設けられており、一端側においてコンタクトホールＨ２を介して補助配線５１Ｄと接続され、他端側においてコンタクトホールＨ１を介して補助配線５１Ｃと接続される。検出用配線５１Ａ、５１Ｂ及び補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅは、金属等の導電性材料が用いられ駆動電極ＣＯＭＬよりも良好な導電性を有する。これにより、駆動電極ＣＯＭＬの両端側から第２駆動信号Ｖｄが供給される。したがって、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃが供給されて、駆動電極ＣＯＭＬの時定数τが大きくなった場合であっても、電圧検出器ＤＥＴから離れた部分の駆動電極ＣＯＭＬにも第２駆動信号Ｖｄが供給されるようになっている。

また、駆動電極ＣＯＭＬは、検出用配線５１Ａ、５１Ｂと接続された検出用の駆動電極ＣＯＭＬａと、補助配線５１Ｅと重なるダミー用の駆動電極ＣＯＭＬｂとに分割されている。ダミー用の駆動電極ＣＯＭＬｂは、補助配線５１Ｅと異なる層に設けられ、互いに離隔している。駆動電極ＣＯＭＬｂはフローティング状態、若しくはガード信号Ｖｓｇｌが供給されることが好ましい。こうすれば、補助配線５１Ｅの寄生容量が低減され、補助配線５１Ｅを介して第２駆動信号Ｖｄが駆動電極ＣＯＭＬの他端側に供給される。

次に、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の駆動方法について説明する。図２６は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。

タッチ検出機能付き表示装置１の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）、圧力検出動作（圧力検出期間）及び表示動作（表示動作期間）を時分割に行う。タッチ検出動作、圧力検出動作及び表示動作はどのように分けて行ってもよいが、以下、表示パネル２０の１フレーム期間（１Ｆ）、すなわち、１画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作、圧力検出動作及び表示動作をそれぞれ複数回に分割して行う方法について説明する。

図２６に示すように、制御信号（ＴＳ−ＶＤ）がオン（高レベル）になると１フレーム期間（１Ｆ）が開始される。制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、１フレーム期間（１Ｆ）にオン（高レベル）とオフ（低レベル）とが繰り返され、制御信号（ＴＳ−ＨＤ）がオンの期間内にタッチ検出動作又は圧力検出動作が実行され、オフの期間内に表示動作が実行される。制御信号（ＴＳ−ＶＤ）及び制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、制御部１１（図１参照）のクロック生成部のクロック信号に基づいて出力される。１フレーム期間（１Ｆ）は、複数の表示動作期間Ｐｄ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）と、タッチ検出動作を行う複数のタッチ検出期間Ｐｔ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｍ）と、圧力検出動作を行う複数の圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３とからなっている。これらの各期間は、時間軸上において、圧力検出期間Ｐｆ_１、表示動作期間Ｐｄ_１、タッチ検出期間Ｐｔ_１、表示動作期間Ｐｄ_２、タッチ検出期間Ｐｔ_２、表示動作期間Ｐｄ_３、…のように交互に配置されている。

制御部１１は、ゲートドライバ１２とソースドライバ１３とを介して、各表示動作期間Ｐｄ_ｘに選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図１７参照）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図２６は、ＲＧＢの３色を選択する選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）及び色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）を示している。選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）に従って、対応する各副画素ＳＰｉｘが選択され、色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）が選択された副画素ＳＰｉｘに供給されることにより、画像の表示動作が実行される。それぞれの表示動作期間Ｐｄ_ｘで、１画面分の映像信号Ｖｄｉｓｐをｎ分割した画像が表示され、表示動作期間Ｐｄ_１、Ｐｄ_２、…Ｐｄ_ｎで１画面分の映像情報が表示される。駆動電極ＣＯＭＬは表示パネル２０の共通電極を兼用するので、第１駆動電極ドライバ１４は、表示動作期間Ｐｄ_ｘにおいて、選択される駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動用の共通電位である第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。

タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｍ）において、制御部１１は、第１駆動電極ドライバ１４に制御信号を出力する。第１駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬにタッチ検出用の第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて、検出部４０は、検出電極ＴＤＬから供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１から、表示領域１０ａに対するタッチ入力の有無、及び入力位置の座標の演算を行う。

タッチ検出期間Ｐｔ_ｘにおいて、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ（図１７参照）は、電圧信号が供給されず電位が固定されていないフローティング状態としてもよい。また、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬは、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同期した同一の波形の信号が供給されてもよい。これにより、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの容量結合及び駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの容量結合が抑制され、寄生容量が低減されるので、タッチ検出における検出感度の低下を低減できる。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、制御部１１は、第２駆動電極ドライバ４８に制御信号を出力する。第２駆動電極ドライバ４８は、駆動電極ＣＯＭＬに第２駆動信号Ｖｄを供給する。また、第２駆動電極ドライバ４８は、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃを供給する。上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、検出部４０は、駆動電極ＣＯＭＬから供給される第２検出信号Ｖｄｅｔ２から、入力面１０１ａ（図１１等参照）に入力された圧力の演算を行う。なお、後述するように、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、第２駆動電極ドライバ４８は配線２３にガード信号Ｖｓｇｌを供給してもよい。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３は、タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ及び表示動作期間Ｐｄ_ｘと異なる期間に配置されている。このため、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、駆動電極ＣＯＭＬを圧力検出用の検出電極として用いた場合であっても、タッチ検出精度の低下や、表示画像の劣化などを抑制できる。また、走査信号線ＧＣＬを配線２３に兼用し、画素信号線ＳＧＬを補助配線５１Ｅに兼用した場合であっても、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３では、ＴＦＴ素子Ｔｒがオフとなっているため、表示画像の劣化等を抑制することができる。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３の１つの期間において、図２２に示した検出１から検出３の全ての検出動作を行ってもよいし、圧力検出期間Ｐｆ_１に検出１、圧力検出期間Ｐｆ_２に検出２、圧力検出期間Ｐｆ_３に検出３を行う等、各検出を分けて行ってもよい。圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３は、１フレーム期間（１Ｆ）に３つの期間に分けて設けられているが、少なくとも１回設けられていればよく、若しくは、４回以上設けられていてもよい。１フレーム期間（１Ｆ）における、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３の配置も変更することができ、例えば、全てのタッチ検出期間Ｐｔ_ｘの後に圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３を配置してもよい。

次に、検出用配線５１Ａの接続構造の一例について説明する。図２７は、第１の実施形態に係る駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。なお、図２７は、上述した検出用配線５１Ｂ、補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅは省略して示しているが、当然に、検出用配線５１Ｂ、補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅを設けることも可能である。

検出用配線５１Ａは、画素信号線ＳＧＬと重畳して、画素信号線ＳＧＬの延在方向と同じ方向に延びている。検出用配線５１Ａは、画素信号線ＳＧＬと異なる層に設けられている。検出用配線５１Ａは、一端側（電圧検出器ＤＥＴに近い位置）において、コンタクトホールＨ５を介して接続配線ＬＣと接続され、接続配線ＬＣの一端側が電圧検出器ＤＥＴと接続される。接続配線ＬＣの一端側は、スイッチＳＷ３を介して画素信号線ＳＧＬと接続される。

スイッチＳＷ３は、例えば、図２６に示す制御信号（ＴＳ−ＨＤ）と同相の制御信号が供給され、表示動作期間Ｐｄ_ｘと、表示動作を停止する期間（タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ及び圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３）とで、オンとオフとが切り換えられる。スイッチＳＷ３は、例えば、制御信号が高レベルの場合オンとなり、制御信号が低レベルの場合オフとなる。

本実施形態では、表示動作期間Ｐｄ_ｘにおいて制御信号が低レベルとなり、スイッチＳＷ３はオフになる。これにより、画素信号線ＳＧＬと、検出用配線５１Ａとの接続が解除される。画素信号線ＳＧＬにソースドライバ１３から画素信号Ｖｐｉｘが供給され、駆動電極ＣＯＭＬには、表示用の第１駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。

タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ及び圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において制御信号が高レベルとなりスイッチＳＷ３はオンになる。これにより、画素信号線ＳＧＬと検出用配線５１Ａとが接続される。検出用配線５１Ａは駆動電極ＣＯＭＬと接しているので、画素信号線ＳＧＬは、検出用配線５１Ａを介して駆動電極ＣＯＭＬと電気的に接続される。

これにより、駆動電極ＣＯＭＬに供給される第１駆動信号Ｖｃｏｍ又は第２駆動信号Ｖｄと同じ信号が、画素信号線ＳＧＬに供給されるようになる。画素信号線ＳＧＬは、駆動電極ＣＯＭＬと同じ電位の信号で駆動されるため、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間に生じる寄生容量を低減することができる。したがって、タッチ検出及び圧力検出の検出感度の低下が抑制される。

駆動電極ＣＯＭＬは、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料が用いられるため、金属材料で形成される画素信号線ＳＧＬよりも抵抗が高い。本実施形態では、画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとを電気的に接続して駆動することで、駆動電極ＣＯＭＬのみかけの抵抗値（画素信号線ＳＧＬと駆動電極ＣＯＭＬとの合計の抵抗値）が低減されるため、消費電力を低減することができる。また、みかけの抵抗値が低減するため、第１駆動信号Ｖｃｏｍ又は第２駆動信号Ｖｄに対し、応答性の良い波形の信号で駆動される。

なお、図２７では、１つの駆動電極ＣＯＭＬについて、３本の検出用配線５１Ａと３本の画素信号線ＳＧＬとが設けられているが、それぞれ、４本以上であってもよいし、１又は２本であってもよい。

（第２の実施形態）
図２８は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２駆動電極ドライバを示すブロック図である。図２８に示すように、第２駆動電極ドライバ４８Ａは、直流電圧生成部４８ｂ、ガード信号生成部４８ｃ、走査制御部８１、走査部８２及び駆動部８３を備えている。走査部８２は、複数の配線２３のうち駆動対象となる配線２３を選択するように走査する回路である。駆動部８３は、走査部８２から供給される走査信号に基づいて配線２３に対して直流電圧信号Ｖｄｃ又はガード信号Ｖｓｇｌを供給する回路である。図２８では、図面を見やすくするために、２つの配線２３について示しているが、図１５に示す３つ以上の配線２３に、走査部８２及び駆動部８３が接続される。

走査部８２及び駆動部８３は、第１基板２１の額縁領域１０ｂ（図１５参照）に設けられている。走査制御部８１は、タッチ検出用ＩＣ１８（図１６参照）に実装されている。直流電圧生成部４８ｂ及びガード信号生成部４８ｃは、タッチ検出用ＩＣ１８に実装されていてもよく、第１基板２１の額縁領域１０ｂに設けられていてもよい。ガード信号生成部４８ｃは、第２駆動信号生成部１５（図２０参照）と兼用されていてもよい。

走査制御部８１は、制御部１１からの制御信号に基づいて、走査部８２に対して制御信号ＳＤＣＫ、走査開始信号ＳＤＳＴを供給する。走査部８２は、配線２３を選択して走査するための走査信号を生成するシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）８４を含んでいる。シフトレジスタ８４は、配線ＬＧを介して走査制御部８１から走査開始信号ＳＤＳＴが供給され、走査開始信号ＳＤＳＴをトリガとして走査を開始する。シフトレジスタ８４は、配線ＬＨを介して、基準クロック信号である制御信号ＳＤＣＫが供給される。走査開始信号ＳＤＳＴは、制御信号ＳＤＣＫに同期して順次シフトレジスタ８４の転送段ごとに転送されて、シフトレジスタ８４が順次、又は同時に選択される。選択されたシフトレジスタ８４から駆動部８３に走査信号が出力される。

駆動部８３は、論理積回路８５と、スイッチＳＷ４と、電源配線ＬＤ、ＬＥを備える。電源配線ＬＤには、直流電圧生成部４８ｂから直流電圧信号Ｖｄｃが供給され、電源配線ＬＥには、ガード信号生成部４８ｃからガード信号Ｖｓｇｌが供給される。論理積回路８５と、スイッチＳＷ４とは、配線２３ごとに設けられている。論理積回路８５は、シフトレジスタ８４から供給された走査信号と、走査制御部８１から配線ＬＦを介して供給された選択信号ＶＳＥＬの論理積（ＡＮＤ）を生成して出力する。スイッチＳＷ４は、配線２３と電源配線ＬＤとの接続と、配線２３と電源配線ＬＥとの接続とを切り換える。

論理積回路８５は、シフトレジスタ８４から走査信号が供給され、かつ、選択信号ＶＳＥＬがオン（高レベル）の場合に、高レベルの信号を出力する。論理積回路８５は、シフトレジスタ８４から走査信号が供給されず、又は、選択信号ＶＳＥＬがオフ（低レベル）の場合に、低レベルの信号を出力する。

スイッチＳＷ４は、論理積回路８５から高レベルの信号が供給されると、配線２３と電源配線ＬＤとを接続し、配線２３と電源配線ＬＥとの接続を解除する。これにより、駆動対象として選択された配線２３に対して、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。一方、スイッチＳＷ４は、論理積回路８５から低レベルの信号が供給されると、配線２３と電源配線ＬＥとを接続し、配線２３と電源配線ＬＤとの接続を解除する。これにより、駆動対象として選択されない配線２３に対して、ガード信号Ｖｓｇｌが供給される。なお、図２８に示す走査部８２及び駆動部８３の回路図は、あくまで一例であり、回路構成は適宜変更することができる。

図２９は、第２の実施形態に係る圧力検出の動作例を説明するための説明図である。本実施形態において、配線２３ａ−２３ｆには、それぞれスイッチＳＷ４ａ−ＳＷ４ｆが接続されている。上述したように、第２駆動電極ドライバ４８ＡのスイッチＳＷ４ａ−ＳＷ４ｆの接続を切り換えることにより、配線２３ａ−２３ｆに対し直流電圧信号Ｖｄｃ又はガード信号Ｖｓｇｌが供給される。第１の実施形態では、駆動対象として選択されない配線２３はフローティング状態とされているが、本実施形態では、駆動対象として選択されない配線２３に対してガード信号Ｖｓｇｌが供給される点が異なる。なお、図２９では、スイッチＳＷ４ａ−ＳＷ４ｆの接続構成について簡略化して示している。

図２９（Ａ）に示す検出１では、配線２３ａ−２３ｄが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ａ−ＳＷ４ｄを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｅ、２３ｆは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ｅ、ＳＷ４ｆを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｅ、２３ｆとが同じ電位で駆動され、フローティング状態の場合に比べて寄生容量がより低減される。

各領域での出力波形は図２３に示す波形と同様の傾向を示し、本実施形態において、第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬは、寄生容量が小さくなっているため、第２駆動信号Ｖｄに対する応答性が良好になり、検出感度が向上する。押圧位置と出力信号レベルとの関係は、図２４に示したものと同様となる。すなわち、検出１では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の場合、電圧検出器ＤＥＴから出力される第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出１では、第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力を選択的に検出する。

次に、検出２では、図２９（Ｂ）に示すように、配線２３ｃ−２３ｆが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ｃ−ＳＷ４ｆを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ａ、２３ｂは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ａ、ＳＷ４ｂを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量が、フローティング状態の場合に比べてより低減される。

検出２では、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬは、寄生容量が小さくなっているため、第２駆動信号Ｖｄに対する応答性が良好になり、検出感度が向上する。押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）となる。このように、検出２では、第１領域ＣＯＭＬ１に入力された圧力を選択的に検出する。

次に、検出３では、図２９（Ｃ）に示すように、配線２３ａ、２３ｂが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ａ、ＳＷ４ｂを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｃ−２３ｆは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ｃ−ＳＷ４ｆを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が、フローティング状態の場合に比べてより低減される。

検出３では、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬは、寄生容量が小さくなっているため、第２駆動信号Ｖｄに対する応答性が良好になり、検出感度が向上する。検出３では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）となる。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。座標抽出部４５は、検出１−３の情報を記憶部４７から受け取って、検出３の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの情報と、検出１の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの情報との差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ａ）を演算する。これにより、押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２の場合に差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ａ）が高レベル（Ｈｉｇｈ）となり、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力を検出することができる。

ガード信号Ｖｓｇｌは第２駆動信号Ｖｄと同一の振幅、及び同一の周波数を有する波形であることが好ましい。これに限られず、ガード信号Ｖｓｇｌは、第２駆動信号Ｖｄと異なる振幅の波形であってもよい。

図３０は、スイッチング素子のゲート電圧とドレイン電流との関係を模式的に示すグラフである。図３０に示すように、スイッチング素子であるＴＦＴ素子Ｔｒ（図１７参照）は、ゲート電圧Ｖｇが電圧−Ｖｔｈよりも大きくなるとオンになり、ドレイン電流Ｉｄが流れる。ゲート電圧Ｖｇが電圧−Ｖｔｈ以下の場合、ＴＦＴ素子Ｔｒはオフとなりドレイン電流は流れなくなる。図３０に示す電圧−ＶｔｈがＴＦＴ素子Ｔｒのオフ電位である。

本実施形態において、上述のように配線２３は、走査信号線ＧＣＬを兼用するので、配線２３に供給される直流電圧信号Ｖｄｃとガード信号Ｖｓｇｌとは、オフ電位−Ｖｔｈよりも小さい電位の信号であることが好ましい。ガード信号Ｖｓｇｌは、第２駆動信号Ｖｄと同様に、高レベルの電位と低レベルの電位とがシフトする交流信号であるが、高レベルの電位がオフ電位−Ｖｔｈよりも小さいことが好ましい。

こうすれば、画素信号線ＳＧＬに直流電圧信号Ｖｄｃ又はガード信号Ｖｓｇｌを供給した場合であっても、ＴＦＴ素子Ｔｒはオフ状態となる。したがって、タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ及び圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、ＴＦＴ素子Ｔｒがオン状態となってリークが発生して、表示画質が劣化することを抑制できる。

（第３の実施形態）
図３１は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の駆動電極及び検出用配線を拡大して示す模式平面図である。本実施形態では、検出用の駆動電極ＣＯＭＬａとダミー用の駆動電極ＣＯＭＬｂとを接続する補助配線５１Ｆが設けられている。補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｆは、検出用配線５１Ａ、５１Ｂと同じ層に設けられており、検出用配線５１Ａと交差する方向に延びる。補助配線５１Ｃは、検出用配線５１Ｂと補助配線５１Ｅの他端側とを接続する。補助配線５１Ｄは、検出用配線５１Ａと補助配線５１Ｅの他端側とを接続する。補助配線５１Ｆは、検出用の駆動電極ＣＯＭＬａの延在方向の中央部と、ダミー用の駆動電極ＣＯＭＬｂの延在方向の中央部とを接続する。また、ダミー用の駆動電極ＣＯＭＬｂは、コンタクトホールＨ３を介して補助配線５１Ｅと接続されている。

このような構成により、駆動電極ＣＯＭＬは、一端側から検出用配線５１Ａを介して第２駆動信号Ｖｄが供給され、他端側から検出用配線５１Ｂ及び補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅを介して第２駆動信号Ｖｄが供給され、さらに中央部からから補助配線５１Ｆを介して第２駆動信号Ｖｄが供給される。これにより、配線２３に直流電圧信号Ｖｄｃが供給されて駆動電極ＣＯＭＬの時定数τが大きくなった場合であっても、駆動電極ＣＯＭＬの全体に第２駆動信号Ｖｄを供給することができる。

図３２は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。図３３は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。図３４は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果について示す表である。

図３２（Ａ）に示す検出１では、配線２３ａ−２３ｄが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ａ−ＳＷ４ｄを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｅ、２３ｆは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ｅ、ＳＷ４ｆを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｅ、２３ｆとが同じ電位で駆動され、寄生容量が低減される。

図３３（Ａ）に示すように、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなるので、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の波形Ｖ_４、Ｖ_６は振幅が小さくなる。一方、配線２３ｅ、２３ｆはガード信号Ｖｓｇｌが供給されるため、波形Ｖ_８は波形Ｖ_４、Ｖ_６よりも振幅が大きくなる。したがって、第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_９が出力される。

図３４の（表２）に示すように、検出１では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出１では、第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力が選択的に検出される。

図３２（Ｂ）に示す検出２では、配線２３ｃ−２３ｆが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ｃ−ＳＷ４ｆを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ａ、２３ｂは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ａ、ＳＷ４ｂを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとが同じ電位で駆動され、寄生容量が低減される。

図３３（Ｂ）に示すように、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が大きくなるので、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の波形Ｖ_６、Ｖ_８は振幅が小さくなる。一方、配線２３ａ、２３ｂはガード信号Ｖｓｇｌが供給されるため、波形Ｖ_４は波形Ｖ_６、Ｖ_８よりも振幅が大きくなる。したがって、第１領域ＣＯＭＬ１に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_５が出力される。

図３４の（表２）に示すように、検出２では、押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出２では、第１領域ＣＯＭＬ１に入力された圧力が選択的に検出される。

図３２（Ｃ）に示す検出３では、配線２３ａ、２３ｂ、２３ｅ、２３ｆが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ４ａ、ＳＷ４ｂ、ＳＷ４ｅ、ＳＷ４ｆを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量、及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと配線２３ｅ、２３ｆとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｃ、２３ｄは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ４ｃ、ＳＷ４ｄを介してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。このため、第２領域ＣＯＭＬ２の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ、２３ｄとが同じ電位で駆動され、寄生容量が低減される。

図３３（Ｃ）に示すように、配線２３ａ、２３ｂ、２３ｅ、２３ｆとの間の寄生容量が大きくなるので、第１領域ＣＯＭＬ１及び第３領域ＣＯＭＬ３の波形Ｖ_４、Ｖ_８は振幅が小さくなる。一方、配線２３ｃ、２３ｄはガード信号Ｖｓｇｌが供給されるため、波形Ｖ_６は波形Ｖ_４、Ｖ_８よりも振幅が大きくなる。したがって、第２領域ＣＯＭＬ１に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_７が出力される。

図３４の（表２）に示すように、検出３では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１及び第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出３では、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力が選択的に検出される。

本実施形態では、補助配線５１Ｆを介して、駆動電極ＣＯＭＬの中央部からも第２駆動信号Ｖｄが供給される。このため、図３２（Ｃ）に示すように配線２３ａ、２３ｂ、２３ｅ、２３ｆに直流電圧信号Ｖｄｃを供給して、駆動電極ＣＯＭＬの両端側の第１領域ＣＯＭＬ１及び第３領域ＣＯＭＬ３の寄生容量を大きくした場合であっても、中央部の第２領域ＣＯＭＬ２に第２駆動信号Ｖｄを供給することができる。したがって、検出精度を向上させることができる。また、検出３では第２領域ＣＯＭＬ２に対する圧力が選択的に検出されるため、座標抽出部４５による演算を省略することができる。

（第４の実施形態）
図３５は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。図３６は、駆動電極の各領域の出力波形を模式的に表す図である。図３７は、押圧位置と出力信号レベルとの関係を、各検出結果及び演算結果について示す表である。

本実施形態では、上述した検出用配線５１Ｂ、補助配線５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆは設けられていない。つまり、第２駆動信号Ｖｄは、検出用配線５１Ａを介して駆動電極ＣＯＭＬの一端側から供給され、駆動電極ＣＯＭＬの他端側、及び中央部からは供給されないようになっている。

図３５（Ａ）に示す検出１では、配線２３ａ−２３ｄが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ２ａ−ＳＷ２ｄを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｅ、２３ｆは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ｅ、ＳＷ２ｆがオフとなり、フローティング状態となる。このため、第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｅ、２３ｆとの間の寄生容量が低減される。

図３６（Ａ）に示すように、配線２３ａ−２３ｄとの間の寄生容量が大きくなるので、第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の波形Ｖ_４、Ｖ_６は振幅が小さくなる。一方、配線２３ｅ、２３ｆはフローティング状態となり、波形Ｖ_８は波形Ｖ_４、Ｖ_６よりも振幅が大きくなる。したがって、第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_９が出力される。

図３７の（表３）に示すように、検出１では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１及び第２領域ＣＯＭＬ２の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出１では、第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力が選択的に検出される。

図３５（Ｂ）に示す検出２では、配線２３ａ、２３ｂが駆動対象として選択され、スイッチＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂを介して直流電圧信号Ｖｄｃが供給される。これにより、第１領域ＣＯＭＬ１の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量が大きくなる。配線２３ｃ−２３ｆは、駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ｃ−ＳＷ２ｆがオフとなり、フローティング状態となる。このため、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと、配線２３ｃ−２３ｆとの間の寄生容量が低減される。

図３６（Ｂ）に示すように、配線２３ａ、２３ｂとの間の寄生容量が大きくなるので、第１領域ＣＯＭＬ１の波形Ｖ_４は振幅が小さくなる。一方、配線２３ｃ−２３ｆはフローティング状態であるため、波形Ｖ_６、Ｖ_８は波形Ｖ_４よりも振幅が大きくなる。したがって、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_７、Ｖ_９が出力される。

図３７の（表３）に示すように、検出２では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが低レベル（Ｌｏｗ）であり、押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。このように、検出２の結果からは、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に対する圧力が検出される。この場合、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力と、第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力とを分離することが困難である。

図３５（Ｃ）に示す検出３では、配線２３ａ−２３ｆが駆動対象として選択されず、スイッチＳＷ２ａ−ＳＷ２ｆがオフになりフローティング状態となる。配線２３ａ−２３ｆは、直流電圧信号Ｖｄｃが供給されない。このため、第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３の駆動電極ＣＯＭＬと配線２３ａ−２３ｆとの間の寄生容量が低減される。

図３６（Ｃ）に示すように、配線２３ａ−２３ｆはフローティング状態であるため、波形Ｖ_４、Ｖ_６、Ｖ_８は、図３６（Ａ）、図３６（Ｂ）に示す寄生容量が大きい場合の波形に比べて振幅が大きくなる。したがって、第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２及び第３領域ＣＯＭＬ３に圧力が加えられた場合、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、点線に示す波形Ｖ_５、Ｖ_７、Ｖ_９が出力される。

図３７に示すように、検出３では、押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３のいずれの場合であっても、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの信号レベルが高レベル（Ｈｉｇｈ）となる。検出３の結果からは、第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３のいずれに入力された圧力か分離することができない。

図３７の（表３）に示すように、本実施形態では、検出１の結果から第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力を検出することが可能である。座標抽出部４５は、記憶部４７から、検出１から検出３の情報を受け取って演算を行う。座標抽出部４５は、検出２の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの情報と、検出１の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａの情報との差分（Ｖｄｅｔ２Ｂ−Ｖｄｅｔ２Ａ）を演算する（演算１）。押圧位置が第２領域ＣＯＭＬ２の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ａと第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂとの信号レベルが異なるので、演算された差分（Ｖｄｅｔ２Ｂ−Ｖｄｅｔ２Ａ）の信号レベルは高レベルとなる。このように、演算１により、第２領域ＣＯＭＬ２に入力された圧力を検出することができる。

座標抽出部４５は、検出２の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂの情報と、検出３の第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃの情報との差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ｂ）を演算する（演算２）。押圧位置が第１領域ＣＯＭＬ１の場合、第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｂと第２検出信号Ｖｄｅｔ２Ｃとの信号レベルが異なるので、演算された差分（Ｖｄｅｔ２Ｃ−Ｖｄｅｔ２Ｂ）の信号レベルは高レベルとなる。このように、演算２により、第１領域ＣＯＭＬ１に入力された圧力を検出することができる。

以上のように、駆動電極ＣＯＭＬの一端側から第２駆動信号Ｖｄが供給された場合であっても、配線２３のうち、駆動対象として選択されない配線２３と、駆動対象として選択される配線２３との組み合わせを順次変更して圧力検出を行うことで、駆動電極ＣＯＭＬの第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力の検出が可能となる。したがって、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向において、圧力が加えられた位置を検出することができるため、精度よく圧力の検出が可能となる。

（第５の実施形態）
図３８は、第５の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、圧力検出の動作例を説明するための説明図である。本実施形態は、第４の実施形態と同様に、駆動電極ＣＯＭＬの一端側から検出用配線５１Ａを介して第２駆動電極Ｖｄが供給される。第４の実施形態では、駆動対象として選択されない配線２３はフローティング状態であるのに対し、本実施形態では、駆動対象として選択されない配線２３に対してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。

図３８（Ａ）に示すように、検出１では配線２３ｅ、２３ｆに対してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。図３８（Ｂ）に示すように、検出２では、配線２３ｃ−２３ｆに対してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。図３８（Ｃ）に示すように、検出３では、配線２３ａ−２３ｆに対してガード信号Ｖｓｇｌが供給される。配線２３ａ−２３ｆのうち、駆動対象として選択されない配線２３にガード信号Ｖｓｇｌが供給されるため、圧力の検出感度を向上させることができる。

検出１から検出３において、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される配線２３と、ガード信号Ｖｓｇｌが供給される配線２３との組み合わせは、第４の実施形態の、直流電圧信号Ｖｄｃが供給される配線２３と、フローティング状態となる配線２３との組み合わせと同様である。したがって、押圧位置と出力信号レベルとの関係は、図３７の（表３）に示すものと同様となり、検出１から検出３、及び演算１、演算２の結果に基づいて、駆動電極ＣＯＭＬの第１領域ＣＯＭＬ１、第２領域ＣＯＭＬ２又は第３領域ＣＯＭＬ３に入力された圧力の検出が可能となる。

（第６の実施形態）
図３９は、第６の実施形態に係る第１基板を模式的に示す平面図である。図４０は、第６の実施形態に係る第２基板を模式的に示す平面図である。図３９に示すように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ａにおいて、駆動電極ＣＯＭＬは、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に延在し、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に複数配列されている。言い換えると、駆動電極ＣＯＭＬは、走査信号線ＧＣＬ（図１７参照）の延在方向に沿った方向に延在し、画素信号線ＳＧＬ（図１７参照）の延在方向に複数配列される。

配線２３は、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に交差する方向に延在し、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿った方向に複数配列される。配線２３は、第２駆動電極ドライバ４８と接続され、上述のように、選択された配線２３は、直流電圧信号Ｖｄｃが供給され、選択されない配線２３は、フローティング状態となり、又はガード信号Ｖｓｇｌが供給される。これにより、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向において、複数の領域に分割して圧力を検出することができるため、精度よく圧力の検出が可能となる。駆動電極ＣＯＭＬのそれぞれについて圧力を検出することにより、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向における圧力の入力位置を検出することができる。

図４０に示すように、検出電極ＴＤＬは、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に延在し、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に複数配列されている。このような構成により、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能である。

本実施形態では、画素信号線ＳＧＬが配線２３として兼用される。この場合であっても、上述のように、圧力検出動作及びタッチ検出動作は、表示動作と異なる期間に実行されるので、表示画像の劣化を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

例えば、タッチパネル３０は、相互静電容量方式のタッチ検出を説明したが、駆動電極ＣＯＭＬを検出電極として用い自己静電容量方式のタッチ検出を行ってもよいし、検出電極ＴＤＬにより、自己静電容量方式のタッチ検出を行ってもよい。相互静電容量方式のタッチ検出と自己静電容量方式のタッチ検出との両方を組み合わせてもよい。

１ 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部
１１ 制御部
１２ ゲートドライバ
１３ ソースドライバ
１４ 第１駆動電極ドライバ
１４ｂ 第１駆動信号生成部
１８ タッチ検出用ＩＣ
１９ 表示制御用ＩＣ
２０ 表示パネル
２１ 第１基板
２２ 画素電極
２３ 配線
２４ 絶縁層
３０ タッチパネル
３１ 第２基板
４０ 検出部
４２ 検出信号増幅部
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
４７ 記憶部
４８ 第２駆動電極ドライバ
１００、１００Ａ、１００Ｂ 電子機器
１０１ カバー部材
１０３ 筐体
１０４ 導電体
１０７ 表示装置用筐体
ＧＣＬ 画素信号線
ＳＧＬ 画素信号線
ＴＤＬ 検出電極
Ｖｃｏｍ 第１駆動信号
Ｖｄ 第２駆動信号

Claims (18)

1. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、
   前記基板の前記第１面と平行な平面において、第１の方向に延在し、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体を検出するための第１駆動信号が供給される第１電極と、
   前記第１電極と対向するとともに前記第１の方向に複数配列され、直流電圧信号が供給される配線と、
   前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第１電極との間に静電容量を形成する導電体と、
   前記第１電極と接し、前記第１電極の延在方向の一端側に接続される第１検出用配線と、
   前記第１電極の延在方向に沿って延び、前記第１電極の他端側と接続される第２検出用配線と、を有し、
   前記第１検出用配線及び前記第２検出用配線を介して、第２駆動信号が前記第１電極に供給される検出装置。
2. 複数の前記配線のうち一部の前記配線が駆動対象の配線として選択され、選択された駆動対象の前記配線に前記直流電圧信号が供給される請求項１に記載の検出装置。
3. 前記駆動対象として選択されていない前記配線は、電位が固定されないフローティング状態である請求項２に記載の検出装置。
4. 前記駆動対象として選択されていない前記配線は、前記第１電極と前記配線との間の寄生容量を低減するためのガード信号が供給される請求項２に記載の検出装置。
5. 前記配線のうち、駆動対象となる前記配線を選択する走査部を有し、
   前記走査部は、前記駆動対象として選択される前記配線と、前記駆動対象として選択されない前記配線との組み合わせを異ならせて、前記配線を複数回選択する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
6. 前記第１検出用配線と前記第２検出用配線とを接続する補助配線が設けられており、前記第１検出用配線、前記第２検出用配線、前記補助配線及び前記第１電極は、ループ状に接続される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
7. 前記第１電極と前記導電体との間の静電容量変化、及び前記配線と前記導電体との間の静電容量変化に基づいて、前記基板の前記第１面側に接触する物体の圧力の座標を算出する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の検出装置。
8. 前記第１電極と対向する第２電極が設けられており、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づいて、接触又は近接する物体の座標が算出される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の検出装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置と、
   前記第１電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、
   表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有する表示装置。
10. 前記第１電極に接続される検出用配線、又は前記検出用配線に接続される補助配線の少なくとも一方は、前記表示装置の画像表示を行うための信号配線である請求項９に記載の表示装置。
11. 複数の前記画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に走査信号を供給するための走査信号線と、を有し、
    前記配線は前記走査信号線である請求項９に記載の表示装置。
12. 複数の前記画素電極に対応して設けられたスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に画素信号を供給するための画素信号線と、を有し、
    前記配線は前記画素信号線である請求項９に記載の表示装置。
13. 前記表示機能層の画像表示機能を実行させる表示動作と、前記第１面側に接触又は近接する外部近接物体を検出するタッチ検出動作と、前記第１電極と前記導電体との間の静電容量変化に基づいて前記基板に入力される圧力の座標を算出する圧力検出動作と、が時分割で行われる請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
14. 前記第１電極は共通電極である請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
15. 検出装置と、複数の画素電極と、表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有する表示装置であって、
    前記検出装置は、
    第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、
    前記基板の前記第１面と平行な平面において、第１の方向に延在し、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体を検出するための第１駆動信号が供給される第１電極と、
    前記第１電極と対向するとともに前記第１の方向に複数配列され、直流電圧信号が供給される配線と、
    前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第１電極との間に静電容量を形成する導電体と、を有し、
    複数の前記画素電極は、前記第１電極と対向して行列配置されており、
    前記表示機能層の画像表示機能を実行させる表示動作と、前記第１面側に接触又は近接する外部近接物体を検出するタッチ検出動作と、前記第１電極と前記導電体との間の静電容量変化に基づいて前記基板に入力される圧力の座標を算出する圧力検出動作と、が時分割で行われる表示装置。
16. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記検出装置が組み込まれる筐体とを含み、
    前記筐体は前記導電体を含む電子機器。
17. 請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の表示装置と、
    前記表示装置が組み込まれる筐体とを含み、
    前記筐体は前記導電体を含む電子機器。
18. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、
    前記基板の前記第１面と平行な平面において、第１の方向に延在し、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体を検出するための第１駆動信号が供給される第１電極と、
    前記第１電極と対向するとともに前記第１の方向に配列された複数の配線と、
    前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第１電極との間に静電容量を形成する導電体と、
    前記第１電極と接し、前記第１電極の延在方向の一端側に接続される第１検出用配線と、
    前記第１電極の延在方向に沿って延び、前記第１電極の他端側と接続される第２検出用配線と、を有し、
    前記複数の配線が、互いに寄生容量が異なる配線を含み、
    前記第１検出用配線及び前記第２検出用配線を介して、第２駆動信号が前記第１電極に供給される検出装置。

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