JP6695711B2 - 表示装置及び表示装置のタッチ検出方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置及び表示装置のタッチ検出方法に関する。

一般に、スマートフォンと呼ばれる携帯通信端末やタブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）に適用可能な表示装置は、画像を表示する表示面にペンやヒトの指等の入力手段を接触させることで操作可能な構成が採用されている。この種の表示装置としては、表示パネルの内部にタッチ検出機能の一部又は全部を組み込んだインセル型の表示装置や、表示パネルの表示面上にタッチ検出機能を有するセンサを備え付けたオンセル型の表示装置を挙げることができる。

上記のインセル型のタッチ検出機能付き表示装置として、画像を表示する表示領域内にＩＴＯ等の透明導電膜から形成されるセンサ電極をマトリクス状に配置し、各センサ電極に対応した検知回路を設けると共に、当該センサ電極と検出回路とを金属細線で接続した構成が知られている（特許文献１乃至特許文献３）。

米国特許出願公開第2014/0049486号明細書 米国特許出願公開第2013/0342498号明細書 米国特許出願公開第2014/0049508号明細書

しかしながら、上記特許文献の如きタッチ検出機能付き表示装置は、マトリクス状に配置されたセンサ電極に対応した検知回路が必要となり、その分だけＩＣ回路が大型化或いは多数のＩＣ回路を設置する必要があり、そのためのスペースを確保する必要が生じて表示装置全体の小型化を図りがたいという問題がある。

そこで、本発明の実施形態は、検出回路或いは当該検出回路を含むＩＣ回路のためのスペースの小型化が図れ、電力節約及び製造上も有利な表示装置及び表示装置のタッチ検出方法を提供する。

一実施形態に係る表示装置は、複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備えると共に、該複数の共通電極を制御してタッチを検出するセンサ駆動制御部とを備え、
該センサ駆動制御部は、
前記複数の前記共通電極のうち少なくとも１つをセンシング用に選択し、他の共通電極を非センシング用に選択するスイッチ駆動回路と、
前記センシング用に選択された前記共通電極にパルス状のセンサ信号を与えるセンシング回路と、
前記非センシング用に選択された前記他の共通電極の少なくとも１つを、オフ状態に制御されて、フローティング状態にする第１スイッチを備えた選択回路と、
第１配線である前記ゲート線及び第２配線である前記データ線とは異なり、前記データ線と同じ方向に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続され、タッチ検出期間には前記センサ信号が供給される一方の第３配線と、
前記一方の第３配線と並列に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続され、前記タッチ検出期間を除く表示期間には共通電圧のラインに接続され、前記タッチ検出期間にはガード信号のラインに接続される他方の第３配線を備える。

また、別の一実施形態に係る表示装置は、複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備えると共に、該複数の共通電極を制御してタッチを検出するセンサ駆動制御部を備え、
該センサ駆動制御部は、前記複数の前記共通電極の少なくとも一つを選択してセンシング状態に設定したセンサ電極とし、他の選択した共通電極をフローティング状態に設定したフローティング電極とし、さらに、前記センサ駆動制御部は、前記センシング状態の前記センサ電極の隣の共通電極を選択してガード状態のガード電極に設定する。

また、別の一実施形態に係る表示装置は、複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備えると共に、該複数の共通電極を用いてタッチを検出するセンサ駆動制御部を備え、
該センサ駆動制御部は、前記複数の前記共通電極の少なくとも一つを選択してセンシング状態に設定したセンサ電極とし、当該センサ電極にセンサ信号を入力して当該センサ信号の変化を検出する自己容量方式として制御する。

また、さらに別の一実施形態に係る表示装置は、複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備えると共に、該複数の共通電極を用いてタッチを検出するセンサ駆動制御部を備え、
該センサ駆動制御部は、タッチを検出するための少なくとも１つの検知回路と、当該検知回路と特定の共通電極とを選択的に接続する複数の選択回路とを備える。

また、一実施形態に係る表示装置のタッチ検出方法は、複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備える表示装置のタッチ検出方法であって、
複数の前記共通電極の少なくとも一つを選択してセンシング状態に設定してセンサ電極とし、前記センシング状態のセンサ電極の少なくとも隣の共通電極を選択してガード状態に設定してガード電極とし、他の選択した共通電極をフローティング状態に設定してフローティング電極とする。

図１は、自己容量方式によるタッチ検出の概要を示す図である。 図２は、自己容量方式によるタッチ検出のタッチ検出時の容量変化を示すグラフである。 図３は、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 図４は、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置の画素構造を示す平面図である。 図５は、図４のＸ−Ｘ’の一点破線に沿って示される、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置の層構成を示す断面図である。 図６Ａは、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置の制御部の構成を概略的に示す平面図である。 図６Ｂは、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のタッチ検出に寄与する構成要素を概略的に示す平面図である。 図７Ａは、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のセンサ駆動制御部の回路構成を概略的に示す平面図である。 図７Ｂは、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のセンサ信号電圧、ガード信号電圧及びフローティング電圧と関係の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置において、共通電極が駆動される順序を説明するために示したタイミングチャートである。 図９は、上記した第１の実施形態で利用可能なスイッチ駆動回路の概略構成と動作を説明する図である。 図１０は、第２の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のセンサ駆動制御部の回路構成を概略的に示す平面図である。 図１１は、第２の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置において、共通電極が駆動される順序を説明するために示したタイミングチャートである。 図１２は、上記した第２の実施形態で利用可能なスイッチ駆動回路の概略構成例と動作を説明する図である。 図１３は、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のさらに変形例の回路構成を概略的に示す平面図である。 図１４は、第２の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のさらに変形例の回路構成を概略的に示す平面図である。 図１５は、第１の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のさらにまた変形例の回路構成を概略的に示す平面図である。 図１６は、第２の実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置のさらにまた変形例の回路構成を概略的に示す平面図である 図１７は、上記した各実施形態で利用可能なブラックマトリックス８及び遮蔽部９の構成例を一部拡大して概略的に示す平面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、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、図面は構成を分かりやすくするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状、広さ、太さ、連続性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。

（自己容量方式によるタッチ検出）
はじめに、本発明の各実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置において用いられる、自己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１は自己容量方式（「セルフ検出方式」ともいう）によるタッチ検出の概略を示している。当該タッチ検出とは、検出電極を用いて当該センサ電極への被検出物の接触又は近接を検出することをいう。
図１に示す如く、自己容量方式によるタッチ検出は、センサ電極１００にセンサ信号１０１を供給すると共に、ヒトの指やペン等の誘電体と見做せる被検出物（以下、これらを単に被検出物と称する）Ｏのセンサ電極１００への接触又は近接に伴う当該センサ信号の変化を読取ることにより行われる。
当該自己容量方式によるタッチ検出は、センサ電極が有する容量Ｃｘ１を利用すると共に、センサ電極１００に近接する被検出物Ｏにより生じる容量Ｃｘ２を利用する。

図２の実線Ａは、センサ電極１００に被検出物Ｏが接触も近接もしていない状態を示している。このため、センサ電極ＳＥと被検出物Ｏとの間に容量は生じておらず、Ｃｘ１のみの容量が生じ、センサ信号１０１のセンサ電極１００への入力に応じて実線Ａに示されるような時間変化を示す。

この状態から被検出物Ｏがセンサ電極１００に近接又は接触すると、センサ電極１００と被検出物Ｏとの間に容量Ｃｘ２が生じることとなり、その分だけセンサ電極ＳＥに多くの電流が流れることとなる。図２の破線は、被検出物Ｏをセンサ電極１００に近接させたときの電荷量の変化であり、被検出物Ｏが存在していないときよりもΔＱだけ電荷量が大きくなる。かかる差分に基づくセンサ信号を検知回路１０２に認識させることにより、タッチの有無が判断されるのである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係るタッチ機能付き表示装置及びその駆動方法について詳細に説明する。

図３に示す如く、本実施形態に係るタッチ機能付き表示装置１は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の背面側に設けられるバックライトユニット（図示省略）とを備えている。該タッチ機能付き表示装置１は、バックライトユニットが設けられる背面とは反対側の面となる面を表示面１１としており、バックライトユニットからの出射光を用いて該表示面１１に画像を表示する。
なお、以下では、表示面１１の法線方向から該表示面１１を視認する状態を平面視と称する。

液晶表示パネル２は、第１基板３と、第１基板３に対向配置された第２基板４と、第１基板３と第２基板４との間に設けられた液晶層（後述する液晶層５）と、を備えている。第２基板４は二点鎖線で示されている。
また、液晶表示パネル２には、表示面１１に画像を表示させる矩形状の表示領域１２が設けられていると共に、平面視で当該表示領域１２を包囲する非表示領域１３が設けられている。
なお、本実施形態においては、表示領域１２は矩形状とされているが、当該表示領域１２はその他の多角形状や円形状、楕円形状等、他の形状を採用することも可能である。また、当該液晶表示パネル２も平面視で矩形状とされているが、表示面１１に合わせてその他の多角形状や円形状、楕円形状等の形状を採用可能である。また、液晶表示パネル２と表示面１１の形状は同じ種類の形状を呈している必要はなく、それぞれが別の形状を呈している構成も採用可能である。加えて、液晶表示パネル２を面外方向に変形させた曲面パネルとする構成も採用可能である。

当該液晶表示パネル２は、表示面１１に画像を表示させるだけではなく、当該表示面１１への被検出部Ｏのタッチを検出するタッチ検出機能を備えている。これら２つの機能を実現すべく、当該液晶表示パネル２は例えば制御部５４内に駆動制御部４０を含む。さらに駆動制御部４０は、表示駆動制御部５０とセンサ駆動制御部６０を含む。表示駆動制御部５０は、表示面１１に画像を表示させるための駆動を制御する。センサ駆動制御部６０は、表示面１１への被検出物Ｏのタッチの検出するための駆動を制御する。
なお、以下では、表示面１１への被検出物の接触及び近接を含めてタッチと称する。またセンサ駆動制御部６０は、図３では、駆動制御部４０内にあるように示されているが、この構成に限定されるものではない。センサ駆動制御部６０は、駆動制御部５０を内蔵している集積回路（ＩＣ）（つまり制御部５４）内にその主要を形成してもよいし、これとは独立した別の電子回路として第１基板ＳＵＢ１上に主要部を形成しても構わない。或いはセンサ駆動制御部６０は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）上に電子回路としてその主要部を形成してもよいし、ＦＰＣを介して接続される他のＩＣ内にその一部が設けられていても構わない。このセンサ駆動制御部６０は、後でも説明するがその一部が表示領域内にも形成されているし、またスイッチ駆動回路８０をも含む。
以下、表示領域１２、表示駆動制御部５０及びセンサ駆動制御部６０について順次説明する。

第１基板３の内面側には、表示領域１２と対応する位置にｎ本の第１配線（以下ゲート線と称する）２０と、ｍ本の第２配線（以下データ線と称する）２１とが形成されると共に、複数の画素電極２２及び共通電極２６が形成されている。
ゲート線２０は、第１方向Ｘに向けて延出し、該第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに間隔を空けて並べられている。
データ線２１は、第２方向Ｙに向けて延出し、第１方向Ｘに間隔を空けて並べられており、これによって平面視で複数のゲート線２０と交差する状態となっている。
複数の共通電極２６は、表示領域１２にマトリクス状に配置されている。各共通電極２６に対して複数の画素電極２２が対向している。
上記のように、複数のゲート線２０とデータ線２１とが平面視で互いに交差した状態で配置されることにより、表示領域１２には、これらゲート線２０とデータ線２１によって区画される複数の画素領域２７が形成される。複数の画素領域２７は、表示領域１２内で第１方向Ｘと第２方向Ｙに沿ってマトリクス状に設けられる。したがって、当該表示領域１２には、ｍ×ｎ個の画素領域２７が形成される（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
なお、当該第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに交差していればよく、上述の如き直交状態のみならず、略直交等、直交以外の状態で交差している場合も含む。
また、上述の如く、本実施形態では画素領域２７がマトリクス状に配置されている点に鑑み、以下では当該第１方向Ｘを行方向、第２方向Ｙを列方向とも称する。
また、ゲート線２０やデータ線２１は、本実施形態はそれぞれの方向に直線状に延出して形成されているが、画素領域２７単位で波型に折れ曲がっている等、一部又は複数個所で屈曲している構成を採用することも可能である。

図４に示す如く、各画素領域２７には、画素電極２２と、該画素電極２２とデータ線２１とを接続する画素スイッチング素子２８とが設けられている。また、各共通電極２６は、複数の画素電極２２に対向した状態で設けられている。図４では、代表となる１つの画素領域の画素電極２２に符合を付している。
画素スイッチング素子２８は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により形成されており、該薄膜トランジスタのベースがゲート線２０に接続され、ソース側がデータ線２１に接続され、ドレイン側が画素電極２２に接続されている。

図５は、液晶表示パネル２の層構成を概略的に示す断面図である。図５は図４の層構成をＸ−Ｘ’の一点破線に沿って示す断面図である。
図５に示す如く、第１基板３と第２基板４とは所定のセルギャップＧを設けた状態でシール材（図示省略）を介して貼り合わされている。シール材は、非表示領域１３にて表示領域１２に沿って矩形状に周回して設けられている。液晶層５は、これら第１基板３、第２基板４及びシール材で囲われた空間に封入されている。また、液晶層５には、これら一対の基板３、４のセルギャップＧを一定に保つ複数のスペーサ７が設けられている。

第１基板３は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第１絶縁基板３ａを用いて形成されている。第１絶縁基板３ａ上には、第２基板４に対向する側の面（内面）に、金属からなる複数の遮光層３１が島状に設けられている。図４では遮光層３１は、画素スイッチング素子２８に対応する遮光層として示し、遮光層８４は、後述する選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂに対応する遮光層として示している。図４では、選択スイッチング素子８１ａの層構成が現れている。第１基板３の内面及び複数の遮光層３１などを覆って第１絶縁層３２が形成されている。

第１絶縁層３２上には、遮光層３１と対向する位置にチャネル層となる半導体層３３が形成されると共に、該半導体層３３を覆ってゲート絶縁膜３４が形成されている。そして、該ゲート絶縁膜３４上には、半導体層３３と対向する位置にゲート線２０がそれぞれ形成される。
第１基板３の内面上には、さらに、ゲート線２０及びゲート絶縁膜３４を覆って第２絶縁層３５が設けられており、該第２絶縁層３５の上に複数のデータ線２１が形成されている。また、当該データ線２１と同層には、半導体層３３と対向する位置に一対の電極部３６（３６ａ，３６ｂ）が形成されており、当該一対の電極部３６が第２絶縁層３５及びゲート絶縁膜３４を介して半導体層３３とコンタクトしている。これらゲート線２０、半導体層３３及び一対の電極部３６によって、画素スイッチング素子２８が形成される。
なお、本実施形態では、画素スイッチング素子２８として、所謂トップゲート型ＴＦＴが採用されているが、半導体層３３とゲート線２０の上下関係を入れ替えたボトムゲート型ＴＦＴを採用することも可能である。また、画素スイッチング素子２８の半導体層３３は、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。

データ線２１、画素スイッチング素子２８の一対の電極部３６及び第２絶縁層３５を覆って平坦化膜３７が設けられ、該平坦化膜３７上にさらに第３絶縁層３８が設けられ、当該第３絶縁層３８上に共通電極２６が設けられている。
図３に示す如く、共通電極２６は、表示領域１２内において、複数（例えば２０画素領域×２０画素領域）の画素領域２７に対向可能な大きさを有する四角形状に形成されており、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに向かってマトリクス状に並べられている。
本実施形態では、このように複数の共通電極２６をマトリクス状に並べた配置とすることにより、当該共通電極２６をタッチ検出のセンサ電極としても用いる。タッチ検出ための具体的構成については後述する。

さらに第４絶縁層３９がタイル状に敷設された複数の共通電極２６及び第３絶縁層３８の上に形成されており、該第４絶縁層３９上に画素電極２２が形成されている。
画素電極２２は、平面視でゲート線２０とデータ線２１とで区画される画素領域２７ごとに設けられており、第４絶縁層３９を介して共通電極２６と対向している。また、画素電極２２は、複数のライン部２５の間にスリット２４を形成した櫛歯状（図４の平面視を参照）に形成されており、第３絶縁層３８と共通電極２６の開口部を介して画素スイッチング素子２８の電極部３６ａにコンタクトしている。
共通電極２６及び画素電極２２は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。また、上記複数種の絶縁層３２、３５、３８、３９やゲート絶縁膜３４、平坦化膜３７は、いずれもポリイミド樹脂などの有機絶縁材料、窒化珪素、酸化珪素等の無機絶縁材料等で形成されている。
さらに、液晶層５を構成する液晶分子のプレチルト角を規定する第１配向膜（図示省略）が、画素電極２２及び第４絶縁層３９を覆って設けられている。

一方、第２基板４は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第２絶縁基板４ａを用いて形成されている。第２絶縁基板４ａは、第１基板３に対向する側に、ゲート線２０やデータ線２１と対向する位置に設けられるブラックマトリクス８、カラーフィルタ１０、オーバーコート層や第２配向膜（いずれも図示省略）などを備えている。

かかる画素構成においては、画素電極２２と共通電極２６との間に電界を発生させることにより、スリット２４を介してこれら間にフリンジ電界が発生する。当該フリンジ電界の影響を受けることで、液晶層５の液晶分子は初期配向状態から向きを変化させ、これによって液晶層５の光学特性が画素領域２７ごとに変化する。かかる光学特性を変化させた画素領域にバックライトからの光が透過することにより、表示面１１での画像の表示が実現される。なお、かかるフリンジ電界を利用した表示モードをＦＦＳモード（Fringe Field Switching）と称する。

図３に示す如く、第１基板３には、ゲート線２０を駆動させるゲート線駆動回路５１と、データ線２１へ送信される画像信号を制御するマルチプレクサ５３と、これらゲート線駆動回路５１やマルチプレクサ５３を制御するメイン制御部５４が設けられている。これらの回路のうち、ゲート線駆動回路５１とマルチプレクサ５３とは第１基板３に形成されており、メイン制御部５４はＩＣチップとして形成され、第１基板３上に実装されている。ゲート線駆動回路５１及びマルチプレクサ５３は、制御線５６ａ、制御線５６ｂを介してメイン制御部５４に電気的に接続されている。
図６Ａに示す如く、メイン制御部５４は、マルチプレクサ５３を介してデータ線２１を駆動するためのデータ線駆動回路５５を備える。またメイン制御部５４は、これらデータ線駆動回路５５、ゲート線駆動回路５１、及びマルチプレクサ５３を制御するためのタイミングコントローラ（又は制御部）５７を備えている。図６Ａは、本実施形態の構成を分かり易くするために、表示に寄与する構成要素を主として示している。後で説明するように、図６Ｂは、タッチ検出に寄与する構成要素を主として示している。実際の装置は、図６Ａと図６Ｂに示す構成要素が一体となっている。

図６Ａに示すように、表示領域１２に形成されている複数のゲート線２０は非表示領域１３まで引き出され、ゲート線駆動回路５１に接続されている。該ゲート線駆動回路５１は、互いに電気的に接続された複数のゲート用シフトレジスタ５２を備え、各ゲート線２０は、ゲート用シフトレジスタ５２に一対一で接続されている。図６Ａでは、ゲート線駆動回路５１が、表示領域１２の左右方向（矢印Ｘ方向）の両側にそれぞれ設けられているが、片側だけに設けられてもよい。
また、複数のデータ線２１は、表示領域１２の外側まで引き出され、マルチプレクサ５３に接続されている。図６Ａには、後で説明するようにタッチ検出のときに利用される第３配線７７ａ、７７ｂが示されている。この第３配線７７ａ、７７ｂは、第２配線であるデータ線２１に対して絶縁層を介して重なる位置に形成されている。

また、図３に示す如く、第１基板３には、メイン制御部５４と対向する位置に、外付けのアプリケーションプロセッサなどの外部制御モジュール（図示省略）とメイン制御部５４とを接続するフレキシブル配線５８が設けられている。

本実施形態に係る液晶表示パネル２は、さらに、被検出物Ｏが表示面１１へタッチしたことを検出するためのセンサ駆動制御部６０が形成されている。より具体的には、表示に寄与する共通電極２６をセンサ電極ＳＥとして用いるものであって、当該共通電極２６をセンサ電極ＳＥとして機能させる構成が表示領域１２と非表示領域１３に亘って形成されている。

図３、図６Ａ、図６Ｂ及び図７Ａに示す如く、該センサ駆動制御部６０は、非表示領域１３に設けられて共通電極２６をセンサ電極ＳＥとして機能させるべく、共通電極２６に対してセンサ信号を供給する。また該センサ駆動制御部６０は、当該センサ信号に基づいてタッチの有無を検出するセンシング回路（或いは検出回路）６１と、表示領域１２上に設けられた複数の共通電極２６のいずれかをセンサ電極ＳＥとして選択する選択回路６２とを備えている。さらには、メイン制御部５４は、センシング回路６１とは別に共通電極２６に信号を供給するための共通電極駆動回路７３が設けられている。

図７は、共通電極２６をセンサ電極ＳＥとして動作させるための選択回路６２を示している。図７は、図６Ｂの１つのセンサ電極ＳＥ（共通電極２６）を代表して取り出して示している。選択回路６２は、共通電極２６に対向して設けられる一対の第３配線７７ａ、７７ｂと、該一対の第３配線７７ａ、７７ｂと共通電極２６とを接続する選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂで構成されるスイッチ部８１と、該スイッチ部８１に接続されたスイッチ線７９ａ、７９ｂとを備える。該スイッチ線７９ａ、７９ｂは、非表示領域１３でスイッチ駆動回路８０に接続される。かかるスイッチ部８１は、共通電極２６ごとに形成される。

ここで、図４及び図６Ｂに示す如く、表示領域１２には、データ線２１と同じ第２方向Ｙに向かって延出すると共に第１方向Ｘに所定の間隔を有して複数の第３配線７７（７７ａ、７７ｂ）が配置されている。本実施形態においては、第３配線７７は、平面視でデータ線２１に対して絶縁層を介して重なる位置或いはほとんど重なる位置に設けられている。このように第３配線７７をデータ線２１と重ねて配置すべく、当該第３配線７７（７７ａ、７７ｂ）は、平坦化膜３７上に形成され、当該平坦化膜３７と共に第３絶縁層３８に覆われている（図５参照）。
なお、第３配線７７（７７ａ、７７ｂ）は、上記構成に限定されず、共通電極２６に対して少なくとも一対の第３配線７７ａ、７７ｂが設けられる構成であれば、いかなる数の第３配線７７が設けられていてもよい。例えば第３配線７７がすべてのデータ線２１と重ねて配置されることにより、各共通電極２６は、データ線２１と同じ数（同じペア）だけの第３配線７７（７７ａ、７７ｂ）と対向してもよい。この場合、第３配線７７は、ダミー配線として利用される場合がある。

スイッチ部８１は、一対の第３配線７７ａ、７７ｂと共通電極２６との間に形成される一対の選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂを備えている。そして各選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂは、それぞれスイッチ線７９ａ、７９ｂからの制御電圧によりオン又はオフすることができる。当該選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂが設けられる各画素領域２７は、その分だけ画素電極２２の大きさが小さなものとなっている。より具体的には、選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂに対応する部分の各ライン部２５が短小化されて形成されており、これによって生じた各スペースに選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂがそれぞれ形成されるものとなっている。
このように、当該選択スイッチング素子８１（８１ａ、８１ｂ）が設けられる画素領域２７は、その分だけ表示に供する開口率が低下し、ひいては輝度が低下する。かかる観点から、当該選択スイッチング素子８１（８１ａ、８１ｂ）が設けられる画素としては、青（Ｂ）に対応した画素領域２７が好ましい。

図５に示す如く、各選択スイッチング素子（図５は８１ａを代表して示す）は、上記画素電極２２とデータ線２１とを接続する画素スイッチング素子２８と同じような構成を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により形成されている。
具体的には、選択スイッチング素子８１ａは、画素スイッチング素子２８の半導体層３３と同層に形成された半導体層８２を備えると共に、当該画素スイッチング素子２８の一対の電極部３６ａ、３６ｂと同層に一対の電極部８３ａ、８３ｂを備えている。これら一対の電極部８３ａ、８３ｂは、ゲート絶縁膜３４を介して半導体層８２にコンタクトされている。また、当該選択スイッチング素子８１ａの半導体層８２と対向する位置にも、遮光層８４が設けられている。当該遮光層８４は、画素スイッチング素子２８の遮光層３１と同層に形成されている。
なお、本実施形態では、選択スイッチング素子８１の遮光層８４、半導体層８２、一対の電極部８３ａ、８３ｂを画素スイッチング素子２８の各対応する構成要素と同層に形成している。これにより、画素スイッチング素子２８を形成する工程でかかる選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂを形成することができ、当該選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂを形成することによる工程の増加を抑制することができる。一方、当該選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂの各構成を画素スイッチング素子２８の各構成とは異なる層に形成する構成や別途設ける構成を採用することも可能である。

そして、当該選択スイッチング素子８１ａに対し、第３配線７７ａが平坦化膜３７を介してソース側の電極部８３ａにコンタクトされ、共通電極２６が第３絶縁層３８及び平坦化膜３７を介してドレイン側の電極部８３ｂにコンタクトされている。これにより、各共通電極２６に接続される選択スイッチング素子８１ａが形成される。他方の選択スイッチング素子８１ｂも、選択スイッチング素子８１ａと同じ工程で形成される。そして、一方の選択スイッチング素子８１ａが一方の第３配線７７ａに接続され、他方の選択スイッチング素子８１ｂが他方の第３配線７７ｂに接続される。ここで、選択スイッチング素子８１ａは、スイッチ線７９ａからの制御電圧によりオン又はオフ制御され、選択スイッチング素子８１ｂは、スイッチ線７９ｂからの制御電圧によりオン又はオフ制御される。

選択スイッチング素子８１ａと８１ｂは、例えばｎ-ＴＦＴとして形成される。なお半導体チャンネルは限定されるものではなく、選択スイッチング素子８１ａと８１ｂがｐ-ＴＦＴとして形成されてもよい。同じチャンネルで形成されることは、製造上で利便性がある。
上記スイッチ線７９ａ、７９ｂは、ゲート線２０と同層に形成されており、ゲート線２０と同じく第２絶縁層３５に覆われている（図４、図５ではスイッチ線７９ａが現れている）。
また、図３、図４、図６Ｂに示す如く、スイッチ線７９ａ、７９ｂは、ゲート線２０と同じく第１方向Ｘに向けて延出する共に、第２方向Ｙに向けて所定の間隔を有して設けられている。より具体的には、スイッチ線７９ａ、７９ｂが、行方向に並ぶ複数の共通電極２６ごとに２本ずつ設けられている。

かかる構成により、スイッチ部８１は以下のように第３配線７７と共通電極２６との接続状態を切り替える。
例えば、スイッチ線７９ａにスイッチ信号が入力されると、選択スイッチング素子８１ａは当該信号を受けてオン状態となり、共通電極２６と一方の第３配線７７ａとが接続状態となる。当該スイッチ線７９ａにスイッチ信号が供給されていない状態では選択スイッチング素子８１ａはオフ状態となり、共通電極２６と一方の第３配線７７ａとが非接続状態となる。また、スイッチ線７９ｂにスイッチ信号が入力されると、選択スイッチング素子８１ｂはオン状態となり、共通電極２６と一方の第３配線７７ｂとが接続状態となる。当該スイッチ線７９ｂにスイッチ信号が供給されていない状態では選択スイッチング素子８１ｂはオフ状態となり、共通電極２６と一方の第３配線７７ｂとが非接続状態となる。
したがって、１つの共通電極２６と、第３配線７７ａ又は７７ｂとの接続状態をＯＮ，非接続状態をＯＦＦとして表すと、スイッチ線７９ａと７９ｂからのスイッチ信号の有無により、以下のセンシング状態、ガード状態、及びフローティング状態を得ることができる。
＜センシング状態＞
スイッチ線７９ａからのスイッチ信号「有」・・・選択スイッチング素子８１ａ「ＯＮ」
スイッチ線７９ｂからのスイッチ信号「無」・・・選択スイッチング素子８１ｂ「ＯＦＦ」
なお「有」は例えばハイレベル、「無」は例えばローレベルである。
このセンシング状態にある共通電極２６は、センシング（又はセンサ）電極と称してもよい。
＜ガード状態＞
スイッチ線７９ａからのスイッチ信号「無」・・・選択スイッチング素子８１ａ「ＯＦＦ」
スイッチ線７９ｂからのスイッチ信号「有」・・・選択スイッチング素子８１ｂ「ＯＮ」
このガード状態にある共通電極２６は、非センシング電極又はガード電極と称してもよい。
＜フローティング状態＞
スイッチ線７９ａからのスイッチ信号「無」・・・選択スイッチング素子８１ａ「ＯＦＦ」
スイッチ線７９ｂからのスイッチ信号「無」・・・選択スイッチング素子８１ｂ「ＯＦＦ」
このフローティング状態にある共通電極２６は、非センシング電極又はフローティング電極と称してもよい。
図６Ｂにおいて、２６Ｌは、複数の共通電極２６で形成されるＸ方向の各行を示している。ここで共通電極２６の各行は、上記したスイッチ線７９ａ、７９ｂからのスイッチ信号の有無の組み合わせに応じて、上記した各種の状態を得ることができる。
図６Ｂは、タッチ検出が行われる期間の一例を示している。当該タッチ検出では、所定の行に属する共通電極２６をセンサ電極２６（ＳＥ）として選択するものであり、当該所定の行を行２６ＡＬとする。このとき、行２６ＡＬがセンシング状態となる。この行２６ＡＬに隣接する上下の行は、それぞれガード状態として制御される。即ち、センシング状態にあるセンサ電極行２６ＡＬの隣の行でガード状態となる一対の行２６ＧＬは、センサ電極２６（ＳＥ）に生じる電界が当該センサ電極よりも外方に発散してしまうのを抑制すべく、ガード信号が入力されるものとなっているのである。
また、行２６ＦＬは、センサ電極２６（ＳＥ）として選択された共通電極２６の行から少なくとも１行離れた行であり、フローティング状態に制御されている。フローティング状態の行には、いずれの信号も入力されていない状態となるので、ガード信号が入力される場合よりも消費電力が低減される。図６Ｂでは、センシング状態である共通電極２６（ＳＥ）の行は１行であり、その上下の行がガード状態の行であるが、当該ガード状態の行をセンシング状態の行に対し上下に複数行ずつ設ける構成も採用である。

また、センサ駆動制御部６０は、上記のセンシング回路６１と選択回路６２に加え、スイッチ線駆動回路８０と、共通電極駆動回路７３とを備えている。スイッチ線駆動回路８０は、ゲート線駆動回路５１に沿って非表示領域１３に形成されている。また、共通電極駆動回路７３とセンシング回路６１とは、メイン制御部５４たるＩＣチップに組み込まれて形成されている。

スイッチ線駆動回路８０は、制御線８６を介してメイン制御部５４に接続されている。また、表示領域１２に形成されているスイッチ線７９は非表示領域１３まで引き出されており、スイッチ線駆動回路８０に接続されている。

また、図６Ｂに示すように、一対の第３配線７７ａ、７７ｂは、メイン制御部５４まで引き出され、メイン制御部５４内の共通電極駆動回路７３、センシング回路６１などに接続されている。

図７Ａに示す如く、共通電極駆動回路７３は、ガード信号ラインＧＳＬと、共通電圧ラインＣＶＬを含む。ガード信号ラインＧＳＬは、ガード信号発生部７５に接続されている。またガード信号ラインＧＳＬは、ガード信号スイッチＧＳＷを介して第３配線７７ｂに接続することができる。ガード信号スイッチＧＳＷは、タイミングコントローラ５７からのスイッチ制御信号ｘＳＷ１によりオン又はオフ制御される。共通電圧ラインＣＶＬは、メイン制御部５４内に形成されている定電圧回路、例えば共通電圧発生部７４に接続されている。共通電圧ラインＣＶＬは、共通電圧スイッチＣＳＷを介して、図８に示す表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）に、第３配線７７ｂと接続することができる。
次に図７Ａにおいて、表示期間における共通電極２６の動作状態と、タッチ期間における動作状態を得るための回路動作を説明する。
（ａ）表示期間における共通電極２６・・・この期間はスイッチ線７９ｂからのスイッチ信号により選択スイッチング素子８１ｂがオン、スイッチ線７９ａからのスイッチ信号により選択スイッチング素子８１ａがオフされる。また、タイミングコントローラ５７からのスイッチ制御信号ＳＷ１により、スイッチＣＳＷがオンされる。この結果、表示期間の共通電極２６には、共通電圧発生部７４からの共通電圧が印加される。
(b)タッチ期間における共通電極２６・・・この期間では、共通電極２６は、タッチ走査位置に応じて、センシング状態、又はガード状態又はフローティング状態の３つの状態のいずれかを取り得る。
（ｂ−１）センシング状態となる場合・・・この場合は、スイッチ線７９ｂからのスイッチ信号により選択スイッチング素子８１ｂがオフ、スイッチ線７９ａからのスイッチ信号により選択スイッチング素子８１ａがオンされる。このために、センシング回路６１から所定のパルス波のセンシング信号が第３配線７７ａを介して共通電極２６に印加されるようになる。このとき、共通電極２６に対して被検出物が接触していか接触していないかの検出が、センシング回路６１内で行われる。センシング回路６１についてはさらに後で詳しく説明する。
（ｂ−２）ガード状態となる場合・・・この場合は、それぞれのスイッチング信号により選択スイッチング素子８１ｂがオン、選択スイッチング素子８１ａがオフされる。但し、タイミングコントローラ５７からのスイッチ制御信号ｘＳＷ１により、スイッチＧＳＷがオンされる。一方スイッチＣＳＷは、オフされる。この結果、共通電極２６には、ガード信号発生部７５からのガード信号が印加される。
（ｂ−３）フローティング状態となる場合・・・この場合は、それぞれのスイッチング信号により選択スイッチング素子８１ｂがオフ、選択スイッチング素子８１ａがオフされる。また、スイッチＧＳＷと、スイッチＣＳＷは、オフされる。この結果、共通電極２６には、信号及び電圧が印加されることがなく、フローティング状態となる。

上記センシング回路６１についてさらに説明する。センシング回路６１は、自己容量方式によりタッチ検出を実現する回路であって、センサ信号発生部６４と、ミラー回路６５と、検知回路６６とを備えている。センサ信号発生部６４は、センサ信号として所定のパルス波を発生させる。当該パルス波は、ガード信号発生部７５のパルス波と同じ波形を有し、同相である。
ミラー回路（カレントミラー回路）６５は、上流側がセンサ信号発生部６４に接続され、下流側が一方の第３配線７７ａに接続されると共に、検知回路６６に接続されている。当該ミラー回路６５がかかる接続状態にあることにより、センサ信号発生部６４から一方の第３配線７７ａに向けてセンサ信号が供給されると、当該センサ信号と同じ信号がそのまま検知回路６６にも入力される。

検知回路６６は、スイッチ７０ａと、比較器６７と、Ａ／Ｄ変換器６８と、フィルタ６９とを備えている。
比較器６７は、ミラー回路６５を介してセンサ信号を受信し、当該ミラー回路６５からの信号を受信して閾値Ｖｅｆとの差分を出力する。比較器６７はその前段に配置されたスイッチ７０ａによりセンサ電極ＳＥとして選択される共通電極２６との接続が切り替えられる。また、比較器６７には、コンデンサ６７とスイッチ７０ｂとが並列に接続されている。比較器６７の出力はスイッチ７０ｂを切り替えることによりリセットされる。スイッチ７０ａおよびスイッチ７０ｂの切り替えはタイミングコントローラ５７により制御される。
Ａ／Ｄ変換器６８は、比較器６７から出力された値をデジタル信号に変換した後に外部の処理回路（図示省略）へ出力する。処理回路にて各検出回路６６からのデータに基づいて演算処理がなされ、タッチの位置が特定される。タッチ検出原理は、図１、図２で説明した通りである。

上述の如く、センシング回路６１内の検知回路６６は、選択回路６２に対して１個設けられる。より具体的には、当該一対の第３配線７７ａ、７７ｂに接続されることとなる１列の共通電極（或いは共通電極群）２６に対して１個の検知回路６６が設けられる。すなわち、複数の共通電極２６が表示領域１２にマトリクス状に配置されるものの、各列に対して少なくとも１個の検知回路６６が設けられていればよく、当該検知回路６６の数は共通電極２６の数よりも格段と少ないものとなる。
このために本表示装置によると、センシング回路（検出回路）６１或いは当該センシング回路（検出回路）６１を含むＩＣ回路のためのスペースの小型化が図れ、電力節約及び製造上も有利な装置となる。
図７Ｂは、上記したセンサ信号電圧と、ガード信号電圧とフローティング電圧との関係の一例を示す図である。センサ信号振幅（電圧）（Ｖｆ±Ｖｄｅｔ１）と、ガード信号振幅（電圧）（Ｖｆ±Ｖｇ）とは基準電圧Ｖｆを中心とする±振幅が同じであってもよいが、好ましくは、センサ信号の振幅に比べてガード信号の振幅が小さい方が好ましい。例えば、フローティング電圧Ｖｆとセンサ信号の最大電圧との中間（例えば１／２）に、ガード信号の電圧が設定される。該設定は、ガード信号発生部７５の出力電圧調整、及びセンサ信号発生部６４の出力電圧調整により実施される。
上記のように駆動制御部４０は、センシング状態のセンサ電極に供給する交流センシング信号とガード状態のガード電極に供給する交流ガード信号との位相は同じ位相に設定する。また駆動制御部４０は、交流センシング信号の振幅（電圧）より、交流ガード信号の振幅（電圧）を小さく設定する、つまりフローティング電圧に近づくように交流ガード信号の振幅（電圧）を設定する。これにより、ガード信号が与えられる行の電力消耗を抑制できる。ガード信号とセンシング信号の振幅が同じの場合に比べて、ガード信号が与えられているガード電極とセンサ信号が与えられているセンサ電極との間の電位差、及びフローティング電極とセンサ電極との間の電位差を小さくすることができる。またガード信号が与えられる行は、１行に限らず、複数行でもよいことは勿論である。

次に、図６Ａ、図６Ｂ、図７及び図８を参照しながら、当該タッチ機能付き表示装置１の駆動方法をさらに説明する。
図８に示す如く、本実施形態に係るタッチ機能付き表示装置１は、駆動制御部４０に制御されることにより、表示面１１に画像を表示させる表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）と表示面１１のタッチを検出するセンサ期間（Ｔｏｕｃｈ）とが交互に設けられる。これらの制御は駆動制御部４０のタイミングコントローラ５７からのクロック信号に基づいて順次実行される。

表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）においては、先ず、スイッチ駆動回路８０からすべてのスイッチ線７９ｂに接続された選択スイッチング素子８１ｂをオンするためのスイッチ信号を出力し、すべてのスイッチ線７９ａに接続された選択スイッチング素子８１ａをオフするためのスイッチ信号を出力する。したがってこのときは、すべての共通電極２６は、一定の共通電圧（ＶＣＯＭ）に維持される。つまり、図７Ａに示す共通電極駆動回路７３内のスイッチＣＳＷがオンされる。
また、表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）においては、表示駆動制御部５０のゲート線駆動回路５１の複数のゲート用シフトレジスタ５２（図６Ａ参照）に信号が時分割で入力される。これによって、ゲート信号がゲート線２０を介して各表示領域１２の画素スイッチング素子２８に供給され、当該画素スイッチング素子２８がオン状態となる。このタイミングで、画像信号がデータ線駆動回路５５及びマルチプレクサ５３を介して時分割でこれらオン状態の画素電極２２に供給され、当該画像信号が画素電極２２に書き込まれる。
これによって、共通電極２６とオン状態の画素電極２２との間にフリンジ電界が発生することとなり、当該フリンジ電界により液晶層５の光学特性が変化し、当該画素領域２７における画像の表示が実現される。
当該表示期間においては、上下に隣り合うゲート用シフトレジスタ５２が上から順に動作することにより、マトリクス状に配置される画素領域２７のうち、数十行〜数百行の画素領域２７が線順次で走査され、画像が順次表示されることになる。

かかる表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）が終了した後、センサ期間（Ｔｏｕｃｈ）が開始される。タッチを検出するセンサ期間（Ｔｏｕｃｈ）においては、図６Ｂで例を説明した如く、複数の共通電極２６で形成される各行が、タッチ検出を行うセンシング状態に順次制御される。図８は、第Ｎ行、第（Ｎ＋１）行、第（Ｎ＋２）行、第（Ｎ＋３）行、・・・が順次センシング状態に制御された場合、スイッチ線７９ｂ、７９ａによって制御される選択スイッチング素子８１ｂと８１aのオン（ＯＮ）オフ（ＯＦＦ）の変化を示している。
今、例えば第（Ｎ＋１）行がセンシング状態に制御されたとする（図８に示す期間ｔ１１を参照）。このときは、スイッチ線７９ａからのスイッチ信号（例えばハイレベル）に基づき選択スイッチング素子８１ａがＯＮ，スイッチ線７９ｂからのスイッチ信号（例えばローレベル）に基づき選択スイッチング素子８１ｂがＯＦＦに制御される。これにより、第（Ｎ＋１）行の共通電極２６（センシング行の共通電極）には、ミラー回路６５を介して、パルス信号発生器６４からのパルス信号が供給されると共に、ミラー回路６５を介して検知回路６６にも当該パルス信号と同じ信号が入力される。
ここで被検出物Ｏがセンサ電極ＳＥに対向する表示面１１をタッチしているとすると、当該被検出物Ｏの影響を受けてセンサ信号発生部６４からのパルス信号が変化する。かかるパルス信号の変化は、検知回路６６の比較器６７に入力された後、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタルデータに変換されて以降の処理回路に送信される。

上記のセンサ期間（Ｔｏｕｃｈ）においては、第３配線７７ａに対してミラー回路６５からパルス信号が供給されるが、複数の共通電極２６の他の行（非センシング行）においては、それぞれの行のスイッチ線７９ａからのスイッチ信号（例えばローレベル）に基づき、対応する選択スイッチング素子８１ａがすべてＯＦＦとなる（図８の第Ｎ行、第Ｎ＋２行、第Ｎ＋３行を参照）。このために非センシング行にセンシング用のパルス信号が供給されることはない。
一方、第３配線７７ｂとスイッチ線７９ｂとの関係は以下のように説明される。センサ期間（Ｔｏｕｃｈ）においてはガード信号スイッチＧＳＷがオンされるために、第３配線７７ｂには、ガード信号ラインＧＳＬ及びガード信号スイッチＧＳＷを介してガード信号が供給される。しかしこのガード信号は、現在センシング状態の共通電極２６に対しては、供給されない。これは、センシング行の共通電極２６に接続されている選択スイッチング素子８１ｂがスイッチ線７９ｂからのスイッチ信号によりオフされるからである。一方、センシング行に隣接する上下の非センシング行の共通電極２６に接続されている選択スイッチング素子８１ｂは、対応するスイッチ線７９ｂからのスイッチ信号によりオンされる。このために、該上下の非センシング行の共通電極２６にはガード信号が印加される。さらに残りの他の非センシング行の共通電極２６に接続されている選択スイッチング素子８１ｂは、すべてオフされる。このために残りの他の非センシング行の共通電極２６は、フローティング状態となる。即ち、センシング状態にあるセンシング行及び該上下の非センシング行を除く位置の共通電極２６は、スイッチ駆動回路８０に接続されているスイッチ線７９ａと７９ｂのスイッチ信号がローレベルに制御されるので、フローティング状態となる。より具体的には、フローティング状態にある共通電極２６に対応する選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂは、オフであり、センサ期間（Ｔｏｕｃｈ）において、電力を消費しないことなる。即ち、フローティング状態の行は、ガード状態の行に比べて消費電力が低減される。

上記したように、センシング行のセンサ電極ＳＥ（共通電極２６）にてタッチ検出が実行されている間、該センシング行の少なくとも上下の一対の非センシング行の共通電極２６には、ガード信号発生部７５からのガード信号が入力される。
当該ガード信号は、センサ信号発生部６４で生成されたパルス信号と同じ波形を有するパルス信号で、当該センサ信号が特定の共通電極２６に書き込まれるのと同じタイミングで（同期して）センシング行に対して上下に隣り合う一対の非センシング行の共通電極２６に書き込まれる。
したがって、これら一対の非センシング行の共通電極２６には、センシング回路６１に接続されていない状態でセンシング回路６１のセンサ信号と同じ信号が供給されるものとなる。これによって、センサ電極ＳＥと当該センサ電極ＳＥと該一対の非センシング行の共通電極２６との間での不要な容量発生を可及的抑制することができる。
自己容量方式によるタッチ検出はセンサ電極ＳＥの容量変化に伴う電荷量の変化を検出することによりなされるが、かかる容量変化は、タッチ検出に必要な被検出物Ｏとセンサ電極ＳＥの間の容量変化のみならず、タッチ検出に不要なセンサ電極ＳＥと周囲の他の電極等の間の容量変化も含まれてしまう。そこで、上述の如くセンサ電極ＳＥ以外の共通電極２６にガード信号を入力することで、かかる不要な容量変化の発生を可及的抑制し、タッチ検出の容量変化に含まれる不要な容量変化の割合を低減させることができる。これにより、検知回路６６には、不要な容量変化の混入を可及的抑制された信号が入力されるものとなる。結果として検知精度がより向上するものとなる。

また、このようにセンサ電極ＳＥと該上下の非センシング行の共通電極２６とに同じパルス波が同じタイミングで書き込まれることにより、いずれの共通電極２６からも同じ大きさの電気力線が各共通電極２６の上方に向けて形成される。
電気力線は互いに斥力を有しているので、これによって、センサ電極ＳＥからの電気力線を、該上下の非センシング行の共通電極２６から同じパルス波が発生されていない場合よりもより上方にまで及ぼすことができ、これによって、比較的遠い位置にある被検出物Ｏの検出も可能となるのである。結果として、当該液晶表示パネル２の上方にカバーガラス等を設けることでセンサ電極ＳＥと被検出物Ｏとがある程度離間してしまう場合でも、十分な検知精度が維持される。或いは、かかるセンサ電極ＳＥを表示面１１に対してより奥方（バックライト側）に設ける場合でも、十分な検知精度が維持される。

本実施形態に係るタッチ機能付き表示装置１においては、選択回路６２が設けられることにより、センサ期間ごとに特定の共通電極２６がセンサ電極ＳＥとして選択されると共に、当該センサ電極ＳＥとセンシング回路６１とが接続されるものとなっている。これにより、共通電極２６の数と同じ数だけの検知回路６６を設ける必要がなく、共通電極２６よりも少ない数の検知回路６６を設ければよい。この結果、タッチ検出の高精度化や表示領域１２の大型化に伴う共通電極２６の数の増大や、非表示領域１３の幅を小さくする狭額縁化に柔軟に対応できる。

また、かかる共通電極２６とセンシング回路６１との切り替えは選択回路６２のスイッチ部８１にてなされるが、当該スイッチ部８１を表示領域１２内に設けることで、当該スイッチ部８１の存在による非表示領域１３の大型化が回避される。また、当該スイッチ部８１は、通常の表示領域１２を形成していく工程の中で形成されるので、スイッチ部８１の形成に伴う製造工程の増大も抑制される。

図９は第１の実施形態に示した表示装置１に使用されるスイッチ線駆動回路８０の構成例とその動作説明図である。スイッチ駆動回路８０は種々の実施形態が可能であるが、図は一例を示している。スイッチ駆動回路８０は、スイッチ線７９ｂ、７９ａにそれぞれスイッチ信号を出力するためのスイッチｓｗｂ、ｓｗａを備える。

スイッチｓｗｂ、ｓｗａは、レジスタ８０１とレジスタ８０２から、例えば１タッチ期間ごとに交互に与えられる制御信号に応じて、論理”１”又は論理”０”のスイッチ信号をそれぞれが選択して出力することができる。このスイッチ信号に応じて、共通電極２６に接続している選択スイッチング素子８１ｂ、８１ａが各タッチ期間にオン又はオフ制御される。
そしてタッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）における選択スイッチング素子８１ｂ、８１ａの状態と、先に説明したカード信号スイッチＧＳＷの状態により、共通電極２６の動作状態（センシング状態、非センシング状態（ガード状態、フローティング状態を含む））が設定される。選択スイッチング素子８１ｂがＯＦＦ、選択スイッチング素子８１ａがＯＮと示されている共通電極はセンシング状態である。選択スイッチング素子８１ｂがＯＮ、選択スイッチング素子８１ａがＯＦＦと示されている共通電極はガード状態である。また、選択スイッチング素子８１ｂがＯＦＦ、選択スイッチング素子８１ａがＯＦＦと示されている共通電極は、フローティング状態である。
図９は、説明を分かり易くするために、複数の共通電極の６行分を示し、この６行分を１フレームとして想定している。そして時間の経過とともに、各タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に各行の共通電極２６が、３つのセンシング状態、ガード状態、フローティング状態に変遷していく様子を示している。この変遷を得るために、スイッチｓｗｂ、ｓｗａは、レジスタ８０１又は８０２からの制御信号に応じて、論理”１”のスイッチ信号若しくは論理”０”のスイッチ信号をタッチ期間毎に選択する。第１タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）にレジスタ８０１から第１制御信号が出力されるときに、レジスタ８０２には、次の第２タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に必要な第２制御信号が準備される。次の第２タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）にはレジスタ８０２から第２制御信号が出力されるときに、レジスタ８０１には、次の第３タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に必要な第３制御信号が準備される。これにより、センシング行は、順次変化（走査）される。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態を示している。図６Ｂと同一部分には同じ符号を付して説明する。この実施形態は、図６Ｂに示した実施形態に比べて第３配線７７ｂが削除され、またスイッチ線７９ｂが削除されている。そして、第３配線７７ａは共通電圧スイッチＣＳＷを介して、共通電圧ラインＣＶＬに接続可能である。この接続は、タイミングコントローラ５７からのスイッチ制御信号ＳＷ１によりオフ又はオン制御される。さらにまた第３配線７７ａは駆動スイッチＤＳＷを介して、センシング回路６１と接続可能である。駆動スイッチＤＳＷは、タイミングコントローラ５７からのスイッチ制御信号ｘＳＷ１によりオフ又はオン制御される。
図１１には、図１０に示した実施形態の動作を説明するためのタイミング図を示している。この実施形態では、表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）に第３配線７７ａが共通電圧スイッチＣＳＷを介して共通電圧ラインＣＶＬに接続される。したがって表示期間（Ｄｉｓｐｌａｙ）では、センサ電極ＳＥが共通電極２６として機能し、表示に寄与する。
これに対して、タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）では、第３配線７７ａが、駆動スイッチＤＳＷを介してセンシング回路６１に接続される。一方、スイッチ線７９ａは、所定の行（図１０の例では、センシング行２６ＡＬ）のスイッチ線７９ａからのスイッチ信号のみが例えばハイレベルであり、対応するスイッチング素子８１ａをオンにし、行２６ＡＬのセンサ電極ＳＥをセンシング状態にする。このときは、他の行（非センシング行）のスイッチ線７９ａからのスイッチ信号は、ローベルであり、対応するスイッチング素子８１ａをオフにし、これにより対応するセンサ電極ＳＥは、フローティング状態となる。

図１２は、第２の実施形態に示した表示装置１に使用されるスイッチ線駆動回路８０の構成例とその動作説明図である。スイッチｓｗａは、レジスタ８０１とレジスタ８０２から、例えば１フレーム期間ごとに交互に与えられる制御信号に応じて、論理”１”又は論理”０”のスイッチ信号を選択して出力することができる。このスイッチ信号に応じて、共通電極２６に接続している選択スイッチング素子８１ａ、８１ｂがタッチ期間にオン又はオフ制御される。
そしてタッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）におけるスイッチ８１ａの状態と、図９に説明した駆動スイッチＤＳＷにより、共通電極２６の動作状態（センシング状態、フローティング状態）が設定される。
図１２は、説明を分かり易くするために、複数の共通電極の６行分を示し、この６行分を１フレームとして想定している。そして時間の経過とともに、タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に各行の共通電極２６が、センシング状態、フローティング状態に変遷していく様子を示している。この変遷を得るために、スイッチｓｗａは、レジスタ８０１又は８０２からの制御信号に応じて、論理“１”のスイッチ信号若しくは論理“０”のスイッチ信号を選択する。第１タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）にレジスタ８０１から第１制御信号が出力されるときに、レジスタ８０２には、次の第２タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に必要な第２制御信号が準備される。次の第２タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）にはレジスタ８０２から第２制御信号が出力されるときに、レジスタ８０１には、次の第３タッチ期間（Ｔｏｕｃｈ）に必要な第３制御信号が準備される。これにより、センシング行は、順次変化（走査）される。

上記した実施形態では、センシング状態にあるセンシング行を除く他の行の共通電極２６は、フローティング状態になる。このため、非センシング行の共通電極２６が常に一定電圧に維持される場合に比べて、センシング行のセンサ電極ＳＥと当該センサ電極ＳＥの行の上下に位置する各非センシング行の共通電極との間で不要な容量が発生するのを抑制することができる。またこの実施形態によると、センシング行のスイッチング素子８１ａのみがオンし、他の非センシング行のスイッチング素子８１ａはすべてオフされるので、電力消耗を抑制することができる。また、ガード信号を使用しない点からも先の実施形態に比べて電力消費を抑制できる。また第２の実施形態は、第３配線７７ｂは不要となり、またスイッチ線７９ｂも不要となり、配線数が第１の実施形態に比べて少ないために、制御及び製造が容易である。

（第３の実施形態）
図１３は、本実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置１の第３の実施形態を示すもので、その一部を概略的に示す平面図である。このタッチ検出機能付き表示装置１は、スイッチ線７９ａ、７９ｂと共通電極２６との接続構成、及びスイッチ線駆動回路８０等が第１の実施形態と異なるものの、その他の構成は第１の実施形態（図６Ｂ）と同じである。したがって、当該第１実施形態と同じ構成のものは、第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図１３に示す如く、本実施形態においては、第２方向Ｙに隣り合う一対のスイッチ線７９aが互いに連結され、また第２方向Ｙに隣り合う一対のスイッチ線７９ｂも互いに連結されている。より具体的には、スイッチ線駆動回路８０からスイッチ線７９ａの一方の端部が表示領域の第１の行を介して非表示領域１３まで引き出され、次に表示領域の第２の行を介してスイッチ線駆動回路８０側の表示領域に戻っている。かかるスイッチ線は、夫々の共通電極に設けられたスイッチ部に接続されている。

本実施形態によれば、センサ期間においては、互いに接続された２行の共通電極２６をまとめてセンサ電極ＳＥとして選択することができ、結果としてセンサ期間を半分にすることができる。なお、本実施形態では互いに隣り合う２本のスイッチ線７９を接続する構成を採用したが、３本以上のスイッチ線７９を接続する構成を採用することができる。

（第４の実施形態）
図１４は、本実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置１の第４の実施形態を示すもので、その一部を概略的に示す平面図である。このタッチ検出機能付き表示装置１は、スイッチ線７９ａと共通電極２６との接続構成、及びスイッチ線駆動回路８０等が第１の実施形態と異なるものの、その他の構成は第２の実施形態（図１０）と同じである。したがって、当該第１実施形態と同じ構成のものは、第２の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図１４に示す如く、本実施形態においては、第２方向Ｙに隣り合う一対のスイッチ線７９aが互いに連結され、また第２方向Ｙに隣り合う一対のスイッチ線７９ｂも互いに連結されている。より具体的には、スイッチ線駆動回路８０からスイッチ線７９ａの一方の端部が表示領域の第１の行を介して非表示領域１３まで引き出され、次に表示領域の第２の行を介してスイッチ線駆動回路８０側の表示領域に戻っている。かかるスイッチ線は、夫々の共通電極に設けられたスイッチ部に接続されている。

本実施形態においても、センサ期間においては、互いに接続された２行の共通電極２６をまとめてセンサ電極ＳＥとして選択することができ、結果としてセンサ期間を半分にすることができる。なお、本実施形態では互いに隣り合う２本のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用したが、３本以上のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用することができる。

（第５の実施形態）
図１５は、本実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置１の第５の実施形態を示すもので、その一部を概略的に示す平面図である。このタッチ検出機能付き表示装置１は、スイッチ線７９ａ、７９ｂと共通電極２６との接続構成、及びスイッチ線駆動回路８０等が第１の実施形態と異なるものの、その他の構成は第１の実施形態（図６Ｂ）と同じである。したがって、当該第１実施形態と同じ構成のものは、第２の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

図１５に示す如く、本実施形態に係る表示装置１は、スイッチ線駆動回路８０からの第１出力端子が、共通電極２６の隣り合う行（第１の行と第２の行）のスイッチ線７９ａ，７９ａに接続されている。また同様にスイッチ線駆動回路８０からの第２出力端子が、共通電極２６の隣り合う行（第１の行と第２の行）のスイッチ線７９ｂ，７９ｂに接続されている。
本実施形態においても、センサ期間においては、互いに接続された２行の共通電極２６をまとめてセンサ電極ＳＥとして選択することができ、結果としてセンサ期間を半分にすることができる。なお、本実施形態では互いに隣り合う２本のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用したが、３本以上のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用することができる。

（第６の実施形態）
図１６は、本実施形態に係るタッチ機能付き液晶表示装置１の第６の実施形態を示すもので、その一部を概略的に示す平面図である。このタッチ検出機能付き表示装置１は、スイッチ線７９ａと共通電極２６との接続構成、及びスイッチ線駆動回路８０等が第２の実施形態と異なるものの、その他の構成は第２の実施形態（図１０）と同じである。したがって、当該第１実施形態と同じ構成のものは、第２の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

図１６に示す如く、本実施形態に係る表示装置１は、スイッチ線駆動回路８０からの第１出力端子が、共通電極２６の隣り合う行（第１の行と第２の行）のスイッチ線７９ａ，７９ａに接続されている。
本実施形態においても、センサ期間においては、互いに接続された２行の共通電極２６をまとめてセンサ電極ＳＥとして選択することができ、結果としてセンサ期間を半分にすることができる。なお、本実施形態では互いに隣り合う２本のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用したが、３本以上のスイッチ線７９ａを接続する構成を採用することができる。

なお図６Ｂ、図７、図１０、図１３−図１６は、センサ機能を分かり易くするために、表示に関係する構成要素は省略して示している。実際には、図３、図６Ａで説明したような表示を行うために必要な構成要素が存在する。

次に、図１７を参照して、上記した各実施形態で利用可能なブラックマトリックス８及び遮蔽部９の構成例を説明する。該タッチ検出機能付き表示装置１は、第１基板３側の構成は第１の実施形態と同じである。したがって、当該第１実施形態と同じ構成のものは、当該第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。第２基板４は、全体を省略し、ブラックマトリックス８を取り出して示している。

図１７に示す如く、本実施形態においては、平面視で選択スイッチング素子８１aと重なる位置にスペーサ７が設けられている。
また、第２基板４に設けられているブラックマトリクス８は、スイッチ線７９ａ、ゲート線２０及びデータ線２１等を遮光すべく、これらと重なる位置に設けられることで格子状に形成されている。また、当該ブラックマトリクス８は、スペーサ７と対応する位置も遮蔽部９が設けられている。当該スペーサ７と対応する遮蔽部９は、当該スペーサ７の形状よりも一回り大きい形状に形成されている。

本実施形態においては、選択スイッチング素子８１がスペーサ７に重なり、当該スペーサ７がブラックマトリクス８の遮蔽部９に覆われることとなるので、当該選択スイッチング素子８１もブラックマトリクス８により遮光される。この結果、選択スイッチング素子８１を表示領域１１に設けるものの、その視認性を低下させるものとなる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、本実施形態では、マトリクス状に配置された複数の共通電極２６の全てを選択回路６２に接続し、これによっていずれの共通電極２６もセンサ電極ＳＥとして選択可能な構成を採用したが、いずれかの共通電極２６には選択回路６２を設けず、当該共通電極２６をあえてセンサ電極ＳＥとして選択できない構成を採用することも可能である。

また、本実施形態では、１期間のセンサ期間に一行の共通電極２６のみをセンサ電極ＳＥとして選択する構成を採用しているが、当該センサ期間に複数行或いはすべての行の共通電極２６を順次センサ電極ＳＥとして選択する構成を採用することも可能である。

上述した実施形態では、表示装置１及びその駆動方法として、液晶表示装置１及びその駆動方法を例に開示した。しかし、実施形態に係る表示装置１としては、有機ＥＬ（electro-luminescent）表示装置１、その他の自発光型表示装置１、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置１等、あらゆるフラットパネル型の表示装置１が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。

１…表示装置、２…液晶表示パネル、３…第１基板、４…第２基板、５…液晶層、８…ブラックマトリクス、９…遮蔽部、１１…表示面、１２…表示領域、１３…非表示領域、２０…ゲート線、２１…データ線、２２…画素電極、２６…共通電極、２７…画素領域、４０…駆動制御部、５０…表示駆動制御部、５１…ゲート線駆動回路、５２…ゲート用シフトレジスタ、５４…メイン制御部、５５…データ線駆動回路、５７…タイミングコントローラ、５８…フレキシブル配線、６０…センサ駆動制御部、６１…センシング回路、６４…センサ信号発生部、６５…ミラー回路、６６…検知回路、６７…比較器、７３…共通電極駆動回路、７４…共通信号発生部、７５…ガード信号発生部、７７（７７ａ、７７ｂ）…第３配線、７９（７９ａ、７９ｂ）…スイッチ線、８０…スイッチ線駆動回路、８１（８１ａ、８１ｂ）…選択スイッチング素子、Ｏ…被検出物、ＳＥ…センサ電極。

Claims (12)

1. 複数のゲート線と、
   該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、
   当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、
   該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極を備えると共に、該複数の共通電極を制御してタッチを検出するセンサ駆動制御部とを備え、
   該センサ駆動制御部は、
   前記複数の前記共通電極のうち少なくとも１つをセンシング用に選択し、他の共通電極を非センシング用に選択するスイッチ駆動回路と、
   前記センシング用に選択された前記共通電極にパルス状のセンサ信号を与えるセンシング回路と、
   前記非センシング用に選択された前記他の共通電極の少なくとも１つを、オフ状態に制御されて、フローティング状態にする第１スイッチを備えた選択回路と、
   第１配線である前記ゲート線及び第２配線である前記データ線とは異なり、前記データ線と同じ方向に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続され、タッチ検出期間には前記センサ信号が供給される一方の第３配線と、
   前記一方の第３配線と並列に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続され、前記タッチ検出期間を除く表示期間には共通電圧のラインに接続され、前記タッチ検出期間にはガード信号のラインに接続される他方の第３配線を備える、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記センサ駆動制御部は、前記第１スイッチをオフさせて、前記非センシング用に選択された前記他の共通電極のすべてをフローティング状態にすることを特徴とする、
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記センサ駆動制御部は、更に、前記センシング用に選択された前記共通電極の隣に位置する前記非センシング用に選択された前記他の共通電極に対して、前記センサ信号と同位相の前記ガード信号を供給する第２スイッチＧＳＷを備えることを特徴とする、
   請求項１記載の表示装置。
4. 前記センサ駆動制御部は、前記センシング回路から出力される前記センサ信号と前記ガード信号の振幅を同じ振幅に設定している、ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記センサ駆動制御部は、前記センシング回路から出力される前記センサ信号の振幅より前記ガード信号の振幅を小さい振幅に設定している、ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 前記センシング回路は、前記センシング用に選択された前記共通電極に前記センサ信号を入力して当該センサ信号の変化を検出する自己容量方式の回路である、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記センサ駆動制御部は、
   前記センシング用に選択された前記共通電極に前記センサ信号を入力するセンサ信号発生部と、
   前記非センシング用に選択された前記共通電極に前記ガード信号を入力するガード信号発生部と、
   前記センサ信号発生部又は前記ガード信号発生部の何れか一方を前記共通電極に接続して他方を前記共通電極に非接続した状態と、前記センサ信号発生部と前記ガード信号発生部のいずれも前記共通電極に非接続した状態とを選択的に切り替える選択回路とを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記画素電極及び共通電極に対向する液晶層と、前記画素電極及び前記共通電極の間に電界を発生させて当該液晶層の光学状態を変化させる表示駆動制御部と、該表示駆動制御部及び前記センサ駆動制御部を制御するメイン制御部とを備え、
   該メイン制御部は、前記表示駆動制御部を制御して前記液晶層を駆動させる表示期間と、前記センサ駆動制御部を制御して前記タッチを検出するセンサ期間とを交互に切り替え制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記複数の共通電極は、行方向及び列方向に配列され、前記センサ駆動制御部は、
   各行の共通電極群を駆動して前記各行にそれぞれ前記センサ期間を割り当てることを特徴とする請求項８記載の表示装置。
10. 前記複数の共通電極は、行方向及び列方向に配列され、前記センサ駆動制御部は、
    連続する複数行の共通電極群を同時駆動して前記複数行にそれぞれ前記センサ期間を割り当てることを特徴とする請求項８記載の表示装置。
11. 複数のゲート線と、該複数のゲート線に交差して設けられる複数のデータ線と、当該複数のゲート線とデータ線とによって区画される領域に設けられる複数の画素電極と、該複数の画素電極に対向して設けられる複数の共通電極と、該複数の共通電極を制御してタッチを検出するセンサ駆動制御部とを備える表示装置のタッチ検出方法であって、
    前記複数の前記共通電極のうち少なくとも１つをセンシング用に選択し、他の共通電極を非センシング用に選択し、
    前記センシング用に選択された前記共通電極にパルス状のセンサ信号を与え、
    前記非センシング用に選択された前記他の共通電極の少なくとも１つを、フローティング状態にし、
    第１配線である前記ゲート線及び第２配線である前記データ線とは異なり、前記データ線と同じ方向に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続された一方の第３配線に、タッチ検出期間には前記センサ信号を供給し、
    前記一方の第３配線と並列に設けられて複数の前記共通電極のそれぞれが半導体スイッチング素子を介して接続された他方の第３配線に、前記タッチ検出期間を除く表示期間には共通電圧を供給し、前記タッチ検出期間にはガード信号を供給する、
    ことを特徴とする表示装置のタッチ検出方法。
12. 前記タッチの検出は、前記センサ電極に前記センサ信号を供給すると共に当該センサ信号の変化を検出する自己容量方式により行うことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置のタッチ検出方法。

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