JP6857563B2 - 検出装置及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、検出装置及び表示装置に関する。
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、表示装置として用いられている（例えば、特許文献１から特許文献３参照）。このような表示装置において、操作者の手指の画面への接触を検出するタッチ検出機能に加え、画面に手指が触れていない状態でその手指の近接状態やジェスチャ等を検出するホバー検出（近接検出）の機能が知られている。
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
タッチ検出とホバー検出とでは検出対象となる手指等の被検出体と検出電極との距離や、要求解像度が大きく異なる。このため、タッチ検出用の電極や駆動構成をそのままホバー検出に採用すると、良好にホバー検出を行うことが困難となる可能性がある。また、ホバー検出の検出感度を高めるためには、検出電極の面積を大きくすることが有効である。しかし、この場合、タッチ検出の検出精度が低下する可能性がある。
本発明は、タッチ検出とホバー検出とを良好に行うことが可能な検出装置及び表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る検出装置は、第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、を有し、前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なる 。
図１は、実施形態１に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、検出部の構成例を示すブロック図である。 図３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、指がタッチしていない状態を表す説明図である。 図４は、図３に示す指がタッチ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、指がタッチした状態を表す説明図である。 図６は、図５に示す指がタッチした状態の等価回路の例を示す説明図である。 図７は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図８は、自己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、指がタッチしていない状態を表す説明図である。 図９は、自己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、指がタッチした状態を表す説明図である。 図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。 図１１は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図１２は、表示パネルの構成例を示す断面図である。 図１３は、表示装置を構成するＴＦＴ基板を模式的に示す平面図である。 図１４は、実施形態１に係る表示部の画素配列を表す回路図である。 図１５は、副画素の構成例を示す平面図である。 図１６は、図１５のＡ１−Ａ２線に沿う断面図である。 図１７は、１フレーム期間における表示動作期間と検出動作期間の配置の一例を表す模式図である。 図１８は、実施形態１に係る表示パネルの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。 図１９は、図１８に示す表示パネルを側方から見た図である。 図２０は、第２基板の第１構成例を示す平面図である。 図２１は、第１基板の第１構成例を示す平面図である。 図２２は、図２１に示した第１基板に図２０に示した第２基板を重ね合せた図である。 図２３は、第１基板の第２構成例を示す平面図である。 図２４は、接続切替回路の一例を示す図である。 図２５は、タッチ検出電極及び駆動電極の一例を示す図である。 図２６は、図２５の一部を拡大して示した図である。 図２７は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例１を示す図である。 図２８は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例２を示す図である。 図２９は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例３を示す図である。 図３０は、駆動電極に接続する配線の構成例１を示す図である。 図３１は、図３０において、駆動電極と配線とを含む領域をＡ３−Ａ４線で切断した断面図である。 図３２は、駆動電極に接続する配線の構成例２を示す図である。 図３３は、駆動電極に接続する配線の構成例３を示す図である。 図３４に示す接続回路の切り替えのタイミングを示す図である。 図３５は、検出用ＩＣの構成例を示す模式図である。 図３６は、実施形態１に係る検出動作の手順を示すフローチャートである。 図３７は、ホバー検出期間における表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。 図３８は、実施形態１に係るホバー検出の閾値の一例を示す図である。 図３９は、ホバー検出による被検出体の検出位置の一例を示す図である。 図４０は、ホバー検出及びタッチ検出における表示装置と被検出体との関係を模式的に示す説明図である。 図４１は、タッチ検出期間における表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。 図４２は、実施形態１に係るタッチ検出の閾値の一例を示す図である。 図４３は、タッチ検出による被検出体の検出位置の一例を示す図である。 図４４は、実施形態１に係る表示装置の変形例１を示す断面図である。 図４５は、実施形態１に係る表示装置の変形例２を示す断面図である。 図４６は、実施形態２に係る第１基板を模式的に示す平面図である。 図４７は、図４６の一部をＡ５−Ａ６線で切断して拡大した断面図である。 図４８は、実施形態３に係る第２基板を模式的に示す平面図である。 図４９は、図４８の一部をＡ７−Ａ８線で切断して拡大した断面図である。 図５０は、実施形態４に係るオンセルタイプの表示パネルの構成例を示す断面図である。
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。なお、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。また、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。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。図２は、検出部の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１は、表示パネル１０と、制御部１１と、検出部４０とを備える。表示パネル１０は、画像を表示する表示部２０と、タッチ入力を検出する検出装置であるタッチセンサ３０とを含む。
表示パネル１０は、表示部２０とタッチセンサ３０とが一体化された表示装置である。具体的には、表示パネル１０は、表示部２０に静電容量型のタッチセンサ３０を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプの装置である。表示部２０に静電容量型のタッチセンサ３０を内蔵して一体化するとは、例えば、表示部２０として使用される基板や電極などの一部の部材と、タッチセンサ３０として使用される基板や電極などの一部の部材とを兼用することを含む。
また、本構成例では、表示部２０として液晶表示素子を用いた液晶表示デバイスが採用されているが、表示部２０は有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子を用いた構成であってもよい。この場合、有機ＥＬ素子を形成するアノード及びカソードのうち一方を、後述する駆動電極ＣＤとしてもよい。
表示部２０は、表示素子を有する複数の画素を備えるとともに、複数の画素に対向する表示面を有する。表示部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。
制御部１１は、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３及び駆動電極ドライバ１４を備える。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及び検出部４０に制御信号を供給して、表示動作と検出動作を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、表示パネル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する。
ソースドライバ１３は、表示部２０の、各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。ソースドライバ１３の機能の一部は、表示パネル１０に搭載されていてもよい。この場合、制御部１１が画素信号Ｖｐｉｘを生成し、画素信号Ｖｐｉｘをソースドライバ１３に供給してもよい。
駆動電極ドライバ１４は、表示パネル１０の駆動電極ＣＤに表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃ又は検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。また、駆動電極ドライバ１４は、ホバー検出の際にタッチ検出電極ＴＤ等にガード信号Ｖｇｄを供給する。
制御部１１は、タッチセンサ３０による検出モードとして、タッチ検出とホバー検出の２つの検出モードを有する。本明細書において、タッチ検出は、被検出体が表示面に接触した状態又は接触と同視し得るほど近接した状態（以下、「接触状態」と表す）において、被検出体の位置を検出することを表す。また、ホバー検出は、被検出体が表示面に接触していない状態又は接触と同視し得るほどには近接していない状態（以下、「非接触状態」と表す）において、被検出体の位置や動きを検出することを表す。また、表示面に対向する位置に被検出体が存在しない場合、又はホバー検出において被検出体を検出できない程度に被検出体が表示面から離れている状態を「非存在状態」と表す。
タッチセンサ３０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、表示パネル１０の表示面にタッチした被検出体の位置を検出する機能を有する。タッチセンサ３０は、相互静電容量方式のタッチ検出において、被検出体のタッチを検出した場合、検出信号Ｖｄｅｔ１を検出部４０に出力する。また、タッチセンサ３０は、自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、表示パネル１０の表示面にホバーした被検出体の位置を検出する機能を有する。タッチセンサ３０は、自己静電容量方式のタッチ検出において、被検出体のホバーを検出した場合、検出信号Ｖｄｅｔ２を検出部４０に出力する。
検出部４０は、相互静電容量方式のタッチ検出において、制御部１１から供給される制御信号と、表示パネル１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔ１とに基づいて、表示パネル１０の表示面への被検出体のタッチの有無を検出する回路である。また、検出部４０は、自己静電容量方式のホバー検出において、制御部１１から供給される制御信号と、表示パネル１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔ２とに基づいて、表示パネル１０の表示面への被検出体のホバーの有無を検出する回路でもある。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。また、検出部４０は、ホバー検出で被検出体が検出された場合において、ホバー入力が行われた座標などを求める。
図２に示すように、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、検出タイミング制御部４６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、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とが同期して動作するように制御する。
検出信号増幅部４２は、表示パネル１０から供給される検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２を増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、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の出力信号に基づいて、表示パネル１０に対するタッチの有無や、ホバーの有無を検出する論理回路である。例えば、信号処理部４４は、指による検出信号の差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。相互静電容量方式のタッチ検出において、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を第１の閾値電圧と比較し、絶対値｜ΔＶ｜が第１の閾値電圧未満であれば、被検出体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜が第１の閾値電圧以上であれば、被検出体が接触状態であると判断する。このようにして、検出部４０はタッチ検出を行うことができる。また、自己静電容量方式のホバー検出において、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を第２の閾値電圧と比較し、絶対値｜ΔＶ｜が第２の閾値電圧未満であれば、被検出体が非存在状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜が第２の閾値電圧以上であれば、被検出体が非接触状態であると判断する。このようにして、検出部４０はホバー検出を行うことができる。
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出又はホバー検出で被検出体が検出されたときに、その検出された位置のパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、求めたパネル座標を出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。座標抽出部４５は、出力信号Ｖｏｕｔを制御部１１に出力してもよい。制御部１１は出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、所定の表示動作又は検出動作を実行することができる。
なお、検出部４０の検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とは、表示装置１に搭載される。ただし、これに限定されず、検出部４０の全部又は一部の機能は外部のプロセッサ等に搭載されてもよい。例えば、座標抽出部４５は、表示装置１とは別の外部プロセッサに搭載されており、検出部４０は、信号処理部４４が信号処理した信号を出力信号Ｖｏｕｔとして出力してもよい。
表示パネル１０は、相互静電容量型のタッチ検出の基本原理に基づいて、タッチ検出を行う。また、表示パネル１０は、自己静電容量型のタッチ検出の基本原理に基づいて、ホバー検出を行う。ここで、図３から図７を参照して、本実施形態の表示装置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３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、指がタッチしていない状態を表す説明図である。図４は、図３に示す指がタッチ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、指がタッチした状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指がタッチした状態の等価回路の例を示す説明図である。図７は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図６は、検出回路を併せて示している。また、以下の説明では、被検出体として指がタッチする場合を説明するが、被検出体は指に限られず、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３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２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から数百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７に示すような出力波形（検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４から入力される駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。
指が表示面に接触していない状態又は接触と同視し得るほどには近接していない状態（非接触状態）では、図３及び図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Ｉ０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Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０（図７参照））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とにより、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、図６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Ｃ１１として作用する。そして、図６に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１１に電流Ｉ１が流れる。
図７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Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１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。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１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に示すタッチセンサ３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号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。また、タッチセンサ３０は、後述する複数のタッチ検出電極ＴＤから、図４又は図６に示した電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。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。
次に、図８から図１１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８は、自己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、指がタッチしていない状態を表す説明図である。図９は、自己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、指がタッチした状態を表す説明図である。図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図１１は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
自己静電容量方式では、上述の駆動電極Ｅ１が検出電極となる。図８左図は、指がタッチしていない状態において、スイッチング素子ＳＷ１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチング素子ＳＷ２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する静電容量Ｃｘ１が充電される。図８右図は、スイッチング素子ＳＷ１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１との接続がオフされ、スイッチング素子ＳＷ２により、検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、静電容量Ｃｘ１の電荷はコンデンサＣｃｒを介して放電される。
図９左図は、指がタッチした状態において、スイッチング素子ＳＷ１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチング素子ＳＷ２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する静電容量Ｃｘ１に加え、検出電極Ｅ１に近接している指により生じる静電容量Ｃｘ２も充電される。図９右図は、スイッチング素子ＳＷ１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１との接続がオフされ、スイッチング素子ＳＷ２により検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、静電容量Ｃｘ１の電荷と静電容量Ｃｘ２の電荷とがコンデンサＣｃｒを介して放電される。
ここで、図８右図に示す放電時（指がタッチしていない状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性に対して、図９右図に示す放電時（指がタッチした状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性は、静電容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、コンデンサＣｃｒの電圧変化特性が、静電容量Ｃｘ２の有無により、異なることを利用して、指などの操作入力の有無を判断している。
具体的には、検出電極Ｅ１に所定の周波数（例えば数ｋＨｚから数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図１１参照）が印加される。図１０に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（波形Ｖ４、Ｖ５）に変換する。
上述のように、検出電極Ｅ１はスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２によって電源Ｖｄｄ及びコンデンサＣｃｒから切り離すことが可能な構成となっている。図１１において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ０に相当する電圧レベルを上昇させる。このときスイッチング素子ＳＷ１はオンしておりスイッチング素子ＳＷ２はオフしている。このため検出電極Ｅ１の電圧も電圧Ｖ０に上昇する。次に時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチング素子ＳＷ１をオフとする。このとき検出電極Ｅ１は、電気的にどことも接続されていない状態、すなわちフローティングであるが、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃｘ１（図８参照）、あるいは検出電極Ｅ１の静電容量Ｃｘ１に指等のタッチによる静電容量Ｃｘ２を加えた容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２、図９参照）によって、検出電極Ｅ１の電位はＶ０が維持される。さらに、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチング素子ＳＷ３をオンさせ所定の時間経過後にオフさせ電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。このリセット動作により出力電圧は基準電圧Ｖｒｅｆと略等しい電圧となる。
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチング素子ＳＷ２をオンさせると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部が検出電極Ｅ１の電圧Ｖ０となり、その後、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃｘ１（または、Ｃｘ１＋Ｃｘ２）と電圧検出器ＤＥＴ内の静電容量Ｃ５の時定数に従って電圧検出器ＤＥＴの反転入力部は基準電圧Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃｘ１（または、Ｃｘ１＋Ｃｘ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の静電容量Ｃ５に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力が上昇する（Ｖｄｅｔ２）。電圧検出器ＤＥＴの出力（Ｖｄｅｔ２）は、検出電極Ｅ１に指等がタッチしていないときは、実線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃｘ１×Ｖ０／Ｃ５となる。指等の影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ５となり、Ｖｄｅｔ２＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。
その後、検出電極Ｅ１の静電容量Ｃｘ１（または、Ｃｘ１＋Ｃｘ２）の電荷が静電容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチング素子ＳＷ２をオフさせ、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ３をオンさせることにより、検出電極Ｅ１の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチング素子ＳＷ１をオンさせるタイミングは、スイッチング素子ＳＷ２をオフさせた後、時刻Ｔ０２以前であればいずれのタイミングでもよい。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチング素子ＳＷ２をオフさせた後、時刻Ｔ１２以前であればいずれのタイミングとしてもよい。
以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚから数百ｋＨｚ程度）で繰り返す。波形Ｖ４と波形Ｖ５との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。なお、検出電極Ｅ１の電位は、図１１に示すように、指等がタッチしていないときはＶ２の波形となり、指等の影響による静電容量Ｃｘ２が付加されるときはＶ３の波形となる。波形Ｖ２と波形Ｖ３とが、それぞれ所定の閾値電圧ＶＴＨまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することも可能である。
図１に示すタッチセンサ３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍに従って、自己静電容量方式によるホバー検出を行う。また、タッチセンサ３０は、後述する駆動電極ＣＤから、図１０に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出信号Ｖｄｅｔ２を出力し、検出部４０の検出信号増幅部４２に供給する。
次に、表示装置１の構成例を詳細に説明する。図１２は、表示パネルの構成例を示す断面図である。図１３は、表示装置を構成するＴＦＴ基板を模式的に示す平面図である。図１２に示すように、表示パネル１０は、第１基板２と、第１基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された第２基板３と、第１基板２と第２基板３との間に配置された液晶層６とを備える。
図１２に示すように、第１基板２は、回路基板としてのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板２１と、ＴＦＴ基板２１の上方に行列状（マトリクス状）に配設された複数の画素電極２２と、ＴＦＴ基板２１と画素電極２２との間に設けられた複数の駆動電極ＣＤと、画素電極２２と駆動電極ＣＤとを絶縁する絶縁層２４と、を有する。ＴＦＴ基板２１の下側には、接着層（図示しない）を介して偏光板３５Ｂが設けられている。なお、本明細書では、ＴＦＴ基板２１に垂直な方向において、ＴＦＴ基板２１から対向基板３１に向かう方向を「上側」ともいう。また、対向基板３１からＴＦＴ基板２１に向かう方向を「下側」ともいう。
図１３に示すように、ＴＦＴ基板２１は、画像を表示させるための表示領域１０ａと、表示領域１０ａの周囲に設けられた額縁領域１０ｂとを有する。表示領域１０ａは、一対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ＣＤは、ＴＦＴ基板２１の表示領域１０ａに設けられており、表示領域１０ａの長辺に沿った方向及び短辺に沿った方向に、行列状に複数配列されている。駆動電極ＣＤは、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料で構成されている。１つの駆動電極ＣＤに対応する位置に、複数の画素電極２２が行列状に配置される。画素電極２２は、駆動電極ＣＤよりも小さい面積を有する。なお、図１３では一部の駆動電極ＣＤ及び画素電極２２について示しているが、駆動電極ＣＤ及び画素電極２２は表示領域１０ａの全域に亘って配置される。なお、本明細書では、行方向をＸ方向ともいい、列方向をＹ方向ともいう。またＸ方向を第１方向、Ｙ方向を第２方向とする。
ＴＦＴ基板２１の額縁領域１０ｂには、表示用ＩＣ１９が配置されている。表示用ＩＣ１９は、ＴＦＴ基板２１にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装されたチップである。図１に示した制御部１１は、例えば、表示用ＩＣ１９に内蔵されている。表示用ＩＣ１９は、データ線ＳＧＬ（図１４参照）及びゲート線ＧＣＬ（図１４参照）にそれぞれ接続している。また、表示用ＩＣ１９は、例えば、後述の接続切替回路１７（図２１参照）を介して、複数の駆動電極ＣＤにそれぞれ接続している。表示用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、後述するゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬ等に制御信号を出力する。なお、本実施形態では、制御部１１の少なくとも一部が、表示用ＩＣ１９以外の他のＩＣに内蔵されていてもよい。他のＩＣは、ＴＦＴ基板２１にＣＯＧ実装されたチップであってもよいし、ＴＦＴ基板２１に接続するフレキシブル基板に実装されたチップであってもよい。
図１３に示すように、表示用ＩＣ１９は、例えば、額縁領域１０ｂの短辺側に配置されていてもよい。これによれば、額縁領域１０ｂの長辺側に表示用ＩＣ１９を設ける必要がなく、額縁領域１０ｂの長辺側の幅を小さくすることができる。
図１２に示すように、第２基板３は、対向 基板３１と、対向基板３１の一方の面に設けられたカラーフィルタ３２とを有する。対向基板３１の他方の面には、タッチセンサ３０（図１参照）のタッチ検出電極ＴＤが設けられている。さらに、タッチ検出電極ＴＤの上方には、接着層（図示しない）を介して偏光板３５Ａが設けられている。また、対向基板３１には、フレキシブル基板７１（図１８参照）が接続されている。フレキシブル基板７１は配線を介してタッチ検出電極ＴＤに接続される。
図１２に示すように、ＴＦＴ基板２１と対向基板３１は、所定の間隔を設けて対向して配置される。ＴＦＴ基板２１と対向基板３１との間の空間に、表示機能層として液晶層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１２に示す液晶層６と第１基板２との間、及び液晶層６と第２基板３との間には、それぞれ配向膜が設けられている。
図１４は、実施形態１に係る表示部の画素配列を表す回路図である。図１５は、副画素の構成例を示す平面図である。図１６は、図１５のＡ１−Ａ２線に沿う断面図である。図１２に示すＴＦＴ基板２１には、図１４に示す各副画素ＳＰｉｘのスイッチング素子ＴｒＤ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給するデータ線ＳＧＬ、各スイッチング素子ＴｒＤを駆動する駆動信号を供給するゲート線ＧＣＬ等の配線が設けられている。データ線ＳＧＬ及びゲート線ＧＣＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在している。
図１４に示す表示部２０は、行列状に配列された複数の副画素ＳＰｉｘを有する。副画素ＳＰｉｘは、それぞれスイッチング素子ＴｒＤ及び液晶素子ＬＣを備える。スイッチング素子ＴｒＤは、薄膜トランジスタで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。スイッチング素子ＴｒＤのソースはデータ線ＳＧＬに接続され、ゲートはゲート線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣの他端は、駆動電極ＣＤに接続されている。また、画素電極２２と駆動電極ＣＤとの間に絶縁層２４（図１１参照）が設けられており、これにより図１４に示す保持容量Ｃｓが形成される。
副画素ＳＰｉｘは、ゲート線ＧＣＬにより、表示部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。ゲート線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、データ線ＳＧＬにより、表示部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。データ線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。駆動電極ＣＤは、駆動電極ドライバ１４（図１参照）と接続され、駆動電極ドライバ１４から表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃ又は検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。
図１５に示すように、ゲート線ＧＣＬとデータ線ＳＧＬとで囲まれた領域が副画素ＳＰｉｘである。副画素ＳＰｉｘは、画素電極２２と駆動電極ＣＤとが重なる領域を含んで設けられる。複数の画素電極２２は、それぞれスイッチング素子ＴｒＤを介してデータ線ＳＧＬと接続される 。
図１５に示すように、画素電極２２は、複数の帯状電極２２ａと、連結部２２ｂとを有する。帯状電極２２ａは、データ線ＳＧＬに沿って設けられ、ゲート線ＧＣＬに沿った方向に複数配列されている。連結部２２ｂは帯状電極２２ａの端部同士を連結する。なお、画素電極２２は、５本の帯状電極２２ａを有するが、これに限定されず、４本以下又は６本以上の帯状電極２２ａを有していてもよい。例えば、画素電極２２は、２本の帯状電極２２ａを有していてもよい。
図１５に示すように、スイッチング素子ＴｒＤは、半導体層６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を含む。また、半導体層６１の下側に遮光層６５が設けられている。例えば、バックライトから半導体層６１に向かう光は、遮光層６５によって遮光される。
図１６に示すように、遮光層６５は基板１２１の上に設けられている。絶縁層５８ａは、遮光層６５を覆って基板１２１の上に設けられている。絶縁層５８ａの上には半導体層６１が設けられている。半導体層６１の上側に絶縁層５８ｂを介して、ゲート電極６４（ゲート線ＧＣＬ）が設けられている。ゲート電極６４（ゲート線ＧＣＬ）の上側に絶縁層５８ｃを介してドレイン電極６３及びソース電極６２（データ線ＳＧＬ）が設けられる。ドレイン電極６３及びソース電極６２（データ線ＳＧＬ）の上側に絶縁層５８ｄを介して、駆動電極ＣＤが設けられる。上述のように駆動電極ＣＤの上側に絶縁層２４を介して画素電極２２が設けられる。画素電極２２の上には配向膜３４が設けられる。また、液晶層６を挟んで配向膜３４と対向する側に配向膜３３が設けられる。
図１５及び図１６に示すように、画素電極２２は、コンタクトホールＨ１１を介してスイッチング素子ＴｒＤのドレイン電極６３と接続されている。半導体層６１は、コンタクトホールＨ１２を介してドレイン電極６３に接続される。半導体層６１は、平面視 でゲート電極６４と交差する。本明細書において、平面視とは、表示パネル１０の厚さ方向（Ｚ方向）から見ることを意味する。ゲート電極６４はゲート線ＧＣＬに接続され、ゲート線ＧＣＬの一辺から突出している。半導体層６１は、ソース電極６２と重畳する位置まで延びて、コンタクトホールＨ１３を介してソース電極６２と電気的に接続される。ソース電極６２は、データ線ＳＧＬに接続され、データ線ＳＧＬの一辺から突出している。
ゲートドライバ１２（図１参照）は、ゲート線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ１２は、ゲート線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、ゲートドライバ１２によって選択された１水平ラインに属する副画素ＳＰｉｘに対して、図１４に示すデータ線ＳＧＬを介して、画素信号Ｖｐｉｘを供給する。そして、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。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＤに表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃを印加する。これにより、駆動電極ＣＤは、表示部２０の複数の画素電極２２に対し共通の電位（基準電位）を与える共通電極として機能する。
なお、本実施形態では、駆動電極ＣＤは、タッチセンサ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ＣＤは、タッチセンサ３０の自己静電容量方式によるホバー検出を行う際の検出電極としても機能する。
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る。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。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。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。
表示装置１は、例えば、検出動作（検出動作期間）と表示動作（表示動作期間）とを時分割に行う。表示装置１は、検出動作と表示動作とをどのように分けて行ってもよい。以下では、表示装置１が、表示部２０の１フレーム期間（１Ｆ期間）、すなわち、一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、検出動作と表示動作と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１７は、１フレーム期間における表示動作期間と検出動作期間の配置の一例を表す模式図である。１フレーム期間（１Ｆ）は、２つの表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２及び２つの検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２からなる。これらの各期間は、時間軸上において、表示動作期間Ｐｄ１、検出動作期間Ｐｔ１、表示動作期間Ｐｄ２、検出動作期間Ｐｔ２のように交互に配置されている。
制御部１１（図１参照）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Ｐｄ１、Ｐｄ２に選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図１４参照）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する。制御部１１は、各表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２においては、駆動電極ドライバ１４を介して選択される駆動電極ＣＤに、表示用の共通電極電位である表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃを供給する。
また、各検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２は、タッチ検出電極ＴＤと駆動電極ＣＤとの間の相互静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行うタッチ検出期間、及び、駆動電極ＣＤの自己静電容量の変化に基づいてホバー検出を行うホバー検出期間、をそれぞれ有する。タッチ検出期間では、制御部１１（図１参照）は、駆動電極ドライバ１４を介して、各タッチ検出期間に選択される駆動電極ＣＤに、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤから供給される検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、タッチの有無及びタッチ入力位置の座標の演算を行う。一方、ホバー検出期間では、制御部１１は、駆動電極ドライバ１４を介して、各駆動電極ＣＤに検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。検出部４０は、各駆動電極ＣＤから供給される検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、ホバーの有無及びホバー入力位置の座標の演算を行う。
図１７に示す例では、表示装置１は、１フレーム期間（１Ｆ）において１画面分の映像表示を２回に分けて行うが、１フレーム期間（１Ｆ）内の表示動作期間はさらに多くの回数に分けられていてもよい。検出動作期間についても、１フレーム期間（１Ｆ）中にさらに多くの回数が設けられていてもよい。
表示装置１は、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、それぞれ一画面の半分ずつの検出を行ってもよく、また、それぞれ一画面分の検出を行ってもよい。また、表示装置１は、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、必要に応じて間引き検出等を行ってもよい。また、表示装置１は、１フレーム期間（１Ｆ）中の表示動作と検出動作とを複数回に分けずに１回ずつ行ってもよい。
検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、表示装置１は、ゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬ（図１４参照）を、電圧信号が供給されず、電気的にどことも接続されていない状態（Ｈｉ−Ｚ：ハイインピーダンス）としてもよい。または、表示装置１は、ゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬに、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍと同じ波形で、かつ駆動信号Ｖｃｏｍに同期したガード信号Ｖｇｄを供給してもよい。これによれば、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、ゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬと、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される駆動電極ＣＤとの間に静電容量が生じることを防ぐことができるので、検出の感度を高めることができる。
図１８は、実施形態１に係る表示パネルの駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を示す斜視図である。また、図１９は、図１８に示す表示パネルを側方から見た図である。図１８及び図１９に示すように、タッチセンサ３０は、ＴＦＴ基板２１に設けられた複数の駆動電極ＣＤと、対向基板３１に設けられた複数のタッチ検出電極ＴＤと、カバーガラス８１と、を有する。例えば、ＴＦＴ基板２１は、第１面２１ａと、第１面２１ａの反対側に位置する第２面２１ｂとを有する。また、対向基板３１は、第１面３１ａと、第１面３１ａの反対側に位置する第２面３１ｂとを有する。そして、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａと、対向基板３１の第２面３１ｂとが向かい合っている。複数の駆動電極ＣＤはＴＦＴ基板２１の第１面２１ａに設けられており、複数のタッチ検出電極ＴＤは対向基板３１の第２面３１ｂに設けられている。複数の駆動電極ＣＤ及び複数のタッチ検出電極ＴＤは、いずれも表示領域１０ａに設けられている。
駆動電極ＣＤの平面視による形状は、例えば四角形である。また、タッチ検出電極ＴＤの平面視による形状も、例えば四角形である。四角形として、例えば、正方形又は矩形が挙げられる。平面視で、駆動電極ＣＤはタッチ検出電極ＴＤよりも大きい。また、複数の駆動電極ＣＤそれぞれは、複数のタッチ検出電極ＴＤと平面視で重なっている。例えば、１個の駆動電極ＣＤは、複数のタッチ検出電極ＴＤと平面視で重なっている。タッチ検出電極ＴＤと駆動電極ＣＤとが重なる部分に静電容量が形成される。
また、ＴＦＴ基板２１の額縁領域１０ｂにフレキシブル基板７１の一端が接続され、対向基板３１の額縁領域１０ｂにフレキシブル基板７１の他端が接続されている。また、ＴＦＴ基板２１の額縁領域１０ｂにフレキシブル基板７３の一端が接続されている。図１８及び図１９に示すように、フレキシブル基板７３には、例えば、検出部４０（図１参照）を内蔵する検出用ＩＣ７５が実装されている。タッチ検出電極ＴＤは、フレキシブル基板７１、７３にそれぞれ設けられた配線を介して、検出部４０の検出信号増幅部４２（図２参照）の入力に接続される。駆動電極ＣＤは、フレキシブル基板７３に設けられた配線を介して、検出部４０の検出信号増幅部４２の入力に接続される。
次に、第１基板２及び第２基板３の構成例について、より具体的に説明する。図２０は、第２基板の第１構成例を示す平面図である。図２０に示すように、第２基板３は、タッチ検出電極ＴＤとして、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４を有する。図２０に示す例では、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４は、それぞれ１６個ずつ設けられている。タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４は互いに同一の形状で、かつ同一の大きさである。タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４は、行方向及び列方向にそれぞれ一定の間隔で並んで配置されている。なお図２０では、タッチ検出電極ＴＤとして４つのタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ４について述べているが、タッチ検出電極ＴＤの数はこれに限定されない。タッチ検出電極ＴＤとして、複数の電極が設けられていればよい。さらに好ましくは、行方向及び列方向に対して、同じ数のタッチ検出電極ＴＤが設けられていればよい。
例えば、対向基板３１の行方向において、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ３が互いに隣り合うとともに、タッチ検出電極ＴＤ２、ＴＤ４が互いに隣り合っている。また、列方向において、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２が互いに隣り合うとともに、タッチ検出電極ＴＤ３、ＴＤ４が互いに隣り合っている。図２０に示す例では、４個のタッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４が、１個のタッチ検出電極ブロックＴＤＢを構成している。そして、１６個のタッチ検出電極ブロックＴＤＢが、行方向及び列方向にそれぞれ一定の間隔で並んで配置されている。
また、第２基板３は、対向基板３１の第１面３１ａに設けられた１６本の配線３７−１から３７−１６を有する。複数の配線３７−１から３７−１６は、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４のいずれか１つに接続し、表示領域１０ａ（図１８参照）から額縁領域１０ｂ（図１８参照）まで引き出されている。例えば、配線３７−１はタッチ検出電極ＴＤ１に接続し、配線３７−２はタッチ検出電極ＴＤ２に接続し、配線３７−３はタッチ検出電極ＴＤ３に接続し、配線３７−４はタッチ検出電極ＴＤ４に接続している。
なお、以下の説明で、タッチ検出電極ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３及びＴＤ４、及び、後述のタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６（図２６参照）を区別して説明する必要がないときは、それぞれをタッチ検出電極ＴＤという。また、配線３７−１から３７−１６を区別して説明する必要がないときは、それぞれを配線３７という。タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料で構成されている。タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、例えば、同一の工程で同時に形成された導電層であり、同一の層に設けられている。また、タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、ＩＴＯ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。
フレキシブル基板７１には、１６本の配線７７−１から７７−１６が設けられている。複数の配線７７−１から７７−１６は、対向基板３１に設けられた複数の配線３７−１から３７−１６にそれぞれ接続している。例えば、配線３７−１は配線７７−１に接続し、配線３７−２は配線７７−２に接続し、配線３７−１５は配線７７−１５に接続し、配線３７−１６は配線７７−１６に接続している。なお、以下の説明で、配線７７−１から７７−１６を区別して説明する必要がないときは、それぞれを配線７７という。配線７７は、例えば、銅等の導電性材料で構成されている。
図２１は、第１基板２の第１構成例を示す平面図である。図２１に示すように、第１基板２は、駆動電極ＣＤとして、例えば１６個の駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６を有する。駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６の平面視による形状は、例えば正方形又は矩形である。駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６は互いに同一の形状で、かつ同一の大きさであり、行方向及び列方向にそれぞれ一定の間隔で並んで配置されている。
また、第１基板２は、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａに設けられた１６本の配線２７−１から２７−１６を有する。複数の配線２７−１から２７−１６は、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６のいずれか１つに接続し、表示領域１０ａ（図１８参照）から額縁領域１０ｂ（図１８参照）まで引き出されている。例えば、配線２７−１は駆動電極ＣＤ１に接続し、配線２７−２は駆動電極ＣＤ２に接続し、配線２７−３は駆動電極ＣＤ３に接続し、配線２７−４は駆動電極ＣＤ４に接続している。
なお、以下の説明で、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６を区別して説明する必要がないときは、それぞれを駆動電極ＣＤという。また、配線２７−１から２７−１６を区別して説明する必要がないときは、それぞれを配線２７という。駆動電極ＣＭＯＬ及び配線２７は、例えば、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料で構成されている。駆動電極ＣＤ及び配線２７は、例えば、同一の工程で同時に形成された導電層であり、同一の層に設けられている。
また、図２１に示す例では、第１基板２は、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａに設けられた４本の配線２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを有する。図２０及び図２１に示すように、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａにおいて、１本の配線２６Ａは、フレキシブル基板７１に設けられた４本の配線７７（例えば、配線７７−１等）を介して、４本の配線３７（例えば、配線３７−１等）に接続し、１６個のタッチ検出電極ＴＤ１に接続している。１本の配線２６Ｂは、フレキシブル基板７１に設けられた４本の配線７７（例えば、配線７７−２等）を介して、４本の配線３７（例えば、配線３７−２等）に接続し、１６個のタッチ検出電極ＴＤ２に接続している。１本の配線２６Ｃは、フレキシブル基板７１に設けられた４本の配線７７（例えば、配線７７−３等）を介して、４本の配線３７（例えば、配線３７−３等）に接続し、１６個のタッチ検出電極ＴＤ３に接続している。１本の配線２６Ｄは、フレキシブル基板７１に設けられた４本の配線７７（例えば、配線７７−４等）を介して、４本の配線３７（例えば、配線３７−４等）に接続し、１６個のタッチ検出電極ＴＤ４に接続している。なお、以下の説明で、配線２６Ａから２６Ｄ、及び、後述の配線２６−１から２６−１６（図２３参照）を区別して説明する必要がないときは、それぞれを配線２６という。配線２６は、例えば銅等の導電性材料で構成されている。配線２６は、例えばＴＦＴ基板２１の額縁領域１０ｂ（図１８参照）に設けられている。
図２１に示すように、配線２６は、フレキシブル基板７３に設けられた配線を介して、検出用ＩＣ７５に接続している。また、第１基板２は、例えば、ＴＦＴ基板２１に設けられた接続切替回路１７と、ＴＦＴ基板２１に設けられて接続切替回路１７と表示用ＩＣ１９とを接続する配線１８と、を有する。配線２７は、接続切替回路１７によって、表示用ＩＣ１９又は検出用ＩＣ７５に接続される。なお、接続切替回路１７は、表示用ＩＣ１９に内蔵されていてもよいし、検出用ＩＣ７５に内蔵されていてもよいし、ＴＦＴ基板２１又はフレキシブル基板７３に実装された図示しないＩＣに内蔵されていてもよい。接続切替回路１７の内部の構成例は、後で図２４を参照しながら説明する。
図２２は、図２１に示した第１基板に図２０に示した第２基板を重ね合せた図である。図２２に示すように、タッチ検出電極ブロックＴＤＢ は、駆動電極ＣＤと重なるように配置されている。例えば、１個の駆動電極ＣＤと平面視で重なる位置に、４個のタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ４が配置されている。そして、これら４個のタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ４から、１個のタッチ検出電極ブロックＴＤＢが構成されている。また、１本の配線３７は、駆動電極ＣＤと平面視で重なる各位置間で、タッチ検出電極ＴＤ同士を接続している。例えば、配線３７−１は、駆動電極ＣＤと平面視で重なる各位置のタッチ検出電極ＴＤ１を列方向に接続している。配線３７−２は、駆動電極ＣＤと平面視で重なる各位置のタッチ検出電極ＴＤ２を列方向に接続している。配線３７−３は、駆動電極ＣＤと平面視で重なる各位置のタッチ検出電極ＴＤ３を列方向に接続している。配線３７−４は、駆動電極ＣＤと平面視で重なる各位置のタッチ検出電極ＴＤ４を列方向に接続している。
すなわち、複数のタッチ検出電極ＴＤ１は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置は互いに同じである。例えば、駆動電極ＣＤ１と平面視で重なるタッチ検出電極ＴＤ１の駆動電極ＣＤ１に対する位置と、駆動電極ＣＤ２と平面視で重なるタッチ検出電極ＴＤ１の駆動電極ＣＤ２に対する位置は、互いに同じである。同様に、複数のタッチ検出電極ＴＤ２は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置は互いに同じである。複数のタッチ検出電極ＴＤ３は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置は互いに同じである。複数のタッチ検出電極ＴＤ４は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置は互いに同じである。そして、１本の配線３７は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置が互いに同じであるタッチ検出電極ＴＤ同士を接続している。例えば、配線３７−１は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置が互いに同じであるタッチ検出電極ＴＤ１同士を接続している。配線３７−２は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置が互いに同じであるタッチ検出電極ＴＤ２同士を接続している。配線３７−３は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置が互いに同じであるタッチ検出電極ＴＤ３同士を接続している。配線３７−４は、異なる駆動電極ＣＤ間であっても、駆動電極ＣＤに対する位置が互いに同じであるタッチ検出電極ＴＤ４同士を接続している。
図２３は、第１基板の第２構成例を示す平面図である。図２３に示すように、第１基板２は、ＴＦＴ基板２１に設けられる配線２６として、１６本の配線２６−１から２６−１６を有してもよい。これによれば、ＴＦＴ基板２１に設けられた１６本の配線２６−１から２６−１６を、図２０に示したフレキシブル基板７１の配線７７を介して、１６本の配線３７−１から３７−６と１本ずつ接続することができる。これにより、タッチ検出電極ＴＤ１を列ごとに４個ずつ接続して、それぞれ独立した配線を介して、検出用ＩＣに接続することができる。また、タッチ検出電極ＴＤ２を列ごとに４個ずつ接続して、それぞれ独立した配線を介して、検出用ＩＣに接続することができる。同様に、タッチ検出電極ＴＤ３、ＴＤ４もそれぞれ、列ごとに４個ずつ接続して、それぞれ独立した配線を介して、検出用ＩＣに接続することができる。
検出部４０は、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際に、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６の各位置と、検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される配線２６−１から２６−１６とを照らし合わせる。これにより、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６に駆動信号Ｖｃｏｍが同時に供給される場合でも、検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ４について、１個ずつタッチ検出の有無を判断することができる。
図２４は、接続切替回路の一例を示す図である。図２４に示すように、接続切替回路１７は、配線２７の検出用ＩＣ７５への接続、非接続を切り替えるスイッチＳ１８１と、配線２７の表示用ＩＣ１９への接続、非接続を切り替えるスイッチＳ１８２と、を有する。例えば、表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２（図１７参照）においては、スイッチＳ１８１はオフし、スイッチＳ１８２はオンする。これにより、駆動電極ＣＤは、配線２７及びスイッチＳ１８２を介して、表示用ＩＣ１９に接続される。また、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２においては、スイッチＳ１８１はオンし、スイッチＳ１８２はオフする。これにより、駆動電極ＣＤは、配線２７及びスイッチＳ１８１と、フレキシブル基板７３に設けられた配線７７（図２０参照）を介して、検出用ＩＣ７５に接続される。スイッチＳ１８１、Ｓ１８２のオン、オフは、例えば駆動電極ドライバ１４（図１参照）が行う。
図２５は、タッチ検出電極及び駆動電極の一例を示す図である。図２６は、図２５の一部を拡大して示した図である。図２５及び図２６に示すように、タッチセンサ３０の第２の構成例では、１個の駆動電極ＣＤと平面視で重なる位置に、タッチ検出電極ＴＤとして、１６個のタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６が配置されている。タッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６は互いに同一の形状で、かつ同一の大きさであり、行方向及び列方向にそれぞれ一定の間隔で並んで配置されている。図２５及び図２６に示す例では、１６個のタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６によって、１個のタッチ検出電極ブロックが構成されている。
図２５に示すように、駆動電極ＣＤが有する４辺のうち、行方向の１辺の長さをＬ１とし、列方向の１辺の長さをＬ２としたとき、例えば、長さＬ１は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、Ｌ２は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。長さＬ１、Ｌ２が２０ｍｍ未満の場合は、駆動電極ＣＤの容量が小さくてホバー検出の感度が低下してしまう可能性がある。また、長さＬ１、Ｌ２が３０ｍｍ以上の場合は、駆動電極ＣＤの面積が大きすぎて、ホバー検出の位置精度が低下してしまう可能性がある。長さＬ１、Ｌ２がそれぞれ２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であれば、ホバー検出の感度と位置精度の両方を高くすることが可能である。また、図２５に示すように、行方向で隣り合う駆動電極ＣＤ間の距離をＧ１とし、列方向で隣り合う駆動電極ＣＤ間の距離をＧ２としたとき、Ｇ１は０ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、Ｇ２は０ｍｍ以上１ｍｍ以下である 。表示に影響がないよう、あるいは検出感度の低下がないよう、駆動電極ＣＤ間の距離（電極間隔）Ｇ１及びＧ２は製造限界まで最小化することが好ましい。より具体的には、Ｇ１及びＧ２は、０μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
図２６に示すように、タッチ検出電極ＴＤが有する４辺のうち、行方向の１辺の長さをＬ１１とし、列方向の１辺の長さをＬ１２としたとき、例えば、長さＬ１１は４ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、Ｌ１２は４ｍｍ以上５ｍｍ以下である。また、行方向で隣り合うタッチ検出電極ＴＤ間の距離をＧ１１とし、列方向で隣り合うタッチ検出電極ＴＤ間の距離をＧ１２としたとき、Ｇ１１は０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、Ｇ１２は０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。検出感度の低下がないよう、電極間隔Ｇ１１及びＧ１２は製造限界まで最小化することが好ましい。ただし、タッチ検出電極ＴＤに接続される配線を設ける領域が必要である。そのため、より具体的には、Ｇ１１及びＧ１２は０ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。
図２７は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例１を示す図である。図２７に示すように、タッチ検出電極ＴＤの平面視による形状は、角丸正方形でもよい。また、タッチ検出電極ＴＤには、上面と下面との間を貫く貫通孔ＴＤＨが複数設けられていてもよい。タッチ検出電極ＴＤに貫通孔ＴＤＨが設けられていれば、ホバー検出の際に、駆動電極ＣＤと被検出物との間の静電容量が貫通孔ＴＤＨを介して形成され易いため、ホバー検出の感度を向上させることができる。
図２７において、駆動電極ＣＤ１からＣＤ４と重なる位置において、列方向で並ぶ４つのタッチ検出電極ＴＤ１は、例えば、一筆書きで形成された配線３７−１に接続している。配線３７−１は、他の配線３７−２から３７−１６とは接続せずに、フレキシブル基板７１に設けられた配線７７−１（図２０参照）を介して、ＴＦＴ基板２１に設けられた配線２６−１に接続している。タッチ検出電極ＴＤ１と同様に、タッチ検出電極ＴＤ２からＴＤ１６も、一筆書きで形成された配線３７−２から３７−１６にそれぞれ接続している。そして、配線３７−２から３７−１６は、フレキシブル基板７１に設けられた配線７７−２から７７−１６（図２０参照）を介して、ＴＦＴ基板２１に設けられた配線２６−２から２６−１６にそれぞれ接続している。
図示しないが、駆動電極ＣＤ５からＣＤ８、ＣＤ９からＣＤ１２、ＣＤ１３からＣＤ１６においても、タッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６は、それぞれ一筆書きで形成された配線３７−１から３７−１６に接続し、フレキシブル基板７１に設けられた配線７７−１から７７−１６を介して、ＴＦＴ基板２１に設けられた配線２６−２から２６−１６にそれぞれ接続している。
図２８は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例２を示す図である。図２８に示すように、貫通孔ＴＤＨは、平面視で、タッチ検出電極ＴＤの中心部に設けられていてもよい。また、１個のタッチ検出電極ＴＤに設けられる貫通孔ＴＤＨは、複数ではなく１つでもよい。このような場合でも、ホバー検出の際に、駆動電極ＣＤと被検出物との間の静電容量が貫通孔ＴＤＨを介して形成され易いため、ホバー検出の感度を向上させることができる。なお、図２７と図２８に示すタッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、電極サイズ及び線幅が大きい場合は、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料で構成されることが好ましい。
図２９は、図２５に示したタッチ検出電極の具体例３を示す図である。図２９に示すように、タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、例えば、メッシュ状の金属細線で構成されていてもよい。メッシュ状の金属細線は、例えば、アルミニウム、銅、銀、モリブデン、クロム及びタングステンから選ばれた１種以上の金属材料で形成される。または、メッシュ状の金属細線は、これらの金属材料から選ばれる１種以上を含む合金で形成されていてもよい。または、メッシュ状の金属細線は、これらの金属材料又はこれらの金属材料の１種以上を含む合金の導電層が複数積層された積層体で構成されていてもよい。上述した金属材料は、ＩＴＯ等の透光性導電酸化物よりも低抵抗である。
メッシュ状の金属細線を構成する、各金属細線の幅は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、さらに１μｍ以上５μｍ以下の範囲にあることがより好ましい。各金属細線の幅が１０μｍ以下であると、メッシュ状金属細線は、表示領域１０ａのうちブラックマトリックス又はゲート線ＧＣＬ及びデータ線ＳＧＬで光の透過を抑制されない領域である開口部を覆う面積が小さくなり、開口率を損なう可能性が低くなるからである。また、各金属細線の幅が１μｍ以上であると、メッシュ状金属細線は形状が安定し、断線する可能性が低くなるからである。
また、タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７は、メッシュ状の金属細線に限定されず、例えば、ジグザグ線状或いは、波線状の金属細線を複数含む構成であってもよい。また、隣り合うタッチ検出電極ＴＤ間、隣り合う配線３７間、又は、隣り合うタッチ検出電極ＴＤと配線３７との間には、検出電極として機能しないダミー電極ＴＤＤが設けられていてもよい。ダミー電極ＴＤＤは、電気的にどことも接続されていない。ダミー電極ＴＤＤは、検出電極ＴＤ又は配線３７と同様に、メッシュ状、ジグザグ線状、或いは波線状の金属細線を含む構成であってもよい。検出電極ＴＤ又は配線３７が存在しない領域にダミー電極ＴＤＤが存在することによって、タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７が金属細線で構成されている場合でも、タッチ検出電極ＴＤ及び配線３７の存在をより目立たなくすることができる。
図３０は、駆動電極に接続する配線の構成例１を示す図である。図３１は、図３０において、駆動電極と配線とを含む領域をＡ３−Ａ４線で切断した断面図である。図３０に示すように、駆動電極ＣＤに接続する配線２７は、平面視で、駆動電極ＣＤの縁部から下側の額縁領域１０ｂ（図１８参照）まで設けられていてもよい。また、配線２７は、隣り合う駆動電極間を通るように設けられていてもよい。また、図３０に示すように、平面視で上側に位置する駆動電極ＣＤよりも、平面視で下側に位置する駆動電極ＣＤの方が、電極サイズが小さくてもよい。上述したように、駆動電極ＣＤの長さＬ１、Ｌ２（図２５参照）がそれぞれ２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であれば、ホバー検出の検出感度と位置精度の両方を高めること可能である。
また、図３１に示すように、配線２７は、駆動電極ＣＤと同一の層に設けられた電極配線ＣＤＬと、金属配線５１とを有してもよい。金属配線５１は、例えば、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、銀、銅、クロムなどの金属材料、又は、これらの金属材料を組み合わせた合金で構成されている。また、金属配線５１は、単層構造でもよいし、上記の金属材料のうち、２種類以上を積層した積層構造でもよい。金属配線５１は、電極配線ＣＤＬの上面又は下面に直接設けられていてもよい。図３１は、配線２７−１が、電極配線ＣＤＬと、電極配線ＣＤＬの上面に直接設けられた金属配線５１とを有する場合を例示している。電極配線ＣＤＬの上面又は下面に金属配線５１が存在することによって、金属配線５１が存在しない場合と比べて、配線２７の電気抵抗を低く抑えることができ、配線２７を細くすることができる。これにより、行方向で隣り合う駆動電極ＣＤ間の距離Ｇ１（図２５参照）を小さくすることができる。
図３２は、駆動電極に接続する配線の構成例２を示す図である。図３２に示すように、駆動電極ＣＤに接続する配線２７は、平面視で、駆動電極ＣＤの縁部から上側の額縁領域１０ｂ（図１８参照）まで設けられていてもよい。また、上側に引き出された配線２７は、平面視で、表示領域１０ａ（図１８参照）の左側又は右側の額縁領域１０ｂを通って、下側の額縁領域１０ｂまで引き出されていてもよい。図３２は、駆動電極ＣＤ２、ＣＤ１４に接続する配線２７−２、２７−１４が平面視で上側の額縁領域１０ｂへ引き出されている場合を例示している。また、駆動電極ＣＤに接続する配線２７は、金属配線５１ （図３１参照）のみで構成されていてもよい。例えば、図３２に示すように、平面視で、表示領域１０ａの上側角部に位置する駆動電極ＣＤ１、ＣＤ１３には、配線２７−１、２７−１３として、金属配線５１のみが設けられている。この場合、駆動電極ＣＤ１、ＣＤ１３の上面又は下面に金属配線５１の一端が配置されていてもよい。このような場合でも、駆動電極ＣＤ１、ＣＤ１３は、金属配線５１を介して、表示用ＩＣ１９（図１８参照）や検出用ＩＣ７５（図１８参照）に接続することができる。
図３３は、駆動電極に接続する配線の構成例３を示す図である。図３３に示すように、駆動電極ＣＤは、データ線ＳＧＬ又はゲート線ＧＣＬを介して、表示用ＩＣ１９（図１８参照）や検出用ＩＣ７５（図１８参照）に接続してもよい。これにより、隣り合う駆動電極ＣＤ間や、額縁領域１０ｂ（図１８参照）において、配線２７が占める面積を減らすことができる。
例えば、図３３に示すように、駆動電極ＣＤ１からＣＤ４と重なる位置に、複数のデータ線ＳＧＬが列方向に沿って設けられている。平面視で、駆動電極ＣＤ１の上側の額縁領域１０ｂにはデータ線ＳＧＬに接続する２つの接続回路ＳＷ１１、２１が配置されている。また、平面視で、駆動電極ＣＤ４の下側の額縁領域１０ｂには、データ線ＳＧＬに接続する接続回路ＳＷ１２、２２が配置されている。駆動電極ＣＤ１からＣＤ４と重なる位置を通る複数のデータ線ＳＧＬのうち、平面視で左側に位置する複数のデータ線ＳＧＬは接続回路ＳＷ１１と接続回路ＳＷ１２とに接続し、平面視で右側に位置する複数のデータ線ＳＧＬは接続回路ＳＷ２１と接続回路ＳＷ２２とに接続している。また、駆動電極ＣＤ１は金属配線５１を介して接続回路ＳＷ１１に接続し、駆動電極ＣＤ２は配線２７−２及び金属配線５１を介して接続回路ＳＷ２１に接続している。
図３３に示すように、接続回路ＳＷ２１は、スイッチング素子ＳＲ１、ＳＧ１及びＳＢ１を有する。スイッチング素子ＳＲ１は、色領域３２Ｒに対応する副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給するためのデータ線ＳＧＬＲと、金属配線５１との間を接続又は遮断する。スイッチング素子ＳＧ１は、色領域３２Ｇに対応する副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給するためのデータ線ＳＧＬＧと、金属配線５１との間を接続又は遮断する。スイッチング素子ＳＢ１は、色領域３２Ｂに対応する副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給するためのデータ線ＳＧＬＢと、金属配線５１との間を接続又は遮断する。
また、接続回路ＳＷ２２は、スイッチング素子ＳＲ２、ＳＧ２及びＳＢ２を有する。スイッチング素子ＳＲ２は、データ線ＳＧＬＲと、表示用ＩＣ１９との間を接続又は遮断する。スイッチング素子ＳＧ２は、データ線ＳＧＬＧと、表示用ＩＣ１９との間を接続又は遮断する。スイッチング素子ＳＢ２は、データ線ＳＧＬＢと、表示用ＩＣ１９との間を接続又は遮断する。また、接続回路ＳＷ２２は、データ線ＳＧＬＲ、ＳＧＬＧ及びＳＧＬＢと、検出用ＩＣ７５との間を接続又は非接続とするスイッチング素子ＳＷＴを有する。
図３４は、図３３に示す接続回路の切り替えのタイミングを示す図である。図３４に示すように、表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２中は、スイッチング素子ＳＲ１、ＳＧ１、ＳＢ１、ＳＷＴは全てオフする。また、表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２中、スイッチング素子ＳＲ２、ＳＧ２、ＳＢ２は交互にオン、オフする。例えば、スイッチング素子ＳＲ２がオンするときスイッチング素子ＳＧ２、ＳＢ２はオフし、スイッチング素子ＳＧ２がオンするときスイッチング素子ＳＲ２、ＳＢ２はオフし、スイッチング素子ＳＢ２がオンするときスイッチング素子ＳＲ２、ＳＧ２はオフする。これにより、データ線ＳＧＬＲ、ＳＧＬＧ、ＳＧＬＢは表示用ＩＣ１９に交互に接続される。一方、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２中は、スイッチング素子ＳＲ１、ＳＧ１、ＳＢ１、ＳＷＴは全てオンする。また、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２中、スイッチング素子ＳＲ２、ＳＧ２、ＳＢ２は全てオフする。これにより、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２中、データ線ＳＧＬＲ、ＳＧＬＧ、ＳＧＬＢは全て検出用ＩＣ７５に接続される。なお、図３３及び図３４に示す例では、接続回路ＳＷ１１、ＳＷ１２が、駆動電極ＣＤ１対する接続切替回路１７（図２１参照）として機能する。また、接続回路ＳＷ２１、ＳＷ２２が、駆動電極ＣＤ２対する接続切替回路１７として機能する。
図３５は、検出用ＩＣの構成例を示す模式図である。図３５に示すように、検出用ＩＣ７５は、検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２を処理するＡＦＥ（アナログフロントエンド）７５１と、第１マルチプレクサ７５２と、第２マルチプレクサ７５３と、第１マルチプレクサ７５２に接続する信号線７５４と、ＡＦＥ７５１と第２マルチプレクサ７５３とを接続する接続する信号線７５５と、を備える。図３５に示すように、信号線７５４、７５５は、例えば、それぞれ１６本ずつ用意されている。１６本の信号線７５４の各々は、１６本の信号線７５５と、それぞれ１本ずつ接続している。これにより、信号線７５４は、ＡＦＥ７５１と第１マルチプレクサ７５２とを接続している。ＡＦＥ７５１は、例えば、図２に示したＡ／Ｄ変換部４３及び信号処理部４４など、検出部４０の少なくとも一部の機能を有する。また、第１マルチプレクサ７５２には、例えば駆動電極ドライバ１４から、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが入力される。第２マルチプレクサ７５３には、例えば駆動電極ドライバ１４から、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍと同じ波形で、かつ駆動信号Ｖｃｏｍと同期したガード信号Ｖｇｄが入力される。
例えば、第１マルチプレクサ７５２が信号線７５４等を介してＡＦＥ７５１と駆動電極ＣＤとを接続するとき、第２マルチプレクサ７５３は、ＡＦＥ７５１とタッチ検出電極ＴＤとの接続を遮断すると共に、タッチ検出電極ＴＤにガード信号Ｖｇｄを出力する。また、第２マルチプレクサ７５３が信号線７５５等を介してＡＦＥ７５１とタッチ検出電極ＴＤとを接続するとき、第１マルチプレクサ７５２は、ＡＦＥ７５１と駆動電極ＣＤとの接続を遮断すると共に、駆動電極ＣＤに検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを出力する。第１マルチプレクサ７５２及び第２マルチプレクサ７５３は、例えば、制御部１１が制御する。
次に、実施形態１に係る検出動作の具体例について説明する。図３６は、実施形態１に係る検出動作の手順を示すフローチャートである。図３７は、ホバー検出期間における表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。 図３８は、実施形態１に係るホバー検出の閾値の一例を示す図である。図３８の横軸は、駆動電極ＣＤを示す。図３８の縦軸は、信号強度を示す。信号強度は、駆動電極ＣＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の差分（絶対値｜ΔＶＢ｜）である。図３８の縦軸のＣＬ１が、駆動電極ＣＤを検出電極とするホバー検出の閾値である。図３８の縦軸のＣＬＡは、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要があるかどうかを判断するための閾値である。閾値ＣＬＡの値は、閾値ＣＬ１の値と同じ又は閾値ＣＬ１よりも大きい（ＣＬＡ≧ＣＬ１）。図３９は、ホバー検出による被検出体の検出位置の一例を示す図である。図３８及び図３９は、複数の駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６のうち、駆動電極ＣＤ１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が、閾値ＣＬ１以上で、かつ、閾値ＣＬＡ以上ある場合を例示している。図４０は、ホバー検出及びタッチ検出における表示装置と被検出体との関係を模式的に示す説明図である。
本実施形態では、図１７に示した検出動作期間Ｐｔ１及びＰｔ２は、自己静電容量方式によるホバー検出期間と、相互静電容量方式によるタッチ検出期間とをそれぞれ含む。図３６に示すステップＳＴ１は表示動作期間Ｐｄ１又はＰｄ２に対応し、ステップＳＴ２、ＳＴ３は検出動作期間Ｐｔ１又はＰｔ２におけるホバー検出期間に対応し、ステップＳＴ４は検出動作期間Ｐｔ１又はＰｔ２におけるタッチ検出期間に対応している。
図３６のステップＳＴ１では、制御部１１（図１参照）が、ゲートドライバ１２（図１参照）、ソースドライバ１３（図１参照）及び駆動電極ドライバ１４（図１参照）を介して、表示部２０（図１参照）に表示データの書き込みを行う。具体的には、制御部１１は、接続切替回路１７（図２１参照）に制御信号を送信して、複数の駆動電極ＣＤを表示用ＩＣ１９に接続する。この状態で、駆動電極ドライバ１４は、複数の駆動電極ＣＤに表示用の共通電極電位である表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃをそれぞれ供給する。これにより、複数の駆動電極ＣＤの電位は、表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃに固定される。この状態で、ゲートドライバ１２はゲート線ＧＣＬに制御信号を順次出力し、ソースドライバ１３はデータ線ＳＧＬに画素信号Ｖｐｉｘを順次出力する。このようにして、制御部１１は、表示動作期間Ｐｄ１に選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図１４参照）に画素信号Ｖｐｉｘを順次供給して、表示データの書き込みを行う。
次に、図３６のステップＳＴ２では、駆動電極ドライバ１４及び検出部４０（図１参照）が、ホバー検出を行う。ホバー検出は、駆動電極ＣＤを検出電極とする自己静電容量方式で行われる。具体的には、制御部１１は、接続切替回路１７に制御信号を送信して、複数の駆動電極ＣＤを検出用ＩＣ７５に接続する。この状態で、駆動電極ドライバ１４は、配線２７を介して、複数の駆動電極ＣＤの各々に検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。例えば図３７に示すように、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６に、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを同じ波形で且つ同期して供給する。これにより、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６から、静電容量変化に基づく検出信号Ｖｄｅｔ２が同時に出力される。
検出部４０は、複数の駆動電極ＣＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔ２をそれぞれ取得する。そして、検出部４０は、取得した検出信号Ｖｄｅｔ２に基づく演算処理を行い、演算処理の結果から、ホバー検出における被検出体の有無を判断する。また、検出部４０は、ホバー検出において被検出体が有ると判断される場合は、被検出体の位置を特定する。
例えば、ステップＳＴ２において、複数の駆動電極ＣＤ（ＣＤ１からＣＤ１６）からそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が、図３８に示す閾値ＣＬ１とそれぞれ比較される。この比較は、例えば、検出部４０の信号処理部４４（図２参照）が行う。複数の駆動電極ＣＤ（ＣＤ１からＣＤ１６）からそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の１つ以上について、検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が閾値ＣＬ１以上であれば、信号処理部４４は、ホバー検出において被検出体が検出されたと判断する。その場合、検出部４０の座標抽出部４５（図２参照）は、閾値ＣＬ１以上の差分｜ΔＶＢ｜を出力した駆動電極ＣＤの位置を、被検出体の位置として検出する。図３８及び図３９に示す例では、信号処理部４４は、駆動電極ＣＤ１０において、被検出体が検出されたと判断する。座標抽出部４５は、表示パネル１０における駆動電極ＣＤ１０の位置を、ホバー検出における被検出体の位置として検出する。一方、複数の駆動電極ＣＤから出力される各検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が全て閾値ＣＬ１未満であれば、信号処理部４４は、ホバー検出において被検出体は検出されないと判断する。
ホバー検出において被検出体ＣＱが検出されない場合、図４０に示すように、被検出体ＣＱは表示装置１の表示面１ａに対して非存在状態にある。被検出体ＣＱと表示面１ａとは距離Ｄ１１離れて配置されている。また、被検出体ＣＱと駆動電極ＣＤとの間には静電容量Ｃ２ａが形成されている。一方、ホバー検出において被検出体ＣＱが検出される場合、被検出体ＣＱは表示装置１の表示面１ａに対して非接触状態又は接触状態にある。非接触状態では、被検出体ＣＱと表示面１ａとは距離Ｄ１２離れて配置されている。距離Ｄ１２は、距離Ｄ１１よりも短い値である。また、被検出体ＣＱと駆動電極ＣＤとの間には静電容量Ｃ２ｂが形成されている。容量Ｃ２ｂは、容量Ｃ２ａよりも大きい値である。
なお、駆動電極ドライバ１４は、ホバー検出の際に、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍと同じ波形で、かつ駆動信号Ｖｃｏｍに同期したガード信号Ｖｇｄ（図３７参照）をタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６に供給する。または、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６を、電気的にどことも接続されていない状態（Ｈｉ−Ｚ；図３７参照）としてもよい。これによれば、タッチ検出電極ＴＤと、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される駆動電極ＣＤとの間に静電容量が生じることを防ぐことができるので、ホバー検出の感度を高めることができる。
次に、図３６のステップＳＴ３では、検出部４０は、ホバー検出（ステップＳＴ２）で取得した検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要があるかどうかを判断する。つまり、検出部４０は、相互静電容量方式によるタッチ検出を行った場合に被検出体を検出できるかどうかを、ホバー検出の検出結果に基づいて予測する。そして、検出部４０は、タッチ検出で被検出体を検出できると予測される場合に、タッチ検出を行う。
具体的には、検出部４０の信号処理部４４（図２参照）は、複数の駆動電極ＣＤ（ＣＤ１からＣＤ１６）の各々について、検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜を閾値ＣＬＡと比較する。そして、複数の駆動電極ＣＤからそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ２の１つ以上について、検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が閾値ＣＬＡ以上であれば、信号処理部４４は、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要があると判断する。図３８及び図３９に示す例では、駆動電極ブロックＣＤ１０において被検出体が閾値ＣＬＡ以上の強度で検出されているため、信号処理部４４は、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要があると判断する。一方、複数の駆動電極ＣＤから出力される各検出信号Ｖｄｅｔ２の差分｜ΔＶＢ｜が全て閾値ＣＬＡ未満であれば、信号処理部４４は、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要はないと判断する。
信号処理部４４が相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要があると判断する場合（ステップＳＴ３；Ｙｅｓ）は、図３６のステップＳＴ４へ進む。また、信号処理部４４が相互静電容量方式によるタッチ検出を行う必要はないと判断する場合（ステップＳＴ３；Ｎｏ）は、ステップＳＴ１へ戻る。このように、信号処理部４４は、ステップＳＴ３において、相互静電容量方式によるタッチ検出（ステップＳＴ４）の要、不要を予め判断する。これにより、タッチ検出が不要と判断されるときは、検出部４０は、ステップＳＴ４の検出動作を省くことができ、タッチ検出に要する電力使用量を削減することができる。また、検出部４０は、ステップＳＴ４を省いた分だけ、ホバー検出（ステップＳＴ２）の実行回数を増やすことができる。
図３６のステップＳＴ４では、駆動電極ドライバ１４及び検出部４０が、タッチ検出を行う。タッチ検出は、タッチ検出電極ＴＤを検出電極とする相互静電容量方式で行われる。具体的には、制御部１１は、接続切替回路１７に制御信号を送信して、複数の駆動電極ＣＤを検出用ＩＣ７５に接続する。この状態で、駆動電極ドライバ１４は、配線２７を介して複数の駆動電極ＣＤに検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。
図４１は、タッチ検出期間における表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。図４２は、実施形態１に係るタッチ検出の閾値の一例を示す図である。図４２の横軸は、駆動電極ＣＤ１０と平面視で重なるタッチ検出電極ＴＤを示す。図４２の縦軸は、信号強度を示す。信号強度は、タッチ検出電極ＴＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔ１の差分（絶対値｜ΔＶＡ｜）である。図４３は、タッチ検出による被検出体の検出位置の一例を示す図である。図４１に示すように、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６に、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを同じ波形で且つそれぞれ異なるタイミングで供給する。駆動電極ＣＤ１からＣＤ１６間で、駆動信号Ｖｃｏｍが供給される順番に特に制限はないが、一例を挙げると、駆動電極ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３、…ＣＤ１６の順である。これにより、駆動電極ＣＤとタッチ検出電極ＴＤとの間の静電容量変化に基づいて、タッチ検出電極ＴＤから検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。例えば、駆動電極ＣＤ１に駆動信号Ｖｃｏｍが供給されている間、駆動電極ＣＤ１と対向する位置に配置されたタッチ検出電極ＴＤ１からＴＤ１６から、駆動電極ＣＤとの間の静電容量変化に基づいて検出信号Ｖｄｅｔ１がそれぞれ出力される。
検出部４０は、複数のタッチ検出電極ＴＤからそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ１を取得する。そして、検出部４０は、取得した検出信号Ｖｄｅｔ１に基づく演算処理を行い、演算処理の結果から、タッチ検出における被検出体の有無を判断する 。また、検出部４０は、タッチ検出において被検出体が有ると判断される場合は、被検出体の位置を特定する。
例えば、ステップＳＴ４において、複数のタッチ検出電極ＴＤ（ＴＤ１からＴＤ１６）からそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ１の差分｜ΔＶＡ｜が、図４２に示す閾値ＣＬ２とそれぞれ比較される。この比較は、例えば、検出部４０の信号処理部４４（図２参照）が行う。複数のタッチ検出電極ＴＤ（ＴＤ１からＴＤ１６）からそれぞれ出力される検出信号Ｖｄｅｔ１の１つ以上について、検出信号Ｖｄｅｔ１の差分｜ΔＶＡ｜が閾値ＣＬ２以上であれば、信号処理部４４は、タッチ検出において被検出体が検出されたと判断する。その場合、検出部４０の座標抽出部４５（図２参照）は、閾値ＣＬ２以上の差分｜ΔＶＡ｜を出力したタッチ検出電極ＴＤの位置を、被検出体の位置として検出する。図４２及び図４３に示す例では、信号処理部４４は、駆動電極ＣＤ１０と平面視で重なるタッチ検出電極ＴＤ６、ＴＤ７、ＴＤ１０及びＴＤ１１において、被検出体が検出されたと判断する。座標抽出部４５は、表示パネル１０において、駆動電極ＣＤ１０と平面視で重なるタッチ検出電極ＴＤ６、ＴＤ７、ＴＤ１０及びＴＤ１１の位置を、タッチ検出における被検出体の位置として検出する。一方、複数のタッチ検出電極ＴＤから出力される各検出信号Ｖｄｅｔ１の差分｜ΔＶＡ｜が全て閾値ＣＬ１未満であれば、信号処理部４４は、タッチ検出において被検出体は検出されないと判断する。
図４３に示すように、タッチ検出電極ＴＤは、駆動電極ＣＤよりも平面視によるサイズが小さく、且つ個数が多い。このため、タッチ検出電極ＴＤによるタッチ検出は、駆動電極ＣＤによるホバー検出よりも、検出位置の精度が高い。
タッチ検出において被検出体ＣＱが検出されたと判断される場合、図４０に示すように、被検出体ＣＱは、表示装置１の表示面１ａに対して接触状態にある。被検出体ＣＱと駆動電極ＣＤ（図示しない）との間に形成される静電容量は、上述の静電容量Ｃ２ａ、Ｃ２ｂの各値よりも大きい値である。ステップＳＴ４の後は、ステップＳＴ１に戻り、表示動作期間Ｐｄ２となる。また、表示動作期間Ｐｄ２の後に、検出動作期間Ｐｔ２が続く。
なお、図１７において、１フレーム期間の検出動作期間Ｐｔ１でホバー検出又はタッチ検出により被検出体が検出された場合、その検出結果を反映した表示データが、例えば次の１フレーム期間の表示動作期間Ｐｄ２で、表示部２０に書き込まれる。同様に、１フレーム期間の検出動作期間Ｐｔ２でホバー検出又はタッチ検出により被検出体が検出された場合、その検出結果を反映した表示データが、例えば次の１フレーム期間の表示動作期間Ｐｄ１で表示部２０に書き込まれる。
以上説明したように、本発明の実施形態１に係る表示装置１は、行方向と列方向とにそれぞれ並ぶ複数の駆動電極ＣＤと、行方向と列方向とにそれぞれ並ぶ複数のタッチ検出電極ＴＤと、を有する。複数の駆動電極ＣＤそれぞれは、複数のタッチ検出電極ＴＤと平面視で重なる。これによれば、タッチ検出の際に、駆動電極ドライバ１４は複数の駆動電極ＣＤに駆動信号Ｖｃｏｍを順次供給し、検出部４０はタッチ検出電極ＴＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいてタッチ入力を検出する。これにより、タッチ検出電極ＴＤの配列に応じた検出精度でタッチ検出を実行できる。一方、ホバー検出において、駆動電極ドライバ１４は、複数の駆動電極ＣＤに駆動信号Ｖｃｏｍを同時に供給する。検出部４０は、複数の駆動電極ＣＤからそれぞれ出力された検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、ホバー検出を行う。
表示装置１では、１つの駆動電極ＣＤと重なる位置に複数のタッチ検出電極ＴＤが配置されている。１個の駆動電極ＣＤは、１個のタッチ検出電極ＴＤよりも平面視による大きさが大きい。例えば、駆動電極ＣＤの平面視による形状は四角形であり、四角形の１辺の長さは２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。また、タッチ検出電極ＴＤの平面視による形状は四角形であり、四角形の１辺の長さは４ｍｍ以上５ｍｍ以下である。これにより、タッチ検出電極ＴＤから発生する電界の電気力線よりも、検出電極ＣＤから発生する電界の電気力線の方が、表示面からより離れた位置まで到達する。したがって、表示装置１は、ホバー検出における検出感度を高めることができ、非接触状態における被検出体を良好に検出することができる。これにより、表示装置１は、タッチ検出とホバー検出とを良好に行うことができる 。なお、本実施形態では、表示装置１において、タッチ検出電極ＴＤの個数は駆動電極ＣＤの個数よりも多い。一例を挙げると、図２５及び図２６に示したように、１個の駆動電極ＣＤと平面視で重なる位置に１６個のタッチ検出電極ＴＤが配置されており、タッチ検出電極ＴＤの個数は駆動電極ＣＤの個数の１６倍となっている。
実施形態１では、行方向が本発明の「第１方向」に対応し、列方向が本発明の「第２方向」に対応している。また、駆動電極ＣＤが本発明の「第１電極」に対応し、タッチ検出電極ＴＤが本発明の「第２電極」に対応している。また、配線２７が本発明の「第１配線」に対応し、配線３７が本発明の「第２配線」に対応し、配線２６が本発明の「第３配線」に対応している。また、フレキシブル基板７１が本発明の「接続部」に対応している。また、検出信号Ｖｄｅｔ１が本発明の「第１検出信号」に対応し、検出信号Ｖｄｅｔ２が本発明の「第２検出信号」に対応している。また、駆動電極ドライバ１４が本発明の「駆動回路」に対応している。また、第１基板２が本発明の「基板」に対応している。また、複数の駆動電極ＣＤと、複数のタッチ検出電極ＴＤとを備える装置が、本発明の「検出装置」に対応している。
なお、実施形態１では、フレキシブル基板７１を介して、タッチ検出電極ＴＤが検出用ＩＣ７５に接続されている場合について説明した。しかしながら、本発明の実施形態では、フレキシブル基板７１を用いずに、タッチ検出電極ＴＤと検出用ＩＣ７５とが接続されていてもよい。
（変形例１）
図４４は、実施形態１に係る表示装置の変形例１を示す断面図である。図４４に示すように、対向基板３１の第１面３１ａは、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａよりも面積が小さく、対向基板３１の端部とＴＦＴ基板２１との間には段差部８が生じている。段差部８は、対向基板３１の側面３１ｃを含む。変形例１では、タッチ検出電極ＴＤに接続する配線３７は、例えば、対向基板３１の第１面３１ａから側面３１ｃまで設けられている。また、変形例１では、側面３１ｃに導電体５０が設けられている。導電体５０は、液晶層６を封止するための封止材９を側方から覆うように設けられており、配線３７と、ＴＦＴ基板２１上に設けられた配線２６とを接続している。このような構成であっても、タッチ検出電極ＴＤは、導電体５０を介して検出用ＩＣ７５に接続することができる。
また、本発明の実施形態では、対向基板３１に、表面３１ａと裏面３１ｂとの間を貫く貫通電極が設けられていてもよい。また、貫通電極を介して、タッチ検出電極ＴＤと検出用ＩＣ７５とが接続されていてもよい。変形例１では、導電体５０が本発明の「接続部」に対応している。
（変形例２）
図４５は、実施形態１に係る表示装置の変形例２を示す断面図である。図４５に示すように、対向基板３１は、第１面３１ａと第２面３１ｂとの間を貫通する貫通孔ＶＨＡを有する。貫通孔ＶＨＡは、対向基板３１の第１面３１ａに設けられた配線３７も貫通している。また、ＴＦＴ基板２１に設けられた配線２６は、貫通孔ＶＨＡと対向する位置に貫通孔ＶＨＢを有する。
また、ＴＦＴ基板２１は、貫通孔ＶＨＢと対向する位置に凹部ＣＣを有する。凹部ＣＣは、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａ側に開口するとともに、第１面２１ａと第２面２１ｂとの間に底部を有する。凹部ＣＣの深さは、例えば、ＴＦＴ基板２１の厚さの１／５以上、１／２以下である。表示装置１の厚さ方向（Ｚ方向）において、凹部ＣＣ、貫通孔ＶＨＢ及び貫通孔ＶＨＡは、この順に並んでおり、Ｚ方向に延設された接続用孔を構成している。なお、変形例２では、ＴＦＴ基板２１は、凹部ＣＣの代わりに、第１面２１ａと第２面２１ｂとの間を貫通する貫通孔を有していてもよい。
貫通電極ＴＧＶは、貫通孔ＶＨＡを通って配線２６及び配線３７を電気的に接続している。図４５に示す例では、貫通電極ＴＧＶは、配線３７の上面３７ａ、貫通孔ＶＨＡにおける配線３７の内面３７ｓ、及び、貫通孔ＶＨＡにおける対向基板３１の内面３１ｓにそれぞれ接触している。内面３７ｓ、３１ｓは、貫通孔ＶＨＡの内面を形成している。また、貫通電極ＴＧＶは、貫通孔ＶＨＢにおける配線２６の内面２６ｓ及び凹部ＣＣの内面にもそれぞれ接触している。内面２６ｓは、貫通孔ＶＨＢの内面を形成している。
なお、図４５に示す例では、貫通電極ＴＧＶは、貫通孔ＶＨＡ、ＶＢ及び凹部ＣＣに充填されているが、貫通電極ＴＧＶは、貫通孔ＶＨＡ、ＶＢ及び凹部ＣＣの内面に接し、配線２６と配線３７との間を途切れることなく連続的に設けられていればよい。貫通電極ＴＧＶは、例えば、銀などの金属材料を含み、金属材料の粒径が数ナノメートルから数十ナノメートルのオーダーの微粒子を含むものであることが望ましい。このような構成であっても、タッチ検出電極ＴＤは、貫通電極ＴＧＶを介して検出用ＩＣ７５に接続することができる。
また、変形例２においても、ＴＦＴ基板２１の端部と対向基板３１との間に、液晶層を封止するための封止材や、ＴＦＴ基板２１と対向基板３１とを接着するための接着層が配置されていてもよい。ＴＦＴ基板２１の端部と対向基板３１との間に封止材や接着層が存在する場合、貫通電極ＴＧＶの側面は封止材又は接着層と接していてもよい。変形例２では、貫通電極ＴＧＶが本発明の「接続部」に対応している。
（実施形態２）
実施形態１では、駆動電極ＣＤと、駆動電極ＣＤに接続する配線２７とが同一の層に設けられている場合について説明した。しかしながら、本実施形態では、駆動電極ＣＤと、駆動電極ＣＤに接続する配線は、互いに異なる層に設けられていてもよい。
図４６は、実施形態２に係る第１基板を模式的に示す平面図である。また、図４７は、図４６の一部をＡ５−Ａ６線で切断して拡大した断面図である。図４６に示すように、実施形態２に係る第１基板２Ａは、列方向に延設された複数の配線５３を有する。複数の配線５３は複数の駆動電極ＣＤにそれぞれ１本ずつ接続している。複数の駆動電極ＣＤの各々は配線５３を介して接続切替回路１７に接続している。
図４７に示すように、実施形態２に係る第１基板２Ａは、画素電極２２と駆動電極ＣＤとを絶縁する絶縁層２４として、第１絶縁層２４１と第２絶縁層２４２とを有する。第１絶縁層２４１には、駆動電極ＣＤに至る貫通穴Ｈ２１が設けられている。配線５３は第１絶縁層２４１上に設けられており、貫通穴Ｈ２１を介して駆動電極ＣＤに接続している。また、配線５３は第２絶縁層２４２で覆われている。画素電極２２は、第２絶縁層２４２上に設けられている。このような構成であっても、複数の駆動電極ＣＤの各々は、配線５３を介して、表示用ＩＣ１９（図２１参照）や検出用ＩＣ７５（図２１参照）に接続することができる。したがって、実施形態２に係る第１基板２Ａを有する表示装置は、実施形態１で説明した表示装置１と同様に、タッチ検出とホバー検出とを良好に行うことができる。なお、実施形態２では、第１基板２Ａが本発明の「基板」に対応している。
（実施形態３）
実施形態１では、タッチ検出電極ＴＤと、タッチ検出電極ＴＤに接続する配線３７とが同一の層に設けられている場合について説明した。しかしながら、本実施形態では、タッチ検出電極ＴＤと、タッチ検出電極ＴＤに接続する配線は、互いに異なる層に設けられていてもよい。
図４８は、実施形態３に係る第２基板を模式的に示す平面図である。また、図４９は、図４８の一部をＡ７−Ａ８線で切断して拡大した断面図である。図４８に示すように、実施形態３に係る第２基板３Ａは、列方向に延設された複数の配線１５３を有する。複数の配線１５３は複数のタッチ検出電極ＴＤにそれぞれ１本ずつ接続している。
複数のタッチ検出電極ＴＤの各々は配線１５３を介して、例えばフレキシブル基板７１の配線７７に接続している。図４９に示すように、実施形態３に係る第２基板３Ａは、タッチ検出電極ＴＤを覆う第１絶縁層２５１と、第１絶縁層２５１上に設けられた第２絶縁層２５２とを有する。第１絶縁層２５１には、タッチ検出電極ＴＤに至る貫通穴Ｈ３１が設けられている。配線１５３は第１絶縁層２５１上に設けられており、貫通穴Ｈ３１を介してタッチ検出電極ＴＤに接続している。また、配線１５３は第２絶縁層２５２で覆われている。偏光板３５Ａは、第２絶縁層２５２上に設けられている。このような構成であっても、複数のタッチ検出電極ＴＤの各々は、配線１５３及びフレキシブル基板７１を介して、検出用ＩＣ７５（図２１参照）に接続することができる。したがって、実施形態３に係る第２基板３Ａを有する表示装置は、実施形態１で説明した表示装置１と同様に、タッチ検出とホバー検出とを良好に行うことができる。
（実施形態４）
上記の実施形態１では、表示パネル１０は、表示部２０に静電容量型のタッチセンサ３０を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプの装置であることについて説明した。しかしながら、本実施形態において、表示パネル１０は、表示部２０の上にタッチセンサ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。オンセルタイプの装置の場合、表示部２０の直上にタッチセンサ３０が設けられていてもよいし、表示部２０の直上ではなく他の層を介して上方にタッチセンサ３０が設けられていてもよい。
図５０は、実施形態４に係るオンセルタイプの表示パネルの構成例を示す断面図である。図５０に示すように、実施形態４に係るオンセルタイプの表示パネル１０Ａは、第１基板２Ｂと、第１基板２Ｂの表面に垂直な方向に対向して配置された第２基板３Ｂと、第１基板２Ｂと第２基板３Ｂとの間に配置された液晶層６と、第２基板３Ｂの液晶層６と向かい合う面の反対側に配置された検出装置４と、を備える。
第１基板２Ｂは、ＴＦＴ基板２１と、ＴＦＴ基板２１の第１面２１ａに設けられた共通電極ＣＯＭと、第１面２１ａ上に設けられて共通電極ＣＯＭを覆う絶縁層２４と、絶縁層２４上に設けられた画素電極２２と、ＴＦＴ基板２１の第２面２１ｂに設けられた偏光板３５Ｂと、を有する。表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２（図１７参照）では、共通電極ＣＯＭに表示用の駆動信号Ｖｃｏｍｄｃが供給される。第２基板３Ｂは、対向基板３１と、対向基板３１の第１面３１ａに設けられた偏光板３５Ａと、対向基板３１の第２面３１ｂに設けられたカラーフィルタ３２とを有する。
検出装置４は、例えば、偏光板３５Ａ上に設けられた複数の駆動電極ＣＤと、偏光板３５Ａ上に設けられて複数の駆動電極ＣＤを覆おう絶縁層２５と、絶縁層２５上に設けられた複数のタッチ検出電極ＴＤと、絶縁層２５上に設けられて複数のタッチ検出電極ＴＤを覆うカバーガラス８１とを有する。また、検出装置４は、複数のタッチ検出電極ＴＤに接続する配線（図示せず）と、複数の駆動電極ＣＤに接続する配線（図示せず）とを有する。このような構成であっても、複数の駆動電極ＣＤの各々と、複数のタッチ検出電極ＴＤの各々は、配線を介して検出用ＩＣ７５（図１８参照）に接続することができる。したがって、実施形態３に係る検出装置４は、実施形態１で説明した表示装置１と同様に、タッチ検出とホバー検出とを良好に行うことができる。
なお、実施形態４では、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、共通電極ＣＯＭに、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍと同じ波形で、かつ駆動信号Ｖｃｏｍに同期したガード信号Ｖｇｄが供給されてもよい。または、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、共通電極ＣＯＭは、電気的にどことも接続されていない状態に設定されてもよい。これによれば、検出動作期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、共通電極ＣＯＭと、検出用の駆動信号Ｖｃｏｍが供給される駆動電極ＣＤとの間に静電容量が生じることを防ぐことができるので、検出の感度を高めることができる。実施形態４では、第１基板２Ｂが本発明の「第３基板」に対応している。
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。例えば、実施形態１では、カラー表示可能な液晶表示装置を示したが、本発明はカラー表示対応の液晶表示装置に限定されず、モノクロ表示対応の液晶表示装置であってもよい。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、本態様の検出装置及び表示装置は、以下の態様をとることができる。
（１）第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、を有し、前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なる、検出装置。
（２）前記複数の第１電極それぞれの平面視による大きさは、前記複数の第２電極それぞれの大きさより大きい、上記（１）に記載の検出装置。
（３）前記第１電極に接続する第１配線と、前記第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、前記第２電極に接続する第２配線と、前記第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、をさらに備え、１本の前記第２配線は、異なる前記第１電極と平面視で重なる複数の第２電極を、前記第２方向で接続する、上記（１）又は上記（２）に記載の検出装置。
（４）１本の前記第２配線は、異なる前記第１電極間であって、前記第１電極に対する位置が互いに同じである前記第２電極同士を接続する、上記（３）に記載の検出装置。
（５）前記第１電極及び前記第１配線は、前記第１基板上の同一の層に設けられている、上記（３）又は上記（４）に記載の検出装置。
（６）前記第２電極及び前記第２配線は、前記第２基板上の同一の層に設けられている、上記（３）乃至上記（５）のいずれか１項に記載の検出装置。
（７）前記第１電極と前記第２電極との間の容量変化に応じて前記第２電極から出力される第１検出信号、又は、前記第１電極の容量変化に応じて前記第１電極から出力される第２検出信号を検出する検出部、をさらに備える上記（１）乃至上記（６）のいずれか１項に記載の検出装置。
（８）前記第１電極に駆動信号を供給する駆動回路、をさらに備え、前記検出部が前記第２検出信号を検出する期間において、前記駆動回路は、前記駆動信号と同じ波形で、かつ前記駆動信号と同期したガード信号を、前記第２電極に供給する、上記（７）に記載の検出装置。
（９）前記検出部が前記第２検出信号を検出する期間において、前記第２電極は電気的にフローティング状態である、上記（７）又は上記（８）に記載の検出装置。
（１０）上記（１）乃至上記（９）のいずれか１項に記載の検出装置と、前記検出装置と向かい合う第３基板と、前記検出装置と前記第３基板との間に配置された表示機能層と、を備える表示装置。
（１１）第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、前記複数の第１電極が設けられた第１基板と、前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、前記複数の第２電極が設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示機能層と、を有し、前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なり、前記複数の第１電極それぞれの平面視による大きさは、前記複数の第２電極それぞれの大きさより大きい、表示装置。
（１２）前記第１電極と前記第２電極との間の容量変化に応じて前記第２電極から出力される第１検出信号、又は、前記第１電極の容量変化に応じて前記第１電極から出力される第２検出信号を検出する検出部、をさらに備える上記（１１）に記載の表示装置。
（１３）前記第１電極に接続する第１配線と、前記第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、前記第２電極に接続する第２配線と、前記第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、前記第１基板に設けられた第３配線と、前記第２配線と前記第３配線とを接続する接続部と、をさらに備え、前記第１基板は、画像を表示する表示領域と、前記表示領域の周囲に位置する額縁領域とを有し、前記第３配線は前記額縁領域に設けられている、上記（１０）乃至上記（１２）のいずれか１項に記載の表示装置。
（１４）複数本の前記第２配線が、前記接続部を介して、１本の前記第３配線に接続している、上記（１３）に記載の表示装置。
１ 表示装置
２、２Ａ、２Ｂ 第１基板
３、３Ａ、３Ｂ 第２基板
４ 検出装置
１０ 表示パネル
１０ａ 表示領域
１０ｂ 額縁領域
１１ 制御部
１４ 駆動電極ドライバ
１７ 接続切替回路
１９ 表示用ＩＣ
２０ 表示部
２１ ＴＦＴ基板
２２ 画素電極
３０ タッチセンサ
３１ 対向基板
３２ カラーフィルタ
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
７１、７３ フレキシブル基板
７５ 検出用ＩＣ
ＣＤ 駆動電極
ＤＥＴ 電圧検出器
Ｐｄ１、Ｐｄ２ 表示動作期間
Ｐｔ１、Ｐｔ２ 検出動作期間
Ｓｇ 交流矩形波
ＴＤ タッチ検出電極
Ｖｃｏｍ 駆動信号
Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２ 検出信号
Ｖｇｄ ガード信号

Claims (14)

  1. 第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、
    前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、
    前記第１電極に接続する第１配線と、
    前記第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、
    前記第２電極に接続する第２配線と、
    前記第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、を有し、
    前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なり、
    １本の前記第２配線は、異なる前記第１電極と平面視で重なる複数の第２電極を、前記第２方向で接続し、かつ、異なる前記第１電極間であって、前記第１電極に対する位置が互いに同じである前記第２電極同士を接続する、
    検出装置。
  2. 前記第１電極及び前記第１配線は、前記第１基板上の同一の層に設けられている、請求項１に記載の検出装置。
  3. 第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、
    前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、
    前記第１電極に接続する第１配線と、
    前記第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、
    前記第２電極に接続する第２配線と、
    前記第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、を有し、
    前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なり、
    前記第１電極及び前記第１配線は、前記第１基板上の同一の層に設けられ、
    １本の前記第２配線は、異なる前記第１電極と平面視で重なる複数の第２電極を、前記第２方向で接続する、
    検出装置。
  4. 前記第２電極及び前記第２配線は、前記第２基板上の同一の層に設けられている、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検出装置。
  5. 第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、
    前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、
    前記第１電極に接続する第１配線と、
    前記第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、
    前記第２電極に接続する第２配線と、
    前記第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、を有し、
    前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なり、
    前記第２電極及び前記第２配線は、前記第２基板上の同一の層に設けられ、
    １本の前記第２配線は、異なる前記第１電極と平面視で重なる複数の第２電極を、前記第２方向で接続する、
    検出装置。
  6. 前記複数の第１電極それぞれの平面視による大きさは、前記複数の第２電極それぞれの大きさより大きい、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
  7. 前記第１電極と前記第２電極との間の容量変化に応じて前記第２電極から出力される第１検出信号、又は、前記第１電極の容量変化に応じて前記第１電極から出力される第２検出信号を検出する検出部、をさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の検出装置。
  8. 前記第１電極に駆動信号を供給する駆動回路、をさらに備え、
    前記検出部が前記第２検出信号を検出する期間において、前記駆動回路は、前記駆動信号と同じ波形で、かつ前記駆動信号と同期したガード信号を、前記第２電極に供給する、請求項７に記載の検出装置。
  9. 前記検出部が前記第２検出信号を検出する期間において、前記第２電極は電気的にフローティング状態である、請求項７又は請求項８に記載の検出装置。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記検出装置と向かい合う第３基板と、
    前記検出装置と前記第３基板との間に配置された表示機能層と、を備える表示装置。
  11. 前記第１基板に設けられた第３配線と、
    前記第２配線と前記第３配線とを接続する接続部と、をさらに備え、
    前記第１基板は、画像を表示する表示領域と、前記表示領域の周囲に位置する額縁領域とを有し、
    前記第３配線は前記額縁領域に設けられている、請求項１０に記載の表示装置。
  12. 第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第１電極と、
    前記第１電極に接続する第１配線と、
    前記複数の第１電極及び前記第１配線が設けられた第１基板と、
    前記第１方向と前記第２方向とにそれぞれ並ぶ複数の第２電極と、
    前記第２電極に接続する第２配線と、
    前記複数の第２電極及び前記第２配線が設けられた第２基板と、
    前記第１基板に設けられた第３配線と、
    前記第２配線と前記第３配線とを接続する接続部と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示機能層と、
    を有し、
    前記複数の第１電極それぞれは、前記複数の第２電極と平面視で重なり、
    前記複数の第１電極それぞれの平面視による大きさは、前記複数の第２電極それぞれの大きさより大きく、
    前記第１基板は、画像を表示する表示領域と、前記表示領域の周囲に位置する額縁領域とを有し、
    前記第３配線は前記額縁領域に設けられている、
    表示装置。
  13. 前記第１電極と前記第２電極との間の容量変化に応じて前記第２電極から出力される第１検出信号、又は、前記第１電極の容量変化に応じて前記第１電極から出力される第２検出信号を検出する検出部、をさらに備える請求項１２に記載の表示装置。
  14. 複数本の前記第２配線が、前記接続部を介して、１本の前記第３配線に接続している、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の表示装置。
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