(57)【要約】【課題】表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供すること。【解決手段】液晶表示装置１０は、タッチ面２１１のタッチ位置を検出するタッチセンサ６を有するとともに、ＴＦＴアレイ基板３を有している。ＴＦＴアレイ基板３には、複数の画素電極８３と、各画素電極８３との間に容量を形成する複数の容量線８５とが形成されている。タッチセンサ６は、各画素電極８３に対応する複数の画素領域Ｐから選択され他タッチ位置検出用画素領域ＰＴを充電する際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段９６を有し、電位上昇率検知手段９６により検知された電位上昇率が所定範囲外であるタッチ位置検出用画素領域ＰＴの位置を前記タッチ位置として検出する。【選択図】図６
2010250624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電極を有する第１基板と、
前記第１基板に対して対向配置された第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部と、
前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第２基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数のゲート線と、
隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極と、
前記複数のゲート線に対応して前記列方向に並ぶとともに、前記画素電極との間に容量を形成する複数の容量線と、
前記複数の画素電極毎に配置され、前記画素電極、前記データ線および前記ゲート線と電気的に接続された複数の薄膜トランジスタとを有し、
前記タッチセンサは、前記容量線に電圧を印加することにより前記画素領域を充電する際の、複数の前記画素領域のうちから選択された複数のタッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用画素領域の位置を、前記タッチ位置として検出することを特徴とするタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項２】
前記複数のタッチ位置検出用画素領域として、複数の前記ゲート線から選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線と、複数の前記データ線から選択された複数のタッチ位置検出用データ線とで規定される複数の前記画素領域を選択する請求項１に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項３】
前記複数のタッチ位置検出用画素領域は、マトリックス状に選択される請求項２に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項４】
隣り合う一対の前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離は、１ｍｍ〜１０ｍｍである請求項２または３に記載のタッチセンサ機能付表示装置。
【請求項５】
前記電位上昇率検知手段は、複数の前記タッチ位置検出用データ線を介して、各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する請求項２ないし４のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項６】
前記タッチセンサは、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加するとともに、電圧が印加されている前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記容量線に充電信号を印加することにより、各前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、その際の各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を前記電位上昇率検知手段により検知する請求項５に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項７】
前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する容量線への充電信号の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われる請求項１ないし６のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項８】
前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間である請求項７に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項９】
前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項８に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項８に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１１】
前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知する請求項８ないし１０のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１２】
共通電極を有する第１基板と、
前記第１基板に対して対向配置された第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部と、
前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第２基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数の容量線とを有し、
前記タッチセンサは、前記複数の容量線と前記複数のデータ線とが交差する複数の交差部のうちから選択された複数のタッチ位置検出用交差部付近に発生する寄生容量の大きさを、前記タッチ位置検出用交差部を規定する前記容量線に電圧を印加した際の前記データ線の電位上昇率として検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用交差部付近を、前記タッチ位置として検出することを特徴とするタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記タッチセンサは、前記タッチ位置検出用交差部を規定する複数の前記容量線に対して順次電圧を印加し、電圧が印加されている前記容量線に対応する前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、そのタッチ位置検出用交差部を規定する前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項１２に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１４】
前記容量線への電圧の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われる請求項１２または１３に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１５】
前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間である請求項１４に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１６】
前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項１５に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１７】
前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項１５に記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１８】
前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知する請求項１５ないし１７のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【請求項１９】
前記表示部は、液晶層を有する請求項１ないし１８のいずれかに記載のタッチセンサ機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサ機能付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサ機能付き表示装置としては、ＡＴＭ等のように、液晶表示装置の上に入力装置を搭載した構成が知られている。また、入力装置としては、タッチペン等の入力器具や人間の指等をタッチ面の任意の位置に接触させることにより、接触位置を特定して電子機器の各種操作、入力等を行うタッチパネル装置が知られている。このようなタッチパネル装置としては、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波弾性表面波方式等、種々の方式の装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、タッチセンサ機能付き表示装置として、液晶表示装置の上に超音波弾性表面波方式のタッチパネル装置を搭載した電気光学装置が開示されている。この電気光学装置では、タッチパネル装置を介して液晶表示装置に表示された画像を視認するため、タッチパネル装置（液晶表示装置の画面に対応する部分）を透明な部材で構成している。
しかしながら、特許文献１に記載の電気光学装置では、液晶表示装置から発生した光がタッチパネル装置を透過する際に、タッチパネル装置の各部がその光を吸収したり、反射したりすることにより、良好な画像を提供することができなかった。また、特許文献１に記載の電気光学装置では、液晶表示装置の上にタッチパネル装置を搭載するという構成上、装置の大型化を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置は、共通電極を有する第１基板と、
前記第１基板に対して対向配置された第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部と、
前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第２基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数のゲート線と、
隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極と、
前記複数のゲート線に対応して前記列方向に並ぶとともに、前記画素電極との間に容量を形成する複数の容量線と、
前記複数の画素電極毎に配置され、前記画素電極、前記データ線および前記ゲート線と電気的に接続された複数の薄膜トランジスタとを有し、
前記タッチセンサは、前記容量線に電圧を印加することにより前記画素領域を充電する際の、複数の前記画素領域のうちから選択された複数のタッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用画素領域の位置を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
【０００７】
これにより、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することができる。また、選択されたタッチ位置検出用画素領域についてのみ電位上昇率を検知するため、装置の省電力化を図ることができるとともに、タッチ位置の検出にかかる時間を短縮することができる。
【０００８】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記複数のタッチ位置検出用画素領域として、複数の前記ゲート線から選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線と、複数の前記データ線から選択された複数のタッチ位置検出用データ線とで規定される複数の前記画素領域を選択することが好ましい。
これにより、簡単に、複数のタッチ位置検出用画素領域を選択することができる。
【０００９】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記複数のタッチ位置検出用画素領域は、マトリックス状に選択されることが好ましい。
これにより、タッチ面の全域に粗密なくタッチ位置検出用画素領域を配置することができるため、タッチ面のタッチ位置の検出精度がタッチ面の全域で均一となり、タッチ位置の検出精度が向上する。
【００１０】
本発明のタッチセンサ機能付表示装置では、隣り合う一対の前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離は、１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
これにより、タッチ面のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域の少なくとも１つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域の数（占有率）を、タッチ位置を高精度（通常操作に支障がない精度）に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域の数が過剰となることにより、タッチセンサが必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域の数が少なすぎることにより、タッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
【００１１】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記電位上昇率検知手段は、複数の前記タッチ位置検出用データ線を介して、各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、装置構成を簡易化することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加するとともに、電圧が印加されている前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記容量線に充電信号を印加することにより、各前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、その際の各前記タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率を前記電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域を充電することができる。また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため充電の際の制御も簡単となる。
【００１２】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する容量線への充電信号の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われることが好ましい。
これにより、各タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００１３】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることが好ましい。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
【００１４】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
【００１５】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置は、共通電極を有する第１基板と、
前記第１基板に対して対向配置された第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部と、
前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサとを有し、
前記第２基板は、行方向に並んだ複数のデータ線と、
前記データ線に略直交する列方向に並んだ複数の容量線とを有し、
前記タッチセンサは、前記複数の容量線と前記複数のデータ線とが交差する複数の交差部のうちから選択された複数のタッチ位置検出用交差部付近に発生する寄生容量の大きさを、前記タッチ位置検出用交差部を規定する前記容量線に電圧を印加した際の前記データ線の電位上昇率として検知する電位上昇率検知手段を有し、前記電位上昇率検知手段により検知された前記電位上昇率が所定範囲外である前記タッチ位置検出用交差部付近を、前記タッチ位置として検出することを特徴とする。
【００１６】
これにより、表示装置にタッチセンサ機能を付加することにより、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることのできるタッチセンサ機能付き表示装置を提供することができる。また、選択されたタッチ位置検出用交差部についてのみ寄生容量の大きさを検知するため、装置の省電力化を図ることができるとともに、タッチ位置の検出にかかる時間を短縮することができる。
【００１７】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、前記タッチ位置検出用交差部を規定する複数の前記容量線に対して順次電圧を印加し、電圧が印加されている前記容量線に対応する前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、そのタッチ位置検出用交差部を規定する前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、表示面に画像を表示する際の制御と似たような制御で、タッチ面のタッチ位置を検出することができるため、制御の複雑化を抑制し、簡単かつ確実にタッチ面のタッチ位置を検出することができる。また、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００１８】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記容量線への電圧の印加は、前記複数のデータ線に画像信号が印加されていない時間に行われることが好ましい。
これにより、各タッチ位置検出用交差部の寄生容量の大きさを、各タッチ位置検出用交差部を規定するタッチ位置検出用容量線に電圧を印加したときのタッチ位置検出用データ線の電位上昇率として正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００１９】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることが好ましい。
これにより、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
【００２０】
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、タッチ位置検出精度が向上する。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記タッチセンサは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用交差部付近に発生する前記寄生容量の大きさを、前記データ線の電位上昇率として電位上昇率検知手段により検知することが好ましい。
これにより、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
本発明のタッチセンサ機能付き表示装置では、前記表示部は、液晶層を有することが好ましい。
これにより、画像表示機能が優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の好適な実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるＴＦＴアレイ基板の平面図である。
【図３】画素領域の拡大平面図である。
【図４】図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段９のブロック図である。
【図５】タッチ位置検出用画素領域の配置を示す平面図である。
【図６】タッチ位置検出用画素領域を等価回路で示した図である。
【図７】図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図である。
【図９】タッチ位置検出用交差部の配置を示す平面図である。
【図１０】容量線とデータ線との交差部に存在する寄生容量を示した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第１実施形態を示す断面図、図２は、図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるＴＦＴアレイ基板の平面図、図３は、画素領域の拡大平面図、図４は、図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図５は、タッチ位置検出用画素領域の配置を示す平面図、図６は、タッチ位置検出用画素領域を等価回路で示した図、図７は、図１に示すタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図３、図５〜図７中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００２３】
図１に示す液晶表示装置（タッチセンサ機能付き表示装置）１０は、互いに対向する対向基板（第１基板）２およびＴＦＴアレイ基板（第２基板）３と、これらの間に形成された液晶層（表示部）４とを備える液晶パネル１と、液晶パネル１の下側に設けられたバックライト５とを有している。また、液晶表示装置１０は、図４に示すように制御手段９を備えており、そのうちの一部がタッチセンサ６を構成している。タッチセンサ６は、液晶パネル１の上面（タッチ面２１１）のタッチ位置を検出することができる。このような液晶表示装置１０では、例えば、タッチセンサ６により検出されたタッチ位置に応じた画像を表示することができる。
【００２４】
バックライト５は、液晶パネル１に光を供給する機能を有し、その構成は特に限定されない。例えば、バックライト５は、反射板、導光板、プリズムシート（光学シート）および拡散板が下側（液晶パネル１と反対側）から順に積層された四角板状の積層体と、導光板の側面に設けられた冷陰極蛍光管とで構成することができる。なお、冷陰極蛍光管の代わりにＬＥＤなどを用いてもよい。
【００２５】
バックライト５の上側には、バックライト５からの光が照射される液晶パネル１が設けられている。液晶パネル１が備える対向基板２およびＴＦＴアレイ基板３は、それぞれ、四角板状をなす無色透明のガラス基板であって、これらは、対向基板２の縁部に沿って設けられた枠状のシール部材７によって貼り合わされている。そして、対向基板２、ＴＦＴアレイ基板３およびシール部材７で画成された空間に液晶材料を充填することにより、液晶層４が形成されている。このような液晶層４を表示部として用いることにより、液晶表示装置１０は、優れた画像表示機能を発揮することができる。
【００２６】
ＴＦＴアレイ基板３の下面（バックライト５側の面）には、偏光板や位相差板などからなる光学基板３１が貼り合わされている。光学基板３１は、バックライト５からの光を直線偏光にして液晶層４に出射する機能を有する。
一方、ＴＦＴアレイ基板３の上面（液晶層４側の面）には、図２に示すように、ゲート線８１、データ線８２、容量線８５、画素電極８３およびＴＦＴ（薄膜トランジスタ）８４が、それぞれ複数形成されている。
【００２７】
複数のゲート線８１は、図２中縦方向（列方向）に等ピッチで形成されており、それぞれ、図２の横方向（行方向）に延在している。各ゲート線８１は、ＴＦＴアレイ基板３の縁部（液晶層４から図４中左方向へ突出する部位）に形成されたゲートドライバ９４に電気的に接続されている。
複数の容量線８５は、図２中縦方向（列方向）に等ピッチで形成されており、それぞれ、ゲート線８１と離間（絶縁）して図２の横方向（行方向）に延在している。また、複数の容量線８５は、１本のゲート線８１に対して１本形成されている（すなわち１対１の関係で、複数のゲート線８１に対応して形成されている）。また、各容量線８５は、複数のデータ線８２と交差しており、この交差部では、容量線８５とデータ線８２とを絶縁するために、容量線８５とデータ線８２との間に絶縁膜８７が設けられている。このような各容量線８５は、ＴＦＴアレイ基板３の縁部（液晶層４から図４中右方向へ突出する部位）に形成された容量線駆動回路９９に電気的に接続されている。
【００２８】
複数のデータ線８２は、図２中横方向（行方向）に等ピッチで形成されており、それぞれ、図２中縦方向（列方向）に延在している。各データ線８２は、ＴＦＴアレイ基板３の縁部（液晶層４から図４中上方向へ突出する部位）に形成されたデータドライバ９５に電気的に接続されている。
隣り合う一対のゲート線８１、８１と隣り合う一対のデータ線８２、８２とで囲まれた複数の画素領域（画素）Ｐには、それぞれ、画素電極８３およびＴＦＴ８４が形成されている。
【００２９】
図３は、１つの画素領域Ｐの拡大図である。同図に示すように、ＴＦＴ８４は、ゲート線８１とデータ線８２の交差部付近に設けられ、ソース電極、ゲート電極およびドレイン電極が、それぞれ、ゲート線８１、データ線８２および画素電極８３に電気的に接続されている。また、画素電極８３は、ＴＦＴ８４が形成された領域を除いて、画素領域Ｐの広域にわたって形成されている。この画素電極８３は、透明導電膜などからなり光透過性を有している。
【００３０】
また、図３に示すように、画素領域Ｐの下側には、容量線８５が設けられており、この容量線８５と画素電極８３とを絶縁膜８６を介して対向させることにより、蓄積容量が形成されている。
このような構成の各画素領域Ｐの上側には、図１に示すように、配向処理の施された配向膜３４が形成されている。配向膜３４は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成され、対応する画素電極８３の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
このようなＴＦＴアレイ基板３と液晶層４を介して対向する対向基板２の上面には、光学基板３１からの光と直交する直線偏光の光を外方（図１中上方向）に出射する偏光板２１が貼り合わされている。偏光板２１の上面（装置外部に露出する面）は、タッチペン等の入力具や操作者の指などでタッチされるタッチ面２１１を構成する。
【００３１】
一方、対向基板２の下面には、カラーフィルタ２２が形成されている。また、カラーフィルタ２２の下側には、共通電極２３が形成されている。共通電極２３も、画素電極８３と同様、透明電導膜などからなり光透過性を有している。このような共通電極２３は、接地（アース）されている。また、共通電極２３の下側には、配向処理の施された配向膜２４が形成されており、共通電極２３の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
【００３２】
次いで、液晶表示装置１０の駆動を制御する制御手段９について説明する。
図４に示すように、制御手段９は、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバ９４、データドライバ９５、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９を有している。これらのうち、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバ９４、データドライバ９５および容量線駆動回路９９により、液晶表示装置１０に所望の画像が表示され、また、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバ９４、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９により、タッチ面２１１のタッチ位置が検出される。すなわち、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバ９４、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９によりタッチセンサ６が構成されている。
【００３３】
まず、制御手段９による画像表示について説明する。
ＣＰＵ９１は、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバ９４およびデータドライバ９５に必要なタイミング信号、表示用データ信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けた表示電圧作動回路９２は、液晶表示装置１０に所望の画像を表示するのに必要な複数の電圧レベル（各画素電極８３に印加する電圧レベル）を形成する。
【００３４】
ゲートドライバ９４は、表示電圧作動回路９２からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のゲート線８１に順次１本ずつ（例えば、図２中上側のゲート線８１から順に）所定のタイミングで電圧を印加する。これにより、電圧が印加されたゲート線８１に接続されたＴＦＴ８４がＯＮ状態となる。
データドライバ９５は、表示電圧作動回路９２からの表示用データ信号（各画素電極８３へ印加する電圧レベル）やＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、ゲート線８１に電圧が印加されるタイミングに合わせて各データ線８２に電圧を印加する。データドライバ９５は、このような電圧印加を全てのゲート線８１に対して順次行って、全ての画素電極８３に電圧を印加する。
【００３５】
容量線駆動回路９９は、各容量線８５の電位を一定に固定するように、各容量線８５に電圧を印加し、容量線８５と画素電極８３とで絶縁膜８６を挟み込むことにより形成された蓄積容量に電荷を蓄積する。この蓄積容量は、ＴＦＴ８４を通して画素電極８３に印加される電圧（表示用データ信号）を一定期間（一水平期間）保持する。
各画素領域Ｐでは、画素電極８３に電圧が印加されると、その電圧レベルに応じて液晶が駆動し、電圧印加終了後もその状態を一定期間（一水平期間）維持する。これにより、画素領域Ｐ毎に、バックライト５からの光が液晶層４を通過する際に、その光の偏光状態を変調することができる。その結果、液晶層４を通過した光によりタッチ面２１１に所望の画像が表示される。
【００３６】
次いで、制御手段９（タッチセンサ６）によるタッチ面２１１のタッチ位置の検出について説明する。
液晶表示装置１０では、全ての画素領域Ｐのうちから複数のタッチ位置検出用画素領域ＰＴが選択されており、その選択されたタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率を所定値と比較することにより、タッチ面２１１のタッチ位置を検出するよう構成されている。
【００３７】
図５に示すように、複数のタッチ位置検出用画素領域ＰＴは、マトリックス状に選択されている。このようにタッチ位置検出用画素領域ＰＴをマトリックス状に選択することにより、タッチ面２１１の全域に、粗密なくタッチ位置検出用画素領域ＰＴを配置することができるため、タッチ位置の検出精度をタッチ面２１１全域で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上する。
【００３８】
また、隣り合う一対のタッチ位置検出用画素領域ＰＴの離間距離Ｄとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。ここで、通常、タッチ面２１１は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等の比較的タッチ面２１１との接触面積が大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Ｄを１ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることで、タッチ面２１１のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域ＰＴの少なくとも１つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域ＰＴの数（占有率）を、タッチ位置を高精度（通常操作に支障がない精度）に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域ＰＴの数が過剰となることにより、タッチセンサ６が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域ＰＴの数が少なすぎることにより、タッチセンサ６のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
【００３９】
このような複数のタッチ位置検出用画素領域ＰＴには、全てのゲート線８１のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔと、全てのデータ線８２から選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔとで規定された画素領域Ｐが選択される。このようにしてタッチ位置検出用画素領域ＰＴを選択することにより、タッチ位置検出用画素領域ＰＴの選択が簡単となる。
【００４０】
ここで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔは、図５中縦方向（列方向）に等ピッチとなるように全ゲート線８１から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面２１１の縦方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用画素領域ＰＴを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔのピッチとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う（図５の縦方向に限る）一対のタッチ位置検出用画素領域ＰＴの離間距離Ｄを、前述した１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００４１】
なお、以下では、各タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対応する容量線８５を「タッチ位置検出用容量線８５Ｔ」とも言う。なお、「対応する容量線８５」とは、所定のタッチ位置検出用ゲート線８１ＴにＴＦＴ８４を介して接続された複数の画素電極８３の下側に設けられた容量線８５を意味する。
タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔの選択と同様に、タッチ位置検出用データ線８２Ｔは、図５中横方向（行方向）に等ピッチとなるように全データ線８２から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面２１１の横方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用画素領域ＰＴを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線８２Ｔのピッチとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う（図５の横方向に限る）一対のタッチ位置検出用画素領域ＰＴの離間距離Ｄを、前述した１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００４２】
次いで、タッチセンサ６を構成する各部について説明する。
ＣＰＵ９１は、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバ９４、容量線駆動回路９９、電位上昇率検知手段９６およびタッチ位置計算回路９７に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路９３は、各タッチ位置検出用画素領域ＰＴを充電するのに必要な電圧レベル（各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧のレベル）を形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
【００４３】
ゲートドライバ９４は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに、順次１本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。なお、以下では、電圧が印加されているタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎ」とも言う。
一方で、容量線駆動回路９９は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号（各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧の信号）、ＣＰＵ９１からのタイミング信号、ゲートドライバ９４の駆動タイミング信号等に基づいて、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎに対応するタッチ位置検出用容量線８５Ｔに電圧（充電信号）を印加する。
【００４４】
これにより、電圧を印加したタッチ位置検出用容量線８５Ｔと、これに対応する画素電極８３との間に形成された前記蓄積容量に電荷が蓄積され、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎに対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電が開始される。
容量線駆動回路９９は、このような電圧（充電信号）の印加を全てのタッチ位置検出用容量線８５Ｔに対して順次行って、全てのタッチ位置検出用画素領域ＰＴを充電する。このような充電方法によれば、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域ＰＴを充電することができるし、また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため制御も簡単となる。
【００４５】
タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎに対応する各タッチ位置検出用画素領域ＰＴを充電する際、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎに接続された各ＴＦＴ８４が、ＯＮ状態となっていることから、各タッチ位置検出用画素領域ＰＴが有する画素電極８３とそれに対応するタッチ位置検出用データ線８２Ｔとが電気的に接続された状態となる。そのため、電位上昇率検知手段９６は、各タッチ位置検出用データ線８２Ｔを介して、充電が開始された各タッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
【００４６】
このように、電位上昇率検知手段９６は、複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔを介して、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｏｎに対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率を検知するため、すなわち、タッチ位置検出用データ線８２Ｔが画像信号用配線と電位上昇率検知用配線とを兼ねるため、液晶表示装置１０の装置構成を簡易化することができる。また、ＴＦＴアレイ基板３上に配される配線の数を少なくすることができるため（すなわち、各タッチ位置検出用画素領域ＰＴの電位上昇率を検知するための配線をデータ線８２と別途形成する必要がないため）、ＴＦＴアレイ基板３の開口率を高めることができる。
【００４７】
ここで、図６は、１つのタッチ位置検出用画素領域ＰＴの等価回路である。図６中「Ｃ１１」は、画素電極８３および共通電極２３で液晶層４を挟むことにより形成された画素容量であり、「Ｃ１２」は、タッチ位置検出用容量線８５Ｔおよび画素電極８３で絶縁膜８６を挟むことにより形成された蓄積容量である。そして、タッチ面２１１上のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴでは、指や入力具等によるタッチ面２１１の押圧で、共通電極２３と画素電極８３とのギャップが押圧されていない状態と比べて小さくなることにより画素容量Ｃ１１が変化（増加）したり、指がタッチ面２１１に触れることで浮遊容量（図示せず）が発生したりすることにより、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ全体の容量が変化し、そのタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率が変化（低下）する。すなわち、タッチ面２１１のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率は、その他のタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率と異なっている。
【００４８】
タッチ位置計算回路９７は、上述のような性質（電位上昇率の変化）を利用し、電位上昇率が所定範囲Ｔ外にあるタッチ位置検出用画素領域ＰＴの位置（タッチ面２１１の平面視での位置）をタッチ位置として検出する。なお、前記「所定範囲Ｔ」としては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時における電位上昇率を基準にし、その前後（高い方向および低い方向）に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
【００４９】
以下、図７に基づいて具体的に説明する。なお、図７では、データドライバ９５の図示を省略している。また、複数のゲート線８１のうちタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを実線で示し、それ以外のゲート線８１を点線で示している。データ線８２および容量線８５についても、これと同様である。また、以下では、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを図７中上側から順に「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ」、「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１」とし、複数のタッチ位置検出用容量線８５Ｔを図７中上側から順に「タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ」、「タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１」とし、複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔを図７中左側から順に「タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ＋１」とする。また、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎとタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍとで規定されるタッチ位置検出用画素領域ＰＴを「タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）」とし、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）が備える画素電極８３およびＴＦＴ８４を、それぞれ、「画素電極８３（ｎ、ｍ）」および「ＴＦＴ８４（ｎ、ｍ）」とする。他のタッチ位置検出用画素領域ＰＴについても同様とする。また、以下では、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する個所がタッチされたときについて代表して説明する。すなわち、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）の充電時の電位上昇率のみが、タッチ位置計算回路９７に設定されている所定範囲Ｔの範囲外となる。
【００５０】
［１］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎについて
まず、ゲートドライバ９４により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎに電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎに接続されたＴＦＴ８４（ｎ、ｍ）、８４（ｎ、ｍ＋１）をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１に接続されたＴＦＴ８４（ｎ＋１、ｍ）、８４（ｎ＋１、ｍ＋１）は、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎへの電圧印加に合わせて（すなわち、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎへ電圧が印加されている時に）、容量線駆動回路９９により、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに所定レベルの電圧（充電信号）を印加する。
【００５１】
上記電圧がタッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに印加されると、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）の充電が開始される。この時、前述したようにＴＦＴ８４（ｎ、ｍ）、８４（ｎ、ｍ＋１）がＯＮ状態であるため、電位上昇率検知手段９６は、タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１を介して、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）の充電時における電位上昇率を検知する。そして、電位上昇率検知手段９６は、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
【００５２】
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされていないと判断する。
【００５３】
［２］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１について
次いで、ゲートドライバ９４により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１に接続されたＴＦＴ８４（ｎ＋１、ｍ）、８４（ｎ＋１、ｍ＋１）をそれぞれＯＮ状態とする。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔｎ＋１への電圧印加に合わせて、容量線駆動回路９９により、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１に所定レベルの電圧（充電信号）を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。
【００５４】
上記電圧がタッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１に印加されると、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１に対応するタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）、ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）の充電が開始される。この時、前述したようにＴＦＴ８４（ｎ＋１、ｍ）、８４（ｎ＋１、ｍ＋１）がＯＮ状態であるため、電位上昇率検知手段９６は、タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１を介して、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）、ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）の充電時における電位上昇率を検知する。そして、電位上昇率検知手段９６は、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
【００５５】
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）、ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）の電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）に対応する位置はタッチされていないと判断する。
【００５６】
一方、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされているため、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）の充電時の電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲外である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する位置は、タッチされている（すなわちタッチ位置である）と判断する。
【００５７】
このように、タッチ位置計算回路９７は、全てのタッチ位置検出用画素領域ＰＴについて充電時の電位上昇率を所定範囲Ｔと比較し、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ毎にその領域に対応するタッチ面２１１がタッチされているがどうかを判断して、タッチ面２１１のタッチ位置を検出する。そして、タッチ位置計算回路９７は、その検出結果（タッチ位置情報）をＣＰＵ９１に送信する。
【００５８】
タッチ位置情報を受信したＣＰＵ９１は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバ９４およびデータドライバ９５の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面２１１に表示される。
以上、タッチセンサ６のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
【００５９】
このようなタッチセンサ６によれば、例えば、タッチ面２１１に対して同時に２か所以上がタッチされた場合でも、全てのタッチ位置を検出することができる。すなわち、タッチセンサ６は、マルチタッチに対応することができ、これを備える液晶表示装置１０の利便性が向上する。
また、タッチセンサ６によるタッチ位置の検出は、データ線８２に画像を表示するための電圧（表示用データ信号）が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用画素領域ＰＴの充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面２１１のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００６０】
特に、タッチセンサ６によるタッチ位置の検出は、上記期間のうちでも、帰線期間に行うことが好ましい。これにより、タッチ面に表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面２１１のタッチ位置を検出することができる。なお、「帰線期間」とは、所定の画像（フレーム）を表示し終えてから、次の画像（フレーム）の表示を開始するまでの期間を言う。言い換えれば、図４中の上側に位置するゲート線８１から下側に向かって順に電圧を印加する場合、最も下側に位置するゲート線８１への電圧印加が終了してから、最も上側に位置するゲート線８１への電圧印加が開始されるまでの期間を言う。
【００６１】
また、タッチセンサ６は、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に１回（例えば６０回に１回）の割合（周期）で行ってもよい。
タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
【００６２】
一方、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に１回の割合で行う場合には、液晶表示装置１０の省電力駆動を図ることができる利点がある。なお、通常の液晶表示装置では、タッチ面２１１に表示される画像は、１秒間に６０フレーム程度であるため、帰線期間も１秒間に６０回存在する。しかしながら、通常、タッチ面２１１をタッチする際にタッチ面２１１に触れている時間は、帰線期間の周期（例えば１／６０秒）よりも長いため、複数回の帰線期間に１回の割合でタッチ位置の検出を行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
【００６３】
また、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行ってもよいし、複数回の帰線期間に分けて行ってもよい。すなわち、全てのタッチ位置検出用画素領域ＰＴに対するタッチの有無を１回の帰線期間で判断してもよいし、複数回の帰線期間に分けて判断してもよい（例えば、図７にて、１回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ、ｍ）、ＰＴ（ｎ、ｍ＋１）についてタッチの有無を判断し、２回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域ＰＴ（ｎ＋１、ｍ）、ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）についてタッチの有無を判断する）。
タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
【００６４】
一方、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、液晶表示装置１０の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
以上のような構成の液晶表示装置１０によれば、内部にタッチセンサ６が組み込まれていることにより、装置の上側（表示面側）に別途タッチセンサを装着する必要がない。そのため、液晶表示装置１０は、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置の第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備える制御手段のブロック図、図９は、タッチ位置検出用交差部の配置を示す平面図、図１０は、容量線とデータ線との交差部に存在する寄生容量を示した断面図、図１１は、本発明の第２実施形態に係るタッチセンサ機能付き表示装置が備えるタッチセンサのブロック図である。なお、以下では、説明の便宜上、図９〜図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００６６】
以下、第２実施形態のタッチセンサ機能付き表示装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかるタッチセンサ機能付き表示装置では、タッチセンサ６によるタッチ位置の検出方法が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６７】
図８に示すように、本実施形態の液晶表示装置（タッチセンサ機能付き表示装置）１０が有する制御手段９は、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバ９４、データドライバ９５、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９を有している。これらのうち、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバ９４、データドライバ９５および容量線駆動回路９９により、液晶表示装置１０に所望の画像が表示され、また、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９により、タッチ面２１１のタッチ位置が検出される。すなわち、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、電位上昇率検知手段９６、タッチ位置計算回路９７および容量線駆動回路９９によりタッチセンサ６が構成されている。
制御手段９による画像表示については、前述した第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００６８】
次いで、制御手段９（タッチセンサ６）によるタッチ面２１１のタッチ位置の検出について説明する。
液晶表示装置１０では、全ての、データ線８２と容量線８５との交差部Ｑのうちから複数のタッチ位置検出用交差部ＱＴが選択されており、この選択されたタッチ位置検出用交差部ＱＴ付近に発生する寄生容量の大きさを所定値と比較することにより、タッチ面２１１のタッチ位置を検出するよう構成されている。
【００６９】
図９に示すように、複数のタッチ位置検出用交差部ＱＴは、マトリックス状に選択されている。このようにタッチ位置検出用交差部ＱＴをマトリックス状に選択することにより、タッチ面２１１の全域に、粗密なくタッチ位置検出用交差部ＱＴを配置することができるため、タッチ位置の検出精度をタッチ面２１１全域で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上する。
【００７０】
また、隣り合う一対のタッチ位置検出用交差部ＱＴの離間距離Ｄとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。ここで、通常、タッチ面２１１は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等の比較的タッチ面２１１との接触面積が比較的大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Ｄを１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることで、タッチ面２１１のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用交差部ＱＴの少なくとも１つを存在させることができ、タッチ位置検出用交差部ＱＴの数（占有率）を、タッチ位置を高精度（通常操作に支障がない精度）に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用交差部ＱＴの数が過剰となることにより、タッチセンサ６が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用交差部ＱＴの数が少なすぎることにより、タッチセンサ６のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
【００７１】
このような複数のタッチ位置検出用交差部ＱＴには、全てのデータ線８２のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔと、全ての容量線８５から選択された複数のタッチ位置検出用容量線８５Ｔとの交差部Ｑが選択される。このようにしてタッチ位置検出用交差部ＱＴを選択することにより、タッチ位置検出用交差部ＱＴの選択が簡単となる。
【００７２】
ここで、タッチ位置検出用容量線８５Ｔは、図９中縦方向（列方向）に等ピッチとなるように全容量線８５から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面２１１の縦方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用交差部ＱＴを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用容量線８５Ｔのピッチとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う（図９の縦方向に限る）一対のタッチ位置検出用交差部ＱＴの離間距離Ｄを、前述した１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００７３】
タッチ位置検出用容量線８５Ｔの選択と同様に、タッチ位置検出用データ線８２Ｔは、図９中横方向（行方向）に等ピッチとなるように全データ線８２から選択するのが好ましい。これにより、タッチ面２１１の横方向の全域にわたって均一にタッチ位置検出用交差部ＱＴを設けることができる。隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線８２Ｔのピッチとしては、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。これにより、隣り合う（図９の横方向に限る）一対のタッチ位置検出用交差部ＱＴの離間距離Ｄを、前述した１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００７４】
次いで、タッチセンサ６を構成する各部について説明する。
ＣＰＵ９１は、タッチ位置検出電圧作動回路９３、容量線駆動回路９９、電位上昇率検知手段９６およびタッチ位置計算回路９７に必要な、タイミング信号、チャージ信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路９３は、タッチ位置を検知するために必要な各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧のレベルを形成する。なお、各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
【００７５】
容量線駆動回路９９は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用容量線８５Ｔに順次１本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。なお、以下では、電圧が印加されているタッチ位置検出用容量線８５を「タッチ位置検出用容量線８５Ｔｏｎ」とも言う。
ここで、図１０に示すように、タッチ位置検出用交差部ＱＴ付近には、寄生容量Ｃ２が発生している。寄生容量Ｃ２は、タッチ位置検出用容量線８５Ｔとタッチ位置検出用データ線８２Ｔとで絶縁膜８７を挟むことにより形成された第１の寄生容量Ｃ２１と、タッチ位置検出用データ線８２Ｔと共通電極２３とで液晶層４を挟むことにより形成された第２の寄生容量Ｃ２２とを有している。
【００７６】
そして、タッチ面２１１上のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用交差部ＱＴでは、指や入力具等によるタッチ面２１１の押圧で、共通電極２３とタッチ位置検出用データ線８２Ｔとのギャップが押圧されていない状態と比べて小さくなることにより第２の寄生容量Ｃ２２が変化（増加）したり、指がタッチ面２１１に触れることで浮遊容量（図示せず）が発生したりすることにより、寄生容量Ｃ２の大きさが変化する。そのため、大きさが変化した寄生容量Ｃ２が存在するタッチ位置検出用交差部ＱＴに対応するタッチ位置検出用データ線８２Ｔでは、タッチ位置検出用容量線８５Ｔに電圧を印加した際の電位上昇率が変化（低下）する。すなわち、タッチ面２１１のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用交差部ＱＴに対応するタッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率は、その他のタッチ位置検出用交差部ＱＴに対応するタッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率と異なっている。
【００７７】
電位上昇率検知手段９６は、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｏｎに対応する各タッチ位置検出用交差部ＱＴの寄生容量Ｃ２の大きさを各タッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率として検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。このように、電位上昇率検知手段９６は、各タッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率に基づいて各寄生容量Ｃ２の大きさを検知するため、すなわち、各タッチ位置検出用データ線８２Ｔが画像信号用配線と電位上昇率検知用配線とを兼ねているため、液晶表示装置１０の装置構成を簡易化することができる。また、ＴＦＴアレイ基板３上に配される配線の数を少なくすることができるため、ＴＦＴアレイ基板３の開口率を高めることができる。
【００７８】
タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１がタッチされることにより、タッチ位置に対応する（タッチ位置付近のタッチ位置検出用交差部ＱＴに存在する）寄生容量Ｃ２の大きさが変化することを利用し、電位上昇率が所定範囲Ｔ外にあるタッチ位置検出用データ線８２Ｔに対応するタッチ位置検出用交差部ＱＴの位置（タッチ面２１１の平面視での位置）をタッチ位置として検出する。所定範囲Ｔとしては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用交差部ＱＴを規定するタッチ位置検出用容量線８５Ｔおよびタッチ位置検出用データ線８２Ｔにて、タッチ位置検出用容量線８５Ｔに所定電圧（タッチ位置を検出するために各タッチ位置検出用容量線８５Ｔに印加する電圧と等しい電圧）を印加した際のタッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率を基準にし、その前後（高い方向および低い方向）に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
【００７９】
このようなタッチ位置検出方法によれば、タッチ位置検出用容量線８５Ｔへの電圧印加の仕方が、画像を表示する際のゲートドライバ９４による複数のゲート線８１への電圧印加の仕方と似ているため、制御手段９による制御が簡単となる。また、ＴＦＴ８４のＯＮ／ＯＦＦを切り換える必要がないため、この点からも制御手段９による制御が簡単となる。
以下、タッチセンサ６のタッチ位置検出方法について、図１１に基づいて具体的に説明する。なお、図１１では、説明の便宜上、データドライバ９５の図示を省略している。また、複数の容量線８５のうちタッチ位置検出用容量線８５Ｔを実線で示し、それ以外の容量線８５を点線で示している。データ線８２についてもこれと同様である。また、以下では、複数のタッチ位置検出用容量線８５Ｔを図１１中上側から順に「タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ」、「タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１」とし、複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔを図１１中左側から順に「タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ＋１」とする。また、以下では、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎとタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍとにより規定されるタッチ位置検出用交差部ＱＴを「タッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ、ｍ）」とする。他のタッチ位置検出用交差部ＱＴについても同様とする。また、以下では、タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する個所がタッチされたときについて代表して説明する。
【００８０】
［１］タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎについて
まず、容量線駆動回路９９により、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに電圧を印加する。電位上昇率検知手段９６は、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
【００８１】
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ、ｍ）、ＱＴ（ｎ、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされていないため、このときのタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ、ｍ）、ＱＴ（ｎ、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされていないと判断する。
【００８２】
［２］タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１について
次いで、容量線駆動回路９９により、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１に電圧を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用容量線８５Ｔｎに印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。電位上昇率検知手段９６は、タッチ位置検出用容量線８５Ｔｎ＋１に電圧が印加されているときのタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１の電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
【００８３】
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ）に対応する位置はタッチされていないため、このときのタッチ位置検出用データ線８２Ｔｍの電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ）に対応する位置はタッチされていないと判断する。
【００８４】
一方、タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する位置は、タッチされているため、タッチ位置検出用データ線８２Ｔｍ＋１の電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲外となる。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）に対応する位置はタッチされている（すなわちタッチ位置である）と判断する。そして、タッチ位置計算回路９７は、この検出結果（タッチ位置情報）をＣＰＵ９１に送信する。
【００８５】
タッチ位置情報を受信したＣＰＵ９１は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバ９４およびデータドライバ９５の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面２１１に表示される。
以上、タッチセンサ６のタッチ位置を検出する方法について詳細に説明した。
【００８６】
このようなタッチセンサ６によれば、例えば、タッチ面２１１に対して同時に２か所以上がタッチされた場合でも、全てのタッチ位置を検出することができる。すなわち、タッチセンサ６は、マルチタッチに対応することができ、これを備える液晶表示装置１０の利便性が向上する。
また、タッチセンサ６によるタッチ位置の検出は、データ線８２に画像を表示するための電圧（表示用データ信号）が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用データ線８２Ｔの電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面２１１のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００８７】
特に、タッチセンサ６によるタッチ位置の検出は、上記期間のうちでも、帰線期間に行うことが好ましい。これにより、タッチ面に表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面２１１のタッチ位置を検出することができる。
また、タッチセンサ６は、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に１回（例えば６０回に１回）の割合（周期）で行ってもよい。
タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
【００８８】
一方、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に１回の割合で行う場合には、液晶表示装置１０の省電力駆動を図ることができる利点がある。なお、通常の液晶表示装置では、タッチ面２１１に表示される画像は、１秒間に６０フレーム程度であるため、帰線期間も１秒間に６０回程度存在する。しかしながら、通常、タッチ面２１１をタッチする際にタッチ面２１１に触れている時間は、帰線期間の周期（例えば１／６０秒）よりも長いため、複数回の帰線期間に１回の割合でタッチ位置の検出を行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
【００８９】
また、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行ってもよいし、複数回の帰線期間に分けて行ってもよい。すなわち、全てのタッチ位置検出用交差部ＱＴに対するタッチの有無を１回の帰線期間で判断してもよいし、複数回の帰線期間に分けて判断してもよい（例えば、図１１にて、１回目の帰線期間では、タッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ、ｍ）、ＱＴ（ｎ、ｍ＋１）についてタッチの有無を判断し、２回目の帰線期間では、タッチ位置検出用交差部ＱＴ（ｎ＋１、ｍ）、ＱＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）についてタッチの有無を判断する）。
【００９０】
タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、液晶表示装置１０の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
【００９１】
以上のような構成の液晶表示装置１０によれば、内部にタッチセンサ６が組み込まれていることにより、装置の上側（表示面側）に別途タッチセンサを装着する必要がない。そのため、液晶表示装置１０は、良好な画像を提供することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
以上のような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９２】
以上、本発明のタッチセンサ機能付き表示装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、バックライトがＴＦＴアレイ基板（第２基板）側に配置され、対向基板（第１基板）側にタッチ面を有するタッチセンサ機能付き表示装置について説明したが、これに限定されず、バックライトが対向基板側に配置され、ＴＦＴアレイ基板（第２基板）側にタッチ面を有する構成であってもよい。
【００９３】
また、前述した実施形態では、表示部として液晶層を有する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、電気泳動粒子を液相分散媒に分散（懸濁）してなる電気泳動分散液が充填された複数のマイクロカプセルをバインダにより固定した電泳動表示層であってもよい。
また、前述した実施形態では、容量線が、ゲート線と平行に形成された構成について説明したが、これに限定されず、例えば、データ線と平行に形成された構成でもよい、この場合には、いわゆる点順位走査を行うことにより、タッチ面上のタッチ位置を検出することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０……液晶表示装置  １……液晶パネル  ２……対向基板（第１の基板）  ２１……偏光板  ２１１……タッチ面  ２２……カラーフィルタ  ２３……共通電極  ２４……配向膜  ３……ＴＦＴアレイ基板（第２の基板）  ３１……光学基板  ３４……配向膜  ４……液晶層  ５……バックライト  ６……タッチセンサ  ７……シール部材  ８１……ゲート線  ８１Ｔ、８１Ｔｎ、８１Ｔｎ＋１……タッチ位置検出用ゲート線  ８２……データ線  ８２Ｔ、８２Ｔｍ、８２Ｔｍ＋１……タッチ位置検出用データ線  ８３、８３（ｎ、ｍ）〜８３（ｎ＋１、ｍ＋１）……画素電極  ８４、８４（ｎ、ｍ）〜８４（ｎ＋１、ｍ＋１）……ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）  ８５……容量線  ８５Ｔ、８５Ｔｎ、８５Ｔｎ＋１……タッチ位置検出用容量線  ８６、８７……絶縁膜  ９……制御手段  ９１……ＣＰＵ  ９２……表示電圧作動回路  ９３……タッチ位置検出電圧作動回路  ９４……ゲートドライバ  ９５……データドライバ  ９６……電位上昇率検知手段  ９７……タッチ位置計算回路  ９９……容量線駆動回路  Ｐ……画素領域  ＰＴ、ＰＴ（ｎ、ｍ）〜ＰＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）……タッチ位置検出用画素領域  Ｃ１１……画素容量  Ｃ１２……蓄積容量  Ｃ２……寄生容量  Ｃ２１……第１の寄生容量  Ｃ２２……第２の蓄積容量  Ｑ……交差部  ＱＴ、ＱＴ（ｎ、ｍ）〜ＱＴ（ｎ＋１、ｍ＋１）……タッチ位置検出用交差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010250624.tif 000009
【図８】
2010250624.tif 000010
【図９】
2010250624.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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