(57)【要約】【課題】コモン電極の電圧切り替えに伴うノイズ等によるタッチの検出精度の低下を防止する。【解決手段】セトリング期間においてスイッチ４１１、４１２を互いに排他的にオンまたはオフさせ、この後、カウント期間において、スイッチ４１１をオフさせるとともにスイッチ４１２をオンさせる。カウント期間においてノードＡの電圧が予め設定された基準電圧Ｖrefに達するまでの時間に基づいて検出電極２０２におけるタッチ検出を行う。セトリング期間においてコモン電極の電圧が切り替わるときには、当該切り替えタイミングを含む期間にわたってスイッチ４１１をオフに、スイッチ４１２をオンにロックする。【選択図】図６
2010218199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を複数備える表示パネルと、
検出電極を有するとともに、前記表示パネルに重ねられるタッチパネル基板と、
前記検出電極の容量検出を行う検出回路と、
を備え、
前記検出回路は、
電源線と所定のノードとの間に、予め定められた値で電流を流す定電流源と、
前記検出電極と前記ノードとの間でオンまたはオフする第１スイッチと、
前記検出電極と接地線との間でオンまたはオフする第２スイッチと、
前記ノードと前記接地線との間に介挿された容量素子と、
を有し、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを互いに排他的にオンおよびオフさせる動作
を繰り返すセトリング期間の後、カウント期間において前記ノードの電圧に基づく情報を
出力するものであって、
前記セトリング期間にマスク信号が入力されたとき、前記第１スイッチをオンに、前記
第２スイッチをオフに、それぞれロックさせる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素は、
走査線とデータ線との交点に対応して、画素電極とコモン電極とで液晶層が挟持された
液晶素子と、前記走査線が選択されたときに、前記データ線と前記画素電極との間で導通
状態となる画素スイッチング素子と
を有し、
前記走査線が選択されたときに、前記画素電極に前記データ線を介し、データ信号を供
給するデータ線駆動回路と、
前記コモン電極に、第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧とを交互に切り替えて印
加するコモン電極駆動回路と、
前記コモン電極の電圧が切り替わるタイミングを含むように前記マスク信号を出力する
表示制御回路と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記検出回路は、
複数の前記検出電極毎に前記第１スイッチおよび第２スイッチを有し、
複数の前記検出電極毎に前記セトリング期間および前記カウント期間が割り当てられる
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記セトリング期間中に前記マスク信号が入力される期間を計測するカウンターを有し
、前記カウンターによって計測された時間だけ前記セトリング期間が延長される
ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
検出電極を有するタッチパネル基板と、
前記検出回路は、
前記検出電極の容量検出を行う検出回路と、
を備え、
電源線と所定のノードとの間に、予め定められた値で電流を流す定電流源と、
前記検出電極と前記ノードとの間でオンまたはオフする第１スイッチと、
前記検出電極と接地線との間でオンまたはオフする第２スイッチと、
前記ノードと前記接地線との間に介挿された容量素子と、を有し、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを互いに排他的にオンおよびオフさせる動作
を繰り返すセトリング期間の後、カウント期間において前記ノードの電圧に基づく情報を
出力するものであって、
前記セトリング期間にマスク信号が入力されたとき、前記第１スイッチをオンに、前記
第２スイッチをオフに、それぞれロックさせる
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルから発生するノイズによってタッチの検出精度等が低下するのを
抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いた表示パネルでは、走査線とデータ線との交差に対応して、画素電極とコモ
ン電極（対向電極）とで液晶を挟持した液晶素子が設けられ、この液晶素子に階調（明る
さ）に応じた電圧を書き込むことによって所定の表示を行うようになっている。近年では
、このような表示パネルに、タッチ検出を行うタッチパネルが設けられる場合もある。表
示パネルにタッチパネルを設けると、例えばタッチパネルによる入力に応じた画像を表示
パネルに表示させることができるので、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。
ただし、表示パネルは、様々なノイズの発生源であり、当該ノイズがタッチパネルに伝
搬し、タッチ等の検出に悪影響を与える。そこで、表示パネルにおける１フレーム（通常
、１６．７ミリ秒）の期間を表示用の書込期間と検出期間とに分けるとともに、検出期間
においてタッチパネルの検出を実行することによって、書込期間で発生するノイズが、タ
ッチパネルの検出に影響を与えないようにする技術が提案されている（例えば特許文献１
）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２４２３３号公報（図１および図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この技術では、タッチパネルの検出を、表示パネルの書込期間後であっ
て検出期間で完結させる必要があるので、制約が大きい。また、近年では、液晶素子を交
流駆動する際にデータ線の電圧振幅を抑えるため、当該コモン電極の電圧を、低位側電圧
および高位側電圧に交互に切り替えることも行われているが、このコモン電極の電圧の切
り替わりに伴うノイズの影響も無視できなくなっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、タッチパネル
の検出を、必ずしも表示パネルの駆動に同期させる必要がなく、かつ、コモン電極の電圧
を切り替えに伴うノイズの影響を受けにくい技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明に係る表示装置は、画素を複数備える表示パネルと、
検出電極を有するとともに、前記表示パネルに重ねられるタッチパネル基板と、前記検出
電極の容量検出を行う検出回路と、を備え、前記検出回路は、電源線と所定のノードとの
間に、予め定められた値で電流を流す定電流源と、前記検出電極と前記ノードとの間でオ
ンまたはオフする第１スイッチと、前記検出電極と接地線との間でオンまたはオフする第
２スイッチと、前記ノードと前記接地線との間に介挿された容量素子と、を有し、前記第
１スイッチおよび前記第２スイッチを互いに排他的にオンおよびオフさせる動作を繰り返
すセトリング期間の後、カウント期間において前記ノードの電圧に基づく情報を出力する
ものであって、前記セトリング期間にマスク信号が入力されたとき、前記第１スイッチを
オンに、前記第２スイッチをオフに、それぞれロックさせることを特徴とする。本発明に
おいて、ノードの電圧は、セトリング期間において、検出電極の容量成分に応じた電圧に
セトリングする。カウント期間において、ノードは、定電流源による容量素子への充電に
よって電圧が変化するので、該電圧に基づく情報は、検出電極における容量成分を反映す
ることになる。ここで、セトリング期間においてマスク信号が入力されたとき、第１スイ
ッチがオンに、第２スイッチがオフに、それぞれロックさせるので、ノイズ等が検出電極
に伝搬してセトリング電圧に与える影響が小さく抑えられる。
【０００６】
本発明において、前記画素は、走査線とデータ線との交点に対応して、画素電極とコモ
ン電極とで液晶層が挟持された液晶素子と、前記走査線が選択されたときに、前記データ
線と前記画素電極との間で導通状態となる画素スイッチング素子とを有し、前記走査線が
選択されたときに、前記画素電極に前記データ線を介し、データ信号を供給するデータ線
駆動回路と、前記コモン電極に、第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧とを交互に切
り替えて印加するコモン電極駆動回路と、前記コモン電極の電圧が切り替わるタイミング
を含むように前記マスク信号を出力する表示制御回路と、を具備する構成が好ましい。コ
モン電極の電圧を第１電圧と第２電圧とで交互に切り替える場合、電圧の切り替わりに伴
うノイズが検出電極に伝搬するが、この構成によれば、電圧の切り替わるタイミングを含
むようにマスク信号が出力されるので、ノイズの伝搬による影響が小さく抑えられる。
本発明において、前記検出回路は、複数の前記検出電極毎に前記第１スイッチおよび第
２スイッチを有し、複数の前記検出電極毎に前記セトリング期間および前記カウント期間
が割り当てられる構成としても良い。このような構成において、前記セトリング期間中に
前記マスク信号が入力される期間を計測するカウンターを有し、前記カウンターによって
計測された時間だけ前記セトリング期間が延長される構成が好ましい。これにより、検出
電極同士にわたってセトリング電圧を揃えることができるので、検出精度の低下を防止す
ることが可能となる。
なお、本発明は、表示装置のほか、タッチパネルや、該表示装置を有する電子機器とし
ても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】表示装置における表示パネルの構成を示す図である。
【図４】表示パネルの画素の等価回路を示す図である。
【図５】表示装置における表示パネルの動作を示す図である。
【図６】表示装置におけるタッチパネルの構成を示す図である。
【図７】タッチパネルにおける検出回路の動作を示す図である。
【図８】タッチパネルにおける分配制御回路の構成を示す図である。
【図９】タッチパネルの動作を示す図である。
【図１０】タッチパネルの動作を示す図である。
【図１１】応用例に係る表示装置における分配制御回路の構成を示す図である。
【図１２】タッチパネルの動作を示す図である。
【図１３】変形例に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施形態に係る表示装置を適用した携帯電話を示す図である。
【図１５】セトリング期間でコモン電極の電圧が切り替わったときを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
この図に示されるように、表示装置１は、表示パネル１０と、タッチ検出用の検出電極
が形成されたタッチパネル基板２２とが積層された構成である。表示パネル１０は、素子
基板１２と対向基板１４とが互いに一定の間隔を保って貼り合わせられるとともに、当該
間隙に液晶層が封止された構成となっている。なお、図１（ａ）では、説明のために表示
パネル１０とタッチパネル基板２２との間が離された状態で示されているが、実際には、
これらは密着した状態となっている。
【０００９】
一方、タッチパネル基板２２には、透明導電膜からなる検出電極２０２が図１（ｂ）に
示されるように、複数個（本実施形態では便宜的に１０個）形成されている。検出電極２
０２は、本実施形態では同図に示されるように、形状が直角三角形であり、斜辺同士を対
向配置させたものが、縦方向に５組連続的に配列している。なお、検出電極２０２につい
ての形状は、例えば矩形形状としてマトリクス状に配列させても良い。
【００１０】
図２は、表示装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
タッチパネル２０は、タッチパネル基板２２とタッチパネル制御回路５０とにより構成
され、このうち、タッチパネル制御回路５０は、検出回路４０と、発振器４２と、分配制
御回路４４と、入力端子４６とを有する。検出回路４０は、検出電極２０２の各々に接続
されて当該検出電極２０２の容量を反映させたカウント値を出力するものであり、発振器
４２は、周波数ｆsのクロック信号Ｃlkaを出力するものであり、分配制御回路４４は、ク
ロック信号Ｃlkaを検出電極２０２の選択に合わせてセトリング期間において信号Ｃk1〜
Ｃk10として分配等するものである。
また、入力端子４６は、マスク信号Ｍskを入力する端子であり、該マスク信号Ｍskが入
力されると、分配制御回路４４は、信号Ｃk1〜Ｃk10の論理レベルを後述するようにロッ
クする。なお、本実施形態において、タッチパネル制御回路５０を構成する検出回路４０
と発振器４２と分配制御回路４４と入力端子４６とは、ＩＣチップに集積化されており、
タッチパネル基板２２とは、ＣＯＦ（chip on film）技術等によって接続される。
一方、発振器３２は、周期が１００μ秒でデューティ比が５０％のクロック信号Ｃlkb
を出力するものであり、駆動回路３０は、表示パネル１０を制御するものである。
【００１１】
説明の便宜上、表示パネル１０および駆動回路３０について説明する。図３は、これら
の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、本実施形態において表示パネル１０では、３２０行の走査線
１１２が行（Ｘ）方向に延在するように設けられ、また、２４０列のデータ線１１４が列
（Ｙ）方向に延在するように、かつ、走査線１１２と電気的な絶縁が保たれるように、そ
れぞれ設けられている。そして、これらの１〜３２０行目の走査線１１２と１〜２４０列
目のデータ線１１４との交差に対応して、画素１１０がそれぞれ配列している。したがっ
て、本実施形態では、表示パネル１０において画素１１０が縦３２０行×横２４０列のマ
トリクス状に配列することになるが、本発明を当該配列に限定する趣旨ではない。
また、本実施形態では、コモン電極１０８には、コモン電極駆動回路３２０によるコモ
ン信号Ｖcomが供給されている。
【００１２】
画素１１０については、図４に示されるように、画素スイッチング素子として機能する
ｎチャネル型の薄膜トランジスタ（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称す
る）１１６と、液晶素子１２０とを有し、このうち、ＴＦＴ１１６のゲート電極が走査線
１１２に接続される一方、そのソース電極がデータ線１１４に接続され、そのドレイン電
極が画素電極１１８にそれぞれ接続されている。
ここで、画素電極１１８は素子基板１２に形成される一方、コモン電極１０８はすべて
の画素電極１１８に対向するように対向基板１４に形成される。これにより、画素電極１
１８とコモン電極１０８との間で液晶層１０５が挟持されて、画素１１０毎に、画素電極
１１８、コモン電極１０８および液晶層１０５からなる液晶素子１２０が構成されること
になる。
なお、このような液晶素子１２０において、画素電極１１８とコモン電極１０８との間
を通過する光の透過率は、液晶素子１２０に保持される電圧の実効値がゼロであれば最小
値（最も暗い状態）となる一方、当該実効値が大きくなるにつれて、透過率が徐々に大き
くなるノーマリーブラックモードに設定される。このため、バックライトユニット（図示
省略）よって照射された光は、画素１１０毎に、液晶素子１２０に保持された電圧の実効
値に応じた比率で出射する。したがって、画素１１０毎に、階調に応じた電圧を液晶素子
１２０に保持させることによって、目的の画像を表示させることができる。
【００１３】
駆動回路３０は、表示制御回路３１０、コモン電極駆動回路３２０、走査線駆動回路３
４０およびデータ線駆動回路３５０を有する。このうち、表示制御回路３１０は、各種制
御信号を出力して、コモン電極駆動回路３２０、走査線駆動回路３４０およびデータ線駆
動回路３５０の各部をそれぞれ制御するものである。
走査線駆動回路３４０は、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０を、順に１、２、
３、…、３２０行目の走査線１１２に供給する。詳細には、走査線駆動回路３４０は、図
５に示されるように、１フレームの期間において走査線１１２を１行ずつ図３において上
から１、２、３、…、３２０行目という順番で水平走査期間（Ｈ）毎に選択し、選択した
走査線への走査信号をＨレベルに相当する選択電圧ＶＧＨとし、それ以外の走査線への走
査信号をＬレベルに相当する電圧ＶＧＬとする。
なお、本実施形態において１フレームとは、１枚の画像を表示させるのに要する期間を
いい、図５に示されるように、１行目の走査線を選択してから、再び１行目の走査線を選
択するまでの期間をいう。
【００１４】
データ線駆動回路３５０は、走査線駆動回路３４０により選択電圧が印加された走査線
１１２に位置する画素１１０に対し、画素の階調に応じた電圧であって、表示制御回路３
１０で指定された書込極性に応じた電圧のデータ信号を、１〜２４０列目のデータ線１１
４にそれぞれ供給するものである。
詳細には、データ線駆動回路３５０は、縦３２０行×横２４０列の画素マトリクス配列
に対応した記憶領域（図示省略）を有し、各記憶領域において、それぞれに対応する画素
１１０の階調（明るさ）を指定する表示データＤaを記憶する。ここで、データ線駆動回
路３５０は、ある走査線１１２に選択電圧が印加される直前において、当該走査線１１２
に位置する画素１１０の表示データＤaを記憶領域から読み出すとともに、当該読み出し
た表示データで指定された階調および書込極性に応じた電圧に変換し、走査線に選択電圧
が印加されるタイミングに合わせて、データ信号としてデータ線１１４に供給する。この
供給動作を、データ線駆動回路３５０は、選択される走査線１１２に位置する１〜２４０
列のそれぞれについて同時並列的に実行する。
なお、記憶領域に記憶される表示データＤaは、表示内容に変更が生じた場合に、外部
上位回路（図示省略）から書込アドレスとともに変更後の表示データＤaが供給されて書
き換えられる。
【００１５】
本実施形態において、画素への書き込み極性は、１行毎に反転する行反転（ライン反転
、走査線反転ともいう）方式としている。ここで、図５に示されるように、あるフレーム
（「ｎフレーム」と表記）の期間において、奇数（１、３、５、…、３１９）行目の走査
線に位置する画素に対しては正極性が指定され、偶数（２、４、６、…、３２０）行目の
走査線に位置する画素に対しては負極性が指定されるものとしたとき、次のフレーム（「
（ｎ＋１）フレーム」と表記）では、奇数行の画素では負極性が指定され、偶数行の画素
では正極性が指定される。このように書込極性を１フレーム毎に反転する理由は、直流成
分の印加による液晶層の劣化を防止するためである。
【００１６】
コモン電極駆動回路３２０は、表示制御回路３１０による指示にしたがって、次のよう
な電圧のコモン信号Ｖcomをコモン電極１０８に印加するものである。詳細には、コモン
電極駆動回路３２０は、ある１行の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）において、正
極性書込が指定されていればコモン信号Ｖcomを低位側の電圧ＶcomLとし、負極性書込が
指定されていればコモン信号Ｖcomを高位側の電圧ＶcomHとする。
なお、電圧ＶcomL、ＶcomHは、図５に示されるように、Ｌレベルに相当する電圧ＶＧＬ
と、Ｈレベルに相当する選択電圧ＶＧＨとにおいて、ＶＧＬ＜ＶcomL＜ＶcomH＜ＶＧＨと
いう関係にある。
【００１７】
ここで、本実施形態において１フレームの期間を１６．７ｍ秒としたとき、水平走査期
間（Ｈ）は、その３２０分の１である５０μ秒となる。したがって、表示制御回路３１０
は、コモン電極駆動回路３２０に対し、クロック信号Ｃlkbの論理レベルの切り替わりを
目安として、コモン信号Ｖcomの電圧の切り替えを指示すれば良いことになる。
【００１８】
次に、表示パネル１０の動作について説明する。上述したように本実施形態では、ｎフ
レームにおいて、最初に１行目の走査線１１２が選択され、走査信号Ｙ１がＨレベルに相
当する電圧ＶＧＨとなる。また、ｎフレームにおいて奇数行では正極性書込が指定される
ので、走査信号Ｙ１がＨレベルとなる水平走査期間（Ｈ）において、コモン信号Ｖcomは
電圧ＶcomLとなる。さらに、ｎフレームにおいて走査信号Ｙ１がＨレベルとなるとき、デ
ータ線駆動回路３５０は、１行目であって１、２、３、…、２４０列目の画素の表示デー
タＤaで指定された電圧だけ、電圧ＶcomLを基準に高位側とした電圧のデータ信号Ｘ１、
Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０を、それぞれ１、２、３、…、２４０列のデータ線１１４に供
給する。これにより例えば、ｊ列目のデータ線１１４に供給されるデータ信号Ｘｊは、１
行ｊ列の画素１１０の表示データＤaで指定される階調が明るくなるにつれて、電圧Ｖcom
Lよりも高位側とした電圧となる。走査信号Ｙ１がＨレベルになると、１行１列〜１行２
４０列の画素におけるＴＦＴ１１６がオンするので、これらの画素電極１１８には、デー
タ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０が印加される。このため、１行１列〜１行２４０
列の液晶素子１２０には、データ信号の電圧とコモン信号Ｖcomの電圧ＶcomLとの差が、
階調に応じた正極性の電圧として書き込まれることになる。
【００１９】
ｎフレームにおいて、次に２行目の走査線１１２が選択されて、走査信号Ｙ２がＨレベ
ルとなる。また、ｎフレームにおいて偶数行では負極性書込が指定されるので、走査信号
Ｙ２がＨレベルとなる水平走査期間（Ｈ）において、コモン信号Ｖcomは電圧ＶcomHとな
る。
さらに、走査信号Ｙ２がＨレベルとなるとき、データ線駆動回路３５０は、２行目であ
って１、２、３、…、２４０列目の画素の表示データＤaで指定された電圧だけ、電圧Ｖc
omHを基準に低位側とした電圧のデータ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０を、それぞ
れ１、２、３、…、２４０列のデータ線１１４に供給する。これにより例えば、ｊ列目の
データ線１１４に供給されるデータ信号Ｘｊは、２行ｊ列の画素１１０の表示データＤa
で指定される階調が明るくなるにつれて、電圧ＶcomHよりも低位側とした電圧となる。走
査信号Ｙ２がＨレベルになると、２行１列〜２行２４０列の画素におけるＴＦＴ１１６が
オンするので、これらの画素電極１１８には、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４
０が印加される。このため、２行１列〜２行２４０列の液晶素子１２０には、階調に応じ
た負極性の電圧が書き込まれることになる。
【００２０】
ｎフレームにおいては、以降同様な動作が繰り返され、奇数行では、階調に応じた正極
性の電圧が書き込まれて保持され、偶数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれ
て保持される。次の（ｎ＋１）フレームにおいても同様な動作が繰り返されるが、書き込
み極性が反転するので、奇数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれて保持され
、偶数行では、階調に応じた正極性の電圧が書き込まれて保持される。
【００２１】
図５は、ｊ列目のデータ線１１４に供給されるデータ信号Ｘｊの電圧波形が、走査信号
Ｙｉ、Ｙ（ｉ＋１）との関係において示される。
ｉ行目の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）において正極性書込が指定されている
場合、当該水平走査期間（Ｈ）ではコモン電極１０８に供給されるコモン信号Ｖcomが電
圧Ｖcom Lとなる。ｊ列目のデータ線１１４には、当該電圧ＶcomLよりも、ｉ行ｊ列の画
素の階調に応じた電圧だけ高位側の電圧（図５において↑で示される）のデータ信号Ｘｊ
が供給される。これにより、ｉ行ｊ列の液晶素子１２０においては、データ信号Ｘｊの電
圧とコモン電極１０８の電圧ＶcomLとの差電圧が、階調に応じた正極性電圧として書き込
まれることになる。
次の（ｉ＋１）行目の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）では、書込極性が反転し
て負極性書込が指定されるので、走査信号Ｙ（ｉ＋１）がＨレベルとなる水平走査期間（
Ｈ）ではコモン信号Ｖcomが電圧ＶcomHとなる。ｊ列目のデータ線１１４には、当該電圧
ＶcomHよりも、（ｉ＋１）行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ低位側の電圧（図５にお
いて↓で示される）のデータ信号Ｘｊが供給される。これにより、（ｉ＋１）行ｊ列の液
晶素子１２０においては、データ信号Ｘｊの電圧とコモン電極１０８の電圧ＶcomHとの差
電圧が、階調に応じた負極性電圧として書き込まれることになる。
【００２２】
次に、タッチパネル２０について説明する。図６は、タッチパネル２０における要部の
構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、検出回路４０は、１０個の検出電極２０２にそれぞれ対応す
るように設けられたスイッチ群４１と、定電流源４２０と、容量素子４３０と、コンパレ
ーター４４１と、カウンター４４３とを含む。
【００２３】
１番目から１０番目までの検出電極２０２に対応するスイッチ群４１は、それぞれ信号
Ｃk1〜Ｃk10が供給される以外、構成的には同一である。そこで、１番目の検出電極２０
２に対応するもので説明すると、１番目のスイッチ群４１は、一端が１番目の検出電極２
０２に接続されたスイッチ４１１と、当該スイッチ４１１の一端（検出電極２０２）と電
位Ｇndの接地線との間でオンオフするスイッチ４１２と、信号Ｃk1の否定信号を出力する
インバーター４１４とを有する。
スイッチ４１１は、信号Ｃk1がＨレベルのときにオンし、信号Ｃk1がＬレベルのときに
オフする一方、スイッチ４１２は、信号Ｃk1の否定信号がＨレベルのときにオンし、当該
否定信号がＬレベルのときにオフする。したがって、スイッチ４１１、４１２は常に一方
がオンであれば他方がオフし、一方がオフであれば他方がオンするという構成となってい
る。
２番目から１０番目までの検出電極２０２に対応するスイッチ群４１についても、１番
目の検出電極２０２に対応するスイッチ群４１と同様な構成であるが、信号Ｃk1の代わり
にそれぞれ信号Ｃk2〜Ｃk10が供給される。
【００２４】
１番目から１０番目までの検出電極２０２に対応するスイッチ群４１において、スイッ
チ４１１の他端同士は共通接続されている。便宜上、この共通接続点をノードＡと表記す
る。
定電流源４２０は、電源電圧の高位側給電線からノードＡに向けて一定の電流Ｉdacを
流す回路である。また、容量素子４３０は、ノードＡと接地線との間に介挿されている。
コンパレーター４４１は、ノードＡの電圧と基準電圧Ｖrefとを比較し、ノードＡの電
圧が基準電圧Ｖrefよりも低い場合にＨレベルとなり、ノードＡの電圧が基準電圧Ｖref以
上となった場合にＬレベルとなる信号Ｖcmpを出力する。
カウンター４４３は、信号ＶcmpがＨレベルであるときにカウント動作が許可されて、
クロック信号Ｏscをカウントするものであり、そのカウント値Ｃntを外部の制御回路（図
示省略）に出力する。なお、カウンター４４３によるカウント値Ｃntは、後述するカウン
ト期間の最初に供給されるパルス信号Ｐsによりゼロにリセットされる。
【００２５】
図７は、検出回路４０による検出動作の割り当てを示す図である。この図に示されるよ
うに、検出回路４０では、１番目、２番目、３番目、…、１０番目の検出電極２０２に容
量を検出する動作を、この順番で繰り返す。各検出電極２０２の容量を検出するための期
間は、セトリング期間とカウント期間とに分けられる。
本実施形態において、各セトリング期間は、クロック信号Ｃlkaの周期を値Ｓtlで乗じ
た倍数に相当する期間長に設定され、各カウント期間は、クロック信号Ｃlkaの周期を値
Ｃntで乗じた倍数に相当する期間長に設定される。
【００２６】
図８は、分配制御回路４４の構成例を示す図である。この図において、カウンター４５
１は、クロック信号Ｃlkaをカウントするとともに、該カウント結果に応じてデマルチプ
レクサ４５２における信号Ｃlkaの分配を制御するものである。
ここで、カウンター４５１は、クロック信号Ｃlkaをゼロから値（Ｓtl＋Ｃnt）までカ
ウントする動作を、１０回を単位として繰り返す。
デマルチプレクサ４５２は、信号Ｃk1〜Ｃk10の各々を、次の場合を除き、それぞれＬ
レベルとして出力するものである。詳細には、デマルチプレクサ４５２は、カウンター４
５１によるカウント結果が第１回目のゼロから値Ｓtlに達するまで、クロック信号Ｃlka
を信号Ｃk1として出力させ、カウント結果が第２回目のゼロから値Ｓtlに達するまで、該
クロック信号Ｃlkaを信号Ｃk2として出力させ、以降同様にカウント結果が第３回目、第
４回目、第５回目、…、第１０回目のゼロから値Ｓtlに達するまでの各々について、クロ
ック信号Ｃlkaをそれぞれ信号Ｃk3、Ｃk4、Ｃk5、…、Ｃk10として出力させる。
【００２７】
これにより、１番目の検出電極２０２の容量を検出するためのセトリング期間にわたっ
て、信号Ｃk1だけがクロック信号Ｃlkaとなり、２番目の検出電極２０２の容量を検出す
るためのセトリング期間にわたって、信号Ｃk2だけがクロック信号Ｃlkaとなり、以降同
様に３番目、４番目、５番目、…、１０番目の検出電極２０２に容量を検出するためのセ
トリング期間にわたって、信号Ｃk3、Ｃk4、Ｃk5、…、Ｃk10だけがクロック信号Ｃlkaと
なる。
なお、１番目から１０番目までの検出電極２０２の容量を検出するためのカウント期間
は、信号Ｃk1〜Ｃk10は、いずれもＬレベルである。
【００２８】
次に、各検出電極２０２における容量の検出動作について説明する。ここでは、代表的
に１番目の検出電極２０２における容量の検出について図９を参照して説明する。上述し
たように、１番目の検出電極２０２の容量を検出するためのセトリング期間では、信号Ｃ
k1は、クロック信号Ｃlkaとなるので、ＨレベルおよびＬレベルを交互に繰り返す。
【００２９】
検出電極２０２が形成されるタッチパネル基板２２は、表示パネル１０に積層されるの
で、検出電極２０２には様々な容量が寄生する。図６において、Ｃlcdは、表示パネル１
０（の各種電極等）との結合容量であり、Ｃeは、浮遊容量である。このうち、容量Ｃlcd
は、１番目の検出電極２０２と、表示パネル１０の各種電極、例えばコモン電極１０８や
、走査線１１２、データ線１１４等との結合容量であり、他端が電位線に接地された回路
と等価である。容量Ｃeについても、他端が電位線に接地された回路と等価である。
便宜的に、１番目の検出電極２０２に対する容量Ｃlcdおよび容量Ｃeの合成容量をＣx1
と表す。なお、図６では、１番目の検出電極２０２についてのみ寄生する容量を図示して
いるが、２〜１０番目の検出電極２０２についても同様に容量が寄生する。
【００３０】
セトリング期間において信号Ｃk1がＨレベルであると、スイッチ４１１がオンし、スイ
ッチ４１２がオフするので、定電流Ｉdacによって容量Ｃx1が充電される。このとき、容
量Ｃx1は十分に小さいので、容量Ｃx1に流れる電流は、すぐにゼロとなる。次に、セトリ
ング期間において信号Ｃk1がＬレベルになると、スイッチ４１１がオフし、スイッチ４１
２がオンするので、容量Ｃx1には、その放電によって放電電流が流れ、やがて完全に放電
して放電電流がゼロとなる。
【００３１】
ここで、セトリング期間において、信号Ｃk1がＨレベルであるときに容量Ｃx1に充電さ
れる電荷と、信号Ｃk1がＬレベルであるときに容量Ｃx1から放電される電荷とは互い等し
いので、スイッチ４１１、４１２のオンオフを繰り返すと、充電による電流平均値と放電
による電流平均値とは同じ大きさとなる。すなわち、電源電圧からみた容量Ｃx1は、充放
電流の平均値が流れる抵抗素子と等価である、と考えることができる（スイッチドキャパ
シタ回路）。このため、図９に示されるように、ノードＡの平均電圧Ｖaは、Ｉdac／（ｆ
s・Ｃx1）にセトリングすることになる。ここで、電圧｛Ｉdac／（ｆs・Ｃx1）｝が基準
電圧Ｖcmpよりも低くなるように、周波数ｆs、定電流Ｉdacを設定する。このように設定
したとき、セトリング期間の終了時において、コンパレーター４４１による信号Ｖcmpは
Ｈレベルとなる。
【００３２】
続いてセトリング期間が終了してカウント期間になると、信号Ｃk1はＬレベルとなる。
これにより、スイッチ４１１がオフに、スイッチ４１２がオンに、それぞれ固定されるの
で、検出電極２０２は、ノードＡから切り離されて、電位Ｇndに接地される。このため、
定電流Ｉdacによって容量素子４３０が充電されるので、ノードＡは、電圧Ｉdac／（ｆs
・Ｃx1）から一定の割合で上昇する。
また、カウント期間の最初にパルス信号Ｐsが出力されるとともに、クロック信号Ｏsc
が図示省略した別途の発振器から出力される。このため、カウンター４４３のカウント値
Ｃntがゼロにリセットされる。さらに、信号ＣmpがＨレベルであり、カウント動作が許可
されているので、カウンター４４３は、クロック信号Ｏscをアップカウントすることにな
る。
ノードＡの電圧が上昇し、やがて基準電圧Ｖrefに達すると、信号ＶcmpがＬレベルに変
化するので、カウンター４４３では、カウント動作が不許可になる。このため、カウント
値Ｃntは、カウント期間の開始から、ノードＡが基準電圧Ｖrefに達した時点までの間に
おけるクロック信号Ｏscの周期数となる。
【００３３】
ここで、１番目の検出電極２０２に対し、指等によりタッチがなされている場合、当該
指等との静電結合により容量Ｃeが見掛け上、増加して、合成容量Ｃx1も増加する。この
ため、セトリング期間の終端において、ノードＡの電圧Ｖaは、細線で示されるように低
下するので、基準電圧Ｖrefに達するまでの時間がそれだけ長くなり、カウント値Ｃntが
増加することになる。
したがって、このカウント値Ｃntは、１番目の検出電極２０２における合成容量Ｃx1が
増加するにつれて、大きくなるので、合成容量Ｃx1を反映することになる。なお、外部の
制御回路が、カウンター４４３によるカウント値Ｃntについて、非タッチ時における値を
基準として、大きいか否かを判断することによって、１番目の検出電極２０２にタッチが
なされているか否かを検出することができる。
このような動作を１番目から１０番目までの検出電極２０２について順番に繰り返して
実行することによって、すべての検出電極２０２についての合成容量を反映させたカウン
ト値、ひいては、タッチがなされているか否かを検出することができる。
なお、ここでは、カウント期間において、ノードＡの電圧Ｖaが基準電圧Ｖrefに達する
までの時間を計測して、合成容量を反映させた情報として出力したが、例えば、カウント
期間の開始から所定時間経過した時点におけるノードＡの電圧を計測し、該電圧を、合成
容量を反映させた情報として出力しても良い。
【００３４】
ところで、本実施形態における検出回路４０による検出動作と、駆動回路３０による表
示パネル１０の表示動作とは、互いに無関係な非同期である。
このため、図７に示されるように、１番目から１０番目までのセトリング期間には、途
中でコモン信号Ｖcomの電圧の切り替えが発生するものと、発生しないものとが存在し、
さらに、電圧切り替えが発生するもの中には、電圧ＶcomHから電圧ＶcomLへと低位側に切
り替わるものと、電圧ＶcomLから電圧ＶcomHへと高位側に切り替わるものとが混在する。
また、図７よりも、コモン信号の切り替わり周期をさらに短くした場合、または、セト
リング期間を長くした場合には、セトリング期間中におけるコモン信号Ｖcomの電圧の切
り替わり回数が、検出電極２０２同士で異なる場合も想定される。
【００３５】
コモン信号Ｖcomが印加されるコモン電極１０８は、すべての画素の画素電極１１８に
対向するために広面積であるので、コモン電極１０８の電圧切り替わりに伴うノイズは、
タッチパネル基板２２に形成された検出電極２０２に対して容量Ｃlcdを介して伝搬しや
すい。ここで、例えば１番目の検出電極２０２のセトリング期間において、コモン信号Ｖ
comの電圧が切り替わりに伴うノイズが該検出電極２０２に伝搬したときに、信号Ｃk1が
Ｌレベルであれば、スイッチ４１１がオフし、スイッチ４１２がオンしているので、図１
５に示されるように、ノードＡにおけるセトリング電圧に与える影響は小さい。
しかしながら、セトリング期間において、コモン信号Ｖcomの電圧が切り替わりに伴う
ノイズが該検出電極２０２に伝搬したときに、信号Ｃk1がＨレベルであると、スイッチ４
１１がオンし、スイッチ４１２がオフしているので、同図に示されるように、ノードＡに
おけるセトリング電圧に直接影響を与えてしまう。セトリング電圧が変動すると、カウン
ト値Ｃntが合成容量を反映しなくなるので、精度の低下や、誤検出の原因となってしまう
。
【００３６】
本実施形態では、表示制御回路３１０が、コモン電極駆動回路３２０に対しコモン信号
Ｖcomの電圧切り替えを指示する際に、該電圧切り替えのタイミングを含むようにマスク
信号Ｍskを出力する（Ｈレベルとする）一方、該マスク信号Ｍskが入力端子４６を介して
入力されると、分配制御回路４４におけるデマルチプレクサ４５２は、信号Ｃk1〜Ｃk10
を、クロック信号Ｃlkaにかかわらず、強制的にＬレベルとさせる。
このため、例えば１番目の検出電極２０２のセトリング期間において、マスク信号Ｍsk
が入力されると、図１０に示されるように、信号Ｃk1がＬレベルとなるので、スイッチ４
１１がオフし、スイッチ４１２がオンに、それぞれロックされる。このため、コモン信号
Ｖcomの電圧が切り替わりに伴うノイズが１番目の検出電極２０２に伝搬しても、ノード
Ａにおけるセトリング電圧に与える影響が小さく抑えられる。
これにより、本実施形態では、コモン電極１０８の電圧切り替わりに伴うノイズの影響
を受けにくくなり、タッチ検出の精度の低下や誤検出などを防止することが可能となる。
【００３７】
この実施形態では、ある検出電極２０２の容量を検出するためのセトリング期間におい
て、マスク信号Ｍskが入力されると、当該検出電極２０２に対応するスイッチ４１１、４
１２のオンオフ回数がそれだけ少なくなる。このため、該検出電極２０２の容量を検出す
るためのセトリング期間のセトリング電圧は、マスク信号Ｍskが入力されなかった他の検
出電極２０２におけるセトリング電圧と差が生じてしまう可能性がある。
また、上述したように、セトリング期間中におけるコモン信号Ｖcomの電圧の切り替わ
り回数が検出電極２０２同士で異なる場合も、同様に、検出電極２０２同士におけるセト
リング電圧に差が生じてしまう可能性がある。
１番目から１０番目までの検出電極２０２において、セトリング電圧に差が生じると、
合成容量が同じでも、カウント値Ｃntが異なってしまうことから、検出精度に差が生じて
しまう。
【００３８】
そこで次に、検出電極２０２同士での検出精度の差の発生を抑えることを目的とした応
用例について説明する。
この応用例では、図８に示した分配制御回路４４を、図１１に示す構成に置き換えたも
のであり、他については上述した実施形態と同様である。このため、応用例については、
図１１を中心に説明することにする。
【００３９】
この図において、マスク信号検出回路４５３は、セトリング期間においてマスク信号Ｍ
skが入力される期間を検出して、その時間幅を示す値αを出力するものである。なお、セ
トリング期間においてマスク信号Ｍskが入力されなければ、マスク信号検出回路４５３は
、ゼロを示す値αを出力する。
一方、加算回路４５４は、セトリング期間の初期値を示す値Ｓtlに、マスク信号検出回
路４５３による値αを加算して、該加算値（Ｓtl＋α）を、図８における値Ｓtlに代えて
カウンター４５１にセットする。また、減算回路４５５は、カウント期間の初期値を示す
値Ｃntから、値αを減算して、該減算値（Ｃnt−α）を、図８における値Ｃntに代えてカ
ウンター４５１にセットする。
【００４０】
この分配制御回路４４によれば、図１２に示されるように、例えば１番目の検出電極２
０２の容量を検出するためのセトリング期間の途中において、マスク信号Ｍskが入力され
ると、該マスク信号Ｍskが入力された時間に相当するαだけ、セトリング期間が延長され
る。すなわち、セトリング期間は、初期値Ｓtlに相当する時間から、加算値（Ｓtl＋α）
に相当する時間に延長される。
このため、応用例によれば、ある検出電極２０２の容量を検出するためのセトリング期
間において、マスク信号Ｍskが入力されても、当該検出電極２０２に対応するスイッチ４
１１、４１２のオンオフ回数は、マスク信号Ｍskが入力されなかった場合と同様とするこ
とができるので、１番目から１０番目までの検出電極２０２同士における検出精度の差を
小さく抑えることが可能となる。
【００４１】
一方、カウント期間は、マスク信号Ｍskが入力された時間に相当するαだけ、短縮され
る。すなわち、セトリング期間は、初期値Ｃntに相当する時間から、減算値（Ｃnt−α）
に相当する時間に短縮される。このため、ある検出電極２０２の容量を検出するためのセ
トリング期間の途中で、マスク信号Ｍskが入力されると、該セトリング期間が延長され、
その後のカウント期間が短縮されるが、セトリング期間とカウント期間とを合わせた期間
長の和については変化がない。このため、応用例によれば、１番目から１０番目までの検
出電極２０２の容量を検出する動作において検出間隔や検出動作に要する総時間が変化す
ることはない。
【００４２】
なお、上述した実施形態や応用例では、表示制御回路３１０が、コモン電極駆動回路３
２０に対してコモン電極１０８に印加する電圧ＶcomH、ＶcomLの切り替えを指示する際に
、当該切り替えタイミングを含むようにマスク信号Ｍskを出力する構成とした。これは、
上述したようにコモン電極１０８における電圧の切り替わりに伴うノイズがセトリング期
間において検出電極２０２に伝搬しても、ノードＡにおけるセトリング電圧に与える影響
を小さくするためである。
したがって、表示装置１において、ある動作によって、検出電極２０２に大きなノイズ
が伝搬することが予想されるのであれば、当該動作を実行または指示をする回路が、当該
動作の前後を含むようにマスク信号Ｍskを出力し、該マスク信号に応じて、分配制御回路
４４が、クロック信号Ｃk1〜Ｃk10を制御する構成としても良い。
また、上述した実施形態や応用例では、検出回路４０による検出動作と駆動回路３０に
よる表示パネル１０の表示動作とが互いに無関係な非同期であることを前提として説明し
たが、同期関係にあっても構わない。これは、検出動作と表示動作とが同期関係にあって
も、セトリング期間におけるセトリング電圧に与える影響を小さく抑えることができるた
めである。
くわえて、図２では、駆動回路３０と発振器３２とを別体としたが、図１３に示される
ように、駆動回路３０と発振器３２とを一体として、ＩＣチップに集積化しても良い。
【００４３】
次に、上述した実施形態に係る表示装置１を有する電子機器の例について説明する。
図１４は、実施形態に係る表示装置１を用いた携帯電話１２００の構成を示す図である
。この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、方
向キー１２０４、受話口１２０６、送話口１２０８とともに、上述した表示装置１を、タ
ッチパネル基板２２を観察者側に向けて備えている。
なお、表示装置１が適用される電子機器としては、図１４に示した携帯電話の他にも、
デジタルスチルカメラ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオレコーダー、カーナビゲー
ション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、
テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等などの機器が挙げられる。そして、これらの各
種電子機器に、上述した表示装置１が適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１…表示装置、１０…表示パネル、２０…タッチパネル、３０…駆動回路、４０…検出回
路、４４……分配制御回路、１０５…液晶層、１０８…コモン電極、１１０…画素、１１
６…ＴＦＴ、１１８…画素電極、２０２…検出電極、３１０…表示制御回路、３２０…コ
モン電極駆動回路、３４０…走査線駆動回路、３５０…データ線駆動回路、４１１、４１
２…スイッチ、４２０…定電流源、４３０…容量素子、４４１…コンパレーター、４４３
…カウンター、４５１…カウンター、４５２…デマルチプレクサ、１２００…携帯電話
【図１】
2010218199.tif 000003
【図２】
2010218199.tif 000004
【図３】
2010218199.tif 000005
【図４】
2010218199.tif 000006
【図５】
2010218199.tif 000007
【図６】
2010218199.tif 000008
【図７】
2010218199.tif 000009
【図８】
2010218199.tif 000010
【図９】
2010218199.tif 000011
【図１０】
2010218199.tif 000012
【図１１】
2010218199.tif 000013
【図１２】
2010218199.tif 000014
【図１３】
2010218199.tif 000015
【図１４】
2010218199.tif 000016
【図１５】
2010218199.tif 000017