(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、
上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧が印加され、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加されることで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、
上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、
上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
液晶表示装置であり、
上記第２の容量の他端側の電極は共通電極であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記第２の容量の一端側の電極が、マトリクス基板の、パッシベーション膜よりも上記第２の容量の他端側の電極に近い層で形成されており、
上記マトリクス基板は、上記表示面を有する基板に液晶層を介して対向する基板であり、
上記出力アンプは、上記マトリクス基板に形成されており、
上記パッシベーション膜は、上記出力アンプと上記液晶層との間に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
上記第２の容量の一端側の電極は絵素電極と同じ層の透明電極であり、
上記第２の容量の一端側の電極と上記第２の容量の他端側の電極との間に上記液晶層が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
上記第２の容量の一端側の電極が、マトリクス基板の、パッシベーション膜に対して上記第２の容量の他端側の電極から離れる側の層で形成されており、
上記マトリクス基板は、上記表示面を有する基板に液晶層を介して対向する基板であり、
上記出力アンプは、上記マトリクス基板に形成されており、
上記パッシベーション膜は、上記出力アンプと上記液晶層との間に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項９】
上記出力アンプは、ＴＦＴであり、
上記ＴＦＴのゲート電極は、ゲートメタルで形成されており、
上記第２の容量の一端側の電極は上記ゲートメタルで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記出力アンプは、ＴＦＴであり、
上記ＴＦＴのソース電極は、ソースメタルで形成されており、
上記第２の容量の一端側の電極は上記ソースメタルで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記出力アンプは、ＴＦＴであり、
上記ＴＦＴのゲート電極は、ゲートメタルで形成されており、
上記第１のノードはゲートメタルで形成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記出力アンプは、ＴＦＴであり、
上記ＴＦＴのソース電極は、ソースメタルで形成されており、
上記第１のノードはソースメタルで形成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、
上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧を印加し、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧を印加することで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、
上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、
上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
上記第１の回路を上記フォトダイオードへの光照射強度を検出する光センサ回路として動作させる第１の制御信号と、上記第１の回路に上記第１の動作を行わせる第２の制御信号とを、選択的に上記第１の回路を駆動する駆動回路に供給し、
現在表示している画面の次に表示する画面について、上記第１の制御信号と上記第２の制御信号とのいずれを上記駆動回路に供給するのかを、上記次に表示する画面のデータに基づいて決定することを特徴とする請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
上記第１の回路を上記フォトダイオードへの光照射強度を検出する光センサ回路として動作させる第１の制御信号と、上記第１の回路に上記第１の動作を行わせる第２の制御信号とを、選択的に上記第１の回路を駆動する駆動回路に供給し、
現在表示している画面の次に表示する画面について、上記第１の制御信号と上記第２の制御信号とのいずれを上記駆動回路に供給するのかを、上記現在表示している画面において上記第１の回路が上記第１の動作を行っている上記表示面の所定領域への押圧の有無を、上記第１の動作によって取り出した上記出力アンプの出力から検出した結果を用いて決定することを特徴とする請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
上記第１の回路を押圧検出回路として動作させるために上記第１の動作を行わせ、
上記第１の回路を光センサ回路として動作させるために、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第３のパルスを印加し、上記第３のパルスが印加された期間の終了により上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加された状態となるようにして上記終了から所定期間が経過した時点で上記第１の容量の他端に第４のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記出力アンプからの出力が可能な状態となるように変化させ、上記第４のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第２の動作を行わせることを特徴とする請求項１３から１７までのいずれか１項に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示領域に光センサおよびタッチセンサを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絵素内や画素内に光センサを備えた液晶表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような液晶表示装置の構成を、図２９を用いて説明する。【０００３】
図２９には、液晶表示パネルの表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ〜Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、リセット配線Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｗｎに接続された１つ以上の光センサ回路１０２とが配置されている。各符号の末尾の「ｎ」は行番号、「ｍ」は列番号を示す。【０００４】
絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１０１ａ、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１０１ａのゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１０３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１０３と共通電極Ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１０３あるいはＴＦＴ１０１ａのドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極Ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。【０００５】
光センサ回路１０２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、ＴＦＴ１０２ａ、フォトダイオード１０２ｂ、および、容量１０２ｃを備えている。ＴＦＴ１０２ａのゲートはここでノードｎｅｔＡと称する電極に、ドレインは１つのソース配線Ｓ（ここではＳｍ）に、ソースは他の１つのソース配線Ｓ（ここではＳｍ＋１）に、それぞれ接続されている。フォトダイオード１０２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量１０２ｃの一端はノードｎｅｔＡに、他端は読み出し制御配線Ｖｒｗｎに、それぞれ接続されている。【０００６】
光センサ回路１０２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、フォトダイオード１０２ｂで受けた光の強度に応じてノードｎｅｔＡに現れた電圧を、ＴＦＴ１０２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏｍとして出力し、当該ソースに接続されたソース配線Ｓ（光検出時にはセンサ出力配線Ｖｏｍ（便宜上、センサ出力電圧と同じ符号を用いる）となる）を介して表示領域外のセンサ読み出し回路に向けて出力する構成である。このとき、ＴＦＴ１０２ａはソースフォロワとして機能する。また、このとき、ＴＦＴ１０２ａのドレインに接続されているソース配線Ｓは、光検出時には一定電圧が印加された電源配線Ｖｓｍとして機能する。また、センサ出力配線Ｖｏｍおよび電源配線Ｖｓｍを、それぞれの近傍に破線で示したように、ソース配線Ｓとは独立した配線として形成することも可能である。【０００７】
このときの光センサ回路１０２の動作について、図３０を用いて詳細に説明する。【０００８】
データ信号の書き込み期間にはゲート配線Ｇｎに、走査信号として例えば＋２４ＶのＨｉｇｈレベルと−１６ＶのＬｏｗレベルとからなるゲートパルスが出力されるとともに、各ソース配線Ｓにデータ信号が出力される。保持容量配線Ｃｓｎには例えば＋４Ｖの一定電圧が印加される。各行の絵素ＰＩＸに対して１垂直期間（１Ｖ）ごとにこの動作が繰り返されるが、当該書き込み期間以外には、光センサ回路１０２による光検出結果のセンサ読み出し回路への出力が可能である。【０００９】
時刻（１）においてリセット配線Ｖｒｓｔｎが外部のセンサ駆動回路から例えば−４ＶのＨｉｇｈレベルと−１６ＶのＬｏｗレベルとからなるリセットパルスＰｒｓｔｎを印加されると、フォトダイオード１０２ｂが順方向に導通して、ノードｎｅｔＡの電圧がリセット配線Ｖｒｓｔｎの電圧にリセットされる。その後、期間（２）の間に、逆バイアス状態となったフォトダイオード１０２ｂに照射光の強度に応じたリークが発生するため、この光強度に応じた割合でノードｎｅｔＡの電圧が低下していく。【００１０】
そして時刻（３）に読み出し制御配線Ｖｒｗｎがセンサ駆動回路から例えば＋２４ＶのＨｉｇｈレベルと−１０ＶのＬｏｗレベルとからなる読み出しパルスＰｒｗｎを印加されると、ノードｎｅｔＡが昇圧される。このとき、ノードｎｅｔＡの電圧は、ＴＦＴ１０２ａの閾値電圧を越える領域に達するように設定される。読み出しパルスＰｒｗｎが印加されている間にＴＦＴ１０２ａのソースから出力されたセンサ出力電圧Ｖｏｍは、ノードｎｅｔＡの電圧に応じた値、すなわち光強度に応じた値となるので、このセンサ出力電圧Ｖｏｍを、センサ出力配線Ｖｏｍを介してセンサ読み出し回路で読み出すことによって光強度を検出することができる。時刻（４）でセンサ出力を終えると、次のリセット動作まで光センサ回路１０２は動作を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００７／１４５３４７（２００７年１２月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、表示領域に光センサ回路を備える従来の表示装置には、タッチセンサ機能を同時に備えようとすると種々の問題が生じる。【００１３】
例えば、上記光センサ回路の光検出機能を用いて、表示面に対する押圧状態と非押圧状態とを光の影や反射を利用して光学的に識別しようとすると、指やスタイラスペンなどが近付いただけでも影が生じるために、識別の精度が低下する。また、外光の影響を受けて誤動作も発生しやすい。【００１４】
また例えば、外付けにより、静電容量方式のタッチパネルや抵抗膜方式のタッチパネルを付加しようとする場合には、液晶パネルなどの表示面上に他のパネルが積層されることになるため、表示輝度が低下したり、パネルの厚みが増加したりする。また、タッチパネルを付加することによりコストも上昇する。【００１５】
また例えば、光センサ回路が作り込まれている領域に面内方向に隣接するように静電容量方式のタッチパネルや抵抗膜方式のタッチパネルを作り込む場合には、それぞれ回路構成の異なるパネルを同階層に作り込むためのＬＳＩのコストが上昇し、また、表示領域における開口率が低下する。【００１６】
このように、表示領域に光センサ回路を備える従来の表示装置には、表示機能を損なうことなく、低価格かつ高い信頼性でタッチパネル機能を備えることができないという問題があった。【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置および表示装置の駆動方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えていることを特徴としている。【００１９】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１の回路を光センサとして用いるときにはフォトダイオードの光照射強度に応じたリークを検出すればよく、第１の回路をタッチセンサとして用いるときには、フォトダイオードを順方向に導通させてから第１の容量の他端側の電極に、フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加されるような電圧を印加し、フォトダイオードの光照射強度に応じたリークが発生しない程度の短い時間に第１のノードの電圧に応じた出力を出力アンプから取り出せばよい。【００２０】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【００２１】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧が印加され、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加されることで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【００２２】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。フォトダイオードのアノードには第１の直流電圧が印加され、第１の期間にはこれによりフォトダイオードが順方向に導通して第１のノードが略第１の直流電圧となる。【００２３】
また、第２の期間には、アノードに第１の直流電圧が印加されている状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００２４】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００２５】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。また、第１の直流電圧は、パルスではなく、ＤＣ電圧であるためタイミングを規定する必要がなく、タイミング設定がさらに容易となるという効果を奏する。【００２６】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【００２７】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。【００２８】
また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００２９】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００３０】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【００３１】
また、第２のパルスが印加されている期間にフォトダイオードに印加される逆バイアス電圧は比較的小さいので、フォトダイオードの光照射の強弱による内部導電率の差は小さい。従って、押圧の検出動作にとって光照射によるノイズは極小に抑制され、押圧の検出精度は非常に高いという効果を奏する。【００３２】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【００３３】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。【００３４】
また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００３５】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００３６】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【００３７】
また、第２のパルスの印加タイミングを第１のパルスの終了タイミングを用いて容易に設定することができるという効果を奏する。【００３８】
また、第１のパルスの期間を短くすることができるので、第１のパルスの期間におけるフォトダイオードの順方向導通状態に対する光照射によるノイズを極小に抑制することができる。従って、押圧の検出精度をさらに高めることができるという効果を奏する。【００３９】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧を印加し、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧を印加することで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【００４０】
上記の発明によれば、フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧を印加し、第１の期間にはこれによりフォトダイオードが順方向に導通して第１のノードが略第１の直流電圧となる。【００４１】
また、第２の期間には、アノードに第１の直流電圧が印加されている状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００４２】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００４３】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。また、第１の直流電圧は、パルスではなく、ＤＣ電圧であるためタイミングを規定する必要がなく、タイミング設定がさらに容易となるという効果を奏する。【００４４】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【００４５】
上記の発明によれば、第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００４６】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００４７】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。【００４８】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【００４９】
上記の発明によれば、第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結果として、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００５０】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【００５１】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【００５２】
また、第２のパルスの印加タイミングを第１のパルスの終了タイミングを用いて容易に設定することができるという効果を奏する。【００５３】
また、第１のパルスの期間を短くすることができるので、第１のパルスの期間におけるフォトダイオードの順方向導通状態に対する光照射によるノイズを極小に抑制することができる。従って、押圧の検出精度をさらに高めることができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の表示装置は、以上のように、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている。【００５５】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、表示領域の構成および動作を示す図であって、（ａ）は表示領域の構成を示す回路図、（ｂ）は（ａ）の表示領域の動作を示す波形図である。
【図２】図１の表示領域を備える表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の表示領域における押圧が無いセンサ回路領域の断面およびセンサ回路を示す図であって、（ａ）は図１の表示領域における押圧が無いセンサ回路領域の断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のセンサ回路を示す回路図である。
【図４】図１の表示領域における押圧が有るセンサ回路領域の断面およびセンサ回路を示す図であって、（ａ）は図１の表示領域における押圧が有るセンサ回路領域の断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のセンサ回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態を示すものであり、センサ回路の第１の動作を示す波形図である。
【図６】本発明の実施形態を示すものであり、センサ回路の第２の動作を示す波形図である。
【図７】本発明の実施形態を示すものであり、表示領域の第１のパターン配置例を示す平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’線断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１０】図７のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図１１】本発明の実施形態を示すものであり、表示領域の第２のパターン配置例を示す平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１４】図１１のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図１５】本発明の実施形態を示すものであり、表示領域の第３のパターン配置例を示す平面図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１７】図１５のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１８】図１５のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図１９】本発明の実施形態を示すものであり、表示領域の第４のパターン配置例を示す平面図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ’線断面図である。
【図２１】図１９のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図２２】図１９のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図２３】本発明の実施形態を示すものであり、第１の実施例における表示装置の駆動方法を示す信号波形図である。
【図２４】図２３の表示装置の駆動方法が適用される表示装置の使用方法を説明する図である。
【図２５】図２３および図２４の表示装置の駆動方法を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の実施形態を示すものであり、第２の実施例における表示装置の駆動方法を示す信号波形図である。
【図２７】図２６の表示装置の駆動方法が適用される表示装置の使用方法を説明する図である。
【図２８】図２６および図２７の表示装置の駆動方法を説明するフローチャートである。
【図２９】従来技術を示すものであり、表示領域の構成を示す回路図である。
【図３０】図２９の表示領域の動作を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明の実施形態について、図１〜図２８を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５８】
図２に、本実施形態に係る液晶表示装置（表示装置）５０の構成を示す。
【００５９】
液晶表示装置５０は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、表示パネル５１、表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、電源回路５６、および、センシング画像処理装置５７を備えている。
【００６０】
表示パネル５１は、互いに交差する複数のゲート配線Ｇ…および複数のソース配線Ｓ…と、各ゲート配線Ｇと各ソース配線Ｓとの交点に対応して設けられる絵素ＰＩＸがマトリクス状に配置された表示領域とを備えている。
【００６１】
表示用走査信号線駆動回路５２は各ゲート配線Ｇに絵素ＰＩＸをデータ信号の書き込みのために選択する走査信号を順次出力することによりゲート配線Ｇ…を駆動する。表示用データ信号線駆動回路５３は各ソース配線Ｓにデータ信号を出力することによりソース配線Ｓ…を駆動する。センサ走査信号線駆動回路（第１の回路の駆動回路）５４は各センサ走査信号線Ｅにセンサ回路を動作させる走査信号（電圧Ｖｒｓｔ、電圧Ｖｒｗ）を順次出力することによりセンサ走査信号線Ｅ…を線順次に駆動する。センサ読み出し回路５５は各センサ出力配線Ｖｏからセンサ出力電圧Ｖｏ（便宜上、センサ出力配線と同じ符号を用いる）を読み出すとともに、センサ電源配線Ｖｓに電源電圧を供給する。電源回路５６は表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、および、センシング画像処理装置５７の動作に必要な電源を供給する。センシング画像処理装置５７はセンサ読み出し回路５５が読み取ったセンサ出力電圧Ｖｏを基にしてパネル面内におけるセンサ検出結果の分布を解析する。
【００６２】
また、センサ走査信号線駆動回路５４やセンサ読み出し回路５５の機能は、例えば表示用走査信号線駆動回路５２や表示用データ信号線駆動回路５３などの他の回路に備えられていてもよい。また、センサ読み出し回路５５の機能はセンシング画像処理装置５７に備えられていてもよい。さらに、センシング画像処理装置５７は、ＬＳＩやコンピュータ構成などとして液晶表示装置５０に備えられていてもよいが、液晶表示装置５０の外部にあってもよい。同様に、センサ読み出し回路５５が液晶表示装置５０の外部にあってもよい。
【００６３】
次に、図１の（ａ）に表示領域の詳細な構成を示す。
【００６４】
図１の（ａ）は、表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ〜Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、２種類のセンサ走査信号線Ｅとしてのリセット配線Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｗｎに接続された１つ以上のセンサ回路６２とが配置されている。各符号の末尾の「ｎ」は行番号、「ｍ」は列番号を示す。保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、および、読み出し制御配線Ｖｒｗｎは、ゲート配線Ｇｎと平行に設けられている。
【００６５】
絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ６１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ６１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極６３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極６３と共通電極Ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極６３あるいはＴＦＴ６１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極Ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。
【００６６】
センサ回路（第１の回路）６２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、ＴＦＴ６２ａ、フォトダイオード６２ｂ、および、容量６２ｃ・６２ｄを備えている。ＴＦＴ（出力アンプ）６２ａのゲート（出力アンプの入力）はここでノード（第１のノード）ｎｅｔＡと称する電極に、ドレインは１つのソース配線Ｓ（ここではＳｍ）に、ソース（出力アンプの出力）は他の１つのソース配線Ｓ（ここではＳｍ＋１）に、それぞれ接続されている。フォトダイオード（受光素子）６２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量（第１の容量）６２ｃは、一端がノードｎｅｔＡに接続されているとともに、他端が読み出し制御配線Ｖｒｗｎに接続されていることにより、ノードｎｅｔＡと読み出し制御配線Ｖｒｗｎとの間にゲート絶縁膜を挟んで容量を形成している。容量（第２の容量）６２ｄは、一端がノードｎｅｔＡに接続されているとともに、他端が共通電極Ｃｏｍで構成されていることにより、ノードｎｅｔＡと共通電極Ｃｏｍとの間に液晶層を挟んで容量値Ｃｃｖｒの容量を形成している。
【００６７】
センサ回路６２は、光検出モードによる動作と押圧検出モードによる動作との２通りの動作を行う回路であって、これにより、光センサ回路として機能するとともにタッチセンサ回路としても機能する。
【００６８】
光検出モードにおいては、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、フォトダイオード６２ｂへの光照射強度に応じてノードｎｅｔＡに現れた電圧を、ＴＦＴ６２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏｍとして出力し、当該ソースに接続されたソース配線Ｓ（光検出時にはセンサ出力配線Ｖｏｍとなる）を介して表示領域外のセンサ読み出し回路５５に向けて出力する。このとき、ＴＦＴ６２ａはソースフォロワとして機能し、センサ出力配線Ｖｏｍは表示用データ信号線駆動回路５３の出力から電気的に切り離される。また、ＴＦＴ６２ａのドレインに接続されているソース配線Ｓは、光検出時には表示用データ信号線駆動回路５３の出力から電気的に切り離され、センサ読み出し回路５５から一定電圧が印加された電源配線Ｖｓｍとして機能する。また、センサ出力配線Ｖｏｍおよび電源配線Ｖｓｍを、それぞれの近傍に破線で示したように、ソース配線Ｓとは独立した配線として形成することも可能である。この光検出モードにおける動作については、図３０で説明した動作と同様であるが、図３０を用いて改めて説明すると以下のようになる。
【００６９】
リセットパルス（第３のパルス）Ｐｒｓｔｎがフォトダイオード６２ｂのアノードに印加されるとフォトダイオード６２ｂが順方向に導通し、ノードｎｅｔＡはリセットパルスＰｒｓｔｎの電圧、容量６２ｃおよび容量６２ｄの各容量値で決まる電圧となる。また、リセットパルスＰｒｓｔｎが印加される期間が終了すると、フォトダイオード６２ｂに逆バイアス電圧が印加される。それから所定期間（２）が経過すると、ノードｎｅｔＡはフォトダイオード６２ｂへの光照射強度に応じたリークに応じた電圧となる。その状態で容量６２ｃの他端に読み出しパルス（第４のパルス）Ｐｒｗｎが印加され、電圧ＶｎｅｔＡはＴＦＴ６２ａのソースからの出力が可能な状態となる。そして、読み出しパルスＰｒｗｎが印加されている期間にＴＦＴ６２ａの出力を取り出すので、フォトダイオード６２ｂへの光照射強度を検出することができる。
【００７０】
次に、押圧検出モードによる動作について説明する。
【００７１】
センサ回路６２が容量６２ｄを備えていることで、容量６２ｄの他端側、すなわちノードｎｅｔＡとは反対側の電極である共通電極Ｃｏｍの、容量６２ｄの一端側、すなわちノードｎｅｔＡ側の電極に対する距離が、ユーザによる表示パネルの表示面への押圧により生じるパネル厚み方向の変位に従って変位する。従って、センサ回路６２は、この変位による容量６２ｄの容量値Ｃｃｖｒの変化を検出することにより、表示面への押圧を検出することができるので、タッチセンサとして機能する。
【００７２】
絵素ＰＩＸおよびセンサ回路６２の詳細な平面図および断面図については後で説明することとし、ここでは図３および図４の概略断面図を用いて、押圧検出モードによる動作を説明する。
【００７３】
図３の（ａ）はパネル面への押圧が無い場合のパネル断面図を示している。パネルはＴＦＴ基板（マトリクス基板）７１と対向基板（表示面を有する基板）７２との間に液晶層ＬＣが配置された構成であり、ＴＦＴ基板７１の上面側に設けられたノードｎｅｔＡと共通電極Ｃｏｍとの間で容量６２ｄが形成されている。このとき、対向基板７２が押圧されないことから共通電極Ｃｏｍに変位は無く、ノードｎｅｔＡと共通電極Ｃｏｍとの間の距離ｄ（ｏｆｆ）は大きい。従って、容量６２ｄの容量値Ｃｃｖｒ（ｏｆｆ）は小さい。これにより、図３の（ｂ）に示すように、ノードｎｅｔＡの電圧は、一定の容量値Ｃｓｔを有する容量６２ｃと、小さな容量値Ｃｃｖｒ（ｏｆｆ）を有する容量６２ｄとにより決まる電荷分配に基づいた値となる。
【００７４】
図４の（ａ）はパネル面への押圧が有る場合のパネル断面図を示している。このとき、対向基板７２が押圧されていることから共通電極Ｃｏｍに変位が発生し、ノードｎｅｔＡと共通電極Ｃｏｍとの間の距離ｄ（ｏｎ）は小さい。従って、容量６２ｄの容量値Ｃｃｖｒ（ｏｎ）は大きい。これにより、図４の（ｂ）に示すように、ノードｎｅｔＡの電圧は、一定の容量値Ｃｓｔを有する容量６２ｃと、大きな容量値Ｃｃｖｒ（ｏｎ）を有する容量６２ｄとにより決まる電荷分配に基づいた値となる。
【００７５】
上記のノードｎｅｔＡの電圧ＶｎｅｔＡは、押圧検出を行う前のノードｎｅｔＡのリセット電圧をＶｉｎｉｔ、ノードｎｅｔＡに接続されている全容量をＣｔｏｔａｌ、読み出し制御配線Ｖｒｗｎに与えるステップ状の電圧変化をΔＶｒｗとすると、
ＶｎｅｔＡ＝Ｖｉｎｉｔ＋（Ｃｓｔ／Ｃｔｏｔａｌ）×ΔＶｒｗ
で表される。ここで、Ｃｔｏｔａｌは、ＣｓｔおよびＣｃｖｒと、その他の寄生容量とを含んだ値である。
【００７６】
そして、ＴＦＴ６２ａのソース電圧で表されるセンサ出力電圧Ｖｏｍは、電圧ＶｎｅｔＡが高いほど高いので、センサ出力電圧Ｖｏｍは、α＝Ｃｓｔ／Ｃｔｏｔａｌが大きいほど、すなわちＣｔｏｔａｌが小さいほど高くなる。ここで、Ｃｃｖｒ（ｏｆｆ）＜Ｃｃｖｒ（ｏｎ）であるので、押圧の無い場合よりも押圧の有る場合のほうがセンサ出力電圧Ｖｏｍは小さい。従って、センサ出力電圧Ｖｏｍをセンサ読み出し回路５５によって読み出して大小を判定することにより、押圧の有る場合と無い場合とを識別することができる。
【００７７】
次に、図１の（ｂ）を用いて、センサ回路６２の押圧検出モードによる動作について詳細に説明する。本実施形態では、押圧検出モードによる動作を行うときには光検出動作は停止され、光検出モードによる動作を行うときには押圧検出動作は停止される。
【００７８】
データ信号の書き込み期間にはゲート配線Ｇｎに、走査信号として例えば＋２４ＶのＨｉｇｈレベルと−１６ＶのＬｏｗレベルとからなるゲートパルスが出力されるとともに、各ソース配線Ｓにデータ信号が出力される。保持容量配線Ｃｓｎには例えば＋４Ｖの一定電圧が印加される。各行の絵素ＰＩＸに対して１垂直期間（１Ｖ）ごとにこの動作が繰り返されるが、当該書き込み期間以外には、センサ回路６２の押圧のセンサ検出結果Ｖｏｍをセンサ読み出し回路５５へ出力することが可能である。
【００７９】
時刻（１）においてリセット配線Ｖｒｓｔｎにセンサ走査信号線駆動回路５４から例えば−４ＶのＨｉｇｈレベルと−１６ＶのＬｏｗレベルとからなるリセットパルス（第１のパルス）Ｐｒｓｔｎが印加されると、フォトダイオード６２ｂが順方向に導通して、ノードｎｅｔＡの電圧ＶｎｅｔＡがリセットされる。このときに、電圧ＶｎｅｔＡは、略、リセットパルスＰｒｓｔｎのＨｉｇｈレベルの電圧にリセットされる。そして、当該リセットパルスＰｒｓｔｎが印加されている期間（２）の間に、読み出し制御配線Ｖｒｗｎにセンサ走査信号線駆動回路５４から例えば＋２４ＶのＨｉｇｈレベルと−１０ＶのＬｏｗレベルとからなる読み出しパルス（第２のパルス）Ｐｒｗｎが印加され、ノードｎｅｔＡの電圧ＶｎｅｔＡが昇圧される。このとき、電圧ＶｎｅｔＡは、ＴＦＴ６２ａのゲート・ソース間電圧が閾値電圧を越える領域に達するように設定される。読み出しパルスＰｒｗｎが印加されることにより、電圧ＶｎｅｔＡは、フォトダイオード６２ｂに逆バイアス電圧が印加される状態となるとともに、ＴＦＴ６２ａのソースからの出力が可能な状態となる。
【００８０】
読み出しパルスＰｒｗｎが印加されている間にＴＦＴ６２ａのソースから出力されたセンサ出力電圧Ｖｏｍは、電圧ＶｎｅｔＡに応じた値、すなわち押圧の程度に応じた値となるので、このセンサ出力電圧Ｖｏｍを、センサ出力配線Ｖｏｍを介してセンサ読み出し回路５５で読み出し、閾値との大小比較によって押圧が有ったか無かったかのいずれかに判定することができる。読み出しパルスＰｒｗｎの立ち下がった後の時刻（３）でリセットパルスＰｒｓｔｎが立ち下がると、次のリセット動作が行われるまでの期間（４）には、センサ回路６２は動作を停止する。
【００８１】
期間（４）では、リセットパルスＰｒｓｔｎの立ち下がりによって逆バイアス状態となったフォトダイオード６２ｂに照射光の強度に応じたリークが発生するため、この光強度に応じた割合で電圧ＶｎｅｔＡが変化するが、押圧の検出は期間（２）で行うので、光照射が押圧の検出動作にとって電圧ＶｎｅｔＡを変動させるノイズとなることを回避することができる。
【００８２】
なお、上述の例では、図５に示すように、読み出しパルスＰｒｗの期間、すなわちセンサ出力電圧Ｖｏをセンサ読み出し回路５５によって読み出す期間を、リセットパルスＰｒｓｔの期間内となるように設定した。この場合には、期間（２）にフォトダイオード６２ｂに印加される逆バイアス電圧は比較的小さくなるので、フォトダイオード６２の光照射の強弱による内部導電率の差は小さい。従って、押圧の検出動作にとって光照射によるノイズは極小に抑制され、押圧の検出精度は非常に高い。
【００８３】
しかし、本発明ではこれに限ることはなく、図６に示すように、読み出しパルスＰｒｗの期間、すなわちセンサ出力電圧Ｖｏをセンサ読み出し回路５５によって読み出す期間を、リセットパルスＰｒｓｔの直後に連続するように設定することも可能である。図６のタイミングは、図５で言えば、時刻（１）から時刻（３）までがパルス期間となるリセットパルスＰｒｓｔの立ち下がりタイミングである時刻（３）から、読み出しパルスＰｒｗの期間（２）が開始されることに相当している。図６の方法によっても、電圧ＶｎｅｔＡをリセットした直後にセンサ出力電圧Ｖｏを読み出すので、フォトダイオード６２ｂが任意の強度の光照射を受けても、センサ出力電圧Ｖｏの読み出し前にノードｎｅｔＡが電圧変動を受けやすいフローティング状態の期間を経ることがなく、光照射が押圧の検出動作にとって電圧ＶｎｅｔＡを変動させるノイズとなることを回避することができる。
【００８４】
図６の方法によれば、リセットパルスＰｒｗの立ち下がりタイミングを読み出しパルスＰｒｗの立ち上がりタイミングとするので、タイミング設定が容易である。また、リセットの直後に押圧の検出を行うので光照射によるノイズは問題になることはないが、リセットパルスＰｒｗの期間を短くすることができるので、これによってリセット期間のフォトダイオード６２ｂの順方向導通状態に対する光照射によるノイズを極小に抑制することができる。従って、押圧の検出精度をさらに高めることができる。
【００８５】
また、図５、図６では、リセット配線Ｖｒｓｔへの電圧印加をパルスによる例で示したが、ＤＣ電圧（第１の直流電圧）でも構わない。具体例として、−４ＶのＤＣ電圧が可能である。すなわち、フォトダイオード６２ｂのアノードに常に第１の直流電圧が印加されるようにしておき、第１の期間（図５および図６では期間（２）の開始タイミング以前に相当）に上記アノードに第１の直流電圧が印加されることでフォトダイオード６２ｂを順方向に導通させ、第１の期間に続く第２の期間（図５および図６では期間（２）に相当）に上記アノードに第１の直流電圧が印加された状態で容量６２ｃの他端に読み出しパルス（第２のパルス）Ｐｒｗを印加してノードｎｅｔＡの電圧ＶｎｅｔＡをフォトダイオード６２ｂに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、読み出しパルスＰｒｗが印加されている期間にＴＦＴ６２ａからの出力を取り出す。
【００８６】
上記の構成によれば、リセット配線Ｖｒｓｔに印加するパルスのタイミングを規定する必要がないため、図５、図６の方法に比べてタイミング設定がさらに容易となる。
【００８７】
次に、本実施形態の表示領域の詳細なパターン配置について説明する。
【００８８】
図７に、本実施形態の第１のパターン配置例としての、表示領域の一部の平面図を示す。これは図１の（ａ）の回路図をパターン図で示したものである。また、図８に図７の絵素ＰＩＸの位置におけるＡ−Ａ’線断面図、図９に図７のフォトダイオード６２ｂの位置におけるＢ−Ｂ’線断面図、図１０に図７のＴＦＴ６２ａおよび容量６２ｃ・６２ｄの位置におけるＣ−Ｃ’線断面図をそれぞれ示す。
【００８９】
但し、図７では、センサ出力配線Ｖｏｍおよび電源配線Ｖｓｍは、ソース配線Ｓとは独立して設けられている場合について示されている。
【００９０】
第１のパターン配置例では、図８〜図１０に示されているように、ノードｎｅｔＡがＴＦＴ基板７１の絶縁性基板１上の導電層としては最下層に位置するように配置されている。
【００９１】
ＴＦＴ基板７１においては、絶縁性基板１、ゲートメタル２、ゲート絶縁膜３、アモルファスシリコンの半導体層４、ｎ＋アモルファスシリコンのコンタクト層５、ソースメタル６、パッシベーション膜７、透明電極ＴＭがこの順に積層されている。絵素電極６３の上に配向膜があってもよい。また、フォトトランジスタ６２ｂは、ＴＦＴのゲートとドレインとが互いに接続されることにより形成されている。
【００９２】
ゲートメタル２によって、ＴＦＴ６１のゲート電極６１ｇ、保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、読み出し制御配線Ｖｒｗｎ、ＴＦＴ６２ａのゲート電極６２ａｇ、および、ノードｎｅｔＡが形成されている。ソースメタル６によって、ソース配線Ｓ（Ｓｍ、Ｓｍ＋１、…）、ＴＦＴ６１のソース電極６１ｓ、ＴＦＴ６１のドレイン電極６１ｄ、フォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓ、フォトダイオード６２ｂのドレイン電極６２ｂｄ、ＴＦＴ６２ａのソース電極６２ａｓを兼ねるセンサ出力配線Ｖｏｍ、ＴＦＴ６２ａのドレイン電極６２ａｄを兼ねる電源配線Ｖｓｍ、および、容量６２ｃのノードｎｅｔＡとは反対側の電極６２ｃａが形成されている。透明電極ＴＭによって、絵素電極６３、および、容量６２ｄのノードｎｅｔＡ側の電極（第２の容量の一端側の電極）６４が形成されている。
【００９３】
また、絵素電極６３とＴＦＴ６１のドレイン電極６１ｄとは、パッシベーション膜７に開口されたコンタクトホール８ａを介して互いに接続されている。フォトダイオード６２ｂのドレイン電極６２ｂｄとリセット配線Ｖｒｓｔｎとは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｂを介して互いに接続されている。容量６２ｃの電極６２ｃａと読み出し制御配線Ｖｒｗｎとは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｃを介して互いに接続されている。容量６２ｄの電極６４とフォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓとの間、および、ソース電極６２ｂｓとノードｎｅｔＡとの間は、それぞれ、パッシベーション膜７に開口されたコンタクトホールとゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホールとからなるコンタクトホール部８ｄを介して接続されている。
【００９４】
対向基板７２においては、絶縁性基板１、カラーフィルタ２０、ブラックマトリクス２１、および、対向電極Ｃｏｍがこの順に積層されている。対向電極Ｃｏｍの上に配向膜があってもよい。対向電極Ｃｏｍは透明電極ＴＭによって形成されている。また、センサ回路６２の領域には、光検出動作に用いるバックライト光以外の外光を遮光するために、ブラックマトリクス２１が全面に設けられている。
【００９５】
このように、電極６４は、ＴＦＴ基板７１の、パッシベーション膜７よりも共通電極（第２の容量の他端側の電極）Ｃｏｍに近い層で形成されている。
【００９６】
第１のパターン配置例では、容量６２ｄの電極間距離が小さくなるので容量６２ｄの容量値Ｃｃｖｒを大きくすることができる。従って、押圧の検出感度を高めることができるとともに光照射によるノイズへの耐性を高めることができる、すなわち、押圧の検出精度を高めることができる。また、容量６２ｄの電極間距離が小さいことから、容量６２ｄの電極面積が小さくても容量値Ｃｃｖｒを大きくすることができる。従って、センサ回路６２の占有面積が小さいときにも、押圧の検出感度を大きくすることができ、センサ回路６２の高密度化や、表示領域の開口率の向上を図ることができる。また、ノードｎｅｔＡがゲートメタル２で形成されているので、ノードｎｅｔＡとＴＦＴ６２ａのゲート電極６２ａｇとの接続が容易である。
【００９７】
また、本実施形態の第２のパターン配置例を図１１〜図１４に示す。図１１は平面図、図１２は図１１のＡ−Ａ’線断面図、図１３は図１１のＢ−Ｂ’線断面図、図１４は図１１のＣ−Ｃ’線断面図である。図８〜図１０と同様の部材には同じ符号を付してある。センサ回路６２に代えてセンサ回路（第１の回路）６２’が形成されている。ノードｎｅｔＡがＴＦＴ基板７１の絶縁性基板１上の導電層としては最下層に位置するように配置されている。但し、第１のパターン配置例とは異なって容量６２ｄを形成するための電極６４は設けられておらず、共通電極Ｃｏｍとノード（第２の容量の一端側の電極）ｎｅｔＡの層との間で容量（第２の容量）６２ｄ’が形成されている。フォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓとノードｎｅｔＡとの間は、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｄ’を介して接続されている。
【００９８】
このように、第２の容量の一端側の電極としてのノードｎｅｔＡは、ＴＦＴ基板７１の、パッシベーション膜７よりも共通電極Ｃｏｍから離れる側の層により形成されている。
【００９９】
また、センサ回路６２’の領域には、光検出動作に用いるバックライト光以外の外光を遮光するために、ブラックマトリクス２１が全面に設けられている。
【０１００】
第２のパターン配置例では、共通電極Ｃｏｍが大きく離れた位置にあるノードｎｅｔＡとの間に小さな容量値を有する容量６２ｄ’を形成しているので、容量６２ｄ’の電極面積が第１のパターン配置例の容量６２ｄと同じ場合には第１のパターン配置例よりも容量値Ｃｃｖｒは小さくなるが、センサ回路６２の占める面積を大きくすることにより、上記電極面積を大きくすることができるため、容量値Ｃｃｖｒを押圧の検出感度に問題の無い程度にまで増大させることができる。この場合には、パッシベーション膜７の上に容量６２ｄの電極を作製する必要が無いので、センサ回路６２のパターン加工を容易に行うことができる。また、ノードｎｅｔＡがゲートメタル２で形成されているので、ノードｎｅｔＡとＴＦＴ６２ａのゲート電極６２ａｇとの接続が容易である。
【０１０１】
図１５に、本実施形態の第３のパターン配置例としての、表示領域の一部の平面図を示す。これは図１の（ａ）の回路図をパターン図で示したものである。また、図１６に図１５の絵素ＰＩＸの位置におけるＡ−Ａ’線断面図、図１７に図１５のフォトダイオード６２ｂの位置におけるＢ−Ｂ’線断面図、図１８に図１５のＴＦＴ６２ａおよび容量６２ｃ・６２ｄの位置におけるＣ−Ｃ’線断面図をそれぞれ示す。
【０１０２】
但し、図１５では、センサ出力配線Ｖｏｍおよび電源配線Ｖｓｍは、ソース配線Ｓとは独立して設けられている場合について示されている。
【０１０３】
第３のパターン配置例では、図１６〜図１８に示されているように、ノードｎｅｔＡがＴＦＴ基板７１の絶縁性基板１上の導電層としては最下層よりも上層となる、ゲート絶縁膜３とパッシベーション膜７との間の層に位置するように配置されている。
【０１０４】
ＴＦＴ基板７１においては、絶縁性基板１、ゲートメタル２、ゲート絶縁膜３、アモルファスシリコンの半導体層４、ｎ＋アモルファスシリコンのコンタクト層５、ソースメタル６、パッシベーション膜７、透明電極ＴＭがこの順に積層されている。絵素電極６３の上に配向膜があってもよい。また、フォトトランジスタ６２ｂは、ＴＦＴのゲートとドレインとが互いに接続されることにより形成されている。
【０１０５】
ゲートメタル２によって、ＴＦＴ６１のゲート電極６１ｇ、保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、ＴＦＴ６２ａのゲート電極６２ａｇ、読み出し制御配線Ｖｒｗｎ、容量６２ｃの読み出し制御配線Ｖｒｗｎ側の電極６２ｃａ、および、接続パッド層９・１０が形成されている。接続パッド９はノードｎｅｔＡとＴＦＴ６２ａのゲート電極６２ａｇとを接続するための配線である。接続パッド層１０はフォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓとノードｎｅｔＡとを接続するための配線である。ソースメタル６によって、ソース配線Ｓ（Ｓｍ、Ｓｍ＋１、…）、ＴＦＴ６１のソース電極６１ｓ、ＴＦＴ６１のドレイン電極６１ｄ、フォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓ、フォトダイオード６２ｂのドレイン電極６２ｂｄ、ＴＦＴ６２ａのソース電極６２ａｓを兼ねるセンサ出力配線Ｖｏｍ、ＴＦＴ６２ａのドレイン電極６２ａｄを兼ねる電源配線Ｖｓｍ、および、ノードｎｅｔＡが形成されている。透明電極ＴＭによって、絵素電極６３、および、容量６２ｄのノードｎｅｔＡ側の電極（第２の容量の一端側の電極）６４が形成されている。
【０１０６】
また、絵素電極６３とＴＦＴ６１のドレイン電極６１ｄとは、パッシベーション膜７に開口されたコンタクトホール８ａを介して互いに接続されている。フォトダイオード６２ｂのドレイン電極６２ｂｄとリセット配線Ｖｒｓｔｎとは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｂを介して互いに接続されている。ノードｎｅｔＡと接続パッド９とは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｃを介して互いに接続されている。ノードｎｅｔＡと接続パッド１０とは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｄを介して互いに接続されている。フォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓと接続パッド１０とは、ゲート絶縁膜３に開口されたコンタクトホール８ｅを介して互いに接続されている。容量６２ｄのノードｎｅｔＡ側の電極６４とノードｎｅｔＡとは、パッシベーション膜７に開口されたコンタクトホール８ｆを介して互いに接続されている。
【０１０７】
対向基板７２においては、絶縁性基板１、カラーフィルタ２０、ブラックマトリクス２１、および、対向電極Ｃｏｍがこの順に積層されている。対向電極Ｃｏｍの上に配向膜があってもよい。対向電極Ｃｏｍは透明電極ＴＭによって形成されている。また、センサ回路６２の領域には、光検出動作に用いるバックライト光以外の外光を遮光するために、ブラックマトリクス２１が全面に設けられている。
【０１０８】
このように、電極６４は、ＴＦＴ基板７１の、パッシベーション膜７よりも共通電極（第２の容量の他端側の電極）Ｃｏｍに近い層で形成されている。
【０１０９】
第３のパターン配置例では、容量６２ｄの電極間距離が小さくなるので容量６２ｄの容量値Ｃｃｖｒを大きくすることができる。従って、押圧の検出感度を高めることができるとともに光照射によるノイズへの耐性を高めることができる、すなわち、押圧の検出精度を高めることができる。また、容量６２ｄの電極間距離が小さいことから、容量６２ｄの電極面積が小さくても容量値Ｃｃｖｒを大きくすることができる。従って、センサ回路６２の占有面積が小さいときにも、押圧の検出感度を大きくすることができ、センサ回路６２の高密度化や、表示領域の開口率の向上を図ることができる。また、ノードｎｅｔＡがソースメタル６で形成されているので、ノードｎｅｔＡと容量６２ｄの電極６４およびフォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓとの接続が容易である。
【０１１０】
また、上記第４のパターン配置例の比較例を図１９〜図２２に示す。図１９は平面図、図２０は図１９のＡ−Ａ’線断面図、図２１は図１９のＢ−Ｂ’線断面図、図２２は図１９のＣ−Ｃ’線断面図である。図１５〜図１８と同様の部材には同じ符号を付してある。センサ回路６２に代えてセンサ回路（第１の回路）６２’が形成されている。ノードｎｅｔＡがＴＦＴ基板７１の絶縁性基板１上の導電層としては最下層よりも上層となる、ゲート絶縁膜３とパッシベーション膜７との間の層に位置するように配置されている。但し、第３のパターン配置例とは異なって容量６２ｄを形成するための電極６４は設けられておらず、共通電極Ｃｏｍとノード（第２の容量の一端側の電極）ｎｅｔＡの層との間で容量（第２の容量）６２ｄ’が形成されている。
【０１１１】
このように、第２の容量の一端側の電極としてのノードｎｅｔＡは、ＴＦＴ基板７１の、パッシベーション膜７よりも共通電極Ｃｏｍから離れる側の層により形成されている。
【０１１２】
また、センサ回路６２’の領域には、光検出動作に用いるバックライト光以外の外光を遮光するために、ブラックマトリクス２１が全面に設けられている。
【０１１３】
第４のパターン配置例では、共通電極Ｃｏｍが大きく離れた位置にあるノードｎｅｔＡとの間に小さな容量値を有する容量６２ｄ’を形成しているので、容量６２ｄ’の電極面積が第３のパターン配置例の容量６２ｄと同じ場合には第３のパターン配置例よりも容量値Ｃｃｖｒは小さくなるが、センサ回路６２の占める面積を大きくすることにより、上記電極面積を大きくすることができるため、容量値Ｃｃｖｒを押圧の検出感度に問題の無い程度にまで増大させることができる。この場合には、パッシベーション膜７の上に容量６２ｄの電極を作製する必要が無いので、センサ回路６２’のパターン加工を容易に行うことができる。また、ノードｎｅｔＡがソースメタル６で形成されているので、ノードｎｅｔＡとフォトダイオード６２ｂのソース電極６２ｂｓとの接続が容易である。
【０１１４】
次に、図２３〜図２８を参照して、本実施形態の液晶表示装置５０の、光検出モードによる動作（第２の動作）と押圧検出モードによる動作（第１の動作）との使い分けについての実施例を説明する。
【実施例１】
【０１１５】
本実施例は、光センサ回路６２の光検出モードによる動作と押圧検出モードによる動作との使い分けについての実施例である。【０１１６】
本実施例では、図２４に示すように光検出モードによる動作を用いるソフトウェアと、押圧検出モードによる動作を用いるソフトウェアとのそれぞれを用いる場合に、各ソフトウェアの実行開始を検知することにより、センサ回路６２をいずれのモードで動作させるのかを決定する。説明を分かりやすくするために、ここでは光検出モードによる動作を用いるソフトウェアと、押圧検出モードによる動作を用いるソフトウェアとを、それぞれ異なるアプリケーションソフトウェアからなるものとしているが、２種類のソフトウェアは同じアプリケーションソフトウェアに含まれていてもよい。【０１１７】
例えば図２４では、液晶表示装置５０においてスキャナ用ソフトウェアと音楽演奏用ソフトウェアとを用いるとする。これらのソフトウェアは例えばセンシング画像処理装置５７を含む外部のコンピュータ構成の中に格納されている。まず（１）でスキャナ用ソフトウェアの実行を開始すると、スキャナ用ソフトウェアはセンサ走査信号線駆動回路５４に光検出駆動を行うように指示を出す。これによりセンサ走査信号線駆動回路５４は、センサ回路６２に光検出モード用のシーケンスによるリセットパルスＰｒｓｔおよび読み出しパルスＰｒｗｎを出力する。光検出モードでは、例えば（２）に示すように画面に名刺をかざして名刺のスキャニングを行うと、センサ回路６２はバックライト光の反射を用いて（２’）に示すように名刺の画像を読み取る。（３）に示すように画面上から名刺を取り除けば（３’）に示すように画像は認識されない。【０１１８】
次に、（４）においてスキャナ用ソフトウェアを終了して音楽演奏用ソフトウェアの実行を開始すると、音楽演奏用ソフトウェアはセンサ走査信号線駆動回路５４に押圧検出駆動を行うように指示を出す。これによりセンサ走査信号線駆動回路５４は、センサ回路６２に押圧検出モード用のシーケンスによるリセットパルスＰｒｓｔおよび読み出しパルスＰｒｗｎを出力する。押圧検出モードでは、例えば（５）に示すように画面上に示された所定のタッチセンシングエリアを指やスタイラスペンなどで押圧すると、（５’）に示すように押圧位置の座標を検出してそのエリアに対応する音をスピーカから発する。さらに（６）に示すように複数箇所のタッチセンシングエリアを押圧すると、（６’）に示すようにそれぞれのエリアに対応する音を同時に発するなどすることも可能である。【０１１９】
図２３に、上記のセンサ回路６２に対する光検出駆動と押圧検出駆動との切り替え動作を、信号波形図で示す。【０１２０】
切り替え指示は、例えば、センシング画像処理装置５７からセンサ走査信号線駆動回路５４に供給されるモード制御信号ｓ１によって行われる。モード制御信号ｓ１は例えば図２３に示すようなパルス信号であり、スキャナ用ソフトウェアや音楽演奏用ソフトウェアの実行開始によって、光検出駆動と押圧検出駆動とを切り替えることになる場合にコンピュータ内部で発生される。モード制御信号ｓ１として、光検出駆動を指示するものを第１の制御信号、押圧検出駆動を指示するものを第２の制御信号とする。モード制御信号ｓ１がセンサ走査信号線駆動回路５４に供給されるときには、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれか一方が選択的に供給される。本実施例では、一般的には、現在表示している画面の次に表示する画面について、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれをセンサ走査信号線駆動回路５４に供給するのかを、次に表示する画面のデータに基づいて決定する構成とすることができる。現在表示している画面には、表示装置の電源ＯＦＦ状態の画面も含まれる。【０１２１】
図２３には、一旦、このモード制御信号ｓ１によって光検出駆動と押圧検出駆動とのいずれか一方が開始されると、他方の検出駆動に切り替えるモード制御信号ｓ１が発生されるまで、各センサ回路６２が１垂直期間（１Ｖ）ごとに、光検出駆動の場合には光検出モードによる動作を、押圧検出駆動の場合には押圧検出モードによる動作を繰り返す例が示されている。光検出駆動の場合には、フォトダイオード６２ｂでの受光が有るときと無いときとでセンサ出力電圧ＶｏにＤ．Ｒ．１の差が生じることで、光検出の有無を識別する。押圧検出駆動の場合には、押圧が有るときと無いときとでＤ．Ｒ．２の差が生じることで、押圧検出の有無を識別する。【０１２２】
モード制御信号ｓ１として、図２３の下から２番目に示したように光検出駆動期間と押圧検出駆動期間との境界のタイミングにおいて供給される、光検出駆動と押圧検出駆動とを切り替える指示を行うパルスが可能である。例えば、モード制御信号ｓ１に光検出駆動用のものと押圧検出駆動用のものとが有る場合に、センサ走査信号線駆動回路５４は、このモード制御信号ｓ１を受け取ると、スタートパルスとモード制御信号ｓ１とを論理演算することによって光検出駆動用のシフトパルスあるいは押圧検出駆動用のシフトパルスを生成して、センサ走査信号線駆動回路５４の内部に設けられたシフトレジスタに入力する、といった動作を行うことが挙げられる。光検出駆動用のモード制御信号ｓ１と押圧検出駆動用のモード制御信号ｓ１とで、例えばパルス幅、パルス極性、所定のタイミング信号に対する位相差などを異ならせておけば、同じスタートパルスとの論理演算を行っても、互いに、タイミング、パルス幅、振幅、および極性などが異なったパルスを得ることができるので、光検出駆動用のリセットパルスＰｒｓｔ１および押圧検出駆動用のリセットパルスＰｒｓｔ２や読み出しパルスＰｒｗｎを生成することができる。これは他の実施例でも同様である。【０１２３】
あるいは、センサ走査信号線駆動回路５４は、モード制御信号ｓ１を受け取ると、センサ走査信号線駆動回路５４の内部に設けられた光検出駆動用のシフトレジスタと押圧検出駆動用のシフトレジスタとのいずれにスタートパルスが入力されるようにするのかを、入力経路を決めるスイッチで切り替えるなどしてもよい。当該スイッチは、モード制御信号ｓ１が光検出駆動用のものであるか押圧検出駆動用のものであるかに応じてスタートパルスが入力される先のシフトレジスタが切り替わるように動作するように構成することも可能であるし、単一のパルス極性からなるモード制御信号ｓ１のパルスが入力される度に、スタートパルスの入力先を光検出駆動用のシフトレジスタと押圧検出駆動用のシフトレジスタとの間で切り替えるように構成することも可能である。それぞれのシフトレジスタによって、リセットパルスＰｒｓｔ１・Ｐｒｓｔ２や読み出しパルスＰｒｗｎのタイミング、パルス幅、および振幅を個別に設定することができる。また、図１に示すように、読み出しパルスＰｒｗｎのタイミングおよび波形が一定であるならば、リセットパルスＰｒｓｔ１・Ｐｒｓｔ２のみを光検出駆動用と押圧検出駆動用とに生成し分けてもよい。【０１２４】
また、モード制御信号ｓ１として、図２３の最下部に示したように、リセットパルスＰｒｓｔのタイミングでリセットパルスＰｒｓｔのパルス幅を光検出駆動用（Ｐｒｓｔ１）と押圧検出駆動用（Ｐｒｓｔ２）とのいずれにするかを指示するために、リセットパルスＰｒｓｔのＨｉｇｈ電圧の出力期間を決めるようにしたイネーブル信号なども可能である。【０１２５】
図２５に、図２３および図２４の動作を行うためのフローチャートを示す。ここでは一例として、コンピュータ構成のセンシング画像処理装置５７を動作の主体とするが、これに限らず、液晶表示装置５０の内外部に関わらず任意の場所に設けられた制御部（例えば通常の液晶コントローラなど）が動作の主体となり得る。これは他の実施例でも同様である。【０１２６】
まずステップＳ１１においては、あるアプリケーションソフトウェアを立ち上げたときに、スキャナ機能（すなわち光検出モード）あるいはタッチパネル機能（押圧検出モード）が必要かどうかを判定する。ステップＳ１１においてスキャナ機能あるいはタッチパネル機能が必要であると判定した場合にはステップＳ１２へ進み、立ち上がっているアプリケーションソフトウェアに必要なモード制御信号ｓ１が、光検出駆動用のものであるか押圧検出駆動用のものであるかを判定する。ステップＳ１１においてスキャナ機能あるいはタッチパネル機能が必要であると判定した場合には処理を終了する。【０１２７】
次いでステップＳ１３に進み、ステップＳ１２で判定した必要なモード制御信号ｓ１を選択して設定する。これにより、例えばセンシング画像処理装置５７からセンサ走査信号線駆動回路５４にモード制御信号ｓ１が供給される。次いでステップＳ１４に進み、センサ走査信号線駆動回路５４に光検出駆動あるいは押圧検出駆動を行わせることにより、センサ読み出し回路５５に光によるセンシング画像あるいは容量変動に対応するデータの読み出しを行わせて、センシング画像処理装置５７がセンサ読み出し回路５５から取得した検出結果から、画面への入力点が存在するか否かを判定するための演算を行う。【０１２８】
次のステップＳ１５では、上記演算結果から画面への入力点が存在するか否かを判定する。入力点が存在すればステップＳ１６に進み、入力点が存在しなければステップＳ１４へ戻る。ステップＳ１６では入力点を構成する各センシング点の数や画面上での位置座標などが、予め定めたパターンのいずれに対応しているのかの判定を行い、ステップＳ１７で、入力点数や位置座標に応じた各パターンに対応する各処理に分岐して当該処理を行う。【０１２９】
ステップＳ１７が終了すると、最初のステップに戻り、アプリケーションソフトウェアが立ち下げられると全体の処理を終了する。
【実施例２】
【０１３０】
本実施例は、実施例１で説明したモード制御信号ｓ１による光検出駆動と押圧検出駆動との切り替えを基本とし、押圧検出モードで動作しているセンサ回路６２による押圧検出をトリガとして光検出駆動を開始する動作について説明する。【０１３１】
本実施例では、図２７に示すように押圧検出モードで動作しているセンサ回路６２の領域を用いて、その領域に押圧を行うことにより、光検出駆動に移行することができるようにしている。押圧検出モードで動作しているセンサ回路６２の領域は、例えばあるアプリケーションソフトウェを立ち上げたときにデフォルトで画面上にメニュー領域として表示されるようにしておく。この領域はメニュー領域の他にも画面全体の領域であってもよい。（１）はこの領域に押圧を行っていない状態を示しており、この領域に指を近づけても、（１’）に示すように押圧検出も光検出も行われない。【０１３２】
次いで、（２）に示すように、このアプリケーションソフトウェアでスキャナ機能を実行したい場合に、メニュー領域として表示されている押圧検出モードの動作領域を指で押圧する。このとき、（２’）に示すように押圧が行われた場所の検出が行われる。そして、この押圧検出により、液晶表示装置５０は光検出駆動に移行すべきことを認識し、光検出駆動を開始する。光検出モードにおいて（３）に示すように指紋をスキャニングするために指を画面に接触させた（あるいは指で画面を押圧した）とすると、（３’）に示すように指紋のデータが取得される。また、（３’）に示すように近付いた手の影のデータなども同時に取得される場合があり、押圧検出とは異なる検出が行われる様子が分かる。上記の指紋を取るために指で触れる画面の領域は、予め押圧検出モードで動作していたセンサ回路６２のメニュー領域の動作モードが変化したものでもよいし、当該メニュー領域とは異なる領域に設定されてもよい。【０１３３】
また、光検出モードを解除したい場合には、所定時間放置することで解除されるようにしたり、再度同じメニュー領域を押圧することで解除されるようにしたり、他のメニュー領域を押圧することで解除されるようにしたりすることなどができる。【０１３４】
実施例１と同様に、モード制御信号ｓ１として、光検出駆動を指示するものを第１の制御信号、押圧検出駆動を指示するものを第２の制御信号とする。モード制御信号ｓ１がセンサ走査信号線駆動回路５４に供給されるときには、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれか一方が選択的に供給される。本実施例では、一般的には、現在表示している画面の次に表示する画面について、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれをセンサ走査信号線駆動回路５４に供給するのかを、現在表示している画面においてセンサ回路６２が押圧検出回路として動作している表示面の所定領域への押圧の有無によって決定する。現在表示している画面には、表示装置の電源ＯＦＦ状態の画面も含まれる。【０１３５】
図２６に、上記のセンサ回路６２に対する光検出駆動の開始動作を信号波形図で示す。【０１３６】
センサ走査信号線駆動回路５４は、予め押圧検出駆動用のリセットパルスＰｒｓｔ２および読み出しパルスＰｒｗｎを出力している。例えばセンシング画像処理装置５７は、センサ出力電圧Ｖｏｍが、押圧の無いときよりもＤ．Ｒだけ低くなると押圧が有ったと認識し、センサ走査信号線駆動回路５４に光検出駆動を開始させるためのモード制御信号ｓ１を供給する。これによりセンサ走査信号線駆動回路５４は光検出駆動を開始し、対象となるセンサ回路６２は光検出モードで動作する。【０１３７】
図２８に、図２６および図２７の動作を行うためのフローチャートを示す。【０１３８】
まずステップＳ２１で、あるアプリケーションソフトウェアを立ち上げたときに、光検出と押圧検出とのいずれかが必要であるかどうかを判定する。必要であると判定した場合にはステップＳ２２に進み、いずれも必要でないと判定した場合には処理を終了する。ステップＳ２２において、立ち上がっているアプリケーションソフトウェアはスキャナなどの光検出手段が必要でないかどうかを判定する。必要である場合には光検出駆動用のモード制御信号ｓ１を出力し、図２５のステップＳ１４〜Ｓ１７の処理を行って処理を終了する。必要でない場合には押圧検出用のモード制御信号ｓ１を出力し、ステップＳ２３に進む。【０１３９】
ステップＳ２３ではセンサ読み出し回路５５に容量変動に対応するセンシングデータを取得させ、センシング画像処理装置５７がセンサ読み出し回路５５から取得した検出結果から、画面への入力点が存在するか否かを判定するための演算を行う。次のステップＳ２４では、上記演算結果から画面への入力点が存在するか否かを判定する。入力点が存在すればステップＳ２５に進み、入力点が存在しなければステップＳ２３へ戻る。【０１４０】
ステップＳ２５では光によるセンシング画像をセンサ読み出し回路５５に取得させ、センシング画像処理装置５７がセンサ読み出し回路５５から取得した検出結果から入力位置座標を演算する。次のステップＳ２６では、ステップＳ２５で得られた結果から、センシング画像に応じた各処理を行う。【０１４１】
ステップＳ２６が終了すると、最初のステップに戻り、アプリケーションソフトウェアが立ち下げられると全体の処理を終了する。【０１４２】
以上、本実施形態について説明した。なお、フォトダイオードとしては第１〜第４のパターン配置例の説明で挙げたダイオード接続の電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタ（フォトトランジスタを含む）などの各種トランジスタを用いることができる他に、ｐｉｎフォトダイオードなどの通常のダイオード積層構造を有するフォトダイオードを用いることが可能である。すなわち、電流−電圧特性がダイオード特性を有し、光照射により内部導電率が変化する素子は全て本発明におけるフォトダイオードとして使用可能である。【０１４３】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えていることを特徴としている。【０１４４】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１の回路を光センサとして用いるときにはフォトダイオードの光照射強度に応じたリークを検出すればよく、第１の回路をタッチセンサとして用いるときには、フォトダイオードを順方向に導通させてから第１の容量の他端側の電極に、フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加されるような電圧を印加し、フォトダイオードの光照射強度に応じたリークが発生しない程度の短い時間に第１のノードの電圧に応じた出力を出力アンプから取り出せばよい。【０１４５】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【０１４６】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧が印加され、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加されることで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【０１４７】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。フォトダイオードのアノードには第１の直流電圧が印加され、第１の期間にはこれによりフォトダイオードが順方向に導通して第１のノードが略第１の直流電圧となる。【０１４８】
また、第２の期間には、アノードに第１の直流電圧が印加されている状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１４９】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１５０】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。また、第１の直流電圧は、パルスではなく、ＤＣ電圧であるためタイミングを規定する必要がなく、タイミング設定がさらに容易となるという効果を奏する。【０１５１】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【０１５２】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。【０１５３】
また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１５４】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１５５】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【０１５６】
また、第２のパルスが印加されている期間にフォトダイオードに印加される逆バイアス電圧は比較的小さいので、フォトダイオードの光照射の強弱による内部導電率の差は小さい。従って、押圧の検出動作にとって光照射によるノイズは極小に抑制され、押圧の検出精度は非常に高いという効果を奏する。【０１５７】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えており、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出すことを特徴としている。【０１５８】
上記の発明によれば、第２の容量は、表示面に押圧を行うことで他端側の電極に変位が発生し、一端側の電極と他端側の電極との間の距離が変化することによる容量値の変化を生じるので、タッチセンサの検出素子となり、第１の回路はタッチセンサとして機能する。第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。【０１５９】
また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１６０】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１６１】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【０１６２】
また、第２のパルスの印加タイミングを第１のパルスの終了タイミングを用いて容易に設定することができるという効果を奏する。【０１６３】
また、第１のパルスの期間を短くすることができるので、第１のパルスの期間におけるフォトダイオードの順方向導通状態に対する光照射によるノイズを極小に抑制することができる。従って、押圧の検出精度をさらに高めることができるという効果を奏する。【０１６４】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、液晶表示装置であり、上記第２の容量の他端側の電極は共通電極であることを特徴としている。【０１６５】
上記の発明によれば、共通電極をタッチセンサに用いることができるので、第２の容量の他端側の電極を別途設ける必要がないという効果を奏する。【０１６６】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第２の容量の一端側の電極が、マトリクス基板の、パッシベーション膜よりも上記第２の容量の他端側の電極に近い層で形成されていることを特徴としている。【０１６７】
上記の発明によれば、第２の容量の一端側の電極と他端側の電極との間の距離が小さくなるので、第２の容量を大きくすることができる。従って、押圧の検出感度を高めることができるとともに光照射によるノイズへの耐性を高めることができる、すなわち、押圧の検出精度を高めることができるという効果を奏する。【０１６８】
また、第２の容量の電極間距離が小さいことから、第２の容量の電極面積が小さくても容量値を大きくすることができる。従って、第１の回路の占有面積が小さいときにも、押圧の検出感度を大きくすることができ、第１の回路の高密度化や、表示領域の開口率の向上を図ることができるという効果を奏する。【０１６９】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第２の容量の一端側の電極は絵素電極と同じ層の透明電極であり、上記第２の容量の一端側の電極と上記第２の容量の他端側の電極との間に液晶層が配置されていることを特徴としている。【０１７０】
上記の発明によれば、液晶表示装置の絵素電極を構成する透明電極の層を第２の容量の一端側の電極とし、液晶層を容量の主な誘電体に用いるので、第２の容量を容易に形成することができるという効果を奏する。【０１７１】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第２の容量の一端側の電極が、マトリクス基板の、パッシベーション膜に対して上記第２の容量の他端側の電極から離れる側の層で形成されていることを特徴としている。【０１７２】
上記の発明によれば、第２の容量の一端側の電極を、マトリクス基板の既存の層を用いて容易に形成することができるという効果を奏する。【０１７３】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第２の容量の一端側の電極はゲートメタルで形成されていることを特徴としている。【０１７４】
上記の発明によれば、第２の容量の一端側の電極を、マトリクス基板の既存のゲートメタルを用いて容易に形成することができるという効果を奏する。【０１７５】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第２の容量の一端側の電極はソースメタルで形成されていることを特徴としている。【０１７６】
上記の発明によれば、第２の容量の一端側の電極を、マトリクス基板の既存のソースメタルを用いて容易に形成することができるという効果を奏する。【０１７７】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第１のノードはゲートメタルで形成されていることを特徴としている。【０１７８】
上記の発明によれば、第１のノードがゲートメタルで形成されているので、第１のノードと、出力アンプに電界効果トランジスタを用いる場合のゲート電極との接続が容易であるという効果を奏する。【０１７９】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記第１のノードはソースメタルで形成されていることを特徴としている。【０１８０】
上記の発明によれば、第１のノードがソースメタルで形成されているので、第１のノードと、第２の容量の一端側の電極や、フォトダイオードを電界効果トランジスタのダイオード接続で構成するときのソース電極との接続が容易であるという効果を奏する。【０１８１】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧を印加し、第１の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧を印加することで上記フォトダイオードを順方向に導通させ、上記第１の期間に続く第２の期間に上記アノードに上記第１の直流電圧が印加された状態で上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【０１８２】
上記の発明によれば、フォトダイオードのアノードに第１の直流電圧を印加し、第１の期間にはこれによりフォトダイオードが順方向に導通して第１のノードが略第１の直流電圧となる。【０１８３】
また、第２の期間には、アノードに第１の直流電圧が印加されている状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１８４】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１８５】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。また、第１の直流電圧は、パルスではなく、ＤＣ電圧であるためタイミングを規定する必要がなく、タイミング設定がさらに容易となるという効果を奏する。【０１８６】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加されている期間内に上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【０１８７】
上記の発明によれば、第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結局、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１８８】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１８９】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。【０１９０】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、表示領域に、フォトダイオードと第１の容量と第２の容量と出力アンプとを含む第１の回路であって、上記フォトダイオードのカソードと、上記第１の容量の一端と、上記第２の容量の一端と、上記出力アンプの入力とが互いに第１のノードで接続されており、上記第２の容量の他端側の電極が表示パネルの表示面を有する基板に形成されているとともに、上記第２の容量の一端側の電極が上記第２の容量の他端側の電極に対して、上記表示パネルの厚み方向の、上記表示面から離れる側で対向している第１の回路を備えている表示装置を駆動する、表示装置の駆動方法であって、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第１のパルスを印加し、上記第１のパルスが印加される期間に続いて上記第１の容量の他端に第２のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化させ、上記第２のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第１の動作を行わせることを特徴としている。【０１９１】
上記の発明によれば、第１のパルスがフォトダイオードのアノードに印加されるとフォトダイオードが順方向に導通し、第１のノードは略第１のパルスのＨｉｇｈレベルの電圧となる。また、その状態で第１の容量の他端に第２のパルスが印加され、第１のノードの電圧はフォトダイオードに逆バイアス電圧が印加される状態となるように変化するが、そのときの第１のノードの電圧は、第１の容量および第２の容量の各容量値の比率で決まる電圧となる。上記第１の容量は、押圧により変化しないが、上記第２の容量が変化するため、結果、上記第２の容量に応じて出力電圧が変化することとなる。そして、第２のパルスが印加されている期間に、出力アンプの出力を取り出すので、表示面への押圧の有無を検出することができる。【０１９２】
押圧の検出を第２のパルスが印加されている期間に行うので、フォトダイオードへの光照射があっても、逆バイアス状態になるフォトダイオードのリークによって第１のノードの電圧が変動する虞は少なく、光照射が押圧の検出動作にとって第１のノードを変動させるノイズとなることを回避することができる。【０１９３】
以上により、表示性能を損なうことなく、低価格化かつ小型化が可能な高い信頼性のタッチパネル機能を備えることができる表示装置を実現することができるという効果を奏する。【０１９４】
また、第２のパルスの印加タイミングを第１のパルスの終了タイミングを用いて容易に設定することができるという効果を奏する。【０１９５】
また、第１のパルスの期間を短くすることができるので、第１のパルスの期間におけるフォトダイオードの順方向導通状態に対する光照射によるノイズを極小に抑制することができる。従って、押圧の検出精度をさらに高めることができるという効果を奏する。【０１９６】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、上記表示装置は、上記表示領域に、受光素子を有し上記受光素子への光照射強度を検出する光センサ回路を備えており、上記光センサ回路を動作させる第１の制御信号と、上記第１の回路に上記第１の動作を行わせる第２の制御信号とを、選択的に上記表示装置の駆動回路に供給し、現在表示している画面の次に表示する画面について、上記第１の制御信号と上記第２の制御信号とのいずれを上記駆動回路に供給するのかを、上記次に表示する画面のデータに基づいて決定することを特徴としている。【０１９７】
上記の発明によれば、次に表示する画面のデータに基づいて、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれを駆動回路に供給するのかを容易に決定することができるという効果を奏する。【０１９８】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、上記表示装置は、上記表示領域に、受光素子を有し上記受光素子への光照射強度を検出する光センサ回路を備えており、上記光センサ回路を動作させる第１の制御信号と、上記第１の回路に上記第１の動作を行わせる第２の制御信号とを、選択的に上記表示装置の駆動回路に供給し、現在表示している画面の次に表示する画面について、上記第１の制御信号と上記第２の制御信号とのいずれを上記駆動回路に供給するのかを、上記現在表示している画面において上記第１の回路が上記第１の動作を行っている上記表示面の所定領域への押圧の有無を、上記第１の動作によって取り出した上記出力アンプの出力から検出した結果を用いて決定することを特徴としている。【０１９９】
上記の発明によれば、第１の回路が第１の動作を行っている表示面の所定領域への押圧の有無によって、第１の制御信号と第２の制御信号とのいずれを駆動回路に供給するのかを容易に決定するので、ユーザの意思による検出動作の選択を容易に行うことができるという効果を奏する。【０２００】
本発明の表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、上記第１の回路を押圧検出回路として動作させるために上記第１の動作を行わせ、上記第１の回路を光センサ回路として動作させるために、上記フォトダイオードのアノードに上記フォトダイオードを順方向に導通させる第３のパルスを印加し、上記第３のパルスが印加された期間の終了により上記フォトダイオードに逆バイアス電圧が印加された状態となるようにして上記終了から所定期間が経過した時点で上記第１の容量の他端に第４のパルスを印加して上記第１のノードの電圧を上記出力アンプからの出力が可能な状態となるように変化させ、上記第４のパルスが印加されている期間に上記出力アンプからの出力を取り出す、第２の動作を行わせることを特徴としている。【０２０１】
上記の発明によれば、光センサ回路と押圧検出回路とを第１の回路で兼ねるので、光センサ回路と押圧検出回路とを個別に設ける必要がなく、表示装置の構成を簡略化したり、絵素の開口率を向上させたりすることができるという効果を奏する。【０２０２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせてもよく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明は、液晶表示装置を初めとする各種表示装置に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０２０４】
２              ゲートメタル
６              ソースメタル
５０            液晶表示装置（表示装置）
５１            表示パネル
６２            センサ回路（第１の回路）
６２’          センサ回路（第１の回路）
６２ａ          ＴＦＴ（出力アンプ）
６２ｂ          フォトダイオード
６２ｃ          容量（第１の容量、第２の容量の一端側の電極）
６２ｄ          容量（第２の容量）
６２ｄ’        容量（第２の容量）
６４            電極（第２の容量の一端側の電極）
Ｃｏｍ          共通電極（第２の容量の他端側の電極）
ｎｅｔＡ        ノード（第１のノード）
Ｐｒｓｔ、Ｐｒｓｔｎ
リセットパルス（第１のパルス、第３のパルス）
Ｐｒｗ、Ｐｒｗｎ
読み出しパルス（第２のパルス、第４のパルス）
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３】
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【図４】
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【図２４】
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【図２７】
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