(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむ第１および第２の基板と、
前記第１の基板上の前記第２の基板と対向する面に形成される複数の第１の電極と、
前記第２の基板上の前記第１の基板と対向する面に、前記第１の電極とそれぞれ対向するように形成された複数の第２の電極と、
前記第１の電極に接続されたスイッチと、
前記スイッチに接続され、前記スイッチにより前記第１の電極との間をオンオフ制御される信号線と、
前記信号線の電圧を検出する信号検出部と、
前記信号線を駆動するとともに、前記スイッチを制御する駆動制御部と
を備え、
対向する前記第１および第２の電極は、それぞれに印加された電圧の電位差に基づいて表示を行う表示素子の電極を構成するとともに、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成し、
前記駆動制御部は、前記タッチ検出素子が前記タッチ電圧を出力する前において、前記信号線の電圧と前記第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行う
タッチセンサ付き表示装置。
【請求項２】
前記初期化動作は、前記第１の電極の電圧を第１初期化電圧に設定する第１初期化動作と、前記第１初期化動作の後に行われ、前記信号線の電圧を前記第１初期化電圧とは異なる第２初期化電圧に設定する第２初期化動作とを含む
請求項１に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項３】
前記表示素子は、前記電位差の極性が所定期間ごとに反転する極性反転駆動により駆動される液晶表示素子であり、
前記初期化動作は、複数の前記第２の電極に共通に印加され、前記所定期間ごとに反転する共通信号に同期して行われる
請求項２に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項４】
複数の前記タッチ検出素子は、前記所定期間ごとに順次前記タッチ電圧を出力し、
前記第１初期化動作と前記第２初期化動作とは、異なる前記所定期間において行われる
請求項３に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項５】
前記第１初期化動作は、前記第２初期化動作の１つ前の前記所定期間において行われる
請求項４に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項６】
前記第１および第２初期化動作は、前記駆動制御部が、前記共通信号の電圧が反転した反転共通信号を前記信号線に供給することにより行われる
請求項５に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項７】
前記第１および第２初期化動作は、前記所定期間において、前記表示素子が表示を行う表示期間の前に行われる
請求項３に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項８】
さらに、一端が前記第１の電極に接続され、前記第１の電極の電圧と前記第２の電極の電圧との電位差を保持する保持容量を備えた
請求項３に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項９】
前記保持容量の他端には前記共通信号が供給される
請求項８に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１０】
前記保持容量の他端には、前記共通信号と同じ波形形状を有する、前記共通信号よりも振幅が大きい信号が供給される
請求項８に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１１】
前記所定期間のそれぞれにおいて、同じ前記信号線に接続された２つ以上の前記スイッチが同時にオン状態になり、２つ以上の前記タッチ検出素子が前記タッチ電圧を出力する
請求項３に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１２】
前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板上に突起物が形成され、前記第１および第２の電極のうちの対応する電極が、前記突起物の上部を被覆するように形成されている
請求項１に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１３】
前記信号検出部は、１または複数の前記信号線ごとに接続され、外部近接物体により押圧可能なタッチ検出領域の外側の第１もしくは第２の基板上に形成されている
請求項１に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１４】
さらに、
外部近接物体により押圧可能なタッチ検出領域の外側に形成され、外部近接物体がない状態に対応する前記タッチ電圧を出力するダミーのタッチ検出素子と、
前記タッチ電圧を伝えるダミーの信号線と
を備え、
前記信号検出部は、前記タッチ電圧と所定のしきい値電圧とを比較する比較回路を有し、
前記ダミーのタッチ検出素子が出力する前記タッチ電圧に基づいて、前記所定のしきい値電圧を求める
請求項１に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１５】
前記ダミーのタッチ検出素子は、前記タッチ検出素子と同じ構造をもち、
前記ダミーの信号線は、前記信号線と同じ構造をもつ
請求項１４に記載のタッチセンサ付き表示装置。
【請求項１６】
互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむ第１および第２の基板と、
前記第１の基板上の前記第２の基板と対向する面に形成される複数の第１の電極と、
前記第２の基板上の前記第１の基板と対向する面に、前記第１の電極とそれぞれ対向するように形成された複数の第２の電極と、
前記第１の電極に接続されたスイッチと、
前記スイッチに接続され、前記スイッチにより前記第１の電極との間をオンオフ制御される信号線と、
前記信号線の電圧を検出する信号検出部と、
前記信号線を駆動するとともに、前記スイッチを制御する駆動制御部と
を備え、
対向する前記第１および第２の電極は、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成し、
前記駆動制御部は、前記タッチ検出素子が前記タッチ電圧を出力する前において、前記信号線の電圧と前記第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行う
タッチパネル。
【請求項１７】
前記初期化動作は、前記第１の電極の電圧を第１初期化電圧に設定する第１初期化動作と、前記第１初期化動作の後に行われ、前記信号線の電圧を前記第１初期化電圧とは異なる第２初期化電圧に設定する第２初期化動作とを含む
請求項１６に記載のタッチパネル。
【請求項１８】
第１の電極が形成された第１の基板と第２の電極が形成された第２の基板とを、これらのうちの少なくとも一方が外部近接物体の押圧によりたわむように、前記第１の電極と前記第２の電極とを互いに対向させて配置し、
前記第１の電極と前記第２の電極との距離に応じたタッチ電圧を、前記第１の電極に接続されたスイッチを介して信号線に出力し、
前記タッチ電圧の出力の前に、前記信号線と前記第１の電極との電位差を拡大させるように初期化動作を行う
タッチパネルの駆動方法。
【請求項１９】
外部近接物体を検出するタッチセンサ機能を有するタッチセンサ付き表示装置と、
前記タッチセンサ機能により入力された情報に基づいて所定の処理を行う処理部と
を備え、
前記タッチセンサ付き表示装置が、
互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむ第１および第２の基板と、
前記第１の基板上の前記第２の基板と対向する面に形成される複数の第１の電極と、
前記第２の基板上の前記第１の基板と対向する面に、前記第１の電極とそれぞれ対向するように形成された複数の第２の電極と、
前記第１の電極に接続されたスイッチと、
前記スイッチに接続され、前記スイッチにより前記第１の電極との間をオンオフ制御される信号線と、
前記信号線の電圧を検出する信号検出部と、
前記信号線を駆動するとともに、前記スイッチを制御する駆動制御部と
を有し、
対向する前記第１および第２の電極は、それぞれに印加された電圧の電位差に基づいて表示を行う表示素子の電極を構成するとともに、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成し、
前記駆動制御部は、前記タッチ検出素子が前記タッチ電圧を出力する前において、前記信号線の電圧と前記第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行う
電子機器。
【請求項２０】
外部近接物体を検出するタッチパネルと、
前記タッチパネルにより入力された情報に基づいて所定の処理を行う処理部と
を備え、
前記タッチパネルが、
互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむ第１および第２の基板と、
前記第１の基板上の前記第２の基板と対向する面に形成される複数の第１の電極と、
前記第２の基板上の前記第１の基板と対向する面に、前記第１の電極とそれぞれ対向するように形成された複数の第２の電極と、
前記第１の電極に接続されたスイッチと、
前記スイッチに接続され、前記スイッチにより前記第１の電極との間をオンオフ制御される信号線と、
前記信号線の電圧を検出する信号検出部と、
前記信号線を駆動するとともに、前記スイッチを制御する駆動制御部と
を有し、
対向する前記第１および第２の電極は、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成し、
前記駆動制御部は、前記タッチ検出素子が前記タッチ電圧を出力する前において、前記信号線の電圧と前記第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行う
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部近接物体を検出するタッチセンサを内蔵したタッチセンサ付き表示装置、タッチパネル、およびタッチパネルの駆動方法ならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいはタッチパネルと表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
【０００３】
タッチパネルの方式には様々なものがあるが、その一つとして、指などの押圧（タッチ）によって生じるタッチパネルのたわみを検出する方式が挙げられる。この方式には、例えば、離間し対向するように配置された２枚の基板が、押圧により互いに接触することを利用したもの（接触式など）や、押圧によりその間の距離が狭まることを利用したもの（容量式など）などが属する。容量式タッチパネルは、接触式タッチパネルと比べて、２枚の基板を接触させるほどの圧力をかけなくてもタッチを検出することができ、結果として高いタッチ検出感度を実現しやすいという特徴がある。
【０００４】
一般に、タッチパネルには高いタッチ検出感度が望まれ、感度を改善するための様々な試みが行われている。例えば非特許文献１には、表示装置と一体化した容量式タッチパネルにおいて、各タッチセンサに増幅用のトランジスタを設けることにより、タッチ検出感度のさらなる改善を図るタッチパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】E.Kanda et al., "Integrated Active Matrix Capacitive Sensors for Touch Panel LTPS-TFT LCDs", SID DIGEST pp.834-837, 2008.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般に電子機器は、消費電力の低減、製造コストの低減、信頼性の向上などの多くの観点から、素子数の低減が望まれる。タッチパネルにおいても、タッチパネルの素子数を低減することにより、これらの改善が期待できる。さらに、例えば、タッチパネルを表示装置上に装着する場合には、表示装置上の画像がタッチパネルを介して表示される際の、タッチパネルによる表示輝度の低下を最低限に抑えることができる。また、タッチパネルと表示装置とを一体化する場合には、表示装置の開口率を高くすることができる。
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に開示された表示装置一体型のタッチパネルでは、各タッチセンサに、増幅用のトランジスタに加えて、さらにそれを制御するための制御線や制御用のトランジスタが必要になるため、表示装置の開口率が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、素子数を増やすことなく高いタッチ検出感度を実現できる、タッチセンサ付き表示装置、タッチパネル、タッチパネルの駆動方法、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタッチセンサ付き表示装置は、第１および第２の基板と、複数の第１の電極と、複数の第２の電極と、スイッチと、信号線と信号検出部と、駆動制御部とを備えている。ここで第１および第２の基板は、互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむものである。複数の第１の電極は、第１の基板上の第２の基板と対向する面に形成され、複数の第２の電極は、第２の基板上の第１の基板と対向する面に、第１の電極とそれぞれ対向するように形成されている。スイッチは、第１の電極に接続されている。信号線は、スイッチに接続され、スイッチにより第１の電極との間をオンオフ制御される。信号検出部は、信号線の電圧を検出するものである。駆動制御部は、信号線を駆動するとともに、スイッチを制御するものである。対向する第１および第２の電極は、それぞれに印加された電圧の電位差に基づいて表示を行う表示素子の電極を構成するとともに、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成している。駆動制御部は、タッチ検出素子がタッチ電圧を出力する前において、信号線の電圧と第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行うように駆動するものである。ここで、「信号線の電圧と第１の電極の電圧との電位差が拡大するように」とは、初期化動作を行う前の状態に比べてこの電位差が拡大するように、という意味である。
【００１０】
本発明のタッチパネルは、第１および第２の基板と、複数の第１の電極と、複数の第２の電極と、スイッチと、信号線と信号検出部と、駆動制御部とを備えている。ここで第１および第２の基板は、互いに対向し離間して配置され、外部近接物体の押圧により少なくとも片方がたわむものである。複数の第１の電極は、第１の基板上の第２の基板と対向する面に形成され、複数の第２の電極は、第２の基板上の第１の基板と対向する面に、第１の電極とそれぞれ対向するように形成されている。スイッチは、第１の電極に接続されている。信号線は、スイッチに接続され、スイッチにより第１の電極との間をオンオフ制御される。信号検出部は、信号線の電圧を検出するものである。駆動制御部は、信号線を駆動するとともに、スイッチを制御するものである。対向する第１および第２の電極は、両者の間の距離に応じたタッチ電圧を出力するタッチ検出素子の電極を構成している。駆動制御部は、タッチ検出素子がタッチ電圧を出力する前において、信号線の電圧と第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化動作を行うように駆動するものである。
【００１１】
本発明のタッチパネルの駆動方法は、第１の電極が形成された第１の基板と第２の電極が形成された第２の基板とを、これらのうちの少なくとも一方が外部近接物体の押圧によりたわむように、第１の電極と第２の電極とを互いに対向させて配置し、第１の電極と第２の電極との距離に応じたタッチ電圧を、第１の電極に接続されたスイッチを介して信号線に出力し、タッチ電圧の出力の前に、信号線と第１の電極との電位差を拡大させるように初期化動作を行うものである。
【００１２】
本発明の電子機器は、上記本発明のタッチセンサ付き表示装置およびタッチパネルを備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１３】
本発明のタッチセンサ付き表示装置、タッチパネル、タッチパネルの駆動方法、および電子機器では、まず、信号線と第１の電極に対してそれぞれ電圧を設定するように初期化動作を行う。この初期化を行う際、第１の電極と第２の電極とは、外部近接物体の押圧に応じた状態になっている。すなわち、強く押圧されている場合には、第１の電極と第２の電極とは互いに接触しており、または、弱く押圧されている場合には、第１の電極と第２の電極との間の距離が狭まっており、押圧されていない場合に比べ、その間の静電容量が大きくなっている。この初期化動作の後に、スイッチをオン状態にすると、信号線と第１の電極との間で電荷がやりとりされ、外部近接物体の押圧に応じたタッチ電圧がスイッチを介して信号線に出力される。この初期化動作の際に、信号線の電圧と第１の電極の電圧との電位差が拡大するように初期化することにより、タッチ電圧を大きくすることができる。
【００１４】
初期化動作は、例えば、第１の電極の電圧を第１初期化電圧に設定する第１初期化動作と、第１初期化動作の後に行われ、信号線の電圧を第１初期化電圧とは異なる第２初期化電圧に設定する第２初期化動作とを含むものである。
【００１５】
本発明のタッチセンサ付き表示装置および電子機器では、表示素子は、例えば、第１および第２の電極の電圧の電位差の極性が所定期間ごとに反転する極性反転駆動により駆動される液晶表示素子が使用可能である。その際、初期化動作は、例えば、第２の電極に共通に印加され、所定期間ごとに反転する共通信号に同期して行われるようにしてもよい。
【００１６】
この場合、初期化動作のタイミングとしては、例えば、タッチ検出素子が所定期間ごとに順次タッチ電圧を出力するようにし、第１初期化動作と第２初期化動作とを、異なる所定期間において行うようにしてもよい。その場合、例えば、第１初期化動作を、第２初期化動作の一つ前の所定期間に行うようにすることができる。このとき、例えば、第１および第２初期化動作は、駆動制御部が、共通信号の電圧が反転した反転共通信号を信号線に供給することにより行われるのが望ましい。
【００１７】
また、第１および第２初期化動作は、例えば、上記した所定期間において、表示素子が表示を行う表示期間の前に行われるようにしてもよい。
【００１８】
上記した液晶表示素子を用いる場合には、例えば、所定期間のそれぞれにおいて、同じ信号線に接続された２つ以上のスイッチが同時にオン状態になり、２つ以上のタッチ検出素子がタッチ電圧を出力するようにしてもよい。
【００１９】
タッチ検出素子の構造としては、例えば、第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板上に突起物が形成され、第１および第２の電極のうちの対応する電極が、その突起物の上部を被覆するように形成されるようにしてもよい。
【００２０】
信号検出部は、例えば、１または複数の信号線ごとに接続され、外部近接物体により押圧可能なタッチ検出領域の外側の第１もしくは第２の基板上に形成することが可能である。
【００２１】
信号検出部が、例えば、信号線から供給されるタッチ電圧と所定のしきい値電圧とを比較する比較回路を有する場合には、以下のようにしてその所定のしきい値電圧を求めるようにすることができる。すなわち、例えば、外部近接物体により押圧可能なタッチ検出領域の外側に形成され、外部近接物体がない状態に対応するタッチ電圧を出力するダミーのタッチ検出素子と、タッチ電圧を伝えるダミーの信号線とを備えるようにして、ダミーのタッチ検出素子が出力するタッチ電圧に基づいて、所定のしきい値電圧を求めるようにすることができる。その際、ダミーのタッチ検出素子は、タッチ検出素子と同じ構造をもち、ダミーの信号線は、信号線と同じ構造をもつようにするのが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のタッチセンサ付き表示装置、タッチパネル、タッチパネルの駆動方法、および電子機器によれば、容量式タッチ検出素子がタッチ電圧を出力する前において、信号線の電圧と第１の電極の電圧との電位差が拡大するようにそれぞれに対して初期化動作を行うようにしたので、素子数を増やすことなく、タッチに対する高い感度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したタッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表す回路図である。
【図３】図１に示したタッチセンサ内蔵表示部の要部の一構成例を表す断面図である。
【図４】図２に示した画素およびその周辺部の一構成例を表す回路図である。
【図５】図１に示したタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図６】図１に示したタッチセンサ付き表示装置の他の動作例を表すタイミング波形図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るタッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表す回路図である。
【図８】図７に示したタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１０】図９に示したタッチセンサ付き表示装置の特性例を表すプロット図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１２】実施の形態を適用したタッチセンサ付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１３】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１４】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１５】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図１６】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図１７】タッチセンサ付き表示装置の変形例を表す回路図である。
【図１８】タッチセンサ付き表示装置の他の変形例を表す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．適用例
【００２５】
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置の一構成例を表すものである。図２は、タッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係るタッチパネルの駆動方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。タッチセンサ付き表示装置１は、表示パネルとタッチパネルが一体化した、いわゆるインセル型の表示装置であり、表示素子として液晶素子を用い、タッチセンサ素子として接触式および容量式タッチセンサを用いて構成されたものである。タッチセンサ付き表示装置１は、図１に示したように、タッチセンサ内蔵表示部１０と、表示駆動部２１と、タッチ検出部２２と、シフトレジスタ部２３と、垂直駆動部２４と、制御部２５とを備えている。
【００２６】
タッチセンサ内蔵表示部１０は、供給された表示画素信号に基づいて表示を行うとともに、外部接触物体の押圧に応じたタッチ電圧Ｖtouchを出力するものである。タッチセンサ内蔵表示部１０には、画素ＰＩＸがマトリックス状に配列されている。画素ＰＩＸは、図２に示したように、液晶素子ＬＣと、タッチセンサＴＳと、画素トランジスタＰixＴrと、画素容量Ｃpixとを備えている。
【００２７】
液晶素子ＬＣは、供給された表示画素信号に基づいて表示を行う表示素子である。タッチセンサＴＳは、外部接触物体の押圧に応じたタッチ電圧Ｖtouchを出力するタッチセンサ素子である。液晶素子ＬＣと、タッチセンサ素子ＴＳとは、並列に接続されている。
【００２８】
図３は、タッチセンサ内蔵表示部１０の要部断面構造の例を表すものである。この画素ＰＩＸは、アレイ基板１１と、このアレイ基板１１に対向して配置されたカラーフィルタ基板１２と、アレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２との間に挿設された液晶層１３とを備えている。
【００２９】
アレイ基板１１は、回路基板としてのＴＦＴ基板１１１と、このＴＦＴ基板１１１の液晶層１３に接する面上にマトリックス状に形成された複数の画素電極１１２とを有する。ＴＦＴ基板１１１上の一部には、センサ柱１１３が形成されており、画素電極１１２がその上部を被覆するように形成されている。これにより、センサ柱１１３上部の画素電極１１２（センサ電極１１４）と、カラーフィルタ基板１２上に形成された共通電極１２３（後述）との距離が、センサ柱がないところに比べて狭くなっている。また、ＴＦＴ基板１１１の液晶層１３とは反対の面上には、偏光板１１６が形成されている。
【００３０】
カラーフィルタ基板１２は、対向基板１２１と、この対向基板１２１のアレイ基板１１と対向する面上に形成されたカラーフィルタ１２２と、このカラーフィルタ１２２の上に形成された共通電極１２３とを有する。カラーフィルタ１２２は、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したものである。また、対向基板１２１の液晶層１３とは反対の面上には、偏光板１２４が形成されている。
【００３１】
液晶層１３は、電界の状態に応じて、通過する光の偏光方向を変調するものである。液晶としては、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。
【００３２】
アレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２との間には、スペーサ１１５が形成されている。スペーサ１１５は、アレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２とが一定の間隔を保つようにするために設けられている。
【００３３】
画素電極１１２、共通電極１２３、および液晶層１３は、液晶素子ＬＣを構成する。具体的には、液晶素子ＬＣは、画素電極１１２に印加された表示画素信号と、共通電極１２３に印加された共通信号Ｖcomとの電位差に基づいて表示を行うようになっている。液晶素子ＬＣは、カラーフィルタ１２２に対応して、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）でそれぞれ表示を行う。液晶素子ＬＣは、この例では、ライン反転駆動により表示を行うものである。すなわち、共通信号Ｖcomは、１水平ライン期間ごとに反転するものである。
【００３４】
画素電極１１２（センサ電極１１４）および共通電極１２３は、タッチセンサＴＳを構成する。タッチセンサＴＳでは、外部接触物体の押圧によりカラーフィルタ基板１２がたわみ、センサ電極１１４と共通電極１２３との間の距離が狭まる。弱い押圧の場合には、両電極間の距離が狭まることにより、センサ電極１１４と共通電極１２３との間の静電容量が変化する。強い押圧の場合には、センサ電極１１４と共通電極１２３とが接触する。タッチセンサＴＳは、センサ電極１１４と共通電極１２３との間の距離に応じて、画素電極１１２からタッチ電圧Ｖtouchを出力するものである。なお、以下では、画素電極１１２の電圧として、画素電圧Ｖpixを適宜用いることとする。
【００３５】
なお、この例では、センサ柱１１３は、アレイ基板１１に形成されているが、これに代わり、カラーフィルタ基板１２に形成されていてもよく、もしくは、アレイ基板１１とカラーフィルタ基板１２の両方に形成されていてもよい。センサ柱１１３がカラーフィルタ基板１２に形成される場合には、共通電極１２３がセンサ柱１１３を被覆するように形成される。
【００３６】
画素トランジスタＰixＴrは、アレイ基板１１上に例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）として形成される。画素トランジスタＰixＴrは、図２に示したように、ソースおよびドレインのうちの一方が信号線ＳＧＬ（後述）に接続され、他方が液晶素子ＬＣに接続されるとともに、タッチセンサＴＳにも接続されている。画素トランジスタＰixＴrは、ゲートがゲート線ＧＣＬ（後述）に接続されており、ゲート線ＧＣＬの電圧に基づいて、オンオフ制御されるものである。画素トランジスタＰixＴrは、後述するように、信号線ＳＧＬから供給される表示画素信号を液晶素子ＬＣに伝えるとともに、タッチセンサＴＳから出力されるタッチ電圧Ｖtouchを信号線ＳＧＬに伝えるようになっている。
【００３７】
画素容量Ｃpixは、アレイ基板１１上に形成され、一方は液晶素子ＬＣの画素電極１１２に接続され、他方はアレイ基板１１上に配設された共通信号線ＣＯＭＬ（後述）に接続されている。画素容量Ｃpixは、液晶素子ＬＣの両端の電圧を保持するための容量であり、画素容量Ｃpixと並列に接続されている。画素容量Ｃpixは、いわゆる保持容量と、寄生容量とにより構成されている。
【００３８】
信号線ＳＧＬは、アレイ基板１１上に形成され、タッチセンサ内蔵表示部１０においてマトリックス状に配列された画素ＰＩＸのうちの同じ列に属する複数の画素ＰＩＸと接続されている。また、信号線ＳＧＬは、タッチセンサ内蔵表示部１０の外部において、表示駆動部２１およびタッチ検出部２２と接続されている。この構成により、信号線ＳＧＬは、表示駆動部２１より供給される表示画素信号を各画素ＰＩＸの液晶素子ＬＣに伝えるとともに、各画素ＰＩＸのタッチセンサＴＳから供給されるタッチ電圧Ｖtouchをタッチ検出部２２に伝えるようになっている。なお、以下では、信号線ＳＧＬの電圧として、表示画素信号とタッチ電圧Ｖtouchを総称した信号線電圧Ｖsigを適宜用いることとする。
【００３９】
ゲート線ＧＣＬは、アレイ基板１１上に形成され、タッチセンサ内蔵表示部１０においてマトリックス状に配列された画素ＰＩＸのうちの同じ行に属する複数の画素ＰＩＸと接続されている。またゲート線ＧＣＬは、タッチセンサ内蔵表示部１０の外部において、垂直駆動部２４と接続されている。
【００４０】
共通信号線ＣＯＭＬは、アレイ基板１１上に形成され、共通信号Ｖcomを伝える配線である。共通信号線ＣＯＭＬは、タッチセンサ内蔵表示部１０の内部において、カラーフィルタ基板１２上の共通電極１２３と接続されている。また、共通信号線ＣＯＭＬは、図示していないが、タッチセンサ内蔵表示部１０の外部において、制御部２５と接続されており、制御部２５により共通信号Ｖcomが供給されるようになっている。
【００４１】
表示駆動部２１は、表示画素信号をタッチセンサ内蔵表示部１０の液晶素子ＬＣに供給する回路である。具体的には、表示駆動部２１は、外部より供給される映像表示信号ＤＩＳＰに基づいて表示画素信号を生成し、信号線ＳＧＬを介して液晶素子ＬＣに供給する機能を有している。
【００４２】
さらに、表示駆動部２１は、信号線ＳＧＬに所定の電圧（プリチャージ電圧）を印加するプリチャージ動作を行う機能を有する。具体的には、表示駆動部２１は、後述するように、信号線ＳＧＬを介して液晶素子ＬＣに表示画素信号を供給する前に、信号線ＳＧＬに対し、共通信号Ｖcomに基づく所定の電圧を印加することにより、信号線ＳＧＬを初期化する。これにより、信号線ＳＧＬへの表示画素信号の印加がしやすくなり、表示動作が行いやすくなる。また、表示駆動部２１は、タッチセンサＴＳがタッチ電圧Ｖtouchを出力する前に、画素電極１１２および信号線ＳＧＬに対し、共通信号Ｖcomに基づくそれぞれ別の所定の電圧を印加することにより、タッチセンサＴＳと信号線ＳＧＬとをそれぞれ初期化する。これにより、タッチセンサＴＳは表示画素信号に依存しないタッチ電圧Ｖtouchを出力することができる。
【００４３】
表示駆動部２１と信号線ＳＧＬとは、図２に示したように、セレクタスイッチＳelＳＷを介して接続されている。セレクタスイッチＳelＳＷは、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３によりそれぞれオンオフ制御されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３から構成される。例えば、セレクタ信号ＳＥＬ１によりオンオフ制御されるスイッチＳＷ１は、青色（Ｂ）を表示する画素ＰＩＸの信号線ＳＧＬに接続され、セレクタ信号ＳＥＬ２によりオンオフ制御されるスイッチＳＷ２は、緑色（Ｇ）を表示する画素ＰＩＸの信号線ＳＧＬに接続され、セレクタ信号ＳＥＬ３によりオンオフ制御されるスイッチＳＷ３は、赤色（Ｒ）を表示する画素ＰＩＸの信号線ＳＧＬに接続されている。セレクタスイッチＳelＳＷは、信号線ＳＧＬに表示画素信号が印加される期間、およびプリチャージ動作を行う期間（プリチャージ期間）ではオン状態になるように制御され、信号線ＳＧＬがタッチ検出動作のために使用される期間（タッチ検出期間）ではオフ状態になるように制御される。
【００４４】
タッチ検出部２２は、タッチセンサＴＳから供給されたタッチ電圧Ｖtouchに基づいてタッチを検出する回路である。具体的には、タッチ検出部２２は、後述するように、垂直駆動部２４が選択したタッチセンサＴＳ（１水平ライン分）から信号線ＳＧＬを介して供給されたタッチ電圧Ｖtouchと所定の参照電圧ＶrefとをコンパレータＣompによりそれぞれ比較することにより、それらのタッチセンサＴＳにおけるタッチの有無を判定する機能を有している。タッチ検出部２２と信号線ＳＧＬとは、読み出しスイッチＲＳＷを介して接続されている。読み出しスイッチＲＳＷは、読み出し信号ＲＤによりオンオフ制御される。読み出しスイッチＲＳＷは、信号線ＳＧＬがタッチ検出動作のために使用される期間（タッチ検出期間）においてオン状態になるように制御される。
【００４５】
シフトレジスタ部２３は、タッチ検出部２２から供給されたタッチ判定結果をパラレル−シリアル変換する回路である。具体的には、シフトレジスタ部２３は、タッチ検出部２２から供給された１水平ライン分のタッチ判定結果を保持し、制御部２５から供給されるシリアルクロック信号ＳＣＬＫに基づいて、そのタッチ判定結果をパラレル−シリアル変換して、タッチ検出信号ＤＯとして外部に転送するようになっている。つまり、シフトレジスタ部２３は、タッチ判定結果を外部に伝えるための信号配線の本数を大幅に少なくすることができる。
【００４６】
垂直駆動部２４は、タッチ検出動作および表示動作の対象となる画素ＰＩＸを選択する機能を有している。具体的には、垂直駆動部２４は、ゲート制御線ＧＣＬに信号Ｇateを印加して、タッチセンサ内蔵表示部１０においてマトリックス状に形成されている画素ＰＩＸのうちの１行（１水平ライン）を表示動作およびタッチ検出動作の対象として選択する。表示動作では、選択された画素ＰＩＸの液晶表示素子ＬＣに対し、表示駆動部２１から表示画素信号が供給されることにより、その１水平ラインに対する表示が行われる。タッチ検出動作においては、選択された画素ＰＩＸのタッチセンサＴＳに対して初期化を行った後、それらのタッチセンサＴＳが出力するタッチ電圧Ｖtouchをタッチ検出部２２が検出することにより、その１水平ラインに対するタッチ検出が行われる。このようにして、垂直駆動部２１は、時分割的に１水平ラインずつ順次走査を行い、タッチセンサ内蔵表示部１０の全面にわたり表示動作およびタッチ検出動作を行うように制御する。
【００４７】
制御部２５は、表示駆動部２１、タッチ検出部２２、シフトレジスタ部２３、および垂直駆動部２４が同期して動作するように制御する回路である。具体的には、制御部２５は、表示駆動部２１に対してセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３および共通信号Ｖcomを供給し、タッチ検出部２２に対して読み出し信号ＲＤを供給し、シフトレジスタ部２３に対してシリアルクロック信号ＳＣＬＫを供給し、垂直駆動部２４に対して同期信号を供給する機能を有する。また、制御部２５は、図示していないが、タッチセンサ内蔵表示部１０に対して共通信号Ｖcomを供給するようになっている。
【００４８】
ここで、アレイ基板１１は本発明における「第１の基板」の一具体例に対応し、カラーフィルタ基板１２は本発明における「第２の基板」の一具体例に対応する。画素電極１１２（センサ電極１１４）は本発明における「第１の電極」の一具体例に対応し、共通電極１２３は本発明における「第２の電極」の一具体例に対応する。画素トランジスタＰixＴrは、本発明における「スイッチ」の一具体例に対応する。信号線ＳＧＬは、本発明における「信号線」の一具体例に対応する。タッチ検出部は、本発明における「信号検出部」の一具体例に対応する。タッチ検出部は、本発明における「信号検出部」の一具体例に対応する。表示駆動部２１、垂直駆動部２４、および制御部２５は、本発明における「駆動制御部」の一具体例に対応する。液晶素子ＬＣは本発明における「表示素子」の一具体例に対応し、タッチセンサＴＳは本発明における「タッチ検出素子」の一具体例に対応する。センサ柱１１３は、本発明における「突起物」の一具体例に対応する。
【００４９】
共通信号Ｖcomは、本発明における「共通信号」の一具体例に対応する。タッチ電圧Ｖtouchは、本発明における「タッチ電圧」の一具体例に対応する。１水平ライン期間は、本発明における「所定期間」の一具体例に対応する。画素容量Ｃpixは、本発明における「保持容量」の一具体例に対応する。
【００５０】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１の動作および作用について説明する。
【００５１】
（全体動作概要）
表示駆動部２１は、映像表示信号ＤＩＳＰに基づいて表示画素信号を生成するとともに、プリチャージ電圧を生成し、信号線ＳＧＬを介してタッチセンサ内蔵表示部１０に供給する。垂直駆動部２４は、ゲート線ＧＣＬを介してゲート線信号Ｇateをタッチセンサ内蔵表示部１０に供給する。タッチセンサ内蔵表示部１０は、ゲート線ＧＣＬのゲート線信号Ｇateに基づいて１水平ラインごとに線順次走査を行い、タッチセンサＴＳと信号線ＳＧＬをそれぞれ初期化したのちに信号線ＳＧＬに対してタッチ電圧Ｖtouchを出力するとともに、信号線ＳＧＬを介して表示画素信号が供給されたときに表示動作を行う。タッチ検出部２２は、信号線ＳＧＬを介して供給されたタッチ電圧Ｖtouchに基づいてタッチを検出（判定）する。シフトレジスタ部２３は、タッチ検出部２２から供給された１水平ライン分のタッチ判定結果をパラレル−シリアル変換して、タッチ検出信号ＤＯとして外部に転送する。制御部２５は、これらの動作の間、表示駆動部２１、タッチ検出部２２、シフトレジスタ部２３、および垂直駆動部２４が同期して動作するように制御する。
【００５２】
（詳細動作）
次に、図４および図５を参照して、タッチセンサ付き表示装置１の詳細動作を説明する。
【００５３】
図４は、画素ＰＩＸおよびその周辺部の回路構成の一例を表したものである。ここで、図４におけるタッチの状態は、タッチセンサ内蔵表示部１０に対する弱い押圧により、画素電極１１２（センサ電極１１４）と共通電極１２３との距離が少し狭まった状態（弱タッチ状態）であるとする。
【００５４】
画素ＰＩＸは、液晶容量Ｃlcと、画素容量Ｃpixと、画素トランジスタＰixＴrとを有している。液晶容量Ｃlcは、図３における、画素電極１１２と共通電極１２３との間の液晶層１３を介した静電容量に対応するものであり、図２における、タッチセンサＴＳの容量と液晶素子ＬＣの容量との並列容量に対応するものである。つまり、弱タッチ状態では、タッチセンサＴＳは、押圧により静電容量が変化する可変容量として機能することを考慮し、液晶容量Ｃlcもまた可変容量になっている。液晶容量Ｃlcは、図４において、一端が画素トランジスタＰixＴrの一端と接続されており、他端には共通信号Ｖcomが供給される。画素容量Ｃpixは、図２と同様に、一端が画素トランジスタＰixＴrの一端と接続されており、他端には共通信号Ｖcomが供給される。この画素トランジスタＰixＴrの一端には画素電極１１２が接続されており、その画素電極１１２の電圧が画素電圧Ｖpixに対応する。画素トランジスタＰixＴrの他端は、信号線ＳＧＬを介して、読み出しスイッチＲＳＷ、セレクタスイッチＳelＳＷ（この例ではスイッチＳＷ１）、および信号線容量Ｃsigが接続されている。信号線容量Ｃsigは、信号線ＳＧＬと共通信号線ＣＯＭＬとの間の寄生容量である。つまり、信号線容量Ｃsigは、一端が信号線ＳＧＬに接続され、他端には共通信号Ｖcomが供給される。
【００５５】
図５は、タッチセンサ付き表示装置１の表示動作およびタッチ検出動作のタイミング波形図を表すものであり、弱タッチがある状態を示す。図５において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の波形を示し、（Ｃ）は読み出し信号ＲＤの波形を示し、（Ｄ）はゲート線ＧＣＬの信号Ｇateの波形を示し、（Ｅ）は信号線ＳＧＬの電圧Ｖsigの波形を示し、（Ｆ）は画素電圧Ｖpixの波形を示し、（Ｇ）はシリアルクロック信号ＳＣＬＫの波形を示し、（Ｈ）はタッチ検出信号ＤＯの波形を示す。図５は、画素ＰＩＸのマトリックス状に配列された画素ＰＩＸのうちのｎ行目のある画素ＰＩＸに着目したものであり、図５（Ｆ）の画素電圧Ｖpixは、その画素ＰＩＸにおける画素電極１１２の画素電圧Ｖpix(n)を示している。また、スイッチおよびトランジスタの制御信号である、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３（図５（Ｂ））、読み出し信号ＲＤ（図５（Ｃ））およびゲート線信号Ｇate（図５（Ｄ））は、高レベルのときに、対応するスイッチおよびトランジスタがオン状態になるものとする。すなわち、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３（図５（Ｂ））が高レベルのときに、セレクタスイッチＳelＳＷのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がそれぞれオン状態になり、読み出し信号ＲＤ（図５（Ｃ））が高レベルのときに、読み出しスイッチＲＳＷはオン状態になり、ゲート線信号Ｇate（図５（Ｄ））が高レベルのときに、画素トランジスタＰixＴrがオン状態になるものとする。また、信号線電圧Ｖsig（図５（Ｅ））は、セレクタ信号ＳＥＬ１が供給されたスイッチＳＷ１に接続された信号線ＳＧＬの電圧とする。
【００５６】
タッチセンサ付き表示装置１では、図５に示したように、ある１水平ライン期間（タイミングｔ１〜タイミングｔ１１）において、ｎ列目の画素ＰＩＸの画素電極１１２がプリチャージされる（画素電極プリチャージ期間Ｔ１）。そして、続く１水平ライン期間（タイミングｔ１１〜タイミングｔ２１）において、信号線ＳＧＬがプリチャージされ（信号線プリチャージ期間Ｔ２）、ｎ列目の画素ＰＩＸがタッチ電圧Ｖtouchを出力し、それに基づいてタッチ検出部２２がタッチ判定を行う（タッチ検出期間Ｔ３）。その後、シフトレジスタがそのタッチ判定結果を外部に転送するとともに、ｎ列目の画素ＰＩＸが表示動作を行う。
【００５７】
ここで、画素電極プリチャージ期間Ｔ１の動作は本発明における「第１初期化動作」の一具体例に対応し、信号線プリチャージ期間Ｔ２は本発明における「第２初期化動作」の一具体例に対応する。
【００５８】
最初に、タイミングｔ１からタイミングｔ１１の期間における動作について説明する。
【００５９】
まず、タイミングｔ１において、制御部２５が共通信号Ｖcomを反転させる。具体的には、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３、読み出し信号ＲＤ、およびゲート線信号Ｇateが全て低レベルのときに（図５（Ｂ）〜（Ｄ））、制御部２５が共通信号Ｖcomを高レベルから低レベルへ変化させる（図５（Ａ））。このとき、信号線ＳＧＬは全ての画素ＰＩＸと切り離されており、信号線ＳＧＬおよび画素電極１１２はともにフローティング状態になっている。よって、共通信号Ｖcomが信号線容量Ｃsigを介して信号線ＳＧＬに伝わることにより、信号線電圧Ｖsigは低レベル側に変化し（図５（Ｅ））、同時に、共通信号Ｖcomが液晶容量Ｃlcおよび画素容量Ｃpixを介して画素電極１１２に伝わることにより、画素電圧Ｖpix(n)もまた低レベル側に変化する（図５（Ｆ））。
【００６０】
次に、タイミングｔ２からタイミングｔ３の期間（画素電極プリチャージ期間Ｔ１）において、表示駆動部２１がｎ行目の画素電極１１２をプリチャージする。具体的には、まず、タイミングｔ２において、制御部２５がセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを低レベルから高レベルに変化させる（図５（Ｂ））。これにより、表示駆動部２１はプリチャージ動作を行い、共通信号Ｖcomの電圧を反転した反転共通信号xＶcom（図示せず）の電圧レベルをプリチャージ電圧として信号線ＳＧＬに印加し、信号線電圧Ｖsigがそのプリチャージ電圧（ここでは共通信号Ｖcomの高レベル電圧）に設定される（図５（Ｅ））。これと同時に、垂直駆動部２４が、ｎ行目のゲート線信号Ｇate(n)を低レベルから高レベルに変化させる（図５（Ｄ））。これにより、ｎ行目の画素ＰＩＸの画素トランジスタＰixＴrがオン状態になり、プリチャージ電圧がｎ行目の画素電極１１２に供給され、画素電圧Ｖpix(n)がプリチャージ電圧に設定される（図５（Ｆ））。
【００６１】
次に、タイミングｔ３において、制御部２５がセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｂ））。これにより、信号線ＳＧＬおよびｎ行目の画素電極１１２は、互いに接続されたままフローティング状態となる。これと同時に、垂直駆動部２４が、ｎ−１行目のゲート線信号Ｇate(n-1)を低レベルから高レベルに変化させ（図５（Ｄ））、ｎ−１行目の画素ＰＩＸの画素トランジスタＰixＴrをオン状態にする。これにより、タイミングｔ２からタイミングｔ３において、信号線ＳＧＬおよびｎ行目の画素電極１１２と、ｎ−１行目の画素電極１１２との間で、電荷のやりとりが行われる。結果として、信号線電圧Ｖsigおよび画素電圧Ｖpix(n)は、若干低下するが、依然として反転共通信号xＶcomの電圧レベルに近い電圧を維持する（図５（Ｅ），（Ｆ））。
【００６２】
次に、タイミングｔ４において、垂直駆動部２４が、ｎ行目のゲート線信号Ｇate(n)を高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｄ））。これにより、ｎ行目の画素ＰＩＸの画素トランジスタＰixＴrがオフ状態になり、ｎ行目の画素電極１１２がフローティング状態になる。つまり、画素電圧Ｖpix(n)は、画素電極プリチャージ期間Ｔ１で設定した電圧を維持する（図５（Ｆ））。
【００６３】
以上のように、画素電極プリチャージ期間Ｔ１において、ｎ行目の画素電極１１２が、反転共通信号xＶcomの電圧レベルに設定されて初期化され、その後その画素電極１１２の電圧Ｖpix(n)は、設定された電圧に近い電圧を維持する。画素電極プリチャージ期間Ｔ１では、表示のための信号線プリチャージと、タッチ検出のための画素電極プリチャージの両方が行われる。
【００６４】
その後、タイミングｔ４からタイミングｔ１１にかけて、表示駆動部２１が供給する表示画素信号に基づいて、ｎ−１行目の画素ＰＩＸが表示動作を行う。具体的には、まず、制御部２５が、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３として、所定のパルス幅の波形をセレクタスイッチＳelＳＷに順次時分割的に供給し、それに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をそれぞれ順次オン状態とする。これに応じて、表示駆動部２１は、対応する信号線ＳＧＬに表示画素信号を順次供給し、信号線電圧Ｖsigを変化させる（図５（Ｅ））。なお、この例では、着目した信号線ＳＧＬはセレクタ信号ＳＥＬ１が供給されたスイッチＳＷ１と接続されているため、信号線電圧Ｖsigはセレクタ信号ＳＥＬ１が高レベルになったときに変化している（図５（Ｅ））。信号線電圧Ｖsigは、画素トランジスタＰixＴrがオン状態になっているｎ−１行目の画素ＰＩＸの画素電極１１２に供給され、ｎ−１行目の画素ＰＩＸが、この電圧に応じて表示動作を行う。
【００６５】
表示動作の終了後、垂直駆動部２４は、ｎ−１行目のゲート線信号Ｇate(n-1)を高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｄ））。これにより、信号線ＳＧＬは全ての画素ＰＩＸと切り離され、信号線ＳＧＬおよび画素電極１１２はともにフローティング状態になる。
【００６６】
次に、タイミングｔ１１からタイミングｔ２１の期間における動作について説明する。
【００６７】
まず、タイミングｔ１１において、制御部２５が共通信号Ｖcomを反転させる。具体的には、セレクト信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３、読み出し信号ＲＤ、およびゲート線信号Ｇateが全て低レベルのときに（図５（Ｂ）〜（Ｄ））、制御部２５が共通信号Ｖcomを低レベルから高レベルへ変化させる（図５（Ａ））。このとき、信号線ＳＧＬおよび画素電極１１２はともにフローティング状態になっているため、共通信号Ｖcomが信号線容量Ｃsigを介して信号線ＳＧＬに伝わることにより、信号線電圧Ｖsigは高レベル側に変化し（図５（Ｅ））、同時に、共通信号Ｖcomが液晶容量Ｃlcおよび画素容量Ｃpixを介して画素電極１１２に伝わることにより、画素電圧Ｖpix(n)もまた高レベル側に変化し、電圧Ｖｐになる（図５（Ｆ））。
【００６８】
次に、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３の期間（信号線プリチャージ期間Ｔ２）において、表示駆動部２１は信号線ＳＧＬをプリチャージする。具体的には、まず、タイミングｔ１２において、制御部２５がセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを低レベルから高レベルに変化させる（図５（Ｂ））。これにより、表示駆動部２１はプリチャージ動作を行い、反転共通信号xＶcomの電圧レベルをプリチャージ電圧として信号線ＳＧＬに印加し、信号線電圧Ｖsigがそのプリチャージ電圧（ここでは共通信号Ｖcomの低レベル電圧）に設定され、電圧Ｖｓになる（図５（Ｅ））。
【００６９】
次に、タイミングｔ１３において、制御部２５はセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｂ））。これにより、信号線ＳＧＬはフローティング状態となる。これと同時に、垂直駆動部２４が、ｎ行目のゲート線信号Ｇate(n)を低レベルから高レベルに変化させ（図５（Ｄ））、ｎ行目の画素ＰＩＸの画素トランジスタＰixＴrをオン状態にする。これにより、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３において、信号線ＳＧＬとｎ行目の画素電極１１２との間で、電荷のやりとりが行われる。
【００７０】
ｎ行目の画素電極１１２の画素電圧Ｖpix(n)は、上述したように、画素電極プリチャージ期間Ｔ１（タイミングｔ２〜タイミングｔ４）において共通信号Ｖcomの高電圧レベルに近い電圧に設定され、その後、タイミングｔ１１において、共通信号Ｖcomが液晶容量Ｃlcおよび画素容量Ｃpixを介して伝わってくることにより、高レベル側に変化し、電圧Ｖｐになっている。つまり、タイミングｔ１３の前では、ｎ行目の画素電極１１２の画素電圧Ｖpix(n)は、共通信号Ｖcomの高レベル電圧よりもさらに高い電圧（電圧Ｖｐ）となっている。
【００７１】
一方、信号線ＳＧＬの信号線電圧Ｖsigは、上述したように信号線プリチャージ期間Ｔ２（タイミングｔ１２〜タイミングｔ１３）において共通信号Ｖcomの低電圧レベル電圧に設定され、電圧Ｖｓとなっている。つまり、タイミングｔ１３の前では、信号線ＳＧＬの信号線電圧Ｖsigは、共通信号Ｖcomの低レベル電圧（電圧Ｖｓ）となっている。
【００７２】
これにより、タイミングｔ１３の前、つまり信号線ＳＧＬとｎ行目の画素電極１１２との間で電荷のやりとりをする前では、ｎ行目の画素電極１１２の画素電圧Ｖpix(n)（電圧Ｖｐ）と信号線ＳＧＬの信号線電圧Ｖsig（電圧Ｖｓ）との電位差Ｖｐ−Ｖｓは、図５（Ｅ），（Ｆ）に示したように、共通信号Ｖcomの電圧振幅の２倍程度にまで大きくなっている。これは、後述するように、タッチ検出感度の高感度化に大きく寄与する。
【００７３】
タイミングｔ１３において、信号線ＳＧＬとｎ行目の画素電極１１２とがお互いに接続され、その間で電荷のやりとりが行われると、信号線電圧Ｖsigおよび画素電圧Ｖpix(n)は、信号線容量Ｃsigと画素内容量（液晶容量Ｃlcおよび画素容量Ｃpix）との比で表されるタッチ電圧Ｖtouchに変化する（図５（Ｅ），（Ｆ））。このタッチ電圧Ｖtouchは次式のように表される。
【数１】
0005382658.tif 000002
【００７４】
式（１）から明らかなように、タッチ電圧Ｖtouchは液晶容量Ｃlcにより変化する。つまり、タッチ電圧Ｖtouchは、外部接触物体の押圧（タッチ）による液晶容量Ｃlcの変化に対応した値となっている。よって、タッチセンサ付き表示装置１では、以下に示すように、このタッチ電圧Ｖtouchに基づいてタッチを検出している。
【００７５】
次に、タイミングｔ１４からタイミングｔ１５の期間（タッチ検出期間Ｔ３）において、タッチ検出が行われる。具体的には、タイミングｔ１４において、制御部２５は、読み出し信号ＲＤを低レベルから高レベルに変化させる（図５（Ｃ））。これにより、読み出しスイッチＲＳＷがオン状態となり、タッチ電圧ＶtouchがコンパレータＣompに供給される。コンパレータＣompは、タッチ電圧Ｖtouchと、所定の参照電圧Ｖrefとを比較することによって、タッチの有無を判定し、その判定結果を出力する。シフトレジスタ部２３はその判定結果を取り込む。これにより、シフトレジスタ部２３には、１水平ライン分のタッチ判定結果が保持される。そして、タイミングｔ１５において、制御部２５は、読み出し信号ＲＤを高レベルから低レベルに変化させ（図５（Ｃ））、コンパレータＣompへのタッチ電圧Ｖtouchの供給を終了させ、コンパレータＣomp（タッチ検出部２２）はタッチ検出（判定）を終了する。
【００７６】
以上のように、タイミングｔ１２からタイミングｔ１５の期間では、タッチ検出のための信号線プリチャージ（信号線プリチャージ期間Ｔ２）と、タッチ検出（タッチ検出期間Ｔ３）が行われる。つまり、タイミングｔ１２からタイミングｔ１５の期間では、表示およびタッチ検出のための信号線プリチャージと、タッチ検出との両方が行われる。
【００７７】
その後、タイミングｔ１５からタイミングｔ２１の期間において、ｎ行目の画素ＰＩＸは、タイミングｔ４からタイミングｔ１１の期間におけるｎ−１行目の画素ＰＩＸと全く同様に、表示動作を行う。具体的には、まず、制御部２５が、セレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３として、所定のパルス幅の波形をセレクタスイッチＳelＳＷに順次時分割的に供給し、それに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をそれぞれ順次オン状態にする。これに応じて、表示駆動部２１は、対応する信号線ＳＧＬに表示画素信号を順次供給し、信号線電圧Ｖsigを変化させる（図５（Ｅ））。信号線電圧Ｖsigは、画素トランジスタＰixＴrがオン状態になっているｎ行目の画素ＰＩＸの画素電極１１２に供給され、ｎ行目の画素ＰＩＸが、この電圧に応じて表示動作を行う。
【００７８】
表示動作の終了後、垂直駆動部２４は、ｎ−１行目のゲート線信号Ｇate(n)を高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｄ））。これにより、信号線ＳＧＬは全ての画素ＰＩＸと切り離され、信号線ＳＧＬおよび画素電極１１２はともにフローティング状態になる。
【００７９】
この表示動作と並行して、シフトレジスタ部２３は、タッチ検出部２２から供給されたタッチ判定結果を外部に転送する。具体的には、まず、制御部２５が、シフトレジスタ部２３にシリアルクロック信号ＳＣＬＫを供給する（図５（Ｇ））。シフトレジスタ部２３は、シリアルクロック信号ＳＣＬＫに基づいて、保持された１水平ライン分のタッチ判定結果をタッチ検出信号ＤＯとして外部に転送する（図５（Ｈ））。
【００８０】
表示動作の終了後、垂直駆動部２４は、ｎ−１行目のゲート線信号Ｇate(n-1)を高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｄ））。これにより、信号線ＳＧＬは全ての画素ＰＩＸと切り離され、信号線ＳＧＬおよび画素電極１１２はともにフローティング状態になる。
【００８１】
タッチセンサ付き表示装置１は、上述したタイミングｔ１からタイミングｔ２１までの動作を繰り返すことにより、タッチセンサ内蔵表示部１０の全ての行に対して、１水平ラインごとに順次操作を行い、表示動作およびタッチ検出動作を行う。具体的には、タイミングｔ１２からタイミングｔ１４の期間は、ｎ＋１行目の画素電極１１２に対する画素電極プリチャージ期間Ｔ１に対応し、タイミングｔ２１から始まる次の１水平ライン期間において信号線プリチャージ期間を経た後に、ｎ＋１行目の１水平ラインに対してタッチ検出が行われる。
【００８２】
次に、図６を参照して、タッチ状態とタッチ電圧Ｖtouchとの関係を説明する。
【００８３】
図６は、タッチセンサ付き表示装置１のタッチ検出動作のタイミング波形図を表すものである。図６において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はセレクタ信号ＳＥＬ１の波形を示し、（Ｃ）は読み出し信号ＲＤの波形を示し、（Ｄ）はゲート線ＧＣＬの信号Ｇate(n)の波形を示し、（Ｅ）は信号線ＳＧＬの電圧Ｖsigの波形を示し、（Ｆ）は画素電圧Ｖpix(n)の波形を示す。図６は、図５におけるタイミングｔ１１からタイミングｔ１５の期間について、タッチセンサ付き表示装置１への様々なタッチ状態における動作例を示している。すなわち、様々なタッチ状態とは、タッチがされていない状態（未タッチ状態）、弱く押圧した状態（弱タッチ状態）、および強く押圧した状態（強タッチ状態）である。
【００８４】
まず最初に、未タッチ状態、および弱タッチ状態について説明する。
【００８５】
未タッチ状態は、タッチセンサ内蔵表示部１０に対して、タッチをしていない状態である。この状態では、図３における、画素電極１１２（センサ電極１１４）と共通電極１２３との距離は、スペーサ１１５により確保されている。一方、弱タッチ状態は、タッチセンサ内蔵表示部１０に対する弱い押圧により、未タッチ状態に比べ、画素電極１１２（センサ電極１１４）と共通電極１２３との距離が少し狭まった状態である。つまり、弱タッチ状態では、未タッチ状態に比べ、液晶容量Ｃlcが大きくなっている。
【００８６】
この液晶容量Ｃlcの違いにより、タッチ検出期間Ｔ３におけるタッチ電圧Ｖtouchは、図６（Ｅ），（Ｆ）に示したように、異なったものとなる。すなわち、未タッチ状態では、タッチ電圧Ｖtouchが電圧Ｖ０になるのに対し、弱タッチ状態では、タッチ電圧Ｖtouchが、未タッチ状態における電圧Ｖ０より高い電圧Ｖ１になる。式（１）を用いると、電圧Ｖ０および電圧Ｖ１は、それぞれ次式のように表される。
【数２】
0005382658.tif 000003
【数３】
0005382658.tif 000004
ここで、Ｃlc０は、未タッチ状態における液晶容量Ｃlcを示し、Ｃlc０＋ΔＣは、弱タッチ状態における液晶容量Ｃlcを示している。つまり、ΔＣは、弱タッチ状態における、弱い押圧による液晶容量Ｃlcの液晶容量Ｃlc０からの変化量（増加量）を示している。
【００８７】
弱タッチ状態と未タッチ状態におけるタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶ（＝電圧Ｖ１−電圧Ｖ０）は、式（３）−式（２）を計算することにより、以下のように表される。
【数４】
0005382658.tif 000005
【００８８】
このタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶは、タッチ検出感度に関係するものである。すなわち、電位差ΔＶを大きくすることにより、タッチ検出感度が高くなる。式（４）は、電位差ΔＶが電位差（Ｖｐ−Ｖｓ）に比例していることを意味している。つまり、タイミングｔ１３の前、つまり信号線ＳＧＬとｎ行目の画素電極１１２との間で電荷のやりとりをする前における、ｎ行目の画素電極１１２の画素電圧Ｖpix(n)（電圧Ｖｐ）と信号線ＳＧＬの信号線電圧Ｖsig（電圧Ｖｓ）との電位差（Ｖｐ−Ｖｓ）が大きいほど電位差ΔＶが大きくなり、タッチ検出感度がより高くなる。
【００８９】
タッチセンサ付き表示装置１では、上述したように、信号線ＳＧＬのプリチャージおよびタッチ検出を行う水平ライン期間の一つ前の水平ライン期間において、反転共通信号xＶcomを用いて画素電極１１２のプリチャージを行っている。これにより、タイミングｔ１３の前の電圧Ｖｐを高く設定することができ、電位差（Ｖｐ−Ｖｓ）を大きくすることができる。
【００９０】
このように、タッチ検出感度を高くすることにより、各画素ＰＩＸにタッチ電圧Ｖtouchを増幅するための増幅回路を設ける必要がない。よって、画素ＰＩＸの構成がシンプルになり、開口率の低下を最小限に抑えることができるようになる。
【００９１】
弱タッチ状態と未タッチ状態とを判別するためには、図６に示したように、タッチ検出部２２のコンパレータＣompの参照電圧Ｖrefを、電圧Ｖ０と電圧Ｖ１の間に設定すればよい。これにより、タッチ検出部２２は、弱タッチ状態と未タッチ状態とを判別することにより、タッチの有無を判定することができる。
【００９２】
次に、強タッチ状態について説明する。
【００９３】
強タッチ状態は、タッチセンサ内蔵表示部１０を強く押圧することにより、その押圧した場所に対応する画素電極１１２（センサ電極１１４）と共通電極１２３とが接触した状態である。よって、強タッチ状態では、図６（Ｆ）に示したように、画素電圧Ｖpix(n)は共通電圧Ｖcomと同じになる。信号線電圧Ｖsigは、タイミングｔ１３において、垂直駆動部２４がゲート線信号Ｇate(n)を低レベルから高レベルへ変化させ（図６（Ｄ））、画素トランジスタＰixＴrがオン状態になったときに、画素電圧Ｖpix(n)が伝わることにより共通電圧Ｖcomと同じ電圧となる（図６（Ｅ））。
【００９４】
よって、強タッチ状態と未タッチ状態とを判別するためには、図６に示したように、上述した、弱タッチ状態と未タッチ状態とを判別するための参照電圧Ｖrefをそのまま使用することができる。
【００９５】
［効果］
以上のように本実施の形態では、液晶表示装置の画素電極と共通電極の間の静電容量の変化に基づいてタッチを検出するようにし、さらに、タッチ検出を行う前に、信号線の電圧と画素電極の電圧との電位差が拡大するように初期化したので、画素ごとの増幅手段を設けることなく、タッチ検出感度を向上することができる。
【００９６】
また、本実施の形態では、タッチ検出を行う水平ライン期間の一つ前の水平ライン期間における表示用の信号線プリチャージを使用して画素電極のプリチャージを行うようにしたので、画素電極のプリチャージのための特別な制御を必要とせず、簡易な制御方法で画素電極のプリチャージを実現できる。
【００９７】
［変形例１−１］
上記実施の形態では、図２に示したような、必要最小限の素子および配線によりタッチセンサ内蔵表示部１０を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図７に示したように、センサ制御線ＳＣＬを追加してタッチセンサ内蔵表示部を構成するようにしてもよい。
【００９８】
図２では、画素容量Ｃpixの一方が共通信号線ＣＯＭＬと接続されていたが、図７では、これに代えて、画素容量Ｃpixの一方が、センサ制御線ＳＣＬと接続されている。センサ制御線ＳＣＬには、センサ制御線信号Ｖseが供給される。センサ制御線信号Ｖseは、共通信号Ｖcomと同等であり、その電圧振幅が共通信号Ｖcomよりも大きいものである。
【００９９】
図８は、本変形例に係るタッチセンサ付き表示装置の表示動作およびタッチ検出動作のタイミング波形図を表すものであり、タッチがある状態を示す。図８において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はセンサ制御線信号Ｖseの波形を示し、（Ｃ）はセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の波形を示し、（Ｄ）は読み出し信号ＲＤの波形を示し、（Ｅ）はゲート線ＧＣＬの信号Ｇateの波形を示し、（Ｆ）は信号線ＳＧＬの電圧Ｖsigの波形を示し、（Ｇ）は画素電圧Ｖpixの波形を示す。
【０１００】
本変形例に係るタッチセンサ付き表示装置では、共通信号Ｖcomよりも大きな電圧振幅をもつセンサ制御線信号Ｖseが画素容量Ｃpixに供給されるため、タイミングｔ１，ｔ１１，ｔ２１における画素電圧Ｖpix(n)の電圧変化量が、第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１の場合（図５（Ｆ））に比べて大きい（図８（Ｇ））。これにより、タイミングｔ１３における電圧Ｖｐが高くなり、式（４）よりタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶ（＝電圧Ｖ１−電圧Ｖ０）を大きくすることができ、結果としてタッチ検出感度をより高くすることができる。
【０１０１】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、垂直駆動部２４によるゲート線ＧＣＬの駆動方法が、上記第１の実施の形態と異なるものである。すなわち、第１の実施の形態では、各水平ライン（１Ｈ）期間において、画素電極プリチャージ期間以外では、垂直駆動部２４は、１本のゲート線ＧＣＬに対してゲート線信号Ｇateをアクティブにしたが、本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１Ｂでは、２本以上のゲート線ＧＣＬに対してゲート線信号Ｇateをアクティブにしている。本実施の形態のタッチセンサ付き表示装置１Ｂの回路構成は、上記第１の実施の形態（図１、図２）と同じであり、垂直駆動部２４が、上述したようにゲート線ＧＣＬを駆動する。その他の動作は、上記第１の実施の形態（図５）と同様である。なお、上記第１の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０２】
図９は、タッチセンサ付き表示装置１Ｂの表示動作およびタッチ検出動作のタイミング波形図を表すものである。図９において、（Ａ）は共通信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の波形を示し、（Ｃ）は読み出し信号ＲＤの波形を示し、（Ｄ）はゲート線ＧＣＬの信号Ｇateの波形を示す。この例では、各水平ライン期間において、垂直駆動部２４は、３本のゲート線ＧＣＬに対してゲート線信号Ｇateを同時にアクティブにしている。
【０１０３】
タッチセンサ付き表示装置１Ｂは、図９に示したように、複数のゲート線ＧＣＬに対してゲート線信号Ｇateを同時にアクティブにして、同じ信号線ＳＧＬに接続される複数のタッチセンサＴＳが信号線ＳＧＬに対して同時にタッチ電圧Ｖtouchを出力するようにしている。以下、例として、３行目の画素ＰＩＸに着目して、具体的に説明する。
【０１０４】
まず、垂直駆動部２４がゲート線信号Ｇate(3)としてパルスＰ１３を出力し（図９（Ｄ））、表示駆動部２１が、３行目の画素ＰＩＸの画素電極１１２に対して画素電極プリチャージを行う。そして、次の水平ライン期間において、制御部２５がセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを同時に高レベルに変化させ（図９（Ｂ））、表示駆動部２１が、信号線ＳＧＬに対して信号線プリチャージを行う。その後、制御部２５がセレクタ信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の全てを同時に低レベルに変化させるととともに、垂直駆動部２４がゲート線信号Ｇate(3)を低レベルから高レベルに変化させ（（図９（Ｄ））、信号線ＳＧＬと画素電極との間で電荷のやりとりをすることによりタッチ電圧Ｖtouchが生成される。
【０１０５】
このとき、垂直駆動部２４は、ゲート線信号Ｇate(3)を低レベルから高レベルに変化させる際、ゲート線信号Ｇate(1)，Ｇate(2)をも低レベルから高レベルに変化させる（（図９（Ｄ））。これにより、同じ信号線ＳＧＬに接続された１行目から３行目の画素ＰＩＸの画素トランジスタＰixＴrが全てオン状態となり、信号線ＳＧＬと、１行目から３行目の画素ＰＩＸの画素電極１１２との間で電荷のやり取りが行われるようになる。
【０１０６】
通常、指などがタッチパネルを押圧した場合には、指の大きさに対応し、複数の画素ＰＩＸにわたり液晶容量Ｃlcが変化する。よって、上述したように、信号線ＳＧＬと、複数の画素ＰＩＸの画素電極との間で電荷のやりとりをすることにより、液晶容量Ｃlcの変化量ΔＣがその分だけ増加し、弱タッチ状態と未タッチ状態におけるタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶ（＝電圧Ｖ１−電圧Ｖ０）が大きくなる。このように、電位差ΔＶを大きくすることにより、タッチ検出感度を高くすることができる。
【０１０７】
複数のゲート線ＧＣＬに対してゲート線信号Ｇateをアクティブにしたときの、タッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶは、次式のように表わされる。
【数５】
0005382658.tif 000006
ここで、ｎは、ゲート線信号Ｇateをアクティブにするゲート線ＧＣＬの本数（同時駆動ゲート線本数）である。
【０１０８】
図１０は、同時駆動ゲート線本数ｎとタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶとの関係についてのシミュレーション結果のプロット図を表すものである。第１の実施の形態（図５）は、同時駆動ゲート線本数ｎ＝１に対応し、本実施の形態の例（図９）は同時駆動ゲート線本数ｎ＝３に対応する。図１０に示したように、タッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶは、同時駆動ゲート線本数ｎが大きくなるにつれて、大きくなる。つまり、同時駆動ゲート線本数ｎを大きくすることにより、タッチ検出感度を高くすることができる。
【０１０９】
なお、表示動作に関しては、垂直駆動部２４がゲート線信号Ｇateをアクティブにする連続した複数の水平ライン期間のうちの最後の水平ライン期間において行われた表示が、その後の１フレーム期間にわたり保持される。具体的には、例えば、３行目の画素ＰＩＸでは、垂直駆動部２４がゲート線信号Ｇate(3)としてパルスＰ２３を出力したときに行われる表示が、その後の１フレーム期間にわたり保持される。
【０１１０】
以上のように本実施の形態では、複数のゲート線ＧＣＬを同時に駆動し、複数のタッチセンサＴＳが同時にタッチ電圧Ｖtouchを出力するようにしたので、弱タッチ状態と未タッチ状態におけるタッチ電圧Ｖtouchの電位差ΔＶを大きくすることができ、タッチ検出感度を高くすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１１１】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置について説明する。本実施の形態は、タッチ検出領域の外側にダミーのタッチセンサＴＳを設け、そのタッチセンサＴＳが出力するタッチ電圧Ｖtouchに基づいて、タッチ検出部のコンパレータの参照電圧Ｖrefを求めるものである。その他の動作は、上記第１の実施の形態（図５）や、上記第２の実施の形態（図９）と同様である。なお、上記第１および第２の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１２】
図１１は、本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１Ｃの一構成例を表すものである。タッチセンサ付き表示装置１Ｃは、ダミーセンサ部１７を有するタッチセンサ内蔵表示部１０Ｃと、タッチ検出部２１Ｃとを備えている。
【０１１３】
ダミーセンサ部１７は、外部近接物体により押圧可能なタッチ検出領域（有効表示領域１６）の外側に配置されている。すなわち、図３において、ダミーセンサ部１７に対応するカラーフィルタ基板１２は、例えばカラーフィルタ基板１２の表面に固いカバーが設置されることなどにより、外部近接物体によりたわまないようになっている。ダミーセンサ部１７は、有効表示領域１６で用いられるものと全く同じ構造の画素ＰＩＸと信号線ＳＧＬを有している。ダミーセンサ部１７の画素ＰＩＸは、垂直ブランキング期間において、有効表示領域１６の画素ＰＩＸと全く同じように、表示駆動部２２および垂直駆動部２４により駆動される。すなわち、ダミーセンサ部１７の画素ＰＩＸのタッチセンサＴＳは、画素電極プリチャージと信号線プリチャージを行った後、タッチ電圧Ｖtouchを出力する。このダミーセンサ部１７のタッチセンサＴＳが出力するタッチ電圧Ｖtouchは、有効表示領域１６の画素ＰＩＸが未タッチ状態のときに出力するタッチ電圧Ｖtouch（電圧Ｖ０）に対応するものとなる。
【０１１４】
ダミーセンサ部１７の画素ＰＩＸにおけるタッチセンサＴＳは、本発明における「ダミーのタッチ検出素子」の一具体例に対応する。ダミーセンサ部１７の信号線ＳＧＬは、本発明における「ダミーの信号線」の一具体例に対応する。
【０１１５】
タッチ検出部２１Ｃは、ダミーセンサ部１７から供給されるタッチ電圧Ｖtouch（電圧Ｖ０）に基づいて、有効表示領域１６に対するタッチ判定に使用される参照電圧Ｖrefを求めるものである。
【０１１６】
タッチ検出部のコンパレータＣompの参照電圧Ｖrefは、タッチセンサ付き表示装置の個体差ばらつきや温度などの環境条件によって変化する。すなわち、例えば、図３において、画素電極１１２（センサ電極１１４）と共通電極１２３との距離は、製造上のばらつきや温度などの環境条件により異なったものとなる。これにより、液晶容量Ｃlcもまた異なったものとなるため、式（２），（３）に示したように、タッチ電圧Ｖtouchの弱タッチ状態における電圧Ｖ１や未タッチ状態における電圧Ｖ０もまた異なったものとなる。よって、コンパレータＣompの参照電圧Ｖrefも、これらに対応するように変化させる必要がある。
【０１１７】
本実施の形態では、ダミーセンサ部１７から供給されるタッチ電圧Ｖtouch（電圧Ｖ０）に基づいて参照電圧Ｖrefを求め、この電圧を有効表示領域１６に対するタッチ判定に使用する。これにより、個体差ばらつきや温度などの環境条件によらず、安定したタッチ判定動作を行うことができる。
【０１１８】
以上のように本実施の形態では、ダミーセンサ部を設け、ダミーセンサ部１７から供給されるタッチ電圧に基づいて、タッチ検出部におけるタッチ判定のための参照電圧Ｖrefを求めるようにしたので、個体差ばらつきや温度などの環境条件によらず、安定したタッチ判定動作を行うことができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１１９】
上記実施の形態では、画素ＰＩＸがタッチセンサ内蔵表示部の片側に列を構成するようにダミーセンサ部１７を配置したが、これに限定されるものではなく、例えば、画素ＰＩＸがタッチセンサ内蔵表示部の両側に列を構成するようにダミーセンサ部１７を配置してもよい。また、例えば、画素ＰＩＸがタッチセンサ内蔵表示部の片側に行を構成するようにダミーセンサ部１７を配置してもよいし、タッチセンサ内蔵表示部の両側に行を構成するように配置してもよい。また、画素ＰＩＸが行や列を構成する際に、画素ＰＩＸの数を、有効表示領域１６内の行や列を構成する画素ＰＩＸの数よりも少なくしてもよい。さらに、例えば、ダミーセンサ部１７の画素ＰＩＸをタッチセンサ内蔵表示部の角の４箇所に配置してもよい。
【０１２０】
上記実施の形態では、ダミーセンサ部は、垂直ブランキング期間において駆動されるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、有効表示領域において表示動作やタッチ検出動作が行われている期間において駆動されるものであってもよい。
【０１２１】
＜４．適用例＞
次に、図１２〜図１６を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチセンサ付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１２２】
（適用例１）
図１２は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１２３】
（適用例２）
図１３は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１２４】
（適用例３）
図１４は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１２５】
（適用例４）
図１５は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１２６】
（適用例５）
図１６は、上記実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチセンサ付き表示装置により構成されている。
【０１２７】
以上、いくつかの実施の形態、変形例、および電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。  
【０１２８】
例えば、各実施の形態等では、コンパレータＣompは、信号線ＳＧＬのそれぞれに１つずつ接続するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の信号線ＳＧＬに１つずつ接続し、コンパレータＣompを時分割的に使用するようにしても良い。図１７は、本変形例に係るタッチセンサ付き表示装置の要部の一構成例を表すものである。本変形例に係るタッチセンサ付き表示装置は、読み出しスイッチＲＳＷ１〜ＲＳＷ３を備えている。読み出しスイッチＲＳＷ１〜ＲＳＷ３は、読み出し信号ＲＤ１〜ＲＤ３により時分割的にオンオフ制御され、３本の信号線ＳＧＬから供給されるタッチ電圧ＶtouchをコンパレータＣompに時分割的に供給する。このように、複数の信号線ＳＧＬに１つずつ接続することにより、タッチ検出部２２におけるコンパレータＣompの数を減らすことができる。
【０１２９】
例えば、各実施の形態等では、タッチセンサを表示装置に内蔵しタッチセンサ付き表示装置を構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、タッチセンサを用いて、タッチパネルを構成するようにしてもよい。図１８は、本変形例に係るタッチパネルの要部の一構成例を表すものである。図１８に示したタッチパネルは、上記第１の実施の形態等のタッチセンサ付き表示装置（図２）から液晶素子ＬＣを省いたものである。このタッチパネルは、具体的には、例えば、図３において、液晶層１３の液晶を省いて構成することができる。図１８において、セレクタスイッチＳelＳＷは、画素ＰＩＸに対してタッチ検出動作用のプリチャージ電圧を供給するために用いられる。
【０１３０】
例えば、第２および第３の各実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、例えば、センサ制御線ＳＣＬを追加してタッチセンサ内蔵表示部を構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１Ｂ，１Ｃ…タッチセンサ付き表示装置、１０，１０Ｃ…タッチセンサ内蔵表示部、１１…アレイ基板、１２…カラーフィルタ基板、１３…液晶層、２１，２１Ｃ…表示駆動部、２２…タッチ検出部、２３…シフトレジスタ部、２４…垂直駆動部、２５…制御部
１１１…ＴＦＴ基板、１１２…画素電極、１１３…センサ柱、１１４…センサ電極、１１５…スペーサ、１１６，１２４…偏光板、１２１…対向基板、１２２…カラーフィルタ、１２３…共通電極、ＣＯＭＬ…共通信号線、Ｃlc…液晶容量、Ｃomp…コンパレータ、Ｃpix…画素容量、Ｃsig…信号線容量、ＤＩＳＰ…映像表示信号、ＤＯ…タッチ検出信号、Ｇate…ゲート線信号、ＧＣＬ…ゲート線、ＬＣ…液晶素子、ｎ…同時駆動ゲート線本数、ＰＩＸ，ＰＩＸＢ…画素、ＰixＴr…画素トランジスタ、ＲＤ…読み出し信号、ＲＳＷ…読み出しスイッチ、ＳＣＬ…センサ制御線、ＳＣＬＫ…シリアルクロック信号、ＳelＳＷ…セレクタスイッチ、ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３…セレクタ信号、ＳＧＬ…信号線、ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ、ＴＳ…タッチセンサ、Ｔ１…画素電極プリチャージ期間、Ｔ２…信号線プリチャージ期間、Ｔ３…タッチ検出期間、Ｖcom…共通信号、Ｖref…参照電圧、Ｖse…センサ制御線信号、Ｖsig…信号線電圧、Ｖｐ，Ｖｓ，Ｖ０，Ｖ１…電圧、ΔＶ…電位差。
【図１】
0005382658.tif 000007
【図２】
0005382658.tif 000008
【図３】
0005382658.tif 000009
【図４】
0005382658.tif 000010
【図５】
0005382658.tif 000011
【図６】
0005382658.tif 000012
【図７】
0005382658.tif 000013
【図８】
0005382658.tif 000014
【図９】
0005382658.tif 000015
【図１０】
0005382658.tif 000016
【図１１】
0005382658.tif 000017
【図１２】
0005382658.tif 000018
【図１３】
0005382658.tif 000019
【図１４】
0005382658.tif 000020
【図１５】
0005382658.tif 000021
【図１６】
0005382658.tif 000022
【図１７】
0005382658.tif 000023
【図１８】
0005382658.tif 000024