(57)【要約】【課題】タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置を提供する。【解決手段】タッチ検出機能付き表示装置１は、被検出物によって力が印加される入力面と、第１基板３１上に設けられ、入力面に対向するタッチ検出電極と、第２基板２１上に設けられ、タッチ検出電極に対向する駆動電極（第１電極）と、誘電体層を挟んで第２電極に対向する電極（第２電極）と、駆動電極とタッチ検出電極との間の静電容量に基づき、被検出物の入力面への接触又は近接を検出するタッチ検出制御部４０と、駆動電極と電極との間の静電容量に基づき、被検出物によって入力面に印加された力を検出する力検出制御部５０と、を備える。力検出制御部５０は、被検出物の入力面への非接触時における駆動電極と電極との間の基準温度における基準容量値に基づき、力検出値を補正する。【選択図】図１
2018063234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物によって力が印加される入力面と、
第１基板上に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、
第２基板上に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第１電極と、
誘電体層を挟んで前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第１電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第１電極と前記第２電極との間の基準温度における基準容量値に基づき、力検出値を補正する
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第１電極と前記第２電極との間の第１容量値と、前記被検出物の前記入力面への接触時における前記第１電極と前記第２電極との間の第２容量値とを算出し、前記第１容量値に対する前記第２容量値の変化量を前記力検出値として検出する
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項３】
前記力検出制御部は、
前記基準容量値と前記第１容量値との比率を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項４】
被検出物によって力が印加される入力面と、
誘電体層を挟んで互いに対向配置された第１電極及び第２電極と、
前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の基準温度における基準容量値と、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量との比率に基づき、力検出値を補正する
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記力検出制御部は、
前記比率を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
前記力検出制御部は、
前記比率が予め第１の補正係数として設定され、前記第１の補正係数を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項７】
温度センサをさらに備え、
前記力検出制御部は、
温度と前記第１の補正係数とを対応付けた第１補正係数テーブルに基づき、前記温度センサによって検出された温度に応じて、前記力検出値を補正する
請求項６に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
前記力検出制御部は、
前記入力面の力検出領域の基準位置における前記力検出値と前記力検出領域の任意位置における前記力検出値との比率が予め第２の補正係数として設定され、前記第２の補正係数に基づき、前記力検出値を補正する
請求項４から請求項７の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記力検出制御部は、
前記第２の補正係数を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記力検出制御部は、
前記力検出領域上の位置と前記第２の補正係数とを対応付けた第２補正係数テーブルに基づき、前記タッチ検出制御部によって検出されたタッチ検出位置に応じて、前記力検出値を補正する
請求項９に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の第１容量値と、前記被検出物の前記入力面への接触時における前記静電容量の第２容量値とを算出し、前記第１容量値に対する前記第２容量値の変化量を前記力検出値として検出する
請求項４から請求項１０の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記力検出制御部は、
前記タッチ検出制御部によって前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置が検出される期間に、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記誘電体層は、空気層を含む
請求項１から請求項１２の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１４】
前記誘電体層は、前記入力面を照明するバックライトユニットを構成する積層体を含む
請求項１から請求項１３の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１５】
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面とは反対側の面に設けられている
請求項１４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１６】
前記第２電極は、前記積層体の前記入力面側の面に設けられている
請求項１４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１７】
前記第２電極は、前記積層体の内層に設けられている
請求項１４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ時等の押す力すなわち力（フォース）を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着され、又は表示装置と一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられる。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、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、タッチパネルを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ている。
【０００３】
タッチ検出に加えて、力をも検出できる力検出装置も用いられるようになってきている。
【０００４】
関連する技術として、下記の特許文献１には、タッチパネルと外部近接物体との温度差によるタッチ有無の誤判定を防ぐ静電タッチパネル制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０５８０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タッチパネルの入力面側に設けられた第１の導体と、タッチパネルの裏面側に設けられた第２の導体と、の間の静電容量の変化に基づいて力を検出する力検出装置がある。検出装置の入力面に力が印加されると、タッチパネルが撓み、第１の導体と第２の導体との間の空気層の厚みが薄くなり、第１の導体と第２の導体との間の距離が短くなり、第１の導体と第２の導体との間の静電容量が増加する。力検出装置は、この静電容量の変化に基づいて、力信号値を出力する。
【０００７】
ところで、タッチ検出機能付き表示装置に上述した力検出装置を適用する場合、第１の導体と第２の導体との間には、空気層に加えて、例えば、バックライトを構成するフィルムや光拡散シート、導光体等が積層された積層体が存在する場合がある。バックライトを構成する積層体は、アクリル系の樹脂で構成されているのが一般的である。このようなアクリル系の樹脂は、温度の変化によって膨張あるいは収縮し、これに伴って誘電率が変化するため、第１の導体と第２の導体との間の静電容量が変化し、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度が低下する場合がある。
【０００８】
本発明は、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、被検出物によって力が印加される入力面と、第１基板上に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、第２基板上に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第１電極と、誘電体層を挟んで前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接を検出するタッチ検出制御部と、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、を備え、前記力検出制御部は、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第１電極と前記第２電極との間の基準温度における基準容量値に基づき、力検出値を補正する。
【００１０】
また、本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、被検出物によって力が印加される入力面と、誘電体層を挟んで互いに対向配置された第１電極及び第２電極と、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、を備え、前記力検出制御部は、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の基準温度における基準容量値と、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量との比率に基づき、力検出値を補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図４】図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
【図５】図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
【図６】図６は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。
【図７】図７は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図８】図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
【図９】図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。
【図１１】図１１は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。
【図１２】図１２は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。
【図１３】図１３は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図１９】図１９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図２０】図２０は、入力面に力が印加されていない状態における駆動電極と電極との間の容量の温度特性の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、温度が異なる場合の入力面に印加された力と力検出値との関係を示す図である。
【図２２】図２２は、入力面に印加された力が一定である場合の温度による力検出値の誤差を示す図である。
【図２３】図２３は、温度変化に応じた駆動電極と電極との間の容量と力検出値との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。
【図２５】図２５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。
【図２６】図２６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図２７】図２７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。
【図２８】図２８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図２９】図２９は、実施形態１の変形例１に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。
【図３０】図３０は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３１】図３１は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図３２】図３２は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３３】図３３は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図３４】図３４は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３５】図３５は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図３６】図３６は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３７】図３７は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図３８】図３８は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。
【図３９】図３９は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図４０】図４０は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【図４１】図４１は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例１を示す図である。
【図４２】図４２は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例２を示す図である。
【図４３】図４３は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例３を示す図である。
【図４４】図４４は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例４を示す図である。
【図４５】図４５は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例５を示す図である。
【図４６】図４６は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の補正係数と温度との関係の一例を示す図である。
【図４７】図４７は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の第１補正係数テーブルの一例を示す図である。
【図４８】図４８は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。
【図４９】図４９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。
【図５０】図５０は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図５１】図５１は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５２】図５２は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【図５３】図５３は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の平面図である。
【図５４】図５４は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のＸ軸方向の中心位置におけるＹ軸方向のタッチ検出位置と力検出値との関係を示すグラフである。
【図５５】図５５は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のＸ軸方向の中心位置におけるＹ軸方向のタッチ検出位置と補正係数との関係を示すグラフである。
【図５６】図５６は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面における力検出領域の分割例を示す図である。
【図５７】図５７は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２補正係数テーブルの一例を示す図である。
【図５８】図５８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。
【図５９】図５９は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。
【図６０】図６０は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図６１】図６１は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６２】図６２は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【図６３】図６３は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。
【図６４】図６４は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。
【図６５】図６５は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図６６】図６６は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６７】図６７は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。
【図６８】図６８は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。
【図６９】図６９は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。
【図７０】図７０は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。
【図７１】図７１は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。
【図７２】図７２は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。
【図７３】図７３は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。
【図７４】図７４は、入力面に力が印加された状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。
【図７５】図７５は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【図７６】図７６は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出部ＳＥ１と、表示部ＤＰと、力検出部ＳＥ２と、制御部ＣＴＲＬと、を含む。本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１内の力検出部ＳＥ２及び制御部ＣＴＲＬが「力検出装置」に対応する。
【００１５】
タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪの、カバー部材ＣＧの入力面ＩＳへの接触又は近接を検出する。具体的には、タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳと垂直な方向で重なる領域の接触又は近接に応じた信号値を、制御部ＣＴＲＬに出力する。
【００１６】
被検出物ＯＢＪは、入力面ＩＳと接触して変形する第１の種類の物であっても良いし、入力面ＩＳと接触しても変形しない又は第１の種類の物と比較して相対的に変形が少ない第２の種類の物であっても良い。第１の種類の物は、指が例示されるが、これに限定されない。第２の種類の物は、樹脂又は金属のスタイラスペンが例示されるが、これに限定されない。
【００１７】
タッチ検出部ＳＥ１が検出できる被検出物ＯＢＪの数は、１個に限定されない。タッチ検出部ＳＥ１は、２個以上の被検出物ＯＢＪを検出できることとしても良い。
【００１８】
タッチ検出部ＳＥ１は、静電容量方式センサ又は抵抗膜方式センサが例示されるが、これらに限定されない。静電容量方式は、相互静電容量方式又は自己静電容量方式が例示される。
【００１９】
表示部ＤＰは、入力面ＩＳ側に向けて画像を表示する。表示部ＤＰは、液晶表示装置又は有機エレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence）表示装置が例示されるが、これらに限定されない。
【００２０】
タッチ検出部ＳＥ１及び表示部ＤＰは、一体化された、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプであっても良い。また、タッチ検出部ＳＥ１及び表示部ＤＰは、表示部ＤＰの上にタッチ検出部ＳＥ１が装着された、いわゆるオンセルタイプであっても良い。
【００２１】
力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに印加する力を検出する。具体的には、力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに印加する力に応じた信号を、制御部ＣＴＲＬに出力する。
【００２２】
力検出部ＳＥ２は、静電容量方式センサが例示される。
【００２３】
制御部ＣＴＲＬは、力検出部ＳＥ２から出力される信号に基づいて、力を表す力信号値を算出する。
【００２４】
制御部ＣＴＲＬは、表示制御部１１と、検出制御部２００と、ホストＨＳＴと、を含む。検出制御部２００は、タッチ検出制御部４０と、力検出制御部５０と、を含む。
【００２５】
表示制御部１１は、表示部ＤＰのガラス基板上に実装されたＩＣチップが例示される。検出制御部２００は、表示部ＤＰのガラス基板に接続されたプリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板）上に実装されたＩＣチップが例示される。ホストＨＳＴは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が例示される。表示制御部１１、検出制御部２００及びホストＨＳＴは、協働してタッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２を制御する。
【００２６】
制御部ＣＴＲＬが実行する、力信号値を算出するための処理は、表示制御部１１が実行しても良いし、検出制御部２００が実行しても良いし、ホストＨＳＴが実行しても良い。また、表示制御部１１、検出制御部２００、及びホストＨＳＴの内の２つ以上が協働して実行しても良い。
【００２７】
以下に、タッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２の具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。
【００２８】
＜タッチ検出部及び表示部の構成例＞
図２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。図２に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、いわゆる相互静電容量方式及び自己静電容量方式により、被検出物ＯＢＪの座標及び接触面積の検出を行う装置である。また、図２に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、いわゆる相互静電容量方式により、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触したとき、入力面ＩＳに印加される力の検出を行う装置である。
【００２９】
タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０と、表示制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、ソースセレクタ部１３Ｓと、駆動電極ドライバ１４と、力検出デバイス１００と、検出制御部２００と、を含む。
【００３０】
タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス２０に静電容量型のタッチ検出デバイス３０を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプの装置である。なお、液晶表示デバイス２０に静電容量型のタッチ検出デバイス３０を内蔵して一体化するとは、例えば、液晶表示デバイス２０として使用される基板や電極などの一部の部材と、タッチ検出デバイス３０として使用される基板や電極などの一部の部材とを兼用することを含む。
【００３１】
液晶表示デバイス２０が、図１の表示部ＤＰに対応する。タッチ検出デバイス３０が、図１のタッチ検出部ＳＥ１に対応する。力検出デバイス１００が、図１の力検出部ＳＥ２に対応する。
【００３２】
なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示デバイス２０の上方に、静電容量型のタッチ検出デバイス３０が装着された、いわゆるオンセルタイプの装置であっても良い。オンセルタイプの装置の場合、液晶表示デバイス２０の直上にタッチ検出デバイス３０が設けられていても良いし、液晶表示デバイス２０の直上ではなく他の層を介して上方にタッチ検出デバイス３０が設けられていても良い。
【００３３】
液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。
【００３４】
表示制御部１１は、ホストＨＳＴより供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及び検出制御部２００に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。また、表示制御部１１は、１水平ライン分の映像信号Ｖｄｉｓｐから、液晶表示デバイス２０の複数の副画素ＳＰｉｘの画素信号Ｖｐｉｘを時分割多重化した画素信号Ｖｓｉｇを生成し、ソースドライバ１３に供給する。
【００３５】
制御部ＣＴＲＬは、表示制御部１１、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４を含む。本実施形態では、表示制御部１１及び駆動電極ドライバ１４が「駆動部」に対応するが、駆動電極ドライバ１４が駆動部に対応されてもよい。
【００３６】
ゲートドライバ１２は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。
【００３７】
ソースドライバ１３は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、各画素Ｐｉｘ（副画素ＳＰｉｘ）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。ソースドライバ１３には、例えば６ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の画像信号Ｖｓｉｇが与えられる。
【００３８】
ソースドライバ１３は、表示制御部１１から画像信号Ｖｓｉｇを受け取り、ソースセレクタ部１３Ｓに供給する。また、ソースドライバ１３は、画像信号Ｖｓｉｇに多重化された画素信号Ｖｐｉｘを分離するために必要なスイッチ制御信号Ｖｓｅｌを生成し、画素信号Ｖｐｉｘとともにソースセレクタ部１３Ｓに供給する。ソースセレクタ部１３Ｓは、ソースドライバ１３と表示制御部１１との間の配線数を少なくすることができる。ソースセレクタ部１３Ｓはなくても良い。また、ソースドライバ１３の一部の制御は、表示制御部１１が行ってもよく、ソースセレクタ部１３Ｓのみが配置されていても良い。
【００３９】
駆動電極ドライバ１４は、表示制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍ（相互静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号（タッチ検出用駆動信号、以下駆動信号という。）Ｖｃｏｍｔｍ、自己静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２、及び表示用の電圧である表示用駆動電圧ＶｃｏｍＤＣ）を供給する回路である。
【００４０】
検出制御部２００は、タッチ検出制御部４０が自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う際に、後述するタッチ検出電極ＴＤＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１を供給するための駆動ドライバ４７を含む。
【００４１】
タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極ＴＤＬは、検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極ＴＤＬは、検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、駆動電極ＣＯＭＬは、検出信号Ｖｄｅｔ３を出力する。
【００４２】
タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式だけでも、タッチ検出をすることができる。しかしながら、入力面ＩＳに付着した水滴等の影響を好適に抑制するため及びスタイラスペン等を好適に検出するため、本構成例では、タッチ検出デバイス３０は、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する。但し、本発明は、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する場合に限定されない。
【００４３】
力検出デバイス１００は、相互静電容量方式の力検出の基本原理に基づいて動作し、後述する電極ＳＵＳは、検出信号Ｖｄｅｔ４を出力する。
【００４４】
図３から図５までを参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置１の相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
【００４５】
図３は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図４は、検出回路を併せて示している。
【００４６】
例えば、図３に示すように、容量素子Ｃ１１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極である、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図４に示すように、容量素子Ｃ１１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示す第１検出信号増幅部４１に含まれる積分回路である。
【００４７】
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、出力波形（検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに相当するものである。
【００４８】
被検出物ＯＢＪが接触（又は近接）していない状態（非接触状態）では、容量素子Ｃ１１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。図５に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０）に変換する。
【００４９】
一方、被検出物ＯＢＪが接触（又は近接）した状態（接触状態）では、図３に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ１２がタッチ検出電極Ｅ２と接している又は近傍にあることにより、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子Ｃ１１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１１’として作用する。そして、図４に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１１’に電流Ｉ１が流れる。
【００５０】
図５に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、被検出物ＯＢＪの影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度良く検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓを設けた動作とすることがより好ましい。
【００５１】
再び図２を参照すると、タッチ検出デバイス３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに従って、駆動電極ＣＯＭＬ毎に順次走査して検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。
【００５２】
次に、図６から図９を参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置１の自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。
【００５３】
図６は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図７は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
【００５４】
図６左図は、被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態において、スイッチＳＷ１１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する容量Ｃｘ１が充電される。図６右図は、スイッチＳＷ１１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１との接続がオフされ、スイッチＳＷ１２により、検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷はコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００５５】
図７左図は、被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態において、スイッチＳＷ１１により電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１とが接続され、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極Ｅ１が有する容量Ｃｘ１に加え、検出電極Ｅ１に近接している被検出物ＯＢＪにより生じる容量Ｃｘ２も充電される。図７右図は、スイッチＳＷ１１により、電源Ｖｄｄと検出電極Ｅ１がオフされ、スイッチＳＷ１２により検出電極Ｅ１とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷と容量Ｃｘ２の電荷とがコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００５６】
ここで、図６右図に示す放電時（被検出物ＯＢＪが接触または近接していない状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性に対して、図７右図に示す放電時（被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態）におけるコンデンサＣｃｒの電圧変化特性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、コンデンサＣｃｒの電圧変化特性が、容量Ｃｘ２の有無により異なることを利用して、被検出物ＯＢＪの接触又は近接の有無を判定している。
【００５７】
具体的には、検出電極Ｅ１に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図９参照）が印加される。図８に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（波形Ｖ３、Ｖ４）に変換する。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示す第１検出信号増幅部４１に含まれる積分回路である。
【００５８】
上述のように、検出電極Ｅ１は、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２で切り離すことが可能な構成となっている。図９において、時刻Ｔ０１のタイミングで、交流矩形波Ｓｇは、電圧Ｖ０に相当する電圧レベルに上昇する。このとき、スイッチＳＷ１１はオンしており、スイッチＳＷ１２はオフしている。このため、検出電極Ｅ１の電圧も、電圧Ｖ０に上昇する。
【００５９】
次に時刻Ｔ１１のタイミングの前に、スイッチＳＷ１１をオフとする。このとき、検出電極Ｅ１はフローティング状態であるが、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（図６参照）、あるいは検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１に被検出物ＯＢＪの接触又は近接よる容量Ｃｘ２を加えた容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２、図７参照）によって、検出電極Ｅ１の電位はＶ０が維持される。さらに、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１３をオンさせ、所定の時間経過後にオフさせ、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。このリセット動作により、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧（検出信号）Ｖｄｅｔは、基準電圧Ｖｒｅｆと略等しい電圧となる。
【００６０】
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ１２をオンさせると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部が検出電極Ｅ１の電圧Ｖ０となる。その後、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）と電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５の時定数に従って、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部は、基準電圧Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するので、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧（検出信号）Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３が上昇する。
【００６１】
電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ２は、検出電極Ｅ１に被検出物ＯＢＪが近接していないときは、実線で示す波形Ｖ３となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃｘ１×Ｖ０／Ｃ５となる。同様に、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ３は、検出電極Ｅ１に被検出物ＯＢＪが近接していないときは、実線で示す波形Ｖ３となり、Ｖｄｅｔ３＝Ｃｘ１×Ｖ０／Ｃ５となる。
【００６２】
電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ２は、被検出物ＯＢＪの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。同様に、電圧検出器ＤＥＴの出力電圧Ｖｄｅｔ３は、被検出物ＯＢＪの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ３＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。
【００６３】
その後、検出電極Ｅ１の容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）の電荷が容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ１２をオフさせ、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１３をオンさせることにより、検出電極Ｅ１の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチＳＷ１１をオンさせるタイミングは、スイッチＳＷ１２をオフさせた後、時刻Ｔ０２以前であればいずれのタイミングでも良い。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチＳＷ１２をオフさせた後、時刻Ｔ１２以前であればいずれのタイミングとしても良い。
【００６４】
以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）で繰り返す。波形Ｖ３と波形Ｖ４との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、被検出物ＯＢＪの有無（タッチの有無）を検出することができる。なお、検出電極Ｅ１の電位は、図９に示すように、被検出物ＯＢＪが近接していないときはＶ１の波形となり、被検出物ＯＢＪの影響による容量Ｃｘ２が付加されるときはＶ２の波形となる。波形Ｖ１と波形Ｖ２とが、それぞれ所定の閾値電圧ＶＴＨまで下がる時間を測定することにより外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することも可能である。
【００６５】
本構成例において、タッチ検出デバイス３０は、図２に示す駆動ドライバ４７から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１に従って、タッチ検出電極ＴＤＬにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。また、タッチ検出デバイス３０は、図２に示す駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２に従って、駆動電極ＣＯＭＬにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力する。
【００６６】
再び図２を参照すると、検出制御部２００は、表示制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部１０のタッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３と、に基づいて、入力面ＩＳに対するタッチ（上述した接触状態）の有無を検出し、力検出デバイス１００から供給される力検出信号Ｖｄｅｔ４に基づいて、入力面ＩＳに印加される力を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標及び接触面積などを求める回路である。
【００６７】
検出制御部２００は、第１検出信号増幅部４１と、第２検出信号増幅部４２と、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１と、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６と、を含む。信号処理部４４は、タッチ検出処理部４４１と、力検出処理部４４２と、を含む。第１検出信号増幅部４１、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１、座標抽出部４５、及びタッチ検出処理部４４１は、タッチ検出制御部４０を構成する。第１検出信号増幅部４１、第２検出信号増幅部４２、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２、及び力検出処理部４４２は、力検出制御部５０を構成する。
【００６８】
タッチ検出制御部４０は、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの接触又は近接した位置を検出する構成部である。
【００６９】
力検出制御部５０は、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに印加された力を検出する構成部である。
【００７０】
相互静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図４に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。
【００７１】
自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。また、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス３０は、複数の後述する駆動電極ＣＯＭＬから、図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力し、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１に供給するようになっている。
【００７２】
相互静電容量方式の力検出の際に、力検出デバイス１００は、複数の後述する電極ＳＵＳから、力検出信号Ｖｄｅｔ４を出力し、検出制御部２００の第２検出信号増幅部４２に供給するようになっている。
【００７３】
第１検出信号増幅部４１は、タッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３を増幅する。第１検出信号増幅部４１によって増幅されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１に供給される。第１検出信号増幅部４１は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ検出成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていても良い。なお、検出制御部２００は、第１検出信号増幅部４１を有さなくても良い。つまり、タッチ検出デバイス３０からのタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１に供給されても良い。
【００７４】
第２検出信号増幅部４２は、力検出デバイス１００から供給される力検出信号Ｖｄｅｔ４を増幅する。第２検出信号増幅部４２によって増幅された力検出信号Ｖｄｅｔ４は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２に供給される。第２検出信号増幅部４２は、力検出信号Ｖｄｅｔ４に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、力検出成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタを備えていても良い。なお、検出制御部２００は、第２検出信号増幅部４２を有さなくても良い。つまり、力検出デバイス１００からの力検出信号Ｖｄｅｔ４は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２に供給されても良い。
【００７５】
第１Ａ／Ｄ変換部４３−１は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ，Ｖｃｏｍｔｓ１，Ｖｃｏｍｔｓ２に同期したタイミングで、第１検出信号増幅部４１から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
【００７６】
第２Ａ／Ｄ変換部４３−２は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍに同期したタイミングで、第２検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
【００７７】
信号処理部４４は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１及び第２Ａ／Ｄ変換部４３−２の出力信号に含まれる、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ，Ｖｃｏｍｔｓ１，Ｖｃｏｍｔｓ２をサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。
【００７８】
信号処理部４４は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１の出力信号に基づいて、入力面ＩＳに対するタッチの有無を検出するタッチ検出処理、及び、入力面ＩＳに印加される力を検出する力検出処理を行う論理回路である。
【００７９】
信号処理部４４は、指による差分の信号のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。
【００８０】
信号処理部４４は、波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めても良い。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。
【００８１】
信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定の閾値電圧ＶＴＨと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧ＶＴＨ以上であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。
【００８２】
一方、信号処理部４４は、検出した差分の信号を所定の閾値電圧ＶＴＨと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧ＶＴＨ未満であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、検出制御部２００のタッチ検出制御部４０は、タッチ検出が可能となる。
【００８３】
また、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、信号処理部４４は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出と同時に、後述する力検出処理を行う。
【００８４】
座標抽出部４５は、信号処理部４４において入力面ＩＳに対するタッチが検出されたとき、及び、入力面ＩＳに印加される力が検出されたときに、入力面ＩＳにおけるタッチ検出位置の座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１と、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。座標抽出部４５は、タッチ検出位置の座標をタッチ検出位置Ｖｏｕｔとして出力する。
【００８５】
図１０は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、第１基板（例えば、画素基板２）と、プリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板）Ｔとを備えている。
【００８６】
画素基板２は、第２基板２１を有する。なお、第２基板２１は、例えば、ガラス基板又はフィルム基板である。また、第２基板２１には、駆動ＩＣチップ(例えば、ＣＯＧ（Chip  On  Glass）１９)が実装されている。また、画素基板２（第２基板２１）には、液晶表示デバイス２０の表示領域Ａｄと、額縁Ｇｄとが形成されている。
【００８７】
ＣＯＧ１９は、第２基板２１に実装されたドライバであるＩＣチップであり、図２に示した表示制御部１１等、表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。
【００８８】
本構成例では、ソースドライバ１３及びソースセレクタ部１３Ｓは、第２基板２１上に形成されている。ソースドライバ１３及びソースセレクタ部１３Ｓは、ＣＯＧ１９に内蔵されていても良い。
【００８９】
駆動電極ドライバ１４の一部である、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、第２基板２１上に形成されている。
【００９０】
ゲートドライバ１２は、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂとして、第２基板２１上に形成されている。
【００９１】
タッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧ１９に駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂ、ゲートドライバ１２などの回路を内蔵しても良い。なお、ＣＯＧ１９はあくまで実装の一形態であってこれに限られるものでない。例えば、ＣＯＧ１９と同様の機能を有する構成をＣＯＦ（Chip  On  Film又はChip  On  Flexible）としてフレキシブルプリント基板Ｔ上に実装しても良い。
【００９２】
図１０に示すように、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬと、タッチ検出電極ＴＤＬとは、立体交差するように形成されている。
【００９３】
また、駆動電極ＣＯＭＬは、一方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが順次供給される。また、自己静電容量方式のタッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２が順次供給される。
【００９４】
図１０に示す例において、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺と平行な方向に形成されている。後述するタッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向に形成されており、例えば、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺と平行な方向に形成されている。なお、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺と平行な方向に形成されていても良い。また、タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向、例えば、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺と平行な方向に形成されていても良い。また、図１０ではＸ軸方向に平行な辺を短辺とし、Ｙ軸方向に平行な辺を長辺としているが、Ｘ軸方向に平行な辺が長辺、Ｙ軸方向に平行な辺が短辺であっても良い。
【００９５】
タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺側に接続されたフレキシブルプリント基板Ｔ上に実装されたタッチＩＣ４９に、接続されている。タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔに実装されたドライバであるＩＣチップであり、図２に示した検出制御部２００等、タッチ検出動作及び力検出動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。このように、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ上に実装され、並設された複数のタッチ検出電極ＴＤＬのそれぞれと接続されている。フレキシブルプリント基板Ｔは、端子であれば良く、基板に限られない。この場合、タッチＩＣ４９は、モジュールの外部に備えられる。なお、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ上に配置される場合に限らず、第２基板２１または第１基板３１上に配置されていても良い。
【００９６】
本構成例では、タッチＩＣ４９は、検出制御部２００として機能する制御装置であるが、検出制御部２００の一部の機能、例えば、タッチ検出制御部４０又は力検出制御部５０の一部機能は、他のＭＰＵの機能として設けられても良い。
【００９７】
具体的には、タッチドライバであるＩＣチップの機能として設けられ得るＡ／Ｄ変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能（例えば、ノイズ除去等）は、タッチドライバであるＩＣチップと別個に設けられたＭＰＵ等の回路で実施されても良い。また、ドライバであるＩＣチップを１つ（１チップ構成）にする場合等、例えば、フレキシブルプリント基板Ｔ等の配線を介して検出信号をアレイ基板上のタッチドライバであるＩＣチップに伝送するようにしても良い。
【００９８】
ソースセレクタ部１３Ｓは、第２基板２１上の表示領域Ａｄの近傍に、ＴＦＴ素子を用いて形成されている。表示領域Ａｄには、後述する画素Ｐｉｘがマトリックス状（行列状）に多数配置されている。額縁Ｇｄは、第２基板２１の表面を垂直な方向からみて画素Ｐｉｘが配置されていない領域である。ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４のうち駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂとは、額縁Ｇｄに配置されている。
【００９９】
ゲートドライバ１２は、例えば、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂを備え、第２基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂは、後述する副画素ＳＰｉｘ（画素）がマトリックス状に配置された表示領域Ａｄを挟んで両側から駆動することができるようになっている。また、走査線は、ゲートドライバ１２Ａとゲートドライバ１２Ｂとの間に配列する。このため、走査線は、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。
【０１００】
本構成例では、ゲートドライバ１２として、ゲートドライバ１２Ａ及び１２Ｂの２つの回路が設けられているが、これはゲートドライバ１２の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、ゲートドライバ１２は、走査線の一方端のみに設けられた１つの回路であっても良い。
【０１０１】
駆動電極ドライバ１４は、例えば、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂを備え、第２基板２１上にＴＦＴ素子を用いて形成されている。駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、ＣＯＧ１９から、表示用駆動電圧ＶｃｏｍＤＣの供給を受けると共に、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍ及びＶｃｏｍｔｓ２の供給を受ける。駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂは、並設された複数の駆動電極ＣＯＭＬのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。
【０１０２】
本構成例では、駆動電極ドライバ１４として、駆動電極走査部１４Ａ及び１４Ｂの２つの回路が設けられているが、これは駆動電極ドライバ１４の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬの一方端のみに設けられた１つの回路であっても良い。
【０１０３】
タッチ検出機能付き表示装置１は、上述したタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２及びＶｄｅｔ３を、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、端子部であるフレキシブルプリント基板Ｔを介して検出制御部２００に接続する際の配線の引き回しが容易になる。
【０１０４】
図１１は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図１２は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示部１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された第２基板（例えば、対向基板３）と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された表示機能層（例えば、液晶層６）と、を含む。
【０１０５】
画素基板２は、回路基板としての第２基板２１と、この第２基板２１上に行列状に配設された複数の画素電極２２と、第２基板２１及び画素電極２２の間に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層２４と、を含む。
【０１０６】
第２基板２１には、図１２に示す、各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin  Film  Transistor）素子Ｔｒ、図１２に示す、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、図１２に示す、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。画素信号線ＳＧＬは、第２基板２１の表面と平行な平面に延在し、画像を表示するための画素信号Ｖｐｉｘを副画素ＳＰｉｘに供給する。なお、副画素ＳＰｉｘとは、画素信号Ｖｐｉｘで制御される構成単位を示す。また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬで囲われた領域であって、ＴＦＴ素子Ｔｒによって制御される構成単位を示す。
【０１０７】
図１２に示すように、液晶表示デバイス２０は、行列状に配置した複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを含む。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。
【０１０８】
ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は画素信号線ＳＧＬに結合され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに結合され、ソース又はドレインの他方は液晶素子ＬＣの一端に結合されている。液晶素子ＬＣは、例えば、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに結合され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに結合されている。なお、図１１において、第２基板２１に対して、画素電極２２、絶縁層２４、駆動電極ＣＯＭＬの順で積層されているが、これに限られない。第２基板２１に対して、駆動電極ＣＯＭＬ、絶縁層２４、画素電極２２の順で積層しても良いし、駆動電極ＣＯＭＬと画素電極２２とを、絶縁層２４を介して同一層に形成しても良い。
【０１０９】
副画素ＳＰｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と結合され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。
【０１１０】
また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と結合され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖｐｉｘが供給される。
【０１１１】
さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに結合されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４と結合され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。
【０１１２】
本構成例の駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、走査信号線ＧＣＬが延在する方向と平行である。駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、これに限定されない。例えば、駆動電極ＣＯＭＬが延在する方向は、画素信号線ＳＧＬが延在する方向と平行な方向であっても良い。また、タッチ検出電極ＴＤＬが延在する方向は、画素信号線ＳＧＬが延在する方向に限らない。タッチ検出電極ＴＤＬが延在する方向は、走査信号線ＧＣＬが延在する方向と平行な方向であっても良い。
【０１１３】
図２に示すゲートドライバ１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、図１２に示す走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、液晶表示デバイス２０に行列状に形成されている副画素ＳＰｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。
【０１１４】
図２に示すソースドライバ１３は、画素信号Ｖｐｉｘを、図１２に示す画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各副画素ＳＰｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘでは、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。
【０１１５】
図２に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなるブロックごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。
【０１１６】
上述したように、液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス２０は、１水平ラインに属する副画素ＳＰｉｘに対して、ソースドライバ１３が画素信号Ｖｐｉｘを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＣＯＭＬを含むブロックに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。
【０１１７】
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。駆動電極ＣＯＭＬの駆動時、画素電極２２に供給された画素信号Ｖｐｉｘに応じた電圧が液晶層６に印加され、電界が生じることで、液晶層６を構成する液晶が電界に応じた配向を示して液晶層６を通過する光を変調する。
【０１１８】
このように、画素電極２２及び駆動電極ＣＯＭＬは、液晶層６に電界を生じさせる一対の電極として機能する。すなわち、液晶表示デバイス２０は、一対の電極に与えられる電荷に応じて表示出力内容が変化する表示部ＤＰとして機能する。ここで、画素電極２２は、少なくとも画素Ｐｉｘ若しくは副画素ＳＰｉｘ毎に配置され、駆動電極ＣＯＭＬは、少なくとも複数の画素Ｐｉｘ若しくは副画素ＳＰｉｘ毎に配置される。
【０１１９】
本構成例では、液晶表示デバイス２０として、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図１１に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されても良い。
【０１２０】
液晶表示デバイス２０は、横電界モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示デバイス２０は、ＴＮ（Twisted  Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically  Compensated  Bend）モード、ＶＡ（Vertical  Aligned）モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していても良い。縦電界を利用する表示モードでは、例えば画素基板２に画素電極２２が備えられ、対向基板３に駆動電極ＣＯＭＬが備えられた構成が適用可能である。
【０１２１】
対向基板３は、第１基板３１と、この第１基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２とを含む。第１基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
【０１２２】
なお、カラーフィルタ３２の実装方式は、アレイ基板である画素基板２にカラーフィルタ３２が形成された所謂カラーフィルタ・オン・アレイ（ＣＯＡ：Color-filter  On  Array）方式であっても良い。
【０１２３】
図１１に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配置して、各副画素ＳＰｉｘにＲ、Ｇ及びＢの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ及び３２Ｂが対応付けられ、色領域３２Ｒ、３２Ｇ及び３２Ｂを１組として画素Ｐｉｘを構成している。
【０１２４】
画素Ｐｉｘは、走査信号線ＧＣＬに平行な方向及び画素信号線ＳＧＬに平行な方向に沿って行列状に配置され、後述する表示領域Ａｄを形成する。カラーフィルタ３２は、第２基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。このように、副画素ＳＰｉｘは、単色の色表示を行うことができる。
【０１２５】
なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであっても良い。また、カラーフィルタ３２は、なくても良い。このように、カラーフィルタ３２が存在しない領域、すなわち着色しない副画素ＳＰｉｘがあっても良い。また、画素Ｐｉｘが有する副画素ＳＰｉｘは４以上であっても良い。
【０１２６】
図１３は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。本構成例に係る駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。
【０１２７】
駆動電極ＣＯＭＬは、第２基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向している。タッチ検出デバイス３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
【０１２８】
タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、第２基板２１の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、検出制御部２００の第１検出信号増幅部４１の入力にそれぞれ接続されている。
【０１２９】
駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。タッチ検出デバイス３０では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍｔｍを印加することにより、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。
【０１３０】
つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図３から図５までに示した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応する。そして、タッチ検出デバイス３０は、この基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。
【０１３１】
このように、タッチ検出デバイス３０は、画素電極２２又は駆動電極ＣＯＭＬのいずれか一方の電極（例えば、駆動電極ＣＯＭＬ）と相互静電容量を形成するタッチ検出電極ＴＤＬを有し、相互静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行う。
【０１３２】
駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとが互いに交差した電極パターンは、相互静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出制御部４０は、タッチ検出デバイス３０の入力面ＩＳ全体にわたって走査することにより、被検出物ＯＢＪの接触又は近接が生じた位置及び接触面積の検出も可能となっている。
【０１３３】
つまり、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が、図１０に示す駆動電極ＣＯＭＬを時分割的に順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Ｓｃａｎに駆動電極ＣＯＭＬは、順次選択される。そして、タッチ検出デバイス３０は、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。このようにタッチ検出デバイス３０は、駆動電極ＣＯＭＬ毎にタッチ検出が行われるようになっている。
【０１３４】
検出ブロックと表示出力におけるライン数との関係は任意であるが、本実施形態では、２ライン分の表示領域Ａｄに対応するタッチ検出領域が１検出ブロックとなっている。言い換えると、検出ブロックと、対向する画素電極、走査信号線、又は、画素信号線のいずかとの関係は任意であるが、本実施形態では、２つの画素電極または２つの走査信号線と、１つの駆動電極ＣＯＭＬが対向する。
【０１３５】
なお、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、櫛歯形状であっても良い。あるいはタッチ検出電極ＴＤＬ又は駆動電極ＣＯＭＬは、複数に分割されていればよく、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であっても良い。
【０１３６】
タッチ検出機能付き表示装置１の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）と表示動作（表示動作期間）とを時分割に行う。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行っても良い。
【０１３７】
＜力検出部の構成例＞
図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す分解斜視図である。図１４に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０と、タッチ検出機能付き表示部１０の入力面ＩＳを背面から照明する照明部（例えば、バックライトユニットＢＬ）と、タッチ検出機能付き表示部１０及びバックライトユニットＢＬを制御するホストＨＳＴと、筐体ＣＡと、カバー部材ＣＧと、を含む。
【０１３８】
タッチ検出機能付き表示部１０は、互いに直交する第１方向であるＸ方向と第２方向であるＹ方向とで規定されるＸ−Ｙ平面と、平行な平面を有している。本構成例において、第１方向であるＸ方向及び第２方向であるＹ方向は、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していても良い。第３方向であるＺ方向は、第１方向であるＸ方向及び第２方向であるＹ方向の各々と互いに直交している。第３方向であるＺ方向は、タッチ検出機能付き表示部１０の厚み方向である。
【０１３９】
筐体ＣＡは、上部に開口を有する箱形状を有しており、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬ及びホストＨＳＴを収容している。筐体ＣＡは、金属等の導電体で形成される場合や、樹脂で形成してその表面層を金属材料等の導電体とする場合があり得る。
【０１４０】
カバー部材ＣＧは、筐体ＣＡの開口を閉塞し、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬ及びホストＨＳＴを覆っている。
【０１４１】
Ｘ−Ｙ平面視において、カバー部材ＣＧの寸法は、第２基板２１の寸法や、第１基板３１の寸法より大きい。カバー部材ＣＧは、ガラス基板又は樹脂基板などの光透過性を有する基板が例示される。カバー部材ＣＧがガラス基板である場合、カバー部材ＣＧは、カバーガラスと称される場合がある。
【０１４２】
第３方向であるＺ方向において、タッチ検出機能付き表示部１０、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡの底面とカバー部材ＣＧとの間に位置し、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡとタッチ検出機能付き表示部１０との間に位置している。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０と間隔を空けて配置され得る。また、バックライトユニットＢＬは、筐体ＣＡに間隔を空けて配置され得る。
【０１４３】
力検出部ＳＥ２が力を検出する力検出領域は、表示領域Ａｄと同じであっても良い。
【０１４４】
図１５は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０側からカバー部材ＣＧ側に向けて、Ｚ方向に反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、電極ＳＵＳの順に積層配置されている。導光体ＬＧの一側面には、光源ＬＳが対向配置されている。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０に対応した形状及びサイズを有している。
【０１４５】
電極ＳＵＳは、図２に示す力検出デバイス１００に含まれ、図１に示す力検出部ＳＥ２に対応する。
【０１４６】
本構成例において、導光体ＬＧは、扁平な矩形状に形成されている。光源ＬＳは、導光体ＬＧに光を出射する。本構成例において、光源ＬＳは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用している。
【０１４７】
光反射体ＲＳは、導光体ＬＧからタッチ検出機能付き表示部１０とは反対方向に出された光を反射させ、タッチ検出機能付き表示部１０側に出射する。光反射体ＲＳは、光のロスを減らすことにより、表示画像の輝度レベルを向上させることができる。本構成例において、光反射体ＲＳは、矩形のシート状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、光反射体ＲＳの面積は、導光体ＬＧの面積と略同一である。例えば、光反射体ＲＳは、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造を有していても良い。
【０１４８】
光拡散シートＤＩは、導光体ＬＧ側から入射する光を拡散させてタッチ検出機能付き表示部１０に出射させる。すなわち、光拡散シートＤＩを透過した光は拡散されるので、光拡散シートＤＩは、バックライトユニットＢＬの出射光のＸ−Ｙ平面における輝度ムラを抑制することができる。本構成例において、光拡散シートＤＩは、矩形のシート状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、光拡散シートＤＩの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１４９】
輝度向上フィルムＢＥＦは、バックライトユニットＢＬの出射光の輝度レベルを向上させる作用を有している。本構成例において、輝度向上フィルムＢＥＦは、矩形の膜状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、輝度向上フィルムＢＥＦの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１５０】
反射型偏光性フィルムＤＢＥＦは、バックライトユニットＢＬの出射光の利用効率を向上させる作用を有している。本構成例において、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦは、矩形の膜状に形成されている。Ｘ−Ｙ平面において、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦの面積は導光体ＬＧの面積と略同一である。
【０１５１】
フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、バックライトユニットＢＬのモジュール化に用いられている。反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、電極ＳＵＳ、及び光源ＬＳは、リアフレームＲＦＲの内部に収納されている。これにより、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ、及び電極ＳＵＳの相対的な位置、及び、導光体ＬＧと光源ＬＳとの相対的な位置が固定される。
【０１５２】
本構成例において、フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、矩形枠状に形成されている。フロントフレームＦＦＲは、タッチ検出機能付き表示部１０の照明を妨げることの無いように、上部に開口を有している。Ｘ−Ｙ平面において、リアフレームＲＦＲは、導光体ＬＧ及び光源ＬＳの集合体を全体的に囲んでいる。リアフレームＲＦＲには、光源ＬＳに接続されるフレキシブルプリント基板Ｔが通るパスＦＲＰが形成されている。フロントフレームＦＦＲは、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦとの間に、Ｚ方向に所定のクリアランスが設けられている。フロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲは、金属などの導電材料で構成される場合があり得る。
【０１５３】
なお、Ｘ−Ｙ平面におけるフロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲの形状は、種々変形可能であり、タッチ検出機能付き表示部１０の照明を妨げることの無い形状であれば良い。例えば、Ｘ−Ｙ平面におけるフロントフレームＦＦＲ及びリアフレームＲＦＲの形状は、導光体ＬＧの隣り合う２辺と対向したＬ字状、導光体ＬＧの隣り合う３辺と対向したΠ字状又は導光体ＬＧの対向する２辺と対向したＩＩ字状が例示される。
【０１５４】
ここで、図１５にはバックライトユニットＢＬを例示的に示したが、バックライトユニットＢＬとしては種々の形態が適用可能である。例えば、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ及び光反射体ＲＳの少なくとも一部を除いてバックライトユニットＢＬが形成されていても良い。又は、図１５に示していない光学部材を付加してバックライトユニットＢＬが形成されていても良い。バックライトユニットＢＬは、タッチ検出機能付き表示部１０に光を放出するように構成されていれば良い。
【０１５５】
図１６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す断面図である。図１６に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０と、ＣＯＧ１９と、カバー部材ＣＧと、第１光学素子ＯＤ１と、第２光学素子ＯＤ２と、タッチＩＣ４９と、バックライトユニットＢＬと、第１プリント基板、第２プリント基板及び第３プリント基板（例えば、フレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２及びＴ３）と、を含む。
【０１５６】
ＣＯＧ１９は、タッチ検出機能付き表示部１０の画素基板２上に実装されている。フレキシブルプリント基板Ｔ２は、画素基板２に接続されている。コネクタＣＯ１及びコネクタＣＯ２は、フレキシブルプリント基板Ｔ２上に実装されている。フレキシブルプリント基板Ｔ２は、コネクタＣＯ１を介してホストＨＳＴに接続されている。
【０１５７】
フレキシブルプリント基板Ｔは、タッチ検出電極ＴＤＬとコネクタＣＯ２との間を接続している。ＣＯＧ１９は、フレキシブルプリント基板Ｔ２、コネクタＣＯ２及びフレキシブルプリント基板Ｔを介して、タッチＩＣ４９に接続されている。タッチＩＣ４９の配置に関して例示的に示すと、タッチＩＣ４９は、フレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２、Ｔ３、及び、対向基板３の内のいずれか１個の基板上に実装されたり、いずれか２つ以上の基板上に分割して実装されたりすることができる。
【０１５８】
フレキシブルプリント基板Ｔ３は、電極ＳＵＳとフレキシブルプリント基板Ｔ２との間を接続している。ホストＨＳＴは、コネクタＣＯ１及びフレキシブルプリント基板Ｔ３を介して電極ＳＵＳに接続されている。なお、電極ＳＵＳは、フレキシブルプリント基板Ｔ３、フレキシブルプリント基板Ｔ２、及びフレキシブルプリント基板Ｔを介してタッチＩＣ４９と接続されても良い。
【０１５９】
ホストＨＳＴ、タッチ検出機能付き表示部１０、タッチ検出電極ＴＤＬ、光源ＬＳ及び電極ＳＵＳを接続する手段は、種々変形可能である。
【０１６０】
例えば、上記の独立した３個のフレキシブルプリント基板Ｔ、Ｔ２及びＴ３とコネクタＣＯ１及びＣＯ２の代わりに、１個のフレキシブルプリント基板を利用しても良い。この場合、１個のフレキシブルプリント基板をホストＨＳＴに接続し、フレキシブルプリント基板の第１分岐部をタッチ検出機能付き表示部１０に接続し、フレキシブルプリント基板の第２分岐部をタッチ検出電極ＴＤＬに接続し、フレキシブルプリント基板の第３分岐部を光源ＬＳに接続することができる。また、フレキシブルプリント基板間、又は、フレキシブルプリント基板とホストＨＳＴ若しくは基板とは、コネクタＣＯ１及びコネクタＣＯ２のようなコネクタを介して接続されていても良いし、コネクタの代わりに半田等で接続されていても良い。
【０１６１】
ホストＨＳＴ、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９は、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとを有するタッチ検出部ＳＥ１を制御する制御部ＣＴＲＬとして機能する。
【０１６２】
また、ホストＨＳＴ、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９は、タッチ検出機能付き表示部１０の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとを有する力検出部ＳＥ２を制御する制御部ＣＴＲＬとして機能する。
【０１６３】
ホストＨＳＴをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。タッチＩＣ４９は、タッチ検出部ＳＥ１及び力検出部ＳＥ２の駆動時期を知らせるタイミング信号をＣＯＧ１９に与えることができる。又は、ＣＯＧ１９は、駆動電極ＣＯＭＬの駆動時期を知らせるタイミング信号をタッチＩＣ４９に与えることができる。又は、ホストＨＳＴは、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９の各々にタイミング信号を与えることができる。このタイミング信号により、ＣＯＧ１９の駆動と、タッチＩＣ４９の駆動と、の同期化を図ることができる。
【０１６４】
カバー部材ＣＧは、タッチ検出機能付き表示部１０の外側に位置し、対向基板３に対向している。この構成例では、タッチ検出機能付き表示装置１の入力面ＩＳは、カバー部材ＣＧの表面である。タッチ検出機能付き表示装置１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触したときに、被検出物ＯＢＪの位置及び接触面積を検出することができる。
【０１６５】
また、タッチ検出機能付き表示装置１の力検出部ＳＥ２は、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに力が印加された場合に、力に応じた信号を制御部ＣＴＲＬに出力することができる。力に応じた信号とは、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳを押下する力に応じた信号であり、力の大きさによって変化する信号である。
【０１６６】
タッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬのフロントフレームＦＦＲとの間には、スペーサＳＰが設けられ、タッチ検出機能付き表示部１０と反射型偏光性フィルムＤＢＥＦとの間に空気層（エアギャップ）ＡＧが形成されている。スペーサＳＰは、不導体であり、ポリウレタンが例示される。
【０１６７】
力が入力面ＩＳに印加された場合には、スペーサＳＰが力に応じて弾性変形し、入力面ＩＳに印加された力を検出できる。
【０１６８】
第１光学素子ＯＤ１は、画素基板２とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。第１光学素子ＯＤ１は、画素基板２に貼り付けられている。
【０１６９】
第２光学素子ＯＤ２は、タッチ検出機能付き表示部１０とカバー部材ＣＧとの間に配置されている。第２光学素子ＯＤ２は、対向基板３及びタッチ検出電極ＴＤＬに貼り付けられている。
【０１７０】
第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２の各々は、少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいても良い。第１光学素子ＯＤ１に含まれる偏光板の吸収軸は、第２光学素子ＯＤ２に含まれる偏光板の吸収軸と互いに交差している。例えば、第１光学素子ＯＤ１に含まれる偏光板の吸収軸と、第２光学素子ＯＤ２に含まれる偏光板の吸収軸とは、互いに直交している。
【０１７１】
カバー部材ＣＧは、接着層ＡＬにより第２光学素子ＯＤ２に貼り付けられている。接着層ＡＬは、光学用透明樹脂（ＯＣＲ：Optically  Clear  Resin）が例示される。タッチ検出機能付き表示部１０は力を検出するので、接着層ＡＬは、弾性変形しても良いが、カバー部材ＣＧから加えられる力を第２光学素子ＯＤ２に伝えることができれば良い。
【０１７２】
タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬとカバー部材ＣＧとの間に配置されている。この構成例において、タッチ検出電極ＴＤＬは、対向基板３の、第２光学素子ＯＤ２に対向する側の面の上方に設けられている。タッチ検出電極ＴＤＬは、対向基板３に接していてもよく、対向基板３から離れていても良い。タッチ検出電極ＴＤＬが対向基板３から離れている場合、対向基板３とタッチ検出電極ＴＤＬとの間には、図示しない絶縁膜等の部材が介在する。タッチ検出電極ＴＤＬは、第２方向であるＹ方向に延在している。
【０１７３】
駆動電極ＣＯＭＬ及びタッチ検出電極ＴＤＬは、相互静電容量方式及び自己静電容量方式のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。駆動電極ＣＯＭＬは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極としても機能する。タッチ検出部ＳＥ１は、被検出物ＯＢＪの位置及び接触面積を検出するために用いられる。
【０１７４】
本構成例では、電極ＳＵＳは、導電体（例えば、アルミニウム）で構成されている。タッチＩＣ４９と、電極ＳＵＳとが電気的に接続され、タッチＩＣ４９に電極ＳＵＳからの力検出信号Ｖｄｅｔ４が出力される。
【０１７５】
電極ＳＵＳは、タッチ検出機能付き表示部１０と間隔を空けて配置されている。本構成例において、タッチ検出機能付き表示部１０と電極ＳＵＳとの間には、空気層ＡＧを有する。すなわち、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間には、空気層ＡＧが設けられている。空気層ＡＧが存在することにより、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間隔は、入力面ＩＳに印加される力の大きさに応じて変化可能である。また、入力面ＩＳに印加されていた力が取り除かれた際、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間隔は、時間の経過とともに、元の間隔に復帰する。
【０１７６】
また、本実施形態において、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間には、バックライトユニットＢＬを構成する反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳが積層された積層体ＬＢが設けられている。すなわち、電極ＳＵＳは、積層体ＬＢの入射面ＩＳ側の面とは反対側の面に設けられている。
【０１７７】
本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬが「第１電極」に対応する。電極ＳＵＳが「第２電極」に対応する。空気層ＡＧ及び積層体ＬＢが「誘電体層」に対応する。
【０１７８】
なお、本構成例では、空気層ＡＧがタッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬとの間に設けられているが、これに限定されない。空気層ＡＧに代えて、バックライトユニットＢＬから出射される光の透過率が高い樹脂層がタッチ検出機能付き表示部１０とバックライトユニットＢＬとの間に設けられても良い。
【０１７９】
電極ＳＵＳから駆動電極ＣＯＭＬまでの距離ｄは、第３方向であるＺ方向の距離であり、電極ＳＵＳの駆動電極ＣＯＭＬに対向する側の面から、駆動電極ＣＯＭＬの電極ＳＵＳに対向する側の面までの距離である。距離ｄは、カバー部材ＣＧに印加される力の大きさ及び力が加えられる位置に応じて変化する。
【０１８０】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間には、容量Ｃが存在する。すなわち、駆動電極ＣＯＭＬは、電極ＳＵＳと容量結合する。容量Ｃは、距離ｄに対応して変化する。従って、ＣＯＧ１９は、容量Ｃの変化を検出することにより、力情報を検出することができる。なお、力検出の原理については、後で詳しく説明する。
【０１８１】
表示制御部１１及び検出制御部２００は、駆動電極ＣＯＭＬを駆動し、容量Ｃの変化に基づいた力情報を電極ＳＵＳから取り出す。例えば、表示制御部１１及び検出制御部２００は、ＣＯＧ１９及びタッチＩＣ４９に含まれる。ＣＯＧ１９は、駆動電極ＣＯＭＬに信号を出力し、タッチＩＣ４９は、容量値Ｃの変化に基づく信号を力検出信号Ｖｄｅｔ４として電極ＳＵＳから読み出す。表示制御部１１は、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴに含まれても良い。また、検出制御部２００は、タッチＩＣ４９又はホストＨＳＴに含まれても良い。表示制御部１１、検出制御部２００、及びホストＨＳＴは、協働してタッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２を制御しても良い。
【０１８２】
本構成例では、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出部ＳＥ１、表示部ＤＰ及び力検出部ＳＥ２で兼用される。
【０１８３】
図１７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。複数のタッチ検出電極ＴＤＬ及び複数の駆動電極ＣＯＭＬは、図１のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。また、複数の駆動電極ＣＯＭＬ及び電極ＳＵＳは、図１の力検出部ＳＥ２を構成する。
【０１８４】
なお、本実施形態において、タッチ検出部ＳＥ１と力検出部ＳＥ２とで駆動する駆動電極ＣＯＭＬを共通としており、上述したように、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。
【０１８５】
図１７に示す例において、電極ＳＵＳは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、電極ＳＵＳは、Ｚ方向において駆動電極ＣＯＭＬと対向している。
【０１８６】
駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとが互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせる。力検出部ＳＥ２では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖｃｏｍｔｍを印加することにより、電極ＳＵＳから検出信号Ｖｄｅｔ４を出力し、力検出が行われるようになっている。
【０１８７】
＜力検出の原理＞
［基本原理］
図１８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量を検出して力検出を行う。
【０１８８】
図１８に示すように、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、第２基板２１によって形成される容量をＣＧ、第１光学素子ＯＤ１によって形成される容量をＣＯＤ１、空気層ＡＧによって形成される容量をＣＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦによって形成される容量をＣＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦによって形成される容量をＣＢＥＦ、光拡散シートＤＩによって形成される容量をＣＤＩ、導光体ＬＧによって形成される容量をＣＬＧ、光反射体ＲＳによって形成される容量をＣＲＳとすると、以下の式（１）によって表すことができる。
【０１８９】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ×ＣＲＳ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ＋ＣＲＳ）・・・（１）
【０１９０】
図１９は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図１９に示すように、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部１０がたわむ。タッチ検出機能付き表示部１０がたわむと、空気層ＡＧの厚みが薄くなる。このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、以下の式（２）で表される。
【０１９１】
ＣＡＧ’＝ＣＡＧ＋ΔＣＡＧ・・・（２）
【０１９２】
また、このときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（３）によって表すことができる。
【０１９３】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ×ＣＲＳ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ＋ＣＲＳ）・・・（３）
【０１９４】
本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に生じる静電容量の変化量（Ｃ’−Ｃ）を力検出値として検出する。
【０１９５】
ここで、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１を構成する誘電体の温度特性が力検出処理において与える影響について説明する。
【０１９６】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１を構成するカバー部材ＣＧ、接着層ＡＬ、第２光学素子ＯＤ２、第１基板３１、第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ等の各部材を構成する誘電体は、それぞれ誘電体毎の温度特性を有している。このうち、本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、及び光反射体ＲＳを構成する誘電体の温度特性によって、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃが変化する。また、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃの変化は、これらの各誘電体の熱膨張によって各層の厚みが変化することにも起因する。誘電体の温度特性や熱膨張による各層の厚みの変化に伴う駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃの変化は、力検出処理に影響を与え得る。
【０１９７】
図２０は、入力面に力が印加されていない状態における駆動電極と電極との間の容量の温度特性の一例を示す図である。図２０において、横軸は温度を示し、縦軸は駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値を示している。
【０１９８】
図２０に示す例では、温度ａにおいて駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値がＣａとなり、温度ｂにおいて駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値がＣｂとなり、温度ｃにおいて駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値がＣｃとなる例を示している。
【０１９９】
図２０に示すように、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値は、入力面ＩＳに力が印加されていない状態においても、温度によって異なる値となる。
【０２００】
なお、図２０に示す例では、温度の上昇に応じて駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値が上昇する、すなわちグラフの傾きがプラスとなる例を示しているが、このグラフの傾きは、誘電体の材質や各誘電体の組み合わせによって異なり、グラフの傾きがマイナスにもなり得る。また、図２０に示す例では、温度に応じて駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値が直線状に変化する例を示しているが、２次曲線状に変化することもあり得る。
【０２０１】
図２１は、温度が異なる場合の入力面に印加された力と力検出値との関係を示す図である。図２１において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。図２２は、入力面に印加された力が一定である場合の温度による力検出値の誤差を示す図である。図２２において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。
【０２０２】
図２１及び図２２に示すように、入力面ＩＳに印加された力ｆを一定としたとき、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた各誘電体の温度特性によって、力検出値Ｆの値に誤差を生じることとなる。具体的には、入力面ＩＳに印加された力ｆが一定であっても、温度ａでは力検出値Ｆの値がＦａとなり、温度ｂでは力検出値Ｆの値がＦｂとなり、温度ｃでは力検出値Ｆの値がＦｃとなる。
【０２０３】
図２３は、温度変化に応じた駆動電極と電極との間の容量と力検出値との関係を示す図である。図２３に示すように、温度変化に応じた駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値と力検出値Ｆとは比例関係にある。すなわち、以下の式（４），（５）が成立する。
【０２０４】
Ｆｂ／Ｆａ＝Ｃｂ／Ｃａ・・・（４）
【０２０５】
Ｆｂ／Ｆｃ＝Ｃｂ／Ｃｃ・・・（５）
【０２０６】
ここで、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触していない状態（以下、「非接触時」ともいう）で、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度（例えば、室温２５℃環境下）Ｔｒｅｆにおける基準容量値をＣｒｅｆ、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値（第１容量値）をＣｃｕｒ１、入力面ＩＳに力が印加されている状態（以下、「接触時」ともいう）で、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値（第２容量値）をＣｃｕｒ２、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の静電容量の変化量である力検出値をＦｃｕｒ、求めるべき力検出補正値をＦｃｏｒとすると、以下の（６），（７）式が得られる。
【０２０７】
Ｆｃｕｒ＝Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１・・・（６）
【０２０８】
Ｆｃｏｒ＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ・・・（７）
【０２０９】
上記の式（６），（７）に示すように、力検出制御部５０は、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒ（＝Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）に乗じることで、力検出値Ｆｃｕｒを補正した力検出補正値Ｆｃｏｒを得ることができる。
【０２１０】
図２４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図２４において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図２４において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０２１１】
図２５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図２５において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図２５において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０２１２】
図２４及び図２５に示す例では、温度ｂを基準温度Ｔｒｅｆをとした例を示している。
【０２１３】
例えば、図２４に示すように、上記の式（６），（７）を用いて、温度ａにおける力検出値Ｆａに対し、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃａｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃａｃｕｒ１）を乗じることで、力検出値Ｆａを補正した力検出補正値Ｆａｃｏｒを得ることができる。
【０２１４】
また、例えば、図２４に示すように、上記の式（６），（７）を用いて、温度ｃにおける力検出値Ｆｃに対し、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｃｕｒ１）を乗じることで、力検出値Ｆｃを補正した力検出補正値Ｆｃｃｏｒを得ることができる。
【０２１５】
これにより、図２５に示すように、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、及び光反射体ＲＳを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の静電容量の変化量である力検出値が補正される。
【０２１６】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
本実施形態において、上述した力検出処理は、図１に示す力検出制御部５０が行う。より具体的には、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２によって行われる。
【０２１７】
図２６は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。本実施形態において、力検出制御部５０の力検出処理部４４２は、検出制御部２００の信号処理部４４に含まれているものとして例示する。
【０２１８】
力検出制御部５０は、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に生じる静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに印加された力を検出する構成部である。
【０２１９】
力検出制御部５０の力検出処理部４４２は、接触判定部５１と、非接触時容量算出部５２と、接触時容量算出部５３と、力検出値算出部５４と、容量値比率算出部５５と、力検出値補正部５６と、基準容量値記憶部５７と、を含む。基準容量値記憶部５７には、予め実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１の出荷時において個別に設定された非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆ（例えば、室温２５℃環境下）における基準容量値Ｃｒｅｆが格納されているものとする。基準容量値記憶部５７は、例えばレジスタ等で構成される。
【０２２０】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６は、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６は、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０２２１】
接触判定部５１は、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。なお、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、図５に示す波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜を検出しても良いし、図３及び図４に示す容量素子Ｃ１１の容量値の変化を検出しても良い。この被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法により本発明が限定されるものではない。
【０２２２】
非接触時容量算出部５２は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが駆動電極ＣＯＭＬに印加されているとき、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していないと判定された場合に、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号に基づいて、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１を算出して、力検出値算出部５４及び容量値比率算出部５５に出力する。
【０２２３】
接触時容量算出部５３は、駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが駆動電極ＣＯＭＬに印加されているとき、接触判定部５１によって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号に基づいて、接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ２を算出して、力検出値算出部５４に出力する。
【０２２４】
力検出値算出部５４は、非接触時の容量値Ｃｃｕｒ１に対する接触時の容量値Ｃｃｕｒ２の変化量（Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒとして算出し、力検出値補正部５６に出力する。
【０２２５】
容量値比率算出部５５は、基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を算出して、力検出値補正部５６に出力する。
【０２２６】
力検出値補正部５６は、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５から入力された基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力する。
【０２２７】
図２７は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。
【０２２８】
実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、１枚の画像（１フレーム）を表示する１表示フレームにおいて、入力面ＩＳへのタッチ検出及び力検出を行う１タッチフレームを２つ含む。なお、１表示フレームにおいて１タッチフレームを１つ含んでも良いし、３つ以上含んでも良い。
【０２２９】
本実施形態では、画素信号Ｖｐｉｘが表示部ＤＰに印加されて表示部ＤＰが画像の表示書き込みを行う表示期間１３８以外のブランキング期間に、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量、及び、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量を検出する相互静電容量検出期間１３９と、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間１４０と、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間１４１と、が設けられている。
【０２３０】
相互静電容量検出期間１３９では、複数の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｍが印加される。相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。また、相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の相互静電容量は、力検出制御部５０での力検出に利用される。
【０２３１】
自己静電容量検出期間１４０では、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに順次駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１が印加され、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間１４０で検出されたタッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。
【０２３２】
自己静電容量検出期間１４１では、複数の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２が印加され、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間１４１で検出された駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量は、タッチ検出制御部４０でのタッチ検出に利用される。
【０２３３】
タッチ検出制御部４０は、相互静電容量検出期間１３９で検出された、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量と、自己静電容量検出期間１４０で検出されたタッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量と、自己静電容量検出期間１４１で検出された駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量と、に基づいて、タッチ検出を行う。タッチ検出制御部４０は、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量に加えて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量及び駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量を加味することで、水滴等の影響を好適に抑制し、スタイラスペン等を好適に検出できる。
【０２３４】
本実施形態において、力検出制御部５０は、相互静電容量検出期間１３９に電極ＳＵＳによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０２３５】
図２８は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図２８に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０２３６】
非接触時容量算出部５２は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号に基づいて、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１を算出する（ステップＳ１０１）。
【０２３７】
接触判定部５１は、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。接触判定部５１が、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していない、つまり力が入力面ＩＳに印加されていないと判定した場合には（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０２において被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定されるまで、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理を繰り返し実施する。なお、接触判定部５１において、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、図５に示す波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜を検出しても良いし、図３及び図４に示す容量素子Ｃ１１の容量値の変化を検出しても良い。
【０２３８】
接触判定部５１が、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定した場合には（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、接触時容量算出部５３は、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２（図２参照）から出力される信号に基づいて、接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ２を算出する（ステップＳ１０３）。
【０２３９】
力検出値算出部５４は、非接触時の容量値Ｃｃｕｒ１に対する接触時の容量値Ｃｃｕｒ２の変化量（Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒとして算出し、力検出値補正部５６に出力する（ステップＳ１０４）。
【０２４０】
容量値比率算出部５５は、基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を算出して、力検出値補正部５６に出力する（ステップＳ１０５）。
【０２４１】
力検出値補正部５６は、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５から入力された基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【０２４２】
上述した処理を実行することにより、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０２４３】
＜変形例１＞
図２９は、実施形態１の変形例１に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極、及び電極を示す斜視図である。図２９に示すように、電極ＳＵＳは、一枚の電極で構成されていても良い。なお、電極ＳＵＳは、図示（図１７）した例よりも電極パターン数を多くした構成であっても良いし、複数の電極をマトリックス状に配置した電極パターンから構成されていても良い。
【０２４４】
＜変形例２＞
図３０は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図３１は、実施形態１の変形例２に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図３０及び図３１に示すように、実施形態１の変形例２において、電極ＳＵＳは、導光体ＬＧと光反射体ＲＳとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、以下の式（８）によって表すことができる。
【０２４５】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ）・・・（８）
【０２４６】
また、実施形態１の変形例２において、入力面ＩＳに力が印加されているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（９）によって表すことができる。
【０２４７】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ）・・・（９）
【０２４８】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２４９】
＜変形例３＞
図３２は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図３３は、実施形態１の変形例３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図３２及び図３３に示すように、実施形態１の変形例３において、電極ＳＵＳは、光拡散シートＤＩと導光体ＬＧとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、以下の式（１０）によって表すことができる。
【０２５０】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ）・・・（１０）
【０２５１】
また、実施形態１の変形例３において、入力面ＩＳに力が印加されているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（１１）によって表すことができる。
【０２５２】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ）・・・（１１）
【０２５３】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２５４】
＜変形例４＞
図３４は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図３５は、実施形態１の変形例４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図３４及び図３５に示すように、実施形態１の変形例４において、電極ＳＵＳは、輝度向上フィルムＢＥＦと光拡散シートＤＩとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、以下の式（１２）によって表すことができる。
【０２５５】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ）・・・（１２）
【０２５６】
また、実施形態１の変形例４において、入力面ＩＳに力が印加されているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（１３）によって表すことができる。
【０２５７】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ）・・・（１３）
【０２５８】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２５９】
＜変形例５＞
図３６は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図３７は、実施形態１の変形例５に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図３６及び図３７に示すように、実施形態１の変形例５において、電極ＳＵＳは、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦと輝度向上フィルムＢＥＦとの間に設けられている。この場合、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、以下の式（１４）によって表すことができる。
【０２６０】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ）・・・（１４）
【０２６１】
また、実施形態１の変形例５において、入力面ＩＳに力が印加されているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（１５）によって表すことができる。
【０２６２】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ）・・・（１５）
【０２６３】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２６４】
＜変形例６＞
図３８は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図３９は、実施形態１の変形例６に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図３８及び図３９に示すように、実施形態１の変形例６において、電極ＳＵＳは、バックライトユニットＢＬを構成する積層体ＬＢの入射面ＩＳ側の面に設けられている。この場合、入力面ＩＳに力が印加されていないときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃは、以下の式（１６）によって表すことができる。
【０２６５】
Ｃ＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ）・・・（１６）
【０２６６】
また、実施形態１の変形例６において、入力面ＩＳに力が印加されているときの駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ’は、以下の式（１７）によって表すことができる。
【０２６７】
Ｃ’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’ ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’）・・・（１７）
【０２６８】
このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、上述した式（２）で表される。
【０２６９】
上述した実施形態１の変形例２から変形例６に係る構成は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性フィルムを用いて電極ＳＵＳを構成することで実現することができる。
【０２７０】
実施形態１の変形例２から変形例６に示すように、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１では、電極ＳＵＳと駆動電極ＣＯＭＬとの間に、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部１０がたわむことで厚みが変化する空気層ＡＧ（誘電体層）が設けられる構成とすれば、電極ＳＵＳから駆動電極ＣＯＭＬまでの距離ｄの変化に伴う駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の静電容量の変化を検出することにより、力情報を検出することができる。
【０２７１】
また、上述した実施形態１では、相互静電容量方式及び自己静電容量方式の双方のタッチ検出を行う構成に適用した例を示したが、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、自己静電容量方式のタッチ検出を行わず、相互静電容量方式のタッチ検出のみを行う構成に適用することも可能である。
【０２７２】
以上説明したように、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、被検出物ＯＢＪによって力が印加される入力面ＩＳと、第１基板３１上に設けられ、入力面ＩＳに対向するタッチ検出電極ＴＤＬと、第２基板２１上に設けられ、タッチ検出電極ＴＤＬに対向する駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と、誘電体層を挟んで駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）に対向する電極ＳＵＳ（第２電極）と、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）とタッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部４０と、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに印加された力を検出する力検出制御部５０と、を備える。力検出制御部５０は、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬと力検出電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔにおける基準容量値Ｃｒｅｆに基づき、力検出値Ｆｃｕｒを補正して、力検出補正値Ｆｃｏｒを出力する。
【０２７３】
また、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、被検出物ＯＢＪによって力が印加される入力面ＩＳと、誘電体層を挟んで互いに対向配置された駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）及び電極ＳＵＳ（第２電極）と、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部４０と、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに印加された力を検出する力検出制御部５０と、を備える。力検出制御部５０は、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ）に基づき力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０２７４】
より具体的には、力検出制御部５０は、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ）を力検出値Ｆｃｕｒに乗じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０２７５】
上記構成により、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０２７６】
本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。
【０２７７】
（実施形態２）
図４０は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。なお、実施形態１と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
【０２７８】
実施形態１において説明したように、タッチ検出機能付き表示装置１ａを構成するカバー部材ＣＧ、接着層ＡＬ、第２光学素子ＯＤ２、第１基板３１、第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、光反射体ＲＳ等の各部材を構成する誘電体は、それぞれ誘電体毎の温度特性を有し、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた各誘電体の温度特性によって、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃが変化する。また、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃの変化は、これらの各誘電体の熱膨張によって各層の厚みが変化することにも起因する。誘電体の温度特性や熱膨張による各層の厚みの変化に伴う駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量Ｃの変化は、力検出処理に影響を与え得る。
【０２７９】
本実施形態では、図４０に示すように、実施形態１の構成に加え、温度センサ６０を具備している。力検出制御部５０ａは、温度センサ６０によって検出される温度に応じた所定の補正係数（第１の補正係数）を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。
【０２８０】
図４１は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例１を示す図である。図４２は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例２を示す図である。図４３は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例３を示す図である。図４４は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例４を示す図である。図４５は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例５を示す図である。
【０２８１】
本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１ａを構成する各誘電体の温度と置き換え可能なタッチ検出機能付き表示装置１ａの筐体内部の温度を検出する構成としている。温度センサ６０は、図４１に示すように、例えば、タッチＩＣ４９が実装されたフレキシブルプリント基板Ｔ上に搭載することができる。また、例えば、図４２に示すように、ホストＨＳＴが温度センサ６０を有する構成であっても良い。また、例えば、図４３に示すように、温度センサ６０をＣＯＧ１９と共に第２基板２１上に搭載する構成であっても良いし、また、例えば、図４４に示すように、タッチＩＣ４９の内部に温度センサ６０が構成されていても良いし、図４５に示すように、ＣＯＧ１９の内部に温度センサ６０が構成されていても良い。
【０２８２】
図４６は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の補正係数と温度との関係の一例を示す図である。図４７は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の第１補正係数テーブルの一例を示す図である。図４６において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値に乗じる補正係数を示している。図４６及び図４７に示す例では、温度ｂを基準温度Ｔｒｅｆとし、このときの補正係数ｋを１（ｋ＝１）とした例を示している。
【０２８３】
なお、温度センサ６０が実装される場所によっては、タッチ検出機能付き表示装置１ａを構成する各誘電体の温度とは異なる温度が検出される場合がある。例えば、図４２に示すように、ホストＨＳＴが温度センサ６０を有する構成において、ＣＰＵのパッケージ内に構成される場合や、図４４及び図４５に示すように、タッチＩＣ４９やＣＯＧ１９の内部に温度センサ６０が構成される場合には、ＣＰＵ、タッチＩＣ４９、ＣＯＧ１９等のＩＣチップの発熱による温度が加算される場合が考えられる。従って、基準温度Ｔｒｅｆ（すなわち、補正係数ｋを１（ｋ＝１）とする温度）は、温度センサ６０が実装される場所によって異なる。このため、例えば、タッチ検出機能付き表示装置１ａにおいて想定される推奨使用温度（例えば、室温２５℃環境下）において、温度センサ６０で検出される温度を基準温度Ｔｒｅｆとするのが好ましい。
【０２８４】
また、図４６に示す例では、温度の上昇に応じて補正係数ｋの値が下降する、すなわちグラフの傾きがマイナスとなる例を示しているが、このグラフの傾きは、誘電体の材質や各誘電体の組み合わせによって異なり、グラフの傾きがプラスにもなり得る。また、図４６に示す例では、温度に応じて補正係数ｋを直線状に変化させる例を示しているが、２次曲線状に変化させることもあり得る。
【０２８５】
ここで、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１ａの補正係数ｋについて説明する。
【０２８６】
実施形態１において図２３を参照して説明したように、温度変化に応じた駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値と力検出値Ｆとは、式（４），（５）に示すような比例関係にある。これらの式（４），（５）を温度ｂにおける力検出値Ｆｂについて変形すると、以下の式（１８），（１９）が得られる。
【０２８７】
Ｆｂ＝（Ｃｂ／Ｃａ）Ｆａ・・・（１８）
【０２８８】
Ｆｂ＝（Ｃｂ／Ｃｃ）Ｆｃ・・・（１９）
【０２８９】
ここで、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度（例えば、室温２５℃環境下）Ｔｒｅｆにおける基準容量値をＣｒｅｆ、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値（第１容量値）をＣｃｕｒ１、接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値（第２容量値）をＣｃｕｒ２、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の静電容量の変化量である力検出値をＦｃｕｒ、求めるべき力検出補正値をＦｃｏｒとすると、以下の（２０），（２１）式が得られる。
【０２９０】
Ｆｃｕｒ＝Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１・・・（２０）
【０２９１】
Ｆｃｏｒ＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ・・・（２１）
【０２９２】
上記の式（２１）において、（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）は、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値（第１容量値）Ｃｃｕｒ１との比率で決まる固定値である。従って、この（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を補正係数ｋとすることで（（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＝ｋ）、以下の式（２２）が得られる。
【０２９３】
Ｆｃｏｒ＝ｋ＊Ｆｃｕｒ・・・（２２）
【０２９４】
力検出制御部５０ａは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）が予め補正係数ｋとして設定されている。力検出制御部５０ａは、補正係数ｋを力検出値Ｆｃｕｒ（＝Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）に乗じることで、力検出値Ｆｃｕｒを補正した力検出補正値Ｆｃｏｒを得ることができる。
【０２９５】
図４８は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図４８において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図４８において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０２９６】
図４９は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図４９において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図４９において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０２９７】
図４８及び図４９に示す例では、温度ｂを基準温度Ｔｒｅｆをとした例を示している。
【０２９８】
例えば、図４８に示すように、上記の式（２０），（２２）を用いて、温度ａにおける力検出値Ｆａに対し、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃａｃｕｒ１との比率で決まる補正係数ｋａを乗じることで、力検出値Ｆａを補正した力検出補正値Ｆａｃｏｒを得ることができる。
【０２９９】
また、例えば、図４８に示すように、上記の式（２０），（２２）を用いて、温度ｃにおける力検出値Ｆｃに対し、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｃｕｒ１との比率で決まる補正係数ｋｃを乗じることで、力検出値Ｆｃを補正した力検出補正値Ｆｃｃｏｒを得ることができる。
【０３００】
これにより、図４９に示すように、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、及び光反射体ＲＳを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。
【０３０１】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
本実施形態において、上述した力検出処理は、例えば、図４０に示す力検出制御部５０ａにおける信号処理部４４ａの力検出処理部４４２ａによって行われる。
【０３０２】
図５０は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３０３】
力検出制御部５０ａの力検出処理部４４２ａは、接触判定部５１と、非接触時容量算出部５２と、接触時容量算出部５３と、力検出値算出部５４と、力検出値補正部５６ａと、第１補正係数導出部６１と、第１補正係数テーブル記憶部６２と、を含む。第１補正係数テーブル記憶部６２には、予め実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１ａの出荷時において個別に設定された第１補正係数テーブルが格納されているものとする。第１補正係数テーブル記憶部６２は、例えばレジスタ等で構成される。
【０３０４】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ａ、第１補正係数導出部６１は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ａ、第１補正係数導出部６１は、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ａ、第１補正係数導出部６１は、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０３０５】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４の動作については、実施形態１と同様である。
【０３０６】
第１補正係数導出部６１は、第１補正係数テーブル記憶部６２に記憶された第１補正係数テーブルを参照し、温度センサ６０によって検出される温度Ｔｃｕｒに対応する補正係数ｋを導出して、力検出値補正部５６ａに出力する。
【０３０７】
力検出値補正部５６ａは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、第１補正係数導出部６１から入力された補正係数ｋを乗じた力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋ＊Ｆｃｕｒ）を出力する。
【０３０８】
本実施形態において、力検出制御部５０ａは、実施形態１において説明した相互静電容量検出期間１３９（図２７参照）に電極ＳＵＳによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０３０９】
図５１は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図５１に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０３１０】
図５１に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までの処理は、図２８に示す実施形態１のフローチャートにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。
【０３１１】
第１補正係数導出部６１は、第１補正係数テーブル記憶部６２に記憶された第１補正係数テーブルを参照し、温度センサ６０によって検出される温度Ｔｃｕｒに対応する補正係数ｋを導出して、力検出値補正部５６ａに出力する（ステップＳ２０５）。
【０３１２】
力検出値補正部５６ａは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、第１補正係数導出部６１から入力された補正係数ｋを乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋ＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０１の処理に戻る。
【０３１３】
上述した処理を実行することにより、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０３１４】
以上説明したように、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１ａは、筐体内部の温度を検出する温度センサ６０を備える。力検出制御部５０ａは、温度センサ６０によって検出された温度Ｔｃｕｒに応じて力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３１５】
より具体的には、力検出制御部５０ａは、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）が予め補正係数ｋとして設定されている。力検出制御部５０ａは、補正係数（第１の補正係数）ｋを力検出値Ｆｃｕｒに対し、乗じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３１６】
さらに、力検出制御部５０ａは、温度と補正係数（第１の補正係数）ｋとを対応付けた第１補正係数テーブルに基づき、温度センサ６０によって検出された温度に応じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３１７】
上記構成により、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０３１８】
本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。
【０３１９】
（実施形態３）
図５２は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。なお、実施形態１と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
【０３２０】
本実施形態では、図５２に示すように、力検出制御部５０ｂには、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔが入力される。力検出制御部５０ｂは、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔに応じた所定の補正係数（第２の補正係数）を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。
【０３２１】
図５３は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の平面図である。力検出領域Ａｆにおいて、Ｙ軸方向に平行で、且つ、力検出領域ＡｆのＸ軸方向の中央を通過する直線１３０を想定する。
【０３２２】
座標ｓは、直線１３０上で、且つ、力検出領域Ａｆの中央部に位置する。座標ｕは、直線１３０上で、且つ、力検出領域Ａｆの辺縁部に位置する。座標ｔは、直線１３０上で、且つ、座標ｓと座標ｕとの中間に位置する座標である。
【０３２３】
入力面ＩＳの中央部付近、すなわち、図５３に示す座標ｓ付近は、入力面ＩＳの辺縁部付近、すなわち、図５３に示す座標ｕ付近よりもたわみ易い。換言すると、或る力が入力面ＩＳの中央部付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量（変形量）は、同じ力が入力面ＩＳの辺縁部付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量よりも大きい。
【０３２４】
つまり、或る力が座標ｓ付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量は、同じ力が座標ｔ付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量よりも大きい。また、同じ力が座標ｔ付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量は、同じ力が座標ｓ付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量よりも小さく、且つ、同じ力が座標ｕ付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部１０のたわみ量よりも大きい。
【０３２５】
図５４は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のＸ軸方向の中心位置におけるＹ軸方向のタッチ検出位置と力検出値との関係を示すグラフである。図５４において、横軸はＹ座標を表し、縦軸は力検出値Ｆを表す。
【０３２６】
上述したように、入力面ＩＳの中央部付近、すなわち、図５３に示す座標ｓ付近で最もたわみ易い。従って、力検出値Ｆは、Ｙ座標Ｙｓにおいて極大となる。このＹ座標Ｙｓでの力検出値をＦｓとする。同様に、Ｙ座標Ｙｔでの力検出値をＦｔとし、Ｙ座標Ｙｕでの力検出値をＦｕとする。
【０３２７】
図５５は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のＸ軸方向の中心位置におけるＹ軸方向のタッチ検出位置と補正係数との関係を示すグラフである。図５５に示す例では、入力面ＩＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の中心位置、すなわち、座標ｓを基準位置として、この基準位置における補正係数ｋｐを１（ｋｐ＝１）とした例を示している。
【０３２８】
なお、補正係数ｋｐを１（ｋｐ＝１）とする基準位置は、入力面ＩＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の中心位置に限るものではなく、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの任意位置を基準位置とすることができる。
【０３２９】
ここで、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂの補正係数ｋｐについて説明する。
【０３３０】
図５３に示す座標ｓ，ｔ，ｕに同じ力が印加された場合に、座標ｓ，ｔ，ｕで同じ力検出補正値Ｆｃｏｒを得ようとしたとき、以下の式（２３）が成り立つ。
【０３３１】
Ｆｃｏｒ＝ｋｐｓ＊Ｆｓ＝ｋｐｔ＊Ｆｔ＝ｋｐｕ＊Ｆｕ・・・（２３）
【０３３２】
上記の式（２３）を補正係数ｋｐｓ，ｋｐｔ，ｋｐｕについて変形すると、以下の式（２４），（２５），（２６）が得られる。
【０３３３】
ｋｐｓ＝Ｆｃｏｒ／Ｆｓ・・・（２４）
【０３３４】
ｋｐｔ＝Ｆｃｏｒ／Ｆｔ・・・（２５）
【０３３５】
ｋｐｕ＝Ｆｃｏｒ／Ｆｕ・・・（２６）
【０３３６】
上式（２４），（２５），（２６）を、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの任意位置における力検出値をＦｃｕｒ、補正係数ｋｐとして一般化すると、以下の式（２７）が得られる。
【０３３７】
ｋｐ＝Ｆｃｏｒ／Ｆｃｕｒ・・・（２７）
【０３３８】
上記の式（２７）において、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの任意位置を基準位置とし、この基準位置における補正係数ｋｐを１（ｋｐ＝１）とすると、この基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出補正値Ｆｃｏｒとが等しくなる（Ｆｃｏｒ＝Ｆｃｕｒ）。このとき、上記の式（２４），（２５），（２６）は、以下の式（２８），（２９），（３０）に変形できる。
【０３３９】
ｋｐｓ＝Ｆｃｕｒ／Ｆｓ・・・（２８）
【０３４０】
ｋｐｔ＝Ｆｃｕｒ／Ｆｔ・・・（２９）
【０３４１】
ｋｐｕ＝Ｆｃｕｒ／Ｆｕ・・・（３０）
【０３４２】
上記の式（２８），（２９），（３０）において、Ｆｃｕｒ／Ｆｓ、Ｆｃｕｒ／Ｆｔ、Ｆｃｕｒ／Ｆｕは、同一の温度条件下において、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと、力検出領域Ａｆの任意位置（例えば、座標ｓ，ｔ，ｕ）における力検出値（例えば、座標ｓにおける力検出値Ｆｓ、座標ｔにおける力検出値Ｆｔ、座標ｕにおける力検出値Ｆｕ）との比率で決まる固定値である。従って、これらのＦｃｕｒ／Ｆｓ、Ｆｃｕｒ／Ｆｔ、Ｆｃｕｒ／Ｆｕを補正係数ｋｐとすることで、実施形態１において説明した式（７）から、以下の式（３１）が得られる。
【０３４３】
Ｆｃｏｒ＝ｋｐ＊（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ・・・（３１）
【０３４４】
力検出補正部５０ｂは、同一の温度条件下での入力面ＩＳの力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出領域Ａｆの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数ｋｐとして設定されている。力検出補正部５０ｂは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒに乗じ、さらに、上述した補正係数ｋｐを乗じることで、タッチ検出位置に応じて力検出値Ｆｃｕｒを補正した力検出補正値Ｆｃｏｒを得ることができる。
【０３４５】
なお、上記説明では、座標ｓ，ｔ，ｕが直線１３０（図５３参照）上にある場合について例示した。しかし、実際には、力検出領域Ａｆは、図５３に示したように、２次元である。従って、タッチ検出機能付き表示装置１ｂは、力が印加される２次元位置毎に、異なる補正係数ｋｐを使用する。より具体的には、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆを複数の領域に分割し、各領域毎に補正係数ｋｐを設定した第２補正係数テーブルを用いて、タッチ検出位置に応じた補正係数ｋｐを適用する。
【０３４６】
図５６は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面における力検出領域の分割例を示す図である。図５７は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２補正係数テーブルの一例を示す図である。図５６及び図５７に示す例では、入力面ＩＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の中心位置を含む領域（Ｘｐ，Ｙｑ）における補正係数ｋｐを１（ｋｐ（ｐ，ｑ）＝１）とした例を示している。
【０３４７】
図５８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図５８において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図５８において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０３４８】
図５９は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図５９において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図５９において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０３４９】
図５８及び図５９に示す例では、温度ｂを基準温度Ｔｒｅｆをとし、図５３に示す力検出領域Ａｆの座標ｔに一定の力が印加された例を示している。
【０３５０】
力検出制御部５０ｂは、同一の温度条件下での入力面ＩＳの力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出領域Ａｆの座標ｔにおける力検出値Ｆａｔとの比率（Ｆｃｕｒ／Ｆｔ）が予め補正係数ｋｐｔとして設定されている。
【０３５１】
力検出制御部５０ｂは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと温度ａにおける非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃａｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃａｃｕｒ１）を力検出値Ｆａｔに乗じ（二点鎖線）、さらに、座標ｔにおける補正係数ｋｐｔを乗じることで（一点鎖線）、力検出値Ｆａｔを補正した力検出補正値Ｆａｔｃｏｒを得ることができる。
【０３５２】
また、力検出制御部５０ｂは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと温度ｃにおける非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｔに乗じ（二点鎖線）、さらに、座標ｔにおける補正係数ｋｐｔを乗じることで、力検出値Ｆｃｔを補正した力検出補正値Ｆｃｔｃｏｒを得ることができる。
【０３５３】
これにより、図５９に示すように、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、及び光反射体ＲＳを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。
【０３５４】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
本実施形態において、上述した力検出処理は、例えば、図５２に示す力検出制御部５０ｂにおける信号処理部４４ｂの力検出処理部４４２ｂによって行われる。
【０３５５】
図６０は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３５６】
力検出制御部５０ｂの力検出処理部４４２ｂは、接触判定部５１と、非接触時容量算出部５２と、接触時容量算出部５３と、力検出値算出部５４と、容量値比率算出部５５と、力検出値補正部５６ｂと、基準容量値記憶部５７と、第２補正係数導出部６３と、第２補正係数テーブル記憶部６４と、を含む。第２補正係数テーブル記憶部６４には、予め実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂの出荷時において個別に設定された第２補正係数テーブルが格納されているものとする。第２補正係数テーブル記憶部６４は、例えばレジスタ等で構成される。
【０３５７】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６ｂ、第２補正係数導出部６３は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６ｂ、第２補正係数導出部６３は、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５、力検出値補正部５６ｂ、第２補正係数導出部６３は、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０３５８】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、容量値比率算出部５５の動作については、実施形態１と同様である。
【０３５９】
第２補正係数導出部６３は、第２補正係数テーブル記憶部６４に記憶された第２補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔ、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数ｋｐを導出して、力検出値補正部５６ｂに出力する。
【０３６０】
力検出値補正部５６ｂは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５から入力された、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じ、さらに、第２補正係数導出部６３から入力された補正係数ｋｐを乗じた力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋｐ＊（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を出力する。
【０３６１】
本実施形態において、力検出制御部５０ｂは、実施形態１において説明した相互静電容量検出期間１３９（図２７参照）に電極ＳＵＳによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０３６２】
図６１は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図６１に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０３６３】
図６１に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０１からステップＳ３０４までの処理は、図２８に示す実施形態１のフローチャートにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。
【０３６４】
容量値比率算出部５５は、基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を算出して、力検出値補正部５６ｂに出力する。また、第２補正係数導出部６３は、第２補正係数テーブル記憶部６４に記憶された第２補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔ、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数ｋを導出して、力検出値補正部５６ｂに出力する（ステップＳ３０５）。
【０３６５】
力検出値補正部５６ｂは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５から入力された基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じ、さらに、第２補正係数導出部６３から入力された補正係数ｋｐを乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋｐ＊（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０１の処理に戻る。
【０３６６】
上述した処理を実行することにより、タッチ検出位置に応じて、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０３６７】
＜変形例＞
図６２は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
【０３６８】
図６２に示す例では、上述した実施形態３の構成に加え、実施形態２において説明した温度センサ６０を具備している。力検出制御部５０ｃは、温度センサ６０によって検出される温度に応じた所定の補正係数（第１の補正係数）を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。すなわち、実施形態３の変形例において、力検出制御部５０ｃは、上記の式（３１）の（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を補正係数ｋとした以下の式（３２）を用いて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３６９】
Ｆｃｏｒ＝ｋｐ＊ｋ＊Ｆｃｕｒ・・・（３２）
【０３７０】
図６３は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図６３において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図６３において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０３７１】
図６４は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図６４において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Ｆを示している。また、図６４において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。
【０３７２】
図６３及び図６４に示す例では、温度ｂを基準温度Ｔｒｅｆをとし、図５３に示す力検出領域Ａｆの座標ｔに一定の力が印加された例を示している。
【０３７３】
力検出制御部５０ｃは、同一の温度条件下での入力面ＩＳの力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出領域Ａｆの座標ｔにおける力検出値Ｆａｔとの比率（Ｆｃｕｒ／Ｆｔ）が予め補正係数ｋｐｔとして設定されている。
【０３７４】
また、力検出制御部５０ｃは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと温度ａにおける非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃａｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃａｃｕｒ１）が予め補正係数ｋａとして設定されている。力検出制御部５０ｃは、温度ａにおける補正係数ｋａを力検出値Ｆａｔに乗じ（二点鎖線）、さらに、座標ｔにおける補正係数ｋｐｔを乗じることで（一点鎖線）、力検出値Ｆａｔを補正した力検出補正値Ｆａｔｃｏｒを得ることができる。
【０３７５】
また、力検出制御部５０ｃは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと温度ｃにおける非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｃｕｒ１）が予め補正係数ｋｃとして設定されている。力検出制御部５０ｃは、補正係数ｋｃを力検出値Ｆｃｔに乗じ（二点鎖線）、さらに、座標ｔにおける補正係数ｋｐｔを乗じることで（一点鎖線）、力検出値Ｆｃｔを補正した力検出補正値Ｆｃｔｃｏｒを得ることができる。
【０３７６】
これにより、図６４に示すように、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた第２基板２１、第１光学素子ＯＤ１、空気層ＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦ、光拡散シートＤＩ、導光体ＬＧ、及び光反射体ＲＳを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。
【０３７７】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
本実施形態の変形例において、上述した力検出処理は、例えば、図６２に示す力検出制御部５０ｃにおける信号処理部４４ｃの力検出処理部４４２ｃによって行われる。
【０３７８】
図６５は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０３７９】
力検出制御部５０ｃの力検出処理部４４２ｃは、接触判定部５１と、非接触時容量算出部５２と、接触時容量算出部５３と、力検出値算出部５４と、力検出値補正部５６ｃと、第１補正係数導出部６１と、第１補正係数テーブル記憶部６２と、第２補正係数導出部６３と、第２補正係数テーブル記憶部６４と、を含む。
【０３８０】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ｃ、第１補正係数導出部６１、第２補正係数導出部６３は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ｃ、第１補正係数導出部６１、第２補正係数導出部６３は、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４、力検出値補正部５６ｃ、第１補正係数導出部６１、第２補正係数導出部６３は、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０３８１】
接触判定部５１、非接触時容量算出部５２、接触時容量算出部５３、力検出値算出部５４の動作については、実施形態１と同様であり、第１補正係数導出部６１の動作については、実施形態２と同様であり、第２補正係数導出部６３の動作については、実施形態３と同様である。
【０３８２】
力検出値補正部５６ｃは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、第１補正係数導出部６１から入力された補正係数ｋを乗じ、さらに、第２補正係数導出部６３から入力された補正係数ｋｐを乗じた力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋｐ＊ｋ＊Ｆｃｕｒ）を出力する。
【０３８３】
本実施形態の変形例において、力検出制御部５０ｃは、実施形態１において説明した相互静電容量検出期間１３９（図２７参照）に電極ＳＵＳによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０３８４】
図６６は、実施形態３の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図６６に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間１３９において実施される。
【０３８５】
図６６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ４０１からステップＳ４０４までの処理は、図２８に示す実施形態１のフローチャートにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。
【０３８６】
第１補正係数導出部６１は、第１補正係数テーブル記憶部６２に記憶された第１補正係数テーブルを参照し、温度センサ６０によって検出される温度Ｔｃｕｒに対応する補正係数ｋを導出して、力検出値補正部５６ｃに出力する。また、第２補正係数導出部６３は、第２補正係数テーブル記憶部６４に記憶された第２補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔ、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数ｋｐを導出して、力検出値補正部５６ｂに出力する（ステップＳ４０５）。
【０３８７】
力検出値補正部５６ｃは、力検出値算出部５４から入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、第１補正係数導出部６１から入力された補正係数ｋを乗じ、さらに、第２補正係数導出部６３から入力された補正係数ｋｐを乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝ｋｐ＊ｋ＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０１の処理に戻る。
【０３８８】
上述した処理を実行することにより、タッチ検出位置に応じて、駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０３８９】
以上説明したように、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｂ，１ｃは、力検出制御部５０ｂ，５０ｃに対し、タッチ検出制御部４０の座標抽出部４５から出力されるタッチ検出位置Ｖｏｕｔが入力される。力検出制御部５０ｂ，５０ｃは、タッチ検出位置の座標に応じて力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３９０】
より具体的には、力検出制御部５０ｂは、同一の温度条件下での入力面ＩＳの力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出領域Ａｆの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数（第２の補正係数）ｋｐとして設定されている。力検出制御部５０ｂは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒに乗じ、さらに、補正係数（第２の補正係数）ｋｐを乗じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３９１】
また、力検出制御部５０ｃは、同一の温度条件下での入力面ＩＳの力検出領域Ａｆの基準位置における力検出値Ｆｃｕｒと力検出領域Ａｆの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数（第２の補正係数）ｋｐとして設定されている。また、力検出制御部５０ｃは、非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時の駆動電極ＣＯＭＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）が予め補正係数ｋ（第１の補正係数）として設定されている。力検出制御部５０ｂは、補正係数ｋを力検出値Ｆｃｕｒに乗じ、さらに、補正係数（第２の補正係数）ｋｐを乗じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３９２】
さらに、力検出制御部５０ｂ，５０ｃは、力検出領域Ａｆ上の位置と補正係数（第２の補正係数）ｋｐとを対応付けた第２補正係数テーブルに基づき、タッチ検出制御部４０によって検出されたタッチ検出位置に応じて、力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０３９３】
上記構成により、タッチ検出位置に応じて、駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、タッチ検出位置によらず力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０３９４】
本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。
【０３９５】
（実施形態４）
図６７は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。図６８は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。なお、実施形態１と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
【０３９６】
実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、自己静電容量方式の基本原理に基づき、タッチ検出を行う。自己静電容量方式の場合、マトリクス状に設けられた複数の電極ＥＬをタッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬの機能を兼用する電極として用いるようにしても良い。この場合、複数の電極ＥＬの各々が、配線Ｌ等の接続部を介してタッチＩＣ４９内に設けられた駆動電極制御部４８に接続される。なお、図６７では、一部の電極ＥＬの配線Ｌのみ図示されているが、実際には全ての電極ＥＬに個別に配線Ｌ又はそれに類する接続部が設けられる。なお、駆動電極制御部４８は、アレイ基板（画素基板２）上に設けられていても良い。
【０３９７】
電極ＥＬの形状及び大きさは任意であるが、電極ＥＬの大きさを例えば画素の大きさに対応させても良い。この場合、画素を構成する電極（例えば、液晶表示装置の画素における画素電極２２又は対向電極としての駆動電極ＣＯＭＬ）の１つを電極ＥＬとして用いても良い。すなわち、電極ＥＬは、複数の画素を有する表示装置の画素の各々に設けられた電極と兼用されていても良い。
【０３９８】
図６８に示すように、実施形態４において、複数の電極ＥＬは、図１のタッチ検出部ＳＥ１を構成する。複数の電極ＥＬ及び電極ＳＵＳは、図１の力検出部ＳＥ２を構成する。
【０３９９】
本構成例では、電極ＳＵＳは、導電体（例えば、アルミニウム）で形成されている。電極ＳＵＳの電位は、基準電位である。基準電位は、接地電位ＧＮＤが例示される。なお、タッチＩＣ４９、ＣＯＧ１９、ホストＨＳＴのいずれかと、電極ＳＵＳとが接続配線等で電気的に接続され、タッチＩＣ４９、ＣＯＧ１９、ホストＨＳＴのいずれかから基準電位が供給されても良い。また、電極ＳＵＳは、例えば、導電材料で構成されたリアフレームＲＦＲで構成されても良い。
【０４００】
本実施形態では、電極ＥＬが「第１電極」に対応する。電極ＳＵＳが「第２電極」に対応する。
【０４０１】
なお、電極ＳＵＳを独立した導電体の構成部材で構成した場合には、電極ＳＵＳを検出制御部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃの力検出制御部５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃに接続するか基準電位とするかを選択可能な構成とすることで、実施形態１から実施形態３と同様の構成とすることができる。すなわち、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、実施形態１から実施形態３のタッチ検出機能付き表示装置１，１ａ，１ｂ，１ｃと同一構成で実現可能である。
【０４０２】
＜力検出の原理＞
［基本原理］
図６９は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。図６９に示すように、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間には、第２基板２１によって形成される容量をＣＧ、第１光学素子ＯＤ１によって形成される容量をＣＯＤ１、空気層ＡＧによって形成される容量をＣＡＧ、反射型偏光性フィルムＤＢＥＦによって形成される容量をＣＤＢＥＦ、輝度向上フィルムＢＥＦによって形成される容量をＣＢＥＦ、光拡散シートＤＩによって形成される容量をＣＤＩ、導光体ＬＧによって形成される容量をＣＬＧ、光反射体ＲＳによって形成される容量をＣＲＳとしたとき、以下の式（３３）に示す容量値Ｃ１が存在する。
【０４０３】
Ｃ１＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ×ＣＲＳ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ＋ＣＲＳ）・・・（３３）
【０４０４】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態において、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃは、以下の式（３４）で表すことができる。
【０４０５】
Ｃ＝Ｃ１・・・（３４）
【０４０６】
図７０は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。図７０に示すように、被検出物（ここでは指）ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接したとき、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間には、容量Ｃ２が発生する。このとき、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃは、以下の式（３５）で表すことができる。
【０４０７】
Ｃ＝Ｃ２＋Ｃ１・・・（３５）
【０４０８】
図７１は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図７１に示すように、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部１０がたわむ。タッチ検出機能付き表示部１０がたわむと、空気層ＡＧの厚みが薄くなる。このとき、空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧ’は、入力面ＩＳに力が印加されていないときに空気層ＡＧによって形成される容量ＣＡＧに対してΔＣＡＧだけ増加し、以下の式（３６）で表される。
【０４０９】
ＣＡＧ’＝ＣＡＧ＋ΔＣＡＧ・・・（３６）
【０４１０】
また、このときの電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１’は、以下の式（３７）によって表すことができる。
【０４１１】
Ｃ１’＝ＣＧ×ＣＯＤ１×ＣＡＧ’×ＣＤＢＥＦ×ＣＢＥＦ×ＣＤＩ×ＣＬＧ×ＣＲＳ／（ＣＧ＋ＣＯＤ１＋ＣＡＧ’＋ＣＤＢＥＦ＋ＣＢＥＦ＋ＣＤＩ＋ＣＬＧ）・・・（３７）
【０４１２】
このとき、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃは、以下の式（３８）で表すことができる。
Ｃ＝Ｃ２＋Ｃ１’・・・（３８）
【０４１３】
実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄでは、電極ＥＬによる自己静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態における容量値Ｃ１、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接した状態における容量値Ｃ２、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに力を印加した状態における容量値Ｃ３を検出することで、タッチ検出及び力検出を行うことができる。
【０４１４】
図７２は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。図７３は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。図７４は、入力面に力が印加された状態におけるＹ軸方向の容量値Ｃを示すグラフである。図７２から図７４において、横軸はＹ座標を表し、縦軸は電極ＥＬにより検出される容量値Ｃを表す。なお、図７２から図７４に示す例では、Ｘ軸方向の座標は入力面ＩＳ上における被検出物ＯＢＪの接触又は近接位置とする。また、ここでは、入力面ＩＳにおける力検出領域ＡｆのＹ軸方向について例示するが、Ｘ軸方向においても同様である。
【０４１５】
本実施形態では、図７２から図７４に示すように、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃに対し、所定の閾値Ｃｔｈが設定されている。
【０４１６】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していない状態では、図７２に示すように、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの全領域において、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１が均一に検出される（Ｃ＝Ｃ１）。
【０４１７】
入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態では、図７３に示すように、被検出物ＯＢＪが接触又は近接した座標Ｙａから座標Ｙｂまでの領域Ｙａｂにおいて、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１に対し、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量Ｃ２が加算されて検出される（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）。本実施形態では、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃが閾値Ｃｔｈを上回った領域が存在する場合に、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接したものとして判定する。
【０４１８】
ここで、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接した状態において検出された容量値Ｃ（＝Ｃ１＋Ｃ２）と、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接していないときに検出された容量値Ｃ（＝Ｃ１）との差分を求めることで、電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量Ｃ２を得ることができる（Ｃ２＝（Ｃ１＋Ｃ２）−Ｃ１）。
【０４１９】
さらに、入力面ＩＳに力が印加された状態では、図７４に示すように、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂを含む全領域において、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の容量値Ｃ１が上昇する（Ｃ１＜Ｃ１’）。このとき、領域Ｙａｂにおいて、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃ（＝Ｃ１’＋Ｃ２）から、上述のようにして求めた電極ＥＬと被検出物ＯＢＪとの間に生じる容量Ｃ２を減算することで、入力面ＩＳにおける力検出領域Ａｆの全領域における容量値Ｃを求めることができる。
【０４２０】
なお、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂにおける容量値Ｃの算出手法については、上述した手法に限るものではなく、例えば、被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂの両端部である座標Ｙａ及び座標Ｙｂを検出し、座標Ｙａ及び座標Ｙｂ間の容量値Ｃを線形補間しても良いし、複数の座標における容量値を用いて曲線補間しても良い。この被検出物ＯＢＪが接触した領域Ｙａｂにおける容量値Ｃの算出手法により本発明が限定されるものではない。
【０４２１】
＜力検出制御部の構成及び動作＞
本実施形態における力検出処理は、例えば、図２に示す力検出制御部５０における信号処理部４４の力検出処理部４４２によって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図４０に示す力検出制御部５０ａにおける信号処理部４４ａの力検出処理部４４２ａによって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図５２に示す力検出制御部５０ｂにおける信号処理部４４ｂの力検出処理部４４２ｂによって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図６２に示す力検出制御部５０ｃにおける信号処理部４４ｃの力検出処理部４４２ｃによって行われる。以下の説明では、図２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２と置き換え可能な力検出制御部５０ｄの力検出処理部４４２ｄの構成例について説明する。
【０４２２】
図７５は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。
【０４２３】
力検出制御部５０ｄの力検出処理部４４２ｄは、接触判定部５１ｄと、非接触時容量算出部５２ｄと、接触時容量算出部５３ｄと、力検出値算出部５４ｄと、容量値比率算出部５５ｄと、力検出値補正部５６ｄと、基準容量値記憶部５７ｄと、を含む。基準容量値記憶部５７ｄには、予め実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄの出荷時において個別に設定された非接触時の電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間の基準温度Ｔｒｅｆ（例えば、室温２５℃環境下）における基準容量値Ｃｒｅｆが格納されているものとする。基準容量値記憶部５７ｄは、例えばレジスタ等で構成される。
【０４２４】
接触判定部５１ｄ、非接触時容量算出部５２ｄ、接触時容量算出部５３ｄ、力検出値算出部５４ｄ、容量値比率算出部５５ｄ、力検出値補正部５６ｄは、例えば、回路で構成される。また、接触判定部５１ｄ、非接触時容量算出部５２ｄ、接触時容量算出部５３ｄ、力検出値算出部５４ｄ、容量値比率算出部５５ｄ、力検出値補正部５６ｄは、例えば、タッチＩＣ４９がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部５１ｄ、非接触時容量算出部５２ｄ、接触時容量算出部５３ｄ、力検出値算出部５４ｄ、容量値比率算出部５５ｄ、力検出値補正部５６ｄは、例えば、ＣＯＧ１９又はホストＨＳＴがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、ＣＯＧ１９、タッチＩＣ４９及びホストＨＳＴの内の２つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。
【０４２５】
接触判定部５１ｄは、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する。被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、上述したように、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃが閾値Ｃｔｈを上回った領域が存在する場合に、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接したものとして判定することができる。この被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法により本発明が限定されるものではない。
【０４２６】
非接触時容量算出部５２ｄは、駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１（又は駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２）が電極ＥＬに印加されているとき、接触判定部５１ｄによって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していないと判定された場合に、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、非接触時の容量値Ｃｃｕｒ１を算出して、力検出値算出部５４ｄ及び容量値比率算出部５５ｄに出力する。
【０４２７】
接触時容量算出部５３ｄは、駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ１（又は駆動信号Ｖｃｏｍｔｓ２）が電極ＥＬに印加されているとき、接触判定部５１ｄによって被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定された場合に、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、接触時の容量値Ｃｃｕｒ２を算出して、力検出値算出部５４ｄに出力する。
【０４２８】
力検出値算出部５４ｄは、非接触時の容量値Ｃｃｕｒ１に対する接触時の容量値Ｃｃｕｒ２の変化量（Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒとして算出し、力検出値補正部５６ｄに出力する。
【０４２９】
容量値比率算出部５５ｄは、基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を算出して、力検出値補正部５６ｄに出力する。
【０４３０】
力検出値補正部５６ｄは、力検出値算出部５４ｄから入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５ｄから入力された基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力する。
【０４３１】
本実施形態において、力検出制御部５０ｄは、自己静電容量検出期間１４０（又は自己静電容量検出期間１４１）に電極ＥＬによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。
【０４３２】
図７６は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図７６に示す処理は、上述した自己静電容量検出期間１４０（又は自己静電容量検出期間１４１）において実施される。
【０４３３】
非接触時容量算出部５２ｄは、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、非接触時の容量値Ｃｃｕｒ１を算出する（ステップＳ５０１）。
【０４３４】
接触判定部５１ｄは、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。接触判定部５１ｄが、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していない、つまり力が入力面ＩＳに印加されていないと判定した場合には（ステップＳ５０２；Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻り、ステップＳ５０２において被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定されるまで、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の処理を繰り返し実施する。なお、接触判定部５１ｄにおいて、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃが閾値Ｃｔｈを上回った領域が存在する場合に、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接したものとして判定することができる。
【０４３５】
接触判定部５１ｄが、被検出物ＯＢＪが入力面ＩＳに接触又は近接していると判定した場合には（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ）、接触時容量算出部５３ｄは、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１（図２参照）から出力される信号に基づいて、接触時の容量値Ｃｃｕｒ２を算出する（ステップＳ５０３）。
【０４３６】
力検出値算出部５４ｄは、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１に対する接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ２の変化量（Ｃｃｕｒ２−Ｃｃｕｒ１）を力検出値Ｆｃｕｒとして算出し、力検出値補正部５６ｄに出力する（ステップＳ５０４）。
【０４３７】
容量値比率算出部５５ｄは、基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと、非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を算出して、力検出値補正部５６ｄに出力する（ステップＳ５０５）。
【０４３８】
力検出値補正部５６ｄは、力検出値算出部５４ｄから入力された力検出値Ｆｃｕｒに対し、容量値比率算出部５５から入力された基準温度Ｔｒｅｆにおける非接触時の基準容量値Ｃｒｅｆと非接触時に検出された容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）を乗じて、力検出補正値Ｆｃｏｒ（＝（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ１）＊Ｆｃｕｒ）を算出して出力し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０１の処理に戻る。
【０４３９】
上述した処理を実行することにより、電極ＥＬと電極ＳＵＳとの間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０４４０】
なお、図７５及び図７６では、図２に示す力検出制御部５０における力検出処理部４４２と置き換え可能な力検出制御部５０ｄの力検出処理部４４２ｄの構成例及び処理例について例示したが、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄの力検出制御部５０ｄの構成及び処理はこれに限るものではない。
【０４４１】
例えば、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、図４０に示す力検出制御部５０ａにおける力検出処理部４４２ａと置き換え可能な構成とすることも可能である。この場合には、電極ＥＬによって検出される容量値Ｃに対する所定の閾値Ｃｔｈを、例えば、温度センサ６０によって検出される温度に応じて変化させるようにしても良い。このようにすれば、入力面ＩＳに被検出物ＯＢＪが接触又は近接したことをより高精度に検知することが可能となる。
【０４４２】
また、例えば、図５２に示す力検出制御部５０ｂにおける力検出処理部４４２ｂと置き換え可能な構成とすることも可能であるし、図６２に示す力検出制御部５０ｃにおける力検出処理部４４２ｃと置き換え可能な構成とすることも可能である。このようにすれば、タッチ検出位置の座標に応じて力検出値Ｆｃｕｒを補正することができ、タッチ検出位置によらず力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０４４３】
また、上述した実施形態４では、相互静電容量方式及び自己静電容量方式の双方のタッチ検出を行う構成に適用した例を示したが、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、相互静電容量方式のタッチ検出を行わず、自己静電容量方式のタッチ検出のみを行う構成に適用することも可能である。
【０４４４】
以上説明したように、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示装置１ｄは、被検出物ＯＢＪによって力が印加される入力面ＩＳと、誘電体層を挟んで互いに対向配置された電極ＥＬ（第１電極）及び電極ＳＵＳ（第２電極）と、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部４０と、電極ＥＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の静電容量に基づき、被検出物ＯＢＪによって入力面ＩＳに印加された力を検出する力検出制御部５０ｄと、を備える。力検出制御部５０ｄは、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における電極ＥＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の基準温度Ｔｒｅｆにおける基準容量値Ｃｒｅｆと、被検出物ＯＢＪの入力面ＩＳへの非接触時における電極ＥＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間の容量値Ｃｃｕｒ１との比率（Ｃｒｅｆ／Ｃｃｕｒ）に基づき力検出値Ｆｃｕｒを補正する。
【０４４５】
上記構成により、電極ＥＬ（第１電極）と電極ＳＵＳ（第２電極）との間に設けられた空気層ＡＧ及び積層体ＬＢを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。
【０４４６】
本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。
【０４４７】
上述した実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【０４４８】
１  タッチ検出機能付き表示装置
２  画素基板
３  対向基板
６  液晶層
１０  タッチ検出機能付き表示部
１１  表示制御部（駆動部）
１２  ゲートドライバ
１３  ソースドライバ
１４  駆動電極ドライバ（駆動部）
１９  ＣＯＧ
２０  液晶表示デバイス
２１  第２基板
２２  画素電極
３０  タッチ検出デバイス
３１  第１基板
３２  カラーフィルタ
４０  タッチ検出制御部
４１  第１検出信号増幅部
４２  第２検出信号増幅部
４３−１  第１Ａ／Ｄ変換部
４３−２  第２Ａ／Ｄ変換部
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ  信号処理部
４５  座標抽出部
４６  検出タイミング制御部
４７  駆動ドライバ
４８  駆動電極制御部
４９  タッチＩＣ
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  力検出制御部
５１，５１ｄ  接触判定部
５２，５２ｄ  非接触時容量算出部
５３，５３ｄ  接触時容量算出部
５４，５４ｄ  力検出値算出部
５５，５５ｄ  容量値比率算出部
５６，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ  力検出値補正部
５７，５７ｄ  基準容量値記憶部
６０  温度センサ
６１  第１補正係数導出部
６２  第１補正係数テーブル記憶部
６３  第２補正係数導出部
６４  第２補正係数テーブル記憶部
１００  力検出デバイス
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ  検出制御部
４４１  タッチ検出処理部
４４２，４４２ａ，４４２ｂ，４４２ｃ，４４２ｄ  力検出処理部
ＢＬ  バックライトユニット
ＣＡ  筐体
ＣＧ  カバー部材
ＣＯＭＬ  駆動電極（第１電極）
ＣＴＲＬ  制御部
ＤＥＴ  電圧検出器
ＤＰ  表示部
ＥＬ  電極
ＧＣＬ  走査信号線
ＨＳＴ  ホスト
ＩＳ  入力面
Ｐｉｘ  画素
ＳＥ１  タッチ検出部
ＳＥ２  力検出部
ＳＧＬ  画素信号線
ＳＰｉｘ  副画素
ＳＵＳ  電極（第２電極）
ＴＤＬ  タッチ検出電極
Ｔ  フレキシブルプリント基板
Ｔｒ  ＴＦＴ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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