(57)【要約】【課題】静電気が印加された場合に、表示の乱れを低減できるタッチセンサ機能を有する入力装置及び表示装置を提供する。【解決手段】タッチセンサ機能を有する入力装置は、複数の第１の電極（１１）と、複数の第１の電極に対向して配置され、それぞれが第１の電極と容量結合し、タッチ操作に基づく検出信号を出力する複数の第２の電極（１２）と、隣接する第２の電極の間の領域にそれぞれが配置された複数の第３の電極（１３）と、１ＭΩ以上の抵抗値を有し、複数の第３の電極を所定の電位に設定された所定の電極に電気的に接続する複数の第１の接続部（１４）とを備える。【選択図】図９Ｂ
2015195010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチセンサ機能を有する入力装置であって、
複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極に対向して配置され、それぞれが前記第１の電極と容量結合し、タッチ操作に基づく検出信号を出力する複数の第２の電極と、
隣接する１対の第２の電極の間の領域にそれぞれが配置された複数の第３の電極と、
１ＭΩ以上の抵抗値を有し、前記複数の第３の電極を所定の電位に設定された所定の電極に電気的に接続する複数の第１の接続部と
を備えた
ことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記第１の接続部の抵抗値は１ＧΩ以下であることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記所定の電極は前記第２の電極であることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項４】
前記所定の電極は前記第２の電極を囲むように配置された接地電位を与える電極であることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項５】
前記第３の電極の各々は、所定間隔をあけた複数の電極により構成されており、
前記第３の電極を構成する複数の電極同士を接続する第２の接続部をさらに有する請求項１記載の入力装置。
【請求項６】
前記第２の電極、前記第３の電極および前記第１の接続部は同じ層に形成されることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項７】
前記第２の電極、前記第３の電極および前記第１の接続部は導電性材料で形成されることを特徴とする請求項６記載の入力装置。
【請求項８】
前記第１の接続部の時定数は、前記第１の電極と前記第２の電極の間に形成される容量の時定数以上であることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項９】
１フレーム期間中に複数の走査信号線に走査信号を印加して表示の更新を行う表示部と、
前記表示の更新と同期した期間においてタッチ位置の検出を行う、請求項１ないし８のいずれかに記載の入力装置とを備えた
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画面へのタッチ操作により座標（タッチ位置）を入力するタッチセンサ機能を有する入力装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示画面に使用者の指などでタッチ操作して情報を入力する画面入力機能をもつ入力装置を備えた表示装置が、ＰＤＡや携帯端末などのモバイル用電子機器、各種の家電製品、無人受付機等の据置型顧客案内端末に用いられている。このようなタッチ操作による入力装置におけるタッチ検出方式として、タッチされた部分の抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、あるいは容量変化を検出する静電容量結合方式、タッチにより遮蔽された部分の光量変化を検出する光センサ方式などが知られている。
【０００３】
静電容量結合方式は、抵抗膜方式や光センサ方式と比較した場合に次のような利点がある。例えば、抵抗膜方式や光センサ方式では透過率が８０％程度と低いのに対して、静電容量結合方式は約９０％と透過率が高く表示画質を低下させない。また、抵抗膜方式では抵抗膜の機械的接触によりタッチ位置を検知するため、抵抗膜が劣化または破損するおそれがある。これに対し、静電容量結合方式は、検出用電極が他の電極などと接触するような機械的接触がなく、耐久性の点からも有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６３８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子デバイスの製造工程や、ユーザによる使用時などにおいて、デバイスに静電気が印加される場合がある。具体的には指で画面を触ったときや、製造工程で偏光板の保護フィルムを剥がした時に静電気が印加される。この静電気により偏光板等に電荷が帯電することにより、液晶分子の配向が乱れ、液晶表示が乱れる恐れがある。また、視認性改善のために浮遊電極（ダミー電極）を配置した場合、この浮遊電極に電荷が帯電することによりさらに表示の乱れが大きくなる可能性がある。そのため、浮遊電極に対して静電気放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の対策をする必要がある。特許文献１には、検知電極より上層に高抵抗の導電層を形成し、印加された静電気を逃がす技術が開示されている。
【０００６】
本開示は、静電気の発生時に表示の乱れを低減することができるタッチセンサ機能を有する入力装置及び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】
【０００７】
本開示に係る入力装置は、タッチセンサ機能を有する入力装置であって、複数の第１の電極と、複数の第１の電極に対向して配置され、それぞれが第１の電極と容量結合し、タッチ操作に基づく検出信号を出力する複数の第２の電極と、隣接する１対の第２の電極の間の領域にそれぞれが配置された複数の第３の電極と、１ＭΩ以上の抵抗値を有し、複数の第３の電極を所定の電位に設定された所定の電極に電気的に接続する複数の第１の接続部とを備える。
【０００８】
本開示に係る表示装置は、１フレーム期間中に複数の走査信号線に走査信号を印加して表示の更新を行う表示部と、表示の更新と同期した期間において前記タッチ位置の検出を行う、上記の入力装置とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、静電気の発生時に表示の乱れを低減することができるタッチセンサ機能を有する入力装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の全体構成を説明するためのブロック図
【図２Ａ】タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す斜視図
【図２Ｂ】駆動電極、検知電極及び画素電極の配置を説明するための図
【図３】タッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行っていない状態とタッチ操作を行った状態とを説明するための説明図
【図４】タッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明図
【図５】液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図
【図６】液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図
【図７】１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャート
【図８】１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャート
【図９Ａ】接地電極の配置を説明するための図
【図９Ｂ】実施の形態１における液晶表示装置の電極と接続部の配置の一例を示す図（平面図）
【図１０】図９ＢのＡ−Ａ線で切断した断面図
【図１１】駆動電極１１と電極１３の間に発生する電界を説明するための図
【図１２】実施の形態１におけるタッチセンサ機能を有する表示装置の電極と接続部の配置パターンの他の一例を示す平面図
【図１３】実施の形態１におけるタッチセンサ機能を有する表示装置の電極と接続部の配置パターンの他の一例を示す平面図
【図１４】実施の形態２におけるタッチセンサ機能を有する表示装置の電極と接続部の配置パターンの一例を示す平面図
【図１５】図１４のＢ−Ｂ線で切断した断面図
【図１６】実施の形態２におけるタッチセンサ機能を有する表示装置の電極と接続部の配置パターンの他の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本技術の一実施の形態による入力装置の一例として、液晶表示装置に用いるタッチセンサを例に図面を用いて説明するが、本技術はＥＬ表示装置などのその他の表示装置に使用することができ、これに限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１におけるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置１００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル（タッチパネル）１、バックライトユニット２、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６、信号検出回路７および信号制御装置８を備えている。
【００１３】
液晶パネル１は矩形の平板形状を有し、ガラス基板などの透明基板からなるＴＦＴ基板と、このＴＦＴ基板に対向するように所定の間隙を設けて配置される対向基板とを有する。ＴＦＴ基板と対向基板との間には液晶材料が封入されている。
【００１４】
ＴＦＴ基板は、液晶パネル１の背面側に位置する。ＴＦＴ基板を構成する基板上に、マトリクス状に配置された画素電極と、画素電極に対応して設けられ画素電極への電圧印加をオンオフ制御するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、共通電極などが形成されている。図示していないが、マトリクス上に配置された複数の画素電極の周囲には接地電極が配置されている。
【００１５】
また、対向基板は、液晶パネル１の前面側に位置する。対向基板を構成する透明な基板上に、画素電極に対応する位置に少なくとも赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３原色からなるカラーフィルタ（ＣＦ）と、ＲＧＢの各サブピクセルの間および／またはＲＧＢのサブピクセルで構成される画素間に配置されるコントラストを向上させるための遮光材料からなるブラックマトリクス（ＢＭ）などが形成されている。なお、本実施の形態では、ＴＦＴ基板の各サブピクセルに形成されるＴＦＴは、ｎチャネル型のＴＦＴであるとして説明する。
【００１６】
ＴＦＴ基板には、複数の映像信号線９と複数の走査信号線１０とが、互いに概ね直交して形成される。走査信号線１０はＴＦＴの水平列ごとに設けられ、水平列の複数のＴＦＴのゲート電極に共通に接続される。映像信号線９はＴＦＴの垂直列ごとに設けられ、垂直列の複数のＴＦＴのドレイン電極に共通に接続される。また、各ＴＦＴのソース電極には、ＴＦＴに対応する画素領域に配置された画素電極が接続される。
【００１７】
ＴＦＴ基板に形成された各ＴＦＴは、走査信号線１０に印加される走査信号に応じて、所定の単位で、オン／オフ動作が制御される。オンに制御された水平列の各ＴＦＴは、画素電極を、映像信号線９に印加される映像信号に応じた電位（画素電圧）に設定する。そして、液晶パネル１は、複数の画素電極およびこの画素電極に対向するように設けられた共通電極を有し、画素電極と共通電極との間に生じる電界により画素領域ごとに液晶の配向を制御して、バックライトユニット２から入射した光に対する透過率を変えることにより、表示面に画像を形成する。
【００１８】
バックライトユニット２は、液晶パネル１の裏面側に配置され、液晶パネル１の裏面から光を照射するもので、例えば複数の発光ダイオードを配列して面光源を構成する構造や、発光ダイオードの光を導光板と拡散反射板とを組み合わせて用い、面光源とする構成の構造のものが知られている。
【００１９】
走査線駆動回路３は、ＴＦＴ基板に形成された複数の走査信号線１０に接続されている。走査線駆動回路３は、信号制御装置８から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線１０を順番に選択し、選択した走査信号線１０にＴＦＴをオンする電圧を印加する。例えば、走査線駆動回路３は、シフトレジスタを含んで構成される。シフトレジスタは信号制御装置８からのトリガ信号を受けて動作を開始し、垂直走査方向に沿って走査信号線１０を順次選択し、選択した走査信号線１０に走査パルスを出力する。
【００２０】
映像線駆動回路４は、ＴＦＴ基板に形成された複数の映像信号線９に接続されている。映像線駆動回路４は、走査線駆動回路３による走査信号線１０の選択に合わせて、選択された走査信号線１０に接続されるＴＦＴそれぞれに、各サブピクセルの階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。これにより、選択された走査信号線１０に対応するサブピクセルに映像信号が書き込まれる。
【００２１】
バックライト駆動回路５は、信号制御装置８から入力される発光制御信号に応じたタイミングや輝度でバックライトユニット２を発光させる。
【００２２】
本液晶表示装置１００の液晶パネル（タッチパネル）１はインセル方式の液晶パネルであって、静電容量方式のタッチセンサを採用する。タッチセンサは、複数の駆動電極１１（第１の電極の一例）と複数の検知電極１２（第２の電極の一例）とで構成される。タッチセンサを構成する電極としての複数の駆動電極１１と複数の検知電極１２とは、液晶パネル１において互いに交差するように配置されている。
【００２３】
これらの駆動電極１１および検知電極１２により構成されるタッチセンサは、駆動電極１１と検知電極１２との間で、電気信号の入力に対する静電容量変化による応答を検出して、表示面に対する物体の接触を検出する。この応答を検出する電気回路として、センサ駆動回路６および信号検出回路７が設けられている。
【００２４】
センサ駆動回路６は、交流信号源であり、駆動電極１１に接続される。例えば、センサ駆動回路６は信号制御装置８からタイミング信号を入力し、液晶パネル１の画像表示に同期して駆動電極１１を順番に選択し、選択した駆動電極１１に矩形状のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。例えば、センサ駆動回路６は、走査線駆動回路３と同様、シフトレジスタを含んで構成され、信号制御装置８からのトリガ信号を受けてシフトレジスタを動作させ、垂直走査方向に沿った順序で駆動電極１１を順次選択し、選択した駆動電極１１にパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。
【００２５】
なお、駆動電極１１および走査信号線１０は、ＴＦＴ基板に水平方向の列方向に延在するように形成され、垂直方向の行方向に複数本配列されている。これらの駆動電極１１および走査信号線１０に電気的に接続されるセンサ駆動回路６および走査線駆動回路３は、例えば、サブピクセルが配列される表示領域の幅方向（水平方向）の両側に配置される。図１の例では、表示領域の幅方向（水平方向）の一方の側に走査線駆動回路３を配置し、他方の側にセンサ駆動回路６を配置しているが、その逆の位置関係で配置しても良い。または、走査線駆動回路３およびセンサ駆動回路６を、パネル周辺の配線などを用いて、その他の領域に配置しても構わない。
【００２６】
信号検出回路７は、静電容量変化を検出する検出回路であり、検知電極１２に接続される。信号検出回路７は、検知電極１２毎に検出回路を設け、検知電極１２において検出した静電容量変化を検出信号Ｒｘｖとして出力する。なお、他の構成例としては、複数の検知電極１２群に対して１つの検出回路を設け、駆動電極１１に印加される複数回のパルス電圧において、複数の検知電極１２群毎に検出信号Ｒｘｖの検出を時分割で行い、検出信号Ｒｘｖを出力するようにしてもよい。
【００２７】
表示面上での物体の接触位置は、センサ制御回路（図示せず）において、どの駆動電極１１に駆動信号Ｔｘｖを印加したときに、どの検知電極１２で接触による信号が検出されたかの判断結果に基づいて求められる。駆動信号Ｔｘｖが印加された駆動電極１１と、検出信号Ｒｘｖが得られた検知電極１２との交点が、演算により接触位置として求められる。なお、接触位置を求める演算方法としては、液晶表示装置内に演算回路を設けて行う方法や、液晶表示装置の外部の演算回路により行う方法がある。
【００２８】
信号制御装置８は、ＣＰＵなどの演算処理回路およびＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを備えている。信号制御装置８は、入力される映像データに基づき、色調整などの各種の画像信号処理を行って各サブピクセルの階調値を示す画像信号を生成し、映像線駆動回路４に供給する。また、信号制御装置８は、入力された映像データに基づき、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６および信号検出回路７のそれぞれに対して、動作の同期をとるためのタイミング信号を生成し、供給する。また、信号制御装置８は、バックライト駆動回路５への発光制御信号として、入力された映像データに基づいて発光ダイオードの輝度を制御するための輝度信号を供給する。
【００２９】
ここで、液晶パネル１の各信号線および電極に接続される走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、センサ駆動回路６および信号検出回路７は、フレキシブル配線板やプリント配線板やガラス基板に、各回路の半導体チップを搭載することにより構成している。しかし、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４およびセンサ駆動回路６は、ＴＦＴ基板に、ＴＦＴなどとともに同時に形成してもよい。
【００３０】
図２Ａは、タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す図である。図２Ａに示すように、入力装置としてのタッチセンサは、水平方向（図２Ａの左右方向）に延在する複数本のストライプ状の電極パターンである駆動電極１１と、駆動電極１１の電極パターン（導電体）の延在方向と交差する方向に延びる複数本の略ストライプ状の電極パターンである検知電極１２とから構成されている。それぞれの駆動電極１１と検知電極１２とが互いに交差した部分それぞれに、静電容量を持つ容量素子が形成されている。
【００３１】
また、駆動電極１１は、走査信号線１０が延在する方向に対して平行な方向に延在するように配列されている。そして、駆動電極１１は、後で詳細に説明するが、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線を１ラインブロックとしたときにおける、Ｎ（Ｎは自然数）個のラインブロックのそれぞれに対応するように配置される。駆動電極１１は、ラインブロック毎に駆動信号Ｔｘｖを印加する。
【００３２】
タッチ検出動作を行う際は、センサ駆動回路６から駆動電極１１に対し、ラインブロック毎に時分割で順次走査するように駆動信号Ｔｘｖを供給する。これにより、検出対象となる１つのラインブロックが順次選択される。また、検知電極１２から検出信号Ｒｘｖを出力することにより、１つのラインブロックのタッチ検出が可能となっている。
【００３３】
図２Ｂは、画素電極２０、駆動電極１１および検知電極１２の位置関係を説明した図である。画素電極２０は、駆動電極１１と検知電極１２に対して図２Ｂに示すような位置関係で配置される。
【００３４】
［１−２．動作］
［１−２−１．タッチ検出原理］
以上のように構成される液晶表示装置の動作を説明する。最初に、入力装置におけるタッチセンサにおけるタッチ検出の原理（電圧検知方式）について、図３、図４を用いて説明する。
【００３５】
図３（ａ）、（ｂ）は、タッチ操作を行っていない状態（図３（ａ））とタッチ操作を行った状態（図３（ｂ））における、タッチセンサの概略構成と等価回路とを説明した図である。図４は、タッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明した図である。
【００３６】
静電容量方式のタッチセンサでは、互いに交差するようにマトリクス状に配置された一対の駆動電極１１と検知電極１２との交差部（図２Ａ参照）において容量素子が形成される。すなわち、図３（ａ）に示すように、駆動電極１１、検知電極１２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源としてのセンサ駆動回路６に接続され、他端Ｐは、抵抗器Ｒを介して接地されるとともに、電圧検出器としての信号検出回路７に接続される。
【００３７】
交流信号源としてのセンサ駆動回路６から駆動電極１１（容量素子Ｃ１の一端）に、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度の所定の周波数のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖ（図４参照）を印加すると、検知電極１２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図４に示すような出力波形（検出信号）Ｒｘｖが現れる。
【００３８】
指が接触（または近接）していない状態では、図３（ａ）に示すように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４に示す検出信号Ｒｘｖの波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。
【００３９】
一方、指が接触（または近接）した状態では、図３（ｂ）に示すように、等価回路は、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された構成となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４に示す検出信号Ｒｘｖの波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる電位となる。このため、波形Ｖ１の振幅は、非接触状態での波形Ｖ０の振幅よりも小さい値となる。
【００４０】
信号検出回路７は、検知電極１２それぞれから出力される検出信号の電位を所定のしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。これ以外の静電容量の変化の信号を検知する方法として、電流を検知する方法等がある。
【００４１】
［１−２−２．タッチセンサの駆動方法］
次に、本実施形態の液晶表示装置におけるタッチセンサの駆動方法について、図５〜図８を用いて説明する。
【００４２】
図５は、液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図である。図５に示すように、水平方向に延在する走査信号線１０は、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線Ｇｉ−１、Ｇｉ−２・・・Ｇｉ−Ｍ（ｉは１〜Ｎ）毎にグループ化される。グループ毎に１ラインブロックとして管理される。すなわち、走査信号線１０は、Ｎ（Ｎは自然数）個のラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに分割して配列されている。
【００４３】
タッチセンサの駆動電極１１は、ラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに対応させてＮ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎが水平方向に延在するように配列される。Ｎ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎと交差するように複数本の検知電極１２が配列されている。
【００４４】
図６は、液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。図６の（ａ）〜（ｆ）それぞれが１水平走査期間における状態を示している。本実施形態では、液晶パネルの表示更新を行う走査信号線を供給するラインブロックと、タッチセンサにおいてタッチ検出を行うための駆動信号を供給する駆動電極のラインブロックとを異ならせている。
【００４５】
具体的には、図６（ａ）に示すように、最初のラインブロック１０−１の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間においては、最後のラインブロック１０−Ｎに対応する駆動電極１１−Ｎに駆動信号を供給している。この後に続く水平走査期間においては、図６（ｂ）に示すように、２番目のラインブロック１０−２の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力し、さらに、その水平走査期間においては、最初のラインブロック１０−１に対応する駆動電極１１−１に駆動信号を供給している。その後に続く水平走査期間においては、図６（ｃ）に示すように、３番目のラインブロック１０−３の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力する。さらに、その水平走査期間においては、２番目のラインブロック１０−２に対応する駆動電極１１−２に駆動信号を供給している。
【００４６】
同様に、図６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ラインブロックをラインブロック１０−３、１０−４、１０−５・・・１０−Ｎと順次切り替えながら、各ラインブロックの走査信号線それぞれに走査信号を順次入力していく。同時に、走査信号を供給するラインブロック１０−４、１０−５・・・１０−Ｎの１ライン前のラインブロック１０−３、１０−４・・・１０−Ｎ−１に対応する駆動電極１１−３、１１−４・・・１１−Ｎ−１に駆動信号を供給する。
【００４７】
すなわち、本実施形態においては、駆動電極１１への駆動信号の供給は、表示更新を行う１水平走査期間において、複数の走査信号線に走査信号を印加していないラインブロックに対応する駆動電極１１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を選択して供給するように構成している。
【００４８】
図７は、１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャートである。図７に示すように、１フレーム期間のそれぞれの水平走査期間（１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ・・・ＭＨ）において、走査信号線１０にはラインブロック単位（１０−１、１０−２・・・１０−Ｎ）で走査信号が入力されて表示更新が行われる。この走査信号が入力されている期間内に、走査信号線が入力されていないラインブロックに対応する駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎには、タッチ検出のための駆動信号が供給されている。
【００４９】
図８は、１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【００５０】
図８に示すように、各表示更新期間において、走査信号線１０（Ｇ１−１、Ｇ１−２、…）に走査信号が入力されるとともに、各サブピクセルの画素電極のスイッチング素子に接続される映像信号線９に対しては、入力される映像信号に応じた画素信号が入力される。なお、図８において、水平走査期間においては、パルス状の走査信号が所定の電位に立ち上がるまでの時間に相当する遷移期間が存在している。
【００５１】
本開示においては、この表示更新期間に同期したタイミングでタッチ検出期間を設けており、表示更新期間の開始後遷移期間に続く期間を、タッチ検出期間としている。すなわち、走査信号が所定の電位に立ち上がる遷移期間が終了した時点で、駆動電極１１に駆動信号としてパルス電圧を供給し、パルス電圧の立上りによる電位の変位点からタッチ検出期間を開始している。また、タッチ検出タイミングＳは、パルス電圧の立下りポイントとタッチ検出期間終了ポイントの２箇所に存在している。
【００５２】
なお、検出期間におけるタッチ検出動作は、図３、図４により説明した通りである。ここでは、一例としてタッチ検出タイミングを示したが、タッチの検出タイミングとしては、液晶表示装置からのノイズを避けた箇所でタッチの検出を行うことが望ましい。
【００５３】
また、上記の説明は、インセル方式の液晶パネル（タッチパネル）を想定してなされたが、液晶パネルはインセル方式以外でもよく、例えばアウトセル方式であってもよい。アウトセル方式の液晶パネルでは、走査線駆動回路とセンサ駆動回路の同期は必ずしも必要ではない。
【００５４】
[１−３．タッチセンサの電極構造]
次に、本開示における液晶パネル１におけるタッチセンサの電極構造について図面を用いて説明する。
【００５５】
本実施の形態の検知電極１２は、図２Ａで示したように略ストライプ状の電極パターンで構成されている。各略ストライプ状の検知電極１２は、図９Ａ（ａ）に示すように、所定の間隔を開けて配置される。所定の間隔を明けた配置された検知電極１２間には、視認性改善用の電極パターン（以下「ダミー電極」という）１３（第３の電極の一例）が配置されている。また、接地電極１６が、複数の検知電極１２及びダミー電極を囲むように配置されている。なお、接地電極１６は、図９Ａ（ｂ）に示すように、検知電極１２の外側に配置されてもよい。
【００５６】
図９Ｂは、検知電極１２とダミー電極１３の電気的な接続を説明するための図である。
【００５７】
なお、本実施の形態（及び他の実施の形態）の各図において、説明の便宜上、電極構造の一部の構造のみを示している。
【００５８】
図９Ｂに示すように、各略ストライプ状の検知電極１２の間には、ダミー電極１３が配置されている。各ダミー電極１３は、少なくとも１つの第１の接続部１４により接地電極１６に接続されている。また、各ダミー電極１３は、隣接する検知電極１２と少なくとも１つの第１の接続部１４により接続されている。第１の接続部１４は、高抵抗の導電性材料で形成される。
【００５９】
図１０は、図９ＢのＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１０にはＡ−Ａ線で切断した断面の一部を図示している。図１０に示すように、液晶パネル１は、間隔を開けて配置したＴＦＴ基板２４とカラーフィルタ２１との間に、液晶層２２を封入して構成されている。ＴＦＴ基板２４上には駆動電極１１を配置し、駆動電極１１と液晶層２２の間には絶縁層２３が設けられている。カラーフィルタ２１上には、検知電極１２が所定の間隔を開けて配置されている。駆動電極１１と検知電極１２の間で、電気信号の入力および静電容量変化による応答検出を行い、表示面に対する物体（例えば、指）の接触または接近を検出する。隣接する検知電極１２間にはダミー電極１３が配置される。検知電極１２とダミー電極１３は導体である第１の接続部１４により接続されている。図１０に示すように、検知電極１２と電極１３と第１の接続部１４は同じ層に形成される。検知電極１２と電極１３と第１の接続部１４は、同じ導電性材料で生成されてもよいし、または、互いに異なる導電性材料で形成されてもよい。これらの材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、高分子ポリマーなどの透明導電材が利用できる。
【００６０】
図１１は、駆動電極１１とダミー電極１３の間に発生する電界を説明するための図である。
【００６１】
図１１（ａ）は電極１３と検知電極１２とが、第１の接続部１４を用いて接続されていない場合の電界の状態を示す。図１１（ａ）に示すように、駆動電極１１と検知電極１２の電極間には電界が存在し、指がその電界の影響範囲内に近づくことにより、駆動電極１１と検知電極１２間の容量変化が発生する。一般的にダミー電極１３は周囲より絶縁された浮遊電位になっているため、静電気が発生すると、ダミー電極１３に電荷が帯電し、液晶表示を乱すという課題がある。
【００６２】
これに対して、本実施形態の液晶表示装置１００では、図１１（ｂ）に示すように、ダミー電極１３を、第１の接続部１４を介して一定の電位に設定された検知電極１２または接地電極１６に電気的に接続する。これにより、静電気が発生したときにダミー電極１３に帯電する電荷を接地電極１６にリークさせることができ、静電気による液晶表示の乱れを防止できる。また、第１の接続部１４の抵抗値を高抵抗に設定する。これにより、第１の接続部１４の時定数が大きくなる。よって、第１の接続部１４は、表示に影響する（人間の目で感知できる）長い時間間隔では、リーク経路としての導電体として作用しつつ、タッチ検出を行う短い時間間隔では、ほぼ絶縁体として作用する。これにより、タッチ検出精度を低下させることなく、ダミー電極１３に帯電した電荷のリークを可能としている。
【００６３】
ここで、第１の接続部１４の抵抗値について説明する。（表１）に第１の接続部１４の抵抗値とタッチ感度および静電気耐性との関係を示す。
【００６４】
【表１】
2015195010.tif 000003
【００６５】
（表１）において、タッチ感度は３７ｄｂ以上、静電気耐性は１００ｐＦ±１０％、１ｋΩ±１０％の条件で１５ｋｖ静電気印加時の表示ムラを示している。（表１）を参照すると、第１の接続部１４の抵抗値は、１ＭΩ以上でかつ１ＧΩ以下である場合に好ましい性能が得られることが分かる。
【００６６】
以上のように、実施の形態１においては、第１の電極である駆動電極１１と容量結合する第２の電極である検知電極１２の間を埋めるように電極１３を配置し、電極１３と一定の電位に設定された電極とを１ＭΩ以上の高抵抗で電気的に接続する第１の接続部を備える。さらに、第１の接続部の抵抗値は、１ＧΩ以下であることが望ましい。
【００６７】
このことにより、導電層の追加なしで、電極１３に帯電した電荷を逃がすことができ、表示装置の静電気対策が可能となる。また、高抵抗で接続することにより、タッチ検出のための電界を阻害しないため、タッチ検出精度の低下を抑制する。
【００６８】
ここで、一定の電位に設定されている電極とは、接地電極１６でもよいし、検知電極１２でもよいし、その両方でも構わない。
【００６９】
以下、実施の形態１における変形例を説明する。
【００７０】
図１２は、タッチセンサにおけるダミー電極１３と第１の接続部１４の配置パターンの他の例を示す図である。図１２の例では、ダミー電極１３と検知電極１２の間のみが第１の接続部１４で接続されている。ここで、電極１３と検知電極１２を接続する第１の接続部１４の数は１つ以上であれば幾つでも構わない。
【００７１】
図１３は、タッチセンサにおけるダミー電極１３と第１の接続部１４の配置パターンの別の例を示す図である。図１３の例では、ダミー電極１３と接地電極１６の間のみ、第１の接続部１４で接続されている。ここで、ダミー電極１３と接地電極１６を接続する接続部１４の数は１つ以上であれば幾つでも構わない。図１３に示す構成の場合、ダミー電極に帯電した静電気を接地電極１６にリークさせることができる。しかしながら、駆動電極１１と検知電極１２の間を遮断してしまうため、図９Ｂや図１２に示す構成に比べると、タッチ検出精度は低下する。
【００７２】
[１−４．まとめ]
以上のように、本実施形態の液晶パネル１（入力装置の一例）は、タッチセンサ機能を有する入力装置であって、複数の駆動電極１１（第１の電極の一例）と、複数の駆動電極１１に対向して配置され、それぞれが駆動電極１１と容量結合し、タッチ操作に基づく検出信号を出力する複数の検知電極１２（第２の電極の一例）と、隣接する１対の検知電極１２の間の領域にそれぞれが配置される複数のダミー電極１３（第３の電極の一例）と、１ＭΩ以上の抵抗値を有し、複数のダミー電極１３を所定の電位に設定された所定の電極（例えば、接地電極１６または検知電極１２）に電気的に接続する複数の第１の接続部１４とを備える。
【００７３】
このようにダミー電極１３を高抵抗で所定の電位に接続することにより、タッチ検出精度を低下させることなく、ダミー電極１３に帯電した電荷をリークさせることが可能となる。よって、タッチ検出精度を低下させることなく、静電気の帯電による液晶表示の乱れを防止できる。
【００７４】
液晶表示装置１００は、１フレーム期間中に複数の走査信号線に走査信号を印加して表示の更新を行う表示部（液晶パネル１において表示機能を担う構成部分）と、表示の更新と同期した期間においてタッチ位置の検出を行う入力装置（液晶パネル１においてタッチセンサ機能を担う構成部分）とを備える。
【００７５】
（実施の形態２）
図１４は、実施の形態２にかかる液晶表示装置のタッチセンサにおけるダミー電極と接続部の配置パターンの一例を示す図である。
【００７６】
本実施形態では、図１４に示すように、検知電極１２の間に、複数のダミー電極１３１が所定の間隔をあけて配置されている。ダミー電極１３１において、接地電極１６または検知電極１２と隣接するダミー電極１３１は、第１の接続部１４により接地電極１６または検知電極１２に接続される。また、隣接するダミー電極１３１間には、第２の接続部１５が接続される。このように、ダミー電極を複数の小さなダミー電極に分割して配置することでダミー電極が見えにくくなり、液晶パネル１の視認性を向上できる。
【００７７】
図１５は、図１４のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図１４にはＢ−Ｂ線で切断した断面の一部を図示している。ここで、図１５に示す構成は、ダミー電極と第１及び第２の接続部１４、１５の配置以外は、図１０に示す構成と同一であるので、以下では、ダミー電極１３１と第１及び第２の接続部１４、１５の配置について説明する。
【００７８】
図１５に示すように、カラーフィルタ２１上には、検知電極１２が所定の間隔を開けて配置され、検知電極１２と検知電極１２の間には複数のダミー電極１３１が配置されている。検知電極１２とダミー電極１３１の間は、第１の接続部１４によって高抵抗で接続される。隣接するダミー電極１３１の間は第２の接続部１５で接続される。駆動電極１１と検知電極１２の間は静電容量結合し、それらの間に電荷が蓄積される。ダミー電極１３１と駆動電極１１の間も静電容量結合し、それらの間に電荷が蓄積される。
【００７９】
図１５に示すように、検知電極１２、ダミー電極１３１、第１の接続部１４及び第２の接続部１５は同じ層に形成される。検知電極１２、ダミー電極１３１、第１の接続部１４及び第２の接続部１５は、同じ導電性材料で生成されてもよいし、または、互いに異なる導電性材料で形成されてもよい。これらの材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、高分子ポリマーなどの透明導電材が利用できる。
【００８０】
この構成によれば、ダミー電極１３１に帯電した電荷は、第１の接続部１４および第２の接続部１５を介して、検知電極１２または接地電極１６に流れる。そのため、静電気が発生しても、表示の乱れは発生しない。
【００８１】
本実施の形態においても、第１の接続部１４の抵抗値は、実施の形態１と同様に、１ＭΩ以上が好ましい。また、第１の接続部１４は、１ＧΩ以下であることが好ましい。また、第１の接続部１４の抵抗値を第２の接続部１５の抵抗値よりも大きな値にしてもよい。これにより、帯電した電荷を検知電極１２または接地電極１６へより逃し易くすることができる。
【００８２】
以上のように、実施の形態２においては、駆動電極１１（第１の電極）と容量結合する検知電極１２（第２の電極）の間を埋めるように複数のダミー電極１３１を配置する。さらに、各ダミー電極１３１と一定の電位に設定された電極とを、第１の接続部１４により高抵抗（例えば、１ＭΩ以上）で電気的に接続する。また、複数のダミー電極１３１間を第２の接続部１５により電気的に接続する。第２の接続部１５は１ＭΩ以下であってもよい。
【００８３】
以上実施の形態１、２で説明したように、検知電極１２と、ダミー電極１３１と、第１及び第２の接続部１４、１５とを同一層に形成することにより、導電層の追加なしで表示装置の静電気対策が可能となる。また、ダミー電極１３１を、一定の電位に設定されている電極（検知電極１２、接地電極１６）に高抵抗で接続することにより、タッチ検出精度の低下を抑制する。
【００８４】
ここで、一定の電位に設定されている電極は、接地電極１６と検知電極１２のいずれか一方のみを用いてもよいし、その双方を用いてもよい。
【００８５】
なお、ダミー電極１３１は最終的に接地電極１６または検知電極１２に電気的に接続されていればよく、必ずしも隣接する電極に接続される必要はない。例えば、図１６に示すように、ダミー電極１３１は最終的に接地電極１６または検知電極１２に電気的に接続されていれば、必ずしも隣接するダミー電極１３１、検知電極１２または接地電極１６と接続されていなくてもよい。
【００８６】
本実施形態で示した隣接する検知電極１２の間に配置されるダミー電極１３１の数は例示であり、隣接する検知電極１２間に配置されるダミー電極１３１の数は、図１４や図１６に示された数に限定されるものではない。
【００８７】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００８８】
実施の形態１〜２において、第１の接続部１４の時定数を、駆動電極１１と検知電極１２の間に生成される静電容量の時定数以上に設定してもよい。例えば、第１の接続部１４の時定数を、駆動電極１１と検知電極１２の時定数の１０倍以上に設定するのが好ましい。さらに好ましくは、１００倍以上に設定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本開示は、静電容量結合方式の入力機能を有する表示装置において有用な発明である。
【符号の説明】
【００９０】
１  液晶パネル（タッチパネル）
２  バックライトユニット
３  走査線駆動回路
４  映像線駆動回路
５  バックライト駆動回路
６  センサ駆動回路
７  信号検出回路
８  制御装置
９  映像信号線
１０  走査信号線
１１  駆動電極
１２  検知電極
１３、１３１  電極
１４  第１の接続部
１５  第２の接続部 
【図１】
2015195010.tif 000004
【図２Ａ】
2015195010.tif 000005
【図２Ｂ】
2015195010.tif 000006
【図３】
2015195010.tif 000007
【図４】
2015195010.tif 000008
【図５】
2015195010.tif 000009
【図７】
2015195010.tif 000010
【図８】
2015195010.tif 000011
【図１２】
2015195010.tif 000012
【図６】
2015195010.tif 000013
【図９Ａ】
2015195010.tif 000014
【図９Ｂ】
2015195010.tif 000015
【図１０】
2015195010.tif 000016
【図１１】
2015195010.tif 000017
【図１３】
2015195010.tif 000018
【図１４】
2015195010.tif 000019
【図１５】
2015195010.tif 000020
【図１６】
2015195010.tif 000021