(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された画素回路と、
前記複数の画素回路の間の領域に配置されて容量結合の強弱を読み取る複数のセンサ回路と、
前記複数の画素回路が配列した行方向に沿って延線された、前記画素回路用及びセンサ回路用の複数の走査線と、
前記複数の画素回路が配列した列方向に沿って延線された、前記画素回路用及びセンサ回路用の、一部が共用される複数の信号線と、
表示動作期間において、前記画素回路用の複数の走査線及び信号線を駆動して行単位で表示信号を前記画素回路に書き込む表示ドライバと、
センサ動作期間において、前記センサ回路用の複数の走査線及び信号線を駆動して、前記センサ回路から行単位で前記容量結合の強弱を表す信号を読み取るセンサドライバと、
前記画素回路に書き込まれる表示信号を所定周期で極性反転する交流駆動を制御するコントローラと、
前記センサ回路から読み出されたセンサ信号と、前記センサ信号が読み出される際の交流駆動の極性に対応した極性別の閾値との大小関係を判定する判定処理部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記判定処理部は、
前記センサ信号が前記極性別の閾値よりも大きいときは、この極性別の閾値を次回の判定での新たな閾値とし、
前記センサ信号が前記極性別の閾値以下のときは、前記センサ信号に前記極性に対応した所定値を加算した値を次回の判定での新たな極性別の閾値とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記極性別の閾値は、前記センサ回路毎に設けられることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記極性別の閾値は、複数のセンサ回路を含むグループ毎に設けられ、
前記判定処理部は、前記グループ内の複数のセンサ回路からのセンサ信号を処理した一つのセンサ信号と、前記極性別の閾値との大小関係を判断することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記判定処理部は、
前記センサ信号が前記極性別の閾値よりも大きいときは、この極性別の閾値を次回の判定での新たな閾値とし、
前記センサ信号が前記極性別の閾値以下のときは、前記センサ信号に前記極性に対応した所定値を加算した算出値を求め、過去所定数の算出値を平均処理した値を次回の判定での新たな極性別の閾値とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備した表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備した電子機器では、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。
【０００３】
また、近年、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりガラス基板等の透明な絶縁基板上にさまざまな材料で薄膜を形成し、切削や研削等の作業を繰り返し行うことにより、走査線や信号線からなる表示素子や、光センサ素子等を形成して、画像読み取り装置を製造する技術が研究されている。
【０００４】
また、画像読み取り装置の読み取り方式として、光センサ素子等に替えて導電性の電極を配置し、この電極と指等との間の容量変化によりパネル表面の指等の情報を検知するいわゆる静電容量方式により接触位置を検出する技術が研究されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そして静電容量方式を用いた表示装置では、液晶などの表示パネル中にセンサ機能を組み込む、いわゆるインセル技術が盛んに開発されている。ところで、表示装置を構成する基板上に接触位置を検出するためのセンサ回路を内蔵することによりタッチパネル機能を実現すると、表示機能とセンサ機能とが回路の一部を共有することに伴う、接触位置検知精度の劣化が発生することがある。
【０００７】
例えば、センサ回路と表示回路とを備えた入力機能付き表示装置では、縦方向に設置される信号線の一部をセンサ回路と表示回路とで共用し、センサの読取動作と表示動作とが時分割で動作する。そのため、読み取ったセンサの値には、表示信号がノイズ（表示ノイズ）として影響し、接触位置検知精度の低下の原因ともなっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、センサ回路と表示回路とを備えた入力機能付き表示装置の接触位置検知精度を向上することのできる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】
本発明の一態様による表示装置は、マトリクス状に配置された画素回路と、前記複数の画素回路の間の領域に配置されて容量結合の強弱を読み取る複数のセンサ回路と、前記複数の画素回路が配列した行方向に沿って延線された、前記画素回路用及びセンサ回路用の複数の走査線と、前記複数の画素回路が配列した列方向に沿って延線された、前記画素回路用及びセンサ回路用の、一部が共用される複数の信号線と、表示動作期間において、前記画素回路用の複数の走査線及び信号線を駆動して行単位で表示信号を前記画素回路に書き込む表示ドライバと、センサ動作期間において、前記センサ回路用の複数の走査線及び信号線を駆動して、前記センサ回路から行単位で前記容量結合の強弱を表す信号を読み取るセンサドライバと、前記画素回路に書き込まれる表示信号を所定周期で極性反転する交流駆動を制御するコントローラと、前記センサ回路から読み出されたセンサ信号と、前記センサ信号が読み出される際の交流駆動の極性に対応した極性別の閾値との大小関係を判定する判定処理部とを備えた表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態の表示装置の構成を示す概略の平面図。
【図２】本実施の形態の表示装置の一断面を示す図。
【図３】本実施の形態におけるセンサ回路の等価回路を示す図。
【図４】本実施形態に係る表示装置の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャート。
【図５】本実施の形態の表示装置における接触判定方法の基本的な考え方を示す図。
【図６】本実施の形態の表示装置における接触判定方法を交流駆動の液晶表示装置に適用する場合の留意点を示す図。
【図７】本実施の形態の表示装置における交流駆動時の接触判定方法を説明する図。
【図８】本実施の形態の表示装置における交流駆動時の接触判定例を示す図。
【図９】本実施の形態における制御部の接触判定処理に関連する構成を示すブロック図。
【図１０】本実施の形態における接触有無判定処理の概略の手順を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置および表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態の表示装置の構成を示す概略の平面図である。  
本実施形態に係る表示装置１は、液晶表示パネルＰＮＬ、及び回路基板６０を備えている。液晶表示パネルＰＮＬの端部には、フレキシブル基板ＦＣ１、ＦＣ２の一端が電気的に接続されている。フレキシブル基板ＦＣ１、ＦＣ２の他端には回路基板６０が電気的に接続されている。
【００１３】
液晶表示パネルＰＮＬは、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示部ＤＹＰと、表示部ＤＹＰの周囲に配置された走査線駆動回路ＹＤと信号線駆動回路ＸＤと、を備えている。そして、回路基板６０は、表示装置の表示動作を制御すると共に、液晶表示パネルＰＮＬに設けられたセンサ回路（後述する）を制御する。即ち、回路基板６０は、外部信号源ＳＳから取得した映像信号を液晶表示パネルＰＮＬに出力する。また回路基板６０は、センサ回路を動作させる信号を供給するとともに、センサ回路から取得した出力信号を制御部６５へ出力する。
【００１４】
図２は、本実施の形態の表示装置の一断面を示す図である。  
本実施形態に係る表示装置１は、液晶表示パネルＰＮＬ、照明ユニット、フレーム４０、ベゼルカバー５０、回路基板６０、及び保護ガラスＰＧＬを備えている。
【００１５】
照明ユニットは、液晶表示パネルＰＮＬの背面側に配置される。フレーム４０は、液晶表示パネルＰＮＬと照明ユニットとを支持する。ベゼルカバー５０は、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを露出させるようにフレーム４０に取り付けられる。回路基板６０は、フレーム４０の背面側に配置される。保護ガラスＰＧＬは、ベゼルカバー５０上に接着剤７０により固定される。
【００１６】
液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１０と、アレイ基板１０と対向するように配置された対向基板２０と、アレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層ＬＱとを備えている。アレイ基板１０は液晶層ＬＱと反対側の主面に取り付けられた偏光板１０Ａを備えている。対向基板２０は液晶層ＬＱと反対側の主面に取り付けられた偏光板２０Ａを備えている。
【００１７】
照明ユニットは、図示しない光源、導光体３２、プリズムシート３４、拡散シート３６、及び反射シート３８を備えている。  
導光体３２は、光源から入射された光を液晶表示パネルＰＮＬ側に向けて出射する。プリズムシート３４および拡散シート３６は、液晶表示パネルＰＮＬと導光体３２との間に配置された光学シートである。反射シート３８は、液晶表示パネルＰＮＬとは反対側の導光体３２の主面と対向するように配置される。プリズムシート３４および拡散シート３６は、導光体３２から出射された光を集光および拡散する。
【００１８】
保護ガラスＰＧＬは、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを外部からの衝撃から保護している。なお、保護ガラスＰＧＬは、省略することも可能である。
【００１９】
続いて、図１に示す表示装置について詳細に説明する。
【００２０】
液晶表示パネルＰＮＬは、一対の電極基板であるアレイ基板１０および対向基板２０間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。アレイ基板１０に設けられた画素電極ＰＥおよび対向基板２０に設けられた共通電極ＣＥから液晶層ＬＱに印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＰＮＬの透過率が制御される。
【００２１】
アレイ基板１０では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板（不図示）上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線ＧＬが複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数の信号線ＳＬが複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。
【００２２】
各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ＡＬで覆われる。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは液晶層ＬＱの一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。
【００２３】
ゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬの交差位置近傍には、複数の画素スイッチＳＷＰが配置される。各画素スイッチＳＷＰは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ : Thin Film Transistor）であって、ゲートがゲート線ＧＬに接続され、ソース−ドレインパスが信号線ＳＬおよび画素電極ＰＥ間に接続され、対応ゲート線ＧＬを介して駆動されたときに対応信号線ＳＬおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。
【００２４】
更に、アレイ基板１０には、センサ回路１２が設けられ、このセンサ回路１２を駆動するためのカップリングパルス線ＣＰＬ、プリチャージゲート線ＰＧ、および、読み出しゲート線ＲＧが、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される。  
なお、本実施形態では、信号線ＳＬは、センサ回路１２を駆動する信号を供給するプリチャージ線ＰＲＬ、および、読み出し線ＲＯＬとしても用いられる。この詳細の動作については後述する。
【００２５】
走査線駆動回路ＹＤは、複数のゲート線ＧＬに画素スイッチＳＷＰをオンする（ソース−ドレインパスを導通させる）ためのゲート電圧を供給して、ゲート線ＧＬを順次駆動する。また、走査線駆動回路ＹＤは、複数のカップリングパルス線ＣＰＬ、複数のプリチャージゲート線ＰＧおよび複数の読み出しゲート線ＲＧを所定のタイミングで駆動して、センサ回路１２を駆動させる。
【００２６】
信号線駆動回路ＸＤは、ソース−ドレインパスが導通した画素スイッチＳＷＰを介して、信号線ＳＬから画素電極ＰＥへ映像信号を供給する。
【００２７】
また、不図示の共通電極駆動回路は、共通電極ＣＥに共通電圧Ｖｃｏｍを供給する。共通電極駆動回路は、必要に応じて、共通電極ＣＥに供給する共通電圧Ｖｃｏｍの極性を反転させて、表示装置１の極性反転方式に対応するように液晶層ＬＱに印加される電圧の極性を反転させる。
【００２８】
回路基板６０は、マルチプレクサＭＵＸ、Ｄ／Ａ変換部ＤＡＣ、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣ、インタフェース部Ｉ／Ｆ、及びタイミングコントローラＴＣＯＮＴを備えている。
【００２９】
タイミングコントローラＴＣＯＮＴは、回路基板６０に搭載される各部の動作、走査線駆動回路ＹＤ、信号線駆動回路ＸＤ、共通電極駆動回路及びセンサ回路１２の動作を制御する。
【００３０】
外部信号源ＳＳからインタフェース部Ｉ／Ｆを介して取り込まれたデジタル映像信号は、Ｄ／Ａ変換部ＤＡＣによってアナログ信号に変換され、所定のタイミングでマルチプレクサＭＵＸにより信号線ＳＬに出力される。
【００３１】
センサ回路１２からの出力信号は、マルチプレクサＭＵＸにより所定のタイミングでＡ／Ｄ変換部ＡＤＣへ供給され、デジタル信号に変換されて、インタフェース部Ｉ／Ｆに供給される。インタフェース部Ｉ／Ｆは、受信したデジタル信号を制御部６５へ出力する。制御部６５は、受信したデジタル信号により接触有無の検知、及び座標計算を行なって、指先やペン先等が接触した座標位置を検出する。
【００３２】
図３は、本実施の形態におけるセンサ回路１２の等価回路を示す図である。  
センサ回路１２は、検知電極１２Ｅ、プリチャージ線ＰＲＬ、読み出し線ＲＯＬ、プリチャージゲート線ＰＧ、カップリングパルス線ＣＰＬ、読み出しゲート線ＲＧ、プリチャージスイッチＳＷＡ、カップリング容量Ｃ１、増幅用スイッチＳＷＢ、および、読み出し用スイッチＳＷＣを備えている。
【００３３】
検知電極１２Ｅは、接触体の有無による検知容量の変化を検出する。プリチャージ線ＰＲＬは、検知電極１２Ｅにプリチャージ電圧を供給する。読み出し線ＲＯＬは、検知電極１２Ｅの電圧を取り出す。プリチャージゲート線ＰＧ、カップリングパルス線ＣＰＬ、読み出しゲート線ＲＧは、センサ回路１２の動作を駆動するための信号を供給する。
【００３４】
プリチャージスイッチＳＷＡは、プリチャージ電圧を検知電極１２Ｅへ書き込み、かつ保持するためのスイッチである。カップリング容量Ｃ１は、検知電極１２Ｅに検知容量の変化による電圧差を生じさせる。増幅用スイッチＳＷＢは、検知電極１２Ｅに生じた電圧差を増幅するためのスイッチである。読み出し用スイッチＳＷＣは、増幅された電圧差を読み出し線ＲＯＬへ出力し、かつ保持するためのスイッチである。
【００３５】
プリチャージ線ＰＲＬ、および、読み出し線ＲＯＬは信号線ＳＬと共通の配線を用いている。なお、センサ回路１２は複数の画素ＰＸに対して１つ配置されるため、信号線ＳＬの一部が共用されることになる。
【００３６】
プリチャージスイッチＳＷＡは例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極がプリチャージゲート線ＰＧと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極がプリチャージ線ＰＲＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が検知電極１２Ｅと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。
【００３７】
増幅用スイッチＳＷＢは例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が検知電極１２Ｅと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極がカップリングパルス線ＣＰＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が読み出し用スイッチＳＷＣのソース電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。
【００３８】
読み出し用スイッチＳＷＣは例えばｐ型の薄膜トランジスタであって、ゲート電極が読み出しゲート線ＲＧと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ソース電極が増幅用スイッチＳＷＢのドレイン電極と電気的に接続され（あるいは一体に構成され）、ドレイン電極が読み出し線ＲＯＬと電気的に接続され（あるいは一体に構成され）ている。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る表示装置１の駆動方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
プリチャージゲート線駆動波形（プリチャージゲート信号波形）は、プリチャージゲート線ＰＧに印加され、プリチャージ用スイッチＳＷＡのゲ−ト電極端子に入力される。この結果、プリチャージパルスがオンレベル（ローレベル）のタイミングでプリチャージ線ＰＲＬからプリチャージ電圧Ｖｐｒｃがプリチャージ用スイッチＳＷＡを通じて検知電極１２Ｅに書き込まれる。
【００４１】
カップリングパルス線駆動波形は、カップリングパルス線ＣＰＬに印加され、カップリング容量Ｃ１を介して接触体の有無により検知電極１２Ｅの電位を変動させる。検知電極電位波形は検知電極１２Ｅの電位変動を示したものであり、検知電極電位(指なし)と、検知電極電位(指あり)との間に電圧差を生じさせることができる。
【００４２】
増幅用スイッチＳＷＢのゲート−ソース（ＧＳ）間電圧波形は検知電極１２Ｅで生じた電圧差が増幅用スイッチＳＷＢの動作点の差に反映されることを示している。ゲート−ソース（ＧＳ）間電圧(指なし)とゲート−ソース（ＧＳ）間電圧(指あり)とで電圧差が生じる。読み出しゲート線駆動波形は、読み出しゲート線ＲＧに印加され、読み出し用スイッチＳＷＣのゲ−ト電極端子に入力される。
【００４３】
この結果、読み出しゲート線ＲＧに印加されたパルスがオンレベルのタイミングでカップリングパルスの変動後の電位が増幅用スイッチＳＷＢ、および読み出し用スイッチＳＷＣを介して読み出し線ＲＯＬに出力される。読出し線ＲＯＬに出力される電圧波形はこの電圧変動を示したものであり、出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との間には電圧差が生じる。
【００４４】
センサ回路１２を駆動する場合、まず、タイミングコントローラＴＣＯＮは走査線駆動回路ＹＤを制御して、プリチャージゲート線ＰＧに印加する電圧をロー（Ｌ）レベルにしてプリチャージスイッチＳＷＡをオンさせる。タイミングコントローラＴＣＯＮは信号線駆動回路ＸＤを制御してプリチャージ線ＰＲＬにプリチャージ電圧を印加して、スイッチＳＷＡを介して検知電極１２Ｅにプリチャージ電圧を印加する。
【００４５】
次に、タイミングコントローラＴＣＯＮは、プリチャージスイッチＳＷＡをオフさせた後、走査線駆動回路ＹＤを制御して、カップリングパルス線ＣＰＬをハイ（Ｈ）レベルとする。カップリングパルスがローレベルからハイレベルへ変化すると、カップリング容量Ｃ１により検知電極１２Ｅの電位に電圧が重畳される。このとき、検知電極１２Ｅに重畳される電圧の大きさは、検知電極１２Ｅと接触体との間の容量によって異なる。
【００４６】
例えば、検知電極１２Ｅの上方の対向基板２０に指やペン先等が接触している場合には、検知電極１２Ｅと指との間に容量が生じる。検知電極１２Ｅの上方において指先やペン先等が接触している場合には、指先やペン先等が無い場合と比較して検知電極１２Ｅに重畳される電圧の大きさが小さくなる。
【００４７】
検知電極１２Ｅの電位に応じて、増幅用スイッチＳＷＢのオン抵抗が異なる。本実施形態では、検知電極１２Ｅの上方において指先やペン先等が接触している場合には増幅用スイッチＳＷＢのオン抵抗が低下し、検知電極１２Ｅの上方において指先やペン先等が接触していない場合には増幅用スイッチＳＷＢのオン抵抗が比較的高くなる。
【００４８】
次に、タイミングコントローラＴＣＯＮは走査線駆動回路ＹＤを制御して、読み出しゲート線ＲＧの電圧をローレベルとして読み出し用スイッチＳＷＣをオンさせる。検知電極１２Ｅの上方において指先やペン先等が接触している場合には、読み出し用スイッチＳＷＣがオンすると、増幅用スイッチＳＷＢおよび読み出し用スイッチＳＷＣを介してカップリングパルスが読み出し線ＲＯＬへ供給される方向に働く。
【００４９】
したがって、指先やペン先等が接触している場合には、読み出し線ＲＯＬの電位がカップリングパルス電位に向かって変化する。指先やペン先等が接触していない場合には、指先やペン先等が接触している場合よりも読み出し線ＲＯＬの電位の変化が小さくなる。
【００５０】
そこで、読み出しゲート線ＰＧがオンしてからの出力期間Ｔｒｅａｄ経過時での出力電圧(指あり)と出力電圧(指なし)との出力電圧差を検出することにより指先やペン先等が接触している位置を検出することが可能となる。
【００５１】
図５は、本実施の形態の表示装置における接触判定方法の基本的な考え方を示す図である。  
図５の縦軸は電圧を表し、横軸は表示されるフレーム番号を表している。番号（ｎ）を記載した位置はそのｎ番目のフレームが終了する（ｎ＋１番目のフレームが開始する）時点を表している。太い実線は、指などが表示部ＤＹＰに接触したかどうかを判別するためのセンサ出力値の閾値である。白丸は、非接触と判定されたセンサ出力値を表し、黒丸は、接触と判定されたセンサ出力値を表している。
【００５２】
図５を参照しつつ接触判定動作を説明する。１フレーム目では、閾値は初期値が採用される。１フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。さらに、このセンサ出力値に所定値（α）を加算した値が、２フレーム目の閾値として採用される。続く２フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においても、センサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。このセンサ出力値に所定値（α）を加算した値が、３フレーム目の閾値として採用される。
【００５３】
３フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも高いため接触と判定されて黒丸で表わされる。一方、接触と判定されたときは、閾値は現在の値を維持し、変更されない。続く４フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてでも、センサ出力値は、閾値よりも高いため接触と判定されて黒丸で表わされ、閾値は現在の値を維持し、変更されない。
【００５４】
５フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてでセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。そして、このセンサ出力値に所定値（α）を加算した値が、６フレーム目の閾値として採用される。続く６フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてでも、センサ出力値は閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされ、このセンサ出力値に所定値（α）を加算した値が、７フレーム目の閾値として採用される。
【００５５】
以上、説明したように、１フレームごとにセンサ出力を測定し、１フレーム前に測定したセンサ出力に一定の電圧を加算した電圧を閾値として更新する。閾値電圧を超えた場合に接触と判定し、閾値は接触判定前の値を維持する。閾値電圧以下となった場合非接触と判定し閾値を更新する。
【００５６】
このように閾値をダイナミックに変更するのは、センサ出力が表示ノイズなどによって変動することによる誤動作を防止するためである。なお、センサ出力は、短期的な表示ノイズによるだけではなく、長期的な表示装置周囲の温度、入射光などの影響によっても変動する。
【００５７】
ところで、液晶表示装置では、画素電極ＰＥに印加される画素電圧は、共通電極ＣＥの電位を基準にしているが、液晶分子の偏在化による液晶表示パネルＰＮＬの劣化を避けるため共通電極ＣＥの電位に対して周期的に極性反転される。この駆動方式は交流駆動と呼ばれる。本実施の形態では、タイミングコントローラＴＣＯＮＴがこの交流駆動を制御する。
【００５８】
図６は、本実施の形態の表示装置における接触判定方法を交流駆動の液晶表示装置に適用する場合の留意点を示す図である。この図では、接触状態は変更せずに交流駆動のみを行った場合の接触判定状態を表している。
【００５９】
１フレーム目では、閾値は初期値が採用される。１フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。さらに、このセンサ出力値に所定値（α）を加算した値が、２フレーム目の閾値として採用される。
【００６０】
２フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも高いため接触と判定されて黒丸で表わされる。しかし、１フレーム目と２フレーム目とでは接触状態は変更せず、表示極性を正極性表示から負極性表示に変えたのみである。
【００６１】
３フレーム目と４フレーム目、５フレーム目と６フレーム目についても上述の１フレーム目と２フレーム目と同様の状態が発生する。
【００６２】
フレームごとの表示極性の反転の影響を受けて、センサ出力が変動し、その変動量が閾値電圧を越えるため、非接触状態でも接触判定が発生（逆に接触状態でも非接触判定が発生）すると考えられる。
【００６３】
図７は、本実施の形態の表示装置における交流駆動時の接触判定方法を説明する図である。交流駆動時においては、正極性表示後のセンサ出力に対する閾値と負極性表示後のセンサ出力に対する閾値を独立して与える。なお、図７に示すセンサ出力値は、比較のために図６に示すセンサ出力値と同じ値を用いている。
【００６４】
正極性表示１フレーム目では、閾値は正極性表示用閾値の初期値が採用される。正極性表示１フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。さらに、このセンサ出力値に正極性用の所定値（α）を加算した値が、正極性表示３フレーム目の閾値として採用される。
【００６５】
負極性表示２フレーム目では、閾値は負極性表示用閾値の初期値が採用される。負極性表示２フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも低いため非接触と判定されて白丸で表わされる。さらに、このセンサ出力値に負極性用の所定値（β）を加算した値が、負極性表示４フレーム目の閾値として採用される。
【００６６】
以降、正極性については奇数フレーム毎、負極性については偶数フレーム毎に、上述のセンサ出力の読み出しと閾値のダイナミックな変更を実行する。これによって、交流駆動時において、誤動作の発生を防止することができる。
【００６７】
図８は、本実施の形態の表示装置における交流駆動時の接触判定例を示す図である。  
正極性表示１フレーム目及び負極性表示２フレーム目の動作は図７と同様であるため、その詳細の説明は省略する。
【００６８】
正極性表示３フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてでセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも高いため接触と判定されて黒丸で表わされる。そして、この正極性表示３フレームで使用した閾値がさらに、正極性表示５フレーム目の閾値として採用される。
【００６９】
負極性表示４フレームの表示動作期間後のセンサ動作期間においてでセンサ回路１２からセンサ出力値が読み出される。このときのセンサ出力値は、閾値よりも高いため接触と判定されて黒丸で表わされる。そして、この正極性表示４フレームで使用した閾値がさらに、正極性表示６フレーム目の閾値として採用される。
【００７０】
正極性表示５フレーム目及び負極性表示６フレーム目の動作は図７と同様であるため、その詳細の説明は省略する。
【００７１】
続いて、上述の動作を実現するための制御部６５の構成と、処理手順について説明する。
【００７２】
図９は、本実施の形態における制御部６５の接触判定処理に関連する構成を示すブロック図である。制御部６５には、接触判定処理部７０、正極性センサ値メモリ７１ａ、負極性センサ値メモリ７１ｂ、正極性用閾値メモリ７２ａ、負極性用閾値メモリ７２ｂ、及び判定結果メモリ７３が設けられている。
【００７３】
接触判定処理部７０は、センサ回路１２の出力値から接触の有無を判定してその結果を判定結果メモリ７３に出力する。判定結果メモリ７３には、接触判定処理部７０の判定結果（接触の有無）が、過去の所定フレーム数格納されている。
【００７４】
正極性センサ値メモリ７１ａには、正極性表示が行われている際に読み出されたセンサ出力値がフレーム単位で保存される。正極性センサ値メモリ７１ａには、過去の所定フレーム数までのセンサ出力値が保存されている。負極性センサ値メモリ７１ｂには、負極性表示が行われている際に読み出されたセンサ出力値がフレーム単位で保存される。負極性センサ値メモリ７１ｂには、過去の所定フレーム数までのセンサ出力値が保存されている。
【００７５】
正極性用閾値メモリ７２ａには、正極性表示が行われている際に読み出されたセンサ出力値に適用する閾値がフレーム単位で保存される。正極性用閾値メモリ７２ａには、過去の所定フレーム数までの閾値が保存されている。負極性用閾値メモリ７２ｂには、負極性表示が行われている際に読み出されたセンサ出力値に適用する閾値がフレーム単位で保存される。負極性用閾値メモリ７２ｂには、過去の所定フレーム数までの閾値が保存されている。
【００７６】
図１０は、本実施の形態における接触有無判定処理の概略の手順を示すフロー図である。上述のように、センサ回路１２からの出力信号は、マルチプレクサＭＵＸ、Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣ、インタフェース部Ｉ／Ｆを介して制御部６５へ入力される。
【００７７】
制御部６５では、入力処理部（不図示）が取得した信号をフレーム単位で正極性センサ値メモリ７１ａ、または負極性センサ値メモリ７１ｂに書き込む。そして、接触判定処理部７０が接触有無判定処理を実行する。
【００７８】
ステップＳ０１において、接触判定処理部７０は、センサ値が入力された際の表示極性が正極性表示か負極性表示かを調べる。
【００７９】
ステップＳ０１で調べた結果で正極性表示の場合は、ステップＳ０２において、接触判定処理部７０は、最新の正極性センサ値メモリ７１ａを読み出す。ここで、正極性センサ値メモリ７１ａには、センサ回路１２毎のセンサ値が保存されている。ステップＳ０３において、接触判定処理部７０は、対応する正極性用閾値メモリ７２ａを読み出す。読み出される正極性用閾値メモリ７２ａには、例えば、２フレーム前の閾値が格納されている。
【００８０】
ステップＳ０１で調べた結果で負正極性表示の場合は、ステップＳ０４において、接触判定処理部７０は、最新の負極性センサ値メモリ７１ｂを読み出す。ここで、負極性センサ値メモリ７１ｂには、センサ回路１２毎のセンサ値が保存されている。ステップＳ０５において、接触判定処理部７０は、対応する負極性用閾値メモリ７２ｂを読み出す。読み出される負極性用閾値メモリ７２ｂには、例えば、２フレーム前の閾値が格納されている。
【００８１】
接触判定処理部７０は、センサ回路１２毎に以下の処理を繰り返して実行する。  
ステップＳ０６において、接触判定処理部７０は、センサ値が閾値を超えているか否かを調べる。
【００８２】
センサ値が閾値を超えていない場合（ステップＳ０６でＮＯ）、ステップＳ０７において、接触判定処理部７０は、非接触と判定する。ステップＳ０８において、接触判定処理部７０は、センサ値に所定値（正極性の場合はα、負極性の場合はβ）を加算した値を新たな閾値として正極性用閾値メモリ７２ａあるいは負極性用閾値メモリ７２ｂを作成する。そして、ステップＳ１１において、判定結果メモリ７３に、当該センサ値についての判定結果（非接触）を書き込む。
【００８３】
センサ値が閾値を超えている場合（ステップＳ０６でＹＥＳ）、ステップＳ０９において、接触判定処理部７０は、接触と判定する。ステップＳ１０において、接触判定処理部７０は、今回使用した閾値を新たな閾値として正極性用閾値メモリ７２ａあるいは負極性用閾値メモリ７２ｂを作成する。そして、ステップＳ１１において、判定結果メモリ７３に、当該センサ値についての判定結果（接触）を書き込む。
【００８４】
制御部６５に設けられた不図示の座標位置検出部は、判定結果メモリ７３に格納された判定結果を用いて座標計算を行い、指先やペン先等が接触した座標位置を検出する。
【００８５】
以上の処理によって表示ノイズなどの影響を低減して接触位置検知精度を向上させることができる。
【００８６】
[本実施の形態のバリエーション]  
上述の実施の形態は、種々のバリエーションの形態として構成することができる。
【００８７】
（１）上述の実施の形態においては、１フレームごとにセンサが動作する場合を挙げたが、Ｍ（１〜最大行数のうちの任意の数）行ごとにセンサが動作する場合においても、有効であることは言うまでもない。
【００８８】
また、数フレームごとにセンサが動作する場合においても、有効であることは言うまでもない。
【００８９】
（２）上述の実施の形態においては、それぞれのセンサ回路ごとに閾値を設けたが、隣接する複数のセンサ回路をまとめたグループを設定し、グループ毎に閾値を設けても良い。このとき、接触判定はセンサ回路のグループ毎に実施し、センサ出力値は対象となるセンサ回路の出力値を処理（例えば平均処理）した値とする。
【００９０】
（３）上述の実施の形態では、接触判定に使用する閾値は、センサ出力値に基づいて算出した。この算出に使用するセンサ出力値は、現在（カレント）の値のみでなく、過去の所定回数の複数のセンサ出力値を使用しても良い。例えば、現在を含めた過去所定回数のセンサ出力値を平均処理（例えば、単純平均、移動平均など）した値を用いても良い。長期的な、表示装置周囲の温度、入射光などの影響を低減することができる。
【００９１】
（４）上記実施形態に係る表示装置１は、ＴＮ(Twisted Nematic)モード、ＩＰＳモード、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モード等の表示モードを採用する液晶表示装置であってもよい。
【００９２】
（５）上記実施形態に係る表示装置は、カラー表示タイプ、白黒表示タイプの表示装置にも適用可能である。
【００９３】
（６）センサ回路１２は、読み出し用スイッチＳＷＣおよび読み出しゲート線ＲＧを省略してもよい。その場合には、増幅用スイッチＳＷＢのドレイン電極と読み出し線ＲＯＬとが電気的に接続される。
【００９４】
（７）カップリングパルスはゲート線ＧＬから供給しなくても良く、例えば信号線ＳＬと並行した配線を追加してカップリングパルス線としても良い。
【００９５】
（８）なお、タイミングコントローラＴＣＯＮは、回路基板６０に設けられる態様に限られず、外部に設けられても良く、ＴＦＴ基板上に設けられても良い。
【００９６】
（９）増幅用スイッチＳＷＢは、実施の形態に限られず増幅器（アンプ）を用いて構成しても良い。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
ＤＹＰ…表示部、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＬＱ…液晶層、ＹＤ…走査線駆動回路、ＸＤ…信号線駆動回路、１０…アレイ基板、１２…センサ回路、１２Ｅ…検知電極、２０…対向基板、ＰＸ…表示画素、ＰＥ…画素電極、ＳＷＰ…画素スイッチ、ＣＥ…共通電極、ＧＬ…走査線、ＳＬ…信号線、ＰＧ…プリチャージゲート線、ＲＧ…読み出しゲート線、ＣＰＬ…カップリングパルス線、ＲＯＬ…読み出し線、ＰＲＬ…プリチャージ線、ＳＷＡ…プリチャージスイッチ、Ｃ１…カップリング容量、ＳＷＢ…増幅用スイッチ、ＳＷＣ…読み出し用スイッチ、ＴＣＯＮ…タイミングコントローラ、７０…接触判定処理部。
【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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