(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動電極を有するＴＦＴ基板と、複数の検出電極を有するカラーフィルタ基板と、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板との間に形成された液晶層と、を含むパネル部と、前記パネル部を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動部は、動作モードとして、
前記パネル部の第１のタッチ領域を分割した分割領域単位で外部物体の検出動作を行う第１モードと、
前記パネル部の前記第１のタッチ領域の全面で外部物体の検出動作を行う第２モードと、を有し、
前記駆動部は、前記複数の駆動電極のそれぞれに駆動信号を供給する駆動電極駆動回路を有し、
前記駆動電極駆動回路は、前記複数の駆動電極にそれぞれ対応する複数のスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の１つに接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路に接続され、前記第２モードの制御信号を生成するシフトレジスタと、を含み、
前記スイッチ回路は、
第１ＣＭＯＳトランスファーゲートと、
第１ＰＭＯＳトランジスタと、
第２ＰＭＯＳトランジスタと、
第１ＮＭＯＳトランジスタと、
第２ＮＭＯＳトランジスタと、を含み、
前記第１ＣＭＯＳトランスファーゲートの入力端子は前記バッファ回路と電気的に接続され、前記第１ＣＭＯＳトランスファーゲートの出力端子は前記第１ＮＭＯＳトランジスタのドレイン端子と接続される、
表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記第１ＣＭＯＳトランスファーゲートのＰＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第１ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子には前記第２モードの制御信号が入力され、
前記第１ＣＭＯＳトランスファーゲートのＮＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第１ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子には前記第２モードの前記制御信号の反転信号が入力される、表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記第２モードでは、検出用制御信号は前記第１ＰＭＯＳトランジスタのソース端子に入力され、
前記第１ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子は前記駆動電極と接続される、表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置において、
前記第１モードでは、
前記第１モードの制御信号は前記第２ＰＭＯＳトランジスタのソース端子に入力され、
前記第２ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子は前記バッファ回路と電気的に接続され、
前記第２ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子は前記駆動電極と接続される、表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記駆動電極駆動回路は、他の動作モードとして、前記パネル部に映像を表示する表示期間を含み、
前記表示期間では、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのソース端子に表示用駆動信号が入力され、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子が前記第１ＣＭＯＳトランスファーゲートの出力端子に接続され、前記第２ＮＭＯＳトランジスタのドレイン端子が前記駆動電極に接続される、表示装置。
【請求項６】
請求項１又は５に記載の表示装置において、
前記ＴＦＴ基板は、
マトリクス状に配置された複数の表示素子と、
前記複数の表示素子にそれぞれ走査信号を供給する複数のゲート線と、
前記複数の表示素子にそれぞれ映像信号を供給する複数の信号線と、
を有し、
前記複数のゲート線のそれぞれ、および、前記複数の信号線のそれぞれは、前記第２モードの期間において、ハイインピーダンス状態とされる、表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記駆動部は、前記複数のゲート線にそれぞれ走査信号を供給するゲート線駆動回路を含み、
前記ゲート線駆動回路は、前記複数のゲート線にそれぞれ対応する複数のスイッチ回路を有し、
前記複数のスイッチ回路のそれぞれは、前記第２モードの前記制御信号に基づいて、前記複数のゲート線のそれぞれをハイインピーダンス状態にする、表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記ゲート線駆動回路の前記スイッチ回路は、
第２ＣＭＯＳトランスファーゲートと、
第３ＰＭＯＳトランジスタと
第３ＮＭＯＳトランジスタと、
第４ＮＭＯＳトランジスタと、を含み、
前記第２モードの制御信号は、前記第２ＣＭＯＳトランスファーゲートのＰＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第４ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に入力され、前記第２モードの前記制御信号の反転信号が前記第２ＣＭＯＳトランスファーゲートのＮＭＯＳトランジスタのゲート端子に入力され、
イネーブル信号が前記第２ＣＭＯＳトランスファーゲートの入力端子に入力され、前記第２ＣＭＯＳトランスファーゲートの出力端子が前記第４ＮＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続される、表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の表示装置において、
前記イネーブル信号は前記第３ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子に入力され、前記第３ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子は前記ゲート線に接続され、前記第３ＰＭＯＳトランジスタのソース端子は第１電圧配線に接続される、表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置において、
前記第２ＣＭＯＳトランスファーゲートの前記出力端子は前記第３ＮＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、第２電圧配線は前記第３ＮＭＯＳトランジスタのソース端子および第４ＮＭＯＳトランジスタのソース端子に接続され、前記第３ＮＭＯＳトランジスタのドレインは前記ゲート線に接続される、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係わり、特に、静電容量の変化に基づいて外部物体の接触位置および近接有無を検出可能なタッチ検出機能付き液晶表示装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示画面に使用者の指またはペンなどを用いてタッチして情報を入力するタッチパネルを備えた表示装置は、携帯電話やスマートフォンなどのモバイル用電子機器などに用いられている。このようなタッチパネルとして、タッチされた部分の抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、容量変化を検出する静電容量方式、または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】
静電容量方式のタッチパネルは、駆動信号印加用の駆動電極と、駆動電極と交差する信号検出用の検出電極とを設け、駆動電極を順次走査しながら駆動信号を入力して、タッチ検出部で駆動電極と検出電極との間の容量を検出する。タッチパネルの表面に指などの外部物体が接触した場合には、各検出電極の容量が変化するため、タッチ検出部でこれを検出し、各検出電極が検出した容量変化の信号を基に入力座標を計算する。例えば、特許文献１には、静電容量方式のタッチ検出機能付き液晶表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２２４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した静電容量方式のタッチ検出機能付き液晶表示装置では、駆動電極と検出電極との間の静電容量が使用者の指などの外部物体の接触によって変化することを利用して座標の検出を行うことができる。この座標の検出を行う方式を、以下、ミューチュアル検出方式と呼ぶ。
【０００６】
また、タッチ検出機能付き液晶表示装置においては、検出電極の対地容量が使用者の指などの外部物体の近接によって変化することを利用して、外部物体の近接の有無を検出することが要求される場合がある。この外部物体の近接の有無を検出する方式を、以下、セルフ検出方式と呼ぶ。
【０００７】
このセルフ検出方式を実現するためには、ミューチュアル検出方式における駆動電極の走査方式とは異なった駆動方式に対応するための回路が必要となる。この場合に、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とに対応するため、液晶表示パネルを駆動するための駆動回路に工夫が必要となる。前述した特許文献１では、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とを実現することはできるが、実現するための駆動回路までは考慮されていない。
【０００８】
本発明の目的は、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とに対応するための駆動回路を実現可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係わる表示装置は、パネル部と、前記パネル部を駆動する駆動部と、を有し、前記駆動部による動作モードとして、前記パネル部の第１のタッチ領域を分割した分割領域単位で外部物体の検出動作を行う第１モードと、前記パネル部の前記第１のタッチ領域の全面で外部物体の検出動作を行う第２モードと、を有するものである。
【００１０】
また、他の一態様として、前記第１モードは、前記第１のタッチ領域の分割領域単位で、この各分割領域に対する前記外部物体の接触位置を検出するモードとし、前記第２モードは、前記第１のタッチ領域の全面で、この全面に対する前記外部物体の近接有無を検出するモードとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置に用いたミューチュアル検出方式の基本原理を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置に用いたセルフ検出方式の基本原理を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置を実装したモジュールの概略構成の一例を説明するための説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、駆動電極駆動回路の一例を示す回路図である。
【図８】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、パネル部の電極構造の一例を示す断面図である。
【図９】図８に示すパネル部の電極構造における等価回路の一例を示す回路図である。
【図１０】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、ゲート線駆動回路の一例を示す回路図である。
【図１１】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、セルフ検出用制御信号生成回路を含む駆動電極駆動回路の一例を示す説明図である。
【図１２】図１１に示す駆動電極駆動回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、セルフ検出用制御信号生成回路を含む駆動電極駆動回路の別の一例を示す説明図である。
【図１４】図１３に示す駆動電極駆動回路の動作の別の一例を示すタイミングチャートである。
【図１５】一実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置において、駆動電極駆動回路の変形例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照にしつつ説明する。なお、開示はあくまでも一例にすぎず、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。
【００１３】
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。
【００１４】
（一実施の形態）
本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置は、これに限定されるものではないが、例えば、携帯電話やスマートフォンなどのモバイル用電子機器などに用いられる。
【００１５】
＜タッチ検出機能付き液晶表示装置＞
まず、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００１６】
タッチ検出機能付き液晶表示装置１は、パネル部１０、表示制御部２０、タッチ制御部３０、ゲート線駆動部４０、および、信号線駆動部５０を備えている。パネル部１０は、表示パネル部１１と、タッチ検出パネル部１２とを含んでいる。表示制御部２０は、制御部２１と、駆動部２２とを含んでいる。駆動部２２は、タッチ駆動部２３と、表示駆動部２４とを含んでいる。タッチ制御部３０は、タッチ検出部３１と、計算部３２とを含んでいる。タッチ検出機能付き液晶表示装置１の構成において、表示制御部２０、タッチ制御部３０、ゲート線駆動部４０、および、信号線駆動部５０は回路部分である。
【００１７】
パネル部１０は、図１では、図面を見易くするために、模式的に描かれており、表示パネル部１１と、タッチ検出パネル部１２とを含んでいる。このパネル部１０の構成については、後で図２などを用いて説明するが、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板などからなり、駆動信号印加用の複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと交差する信号検出用の複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとが設けられている。
【００１８】
制御部２１は、タッチ検出機能付き液晶表示装置１の全体の制御を司り、タッチ検出機能の制御部と表示機能の制御部とを１つに統合した構成例となっている。制御部２１は、タッチ検出機能と表示機能とを同期して制御する。制御部２１は、インタフェースＩ／Ｆを介して接続される電子機器などとの間で連携し、電子機器からの指示に基づいてタッチ検出機能および表示機能を制御する。
【００１９】
制御部２１は、駆動部２２にタッチ駆動の制御信号を与え、タッチ制御部３０からはタッチ検出情報を受け取る。また制御部２１は、インタフェースＩ／Ｆを介して接続される電子機器などからの映像信号やタイミング信号や制御指示情報に基づき、ゲート線駆動部４０および信号線駆動部５０などに駆動制御信号を与える。また制御部２１は、インタフェースＩ／Ｆを介して接続される電子機器などにタッチ検出情報をレポートとして送信する。
【００２０】
ゲート線駆動部４０は、制御部２１からの制御指示に基づき、表示パネル部１１のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮを走査信号により走査駆動する。信号線駆動部５０は、制御部２１からの制御指示に基づき、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮの走査に同期して、表示パネル部１１の信号線ＳＬ１〜ＳＬＮにデータ信号を与える。
【００２１】
駆動部２２は、タッチ駆動部２３および表示駆動部２４を含んでいる。駆動部２２は、制御部２１からの制御指示に基づき、タッチ駆動部２３と表示駆動部２４とを時分割で同期させながら、パネル部１０の複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを駆動する。タッチ駆動部２３は、タッチ検出機能におけるタッチ駆動を行う回路部であり、タッチ検出期間の時、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを機能させて、タッチ駆動を行う。このタッチ駆動には、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを順次走査しながら駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮを印加するミューチュアル検出方式による駆動と、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに同時に駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮを印加するセルフ検出方式による駆動とがある。表示駆動部２４は、液晶表示の表示機能に対応した表示駆動を行う回路部であり、表示期間の時、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを機能させて、表示駆動を行う。
【００２２】
タッチ制御部３０は、タッチ検出部３１および計算部３２を含んでいる。タッチ制御部３０は、駆動部２２によるタッチ駆動に伴うタイミングで、タッチ検出部３１により、パネル部１０の複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮからのタッチ検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮを入力として検出する。そしてタッチ制御部３０は、このタッチ検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮを用いて、計算部３２により、パネル部１０に対する接触の位置座標の計算や近接の有無の判断などを行ってタッチ検出情報として取得し、レポートとして出力する処理を行う。
【００２３】
タッチ検出部３１は、例えば増幅器、整流器、およびアナログ・デジタル変換器などを含んでいる。タッチ検出部３１は、例えば検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮからの信号を入力として増幅し、整流し、アナログ・デジタル変換することにより、タッチ検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮとして取得する。計算部３２は、タッチ検出部３１により得た複数のタッチ検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮを用いて、パネル部１０における詳しいタッチの位置座標を計算し、または、タッチの有無の判断を行い、その結果をタッチ検出情報として取得する。
【００２４】
＜ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式＞
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置１において、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式を説明するための説明図である。図２において、（ａ）は駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮおよび検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮの配置の一例を示す図であり、（ｂ）はミューチュアル検出方式の検出領域の一例を示す図であり、（ｃ）はセルフ検出方式の検出領域の一例を示す図である。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、図１に示したパネル部１０は、駆動信号印加用の複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと交差する信号検出用の複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとを有する。複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとは、マトリクス状に配置されている。図２（ａ）において、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮは行方向に沿って延在して列方向に並列で配置され、複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮは列方向に沿って延在して行方向に並列で配置されている。ここでは、例えば、駆動電極Ｔｘを１〜ＮのＮ本、検出電極Ｒｘを１〜ＮのＮ本で図示しているが、各電極の数はこれに限らない。
【００２６】
ミューチュアル検出方式は、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの間の静電容量が使用者の指などの外部物体の接触によって変化することを利用して、高精度な座標の検出を行う方式である。このミューチュアル検出方式は、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの間の静電容量が変化することを検出することから、相互容量方式と呼ぶこともできる。
【００２７】
ミューチュアル検出方式を実現する動作モード（第１モード）は、図２（ｂ）に示すように、パネル部１０のタッチ領域１０１の全面１０２を分割した分割領域１０３単位で検出対象の外部物体の検出動作を行う。具体的には、この動作モードは、パネル部１０のマトリクス状に配置された駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの交差領域に対応する分割領域１０３単位で、この各分割領域１０３に対する外部物体の接触位置を検出するモードである。
【００２８】
このミューチュアル検出方式の動作モードでは、使用者の指などの他に、ペンなども検出対象となる。
【００２９】
セルフ検出方式は、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮの対地容量が使用者の指などの外部物体の近接によって変化することを利用して、座標情報は無いが、外部物体の近接の有無を検出する方式である。このセルフ検出方式は、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮの対地容量が変化することを検出することから、自己容量方式と呼ぶこともできる。
【００３０】
セルフ検出方式を実現する動作モード（第２モード）は、図２（ｃ）に示すように、パネル部１０のタッチ領域１０１の全面１０２で検出対象の外部物体の検出動作を行う。具体的には、この動作モードは、パネル部１０のマトリクス状に配置された駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの交差領域に係わらない全面１０２で、この全面１０２に対する外部物体の近接有無を検出するモードである。
【００３１】
このセルフ検出方式の動作モードでは、検出対象は、使用者の指やペンなどに限らず、ミューチュアル検出方式が対象とする物体とは別の種類のものでもよい。例えば、近くにいる他人の携帯電話やスマートフォンなども検出対象とすることができる。
【００３２】
なお、セルフ検出方式を実現する動作モードでは、パネル部１０のタッチ領域１０１の全面１０２で外部物体を検出する場合に限らず、タッチ領域１０１の全面１０２を左右または上下に分割した各領域で外部物体を検出することも可能である。例えば、タッチ領域１０１の全面１０２を左右に分割して検出する場合には、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮも左右に並列に配置されているので、左側または右側の各検出電極に分けて検出することで実現は容易である。
【００３３】
＜ミューチュアル検出方式の基本原理＞
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置１に用いたミューチュアル検出方式の基本原理を説明するための説明図である。図３（ａ）において、Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれは、表示パネル部１１に設けられた駆動電極であり、Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれは、タッチ検出パネル部１２に設けられた検出電極である。図３（ａ）において、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれは、行方向に沿って延在し、列方向に並列して配置されている。また、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれは、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと交差するように、列方向に沿って延在し、行方向に並列して配置されている。検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮと駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮとの間に隙間が生じるように、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮは、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮの上方に形成されている。
【００３４】
図３（ａ）において、２３−１〜２３−Ｎのそれぞれは、タッチ駆動部２３内に設けられている駆動電極駆動回路を示している。すなわち、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎから、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮが供給される。また、３１−１〜３１−Ｎのそれぞれは、タッチ検出部３１内に設けられている検出回路を示している。図３（ｂ）において、実線の○で囲んだパルス信号は、電圧が周期的に変化するパルス状のミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭの波形を示している。外部物体として、同図では、指がＦＧとして示されている。
【００３５】
タッチ駆動部２３により順次指定された駆動電極、この例では駆動電極Ｔｘ３にミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動電極駆動回路２３−３から駆動信号ＳＴｘ３として供給される。このとき、駆動電極Ｔｘ３と交差する検出電極Ｒｘ３は、接地電圧となっている。駆動電極Ｔｘ３にパルス信号であるミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを供給することにより、図３（ｂ）に示すように、駆動電極Ｔｘ３と交差する検出電極Ｒｘ３との間で電界が発生する。このとき、指ＦＧが、パネル部１０の検出電極Ｒｘ３に近接している位置をタッチ（接触）していると、指ＦＧと検出電極Ｒｘ３との間でも電界が発生し、駆動電極Ｔｘ３と検出電極Ｒｘ３との間で発生している電界が減少する。これにより、駆動電極Ｔｘ３と検出電極Ｒｘ３との間の電荷量が減少する。その結果、図３（ｃ）に示すように、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭの供給に応答して生じる電荷量は、指ＦＧがタッチしているときは、タッチしていないときに比べてΔＱだけ減少する。電荷量の差は、電圧の差として検出信号ＳＲｘ３に表れ、タッチ検出部３１内の検出回路３１−３に供給され、信号処理される。
【００３６】
なお、図３（ｃ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電荷量を示している。また、図３（ｃ）において、破線は、タッチしたときの電荷量の変化を示している。ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭの立ち上がり、すなわち駆動信号ＳＴｘ３の電圧の立ち上がりに応答して、電荷量は、増加（同図において、上側に増加）し、駆動信号ＳＴｘ３の電圧の立ち下がりに応答して、電荷量は、増加（同図において、下側に増加）する。このとき、指ＦＧのタッチの有無によって、増加する電荷量が変わる。また、この図面では、電荷量が、上側に増加した後、下側へ増加する前に、リセットが行われており、同様に、電荷量が下側へ増加した後、上側へ増加する前に、電荷量のリセットが行われている。このようにして、リセットされた電荷量を基準として、上下に電荷量が変化する。
【００３７】
タッチ駆動部２３により指定した駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを供給することにより、指定した駆動電極と交差する検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれから、それぞれの交差部分に近接した位置に指ＦＧがタッチしているか否かに応じた電圧値を有する検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮが出力されることになる。タッチ検出部３１では、指ＦＧがタッチしているか否かにより、電荷量に差ΔＱが生じている時刻において、検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮのそれぞれをサンプリングし、デジタル信号へ変換する。そして、計算部３２では、タッチ検出部３１により得た複数のタッチ検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮを用いて、パネル部１０における詳しいタッチの位置座標を計算し、その結果をタッチ検出情報として取得する。このようにして、指ＦＧのタッチの位置座標を検出することが可能となる。
【００３８】
＜セルフ検出方式の基本原理＞
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置１に用いたセルフ検出方式の基本原理を説明するための説明図である。図４（ａ）において、前の図３（ａ）と同様に、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれは、行方向に沿って延在し、列方向に並列して配置されている。また、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれは、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと交差するように、列方向に沿って延在し、行方向に並列して配置されている。
【００３９】
図４（ａ）において、タッチ駆動部２３内に設けられている駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎから、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮが供給され、タッチ検出部３１内に設けられている検出回路３１−１〜３１−Ｎから、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮに検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮが供給される。
【００４０】
セルフ検出方式においては、タッチ駆動部２３により全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮ、この例では駆動電極Ｔｘ３にセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが駆動電極駆動回路２３−３から駆動信号ＳＴｘ３として供給される。このとき、全ての検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮ、この例では駆動電極Ｔｘ３と交差する検出電極Ｒｘ３には、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇが供給される。
【００４１】
駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮおよび検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれには、接地電圧との間で寄生容量が存在する。外部物体として、例えば指ＦＧが、検出電極Ｒｘ３の近傍に近接すると、図４（ｂ）に示すように、検出電極Ｒｘ３と指ＦＧとの間で電界が発生する。言い換えるならば、指ＦＧが近接することにより、検出電極Ｒｘ３と接地電圧との間に接続される容量が増加する。そのため、図４（ｂ）において、○で囲んだように、電圧が周期的に変化するパルス状のセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄを駆動電極Ｔｘ３に供給し、このセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇを検出電極Ｒｘ３に供給すると、検出電極Ｒｘ３と接地電圧との間に蓄積される電荷量が、検出電極Ｒｘ３の近傍に近接しているか否かによって変化する。
【００４２】
図４（ｃ）には、指ＦＧが、検出電極Ｒｘ３の近傍に近接しているか否かにより、検出電極Ｒｘ３に蓄積される電荷量の変化が示されている。指ＦＧが検出電極Ｒｘ３の近傍に近接した場合、検出電極Ｒｘ３に接続される容量が増加するため、検出電極Ｒｘ３に蓄積される電荷量が、近接していない場合に比べてΔＱだけ増加する。電荷量の差は、電圧の差として検出信号ＳＲｘ３に表れ、タッチ検出部３１内の検出回路３１−３に供給され、信号処理される。図４（ｃ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電荷量を示している。また、図４（ｃ）において、破線は、近接したときの電荷量の変化を示している。
【００４３】
タッチ駆動部２３により全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮにセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄを供給し、全ての検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮに、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇを供給したときに、その検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮに蓄積されている電荷量の差ΔＱに応じた電圧値を有する検出信号ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮが出力されることになる。タッチ検出部３１では、その検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮに蓄積されている電荷量の差ΔＱを検出することによって、検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮの近傍に近接されているか否かの判断を行う。このようにして、指ＦＧの近接有無を検出することが可能となる。
【００４４】
＜モジュール＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置１を実装したモジュールの概略構成の一例を説明するための説明図である。図５（ａ）（ｂ）は、図１に対応したタッチ検出機能付き液晶表示装置１の実装構成例を、分かり易くするために、パネル部１０を表示パネル部１１とタッチ検出パネル部１２とに分けて示している。実装状態においては、タッチ検出パネル部１２は前面側に配置され、表示パネル部１１は背面側に配置されて、一体化された構造となる。図５（ａ）は表示パネル部１１の実装構成例を示し、図５（ｂ）は、タッチ検出パネル部１２の実装構成例を示している。また、図５（ｃ）は、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作における信号の流れを示す図である。
【００４５】
表示パネル部１１は、ＴＦＴ基板側のパネル部分であり、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮが配置されている。表示パネル部１１は、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮが配置された領域の周辺領域に、図５において、左右両側にタッチ駆動部２３内に設けられている駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎが配置され、下側に表示制御ＩＣ２０１が配置されている。表示制御ＩＣ２０１は、表示パネル部１１を構成するガラス基板上に実装される。表示制御ＩＣ２０１は、例えば、図１に示したタッチ検出機能付き液晶表示装置１を構成する表示制御部２０の回路部分が形成されている。表示制御部２０には、制御部２１の他、タッチ駆動部２３を含む駆動部２２などの回路部分が含まれる。
【００４６】
表示パネル部１１には、フレキシブルプリント基板２０３が接続されている。フレキシブルプリント基板２０３には、タッチ制御ＩＣ２０２が搭載されている。タッチ制御ＩＣ２０２は、例えば、図１に示したタッチ検出機能付き液晶表示装置１を構成するタッチ制御部３０の回路部分が形成されている。タッチ制御部３０には、タッチ検出部３１や計算部３２などの回路部分が含まれる。
【００４７】
フレキシブルプリント基板２０３は、一方の端子が表示パネル部１１側の表示制御ＩＣ２０１に接続され、他方の端子がタッチ検出パネル部１２側の複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮに接続されている。
【００４８】
表示パネル部１１において、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮは、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎを通じて、表示制御ＩＣ２０１に形成された表示制御部２０内のタッチ駆動部２３に接続されている。
【００４９】
タッチ検出パネル部１２は、カラーフィルタ基板側のパネル部分であり、複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮが配置されている。タッチ検出パネル部１２において、複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮは、複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮが配置された領域の周辺領域の下側で、フレキシブルプリント基板２０３の端子に接続されている。
【００５０】
タッチ検出機能付き液晶表示装置１を実装したモジュールにおいて、表示制御ＩＣ２０１とタッチ制御ＩＣ２０２とがフレキシブルプリント基板２０３を通じて接続され、相互間で複数の信号の送受信が行われる。このモジュールでは、表示制御ＩＣ２０１とタッチ制御ＩＣ２０２との間において同期制御が行われる。  
【００５１】
図５（ｃ）に示すように、例えば、表示制御ＩＣ２０１とタッチ制御ＩＣ２０２との間において、駆動信号ＥＸＶＣＯＭは、タッチ制御ＩＣ２０２から表示制御ＩＣ２０１へ供給される。表示制御ＩＣ２０１では、駆動信号ＥＸＶＣＯＭをレベルシフトしてミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを生成し、このミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを駆動する駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎへ供給される。セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄは、タッチ制御ＩＣ２０２から駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを駆動する駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎへ供給される。セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇは、タッチ制御ＩＣ２０２から検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮへ供給される。
【００５２】
図５に示したように、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎが、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮが配置された領域の周辺領域に、左右両側に配置される構成では、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮには同じ信号および電圧が印加される。
【００５３】
なお、左右両側から駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを駆動する構成に限らず、左側または右側の片側からのみ駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを駆動する構成も可能である。例えば、左右両側から駆動する構成は、片側から駆動する構成に比べ、タッチ駆動時間およびタッチ検出期間を短くできる利点がある。この理由は、画面領域の中心を境に、左側の領域は駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮの左側の端部から入力される信号がタッチ検出に用いられ、右側の領域は駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮの右側の端部から入力される信号がタッチ検出に用いられるためである。また、片側から駆動する構成は、両側から駆動する構成に比べ、回路部分などの実装構成を単純化できる利点がある。
【００５４】
＜ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作＞
図６（ａ）〜（ｃ）は、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６において、（ａ）はミューチュアル検出方式とセルフ検出方式の各動作モードによる検出期間を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ部分を拡大して示す図であり、（ｃ）は（ａ）のｃ部分を拡大して示す図である。
【００５５】
図６において、ＶＳＴは表示スタートパルス、ＳＤＳＴはミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出スタートパルス、ＴＳＶＣＯＭはミューチュアル検出方式の駆動信号、Ｇｕａｒｄはセルフ検出方式の駆動信号、ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮは駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに印加する駆動信号、ＳＲｘ１〜ＳＲｘＮは検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮで検出される検出信号である。
【００５６】
ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭおよびセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄは、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、電圧が周期的にハイレベルに変化するパルス状の複数のパルス列からなる。例えば、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭは０〜５．５Ｖのパルス列であり、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄは０〜３．３Ｖのパルス列である。
【００５７】
図６では、表示スタートパルスＶＳＴの１周期が１フレーム（ＩＦ）期間である。フレーム期間は、液晶表示に対応したフレーム映像を表示するための所定の長さの期間である。１フレーム期間において、ミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出スタートパルスＳＤＳＴが２回発生する場合を示している。この場合に、例えば、表示スタートパルスＶＳＴは６０Ｈｚにし、検出スタートパルスＳＤＳＴは１２０Ｈｚにしている。
【００５８】
なお、表示スタートパルスＶＳＴの１フレーム期間に対するミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出スタートパルスＳＤＳＴの発生回数は、これに限られるものではない。例えば、表示スタートパルスＶＳＴの１フレーム期間において、ミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出スタートパルスＳＤＳＴを１回、あるいは３回以上発生する場合も可能である。
【００５９】
ミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出スタートパルスＳＤＳＴの１周期の期間には、ミューチュアル検出方式の動作モードによるミューチュアル検出期間と、セルフ検出方式の動作モードによるセルフ検出期間とがある。
【００６０】
ミューチュアル検出期間では、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを順次走査しながら、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに各駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮとして順次印加する。この際に、各検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮには、接地電圧が印加される。そして、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに交差する各検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮから、検出信号が出力される。この検出信号は、タッチ制御部３０内のタッチ検出部３１および計算部３２を通じて、タッチされた位置の座標情報として出力される。このようにして、順次走査した駆動電極に対してのみ、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを供給することで、任意の駆動電極と交差する検出電極の位置のみについて、タッチ検出を行うことが可能となる。
【００６１】
セルフ検出期間では、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄを、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに同時に、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに各駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮとして同時に印加する。この際に、各検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮには、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇが印加される。そして、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに交差する各検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮから、検出信号が出力される。この検出信号は、タッチ制御部３０内のタッチ検出部３１および計算部３２を通じて、近接有無の判断情報として出力される。このようにして、全ての駆動電極に対して、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄを供給することで、全ての駆動電極と交差する全ての検出電極について、近接検出を行うことが可能となる。
【００６２】
図６に示すミューチュアル検出期間およびセルフ検出期間において、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭおよびセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄの複数のパルス列が印加されていない期間は、パネル部１０に映像を表示する表示期間となる。この表示期間では、ゲート線駆動部４０でゲート線を順次走査し、信号線駆動部５０から信号線に映像信号が印加されることで、映像信号に応じた映像がパネル部１０に表示される。
【００６３】
＜駆動電極駆動回路＞
図７は、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎの一例を示す回路図である。この駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎでは、セルフ検出方式の動作モードにおいて、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに同一波形の信号を入力して同時に動作させるために、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄと、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとにより動作する論理回路が追加されている。
【００６４】
駆動電極駆動回路は、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮの数に対応して２３−１〜２３−ＮのＮ組で構成される。各駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎは、シフトレジスタＳＲと、このシフトレジスタＳＲに接続されるバッファ回路ＢＵＦと、このバッファ回路ＢＵＦに接続されるスイッチ回路ＳＷとを含んで構成される。１組のシフトレジスタＳＲ、バッファ回路ＢＵＦ、および、スイッチ回路ＳＷは、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと１対１で対応している。
【００６５】
各バッファ回路ＢＵＦは、１つのＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１と、１つのＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１と、２つのインバータＩＶ１１，ＩＶ１２から構成される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１およびＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１は、スイッチとして機能する。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１は、ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとのソース端子同士、ドレイン端子同士がそれぞれ接続されて構成されている。ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとのソース端子同士が接続されたノードは、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の入力端子となる。ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとのドレイン端子同士が接続されたノードは、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の出力端子となる。
【００６６】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の入力端子には、イネーブルクロック信号ＣＫ２が入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の出力端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１のソース端子は、電圧配線ＶＧＬに接続されている。
【００６７】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１は、ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子にシフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔが入力され、ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子にシフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔをインバータＩＶ１１で反転した反転信号が入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１は、シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔとこれをインバータＩＶ１１で反転した反転信号とによりゲート制御される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１は、ゲート端子にシフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔをインバータＩＶ１１で反転した反転信号が入力され、この反転信号によりゲート制御される。
【００６８】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の出力端子とＮＭＯＳトランジスタＴＮ１１のドレイン端子との接続ノードは、インバータＩＶ１２に接続されている。このインバータＩＶ１２を介して、各バッファ回路ＢＵＦの出力は各スイッチ回路ＳＷへ出力される。
【００６９】
各バッファ回路ＢＵＦでは、各シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔが一時的に保持される。
【００７０】
各スイッチ回路ＳＷは、１つのＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１と、２つのＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１，ＴＰ２２と、２つのＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１，ＴＮ２２から構成される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１，ＴＰ２２、および、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１，ＴＮ２２は、スイッチとして機能する。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１は、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１と同様に、ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとのソース端子同士、ドレイン端子同士がそれぞれ接続されて構成されている。
【００７１】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１の入力端子には、バッファ回路ＢＵＦのインバータＩＶ１２からの出力信号が入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１の出力端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１のソース端子は、電圧配線ＶＧＬに接続されている。
【００７２】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１は、ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤが入力され、ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤを反転した反転信号ｘＦＤが入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１は、セルフ検出用制御信号ＦＤとこれを反転した反転信号ｘＦＤとによりゲート制御される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１は、ゲート端子に制御信号ＦＤが入力され、このセルフ検出用制御信号ＦＤによりゲート制御される。
【００７３】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１は、ソース端子にセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが入力され、ゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤを反転した反転信号ｘＦＤが入力され、この反転信号ｘＦＤによりゲート制御される。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１のドレイン端子は、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２のドレイン端子との接続ノードに接続されている。
【００７４】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２は、ソース端子にミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが入力され、ゲート端子にバッファ回路ＢＵＦのインバータＩＶ１２からの出力信号が入力され、この出力信号によりゲート制御される。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２のドレイン端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２は、ソース端子に表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが入力され、ゲート端子がＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１の出力端子に接続され、この出力端子からの出力信号によりゲート制御される。
【００７５】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２のドレイン端子との接続ノードから、各駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ１〜ＴｘＮ）を駆動する駆動信号ＳＴｘ（ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮ）が出力される。
【００７６】
各スイッチ回路ＳＷでは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこれを反転した反転信号ｘＦＤとに基づいて、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが選択されて、各駆動電極Ｔｘに供給される。また、シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔ、イネーブルクロック信号ＣＫ２に基づいて、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭ、または、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが選択されて、各駆動電極Ｔｘに供給される。
【００７７】
以上のようなバッファ回路ＢＵＦおよびスイッチ回路ＳＷを含む駆動電極駆動回路の構成において、ミューチュアル検出方式の動作モード、セルフ検出方式の動作モードは、以下のようになる。
【００７８】
ミューチュアル検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤはロウレベルで、この反転信号ｘＦＤがハイレベルになっており、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１はオン状態であり、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１およびＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１はオフ状態である。
【００７９】
バッファ回路ＢＵＦにおいて、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１が、シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔとこの反転信号とによりゲート制御される。シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔがハイレベルの時には、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１はオン状態になる。また、シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔがロウレベルの時には、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１はオフ状態になる。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１がオン状態の時には、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ１１の入力端子に入力されたイネーブルクロック信号ＣＫ２がそのまま出力端子に伝送され、インバータＩＶ１２で反転されて、スイッチ回路ＳＷへ出力される。
【００８０】
スイッチ回路ＳＷでは、バッファ回路ＢＵＦからの出力信号を入力として、この出力信号がハイレベルの時にはオン状態のＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１を通じてＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２がオン状態になり、出力信号がロウレベルの時にはＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２がオン状態になる。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２がオン状態の時には、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２がオン状態の時には、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。このようにして、ミューチュアル検出方式の動作モードを実現することができる。
【００８１】
セルフ検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤをハイレベルにし、この反転信号ｘＦＤをロウレベルにして、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１をオフ状態にし、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１およびＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１をオン状態にする。
【００８２】
シフトレジスタＳＲからの出力信号ＳＲｏｕｔにかかわらず、スイッチ回路ＳＷにおいて、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１が、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとによりゲート制御される。セルフ検出用制御信号ＦＤがハイレベルで、この反転信号ｘＦＤがロウレベルの時には、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１はオフ状態になり、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１およびＮＭＯＳトランジスタＴＮ２１はオン状態になる。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１がオン状態の時には、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ２１のソース端子に入力されたセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。この時、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ２１の入力端子または出力端子にそれぞれゲート端子が接続されたＰＭＯＳトランジスタＴＰ２２およびＮＭＯＳトランジスタＴＮ２２はオフ状態である。このようにして、セルフ検出方式の動作モードを実現することができる。
【００８３】
＜容量負荷＞
図８および図９は、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の容量負荷、および、駆動電極Ｔｘと薄膜トランジスタＴＦＴとの間の容量負荷の削減を説明するための説明図である。図８は、パネル部１０の電極構造の一例を示す断面図であり、図９は、図８に示すパネル部１０の電極構造における等価回路の一例を示す回路図である。以下、薄膜トランジスタを、単にＴＦＴとも称する。
【００８４】
図８において、３０１はガラス基板、３０２は赤・緑・青のカラーフィルタ、３０３はオーバーコート膜、３０４は液晶層、３０５は配向膜、３０６は誘電体層、３０７は絶縁層、３０８はＴＦＴ層、３０９はガラス基板である。また、Ｒｘは検出電極、Ｔｘは駆動電極、ＰＸＬは画素電極、ＳＬは信号線、ＧＬはゲート線、ＣＮＬはＴＦＴのチャネルである。図８において、上側はパネル部１０の前面側であり、この前面側でタッチ位置検出および近接有無検出が行われる。図８において、下側はパネル部１０の裏面側である。
【００８５】
検出電極Ｒｘ、ガラス基板３０１、赤・緑・青のカラーフィルタ３０２、および、オーバーコート膜３０３の部分は、タッチ検出パネル部１２に相当する。このタッチ検出パネル部１２において、ガラス基板３０１の前面側の面には検出電極Ｒｘが設けられている。ガラス基板３０１の液晶層３０４側の面には、ガラス基板３０１から液晶層３０４に向かって順に、赤・緑・青のカラーフィルタ３０２、オーバーコート膜３０３が設けられている。
【００８６】
配向膜３０５、誘電体層３０６、駆動電極Ｔｘ、絶縁層３０７、ＴＦＴ層３０８、および、ガラス基板３０９の部分は、表示パネル部１１に相当する。この表示パネル部１１において、ガラス基板３０９の液晶層３０４側の面には、ガラス基板３０９から液晶層３０４に向かって順に、ＴＦＴ層３０８、絶縁層３０７、駆動電極Ｔｘ、誘電体層３０６、配向膜３０５が設けられている。ＴＦＴ層３０８には、ＴＦＴのチャネルＣＮＬ、ゲート線ＧＬ、信号線ＳＬが設けられている。誘電体層３０６の液晶層３０４側の面には、ＴＦＴのドレイン電極に接続された画素電極ＰＸＬが設けられている。
【００８７】
図８に示すように、パネル部１０は、表示パネル部１１とタッチ検出パネル部１２との間に液晶層３０４を挟んだ構造となっている。表示パネル部１１には、駆動信号印加用の複数の駆動電極Ｔｘが設けられている。タッチ検出パネル部１２には、各駆動電極Ｔｘと交差する信号検出用の複数の検出電極Ｒｘが設けられている。前に図２などで説明したように、複数の駆動電極Ｔｘは行方向に沿って延在して列方向に並列で配置され、複数の検出電極Ｒｘは列方向に沿って延在して行方向に並列で配置されている。また、ＴＦＴのゲート電極に接続されるゲート線ＧＬは、各駆動電極Ｔｘと同様に、行方向に沿って延在して列方向に並列で配置され、ＴＦＴのソース電極に接続される信号線ＳＬは、検出電極Ｒｘと同様に、列方向に沿って延在して行方向に並列で配置されている。
【００８８】
すなわち、パネル部１０には、マトリクス状に配置されたＴＦＴおよび液晶素子ＬＣからなる複数（Ｎ×Ｎ個）の液晶表示素子と、行方向に延在して配置された複数（Ｎ個）のゲート線ＧＬと、列方向に延在して配置された複数（Ｎ個）の信号線ＳＬと、行方向に延在して配置された複数（Ｎ個）の駆動電極Ｔｘと、列方向に延在して配置された複数（Ｎ個）の検出電極Ｒｘとを有する。ＴＦＴは、ゲート電極がゲート線ＧＬに接続され、ソース電極が信号線ＳＬに接続され、ドレイン電極が液晶素子ＬＣに接続されている。ゲート線ＧＬ（ＧＬ１〜ＧＬＮ）は、前に図１で説明したゲート線駆動部４０に接続され、このゲート線駆動部４０により走査駆動される。信号線ＳＬ（ＳＬ１〜ＳＬＮ）は、前に図１で説明した信号線駆動部５０に接続され、この信号線駆動部５０によりデータ信号が与えられる。
【００８９】
このようなパネル部１０の構造において、図９に示すように、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の容量Ｃ３１、駆動電極ＴｘとＴＦＴとの間の容量Ｃ３２、信号線ＳＬとＴＦＴとの間の容量Ｃ３３、信号線ＳＬと駆動電極Ｔｘとの間の容量Ｃ３４、ゲート線ＧＬとＴＦＴとの間の容量Ｃ３５、信号線ＳＬとゲート線ＧＬとの間の容量Ｃ３６がそれぞれ発生する。これらの容量負荷は、ノイズを低減するために削減する必要がある。
【００９０】
セルフ検出方式の動作モードにおいて、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の容量Ｃ３１は、全ての駆動電極Ｔｘに駆動信号Ｇｕａｒｄを供給し、全ての検出電極Ｒｘに駆動信号Ｇｕａｒｄと同振幅、同位相の検出信号Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇを供給することでゼロとみなすことができる。駆動電極ＴｘとＴＦＴとの間の容量Ｃ３２は、ＴＦＴのオフによりフローティング状態のために無視することができる。
【００９１】
信号線ＳＬとＴＦＴとの間の容量Ｃ３３、信号線ＳＬと駆動電極Ｔｘとの間の容量Ｃ３４、ゲート線ＧＬとＴＦＴとの間の容量Ｃ３５、信号線ＳＬとゲート線ＧＬとの間の容量Ｃ３６は、信号線ＳＬおよびゲート線ＧＬをともにフローティング駆動を行うことで削減する。これらの対信号線ＳＬへの容量Ｃ３３，Ｃ３４、対ゲート線ＧＬへの容量Ｃ３５，Ｃ３６は、どちらかをフローティング状態にしても、隣接するゲート線や信号線への直列容量として負荷が残る。そこで、まず、信号線ＳＬは、各信号線ＳＬを選択するための選択スイッチをオフにすることでフローティング状態にする。この各信号線ＳＬを選択する選択スイッチは、図１に示した信号線駆動部５０に設けられている。次に、ゲート線ＧＬは、後で図１０に示すように、ゲート線駆動回路４１において、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎに用いたセルフ検出用制御信号ＦＤを使うことでフローティング状態にする。
【００９２】
＜ゲート線駆動回路＞
図１０は、ゲート線駆動回路４１の一例を示す回路図である。このゲート線駆動回路４１では、セルフ検出方式の動作モードにおいて、駆動電極ＴｘとＴＦＴとの間の容量削減のために、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとを使うことでゲート線ＧＬのフローティング駆動を実現する。このゲート線駆動回路４１は、図１に示したゲート線駆動部４０に設けられている。
【００９３】
ゲート線駆動回路４１は、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮの数に対応してＮ組で構成される。各ゲート線駆動回路４１において、スイッチ回路ＳＷは、１つのＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１と、１つのＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１と、２つのＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１，ＴＮ４２から構成される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１、および、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１，ＴＮ４２は、スイッチとして機能する。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１は、ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとのソース端子同士、ドレイン端子同士がそれぞれ接続されて構成されている。
【００９４】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１の入力端子には、イネーブル信号ＥＮＢが入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１の出力端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２のソース端子は、電圧配線ＶＳＳに接続されている。
【００９５】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１は、ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤが入力され、ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤを反転した反転信号ｘＦＤが入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１は、セルフ検出用制御信号ＦＤとこれを反転した反転信号ｘＦＤとによりゲート制御される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２は、ゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤが入力され、このセルフ検出用制御信号ＦＤによりゲート制御される。
【００９６】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１は、ソース端子が電圧配線ＶＤＤに接続され、ドレイン端子がＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１のドレイン端子に接続され、ゲート端子にイネーブル信号ＥＮＢが入力され、このイネーブル信号ＥＮＢによりゲート制御される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１は、ソース端子が電圧配線ＶＳＳに接続され、ドレイン端子がＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１のドレイン端子に接続され、ゲート端子にＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１からの出力信号が入力され、この出力信号によりゲート制御される。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１のドレイン端子との接続ノードから、各ゲート線ＧＬ（ＧＬ１〜ＧＬＮ）を駆動する駆動信号が出力される。
【００９７】
ミューチュアル検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤはロウレベルで、この反転信号ｘＦＤがハイレベルになっており、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１はオン状態であり、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２はオフ状態である。
【００９８】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１がオン状態であるため、このＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１の入力端子に入力されるイネーブル信号ＥＮＢはそのまま出力端子へ出力される。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１およびＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１は、イネーブル信号ＥＮＢによりゲート制御される。
【００９９】
イネーブル信号ＥＮＢがハイレベルの時には、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１はオフ状態で、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１はオン状態になる。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１がオン状態になることで、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１のソース端子に接続された電圧配線ＶＳＳの電圧がゲート線ＧＬに対して供給される。
【０１００】
イネーブル信号ＥＮＢがロウレベルの時には、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１はオン状態で、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１はオフ状態になる。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１がオン状態になることで、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１のソース端子に接続された電圧配線ＶＤＤの電圧がゲート線ＧＬに対して供給される。
【０１０１】
このようにして、ミューチュアル検出方式の動作モードでは、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１またはＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１のどちらかがオン状態になることで、ゲート線ＧＬに電圧配線ＶＳＳの電圧または電圧配線ＶＤＤの電圧のいずれかを供給することができる。
【０１０２】
セルフ検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤをハイレベルにし、この反転信号ｘＦＤをロウレベルにして、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ４１をオフ状態にし、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２をオン状態にする。
【０１０３】
ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２がオン状態になることで、このＮＭＯＳトランジスタＴＮ４２のドレイン端子はロウレベルになり、このロウレベルの信号によりゲート制御されるＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１はオフ状態となる。この時、イネーブル信号ＥＮＢはハイレベルになっているので、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１もオフ状態となる。
【０１０４】
このようにして、セルフ検出方式の動作モードでは、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ４１およびＰＭＯＳトランジスタＴＰ４１のどちらもオフ状態にすることで、ゲート線ＧＬをフローティング状態にすることができる。
【０１０５】
＜セルフ検出用制御信号生成回路＞
図１１〜図１４は、セルフ検出用制御信号生成回路を説明するための説明図である。図１１および図１３は、セルフ検出用制御信号生成回路を含む駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎの一例を示す説明図であり、図１２および図１４は、セルフ検出用制御信号ＦＤを用いた駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎの動作の一例を示すタイミングチャートである。図１１および図１２は、時間分割順の前の期間でセルフ検出方式の動作モードを実施する例を示し、図１３および図１４は、時間分割順の後の期間でセルフ検出方式の動作モードを実施する例を示している。
【０１０６】
各駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎは、前に図７で説明したように、シフトレジスタＳＲと、このシフトレジスタＳＲに接続されるバッファ回路ＢＵＦと、このバッファ回路ＢＵＦに接続されるスイッチ回路ＳＷとを含んで構成される。ここでは、Ｎ組（１〜Ｎ）の構成例を示しており、よって、シフトレジスタはＳＲ１〜ＳＲＮのＮ個、バッファ回路はＢＵＦ１〜ＢＵＦＮのＮ個、スイッチ回路はＳＷ１〜ＳＷＮのＮ個を有している。各組のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲＮ、バッファ回路ＢＵＦ１〜ＢＵＦＮ、および、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮは、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと１対１で対応している。
【０１０７】
セルフ検出用制御信号ＦＤは、このＮ組の構成に対して、１つのシフトレジスタＳＲＦＤを追加して生成する。この追加したシフトレジスタＳＲＦＤでセルフ検出用制御信号ＦＤを生成する。また、このセルフ検出用制御信号ＦＤを反転した反転信号ｘＦＤは、インバータＩＶ５１を介して生成する。なお、このセルフ検出用制御信号ＦＤとその反転信号ｘＦＤは、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎ内で生成する場合に限らず、外部から供給されるようにすることも可能である。
【０１０８】
図１１〜図１４では、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎにおいて、ミューチュアル検出方式の動作モードおよびセルフ検出方式の動作モードを時間分割で制御する構成も示している。各シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲＮには、スタート信号ＳＴ、シフトクロック信号ＣＫ１が供給される。各バッファ回路ＢＵＦ１〜ＢＵＦＮには、イネーブルクロック信号ＣＫ２が供給される。各スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮには、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤ、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄ、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭ、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが供給される。
【０１０９】
各シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲＮは、スタート信号ＳＴが供給されると、このスタート信号をシフトクロック信号ＣＫ１に同期して順次シフトして、各バッファ回路ＢＵＦ１〜ＢＵＦＮへ出力する。各バッファ回路ＢＵＦ１〜ＢＵＦＮは、各シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲＮからの出力信号を入力として、イネーブルクロック信号ＣＫ２に基づいて、各シフトレジスタからの出力信号を一時的に保持して、各スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮへ出力する。詳細な動作は、前に図７で説明した通りである。各スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮは、各バッファ回路ＢＵＦ１〜ＢＵＦＮからの出力信号を入力として、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄ、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭ、または、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣを選択して、各駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに供給する。詳細な動作は、前に図７で説明した通りである。
【０１１０】
ミューチュアル検出方式の動作モードおよびセルフ検出方式の動作モードの時間分割制御では、時間分割順で、各動作モードが実施される。例えば、図１１および図１２に示すように、ミューチュアル検出方式の動作モードを実施する前にセルフ検出方式の動作モードを実施する方法と、図１３および図１４に示すように、ミューチュアル検出方式の動作モードを実施した後にセルフ検出方式の動作モードを実施する方法とがある。
【０１１１】
ミューチュアル検出方式の動作モードを実施する前にセルフ検出方式の動作モードを実施する方法では、図１２に示すようなタイミングとなる。スタート信号ＳＴが供給されると、まず、シフトクロック信号ＣＫ１の第１のクロック信号に同期してセルフ検出用制御信号ＦＤが出力される。その後、第２のクロック信号に同期して駆動電極Ｔｘ１に印加するミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動信号ＳＴｘ１として出力され、以降順に、第３〜第Ｎ＋１のクロック信号に同期して駆動電極Ｔｘ２〜ＴｘＮに印加するミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動信号ＳＴｘ２〜ＳＴｘＮとして出力される。
【０１１２】
ミューチュアル検出方式の動作モードを実施した後にセルフ検出方式の動作モードを実施する方法では、図１４に示すようなタイミングとなる。スタート信号ＳＴが供給されると、まず、シフトクロック信号ＣＫ１の第１のクロック信号に同期して駆動電極Ｔｘ１に印加するミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動信号ＳＴｘ１として出力され、以降順に、第２〜第Ｎのクロック信号に同期して駆動電極Ｔｘ２〜ＴｘＮに印加するミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが駆動信号ＳＴｘ２〜ＳＴｘＮとして出力される。その後、第Ｎ＋１のクロック信号に同期してセルフ検出用制御信号ＦＤが出力される。
【０１１３】
ここでは、セルフ検出用制御信号ＦＤのパルス幅と駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに印加するミューチュアル検出用の駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮのパルス幅とを同じにしているが、異なるパルス幅にすることも可能である。例えば、セルフ検出用制御信号ＦＤのパルス幅を、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮに印加するミューチュアル検出用の駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮのパルス幅よりも短くしてもよい。この場合には、例えばシフトクロック信号ＣＫ１の各パルス幅を調整することで、セルフ検出用制御信号ＦＤのパルス幅をミューチュアル検出用の駆動信号ＳＴｘ１〜ＳＴｘＮのパルス幅よりも短くすることができる。
【０１１４】
＜駆動電極駆動回路の変形例＞
図１５は、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎの変形例を示す回路図である。前に図７で説明した駆動電極駆動回路は、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄの引き回し配線とＰＭＯＳトランジスタのスイッチが必要となり、例えば狭額縁に対しては不利である。これに対して、図１５に示す駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎは、表示制御部２０の表示制御ＩＣ２０１において、ミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭ／セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄの出力を選択できる構成に適用した例である。この構成であれば、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎ内の各スイッチ回路ＳＷは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、予め選択して入力されたミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭまたはセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄを各駆動電極Ｔｘに供給することができる。
【０１１５】
図１５に示す駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎにおいて、バッファ回路ＢＵＦは前に図７で説明した回路と同様であり、スイッチ回路ＳＷの構成が異なっている。ここでは、異なるスイッチ回路ＳＷの部分を主に説明する。
【０１１６】
各スイッチ回路ＳＷは、１つのＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１と、２つのＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１，ＴＮ６２と、１つのＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１から構成される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１，ＴＮ６２、および、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１は、スイッチとして機能する。
【０１１７】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１の入力端子には、バッファ回路ＢＵＦのインバータＩＶ１２からの出力信号が入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１の出力端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１のソース端子は、電圧配線ＶＧＬに接続されている。
【０１１８】
ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１は、ＰＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤが入力され、ＮＭＯＳトランジスタのゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤを反転した反転信号ｘＦＤが入力される。ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１は、セルフ検出用制御信号ＦＤとこれを反転した反転信号ｘＦＤとによりゲート制御される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１は、ゲート端子にセルフ検出用制御信号ＦＤが入力され、このセルフ検出用制御信号ＦＤによりゲート制御される。
【０１１９】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１は、ソース端子にミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭ／セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが入力され、ゲート端子にＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１の出力端子からの出力信号が入力され、この出力信号によりゲート制御される。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１のドレイン端子は、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２のドレイン端子に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２は、ソース端子に表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが入力され、ゲート端子がＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１の出力端子に接続され、この出力端子からの出力信号によりゲート制御される。
【０１２０】
ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１のドレイン端子とＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２のドレイン端子との接続ノードから、各駆動電極Ｔｘを駆動する駆動信号ＳＴｘが出力される。
【０１２１】
各スイッチ回路ＳＷでは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、予め選択して入力されたミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭまたはセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが各駆動電極Ｔｘに供給される。
【０１２２】
図１５に示すバッファ回路ＢＵＦおよびスイッチ回路ＳＷを含む駆動電極駆動回路の構成において、ミューチュアル検出方式の動作モード、セルフ検出方式の動作モードは、以下のようになる。
【０１２３】
ミューチュアル検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤはロウレベルで、この反転信号ｘＦＤがハイレベルになっており、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１はオン状態であり、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１はオフ状態である。
【０１２４】
スイッチ回路ＳＷでは、バッファ回路ＢＵＦからの出力信号を入力として、この出力信号はオン状態のＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１を通じてそのまま出力される。バッファ回路ＢＵＦからの出力信号がハイレベルの時にはＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２がオン状態になり、出力信号がロウレベルの時にはＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１がオン状態になる。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１がオン状態の時には、予め選択して入力されたミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２がオン状態の時には、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。このようにして、ミューチュアル検出方式の動作モードを実現することができる。
【０１２５】
セルフ検出方式の動作モードでは、セルフ検出用制御信号ＦＤをハイレベルにし、この反転信号ｘＦＤをロウレベルにして、ＣＭＯＳトランスファーゲートＴＧ６１をオフ状態にし、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１をオン状態にする。この時には、オン状態のＮＭＯＳトランジスタＴＮ６１を通じて、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１はオン状態になり、ＮＭＯＳトランジスタＴＮ６２はオフ状態になる。ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１がオン状態の時には、ＰＭＯＳトランジスタＴＰ６１のソース端子に、予め選択して入力されたセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄが各駆動電極Ｔｘに対して供給される。このようにして、セルフ検出方式の動作モードを実現することができる。
【０１２６】
＜一実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態に係わるタッチ検出機能付き液晶表示装置１によれば、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とに対応するための駆動回路を実現することができる。より詳細には、以下の通りである。
【０１２７】
（１）パネル部１０を駆動する駆動部２２による動作モードとして、ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとを有する。これにより、ミューチュアル検出方式の動作モードでは、パネル部１０のタッチ領域１０１の全面１０２を分割した分割領域１０３単位で外部物体の検出動作を行うことができる。また、セルフ検出方式の動作モードでは、パネル部１０のタッチ領域１０１の全面１０２で外部物体の検出動作を行うことができる。この結果、静電容量の変化に基づいた、ミューチュアル検出方式とセルフ検出方式とに対応可能なタッチ検出機能付き液晶表示装置１を実現することができる。
【０１２８】
（２）ミューチュアル検出方式の動作モードでは、特に、パネル部１０の分割領域１０３単位で、この各分割領域１０３に対する外部物体の接触位置を検出することができる。また、セルフ検出方式の動作モードでは、特に、パネル部１０の全面１０２で、この全面１０２に対する外部物体の近接有無を検出することができる。この結果、静電容量の変化に基づいて外部物体の接触位置および近接有無を検出可能なタッチ検出機能付き液晶表示装置１を実現することができる。
【０１２９】
（３）ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとにおいて、セルフ検出方式の動作モードで検出する外部物体は、使用者の指やペンなどのような同じ物体、または、近くにいる他人の携帯電話やスマートフォンなどのような異なる物体とすることができる。この結果、ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとで、同じ物体または異なる物体を検出対象とすることができる。
【０１３０】
（４）ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとにおいて、セルフ検出方式の動作モードは、ミューチュアル検出方式の動作モードよりも時間分割順で前の期間または後の期間に行うことができる。この結果、セルフ検出方式の動作期間をミューチュアル検出方式の動作期間の一部として振り分けて時間分割制御を行うことができる。
【０１３１】
（５）パネル部１０は、駆動信号が供給される複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと、検出信号が発生される複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮと、を有する。この構成において、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれ、および、複数の検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮのそれぞれには、セルフ検出方式の動作モードの期間において、同位相で電圧が周期的に変化する同振幅の駆動信号Ｇｕａｒｄ，Ｓｅｌｆ−Ｓｅｎｓｉｎｇを供給することで、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの間の容量負荷を低減することができる。また、全ての駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮを同時に動作させても、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮがノイズシールドとなるべく電位固定されていることで、ノイズ低減も実現することができる。
【０１３２】
（６）駆動部２２は、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれに駆動信号を供給する駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎを含む。駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎは、複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮにそれぞれ対応する複数のスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮと、セルフ検出用制御信号ＦＤを生成するシフトレジスタＳＲＦＤと、を有する。これにより、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤを駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎの内部で生成することができる。この結果、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎとは別個で、この駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎを制御する表示制御ＩＣ２０１の選定自由度を向上させることができる。
【０１３３】
（７）駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎ内の複数のスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮのそれぞれは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄまたはミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを選択して複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれに供給する。これにより、ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとに対応可能な駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎを実現することができる。
【０１３４】
（８）駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎ内の複数のスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮのそれぞれは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、予め選択して入力されたセルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄまたはミューチュアル検出用駆動信号ＴＳＶＣＯＭを複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれに供給する。これにより、セルフ検出用駆動信号Ｇｕａｒｄの引き回し配線やトランジスタのスイッチを不要にして、ミューチュアル検出方式の動作モードとセルフ検出方式の動作モードとに対応可能な駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎを実現することができる。この結果、引き回し配線が不要となることでパネル部１０の狭額縁化が可能となり、また、スイッチを不要にすることで低消費電力化を実現することができる。
【０１３５】
（９）ミューチュアル検出方式の動作モードおよびセルフ検出方式の動作モードには、パネル部１０に映像を表示する表示期間を含む。駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎ内の複数のスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷＮのそれぞれは、表示期間では、表示用駆動信号ＶＣＯＭＤＣを選択して複数の駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮのそれぞれに供給する。これにより、ミューチュアル検出方式およびセルフ検出方式の検出期間と検出期間との間に、映像を表示する表示期間を設けることができる。
【０１３６】
（１０）パネル部１０は、マトリクス状に配置された薄膜トランジスタＴＦＴおよび液晶素子ＬＣからなる複数の液晶表示素子と、複数の液晶表示素子のそれぞれに走査信号を供給する複数のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮと、複数の液晶表示素子のそれぞれに映像信号を供給する複数の信号線ＳＬ１〜ＳＬＮと、を有する。複数のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮのそれぞれ、および、複数の信号線ＳＬ１〜ＳＬＮのそれぞれは、セルフ検出方式の動作モードの期間において、ハイインピーダンス状態とされる。これにより、パネル部１０のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮおよび信号線ＳＬ１〜ＳＬＮをフローティング状態にすることで、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと薄膜トランジスタＴＦＴとの間の負荷容量を低減することができる。
【０１３７】
（１１）ゲート線駆動部４０は、複数のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮのそれぞれに走査信号を供給するゲート線駆動回路４１を含む。ゲート線駆動回路４１は、複数のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮにそれぞれ対応する複数のスイッチ回路ＳＷを有する。複数のスイッチ回路ＳＷのそれぞれは、セルフ検出用制御信号ＦＤとこの反転信号ｘＦＤとに基づいて、複数のゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮのそれぞれをハイインピーダンス状態にする。これにより、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮをフローティング駆動して対ゲート線ＧＬ１〜ＧＬＮへの容量が低減できるので、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと薄膜トランジスタＴＦＴとの間の容量負荷を低減することが可能となる。
【０１３８】
（１２）上記（１）〜（１１）により、セルフ検出方式の動作期間をミューチュアル検出方式の動作期間の一部として時間分割制御を行い、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮと検出電極Ｒｘ１〜ＲｘＮとの間の充放電容量を見せずに、駆動電極Ｔｘ１〜ＴｘＮが電位固定されていることで、セルフ検出方式の動作を高精度かつ短時間で行うことが可能なタッチ検出機能付き液晶表示装置１を実現することができる。このタッチ検出機能付き液晶表示装置１は、ミューチュアル検出方式の動作モードが実現できる構造に対して、新規の構造を必要とすることなく、駆動電極駆動回路２３−１〜２３−Ｎおよびゲート線駆動回路４１の変更によって、セルフ検出方式の動作モードとミューチュアル検出方式の動作モードとを実現することが可能となる。また、セルフ検出方式の動作モードによる近接有無検出と、ミューチュアル検出方式の動作モードによる接触位置検出の結果を同時にレポートとして出力することが可能となる。
【０１３９】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例および修正例に想到し得るものであり、それら変形例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【０１４０】
また、本実施の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の記載から明らかなもの、また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。
【０１４１】
以上、本実施の形態では、タッチ検出機能付き液晶表示装置を中心に記載しているが、表示パネルが液晶表示パネルに限定されるものではない。例えば、表示パネルを、有機ＥＬ素子をマトリクス状に配列した有機ＥＬ型のパネルを用いたものであってもよい。この場合、駆動電極を有機ＥＬ型パネルのカソード電極と兼用することも可能である。尚、有機ＥＬ型パネルをはじめ、各画素にメモリ機能を有する液晶表示パネルでは、ゲート信号線と信号線以外に、リセット線やクロック線等の他の制御線が用いられることがある。これら他の制御線に対しても本願発明を適用することが可能である。また、タッチ検出機能を表示パネルとは別のパネルに設け、表示パネルとタッチ検出パネルとを一体化させた表示装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  液晶表示装置
１０  パネル部
１１  表示パネル部
１２  タッチ検出パネル部
２０  表示制御部
２１  制御部
２２  駆動部
２３  タッチ駆動部
２４  表示駆動部
３０  タッチ制御部
３１  タッチ検出部
３２  計算部
４０  ゲート線駆動部
５０  信号線駆動部
１０１  タッチ領域
１０２  全面
１０３  分割領域
Ｔｘ１〜ＴｘＮ  駆動電極
Ｒｘ１〜ＲｘＮ  検出電極
ＧＬ１〜ＧＬＮ  ゲート線
ＳＬ１〜ＳＬＮ  信号線
【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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