(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示を行う表示パネルと、タッチ入力を検出するタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示装置であって、
前記タッチパネルに形成され、一方向に延在して配設された複数の第１電極と、
前記表示パネルに形成され、前記第１電極に平面視で交差して配設され、画像が表示される表示領域を形成する複数の画素に共通の電位を与える共通電極としても機能する第２電極と、
前記表示パネルに前記第２電極と共に形成され、互いに平面視で交差して配設された複数の画素信号線及び複数の走査信号線と、
を備え、
所定間隔で、前記第１電極に第１の駆動信号を印加すると共に前記第２電極に第２の駆動信号を印加し、前記第１電極の電圧変動及び前記第２電極の電圧変動に基づきタッチ検出を行うタッチ検出期間内において、前記画素信号線と前記走査信号線とをフローティング状態とし、
画像表示を制御する表示制御部と、
タッチ検出を行うタッチ検出部と、
前記フローティング状態を制御するフローティング状態制御部と、
を備え、
前記表示制御部と前記フローティング状態制御部とが実装された第１のＩＣと、
前記タッチ検出部が実装された第２のＩＣと、
を有し、
前記フローティング状態制御部は、
前記タッチ検出期間内において、前記画素信号線と前記走査信号線とが前記フローティング状態となるように制御する
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記タッチ検出部は、前記タッチ検出期間内において、前記第１電極に対し前記第１の駆動信号を出力すると共に、前記第２電極に対し前記第２の駆動信号を出力する
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】
前記タッチ検出部は、前記タッチ検出期間内において、前記フローティング状態制御部に対し、前記フローティング状態を一時的に解除させるフローティング状態解除信号を送信する
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】
前記第１のＩＣは、
前記タッチ検出期間内において、少なくとも前記フローティング状態制御部以外の動作を停止する
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記第２のＩＣは、
前記タッチ検出期間内において、前記フローティング状態制御部に対し、前記フローティング状態を定期的に解除させるフローティング状態解除信号を出力する
請求項１又は請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置と、
前記タッチ検出機能付き表示装置を制御する処理部と、
を備え、
前記タッチ検出期間は、前記表示パネルへの画像表示機能を停止したスリープモードにてタッチ検出を行う期間であり、
前記処理部は、
前記スリープモードから、前記表示パネルへの画像表示機能を動作させる通常動作モードに移行するための前記タッチパネル上における軌跡パターンが定義されたジェスチャが登録され、前記タッチ検出期間内において検出された座標の軌跡と、当該ジェスチャで定義された軌跡パターンとが一致した場合に、前記スリープモードから前記通常動作モードに移行する
表示システム。
【請求項７】
前記処理部が実装されたホストＩＣを有する
請求項６に記載の表示システム。
【請求項８】
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と、
前記タッチ検出機能付き表示装置を制御する処理部と、
を備え、
前記タッチ検出期間は、前記表示パネルへの画像表示機能を停止したスリープモードにてタッチ検出を行う期間であり、
前記処理部は、
前記スリープモードから、前記表示パネルへの画像表示機能を動作させる通常動作モードに移行するための前記タッチパネル上における軌跡パターンが定義されたジェスチャが登録され、前記タッチ検出期間内において検出された座標の軌跡と、当該ジェスチャで定義された軌跡パターンとが一致した場合に、前記スリープモードから前記通常動作モードに移行する
表示システム。
【請求項９】
前記処理部は、前記タッチ検出部から出力される信号に基づき、前記タッチ検出期間内において、前記フローティング状態制御部に対し、前記フローティング状態を定期的に解除させるフローティング状態解除信号を出力する
請求項８に記載の表示システム。
【請求項１０】
前記処理部が実装されたホストＩＣを有する
請求項９に記載の表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出機能付き表示装置及び表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいはタッチパネルと表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示パネルが注目されている。このようなタッチパネルを有する表示パネルは、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
【０００３】
タッチパネルの方式としては、光学式、抵抗式、静電容量式などいくつかの方式が存在する。例えば、静電容量式のタッチパネルにおいて、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、タッチ検出用の駆動電極としても用いる構成として、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示パネルを採用した表示装置がある。
【０００４】
携帯電話装置やタブレットのような電子機器で用いられるタッチ検出機能付き表示装置は、画像表示を行うとともにタッチ検出を行う通常動作モードを有するほか、消費電力を低減するため、一定時間操作がない場合に画像表示を停止するとともに各部の動作を停止するスリープモードを有することが好ましい。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、スリープモード時に自己静電容量方式によりタッチ操作の有無を検出し、タッチ操作を検出したら、相互静電容量方式によりタッチ座標位置やジェスチャ（指などの外部近接物体の動き方）を検出し、所定のジェスチャを検出したら、通常動作モードに移行するタッチ検出機能付き表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２４１０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されているタッチ検出機能付き表示装置は、スリープモード時に相互静電容量方式を用いてタッチ座標位置やジェスチャを検出する。表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示装置では、共通電極だけでなく、共通電極をタッチ検出用の駆動電極として駆動するための構成部についても、表示用とタッチ検出用とで共用するのが一般的であり、共通電極をタッチ検出用の駆動電極として駆動するための構成部は、表示用のデバイス側が持つ場合が多い。このため、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示装置において、スリープモード時に相互静電容量方式を用いてジェスチャ検出機能を実現する構成では、表示制御用のデバイスの表示装置の表示面上にタッチパネルを形成したタッチ検出機能付き表示パネルを用いた表示装置において、スリープモード時におけるジェスチャ検出機能を実現する場合よりも消費電力が大きくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示パネルを用いた構成において、スリープモード時にジェスチャ検出機能を実現する際の低消費電力化を実現可能なタッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置及び表示システム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、画像表示を行う表示パネルと、タッチ入力を検出するタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示装置であって、タッチパネルに形成され、一方向に延在して配設された複数の第１電極と、表示パネルに形成され、第１電極に平面視で交差して配設され、画像が表示される表示領域を形成する複数の画素に共通の電位を与える共通電極としても機能する第２電極と、表示パネルに第２電極と共に形成され、互いに平面視で交差して配設された複数の画素信号線及び複数の走査信号線と、を備え、所定間隔で、第１電極に第１の駆動信号を印加すると共に第２電極に第２の駆動信号を印加し、第１電極の電圧変動及び第２電極の電圧変動に基づきタッチ検出を行うタッチ検出期間内において、画素信号線と走査信号線とをフローティング状態とする。
【００１０】
本発明の一態様の表示システムは、上述したタッチ検出機能付き表示装置と、タッチ検出機能付き表示装置を制御する処理部と、を備え、タッチ検出期間は、表示パネルへの画像表示機能を停止したスリープモードにてタッチ検出を行う期間であり、処理部は、スリープモードから、表示パネルへの画像表示機能を動作させる通常動作モードに移行するためのタッチパネル上における軌跡パターンが定義されたジェスチャが登録され、タッチ検出期間内において検出された座標の軌跡と、当該ジェスチャで定義された軌跡パターンとが一致した場合に、スリープモードから通常動作モードに移行する。
【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及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２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、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。
【図３】図３は、図２に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図４】図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態を表す説明図である。
【図５】図５は、図４に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図６】図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【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、指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図８】図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図９】図９は、駆動信号及びタッチ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一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る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、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。
【図１３】図１３は、駆動電極とタッチ検出電極との位置関係を斜視的に表す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係る表示システムの動作のタイミング図の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係る表示システムにおけるジェスチャ判定フローの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、実施形態２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一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、実施形態３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一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係る表示システムの動作のタイミング図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。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及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る表示システム１は、タッチ検出機能付き表示装置１００と、処理部２００とを備え構成される。
【００１４】
タッチ検出機能付き表示装置１００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、ゲート信号スイッチ１２０と、ソースドライバ１３と、ソース信号スイッチ１３０と、駆動電極ドライバ１４と、駆動信号スイッチ１４０と、タッチ検出部４０とを備えている。タッチ検出機能付き表示装置１００は、タッチ検出機能付き表示部１０がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。本実施形態において、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表示パネル２０と、タッチ入力を検出するタッチ検出装置であるタッチパネル３０とを一体化した装置である。
【００１５】
タッチ検出機能付き表示装置１００は、画像表示機能を動作させて表示パネル２０への画像表示を行うとともにタッチ検出を行う通常動作モードと、画像表示機能を停止、すなわち表示パネル２０への画像表示を行わずにタッチ検出を行うスリープモードと、を有する。タッチ検出機能付き表示装置１００は、通常動作モードで一定期間タッチ操作がないと、スリープモードに移行する。タッチ検出機能付き表示装置１００は、スリープモードで所定のジェスチャを検出したら、通常動作モードに移行する。ここで、所定のジェスチャとは、例えば、ダブルタップ操作やスワイプ操作等、タッチパネル３０上における指などの外部近接物体の動き方の軌跡パターンが定義されたものであり、タッチ検出機能付き表示装置１００は、スリープモードにおいて、スリープモードから通常動作モードへの移行するためのジェスチャを検出することにより、画面表示を行う通常動作モードに移行する。
【００１６】
タッチ検出機能付き表示装置１００は、通常動作モードにおいて、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、駆動電極ドライバ１４と、タッチ検出部４０と、が主に動作する。一方、タッチ検出機能付き表示装置１００は、スリープモードにおいて、表示制御部１１内のスイッチ制御部１１０と、タッチ検出部４０と、が主に動作する。また、本実施形態に係る表示システム１は、オペレーティングシステムプログラム等を実行して表示制御部１１やタッチ検出部４０との間で通信を行い、表示システム１全体を制御するアプリケーションプロセッサである処理部２００、タッチ検出機能付き表示装置１００の裏面から光を照射するバックライト（図示せず）等を備えている。
【００１７】
タッチ検出機能付き表示装置１００は、通常動作モードにおいて、後述するタッチ検出電極ＴＤＬ（第１電極）と後述する駆動電極ＣＯＭＬ（第２電極）との間の相互静電容量方式により、タッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標を検出する。この通常動作モードでは、処理部２００は、タッチ検出機能付き表示装置１００から出力された座標からジェスチャを検出して、当該ジェスチャに対応した制御を行う。この通常動作モードにおいて、一定期間タッチ操作が行われなかった場合や、ユーザが意図的にスリープモードに移行する操作（例えば、表示ＯＦＦ）を行った場合には、処理部２００は、タッチ検出機能付き表示装置１００をスリープモードに移行させる。
【００１８】
また、タッチ検出機能付き表示装置１００は、スリープモードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式によりタッチ操作を検出し、タッチ操作を検出した場合、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式、及び、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式の双方を併用することにより、タッチ操作が行われた座標を検出する。このスリープモード時にタッチ操作が検出されると、処理部２００は、タッチ検出機能付き表示装置１００から出力された座標から、所定のジェスチャ（スリープモードから通常動作モードへの移行するためのジェスチャ）を検出して、タッチ検出機能付き表示装置１００を通常動作モードに移行させる。
【００１９】
ゲートドライバ１２は、通常動作モードにおいて、表示制御部１１からゲート信号スイッチ１２０を介して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。
【００２０】
ソースドライバ１３は、通常動作モードにおいて、表示制御部１１からソース信号スイッチ１３０を介して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、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。
【００２１】
駆動電極ドライバ１４は、通常動作モードにおいて、表示制御部１１から駆動信号スイッチ１４０を介して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を供給する回路である。
【００２２】
表示パネル２０は、通常動作モードにおいて、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表示素子である。表示制御部１１は、外部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、及びタッチ検出部４０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。
【００２３】
タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、通常動作モードにおいて、後述する駆動電極ＣＯＭＬと後述するタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式によりタッチ操作や当該タッチ操作が行われた座標の検出を行う第１のタッチ検出モードと、スリープモードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式によりタッチ操作の検出を行う第２のタッチ検出モードと、スリープモードにおいて、第２のタッチ検出モードによりタッチ操作を検出した場合に、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式、及び、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式の双方によりタッチ操作が行われた座標を検出する第３のタッチ検出モードと、を有する。
【００２４】
第１のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から駆動信号スイッチ１４０を介して駆動信号Ｖｃｏｍが入力され、第１検出部４２−１に第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。
【００２５】
第２のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、タッチ検出部４０の第１駆動ドライバ４１−１から駆動信号が入力され、第１検出部４２−１に第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。
【００２６】
第３のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、タッチ検出部４０の第１駆動ドライバ４１−１から第１の駆動信号が入力され、第１検出部４２−１に第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力すると共に、タッチ検出部４０の第２駆動ドライバ４１−２から駆動信号スイッチ１４０を介して第２の駆動信号が入力され、第２検出部４２−２に第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４を出力する。
【００２７】
タッチ検出部４０は、表示制御部１１から供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給された第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２、第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３、及び第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標を検出する回路である。
【００２８】
タッチ検出部４０は、通常動作モードの第１のタッチ検出モードにおいてタッチ操作を検出した場合に、そのタッチ操作が行われた座標を求める。
【００２９】
また、タッチ検出部４０は、スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいてタッチ操作を検出した場合に、第３のタッチ検出モードに移行して、そのタッチ操作が行われた座標を求める。
【００３０】
このタッチ検出部４０は、第１駆動ドライバ４１−１と、第１検出部４２−１と、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１と、第２駆動ドライバ４１−２と、第２検出部４２−２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、クロック生成部４０１と、を備えている。また、タッチ検出部４０は、表示制御部１１にリセット信号ＲＥＳＸ２やＴＲＧＴ信号を送信する機能を有している。
【００３１】
表示制御部１１は、通常動作モードにおいて、処理部２００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１６、およびタッチ検出部４０の検出タイミング制御部４６に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。
【００３２】
この表示制御部１１は、基準クロックを生成するクロック生成部１１１を有している。表示制御部１１は、通常動作モードにおいて、クロック生成部１１１により生成される基準クロックに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１６、およびタッチ検出部４０の検出タイミング制御部４６に供給する各制御信号を生成するようになっている。
【００３３】
また、表示制御部１１は、ゲートドライバ１２、ゲート信号スイッチ１２０、ソース信号スイッチ１３０、及び駆動信号スイッチ１４０を制御するスイッチ制御部１１０を有している。具体的には、スイッチ制御部１１０は、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、制御信号ｘＤＩＳＣによってゲートドライバ１２を制御し、ゲートドライバ１２を不動作とすると共に、制御信号ＧＯＦＦによってゲート信号スイッチ１２０を制御し、後述する走査信号線ＧＣＬをフローティングした状態、すなわち、ゲートドライバ１２から走査信号線ＧＣＬを切り離したフローティング状態とする。また、スイッチ制御部１１０は、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、制御信号ＡＳＷによってソース信号スイッチ１３０を制御し、後述する画素信号線ＳＧＬをフローティングした状態、すなわち、ソースドライバ１３から画素信号線ＳＧＬを切り離したフローティング状態とする。また、スイッチ制御部１１０は、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、制御信号ＳＥＬＦ＿ＥＮ信号によって駆動信号スイッチ１４０を制御し、タッチ検出部４０の第２駆動ドライバ４１−２から供給される第２の駆動信号をタッチパネル３０に供給する。なお、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬをフローティングする理由については、後述する。
【００３４】
また、本実施形態では、スリープモード時には、タッチ検出部４０の検出タイミング制御部４６や、表示制御部１１内のスイッチ制御部１１０の制御に必要な基準クロックは、タッチ検出部４０内のクロック生成部４０１が生成するものとする。これにより、表示制御部１１は、スリープモード時において、スイッチ制御部１１０を含む一部機能ブロックを除く、クロック生成部１１１を含む機能ブロックの動作を停止させることができ、スリープモード時における消費電力を抑制することができる。
【００３５】
上述した構成において、スイッチ制御部１１０は、上述した走査信号線ＧＣＬと画素信号線ＳＧＬとのフローティング状態を制御する「フローティング状態制御部」として機能する。
【００３６】
上述のとおり、タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図２〜図６を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１００の第１のタッチ検出モードにおける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。図２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、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図５は、図４に示す指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図６は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触または近接する場合を説明するが、指に限られず、スタイラスペン等の物体であってもよい。
【００３７】
例えば、図２に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図３に示すように、容量素子Ｃ１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１に示す第１検出部４２−１に含まれる積分回路である。
【００３８】
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１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Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、図６に示すような出力波形（第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４から入力される駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。
【００３９】
指が接触（または近接）していない状態（非接触状態）では、図２及び図３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。図３に示す電圧検出器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（図６参照））に変換する。
【００４０】
一方、指が接触（または近接）した状態（接触状態）では、図４に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２が、タッチ検出電極Ｅ２と接しているまた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Ｃ１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図５に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ１が流れる。図６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、指などの外部から近接する物体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｜を精度よく検出するため、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Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。
【００４１】
通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、図１に示すタッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から駆動信号スイッチ１４０を介して供給される駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査する。この通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出部４０は、後述する駆動電極ＣＯＭＬと後述するタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式によりタッチ検出を行うようになっている。
【００４２】
通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図３または図５に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力し、タッチ検出部４０の第１検出部４２−１に供給するようになっている。
【００４３】
通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、第１検出部４２−１は、タッチパネル３０から供給される第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅する。なお、第１検出部４２−１は、第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。
【００４４】
通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１は、駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、第１検出部４２−１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。
【００４５】
次に、図７〜図９を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１００の第２タッチ検出モード及び第３タッチ検出モードにおける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。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、指が接触または近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図８は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図９は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触または近接する場合を説明するが、指に限られず、スタイラスペン等の物体であってもよい。
【００４６】
図７に示すように、指が接触または近接していない状態において、タッチ検出電極Ｅ２に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。タッチ検出電極Ｅ２は、静電容量Ｃ３を有しており、静電容量Ｃ３に応じた電流が流れる。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（実線の波形Ｖ２（図９参照））に変換する。
【００４７】
具体的には、図７及び図８に示すように、タッチ検出電極Ｅ２はスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２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波形Ｓｇは電圧Ｖ０に相当する電圧レベルを上昇させる。このときスイッチＳＷ１はオンしておりスイッチＳＷ２はオフしている。このためタッチ検出電極Ｅ２も電圧Ｖ０の電圧上昇となる。次に時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１をオフとする。このときタッチ検出電極Ｅ２はフローティング状態であるが、タッチ検出電極の容量Ｃ３（図７参照）、あるいはタッチ検出電極の容量Ｃ３に指等の接触または近接よる容量Ｃ４を加えた容量（Ｃ３＋Ｃ４、図８参照）によって、タッチ検出電極Ｅ２の電位はＶ０が維持される。更に、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ３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出力電圧はＶｒｅｆと略等しい電圧となる。
【００４８】
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ２をオンさせると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部がタッチ検出電極Ｅ２の電圧Ｖ０となり、その後、タッチ検出電極Ｅ２の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）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、タッチ検出電極Ｅ２の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力（第２乃至第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２，３，４）が上昇する。電圧検出器ＤＥＴの出力（Ｖｄｅｔ２，３，４）は、タッチ検出電極Ｅ２に近接していないときは、実線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２（３，４）＝Ｃ３・Ｖ０／Ｃ５となる。指等の影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ５となり、Ｖｄｅｔ２（３，４）＝（Ｃ３＋Ｃ４）・Ｖ０／Ｃ５となる。その後、タッチ検出電極の容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）の電荷が十分Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ２をオフさせスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３をオンさせることによりタッチ検出電極Ｅ２の電位を交流波形Ｓｇと同電位のローレベルにすると共に電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチＳＷをオンさせるタイミングはスイッチＳＷ２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よく、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングはスイッチＳＷ２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よい。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。なお、タッチ検出電極Ｅ２の電位は、図９に示すように、指等が近接していないときはＶ２の波形となり、指等の影響によるＣ４が付加されるときはＶ３の波形となる。波形Ｖ２と波形Ｖ３とが、それぞれ所定の電圧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。
【００４９】
スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、図１に示すタッチパネル３０は、第１駆動ドライバ４１−１から供給される駆動信号に従って、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬに電荷が供給される。このスリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式によりタッチパネル３０におけるタッチ検出を行うようになっている。
【００５０】
スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図７または図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。この第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２は、タッチ検出部４０の第１検出部４２−１に供給される。
【００５１】
スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、第１検出部４２−１は、タッチパネル３０から供給される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。
【００５２】
スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２は、第１検出部４２−１から入力された信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部４４に出力する。
【００５３】
一方、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、図１に示すタッチパネル３０は、第１駆動ドライバ４１−１から複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬに供給される第１の駆動信号に従って、タッチ検出電極ＴＤＬに電荷が供給されると共に、駆動信号スイッチ１４０を介して第２駆動ドライバ４１−２から複数の後述する駆動電極ＣＯＭＬに供給される第２の駆動信号に従って、駆動電極ＣＯＭＬに電荷が供給される。このスリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式、及び、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式の双方を併用することにより、タッチパネル３０におけるタッチ検出を行うようになっている。
【００５４】
スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、タッチパネル３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図７または図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を出力すると共に、複数の後述する駆動電極ＣＯＭＬから、図７または図８に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４を出力する。第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３は、タッチ検出部４０の第１検出部４２−１に供給され、第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４は、タッチ検出部４０の第２検出部４２−２に供給される。
【００５５】
スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、第１検出部４２−１は、タッチパネル３０から供給される第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３を増幅し、第２検出部４２−２は、タッチパネル３０から供給される第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４を増幅する。なお、第１検出部４２−１は、第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２、及び第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。また、第２検出部４２−２は、第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。
【００５６】
スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、第１Ａ／Ｄ変換部４３−１は、第１検出部４２−１から入力された信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部４４に出力する。また、第２Ａ／Ｄ変換部４３−２は、第２検出部４２−２から入力された信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部４４に出力する。
【００５７】
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の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。
【００５８】
通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、信号処理部４４は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した図６における波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜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よい。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。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出したデジタル電圧を所定の閾値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０は、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおける相互静電容量方式によるタッチ検出が可能となる。
【００５９】
スリープモード時の第２のタッチ検出モード及び第３のタッチ検出モードにおいて、信号処理部４４は、指による差分の電圧のみ取り出す処理を行う。信号処理部４４は、検出した指による差分の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接物体の接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０は、スリープモード時の第２のタッチ検出モード及び第３のタッチ検出モードにおける自己静電容量方式によるタッチ検出が可能となる。
【００６０】
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。この座標抽出部４５は、タッチパネル座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。
【００６１】
本実施形態において、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードでは、後述する駆動電極ＣＯＭＬと後述するタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式によりタッチパネル３０におけるタッチ検出を行うことで、タッチパネル座標を求めることが可能である。一方、スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおける一般的な自己静電容量方式では、タッチ検出電極ＴＤＬの配列方向の座標は検出可能であるが、タッチ検出電極ＴＤＬの配列方向に直交した駆動電極ＣＯＭＬの配列方向の座標は検出することができない。このため、本実施形態では、スリープモード時、まず、第２のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式によりタッチ操作を検出し、この第２のタッチ検出モードにおいてタッチ操作を検出した場合に、第３のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式、及び、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式の双方を併用することにより、タッチ検出電極ＴＤＬの配列方向の座標を求めると共に、駆動電極ＣＯＭＬの配列方向の座標を求めるようにしている。これにより、スリープモードにおいて、表示制御部１１によりタイミング制御が必要な駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式のタッチ検出を行うことなく、タッチ座標やジェスチャを検出することができる。
【００６２】
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一例を示す図である。図１０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１００は、タッチ検出機能付き表示部１０と、ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４と、表示制御用ＩＣ（第１のＩＣ）１９と、タッチ検出用ＩＣ（第２のＩＣ）１８とを含む。タッチ検出機能付き表示部１０、ゲートドライバ１２、及び駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１に形成されている。また、実施形態１に係る表示システム１は、タッチ検出機能付き表示装置１００と、ホストＩＣ１７とを含み構成される。
【００６３】
表示制御用ＩＣ１９は、ＴＦＴ基板２１にＣＯＧ（Chip  On  Glass）実装されたチップであり、上述した表示制御部１１を内蔵したものである。
【００６４】
タッチ検出用ＩＣ１８は、ＴＦＴ基板２１の短辺側に設けられたフレキシブル基板Ｔに実装されており、上述したタッチ検出部４０を内蔵したものである。
【００６５】
ホストＩＣ１７は、タッチ検出機能付き表示装置１００の外部に設けられ、フレキシブル基板Ｔを介してタッチ検出機能付き表示装置１００に接続されており、上述した処理部２００を内蔵したものである。
【００６６】
なお、図１０に示す例において、図１に示したゲート信号スイッチ１２０、ソースドライバ１３、ソース信号スイッチ１３０、駆動信号スイッチ１４０等は、図示を省略しているが、タッチ検出機能付き表示部１０、ゲートドライバ１２、及び駆動電極ドライバ１４と共にＴＦＴ基板２１に形成されているものとする。
【００６７】
図１０に示す例では、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、このタッチ検出機能付き表示部１０における、駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬと立体交差するように形成されたゲートドライバ１２に接続される走査信号線ＧＣＬとを模式的に示している。また、図１０に示す例では、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、タッチ検出機能付き表示部１０における、駆動電極ＣＯＭＬと、駆動電極ＣＯＭＬと交差せず平行な方向に延びるように形成された画素信号線ＳＧＬとを模式的に示している。
【００６８】
タッチ検出機能付き表示部１０は、いわゆるランドスケープ型（横長）のものである。駆動電極ＣＯＭＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の長辺方向に形成されており、後述するタッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示部１０の短辺方向に形成されている。
【００６９】
次に、タッチ検出機能付き表示部１０の構成例を詳細に説明する。図１１は、実施形態１に係る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、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。
【００７０】
図１１に示すように、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液晶層６とを備えている。
【００７１】
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り、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）モードを含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モード等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示部が用いられる。なお、図９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よい。
【００７２】
また、対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２とを含む。ガラス基板３１の他方の面には、タッチパネル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３５Ａが配設されている。
【００７３】
画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２と、ＴＦＴ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、ＴＦＴ基板２１の下面側には入射側偏光板３５Ｂとを含む。
【００７４】
ＴＦＴ基板２１には、図１２に示す画素Ｐｉｘを構成する各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin  Film  Transistor）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、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。このように、画素信号線ＳＧＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図１２に示す表示パネル２０は、マトリックス状に配列した複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。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。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。
【００７５】
副画素ＳＰｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、表示パネル２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲート信号スイッチ１２０を介してゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、表示パネル２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソース信号スイッチ１３０を介してソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、表示パネル２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動信号スイッチ１４０を介して駆動電極ドライバ１４と接続され、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、同じ一列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。
【００７６】
図１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、副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、表示パネル２０にマトリックス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。図１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。図１に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、図１１及び図１２に示す、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなる駆動電極ブロックごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。
【００７７】
上述したように、表示パネル２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線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、表示パネル２０では、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を含む駆動電極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。
【００７８】
本実施形態に係る駆動電極ＣＯＭＬは、通常動作モード時に画像表示を行う際に、画像が表示される表示領域を形成する複数の画素に共通の電位を与える共通電極としても機能するとともに、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて相互静電容量方式によりタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。また、本実施形態に係る駆動電極ＣＯＭＬは、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて自己静電容量方式によりタッチ検出を行う際の検出電極としても機能する。
【００７９】
図１３は、駆動電極とタッチ検出電極との位置関係を斜視的に表す図である。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から構成されている。通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて相互静電容量方式により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から駆動信号スイッチ１４０を介して駆動信号Ｖｃｏｍが順次供給され、後述するように時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。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、ＴＦＴ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。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬの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ている。
【００８０】
この構成により、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックが順次選択される。そして、タッチ検出電極ＴＤＬから第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力されることにより、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおける駆動電極ブロックは、上述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に対応するものであり、タッチパネル３０は、この基本原理に従い、タッチ操作及び当該タッチ操作が行われたタッチ座標を検出するようになっている。そして、図１３に示すように、互いに交差した電極パターンは、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、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードでは、タッチパネル３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出が可能となっている。
【００８１】
また、スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、第１駆動ドライバ４１−１から複数のタッチ検出電極ＴＤＬに駆動信号がそれぞれ供給され、タッチ検出電極ＴＤＬから第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。ユーザがタッチパネル３０に指等を接触または近接させた場合に、指等とタッチ検出電極ＴＤＬとの間に静電容量が形成され、タッチ検出電極ＴＤＬの静電容量が変化する。これにより、スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、外部近接物体の接触または近接が生じたことを検出することができる。このスリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬは、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理におけるタッチ検出電極Ｅ２に対応する。タッチパネル３０は、この基本原理に従い、スリープモード時の第２のタッチ検出モードにおいて、タッチ操作を検出するようになっている。
【００８２】
また、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式、及び、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式の双方を併用してタッチ検出動作を行う際、第１駆動ドライバ４１−１から複数のタッチ検出電極ＴＤＬに第１の駆動信号がそれぞれ供給され、タッチ検出電極ＴＤＬから第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３が出力されると共に、第２駆動ドライバ４１−２から複数の駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号スイッチ１４０を介して第２の駆動信号がそれぞれ供給され、駆動電極ＣＯＭＬから第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４が出力される。ユーザがタッチパネル３０に指等を接触または近接させた場合に、指等とタッチ検出電極ＴＤＬとの間に静電容量が形成され、タッチ検出電極ＴＤＬの静電容量が変化すると共に、指等と駆動電極ＣＯＭＬとの間に静電容量が形成され、駆動電極ＣＯＭＬの静電容量が変化する。これにより、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、外部近接物体の接触または近接が生じた座標の検出が可能となっている。このスリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理におけるタッチ検出電極Ｅ２に対応する。タッチパネル３０は、この基本原理に従い、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、タッチ操作が行われた座標を検出するようになっている。
【００８３】
ところで、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部１０において、駆動電極ＣＯＭＬは、上述したように、通常動作モード時に画像表示を行う際に、画像が表示される表示領域を形成する複数の画素に共通の電位を与える共通電極としても機能するとともに、通常動作モード時の第１のタッチ検出モードにおいて相互静電容量方式によりタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。また、本実施形態に係る駆動電極ＣＯＭＬは、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて自己静電容量方式によりタッチ検出を行う際の検出電極としても機能する。このような構成とするため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部１０は、図１１を用いて説明したように、駆動電極ＣＯＭＬ、画素信号線ＳＧＬ、及び走査信号線ＧＣＬが形成されたＴＦＴ基板２１を含む画素基板２と、タッチ検出電極ＴＤＬが形成された対向基板３とが液晶層６を挟み対向配置される。このため、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間の静電容量、及び、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの間の静電容量がスリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて指等と駆動電極ＣＯＭＬとの間に形成される静電容量に対して無視できない大きさとなる。従って、画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬが電位固定された状態では、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行う際の検出精度が低下することが考えられる。
【００８４】
本実施形態では、上述したように、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬをフローティングする。これにより、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間の容量結合、及び、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの間の容量結合による検出精度の低下を抑制することができる。
【００８５】
一方、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬをフローティングした状態で、駆動電極ＣＯＭＬに駆動信号を与え続けると、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに予期しない電圧が印加されて表示パネル２０の焼き付きが発生して画面の黒浮き等の表示異常が発生することが考えられる。
【００８６】
本実施形態では、スリープモード時の第３のタッチ検出モードにおいて、一時的（例えば、定期的）に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬのフローティング状態を解除する。これにより、表示パネル２０の焼き付きの発生を抑制することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、図１に示すように、タッチ検出部４０がスイッチ制御部１１０に対して走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬのフローティング状態を解除するための制御信号を出力する構成とし、タッチ検出部４０は、クロック生成部１１１により生成される基準クロックに基づいて、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬのフローティング状態の解除タイミングを制御する。これにより、表示制御部１１のクロック生成部１１１の停止状態を保つことができ、スリープモード時における消費電力を抑制することができる。
【００８８】
次に、本実施形態に係る表示システム１の動作を詳細に説明する。図１４は、実施形態１に係る表示システムの動作のタイミング図の一例を示す図である。図１５は、実施形態１に係る表示システムにおけるジェスチャ判定フローの一例を示す図である。図１４、図１５に示す例では、図１０を用いて説明したように、表示制御部１１が表示制御用ＩＣ１９に実装され、タッチ検出部４０がタッチ検出用ＩＣ１８に実装されているものとして説明する。また、処理部２００は、外部のホストＩＣ１７に実装されているものとする。
【００８９】
図１４に示す例において、（Ａ）はタッチ検出用ＩＣ１８のタッチ検出モードを示している。（Ｂ）はホストＩＣ１７から表示制御用ＩＣ１９に送信されるコマンドを示し、（Ｃ）はホストＩＣ１７とタッチ検出用ＩＣ１８との間で送受信されるコマンドを示している。（Ｄ）はタッチ検出電極ＴＤＬに与える駆動信号を示し、（Ｅ）は駆動電極ＣＯＭＬに与える駆動信号を示している。（Ｆ）は、タッチ検出用ＩＣ１８から表示制御用ＩＣ１９に実装されたスイッチ制御部１１０を含む一部機能を起動させるためのハードウェアリセット信号であるＲＥＳＸ２信号を示し、（Ｇ）はタッチ検出用ＩＣ１８から表示制御用ＩＣ１９に出力される制御信号であるＴＲＧＴ信号を示し、（Ｈ）はタッチ検出用ＩＣ１８から表示制御部１１のスイッチ制御部１１０に出力されるＲＣ信号（フローティング状態解除信号）を示している。（Ｉ）は表示制御用ＩＣにおける表示動作タイミングを示し、（Ｊ）は表示制御部１１のスイッチ制御部１１０から出力されるＳＥＬＦ＿ＥＮ信号、ＧＯＦＦ信号、ｘＤＩＳＣ信号の動作タイミングを示し、（Ｋ）は表示制御部１１のスイッチ制御部１１０から出力されるＡＳＷ信号の動作タイミングを示している。
【００９０】
初期タイミングｔ０において、タッチ検出用ＩＣ１８は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式により（図１４（Ｄ））、第２のタッチ検出モードで動作している（図１４（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８は、この第２のタッチ検出モードにより、スリープモードにおけるタッチ操作を検出する（図１５（ステップＳ１））。具体的には、第２のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ０〜ｔ１期間）内において、第１駆動ドライバからタッチ検出電極ＴＤＬに所定間隔で駆動信号が出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の電圧変動）が検出され、この第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の電圧変動に基づき、タッチ操作の検出が行われる。このとき、表示制御用ＩＣ１９は、ＲＥＳＸ２信号等の外部信号を受信するための機能ブロック以外の動作を停止している。また、このとき、タッチ検出用ＩＣ１８が出力するＲＥＳＸ２信号、ＴＲＧＴ信号、ＲＣ信号は、インアクティブ（ローレベル）である（図１４（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ））。
【００９１】
タッチ検出用ＩＣ１８は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式による第２のタッチ検出モードによりタッチ操作を検出すると（図１４（Ｄ））、タイミングｔ１において、ＲＥＳＸ２信号をアクティブ（ハイレベル）にする（図１４（Ｆ））。ＲＥＳＸ２信号は、タッチ検出用ＩＣ１８から表示制御用ＩＣ１９に送られる。表示制御用ＩＣ１９は、タイミングｔ１においてＲＥＳＸ２信号がアクティブになると、スイッチ制御部１１０を含む一部機能が起動する。
【００９２】
続くタイミングｔ２において、タッチ検出用ＩＣ１８は、ＴＲＧＴ信号をアクティブ（ハイレベル）にすると共に（図１４（Ｇ））、第１駆動ドライバ４１−１及び第２駆動ドライバ４１−２を起動する。ＴＲＧＴ信号は、タッチ検出用ＩＣ１８から表示制御用ＩＣ１９に送られる。表示制御用ＩＣ１９のスイッチ制御部１１０は、タイミングｔ１においてＴＲＧＴ信号がアクティブになると、ゲートドライバ１２及びゲート信号スイッチ１２０を制御して走査信号線ＧＣＬをフローティング状態とし、ソース信号スイッチ１３０を制御して画素信号線ＳＧＬをフローティング状態とすると共に、駆動信号スイッチ１４０を制御して第２駆動ドライバ４１−２の出力を駆動電極ＣＯＭＬに接続する。例えば、図１４に示す例において、スイッチ制御部１１０は、ゲートドライバ１２を制御するｘＤＩＳＣ信号、ゲート信号スイッチ１２０を制御するＧＯＦＦ信号、及び駆動信号スイッチ１４０を制御するＳＥＬＦ＿ＥＮ信号をアクティブ（ハイレベル）とし（図１４（Ｊ））、ソース信号スイッチ１３０を制御するＡＳＷ信号をインアクティブ（ローレベル）とする（図１４（Ｋ））。
【００９３】
タッチ検出用ＩＣ１８は、タイミングｔ３において、所定のインターバルで、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式と駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式を併用し（図１４（Ｄ）、（Ｅ））、第３のタッチ検出モードでの動作を開始する（図１４（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８は、この第３のタッチ検出モードにより、スリープモードにおいてタッチ操作が行われた座標を検出する。具体的には、第３のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ３〜ｔ４期間）内において、第１駆動ドライバからタッチ検出電極ＴＤＬに所定間隔で第１の駆動信号が出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電圧変動）が検出され、第２駆動ドライバから駆動電極ＣＯＭＬに所定間隔で第２の駆動信号が出力され、第２検出部４２−２において、駆動電極ＣＯＭＬの電圧変動（第２検出部４２−２に入力される第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電圧変動）が検出され、これら第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３の電圧変動及び第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４の電圧変動に基づき、タッチ操作が行われた座標の検出が行われる。この第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間において、スイッチ制御部１１０は、一時的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除する。すなわち、この第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間において、スイッチ制御部１１０は、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬが間欠的にフローティング状態となるように制御する。例えば、図１４に示す例において、タッチ検出用ＩＣ１８は、表示制御用ＩＣ１９のスイッチ制御部１１０に出力されるＲＣ信号（フローティング状態解除信号）を一時的にアクティブ（ハイレベル）とする（図１４（Ｈ））。これにより、スイッチ制御部１１０から出力されるｘＤＩＳＣ信号、ＧＯＦＦ信号、ＳＥＬＦ＿ＥＮ信号、及びＡＳＷ信号のそれぞれのロジックが反転し、一時的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態が解除される。なお、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除するタイミングは、例えば、通常動作モードにおける１フレーム期間と同期して定期的であるのが好ましい（例えば、６０Ｈｚ（１周期＝１６．７ｍｓ））。このように周期的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除することにより、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬは、間欠的にフローティング状態となる。
【００９４】
タッチ検出用ＩＣ１８は、タイミングｔ４において、ホストＩＣ１７に対し、タッチ操作を検出したことを示すコマンドＡを送信すると共に（図１４（Ｃ））、タッチ操作が行われた座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する（図１５（ステップＳ２））。
【００９５】
ホストＩＣ１７には、スリープモードから通常動作モードに移行するためのタッチパネル３０上における軌跡パターンが定義されたジェスチャが登録されている。ホストＩＣ１７は、タッチ検出用ＩＣ１８により検出された座標の軌跡と、上述したジェスチャで定義された軌跡パターンとを照合し（図１５（ステップＳ３））、これらが一致した場合（図１５（ステップＳ３；Ｙｅｓ））、タイミングｔ５において、表示制御用ＩＣ１９に対し、スリープモードの解除コマンドＢを送信する（図１４（Ｂ）、図１５（ステップＳ４））。表示制御用ＩＣ１９は、スリープモードの解除コマンドＢを受信すると、通常動作モードでの動作に必要な機能ブロックが起動して通常動作モードに移行する（図１４（Ｉ）、図１５（ステップＳ４））。タッチ検出用ＩＣ１８により検出された座標の軌跡と、上述したジェスチャで定義された軌跡パターンとが一致しなかった場合（図１５（ステップＳ３；Ｎｏ））、図１５に示すステップＳ１に戻り、第２のタッチ検出モードに移行して、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理を繰り返し実施する。
【００９６】
続くタイミングｔ６において、ホストＩＣ１７は、タッチ検出用ＩＣ１８に対し、通常動作モードにおける第１のタッチ検出モードへの移行コマンドＣを送信する（図１４（Ｃ））。
【００９７】
続くタイミングｔ７において、タッチ検出用ＩＣ１８は、通常動作モードにおける第１のタッチ検出モードでの動作を開始する（図１４（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８は、この第１のタッチ検出モードにおいて、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式によりタッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標を検出する。具体的には、第１のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ７〜ｔ８期間）内において、駆動電極ドライバから駆動電極ＣＯＭＬに所定間隔で駆動信号Ｖｃｏｍが出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の電圧変動）が検出され、この第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の電圧変動に基づき、タッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標の検出が行われる。通常動作モードでは、ホストＩＣ１７は、第１のタッチ検出モードにより検出された座標からジェスチャを検出して、当該ジェスチャに対応した制御を行う。また、この通常動作モードにおいて、一定期間タッチ操作が行われなかった場合や、ユーザが意図的にスリープモードに移行する操作（例えば、表示ＯＦＦ）を行った場合には、ホストＩＣ１７は、タッチ検出機能付き表示装置１００をスリープモードに移行させる。
【００９８】
図１４に示す例では、タイミングｔ８において、ホストＩＣ１７から表示制御用ＩＣ１９に対してスリープモードへの移行コマンドＤが送信される例を示している（図１４（Ｂ））。表示制御用ＩＣ１９は、通常モードにおける表示動作を停止する。
【００９９】
続くタイミングｔ９において、ホストＩＣ１７からタッチ検出用ＩＣ１８に対してスリープモードにおける第２のタッチ検出モードへの移行コマンドＥが送信され、タッチ検出用ＩＣ１８は、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式による第２のタッチ検出モードによりタッチ操作の検出を開始すると共に、ＲＥＳＸ２信号をインアクティブ（ローレベル）にする（図１４（Ｆ））。表示制御用ＩＣ１９は、タイミングｔ８においてＲＥＳＸ２信号がインアクティブになると、ＲＥＳＸ２信号等の外部信号を受信するための機能ブロック以外の動作を停止する。
【０１００】
以上説明したように、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置１００及び表示システム１によれば、表示パネル２０とタッチパネル３０とを一体化し、タッチパネル３０に形成された複数のタッチ検出電極（第１電極）ＴＤＬと、表示パネル２０に形成された駆動電極（第２電極）ＣＯＭＬと、表示パネル２０に駆動電極ＣＯＭＬと共に形成され、互いに平面視で交差して配設された複数の画素信号線ＳＧＬ及び複数の走査信号線ＧＣＬと、を備える構成であり、画像表示を停止した状態でタッチ検出を行うスリープモードにおいて、所定間隔で、タッチ検出電極（第１電極）ＴＤＬに第１の駆動信号を印加すると共に駆動電極（第２電極）ＣＯＭＬに第２の駆動信号を印加し、タッチ検出電極（第１電極）ＴＤＬの電圧変動及び駆動電極（第２電極）ＣＯＭＬの電圧変動に基づき、タッチ操作が行われた座標を検出する、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式と駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式とを併用した第３のタッチ検出モードを設けることで、表示制御部１１によりタイミング制御が必要な相互静電容量方式によりタッチ検出を行うことなく、タッチ座標やジェスチャを検出することができる。
【０１０１】
また、スリープモード時には、タッチ検出部４０の検出タイミング制御部４６や、表示制御部１１内のスイッチ制御部１１０の制御に必要な基準クロックは、タッチ検出部４０内のクロック生成部４０１が生成することにより、表示制御部１１は、スリープモード時において、スイッチ制御部１１０を含む一部機能ブロックを除く、クロック生成部１１１を含む機能ブロックの動作を停止させることができ、スリープモード時における消費電力を抑制することができる。
【０１０２】
また、第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間内において、画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬとをフローティング状態とするようにしたので、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間の容量結合、及び、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの間の容量結合による検出精度の低下を抑制することができる。
【０１０３】
また、第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間内において一時的（定期的）に画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬとのフローティング状態を解除するようにしたので、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに予期しない電圧が印加されることにより発生する表示パネル２０の焼き付きを抑制することができ、スリープモードにおいて画面の黒浮き等の表示異常が発生することを防止することができる。
【０１０４】
本実施形態により、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示パネルを用いた構成において、スリープモード時にジェスチャ検出機能を実現する際の低消費電力化を実現可能なタッチ検出機能付き表示装置１００及び表示システム１を提供することができる。
【０１０５】
（実施形態２）
図１６は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。図１７は、実施形態２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一例を示す図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１０６】
図１６に示すように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１００ａ及び表示システム１ａにおいて、表示制御部１１ａは、スイッチ制御部（フローティング状態制御部）１１０ａを含んでいない。
【０１０７】
図１７に示すように、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１００ａは、タッチ検出機能付き表示部１０と、ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４と、表示制御用ＩＣ（第１のＩＣ）１９ａと、タッチ検出用ＩＣ（第２のＩＣ）１８とを含む。タッチ検出機能付き表示部１０、ゲートドライバ１２、及び駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１ａに形成されている。また、実施形態２に係る表示システム１ａは、タッチ検出機能付き表示装置１００ａと、ホストＩＣ１７とを含み構成される。
【０１０８】
表示制御用ＩＣ１９ａは、ＴＦＴ基板２１ａにＣＯＧ（Chip  On  Glass）実装されたチップであり、表示制御部１１ａを内蔵したものである。
【０１０９】
本実施形態において、スイッチ制御部１１０ａは、表示制御用ＩＣ１９ａには含まれず、図１７に示すように、タッチ検出機能付き表示部１０、ゲートドライバ１２、及び駆動電極ドライバ１４と共にＴＦＴ基板２１ａに形成されているものとする。なお、スイッチ制御部１１０ａは、例えば、ＴＦＴ基板２１ａ上にＣＯＧ実装されたチップ上に構成されていてもよいし、ＴＦＴ基板２１ａ上に直接薄膜トランジスタ等で形成されていてもよい。
【０１１０】
タッチ検出用ＩＣ１８は、ＴＦＴ基板２１ａの短辺側に設けられたフレキシブル基板Ｔに実装されており、タッチ検出部４０を内蔵したものである。
【０１１１】
ホストＩＣ１７は、タッチ検出機能付き表示装置１００ａの外部に設けられ、フレキシブル基板Ｔを介してタッチ検出機能付き表示装置１００ａに接続されており、処理部２００を内蔵したものである。
【０１１２】
図１６及び図１７に示す実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置１００ａでは、タッチ検出部４０（つまり、タッチ検出用ＩＣ１８）から出力されるＲＣ信号（フローティング状態解除信号）は、ＴＦＴ基板２１ａ上に形成されたスイッチ制御部１１０ａに入力される。
【０１１３】
このような構成においても、実施形態１と同様の動作を行うことで、実施形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、実施形態１と同様に、第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間内において、画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬとを間欠的にフローティング状態とすることで、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間の容量結合、及び、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの間の容量結合による検出精度の低下を抑制すると共に、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに予期しない電圧が印加されることにより発生する表示パネル２０の焼き付きを抑制することができ、スリープモードにおいて画面の黒浮き等の表示異常が発生することを防止することができる。
【０１１４】
本実施形態により、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示パネルを用いた構成において、スリープモード時にジェスチャ検出機能を実現する際の低消費電力化を実現可能なタッチ検出機能付き表示装置１００ａ及び表示システム１ａを提供することができる。
【０１１５】
（実施形態３）
図１８は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置及び表示システムの一構成例を示すブロック図である。図１９は、実施形態２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一例を示す図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１１６】
図１８に示すように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１００ｂ及び表示システム１ｂにおいて、ＲＣ信号（フローティング状態解除信号）は、処理部２００ａから出力されるものとする。
【０１１７】
図１９に示すように、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示装置１００ｂは、タッチ検出機能付き表示部１０と、ゲートドライバ１２と、駆動電極ドライバ１４と、表示制御用ＩＣ（第１のＩＣ）１９と、タッチ検出用ＩＣ（第２のＩＣ）１８ａとを含む。タッチ検出機能付き表示部１０、ゲートドライバ１２、及び駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１ｂに形成されている。また、実施形態３に係る表示システム１ｂは、タッチ検出機能付き表示装置１００ｂと、ホストＩＣ１７ａとを含み構成される。
【０１１８】
表示制御用ＩＣ１９は、ＴＦＴ基板２１ｂにＣＯＧ（Chip  On  Glass）実装されたチップであり、表示制御部１１を内蔵したものである。
【０１１９】
タッチ検出用ＩＣ１８ａは、ＴＦＴ基板２１ｂの短辺側に設けられたフレキシブル基板Ｔに実装されており、タッチ検出部４０を内蔵したものである。
【０１２０】
ホストＩＣ１７ａは、タッチ検出機能付き表示装置１００ｂの外部に設けられ、フレキシブル基板Ｔを介してタッチ検出機能付き表示装置１００ｂに接続されており、処理部２００ａを内蔵したものである。
【０１２１】
次に、本実施形態に係る表示システム１ｂの動作を詳細に説明する。図２０は、実施形態３に係る表示システムの動作のタイミング図の一例を示す図である。なお、実施形態２に係る表示システム１ｂにおけるジェスチャ判定フローは、実施形態１において説明した図１５と同様であるので、説明を省略する。
【０１２２】
図２０に示す例において、（Ａ）はタッチ検出用ＩＣ１８ａのタッチ検出モードを示している。（Ｂ）はホストＩＣ１７ａから表示制御用ＩＣ１９に送信されるコマンドを示し、（Ｃ）はホストＩＣ１７ａとタッチ検出用ＩＣ１８ａとの間で送受信されるコマンドを示している。（Ｄ）はタッチ検出電極ＴＤＬに与える駆動信号を示し、（Ｅ）は駆動電極ＣＯＭＬに与える駆動信号を示している。（Ｆ）は、タッチ検出用ＩＣ１８ａから表示制御用ＩＣ１９に実装されたスイッチ制御部１１０を含む一部機能を起動させるためのハードウェアリセット信号であるＲＥＳＸ２信号を示し、（Ｇ）はタッチ検出用ＩＣ１８ａから表示制御用ＩＣ１９に出力される制御信号であるＴＲＧＴ信号を示し、（Ｈ）は処理部２００ａから表示制御部１１のスイッチ制御部１１０に出力されるＲＣ信号（フローティング状態解除信号）を示している。（Ｉ）は表示制御用ＩＣにおける表示動作タイミングを示し、（Ｊ）は表示制御部１１のスイッチ制御部１１０から出力されるＳＥＬＦ＿ＥＮ信号、ＧＯＦＦ信号、ｘＤＩＳＣ信号の動作タイミングを示し、（Ｋ）は表示制御部１１のスイッチ制御部１１０から出力されるＡＳＷ信号の動作タイミングを示している。
【０１２３】
初期タイミングｔ０において、タッチ検出用ＩＣ１８ａは、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式により（図２０（Ｄ））、第２のタッチ検出モードで動作している（図２０（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８ａは、この第２のタッチ検出モードにより、スリープモードにおけるタッチ操作を検出する。具体的には、第２のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ０〜ｔ１期間）内において、第１駆動ドライバからタッチ検出電極ＴＤＬに所定間隔で駆動信号が出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の電圧変動）が検出され、この第２のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ２の電圧変動に基づき、タッチ操作の検出が行われる。このとき、表示制御用ＩＣ１９は、ＲＥＳＸ２信号等の外部信号を受信するための機能ブロック以外の動作を停止している。また、このとき、タッチ検出用ＩＣ１８ａが出力するＲＥＳＸ２信号、ＴＲＧＴ信号、ＲＣ信号は、インアクティブ（ローレベル）である（図２０（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ））。
【０１２４】
タッチ検出用ＩＣ１８ａは、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式による第２のタッチ検出モードによりタッチ操作を検出すると（図２０（Ｄ））、タイミングｔ１において、ＲＥＳＸ２信号をアクティブ（ハイレベル）にする（図２０（Ｆ））。ＲＥＳＸ２信号は、タッチ検出用ＩＣ１８ａから表示制御用ＩＣ１９に送られる。表示制御用ＩＣ１９は、タイミングｔ１においてＲＥＳＸ２信号がアクティブになると、スイッチ制御部１１０を含む一部機能が起動する。
【０１２５】
続くタイミングｔ２において、タッチ検出用ＩＣ１８ａは、ＴＲＧＴ信号をアクティブ（ハイレベル）にすると共に（図２０（Ｇ））、第１駆動ドライバ４１−１及び第２駆動ドライバ４１−２を起動する。ＴＲＧＴ信号は、タッチ検出用ＩＣ１８ａから表示制御用ＩＣ１９に送られる。表示制御用ＩＣ１９のスイッチ制御部１１０は、タイミングｔ１においてＴＲＧＴ信号がアクティブになると、ゲートドライバ１２及びゲート信号スイッチ１２０を制御して走査信号線ＧＣＬをフローティング状態とし、ソース信号スイッチ１３０を制御して画素信号線ＳＧＬをフローティング状態とすると共に、駆動信号スイッチ１４０を制御して第２駆動ドライバ４１−２の出力を駆動電極ＣＯＭＬに接続する。例えば、図２０に示す例において、スイッチ制御部１１０は、ゲートドライバ１２を制御するｘＤＩＳＣ信号、ゲート信号スイッチ１２０を制御するＧＯＦＦ信号、及び駆動信号スイッチ１４０を制御するＳＥＬＦ＿ＥＮ信号をアクティブ（ハイレベル）とし（図２０（Ｊ））、ソース信号スイッチ１３０を制御するＡＳＷ信号をインアクティブ（ローレベル）とする（図２０（Ｋ））。
【０１２６】
タッチ検出用ＩＣ１８ａは、タイミングｔ３において、所定のインターバルで、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式と駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式を併用し（図２０（Ｄ）、（Ｅ））、第３のタッチ検出モードでの動作を開始する（図２０（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８ａは、この第３のタッチ検出モードにより、スリープモードにおいてタッチ操作が行われた座標を検出する。具体的には、第３のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ３〜ｔ４期間）内において、第１駆動ドライバからタッチ検出電極ＴＤＬに所定間隔で第１の駆動信号が出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電圧変動）が検出され、第２駆動ドライバから駆動電極ＣＯＭＬに所定間隔で第２の駆動信号が出力され、第２検出部４２−２において、駆動電極ＣＯＭＬの電圧変動（第２検出部４２−２に入力される第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔの電圧変動）が検出され、これら第３のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ３の電圧変動及び第４のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ４の電圧変動に基づき、タッチ操作が行われた座標の検出が行われる。この第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間において、スイッチ制御部１１０は、一時的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除する。すなわち、この第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間において、スイッチ制御部１１０は、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬが間欠的にフローティング状態となるように制御する。本実施形態では、図２０に示す例において、ホストＩＣ１７ａの処理部２００ａは、表示制御用ＩＣ１９のスイッチ制御部１１０に出力されるＲＣ信号（フローティング状態解除信号）を一時的にアクティブ（ハイレベル）とする（図２０（Ｈ））。より具体的には、タッチ検出用ＩＣ１８ａは、ホストＩＣ１７ａの処理部２００ａに対し、一時的にタッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式と駆動電極ＣＯＭＬの自己静電容量方式を併用したタッチ検出機能をＯＦＦすることを示す信号（ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を送信する。図２０に示す例では、ホストＩＣ１７ａの処理部２００ａは、信号ａによりＲＣ信号をアクティブ（ハイレベル）とし、信号ｂによりＲＣ信号をインアクティブ（ローレベル）とし、信号ａ’によりＲＣ信号をアクティブ（ハイレベル）とし、信号ｂ’によりＲＣ信号をインアクティブ（ローレベル）とする（図２０（Ｃ））。これにより、スイッチ制御部１１０から出力されるｘＤＩＳＣ信号、ＧＯＦＦ信号、ＳＥＬＦ＿ＥＮ信号、及びＡＳＷ信号のそれぞれのロジックが反転し、一時的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態が解除される。なお、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除するタイミングは、例えば、通常動作モードにおける１フレーム期間と同期して定期的であるのが好ましい（例えば、６０Ｈｚ（１周期＝１６．７ｍｓ））。このように周期的に走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬのフローティング状態を解除することにより、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号ＳＧＬは、間欠的にフローティング状態となる。
【０１２７】
タッチ検出用ＩＣ１８ａは、タイミングｔ４において、ホストＩＣ１７ａに対し、タッチ操作を検出したことを示すコマンドＡを送信すると共に（図２０（Ｃ））、タッチ操作が行われた座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。
【０１２８】
ホストＩＣ１７ａには、スリープモードから通常動作モードに移行するためのタッチパネル３０上における軌跡パターンが定義されたジェスチャが登録されている。ホストＩＣ１７ａは、タッチ検出用ＩＣ１８ａにより検出された座標の軌跡と、上述したジェスチャで定義された軌跡パターンとを照合し、これらが一致した場合、タイミングｔ５において、表示制御用ＩＣ１９に対し、スリープモードの解除コマンドＢを送信する（図２０（Ｂ））。表示制御用ＩＣ１９は、スリープモードの解除コマンドＢを受信すると、通常動作モードでの動作に必要な機能ブロックが起動して通常動作モードに移行する（図２０（Ｉ））。
【０１２９】
続くタイミングｔ６において、ホストＩＣ１７ａは、タッチ検出用ＩＣ１８ａに対し、通常動作モードにおける第１のタッチ検出モードへの移行コマンドＣを送信する（図２０（Ｃ））。
【０１３０】
続くタイミングｔ７において、タッチ検出用ＩＣ１８ａは、通常動作モードにおける第１のタッチ検出モードでの動作を開始する（図２０（Ａ））。タッチ検出用ＩＣ１８ａは、この第１のタッチ検出モードにおいて、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の相互静電容量方式によりタッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標を検出する。具体的には、第１のタッチ検出モードで動作しているタッチ検出期間（タイミングｔ７〜ｔ８期間）内において、駆動電極ドライバから駆動電極ＣＯＭＬに所定間隔で駆動信号Ｖｃｏｍが出力され、第１検出部４２−１において、タッチ検出電極ＴＤＬの電圧変動（第１検出部４２−１に入力される第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の電圧変動）が検出され、この第１のタッチ検出信号Ｖｄｅｔ１の電圧変動に基づき、タッチ操作及び当該タッチ操作が行われた座標の検出が行われる。通常動作モードでは、ホストＩＣ１７ａは、第１のタッチ検出モードにより検出された座標からジェスチャを検出して、当該ジェスチャに対応した制御を行う。また、この通常動作モードにおいて、一定期間タッチ操作が行われなかった場合や、ユーザが意図的にスリープモードに移行する操作（例えば、表示ＯＦＦ）を行った場合には、ホストＩＣ１７ａは、タッチ検出機能付き表示装置１００をスリープモードに移行させる。
【０１３１】
図２０に示す例では、タイミングｔ８において、ホストＩＣ１７ａから表示制御用ＩＣ１９に対してスリープモードへの移行コマンドＤが送信される例を示している（図２０（Ｂ））。表示制御用ＩＣ１９は、通常モードにおける表示動作を停止する。
【０１３２】
続くタイミングｔ９において、ホストＩＣ１７ａからタッチ検出用ＩＣ１８ａに対してスリープモードにおける第２のタッチ検出モードへの移行コマンドＥが送信され、タッチ検出用ＩＣ１８ａは、タッチ検出電極ＴＤＬの自己静電容量方式による第２のタッチ検出モードによりタッチ操作の検出を開始すると共に、ＲＥＳＸ２信号をインアクティブ（ローレベル）にする（図２０（Ｆ））。表示制御用ＩＣ１９は、タイミングｔ８においてＲＥＳＸ２信号がインアクティブになると、ＲＥＳＸ２信号等の外部信号を受信するための機能ブロック以外の動作を停止する。
【０１３３】
本実施形態においても、上記動作により、実施形態１，２と同様の効果を得ることができる。すなわち、実施形態１，２と同様に、第３のタッチ検出モード中のタッチ検出期間内において、画素信号線ＳＧＬと走査信号線ＧＣＬとを間欠的にフローティング状態とすることで、駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの間の容量結合、及び、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの間の容量結合による検出精度の低下を抑制すると共に、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに予期しない電圧が印加されることにより発生する表示パネル２０の焼き付きを抑制することができ、スリープモードにおいて画面の黒浮き等の表示異常が発生することを防止することができる。
【０１３４】
本実施形態により、表示パネルとタッチパネルとを一体化したタッチ検出機能付き表示パネルを用いた構成において、スリープモード時にジェスチャ検出機能を実現する際の低消費電力化を実現可能なタッチ検出機能付き表示装置１００ｂ及び表示システム１ｂを提供することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１ａ，１ｂ  表示システム
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
１１，１１ａ  表示制御部
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
１７，１７ａ  ホストＩＣ
１８，１８ａ  タッチ検出用ＩＣ
１９  表示制御用ＩＣ
２０  表示パネル
２１，２１ａ，２１ｂ  ＴＦＴ基板
２２  画素電極
２４  絶縁層
３０  タッチパネル
３１  ガラス基板
３２  カラーフィルタ
３５Ａ，３５Ｂ  偏光板
４０  タッチ検出部
４１−１  第１駆動ドライバ
４１−２  第２駆動ドライバ
４２−１  第１検出部
４２−２  第２検出部
４３−１  第１Ａ／Ｄ変換部
４３−２  第２Ａ／Ｄ変換部
４４  信号処理部
４５  座標抽出部
４６  検出タイミング制御部
１００，１００ａ，１００ｂ  タッチ検出機能付き表示装置
１１０，１１０ａ  スイッチ制御部（フローティング状態制御部）
１１１  クロック生成部
１２０  ゲート信号スイッチ
１３０  ソース信号スイッチ
１４０  駆動信号スイッチ
２００，２００ａ  処理部
４０１  クロック生成部
ＣＯＭＬ  駆動電極（第２電極）
ＧＣＬ  走査信号線
ＬＣ  液晶素子
Ｐｉｘ  画素
ＳＰｉｘ  副画素
ＳＧＬ  画素信号線
ＴＤＬ  タッチ検出電極（第１電極）
Ｔｒ  ＴＦＴ素子
Ｖｃｏｍ  駆動信号
Ｖｄｅｔ１  第１のタッチ検出信号
Ｖｄｅｔ２  第２のタッチ検出信号
Ｖｄｅｔ３  第３のタッチ検出信号
Ｖｄｅｔ４  第４のタッチ検出信号
Ｖｄｉｓｐ  映像信号
Ｖｐｉｘ  画素信号
Ｖｓｃａｎ  走査信号
【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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