(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第２基板と対向するカバー基材と、
前記第１基板と平行な面上の表示領域に重畳して配置される複数の第１電極と、
前記カバー基材上の、前記表示領域の外側の額縁領域と重畳する場所に配置される少なくとも１つの第２電極と、
前記表示領域において、いずれかの前記第２電極と平行な方向に延在する複数の第３電極と、
第１駆動信号を前記第３電極に出力する第１駆動部と、
第２駆動信号を前記第２電極に出力する第２駆動部と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極との静電容量に基づいて前記額縁領域への物体の近接または接触が感知され、
前記第２電極は、前記額縁領域のいずれかの辺に沿って延在し、
前記第２駆動信号の電位が前記第１駆動信号の電位より高い、タッチ検出装置。
【請求項２】
前記第２電極は、前記額縁領域の少なくともいずれか一辺において、前記カバー基材の端部と前記端部と隣接する前記表示領域の外周との間に１本配置される、請求項１に記載のタッチ検出装置。
【請求項３】
前記複数の第１電極は検出電極であり、前記少なくとも１つの第２電極は駆動電極であって、
前記第１電極は、少なくともいずれかの前記第２電極が延在する方向に対して交差する方向に延在し、かつ前記第２電極が延在する方向に対して平行な方向に配列し、前記表示領域の端部において前記第２電極との間に容量を形成する、請求項１または請求項２に記載のタッチ検出装置。
【請求項４】
前記第３電極は駆動電極であって、前記第２電極と前記第３電極とは順次駆動される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項５】
前記第２電極は、前記カバー基材に接続された接続部材を介して前記第２駆動部と接続される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項６】
前記第１電極と前記第３電極との静電容量により前記表示領域への物体の近接または接触が感知される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項７】
前記第１電極と前記第２電極との静電容量の変化により、前記額縁領域への近接または接触する物体の一次元座標を感知する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項８】
前記第２電極は、前記第１電極と重畳しない位置に配置される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項９】
前記第２電極は、前記第１電極が設けられる前記第１基板の外周よりも外側に配置される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項１０】
前記第３電極が共通電極である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタッチ検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のタッチ検出装置と、
前記第１基板と平行な面上の前記表示領域において、行列配置された複数の画素電極と、
前記表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記画素電極に画素信号を供給して前記表示機能層の画像表示機能を実行させる表示動作と、物体の近接または接触を検出するタッチ検出動作とが時分割で行われる請求項１１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板は、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が設けられており、
前記タッチ検出動作の期間中に、前記画素信号線および前記走査信号線の電位がフローティングである、請求項１２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のタッチ検出装置と、
前記第１基板と平行な面上の前記表示領域において、行列配置された複数の画素電極と、
前記表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有し
前記第１基板は、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が設けられており、
物体の近接または接触を検出するタッチ検出動作の期間中に、前記走査信号線の電位がフローティングであって、前記画素信号線の電位は、前記第１駆動信号または前記第２駆動信号と同期してシフトするタッチ検出機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。このようなタッチ検出機能付き表示装置には表示領域の周辺部の額縁領域に入力機能を有するボタンを配置することが知られている。
【０００３】
このような入力用ボタンは表示領域のタッチパネルと別の部品で設計して組み合わせることもできるが、入力用ボタンをタッチパネルや表示装置の額縁領域に一体化する技術についても知られている。特許文献１は、ＴＦＴ基板の額縁領域にセンサ用検出電極が設けられたタッチセンサつき表示装置が記載されている。表示領域を囲む額縁領域には個別に分離された複数のセンサ用検出電極が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、基板の額縁領域には、電極と接続された配線や駆動回路等が設けられる場合があり、センサ用検出電極を設けると額縁領域の幅が増大する可能性がある。
【０００６】
本発明は、額縁領域の増大を抑制しつつ、優れた額縁検出性能を有するタッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材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】
本発明の一態様のタッチ検出装置は、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第２基板と対向するカバー基材と、前記第１基板と平行な面上の表示領域に重畳して配置される複数の第１電極と、前記カバー基材上の、前記表示領域の外側の額縁領域と重畳する場所に配置される少なくとも１つの第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極との静電容量に基づいて前記額縁領域への物体の近接または接触が感知され、前記第２電極は、前記額縁領域のいずれかの辺に沿って延在する。
【０００８】
本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、タッチ検出装置と、前記第１基板と平行な面上の前記表示領域において、行列配置された複数の画素電極と、前記表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有するタッチ検出機能付き表示装置。
【０００９】
本発明の一態様のカバー部材は、タッチ検出装置の表面側に配置されるカバー部材であって、カバー基材と、前記カバー基材と平行な面上であって、平面視で前記表示領域の外側の額縁領域に重なる位置に配置され、前記表示領域の外周の少なくともいずれかの辺に沿って延在する電極と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置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、指が接触又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に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。
【図４】図４は、図２に示す指が接触又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５】図５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、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図６】図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。
【図７】図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
【図８】図８は、相互静電容量方式のタッチ検出の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９】図９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、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。
【図１０】図１０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、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。
【図１１】図１１は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、自己静電容量方式のタッチ検出の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１３】図１３は、タッチ検出機能付き表示装置を模式的に示す平面図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図１５】図１５は、第１の実施形態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１６】図１６は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図１７】図１７は、第１の実施形態に係る画素基板を模式的に示す平面図である。
【図１８】図１８は、第１の実施形態に係る対向基板を模式的に示す平面図である。
【図１９】図１９は、第１の実施形態に係るカバー部材を模式的に示す平面図である。
【図２０】図２０は、第２駆動電極とタッチ検出電極との関係を模式的に示す模式断面図である。
【図２１】図２１は、第１駆動電極及び第２駆動電極の駆動方法を説明するための模式平面図である。
【図２２】図２２は、第２駆動電極とタッチ検出電極との関係を拡大して模式的に示す模式平面図である。
【図２３】図２３は、第１駆動電極と第２駆動電極との関係を模式的に示す模式断面図である。
【図２４】図２４は、第１駆動電極と第２駆動電極との関係を模式的に示す模式断面図である。
【図２５】図２５は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図２６】図２６は、第１の実施形態の第１変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図２７】図２７は、第１の実施形態の第２変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図２８】図２８は、第１の実施形態の第３変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。
【図２９】図２９は、第１の実施形態の第４変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。
【図３０】図３０は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を模式的に示す平面図である。
【図３１】図３１は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図３２】図３２は、第２の実施形態に係る自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。
【図３３】図３３は、第２の実施形態に係る自己静電容量方式のタッチ検出の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３４】図３４は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。
【図３５】図３５は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【図３６】図３６は、第２の実施形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。
【図３７】図３７は、第２の実施形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０と、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とを備えている。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。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。なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示パネル２０の上にタッチパネル３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。表示パネル２０は、例えば、有機ＥＬ表示パネルであってもよい。
【００１３】
表示パネル２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行う素子である。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。
【００１４】
ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。
【００１５】
ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。
【００１６】
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する第１駆動電極ＣＯＭＬ１に第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
【００１７】
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、相互静電容量方式によりタッチ検出動作を行い、表示領域に対する外部の導体の接触又は近接を検出する。タッチパネル３０は、自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行ってもよい。
【００１８】
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１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回路である。また、タッチ検出部４０は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。このタッチ検出部４０は、タッチ検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とを備える。検出タイミング制御部４６は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。さらに、タッチ検出部４０は、駆動ドライバ４８を含む。駆動ドライバ４８は、後述する第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄに第２駆動信号Ｖｄを供給する回路である。
【００１９】
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から図８を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の相互静電容量方式による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、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図４は、図２に示す指が接触又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５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、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図８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、指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。
【００２０】
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。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１とタッチ検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電気力線（図示しない）に加え、図３に示すように、駆動電極Ｅ１の端部からタッチ検出電極Ｅ２の上面に向かって延びるフリンジ分の電気力線Ｅｆが生じる。図４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ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図１に示すタッチ検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。
【００２１】
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が印加されると、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８に示すような出力波形（第１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から入力される第１駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。
【００２２】
指が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、図４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４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８参照））に変換する。
【００２３】
一方、指が接触又は近接した状態（接触状態）では、図５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と接触している又は近傍にあることにより、図６に示すように駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の電気力線Ｅｆが遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、図７に示すように、非接触状態で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７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８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、指などの外部から接触又は近接する導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。
【００２４】
図１に示すタッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される第１駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査して、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う。
【００２５】
タッチパネル３０は、後述する複数のタッチ検出電極ＴＤＬから、図３又は図５に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１は、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２に供給される。
【００２６】
タッチ検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅する。なお、タッチ検出信号増幅部４２は、第１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。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換部４３は、第１駆動信号Ｖｃｏｍ及び第２駆動信号Ｖｄに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【００２８】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、第１駆動信号Ｖｃｏｍ及び第２駆動信号Ｖｄをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３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。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、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、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はタッチ検出が可能となる。
【００２９】
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。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。以上のように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、指などの導体が接触又は近接する位置のタッチパネル座標を検出することができる。
【００３０】
次に、図９から図１２を参照して、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９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、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図１０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、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図１１は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図１２は、自己静電容量方式のタッチ検出の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。
【００３１】
図９左図は、指が接触又は近接していない状態において、スイッチＳＷ１により電源Ｖｄｄとタッチ検出電極Ｅ２とが接続され、スイッチＳＷ２によりタッチ検出電極Ｅ２がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、タッチ検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１が充電される。図９右図は、スイッチＳＷ１により、電源Ｖｄｄとタッチ検出電極Ｅ２との接続がオフされ、スイッチＳＷ２により、タッチ検出電極Ｅ２とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷はコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００３２】
図１０左図は、指が接触又は近接した状態において、スイッチＳＷ１により電源Ｖｄｄとタッチ検出電極Ｅ２とが接続され、スイッチＳＷ２によりタッチ検出電極Ｅ２がコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、タッチ検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１に加え、タッチ検出電極Ｅ２に近接している指により生じる容量Ｃｘ２も充電される。図１０右図は、スイッチＳＷ１により、電源Ｖｄｄとタッチ検出電極Ｅ２がオフされ、スイッチＳＷ２によりタッチ検出電極Ｅ２とコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷と容量Ｃｘ２の電荷とがコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００３３】
ここで、図９右図に示す放電時（指が接触または近接していない状態）における容量Ｃｃｒの電圧変化特性に対して、図１０右図に示す放電時（指が接触又は近接した状態）における容量Ｃｃｒの電圧変化特性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、容量Ｃｃｒの電圧変化特性が、容量Ｃｘ２の有無により、異なることを利用して、指などの操作入力の有無を判定している。
【００３４】
具体的には、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（図１２参照）が印加される。図１１に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（波形Ｖ４、Ｖ５）に変換する。
【００３５】
上述のように、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１２において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ０に相当する電圧レベルを上昇させる。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の電圧も電圧Ｖ０に上昇する。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Ｅ２の静電容量Ｃｘ１（図９参照）、あるいはタッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃｘ１に指等の接触又は近接よる静電容量Ｃｘ２を加えた容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２、図１０参照）によって、タッチ検出電極Ｅ２の電位はＶ０が維持される。さらに、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。
【００３６】
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の静電容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）と電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５の時定数に従って電圧検出器ＤＥＴの反転入力部は基準電圧Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、タッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力が上昇する（Ｖｄｅｔ２）。電圧検出器ＤＥＴの出力（Ｖｄｅｔ２）は、タッチ検出電極Ｅ２に指等が近接していないときは、実線で示す波形Ｖ４となり、Ｖｄｅｔ２＝Ｃｘ１×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＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖ０／Ｃ５となる。
【００３７】
その後、タッチ検出電極Ｅ２の静電容量Ｃｘ１（またはＣｘ１＋Ｃｘ２）の電荷が容量Ｃ５に十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチ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の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチＳＷ１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い。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチ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。波形Ｖ４と波形Ｖ５との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部近接物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。なお、タッチ検出電極Ｅ２の電位は、図１２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、指等の影響による静電容量Ｃｘ２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。
【００３８】
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の構成例を詳細に説明する。図１３は、タッチ検出機能付き表示装置を模式的に示す平面図である。図１４は、タッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１５は、第１の実施形態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。
【００３９】
図１３に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、画素基板２と、対向基板３と、カバー部材５とを含む。画素基板２と、対向基板３と、カバー部材５とは平面視で重畳して配置される。タッチ検出機能付き表示装置１は、さらに、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（図１３では省略して示す）と、タッチ検出用ＩＣ１８とを含む。画素基板２は、画像を表示させるための表示領域１０１ａと、表示領域１０１ａの外側の額縁領域１０１ｂとを有する。表示領域１０１ａは、長辺と短辺とを有する矩形状である。額縁領域１０１ｂは、表示領域１０１ａの４辺を囲む枠状となっている。本明細書において「額縁領域１０１ｂ」とは、平面視でカバー部材５の外周よりも内側で、かつ、表示領域１０１ａよりも外側の領域を示す。
【００４０】
表示領域１０１ａに、第１駆動電極ＣＯＭＬ１及びタッチ検出電極ＴＤＬが設けられている。額縁領域１０１ｂに第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄが設けられている。第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、表示領域１０１ａの長辺に沿った方向に延在するとともに、表示領域１０１ａの短辺に沿った方向に複数配列されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、表示領域１０１ａの短辺に沿った方向に延在し、表示領域１０１ａの長辺に沿った方向に複数配列されている。
【００４１】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、それぞれ表示領域１０１ａの外周の少なくともいずれか１辺に沿って配置されている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、表示領域１０１ａの短辺若しくは長辺と同程度の長さ又はそれ以上の長さで配置されていることが好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、表示領域１０１ａの短辺若しくは長辺より短い長さであってもよい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、それぞれ表示領域１０１ａの少なくとも１辺に沿った範囲内において電気的に分離されずに連続的につながっていることが好ましい。第１駆動電極ＣＯＭＬ１と第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂとは、互いに平行な方向に延在する。
【００４２】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、額縁領域１０１ｂの各辺の端部に１本ずつ配置されている。１本の第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、それぞれカバー部材５の端まで配置されていることが好ましい。１本の第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、それぞれカバー部材５の端部と同一の箇所まで配置されていることが好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄを金属で形成する場合に、腐食を防ぐなどの目的で保護膜を形成する場合など、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄをカバー部材５の端まで形成できない場合、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄがカバー部材５の端から１０μｍから１００μｍの範囲に形成されていることが好ましい。
【００４３】
このように、額縁領域１０１ｂの４辺のそれぞれの辺において表示領域１０１ａの各辺以上の長さで延在するような１本の第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄがそれぞれ電気的に連続的に配置されることで、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄと、表示領域１０１ａ内の電極との容量を利用して、額縁領域１０１ｂへの入力の有無を判別するボタン機能としてだけでなく、例えば表示領域１０１ａの辺に沿った物体の一次元座標を取得することが可能となり、これらを表示領域１０１ａ内の検出結果と組み合わせてさまざまなアプリケーションへ反映させることができる。
【００４４】
額縁領域１０１ｂは表示領域１０１ａと比較して非常に幅が狭いため、このような配置として額縁領域１０１ｂの１辺においてできるだけ大きな電極を配置することで額縁のタッチ検出の感度を向上させることができる。
【００４５】
本実施形態では、画素基板２上ではなく、カバー部材５に第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄを形成するので、カバー部材５の端部まで電極面積を確保することができる。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの幅は広ければ広いほどよい。しかし、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの幅は、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の長さよりも細い。
【００４６】
図１３に示すように、フレキシブル基板Ｔ１が画素基板２に接続されており、フレキシブル基板Ｔ２が対向基板３に接続されている。タッチ検出用ＩＣ１８がフレキシブル基板Ｔ２に搭載されている。タッチ検出用ＩＣ１８は、図１に示すタッチ検出部４０が実装されており、タッチ検出電極ＴＤＬから出力される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が、フレキシブル基板Ｔ２を介してタッチ検出用ＩＣ１８に供給される。
【００４７】
図１４に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１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、対向基板３の画素基板２と反対側に配置されたカバー部材５とを備えている。
【００４８】
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の上方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と画素電極２２との間に設けられた複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１と、画素電極２２と第１駆動電極ＣＯＭＬ１とを絶縁する絶縁層２４と、を含む。ＴＦＴ基板２１の下側には、接着層を介して偏光板３５Ｂが設けられていてもよい。
【００４９】
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が設けられている。さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上方には、偏光板３５Ａが設けられている。
【００５０】
カバー部材５は、カバー基材５１と、着色層５２と、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄとを含む（図１４では第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは図示しない）。カバー基材５１は、画素基板２及び対向基板３を覆って保護するための保護部材である。カバー基材５１は、ガラス基板であってもよく、樹脂材料等を用いたフィルム状の基材であってもよい。カバー基材５１の対向基板３と対向する面側に着色層５２が設けられている。着色層５２は、図１３に示す額縁領域１０１ｂに設けられる。着色層５２が設けられているため、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４等の回路や配線、フレキシブル基板Ｔ１、Ｔ２等が外部から視認されることを抑制することができる。着色層５２は、例えば、光の透過を抑制するように着色された樹脂材料や、金属材料が用いられる。着色層５２と重なる位置に、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂが設けられている。図１４では図示しない第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄも着色層５２と重なる位置に設けられる。
【００５１】
ＴＦＴ基板２１とガラス基板３１とは、図示しないスペーサを介して所定の間隔を設けて対向して配置される。ＴＦＴ基板２１とガラス基板３１との間の空間に液晶層６が設けられる。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）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図１４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。
【００５２】
ＴＦＴ基板２１には、図１５に示す各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ素子（以下、ＴＦＴ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を駆動する駆動信号を供給する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在する。
【００５３】
図１５に示す表示パネル２０は、マトリックス状に配列された複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、それぞれ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、他端が第１駆動電極ＣＯＭＬ１に接続されている。
【００５４】
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、ゲートドライバ１２（図１参照）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、ソースドライバ１３（図１参照）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、第１駆動電極ＣＯＭＬ１により、同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、駆動電極ドライバ１４（図１参照）と接続され、駆動電極ドライバ１４より第１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が一本の第１駆動電極ＣＯＭＬ１を共有するようになっている。本実施形態の第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、画素信号線ＳＧＬの延出方向と平行に延び、走査信号線ＧＣＬの延出方向と交差する方向に延びる。第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、これに限定されず、例えば走査信号線ＧＣＬと平行な方向に延びていてもよい。
【００５５】
図１に示すゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖｓｃａｎ（図１参照）を副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、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。また、タッチ検出機能付き表示装置１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は、図１５に示す画素信号線ＳＧＬを介して、画素信号Ｖｐｉｘを、選択された１水平ラインを構成する副画素ＳＰｉｘに供給する。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水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、第１駆動電極ＣＯＭＬ１に対して第１駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。画素電極２２は、表示動作の第１駆動信号Ｖｃｏｍにより共通電位が供給される。
【００５６】
図１４に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図１５に示す各副画素ＳＰｉｘに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として対応付けられ、３色の色領域に対応する副画素ＳＰｉｘを１組として画素Ｐｉｘが構成される。図１４に示すように、カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ３２は、３色の組み合わせに限定されず、４色以上の組み合わせであってもよい。
【００５７】
図１４及び図１５に示す第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、表示パネル２０の複数の画素電極２２に共通の電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル３０の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。また、第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、タッチパネル３０の自己静電容量方式によるタッチ検出を行う際の検出電極として機能してもよい。図１６は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチパネル３０は、画素基板２に設けられた第１駆動電極ＣＯＭＬ１と、対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。
【００５８】
第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、図１６の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンを含む。タッチ検出電極ＴＤＬは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数の電極パターンを含む。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、ＴＦＴ基板２１（図１４参照）の表面に対する垂直な方向において、第１駆動電極ＣＯＭＬ１と対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のタッチ検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続される（図１参照）。第１駆動電極ＣＯＭＬ１の各電極パターンとタッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。
【００５９】
タッチ検出電極ＴＤＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。なお、タッチ検出電極ＴＤＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１（駆動電極ブロック）は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極ＴＤＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、櫛歯形状等であってもよい。あるいはタッチ検出電極ＴＤＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、複数に分割されていればよく、第１駆動電極ＣＯＭＬ１を分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。
【００６０】
この構成により、タッチパネル３０では、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、第１駆動電極ＣＯＭＬ１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、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ってタッチ入力を検出するようになっている。図１６に示すように、タッチパネル３０において、互いに交差したタッチ検出電極ＴＤＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１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、タッチパネル３０のタッチ検出面全体に亘って走査することにより、外部からの導体の接触又は近接が生じた位置の検出が可能となっている。
【００６１】
次に図１７から図１９を参照して、第１駆動電極ＣＯＭＬ１、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ及びタッチ検出電極ＴＤＬの構成について説明する。図１７は、第１の実施形態に係る画素基板を模式的に示す平面図である。図１８は、第１の実施形態に係る対向基板を模式的に示す平面図である。図１９は、第１の実施形態に係るカバー部材を模式的に示す平面図である。
【００６２】
図１７に示すように、第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、ＴＦＴ基板２１の表示領域１０１ａに設けられる。ＴＦＴ基板２１の額縁領域１０１ｂの短辺側に、駆動電極ドライバ１４及び表示制御用ＩＣ１９が配置され、額縁領域１０１ｂの長辺側にソースドライバ１２が配置されている。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、上述した制御部１１を内蔵したものである。表示制御用ＩＣ１９は、外部のホストＩＣ（図示しない）から供給された映像信号Ｖｄｉｓｐ（図１参照）に基づいて、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ等に制御信号を出力する。また、額縁領域１０１ｂの短辺側に、フレキシブル基板Ｔ１が接続されている。
【００６３】
本実施形態では、第１駆動電極ＣＯＭＬ１が走査信号線ＧＣＬの延在方向と交差する方向に延びている。このため、第１駆動電極ＣＯＭＬ１からの配線を額縁領域１０１ｂの短辺側（フレキシブル基板Ｔ１側）に引き出すことが可能である。したがって、第１駆動電極ＣＯＭＬ１を画素信号線ＳＧＬと直交する方向に設けた場合と比較して、額縁領域１０１ｂの長辺側に駆動電極ドライバ１４を設ける必要がなく、額縁領域１０１ｂの幅を小さくすることができる。
【００６４】
また、駆動電極ドライバ１４及びフレキシブル基板Ｔ１は、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の延在方向の端部の近傍に配置されている。このため、第１駆動電極ＣＯＭＬ１から引き出される配線の長さを短くして、額縁領域１０１ｂの面積を小さくすることが可能である。
【００６５】
図１８に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬは、ガラス基板３１の表示領域１０１ａに重なる領域に設けられる。ガラス基板３１の額縁領域１０１ｂの短辺側にフレキシブル基板Ｔ２が接続される。タッチ検出電極ＴＤＬの端部から引き出された配線（図１６では省略して示す）が額縁領域１０１ｂに設けられ、配線及びフレキシブル基板Ｔ２を介して、タッチ検出電極ＴＤＬとタッチ検出用ＩＣ１８とが接続される。また、フレキシブル基板Ｔ２はコネクタ部ＴＣを備えている。フレキシブル基板Ｔ２は、コネクタ部ＴＣを介して後述するカバー部材５のフレキシブル基板Ｔ３と接続される。
【００６６】
図１９に示すように、カバー基材５１の額縁領域１０１ｂに第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄが設けられている。カバー基材５１の額縁領域１０１ｂの全面に着色層５２が設けられており、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは着色層５２と重なって配置される。なお、図１９は、カバー部材５を上面側から見たときの平面図を示しており、模式的に第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ等を示している。本明細書において「額縁領域１０１ｂ」は、図１７に斜線を付して示すように、平面視でカバー基材５１の外周よりも内側であり、かつ表示領域１０１ａの外側の領域である。
【００６７】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、表示領域１０１ａの４辺を囲むように設けられている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂは、それぞれ表示領域１０１ａの長辺に沿った方向に連続して延在しており、表示領域１０１ａを挟んで配置される。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、表示領域１０１ａの短辺に沿った方向に連続して延在しており、表示領域１０１ａを挟んで配置される。
【００６８】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、互いに離隔しており、それぞれ配線５４を介してフレキシブル基板Ｔ３と接続される。フレキシブル基板Ｔ３は、上述した対向基板３のフレキシブル基板Ｔ２にコネクタ部ＴＣを介して接続される。これにより、タッチ検出用ＩＣ１８と第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄとが接続される。タッチ検出用ＩＣ１８に実装された駆動ドライバ４８（図１参照）は、タッチ検出用の駆動信号を第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄに供給可能となっている。
【００６９】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ及び配線５４は、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の金属材料を含む導電性ペーストを用いて印刷法により形成することができる。また、第１駆動電極ＣＯＭＬ１と同様にＩＴＯを用いてもよい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ及び配線５４は、着色層５２と重なる領域に設けられているため、導電性の高い金属材料を用いた場合であっても、外部から視認されることが抑制される。
【００７０】
図２０は、第２駆動電極とタッチ検出電極との関係を模式的に示す模式断面図である。図２１は、第１駆動電極及び第２駆動電極の駆動方法を説明するための模式平面図である。図２２は、第２駆動電極とタッチ検出電極との関係を拡大して模式的に示す模式平面図である。図２０に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂは、タッチ検出電極ＴＤＬの延在方向の端部よりも外側に配置され、かつ、タッチ検出電極ＴＤＬとは異なる層に配置されている。この場合であっても、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂと、タッチ検出電極ＴＤＬとの間に静電容量が形成される。表示領域１０１ａと額縁領域１０１ｂとの境界近傍又は額縁領域１０１ｂに、指が接触又は近接した場合、指によって形成される静電容量が、タッチ検出電極ＴＤＬの近傍にあることにより、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂとタッチ検出電極ＴＤＬとの間にあるフリンジ分の静電容量が遮られる。このため、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて額縁領域１０１ｂへの指の接触又は接近を検出することができる。すなわち、額縁領域１０１ｂに配置された第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂから発生する駆動信号により電気力線が画面内に配置されたタッチ検出電極ＴＤＬに向かって延びることになる。額縁領域１０１ｂに指等の導電物が接触したり近づいたりすると、この電気力線が遮断されて面内に配置されたタッチ検出電極ＴＤＬの出力電位が低下することになる。
【００７１】
図２１に示すように第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂは、タッチ検出用ＩＣ１８に実装された駆動ドライバ４８（図１参照）から第２駆動信号Ｖｄが供給される。また、第１駆動電極ＣＯＭＬ１は、駆動電極ドライバ１４から第１駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。額縁領域１０１ｂに配置された第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂと、表示領域１０１ａのタッチ検出電極ＴＤＬとの間の容量変化により額縁領域１０１ｂのタッチ検出が行われ、表示領域１０１ａに配置されたタッチ検出電極ＴＤＬと第１駆動電極ＣＯＭＬ１との容量変化により表示領域１０１ａのタッチ検出を行うので、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂと、第１駆動電極ＣＯＭＬ１とを順次駆動した場合には、表示領域１０１ａの外周付近のタッチ検出感度の低下を抑制することができる。
【００７２】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂは、ガラス基板３１の外縁よりも外側に配置されることが好ましい。こうすれば、ガラス基板３１の額縁領域１０１ｂに設けられた配線等と、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂとの間に形成される寄生容量を低減して、タッチ検出精度を向上させることができる。
【００７３】
図２０に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａの端部５５ａ及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂの端部５５ｂは、それぞれカバー基材５１の端部５７ａ、５７ｂの近傍に配置されていることが好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａの端部５５ａ及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂの端部５５ｂは、それぞれカバー基材５１の端部５７ａ、５７ｂと重畳する位置に配置されていることがより好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂを金属で形成する場合に、腐食を防ぐなどの目的で保護膜を形成する場合など、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂをカバー基材５１の端まで形成できない場合、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａの端部５５ａとカバー基材５１の端部５７ａとの距離ｄ１、及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂの端部５５ｂとカバー基材５１の端部５７ｂとの距離ｄ２は、１０μｍ以上、１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００７４】
図２２に示すように、タッチ検出電極ＴＤＬの端部にパッド部３８が設けられており、パッド部３８から配線３７が引き出されている。配線３７は額縁領域１０１ｂを引き回され、フレキシブル基板Ｔ２（図１８参照）に接続される。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａは、タッチ検出電極ＴＤＬの端部よりも外側に配置され、配線３７の一部分と重畳していてもよい。つまり、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａは、タッチ検出電極ＴＤＬと重畳しない位置に設けられることが好ましい。なお、図２２では図示しない第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂについても同様に、配線３７の一部分と重畳していてもよい。この場合、カバー基材５１の額縁領域１０１ｂの幅を小さくすることができる。
【００７５】
図２３は、第１駆動電極と第２駆動電極との関係を模式的に示す模式断面図である。図２４は、第１駆動電極と第２駆動電極との関係を模式的に示す模式断面図である。図２３に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の延在方向の端部よりも外側に配置され、かつ、第１駆動電極ＣＯＭＬ１とは異なる層に配置されている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄと、第１駆動電極ＣＯＭＬ１との間に静電容量が形成される。本実施形態では、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄと第１駆動電極ＣＯＭＬ１との間の容量変化により額縁領域１０１ｂのタッチ検出が行うことができる。この場合、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄが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、第１駆動電極ＣＯＭＬ１が、タッチ検出電極Ｅ２に対応する。図２２、図２３に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄに第２駆動信号Ｖｄが供給される。また、第１駆動電極ＣＯＭＬ１にタッチ検出部４０が接続されており、第１駆動電極ＣＯＭＬ１からタッチ検出部４０を介して第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。
【００７６】
図２３に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃの端部５５ｃ及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｄの端部５５ｄは、それぞれカバー基材５１の端部５７ｃ、５７ｄの近傍に配置されていることが好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃの端部５５ｃ及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｄの端部５５ｄは、それぞれカバー基材５１の端部５７ｃ、５７ｄと重畳する位置に配置されていることがより好ましい。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄを金属で形成する場合に、腐食を防ぐなどの目的で保護膜を形成する場合など、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄをカバー基材５１の端まで形成できない場合、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃの端部５５ｃとカバー基材５１の端部５７ｃとの距離ｄ３、及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｄの端部５５ｄとカバー基材５１の端部５７ｄとの距離ｄ４は、１０μｍ以上、１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００７７】
本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄが、カバー基材５１の額縁領域１０１ｂに設けられているため、表示装置やタッチ検出装置の配線等の配置によらず額縁領域１０１ｂに電極面積の大きな額縁電極を連続的に配置することができる。Ｉｎ−ＣｅｌｌやＯｎ−Ｃｅｌｌタッチパネルを備えた液晶表示装置ではガラス基板の額縁領域１０１ｂには配線やフレキシブル基板が配置されており、ここに額縁検出用の電極を配置するのは難しく、さらには近年では狭額縁等の要求があり液晶表示装置の額縁のみの配置では性能的に不十分である。カバー部材５側への配置はタッチ検出装置を含む電子機器のセット構造の最外周近くまで電極を配置することが可能であり、そのため、例えば額縁領域１０１ｂへ近接または接触した指の一次元座標を検出することができる。これにより、例えば額縁領域１０１ｂでのスライド操作やジェスチャ等を表示領域１０１ａの表示動作やアプリケーションと連動させることが可能である。
【００７８】
また、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄを設けているため、表示領域１０１ａと額縁領域１０１ｂとの境界近傍のタッチ検出感度を向上させることができる。したがって、タッチ検出面の全体のタッチ検出感度の均一性を向上させることができる。さらに、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄを第１駆動電極ＣＯＭＬ１と異なる層に設けているため、第１駆動電極ＣＯＭＬ１をＴＦＴ基板２１の額縁領域１０１ｂに設ける場合に比べ、ＴＦＴ基板２１の額縁領域１０１ｂの幅を小さくすることができる。したがって、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、額縁領域の増大を抑制しつつ、優れた額縁検出性能を発揮することが可能である。
【００７９】
次に図２５を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の駆動方法について説明する。図２５は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【００８０】
タッチ検出機能付き表示装置１の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）と表示動作（表示動作期間）とを時分割に行う。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行ってもよいが、以下、表示パネル２０の１フレーム期間（１Ｆ）、すなわち、１画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作と表示動作とをそれぞれ複数回に分割して行う方法について説明する。
【００８１】
図２５に示すように、制御信号（ＴＳ−ＶＤ）がＯＮになると１フレーム期間（１Ｆ）が開始される。制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、１フレーム期間（１Ｆ）にＯＮとＯＦＦとが繰り返され、制御信号（ＴＳ−ＨＤ）がＯＮの期間内にタッチ検出動作が実行され、ＯＦＦの期間内に表示動作が実行される。制御信号（ＴＳ−ＶＤ）及び制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、制御部１１（図１参照）のクロック生成部のクロック信号に基づいて出力される。１フレーム期間（１Ｆ）は、複数の表示動作期間Ｐｄｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）及びタッチ検出動作を行う複数のタッチ検出期間Ｐｔｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）からなっている。これらの各期間は、時間軸上において、タッチ検出期間Ｐｔ１、表示動作期間Ｐｄ１、タッチ検出期間Ｐｔ２、表示動作期間Ｐｄ２、・・・のように交互に配置されている。
【００８２】
制御部１１は、ゲートドライバ１２とソースドライバ１３とを介して、各表示動作期間Ｐｄｘに選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図１５参照）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図２５は、ＲＧＢの３色を選択する選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）及び色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）を示している。選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）に従って、対応する各副画素ＳＰｉｘが選択され、色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）が選択された副画素ＳＰｉｘに供給されることにより、画像の表示動作が実行される。それぞれの表示動作期間Ｐｄｘで、１画面分の映像信号Ｖｄｉｓｐをｎ分割した画像が表示され、表示動作期間Ｐｄ１、Ｐｄ２、…Ｐｄｎで１画面分の映像情報が表示される。
【００８３】
タッチ検出期間Ｐｔｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）の１回目のタッチ検出期間Ｐｔ１において、制御部１１は、駆動ドライバ４８に制御信号を出力する。駆動ドライバ４８は、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａにタッチ検出用の第２駆動信号Ｖｄを供給する。タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬから供給される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、額縁領域１０１ｂに対するタッチ入力の有無および入力位置の座標の演算を行う。
【００８４】
次に、タッチ検出期間Ｐｔ２、Ｐｔ３…において、制御部１１は、駆動電極ドライバ１４に制御信号を出力する。駆動電極ドライバ１４は、第１駆動電極ＣＯＭＬ１にタッチ検出用の第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬから供給される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、表示領域１０１ａに対するタッチ入力の有無および入力位置の座標の演算を行う。
【００８５】
その後、タッチ検出期間Ｐｔｎ−２では、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂに駆動ドライバ４８から第２駆動信号Ｖｄが供給され、タッチ検出電極ＴＤＬから第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。タッチ検出期間Ｐｔｎ−１に、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃに第２駆動信号Ｖｄが供給され、第１駆動電極ＣＯＭＬ１から第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。１フレーム期間（１Ｆ）の最後のタッチ検出期間Ｐｔｎにおいて、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｄにタッチ検出用の第２駆動信号Ｖｄが供給され、第１駆動電極ＣＯＭＬ１から第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。タッチ検出部４０は、タッチ検出電極ＴＤＬ、第１駆動電極ＣＯＭＬ１から供給される第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、額縁領域１０１ｂに対するタッチ入力の有無および入力位置の座標の演算を行う。
【００８６】
以上のように、１フレーム期間（１Ｆ）のタッチ検出期間Ｐｔｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）において、制御部１１は、駆動電極ドライバ１４及び駆動ドライバ４８に制御信号を出力して、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１の各検出ブロックに順次駆動信号が供給されるようにタッチ検出駆動走査を行う。それぞれのタッチ検出期間Ｐｔｘにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬまたは第１駆動電極ＣＯＭＬ１からから第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。このようなタッチ検出動作により、図１７に示すＴＦＴ基板２１の額縁領域１０１ｂ及び図１８に示すガラス基板３１の額縁領域１０１ｂの面積の増大を抑制しつつ、タッチ検出可能な領域を表示領域１０１ａの外側の額縁領域１０１ｂまで拡張して、額縁領域１０１ｂに対するタッチ入力を検出することができる。また、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の各検出ブロック、及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｂの順に駆動させることで、表示領域１０１ａと額縁領域１０１ｂとの境界近傍のタッチ検出感度を向上させて、タッチ検出面の全体のタッチ検出感度の均一性を向上させることができる。
【００８７】
本実施形態において、第１駆動電極ＣＯＭＬ１は表示パネル２０の共通電極を兼用するので、制御部１１は、表示動作期間Ｐｄｘにおいては、駆動電極ドライバ１４を介して選択される第１駆動電極ＣＯＭＬ１に、表示駆動用の共通電位である第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。
【００８８】
第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの幅を大きくすることにより、接触又は近接する指などによる電界の変動の影響を受けやくなるため、タッチ検出感度が向上する。また、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの延在方向の長さは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１よりも長くしてもよい。なお、本実施形態において、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの幅とは、表示領域１０１ａの各辺と直交する方向の長さである。同様に第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１よりも大きい幅を有していることが好ましい。
【００８９】
なお、図２５では、第２駆動信号Ｖｄの振幅及び周波数は、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同じ振幅及び周波数で示しているが、これに限られず、第１駆動信号Ｖｃｏｍと異なる振幅又は異なる周波数であってもよい。
【００９０】
図２６は、第１の実施形態の第１変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。図２６は、第１駆動電極ＣＯＭＬ１及び第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの駆動の順番は図２５と同じであるが、第２駆動信号Ｖｄの振幅が異なっている。第２駆動信号Ｖｄの電位Ｖ７は第１駆動信号Ｖｃｏｍの電位Ｖ６よりも高くなっている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、映像表示に影響が少ないカバー基材５１の額縁領域１０１ｂに設けられているため、ＴＦＴ基板２１に設けられた第１駆動電極ＣＯＭＬ１と比較すると制約なく所望の信号を供給することができる。そのため、第２駆動信号Ｖｄの電位Ｖ７は第１駆動信号Ｖｃｏｍの電位Ｖ６よりも高くすることができ、額縁領域１０１ｂにおけるタッチ検出感度をさらに向上させることが可能である。額縁領域１０１ｂの検出に関しては、例えば電話のエッジ（ボリュームやオン、オフのスイッチ等）の検出を考えると、表示領域１０１ａのタッチ検出電極ＴＤＬで検出する場合にはかなりの距離がある。額縁領域１０１ｂの検出感度を上げるためには、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄの電界強度を上げると感度を大幅に上げることができる。
【００９１】
また、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１（図１８では省略して示す）よりもカバー基材５１側、つまり、接触又は近接する指等に近い位置に配置される。このため、駆動電極ドライバ１４と異なる、タッチ検出用ＩＣ１８に実装された駆動ドライバ４８（図１参照）により駆動し、第１駆動信号Ｖｃｏｍと異なる振幅の第２駆動信号Ｖｄで駆動することが好ましい。これにより、タッチ検出感度の均一性を向上させることが可能である。
【００９２】
図２７は、第１の実施形態の第２変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。図２７は、１フレーム期間（１Ｆ）において、表示領域１０１ａのタッチ検出を行った後、額縁領域１０１ｂのタッチ検出を行う。すなわち、第１駆動電極ＣＯＭＬ１に対する第１駆動信号Ｖｃｏｍの供給が順次行われた後、タッチ検出期間Ｐｔｎ−３からタッチ検出期間Ｐｔｎで、それぞれ第２駆動信号Ｖｄが第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄに供給される。タッチ検出期間Ｐｔｎ−３とタッチ検出期間Ｐｔｎ−２ではタッチ検出電極ＴＤＬから第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。タッチ検出期間Ｐｔｎ−１とタッチ検出期間Ｐｔｎでは第１駆動電極ＣＯＭＬ１から第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。このように額縁領域１０１ｂのタッチ検出期間を順次配置することにより、額縁領域１０１ｂのタッチ検出感度を向上させることができる。
【００９３】
図２８は、第１の実施形態の第３変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。図２３、図２４で示すように、第１駆動電極ＣＯＭＬ１を検出電極として、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄと第１駆動電極ＣＯＭＬ１との間の容量変化によりタッチ検出を行う。この場合、第１駆動電極ＣＯＭＬ１と第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄとの静電容量が大きくなり、第１駆動電極ＣＯＭＬ１から第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が応答性良く出力されない場合がある。
【００９４】
図２８に示すように走査信号線ＧＣＬとゲートドライバ１２とをそれぞれ接続する複数のスイッチＳＷｇが設けられている。また、画素信号線ＳＧＬと第１駆動電極ＣＯＭＬ１とをそれぞれ接続する複数のスイッチＳＷｓが設けられている。図２５に示すタッチ検出期間Ｐｔｎ−１、Ｐｔｎにおいて、スイッチＳＷｇ及びスイッチＳＷｓをオフ状態にして、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬをフローティング状態とする。これにより、第１駆動電極ＣＯＭＬ１と走査信号線ＧＣＬ及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１と画素信号線ＳＧＬとの容量結合を抑制して検出感度の低下を低減できる。ここで、「フローティング状態」とは、固定された電位が与えられていない状態を示す。
【００９５】
図２９は、第１の実施形態の第４変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。第１駆動電極ＣＯＭＬ１を検出電極として用いる際に、スイッチＳＷｇをオフ状態にして、走査信号線ＧＣＬをフローティング状態とする。そして、スイッチＳＷｓをオン状態にして、画素信号線ＳＧＬと第１駆動電極ＣＯＭＬ１とを電気的に接続する。画素信号線ＳＧＬは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１よりも導電性の高い金属材料が用いられているため、第１駆動電極ＣＯＭＬ１に画素信号線ＳＧＬを接続することで第１駆動電極ＣＯＭＬ１の見かけ上の抵抗値を低減することができる。これにより、検出感度の低下を抑制できる。
【００９６】
（第２の実施形態）
図３０は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を模式的に示す平面図である。第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、図１７に示すように、第１駆動電極ＣＯＭＬ１が表示領域１０１ａの長辺に沿って延在しているがこれに限定されない。図３０に示すように第２の実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１Ａは、ＴＦＴ基板（図１７参照）の表示領域１０１ａに、複数の矩形状の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａが配置されている。複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは、それぞれ互いに間隔を有してマトリクス状に配置される個別電極である。複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａのそれぞれから配線が引き出されており、配線を介して複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと駆動電極ドライバ１４とが接続されている。
【００９７】
なお、配線の配置は特に限定されず、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと絶縁層を介して異なる層に設けてもよく、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａ同士の間に配置して第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと同一の層に設けてもよい。
【００９８】
表示領域１０１ａのタッチ検出動作において、複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａに駆動電極ドライバ１４から第１駆動信号Ｖｃｏｍが供給され、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に従って、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａから第２タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。行列状に配置された第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａのそれぞれについて、独立してタッチ検出を行うことにより、指などが接触又は近接したタッチパネル座標を検出することができる。
【００９９】
図３０に示すように、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆがカバー部材５の額縁領域１０１ｂに設けられている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅは、表示領域１０１ａの長辺（左辺）に沿って延在する部分と、表示領域１０１ａの短辺（上辺）に沿って延在する部分とが接続されている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅは額縁領域１０１ｂの上辺から左辺にかけて連続して設けられる。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｆは、表示領域１０１ａの長辺（右辺）に沿って延在する部分と、表示領域１０１ａの短辺（下辺）に沿って延在する部分とが接続されている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｆは額縁領域１０１ｂの左辺から下辺にかけて連続して設けられる。
【０１００】
カバー部材５の額縁領域１０１ｂに、フレキシブル基板Ｔ３が接続されている。第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆは、短い配線を介してフレキシブル基板Ｔ３と接続される。画素基板２のＴＦＴ基板２１には、フレキシブル基板Ｔ１が接続されている。フレキシブル基板Ｔ１にタッチ検出用ＩＣ１８Ａが搭載されている。フレキシブル基板Ｔ３は、図示しないコネクタ部を介してフレキシブル基板Ｔ１と接続可能となっている。これにより、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆは、タッチ検出用ＩＣ１８Ａに実装される駆動ドライバ４８から第２駆動信号Ｖｄが供給される。上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に従って、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆと第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａとの容量変化により、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａから第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１Ｃは、額縁領域１０１ｂに接触又は近接する指などを検出することができる。
【０１０１】
図３１は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。図３３に示すように、制御部１１は、表示動作期間Ｐｄにおいて、１フレーム分の画像について表示動作を実行する。表示動作において、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは、表示パネル２０の複数の画素電極２２に共通の電位を与える共通電極として機能する。
【０１０２】
表示動作期間Ｐｄの後、制御部１１は、タッチ検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ３において相互静電容量方式によるタッチ検出動作を行い、タッチ検出期間Ｐｔ２において自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う。タッチ検出期間Ｐｔ１において、駆動ドライバ４８は第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅに第２駆動信号Ｖｄを供給し、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。タッチ検出期間Ｐｔ２において、駆動電極ドライバ１４は、複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａに同時に第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給し、複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは第２タッチ検出信号Ｖｄｅｔ２を出力する。タッチ検出期間Ｐｔ３において、駆動ドライバ４８は第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｆに第２駆動信号Ｖｄを供給し、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは第１タッチ検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。
【０１０３】
このようにして、１フレーム期間（１Ｆ）に表示領域１０１ａ及び額縁領域１０１ｂのタッチ検出動作が実行される。表示領域１０１ａは自己静電容量方式によるタッチ検出が行われ、額縁領域１０１ｂは相互静電容量方式によるタッチ検出が行われる。このため、額縁領域１０１ｂでの検出精度を向上させることができる。本実施形態においても、第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆがカバー部材５に設けられているため、額縁領域１０１ｂの幅の増大を抑制しつつ、額縁領域１０１ｂにおけるタッチ検出を行うことができる。
【０１０４】
図３２は、第２の実施形態に係る自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。図３３は、第２の実施形態に係る自己静電容量方式のタッチ検出の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３２は、図１１に示した等価回路に対して、電圧検出器ＤＥＴがスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介さずに接続されている点が異なる。図３２に示す電圧検出器ＤＥＴは、反転入力部（−）に第１駆動電極ＣＯＭＬ１が接続され、非反転入力部（＋）に第１駆動信号Ｖｃｏｍが入力される。図３２の電圧検出器ＤＥＴは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は不要であり、直接、第１駆動信号Ｖｃｏｍが第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａに供給される。
【０１０５】
第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａに指などの導体が近接又は接触して、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａの容量が増加すると、第１駆動信号Ｖｃｏｍとの差分の電圧に相当する電流が第１駆動電極ＣＯＭＬ１から出力側に流れる。電圧検出器ＤＥＴは、この電流を電圧に変換し積分した値が出力される。スイッチＳＷ３は、タッチ検出を行う際にオン（開）状態となり、タッチ検出を行わないときはオフ（閉）状態となり、電圧検出器ＤＥＴのリセット動作を行う。また、電圧検出器ＤＥＴは、相互静電容量方式のタッチ検出と、自己静電容量方式のタッチ検出とに兼用する場合、相互静電容量方式のタッチ検出の際に非反転入力部（＋）に基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、自己静電容量方式のタッチ検出の際に非反転入力部（＋）に第１駆動信号Ｖｃｏｍが入力されるように切り替えられる。
【０１０６】
図３３に示すように、指が接触又は近接した場合の電圧の変動（点線の波形Ｖ８）は、指が接触又は近接していない場合の電圧の変動（実線の波形Ｖ９）と比べて振幅が大きくなる。これにより、波形Ｖ８と波形Ｖ９との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する導体の影響に応じて変化することになる。このようにして、第１駆動電極ＣＯＭＬ１の自己静電容量に基づいてタッチ検出を行ってもよい。
【０１０７】
なお、本実施形態は１フレーム分の表示動作を行う表示動作期間Ｐｄの後にタッチ検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３を配置しているが、表示動作期間とタッチ検出期間とを交互に複数回配置してもよい。この場合、タッチ検出期間を４回以上に分割して配置してもよい。本実施形態は、複数の第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａによりタッチ検出動作を行うため、図１２に示す対向基板３のタッチ検出電極ＴＤＬを設けなくてもよい。また、タッチ検出電極ＴＤＬを設けて、表示領域１０１ａのタッチ検出動作において、相互静電容量方式のタッチ検出と自己静電容量方式のタッチ検出とを切り替えて実行してもよい。２本の第２駆動電極ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆを設けているが、図１３と同様に４本の第２駆動電極を設けてもよい。
【０１０８】
次に、自己静電容量方式のタッチ検出動作における、寄生容量を低減する方法について説明する。図３４は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。図３５は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【０１０９】
第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに近接して配置されている。このため、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと走査信号線ＧＣＬとの間の寄生容量及び第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと画素信号線ＳＧＬとの間の寄生容量が大きくなる。この寄生容量により、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａを応答性の良い波形で駆動することができない場合がある。また、寄生容量のバラツキによってタッチ検出信号の誤差が生じ、検出感度が低下する可能性がある。
【０１１０】
図３４に示すように走査信号線ＧＣＬとゲートドライバ１２（図１７参照）とをそれぞれ接続する複数のスイッチＳＷｇが設けられている。また、画素信号線ＳＧＬとソースドライバ１３とをそれぞれ接続する複数のスイッチＳＷｓが設けられている。図３５に示すタッチ検出期間Ｐｔにおいて、走査信号線ＧＣＬと接続されたスイッチＳＷｇをオフ状態にして、走査信号線ＧＣＬをフローティング状態とする。また、タッチ検出期間Ｐｔにおいて、画素信号線ＳＧＬと接続されたスイッチＳＷｓをオン状態にする。図３５に示すように、画素信号線ＳＧＬは、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同期した同一の波形の信号Ｖｓｇｌが入力される。これによって、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと画素信号線ＳＧＬとの間の寄生容量を低減して、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａを所望の波形で駆動することができる。
【０１１１】
なお、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同期した信号Ｖｓｇｌが入力される画素信号線ＳＧＬは、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと電気的に接続して駆動したほうが好ましい。第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａは、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料が用いられるため、金属材料で形成される画素信号線ＳＧＬよりも抵抗が高い。画素信号線ＳＧＬと第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａとを電気的に接続して駆動することで、画素信号線ＳＧＬと第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａとの合計の抵抗値が低減されるため、消費電力等のメリットがある。信号Ｖｓｇｌは、第１駆動信号Ｖｃｏｍが入力された第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａに対応していない画素信号線ＳＧＬに対して入力してもよい。なお、信号Ｖｓｇｌは、第１駆動信号Ｖｃｏｍ又は第２駆動信号Ｖｄと同期した同一の波形であることが好ましいが、第１駆動信号Ｖｃｏｍ又は第２駆動信号Ｖｄと異なる振幅を有して高レベルの電位と低レベルの電位とがシフトする波形であってもよい。
【０１１２】
次に、図３６及び図３７を参照して、自己静電容量方式のタッチ検出動作における、寄生容量を低減する他の方法について説明する。図３６は、第２の実施形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素信号線及び走査信号線を模式的に示す平面図である。図３７は、第２の実施形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
【０１１３】
タッチ検出期間Ｐｔにおいて、走査信号線ＧＣＬと接続されたスイッチＳＷｇをオン状態にして、画素信号線ＳＧＬと接続されたスイッチＳＷｓをオン状態にする。すなわち、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬをフローティング状態にしない。そして、図３７に示すように、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬに、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同期した同一の波形の信号Ｖｇｃｌ、Ｖｓｇｌが入力される。これによって、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと走査信号線ＧＣＬとの間の寄生容量が低減され、かつ、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａと画素信号線ＳＧＬとの間の寄生容量が低減される。したがって、第１駆動電極ＣＯＭＬ１Ａを所望の波形で駆動することができる。なお、走査信号線ＧＣＬに供給される信号Ｖｇｃｌは、図１５に示すＴＦＴ素子Ｔｒがオフ状態を維持できるような電圧の波形とする。これは、副画素ＳＰｉｘごとに設置されているＴＦＴ素子がオン状態となってリークが発生して、表示画質が悪化することを防止するためである。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
【０１１５】
例えば、第１駆動電極が表示パネルの共通電極を兼用する場合を説明したが、これに限られない。表示パネルに共通電極を設け、この表示パネルの上にタッチパネルを装着したタッチ検出機能付き表示装置であってもよい。また、カバー基材に設けられた第２駆動電極の形状や、配置、個数等は適宜変更してもよい。例えば、第２駆動電極は表示領域の４辺を囲むように設けられているが、４辺のうちいずれかの辺に第２駆動電極が設けられていない場合であってもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１、１Ａ  タッチ検出機能付き表示装置
２  画素基板
３  対向基板
５  カバー部材
６  液晶層
１０  タッチ検出機能付き表示部
１１  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
２０  表示パネル
２１  ＴＦＴ基板
２２  画素電極
３０  タッチパネル
３１  ガラス基板
３２  カラーフィルタ
４０  タッチ検出部
４２  タッチ検出信号増幅部
４３  Ａ／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
４８  駆動ドライバ
５１  カバー基材
５２  着色層
１０１ａ  表示領域
１０１ｂ  額縁領域
ＣＯＭＬ１、ＣＯＭＬ１Ａ  第１駆動電極
ＣＯＭＬ２Ａ、ＣＯＭＬ２Ｂ、ＣＯＭＬ２Ｃ、ＣＯＭＬ２Ｄ、ＣＯＭＬ２Ｅ、ＣＯＭＬ２Ｆ  第２駆動電極
ＧＣＬ  走査信号線
Ｐｄ  表示動作期間
Ｐｔ  タッチ検出期間
Ｐｉｘ  画素
ＳＰｉｘ  副画素
ＳＧＬ  画素信号線
ＴＤＬ  タッチ検出電極
Ｖｃｏｍ  第１駆動信号
Ｖｄ  第２駆動信号
Ｖｄｅｔ１  第１タッチ検出信号
Ｖｄｅｔ２  第２タッチ検出信号
Ｖｄｉｓｐ  映像信号
Ｖｐｉｘ  画素信号
Ｖｓｃａｎ  走査信号
【図１】
0006549976.tif 000002
【図２】
0006549976.tif 000003
【図３】
0006549976.tif 000004
【図４】
0006549976.tif 000005
【図５】
0006549976.tif 000006
【図６】
0006549976.tif 000007
【図７】
0006549976.tif 000008
【図８】
0006549976.tif 000009
【図９】
0006549976.tif 000010
【図１０】
0006549976.tif 000011
【図１１】
0006549976.tif 000012
【図１２】
0006549976.tif 000013
【図１３】
0006549976.tif 000014
【図１４】
0006549976.tif 000015
【図１５】
0006549976.tif 000016
【図１６】
0006549976.tif 000017
【図１７】
0006549976.tif 000018
【図１８】
0006549976.tif 000019
【図１９】
0006549976.tif 000020
【図２０】
0006549976.tif 000021
【図２１】
0006549976.tif 000022
【図２２】
0006549976.tif 000023
【図２３】
0006549976.tif 000024
【図２４】
0006549976.tif 000025
【図２５】
0006549976.tif 000026
【図２６】
0006549976.tif 000027
【図２７】
0006549976.tif 000028
【図２８】
0006549976.tif 000029
【図２９】
0006549976.tif 000030
【図３０】
0006549976.tif 000031
【図３１】
0006549976.tif 000032
【図３２】
0006549976.tif 000033
【図３３】
0006549976.tif 000034
【図３４】
0006549976.tif 000035
【図３５】
0006549976.tif 000036
【図３６】
0006549976.tif 000037
【図３７】
0006549976.tif 000038