(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられ、各々は、
前記走査線に選択電圧が印加されたときに、前記データ線の電圧とコモン電極との間の差電圧に応じた階調となる画素を有する表示パネルと、
前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
前記コモン電極に対して、前記走査線が所定数選択される毎にコモン信号を供給するコモン信号供給回路と、
前記選択電圧が印加された走査線に対応する画素に対し、当該画素の階調に応じたデータ信号を、データ線を介して供給するデータ線駆動回路と、
前記表示パネルに積層され、検出電極を有するタッチパネル基板と、
前記検出電極のタッチ検出を行う検出回路と、
を備え、
前記検出回路は、
電源線と所定のノードとの間に流れる電流を一定値とさせる定電流源と、
前記検出電極と前記ノードとの間でオンまたはオフする第１スイッチと、
前記検出電極と接地線との間でオンまたはオフする第２スイッチと、
前記ノードと前記接地線との間に介挿された容量素子と、
前記表示パネルから前記検出電極に重畳されるノイズと逆位相の信号を前記ノードに与えるノイズ相殺信号供給回路と、
を有し、
前記第１および第２スイッチを互いに排他的にオンおよびオフさせる動作を繰り返すセトリング期間と、該セトリング期間の後に、前記第１スイッチをオフさせ、前記第２スイッチをオンさせて、前記ノードの電圧が予め設定された基準電圧に達するまでの時間に基づいて前記検出電極におけるタッチ検出を行うカウント期間と
を有する表示装置。
【請求項２】
前記ノイズ相殺信号供給回路は、
前記コモン信号の電圧を反転させる反転増幅回路と、
前記反転増幅回路による信号を微分する微分回路と、
を有する請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルから発生するノイズによって検出精度が低下するのを抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いた表示パネルでは、走査線とデータ線との交差に対応して、画素電極とコモン電極（対向電極）とで液晶を挟持した液晶容量が設けられ、この液晶容量に階調（明るさ）に応じた電圧を書き込むことによって所定の表示を行うようになっている。一方、この液晶容量を交流駆動する際にデータ線の電圧振幅を抑えるため、当該コモン電極の電圧を、低位側電圧および高位側電圧に交互に切り替える技術も提案されている。
近年では、このような表示装置に、タッチ検出を行うタッチパネルを積層することも行われている。タッチパネルを表示パネルに設けると、タッチパネルによる入力に応じた画像を表示パネルに表示させることができるので、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。
ところで、タッチパネルを表示パネルに積層させた場合に、コモン電極の電圧が切り替わると、その切り替わりに伴うノイズが位置検出に影響を与える。このため、位置検出用の電極に流れる交流電流のうち、コモン電極電圧が切り替わるタイミングを含む前後部分をカットし、当該カットした信号電流に基づいて位置検出を行う技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１４６８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この技術では、位置検出用の電極に流れる交流電流を、コモン電極の電圧が切り替わるタイミングを含めた期間においてカットしてしまうので、当該タイミング付近では、位置検出の精度が低下する、という問題が指摘された。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、コモン電極の電圧を切り替える表示装置に積層されたタッチパネルのタッチ検出の精度低下を抑える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられ、各々は、前記走査線に選択電圧が印加されたときに、前記データ線の電圧とコモン電極との間の差電圧に応じた階調となる画素を有する表示パネルと、前記複数の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、前記コモン電極に対して、前記走査線が所定数選択される毎にコモン信号を供給するコモン信号供給回路と、前記選択電圧が印加された走査線に対応する画素に対し、当該画素の階調に応じたデータ信号を、データ線を介して供給するデータ線駆動回路と、前記表示パネルに積層され、検出電極を有するタッチパネル基板と、前記検出電極のタッチ検出を行う検出回路と、を備え、前記検出回路は、電源線と所定のノードとの間に流れる電流を一定値とさせる定電流源と、前記検出電極と前記ノードとの間でオンまたはオフする第１スイッチと、前記検出電極と接地線との間でオンまたはオフする第２スイッチと、前記ノードと前記接地線との間に介挿された容量素子と、前記表示パネルから前記検出電極に重畳されるノイズと逆位相の信号を前記ノードに与えるノイズ相殺信号供給回路と、を有し、前記第１および第２スイッチを互いに排他的にオンおよびオフさせる動作を繰り返すセトリング期間と、該セトリング期間の後に、前記第１スイッチをオフさせ、前記第２スイッチをオンさせて、前記ノードの電圧が予め設定された基準電圧に達するまでの時間に基づいて前記検出電極におけるタッチ検出を行うカウント期間とを有する。本発明において、セトリング期間におけるノードの電圧は、検出電極における容量成分に応じた電圧にセトリングする。検出電極における容量成分は、タッチの有無によって異なるので、カウント期間において、ノードは定電流源による容量素子への充電によって基準電圧に達するまでの時間によって検出電極におけるタッチの有無が検出される。本願発明によれば、表示パネルから検出電極にノイズが伝搬しても、当該ノイズは、信号供給回路による逆位相の信号によって相殺される。したがって、ノイズによる影響が抑えられて、タッチ検出精度の低下を抑えることが可能となる。
【０００５】
本発明において、前記ノイズ相殺信号供給回路は、前記コモン信号の電圧を反転させる反転増幅回路と、前記反転増幅回路による信号を微分する微分回路と、を有する構成としても良い。この構成によれば、検出電極に重畳されるノイズと逆位相の信号を比較的簡易にノードに与えることが可能となる。
なお、本発明は、表示装置のみならず、当該表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００７】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
この図に示されるように、表示装置１は、表示パネル１０と、タッチ検出用の検出電極が形成されたタッチパネル基板２２とが積層された構成である。表示パネル１０は、素子基板１２と対向基板１４とを互いに一定の間隔を保って貼り合わせられるとともに、当該間隙に液晶層が封止された構成となっている。なお、図１（ａ）では、説明のために表示パネル１０とタッチパネル基板２２との間を離した状態で示しているが、実際には、これらは密着した状態となっている。
【０００８】
一方、タッチパネル基板２２には、透明導電膜からなる検出電極２０２が図１（ｂ）に示されるように形成されている。すなわち、検出電極２０２は、本実施形態では同図に示されるように、ほぼ正方形のものがｎ個、マトリクス状に配列するとともに、ｎ個の検出電極２０２の各々には、それぞれ引き出し線が接続されている。なお、検出電極２０２についての形状および配列は、後述するように正方形・マトリクス状に限られない。
【０００９】
図２は、表示装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、表示パネル１０は、駆動回路３０によって駆動される。また、検出回路５０は、容量検出回路４０および検出制御回路４４を含み、このうち、容量検出回路４０は、ｎ個の検出電極２０２の引き出し線に各々にそれぞれ接続されて、検出電極２０２の容量に応じた時間カウント値を出力し、検出制御回路４４は、内部発振器で生成したクロック信号を後述するように信号Ｃk-1〜Ｃk-nに分配したり、信号Ｃkを供給したりする。
なお、本実施形態において、容量検出回路４０には、後述するノイズ対策のために駆動回路３０によるコモン信号Ｖcomが供給される。
【００１０】
説明便宜のため、表示パネル１０および駆動回路３０について説明する。
図３は、これらの構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、本実施形態において表示パネル１０では、３２０行の走査線１１２が行（Ｘ）方向に延在するように、また、２４０列のデータ線１１４が列（Ｙ）方向に延在するように、それぞれ設けられている。そして、これらの１〜３２０行目の走査線１１２と１〜２４０列目のデータ線１１４との交差に対応して、画素１１０がそれぞれ配列している。したがって、本実施形態では、画素１１０は表示パネル１０において縦３２０行×横２４０列のマトリクス状に配列することになるが、本発明を当該配列に限定する趣旨ではない。
また、本実施形態では、コモン電極１０８には、コモン信号供給回路３２０によるコモン信号Ｖcomが供給される。コモン電極１０８は、すべての画素１１０にわたって共用される。
【００１１】
図４は、画素１１０の構成を示す図である。
この図に示されるように、画素１１０については、ｎチャネル型の薄膜トランジスタ（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１６と液晶容量１２０とを有し、このうち、ＴＦＴ１１６のゲート電極が走査線１１２に接続される一方、そのソース電極がデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極が画素電極１１８にそれぞれ接続されている。
ここで、画素電極１１８は素子基板１２に形成される一方、コモン電極１０８はすべての画素電極１１８に対向するように対向基板１４に形成されて、画素電極１１８との間で液晶層１０５を挟持する。したがって、画素１１０毎に、画素電極１１８、コモン電極１０８および液晶層１０５からなる液晶容量１２０が構成される。
なお、このような液晶容量１２０において、画素電極１１８とコモン電極１０８との間を通過する光の透過率は、例えば液晶容量１２０に保持される電圧の実効値がゼロであれば最小値（最も暗い状態）となる一方、当該実効値が大きくなるにつれて、透過率が徐々に大きくなるノーマリーブラックモードに設定される。このため、図示省略したバックライトユニットによって照射された光は、画素１１０毎に、液晶容量１２０に保持された電圧の実効値に応じた比率で手前側に出射する。したがって、画素１１０毎に、階調に応じた電圧を液晶容量１２０に保持させることによって、目的の画像を表示させることができる。
【００１２】
駆動回路３０は、駆動制御回路３１０、コモン信号供給回路３２０、走査線駆動回路３４０およびデータ線駆動回路３５０を有する。このうち、駆動制御回路３１０は、各種制御信号を出力して、コモン信号供給回路３２０、走査線駆動回路３４０およびデータ線駆動回路３５０の各部をそれぞれ制御するものである。
走査線駆動回路３４０は、１フレームの期間において走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ３２０を、それぞれ１、２、３、…、３２０行目の走査線１１２に供給する。詳細には、走査線駆動回路３４０は、図５に示されるように、１フレームの期間において走査線１１２を１行ずつ図１において上から数えて１、２、３、…、３２０行目という順番で水平走査期間（Ｈ）毎に選択し、選択した走査線への走査信号をＨレベルに相当する選択電圧をＶＧＨとし、それ以外の走査線への走査信号をＬレベルに相当する電圧ＶＧＬとする。
なお、本実施形態において１フレームとは、１枚の画像を表示させるのに要する期間をいい、図５に示されるように、１行目の走査線を選択してから３２０行目の走査線を選択するまでの期間をいう。
【００１３】
データ線駆動回路３５０は、走査線駆動回路３４０により選択電圧が印加された走査線１１２に位置する画素１１０に対し、画素の階調に応じた電圧であって、駆動制御回路３１０で指定された書込極性に応じた電圧のデータ信号を、１〜２４０列目のデータ線１１４にそれぞれ供給するものである。
詳細については省略するが、データ線駆動回路３５０は、縦３２０行×横２４０列の画素マトリクス配列に対応した記憶領域（図示省略）を有し、各記憶領域において、それぞれに対応する画素１１０の階調（明るさ）を指定する表示データＤaを記憶する一方、ある走査線１１２に選択電圧が印加される直前において、当該走査線１１２に位置する画素１１０の表示データＤaを記憶領域から読み出すとともに、当該読み出した表示データで指定された階調および書込極性に応じた電圧に変換し、走査線に選択電圧が印加されるタイミングに合わせて、データ信号としてデータ線１１４に供給する。この供給動作を、データ線駆動回路３５０は、選択される走査線１１２に位置する１〜２４０列のそれぞれについて並列的に実行する。
なお、データ信号は、書込極性として正極性が指定されていれば、表示データＤaで指定される階調が明るくなるにつれて、後述する電圧ＶcomLを基準として高位側とした電圧となり、書込極性として負極性が指定されていれば、表示データＤaで指定される階調が明るくなるにつれて、後述する電圧ＶcomHを基準に低位側とした電圧となる。
また、記憶領域に記憶される表示データＤaは、表示内容に変更が生じた場合に、外部上位回路（図示省略）から書込アドレスとともに変更後の表示データＤaが供給されて書き換えられる。
【００１４】
本実施形態において、画素への書き込み極性は、同一フレームでは１行毎に反転する方式（ライン反転、走査線反転ともいう）としている。このため、あるフレームの期間において、奇数（１、３、５、…、３１９）行目の走査線に位置する画素に対しては正極性が指定され、偶数（２、４、６、…、３２０）行目の走査線に位置する画素に対しては負極性が指定されるものとしたとき、次のフレームでは、奇数行の画素では負極性が指定され、偶数行の画素では正極性が指定される。このように書込極性を１フレーム毎に反転する理由は、直流成分の印加による液晶層の劣化を防止するためである。
なお、画素の書込極性において、正極性とは、液晶容量１２０に階調に応じた電圧を保持させる際に、コモン電極１０８よりも画素電極１１８を高位側とする場合をいい、反対に負極性とは、コモン電極１０８よりも画素電極１１８を低位側とする場合をいう。
【００１５】
コモン信号供給回路３２０は、次のような電圧のコモン信号Ｖcomをコモン電極１０８に供給するものである。すなわち、コモン信号供給回路３２０は、ある１行の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）において、正極性書込が指定されていればコモン信号Ｖcomを低位側の電圧ＶcomLとし、負極性書込が指定されていればコモン信号Ｖcomを高位側の電圧ＶcomHとする。
なお、電圧ＶcomL、ＶcomHは、図５に示されるように、Ｌレベルに相当する電圧ＶＧＬと、Ｈレベルに相当する選択電圧ＶＧＨとにおいて、ＶＧＬ＜ＶcomL＜ＶcomH＜ＶＧＨという関係にある。
【００１６】
次に、表示パネル１０の動作について説明する。上述したように本実施形態では、あるフレーム（図５において「ｍフレーム」と表記）において、最初に１行目の走査線１１２が選択され、走査信号Ｙ１がＨレベルに相当する電圧ＶＧＨとなる。また、当該ｍフレームにおいて奇数行では正極性書込が指定されるので、走査信号Ｙ１がＨレベルとなる水平走査期間（Ｈ）において、コモン信号Ｖcomは電圧ＶcomLとなる。このため、ｍフレームにおいて走査信号Ｙ１がＨレベルとなるとき、データ線駆動回路３５０は、１行目であって１、２、３、…、２４０列目の画素の表示データＤaで指定された電圧だけ、電圧ＶcomLを基準に高位側とした電圧のデータ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０を、それぞれ１、２、３、…、２４０列のデータ線１１４に供給する。走査信号Ｙ１がＨレベルになると、１行１列〜１行２４０列の画素におけるＴＦＴ１１６がオンするので、これらの画素電極１１８には、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０が印加される。このため、１行１列〜１行２４０列の液晶容量１２０には、データ信号の電圧とコモン信号Ｖcomの電圧ＶcomLとの差電圧が、すなわち階調に応じた正極性の電圧が書き込まれることになる。
【００１７】
次に、ｍフレームにおいて、２行目の走査線１１２が選択されて、走査信号Ｙ２がＨレベルとなる。また、ｍフレームにおいて偶数行では負極性書込が指定されるので、走査信号Ｙ２がＨレベルとなる水平走査期間（Ｈ）において、コモン信号Ｖcomは電圧ＶcomHとなる。走査信号Ｙ２がＨレベルとなるとき、データ線駆動回路３５０は、２行目であって１、２、３、…、２４０列目の画素の表示データＤaで指定された電圧だけ、電圧ＶcomHを基準に低位側とした電圧のデータ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０を、それぞれ１、２、３、…、２４０列のデータ線１１４に供給する。走査信号Ｙ２がＨレベルになると、２行１列〜２行２４０列の画素におけるＴＦＴ１１６がオンするので、これらの画素電極１１８には、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ２４０が印加される。このため、２行１列〜２行２４０列の液晶容量１２０には、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれることになる。
【００１８】
ｍフレームにおいては、以降同様な動作が繰り返され、奇数行では、階調に応じた正極性の電圧が書き込まれて保持され、偶数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれて保持される。次の（ｍ＋１）フレームにおいても同様な動作が繰り返されるが、書き込み極性が反転するので、奇数行では、階調に応じた負極性の電圧が書き込まれて保持され、偶数行では、階調に応じた正極性の電圧が書き込まれて保持される。
【００１９】
図５は、ｊ列目のデータ線１１４に供給されるデータ信号Ｘｊの電圧波形が、走査信号Ｙｉ、Ｙ（ｉ＋１）との関係において示される。
ｉ行目の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）において正極性書込が指定されている場合、当該水平走査期間（Ｈ）ではコモン電極１０８に供給されるコモン信号Ｖcomが電圧ＶcomLとなる。ｊ列目のデータ線１１４には、当該電圧ＶcomLよりも、ｉ行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ高位側の電圧（図５において↑で示される）のデータ信号Ｘｊが供給される。これにより、ｉ行ｊ列の液晶容量１２０においては、データ信号Ｘｊの電圧とコモン電極１０８の電圧ＶcomLとの差電圧、すなわち、階調に応じた正極性電圧が書き込まれることになる。
次の（ｉ＋１）行目の走査線が選択される水平走査期間（Ｈ）では、書込極性が反転して負極性書込が指定されるので、走査信号Ｙ（ｉ＋１）がＨレベルとなる水平走査期間（Ｈ）ではコモン信号Ｖcomが電圧ＶcomHとなる。ｊ列目のデータ線１１４には、当該電圧ＶcomHよりも、（ｉ＋１）行ｊ列の画素の階調に応じた電圧だけ低位側の電圧（図５において↓で示される）のデータ信号Ｘｊが供給される。これにより、（ｉ＋１）行ｊ列の液晶容量１２０においては、データ信号Ｘｊの電圧とコモン電極１０８の電圧ＶcomHとの差電圧、すなわち、階調に応じた負極性電圧が書き込まれることになる。
【００２０】
次に、表示装置１におけるタッチパネルについて説明する。このタッチパネルは、タッチパネル基板２２と、当該タッチパネル基板２２に形成された検出電極２０２の容量を検出するための容量検出回路４０とにより構成される。
【００２１】
図６は、タッチパネルの電気的な要部である容量検出回路４０の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、スイッチ群４１は、１〜ｎ番目までのｎ個の検出電極２０２のそれぞれ対応するように設けられる。１〜ｎ番目の検出電極２０２に対応するスイッチ群４１は、それぞれ信号Ｃk-1〜Ｃk-nが供給される以外、構成的には同一である。そこで、１番目の検出電極２０２に対応するもので説明すると、１番目のスイッチ群４１は、一端が１番目の検出電極２０２に接続されたスイッチ４１１と、当該スイッチ４１１の一端（検出電極２０２）と電位Ｇndの接地線との間でオンオフするスイッチ４１２と、信号Ｃk-1の否定信号を出力するインバータ４１４とを有する。
スイッチ４１１は、信号Ｃk-1がＨレベルのときにオンし、信号Ｃk-1がＬレベルのときにオフする一方、スイッチ４１２は、信号Ｃk-1の否定信号がＨレベルのときにオンし、当該否定信号がＬレベルのときにオフする。したがって、スイッチ４１１、４１２は常に一方がオンであれば他方がオフし、一方がオフであれば他方がオンするという構成となっている。
２〜ｎ番目の検出電極２０２に対応するスイッチ群４１についても、１番目の検出電極２０２に対応するスイッチ群４１と同様な構成であるが、信号Ｃk-1の代わりにそれぞれ信号Ｃk-2〜Ｃk-nが供給される。
【００２２】
１〜ｎ番目の検出電極２０２に対応するスイッチ群４１において、スイッチ４１１の他端同士は共通接続されている。便宜上、この共通接続点をノードＡと表記する。
定電流源４２０は、電源の高位側電圧の給電線からノードＡに向けて一定の電流Ｉdacを流す回路である。また、容量素子４３０は、ノードＡと接地線との間に介挿されている。
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３５は、ノードＡにおける高周波数成分をカットして平均電圧を出力する。
コンパレータ４４１は、ＬＰＦ４３５によって高周波数成分がカットされた電圧と基準電圧Ｖrefとを比較し、高周波数成分がカットされた電圧が基準電圧Ｖrefよりも低い場合にＨレベルとなり、基準電圧Ｖref以上となった場合にＬレベルとなる信号Ｖcmpを出力する。
カウンタ４４３は、信号ＶcmpがＨレベルであるときにカウント動作が許可されて、クロック信号Ｏscをカウントするものであり、そのカウント値Ｃntを外部の上位制御回路（図示省略）に出力する。なお、カウンタ４４３によるカウント値Ｃntは、後述するカウント期間の最初に供給されるパルス信号Ｐsによりゼロにリセットされる。
【００２３】
また、コモン電極１０８に供給されるコモン信号Ｖcomは、抵抗素子４５１を介してオペアンプ４５３の反転入力端（−）に供給され、オペアンプ４５３の出力信号は、抵抗素子４５５を介して反転入力端（−）に帰還される。オペアンプ４５３の非反転入力端（＋）は接地されているので、オペアンプ４５３は、抵抗素子４５１、４５５の抵抗値で定まる増幅率でコモン信号Ｖcomを反転増幅させる反転増幅回路として機能する。
【００２４】
オペアンプ４５３の出力信号は、容量素子４５７および抵抗素子４５９を介してスイッチ４６１の一端に供給される。スイッチ４６１は、信号ＣkがＨレベルであるときにオンし、信号ＣkがＬレベルであるときにオフする。信号Ｃkは、信号Ｃk-1〜Ｃk-nの論理和信号となる関係にあり、信号Ｃk-1〜Ｃk-nとともに検出制御回路４４から供給される。したがって、信号Ｃk-1〜Ｃk-nのいずれかがＨレベルとなれば、信号ＣkもＨレベルとなる関係にある。
スイッチ４６１の他端は、ノードＡに接続されている。
【００２５】
容量素子４５７を介して出力される信号は、オペアンプ４５３による出力信号の微分信号となる。このため、容量素子４５７は、一種の微分回路として機能することになる。
なお、本実施形態では、抵抗素子４５１、４５５、４５９、オペアンプ４５３、容量素子４５７およびスイッチ４６１によってノイズ相殺信号供給回路が構成される。このため、便宜的に、スイッチ４６１の他端から出力される信号をＮcsと表記する。
【００２６】
次に、容量検出回路４０による容量検出の動作について説明する。
図７は、タッチパネルにおける検出電極２０２における容量検出の動作および割り当てを示す図である。
この図に示されるように、タッチパネルでは、容量検出回路４０によって、１番目、２番目、３番目、…、ｎ番目の検出電極２０２が、この順番で検出対象となり、検出対象となった検出電極２０２の容量に応じたカウント値が出力される。各検出電極２０２の容量検出するための期間は、セトリング期間とカウント期間とに分けられる。
【００２７】
検出制御回路４４は、検出対象とする検出電極２０２を１〜ｎ番目の順番で選択するとともに、信号Ｃk-1〜Ｃk-nを次のように出力する。すなわち、検出制御回路４４は、検出対象とした検出電極のセトリング期間において、検出対象とした検出電極２０２に対応するスイッチ群４１への信号を周波数が数ＭＨｚ程度であってデューティ比が５０％のパルス信号とする一方、検出対象以外の検出電極に対応するスイッチ群４１への信号をＬレベルとする。例えば、１番目の検出電極２０２が検出対象となったとき、セトリング期間において信号Ｃk-1はＨおよびＬレベルを繰り返すパルス信号となり、他の信号Ｃk-2〜Ｃk-nはＬレベルとなる。
【００２８】
ここで、１番目の検出電極２０２の容量検出動作について図８を参照して説明する。
この図に示されるように、１番目の検出電極２０２について容量を検出するための期間のうち、セトリング期間では、信号Ｃk-1がＨレベルおよびＬレベルを交互に繰り返す。
【００２９】
検出電極２０２が形成されるタッチパネル基板２２は、表示パネル１０に積層されるので、検出電極２０２には様々な容量が寄生する。図６において、Ｃlcdは、表示パネル１０（の各種電極Ｎdx）との結合容量であり、Ｃeは、表示パネル１０以外の他の電極との結合容量および浮遊容量の合成容量である。便宜的に、１番目の検出電極２０２に対する容量Ｃlcdおよび容量Ｃeの合成容量をＣx1と表している。
【００３０】
セトリング期間において信号Ｃk-1がＨレベルであると、スイッチ４１１がオンし、スイッチ４１２がオフするので、定電流Ｉdacによって容量Ｃx1が充電される。このとき、容量Ｃx1は十分に小さいので、容量Ｃx1に流れる電流は、すぐにゼロとなる。次に、セトリング期間において信号Ｃk-1がＬレベルになると、スイッチ４１１がオフし、スイッチ４１２がオンするので、容量Ｃx1には、その放電によって放電電流が流れ、やがて完全に放電して放電電流がゼロとなる。
【００３１】
ここで、セトリング期間において、信号Ｃk-1がＨレベルであるときに容量Ｃx1に充電される電荷と、信号Ｃk-1がＬレベルであるときに容量Ｃx1から放電される電荷とは、互い等しいので、スイッチ４１１、４１２のオンオフを一定周期で繰り返すと、充電による電流平均値と放電による電流平均値とは同じ大きさとなる。すなわち、電源電圧からみた容量Ｃx1は、充放電流の平均値が流れる抵抗素子と等価である、と考えることができる（スイッチドキャパシタ回路）。このため、セトリング期間が十分に長ければ、図７に示されるように、ノードＡの平均電圧Ｖaは、Ｉdac／（ｆs・Ｃx1）にセトリングすることになる。ここで、電圧｛Ｉdac／（ｆs・Ｃx1）｝が基準電圧Ｖcmpよりも低くなるように、周波数ｆs、定電流Ｉdacを設定する。このように設定したとき、セトリング期間の終了時において、コンパレータ４４１による信号ＶcmpはＨレベルとなる。
【００３２】
続いてセトリング期間が終了してカウント期間に移行すると、信号Ｃk-1はＬレベルとなる。これにより、スイッチ４１１がオフになり、スイッチ４１２がオンするので、検出電極２０２は、ノードＡから切り離されて、電位Ｇndに接地される。このため、ノードＡは、定電流Ｉdacによって容量素子４３０が充電されるので、電圧Ｉdac／（ｆs・Ｃx1）から一定の割合で上昇する。
また、検出制御回路４４は、カウント期間の最初にパルス信号Ｐsを出力するとともに、クロック信号Ｏscを出力する。このため、カウンタ４４３のカウント値Ｃntがゼロにリセットされる。さらに、信号ＣmpがＨレベルであり、カウント動作が許可されているので、カウンタ４４３は、クロック信号Ｏscをアップカウントすることになる。
ノードＡの電圧が上昇し、やがて基準電圧Ｖrefに達すると、信号ＶcmpがＬレベルに変化するので、カウンタ４４３では、カウント動作が不許可になる。このため、カウント値Ｃntは、カウント期間の開始から、ノードＡが基準電圧Ｖrefに達した時点までの間におけるクロック信号Ｏscの周期数となる。
【００３３】
ここで、１番目の検出電極２０２に指等がタッチしている場合、当該指等との静電結合により容量Ｃeが見掛け上、増加して、合成容量Ｃx1も増加する。このため、セトリング期間の終端において、ノードＡの電圧Ｖaは、細線で示されるように低下するので、基準電圧Ｖrefに達するまでの時間がそれだけ長くなり、カウント値Ｃntが増加する。
したがって、外部の上位制御回路が、カウンタ４４３によるカウント値Ｃntについて、非タッチ時における値を基準として、大きいか否かを判断することによって、１番目の検出電極２０２において指等がタッチしているか否かを検出することができる。
このような動作を１番目からｎ番目までの検出電極２０２について順番に繰り返して実行することによって、すべての検出電極２０２についてタッチがされているか否かを検出することができる。
【００３４】
ところで、コモン信号Ｖcomが印加されるコモン電極１０８は、すべての画素の画素電極１１８に対向するために広面積であるので、コモン電極１０８の電圧切り替わりに伴うノイズが、タッチパネル基板２２に形成された検出電極２０２に対し容量Ｃlcdを介して伝搬する。例えば１番目の検出電極２０２が検出対象となっているときに、セトリング期間でスイッチ４１１がオン（スイッチ４１２がオフ）していると、当該電圧切り替わりに伴うノイズは、容量Ｃlcdを介してノードＡに伝搬する。このため、図９に示されるようなノイズがノードＡに重畳して、セトリング電圧に影響を与える。このようにセトリング電圧に影響を与えると、カウント値Ｃntがタッチの有無を反映しなくなるので、誤検出の原因となってしまう。
【００３５】
しかしながら、本実施形態において、オペアンプ４５３は、コモン信号Ｖcomを反転増幅させる反転増幅回路として機能し、容量素子４５７は、オペアンプ４５３の出力信号を微分する微分回路として機能するので、容量素子４５７から出力される信号は、コモン信号Ｖcomの電圧が切り替わったときに、容量Ｃlcdを介して検出電極２０２に伝搬するノイズを反転させた信号（逆位相の信号）となる。
信号Ｃk-1がＨレベルであるとき、信号ＣkもＨレベルとなるので、スイッチ４６１もオンする。このため、同図に示されるように信号Ｎscは、コモン信号Ｖcomの電圧が切り替わったときに、容量Ｃlcdを介して１番目の検出電極２０２に伝搬するノイズを打ち消すことになり、ノードＡにおけるノイズの影響が抑えられることになる。
なお、ここでは１番目の検出電極２０２における容量検出について説明したが、２〜ｎ番目の検出電極２０２についても同様に検出対象となったときにノイズの影響が抑えられる。
したがって、本実施形態によれば、コモン電極１０８に印加される電圧が切り替わるタイミング、すなわち、コモン信号Ｖcomの電圧が切り替わるタイミングであっても、当該電圧切り替えに伴うノイズの影響が抑えられるので、タッチ検出精度の低下を抑えることが可能となる。
なお、オペアンプ４５３の電圧増幅率を定める抵抗素子４５１、４５５の抵抗値については、ノードＡに伝搬するノイズが適切に相殺されるように実験的に求められる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る表示装置について説明する。図１０は、この第２実施形態に係る表示装置における容量検出回路４０の構成を示す図である。
上述した第１実施形態では、コモン信号Ｖcomを反転増幅および微分することによってノイズを相殺する信号Ｎcsとしたが、第２実施形態では、タッチパネル基板２２に、検出電極２０２とは別にノイズを検出する電極２０４を設け、当該電極２０４で検出されたノイズを反転増幅および微分することによって、ノイズを相殺する信号Ｎcsとしたものである。したがって、第２実施形態では、コモン信号供給回路３２０を容量検出回路４０に供給する必要がない。
第２実施形態では、電極２０４によって検出されたノイズから信号Ｎcsを生成しているので、コモン信号Ｖcomの電圧切り替えに伴うノイズに加えて、それ以外のノイズ、例えば走査線やデータ線の電圧変化に伴うノイズについての影響も相殺することが可能となる。
【００３７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る表示装置について説明する。図１１は、この第３実施形態に係る表示装置における容量検出回路４０の構成を示す図である。
第２実施形態では、ノイズ検出のために検出電極２０２とは別の電極２０４を設けたが、この第３実施形態では、検出対象となっていない検出電極２０２を、ノイズ検出のために用いるものである。このため、第３実施形態では、スイッチ群４１の各々において、検出電極２０２をノイズ検出のために用いるためのスイッチ４１３がそれぞれ設けられている。
詳細には、１〜ｎ番目の検出電極２０２に対応するスイッチ４１３の一端は、それぞれ１〜ｎ番目の検出電極２０２に接続され、また、１〜ｎ番目の検出電極２０２に対応するスイッチ４１３の他端同士は共通接続されるとともに、抵抗素子４５１を介してオペアンプ４５３の反転入力端（−）に接続される。
なお、図１１では、スイッチ群４１におけるインバータ４１４や信号Ｃk- 1〜Ｃk-nについては図示を省略している。
【００３８】
このような構成において、容量検出回路４０は、例えば１番目の検出電極２０２を容量検出の対象としているときに、２番目の検出電極２０２に対応するスイッチ４１３だけをオンさせてノイズ検出用とし、同様に、２番目の検出電極２０２を容量検出の対象としているときに、３番目の検出電極２０２に対応するスイッチ４１３だけをオンさせてノイズ検出用とする。
このように、検出対象となっている検出電極２０２の近傍に位置する検出電極２０２をノイズ検出用として用いると、検出対象となっている検出電極２０２で重畳されるであろうノイズを、近傍に位置する検出電極２０２で精度良く検出することができるので、ノイズの影響をより少なく抑えるとともに、別途の電極２０４を不要とすることができる。
【００３９】
＜応用・変形例＞
なお、上述した実施形態では、検出電極２０２の形状をほぼ正方形としたが、図１２（ｂ）に示されるように、ｙ方向の位置検出用の検出電極２０２ｙと、図１２（ｃ）に示されるように、ｘ方向の位置検出用の検出電極２０２ｘとを交差部分の絶縁した上で、図１２（ａ）に示されるように配列させて、ｘ方向およびｙ方向のタッチ検出を個別に実行しても良い。
【００４０】
上述した各実施形態では、液晶容量１２０をノーマリーブラックモードとしたが、電圧無印加状態において明るい状態となるノーマリーホワイトモードとしても良い。また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３画素で１ドットを構成して、カラー表示を行うとしても良いし、さらに、別の１色（例えばエメラルドグリーン（Ｅg））を追加し、これらの４色の画素で１ドットを構成して、色再現性を向上させる構成としても良い。
実施形態では、コモン信号Ｖcomの電圧を１行の走査線が選択される毎に切り替えたが、例えば複数行の走査線が選択される毎に、あるいは、１フレームの期間毎に切り替えても良い。
【００４１】
＜電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る表示装置１を有する電子機器の例について説明する。
図１３は、実施形態に係る表示装置１を用いた携帯電話１２００の構成を示す図である。この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した表示装置１を、タッチパネル基板２２を観察者側に向けて備える。
なお、表示装置１が適用される電子機器としては、図１３に示した携帯電話の他にも、デジタルスチルカメラ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等などの機器が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に、上述した表示装置１が適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】上記表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記表示装置における表示パネルの電気的構成を示す図である。
【図４】上記表示パネルの画素の構成を示す図である。
【図５】上記表示パネルの動作を示す図である。
【図６】上記表示装置におけるタッチパネルの容量検出回路の構成を示す図である。
【図７】上記タッチパネルの動作を示す図である。
【図８】上記タッチパネルの動作を示す図である。
【図９】上記容量検出回路におけるノイズの相殺を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る容量検出回路の構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る容量検出回路の構成を示す図である。
【図１２】検出電極の別構成を示す図である。
【図１３】実施形態に係る表示装置を適用した携帯電話の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…表示装置、１０…表示パネル、３０…駆動回路、４０…容量検出回路、１０５…液晶層、１０８…コモン電極、１１０…画素、１１８…画素電極、２０２…検出電極、２０４…（ノイズ検出用）電極、３２０…コモン信号供給回路、３４０…走査線駆動回路、３５０…データ線駆動回路、４１１、４１２…スイッチ、４２０…定電流源、４３０…容量素子、４４１…コンパレータ、４４３…カウンタ、４５３…オペアンプ、４５７…容量素子、１２００…携帯電話
【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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