タッチ検出機能付き表示装置、および電子機器
【課題】静電気が印加された場合でも表示の乱れを低減することができるタッチ検出機能付き表示装置を得る。
【解決手段】表示動作を行う液晶表示素子と、一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極ＴＤＬと、タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜（導電層５２）と、検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部とを備える。上記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きいものである。
【解決手段】表示動作を行う液晶表示素子と、一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極ＴＤＬと、タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜（導電層５２）と、検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部とを備える。上記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きいものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出機能を有する表示装置に係り、特に外部近接物体による静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、およびそのようなタッチ検出機能付き表示装置を備えた電子機器に関する。
【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装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、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】
タッチ検出装置の方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、比較的単純な構造をもち、同時に複数の場所でのタッチを検出でき、また、特に携帯端末などで重要となる低消費電力を実現できる、静電容量式のタッチ検出装置が期待されている。例えば、特許文献１には、複数のＸ方向電極と、これらと対向配置された複数のＹ方向電極とを備え、それらの交差部に形成された静電容量が外部近接物体により変化することを利用してタッチを検出するタッチ検出装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、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、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した、タッチ検出機能を内蔵した表示装置が提案されている。
【０００４】
ところで、一般に電子機器では、静電気放電（ＥＳＤ；Electro Static Discharge）に対する対策が重要である。静電気は、例えば、電子機器の製造工程や、ユーザによる電子機器の使用時などにおいて、電子機器に印加されるおそれがある。タッチ検出装置においても、ＥＳＤ対策に関するいくつかの提案がなされている。例えば、特許文献３には、液晶表示パネル上に抵抗膜式のタッチ検出装置を搭載した表示装置において、液晶表示パネルの製造工程で偏光板を張りつける際に生ずる静電気を除去するために、液晶表示パネル上に電気的にフローティング状態になるように透明導電膜を形成し、偏光板を張りつけた後にその透明導電膜に治具を接触させることにより静電気を除去するように構成された表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２９７０８号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献３】特開２００９−８６０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した様々な長所を有する静電容量式のタッチ検出装置に関する特許文献１，２には、ＥＳＤ対策について一切記載がない。特許文献１，２に記載されたタッチ検出機能付き表示装置では、ＥＳＤによる静電気が印加されると表示が乱れるおそれがある。特に、タッチ検出のための電極から離れた領域では、静電気が逃げにくいため、長い時間にわたって表示が乱れるおそれがある。さらに、特許文献１に記載されたタッチ検出機能付き表示装置のように、この領域に光学特性を改善するためのダミー電極を配置した場合には、このダミー電極に静電気の電荷が帯電してしまうため、さらに長い時間にわたって表示が乱れるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献３に記載された表示装置では、透明電極膜は電気的にフローティング状態になっているため、例えば、使用時において、帯電した指がタッチパネルに触れた場合などでは、静電気が透明電極膜に帯電し、透明電極膜から逃げにくくなるおそれがある。また、抵抗膜式のタッチ検出装置を搭載した場合において透明電極膜を設ける旨の記載があるものの、静電容量式のタッチ検出装置の場合については一切記載がない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、静電気が印加された場合でも表示の乱れを低減することができるタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、液晶表示素子と、複数のタッチ検出電極と、導電膜と、タッチ検出部とを備えている。液晶表示素子は、表示動作を行うものである。複数のタッチ検出電極は、一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力するものである。導電膜は、タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置されたものである。タッチ検出部は、検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するものである。上記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きいものである。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器では、静電気が印加された場合、その静電気を、導電膜を介してタッチ検出電極に逃がすために、導電膜のシート抵抗が所定の値以下に設定される。また、導電膜を設けたことによるタッチ検出感度の低下を抑えるために、導電膜の時定数は、所定の最小時定数より大きく設定される。
【００１２】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、所定の値は１０12［Ω／□］であることが望ましい。また、例えば、タッチ検出部は、検出信号が遷移するタイミングをまたぐように設定された検出期間の開始および終了のタイミングにおけるサンプリング結果の差に基づいて外部近接物体を検出し、所定の最小時定数は、検出期間の時間にしてもよい。この場合、導電膜の時定数は、例えば、所定の最小時定数の１０倍以上にしてもよいし、１００倍以上にしてもよい。
【００１３】
また、例えば、偏光板をさらに備え、導電膜は、偏光板と一体化して形成されるようにしてもよい。また、導電膜は、例えば、少なくとも、液晶表示素子が表示動作を行う有効表示領域を覆うように配置されるのが望ましい。
【００１４】
また、例えば、複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在するように並設された複数の駆動電極をさらに備え、静電容量は、複数のタッチ検出電極と複数の駆動電極との各交差部分に形成されるようにしてもよい。この場合、導電膜は、例えばタッチ検出電極を含む検出電極層の、駆動電極とは反対側に配置され、駆動電極と検出電極層との間の距離は、導電膜と検出電極層との間の距離よりも大きくすることが望ましい。
【００１５】
例えば、複数のタッチ検出電極の検出電極間領域に配置され、電気的にフローティング状態であるダミー電極をさらに備えていてもよい。この場合、例えば、互いに隣接するタッチ検出電極およびダミー電極の間隔は５０μｍ以下にすることが望ましい。また、例えば、タッチ検出電極およびダミー電極の配置面積は、有効表示領域内において、有効表示領域の面積の５０％以上であることが望ましい。
【００１６】
例えば、導電膜には、固定電位が印加されているのが望ましい。また、タッチ検出電極は、１０ｍｍ以下のピッチで並設されるようにしてもよい。
【００１７】
例えば、液晶表示素子は、液晶層と、液晶層を挟んで駆動電極と対向するように配置された画素電極とを含んで構成されていてもよい。また、例えば、液晶表示素子は、液晶層と、液晶層と駆動電極の間に形成され、もしくは駆動電極を挟んで液晶層の反対側に配置された画素電極とを含んで構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器によれば、導電膜のシート抵抗を所定の値以下にするとともに、その時定数を所定の最小時定数以上にしたので、ＥＳＤが印加された場合でも表示の乱れを低減することができるタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。
【図２】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。
【図３】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【図６】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。
【図７】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図８】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスのタッチ検出電極の一構成例を表す平面図である。
【図９】図５に示した偏光板の一構成例を表す断面図である。
【図１０】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出動作の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１１】図９に示した偏光板における静電気の流れの一例を示す模式図である。
【図１２】図９に示した導電膜の時定数を説明するための模式図である。
【図１３】導電膜の時定数とタッチ検出信号のＳ／Ｎ比の関係を表すプロット図である。
【図１４】変形例に係る偏光板の一構成例を表す断面図である。
【図１５】他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表す平面図および断面図である。
【図１６】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１７】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１８】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１９】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図２０】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図２１】本発明の実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．実施の形態
３．適用例
【００２１】
＜１．静電容量式タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、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およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。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Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。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〜数十ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖcomに相当するものである。
【００２２】
指が接触（または近接）していない状態では、図１に示したように、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。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
【００２３】
一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００２４】
＜２．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【００２５】
このタッチ検出機能付き表示装置１は、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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、タッチ検出部４０とを備えている。
【００２６】
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、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。
【００２７】
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デバイス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。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐix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ようになっている。
【００２８】
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デバイス１０の各画素Ｐix（後述）に画素信号Ｖpixを供給する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、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画素Ｐixにそれぞれ供給するものである。そして、これらの画素Ｐix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。
【００２９】
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デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬ（後述）に駆動信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomを時分割的に順次印加する。そして、タッチ検出デバイス３０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ（後述）から、その駆動信号Ｖcomに基づくタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出部４０に供給するようになっている。
【００３０】
タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。液晶表示デバイス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デバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖcomに従って順次走査を行い、タッチ検出を行うようになっている。
【００３１】
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３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とを有している。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３から供給されるタッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖcomに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ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回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。
【００３２】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。
【００３３】
図５は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２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。
【００３４】
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とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図示していないものの、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）や、各画素電極２２に画像信号Ｖpixを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。
【００３５】
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、このカラーフィルタ３２の上に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを有する。カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するものである。なお、この例では駆動電極ＣＯＭＬを表示とタッチ検出とで共用するようにしたが、別体としてそれぞれ設けるようにしてもよい。また、例えば、駆動電極ＣＯＭＬの代わりに、走査信号線ＧＣＬや画素信号線ＳＧＬをタッチ検出デバイス３０の駆動電極として共用するようにしてもよい。これらの場合において、走査信号線ＧＣＬや画素信号線ＳＧＬをＭｏやＡｌなどの低抵抗物質で構成した場合には、低抵抗な駆動電極を実現できる。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によってＴＦＴ基板２１と連結され、このコンタクト導電柱を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcomが印加されるようになっている。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ、ＳｎＯ、有機導電膜などにより構成されるものであり、透光性のある電極である。なお、タッチ検出電極ＴＤＬは、例えば、この電極における透過率が低い色光の画素（ＩＴＯの場合には青色（Ｂ）の画素）に対応する部分に開口部を有していても良い。さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。なお、偏光板３５の上には、ガラス、フィルム、プラスチックなどにより構成されるカバーウィンドウが配置されていてもよい。
【００３６】
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、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。
【００３７】
なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。
【００３８】
図６は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表すものである。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。画素Ｐixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。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。
【００３９】
画素Ｐixは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐix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、画素Ｐixは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐix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。
【００４０】
さらに、画素Ｐixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、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。
【００４１】
この構成により、液晶表示デバイス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、その１水平ラインに属する画素Ｐix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ようになっている。
【００４２】
図７は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬおよびタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図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に分割されている。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によって駆動信号Ｖcomが順次供給され、時分割的に順次走査駆動が行われるようになっている。駆動信号Ｖcomは画素Pixを書き込み保持されるタイミングと同一でも良いし、異なっていても良い。タイミングが同一の場合は、書き込みに使用する駆動電極ＣＯＭＬの電位と同一である必要があり、タイミングが異なる場合は、駆動電極ＣＯＭＬの電位と異なるレベルの電位を使用することができる。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直交する方向に延びる電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬ間には、後述するように、ダミー電極３７（図示せず）が配置されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより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形成している。
【００４３】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加することにより、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力し、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ＣＯＭＬは、図１〜図３に示した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、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図７に示したように、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、タッチ検出デバイス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も可能となっている。
【００４４】
図８は、タッチ検出電極ＴＤＬの一構成例を表すものである。タッチ検出電極ＴＤＬは、有効表示領域Ｓにおいて、例えば５ｍｍピッチで並んで配置されている。タッチ検出電極ＴＤＬ間には、ダミー電極３７が配置され、また、両側のタッチ検出電極ＴＤＬの外側には、ダミー電極３８が配置されている。ダミー電極３７，３８は、外部からタッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくするためのものであり、電気的にフローティング状態になっている。偏光板３５は、有効表示領域Ｓより広い範囲に配置されている。すなわち、後述する、偏光板３５内に形成される導電層５２は、この有効表示領域Ｓを覆うように配置される。なお、図８には８本のタッチ検出電極ＴＤＬが示されているが、これに限定されるものではなく、例えば９本以上でもよいし、７本以下でもよい。また、図８では、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７は、導電層５２（偏光板３５）が配置された領域内に形成されているが、これに限定されるものではなく、導電層５２が配置された領域の外側にも形成されるようにしてもよい。
【００４５】
図９は、偏光板３５の一構成例を表すものである。偏光板３５は、偏光層５４と、導電層４２とを有している。偏光層５４は偏光機能を有する層である。偏光層５４の一方の面には、カバー層５５が形成され、その上にハードコート層５６が形成されている。偏光層５４の、カバー層５５が形成された面とは反対の面には、カバー層５３が形成され、その上に導電層５２が形成されている。導電層５２は、透光性および導電性を有する層であり、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ、有機導電膜などにより構成される。この導電層５２は、後述するように、ＥＳＤ対策を目的として設けられたものであり、外部から印加された静電気が液晶層に伝わり表示が乱れるのを抑えるとともに、タッチ検出感度の劣化を最小限に抑えるようになっている。導電層５２上には、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８が形成されたガラス基板３１と接着するための接着層５１が設けられている。図９に示したように、導電層５２とタッチ検出電極ＴＤＬとの間の距離ｄ１は、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の距離ｄ２に比べて小さくなるように配置されている。
【００４６】
ここで、液晶素子ＬＣは、本発明における「液晶表示素子」の一具体例に対応する。導電層５２は、本発明における「導電膜」の一具体例に対応する。タッチ検出期間Ｐdetは、本発明における「検出期間」の一具体例に対応する。
【００４７】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。
【００４８】
（全体動作概要）
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、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、ゲートドライバ１２により選択された１水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを順次印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作を行うとともに、駆動信号Ｖcomに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetの高い周波数成分を除去して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖcomに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、アナログＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。
【００４９】
図１０は、タッチ検出動作の一動作例を表すものであり、（Ａ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。駆動電極ドライバ１４は、図１０（Ａ）に示した交流矩形波形の駆動信号Ｖcomを、駆動電極ＣＯＭＬに対して順次印加する。この駆動信号Ｖcomは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり誘起電流が流れ、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図１０（Ｂ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出期間Ｐdetおいて、駆動信号Ｖcomに同期したサンプリングタイミングｔｓ１，ｔｓ２で、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する（図１０（Ｂ））。サンプリングタイミングｔｓ１は、タッチ検出期間Ｐdetの開始タイミングに対応するものであり、駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直前に設けられている。一方、サンプリングタイミングｔｓ２は、タッチ検出期間Ｐdetの終了タイミングに対応するものであり、この駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直後に設けられている。タッチ検出部４０の信号処理部４４では、サンプリングタイミングｔｓ１におけるＡ／Ｄ変換結果と、サンプリングタイミングｔｓ２におけるＡ／Ｄ変換結果の差に基づいて、タッチ検出を行う。
【００５０】
次に、導電層５２について説明する。導電層５２は、タッチ検出機能付き表示装置１の製造時および使用時におけるＥＳＤ対策を目的として設けられたものである。製造時では、一般に、例えば、偏光板を張り付ける前に偏光板からカバーフィルムを剥がす際や、パネルにカバーガラス（カバーフィルム、カバープラスチック）を透明な接着剤などで接着する際、また検査の際に人の指がタッチ検出面（ハードコート層５６の表面）に接触した際などにおいて偏光板が帯電するおそれがある。また、使用時には、帯電したユーザの指がタッチ検出面に接触した場合に偏光板が帯電するおそれがある。導電層５２は、この静電気を逃がすように機能する。以下に、静電層５２の作用、およびそのような作用を実現するための電気特性について説明する。
【００５１】
図１１は、静電気が印加された場合の、その静電気の流れを模式的に表すものである。 タッチ検出機能付き表示装置１では、例えば偏光板３５の表面（ハードコート層５６）に印加された静電気ＳＥは、まず、カバー層５５、偏光層５４、カバー層５３を介して導電層５２に伝わる。そしてその静電気ＳＥは、導電層５２やダミー電極３７を介して、近くに配置されたタッチ検出電極ＴＤＬに伝わる。そして、タッチ検出電極ＴＤＬに伝わった静電気ＳＥは、タッチ検出部４０の入力に設けられた抵抗Ｒ（図４）や、その入力部に設けられたＥＳＤ保護回路（図示せず）を介してタッチ検出機能付き表示装置の電源やＧＮＤに逃げることができる。すなわち、導電層５２が無い場合には、静電気は例えば偏光板自体に帯電し、その静電気に起因する電界により、液晶層６の液晶分子の配向を乱し、表示を乱すおそれがあるが、この導電層５２を設けることにより、静電気を逃がしやすくすることができ、表示を乱すおそれを低減することができる。導電層５２は、図８に示したように、有効表示領域Ｓを覆うように配置されているので、有効表示領域Ｓ全面において、静電気を逃がしやすくすることができ、表示の乱れを低減することができる。
【００５２】
なお、導電層５２は、有効表示領域Ｓを含む広い領域を覆うように配置しても良い。例えば、導電層５２を、画素基板２に配置された回路の領域を覆うように配置することにより、製造時に静電気が印加された場合においては、これらの回路の破壊を防ぐことができ、また使用時に静電気が印加された場合においては、これらの回路の誤動作を低減することができる。
【００５３】
互いに隣接するタッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８の間隔は、静電気を逃がしやすくするために、なるべく狭くすることが望ましく、例えば、５０μｍ以下にするのが望ましい。また、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８の配置面積は、有効表示領域Ｓ内において、静電気を逃がしやすくするために、なるべく広く配置されていることが望ましく、例えば、有効表示領域Ｓの面積の５０％以上であることが望ましい。
【００５４】
導電層５２は、印加された静電気ＳＥを近くに配置されたタッチ検出電極ＴＤＬへ逃がしやすくするため、その抵抗が十分に低いことが望ましい。すなわち、導電層５２の抵抗には、ＥＳＤ対策の観点から、上限値がある。一般に、静電気を効果的に逃がすためには、導電層５２のシート抵抗値は、一般に１×１０12［Ω／□］以下が望ましく、１×１０11［Ω／□］以下が好ましいことが知られている。
【００５５】
一方、導電層５２の抵抗が低すぎると、タッチ検出感度が低下するおそれがある。タッチ検出機能付き表示装置１は、図７に示したように、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量が外部近接物体により変化することを利用してタッチを検出するものである。よって、タッチ検出電極ＴＤＬと外部近接物体との間に配置される導電層５２の抵抗が低すぎる場合には、その導電層５２がシールドとして機能してしまい、上述した静電容量が外部近接物体によって変化しにくくなってしまう。言い換えれば、タッチ検出信号Ｖdetにおいて、タッチの有無を示すタッチ成分がシールドにより減衰し、Ｓ／Ｎ比が低下し、タッチ検出感度が低下してしまう。このように、導電層５２の抵抗には、タッチ検出感度の観点から、下限値がある。
【００５６】
すなわち、導電層５２の抵抗は、ＥＳＤ対策の観点から定められる上限値と、タッチ検出感度の観点から定められる下限値に挟まれた範囲内の値に設定する必要がある。
【００５７】
次に、導電層５２の抵抗の下限について詳細に説明する。
【００５８】
図１２は、導電層５２の抵抗と、導電層５２と駆動電極ＣＯＭＬとの間の容量を模式的に表したものである。タッチ検出信号Ｖdetのタッチ成分が導電層５２により減衰しないようにする（Ｓ／Ｎ比を高くする）ためには、例えば、図１０に示したように、タッチ検出期間Ｐdetにおいて、駆動信号Ｖcomの遷移に応じてタッチ検出信号Ｖdetが変化したときに、導電層５２の電圧の変化が十分に小さくなるようにする必要がある。導電層５２の電圧の変化は、導電層５２の時定数τ（＝Ｒ５２・Ｃ５２）に依存する。よって、Ｓ／Ｎ比を高くするためには、導電層５２の時定数τが、タッチ検出期間Ｐdetに対応する時間ｔdetに比べて大きい必要がある。
【００５９】
図１３は、Ｓ／Ｎ比と、導電層５２の時定数τとの関係を表すものである。横軸は、時間ｔdetを単位とした導電層５２の時定数τを示し、縦軸は、時定数τが無限大（導電層５２が配置されていない場合に相当）のときのＳ／Ｎ比を１００とした場合のＳ／Ｎ比（相対値）を示している。なお、この検討では、ノイズは導電層５２の影響を受けず、一定なものとしている。
【００６０】
図１３に示したように、時定数τが小さいとき、Ｓ／Ｎ比は小さくなる。これは、上述したように、時定数τが小さいため導電層５２がシールドのように機能し、タッチ成分が減衰してしまうことに起因している。一方、時定数τが大きくなると、導電層５２の影響が減少し、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００６１】
必要なＳ／Ｎ比は、タッチ検出機能付き表示装置１の用途によって異なるが、図１３に示したように、例えば、時定数τは少なくとも時間ｔdetより大きいことが望ましい。このとき、Ｓ／Ｎ比（相対値）は３７以上となる。また、時定数τは時間ｔdetの１０倍以上であることが好ましく、そのときのＳ／Ｎ比は９０以上となる。さらに、時定数τは時間ｔdetの１００倍以上であることがより好ましい。このときは、Ｓ／Ｎ比（相対値）は９９以上となり、殆ど導電層５２の影響を受けずにタッチ検出を行うことができる。
【００６２】
このように、導電層５２の時定数τを、上述したような値以上に設定することにより、それぞれに対応したＳ／Ｎ比を得ることができ、タッチ検出感度を確保することができる。
【００６３】
また、導電層５２は、図８に示したように、有効表示領域Ｓを覆うように配置されているので、有効表示領域Ｓ内のどの部分にタッチが行われても、導電層５２のＳ／Ｎ比への影響は同じになり、タッチ位置によるタッチ検出感度のばらつきを最低限に抑えることができる。
【００６４】
［効果］
以上のように本実施の形態では、導電層を設けるようにしたので、静電気が印加された場合でも表示の乱れを低減することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、導電層の時定数をタッチ検出期間の時間に比べて大きくしたので、タッチ検出感度の低下を最小限に抑えることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、導電層を偏光板内に形成するようにしたので、一体化が可能となり、製造を容易にすることができる。また、この一体化により、導電層と駆動電極との間の距離を短くすることができ、容量Ｃ５２が大きくなるため時定数τが大きくなるため、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。また、容量Ｃ５２が大きくなった分、抵抗Ｒ５２を小さくした場合には、静電気を除去しやすくすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、有効表示領域を覆うように導電層を配置したので、有効表示領域全域において表示の乱れを低減することができるとともに、タッチ位置によるタッチ検出感度のばらつきを低減することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、導電層とタッチ検出電極との間の距離ｄ１を、タッチ検出電極と駆動電極との間の距離ｄ２に比べて小さくなるように配置したので、静電気を逃がしやすくすることができる。また、例えば、このように静電気を逃がしやすくした分だけ、導電層５２の抵抗を大きくした場合には、導電層の透過率の低下や濁りを抑えることができる。
【００６９】
［変形例１］
上記実施の形態では、導電層５２を、接着層５１とカバー層５３の間に設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１４（Ａ）に示したように、カバー層５５とハードコート層５６の間に設けても良いし、図１４（Ｂ）に示したように、接着層５１Ｃを、導電粒子５７を含む接着剤を用いて構成することにより、導電層を形成してもよい。この場合でも、接着剤に含まれる導電粒子５７の大きさや量、導電粒子の伝導率などの特性を調整することにより、静電気を効果的に逃がすことができるとともに、タッチ検出感度の低下を最小限に抑えることができる。
【００７０】
［変形例２］
上記実施の形態では、印加された静電気を、タッチ検出電極ＴＤＬを介して逃がすようにしたが、これに限定されるものではなく、静電気を逃がす他の経路を設けるようにしてもよい。図１５は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｂの一構成例を表すものであり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は図１５（Ａ）のＸＶ−ＸＶ矢視方向の概略断面図を示す。タッチ検出機能付き表示装置１Ｂは、ＧＮＤ線５８を有している。ＧＮＤ線５８は、偏光板３５の周囲に配置され、偏光板３５の導電層５２と電気的に接続されるとともに、タッチ検出機能付き表示装置１ＢのＧＮＤとも接続されている。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１Ｂでは、印加された静電気を、導電層５２を介してＧＮＤに逃がしやすくすることができる。
【００７１】
上記実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１において、例えば、タッチ検出電極ＴＤＬが接続されるタッチ検出部４０の入力部にスイッチが設けられ、そのスイッチが検出タイミングでのみオン状態になる場合には、そのスイッチがオン状態のときには静電気を逃がす経路が確保されるものの、オフ状態のときにはその経路も遮断されてしまうため、十分に静電気を逃がすことができないおそれがある。この場合でも、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｂでは、ＧＮＤ線５８が常時導電層５２と接続されているため、静電気を逃がす経路が常時確保され、静電気を逃がしやすくすることができる。
【００７２】
［その他の変形例］
上記実施の形態では、タッチ検出電極ＴＤＬを５ｍｍピッチで並んで配置したが、これに限定されるものではない。タッチ検出電極ＴＤＬのピッチが広い場合、ＥＳＤ対策の観点からは、図１１に示したように、導電層５２を介して静電気ＳＥをタッチ検出電極ＴＤＬに逃がすための経路が長くなることにより、静電気ＳＥを逃がしにくくなるおそれがある。また、タッチ検出機能の観点からは、タッチ検出の位置分解能が低下する。よって、タッチ検出電極ＴＤＬのピッチは１０ｍｍ以下が望ましい。
【００７３】
上記実施の形態では、導電層５２は偏光板３５内に設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、導電層を偏光板と別体として構成してもよい。
【００７４】
上記実施の形態では、タッチ検出電極ＴＤＬ間にダミー電極３７を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、ダミー電極を設けなくてもよい。
【００７５】
＜３．適用例＞
次に、図１６〜図２０を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００７６】
（適用例１）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７７】
（適用例２）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７８】
（適用例３）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７９】
（適用例４）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００８０】
（適用例５）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００８１】
以上、実施の形態、変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００８２】
例えば、上記の実施の形態等では、液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、液晶表示デバイスの表面にタッチ検出デバイスを形成した、いわゆるオンセルタイプであってもよいし、液晶表示デバイスの表面にタッチ検出デバイスを外付けしたものであってもよい。
【００８３】
例えば、上記の実施の形態等では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス９０を、図２１に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス９０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。なお、この例に限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ＴＦＴ基板２１の上に画素電極２２を形成し、その上に絶縁膜２３を介して共通電極ＣＯＭＬを形成してもよい。これらの場合では、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ｂ…タッチ検出機能付き表示装置、２，２Ｂ…画素基板、６，６Ｂ…液晶層、３，３Ｂ…対向基板、１０，６０…タッチ検出機能付き表示デバイス、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…液晶表示デバイス、２１…ＴＦＴ基板、２２…画素電極、３０…タッチ検出デバイス、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、３５，３５Ｂ，３５Ｃ…偏光板、３７、３８…ダミー電極、４０…タッチ検出部、４２…アナログＬＰＦ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、５１，５１Ｃ…接着層、５２…導電層、５３，５５…カバー層、５４…偏光層、５６…ハードコート層、５７…導電粒子、５８…ＧＮＤ線、ＣＯＭＬ…駆動電極、Ｃ５２…抵抗、ＧＣＬ…走査信号線、ＬＣ…液晶素子、Ｏut…出力信号、Ｐix…画素、Ｐdet…タッチ検出期間、Ｒ５２…抵抗、Ｓ…有効表示領域、ＳＧＬ…画素信号線、ＴＤＬ…タッチ検出電極、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ｔｓ１，ｔｓ２…サンプリングタイミング、Ｖcom…駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖdisp…映像信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出機能を有する表示装置に係り、特に外部近接物体による静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、およびそのようなタッチ検出機能付き表示装置を備えた電子機器に関する。
【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装置が注目されている。このようなタッチパネルを有する表示装置は、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】
タッチ検出装置の方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、比較的単純な構造をもち、同時に複数の場所でのタッチを検出でき、また、特に携帯端末などで重要となる低消費電力を実現できる、静電容量式のタッチ検出装置が期待されている。例えば、特許文献１には、複数のＸ方向電極と、これらと対向配置された複数のＹ方向電極とを備え、それらの交差部に形成された静電容量が外部近接物体により変化することを利用してタッチを検出するタッチ検出装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、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、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した、タッチ検出機能を内蔵した表示装置が提案されている。
【０００４】
ところで、一般に電子機器では、静電気放電（ＥＳＤ；Electro Static Discharge）に対する対策が重要である。静電気は、例えば、電子機器の製造工程や、ユーザによる電子機器の使用時などにおいて、電子機器に印加されるおそれがある。タッチ検出装置においても、ＥＳＤ対策に関するいくつかの提案がなされている。例えば、特許文献３には、液晶表示パネル上に抵抗膜式のタッチ検出装置を搭載した表示装置において、液晶表示パネルの製造工程で偏光板を張りつける際に生ずる静電気を除去するために、液晶表示パネル上に電気的にフローティング状態になるように透明導電膜を形成し、偏光板を張りつけた後にその透明導電膜に治具を接触させることにより静電気を除去するように構成された表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２９７０８号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献３】特開２００９−８６０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した様々な長所を有する静電容量式のタッチ検出装置に関する特許文献１，２には、ＥＳＤ対策について一切記載がない。特許文献１，２に記載されたタッチ検出機能付き表示装置では、ＥＳＤによる静電気が印加されると表示が乱れるおそれがある。特に、タッチ検出のための電極から離れた領域では、静電気が逃げにくいため、長い時間にわたって表示が乱れるおそれがある。さらに、特許文献１に記載されたタッチ検出機能付き表示装置のように、この領域に光学特性を改善するためのダミー電極を配置した場合には、このダミー電極に静電気の電荷が帯電してしまうため、さらに長い時間にわたって表示が乱れるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献３に記載された表示装置では、透明電極膜は電気的にフローティング状態になっているため、例えば、使用時において、帯電した指がタッチパネルに触れた場合などでは、静電気が透明電極膜に帯電し、透明電極膜から逃げにくくなるおそれがある。また、抵抗膜式のタッチ検出装置を搭載した場合において透明電極膜を設ける旨の記載があるものの、静電容量式のタッチ検出装置の場合については一切記載がない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、静電気が印加された場合でも表示の乱れを低減することができるタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、液晶表示素子と、複数のタッチ検出電極と、導電膜と、タッチ検出部とを備えている。液晶表示素子は、表示動作を行うものである。複数のタッチ検出電極は、一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力するものである。導電膜は、タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置されたものである。タッチ検出部は、検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するものである。上記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きいものである。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器では、静電気が印加された場合、その静電気を、導電膜を介してタッチ検出電極に逃がすために、導電膜のシート抵抗が所定の値以下に設定される。また、導電膜を設けたことによるタッチ検出感度の低下を抑えるために、導電膜の時定数は、所定の最小時定数より大きく設定される。
【００１２】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、所定の値は１０12［Ω／□］であることが望ましい。また、例えば、タッチ検出部は、検出信号が遷移するタイミングをまたぐように設定された検出期間の開始および終了のタイミングにおけるサンプリング結果の差に基づいて外部近接物体を検出し、所定の最小時定数は、検出期間の時間にしてもよい。この場合、導電膜の時定数は、例えば、所定の最小時定数の１０倍以上にしてもよいし、１００倍以上にしてもよい。
【００１３】
また、例えば、偏光板をさらに備え、導電膜は、偏光板と一体化して形成されるようにしてもよい。また、導電膜は、例えば、少なくとも、液晶表示素子が表示動作を行う有効表示領域を覆うように配置されるのが望ましい。
【００１４】
また、例えば、複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在するように並設された複数の駆動電極をさらに備え、静電容量は、複数のタッチ検出電極と複数の駆動電極との各交差部分に形成されるようにしてもよい。この場合、導電膜は、例えばタッチ検出電極を含む検出電極層の、駆動電極とは反対側に配置され、駆動電極と検出電極層との間の距離は、導電膜と検出電極層との間の距離よりも大きくすることが望ましい。
【００１５】
例えば、複数のタッチ検出電極の検出電極間領域に配置され、電気的にフローティング状態であるダミー電極をさらに備えていてもよい。この場合、例えば、互いに隣接するタッチ検出電極およびダミー電極の間隔は５０μｍ以下にすることが望ましい。また、例えば、タッチ検出電極およびダミー電極の配置面積は、有効表示領域内において、有効表示領域の面積の５０％以上であることが望ましい。
【００１６】
例えば、導電膜には、固定電位が印加されているのが望ましい。また、タッチ検出電極は、１０ｍｍ以下のピッチで並設されるようにしてもよい。
【００１７】
例えば、液晶表示素子は、液晶層と、液晶層を挟んで駆動電極と対向するように配置された画素電極とを含んで構成されていてもよい。また、例えば、液晶表示素子は、液晶層と、液晶層と駆動電極の間に形成され、もしくは駆動電極を挟んで液晶層の反対側に配置された画素電極とを含んで構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器によれば、導電膜のシート抵抗を所定の値以下にするとともに、その時定数を所定の最小時定数以上にしたので、ＥＳＤが印加された場合でも表示の乱れを低減することができるタッチ検出機能付き表示装置、および電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。
【図２】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。
【図３】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【図６】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。
【図７】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図８】図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスのタッチ検出電極の一構成例を表す平面図である。
【図９】図５に示した偏光板の一構成例を表す断面図である。
【図１０】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出動作の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１１】図９に示した偏光板における静電気の流れの一例を示す模式図である。
【図１２】図９に示した導電膜の時定数を説明するための模式図である。
【図１３】導電膜の時定数とタッチ検出信号のＳ／Ｎ比の関係を表すプロット図である。
【図１４】変形例に係る偏光板の一構成例を表す断面図である。
【図１５】他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表す平面図および断面図である。
【図１６】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１７】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１８】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１９】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図２０】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図２１】本発明の実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．実施の形態
３．適用例
【００２１】
＜１．静電容量式タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、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およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。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Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。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〜数十ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する駆動信号Ｖcomに相当するものである。
【００２２】
指が接触（または近接）していない状態では、図１に示したように、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。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
【００２３】
一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００２４】
＜２．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【００２５】
このタッチ検出機能付き表示装置１は、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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、タッチ検出部４０とを備えている。
【００２６】
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、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。
【００２７】
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デバイス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。具体的には、ゲートドライバ１２は、後述するように、走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐix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ようになっている。
【００２８】
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デバイス１０の各画素Ｐix（後述）に画素信号Ｖpixを供給する回路である。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、画素信号Ｖpixを、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画素Ｐixにそれぞれ供給するものである。そして、これらの画素Ｐix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。
【００２９】
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デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬ（後述）に駆動信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動信号Ｖcomを時分割的に順次印加する。そして、タッチ検出デバイス３０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬ（後述）から、その駆動信号Ｖcomに基づくタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出部４０に供給するようになっている。
【００３０】
タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。液晶表示デバイス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デバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖcomに従って順次走査を行い、タッチ検出を行うようになっている。
【００３１】
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３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とを有している。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３から供給されるタッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖcomに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ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回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。
【００３２】
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。
【００３３】
図５は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２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。
【００３４】
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とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図示していないものの、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）や、各画素電極２２に画像信号Ｖpixを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。
【００３５】
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、このカラーフィルタ３２の上に形成された複数の駆動電極ＣＯＭＬとを有する。カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するものである。なお、この例では駆動電極ＣＯＭＬを表示とタッチ検出とで共用するようにしたが、別体としてそれぞれ設けるようにしてもよい。また、例えば、駆動電極ＣＯＭＬの代わりに、走査信号線ＧＣＬや画素信号線ＳＧＬをタッチ検出デバイス３０の駆動電極として共用するようにしてもよい。これらの場合において、走査信号線ＧＣＬや画素信号線ＳＧＬをＭｏやＡｌなどの低抵抗物質で構成した場合には、低抵抗な駆動電極を実現できる。駆動電極ＣＯＭＬは、図示しないコンタクト導電柱によってＴＦＴ基板２１と連結され、このコンタクト導電柱を介して、ＴＦＴ基板２１から駆動電極ＣＯＭＬに交流矩形波形の駆動信号Ｖcomが印加されるようになっている。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ、ＳｎＯ、有機導電膜などにより構成されるものであり、透光性のある電極である。なお、タッチ検出電極ＴＤＬは、例えば、この電極における透過率が低い色光の画素（ＩＴＯの場合には青色（Ｂ）の画素）に対応する部分に開口部を有していても良い。さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。なお、偏光板３５の上には、ガラス、フィルム、プラスチックなどにより構成されるカバーウィンドウが配置されていてもよい。
【００３６】
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、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。
【００３７】
なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。
【００３８】
図６は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表すものである。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。画素Ｐixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。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。
【００３９】
画素Ｐixは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐix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、画素Ｐixは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐix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。
【００４０】
さらに、画素Ｐixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、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。
【００４１】
この構成により、液晶表示デバイス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、その１水平ラインに属する画素Ｐix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ようになっている。
【００４２】
図７は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＣＯＭＬおよびタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図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に分割されている。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によって駆動信号Ｖcomが順次供給され、時分割的に順次走査駆動が行われるようになっている。駆動信号Ｖcomは画素Pixを書き込み保持されるタイミングと同一でも良いし、異なっていても良い。タイミングが同一の場合は、書き込みに使用する駆動電極ＣＯＭＬの電位と同一である必要があり、タイミングが異なる場合は、駆動電極ＣＯＭＬの電位と異なるレベルの電位を使用することができる。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直交する方向に延びる電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬ間には、後述するように、ダミー電極３７（図示せず）が配置されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより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形成している。
【００４３】
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを印加することにより、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力し、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ＣＯＭＬは、図１〜図３に示した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、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図７に示したように、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、タッチ検出デバイス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も可能となっている。
【００４４】
図８は、タッチ検出電極ＴＤＬの一構成例を表すものである。タッチ検出電極ＴＤＬは、有効表示領域Ｓにおいて、例えば５ｍｍピッチで並んで配置されている。タッチ検出電極ＴＤＬ間には、ダミー電極３７が配置され、また、両側のタッチ検出電極ＴＤＬの外側には、ダミー電極３８が配置されている。ダミー電極３７，３８は、外部からタッチ検出電極ＴＤＬを見えにくくするためのものであり、電気的にフローティング状態になっている。偏光板３５は、有効表示領域Ｓより広い範囲に配置されている。すなわち、後述する、偏光板３５内に形成される導電層５２は、この有効表示領域Ｓを覆うように配置される。なお、図８には８本のタッチ検出電極ＴＤＬが示されているが、これに限定されるものではなく、例えば９本以上でもよいし、７本以下でもよい。また、図８では、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７は、導電層５２（偏光板３５）が配置された領域内に形成されているが、これに限定されるものではなく、導電層５２が配置された領域の外側にも形成されるようにしてもよい。
【００４５】
図９は、偏光板３５の一構成例を表すものである。偏光板３５は、偏光層５４と、導電層４２とを有している。偏光層５４は偏光機能を有する層である。偏光層５４の一方の面には、カバー層５５が形成され、その上にハードコート層５６が形成されている。偏光層５４の、カバー層５５が形成された面とは反対の面には、カバー層５３が形成され、その上に導電層５２が形成されている。導電層５２は、透光性および導電性を有する層であり、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ、有機導電膜などにより構成される。この導電層５２は、後述するように、ＥＳＤ対策を目的として設けられたものであり、外部から印加された静電気が液晶層に伝わり表示が乱れるのを抑えるとともに、タッチ検出感度の劣化を最小限に抑えるようになっている。導電層５２上には、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８が形成されたガラス基板３１と接着するための接着層５１が設けられている。図９に示したように、導電層５２とタッチ検出電極ＴＤＬとの間の距離ｄ１は、タッチ検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬとの間の距離ｄ２に比べて小さくなるように配置されている。
【００４６】
ここで、液晶素子ＬＣは、本発明における「液晶表示素子」の一具体例に対応する。導電層５２は、本発明における「導電膜」の一具体例に対応する。タッチ検出期間Ｐdetは、本発明における「検出期間」の一具体例に対応する。
【００４７】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の動作および作用について説明する。
【００４８】
（全体動作概要）
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、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、ゲートドライバ１２により選択された１水平ラインを構成する各画素Ｐixに、画素信号Ｖpixを供給する。駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して駆動信号Ｖcomを順次印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作を行うとともに、駆動信号Ｖcomに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetの高い周波数成分を除去して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖcomに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジダル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、アナログＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。
【００４９】
図１０は、タッチ検出動作の一動作例を表すものであり、（Ａ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｂ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。駆動電極ドライバ１４は、図１０（Ａ）に示した交流矩形波形の駆動信号Ｖcomを、駆動電極ＣＯＭＬに対して順次印加する。この駆動信号Ｖcomは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり誘起電流が流れ、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図１０（Ｂ））。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ検出期間Ｐdetおいて、駆動信号Ｖcomに同期したサンプリングタイミングｔｓ１，ｔｓ２で、タッチ検出信号Ｖdetが入力されたアナログＬＰＦ部４２の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する（図１０（Ｂ））。サンプリングタイミングｔｓ１は、タッチ検出期間Ｐdetの開始タイミングに対応するものであり、駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直前に設けられている。一方、サンプリングタイミングｔｓ２は、タッチ検出期間Ｐdetの終了タイミングに対応するものであり、この駆動信号Ｖcomの遷移タイミングの直後に設けられている。タッチ検出部４０の信号処理部４４では、サンプリングタイミングｔｓ１におけるＡ／Ｄ変換結果と、サンプリングタイミングｔｓ２におけるＡ／Ｄ変換結果の差に基づいて、タッチ検出を行う。
【００５０】
次に、導電層５２について説明する。導電層５２は、タッチ検出機能付き表示装置１の製造時および使用時におけるＥＳＤ対策を目的として設けられたものである。製造時では、一般に、例えば、偏光板を張り付ける前に偏光板からカバーフィルムを剥がす際や、パネルにカバーガラス（カバーフィルム、カバープラスチック）を透明な接着剤などで接着する際、また検査の際に人の指がタッチ検出面（ハードコート層５６の表面）に接触した際などにおいて偏光板が帯電するおそれがある。また、使用時には、帯電したユーザの指がタッチ検出面に接触した場合に偏光板が帯電するおそれがある。導電層５２は、この静電気を逃がすように機能する。以下に、静電層５２の作用、およびそのような作用を実現するための電気特性について説明する。
【００５１】
図１１は、静電気が印加された場合の、その静電気の流れを模式的に表すものである。 タッチ検出機能付き表示装置１では、例えば偏光板３５の表面（ハードコート層５６）に印加された静電気ＳＥは、まず、カバー層５５、偏光層５４、カバー層５３を介して導電層５２に伝わる。そしてその静電気ＳＥは、導電層５２やダミー電極３７を介して、近くに配置されたタッチ検出電極ＴＤＬに伝わる。そして、タッチ検出電極ＴＤＬに伝わった静電気ＳＥは、タッチ検出部４０の入力に設けられた抵抗Ｒ（図４）や、その入力部に設けられたＥＳＤ保護回路（図示せず）を介してタッチ検出機能付き表示装置の電源やＧＮＤに逃げることができる。すなわち、導電層５２が無い場合には、静電気は例えば偏光板自体に帯電し、その静電気に起因する電界により、液晶層６の液晶分子の配向を乱し、表示を乱すおそれがあるが、この導電層５２を設けることにより、静電気を逃がしやすくすることができ、表示を乱すおそれを低減することができる。導電層５２は、図８に示したように、有効表示領域Ｓを覆うように配置されているので、有効表示領域Ｓ全面において、静電気を逃がしやすくすることができ、表示の乱れを低減することができる。
【００５２】
なお、導電層５２は、有効表示領域Ｓを含む広い領域を覆うように配置しても良い。例えば、導電層５２を、画素基板２に配置された回路の領域を覆うように配置することにより、製造時に静電気が印加された場合においては、これらの回路の破壊を防ぐことができ、また使用時に静電気が印加された場合においては、これらの回路の誤動作を低減することができる。
【００５３】
互いに隣接するタッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８の間隔は、静電気を逃がしやすくするために、なるべく狭くすることが望ましく、例えば、５０μｍ以下にするのが望ましい。また、タッチ検出電極ＴＤＬおよびダミー電極３７，３８の配置面積は、有効表示領域Ｓ内において、静電気を逃がしやすくするために、なるべく広く配置されていることが望ましく、例えば、有効表示領域Ｓの面積の５０％以上であることが望ましい。
【００５４】
導電層５２は、印加された静電気ＳＥを近くに配置されたタッチ検出電極ＴＤＬへ逃がしやすくするため、その抵抗が十分に低いことが望ましい。すなわち、導電層５２の抵抗には、ＥＳＤ対策の観点から、上限値がある。一般に、静電気を効果的に逃がすためには、導電層５２のシート抵抗値は、一般に１×１０12［Ω／□］以下が望ましく、１×１０11［Ω／□］以下が好ましいことが知られている。
【００５５】
一方、導電層５２の抵抗が低すぎると、タッチ検出感度が低下するおそれがある。タッチ検出機能付き表示装置１は、図７に示したように、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量が外部近接物体により変化することを利用してタッチを検出するものである。よって、タッチ検出電極ＴＤＬと外部近接物体との間に配置される導電層５２の抵抗が低すぎる場合には、その導電層５２がシールドとして機能してしまい、上述した静電容量が外部近接物体によって変化しにくくなってしまう。言い換えれば、タッチ検出信号Ｖdetにおいて、タッチの有無を示すタッチ成分がシールドにより減衰し、Ｓ／Ｎ比が低下し、タッチ検出感度が低下してしまう。このように、導電層５２の抵抗には、タッチ検出感度の観点から、下限値がある。
【００５６】
すなわち、導電層５２の抵抗は、ＥＳＤ対策の観点から定められる上限値と、タッチ検出感度の観点から定められる下限値に挟まれた範囲内の値に設定する必要がある。
【００５７】
次に、導電層５２の抵抗の下限について詳細に説明する。
【００５８】
図１２は、導電層５２の抵抗と、導電層５２と駆動電極ＣＯＭＬとの間の容量を模式的に表したものである。タッチ検出信号Ｖdetのタッチ成分が導電層５２により減衰しないようにする（Ｓ／Ｎ比を高くする）ためには、例えば、図１０に示したように、タッチ検出期間Ｐdetにおいて、駆動信号Ｖcomの遷移に応じてタッチ検出信号Ｖdetが変化したときに、導電層５２の電圧の変化が十分に小さくなるようにする必要がある。導電層５２の電圧の変化は、導電層５２の時定数τ（＝Ｒ５２・Ｃ５２）に依存する。よって、Ｓ／Ｎ比を高くするためには、導電層５２の時定数τが、タッチ検出期間Ｐdetに対応する時間ｔdetに比べて大きい必要がある。
【００５９】
図１３は、Ｓ／Ｎ比と、導電層５２の時定数τとの関係を表すものである。横軸は、時間ｔdetを単位とした導電層５２の時定数τを示し、縦軸は、時定数τが無限大（導電層５２が配置されていない場合に相当）のときのＳ／Ｎ比を１００とした場合のＳ／Ｎ比（相対値）を示している。なお、この検討では、ノイズは導電層５２の影響を受けず、一定なものとしている。
【００６０】
図１３に示したように、時定数τが小さいとき、Ｓ／Ｎ比は小さくなる。これは、上述したように、時定数τが小さいため導電層５２がシールドのように機能し、タッチ成分が減衰してしまうことに起因している。一方、時定数τが大きくなると、導電層５２の影響が減少し、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００６１】
必要なＳ／Ｎ比は、タッチ検出機能付き表示装置１の用途によって異なるが、図１３に示したように、例えば、時定数τは少なくとも時間ｔdetより大きいことが望ましい。このとき、Ｓ／Ｎ比（相対値）は３７以上となる。また、時定数τは時間ｔdetの１０倍以上であることが好ましく、そのときのＳ／Ｎ比は９０以上となる。さらに、時定数τは時間ｔdetの１００倍以上であることがより好ましい。このときは、Ｓ／Ｎ比（相対値）は９９以上となり、殆ど導電層５２の影響を受けずにタッチ検出を行うことができる。
【００６２】
このように、導電層５２の時定数τを、上述したような値以上に設定することにより、それぞれに対応したＳ／Ｎ比を得ることができ、タッチ検出感度を確保することができる。
【００６３】
また、導電層５２は、図８に示したように、有効表示領域Ｓを覆うように配置されているので、有効表示領域Ｓ内のどの部分にタッチが行われても、導電層５２のＳ／Ｎ比への影響は同じになり、タッチ位置によるタッチ検出感度のばらつきを最低限に抑えることができる。
【００６４】
［効果］
以上のように本実施の形態では、導電層を設けるようにしたので、静電気が印加された場合でも表示の乱れを低減することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、導電層の時定数をタッチ検出期間の時間に比べて大きくしたので、タッチ検出感度の低下を最小限に抑えることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、導電層を偏光板内に形成するようにしたので、一体化が可能となり、製造を容易にすることができる。また、この一体化により、導電層と駆動電極との間の距離を短くすることができ、容量Ｃ５２が大きくなるため時定数τが大きくなるため、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。また、容量Ｃ５２が大きくなった分、抵抗Ｒ５２を小さくした場合には、静電気を除去しやすくすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、有効表示領域を覆うように導電層を配置したので、有効表示領域全域において表示の乱れを低減することができるとともに、タッチ位置によるタッチ検出感度のばらつきを低減することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、導電層とタッチ検出電極との間の距離ｄ１を、タッチ検出電極と駆動電極との間の距離ｄ２に比べて小さくなるように配置したので、静電気を逃がしやすくすることができる。また、例えば、このように静電気を逃がしやすくした分だけ、導電層５２の抵抗を大きくした場合には、導電層の透過率の低下や濁りを抑えることができる。
【００６９】
［変形例１］
上記実施の形態では、導電層５２を、接着層５１とカバー層５３の間に設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１４（Ａ）に示したように、カバー層５５とハードコート層５６の間に設けても良いし、図１４（Ｂ）に示したように、接着層５１Ｃを、導電粒子５７を含む接着剤を用いて構成することにより、導電層を形成してもよい。この場合でも、接着剤に含まれる導電粒子５７の大きさや量、導電粒子の伝導率などの特性を調整することにより、静電気を効果的に逃がすことができるとともに、タッチ検出感度の低下を最小限に抑えることができる。
【００７０】
［変形例２］
上記実施の形態では、印加された静電気を、タッチ検出電極ＴＤＬを介して逃がすようにしたが、これに限定されるものではなく、静電気を逃がす他の経路を設けるようにしてもよい。図１５は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｂの一構成例を表すものであり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は図１５（Ａ）のＸＶ−ＸＶ矢視方向の概略断面図を示す。タッチ検出機能付き表示装置１Ｂは、ＧＮＤ線５８を有している。ＧＮＤ線５８は、偏光板３５の周囲に配置され、偏光板３５の導電層５２と電気的に接続されるとともに、タッチ検出機能付き表示装置１ＢのＧＮＤとも接続されている。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１Ｂでは、印加された静電気を、導電層５２を介してＧＮＤに逃がしやすくすることができる。
【００７１】
上記実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１において、例えば、タッチ検出電極ＴＤＬが接続されるタッチ検出部４０の入力部にスイッチが設けられ、そのスイッチが検出タイミングでのみオン状態になる場合には、そのスイッチがオン状態のときには静電気を逃がす経路が確保されるものの、オフ状態のときにはその経路も遮断されてしまうため、十分に静電気を逃がすことができないおそれがある。この場合でも、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１Ｂでは、ＧＮＤ線５８が常時導電層５２と接続されているため、静電気を逃がす経路が常時確保され、静電気を逃がしやすくすることができる。
【００７２】
［その他の変形例］
上記実施の形態では、タッチ検出電極ＴＤＬを５ｍｍピッチで並んで配置したが、これに限定されるものではない。タッチ検出電極ＴＤＬのピッチが広い場合、ＥＳＤ対策の観点からは、図１１に示したように、導電層５２を介して静電気ＳＥをタッチ検出電極ＴＤＬに逃がすための経路が長くなることにより、静電気ＳＥを逃がしにくくなるおそれがある。また、タッチ検出機能の観点からは、タッチ検出の位置分解能が低下する。よって、タッチ検出電極ＴＤＬのピッチは１０ｍｍ以下が望ましい。
【００７３】
上記実施の形態では、導電層５２は偏光板３５内に設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、導電層を偏光板と別体として構成してもよい。
【００７４】
上記実施の形態では、タッチ検出電極ＴＤＬ間にダミー電極３７を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、ダミー電極を設けなくてもよい。
【００７５】
＜３．適用例＞
次に、図１６〜図２０を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００７６】
（適用例１）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７７】
（適用例２）
図１７は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７８】
（適用例３）
図１８は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７９】
（適用例４）
図１９は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００８０】
（適用例５）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００８１】
以上、実施の形態、変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００８２】
例えば、上記の実施の形態等では、液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、液晶表示デバイスの表面にタッチ検出デバイスを形成した、いわゆるオンセルタイプであってもよいし、液晶表示デバイスの表面にタッチ検出デバイスを外付けしたものであってもよい。
【００８３】
例えば、上記の実施の形態等では、ＴＮやＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０を構成したが、これに代えて、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化しても良い。例えば、横電界モードの液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイス９０を、図２１に示したように構成可能である。この図は、タッチ検出機能付き表示デバイス９０の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、ＴＦＴ基板２１の直ぐ上に形成され、画素基板２Ｂの一部を構成する。駆動電極ＣＯＭＬの上方には、絶縁層２３を介して画素電極２２が配置される。なお、この例に限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ＴＦＴ基板２１の上に画素電極２２を形成し、その上に絶縁膜２３を介して共通電極ＣＯＭＬを形成してもよい。これらの場合では、駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の、液晶層６Ｂをも含むすべての誘電体が容量Ｃ１の形成に寄与する。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ｂ…タッチ検出機能付き表示装置、２，２Ｂ…画素基板、６，６Ｂ…液晶層、３，３Ｂ…対向基板、１０，６０…タッチ検出機能付き表示デバイス、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…液晶表示デバイス、２１…ＴＦＴ基板、２２…画素電極、３０…タッチ検出デバイス、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、３５，３５Ｂ，３５Ｃ…偏光板、３７、３８…ダミー電極、４０…タッチ検出部、４２…アナログＬＰＦ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、５１，５１Ｃ…接着層、５２…導電層、５３，５５…カバー層、５４…偏光層、５６…ハードコート層、５７…導電粒子、５８…ＧＮＤ線、ＣＯＭＬ…駆動電極、Ｃ５２…抵抗、ＧＣＬ…走査信号線、ＬＣ…液晶素子、Ｏut…出力信号、Ｐix…画素、Ｐdet…タッチ検出期間、Ｒ５２…抵抗、Ｓ…有効表示領域、ＳＧＬ…画素信号線、ＴＤＬ…タッチ検出電極、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ｔｓ１，ｔｓ２…サンプリングタイミング、Ｖcom…駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖdisp…映像信号、Ｖpix…画素信号、Ｖscan…走査信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示動作を行う液晶表示素子と、
一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極と、
前記タッチ検出電極と絶縁されまたは高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜と、
前記検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部と
を備え、
前記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、前記タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きい
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記所定の値は１０12［Ω／□］である
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、前記検出信号が遷移するタイミングをまたぐように設定された検出期間の開始および終了のタイミングにおけるサンプリング結果の差に基づいて外部近接物体を検出し、
前記所定の最小時定数は、前記検出期間の時間である
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】
前記導電膜の時定数は、前記所定の最小時定数の１０倍以上である
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記導電膜の時定数は、前記所定の最小時定数の１００倍以上である
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
偏光板をさらに備え、
前記導電膜は、前記偏光板と一体化して形成されている
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機能付き表示装置。
【請求項７】
前記導電膜は、少なくとも、前記液晶表示素子が表示動作を行う有効表示領域を覆うように配置されている
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機能付き表示装置。
【請求項８】
前記複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在するように並設された複数の駆動電極をさらに備え、
前記静電容量は、前記複数のタッチ検出電極と前記複数の駆動電極との各交差部分に形成されている
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機能付き表示装置。
【請求項９】
前記導電膜は、前記タッチ検出電極を含む検出電極層の、前記駆動電極とは反対側に配置され、
前記駆動電極と前記検出電極層との間の距離は、前記導電膜と前記検出電極層との間の距離よりも大きい
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記複数のタッチ検出電極の検出電極間領域に配置され、電気的にフローティング状態であるダミー電極をさらに備えた
請求項７に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
互いに隣接する前記タッチ検出電極および前記ダミー電極の間隔は５０μｍ以下である
請求項１０に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記タッチ検出電極および前記ダミー電極の配置面積は、有効表示領域内において、有効表示領域の面積の５０％以上である
請求項１０に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記導電膜には、固定電圧が印加されている
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機能付き表示装置。
【請求項１４】
前記タッチ検出電極は１０ｍｍ以下のピッチで並設されている
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機能付き表示装置。
【請求項１５】
前記液晶表示素子は、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１６】
前記液晶表示素子は、
液晶層と、
前記液晶層と前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層の反対側に配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１７】
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利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
表示動作を行う液晶表示素子と、
一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極と、
前記タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜と、
前記検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部と
を備え、
前記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、前記タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数以上である
電子機器。
【請求項１】
表示動作を行う液晶表示素子と、
一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極と、
前記タッチ検出電極と絶縁されまたは高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜と、
前記検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部と
を備え、
前記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、前記タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数より大きい
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記所定の値は１０12［Ω／□］である
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、前記検出信号が遷移するタイミングをまたぐように設定された検出期間の開始および終了のタイミングにおけるサンプリング結果の差に基づいて外部近接物体を検出し、
前記所定の最小時定数は、前記検出期間の時間である
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】
前記導電膜の時定数は、前記所定の最小時定数の１０倍以上である
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記導電膜の時定数は、前記所定の最小時定数の１００倍以上である
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
偏光板をさらに備え、
前記導電膜は、前記偏光板と一体化して形成されている
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機能付き表示装置。
【請求項７】
前記導電膜は、少なくとも、前記液晶表示素子が表示動作を行う有効表示領域を覆うように配置されている
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機能付き表示装置。
【請求項８】
前記複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在するように並設された複数の駆動電極をさらに備え、
前記静電容量は、前記複数のタッチ検出電極と前記複数の駆動電極との各交差部分に形成されている
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機能付き表示装置。
【請求項９】
前記導電膜は、前記タッチ検出電極を含む検出電極層の、前記駆動電極とは反対側に配置され、
前記駆動電極と前記検出電極層との間の距離は、前記導電膜と前記検出電極層との間の距離よりも大きい
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
前記複数のタッチ検出電極の検出電極間領域に配置され、電気的にフローティング状態であるダミー電極をさらに備えた
請求項７に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
互いに隣接する前記タッチ検出電極および前記ダミー電極の間隔は５０μｍ以下である
請求項１０に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記タッチ検出電極および前記ダミー電極の配置面積は、有効表示領域内において、有効表示領域の面積の５０％以上である
請求項１０に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記導電膜には、固定電圧が印加されている
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機能付き表示装置。
【請求項１４】
前記タッチ検出電極は１０ｍｍ以下のピッチで並設されている
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機能付き表示装置。
【請求項１５】
前記液晶表示素子は、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１６】
前記液晶表示素子は、
液晶層と、
前記液晶層と前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層の反対側に配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１７】
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利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
表示動作を行う液晶表示素子と、
一方向に延在するように並設され、外部近接物体に応じた静電容量の変化に基づく検出信号をそれぞれ出力する複数のタッチ検出電極と、
前記タッチ検出電極と絶縁または高抵抗で接続され、これらを覆うように配置された導電膜と、
前記検出信号をサンプリングすることにより外部近接物体を検出するタッチ検出部と
を備え、
前記導電膜のシート抵抗は所定の値以下であり、かつその導電膜の時定数は、前記タッチ検出部のサンプリングタイミングにより定まる所定の最小時定数以上である
電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−６３８３９（Ｐ２０１２−６３８３９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５５７３（Ｐ２０１０−２０５５７３）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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