JP2011034424A - タッチセンサー機能付き表示装置 - Google Patents

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広美 齋藤
靖 ▲高▼野
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Abstract

【課題】回路負荷が軽減されたタッチセンサー機能付き表示装置を提供する。
【解決手段】タッチセンサー機能付き表示装置のタッチセンサーは、複数のゲート線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線に対して電圧を印加する第１電圧印加部と、複数のデータ線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線に対して電圧を印加する第２電圧印加部と、電圧が印加されたタッチ位置検出用ゲート線に対応するタッチ位置検出用データ線に電圧を印加させ、複数の画素領域から選択されたタッチ位置検出用画素領域が充電される際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知部と、電位上昇率に基づいて、タッチ位置を検出するタッチ位置検出部と、を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、タッチセンサー機能付き表示装置に関する。
タッチセンサー機能付き表示装置としては、ＡＴＭ等のように、液晶表示装置の上に入力装置を搭載した構成が知られている。また、入力装置としては、タッチペン等の入力器具や人間の指等をタッチ面の任意の位置に接触させることにより、接触位置を特定して電子機器の各種操作、入力等を行うタッチパネル装置が知られている。タッチセンサー機能付き表示装置としては、基板上に形成された複数のゲート線と、当該ゲート線と交差して形成された複数のデータ線と、複数のゲート線と複数のデータ線とが交差する領域に形成された薄膜トランジスターと、複数のゲート線及び複数のデータ線と同じ方向に形成されたセンサーラインとを備え、例えば、外力が印加された場合に、センサーラインを通じて、外力が印加された位置（タッチ位置）を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１２２９１３号公報
しかしながら、上記のタッチセンサー機能付き表示装置の構成は、一画素単位でタッチ位置を検出しているため、タッチ位置を検出するためのセンサーラインやセンサーラインに関連するセンサー回路の数が増加し、回路構成に多大な負荷がかかってしまう、という課題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置は、共通電極を有する第１基板と、前記第１基板に対して対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示部と、前記第２基板上の第１方向に設けられた複数のゲート線に対して所定のタイミングで電圧を印加するゲート線電圧印加部と、前記第２基板上であって、前記ゲート線に略直交する第２方向に設けられた複数のデータ線に対して所定のタイミングで電圧を印加し、隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極を充電するデータ線電圧印加部と、前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサーと、を含み、前記タッチセンサーは、前記複数のゲート線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線に対して電圧を印加する第１電圧印加部と、前記複数のデータ線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線に対して電圧を印加する第２電圧印加部と、前記電圧が印加された前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記タッチ位置検出用データ線に前記電圧を印加させ、複数の前記画素領域から選択されたタッチ位置検出用画素領域が充電される際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知部と、前記電位上昇率に基づいて、前記タッチ位置を検出するタッチ位置検出部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、複数のゲート線の中から選択されたタッチ位置検出用ゲート線に対して電圧が印加され、当該電圧が印加されたタッチ位置検出用ゲート線に対応するタッチ位置検出用データ線に対して電圧が印加されると、タッチ位置検出用画素領域が充電される。ここで、タッチ位置検出用ゲート線は、複数のゲート線から任意に間引かれたゲート線である。また、タッチ位置検出用データ線も同様に、複数のデータ線から任意に間引かれたデータ線である。そして、タッチ位置検出用画素領域の電位上昇率が検知され、タッチ位置が検出される。従って、選択されたタッチ位置検出用画素領域についてのみ電位上昇率が検知される。すなわち、全画素領域の中から任意に選択された一部の画素領域にのみ電位上昇率が検知される。さらに換言すれば、表示装置における解像度よりも低い解像度でタッチセンサーが機能する。このため、装置の構成の簡略化が図れ、回路負荷を低減させることができる。
［適用例２］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の前記第１電圧印加部が、前記ゲート線電圧印加部に含まれることを特徴とする。
この構成によれば、ゲート線電圧印加部が、複数のゲート線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線に対して電圧を印加することになるため、回路部材を削減することができる。
［適用例３］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の前記第２電圧印加部が、前記データ線電圧印加部に含まれることを特徴とする。
この構成によれば、データ線電圧印加部が、複数のデータ線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線に対して電圧を印加することになるため、回路部材を削減することができる。
［適用例４］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置では、隣接する前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離が、１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする。
この構成によれば、通常の操作に支障が生じない程度のタッチ位置検出用画素領域の数で、タッチ位置が検出される。すなわち、タッチ位置検出用画素領域の数が過剰となることにより、タッチセンサーとして必要以上のタッチ位置検出能力を持つことになったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域の数が少なすぎることにより、タッチ位置の検出能力が低下することを防止することができる。
［適用例５］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置では、前記第１電圧印加部は、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加し、前記第２電圧印加部は、前記タッチ位置検出用ゲート線に前記電圧が印加されたタイミングに合わせて複数の前記タッチ位置検出用データ線に前記電圧を印加することにより前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、前記電位上昇率検知部は、前記タッチ位置検出用画素領域が充電された際の前記タッチ位置検出用画素領域における電位上昇率を検知することを特徴とする。
この構成によれば、正確にタッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することができる。
［適用例６］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の前記第２電圧印加部は、前記データ線に画像信号が印加されていない時間に前記タッチ位置検出用データ線に対して前記電圧を印加することを特徴とする。
この構成によれば、タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面のタッチ位置を正確に検出することができる。
［適用例７］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることを特徴とする。
この構成によれば、表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面のタッチ位置を検出することができる。
［適用例８］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置では、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とする。
この構成によれば、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
［適用例９］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置では、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とする。
この構成によれば、タッチ位置検出精度が向上する。
［適用例１０］上記適用例にかかるタッチセンサー機能付き表示装置では、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とする。
この構成によれば、実質的なタッチ位置検出精度の低下を招くことなく省電力駆動を図ることができる。
タッチセンサー機能付き表示装置の構成を示す断面図。 タッチセンサー機能付き表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面図。 画素領域の拡大斜視図。 第１実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の電気的制御構成を示すブロック図。 画素領域の等価回路。 第１実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置のタッチセンサーの電気的制御構成を示すブロック図。 第２実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の電気的制御構成を示すブロック図。 第２実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置のタッチセンサーの電気的制御構成を示すブロック図。
以下、図面を参照しつつ、第１及び第２実施形態について説明する。なお、説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、各実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の構成を示す断面図である。図２は、ＴＦＴアレイ基板の構成を示す平面図である。図３は、画素領域を拡大した斜視図である。図４は、タッチセンサー機能付き表示装置の電気的制御構成を示すブロック図である。図５は、画素領域の等価回路である。図６は、タッチセンサー機能付き表示装置のタッチセンサーの電気的制御構成を示すブロック図である。
図１に示すように、タッチセンサー機能付き表示装置１０は、互いに対向する第１基板としての対向基板２および第２基板としてのＴＦＴアレイ基板３と、これらの間に形成された表示部としての液晶部４とを備えた液晶パネル１と、対向基板２またはＴＦＴアレイ基板３側に設けられたバックライト５を有している。なお、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板３の液晶部４とは反対側にバックライト５が設けられている。また、タッチセンサー機能付き表示装置１０は、図４に示すように、制御手段９を備えており、そのうちの一部がタッチセンサー６を構成している。タッチセンサー６は、液晶パネル１の上面（タッチ面２１１）のタッチ位置を検出することができる。このようなタッチセンサー機能付き表示装置１０では、例えば、タッチセンサー６により検出されたタッチ位置に応じた画像を表示することができる。
バックライト５は、液晶パネル１に光を供給する機能を有し、その構成は特に限定されない。例えば、バックライト５は、反射板、導光板、プリズムシート（光学シート）および拡散板が下側（液晶パネル１と反対側）から順に積層された四角板状の積層体と、導光板の側面に設けられた冷陰極蛍光管とで構成することができる。なお、冷陰極蛍光管の代わりにＬＥＤなどを用いてもよい。
バックライト５の図中の上側には、バックライト５からの光が照射される液晶パネル１が設けられている。液晶パネル１が備える対向基板２およびＴＦＴアレイ基板３は、それぞれ、四角板状をなす無色透明のガラス基板であって、これらは、対向基板２の縁部に沿って設けられた四角枠状のシール部材７によって貼り合わされている。そして、対向基板２、ＴＦＴアレイ基板３およびシール部材７で画成された空間に液晶材料を充填することにより、液晶部４が形成されている。このような液晶部４を表示部として用いることにより、タッチセンサー機能付き表示装置１０は、優れた画像表示機能を発揮することができる。ＴＦＴアレイ基板３の液晶部４とは反対側の面（バックライト５側の面）には、偏光板や位相差板などからなる光学基板３１が貼り合わされている。光学基板３１は、バックライト５からの光を直線偏光にして液晶部４に出射する機能を有する。
一方、ＴＦＴアレイ基板３の液晶部４側の面には、図２に示すように、ゲート線８１、データ線８２、画素電極８３およびＴＦＴ（薄膜トランジスター）８４が、それぞれ複数形成されている。複数のゲート線８１は、図２中縦方向（列方向）に等ピッチで形成されており、それぞれ、第１方向（行方向）に延在している。各ゲート線８１は、ＴＦＴアレイ基板３の縁部（液晶部４から図２中左方向へ突出する部位）に形成されたゲート線電圧印加部としてのゲートドライバー９４に電気的に接続されている。
複数のデータ線８２は、図２中横方向（行方向）に等ピッチで形成されており、それぞれ、第２方向（列方向）に延在している。各データ線８２は、ＴＦＴアレイ基板３の縁部（液晶部４から図２中上方向へ突出する部位）に形成されたデータ線電圧印加部としてのデータドライバー９５に電気的に接続されている。隣り合う一対のゲート線８１，８１と隣り合う一対のデータ線８２，８２とで囲まれた複数の画素領域（画素）Ｐには、それぞれ、画素電極８３およびＴＦＴ８４が形成されている。
図３は、１つの画素領域Ｐの拡大図である。同図に示すように、ＴＦＴ８４は、ゲート線８１とデータ線８２の交差部付近に設けられ、ソース電極、ゲート電極およびドレイン電極が、それぞれ、ゲート線８１、データ線８２および画素電極８３に電気的に接続されている。また、画素電極８３は、ＴＦＴ８４が形成された領域を除いて、画素領域Ｐの広域にわたって形成されている。この画素電極８３は、透明導電膜などからなり光透過性を有している。
また、図３に示すように、画素領域Ｐには、データ線８２の一部を突出させて形成した蓄積容量電極８２１が設けられており、この蓄積容量電極８２１と画素電極８３とを絶縁膜８５を介して対向させることにより、蓄積容量コンデンサーが形成されている。このような構成の各画素領域Ｐには、図１に示すように、配向処理の施された配向膜３４が形成されている。配向膜３４は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成され、対応する画素電極８３の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。このようなＴＦＴアレイ基板３と液晶部４を介して対向する対向基板２の上面には、光学基板３１からの光と直交する直線偏光の光を外方（図１中上方向）に出射する偏光板２１が貼り合わされている。偏光板２１の上面（装置外部に露出する面）は、タッチペン等の入力具や操作者の指などでタッチされるタッチ面２１１を構成する。
一方、対向基板２の液晶部４側の面には、カラーフィルター２２が形成されている。また、カラーフィルター２２上には、共通電極２３が形成されている。共通電極２３も、画素電極８３と同様、透明電導膜などからなり光透過性を有している。共通電極２３は、接地（アース）されている。また、共通電極２３上には、配向処理の施された配向膜２４が形成されており、共通電極２３の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。
次いで、タッチセンサー機能付き表示装置１０の駆動を制御する制御手段９について説明する。図４に示すように、制御手段９は、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲート線電圧印加部としてのゲートドライバー９４、データ線電圧印加部としてのデータドライバー９５、電位上昇率検知部９６、タッチ位置検出部としてのタッチ位置計算回路９７と、第１電圧印加部１００と、第２電圧印加部１０１等を有している。これらのうち、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバー９４およびデータドライバー９５により、タッチセンサー機能付き表示装置１０に所望の画像が表示され、また、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、電位上昇率検知部９６、タッチ位置計算回路９７、第１電圧印加部１００および第２電圧印加部１０１により、タッチ面２１１のタッチ位置が検出される。すなわち、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、電位上昇率検知部９６、タッチ位置計算回路９７、第１電圧印加部１００および第２電圧印加部１０１によりタッチセンサー６が構成されている。
まず、制御手段９による画像表示について説明する。ＣＰＵ９１は、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバー９４およびデータドライバー９５に必要なタイミング信号、表示用データ信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けた表示電圧作動回路９２は、タッチセンサー機能付き表示装置１０に所望の画像を表示するのに必要な複数の電圧レベル（各画素電極８３に印加する電圧レベル）を形成する。
ゲートドライバー９４は、表示電圧作動回路９２からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のゲート線８１に順次１本ずつ（例えば、図２中上側のゲート線８１から順に）所定のタイミングで電圧を印加する。これにより、電圧が印加されたゲート線８１に接続されたＴＦＴ８４がＯＮ状態となる。データドライバー９５は、表示電圧作動回路９２からの表示用データ信号（各画素電極８３へ印加する電圧レベル）やＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、ゲート線８１に電圧が印加されるタイミングに合わせて各データ線８２に電圧を印加する。データドライバー９５は、このような電圧印加を全てのゲート線８１に対して順次行って、全ての画素電極８３に電圧を印加する。各画素領域Ｐでは、画素電極８３に電圧が印加されると、その電圧レベルに応じて液晶が駆動する。これにより、画素領域Ｐ毎に、バックライト５からの光が液晶部４を通過する際に、その光の偏光状態を変調することができる。その結果、液晶部４を通過した光によりタッチ面２１１に所望の画像が表示される。
次に、制御手段９（タッチセンサー６）によるタッチ面２１１のタッチ位置の検出について説明する。
本実施形態のタッチセンサー機能付き表示装置１０では、全ての画素領域Ｐの中から複数のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’が選択され、選択されたタッチ位置検出用画素領域Ｐ’が充電される際の電位上昇率を検知し、検知された電位上昇率に基づいて、タッチ位置を検出するように構成されている。
タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の位置は、特に限定されないが、タッチ面２１１の全域に粗密なく平均して配置することが好ましい。タッチ位置の検出精度をタッチ面２１１で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上するからである。
また、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の離間距離は、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。ここで、通常、タッチ面２１１は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等のタッチ面２１１との接触面積が比較的大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Ｄを１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることで、タッチ面２１１のタッチ位置に対応する箇所に、少なくとも１つのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数（占有率）を、タッチ位置を高精度（通常操作に支障がない精度）に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が過剰となることにより、タッチセンサー６が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が少なすぎることにより、タッチセンサー６のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
このような複数のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’は、全てのゲート線８１のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して電圧を印加する第１電圧印加部１００と、全てのデータ線８２から選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔに対して電圧を印加する第２電圧印加部１０１とによって規定される。
ここで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔは、全てのゲート線８１のうちから選択され、隣り合う一対のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔの離間距離（ピッチ）は、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。また、タッチ位置検出用データ線８２Ｔは、全てのデータ線８２のうちから選択され、隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線８２Ｔの離間距離（ピッチ）は、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。これにより、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の離間距離を１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。すなわち、液晶パネル１における解像度よりも低い解像度でタッチ位置の検出が行われることになる。
次いで、タッチセンサー６を構成する各部について説明する。ＣＰＵ９１は、タッチ位置検出電圧作動回路９３、第１電圧印加部１００、第２電圧印加部１０１、電位上昇率検知部９６およびタッチ位置計算回路９７に必要な、タイミング信号、チャージ用信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路９３は、複数の画素領域Ｐから選択されたタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電するのに必要な電圧レベル（各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３に印加する電圧のレベル）を形成する。なお、各画素電極８３に印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
第１電圧印加部１００は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに順次１本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。
第２電圧印加部１０１は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号（各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電するためのチャージ信号）やＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに電圧が印加されるタイミングに合わせて、各タッチ位置検出用データ線８２Ｔに同一レベルの電圧（チャージ信号電圧）を印加し、電圧が印加されているタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対応する各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電する。第２電圧印加部１０１は、このような電圧の印加を全てのタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して順次行って、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電する。このような充電方法によれば、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電することができる。
電位上昇率検知部９６は、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時における電位上昇率を、タッチ位置検出用データ線８２Ｔを介して検知し、検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
ここで、図５は、１つのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の等価回路である。図５中「Ｃ１」は、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’における画素電極８３’および共通電極２３で液晶部４を挟むことにより形成された画素容量であり、「Ｃ２」は、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’における蓄積容量電極８２１および画素電極８３’で絶縁膜８５を挟むことにより形成された蓄積容量である。そして、タッチ面２１１上のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域Ｐ’では、指や入力具等によるタッチ面２１１の押圧で、共通電極２３と画素電極８３’とのギャップが押圧されていない状態と比べて小さくなることにより画素容量Ｃ１が変化（増加）したり、指がタッチ面２１１に触れることで浮遊容量が発生したりすることにより、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’全体の容量が変化し、そのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電する際の電位上昇率が変化（低下）する。すなわち、タッチ面２１１のタッチ位置に対応するタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時の電位上昇率は、その他のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時の電位上昇率と異なっている。
タッチ位置計算回路９７は、上述のような性質（電位上昇率の変化）を利用し、電位上昇率が所定範囲Ｔ外にあるタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の位置（タッチ面２１１の平面視での位置）をタッチ位置として検出する。なお、前記「所定範囲Ｔ」としては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時の電位上昇率を基準にし、その前後（高い方向および低い方向）に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
以下、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを図６中上側から順に「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn」、「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1」、「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2」とし、複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔを図６中左側から順に「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm+1」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm+2」とする。また、以下では、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnとタッチ位置検出用データ線８２Ｔmに対応するタッチ位置検出用画素領域Ｐ’、 タッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３’およびＴＦＴ８４’をそれぞれ「タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)」、「画素電極８３’(n、m)」および「ＴＦＴ８４’(n、m)」とする。他のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’、 他のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３’およびＴＦＴ８４’についても同様とする。ここでは、具体例として、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する個所がタッチされた場合について説明する。すなわち、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)の充電時の電位上昇率のみが、タッチ位置計算回路９７に設定されている所定範囲Ｔの範囲外となる。
［１］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnについて
まず、第１電圧印加部１００により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)、ＴＦＴ８４’(n、m+1)およびＴＦＴ８４’(n、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnへの電圧印加に合わせて（すなわち、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnへ電圧が印加されているときに）、第２電圧印加部１０１により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。上記電圧（チャージ信号）がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)に対応する画素電極８３’(n、m)〜８３’(n、m+2)に電圧（チャージ信号）が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
［２］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1について
次いで、第１電圧印加部１００により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)、ＴＦＴ８４’(n+1、m+1)およびＴＦＴ８４’(n+1、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1への電圧印加に合わせて、第２電圧印加部１０１により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。上記電圧がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)に対応する画素電極８３’(n+1、m)〜８３’(n+1、m+2)に電圧が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
［３］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2について
次いで、第１電圧印加部１００により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)、ＴＦＴ８４’(n+2、m+1)およびＴＦＴ８４’(n+2、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2への電圧印加に合わせて、第２電圧印加部１０１により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。上記電圧がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)に対応する画素電極８３’(n+2、m)〜８３’(n+2、m+2)に電圧が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
一方、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する位置はタッチされているため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)の充電時の電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲外である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する位置はタッチされている（すなわちタッチ位置である）と判断する。
このように、タッチ位置計算回路９７は、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’について充電時の電位上昇率を所定範囲Ｔと比較し、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’毎にその領域に対応するタッチ面２１１がタッチされているがどうかを判断して、タッチ面２１１のタッチ位置を検出する。そして、タッチ位置計算回路９７は、その検出結果（タッチ位置情報）をＣＰＵ９１に送信する。
タッチ位置情報を受信したＣＰＵ９１は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバー９４およびデータドライバー９５の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面２１１に表示される。
従って、上記の第１実施形態によれば、以下に示す効果がある。
（１）複数のゲート線８１の中からタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを選択するとともに、複数のデータ線８２の中からタッチ位置検出用データ線８２Ｔを選択し、選択されたタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔとタッチ位置検出用データ線８２Ｔとで規定されるタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の電位上昇率に基づいて、タッチ位置を検出した。これにより、タッチ位置を検出するための回路構成が簡略化され、回路負荷を低減させることができる。
（２）複数のゲート線８１の中からタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを選択するとともに、複数のデータ線８２の中からタッチ位置検出用データ線８２Ｔを選択して、隣接するタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の離間距離が１ｍｍ〜１０ｍｍとなるように設定した。従って、通常の操作に支障が生じない程度のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数で、タッチ位置の検出が可能となる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が過剰となることにより、タッチセンサーとして必要以上のタッチ位置検出能力を持つことになったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が少なすぎることにより、タッチ位置の検出能力が低下することを防止することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、タッチセンサー機能付き表示装置の基本的な構成は、第１実施形態と同様なので説明を省略し、第１実施形態と異なる事項につて主に説明する。また、第１実施形態と同様な部材については、第１実施形態と同様の符号を付している。
まず、第２実施形態にかかるにタッチセンサー機能付き表示装置の構成について説明する。図７は、本実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置の電気的制御構成を示すブロック図である。図８は、本実施形態にかかるタッチセンサー機能付き表示装置のタッチセンサーの電気的制御構成を示すブロック図である。
図７に示すように、タッチセンサー機能付き表示装置１０’の制御手段９は、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲート線電圧印加部としてのゲートドライバー９４、データ線電圧印加部としてのデータドライバー９５、電位上昇率検知部９６、タッチ位置検出部としてのタッチ位置計算回路９７、第１電圧印加部１００および第２電圧印加部１０１等を有している。
ここで、第１電圧印加部１００は、ゲートドライバー９４に含まれ、第２電圧印加部１０１は、データドライバー９５に含まれている。すなわち、第１電圧印加部１００の機能がゲートドライバー９４に含まれ、第２電圧印加部１０１の機能が、データドライバー９５に含まれている。従って、ゲートドライバー９４によって、複数のゲート線８１のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して電圧が印加される。また、データドライバー９５によって、複数のデータ線８２のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔに対して電圧が印加される。
従って、タッチセンサー機能付き表示装置１０’では、ＣＰＵ９１、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバー９４およびデータドライバー９５により、タッチセンサー機能付き表示装置１０’に所望の画像が表示される。また、ＣＰＵ９１、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバー９４、データドライバー９５、電位上昇率検知部９６およびタッチ位置計算回路９７により、タッチセンサー６が構成され、タッチ面２１１のタッチ位置が検出される。
なお、制御手段９による画像表示については、第１実施形態と同様なので説明を省略し、制御手段９（タッチセンサー６）によるタッチ面２１１のタッチ位置の検出について説明する。
本実施形態のタッチセンサー機能付き表示装置１０’では、全ての画素領域Ｐの中から複数のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’が選択され、選択されたタッチ位置検出用画素領域Ｐ’が充電される際の電位上昇率を検知し、検知された電位上昇率に基づいて、タッチ位置を検出するように構成されている。
タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の位置は、特に限定されないが、タッチ面２１１の全域に粗密なく平均して配置することが好ましい。タッチ位置の検出精度をタッチ面２１１で均一化することができ、タッチ位置の検出精度が向上するからである。
また、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の離間距離は、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。ここで、通常、タッチ面２１１は、操作者の指や、先端が丸みを帯びたペン型の入力具等のタッチ面２１１との接触面積が比較的大きいものでタッチされる。そのため、離間距離Ｄを１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることで、タッチ面２１１のタッチ位置に対応する箇所に、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の少なくとも１つを存在させることができ、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数（占有率）を、タッチ位置を高精度（通常操作に支障がない精度）に検出するのに適当な数とすることができる。すなわち、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が過剰となることにより、タッチセンサー６が必要以上のタッチ位置検出能力を持つこととなったり（オーバークオリティ化）、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の数が少なすぎることにより、タッチセンサー６のタッチ位置検出能力が低下したりするのを防止することができる。
このような複数のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’は、全てのゲート線８１のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して電圧を印加するゲートドライバー９４と、全てのデータ線８２から選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔに対して電圧を印加するデータドライバー９５とによって規定される。
ここで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔは、全てのゲート線８１のうちから選択され、隣り合う一対のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔの離間距離（ピッチ）は、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。また、タッチ位置検出用データ線８２Ｔは、全てのデータ線８２のうちから選択され、隣り合う一対のタッチ位置検出用データ線８２Ｔの離間距離（ピッチ）は、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。これにより、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の離間距離を１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。すなわち、液晶パネル１における解像度よりも低い解像度でタッチ位置の検出が行われることになる。
次いで、タッチセンサー６を構成する各部について説明する。ＣＰＵ９１は、タッチ位置検出電圧作動回路９３、ゲートドライバー９４、データドライバー９５、電位上昇率検知部９６およびタッチ位置計算回路９７に必要な、タイミング信号、チャージ用信号、制御信号等を形成する。ＣＰＵ９１からの信号を受けたタッチ位置検出電圧作動回路９３は、複数の画素領域Ｐから選択されたタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電するのに必要な電圧レベル（各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３’に印加する電圧のレベル）を形成する。なお、各画素電極８３’に印加する電圧のレベルは、それぞれ等しいことが好ましい。
ゲートドライバー９４は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号や、ＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに順次１本ずつ所定のタイミングで電圧を印加する。
データドライバー９５は、タッチ位置検出電圧作動回路９３からの信号（各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電するためのチャージ信号）やＣＰＵ９１からのタイミング信号等に基づいて、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに電圧が印加されるタイミングに合わせて各タッチ位置検出用データ線８２Ｔに同一レベルの電圧（チャージ信号電圧）を印加し、電圧が印加されているタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対応する各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電する。データドライバー９５は、このような電圧の印加を全てのタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して順次行って、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電する。このような充電方法によれば、簡単かつ確実に、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’を充電することができる。また、画像を表示する際の駆動方法と似ているため制御も簡単となる。
電位上昇率検知部９６は、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時における電位上昇率をタッチ位置検出用データ線８２Ｔを介して検知し、検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。タッチ位置検出用データ線８２Ｔを用いて各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の電位上昇率を検知するため、すなわち、タッチ位置検出用データ線８２Ｔが画像表示用の配線と充電用の配線とを兼ねているため、装置構成を簡易化することができる。
タッチ位置計算回路９７は、電位上昇率の変化を利用し、電位上昇率が所定範囲Ｔ外にあるタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の位置（タッチ面２１１の平面視での位置）をタッチ位置として検出する。なお、前記「所定範囲Ｔ」としては、例えば、タッチされていないタッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時の電位上昇率を基準にし、その前後（高い方向および低い方向）に所定幅を持たせた範囲とすることができる。
以下、図８を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では、複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔを図８中上側から順に「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn」、「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1」、「タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2」とし、複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔを図８中左側から順に「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm+1」、「タッチ位置検出用データ線８２Ｔm+2」とする。また、以下では、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnとタッチ位置検出用データ線８２Ｔmに対応するタッチ位置検出用画素領域Ｐ’、 タッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３’およびＴＦＴ８４’をそれぞれ「タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)」、「画素電極８３’(n、m)」および「ＴＦＴ８４’(n、m)」とする。他のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’、 他のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’に対応する画素電極８３’およびＴＦＴ８４’についても同様とする。ここでは、具体例として、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する個所がタッチされた場合について説明する。すなわち、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)の充電時の電位上昇率のみが、タッチ位置計算回路９７に設定されている所定範囲Ｔの範囲外となる。
［１］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnについて
まず、ゲートドライバー９４により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)、ＴＦＴ８４’(n、m+1)およびＴＦＴ８４’(n、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnへの電圧印加に合わせて（すなわち、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnへ電圧が印加されているときに）、データドライバー９５により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。上記電圧（チャージ信号）がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)に対応する画素電極８３’(n、m)〜８３’(n、m+2)に電圧（チャージ信号）が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
［２］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1について
次いで、ゲートドライバー９４により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)、ＴＦＴ８４’(n+1、m+1)およびＴＦＴ８４’(n+1、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1への電圧印加に合わせて、データドライバー９５により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。上記電圧がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)に対応する画素電極８３’(n+1、m)〜８３’(n+1、m+2)に電圧が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
［３］タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2について
次いで、ゲートドライバー９４により、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に電圧を印加し、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2に接続されたＴＦＴ８４’(n+2、m)、ＴＦＴ８４’(n+2、m+1)およびＴＦＴ８４’(n+2、m+2)をそれぞれＯＮ状態とする。なお、このとき、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔnに接続されたＴＦＴ８４’(n、m)〜８４’(n、m+2)およびタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+1に接続されたＴＦＴ８４’(n+1、m)〜８４’(n+1、m+2)は、それぞれ、ＯＦＦ状態である。
次いで、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔn+2への電圧印加に合わせて、データドライバー９５により、タッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2にそれぞれ同一レベルの電圧（チャージ信号）を印加する。この電圧レベルは、前記［１］でタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加した電圧と同じレベルであるのが好ましい。上記電圧がタッチ位置検出用データ線８２Ｔm〜８２Ｔm+2に印加されると、ＯＮ状態となっているＴＦＴ８４’(n+2、m)〜８４’(n+2、m+2)に対応する画素電極８３’(n+2、m)〜８３’(n+2、m+2)に電圧が印加され、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)の充電が開始される。タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)の充電が開始されると、電位上昇率検知部９６が、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)における電位上昇率を検知し、その検知結果をタッチ位置計算回路９７に送信する。
タッチ位置計算回路９７は、受信したタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+2)の電位上昇率をそれぞれ設定された所定範囲Ｔと比較する。タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)に対応する位置はタッチされていないため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)の電位上昇率は、それぞれ、所定範囲Ｔの範囲内である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)、Ｐ’(n+2、m+2)に対応する位置はタッチされていないと判断する。
一方、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する位置はタッチされているため、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)の充電時の電位上昇率は、所定範囲Ｔの範囲外である。この比較を受け、タッチ位置計算回路９７は、タッチ面２１１のタッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m+1)に対応する位置はタッチされている（すなわちタッチ位置である）と判断する。
このように、タッチ位置計算回路９７は、全てのタッチ位置検出用画素領域Ｐ’について充電時の電位上昇率を所定範囲Ｔと比較し、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’毎にその領域に対応するタッチ面２１１がタッチされているがどうかを判断して、タッチ面２１１のタッチ位置を検出する。そして、タッチ位置計算回路９７は、その検出結果（タッチ位置情報）をＣＰＵ９１に送信する。
タッチ位置情報を受信したＣＰＵ９１は、その位置情報に応じた表示用データ信号を形成し、形成した表示用データ信号をタイミング信号、制御信号等とともに、表示電圧作動回路９２、ゲートドライバー９４およびデータドライバー９５の必要な箇所に送信する。これにより、タッチ位置に応じた画像がタッチ面２１１に表示される。
なお、上記の第１及び第２実施形態におけるタッチセンサー６によるタッチ位置の検出は、データ線８２に画像を表示するための電圧（表示用データ信号）が印加されていない期間に行うことが好ましい。これにより、各タッチ位置検出用画素領域Ｐ’の充電時の電位上昇率を正確に検知することができ、タッチ面２１１のタッチ位置を正確に検出することができる。特に、タッチセンサー６によるタッチ位置の検出は、上記期間のうちでも、帰線期間に行うことが好ましい。これにより、タッチ面に表示される画像の品質を落とすことなく、タッチ面２１１のタッチ位置を検出することができる。なお、「帰線期間」とは、所定の画像（フレーム）を表示し終えてから、次の画像（フレーム）の表示を開始するまでの期間を言う。
また、タッチセンサー６は、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行ってもよいし、複数回に１回（例えば６０回に１回）の割合（周期）で行ってもよい。タッチ面２１１のタッチ位置の検出を全ての帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。
一方、タッチ面２１１のタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に１回の割合で行う場合には、タッチセンサー機能付き表示装置１０，１０’の省電力駆動を図ることができる利点がある。なお、通常の液晶表示装置では、タッチ面２１１に表示される画像は、１秒間に６０フレーム程度であるため、帰線期間も１秒間に６０回存在する。しかしながら、タッチ面２１１をタッチする際にタッチ面２１１に触れている時間は、帰線期間の周期（例えば１／６０秒）よりも長いため、複数回の帰線期間に１回の割合でタッチ位置の検出を行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
また、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行ってもよいし、複数回の帰線期間に分けて行ってもよい。すなわち、全ての画素領域Ｐに対するタッチの有無を１回の帰線期間で判断してもよいし、複数回の帰線期間に分けて判断してもよい。例えば、図６または図８において、１回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n、m)〜Ｐ’(n、m+2)についてタッチの有無を判断し、２回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+1、m)〜Ｐ’(n+1、m+2)についてタッチの有無を判断し、３回目の帰線期間では、タッチ位置検出用画素領域Ｐ’(n+2、m)〜Ｐ’(n+2、m+2)についてタッチの有無を判断ればよい。
タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を１回の帰線期間で行う場合には、高速タッチ（タッチ面２１１との接触時間が短いタッチ）でも、そのタッチ位置を検出することができ、タッチ位置検出精度が向上するという利点がある。一方、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行う場合には、タッチセンサー機能付き表示装置１０，１０’の省電力駆動を図ることができる。なお、前述したのと同様に、タッチ面２１１全域に対するタッチ位置の検出を複数回の帰線期間に分けて行っても、実質的にタッチ位置検出の精度が低下することはない。
以上、タッチセンサー機能付き表示装置１０，１０’の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
従って、上記の第２実施形態によれば、第１実施形態における効果に加え、以下に示す効果がある。
（１）ゲートドライバー９４は、ゲート線８１に電圧を印加する表示機能と、タッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに電圧を印加するタッチ位置検出機能を備えた。従って、回路部材を削減することができる。
（２）データドライバー９５は、データ線８２に電圧を印加する表示機能と、タッチ位置検出用データ線８２Ｔに電圧を印加するタッチ位置検出機能を備えた。従って、回路部材を削減することができる。
なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
（変形例１）第１実施形態では、第１電圧印加部１００と第２電圧印加部１０１を部材として個別に設けたが、これに限定されず、第１電圧印加部１００と第２電圧印加部１０１とを１つの部材として設けてもよい。このようにすれば、実装面積が削減され、さらに小型化することができる。
（変形例２）第１実施形態における構成の一部と第２実施形態における構成の一部を組み合わせた構成としてもよい。例えば、複数のゲート線８１のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線８１Ｔに対して電圧を印加するゲートドライバー９４と、複数のデータ線８２のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線８２Ｔに対して電圧を印加する第２電圧印加部１０１と、を含むタッチセンサー６としてもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
（変形例３）第１及び第２実施形態では、バックライト５がＴＦＴアレイ基板３側に配置され、対向基板２側にタッチ面を有するタッチセンサー機能付き表示装置１０，１０’が配置される形態について説明したが、これに限定されず、バックライト５が対向基板２側に配置され、ＴＦＴアレイ基板３側にタッチ面２１１を有する構成であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
（変形例４）第１及び第２実施形態では、表示部として液晶部４を有する構成について説明したが、これに限定されず、例えば、電気泳動粒子を液相分散媒に分散（懸濁）してなる電気泳動分散液が充填された複数のマイクロカプセルをバインダーにより固定した電泳動表示層であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
１…液晶パネル、２…第１基板としての対向基板、３…第２基板としてのＴＦＴアレイ基板、４…表示部としての液晶部、５…バックライト、６…タッチセンサー、９…制御手段、１０，１０’…タッチセンサー機能付き表示装置、２１…偏光板、２２…カラーフィルター、２３…共通電極、２４…配向膜、３１…光学基板、３４…配向膜、８１…ゲート線、８１Ｔ…タッチ位置検出用ゲート線、８２…データ線、８２Ｔ…タッチ位置検出用データ線、８３…画素電極、８３’…タッチ位置検出用画素領域に対応する画素電極、８４…ＴＦＴ、８４’…タッチ位置検出用画素領域に対応するＴＦＴ、９１…ＣＰＵ、９２…表示電圧作動回路、９３…タッチ位置検出電圧作動回路、９４…ゲート線電圧印加部としてのゲートドライバー、９５…データ線電圧印加部としてのデータドライバー、９６…電位上昇率検知部、９７…タッチ位置計算回路、１００…第１電圧印加部、１０１…第２電圧印加部、２１１…タッチ面、８２１…蓄積容量電極、Ｐ…画素領域、Ｐ’…タッチ位置検出用画素領域。

Claims (10)

  1. 共通電極を有する第１基板と、
    前記第１基板に対して対向配置された第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた表示部と、
    前記第２基板上の第１方向に設けられた複数のゲート線に対して所定のタイミングで電圧を印加するゲート線電圧印加部と、
    前記第２基板上であって、前記ゲート線に略直交する第２方向に設けられた複数のデータ線に対して所定のタイミングで電圧を印加し、隣り合う一対の前記データ線および隣り合う一対の前記ゲート線とで囲まれた画素領域毎に配置された複数の画素電極を充電するデータ線電圧印加部と、
    前記第１基板側または前記第２基板側に設けられたタッチ面のタッチ位置を検出するタッチセンサーと、を含み、
    前記タッチセンサーは、
    前記複数のゲート線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用ゲート線に対して電圧を印加する第１電圧印加部と、
    前記複数のデータ線のうちから選択された複数のタッチ位置検出用データ線に対して電圧を印加する第２電圧印加部と、
    前記電圧が印加された前記タッチ位置検出用ゲート線に対応する前記タッチ位置検出用データ線に前記電圧を印加させ、複数の前記画素領域から選択されたタッチ位置検出用画素領域が充電される際の電位上昇率を検知する電位上昇率検知部と、
    前記電位上昇率に基づいて、前記タッチ位置を検出するタッチ位置検出部と、を備えたことを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  2. 請求項１に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記第１電圧印加部が、前記ゲート線電圧印加部に含まれることを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  3. 請求項１または２に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記第２電圧印加部が、前記データ線電圧印加部に含まれることを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    隣接する前記タッチ位置検出用画素領域の離間距離が、１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記第１電圧印加部は、複数の前記タッチ位置検出用ゲート線に対して順次電圧を印加し、
    前記第２電圧印加部は、前記タッチ位置検出用ゲート線に前記電圧が印加されたタイミングに合わせて複数の前記タッチ位置検出用データ線に前記電圧を印加することにより前記タッチ位置検出用画素領域を充電し、
    前記電位上昇率検知部は、前記タッチ位置検出用画素領域が充電された際の前記タッチ位置検出用画素領域における電位上昇率を検知することを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記第２電圧印加部は、前記データ線に画像信号が印加されていない時間に前記タッチ位置検出用データ線に対して前記電圧を印加することを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  7. 請求項６に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記画像信号が印加されていない時間は、帰線期間であることを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  8. 請求項７に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記タッチセンサーは、複数の前記帰線期間に分けて、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  9. 請求項７に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記タッチセンサーは、一度の前記帰線期間に、全ての前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
  10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載のタッチセンサー機能付き表示装置において、
    前記タッチセンサーは、複数回の前記帰線期間に一度の割合で、前記タッチ位置検出用画素領域の充電時の電位上昇率を検知することを特徴とするタッチセンサー機能付き表示装置。
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