JP5178633B2 - Touch sensor, display device, and electronic device - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置等の表示装置に係わり、特に、ユーザが指等で接触または近接することにより情報入力が可能な静電容量式のタッチセンサ、ならびにそのようなタッチセンサを備えた表示装置および電子機器に関する。   The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display device, and in particular, a capacitive touch sensor capable of inputting information when a user touches or approaches with a finger or the like, and a display including such a touch sensor The present invention relates to an apparatus and an electronic device.

近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置（以下、タッチセンサという。）を液晶表示装置上に直接装着すると共に、液晶表示装置に各種のボタンを表示させることにより、通常の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。この技術は、モバイル機器の画面の大型化傾向の中にあって、ディスプレイとボタンの配置の共用化を可能にすることから、省スペース化や部品点数の削減という大きなメリットをもたらす。しかしながら、この技術には、タッチセンサの装着によって液晶モジュールの全体の厚さが厚くなるという問題があった。特にモバイル機器用途においては、タッチセンサの傷防止のための保護層が必要となることから、液晶モジュールが益々厚くなる傾向があり、薄型化のトレンドに反するという問題があった。   In recent years, a touch detection device called a touch panel (hereinafter referred to as a touch sensor) is directly mounted on a liquid crystal display device, and various buttons are displayed on the liquid crystal display device, so that information can be input instead of a normal button. Display devices that have become possible have attracted attention. This technology is in the trend of increasing the screen size of mobile devices, and can share the arrangement of the display and buttons, which brings great advantages such as space saving and reduction of the number of parts. However, this technique has a problem that the entire thickness of the liquid crystal module is increased by mounting the touch sensor. Particularly in mobile device applications, since a protective layer for preventing scratches on the touch sensor is required, the liquid crystal module tends to become thicker, which is contrary to the trend of thinning.

そこで、例えば特許文献１，２には、静電容量型のタッチセンサを形成したタッチセンサ付き液晶表示素子が提案され、薄型化が図られている。これは、液晶表示素子の観察側基板とその外面に配置された観察用偏光板との間にタッチセンサ用導電膜を設け、このタッチセンサ用導電膜と偏光板の外面との間に、偏光板の外面をタッチ面とした静電容量型タッチセンサを形成するようにしたものである。また、例えば特許文献３には、タッチセンサを表示装置に内蔵するようにしたものが提案されている。   Therefore, for example, Patent Documents 1 and 2 propose a liquid crystal display element with a touch sensor in which a capacitive touch sensor is formed, and the thickness is reduced. This is because a conductive film for a touch sensor is provided between the observation side substrate of the liquid crystal display element and the polarizing plate for observation arranged on the outer surface thereof, and polarized light is provided between the conductive film for touch sensor and the outer surface of the polarizing plate. A capacitive touch sensor is formed with the outer surface of the plate as a touch surface. For example, Patent Document 3 proposes a touch sensor built in a display device.

特開２００８−９７５０号公報JP 2008-9750 A 米国特許６０５７９０３号明細書US Pat. No. 6,057,903 特表昭５６−５００２３０号公報JP-T56-500230

しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたタッチセンサ付き液晶表示素子では、原理的に、タッチセンサ用導電膜が利用者と同電位にあることが必要であり、利用者がきちんと接地されている必要がある。したがって、コンセントから電源を取っているような据置型のテレビジョン受像機はともかく、モバイル機器用途に適用するのは現実的に見て困難である。また、上記技術では、タッチセンサ用導電膜が利用者の指に極めて接近していることが必要なので、液晶表示素子の例えば奥深い部分に配設することが無理である等、配設部位が制限される。すなわち、設計の自由度が小さい。さらに、上記技術では、その構成上、タッチセンサ駆動部や座標検出部といった回路部分を、液晶表示素子の表示駆動回路部とは別個に設けなければならず、装置全体としての回路の集積化が困難である。   However, in the liquid crystal display element with a touch sensor disclosed in Patent Documents 1 and 2, in principle, the conductive film for the touch sensor needs to be at the same potential as the user, and the user is properly grounded. Need to be. Therefore, aside from a stationary television receiver that is powered from an outlet, it is practically difficult to apply to a mobile device. In the above technique, the touch sensor conductive film needs to be very close to the user's finger, so that it is impossible to arrange the liquid crystal display element, for example, in a deep part. Is done. That is, the degree of design freedom is small. Furthermore, in the above technique, circuit parts such as a touch sensor drive unit and a coordinate detection unit must be provided separately from the display drive circuit unit of the liquid crystal display element because of the configuration, and the circuit as a whole can be integrated. Have difficulty.

そこで、元々表示用駆動電圧の印加用に設けられた共通電極に加えて、この共通電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極を新たに設けることが考えられる（新構造の静電容量型のタッチセンサを備えた表示装置）。この静電容量は物体の接触または近接の有無によって変化するため、表示制御回路により共通電極に印加される表示用駆動電圧をタッチセンサ用駆動信号としても利用（兼用）するようにすれば、静電容量の変化に応じた検出信号がタッチ検出電極から得られるからである。そして、この検出信号を所定のタッチ検出回路に入力するようにすれば、物体の接触または近接の有無が検出可能になる。また、この手法によれば、利用者の電位が不定であることが多いモバイル機器用途にも適合可能なタッチセンサ付き表示装置を得ることができる。さらに、表示機能層のタイプに応じて設計の自由度が高いタッチセンサ付き表示装置を得ることができると共に、表示用の回路とセンサ用の回路とを１つの回路基板上に一体に集積することが容易になり、回路の集積化も容易であるという利点がある。   Therefore, in addition to the common electrode originally provided for applying the display drive voltage, it may be possible to newly provide a touch detection electrode for forming a capacitance between the common electrode (a new structure of electrostatic capacitance). Display device provided with capacitive touch sensor). Since this capacitance changes depending on whether or not an object is in contact with or close to the object, if the display drive voltage applied to the common electrode by the display control circuit is also used as a touch sensor drive signal (static), This is because a detection signal corresponding to the change in capacitance is obtained from the touch detection electrode. If this detection signal is input to a predetermined touch detection circuit, the presence or absence of contact or proximity of an object can be detected. Further, according to this method, it is possible to obtain a display device with a touch sensor that can be adapted for mobile device applications in which the potential of the user is often indefinite. Furthermore, a display device with a touch sensor having a high degree of design freedom according to the type of the display function layer can be obtained, and a display circuit and a sensor circuit can be integrated on a single circuit board. There is an advantage that the circuit can be easily integrated and the circuit can be easily integrated.

ここで、上記特許文献１〜３や上記新構造のものを含め、静電容量型のタッチセンサでは、各画素の表示素子への画素信号（画像信号）の書き込みの際に、その動作に起因したノイズ（内部ノイズ）が検出信号に付加されてしまうという問題がある。   Here, in the capacitive touch sensors including those of the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 and the above-described new structure, the pixel signal (image signal) is written to the display element of each pixel due to the operation. There is a problem that added noise (internal noise) is added to the detection signal.

そこで、上記特許文献２，３では、画像信号の書き込み動作に起因するノイズによる誤動作（誤検出）を防止するため、タッチセンサと表示素子との間に、透明な導電層（シールド層）を設けている。そして、この導電層を一定電位に固定することにより、上記した表示素子からのノイズをシールドすることが可能となっている。   Therefore, in Patent Documents 2 and 3, a transparent conductive layer (shield layer) is provided between the touch sensor and the display element in order to prevent malfunction (false detection) due to noise caused by the image signal writing operation. ing. By fixing this conductive layer at a constant potential, it is possible to shield the noise from the display element described above.

ところが、この手法では、検出信号線とシールド層との間に大きな容量が形成されることから、検出信号線から得られる検出信号が大幅に減衰してしまったり、駆動線の容量が非常に大きくなって消費電力等が大幅に増大するという問題があった。   However, in this method, a large capacitance is formed between the detection signal line and the shield layer, so that the detection signal obtained from the detection signal line is greatly attenuated or the capacitance of the drive line is very large. As a result, there has been a problem that power consumption and the like are greatly increased.

また、上記特許文献３のように、表示用の駆動回路の一部を利用してタッチセンサ用の検出信号を生成している場合には、表示素子と検出電極との間にシールド層を配置すると、検出信号もシールドされてしまい、検出動作ができなくなってしまう。   Further, as in Patent Document 3, when a detection signal for a touch sensor is generated using a part of a display drive circuit, a shield layer is disposed between the display element and the detection electrode. Then, the detection signal is also shielded, and the detection operation cannot be performed.

更に、上記新構造の静電容量型のタッチセンサを備えた表示装置では、前述したように、表示パネルにおける書き込み波形を用いて位置を検出している。そのため、開口率や製造プロセスなどの観点から、有効表示エリア内にシールド層を設けて画像信号の書き込み動作に起因したノイズを取り除くのは難しいと考えられる。   Furthermore, in the display device including the capacitive touch sensor having the new structure, the position is detected using the write waveform on the display panel as described above. For this reason, it is considered difficult to remove noise caused by the image signal writing operation by providing a shield layer in the effective display area from the viewpoint of the aperture ratio and the manufacturing process.

このようにして、静電容量型のタッチセンサでは、シールド層を用いることなく、画像信号の書き込み動作に起因したノイズ（内部ノイズ）を除去して物体の検出精度を向上させるのは困難であった。また、そのような内部ノイズとは別に、シールド層を用いることなく、外部環境に起因したノイズ（外部ノイズ）を除去して物体の検出精度を向上させるのも困難であった。   In this way, it is difficult for the capacitive touch sensor to improve the object detection accuracy by removing noise (internal noise) caused by the image signal writing operation without using a shield layer. It was. In addition to such internal noise, it has been difficult to improve the object detection accuracy by removing noise (external noise) caused by the external environment without using a shield layer.

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、シールド層を用いずに物体の検出精度を向上させることが可能な静電容量型のタッチセンサ、ならびにそのようなタッチセンサを備えた表示装置および電子機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a capacitive touch sensor capable of improving the detection accuracy of an object without using a shield layer, and such a touch sensor. An object of the present invention is to provide a display device and an electronic device provided.

本発明の表示装置は、複数の表示画素電極と、この表示画素電極と対向して設けられた共通電極と、画像表示機能を有する表示機能層と、画像信号に基づいて、表示画素電極と共通電極との間に表示用電圧を印加して表示機能層の表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う表示制御回路と、共通電極と対向して、または並んで設けられ、共通電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、表示制御回路により共通電極に印加される表示用駆動電圧をタッチセンサ用駆動信号として利用し、タッチ検出電極から得られる検出信号に基づき、物体が接触または近接する位置の検出動作を行うタッチ検出回路とを備えたものである。また、このタッチ検出回路は、有効表示期間同士の間に位置するブランキング期間において表示制御回路によって所定の検出用パターン信号を供給することによりタッチ検出電極から得られるノイズ検出信号を用いて、検出信号を補正して検出動作を行うようになっている。   The display device of the present invention is common to display pixel electrodes based on a plurality of display pixel electrodes, a common electrode provided opposite to the display pixel electrodes, a display functional layer having an image display function, and an image signal. A display control circuit that performs image display control so as to exert a display function of the display function layer by applying a display voltage between the electrode and the common electrode; The touch detection electrode that forms a capacitance between them and the display drive voltage applied to the common electrode by the display control circuit are used as the drive signal for the touch sensor, and the object is detected based on the detection signal obtained from the touch detection electrode. And a touch detection circuit that performs a detection operation of a contact or a close position. In addition, this touch detection circuit detects using a noise detection signal obtained from the touch detection electrode by supplying a predetermined detection pattern signal by the display control circuit in the blanking period located between the effective display periods. The detection operation is performed by correcting the signal.

本発明の電子機器は、上記本発明の表示装置を備えたものである。   An electronic apparatus according to the present invention includes the display device according to the present invention.

本発明の表示装置および電子機器では、元々表示用駆動電圧の印加用に設けられた共通電極と、新たに設けたタッチ検出電極との間に、静電容量が形成される。この静電容量は、物体の接触または近接の有無によって変化する。したがって、表示制御回路により共通電極に印加される表示用駆動電圧を、タッチセンサ用駆動信号としても利用（兼用）することにより、静電容量の変化に応じた検出信号がタッチ検出電極から得られる。そして、この検出信号をタッチ検出回路に入力することにより、物体の接触または近接位置（物体の接触または近接の有無等）が検出される。ここで、タッチ検出回路は、上記ブランキング期間において所定の検出用パターン信号を供給することにより得られるノイズ検出信号を用いて、検出信号を補正して検出動作を行う。これにより、画像表示制御の際の画像信号の書き込み動作に起因したノイズ（内部ノイズ）や、外部環境に起因したノイズ（外部ノイズ）の影響を低減しつつ、検出動作を行うことができる。   In the display device and the electronic apparatus of the present invention, a capacitance is formed between the common electrode originally provided for applying the display driving voltage and the newly provided touch detection electrode. This capacitance changes depending on whether an object is in contact with or in proximity. Therefore, the display drive voltage applied to the common electrode by the display control circuit is also used (also used as a touch sensor drive signal), so that a detection signal corresponding to the change in capacitance can be obtained from the touch detection electrode. . Then, by inputting this detection signal to the touch detection circuit, the contact or proximity position of the object (such as the presence or absence of contact or proximity of the object) is detected. Here, the touch detection circuit performs a detection operation by correcting the detection signal using a noise detection signal obtained by supplying a predetermined detection pattern signal during the blanking period. Thus, the detection operation can be performed while reducing the influence of noise (internal noise) caused by the image signal writing operation during image display control and noise (external noise) caused by the external environment.

本発明のタッチセンサは、タッチ駆動電極と、このタッチ駆動電極と対向して、または並んで設けられ、タッチ駆動電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、タッチ駆動電極にタッチセンサ用駆動信号を印加することによりタッチ検出電極から得られる検出信号に基づき、物体が接触または近接する位置を検出するタッチ検出回路とを備えたものである。また、このタッチ検出回路は、外部の表示装置における有効表示期間同士の間に位置するブランキング期間において表示装置内で所定の検出用パターン信号を供給することによりタッチ検出電極から得られるノイズ検出信号を用いて、検出信号を補正して検出動作を行うようになっている。   The touch sensor of the present invention is provided with a touch drive electrode, a touch detection electrode provided opposite to or in parallel with the touch drive electrode, and forming a capacitance between the touch drive electrode and the touch drive electrode. And a touch detection circuit that detects a position where the object contacts or approaches based on a detection signal obtained from the touch detection electrode by applying a sensor drive signal. Further, the touch detection circuit provides a noise detection signal obtained from the touch detection electrode by supplying a predetermined detection pattern signal in the display device during a blanking period located between effective display periods in the external display device. Is used to correct the detection signal and perform the detection operation.

本発明のタッチセンサでは、タッチ駆動電極とタッチ検出電極との間に、静電容量が形成される。この静電容量は、物体の接触または近接の有無によって変化する。したがって、タッチ駆動電極にタッチセンサ用駆動信号を印加することにより、静電容量の変化に応じた検出信号がタッチ検出電極から得られる。そして、この検出信号をタッチ検出回路に入力することにより、物体の接触または近接位置（物体の接触または近接の有無等）が検出される。ここで、タッチ検出回路は、上記ブランキング期間において所定の検出用パターン信号を供給することにより得られるノイズ検出信号を用いて、検出信号を補正して検出動作を行う。これにより、表示装置における画像表示制御の際の画像信号の書き込み動作に起因したノイズ（内部ノイズ）や、外部環境に起因したノイズ（外部ノイズ）の影響を低減しつつ、検出動作を行うことができる。   In the touch sensor of the present invention, a capacitance is formed between the touch drive electrode and the touch detection electrode. This capacitance changes depending on whether an object is in contact with or in proximity. Therefore, by applying a touch sensor drive signal to the touch drive electrode, a detection signal corresponding to a change in capacitance can be obtained from the touch detection electrode. Then, by inputting this detection signal to the touch detection circuit, the contact or proximity position of the object (such as the presence or absence of contact or proximity of the object) is detected. Here, the touch detection circuit performs a detection operation by correcting the detection signal using a noise detection signal obtained by supplying a predetermined detection pattern signal during the blanking period. Thus, the detection operation can be performed while reducing the influence of noise (internal noise) due to the image signal writing operation during image display control in the display device and noise (external noise) due to the external environment. it can.

本発明のタッチセンサ、表示装置および電子機器によれば、静電容量の変化に応じてタッチ検出電極から得られる検出信号に基づいて物体の接触または近接位置を検出すると共に、タッチ検出回路において、上記ブランキング期間において所定の検出用パターン信号を供給することにより得られるノイズ検出信号を用いて検出信号を補正して検出動作を行うようにしたので、従来のようなシールド層を用いることなく、上記した内部ノイズや外部ノイズの影響を低減しつつ検出動作を行うことができる。よって、静電容量型のタッチセンサにおいて、シールド層を用いずに物体の検出精度を向上させることが可能となる。   According to the touch sensor, the display device, and the electronic apparatus of the present invention, the touch or proximity position of the object is detected based on the detection signal obtained from the touch detection electrode in accordance with the change in the capacitance. Since the detection operation is performed by correcting the detection signal using the noise detection signal obtained by supplying the predetermined detection pattern signal in the blanking period, without using a conventional shield layer, The detection operation can be performed while reducing the influence of the above-described internal noise and external noise. Therefore, in the capacitive touch sensor, it is possible to improve the object detection accuracy without using the shield layer.

本発明に係るタッチセンサ付きの表示装置の動作原理を説明するための図であり、指非接触時の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the operation principle of the display apparatus with a touch sensor which concerns on this invention, and is a figure which shows the state at the time of a finger | toe non-contact. 本発明に係るタッチセンサ付きの表示装置の動作原理を説明するための図であり、指接触時の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the operating principle of the display apparatus with a touch sensor which concerns on this invention, and is a figure which shows the state at the time of a finger contact. 本発明に係るタッチセンサ付きの表示装置の動作原理を説明するための図であり、タッチセンサの駆動信号および検出信号の波形の一例を示す図である。It is a figure for demonstrating the operation principle of the display apparatus with a touch sensor which concerns on this invention, and is a figure which shows an example of the waveform of the drive signal of a touch sensor, and a detection signal. 本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付きの表示装置の概略断面構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the schematic sectional structure of the display apparatus with a touch sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図４に示した表示装置の要部（共通電極およびセンサ用検出電極）の一構成例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration example of a main part (a common electrode and a sensor detection electrode) of the display device illustrated in FIG. 4. 図４に示した表示装置における画素構造およびドライバの詳細構成の一例を表すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a pixel structure and a detailed configuration of a driver in the display device illustrated in FIG. 4. 図４に示した表示装置における画素構造およびドライバの詳細構成の他の例を表すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating another example of a pixel structure and a detailed configuration of a driver in the display device illustrated in FIG. 4. 図４に示した表示装置における検出回路等の一構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a detection circuit and the like in the display device illustrated in FIG. 4. 共通電極の線順次動作駆動の一例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the line sequential operation drive of a common electrode. 表示装置における検出動作の際の表示書き込み動作に起因したノイズ（内部ノイズ）について説明するためのタイミング波形図である。FIG. 6 is a timing waveform diagram for explaining noise (internal noise) resulting from display write operation during detection operation in the display device. 第１の実施の形態に係る内部ノイズの除去方法の一例について説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating an example of the removal method of the internal noise which concerns on 1st Embodiment. 垂直ブランキング期間における内部ノイズ量の算出手法について説明するためのタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram for explaining a calculation method of the amount of internal noise in the vertical blanking period. 水平ブランキング期間における内部ノイズ量の算出手法について説明するためのタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram for explaining a calculation method of the amount of internal noise in the horizontal blanking period. 画像信号の階調と内部ノイズ量との関係を規定する補正テーブルの一例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the correction table which prescribes | regulates the relationship between the gradation of an image signal, and internal noise amount. 第１の実施の形態に係る外部ノイズの除去方法の一例について説明するための流れ図である。It is a flowchart for demonstrating an example of the removal method of the external noise which concerns on 1st Embodiment. 垂直ブランキング期間における外部ノイズ量の算出手法について説明するためのタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram for explaining a calculation method of the amount of external noise in the vertical blanking period. 水平ブランキング期間における外部ノイズ量の算出手法について説明するためのタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram for explaining a calculation method of the amount of external noise in the horizontal blanking period. 本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサ付きの表示装置の概略断面構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the schematic sectional structure of the display apparatus with a touch sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図１８に示した表示装置における画素基板の一部の詳細構成に表す断面図および平面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view and a plan view illustrating a detailed configuration of part of a pixel substrate in the display device illustrated in FIG. 18. 図１８に示した表示装置の要部の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the principal part of the display apparatus shown in FIG. 図１８に示した表示装置の動作を説明するための断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining an operation of the display device illustrated in FIG. 18. 第２の実施の形態の変形例に係るタッチセンサ付きの表示装置の概略断面構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the schematic sectional structure of the display apparatus with a touch sensor which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第２の実施の形態の他の変形例に係るタッチセンサ付きの表示装置の概略断面構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the schematic sectional structure of the display apparatus with a touch sensor which concerns on the other modification of 2nd Embodiment. 上記各実施の形態等の表示装置の適用例１における（Ａ）表側から見た外観、（Ｂ）裏側から見た外観を表す斜視図である。It is a perspective view showing the external appearance seen from the (A) front side in the application example 1 of display apparatuses, such as said each embodiment, and the external appearance seen from the (B) back side. （Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。(A) is a perspective view showing the external appearance seen from the front side of the application example 2, (B) is a perspective view showing the external appearance seen from the back side. 適用例３の外観を表す斜視図である。12 is a perspective view illustrating an appearance of application example 3. FIG. 適用例４の外観を表す斜視図である。14 is a perspective view illustrating an appearance of application example 4. FIG. （Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。(A) is a front view of the application example 5 in an open state, (B) is a side view thereof, (C) is a front view in a closed state, (D) is a left side view, and (E) is a right side view, (F) is a top view and (G) is a bottom view. 本発明の他の変形例に係るタッチセンサの要部構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the principal part structure of the touch sensor which concerns on the other modification of this invention.

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。
タッチ検出方式の基本原理
１．第１の実施の形態（ブランキング期間を利用した内部・外部ノイズ除去方法の例）
２．第２の実施の形態（表示素子として横電界モードの液晶素子を用いた例）
３．適用例 （タッチセンサ付きの表示装置の電子機器への適用例）
４．その他の変形例 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
Basic principle of touch detection method First embodiment (example of internal / external noise removal method using blanking period)
2. Second Embodiment (Example using a transverse electric field mode liquid crystal element as a display element)
3. Application examples (Application examples of display devices with touch sensors to electronic devices)
4). Other variations

＜タッチ検出方式の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチセンサ付きの表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量型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、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（検出回路）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〜十数ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、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（検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述するコモン駆動信号Ｖcomに相当するものである。 <Basic principle of touch detection method>
First, the basic principle of the touch detection method in the display device with a touch sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. This touch detection method is embodied as a capacitive touch sensor. For example, as shown in FIG. 1A, a pair of electrodes (drive electrodes) arranged opposite to each other with a dielectric D interposed therebetween. E1 and the detection electrode E2) are used to form a capacitive element. This structure is expressed as an equivalent circuit shown in FIG. The drive element E1, the detection electrode E2, and the dielectric D constitute a capacitive element C1. One end of the capacitive element C1 is connected to an AC signal source (drive signal source) S, and the other end P is grounded via a resistor R and connected to a voltage detector (detection circuit) DET. When an AC rectangular wave Sg (FIG. 3B) having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several tens of kHz) is applied from the AC signal source S to the drive electrode E1 (one end of the capacitive element C1), the detection electrode E2 (capacitance) An output waveform (detection signal Vdet) as shown in FIG. 3A appears at the other end P) of the element C1. The AC rectangular wave Sg corresponds to a common drive signal Vcom described later.

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。   In a state where the finger is not in contact (or close proximity), as shown in FIG. 1, a current I0 corresponding to the capacitance value of the capacitive element C1 flows along with charging / discharging of the capacitive element C1. The potential waveform at the other end P of the capacitive element C1 at this time is, for example, a waveform V0 in FIG. 3A, which is detected by the voltage detector DET.

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、後述するように、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。   On the other hand, when the finger is in contact (or close proximity), the capacitive element C2 formed by the finger is added in series to the capacitive element C1, as shown in FIG. In this state, currents I1 and I2 flow with charging / discharging of the capacitive elements C1 and C2, respectively. The potential waveform at the other end P of the capacitive element C1 at this time is, for example, a waveform V1 in FIG. 3A, and this is detected by the voltage detector DET. At this time, the potential at the point P is a divided potential determined by the values of the currents I1 and I2 flowing through the capacitive elements C1 and C2. For this reason, the waveform V1 is smaller than the waveform V0 in the non-contact state. As will be described later, the voltage detector DET compares the detected voltage with a predetermined threshold voltage Vth, and if it is equal to or higher than this threshold voltage, it determines that it is in a non-contact state. It is determined that the contact state. In this way, touch detection is possible.

＜１．第１の実施の形態＞
［表示装置１の構成例］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサ付きの表示装置１の要部断面構造を表すものである。この表示装置１は、表示素子として液晶表示素子を用いると共に、この液晶表示素子に元々備えられている電極の一部（後述する共通電極４３）および表示用駆動信号（後述するコモン駆動信号Ｖcom）を兼用して静電容量型タッチセンサを構成したものである。 <1. First Embodiment>
[Configuration Example of Display Device 1]
FIG. 4 illustrates a cross-sectional structure of a main part of the display device 1 with a touch sensor according to the first embodiment of the present invention. The display device 1 uses a liquid crystal display element as a display element, and part of electrodes originally provided in the liquid crystal display element (a common electrode 43 described later) and a display drive signal (a common drive signal Vcom described later). The electrostatic capacity type touch sensor is also configured.

図４に示したように、この表示装置１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４と、画素基板２と対向基板４との間に挿設された液晶層６とを備えている。   As shown in FIG. 4, the display device 1 is inserted between the pixel substrate 2, the counter substrate 4 disposed to face the pixel substrate 2, and the pixel substrate 2 and the counter substrate 4. And a liquid crystal layer 6.

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、各画素電極２２を駆動するための図示しない表示ドライバやＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の他、各画素電極に画像信号を供給するソース線（後述するソース線２５）や、各ＴＦＴを駆動するゲート線（後述するゲート線２６）等の配線が形成されている。ＴＦＴ基板２１にはまた、後述するタッチ検出動作を行う検出回路（図８）が形成されていてもよい。   The pixel substrate 2 includes a TFT substrate 21 as a circuit substrate and a plurality of pixel electrodes 22 arranged in a matrix on the TFT substrate 21. In addition to a display driver and TFT (thin film transistor) (not shown) for driving each pixel electrode 22, the TFT substrate 21 has a source line (source line 25 to be described later) for supplying an image signal to each pixel electrode, and each TFT. Wirings such as a gate line to be driven (a gate line 26 described later) are formed. The TFT substrate 21 may also be formed with a detection circuit (FIG. 8) that performs a touch detection operation described later.

対向基板４は、ガラス基板４１と、このガラス基板４１の一方の面に形成されたカラーフィルタ４２と、このカラーフィルタ４２の上に形成された共通電極４３とを有する。カラーフィルタ４２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（画素電極２２）ごとにＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。共通電極４３は、タッチ検出動作を行うタッチセンサの一部を構成するセンサ用駆動電極としても兼用されるものであり、図１における駆動電極Ｅ１に相当する。   The counter substrate 4 includes a glass substrate 41, a color filter 42 formed on one surface of the glass substrate 41, and a common electrode 43 formed on the color filter 42. The color filter 42 is configured by periodically arranging, for example, three color filter layers of red (R), green (G), and blue (B), and R is provided for each display pixel (pixel electrode 22). , G, and B are associated as one set. The common electrode 43 is also used as a sensor drive electrode that constitutes a part of the touch sensor that performs the touch detection operation, and corresponds to the drive electrode E1 in FIG.

共通電極４３は、コンタクト導電柱７によってＴＦＴ基板２１と連結されている。このコンタクト導電柱７を介して、ＴＦＴ基板２１から共通電極４３に交流矩形波形のコモン駆動信号Ｖcomが印加されるようになっている。このコモン駆動信号Ｖcomは、画素電極２２に印加される画素電圧とともに各画素の表示電圧を画定するものであるが、タッチセンサの駆動信号としても兼用されるものであり、図１の駆動信号源Ｓから供給される交流矩形波Ｓｇに相当する。すなわち、このコモン駆動信号Ｖcomは、所定の周期ごとに極性反転するものとなっている。   The common electrode 43 is connected to the TFT substrate 21 by the contact conductive pillar 7. A common drive signal Vcom having an AC rectangular waveform is applied from the TFT substrate 21 to the common electrode 43 through the contact conductive column 7. The common drive signal Vcom defines the display voltage of each pixel together with the pixel voltage applied to the pixel electrode 22, and is also used as a drive signal for the touch sensor. The drive signal source shown in FIG. This corresponds to the AC rectangular wave Sg supplied from S. That is, the polarity of the common drive signal Vcom is inverted every predetermined cycle.

ガラス基板４１の他方の面には、センサ用検出電極（タッチ検出電極）４４が形成され、さらに、このセンサ用検出電極４４の上には、偏光板４５が配設されている。センサ用検出電極４４は、タッチセンサの一部を構成するもので、図１における検出電極Ｅ２に相当する。   A sensor detection electrode (touch detection electrode) 44 is formed on the other surface of the glass substrate 41, and a polarizing plate 45 is disposed on the sensor detection electrode 44. The sensor detection electrode 44 constitutes a part of the touch sensor and corresponds to the detection electrode E2 in FIG.

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。   The liquid crystal layer 6 modulates light passing therethrough according to the state of the electric field. For example, liquid crystal in various modes such as TN (twisted nematic), VA (vertical alignment), and ECB (electric field control birefringence). Is used.

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４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。   An alignment film is provided between the liquid crystal layer 6 and the pixel substrate 2 and between the liquid crystal layer 6 and the counter substrate 4, and an incident side polarizing plate is provided on the lower surface side of the pixel substrate 2. Although not shown, the illustration is omitted here.

（共通電極４３およびセンサ用検出電極４４の詳細構成例）
図５は、対向基板４における共通電極４３およびセンサ用検出電極４４の一構成例を斜視状態にて表したものである。この例では、共通電極４３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（ここでは、一例としてｎ個（ｎ：２以上の整数）の共通電極４３１〜４３ｎからなる）に分割されている。各電極パターンには、共通電極ドライバ４３Ｄによってコモン駆動信号Ｖcomが順次供給され、後述するように時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。一方、センサ用検出電極４４は、共通電極４３の電極パターンの延在方向と直交する方向に延びる複数のストライプ状の電極パターンから構成されている。センサ用検出電極４４の各電極パターンからは、それぞれ、検出信号Ｖdetが出力され、図６〜図８等に示す検出回路８に入力されるようになっている。 (Detailed configuration example of the common electrode 43 and the sensor detection electrode 44)
FIG. 5 illustrates a configuration example of the common electrode 43 and the sensor detection electrode 44 in the counter substrate 4 in a perspective state. In this example, the common electrode 43 has a plurality of striped electrode patterns (here, n (n is an integer greater than or equal to 2) common electrodes 431 to 43n) extending in the horizontal direction in the drawing. It is divided. A common drive signal Vcom is sequentially supplied to each electrode pattern by a common electrode driver 43D, and line-sequential scanning drive is performed in a time division manner as will be described later. On the other hand, the sensor detection electrode 44 is composed of a plurality of striped electrode patterns extending in a direction orthogonal to the extending direction of the electrode pattern of the common electrode 43. A detection signal Vdet is output from each electrode pattern of the sensor detection electrode 44, and is input to the detection circuit 8 shown in FIGS.

（画素構造およびドライバの構成例）
図６および図７は、表示装置１における画素構造および各種ドライバの構成例を表したものである。表示装置１では、有効表示エリア１００内に、ＴＦＴ素子Ｔｒと液晶素子ＬＣとを有する複数の画素（表示画素２０）がマトリクス状に配置されている。 (Pixel structure and driver configuration example)
FIGS. 6 and 7 illustrate pixel structures and various driver configuration examples in the display device 1. In the display device 1, a plurality of pixels (display pixels 20) having TFT elements Tr and liquid crystal elements LC are arranged in a matrix within the effective display area 100.

図６に示した例では、表示画素２０には、ゲートドライバ２６Ｄに接続されたゲート線２６と、図示しないソースドライバに接続された信号線（ソース線）２５と、共通電極ドライバ４３Ｄに接続された共通電極４３１〜４３ｎとが接続されている。共通電極ドライバ４３は、前述したように、共通電極４３１〜４３ｎに対してコモン駆動信号Ｖcom（Ｖcom(1)〜Ｖcom(n)）を順次供給するものである。この共通電極ドライバ４３Ｄは、例えば、シフトレジスタ４３Ｄ１と、ＣＯＭセレクト部４３Ｄ２と、レベルシフタ４３Ｄ３と、ＣＯＭバッファ４３Ｄ４とを有している。   In the example shown in FIG. 6, the display pixel 20 is connected to a gate line 26 connected to the gate driver 26D, a signal line (source line) 25 connected to a source driver (not shown), and a common electrode driver 43D. The common electrodes 431 to 43n are connected. As described above, the common electrode driver 43 sequentially supplies the common drive signals Vcom (Vcom (1) to Vcom (n)) to the common electrodes 431 to 43n. The common electrode driver 43D includes, for example, a shift register 43D1, a COM select unit 43D2, a level shifter 43D3, and a COM buffer 43D4.

シフトレジスタ４３Ｄ１は、入力パルスを順次転送するためのロジック回路である。具体的には、このシフトレジスタ４３Ｄ１に対して転送トリガーパルス（スタートパルス）を入力することにより、クロック転送を開始するようになっている。また、１フレーム期間内で複数回のスタートパルスを入力するようにした場合には、その度に転送を繰り返すことができるようになっている。なお、シフトレジスタ４３Ｄ１としては、複数個の共通電極４３１〜４３ｎをそれぞれ制御するために、各々独立した転送ロジック回路としてもよい。ただし、その場合には制御回路規模が大きくなるため、後述する図７に示したように、転送ロジック回路は、ゲートドライバと共通電極ドライバとで共用するようにすることが好ましく、更には、共通電極４３の個数に関わらず単一であることが好ましい。   The shift register 43D1 is a logic circuit for sequentially transferring input pulses. Specifically, clock transfer is started by inputting a transfer trigger pulse (start pulse) to the shift register 43D1. When a plurality of start pulses are input within one frame period, the transfer can be repeated each time. The shift register 43D1 may be an independent transfer logic circuit in order to control the plurality of common electrodes 431 to 43n. However, in this case, since the control circuit scale becomes large, it is preferable that the transfer logic circuit is shared by the gate driver and the common electrode driver as shown in FIG. A single electrode is preferable regardless of the number of electrodes 43.

ＣＯＭセレクト部４３Ｄ２は、コモン駆動信号Ｖcomを、有効表示エリア１００内の各表示画素２０に対して出力するか否かを制御するロジック回路である。すなわち、コモン駆動信号Ｖcomの出力を、有効表示エリア１００内の位置等に応じて制御している。さらに、詳細は後述するが、このＣＯＭセレクト部４３Ｄ２に対して入力する制御パルスを可変とすることにより、例えば１水平ラインごとにコモン駆動信号Ｖcomの出力位置を任意に移動させたり、複数の水平期間後に出力位置を移動させたりすることが可能となっている。   The COM selection unit 43D2 is a logic circuit that controls whether or not the common drive signal Vcom is output to each display pixel 20 in the effective display area 100. That is, the output of the common drive signal Vcom is controlled according to the position in the effective display area 100 and the like. Further, as will be described in detail later, by changing the control pulse input to the COM selector 43D2, for example, the output position of the common drive signal Vcom can be arbitrarily moved for each horizontal line, or a plurality of horizontal The output position can be moved after the period.

レベルシフタ４３Ｄ３は、ＣＯＭセレクト部４３Ｄ２から供給される制御信号を、コモン駆動信号Ｖcomを制御するのに十分な電位レベルまでシフトさせるための回路である。   The level shifter 43D3 is a circuit for shifting the control signal supplied from the COM select unit 43D2 to a potential level sufficient to control the common drive signal Vcom.

ＣＯＭバッファ４３Ｄ４は、コモン駆動信号Ｖcom（Ｖcom(1)〜Ｖcom(n)）を順次供給するための最終出力ロジック回路であり、出力バッファ回路もしくはスイッチ回路等を含んで構成されている。   The COM buffer 43D4 is a final output logic circuit for sequentially supplying the common drive signals Vcom (Vcom (1) to Vcom (n)), and includes an output buffer circuit or a switch circuit.

一方、図７に示した例では、表示画素２０には、ゲート・共通電極ドライバ４０Ｄに接続されたゲート線２６および共通電極４３１〜４３ｎと、図示しないソースドライバに接続された信号線（ソース線）２５とが接続されている。ゲート・共通電極ドライバ４０Ｄは、ゲート線２６を介して各表示画素２０に対してゲート駆動信号を供給すると共に、共通電極４３１〜４３ｎに対してコモン駆動信号Ｖcom（Ｖcom(1)〜Ｖcom(n)）を順次供給するものである。このゲート・共通電極ドライバ４０Ｄは、例えば、シフトレジスタ４０Ｄ１と、イネーブル・コントロール部４０Ｄ２と、ゲート／ＣＯＭセレクト部４０Ｄ３と、レベルシフタ４０Ｄ４と、ゲート／ＣＯＭバッファ４０Ｄ５とを有している。   On the other hand, in the example shown in FIG. 7, the display pixel 20 includes a gate line 26 and common electrodes 431 to 43n connected to the gate / common electrode driver 40D, and a signal line (source line) connected to a source driver (not shown). 25) is connected. The gate / common electrode driver 40D supplies a gate drive signal to each display pixel 20 via the gate line 26, and also supplies common drive signals Vcom (Vcom (1) to Vcom (n) to the common electrodes 431 to 43n. )) In turn. The gate / common electrode driver 40D includes, for example, a shift register 40D1, an enable control unit 40D2, a gate / COM select unit 40D3, a level shifter 40D4, and a gate / COM buffer 40D5.

シフトレジスタ４０Ｄ１は、ゲートドライバと共通電極ドライバとで共用されていること以外は、前述したシフトレジスタ４３Ｄ１と同様の機能を有している。   The shift register 40D1 has the same function as the shift register 43D1 described above except that it is shared by the gate driver and the common electrode driver.

イネールブル・コントロール部４０Ｄ２は、シフトレジスタ４０Ｄ１から転送されたクロックパルスを利用してイネーブルパルスを取り込むことにより、ゲート線２６を制御するためのパルスを生成するものである。   The enable control unit 40D2 generates a pulse for controlling the gate line 26 by taking in the enable pulse using the clock pulse transferred from the shift register 40D1.

ゲート／ＣＯＭセレクト部４０Ｄ３は、コモン駆動信号Ｖcomおよびゲート信号ＶＧをそれぞれ、有効表示エリア１００内の各表示画素２０に対して出力するか否かを制御するロジック回路である。すなわち、コモン駆動信号Ｖcomおよびゲート信号ＶＧの出力をそれぞれ、有効表示エリア１００内の位置等に応じて制御している。   The gate / COM select unit 40D3 is a logic circuit that controls whether the common drive signal Vcom and the gate signal VG are output to each display pixel 20 in the effective display area 100, respectively. That is, the outputs of the common drive signal Vcom and the gate signal VG are controlled according to the position in the effective display area 100 and the like.

レベルシフタ４０Ｄ４は、ゲート／ＣＯＭセレクト部４０Ｄ３から供給される制御信号を、ゲート信号ＶＧおよびコモン駆動信号Ｖcomをそれぞれ制御するのに十分な電位レベルまでシフトさせるための回路である。   The level shifter 40D4 is a circuit for shifting the control signal supplied from the gate / COM select unit 40D3 to a potential level sufficient to control the gate signal VG and the common drive signal Vcom, respectively.

ゲート／ＣＯＭバッファ４０Ｄ５は、コモン駆動信号Ｖcom（Ｖcom(1)〜Ｖcom(n)）およびゲート信号ＶＧ（ＶＧ(1)〜ＶＧ(n)）をそれぞれ順次供給するための最終出力ロジック回路であり、出力バッファ回路もしくはスイッチ回路等を含んで構成されている。   The gate / COM buffer 40D5 is a final output logic circuit for sequentially supplying the common drive signal Vcom (Vcom (1) to Vcom (n)) and the gate signal VG (VG (1) to VG (n)). The output buffer circuit or the switch circuit is included.

なお、図７に示した例では、表示装置１内においてこれらの他に、Ｔ／Ｇ・ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ｄが設けられている。このＴ／Ｇ・ＤＣ／ＤＣコンバータ２０Ｄは、Ｔ／Ｇ（タイミング・ジェネレータ）およびＤＣ／ＤＣコンバータとしての役割を果たすものである。   In the example shown in FIG. 7, a T / G / DC / DC converter 20 </ b> D is provided in addition to these in the display device 1. The T / G / DC / DC converter 20D serves as a T / G (timing generator) and a DC / DC converter.

（駆動信号源Ｓおよび検出回路８の回路構成例）
図８は、図１に示した駆動信号源Ｓとタッチ検出動作を行う検出回路８との回路構成例を、タイミング・ジェネレータとしてのタイミング制御部９とともに表したものである。この図において、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎは、図５に示した各共通電極４３１〜４３ｎとセンサ用検出電極４４との間に形成される（静電）容量素子に対応するものである。 (Circuit configuration example of the drive signal source S and the detection circuit 8)
FIG. 8 illustrates a circuit configuration example of the drive signal source S and the detection circuit 8 that performs the touch detection operation illustrated in FIG. 1 together with a timing control unit 9 as a timing generator. In this figure, capacitive elements C11 to C1n correspond to (electrostatic) capacitive elements formed between the common electrodes 431 to 43n and the sensor detection electrode 44 shown in FIG.

駆動信号源Ｓは、各容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎごとに１つずつ設けられている。この駆動信号源Ｓは、ＳＷ制御部１１と、２つのスイッチ素子１２，１５と、２つのインバータ（論理否定）回路１３１，１３２と、オペアンプ１４とを有している。ＳＷ制御部１１は、スイッチ素子１２のオン・オフ状態を制御するものであり、これにより電源＋Ｖとインバータ回路１３１，１３２との間の接続状態が制御されるようになっている。インバータ回路１３１の入力端子は、スイッチ素子１２の一端（電源＋Ｖとは反対側の端子）およびインバータ回路１３２の出力端子に接続されている。インバータ回路１３１の出力端子は、インバータ回路１３２の入力端子およびオペアンプ１４の入力端子に接続されている。これにより、これらのインバータ回路１３１，１３２が、所定のパルス信号を出力する発振回路として機能するようになっている。オペアンプ１４は、２つの電源＋Ｖ，−Ｖに接続されている。スイッチ素子１５は、タイミング制御部９から供給されるタイミング制御信号ＣＴＬ１に従ってオン・オフ状態が制御されるようになっている。具体的には、このスイッチ素子１５によって、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎの一端側（共通電極４３１〜４３ｎ側）が、オペアンプ１４の出力端子側（コモン駆動信号Ｖcomの供給源側）または接地に接続される。これにより、各駆動信号源Ｓから各容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎへ、コモン駆動信号Ｖcomが供給されるようになっている。   One drive signal source S is provided for each of the capacitive elements C11 to C1n. The drive signal source S includes a SW control unit 11, two switch elements 12 and 15, two inverter (logic negation) circuits 131 and 132, and an operational amplifier 14. The SW control unit 11 controls the on / off state of the switch element 12, and thereby the connection state between the power source + V and the inverter circuits 131 and 132 is controlled. The input terminal of the inverter circuit 131 is connected to one end of the switch element 12 (terminal opposite to the power supply + V) and the output terminal of the inverter circuit 132. The output terminal of the inverter circuit 131 is connected to the input terminal of the inverter circuit 132 and the input terminal of the operational amplifier 14. Thus, these inverter circuits 131 and 132 function as an oscillation circuit that outputs a predetermined pulse signal. The operational amplifier 14 is connected to two power supplies + V and −V. The switch element 15 is controlled to be turned on / off in accordance with a timing control signal CTL1 supplied from the timing controller 9. Specifically, the switch element 15 connects one end side (common electrodes 431 to 43n side) of the capacitive elements C11 to C1n to the output terminal side (supply side of the common drive signal Vcom) of the operational amplifier 14 or to the ground. The As a result, the common drive signal Vcom is supplied from each drive signal source S to each of the capacitive elements C11 to C1n.

検出回路８（電圧検出器ＤＥＴ）は、増幅部８１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部８３と、信号処理部８４と、フレームメモリ８６と、座標抽出部８５と、前述した抵抗器Ｒとを有している。なお、この検出回路８の入力端子Ｔinは、各容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６の他端側（センサ用検出電極４４側）に共通して接続されている。   The detection circuit 8 (voltage detector DET) includes an amplification unit 81, an A / D (analog / digital) conversion unit 83, a signal processing unit 84, a frame memory 86, a coordinate extraction unit 85, and the resistor described above. R. The input terminal Tin of the detection circuit 8 is connected in common to the other end side (sensor detection electrode 44 side) of the capacitive elements C11 to C16.

増幅部８１は、入力端子Ｔinから入力される検出信号Ｖdetを増幅する部分であり、信号増幅用のオペアンプ８１１と、２つの抵抗器８１２Ｒ，８１３Ｒと、２つのキャパシタ８１２Ｃ，８１３Ｃとを有している。オペアンプ８１１の正入力端（＋）は、入力端子Ｔinに接続され、出力端は後述するＡ／Ｄ変換部８３の入力端に接続されている。抵抗器８１２Ｒおよびキャパシタ８１２Ｃの一端は、ともにオペアンプ８１１の出力端に接続され、抵抗器８１２Ｒおよびキャパシタ８１２Ｃの他端は、ともにオペアンプ８１１の負入力端（−）に接続されている。また、抵抗器８１３Ｒの一端は、抵抗器８１２Ｒおよびキャパシタ８１２Ｃの他端に接続され、抵抗器８１３Ｒの他端は、キャパシタ８１３Ｒを介して接地に接続されている。これにより、抵抗器８１２Ｒおよびキャパシタ８１２Ｃが、高域をカットし低域を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）として機能すると共に、抵抗器８１３Ｒおよびキャパシタ８１３Ｃが、高域を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）として機能する。   The amplifying unit 81 amplifies the detection signal Vdet input from the input terminal Tin, and includes an operational amplifier 811 for signal amplification, two resistors 812R and 813R, and two capacitors 812C and 813C. Yes. The positive input terminal (+) of the operational amplifier 811 is connected to the input terminal Tin, and the output terminal is connected to the input terminal of the A / D converter 83 described later. One end of each of the resistor 812R and the capacitor 812C is connected to the output terminal of the operational amplifier 811, and the other end of each of the resistor 812R and the capacitor 812C is connected to the negative input terminal (−) of the operational amplifier 811. One end of the resistor 813R is connected to the other ends of the resistor 812R and the capacitor 812C, and the other end of the resistor 813R is connected to the ground via the capacitor 813R. As a result, the resistor 812R and the capacitor 812C function as a low pass filter (LPF) that cuts the high band and passes the low band, and the resistor 813R and the capacitor 813C serve as a high pass filter (HPF) that passes the high band. Function.

抵抗器Ｒは、オペアンプ８１１の正入力端（＋）側の接続点Ｐと、接地との間に配置されている。この抵抗器Ｒは、センサ用検出電極４４がフローティング状態になってしまうのを回避して安定状態を保つためのものである。これにより、検出回路８において、検出信号Ｖdetの信号値がふらついて変動してしまうのが回避されると共に、この抵抗器Ｒを介して静電気を接地に逃がすことができるという利点もある。   The resistor R is disposed between the connection point P on the positive input terminal (+) side of the operational amplifier 811 and the ground. This resistor R is for preventing the sensor detection electrode 44 from being in a floating state and maintaining a stable state. Thereby, in the detection circuit 8, it is avoided that the signal value of the detection signal Vdet fluctuates and fluctuates, and there is an advantage that the static electricity can be released to the ground via the resistor R.

Ａ／Ｄ変換部８３は、増幅部８１において増幅されたアナログの検出信号Ｖdetを、デジタルの検出信号に変換する部分であり、図示しないコンパレータを含んで構成されている。このコンパレータは、入力された検出信号と所定のしきい値電圧Ｖth（図３参照）との電位を比較するものである。なお、このＡ／Ｄ変換部８３におけるＡ／Ｄ変換の際のサンプリングタイミングは、タイミング制御部９から供給されるタイミング制御信号ＣＴＬ２によって制御されるようになっている。   The A / D conversion unit 83 is a part that converts the analog detection signal Vdet amplified in the amplification unit 81 into a digital detection signal, and includes a comparator (not shown). This comparator compares the potential of the input detection signal with a predetermined threshold voltage Vth (see FIG. 3). The sampling timing at the A / D conversion in the A / D conversion unit 83 is controlled by a timing control signal CTL2 supplied from the timing control unit 9.

信号処理部８４は、Ａ／Ｄ変換部８３から出力されるデジタルの検出信号に対し、所定の信号処理（例えば、デジタル的なノイズ除去処理や、周波数情報を位置情報に変換する処理などの信号処理）を施すものである。この信号処理部８４はまた、詳細は後述するが、後述する補正テーブルＬＵＴ等を保持するフレームメモリ８６とともに、ノイズの影響を除去（抑制）するための所定の演算処理を行うようになっている。なお、このようなノイズとしては、画像信号の書き込み動作に起因したノイズ（内部ノイズ）と、外部環境に起因したノイズ（外部ノイズ）との２種類に大別することができる。   The signal processing unit 84 performs predetermined signal processing (for example, digital noise removal processing or processing for converting frequency information into position information, etc.) on the digital detection signal output from the A / D conversion unit 83. Processing). As will be described in detail later, the signal processing unit 84 performs predetermined arithmetic processing for removing (suppressing) the influence of noise together with a frame memory 86 that holds a correction table LUT and the like described later. . Such noise can be broadly classified into two types, noise (internal noise) caused by the image signal writing operation and noise (external noise) caused by the external environment.

座標抽出部８５は、信号処理部８４から出力される検出信号（上記した内部ノイズおよび外部ノイズのうちの少なくとも一方を除去した後の検出信号）に基づいて、検出結果を求め、出力端子Ｔoutから出力するものである。この検出結果とは、タッチされたか否か、およびタッチされた場合にはその部分の位置座標を含むものである。   The coordinate extraction unit 85 obtains a detection result based on the detection signal output from the signal processing unit 84 (detection signal after removing at least one of the internal noise and the external noise), and outputs the detection result from the output terminal Tout. Output. This detection result includes whether or not a touch has been made and, if touched, the position coordinates of that portion.

なお、このような検出回路８は、対向基板４上の周辺領域（非表示領域または額縁領域）に形成するようにしてもよいし、あるいは、画素基板２上の周辺領域に形成するようにしてもよい。但し、画素基板２上に形成すれば、元々画素基板２上に形成されている表示制御用の各種回路素子等との集積化が図れるので、回路の集積化による簡略化という観点でより好ましい。この場合には、コンタクト導電柱７と同様のコンタクト導電柱（図示せず）によって、センサ用検出電極４４の各電極パターンと画素基板２の検出回路８との間を接続し、検出信号Ｖdetをセンサ用検出電極４４から検出回路８に伝送するようにすればよい。   Such a detection circuit 8 may be formed in a peripheral region (non-display region or frame region) on the counter substrate 4 or may be formed in a peripheral region on the pixel substrate 2. Also good. However, if it is formed on the pixel substrate 2, it can be integrated with various circuit elements for display control originally formed on the pixel substrate 2, so that it is more preferable from the viewpoint of simplification by circuit integration. In this case, a contact conductive column (not shown) similar to the contact conductive column 7 connects each electrode pattern of the sensor detection electrode 44 and the detection circuit 8 of the pixel substrate 2, and the detection signal Vdet is supplied. The signal may be transmitted from the sensor detection electrode 44 to the detection circuit 8.

［表示装置１の作用・効果］
次に、本実施の形態の表示装置１における作用および効果について説明する。 [Operation and Effect of Display Device 1]
Next, functions and effects of the display device 1 according to the present embodiment will be described.

（１．基本動作）
この表示装置１では、画素基板２の表示ドライバ（共通電極ドライバ４３Ｄ等）が、共通電極４３の各電極パターン（共通電極４３１〜４３ｎ）に対してコモン駆動信号Ｖcomを線順次で供給する。この表示ドライバはまた、ソース線２５を介して画素電極２２へ画素信号（画像信号）を供給すると共に、これに同期して、ゲート線２６を介して各画素電極のＴＦＴ（ＴＦＴ素子Ｔｒ）のスイッチングを線順次で制御する。これにより、液晶層６には、表示画素２０ごとに、コモン駆動信号Ｖcomと各画像信号とにより定まる縦方向（基板に垂直な方向）の電界が印加され、液晶状態の変調が行われる。このようにして、いわゆる反転駆動による表示が行われる。 (1. Basic operation)
In the display device 1, the display driver (common electrode driver 43 </ b> D) of the pixel substrate 2 supplies the common drive signal Vcom to each electrode pattern (common electrodes 431 to 43 n) of the common electrode 43 in a line sequential manner. The display driver also supplies a pixel signal (image signal) to the pixel electrode 22 via the source line 25 and, in synchronization with this, the TFT (TFT element Tr) of each pixel electrode via the gate line 26. Switching is controlled in a line sequential manner. Accordingly, an electric field in the vertical direction (direction perpendicular to the substrate) determined by the common drive signal Vcom and each image signal is applied to the liquid crystal layer 6 for each display pixel 20, and the liquid crystal state is modulated. In this way, display by so-called inversion driving is performed.

一方、対向基板４の側では、共通電極４３の各電極パターンと、センサ用検出電極４４の各電極パターンとの交差部分にそれぞれ、容量素子Ｃ１（容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎ）が形成される。ここで、例えば図５中の矢印（スキャン方向）に示したように、共通電極４３の各電極パターンに、コモン駆動信号Ｖcomを時分割的に順次印加していくと、以下のようになる。すなわち、印加された共通電極４３の電極パターンとセンサ用検出電極４４の各電極パターンとの交差部分に形成されている一列分の容量素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎの各々に対し、充放電が行われる。その結果、容量素子Ｃ１の容量値に応じた大きさの検出信号Ｖdetが、センサ用検出電極４４の各電極パターンからそれぞれ出力される。対向基板４の表面にユーザの指が触れられていない状態においては、この検出信号Ｖdetの大きさはほぼ一定となる。コモン駆動信号Ｖcomのスキャンに伴い、充放電の対象となる容量素子Ｃ１の列が線順次的に移動していく。   On the other hand, on the counter substrate 4 side, capacitive elements C1 (capacitance elements C11 to C1n) are formed at intersections between the electrode patterns of the common electrode 43 and the electrode patterns of the sensor detection electrode 44, respectively. Here, for example, when the common drive signal Vcom is sequentially applied to each electrode pattern of the common electrode 43 in a time-division manner as indicated by arrows (scan direction) in FIG. That is, charging / discharging is performed on each of the capacitive elements C11 to C1n for one row formed at the intersections between the applied electrode pattern of the common electrode 43 and each electrode pattern of the sensor detection electrode 44. As a result, a detection signal Vdet having a magnitude corresponding to the capacitance value of the capacitive element C1 is output from each electrode pattern of the sensor detection electrode 44. When the user's finger is not touching the surface of the counter substrate 4, the magnitude of the detection signal Vdet is substantially constant. As the common drive signal Vcom is scanned, the column of the capacitive elements C1 to be charged / discharged moves line-sequentially.

なお、このような共通電極４３の各電極パターンの線順次駆動の際には、例えば図９（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、共通電極４３の各電極パターンのうちの一部の電極パターンを束ねて、線順次駆動動作を行うようにするのが好ましい。具体的には、この一部の電極パターンからなる駆動ラインＬを、複数ラインの電極パターンからなる位置検出用駆動ラインＬ１と、少数ライン（ここでは１ライン）の電極パターンからなる表示用駆動ラインＬ２とから構成するようにする。これにより、共通電極４３の電極パターンの形状に対応した筋や斑等が生ずることによる画質劣化を抑えることが可能となる。   In the case of line-sequential driving of each electrode pattern of the common electrode 43 as described above, for example, as shown in FIGS. It is preferable that the electrode patterns are bundled to perform a line sequential driving operation. Specifically, the drive line L made up of the partial electrode pattern is divided into a position detection drive line L1 made up of a plurality of electrode patterns and a display drive line made up of an electrode pattern of a small number of lines (here, one line). And L2. As a result, it is possible to suppress image quality deterioration caused by streaks or spots corresponding to the shape of the electrode pattern of the common electrode 43.

ここで、対向基板４の表面のいずれかの場所にユーザの指が触れると、そのタッチ箇所に元々形成されている容量素子Ｃ１に、指による容量素子Ｃ２が付加される。その結果、そのタッチ箇所がスキャンされた時点（すなわち、共通電極４３の電極パターンのうち、そのタッチ箇所に対応する電極パターンにコモン駆動信号Ｖcomが印加されたとき）の検出信号Ｖdetの値が、他の箇所よりも小さくなる。検出回路８（図８）は、この検出信号Ｖdetをしきい値電圧Ｖthと比較して、しきい値電圧Ｖth未満の場合に、その箇所をタッチ箇所として判定する。このタッチ箇所は、コモン駆動信号Ｖcomの印加タイミングと、しきい値電圧Ｖth未満の検出信号Ｖdetの検出タイミングとから割り出すことができる。   Here, when a user's finger touches any location on the surface of the counter substrate 4, the capacitive element C <b> 2 by the finger is added to the capacitive element C <b> 1 originally formed at the touched location. As a result, the value of the detection signal Vdet when the touch location is scanned (that is, when the common drive signal Vcom is applied to the electrode pattern corresponding to the touch location in the electrode pattern of the common electrode 43) is It becomes smaller than other places. The detection circuit 8 (FIG. 8) compares this detection signal Vdet with the threshold voltage Vth, and determines that the location is a touch location when it is less than the threshold voltage Vth. This touch location can be determined from the application timing of the common drive signal Vcom and the detection timing of the detection signal Vdet less than the threshold voltage Vth.

このようにして、本実施の形態のタッチセンサ付きの表示装置１では、液晶表示素子に元々備えられている共通電極４３が、駆動電極と検出電極とからなる一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用されている。また、表示用駆動信号としてのコモン駆動信号Ｖcomが、タッチセンサ用駆動信号として共用されている。これにより、静電容量型のタッチセンサにおいて、新たに設ける電極はセンサ用検出電極４４だけでよく、また、タッチセンサ用駆動信号を新たに用意する必要がない。したがって、構成が簡単である。   As described above, in the display device 1 with a touch sensor of the present embodiment, the common electrode 43 originally provided in the liquid crystal display element is one of the pair of touch sensor electrodes including the drive electrode and the detection electrode. It is also used as one side. Further, the common drive signal Vcom as the display drive signal is shared as the touch sensor drive signal. As a result, in the capacitive touch sensor, the only newly provided electrode is the sensor detection electrode 44, and there is no need to newly prepare a touch sensor drive signal. Therefore, the configuration is simple.

また、従来のタッチセンサ付き表示装置（特許文献１）では、センサに流れる電流の大きさを正確に測定し、その測定値に基づいてタッチ位置をアナログ演算により求めるようにしている。これに対し、本実施の形態の表示装置１では、タッチの有無に応じた電流の相対変化（電位変化）の有無をデジタル的に検知するだけでよいので、簡単な検出回路構成で検出精度を高めることができる。また、コモン駆動信号Ｖcomの印加用に元々設けられている共通電極４３と、新たに設けたセンサ用検出電極４４との間に静電容量を形成し、この静電容量が利用者の指の接触によって変化することを利用してタッチ検出を行うようにしている。このため、利用者の電位が不定であることが多いモバイル機器用途にも適合可能である。   Moreover, in the conventional display device with a touch sensor (Patent Document 1), the magnitude of the current flowing through the sensor is accurately measured, and the touch position is obtained by analog calculation based on the measured value. On the other hand, in the display device 1 of the present embodiment, it is only necessary to digitally detect the presence / absence of a relative change (potential change) in accordance with the presence / absence of a touch. Can be increased. Further, a capacitance is formed between the common electrode 43 originally provided for applying the common drive signal Vcom and the sensor detection electrode 44 newly provided, and this capacitance is applied to the finger of the user. Touch detection is performed by utilizing the change due to contact. For this reason, it can be adapted to mobile device applications in which the potential of the user is often indefinite.

更に、センサ用検出電極４４が複数の電極パターンに分割されると共に、各電極パターンが個別に時分割的に駆動されるため、タッチ位置の検出も可能となる。   Further, the sensor detection electrode 44 is divided into a plurality of electrode patterns, and each electrode pattern is individually driven in a time-division manner, so that the touch position can be detected.

（２．特徴的部分の作用；ノイズ除去処理を用いた検出動作）
次に、図１０〜図１７を参照して、本発明の特徴的部分の１つであるノイズ除去処理を用いた検出動作について、詳細に説明する。 (2. Action of characteristic part; detection operation using noise removal processing)
Next, with reference to FIGS. 10 to 17, the detection operation using the noise removal process which is one of the characteristic parts of the present invention will be described in detail.

（２−１．内部ノイズの除去処理）
まず、図１０（Ａ）に示したように、コモン駆動信号Ｖcomが、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示したような画像表示制御の際の駆動周期（１Ｈ期間）と同期して極性反転を行う場合、検出信号Ｖdetの検出波形は、例えば図１０（Ｄ）〜（Ｆ）に示したようになる。すなわち、この極性反転と同期して極性反転を行うと共に、前述した抵抗器Ｒに流れるリーク電流に起因して、極性反転後に徐々に信号値が減衰していく。 (2-1. Internal noise removal processing)
First, as shown in FIG. 10 (A), the common drive signal Vcom has a polarity in synchronization with the drive cycle (1H period) in the image display control as shown in FIGS. 10 (B) and 10 (C). When inversion is performed, the detection waveform of the detection signal Vdet is, for example, as shown in FIGS. That is, the polarity inversion is performed in synchronization with the polarity inversion, and the signal value gradually attenuates after the polarity inversion due to the leakage current flowing through the resistor R described above.

このとき、例えば図１０（Ｂ），（Ｃ）に示したような白書き込み時や黒書き込み時等の画素信号（画像信号）の書き込み時には、検出信号Ｖdetの検出波形は、例えば図１０（Ｅ），（Ｆ）に示したように、この書き込みに起因したノイズが含まれるようになる。具体的には、１Ｈ期間は、画像信号が印加されていない非書き込み期間ΔｔＡと、画像信号が印加されている書き込み期間ΔｔＢとから構成されているが、このうちの書き込み期間ΔｔＢにおいて、画像信号の階調レベルに応じた検出波形の変動が生じている。すなわち、その時点での（極性反転後の）画像信号の階調レベルに応じて、図１０（Ｅ），（Ｆ）中の矢印で示したような、極性反転後の画像信号に起因したノイズ（内部ノイズ）が、検出信号Ｖdetの検出波形に含まれている。具体的には、黒書き込み時にはコモン駆動信号Ｖcomと同相に、白書き込み時にはコモン駆動信号Ｖcomと逆相に反転後ノイズが含まれることになる。このようにして、書き込み期間ΔｔＢでは、検出信号Ｖdetの検出波形が、内部ノイズによって画像信号の階調レベルに応じて変動してしまうため、物体の接触の有無等による検出波形の変化（図３）と切り分けるのが困難となってしまう。   At this time, for example, when writing a pixel signal (image signal) during white writing or black writing as shown in FIGS. 10B and 10C, the detection waveform of the detection signal Vdet is, for example, FIG. ), (F), noise due to this writing is included. Specifically, the 1H period includes a non-writing period ΔtA in which no image signal is applied and a writing period ΔtB in which the image signal is applied. In the writing period ΔtB, the image signal is The detected waveform fluctuates according to the gradation level. That is, according to the gradation level of the image signal (after polarity reversal) at that time, noise caused by the image signal after polarity reversal as shown by the arrows in FIGS. (Internal noise) is included in the detection waveform of the detection signal Vdet. Specifically, post-inversion noise is included in the same phase as the common drive signal Vcom during black writing, and in reverse phase to the common drive signal Vcom during white writing. In this way, in the writing period ΔtB, the detection waveform of the detection signal Vdet fluctuates according to the gradation level of the image signal due to internal noise. ) Is difficult to separate.

そこで、本実施の形態では、検出回路８内の信号処理部８４、フレームメモリ８６および座標抽出部８５において、例えば図１１〜図１４に示したようにして、上記したような画像信号の階調レベルに応じた内部ノイズを取り除いた物体検出を行っている。具体的には、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、有効表示期間Ｔ１同士の間に位置するブランキング期間（垂直（Ｖ）ブランキング期間Ｔｖｂまたは水平（Ｈ）ブランキング期間Ｔｈｂ）において、センサ用検出電極４４から内部ノイズ検出信号を取得する。この内部ノイズ検出信号は、以下説明するように、これらのブランキング期間において、図示しないソースドライバによって所定の検出用パターン信号（後述する所定階調の画像信号）を供給することにより、センサ用検出電極４４から得られるようになっている。信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、この内部ノイズ検出信号を用いて、以下説明するように、検出信号Ｖdetを補正している。そして、座標抽出部８５では、そのような内部ノイズ除去（低減）後の検出信号を用いて検出動作を行う。   Therefore, in the present embodiment, in the signal processing unit 84, the frame memory 86, and the coordinate extraction unit 85 in the detection circuit 8, for example, as shown in FIGS. Object detection is performed by removing internal noise according to the level. Specifically, in the signal processing unit 84 and the frame memory 86, in the blanking period (vertical (V) blanking period Tvb or horizontal (H) blanking period Thb) located between the effective display periods T1, the sensor An internal noise detection signal is acquired from the detection electrode 44 for use. As will be described below, the internal noise detection signal is detected by supplying a predetermined detection pattern signal (an image signal having a predetermined gradation described later) by a source driver (not shown) during these blanking periods. It can be obtained from the electrode 44. In the signal processing unit 84 and the frame memory 86, the detection signal Vdet is corrected using the internal noise detection signal as described below. The coordinate extraction unit 85 performs a detection operation using the detection signal after such internal noise removal (reduction).

ここで、図１１は、本実施の形態の内部ノイズの除去方法の一例を流れ図で表したものである。また、図１２および図１３は、Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂにおける内部ノイズ量の算出手法の一例をタイミング波形図で表したものである。これらの図において、（Ａ）は水平同期信号Ｈｓｙｎｃを、（Ｂ）は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを、（Ｃ）は画像信号Ｄａｔａを、（Ｄ）はコモン駆動信号Ｖcomを示している。また、（Ｅ），（Ｇ），（Ｉ）はそれぞれ、Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂにソース線２５へ供給される検出用パターン信号（「Sig DC」：固定電位のＤＣ信号、「Sig Black」：黒書き込み信号、「Sig White」：白書き込み信号）を示している。また、（Ｆ），（Ｈ），（Ｊ）はそれぞれ、Sig DC，Sig Black，Sig Whiteを供給したときに得られる検出信号Ｖdec（ノイズ検出信号）を示している。   Here, FIG. 11 is a flowchart showing an example of the internal noise removal method of the present embodiment. 12 and 13 are timing waveform diagrams showing an example of a method for calculating the amount of internal noise in the V blanking period Tvb or the H blanking period Thb. In these drawings, (A) shows the horizontal synchronization signal Hsync, (B) shows the vertical synchronization signal Vsync, (C) shows the image signal Data, and (D) shows the common drive signal Vcom. In addition, (E), (G), and (I) are detection pattern signals (“Sig DC”: DC signal having a fixed potential) supplied to the source line 25 in the V blanking period Tvb or the H blanking period Thb, respectively. , “Sig Black”: black writing signal, “Sig White”: white writing signal). Further, (F), (H), and (J) indicate detection signals Vdec (noise detection signals) obtained when Sig DC, Sig Black, and Sig White are supplied, respectively.

まず、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、所定のリファレンスデータを取得する（図１１のステップＳ１１）。このリファレンスデータは、例えば、固定電位のＤＣ信号「Sig DC」を用いた場合において、接触または隣接する非検出物が存在しなく、かつ外部ノイズが存在しない条件で得られる検出信号Ｖdetのデータである。   First, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 acquire predetermined reference data (step S11 in FIG. 11). This reference data is, for example, data of a detection signal Vdet obtained under the condition that there is no contact or adjacent non-detection object and no external noise in the case of using a fixed potential DC signal “Sig DC”. is there.

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ブランキング期間（Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂ）において、センサ用検出電極４４から内部ノイズ検出信号を取得する（ステップＳ１２）。具体的には、ここでは、複数回のブランキング期間において、互いに異なる複数の検出用パターン信号（固定電位信号および複数階調の画像信号）から、それぞれに対応する内部ノイズ検出信号を取得している（ステップＳ１２１〜Ｓ１２４）。   Next, in the signal processing unit 84 and the frame memory 86, an internal noise detection signal is acquired from the sensor detection electrode 44 in the blanking period (V blanking period Tvb or H blanking period Thb) (step S12). Specifically, here, in a plurality of blanking periods, internal noise detection signals corresponding to the respective detection pattern signals (fixed potential signals and multi-tone image signals) that are different from each other are acquired. (Steps S121 to S124).

より具体的には、まず、ブランキング期間において、ソース線２５に対して固定電位のＤＣ信号「Sig DC」を供給した場合、内部ノイズの主原因である信号線電位変動がないことから内部ノイズの影響を排除することができる。したがって、内部ノイズの影響のない検出波形（「Signal A」）を、センサ用検出電極４４から取得することができる（ステップＳ１２１，Ｓ１２４、図１２（Ｅ），（Ｆ）および図１３（Ｅ），（Ｆ））。   More specifically, first, when a DC signal “Sig DC” having a fixed potential is supplied to the source line 25 during the blanking period, there is no signal line potential fluctuation that is a main cause of internal noise, so internal noise The influence of can be eliminated. Therefore, a detection waveform (“Signal A”) that is not affected by internal noise can be acquired from the sensor detection electrode 44 (steps S121, S124, FIGS. 12E, 12F, and 13E). , (F)).

一方、ブランキング期間において、ソース線２５に対して黒書き込み信号（黒階調の画像信号）「Sig Black」を供給した場合、ソース線２５に影響のない検出信号Ｖdetの波形に加え、この黒階調の画像信号を表示した場合に対応する内部ノイズ量を取得することができる。すなわち、そのような階調に対応する内部ノイズ検出信号の検出波形（「Signal B」）を、センサ用検出電極４４から取得することができる（ステップＳ１２２，Ｓ１２４、図１２（Ｇ），（Ｈ）および図１３（Ｇ），（Ｈ））。   On the other hand, when the black write signal (black gradation image signal) “Sig Black” is supplied to the source line 25 during the blanking period, in addition to the waveform of the detection signal Vdet that does not affect the source line 25, this black The internal noise amount corresponding to the case where the gradation image signal is displayed can be acquired. That is, the detection waveform (“Signal B”) of the internal noise detection signal corresponding to such a gradation can be acquired from the sensor detection electrode 44 (steps S122 and S124, FIGS. 12G and 12H). ) And FIGS. 13 (G) and (H)).

同様に、ブランキング期間において、ソース線２５に対して白書き込み信号（白階調の画像信号）「Sig White」を供給した場合、ソース線２５に影響のない検出信号Ｖdetの波形に加え、この白階調の画像信号を表示した場合に対応する内部ノイズ量を取得することができる。すなわち、そのような階調に対応する内部ノイズ検出信号の検出波形（「Signal C」）を、センサ用検出電極４４から取得することができる（ステップＳ１２３，Ｓ１２４、図１２（Ｉ），（Ｊ）および図１３（Ｉ），（Ｊ））。   Similarly, when a white write signal (white gradation image signal) “Sig White” is supplied to the source line 25 in the blanking period, in addition to the waveform of the detection signal Vdet that does not affect the source line 25, this The amount of internal noise corresponding to the case where a white gradation image signal is displayed can be acquired. That is, the detection waveform (“Signal C”) of the internal noise detection signal corresponding to such gradation can be acquired from the sensor detection electrode 44 (steps S123, S124, FIG. 12 (I), (J ) And FIGS. 13 (I) and (J)).

このようにして、ステップＳ１２において、内部ノイズの影響がない波形（「Signal A」）、黒階調表示の際の内部ノイズ波形（「Signal B」）および白階調表示の際の内部ノイズ波形（「Signal C」）をそれぞれ切り分けることがき、以下の演算処理に利用できる。   In this way, in step S12, a waveform not affected by internal noise ("Signal A"), an internal noise waveform during black gradation display ("Signal B"), and an internal noise waveform during white gradation display. ("Signal C") can be separated and used for the following arithmetic processing.

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ステップＳ１２において取得した検出波形（ここでは、「Signal A」〜「Signal C」）に基づいて所定の演算（差分演算等）を行うことにより（ステップＳ１３）、内部ノイズ量を算出する（ステップＳ１４）。   Next, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 perform a predetermined calculation (difference calculation or the like) based on the detection waveform (here, “Signal A” to “Signal C”) acquired in Step S12 ( Step S13), the amount of internal noise is calculated (step S14).

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、検出信号Ｖdetと、この検出時の画像信号と、ステップＳ１４において算出した内部ノイズ量とを用いて所定の演算を行うことにより、検出信号Ｖdetの補正を行う（ステップＳ１５）。具体的には、例えば、検出信号Ｖdetから内部ノイズ量（内部ノイズ検出信号）を差し引いて差分信号を生成することにより、検出信号Ｖdetの補正を行う。   Next, in the signal processing unit 84 and the frame memory 86, a predetermined calculation is performed using the detection signal Vdet, the image signal at the time of detection, and the internal noise amount calculated in step S14, thereby obtaining the detection signal Vdet. Correction is performed (step S15). Specifically, for example, the detection signal Vdet is corrected by subtracting the amount of internal noise (internal noise detection signal) from the detection signal Vdet to generate a differential signal.

このとき、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、例えば図１４に示したような補正テーブルＬＵＴを用いて、検出信号Ｖdetの補正を行うようにしてもよい。この補正テーブルＬＵＴは、画像信号における複数の階調に対応する内部ノイズ検出信号を基に作成されたものであり、画像信号の階調と内部ノイズ量との関係を規定している。具体的には、図１４に示した補正テーブルＬＵＴは、γ＝２．２での補正テーブルの一例である。この補正テーブルＬＵＴでは、検出用パターン信号「Sig DC」（例えば、図１２，図１３（Ｅ））を供給したときに得られる検出波形「Signal A」（例えば、図１２，図１３（Ｆ））を基準とした内部ノイズ量（Ｖ）を規定している。すなわち、この検出波形「Signal A」を基準として、プラス（正）方向のノイズ量（例えば、図１２，図１３（Ｈ）に示した検出波形「Signal B」における内部ノイズ量に対応）を、プラスの内部ノイズ量（Ｖ）と規定している。同様に、検出波形「Signal A」を基準として、マイナス（負）方向のノイズ量（例えば、図１２，図１３（Ｊ）に示した検出波形「Signal C」における内部ノイズ量に対応）を、マイナスの内部ノイズ量（Ｖ）と規定している。なお、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、複数の階調に対応する内部ノイズ検出信号により求められる複数の階調での内部ノイズ量に基づいて、それら複数の階調間の階調における内部ノイズ量を補間生成するようにしてもよい。また、このような補正テーブルＬＵＴの内容（画像信号の階調と内部ノイズ量との関係）が、定期的に更新されるようにしてもよい。   At this time, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 may correct the detection signal Vdet using a correction table LUT as shown in FIG. 14, for example. This correction table LUT is created based on internal noise detection signals corresponding to a plurality of gradations in the image signal, and defines the relationship between the gradation of the image signal and the amount of internal noise. Specifically, the correction table LUT shown in FIG. 14 is an example of a correction table when γ = 2.2. In this correction table LUT, a detection waveform “Signal A” (for example, FIG. 12, FIG. 13 (F)) obtained when the detection pattern signal “Sig DC” (for example, FIG. 12, FIG. 13 (E)) is supplied. ) With respect to the internal noise amount (V). That is, with this detected waveform “Signal A” as a reference, the noise amount in the plus (positive) direction (for example, corresponding to the internal noise amount in the detected waveform “Signal B” shown in FIGS. 12 and 13H) It is defined as a positive internal noise amount (V). Similarly, with the detected waveform “Signal A” as a reference, the amount of noise in the negative (negative) direction (for example, corresponding to the amount of internal noise in the detected waveform “Signal C” shown in FIGS. 12 and 13J) This is defined as a negative internal noise amount (V). Note that the signal processing unit 84 and the frame memory 86 use the internal noise amounts at the plurality of gradations obtained from the internal noise detection signals corresponding to the plurality of gradations to determine the internals in the gradations between the plurality of gradations. The amount of noise may be generated by interpolation. Further, the content of the correction table LUT (the relationship between the gradation of the image signal and the amount of internal noise) may be updated periodically.

次に、座標抽出部８５では、ステップＳ１５において得られる内部ノイズ除去（低減）後の検出信号（上記差分信号）に基づいて、位置座標抽出（検出動作）を行う（ステップＳ１６）。これにより、画像信号の書き込み動作に起因して検出信号Ｖdetに含まれるノイズ（内部ノイズ）の影響を低減しつつ、検出動作を行うことができる。以上で、図１１に示した内部ノイズの除去処理が終了となる。   Next, the coordinate extraction unit 85 performs position coordinate extraction (detection operation) based on the detection signal after the internal noise removal (reduction) obtained in step S15 (the difference signal) (step S16). Accordingly, the detection operation can be performed while reducing the influence of noise (internal noise) included in the detection signal Vdet due to the image signal writing operation. This is the end of the internal noise removal process shown in FIG.

（２−２．外部ノイズの除去処理）
また、本実施の形態では、検出回路８内の信号処理部８４、フレームメモリ８６および座標抽出部８５において、例えば図１５〜図１７に示したようにして、外部環境に起因したノイズ（外部ノイズ）を取り除いた物体検出を行っている。このような外部ノイズは、接触（または近接）する導電性の被検出物などを介して外部から電界の変化を与えてしまうため、位置検出の際の誤動作の原因となる。例えば、人が指でタッチパネルに接触する場合に、人がアンテナとなり周辺の電磁波を拾ってしまい、それがセンサ用検出電極４４へ伝わってしまうことにより、誤検出を引き起こす場合が生じる。 (2-2. External noise removal processing)
In the present embodiment, in the signal processing unit 84, the frame memory 86, and the coordinate extraction unit 85 in the detection circuit 8, for example, as shown in FIGS. ) Is removed. Such external noise causes a change in the electric field from the outside via a conductive object to be contacted (or close to), which causes a malfunction during position detection. For example, when a person touches the touch panel with a finger, the person becomes an antenna and picks up surrounding electromagnetic waves, which are transmitted to the sensor detection electrode 44, thereby causing erroneous detection.

具体的には、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ブランキング期間（Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂ）において、センサ用検出電極４４から外部ノイズ検出信号を取得する。この外部ノイズ検出信号は、以下説明するように、これらのブランキング期間において、図示しないソースドライバによって所定の検出用パターン信号（後述する固定電位信号）を供給することにより、センサ用検出電極４４から得られるようになっている。なお、このような外部ノイズ信号は、所定の検出用パターン信号を供給した時点での外部ノイズに対応している。信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、この外部ノイズ検出信号を用いて、以下説明するように、検出信号Ｖdetを補正している。そして、座標抽出部８５では、そのような外部ノイズ除去（低減）後の検出信号を用いて検出動作を行う。   Specifically, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 acquire an external noise detection signal from the sensor detection electrode 44 in the blanking period (V blanking period Tvb or H blanking period Thb). As will be described below, the external noise detection signal is supplied from the sensor detection electrode 44 by supplying a predetermined detection pattern signal (a fixed potential signal described later) by a source driver (not shown) during these blanking periods. It has come to be obtained. Such an external noise signal corresponds to the external noise when a predetermined detection pattern signal is supplied. In the signal processing unit 84 and the frame memory 86, the detection signal Vdet is corrected using the external noise detection signal as described below. The coordinate extraction unit 85 performs a detection operation using the detection signal after such external noise removal (reduction).

ここで、図１５は、本実施の形態の外部ノイズの除去方法の一例を流れ図で表したものである。また、図１６および図１７は、以下説明する垂直（Ｖ）ブランキング期間または水平（Ｈ）ブランキング期間における外部ノイズ量の算出手法の一例をタイミング波形図で表したものである。これらの図において、（Ａ）は水平同期信号Ｈｓｙｎｃを、（Ｂ）は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを、（Ｃ）は画像信号Ｄａｔａを、（Ｄ）はコモン駆動信号Ｖcomを示している。また、（Ｅ）は、Ｖブランキング期間またはＨブランキング期間に信号線（ソース線）２５へ供給される検出用パターン信号（「Sig DC」：固定電位のＤＣ信号）を示している。また、（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ）はそれぞれ、Sig DCを複数回供給したときに得られるそれぞれのときの検出信号Ｖdec（ノイズ検出信号）を示している。   Here, FIG. 15 is a flowchart showing an example of the external noise removal method of the present embodiment. FIGS. 16 and 17 are timing waveform diagrams showing an example of a method of calculating the external noise amount in the vertical (V) blanking period or horizontal (H) blanking period described below. In these drawings, (A) shows the horizontal synchronization signal Hsync, (B) shows the vertical synchronization signal Vsync, (C) shows the image signal Data, and (D) shows the common drive signal Vcom. Further, (E) shows a detection pattern signal (“Sig DC”: DC signal having a fixed potential) supplied to the signal line (source line) 25 in the V blanking period or the H blanking period. Further, (F), (G), and (H) respectively indicate detection signals Vdec (noise detection signals) obtained when Sig DC is supplied a plurality of times.

まず、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、図１１のステップＳ１１と同様にして、所定のリファレンスデータを取得する（図１５のステップＳ２１）。   First, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 acquire predetermined reference data in the same manner as in step S11 in FIG. 11 (step S21 in FIG. 15).

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ブランキング期間（Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂ）において、センサ用検出電極４４から外部ノイズ検出信号を取得する（ステップＳ２２）。具体的には、ここでは、複数回のブランキング期間において、同一の検出用パターン信号（固定電位のＤＣ信号「Sig DC」）から、それぞれの時点における外部ノイズ検出信号を取得している（ステップＳ２２１〜Ｓ２２４）。   Next, in the signal processing unit 84 and the frame memory 86, an external noise detection signal is acquired from the sensor detection electrode 44 during the blanking period (V blanking period Tvb or H blanking period Thb) (step S22). Specifically, the external noise detection signal at each time point is acquired from the same detection pattern signal (fixed potential DC signal “Sig DC”) in a plurality of blanking periods (steps). S221 to S224).

より具体的には、まず、ブランキング期間において、ソース線２５に対して固定電位のＤＣ信号「Sig DC」を供給した場合、内部ノイズの主原因である信号線電位変動がないことから内部ノイズの影響を排除することができる。したがって、内部ノイズの影響のない検出波形（「Signal A」）を、センサ用検出電極４４から取得することができる（ステップＳ２２１，Ｓ２２４、図１６（Ｅ），（Ｆ）および図１７（Ｅ），（Ｆ））。   More specifically, first, when a DC signal “Sig DC” having a fixed potential is supplied to the source line 25 during the blanking period, there is no signal line potential fluctuation that is a main cause of internal noise, so internal noise The influence of can be eliminated. Therefore, a detection waveform (“Signal A”) that is not affected by internal noise can be acquired from the sensor detection electrode 44 (steps S221 and S224, FIGS. 16E, 16F, and 17E). , (F)).

一方、他のブランキング期間において、ソース線２５に対して再び同一の固定電位のＤＣ信号「Sig DC」を供給したときに、検出波形が「Signal A」が比較して異なっている場合には、その差分が外部ノイズによるもの判断することができる。したがって、低周波の正弦波形等からなる外部ノイズを含む検出波形（「Signal B」，「Signal C」）を、センサ用検出電極４４から取得することができる（ステップＳ２２２〜Ｓ２２４、図１６（Ｅ），（Ｇ），（Ｈ）および図１７（Ｅ），（Ｇ），（Ｈ））。   On the other hand, when the DC signal “Sig DC” having the same fixed potential is supplied to the source line 25 again in another blanking period, the detected waveform is different from “Signal A”. It can be determined that the difference is due to external noise. Therefore, a detection waveform (“Signal B”, “Signal C”) including a low frequency sine waveform or the like including the external noise can be acquired from the sensor detection electrode 44 (steps S222 to S224, FIG. 16E). ), (G), (H) and FIGS. 17 (E), (G), (H)).

このようにして、ステップＳ２２において、内部・外部ノイズの影響がない波形（「Signal A」）と、外部ノイズのみを含む波形（「Signal B」，「Signal C」」）とをそれぞれ切り分けることがき、以下の演算処理に利用できる。   In this way, in step S22, a waveform that is not affected by internal / external noise ("Signal A") and a waveform that includes only external noise ("Signal B", "Signal C" ") can be separated. Can be used for the following arithmetic processing.

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ステップＳ２２において取得した検出波形（ここでは、「Signal A」〜「Signal C」）に基づいて所定の演算（差分演算等）を行うことにより（ステップＳ２３）、外部ノイズ量を算出する（ステップＳ２４）。   Next, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 perform a predetermined calculation (difference calculation, etc.) based on the detected waveform (here, “Signal A” to “Signal C”) acquired in step S22 ( Step S23), the amount of external noise is calculated (step S24).

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、ステップＳ２４において算出した外部ノイズ量を基に、ステップＳ２１において取得したリファレンスデータを更新する（ステップＳ２５）。   Next, the signal processing unit 84 and the frame memory 86 update the reference data acquired in step S21 based on the external noise amount calculated in step S24 (step S25).

次に、信号処理部８４およびフレームメモリ８６では、検出信号Ｖdetと、ステップＳ２４において算出した外部ノイズ量とを用いて所定の演算を行うことにより、検出信号Ｖdetの補正を行う（ステップＳ２６）。具体的には、例えば、検出信号Ｖdetから外部ノイズ量（外部ノイズ検出信号）を差し引いて差分信号を生成することにより、検出信号Ｖdetの補正を行う。   Next, the signal processor 84 and the frame memory 86 correct the detection signal Vdet by performing a predetermined calculation using the detection signal Vdet and the external noise amount calculated in step S24 (step S26). Specifically, for example, the detection signal Vdet is corrected by subtracting the external noise amount (external noise detection signal) from the detection signal Vdet to generate a differential signal.

次に、座標抽出部８５では、ステップＳ２６において得られる外部ノイズ除去（低減）後の検出信号（上記差分信号）に基づいて、位置座標抽出（検出動作）を行う（ステップＳ２７）。これにより、外部環境に起因して検出信号Ｖdetに含まれるノイズ（外部ノイズ）の影響を低減しつつ、検出動作を行うことができる。以上で、図１５に示した外部ノイズの除去処理が終了となる。   Next, the coordinate extraction unit 85 performs position coordinate extraction (detection operation) based on the detection signal (the difference signal) after external noise removal (reduction) obtained in step S26 (step S27). As a result, the detection operation can be performed while reducing the influence of noise (external noise) included in the detection signal Vdet due to the external environment. This is the end of the external noise removal process shown in FIG.

なお、ここでは、外部ノイズ量を算出する際に用いる同一の検出用パターン信号の一例として、固定電位信号（ＤＣ信号）を挙げて説明したが、そのような固定電位信号（ＤＣ信号）以外の検出用パターン信号を用いて外部ノイズ量を算出するようにしてもよい。具体的には、例えば、白書き込み信号（白階調の画像信号）「Sig White」や、黒書き込み信号（黒階調の画像信号）「Sig Black」等を用いて、外部ノイズ量を算出するようにしてもよい。また、これまで説明したような演算処理を行って外部ノイズ量を算出することだけでなく、例えば、外部ノイズの影響があるときにはタッチセンサ機能を一時的に抑制するようにしてもよい。   Here, a fixed potential signal (DC signal) has been described as an example of the same detection pattern signal used when calculating the amount of external noise, but other than such fixed potential signal (DC signal). The amount of external noise may be calculated using the detection pattern signal. Specifically, the external noise amount is calculated using, for example, a white writing signal (white gradation image signal) “Sig White” or a black writing signal (black gradation image signal) “Sig Black”. You may do it. In addition to calculating the amount of external noise by performing arithmetic processing as described above, for example, the touch sensor function may be temporarily suppressed when there is an influence of external noise.

以上のように本実施の形態では、静電容量の変化に応じてタッチ検出電極から得られる検出信号Ｖdetに基づいて物体の接触（近接）位置を検出すると共に、検出回路８において、ブランキング期間において所定の検出用パターン信号を供給することにより得られるノイズ検出信号を用いて検出信号Ｖdetを補正して検出動作を行うようにしたので、従来のようなシールド層を用いることなく、上記した内部ノイズや外部ノイズの影響を低減しつつ検出動作を行うことができる。よって、静電容量型のタッチセンサを備えた表示装置において、シールド層を用いずに物体の検出精度を向上させることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the contact (proximity) position of an object is detected based on the detection signal Vdet obtained from the touch detection electrode in accordance with the change in capacitance, and the blanking period is detected in the detection circuit 8. Since the detection operation is performed by correcting the detection signal Vdet using the noise detection signal obtained by supplying a predetermined detection pattern signal in FIG. The detection operation can be performed while reducing the influence of noise and external noise. Therefore, in a display device including a capacitive touch sensor, it is possible to improve the object detection accuracy without using a shield layer.

具体的には、信号処理部８４およびフレームメモリ８６において、検出信号Ｖdetからノイズ検出信号を差し引いて差分信号を生成することによってこの検出信号Ｖdetの補正を行い、この差分信号に基づいて検出動作を行うようにしたので、上記のような効果を得ることができる。   Specifically, in the signal processor 84 and the frame memory 86, the detection signal Vdet is corrected by subtracting the noise detection signal from the detection signal Vdet to generate a difference signal, and the detection operation is performed based on the difference signal. Since it performed, the above effects can be acquired.

＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記第１の実施の形態の場合とは異なり、表示素子として横電界モードの液晶素子を用いるようにしたものである。 <2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, unlike the first embodiment, a liquid crystal element in a horizontal electric field mode is used as a display element.

［表示装置１Ｂの構成例］
図１８は、本実施の形態のタッチセンサ付きの表示装置１Ｂの要部断面構造を表すものである。図１９は、この表示装置１Ｂにおける画素基板（後述する画素基板２Ｂ）の詳細構成を表すものであり、（Ａ）は断面構成を、（Ｂ）は平面構成を示している。図２０は、表示装置１Ｂの斜視構造を表すものである。なお、これらの図において、上記第１の実施の形態の図４等と同一部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 [Configuration Example of Display Device 1B]
FIG. 18 illustrates a cross-sectional structure of a main part of the display device 1B with a touch sensor according to the present embodiment. FIG. 19 illustrates a detailed configuration of a pixel substrate (a pixel substrate 2B described later) in the display device 1B. FIG. 19A illustrates a cross-sectional configuration, and FIG. FIG. 20 shows a perspective structure of the display device 1B. In these drawings, the same parts as those in FIG. 4 and the like of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

本実施の形態の表示装置１Ｂは、画素基板２Ｂと、この画素基板２Ｂに対向して配置された対向基板４Ｂと、画素基板２Ｂと対向基板４Ｂとの間に挿設された液晶層６とを備えている。   The display device 1B according to the present embodiment includes a pixel substrate 2B, a counter substrate 4B disposed to face the pixel substrate 2B, and a liquid crystal layer 6 inserted between the pixel substrate 2B and the counter substrate 4B. It has.

画素基板２Ｂは、ＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上に配設された共通電極４３と、この共通電極４３の上に絶縁層２３を介してマトリ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、各画素電極２２を駆動するための図示しない表示ドライバやＴＦＴのほか、絶縁層２３１，２３２を介して、各画素電極に画像信号を供給する信号線（ソース線）２５や、各ＴＦＴを駆動するゲート線２６等の配線が形成されている（図１９）。ＴＦＴ基板２１にはまた、タッチ検出動作を行う検出回路８（図８）が形成されている。共通電極４３は、タッチ検出動作を行うタッチセンサの一部を構成するセンサ用駆動電極としても兼用されるものであり、図１における駆動電極Ｅ１に相当する。   The pixel substrate 2 </ b> B includes a TFT substrate 21, a common electrode 43 disposed on the TFT substrate 21, and a plurality of pixel electrodes 22 disposed in a matrix on the common electrode 43 via an insulating layer 23. And have. In addition to a display driver and TFT (not shown) for driving each pixel electrode 22, the TFT substrate 21 includes a signal line (source line) 25 for supplying an image signal to each pixel electrode via insulating layers 231 and 232. A wiring such as a gate line 26 for driving each TFT is formed (FIG. 19). A detection circuit 8 (FIG. 8) that performs a touch detection operation is also formed on the TFT substrate 21. The common electrode 43 is also used as a sensor drive electrode that constitutes a part of the touch sensor that performs the touch detection operation, and corresponds to the drive electrode E1 in FIG.

対向基板４Ｂは、ガラス基板４１と、このガラス基板４１の一方の面に形成されたカラーフィルタ４２とを有する。ガラス基板４１の他方の面には、センサ用検出電極４４が形成され、さらに、このセンサ用検出電極４４の上に偏光板４５が配設されている。センサ用検出電極４４は、タッチセンサの一部を構成するもので、図１における検出電極Ｅ２に相当する。センサ用検出電極４４は、図５に示したように、複数の電極パターンに分割されて構成される。センサ用検出電極４４は、薄膜プロセスにより対向基板４Ｂの上に直接形成してもよいが、間接的に形成してもよい。この場合には、タッチ検出電極４４を図示しないフィルム基体上に形成すると共に、このタッチ検出電極４４の形成されたフィルム基体を対向基板４Ｂの表面に貼り付けるようにすればよい。この場合、ガラスと偏光板の間だけでなく偏光板の上面に貼り付けることも可能であり、さらには偏光板を構成するフィルム内に作成してもよい。   The counter substrate 4 </ b> B includes a glass substrate 41 and a color filter 42 formed on one surface of the glass substrate 41. A sensor detection electrode 44 is formed on the other surface of the glass substrate 41, and a polarizing plate 45 is disposed on the sensor detection electrode 44. The sensor detection electrode 44 constitutes a part of the touch sensor and corresponds to the detection electrode E2 in FIG. As shown in FIG. 5, the sensor detection electrode 44 is divided into a plurality of electrode patterns. The sensor detection electrode 44 may be directly formed on the counter substrate 4B by a thin film process, but may be indirectly formed. In this case, the touch detection electrode 44 may be formed on a film base (not shown), and the film base on which the touch detection electrode 44 is formed may be attached to the surface of the counter substrate 4B. In this case, it is possible to attach not only between the glass and the polarizing plate but also on the upper surface of the polarizing plate, and further, it may be formed in a film constituting the polarizing plate.

共通電極４３は、ＴＦＴ基板２１から交流矩形波形のコモン駆動信号Ｖcomが印加されるようになっている。このコモン駆動信号Ｖcomは、画素電極２２に印加される画素電圧とともに各画素の表示電圧を画定するものであるが、タッチセンサの駆動信号としても兼用されるものであり、図１の駆動信号源Ｓから供給される交流矩形波Ｓｇに相当する。   A common drive signal Vcom having an AC rectangular waveform is applied to the common electrode 43 from the TFT substrate 21. The common drive signal Vcom defines the display voltage of each pixel together with the pixel voltage applied to the pixel electrode 22, and is also used as a drive signal for the touch sensor. The drive signal source shown in FIG. This corresponds to the AC rectangular wave Sg supplied from S.

液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）モードや、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モード等の横電界モードの液晶が用いられる。   The liquid crystal layer 6 modulates the light passing therethrough according to the state of the electric field. For example, a liquid crystal in a transverse electric field mode such as an FFS (fringe field switching) mode or an IPS (in-plane switching) mode is used. It is done.

画素基板２Ｂにおける共通電極４３および対向基板４Ｂにおけるセンサ用検出電極４４の構成は、例えば図５に示したものと同様であり、両方とも、互いに交差するように延在する複数の電極パターンとして形成されている。   The configurations of the common electrode 43 on the pixel substrate 2B and the sensor detection electrode 44 on the counter substrate 4B are the same as those shown in FIG. 5, for example, and both are formed as a plurality of electrode patterns extending so as to cross each other. Has been.

ここで、図２０を参照して、より詳細に説明する。ここに示したようなＦＦＳモードの液晶素子においては、画素基板２Ｂ上に形成された共通電極４３の上に、絶縁層２３を介して、櫛歯状にパターニングされた画素電極２２が配置され、これを覆うように配向膜２６が形成される。この配向膜２６と、対向基板４Ｂ側の配向膜４６との間に、液晶層６が挟持される。２枚の偏光板２４，４５は、クロスニコルの状態で配置される。２枚の配向膜２６，４６のラビング方向は、２枚の偏光板２４，４５の一方の透過軸と一致している。ここでは、ラビング方向が出射側の偏光板４５の透過軸と一致している場合を図示してある。さらに、２枚の配向膜２６，４６のラビング方向および偏光板４５の透過軸の方向は、液晶分子が回転する方向が規定される範囲で、画素電極２２の延設方向（櫛歯の長手方向）とほぼ平行に設定されている。   Here, it demonstrates in detail with reference to FIG. In the FFS mode liquid crystal element as shown here, the pixel electrode 22 patterned in a comb shape is disposed on the common electrode 43 formed on the pixel substrate 2B via the insulating layer 23. An alignment film 26 is formed so as to cover this. The liquid crystal layer 6 is sandwiched between the alignment film 26 and the alignment film 46 on the counter substrate 4B side. The two polarizing plates 24 and 45 are arranged in a crossed Nicols state. The rubbing direction of the two alignment films 26 and 46 coincides with one transmission axis of the two polarizing plates 24 and 45. Here, the case where the rubbing direction coincides with the transmission axis of the polarizing plate 45 on the emission side is shown. Further, the rubbing direction of the two alignment films 26 and 46 and the direction of the transmission axis of the polarizing plate 45 are within the range in which the direction in which the liquid crystal molecules rotate is defined, and the extending direction of the pixel electrode 22 (the comb tooth longitudinal direction). ) And almost parallel.

［表示装置１Ｂの作用・効果］
次に、本実施の形態の表示装置１Ｂにおける作用および効果について説明する。 [Operation and effect of display device 1B]
Next, the operation and effect of the display device 1B according to the present embodiment will be described.

最初に、図２０および図２１を参照して、ＦＦＳモードの液晶素子の表示動作原理について簡単に説明する。ここで、図２１は液晶素子の要部断面を拡大して表したものである。これらの図で、（Ａ）は電界非印加時、（Ｂ）は電界印加時における液晶素子の状態を示す。   First, the display operation principle of the FFS mode liquid crystal element will be briefly described with reference to FIGS. Here, FIG. 21 is an enlarged view of a cross section of a main part of the liquid crystal element. In these figures, (A) shows the state of the liquid crystal element when no electric field is applied, and (B) shows the state of the liquid crystal element when the electric field is applied.

共通電極４３と画素電極２２との間に電圧を印加していない状態では（図２０（Ａ）、図２１（Ａ））、液晶層６を構成する液晶分子６１の軸が入射側の偏光板２４の透過軸と直交し、かつ、出射側の偏光板４５の透過軸と平行な状態となる。このため、入射側の偏光板２４を透過した入射光ｈは、液晶層６内において位相差を生じることなく出射側の偏光板４５に達し、ここで吸収されるため、黒表示となる。一方、共通電極４３と画素電極２２との間に電圧を印加した状態では（図２０（Ｂ）、図２１（Ｂ））、液晶分子６１の配向方向が、画素電極間に生じる横電界Ｅにより、画素電極２２の延設方向に対して斜め方向に回転する。この際、液晶層６の厚み方向の中央に位置する液晶分子６１が約４５度回転するように白表示時の電界強度を最適化する。これにより、入射側の偏光板２４を透過した入射光ｈには、液晶層６内を透過する間に位相差が生じ、９０度回転した直線偏光となり、出射側の偏光板４５を通過するため、白表示となる。   When no voltage is applied between the common electrode 43 and the pixel electrode 22 (FIGS. 20A and 21A), the axis of the liquid crystal molecules 61 constituting the liquid crystal layer 6 is the polarizing plate on the incident side. 24 is orthogonal to the transmission axis 24 and parallel to the transmission axis of the polarizing plate 45 on the exit side. For this reason, the incident light h transmitted through the incident-side polarizing plate 24 reaches the output-side polarizing plate 45 without causing a phase difference in the liquid crystal layer 6 and is absorbed here, resulting in black display. On the other hand, in a state where a voltage is applied between the common electrode 43 and the pixel electrode 22 (FIGS. 20B and 21B), the alignment direction of the liquid crystal molecules 61 is caused by a lateral electric field E generated between the pixel electrodes. Rotate in an oblique direction with respect to the extending direction of the pixel electrode 22. At this time, the electric field strength at the time of white display is optimized so that the liquid crystal molecules 61 located at the center of the liquid crystal layer 6 in the thickness direction rotate about 45 degrees. As a result, the incident light h that has passed through the incident-side polarizing plate 24 has a phase difference while passing through the liquid crystal layer 6, becomes linearly polarized light rotated by 90 degrees, and passes through the outgoing-side polarizing plate 45. White display.

次に、表示装置１Ｂにおける表示制御動作およびタッチ検出動作について説明する。これらの動作は、上記第１の実施の形態における動作と同様なので、適宜省略する。   Next, a display control operation and a touch detection operation in the display device 1B will be described. Since these operations are the same as those in the first embodiment, they will be omitted as appropriate.

画素基板２Ｂの表示ドライバ（図示せず）は、共通電極４３の各電極パターンに対してコモン駆動信号Ｖcomを線順次で供給する。表示ドライバはまた、ソース線２５を介して画素電極２２へ画像信号を供給すると共に、これに同期して、ゲート線２６を介して各画素電極のＴＦＴのスイッチングを線順次で制御する。これにより、液晶層６には、画素ごとに、コモン駆動信号Ｖcomと各画像信号とにより定まる横方向（基板に平行な方向）の電界が印加されて液晶状態の変調が行われる。このようにして、いわゆる反転駆動による表示が行われる。   A display driver (not shown) of the pixel substrate 2 </ b> B supplies a common drive signal Vcom to each electrode pattern of the common electrode 43 in a line sequential manner. The display driver also supplies an image signal to the pixel electrode 22 via the source line 25 and controls the switching of the TFTs of each pixel electrode via the gate line 26 in synchronization with this. As a result, the liquid crystal state is modulated by applying an electric field in the lateral direction (direction parallel to the substrate) determined by the common drive signal Vcom and each image signal to the liquid crystal layer 6 for each pixel. In this way, display by so-called inversion driving is performed.

一方、対向基板４Ｂの側では、共通電極４３の各電極パターンに、コモン駆動信号Ｖcomを時分割的に順次印加していく。すると、その印加された共通電極４３の電極パターンとセンサ用検出電極４４の各電極パターンとの交差部分に形成された一列分の容量素子Ｃ１（Ｃ１１〜Ｃ１ｎ）の各々に対し、充放電が行われる。そして、容量素子Ｃ１の容量値に応じた大きさの検出信号Ｖdetが、センサ用検出電極４４の各電極パターンからそれぞれ出力される。対向基板４Ａの表面にユーザの指が触れられていない状態においては、この検出信号Ｖdetの大きさはほぼ一定となる。対向基板４Ｂの表面のいずれかの場所にユーザの指が触れると、そのタッチ箇所に元々形成されている容量素子Ｃ１に、指による容量素子Ｃ２が付加される結果、そのタッチ箇所がスキャンされた時点の検出信号Ｖdetの値が他の箇所よりも小さくなる。検出回路８（図８）は、この検出信号Ｖdetをしきい値電圧Ｖthと比較して、しきい値電圧Ｖth未満の場合に、その箇所をタッチ箇所として判定する。このタッチ箇所は、コモン駆動信号Ｖcomの印加タイミングと、しきい値電圧Ｖth未満の検出信号Ｖdetの検出タイミングとから割り出される。   On the other hand, on the counter substrate 4B side, the common drive signal Vcom is sequentially applied to each electrode pattern of the common electrode 43 in a time division manner. Then, charging / discharging is performed on each of the capacitive elements C1 (C11 to C1n) for one column formed at the intersection of the applied electrode pattern of the common electrode 43 and each electrode pattern of the sensor detection electrode 44. Is called. A detection signal Vdet having a magnitude corresponding to the capacitance value of the capacitive element C <b> 1 is output from each electrode pattern of the sensor detection electrode 44. When the user's finger is not touching the surface of the counter substrate 4A, the magnitude of the detection signal Vdet is substantially constant. When a user's finger touches any place on the surface of the counter substrate 4B, the capacitive element C2 by the finger is added to the capacitive element C1 originally formed at the touched place, and the touched place is scanned. The value of the detection signal Vdet at the time becomes smaller than other portions. The detection circuit 8 (FIG. 8) compares this detection signal Vdet with the threshold voltage Vth, and determines that the location is a touch location when it is less than the threshold voltage Vth. This touch location is determined from the application timing of the common drive signal Vcom and the detection timing of the detection signal Vdet less than the threshold voltage Vth.

以上のように本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、液晶表示素子に元々備えられている共通電極４３を、駆動電極と検出電極とからなる一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用すると共に、表示用駆動信号としてのコモン駆動信号Ｖcomを、タッチセンサ用駆動信号として共用して静電容量型タッチセンサを構成したので、新たに設ける電極はセンサ用検出電極４４だけでよく、また、タッチセンサ用駆動信号を新たに用意する必要がない。したがって、構成が簡単である。   As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, the common electrode 43 originally provided in the liquid crystal display element is replaced with a pair of touch sensor electrodes including a drive electrode and a detection electrode. Since the electrostatic capacity type touch sensor is configured by sharing the common drive signal Vcom as the display drive signal as the drive signal for the touch sensor while also serving as one of them, the newly provided electrode is the sensor detection electrode 44. It is not necessary to prepare a touch sensor drive signal. Therefore, the configuration is simple.

また、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態で説明した検出回路８を設けるようにしたので、上記第１の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、静電容量型のタッチセンサを備えた表示装置において、シールド層を用いずに物体の検出精度を向上させることが可能となる。   Also in this embodiment, since the detection circuit 8 described in the first embodiment is provided, it is possible to obtain the same effect by the same operation as that in the first embodiment. Become. That is, in a display device including a capacitive touch sensor, it is possible to improve object detection accuracy without using a shield layer.

特に、本実施の形態では、タッチセンサ用駆動電極としての共通電極４３が画素基板２Ｂの側（ＴＦＴ基板２１の上）に設けられた構造を有していることから、ＴＦＴ基板２１から共通電極４３にコモン駆動信号Ｖcomを供給することが極めて容易であると共に、必要な回路や電極パターンおよび配線等を画素基板２に集中させることができ、回路の集積化が図られる。したがって、上記第１の実施の形態において必要であった、画素基板２側から対向基板４側へのコモン駆動信号Ｖcomの供給経路（コンタクト導電柱７）が不要となり、構造がより簡単になる。   In particular, in the present embodiment, since the common electrode 43 as the touch sensor drive electrode is provided on the pixel substrate 2B side (on the TFT substrate 21), the TFT substrate 21 is connected to the common electrode. It is extremely easy to supply the common drive signal Vcom to 43, and necessary circuits, electrode patterns, wirings, and the like can be concentrated on the pixel substrate 2, and circuit integration can be achieved. Accordingly, the supply path (contact conductive column 7) for the common drive signal Vcom from the pixel substrate 2 side to the counter substrate 4 side, which is necessary in the first embodiment, is not required, and the structure is further simplified.

また、上記のように、タッチセンサ用駆動電極としての共通電極４３が画素基板２Ｂの側に設けられると共に、この画素基板２Ｂ上にソース線２５やゲート線２６も設けられているため、本実施の形態では特に前述した内部ノイズの影響を受けやすい構造となっている。このことから、本実施の形態の表示装置１Ｂでは、そのようは内部ノイズの影響を取り除いて検出動作を行う利点が特に大きいと言える。   Further, as described above, the common electrode 43 as the touch sensor driving electrode is provided on the pixel substrate 2B side, and the source line 25 and the gate line 26 are also provided on the pixel substrate 2B. This form is particularly susceptible to the influence of the internal noise described above. From this, it can be said that the display device 1B of the present embodiment has a particularly great advantage of performing the detection operation by removing the influence of the internal noise.

なお、検出回路８（図８）は、対向基板４Ｂ上の周辺領域（非表示領域または額縁領域）に形成するようにしてもよいが、画素基板２Ｂ上の周辺領域に形成するのが好ましい。画素基板２Ｂ上に形成すれば、元々画素基板２Ｂ上に形成されている表示制御用の各種回路素子等との集積化が図れるからである。   The detection circuit 8 (FIG. 8) may be formed in the peripheral region (non-display region or frame region) on the counter substrate 4B, but is preferably formed in the peripheral region on the pixel substrate 2B. This is because if it is formed on the pixel substrate 2B, it can be integrated with various circuit elements and the like for display control originally formed on the pixel substrate 2B.

［第２の実施の形態の変形例］
なお、本実施の形態では、センサ用検出電極４４をガラス基板４１の表面側（液晶層６と反対側）に設けるようにしたが、次のような変形が可能である。 [Modification of Second Embodiment]
In the present embodiment, the sensor detection electrode 44 is provided on the surface side of the glass substrate 41 (on the side opposite to the liquid crystal layer 6), but the following modifications are possible.

例えば図２２に示した表示装置１Ｃように、対向基板４Ｃにおいて、センサ用検出電極４４をカラーフィルタ４２よりも液晶層６の側に設けるようにしてもよい。   For example, as in the display device 1 </ b> C illustrated in FIG. 22, the sensor detection electrode 44 may be provided on the liquid crystal layer 6 side with respect to the color filter 42 in the counter substrate 4 </ b> C.

あるいは、図２３に示した表示装置１Ｄのように、対向基板４Ｄにおいて、センサ用検出電極４４をガラス基板４１とカラーフィルタ４２との間に設けるようにしてもよい。ここで、横電界モードの場合、縦方向に電極があると縦方向に電界がかかり、液晶が立ち上がってしまい視野角等が大きく悪化してしまう。したがって、この表示装置１Ｄのように、カラーフィルタ４２等の誘電体を挟んでセンサ用検出電極４４を配置すれば、この問題は大きく低減することができる。   Alternatively, the sensor detection electrode 44 may be provided between the glass substrate 41 and the color filter 42 in the counter substrate 4D as in the display device 1D shown in FIG. Here, in the horizontal electric field mode, if there is an electrode in the vertical direction, an electric field is applied in the vertical direction, the liquid crystal rises, and the viewing angle and the like are greatly deteriorated. Therefore, if the sensor detection electrode 44 is disposed with a dielectric such as the color filter 42 interposed therebetween as in the display device 1D, this problem can be greatly reduced.

＜３．適用例＞
次に、図２４〜図２８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センサ付きの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。 <3. Application example>
Next, with reference to FIGS. 24 to 28, application examples of the display device with a touch sensor described in the above embodiment and the modification will be described. The display device in the above embodiment and the like can be applied to electronic devices in various fields such as a television device, a digital camera, a laptop personal computer, a mobile terminal device such as a mobile phone, or a video camera. In other words, the display device according to the above-described embodiment or the like can be applied to electronic devices in various fields that display an externally input video signal or an internally generated video signal as an image or video.

（適用例１）
図２４は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。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表示装置により構成されている。 (Application example 1)
FIG. 24 illustrates an appearance of a television device to which the display device of the above-described embodiment or the like is applied. This television apparatus has, for example, a video display screen unit 510 including a front panel 511 and a filter glass 512, and the video display screen unit 510 is configured by the display device according to the above-described embodiment and the like. .

（適用例２）
図２５は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。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表示装置により構成されている。 (Application example 2)
FIG. 25 illustrates the appearance of a digital camera to which the display device of the above-described embodiment or the like is applied. The digital camera includes, for example, a flash light emitting unit 521, a display unit 522, a menu switch 523, and a shutter button 524, and the display unit 522 is configured by the display device according to the above-described embodiment and the like. Yes.

（適用例３）
図２６は、上記実施の形態等の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したものである。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表示装置により構成されている。 (Application example 3)
FIG. 26 illustrates the appearance of a notebook personal computer to which the display device of the above-described embodiment or the like is applied. This notebook personal computer has, for example, a main body 531, a keyboard 532 for inputting characters and the like, and a display unit 533 for displaying an image. The display unit 533 is a display according to the above-described embodiment and the like. It is comprised by the apparatus.

（適用例４）
図２７は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。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表示装置により構成されている。 (Application example 4)
FIG. 27 shows the appearance of a video camera to which the display device of the above-described embodiment or the like is applied. This video camera includes, for example, a main body 541, a subject shooting lens 542 provided on the front side surface of the main body 541, a start / stop switch 543 at the time of shooting, and a display 544. The display unit 544 is configured by the display device according to the above embodiment and the like.

（適用例５）
図２８は、上記実施の形態等の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。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表示装置により構成されている。 (Application example 5)
FIG. 28 illustrates an appearance of a mobile phone to which the display device of the above-described embodiment or the like is applied. For example, the mobile phone is obtained by connecting an upper housing 710 and a lower housing 720 with a connecting portion (hinge portion) 730, and includes a display 740, a sub-display 750, a picture light 760, and a camera 770. Yes. The display 740 or the sub-display 750 is configured by the display device according to the above-described embodiment or the like.

＜４．その他の変形例＞
以上、いくつかの実施の形態、変形例および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限定されず、種々の変形が可能である。 <4. Other variations>
The present invention has been described above with some embodiments, modifications, and application examples. However, the present invention is not limited to these embodiments and the like, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態等において説明したノイズ低減手法では、内部ノイズ検出の際には、例えば検出信号Ｖdetにおける１点（１回のタイミング）のみで検出を行うようにしてもよい。その場合には、コモン駆動信号Ｖcomの極性反転直後において検出するようにするのが好ましい。また、外部ノイズ検出の際には、外部ノイズが低周波の正弦波形等により表されるため、例えば検出信号Ｖdetにおける多点（複数回のタイミング）で検出を行うようにするのが好ましい。   For example, in the noise reduction method described in the above embodiment and the like, when detecting internal noise, for example, detection may be performed only at one point (one timing) in the detection signal Vdet. In that case, it is preferable to detect immediately after the polarity inversion of the common drive signal Vcom. In addition, when detecting external noise, since external noise is represented by a low-frequency sine waveform or the like, for example, detection is preferably performed at multiple points (multiple timings) in the detection signal Vdet.

また、上記第２の実施の形態では、横電界モードとしてＦＦＳモードの液晶素子を例に説明したが、ＩＰＳモードの液晶について同様に適用可能である。   In the second embodiment, the FFS mode liquid crystal element is described as an example of the transverse electric field mode. However, the present invention can be similarly applied to an IPS mode liquid crystal.

更に、上記実施の形態等では、表示素子として液晶表示素子を用いた表示装置について説明したが、それ以外の表示素子、例えば有機ＥＬ素子を用いた表示装置にも適用可能である。   Further, in the above-described embodiment and the like, the display device using the liquid crystal display element as the display element has been described.

加えて、上記実施の形態等では、タッチセンサを表示装置内に内蔵させた場合（タッチセンサ付きの表示装置）について構成を具体的に挙げて説明したが、内蔵させた場合の構成はこれには限られない。すなわち、タッチセンサが表示部に対応して表示装置内に内蔵されているものであれば、その構成によらず、本発明を広く適用することが可能である。   In addition, in the above-described embodiment and the like, the configuration is specifically described for the case where the touch sensor is incorporated in the display device (display device with a touch sensor). Is not limited. That is, as long as the touch sensor is built in the display device corresponding to the display unit, the present invention can be widely applied regardless of the configuration.

加えてまた、本発明のタッチセンサは、上記したような表示装置内に内蔵させた場合には限られず、例えば表示装置の外側（外付け型のタッチセンサ）にも適用することが可能である。具体的には、例えば図２９に示したようなタッチセンサ１０を、表示装置の外側に設けるようにしてもよい。このタッチセンサ１０は、例えばガラス等よりなる一対の絶縁基板４１１，４１２と、これらの基板間に形成されたセンサ用駆動電極（タッチ駆動電極）４３０、センサ用検出電極４４および絶縁層２３０とを備えている。センサ用駆動電極４３０は、絶縁基板４１１上に形成されており、タッチセンサ用の駆動信号が印加されるようになっている。センサ用検出電極４４は絶縁基板４１２上に形成されており、上記実施の形態等と同様に、検出信号Ｖdetを得るための電極である。絶縁層２３０は、これらセンサ用駆動電極４３０とセンサ用検出電極４４との間に形成されている。なお、タッチセンサ１０の斜視構造は、例えば図５等に示した上記実施の形態等のものと同様となっている。また、駆動信号源Ｓ、検出回路８およびタイミング制御部９の回路構成等も、例えば図８に示した上記実施の形態等のものと同様となっている。このようなタッチセンサ１０では、表示装置での同期信号（例えば、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃや水平同期信号Ｈｓｙｎｃ）と同期をとることにより、表示装置におけるブランキング期間（Ｖブランキング期間ＴｖｂまたはＨブランキング期間Ｔｈｂ）を認識することができる。したがって、このタッチセンサ１０においても、上記実施の形態等の手法を適用することにより、内部ノイズ（この場合、表示装置の映像ノイズ）や外部ノイズの影響を除去（低減）しつつ、検出動作を行うことが可能である。   In addition, the touch sensor of the present invention is not limited to the case where it is built in the display device as described above, and can be applied to the outside of the display device (external touch sensor), for example. . Specifically, for example, the touch sensor 10 as shown in FIG. 29 may be provided outside the display device. The touch sensor 10 includes a pair of insulating substrates 411 and 412 made of glass or the like, and a sensor driving electrode (touch driving electrode) 430, a sensor detecting electrode 44, and an insulating layer 230 formed between the substrates. I have. The sensor drive electrode 430 is formed on the insulating substrate 411 so that a touch sensor drive signal is applied thereto. The sensor detection electrode 44 is formed on the insulating substrate 412, and is an electrode for obtaining the detection signal Vdet as in the above-described embodiment. The insulating layer 230 is formed between the sensor drive electrode 430 and the sensor detection electrode 44. Note that the perspective structure of the touch sensor 10 is the same as that of the above-described embodiment shown in FIG. Further, the circuit configuration of the drive signal source S, the detection circuit 8 and the timing control unit 9 is the same as that of the above-described embodiment shown in FIG. In such a touch sensor 10, a blanking period (V blanking period Tvb or H blanking) in the display device is obtained by synchronizing with a synchronizing signal (for example, a vertical synchronizing signal Vsync or a horizontal synchronizing signal Hsync) in the display device. The period Thb) can be recognized. Therefore, in the touch sensor 10 as well, the detection operation can be performed while removing (reducing) the influence of internal noise (in this case, video noise of the display device) and external noise by applying the method of the above embodiment and the like. Is possible.

加えて更に、上記実施の形態等において説明した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされるようになっている。このようなプログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体に予め記録してさせておくようにしてもよい。   In addition, the series of processing described in the above embodiments and the like can be performed by hardware or software. When a series of processing is performed by software, a program constituting the software is installed in a general-purpose computer or the like. Such a program may be recorded in advance on a recording medium built in the computer.

１，１Ｂ〜１Ｄ…表示装置、１０…タッチセンサ、１００…有効表示エリア、１１…ＳＷ制御部、１２…スイッチ素子、１３１，１３２…インバータ（論理否定）回路、１４…オペアンプ、１５…スイッチ素子、２，２Ｂ…画素基板、２０…表示画素、２０Ｄ…Ｔ／Ｇ・ＤＣ／ＤＣコンバータ、２１…ＴＦＴ基板（回路基板）、２２…画素電極、２３，２３１，２３２…絶縁層、２４…偏光板、２５…信号線（ソース線）、２６…ゲート線、４，４Ｂ〜４Ｄ…対向基板、４０Ｄ…ゲート・共通電極ドライバ、４１…ガラス基板、４２…カラーフィルタ、４３，４３１〜４３ｎ…共通電極（兼センサ用駆動電極）、４３Ｄ…共通電極ドライバ、４４…センサ用検出電極（タッチ検出電極）、４５…偏光板、６…液晶層、７…コンタクト導電柱、８…検出回路、８１…増幅部、８３…Ａ／Ｄ変換部、８４…信号処理部、８５…座標抽出部、８６…フレームメモリ、９…タイミング制御部、Ｃ１，Ｃ１１〜Ｃ１ｎ，Ｃ２…容量素子、Ｓｇ…交流矩形波、Ｅ１…駆動電極、Ｅ２…検出電極、Ｓ…交流信号源（駆動信号源）、Ｖcom，Ｖcom(1)〜Ｖcom(n)…コモン駆動信号、ＤＥＴ…電圧検出器（検出回路）、Ｖdet…検出信号、Ｖth…しきい値電圧、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ＬＣ…液晶素子、Ｔin…入力端子、Ｔout…出力端子、Ｒ…抵抗器、ＣＴＬ１，ＣＴＬ２…タイミング制御信号、Ｌ…駆動ライン、Ｌ１…位置検出用駆動ライン、Ｌ２…表示用駆動ライン、ΔｔＡ…非書き込み期間、ΔｔＢ…書き込み期間、Ｔ１…有効表示期間、Ｔｖｂ…Ｖ（垂直）ブランキング期間、Ｔｈｂ…Ｈ（水平）ブランキング期間、Ｖｓｙｎｃ…Ｖ（垂直）同期信号、Ｈｓｙｎｃ…Ｈ（水平）同期信号、ＬＵＴ…補正テーブル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1B-1D ... Display apparatus, 10 ... Touch sensor, 100 ... Effective display area, 11 ... SW control part, 12 ... Switch element, 131, 132 ... Inverter (logic negation) circuit, 14 ... Operational amplifier, 15 ... Switch element 2, 2B ... pixel substrate, 20 ... display pixel, 20D ... T / G / DC / DC converter, 21 ... TFT substrate (circuit board), 22 ... pixel electrode, 23, 231, 232 ... insulating layer, 24 ... polarized light Plate, 25 ... Signal line (source line), 26 ... Gate line, 4,4B-4D ... Counter substrate, 40D ... Gate / common electrode driver, 41 ... Glass substrate, 42 ... Color filter, 43,431-43n ... Common Electrode (cum sensor drive electrode), 43D ... Common electrode driver, 44 ... Sensor detection electrode (touch detection electrode), 45 ... Polarizing plate, 6 ... Liquid crystal layer, 7 ... Contact conductive column, Detecting circuit 81 Amplifying unit 83 A / D converting unit 84 Signal processing unit 85 Coordinate extracting unit 86 Frame memory 9 Timing control unit C1, C11 to C1n, C2 Capacitance element , Sg ... AC rectangular wave, E1 ... drive electrode, E2 ... detection electrode, S ... AC signal source (drive signal source), Vcom, Vcom (1) to Vcom (n) ... common drive signal, DET ... voltage detector ( Detection circuit), Vdet ... detection signal, Vth ... threshold voltage, Tr ... TFT element, LC ... liquid crystal element, Tin ... input terminal, Tout ... output terminal, R ... resistor, CTL1, CTL2 ... timing control signal, L ... drive line, L1 ... position detection drive line, L2 ... display drive line, ΔtA ... non-write period, ΔtB ... write period, T1 ... effective display period, Tvb ... V (vertical) blanking period, Thb ... H ( Horizontal) Blanking Period, Vsync ... V (vertical) synchronization signal, Hsync ... H (horizontal) synchronization signal, LUT ... correction table.

Claims (17)

複数の表示画素電極と、
前記表示画素電極と対向して設けられた共通電極と、
画像表示機能を有する表示機能層と、
画像信号に基づいて、前記表示画素電極と前記共通電極との間に表示用電圧を印加して前記表示機能層の表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う表示制御回路と、
前記共通電極と対向して、または並んで設けられ、前記共通電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、
前記表示制御回路により前記共通電極に印加される表示用駆動電圧をタッチセンサ用駆動信号として利用し、前記タッチ検出電極から得られる検出信号に基づき、物体が接触または近接する位置の検出動作を行うタッチ検出回路と
を備え、
前記タッチ検出回路は、有効表示期間同士の間に位置するブランキング期間において前記表示制御回路によって所定の検出用パターン信号を供給することにより前記タッチ検出電極から得られるノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正して検出動作を行う
表示装置。 A plurality of display pixel electrodes;
A common electrode provided facing the display pixel electrode;
A display function layer having an image display function;
A display control circuit that performs image display control so as to exert a display function of the display function layer by applying a display voltage between the display pixel electrode and the common electrode based on an image signal;
A touch detection electrode provided opposite to or side by side with the common electrode, and forming a capacitance between the common electrode;
The display drive voltage applied to the common electrode by the display control circuit is used as a touch sensor drive signal, and a detection operation of a position where the object is in contact with or close to the object is performed based on a detection signal obtained from the touch detection electrode. A touch detection circuit and
The touch detection circuit uses a noise detection signal obtained from the touch detection electrode by supplying a predetermined detection pattern signal by the display control circuit in a blanking period located between effective display periods, A display device that corrects detection signals and performs detection operations. 前記タッチ検出回路は、前記検出信号から前記ノイズ検出信号を差し引いて差分信号を生成することにより前記検出信号の補正を行い、この差分信号に基づいて検出動作を行う
請求項１に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the touch detection circuit corrects the detection signal by subtracting the noise detection signal from the detection signal to generate a differential signal, and performs a detection operation based on the differential signal. . 前記タッチ検出回路は、前記検出用パターン信号として所定階調の画像信号を供給することにより得られる、画像表示制御の際のその階調の画像信号の書き込み動作に起因した内部ノイズに対応する内部ノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正する
請求項１または請求項２に記載の表示装置。 The touch detection circuit is obtained by supplying an image signal of a predetermined gradation as the detection pattern signal, and corresponds to an internal noise corresponding to an internal noise caused by the writing operation of the image signal of the gradation at the time of image display control. The display device according to claim 1, wherein the detection signal is corrected using a noise detection signal. 前記タッチ検出回路は、複数回のブランキング期間において、互いに異なる複数の階調の画像信号からそれぞれの階調に対応する前記内部ノイズ検出信号を取得し、それら複数の階調に対応する内部ノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正する
請求項３に記載の表示装置。 The touch detection circuit acquires the internal noise detection signal corresponding to each gradation from image signals having a plurality of different gradations in a plurality of blanking periods, and the internal noise corresponding to the plurality of gradations. The display device according to claim 3, wherein the detection signal is corrected using a detection signal. 前記タッチ検出回路は、前記複数の階調に対応する内部ノイズ検出信号を基に作成された、前記画像信号の階調と内部ノイズ量との関係を規定する所定の補正テーブルを用いて、前記検出信号を補正する
請求項４に記載の表示装置。 The touch detection circuit uses the predetermined correction table that defines the relationship between the gradation of the image signal and the amount of internal noise, which is created based on the internal noise detection signal corresponding to the plurality of gradations, The display device according to claim 4, wherein the detection signal is corrected. 前記タッチ検出回路は、前記複数の階調に対応する内部ノイズ検出信号により求められる複数の階調での内部ノイズ量に基づいて、それら複数の階調間の階調における内部ノイズ量を補間生成する
請求項５に記載の表示装置。 The touch detection circuit interpolates and generates an internal noise amount at a gradation between the plurality of gradations based on an internal noise amount at a plurality of gradations obtained from an internal noise detection signal corresponding to the plurality of gradations. The display device according to claim 5. 前記補正テーブルの内容が、定期的に更新されるように構成されている
請求項５または請求項６に記載の表示装置。 The display device according to claim 5, wherein the content of the correction table is configured to be periodically updated. 前記タッチ検出回路は、複数回のブランキング期間において、同一の前記検出用パターン信号をそれぞれ供給することにより得られる、それら複数時点における外部ノイズに対応する外部ノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正する
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。 The touch detection circuit uses the external noise detection signal corresponding to the external noise at the plurality of time points obtained by supplying the same detection pattern signal in a plurality of blanking periods, and detects the detection signal. display device according to any one of claims 1 to 7 to correct. 前記タッチ検出回路は、前記検出用パターン信号として固定電位信号を用いる
請求項８に記載の表示装置。 The display device according to claim 8, wherein the touch detection circuit uses a fixed potential signal as the detection pattern signal. 前記共通電極が、ストライプ状の複数の電極パターンに分割されている
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the common electrode is divided into a plurality of striped electrode patterns. 前記表示制御回路は、前記複数の電極パターンのうちの一部の電極パターンを束ねて順次駆動動作を行う
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 10, wherein the display control circuit performs a driving operation by bundling a part of the plurality of electrode patterns. 前記表示制御回路が形成された回路基板と、
前記回路基板と対向して配設された対向基板と
を備え、
前記表示画素電極が、前記回路基板の、前記対向基板に近い側に配設され、
前記共通電極が、前記対向基板の、前記回路基板に近い側に配設され、
前記回路基板の前記表示画素電極と、前記対向基板の前記共通電極との間に、前記表示機能層が挿設されている
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。 A circuit board on which the display control circuit is formed;
A counter substrate disposed opposite to the circuit board,
The display pixel electrode is disposed on a side of the circuit board close to the counter substrate;
The common electrode is disposed on a side of the counter substrate close to the circuit board;
The display device according to claim 1, wherein the display function layer is inserted between the display pixel electrode of the circuit board and the common electrode of the counter substrate. 前記表示機能層が液晶層である
請求項１２に記載の表示装置。 The display device according to claim 12, wherein the display functional layer is a liquid crystal layer. 前記表示制御回路が形成された回路基板と、
前記回路基板と対向して配設された対向基板と
を備え、
前記回路基板に前記共通電極および前記表示画素電極が絶縁層を介して順に積層され、
前記回路基板の前記表示画素電極と、前記対向基板との間に、前記表示機能層が挿設されている
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。 A circuit board on which the display control circuit is formed;
A counter substrate disposed opposite to the circuit board,
The common electrode and the display pixel electrode are sequentially stacked on the circuit board via an insulating layer,
The display device according to claim 1, wherein the display function layer is inserted between the display pixel electrode of the circuit board and the counter substrate. 前記表示機能層が液晶層であり、横電界モードでの液晶表示が行われる
請求項１４に記載の表示装置。 The display device according to claim 14, wherein the display functional layer is a liquid crystal layer, and liquid crystal display is performed in a transverse electric field mode. タッチ駆動電極と、
前記タッチ駆動電極と対向して、または並んで設けられ、前記タッチ駆動電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、
前記タッチ駆動電極にタッチセンサ用駆動信号を印加することにより前記タッチ検出電極から得られる検出信号に基づき、物体が接触または近接する位置を検出するタッチ検出回路と
を備え、
前記タッチ検出回路は、外部の表示装置における有効表示期間同士の間に位置するブランキング期間において前記表示装置内で所定の検出用パターン信号を供給することにより前記タッチ検出電極から得られるノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正して検出動作を行う
タッチセンサ。 Touch drive electrodes;
A touch detection electrode provided opposite to or in parallel with the touch drive electrode, and forming a capacitance with the touch drive electrode;
A touch detection circuit that detects a position where an object contacts or approaches based on a detection signal obtained from the touch detection electrode by applying a touch sensor drive signal to the touch drive electrode;
The touch detection circuit provides a noise detection signal obtained from the touch detection electrode by supplying a predetermined detection pattern signal in the display device in a blanking period located between effective display periods in an external display device. A touch sensor that performs a detection operation by correcting the detection signal using a touch sensor. タッチセンサ付きの表示装置を備え、
前記表示装置は、
複数の表示画素電極と、
前記表示画素電極と対向して設けられた共通電極と、
画像表示機能を有する表示機能層と、
画像信号に基づいて、前記表示画素電極と前記共通電極との間に表示用電圧を印加して前記表示機能層の表示機能を発揮させるように画像表示制御を行う表示制御回路と、
前記共通電極と対向して、または並んで設けられ、前記共通電極との間に静電容量を形成するタッチ検出電極と、
前記表示制御回路により前記共通電極に印加される表示用駆動電圧をタッチセンサ用駆動信号として利用し、前記タッチ検出電極から得られる検出信号に基づき、物体が接触または近接する位置の検出動作を行うタッチ検出回路と
を有し、
前記タッチ検出回路は、有効表示期間同士の間に位置するブランキング期間において前記表示制御回路によって所定の検出用パターン信号を供給することにより前記タッチ検出電極から得られるノイズ検出信号を用いて、前記検出信号を補正して検出動作を行う
電子機器。 It has a display device with a touch sensor,
The display device
A plurality of display pixel electrodes;
A common electrode provided facing the display pixel electrode;
A display function layer having an image display function;
A display control circuit that performs image display control so as to exert a display function of the display function layer by applying a display voltage between the display pixel electrode and the common electrode based on an image signal;
A touch detection electrode provided opposite to or side by side with the common electrode, and forming a capacitance between the common electrode;
The display drive voltage applied to the common electrode by the display control circuit is used as a touch sensor drive signal, and a detection operation of a position where the object is in contact with or close to the object is performed based on a detection signal obtained from the touch detection electrode. A touch detection circuit, and
The touch detection circuit uses a noise detection signal obtained from the touch detection electrode by supplying a predetermined detection pattern signal by the display control circuit in a blanking period located between effective display periods, An electronic device that performs detection by correcting the detection signal.

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