JP6815812B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。このようなタッチ検出機能付き表示装置には、操作者の手指の画面への接触を検出するタッチ検出機能に加え、画面に手指が触れていない状態でその手指の近接状態やジェスチャ等を検出するホバー検出（近接検出）の機能が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２０１５−５００５４５号公報
タッチ検出とホバー検出とでは検出対象となる手指等の被検出体と検出電極との距離や、それに伴う要求解像度が大きく異なる。このため、タッチ検出用の電極や駆動構成をそのままホバー検出に採用すると、良好にホバー検出を行うことが困難となる可能性がある。かかる課題に対応すべく、タッチ検出とホバー検出とで、検出電極及び駆動電極をそれぞれ別個に設ける場合、構成が煩雑になる可能性がある。
本発明は、タッチ検出とホバー検出とで一部の電極を共用しつつも、良好にホバー検出を行うことが可能な表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、表示領域に画像を表示させるための表示機能層と、前記第１基板と前記第２基板との間において前記表示領域に設けられた第１電極と、前記第２基板の面上において、前記第１電極と対向して前記表示領域に設けられる第２電極と、前記第２基板の面上において、前記表示領域の外側の額縁領域に設けられた第３電極と、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に第１駆動信号を供給する駆動回路と、を有する。
図１は、第１の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は、検出部の一構成例を示すブロック図である。 図３は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。 図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための等価回路の一例を示す説明図である。 図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図６は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。 図７は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図８は、第１の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図９は、第１の実施形態に係る検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。 図１０は、第１電極、第２電極及び第３電極の関係を模式的に表す平面図である。 図１１は、第１基板に設けられた第１電極の構成を説明するための平面図である。 図１２は、第１電極、第２電極及び第３電極から延びる電界の電気力線を説明するための説明図である。 図１３は、第１の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。 図１４は、第２の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図１５は、第２の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の関係を模式的に表す平面図である。 図１６は、第２の実施形態に係る第１基板に設けられた第１電極の構成を説明するための平面図である。 図１７は、第２の実施形態に係る第２基板に設けられた第２電極の構成を説明するための平面図である。 図１８は、第２の実施形態に係るカバー部材に設けられた第３電極の構成を説明するための平面図である。 図１９は、第３の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。 図２０は、第３の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。 図２１は、第４の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。 図２２は、第４の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。 図２３は、第４の実施形態の変形例に係る各電極の構成を説明するための平面図である。 図２４は、第５の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。 図２５は、第６の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。図２は、検出部の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の表示装置１は、表示パネル１０に被検出体の表示面への接触や近接を検出する検出機能が内蔵されている。より具体的には、本実施形態の表示装置１は、表示パネル１０と、検出制御部１１Ａと、表示制御部１１Ｂと、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、第１電極ドライバ１４と、第２電極ドライバ１５と、第３電極ドライバ１６と、検出部４０とを備える。
表示パネル１０は、表示素子を有する複数の画素を備えるとともに、当該複数の画素に対向する表示面を有している。また、表示パネル１０は、映像信号の入力を受けて表示面に当該複数の画素からなる画像の表示を行う。
表示制御部１１Ｂは、外部より供給された映像信号に基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３及び第１電極ドライバ１４に制御信号を供給して、主に表示動作を制御する回路である。また、表示制御部１１Ｂは、検出制御部１１Ａに対して制御信号を供給して、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３及び検出制御部１１Ａが互いに同期して、又は同期しないで動作するように制御することができる。
ゲートドライバ１２は、表示制御部１１Ｂから供給される制御信号に基づいて、表示パネル１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。
ソースドライバ１３は、表示制御部１１Ｂから供給される制御信号に基づいて、表示パネル１０の、各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。表示制御部１１Ｂは、画素信号Ｖｐｉｘを生成し、この画素信号Ｖｐｉｘをソースドライバ１３に供給してもよい。
第１電極ドライバ１４は、表示制御部１１Ｂから供給される制御信号に基づいて、表示パネル１０の、第１電極５１に表示用の駆動信号Ｖｃｏｍａ又は検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
検出制御部１１Ａは、当該表示パネル１０における、使用者の手指等の誘電体からなる被検出体（以後、単に被検出体と称する）を検出する検出動作を制御する。表示パネル１０は、後述する相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、表示パネル１０の表示面に接触した被検出体の位置を検出する機能を含む。さらに、表示パネル１０は、相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、表示面に接触していない被検出体の位置や動きを検出する機能を含む。表示パネル１０は、被検出体の接触又は近接を検出した場合、検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
また、表示パネル１０は、自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて被検出体の位置を検出する機能を含んでいてもよい。第１電極ドライバ１４は、自己静電容量方式によるタッチ検出において、検出制御部１１Ａから供給される制御信号に基づいて、第１電極５１に駆動信号Ｖｓを供給する。第２電極ドライバ１５は、自己静電容量方式によるタッチ検出において、検出制御部１１Ａから供給される制御信号に基づいて、第２電極５２に駆動信号Ｖｓを供給する回路である。また、第３電極ドライバ１６は、タッチ検出の際に、第３電極５３にガード信号Ｖｇｄを供給する回路である。
検出部４０は、相互静電容量方式のタッチ検出において、検出制御部１１Ａから供給される制御信号と、表示パネル１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔとに基づいて、表示パネル１０の表示面への被検出体のタッチの有無を検出する回路である。また、検出部４０は、自己静電容量方式のタッチ検出において、検出制御部１１Ａから供給される制御信号と、第１電極ドライバ１４又は第２電極ドライバ１５を介して表示パネル１０から出力される検出信号ＶｄｅｔＡ、ＶｄｅｔＢとに基づいて、表示パネル１０に対するタッチの有無を検出することができる。検出部４０は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。さらに、検出部４０は、第３電極５３から出力される検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、タッチパネル３０に近接する被検出体のジェスチャを検出する。
図２に示すように、検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６と、を備える。検出タイミング制御部４６は、検出制御部１１Ａから供給される制御信号に基づいて、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。
検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給された検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による検出信号の差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較し、この絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態又は近接状態と判断する。このようにして、検出部４０はタッチ検出及びジェスチャ検出が可能となる。
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。座標抽出部４５は、出力信号Ｖｏｕｔを表示制御部１１Ｂに出力してもよい。表示制御部１１Ｂは出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、所定の表示動作又は検出動作を実行することができる。
表示パネル１０は、静電容量型のタッチ検出の基本原理に基づいたタッチ制御がなされる。ここで、図３から図５を参照して、本実施形態のタッチパネル３０の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図３は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。図４は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための等価回路の一例を示す説明図である。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、被検出体として指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。
例えば、図３に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電気力線（図示しない）に加え、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びるフリンジ分の電気力線が生じる。図４に示すように、容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば、図１に示す検出部４０に含まれる積分回路である。
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加されると、電圧検出器ＤＥＴを介して、図５に示すような出力波形（検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、第１電極ドライバ１４から入力される駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。
このとき、指が接触又は接触と同視できるほどには近接していない状態（これらを合わせて非接触状態という。以下同様）では、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流が流れる。図４に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０（図５参照））に変換する。
一方、指が接触又は接触と同視し得るほど近接した状態（これらを合わせて接触状態という。以下同様）では、図３に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触し、又は接触と同視し得るほど近傍にある。これにより、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ分の電気力線が導体（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、非接触状態での容量値よりも容量値の小さい容量素子として作用する。そして、図４及び図５に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。
この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する外部物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする。かかる期間Ｒｅｓｅｔを設けていることにより、電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜が精度よく検出される。
検出部４０は、上述したように絶対値｜ΔＶ｜を所定のしきい値電圧と比較することで、外部近接物体が非接触状態であるか、接触状態又は近接状態であるかを判断する。このようにして、検出部４０は相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出又はジェスチャ検出が可能となる。
なお、検出部４０の検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とは、表示装置１に搭載される。ただし、これに限定されず、検出部４０の全部又は一部の機能は外部のプロセッサ等に搭載されてもよい。例えば、座標抽出部４５は、表示装置１とは別の外部プロセッサに搭載されており、検出部４０は、信号処理部４４が信号処理した信号を出力信号Ｖｏｕｔとして出力してもよい。
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態のタッチパネル３０の自己静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図６は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。図７は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図６は、検出回路を併せて示している。
非接触状態において、検出電極Ｅ３に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加される。検出電極Ｅ３は、静電容量Ｃ３を有しており、静電容量Ｃ３に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ５（図７参照））に変換する。
次に、図６に示すように、接触状態において、指と検出電極Ｅ３との間の静電容量Ｃ４が、検出電極Ｅ３の静電容量Ｃ３に加わる。したがって、検出電極Ｅ３に交流矩形波Ｓｇが印加されると、静電容量Ｃ３及び静電容量Ｃ４に応じた電流が流れる。図７に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ６）に変換する。そして、波形Ｖ５と波形Ｖ６との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、指の接触が測定される。
具体的には、図７において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖ２に相当する電圧レベルを上昇させる。このときスイッチＳＷ１はオンとなりスイッチＳＷ２はオフとなるため検出電極Ｅ３の電位も電圧Ｖ２に上昇する。次に時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷ１をオフとする。このとき検出電極Ｅ３はフローティング状態であるが、検出電極Ｅ３の静電容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４、図６参照）によって、検出電極Ｅ３の電位はＶ２が維持される。更に、時刻Ｔ１１のタイミングの前に電圧検出器ＤＥＴのリセット動作が行われる。
続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷ２をオンさせると、検出電極Ｅ３の静電容量Ｃ３（またはＣ３＋Ｃ４）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴ内の容量Ｃ５に移動するため、電圧検出器ＤＥＴの出力が上昇する（図７の検出信号ＶｄｅｔＡ参照）。電圧検出器ＤＥＴの出力（検出信号ＶｄｅｔＡ）は、検出電極Ｅ３に指等が近接していないときは、実線で示す波形Ｖ５となり、ＶｄｅｔＡ＝Ｃ３×Ｖ２／Ｃ５となる。指等の影響による静電容量が付加されたときは、点線で示す波形Ｖ６となり、ＶｄｅｔＡ＝（Ｃ３＋Ｃ４）×Ｖ２／Ｃ５となる。
その後、時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷ２をオフさせ、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ３をオンさせることにより、検出電極Ｅ３の電位を交流矩形波Ｓｇと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。以上の動作を所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）で繰り返す。このようにして、検出部４０は自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。
次に、本実施形態の表示装置１の構成例を詳細に説明する。図８は、第１の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図８に示すように、表示装置１は、表示パネル１０と、接着層７５を介して表示パネル１０の上に設けられたカバー部材１００とを含む。
カバー部材１００は、第１面１００ａと、第１面１００ａと反対側の第２面１００ｂとを有する板状又はフィルム状の部材である。カバー部材１００は、例えば、ガラス基板、樹脂基板、又は樹脂フィルム等を用いることができる。カバー部材１００の第１面１００ａは、被検出体を検出する際の基準面となる検出面である。以下では、この検出面への被検出体の接触を検出することをタッチ検出と称する。また、検出面に被検出体が接触していない状態での当該被検出体の位置や動きを検出することをホバー検出と称する。このように、本実施形態の表示装置１は、第１面１００ａに被検出体が接触した場合にタッチ検出がなされる。加えて、本表示装置１は、第１面１００ａから所定の距離離れた状態の指等の被検出体の位置を検出する、いわゆるホバー検出（近接検出）が可能である。また、この第１面１００ａは、表示領域Ａｄを透過した表示パネル１０の画像を観察者が視認するための表示面である。
なお、本実施形態において、カバー部材１００及び表示パネル１０は、後述するように平面視で長方形状を有しているが、これに限られず、円形状、長円形状、或いは、これらの外形形状の一部を欠落させた異形状の構成であってもよい。また、例えば、カバー部材１００が円形状であり、表示パネル１０が正多角形状等である場合のように、カバー部材１００と表示パネル１０との外形形状が異なっていてもよい。カバー部材１００は、平板状のみならず、例えば表示領域Ａｄが曲面で構成され、或いは額縁領域Ｇｄが表示パネル１０側に湾曲する等、曲面を有する曲面ディスプレイも採用可能である。
図８に示すように、額縁領域Ｇｄにおいて、カバー部材１００の第２面１００ｂに加飾層１０１が設けられている。加飾層１０１は、カバー部材１００よりも光の透過率が小さい着色層である。額縁領域Ｇｄに設けられる配線や回路等が加飾層１０１に覆われることで、これら配線や回路等が観察者に視認されることが防止される。図８に示す例では、加飾層１０１は第２面１００ｂに設けられているが、第１面１００ａに設けられていてもよく、或いは、表示パネル１０に設けられていてもよい。また、加飾層１０１は、単層に限定されず、複数の層を重ねた構成であってもよい。
表示パネル１０は、画素基板２と、対向基板３と、表示機能層としての液晶層６とを備える。対向基板３は、画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層６は画素基板２と対向基板３との間に設けられる。
画素基板２は、第１基板２１と、画素電極２２と、第１電極５１と、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層２４と、偏光板２５と、を有する。ＴＦＴ層２４は、第１基板２１の上に設けられ、ゲートドライバ１２に含まれるゲートスキャナ回路１２Ａ等の回路や、後述するスイッチング素子Ｔｒや、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線を含む。第１電極５１は、ＴＦＴ層２４の上側に設けられる。また、画素電極２２は、絶縁層２３を介して第１電極５１の上側に設けられ、平面視でマトリクス状に複数配置される。画素電極２２は、表示パネル１０の各画素Ｐｉｘを構成する副画素ＳＰｉｘに対応して設けられ、表示動作を行うための画素信号Ｖｐｉｘが供給される。また、第１電極５１は、表示動作の際に直流の表示用の駆動信号Ｖｃｏｍａが供給され、複数の画素電極２２に対する共通電極として機能する。
本実施形態において、第１基板２１に対して、ＴＦＴ層２４、第１電極５１、絶縁層２３、画素電極２２は、この順で積層されている。また、第１基板２１の下側には、図示しない接着層を介して偏光板２５が設けられる。画素電極２２及び第１電極５１は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。
なお、複数の画素電極２２の配列は、第１方向及び該第１方向に直交する第２方向に沿って配列されるマトリクス状の配列のみならず、隣り合う画素電極２２同士が第１方向又は第２方向にずれて配置される構成を採用することもできる。また、隣り合う画素電極２２の大きさの違いから、第１方向に配列される画素列を構成する１つの画素電極２２に対し、当該画素電極２２の一側に２又は３の複数の画素電極２２が配列される構成も採用可能である。
対向基板３は、第２基板３１と、第２基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、第２基板３１の他方の面に設けられた第２電極５２及び第３電極５３と、絶縁層３３を介して第２電極５２及び第３電極５３の上側に設けられた偏光板３５と、を含む。第２電極５２及び第３電極５３は、表示パネル１０の検出電極として機能する。第２電極５２及び第３電極５３の詳細な構成については後述する。カラーフィルタ３２は、第１基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は第１基板２１の上に配置されてもよい。本実施形態において、第１基板２１及び第２基板３１は、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
接着層７５を介して偏光板３５とカバー部材１００の第２面１００ｂとが貼り合わされる。接着層７５として、例えば、光学粘着フィルム（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）や、液状のＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）を用いることができる。
第１基板２１と第２基板３１とは所定の間隔を設けて対向して配置され、シール部６１により第１基板２１と第２基板３１との間の空間が封止される。第１基板２１と第２基板３１との間に液晶層６が設けられる。液晶層６は、通過する光を電界の状態に応じて変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図８に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されている。
第１基板２１の下方には、図示しない照明部（バックライト）が設けられる。照明部は、例えばＬＥＤ等の光源を有しており、光源からの光を第１基板２１に向けて射出する。照明部からの光は、画素基板２を通過して、その位置の液晶の状態により変調され、表示面への透過状態が場所によって変化する。これにより、表示面（第１面１００ａ）に画像が表示される。
次に表示パネル１０の表示動作について説明する。図９は、第１の実施形態に係る検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。第１基板２１のＴＦＴ層２４（図８参照）には、図９に示す各副画素ＳＰｉｘのスイッチング素子Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する信号線ＳＧＬ、各スイッチング素子Ｔｒを駆動する駆動信号を供給するゲート線ＧＣＬ等の配線が形成されている。信号線ＳＧＬ及びゲート線ＧＣＬは、第１基板２１の表面と平行な平面に延在する。
図９に示す表示パネル１０は、マトリクス状に配列された複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、それぞれスイッチング素子Ｔｒ及び液晶素子６ａを備えている。スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴで構成されている。画素電極２２と共通電極（第１電極５１）との間に絶縁層２３が設けられ、これらによって図９に示す保持容量６ｂが形成される。
図１に示すゲートドライバ１２は、ゲート線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ１２は、ゲート線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖｓｃａｎ（図１参照）を副画素ＳＰｉｘのスイッチング素子Ｔｒのゲートに印加することにより、副画素ＳＰｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。また、ソースドライバ１３は、選択された１水平ラインを構成する副画素ＳＰｉｘに、信号線ＳＧＬを介して画素信号Ｖｐｉｘを供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘでは、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に対して表示用の駆動信号Ｖｃｏｍａを印加する。これにより、各第１電極５１は、表示動作時には画素電極２２に対する共通電極として機能するものとなる。本実施形態では、第１電極５１はゲート線ＧＣＬに沿って延在し、信号線ＳＧＬと交差する。なお、これに限定されず、第１電極５１は例えばゲート線ＧＣＬと交差する方向に延びていてもよい。
図８に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図９に示す各副画素ＳＰｉｘに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として対応付けられ、３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに対応する副画素ＳＰｉｘを１組として画素Ｐｉｘが構成される。
次に第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３の構成について説明する。図１０は、第１電極、第２電極及び第３電極の関係を模式的に表す平面図である。図１１は、第１基板に設けられた第１電極の構成を説明するための平面図である。図１２は、第１電極、第２電極及び第３電極から延びる電界の電気力線を説明するための説明図である。なお、図１０では、見やすくするために、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３を実線で示し、カバー部材１００、第１基板２１及び第２基板３１を二点鎖線で示す。
図１０及び図１１に示すように、表示領域Ａｄの外側に額縁領域Ｇｄが設けられている。本明細書において、表示領域Ａｄは、画像を表示させるための領域であり、上述した複数の画素Ｐｉｘ（副画素ＳＰｉｘ）と重なる領域である。額縁領域Ｇｄは、表示領域Ａｄを囲む枠状の領域であり、カバー部材１００の外周よりも内側で、かつ、表示領域Ａｄよりも外側の領域を示す。本実施形態において、額縁領域Ｇｄの長辺に沿った方向を第１方向Ｄｘとし、第１方向Ｄｘと交差する方向を第２方向Ｄｙとする。
図１０及び図１１に示すように、第１電極５１は、第１基板２１の表示領域Ａｄに設けられ、第１方向Ｄｘに延びるとともに、第２方向Ｄｙに複数配列されている。図１１に示すように、第１基板２１の額縁領域Ｇｄには、ゲートスキャナ回路１２Ａ、マルチプレクサ１３Ａ、第１電極スキャナ回路１４Ａ等の各種回路が設けられている。
ゲートスキャナ回路１２Ａと第１電極スキャナ回路１４Ａは、第１電極５１の端部に対向して配置される。本実施形態では、ゲートスキャナ回路１２Ａと第１電極スキャナ回路１４Ａは、第１電極５１の一端側及び他端側にそれぞれ配置されているが、いずれか一方に配置されていてもよい。また、マルチプレクサ１３Ａは、第１電極５１とフレキシブル基板７１との間に配置される。
さらに、第１基板２１の額縁領域Ｇｄには、表示パネル１０の表示動作を制御するための表示用ＩＣ１９が設けられている。また、第１基板２１の額縁領域Ｇｄにフレキシブル基板７１が接続されている。第２基板３１の額縁領域Ｇｄにはフレキシブル基板７１Ａが接続されている。フレキシブル基板７１Ａは、接続部７１Ａｃを介してフレキシブル基板７１に電気的に接続されている。フレキシブル基板７１Ａには、表示パネル１０の検出動作を制御するための検出用ＩＣ１８が設けられている。なお、検出用ＩＣ１８及び表示用ＩＣ１９は、これに限定されず、例えばモジュール外部の制御基板に備えられていてもよい。検出用ＩＣ１８は、図１に示す検出制御部１１Ａ及び検出部４０として機能する。検出部４０の機能の一部は、表示用ＩＣ１９に含まれていてもよく、外部のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）の機能として設けられてもよい。表示用ＩＣ１９は、図１に示す表示制御部１１Ｂとして機能する。
ゲートスキャナ回路１２Ａは、ゲートドライバ１２（図１参照）に含まれる回路である。ゲートスキャナ回路１２Ａは、表示用ＩＣ１９から配線１２Ｌを介して供給された制御信号に基づいて、上述したゲート線ＧＣＬを順次選択する。マルチプレクサ１３Ａは、ソースドライバ１３（図１参照）に含まれる回路である。マルチプレクサ１３Ａは、表示用ＩＣ１９から供給された制御信号に基づいて、信号線ＳＧＬを順次選択する。第１電極スキャナ回路１４Ａは、第１電極ドライバ１４（図１参照）に含まれる回路である。第１電極スキャナ回路１４Ａは、表示用ＩＣ１９又は検出用ＩＣ１８から供給された制御信号に基づいて、第１電極５１を順次、又は同時に選択する。
図８及び図１０に示すように、第２電極５２は、第２基板３１の表示領域Ａｄに設けられ、第２方向Ｄｙに延びるとともに、第１方向Ｄｘに複数配列される。すなわち、第２電極５２は、第１電極５１の延出方向と交差する方向に延びる。第１電極５１と第２電極５２との交差部分にそれぞれ静電容量が形成される。第２電極５２は、第１電極５１と同様に、ＩＴＯ等の透光性導電材料を用いることができる。第２電極５２は、金属材料を用いてもよい。この場合、第２電極５２は、ジグザグ線、波線、或いは、メッシュ状の金属配線を複数有する構成とすることができる。
この構成により、相互静電容量方式を用いてタッチの検出を行う場合には、第１電極ドライバ１４が第１電極５１を時分割的に順次走査して駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。この場合、第１電極ドライバ１４は、複数の第１電極５１を含む駆動電極ブロックを同時に選択して、駆動電極ブロックごとに順次、駆動信号Ｖｃｏｍを供給してもよい。そして、第１電極５１と第２電極５２との間の静電容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが第２電極５２から出力されることにより、被検出体のタッチ検出が行われる。つまり、第１電極５１は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、第２電極５２は検出電極Ｅ２に対応する。
図１０及び図１１に示す第１電極５１は、表示パネル１０の複数の画素電極２２に対する共通電極として機能するとともに、表示パネル１０の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。
本実施形態では、第１電極５１と第２電極５２との間の静電容量変化に基づいて、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う場合を説明したが、第１電極５１及び第２電極５２のそれぞれの静電容量変化に基づいて、自己静電容量方式によるタッチ検出を行うことも可能である。
自己静電容量方式のタッチ検出において、第１電極ドライバ１４（図１参照）は、第１電極５１に駆動信号Ｖｓを供給する。第１電極５１は、第１電極ドライバ１４を介して、第１電極５１の静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＢを検出部４０に出力する。検出部４０は、第２方向Ｄｙに配列された第１電極５１のそれぞれの検出信号ＶｄｅｔＢに基づいて、第１面１００ａに接触又は近接する指等の被検出体の、第２方向Ｄｙにおける位置を求めることができる。第１電極ドライバ１４は、複数の第１電極５１に対して同時に駆動信号Ｖｓを供給してもよく、順次走査して駆動信号Ｖｓを供給してもよい。
同様に、第２電極ドライバ１５（図１参照）は、第２電極５２に駆動信号Ｖｓを供給する。第２電極５２は、第２電極ドライバ１５を介して、第２電極５２の静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＡを検出部４０に出力する。検出部４０は、第１方向Ｄｘに配列された第２電極５２のそれぞれの検出信号ＶｄｅｔＡに基づいて、第１面１００ａに接触又は近接する指等の被検出体の、第１方向Ｄｘにおける位置を求めることができる。第２電極ドライバ１５は、複数の第２電極５２に対して同時に駆動信号Ｖｓを供給してもよく、順次走査して駆動信号Ｖｓを供給してもよい。
検出部４０は、第１電極５１から出力された検出信号ＶｄｅｔＢと、第２電極５２から出力された検出信号ＶｄｅｔＡから、指等の被検出体の接触又は近接する位置の座標を求めることができる。以上のように、第１電極５１及び第２電極５２は、上述した自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理における検出電極Ｅ３に対応する。つまり、第１電極５１及び第２電極５２は、表示パネル１０の自己静電容量方式によるタッチ検出を行う際の検出電極としても機能する。
図１０に示すように、第３電極５３は、第２基板３１の額縁領域Ｇｄにおいて、平面視で第１電極５１及び第２電極５２を囲むように設けられている。本実施形態では、第３電極５３は、第２電極５２と同層に設けられている。第３電極５３は、第２電極５２と同じ材料、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料を用いることができる。また、第３電極５３は、図８に示すように加飾層１０１と重なる位置に設けられているので、良好な導電性を有する金属材料を用いてもよい。この場合、第３電極５３として、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料を用いることができる。
第３電極５３は、第１方向Ｄｘに延びる複数の第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、第２方向Ｄｙに延びる複数の第２部分５３ｅ、５３ｆと、を含む。図１０に示すように、第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ及び第２部分５３ｅ、５３ｆはそれぞれ、配線Ｌ１、フレキシブル基板７１Ａを介して、検出用ＩＣ１８に電気的に接続される。また、第２電極５２は、それぞれ配線３７、フレキシブル基板７１Ａを介して検出用ＩＣ１８に電気的に接続される。複数の配線３７は、第１部分５３ｃと第１部分５３ｄとの間を通ってフレキシブル基板７１Ａに接続される。
第１部分５３ａと、第１部分５３ｂとは、額縁領域Ｇｄの長辺に沿って設けられており、第１方向Ｄｘに長い長方形状を呈している。また、第１部分５３ａと第１部分５３ｂとは、第１方向Ｄｘに沿って互いに隣り合って配置される。第１部分５３ａと第１部分５３ｂとは、それぞれ、第２方向Ｄｙに延びる複数の第２電極５２の一方の端部と対向して配置される。第１部分５３ｃ及び第１部分５３ｄは、それぞれ第２電極５２に対して第１部分５３ａ及び第１部分５３ｂとは反対側の額縁領域Ｇｄの長辺に設けられる。また、第１部分５３ｃと第１部分５３ｄとは、第１方向Ｄｘに沿って互いに隣り合って配置される。第１部分５３ａと第１部分５３ｂとは、それぞれ、第２方向Ｄｙに延びる複数の第２電極５２の他方の端部と対向して配置される。
第２部分５３ｅは、額縁領域Ｇｄの短辺に沿って設けられている。つまり、第２部分５３ｅは、第２方向Ｄｙに沿って設けられ、第２電極５２と並んだ状態で配置される。また、第２部分５３ｅは、平面視において、第１電極５１の一方の端部と対向して配置される。第２部分５３ｆは、第２電極５２に対して第２部分５３ｅとは反対側の額縁領域Ｇｄの短辺に沿って設けられている。他の構成は第２部分５３ｅと同様である。
このように、第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ及び第２部分５３ｅ、５３ｆは、平面視において、第１電極５１及び第２電極５２を囲んで配置される。
本実施形態において、第３電極５３は、ホバー検出の際の検出電極として機能する。ホバー検出において、第１電極ドライバ１４は、全ての第１電極５１に対して同時に駆動信号Ｖｐを供給する。これにより、図１２に示すように、第１電極５１から第３電極５３に向かって延びるフリンジ電界の電気力線Ｅｍ２が生じる。表示領域Ａｄの全面の第１電極５１に対して駆動信号Ｖｐを供給することで、電気力線Ｅｍ２は、カバー部材１００（図１２では省略して示す）の第１面１００ａよりも上側に延びる。ホバー検出における駆動信号Ｖｐは、上述したタッチ検出における駆動信号Ｖｃｏｍと異なる振幅を有する電圧信号とすることができる。
図１２では、上述した相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の、第１電極５１と第２電極５２との間に形成されるフリンジ電界の電気力線Ｅｍ１を併せて示している。ホバー検出における電気力線Ｅｍ２は、相互静電容量方式によるタッチ検出における電気力線Ｅｍ１よりも、第１面１００ａから離れた位置まで延びる。なお、自己静電容量方式によるタッチ検出の際には、第１電極５１から生じる電界の電気力線Ｅｓ１は、第１電極５１から上側に延び、第２電極５２から生じる電界の電気力線Ｅｓ２は、第２電極５２から上側に延びる。
第１面１００ａから所定の距離、離れた状態の指や手等の被検出体により電気力線Ｅｍ２が遮られると、第１電極５１と第３電極５３との間の静電容量Ｃ１ａ、Ｃ１ｂが変化する。第３電極５３は、静電容量Ｃ１ａ、Ｃ１ｂの変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを検出部４０（図１参照）に出力する。これにより、第１面１００ａから離れた状態の指等の被検出体を検出する、いわゆるホバー検出が可能である。ホバー検出において、上述した相互静電容量方式のタッチ検出よりも、第１面１００ａに対して垂直な方向において第１面１００ａから離れた位置の被検出体を検出することができる。すなわち、ホバー検出において、第１電極５１は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、第３電極５３は、検出電極Ｅ２に対応する。
座標抽出部４５（図２参照）は、図１０に示す第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ及び第２部分５３ｅ、５３ｆからそれぞれ出力される検出信号ＶｄｅｔＣを比較することで、近接する指や手等の被検出体の位置を求めることができる。例えば、座標抽出部４５は、第２部分５３ｅから出力される検出信号ＶｄｅｔＣと、第２部分５３ｆから出力される検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、被検出体の第１方向Ｄｘにおける位置を求めることができる。また、座標抽出部４５は、第１部分５３ａ、５３ｂから出力される検出信号ＶｄｅｔＣと、第１部分５３ｃ、５３ｄから出力される検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、被検出体の第２方向Ｄｙにおける位置を求めることができる。
本実施形態では、第１部分５３ａと第１部分５３ｂとが第１方向Ｄｘに隣り合って配列されているので、第１部分５３ａの検出信号ＶｄｅｔＣと、第１部分５３ｂの検出信号ＶｄｅｔＣとを比較して被検出体の第１方向Ｄｘにおける位置を求めてもよい。また、第１部分５３ｃと第１部分５３ｄとが第１方向Ｄｘに隣り合って配列されているので、第１部分５３ｃの検出信号ＶｄｅｔＣと、第１部分５３ｄの検出信号ＶｄｅｔＣとを比較して被検出体の第１方向Ｄｘにおける位置を求めてもよい。
座標抽出部４５（図２参照）は、第１面１００ａから所定の距離、離れた状態の指や手等の被検出体の位置の変化を求め、被検出体のジェスチャを検出することができる。検出制御部１１Ａは、検出されたジェスチャに応じた制御信号を表示制御部１１Ｂに出力し、表示制御部１１Ｂは、ジェスチャに応じた表示動作を実行する。
本実施形態では、額縁領域Ｇｄの１つの長辺に２つの第１部分５３ａ、５３ｂが設けられているが、これに限定されず、額縁領域Ｇｄの各辺に配置される第３電極５３の数は適宜変更してもよい。ホバー検出において、検出の解像度は被検出体のジェスチャを検出可能であればよく、タッチ検出に比べて解像度を小さくできる。このため、額縁領域Ｇｄの各辺に配置される第３電極５３の数は、第１電極５１又は第２電極５２よりも少なくすることができる。
図１０に示す例では、第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの幅は、第２部分５３ｅ、５３ｆの幅よりも小さい。これにより、額縁領域Ｇｄの長辺における狭額縁化が可能である。ただし、これに限定されず、第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ及び第２部分５３ｅ、５３ｆの形状は適宜変更してもよい。例えば、第１部分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと第２部分５３ｅ、５３ｆとを同じ幅、同じ長さとしてもよい。
なお、ホバー検出において、全ての第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給することが好ましいが、これに限定されず、一部の第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給してもよい。例えば、第２方向Ｄｙに配列された第１電極５１を複数のブロックに分けて、ブロックごとに駆動信号Ｖｐを供給してもよい。また、図１２に示す例では、第１電極５１がホバー検出における駆動電極として用いられる場合を示したが、これに限定されない。第２電極ドライバ１５が第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給して、第２電極５２と第３電極５３との間の静電容量の変化によりホバー検出を行ってもよい。この場合、全ての第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給してもよく、或いは一部の第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給してもよい。また、第１電極５１と第２電極５２の両方に駆動信号Ｖｐを供給してもよい。
次に本実施形態の表示装置１の動作方法の一例を説明する。図１３は、第１の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。表示装置１の動作方法の一例として、表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）、ホバー検出動作（ホバー検出期間）及び表示動作（表示期間）を時分割に行う。タッチ検出動作、ホバー検出動作及び表示動作はどのように分けて行ってもよい。例えば、表示パネル１０の１フレーム期間（１Ｆ）、すなわち、１画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作、ホバー検出動作及び表示動作をそれぞれ時分割に行う方法について説明する。
図１３に示すように、複数の表示期間Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４、Ｐｄ５（以下、表示期間Ｐｄとして示す場合がある。）と、複数の検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３、Ｐｔ４、Ｐｔ５（以下、検出期間Ｐｔとして示す場合がある。）と、が交互に配置される。これらの表示期間Ｐｄと検出期間Ｐｔとは、表示制御部１１Ｂ（図１参照）からの制御信号に基づいて切り換えられる。
表示期間Ｐｄにおいて、表示制御部１１Ｂは、上述したように、ソースドライバ１３を介して、各表示期間Ｐｄに選択される複数行の信号線ＳＧＬを介して画素Ｐｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図１３は、ＲＧＢの色毎の映像信号を示している。ＲＧＢの各色に対応する副画素ＳＰｉｘが選択され、選択された副画素ＳＰｉｘに色毎の映像信号が供給されることにより、画像の表示動作が実行される。第１電極５１は表示パネル１０の共通電極を兼用するので、第１電極ドライバ１４は、表示期間Ｐｄにおいて、表示領域Ａｄの全ての第１電極５１又は選択される第１電極５１に対して表示駆動用の共通電位である駆動信号Ｖｃｏｍａを供給する。
検出期間Ｐｔ１は、上述した、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づくタッチ検出が行われる。表示制御部１１Ｂは、第１電極ドライバ１４に制御信号を出力し、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１にタッチ検出用の駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。第２電極５２は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて、第１電極５１と第２電極５２との間に形成される静電容量の変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔを出力する。検出部４０は、検出信号Ｖｄｅｔから、表示領域Ａｄに対するタッチ入力の有無、及び入力位置の座標の演算を行う。なお、図１３では、検出期間Ｐｔ１を１つの期間のみ示しているが、１フレーム期間に複数回、設けられていてもよい。
各検出期間Ｐｔにおいて、信号線ＳＧＬは、電圧信号が供給されず電位が固定されていないフローティング状態としてもよい。これにより、第１電極５１と信号線ＳＧＬとの容量結合が抑制され、寄生容量が低減されるので、タッチ検出における検出感度の低下を抑制できる。なお、各検出期間Ｐｔにおいて、ゲート線ＧＣＬ（図９参照）もフローティング状態としてもよい。
また、検出期間Ｐｔ１において、第３電極ドライバ１６は第３電極５３にガード信号ＶｇｄＮを供給する。ガード信号ＶｇｄＮは、例えば第２電極５２と同じ電位を有する直流電圧信号である。これにより、第３電極５３は、シールド電極として機能し、ＴＦＴ層２４（図８参照）に含まれるゲートスキャナ回路１２Ａや各種配線から発生するノイズを抑制して、第２電極５２の寄生容量を低減することができる。図８に示すように、第３電極５３は、ゲートスキャナ回路１２Ａや第１電極スキャナ回路１４Ａ、各種配線が設けられる第１基板２１の上方に設けられる。言い換えると、ゲートスキャナ回路１２Ａや第１電極スキャナ回路１４Ａと、第３電極５３とは、平面視で重なり合う位置に配置されている。これにより、第３電極５３は、被検出体とゲートスキャナ回路１２Ａ等との間に配置される。なお、第３電極５３は、各検出期間Ｐｔにおいて、グラウンドに接続され接地された状態としてもよい。
検出期間Ｐｔ２は、ノイズ検出期間である。第１電極ドライバ１４は、第１電極５１への駆動信号Ｖｃｏｍの供給を停止して、固定された電位を有する直流の電圧信号ＶｃｏｍＮを供給する。第２電極５２は、外部から侵入するノイズ信号ＶｄｅｔＮを検出部４０に出力する。検出部４０は、ノイズ信号ＶｄｅｔＮの周波数、振幅等のノイズに関する情報を演算する。検出制御部１１Ａは、このノイズに関する情報に基づいて、各検出動作の制御を行うことができる。例えば、検出制御部１１Ａは、駆動信号Ｖｃｏｍの周波数や振幅を変更してもよく、又は、表示動作と各検出動作とが繰り返し実行される周波数を変更してもよい。
検出期間Ｐｔ２においても、第３電極ドライバ１６は第３電極５３に対しガード信号ＶｇｄＮを供給し、第３電極５３は、ノイズシールド電極として機能する。ＴＦＴ層２４（図８参照）に含まれるゲートスキャナ回路１２Ａや各種配線から発生するノイズが、第３電極５３によって抑制されるので、外部環境のノイズを精度よく検出することができる。
検出期間Ｐｔ３と検出期間Ｐｔ４において、上述した、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づくタッチ検出が行われる。検出期間Ｐｔ３において、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｓを供給する。第１電極５１は、静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＢを、第１電極ドライバ１４を介して検出部４０に出力する。検出期間Ｐｔ４において、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に駆動信号Ｖｓを供給する。第２電極５２は、静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＡを、第２電極ドライバ１５を介して検出部４０に出力する。検出部４０は、検出信号ＶｄｅｔＡ、ＶｄｅｔＢに基づいて、表示領域Ａｄに対するタッチ入力の有無、及び入力位置の座標の演算を行う。このようにして、自己静電容量方式のタッチ検出を行うことができる。
検出期間Ｐｔ３において、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２にガード信号Ｖｇｄを供給する。また、第３電極ドライバ１６は、第３電極５３にガード信号Ｖｇｄを供給する。ガード信号Ｖｇｄは、駆動信号Ｖｓと同期した、同じ振幅及び同じ周波数を有する電圧信号である。これにより、第２電極５２及び第３電極５３は、第１電極５１と同期して同じ電位で駆動されるので、第１電極５１と第２電極５２との間の寄生容量、及び第１電極５１と第３電極５３との間の寄生容量が抑制される。つまり、検出期間Ｐｔ３において第２電極５２及び第３電極５３は、第１電極５１に対するシールド電極として機能する。同様に、検出期間Ｐｔ４において、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１にガード信号Ｖｇｄを供給する。また、第３電極ドライバ１６は、第３電極５３にガード信号Ｖｇｄを供給する。検出期間Ｐｔ４において第１電極５１及び第３電極５３は、第２電極５２に対するシールド電極として機能する。これにより、検出期間Ｐｔ３及び検出期間Ｐｔ４におけるタッチ検出の検出精度の低下を抑制できる。
検出期間Ｐｔ５において、上述した、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づくホバー検出動作が行われる。検出期間Ｐｔ５において、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給する。また、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給する。第１電極ドライバ１４と第２電極ドライバ１５はそれぞれ全ての第１電極５１と第２電極５２に対して駆動信号Ｖｐを供給してもよく、一部の第１電極５１或いは一部の第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給してもよい。第３電極５３は、第１電極５１と第３電極５３との間の静電容量の変化、及び第２電極５２と第３電極５３との間の静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを、検出部４０に出力する。検出部４０は、検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。
図１３では、第１電極５１と第２電極５２との両方に駆動信号Ｖｐが供給されているが、これに限らず、いずれか一方に駆動信号Ｖｐが供給される場合であってもよい。例えば、第１電極ドライバ１４が第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給し、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給せず、第２電極５２をフローティング状態としてもよい。或いは、第２電極ドライバ１５が第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給し、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給せず、第１電極５１をフローティング状態としてもよい。
また、検出期間Ｐｔ５において、ＴＦＴ層２４のゲートスキャナ回路１２Ａ（図８参照）や配線１２Ｌ等の周辺回路に対して、駆動信号Ｖｐと同期した、同じ振幅及び同じ周波数を有するガード信号を供給してもよい。こうすれば、ＴＦＴ層２４に含まれる周辺回路や各種配線と、第３電極５３との間の寄生容量が低減されるので、検出精度の低下を抑制することができる。
以上のように、１フレーム期間１Ｆにおいて、表示動作と各検出動作とが時分割に実行される。なお、図１３に示す例では、１フレーム期間１Ｆにおいて、各検出期間Ｐｔの検出動作は、それぞれ１回実行されているが、適宜変更することができる。例えば、各検出期間Ｐｔの検出動作は、それぞれ１フレーム期間１Ｆに２回以上実行してもよい。又は、１フレーム期間１Ｆに各検出期間Ｐｔの検出動作のいずれかを実行しない場合であってもよい。
以上説明したように、本実施形態の表示装置１は、第１基板２１と、第１基板２１と対向する第２基板３１と、第１基板２１と第２基板３１との間に設けられ、表示領域Ａｄに画像を表示させるための液晶層６（表示機能層）と、第１基板２１と第２基板３１との間において表示領域Ａｄに設けられた第１電極５１と、第２基板３１の面上において、第１電極５１と対向して表示領域Ａｄに設けられる第２電極５２と、第２基板３１の面上において、表示領域Ａｄの外側の額縁領域Ｇｄに設けられた第３電極５３と、第１電極５１又は第２電極５２の少なくとも一方に駆動信号Ｖｐ（第１駆動信号）を供給する第１電極ドライバ１４又は第２電極ドライバ１５（駆動回路）と、を有する。表示装置１は、第３電極５３と、第１電極５１又は第２電極５２の少なくとも一方との間の容量変化に応じて第３電極５３から出力された検出信号ＶｄｅｔＣ（第１検出信号）に基づいて、第２基板３１に近接する被検出体を検出するホバー検出動作を行う。
この構成により、タッチ検出に用いられる第１電極５１及び第２電極５２に加えて、ホバー検出の検出電極として機能する第３電極５３を設けているので、タッチ検出の検出性能の低下を抑制しつつ、良好にホバー検出を行うことができる。具体的には、ホバー検出において、第１電極ドライバ１４は、全ての第１電極５１に対して同時に駆動信号Ｖｐを供給する。これにより、図１２に示すように、フリンジ電界の電気力線Ｅｍ２が検出面１００ａよりも上方に延び、離れた位置の被検出体を検出することができる。第１電極５１は、タッチ検出の際に駆動電極として機能するとともに、ホバー検出の際の駆動電極として機能する。また、第２電極５２は、タッチ検出の際に検出電極として機能するとともに、ホバー検出の際の駆動電極として機能することができる。具体的には、ホバー検出において、第１電極ドライバ１４は、全ての第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給するとともに、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に対しても同時に駆動信号Ｖｐを供給する。これにより、図１２に示すように、フリンジ電界の電気力線Ｅｍ２が検出面１００ａよりさらに上方に延び、より離れた位置の被検出体を検出することができる。このように、タッチ検出に用いられる第１電極５１及び第２電極５２の一部又は全部が、ホバー検出の際の駆動電極を兼ねるので、表示装置１の構成を簡便にすることができる。
（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１４に示すように、本実施形態の表示装置１Ａにおいて、第３電極５４はカバー部材１００の第２面１００ｂに設けられている。額縁領域Ｇｄにおいて、カバー部材１００の第２面１００ｂに加飾層１０１が設けられ、加飾層１０１の表示パネル１０側に第３電極５４が設けられている。また、カバー部材１００の第２面１００ｂにフレキシブル基板７１Ｂが接続されており、フレキシブル基板７１Ｂは、第１基板２１に設けられたフレキシブル基板７１と接続される。第３電極５４は、フレキシブル基板７１Ｂを介して、フレキシブル基板７１に実装された検出用ＩＣ１８と電気的に接続される。これにより、第３電極５４から検出信号ＶｄｅｔＣが検出用ＩＣ１８に出力される。
図１５は、第２の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の関係を模式的に表す平面図である。図１６は、第２の実施形態に係る第１基板に設けられた第１電極の構成を説明するための平面図である。図１７は、第２の実施形態に係る第２基板に設けられた第２電極の構成を説明するための平面図である。図１８は、第２の実施形態に係るカバー部材に設けられた第３電極の構成を説明するための平面図である。
図１５及び図１６に示すように、第１電極５１は、第１の実施形態と同様の構成であり、第１基板２１の表示領域Ａｄにおいて、第１方向Ｄｘに延びるとともに、第２方向Ｄｙに複数配列されている。図１６に示すように、第１電極スキャナ回路１４Ａ、マルチプレクサ１３Ａ、表示用ＩＣ１９及びフレキシブル基板７１は、第１基板２１の額縁領域Ｇｄの短辺に接続されている。第１電極５１とフレキシブル基板７１との間に第１電極スキャナ回路１４Ａ及びマルチプレクサ１３Ａが配置される。本実施形態において、第１電極５１は、図９に示す信号線ＳＧＬと平行な方向に延在し、ゲート線ＧＣＬと交差する。ただし、表示用ＩＣ１９とフレキシブル基板７１は第１の実施形態と同様に、第１基板２１の額縁領域Ｇｄの長辺に接続されていてもよい。
図１７に示すように、第２電極５２は、第１の実施形態と同様の構成であり、第２基板３１の表示領域Ａｄにおいて、第２方向Ｄｙに延びるとともに、第１方向Ｄｘに複数配列されている。第２電極５２は、それぞれ額縁配線３７を介して額縁領域Ｇｄの短辺に接続されたフレキシブル基板７１Ａに接続される。上述のように、第３電極５４はカバー部材１００に設けられるので、第２基板３１の額縁領域Ｇｄには第３電極５４は設けられていない。フレキシブル基板７１Ａは、図１４に示すように、第１基板２１に接続されたフレキシブル基板７１に接続される。これにより第２電極５２から出力される検出信号Ｖｄｅｔ、ノイズ信号ＶｄｅｔＮ（図１３参照）等がフレキシブル基板７１Ａ及びフレキシブル基板７１を介して、検出用ＩＣ１８に供給される。
なお、第２基板３１の額縁領域Ｇｄには、第２電極５２を囲むようにガード電極５９を設けてもよい。ガード電極５９は、１本の連続した電極により、第２電極５２を囲む枠状となっている。ガード電極５９は、これに限定されず、上述した第３電極５３と同様に複数の部分に分けて設けられていてもよい。ガード電極５９は、配線５９ａ、フレキシブル基板７１Ａを介して検出用ＩＣ１８と電気的に接続される。第２電極５２にそれぞれ接続された配線３７は、ガード電極５９の対向する端部の間を通ってフレキシブル基板７１Ａに接続される。上述した相互静電容量方式のタッチ検出の際に（図１３の検出期間Ｐｔ１参照）、ガード電極は、例えば第２電極５２と同じ電位を有するガード信号ＶｇｄＮが供給される。これによりガード電極は、ノイズシールド電極として機能し、ＴＦＴ層２４（図８参照）に含まれるゲートスキャナ回路１２Ａや各種配線から発生するノイズを抑制する。
図１５及び図１８に示すように、第３電極５４は、額縁領域Ｇｄにおいて第２基板３１と平行な面上であるカバー部材１００に設けられている。つまり、本実施形態では、第３電極５４は第２電極５２と異なる層に設けられている。図１４に示すように、第３電極５４は、第１電極スキャナ回路１４Ａやマルチプレクサ１３Ａ、各種配線が設けられる第１基板２１の上方に設けられる。言い換えると、第１電極スキャナ回路１４Ａやマルチプレクサ１３Ａと、第３電極５３とは、平面視で重なり合う位置に配置されている。これにより、第３電極５４は、被検出体と第１電極スキャナ回路１４Ａ等との間に配置される。また、図１５に示すように、第３電極５４は、平面視で第１電極５１及び第２電極５２を囲むように設けられている。なお、図１８は、カバー部材１００を第１面１００ａ側から見たときの平面図を示す。
第３電極５４は、第１方向Ｄｘに沿って設けられた複数の第１部分５４ａ、５４ｂと、第２方向Ｄｙに沿って設けられた複数の第２部分５４ｃ、５４ｄと、を含む。第１部分５４ａ、５４ｂ及び第２部分５４ｃ、５４ｄは、それぞれ配線Ｌ２を介して、額縁領域Ｇｄに設けられたフレキシブル基板７１Ｂに接続される。上述したように、第１部分５４ａ、５４ｂ及び第２部分５４ｃ、５４ｄはそれぞれ検出用ＩＣ１８に接続される。
第１部分５４ａは、額縁領域Ｇｄの長辺の一方に沿って設けられる。また、第１部分５４ａは、第２方向Ｄｙに延びる複数の第２電極５２の一方の端部と対向して配置される。第１部分５４ｂは、第２電極５２に対して第１部分５４ａとは反対側の額縁領域Ｇｄの長辺の他方に沿って設けられる。また、第１部分５４ｂは、第２方向Ｄｙに延びる複数の第２電極５２の他方の端部と対向して配置される。
第２部分５４ｃは、額縁領域Ｇｄの短辺の一方に沿って設けられる。また、第２部分５４ｃは、平面視において、第２電極５２と並んだ状態で配置され、かつ、第１方向Ｄｘに延びる複数の第１電極５１の一方の端部と対向して配置される。第２部分５４ｄは、第２電極５２に対して第２部分５４ｃとは反対側の額縁領域Ｇｄの短辺の他方に沿って設けられる。また、第２部分５４ｄは、平面視において、第１方向Ｄｘに延びる複数の第１電極５１の他方の端部と対向して配置される。
このように、第１部分５４ａ、５４ｂと、第２部分５４ｃ、５４ｄとは、平面視において、表示領域Ａｄの第１電極５１及び第２電極５２を囲んで配置される。
本実施形態において、第３電極５４は、ホバー検出の際の検出電極として機能する。図１３に示すタイミング波形図と同様に、検出期間Ｐｔ１では、第１電極５１と第２電極５２との間の静電容量の変化に基づいて相互静電容量方式のタッチ検出が実行される。検出期間Ｐｔ２では、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて、ノイズ検出が実行される。検出期間Ｐｔ３、Ｐｔ４では、それぞれ第１電極５１、第２電極５２が検出電極として機能し、自己静電容量方式のタッチ検出が実行される。そして、検出期間Ｐｔ５では、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づくホバー検出動作が行われる。
検出期間Ｐｔ５において、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給する。また、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給する。第１電極ドライバ１４と第２電極ドライバ１５はそれぞれ全ての第１電極５１と第２電極５２に対して駆動信号Ｖｐを供給してもよく、一部の第１電極５１或いは一部の第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給してもよい。第３電極５４は、第１電極５１と第３電極５４との間の静電容量の変化、及び第２電極５２と第３電極５４との間の静電容量の変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを、検出部４０に出力する。検出部４０は、検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。
本実施形態では、第３電極５４が、第２電極５２とは異なる層、すなわち、カバー部材１００に設けられている。このため、第２電極５２及び額縁配線３７による制約が少なくなり、第３電極５４の形状や配置の自由度を高めることができる。また、第２基板３１に第３電極５４が設けられていないので、第２基板３１の額縁領域Ｇｄの狭額縁化を図ることができる。
本実施形態では、第１部分５４ａ、５４ｂ及び第２部分５４ｃ、５４ｄは、額縁領域Ｇｄの１つの辺に対し１つずつ配置されているが、これに限定されない。上述した第１の実施形態と同様に、額縁領域Ｇｄの１つの辺において、２つ以上の電極を設けることもできる。こうすれば、額縁領域Ｇｄの１つの辺に沿った方向において、ホバー検出の解像度を高めることができ、指や手等の被検出体のジェスチャを精度よく検出することができる。また、第１部分５４ａ、５４ｂ及び第２部分５４ｃ、５４ｄの形状は適宜変更してもよい。
（第３の実施形態）
図１９は、第３の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。図２０は、第３の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。
図１９に示すように、第１電極５１、第２電極５２ａ−５２ｇ及び第３電極５３の構成は、上述した第１の実施形態の図１０及び図１１に示す第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３の構成と同様である。第１電極５１は、上述した相互静電容量方式におけるタッチ検出及びホバー検出における駆動電極であり、自己静電容量方式におけるタッチ検出の検出電極である。第２電極５２ａ−５２ｇは、上述した相互静電容量方式におけるタッチ検出の検出電極であり、自己静電容量方式におけるタッチ検出の検出電極である。第２電極５２ａ−５２ｇは、それぞれ配線３７ａ−３７ｇ及びフレキシブル基板７１Ａを介して検出用ＩＣ１８と電気的に接続される。第３電極５３はホバー検出における検出電極である。本実施形態において、第１方向Ｄｘに配列された複数の第２電極５２ａ−５２ｇのうち、第１方向Ｄｘの中央部に配置された第２電極５２ｄがホバー検出における検出電極として機能する。
具体的には、図２０に示すように、検出期間Ｐｔ１において相互静電容量方式のタッチ検出が実行され、第２電極５２ａ−５２ｇは、第１電極５１と第２電極５２ａ−５２ｇとの間の静電容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔを出力し、検出電極として機能する。検出期間Ｐｔ２において、第２電極５２ａ−５２ｇは、外部から侵入するノイズ信号ＶｄｅｔＮを出力し、ノイズ検出の検出電極として機能する。検出期間Ｐｔ３では、自己静電容量方式のタッチ検出が実行され、第２電極５２ａ−５２ｇは、ガード信号Ｖｇｄが供給され、第１電極５１に対するシールド電極として機能する。また、検出期間Ｐｔ４では、自己静電容量方式のタッチ検出が実行され、第２電極５２ａ−５２ｇは、駆動信号Ｖｓが供給され、第２電極５２ａ−５２ｇの静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＢを出力し、検出電極として機能する。
検出期間Ｐｔ５において、第２電極ドライバ１５は、複数の第２電極５２ａ−５２ｇのうち、検出電極として機能せず駆動電極として機能する第２電極５２ａ−５２ｃと第２電極５２ｅ−５２ｇに駆動信号Ｖｐを供給する。また、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給する。そして、第２電極５２ｄは、第１電極５１と第２電極５２ｄとの間の静電容量変化及び第２電極５２ａ−５２ｃ、５２ｅ−５２ｇと第２電極５２ｄとの間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。また、第３電極５３は、第１電極５１と第３電極５３との間の静電容量変化及び第２電極５２ａ−５２ｃ、５２ｅ−５２ｇと第３電極５３との間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。
検出部４０は、第２電極５２ｄ及び第３電極５３から出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。
図１９に示すように、表示領域Ａｄは、第２電極５２ｄによって区分けされた第１領域Ａｄ１と第２領域Ａｄ２とを含む。第１領域Ａｄ１と第２領域Ａｄ２とは第２電極５２ｄを挟んで第１方向Ｄｘに並んでいる。検出期間Ｐｔ５において駆動電極として機能する第２電極５２ａ−５２ｃは、第１領域Ａｄ１に設けられ、第１部分５３ａ、５３ｃと、第２部分５３ｅと、第２電極５２ｄとによって囲まれている。また、検出期間Ｐｔ５において駆動電極として機能する第２電極５２ｅ−５２ｇは、第２領域Ａｄ２に設けられ、第１部分５３ｂ、５３ｄと、第２部分５３ｆと、第２電極５２ｄとによって囲まれている。
検出部４０は、第１部分５３ａ、５３ｃ、第２部分５３ｅ及び第２電極５２ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、第１領域Ａｄ１に近接する被検出体の位置を算出することができる。また、検出部４０は、第１部分５３ｂ、５３ｄ、第２部分５３ｆ及び第２電極５２ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、第２領域Ａｄ２に近接する被検出体の位置を算出することができる。
本実施形態では、第２電極５２ｄがホバー検出における検出電極として用いられるので、近接する指や手等の被検出体の位置を容易に算出することができ、ジェスチャの検出精度を高めることができる。
図１９に示す例では、第１方向Ｄｘの中央部に位置する１つの第２電極５２ｄがホバー検出における検出電極として用いられているが、これに限定されない。例えば、第１方向Ｄｘに並ぶ複数の第２電極５２のうち、中央部に位置する２つ以上の第２電極５２を検出電極として用いてもよい。また、図２０に示すように検出期間Ｐｔ５では、第１電極５１及び第２電極５２ａ−５２ｃ、５２ｅ−５２ｇに駆動信号Ｖｐが供給されているが、これに限定されず、少なくとも一方に駆動信号Ｖｐが供給されればよい。例えば、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給し、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２ａ−５２ｃ、５２ｅ−５２ｇに駆動信号Ｖｐを供給せずフローティング状態としてもよい。或いは、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２ａ−５２ｃ、５２ｅ−５２ｇに駆動信号Ｖｐを供給し、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給せずフローティング状態としてもよい。
（第４の実施形態）
図２１は、第４の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。図２２は、第４の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。本実施形態において、第１方向Ｄｘに配列された複数の第２電極５２ａ−５２ｇのうち、第１方向Ｄｘの外側に配置された第２電極５２ａと第２電極５２ｇがホバー検出における検出電極として機能する。ホバー検出における駆動電極として機能する第２電極５２ｂ−５２ｆは、第１部分５３ａ−５３ｄと、第２電極５２ａ、５２ｇとによって囲まれている。第３電極５３は、第１部分５３ａ−５３ｄを含み、図１０等に示す第２部分５３ｅ、５３ｆは設けられていない。したがって、額縁領域Ｇｄの短辺、すなわち第２電極５２ａ、５２ｇに沿って延びる部分の狭額縁化を図ることができる。
図２２に示すように、第２電極５２ｂ−５２ｆ及び第２電極５２ａ、５２ｇ（以下、第２電極５２ｂ−５２ｆ及び第２電極５２ａ、５２ｇは、第２電極５２ａ−５２ｇと表す）は、上述した各実施形態と同様に、検出期間Ｐｔ１において相互静電容量方式のタッチ検出の検出電極として機能する。また、検出期間Ｐｔ２において、第２電極５２ａ−５２ｇは、ノイズ検出の検出電極として機能する。第２電極５２ａ−５２ｇは、検出期間Ｐｔ３において、自己静電容量方式のタッチ検出の第１電極５１に対するシールド電極として機能し、検出期間Ｐｔ４では、自己静電容量方式のタッチ検出の検出電極として機能する。
検出期間Ｐｔ５において、第２電極ドライバ１５は、複数の第２電極５２ａ−５２ｇのうち、検出電極として機能せず駆動電極として機能する第２電極５２ｂ−５２ｆに駆動信号Ｖｐを供給する。また、第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給する。そして、第２電極５２ａは、第１電極５１と第２電極５２ａとの間の静電容量変化及び第２電極５２ｂ−５２ｆと第２電極５２ａとの間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。第２電極５２ｇは、第１電極５１と第２電極５２ｇとの間の静電容量変化及び第２電極５２ｂ−５２ｆと第２電極５２ｇとの間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。また、第３電極５３は、第１電極５１と第３電極５３との間の静電容量変化及び第２電極５２ｂ−５２ｆと第３電極５３との間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。
検出部４０は、第２電極５２ａ、５２ｇ及び第３電極５３から出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、指や手等の被検出体の近接の有無を検出することができる。また、検出部４０は、第１部分５３ａ、５３ｂから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第１部分５３ｃ、５３ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、第２方向Ｄｙにおける指や手等の被検出体の位置を検出することができる。さらに検出部４０は、第２電極５２ａから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第２電極５２ｇから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、第１方向Ｄｘにおける指や手等の被検出体の位置を検出することができる。このようにして、検出部４０は、指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。
本実施形態において、第１方向Ｄｘに配列された複数の第２電極５２ａ−５２ｇのうち、第１方向Ｄｘの外側に配置された第２電極５２ａと第２電極５２ｇがホバー検出における検出電極として機能する。これにより、第３電極５３の数を少なくすることができ、また、第３電極５３に接続される配線Ｌ１の数を少なくすることができるので、額縁領域Ｇｄの狭額縁化を図ることができる。
本実施形態では、２つの第２電極５２ａ、５２ｇがホバー検出における検出電極として用いられているが、これに限定されない。例えば、上述した第３の実施形態と同様に、第２電極５２ａ、５２ｇに加えて、第１方向Ｄｘの中央部に配置された第２電極５２ｄを検出電極として用いてもよい。
図２３は、第４の実施形態の変形例に係る各電極の構成を説明するための平面図である。本変形例において、額縁領域Ｇｄの短辺に、図１０等に示す第２部分５３ｅ、５３ｆと同様に、シールド電極５８が設けられている。シールド電極５８は、それぞれ第２電極５２ａ、５２ｇと第１方向Ｄｘに隣り合って配置され、第２方向Ｄｙに延びる。
本変形例では、図２２に示す検出期間Ｐｔ１、Ｐｔ２において、第３電極ドライバ１６は、第３電極５３にガード信号ＶｇｄＮを供給するとともに、シールド電極５８にもガード信号ＶｇｄＮを供給することができる。これにより、ＴＦＴ層２４（図８参照）に含まれるゲートスキャナ回路１２Ａや各種配線から発生するノイズがより抑制される。また、検出期間Ｐｔ３、Ｐｔ４において第３電極ドライバ１６は、第３電極５３にガード信号Ｖｇｄを供給するとともに、シールド電極５８にもガード信号Ｖｇｄを供給することができる。これにより、第１電極５１、第２電極５２ａ−５２ｇの寄生容量を低減して、タッチ検出の検出精度を向上させることができる。
（第５の実施形態）
図２４は、第５の実施形態に係る第１電極、第２電極及び第３電極の構成を説明するための平面図である。第１電極５１及び第２電極５２は、上述した各実施形態と同様の構成である。つまり、第１電極５１は、第１基板２１（図２４では図示しない）の表示領域Ａｄにおいて、第１方向Ｄｘに延びるとともに、第２方向Ｄｙに複数配列されている。また、第１電極５１は、第２基板３１の表示領域Ａｄにおいて、第２方向Ｄｙに延びるとともに、第１方向Ｄｘに複数配列されている。
第３電極５５ａ−５５ｄは、それぞれ第１方向Ｄｘに沿って設けられた第１部分５６と、第１部分５６に接続され第２方向Ｄｙに沿って設けられた第２部分５７とを含む。第３電極５５ａ−５５ｄはそれぞれＬ字状となっており、平面視で、４つの第３電極５５ａ−５５ｄにより第１電極５１及び第２電極５２を囲むように配置されている。第３電極５５ａ−５５ｄは、それぞれ配線Ｌ３を介して、額縁領域Ｇｄの長辺に設けられたフレキシブル基板７１Ａに接続される。第２電極５２のそれぞれに接続された配線３７は、対向する第３電極５５ｃと第３電極５５ｄの端部同士の間を通ってフレキシブル基板７１Ａに接続される。
第１部分５６は、それぞれ第１電極５１に並んで配置され、複数の第２電極５２の延出方向の端部と対向して配置される。第２部分５７は、それぞれ第２電極５２に並んで配置され、複数の第１電極５１の延出方向の端部と対向して配置される。第１部分５６と第２部分５７との接続部分は、それぞれ額縁領域Ｇｄの角部に配置される。第１部分５６の第１方向Ｄｘの長さは、第２部分５７の第２方向Ｄｙの長さよりも長い。第１部分５６の幅（第２方向Ｄｙの長さ）は、第２部分５７の幅（第１方向Ｄｘの長さ）よりも小さい。
ホバー検出の際に、第１電極５１及び第２電極５２の少なくとも一方に駆動信号Ｖｐが供給される。第３電極５５ａ−５５ｄは、第１電極５１と第３電極５５ａ−５５ｄとの間の静電容量変化及び第２電極５２と第３電極５５ａ−５５ｄとの間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。検出部４０は、第３電極５５ａ−５５ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。
検出部４０は、例えば、図２４の左上に配置された第３電極５５ａから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、右上に配置された第３電極５５ｂから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較し、また、左下に配置された第３電極５５ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、右下に配置された第３電極５５ｃから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、第１方向Ｄｘにおける被検出体の位置を算出することができる。検出部４０は、第３電極５５ａから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第３電極５５ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較し、また、第３電極５５ｂから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第３電極５５ｃから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、第２方向Ｄｙにおける被検出体の位置を算出することができる。検出部４０は、第３電極５５ａから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第３電極５５ｃから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較し、また、第３電極５５ｂから出力された検出信号ＶｄｅｔＣと、第３電極５５ｄから出力された検出信号ＶｄｅｔＣとを比較することで、表示領域Ａｄの対角線の方向における被検出体の位置を算出してもよい。
本実施形態において、４つの第３電極５５ａ−５５ｄは、互いに線対称となる形状であり、実質的に同じ面積を有している。このため、指や手等の被検出体が近接していない状態での、４つの第３電極５５ａ−５５ｄのそれぞれの静電容量が実質的に等しい値となる。したがって、検出部４０における被検出体の位置の算出を容易に行うことができ、被検出体の位置の変化等のジェスチャを精度よく検出することができる。なお、第３電極５５ａ−５５ｄの形状等は図２４に示す例に限定されず、適宜変更することができる。例えば、第２部分５７の幅は、第１部分５６の幅と等しい幅にしてもよい。
（第６の実施形態）
図２５は、第６の実施形態に係る表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。上述した各実施形態では、例えば図１３に示すように、検出期間Ｐｔ５のホバー検出において、第１電極５１及び第２電極５２が駆動電極として機能し、第３電極５３が検出電極として機能する。ただし、これに限定されない。第３電極５３が駆動電極として機能し、第１電極５１及び第２電極５２の少なくとも一方が検出電極として機能してもよい。
図２５に示すように、表示期間Ｐｄ１から表示期間Ｐｄ５までの各表示動作及び検出期間Ｐｔ１から検出期間Ｐｔ４までの各検出動作は、上述した第１の実施形態と同様である。検出期間Ｐｔ５において、第３電極ドライバ１６は、駆動信号Ｖｐを第３電極５３に供給する。第２電極５２は、第２電極５２と第３電極５３との間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。このとき第１電極ドライバ１４は、第１電極５１に駆動信号Ｖｐを供給せず、第１電極５１をフローティング状態にしてもよい。
検出部４０は、第３電極５３から出力された検出信号ＶｄｅｔＣに基づいて、指や手等の被検出体の近接の有無及び被検出体の位置の変化等のジェスチャを検出することができる。検出部４０は、例えば、各第２電極５２から出力される検出信号ＶｄｅｔＣを比較することで、第１方向Ｄｘにおける指や手等の被検出体の位置を算出することができる。
なお、図２５に示す例では、第２電極５２がホバー検出の際の検出電極として機能するが、これに限られず、第１電極５１がホバー検出における検出電極として機能してもよい。つまり、第３電極ドライバ１６は駆動信号Ｖｐを第３電極５３に供給し、第１電極５１は、第１電極５１と第３電極５３との間の静電容量変化に応じた検出信号ＶｄｅｔＣを出力する。この場合、第２電極ドライバ１５は、第２電極５２に駆動信号Ｖｐを供給せず、第２電極５２をフローティング状態にしてもよい。検出部４０は、例えば、各第１電極５１から出力される検出信号ＶｄｅｔＣを比較することで、第２方向Ｄｙにおける指や手等の被検出体の位置を算出することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
例えば、第３の実施形態から第５の実施形態に示す第３電極５３は、第２電極５２と同層に、第２基板３１に設けられているが、これに限定されず、第２の実施形態に示したように、カバー部材１００の額縁領域Ｇｄに設けてもよい。
１、１Ａ 表示装置
２ 画素基板
３ 対向基板
６ 液晶層
１０ 表示パネル
１１Ａ 検出制御部
１１Ｂ 表示制御部
１２ ゲートドライバ
１２Ａ ゲートスキャナ回路
１３ ソースドライバ
１４ 第１電極ドライバ
１５ 第２電極ドライバ
１６ 第３電極ドライバ
１８ 検出用ＩＣ
２１ 第１基板
２２ 画素電極
２４ ＴＦＴ層
３１ 第２基板
４０ 検出部
５１ 第１電極
５２ 第２電極
５３、５４、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ 第３電極
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５４ａ、５４ｂ、５６ 第１部分
５３ｅ、５３ｆ、５４ｃ、５４ｄ、５７ 第２部分
５８ シールド電極
１００ カバー部材
Ａｄ 表示領域
Ｇｄ 額縁領域
Ｖｇｄ、ＶｇｄＮ ガード信号
Ｖｄｅｔ、ＶｄｅｔＡ、ＶｄｅｔＢ、ＶｄｅｔＣ 検出信号

Claims (15)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、表示領域に画像を表示させるための表示機能層と、
    前記第１基板と前記第２基板との間において前記表示領域に設けられた第１電極と、
    前記第２基板の面上において、前記第１電極と対向して前記表示領域に設けられる第２電極と、
    前記第２基板に対して前記第１基板の反対側において前記第２基板と対向するカバー部材と、
    前記カバー部材の面上において、前記表示領域の外側の額縁領域に設けられた第３電極と、
    前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に第１駆動信号を供給する駆動回路と、を有し、
    前記第３電極は、フレキシブル基板を介して検出用ＩＣと電気的に接続され、
    前記第３電極は、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方との間の容量変化に応じて第１検出信号を出力する表示装置。
  2. 第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、表示領域に画像を表示させるための表示機能層と、
    前記第１基板と前記第２基板との間において前記表示領域に設けられた第１電極と、
    前記第２基板の面上において、前記第１電極と対向して前記表示領域に設けられる第２電極と、
    前記第２基板に対して前記第１基板の反対側において前記第２基板と対向するカバー部材と、
    前記カバー部材の面上において、前記表示領域の外側の額縁領域に設けられた第３電極と、
    前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に第１駆動信号を供給する駆動回路と、を有し、
    前記第３電極は、フレキシブル基板を介して検出用ＩＣと電気的に接続され、
    前記駆動回路は、前記第１電極に前記第１駆動信号とは異なる第２駆動信号を供給し、
    前記第２電極は、前記第１電極との間の容量変化に応じて、第２検出信号を出力し、
    前記駆動回路が前記第１電極に前記第２駆動信号を供給する際に、前記第３電極には、前記第２電極の寄生容量を抑制するためのガード信号が供給される表示装置。
  3. 前記駆動回路は、前記第１電極に前記第１駆動信号とは異なる第２駆動信号を供給し、
    前記第２電極は、前記第１電極との間の容量変化に応じて、第２検出信号を出力する請求項１に記載の表示装置。
  4. 前記駆動回路が前記第１電極に前記第２駆動信号を供給する際に、前記第３電極には、前記第２電極の寄生容量を抑制するためのガード信号が供給される請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記ガード信号は、前記第２電極と同じ電位を有する直流電圧信号である請求項２又は請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記駆動回路は、前記表示領域の全ての複数の前記第１電極又は前記表示領域の全ての複数の前記第２電極の少なくとも一方に対し、同時に前記第１駆動信号を供給する請求項１に記載の表示装置。
  7. 前記駆動回路は前記第１電極に第１駆動信号を供給し、
    前記第２電極のうち一部の第２電極と前記第１電極との間の容量変化に応じて前記一部の第２電極から第３検出信号が出力される請求項１に記載の表示装置。
  8. 前記一部の第２電極は、前記第２電極が配列された方向において、中央部に位置する前記第２電極である請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記一部の第２電極は、前記第２電極が配列された方向において、外側に位置する前記第２電極である請求項７に記載の表示装置。
  10. 前記駆動回路は、複数の前記第１電極のうち前記表示領域の一部の前記第１電極又は複数の前記第２電極のうち検出電極として機能しない前記第２電極の一方に前記第１駆動信号を供給する請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
  11. 前記第２電極は、前記額縁領域の一辺に沿う第１方向に複数配列されるとともに、前記第１方向と交差する第２方向にそれぞれ延びる請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
  12. 前記第３電極は、前記第１方向に沿って設けられるとともに、複数の前記第２電極の端部に対向して配置される第１部分を含む請求項１１に記載の表示装置。
  13. 前記第３電極は、前記第２方向に沿って設けられるとともに、複数の前記第２電極に対し、前記第１方向に隣り合って配置される第２部分を含む請求項１１又は請求項１２に記載の表示装置。
  14. 前記第３電極は、前記第１方向に沿って設けられる第１部分と、前記第１部分の端部に接続され第２方向に沿って設けられる第２部分とを含む請求項１１に記載の表示装置。
  15. さらに、前記第１電極と対向する画素電極を有し、
    表示動作において、前記駆動回路は共通電位となる表示用駆動信号を前記第１電極に供給する請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の表示装置。
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