JP5726606B2 - タッチ検出機能付き表示パネルおよびその駆動方法、駆動回路、ならびに電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、外部近接物体によるタッチを検出する機能を有するタッチ検出機能付き表示パネルおよびその駆動方法、駆動回路、ならびにそのようなタッチ検出機能付き表示パネルを備えた電子機器に関する。

近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる接触検出装置を液晶表示装置等の表示装置上に装着し、あるいはタッチパネルと表示装置とを一体化し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示パネルが注目されている。このようなタッチパネルを有する表示パネルは、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。

タッチパネルの方式としては、光学式、抵抗式、静電容量式などいくつかの方式が存在する。例えば、特許文献１には、静電容量式のタッチパネルにおいて、表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置した、いわゆるインセルタイプのタッチ検出機能付き表示パネルが提案されている。また、表示装置の表示面上にタッチパネルを形成した、いわゆるオンセルタイプのタッチ検出機能付き表示パネルもいくつか提案されている。

ところで、タッチパネルでは、一般に、インバータ蛍光灯やＡＭ波、ＡＣ電源などに起因するノイズ（以下、外乱ノイズという。）に対して、人体がアンテナの役目を果たし、そのノイズがタッチパネルに伝播し誤動作を引き起こすおそれがある。このような外乱ノイズの影響の低減についても、いくつかの検討がなされている。例えば、特許文献２には、タッチ検出動作おいて使用する駆動信号の周波数を変更することができるタッチパネルが提案されている。このタッチパネルは、外乱ノイズが特定周波数である場合において、その駆動信号の周波数を変更することにより、Ｓ／Ｎ比の改善を図るものである。

特開２００９−２４４９５８号公報 特開２００６−１０６８５３号公報

このような外乱ノイズの影響の低減は、タッチパネル単体だけでなく、タッチ検出機能付き表示パネルにおいても望まれている。しかしながら、特許文献２には、タッチ検出機能付き表示パネルにおける、外乱ノイズに対する対策について、一切記載がない。

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、外乱ノイズの影響を低減することができる、タッチ検出機能付き表示パネルおよびその駆動方法、駆動回路、ならびに電子機器を提供することにある。

本開示のタッチ検出機能付き表示パネルは、信号生成部と、表示部と、タッチ検出部とを備えている。信号生成部は、あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成するものである。表示部は、同期信号に基づき表示を行うものである。タッチ検出部は、同期信号に基づきタッチ検出動作を行うものである。

本開示のタッチ検出機能付き表示パネルの駆動方法は、あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成し、同期信号の１連のパルスに基づいて、１画面分の表示を行うとともに、タッチ検出動作を行い、所定のフレーム期間ごとに画面の表示を切り換えるものである。

本開示の駆動回路は、信号生成部と、表示駆動部と、タッチ検出駆動部とを備えている。信号生成部は、あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成するものである。表示駆動部は、同期信号に基づいて表示パネルを駆動するものである。タッチ検出駆動部は、同期信号に基づいてタッチパネルを駆動するものである。

本開示の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示パネルを備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。

本開示のタッチ検出機能付き表示パネルおよびその駆動方法、駆動回路、ならびに電子機器では、同期信号に基づいて表示が行われるとともに、その同期信号に同期したタイミングでタッチ検出動作が行われる。その際、この同期信号に含まれる一連のパルスのパルス周期は、変更可能に構成されている。これにより、表示動作およびタッチ検出動作の動作タイミングは、同期信号のパルス周期が変化すると、それに応じて変化する。

本開示のタッチ検出機能付き表示パネルおよびその駆動方法、駆動回路、ならびに電子機器によれば、あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択するようにしたので、外乱ノイズの影響を低減することができる。

本開示のタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。 本開示のタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。 本開示のタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 本開示の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示パネルの一構成例を表すブロック図である。 図４に示した選択スイッチ部の一構成例を表すブロック図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスにおける画素配列を表す回路図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示デバイスにおける駆動電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出走査の一動作例を表す模式図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおける表示走査およびタッチ検出走査の一動作例を表す模式図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルの一動作例を表すタイミング波形図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出動作の一例を表すタイミング波形図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおける表示走査およびタッチ検出走査の一動作例を表すタイミング波形図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出動作に係るサンプリング周波数の変化を説明するためのタイミング波形図である。 図４に示したタッチ検出機能付き表示パネルにおける表示動作の一例を説明するためのタイミング波形図である。 実施の形態の変形例に係るタッチ検出機能付き表示パネルにおける表示走査およびタッチ検出走査の一動作例を表すタイミング波形図である。 実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示パネルの一構成例を表すブロック図である。 実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示パネルにおける表示動作の一例を説明するためのタイミング波形図である。 実施の形態の他の変形例に係るタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出走査の一動作例を表す模式図である。 実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示パネルのうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。 適用例２の外観構成を表す斜視図である。 適用例３の外観構成を表す斜視図である。 適用例４の外観構成を表す斜視図である。 適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。 変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．実施の形態
３．適用例

＜１．静電容量式タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本開示のタッチ検出機能付き表示パネルにおけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出回路）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〜数十ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述する交流駆動信号ＶcomACに相当するものである。

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。

一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。

＜２．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示パネル１の一構成例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示パネルは、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの表示パネルである。

このタッチ検出機能付き表示パネル１は、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、選択スイッチ部１４と、駆動電極ドライバ１６と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、タッチ検出部４０とを備えている。

制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１６、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。具体的には、制御部１１は、ゲートドライバ１２に対して、水平同期信号Ｈsyncを供給し、ソースドライバ１３に対して映像信号およびソースドライバ制御信号を供給し、駆動電極ドライバ１６に対して駆動電極ドライバ制御信号を供給し、タッチ検出部４０に対してタッチ検出制御信号を供給する。水平同期信号Ｈsyncは、後述するように、所定のパルス周期（１水平期間）で配置したパルスＰを含むものである。制御部１１は、基準クロックＣＬＫを生成するクロック生成部１９を有しており、制御部１１は、この基準クロックＣＬＫに基づいて、これらの制御信号を生成するようになっている。また、制御部１１は、後述するように、タッチ検出部４０から供給された周期制御信号ＣＴＬに基づいて、水平同期信号Ｈsyncに含まれる複数のパルスＰのパルス周期の長さ（１水平期間の長さ）を変更する機能も有している。

ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される水平同期信号Ｈsyncに基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。具体的には、ゲートドライバ１２は、水平同期信号Ｈsyncに含まれるパルスＰに同期した走査信号Ｖscanを生成し、その走査信号Ｖscanを、走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰixのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐixのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。

ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される映像信号およびソースドライバ制御信号に基づいて、画素信号Ｖsigを生成し出力するものである。具体的には、ソースドライバ１３は、後述するように、１水平ライン分の映像信号から、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０の複数（この例では３つ）のサブ画素ＳＰixの画素信号Ｖpixを時分割多重した画素信号Ｖsigを生成し、選択スイッチ部１４に供給するようになっている。また、ソースドライバ１３は、画素信号Ｖsigに多重化された画素信号Ｖpixを分離するために必要なスイッチ制御信号Ｖsel（ＶselR，ＶselG，ＶselB）を生成し、画素信号Ｖsigとともに選択スイッチ部１４に供給する機能も有している。なお、この多重化は、ソースドライバ１３と選択スイッチ部１４との間の配線数を少なくするために行われるものである。

選択スイッチ部１４は、ソースドライバ１３から供給された画素信号Ｖsigおよびスイッチ制御信号Ｖselに基づいて、画素信号Ｖsigに時分割多重された画素信号Ｖpixを分離し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０に供給するものである。

図５は、選択スイッチ部１４の一構成例を表すものである。選択スイッチ部１４は、複数のスイッチグループ１７を有する。各スイッチグループ１７は、この例では、３つのスイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢを有しており、それぞれの一端は互いに接続されソースドライバ１３から画素信号Ｖsigが供給され、他端はタッチ検出機能付き表示デバイス１０の液晶表示デバイス２０の画素信号線ＳＧＬを介して、画素Ｐixに係る３つのサブ画素ＳＰix（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にそれぞれ接続されている。この３つのスイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢは、ソースドライバ１３から供給されたスイッチ制御信号Ｖsel（ＶselR，ＶselG，ＶselB）によってそれぞれオンオフ制御されるようになっている。この構成により、選択スイッチ部１４は、スイッチ制御信号Ｖselに応じてこの３つのスイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢを時分割的に順次切り替えてオン状態にすることにより、多重化された画素信号Ｖsigから画素信号Ｖpix（ＶpixR，ＶpixG，ＶpixB）を分離するように機能する。そして、選択スイッチ部１４は、これらの画素信号Ｖpixを、３つのサブ画素ＳＰixにそれぞれ供給するようになっている。

駆動電極ドライバ１６は、制御部１１から供給される駆動電極ドライバ制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＣＯＭＬ（後述）に駆動信号Ｖcomを供給する回路である。具体的には、駆動電極ドライバ１６は、タッチ検出動作において、そのタッチ検出動作に係る駆動電極ＣＯＭＬに対して、水平同期信号Ｈsyncに同期した交流駆動信号ＶcomACを印加する。その際、駆動電極ドライバ１６は、所定の数の駆動電極ＣＯＭＬからなるブロック（後述する駆動電極ブロックＢ）ごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動する。また、駆動電極ドライバ１６は、交流駆動信号ＶcomACが印加されていない駆動電極ＣＯＭＬに対しては、直流駆動信号ＶcomDCを印加するようになっている。

タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、液晶表示デバイス２０と、タッチ検出デバイス３０とを有する。液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖscanに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。タッチ検出デバイス３０は、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖdetを出力するものである。このタッチ検出デバイス３０は、後述するように、駆動電極ドライバ１６から供給される交流駆動信号ＶcomACに従って順次走査してタッチ検出を行うようになっている。

タッチ検出部４０は、制御部１１から供給されるタッチ検出制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はＬＰＦ（Low Pass Filter）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを有している。ＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３０から供給されるタッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。ＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（例えば０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換部４３は、交流駆動信号ＶcomACに同期したタイミングで、ＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。また、この信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、外乱ノイズの有無を検出し、外乱ノイズが検出された場合には、制御部１１に対して、周期制御信号ＣＴＬを介して、水平同期信号ＨsyncにおけるパルスＰのパルス周期を変更するように指示する機能をも有している。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、これらの回路が同期して動作するように制御するようになっている。

（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。

図６は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の要部断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。

画素基板２は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、駆動電極ＣＯＭＬと、画素電極２２とを有している。ＴＦＴ基板２１は、各種電極や配線、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などが形成される回路基板として機能するものである。ＴＦＴ基板２１は例えばガラスにより構成されるものである。ＴＦＴ基板２１の上には、駆動電極ＣＯＭＬが形成される。駆動電極ＣＯＭＬは、複数の画素Ｐix（後述）に共通の電圧を供給するための電極である。この駆動電極ＣＯＭＬは、液晶表示動作のための共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出動作のための駆動電極としても機能するものである。駆動電極ＣＯＭＬの上には絶縁層２３が形成され、その上に画素電極２２が形成される。画素電極２２は、表示を行うための画素信号を供給するための電極であり、透光性を有するものである。駆動電極ＣＯＭＬおよび画素電極２２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により構成される。

対向基板３は、ガラス基板３１と、カラーフィルタ３２と、タッチ検出電極ＴＤＬとを有している。カラーフィルタ３２は、ガラス基板３１の一方の面に形成されている。このカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層を周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。また、ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出電極ＴＤＬが形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、例えばＩＴＯにより構成され、透光性を有する電極である。このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。

液晶層６は、表示機能層として機能するものであり、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る。この電界は、駆動電極ＣＯＭＬの電圧と画素電極２２の電圧との電位差により形成される。液晶層６には、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。

なお、液晶層６と画素基板２との間、および液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されるが、ここでは図示を省略している。

図７は、液晶表示デバイス２０における画素構造の構成例を表すものである。液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐixを有している。各画素Ｐixは、３つのサブ画素ＳＰixにより構成される。この３つのサブ画素ＳＰixは、図６に示したカラーフィルタ３２の３色（ＲＧＢ）にそれぞれ対応するように配置されている。サブ画素ＳＰixは、ＴＦＴ素子Ｔｒおよび液晶素子ＬＣを有している。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。

サブ画素ＳＰixは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他のサブ画素ＳＰixと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖscanが供給される。また、サブ画素ＳＰixは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他のサブ画素ＳＰixと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、選択スイッチ部１４と接続され、選択スイッチ部１４より画素信号Ｖpixが供給される。

さらに、サブ画素ＳＰixは、駆動電極ＣＯＭＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他のサブ画素ＳＰixと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１６と接続され、駆動電極ドライバ１６より駆動信号Ｖcom（直流駆動信号ＶcomDC）が供給される。

この構成により、液晶表示デバイス２０では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択され、その１水平ラインに属する画素Ｐixに対して、ソースドライバ１３および選択スイッチ部１４が画素信号Ｖpixを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。

図８は、タッチ検出デバイス３０の一構成例を斜視的に表すものである。タッチ検出デバイス３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬ、および対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＣＯＭＬは、図の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１６によって交流駆動信号ＶcomACが順次供給され、後述するように時分割的に順次走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と直交する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を形成している。

この構成により、タッチ検出デバイス３０では、駆動電極ドライバ１６が駆動電極ＣＯＭＬに対して交流駆動信号ＶcomACを印加することにより、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力し、タッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ＣＯＭＬは、図１〜図３に示したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図８に示したように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。

図９は、タッチ検出走査を模式的に表すものである。図９では、表示画面・タッチ検出面が２０個の駆動電極ブロックＢ１〜Ｂ２０により構成される場合の、各駆動電極ブロックＢ１〜Ｂ２０に対する交流駆動信号ＶcomACの印加動作を示している。駆動信号印加ブロックＢＡＣは、交流駆動信号ＶcomACが印加された駆動電極ブロックＢを示しており、その他の駆動電極ブロックＢには、直流駆動信号ＶcomDCが印加されるようになっている。駆動電極ドライバ１６は、図９に示したように、タッチ検出動作の対象となる駆動電極ブロックＢを順次選択して、交流駆動信号ＶcomACを印加し、全ての駆動電極ブロックＢにわたって走査する。その際、駆動電極ドライバ１６は、後述するように、各駆動電極ブロックＢに対して、所定の複数の水平期間にわたって、交流駆動信号ＶcomACを印加するようになっている。なお、この例では、説明の便宜上、駆動電極ブロックＢの個数を２０個としているが、これに限定されるものではない。

図１０は、表示走査およびタッチ検出走査を模式的に表すものである。タッチ検出機能付き表示パネル１では、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、表示走査Ｓcandを行うとともに、駆動電極ドライバ１６が、駆動電極ブロックＢを順次選択して駆動することにより、タッチ検出走査Ｓcantを行う。この例では、タッチ検出走査Ｓcantは、表示走査Ｓcandの２倍の走査速度で行われる。このように、タッチ検出機能付き表示パネル１では、タッチ検出の走査速度を表示走査よりも速くすることにより、外部近接物体によるタッチにすぐに応答することができ、タッチ検出に対する応答特性を改善することができるようになっている。なお、これに限定されるものではなく、例えば、タッチ検出走査Ｓcantは、表示走査Ｓcandの２倍以上の走査速度で行われるようにしてもよいし、表示走査Ｓcandの２倍以下の走査速度で行われるようにしてもよい。

ここで、水平同期信号Ｈsyncは、本開示における「同期信号」の一具体例に対応する。制御部１１は、本開示における「信号生成部」の一具体例に対応する。液晶表示デバイス２０は、本開示における「表示部」の一具体例に対応する。タッチ検出デバイス３０およびタッチ検出部４０は、本開示における「タッチ検出部」の一具体例に対応する。

タッチ検出電極ＴＤＬは、本開示における「検出電極」の一具体例に対応する。液晶素子ＬＣは、本開示における「表示素子」の一具体例に対応する。交流駆動信号ＶcomACは、本開示における「駆動信号」の一具体例に対応する。タッチ検出信号Ｖdetは、本開示における「検出信号」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示パネル１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図４を参照して、タッチ検出機能付き表示パネル１の全体動作概要を説明する。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖdispに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１６、およびタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖscanを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、画素信号Ｖpixが多重化された画素信号Ｖsigと、それに対応したスイッチ制御信号Ｖselを生成し、選択スイッチ部１４に供給する。選択スイッチ部１４は、画素信号Ｖsigおよびスイッチ制御信号Ｖselに基づいて画素信号Ｖpixを分離生成し、その画素信号Ｖpixを、１水平ラインを構成する各画素Ｐixに供給する。駆動電極ドライバ１６は、駆動電極ブロックＢに対して、交流駆動信号ＶcomACを順次印加するとともに、交流駆動信号ＶcomACを印加していない駆動電極ＣＯＭＬに対して直流駆動信号ＶcomDCを印加する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示動作を行うとともにタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖdetを出力する。ＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖdetに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、ＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号を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、タッチ検出機能付き表示デバイス１０に対するタッチの有無を検出するとともに、外乱ノイズの有無を検出し、その検出結果に応じて、周期制御信号ＣＴＬを介して、制御部１１に対して、水平同期信号Ｈsyncに含まれるパルスＰのパルス周期を変更するように指示する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。検出タイミング制御部４６は、ＬＰＦ部４２、Ａ／Ｄ変換部４３、信号処理部４４、座標抽出部４５が同期して動作するように制御する。

（詳細動作）
次に、タッチ検出機能付き表示パネル１の詳細動作を説明する。

図１１は、タッチ検出機能付き表示パネル１のタイミング波形例を表すものであり、（Ａ）は基準クロックＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）は水平同期信号Ｈsyncの波形を示し、（Ｃ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｄ）は画素信号Ｖsigの波形を示し、（Ｅ）はスイッチ制御信号Ｖselの波形を示し、（Ｆ）は画素信号Ｖpixの波形を示し、（Ｇ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｈ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。

タッチ検出機能付き表示パネル１では、各１水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出動作および表示動作が行われる。表示動作では、ゲートドライバ１２が、走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖscanを順次印加することにより表示走査を行う。タッチ検出動作では、駆動電極ドライバ１６が、駆動電極ブロックＢごとに交流駆動信号ＶcomACを順次印加することによりタッチ検出走査を行い、タッチ検出部４０が、タッチ検出電極ＴＤＬから出力されるタッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチを検出する。これらの動作タイミングは、基準クロックＣＬＫに基づいて設定される。以下にその詳細を説明する。

まず、制御部１１が、タイミングｔ１において、水平同期信号ＨsyncとしてパルスＰを生成し、ゲートドライバ１２に対して供給する（図１１（Ｂ））。これにより、１水平期間が開始する。

次に、駆動電極ドライバ１６が、タイミングｔ２〜ｔ３の期間において、駆動電極ＣＯＭＬに対して交流駆動信号ＶcomACを印加し、タッチ検出部４０が、サンプリングタイミングｔｓにおいて、タッチ検出信号Ｖdetをサンプリングする。具体的には、駆動電極ドライバ１６は、水平同期信号Ｈsyncに同期したタイミングｔ２〜ｔ３の期間において、タッチ検出動作に係るｋ番目の駆動電極ブロックＢ(k)を構成する駆動電極ＣＯＭＬにパルス状の交流駆動信号ＶcomACを印加する（図１１（Ｇ））。この交流駆動信号ＶcomACは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetが変化する（図１１（Ｈ））。そして、タッチ検出部４０のＡ／Ｄ変換部４３が、サンプリングタイミングｔｓにおいて、このタッチ検出信号Ｖdetが入力されたＬＰＦ部４２の出力信号をＡ／Ｄ変換する（図１１（Ｈ））。タッチ検出部４０の信号処理部４４は、後述するように、複数の水平期間において収集したこのＡ／Ｄ変換結果に基づいて、タッチ検出を行う。

次に、ゲートドライバ１２が、タイミングｔ４において、表示動作に係るｎ行目の走査信号線ＧＣＬ(n)に対して、走査信号Ｖscanを印加し、走査信号Ｖscan(n)が低レベルから高レベルに変化する（図１１（Ｃ））。そして、ソースドライバ１３および選択スイッチ部１４が、画素信号線ＳＧＬに対して画素信号Ｖpixを印加し（図１１（Ｆ））、そのｎ行目の走査信号線ＧＣＬ(n)に係る１水平ラインの画素Ｐixの表示が行われる。

具体的には、まず、ゲートドライバ１２が、タイミングｔ４において走査信号Ｖscan(n)を低レベルから高レベルに変化させることにより、表示動作に係る１水平ラインを選択する。そして、ソースドライバ１３が、画素信号Ｖsigとして、赤色のサブ画素ＳＰixのための画素電圧ＶＲを選択スイッチ部１４に供給するとともに（図１１（Ｄ））、その画素電圧ＶＲを供給している期間において高レベルとなるスイッチ制御信号ＶselRを生成し、選択スイッチ部１４に供給する（図１１（Ｅ））。そして、選択スイッチ部１４は、このスイッチ制御信号ＶselRが高レベルとなる期間においてスイッチＳＷＲをオン状態にすることにより、ソースドライバ１３から供給された画素電圧ＶＲを画素信号Ｖsigから分離し、画素信号ＶpixRとして、画素信号線ＳＧＬを介して、１水平ラインに係る赤色のサブ画素ＳＰixに対して供給する（図１１（Ｆ））。なお、スイッチＳＷＲがオフ状態になった後には、この画素信号線ＳＧＬがフローティング状態になるために、この画素信号線ＳＧＬの電圧は保持される（図１１（Ｆ））。同様に、ソースドライバ１３は、緑色のサブ画素Ｓpixのための画素電圧ＶＧを、対応するスイッチ制御信号ＶselGとともに選択スイッチ部１４に供給し（図１１（Ｄ），（Ｅ））、選択スイッチ部１４は、スイッチ制御信号ＶselGに基づいて、この画素電圧ＶＧを画素信号Ｖsigから分離して、画素信号ＶpixGとして、画素信号線ＳＧＬを介して、１水平ラインに係る緑色のサブ画素ＳＰixに供給する（図１１（Ｆ））。その後、同様に、ソースドライバ１３は、青色のサブ画素Ｓpixのための画素電圧ＶＢを、対応するスイッチ制御信号ＶselBとともに選択スイッチ部１４に供給し（図１１（Ｄ），（Ｅ））、選択スイッチ部１４は、スイッチ制御信号ＶselBに基づいて、この画素電圧ＶＢを画素信号Ｖsigから分離して、画素信号ＶpixBとして、画素信号線ＳＧＬを介して、１水平ラインに係る青色のサブ画素ＳＰixに供給する（図１１（Ｆ））。

次に、ゲートドライバ１２は、タイミングｔ５において、ｎ行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖscan(n)を高レベルから低レベルに変化させる（図１１（Ｃ））。これにより、表示動作に係る１水平ラインのサブ画素Ｓpixは、画素信号線ＳＧＬから電気的に切り離される。

これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示パネル１では、線順次走査により、表示画面全体における表示動作が行われるとともに、以下に示すように駆動電極ブロックＢずつ走査することにより、タッチ検出面全体におけるタッチ検出動作が行われる。

図１２は、タッチ検出走査の動作例を表すものであり、（Ａ）は水平同期信号Ｈsyncの波形を示し、（Ｂ）は駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ）はタッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。

駆動電極ドライバ１６は、図１２に示したように、水平同期信号Ｈsyncに同期した交流駆動信号ＶcomACを生成し、駆動電極ＣＯＭＬに対して、駆動電極ブロックＢごとに順次印加してタッチ検出走査を行う。その際、駆動電極ドライバ１６は、各駆動電極ブロックＢに対して、所定の複数の水平期間にわたり、交流駆動信号ＶcomACを印加する（図１２（Ｂ））。具体的は、例えば、駆動電極ブロックＢが、４０本の駆動電極ＣＯＭＬにより構成される場合において、連続する２０の水平期間にわたって、交流駆動信号ＶcomACを印加する。タッチ検出部４０は、各１水平期間において、この交流駆動信号ＶcomACに基づくタッチ検出信号Ｖdetをサンプリングし（図１２（Ｃ））、この所定の複数の水平期間のうちの最後の水平期間におけるサンプリングが終了した後に、信号処理部４４が、これらの複数（この例では２０個）のサンプリング結果に基づいて、その駆動電極ブロックＢに対応する領域に対するタッチの有無などを検出する。このように、複数のサンプリング結果に基づいてタッチ検出を行うようにしたので、サンプリング結果を統計的に解析することが可能となり、サンプリング結果のばらつきに起因するＳ／Ｎ比の劣化を抑えることができ、タッチ検出の精度を高めることができる。

この例では、４０本の駆動電極ＣＯＭＬにより駆動電極ブロックＢを構成し、駆動電極ドライバ１６が、２０の水平期間にわたって、交流駆動信号ＶcomACを印加するようにした。これにより、このタッチ検出走査の走査速度は、線順次走査を行う表示走査の走査速度の２倍になる。なお、交流駆動信号ＶcomACを印加する期間は、２０の水平期間に限定されるものではなく、これに代えて、例えば、４０の水平期間としてもよいし、１０の水平期間としてもよい。交流駆動信号ＶcomACを印加する期間を、４０の水平期間にした場合には、タッチ検出走査の走査速度は、表示走査の走査速度と同じになり、１０の水平期間にした場合には、タッチ検出走査の走査速度は、表示走査の走査速度の４倍になる。また、駆動電極ブロックＢを構成する駆動電極ＣＯＭＬの本数は４０本に限定されるものではなく、３９本以下であってもよいし、４１本以上であってもよい。

図１３は、１フレーム期間における表示走査およびタッチ検出走査を表すものであり、（Ａ）は水平同期信号Ｈsyncの波形を示し、（Ｂ）は走査信号Ｖscanの波形を示し、（Ｃ）は駆動信号Ｖcomの波形を示す。なお、この例では、表示画面全面に係る走査信号線ＧＣＬの総本数はＮ本とする。

図１３に示したように、制御部１１は、所定のパルス周期（１水平期間）で配列したＮ個のパルスＰを生成し、水平同期信号Ｈsyncとしてゲートドライバ１２に供給する（図１３（Ａ））。そして、ゲートドライバ１２は、この水平同期信号Ｈsyncの各パルスに同期して走査信号Ｖscan(1)〜Ｖscan(N)を順次生成し、Ｎ本の走査信号線ＧＣＬ(1)〜ＧＣＬ(N)に対してそれぞれ供給する。これにより、タッチ検出機能付き表示パネル１では、１フレーム期間よりも短い、Ｎ個のパルスＰに対応する期間（パルス継続期間ＴＰ）において、表示画面全体に対する表示が行われる。

また、駆動電極ドライバ１６は、このパルス継続期間ＴＰにおいて、水平同期信号Ｈsyncに同期する交流駆動信号ＶcomACを生成し、駆動電極ブロックＢ１〜Ｂ２０に対して順次供給し、タッチ検出部４０が、その交流駆動信号ＶcomACに対応したタッチ検出信号Ｖdetに基づいて、タッチの有無を検出する。これにより、タッチ検出機能付き表示パネル１では、このパルス継続期間ＴＰにおいて、タッチ検出面全体に対するタッチ検出が行われる。なお、この例では、上述したように、タッチ検出走査の走査速度は、表示走査の走査速度の２倍であるため、このパルス継続期間ＴＰにおいて、タッチ検出面全体に対するタッチ検出が２回行われる。

（外乱ノイズ供給時の動作）
次に、外乱ノイズが印加されたときの動作について説明する。外乱ノイズは、タッチ検出にしばしば影響を与える。例えば、タッチ検出のサンプリング周波数ｆｓ（１水平期間の時間の逆数）の整数倍の成分を有する外乱ノイズがタッチパネルに伝搬すると、タッチ成分のＳ／Ｎ比が劣化し、タッチ検出の精度が低下するおそれがある。

そこで、タッチ検出機能付き表示パネル１は、サンプリング周波数ｆｓの整数倍の成分の外乱ノイズが印加され、タッチ検出部４０が外乱ノイズを検出した場合に、タッチ検出のサンプリング周波数ｆｓを変更する。これにより、外乱ノイズは、変更されたサンプリング周波数ｆｓの整数倍の成分を含まないようになるため、タッチ成分のＳ／Ｎ比が改善し、タッチ検出の精度が向上する。

タッチ検出機能付き表示パネル１では、タッチ検出部４０の信号処理部４４は、外乱ノイズを検出した場合において、周期制御信号ＣＴＬを介して、制御部１１に対して、水平同期信号ＨsyncにおけるパルスＰのパルス周期を変更するように指示する。そして、制御部１１は、パルスＰのパルス周期を変更した水平同期信号Ｈsyncを生成してゲートドライバ１２に供給する。また、制御部１１は、駆動電極ドライバ１６が、その水平同期信号Ｈsyncに同期したタイミングで交流駆動信号ＶcomACを駆動電極ＣＯＭＬに対して印加するように、駆動電極ドライバ制御信号を介して、駆動電極ドライバ１６を制御する。そして、制御部１１は、タッチ検出部４０が、その交流駆動信号ＶcomACに同期したタイミングでタッチ検出信号Ｖdetをサンプリングするように、タッチ検出制御信号を介して、タッチ検出部４０を制御する。このようにして、タッチ検出機能付き表示パネル１では、外乱ノイズの有無に応じて、サンプリング周波数ｆｓが変化する。

図１４は、外乱ノイズが無い場合と有る場合におけるタッチ検出動作の一例を表すものであり、（Ａ）〜（Ｃ）は外乱ノイズがない場合における動作例を示し、（Ｄ）〜（Ｆ）は外乱ノイズがある場合における動作例を示す。図１４において、（Ａ），（Ｄ）は、水平同期信号Ｈsyncの波形を示し、（Ｂ），（Ｅ）は、駆動信号Ｖcomの波形を示し、（Ｃ），（Ｆ）は、タッチ検出信号Ｖdetの波形を示す。

図１４に示したように、タッチ検出機能付き表示パネル１では、外乱ノイズの有無に応じて、水平同期信号ＨsyncにおけるパルスＰのパルス周期が変化する。この例では、制御部１１は、外乱ノイズが無い場合（図１４（Ａ））は、外乱ノイズがある場合（図１４（Ｄ））に比べ、パルスＰのパルス周期を短くしている。これに伴い、交流駆動信号ＶcomACのパルス周期もまた、外乱ノイズの有無に応じて変化し（図１４（Ｂ），（Ｅ））、タッチ検出のサンプリング周波数ｆｓも変化する（図１４（Ｃ），（Ｆ））。

このように、サンプリング周波数ｆｓの整数倍の成分の外乱ノイズが印加され、タッチ検出部４０が外乱ノイズを検出した場合に、タッチ検出のサンプリング周波数ｆｓを変更するようにしたので、タッチ検出の精度を向上することができる。

また、図１４に示したように、フレーム期間（１Ｆ）は、外乱ノイズの有無によらず一定である。すなわち、タッチ検出機能付き表示パネル１は、供給された映像信号Ｖdispに基づいて表示を行うものであり、この映像信号Ｖdispによって定められたフレーム期間において１画面分の表示を行う。これにより、例えば、フレームレート変換を行う必要がないため、回路構成をシンプルにすることができる。

図１４に示したように、タッチ検出機能付き表示パネル１では、外乱ノイズの有無に応じて、水平同期信号ＨsyncにおけるパルスＰのパルス周期が変化する。つまり、外乱ノイズの有無に応じて、表示の周期（１水平期間）が変化する。以下に、この場合における表示動作について説明する。

図１５は、外乱ノイズが無い場合と有る場合における表示動作の一例を表すものであり、（Ａ）は基準クロックＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）〜（Ｅ）は外乱ノイズが無い場合における動作例を示し、（Ｆ）〜（Ｉ）は外乱ノイズが有る場合における動作例を示す。図１５において、（Ｂ），（Ｆ）は水平同期信号Ｈsyncを示し、（Ｃ），（Ｇ）は走査信号Ｖscanを示し、（Ｄ），（Ｈ）は画素信号Ｖsigを示し、（Ｅ），（Ｉ）はスイッチ制御信号Ｖselを示す。なお、基準クロックＣＬＫの周波数は、外乱ノイズの有無によらず一定である。

図１５に示したように、走査信号Ｖscan、画素信号Ｖsig、およびスイッチ制御信号Ｖselのタイミングは、外乱ノイズの有無によらず一定である。すなわち、外乱ノイズの有無により、１水平ラインに対する画素信号の書込みのタイミングは変化せず、水平同期信号ＨsyncにおけるパルスＰのパルス周期のみが変化する。このように、１水平ラインに対する画素信号の書込みのタイミングを一定にしたので、外乱ノイズの有無により、表示画像が変化するおそれを低減することができ、画質の劣化を抑えることができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、水平期間の長さを変更できるようにしたので、外乱ノイズが印加された場合において、Ｓ／Ｎ比を改善することができ、タッチ検出精度を向上することができる。

また、本実施の形態では、水平期間の長さを変更する際、フレーム期間を一定に保つようにしたので、回路構成をシンプルにすることができる。

また、本実施の形態では、水平期間の長さを変更する際、水平同期信号のパルスのパルス周期のみを変更するようにしたので、画質の劣化を抑えることができる。

［変形例１−１］
上記実施の形態では、図１４に示したように、外乱ノイズが無い場合に、外乱ノイズがある場合に比べ、パルスＰのパルス周期を短くしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、外乱ノイズが無い場合に、外乱ノイズがある場合に比べ、パルスＰのパルス周期を長くしてもよい。

［変形例１−２］
上記実施の形態では、パルス継続期間ＴＰにおいて、水平同期信号Ｈsyncに同期する交流駆動信号ＶcomACを生成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１６に示したように、パルス継続期間ＴＰ以外の期間においても、交流駆動信号ＶcomACを生成してもよい。この例では、パルス継続期間ＴＰにおいて、表示画面全体に対する表示が行われ、一方、このパルス継続期間ＴＰを含む１フレーム期間において、タッチ検出面全体に対するタッチ検出が行われる。このタッチ検出動作では、図１３の場合に比べて、より長い水平期間にわたり、各駆動電極ブロックＢに対して交流駆動信号ＶcomACを印加することができる。これにより、サンプリング結果のばらつきに起因するＳ／Ｎ比の劣化をさらに抑えることができ、タッチ検出の精度をさらに高めることができる。

また、例えば、外乱ノイズが無い場合には、パルスＰのパルス周期を短くするとともに、本変形例（図１６）のように動作し、外乱ノイズがある場合には、パルスＰのパルス周期を長くするとともに、上記実施の形態（図１３）のように動作するようにしてもよい。つまり、外乱ノイズが無い場合には、より長い水平期間にわたり、各駆動電極ブロックＢに対して交流駆動信号ＶcomACを印加することにより、タッチ検出の精度を向上し、外乱ノイズがある場合には、パルスＰのパルス周期を長くすることにより、外乱ノイズによるＳ／Ｎ比劣化を防ぐことができる。

すなわち、本変形例は、１フレーム期間において、パルス継続期間ＴＰがある所定の長さよりも短い場合には、１フレーム期間における、パルス継続期間ＴＰを除いたブランキング期間を有効に活用してタッチ検出動作を行うものである。ここで、所定の長さは、例えば、タッチ検出動作を十分に行うことができるブランキング期間の長さに対応する、パルス継続期間の長さとすることができる。

［変形例１−３］
上記実施の形態では、基準クロックＣＬＫのクロック周波数を一定にしたまま、水平同期信号ＨsyncのパルスＰのパルス周期を変更することにより、水平期間の長さを変更したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、基準クロックＣＬＫのクロック周波数を変更することにより、水平期間の長さを変更してもよい。以下に、その詳細を説明する。

図１７は、タッチ検出機能付き表示パネル１Ｂの一構成例を表すものである。タッチ検出機能付き表示パネル１Ｂは、制御部５１を備えている。制御部５１は、生成する基準クロックＣＬＫの周波数を変更することができるクロック生成部５９を有している。この基準クロックＣＬＫの周波数は、タッチ検出部４０から供給された周期制御信号ＣＴＬに基づいて、変更されるようになっている。

タッチ検出機能付き表示パネル１Ｂでは、タッチ検出部４０の信号処理部４４が、外乱ノイズを検出した場合において、周期制御信号ＣＴＬを介して、制御部５１に対して、基準クロックＣＬＫの周波数を変更するように指示する。そして、制御部５１は、周波数が変更された基準クロックＣＬＫに基づいて、水平同期信号Ｈsyncを生成してゲートドライバ１２に供給し、駆動電極ドライバ制御信号を生成して駆動電極ドライバ１６に供給し、タッチ検出制御信号を生成してタッチ検出部４０に供給する。これにより、上記実施の形態の場合（図１４）と同様に、サンプリング周波数ｆｓが変化するため、タッチ検出の精度を向上することができる。すなわち、タッチ検出機能付き表示パネル１Ｂでは、基準クロックＣＬＫの周波数を変更することにより、間接的に水平期間の長さを変更し、サンプリング周波数ｆｓを変更している。

図１８は、外乱ノイズが無い場合と有る場合における表示動作の一例を表すものであり、（Ａ）〜（Ｅ）は外乱ノイズが無い場合における動作例を示し、（Ｆ）〜（Ｊ）は外乱ノイズが有る場合における動作例を示す。図１９において、（Ａ），（Ｆ）は基準クロックＣＬＫの波形を示し、（Ｂ），（Ｇ）は水平同期信号Ｈsyncを示し、（Ｃ），（Ｈ）は走査信号Ｖscanを示し、（Ｄ），（Ｉ）は画素信号Ｖsigを示し、（Ｅ），（Ｊ）はスイッチ制御信号Ｖselを示す。図１８に示したように、水平同期信号Ｈsync、走査信号Ｖscan、画素信号Ｖsig、およびスイッチ制御信号Ｖselのタイミングは、基準クロックＣＬＫの周波数に応じて変化する。すなわち、１水平ラインに対する画素信号の書込みのタイミングは、外乱ノイズの有無に応じて変化する。このように、画素信号の書込みのタイミングが変化しても、表示画像に対する影響が許容できる程度である場合には、この変形例を適用することが可能である。

［変形例１−４］
上記実施の形態では、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬからなる駆動電極ブロックＢごとに駆動電極ＣＯＭＬを駆動し走査したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬを同時に駆動するとともに、その駆動する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることにより走査してもよい。以下に、その詳細を説明する。

図１９は、本変形例に係る駆動電極ドライバ１６Ｃの一動作例を模式的に表すものである。駆動電極ドライバ１６Ｃは、所定の本数の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に交流駆動信号ＶcomACを印加する。具体的には、駆動電極ドライバ１６Ｃは、所定の本数（この例では５本）の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に交流駆動信号ＶcomACを印加する（駆動信号印加電極ＬＡＣ）。そして、駆動電極ドライバ１６Ｃは、交流駆動信号ＶcomACを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトすることによりタッチ検出走査を行う。なお、この例では、５本の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に交流駆動信号ＶcomACを印加したが、これに限定されるものではなく、これに代えて４本以下もしくは６本以上の駆動電極ＣＯＭＬに対して同時に交流駆動信号ＶcomACを印加してもよい。また、この例では交流駆動信号ＶcomACを印加する駆動電極ＣＯＭＬを１本ずつシフトするようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、２以上の本数ずつシフトしてもよい。

［その他の変形例］
上記実施の形態では、パルスＰのパルス周期の長さを２段階に設定可能に構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、３段階以上に設定可能に構成してもよい。

上記実施の形態では、駆動電極ブロックＢは複数の駆動電極ＣＯＭＬから構成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、その複数の駆動電極ＣＯＭＬを一体として太く形成し、これを駆動電極ブロックＢとして駆動してもよい。

＜３．適用例＞
次に、図２０〜図２４を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示パネルの適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルは、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。

（適用例１）
図２０は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。

（適用例２）
図２１は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。

（適用例３）
図２２は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。

（適用例４）
図２３は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。

（適用例５）
図２４は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示パネルが適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示パネルにより構成されている。

以上、実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、ＦＦＳやＩＰＳ等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化したが、これに代えて、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を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。このような液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示デバイスを、図２５にしめしたように構成可能である。図２５は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０Ｄの要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図６の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図６の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される駆動電極ＣＯＭＬは、対向基板３Ｂに形成されている。

また、例えば、上記各実施の形態では、液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば液晶表示デバイスの表面に静電容量式のタッチ検出デバイスを形成した、いわゆるオンセルタイプであってもよい。オンセルタイプでは、例えば、液晶表示デバイスから、タッチ検出デバイスに表示駆動のノイズが伝搬する場合には、液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスを同期して動作させることが考えられる。この場合でも、上記実施の形態のように、水平期間の長さを変更することにより、表示動作とタッチ検出動作を同期させたまま、タッチ検出動作のサンプリング周波数を変更することができ、外乱ノイズに起因する影響を抑えることができる。

また、例えば、上記各実施の形態では、タッチ検出デバイスは静電容量式としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば光学式であってもよいし、抵抗膜式であってもよい。

また、例えば、上記各実施の形態では、表示素子は液晶素子としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばＥＬ（Electro Luminescence）素子であってもよい。

なお、本技術は以下のような構成とすることができる。

（１）あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成する信号生成部と、
前記同期信号に基づき表示を行う表示部と、
前記同期信号に基づきタッチ検出動作を行うタッチ検出部と
を備えたタッチ検出機能付き表示パネル。

（２）前記表示部は、前記一連のパルスが継続するパルス継続期間において１画面分の表示を行う
前記（１）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（３）前記タッチ検出部は、前記パルス継続期間において、タッチ検出動作を行う
前記（２）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（４）前記タッチ検出部は、前記パルス継続期間以外のブランキング期間においても、タッチ検出動作を行う
前記（３）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（５）前記パルス継続期間が所定の長さ以下である
前記（４）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（６）前記パルス周期は、基準クロックのクロックカウント数により設定されるものであり、
前記信号生成部は、前記基準クロックのクロック周波数を変更することにより、前記パルス周期を変更する
前記（１）から（５）のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（７）前記信号生成部は、前記タッチ検出部における検出結果に基づいて、前記パルス周期を選択する
前記（１）から（６）のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（８）前記パルス継続期間は、供給された映像信号に基づくフレーム期間に含まれる
前記（２）から（５）のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（９）一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
前記駆動電極と交差する方向に延在するように並設された検出電極と、
複数の画素電極と、
前記駆動電極の電圧および前記画素電極の電圧に基づいて表示を行う表示素子と
を備え、
前記表示部は、前記同期信号に基づいて、複数の前記表示素子を、各駆動電極に対応する複数の表示素子ごとに駆動することにより順次走査して表示を行い、
前記タッチ検出部は、前記同期信号に同期したタイミングで、複数の前記駆動電極に駆動信号を順次印加するとともに、前記検出電極から出力された検出信号に基づいてタッチを検出する
前記（１）から（８）のいずれかに記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（１０）複数の前記駆動電極は、所定の数の駆動電極からなる複数の駆動電極ブロックを構成し、
前記タッチ検出部は、所定数の前記パルス周期からなる駆動期間ごとに、各駆動電極ブロックに前記駆動信号を印加する
前記（９）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（１１）前記タッチ検出部は、前記パルス継続期間が所定の長さ以下である場合において、前記駆動期間を長くする
前記（１０）に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。

（１２）あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成し、
前記同期信号の１連のパルスに基づいて、１画面分の表示を行うとともに、タッチ検出動作を行い
所定のフレーム期間ごとに画面の表示を切り換える
タッチ検出機能付き表示パネルの駆動方法。

（１３）あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成する信号生成部と、
前記同期信号に基づいて表示パネルを駆動する表示駆動部と、
前記同期信号に基づいてタッチパネルを駆動するタッチ検出駆動部と
を備えた
駆動回路。

（１４）タッチ検出機能付き表示パネルと、
前記タッチ検出機能付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示パネルは、
あらかじめ用意された複数のパルス周期の中から一のパルス周期を選択し、この選択されたパルス周期で出現する一連のパルスを含む同期信号を生成する信号生成部と、
前記同期信号に基づき表示を行う表示部と、
前記同期信号に基づきタッチ検出動作を行うタッチ検出部と
を有する
電子機器。

１…タッチ検出機能付き表示パネル、２，２Ｂ…画素基板、３，３Ｂ…対向基板、６，６Ｂ…液晶層、１０…タッチ検出機能付きデバイス、１１…制御部、１２…ゲートドライバ、１３…ソースドライバ、１４…選択スイッチ部、１６…駆動電極ドライバ、１７…スイッチグループ、２０…液晶表示デバイス、２１…ＴＦＴ基板、２２…画素電極、２３…絶縁層、３０…タッチ検出デバイス、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、３５…偏光板、４０…タッチ検出部、４２…ＬＰＦ部、４３…Ａ／Ｄ変換部、４４…信号処理部、４５…座標抽出部、４６…検出タイミング制御部、Ｂ，Ｂ１〜Ｂ２０…駆動電極ブロック、ＣＬＫ…基準クロック、ＣＯＭＬ…駆動電極、ＣＴＬ…周期制御信号、ＧＣＬ…走査信号線、Ｈsync…水平同期信号、ＬＣ…液晶素子、Ｏut…出力信号、Ｐ…パルス、Ｐix…画素、ＳPix…サブ画素、Ｓcand…表示走査、Ｓcant…タッチ検出走査、ＳＧＬ…画素信号線、ＳＷＲ，ＳＲＧ，ＳＷＢ…スイッチ、ＴＤＬ…タッチ検出電極、ＴＰ…パルス継続期間、Ｔｒ…ＴＦＴ素子、ｔｓ…サンプリングタイミング、Ｖcom…駆動信号、ＶcomAC…交流駆動信号、ＶcomDC…直流駆動信号、Ｖdet…タッチ検出信号、Ｖscan…走査信号、Ｖsel，ＶselR，ＶselG，ＶselB…スイッチ制御信号、Ｖsig，Ｖpix，ＶpixR，ＶpixG，ＶpixB…画素信号。

Claims (11)

1. 一定の周波数の基準クロックに基づいて、外乱ノイズの有無に応じた周期のパルスを生成する信号生成部と、
   前記パルスに同期して、供給された映像の１フレーム期間内における水平期間を切り替える表示部と、
   前記パルスと同一の周期、あるいは、前記パルスの複数倍の周期でタッチ検出動作を行うと共に、前記外乱ノイズを検出するタッチ検出部と
   を備え、
   前記表示部は、前記基準クロックに同期した一定のタイミングで１水平期間内の表示を行う
   タッチ検出機能付き表示パネル。
2. 前記信号生成部は、あらかじめ用意された複数種の周期のうちの１つを前記パルスの発生周期として選択する請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
3. 前記映像の１フレーム期間は、前記パルスの生成周期に依らず一定である
   請求項１または２に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
4. 前記パルスが継続して生成されるパルス継続期間は、前記映像の１フレーム期間に含まれる
   請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
5. 前記タッチ検出部は、前記パルス継続期間において、前記タッチ検出動作を行う
   請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
6. 前記タッチ検出部は、前記パルス継続期間を除くブランキング期間においても、前記タッチ検出動作を行う
   請求項５に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
7. 一方向に延在するように並設された複数の駆動電極と、
   前記駆動電極と交差する方向に延在するように並設された検出電極と、
   複数の画素電極と、
   前記駆動電極の電圧および前記画素電極の電圧に基づいて表示を行う表示素子と
   を備え、
   前記表示部は、前記パルスに同期して、複数の前記表示素子を、各駆動電極に対応する複数の表示素子ごとに駆動することにより順次走査して表示を行い、
   前記タッチ検出部は、前記パルスと同一の周期で、複数の前記駆動電極に駆動信号を順次印加するとともに、前記検出電極から出力された検出信号に基づいてタッチを検出する
   請求項１から６のいずれか一項に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
8. 複数の前記駆動電極は、所定の数の駆動電極からなる複数の駆動電極ブロックを構成し、
   前記タッチ検出部は、所定数の前記パルスの生成周期からなる駆動期間ごとに、各駆動電極ブロックに前記駆動信号を印加する
   請求項７に記載のタッチ検出機能付き表示パネル。
9. 一定の周波数の基準クロックに基づいて、外乱ノイズの有無に応じた周期のパルスを生成し、
   前記パルスに同期して、供給された映像の１フレーム期間内における水平期間の切り替えを行い、
   前記パルスと同一の周期、あるいは、前記パルスの複数倍の周期でタッチ検出動作を行い、
   前記基準クロックに同期した一定のタイミングで表示を行うと共に、前記映像の１フレーム期間ごとに画面の表示を切り換える
   タッチ検出機能付き表示パネルの駆動方法。
10. 一定の周波数の基準クロックに基づいて、外乱ノイズの有無に応じた周期のパルスを生成する信号生成部と、
    前記パルスに同期して、供給された映像の１フレーム期間内における水平期間を切り替えて表示パネルを駆動する表示駆動部と、
    前記パルスと同一の周期、あるいは、前記パルスの複数倍の周期でタッチパネルを駆動するタッチ検出駆動部と
    を備え、
    前記表示駆動部は、前記基準クロックに同期した一定のタイミングで前記表示パネルを駆動する
    駆動回路。
11. タッチ検出機能付き表示パネルと、
    前記タッチ検出機能付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
    を備え、
    前記タッチ検出機能付き表示パネルは、
    一定の周波数の基準クロックに基づいて、外乱ノイズの有無に応じた周期のパルスを生成する信号生成部と、
    前記パルスに同期して、供給された映像１フレーム期間内における水平期間を切り替える表示部と、
    前記パルスと同一の周期、あるいは、前記パルスの複数倍の周期でタッチ検出動作を行うと共に、前記外乱ノイズを検出するタッチ検出部と
    を有し、
    前記表示部は、前記基準クロックに同期した一定のタイミングで１水平期間内の表示を行う
    電子機器。

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