WO2012063787A1

WO2012063787A1 - 表示装置

Info

Publication number: WO2012063787A1
Application number: PCT/JP2011/075624
Authority: WO
Inventors: 耕平田中; 誠一内田; 杉田　靖博
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2012-05-18

Abstract

　本発明は、入力位置検出機能を有する表示装置において、表示パネルの狭額縁化および高精細化を図ることを目的とする。本発明に係る表示装置は、トランジスタ（１７）を介して基準配線（１３）に電気的に接続される画素電極（１５）が形成された第１基板（２１）と、対向電極（１６）を兼ねるデータ信号線（１２）および座標検知線（２０）が形成された第２基板（２２）と、両基板（２１，２２）間に挟持された液晶層とを備え、画素電極（１５）は液晶層を介してデータ信号線（１２）に重なるとともに、座標検知線（２０）とデータ信号線（１２）との間に相互容量が形成されている。

Description

表示装置

　本発明は、タッチパネル機能を有する表示装置に関する。

　近年、表示パネル自身が入力位置検出機能（タッチパネル機能）を有する表示装置が提案されている。この構成によれば、透明タブレットが表示パネルの前面に独立して設けられた従来の構成が抱える種々の問題を解消することができる。当該問題とは、透明タブレットの存在による表示パネルからの光の透過率低下や、入力位置と表示位置との視差の増大、コストの増加、モジュール厚およびモジュール面積の増大等である。

　上記のようなタッチパネル機能を有する表示装置の一例として、特許文献１の液晶ディスプレイが挙げられる。この液晶ディスプレイを構成する表示パネルの等価回路を図１８に示す。同図に示すように、表示パネルは、列方向（図中上下方向）に延伸するデータ信号線ＤＬおよび座標検知線ＳＬ、行方向（図中左右方向）に延伸する走査信号線ＧＬおよび保持容量配線ＣＳＬ並びに基準配線Ｃｏｍ、行および列方向に並べられた画素を備えている。データ信号線ＤＬ、走査信号線ＧＬ、および保持容量配線ＣＳＬはアクティブマトリクス基板に設けられ、座標検知線ＳＬおよび基準配線Ｃｏｍは対向基板に設けられている。

　各画素の構造は同一の構成であり、１つの画素に対応してデータ信号線ＤＬと座標検知線ＳＬと走査信号線ＧＬと保持容量配線ＣＳＬと基準配線Ｃｏｍとが１本ずつ設けられている。また、各画素では、アクティブマトリクス基板において、画素電極が、走査信号線ＧＬに接続されたトランジスタを介してデータ信号線ＤＬに接続され、画素電極および保持容量配線ＣＳＬ間に保持容量Ｃｈが形成され、画素電極および基準配線Ｃｏｍ間に液晶容量Ｃｌｃが形成されている一方、対向基板において、座標検知線ＳＬおよび基準配線Ｃｏｍ間に相互容量Ｃｆが形成されている。また、基準配線Ｃｏｍは、転移部において保持容量配線ＣＳＬと電気的に接続されており、基準配線Ｃｏｍに供給される信号（Ｖｃｏｍ）は、保持容量配線ＣＳＬに供給される信号（保持容量配線信号）に同期している。

　上記液晶ディスプレイにおいて、表示パネル上の指やペンなどの座標検出対象物の入力位置を検出する場合、座標検出対象物が表示パネルに接近あるいは接触したときの、座標検知線ＳＬおよび基準配線Ｃｏｍ間の相互容量Ｃｆの変化を読み取ることにより、座標検出対象物の入力位置を検出することができる。

日本国公開特許公報「特表２００９－５４０３７４号公報（２００９年１１月１９日公表）」

　しかしながら、上記特許文献１の液晶ディスプレイでは、基準配線Ｃｏｍを行ごとに独立して設けるとともに、基準配線Ｃｏｍおよび保持容量配線ＣＳＬを電気的に接続する必要があるため、表示パネルの狭額縁化および高精細化が困難である。

　本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、入力位置検出機能を有する表示装置において、表示パネルの狭額縁化および高精細化を図ることにある。

　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　基準配線と、走査信号線と、制御端子が上記走査信号線に接続されたトランジスタと、画素電極とが形成された第１基板と、
　データ信号線が形成された第２基板と、
　上記第１および第２基板間に狭持された液晶層と、を含む表示パネルを備えた表示装置であって、
　上記画素電極は、上記トランジスタを介して上記基準配線に電気的に接続されるとともに、上記液晶層を介して上記データ信号線に重なっており、
　上記第２基板には、絶縁層を介して重なる座標検知線が形成され、
　上記座標検知線と上記データ信号線との間に容量が形成されていることを特徴とする。

　上記の構成によれば、座標検知線とデータ信号線との間で容量（例えば、相互容量）が形成されているため、表示パネルに指等の座標検出対象物が接近または接触したときの上記容量の変化を検出することにより、座標検出対象物の位置を特定することができる。また、データ信号線は、走査信号線が設けられる第１基板とは異なる第２基板に設けられるとともに、座標検出用の信号線としての機能を兼ね備えており、第２基板に設けられる座標検知線との間で上記容量が形成されている。そのため、従来のように、座標検出用の信号線を第１基板側の信号線に接続する必要がないため、表示パネルの狭額縁化および高精細化を図ることができる。

　本発明に係る表示装置は、以上のように、上記画素電極は、上記トランジスタを介して上記基準配線に電気的に接続されるとともに、上記液晶層を介して上記データ信号線に重なっており、上記第２基板には、絶縁層を介して上記データ信号線に重なる座標検知線が形成され、上記座標検知線と上記データ信号線との間に容量が形成されていることを特徴としている。

　これにより、入力位置検出機能を有する表示装置において、表示パネルの狭額縁化および高精細化を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を示したブロック図である。図１に示した表示装置における表示パネルの等価回路図である。図１に示した表示装置における表示パネルの動作を説明するための等価回路図である。図１に示した表示装置における表示パネルの構成を示した斜視図である。図１に示した表示装置における表示パネルの構成を示した断面図である。図１に示した表示装置における表示パネルの構成を示した平面図である。１フレーム期間における位置検出動作の様子を模式的に示す図であり、（ａ）は１フレームの表示データ保持期間に位置検出動作を１回行う場合を示し、（ｂ）は１フレームの表示データ保持期間に位置検出動作を２回行う場合を示している。（ａ）～（ｃ）は、図１に示した表示装置における表示パネルで実現される位置検出の原理を説明した図である。実施の形態１に係る表示装置の他の形態（変形例１）の表示パネルの構成を示した平面図である。実施の形態１に係る表示装置の他の形態（変形例２）の表示パネルの構成を示した平面図である。実施の形態１に係る表示装置の他の形態（変形例３）の表示パネルの構成を示した平面図である。本発明の実施の形態２に係る表示装置の構成を示した平面図である。本発明の実施の形態３に係る表示装置における表示パネルの等価回路図である。本発明の実施の形態４に係る表示装置における表示パネルの等価回路図である。図１４に示した表示装置における表示パネルの構成を示した断面図である。図１４に示した表示パネルの動作を示すタイミングチャートである。本発明の実施の形態５に係る表示装置の構成を示したブロック図である。従来の液晶ディスプレイの構成を示す等価回路図である。

　〔実施の形態１〕
　本発明に係る入力位置検出機能（タッチパネル機能）を有する表示装置（以下、表示装置という）の一実施の形態について以下に説明する。

　本発明に係る表示装置は、表示機能を有する表示パネルにタッチパネル機能を兼ね備えた表示装置として、液晶表示装置を具備するあらゆる機器に搭載することができる。一例として、携帯型端末に適用することができる。

　（表示装置の構成）
　図１は、本実施の形態１に係る表示装置のブロック図である。

　図１に示す表示装置は、画像表示機能と相互容量方式のタッチパネル機能とを兼ね備えた表示パネル１と、表示パネル１を駆動する走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３と、走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３に表示制御信号を供給する表示制御回路４と、タイミングコントローラ６、座標検知線読み出し回路７と、座標検出回路８と、基準配線駆動回路９と、電源回路１０とを備えている。

　表示パネル１は、対向する２つの基板（アクティブマトリクス基板、対向基板）の間に液晶層を挟持させたアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。図２に、表示パネル１の等価回路を示す。

　表示パネル１は、図２に示すように、列方向（図中上下方向）に延伸するデータ信号線１２、行方向（図中左右方向）に延伸する走査信号線１４と基準配線１３と座標検知線２０、行および列方向に並べられた画素を備えている。走査信号線１４および基準配線１３はアクティブマトリクス基板（第１基板）に設けられ、データ信号線１２および座標検知線２０は対向基板（第２基板）に設けられている。

　各画素の構造は同一の構成であり、１つの画素に対応してデータ信号線１２と座標検知線２０と走査信号線１４と基準配線１３とが１本ずつ設けられている。各画素では、アクティブマトリクス基板において、画素電極１５が、走査信号線１４に接続されたトランジスタ（ＴＦＴ）１７を介して基準配線１３に接続されており、対向基板において、データ信号線１２が対向電極１６に接続されている。画素電極１５と対向電極１６との間には液晶容量Ｃｌｃが形成されており、座標検知線２０とデータ信号線１２との間には相互容量Ｃｆが形成されている。

　各画素に設けられたトランジスタ１７は、ソース電極が画素電極１５に接続され、ドレイン電極が基準配線１３に接続され、ゲート電極が走査信号線１４に接続されている。これにより、トランジスタ１７は、走査信号線１４から供給される走査信号（ゲート信号）によってオン／オフ制御され、オン時に、基準配線１３とデータ信号線１２との間に印加されるデータ信号に応じた電圧が液晶層に印加され、トランジスタ１７がオフ時に、該電圧が保持される構成となっている。この構成を、図３にｎライン選択時とｎ＋１ライン選択時とに分けて示している。なお、図３では、説明の便宜上、座標検知線２０（図２）は省略している。また、図３では、ｎライン選択時において走査信号線１４（ｎ）がオン、走査信号線１４（ｎ＋１）がオフであり、ｎ＋１ライン選択時において走査信号線１４（ｎ）がオフで、走査信号線１４（ｎ＋１）がオンである。ｎライン選択時では、トランジスタ１７がオン状態になってデータ信号に応じた電圧が液晶層に印加され、ｎ＋１ライン選択時では、トランジスタ１７がオフ状態になってデータ信号に応じた電圧が液晶容量Ｃｌｃに保持されることがわかる。

　ここで、具体的な画素構成について説明する。図４は、表示パネル１における行方向に並べられた３画素分の模式斜視図であり、図５は、表示パネル１における列方向に並べられた４画素分の模式断面図であり、図６は、表示パネル１の上面図である。なお、図６では、説明の便宜上、データ信号線１２、画素電極１５、走査信号線１４、基準配線１３、座標検知線２０を、対向基板２２を透過して見えるように描いている。

　表示パネル１は、図４に示すように、ガラス等でなる絶縁性を有するアクティブマトリクス基板２１と、このアクティブマトリクス基板２１に対して所定の間隔で対向するガラス等でなる光透過性を有する対向基板２２と、アクティブマトリクス基板２１と対向基板２２との間に挟持された液晶層（図示せず）とで構成される。液晶層としては、種々のタイプの液晶層を用いることができる。

　アクティブマトリクス基板２１には、対向基板２２に対向する側の面に、トランジスタ１７と、一部がトランジスタ１７のゲート電極２３となる走査信号線１４と、トランジスタ１７のドレイン電極２４に電気的に接続された基準配線１３と、トランジスタ１７のソース電極２５に電気的に接続された画素電極１５とが形成されている。

　基準配線１３および走査信号線１４は、タンタル層等の同じ金属層で形成されているが、異なる金属層によって形成されていてもよい。また、トランジスタ１７のゲート電極２３および走査信号線１４を覆うように、典型的にはアクティブマトリクス基板２１の略全面に、窒化シリコン膜等のゲート絶縁膜（図示せず）が形成されている。そして、このゲート絶縁膜上に、トランジスタ１７を構成する活性半導体層（図示せず）、ドレイン電極２４、ソース電極２５および画素電極１５が形成されている。画素電極１５は、例えばＩＴＯ等の透明導電膜で形成されている。

　一方、対向基板２２には、列方向に配列された全画素に共通のストライプ状の対向電極１６と、行方向に配列されたストライプ状の座標検知線２０とが形成されている。対向電極１６と座標検知線２０との間には絶縁層１８が形成されている（図５）。対向電極１６はＩＴＯ層等によって透明に形成されており、その一端は、表示パネル１における表示領域外に設けられた転移部において、アクティブマトリクス基板２１に形成されているデータ信号線入力部に異方性導電膜等によって電気的に接続されている。なお、対向電極１６は、対向基板２２側に設けられたＦＰＣを介してデータ信号線入力部に接続されている構成であってもよい。このように、対向電極１６は、データ信号線１２としても機能する。以下、対向電極１６をデータ信号線１２という。

　座標検知線２０は、対向電極１６と同じＩＴＯ層で形成することができるが、異なる金属層によって形成されていてもよい。座標検知線２０は、図１に示すように、一端が座標検知線読み出し回路７に接続されており、データ信号線１２は、一端がデータ信号線駆動回路３に接続されている。

　また、座標検知線２０は、図５および図６に示すように、表示パネル１を平面的に（観察者側から）見て、走査信号線１４および／または基準配線１３に重なるように形成されているため、座標検知線２０を設けることによる透過率の低下を防ぐことができる。

　以上のように、対向電極１６（データ信号線１２）と座標検知線２０とは、互いが交差する部分において絶縁層１８を介して重なっており、この交差部に相互容量Ｃｆが形成される構成となっている。なお、対向電極１６（データ信号線１２）及び座標検知線２０は、同層に形成され、上記交差部のみが絶縁層１８を介して重なる構成とすることもできる。

　タイミングコントローラ６は、各種同期信号等のタイミング制御信号を生成し、データ信号線駆動回路３、表示制御回路４、座標検知線読み出し回路７、および、座標検出回路８に供給する。

　表示制御回路４は、タイミングコントローラ６から供給されたタイミング制御信号に基づいて画像表示タイミングを検知して、外部から入力された表示データおよび同期信号に基づいて、表示パネル１に画像を表示するための表示制御信号を生成する。そして、生成した表示制御信号を走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３に供給して走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３の動作を制御する。

　また、表示制御回路４は、タイミングコントローラ６から供給されるタイミング制御信号に基づいて、座標検知用パルス信号を生成し、生成した座標検知用パルス信号をデータ信号線駆動回路３に供給する。

　走査信号線駆動回路２は、表示制御回路４から出力される表示制御信号に基づいて、走査信号（ゲート信号）を、図２に示す表示パネル１の各走査信号線１４に順次供給する。これにより、走査信号が供給された走査信号線１４の一部をゲート電極とするトランジスタ１７がオン状態になる。

　データ信号線駆動回路３は、表示制御信号に基づいて、データ信号をデータ信号線入力部を介してデータ信号線１２に供給する。これにより、オン状態になっているトランジスタ１７を介して液晶層にデータ信号に応じた電圧が印加されて画像情報が書き込まれる。

　また、データ信号線駆動回路３は、表示制御回路４から供給される座標検知用パルス信号を、タイミングコントローラ６から供給されるタイミング制御信号に基づいて、データ信号線１２に順次供給する。

　座標検知線読み出し回路７は、タイミングコントローラ６から供給されたタイミング制御信号に基づいて、座標検知線２０の電荷（電流）の変動（変化量）を検出する。

　座標検出回路８は、タイミングコントローラ６から供給されたタイミング制御信号に基づいて座標検出タイミングを検知して、座標検知線読み出し回路７が取得した電荷の変化量に基づいて座標検出対象物の座標を検出する。

　なお、走査信号線駆動回路２が生成する走査信号、データ信号線駆動回路３が生成するデータ信号は、電源回路１０からのバイアス電圧に基づいて生成される。

　基準配線駆動回路９は、電源回路１０から供給されたバイアス電圧によって生成される所定レベルの基準電圧（例えば、Ｖｃｏｍ）を、基準配線１３に供給する。

　以上のように、本表示装置は、走査信号線駆動回路２、データ信号線駆動回路３、表示制御回路４、および、基準配線駆動回路９によって表示制御手段が構成され、データ信号線駆動回路３、座標検知線読み出し回路７、および、座標検出回路８によって位置検出手段が構成される。データ信号線１２は、画像表示用の信号線としての機能と、座標検出用の信号線としての機能とを兼ね備えている。

　（表示装置の動作）
　次に、上記構成の表示装置の動作について説明する。

　図７に示すように、１フレーム期間を、表示パネル１に画像を表示する表示データ書き込み期間と、垂直帰線期間等の表示データ保持期間とに時分割する。

　＜表示データ書き込み期間（表示動作）＞
　表示データ書き込み期間については、通常のアクティブマトリクス型の液晶表示装置における動作と基本的には同じであるため簡単に説明する。すなわち、表示制御回路４から供給された表示制御信号に基づいて、走査信号線駆動回路２によって走査信号線１４を行ごとに順次選択し、データ信号線駆動回路３から全データ信号線１２に対して表示データに応じた信号電位を供給する。そして、トランジスタ１７をオフすると、データ信号線１２（対向電極１６）と基準配線１３との電位差（電圧）が当該トランジスタ１７に接続された液晶容量Ｃｌｃに保持されて画像が表示される。

　＜表示データ保持期間（位置検出動作）＞
　表示データ保持期間については、図７に示すように、一部を位置検出期間に割り当てる。なお、表示データ保持期間は、トランジスタ１７はオフ状態になる。

　本発明における位置検出は、いわゆる相互容量方式を用いる。当該方式の原理は、駆動電極と受信電極とを用いて駆動電極にパルス電圧を与えて、駆動電極と受信電極との間で相互容量を形成しておき、座標検出対象物（誘電体）が接近あるいは接触したときにこの相互容量が変化することを利用して位置を検出するものである。

　本実施の形態では、座標検知線２０を上記受信電極として用い、データ信号線１２を上記駆動電極として用いる構成について説明する。

　座標検出（以下、位置検出と記載することもある）は、タイミングコントローラ６から供給されるタイミング制御信号に同期させて、複数のデータ信号線１２に行方向に沿って、順次、パルス電圧（座標検知用パルス信号）を印加するとともに、座標検知線２０との間に形成される相互容量Ｃｆの変化に応じた座標検知線２０の電荷の変化量を検出することにより行う。以下、図８に示す具体例を挙げて説明する。図８の（ａ）～（ｃ）は、図１に示した表示装置における表示パネル１で実現される位置検出の原理を説明した図である。

　列方向に座標検知線（Ａ）、座標検知線（Ｂ）、座標検知線（Ｃ）がこの順で並んでいて、且つ、これら３本の座標検知線に直交する方向に延びたデータ信号線（i）、データ信号線（ii）、データ信号線（iii）が行方向にこの順で並んでいる表示パネル構成を仮定する（図８中の（ｂ））。そして、図８に示す当該構成において、座標検知線（Ａ）とデータ信号線（i）、および、座標検知線（Ｃ）とデータ信号線（iii）の２点をタッチしている場合のマルチタッチについて説明する。

　上記構成において、図８中の（ｃ）のタイミングチャートに示すように、データ信号線（i）、データ信号線（ii）、データ信号線（iii）の順でパルス信号（座標検知用パルス信号）が入力されると、データ信号線（i）にパルス信号が入力される期間（ｔ１～ｔ２）では、タッチすることにより、相互容量Ｃｆの変化に応じて座標検知線（Ａ）に流れる電荷が変化し、この電荷の変化量が、電圧値に変換される（図８中の（ａ）の検出パルスI）。これにより、座標検知線（Ａ）とデータ信号線（ｉ）の交点の座標を特定することができる。

　続いて、データ信号線（ii）にパルス信号（座標検知用パルス信号）が入力される期間（ｔ２～ｔ３）では、相互容量Ｃｆに変化が生じないため、座標検知線（Ａ）、座標検知線（Ｂ）、座標検知線（Ｃ）のそれぞれの電荷は変化しない。

　最後に、データ信号線（iii）にパルス信号（座標検知用パルス信号）が入力される期間（ｔ３～ｔ４）では、タッチすることにより、相互容量Ｃｆの変化に応じて座標検知線（Ｃ）に流れる電荷が変化し、この電荷の変化量が、電圧値に変換される（図８中の（ａ）の検出パルスII）。これにより、座標検知線（Ｃ）とデータ信号線（iii）の交点の座標を特定することができる。

　以上のように、タッチすることにより、座標検知線に流れる電荷が変化し、その電荷の変化量を読み取ることによって、座標検出対象物の座標（位置）を特定することができる。

　本実施の形態の構成によれば、表示パネル１の対向基板２２に行方向に配された座標検知線２０と、対向基板２２に列方向に配されたデータ信号線１２とを用いて、座標検出対象物の座標位置を検出することができる。すなわち、データ信号線１２を位置検出用の駆動電極として兼用することができるため、表示パネル１の狭額縁化および高精細化を図ることができる。

　なお、本実施の形態では、対向基板２２が最表面になっていて対向基板２２に指などの座標検出対象物が接近あるいは接触する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した検出動作を妨げないものであれば、対向基板２２よりも表面側に別の部材が配設されていてもよい。別の部材としては、例えば、偏光層および／またはカバー層が挙げられる。

　ここで、位置検出動作（センシング）は、図７の（ａ）では、１フレーム（６０Ｈｚ）において、表示データ保持期間に１回行われているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７の（ｂ）に示すように、１フレーム（６０Ｈｚ）において、表示データ保持期間に２回行われてもよい。これにより、センシング周波数は１２０Ｈｚとなり、座標検出対象物の座標検出の速度をさらに高めることができ、より素早い操作（ペン入力など）に対応することが可能になる。なお、表示データ保持期間にセンシングを３回以上行う構成としても良い。

　また、検出速度を落としても良い場合には、複数フレーム（ｎ（ｎは２以上の整数）フレーム）ごとに、１回あるいは複数回センシングを行う構成としても良い。この構成では、表示フレームに依存せずにセンシング周波数を設定することができるため、表示装置の設計自由度を高めることができる。

　また、上記の説明では、位置検出動作において、座標検知用パルス信号を、データ信号線１２ごとに順次供給する構成としているが、これに限定されるものではなく、複数本のデータ信号線１２ごとに順次供給する構成としても良い。後述する各形態においても同様である。

　（変形例１）
　上述した実施の形態では、位置検出動作を実現するにあたって、データ信号線１２を駆動電極として用い、座標検知線２０を受信電極として用いる構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、座標検知線２０を駆動電極として用い、データ信号線１２を受信電極として用いてもよい。この場合は、図９に示すように、データ信号線１２の一端をデータ信号線駆動回路３に接続するとともに、他端を座標検知線読み出し回路７に接続する構成とすればよい。そして、表示動作時には、各データ信号線１２に表示データを供給することにより表示を行い、位置検出動作時には、表示制御回路４が、タイミングコントローラ６から供給されるタイミング制御信号に基づいて、座標検知用パルス信号を座標検知線２０に順次供給するとともに、座標検知線読み出し回路７がデータ信号線１２の電荷の変化量を読み取り、座標検出回路８がこの変化量を電圧値に変換することにより、座標検出対象物の位置を特定することができる。

　（変形例２）
　上述した実施の形態では、データ信号線１２は列方向に一定の線幅で延伸しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の構成としてもよい。図１０は、変形例２に係る表示パネル１を上面からみたときの上面図である。

　図１０に示すように、各データ信号線１２は、座標検知線２０との交差部分において、切り欠き部１２ａが設けられており、当該部分においてデータ信号線１２の線幅が狭くなっている。このように切り欠き部１２ａが設けられることによって、データ信号線１２と座標検知線２０とが重なり合う部分の面積が小さくなる。そのため、不要な寄生容量が低減され、座標検知線２０とデータ信号線１２とにより形成される相互容量Ｃｆを相対的に大きくすることができる。これにより、シグナルを高めることができるため、座標検出対象物の座標検出の精度を高めることができる。

　（変形例３）
　上述した実施の形態では、座標検知線２０は行方向に一定の線幅で延伸しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の構成としてもよい。図１１は、変形例３に係る表示パネル１を上面からみたときの上面図である。図１１に示すように、各座標検知線２０は、行方向に延伸するとともに、データ信号線１２に重ならない領域、すなわちデータ信号線１２同士の間の領域に、枝分かれした座標検知線２０ａが形成されている。この構成によれば、座標検知線２０とデータ信号線１２とにより形成される相互容量Ｃｆの変化量を大きくすることができるため、検出のシグナルを高めることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度を高めることができる。

　〔実施の形態２〕
　本発明に係る他の実施の形態について、図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。

　実施の形態１では、受信電極としての各座標検知線２０の一端がそれぞれ座標検知線読み出し回路７に接続されて、座標検知線２０ごとに位置検出動作が行われる。これに対して、本実施の形態では、図１２に示すように、座標検知線２０が数本ごとに一端において電気的に一つに束ねられて、この束（グループ）ごとに座標検知線読み出し回路７に接続されて、位置検出動作が行われる構成となっている。

　すなわち、位置検出動作時において、座標検知用パルス信号を、駆動電極としてのデータ信号線１２に順次印加するとともに、座標検知線２０の束ごと（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、…）に、電荷の変化量を読み取ることによって、座標検出対象物の位置を特定する。

　また、何本ごとに座標検知線２０を束ねるかは、適宜設定すればよい。また、隣り合う座標検知線２０で束を形成する必要はなく、例えば奇数番目の座標検知線２０を列方向に沿って何本ごとか束ね、偶数番目の座標検知線２０を列方向に沿って何本ごとか束ねるような構成であってもよい。他の例としては、座標検知線２０の総本数がｎ本であり、列方向に沿って１、２、３、…、ｎ－２、ｎ－１、ｎ番目に配列していた場合に、１、２、３、ｎ－２、ｎ－１、ｎ番目の座標検知線２０が１つに束ねられていてもよい。

　本実施の形態の構成によれば、座標検出回路８で解析される座標検知線２０の電荷の変化量は、座標検知線２０ごとの相互容量Ｃｆの変化を表すものではなく、束（グループ）を構成する複数の座標検知線２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、…）における相互容量Ｃｆの変化が積算されたものに相当する。そのため、シグナルを高めることができるため、座標検出対象物の座標検出の精度を高めることができる。

　〔実施の形態３〕
　本発明に係る他の実施の形態について、図１３に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。

　本実施の形態では、１つの画素が３つのサブ画素（Ｒサブ画素、Ｇサブ画素、Ｂサブ画素）を含んで構成され、各画素において、Ｒサブ画素、Ｇサブ画素、Ｂサブ画素がこの順に列方向に並んで配され、行方向に隣り合う画素同士では、同色のサブ画素が並んで配されている。また、１つのサブ画素に対応して、走査信号線１４と基準配線１３と座標検知線２０とが１本ずつ設けられている。

　また、上記構成によれば、座標検知線２０の本数を、実施の形態１に係る表示装置の構成よりも増やすことができるため、座標検知線２０とデータ信号線１２とにより形成される相互容量Ｃｆの変化量を大きくすることができる。そのため、検出のシグナルを高めることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度をさらに高めることができる。

　〔実施の形態４〕
　本発明に係る表示装置は、１つの画素が２つのサブ画素（第１、第２サブ画素）で構成される、いわゆるマルチ画素の形態にも適用することができる。

　本実施の形態では、このマルチ画素を有する表示装置の一実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。

　図１４は、本実施の形態の表示装置に設けられたマルチ画素の表示パネルの等価回路であり、図１５は、当該表示パネルにおける列方向に並べられた４画素分の模式断面図である。なお、本実施の形態の表示パネルも、上述した各実施の形態の表示パネルと同様に、データ信号線１２は、対向基板２２に形成されている。

　図１４に示すように、１画素内の各サブ画素に含まれる各画素電極が、互いに異なるトランジスタ１７を介して、行方向に延伸する１本の走査信号線に接続されている。また、各画素において第１サブ画素および第２サブ画素が列方向にこの順に並んで配されており、列方向に並んで配される２つの画素において、一方の画素における第１サブ画素の画素電極および他方の画素における第２サブ画素の画素電極が、異なるトランジスタ１７を介して同一の基準配線１３に接続されている。すなわち、１本の基準配線１３は、隣り合う２つの画素で共有するように配されている。座標検知線２０は、図１５に示すように、表示パネル１を平面的に（観察者側から）見て、走査信号線１４あるいは基準配線１３に重なるように形成されているため、座標検知線２０を設けることによる透過率の低下を防ぐことができる。

　ここで図１４の表示装置における駆動方法の一例として、ドット反転駆動のタイミングチャートを図１６に示す。

　列方向に並べられた基準配線１３には、互いに電位レベルが異なる基準電圧Ｃｏｍ１、Ｃｏｍ２が列方向に交互に供給される。すなわち、第１フレームでは、１つの画素において、一方のサブ画素の画素電極には基準配線１３を介してＨｉｇｈレベル（Ｃｏｍ１）の基準電圧が印加され、他方のサブ画素の画素電極には基準配線１３を介してＬｏｗレベル（Ｃｏｍ２）の基準電圧が印加される。これにより、第１フレームの表示データ書き込み期間では、一方の画素を暗画素とし、他方の画素を明画素とすることができる。また、第２フレームでは、基準電圧Ｃｏｍ１、Ｃｏｍ２の電位レベルが逆転するため、一方の画素を明画素とし、他方の画素を暗画素とすることができる。これにより、本実施の形態の表示装置では、視野角特性を高めることができる。

　表示データ保持期間では、実施の形態１と同様、座標検知線２０とデータ信号線１２とにより形成される相互容量Ｃｆが座標検出対象物の接近あるいは接触に伴って変化することを利用して、位置検出動作を行う。

　〔実施の形態５〕
　上記各実施の形態に係る表示装置は、相互容量方式のタッチパネル機能を備える構成であるが、他の方式として、自己容量方式のタッチパネル機能を備える構成であってもよい。以下では、自己容量方式のタッチパネル機能を備える表示装置について、実施の形態１の表示装置との相違点を中心に説明する。説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。

　図１７は、本実施の形態に係る表示装置のブロック図である。

　図１７に示す表示装置は、画像表示機能と自己容量方式のタッチパネル機能とを兼ね備えた表示パネル１と、表示パネル１を駆動する走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３と、走査信号線駆動回路２およびデータ信号線駆動回路３に表示制御信号を供給する表示制御回路４と、タイミングコントローラ６、座標検知線駆動回路１１と、座標検出回路８と、基準配線駆動回路９と、電源回路１０とを備えている。

　表示パネル１の等価回路は図２に示したとおりである。

　各画素の構造は同一の構成であり、１つの画素に対応して、座標検知線２０と走査信号線１４と基準配線１３とが行方向に１本ずつ設けられ、データ信号線１２が列方向に１本ずつ設けられている。各画素では、アクティブマトリクス基板において、画素電極１５が、走査信号線１４に接続されたトランジスタ（ＴＦＴ）１７を介して基準配線１３に接続されており、対向基板において、データ信号線１２が対向電極１６に接続されている。画素電極１５と対向電極１６との間には液晶容量Ｃｌｃが形成されている。

　座標検知線２０は、図１７に示すように、一端が座標検知線駆動回路１１に接続されており、データ信号線１２は、一端がデータ信号線駆動回路３に接続されている。

　タイミングコントローラ６は、各種同期信号等のタイミング制御信号を生成し、データ信号線駆動回路３、表示制御回路４、座標検知線駆動回路１１、および、座標検出回路８に供給する。

　データ信号線駆動回路３は、表示制御信号に基づいて、データ信号を、データ信号線入力部を介してデータ信号線１２に供給する。これにより、オン状態になっているトランジスタ１７を介して液晶層にデータ信号に応じた電圧が印加されて画像情報が書き込まれる。

　座標検知線駆動回路１１およびデータ信号線駆動回路３は、それぞれパルス信号読み出し回路として機能する。すなわち、座標検知線駆動回路１１は、座標検知線２０と座標検出対象物との間に形成される容量（自己容量）を検出し、データ信号線駆動回路３は、データ信号線１２と座標検出対象物との間に形成される容量（自己容量）を検出する。

　座標検出回路８は、座標検知線駆動回路１１およびデータ信号線駆動回路３が検出したそれぞれの容量に基づいて座標検出対象物の位置を特定する。

　このように、本実施の形態に係る表示装置においても、座標検出対象物の位置を特定することができる。なお、上記各実施の形態に係る表示装置についても、自己容量方式のタッチパネル機能を適用することができる。

　例えば、図１０に示す表示パネル１に自己容量方式を採用した場合には、データ信号線１２と座標検知線２０との重なり面積が小さくなるため、不要な寄生容量を低減することができる。これにより、座標検知線２０と座標検出対象物との間に形成される容量を相対的に大きくすることができるため、強度比率を高めることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度をさらに高めることができる。

　ここで、本発明の表示装置では、
　表示画像に応じたデータを各画素に書き込む表示データ書き込み期間以外の表示データ保持期間に、上記表示パネルに座標検出対象物が接近または接触したときの上記容量の変化に基づいて、上記座標検出対象物の位置座標を検出する構成とすることもできる。

　また、上記表示装置では、
　上記座標検出対象物は、上記第２基板における、上記第１基板側とは反対側に位置している構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、上記容量の変化量を大きくすることができるため、検出の強度比率を高めることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度を高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　上記座標検知線は、上記データ信号線と交差する方向に延伸している構成とすることもできる。

　また、上記表示装置では、
　上記データ信号線における上記座標検知線との交差部分は、当該交差していない部分と比較して、線幅が狭くなっている構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、データ信号線と座標検知線との重なり面積が小さくなるため、不要な寄生容量を低減することができる。これにより、座標検知線とデータ信号線とにより形成される上記容量の変化を相対的に大きくすることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度をさらに高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　上記座標検知線は、さらに、上記データ信号線同士の間の領域に重なるように、上記データ信号線が延伸する方向に枝分かれして形成されている構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、座標検知線とデータ信号線とにより形成される上記容量の変化が大きくなり、座標検出対象物の座標検出の精度をさらに高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　上記座標検知線は、少なくとも２本の上記座標検知線が１つのグループとして構成された複数のグループに分かれており、
　上記グループごとに、上記容量の変化を検出する構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、グループを構成する複数の座標検知線における上記容量の変化が積算されたものに相当するので、座標検出の精度をさらに高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　上記データ信号線は、少なくとも２本の上記データ信号線が１つのグループとして構成された複数のグループに分かれており、
　上記グループごとに、上記容量の変化を検出する構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、グループを構成する複数のデータ信号線に対応する上記容量の変化が積算されたものに相当するので、座標検出の精度をさらに高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　行方向および列方向に複数配された画素のそれぞれは、Ｒ色に対応するＲサブ画素、Ｇ色に対応するＧサブ画素、Ｂ色に対応するＢサブ画素を含んで構成され、
　上記Ｒサブ画素、上記Ｇサブ画素、および上記Ｂサブ画素は、上記データ信号線が延伸する方向に並んで配されている構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、座標検知線の本数を増やすことができるため、座標検知線とデータ信号線とにより形成される上記容量の変化量を大きくすることができる。そのため、検出のシグナルを高めることができる。よって、座標検出対象物の座標検出の精度をさらに高めることができる。

　また、上記表示装置では、
　行方向および列方向に複数配された画素のそれぞれには、上記データ信号線の延伸する方向に、第１サブ画素および第２サブ画素がこの順に並んで配されており、
　上記第１サブ画素の画素電極および上記第２サブ画素の画素電極は、互いに異なるトランジスタを介して、同一の走査信号線に接続され、
　上記データ信号線が延伸する方向に並んで配される２つの画素において、一方の画素における上記第１サブ画素の画素電極および他方の画素における上記第２サブ画素の画素電極が、同一の上記基準配線に接続されている構成とすることもできる。

　上記の構成によれば、マルチ画素の構成を有する表示装置に適用することができる。

　また、上記表示装置では、
　各画素において、上記第１サブ画素の画素電極が接続される第１基準配線に供給される信号の電位レベルと、上記第２サブ画素の画素電極が接続される第２基準配線に供給される信号の電位レベルとは、互いに異なっている構成とすることもできる。

　また、上記表示装置では、
　各フレームにおける上記表示データ保持期間において、少なくとも１回、上記容量の変化を検出する構成とすることもできる。

　例えば、各フレーム（６０Ｈｚ）における上記表示データ保持期間において、２回上記容量の変化を検出する構成とした場合、検出周波数が２倍（１２０Ｈｚ）になるため、座標検出対象物の座標検出の速度をさらに高めることができる。これにより、より素早い操作（ペン入力など）に対応することが可能になる。

　また、上記表示装置では、
　ｎ（ｎは２以上の整数）フレームごとに、少なくとも１回、上記容量の変化を検出する構成とすることもできる。

　上記の構成では、表示フレームに依存せずにセンシングの周波数を設定することができるため、表示装置の設計自由度を高めることができる。

　本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。

　本発明は、表示機能を有する液晶パネルにタッチパネル機能を兼ね備えた表示装置として、液晶表示装置を具備するあらゆる機器に搭載することができる。

１　　表示パネル
２　　走査信号線駆動回路
３　　データ信号線駆動回路
４　　表示制御回路
６　　タイミングコントローラ
７　　座標検知線読み出し回路
８　　座標検出回路
９　　基準配線駆動回路
１０　電源回路
１１　座標検知線駆動回路
１２　データ信号線（Ｄａｔａｍ、Ｄａｔａｍ＋１、Ｄａｔａｍ＋２）
１２ａ　切り欠き部
１３　基準配線（Ｃｏｍ、Ｃｏｍ１、Ｃｏｍ２）
１４　走査信号線（Ｇｎ、Ｇｎ＋１、Ｇｎ＋２）
１５　画素電極
１６　対向電極
１７　トランジスタ（ＴＦＴ）
１８　絶縁層
２０　座標検知線
２０ａ　（枝分かれした）座標検知線
２１　アクティブマトリクス基板（第１基板）
２２　対向基板（第２基板）
２３　ゲート電極
２４　ドレイン電極
２５　ソース電極
Ｃｌｃ　液晶容量
Ｃｆ　　相互容量

Claims

　基準配線と、走査信号線と、制御端子が上記走査信号線に接続されたトランジスタと、画素電極とが形成された第１基板と、
　データ信号線が形成された第２基板と、
　上記第１および第２基板間に狭持された液晶層と、を含む表示パネルを備えた表示装置であって、
　上記画素電極は、上記トランジスタを介して上記基準配線に電気的に接続されるとともに、上記液晶層を介して上記データ信号線に重なっており、
　上記第２基板には、絶縁層を介して、上記データ信号線に重なる座標検知線が形成され、
　上記座標検知線と上記データ信号線との間に容量が形成されていることを特徴とする表示装置。
　表示画像に応じたデータを各画素に書き込む表示データ書き込み期間以外の表示データ保持期間に、上記表示パネルに座標検出対象物が接近または接触したときの上記容量の変化に基づいて、上記座標検出対象物の位置座標を検出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　上記座標検出対象物は、上記第２基板における、上記第１基板側とは反対側に位置していることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
　上記座標検知線は、上記データ信号線と交差する方向に延伸していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　上記データ信号線における上記座標検知線との交差部分は、当該交差していない部分と比較して、線幅が狭くなっていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
　上記座標検知線は、さらに、上記データ信号線同士の間の領域に重なるように、上記データ信号線が延伸する方向に枝分かれして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　上記座標検知線は、少なくとも２本の上記座標検知線が１つのグループとして構成された複数のグループに分かれており、
　上記グループごとに、上記容量の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
　上記データ信号線は、少なくとも２本の上記データ信号線が１つのグループとして構成された複数のグループに分かれており、
　上記グループごとに、上記容量の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
　行方向および列方向に複数配された画素のそれぞれは、Ｒ色に対応するＲサブ画素、Ｇ色に対応するＧサブ画素、Ｂ色に対応するＢサブ画素を含んで構成され、
　上記Ｒサブ画素、上記Ｇサブ画素、および上記Ｂサブ画素は、上記データ信号線が延伸する方向に並んで配されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　行方向および列方向に複数配された画素のそれぞれには、上記データ信号線の延伸する方向に、第１サブ画素および第２サブ画素がこの順に並んで配されており、
　上記第１サブ画素の画素電極および上記第２サブ画素の画素電極は、互いに異なるトランジスタを介して、同一の走査信号線に接続され、
　上記データ信号線が延伸する方向に並んで配される２つの画素において、一方の画素における上記第１サブ画素の画素電極および他方の画素における上記第２サブ画素の画素電極が、同一の上記基準配線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　各画素において、上記第１サブ画素の画素電極が接続される第１基準配線に供給される信号の電位レベルと、上記第２サブ画素の画素電極が接続される第２基準配線に供給される信号の電位レベルとは、互いに異なっていることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
　各フレームにおける上記表示データ保持期間において、少なくとも１回、上記容量の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
　ｎ（ｎは２以上の整数）フレームごとに、少なくとも１回、上記容量の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。