JP2017102811A - 表示装置および入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】待機モードとして行われる検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる入力装置および表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】前面ＦＳおよび背面ＢＳを有し、前面ＦＳに画像が表示される表示パネルＰＮＬと、平面視において表示パネルＰＮＬと重なる複数の検出電極Ｒｘと、平面視において表示パネルＰＮＬと重なるシールド電極ＳＨと、を有する。シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して前面ＦＳ側と反対側に配置されている。シールド電極ＳＨの静電容量に基づいて、前面ＦＳへの物体の近接または接触が検出され、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量に基づいて、物体の位置が検出される。【選択図】図３

Description

本発明は表示装置および入力装置に関する。

近年、表示装置の表示面側に、タッチパネルあるいはタッチセンサと呼ばれる入力装置を取り付け、タッチパネルに指やタッチペンなどの入力具などを接触させて入力動作を行ったときに、入力位置を検出して出力する技術がある。

このような入力装置としてのタッチパネルに指などが接触した接触位置を検出する検出方式の一つとして、静電容量方式がある。静電容量方式を用いたタッチパネルでは、タッチパネルの面内に、検出電極からなる容量素子が複数個設けられている。そして、指やタッチペンなどの入力具を容量素子に接触させて入力動作を行ったときに、容量素子の静電容量が変化することを利用して、入力位置を検出する。

例えば、特開２０１５−１２１９５８号公報（特許文献１）には、入力装置において、検出電極と、検出電極と交差するように配置され、検出電極との間でそれぞれ静電容量を形成する複数の駆動電極と、検出電極および複数の駆動電極と比べて操作面から離れた下層に配置されたシールド電極と、を有する技術が記載されている。

特開２０１５−１２１９５８号公報

このような入力装置において、検出モードとして、指の位置、すなわち指の座標を検出する指座標検出処理を行う前に、待機モードとして、指の近接または接触を検出する指近接検出処理を行うことがある。また、指座標検出処理では、複数の検出電極を１個ずつまたは複数個ずつ順次切り替えて検出回路に接続することにより、複数の検出電極の各々の静電容量を個別に検出する。

しかし、指近接検出処理において、指座標検出処理と同様に、複数の検出電極を複数個ずつ切り替えて検出回路に接続することにより、複数の検出電極の各々の静電容量を検出する場合、検出処理に要する時間が長くなるか、または、消費電力が増加するという問題がある。

一方、検出処理に要する時間を短くするために、複数の検出電極のうち一部から複数個ずつ選択するか、または、検出処理を繰り返す間の待ち時間を長くした場合、検出ミスが発生するおそれがある。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、検出モードとしての指座標検出処理の前に待機モードとして行われる指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる入力装置および表示装置を提供することを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明の一態様としての表示装置は、第１の側の第１面、および、第１の側と反対側の第２面を有し、第１面に画像が表示される表示パネルと、平面視において表示パネルと重なる複数の第１電極と、平面視において表示パネルと重なる第２電極と、を有する。第２電極は、複数の第１電極に対して第１の側と反対側に配置されている。第２電極の静電容量に基づいて、第１面への物体の近接または接触が検出され、複数の第１電極の各々の静電容量に基づいて、第１面に近接または接触した物体の位置が検出される。

また、本発明の一態様としての入力装置は、第１の側の第１面、および、第１の側と反対側の第２面を有する基板と、平面視において基板と重なる複数の第１電極と、平面視において基板と重なる第２電極と、を有する。第２電極は、複数の第１電極に対して第１の側と反対側に配置されている。第２電極の静電容量に基づいて、第１面への物体の近接または接触が検出され、複数の第１電極の各々の静電容量に基づいて、第１面に近接または接触した物体の位置が検出される。

実施の形態１の表示装置の一例を示す平面図である。 実施の形態１の表示装置における画素を示す等価回路図である。 実施の形態１の表示装置の一例を示す断面図である。 実施の形態１の表示装置における共通電極の配置の一例を示す平面図である。 自己容量検出方式を説明するための図である。 自己容量検出方式を説明するための図である。 自己容量検出方式を説明するための図である。 自己容量検出方式を説明するための図である。 自己容量検出方式を実現する回路の一例を示す図である。 電源から出力される交流矩形波Ｓｇ、検出電極の電圧Ｖｘ、および、電圧検出器の出力としての電圧Ｖｄｅｔの時間依存性の例を模式的に示すグラフである。 自己容量検出方式を実現する回路の別の例を示す図である。 交流矩形波Ｓｇ、および、電圧検出器の出力としての電圧Ｖｄｅｔの時間依存性の例を模式的に示すグラフである。 自己容量検出方式を実現する回路のさらに別の例を示す図である。 実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するための図である。 実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するためのフロー図である。 実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出回路を示す図である。 シールド電極を用いたタッチ検出を説明するための図である。 シールド電極を用いたタッチ検出を説明するための図である。 実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出処理のうち指近接検出処理を説明するためのタイミングチャートである。 比較例の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するための図である。 比較例の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するためのフロー図である。 比較例の表示装置におけるタッチ検出回路を示す図である。 比較例の表示装置におけるタッチ検出処理のうち指近接検出処理を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態１の表示装置の第１変形例におけるタッチ検出回路を示す図である。 実施の形態１の表示装置の第２変形例の一例を示す断面図である。 実施の形態１の表示装置の第２変形例の別の例におけるタッチ検出回路を示す図である。 実施の形態１の表示装置の第３変形例の一例を示す断面図である。 実施の形態１の表示装置の第４変形例の一例を示す断面図である。 実施の形態２の表示装置を示す断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

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、実施の態様に比べ、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。

さらに、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング（網掛け）を図面に応じて省略する場合もある。

（実施の形態１）
初めに、実施の形態１として、入力装置としてのタッチパネルを、入力装置の検出電極が、表示装置の表示パネル内に設けられ、かつ、表示装置の共通電極として機能するインセル型のタッチ検出機能付き表示装置に適用した例について説明する。ここで、本実施の形態１の表示装置は、液晶表示装置である。なお、本願明細書では、入力装置とは、少なくとも電極に対して近接または接触する物体の容量に応じて変化する静電容量を検出する入力装置である。ここで、静電容量を検出する方式としては、１つの電極の静電容量を検出する自己容量方式を用いることができる。また、インセル型のタッチ検出機能付き表示装置とは、タッチ検出用の駆動電極または検出電極が、画素による画像表示用の駆動電極として機能する、という特徴を持つタッチ検出機能付き表示装置を意味する。

＜表示装置＞
図１は、実施の形態１の表示装置の一例を示す平面図である。図２は、実施の形態１の表示装置における画素を示す等価回路図である。図３は、実施の形態１の表示装置の一例を示す断面図である。図４は、実施の形態１の表示装置における共通電極の配置の一例を示す平面図である。なお、図３では、実際には図３の断面には配置されていない走査線ＧＬを便宜上一緒に示している。

図１に示すように、液晶表示装置としての表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルとしての表示パネルＰＮＬ、表示パネルＰＮＬを駆動する駆動ＩＣチップＩＣ１、および、静電容量型の検出部ＳＥを有する。表示パネルＰＮＬは、第１の側（図３中上側）の前面ＦＳ、および、第１の側と反対側（図３中下側）の背面ＢＳを有し、前面ＦＳに画像が表示される。また、タッチ検出回路としての検出部ＳＥおよび検出部ＳＥによる検出方法については、後述する図１４〜図１９を用いて説明する。なお、図示は省略するが、表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬの外部に設けられた制御モジュール、表示パネルＰＮＬと制御モジュールとを接続するフレキシブル配線基板、および、検出部ＳＥを駆動する駆動ＩＣチップなどを有してもよい。

図１および図３に示すように、液晶表示パネルとしての表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ１と、基板ＳＵＢ１と対向配置された基板ＳＵＢ２と、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２との間に配置された液晶層ＬＱと、を含む。基板ＳＵＢ２は、基板ＳＵＢ１に対して第１の側（図３中上側）に配置されている。なお、本実施の形態１において、基板ＳＵＢ１をアレイ基板と言い換えることができ、基板ＳＵＢ２を対向基板と言い換えることができる。

また、図３および図４に示すように、表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬの内部に配置された複数の検出電極Ｒｘを有する。複数の検出電極Ｒｘは、平面視において表示パネルＰＮＬと重なる。また、複数の検出電極Ｒｘは、基板ＳＵＢ１と液晶層ＬＱとの間に配置されている。

後述する図１４〜図１９を用いて説明するが、検出部ＳＥは、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量を検出する。また、複数の検出電極Ｒｘが表示パネルＰＮＬの内部に設けられている場合、表示装置ＤＳＰは、インセル型のタッチ検出機能付き表示装置である。なお、後述する実施の形態２で説明するように、検出電極Ｒｘを表示パネルＰＮＬの外部に設けることもでき、この場合の表示装置ＤＳＰは、オンセル型のタッチ検出機能付き表示装置である。

図１および図４に示すように、表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域（アクティブエリア）ＤＡを備えている。平面視において、互いに交差、好適には直交する２つの方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とする。このとき、複数の検出電極Ｒｘは、平面視において、表示領域ＤＡ内において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に配列されている。すなわち、複数の検出電極Ｒｘは、平面視において表示パネルＰＮＬにマトリクス状に設けられている。なお、本願明細書では、平面視において、とは、表示パネルＰＮＬの表示面に垂直な方向から視た場合を意味する。

図３に示すように、表示装置ＤＳＰは、バックライトユニットＢＬを有する。バックライトユニットＢＬは、基板ＳＵＢ１の背面側に配置されている。このようなバックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を利用したものや、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp：ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

図１に示すように、駆動ＩＣチップＩＣ１は、表示パネルＰＮＬの領域であって、表示領域ＤＡの外側の領域である非表示領域ＮＤＡにおいて、基板ＳＵＢ１上に、設けられている。駆動ＩＣチップＩＣ１は、信号線駆動回路ＳＤなどを有する。

図１に示すように、表示装置ＤＳＰは、マルチプレクサ回路ＭＵ１と、複数の走査線ＧＬと、複数の走査線に入力される走査信号を出力する走査信号出力回路としての走査線駆動回路ＧＤと、走査線駆動回路ＧＤと複数の走査線ＧＬとの接続状態を切り替える切り替え部ＧＳＰと、を有する。また、表示装置ＤＳＰは、複数の信号線ＳＬと、複数の共通電極ＣＥと、複数の画素ＰＸと、を有する。

マルチプレクサ回路ＭＵ１および走査線駆動回路ＧＤは、非表示領域ＮＤＡにおいて、基板ＳＵＢ１上に、設けられている。駆動ＩＣチップＩＣ１は、マルチプレクサ回路ＭＵ１および走査線駆動回路ＧＤに接続されている。

なお、図示は省略するが、非表示領域ＮＤＡにおいて、基板ＳＵＢ１上には、共通電極駆動回路が設けられていてもよい。共通電極駆動回路は、表示装置ＤＳＰが画像を表示する際に、共通電極ＣＥを切り替えて駆動する。

表示領域ＤＡにおいて、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２との間には、複数の画素ＰＸが配置されている。複数の画素ＰＸは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に配列され、ｍ×ｎ個配置されている（ただし、ｍおよびｎは正の整数である）。

表示領域ＤＡにおいて、基板ＳＵＢ１の上方には、ｎ本の走査線ＧＬの一部としての走査線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３およびＧＬｎ、ｍ本の信号線ＳＬの一部としての信号線ＳＬ１、ＳＬ２およびＳＬｍ、ならびに、共通電極ＣＥなどが形成されている。

複数の走査線ＧＬは、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Ｙ軸方向に互いに間隔を空けて配列されている。複数の走査線ＧＬの各々は、表示領域ＤＡの外側に引き出され、切り替え部ＧＳＰに含まれるスイッチング素子ＧＳＷを介して、走査線駆動回路ＧＤに接続されている。複数の信号線ＳＬは、Ｙ軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて配列されている。また、複数の信号線ＳＬは、複数の走査線ＧＬと交差している。複数の信号線ＳＬの各々は、表示領域ＤＡの外側に引き出され、マルチプレクサ回路ＭＵ１に接続されている。

図４に示すように、共通電極ＣＥは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に配列されている。本実施の形態１では、共通電極ＣＥが、自己容量方式のタッチ検出用の検出電極Ｒｘを兼ねる場合を例示して説明する。しかし、共通電極ＣＥが、検出電極Ｒｘを兼ねる場合には限られない。共通電極ＣＥが、検出電極Ｒｘを兼ねない場合、複数の共通電極ＣＥは、Ｘ軸方向に分割されずにそれぞれ延在し、かつ、Ｙ軸方向に互いに間隔を空けて配列されていてもよい。あるいは、複数の共通電極ＣＥは、Ｙ軸方向に分割されずにそれぞれ延在し、かつ、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて配列されていてもよい。

駆動ＩＣチップＩＣ１は、マルチプレクサ回路ＭＵ１および走査線駆動回路ＧＤに接続されている。また、図１に示す例では、検出部ＳＥとスイッチング素子ＧＳＷとは、配線Ｗ１により接続され、駆動ＩＣチップＩＣ１と走査線駆動回路ＧＤとは、配線Ｗ２により接続されている。このため、検出部ＳＥは、配線Ｗ１を介してスイッチング素子ＧＳＷに制御信号を与えることができる。例えば、後述する図１６を用いて説明するように、検出部ＳＥは、スイッチング素子ＧＳＷをオフ状態（非導通状態）にするオフ電圧としての制御信号（図１６の電圧Ｖ２に相当）を出力することができ、全ての走査線ＧＬを電気的に浮遊した状態（フローティング状態）に切替えることができる。なお、検出部ＳＥが駆動ＩＣチップＩＣ１に含まれてもよく、駆動ＩＣチップＩＣ１に含まれる検出部ＳＥとスイッチング素子ＧＳＷとが、配線Ｗ１により接続されていてもよい。

図２に示すように、各画素ＰＸは、画素スイッチング素子ＰＳＷと、画素電極ＰＥと、を有する。また、複数の画素ＰＸは、共通電極ＣＥを、共有する。画素スイッチング素子ＰＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を含む。画素スイッチング素子ＰＳＷは、走査線ＧＬおよび信号線ＳＬと電気的に接続されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、トップゲート型ＴＦＴおよびボトムゲート型ＴＦＴのいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子ＰＳＷの半導体層は、例えば、多結晶シリコン（ポリシリコン）からなるが、アモルファスシリコンからなるものでもよい。

画素電極ＰＥは、画素スイッチング素子ＰＳＷに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、絶縁膜を介して共通電極ＣＥと対向している。共通電極ＣＥ、絶縁膜および画素電極ＰＥは、保持容量ＣＳを形成している。

図３に示すように、表示装置ＤＳＰは、光学素子ＯＤ１と、光学素子ＯＤ２と、を有する。また、表示装置ＤＳＰは、表示モードとして、横電界モードであるＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードに対応した構成を有するが、同じく横電界モードであるＩＰＳ（In Plane Switching）モードなどの他の表示モードに対応した構成を有してもよい。

なお、ＦＦＳモードを利用する表示装置ＤＳＰでは、基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥが設けられている。液晶層ＬＱを構成する液晶分子は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される横電界（特に、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界）を主に利用してスイッチングされる。

基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２とは一定の間隔で離れた状態で貼り合わされている。液晶層ＬＱは、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２との間に封入されている。

図３に示すように、基板ＳＵＢ１は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する絶縁基板１０を有する。また、基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０の基板ＳＵＢ１に対向する側に、複数の走査線ＧＬと、複数の信号線ＳＬと、複数の共通電極ＣＥと、複数の画素電極ＰＥと、絶縁膜１１と、絶縁膜１２と、絶縁膜１３と、配向膜ＡＬ１と、を有する。なお、図３では、１個の走査線ＧＬと、１個の共通電極ＣＥと、を示している。

走査線ＧＬは、絶縁基板１０上に形成されている。走査線ＧＬは、例えばクロム（Ｃｒ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）等の金属またはそれらの合金からなる。

絶縁膜１１は、走査線ＧＬおよび絶縁基板１０の上に形成されている。絶縁膜１１は、例えば窒化シリコンまたは酸化シリコン等からなる透明な絶縁膜である。なお、詳述しないが、絶縁基板１０と絶縁膜１１との間には、走査線ＧＬの他に、画素スイッチング素子のゲート電極や半導体層などが形成されている。

信号線ＳＬは、絶縁膜１１上に形成されている。信号線ＳＬは、例えばアルミニウム（Ａｌ）をモリブデン（Ｍｏ）等で挟んだ多層構造の金属膜からなる。また、画素スイッチング素子のソース電極やドレイン電極なども絶縁膜１１の上に形成されている。図示した例では、信号線ＳＬは、Ｙ軸方向に延在する。

絶縁膜１２は、信号線ＳＬおよび絶縁膜１１の各々の上に形成されている。絶縁膜１２は、例えばアクリル系の感光性樹脂からなる。

共通電極ＣＥは、絶縁膜１２上に形成されている。なお、共通電極ＣＥは、前述したように複数個設けられており、タッチ検出用の検出電極Ｒｘを兼ねている。共通電極ＣＥは、ＩＴＯ（Indium tin oxide）またはＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明な導電材料からなる。なお、表示装置が、縦電界モードとしてのＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＶＡ（Vertical Alignment）モード等の表示装置である場合、共通電極ＣＥは、基板ＳＵＢ２に形成されていてもよい。

絶縁膜１３は、共通電極ＣＥおよび絶縁膜１２の各々の上に形成されている。画素電極ＰＥは、絶縁膜１３上に形成されている。各画素電極ＰＥは、互いに隣り合う２つの信号線ＳＬの間に位置し、共通電極ＣＥと対向している。また、各画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと対向する位置にスリットＳＬＴを有している。このような画素電極ＰＥは、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電材料からなる。配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥおよび絶縁膜１３を覆っている。

一方、基板ＳＵＢ２は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する絶縁基板２０を有する。また、基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０の基板ＳＵＢ１に対向する側に、ブラックマトリクスＢＭと、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧおよびＣＦＢと、オーバーコート層ＯＣＬと、配向膜ＡＬ２と、を有する。

ブラックマトリクスＢＭは、絶縁基板２０の基板ＳＵＢ１側の面に形成され、各画素を区画している。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧおよびＣＦＢは、それぞれ絶縁基板２０の基板ＳＵＢ１側の面に形成され、平面視において、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧおよびＣＦＢの各々の一部がブラックマトリクスＢＭと重なっている。カラーフィルタＣＦＲは赤色カラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＧは緑色カラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＢは青色カラーフィルタである。オーバーコート層ＯＣＬは、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧおよびＣＦＢを覆っている。オーバーコート層ＯＣＬは、透明な樹脂材料からなる。配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣＬを覆っている。

光学素子ＯＤ１は、絶縁基板１０とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。光学素子ＯＤ２は、絶縁基板２０の上方、すなわち絶縁基板２０を挟んで基板ＳＵＢ１と反対側に配置されている。光学素子ＯＤ１および光学素子ＯＤ２は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。

なお、光学素子ＯＤ１は、接着層（図示は省略）により絶縁基板１０に接着されていてもよく、光学素子ＯＤ２は、接着層（図示は省略）により絶縁基板２０に接着されていてもよい。

図３および図４に示すように、表示装置ＤＳＰは、シールド電極ＳＨを有する。シールド電極ＳＨは、平面視において表示パネルＰＮＬと重なる。また、後述する図１６を用いて説明するが、シールド電極ＳＨは、平面視において複数の検出電極Ｒｘの各々と重なり、シールド電極ＳＨは、平面視において複数の走査線および複数の信号線の各々と重なる。シールド電極ＳＨは、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電材料からなる。なお、検出部ＳＥ（図１参照）は、シールド電極ＳＨの静電容量を検出する。

シールド電極ＳＨは、基板ＳＵＢ１、すなわち絶縁基板１０に対して、第１の側と反対側（図３中下側）に配置されている。言い換えれば、シールド電極ＳＨは、基板ＳＵＢ１、すなわち絶縁基板１０に対して、表示パネルＰＮＬの前面ＦＳ側と反対側に配置されている。

したがって、シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して、第１の側と反対側（図３中下側）に配置されている。言い換えれば、シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して、表示パネルＰＮＬの前面ＦＳ側と反対側、すなわち表示パネルＰＮＬの背面ＢＳ側に配置されている。

これにより、表示パネルＰＮＬの背面ＢＳ側から表示パネルＰＮＬに近接または接触した物体が、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化に影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。すなわち、シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘの各々を、表示パネルＰＮＬの背面ＢＳ側から表示パネルＰＮＬに近接または接触した物体に起因した電界の変化から遮蔽することができる。

＜自己容量型タッチ検出方式＞
次に、表示装置ＤＳＰが、検出電極Ｒｘを利用して指などの物体からなる入力具の位置、すなわち入力位置を検出する方法について説明する。

表示装置ＤＳＰは、自己容量検出（Self-Capacitive Sensing）方式を用いて、検出電極Ｒｘにて検出した静電容量の変化に基づいて入力位置情報を判断することができる。これにより、表示装置ＤＳＰのタッチ検出面ＴＤＳ（図３参照）に指が接触していること、または、表示装置ＤＳＰのタッチ検出面ＴＤＳに指が近接していることを検出することができる。本実施の形態１において、タッチ検出面ＴＤＳは、光学素子ＯＤ２の面であって、基板ＳＵＢ２側と反対側の面である。

以下では、自己容量検出方式を用いたタッチ検出方式（自己容量型タッチ検出方式）について説明する。しかし、表示装置ＤＳＰは、相互容量検出（Mutual-Capacitive Sensing）方式を用いて、検出電極Ｒｘにて検出した静電容量の変化に基づいて入力位置情報を判断してもよい。

自己容量検出方式による入力位置情報の判断は、各々の検出電極Ｒｘに対して書込み信号を書込み、書込み信号が書込まれた各々の検出電極Ｒｘに生じた静電容量の変化を示す読取り信号を読取ることにより行われる。

次に、自己容量検出方式を用いたタッチ検出方式の原理を説明する。自己容量検出方式は、検出電極Ｒｘが有する容量Ｃｘ１を利用する。また自己容量検出方式は、検出電極Ｒｘに近接している利用者の指等により生じる容量Ｃｘ２を利用する。

図５〜図８は、自己容量検出方式を説明するための図である。

図５および図６は、表示装置ＤＳＰのタッチ検出面に、利用者の指が接触も近接もしていない状態を示している。このため、検出電極Ｒｘと指との間に静電容量結合は生じていない。図５は、制御スイッチＳＷｃにより、検出電極Ｒｘが電源Ｖｄｄに接続された状態を示す。図６は、制御スイッチＳＷｃにより、検出電極Ｒｘが電源Ｖｄｄから遮断され、検出電極Ｒｘがコンデンサとしての容量Ｃｃｐに接続された状態を示す。

図５の状態で、容量Ｃｘ１は例えば充電され、図６の状態で、容量Ｃｘ１は例えば放電される。ここで、容量Ｃｘ１が充電されることとは、検出電極Ｒｘに対して書込み信号が書込まれることである。また、容量Ｃｘ１が放電されることとは、検出電極Ｒｘに生じた静電容量の変化を示す読取り信号を読取ることである。

一方、図７および図８は、表示装置ＤＳＰのタッチ検出面に、利用者の指が接触または近接している状態を示している。このため、検出電極Ｒｘと指との間に静電容量結合が生じている。図７は、制御スイッチＳＷｃにより、検出電極Ｒｘが電源Ｖｄｄに接続された状態を示す。図８は、制御スイッチＳＷｃにより、検出電極Ｒｘが電源Ｖｄｄから遮断され、検出電極Ｒｘが容量Ｃｃｐに接続された状態を示す。

図７の状態で、容量Ｃｘ１は例えば充電され、図８の状態で、容量Ｃｘ１は例えば放電される。

ここで、図６に示す放電時の容量Ｃｃｐの電圧の時間依存性に対して、図８に示す放電時の容量Ｃｃｐの電圧の時間依存性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己容量検出方式では、容量Ｃｃｐの電圧の時間依存性が、容量Ｃｘ２の有無により、異なることを利用して、入力位置情報（例えば、操作入力の有無）を判断している。

次に、自己容量検出方式を実現する回路の例について説明する。図９は、自己容量検出方式を実現する回路の一例を示す図である。なお、図９では、検出電極Ｒｘの容量を容量Ｃｘと表示している。

図９に示すような自己容量検出方式を実現する回路は、例えば図１に示した検出部ＳＥに設けられている。あるいは、検出部ＳＥが、例えば図１に示した駆動ＩＣチップＩＣ１内に設けられ、このような自己容量検出方式を実現する回路が、駆動ＩＣチップＩＣ１に設けられていてもよい。

図９に示すように、検出電極Ｒｘは、スイッチＳＷｃ１により、電源Ｖｄｄに切り替え可能に接続されている。また、検出電極Ｒｘは、スイッチＳＷｃ２により、積分回路としての電圧検出器ＤＥＴに切り替え可能に接続されている。電圧検出器ＤＥＴは、例えばオペアンプＯＰｄｅｔと、容量Ｃｄｅｔと、スイッチＳＷｃ３と、を含む。オペアンプＯＰｄｅｔには、参照信号Ｖｒｅｆが入力される。

なお、図９では、図１６を用いて説明する検出部ＳＥに含まれる検出回路ＤＣＰ１を図示している。

図１０は、電源から出力される交流矩形波Ｓｇ、検出電極の電圧Ｖｘ、および、電圧検出器の出力としての電圧Ｖｄｅｔの時間依存性の例を模式的に示すグラフである。

図１０に示すように、電源Ｖｄｄは、時刻Ｔ０１と時刻Ｔ０２との時間差を周期とし、かつ、電圧Ｖｄｒの波形高さを有する交流矩形波Ｓｇを出力する。交流矩形波Ｓｇは、例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の周波数を有する。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（波形Ｖｄｅｔ０および波形Ｖｄｅｔ１）に変換する。

前述したように、検出電極Ｒｘは、スイッチＳＷｃ１およびスイッチＳＷｃ２により、電源Ｖｄｄおよび電圧検出器ＤＥＴに、切り替え可能に接続されている。図１０において、時刻Ｔ０１のタイミングで交流矩形波Ｓｇは電圧Ｖｄｒ分だけ電圧を上昇させる。このとき、スイッチＳＷｃ１はオン状態にされ、スイッチＳＷｃ２はオフ状態にされている。このため、検出電極Ｒｘの電圧Ｖｘも電圧Ｖｄｒ分だけ上昇する。次に、時刻Ｔ１１のタイミングの前に、スイッチＳＷｃ１をオフ状態にする。このとき、検出電極Ｒｘは電気的に浮遊した状態であるが、検出電極Ｒｘの容量Ｃｘ１（図５参照）、あるいは検出電極Ｒｘの容量Ｃｘ１に指等の接触または近接による容量Ｃｘ２を加えた容量Ｃｘ１＋Ｃｘ２（図７参照）によって、検出電極Ｒｘの電圧Ｖｘの電圧Ｖｄｒ分の上昇は維持される。さらに、時刻Ｔ１１のタイミングの前にスイッチＳＷｃ３をオン状態にし、所定の時間経過後にスイッチＳＷｃ３をオフ状態にすることにより、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。このリセット動作により、電圧検出器ＤＥＴの出力としての電圧Ｖｄｅｔは、参照信号Ｖｒｅｆと略等しい電圧となる。

続いて、時刻Ｔ１１のタイミングでスイッチＳＷｃ２をオン状態にすると、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部に入力される電圧が検出電極Ｒｘの電圧Ｖｘに等しくなり、その後、検出電極Ｒｘの容量Ｃｘ１（または容量Ｃｘ１＋Ｃｘ２）と電圧検出器ＤＥＴに含まれる容量Ｃｄｅｔに起因した時定数に従って、電圧検出器ＤＥＴの反転入力部の電圧は、参照信号Ｖｒｅｆまで低下する。このとき、検出電極Ｒｘの容量Ｃｘ１（または容量Ｃｘ１＋Ｃｘ２）に蓄積されていた電荷が電圧検出器ＤＥＴに含まれる容量Ｃｄｅｔに移動するため、電圧検出器ＤＥＴの電圧Ｖｄｅｔが上昇する。検出電極Ｒｘに指などの物体が近接も接触もしていないときは、電圧Ｖｄｅｔは、実線で示す波形Ｖｄｅｔ０となり、Ｖｄｅｔ＝Ｃｘ１×Ｖｄｒ／Ｃｄｅｔとなる。指などの物体が近接または接触してその物体の影響による容量が付加されたときは、電圧Ｖｄｅｔは、破線で示す波形Ｖｄｅｔ１となり、Ｖｄｅｔ＝（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）×Ｖｄｒ／Ｃｄｅｔとなる。

その後、検出電極Ｒｘの容量Ｃｘ１（または容量Ｃｘ１＋Ｃｘ２）の電荷が容量Ｃｄｅｔに十分移動した後の時刻Ｔ３１のタイミングでスイッチＳＷｃ２をオフ状態にし、スイッチＳＷｃ１およびスイッチＳＷｃ３をオン状態にすることにより、検出電極Ｒｘの電圧を交流矩形波Ｓｇのローレベルと等しい電圧にするとともに電圧検出器ＤＥＴをリセットさせる。なお、このとき、スイッチＳＷｃ１をオン状態にするタイミングは、スイッチＳＷｃ２をオフ状態にした後、時刻Ｔ０２以前であればいずれのタイミングでもよい。また、電圧検出器ＤＥＴをリセットさせるタイミングは、スイッチＳＷｃ２をオフ状態にした後、時刻Ｔ１２以前であればいずれのタイミングでもよい。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。そして、波形Ｖｄｅｔ０と波形Ｖｄｅｔ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部からタッチ検出面に近接または接触した物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。

なお、指などの物体が近接も接触もしていないときは、検出電極Ｒｘの電圧Ｖｘの波形は、実線で示す波形Ｖｘ０となり、指などの物体が近接または接触してその物体の影響による容量Ｃｘ２が付加されたときは、検出電極Ｒｘの電圧Ｖｘの波形は、破線で示す波形Ｖｘ１となる。波形Ｖｘ０と波形Ｖｘ１とが、それぞれ所定の閾値電圧Ｖｔｈまで下がる時間を測定することにより、外部からタッチ検出面に近接または接触した物体の有無（タッチの有無）を測定することもできる。

あるいは、自己容量検出方式を実現する回路として別の例を用いてもよい。図１１は、自己容量検出方式を実現する回路の別の例を示す図である。

図１１に示すような自己容量検出方式を実現する回路は、例えば図１に示した検出部ＳＥに設けられている。あるいは、検出部ＳＥが、例えば図１に示した駆動ＩＣチップＩＣ１内に設けられ、このような自己容量検出方式を実現する回路が、駆動ＩＣチップＩＣ１に設けられていてもよい。

図１１に示すように、検出電極Ｒｘは、積分回路としての電圧検出器ＤＥＴに接続されている。電圧検出器ＤＥＴは、例えばオペアンプＯＰｄｅｔと、容量Ｃｄｅｔと、スイッチＳＷｃ３と、を含む。オペアンプＯＰｄｅｔの２つの入力端子のうち、「＋」により表された非反転入力端子には、検出電極Ｒｘが接続されており、「−」により表された反転入力端子には、交流矩形波Ｓｇが入力される。また、オペアンプＯＰｄｅｔでは、反転入力端子と非反転入力端子とが仮想的に短絡、すなわちイマジナリショートされている。検出電極Ｒｘが検出回路ＤＣＰ１に接続されるとき、スイッチＳＷｃ３はオフ状態（非導通状態）にされ、検出電極Ｒｘが検出回路ＤＣＰ１に接続されないとき、スイッチＳＷｃ３はオン状態（導通状態）にされる。

なお、図１１では、図１６を用いて説明する検出部ＳＥに含まれる検出回路ＤＣＰ１を図示している。

図１２は、交流矩形波Ｓｇ、および、電圧検出器の出力としての電圧Ｖｄｅｔの時間依存性の例を模式的に示すグラフである。

図１２に示すように、交流矩形波Ｓｇは、電圧Ｖｄｒの波形高さを有する。前述したように、オペアンプＯＰｄｅｔは、イマジナリショートされているため、オペアンプＯＰｄｅｔの反転入力端子に交流矩形波Ｓｇが入力されると、オペアンプＯＰｄｅｔの非反転入力端子に接続された検出電極Ｒｘには、交流矩形波Ｓｇと同電位の駆動信号が印加される。

一方、検出電極Ｒｘは容量Ｃｘを有するため、検出電極Ｒｘの電位と駆動信号との間には差分の電圧が発生し、この差分の電圧に相当する電流が検出電極ＲｘとオペアンプＯＰｄｅｔの非反転入力端子との間で流れることになる。電圧検出器ＤＥＴからは、この電流を電圧検出器ＤＥＴにより電圧に変換して積分した値が、波形Ｖｄｅｔ０を有する電圧Ｖｄｅｔとして出力される。電圧Ｖｄｅｔの波形Ｖｄｅｔ０は、図１２において、実線で示されている。

検出電極Ｒｘに指などの物体が近接または接触すると、容量Ｃｘが増加するため、検出電極Ｒｘの電位と駆動信号との間に発生する差分の電圧が増加し、この差分の電圧に相当し、検出電極ＲｘとオペアンプＯＰｄｅｔの非反転入力端子との間で流れる電流が増加する。そのため、この電流を電圧検出器ＤＥＴにより電圧に変換して積分した値が増加し、電圧検出器ＤＥＴから出力される電圧Ｖｄｅｔの波形Ｖｄｅｔ１の変化は、波形Ｖｄｅｔ０の変化に比べて増加する。波形Ｖｄｅｔ１は、図１２において、破線で示されている。

したがって、電圧検出器ＤＥＴから出力された電圧Ｖｄｅｔを所定の閾値電圧と比較することにより、検出電極Ｒｘへの指などの近接または接触の有無を検出することができる。すなわち、波形Ｖｄｅｔ０と波形Ｖｄｅｔ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜に基づいて、外部からタッチ検出面に近接または接触した物体の有無（タッチの有無）を測定することができる。なお、電圧検出器ＤＥＴの動作は、絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、例えばスイッチＳＷｃ３により、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、容量Ｃｄｅｔの充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作としてもよい。

このような、図１１および図１２を用いて説明した検出方法は、図９および図１０を用いて説明した検出方法と異なり、スイッチＳＷｃ１およびＳＷｃ２のいずれも不要であり、駆動信号としての交流矩形波Ｓｇを、直接オペアンプＯＰｄｅｔに供給する方法である。

なお、図１１に示す検出回路ＤＣＰ１は、自己容量検出方式および相互容量検出方式のいずれにも兼用することができる。図１１に示す検出回路ＤＣＰ１を相互容量検出方式に用いる場合には、オペアンプＯＰｄｅｔの反転入力端子が、交流矩形波Ｓｇを供給する供給回路に代えて、固定電位としての参照信号を供給する供給回路に接続されるように、接続を切り替えればよい。

あるいは、自己容量検出方式を実現する回路としてさらに別の例を用いてもよい。図１３は、自己容量検出方式を実現する回路のさらに別の例を示す図である。

図１３に示す例では、検出電極Ｒｘは、分圧用の容量Ｃｐの一方の端子に接続されるとともに、比較器ＣＯＭＰの一方の入力端子に接続される。検出電極Ｒｘは、自己の容量Ｃｘを有する。比較器ＣＯＭＰの他方の入力端子には、参照信号Ｖｒｅｆの供給端子が接続されている。

容量Ｃｐの他方の端子は、スイッチＳＷ１を介して電圧Ｖｃｃの電源配線に接続される。また容量Ｃｐの他方の端子は、抵抗Ｒｃを介して容量Ｃｃの一方の端子に接続されている。容量Ｃｃの他方の端子は、基準電位（例えばアース電位）に接続されている。

スイッチＳＷ２は、容量Ｃｐの他方の端子と基準電位間に接続され、スイッチＳＷ３は、容量Ｃｐの一方の端子と基準電位間に接続されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２およびＳＷ３ならびに比較器ＣＯＭＰは、例えば図１に示した検出部ＳＥに設けられている。

なお、図１３では、図１６を用いて説明する検出部ＳＥに含まれる検出回路ＤＣＰ１を図示している。

図１３に示す例では、スイッチＳＷ１は、一定の周期でオン状態（導通状態）にされ、このオン状態のときに容量Ｃｃを充電することができる。容量Ｃｃが充電されるときは、スイッチＳＷ２およびＳＷ３はオフ状態にされている。容量Ｃｃが充電されると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２およびＳＷ３が全てオフ状態にされ、容量Ｃｃの電荷が保持される。

続いて、スイッチＳＷ１のオフ状態を維持したまま、スイッチＳＷ２およびＳＷ３が一定時間オン状態にされる。すると、容量ＣｐおよびＣｘの電荷のほとんどが放電されるとともに、容量Ｃｃの電荷の一部が、抵抗Ｒｃを介して放電される。

次いで、スイッチＳＷ１、ＳＷ２およびＳＷ３が全てオフ状態にされる。すると、容量Ｃｃの電荷が、容量ＣｐおよびＣｘに移動する。そして、容量Ｃｘの電圧Ｖｘが比較器ＣＯＭＰにおいて、参照信号Ｖｒｅｆまたは閾値電圧Ｖｔｈと比較される。

容量Ｃｃの電圧を電圧Ｖｃとし、容量Ｃｐの電圧を電圧Ｖｐとする。このとき、電圧Ｖｘは、電圧Ｖｃと電圧Ｖｐとの和に等しく、電圧Ｖｃの変化の特性または変換の度合いは、容量Ｃｐと容量Ｃｘの合計値に応じて変化する。容量Ｃｘの変化は、容量Ｃｘの電圧Ｖｘに対しても影響を与える。また、容量Ｃｘの値は、検出電極Ｒｘに対する利用者の指の接近の程度に応じて異なる。

このため、指が検出電極Ｒｘから遠い場合は、電圧Ｖｃの時間依存性は、ゆっくりした変化を伴う特性となり、指が検出電極Ｒｘに近い場合は、電圧Ｖｃの時間依存性は、すばやい変化を伴う特性となる。

比較器ＣＯＭＰは、スイッチＳＷ２およびＳＷ３のオン状態とオフ状態とが繰り返されるのに同期して、電圧Ｖｘを参照信号Ｖｒｅｆまたは閾値電圧Ｖｔｈと比較する。そしてＶｘ＞Ｖｒｅｆのときは、比較器ＣＯＭＰは、出力パルスを得る。しかし比較器ＣＯＭＰは、Ｖｘ＜Ｖｒｅｆになると出力パルスを停止する。

このとき、比較器ＣＯＭＰの出力パルスが得られる期間が計測されてもよいし、比較器ＣＯＭＰの出力パルス数（容量Ｃｃの充電後、Ｖｘ＜Ｖｒｅｆになるまでのパルス数）が計測されてもよい。

このように、図１３を用いて説明した方法によっても、検出面に対する指の近接または接触の程度を比較器ＣＯＭＰの出力パルスの状態で判断することができる。

＜タッチ検出方法およびタッチ検出回路＞
次に、本実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法およびタッチ検出回路について説明する。

初めに、本実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法について説明する。図１４は、実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するための図である。図１５は、実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するためのフロー図である。なお、図１４においてハッチングを付した部分である領域ＡＲ１は、領域ＡＲ１を拡大して領域ＡＲ２として示すように、例えば矩形波を有する駆動信号が検出回路ＤＣＰ１により供給されている部分である。

本実施の形態１の表示装置は、タッチ検出機能を有する検出部ＳＥ（図１参照）を有する。そして、図１４および図１５に示すように、本実施の形態１の表示装置では、検出部ＳＥは、指の近接または接触を検出する指近接検出処理としてのステップＳ１と、近接または接触した指の座標を検出する指座標検出処理としてのステップＳ２と、を行う。

ここで、指近接検出処理としてのステップＳ１を待機モードと称し、指座標検出処理としてのステップＳ２を検出モードと称する場合、検出部ＳＥは、検出モードとしての指座標検出処理の前に、待機モードとしての指近接検出処理を行うことになる。

ステップＳ１では、検出部ＳＥは、まず、シールド電極ＳＨを検出する（図１５のステップＳ１１）。このステップＳ１１では、検出部ＳＥは、一体として形成された１個のシールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出することにより、上側からのタッチ検出面ＴＤＳへの指などの物体の近接または接触を検出する。言い換えれば、ステップＳ１１では、シールド電極ＳＨの静電容量の変化に基づいて、第１の側（図３中上側）からの表示パネルＰＮＬの前面ＦＳへの物体の近接または接触が検出される。

ステップＳ１では、検出部ＳＥは、次に、物体の近接が検出されたか判定する（図１５のステップＳ１２）。このステップＳ１２では、検出部ＳＥは、タッチ検出面ＴＤＳへの指などの物体の近接または接触が検出されたか判定する。ステップＳ１２において、指などの物体の近接または接触が検出されなかったと判定されたとき、検出部ＳＥは、しばらく待つ（図１５のステップＳ１３）。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ１３を行ってしばらく待った後、ステップＳ１１を再び繰り返す。一方、ステップＳ１２において、指などの物体の近接または接触が検出されたと判定されたとき、検出部ＳＥは、ステップＳ２を行う。

ステップＳ２では、まず、検出部ＳＥは、各検出電極Ｒｘを個別に検出する（図１５のステップＳ２１）。このステップＳ２１では、検出部ＳＥは、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化を個別に検出することにより、タッチ検出面ＴＤＳでの指などの物体の位置、すなわち座標を検出する。言い換えれば、ステップＳ２１では、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化に基づいて、第１の側（図３中上側）から前面ＦＳに近接または接触した物体の位置が検出される。

ステップＳ２では、次に、検出部ＳＥは、物体の座標が検出されたか判定する（図１５のステップＳ２２）。このステップＳ２２では、タッチ検出面ＴＤＳでの指などの物体の座標が検出されたか判定する。ステップＳ２２において、指などの物体の座標が検出されたときは、検出部ＳＥは、ステップＳ２１を再び繰り返す。一方、ステップＳ２２において、指などの物体の座標が検出されなかった場合には、検出部ＳＥは、ステップＳ１、すなわちステップＳ１１を再び行う。

なお、図１４では、ステップＳ１１において、一体として形成された１個のシールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出する場合を示している。しかし、後述する図２４を用いて説明するように、分割して形成された複数個のシールド電極ＳＨの各々の静電容量の変化を検出してもよい。

次に、図１６〜図１８を参照し、本実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出回路について説明する。図１６は、実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出回路を示す図である。図１７および図１８は、シールド電極を用いたタッチ検出を説明するための図である。図１６は、シールド電極ＳＨにハッチングを付すことにより、ステップＳ１１において、シールド電極ＳＨが検出回路ＤＣＰ２と接続されている状態を示している。図１７は、表示装置のタッチ検出面に、指などの物体が接触も近接もしていない状態を示している。図１８は、表示装置のタッチ検出面に、指などの物体が接触または近接している状態を示している。

なお、図１７および図１８では、シールド電極ＳＨが、積分回路としての電圧検出器ＤＥＴに接続されている。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図１１を用いて説明した検出回路ＤＣＰ１と同様の例であり、例えば電圧検出器ＤＥＴは、オペアンプＯＰｄｅｔ、容量ＣｄｅｔおよびスイッチＳＷｃ３を含む。オペアンプＯＰｄｅｔには、交流矩形波Ｓｇが入力される。

図１６に示すように、タッチ検出回路としての検出部ＳＥは、検出回路ＤＣＰ１およびＤＣＰ２と、接続回路ＣＮＣ１およびＣＮＣ２と、ガード信号供給回路ＧＳＣ１と、を含む。検出回路ＤＣＰ１は、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化を検出する。検出回路ＤＣＰ２は、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出する。接続回路ＣＮＣ１は、複数の検出電極Ｒｘの各々を検出回路ＤＣＰ１に切り替え可能に接続し、接続回路ＣＮＣ２は、シールド電極ＳＨを検出回路ＤＣＰ２に切り替え可能に接続する。なお、図１６に示すように、シールド電極ＳＨは、平面視において複数の検出電極Ｒｘの各々と重なり、シールド電極ＳＨは、平面視において複数の走査線および信号線の各々と重なる。また、接続回路ＣＮＣ１は、検出回路ＤＣＰ１と複数の検出電極Ｒｘとの接続状態を切り替える切り替え部である。

なお、図１６に示す例では、検出回路ＤＣＰ１と検出回路ＤＣＰ２とを一体化して示しているが、検出回路ＤＣＰ２が設けられず、検出回路ＤＣＰ１が、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出してもよい。また、接続回路ＣＮＣ２が接続回路ＣＮＣ１と一体的に設けられてもよく、接続回路ＣＮＣ２が設けられず、接続回路ＣＮＣ１がシールド電極ＳＨを検出回路ＤＣＰ２に切り替え可能に接続してもよい。

平面視においてＹ軸方向に配列された複数の検出電極Ｒｘからなる電極群を、電極群ＲＧと称する。このとき、表示装置は、複数の電極群ＲＧを有する。複数の電極群ＲＧは、平面視においてＸ軸方向に配列され、複数の電極群ＲＧの各々は、平面視においてＹ軸方向に配列された複数の検出電極Ｒｘを有する。

図１６に示す例では、電極群ＲＧとして、検出電極Ｒｘ１１、Ｒｘ１２、Ｒｘ１３およびＲｘ１４からなる電極群ＲＧ１、ならびに、検出電極Ｒｘ２１、Ｒｘ２２、Ｒｘ２３およびＲｘ２４からなる電極群ＲＧ２が、設けられている。また、電極群ＲＧとして、検出電極Ｒｘ３１、Ｒｘ３２、Ｒｘ３３およびＲｘ３４からなる電極群ＲＧ３、ならびに、検出電極Ｒｘ４１、Ｒｘ４２、Ｒｘ４３およびＲｘ４４からなる電極群ＲＧ４が、設けられている。すなわち、電極群ＲＧ１は、複数の検出電極Ｒｘ１を含み、電極群ＲＧ２は、複数の検出電極Ｒｘ２を含み、電極群ＲＧ３は、複数の検出電極Ｒｘ３を含み、電極群ＲＧ４は、複数の検出電極Ｒｘ４を含む。

好適には、接続回路ＣＮＣ１は、複数の電極群ＲＧの各々を検出回路ＤＣＰ１にそれぞれ接続する複数のトランジスタ群ＴＧを含む。複数のトランジスタ群ＴＧの各々は、複数のトランジスタＴｄを含む。複数のトランジスタＴｄの各々は、スイッチング素子としての電界トランジスタであり、複数のトランジスタＴｄの各々は、ゲート電極を含む。電極群ＲＧとトランジスタ群ＴＧとの組において、トランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄは、電極群ＲＧに含まれる複数の検出電極Ｒｘの各々を、検出回路ＤＣＰ１にそれぞれ接続する。

図１６に示す例では、接続回路ＣＮＣ１は、トランジスタＴｄとして、トランジスタ群ＴＧ１に含まれるトランジスタＴｄ１１、Ｔｄ１２、Ｔｄ１３およびＴｄ１４、ならびに、トランジスタ群ＴＧ２に含まれるＴｄ２１、Ｔｄ２２、Ｔｄ２３およびＴｄ２４を含む。また、接続回路ＣＮＣ１は、トランジスタＴｄとして、トランジスタ群ＴＧ３に含まれるトランジスタＴｄ３１、Ｔｄ３２、Ｔｄ３３およびＴｄ３４、ならびに、トランジスタ群ＴＧ４に含まれるトランジスタＴｄ４１、Ｔｄ４２、Ｔｄ４３およびＴｄ４４を含む。

トランジスタＴｄ１１は、検出電極Ｒｘ１１を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ１２は、検出電極Ｒｘ１２を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ１３は、検出電極Ｒｘ１３を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ１４は、検出電極Ｒｘ１４を検出回路ＤＣＰ１に接続する。トランジスタＴｄ２１は、検出電極Ｒｘ２１を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ２２は、検出電極Ｒｘ２２を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ２３は、検出電極Ｒｘ２３を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ２４は、検出電極Ｒｘ２４を検出回路ＤＣＰ１に接続する。

トランジスタＴｄ３１は、検出電極Ｒｘ３１を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ３２は、検出電極Ｒｘ３２を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ３３は、検出電極Ｒｘ３３を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ３４は、検出電極Ｒｘ３４を検出回路ＤＣＰ１に接続する。トランジスタＴｄ４１は、検出電極Ｒｘ４１を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ４２は、検出電極Ｒｘ４２を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ４３は、検出電極Ｒｘ４３を検出回路ＤＣＰ１に接続し、トランジスタＴｄ４４は、検出電極Ｒｘ４４を検出回路ＤＣＰ１に接続する。

また、好適には、検出部ＳＥは、電圧供給回路ＶＳＣ１およびＶＳＣ２と、クロック信号供給回路ＣＬＣ１と、を含む。

電圧供給回路ＶＳＣ１は、複数のトランジスタ群ＴＧの各々に、トランジスタＴｄのゲート電圧である電圧Ｖ１を供給する。すなわち、電圧供給回路ＶＳＣ１は、複数のトランジスタ群ＴＧの各々に含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に、電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１または電圧Ｖ１２を供給する。トランジスタＴｄは、ゲート電極に電圧Ｖ１１が入力されているときに、オン状態（導通状態）であり、ゲート電極に電圧Ｖ１２が入力されているときに、オフ状態（非導通状態）である。

なお、電圧供給回路ＶＳＣ１として、例えばシフトレジスタ回路、マルチプレクサ回路またはデコーダ回路など各種の回路を用いることができる。

ガード信号供給回路ＧＳＣ１は、ステップＳ２１において、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化が、シールド電極ＳＨからの影響を受けないようにするためのガード信号としての信号Ｇ１を、シールド電極ＳＨに供給する。接続回路ＣＮＣ２は、シールド電極ＳＨを、検出回路ＤＣＰ２またはガード信号供給回路ＧＳＣ１に切り替えて接続する。

図１６に示す例では、接続回路ＣＮＣ２は、電界効果トランジスタとしてのスイッチング素子ＣＳＷを１個含む。１個のスイッチング素子ＣＳＷは、シールド電極ＳＨを、検出回路ＤＣＰ２に接続する。

表示装置ＤＳＰは、複数の走査線ＧＬと、走査線駆動回路ＧＤと、信号線駆動回路ＳＤと、切り替え部ＧＳＰおよびＳＳＰ１と、を有する。複数の走査線ＧＬは、平面視において、複数の電極群ＲＧ、すなわち複数の検出電極Ｒｘと重なる。複数の信号線ＳＬは、平面視において、複数の電極群ＲＧ、すなわち複数の検出電極Ｒｘと重なる。

切り替え部ＧＳＰは、走査線駆動回路ＧＤと複数の走査線ＧＬとの接続状態を切り替える。切り替え部ＧＳＰは、電界効果トランジスタとしてのスイッチング素子ＧＳＷを複数個含む。複数のスイッチング素子ＧＳＷは、複数の走査線ＧＬの各々を、走査線駆動回路ＧＤにそれぞれ接続する。複数のスイッチング素子ＧＳＷの各々は、ゲート電極を含み、電圧供給回路ＶＳＣ２の出力は、複数のスイッチング素子ＧＳＷの各々のゲート電極に入力される。スイッチング素子ＧＳＷは、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オフ状態である。

なお、図１６に示すように、複数の走査線ＧＬの各々の両端に、走査線駆動回路ＧＤがそれぞれ設けられている場合には、複数の走査線ＧＬの各々を電気的に浮遊状態にするため、複数の走査線ＧＬの各々の両端に切り替え部ＧＳＰが設けられていてもよい。

切り替え部ＳＳＰ１は、信号線駆動回路ＳＤと複数の信号線ＳＬとの接続状態を切り替える。切り替え部ＳＳＰ１は、電界効果トランジスタとしてのスイッチング素子ＳＳＷ１を複数個含む。複数のスイッチング素子ＳＳＷ１は、複数の信号線ＳＬの各々を、信号線駆動回路ＳＤにそれぞれ接続する。複数のスイッチング素子ＳＳＷ１の各々は、ゲート電極を含み、電圧供給回路ＶＳＣ２の出力は、複数のスイッチング素子ＳＳＷ１の各々のゲート電極に入力される。スイッチング素子ＳＳＷ１は、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オフ状態である。

検出部ＳＥは、指近接検出処理としてのステップＳ１に含まれるステップＳ１１において、シールド電極ＳＨを接続回路ＣＮＣ２により検出回路ＤＣＰ２に接続する。これにより、検出部ＳＥは、一体として形成された１個のシールド電極ＳＨの静電容量の変化を、検出回路ＤＣＰ２により検出する。

また、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１２を供給し、電圧供給回路ＶＳＣ２により電圧Ｖ２を供給する。前述したように、トランジスタＴｄは、ゲート電極に電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１２が入力されているときに、オフ状態である。また、複数のスイッチング素子ＧＳＷの各々は、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オフ状態であり、複数のスイッチング素子ＳＳＷ１の各々は、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オフ状態である。

したがって、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１２を供給することにより、切り替え部としての接続回路ＣＮＣ１は、複数の検出電極Ｒｘの各々を、検出回路ＤＣＰ１から遮断して電気的に浮遊させた状態にする。また、電圧供給回路ＶＳＣ２により電圧Ｖ２を供給することにより、複数の走査線ＧＬの各々は、走査線駆動回路ＧＤから遮断されて電気的に浮遊した状態にされ、複数の信号線ＳＬの各々は、信号線駆動回路ＳＤから遮断されて電気的に浮遊した状態にされる。

このように、ステップＳ１１において、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々が電気的に浮遊した状態を考える。このような状態では、表示装置のタッチ検出面に、指などの物体が接触も近接もしていない場合、図１７に示すように、シールド電極ＳＨの寄生容量としての容量Ｃｐのみが、検出回路ＤＣＰ１により検出される。一方、表示装置のタッチ検出面に、指などの物体が接触または近接している場合、図１８に示すように、容量Ｃｐに加え、シールド電極ＳＨと検出電極Ｒｘとの間の容量Ｃｃｓ、および、検出電極Ｒｘと指などの物体との間の容量Ｃｃｆが、検出回路ＤＣＰ１により検出される。容量Ｃｐ、ＣｃｓおよびＣｃｆのうち、容量ＣｐおよびＣｃｓは、物体の接触または近接の有無によって変化しないが、容量Ｃｃｆは、物体の接触または近接の有無によって変化する。そのため、検出部ＳＥは、接続回路ＣＮＣ１により、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々を電気的に浮遊させた状態で、ステップＳ１１を行い、検出回路ＤＣＰ１により検出されるシールド電極ＳＨの静電容量の変化に基づいて、物体の接触または近接の有無を検出することができる。

また、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々が電気的に浮遊した状態で、ステップＳ１１を行うことにより、シールド電極ＳＨが有する寄生容量のうち、走査線ＧＬまたは信号線ＳＬを介して有する寄生容量を低減することができる。そのため、ステップＳ１１を行う際の検出精度を向上させ、ステップＳ１１を行う際の消費電力を低減することができる。

なお、ステップＳ１１において、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々が電気的に浮遊していない状態でも、容量Ｃｐ、ＣｃｓおよびＣｃｆを検出することはできる。しかし、ステップＳ１１において、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々が電気的に浮遊した状態の方が、容量Ｃｐ、ＣｃｓおよびＣｃｆを精度よく検出することができる。なお、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬのうち、いずれか１種類または２種類の各々が電気的に浮遊した状態で、検出回路ＤＣＰ１によりシールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出してもよい。

また、ステップＳ１１において、例えば後述する実施の形態１の第３変形例で図２７を用いて説明するように、シールド電極ＳＨが基板ＳＵＢ１、すなわち絶縁基板１０から離れていてもよい。このような場合には、指などの物体がタッチ検出面に接触して基板ＳＵＢ１が撓み、例えば指などの物体および複数の検出電極Ｒｘの各々など、シールド電極ＳＨ以外の他の導電性部材と、シールド電極ＳＨとの距離が変化することにより、容量ＣｃｓおよびＣｃｆが変化する。そのため、シールド電極ＳＨを圧力センサとして用いることもできる。

一方、検出部ＳＥは、指座標検出処理としてのステップＳ２に含まれるステップＳ２１において、複数のトランジスタ群ＴＧのうちいずれかのトランジスタ群ＴＧを選択し、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に、電圧供給回路ＶＳＣ１からの電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１を供給する。前述したように、トランジスタＴｄは、ゲート電極に電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１が入力されているときに、オン状態である。そして、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１１を供給することにより、電圧Ｖ１１が、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に入力される。

これにより、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々がオン状態になり、複数の電極群ＲＧのいずれかに含まれる複数の検出電極Ｒｘが、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々により、検出回路ＤＣＰ１にそれぞれ接続されることになる。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ２１において、切り替え部としての接続回路ＣＮＣ１により複数の検出電極Ｒｘを１個ずつまたは複数個ずつ順次切り替えて検出回路ＤＣＰ１に接続することにより、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量を個別に検出することになる。

一方、検出部ＳＥは、ステップＳ２１において、シールド電極ＳＨを、接続回路ＣＮＣ２によりガード信号供給回路ＧＳＣ１に接続する。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ２１において、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化が、シールド電極ＳＨからの影響を受けないようにするためのガード信号としての信号Ｇ１を、シールド電極ＳＨに供給する。

ガード信号として、例えば選択された検出電極Ｒｘに検出回路ＤＣＰ１から供給される駆動信号と同位相の信号を用いることができる。これにより、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化が、シールド電極ＳＨからの影響を受けないようにすることができる。

なお、選択された検出電極Ｒｘを選択検出電極Ｒｘｓ（図１４参照）と称し、選択されない検出電極Ｒｘを非選択検出電極Ｒｘｕ（図１４参照）と称するとき、ステップＳ２１において、非選択検出電極Ｒｘｕにガード信号を供給してもよい。これにより、選択された検出電極Ｒｘの静電容量の変化が、選択されない検出電極Ｒｘからの影響を受けないようにすることができる。

次に、図１９を参照し、本実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出処理のタイミングチャートについて説明する。図１９は、実施の形態１の表示装置におけるタッチ検出処理のうち指近接検出処理を説明するためのタイミングチャートである。図１９は、ステップＳ１１およびステップＳ１３を２回ずつ行い、ステップＳ２１を２回行う際のタイミングチャートを示す。図１９は、走査線ＧＬの電圧、電圧供給回路ＶＳＣ２の出力、ｎを２以上の整数としたときに、１列目、２列目、ｎ−１列目、ｎ列目およびｎ＋１列目の電極群ＲＧ（図１６参照）に含まれる検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘｎ−１、ＲｘｎおよびＲｘｎ＋１の検出波形、ならびに、シールド電極ＳＨの検出波形を模式的に示す。なお、図１９においてハッチングを付した部分は、図１４において領域ＡＲ１を拡大して領域ＡＲ２として示したのと同様に、例えば矩形波を有する信号が検出または印加されている部分である。また、図１９において、走査線ＧＬの電圧に代え、信号線ＳＬ（図１６参照）の電圧を示す場合にも、信号線ＳＬの電圧を、図１９に示した走査線ＧＬの電圧と同様にすることができる。

図１９に示すように、ステップＳ１１において、複数の検出電極Ｒｘおよび複数の走査線ＧＬの各々は、電気的に浮遊した状態であり、複数の検出電極Ｒｘおよび複数の走査線ＧＬの各々には、信号が入力されない。また、ステップＳ１１において、電圧供給回路ＶＳＣ２からは電圧Ｖ２が供給され、検出回路ＤＣＰ２（図１６参照）からは駆動波形が供給され、シールド電極ＳＨの検出波形が検出される。

一方、図１９に示すように、ステップＳ１３において、電圧供給回路ＶＳＣ２からは電圧Ｖ２が供給されず、検出回路ＤＣＰ２からは駆動波形が供給されず、シールド電極ＳＨの検出波形が検出されない。

すなわち、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、複数の検出電極Ｒｘの各々を接続回路ＣＮＣ１により検出回路ＤＣＰ１から遮断し、シールド電極ＳＨを接続回路ＣＮＣ２により検出回路ＤＣＰ２に接続することにより、シールド電極ＳＨの静電容量を検出する。一方、検出部ＳＥは、ステップＳ１３において、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出しない。

このように、本実施の形態１では、検出部ＳＥが、ステップＳ１１において、一体として形成された１個のシールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出するため、検出時間を短くすることができ、消費電力を低減することができる。また、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々を電気的に浮遊させた状態で、ステップＳ１１を行うことにより、ステップＳ１１を行う際の検出精度を向上させ、ステップＳ１１を行う際の消費電力を低減することができる。

＜比較例のタッチ検出方法およびタッチ検出回路＞
次に、比較例のタッチ検出方法およびタッチ検出回路について説明し、比較例のタッチ検出方法およびタッチ検出回路における問題点について説明する。

初めに、比較例の表示装置におけるタッチ検出方法について説明する。図２０は、比較例の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するための図である。図２１は、比較例の表示装置におけるタッチ検出方法を説明するためのフロー図である。なお、図２０においてハッチングを付した部分である領域ＡＲ１は、領域ＡＲ１を拡大して領域ＡＲ２として示すように、例えば矩形波を有する駆動信号が検出回路ＤＣＰ１により供給されている部分である。

図２０および図２１に示すように、比較例の表示装置では、検出部ＳＥは、指の近接または接触を検出する指近接検出処理としてのステップＳ１０１と、近接または接触した指の座標を検出する指座標検出処理としてのステップＳ２と、を行う。

ここで、指近接検出処理としてのステップＳ１０１を待機モードと称し、指座標検出処理としてのステップＳ２を検出モードと称する場合、比較例においても、検出部ＳＥは、検出モードとしての指座標検出処理の前に、待機モードとしての指近接検出処理を行うことになる。

ステップＳ１０１では、検出部ＳＥは、まず、各検出電極Ｒｘを個別に検出する（図２１のステップＳ１１１）。このステップＳ１１１では、図１５のステップＳ１１とは異なり、検出部ＳＥは、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化を個別に検出することにより、タッチ検出面ＴＤＳへの指などの物体の近接または接触を検出する。

ステップＳ１０１では、検出部ＳＥは、次に、物体の近接が検出されたか判定する（図２１のステップＳ１１２）。このステップＳ１１２では、検出部ＳＥは、タッチ検出面ＴＤＳへの物体の近接または接触が検出されたか判定する。ステップＳ１１２において、指などの物体の近接または接触が検出されなかったと判定されたとき、検出部ＳＥは、しばらく待つ（図２１のステップＳ１１３）。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ１１３を行ってしばらく待った後、ステップＳ１１１を再び繰り返す。一方、ステップＳ１１２において、指などの物体の近接または接触が検出されたと判定されたとき、検出部ＳＥは、ステップＳ２を行う。

ステップＳ２については、図１５のステップＳ２と同様にすることができる。

次に、図２２を参照し、比較例の表示装置におけるタッチ検出回路について説明する。図２２は、比較例の表示装置におけるタッチ検出回路を示す図である。なお、図２２は、ハッチングを付すことにより、ステップＳ１１１において、電極群ＲＧ１に含まれる検出電極Ｒｘ１１、Ｒｘ１２、Ｒｘ１３およびＲｘ１４が選択されている場合を示している。

比較例の表示装置は、表示装置が、シールド電極ＳＨ（図１６参照）を有しない点で、実施の形態１の表示装置と異なる。また、比較例の表示装置は、検出部ＳＥが、検出回路ＤＣＰ２、接続回路ＣＮＣ２および切り替え部ＧＳＰ（図１６参照）を含まない点で、実施の形態１の表示装置と異なる。すなわち、比較例の表示装置では、検出部ＳＥは、実施の形態１の表示装置と同様に、検出回路ＤＣＰ１と、接続回路ＣＮＣ１と、を含むが、検出部ＳＥは、実施の形態１の表示装置とは異なり、検出回路ＤＣＰ２、接続回路ＣＮＣ２および切り替え部ＧＳＰ（図１６参照）を含まない。

検出部ＳＥは、指近接検出処理としてのステップＳ１０１に含まれるステップＳ１１１において、複数のトランジスタ群ＴＧのうちいずれかのトランジスタ群ＴＧを選択し、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１を供給する。前述したように、トランジスタＴｄは、ゲート電極に電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１が入力されているときに、オン状態である。したがって、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１を供給することにより、電圧Ｖ１１が、選択されたトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に入力される。一方、ステップＳ１１において、選択されないトランジスタ群ＴＧに含まれる複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極には、電圧Ｖ１１は入力されない。

次に、図２３を参照し、比較例の表示装置におけるタッチ検出処理のタイミングチャートについて説明する。図２３は、比較例の表示装置におけるタッチ検出処理のうち指近接検出処理を説明するためのタイミングチャートである。図２３は、ステップＳ１１１およびステップＳ１１３を２回ずつ行う際のタイミングチャートを示す。図２３は、走査線ＧＬの電圧、電圧供給回路ＶＳＣ１の出力、および、クロック信号供給回路ＣＬＣ１からのクロック信号を模式的に示す。また、図２３は、ｎを２以上の整数としたときに、１列目、２列目、３列目、ｎ−１列目、ｎ列目およびｎ＋１列目の電極群ＲＧ（図２２参照）に含まれる検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘｎ−１、ＲｘｎおよびＲｘｎ＋１の検出波形、ならびに、検出回路ＤＣＰ１の駆動波形を模式的に示す。なお、図２３においてハッチングを付した部分は、図２０において領域ＡＲ１を拡大して領域ＡＲ２として示したのと同様に、例えば矩形波を有する信号が検出または印加されている部分である。

図２３に示すように、ステップＳ１１１において、電圧供給回路ＶＳＣ１からは、電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１１が供給され、クロック信号供給回路ＣＬＣ１からのクロック信号に同期して、検出回路ＤＣＰ１からは、駆動波形が供給される。そして、検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘｎ−１、ＲｘｎおよびＲｘｎ＋１の検出波形が、クロック信号供給回路ＣＬＣ１からのクロック信号に同期して、順次検出される。なお、ステップＳ１１１において、選択されない検出電極Ｒｘには、選択された検出電極Ｒｘの静電容量の変化が、選択されない検出電極Ｒｘからの影響を受けないようにするために、ガード信号供給回路（図示は省略）からガード信号としての信号が供給されてもよい。

一方、図２３では図示は省略するものの、ステップＳ１１３において、複数のトランジスタＴｄの全てが、オフ状態にされる。また、ステップＳ１１３において、検出回路ＤＣＰ１からは、駆動波形が供給されない。そして、検出電極Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘｎ−１、ＲｘｎおよびＲｘｎ＋１の検出波形が検出されない。

すなわち、比較例の表示装置では、実施の形態１の表示装置と同様に、検出部ＳＥは、ステップＳ１１３において、複数の電極群ＲＧの全てに含まれる複数の検出電極Ｒｘのいずれも検出回路ＤＣＰ１に接続せず、複数の電極群ＲＧの全てに含まれる複数の検出電極Ｒｘのいずれの静電容量の変化も検出しない。しかし、比較例の表示装置では、実施の形態１の表示装置と異なり、ステップＳ１１１において、接続回路ＣＮＣ１により複数の検出電極Ｒｘを１個ずつまたは複数個ずつ順次切り替えて検出回路ＤＣＰ１に接続することにより、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量を個別に検出する。

比較例の表示装置では、ステップＳ１１１において、ステップＳ２１と同様に、例えば複数の電極群ＲＧの各々を順次選択し、選択された電極群ＲＧに含まれる複数の検出電極Ｒｘ、すなわち選択された選択検出電極Ｒｘｓ（図２０参照）について静電容量の変化を検出するため、検出処理に要する時間が長くなるという問題がある。また、検出処理に要する時間が長くなるため、ステップＳ１１１を繰り返す際の時間間隔が短い場合、ステップＳ１０１における平均的な消費電力が増加するという問題がある。

検出処理に要する時間を短くするために、ステップＳ１１１において、検出処理に用いられる電極群を、複数の電極群ＲＧの全部から順次選択するのではなく、例えば１個おきに電極群ＲＧを選択するなど、複数の電極群ＲＧの一部から順次選択する方法が考えられる。このような複数の電極群ＲＧの一部から順次選択する方法によれば、ステップＳ１１１において、検出処理に要する時間は短くなる。しかし、複数の電極群ＲＧの全部が検出に用いられなくなるので、指などの物体が近接または接触しているにも関わらず、物体の近接または接触が検出されないという検出ミスが発生するおそれがある。

また、消費電力を小さくするために、ステップＳ１１１を繰り返す間の待ち時間（図２１のステップＳ１１３）を長くする方法が考えられる。しかし、指が近接または接触した後、指の近接または接触を検出するまでの時間が長くなるので、指などの物体が近接または接触しているにも関わらず、物体の近接または接触が検出されないという検出ミスが発生するおそれがある。

なお、上記特許文献１に記載された技術では、入力装置は、検出電極とシールド電極との間の電圧が一定となるように検出電極へ電荷を供給し、供給した電荷の積分値に応じた検出信号を出力する電荷積分回路を備えている。

上記特許文献１に記載された技術では、電荷積分回路は、検出電極とシールド電極との間の電圧が一定、例えば０となるように検出電極へ電荷を供給し、この検出電極へ供給した電荷の積分値に応じた検出信号を出力する。そして、検出電極に指等が近接すると検出信号が大きく変化することにより、検出電極における指等の近接の有無を、識別する。すなわち、上記特許文献１に記載されたシールド電極は、検出モードとしての指座標検出処理において、検出電極とシールド電極との間の電圧が一定になるように検出電極へ電荷を供給するためのものであり、待機モードとしての指近接検出処理において、指などの物体の近接または接触を検出するためのものではない。

また、上記特許文献１に記載された技術でも、複数の検出電極の各々とシールド電極との間の静電容量の変化を検出するため、検出モードとしての指座標検出処理の前に待機モードとして行われる指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することはできない。

＜本実施の形態の主要な特徴＞
本実施の形態１の表示装置における技術的思想は、このような比較例の表示装置の問題点を解決するためのものであり、検出モードとしての指座標検出処理の前に待機モードとして行われる指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制するためのものである。

すなわち、本実施の形態１の表示装置は、第１の側（図３中上側）の前面ＦＳ、および、第１の側と反対側（図３中下側）の背面ＢＳを有し、前面ＦＳに画像が表示される表示パネルＰＮＬと、平面視において表示パネルＰＮＬと重なる複数の検出電極Ｒｘと、平面視において表示パネルＰＮＬと重なるシールド電極ＳＨと、を有する。シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して第１の側と反対側（図３中下側）に配置されている。シールド電極ＳＨの静電容量に基づいて、第１の側（図３中上側）からの前面ＦＳへの物体の近接または接触が検出され、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量に基づいて、物体の位置が検出される。

これにより、外部から表示パネルへの物体の近接または接触を検出する検出処理（図１５のステップＳ１１）において、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出することができる。そのため、検出処理に要する時間を短くすることができる。また、検出処理に要する時間が短くなるため、ステップＳ１１を繰り返す際の時間間隔が短い場合でも、指近接検出処理（図１５のステップＳ１）における平均的な消費電力を減少させることができる。

本実施の形態１では、検出処理に要する時間を短くするために、ステップＳ１１において、検出処理に用いられる電極群を、例えば１個おきに電極群ＲＧを選択するなど、複数の電極群ＲＧの一部から順次選択する必要がない。そのため、指などの物体が近接または接触しているにも関わらず、物体の近接または接触が検出されないという検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

また、本実施の形態１では、ステップＳ１１に要する時間が短くなるので、消費電力を小さくするために、ステップＳ１１を繰り返す間の待ち時間（図１５のステップＳ１３）を長くする必要がない。そのため、指が近接または接触した後、指の近接または接触を検出するまでの時間を短くすることができ、指などの物体が近接または接触しているにも関わらず、物体の近接または接触が検出されないという検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

すなわち、本実施の形態１の表示装置によれば、検出モードとしての指座標検出処理の前に待機モードとして行われる指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

なお、本実施の形態１の表示装置によれば、待機モードとして行われる指近接検出処理を行う際に、複数の検出電極Ｒｘおよびシールド電極ＳＨのうちシールド電極ＳＨのみを用いるため、上記特許文献１記載の技術に比べ、待機モードにおける消費電力を低減することができる。

前述したように、好適には、検出部ＳＥは、電圧Ｖ１２を複数のトランジスタＴｄの各々のゲート電極に供給し、電圧Ｖ２を複数のスイッチング素子ＧＳＷおよび複数のスイッチング素子ＳＳＷ１の各々のゲート電極に供給する。そして、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬの各々を電気的に浮遊させた状態で、ステップＳ１１を行う。これにより、シールド電極ＳＨが有する寄生容量のうち、複数の検出電極Ｒｘ、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬを介して有する寄生容量を低減することができる。そのため、ステップＳ１１を行う際の検出精度を向上させ、ステップＳ１１を行う際の消費電力を低減することができる。

＜実施の形態１の第１変形例＞
次に、実施の形態１の第１変形例について説明する。図２４は、実施の形態１の表示装置の第１変形例におけるタッチ検出回路を示す図である。なお、図２４は、複数のシールド電極ＳＨにハッチングを付すことにより、ステップＳ１１において、複数のシールド電極ＳＨの各々が選択されている状態を示している。

本第１変形例の表示装置は、シールド電極が複数のシールド電極ＳＨに分割されている点で、実施の形態１の表示装置と異なり、それ以外の点で、実施の形態１の表示装置と同様である。すなわち、実施の形態１の表示装置は、シールド電極ＳＨを１個有するが、本第１変形例の表示装置は、シールド電極ＳＨを複数個有する。複数のシールド電極ＳＨは、平面視において、Ｙ軸方向に延在し、かつ、Ｘ軸方向に配列されている。

なお、複数のシールド電極ＳＨの各々が平面視において延在する方向は、Ｙ軸方向に限られず、例えばＸ軸方向など、Ｙ軸方向以外のいずれの方向であってもよい。また、複数のシールド電極ＳＨが配列されている方向は、複数のシールド電極ＳＨの各々が延在する方向と交差する方向であればよく、例えばＹ軸方向など、Ｘ軸方向以外のいずれの方向であってもよい。

本第１変形例では、接続回路ＣＮＣ２は、電界効果トランジスタとしてのスイッチング素子ＣＳＷを複数個含む。複数のスイッチング素子ＣＳＷは、複数のシールド電極ＳＨの各々を、検出回路ＤＣＰ２にそれぞれ接続する。なお、図２４では図示を省略するが、接続回路ＣＮＣ２は、シールド電極ＳＨを、検出回路ＤＣＰ２またはガード信号供給回路ＧＳＣ１（図１６参照）に切り替えて接続してもよい。

本第１変形例では、検出部ＳＥは、指近接処理としてのステップＳ１に含まれるステップＳ１１において、複数のシールド電極ＳＨを接続回路ＣＮＣ２により検出回路ＤＣＰ２にそれぞれ接続する。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、複数のシールド電極ＳＨの各々の静電容量の変化を検出することにより、物体の近接または接触を検出する。すなわち、ステップＳ１１では、複数のシールド電極ＳＨの各々の静電容量の変化に基づいて、第１の側（図３中上側）からの前面ＦＳへの物体の近接または接触が検出される。

そのため、本第１変形例では、ステップＳ１１において、複数のシールド電極ＳＨのうち、どのシールド電極ＳＨの静電容量に変化があったかを特定することができる。したがって、指座標検出処理としてのステップＳ２に含まれるステップＳ２１において、平面視において、特定されたシールド電極ＳＨと重なる複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化のみを検出することもできる。よって、検出モードとしての指座標検出処理において、実施の形態１に比べ、検出処理に要する時間をさらに短くし、消費電力をさらに低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

＜実施の形態１の第２変形例＞
次に、実施の形態１の第２変形例について説明する。図２５は、実施の形態１の表示装置の第２変形例の一例を示す断面図である。図２６は、実施の形態１の表示装置の第２変形例の別の例におけるタッチ検出回路を示す図である。

本第２変形例の表示装置では、複数のシールド電極ＳＨ（図２４参照）および接続回路ＣＮＣ２（図２４参照）が設けられておらず、ステップＳ１１において、複数のシールド電極ＳＨに代えて、複数の走査線ＧＬまたは複数の信号線ＳＬの各々の静電容量の変化を検出する点で、実施の形態１の第１変形例の表示装置と異なる。それ以外の点で、本第２変形例の表示装置は、実施の形態１の第１変形例の表示装置と同様である。

図２５は、ステップＳ１１において、複数の走査線ＧＬの各々の静電容量の変化を検出する例を示し、図２６は、ステップＳ１１において、複数の信号線ＳＬの各々の静電容量の変化を検出する例を示している。以下では、複数の信号線ＳＬの各々の静電容量を検出する例について説明するが、複数の走査線ＧＬの各々の静電容量を検出する場合も同様にすることができる。

図２６に示す例では、表示装置は、切り替え部ＳＳＰ１および信号線駆動回路ＳＤに加えて、切り替え部ＳＳＰ２を有する。切り替え部ＳＳＰ２は、検出回路ＤＣＰ２と信号線駆動回路ＳＤとの接続状態を切り替える。したがって、切り替え部ＳＳＰ１、信号線駆動回路ＳＤおよび切り替え部ＳＳＰ２は、検出回路ＤＣＰ２と複数の信号線ＳＬとの接続状態を切り替える。

切り替え部ＳＳＰ２は、電界効果トランジスタとしてのスイッチング素子ＳＳＷ２を含む。スイッチング素子ＳＳＷ２は、信号線駆動回路ＳＤを、検出回路ＤＣＰ２に接続する。スイッチング素子ＳＳＷ２は、ゲート電極を含み、電圧供給回路ＶＳＣ２の出力は、スイッチング素子ＳＳＷ２のゲート電極に入力される。スイッチング素子ＳＳＷ２は、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オン状態である。

図２６では、切り替え部ＳＳＰ２が、スイッチング素子ＳＳＷ２を１個含む場合を例示している。しかし、切り替え部ＳＳＰ２は、スイッチング素子ＳＳＷ２を複数個含んでもよい。複数のスイッチング素子ＳＳＷ２の各々は、複数のスイッチング素子ＳＳＷ１の各々により信号線駆動回路ＳＤにそれぞれ接続された複数の信号線ＳＬの各々を、検出回路ＤＣＰ２にそれぞれ接続する。

一方、スイッチング素子ＳＳＷ１は、実施の形態１と異なり、ゲート電極に電圧Ｖ２が入力されているときに、オン状態である。

図２６に示す例では、検出部ＳＥは、指近接処理としてのステップＳ１に含まれるステップＳ１１において、電圧供給回路ＶＳＣ２により電圧Ｖ２を供給し、複数の信号線ＳＬを、切り替え部ＳＳＰ１、信号線駆動回路ＳＤおよび切り替え部ＳＳＰ２により、検出回路ＤＣＰ２にそれぞれ接続する。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、複数の信号線ＳＬの各々の静電容量の変化を検出することにより、物体の近接または接触を検出する。すなわち、ステップＳ１１では、複数の信号線ＳＬの各々の静電容量の変化に基づいて、第１の側（例えば図２５中上側）からの前面ＦＳへの物体の近接または接触が検出される。

このとき、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、電圧供給回路ＶＳＣ２により電圧Ｖ２を供給し、電圧供給回路ＶＳＣ１により電圧Ｖ１としての電圧Ｖ１２を供給する。これにより、複数の検出電極Ｒｘの各々は、検出回路ＤＣＰ１から遮断されて電気的に浮遊した状態にされ、複数の走査線ＧＬの各々は、走査線駆動回路ＧＤから電気的に遮断されて電気的に浮遊した状態にされる。一方、複数の信号線ＳＬの各々は、前述したように、信号線駆動回路ＳＤに接続される。

そのため、本第２変形例も、実施の形態１の第１変形例と同様に、ステップＳ１１において、複数の信号線ＳＬのうち、どの信号線ＳＬの静電容量に変化があったかを特定することができる。したがって、指座標検出処理としてのステップＳ２に含まれるステップＳ２１において、平面視において、特定された信号線ＳＬと重なる複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化のみを検出することもできる。よって、検出モードとしての指座標検出処理において、実施の形態１に比べ、検出処理に要する時間をさらに短くし、消費電力をさらに低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

また、本第２変形例では、実施の形態１および実施の形態１の第１変形例と異なり、シールド電極ＳＨを形成する必要がないので、表示装置の構成を単純にすることができる。

なお、検出部ＳＥが、ステップＳ１１において、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬのいずれの静電容量の変化を検出するようにすることもできる。

＜実施の形態１の第３変形例＞
次に、実施の形態１の第３変形例について説明する。図２７は、実施の形態１の表示装置の第３変形例の一例を示す断面図である。

本第３変形例の表示装置は、基板ＳＵＢ１とシールド電極ＳＨとの間に空間が設けられている点で、実施の形態１の表示装置と異なり、それ以外の点で、実施の形態１の表示装置と同様である。すなわち、実施の形態１の表示装置では、基板ＳＵＢ１とシールド電極ＳＨとの間に空間ＳＰが設けられていないが、本第３変形例の表示装置では、基板ＳＵＢ１とシールド電極ＳＨとの間に空間ＳＰが設けられている。

図２７に示す例では、光学素子ＯＤ１は、絶縁基板１０とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。また、シールド電極ＳＨは、光学素子ＯＤ１とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。光学素子ＯＤ１とシールド電極ＳＨとの間には、空間ＳＰが設けられている。

本第３変形例では、実施の形態１と同様に、検出部ＳＥ（図１６参照）は、指近接処理としてのステップＳ１に含まれるステップＳ１１（図１５参照）において、シールド電極ＳＨを接続回路ＣＮＣ２（図１６参照）により検出回路ＤＣＰ２（図１６参照）に接続する。そして、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出することにより、物体の近接または接触を検出する。すなわち、シールド電極ＳＨの静電容量の変化に基づいて、物体の近接または接触が検出される。

そのため、本第３変形例では、実施の形態１と同様に、待機モードとしての指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

一方、基板ＳＵＢ１とシールド電極ＳＨとの間に空間ＳＰが設けられている場合、指などの物体がタッチ検出面ＴＤＳに接触して基板ＳＵＢ１が撓む。そして、例えば指などの物体および複数の検出電極Ｒｘの各々など、シールド電極ＳＨ以外の他の導電性部材と、シールド電極ＳＨとの距離が変化することにより、容量ＣｃｓおよびＣｃｆが変化する。そのため、シールド電極ＳＨを圧力センサとして用いることもできる。

＜実施の形態１の第４変形例＞
次に、実施の形態１の第４変形例について説明する。図２８は、実施の形態１の表示装置の第４変形例の一例を示す断面図である。

本第４変形例の表示装置は、光学素子ＯＤ１とシールド電極ＳＨとの間にバックライトユニットＢＬが設けられている点で、実施の形態１の第３変形例の表示装置と異なり、それ以外の点で、実施の形態１の第３変形例の表示装置と同様である。すなわち、実施の形態１の第３変形例の表示装置では、光学素子ＯＤ１とバックライトユニットＢＬとの間にシールド電極ＳＨが設けられているが、本第３変形例の表示装置では、光学素子ＯＤ１とシールド電極ＳＨとの間にバックライトユニットＢＬが設けられている。

図２８に示す例でも、図２７に示した例と同様に、基板ＳＵＢ１とシールド電極ＳＨとの間に空間ＳＰが設けられている。また、図２８に示す例でも、図２７に示した例と同様に、光学素子ＯＤ１は、絶縁基板１０とバックライトユニットＢＬとの間に配置されている。

一方、図２８に示す例では、図２７に示した例とは異なり、シールド電極ＳＨは、バックライトユニットＢＬを挟んで光学素子ＯＤ１と反対側に配置されている。そのため、バックライトユニットＢＬは、光学素子ＯＤ１とシールド電極ＳＨとの間に配置されている。また、空間ＳＰは、光学素子ＯＤ１とバックライトユニットＢＬとの間に設けられている。

本第４変形例でも、実施の形態１の第３変形例と同様に、検出部ＳＥは、ステップＳ１１において、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出することにより、物体の近接または接触を検出する。そのため、本第４変形例でも、実施の形態１の第３変形例と同様に、待機モードとしての指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。また、本第４変形例でも、実施の形態１の第３変形例と同様に、シールド電極ＳＨを圧力センサとして用いることができる。

一方、本第４変形例では、シールド電極ＳＨは、バックライトユニットＢＬを挟んで光学素子ＯＤ１と反対側に配置されているため、シールド電極ＳＨは、可視光に対して透明である必要がない。そのため、シールド電極ＳＨの材料として、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電材料に代え、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの、可視光に対して不透明ではあるが、より電気伝導率が高い導電材料を用いることができる。このような場合、シールド電極ＳＨの材料として、透明な導電材料を用いる場合に比べ、ステップＳ１１を行う際の検出精度をさらに向上させ、ステップＳ１１を行う際の消費電力をさらに低減することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、入力装置としてのタッチパネルを、入力装置の検出電極が、表示装置の表示パネル内に設けられ、かつ、表示装置の共通電極として機能するインセル型のタッチ検出機能付き表示装置に適用した例について説明した。それに対して、実施の形態２では、入力装置としてのタッチパネルを、液晶表示装置の表示面側に外付けすることによって、入力装置の検出電極が、表示装置の表示パネル内に設けられず、表示装置の共通電極としても機能しないオンセル型のタッチ検出機能付き表示装置に適用した例について説明する。なお、本実施の形態２の表示装置に備えられた入力装置は、液晶表示装置を始めとして、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などの各種の表示装置の表示面側に外付けすることが可能である。

＜表示装置＞
図２９は、実施の形態２の表示装置を示す断面図である。図２９に示すように、表示装置ＤＳＰは、入力装置ＴＣＰを有する。入力装置ＴＣＰは、表示パネルＰＮＬに対して第１の側（図２９中上側）に配置されている。言い換えれば、入力装置ＴＣＰは、表示パネルＰＮＬの前面ＦＳと対向配置されている。なお、表示装置ＤＳＰは、入力装置ＴＣＰに対して表示パネルＰＮＬ側と反対側に配置されたカバー板４０を有してもよい。カバー板４０として、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する絶縁基板を用いることができる。また、タッチ検出面ＴＤＳは、カバー板４０の面であって、基板ＳＵＢ２側と反対側の面である。

図２９に示す例では、入力装置ＴＣＰは、基板ＳＵＢ３を有する。基板ＳＵＢ３は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する絶縁基板３０を有する。絶縁基板３０は、第１の側（図２９中上側）の前面ＦＳ１、および、第１の側と反対側（図２９中下側）の背面ＢＳ１を有し、表示パネルＰＮＬに対して、第１の側（図２９中上側）に配置されている。言い換えれば、絶縁基板３０は、表示パネルＰＮＬの前面ＦＳと対向配置されている。

また、基板ＳＵＢ３は、絶縁基板３０に対して前面ＦＳ１側に、複数の検出電極Ｒｘと、絶縁膜３１と、を有する。すなわち、複数の検出電極Ｒｘは、絶縁基板３０に対して、第１の側（図２９中上側）に配置されている。言い換えれば、複数の検出電極Ｒｘは、絶縁基板３０を挟んで表示パネルＰＮＬと反対側に配置されている。複数の検出電極Ｒｘは、平面視において絶縁基板３０と重なる。複数の検出電極Ｒｘの各々は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電材料からなる。絶縁膜３１は、検出電極Ｒｘおよび絶縁基板３０の上に配置されている。なお、図２９では、複数の検出電極Ｒｘのうち、１個の検出電極Ｒｘのみを示している。

また、基板ＳＵＢ３は、絶縁基板３０に対して背面ＢＳ１側に、シールド電極ＳＨを有する。シールド電極ＳＨは、平面視において表示パネルＰＮＬと重なる。すなわち、シールド電極ＳＨは、平面視において絶縁基板３０と重なる。シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して、第１の側と反対側（図２９中下側）に配置されている。言い換えれば、シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して表示パネルＰＮＬ側に配置されている。シールド電極ＳＨは、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電材料からなる。

シールド電極ＳＨは、絶縁基板３０と表示パネルＰＮＬとの間に配置されている。これにより、背面ＢＳ側から表示パネルＰＮＬに近接または接触した物体が、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量の変化に影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。すなわち、シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘの各々を、背面ＢＳ側から表示パネルＰＮＬに近接または接触した物体に起因した電界の変化から遮蔽することができる。

また、図２９では詳細な図示を省略するが、入力装置ＴＣＰは、走査線駆動回路ＧＤ（図１６参照）、信号線駆動回路ＳＤ（図１６参照）、走査線ＧＬ、信号線ＳＬならびに切り替え部ＧＳＰおよびＳＳＰ１（図１６参照）など、表示装置ＤＳＰのうち表示機能を有する部分を有しない点を除き、実施の形態１の表示装置と同様にすることができる。

したがって、本実施の形態２の表示装置では、入力装置ＴＣＰは、実施の形態１の表示装置と同様に、検出部ＳＥ（図１６参照）を有し、検出部ＳＥは、検出回路ＤＣＰ１およびＤＣＰ２（図１６参照）と、接続回路ＣＮＣ１およびＣＮＣ２（図１６参照）と、を含む。また、接続回路ＣＮＣ１は、複数の検出電極Ｒｘの各々を検出回路ＤＣＰ１に切り替え可能に接続し、接続回路ＣＮＣ２は、シールド電極ＳＨを検出回路ＤＣＰ２に切り替え可能に接続する。また、複数の検出電極Ｒｘの配置、および、複数の検出電極Ｒｘが接続回路ＣＮＣ１により検出回路ＤＣＰ１に接続され、シールド電極ＳＨが検出回路ＤＣＰ２により検出回路ＤＣＰ２に接続されることについては、図１６を用いて説明した実施の形態１と同様にすることができる。したがって、基板ＳＵＢ３に垂直な方向から視た場合、すなわち平面視において、複数の検出電極Ｒｘは、基板ＳＵＢ３にマトリクス状に設けられている。また、検出部ＳＥは、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量を検出する。

一方、本実施の形態２の表示装置における表示パネルＰＮＬについては、共通電極ＣＥは、表示機能を有するがタッチ検出機能を有さず、複数の検出電極Ｒｘおよびシールド電極ＳＨは、表示パネルＰＮＬの内部に設けられていない。

なお、図２４を用いて説明した実施の形態１の第１変形例と同様に、シールド電極ＳＨは複数個設けられてもよい。または、図２５および図２６を用いて説明した実施の形態１の第２変形例と同様に、複数のシールド電極ＳＨに代え、複数の走査線ＧＬまたは複数の信号線ＳＬが検出回路ＤＣＰ２に接続されてもよい。あるいは、図２７を用いて説明した実施の形態１の第３変形例、および、図２８を用いて説明した実施の形態１の第４変形例と同様に、シールド電極ＳＨと基板ＳＵＢ１、すなわち絶縁基板１０との間に、空間ＳＰ（図２７および図２８参照）が設けられてもよい。

本実施の形態２の表示装置に備えられた入力装置は、第１の側（図２９中上側）の前面ＦＳ１、および、第１の側と反対側（図２９中下側）の背面ＢＳ１を有する絶縁基板３０と、平面視において絶縁基板３０と重なる複数の検出電極Ｒｘと、平面視において絶縁基板３０と重なるシールド電極ＳＨと、を有する。シールド電極ＳＨは、複数の検出電極Ｒｘに対して、第１の側と反対側（図２９中下側）に配置されている。シールド電極ＳＨの静電容量に基づいて、第１の側（図２９中上側）からの前面ＦＳ１への物体の近接または接触が検出され、複数の検出電極Ｒｘの各々の静電容量に基づいて、第１の側（図２９中上側）から前面ＦＳ１に近接または接触した物体の位置が検出される。

これにより、外部から表示パネルへの物体の近接または接触を検出する検出処理（図１５のステップＳ１１）において、シールド電極ＳＨの静電容量の変化を検出することができる。そのため、検出処理に要する時間を短くすることができる。また、検出処理に要する時間が短くなるため、ステップＳ１１を繰り返す際の時間間隔が短い場合でも、指近接検出処理（図１５のステップＳ１）における平均的な消費電力を減少させることができる。

すなわち、本実施の形態２の表示装置に備えられた入力装置によれば、実施の形態１の表示装置と同様に、検出モードとしての指座標検出処理の前に待機モードとして行われる指近接検出処理において、検出処理に要する時間を短くし、消費電力を低減しつつ、検出ミスの発生を防止または抑制することができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

また、前記実施の形態においては、開示例として液晶表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、有機ＥＬ表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることはいうまでもない。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、表示装置および入力装置に適用して有効である。

１０ 絶縁基板
１１〜１３ 絶縁膜
２０、３０ 絶縁基板
４０ カバー板
３１ 絶縁膜
ＡＬ１、ＡＬ２ 配向膜
ＡＲ１、ＡＲ２ 領域
ＢＬ バックライトユニット
ＢＭ ブラックマトリクス
ＢＳ、ＢＳ１ 背面
Ｃｃ、Ｃｃｆ、Ｃｃｐ、Ｃｃｓ、Ｃｄｅｔ、Ｃｐ、Ｃｘ、Ｃｘ１、Ｃｘ２ 容量
ＣＥ 共通電極
ＣＦＢ、ＣＦＧ、ＣＦＲ カラーフィルタ
ＣＬＣ１ クロック信号供給回路
ＣＮＣ１、ＣＮＣ２ 接続回路
ＣＯＭＰ 比較器
ＣＳ 保持容量
ＣＳＷ スイッチング素子
ＤＡ 表示領域
ＤＣＰ１、ＤＣＰ２ 検出回路
ＤＥＴ 電圧検出器
ＤＳ 表示面
ＤＳＰ 表示装置
ＤＳＷ スイッチング素子
ＦＳ、ＦＳ１ 前面
Ｇ１ 信号
ＧＤ 走査線駆動回路
ＧＬ、ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬｎ 走査線
ＧＳＣ１ ガード信号供給回路
ＧＳＰ 切り替え部
ＧＳＷ スイッチング素子
ＩＣ１ 駆動ＩＣチップ
ＬＱ 液晶層
ＭＵ１ マルチプレクサ回路
ＮＤＡ 非表示領域
ＯＣＬ オーバーコート層
ＯＤ１、ＯＤ２ 光学素子
ＯＰｄｅｔ オペアンプ
ＰＥ 画素電極
ＰＮＬ 表示パネル
ＰＳＷ 画素スイッチング素子
ＰＸ 画素
Ｒｃ 抵抗
Ｒｅｓｅｔ 期間
ＲＧ、ＲＧ１〜ＲＧ４ 電極群
Ｒｘ 検出電極
Ｒｘ１、Ｒｘ１１〜Ｒｘ１４、Ｒｘ２、Ｒｘ２１〜Ｒｘ２４ 検出電極
Ｒｘ３、Ｒｘ３１〜Ｒｘ３４、Ｒｘ４、Ｒｘ４１〜Ｒｘ４４ 検出電極
Ｒｘｎ−１、Ｒｘｎ、Ｒｘｎ＋１ 検出電極
Ｒｘｓ 選択検出電極
Ｒｘｕ 非選択検出電極
ＳＤ 信号線駆動回路
ＳＥ 検出部
Ｓｇ 交流矩形波
ＳＨ シールド電極
ＳＬ、ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬｍ 信号線
ＳＬＴ スリット
ＳＰ 空間
ＳＳＰ１、ＳＳＰ２ 切り替え部
ＳＳＷ１、ＳＳＷ２ スイッチング素子
ＳＵＢ１〜ＳＵＢ３ 基板
ＳＷ１〜ＳＷ３、ＳＷｃ１〜ＳＷｃ３ スイッチ
ＳＷｃ 制御スイッチ
Ｔ０１、Ｔ０２、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ３１ 時刻
ＴＣＰ 入力装置
Ｔｄ トランジスタ
Ｔｄ１、Ｔｄ１１〜Ｔｄ１４、Ｔｄ２、Ｔｄ２１〜Ｔｄ２４ トランジスタ
Ｔｄ３、Ｔｄ３１〜Ｔｄ３４、Ｔｄ４、Ｔｄ４１〜Ｔｄ４４ トランジスタ
Ｔｇ トランジスタ
ＴＤＳ タッチ検出面
ＴＧ、ＴＧ１〜ＴＧ４ トランジスタ群
Ｖ１、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２ 電圧
Ｖｃ、Ｖｃｃ、Ｖｄｅｔ、Ｖｄｒ、Ｖｐ、Ｖｘ 電圧
Ｖｄｄ 電源
Ｖｄｅｔ０、Ｖｄｅｔ１、Ｖｘ０、Ｖｘ１ 波形
Ｖｒｅｆ 参照信号
ＶＳＣ１、ＶＳＣ２ 電圧供給回路
Ｖｔｈ 閾値電圧
Ｗ１、Ｗ２ 配線

Claims (17)

1. 第１の側の第１面、および、前記第１の側と反対側の第２面を有し、前記第１面に画像が表示される表示パネルと、
   平面視において前記表示パネルと重なる複数の第１電極と、
   平面視において前記表示パネルと重なる第２電極と、
   を有し、
   前記第２電極は、前記複数の第１電極に対して前記第１の側と反対側に配置され、
   前記第２電極の静電容量に基づいて、前記第１面への物体の近接または接触が検出され、
   前記複数の第１電極の各々の静電容量に基づいて、前記第１面に近接または接触した前記物体の位置が検出される、表示装置。
2. 請求項１記載の表示装置において、
   平面視において、第１方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の前記第２電極を有し、
   前記複数の第２電極の各々の静電容量に基づいて、前記物体の近接または接触が検出される、表示装置。
3. 請求項２記載の表示装置において、
   前記複数の第２電極の各々は、走査線または信号線である、表示装置。
4. 請求項１記載の表示装置において、
   前記複数の第１電極は、前記表示パネル内に配置されている、表示装置。
5. 請求項４記載の表示装置において、
   前記表示パネルは、
   第１基板と、
   前記第１基板に対して前記第１の側に配置された第２基板と、
   を含み、
   前記第２電極は、前記第１基板に対して前記第１の側と反対側に配置されている、表示装置。
6. 請求項５記載の表示装置において、
   前記第１基板と前記第２電極との間に空間が設けられている、表示装置。
7. 請求項５記載の表示装置において、
   前記表示パネルは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層を含み、
   前記複数の第１電極は、前記第１基板と前記液晶層との間に配置されている、表示装置。
8. 請求項１記載の表示装置において、
   前記第２電極は、平面視において前記複数の第１電極の各々と重なり、
   前記複数の第１電極の各々が電気的に浮遊した状態で、前記第２電極の静電容量に基づいて、前記物体の近接または接触が検出される、表示装置。
9. 請求項８記載の表示装置において、
   平面視において第３方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第３方向と交差する第４方向に配列された複数の走査線と、
   平面視において前記第４方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第３方向に配列された複数の信号線と、
   を有し、
   前記第２電極は、平面視において前記複数の走査線および前記複数の信号線の各々と重なり、
   前記複数の走査線および前記複数の信号線の各々が電気的に浮遊した状態で、前記第２電極の静電容量に基づいて、前記物体の近接または接触が検出される、表示装置。
10. 請求項１記載の表示装置において、
    前記表示パネルに対して前記第１の側に配置された第３基板を有し、
    前記複数の第１電極は、前記第３基板に対して前記第１の側に配置され、
    前記第２電極は、前記第３基板と前記表示パネルとの間に配置されている、表示装置。
11. 請求項１記載の表示装置において、
    前記複数の第１電極および前記第２電極の各々の静電容量を検出する検出部を有し、
    前記検出部は、前記第２電極の静電容量を検出することにより、前記物体の近接または接触を検出する第１検出処理を行い、
    前記第１検出処理において、前記物体の近接または接触が検出されなかったとき、前記検出部は、前記第１検出処理を繰り返し、
    前記第１検出処理において、前記物体の近接または接触が検出されたとき、前記検出部は、前記複数の第１電極の各々の静電容量を個別に検出することにより、前記物体の位置を検出する第２検出処理を行う、表示装置。
12. 請求項１１記載の表示装置において、
    前記検出部は、
    前記複数の第１電極の各々の静電容量を検出する第１検出回路と、
    前記第２電極の静電容量を検出する第２検出回路と、
    前記第１検出回路と前記複数の第１電極との接続状態を切り替える切り替え部と、
    を含み、
    前記検出部は、前記第１検出処理において、前記第２電極の静電容量を前記第２検出回路により検出し、
    前記検出部は、前記第２検出処理において、前記切り替え部により前記複数の第１電極を前記第１検出回路に接続することにより、前記複数の第１電極の各々の静電容量を個別に検出し、
    前記検出部は、前記切り替え部により前記複数の第１電極の各々を電気的に浮遊させた状態で、前記第１検出処理を行う、表示装置。
13. 第１の側の第１面、および、前記第１の側と反対側の第２面を有する基板と、
    平面視において前記基板と重なる複数の第１電極と、
    平面視において前記基板と重なる第２電極と、
    を有し、
    前記第２電極は、前記複数の第１電極に対して前記第１の側と反対側に配置され、
    前記第２電極の静電容量に基づいて、前記第１面への物体の近接または接触が検出され、
    前記複数の第１電極の各々の静電容量に基づいて、前記第１面に近接または接触した前記物体の位置が検出される、入力装置。
14. 請求項１３記載の入力装置において、
    平面視において第１方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の前記第２電極を有し、
    前記複数の第２電極の各々の静電容量に基づいて、前記物体の近接または接触が検出される、入力装置。
15. 請求項１３記載の入力装置において、
    前記第２電極は、平面視において前記複数の第１電極の各々と重なり、
    前記複数の第１電極の各々が電気的に浮遊した状態で、前記第２電極の静電容量に基づいて、前記物体の近接または接触が検出される、入力装置。
16. 請求項１３記載の入力装置において、
    前記複数の第１電極および前記第２電極の各々の静電容量を検出する検出部を有し、
    前記検出部は、前記第２電極の静電容量を検出することにより、前記物体の近接または接触を検出する第１検出処理を行い、
    前記第１検出処理において、前記物体の近接または接触が検出されなかったとき、前記検出部は、前記第１検出処理を繰り返し、
    前記第１検出処理において、前記物体の近接または接触が検出されたとき、前記検出部は、前記複数の第１電極の各々の静電容量を個別に検出することにより、前記物体の位置を検出する第２検出処理を行う、入力装置。
17. 請求項１６記載の入力装置において、
    前記検出部は、
    前記複数の第１電極の各々の静電容量を検出する第１検出回路と、
    前記第２電極の静電容量を検出する第２検出回路と、
    前記第１検出回路と前記複数の第１電極との接続状態を切り替える切り替え部と、
    を含み、
    前記検出部は、前記第１検出処理において、前記第２電極の静電容量を前記第２検出回路により検出し、
    前記検出部は、前記第２検出処理において、前記切り替え部により前記複数の第１電極を前記第１検出回路に接続することにより、前記複数の第１電極の各々の静電容量を個別に検出し、
    前記検出部は、前記切り替え部により前記複数の第１電極の各々を電気的に浮遊させた状態で、前記第１検出処理を行う、入力装置。

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