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JP2018063234A - Display device with touch detection function - Google Patents

Display device with touch detection function Download PDF

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JP2018063234A
JP2018063234A JP2017035363A JP2017035363A JP2018063234A JP 2018063234 A JP2018063234 A JP 2018063234A JP 2017035363 A JP2017035363 A JP 2017035363A JP 2017035363 A JP2017035363 A JP 2017035363A JP 2018063234 A JP2018063234 A JP 2018063234A
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JP
Japan
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electrode
force
touch detection
force detection
detection
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Application number
JP2017035363A
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Japanese (ja)
Inventor
高田 直樹
Naoki Takada
直樹 高田
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Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device with a touch detection function capable of suppressing deterioration in detection accuracy of a force applied to an input surface of a touch panel.SOLUTION: A display device 1 with a touch detection function includes: an input surface to which a force is applied by an object to be detected; a touch detection electrode that is provided on a first substrate 31 and faces the input surface; a drive electrode (first electrode) that is provided on a second substrate 21 and faces the touch detection electrode; an electrode (second electrode) facing the first electrode with a dielectric layer sandwiched between them; a touch detection control part 40 for detecting contact or proximity of the object to be detected to the input surface on the basis of an electrostatic capacity between the drive electrode and the touch detection electrode; and a force detection control part 50 for detecting a force applied to the input surface by the object to be detected on the basis of an electrostatic capacity between the drive electrode and the second electrode. The force detection control part 50 corrects a force detection value on the basis of a reference capacity value at a reference temperature between the drive electrode and the second electrode when the object to be detected is not in contact with the input surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タッチ時等の押す力すなわち力(フォース)を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置に関する。   The present invention relates to a display device with a touch detection function capable of detecting a pressing force at the time of touching, that is, a force (force).

近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着され、又は表示装置と一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられる。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、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、タッチパネルを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ている。   In recent years, a so-called touch panel called a touch detection device capable of detecting an external proximity object has attracted attention. The touch panel is mounted on a display device such as a liquid crystal display device or integrated with the display device and used as a display device with a touch detection function. The display device with a touch detection function displays various button images and the like on the display device, thereby enabling information input using the touch panel as a substitute for a normal mechanical button.

タッチ検出に加えて、力をも検出できる力検出装置も用いられるようになってきている。   In addition to touch detection, force detection devices that can detect force are also being used.

関連する技術として、下記の特許文献1には、タッチパネルと外部近接物体との温度差によるタッチ有無の誤判定を防ぐ静電タッチパネル制御装置が記載されている。   As a related technique, Patent Document 1 described below describes an electrostatic touch panel control device that prevents erroneous determination of touch presence / absence due to a temperature difference between a touch panel and an external proximity object.

特開2016−058047号公報JP, 2006-058047, A

タッチパネルの入力面側に設けられた第1の導体と、タッチパネルの裏面側に設けられた第2の導体と、の間の静電容量の変化に基づいて力を検出する力検出装置がある。検出装置の入力面に力が印加されると、タッチパネルが撓み、第1の導体と第2の導体との間の空気層の厚みが薄くなり、第1の導体と第2の導体との間の距離が短くなり、第1の導体と第2の導体との間の静電容量が増加する。力検出装置は、この静電容量の変化に基づいて、力信号値を出力する。   There is a force detection device that detects a force based on a change in capacitance between a first conductor provided on the input surface side of the touch panel and a second conductor provided on the back surface side of the touch panel. When a force is applied to the input surface of the detection device, the touch panel is bent, the thickness of the air layer between the first conductor and the second conductor is reduced, and the space between the first conductor and the second conductor is reduced. , And the capacitance between the first conductor and the second conductor increases. The force detection device outputs a force signal value based on the change in capacitance.

ところで、タッチ検出機能付き表示装置に上述した力検出装置を適用する場合、第1の導体と第2の導体との間には、空気層に加えて、例えば、バックライトを構成するフィルムや光拡散シート、導光体等が積層された積層体が存在する場合がある。バックライトを構成する積層体は、アクリル系の樹脂で構成されているのが一般的である。このようなアクリル系の樹脂は、温度の変化によって膨張あるいは収縮し、これに伴って誘電率が変化するため、第1の導体と第2の導体との間の静電容量が変化し、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度が低下する場合がある。   By the way, when the above-described force detection device is applied to a display device with a touch detection function, in addition to an air layer, for example, a film or light constituting a backlight is provided between the first conductor and the second conductor. There may be a laminate in which a diffusion sheet, a light guide, and the like are laminated. Generally, the laminate constituting the backlight is made of an acrylic resin. Such an acrylic resin expands or contracts due to a change in temperature, and the dielectric constant changes accordingly, so that the capacitance between the first conductor and the second conductor changes, and the touch panel The detection accuracy of the force applied to the input surface may be reduced.

本発明は、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the display apparatus with a touch detection function which can suppress the fall of the detection accuracy of the force applied to the input surface of a touch panel.

本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、被検出物によって力が印加される入力面と、第1基板上に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、第2基板上に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第1電極と、誘電体層を挟んで前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接を検出するタッチ検出制御部と、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、を備え、前記力検出制御部は、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第1電極と前記第2電極との間の基準温度における基準容量値に基づき、力検出値を補正する。   The display device with a touch detection function of one embodiment of the present invention includes an input surface to which a force is applied by an object to be detected, a touch detection electrode provided on the first substrate and facing the input surface, and a second substrate. A first electrode facing the touch detection electrode, a second electrode facing the first electrode across a dielectric layer, and a capacitance between the first electrode and the touch detection electrode Based on the touch detection control unit that detects contact or proximity of the detection object to the input surface, and based on the capacitance between the first electrode and the second electrode, the detection object A force detection control unit that detects a force applied to the input surface, wherein the force detection control unit includes the first electrode and the second electrode when the detected object is not in contact with the input surface. The force detection value is corrected based on the reference capacity value at the reference temperature during .

また、本発明の一態様のタッチ検出機能付き表示装置は、被検出物によって力が印加される入力面と、誘電体層を挟んで互いに対向配置された第1電極及び第2電極と、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、前記第1電極と前記第2電極との間に生じる静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、を備え、前記力検出制御部は、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の基準温度における基準容量値と、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量との比率に基づき、力検出値を補正する。   The display device with a touch detection function of one embodiment of the present invention includes an input surface to which a force is applied by an object to be detected, a first electrode and a second electrode arranged to face each other with a dielectric layer interposed therebetween, The input by the detected object based on a touch detection control unit that detects contact or proximity of the detected object to the input surface and a capacitance generated between the first electrode and the second electrode. A force detection control unit that detects a force applied to the surface, wherein the force detection control unit is a reference capacitance value at a reference temperature of the capacitance when the detected object is not in contact with the input surface. And the force detection value is corrected based on the ratio of the detected object to the capacitance when not in contact with the input surface.

図1は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図2は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the touch detection unit and the display unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in which an object to be detected is in contact with or in proximity to each other for explaining the basic principle of mutual capacitance type touch detection. 図4は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of an equivalent circuit for mutual capacitance type touch detection. 図5は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a drive signal and a detection signal waveform for mutual capacitance type touch detection. 図6は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which an object to be detected is not in contact with or in proximity to the basic principle of self-capacitance type touch detection. 図7は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state in which an object to be detected is in contact with or in proximity to the basic principle of the self-capacitance type touch detection. 図8は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an equivalent circuit for self-capacitance type touch detection. 図9は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a drive signal and a detection signal waveform of the self-capacitance type touch detection. 図10は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a module on which the display device with a touch detection function according to the first embodiment is mounted. 図11は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display unit with a touch detection function. 図12は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a pixel arrangement of the display unit with a touch detection function. 図13は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration example of drive electrodes and touch detection electrodes of a display unit with a touch detection function. 図14は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す分解斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図15は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。FIG. 15 is an exploded perspective view showing the backlight unit. 図16は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図17は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view illustrating electrodes of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図18は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。FIG. 18 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図19は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 19 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図20は、入力面に力が印加されていない状態における駆動電極と電極との間の容量の温度特性の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the temperature characteristic of the capacitance between the drive electrode and the electrode in a state where no force is applied to the input surface. 図21は、温度が異なる場合の入力面に印加された力と力検出値との関係を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection value when the temperatures are different. 図22は、入力面に印加された力が一定である場合の温度による力検出値の誤差を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an error in the force detection value due to temperature when the force applied to the input surface is constant. 図23は、温度変化に応じた駆動電極と電極との間の容量と力検出値との関係を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating the relationship between the capacitance between the drive electrode and the electrode according to a temperature change and the force detection value. 図24は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図25は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。FIG. 25 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図26は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図27は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。FIG. 27 is a timing diagram illustrating an example of operation timing of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図28は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 28 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. 図29は、実施形態1の変形例1に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。FIG. 29 is a perspective view illustrating electrodes of the display device with a touch detection function according to the first modification of the first embodiment. 図30は、実施形態1の変形例2に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。30 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the second modification of the first embodiment. 図31は、実施形態1の変形例2に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 31 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the second modification of the first embodiment. 図32は、実施形態1の変形例3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。FIG. 32 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the third modification of the first embodiment. 図33は、実施形態1の変形例3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 33 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the third modification of the first embodiment. 図34は、実施形態1の変形例4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。FIG. 34 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth modification of the first embodiment. 図35は、実施形態1の変形例4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 35 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth modification of the first embodiment. 図36は、実施形態1の変形例5に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。FIG. 36 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fifth modification of the first embodiment. 図37は、実施形態1の変形例5に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 37 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fifth modification of the first embodiment. 図38は、実施形態1の変形例6に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。FIG. 38 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the sixth modification of the first embodiment. 図39は、実施形態1の変形例6に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 39 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the sixth modification of the first embodiment. 図40は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。FIG. 40 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図41は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例1を示す図である。FIG. 41 is a diagram illustrating an arrangement example 1 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図42は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例2を示す図である。FIG. 42 is a diagram illustrating an arrangement example 2 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図43は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例3を示す図である。FIG. 43 is a diagram illustrating an arrangement example 3 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図44は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例4を示す図である。FIG. 44 is a diagram illustrating an arrangement example 4 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図45は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例5を示す図である。FIG. 45 is a diagram illustrating an arrangement example 5 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図46は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の補正係数と温度との関係の一例を示す図である。FIG. 46 is a diagram illustrating an example of the relationship between the correction coefficient and the temperature of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図47は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の第1補正係数テーブルの一例を示す図である。FIG. 47 is a diagram illustrating an example of a first correction coefficient table of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図48は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。FIG. 48 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図49は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。FIG. 49 is a diagram illustrating a relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図50は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。FIG. 50 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図51は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 51 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. 図52は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。FIG. 52 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図53は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の平面図である。FIG. 53 is a plan view of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図54は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のX軸方向の中心位置におけるY軸方向のタッチ検出位置と力検出値との関係を示すグラフである。FIG. 54 is a graph showing the relationship between the touch detection position in the Y-axis direction and the force detection value at the center position in the X-axis direction of the region where the force is applied on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. It is. 図55は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のX軸方向の中心位置におけるY軸方向のタッチ検出位置と補正係数との関係を示すグラフである。FIG. 55 is a graph showing the relationship between the touch detection position in the Y-axis direction and the correction coefficient at the center position in the X-axis direction of the region where the force is applied on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. is there. 図56は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面における力検出領域の分割例を示す図である。FIG. 56 is a diagram illustrating an example of division of the force detection region on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図57は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の第2補正係数テーブルの一例を示す図である。FIG. 57 is a diagram illustrating an example of a second correction coefficient table of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図58は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。FIG. 58 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図59は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。FIG. 59 is a diagram illustrating a relationship between a force applied to the input surface and a force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図60は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。FIG. 60 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図61は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 61 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. 図62は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。FIG. 62 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of a display device with a touch detection function according to a modification of the third embodiment. 図63は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。FIG. 63 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. 図64は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。FIG. 64 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. 図65は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。FIG. 65 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to a modification of the third embodiment. 図66は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 66 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. 図67は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。FIG. 67 is a diagram illustrating an example of a module in which the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment is mounted. 図68は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。FIG. 68 is a perspective view illustrating electrodes of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. 図69は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。FIG. 69 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram of a display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. 図70は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。FIG. 70 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when an object to be detected is in contact with or close to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. 図71は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。FIG. 71 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. 図72は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。FIG. 72 is a graph showing the capacitance value C in the Y-axis direction in a state where the detection object is not in contact with or close to the input surface. 図73は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。FIG. 73 is a graph showing a capacitance value C in the Y-axis direction in a state where an object to be detected is in contact with or close to the input surface. 図74は、入力面に力が印加された状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。FIG. 74 is a graph showing the capacitance value C in the Y-axis direction when a force is applied to the input surface. 図75は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。FIG. 75 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. 図76は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 76 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment.

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined. It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate modifications while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part in comparison with actual aspects for the sake of clarity of explanation, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited. In addition, in the present specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted as appropriate.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a display device with a touch detection function according to the first embodiment.

本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出部SE1と、表示部DPと、力検出部SE2と、制御部CTRLと、を含む。本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置1内の力検出部SE2及び制御部CTRLが「力検出装置」に対応する。   The display device with a touch detection function 1 according to the present embodiment includes a touch detection unit SE1, a display unit DP, a force detection unit SE2, and a control unit CTRL. In the present embodiment, the force detection unit SE2 and the control unit CTRL in the display device with a touch detection function 1 correspond to a “force detection device”.

タッチ検出部SE1は、被検出物OBJの、カバー部材CGの入力面ISへの接触又は近接を検出する。具体的には、タッチ検出部SE1は、被検出物OBJが入力面ISと垂直な方向で重なる領域の接触又は近接に応じた信号値を、制御部CTRLに出力する。   The touch detection unit SE1 detects contact or proximity of the object OBJ to the input surface IS of the cover member CG. Specifically, the touch detection unit SE1 outputs to the control unit CTRL a signal value corresponding to the contact or proximity of the area where the object OBJ overlaps in the direction perpendicular to the input surface IS.

被検出物OBJは、入力面ISと接触して変形する第1の種類の物であっても良いし、入力面ISと接触しても変形しない又は第1の種類の物と比較して相対的に変形が少ない第2の種類の物であっても良い。第1の種類の物は、指が例示されるが、これに限定されない。第2の種類の物は、樹脂又は金属のスタイラスペンが例示されるが、これに限定されない。   The detected object OBJ may be a first type of object that deforms in contact with the input surface IS, or does not deform even if it contacts the input surface IS, or is relative to the first type of object. It may be a second type of object with little deformation. The first type is exemplified by a finger, but is not limited thereto. Examples of the second type include, but are not limited to, resin or metal stylus pens.

タッチ検出部SE1が検出できる被検出物OBJの数は、1個に限定されない。タッチ検出部SE1は、2個以上の被検出物OBJを検出できることとしても良い。   The number of detected objects OBJ that can be detected by the touch detection unit SE1 is not limited to one. The touch detection unit SE1 may be capable of detecting two or more detected objects OBJ.

タッチ検出部SE1は、静電容量方式センサ又は抵抗膜方式センサが例示されるが、これらに限定されない。静電容量方式は、相互静電容量方式又は自己静電容量方式が例示される。   The touch detection unit SE1 is exemplified by a capacitive sensor or a resistive film sensor, but is not limited thereto. Examples of the capacitance method include a mutual capacitance method and a self-capacitance method.

表示部DPは、入力面IS側に向けて画像を表示する。表示部DPは、液晶表示装置又は有機エレクトロルミネッセンス(Electro-Luminescence)表示装置が例示されるが、これらに限定されない。   The display unit DP displays an image toward the input surface IS side. As for display part DP, although a liquid crystal display device or an organic electroluminescence (Electro-Luminescence) display device is illustrated, it is not limited to these.

タッチ検出部SE1及び表示部DPは、一体化された、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプであっても良い。また、タッチ検出部SE1及び表示部DPは、表示部DPの上にタッチ検出部SE1が装着された、いわゆるオンセルタイプであっても良い。   The touch detection unit SE1 and the display unit DP may be an integrated so-called in-cell type or hybrid type. The touch detection unit SE1 and the display unit DP may be a so-called on-cell type in which the touch detection unit SE1 is mounted on the display unit DP.

力検出部SE2は、被検出物OBJが入力面ISに印加する力を検出する。具体的には、力検出部SE2は、被検出物OBJが入力面ISに印加する力に応じた信号を、制御部CTRLに出力する。   The force detection unit SE2 detects the force applied by the detected object OBJ to the input surface IS. Specifically, the force detection unit SE2 outputs a signal corresponding to the force applied by the detected object OBJ to the input surface IS to the control unit CTRL.

力検出部SE2は、静電容量方式センサが例示される。   The force detection unit SE2 is exemplified by a capacitance type sensor.

制御部CTRLは、力検出部SE2から出力される信号に基づいて、力を表す力信号値を算出する。   The control unit CTRL calculates a force signal value representing a force based on the signal output from the force detection unit SE2.

制御部CTRLは、表示制御部11と、検出制御部200と、ホストHSTと、を含む。検出制御部200は、タッチ検出制御部40と、力検出制御部50と、を含む。   The control unit CTRL includes a display control unit 11, a detection control unit 200, and a host HST. The detection control unit 200 includes a touch detection control unit 40 and a force detection control unit 50.

表示制御部11は、表示部DPのガラス基板上に実装されたICチップが例示される。検出制御部200は、表示部DPのガラス基板に接続されたプリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)上に実装されたICチップが例示される。ホストHSTは、CPU(Central Processing Unit)が例示される。表示制御部11、検出制御部200及びホストHSTは、協働してタッチ検出部SE1、表示部DP及び力検出部SE2を制御する。   The display control unit 11 is exemplified by an IC chip mounted on the glass substrate of the display unit DP. The detection control unit 200 is exemplified by an IC chip mounted on a printed circuit board (for example, a flexible printed circuit board) connected to the glass substrate of the display unit DP. The host HST is exemplified by a CPU (Central Processing Unit). The display control unit 11, the detection control unit 200, and the host HST cooperate to control the touch detection unit SE1, the display unit DP, and the force detection unit SE2.

制御部CTRLが実行する、力信号値を算出するための処理は、表示制御部11が実行しても良いし、検出制御部200が実行しても良いし、ホストHSTが実行しても良い。また、表示制御部11、検出制御部200、及びホストHSTの内の2つ以上が協働して実行しても良い。   The process for calculating the force signal value executed by the control unit CTRL may be executed by the display control unit 11, the detection control unit 200, or the host HST. . Two or more of the display control unit 11, the detection control unit 200, and the host HST may be executed in cooperation.

以下に、タッチ検出部SE1、表示部DP及び力検出部SE2の具体的な構成例について説明するが、これらの構成例は例示であり、これらの構成例に限定されない。   Hereinafter, specific configuration examples of the touch detection unit SE1, the display unit DP, and the force detection unit SE2 will be described. However, these configuration examples are examples, and are not limited to these configuration examples.

<タッチ検出部及び表示部の構成例>
図2は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。図2に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、いわゆる相互静電容量方式及び自己静電容量方式により、被検出物OBJの座標及び接触面積の検出を行う装置である。また、図2に示すタッチ検出機能付き表示装置1は、いわゆる相互静電容量方式により、被検出物OBJが入力面ISに接触したとき、入力面ISに印加される力の検出を行う装置である。
<Configuration example of touch detection unit and display unit>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the touch detection unit and the display unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The display device 1 with a touch detection function shown in FIG. 2 is a device that detects the coordinates and contact area of the detection object OBJ by a so-called mutual capacitance method and self-capacitance method. The display device 1 with a touch detection function shown in FIG. 2 is a device that detects a force applied to the input surface IS when the detected object OBJ comes into contact with the input surface IS by a so-called mutual capacitance method. is there.

タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、表示制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、ソースセレクタ部13Sと、駆動電極ドライバ14と、力検出デバイス100と、検出制御部200と、を含む。   The display device 1 with a touch detection function includes a display unit 10 with a touch detection function, a display control unit 11, a gate driver 12, a source driver 13, a source selector unit 13S, a drive electrode driver 14, and a force detection device 100. And a detection control unit 200.

タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20に静電容量型のタッチ検出デバイス30を内蔵して一体化した、いわゆるインセルタイプあるいはハイブリッドタイプの装置である。なお、液晶表示デバイス20に静電容量型のタッチ検出デバイス30を内蔵して一体化するとは、例えば、液晶表示デバイス20として使用される基板や電極などの一部の部材と、タッチ検出デバイス30として使用される基板や電極などの一部の部材とを兼用することを含む。   The display unit 10 with a touch detection function is a so-called in-cell type or hybrid type device in which a capacitive touch detection device 30 is integrated in a liquid crystal display device 20 using a liquid crystal display element as a display element. is there. The integration of the capacitive touch detection device 30 into the liquid crystal display device 20 means that, for example, some members such as a substrate and electrodes used as the liquid crystal display device 20 and the touch detection device 30 are integrated. And also serving as a part of a member such as a substrate or an electrode.

液晶表示デバイス20が、図1の表示部DPに対応する。タッチ検出デバイス30が、図1のタッチ検出部SE1に対応する。力検出デバイス100が、図1の力検出部SE2に対応する。   The liquid crystal display device 20 corresponds to the display unit DP of FIG. The touch detection device 30 corresponds to the touch detection unit SE1 in FIG. The force detection device 100 corresponds to the force detection unit SE2 of FIG.

なお、タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示デバイス20の上方に、静電容量型のタッチ検出デバイス30が装着された、いわゆるオンセルタイプの装置であっても良い。オンセルタイプの装置の場合、液晶表示デバイス20の直上にタッチ検出デバイス30が設けられていても良いし、液晶表示デバイス20の直上ではなく他の層を介して上方にタッチ検出デバイス30が設けられていても良い。   The display unit with a touch detection function 10 is a so-called on-cell type device in which a capacitive touch detection device 30 is mounted above a liquid crystal display device 20 using a liquid crystal display element as a display element. May be. In the case of an on-cell type device, the touch detection device 30 may be provided immediately above the liquid crystal display device 20, or the touch detection device 30 is provided above another layer rather than directly above the liquid crystal display device 20. It may be done.

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。   As will be described later, the liquid crystal display device 20 is a device that performs scanning by sequentially scanning one horizontal line at a time in accordance with a scanning signal Vscan supplied from the gate driver 12.

表示制御部11は、ホストHST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14、及び検出制御部200に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。また、表示制御部11は、1水平ライン分の映像信号Vdispから、液晶表示デバイス20の複数の副画素SPixの画素信号Vpixを時分割多重化した画素信号Vsigを生成し、ソースドライバ13に供給する。   The display control unit 11 supplies control signals to the gate driver 12, the source driver 13, the drive electrode driver 14, and the detection control unit 200 based on the video signal Vdisp supplied from the host HST. It is a circuit that controls to operate in synchronization. Further, the display control unit 11 generates a pixel signal Vsig obtained by time-division multiplexing the pixel signals Vpix of the plurality of subpixels SPix of the liquid crystal display device 20 from the video signal Vdisp for one horizontal line, and supplies the pixel signal Vsig to the source driver 13. To do.

制御部CTRLは、表示制御部11、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14を含む。本実施形態では、表示制御部11及び駆動電極ドライバ14が「駆動部」に対応するが、駆動電極ドライバ14が駆動部に対応されてもよい。   The control unit CTRL includes a display control unit 11, a gate driver 12, a source driver 13, and a drive electrode driver 14. In the present embodiment, the display control unit 11 and the drive electrode driver 14 correspond to a “drive unit”, but the drive electrode driver 14 may correspond to a drive unit.

ゲートドライバ12は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部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。   The gate driver 12 has a function of sequentially selecting one horizontal line as a display driving target of the display unit 10 with a touch detection function based on a control signal supplied from the display control unit 11.

ソースドライバ13は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、各画素Pix(副画素SPix)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13には、例えば6ビットのR(赤)、G(緑)及びB(青)の画像信号Vsigが与えられる。   The source driver 13 is a circuit that supplies a pixel signal Vpix to each pixel Pix (subpixel SPix) of the display unit 10 with a touch detection function based on a control signal supplied from the display control unit 11. For example, 6-bit R (red), G (green), and B (blue) image signals Vsig are supplied to the source driver 13.

ソースドライバ13は、表示制御部11から画像信号Vsigを受け取り、ソースセレクタ部13Sに供給する。また、ソースドライバ13は、画像信号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を生成し、画素信号Vpixとともにソースセレクタ部13Sに供給する。ソースセレクタ部13Sは、ソースドライバ13と表示制御部11との間の配線数を少なくすることができる。ソースセレクタ部13Sはなくても良い。また、ソースドライバ13の一部の制御は、表示制御部11が行ってもよく、ソースセレクタ部13Sのみが配置されていても良い。   The source driver 13 receives the image signal Vsig from the display control unit 11 and supplies it to the source selector unit 13S. Further, the source driver 13 generates a switch control signal Vsel necessary for separating the pixel signal Vpix multiplexed on the image signal Vsig, and supplies the switch control signal Vsel to the source selector unit 13S together with the pixel signal Vpix. The source selector unit 13S can reduce the number of wires between the source driver 13 and the display control unit 11. The source selector unit 13S may not be provided. Further, the display control unit 11 may perform part of the control of the source driver 13, or only the source selector unit 13S may be arranged.

駆動電極ドライバ14は、表示制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する駆動電極COMLに駆動信号Vcom(相互静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号(タッチ検出用駆動信号、以下駆動信号という。)Vcomtm、自己静電容量方式のタッチ検出用の駆動信号Vcomts2、及び表示用の電圧である表示用駆動電圧VcomDC)を供給する回路である。   Based on the control signal supplied from the display control unit 11, the drive electrode driver 14 applies a drive signal Vcom (a drive for mutual electrostatic capacitance type touch detection) to a drive electrode COML described later of the display unit 10 with a touch detection function. This is a circuit for supplying a signal (touch detection drive signal, hereinafter referred to as drive signal) Vcomtm, a self-capacitance touch detection drive signal Vcomts2, and a display drive voltage VcomDC which is a display voltage.

検出制御部200は、タッチ検出制御部40が自己静電容量方式によるタッチ検出動作を行う際に、後述するタッチ検出電極TDLに駆動信号Vcomts1を供給するための駆動ドライバ47を含む。   The detection control unit 200 includes a drive driver 47 for supplying a drive signal Vcomts1 to a touch detection electrode TDL, which will be described later, when the touch detection control unit 40 performs a touch detection operation by a self-capacitance method.

タッチ検出デバイス30は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極TDLは、検出信号Vdet1を出力する。また、タッチ検出デバイス30は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出電極TDLは、検出信号Vdet2を出力する。また、タッチ検出デバイス30は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて動作し、駆動電極COMLは、検出信号Vdet3を出力する。   The touch detection device 30 operates based on the basic principle of mutual capacitive touch detection, and the touch detection electrode TDL outputs a detection signal Vdet1. The touch detection device 30 operates based on the basic principle of self-capacitance type touch detection, and the touch detection electrode TDL outputs a detection signal Vdet2. The touch detection device 30 operates based on the basic principle of self-capacitance type touch detection, and the drive electrode COML outputs a detection signal Vdet3.

タッチ検出デバイス30は、相互静電容量方式だけでも、タッチ検出をすることができる。しかしながら、入力面ISに付着した水滴等の影響を好適に抑制するため及びスタイラスペン等を好適に検出するため、本構成例では、タッチ検出デバイス30は、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する。但し、本発明は、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出の両方を実行する場合に限定されない。   The touch detection device 30 can perform touch detection only by the mutual capacitance method. However, in order to suitably suppress the influence of water droplets and the like attached to the input surface IS and to detect stylus pens and the like, in the present configuration example, the touch detection device 30 is configured to detect mutual capacitance type touch detection and self Perform both capacitive touch detection. However, the present invention is not limited to the case where both the mutual capacitive touch detection and the self-capacitive touch detection are performed.

力検出デバイス100は、相互静電容量方式の力検出の基本原理に基づいて動作し、後述する電極SUSは、検出信号Vdet4を出力する。   The force detection device 100 operates based on the basic principle of mutual capacitance type force detection, and an electrode SUS described later outputs a detection signal Vdet4.

図3から図5までを参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置1の相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。   With reference to FIG. 3 to FIG. 5, the basic principle of mutual capacitance type touch detection of the display device with a touch detection function 1 of this configuration example will be described.

図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図4は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図5は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、図4は、検出回路を併せて示している。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in which an object to be detected is in contact with or in proximity to each other for explaining the basic principle of mutual capacitance type touch detection. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of an equivalent circuit for mutual capacitance type touch detection. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a drive signal and a detection signal waveform for mutual capacitance type touch detection. FIG. 4 also shows the detection circuit.

例えば、図3に示すように、容量素子C11は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極である、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図4に示すように、容量素子C11は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図2に示す第1検出信号増幅部41に含まれる積分回路である。   For example, as illustrated in FIG. 3, the capacitive element C11 includes a drive electrode E1 and a touch detection electrode E2 that are a pair of electrodes disposed to face each other with the dielectric D interposed therebetween. As shown in FIG. 4, one end of the capacitive element C11 is connected to an AC signal source (drive signal source) S, and the other end is connected to a voltage detector (touch detection unit) DET. The voltage detector DET is an integration circuit included in the first detection signal amplifier 41 shown in FIG. 2, for example.

交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C11の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgを印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C11の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、出力波形(検出信号Vdet1)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述する駆動信号Vcomtmに相当するものである。   When an AC rectangular wave Sg having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz) is applied from the AC signal source S to the drive electrode E1 (one end of the capacitive element C11), the touch detection electrode E2 (the other end of the capacitive element C11) An output waveform (detection signal Vdet1) appears via the voltage detector DET connected to the side. The AC rectangular wave Sg corresponds to a drive signal Vcomtm described later.

被検出物OBJが接触(又は近接)していない状態(非接触状態)では、容量素子C11に対する充放電に伴って、容量素子C11の容量値に応じた電流Iが流れる。図5に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(実線の波形V)に変換する。 In the state in which the detected object OBJ is not in contact (or proximity) (non-contact state), with the charging and discharging of the capacitive element C11, a current flows I 0 corresponding to the capacitance value of the capacitor C11. As shown in FIG. 5, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 0 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of the voltage (solid line waveform V 0 ).

一方、被検出物OBJが接触(又は近接)した状態(接触状態)では、図3に示すように、指によって形成される静電容量C12がタッチ検出電極E2と接している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子C11の容量値よりも容量値の小さい容量素子C11’として作用する。そして、図4に示す等価回路でみると、容量素子C11’に電流Iが流れる。 On the other hand, when the object OBJ is in contact (or in proximity) (contact state), as shown in FIG. 3, the capacitance C12 formed by the finger is in contact with or in the vicinity of the touch detection electrode E2. As a result, the electrostatic capacity corresponding to the fringe between the drive electrode E1 and the touch detection electrode E2 is blocked, and acts as a capacitive element C11 ′ having a capacitance value smaller than the capacitance value of the capacitive element C11. When seen in the equivalent circuit shown in FIG. 4, the current I 1 flows in the capacitor C11 '.

図5に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、被検出物OBJの影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|を精度良く検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Resを設けた動作とすることがより好ましい。 As shown in FIG. 5, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 1 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of the voltage (dotted line waveform V 1 ). In this case, the waveform V 1 has a smaller amplitude than the waveform V 0 described above. As a result, the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 changes according to the influence of the detected object OBJ. Since the voltage detector DET accurately detects the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 , the voltage of the capacitor is adjusted according to the frequency of the AC rectangular wave Sg by switching in the circuit. More preferably, the operation is provided with a period Res for resetting charging and discharging.

再び図2を参照すると、タッチ検出デバイス30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcomtmに従って、駆動電極COML毎に順次走査して検出信号Vdet1を出力する。   Referring to FIG. 2 again, the touch detection device 30 sequentially scans each drive electrode COML according to the drive signal Vcomtm supplied from the drive electrode driver 14 and outputs the detection signal Vdet1.

次に、図6から図9を参照して、本構成例のタッチ検出機能付き表示装置1の自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。   Next, with reference to FIGS. 6 to 9, the basic principle of the self-capacitance type touch detection of the display device with a touch detection function 1 of this configuration example will be described.

図6は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図7は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、被検出物が接触又は近接した状態を表す説明図である。図8は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図9は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which an object to be detected is not in contact with or in proximity to the basic principle of self-capacitance type touch detection. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state in which an object to be detected is in contact with or in proximity to the basic principle of the self-capacitance type touch detection. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an equivalent circuit for self-capacitance type touch detection. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a drive signal and a detection signal waveform of the self-capacitance type touch detection.

図6左図は、被検出物OBJが接触又は近接していない状態において、スイッチSW11により電源Vddと検出電極E1とが接続され、スイッチSW12により検出電極E1がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E1が有する容量Cx1が充電される。図6右図は、スイッチSW11により、電源Vddと検出電極E1との接続がオフされ、スイッチSW12により、検出電極E1とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷はコンデンサCcrを介して放電される。   6 shows a state in which the power source Vdd and the detection electrode E1 are connected by the switch SW11 and the detection electrode E1 is not connected to the capacitor Ccr by the switch SW12 in a state where the object to be detected OBJ is not in contact with or close to the object. Show. In this state, the capacitor Cx1 included in the detection electrode E1 is charged. The right side of FIG. 6 shows a state in which the connection between the power source Vdd and the detection electrode E1 is turned off by the switch SW11, and the detection electrode E1 and the capacitor Ccr are connected by the switch SW12. In this state, the charge of the capacitor Cx1 is discharged through the capacitor Ccr.

図7左図は、被検出物OBJが接触又は近接した状態において、スイッチSW11により電源Vddと検出電極E1とが接続され、スイッチSW12により検出電極E1がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E1が有する容量Cx1に加え、検出電極E1に近接している被検出物OBJにより生じる容量Cx2も充電される。図7右図は、スイッチSW11により、電源Vddと検出電極E1がオフされ、スイッチSW12により検出電極E1とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷と容量Cx2の電荷とがコンデンサCcrを介して放電される。   The left diagram in FIG. 7 shows a state in which the power source Vdd and the detection electrode E1 are connected by the switch SW11 and the detection electrode E1 is not connected to the capacitor Ccr by the switch SW12 in a state where the object to be detected OBJ is in contact with or close to the object. Yes. In this state, in addition to the capacitance Cx1 that the detection electrode E1 has, the capacitance Cx2 that is generated by the object OBJ that is close to the detection electrode E1 is also charged. The right diagram in FIG. 7 shows a state in which the power source Vdd and the detection electrode E1 are turned off by the switch SW11, and the detection electrode E1 and the capacitor Ccr are connected by the switch SW12. In this state, the charge in the capacitor Cx1 and the charge in the capacitor Cx2 are discharged through the capacitor Ccr.

ここで、図6右図に示す放電時(被検出物OBJが接触または近接していない状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性に対して、図7右図に示す放電時(被検出物OBJが接触又は近接した状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性は、容量Cx2が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、コンデンサCcrの電圧変化特性が、容量Cx2の有無により異なることを利用して、被検出物OBJの接触又は近接の有無を判定している。   Here, with respect to the voltage change characteristic of the capacitor Ccr at the time of discharging shown in the right diagram of FIG. 6 (in a state where the object to be detected OBJ is not in contact with or close to the object), at the time of discharging shown in the right diagram of FIG. The voltage change characteristics of the capacitor Ccr in the state of contact or proximity are clearly different due to the presence of the capacitance Cx2. Therefore, in the self-capacitance method, the presence or absence of contact or proximity of the detection object OBJ is determined using the fact that the voltage change characteristic of the capacitor Ccr varies depending on the presence or absence of the capacitance Cx2.

具体的には、検出電極E1に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sg(図9参照)が印加される。図8に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(波形V、V)に変換する。電圧検出器DETは、例えば図2に示す第1検出信号増幅部41に含まれる積分回路である。 Specifically, an AC rectangular wave Sg (see FIG. 9) having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz) is applied to the detection electrode E1. The voltage detector DET shown in FIG. 8 converts a current fluctuation according to the AC rectangular wave Sg into a voltage fluctuation (waveforms V 3 and V 4 ). The voltage detector DET is an integration circuit included in the first detection signal amplifier 41 shown in FIG. 2, for example.

上述のように、検出電極E1は、スイッチSW11及びスイッチSW12で切り離すことが可能な構成となっている。図9において、時刻T01のタイミングで、交流矩形波Sgは、電圧Vに相当する電圧レベルに上昇する。このとき、スイッチSW11はオンしており、スイッチSW12はオフしている。このため、検出電極E1の電圧も、電圧Vに上昇する。 As described above, the detection electrode E1 can be separated by the switch SW11 and the switch SW12. 9, at time T 01, the AC rectangular wave Sg rises to a voltage level corresponding to the voltage V 0. At this time, the switch SW11 is on and the switch SW12 is off. Therefore, the voltage of the detection electrodes E1 also rises to the voltage V 0.

次に時刻T11のタイミングの前に、スイッチSW11をオフとする。このとき、検出電極E1はフローティング状態であるが、検出電極E1の容量Cx1(図6参照)、あるいは検出電極E1の容量Cx1に被検出物OBJの接触又は近接よる容量Cx2を加えた容量(Cx1+Cx2、図7参照)によって、検出電極E1の電位はVが維持される。さらに、時刻T11のタイミングの前にスイッチSW13をオンさせ、所定の時間経過後にオフさせ、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の出力電圧(検出信号)Vdetは、基準電圧Vrefと略等しい電圧となる。 Then prior to the timing of time T 11, and turns off the switch SW11. At this time, although the detection electrode E1 is in a floating state, the capacitance Cx1 (see FIG. 6) of the detection electrode E1 or the capacitance (Cx1 + Cx2) of the capacitance Cx1 of the detection electrode E1 plus the capacitance Cx2 due to contact or proximity of the object OBJ. , by reference to FIG. 7), the potential of the detection electrodes E1 are V 0 is maintained. Further, to turn on the switch SW13 in front of the timing of time T 11, is turned off after a predetermined time period, to reset the voltage detector DET. By this reset operation, the output voltage (detection signal) Vdet of the voltage detector DET becomes substantially equal to the reference voltage Vref.

続いて、時刻T11のタイミングでスイッチSW12をオンさせると、電圧検出器DETの反転入力部が検出電極E1の電圧Vとなる。その後、検出電極E1の容量Cx1(またはCx1+Cx2)と電圧検出器DET内の容量C5の時定数に従って、電圧検出器DETの反転入力部は、基準電圧Vrefまで低下する。このとき、検出電極E1の容量Cx1(またはCx1+Cx2)に蓄積されていた電荷が電圧検出器DET内の容量C5に移動するので、電圧検出器DETの出力電圧(検出信号)Vdet2及びVdet3が上昇する。 Subsequently, when turning on the switch SW12 at time T 11, the inverting input of the voltage detector DET is voltage V 0 which detection electrodes E1. Thereafter, according to the time constant of the capacitance Cx1 (or Cx1 + Cx2) of the detection electrode E1 and the capacitance C5 in the voltage detector DET, the inverting input portion of the voltage detector DET is lowered to the reference voltage Vref. At this time, since the electric charge accumulated in the capacitance Cx1 (or Cx1 + Cx2) of the detection electrode E1 moves to the capacitance C5 in the voltage detector DET, the output voltages (detection signals) Vdet2 and Vdet3 of the voltage detector DET rise. .

電圧検出器DETの出力電圧Vdet2は、検出電極E1に被検出物OBJが近接していないときは、実線で示す波形Vとなり、Vdet2=Cx1×V0/C5となる。同様に、電圧検出器DETの出力電圧Vdet3は、検出電極E1に被検出物OBJが近接していないときは、実線で示す波形Vとなり、Vdet3=Cx1×V0/C5となる。 Output voltage Vdet2 of the voltage detector DET, when the detected object OBJ to the detection electrodes E1 are not in close proximity, next waveform V 3 shown by a solid line, and Vdet2 = Cx1 × V0 / C5. Similarly, the output voltage Vdet3 of the voltage detector DET, when the detected object OBJ to the detection electrodes E1 are not in close proximity, next waveform V 3 shown by a solid line, the Vdet3 = Cx1 × V0 / C5.

電圧検出器DETの出力電圧Vdet2は、被検出物OBJの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Vとなり、Vdet2=(Cx1+Cx2)×V0/C5となる。同様に、電圧検出器DETの出力電圧Vdet3は、被検出物OBJの影響による容量が付加されたときは、点線で示す波形Vとなり、Vdet3=(Cx1+Cx2)×V0/C5となる。 Output voltage Vdet2 of the voltage detector DET, when the capacity due to the influence of the detected object OBJ is added, becomes a waveform V 4 shown by a dotted line, the Vdet2 = (Cx1 + Cx2) × V0 / C5. Similarly, the output voltage Vdet3 of the voltage detector DET, when the capacity due to the influence of the detected object OBJ is added, becomes a waveform V 4 shown by a dotted line, the Vdet3 = (Cx1 + Cx2) × V0 / C5.

その後、検出電極E1の容量Cx1(またはCx1+Cx2)の電荷が容量C5に十分移動した後の時刻T31のタイミングでスイッチSW12をオフさせ、スイッチSW11及びスイッチSW13をオンさせることにより、検出電極E1の電位を交流矩形波Sgと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器DETをリセットさせる。なお、このとき、スイッチSW11をオンさせるタイミングは、スイッチSW12をオフさせた後、時刻T02以前であればいずれのタイミングでも良い。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SW12をオフさせた後、時刻T12以前であればいずれのタイミングとしても良い。 Then, turn off the switch SW12 at time T 31 after a charge of the capacitance Cx1 detection electrodes E1 (or Cx1 + Cx2) is sufficiently moved to the capacitor C5, by turning on the switch SW11 and the switch SW13, the detection electrodes E1 The potential is set to a low level that is the same potential as the AC rectangular wave Sg, and the voltage detector DET is reset. At this time, the timing for turning on the switch SW11 is, after turning off the switch SW12, may be any timing as long as the time T 02 is previously. The timing for resetting the voltage detector DET is, after turning off the switch SW12, may be any timing as long as the time T 12 before.

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。波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|に基づいて、被検出物OBJの有無(タッチの有無)を検出することができる。なお、検出電極E1の電位は、図9に示すように、被検出物OBJが近接していないときはVの波形となり、被検出物OBJの影響による容量Cx2が付加されるときはVの波形となる。波形Vと波形V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近接物体の有無(タッチの有無)を測定することも可能である。 The above operation is repeated at a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz). Based on the absolute value | ΔV | of the difference between the waveform V 3 and the waveform V 4 , the presence / absence of the object OBJ (the presence / absence of touch) can be detected. The potential of the detecting electrode E1, as shown in FIG. 9, when no proximity detected object OBJ has a waveform of V 1, when the capacitance Cx2 due to the influence of the detected object OBJ is added is V 2 It becomes the waveform. It is also possible to measure the presence / absence of an external proximity object (presence / absence of touch) by measuring the time during which the waveform V 1 and the waveform V 2 fall to a predetermined threshold voltage V TH .

本構成例において、タッチ検出デバイス30は、図2に示す駆動ドライバ47から供給される駆動信号Vcomts1に従って、タッチ検出電極TDLにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出信号Vdet2を出力する。また、タッチ検出デバイス30は、図2に示す駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcomts2に従って、駆動電極COMLにそれぞれ電荷が供給され、自己静電容量方式によるタッチ検出を行い、駆動電極COMLは、タッチ検出信号Vdet3を出力する。   In this configuration example, the touch detection device 30 is supplied with charges to the touch detection electrodes TDL according to the drive signal Vcomts1 supplied from the drive driver 47 shown in FIG. The detection electrode TDL outputs a touch detection signal Vdet2. Further, the touch detection device 30 is supplied with electric charges to the drive electrodes COML according to the drive signal Vcomts2 supplied from the drive electrode driver 14 shown in FIG. 2, performs touch detection by a self-capacitance method, and the drive electrodes COML The touch detection signal Vdet3 is output.

再び図2を参照すると、検出制御部200は、表示制御部11から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示部10のタッチ検出デバイス30から供給されるタッチ検出信号Vdet1、Vdet2及びVdet3と、に基づいて、入力面ISに対するタッチ(上述した接触状態)の有無を検出し、力検出デバイス100から供給される力検出信号Vdet4に基づいて、入力面ISに印加される力を検出し、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及び接触面積などを求める回路である。   Referring to FIG. 2 again, the detection control unit 200 includes a control signal supplied from the display control unit 11 and touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3 supplied from the touch detection device 30 of the display unit with a touch detection function 10. , The presence or absence of a touch on the input surface IS (the contact state described above) is detected, the force applied to the input surface IS is detected based on the force detection signal Vdet4 supplied from the force detection device 100, This is a circuit for obtaining the coordinates and contact area in the touch detection area when there is a touch.

検出制御部200は、第1検出信号増幅部41と、第2検出信号増幅部42と、第1A/D変換部43−1と、第2A/D変換部43−2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、を含む。信号処理部44は、タッチ検出処理部441と、力検出処理部442と、を含む。第1検出信号増幅部41、第1A/D変換部43−1、座標抽出部45、及びタッチ検出処理部441は、タッチ検出制御部40を構成する。第1検出信号増幅部41、第2検出信号増幅部42、第1A/D変換部43−1、第2A/D変換部43−2、及び力検出処理部442は、力検出制御部50を構成する。   The detection control unit 200 includes a first detection signal amplification unit 41, a second detection signal amplification unit 42, a first A / D conversion unit 43-1, a second A / D conversion unit 43-2, and a signal processing unit 44. And a coordinate extraction unit 45 and a detection timing control unit 46. The signal processing unit 44 includes a touch detection processing unit 441 and a force detection processing unit 442. The first detection signal amplification unit 41, the first A / D conversion unit 43-1, the coordinate extraction unit 45, and the touch detection processing unit 441 constitute a touch detection control unit 40. The first detection signal amplification unit 41, the second detection signal amplification unit 42, the first A / D conversion unit 43-1, the second A / D conversion unit 43-2, and the force detection processing unit 442 Configure.

タッチ検出制御部40は、被検出物OBJの入力面ISへの接触又は近接した位置を検出する構成部である。   The touch detection control unit 40 is a component that detects the contact or proximity of the object OBJ to the input surface IS.

力検出制御部50は、被検出物OBJによって入力面ISに印加された力を検出する構成部である。   The force detection control unit 50 is a component that detects the force applied to the input surface IS by the object OBJ.

相互静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図4に示す電圧検出器DETを介して、タッチ検出信号Vdet1を出力し、検出制御部200の第1検出信号増幅部41に供給するようになっている。   At the time of mutual capacitive touch detection, the touch detection device 30 outputs a touch detection signal Vdet1 from a plurality of touch detection electrodes TDL described later via the voltage detector DET shown in FIG. The first detection signal amplification unit 41 of the unit 200 is supplied.

自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス30は、複数の後述するタッチ検出電極TDLから、図8に示す電圧検出器DETを介して、タッチ検出信号Vdet2を出力し、検出制御部200の第1検出信号増幅部41に供給するようになっている。また、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、タッチ検出デバイス30は、複数の後述する駆動電極COMLから、図8に示す電圧検出器DETを介して、タッチ検出信号Vdet3を出力し、検出制御部200の第1検出信号増幅部41に供給するようになっている。   At the time of self-capacitive touch detection, the touch detection device 30 outputs a touch detection signal Vdet2 from a plurality of touch detection electrodes TDL, which will be described later, via the voltage detector DET shown in FIG. The first detection signal amplification unit 41 of the unit 200 is supplied. Further, during the touch detection of the self-capacitance method, the touch detection device 30 outputs a touch detection signal Vdet3 from a plurality of drive electrodes COML described later via the voltage detector DET shown in FIG. The first detection signal amplification unit 41 of the control unit 200 is supplied.

相互静電容量方式の力検出の際に、力検出デバイス100は、複数の後述する電極SUSから、力検出信号Vdet4を出力し、検出制御部200の第2検出信号増幅部42に供給するようになっている。   At the time of mutual capacitance type force detection, the force detection device 100 outputs a force detection signal Vdet4 from a plurality of electrodes SUS described later, and supplies the force detection signal Vdet4 to the second detection signal amplification unit 42 of the detection control unit 200. It has become.

第1検出信号増幅部41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Vdet1、Vdet2及びVdet3を増幅する。第1検出信号増幅部41によって増幅されたタッチ検出信号Vdet1、Vdet2及びVdet3は、第1A/D変換部43−1に供給される。第1検出信号増幅部41は、タッチ検出信号Vdet1、Vdet2及びVdet3に含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、タッチ検出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を備えていても良い。なお、検出制御部200は、第1検出信号増幅部41を有さなくても良い。つまり、タッチ検出デバイス30からのタッチ検出信号Vdet1、Vdet2及びVdet3は、第1A/D変換部43−1に供給されても良い。   The first detection signal amplifier 41 amplifies the touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3 supplied from the touch detection device 30. The touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3 amplified by the first detection signal amplification unit 41 are supplied to the first A / D conversion unit 43-1. The first detection signal amplification unit 41 may include a low-pass analog filter that removes high frequency components (noise components) included in the touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3, extracts the touch detection components, and outputs them. good. The detection control unit 200 may not have the first detection signal amplification unit 41. That is, the touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3 from the touch detection device 30 may be supplied to the first A / D conversion unit 43-1.

第2検出信号増幅部42は、力検出デバイス100から供給される力検出信号Vdet4を増幅する。第2検出信号増幅部42によって増幅された力検出信号Vdet4は、第2A/D変換部43−2に供給される。第2検出信号増幅部42は、力検出信号Vdet4に含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去し、力検出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を備えていても良い。なお、検出制御部200は、第2検出信号増幅部42を有さなくても良い。つまり、力検出デバイス100からの力検出信号Vdet4は、第2A/D変換部43−2に供給されても良い。   The second detection signal amplifier 42 amplifies the force detection signal Vdet4 supplied from the force detection device 100. The force detection signal Vdet4 amplified by the second detection signal amplifier 42 is supplied to the second A / D converter 43-2. The second detection signal amplification unit 42 may include a low-pass analog filter that removes a high frequency component (noise component) included in the force detection signal Vdet4, extracts the force detection component, and outputs the component. The detection control unit 200 may not have the second detection signal amplification unit 42. That is, the force detection signal Vdet4 from the force detection device 100 may be supplied to the second A / D conversion unit 43-2.

第1A/D変換部43−1は、駆動信号Vcomtm,Vcomts1,Vcomts2に同期したタイミングで、第1検出信号増幅部41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。   The first A / D conversion unit 43-1 is a circuit that samples each analog signal output from the first detection signal amplification unit 41 and converts it into a digital signal at a timing synchronized with the drive signals Vcomtm, Vcomts1, and Vcomts2. .

第2A/D変換部43−2は、駆動信号Vcomtmに同期したタイミングで、第2検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。   The second A / D conversion unit 43-2 is a circuit that samples each analog signal output from the second detection signal amplification unit 42 and converts it into a digital signal at a timing synchronized with the drive signal Vcomtm.

信号処理部44は、第1A/D変換部43−1及び第2A/D変換部43−2の出力信号に含まれる、駆動信号Vcomtm,Vcomts1,Vcomts2をサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。   The signal processing unit 44 includes frequency components (noise components) other than the frequencies obtained by sampling the drive signals Vcomtm, Vcomts1, and Vcomts2 included in the output signals of the first A / D conversion unit 43-1 and the second A / D conversion unit 43-2. ) Is provided.

信号処理部44は、第1A/D変換部43−1の出力信号に基づいて、入力面ISに対するタッチの有無を検出するタッチ検出処理、及び、入力面ISに印加される力を検出する力検出処理を行う論理回路である。   The signal processing unit 44 is based on the output signal of the first A / D conversion unit 43-1 and detects the presence or absence of a touch on the input surface IS, and the force that detects the force applied to the input surface IS. It is a logic circuit that performs detection processing.

信号処理部44は、指による差分の信号のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|である。 The signal processing unit 44 performs processing for extracting only a difference signal from the finger. The difference signal by the finger is the absolute value | ΔV | of the difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 described above.

信号処理部44は、波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めても良い。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。 The signal processing unit 44 may perform an operation of averaging the absolute value | ΔV | of the difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 to obtain an average value of the absolute value | ΔV |. Thereby, the signal processing unit 44 can reduce the influence of noise.

信号処理部44は、検出した指による差分の信号を所定の閾値電圧VTHと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧VTH以上であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。 The signal processing unit 44 compares the detected difference signal by the finger with a predetermined threshold voltage VTH, and determines that the external proximity object is in a non-contact state if the detected difference signal is equal to or higher than the threshold voltage VTH .

一方、信号処理部44は、検出した差分の信号を所定の閾値電圧VTHと比較し、検出した差分の信号が閾値電圧VTH未満であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、検出制御部200のタッチ検出制御部40は、タッチ検出が可能となる。 On the other hand, the signal processing unit 44 compares the detected difference signal with a predetermined threshold voltage VTH , and determines that the contact state of the external proximity object is present if the detected difference signal is less than the threshold voltage VTH . In this way, the touch detection control unit 40 of the detection control unit 200 can perform touch detection.

また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、信号処理部44は、上述した相互静電容量方式のタッチ検出と同時に、後述する力検出処理を行う。   Further, in the display device with a touch detection function 1 according to the first embodiment, mutual capacitive touch detection and force detection are simultaneously performed. That is, the signal processing unit 44 performs a force detection process described later at the same time as the mutual capacitive touch detection described above.

座標抽出部45は、信号処理部44において入力面ISに対するタッチが検出されたとき、及び、入力面ISに印加される力が検出されたときに、入力面ISにおけるタッチ検出位置の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、第1A/D変換部43−1と、第2A/D変換部43−2と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。座標抽出部45は、タッチ検出位置の座標をタッチ検出位置Voutとして出力する。   The coordinate extraction unit 45 obtains the coordinates of the touch detection position on the input surface IS when the signal processing unit 44 detects a touch on the input surface IS and when a force applied to the input surface IS is detected. It is a logic circuit. The detection timing control unit 46 controls the first A / D conversion unit 43-1, the second A / D conversion unit 43-2, the signal processing unit 44, and the coordinate extraction unit 45 to operate in synchronization. . The coordinate extraction unit 45 outputs the coordinates of the touch detection position as the touch detection position Vout.

図10は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、第1基板(例えば、画素基板2)と、プリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板)Tとを備えている。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a module on which the display device with a touch detection function according to the first embodiment is mounted. The display device with a touch detection function 1 includes a first substrate (for example, the pixel substrate 2) and a printed circuit board (for example, a flexible printed circuit board) T.

画素基板2は、第2基板21を有する。なお、第2基板21は、例えば、ガラス基板又はフィルム基板である。また、第2基板21には、駆動ICチップ(例えば、COG(Chip On Glass)19)が実装されている。また、画素基板2(第2基板21)には、液晶表示デバイス20の表示領域Adと、額縁Gdとが形成されている。   The pixel substrate 2 has a second substrate 21. Note that the second substrate 21 is, for example, a glass substrate or a film substrate. A driving IC chip (for example, COG (Chip On Glass) 19) is mounted on the second substrate 21. Further, the display area Ad of the liquid crystal display device 20 and the frame Gd are formed on the pixel substrate 2 (second substrate 21).

COG19は、第2基板21に実装されたドライバであるICチップであり、図2に示した表示制御部11等、表示動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。   The COG 19 is an IC chip that is a driver mounted on the second substrate 21, and is a control device that incorporates each circuit necessary for display operation, such as the display control unit 11 shown in FIG.

本構成例では、ソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、第2基板21上に形成されている。ソースドライバ13及びソースセレクタ部13Sは、COG19に内蔵されていても良い。   In this configuration example, the source driver 13 and the source selector unit 13 </ b> S are formed on the second substrate 21. The source driver 13 and the source selector unit 13S may be built in the COG 19.

駆動電極ドライバ14の一部である、駆動電極走査部14A及び14Bは、第2基板21上に形成されている。   The drive electrode scanning units 14 </ b> A and 14 </ b> B, which are part of the drive electrode driver 14, are formed on the second substrate 21.

ゲートドライバ12は、ゲートドライバ12A及び12Bとして、第2基板21上に形成されている。   The gate driver 12 is formed on the second substrate 21 as the gate drivers 12A and 12B.

タッチ検出機能付き表示装置1は、COG19に駆動電極走査部14A及び14B、ゲートドライバ12などの回路を内蔵しても良い。なお、COG19はあくまで実装の一形態であってこれに限られるものでない。例えば、COG19と同様の機能を有する構成をCOF(Chip On Film又はChip On Flexible)としてフレキシブルプリント基板T上に実装しても良い。   The display device with a touch detection function 1 may incorporate circuits such as the drive electrode scanning units 14A and 14B and the gate driver 12 in the COG 19. The COG 19 is merely a form of mounting and is not limited to this. For example, a configuration having the same function as the COG 19 may be mounted on the flexible printed circuit board T as COF (Chip On Film or Chip On Flexible).

図10に示すように、第2基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLと、タッチ検出電極TDLとは、立体交差するように形成されている。   As shown in FIG. 10, the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL are formed so as to cross three-dimensionally in a direction perpendicular to the surface of the second substrate 21.

また、駆動電極COMLは、一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。相互静電容量方式の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14によって駆動信号Vcomtmが順次供給される。また、自己静電容量方式の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14によって駆動信号Vcomts2が順次供給される。   The drive electrode COML is divided into a plurality of striped electrode patterns extending in one direction. When performing the mutual capacitance type touch detection operation, the drive signal Vcomtm is sequentially supplied to each electrode pattern by the drive electrode driver 14. Further, when performing the self-capacitance type touch detection operation, the drive signal Vcomts2 is sequentially supplied to each electrode pattern by the drive electrode driver 14.

図10に示す例において、駆動電極COMLは、タッチ検出機能付き表示部10の短辺と平行な方向に形成されている。後述するタッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの延在方向と交差する方向に形成されており、例えば、タッチ検出機能付き表示部10の長辺と平行な方向に形成されている。なお、駆動電極COMLは、タッチ検出機能付き表示部10の長辺と平行な方向に形成されていても良い。また、タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの延在方向と交差する方向、例えば、タッチ検出機能付き表示部10の短辺と平行な方向に形成されていても良い。また、図10ではX軸方向に平行な辺を短辺とし、Y軸方向に平行な辺を長辺としているが、X軸方向に平行な辺が長辺、Y軸方向に平行な辺が短辺であっても良い。   In the example shown in FIG. 10, the drive electrode COML is formed in a direction parallel to the short side of the display unit 10 with a touch detection function. The touch detection electrode TDL, which will be described later, is formed in a direction intersecting with the extending direction of the drive electrode COML. For example, the touch detection electrode TDL is formed in a direction parallel to the long side of the display unit 10 with a touch detection function. The drive electrode COML may be formed in a direction parallel to the long side of the display unit 10 with a touch detection function. Further, the touch detection electrode TDL may be formed in a direction intersecting with the extending direction of the drive electrode COML, for example, in a direction parallel to the short side of the display unit 10 with a touch detection function. In FIG. 10, the side parallel to the X-axis direction is the short side and the side parallel to the Y-axis direction is the long side, but the side parallel to the X-axis direction is the long side and the side parallel to the Y-axis direction is It may be a short side.

タッチ検出電極TDLは、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側に接続されたフレキシブルプリント基板T上に実装されたタッチIC49に、接続されている。タッチIC49は、フレキシブルプリント基板Tに実装されたドライバであるICチップであり、図2に示した検出制御部200等、タッチ検出動作及び力検出動作に必要な各回路を内蔵した制御装置である。このように、タッチIC49は、フレキシブルプリント基板T上に実装され、並設された複数のタッチ検出電極TDLのそれぞれと接続されている。フレキシブルプリント基板Tは、端子であれば良く、基板に限られない。この場合、タッチIC49は、モジュールの外部に備えられる。なお、タッチIC49は、フレキシブルプリント基板T上に配置される場合に限らず、第2基板21または第1基板31上に配置されていても良い。   The touch detection electrode TDL is connected to a touch IC 49 mounted on the flexible printed circuit board T connected to the short side of the display unit 10 with a touch detection function. The touch IC 49 is an IC chip that is a driver mounted on the flexible printed circuit board T, and is a control device that incorporates circuits necessary for touch detection operation and force detection operation, such as the detection control unit 200 shown in FIG. . As described above, the touch IC 49 is mounted on the flexible printed board T and connected to each of the plurality of touch detection electrodes TDL arranged in parallel. The flexible printed board T may be a terminal and is not limited to a board. In this case, the touch IC 49 is provided outside the module. Note that the touch IC 49 is not limited to being disposed on the flexible printed circuit board T, and may be disposed on the second substrate 21 or the first substrate 31.

本構成例では、タッチIC49は、検出制御部200として機能する制御装置であるが、検出制御部200の一部の機能、例えば、タッチ検出制御部40又は力検出制御部50の一部機能は、他のMPUの機能として設けられても良い。   In this configuration example, the touch IC 49 is a control device that functions as the detection control unit 200, but some functions of the detection control unit 200, for example, some functions of the touch detection control unit 40 or the force detection control unit 50 are It may be provided as a function of another MPU.

具体的には、タッチドライバであるICチップの機能として設けられ得るA/D変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能(例えば、ノイズ除去等)は、タッチドライバであるICチップと別個に設けられたMPU等の回路で実施されても良い。また、ドライバであるICチップを1つ(1チップ構成)にする場合等、例えば、フレキシブルプリント基板T等の配線を介して検出信号をアレイ基板上のタッチドライバであるICチップに伝送するようにしても良い。   Specifically, some functions (for example, noise removal) among various functions such as A / D conversion and noise removal that can be provided as functions of an IC chip that is a touch driver are the same as those of an IC chip that is a touch driver. You may implement by circuits, such as MPU provided separately. Further, when one IC chip as a driver (one chip configuration) is used, for example, a detection signal is transmitted to an IC chip as a touch driver on the array substrate via a wiring such as a flexible printed circuit board T. May be.

ソースセレクタ部13Sは、第2基板21上の表示領域Adの近傍に、TFT素子を用いて形成されている。表示領域Adには、後述する画素Pixがマトリックス状(行列状)に多数配置されている。額縁Gdは、第2基板21の表面を垂直な方向からみて画素Pixが配置されていない領域である。ゲートドライバ12と、駆動電極ドライバ14のうち駆動電極走査部14A及び14Bとは、額縁Gdに配置されている。   The source selector section 13S is formed using a TFT element in the vicinity of the display area Ad on the second substrate 21. A large number of pixels Pix, which will be described later, are arranged in a matrix (matrix) in the display area Ad. The frame Gd is an area where the pixel Pix is not arranged when the surface of the second substrate 21 is viewed from the vertical direction. The gate electrode 12 and the drive electrode scanning units 14A and 14B of the drive electrode driver 14 are arranged in the frame Gd.

ゲートドライバ12は、例えば、ゲートドライバ12A及び12Bを備え、第2基板21上にTFT素子を用いて形成されている。ゲートドライバ12A及び12Bは、後述する副画素SPix(画素)がマトリックス状に配置された表示領域Adを挟んで両側から駆動することができるようになっている。また、走査線は、ゲートドライバ12Aとゲートドライバ12Bとの間に配列する。このため、走査線は、第2基板21の表面に対する垂直方向において、駆動電極COMLの延在方向と平行な方向に延びるように設けられている。   The gate driver 12 includes, for example, gate drivers 12A and 12B, and is formed on the second substrate 21 using a TFT element. The gate drivers 12A and 12B can be driven from both sides across a display area Ad in which subpixels SPix (pixels) described later are arranged in a matrix. The scanning line is arranged between the gate driver 12A and the gate driver 12B. For this reason, the scanning lines are provided so as to extend in a direction parallel to the extending direction of the drive electrodes COML in the direction perpendicular to the surface of the second substrate 21.

本構成例では、ゲートドライバ12として、ゲートドライバ12A及び12Bの2つの回路が設けられているが、これはゲートドライバ12の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、ゲートドライバ12は、走査線の一方端のみに設けられた1つの回路であっても良い。   In this configuration example, two circuits of the gate drivers 12A and 12B are provided as the gate driver 12, but this is an example of a specific configuration of the gate driver 12, and is not limited thereto. For example, the gate driver 12 may be a single circuit provided only at one end of the scanning line.

駆動電極ドライバ14は、例えば、駆動電極走査部14A及び14Bを備え、第2基板21上にTFT素子を用いて形成されている。駆動電極走査部14A及び14Bは、COG19から、表示用駆動電圧VcomDCの供給を受けると共に、駆動信号Vcomtm及びVcomts2の供給を受ける。駆動電極走査部14A及び14Bは、並設された複数の駆動電極COMLのそれぞれを、両側から駆動することができるようになっている。   The drive electrode driver 14 includes, for example, drive electrode scanning units 14A and 14B, and is formed on the second substrate 21 using a TFT element. The drive electrode scanning units 14A and 14B receive the display drive voltage VcomDC from the COG 19 and the drive signals Vcomtm and Vcomts2. The drive electrode scanning units 14A and 14B can drive each of the plurality of drive electrodes COML arranged in parallel from both sides.

本構成例では、駆動電極ドライバ14として、駆動電極走査部14A及び14Bの2つの回路が設けられているが、これは駆動電極ドライバ14の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLの一方端のみに設けられた1つの回路であっても良い。   In this configuration example, two circuits of the drive electrode scanning units 14A and 14B are provided as the drive electrode driver 14, but this is an example of a specific configuration of the drive electrode driver 14 and is not limited thereto. . For example, the drive electrode driver 14 may be a single circuit provided only at one end of the drive electrode COML.

タッチ検出機能付き表示装置1は、上述したタッチ検出信号Vdet1、Vdet2及びVdet3を、タッチ検出機能付き表示部10の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置1は、端子部であるフレキシブルプリント基板Tを介して検出制御部200に接続する際の配線の引き回しが容易になる。   The display device 1 with a touch detection function outputs the touch detection signals Vdet1, Vdet2, and Vdet3 described above from the short side of the display unit 10 with a touch detection function. Thereby, the display device with a touch detection function 1 can easily route the wiring when connecting to the detection control unit 200 via the flexible printed circuit board T which is a terminal unit.

図11は、タッチ検出機能付き表示部の概略断面構造を表す断面図である。図12は、タッチ検出機能付き表示部の画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示部10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された第2基板(例えば、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表示機能層(例えば、液晶層6)と、を含む。   FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display unit with a touch detection function. FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a pixel arrangement of the display unit with a touch detection function. The display unit 10 with a touch detection function includes a pixel substrate 2, a second substrate (for example, a counter substrate 3) disposed in a direction perpendicular to the surface of the pixel substrate 2, the pixel substrate 2, and the counter substrate 3. And a display function layer (for example, a liquid crystal layer 6) inserted between the two.

画素基板2は、回路基板としての第2基板21と、この第2基板21上に行列状に配設された複数の画素電極22と、第2基板21及び画素電極22の間に形成された複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、を含む。   The pixel substrate 2 is formed between a second substrate 21 as a circuit substrate, a plurality of pixel electrodes 22 arranged in a matrix on the second substrate 21, and the second substrate 21 and the pixel electrode 22. A plurality of drive electrodes COML and an insulating layer 24 that insulates the pixel electrodes 22 and the drive electrodes COML are included.

第2基板21には、図12に示す、各副画素SPixの薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子Tr、図12に示す、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、図12に示す、各TFT素子Trを駆動する走査信号線GCL等の配線が形成されている。画素信号線SGLは、第2基板21の表面と平行な平面に延在し、画像を表示するための画素信号Vpixを副画素SPixに供給する。なお、副画素SPixとは、画素信号Vpixで制御される構成単位を示す。また、副画素SPixは、画素信号線SGLと走査信号線GCLで囲われた領域であって、TFT素子Trによって制御される構成単位を示す。   The second substrate 21 includes a thin film transistor (TFT) element Tr of each subpixel SPix shown in FIG. 12, a pixel signal line SGL for supplying a pixel signal Vpix to each pixel electrode 22 shown in FIG. Wirings such as scanning signal lines GCL for driving each TFT element Tr shown in FIG. 12 are formed. The pixel signal line SGL extends in a plane parallel to the surface of the second substrate 21 and supplies a pixel signal Vpix for displaying an image to the sub-pixel SPix. The subpixel SPix indicates a structural unit controlled by the pixel signal Vpix. The subpixel SPix is a region surrounded by the pixel signal line SGL and the scanning signal line GCL, and indicates a structural unit controlled by the TFT element Tr.

図12に示すように、液晶表示デバイス20は、行列状に配置した複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを含む。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。   As shown in FIG. 12, the liquid crystal display device 20 has a plurality of subpixels SPix arranged in a matrix. The subpixel SPix includes a TFT element Tr and a liquid crystal element LC. The TFT element Tr is composed of a thin film transistor. In this example, the TFT element Tr is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) TFT.

TFT素子Trのソース又はドレインの一方は画素信号線SGLに結合され、ゲートは走査信号線GCLに結合され、ソース又はドレインの他方は液晶素子LCの一端に結合されている。液晶素子LCは、例えば、一端がTFT素子Trのドレインに結合され、他端が駆動電極COMLに結合されている。なお、図11において、第2基板21に対して、画素電極22、絶縁層24、駆動電極COMLの順で積層されているが、これに限られない。第2基板21に対して、駆動電極COML、絶縁層24、画素電極22の順で積層しても良いし、駆動電極COMLと画素電極22とを、絶縁層24を介して同一層に形成しても良い。   One of the source and drain of the TFT element Tr is coupled to the pixel signal line SGL, the gate is coupled to the scanning signal line GCL, and the other of the source and drain is coupled to one end of the liquid crystal element LC. For example, the liquid crystal element LC has one end coupled to the drain of the TFT element Tr and the other end coupled to the drive electrode COML. In FIG. 11, the pixel electrode 22, the insulating layer 24, and the drive electrode COML are stacked in this order on the second substrate 21, but the present invention is not limited to this. The drive electrode COML, the insulating layer 24, and the pixel electrode 22 may be stacked in this order on the second substrate 21, or the drive electrode COML and the pixel electrode 22 may be formed in the same layer with the insulating layer 24 interposed therebetween. May be.

副画素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副画素SPixと互いに結合されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12と結合され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。   The subpixel SPix is coupled to another subpixel SPix belonging to the same row of the liquid crystal display device 20 by the scanning signal line GCL. The scanning signal line GCL is coupled to the gate driver 12, and the scanning signal Vscan is supplied from the gate driver 12.

また、副画素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副画素SPixと互いに結合されている。画素信号線SGLは、ソースドライバ13と結合され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。   The subpixel SPix is coupled to another subpixel SPix belonging to the same column of the liquid crystal display device 20 by the pixel signal line SGL. The pixel signal line SGL is coupled to the source driver 13, and the pixel signal Vpix is supplied from the source driver 13.

さらに、副画素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副画素SPixと互いに結合されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14と結合され、駆動電極ドライバ14より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の副画素SPixが一本の駆動電極COMLを共有するようになっている。   Further, the subpixel SPix is coupled to another subpixel SPix belonging to the same row of the liquid crystal display device 20 by the drive electrode COML. The drive electrode COML is coupled to the drive electrode driver 14, and a drive signal Vcom is supplied from the drive electrode driver 14. That is, in this example, a plurality of subpixels SPix belonging to the same row share one drive electrode COML.

本構成例の駆動電極COMLが延在する方向は、走査信号線GCLが延在する方向と平行である。駆動電極COMLが延在する方向は、これに限定されない。例えば、駆動電極COMLが延在する方向は、画素信号線SGLが延在する方向と平行な方向であっても良い。また、タッチ検出電極TDLが延在する方向は、画素信号線SGLが延在する方向に限らない。タッチ検出電極TDLが延在する方向は、走査信号線GCLが延在する方向と平行な方向であっても良い。   The direction in which the drive electrode COML in this configuration example extends is parallel to the direction in which the scanning signal line GCL extends. The direction in which the drive electrode COML extends is not limited to this. For example, the direction in which the drive electrode COML extends may be a direction parallel to the direction in which the pixel signal line SGL extends. Further, the direction in which the touch detection electrode TDL extends is not limited to the direction in which the pixel signal line SGL extends. The direction in which the touch detection electrode TDL extends may be a direction parallel to the direction in which the scanning signal line GCL extends.

図2に示すゲートドライバ12は、走査信号Vscanを、図12に示す走査信号線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、液晶表示デバイス20に行列状に形成されている副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。   The gate driver 12 shown in FIG. 2 is formed in a matrix form on the liquid crystal display device 20 by applying the scanning signal Vscan to the gate of the TFT element Tr of the pixel Pix via the scanning signal line GCL shown in FIG. One row (one horizontal line) among the sub-pixels SPix is sequentially selected as a display drive target.

図2に示すソースドライバ13は、画素信号Vpixを、図12に示す画素信号線SGLを介して、ゲートドライバ12により順次選択される1水平ラインを構成する各副画素SPixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。   The source driver 13 shown in FIG. 2 supplies the pixel signal Vpix to each subpixel SPix constituting one horizontal line sequentially selected by the gate driver 12 via the pixel signal line SGL shown in FIG. In these sub-pixels SPix, one horizontal line is displayed in accordance with the supplied pixel signal Vpix.

図2に示す駆動電極ドライバ14は、駆動信号Vcomを印加し、所定の本数の駆動電極COMLからなるブロックごとに駆動電極COMLを駆動する。   The drive electrode driver 14 shown in FIG. 2 applies the drive signal Vcom, and drives the drive electrode COML for each block including a predetermined number of drive electrodes COML.

上述したように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12が走査信号線GCLを時分割的に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る。また、液晶表示デバイス20は、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13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。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、その1水平ラインに対応する駆動電極COMLを含むブロックに対して駆動信号Vcomを印加するようになっている。   As described above, in the liquid crystal display device 20, one horizontal line is sequentially selected by driving the gate driver 12 so as to sequentially scan the scanning signal lines GCL in a time division manner. In the liquid crystal display device 20, the source driver 13 supplies the pixel signal Vpix to the subpixels SPix belonging to one horizontal line, so that display is performed for each horizontal line. When performing this display operation, the drive electrode driver 14 applies the drive signal Vcom to the block including the drive electrode COML corresponding to the one horizontal line.

液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。駆動電極COMLの駆動時、画素電極22に供給された画素信号Vpixに応じた電圧が液晶層6に印加され、電界が生じることで、液晶層6を構成する液晶が電界に応じた配向を示して液晶層6を通過する光を変調する。   The liquid crystal layer 6 modulates light passing therethrough according to the state of the electric field. When the drive electrode COML is driven, a voltage corresponding to the pixel signal Vpix supplied to the pixel electrode 22 is applied to the liquid crystal layer 6 and an electric field is generated, so that the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 6 exhibits orientation corresponding to the electric field. Thus, the light passing through the liquid crystal layer 6 is modulated.

このように、画素電極22及び駆動電極COMLは、液晶層6に電界を生じさせる一対の電極として機能する。すなわち、液晶表示デバイス20は、一対の電極に与えられる電荷に応じて表示出力内容が変化する表示部DPとして機能する。ここで、画素電極22は、少なくとも画素Pix若しくは副画素SPix毎に配置され、駆動電極COMLは、少なくとも複数の画素Pix若しくは副画素SPix毎に配置される。   Thus, the pixel electrode 22 and the drive electrode COML function as a pair of electrodes that generate an electric field in the liquid crystal layer 6. That is, the liquid crystal display device 20 functions as a display unit DP whose display output content changes according to the electric charge applied to the pair of electrodes. Here, the pixel electrode 22 is disposed at least for each pixel Pix or subpixel SPix, and the drive electrode COML is disposed for at least each of the plurality of pixels Pix or subpixel SPix.

本構成例では、液晶表示デバイス20として、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)を含むIPS(インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図11に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されても良い。   In the present configuration example, as the liquid crystal display device 20, for example, a liquid crystal display device using a liquid crystal in a transverse electric field mode such as IPS (in-plane switching) including FFS (fringe field switching) is used. Note that alignment films may be provided between the liquid crystal layer 6 and the pixel substrate 2 and between the liquid crystal layer 6 and the counter substrate 3 shown in FIG.

液晶表示デバイス20は、横電界モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示デバイス20は、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していても良い。縦電界を利用する表示モードでは、例えば画素基板2に画素電極22が備えられ、対向基板3に駆動電極COMLが備えられた構成が適用可能である。   The liquid crystal display device 20 has a configuration corresponding to the horizontal electric field mode, but may have a configuration corresponding to another display mode. For example, the liquid crystal display device 20 has a configuration corresponding to a mode that mainly uses a vertical electric field generated between the main surfaces of the substrate, such as a TN (Twisted Nematic) mode, an OCB (Optically Compensated Bend) mode, and a VA (Vertical Aligned) mode. You may do it. In the display mode using the vertical electric field, for example, a configuration in which the pixel electrode 22 is provided on the pixel substrate 2 and the drive electrode COML is provided on the counter substrate 3 is applicable.

対向基板3は、第1基板31と、この第1基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32とを含む。第1基板31の他方の面には、タッチ検出デバイス30の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、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。   The counter substrate 3 includes a first substrate 31 and a color filter 32 formed on one surface of the first substrate 31. A touch detection electrode TDL, which is a detection electrode of the touch detection device 30, is formed on the other surface of the first substrate 31, and a polarizing plate 35 is disposed on the touch detection electrode TDL.

なお、カラーフィルタ32の実装方式は、アレイ基板である画素基板2にカラーフィルタ32が形成された所謂カラーフィルタ・オン・アレイ(COA:Color-filter On Array)方式であっても良い。   The mounting method of the color filter 32 may be a so-called color filter on array (COA) method in which the color filter 32 is formed on the pixel substrate 2 which is an array substrate.

図11に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配置して、各副画素SPixにR、G及びBの3色の色領域32R、32G及び32Bが対応付けられ、色領域32R、32G及び32Bを1組として画素Pixを構成している。   The color filter 32 shown in FIG. 11 periodically arranges color regions of color filters colored, for example, red (R), green (G), and blue (B), and each subpixel SPix has an R. , G, and B color areas 32R, 32G, and 32B are associated with each other, and the color areas 32R, 32G, and 32B constitute a set to constitute a pixel Pix.

画素Pixは、走査信号線GCLに平行な方向及び画素信号線SGLに平行な方向に沿って行列状に配置され、後述する表示領域Adを形成する。カラーフィルタ32は、第2基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。このように、副画素SPixは、単色の色表示を行うことができる。   The pixels Pix are arranged in a matrix along a direction parallel to the scanning signal line GCL and a direction parallel to the pixel signal line SGL, and forms a display area Ad described later. The color filter 32 faces the liquid crystal layer 6 in a direction perpendicular to the second substrate 21. In this way, the sub-pixel SPix can perform single color display.

なお、カラーフィルタ32は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであっても良い。また、カラーフィルタ32は、なくても良い。このように、カラーフィルタ32が存在しない領域、すなわち着色しない副画素SPixがあっても良い。また、画素Pixが有する副画素SPixは4以上であっても良い。   The color filter 32 may be a combination of other colors as long as it is colored in a different color. Further, the color filter 32 may be omitted. As described above, there may be a region where the color filter 32 does not exist, that is, a sub-pixel SPix that is not colored. Further, the number of sub-pixels SPix included in the pixel Pix may be four or more.

図13は、タッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の構成例を表す斜視図である。本構成例に係る駆動電極COMLは、液晶表示デバイス20の駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス30の駆動電極としても機能する。   FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration example of drive electrodes and touch detection electrodes of a display unit with a touch detection function. The drive electrode COML according to this configuration example functions as a drive electrode of the liquid crystal display device 20 and also functions as a drive electrode of the touch detection device 30.

駆動電極COMLは、第2基板21の表面に対する垂直方向において、画素電極22に対向している。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と、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。   The drive electrode COML faces the pixel electrode 22 in the direction perpendicular to the surface of the second substrate 21. The touch detection device 30 includes a drive electrode COML provided on the pixel substrate 2 and a touch detection electrode TDL provided on the counter substrate 3.

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交差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。そして、タッチ検出電極TDLは、第2基板21の表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、検出制御部200の第1検出信号増幅部41の入力にそれぞれ接続されている。   The touch detection electrode TDL includes a striped electrode pattern extending in a direction intersecting with the extending direction of the electrode pattern of the drive electrode COML. The touch detection electrode TDL faces the drive electrode COML in a direction perpendicular to the surface of the second substrate 21. Each electrode pattern of the touch detection electrode TDL is connected to an input of the first detection signal amplification unit 41 of the detection control unit 200, respectively.

駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが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生じさせる。タッチ検出デバイス30では、駆動電極ドライバ14が駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomtm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Vdet1を出力し、タッチ検出が行われるようになっている。   The electrode pattern in which the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL intersect with each other generates capacitance at the intersection. In the touch detection device 30, the drive electrode driver 14 applies the drive signal Vcomtm to the drive electrode COML, thereby outputting the touch detection signal Vdet1 from the touch detection electrode TDL and performing touch detection.

つまり、駆動電極COMLは、図3から図5までに示した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応し、タッチ検出電極TDLは、タッチ検出電極E2に対応する。そして、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。   That is, the drive electrode COML corresponds to the drive electrode E1 in the basic principle of the mutual capacitance type touch detection shown in FIGS. 3 to 5, and the touch detection electrode TDL corresponds to the touch detection electrode E2. The touch detection device 30 detects a touch according to this basic principle.

このように、タッチ検出デバイス30は、画素電極22又は駆動電極COMLのいずれか一方の電極(例えば、駆動電極COML)と相互静電容量を形成するタッチ検出電極TDLを有し、相互静電容量の変化に基づいてタッチ検出を行う。   As described above, the touch detection device 30 includes the touch detection electrode TDL that forms a mutual capacitance with one of the pixel electrode 22 and the drive electrode COML (for example, the drive electrode COML), and the mutual capacitance. The touch detection is performed based on the change in.

駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとが互いに交差した電極パターンは、相互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、タッチ検出制御部40は、タッチ検出デバイス30の入力面IS全体にわたって走査することにより、被検出物OBJの接触又は近接が生じた位置及び接触面積の検出も可能となっている。   The electrode pattern in which the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL intersect each other constitutes a mutual capacitive touch sensor in a matrix. Therefore, the touch detection control unit 40 can detect the position and the contact area where the contact or proximity of the detection object OBJ occurs by scanning over the entire input surface IS of the touch detection device 30.

つまり、タッチ検出デバイス30では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ14が、図10に示す駆動電極COMLを時分割的に順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向Scanに駆動電極COMLは、順次選択される。そして、タッチ検出デバイス30は、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdet1を出力する。このようにタッチ検出デバイス30は、駆動電極COML毎にタッチ検出が行われるようになっている。   That is, in the touch detection device 30, when performing the touch detection operation, the drive electrode driver 14 drives the drive electrodes COML shown in FIG. 10 so as to sequentially scan in a time division manner. Accordingly, the drive electrodes COML are sequentially selected in the scan direction Scan. Then, the touch detection device 30 outputs a touch detection signal Vdet1 from the touch detection electrode TDL. In this way, the touch detection device 30 is configured to perform touch detection for each drive electrode COML.

検出ブロックと表示出力におけるライン数との関係は任意であるが、本実施形態では、2ライン分の表示領域Adに対応するタッチ検出領域が1検出ブロックとなっている。言い換えると、検出ブロックと、対向する画素電極、走査信号線、又は、画素信号線のいずかとの関係は任意であるが、本実施形態では、2つの画素電極または2つの走査信号線と、1つの駆動電極COMLが対向する。   Although the relationship between the detection block and the number of lines in the display output is arbitrary, in this embodiment, the touch detection area corresponding to the display area Ad for two lines is one detection block. In other words, the relationship between the detection block and the opposing pixel electrode, scanning signal line, or pixel signal line is arbitrary, but in the present embodiment, two pixel electrodes or two scanning signal lines, One drive electrode COML is opposed.

なお、タッチ検出電極TDL又は駆動電極COMLは、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、タッチ検出電極TDL又は駆動電極COMLは、櫛歯形状であっても良い。あるいはタッチ検出電極TDL又は駆動電極COMLは、複数に分割されていればよく、駆動電極COMLを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であっても良い。   Note that the touch detection electrode TDL or the drive electrode COML is not limited to a shape divided into a plurality of stripes. For example, the touch detection electrode TDL or the drive electrode COML may have a comb shape. Alternatively, the touch detection electrode TDL or the drive electrode COML may be divided into a plurality of parts, and the shape of the slit dividing the drive electrode COML may be a straight line or a curved line.

タッチ検出機能付き表示装置1の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出動作(タッチ検出期間)と表示動作(表示動作期間)とを時分割に行う。タッチ検出動作と表示動作とはどのように分けて行っても良い。   As an example of the operation method of the display device 1 with a touch detection function, the display device 1 with a touch detection function performs a touch detection operation (touch detection period) and a display operation (display operation period) in a time-sharing manner. The touch detection operation and the display operation may be performed in any manner.

<力検出部の構成例>
図14は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す分解斜視図である。図14に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、タッチ検出機能付き表示部10の入力面ISを背面から照明する照明部(例えば、バックライトユニットBL)と、タッチ検出機能付き表示部10及びバックライトユニットBLを制御するホストHSTと、筐体CAと、カバー部材CGと、を含む。
<Configuration example of force detection unit>
FIG. 14 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 14, the display device 1 with a touch detection function includes a display unit 10 with a touch detection function and an illumination unit (for example, a backlight unit BL) that illuminates the input surface IS of the display unit 10 with a touch detection function from the back. ), A host HST that controls the display unit with a touch detection function 10 and the backlight unit BL, a housing CA, and a cover member CG.

タッチ検出機能付き表示部10は、互いに直交する第1方向であるX方向と第2方向であるY方向とで規定されるX−Y平面と、平行な平面を有している。本構成例において、第1方向であるX方向及び第2方向であるY方向は、互いに直交しているが、90°以外の角度で交差していても良い。第3方向であるZ方向は、第1方向であるX方向及び第2方向であるY方向の各々と互いに直交している。第3方向であるZ方向は、タッチ検出機能付き表示部10の厚み方向である。   The display unit with a touch detection function 10 has a plane parallel to an XY plane defined by an X direction that is a first direction orthogonal to each other and a Y direction that is a second direction. In this configuration example, the X direction as the first direction and the Y direction as the second direction are orthogonal to each other, but may intersect at an angle other than 90 °. The Z direction that is the third direction is orthogonal to each of the X direction that is the first direction and the Y direction that is the second direction. The Z direction that is the third direction is the thickness direction of the display unit 10 with a touch detection function.

筐体CAは、上部に開口を有する箱形状を有しており、タッチ検出機能付き表示部10、バックライトユニットBL及びホストHSTを収容している。筐体CAは、金属等の導電体で形成される場合や、樹脂で形成してその表面層を金属材料等の導電体とする場合があり得る。   The casing CA has a box shape with an opening at the top, and houses the display unit 10 with a touch detection function, the backlight unit BL, and the host HST. The case CA may be formed of a conductor such as metal, or may be formed of a resin and its surface layer may be a conductor such as a metal material.

カバー部材CGは、筐体CAの開口を閉塞し、タッチ検出機能付き表示部10、バックライトユニットBL及びホストHSTを覆っている。   The cover member CG closes the opening of the casing CA and covers the display unit 10 with a touch detection function, the backlight unit BL, and the host HST.

X−Y平面視において、カバー部材CGの寸法は、第2基板21の寸法や、第1基板31の寸法より大きい。カバー部材CGは、ガラス基板又は樹脂基板などの光透過性を有する基板が例示される。カバー部材CGがガラス基板である場合、カバー部材CGは、カバーガラスと称される場合がある。   In the XY plan view, the size of the cover member CG is larger than the size of the second substrate 21 and the size of the first substrate 31. The cover member CG is exemplified by a light transmissive substrate such as a glass substrate or a resin substrate. When the cover member CG is a glass substrate, the cover member CG may be referred to as a cover glass.

第3方向であるZ方向において、タッチ検出機能付き表示部10、バックライトユニットBLは、筐体CAの底面とカバー部材CGとの間に位置し、バックライトユニットBLは、筐体CAとタッチ検出機能付き表示部10との間に位置している。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10と間隔を空けて配置され得る。また、バックライトユニットBLは、筐体CAに間隔を空けて配置され得る。   In the Z direction, which is the third direction, the display unit with a touch detection function 10 and the backlight unit BL are positioned between the bottom surface of the casing CA and the cover member CG, and the backlight unit BL touches the casing CA. It is located between the display unit with detection function 10. The backlight unit BL can be arranged at a distance from the display unit 10 with a touch detection function. Further, the backlight unit BL can be arranged with a space in the casing CA.

力検出部SE2が力を検出する力検出領域は、表示領域Adと同じであっても良い。   The force detection area in which the force detection unit SE2 detects force may be the same as the display area Ad.

図15は、バックライトユニットを示す分解斜視図である。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10側からカバー部材CG側に向けて、Z方向に反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RS、電極SUSの順に積層配置されている。導光体LGの一側面には、光源LSが対向配置されている。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10に対応した形状及びサイズを有している。   FIG. 15 is an exploded perspective view showing the backlight unit. The backlight unit BL has a reflective polarizing film DBEF, a brightness enhancement film BEF, a light diffusion sheet DI, a light guide LG, a light reflection in the Z direction from the display unit 10 with a touch detection function toward the cover member CG. The body RS and the electrode SUS are stacked in this order. A light source LS is disposed opposite to one side of the light guide LG. The backlight unit BL has a shape and a size corresponding to the display unit 10 with a touch detection function.

電極SUSは、図2に示す力検出デバイス100に含まれ、図1に示す力検出部SE2に対応する。   The electrode SUS is included in the force detection device 100 shown in FIG. 2, and corresponds to the force detection unit SE2 shown in FIG.

本構成例において、導光体LGは、扁平な矩形状に形成されている。光源LSは、導光体LGに光を出射する。本構成例において、光源LSは、発光ダイオード(LED)を利用している。   In this configuration example, the light guide LG is formed in a flat rectangular shape. The light source LS emits light to the light guide LG. In this configuration example, the light source LS uses a light emitting diode (LED).

光反射体RSは、導光体LGからタッチ検出機能付き表示部10とは反対方向に出された光を反射させ、タッチ検出機能付き表示部10側に出射する。光反射体RSは、光のロスを減らすことにより、表示画像の輝度レベルを向上させることができる。本構成例において、光反射体RSは、矩形のシート状に形成されている。X−Y平面において、光反射体RSの面積は、導光体LGの面積と略同一である。例えば、光反射体RSは、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造を有していても良い。   The light reflector RS reflects light emitted from the light guide LG in the opposite direction to the display unit 10 with a touch detection function, and emits the light toward the display unit 10 with a touch detection function. The light reflector RS can improve the luminance level of the display image by reducing the loss of light. In this configuration example, the light reflector RS is formed in a rectangular sheet shape. In the XY plane, the area of the light reflector RS is substantially the same as the area of the light guide LG. For example, the light reflector RS may have a multilayer film structure using a polyester-based resin.

光拡散シートDIは、導光体LG側から入射する光を拡散させてタッチ検出機能付き表示部10に出射させる。すなわち、光拡散シートDIを透過した光は拡散されるので、光拡散シートDIは、バックライトユニットBLの出射光のX−Y平面における輝度ムラを抑制することができる。本構成例において、光拡散シートDIは、矩形のシート状に形成されている。X−Y平面において、光拡散シートDIの面積は導光体LGの面積と略同一である。   The light diffusion sheet DI diffuses light incident from the light guide LG side and emits it to the display unit 10 with a touch detection function. That is, since the light transmitted through the light diffusion sheet DI is diffused, the light diffusion sheet DI can suppress luminance unevenness in the XY plane of the light emitted from the backlight unit BL. In this configuration example, the light diffusion sheet DI is formed in a rectangular sheet shape. In the XY plane, the area of the light diffusion sheet DI is substantially the same as the area of the light guide LG.

輝度向上フィルムBEFは、バックライトユニットBLの出射光の輝度レベルを向上させる作用を有している。本構成例において、輝度向上フィルムBEFは、矩形の膜状に形成されている。X−Y平面において、輝度向上フィルムBEFの面積は導光体LGの面積と略同一である。   The brightness enhancement film BEF has an effect of improving the brightness level of the emitted light from the backlight unit BL. In this configuration example, the brightness enhancement film BEF is formed in a rectangular film shape. In the XY plane, the area of the brightness enhancement film BEF is substantially the same as the area of the light guide LG.

反射型偏光性フィルムDBEFは、バックライトユニットBLの出射光の利用効率を向上させる作用を有している。本構成例において、反射型偏光性フィルムDBEFは、矩形の膜状に形成されている。X−Y平面において、反射型偏光性フィルムDBEFの面積は導光体LGの面積と略同一である。   The reflective polarizing film DBEF has an effect of improving the utilization efficiency of the emitted light from the backlight unit BL. In this configuration example, the reflective polarizing film DBEF is formed in a rectangular film shape. In the XY plane, the area of the reflective polarizing film DBEF is substantially the same as the area of the light guide LG.

フロントフレームFFR及びリアフレームRFRは、バックライトユニットBLのモジュール化に用いられている。反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RS、電極SUS、及び光源LSは、リアフレームRFRの内部に収納されている。これにより、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RS、及び電極SUSの相対的な位置、及び、導光体LGと光源LSとの相対的な位置が固定される。   The front frame FFR and the rear frame RFR are used for modularization of the backlight unit BL. The reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, the light guide LG, the light reflector RS, the electrode SUS, and the light source LS are housed inside the rear frame RFR. Thereby, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, the light guide LG, the light reflector RS, the relative position of the electrode SUS, and the light guide LG and the light source LS. The relative position is fixed.

本構成例において、フロントフレームFFR及びリアフレームRFRは、矩形枠状に形成されている。フロントフレームFFRは、タッチ検出機能付き表示部10の照明を妨げることの無いように、上部に開口を有している。X−Y平面において、リアフレームRFRは、導光体LG及び光源LSの集合体を全体的に囲んでいる。リアフレームRFRには、光源LSに接続されるフレキシブルプリント基板Tが通るパスFRPが形成されている。フロントフレームFFRは、反射型偏光性フィルムDBEFとの間に、Z方向に所定のクリアランスが設けられている。フロントフレームFFR及びリアフレームRFRは、金属などの導電材料で構成される場合があり得る。   In this configuration example, the front frame FFR and the rear frame RFR are formed in a rectangular frame shape. The front frame FFR has an opening at the top so as not to interfere with illumination of the display unit 10 with a touch detection function. In the XY plane, the rear frame RFR entirely surrounds the aggregate of the light guide LG and the light source LS. A path FRP through which the flexible printed circuit board T connected to the light source LS passes is formed in the rear frame RFR. A predetermined clearance is provided in the Z direction between the front frame FFR and the reflective polarizing film DBEF. The front frame FFR and the rear frame RFR may be made of a conductive material such as metal.

なお、X−Y平面におけるフロントフレームFFR及びリアフレームRFRの形状は、種々変形可能であり、タッチ検出機能付き表示部10の照明を妨げることの無い形状であれば良い。例えば、X−Y平面におけるフロントフレームFFR及びリアフレームRFRの形状は、導光体LGの隣り合う2辺と対向したL字状、導光体LGの隣り合う3辺と対向したΠ字状又は導光体LGの対向する2辺と対向したII字状が例示される。   In addition, the shape of the front frame FFR and the rear frame RFR in the XY plane can be variously modified and may be any shape that does not hinder the illumination of the display unit 10 with a touch detection function. For example, the shape of the front frame FFR and the rear frame RFR in the XY plane is an L shape facing two adjacent sides of the light guide LG, a saddle shape facing the three adjacent sides of the light guide LG, or Illustrated is an II shape facing two opposing sides of the light guide LG.

ここで、図15にはバックライトユニットBLを例示的に示したが、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る。例えば、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI及び光反射体RSの少なくとも一部を除いてバックライトユニットBLが形成されていても良い。又は、図15に示していない光学部材を付加してバックライトユニットBLが形成されていても良い。バックライトユニットBLは、タッチ検出機能付き表示部10に光を放出するように構成されていれば良い。   Here, the backlight unit BL is exemplarily shown in FIG. 15, but various forms can be applied as the backlight unit BL. For example, the backlight unit BL may be formed except at least a part of the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, and the light reflector RS. Alternatively, the backlight unit BL may be formed by adding an optical member not shown in FIG. The backlight unit BL only needs to be configured to emit light to the display unit 10 with a touch detection function.

図16は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成例を示す断面図である。図16に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、COG19と、カバー部材CGと、第1光学素子OD1と、第2光学素子OD2と、タッチIC49と、バックライトユニットBLと、第1プリント基板、第2プリント基板及び第3プリント基板(例えば、フレキシブルプリント基板T、T2及びT3)と、を含む。   FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. As shown in FIG. 16, the display device 1 with a touch detection function includes a display unit 10 with a touch detection function, a COG 19, a cover member CG, a first optical element OD1, a second optical element OD2, and a touch IC 49. , A backlight unit BL, and a first printed board, a second printed board, and a third printed board (for example, flexible printed boards T, T2, and T3).

COG19は、タッチ検出機能付き表示部10の画素基板2上に実装されている。フレキシブルプリント基板T2は、画素基板2に接続されている。コネクタCO1及びコネクタCO2は、フレキシブルプリント基板T2上に実装されている。フレキシブルプリント基板T2は、コネクタCO1を介してホストHSTに接続されている。   The COG 19 is mounted on the pixel substrate 2 of the display unit 10 with a touch detection function. The flexible printed board T2 is connected to the pixel board 2. The connector CO1 and the connector CO2 are mounted on the flexible printed circuit board T2. The flexible printed board T2 is connected to the host HST via the connector CO1.

フレキシブルプリント基板Tは、タッチ検出電極TDLとコネクタCO2との間を接続している。COG19は、フレキシブルプリント基板T2、コネクタCO2及びフレキシブルプリント基板Tを介して、タッチIC49に接続されている。タッチIC49の配置に関して例示的に示すと、タッチIC49は、フレキシブルプリント基板T、T2、T3、及び、対向基板3の内のいずれか1個の基板上に実装されたり、いずれか2つ以上の基板上に分割して実装されたりすることができる。   The flexible printed circuit board T connects between the touch detection electrode TDL and the connector CO2. The COG 19 is connected to the touch IC 49 via the flexible printed board T2, the connector CO2, and the flexible printed board T. For example, the touch IC 49 may be mounted on any one of the flexible printed circuit boards T, T2, T3, and the counter substrate 3, or any two or more of the touch ICs 49 may be disposed. It can be divided and mounted on a substrate.

フレキシブルプリント基板T3は、電極SUSとフレキシブルプリント基板T2との間を接続している。ホストHSTは、コネクタCO1及びフレキシブルプリント基板T3を介して電極SUSに接続されている。なお、電極SUSは、フレキシブルプリント基板T3、フレキシブルプリント基板T2、及びフレキシブルプリント基板Tを介してタッチIC49と接続されても良い。   The flexible printed circuit board T3 connects between the electrode SUS and the flexible printed circuit board T2. The host HST is connected to the electrode SUS via the connector CO1 and the flexible printed board T3. The electrode SUS may be connected to the touch IC 49 via the flexible printed circuit board T3, the flexible printed circuit board T2, and the flexible printed circuit board T.

ホストHST、タッチ検出機能付き表示部10、タッチ検出電極TDL、光源LS及び電極SUSを接続する手段は、種々変形可能である。   The means for connecting the host HST, the display unit with a touch detection function 10, the touch detection electrode TDL, the light source LS, and the electrode SUS can be variously modified.

例えば、上記の独立した3個のフレキシブルプリント基板T、T2及びT3とコネクタCO1及びCO2の代わりに、1個のフレキシブルプリント基板を利用しても良い。この場合、1個のフレキシブルプリント基板をホストHSTに接続し、フレキシブルプリント基板の第1分岐部をタッチ検出機能付き表示部10に接続し、フレキシブルプリント基板の第2分岐部をタッチ検出電極TDLに接続し、フレキシブルプリント基板の第3分岐部を光源LSに接続することができる。また、フレキシブルプリント基板間、又は、フレキシブルプリント基板とホストHST若しくは基板とは、コネクタCO1及びコネクタCO2のようなコネクタを介して接続されていても良いし、コネクタの代わりに半田等で接続されていても良い。   For example, instead of the three independent flexible printed boards T, T2, and T3 and the connectors CO1 and CO2, one flexible printed board may be used. In this case, one flexible printed board is connected to the host HST, the first branch portion of the flexible printed board is connected to the display unit 10 with a touch detection function, and the second branch portion of the flexible printed board is connected to the touch detection electrode TDL. The third branch portion of the flexible printed circuit board can be connected to the light source LS. The flexible printed circuit boards or between the flexible printed circuit board and the host HST or the printed circuit board may be connected via connectors such as the connector CO1 and the connector CO2, or connected by soldering or the like instead of the connector. May be.

ホストHST、COG19及びタッチIC49は、タッチ検出機能付き表示部10の駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとを有するタッチ検出部SE1を制御する制御部CTRLとして機能する。   The host HST, COG 19, and touch IC 49 function as a control unit CTRL that controls the touch detection unit SE1 including the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL of the display unit 10 with a touch detection function.

また、ホストHST、COG19及びタッチIC49は、タッチ検出機能付き表示部10の駆動電極COMLと電極SUSとを有する力検出部SE2を制御する制御部CTRLとして機能する。   In addition, the host HST, the COG 19, and the touch IC 49 function as a control unit CTRL that controls the force detection unit SE2 including the drive electrode COML and the electrode SUS of the display unit 10 with a touch detection function.

ホストHSTをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。タッチIC49は、タッチ検出部SE1及び力検出部SE2の駆動時期を知らせるタイミング信号をCOG19に与えることができる。又は、COG19は、駆動電極COMLの駆動時期を知らせるタイミング信号をタッチIC49に与えることができる。又は、ホストHSTは、COG19及びタッチIC49の各々にタイミング信号を与えることができる。このタイミング信号により、COG19の駆動と、タッチIC49の駆動と、の同期化を図ることができる。   The host HST can be rephrased as an application processor. The touch IC 49 can provide the COG 19 with a timing signal that informs the drive timing of the touch detection unit SE1 and the force detection unit SE2. Alternatively, the COG 19 can provide a timing signal that informs the drive timing of the drive electrode COML to the touch IC 49. Alternatively, the host HST can provide a timing signal to each of the COG 19 and the touch IC 49. By this timing signal, the driving of the COG 19 and the driving of the touch IC 49 can be synchronized.

カバー部材CGは、タッチ検出機能付き表示部10の外側に位置し、対向基板3に対向している。この構成例では、タッチ検出機能付き表示装置1の入力面ISは、カバー部材CGの表面である。タッチ検出機能付き表示装置1は、被検出物OBJが入力面ISに接触したときに、被検出物OBJの位置及び接触面積を検出することができる。   The cover member CG is located outside the display unit 10 with a touch detection function and faces the counter substrate 3. In this configuration example, the input surface IS of the display device with a touch detection function 1 is the surface of the cover member CG. The display device with a touch detection function 1 can detect the position and the contact area of the detected object OBJ when the detected object OBJ comes into contact with the input surface IS.

また、タッチ検出機能付き表示装置1の力検出部SE2は、被検出物OBJによって入力面ISに力が印加された場合に、力に応じた信号を制御部CTRLに出力することができる。力に応じた信号とは、被検出物OBJが入力面ISを押下する力に応じた信号であり、力の大きさによって変化する信号である。   The force detection unit SE2 of the display device with a touch detection function 1 can output a signal corresponding to the force to the control unit CTRL when a force is applied to the input surface IS by the detection object OBJ. The signal corresponding to the force is a signal corresponding to the force with which the detected object OBJ presses down the input surface IS, and is a signal that varies depending on the magnitude of the force.

タッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLのフロントフレームFFRとの間には、スペーサSPが設けられ、タッチ検出機能付き表示部10と反射型偏光性フィルムDBEFとの間に空気層(エアギャップ)AGが形成されている。スペーサSPは、不導体であり、ポリウレタンが例示される。   A spacer SP is provided between the display unit 10 with a touch detection function and the front frame FFR of the backlight unit BL, and an air layer (air) is provided between the display unit 10 with a touch detection function and the reflective polarizing film DBEF. Gap) AG is formed. The spacer SP is a nonconductor, and polyurethane is exemplified.

力が入力面ISに印加された場合には、スペーサSPが力に応じて弾性変形し、入力面ISに印加された力を検出できる。   When a force is applied to the input surface IS, the spacer SP is elastically deformed according to the force, and the force applied to the input surface IS can be detected.

第1光学素子OD1は、画素基板2とバックライトユニットBLとの間に配置されている。第1光学素子OD1は、画素基板2に貼り付けられている。   The first optical element OD1 is disposed between the pixel substrate 2 and the backlight unit BL. The first optical element OD1 is attached to the pixel substrate 2.

第2光学素子OD2は、タッチ検出機能付き表示部10とカバー部材CGとの間に配置されている。第2光学素子OD2は、対向基板3及びタッチ検出電極TDLに貼り付けられている。   The second optical element OD2 is disposed between the display unit with a touch detection function 10 and the cover member CG. The second optical element OD2 is attached to the counter substrate 3 and the touch detection electrode TDL.

第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2の各々は、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良い。第1光学素子OD1に含まれる偏光板の吸収軸は、第2光学素子OD2に含まれる偏光板の吸収軸と互いに交差している。例えば、第1光学素子OD1に含まれる偏光板の吸収軸と、第2光学素子OD2に含まれる偏光板の吸収軸とは、互いに直交している。   Each of the first optical element OD1 and the second optical element OD2 includes at least a polarizing plate, and may include a retardation plate as necessary. The absorption axis of the polarizing plate included in the first optical element OD1 intersects the absorption axis of the polarizing plate included in the second optical element OD2. For example, the absorption axis of the polarizing plate included in the first optical element OD1 and the absorption axis of the polarizing plate included in the second optical element OD2 are orthogonal to each other.

カバー部材CGは、接着層ALにより第2光学素子OD2に貼り付けられている。接着層ALは、光学用透明樹脂(OCR:Optically Clear Resin)が例示される。タッチ検出機能付き表示部10は力を検出するので、接着層ALは、弾性変形しても良いが、カバー部材CGから加えられる力を第2光学素子OD2に伝えることができれば良い。   The cover member CG is attached to the second optical element OD2 with the adhesive layer AL. The adhesive layer AL is exemplified by an optical transparent resin (OCR: Optically Clear Resin). Since the display unit 10 with a touch detection function detects a force, the adhesive layer AL may be elastically deformed, but it is only necessary to transmit the force applied from the cover member CG to the second optical element OD2.

タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLとカバー部材CGとの間に配置されている。この構成例において、タッチ検出電極TDLは、対向基板3の、第2光学素子OD2に対向する側の面の上方に設けられている。タッチ検出電極TDLは、対向基板3に接していてもよく、対向基板3から離れていても良い。タッチ検出電極TDLが対向基板3から離れている場合、対向基板3とタッチ検出電極TDLとの間には、図示しない絶縁膜等の部材が介在する。タッチ検出電極TDLは、第2方向であるY方向に延在している。   The touch detection electrode TDL is disposed between the drive electrode COML and the cover member CG. In this configuration example, the touch detection electrode TDL is provided above the surface of the counter substrate 3 on the side facing the second optical element OD2. The touch detection electrode TDL may be in contact with the counter substrate 3 or may be separated from the counter substrate 3. When the touch detection electrode TDL is separated from the counter substrate 3, a member such as an insulating film (not shown) is interposed between the counter substrate 3 and the touch detection electrode TDL. The touch detection electrode TDL extends in the Y direction that is the second direction.

駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLは、相互静電容量方式及び自己静電容量方式のタッチ検出部SE1を構成する。駆動電極COMLは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極としても機能する。タッチ検出部SE1は、被検出物OBJの位置及び接触面積を検出するために用いられる。   The drive electrode COML and the touch detection electrode TDL constitute a mutual capacitance type and self capacitance type touch detection unit SE1. The drive electrode COML functions as a display electrode and also functions as a sensor drive electrode. The touch detection unit SE1 is used to detect the position and contact area of the object to be detected OBJ.

本構成例では、電極SUSは、導電体(例えば、アルミニウム)で構成されている。タッチIC49と、電極SUSとが電気的に接続され、タッチIC49に電極SUSからの力検出信号Vdet4が出力される。   In this configuration example, the electrode SUS is made of a conductor (for example, aluminum). The touch IC 49 and the electrode SUS are electrically connected, and the force detection signal Vdet4 from the electrode SUS is output to the touch IC 49.

電極SUSは、タッチ検出機能付き表示部10と間隔を空けて配置されている。本構成例において、タッチ検出機能付き表示部10と電極SUSとの間には、空気層AGを有する。すなわち、電極SUSと駆動電極COMLとの間には、空気層AGが設けられている。空気層AGが存在することにより、電極SUSと駆動電極COMLとの間隔は、入力面ISに印加される力の大きさに応じて変化可能である。また、入力面ISに印加されていた力が取り除かれた際、電極SUSと駆動電極COMLとの間隔は、時間の経過とともに、元の間隔に復帰する。   The electrode SUS is disposed at a distance from the display unit 10 with a touch detection function. In this configuration example, an air layer AG is provided between the display unit with a touch detection function 10 and the electrode SUS. That is, an air layer AG is provided between the electrode SUS and the drive electrode COML. Due to the presence of the air layer AG, the distance between the electrode SUS and the drive electrode COML can be changed according to the magnitude of the force applied to the input surface IS. Further, when the force applied to the input surface IS is removed, the interval between the electrode SUS and the drive electrode COML returns to the original interval as time passes.

また、本実施形態において、電極SUSと駆動電極COMLとの間には、バックライトユニットBLを構成する反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RSが積層された積層体LBが設けられている。すなわち、電極SUSは、積層体LBの入射面IS側の面とは反対側の面に設けられている。   In the present embodiment, between the electrode SUS and the drive electrode COML, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflection that constitute the backlight unit BL are provided. A stacked body LB in which the bodies RS are stacked is provided. That is, the electrode SUS is provided on the surface opposite to the surface on the incident surface IS side of the stacked body LB.

本実施形態では、駆動電極COMLが「第1電極」に対応する。電極SUSが「第2電極」に対応する。空気層AG及び積層体LBが「誘電体層」に対応する。   In the present embodiment, the drive electrode COML corresponds to the “first electrode”. The electrode SUS corresponds to the “second electrode”. The air layer AG and the stacked body LB correspond to the “dielectric layer”.

なお、本構成例では、空気層AGがタッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとの間に設けられているが、これに限定されない。空気層AGに代えて、バックライトユニットBLから出射される光の透過率が高い樹脂層がタッチ検出機能付き表示部10とバックライトユニットBLとの間に設けられても良い。   In this configuration example, the air layer AG is provided between the display unit with a touch detection function 10 and the backlight unit BL, but the present invention is not limited to this. Instead of the air layer AG, a resin layer having a high transmittance of light emitted from the backlight unit BL may be provided between the display unit with a touch detection function 10 and the backlight unit BL.

電極SUSから駆動電極COMLまでの距離dは、第3方向であるZ方向の距離であり、電極SUSの駆動電極COMLに対向する側の面から、駆動電極COMLの電極SUSに対向する側の面までの距離である。距離dは、カバー部材CGに印加される力の大きさ及び力が加えられる位置に応じて変化する。   The distance d from the electrode SUS to the drive electrode COML is a distance in the Z direction, which is the third direction, from the surface of the electrode SUS facing the drive electrode COML to the surface of the drive electrode COML facing the electrode SUS. It is the distance to. The distance d changes according to the magnitude of the force applied to the cover member CG and the position where the force is applied.

駆動電極COMLと電極SUSとの間には、容量Cが存在する。すなわち、駆動電極COMLは、電極SUSと容量結合する。容量Cは、距離dに対応して変化する。従って、COG19は、容量Cの変化を検出することにより、力情報を検出することができる。なお、力検出の原理については、後で詳しく説明する。   A capacitance C exists between the drive electrode COML and the electrode SUS. That is, the drive electrode COML is capacitively coupled with the electrode SUS. The capacity C changes corresponding to the distance d. Therefore, the COG 19 can detect force information by detecting a change in the capacitance C. The principle of force detection will be described in detail later.

表示制御部11及び検出制御部200は、駆動電極COMLを駆動し、容量Cの変化に基づいた力情報を電極SUSから取り出す。例えば、表示制御部11及び検出制御部200は、COG19及びタッチIC49に含まれる。COG19は、駆動電極COMLに信号を出力し、タッチIC49は、容量値Cの変化に基づく信号を力検出信号Vdet4として電極SUSから読み出す。表示制御部11は、COG19又はホストHSTに含まれても良い。また、検出制御部200は、タッチIC49又はホストHSTに含まれても良い。表示制御部11、検出制御部200、及びホストHSTは、協働してタッチ検出部SE1、表示部DP及び力検出部SE2を制御しても良い。   The display control unit 11 and the detection control unit 200 drive the drive electrode COML and extract force information based on the change in the capacitance C from the electrode SUS. For example, the display control unit 11 and the detection control unit 200 are included in the COG 19 and the touch IC 49. The COG 19 outputs a signal to the drive electrode COML, and the touch IC 49 reads a signal based on the change in the capacitance value C from the electrode SUS as the force detection signal Vdet4. The display control unit 11 may be included in the COG 19 or the host HST. In addition, the detection control unit 200 may be included in the touch IC 49 or the host HST. The display control unit 11, the detection control unit 200, and the host HST may cooperate to control the touch detection unit SE1, the display unit DP, and the force detection unit SE2.

本構成例では、駆動電極COMLは、タッチ検出部SE1、表示部DP及び力検出部SE2で兼用される。   In this configuration example, the drive electrode COML is shared by the touch detection unit SE1, the display unit DP, and the force detection unit SE2.

図17は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。複数のタッチ検出電極TDL及び複数の駆動電極COMLは、図1のタッチ検出部SE1を構成する。また、複数の駆動電極COML及び電極SUSは、図1の力検出部SE2を構成する。   FIG. 17 is a perspective view illustrating electrodes of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The plurality of touch detection electrodes TDL and the plurality of drive electrodes COML constitute the touch detection unit SE1 in FIG. Further, the plurality of drive electrodes COML and the electrode SUS constitute the force detection unit SE2 of FIG.

なお、本実施形態において、タッチ検出部SE1と力検出部SE2とで駆動する駆動電極COMLを共通としており、上述したように、相互静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。   In the present embodiment, the drive electrode COML that is driven by the touch detection unit SE1 and the force detection unit SE2 is shared, and the mutual capacitance type touch detection and force detection are simultaneously performed as described above.

図17に示す例において、電極SUSは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差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。そして、電極SUSは、Z方向において駆動電極COMLと対向している。   In the example illustrated in FIG. 17, the electrode SUS includes a striped electrode pattern extending in a direction intersecting with the extending direction of the electrode pattern of the drive electrode COML. The electrode SUS faces the drive electrode COML in the Z direction.

駆動電極COMLと電極SUSとが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生じさせる。力検出部SE2では、駆動電極ドライバ14が駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomtmを印加することにより、電極SUSから検出信号Vdet4を出力し、力検出が行われるようになっている。   The electrode pattern in which the drive electrode COML and the electrode SUS intersect with each other generates capacitance at the intersection. In the force detection unit SE2, when the drive electrode driver 14 applies the drive signal Vcomtm to the drive electrode COML, the detection signal Vdet4 is output from the electrode SUS, and force detection is performed.

<力検出の原理>
[基本原理]
図18は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと電極SUSとの間の相互静電容量を検出して力検出を行う。
<Principle of force detection>
[Basic principle]
FIG. 18 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The display device with a touch detection function 1 according to the first embodiment performs force detection by detecting the mutual capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS.

図18に示すように、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、第2基板21によって形成される容量をC、第1光学素子OD1によって形成される容量をCOD1、空気層AGによって形成される容量をCAG、反射型偏光性フィルムDBEFによって形成される容量をCDBEF、輝度向上フィルムBEFによって形成される容量をCBEF、光拡散シートDIによって形成される容量をCDI、導光体LGによって形成される容量をCLG、光反射体RSによって形成される容量をCRSとすると、以下の式(1)によって表すことができる。 As shown in FIG. 18, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS is C G , which is the capacitance formed by the second substrate 21. The capacitance formed by the element OD1 is C OD1 , the capacitance formed by the air layer AG is C AG , the capacitance formed by the reflective polarizing film DBEF is C DBEF , and the capacitance formed by the brightness enhancement film BEF is C BEF. When the capacitance formed by the light diffusion sheet DI is C DI , the capacitance formed by the light guide LG is C LG , and the capacitance formed by the light reflector RS is C RS , it is expressed by the following formula (1). be able to.

C=C×COD1×CAG×CDBEF×CBEF×CDI×CLG×CRS/(C+COD1+CAG+CDBEF+CBEF+CDI+CLG+CRS)・・・(1) C = C G × C OD1 × C AG × C DBEF × C BEF × C DI × C LG × C RS / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF + C BEF + C DI + C LG + C RS) ··· (1)

図19は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図19に示すように、被検出物OBJが入力面ISに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部10がたわむ。タッチ検出機能付き表示部10がたわむと、空気層AGの厚みが薄くなる。このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、以下の式(2)で表される。 FIG. 19 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. As shown in FIG. 19, when the object OBJ applies a force to the input surface IS, the display unit 10 with a touch detection function bends. When the display unit with a touch detection function 10 bends, the thickness of the air layer AG is reduced. At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS. It is represented by (2).

AG’=CAG+ΔCAG・・・(2) C AG '= C AG + ΔC AG (2)

また、このときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(3)によって表すことができる。   Further, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS at this time can be expressed by the following formula (3).

C’=C×COD1×CAG’×CDBEF×CBEF×CDI×CLG×CRS/(C+COD1+CAG’+CDBEF+CBEF+CDI+CLG+CRS)・・・(3) C '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF × C BEF × C DI × C LG × C RS / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF + C BEF + C DI + C LG + C RS) ··· (3)

本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置1は、駆動電極COMLと電極SUSとの間に生じる静電容量の変化量(C’−C)を力検出値として検出する。   In the present embodiment, the display device with a touch detection function 1 detects the amount of change in capacitance (C′−C) generated between the drive electrode COML and the electrode SUS as a force detection value.

ここで、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1を構成する誘電体の温度特性が力検出処理において与える影響について説明する。   Here, the influence which the temperature characteristic of the dielectric material which comprises the display apparatus 1 with a touch detection function which concerns on Embodiment 1 has in a force detection process is demonstrated.

実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1を構成するカバー部材CG、接着層AL、第2光学素子OD2、第1基板31、第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RS等の各部材を構成する誘電体は、それぞれ誘電体毎の温度特性を有している。このうち、本実施形態では、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、及び光反射体RSを構成する誘電体の温度特性によって、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cが変化する。また、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cの変化は、これらの各誘電体の熱膨張によって各層の厚みが変化することにも起因する。誘電体の温度特性や熱膨張による各層の厚みの変化に伴う駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cの変化は、力検出処理に影響を与え得る。   The cover member CG, the adhesive layer AL, the second optical element OD2, the first substrate 31, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, and the reflection that constitute the display device with a touch detection function 1 according to the first embodiment. The dielectrics constituting the members such as the type polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS have temperature characteristics for each dielectric. Among these, in the present embodiment, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion provided between the drive electrode COML and the electrode SUS. The capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS varies depending on the temperature characteristics of the dielectrics that form the sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS. Further, the change in the capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS is also caused by the change in the thickness of each layer due to the thermal expansion of each dielectric. A change in the capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS due to a change in the thickness of each layer due to the temperature characteristics of the dielectric or thermal expansion can affect the force detection process.

図20は、入力面に力が印加されていない状態における駆動電極と電極との間の容量の温度特性の一例を示す図である。図20において、横軸は温度を示し、縦軸は駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値を示している。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the temperature characteristic of the capacitance between the drive electrode and the electrode in a state where no force is applied to the input surface. In FIG. 20, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS.

図20に示す例では、温度aにおいて駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値がCaとなり、温度bにおいて駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値がCbとなり、温度cにおいて駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値がCcとなる例を示している。   In the example shown in FIG. 20, the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS is Ca at the temperature a, the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS is Cb at the temperature b, and the drive electrode at the temperature c. In the example, the capacitance value between COML and the electrode SUS is Cc.

図20に示すように、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値は、入力面ISに力が印加されていない状態においても、温度によって異なる値となる。   As shown in FIG. 20, the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS varies depending on the temperature even when no force is applied to the input surface IS.

なお、図20に示す例では、温度の上昇に応じて駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値が上昇する、すなわちグラフの傾きがプラスとなる例を示しているが、このグラフの傾きは、誘電体の材質や各誘電体の組み合わせによって異なり、グラフの傾きがマイナスにもなり得る。また、図20に示す例では、温度に応じて駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値が直線状に変化する例を示しているが、2次曲線状に変化することもあり得る。   The example shown in FIG. 20 shows an example in which the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS increases as the temperature rises, that is, the graph has a positive slope. Varies depending on the dielectric material and the combination of each dielectric, and the slope of the graph can be negative. In the example shown in FIG. 20, the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS changes linearly according to the temperature. However, the capacitance value may change to a quadratic curve.

図21は、温度が異なる場合の入力面に印加された力と力検出値との関係を示す図である。図21において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Fを示している。図22は、入力面に印加された力が一定である場合の温度による力検出値の誤差を示す図である。図22において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Fを示している。   FIG. 21 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection value when the temperatures are different. In FIG. 21, the horizontal axis indicates the force applied to the input surface, and the vertical axis indicates the force detection value F. FIG. 22 is a diagram illustrating an error in the force detection value due to temperature when the force applied to the input surface is constant. In FIG. 22, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the force detection value F.

図21及び図22に示すように、入力面ISに印加された力fを一定としたとき、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた各誘電体の温度特性によって、力検出値Fの値に誤差を生じることとなる。具体的には、入力面ISに印加された力fが一定であっても、温度aでは力検出値Fの値がFaとなり、温度bでは力検出値Fの値がFbとなり、温度cでは力検出値Fの値がFcとなる。   As shown in FIGS. 21 and 22, when the force f applied to the input surface IS is constant, the force detection value F depends on the temperature characteristics of each dielectric provided between the drive electrode COML and the electrode SUS. An error will occur in the value of. Specifically, even if the force f applied to the input surface IS is constant, the value of the force detection value F is Fa at the temperature a, the value of the force detection value F is Fb at the temperature b, and at the temperature c. The value of the force detection value F is Fc.

図23は、温度変化に応じた駆動電極と電極との間の容量と力検出値との関係を示す図である。図23に示すように、温度変化に応じた駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値と力検出値Fとは比例関係にある。すなわち、以下の式(4),(5)が成立する。   FIG. 23 is a diagram illustrating the relationship between the capacitance between the drive electrode and the electrode according to a temperature change and the force detection value. As shown in FIG. 23, the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS corresponding to the temperature change and the force detection value F are in a proportional relationship. That is, the following expressions (4) and (5) are established.

Fb/Fa=Cb/Ca・・・(4)   Fb / Fa = Cb / Ca (4)

Fb/Fc=Cb/Cc・・・(5)   Fb / Fc = Cb / Cc (5)

ここで、被検出物OBJが入力面ISに接触していない状態(以下、「非接触時」ともいう)で、駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度(例えば、室温25℃環境下)Trefにおける基準容量値をCref、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値(第1容量値)をCcur1、入力面ISに力が印加されている状態(以下、「接触時」ともいう)で、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値(第2容量値)をCcur2、駆動電極COMLと電極SUSとの間の静電容量の変化量である力検出値をFcur、求めるべき力検出補正値をFcorとすると、以下の(6),(7)式が得られる。   Here, in a state where the object OBJ is not in contact with the input surface IS (hereinafter also referred to as “non-contact”), the reference temperature between the drive electrode COML and the electrode SUS (for example, at room temperature of 25 ° C.) ) The reference capacitance value in Tref is Cref, the capacitance value (first capacitance value) between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact is Ccur1, and the force is applied to the input surface IS (hereinafter referred to as “contact”) The capacitance value (second capacitance value) between the drive electrode COML and the electrode SUS is Ccur2, and the force detection value that is the amount of change in the capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS is When Fcur and the force detection correction value to be calculated are Fcor, the following equations (6) and (7) are obtained.

Fcur=Ccur2−Ccur1・・・(6)   Fcur = Ccur2-Ccur1 (6)

Fcor=(Cref/Ccur1)*Fcur・・・(7)   Fcor = (Cref / Ccur1) * Fcur (7)

上記の式(6),(7)に示すように、力検出制御部50は、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を力検出値Fcur(=Ccur2−Ccur1)に乗じることで、力検出値Fcurを補正した力検出補正値Fcorを得ることができる。   As shown in the above equations (6) and (7), the force detection control unit 50 determines the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and the value at the time of non-contact. By multiplying the force detection value Fcur (= Ccur2-Ccur1) by the ratio (Cref / Ccur1) of the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS, a force detection correction value Fcor obtained by correcting the force detection value Fcur is obtained. Can be obtained.

図24は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図24において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図24において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the first embodiment. In FIG. 24, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 24, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図25は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図25において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図25において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 25 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the first embodiment. In FIG. 25, the horizontal axis indicates the force applied to the input surface, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 25, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図24及び図25に示す例では、温度bを基準温度Trefをとした例を示している。   In the example shown in FIGS. 24 and 25, the temperature b is set to the reference temperature Tref.

例えば、図24に示すように、上記の式(6),(7)を用いて、温度aにおける力検出値Faに対し、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cacur1との比率(Cref/Cacur1)を乗じることで、力検出値Faを補正した力検出補正値Facorを得ることができる。   For example, as shown in FIG. 24, the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact with respect to the force detection value Fa at the temperature a using the above formulas (6) and (7). Is multiplied by the ratio (Cref / Cacur1) of the reference capacitance value Cref at the time of contact and the capacitance value Cacur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact, to obtain a force detection correction value Facor obtained by correcting the force detection value Fa Can be obtained.

また、例えば、図24に示すように、上記の式(6),(7)を用いて、温度cにおける力検出値Fcに対し、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cccur1との比率(Cref/Cccur1)を乗じることで、力検出値Fcを補正した力検出補正値Fccorを得ることができる。   Further, for example, as shown in FIG. 24, the reference between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact with respect to the force detection value Fc at the temperature c using the above formulas (6) and (7). A force detection correction value obtained by correcting the force detection value Fc by multiplying the reference capacitance value Cref at the temperature Tref by the ratio (Cref / Cccur1) of the capacitance value Cccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS when not in contact. Fccor can be obtained.

これにより、図25に示すように、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、及び光反射体RSを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極COMLと電極SUSとの間の静電容量の変化量である力検出値が補正される。   Thus, as shown in FIG. 25, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, which are provided between the drive electrode COML and the electrode SUS, The force detection value that is the amount of change in capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS caused by the temperature characteristics of the dielectrics constituting the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS is corrected. .

<力検出制御部の構成及び動作>
本実施形態において、上述した力検出処理は、図1に示す力検出制御部50が行う。より具体的には、例えば、図2に示す力検出制御部50における信号処理部44の力検出処理部442によって行われる。
<Configuration and operation of force detection control unit>
In the present embodiment, the force detection process described above is performed by the force detection control unit 50 shown in FIG. More specifically, for example, this is performed by the force detection processing unit 442 of the signal processing unit 44 in the force detection control unit 50 shown in FIG.

図26は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。本実施形態において、力検出制御部50の力検出処理部442は、検出制御部200の信号処理部44に含まれているものとして例示する。   FIG. 26 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. In the present embodiment, the force detection processing unit 442 of the force detection control unit 50 is exemplified as being included in the signal processing unit 44 of the detection control unit 200.

力検出制御部50は、駆動電極COMLと電極SUSとの間に生じる静電容量に基づき、被検出物OBJによって入力面ISに印加された力を検出する構成部である。   The force detection control unit 50 is a component that detects the force applied to the input surface IS by the detection object OBJ based on the capacitance generated between the drive electrode COML and the electrode SUS.

力検出制御部50の力検出処理部442は、接触判定部51と、非接触時容量算出部52と、接触時容量算出部53と、力検出値算出部54と、容量値比率算出部55と、力検出値補正部56と、基準容量値記憶部57と、を含む。基準容量値記憶部57には、予め実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1の出荷時において個別に設定された非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Tref(例えば、室温25℃環境下)における基準容量値Crefが格納されているものとする。基準容量値記憶部57は、例えばレジスタ等で構成される。   The force detection processing unit 442 of the force detection control unit 50 includes a contact determination unit 51, a non-contact capacity calculation unit 52, a contact capacity calculation unit 53, a force detection value calculation unit 54, and a capacitance value ratio calculation unit 55. And a force detection value correction unit 56 and a reference capacitance value storage unit 57. The reference capacitance value storage unit 57 stores a reference temperature Tref (for example, between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact, which is individually set at the time of shipment of the display device 1 with a touch detection function according to the first embodiment. It is assumed that a reference capacitance value Cref in a room temperature 25 ° C. environment) is stored. The reference capacitance value storage unit 57 is configured by a register, for example.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56は、例えば、タッチIC49がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56は、例えば、COG19又はホストHSTがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、COG19、タッチIC49及びホストHSTの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。   The contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, and the force detection value correction unit 56 are configured by, for example, a circuit. Further, the touch determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, and the force detection value correction unit 56 are programmed by the touch IC 49, for example. It may be realized by executing. In this case, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, and the force detection value correction unit 56 are, for example, the COG 19 or the host. The HST may be realized by executing a program, or may be realized by, for example, two or more of the COG 19, the touch IC 49, and the host HST executing the program in cooperation. .

接触判定部51は、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する。なお、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、図5に示す波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|を検出しても良いし、図3及び図4に示す容量素子C11の容量値の変化を検出しても良い。この被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法により本発明が限定されるものではない。 The contact determination unit 51 determines whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS based on a signal output from the first A / D conversion unit 43-1 (see FIG. 2). As a method for determining whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS, for example, the absolute value | ΔV | of the difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 shown in FIG. 5 is detected. Alternatively, a change in the capacitance value of the capacitive element C11 shown in FIGS. 3 and 4 may be detected. The present invention is not limited by the method for determining whether or not the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS.

非接触時容量算出部52は、駆動信号Vcomtmが駆動電極COMLに印加されているとき、接触判定部51によって被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していないと判定された場合に、第2A/D変換部43−2(図2参照)から出力される信号に基づいて、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1を算出して、力検出値算出部54及び容量値比率算出部55に出力する。   When the drive signal Vcomtm is applied to the drive electrode COML, the non-contact-time capacity calculation unit 52 determines that the object to be detected OBJ is not in contact with or close to the input surface IS when the drive signal Vcomtm is applied to the drive electrode COML. Based on a signal output from the second A / D conversion unit 43-2 (see FIG. 2), a capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS when not in contact is calculated, and a force detection value calculation unit is calculated. 54 and the capacitance value ratio calculation unit 55.

接触時容量算出部53は、駆動信号Vcomtmが駆動電極COMLに印加されているとき、接触判定部51によって被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定された場合に、第2A/D変換部43−2(図2参照)から出力される信号に基づいて、接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur2を算出して、力検出値算出部54に出力する。   When the drive signal Vcomtm is applied to the drive electrode COML, the contact-time capacity calculation unit 53 determines whether the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS. Based on the signal output from the 2A / D conversion unit 43-2 (see FIG. 2), the capacitance value Ccur2 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of contact is calculated, and the force detection value calculation unit 54 Output.

力検出値算出部54は、非接触時の容量値Ccur1に対する接触時の容量値Ccur2の変化量(Ccur2−Ccur1)を力検出値Fcurとして算出し、力検出値補正部56に出力する。   The force detection value calculation unit 54 calculates a change amount (Ccur2-Ccur1) of the capacitance value Ccur2 at the time of contact with respect to the capacitance value Ccur1 at the time of non-contact as a force detection value Fcur, and outputs the force detection value Fcur to the force detection value correction unit 56.

容量値比率算出部55は、基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと、非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を算出して、力検出値補正部56に出力する。   The capacitance value ratio calculation unit 55 calculates a ratio (Cref / Ccur1) between the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref and the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact, and the force detection value correction unit 56 Output to.

力検出値補正部56は、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55から入力された基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じて、力検出補正値Fcor(=(Cref/Ccur1)*Fcur)を算出して出力する。   The force detection value correction unit 56 is not in contact with the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref input from the capacitance value ratio calculation unit 55 with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54. The force detection correction value Fcor (= (Cref / Ccur1) * Fcur) is calculated and output by multiplying the ratio (Cref / Ccur1) with the capacitance value Ccur1 detected at times.

図27は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の動作タイミングの一例を示すタイミング図である。   FIG. 27 is a timing diagram illustrating an example of operation timing of the display device with a touch detection function according to the first embodiment.

実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、1枚の画像(1フレーム)を表示する1表示フレームにおいて、入力面ISへのタッチ検出及び力検出を行う1タッチフレームを2つ含む。なお、1表示フレームにおいて1タッチフレームを1つ含んでも良いし、3つ以上含んでも良い。   In the display device 1 with a touch detection function according to the first embodiment, one display frame that displays one image (one frame) includes two one touch frames that perform touch detection and force detection on the input surface IS. One display frame may include one touch frame or three or more.

本実施形態では、画素信号Vpixが表示部DPに印加されて表示部DPが画像の表示書き込みを行う表示期間138以外のブランキング期間に、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間の相互静電容量、及び、駆動電極COMLと電極SUSとの間の相互静電容量を検出する相互静電容量検出期間139と、タッチ検出電極TDLの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間140と、駆動電極COMLの自己静電容量を検出する自己静電容量検出期間141と、が設けられている。   In the present embodiment, the mutual static between the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL during the blanking period other than the display period 138 in which the pixel signal Vpix is applied to the display unit DP and the display unit DP performs display writing of the image. A mutual capacitance detection period 139 for detecting the capacitance and the mutual capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS, and a self-capacitance detection period 140 for detecting the self-capacitance of the touch detection electrode TDL. And a self-capacitance detection period 141 for detecting the self-capacitance of the drive electrode COML.

相互静電容量検出期間139では、複数の駆動電極COMLに駆動信号Vcomtmが印加される。相互静電容量検出期間139で検出された、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間の相互静電容量は、タッチ検出制御部40でのタッチ検出に利用される。また、相互静電容量検出期間139で検出された、駆動電極COMLと電極SUSとの間の相互静電容量は、力検出制御部50での力検出に利用される。   In the mutual capacitance detection period 139, the drive signal Vcomtm is applied to the plurality of drive electrodes COML. The mutual capacitance between the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL detected in the mutual capacitance detection period 139 is used for touch detection in the touch detection control unit 40. Further, the mutual capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS detected in the mutual capacitance detection period 139 is used for force detection in the force detection control unit 50.

自己静電容量検出期間140では、複数のタッチ検出電極TDLに順次駆動信号Vcomts1が印加され、タッチ検出電極TDLの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間140で検出されたタッチ検出電極TDLの自己静電容量は、タッチ検出制御部40でのタッチ検出に利用される。   In the self-capacitance detection period 140, the drive signal Vcomts1 is sequentially applied to the plurality of touch detection electrodes TDL, and the self-capacitance of the touch detection electrodes TDL is detected. The self-capacitance of the touch detection electrode TDL detected in the self-capacitance detection period 140 is used for touch detection in the touch detection control unit 40.

自己静電容量検出期間141では、複数の駆動電極COMLに駆動信号Vcomts2が印加され、駆動電極COMLの自己静電容量が検出される。自己静電容量検出期間141で検出された駆動電極COMLの自己静電容量は、タッチ検出制御部40でのタッチ検出に利用される。   In the self-capacitance detection period 141, the drive signal Vcomts2 is applied to the plurality of drive electrodes COML, and the self-capacitance of the drive electrodes COML is detected. The self-capacitance of the drive electrode COML detected in the self-capacitance detection period 141 is used for touch detection in the touch detection control unit 40.

タッチ検出制御部40は、相互静電容量検出期間139で検出された、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間の相互静電容量と、自己静電容量検出期間140で検出されたタッチ検出電極TDLの自己静電容量と、自己静電容量検出期間141で検出された駆動電極COMLの自己静電容量と、に基づいて、タッチ検出を行う。タッチ検出制御部40は、駆動電極COMLとタッチ検出電極TDLとの間の相互静電容量に加えて、タッチ検出電極TDLの自己静電容量及び駆動電極COMLの自己静電容量を加味することで、水滴等の影響を好適に抑制し、スタイラスペン等を好適に検出できる。   The touch detection control unit 40 detects the mutual capacitance between the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL detected in the mutual capacitance detection period 139, and the touch detection detected in the self-capacitance detection period 140. Touch detection is performed based on the self-capacitance of the electrode TDL and the self-capacitance of the drive electrode COML detected in the self-capacitance detection period 141. The touch detection control unit 40 adds the self-capacitance of the touch detection electrode TDL and the self-capacitance of the drive electrode COML in addition to the mutual capacitance between the drive electrode COML and the touch detection electrode TDL. In addition, the influence of water droplets or the like can be suitably suppressed, and a stylus pen or the like can be suitably detected.

本実施形態において、力検出制御部50は、相互静電容量検出期間139に電極SUSによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。   In the present embodiment, the force detection control unit 50 performs force detection based on the capacitance value detected by the electrode SUS in the mutual capacitance detection period 139.

図28は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図28に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間139において実施される。   FIG. 28 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The process shown in FIG. 28 is performed in the mutual capacitance detection period 139 described above.

非接触時容量算出部52は、第2A/D変換部43−2(図2参照)から出力される信号に基づいて、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1を算出する(ステップS101)。   The non-contact-time capacity calculation unit 52 calculates a capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the non-contact time based on a signal output from the second A / D conversion unit 43-2 (see FIG. 2). Calculate (step S101).

接触判定部51は、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する(ステップS102)。接触判定部51が、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していない、つまり力が入力面ISに印加されていないと判定した場合には(ステップS102;No)、ステップS101に戻り、ステップS102において被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定されるまで、ステップS101,S102の処理を繰り返し実施する。なお、接触判定部51において、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、図5に示す波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|を検出しても良いし、図3及び図4に示す容量素子C11の容量値の変化を検出しても良い。 The contact determination unit 51 determines whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS (step S102). When the contact determination unit 51 determines that the object OBJ is not in contact with or close to the input surface IS, that is, no force is applied to the input surface IS (step S102; No), the process returns to step S101. The processes in steps S101 and S102 are repeatedly performed until it is determined in step S102 that the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS. The contact in the determination unit 51, as a method of determining whether the detected object OBJ is in contact with or in proximity to the input surface IS, for example, the absolute of the difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 shown in FIG. 5 The value | ΔV | may be detected, or a change in the capacitance value of the capacitive element C11 shown in FIGS. 3 and 4 may be detected.

接触判定部51が、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定した場合には(ステップS102;Yes)、接触時容量算出部53は、第2A/D変換部43−2(図2参照)から出力される信号に基づいて、接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur2を算出する(ステップS103)。   When the contact determination unit 51 determines that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS (step S102; Yes), the contact-time capacity calculation unit 53 includes the second A / D conversion unit 43- Based on the signal output from 2 (see FIG. 2), the capacitance value Ccur2 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of contact is calculated (step S103).

力検出値算出部54は、非接触時の容量値Ccur1に対する接触時の容量値Ccur2の変化量(Ccur2−Ccur1)を力検出値Fcurとして算出し、力検出値補正部56に出力する(ステップS104)。   The force detection value calculation unit 54 calculates a change amount (Ccur2-Ccur1) of the capacitance value Ccur2 at the time of contact with respect to the capacitance value Ccur1 at the time of non-contact as a force detection value Fcur, and outputs it to the force detection value correction unit 56 (step). S104).

容量値比率算出部55は、基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと、非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を算出して、力検出値補正部56に出力する(ステップS105)。   The capacitance value ratio calculation unit 55 calculates a ratio (Cref / Ccur1) between the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref and the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact, and the force detection value correction unit 56 (Step S105).

力検出値補正部56は、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55から入力された基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じて、力検出補正値Fcor(=(Cref/Ccur1)*Fcur)を算出して出力し(ステップS106)、ステップS101の処理に戻る。   The force detection value correction unit 56 is not in contact with the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref input from the capacitance value ratio calculation unit 55 with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54. The force detection correction value Fcor (= (Cref / Ccur1) * Fcur) is calculated by multiplying the ratio (Cref / Ccur1) with the capacitance value Ccur1 detected at times (step S106), and the process of step S101 is performed. Return.

上述した処理を実行することにより、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   By performing the above-described processing, it is possible to suppress the influence on the force detection processing due to the temperature characteristics of the air layer AG provided between the drive electrode COML and the electrode SUS and the dielectric material constituting the stacked body LB. , It is possible to suppress a decrease in detection accuracy in the force detection process.

<変形例1>
図29は、実施形態1の変形例1に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出電極、駆動電極、及び電極を示す斜視図である。図29に示すように、電極SUSは、一枚の電極で構成されていても良い。なお、電極SUSは、図示(図17)した例よりも電極パターン数を多くした構成であっても良いし、複数の電極をマトリックス状に配置した電極パターンから構成されていても良い。
<Modification 1>
FIG. 29 is a perspective view illustrating a touch detection electrode, a drive electrode, and an electrode of the display device with a touch detection function according to the first modification of the first embodiment. As shown in FIG. 29, the electrode SUS may be composed of a single electrode. The electrode SUS may have a configuration in which the number of electrode patterns is larger than that in the example shown in FIG. 17 or may be configured by an electrode pattern in which a plurality of electrodes are arranged in a matrix.

<変形例2>
図30は、実施形態1の変形例2に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図31は、実施形態1の変形例2に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図30及び図31に示すように、実施形態1の変形例2において、電極SUSは、導光体LGと光反射体RSとの間に設けられている。この場合、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、以下の式(8)によって表すことができる。
<Modification 2>
30 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the second modification of the first embodiment. FIG. 31 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the second modification of the first embodiment. As illustrated in FIGS. 30 and 31, in the second modification of the first embodiment, the electrode SUS is provided between the light guide LG and the light reflector RS. In this case, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS can be expressed by the following formula (8).

C=C×COD1×CAG×CDBEF×CBEF×CDI×CLG/(C+COD1+CAG+CDBEF+CBEF+CDI+CLG)・・・(8) C = C G × C OD1 × C AG × C DBEF × C BEF × C DI × C LG / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF + C BEF + C DI + C LG) ··· (8)

また、実施形態1の変形例2において、入力面ISに力が印加されているときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(9)によって表すことができる。   In the second modification of the first embodiment, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS when a force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (9). .

C’=C×COD1×CAG’×CDBEF×CBEF×CDI×CLG/(C+COD1+CAG’+CDBEF+CBEF+CDI+CLG)・・・(9) C '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF × C BEF × C DI × C LG / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF + C BEF + C DI + C LG) ··· (9)

このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、上述した式(2)で表される。 At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS, and the above-described equation It is represented by (2).

<変形例3>
図32は、実施形態1の変形例3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図33は、実施形態1の変形例3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図32及び図33に示すように、実施形態1の変形例3において、電極SUSは、光拡散シートDIと導光体LGとの間に設けられている。この場合、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、以下の式(10)によって表すことができる。
<Modification 3>
FIG. 32 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the third modification of the first embodiment. FIG. 33 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the third modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 32 and 33, in the third modification of the first embodiment, the electrode SUS is provided between the light diffusion sheet DI and the light guide LG. In this case, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (10).

C=C×COD1×CAG×CDBEF×CBEF×CDI/(C+COD1+CAG+CDBEF+CBEF+CDI)・・・(10) C = C G × C OD1 × C AG × C DBEF × C BEF × C DI / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF + C BEF + C DI) ··· (10)

また、実施形態1の変形例3において、入力面ISに力が印加されているときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(11)によって表すことができる。   In the third modification of the first embodiment, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS when a force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (11). .

C’=C×COD1×CAG’×CDBEF×CBEF×CDI/(C+COD1+CAG’+CDBEF+CBEF+CDI)・・・(11) C '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF × C BEF × C DI / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF + C BEF + C DI) ··· (11)

このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、上述した式(2)で表される。 At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS, and the above-described equation It is represented by (2).

<変形例4>
図34は、実施形態1の変形例4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図35は、実施形態1の変形例4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図34及び図35に示すように、実施形態1の変形例4において、電極SUSは、輝度向上フィルムBEFと光拡散シートDIとの間に設けられている。この場合、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、以下の式(12)によって表すことができる。
<Modification 4>
FIG. 34 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth modification of the first embodiment. FIG. 35 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 34 and 35, in Modification 4 of Embodiment 1, the electrode SUS is provided between the brightness enhancement film BEF and the light diffusion sheet DI. In this case, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (12).

C=C×COD1×CAG×CDBEF×CBEF/(C+COD1+CAG+CDBEF+CBEF)・・・(12) C = C G × C OD1 × C AG × C DBEF × C BEF / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF + C BEF) ··· (12)

また、実施形態1の変形例4において、入力面ISに力が印加されているときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(13)によって表すことができる。   In the fourth modification of the first embodiment, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS when a force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (13). .

C’=C×COD1×CAG’×CDBEF×CBEF/(C+COD1+CAG’+CDBEF+CBEF)・・・(13) C '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF × C BEF / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF + C BEF) ··· (13)

このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、上述した式(2)で表される。 At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS, and the above-described equation It is represented by (2).

<変形例5>
図36は、実施形態1の変形例5に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図37は、実施形態1の変形例5に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図36及び図37に示すように、実施形態1の変形例5において、電極SUSは、反射型偏光性フィルムDBEFと輝度向上フィルムBEFとの間に設けられている。この場合、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、以下の式(14)によって表すことができる。
<Modification 5>
FIG. 36 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fifth modification of the first embodiment. FIG. 37 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fifth modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 36 and 37, in Modification 5 of Embodiment 1, the electrode SUS is provided between the reflective polarizing film DBEF and the brightness enhancement film BEF. In this case, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (14).

C=C×COD1×CAG×CDBEF/(C+COD1+CAG+CDBEF)・・・(14) C = C G × C OD1 × C AG × C DBEF / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF) ··· (14)

また、実施形態1の変形例5において、入力面ISに力が印加されているときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(15)によって表すことができる。   In the fifth modification of the first embodiment, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS when a force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (15). .

C’=C×COD1×CAG’×CDBEF/(C+COD1+CAG’+CDBEF)・・・(15) C '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF) ··· (15)

このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、上述した式(2)で表される。 At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS, and the above-described equation It is represented by (2).

<変形例6>
図38は、実施形態1の変形例6に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されていないときの断面図及び等価回路図である。図39は、実施形態1の変形例6に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図38及び図39に示すように、実施形態1の変形例6において、電極SUSは、バックライトユニットBLを構成する積層体LBの入射面IS側の面に設けられている。この場合、入力面ISに力が印加されていないときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cは、以下の式(16)によって表すことができる。
<Modification 6>
FIG. 38 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when no force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the sixth modification of the first embodiment. FIG. 39 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the sixth modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 38 and 39, in the sixth modification of the first embodiment, the electrode SUS is provided on the surface on the incident surface IS side of the stacked body LB constituting the backlight unit BL. In this case, the capacitance value C between the drive electrode COML and the electrode SUS when no force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (16).

C=C×COD1×CAG/(C+COD1+CAG)・・・(16) C = C G × C OD1 × C AG / (C G + C OD1 + C AG) ··· (16)

また、実施形態1の変形例6において、入力面ISに力が印加されているときの駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値C’は、以下の式(17)によって表すことができる。   In the sixth modification of the first embodiment, the capacitance value C ′ between the drive electrode COML and the electrode SUS when a force is applied to the input surface IS can be expressed by the following equation (17). .

C’=C×COD1×CAG’ /(C+COD1+CAG’)・・・(17) C '= C G × C OD1 × C AG' / (C G + C OD1 + C AG ') ··· (17)

このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、上述した式(2)で表される。 At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS, and the above-described equation It is represented by (2).

上述した実施形態1の変形例2から変形例6に係る構成は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性フィルムを用いて電極SUSを構成することで実現することができる。   The configurations according to Modification 2 to Modification 6 of Embodiment 1 described above can be realized by configuring the electrode SUS using a light-transmitting conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide). it can.

実施形態1の変形例2から変形例6に示すように、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1では、電極SUSと駆動電極COMLとの間に、被検出物OBJが入力面ISに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部10がたわむことで厚みが変化する空気層AG(誘電体層)が設けられる構成とすれば、電極SUSから駆動電極COMLまでの距離dの変化に伴う駆動電極COMLと電極SUSとの間の静電容量の変化を検出することにより、力情報を検出することができる。   As shown in Modification 2 to Modification 6 of Embodiment 1, in the display device with a touch detection function 1 according to Embodiment 1, the object to be detected OBJ is placed on the input surface IS between the electrode SUS and the drive electrode COML. If a structure is provided in which an air layer AG (dielectric layer) whose thickness is changed by bending the display unit 10 with a touch detection function when a force is applied, the distance d from the electrode SUS to the drive electrode COML changes. The force information can be detected by detecting a change in capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS.

また、上述した実施形態1では、相互静電容量方式及び自己静電容量方式の双方のタッチ検出を行う構成に適用した例を示したが、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、自己静電容量方式のタッチ検出を行わず、相互静電容量方式のタッチ検出のみを行う構成に適用することも可能である。   Further, in the above-described first embodiment, the example in which the touch detection of both the mutual capacitance method and the self-capacitance method is performed has been described. However, the display device 1 with a touch detection function according to the first embodiment is described. It is also possible to apply to a configuration in which only the mutual capacitance type touch detection is performed without performing the self capacitance type touch detection.

以上説明したように、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、被検出物OBJによって力が印加される入力面ISと、第1基板31上に設けられ、入力面ISに対向するタッチ検出電極TDLと、第2基板21上に設けられ、タッチ検出電極TDLに対向する駆動電極COML(第1電極)と、誘電体層を挟んで駆動電極COML(第1電極)に対向する電極SUS(第2電極)と、駆動電極COML(第1電極)とタッチ検出電極TDLとの間の静電容量に基づき、被検出物OBJの入力面ISへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部40と、駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の静電容量に基づき、被検出物OBJによって入力面ISに印加された力を検出する力検出制御部50と、を備える。力検出制御部50は、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COMLと力検出電極SUSとの間の基準温度Tにおける基準容量値Crefに基づき、力検出値Fcurを補正して、力検出補正値Fcorを出力する。   As described above, the display device with a touch detection function 1 according to the embodiment includes the input surface IS to which a force is applied by the detected object OBJ and the touch that is provided on the first substrate 31 and faces the input surface IS. The detection electrode TDL, the drive electrode COML (first electrode) provided on the second substrate 21 and facing the touch detection electrode TDL, and the electrode SUS facing the drive electrode COML (first electrode) across the dielectric layer (Second electrode), a touch detection control unit that detects contact or proximity of the object OBJ to the input surface IS based on the capacitance between the drive electrode COML (first electrode) and the touch detection electrode TDL. 40, and a force detection control unit 50 that detects the force applied to the input surface IS by the detected object OBJ based on the capacitance between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode). And equipped with . The force detection control unit 50 corrects the force detection value Fcur based on the reference capacitance value Cref at the reference temperature T between the drive electrode COML and the force detection electrode SUS when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. Then, the force detection correction value Fcor is output.

また、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置1は、被検出物OBJによって力が印加される入力面ISと、誘電体層を挟んで互いに対向配置された駆動電極COML(第1電極)及び電極SUS(第2電極)と、被検出物OBJの入力面ISへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部40と、駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の静電容量に基づき、被検出物OBJによって入力面ISに印加された力を検出する力検出制御部50と、を備える。力検出制御部50は、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur)に基づき力検出値Fcurを補正する。   In addition, the display device 1 with a touch detection function according to the first embodiment includes an input surface IS to which a force is applied by the detection object OBJ, and drive electrodes COML (first electrodes) arranged to face each other across a dielectric layer. And an electrode SUS (second electrode), a touch detection control unit 40 that detects contact or proximity of the object OBJ to the input surface IS, a drive electrode COML (first electrode), and an electrode SUS (second electrode) And a force detection control unit 50 that detects the force applied to the input surface IS by the object to be detected OBJ. The force detection control unit 50 determines the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. Force detection based on the ratio (Cref / Ccur) of the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS The value Fcur is corrected.

より具体的には、力検出制御部50は、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur)を力検出値Fcurに乗じて、力検出値Fcurを補正する。   More specifically, the force detection control unit 50 determines the reference temperature Tref between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. Of the reference capacitance value Cref at the time of non-contact with the input surface IS of the detected object OBJ and the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) (Cref / The force detection value Fcur is multiplied by Ccur) to correct the force detection value Fcur.

上記構成により、駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   With the above configuration, the influence of the temperature characteristics of the dielectric that constitutes the air layer AG and the stacked body LB provided between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) on the force detection process. It can suppress, and the fall of the detection accuracy in a force detection process can be suppressed.

本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。   By this embodiment, the display apparatus with a touch detection function which can suppress the fall of the detection accuracy of the force applied to the input surface of a touch panel is obtained.

(実施形態2)
図40は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。なお、実施形態1と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 40 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted about the structure part equivalent or the same as Embodiment 1. FIG.

実施形態1において説明したように、タッチ検出機能付き表示装置1aを構成するカバー部材CG、接着層AL、第2光学素子OD2、第1基板31、第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、光反射体RS等の各部材を構成する誘電体は、それぞれ誘電体毎の温度特性を有し、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた各誘電体の温度特性によって、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cが変化する。また、駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cの変化は、これらの各誘電体の熱膨張によって各層の厚みが変化することにも起因する。誘電体の温度特性や熱膨張による各層の厚みの変化に伴う駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量Cの変化は、力検出処理に影響を与え得る。   As described in the first embodiment, the cover member CG, the adhesive layer AL, the second optical element OD2, the first substrate 31, the second substrate 21, the first optical element OD1, and the air that constitute the display device with a touch detection function 1a. The dielectrics constituting each member such as the layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF, the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS have temperature characteristics for each dielectric. The capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS varies depending on the temperature characteristics of each dielectric provided between the drive electrode COML and the electrode SUS. Further, the change in the capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS is also caused by the change in the thickness of each layer due to the thermal expansion of each dielectric. A change in the capacitance C between the drive electrode COML and the electrode SUS due to a change in the thickness of each layer due to the temperature characteristics of the dielectric or thermal expansion can affect the force detection process.

本実施形態では、図40に示すように、実施形態1の構成に加え、温度センサ60を具備している。力検出制御部50aは、温度センサ60によって検出される温度に応じた所定の補正係数(第1の補正係数)を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 40, a temperature sensor 60 is provided in addition to the configuration of the first embodiment. The force detection control unit 50a corrects the force detection value by multiplying the force detection value by a predetermined correction coefficient (first correction coefficient) corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 60.

図41は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例1を示す図である。図42は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例2を示す図である。図43は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例3を示す図である。図44は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例4を示す図である。図45は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の温度センサの配置例5を示す図である。   FIG. 41 is a diagram illustrating an arrangement example 1 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. FIG. 42 is a diagram illustrating an arrangement example 2 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. FIG. 43 is a diagram illustrating an arrangement example 3 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. FIG. 44 is a diagram illustrating an arrangement example 4 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. FIG. 45 is a diagram illustrating an arrangement example 5 of the temperature sensor of the display device with a touch detection function according to the second embodiment.

本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置1aを構成する各誘電体の温度と置き換え可能なタッチ検出機能付き表示装置1aの筐体内部の温度を検出する構成としている。温度センサ60は、図41に示すように、例えば、タッチIC49が実装されたフレキシブルプリント基板T上に搭載することができる。また、例えば、図42に示すように、ホストHSTが温度センサ60を有する構成であっても良い。また、例えば、図43に示すように、温度センサ60をCOG19と共に第2基板21上に搭載する構成であっても良いし、また、例えば、図44に示すように、タッチIC49の内部に温度センサ60が構成されていても良いし、図45に示すように、COG19の内部に温度センサ60が構成されていても良い。   In this embodiment, it is set as the structure which detects the temperature inside the housing | casing of the display apparatus 1a with a touch detection function replaceable with the temperature of each dielectric material which comprises the display apparatus 1a with a touch detection function. As shown in FIG. 41, the temperature sensor 60 can be mounted on a flexible printed circuit board T on which a touch IC 49 is mounted, for example. For example, as shown in FIG. 42, the host HST may have a temperature sensor 60. Further, for example, as shown in FIG. 43, the temperature sensor 60 may be mounted on the second substrate 21 together with the COG 19, and for example, as shown in FIG. The sensor 60 may be configured, or the temperature sensor 60 may be configured inside the COG 19 as shown in FIG.

図46は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の補正係数と温度との関係の一例を示す図である。図47は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の第1補正係数テーブルの一例を示す図である。図46において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値に乗じる補正係数を示している。図46及び図47に示す例では、温度bを基準温度Trefとし、このときの補正係数kを1(k=1)とした例を示している。   FIG. 46 is a diagram illustrating an example of the relationship between the correction coefficient and the temperature of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. FIG. 47 is a diagram illustrating an example of a first correction coefficient table of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. In FIG. 46, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the correction coefficient by which the force detection value is multiplied. In the example shown in FIGS. 46 and 47, the temperature b is the reference temperature Tref, and the correction coefficient k at this time is 1 (k = 1).

なお、温度センサ60が実装される場所によっては、タッチ検出機能付き表示装置1aを構成する各誘電体の温度とは異なる温度が検出される場合がある。例えば、図42に示すように、ホストHSTが温度センサ60を有する構成において、CPUのパッケージ内に構成される場合や、図44及び図45に示すように、タッチIC49やCOG19の内部に温度センサ60が構成される場合には、CPU、タッチIC49、COG19等のICチップの発熱による温度が加算される場合が考えられる。従って、基準温度Tref(すなわち、補正係数kを1(k=1)とする温度)は、温度センサ60が実装される場所によって異なる。このため、例えば、タッチ検出機能付き表示装置1aにおいて想定される推奨使用温度(例えば、室温25℃環境下)において、温度センサ60で検出される温度を基準温度Trefとするのが好ましい。   Depending on the location where the temperature sensor 60 is mounted, a temperature different from the temperature of each dielectric material constituting the display device with a touch detection function 1a may be detected. For example, as shown in FIG. 42, in the configuration in which the host HST has the temperature sensor 60, when it is configured in the package of the CPU, or as shown in FIG. 44 and FIG. When 60 is configured, the temperature due to heat generated by the IC chip such as the CPU, the touch IC 49, and the COG 19 may be added. Accordingly, the reference temperature Tref (that is, the temperature at which the correction coefficient k is 1 (k = 1)) varies depending on the location where the temperature sensor 60 is mounted. For this reason, for example, it is preferable to set the temperature detected by the temperature sensor 60 as the reference temperature Tref at the recommended use temperature assumed in the display device with a touch detection function 1a (for example, in a room temperature of 25 ° C. environment).

また、図46に示す例では、温度の上昇に応じて補正係数kの値が下降する、すなわちグラフの傾きがマイナスとなる例を示しているが、このグラフの傾きは、誘電体の材質や各誘電体の組み合わせによって異なり、グラフの傾きがプラスにもなり得る。また、図46に示す例では、温度に応じて補正係数kを直線状に変化させる例を示しているが、2次曲線状に変化させることもあり得る。   In addition, the example shown in FIG. 46 shows an example in which the value of the correction coefficient k decreases as the temperature rises, that is, the slope of the graph becomes negative. Depending on the combination of dielectrics, the slope of the graph can be positive. In the example shown in FIG. 46, the correction coefficient k is linearly changed according to the temperature. However, the correction coefficient k may be changed to a quadratic curve.

ここで、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1aの補正係数kについて説明する。   Here, the correction coefficient k of the display device with a touch detection function 1a according to the second embodiment will be described.

実施形態1において図23を参照して説明したように、温度変化に応じた駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値と力検出値Fとは、式(4),(5)に示すような比例関係にある。これらの式(4),(5)を温度bにおける力検出値Fbについて変形すると、以下の式(18),(19)が得られる。   As described with reference to FIG. 23 in the first embodiment, the capacitance value and the force detection value F between the drive electrode COML and the electrode SUS according to the temperature change are expressed by equations (4) and (5). There is a proportional relationship. When these equations (4) and (5) are transformed with respect to the force detection value Fb at the temperature b, the following equations (18) and (19) are obtained.

Fb=(Cb/Ca)Fa・・・(18)   Fb = (Cb / Ca) Fa (18)

Fb=(Cb/Cc)Fc・・・(19)   Fb = (Cb / Cc) Fc (19)

ここで、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度(例えば、室温25℃環境下)Trefにおける基準容量値をCref、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値(第1容量値)をCcur1、接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値(第2容量値)をCcur2、駆動電極COMLと電極SUSとの間の静電容量の変化量である力検出値をFcur、求めるべき力検出補正値をFcorとすると、以下の(20),(21)式が得られる。   Here, the reference capacitance value at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact (for example, at room temperature of 25 ° C.) is Cref, and between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact. The capacitance value (first capacitance value) is Ccur1, the capacitance value (second capacitance value) between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of contact is Ccur2, and the change in capacitance between the drive electrode COML and the electrode SUS. When the force detection value that is a quantity is Fcur and the force detection correction value to be obtained is Fcor, the following equations (20) and (21) are obtained.

Fcur=Ccur2−Ccur1・・・(20)   Fcur = Ccur2-Ccur1 (20)

Fcor=(Cref/Ccur1)*Fcur・・・(21)   Fcor = (Cref / Ccur1) * Fcur (21)

上記の式(21)において、(Cref/Ccur1)は、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値(第1容量値)Ccur1との比率で決まる固定値である。従って、この(Cref/Ccur1)を補正係数kとすることで((Cref/Ccur1)=k)、以下の式(22)が得られる。   In the above equation (21), (Cref / Ccur1) is the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact, and the drive electrode COML and electrode SUS at the time of non-contact. It is a fixed value determined by the ratio with the capacitance value (first capacitance value) Ccur1. Therefore, by setting (Cref / Ccur1) as the correction coefficient k ((Cref / Ccur1) = k), the following equation (22) is obtained.

Fcor=k*Fcur・・・(22)   Fcor = k * Fcur (22)

力検出制御部50aは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)が予め補正係数kとして設定されている。力検出制御部50aは、補正係数kを力検出値Fcur(=Ccur2−Ccur1)に乗じることで、力検出値Fcurを補正した力検出補正値Fcorを得ることができる。   The force detection control unit 50a includes a reference capacitance value Cref at a reference temperature Tref of a capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and a capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS at a time of non-contact. A ratio (Cref / Ccur1) with Ccur1 is set in advance as a correction coefficient k. The force detection control unit 50a can obtain a force detection correction value Fcor obtained by correcting the force detection value Fcur by multiplying the force detection value Fcur (= Ccur2-Ccur1) by the correction coefficient k.

図48は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図48において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図48において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 48 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the second embodiment. In FIG. 48, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 48, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図49は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図49において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図49において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 49 is a diagram illustrating a relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the second embodiment. In FIG. 49, the horizontal axis represents the force applied to the input surface, and the vertical axis represents the force detection value F. In FIG. 49, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図48及び図49に示す例では、温度bを基準温度Trefをとした例を示している。   In the example shown in FIGS. 48 and 49, the temperature b is set to the reference temperature Tref.

例えば、図48に示すように、上記の式(20),(22)を用いて、温度aにおける力検出値Faに対し、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cacur1との比率で決まる補正係数kaを乗じることで、力検出値Faを補正した力検出補正値Facorを得ることができる。   For example, as shown in FIG. 48, the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact with respect to the force detection value Fa at the temperature a using the above formulas (20) and (22). The force detection correction value Facor obtained by correcting the force detection value Fa is obtained by multiplying the correction coefficient ka determined by the ratio between the reference capacitance value Cref and the capacitance value Cacur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact. Can be obtained.

また、例えば、図48に示すように、上記の式(20),(22)を用いて、温度cにおける力検出値Fcに対し、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cccur1との比率で決まる補正係数kcを乗じることで、力検出値Fcを補正した力検出補正値Fccorを得ることができる。   For example, as shown in FIG. 48, the reference between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact with respect to the force detection value Fc at the temperature c using the above formulas (20) and (22). A force detection correction value obtained by correcting the force detection value Fc by multiplying a correction coefficient kc determined by the ratio between the reference capacitance value Cref at the temperature Tref and the capacitance value Cccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS when not in contact. Fccor can be obtained.

これにより、図49に示すように、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、及び光反射体RSを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。   Thereby, as shown in FIG. 49, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF provided between the drive electrode COML and the electrode SUS, The force detection value due to the change in the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS caused by the temperature characteristics of the dielectrics constituting the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS is corrected.

<力検出制御部の構成及び動作>
本実施形態において、上述した力検出処理は、例えば、図40に示す力検出制御部50aにおける信号処理部44aの力検出処理部442aによって行われる。
<Configuration and operation of force detection control unit>
In the present embodiment, the above-described force detection process is performed by, for example, the force detection processing unit 442a of the signal processing unit 44a in the force detection control unit 50a illustrated in FIG.

図50は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。   FIG. 50 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment.

力検出制御部50aの力検出処理部442aは、接触判定部51と、非接触時容量算出部52と、接触時容量算出部53と、力検出値算出部54と、力検出値補正部56aと、第1補正係数導出部61と、第1補正係数テーブル記憶部62と、を含む。第1補正係数テーブル記憶部62には、予め実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1aの出荷時において個別に設定された第1補正係数テーブルが格納されているものとする。第1補正係数テーブル記憶部62は、例えばレジスタ等で構成される。   The force detection processing unit 442a of the force detection control unit 50a includes a contact determination unit 51, a non-contact capacity calculation unit 52, a contact capacity calculation unit 53, a force detection value calculation unit 54, and a force detection value correction unit 56a. And a first correction coefficient derivation unit 61 and a first correction coefficient table storage unit 62. It is assumed that the first correction coefficient table storage unit 62 stores a first correction coefficient table individually set in advance at the time of shipment of the display device with a touch detection function 1a according to the second embodiment. The first correction coefficient table storage unit 62 is configured by a register, for example.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56a、第1補正係数導出部61は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56a、第1補正係数導出部61は、例えば、タッチIC49がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56a、第1補正係数導出部61は、例えば、COG19又はホストHSTがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、COG19、タッチIC49及びホストHSTの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。   The contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56a, and the first correction coefficient derivation unit 61 are configured by a circuit, for example. . In addition, the touch determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56a, and the first correction coefficient derivation unit 61 are configured by, for example, the touch IC 49. It may be realized by executing a program. In this case, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56a, and the first correction coefficient derivation unit 61 are, for example, the COG 19 or The host HST may be realized by executing a program, or may be realized by, for example, two or more of the COG 19, the touch IC 49, and the host HST executing the program in cooperation. good.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54の動作については、実施形態1と同様である。   The operations of the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, and the force detection value calculation unit 54 are the same as those in the first embodiment.

第1補正係数導出部61は、第1補正係数テーブル記憶部62に記憶された第1補正係数テーブルを参照し、温度センサ60によって検出される温度Tcurに対応する補正係数kを導出して、力検出値補正部56aに出力する。   The first correction coefficient derivation unit 61 refers to the first correction coefficient table stored in the first correction coefficient table storage unit 62, derives a correction coefficient k corresponding to the temperature Tcur detected by the temperature sensor 60, and It outputs to the force detection value correction | amendment part 56a.

力検出値補正部56aは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、第1補正係数導出部61から入力された補正係数kを乗じた力検出補正値Fcor(=k*Fcur)を出力する。   The force detection value correction unit 56a multiplies the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54 by the correction coefficient k input from the first correction coefficient deriving unit 61, thereby detecting the force detection correction value Fcor (= k * Fcur) is output.

本実施形態において、力検出制御部50aは、実施形態1において説明した相互静電容量検出期間139(図27参照)に電極SUSによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。   In the present embodiment, the force detection control unit 50a performs force detection based on the capacitance value detected by the electrode SUS in the mutual capacitance detection period 139 (see FIG. 27) described in the first embodiment.

図51は、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図51に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間139において実施される。   FIG. 51 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. The process shown in FIG. 51 is performed in the mutual capacitance detection period 139 described above.

図51に示すフローチャートにおいて、ステップS201からステップS204までの処理は、図28に示す実施形態1のフローチャートにおけるステップS101からステップS104までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。   In the flowchart shown in FIG. 51, the processing from step S201 to step S204 is substantially the same as the processing from step S101 to step S104 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. .

第1補正係数導出部61は、第1補正係数テーブル記憶部62に記憶された第1補正係数テーブルを参照し、温度センサ60によって検出される温度Tcurに対応する補正係数kを導出して、力検出値補正部56aに出力する(ステップS205)。   The first correction coefficient derivation unit 61 refers to the first correction coefficient table stored in the first correction coefficient table storage unit 62, derives a correction coefficient k corresponding to the temperature Tcur detected by the temperature sensor 60, and It outputs to the force detection value correction | amendment part 56a (step S205).

力検出値補正部56aは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、第1補正係数導出部61から入力された補正係数kを乗じて、力検出補正値Fcor(=k*Fcur)を算出して出力し(ステップS206)、ステップS201の処理に戻る。   The force detection value correction unit 56a multiplies the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54 by the correction coefficient k input from the first correction coefficient derivation unit 61 to obtain a force detection correction value Fcor (= k * Fcur) is calculated and output (step S206), and the process returns to step S201.

上述した処理を実行することにより、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   By performing the above-described processing, it is possible to suppress the influence on the force detection processing due to the temperature characteristics of the air layer AG provided between the drive electrode COML and the electrode SUS and the dielectric material constituting the stacked body LB. , It is possible to suppress a decrease in detection accuracy in the force detection process.

以上説明したように、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1aは、筐体内部の温度を検出する温度センサ60を備える。力検出制御部50aは、温度センサ60によって検出された温度Tcurに応じて力検出値Fcurを補正する。   As described above, the display device with a touch detection function 1a according to the second embodiment includes the temperature sensor 60 that detects the temperature inside the housing. The force detection control unit 50a corrects the force detection value Fcur according to the temperature Tcur detected by the temperature sensor 60.

より具体的には、力検出制御部50aは、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)が予め補正係数kとして設定されている。力検出制御部50aは、補正係数(第1の補正係数)kを力検出値Fcurに対し、乗じて、力検出値Fcurを補正する。   More specifically, the force detection control unit 50a determines the reference temperature Tref between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. Of the reference capacitance value Cref at the time of non-contact with the input surface IS of the detected object OBJ and the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) (Cref / Ccur1) is preset as the correction coefficient k. The force detection control unit 50a corrects the force detection value Fcur by multiplying the force detection value Fcur by a correction coefficient (first correction coefficient) k.

さらに、力検出制御部50aは、温度と補正係数(第1の補正係数)kとを対応付けた第1補正係数テーブルに基づき、温度センサ60によって検出された温度に応じて、力検出値Fcurを補正する。   Further, the force detection control unit 50a, based on the first correction coefficient table in which the temperature and the correction coefficient (first correction coefficient) k are associated with each other, according to the temperature detected by the temperature sensor 60, the force detection value Fcur. Correct.

上記構成により、駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   With the above configuration, the influence of the temperature characteristics of the dielectric that constitutes the air layer AG and the stacked body LB provided between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) on the force detection process. It can suppress, and the fall of the detection accuracy in a force detection process can be suppressed.

本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。   By this embodiment, the display apparatus with a touch detection function which can suppress the fall of the detection accuracy of the force applied to the input surface of a touch panel is obtained.

(実施形態3)
図52は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。なお、実施形態1と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 52 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted about the structure part equivalent or the same as Embodiment 1. FIG.

本実施形態では、図52に示すように、力検出制御部50bには、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Voutが入力される。力検出制御部50bは、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Voutに応じた所定の補正係数(第2の補正係数)を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 52, the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40 is input to the force detection control unit 50b. The force detection control unit 50b multiplies the force detection value by a predetermined correction coefficient (second correction coefficient) corresponding to the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40, thereby detecting the force. Correct the value.

図53は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の平面図である。力検出領域Afにおいて、Y軸方向に平行で、且つ、力検出領域AfのX軸方向の中央を通過する直線130を想定する。   FIG. 53 is a plan view of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. In the force detection region Af, a straight line 130 that is parallel to the Y-axis direction and passes through the center of the force detection region Af in the X-axis direction is assumed.

座標sは、直線130上で、且つ、力検出領域Afの中央部に位置する。座標uは、直線130上で、且つ、力検出領域Afの辺縁部に位置する。座標tは、直線130上で、且つ、座標sと座標uとの中間に位置する座標である。   The coordinate s is located on the straight line 130 and in the center of the force detection area Af. The coordinate u is located on the straight line 130 and at the edge of the force detection area Af. The coordinate t is a coordinate located on the straight line 130 and in the middle between the coordinate s and the coordinate u.

入力面ISの中央部付近、すなわち、図53に示す座標s付近は、入力面ISの辺縁部付近、すなわち、図53に示す座標u付近よりもたわみ易い。換言すると、或る力が入力面ISの中央部付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量(変形量)は、同じ力が入力面ISの辺縁部付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量よりも大きい。   The vicinity of the central portion of the input surface IS, that is, the vicinity of the coordinate s shown in FIG. In other words, when a certain force is applied near the center of the input surface IS, the deflection amount (deformation amount) of the display unit 10 with a touch detection function is the same force applied near the edge of the input surface IS. This is larger than the amount of deflection of the display unit 10 with a touch detection function.

つまり、或る力が座標s付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量は、同じ力が座標t付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量よりも大きい。また、同じ力が座標t付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量は、同じ力が座標s付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量よりも小さく、且つ、同じ力が座標u付近に印加された場合のタッチ検出機能付き表示部10のたわみ量よりも大きい。   That is, the amount of deflection of the display unit 10 with a touch detection function when a certain force is applied near the coordinate s is greater than the amount of deflection of the display unit 10 with a touch detection function when the same force is applied near the coordinate t. Is also big. Further, the deflection amount of the display unit 10 with a touch detection function when the same force is applied near the coordinate t is larger than the deflection amount of the display unit 10 with a touch detection function when the same force is applied near the coordinate s. It is smaller and larger than the deflection amount of the display unit with a touch detection function 10 when the same force is applied in the vicinity of the coordinate u.

図54は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のX軸方向の中心位置におけるY軸方向のタッチ検出位置と力検出値との関係を示すグラフである。図54において、横軸はY座標を表し、縦軸は力検出値Fを表す。   FIG. 54 is a graph showing the relationship between the touch detection position in the Y-axis direction and the force detection value at the center position in the X-axis direction of the region where the force is applied on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. It is. In FIG. 54, the horizontal axis represents the Y coordinate, and the vertical axis represents the force detection value F.

上述したように、入力面ISの中央部付近、すなわち、図53に示す座標s付近で最もたわみ易い。従って、力検出値Fは、Y座標Ysにおいて極大となる。このY座標Ysでの力検出値をFsとする。同様に、Y座標Ytでの力検出値をFtとし、Y座標Yuでの力検出値をFuとする。   As described above, it is most likely to bend near the center of the input surface IS, that is, near the coordinate s shown in FIG. Therefore, the force detection value F is maximum at the Y coordinate Ys. The force detection value at this Y coordinate Ys is defined as Fs. Similarly, the force detection value at the Y coordinate Yt is Ft, and the force detection value at the Y coordinate Yu is Fu.

図55は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面において力が印加される領域のX軸方向の中心位置におけるY軸方向のタッチ検出位置と補正係数との関係を示すグラフである。図55に示す例では、入力面ISのX軸方向及びY軸方向の中心位置、すなわち、座標sを基準位置として、この基準位置における補正係数kpを1(kp=1)とした例を示している。   FIG. 55 is a graph showing the relationship between the touch detection position in the Y-axis direction and the correction coefficient at the center position in the X-axis direction of the region where the force is applied on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. is there. The example shown in FIG. 55 shows an example in which the center position of the input surface IS in the X-axis direction and the Y-axis direction, that is, the coordinate s is the reference position, and the correction coefficient kp at this reference position is 1 (kp = 1). ing.

なお、補正係数kpを1(kp=1)とする基準位置は、入力面ISのX軸方向及びY軸方向の中心位置に限るものではなく、入力面ISにおける力検出領域Afの任意位置を基準位置とすることができる。   The reference position where the correction coefficient kp is 1 (kp = 1) is not limited to the center position of the input surface IS in the X-axis direction and the Y-axis direction, and an arbitrary position of the force detection region Af on the input surface IS. It can be a reference position.

ここで、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1bの補正係数kpについて説明する。   Here, the correction coefficient kp of the display device with a touch detection function 1b according to the third embodiment will be described.

図53に示す座標s,t,uに同じ力が印加された場合に、座標s,t,uで同じ力検出補正値Fcorを得ようとしたとき、以下の式(23)が成り立つ。   When the same force is applied to the coordinates s, t, u shown in FIG. 53 and the same force detection correction value Fcor is obtained at the coordinates s, t, u, the following equation (23) is established.

Fcor=kps*Fs=kpt*Ft=kpu*Fu・・・(23)   Fcor = kps * Fs = kpt * Ft = kpu * Fu (23)

上記の式(23)を補正係数kps,kpt,kpuについて変形すると、以下の式(24),(25),(26)が得られる。   When the above equation (23) is modified with respect to the correction coefficients kps, kpt, kpu, the following equations (24), (25), (26) are obtained.

kps=Fcor/Fs・・・(24)   kps = Fcor / Fs (24)

kpt=Fcor/Ft・・・(25)   kpt = Fcor / Ft (25)

kpu=Fcor/Fu・・・(26)   kpu = Fcor / Fu (26)

上式(24),(25),(26)を、入力面ISにおける力検出領域Afの任意位置における力検出値をFcur、補正係数kpとして一般化すると、以下の式(27)が得られる。   When the above equations (24), (25), and (26) are generalized as Fcur and a correction coefficient kp as a force detection value at an arbitrary position in the force detection region Af on the input surface IS, the following equation (27) is obtained. .

kp=Fcor/Fcur・・・(27)   kp = Fcor / Fcur (27)

上記の式(27)において、入力面ISにおける力検出領域Afの任意位置を基準位置とし、この基準位置における補正係数kpを1(kp=1)とすると、この基準位置における力検出値Fcurと力検出補正値Fcorとが等しくなる(Fcor=Fcur)。このとき、上記の式(24),(25),(26)は、以下の式(28),(29),(30)に変形できる。   In the above equation (27), if an arbitrary position of the force detection area Af on the input surface IS is a reference position and the correction coefficient kp at this reference position is 1 (kp = 1), the force detection value Fcur at the reference position is The force detection correction value Fcor becomes equal (Fcor = Fcur). At this time, the above equations (24), (25), (26) can be transformed into the following equations (28), (29), (30).

kps=Fcur/Fs・・・(28)   kps = Fcur / Fs (28)

kpt=Fcur/Ft・・・(29)   kpt = Fcur / Ft (29)

kpu=Fcur/Fu・・・(30)   kpu = Fcur / Fu (30)

上記の式(28),(29),(30)において、Fcur/Fs、Fcur/Ft、Fcur/Fuは、同一の温度条件下において、入力面ISにおける力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと、力検出領域Afの任意位置(例えば、座標s,t,u)における力検出値(例えば、座標sにおける力検出値Fs、座標tにおける力検出値Ft、座標uにおける力検出値Fu)との比率で決まる固定値である。従って、これらのFcur/Fs、Fcur/Ft、Fcur/Fuを補正係数kpとすることで、実施形態1において説明した式(7)から、以下の式(31)が得られる。   In the above formulas (28), (29), and (30), Fcur / Fs, Fcur / Ft, and Fcur / Fu are force detection at the reference position of the force detection region Af on the input surface IS under the same temperature condition. The value Fcur and the force detection value (for example, the force detection value Fs at the coordinate s, the force detection value Ft at the coordinate t, the force detection value at the coordinate u) at an arbitrary position (for example, coordinates s, t, u) of the force detection area Af It is a fixed value determined by the ratio to Fu). Therefore, by setting these Fcur / Fs, Fcur / Ft, and Fcur / Fu as correction coefficients kp, the following equation (31) is obtained from equation (7) described in the first embodiment.

Fcor=kp*(Cref/Ccur1)*Fcur・・・(31)   Fcor = kp * (Cref / Ccur1) * Fcur (31)

力検出補正部50bは、同一の温度条件下での入力面ISの力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと力検出領域Afの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数kpとして設定されている。力検出補正部50bは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を力検出値Fcurに乗じ、さらに、上述した補正係数kpを乗じることで、タッチ検出位置に応じて力検出値Fcurを補正した力検出補正値Fcorを得ることができる。   The force detection correction unit 50b is configured so that the ratio between the force detection value Fcur at the reference position of the force detection area Af of the input surface IS and the force detection value at an arbitrary position of the force detection area Af under the same temperature condition is a correction coefficient kp in advance. Is set as The force detection correction unit 50b includes a reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and a capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact. By multiplying the force detection value Fcur by the ratio (Cref / Ccur1) and further multiplying by the correction coefficient kp described above, a force detection correction value Fcor in which the force detection value Fcur is corrected according to the touch detection position can be obtained.

なお、上記説明では、座標s,t,uが直線130(図53参照)上にある場合について例示した。しかし、実際には、力検出領域Afは、図53に示したように、2次元である。従って、タッチ検出機能付き表示装置1bは、力が印加される2次元位置毎に、異なる補正係数kpを使用する。より具体的には、入力面ISにおける力検出領域Afを複数の領域に分割し、各領域毎に補正係数kpを設定した第2補正係数テーブルを用いて、タッチ検出位置に応じた補正係数kpを適用する。   In the above description, the case where the coordinates s, t, u are on the straight line 130 (see FIG. 53) is illustrated. However, in reality, the force detection area Af is two-dimensional as shown in FIG. Therefore, the display device with a touch detection function 1b uses a different correction coefficient kp for each two-dimensional position to which a force is applied. More specifically, the force detection area Af on the input surface IS is divided into a plurality of areas, and the correction coefficient kp corresponding to the touch detection position is used using the second correction coefficient table in which the correction coefficient kp is set for each area. Apply.

図56は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面における力検出領域の分割例を示す図である。図57は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の第2補正係数テーブルの一例を示す図である。図56及び図57に示す例では、入力面ISのX軸方向及びY軸方向の中心位置を含む領域(Xp,Yq)における補正係数kpを1(kp(p,q)=1)とした例を示している。   FIG. 56 is a diagram illustrating an example of division of the force detection region on the input surface of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. FIG. 57 is a diagram illustrating an example of a second correction coefficient table of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. In the example shown in FIGS. 56 and 57, the correction coefficient kp in the region (Xp, Yq) including the center position of the input surface IS in the X-axis direction and the Y-axis direction is set to 1 (kp (p, q) = 1). An example is shown.

図58は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図58において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図58において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 58 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the third embodiment. In FIG. 58, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 58, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図59は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図59において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図59において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 59 is a diagram illustrating a relationship between a force applied to the input surface and a force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the third embodiment. In FIG. 59, the horizontal axis indicates the force applied to the input surface, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 59, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図58及び図59に示す例では、温度bを基準温度Trefをとし、図53に示す力検出領域Afの座標tに一定の力が印加された例を示している。   In the example shown in FIGS. 58 and 59, the temperature b is set as the reference temperature Tref, and a constant force is applied to the coordinate t of the force detection region Af shown in FIG.

力検出制御部50bは、同一の温度条件下での入力面ISの力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと力検出領域Afの座標tにおける力検出値Fatとの比率(Fcur/Ft)が予め補正係数kptとして設定されている。   The force detection control unit 50b has a ratio (Fcur / Ft) between the force detection value Fcur at the reference position of the force detection region Af of the input surface IS and the force detection value Fat at the coordinate t of the force detection region Af under the same temperature condition. ) Is previously set as the correction coefficient kpt.

力検出制御部50bは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと温度aにおける非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cacur1との比率(Cref/Cacur1)を力検出値Fatに乗じ(二点鎖線)、さらに、座標tにおける補正係数kptを乗じることで(一点鎖線)、力検出値Fatを補正した力検出補正値Fatcorを得ることができる。   The force detection control unit 50b generates a capacitance value Cacur1 between the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS when not in contact with the drive electrode COML and the electrode SUS at the temperature a. The force detection correction value Fatcor obtained by correcting the force detection value Fat by multiplying the force detection value Fat by the ratio (Cref / Cacur1) to the force detection value (two-dot chain line) and further multiplying by the correction coefficient kpt at the coordinate t (one-dot chain line). Can be obtained.

また、力検出制御部50bは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと温度cにおける非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cccur1との比率(Cref/Cccur1)を力検出値Fctに乗じ(二点鎖線)、さらに、座標tにおける補正係数kptを乗じることで、力検出値Fctを補正した力検出補正値Fctcorを得ることができる。   Further, the force detection control unit 50b generates a capacitance between the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS when not in contact and the drive electrode COML and the electrode SUS at non-contact at the temperature c. The force detection correction value Fctcor obtained by correcting the force detection value Fct is obtained by multiplying the force detection value Fct by the ratio (Cref / Cccur1) to the value Cccur1 (two-dot chain line) and further multiplying by the correction coefficient kpt at the coordinate t. be able to.

これにより、図59に示すように、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、及び光反射体RSを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。   Thereby, as shown in FIG. 59, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF provided between the drive electrode COML and the electrode SUS, The force detection value due to the change in the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS caused by the temperature characteristics of the dielectrics constituting the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS is corrected.

<力検出制御部の構成及び動作>
本実施形態において、上述した力検出処理は、例えば、図52に示す力検出制御部50bにおける信号処理部44bの力検出処理部442bによって行われる。
<Configuration and operation of force detection control unit>
In the present embodiment, the above-described force detection process is performed by, for example, the force detection processing unit 442b of the signal processing unit 44b in the force detection control unit 50b illustrated in FIG.

図60は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。   FIG. 60 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment.

力検出制御部50bの力検出処理部442bは、接触判定部51と、非接触時容量算出部52と、接触時容量算出部53と、力検出値算出部54と、容量値比率算出部55と、力検出値補正部56bと、基準容量値記憶部57と、第2補正係数導出部63と、第2補正係数テーブル記憶部64と、を含む。第2補正係数テーブル記憶部64には、予め実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1bの出荷時において個別に設定された第2補正係数テーブルが格納されているものとする。第2補正係数テーブル記憶部64は、例えばレジスタ等で構成される。   The force detection processing unit 442b of the force detection control unit 50b includes a contact determination unit 51, a non-contact capacity calculation unit 52, a contact capacity calculation unit 53, a force detection value calculation unit 54, and a capacitance value ratio calculation unit 55. A force detection value correction unit 56b, a reference capacitance value storage unit 57, a second correction coefficient derivation unit 63, and a second correction coefficient table storage unit 64. It is assumed that the second correction coefficient table storage unit 64 stores a second correction coefficient table individually set in advance at the time of shipment of the display device with a touch detection function 1b according to the third embodiment. The second correction coefficient table storage unit 64 is composed of, for example, a register.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56b、第2補正係数導出部63は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56b、第2補正係数導出部63は、例えば、タッチIC49がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55、力検出値補正部56b、第2補正係数導出部63は、例えば、COG19又はホストHSTがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、COG19、タッチIC49及びホストHSTの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。   The contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, the force detection value correction unit 56b, and the second correction coefficient derivation unit 63 are: For example, it is composed of a circuit. Further, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, the force detection value correction unit 56b, and the second correction coefficient derivation unit 63. For example, the touch IC 49 may be realized by executing a program. In this case, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the capacitance value ratio calculation unit 55, the force detection value correction unit 56b, and the second correction coefficient derivation unit. 63 may be realized, for example, by the COG 19 or the host HST executing the program, and for example, two or more of the COG 19, the touch IC 49, and the host HST execute the program in cooperation. You may make it implement | achieve.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、容量値比率算出部55の動作については、実施形態1と同様である。   The operations of the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, and the capacitance value ratio calculation unit 55 are the same as those in the first embodiment.

第2補正係数導出部63は、第2補正係数テーブル記憶部64に記憶された第2補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Vout、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数kpを導出して、力検出値補正部56bに出力する。   The second correction coefficient deriving unit 63 refers to the second correction coefficient table stored in the second correction coefficient table storage unit 64, and detects the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40, that is, The correction coefficient kp corresponding to the coordinates of the touch detection position is derived and output to the force detection value correction unit 56b.

力検出値補正部56bは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55から入力された、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じ、さらに、第2補正係数導出部63から入力された補正係数kpを乗じた力検出補正値Fcor(=kp*(Cref/Ccur1)*Fcur)を出力する。   The force detection value correction unit 56b is provided between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact input from the capacitance value ratio calculation unit 55 with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54. Multiplyed by the ratio (Cref / Ccur1) of the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref and the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact, and further inputted from the second correction coefficient derivation unit 63. The force detection correction value Fcor (= kp * (Cref / Ccur1) * Fcur) multiplied by the correction coefficient kp is output.

本実施形態において、力検出制御部50bは、実施形態1において説明した相互静電容量検出期間139(図27参照)に電極SUSによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。   In the present embodiment, the force detection control unit 50b performs force detection based on the capacitance value detected by the electrode SUS in the mutual capacitance detection period 139 (see FIG. 27) described in the first embodiment.

図61は、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図61に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間139において実施される。   FIG. 61 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. The process shown in FIG. 61 is performed in the mutual capacitance detection period 139 described above.

図61に示すフローチャートにおいて、ステップS301からステップS304までの処理は、図28に示す実施形態1のフローチャートにおけるステップS101からステップS104までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。   In the flowchart shown in FIG. 61, the processing from step S301 to step S304 is substantially the same as the processing from step S101 to step S104 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. .

容量値比率算出部55は、基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと、非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を算出して、力検出値補正部56bに出力する。また、第2補正係数導出部63は、第2補正係数テーブル記憶部64に記憶された第2補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Vout、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数kを導出して、力検出値補正部56bに出力する(ステップS305)。   The capacitance value ratio calculation unit 55 calculates a ratio (Cref / Ccur1) between the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref and the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact, and a force detection value correction unit 56b. Output to. Further, the second correction coefficient deriving unit 63 refers to the second correction coefficient table stored in the second correction coefficient table storage unit 64, and the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40. That is, the correction coefficient k corresponding to the coordinates of the touch detection position is derived and output to the force detection value correction unit 56b (step S305).

力検出値補正部56bは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55から入力された基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと、非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じ、さらに、第2補正係数導出部63から入力された補正係数kpを乗じて、力検出補正値Fcor(=kp*(Cref/Ccur1)*Fcur)を算出して出力し(ステップS306)、ステップS301の処理に戻る。   The force detection value correction unit 56b is configured to detect a non-contact reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref input from the capacitance value ratio calculation unit 55 with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54, and non-contact. The force detection correction value Fcor (= kp * (Cref) is multiplied by the ratio (Cref / Ccur1) with the capacitance value Ccur1 detected at the time of contact, and further multiplied by the correction coefficient kp input from the second correction coefficient derivation unit 63. / Ccur1) * Fcur) is calculated and output (step S306), and the process returns to step S301.

上述した処理を実行することにより、タッチ検出位置に応じて、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   By executing the above-described processing, the force detection processing is given by the temperature characteristics of the air layer AG provided between the drive electrode COML and the electrode SUS and the dielectrics constituting the stacked body LB according to the touch detection position. The influence can be suppressed, and a decrease in detection accuracy in the force detection process can be suppressed.

<変形例>
図62は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチ検出部及び表示部の構成例を示すブロック図である。
<Modification>
FIG. 62 is a block diagram illustrating a configuration example of a touch detection unit and a display unit of a display device with a touch detection function according to a modification of the third embodiment.

図62に示す例では、上述した実施形態3の構成に加え、実施形態2において説明した温度センサ60を具備している。力検出制御部50cは、温度センサ60によって検出される温度に応じた所定の補正係数(第1の補正係数)を力検出値に乗じることで、力検出値を補正する。すなわち、実施形態3の変形例において、力検出制御部50cは、上記の式(31)の(Cref/Ccur1)を補正係数kとした以下の式(32)を用いて、力検出値Fcurを補正する。   The example shown in FIG. 62 includes the temperature sensor 60 described in the second embodiment in addition to the configuration of the third embodiment described above. The force detection control unit 50c corrects the force detection value by multiplying the force detection value by a predetermined correction coefficient (first correction coefficient) corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 60. That is, in the modification of the third embodiment, the force detection control unit 50c calculates the force detection value Fcur using the following equation (32) in which (Cref / Ccur1) of the above equation (31) is the correction coefficient k. to correct.

Fcor=kp*k*Fcur・・・(32)   Fcor = kp * k * Fcur (32)

図63は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力が一定である場合の力検出補正値の一例を示す図である。図63において、横軸は温度を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図63において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 63 is a diagram illustrating an example of a force detection correction value when the force applied to the input surface is constant in the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. In FIG. 63, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 63, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図64は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置において、入力面に印加された力と力検出補正値との関係を示す図である。図64において、横軸は入力面に印加された力を示し、縦軸は力検出値Fを示している。また、図64において、破線は補正前の力検出値を示し、一点鎖線は補正後の力検出値を示している。   FIG. 64 is a diagram illustrating the relationship between the force applied to the input surface and the force detection correction value in the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. In FIG. 64, the horizontal axis indicates the force applied to the input surface, and the vertical axis indicates the force detection value F. In FIG. 64, the broken line indicates the force detection value before correction, and the alternate long and short dash line indicates the force detection value after correction.

図63及び図64に示す例では、温度bを基準温度Trefをとし、図53に示す力検出領域Afの座標tに一定の力が印加された例を示している。   In the example shown in FIGS. 63 and 64, the temperature b is set as the reference temperature Tref, and a constant force is applied to the coordinate t of the force detection region Af shown in FIG.

力検出制御部50cは、同一の温度条件下での入力面ISの力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと力検出領域Afの座標tにおける力検出値Fatとの比率(Fcur/Ft)が予め補正係数kptとして設定されている。   The force detection control unit 50c compares the force detection value Fcur at the reference position of the force detection area Af of the input surface IS and the force detection value Fat at the coordinate t of the force detection area Af under the same temperature condition (Fcur / Ft ) Is previously set as the correction coefficient kpt.

また、力検出制御部50cは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと温度aにおける非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cacur1との比率(Cref/Cacur1)が予め補正係数kaとして設定されている。力検出制御部50cは、温度aにおける補正係数kaを力検出値Fatに乗じ(二点鎖線)、さらに、座標tにおける補正係数kptを乗じることで(一点鎖線)、力検出値Fatを補正した力検出補正値Fatcorを得ることができる。   Further, the force detection control unit 50c is configured such that the capacitance between the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and the drive electrode COML and electrode SUS at the time of the non-contact at the temperature a. A ratio (Cref / Cacur1) with the value Cacur1 is set in advance as the correction coefficient ka. The force detection control unit 50c corrects the force detection value Fat by multiplying the force detection value Fat by the correction coefficient ka at the temperature a (two-dot chain line) and further by multiplying the correction coefficient kpt at the coordinate t (one-dot chain line). A force detection correction value Fatcor can be obtained.

また、力検出制御部50cは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと温度cにおける非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Cccur1との比率(Cref/Cccur1)が予め補正係数kcとして設定されている。力検出制御部50cは、補正係数kcを力検出値Fctに乗じ(二点鎖線)、さらに、座標tにおける補正係数kptを乗じることで(一点鎖線)、力検出値Fctを補正した力検出補正値Fctcorを得ることができる。   Further, the force detection control unit 50c is configured such that the capacitance between the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and the drive electrode COML and electrode SUS at the time of the non-contact at the temperature c. The ratio (Cref / Cccur1) to the value Cccur1 is set in advance as the correction coefficient kc. The force detection control unit 50c multiplies the force detection value Fct by the correction coefficient kc (two-dot chain line), and further multiplies the correction coefficient kpt at the coordinate t (one-dot chain line) to correct the force detection value Fct. The value Fctcor can be obtained.

これにより、図64に示すように、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた第2基板21、第1光学素子OD1、空気層AG、反射型偏光性フィルムDBEF、輝度向上フィルムBEF、光拡散シートDI、導光体LG、及び光反射体RSを構成する誘電体の温度特性によって生じる駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値の変化による力検出値が補正される。   Thereby, as shown in FIG. 64, the second substrate 21, the first optical element OD1, the air layer AG, the reflective polarizing film DBEF, the brightness enhancement film BEF provided between the drive electrode COML and the electrode SUS, The force detection value due to the change in the capacitance value between the drive electrode COML and the electrode SUS caused by the temperature characteristics of the dielectrics constituting the light diffusion sheet DI, the light guide LG, and the light reflector RS is corrected.

<力検出制御部の構成及び動作>
本実施形態の変形例において、上述した力検出処理は、例えば、図62に示す力検出制御部50cにおける信号処理部44cの力検出処理部442cによって行われる。
<Configuration and operation of force detection control unit>
In the modification of the present embodiment, the above-described force detection processing is performed by, for example, the force detection processing unit 442c of the signal processing unit 44c in the force detection control unit 50c illustrated in FIG.

図65は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。   FIG. 65 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to a modification of the third embodiment.

力検出制御部50cの力検出処理部442cは、接触判定部51と、非接触時容量算出部52と、接触時容量算出部53と、力検出値算出部54と、力検出値補正部56cと、第1補正係数導出部61と、第1補正係数テーブル記憶部62と、第2補正係数導出部63と、第2補正係数テーブル記憶部64と、を含む。   The force detection processing unit 442c of the force detection control unit 50c includes a contact determination unit 51, a non-contact capacity calculation unit 52, a contact capacity calculation unit 53, a force detection value calculation unit 54, and a force detection value correction unit 56c. A first correction coefficient derivation unit 61, a first correction coefficient table storage unit 62, a second correction coefficient derivation unit 63, and a second correction coefficient table storage unit 64.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56c、第1補正係数導出部61、第2補正係数導出部63は、例えば、回路で構成される。また、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56c、第1補正係数導出部61、第2補正係数導出部63は、例えば、タッチIC49がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54、力検出値補正部56c、第1補正係数導出部61、第2補正係数導出部63は、例えば、COG19又はホストHSTがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、COG19、タッチIC49及びホストHSTの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。   The contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56c, the first correction coefficient derivation unit 61, and the second correction coefficient derivation unit 63 For example, it is composed of a circuit. Also, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56c, the first correction coefficient derivation unit 61, and the second correction coefficient derivation unit. For example, 63 may be realized by the touch IC 49 executing a program. In this case, the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, the force detection value calculation unit 54, the force detection value correction unit 56c, the first correction coefficient derivation unit 61, and the second correction coefficient derivation. The unit 63 may be realized, for example, by executing a program by the COG 19 or the host HST. For example, two or more of the COG 19, the touch IC 49, and the host HST execute the program in cooperation. This may be realized.

接触判定部51、非接触時容量算出部52、接触時容量算出部53、力検出値算出部54の動作については、実施形態1と同様であり、第1補正係数導出部61の動作については、実施形態2と同様であり、第2補正係数導出部63の動作については、実施形態3と同様である。   The operations of the contact determination unit 51, the non-contact capacity calculation unit 52, the contact capacity calculation unit 53, and the force detection value calculation unit 54 are the same as those in the first embodiment, and the operation of the first correction coefficient derivation unit 61 is as follows. The operation of the second correction coefficient deriving unit 63 is the same as that of the third embodiment.

力検出値補正部56cは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、第1補正係数導出部61から入力された補正係数kを乗じ、さらに、第2補正係数導出部63から入力された補正係数kpを乗じた力検出補正値Fcor(=kp*k*Fcur)を出力する。   The force detection value correction unit 56c multiplies the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54 by the correction coefficient k input from the first correction coefficient derivation unit 61, and further, a second correction coefficient derivation unit. The force detection correction value Fcor (= kp * k * Fcur) multiplied by the correction coefficient kp input from 63 is output.

本実施形態の変形例において、力検出制御部50cは、実施形態1において説明した相互静電容量検出期間139(図27参照)に電極SUSによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。   In the modification of the present embodiment, the force detection control unit 50c performs force detection based on the capacitance value detected by the electrode SUS in the mutual capacitance detection period 139 (see FIG. 27) described in the first embodiment. .

図66は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図66に示す処理は、上述した相互静電容量検出期間139において実施される。   FIG. 66 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the modification of the third embodiment. The process shown in FIG. 66 is performed in the mutual capacitance detection period 139 described above.

図66に示すフローチャートにおいて、ステップS401からステップS404までの処理は、図28に示す実施形態1のフローチャートにおけるステップS101からステップS104までの処理と実質的に同一であるので、重複する説明を省略する。   In the flowchart shown in FIG. 66, the process from step S401 to step S404 is substantially the same as the process from step S101 to step S104 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. .

第1補正係数導出部61は、第1補正係数テーブル記憶部62に記憶された第1補正係数テーブルを参照し、温度センサ60によって検出される温度Tcurに対応する補正係数kを導出して、力検出値補正部56cに出力する。また、第2補正係数導出部63は、第2補正係数テーブル記憶部64に記憶された第2補正係数テーブルを参照し、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Vout、すなわち、タッチ検出位置の座標に対応する補正係数kpを導出して、力検出値補正部56bに出力する(ステップS405)。   The first correction coefficient derivation unit 61 refers to the first correction coefficient table stored in the first correction coefficient table storage unit 62, derives a correction coefficient k corresponding to the temperature Tcur detected by the temperature sensor 60, and This is output to the force detection value correction unit 56c. Further, the second correction coefficient deriving unit 63 refers to the second correction coefficient table stored in the second correction coefficient table storage unit 64, and the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40. That is, the correction coefficient kp corresponding to the coordinates of the touch detection position is derived and output to the force detection value correction unit 56b (step S405).

力検出値補正部56cは、力検出値算出部54から入力された力検出値Fcurに対し、第1補正係数導出部61から入力された補正係数kを乗じ、さらに、第2補正係数導出部63から入力された補正係数kpを乗じて、力検出補正値Fcor(=kp*k*Fcur)を算出して出力し(ステップS406)、ステップS401の処理に戻る。   The force detection value correction unit 56c multiplies the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54 by the correction coefficient k input from the first correction coefficient derivation unit 61, and further, a second correction coefficient derivation unit. The force detection correction value Fcor (= kp * k * Fcur) is calculated by multiplying by the correction coefficient kp input from 63 (step S406), and the process returns to step S401.

上述した処理を実行することにより、タッチ検出位置に応じて、駆動電極COMLと電極SUSとの間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   By executing the above-described processing, the force detection processing is given by the temperature characteristics of the air layer AG provided between the drive electrode COML and the electrode SUS and the dielectrics constituting the stacked body LB according to the touch detection position. The influence can be suppressed, and a decrease in detection accuracy in the force detection process can be suppressed.

以上説明したように、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1b,1cは、力検出制御部50b,50cに対し、タッチ検出制御部40の座標抽出部45から出力されるタッチ検出位置Voutが入力される。力検出制御部50b,50cは、タッチ検出位置の座標に応じて力検出値Fcurを補正する。   As described above, the display devices with a touch detection function 1b and 1c according to the third embodiment provide the touch detection position Vout output from the coordinate extraction unit 45 of the touch detection control unit 40 to the force detection control units 50b and 50c. Is entered. The force detection control units 50b and 50c correct the force detection value Fcur according to the coordinates of the touch detection position.

より具体的には、力検出制御部50bは、同一の温度条件下での入力面ISの力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと力検出領域Afの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数(第2の補正係数)kpとして設定されている。力検出制御部50bは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を力検出値Fcurに乗じ、さらに、補正係数(第2の補正係数)kpを乗じて、力検出値Fcurを補正する。   More specifically, the force detection control unit 50b calculates the force detection value Fcur at the reference position of the force detection area Af of the input surface IS and the force detection value at an arbitrary position of the force detection area Af under the same temperature condition. The ratio is set in advance as a correction coefficient (second correction coefficient) kp. The force detection control unit 50b calculates the ratio between the reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and the capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact. The force detection value Fcur is multiplied by (Cref / Ccur1), and further multiplied by a correction coefficient (second correction coefficient) kp to correct the force detection value Fcur.

また、力検出制御部50cは、同一の温度条件下での入力面ISの力検出領域Afの基準位置における力検出値Fcurと力検出領域Afの任意位置における力検出値との比率が予め補正係数(第2の補正係数)kpとして設定されている。また、力検出制御部50cは、非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと非接触時の駆動電極COMLと電極SUSとの間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)が予め補正係数k(第1の補正係数)として設定されている。力検出制御部50bは、補正係数kを力検出値Fcurに乗じ、さらに、補正係数(第2の補正係数)kpを乗じて、力検出値Fcurを補正する。   Further, the force detection control unit 50c corrects in advance the ratio between the force detection value Fcur at the reference position of the force detection area Af of the input surface IS and the force detection value at an arbitrary position of the force detection area Af under the same temperature condition. It is set as a coefficient (second correction coefficient) kp. In addition, the force detection control unit 50c generates a reference capacitance value Cref at the reference temperature Tref between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact and a capacitance value Ccur1 between the drive electrode COML and the electrode SUS at the time of non-contact. Ratio (Cref / Ccur1) is preset as a correction coefficient k (first correction coefficient). The force detection control unit 50b corrects the force detection value Fcur by multiplying the force detection value Fcur by the correction coefficient k and further by a correction coefficient (second correction coefficient) kp.

さらに、力検出制御部50b,50cは、力検出領域Af上の位置と補正係数(第2の補正係数)kpとを対応付けた第2補正係数テーブルに基づき、タッチ検出制御部40によって検出されたタッチ検出位置に応じて、力検出値Fcurを補正する。   Furthermore, the force detection control units 50b and 50c are detected by the touch detection control unit 40 based on the second correction coefficient table in which the position on the force detection region Af and the correction coefficient (second correction coefficient) kp are associated with each other. The force detection value Fcur is corrected according to the touch detection position.

上記構成により、タッチ検出位置に応じて、駆動電極COML(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、タッチ検出位置によらず力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   With the above configuration, depending on the touch detection position, depending on the temperature characteristics of the air layer AG provided between the drive electrode COML (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) and the dielectric constituting the stacked body LB. The influence on the force detection process can be suppressed, and a decrease in detection accuracy in the force detection process can be suppressed regardless of the touch detection position.

本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。   By this embodiment, the display apparatus with a touch detection function which can suppress the fall of the detection accuracy of the force applied to the input surface of a touch panel is obtained.

(実施形態4)
図67は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの例を示す図である。図68は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の電極を示す斜視図である。なお、実施形態1と同等あるいは同一の構成部については、重複する説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 67 is a diagram illustrating an example of a module in which the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment is mounted. FIG. 68 is a perspective view illustrating electrodes of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted about the structure part equivalent or the same as Embodiment 1. FIG.

実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dは、自己静電容量方式の基本原理に基づき、タッチ検出を行う。自己静電容量方式の場合、マトリクス状に設けられた複数の電極ELをタッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLの機能を兼用する電極として用いるようにしても良い。この場合、複数の電極ELの各々が、配線L等の接続部を介してタッチIC49内に設けられた駆動電極制御部48に接続される。なお、図67では、一部の電極ELの配線Lのみ図示されているが、実際には全ての電極ELに個別に配線L又はそれに類する接続部が設けられる。なお、駆動電極制御部48は、アレイ基板(画素基板2)上に設けられていても良い。   The display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment performs touch detection based on the basic principle of the self-capacitance method. In the case of the self-capacitance method, a plurality of electrodes EL provided in a matrix may be used as electrodes that have the functions of the touch detection electrode TDL and the drive electrode COML. In this case, each of the plurality of electrodes EL is connected to a drive electrode control unit 48 provided in the touch IC 49 via a connection unit such as a wiring L. In FIG. 67, only the wirings L of some of the electrodes EL are shown, but actually, all the electrodes EL are individually provided with the wirings L or similar connection portions. Note that the drive electrode control unit 48 may be provided on the array substrate (pixel substrate 2).

電極ELの形状及び大きさは任意であるが、電極ELの大きさを例えば画素の大きさに対応させても良い。この場合、画素を構成する電極(例えば、液晶表示装置の画素における画素電極22又は対向電極としての駆動電極COML)の1つを電極ELとして用いても良い。すなわち、電極ELは、複数の画素を有する表示装置の画素の各々に設けられた電極と兼用されていても良い。   The shape and size of the electrode EL are arbitrary, but the size of the electrode EL may correspond to, for example, the size of the pixel. In this case, one of the electrodes constituting the pixel (for example, the pixel electrode 22 in the pixel of the liquid crystal display device or the drive electrode COML as the counter electrode) may be used as the electrode EL. That is, the electrode EL may be used also as an electrode provided in each pixel of a display device having a plurality of pixels.

図68に示すように、実施形態4において、複数の電極ELは、図1のタッチ検出部SE1を構成する。複数の電極EL及び電極SUSは、図1の力検出部SE2を構成する。   As shown in FIG. 68, in the fourth embodiment, the plurality of electrodes EL constitute the touch detection unit SE1 of FIG. The plurality of electrodes EL and the electrodes SUS constitute the force detection unit SE2 in FIG.

本構成例では、電極SUSは、導電体(例えば、アルミニウム)で形成されている。電極SUSの電位は、基準電位である。基準電位は、接地電位GNDが例示される。なお、タッチIC49、COG19、ホストHSTのいずれかと、電極SUSとが接続配線等で電気的に接続され、タッチIC49、COG19、ホストHSTのいずれかから基準電位が供給されても良い。また、電極SUSは、例えば、導電材料で構成されたリアフレームRFRで構成されても良い。   In this configuration example, the electrode SUS is formed of a conductor (for example, aluminum). The potential of the electrode SUS is a reference potential. The reference potential is exemplified by the ground potential GND. Note that any one of the touch IC 49, the COG 19, and the host HST may be electrically connected to the electrode SUS by a connection wiring or the like, and the reference potential may be supplied from any one of the touch IC 49, the COG 19, and the host HST. Further, the electrode SUS may be constituted by, for example, a rear frame RFR made of a conductive material.

本実施形態では、電極ELが「第1電極」に対応する。電極SUSが「第2電極」に対応する。   In the present embodiment, the electrode EL corresponds to a “first electrode”. The electrode SUS corresponds to the “second electrode”.

なお、電極SUSを独立した導電体の構成部材で構成した場合には、電極SUSを検出制御部200,200a,200b,200cの力検出制御部50,50a,50b,50cに接続するか基準電位とするかを選択可能な構成とすることで、実施形態1から実施形態3と同様の構成とすることができる。すなわち、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dは、実施形態1から実施形態3のタッチ検出機能付き表示装置1,1a,1b,1cと同一構成で実現可能である。   In addition, when the electrode SUS is configured by an independent conductive component, the electrode SUS is connected to the force detection control units 50, 50a, 50b, 50c of the detection control units 200, 200a, 200b, 200c or a reference potential. It can be set as the structure similar to Embodiment 1- Embodiment 3 by setting it as the structure which can be selected. That is, the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment can be realized with the same configuration as the display devices with a touch detection function 1, 1a, 1b, and 1c according to the first to third embodiments.

<力検出の原理>
[基本原理]
図69は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面図及び等価回路図である。図69に示すように、電極ELと電極SUSとの間には、第2基板21によって形成される容量をC、第1光学素子OD1によって形成される容量をCOD1、空気層AGによって形成される容量をCAG、反射型偏光性フィルムDBEFによって形成される容量をCDBEF、輝度向上フィルムBEFによって形成される容量をCBEF、光拡散シートDIによって形成される容量をCDI、導光体LGによって形成される容量をCLG、光反射体RSによって形成される容量をCRSとしたとき、以下の式(33)に示す容量値C1が存在する。
<Principle of force detection>
[Basic principle]
FIG. 69 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram of a display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 69, between the electrode EL and the electrode SUS, a capacitor formed by the second substrate 21 is formed by C G , a capacitor formed by the first optical element OD1 is formed by C OD1 , and an air layer AG. the capacitance C AG, reflective polarizing film DBEF the capacitance formed by the C DBEF, the capacitance formed by the brightness enhancement film BEF C BEF, the capacitance formed by the light diffusion sheet DI C DI, light capacity C LG formed by the body LG, when the capacitance formed by the light reflector RS was C RS, there is a capacitance value C1 as shown in formula (33).

C1=C×COD1×CAG×CDBEF×CBEF×CDI×CLG×CRS/(C+COD1+CAG+CDBEF+CBEF+CDI+CLG+CRS)・・・(33) C1 = C G × C OD1 × C AG × C DBEF × C BEF × C DI × C LG × C RS / (C G + C OD1 + C AG + C DBEF + C BEF + C DI + C LG + C RS) ··· (33)

入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接していない状態において、電極ELによって検出される容量値Cは、以下の式(34)で表すことができる。   In a state where the object to be detected OBJ is not in contact with or close to the input surface IS, the capacitance value C detected by the electrode EL can be expressed by the following equation (34).

C=C1・・・(34)   C = C1 (34)

図70は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に被検出物が接触又は近接したときの断面図及び等価回路図である。図70に示すように、被検出物(ここでは指)OBJが入力面ISに接触又は近接したとき、電極ELと被検出物OBJとの間には、容量C2が発生する。このとき、電極ELによって検出される容量値Cは、以下の式(35)で表すことができる。   FIG. 70 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when an object to be detected is in contact with or close to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 70, when the object to be detected (here, a finger) OBJ contacts or approaches the input surface IS, a capacitance C2 is generated between the electrode EL and the object to be detected OBJ. At this time, the capacitance value C detected by the electrode EL can be expressed by the following equation (35).

C=C2+C1・・・(35)   C = C2 + C1 (35)

図71は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の入力面に力が印加されているときの断面図及び等価回路図である。図71に示すように、被検出物OBJが入力面ISに力を印加したとき、タッチ検出機能付き表示部10がたわむ。タッチ検出機能付き表示部10がたわむと、空気層AGの厚みが薄くなる。このとき、空気層AGによって形成される容量CAG’は、入力面ISに力が印加されていないときに空気層AGによって形成される容量CAGに対してΔCAGだけ増加し、以下の式(36)で表される。 FIG. 71 is a cross-sectional view and an equivalent circuit diagram when a force is applied to the input surface of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 71, when the object OBJ applies a force to the input surface IS, the display unit 10 with a touch detection function bends. When the display unit with a touch detection function 10 bends, the thickness of the air layer AG is reduced. At this time, the capacitance C AG ′ formed by the air layer AG increases by ΔC AG with respect to the capacitance C AG formed by the air layer AG when no force is applied to the input surface IS. (36)

AG’=CAG+ΔCAG・・・(36) C AG '= C AG + ΔC AG (36)

また、このときの電極ELと電極SUSとの間の容量値C1’は、以下の式(37)によって表すことができる。   Further, the capacitance value C1 'between the electrode EL and the electrode SUS at this time can be expressed by the following equation (37).

C1’=C×COD1×CAG’×CDBEF×CBEF×CDI×CLG×CRS/(C+COD1+CAG’+CDBEF+CBEF+CDI+CLG)・・・(37) C1 '= C G × C OD1 × C AG' × C DBEF × C BEF × C DI × C LG × C RS / (C G + C OD1 + C AG '+ C DBEF + C BEF + C DI + C LG) ··· (37 )

このとき、電極ELによって検出される容量値Cは、以下の式(38)で表すことができる。
C=C2+C1’・・・(38)
At this time, the capacitance value C detected by the electrode EL can be expressed by the following equation (38).
C = C2 + C1 ′ (38)

実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dでは、電極ELによる自己静電容量方式のタッチ検出と力検出とを同時に行う。すなわち、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接していない状態における容量値C1、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接した状態における容量値C2、被検出物OBJが入力面ISに力を印加した状態における容量値C3を検出することで、タッチ検出及び力検出を行うことができる。   In the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment, the self-capacitance type touch detection and the force detection by the electrode EL are simultaneously performed. That is, the capacitance value C1 when the detected object OBJ is not in contact with or close to the input surface IS, the capacitance value C2 when the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS, and the detected object OBJ is the input surface IS. By detecting the capacitance value C3 in a state where a force is applied to the touch, touch detection and force detection can be performed.

図72は、入力面に被検出物が接触又は近接していない状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。図73は、入力面に被検出物が接触又は近接した状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。図74は、入力面に力が印加された状態におけるY軸方向の容量値Cを示すグラフである。図72から図74において、横軸はY座標を表し、縦軸は電極ELにより検出される容量値Cを表す。なお、図72から図74に示す例では、X軸方向の座標は入力面IS上における被検出物OBJの接触又は近接位置とする。また、ここでは、入力面ISにおける力検出領域AfのY軸方向について例示するが、X軸方向においても同様である。   FIG. 72 is a graph showing the capacitance value C in the Y-axis direction in a state where the detection object is not in contact with or close to the input surface. FIG. 73 is a graph showing a capacitance value C in the Y-axis direction in a state where an object to be detected is in contact with or close to the input surface. FIG. 74 is a graph showing the capacitance value C in the Y-axis direction when a force is applied to the input surface. 72 to 74, the horizontal axis represents the Y coordinate, and the vertical axis represents the capacitance value C detected by the electrode EL. In the example shown in FIGS. 72 to 74, the coordinate in the X-axis direction is the contact or proximity position of the detected object OBJ on the input surface IS. In addition, here, the Y-axis direction of the force detection region Af on the input surface IS is illustrated, but the same applies to the X-axis direction.

本実施形態では、図72から図74に示すように、電極ELによって検出される容量値Cに対し、所定の閾値Cthが設定されている。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 72 to 74, a predetermined threshold value Cth is set for the capacitance value C detected by the electrode EL.

入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接していない状態では、図72に示すように、入力面ISにおける力検出領域Afの全領域において、電極ELと電極SUSとの間の容量値C1が均一に検出される(C=C1)。   In a state where the object to be detected OBJ is not in contact with or close to the input surface IS, as shown in FIG. 72, the capacitance value C1 between the electrode EL and the electrode SUS in the entire region of the force detection region Af on the input surface IS. Is detected uniformly (C = C1).

入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接した状態では、図73に示すように、被検出物OBJが接触又は近接した座標Yaから座標Ybまでの領域Yabにおいて、電極ELと電極SUSとの間の容量値C1に対し、電極ELと被検出物OBJとの間に生じる容量C2が加算されて検出される(C=C1+C2)。本実施形態では、電極ELによって検出される容量値Cが閾値Cthを上回った領域が存在する場合に、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接したものとして判定する。 In the state where the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS, as shown in FIG. 73, in the region Yab from the coordinate Ya to the coordinate Yb where the object OBJ is in contact or close, the electrode EL and the electrode SUS The capacitance C2 generated between the electrode EL and the detected object OBJ is added to the capacitance value C1 between and detected (C = C1 + C2). In the present embodiment determines, when a region where capacitance value C that is detected by the electrodes EL exceeds the threshold value C th is present, assuming that the detected object OBJ to the input surface IS is in contact with or close proximity.

ここで、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接した状態において検出された容量値C(=C1+C2)と、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接していないときに検出された容量値C(=C1)との差分を求めることで、電極ELと被検出物OBJとの間に生じる容量C2を得ることができる(C2=(C1+C2)−C1)。   Here, the capacitance value C (= C1 + C2) detected when the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS and detected when the detected object OBJ is not in contact with or close to the input surface IS. By obtaining the difference from the capacitance value C (= C1), the capacitance C2 generated between the electrode EL and the object OBJ can be obtained (C2 = (C1 + C2) −C1).

さらに、入力面ISに力が印加された状態では、図74に示すように、被検出物OBJが接触した領域Yabを含む全領域において、電極ELと電極SUSとの間の容量値C1が上昇する(C1<C1’)。このとき、領域Yabにおいて、電極ELによって検出される容量値C(=C1’+C2)から、上述のようにして求めた電極ELと被検出物OBJとの間に生じる容量C2を減算することで、入力面ISにおける力検出領域Afの全領域における容量値Cを求めることができる。   Further, in a state where a force is applied to the input surface IS, as shown in FIG. 74, the capacitance value C1 between the electrode EL and the electrode SUS increases in the entire region including the region Yab in contact with the object OBJ. (C1 <C1 ′). At this time, in the region Yab, the capacitance C2 generated between the electrode EL and the detected object OBJ obtained as described above is subtracted from the capacitance value C (= C1 ′ + C2) detected by the electrode EL. The capacitance value C in the entire area of the force detection area Af on the input surface IS can be obtained.

なお、被検出物OBJが接触した領域Yabにおける容量値Cの算出手法については、上述した手法に限るものではなく、例えば、被検出物OBJが接触した領域Yabの両端部である座標Ya及び座標Ybを検出し、座標Ya及び座標Yb間の容量値Cを線形補間しても良いし、複数の座標における容量値を用いて曲線補間しても良い。この被検出物OBJが接触した領域Yabにおける容量値Cの算出手法により本発明が限定されるものではない。   Note that the calculation method of the capacitance value C in the area Yab in contact with the detected object OBJ is not limited to the above-described technique. For example, the coordinates Ya and the coordinates that are both ends of the area Yab in contact with the detected object OBJ are used. Yb may be detected, and the capacitance value C between the coordinates Ya and the coordinate Yb may be linearly interpolated, or curve interpolation may be performed using the capacitance values at a plurality of coordinates. The present invention is not limited by the method of calculating the capacitance value C in the region Yab in contact with the detected object OBJ.

<力検出制御部の構成及び動作>
本実施形態における力検出処理は、例えば、図2に示す力検出制御部50における信号処理部44の力検出処理部442によって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図40に示す力検出制御部50aにおける信号処理部44aの力検出処理部442aによって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図52に示す力検出制御部50bにおける信号処理部44bの力検出処理部442bによって行われる。また、本実施形態における力検出処理は、例えば、図62に示す力検出制御部50cにおける信号処理部44cの力検出処理部442cによって行われる。以下の説明では、図2に示す力検出制御部50における力検出処理部442と置き換え可能な力検出制御部50dの力検出処理部442dの構成例について説明する。
<Configuration and operation of force detection control unit>
The force detection process in the present embodiment is performed by, for example, the force detection processing unit 442 of the signal processing unit 44 in the force detection control unit 50 illustrated in FIG. Moreover, the force detection process in this embodiment is performed by the force detection process part 442a of the signal processing part 44a in the force detection control part 50a shown in FIG. 40, for example. Moreover, the force detection process in this embodiment is performed by the force detection process part 442b of the signal processing part 44b in the force detection control part 50b shown in FIG. 52, for example. Moreover, the force detection process in this embodiment is performed by the force detection process part 442c of the signal processing part 44c in the force detection control part 50c shown in FIG. 62, for example. In the following description, a configuration example of the force detection processing unit 442d of the force detection control unit 50d that can be replaced with the force detection processing unit 442 in the force detection control unit 50 illustrated in FIG. 2 will be described.

図75は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部の機能ブロックを示す図である。   FIG. 75 is a diagram illustrating functional blocks of a force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment.

力検出制御部50dの力検出処理部442dは、接触判定部51dと、非接触時容量算出部52dと、接触時容量算出部53dと、力検出値算出部54dと、容量値比率算出部55dと、力検出値補正部56dと、基準容量値記憶部57dと、を含む。基準容量値記憶部57dには、予め実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dの出荷時において個別に設定された非接触時の電極ELと電極SUSとの間の基準温度Tref(例えば、室温25℃環境下)における基準容量値Crefが格納されているものとする。基準容量値記憶部57dは、例えばレジスタ等で構成される。   The force detection processing unit 442d of the force detection control unit 50d includes a contact determination unit 51d, a non-contact capacity calculation unit 52d, a contact capacity calculation unit 53d, a force detection value calculation unit 54d, and a capacitance value ratio calculation unit 55d. And a force detection value correction unit 56d and a reference capacitance value storage unit 57d. In the reference capacitance value storage unit 57d, a reference temperature Tref (for example, between the electrode EL and the electrode SUS at the time of non-contact, which is individually set at the time of shipment of the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment). It is assumed that a reference capacitance value Cref in a room temperature (25 ° C. environment) is stored. The reference capacitance value storage unit 57d is configured with, for example, a register.

接触判定部51d、非接触時容量算出部52d、接触時容量算出部53d、力検出値算出部54d、容量値比率算出部55d、力検出値補正部56dは、例えば、回路で構成される。また、接触判定部51d、非接触時容量算出部52d、接触時容量算出部53d、力検出値算出部54d、容量値比率算出部55d、力検出値補正部56dは、例えば、タッチIC49がプログラムを実行することで実現するようにしても良い。この場合、接触判定部51d、非接触時容量算出部52d、接触時容量算出部53d、力検出値算出部54d、容量値比率算出部55d、力検出値補正部56dは、例えば、COG19又はホストHSTがプログラムを実行することで実現するようにしても良いし、例えば、COG19、タッチIC49及びホストHSTの内の2つ以上がプログラムを協働して実行することで実現するようにしても良い。   The contact determination unit 51d, the non-contact capacity calculation unit 52d, the contact capacity calculation unit 53d, the force detection value calculation unit 54d, the capacitance value ratio calculation unit 55d, and the force detection value correction unit 56d are configured by a circuit, for example. The touch determination unit 51d, the non-contact capacitance calculation unit 52d, the contact capacitance calculation unit 53d, the force detection value calculation unit 54d, the capacitance value ratio calculation unit 55d, and the force detection value correction unit 56d are, for example, programmed by the touch IC 49. It may be realized by executing. In this case, the contact determination unit 51d, the non-contact capacity calculation unit 52d, the contact capacity calculation unit 53d, the force detection value calculation unit 54d, the capacitance value ratio calculation unit 55d, and the force detection value correction unit 56d are, for example, the COG 19 or the host The HST may be realized by executing a program, or may be realized by, for example, two or more of the COG 19, the touch IC 49, and the host HST executing the program in cooperation. .

接触判定部51dは、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する。被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、上述したように、電極ELによって検出される容量値Cが閾値Cthを上回った領域が存在する場合に、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接したものとして判定することができる。この被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法により本発明が限定されるものではない。 The contact determination unit 51d determines whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS based on a signal output from the first A / D conversion unit 43-1 (see FIG. 2). As a method for determining whether or not the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS, for example, as described above, there is a region where the capacitance value C detected by the electrode EL exceeds the threshold value Cth. In this case, it can be determined that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS. The present invention is not limited by the method for determining whether or not the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS.

非接触時容量算出部52dは、駆動信号Vcomts1(又は駆動信号Vcomts2)が電極ELに印加されているとき、接触判定部51dによって被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していないと判定された場合に、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、非接触時の容量値Ccur1を算出して、力検出値算出部54d及び容量値比率算出部55dに出力する。   When the drive signal Vcomts1 (or drive signal Vcomts2) is applied to the electrode EL, the non-contact-time capacity calculation unit 52d determines that the detected object OBJ is not in contact with or close to the input surface IS by the contact determination unit 51d. In this case, based on the signal output from the first A / D conversion unit 43-1 (see FIG. 2), the capacitance value Ccur1 at the time of non-contact is calculated, and the force detection value calculation unit 54d and the capacitance value ratio are calculated. It outputs to the calculation part 55d.

接触時容量算出部53dは、駆動信号Vcomts1(又は駆動信号Vcomts2)が電極ELに印加されているとき、接触判定部51dによって被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定された場合に、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、接触時の容量値Ccur2を算出して、力検出値算出部54dに出力する。   When the drive signal Vcomts1 (or drive signal Vcomts2) is applied to the electrode EL, the contact-time capacity calculation unit 53d determines that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS by the contact determination unit 51d. In this case, based on the signal output from the first A / D converter 43-1 (see FIG. 2), the capacitance value Ccur2 at the time of contact is calculated and output to the force detection value calculator 54d.

力検出値算出部54dは、非接触時の容量値Ccur1に対する接触時の容量値Ccur2の変化量(Ccur2−Ccur1)を力検出値Fcurとして算出し、力検出値補正部56dに出力する。   The force detection value calculation unit 54d calculates a change amount (Ccur2-Ccur1) of the capacitance value Ccur2 at the time of contact with respect to the capacitance value Ccur1 at the time of non-contact as a force detection value Fcur, and outputs the force detection value Fcur to the force detection value correction unit 56d.

容量値比率算出部55dは、基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を算出して、力検出値補正部56dに出力する。   The capacitance value ratio calculation unit 55d calculates the ratio (Cref / Ccur1) between the reference capacitance value Cref at the time of non-contact and the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact at the reference temperature Tref, and supplies it to the force detection value correction unit 56d. Output.

力検出値補正部56dは、力検出値算出部54dから入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55dから入力された基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じて、力検出補正値Fcor(=(Cref/Ccur1)*Fcur)を算出して出力する。   The force detection value correction unit 56d is not in contact with the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref input from the capacitance value ratio calculation unit 55d with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54d. The force detection correction value Fcor (= (Cref / Ccur1) * Fcur) is calculated and output by multiplying the ratio (Cref / Ccur1) with the capacitance value Ccur1 detected at times.

本実施形態において、力検出制御部50dは、自己静電容量検出期間140(又は自己静電容量検出期間141)に電極ELによって検出された容量値に基づいて、力検出を行う。   In the present embodiment, the force detection control unit 50d performs force detection based on the capacitance value detected by the electrode EL during the self-capacitance detection period 140 (or the self-capacitance detection period 141).

図76は、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置の力検出制御部が実行する処理を示すフローチャートである。図76に示す処理は、上述した自己静電容量検出期間140(又は自己静電容量検出期間141)において実施される。   FIG. 76 is a flowchart illustrating processing executed by the force detection control unit of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. The process shown in FIG. 76 is performed in the self-capacitance detection period 140 (or self-capacitance detection period 141) described above.

非接触時容量算出部52dは、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、非接触時の容量値Ccur1を算出する(ステップS501)。   The non-contact capacity calculation unit 52d calculates a non-contact capacity value Ccur1 based on the signal output from the first A / D conversion unit 43-1 (see FIG. 2) (step S501).

接触判定部51dは、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する(ステップS502)。接触判定部51dが、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していない、つまり力が入力面ISに印加されていないと判定した場合には(ステップS502;No)、ステップS501に戻り、ステップS502において被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定されるまで、ステップS501,S502の処理を繰り返し実施する。なお、接触判定部51dにおいて、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接しているか否かを判定する手法としては、例えば、電極ELによって検出される容量値Cが閾値Cthを上回った領域が存在する場合に、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接したものとして判定することができる。 The contact determination unit 51d determines whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS (step S502). When the contact determination unit 51d determines that the detected object OBJ is not in contact with or close to the input surface IS, that is, no force is applied to the input surface IS (step S502; No), the process returns to step S501. The processes of steps S501 and S502 are repeatedly performed until it is determined in step S502 that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS. In the contact determination unit 51d, as a method for determining whether or not the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS, for example, the capacitance value C detected by the electrode EL exceeds the threshold value Cth . When the region exists, it can be determined that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS.

接触判定部51dが、被検出物OBJが入力面ISに接触又は近接していると判定した場合には(ステップS502;Yes)、接触時容量算出部53dは、第1A/D変換部43−1(図2参照)から出力される信号に基づいて、接触時の容量値Ccur2を算出する(ステップS503)。   When the contact determination unit 51d determines that the detected object OBJ is in contact with or close to the input surface IS (step S502; Yes), the contact-time capacity calculation unit 53d includes the first A / D conversion unit 43- Based on the signal output from 1 (see FIG. 2), the capacitance value Ccur2 at the time of contact is calculated (step S503).

力検出値算出部54dは、非接触時に検出された容量値Ccur1に対する接触時に検出された容量値Ccur2の変化量(Ccur2−Ccur1)を力検出値Fcurとして算出し、力検出値補正部56dに出力する(ステップS504)。   The force detection value calculation unit 54d calculates a change amount (Ccur2-Ccur1) of the capacitance value Ccur2 detected at the time of contact with respect to the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact as a force detection value Fcur, and sends it to the force detection value correction unit 56d. Output (step S504).

容量値比率算出部55dは、基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと、非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を算出して、力検出値補正部56dに出力する(ステップS505)。   The capacitance value ratio calculation unit 55d calculates a ratio (Cref / Ccur1) between the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref and the capacitance value Ccur1 detected at the time of non-contact, and a force detection value correction unit 56d. (Step S505).

力検出値補正部56dは、力検出値算出部54dから入力された力検出値Fcurに対し、容量値比率算出部55から入力された基準温度Trefにおける非接触時の基準容量値Crefと非接触時に検出された容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur1)を乗じて、力検出補正値Fcor(=(Cref/Ccur1)*Fcur)を算出して出力し(ステップS506)、ステップS501の処理に戻る。   The force detection value correction unit 56d is not in contact with the reference capacitance value Cref at the time of non-contact at the reference temperature Tref input from the capacitance value ratio calculation unit 55 with respect to the force detection value Fcur input from the force detection value calculation unit 54d. The force detection correction value Fcor (= (Cref / Ccur1) * Fcur) is calculated by multiplying the ratio (Cref / Ccur1) with the capacitance value Ccur1 detected at times (step S506), and the process of step S501 is performed. Return.

上述した処理を実行することにより、電極ELと電極SUSとの間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   By performing the above-described processing, it is possible to suppress the influence on the force detection processing due to the temperature characteristics of the dielectric that constitutes the air layer AG and the stacked body LB provided between the electrode EL and the electrode SUS, A decrease in detection accuracy in the force detection process can be suppressed.

なお、図75及び図76では、図2に示す力検出制御部50における力検出処理部442と置き換え可能な力検出制御部50dの力検出処理部442dの構成例及び処理例について例示したが、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dの力検出制御部50dの構成及び処理はこれに限るものではない。   75 and 76 illustrate the configuration example and the processing example of the force detection processing unit 442d of the force detection control unit 50d that can be replaced with the force detection processing unit 442 in the force detection control unit 50 illustrated in FIG. The configuration and processing of the force detection control unit 50d of the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment are not limited thereto.

例えば、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dは、図40に示す力検出制御部50aにおける力検出処理部442aと置き換え可能な構成とすることも可能である。この場合には、電極ELによって検出される容量値Cに対する所定の閾値Cthを、例えば、温度センサ60によって検出される温度に応じて変化させるようにしても良い。このようにすれば、入力面ISに被検出物OBJが接触又は近接したことをより高精度に検知することが可能となる。 For example, the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment may be configured to be replaceable with the force detection processing unit 442a in the force detection control unit 50a illustrated in FIG. In this case, the predetermined threshold value Cth for the capacitance value C detected by the electrode EL may be changed according to the temperature detected by the temperature sensor 60, for example. In this way, it becomes possible to detect with high accuracy that the object OBJ is in contact with or close to the input surface IS.

また、例えば、図52に示す力検出制御部50bにおける力検出処理部442bと置き換え可能な構成とすることも可能であるし、図62に示す力検出制御部50cにおける力検出処理部442cと置き換え可能な構成とすることも可能である。このようにすれば、タッチ検出位置の座標に応じて力検出値Fcurを補正することができ、タッチ検出位置によらず力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   Further, for example, it is possible to replace the force detection processing unit 442b in the force detection control unit 50b shown in FIG. 52, or to replace the force detection processing unit 442c in the force detection control unit 50c shown in FIG. A possible configuration is also possible. In this way, the force detection value Fcur can be corrected according to the coordinates of the touch detection position, and a reduction in detection accuracy in the force detection process can be suppressed regardless of the touch detection position.

また、上述した実施形態4では、相互静電容量方式及び自己静電容量方式の双方のタッチ検出を行う構成に適用した例を示したが、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dは、相互静電容量方式のタッチ検出を行わず、自己静電容量方式のタッチ検出のみを行う構成に適用することも可能である。   Further, in the above-described fourth embodiment, the example in which the touch detection of both the mutual capacitance method and the self-capacitance method is performed has been described. However, the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment is provided. It is also possible to apply to a configuration in which only the self-capacitance type touch detection is performed without performing the mutual capacitance type touch detection.

以上説明したように、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1dは、被検出物OBJによって力が印加される入力面ISと、誘電体層を挟んで互いに対向配置された電極EL(第1電極)及び電極SUS(第2電極)と、被検出物OBJの入力面ISへの接触又は近接を検出するタッチ検出制御部40と、電極EL(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の静電容量に基づき、被検出物OBJによって入力面ISに印加された力を検出する力検出制御部50dと、を備える。力検出制御部50dは、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における電極EL(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の基準温度Trefにおける基準容量値Crefと、被検出物OBJの入力面ISへの非接触時における電極EL(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間の容量値Ccur1との比率(Cref/Ccur)に基づき力検出値Fcurを補正する。   As described above, the display device with a touch detection function 1d according to the fourth embodiment has the input surface IS to which a force is applied by the object to be detected OBJ and the electrodes EL (first electrodes) arranged opposite to each other across the dielectric layer. 1 electrode), an electrode SUS (second electrode), a touch detection control unit 40 that detects contact or proximity of the object OBJ to the input surface IS, an electrode EL (first electrode), and an electrode SUS (second electrode) ), And a force detection control unit 50d that detects the force applied to the input surface IS by the object to be detected OBJ. The force detection control unit 50d includes a reference capacitance value Cref at a reference temperature Tref between the electrode EL (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. The force detection value Fcur based on the ratio (Cref / Ccur) between the capacitance value Ccur1 between the electrode EL (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) when the object OBJ is not in contact with the input surface IS. Correct.

上記構成により、電極EL(第1電極)と電極SUS(第2電極)との間に設けられた空気層AG及び積層体LBを構成する誘電体の温度特性によって力検出処理に与える影響を抑制することができ、力検出処理における検出精度の低下を抑制できる。   With the above configuration, the influence on the force detection process is suppressed by the temperature characteristics of the air layer AG provided between the electrode EL (first electrode) and the electrode SUS (second electrode) and the dielectric constituting the stacked body LB. It is possible to suppress a decrease in detection accuracy in the force detection process.

本実施形態により、タッチパネルの入力面に印加された力の検出精度の低下を抑制できるタッチ検出機能付き表示装置が得られる。   By this embodiment, the display apparatus with a touch detection function which can suppress the fall of the detection accuracy of the force applied to the input surface of a touch panel is obtained.

上述した実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。   In the embodiment described above, each component can be appropriately combined. In addition, other functions and effects brought about by the aspects described in the present embodiment, which are apparent from the description of the present specification, or can be appropriately conceived by those skilled in the art, are naturally understood to be brought about by the present invention. .

1 タッチ検出機能付き表示装置
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示部
11 表示制御部(駆動部)
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ(駆動部)
19 COG
20 液晶表示デバイス
21 第2基板
22 画素電極
30 タッチ検出デバイス
31 第1基板
32 カラーフィルタ
40 タッチ検出制御部
41 第1検出信号増幅部
42 第2検出信号増幅部
43−1 第1A/D変換部
43−2 第2A/D変換部
44,44a,44b,44c,44d 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
47 駆動ドライバ
48 駆動電極制御部
49 タッチIC
50,50a,50b,50c,50d 力検出制御部
51,51d 接触判定部
52,52d 非接触時容量算出部
53,53d 接触時容量算出部
54,54d 力検出値算出部
55,55d 容量値比率算出部
56,56a,56b,56c,56d 力検出値補正部
57,57d 基準容量値記憶部
60 温度センサ
61 第1補正係数導出部
62 第1補正係数テーブル記憶部
63 第2補正係数導出部
64 第2補正係数テーブル記憶部
100 力検出デバイス
200,200a,200b,200c 検出制御部
441 タッチ検出処理部
442,442a,442b,442c,442d 力検出処理部
BL バックライトユニット
CA 筐体
CG カバー部材
COML 駆動電極(第1電極)
CTRL 制御部
DET 電圧検出器
DP 表示部
EL 電極
GCL 走査信号線
HST ホスト
IS 入力面
Pix 画素
SE1 タッチ検出部
SE2 力検出部
SGL 画素信号線
SPix 副画素
SUS 電極(第2電極)
TDL タッチ検出電極
T フレキシブルプリント基板
Tr TFT素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus with a touch detection function 2 Pixel substrate 3 Counter substrate 6 Liquid crystal layer 10 Display part with a touch detection function 11 Display control part (drive part)
12 Gate Driver 13 Source Driver 14 Drive Electrode Driver (Driver)
19 COG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Liquid crystal display device 21 2nd board | substrate 22 Pixel electrode 30 Touch detection device 31 1st board | substrate 32 Color filter 40 Touch detection control part 41 1st detection signal amplification part 42 2nd detection signal amplification part 43-1 1st A / D conversion part 43-2 Second A / D Converter 44, 44a, 44b, 44c, 44d Signal Processor 45 Coordinate Extractor 46 Detection Timing Controller 47 Drive Driver 48 Drive Electrode Controller 49 Touch IC
50, 50a, 50b, 50c, 50d Force detection control unit 51, 51d Contact determination unit 52, 52d Non-contact capacity calculation unit 53, 53d Contact capacity calculation unit 54, 54d Force detection value calculation unit 55, 55d Capacity value ratio Calculation unit 56, 56a, 56b, 56c, 56d Force detection value correction unit 57, 57d Reference capacitance value storage unit 60 Temperature sensor 61 First correction coefficient derivation unit 62 First correction coefficient table storage unit 63 Second correction coefficient derivation unit 64 Second correction coefficient table storage unit 100 Force detection device 200, 200a, 200b, 200c Detection control unit 441 Touch detection processing unit 442, 442a, 442b, 442c, 442d Force detection processing unit BL Backlight unit CA Housing CG Cover member COML Drive electrode (first electrode)
CTRL control unit DET voltage detector DP display unit EL electrode GCL scanning signal line HST host IS input surface Pix pixel SE1 touch detection unit SE2 force detection unit SGL pixel signal line SPix subpixel SUS electrode (second electrode)
TDL touch detection electrode T flexible printed circuit board Tr TFT element

Claims (17)

被検出物によって力が印加される入力面と、
第1基板上に設けられ、前記入力面に対向するタッチ検出電極と、
第2基板上に設けられ、前記タッチ検出電極に対向する第1電極と、
誘電体層を挟んで前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極と前記タッチ検出電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物の前記入力面への接触又は近接を検出するタッチ検出制御部と、
前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第1電極と前記第2電極との間の基準温度における基準容量値に基づき、力検出値を補正する
タッチ検出機能付き表示装置。
An input surface to which a force is applied by an object to be detected;
A touch detection electrode provided on the first substrate and facing the input surface;
A first electrode provided on a second substrate and facing the touch detection electrode;
A second electrode facing the first electrode across a dielectric layer;
A touch detection control unit configured to detect contact or proximity of the detected object to the input surface based on a capacitance between the first electrode and the touch detection electrode;
A force detection control unit configured to detect a force applied to the input surface by the detected object based on a capacitance between the first electrode and the second electrode;
With
The force detection control unit
A display device with a touch detection function that corrects a force detection value based on a reference capacitance value at a reference temperature between the first electrode and the second electrode when the detection object is not in contact with the input surface.
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記第1電極と前記第2電極との間の第1容量値と、前記被検出物の前記入力面への接触時における前記第1電極と前記第2電極との間の第2容量値とを算出し、前記第1容量値に対する前記第2容量値の変化量を前記力検出値として検出する
請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The first capacitance value between the first electrode and the second electrode when the detection object is not in contact with the input surface, and the first electrode when the detection object is in contact with the input surface. The touch detection function according to claim 1, wherein a second capacitance value between the first capacitance value and the second electrode is calculated, and a change amount of the second capacitance value with respect to the first capacitance value is detected as the force detection value. Display device.
前記力検出制御部は、
前記基準容量値と前記第1容量値との比率を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項1又は請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The display device with a touch detection function according to claim 1, wherein the force detection value is corrected by multiplying the force detection value by a ratio between the reference capacitance value and the first capacitance value.
被検出物によって力が印加される入力面と、
誘電体層を挟んで互いに対向配置された第1電極及び第2電極と、
前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置を検出するタッチ検出制御部と、
前記第1電極と前記第2電極との間に生じる静電容量に基づき、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する力検出制御部と、
を備え、
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の基準温度における基準容量値と、前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量との比率に基づき、力検出値を補正する
タッチ検出機能付き表示装置。
An input surface to which a force is applied by an object to be detected;
A first electrode and a second electrode disposed opposite to each other across a dielectric layer;
A touch detection control unit that detects contact or proximity of the detected object to the input surface; and
A force detection control unit configured to detect a force applied to the input surface by the detected object based on a capacitance generated between the first electrode and the second electrode;
With
The force detection control unit
Based on a ratio between a reference capacitance value at a reference temperature of the capacitance when the detection object is not in contact with the input surface and the capacitance when the detection object is not in contact with the input surface. A display device with a touch detection function that corrects force detection values.
前記力検出制御部は、
前記比率を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項4に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The display device with a touch detection function according to claim 4, wherein the force detection value is corrected by multiplying the force detection value by the ratio.
前記力検出制御部は、
前記比率が予め第1の補正係数として設定され、前記第1の補正係数を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項4に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The display device with a touch detection function according to claim 4, wherein the ratio is set in advance as a first correction coefficient, and the force detection value is corrected by multiplying the force detection value by the first correction coefficient.
温度センサをさらに備え、
前記力検出制御部は、
温度と前記第1の補正係数とを対応付けた第1補正係数テーブルに基づき、前記温度センサによって検出された温度に応じて、前記力検出値を補正する
請求項6に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
A temperature sensor,
The force detection control unit
The touch detection function according to claim 6, wherein the force detection value is corrected according to a temperature detected by the temperature sensor based on a first correction coefficient table in which a temperature is associated with the first correction coefficient. Display device.
前記力検出制御部は、
前記入力面の力検出領域の基準位置における前記力検出値と前記力検出領域の任意位置における前記力検出値との比率が予め第2の補正係数として設定され、前記第2の補正係数に基づき、前記力検出値を補正する
請求項4から請求項7の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
A ratio between the force detection value at the reference position of the force detection area of the input surface and the force detection value at an arbitrary position of the force detection area is set in advance as a second correction coefficient, and based on the second correction coefficient. The display device with a touch detection function according to claim 4, wherein the force detection value is corrected.
前記力検出制御部は、
前記第2の補正係数を前記力検出値に乗じて、前記力検出値を補正する
請求項8に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The display device with a touch detection function according to claim 8, wherein the force detection value is corrected by multiplying the force detection value by the second correction coefficient.
前記力検出制御部は、
前記力検出領域上の位置と前記第2の補正係数とを対応付けた第2補正係数テーブルに基づき、前記タッチ検出制御部によって検出されたタッチ検出位置に応じて、前記力検出値を補正する
請求項9に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
Based on the second correction coefficient table in which the position on the force detection region and the second correction coefficient are associated with each other, the force detection value is corrected according to the touch detection position detected by the touch detection control unit. The display device with a touch detection function according to claim 9.
前記力検出制御部は、
前記被検出物の前記入力面への非接触時における前記静電容量の第1容量値と、前記被検出物の前記入力面への接触時における前記静電容量の第2容量値とを算出し、前記第1容量値に対する前記第2容量値の変化量を前記力検出値として検出する
請求項4から請求項10の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
A first capacitance value of the capacitance when the detection object is not in contact with the input surface and a second capacitance value of the capacitance when the detection object is in contact with the input surface are calculated. 11. The display device with a touch detection function according to claim 4, wherein a change amount of the second capacitance value with respect to the first capacitance value is detected as the force detection value.
前記力検出制御部は、
前記タッチ検出制御部によって前記被検出物の前記入力面への接触又は近接した位置が検出される期間に、前記被検出物によって前記入力面に印加された力を検出する
請求項1から請求項11の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The force detection control unit
The force applied to the input surface by the detected object is detected during a period in which the touch detection control unit detects a position of the detected object in contact with or close to the input surface. The display device with a touch detection function according to any one of 11.
前記誘電体層は、空気層を含む
請求項1から請求項12の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The display device with a touch detection function according to any one of claims 1 to 12, wherein the dielectric layer includes an air layer.
前記誘電体層は、前記入力面を照明するバックライトユニットを構成する積層体を含む
請求項1から請求項13の何れか一項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The display device with a touch detection function according to any one of claims 1 to 13, wherein the dielectric layer includes a stacked body that constitutes a backlight unit that illuminates the input surface.
前記第2電極は、前記積層体の前記入力面側の面とは反対側の面に設けられている
請求項14に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The display device with a touch detection function according to claim 14, wherein the second electrode is provided on a surface opposite to the surface on the input surface side of the stacked body.
前記第2電極は、前記積層体の前記入力面側の面に設けられている
請求項14に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The display device with a touch detection function according to claim 14, wherein the second electrode is provided on a surface on the input surface side of the stacked body.
前記第2電極は、前記積層体の内層に設けられている
請求項14に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
The display device with a touch detection function according to claim 14, wherein the second electrode is provided in an inner layer of the stacked body.
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