JP2012226687A - タッチ検出器付き表示パネル、タッチパネル、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】並設された複数の表示要素(R,G,B)を含む表示層と、第1の方向(方向x)に沿って第1の領域(タッチ検出電極領域RT)と第2の領域(ダミー電極領域RD)とに交互に区分されると共に、第2の方向(方向y)に延びるように並設された複数の第1のスリットSLと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットSLDとを有する電極層とを備える。
【選択図】図9
Description
1.静電容量式タッチ検出の基本原理
2.第1の実施の形態
3.第2の実施の形態
4.第3の実施の形態
5.第4の実施の形態
6.第5の実施の形態
7.適用例
まず最初に、図1〜図3を参照して、本発明のタッチ検出器付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図1(A)に示したように、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極(駆動電極E1およびタッチ検出電極E2)を用い、容量素子を構成する。この構造は、図1(B)に示した等価回路として表される。駆動電極E1、タッチ検出電極E2および誘電体Dによって、容量素子C1が構成される。容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端Pは抵抗器Rを介して接地されると共に、電圧検出器(タッチ検出部)DETに接続される。交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数十kHz程度)の交流矩形波Sg(図3(B))を印加すると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端P)に、図3(A)に示したような出力波形(タッチ検出信号Vdet)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、後述する駆動信号Vcomに相当するものである。
[構成例]
(全体構成例)
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示装置の一構成例を表すものである。尚、本発明の実施の形態に係るタッチ検出装置は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。このタッチ検出器付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
次に、タッチ検出器付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。
続いて、本実施の形態のタッチ検出器付き表示パネル1の作用および効果について説明する。
制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、およびタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ12は、液晶表示デバイス20に走査信号Vscanを供給し、表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する。ソースドライバ13は、ゲートドライバ12により選択された1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号Vpixを供給する。駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLに対して駆動信号Vcomを順次印加する。タッチ検出器付き表示デバイス10は、表示動作を行うとともに、駆動信号Vcomに基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極TDLからタッチ検出信号Vdetを出力する。タッチ検出部40は、タッチ検出デバイス30に対するタッチの有無およびタッチ座標を求め、その結果を出力信号Outとして出力する。
以上のように本実施の形態では、タッチ検出電極領域とダミー電極領域とで、各画素の有効画素領域における電極配置率を等しくしたので、これらの領域における光の透過量が等しくなるため、タッチ検出電極を見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、スリットSLを3つのサブ画素SPixごとに配置し、スリットSLDを8つの画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置したが、これに限定されるものではなく、スリットSLを2つ以下もしくは4つ以上のサブ画素SPixごとに配置してもよいし、スリットSLDを7つ以下もしくは9つ以上の画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置してもよい。図11に、スリットSLを各サブ画素Spixごとに配置するとともに、スリットSLDを4つの画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置した場合を示す。この場合でも、上記実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDLを見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、各サブ画素SPixを長方形の形状に形成したが、これに限定するものではなく、これに代えて、例えば、図12に示したように、平行四辺形の形状に形成してもよい。この場合でも、図13に示したように、画素PixTの有効画素領域における電極配置(図13(A)の斜線部)は、画素PixD,PixD2の有効画素領域における電極配置(図13(B),(C)の斜線部)と同じになるため、上記実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDLを見えにくくすることができる。
次に、第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120について説明する。本実施の形態は、タッチ検出電極領域RTにも、スリットSLに交差する方向に延びるスリットを設けたものである。なお、上記第1の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、スリットSLを3つのサブ画素SPixごとに配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、スリットSLを2つ以下もしくは4つ以上のサブ画素SPixごとに配置してもよい。図15は、スリットSLを各サブ画素Spixごとに配置した場合に例を表すものである。この場合でも、上記第2の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL2Aを見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、スリットSLD,SLTを各画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、スリットSLD,SLTを2つ以上の画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置してもよい。図16は、スリットSLD,SLTを2つの画素Pix(サブ画素SPix)ごとに配置した場合の例を表すものである。この場合でも、上記第2の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL2Bを見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、各サブ画素SPixを長方形の形状に形成したが、これに限定するものではなく、これに代えて、上記第1の実施の形態の変形例1−2と同様に、各サブ画素SPixを平行四辺形の形状に形成してもよい。
次に、第3の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル130について説明する。本実施の形態は、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120において、ダミー電極領域RDのスリットSLDを、タッチ検出電極領域RTのスリットSLTと同様に、互い違いに配置したものである。なお、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、スリットSLT,SLDは、ともに走査信号線GCLが形成された領域において互い違いに設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、走査信号線GCLが形成された領域を挟んで互い違いに設けてもよい。この場合、例えば、図18に示したように、画素PixTの有効画素領域における電極配置パターン(図18(A)の斜線部)は、画素PixDの有効画素領域における電極配置パターン(図18(B)の斜線部)とは若干異なるものの、各有効画素領域における電極配置率は等しくなるため、上記第3の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL2を見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、スリットSLを3つのサブ画素SPixごとに配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、スリットSLを2つ以下もしくは4つ以上のサブ画素SPixごとに配置してもよい。図19は、スリットSLを各サブ画素Spixごとに配置した場合に例を表すものである。この場合でも、上記第3の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL2Aを見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、各サブ画素SPixを長方形の形状に形成したが、これに限定するものではなく、これに代えて、上記第1の実施の形態の変形例1−2と同様に、各サブ画素SPixを平行四辺形の形状に形成してもよい。
次に、第4の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル140について説明する。本実施の形態は、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120において、タッチ検出電極領域RTのスリットSLTおよびダミー電極領域RDのスリットSLDの延伸方向を傾けて配置したものである。なお、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、スリットSLT,SLDは、ともに走査信号線GCLが形成された領域に設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、走査信号線GCLが形成された領域からはみ出すように形成してもよい。この場合、図21に示したように、画素PixTの有効画素領域における電極配置パターン(図21(A)の斜線部)は、画素PixDの有効画素領域における電極配置パターン(図21(B)の斜線部)と若干異なるものの、各有効画素領域における電極配置率はほぼ等しくなるため、上記第4の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL4を見えにくくすることができる。
上記実施の形態では、スリットSLを3つのサブ画素SPixごとに配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、スリットSLを2つ以下もしくは4つ以上のサブ画素SPixごとに配置してもよい。
次に、第5の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル150について説明する。本実施の形態は、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120において、タッチ検出電極領域RTのスリットSLTを互い違いに配置する代わりに、太く形成したものである。なお、上記第2の実施の形態に係るタッチ検出器付き表示パネル120と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、スリットSLTは、スリットSLから左右に延びるように形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、図23に示したように、スリットSLと分離して形成してもよい。この場合でも、タッチ検出電極領域RTとダミー電極領域RDとで、電極配置パターンを互いに似たものにすることができるため、上記第5の実施の形態と同様に、タッチ検出電極TDL5Aを見えにくくすることができる。
次に、図24〜図28を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出器付き表示パネルの適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルは、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルは、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図24は、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルが適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、上記実施の形態等に係るタッチ検出器付き表示パネルにより構成されている。
図25は、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルが適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、上記実施の形態等に係るタッチ検出器付き表示パネルにより構成されている。
図26は、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルが適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531、文字等の入力操作のためのキーボード532および画像を表示する表示部533を有しており、その表示部533は、上記実施の形態等に係るタッチ検出器付き表示パネルにより構成されている。
図27は、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルが適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541、この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542、撮影時のスタート/ストップスイッチ543および表示部544を有している。そして、その表示部544は、上記実施の形態等に係るタッチ検出器付き表示パネルにより構成されている。
図28は、上記実施の形態等のタッチ検出器付き表示パネルが適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740、サブディスプレイ750、ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そのディスプレイ740またはサブディスプレイ750は、上記実施の形態等に係るタッチ検出器付き表示パネルにより構成されている。
第1の方向に沿って第1の領域と第2の領域とに交互に区分されると共に、第2の方向に延びるように並設された複数の第1のスリットと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットとを有する電極層と
を備えたタッチ検出器付き表示パネル
前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域に設けられている
前記(1)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(2)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(2)または(3)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(4)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(4)または(5)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(6)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(6)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記第2のスリットの幅と前記第3のスリットの幅とは、互いに等しい
前記(6)から(8)のいずれかに記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記第2の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において同じ位置に設けられている
前記(4)または(5)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(10)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記第3のスリットの幅は、前記第2のスリットの幅よりも太い
前記(10)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記(1)から(12)のいずれかに記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記第1のスリットは、前記青色表示要素に対応する位置に配置されている
前記(13)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
各ダミー電極は、電気的にフローティング状態である
前記(1)から(14)のいずれかに記載のタッチ検出器付き表示パネル。
前記電極層は、前記第1の領域において、前記第1のスリットにより分割された複数の電極パターンからなる検出電極を有し、
前記検出電極と前記駆動電極との交差部分には静電容量が形成されている
前記(1)から(15)のいずれかに記載のタッチ検出器付き表示装置。
液晶層と、
前記液晶層および前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
前記(16)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
前記(16)に記載のタッチ検出器付き表示パネル。
タッチパネル。
前記タッチ検出器付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出器付き表示パネルは、
並設された複数の表示要素を含む表示層と、
第1の方向に沿って第1の領域と第2の領域とに交互に区分されると共に、第2の方向に延びるように並設された複数の第1のスリットと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットとを有する電極層と
を有する
電子機器。
Claims (20)
- 並設された複数の表示要素を含む表示層と、
第1の方向に沿って第1の領域と第2の領域とに交互に区分されると共に、第2の方向に延びるように並設された複数の第1のスリットと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットとを有する電極層と
を備えたタッチ検出器付き表示パネル - 前記第2の方向に隣接する前記表示要素間において前記第1の方向に延伸する信号配線を複数有する配線層をさらに備え、
前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域に設けられている
請求項1に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2のスリットは、複数の前記信号配線ごとに設けられている
請求項2に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記電極層は、前記第1の領域において、隣接する第1のスリット間を連通させないように配置された複数の第3のスリットを有する
請求項2に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2のスリットおよび前記第3のスリットは、ともに同じ前記信号配線に対応する領域に設けられている
請求項4に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第1の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第3のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において互いに異なる位置に設けられている
請求項5に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において互いに異なる位置に設けられている
請求項6に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において同じ位置に設けられている
請求項6に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2のスリットおよび前記第3のスリットは、前記第1の方向に延伸し、
前記第2のスリットの幅と前記第3のスリットの幅とは、互いに等しい
請求項6に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第1の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第3のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において同じ位置に設けられ、
前記第2の領域において、前記第1の方向に隣接する前記第2のスリットは、前記信号配線に対応する領域における前記第2の方向において同じ位置に設けられている
請求項5に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2のスリットおよび前記第3のスリットは、前記第1の方向とは異なる第3の方向に延伸する
請求項10に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2のスリットおよび前記第3のスリットは、前記第1の方向に延伸し、
前記第3のスリットの幅は、前記第2のスリットの幅よりも太い
請求項10に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第1のスリットは、前記第1の方向における所定数の前記表示要素ごとに設けられた
請求項1に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記表示要素は、赤色表示要素、緑色表示要素、および青色表示要素を含む表示画素を構成し、
前記第1のスリットは、前記青色表示要素に対応する位置に配置されている
請求項13に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記電極層は、前記第2の領域において、前記第1のスリットおよび前記第2のスリットにより分割された複数のダミー電極を有し、
各ダミー電極は、電気的にフローティング状態である
請求項1に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記第2の方向と交差する方向に延在する駆動電極を備え、
前記電極層は、前記第1の領域において、前記第1のスリットにより分割された複数の電極パターンからなる検出電極を有し、
前記検出電極と前記駆動電極との交差部分には静電容量が形成されている
請求項1に記載のタッチ検出器付き表示装置。 - 前記表示要素は、
液晶層と、
前記液晶層および前記駆動電極の間に形成され、もしくは前記駆動電極を挟んで前記液晶層と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項16に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 前記表示要素は、
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記駆動電極と対向するように配置された画素電極と
を含んで構成される
請求項16に記載のタッチ検出器付き表示パネル。 - 第1の方向に沿って第1の領域と第2の領域とに交互に区分されると共に、第2の方向に延びるように並設された複数の第1のスリットと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットとを有する電極層を備えた
タッチパネル。 - タッチ検出器付き表示パネルと、
前記タッチ検出器付き表示パネルを利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出器付き表示パネルは、
並設された複数の表示要素を含む表示層と、
第1の方向に沿って第1の領域と第2の領域とに交互に区分されると共に、第2の方向に延びるように並設された複数の第1のスリットと、前記第2の領域における隣接する第1のスリット間を連通させる複数の第2のスリットとを有する電極層と
を有する
電子機器。
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