JP2016126695A - タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器 - Google Patents

タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2016126695A
JP2016126695A JP2015002154A JP2015002154A JP2016126695A JP 2016126695 A JP2016126695 A JP 2016126695A JP 2015002154 A JP2015002154 A JP 2015002154A JP 2015002154 A JP2015002154 A JP 2015002154A JP 2016126695 A JP2016126695 A JP 2016126695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
column
wiring
row
wirings
direction wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015002154A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6494287B2 (ja
Inventor
岳 大野
Takeshi Ono
岳 大野
中村 達也
Tatsuya Nakamura
達也 中村
泰 折田
Yasushi Orita
泰 折田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2015002154A priority Critical patent/JP6494287B2/ja
Priority to US14/984,592 priority patent/US10120510B2/en
Publication of JP2016126695A publication Critical patent/JP2016126695A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6494287B2 publication Critical patent/JP6494287B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

【課題】色ムラを抑制しコントラスト比の低下を防ぐタッチスクリーン、タッチパネル、表示装置及び電子機器を提供する。【解決手段】タッチスクリーンは、短手方向及び長手方向に規則的に配置され短手方向のピッチがp/3であるRGBの各々を形成する複数の副画素が形成される表示素子の領域に対応する領域において、複数の行方向配線及び複数の列方向配線を備える。複数の行方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の行方向配線11と、短手方向に延在する複数の第2の行方向配線12とを有するメッシュ状の配線を含む。複数の列方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の列方向配線13と、短手方向に延在する複数の第2の列方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、各第1の行方向配線11及び各第1の列方向配線13は、p/3以上の間隔で配設される。【選択図】図6

Description

本発明は、タッチスクリーン、当該タッチスクリーンを備えるタッチパネル、当該タッチパネルを備える表示装置および電子機器に関する。
タッチパネルは、指などの指示体によるタッチを検出して、タッチパネルにおけるタッチされた位置の位置座標を特定する装置であり、優れたユーザーインターフェース手段の1つとして注目されている。現在、抵抗膜方式や静電容量方式など種々の方式のタッチパネルが製品化されている。一般的に、タッチパネルは、タッチセンサ(使用者がタッチしたことを検出するセンサ)が内蔵されたタッチスクリーンと、当該タッチスクリーンから入力された信号に基づいてタッチされた位置の位置座標を特定する検出装置とを備えている。
静電容量方式のタッチパネルの1つとして、投影型静電容量(Projected Capacitive)方式のタッチパネルがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のような投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチセンサが内蔵されたタッチスクリーンの前面側を厚さ数mm程度のガラス板などの保護板で覆った場合であってもタッチを検出することが可能である。投影型静電容量方式のタッチパネルは、保護板をタッチスクリーンの前面側に配置することができるため堅牢性に優れる。また、使用者が手袋を装着した状態でタッチした場合であっても、タッチを検出することが可能である。さらに、可動部を有さず、当該可動部の可動に起因する不具合等が生じないため長寿命である。
投影型静電容量方式のタッチパネルは、例えば、静電容量を検出するための検出用配線として、薄い誘電膜上に形成された第1シリーズの導体エレメントと、第1シリーズの導体エレメント上に絶縁膜を隔てて形成された第2シリーズの導体エレメントとを備えている(例えば、特許文献2参照)。各導体エレメントは、互いに電気的に接触することなく複数の交点を形成している。特許文献2のような構成において、指などの指示体と、検出用配線である第1シリーズの導体エレメントおよび第2シリーズの導体エレメントとの間にて形成される静電容量を検出回路で検出することによって、指示体がタッチした位置の位置座標が特定される。このような位置座標の検出方法は、一般的に自己容量検出方式と呼ばれる。
また、例えば、行方向に延設され第1電極を構成する複数の行配線と、列方向に延設され第2電極を構成する複数の列配線との間における電界変化、すなわち相互容量の変化を検出することによって、タッチされた位置の位置座標を特定する検出方式がある(例えば、特許文献3参照)。当該検出方式は、一般的に相互容量検出方式と呼ばれる。
上記の自己容量方式および相互容量方式の何れの場合も、行配線と列配線とによって格子状に区画された平面領域(検出セル)に対して指などの指示体でタッチされると、タッチされた検出セル(センサブロック)における検出値と、当該センサブロック近傍の検出セルにおける検出値とのバランスに基づいて、タッチされた位置の位置座標を特定する方法が一般的に採用されている。
最近では、タッチパネルの大型化および高速化を目的として、これまで用いられてきたITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜ではなく、低抵抗な金属材料を用いた細線状電極を用いて構成したタッチパネルが増えてきている。細線状電極を用いたタッチパネルが搭載された液晶モジュールでは、細線状電極パターンと、カラーフィルター(CF)基板に形成されたブラックマトリックス(BM)パターンとの干渉によるモアレを抑制する必要がある。例えば、従来、細線状電極をブラックマトリックスパターンと平面視で重なるように形成することによって、モアレを抑制する技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2012−103761号公報 特表平9−511086号公報 特表2003−526831号公報 特開2009−259063号公報
特許文献4では、副画素の短手方向のピッチの3倍の間隔で、細線状電極パターンをブラックパトリックスパターンと平面視で重なるように形成している。このような構成では、視野角によってはブラックマトリックスと細線状電極とがずれて見えるため、細線状電極によって透過率が低下した副画素からの透過光と、細線状電極によって透過率が低下していない副画素からの透過光とを見ることになる。従って、RGBの階調のバランスが崩れることによって色ムラが発生するという問題があった。当該色ムラを解消するためには、配線パターンを45度方向に傾けて形成すればよい。しかし、例えばオンセルタッチパネルのように、液晶パネル(LCD:Liquid Crystal Display)の表示面側に配置された偏光板よりも内側にタッチスクリーンを装着した場合において、バックライトから液晶パネルの裏側に配置された偏光板を通って変更された光の偏光方向が、タッチスクリーン用のガラス基板上に形成された細線状電極によって予期しない方向に変化する場合がある。この場合、黒表示時に光る部分が生じて、コントラスト比を低下させる問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、色ムラを抑制しコントラスト比の低下を防ぐことが可能なタッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明によるタッチスクリーンは、短手方向および長手方向に規則的に配置され、短手方向のピッチがp/3であるRGBの各々を形成する複数の副画素が形成される表示素子の領域に対応する領域において、絶縁膜を介して平面視で交差するように配設された複数の行方向配線および複数の列方向配線を備え、複数の行方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の行方向配線と、短手方向に延在する複数の第2の行方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、複数の列方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の列方向配線と、短手方向に延在する複数の第2の列方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、各第1の行方向配線および各第1の列方向配線は、p/3以上の間隔で配設されることを特徴とする。
本発明によると、タッチスクリーンは、短手方向および長手方向に規則的に配置され、短手方向のピッチがp/3であるRGBの各々を形成する複数の副画素が形成される表示素子の領域に対応する領域において、絶縁膜を介して平面視で交差するように配設された複数の行方向配線および複数の列方向配線を備え、複数の行方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の行方向配線と、短手方向に延在する複数の第2の行方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、複数の列方向配線は、長手方向に延在する複数の第1の列方向配線と、短手方向に延在する複数の第2の列方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、各第1の行方向配線および各第1の列方向配線は、p/3以上の間隔で配設されるため、色ムラを抑制しコントラスト比の低下を防ぐことが可能となる。
本発明の実施の形態1によるタッチスクリーンの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1によるタッチスクリーンの構成の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態1による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態1による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態1による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線および列方向配線の拡大図である。 図5における領域Aの一例を示す拡大図である。 図5における領域Aの他の一例を示す拡大図である。 本発明の実施の形態2による行方向配線の形状の一例を示す図である。 本発明の実施の形態2による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態2による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態2による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線および列方向配線の拡大図である。 図11における領域Bの一例を示す拡大図である。 本発明の実施の形態3によるタッチスクリーンの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態3による行方向配線の形状の一例を示す図である。 本発明の実施の形態3による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態3による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態3による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線および列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態4による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態4による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態4による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線および列方向配線の拡大図である。 図20における領域Cの一例を示す拡大図である。 図20における領域Cの他の一例を示す拡大図である。 本発明の実施の形態5による行方向配線と列方向配線とが平面視で重なる領域における行方向配線および列方向配線の拡大図である。 本発明の実施の形態によるタッチパネルの構成の一例を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態によるタッチスクリーンの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態によるタッチスクリーンの構成の一例を示す斜視図である。
本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1によるタッチスクリーン1の構成の一例を示す斜視図である。なお、タッチスクリーン1は、投影型静電容量方式のタッチスクリーンであるものとする。
タッチスクリーン1の上面層として、透明なガラス材料または透明な樹脂からなる透明基板2が設けられている。透明基板2の裏面上には、上部電極3が形成されており、上部電極3を被覆するように層間絶縁膜5が形成されている。層間絶縁膜5は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜等の透明な(透光性を有する)絶縁膜である。
層間絶縁膜5の裏面上には、下部電極6が形成されており、下部電極6を被覆するように保護膜8が形成されている。保護膜8は、層間絶縁膜5と同様、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの透明な絶縁膜である。
上部電極3は、ITOなどの透明配線材料、あるいはアルミニウムなどの金属配線材料からなる複数本の列方向配線4を有する。また、下部電極6は、列方向配線4と同様の材料からなる複数の行方向配線7を有する。
なお、図1では、列方向配線4を行方向配線7よりも上層に配置する場合を示しているが、行方向配線7を列方向配線4よりも上層に配置するようにしてもよい。
本実施の形態1では、列方向配線4および行方向配線7をアルミニウム系合金層とその窒化層との多層構造としている。このような構造とすることによって、配線抵抗を小さくすることができ、かつ検出可能エリアにおける光の透過率を向上させることができる。ここで、検出可能エリアとは、タッチスクリーン1における、指などの指示体でタッチされたことを検出することが可能なエリアのことをいう(詳細は後述する)。
使用者は、タッチスクリーン1の表面となる透明基板2に対して、指などの指示体でタッチして操作を行う。透明基板2に指示体が触れる(タッチする)と、列方向配線4と行方向配線7との間におけるクロス容量が変化する。当該クロス容量の変化を検出することによって、検出可能エリア内のどの位置がタッチされたのかを特定することが可能となる。
図2は、タッチスクリーン1の構成の一例を示す平面図である。
タッチスクリーン1における検出可能エリアは、行方向(紙面横方向)に延在する複数の行方向配線7と、行方向配線7の手前側で列方向(紙面縦方向)に延在する複数の列方向配線4とから構成されるマトリックス領域である。
各行方向配線7は、引き出し配線R1〜R6を介して、外部の配線と電気的に接続するための端子9に接続されている。各列方向配線4は、引き出し配線C1〜C8を介して、端子9に接続されている。また、引き出し線R6と引き出し線C8との間には、ダミー引き出し配線10が配置されている。
引き出し配線R1〜R6および引き出し配線C1〜C8は、検出可能エリアの外周側に詰めて配置される。このとき、引き出し配線R1〜R6では、最も長さが短い引き出し配線R6が最も内側になるように配置され、引き出し配線R6に沿って他の引き出し配線R1〜R5が配置されている。また、引き出し配線C1〜C8では、最も長さが短い引き出し配線C4を基準とし、当該引き出し配線C4に沿って他の引き出し配線C1〜C3および引き出し配線C5〜C8が配置されている。
このように、引き出し配線R1〜R6および引き出し配線C1〜C8を検出可能エリアの外周側に詰めて配置することによって、タッチスクリーン1を装着する表示装置と、最外縁の引き出し配線R1および引き出し配線C1を除く引き出し配線(引き出し配線R2〜R6、引き出し配線C2〜C8)との間にて生じるフリンジ容量を抑制することができる。
また、引き出し配線R1〜R6および引き出し配線C1〜C8を上記の配線とすることによって、タッチスクリーン1を装着する表示装置から発生する電磁ノイズが引き出し配線に与える影響を低減することができる。
なお、図1,2において、説明容易のため図示していないが、行方向配線7および列方向配線4はメッシュ状の構造を有する(詳細は後述する)。
次に、行方向配線7および列方向配線4の構造について、図3〜5を用いて説明する。なお、図3〜6において、紙面横方向を行方向とし、紙面縦方向を列方向とする。図3〜6では、行方向配線7および列方向配線4の配線パターンを模式的に示しており、配線の太さや配線の配置間隔は、実際とは異なる。タッチスクリーン1に装着される液晶パネルの副画素の長手方向は、図3〜6の列方向と平行であるものとする。行方向配線7および列方向配線4は、各副画素(詳細は後述する)を区画するブラックマトリックスのパターン(図示せず)と平面視で重なる位置に配設されているものとする。
図3は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域(図2参照)における行方向配線7の拡大図である。なお、図3において、破線で囲まれた領域は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域を示している。
下部電極6を構成する行方向配線7は、導線からなるメッシュ状の配線で形成される。具体的には、行方向配線7を形成するメッシュ状の配線は、副画素の長手方向(列方向)に延在する第1の行方向配線11と、副画素の長手方向と垂直な方向である短手方向(行方向)に延在する第2の行方向配線12とで構成される。ここで、第1の行方向配線11は、より具体的には列方向に対して平行な方向に延在している。
第1の行方向配線11は、行方向に等間隔で配設されている。また、第2の行方向配線12は、列方向に等間隔で配設されているが、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分には配設されていない。具体的には、中央部分では、1本分の第2の行方向配線12が配設されていない。
図4は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における列方向配線4の拡大図である。なお、図4において、破線で囲まれた領域は、図3の破線で囲まれた領域に対応している。
上部電極3を構成する列方向配線4は、導線からなるメッシュ状の配線で形成される。具体的には、列方向配線4を形成するメッシュ状の配線は、列方向に延在する第1の列方向配線13と、行方向に延在する第2の列方向配線14とで構成される。ここで、第1の列方向配線13は、より具体的には列方向に対して平行な方向に延在している。
第1の列方向配線13は、行方向に等間隔で配設されている。また、第2の列方向配線14は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分に配設されている。
図5は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における行方向配線7および列方向配線4の拡大図であり、図3と図4とを合わせた状態を示す図である。なお、図5において、破線で囲まれた領域は、図3,4の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の行方向配線11および第1の列方向配線13で構成されるメッシュ状の配線の行方向において、第1の行方向配線11と第1の列方向配線13とが交互に等間隔(間隔Px)で配設されている。
また、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14で構成されるメッシュ状の配線の列方向において、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14は、等間隔(間隔Py)で配設されている。
図6は、図5における領域Aの一例を示す拡大図であり、タッチスクリーン1に装着される液晶パネル(表示素子)における画素パターンと、行方向配線7および列方向配線4との位置関係を示している。
各副画素は、液晶パネルにおいて短手方向および長手方向に規則的に配置され、短手方向のピッチがp/3であるRGBの各々を形成している。第1の行方向配線11および第1の列方向配線13は、行方向の各副画素で構成される画素(ピッチはp)に対して、4p/3の間隔で交互に配置されている。ここで、間隔4p/3は、図5の間隔Pxに対応している。このように配置することによって、使用者が画面を斜め方向から見たときに、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13が副画素R、副画素G、副画素Bの各々の領域を均等に遮るため、階調のバランスが整い、色ムラを抑制することが可能となる。
なお、本実施の形態1では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅(線幅)は3μm、行方向の間隔Pxは400μm、列方向の間隔Pyは300μmであるものとする。すなわち、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13の線幅がtである場合において、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13は、100t以上の間隔で配設される。
また、画素のピッチが小さくなると、行方向の間隔Pxも小さくなる。このような場合において、使用者が画面を斜め方向から見たときに、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13が各副画素(副画素R、副画素G、副画素B)における透過光を遮ることによって透過率が低下し、縞状の明暗模様(モアレ)が視認されやすくなるという問題がある。当該問題の対策として、図7に示すように、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13の配置の間隔を((4/3)+n)×p(n=1)とすることによって、図6の構成とした場合と同様の効果が得られる。
なお、図7において、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅が一定であり、かつ第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の総面積が表示エリア全体の面積の1%以下となるように、nを選択することが望ましい。
上記の条件を満足する間隔Pxで第1の行方向配線11および第1の列方向配線13を配設することによって、使用者が画面を斜め方向から見たときに、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13が各副画素における透過光を遮ったとしても、透過率の低下は合計で1%以下となり、モアレが視認されなくなる。
本実施の形態1による効果を確認するために、図5に示す配線構造を有するタッチスクリーン1を液晶パネルに装着し、白表示の状態で色ムラが発生していないかを目視によって確認したが、色ムラは視認されなかった。一方、例えば特許文献4で開示されているように、画素のピッチと等間隔に配置された行方向の配線を備えたタッチスクリーンについて、上記と同様の方法で目視すると、色ムラが視認された。当該色ムラは、マゼンタ、シアン、イエローの各々に色付いた縞模様(縦縞)が行方向に広がるように視認された。これは、視野角によっては副画素Rにおける透過率のみが低下した領域、副画素Gにおける透過率のみが低下した領域、および副画素Bにおける透過率のみが低下した領域が分布することによって色付きが発生することによる。
以上のことから、本実施の形態1によれば、使用者が画面を斜め方向から見たときに、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13が副画素R、副画素G、副画素Bの各々の領域を均等に遮るような構成としているため、階調のバランスを整え(コントラスト比の低下を抑制し)、色ムラを抑制することが可能となる。
また、行方向配線7および列方向配線4をメッシュ状の配線とすることによって、少ない配線面積で広い検出可能エリアを形成することが可能となる。
なお、行方向配線7および列方向配線4の材料、線幅、配設の間隔は、上記に限るものではない。例えば、行方向配線7および列方向配線4の材料としては、ITOまたはグラフェンなどの透明導電性材料、あるいはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料を用いてもよい。また、アルミニウム、クロム、銅、銀などの合金、あるいはこれらの合金上に窒化アルミニウムなどを形成した多層構造としてもよい。また、線幅と間隔についても、タッチスクリーンの用途などに応じて、上記と異なる値としてもよい。
<実施の形態2>
実施の形態1では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14が直線形状である場合について説明した。この場合、太陽光などの強い光がタッチスクリーンの表面に照射されると、行方向および列方向への反射光が強くなり、屋外における表示視認性行が低下しやすい。
本発明の実施の形態2では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14が曲線形状であることを特徴とする。
行方向配線7および列方向配線4の構造について、図8〜12を用いて説明する。
図8は、本実施の形態2による第1の行方向配線11および第2の行方向配線12の形状の一例を示す図である。
第1の行方向配線11と第2の行方向配線12との交点を中心として、第1の行方向配線11および第2の行方向配線12の各々は点対称となるように円弧状(曲線形状)に配設されている。すなわち、第1の行方向配線11および第2の行方向配線12は、蛇行して配設されている。また、各円弧(図8では4つ)は、中心線LxまたはLyに沿って円周角90度であり、全体で(4つの円弧で)360度となっている。
なお、上記では、第1の行方向配線11および第2の行方向配線12について説明したが、第1の列方向配線13および第2の列方向配線14についても同様である。
図9は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域(図2参照)における行方向配線7の拡大図である。なお、図9において、破線で囲まれた領域は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域を示している。
第1の行方向配線11は、曲線形状に形成され(図8の形状が連続して形成され)、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の行方向配線11は、実質的に列方向に延在している。また、第2の行方向配線12は、曲線形状に形成され(図8の形状が連続して形成され)、列方向に等間隔で配設されているが、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分には配設されていない。具体的には、中央部分では、1本分の第2の行方向配線12が配設されていない。
図10は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における列方向配線4の拡大図である。なお、図10において、破線で囲まれた領域は、図9の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の列方向配線13は、曲線形状に形成され(図8の形状が連続して形成され)、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の列方向配線13は、実質的に列方向に延在している。また、第2の列方向配線14は、曲線形状に形成され(図8の形状が連続して形成され)、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分に配設されている。
図11は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における行方向配線7および列方向配線4の拡大図であり、図9と図10とを合わせた状態を示す図である。なお、図11において、破線で囲まれた領域は、図9,10の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の行方向配線11および第1の列方向配線13で構成されるメッシュ状の配線の行方向において、第1の行方向配線11と第1の列方向配線13とが交互に等間隔(間隔Px)で配設されている。ここで、間隔Pxは、隣接する各配線(第1の行方向配線11、第1の列方向配線13)における中心線Ly(図8参照)の間隔である。
また、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14で構成されるメッシュ状の配線の列方向において、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14は、等間隔(間隔Py)で配設されている。ここで、間隔Pyは、隣接する配線(第2の行方向配線12、第2の列方向配線14)における中心線Lx(図8参照)の間隔である。
図12は、図11における領域Bの一例を示す拡大図であり、タッチスクリーン1に装着される液晶パネルにおける画素パターンと、行方向配線7および列方向配線4との位置関係を示している。
行方向にRGBの各副画素(ピッチはp/3)で構成される画素(ピッチはp)に対して、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13は、4p/3の間隔で配置されている。ここで、間隔4p/3は、図11の間隔Pxに対応している。
なお、本実施の形態2では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅(線幅)は3μm、行方向の間隔Pxは400μm、列方向の間隔Pyは300μmであるものとする。また、画素のピッチpは300μmであるものとする。
また、画素のピッチが小さくなると、行方向の間隔Pxも小さくなるが、実施の形態1と同様に、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13の配置の間隔を(4/3+n)×p(n=1)とすることによって、図11の構成とした場合と同様の効果が得られる。このとき、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅が一定であり、かつ第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の総面積が表示エリア全体の面積の1%以下となるように、nを選択することが望ましい。
本実施の形態2による効果を確認するために、照度80000luxの直射日光下において、本実施の形態2によるタッチスクリーン(図11参照)と、実施の形態1によるタッチスクリーン(図5参照)とを目視したところ、本実施の形態2によるタッチスクリーンの方が、配線の反射光によるギラツキが軽減されていた。これは、配線の形状を曲線形状とすることによって、反射光が様々な方向に反射されるためである。また、実施の形態1と同様の方法で、色ムラが発生していないかを目視によって確認したが、色ムラは視認されなかった。
以上のことから、本実施の形態2によれば、各配線(第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、第2の列方向配線14)の形状を曲線形状としているため、階調のバランスを整え(コントラスト比の低下を抑制し)、色ムラを抑制することが可能となる。また、屋外における視認性を向上することが可能となる。
また、行方向配線7および列方向配線4をメッシュ状の配線とすることによって、少ない配線面積で広い検出可能エリアを形成することが可能となる。
なお、行方向配線7および列方向配線4の材料、線幅、配設の間隔は、上記に限るものではない。例えば、行方向配線7および列方向配線4の材料としては、ITOまたはグラフェンなどの透明導電性材料、あるいはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料を用いてもよい。また、アルミニウム、クロム、銅、銀などの合金、あるいはこれらの合金上に窒化アルミニウムなどを形成した多層構造としてもよい。また、線幅と間隔についても、タッチスクリーンの用途などに応じて、上記と異なる値としてもよい。
<実施の形態3>
図13は、本発明の実施の形態3によるタッチスクリーン15の構成の一例を示す斜視図である。なお、タッチスクリーン15は、投影型静電容量方式のタッチスクリーンであるものとする。
タッチスクリーン15の最下面層として、透明なガラス材料または透明な樹脂からなる透明基板16が設けられている。透明基板16上には、下部電極6が形成されており、下部電極6を被覆するように層間絶縁膜17が形成されている。層間絶縁膜17は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの透明な(透光性を有する)絶縁膜である。
層間絶縁膜17上には、上部電極3が形成されており、上部電極3を被覆するように保護膜18が形成されている。保護膜18は、層間絶縁膜17と同様、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの透明な絶縁膜である。
保護膜18上には、タッチスクリーン15を装着する液晶ディスプレイ用の偏光板19が設けられている(貼り付けられている)。すなわち、偏光板19は、行方向配線7および列方向配線4の液晶ディスプレイ(表示素子)とは反対側に配置されている。また、偏光板19上には、タッチスクリーン15を保護するために、透明なガラス材料または透明な樹脂からなる透明基板20が設けられている(粘着されている)。
下部電極6は、ITOなどの透明配線材料、あるいはアルミニウムや銅などの金属配線材料からなる複数本の行方向配線7を有する。また、上部電極3は、行方向配線7と同様、ITOなどの透明配線材料、あるいはアルミニウムや銅などの金属配線材料からなる複数本の列方向配線4を有する。
本実施の形態3では、列方向配線4および行方向配線7を、アルミニウム系合金層とその窒化層との多層構造としているため、配線抵抗を小さくすることができ、かつ検出可能エリアにおける光の透過率を向上させることができる。
なお、本実施の形態3では、列方向配線4を行方向配線7よりも上層に配置しているが、行方向配線7を列方向配線4よりも上層に配置するようにしてもよい。あるいは、列方向配線4および行方向配線7を同一の層に配置し、列方向配線4と行方向配線7とが平面視で重なる(交差する)部分にのみ層間絶縁膜17を配置して電気的に分離するようにしてもよい。
列方向配線4および行方向配線7をアルミニウム系合金層とその窒化層との多層構造としたが、これに限るものではない。例えば、列方向配線4をアルミニウム系合金層とその窒化層との多層構造とし、行方向配線7をITOなどの透明配線材料で構成してもよい。
使用者は、タッチスクリーン15の表面となる透明基板20に対して、指などの指示体でタッチして操作を行う。透明基板20に指示体が触れる(タッチする)と、指示体と列方向配線4または行方向配線7との間にて容量結合(タッチ容量)が発生する。自己容量方式の場合は、タッチ容量を検出することによって、検出可能エリア内のどの位置がタッチされたのかを特定することが可能となる。
図13に示すタッチスクリーン15の平面図は、図2と同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、行方向配線7および列方向配線4の構造について、図14〜17を用いて説明する。
図14は、本実施の形態3による第1の行方向配線11および第2の行方向配線12の形状の一例を示す図である。なお、偏光板19の偏光軸は、列方向(図14の軸Ly)と平行であるものとする。
第1の行方向配線11および第2の行方向配線12は、当該第1の行方向配線11と第2の行方向配線12との交点を通る接線が、偏光板19の偏光軸に対して10度以下の傾きを有するように円弧状(曲線形状)に配設されている。すなわち、第1の行方向配線11および第2の行方向配線12は、蛇行して配設されている。また、各円弧(図14では4つ)は、中心線LxまたはLyに沿って円周角20度である。
なお、上記では、第1の行方向配線11および第2の行方向配線12について説明したが、第1の列方向配線13および第2の列方向配線14についても同様である。
図15は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域(図2参照)における行方向配線7の拡大図である。なお、図15において、破線で囲まれた領域は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域を示している。
第1の行方向配線11は、曲線形状に形成され(図14の形状が連続して形成され)、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の行方向配線11は、実質的に列方向に延在している。また、第2の行方向配線12は、曲線形状に形成され(図14の形状が連続して形成され)、列方向に等間隔で配設されているが、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分には配設されていない。具体的には、中央部分では、1本分の第2の行方向配線12が配設されていない。
図16は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における列方向配線4の拡大図である。なお、図16において、破線で囲まれた領域は、図15の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の列方向配線13は、曲線形状に形成され(図14の形状が連続して形成され)、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の行方向配線13は、実質的に列方向に延在している。また、第2の列方向配線14は、曲線形状に形成され(図14の形状が連続して形成され)、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分に配設されている。
図17は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における行方向配線7および列方向配線4の拡大図であり、図15と図16とを合わせた状態を示す図である。なお、図17において、破線で囲まれた領域は、図15,16の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の行方向配線11および第1の列方向配線13で構成されるメッシュ状の配線の行方向において、第1の行方向配線11と第1の列方向配線13とが交互に等間隔(間隔Px)で配設されている。ここで、間隔Pxは、隣接する配線(第1の行方向配線11、第1の列方向配線13)における中心線Ly(図14参照)の間隔である。
また、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14で構成されるメッシュ状の配線の列方向において、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14は、等間隔(間隔Py)で配設されている。ここで、間隔Pyは、隣接する配線(第2の行方向配線12、第2の列方向配線14)における中心線Lx(図14参照)の間隔である。
間隔Pxは、実施の形態1,2と同様、画素のピッチに対して4/3倍とすることによって色ムラを抑制することができる。
なお、本実施の形態3では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅(線幅)は3μm、行方向の間隔Pxは400μm、列方向の間隔Pyは300μmであるものとする。また、画素のピッチpは300μmであるものとする。
また、画素のピッチが小さくなると、行方向の間隔Pxも小さくなるが、実施の形態1,2と同様に、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13の配置の間隔を(4/3+n)×p(n=1)とすることによって、図17の構成とした場合と同様の効果が得られる。このとき、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅が一定であり、かつ第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の総面積が表示エリア全体の面積の1%以下となるように、nを選択することが望ましい。
本実施の形態2による効果を確認するために、照度80000luxの直射日光下において、本実施の形態3によるタッチスクリーン(図17参照)と、実施の形態1によるタッチスクリーン(図5参照)とを目視したところ、本実施の形態3によるタッチスクリーンの方が、配線の反射光によるギラツキが軽減されていた。これは、配線の形状を曲線形状とすることによって、反射光が様々な方向に反射されるためである。また、実施の形態1と同様の方法で、色ムラが発生していないかを目視によって確認したが、色ムラは視認されなかった。
また、本実施の形態3によるタッチスクリーンを液晶パネル上に装着してコントラスト比を測定したところ、本実施の形態3によるタッチスクリーンを液晶パネル上に装着した場合のコントラスト比は、タッチスクリーンを装着しない液晶パネルのコントラスト比とほぼ同じであった。一方、実施の形態2によるタッチスクリーン(図11参照)を液晶パネルに装着した場合のコントラスト比は、タッチスクリーンを装着しない液晶パネルのコントラスト比に対して2割程度低下した。実施の形態2によるタッチスクリーンは、偏光軸に対して10度以上の傾きを有する曲線形状の配線であるため、液晶ディスプレイのバックライト側の偏光板による光の偏光軸が変化し、黒表示時に光が漏れてしまう。
以上のことから、本実施の形態3によれば、偏光板の偏光軸に対して10度以下の傾きを有するように行方向配線7および列方向配線4を配設しているため、液晶ディスプレイが黒を表示したときに光る部分をなくすことができる。従って、色ムラの防止、屋外における視認性の向上に加えて、偏光板19がタッチスクリーン15よりも液晶ディスプレイの表示面側に配置されたとしても、コントラスト比を低下させないようにすることが可能となる。
また、行方向配線7および列方向配線4をメッシュ状の配線とすることによって、少ない配線面積で広い検出可能エリアを形成することが可能となる。
なお、行方向配線7および列方向配線4の材料、線幅、配設の間隔は、上記に限るものではない。例えば、行方向配線7および列方向配線4の材料としては、ITOまたはグラフェンなどの透明導電性材料、あるいはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料を用いてもよい。また、アルミニウム、クロム、銅、銀などの合金、あるいはこれらの合金上に窒化アルミニウムなどを形成した多層構造としてもよい。また、線幅と間隔についても、タッチスクリーンの用途などに応じて、上記と異なる値としてもよい。
<実施の形態4>
実施の形態1では、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13を副画素の長手方向に対して平行な方向に配設する場合について説明した。実施の形態1において、ブラックマトリックスパターンを第1の行方向配線11および第1の列方向配線13に対して平行な方向に配置すると、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13とブラックマトリックスパターンとが平面視で完全に重なるため、使用者が斜め方向から画面を見たときに、配線が副画素の透過光を遮る領域と、配線が副画素の透過光を完全に遮らない領域とが分布するため、縞状の明暗模様が発生しやすくなる。
本発明の実施の形態4では、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13を、偏光板の偏光軸に対して10度以下の傾きを有して配設することを特徴とする。その他の構成は、実施の形態3と同様であるため、ここでは説明を省略する。
行方向配線7および列方向配線4の構造について、図18〜図22を用いて説明する。なお、図18〜22において、紙面横方向を行方向とし、紙面縦方向を列方向とする。また、図18〜22では、行方向配線7および列方向配線4の配線パターンを模式的に示しており、配線の太さや配線の配置間隔は、実際とは異なる。また、タッチスクリーンに装着される液晶パネルの副画素の長手方向は、図18〜22の列方向と平行であるものとする。
図18は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域(図2参照)における行方向配線7の拡大図である。なお、図18において、破線で囲まれた領域は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域(図2参照)を示している。
第1の行方向配線11は、偏光板19の偏光軸21に対して10度以下の角度θの傾きを有し、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の行方向配線11は、実質的に列方向に延在している。また、第2の行方向配線12は、列方向に等間隔で配設されているが、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分には配設されていない。具体的には、中央部分では、1本分の第2の行方向配線12が配設されていない。
図19は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における列方向配線4の拡大図である。なお、図4において、破線で囲まれた領域は、図18の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の列方向配線13は、偏光板19の偏光軸21に対して10度以下の角度θの傾きを有し、行方向に等間隔で配設されている。ここで、第1の列方向配線13は、実質的に列方向に延在している。また、第2の列方向配線14は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域の中央部分に配設されている。
図20は、行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における行方向配線7および列方向配線4の拡大図であり、図18と図19とを合わせた状態を示す図である。なお、図20において、破線で囲まれた領域は、図18,19の破線で囲まれた領域に対応している。
第1の行方向配線11および第1の列方向配線13で構成されるメッシュ状の配線の行方向において、第1の行方向配線11と第1の列方向配線13とが交互に等間隔(間隔Px)で配設されている。
また、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14で構成されるメッシュ状の配線の列方向において、第2の行方向配線12および第2の列方向配線14は、等間隔(間隔Py)で配設されている。
図21は、図20における領域Cの一例を示す拡大図であり、タッチスクリーン15に装着される液晶パネルにおける画素パターンと、行方向配線7および列方向配線4との位置関係を示している。
行方向にRGBの各副画素(行方向のピッチはp/3)で構成される画素(行方向のピッチはp、列方向のピッチはp)に対して、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13は、1.5pの間隔で配置されている。ここで、間隔1.5pは、図20の間隔Pxに対応している。また、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13と偏光軸21とがなす角度をθとすると、以下の式(1),(2)を満たす。
Px=tanθ=p/6p ・・・(1)
tan−1(p/6p)≦π/18 ・・・(2)
上記のように配置することによって、使用者が画面を斜め方向から見たときに、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13が副画素R、副画素G、副画素Bの各々の領域を均等に遮るため、階調のバランスが整い、色ムラを抑制することが可能となる。
なお、本実施の形態1では、第1の行方向配線11、第2の行方向配線12、第1の列方向配線13、および第2の列方向配線14の幅(線幅)は3μm、行方向の間隔Pxは400μm、列方向の間隔Pyは300μmであるものとする。また、画素のピッチpは300μmであるものとする。第1の行方向配線11および第1の列方向配線13の間隔は、1.5np(nは0よりも大きい正の整数)であればよい。
本実施の形態4による効果を確認するために、図21に示す配線構造を有するタッチスクリーン1を液晶パネルに装着し、白表示の状態で色ムラが発生していないかを目視によって確認したが、色ムラは視認されなかった。
また、本実施の形態4によるタッチスクリーンを液晶パネル上に装着してコントラスト比を測定したところ、本実施の形態4によるタッチスクリーンを液晶パネル上に装着した場合のコントラスト比は、タッチスクリーンを装着していない液晶パネルのコントラスト比とほぼ同じであった。一方、実施の形態2によるタッチスクリーン(図11参照)を液晶パネルに装着した場合のコントラスト比は、タッチスクリーンを装着していない液晶パネルのコントラスト比に対して2割程度低下した。
また、本実施の形態4によるタッチスクリーンと、実施の形態1によるタッチスクリーンとの各々を、列方向および行方向に平行に形成されたブラックマトリックスパターンを有する液晶パネル上に形成して表示を目視で確認したところ、実施の形態1によるタッチパネルスクリーンでは縞状の明暗模様が視認されたが、本実施の形態4によるタッチスクリーンでは縞状の明暗模様が視認されなかった。
以上のことから、本実施の形態4によれば、第1の行方向配線11および第1の列方向配線13を偏光板の偏光軸21に対して10度以下の傾きを有して配設しているため、階調のバランスを整え(コントラスト比の低下を抑制し)、色ムラを抑制し、縞状の明暗模様が視認されることを防ぐことが可能となる。
また、行方向配線7および列方向配線4をメッシュ状の配線とすることによって、少ない配線面積で広い検出可能エリアを形成することが可能となる。
なお、行方向配線7および列方向配線4の材料、線幅、配設の間隔は、上記に限るものではない。例えば、行方向配線7および列方向配線4の材料としては、ITOまたはグラフェンなどの透明導電性材料、あるいはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料を用いてもよい。また、アルミニウム、クロム、銅、銀などの合金、あるいはこれらの合金上に窒化アルミニウムなどを形成した多層構造としてもよい。また、線幅と間隔についても、タッチスクリーンの用途などに応じて、上記と異なる値としてもよい。
<実施の形態5>
実施の形態1では、行方向にRGBの各副画素が配置された構造を有する液晶パネルをタッチスクリーンに装着する場合について説明した。本発明の実施の形態5では、列方向にRGBの各副画素が配置されたトリプルゲート構造を有する液晶パネルをタッチスクリーンに装着することを特徴とする。その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図23は、本実施の形態5による行方向配線7と列方向配線4とが平面視で重なる領域における行方向配線7および列方向配線4の拡大図である。
実施の形態1(図6参照)と比較して、図23における行方向の間隔は、図6における列方向の間隔に対応している。また、図23における列方向の間隔は、図6における行方向の間隔に対応している。すなわち、タッチスクリーンに装着される液晶パネルの副画素の長手方向は、図23における列方向と平行である。その他(各ピッチの関係など)については、実施の形態1と同様である。
以上のことから、本実施の形態5によれば、トリプルゲート構造を有する液晶パネルをタッチスクリーンに装着する場合であっても、実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、上記では、実施の形態1にトリプルゲート構造を有する液晶パネルを採用する場合について説明したが、実施の形態2〜4にトリプルゲート構造を有する液晶パネルを採用してもよい。この場合、各実施の形態2〜4と同様の効果が得られる。
<実施の形態6>
図24は、本発明の実施の形態6によるタッチパネル22の構成の一例を模式的に示す平面図である。
タッチパネル22は、図1に示す実施の形態1によるタッチスクリーン1と、フレキシブルプリント基板23と、コントローラ基板24とを備えている。
タッチスクリーン1の端子9には、異方性導電フィルムなどを用いることによって実装された端子(端子9に対応する端子)を有するフレキシブルプリント基板23が接続されている。タッチスクリーン1の列方向配線4および行方向配線7と、コントローラ基板24とをフレキシブルプリント基板23を介して電気的に接続することによって、タッチスクリーン1はタッチパネル22の主要構成要素として機能する。
コントローラ基板24には、検出処理回路25(タッチ位置検出回路)が搭載されている。検出処理回路25は、信号電圧の印加によって、指示体と列方向配線4または行方向配線7との間にて生じる静電容量からなるタッチ容量を検出し、当該検出結果に基づいて、タッチスクリーン1における指示体のタッチ位置の算出処理を行う。すなわち、検出処理回路25は、タッチスクリーン1に対して指示する指示体と、行方向配線7および列方向配線4との間の静電容量に基づいて、指示体によって指示されたタッチスクリーン1上の位置を検出する。
検出処理回路25は、投影型静電容量方式の検出ロジックを採用することができる。また、コントローラ基板24は、検出処理回路25にて算出されたタッチ位置を、外部の処理装置に出力するための外部接続端子26を備えている。
以上のことから、本実施の形態6によれば、タッチパネル22が実施の形態1によるタッチスクリーン1(図1参照)を備えることによって、タッチパネル22を液晶ディスプレイに装着した場合において、コントラストの低下を抑制したタッチパネル22を得ることができる。
なお、上記では、実施の形態1によるタッチスクリーンを用いる場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、実施の形態2〜5によるタッチスクリーンを用いる場合であっても同様の効果が得られる。
また、検出処理回路25は、コントローラ基板24への実装に限らず、タッチスクリーン1の透明基板2上に実装するようにしてもよい。
<実施の形態7>
本発明の実施の形態7による表示装置は、実施の形態6によるタッチパネル22(図24参照)と、情報を表示可能な液晶表示素子(LCD、図示せず)とを備えることを特徴としている。
タッチパネル22は、液晶表示素子の表示画面よりも使用者側に配置される。換言すれば、液晶表示素子は、タッチパネル22のタッチスクリーンに対して指示する側とは反対側に配置される。このような構成とすることによって、使用者が指示したタッチ位置を検出する機能を有するタッチパネル付きの表示装置とすることができる。
以上のことから、本実施の形態7によれば、視認性に優れた投影型静電容量方式のタッチパネル付きの表示装置を得ることができる。
<実施の形態8>
本発明の実施の形態8による電子機器は、実施の形態6によるタッチパネル22(図24参照)と、電子素子である信号処理素子(電子処理部、図示せず)とを備えることを特徴としている。
信号処理素子は、タッチパネル22の外部接続端子26から出力された信号を入力し、デジタル信号として出力する。すなわち、信号処理素子は、タッチパネル22の検出処理回路25にて検出されたタッチ位置の情報に対して予め定められた処理を電子的に行う。このように、信号処理素子をタッチパネル22に接続する構成とすることによって、タッチパネル22の検出処理回路25にて検出されたタッチ位置の情報をコンピュータなどの外部信号処理装置に出力する、デジタイザなどのタッチ位置検出機能付き電子機器とすることができる。
なお、信号処理素子は、タッチパネル22のコントローラ基板24に内蔵(搭載)されてもよい。この場合、信号処理素子が、USB(Universal Serial Bus)のようなバス規格を満たすような出力機能を備えることによって、汎用性の高いタッチ位置検出機能付き電子機器を実現することができる。
以上のことから、本実施の形態8によれば、視認性の良い投影型静電容量方式のタッチ位置検出機能付きの電子機器を得ることができる。
なお、実施の形態1〜5では、ブラックマトリックスパターンが列方向および行方向に対して平行なパターンで形成される場合を一例として説明したが、IPS(In Plane Switching)方式などでしばしば採用されている、くの字形状のブラックマトリックスパターンであってもよい。
図13において、透明基板16は、液晶ディスプレイのカラーフィルター基板であってもよい。図25は、タッチスクリーン27の構成を示す斜視図である。タッチスクリーン27は、図13の透明基板16に代えてカラーフィルター基板28を設けることを特徴としている。その他の構成は、図13と同様である。図25に示すような構成とすることによって、タッチスクリーンの透明基板と液晶ディスプレイのカラーフィルター基板とを共用することができるため、液晶ディスプレイにタッチスクリーン27を装着したときに全体的な薄型化を実現することができる。
また、図26に示すタッチスクリーン29のように、図1に示すタッチスクリーン1の透明基板2の表面側に偏光板30を設け(貼り付け)、偏光板30側を表示面側として液晶ディスプレイに装着してもよい。この場合、透明基板2がタッチスクリーン29を保護する役割を果たす。
実施の形態1では、図1に示すタッチスクリーンの構造を採用する場合について説明したが、これに限るものではなく、図13,24,25に示すタッチスクリーンの構造を採用した場合であっても同様の効果が得られる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1 タッチスクリーン、2 透明基板、3 上部電極、4 列方向配線、5 層間絶縁膜、6 下部電極、7 行方向配線、8 保護膜、9 端子、10 ダミー引き出し配線、11 第1の行方向配線、12 第2の行方向配線、13 第1の列方向配線、14 第2の列方向配線、15 タッチスクリーン、16 透明基板、17 層間絶縁膜、18 保護膜、19 偏光板、20 透明基板、21 偏光軸、22 タッチパネル、23 フレキシブルプリント基板、24 コントローラ基板、25 検出処理回路、26 外部接続端子、27 タッチスクリーン、28 カラーフィルター基板、29 タッチスクリーン、30 偏光板。

Claims (12)

  1. 短手方向および長手方向に規則的に配置され、前記短手方向のピッチがp/3であるRGBの各々を形成する複数の副画素が形成される表示素子の領域に対応する領域において、絶縁膜を介して平面視で交差するように配設された複数の行方向配線および複数の列方向配線を備え、
    前記複数の行方向配線は、前記長手方向に延在する複数の第1の行方向配線と、前記短手方向に延在する複数の第2の行方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、
    前記複数の列方向配線は、前記長手方向に延在する複数の第1の列方向配線と、前記短手方向に延在する複数の第2の列方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、
    各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線は、p/3以上の間隔で配設されることを特徴とする、タッチスクリーン。
  2. 前記平面視で交差する領域において、各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線は、p/3以上の間隔で交互に配設されることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーン。
  3. 各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線は、((4/3)+n)×p(nは0以上の整数)を満足する間隔で配設されることを特徴とする、請求項1または2に記載のタッチスクリーン。
  4. 各前記行方向配線および各前記列方向配線は、各前記副画素を区画するブラックマトリックスのパターンと平面視で重なる位置に配設されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチスクリーン。
  5. 各前記行方向配線および各前記列方向配線は、蛇行して配設されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のタッチスクリーン。
  6. 複数の行方向配線および複数の列方向配線の前記表示素子とは反対側に配置された偏光板をさらに備え、
    各前記行方向配線および各前記列方向配線は、前記偏光板の偏光軸に対して10度以下の傾きを有して配設されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のタッチスクリーン。
  7. 複数の行方向配線および複数の列方向配線の前記表示素子とは反対側に配置された偏光板をさらに備え、
    各前記行方向配線は、各前記第1の行方向配線と各前記第2の行方向配線との交点を通る接線が、前記偏光板の偏光軸に対して10度以下の傾きを有するように蛇行して配設され、
    各前記列方向配線は、各前記第1の列方向配線と各前記第2の列方向配線との交点を通る接線が、前記偏光板の偏光軸に対して10度以下の傾きを有するように蛇行して配設されることを特徴とする、請求項5に記載のタッチスクリーン。
  8. 短手方向および長手方向に規則的に配置され、前記短手方向のピッチがp/3、前記長手方向のピッチがpであり、tan−1(p/6p)≦π/18を満足するRGBの各々を形成する複数の副画素が形成される表示素子の領域に対応する領域において、絶縁膜を介して平面視で交差するように配設された複数の行方向配線および複数の列方向配線と、
    複数の行方向配線および複数の列方向配線の前記表示素子とは反対側に配置された偏光板と、
    を備え、
    前記複数の行方向配線は、前記長手方向に延在する複数の第1の行方向配線と、前記短手方向に延在する複数の第2の行方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、
    前記複数の列方向配線は、前記長手方向に延在する複数の第1の列方向配線と、前記短手方向に延在する複数の第2の列方向配線とを有するメッシュ状の配線を含み、
    各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線は、1.5np(nは0よりも大きい正の整数)の間隔で配設され、かつ前記偏光板の偏光軸となす角度θがtanθ=p/6pを満足して配設されることを特徴とする、タッチスクリーン。
  9. 各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線の線幅がtである場合において、各前記第1の行方向配線および各前記第1の列方向配線は、100t以上の間隔で配設されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載のタッチスクリーン。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載のタッチスクリーンと、
    前記タッチスクリーンに対して指示する指示体と、前記行方向配線および前記列方向配線との間の静電容量に基づいて、前記指示体によって指示された前記タッチスクリーン上の位置を検出するタッチ位置検出回路と、
    を備える、タッチパネル。
  11. 請求項10に記載のタッチパネルと、
    前記タッチパネルの前記タッチスクリーンに対して指示する側とは反対側に配置され、情報を表示可能な前記表示素子と、
    を備える、表示装置。
  12. 請求項10に記載のタッチパネルと、
    前記タッチパネルの前記タッチ位置検出回路にて検出された前記位置の情報に対して予め定められた処理を電子的に行う電子処理部と、
    を備える、電子機器。
JP2015002154A 2015-01-08 2015-01-08 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器 Active JP6494287B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002154A JP6494287B2 (ja) 2015-01-08 2015-01-08 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器
US14/984,592 US10120510B2 (en) 2015-01-08 2015-12-30 Touch screen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002154A JP6494287B2 (ja) 2015-01-08 2015-01-08 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016126695A true JP2016126695A (ja) 2016-07-11
JP6494287B2 JP6494287B2 (ja) 2019-04-03

Family

ID=56359594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015002154A Active JP6494287B2 (ja) 2015-01-08 2015-01-08 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10120510B2 (ja)
JP (1) JP6494287B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018028863A (ja) * 2016-08-19 2018-02-22 株式会社ジャパンディスプレイ 入力検出装置および電子装置
WO2018051955A1 (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 シャープ株式会社 タッチパネル内蔵ディスプレイ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106201135B (zh) * 2016-06-23 2019-03-26 京东方科技集团股份有限公司 触控基板及其制作方法、触控屏
US20180067578A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 Innolux Corporation Display apparatus with touch detection function
KR20190015876A (ko) * 2017-08-07 2019-02-15 삼성전자주식회사 모아레 저감용 디스플레이 장치 및 그 구동방법
WO2019165577A1 (zh) 2018-02-27 2019-09-06 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种传感器和触摸显示屏
WO2022016384A1 (en) * 2020-07-21 2022-01-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Capacitive type sensor and touch screen display
CN118276715B (zh) * 2024-06-03 2024-08-20 合肥创发微电子有限公司 一种触摸屏传感器图形扭曲方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120062250A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Au Optronics Corp. Capacitive touch sensor and capacitive touch apparatus
JP2012198740A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Panasonic Corp タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置
WO2013133026A1 (ja) * 2012-03-06 2013-09-12 三菱電機株式会社 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器
JP2014203421A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 株式会社タッチパネル研究所 静電容量式タッチパネル

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9406702D0 (en) 1994-04-05 1994-05-25 Binstead Ronald P Multiple input proximity detector and touchpad system
JP4275865B2 (ja) 1999-01-26 2009-06-10 キューアールジー リミテッド 容量性センサ及びアレイ
JP2009259063A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 Gunze Ltd タッチパネルおよびその製造方法
US20090273577A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Apple Inc. Moire-Free Touch Screen with Tilted or Curved ITO Pattern
KR101329638B1 (ko) * 2008-07-31 2013-11-14 군제 가부시키가이샤 평면체 및 터치 스위치
JP5647864B2 (ja) 2010-11-05 2015-01-07 富士フイルム株式会社 タッチパネル
DE102011014748B4 (de) * 2011-03-22 2022-10-27 Polyic Gmbh & Co. Kg Schichtkörper, Herstellungsverfahren und Verwendung dazu
US20150220107A1 (en) * 2011-12-23 2015-08-06 Lg Chem, Ltd Conductive substrate and electronic device comprising same
KR101373044B1 (ko) * 2012-04-19 2014-03-11 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널
US9030438B2 (en) * 2012-08-16 2015-05-12 Eastman Kodak Company Pixel-aligned micro-wire electrode device
JP5778119B2 (ja) * 2012-11-30 2015-09-16 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
KR101588924B1 (ko) * 2012-12-24 2016-01-26 삼성전기주식회사 터치센서
JP3183253U (ja) 2013-02-20 2013-05-09 介面光電股▲ふん▼有限公司 タッチ表示装置
US9933872B2 (en) * 2014-12-01 2018-04-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Touch panel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120062250A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Au Optronics Corp. Capacitive touch sensor and capacitive touch apparatus
JP2012198740A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Panasonic Corp タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置
WO2013133026A1 (ja) * 2012-03-06 2013-09-12 三菱電機株式会社 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器
JP2014203421A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 株式会社タッチパネル研究所 静電容量式タッチパネル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018028863A (ja) * 2016-08-19 2018-02-22 株式会社ジャパンディスプレイ 入力検出装置および電子装置
WO2018051955A1 (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 シャープ株式会社 タッチパネル内蔵ディスプレイ
US10802633B2 (en) 2016-09-15 2020-10-13 Sharp Kabushiki Kaisha Display with built-in touch panel

Also Published As

Publication number Publication date
US10120510B2 (en) 2018-11-06
US20160202802A1 (en) 2016-07-14
JP6494287B2 (ja) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6494287B2 (ja) タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器
US8390598B2 (en) Touch screen, touch panel and display device
JP7046566B2 (ja) タッチパネル付き表示装置
US9626027B2 (en) Touch sensor integrated type display device
US9791984B2 (en) Sensor-equipped display device
TWI528239B (zh) 觸控顯示裝置
US9459744B2 (en) Touch panel substrate and display device
US9542053B2 (en) Touch screen, touch panel, display, and electronic apparatus
US9690411B2 (en) Touch display
JP6932613B2 (ja) タッチパネル及びそれを備えた表示装置
US10359890B2 (en) Touch screen, touch panel, and display apparatus
US9933907B2 (en) Touch screen, touch panel, display, and electronic apparatus
WO2018205125A1 (en) Touch substrate, touch control display panel, touch control display apparatus, and method of fabricating touch substrate
JP2014010671A (ja) タッチスクリーン、タッチパネル及びそれを備える表示装置
KR20140004356U (ko) 감지용 하부기판 상에 금속층을 가지는 인-셀 터치 디스플레이 패널 구조
JP6345029B2 (ja) タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器
US9563324B2 (en) Touch panel substrate, electronic device, and production method for electronic device
JP6744169B2 (ja) 検出装置及び表示装置
US9760230B2 (en) Touch screen, touch panel, display device, and electronic device
JP5870945B2 (ja) タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器
US20160239120A1 (en) Touch Detection Device for Improving Touch Detection and Visibility and Electronic Device Comprising Same
US20170177147A1 (en) Display device
KR20150121402A (ko) 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 패널 제조 방법
JP2015210554A (ja) タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置、および電子機器
JP2017076174A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190305

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6494287

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250