JP2016136444A - タッチパネル、および、表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】干渉縞の発生を抑えることの可能なタッチパネル、および、表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】タッチパネルは、透明誘電体層としてのセンシング基材と、透明誘電体層の表面にて第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線としてのセンシング電極線51と、透明誘電体層の裏面にて第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線としてのドライブ電極線41と、を備え、複数の第1電極線の少なくとも一部は、第1電極線の延在方向に沿って繰り返される複数の屈曲部54を有する屈曲線であり、透明誘電体層の表面から見て、複数の第1電極線の各々は、複数の第2電極線の各々と交差し、複数の屈曲部54の少なくとも一部は、第2電極線間の隙間と対向する。
【選択図】図7

Description

本開示の技術は、複数の電極線を備えるタッチパネル、および、タッチパネルを備える表示装置に関する。
近年、電子機器の入力デバイスとして、静電容量方式のタッチパネルが広く用いられている。静電容量方式のタッチパネルは、X方向に沿って延びる複数の第1電極線と、X方向に対して直交するY方向に沿って延びる複数の第2電極線とを備える。それら複数の第1電極線と、複数の第2電極線とは、透明誘電体層を挟んで重ねられている。1つの第1電極線と複数の第2電極線の各々との間における静電容量の変化が第1電極線ごとに検出され、それによってタッチパネルの操作面における指の接触位置が検出される。第1電極線及び第2電極線を形成する材料には、第1電極線及び第2電極線における抵抗値を下げるべく、銀や銅などの金属が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012−79238号公報
ところで、可視光を吸収、あるいは、反射する金属によって第1電極線や第2電極線が形成される構成では、タッチパネルの操作面から見て、複数の第1電極線と複数の第2電極線とが相互に直交した格子状のパターンが視認される。一方で、タッチパネルが積層される表示パネルでも、X方向とY方向とに沿って複数の画素を区画するブラックマトリクスが、格子状のパターンとして視認される。
この際に、相互に隣り合う第1電極線の間の間隔は、相互に隣り合う画素間のY方向における間隔とは一般に異なり、また、相互に隣り合う第2電極線の間の間隔も、相互に隣り合う画素間のX方向における間隔とは異なる。結果として、タッチパネルの操作面から見て、第1電極線と第2電極線とから形成される格子状のパターンと、画素を区画する格子状のパターンとが重なり、2つの格子状のパターンによる干渉縞が視認されてしまう。
本開示の技術は、干渉縞の発生を抑えることの可能なタッチパネル、および、表示装置を提供することを目的とする。
本開示の技術におけるタッチパネルの一態様は、透明誘電体層と、前記透明誘電体層の表面において第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線と、前記透明誘電体層の裏面において第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線と、を備える。前記複数の第1電極線には、前記第1電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の屈曲部を有する屈曲線である電極線が複数含まれ、前記屈曲線において、前記複数の屈曲部における山部を結ぶ直線と、前記複数の屈曲部における谷部を結ぶ直線とによって挟まれる領域を当該屈曲線の屈曲領域とするとき、相互に隣り合う前記屈曲線における前記屈曲領域は、隙間を空けて並び、前記屈曲線は、複数の直線部分を組み合わせることによって形成される折れ線であり、前記屈曲領域の延びる方向における前記直線部分の長さは、相互に隣り合う前記屈曲線間の前記第1方向における隙間の大きさと等しく、前記透明誘電体層の表面から見て、前記複数の第1電極線の各々は、前記複数の第2電極線の各々と交差し、前記複数の屈曲部の少なくとも一部は、前記第2電極線間の隙間と対向する。
本開示の技術における表示装置の一態様は、マトリックス状に画素が配列された表示パネルと、前記表示パネルに重ねられたタッチパネルと、を備える。前記タッチパネルは、透明誘電体層と、前記透明誘電体層の表面において第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線と、前記透明誘電体層の裏面において第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線と、を備える。前記複数の第1電極線には、前記第1電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の屈曲部を有する屈曲線である電極線が複数含まれ、前記屈曲線において、前記複数の屈曲部における山部を結ぶ直線と、前記複数の屈曲部における谷部を結ぶ直線とによって挟まれる領域を当該屈曲線の屈曲領域とするとき、相互に隣り合う前記屈曲線における前記屈曲領域は、隙間を空けて並び、前記屈曲線は、複数の直線部分を組み合わせることによって形成される折れ線であり、前記屈曲領域の延びる方向における前記直線部分の長さは、相互に隣り合う前記屈曲線間の前記第1方向における隙間の大きさと等しく、前記透明誘電体層の表面から見て、前記複数の第1電極線の各々は、前記複数の第2電極線の各々と交差し、前記複数の屈曲部の少なくとも一部は、前記第2電極線間の隙間と対向する。
本開示の技術における一態様によれば、透明誘電体層の表面から見て、第1電極線と第2電極線とによって格子状のパターンが形成される。相互に隣り合う2本の第1電極線と、相互に隣り合う2本の第2電極線とによって区画されるパターンには、第1電極線と第2電極線とが交差する4点(頂点)と、屈曲部とを含む形状、すなわち、四角形とは異なる形状が含まれる。したがって、格子状のパターンが四角形のみから構成される場合と比較して、格子状のパターンにおける規則性が低くなる。その結果、画素配列に対応した周期的なパターンを有する表示パネルとタッチパネルとが重ねられる構成において、干渉縞の発生が抑えられる。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様では、前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、5個以上の頂点を有する多角形を含む。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様によれば、透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の第1電極線と、相互に隣り合う2本の第2電極線とによって区画されるパターンは、5個以上の頂点を有する多角形を含む。したがって、曲率を有した曲線として屈曲部が構成される場合のように、格子状のパターンが擬似的な四角形である構成と比較して、格子状のパターンにおける規則性が低くなる結果、干渉縞の発生がさらに抑えられる。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様では、前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、4〜8個の頂点を有する多角形のうち、頂点の数が相互に異なる2種類以上の多角形を含む。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様によれば、相互に隣り合う2本の第1電極線と、相互に隣り合う2本の第2電極線とによって区画されるパターンが、複数種類の多角形を含む。したがって、格子状のパターンが1種類の多角形のみからなる構成と比較して、格子状のパターンにおける規則性が低くなる結果、干渉縞の発生がさらに抑えられる。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様では、前記屈曲部は、第1屈曲部であり、前記屈曲線は、第1屈曲線である。また、前記複数の第2電極線の少なくとも一部は、前記第2電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の第2屈曲部を有する第2屈曲線である。前記透明誘電体層の表面から見て、前記複数の第2屈曲部の少なくとも一部は、前記第1電極線間の前記隙間と対向する。
本開示の技術におけるタッチパネルの他の態様によれば、相互に隣り合う2本の第1電極線と、相互に隣り合う2本の第2電極線とによって区画されるパターンには、第1屈曲部、および、第2屈曲部の少なくとも1つを含む形状が、四角形とは異なる形状として含まれる。それゆえに、四角形とは異なるパターンを構成する屈曲部が第1屈曲部のみである構成と比較して、格子状のパターンにおける規則性を下げるための設計の自由度が広げられる。
本開示の技術によれば、タッチパネルの備える複数の電極線に起因した干渉縞の発生が抑えられる。
本開示の技術の第1及び第2の実施形態における表示装置の全体構成を示す断面図である。 第1及び第2の実施形態における表示パネルの備えるカラーフィルタ基板の平面構造を示す平面図である。 第1の実施形態のタッチパネルにおける複数のドライブ電極の平面構造をドライブ基材と共に示す平面図である。 第1の実施形態のタッチパネルにおけるドライブ電極の平面構造を示す平面図であって、図3の一部を拡大して示す図である。 第1の実施形態のタッチパネルにおける複数のセンシング電極の平面構造をセンシング基材と共に示す平面図である。 第1の実施形態のタッチパネルにおけるセンシング電極の平面構造を示す平面図であって、図5の一部を拡大して示す図である。 第1の実施形態のタッチパネルにおけるドライブ電極とセンシング電極とを積層方向から見た図であって、ドライブ電極とセンシング電極とによって区画されるパターンを拡大して示す図である。 第2の実施形態のタッチパネルにおけるドライブ基材に形成された複数のドライブ電極の平面構造の一部を拡大して示す拡大平面図である。 第2の実施形態のタッチパネルにおけるセンシング基材に形成された複数のセンシング電極の平面構造の一部を拡大して示す拡大平面図である。 第2の実施形態のタッチパネルにおけるドライブ電極とセンシング電極とを積層方向から見た図であって、ドライブ電極とセンシング電極とによって区画されるパターンを拡大して示す図である。 変形例のタッチパネルにおけるドライブ電極とセンシング電極とを積層方向から見た図であって、ドライブ電極とセンシング電極とによって区画されるパターンを拡大して示す図である。 変形例における表示装置の全体構成を示す断面図である。 変形例における表示装置の全体構成を示す断面図である。
(第1の実施形態)
図1〜図6を参照して、タッチパネル、および、表示装置の第1の実施形態について説明する。まず、図1を参照して、表示装置の全体構成について説明する。
図1に示されるように、表示装置10は、表示パネル20と、表示パネル20の上に接着部材を介して積層されたタッチパネル30とを備える。
表示パネル20は、液晶パネルであり、下側偏光板21と上側偏光板27との2枚の偏光板の間に、TFT(薄膜トランジスタ)基板22、カラーフィルタ基板26、および、TFT基板22とカラーフィルタ基板26との間に挟まれた液晶層24を備える。
TFT基板22と液晶層24との間には、TFT層23が形成されている。TFT層23では、サブ画素となる画素電極がマトリクス状に配置され、アクティブ素子であるTFTがサブ画素ごとに設けられている。カラーフィルタ基板26と液晶層24との間には、共通電極が設けられたカラーフィルタ層25が形成されている。カラーフィルタ層25では、ブラックマトリクスで区画された各領域において、白色光を赤色、緑色、青色のいずれかの色の光に変換する着色層がサブ画素に対向している。
タッチパネル30は、表示パネル20におけるカラーフィルタ基板26寄りの偏光板である上側偏光板27に積層されている。タッチパネル30は、静電容量の変化を検出するための複数の電極線を備えるセンサー層31と、センサー層31に積層されて表示装置10の表面である操作面を構成するカバー層32とから構成される。
センサー層31は、複数の第2電極線からなるドライブ電極40と、複数の第1電極線からなるセンシング電極50とを備える。ドライブ電極40は、ガラスや樹脂フィルム等からなるドライブ基材33の上に形成され、例えば、ドライブ基材33の表面に成膜された銅膜や銀膜等の金属薄膜がエッチングされることによって形成されている。センシング電極50は、ガラスや樹脂フィルム等からなるセンシング基材34の上に形成され、例えば、センシング基材34の表面に成膜された金属薄膜がエッチングされることによって形成されている。すなわち、タッチパネル30では、センシング基材34の表面に、センシング電極50を構成する複数の第1電極線が形成され、センシング基材34の裏面に、ドライブ電極40を構成する複数の第2電極線が形成されている。
センサー層31は、ドライブ電極40の形成されたドライブ基材33の上に、センシング電極50の形成されたセンシング基材34が接着部材を介して積層されることによって形成される。センシング基材34は、ドライブ電極40における第2電極線と、センシング電極50における第1電極線との間の透明誘電体層として機能し、ドライブ電極40における第2電極線には、センシング基材34の電荷を充放電させる選択信号が印加される。センシング電極50からは、ドライブ電極40とセンシング電極50との間の静電容量の大きさに応じた検出信号が出力され、図示しないコントローラーにより位置検出が可能となる。
カバー層32は強化ガラスや合成樹脂等から形成され、接着部材を介してセンサー層31に貼り付けられる。
図2を参照して、表示パネル20におけるカラーフィルタ層25の平面構造について説明する。図2は、カラーフィルタ層25が形成されたカラーフィルタ基板26の平面図である。
図2に示されるように、カラーフィルタ層25では、ブラックマトリクス28によって、縦軸と横軸とが直交する格子状のパターンが形成されている。ブラックマトリクス28によって区画された矩形の領域には、赤色用の着色層29Rと、緑色用の着色層29Gと、青色用の着色層29Bのいずれかの着色層29が形成されている。同じ色用の着色層29は、1つの方向に沿って並べられている。同じ色用の着色層29が並べられる方向が、Y方向として設定されると、Y方向と直交するX方向に沿って、青色用の着色層29Bと、緑色用の着色層29Gと、赤色用の着色層29Rとが、この順に繰り返して配置されている。すなわち、カラーフィルタ層25では、同じ色用の着色層29がY方向に沿って延びるストライプ状に配置される。着色層29の上には、図示されない共通電極が全面に形成される。
複数の着色層29の各々は、TFT層23におけるサブ画素に対応付けられ、X方向に沿って並ぶ3色の着色層29が、1つの画素を構成している。複数の画素の各々は、Y方向に沿ってストライプ状に配列されている。また、カラーフィルタ層25において、マトリクス状に並べられた複数の矩形からなる格子状のパターンが、ストライプ状に配列された複数の画素の各々を、画素の配列に対応した画素パターンとして区画している。なお、X方向における画素の幅である画素幅Px、および、Y方向における画素の幅である画素幅Pyは、表示装置に要求される解像度等に応じて適宜設定される。
図3〜図6を参照して、ドライブ電極40の平面構造、および、センシング電極50の平面構造について説明する。
図3に示されるように、ドライブ電極40は、X方向に沿って延びる折れ線状に形成された第2屈曲線としての複数のドライブ電極線41から構成されている。複数のドライブ電極線41の各々は、X方向と直交するY方向に沿って一定の隙間P1を空けて並べられている。
複数のドライブ電極線41は、Y方向に沿って4本ずつ区切られ、Y方向に沿って並べられた4本のドライブ電極線41は、1つの端子部42に対して並列に接続されている。複数の端子部42の各々は、ドライブ電極線41を選択する選択回路に接続され、1つの端子部42に接続される4本のドライブ電極線41が1つの走査電極として機能する。
図4に示されるように、複数のドライブ電極線41の各々は、相互に異なる傾きを有する2種類の直線部分43の組み合わせであり、X方向に沿って交互に繰り返し配置される2種類の直線部分43と、2種類の直線部分43の連結される部分である第2屈曲部としての屈曲部44とから構成されている。
複数の直線部分43の各々は、直線部分43の延びる方向に沿って長さD1を有している。2種類の直線部分43のうち、一方の直線部分43aは、X方向に沿って延びる直線である基準線A1に対して+θ1°の傾きを有し、他方の直線部分43bは、基準線A1に対して−θ1°の傾きを有している。複数のドライブ電極線41の各々は、1つのドライブ電極線41がY方向に沿って並進された形状に形成され、直線部分43aと直線部分43bとの連結された部分である屈曲部44は、複数のドライブ電極線41においてY方向に沿って延びる直線L1の上に並んでいる。
直線部分43の長さD1は、下記式1の満たされる大きさであり、X方向における直線部分43の長さDxが隙間P1と等しくなるように設定されている。隙間P1、および、基準線A1と直線部分43とのなす角度は、タッチパネル30に要求される検出精度や表示パネル20における画素幅Px,Pyに応じて適宜設定される。
Dx=D1cosθ1=P1 … 式1
なお、1本のドライブ電極線41において、X方向に沿って並ぶ屈曲部44同士を結ぶ直線は、補助線B1、および、補助線B2として設定され、補助線B1と補助線B2とによって挟まれる領域は、屈曲領域R1として設定される。この際に、相互に隣り合うドライブ電極線41の屈曲領域R1は、Y方向に沿って隙間を空けて並べられ、相互に重なることがないように、直線部分43の長さD1、隙間P1、および、角度θ1が設定されている。ここで、相互に隣り合う屈曲領域R1が、Y方向において相互に重なる場合には、操作面における1つの操作位置が、相互に隣り合う2本のドライブ電極線41によって検出されるので、操作位置の検出の精度が低下する。この点で、相互に隣り合う屈曲領域R1が、Y方向に沿って隙間を空けて並べられる構成であれば、操作位置の検出の精度が低下することが抑えられる。
図5に示されるように、センシング電極50は、ドライブ電極40と比較して、複数の電極線の各々の延びる方向と、複数の電極線の各々の並べられる方向とが異なる。すなわち、センシング電極50は、Y方向に沿って延びる折れ線状に形成された第1屈曲線としての複数のセンシング電極線51から構成されている。複数のセンシング電極線51は、X方向に沿って一定の隙間P1を空けて並べられている。相互に隣り合うセンシング電極線51間の隙間P1は、相互に隣り合うドライブ電極線41間の隙間P1と等しくとも、異なっていてもよい。直線部分43の長さD1、および、角度θ1についても同様である。
複数のセンシング電極線51は、X方向に沿って4本ずつ区切られ、X方向に沿って並べられた4本のセンシング電極線51は、1つの端子部52に対して並列に接続されている。複数の端子部52の各々は、静電容量の変化を検出する検出回路に接続され、1つの端子部52に接続される4本のセンシング電極線51が1つの検出電極として機能する。
図6に示されるように、複数のセンシング電極線51の各々も、相互に異なる傾きを有する2種類の直線部分53の組み合わせであり、Y方向に沿って交互に繰り返し配置される2種類の直線部分53と、2種類の直線部分53の連結される部分である第1屈曲部としての屈曲部54とから構成されている。
複数の直線部分53の各々は、直線部分53の延びる方向に沿って長さD1を有している。2種類の直線部分53のうち、一方の直線部分53aは、Y方向に沿って延びる直線である基準線A2に対して+θ1°の傾きを有し、他方の直線部分53bは、基準線A2に対して−θ1°の傾きを有している。複数のセンシング電極線51の各々は、1つのセンシング電極線51がX方向に沿って並進された形状に形成され、直線部分53aと直線部分53bとの連結された部分である屈曲部54は、複数のセンシング電極線51においてX方向に沿って延びる直線L2の上に並んでいる。
直線部分53の長さD1は、下記式2の満たされる大きさであり、Y方向における直線部分53の長さDyが隙間P1と等しくなるように設定されている。隙間P1、および、基準線A2と直線部分53とのなす角度は、タッチパネル30に要求される検出精度や表示パネル20における画素幅Px,Pyに応じて適宜設定される。
Dy=D1cosθ1=P1 … 式2
なお、1本のセンシング電極線51において、Y方向に沿って並ぶ屈曲部54同士を結ぶ直線は、補助線B3、および、補助線B4として設定され、補助線B3と補助線B4によって挟まれる領域は、屈曲領域R2として設定される。この際に、相互に隣り合うセンシング電極線51の屈曲領域R2は、X方向に沿って隙間を空けて並べられ、相互に重なることがないように、直線部分53の長さD1、隙間P1、および、角度θ1が設定されている。ここで、相互に隣り合う屈曲領域R2が、X方向において相互に重なる場合には、1つの操作位置に対し、相互に隣り合う2本のセンシング電極線51が対応付けられるので、操作位置の検出の精度が低下する。この点で、相互に隣り合う屈曲領域R2が、X方向に沿って隙間を空けて並べられる構成であれば、操作位置の検出の精度が低下することが抑えられる。
図7を参照して、ドライブ電極40とセンシング電極50とによって形成される電極パターンについて説明する。なお、図7では、説明の便宜上、透明誘電体層であるセンシング基材34の表面から見て、すなわち、表示装置10の表面から見て、センシング基材34の上側に配置される複数のセンシング電極50の各々が白抜きの中空線として示され、センシング基材34の下側に配置される複数のドライブ電極40の各々が中実線として示されている。
図7に示されるように、電極パターンにおいて、ドライブ電極線41における複数の屈曲部44の各々は、いずれのセンシング電極線51とも重ならない位置に配置され、相互に隣り合う2本のセンシング電極線51の間の隙間と対向している。また、センシング電極線51における複数の屈曲部54の各々は、いずれのドライブ電極線41とも重ならない位置に配置され、相互に隣り合う2本のドライブ電極線41の間の隙間と対向している。
すなわち、ドライブ電極40とセンシング電極50とは、一方の電極における電極線の屈曲部が、他方の電極における電極線と重ならない位置に配置されている。また、複数のドライブ電極線41の各々と、複数のセンシング電極線51の各々とは、ドライブ電極線41における直線部分43と、センシング電極線51における直線部分53とにおいて重なっている。相互に隣り合う2本のドライブ電極線41と、相互に隣り合う2本のセンシング電極線51とによって、内角に2つの優角を有する4種類の八角形が形成され、センシング基材34の表面から見て、4種類の八角形がX方向とY方向とに沿って並ぶ電極パターンが形成されている。
次に、上記タッチパネル30、および、表示装置10の作用について説明する。
タッチパネル30には、ドライブ電極40とセンシング電極50とによって、4種類の八角形がX方向とY方向とに沿って並ぶ電極パターンが形成される。したがって、矩形がマトリクス状に並べられた従来の電極パターンと比較して、パターンの規則性にゆらぎが生じる。
例えば、八角形M1では、1つのドライブ電極線41の屈曲部44によって−Y方向に突き出た頂点V1が形成され、他のドライブ電極線41の屈曲部44によって−Y方向に突き出た頂点V2が形成される。一方で、八角形M1と隣り合う他の八角形M2では、1つのドライブ電極線41の屈曲部44によって+Y方向に突き出た頂点V3が形成され、他のドライブ電極線41の屈曲部44によって+Y方向に突き出た頂点V4が形成される。X方向において相互に隣り合う八角形M1と八角形M2とでは、1つのドライブ電極線41によって形成される頂点V1と頂点V3とが、Y方向において相互に異なる位置に形成される。また、X方向において相互に隣り合う八角形M1と八角形M2とでは、他のドライブ電極線41によって形成される頂点V2と頂点V4とがY方向において相互に異なる位置に形成される。
また、八角形M1では、1つのセンシング電極線51の屈曲部54によって+X方向に突き出た頂点V5が形成され、他のセンシング電極線51の屈曲部54によって+X方向に突き出た頂点V6が形成される。一方で、八角形M1と隣り合う他の八角形M3では、1つのセンシング電極線51の屈曲部54によって−X方向に突き出た頂点V7が形成され、他のセンシング電極線51の屈曲部54によって−X方向に突き出た頂点V8が形成される。Y方向において相互に隣り合う八角形M1と八角形M3とでは、1つのセンシング電極線51によって形成される頂点V5と頂点V7とが、X方向において相互に異なる位置に形成される。また、Y方向において相互に隣り合う八角形M1と八角形M3とでは、他のセンシング電極線51によって形成される頂点V6と頂点V8とがX方向において相互に異なる位置に形成される。
結果として、ドライブ電極40とセンシング電極50とによって形成される電極パターンであれば、X方向およびY方向に沿って矩形が並ぶ電極パターンと比較して、X方向およびY方向の双方において、パターンの規則性が低くなる。
ここで、X方向およびY方向に沿って矩形が並ぶ電極パターンと、これもまたX方向およびY方向に沿って矩形が並ぶ画素パターンとが重ねられる場合には、規則性の高いパターン同士が重なることによって、その周期のずれによる干渉縞が生じる。これに対し、タッチパネル30の形成する電極パターンであれば、そのパターンの規則性が上述の電極パターンと比較して低いので、表示パネル20とタッチパネル30とが重ねられた場合に、干渉縞の発生が抑えられる。
換言すれば、X方向およびY方向に沿って矩形が並ぶ電極パターンでは、1本の電極線の占める領域は、電極線の並ぶ方向において電極線の線幅のみに限られる。これに対して、タッチパネル30の形成する電極パターンでは、電極線が折り曲げ線であるので、1本の電極線の占める領域は、電極線の並ぶ方向において屈曲領域R1もしくは屈曲領域R2に広げられる。それゆえに、表示パネル20とタッチパネル30とが重ねられた場合には、表示パネル20の画素パターンとタッチパネル30の電極パターンとによって形成されるパターンの輪郭が不鮮明となり、結果として、干渉縞の発生が抑えられる。
なお、干渉縞の発生が抑えられるので、表示装置10における画質の低下が抑えられ、さらには、干渉縞を抑えるためにフィルム等を表示装置10に別途設ける必要がないので、表示装置10の製造工程が簡素化される。特に、タッチパネル30の形成する電極パターンの規則性が高くないので、干渉縞の発生が抑えられる効果に対し、ドライブ電極40とセンシング電極50との位置のずれやタッチパネル30と表示パネル20との位置のずれの与える影響は少ない。それゆえに、ドライブ電極40とセンシング電極50とが重ねられる際に、また、タッチパネル30と表示パネル20とが重ねられる際には、重ねられる対象の位置に高い精度が必要とされないので、表示装置の製造が容易にもなる。また、タッチパネル30の形成する電極パターンが直線部分の組み合わせであるので、電極パターンが曲線を含む構成と比較して、電極パターンの設計や製造が容易ともなる。
また、X方向およびY方向に沿って矩形やひし形が並ぶ電極パターンでは、ドライブ電極とセンシング電極との重なりのわずかなずれや、電極線間の隙間のわずかな誤差によって、電極パターン自体にうねりや干渉縞が生じる。これに対し、タッチパネル30の形成する電極パターンであれば、X方向およびY方向に沿って矩形やひし形が並ぶ電極パターンと比較して、X方向およびY方向の双方においてパターンの規則性が低くなるので、電極パターン自体におけるうねりや干渉縞も抑えられる。
[実施例]
電極パターンの寸法を下記電極条件に設定して実施例のタッチパネルを作成した。また、画素パターンの寸法を下記画素条件に設定して実施例の表示パネルを作成した。タッチパネルと表示パネルとを重ねることによって実施例の表示装置を作成した。実施例の表示装置に対し、干渉縞の発生について、目視による官能評価によって評価を行った。その結果、下記電極条件および下記画素条件が満たされる範囲において、干渉縞の発生が好適に抑えられることが認められた。
[電極条件]
・隙間P1 :0.4mm以上、0.64mm以下
・角度θ1 :27.5°以上、40.0°以下
・長さD1 :D1=P1/cosθ1
[画素条件]
・画素幅Px,画素幅Py :(84μm,252μm)、(60μm,179μm)
:(83μm,248μm)、(91μm,273μm)
以上説明したように、第1の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)タッチパネル30の形成する電極パターンにおいて規則性が低くなるので、表示パネル20とタッチパネル30とが重ねられる構成において、干渉縞の発生が抑えられる。
(2)ドライブ電極40とセンシング電極50によって形成される格子状の電極パターンにおける規則性が低くなる結果、電極パターン自身におけるうねりや干渉縞が抑えられる。
(3)タッチパネル30と表示パネル20とが重ねられる際には、重ねられる対象の位置に高い精度が必要とされないので、表示装置10の製造が容易にもなる。
(4)タッチパネル30の形成する電極パターンが直線部分の組み合わせであるので、電極パターンが複雑な曲線を含む構成と比較して、電極パターンの設計や製造が容易ともなる。
(第2の実施形態)
図8〜図10を参照して、第2の実施形態のタッチパネル、および、表示装置について、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第2の実施形態は、ドライブ電極、および、センシング電極の平面構造が第1の実施形態とは異なるので、以下では、各電極線の平面構造を中心に説明し、第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図8に示されるように、ドライブ電極45は、X方向に沿って延びる折れ線状に形成された第2屈曲線としての複数のドライブ電極線46から構成されている。複数のドライブ電極線46の各々は、X方向と直交するY方向に沿って一定の隙間P2を空けて並べられている。
複数のドライブ電極線46の各々は、相互に異なる傾きを有する2種類の直線部分47の組み合わせであり、X方向に沿って交互に繰り返し配置される2種類の直線部分47と、2種類の直線部分47の連結される部分である第2屈曲部としての屈曲部48とから構成されている。
複数の直線部分47の各々は、直線部分47の延びる方向に沿って長さD2を有している。2種類の直線部分47のうち、一方の直線部分47aは、X方向に沿って延びる直線である基準線A1に対して+θ2°の傾きを有し、他方の直線部分47bは、基準線A1に対して−θ2°の傾きを有している。複数のドライブ電極線46の各々は、1つのドライブ電極線46がY方向に沿って並進された形状に形成され、直線部分47aと直線部分47bとの連結された部分である屈曲部48は、複数のドライブ電極線46においてY方向に沿って延びる直線L1の上に並んでいる。
直線部分47の長さD2は、下記式3の満たされる大きさであり、X方向における直線部分47の長さDxが隙間P2よりも長くなるように設定される。隙間P2、および、基準線A1と直線部分47とのなす角度は、タッチパネル30に要求される検出精度や表示パネル20における画素幅Px,Pyに応じて適宜設定される。
Dx=D2cosθ2>P2 … 式3
なお、1本のドライブ電極線46において、X方向に沿って並ぶ屈曲部48同士を結ぶ直線は、補助線B5、および、補助線B6として設定され、補助線B5と補助線B6とによって挟まれる領域は、屈曲領域R3として設定される。この際に、本実施形態においても、相互に隣り合うドライブ電極線46の屈曲領域R3は、Y方向に沿って隙間を空けて並べられ、相互に重なることがないように、直線部分47の長さD2、隙間P2、および、角度θ2が設定されている。
図9に示されるように、センシング電極55は、ドライブ電極45と比較して、複数の電極線の各々の延びる方向と、複数の電極線の各々の並べられる方向とが異なる。すなわち、センシング電極55は、Y方向に沿って延びる折れ線状に形成された第1屈曲線としての複数のセンシング電極線56から構成されている。複数のセンシング電極線56は、X方向に沿って一定の隙間P2を空けて並べられている。相互に隣り合うセンシング電極線56間の隙間P2は、相互に隣り合うドライブ電極線46間の隙間P2と等しい。
複数のセンシング電極線56の各々も、相互に異なる傾きを有する2種類の直線部分57の組み合わせであり、Y方向に沿って交互に繰り返し配置される2種類の直線部分57と、2種類の直線部分57の連結される部分である第1屈曲部としての屈曲部58とから構成されている。
複数の直線部分57の各々は、直線部分57の延びる方向に沿って長さD2を有している。2種類の直線部分57のうち、一方の直線部分57aは、Y方向に沿って延びる直線である基準線A2に対して+θ2°の傾きを有し、他方の直線部分57bは、基準線A2に対して−θ2°の傾きを有している。複数のセンシング電極線56の各々は、1つのセンシング電極線56がX方向に沿って並進された形状に形成され、直線部分57aと直線部分57bとの連結された部分である屈曲部58は、複数のセンシング電極線56においてX方向に沿って延びる直線L2の上に並んでいる。
直線部分57の長さD2は、下記式4の満たされる大きさであり、Y方向における直線部分57の長さDyが隙間P2よりも長くなるように設定される。隙間P2、および、基準線A2と直線部分57とのなす角度は、タッチパネル30に要求される検出精度や表示パネル20における画素幅Px,Pyに応じて適宜設定される。
Dy=D2cosθ2>P2 … 式4
なお、1本のセンシング電極線56において、Y方向に沿って並ぶ屈曲部58同士を結ぶ直線は、補助線B7、および、補助線B8として設定され、補助線B7と補助線B8とによって挟まれる領域は、屈曲領域R4として設定される。この際に、本実施形態においても、相互に隣り合うセンシング電極線56の屈曲領域R4は、X方向に沿って隙間を空けて並べられ、相互に重なることがないように、直線部分57の長さD2、隙間P2、および、角度θ2が設定されている。
図10を参照して、ドライブ電極45とセンシング電極55とによって形成される電極パターンについて説明する。なお、図10では、説明の便宜上、表示装置10の表面から見て、センシング基材34の上側に配置される複数のセンシング電極55の各々が白抜きの中空線として示され、センシング基材34の下側に配置される複数のドライブ電極45の各々が中実線として示されている。
図10に示されるように、電極パターンにおいて、ドライブ電極線46における複数の屈曲部48の少なくとも一部は、いずれのセンシング電極線56とも重ならない位置に配置され、相互に隣り合う2本のセンシング電極線56の間の隙間と対向している。また、センシング電極線56における複数の屈曲部58の少なくとも一部は、いずれのドライブ電極線46とも重ならない位置に配置され、相互に隣り合う2本のドライブ電極線46の間の隙間と対向している。
上記式3および上記式4の満たされる構成であれば、相互に隣り合う2本の直線部分47と、相互に隣り合う2本の直線部分57とによって区画される四角形のパターンが、電極パターンの一部に含まれている。また、上記式3および上記式4の満たされる構成であれば、ドライブ電極線46における屈曲部48とセンシング電極線56との重なる点Pが、電極パターンの一部を構成している。また、上記式3および上記式4の満たされる構成であれば、センシング電極線56における屈曲部58とドライブ電極線46との重なる点Pが、電極パターンの一部を構成している。多角形の頂点が点Pとして設定されるパターンでは、頂点の数が8個未満になっている。
結局のところ、タッチパネル30の形成する電極パターンには、4〜8個の頂点を有する多角形のうち、頂点の数が相互に異なる2種類以上の多角形が含まれている。また、タッチパネル30の形成する電極パターンには、頂点の数が同じであって、形状が相互に異なる複数の多角形も含まれている。
次に、上記タッチパネル30、および、表示装置10の作用について説明する。
タッチパネル30には、ドライブ電極45とセンシング電極55とによって、4〜8個の頂点を有する多角形からなる格子状の電極パターンが形成される。したがって、矩形がマトリクス状に並べられた格子状をなす従来の電極パターンや、第1の実施形態の八角形が並べられた電極パターンと比較して、パターンの規則性がさらに低くなる。結果として、表示パネル20とタッチパネル30とが重ねられた場合に、干渉縞の発生がさらに抑えられる。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、上記(1)から(4)の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(5)タッチパネル30の形成する電極パターンには、4〜8個の頂点を有する多角形のうち、頂点の数が相互に異なる2種類以上の多角形が含まれて、電極パターンにおける規則性が低くなる結果、干渉縞の発生がさらに抑えられる。
(6)タッチパネル30の形成する電極パターンには、頂点の数が同じであって、形状が相互に異なる多角形が含まれるので、電極パターンにおける規則性がさらに低くなる。
(変形例)
上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・ドライブ電極線とセンシング電極線のいずれか一方が屈曲部を有する構成でもよい。
図11に示されるように、例えば、ドライブ電極64が、X方向に沿って延びる直線である複数のドライブ電極線65から構成され、センシング電極50が、第1の実施形態と同様に、直線部分53と屈曲部54とを有する複数のセンシング電極線51から構成されてもよい。この際に、センシング電極線51における複数の屈曲部54の各々は、相互に隣り合う2本のドライブ電極線65間の隙間と対向し、ドライブ電極線65と重ならない位置に配置される。このような構成によっても、上記(1)から(4)に準じた効果が得られる。
・また、センシング電極線が、Y方向に沿って延びる直線である複数のセンシング電極線から構成され、ドライブ電極が、第1の実施形態と同様に、直線部分43と屈曲部44とを有する複数のドライブ電極線41から構成されてもよい。この際に、ドライブ電極線41における複数の屈曲部44の各々は、相互に隣り合う2本のセンシング電極線間の隙間と対向し、センシング電極線と重ならない位置に配置される。
・複数のドライブ電極線の一部が、X方向に沿って延びる直線であってもよいし、複数のセンシング電極線の一部が、Y方向に沿って延びる直線であってもよい。要するに、ドライブ電極とセンシング電極とを構成する電極線の中に、屈曲部を有する電極線が含まれていれば、他の電極線が屈曲部を有していなくてもよい。こうした構成によっても、上記(1)から(4)に準じた効果は得られる。
・相互に隣り合うドライブ電極線間の隙間と、相互に隣り合うセンシング電極線間の隙間とが、相互に異なる大きさであってもよいし、ドライブ電極線と基準線A1とのなす角度と、センシング電極線と基準線A2とのなす角度とが、相互に異なる大きさであってもよい。また、ドライブ電極線における直線部分の長さと、センシング電極線における直線部分の長さとは、相互に異なる大きさであってもよい。さらに、透明誘電体層の表面から見て、ドライブ電極線とセンシング電極線とのなす角度は、90°以外の角度であってもよい。要するに、透明誘電体層の表面から見て、複数の第1電極線の各々は、複数の第2電極線の各々と交差し、かつ、複数の屈曲部の少なくとも一部が、第2電極線間の隙間と対向する構成であればよい。
・ドライブ電極では、相互に隣り合うドライブ電極線間の隙間として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよいし、直線部分と基準線A1とのなす角度の絶対値として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。また、ドライブ電極では、ドライブ電極線における直線部分の長さとして相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。
・センシング電極では、相互に隣り合うセンシング電極線間の隙間として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよいし、センシング電極線と基準線A2とのなす角度の絶対値として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。また、センシング電極では、センシング電極線における直線部分の長さとして相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。
・1つのドライブ電極線では、相互に隣り合うドライブ電極線間の隙間として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよいし、直線部分と基準線A1とのなす角度の絶対値として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。また、ドライブ電極線では、ドライブ電極線における直線部分の長さとして相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。
・1つのセンシング電極線では、相互に隣り合うセンシング電極線間の隙間として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよいし、直線部分と基準線A2とのなす角度の絶対値として相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。また、ドライブ電極線では、ドライブ電極線における直線部分の長さとして相互に異なる2つ以上の大きさを有してもよい。
・1つの電極線において、複数の屈曲部の一部が、曲率を有する曲線状であって、複数の屈曲部の残部が、2つの直線部分の連結部であってもよい。2つの電極において、複数の電極線の一部では、屈曲部が曲率を有する曲線状であって、複数の電極線の残部では、屈曲部が2つの直線部分の連結部であってもよい。複数の屈曲部の一部が曲率を有する曲線状である構成では、タッチパネル30の形成する電極パターンが、四角形とは異なる多角形と、四角形とは異なる擬似的な多角形とから構成される。こうした構成であっても、電極パターンの規則性は低くなるので、上記(1)から(6)に準じた効果は得られる。
・第1の実施形態では、複数のドライブ電極線の一部が、式3を満たす構成であってもよいし、また、複数のセンシング電極線の一部が、式4を満たす構成であってもよい。
・複数の電極線の少なくとも一部では、直線部分の長さD1、隙間P1、角度θ1の関係は、D1cosθ1<P1が満たされてもよい。また、複数の電極線の少なくとも一部では、直線部分の長さD2、隙間P2、角度θ2の関係は、D2cosθ2<P2が満たされてもよい。要するに、透明誘電体層の表面から見て、複数の第1電極線の各々が、複数の第2電極線の各々と交差し、かつ、複数の屈曲部の少なくとも一部が、第2電極線間の隙間と対向する構成であればよい。
・第1及び第2の実施形態では、ドライブ基材33の表面にドライブ電極40が形成され、センシング基材34の表面にセンシング電極50が形成されている。これに代えて、タッチパネル30の製造工程では、1つの透明誘電体層が基材として用いられ、基材の裏面にドライブ電極が形成され、かつ、基材の表面にセンシング電極が形成されてもよい。例えば、図12に示すように、センシング基材34の表面にセンシング電極50が形成され、センシング基材34の裏面にドライブ電極40が形成されてもよい。
・タッチパネル30では、ドライブ電極と、センシング電極とが、これらの製造工程において用いられた基材とは異なる透明誘電体層を挟む構成でもよい。例えば、図13に示すように、センシング基材34の表面にセンシング電極50が形成され、ドライブ基材33の裏面にドライブ電極40が形成され、ドライブ基材33の上にセンシング基材34が接着部材を介して積層されてもよい。
・センシング電極線が、第2電極線として透明誘電体層の裏面に形成され、ドライブ電極線が、第1電極線として透明誘電体層の表面に形成されてもよい。要するに、タッチパネル30は、透明誘電体層の表面において第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線と、透明誘電体層の裏面において第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線とを備える構成であればよい。
・表示パネル20における画素配列は、ストライプ状に限らず、モザイク状やデルタ状であってもよい。画素が周期的に配置された表示パネル20であれば、画素を区画する部分によって周期的なパターンが形成される。表示パネルとタッチパネル30とが重ねられた表示装置において、干渉縞の発生が抑えられる。
・表示パネル20に用いられる表示素子は、液晶素子に限られず、例えば、有機EL素子等の自発光素子であってもよく、要するに、表示パネル20は、複数の画素の各々が格子状に区画される構成であればよい。複数の画素の各々が格子状に区画される構成であれば、表示パネルには周期的なパターンが形成されて、表示パネルとタッチパネル30とが重ねられた表示装置において、干渉縞の発生が抑えられる。
10…表示装置、20…表示パネル、21…下側偏光板、22…TFT基板、23…TFT層、24…液晶層、25…カラーフィルタ層、26…カラーフィルタ基板、27…上側偏光板、28…ブラックマトリクス、29…着色層、30…タッチパネル、31…センサー層、32…カバー層、33…ドライブ基材、34…センシング基材、40,45,64…ドライブ電極、41,46,65…ドライブ電極線、42,52…端子部、43,43a,43b,47,47a,47b,53,53a,53b,57,57a,57b…直線部分、44,48,54,58…屈曲部、50,55…センシング電極、51,56…センシング電極線。

Claims (12)

  1. 透明誘電体層と、
    前記透明誘電体層の表面において第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線と、
    前記透明誘電体層の裏面において第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線と、を備え、
    前記複数の第1電極線には、
    前記第1電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の屈曲部を有する屈曲線である電極線が複数含まれ、
    前記屈曲線において、前記複数の屈曲部における山部を結ぶ直線と、前記複数の屈曲部における谷部を結ぶ直線とによって挟まれる領域を当該屈曲線の屈曲領域とするとき、相互に隣り合う前記屈曲線における前記屈曲領域は、隙間を空けて並び、
    前記屈曲線は、複数の直線部分を組み合わせることによって形成される折れ線であり、前記屈曲領域の延びる方向における前記直線部分の長さは、相互に隣り合う前記屈曲線間の前記第1方向における隙間の大きさと等しく、
    前記透明誘電体層の表面から見て、
    前記複数の第1電極線の各々は、前記複数の第2電極線の各々と交差し、
    前記複数の屈曲部の少なくとも一部は、前記第2電極線間の隙間と対向する
    タッチパネル。
  2. 前記透明誘電体層は第1の透明誘電体層であり、
    第2の透明誘電体層をさらに備え、前記複数の第2電極線は前記第2の透明誘電体層の表面に形成されている
    請求項1に記載のタッチパネル。
  3. 前記透明誘電体層は複数層の透明誘電体層を含む
    請求項1に記載のタッチパネル。
  4. 前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、5個以上の頂点を有する多角形を含む
    請求項1から3のいずれか一項に記載のタッチパネル。
  5. 前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、4〜8個の頂点を有する多角形のうち、頂点の数が相互に異なる2種類以上の多角形を含む
    請求項1から4のいずれか一項に記載のタッチパネル。
  6. 前記屈曲部は、第1屈曲部であり、
    前記屈曲線は、第1屈曲線であり、
    前記複数の第2電極線の少なくとも一部は、前記第2電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の第2屈曲部を有する第2屈曲線であり、
    前記透明誘電体層の表面から見て、
    前記複数の第2屈曲部の少なくとも一部は、前記第1電極線間の隙間と対向する
    請求項1から5のいずれか一項に記載のタッチパネル。
  7. マトリックス状に画素が配列された表示パネルと、
    前記表示パネルに重ねられたタッチパネルと、
    を備える表示装置であって、
    前記タッチパネルは、
    透明誘電体層と、
    前記透明誘電体層の表面において第1方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第1電極線と、
    前記透明誘電体層の裏面において第2方向に沿って隙間を空けて並ぶ複数の第2電極線と、を備え、
    前記複数の第1電極線には、
    前記第1電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の屈曲部を有する屈曲線である電極線が複数含まれ、
    前記屈曲線において、前記複数の屈曲部における山部を結ぶ直線と、前記複数の屈曲部における谷部を結ぶ直線とによって挟まれる領域を当該屈曲線の屈曲領域とするとき、相互に隣り合う前記屈曲線における前記屈曲領域は、隙間を空けて並び、
    前記屈曲線は、複数の直線部分を組み合わせることによって形成される折れ線であり、前記屈曲領域の延びる方向における前記直線部分の長さは、相互に隣り合う前記屈曲線間の前記第1方向における隙間の大きさと等しく、
    前記透明誘電体層の表面から見て、
    前記複数の第1電極線の各々は、前記複数の第2電極線の各々と交差し、
    前記複数の屈曲部の少なくとも一部は、前記第2電極線間の隙間と対向する
    表示装置。
  8. 前記透明誘電体層は第1の透明誘電体層であり、
    前記タッチパネルは第2の透明誘電体層をさらに備え、前記複数の第2電極線は前記第2の透明誘電体層の表面に形成されている
    請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記透明誘電体層は複数層の透明誘電体層を含む
    請求項7に記載の表示装置。
  10. 前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、5個以上の頂点を有する多角形を含む
    請求項7から9のいずれか一項に記載の表示装置。
  11. 前記透明誘電体層の表面から見て、相互に隣り合う2本の前記第1電極線と、相互に隣り合う2本の前記第2電極線とによって区画されるパターンが、4〜8個の頂点を有する多角形のうち、頂点の数が相互に異なる2種類以上の多角形を含む
    請求項7から10のいずれか一項に記載の表示装置。
  12. 前記屈曲部は、第1屈曲部であり、
    前記屈曲線は、第1屈曲線であり、
    前記複数の第2電極線の少なくとも一部は、前記第2電極線の延在方向に沿って繰り返し設けられる複数の第2屈曲部を有する第2屈曲線であり、
    前記透明誘電体層の表面から見て、
    前記複数の第2屈曲部の少なくとも一部は、前記第1電極線間の隙間と対向する
    請求項7から11のいずれか一項に記載の表示装置。
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