JP2017076174A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出電極と画素との干渉に起因したモアレを抑制する。
【解決手段】一実施形態に係る表示装置は、複数の画素を有する表示領域と、上記表示領域に重なって設けられる複数の導電線を含む検出電極と、上記検出電極からの信号に基づき、上記表示領域に近接する物体を検出する検出モジュールと、を備えている。上記画素は、第１副画素と、第１方向において上記第１副画素と隣り合う第２副画素と、上記第１方向と交わる第２方向において上記第１副画素と隣り合う第３副画素と、上記第１方向において上記第３副画素と隣り合い且つ上記第２方向において上記第２副画素と隣り合う第４副画素と、を含む。上記複数の画素は、第１ピッチで上記第１方向に並び、上記複数の導電線は、上記第１ピッチの２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲にある第２ピッチで上記第１方向に並んでいる。
【選択図】図９

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

表示領域に近接する物体を検出する機能を備えた表示装置が実用化されている。検出方式としては、誘電体を介して向い合う検出電極と駆動電極との間の容量の変化や、検出電極自体が有する容量の変化に基づいて物体の近接を検出する方式がある。
検出電極は、例えば金属線などの導電線によって形成される（例えば特許文献１を参照）。このような検出電極が表示領域と重なるように配置されると、導電線と表示領域に含まれる画素とが干渉し、縞状の模様（いわゆるモアレ）が発生することがある。

特開２０１４−１９１６６０号公報

本開示の一態様における目的は、検出電極と画素との干渉に起因したモアレを抑制することが可能な表示装置を提供することである。

一実施形態に係る表示装置は、複数の画素を有する表示領域と、上記表示領域に重なって設けられる複数の第１導電線を含む検出電極と、上記検出電極からの信号に基づき、上記表示領域に近接する物体を検出する検出モジュールと、を備えている。上記画素は、第１副画素と、第１方向において上記第１副画素と隣り合う第２副画素と、上記第１方向と交わる第２方向において上記第１副画素と隣り合う第３副画素と、上記第１方向において上記第３副画素と隣り合い且つ上記第２方向において上記第２副画素と隣り合う第４副画素と、を含む。上記複数の画素は、第１ピッチで上記第１方向に並び、上記複数の第１導電線は、上記第１ピッチの２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲にある第２ピッチで上記第１方向に並んでいる。

図１は、一実施形態に係る表示装置の概略的な構成を示す平面図である。 図２は、上記表示装置の断面の一例を模式的に示す図である。 図３は、上記表示装置が物体を検出する原理の一例を示す図である。 図４は、上記表示装置の画像表示に関わる等価回路を示す図である。 図５は、上記表示装置が備える複数の画素の一部を概略的に示す図である。 図６は、上記表示装置が備える検出電極の一部を概略的に示す図である。 図７は、上記実施形態との比較例に係る画素レイアウトを示す図である。 図８は、図７の画素レイアウトにおいて副画素を白又は黒の領域に置き換えたモデルを示す図である。 図９は、図５の画素レイアウトにおいて副画素を白又は黒の領域に置き換えたモデルを示す図である。 図１０は、上記各モデルについて空間周波数を解析した結果を表すグラフである。 図１１は、上記各モデルと上記検出電極とを重ね合わせた画像について空間周波数を解析した結果を表すグラフである。 図１２は、図５の画素パターンと図６の電極パターンとを重ね合わせてモアレを評価した結果を示す表である。

一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、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。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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

以下の実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示素子を用いて画像を表示する機能と、ユーザの指などの物体を検出する機能とを備えた表示装置を開示する。ただし、当該実施形態は、液晶表示素子以外の表示素子を用いた表示装置に対する、当該実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。このような表示装置としては、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等を有する自発光型の表示装置、或いは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置などが想定される。また、物体を検出する機能を有する装置と、画像を表示する機能を有する装置とを別に設けても良い。

図１は、本実施形態に係る表示装置１の概略的な構成を示す平面図である。表示装置１は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。

表示装置１は、表示パネル２を有し、表示パネル２は、複数の駆動電極ＴＸ（ＴＸ１〜ＴＸｎ）と、各駆動電極ＴＸと対向する複数の検出電極ＲＸ（ＲＸ１〜ＲＸｍ）と、ドライバモジュールとして機能するドライバＩＣ３と、検出モジュールとして機能するタッチ検出ＩＣ４とを備えている。ｎ及びｍは、例えば２以上の整数である。駆動電極は、共通電極と呼ばれる場合もある。タッチ検出ＩＣ４を表示パネル２外に設けても良い。また、複数の駆動電極ＴＸ（ＴＸ１〜ＴＸｎ）と、各駆動電極ＴＸと対向する複数の検出電極ＲＸ（ＲＸ１〜ＲＸｍ）と、検出モジュールとして機能するタッチ検出ＩＣ４と、からなるタッチ検出パネルを表示パネルとは別に設けても良い。

表示パネル２は、矩形状のアレイ基板ＡＲ（第１基板）と、このアレイ基板ＡＲよりも外形が小さい矩形状の対向基板ＣＴ（第２基板）とを備えている。図１の例において、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴは、３辺を重ねて貼り合わされている。アレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴと対向しない端子領域ＮＡ（非対向領域）を有している。

アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴが対向する領域において、表示パネル２は、画像を表示する表示領域（アクティブエリア）ＤＡを有している。図１の例において、表示領域ＤＡは、第１方向Ｘに沿う短辺と、第２方向Ｙに沿う長辺とを有する矩形状である。但し、表示領域ＤＡの形状はこれに限られず、正方形、円形、或いは楕円形などの他種の形状であっても良い。本実施形態においては、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙが直交するが、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは他の角度で交わっても良い。

表示領域ＤＡにおいて、駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎは、第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに並んでいる。駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎは、例えばインジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの透明導電材料で形成することができる。表示領域ＤＡにおいて、検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍは、第２方向Ｙに延びるとともに第１方向Ｘに並んでいる。なお、駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎが第２方向Ｙに延びるとともに第１方向Ｘに並び、検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍが第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに並んでも良い。

ドライバＩＣ３は、画像表示に関する制御を実行するものであり、端子領域ＮＡに実装されている。端子領域ＮＡには、実装端子５が形成されている。実装端子５には、画像データを表示パネル２に供給する第１フレキシブル配線基板６が接続されている。
端子領域ＮＡに沿う対向基板ＣＴの端部には、実装端子７が形成されている。実装端子７は、検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍと電気的に接続されている。実装端子７には、検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍからの検出信号を出力する第２フレキシブル配線基板８が接続されている。タッチ検出ＩＣ４は、例えば第２フレキシブル配線基板８に実装されている。

図１の例においては、２つの検出電極ＲＸの間にダミー電極ＤＸが配置されている。隣り合う検出電極ＲＸとダミー電極ＤＸの間には隙間が設けられている。ダミー電極ＤＸは、実装端子７に接続されず、電気的にフローティングな状態にある。このようなダミー電極ＤＸは、検出電極ＲＸが設けられた位置と設けられていない位置とで表示領域ＤＡを視認する場合に表示が光学的に不均一となることを防ぐ役割を担う。なお、図１においては図示の簡略化のために帯状の検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍ及びダミー電極ＤＸを示しているが、実際には図６等で後述するように、検出電極ＲＸ１〜ＲＸｍ及びダミー電極ＤＸは金属線である導電線にて形成されている。

図２は、表示領域ＤＡにおける表示装置１の断面の一例を模式的に示す図である。この図に示す断面は、１つの副画素ＳＰＸに着目したものである。それぞれ異なる色に対応する複数の副画素ＳＰＸにより、カラー画像を表示するための１つの画素が形成される。

図２の例において、アレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板１０と、第１絶縁層１１と、第２絶縁層１２と、第１配向膜１３と、画素電極ＰＥと、駆動電極ＴＸとを備えている。第１絶縁層１１は、第１絶縁基板１０の対向基板ＣＴ側の面に形成されている。駆動電極ＴＸは、第１絶縁層１１の上に形成されている。第２絶縁層１２は、駆動電極ＴＸを覆っている。画素電極ＰＥは、副画素ＳＰＸごとに設けられ、第２絶縁層１２の上に形成されている。例えば画素電極ＰＥは、１又は複数のスリットＳＬを有している。なお、画素電極ＰＥは、図中の第２方向Ｙに延び、スリットを有さない１本の線状のものであっても良い。第１配向膜１３は、画素電極ＰＥを覆っている。

対向基板ＣＴは、第２絶縁基板２０と、遮光層２１と、カラーフィルタ２２と、オーバーコート層２３と、第２配向膜２４とを備えている。遮光層２１は、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲ側の面に形成され、副画素ＳＰＸを区画している。カラーフィルタ２２は、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲ側の面に形成され、副画素ＳＰＸに対応する色に着色されている。但し、白色を表示する副画素ＳＰＸ（後述の副画素ＳＰＸＷ）については、カラーフィルタ２２を設けなくても良い。オーバーコート層２３は、カラーフィルタ２２を覆っている。第２配向膜２４は、オーバーコート層２３を覆っている。第１配向膜１３と第２配向膜２４との間には、液晶分子を含む液晶層ＬＣが形成されている。

検出電極ＲＸは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲと対向しない側の面に形成されている。ダミー電極ＤＸも、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲと対向しない側の面に形成されている。なお、図２の例においては駆動電極ＴＸがアレイ基板ＡＲに形成されているが、駆動電極ＴＸは対向基板ＣＴに形成されても良い。その他、表示パネル２の内部構造はここに示したものに限られず、種々の構造を適用することができる。

続いて、駆動電極ＴＸ及び検出電極ＲＸにより表示領域ＤＡに近接する物体を検出する原理の一例につき、図３を用いて説明する。互いに対向する駆動電極ＴＸと検出電極ＲＸとの間には、容量Ｃｃが存在する。駆動電極ＴＸに駆動信号Ｓｔｘが供給されると、容量Ｃｃを介して検出電極ＲＸに電流が流れるため、検出電極ＲＸから検出信号Ｓｒｘが得られる。

表示装置１にユーザの指などの導体である物体Ｏが近づくと、物体Ｏに近接する検出電極ＲＸと物体Ｏとの間に容量Ｃｘが生じる。駆動電極ＴＸに駆動信号Ｓｔｘが供給されたとき、物体Ｏに近接する検出電極ＲＸから得られる検出信号Ｓｒｘの波形は、容量Ｃｘの影響を受けて変化する。すなわち、各検出電極ＲＸから得られる検出信号Ｓｒｘに基づけば、タッチ検出ＩＣ４は、表示装置１に近接する物体Ｏを検出することができる。また、各駆動電極ＴＸに駆動信号Ｓｔｘを時分割で順次供給した際に各時相にて各検出電極ＲＸから得られる検出信号Ｓｒｘに基づけば、タッチ検出ＩＣ４は、物体Ｏの第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおける位置を検出することができる。以上説明した方式は、相互容量方式、又は、ミューチャル検出方式などと呼ばれる。

次に、表示装置１による画像表示について説明する。図４は、画像表示に関わる概略的な等価回路を示す図である。表示装置１は、ゲートドライバＧＤと、ソースドライバＳＤと、ゲートドライバＧＤに接続された複数の走査線Ｇと、ソースドライバＳＤに接続され各走査線Ｇと交差する複数の信号線Ｓと、を備えている。

各走査線Ｇは、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに並んでいる。各信号線Ｓは、表示領域ＤＡにおいて第２方向Ｙに延びるとともに第１方向Ｘに並んでいる。各走査線Ｇ及び各信号線Ｓは、アレイ基板ＡＲに形成されている。

図４の例においては、各走査線Ｇ及び各信号線Ｓによって区画された領域が１つの副画素ＳＰＸに相当する。本実施形態においては、赤色を表示する副画素ＳＰＸＲと、緑色を表示する副画素ＳＰＸＧと、青色を表示する副画素ＳＰＸＢと、白色を表示する副画素ＳＰＸＷとで１つの画素ＰＸが構成される。

各副画素ＳＰＸは、アレイ基板ＡＲに形成された薄膜トランジスタＴＦＴ（スイッチング素子）を備えている。薄膜トランジスタＴＦＴは、走査線Ｇ、信号線Ｓ、及び画素電極ＰＥと電気的に接続されている。表示に際して、駆動電極ＴＸは共通電位に設定され、いわゆる共通電極として機能する。

ゲートドライバＧＤは、各走査線Ｇに対して走査信号を順次供給する。ソースドライバＳＤは、各信号線Ｓに対して映像信号を選択的に供給する。ある薄膜トランジスタＴＦＴに接続された走査線Ｇに走査信号が供給され、かつこの薄膜トランジスタＴＦＴに接続された信号線Ｓに映像信号が供給されると、この映像信号に応じた電圧が画素電極ＰＥに印加される。このとき画素電極ＰＥと駆動電極ＴＸとの間に生じる電界によって、液晶層ＬＣの液晶分子の配向が電圧の印加されていない初期配向状態から変化する。このような動作により、表示領域ＤＡに画像が表示される。

以上のような構成の表示装置１は、アレイ基板ＡＲの裏面（対向基板ＣＴと対向しない側の面）に配置されたバックライトからの光を利用して画像を表示する透過型の表示装置、対向基板ＣＴの外面（アレイ基板ＡＲと対向しない側の面）から入射する光の反射光を利用して画像を表示する反射型の表示装置、或いはこれら透過型及び反射型の双方の機能を備えた表示装置のいずれであっても良い。

副画素ＳＰＸの平面的なレイアウトについて説明する。図５は、表示領域ＤＡに含まれる複数の画素ＰＸの一部を概略的に示す図である。各画素ＰＸは、第１方向ＸにピッチＰｘで並んでいる。また、各画素ＰＸは、第２方向ＹにピッチＰｙで並んでいる。ピッチＰｘ，Ｐｙは、例えば同じ長さとすることができる。但し、ピッチＰｘ，Ｐｙは、異なる長さであっても良い。

各画素ＰＸにおいては、副画素ＳＰＸＲと副画素ＳＰＸＧとが第１方向Ｘに隣り合い、副画素ＳＰＸＷと副画素ＳＰＸＢとが第１方向Ｘに隣り合う。さらに、副画素ＳＰＸＲと副画素ＳＰＸＷとが第２方向Ｙに隣り合い、副画素ＳＰＸＧと副画素ＳＰＸＢとが第２方向Ｙに隣り合う。副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷの第１方向Ｘにおける幅、及び、第２方向Ｙにおける幅は、例えば同じである。但し、これらの幅は異なっていても良い。例えば、副画素ＳＰＸＲの第２方向Ｙにおける幅が副画素ＳＰＸＷの幅よりも大きくても良い。また、副画素ＳＰＸＧの第１方向Ｘにおける幅が副画素ＳＰＸＷの幅よりも大きくても良い。各副画素の面積についても、４つの副画素全てが同じ面積であっても良いが異なっていても良い。例えば、副画素ＳＰＸＧの面積が、副画素ＳＰＸＷの面積、或いは、副画素ＳＰＸＢの面積よりも大きいものであっても良い。

このように、図５の例においては、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷが画素ＰＸにおいて対角の位置関係となる。図５に示した画素ＰＸにおいて、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷの位置を入れ替えても良い。また、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＢの位置を入れ替えても良い。さらに、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷのいずれか一方の位置と副画素ＳＰＸＲの位置とを入れ替え、残りの一方の位置と副画素ＳＰＸＢの位置とを入れ替えても良い。これらの場合であっても、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷを対角の位置関係とすることができる。

図５の例においては副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷの位置関係がいずれの画素ＰＸにおいても同じであるが、隣り合う画素ＰＸでこれら副画素の位置関係が異なっていても良い。例えば、第１方向Ｘに隣り合う画素ＰＸにおいて、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷの位置が逆であっても良い。同様に、第２方向Ｙに隣り合う画素ＰＸにおいて、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷの位置が逆であっても良い。

続いて、検出電極ＲＸの平面的な形状について説明する。図６は、検出電極ＲＸの一部を概略的に示す図である。本実施形態において、検出電極ＲＸは、メッシュ状の電極パターンを有している。具体的には、検出電極ＲＸは、互いに平行に延びる複数の第１導電線ＣＬ１と、互いに平行に延びる複数の第２導電線ＣＬ２とを含む。各第１導電線ＣＬ１と、各第２導電線ＣＬ２とは交差している。各導電線ＣＬ１，ＣＬ２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料にて形成された層を含んだ単層構造或いは多層構造を有している。各導電線ＣＬ１，ＣＬ２に金属材料を用いることで、ＩＴＯなどの透明導電材料のみで形成する場合に比べ、各導電線ＣＬ１，ＣＬ２を低抵抗化できる。なお、各導電線ＣＬ１，ＣＬ２を形成する金属材料は、金属による光の反射の低減、各導電線ＣＬ１，ＣＬ２を形成する上でのプロセスの効率化等の目的で適宜変更可能である。

第１導電線ＣＬ１は、第２方向Ｙに対し時計回りに角度θ１で傾いた第１延出方向Ｄ１に延びている。第２導電線ＣＬ２は、第２方向Ｙに対し反時計回りに角度θ２で傾いた第２延出方向Ｄ２に延びている。図６の例においては角度θ１，θ２が同じである。但し、角度θ１，θ２は異なっていても良い。

各第１導電線ＣＬ１は、ピッチＰｃ１で第１方向Ｘに並んでいる。各第２導電線ＣＬ２は、ピッチＰｃ２で第１方向Ｘに並んでいる。図６の例においてはピッチＰｃ１，Ｐｃ２が同じである。但し、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２は異なっていても良い。
なお、図１に示したダミー電極ＤＸは、例えば図６に示した検出電極ＲＸと同様のパターンを有している。このダミー電極ＤＸのパターンは、例えば第１導電線ＣＬ１と第２導電線ＣＬ２との交点上、或いは、交点と交点とを結ぶ線上において第１導電線ＣＬ１及び第２導電線ＣＬ２がそれぞれ切断されたものであっても良い。

検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸに含まれる第１導電線ＣＬ１及び第２導電線ＣＬ２は、平面視で表示領域ＤＡと重なっている。したがって、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷにより表示領域ＤＡに形成される画素パターンと、第１導電線ＣＬ１及び第２導電線ＣＬ２により形成される電極パターンとが干渉し、モアレが発生し得る。

しかしながら、本実施形態における画素レイアウトであれば、このようなモアレを抑制することが可能である。以下に、この効果について、比較例を交えて説明する。
図７は、本実施形態との比較例に係る画素レイアウトを示す図である。この図の例において、画素ＰＸは、赤色を表示する副画素ＳＰＸＲと、緑色を表示する副画素ＳＰＸＧと、青色を表示する副画素ＳＰＸＢとを含む。副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢはこの順で第１方向Ｘに並び、いずれも第２方向Ｙに長尺である。画素ＰＸは、第１方向ＸにピッチＰｘで並び、第２方向ＹにピッチＰｙで並んでいる。

一般に、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＢの表示色よりも副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷの表示色の方が高輝度である。したがって、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷと検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸとの干渉がモアレ発生の重大な要因となる。

図８は、図７の画素レイアウトにおいて、副画素ＳＰＸＧを白の領域に、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＢを黒の領域にそれぞれ置き換えたモデルＭ１を示す。また、図９は、図５の画素レイアウトにおいて、副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷを白の領域に、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＢを黒の領域にそれぞれ置き換えたモデルＭ２を示す。

図８のモデルＭ１おいては、第２方向Ｙに延びる白の領域と黒の領域とが第１方向Ｘに交互に並んだストライプパターンが現れる。モデルＭ１において、白の領域の第１方向Ｘにおけるピッチは、画素ＰＸのピッチＰｘと同じである。すなわち、モデルＭ１は第１方向ＸにピッチＰｘの周期性を有するが、第２方向Ｙには周期性を有さない。

一方、図９のモデルＭ２においては、白の領域と黒の領域とが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方において交互に並んだチェックパターンが現れる。副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷの第１方向Ｘにおける幅が同じであれば、モデルＭ２において、白の領域の第１方向Ｘにおけるピッチは、画素ＰＸのピッチＰｘの半分（Ｐｘ／２）である。また、副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷの第２方向Ｙにおける幅が同じであれば、モデルＭ２において、白の領域の第２方向Ｙにおけるピッチは、画素ＰＸのピッチＰｙの半分（Ｐｙ／２）である。

図１０に、（ａ）モデルＭ１について空間周波数を解析した結果を表すグラフと、（ｂ）モデルＭ２について空間周波数を解析した結果を表すグラフとを示す。各グラフの空間周波数ｆｘは、各モデルＭ１，Ｍ２をフーリエ変換することで得られる。いずれのグラフにおいても、横軸は第１方向Ｘにおける空間周波数ｆｘであり、縦軸は振幅である。

第１方向Ｘにおける１次元の周期性を有するモデルＭ１は、図１０（ａ）に示すように第１方向Ｘの周波数分布を有するが、他の方向の周波数分布を殆ど有さない。一方で、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおける２次元の周期性を有するモデルＭ２は、図１０（ｂ）に示すような第１方向Ｘの周波数分布だけでなく、第２方向Ｙの周波数分布や、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに交差する方向の周波数分布も有している。

周期性を有するパターンは、その空間周波数が低く且つ振幅が大きいほど人の目で認識され易い。図１０（ａ）（ｂ）における破線は、低周波領域の一部を囲ったものである。モデルＭ１，Ｍ２のそれぞれの低周波領域を比較すると、モデルＭ２の方が周波数成分の振幅が低いことが判る。なお、高周波領域においても、モデルＭ１よりモデルＭ２の方が、周波数成分の振幅が全体的に低くなっている。これらの相違は、モデルＭ１においては周波数成分が一方向に集中するのに対しモデルＭ２においては周波数成分が種々の方向へ分散していることや、図８，図９に示した白の領域のピッチがモデルＭ１よりもモデルＭ２の方が小さいこと（換言すれば白の領域が高周波であること）に起因する。

図１１に、（ａ）モデルＭ１と図６に示した電極パターンとを重ね合わせた画像について空間周波数を解析した結果を表すグラフと、（ｂ）モデルＭ２と図６に示した電極パターンとを重ね合わせた画像について空間周波数を解析した結果を表すグラフとを示す。モデルＭ１と重ね合わせた電極パターンと、モデルＭ２と重ね合わせた電極パターンとは、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２及び角度θ１，θ２が同一である。

図１１（ａ）（ｂ）のグラフに示された周波数成分は、各モデルＭ１，Ｍ２と検出電極ＲＸとの重ね合わせにより生じるモアレに相当する。そして、個々の周波数成分の振幅は、モアレの強さに相当する。ここでも、各グラフにおいて破線で囲った低周波領域を比べると、図１１（ｂ）の方が周波数成分の振幅が小さいことが判る。これは、図１０に示したように、モデルＭ２の方が周波数成分の振幅が小さいことに起因する。

このように、本実施形態に係る画素レイアウトであれば、図７の比較例に係る画素レイアウトに比べて、検出電極ＲＸとの干渉に起因したモアレを抑制することができる。ダミー電極ＤＸと画素レイアウトとの干渉に起因したモアレについても同様である。なお、図７の比較例に限られず、例えば一方向に並ぶ副画素ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ，ＳＰＸＷを含む画素ＰＸなどと比べた場合であっても、同様の効果を得ることができる。

モアレを抑制する効果は、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２及び角度θ１，θ２を最適化することで、一層高めることができる。図１２は、図５に示した画素パターンと図６に示した電極パターンとを重ね合わせてモアレを評価した結果を示す表である。この評価では、ピッチＰｃ１とピッチＰｘとの比（Ｐｃ１／Ｐｘ）を１．８から６．０まで０．２刻みで変化させ、さらに角度θ１を５°から３６°まで変化させ、モアレの程度に応じてレベル１〜３のいずれかを与えた。レベル１はモアレが目立たない最も良好な結果であり、レベル２はレベル１に次いで良好な結果であり、レベル３はレベル２を下回る結果である。なお、ピッチＰｘ，Ｐｙ、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２、角度θ１，θ２はそれぞれ同一とした（Ｐｘ＝Ｐｙ，Ｐｃ１＝Ｐｃ２，θ１＝θ２）。

この評価結果によれば、ピッチＰｃ１をピッチＰｘの約２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲で定めることで、モアレを比較的良好に抑制できることが判る。さらに、ピッチＰｃ１をピッチＰｘの約２．６倍以上かつ２．８倍以下の範囲で定めることで、モアレを一層良好に抑制できることが判る。

また、他の観点から言えば、角度θ１を１０°以上かつ３１°以下の範囲で定めることで、モアレを比較的良好に抑制できることが判る。さらに、角度θ１を１３°以上かつ２７°以下の範囲で定めることで、モアレを一層良好に抑制できることが判る。

以上説明したように、本実施形態においては、比較的高輝度な副画素ＳＰＸＧ，ＳＰＸＷを対角の位置関係で配置することによりモアレを抑制している。さらに、このような画素レイアウトを用いる場合には、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２及び角度θ１，θ２を上述の範囲で定めることによってモアレを一層良好に抑制することができる。

モアレを抑制するための他の手法としては、例えば、検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸに含まれる導電線の延出方向やピッチなどをランダム化することが考えられる。このようにすれば、導電線と画素との干渉の規則性が失われるのでモアレが抑制され得るが、ランダム化された電極パターンは多数の空間周波数成分を含むことになる。このような検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸを備える表示装置１において、外光が検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸにより反射されると、その反射光は検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸに起因したぎらつき（グレア）として視認され、表示品位が低下し得る。これに対し、本実施形態においては電極パターンがランダム化されていないので、検出電極ＲＸ及びダミー電極ＤＸに起因したぎらつきが殆ど発生しない。なお、グレアの強度とモアレの強度とに応じ、表示領域ＤＡの一部に本願発明を適用し、他の部分では電極パターンをランダム化することも可能である。また、本願発明の範囲内において、各導電線ＣＬ１，ＣＬ２のピッチと角度とを表示領域ＤＡ内で適宜範囲を持たせて設ける（ランダム化させる、或いは、不均一化させる）ことも可能である。
以上説明した他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態においては、第１導電線ＣＬ１及び第２導電線ＣＬ２により構成されるメッシュ状の電極パターンを有する検出電極ＲＸを例示した。しかしながら、検出電極ＲＸとしては、その他にも種々の形態を採用し得る。例えば、検出電極ＲＸは、波形に屈曲しながら所定方向へ延びる導電線により構成される電極パターン、導電線にて囲われた４角形以外の多角形状を含む電極パターン、導電線が所定方向へ曲線状に延びる電極パターンなどを含んでも良い。検出電極ＲＸがこれらの電極パターンを有する場合であっても、上記実施形態にて開示した画素レイアウトを採用することで、モアレを抑制することができる。

また、図１２の評価は、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２が同一であり、かつ角度θ１，θ２が同一である場合を対象として実施した。しかしながら、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２が異なる場合や角度θ１，θ２が異なる場合においても、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２及び角度θ１，θ２を調整することでモアレを抑制できる。例えば、ピッチＰｃ１，Ｐｃ２が異なる場合においては、これらピッチをいずれもピッチＰｘの約２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲、より好ましくは約２．６倍以上かつ２．８倍以下の範囲で定めることで、モアレを抑制する効果が期待できる。また、角度θ１，θ２が異なる場合においても、これら角度をいずれも１０°以上かつ３１°以下の範囲、より好ましくは１３°以上かつ２７°以下の範囲で定めることで、モアレを抑制する効果が期待できる。

また、上記実施形態では、画素ＰＸが赤色、緑色、青色、白色をそれぞれ表示する副画素を備える例を示した。しかしながら、副画素の表示色はこれらの色に限定されない。副画素の表示色を上記実施形態と異ならせる場合であっても、例えば各副画素のうちで表示色の輝度が最も高い副画素と、２番目に高い副画素とを上述の対角の位置関係で配置することにより、上記実施形態と同様にモアレを抑制する効果が期待できる。例えば、上述の１画素に対応する領域の中に赤色の副画素を１つ、青色の副画素を１つ、緑色の副画素を２つ設けるような場合、２つの緑色の副画素を対角の位置関係で配置することで本願発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、駆動電極ＴＸを物体の検出と画像の表示の双方に利用する構成を開示した。しかしながら、物体を検出するための電極と、画像を表示するための電極とが別々に設けられても良い。この場合においては、例えば、ガラス基板などの透明基板の一方の主面に駆動電極ＴＸを形成し、他方の主面に検出電極ＲＸを形成しても良い。

また、上記実施形態においては、検出電極ＲＸと駆動電極ＴＸとを用いて物体を検出する相互容量方式に係る構成を開示した。しかしながら、物体の検出方式は、例えば検出電極ＲＸ自体が有する容量を利用して物体を検出する方式（セルフ容量検出方式などと呼ばれる）など、他種の方式であっても良い。

１…表示装置、２…表示パネル、ＴＸ…駆動電極、ＲＸ…検出電極、ＤＸ…ダミー電極、ＰＸ…画素、ＳＰＸＲ…赤色の副画素、ＳＰＸＧ…緑色の副画素、ＳＰＸＢ…青色の副画素、ＳＰＸＷ…白色の副画素、Ｐｘ，Ｐｙ…画素のピッチ、ＣＬ１，ＣＬ２…導電線、θ１，θ２…導電線の角度、Ｐｃ１，Ｐｃ２…導電線のピッチ。

Claims (13)

1. 複数の画素を有する表示領域と、
   前記表示領域に重なって設けられる複数の第１導電線を含む検出電極と、
   前記検出電極からの信号に基づき、前記表示領域に近接する物体を検出する検出モジュールと、
   を備え、
   前記画素は、第１副画素と、第１方向において前記第１副画素と隣り合う第２副画素と、前記第１方向と交わる第２方向において前記第１副画素と隣り合う第３副画素と、前記第１方向において前記第３副画素と隣り合い且つ前記第２方向において前記第２副画素と隣り合う第４副画素と、を含み、
   前記複数の画素は、第１ピッチで前記第１方向に並び、
   前記複数の第１導電線は、前記第１ピッチの２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲にある第２ピッチで前記第１方向に並ぶ、表示装置。
2. 前記第２ピッチは、前記第１ピッチの２．６倍以上かつ２．８倍以下の範囲にある、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１導電線と前記第２方向とが１０°以上かつ３１°以下の角度を成す、
   請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記第１導電線と前記第２方向とが１３°以上かつ２７°以下の角度を成す、
   請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色よりも輝度が高い、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色は、赤色又は青色であり、
   前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、緑色又は白色である、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色は、赤色又は青色であり、
   前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、緑色である、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記検出電極は、前記表示領域に重なって互いに平行に延びるとともに前記複数の第１導電線と交差する複数の第２導電線を含み、
   前記複数の第２導電線は、前記第１ピッチの２．２倍以上かつ３．２倍以下の範囲にある第３ピッチで前記第１方向に並ぶ、
   請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記第２導電線と前記第２方向とが１０°以上かつ３１°以下の角度を成す、
   請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素、及び前記第４副画素のそれぞれに対して設けられた画素電極と、
    前記画素電極との間で画像表示のための電界を形成する駆動電極と、
    を備え、
    前記検出電極は、前記駆動電極との間で容量を形成し、前記容量の変化に応じた前記信号を出力する、
    請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の表示装置。
11. マトリクス状に並ぶ複数の画素を有した表示領域を備え、
    前記画素は、第１副画素と、第１方向において前記第１副画素と隣り合う第２副画素と、前記第１方向と交わる第２方向において前記第１副画素と隣り合う第３副画素と、前記第１方向において前記第３副画素と隣り合い且つ前記第２方向において前記第２副画素と隣り合う第４副画素と、を含み、
    前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色よりも輝度が高い、表示装置。
12. 前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色は、赤色又は青色であり、
    前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、緑色又は白色である、
    請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記第１副画素及び前記第４副画素の各々が表示する色は、赤色又は青色であり、
    前記第２副画素及び前記第３副画素の各々が表示する色は、緑色である、
    請求項１１に記載の表示装置。

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