JP2018206064A - 導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置 - Google Patents

導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】表示装置にて視認される画像の品質の低下を抑えることのできる導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置を提供する。
【解決手段】ドライブ格子31DLは、拡大領域を含み、センシング格子33SLは、拡大領域と透明誘電体層を挟んで重なる対向領域を含む。対向領域にて複数のセンシング電極線33SRが並ぶ方向の1つが並列方向であり、並列方向において、拡大領域でのドライブ電極線31DRの並ぶ間隔は、対向領域でのセンシング電極線33SRの並ぶ間隔よりも大きく、かつ、拡大領域と対向領域とをこれらの領域に対する正面の位置から見たとき、並列方向において互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に1つのドライブ電極線31DRが位置する。
【選択図】図11

Description

本発明は、複数の電極線を備える導電性フィルム、この導電性フィルムを備えるタッチパネル、および、このタッチパネルを備える表示装置に関する。
タッチパネルを入力デバイスとして用いる表示装置は、画像を表示する表示パネルと、表示パネルに重ねられた上記タッチパネルとを備えている。タッチパネルにおける指などの接触位置の検出方式としては、指などがタッチパネルの操作面に接触することを静電容量の変化として検出する静電容量方式が広く用いられている。静電容量方式のタッチパネルにおいて、タッチパネルの備える導電性フィルムは、第1方向に沿って延びる複数の第1電極と、第1方向と直交する第2方向に沿って延びる複数の第2電極と、第1電極と第2電極とに挟まれた透明誘電体層とを備えている。そして、1つの第1電極と複数の第2電極の各々との間における静電容量の変化が第1電極ごとに検出されることに基づき、操作面における指などの接触位置が検出される。
こうした導電性フィルムの一例では、第1電極と第2電極との各々は、銀や銅などの金属からなる細線状の複数の電極線から構成される(例えば、特許文献1参照)。電極線の材料として金属が用いられることによって、接触位置の検出に際しての迅速な応答性や高い分解能が得られるとともに、タッチパネルの大型化や製造コストの削減が可能となる。
ところで、可視光を吸収、あるいは、反射する金属から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電極と複数の第2電極とが、これらを構成する電極線が相互に交差したパターンである電極線パターンを形成している。一方で、タッチパネルが積層される表示パネルでも、第1方向と第2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、格子状のパターンである画素パターンを形成している。
この際に、タッチパネルの操作面から見て、電極線パターンが有する周期構造と、画素パターンが有する周期構造とが重なることによって、2つの周期構造のずれが、モアレ(moire)を誘起する場合がある。モアレが視認されると、表示装置にて視認される画像の品質の低下が生じる。そのため、電極線パターンの形状や周期は、電極線パターンと画素パターンとを重ね合わせたときにモアレが視認されにくい形状や周期に設定されている。
特開2013−156725号公報
電極線パターンの一例は、格子状のパターンである。例えば、第1電極を構成する複数の第1電極線が1つの格子模様を形成し、第2電極を構成する複数の第2電極線もまた、同様の格子模様を形成する。そして、電極線パターンとして、第1電極線が形成する格子模様、および、第2電極線が形成する格子模様の各々よりも周期の小さい格子模様が形成される。
ここで、上述のように、第1電極と第2電極との間には、透明誘電体層が挟まれている。そして、観察者にとって、第1電極は透明誘電体層の手前側に位置し、第2電極は透明誘電体層の後ろ側に位置する。このため、透明誘電体層の厚みや透明誘電体層の界面での光の屈折に起因して、観察者にとって、第1電極線に対する第2電極線の位置が、設計上の位置である理想の位置に対してずれて見える場合がある。例えば、通常、第1電極線と第2電極線とは、導電性フィルムの全体を正面から見た場合に、所定の電極線パターンを形成するように重ねられる。しかしながら、近年の表示装置の大型化の傾向にあっては、導電性フィルムの全体が、実際に表示装置を見る観察者の正面の領域に含まれるとは限らない。導電性フィルムのなかで、観察者の正面から離れた領域、例えば、観察者の視界の縁部に位置する領域に対する観察者の視線の角度は、導電性フィルムの表面に対して傾斜した角度になる。それゆえ、透明誘電体層の厚みや光の屈折の影響を受けて、上記視界の縁部の領域における第1電極線に対する第2電極線の位置は、この領域を正面から見た場合とは異なって見える。
そのため、第1電極線と第2電極線とが、電極線パターンの全体において均一な格子を構成し、かつ、この格子がモアレの視認されにくい周期や傾きを有するように設計されていたとしても、観察者にとっては、この格子が崩れて見える場合がある。結果として、設計上の周期とは異なる周期の繰り返し構造が部分的に生じてモアレが視認されたり、電極線の配置の密度が不均一に見えることから明るさのムラが感じられたりすることが起こり得る。こうした現象は、表示装置にて視認される画像の品質の低下を招く。特に、第2電極線が第1電極線に重なって見えると、モアレが視認されやすい。
本発明は、表示装置にて視認される画像の品質の低下を抑えることのできる導電性フィルム、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。
上記課題を解決する導電性フィルムは、タッチパネルに備えられる導電性フィルムであって、第1面と、前記第1面とは反対側の面である第2面とを有し、前記第1面が前記第2面に対して前記タッチパネルの操作面側に配置される面である透明誘電体層と、前記第1面に配置された複数の第1電極線が構成する第1格子と、前記第2面に配置された複数の第2電極線が構成する第2格子と、を備え、前記第2格子は、拡大領域を含み、前記第1格子は、前記拡大領域と前記透明誘電体層を挟んで重なる対向領域を含み、前記対向領域にて複数の前記第1電極線が並ぶ方向の1つが並列方向であり、前記並列方向において、前記拡大領域での前記第2電極線の並ぶ間隔は、前記対向領域での前記第1電極線の並ぶ間隔よりも大きく、かつ、前記拡大領域と前記対向領域とをこれらの領域に対する正面の位置から見たとき、前記並列方向において互いに隣り合う2つの前記第1電極線の間に1つの前記第2電極線が位置する。
上記構成によれば、観察者が位置し得るいずれかの観察位置であって、拡大領域および対向領域に対する正面とは異なる位置からこれらの領域を見た場合に、第1格子と同じ面内に視認される第2格子の格子線の像は、実際の第2格子の格子線に対し観察者の正面位置に近づく方向にずれて見える。そして、第2格子の格子線の像は、第1格子と同一の格子模様の格子を第1面内にて第1格子と重ね合わせたパターンにおける当該格子の格子線の位置に近づくように見える。それゆえ、電極線パターンとして、第1格子と同一の格子模様の第2格子を第1格子と重ね合わせたパターンを視認させたい場合に、拡大領域および対向領域において観察者に視認される第1電極線の像と第2電極線の像との距離が理想の距離からずれることが抑えられる。それゆえ、視認される電極線パターンが、理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられるため、こうした導電性フィルムを備えるタッチパネルを用いた表示装置において視認される画像の品質の低下が抑えられる。
上記構成において、前記第2格子は、前記第1格子と同一の格子模様を有する仮想的な格子である基準格子が拡大された格子模様を有してもよい。
上記構成によれば、第2格子のパターンの作成が容易である。
上記構成において、前記基準格子は、前記基準格子の格子点が前記第1格子の格子内の中央部に位置し、前記第1格子と前記基準格子との組み合わせによって新たな格子を構成するように位置し、前記第2格子は、前記基準格子が位置する領域の内部の点を中心に、前記基準格子が拡大された格子模様を有してもよい。
上記構成によれば、上記点から離れるほど、観察者に視認させたいパターンである基準格子の格子線と、拡大されたパターンでの当該格子線に相当する第2格子の格子線との距離は大きくなる傾向を有する。観察者の正面位置から離れるほど、実際の格子線の位置と視認される格子線の像の位置とのずれである位置差が大きくなることに対し、上記点を観察者の正面に位置するように設定することによって、位置差の大きくなる領域で基準格子の格子線と第2格子の格子線との位置の差を大きくすることができる。結果として、観察者に視認される第1電極線の像と第2電極線の像との距離の理想からのずれが正面位置からの距離に応じた位置差の拡大に起因して大きくなることが抑えられる。
上記構成において、前記第1面と対向する方向から見て、前記内部の点が基準点であり、前記第1面内にて前記基準点から離れた点が対象点であり、前記第1面と対向する側にて前記基準点に対する正面の位置から観察者が前記対象点を見た場合に、前記第1面にて前記対象点の位置に視認される前記第2面内の構造物の像の位置と、前記第2面における当該構造物の位置との前記第1面に沿った方向でのずれが位置差であり、前記第2格子は、前記基準格子における前記対象点に位置する部分が拡大によって前記対象点から前記位置差だけ離れた位置に配置される倍率で、前記基準格子が拡大された格子模様を有してもよい。
上記構成によれば、対象点において、観察者に視認される第2格子の像の位置が、観察者に視認させたいパターンである基準格子の格子線の位置からずれることが的確に抑えられる。そして、対象点を、電極線パターンの崩れを抑えたい領域のなかで最も基準点から遠い点とすることによって、この領域の全体において、視認される電極線パターンが理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられる。
上記構成において、前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点を中心とする各方向において一定であってもよい。
上記構成によれば、第2格子のパターンの作成が容易である。
上記構成において、前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点を中心とする各方向の一部で他の方向と異なっていてもよい。
上記構成によれば、第1格子および第2格子が配置される領域の大きさや形状、導電性フィルムを備えるタッチパネルを用いた表示装置が観察者に対して配置される位置等に応じて、視認される第2格子の格子線の像が基準格子の格子線の位置からずれることを第1面内の各領域で抑えられるように、第2格子のパターンの細かな設定が可能である。
上記構成において、前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点から離れるにつれて大きくなっていてもよい。
上記構成によれば、上記点を観察者の正面に位置するように設定することによって、位置差の大きくなる領域で基準格子の格子線と第2格子の格子線との位置の差をより大きくすることができる。したがって、観察者に視認される第1電極線の像と第2電極線の像との距離の理想からのずれが正面位置からの距離に応じた位置差の拡大に起因して大きくなることが抑えられる。
上記構成において、前記第2格子は、前記第2電極線の並ぶ間隔の異なる複数の領域を含み、これらの領域少なくとも1つが前記拡大領域であってもよい。
上記構成によれば、第1格子および第2格子が配置される領域の大きさや形状、導電性フィルムを備えるタッチパネルを用いた表示装置が観察者に対して配置される位置等に応じて、視認される第2格子の格子線の像が理想のパターンからずれることを第1面内の各領域で抑えられるように、第2格子のパターンの細かな設定が可能である。
上記課題を解決するタッチパネルは、上記導電性フィルムと、前記導電性フィルムを覆うカバー層と、前記第1電極線が構成する電極と前記第2電極線が構成する電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備える。
上記構成によれば、タッチパネルにおいて、視認される電極線パターンが、理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられる。そのため、こうしたタッチパネルを備える表示装置において、視認される画像の品質の低下が抑えられる。
上記課題を解決する表示装置は、格子状に配置された複数の画素を有して情報を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示する前記情報を透過するタッチパネルと、前記タッチパネルの駆動を制御する制御部と、を備え、前記タッチパネルは、上記タッチパネルである。
上記構成によれば、視認される画像の品質の低下が抑えられた表示装置が実現される。
本発明によれば、表示装置にて視認される画像の品質の低下を抑えることができる。
表示装置の一実施形態について、表示装置の断面構造を示す断面図。 一実施形態における導電性フィルムの平面構造を示す平面図。 一実施形態における表示パネルの画素配列を示す平面図。 一実施形態におけるタッチパネルの電気的構成を説明するための模式図。 一実施形態におけるセンシング電極の構成を拡大して示す図。 一実施形態におけるドライブ電極の構成を拡大して示す図。 実際のドライブ電極線の位置と、視認されるドライブ電極線の像の位置とのずれを模式的に示す図。 設計上のドライブ電極線とセンシング電極線との位置関係の一例を示す図。 観察者に視認されるドライブ電極線の像とセンシング電極線の像との位置関係の一例を示す図。 一実施形態におけるドライブ電極線の位置と視認されるドライブ電極線の像の位置との関係を模式的に示す図。 一実施形態におけるセンシング電極とドライブ電極とから構成される電極線パターンを示す図。 一実施形態における拡大率の設定に用いるパラメータを示す図。 変形例における表示装置の断面構造を示す断面図。 変形例における表示装置の断面構造を示す断面図。
図1〜図12を参照して、導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置の一実施形態について説明する。なお、各図は、一実施形態の導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置を説明するためにこれらの構成を模式的に示した図であり、各図に示される構成が有する各部位の大きさの比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
[表示装置の構成]
図1を参照して、表示装置の構成について説明する。
図1が示すように、表示装置100は、例えば、液晶パネルである表示パネル10と、タッチパネル20とが、図示しない1つの透明接着層によって貼り合わされた積層体を備え、さらに、タッチパネル20を駆動するための回路やタッチパネル20の駆動を制御する制御部を備えている。なお、表示パネル10とタッチパネル20との相対的な位置が筐体などの他の構成によって固定される前提であれば、上記透明接着層は割愛されてもよい。
表示パネル10の表面には、略矩形形状の表示面が区画され、表示面には、画像データに基づく画像などの情報が表示される。
表示パネル10を構成する構成要素は、タッチパネル20から遠い構成要素から順番に、以下のように並んでいる。すなわち、タッチパネル20から遠い順番に、下側偏光板11、薄膜トランジスタ(以下、TFT)基板12、TFT層13、液晶層14、カラーフィルタ層15、カラーフィルタ基板16、上側偏光板17が位置している。
これらのうち、TFT層13には、サブ画素を構成する画素電極がマトリクス状に位置している。また、カラーフィルタ層15が有するブラックマトリクスは、矩形形状を有した複数の単位格子から構成される格子形状を有している。そして、ブラックマトリクスは、こうした格子形状によって、サブ画素の各々と向かい合う領域として矩形形状を有する複数の領域を区画し、ブラックマトリクスの区画する各領域には、白色光を赤色、緑色、および、青色のいずれかの色の光に変える着色層が位置している。
なお、表示パネル10が有色の光を出力するELパネルであって、赤色の光を出力する赤色画素、緑色の光を出力する緑色画素、および、青色の光を出力する青色画素を有する構成であれば、上述したカラーフィルタ層15は割愛されてもよい。この際に、ELパネルにおいて相互に隣り合う画素の境界部分は、ブラックマトリクスとして機能する。また、表示パネル10は放電によって発光するプラズマパネルであってもよく、この場合、赤色の蛍光体層と、緑色の蛍光体層と、青色の蛍光体層とを区画する境界部分がブラックマトリクスとして機能する。
タッチパネル20は、静電容量方式のタッチパネルであり、導電性フィルム21とカバー層22とが透明接着層23によって貼り合わされた積層体であって、表示パネル10の表示する情報を透過する光透過性を有している。
詳細には、タッチパネル20を構成する構成要素のなかで表示パネル10に近い構成要素から順番に、透明基板31、複数のドライブ電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、複数のセンシング電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置している。このうち、透明基板31、ドライブ電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、および、センシング電極33SPが、導電性フィルム21を構成している。
透明基板31は、表示パネル10の表示面が表示する画像などの情報を透過する光透過性と絶縁性とを有し、表示面の全体に重ねられている。透明基板31は、例えば、透明ガラス基板や、透明樹脂フィルムや、シリコン基板などの基材から構成される。透明基板31に用いられる樹脂としては、例えば、PET(Polyethylene Terephthalate)、PMMA(Polymethyl methacrylate)、PP(Polypropylene)、PS(Polystyrene)などが挙げられる。透明基板31は、1つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、2つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
透明基板31における表示パネル10とは反対側の面は、ドライブ電極面31Sとして設定され、ドライブ電極面31Sには、複数のドライブ電極31DPが配置されている。複数のドライブ電極31DP、および、ドライブ電極面31Sにおいてドライブ電極31DPが位置しない部分は、1つの透明接着層32によって透明誘電体基板33に貼り合わされている。
透明接着層32は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性を有し、透明接着層32には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤などが用いられる。
透明誘電体基板33は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性と、電極間における静電容量の検出に適した比誘電率とを有する。透明誘電体基板33は、例えば、透明ガラス基板や、透明樹脂フィルムや、シリコン基板などの基材から構成される。透明誘電体基板33に用いられる樹脂としては、例えば、PET、PMMA、PP、PSなどが挙げられる。透明誘電体基板33は、1つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、2つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
複数のドライブ電極31DPが透明接着層32によって透明誘電体基板33に貼り合わされる結果、透明誘電体基板33における透明基板31と向かい合う面である裏面には、複数のドライブ電極31DPが並んでいる。
透明誘電体基板33における透明接着層32とは反対側の面である表面は、センシング電極面33Sとして設定され、センシング電極面33Sには、複数のセンシング電極33SPが配置されている。すなわち、透明誘電体基板33は、複数のドライブ電極31DPと、複数のセンシング電極33SPとに挟まれている。複数のセンシング電極33SP、および、センシング電極面33Sにおいてセンシング電極33SPが位置しない部分は、1つの透明接着層23によってカバー層22に貼り合わされている。
透明接着層23は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性を有し、透明接着層23には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤などが用いられる。透明接着層23として用いられる接着剤の種類は、ウェットラミネート接着剤であってもよいし、ドライラミネート接着剤やホットラミネート接着剤であってもよい。
カバー層22は、強化ガラスなどのガラス基板や樹脂フィルムなどから形成され、カバー層22における透明接着層23とは反対側の面は、タッチパネル20における表面であって操作面20Sとして機能する。導電性フィルム21において、透明誘電体基板33の表面は、透明誘電体基板33の裏面に対して、タッチパネル20の操作面20S側に位置する面である。
なお、上記構成要素のうち、透明接着層23は割愛されてもよい。透明接着層23の省略される構成においては、カバー層22が有する面のなかで透明誘電体基板33と対向する面がセンシング電極面33Sとして設定され、センシング電極面33Sに形成される1つの薄膜のパターニングによって、複数のセンシング電極33SPが形成されればよい。
また、タッチパネル20の製造に際しては、導電性フィルム21とカバー層22とが、透明接着層23によって貼り合わされる方法が採用されてもよいし、こうした製造方法とは異なる他の例として、以下の製造方法が採用されてもよい。すなわち、樹脂フィルムなどのカバー層22に、銅などの導電性金属から構成される薄膜層が直に、もしくは、下地層を介して形成され、薄膜層の上にセンシング電極33SPのパターン形状を有したレジスト層が形成される。次いで、塩化第二鉄などを用いたウェットエッチング法によって、薄膜層が複数のセンシング電極33SPに加工されて、第1のフィルムが得られる。また、センシング電極33SPと同様に、透明基板31として機能する他の樹脂フィルムに形成された薄膜層が複数のドライブ電極31DPに加工されて、第2のフィルムが得られる。そして、第1フィルムと第2フィルムとが透明誘電体基板33を挟むように、透明誘電体基板33に対して透明接着層23,32によって貼り付けられる。
[導電性フィルムの平面構造]
図2を参照して、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの位置関係を中心に、導電性フィルム21の平面構造について説明する。なお、図2は、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から導電性フィルム21を見た図であり、二点鎖線で囲まれた横方向に沿って延びる帯状領域の各々は、1つのセンシング電極33SPが配置される領域を示し、二点鎖線で囲まれた縦方向に沿って延びる帯状領域の各々は、1つのドライブ電極31DPが配置される領域を示している。なお、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの数は簡略化して示している。
また、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの構成を理解しやすくするために、図2にて最も上側に位置するセンシング電極33SPについてのみ、センシング電極33SPを構成するセンシング電極線を太線で示し、図2にて最も左側に位置するドライブ電極31DPについてのみ、ドライブ電極31DPを構成するドライブ電極線を細線で示している。
図2が示すように、透明誘電体基板33のセンシング電極面33Sにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、1つの方向である第1電極方向D1に沿って延びる帯形状を有し、かつ、第1電極方向D1と直交する第2電極方向D2に沿って並んでいる。各センシング電極33SPは、隣り合う他のセンシング電極33SPと互いに絶縁されている。
各センシング電極33SPは、複数のセンシング電極線33SRを含む。複数のセンシング電極線33SRには、第1交差方向C1に沿って延びる複数のセンシング電極線33SRaと、第1交差方向C1と直交する第2交差方向C2に沿って延びる複数のセンシング電極線33SRbとが含まれる。第1交差方向C1は、第1電極方向D1および第2電極方向D2のいずれとも異なり、これらの方向のいずれに対しても傾斜した方向である。また、第2交差方向C2も、第1電極方向D1および第2電極方向D2のいずれとも異なり、これらの方向のいずれに対しても傾斜した方向である。
複数のセンシング電極線33SRaと複数のセンシング電極線33SRbとが交差することにより、センシング電極面33Sには、矩形格子状のパターンが形成されている。
センシング電極線33SRの形成材料には、銅や銀やアルミニウムなどの金属膜が用いられ、センシング電極線33SRは、例えば、センシング電極面33Sに成膜された金属膜がエッチングによってパターニングされることにより形成される。各センシング電極33SPにおける第1電極方向D1の一方の端部では、センシング電極33SPごとに設けられたセンシングパッド33Pにセンシング電極線33SRが接続されている。そして、複数のセンシング電極33SPの各々は、センシングパッド33Pを介して個別にタッチパネル20の周辺回路の一例である検出回路に接続され、検出回路によって電流値を測定される。
透明基板31のドライブ電極面31Sにおいて、複数のドライブ電極31DPの各々は、第2電極方向D2に沿って延びる帯形状を有し、かつ、第1電極方向D1に沿って並んでいる。各ドライブ電極31DPは、隣り合う他のドライブ電極31DPと互いに絶縁されている。
各ドライブ電極31DPは、複数のドライブ電極線31DRを含む。複数のドライブ電極線31DRには、第1交差方向C1に沿って延びる複数のドライブ電極線31DRaと、第2交差方向C2に沿って延びる複数のドライブ電極線31DRbとが含まれる。複数のドライブ電極線31DRaと複数のドライブ電極線31DRbとが交差することにより、ドライブ電極面31Sには、矩形格子状のパターンが形成されている。
ドライブ電極線31DRの形成材料には、銅や銀やアルミニウムなどの金属膜が用いられ、ドライブ電極線31DRは、例えば、ドライブ電極面31Sに成膜された金属膜がエッチングによってパターニングされることにより形成される。各ドライブ電極31DPにおける第2電極方向D2の一方の端部では、ドライブ電極31DPごとに設けられたドライブパッド31Pにドライブ電極線31DRが接続されている。そして、複数のドライブ電極31DPの各々は、ドライブパッド31Pを介して個別にタッチパネル20の周辺回路の一例である選択回路に接続され、選択回路が出力する駆動信号を受けることによって選択回路に選択される。
透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとが相互に重なる部分は、図2の二点鎖線によって区画される四角形状を有した容量検出部NDである。1つの容量検出部NDは、1つのセンシング電極33SPと、1つのドライブ電極31DPとが立体的に交差する部分であって、タッチパネル20において使用者の指などが触れている位置を検出することの可能な最小の単位である。
センシング電極面33Sおよびドライブ電極面31Sの各々に対しては、基準点Rpが設定される。透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極面33Sにおける基準点Rpとドライブ電極面31Sにおける基準点Rpとは一致する。換言すれば、基準点Rpは、センシング電極線33SRから構成されるパターンと、ドライブ電極線31DRから構成されるパターンとの各々に設定され、基準点Rpは、基準点Rpを含む領域に対する正面の位置から見て1つの点である。基準点Rpは、観察者が、通常の観察位置にて表示装置100を見るときに、観察者の正面に位置するように設定される。通常の観察位置は、例えば、平均的な身長を有する観察者にとって、表示装置100の表示面に表示される画像を最も見やすい位置である。例えば、基準点Rpは、センシング電極面33Sの中央、かつ、ドライブ電極面31Sの中央に位置する。
なお、センシング電極線33SRおよびドライブ電極線31DRの形成方法としては、上述のエッチングに限らず、例えば印刷法などの他の方法が用いられてもよい。
[表示パネルの平面構造]
図3を参照して、表示パネル10におけるカラーフィルタ層15の平面構造、すなわち、表示パネル10の画素配列について説明する。
図3が示すように、カラーフィルタ層15のブラックマトリクス15aは、上記第1電極方向D1と上記第2電極方向D2とに沿って並ぶ矩形形状を有した複数の単位格子から構成される格子パターンを有している。1つの画素15Pは、第1電極方向D1に沿って連続する3つの単位格子から構成され、複数の画素15Pは、第1電極方向D1、および、第2電極方向D2に沿って格子状に並んでいる。
複数の画素15Pの各々は、赤色を表示するための赤色着色層15R、緑色を表示するための緑色着色層15G、および、青色を表示するための青色着色層15Bから構成されている。カラーフィルタ層15において、例えば、赤色着色層15R、緑色着色層15G、および、青色着色層15Bが、第1電極方向D1に沿って、この順で、繰り返し並んでいる。また、複数の赤色着色層15Rは、第2電極方向D2に沿って連続して並び、複数の緑色着色層15Gは、第2電極方向D2に沿って連続して並び、複数の青色着色層15Bは、第2電極方向D2に沿って連続して並んでいる。
1つの赤色着色層15R、1つの緑色着色層15G、および、1つの青色着色層15Bは、1つの画素15Pを構成し、複数の画素15Pは、第1電極方向D1における赤色着色層15R、緑色着色層15G、および、青色着色層15Bの並ぶ順番を維持した状態で、第1電極方向D1に沿って並んでいる。また、換言すれば、複数の画素15Pは、第2電極方向D2に沿って延びるストライプ状に配置されている。
画素15Pにおける第1電極方向D1に沿った幅が第1画素幅WP1であり、画素15Pにおける第2電極方向D2に沿った幅が第2画素幅WP2である。第1画素幅WP1、および、第2画素幅WP2の各々は、表示パネル10の大きさや表示パネル10に求められる解像度などに応じた値に設定される。
[タッチパネルの電気的構成]
図4を参照して、タッチパネル20の電気的構成を、表示装置100の備える制御部の機能とともに説明する。なお、以下では、静電容量方式のタッチパネル20の一例として、相互容量方式のタッチパネル20における電気的構成を説明する。
図4が示すように、タッチパネル20は、周辺回路として、選択回路34および検出回路35を備えている。選択回路34は、複数のドライブ電極31DPに接続され、検出回路35は、複数のセンシング電極33SPに接続され、表示装置100の備える制御部36は、選択回路34と検出回路35とに接続されている。
制御部36は、各ドライブ電極31DPに対する駆動信号の生成を選択回路34に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部36は、駆動信号が供給される対象を1番目のドライブ電極31DP1からn番目のドライブ電極31DPnに向けて選択回路34に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
制御部36は、各センシング電極33SPを流れる電流の検出を検出回路35に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部36は、検出の対象を1番目のセンシング電極33SP1からn番目のセンシング電極33SPnに向けて検出回路35に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
選択回路34は、制御部36の出力した開始タイミング信号に基づいて、駆動信号の生成を開始し、制御部36の出力した走査タイミング信号に基づいて、駆動信号の出力先を1番目のドライブ電極31DP1からn番目のドライブ電極31DPnに向けて走査する。
検出回路35は、信号取得部35aと信号処理部35bとを備えている。信号取得部35aは、制御部36の出力した開始タイミング信号に基づいて、各センシング電極33SPに生成されたアナログ信号である電流信号の取得を開始する。そして、信号取得部35aは、制御部36の出力した走査タイミング信号に基づいて、電流信号の取得元を1番目のセンシング電極33SP1からn番目のセンシング電極33SPnに向けて走査する。
信号処理部35bは、信号取得部35aの取得した各電流信号を処理して、デジタル値である電圧信号を生成し、生成された電圧信号を制御部36に向けて出力する。このように、選択回路34と検出回路35とは、静電容量の変化に応じて変わる電流信号から電圧信号を生成することによって、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとの間の静電容量の変化を測定する。
制御部36は、信号処理部35bの出力した電圧信号に基づいて、タッチパネル20において使用者の指などが触れている位置を検出し、検出した位置の情報を、表示パネル10の表示面に表示される情報の生成などの各種の処理に利用する。なお、タッチパネル20は、上述した相互容量方式のタッチパネル20に限らず、自己容量方式のタッチパネルであってもよい。
[センシング電極およびドライブ電極の構成]
図5および図6を参照して、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの詳細な構成について説明する。図5はセンシング電極33SPの一部を示す図であり、図6はドライブ電極31DPの一部を示す図である。
図5が示すように、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極面33Sには、矩形格子模様を有したセンシング格子33SLが配置されている。センシング格子33SLは、第1交差方向C1に沿って延びる複数のセンシング電極線33SRaと、第2交差方向C2に沿って延びる複数のセンシング電極線33SRbとから構成される。複数のセンシング電極線33SRaは、第2交差方向C2に沿って平行に並び、複数のセンシング電極線33SRbは、第1交差方向C1に沿って平行に並ぶ。
センシング格子33SLにおけるセンシング電極線33SRの並ぶ間隔であるセンシング格子ピッチPsは、第1交差方向C1および第2交差方向C2のいずれにおいても一定であり、センシング格子33SLにおける単位格子は、単位格子に対する正面の位置から見て、1辺の長さがセンシング格子ピッチPsである正方形形状を有する。
図6が示すように、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、ドライブ電極面31Sには、矩形格子模様を有したドライブ格子31DLが配置されている。ドライブ格子31DLは、第1交差方向C1に沿って延びる複数のドライブ電極線31DRaと、第2交差方向C2に沿って延びる複数のドライブ電極線31DRbとから構成される。複数のドライブ電極線31DRaは、第2交差方向C2に沿って平行に並び、複数のドライブ電極線31DRbは、第1交差方向C1に沿って平行に並ぶ。
ドライブ格子31DLにおけるドライブ電極線31DRの並ぶ間隔であるドライブ格子ピッチPdは、第1交差方向C1および第2交差方向C2のいずれにおいても一定であり、ドライブ格子31DLにおける単位格子は、単位格子に対する正面の位置から見て、1辺の長さがドライブ格子ピッチPdである正方形形状を有する。ドライブ格子ピッチPdは、センシング格子ピッチPsよりも大きい。
ここで、センシング格子33SLを、第1交差方向C1および第2交差方向C2の各々について、センシング格子ピッチPsの半分だけずらして配置した仮想的な格子が基準格子40KLである。基準格子40KLは、すなわち、センシング格子33SLと同一の格子模様を有し、透明誘電体基板33の表面に沿った方向においてセンシング格子33SLとは異なる位置に配置された仮想的な格子のパターンである。図6においては、基準格子40KLを二点鎖線で示している。基準格子40KLは、その透明誘電体基板33の表面に沿った方向における位置を維持した状態で、センシング電極面33Sおよびドライブ電極面31Sのいずれにも位置し得る。
ドライブ格子31DLは、基準点Rpを中心に、第1電極方向D1と第2電極方向D2との各々に沿って、ドライブ電極面31Sにて基準格子40KLを所定の倍率で拡大した格子模様を有する。この所定の倍率が拡大率ERであり、ドライブ格子ピッチPdは、センシング格子ピッチPsに拡大率ERを乗じた値である。
なお、基準格子40KLは線幅を有さない理想的な直線の組み合わせからなる格子であって、センシング電極線33SRの線幅とドライブ電極線31DRの線幅とは一致していればよい。
[電極線パターンが形成する像]
図7〜図10を参照して、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの位置関係、および、これらの電極線が見かけ上において形成する像について説明する。
図7が示すように、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの間には、透明誘電体基板33が存在する。そして、センシング電極線33SRは、ドライブ電極線31DRよりも操作面20Sに近い位置、すなわち、観察者Obに近い位置に配置される。ここで、透明誘電体基板33の表面であるセンシング電極面33Sに直交する方向と観察者Obの視線方向とのなす角である視認角θが0°とは異なる角度である領域においては、透明誘電体基板33の裏面に位置するドライブ電極線31DRから出た光Idは、透明誘電体基板33を透過した後、屈折して観察者Obまで進む。また、センシング電極線33SRから出た光Isは、透明誘電体基板33の厚みや屈折の影響を受けずに観察者Obまで進む。光Id,Isは、例えば、各電極線31DR,33SRにて反射された光である。
観察者Obが、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとから構成されるパターンを1つのパターンとして認識するとき、観察者Obは、センシング電極線33SRの像とドライブ電極線31DRの像とを1つの平面内に位置する像として捉える。例えば、センシング電極線33SRの像Msとドライブ電極線31DRの像Mdとをセンシング電極面33S内に位置する像として捉えるとき、センシング電極線33SRの像Msはセンシング電極線33SRが実在する位置に視認される。一方、ドライブ電極線31DRの像Mdは、光Idの経路とセンシング電極面33Sとが交わる位置に視認される。像Mdが視認される位置における視認角θである視認角θdが0°とは異なる角度であるとき、センシング電極面33Sにおいて、視認角θが0°である正面位置Fnから像Mdが視認される位置に向かう方向が観察方向Daであり、観察方向Daにおける像Mdの位置は、実際のドライブ電極線31DRの観察方向Daでの位置とは異なる。
具体的には、観察方向Daにおいて、像Mdの位置は、透明誘電体基板33の裏面における実際のドライブ電極線31DRの位置に対し、正面位置Fnに近づく方向にずれる。例えば、観察方向Daが観察者Obにとって下から上へ向かう方向であるとき、観察方向Daにおける像Mdの位置は、実際のドライブ電極線31DRの位置よりも下側にずれる。この観察方向Daにおける像Mdの位置と実際のドライブ電極線31DRの位置との差が位置差ΔLである。視認角θdが大きくなるほど、すなわち、正面位置Fnから離れるほど、位置差ΔLは大きくなる。
結果として、観察方向Daにおいて、センシング電極線33SRの像Msとドライブ電極線31DRの像Mdとの距離は、実際のセンシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの距離よりも位置差ΔLだけずれる。したがって、モアレ等を考慮して、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの位置関係が設定されていたとしても、視認角θが0°とは異なる領域においては、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとから構成されるパターンが、理想のパターンである設計上のパターンとは異なるパターンに見える。
例えば、図8が示すように、正面から見た場合に、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとが一定の間隔をあけて観察方向Daに交互に並ぶように配置されているとする。図8では、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの識別を容易にするために、センシング電極線33SRを黒太線で示し、ドライブ電極線31DRを白抜き線で示している。これらの電極線の配置領域での視認角θが0°とは異なるようになる位置から見た場合、正面から見た場合と比較して、図9が示すように、ドライブ電極線31DRは位置差ΔLだけずれて見える。例えば、観察方向Daが観察者Obにとって下から上へ向かう方向であるときには、正面から見た場合と比較して、ドライブ電極線31DRが位置差ΔLだけ下がった位置にあるように見える。
ここで、図10を参照して、視認角θが0°とは異なる領域において、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとから構成されるパターンが、理想のパターンとは異なるパターンに見えることを抑えるための方策を説明する。すなわち、図10が示すように、観察方向Daにおいて、ドライブ電極線31DRの像Mdの位置が、理想のドライブ電極線31DRの位置Snとなるように、実際のドライブ電極線31DRの位置を、理想のドライブ電極線31DRの位置Snよりも正面位置Fnから離れた位置とすればよい。本実施形態では、ドライブ格子31DLを基準格子40KLが拡大されたパターンとすることにより、こうした構成を実現している。
なお、図7および図10では、理解を容易にするために、タッチパネル20が有する透明誘電体基板33以外の基板等の層を割愛して説明した。また、電極線と透明誘電体基板33との間に存在する接着層の厚みは微小であるため、接着層が位置差ΔLに及ぼす影響は無視できるほどに小さい。
[作用]
図11を参照して、上述の原理を基に、引き続き本実施形態の作用について説明する。図11が示すように、本実施形態の導電性フィルム21では、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、基準点Rpが正面から見て一致するように重ねられて、電極線パターンを構成している。図11は、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとを、基準格子40KLとともに示す図であり、図11における各領域を正面から見た場合のセンシング格子33SLとドライブ格子31DLとの配置、すなわち、実際の位置でのセンシング格子33SLとドライブ格子31DLとの重なりを示す。また、図11では、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとの識別を容易にするために、センシング電極線33SRを黒太線で示し、ドライブ電極線31DRを白抜き線で示している。なお、先の図6および図11においては、ドライブ格子31DLと基準格子40KLとの位置の差をわかりやすくするために、拡大率ERを誇張したパターンを示している。
電極線パターンが含む各領域を正面から見た場合、各領域において、第1交差方向C1に沿って延びる2つのセンシング電極線33SR、すなわち、第2交差方向C2に沿って並ぶ2つのセンシング電極線33SRの間に、第1交差方向C1に沿って延びる1つのドライブ電極線31DRが位置する。また、各領域を正面から見た場合、各領域において、第2交差方向C2に沿って延びる2つのセンシング電極線33SR、すなわち、第1交差方向C1に沿って並ぶ2つのセンシング電極線33SRの間に、第2交差方向C2に沿って延びる1つのドライブ電極線31DRが位置する。
基準格子40KLは、センシング電極面33Sにて観察者Obに視認させたい理想のドライブ格子31DLのパターンであり、センシング格子33SLと基準格子40KLとを1つの平面内で重ね合わせたパターンが、観察者Obに視認させたい理想の電極線パターンである。センシング格子33SLと基準格子40KLとを1つの平面内で重ね合わせた場合、センシング格子33SLにおける電極線の交差する点である格子点は、基準格子40KLの格子内の中央部に位置し、基準格子40KLの格子点は、センシング格子33SLの格子内の中央部に位置する。そして、センシング格子33SLと基準格子40KLとは、これらの格子の組み合わせによって、矩形格子模様を有する新たな格子である複合格子を構成する。この複合格子における単位格子は、1辺の長さがセンシング格子ピッチPsの半分の長さである正方形形状を有する。第1電極方向D1と第1交差方向C1との形成する角度、および、第2電極方向D2と第2交差方向C2との形成する角度は、ブラックマトリクス15aが形成する矩形格子と複合格子とを重ね合わせた場合に、よりモアレの抑えられる角度に設定されることが好ましい。
本実施形態において、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLがドライブ電極面31Sにて基準点Rpを中心に拡大されたパターンである。したがって、基準点Rpが正面位置Fnとなるように観察者Obが電極線パターンを見るとき、観察方向Daにおいて、実際のドライブ格子31DLの格子線の位置は、拡大前のこの格子線に相当する基準格子40KLの格子線の位置に対して正面位置Fnから離れる方向に離れている。こうした構成によれば、ドライブ格子31DLの格子線の像は、観察方向Daにおいて実際のドライブ格子31DLの格子線に対し正面位置Fnに近づく方向、すなわち、基準格子40KLの格子線に近づく方向にずれて見える。そのため、センシング電極面33Sにて観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの観察方向Daにおける位置のずれが抑えられる。すなわち、観察方向Daにおけるドライブ格子31DLの像の位置と理想のドライブ格子31DLの位置とのずれが抑えられ、観察方向Daにおけるセンシング電極線33SRの像とドライブ電極線31DRの像との距離が理想の距離からずれることが抑えられる。それゆえ、視認される電極線パターンが、理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられるため、電極線パターンにおいて、設計上の周期とは異なる周期の繰り返し構造が部分的に視認されることによりモアレが視認されたり、電極線の配置の密度が不均一に見えることにより明るさのムラが感じられたりすることが抑えられる。その結果、表示装置100にて視認される画像の品質の低下が抑えられる。
ここで、上述のように、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLが基準点Rpを中心に拡大されたパターンであり、基準点Rpは、観察者Obが、通常の観察位置にて表示装置100を見るときに、正面位置Fnとなる位置である。こうした構成においては、おおまかには、基準点Rpから離れるほど、基準格子40KLと実際のドライブ格子31DLとの位置の差、すなわち、基準格子40KLの格子線と拡大後のこの格子線に相当するドライブ電極線31DRとの距離は大きくなる。先に説明したように、正面位置Fnから離れるほど、ドライブ電極線31DRの像と実際のドライブ電極線31DRとの位置差ΔLは大きくなる。それゆえ、観察方向Daにおいて、基準点Rpから離れるほど、実際のドライブ電極線31DRが基準格子40KLの格子線に対して正面位置Fnから離れる方向に離れる構成であれば、位置差ΔLが大きくなる部分で、実際のドライブ電極線31DRと基準格子40KLの格子線との位置の差が大きくなる。したがって、位置差ΔLの拡大によるドライブ電極線31DRの像の位置のずれの拡大が抑えられ、観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの観察方向Daにおける位置のずれが的確に抑えられる。
このように、本実施形態では、ドライブ格子31DLのパターンが、基準格子40KLを基準点Rpを中心に拡大率ERで一律に拡大するという簡易な手法によって得られるパターンでありながら、基準点Rpからの距離に応じて、視認される電極線パターンが理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが的確に抑えられる。
ここで、図12を参照して、拡大率ERの設定方法について説明する。
図12が示すように、まず、透明誘電体基板33の表面、すなわち、センシング電極面33S内の点である対象点Npを定める。対象点Npは、観察者Obが、基準点Rpが正面位置Fnとなる位置から表示装置100を観察する際に、視認される電極線パターンが理想の電極線パターンに対してずれることを抑えたい領域のなかで、最も基準点Rpから遠い点である。例えば、対象点Npは、センシング電極面33Sの端部に位置する点であってもよいし、観察者Obの視界の端部に位置する点であってもよいし、観察者Obが操作面20Sのなかで操作のために触れる範囲の端部の点に対応する点であってもよいし、視認角θが15°以上60°以下の範囲内の所定の値となる点であってもよい。
続いて、対象点Npにおける位置差ΔLを算出する。以下に、具体例を用いて、位置差ΔLの算出方法の一例を説明する。なお、以下では、計算の簡略化のために、タッチパネル20が有する透明誘電体基板33以外の基板等の層を割愛することにより単純化したモデルを用いて説明する。
図12が示すように、対象点Npが正面位置Fnに対して鉛直方向の上側に位置するとする。さらに、センシング電極面33Sと直交する方向において、観察者Obの目からセンシング電極面33Sまでの距離である対向距離d1が300mm、センシング電極面33Sに沿った方向において、観察者Obの目から対象点Npまでの距離である観察高さh1が400mmであるとする。また、透明誘電体基板33の厚みt1は0.1mm、透明誘電体基板33の屈折率n1は1.6とする。
対向距離d1および観察高さh1に基づき、逆三角関数を用いて、対象点Npでの視認角θは、53.1°と算出される。すなわち、透明誘電体基板33の裏面に位置するドライブ電極線31DRから対象点Npを通って観察者Obまで到達する光の屈折角θ2は、53.1°である。そして、この光の入射角θ1、透明誘電体基板33の屈折率n1、屈折角θ2、および、空気の屈折率n2には、n1×sinθ1=n2×sinθ2が成り立つため、空気の屈折率n2を1.0とするとき、sinθ1=0.5であり、θ1=30°であると算出される。入射角θ1および透明誘電体基板33の厚みt1に基づき、三角関数を用いて、位置差ΔLは、0.058mmと求められる。
なお、上述の位置差ΔLの算出方法は一例であり、上記のパラメータとは異なるパラメータを用いて、位置差ΔLを算出してもよい。
拡大率ERは、センシング電極面33Sに沿った方向において、基準格子40KLのなかで対象点Npに位置する部分が、拡大率ERで基準格子40KLを拡大した場合に、位置差ΔLだけ対象点Npから離れた位置に配置される倍率に設定される。例えば、拡大率ERは、ER(%)=(h1+ΔL)×100/h1の式にて表される。
このように拡大率ERを設定することにより、対象点Npにおいて、観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの位置のずれが抑えられ、すなわち、電極線パターンの崩れを抑えたい領域の全体において、視認される電極線パターンが理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられる。
第1実施形態において、透明誘電体基板33は透明誘電体層の一例である。そして、透明誘電体基板33の表面が第1面の一例であり、透明誘電体基板33の裏面が第2面の一例であり、センシング格子33SLが第1格子の一例であり、センシング電極線33SRが第1電極線の一例である。また、ドライブ格子31DLが第2格子の一例であり、ドライブ電極線31DRが第2電極線の一例である。なお、互いに隣り合うセンシング電極33SPの間には、絶縁のための電極線の切れ目が存在し得るが、こうした切れ目も含めた1つの格子模様がセンシング格子33SLおよび基準格子40KLの有する格子模様である。同様に、互いに隣り合うドライブ電極31DPの間には、絶縁のための電極線の切れ目が存在し得るが、こうした切れ目も含めた1つの格子模様がドライブ格子31DLの有する格子模様である。また、センシング格子33SLおよびドライブ格子31DLを構成する電極線33SR,31DRには、周囲から絶縁された電極線が含まれてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)導電性フィルム21の各領域を正面から見て、ドライブ電極線31DRの並ぶ間隔は、センシング電極線33SRの並ぶ間隔よりも大きく、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に1つのドライブ電極線31DRが位置する。こうした構成によれば、視認角θが0°とは異なる領域において、ドライブ格子31DLの格子線の像は、実際のドライブ格子31DLの格子線に対し正面位置Fnに近づく方向にずれて見えるため、センシング電極線33SRの像とドライブ電極線31DRの像との距離が理想の距離からずれることが抑えられる。それゆえ、視認される電極線パターンが、理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられるため、表示装置100にて視認される画像の品質の低下が抑えられる。
(2)ドライブ格子31DLが、センシング格子33SLと同一の格子模様を有する仮想的な格子である基準格子40KLの拡大されたパターンであるため、ドライブ格子31DLのパターンの作成が容易である。
(3)基準格子40KLは、基準格子40KLの格子点がセンシング格子33SLの格子内の中央部に位置し、センシング格子33SLと基準格子40KLとの組み合わせによって新たな格子を構成するように位置する。そして、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLが位置する領域の内部の点である基準点Rpを中心に、基準格子40KLが拡大されたパターンである。こうした構成によれば、基準点Rpから離れるほど、基準格子40KLとドライブ格子31DLとの格子線の距離は大きくなる傾向を有する。したがって、基準点Rpを観察者Obの正面に位置するように設定することによって、位置差ΔLの大きくなる領域で基準格子40KLとドライブ格子31DLとの格子線の位置の差が大きくなるため、正面位置Fnからの距離に応じた位置差ΔLの拡大に起因してセンシング電極線33SRの像とドライブ電極線31DRの像との距離の理想の距離からのずれが大きくなることが抑えられる。
(4)ドライブ格子31DLは、拡大率ERとして、基準格子40KLにおける対象点Npに位置する部分が拡大によって対象点Npから位置差ΔLだけ離れた位置に配置される倍率で、基準格子40KLが拡大されたパターンである。こうした構成によれば、対象点Npにおいて、観察者Obに見えるドライブ電極線31DRの像の位置が、理想のドライブ格子31DLである基準格子40KLの格子線の位置からずれることが的確に抑えられる。そして、対象点Npを電極線パターンの崩れを抑えたい領域のなかで最も基準点Rpから遠い点とすることによって、この領域の全体において、視認される電極線パターンが理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられる。
(5)基準格子40KLに対するドライブ格子31DLの拡大の倍率は、基準点Rpを中心とする各方向において一定である。こうした構成によれば、ドライブ格子31DLのパターンの作成が容易である。
(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。
・拡大率ERは、上記実施形態とは異なる方法によって設定されてもよい。すなわち、ドライブ格子31DLは、対象点Npにおける位置差ΔLを基準として設定された倍率とは異なる倍率にて基準格子40KLが拡大されたパターンであってもよい。拡大率ERは、電極線パターンが含む任意の領域を正面から見た場合に、当該領域において、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に、1つのドライブ電極線31DRが位置するようにドライブ格子31DLが構成される倍率であればよい。こうしたドライブ格子31DLであれば、透明誘電体基板33の表面に沿った方向でのドライブ電極線31DRの位置は、基準格子40KLの格子線の位置から、基準格子40KLの格子点間の距離の2分の1未満の範囲で、基準点Rpから離れる方向に離れている。それゆえ、ドライブ格子31DLとして基準格子40KLと一致するパターンが用いられる場合と比較して、観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの位置のずれの大きさを小さくすることが可能である。特に、拡大率ERが対象点Npにおける位置差ΔLを基準として設定された倍率とは異なる倍率であったとしても、ドライブ格子31DLとして基準格子40KLと一致するパターンが用いられる場合と比較して、ドライブ電極線31DRがセンシング電極線33SRに重なって見えることは抑えられる。そのため、電極線パターンと画素パターンとを重ね合わせたときにモアレが視認されることが抑えられる。
・上記実施形態では、ドライブ格子31DLは、第1電極方向D1と第2電極方向D2とに等しい倍率で基準格子40KLが拡大されたパターンである。すなわち、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLがその縦横比を維持して拡大されたパターンであり、基準格子40KLに対するドライブ格子31DLの拡大の倍率は、基準点Rpを中心とする各方向において一定である。
これに代えて、ドライブ格子31DLは、方向によって異なる倍率で基準格子40KLが拡大されたパターンであってもよい。すなわち、基準格子40KLに対するドライブ格子31DLの拡大の倍率は、基準点Rpを中心とする各方向の一部で他の方向と異なっていてもよい。例えば、タッチパネル20の操作面20Sの形状および大きさや、観察者Obに対する表示装置100の位置、すなわち、表示装置100が設置される位置等に応じて、基準点Rpを中心とする方向であって観察者にとっての上下左右斜めの方向のなかで、位置差ΔLが大きくなる方向にて、基準格子40KLの拡大の倍率が大きくされてもよい。
また、1つの方向に沿って、基準格子40KLの拡大の倍率が変化してもよい。例えば、基準点Rpから離れるにつれて、基準格子40KLの拡大の倍率が大きくされてもよく、こうした倍率の変化が基準点Rpを中心とするすべての方向について実施されることにより、基準点Rpから放射状に広がるように基準格子40KLの拡大の倍率が大きくされてもよい。
・ドライブ格子31DLの一部が、基準格子40KLの拡大されたパターンであり、ドライブ格子31DLの他の一部が、基準格子40KLと一致したパターンであってもよい。例えば、ドライブ格子31DLにおいて、基準点Rpの周囲が基準格子40KLと一致したパターンであり、対象点Npの周囲が基準格子40KLの拡大されたパターンであってもよい。また、ドライブ格子31DLが、複数の領域に分けられ、基準点Rpを含む領域は基準格子40KLと一致したパターンとされ、この領域の周囲の領域は基準格子40KLの拡大されたパターンとされてもよい。例えば、ドライブ格子31DLが、観察者Obにとっての上下方向および左右方向の各々に沿って三等分されることにより9つの領域に分けられ、中央の領域は基準格子40KLと一致したパターンとされ、中央の領域を囲む8つの領域は基準格子40KLの拡大されたパターンとされてもよい。また、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLの拡大されたパターンが位置する領域であって、その拡大率ERが互いに異なる複数の領域を有していてもよい。
・上記の変形例により、ドライブ格子31DLは、ドライブ電極線31DRの並ぶ間隔の異なる複数の領域を含んでいてもよい。すなわち、第1交差方向C1におけるドライブ電極線31DRの並ぶ間隔は、ドライブ格子31DL内において変化してもよいし、第2交差方向C2におけるドライブ電極線31DRの並ぶ間隔も、ドライブ格子31DL内において変化してもよい。また例えば、基準点Rpから離れるにつれて、第1交差方向C1および第2交差方向C2の各々におけるドライブ電極線31DRの並ぶ間隔が広くされてもよい。
・ドライブ格子31DLの一部の領域では、この領域を正面から見た場合に、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に、1つのドライブ電極線31DRが位置しなくてもよい。例えば、透明誘電体基板33の厚みやタッチパネル20の大きさ等に応じて、拡大率ERが大きく設定される場合には、ドライブ格子31DLの端部の領域では、正面から見て、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間のすべてに、ドライブ電極線31DRが1つずつ位置するとは限らず、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの組のなかには、その間にドライブ電極線31DRが位置しない組が含まれ得る。
・ドライブ格子31DLは、基準点Rpとは異なる点を中心に基準格子40KLを拡大したパターンであってもよい。表示装置100は、用途や設置位置等によっては、観察者Obが決まった位置から見るように用いられるとは限らない。ドライブ格子31DLが基準格子40KLを拡大したパターンであって、電極線パターンが含む任意の領域を正面から見た場合に、当該領域において、互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に、1つのドライブ電極線31DRが位置する構成であれば、観察者Obが位置し得るいずれかの観察位置において、観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの位置のずれの大きさを小さくすることは可能である。
・上記実施形態および上記変形例を総括すると、要は、ドライブ格子31DLは、以下の構成を満たす拡大領域を含んでいればよい。すなわち、センシング格子33SLにおいて、拡大領域と透明誘電体基板33を挟んで重なる領域を対向領域とし、対向領域でのセンシング電極線33SRの並ぶ方向の1つを並列方向とする。このとき、並列方向において、拡大領域でのドライブ電極線31DRの並ぶ間隔は、対向領域でのセンシング電極線33SRの並ぶ間隔よりも大きく、かつ、拡大領域と対向領域とをこれらの領域に対する正面の位置から見たとき、並列方向において互いに隣り合う2つのセンシング電極線33SRの間に1つのドライブ電極線31DRが位置する。
こうした構成によれば、観察者Obが位置し得るいずれかの観察位置から拡大領域および対向領域を見た場合に、観察者Obに見えるドライブ格子31DLの像と基準格子40KLとの位置のずれの大きさを小さくすることは可能である。したがって、拡大領域および対向領域において視認される電極線パターンが、理想の電極線パターンに対して崩れたパターンとなることが抑えられる。
なお、上記実施形態においては、第1交差方向C1および第2交差方向C2の各々が、並列方向の一例である。
・上記実施形態では、センシング格子33SLおよびドライブ格子31DLの各々は、単位格子が正方形である矩形格子である。これに限らず、センシング格子33SLおよびドライブ格子31DLの各々の単位格子は、長方形であってもよいし、菱形であってもよい。すなわち、上記格子の各々は、四角格子であればよい。また、センシング格子33SLと基準格子40KLとの重ね合わせにより形成される電極線パターン、すなわち、理想の電極線パターンも、四角格子を構成するパターンであればよく、その単位格子は、正方形に限らず、長方形や菱形であってもよい。
・センシング電極33SPの延びる方向である第1電極方向D1とドライブ電極31DPの延びる方向である第2電極方向D2とは直交していなくてもよく、これらの方向は交差していればよい。なお、第1電極方向D1と第2電極方向D2とが直交する構成では、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとが重ね合わされた電極線パターンが容易に得られ、また、導電性フィルム21の製造に際して、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの位置合わせが容易である。また、センシング電極33SPの延びる方向とセンシング電極33SPの並ぶ方向とは、互いに直交していなくてもよく、これらの方向は交差していればよい。同様に、ドライブ電極31DPの延びる方向とドライブ電極31DPの並ぶ方向とは、互いに直交していなくてもよく、これらの方向は交差していればよい。
また、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとが延びる方向である第1交差方向C1および第2交差方向C2は、第1電極方向D1および第2電極方向D2と一致した方向であってもよい。ただし、第1交差方向C1および第2交差方向C2が、第1電極方向D1および第2電極方向D2と異なる方向であれば、ブラックマトリクス15aが形成する矩形格子模様、すなわち、第1電極方向D1と第2電極方向D2とに沿って延びる矩形格子模様と、センシング格子33SLおよびドライブ格子31DLからなる電極線パターンが形成する格子模様との干渉によるモアレの発生が抑えられる。
・図13が示すように、タッチパネル20を構成する導電性フィルム21において、透明基板31および透明接着層32が割愛されてもよい。こうした構成では、透明誘電体基板33の面のなかで、表示パネル10と対向する裏面がドライブ電極面31Sとして設定され、ドライブ電極面31Sには、ドライブ電極31DPが位置する。そして、透明誘電体基板33における裏面と反対側の面である表面はセンシング電極面33Sであって、センシング電極面33Sには、センシング電極33SPが位置する。なお、こうした構成において、ドライブ電極31DPは、例えば、透明誘電体基板33の一方の面に形成された1つの薄膜が、エッチングによってパターニングされることにより形成され、センシング電極33SPは、例えば、透明誘電体基板33の他方の面に形成された1つの薄膜が、エッチングによってパターニングされることにより形成される。
なお、上記各実施形態のように、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとが互いに異なる基材上に形成されている構成では、1つの基材の両面に電極線が形成されている構成と比較して、電極線の形成が容易である。
・図14が示すように、タッチパネル20において、表示パネル10に近い構成要素から順番に、ドライブ電極31DP、透明基板31、透明接着層32、透明誘電体基板33、センシング電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置してもよい。
こうした構成において、例えば、ドライブ電極31DPは、透明基板31のドライブ電極面31Sとなる1つの面に形成され、センシング電極33SPは、透明誘電体基板33のセンシング電極面33Sとなる1つの面に形成される。そして、透明基板31においてドライブ電極面31Sの反対側の面と、透明誘電体基板33においてセンシング電極面33Sの反対側の面とが、透明接着層32によって接着される。この場合、透明基板31、透明接着層32、および、透明誘電体基板33が、透明誘電体層を構成し、透明誘電体基板33のセンシング電極面33Sが、第1面の一例であり、透明基板31のドライブ電極面31Sが、第2面の一例である。
透明誘電体層が複数の層から構成される場合、すなわち、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの間に複数の層が存在する場合にも、上記実施形態に準じて対象点Npでの位置差ΔLが算出され、位置差ΔLに応じて拡大率ERが設定されることが好ましい。
すなわち、透明誘電体層の第1面と対向する側にて基準点Rpに対する正面の位置から観察者Obが対象点Npを見た場合に、第1面にて対象点Npの位置に視認される第2面内の構造物の像の位置と、第2面における当該構造物の位置との第1面に沿った方向でのずれが位置差ΔLである。そして、ドライブ格子31DLは、基準格子40KLにおける対象点Npに位置する部分が拡大によって対象点Npから位置差ΔLだけ離れた位置に配置される倍率であることが好ましい。
・表示パネル10とタッチパネル20とは、個別に形成されていなくともよく、タッチパネル20は、表示パネル10と一体に形成されてもよい。こうした構成では、例えば、導電性フィルム21のうち、複数のドライブ電極31DPがTFT層13に位置する一方、複数のセンシング電極33SPがカラーフィルタ基板16と上側偏光板17との間に位置するインセル型の構成とすることができる。あるいは、導電性フィルム21がカラーフィルタ基板16と上側偏光板17との間に位置するオンセル型の構成でもよい。こうした構成においては、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとに挟まれる層が、透明誘電体層を構成する。
D1…第1電極方向、D2…第2電極方向、Da…観察方向、C1…第1交差方向、C2…第2交差方向、Ob…観察者、ND…容量検出部、Np…対象点、Rp…基準点、Fn…正面位置、θ…視認角、ΔL…位置差、10…表示パネル、11…下側偏光板、12…薄膜トランジスタ基板、13…TFT層、14…液晶層、15…カラーフィルタ層、15P…画素、16…カラーフィルタ基板、17…上側偏光板、20…タッチパネル、21…導電性フィルム、22…カバー層、23…透明接着層、31…透明基板、31S…ドライブ電極面、31DP…ドライブ電極、31DR…ドライブ電極線、31DL…ドライブ格子、33…透明誘電体基板、33S…センシング電極面、33SP…センシング電極、33SR…センシング電極線、33SL…センシング格子、34…選択回路、35…検出回路、36…制御部、40KL…基準格子、100…表示装置。

Claims (10)

  1. タッチパネルに備えられる導電性フィルムであって、
    第1面と、前記第1面とは反対側の面である第2面とを有し、前記第1面が前記第2面に対して前記タッチパネルの操作面側に配置される面である透明誘電体層と、
    前記第1面に配置された複数の第1電極線が構成する第1格子と、
    前記第2面に配置された複数の第2電極線が構成する第2格子と、を備え、
    前記第2格子は、拡大領域を含み、
    前記第1格子は、前記拡大領域と前記透明誘電体層を挟んで重なる対向領域を含み、
    前記対向領域にて複数の前記第1電極線が並ぶ方向の1つが並列方向であり、前記並列方向において、前記拡大領域での前記第2電極線の並ぶ間隔は、前記対向領域での前記第1電極線の並ぶ間隔よりも大きく、かつ、前記拡大領域と前記対向領域とをこれらの領域に対する正面の位置から見たとき、前記並列方向において互いに隣り合う2つの前記第1電極線の間に1つの前記第2電極線が位置する
    導電性フィルム。
  2. 前記第2格子は、前記第1格子と同一の格子模様を有する仮想的な格子である基準格子が拡大された格子模様を有する
    請求項1に記載の導電性フィルム。
  3. 前記基準格子は、前記基準格子の格子点が前記第1格子の格子内の中央部に位置し、前記第1格子と前記基準格子との組み合わせによって新たな格子を構成するように位置し、
    前記第2格子は、前記基準格子が位置する領域の内部の点を中心に、前記基準格子が拡大された格子模様を有する
    請求項2に記載の導電性フィルム。
  4. 前記第1面と対向する方向から見て、前記内部の点が基準点であり、前記第1面内にて前記基準点から離れた点が対象点であり、
    前記第1面と対向する側にて前記基準点に対する正面の位置から観察者が前記対象点を見た場合に、前記第1面にて前記対象点の位置に視認される前記第2面内の構造物の像の位置と、前記第2面における当該構造物の位置との前記第1面に沿った方向でのずれが位置差であり、
    前記第2格子は、前記基準格子における前記対象点に位置する部分が拡大によって前記対象点から前記位置差だけ離れた位置に配置される倍率で、前記基準格子が拡大された格子模様を有する
    請求項3に記載の導電性フィルム。
  5. 前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点を中心とする各方向において一定である
    請求項3に記載の導電性フィルム。
  6. 前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点を中心とする各方向の一部で他の方向と異なっている
    請求項3に記載の導電性フィルム。
  7. 前記基準格子に対する前記第2格子の拡大の倍率は、前記内部の点から離れるにつれて大きくなっている
    請求項3に記載の導電性フィルム。
  8. 前記第2格子は、前記第2電極線の並ぶ間隔の異なる複数の領域を含み、これらの領域少なくとも1つが前記拡大領域である
    請求項1に記載の導電性フィルム。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性フィルムと、
    前記導電性フィルムを覆うカバー層と、
    前記第1電極線が構成する電極と前記第2電極線が構成する電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備える
    タッチパネル。
  10. 格子状に配置された複数の画素を有して情報を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの表示する前記情報を透過するタッチパネルと、
    前記タッチパネルの駆動を制御する制御部と、を備え、
    前記タッチパネルは、請求項9に記載のタッチパネルである
    表示装置。
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