JP2019067342A - タッチセンサ、及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】精細な検出機能を有するタッチセンサ50において、寄生容量の発生を抑制しつつ狭額縁化を実現する。【解決手段】タッチセンサ50は、複数の駆動電極511と、複数の検出電極521とを含むタッチ検出領域TPを有する容量方式のタッチセンサであって、Y軸方向に延びてX軸方向に並ぶ複数の駆動信号線512と、X軸方向に延びてY軸方向に並ぶ複数の検出信号線522と、を有し、タッチ検出領域TPは、複数の駆動信号線512の並ぶ間隔、及び複数の検出信号線522が並ぶ間隔が狭い指紋検出領域Fを含み、検出信号線522は、指紋認証領域Fに配置される指紋認証信号線531と、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FにX軸方向で隣り合う領域に、指紋認証信号線531と電気的に分離して配置される検出信号線522と、を含む。【選択図】図4
Description
本発明は、タッチセンサ、及び表示装置に関する。
従来、複数の駆動電極と複数の検出電極が配置されるタッチ検出領域を有する投影型静電容量方式タッチセンサが知られている(例えば、特許文献1)。
ここで、タッチセンサに指紋認証機能等、より精細な検出機能を待たせる要請がある。そのためには、電極を微細にし、それら電極を繋ぐ配線の本数を増加させる必要がある。配線の本数が増加すると、配線を配置するためにタッチ検出領域の周辺領域の幅を大きくする必要が生じる。また、配線の本数を増加させて配線の配置間隔を狭くした場合、ユーザの意図しない寄生容量の発生が問題となる。
本発明は、精細な検出機能を有するタッチセンサにおいて、寄生容量の発生を抑制しつつ狭額縁化を実現することを目的とする。
本発明の一態様のタッチセンサは、複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含むタッチ検出領域を有する容量方式のタッチセンサであって、前記駆動電極と電気的に接続され、前記タッチ検出領域において第1方向に延び、前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の駆動信号線と、前記検出電極と電気的に接続され、前記タッチ検出領域において前記第2方向に延び、前記第1方向に並ぶ複数の検出信号線と、を有し、前記タッチ検出領域は、前記複数の駆動信号線の並ぶ間隔、及び前記複数の検出信号線の並ぶ間隔が狭い精細検出領域を含み、前記検出信号線は、前記精細検出領域に配置される第1信号線と、前記タッチ検出領域のうち前記精細検出領域に前記第2方向で隣り合う領域に、前記第1信号線と電気的に分離して配置される第2信号線と、を含む。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等につい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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
さらに、実施形態において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
図1は、第1実施形態に係る表示装置の全体構成の概略を示す平面図である。図2は、図1のII−II断面を示す断面図である。第1実施形態においては、表示装置100として、タッチセンサ50が搭載される有機エレクトロルミネッセンス(electroluminescence:EL)表示装置を例に挙げる。ただし、表示装置100はこれに限られるものではなく、液晶表示装置等であっても構わない。表示装置100は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の画素を有し、フルカラーの画像を表示するようになっている。
表示装置100は、例えば矩形の外形を有する基板10を有する。基板10は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラート等から形成されており、柔軟性を有するとよい。基板10は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域Mを有する。また、基板10は、表示領域Mを四方で囲む周辺領域N1と、周辺領域N1の1辺と隣接する端子領域T1を有する。端子領域T1には、画像を表示するための素子を駆動する、ドライバIC(Integrated Circuit)11、フレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuit:FPC)12が搭載される。なお、図1においては平面形状が矩形の表示領域Mを示すが、これに限られるものではない。
図2に示すように、基板10の上方には、表示領域Mの表示面側にタッチセンサ50が設けられる。タッチセンサ50は、表示面にユーザの指などが近接、接触したことや、その位置を検出する。第1実施形態においては、タッチセンサ50として投影型静電容量方式の一種である相互容量方式のものを説明するが、これに限られるものではなく、容量の変化に基づいてタッチ検出を行うものであれば他の容量方式のタッチセンサであってもよい。
また、基板10上には、タッチセンサ50とフレキシブルプリント基板12とを電気的に接続するための接続配線13が設けられる。また、基板10及び接続配線13上には、絶縁性の層間膜14が設けられる。層間膜14上には、接続端子17、21が設けられる。接続端子17、21は、層間膜14に形成されるコンタクトホールを介して接続配線13と電気的に接続している。接続端子21には、導電性接着材22によって、フレキシブルプリント基板12が接着される。
また、表示領域Mにおいて、層間膜14上には、OLED(Organic Light-Emitting Diode)層15が設けられる。OLED層15は、自発光する発光素子を含む層であり、その構造については周知技術であるため、詳細な図示は省略する。OLED層15上には、水分からOLED層15を遮断するための封止層16が設けられる。封止層16は、SiN、SiOx等からなる無機膜、アクリル樹脂等からなる有機膜、SiN、SiOx等からなる無機膜が積層してなるとよい。ただし、封止層構造はこれに限らず、単一の無機膜でもよいし、二層以上からなる他の構造でもよい。
そして、封止層16上にはタッチセンサ50が設けられる。タッチセンサ50は、タッチ検出を行うタッチ検出領域TPが、基板10の表示領域Mに重なるように設けられる。タッチセンサ50上には有機保護膜18が設けられる。有機保護膜18上には円偏光フィルム19が設けられる。さらに、円偏光フィルム19上にはカバーフィルム20が設けられる。
次に、図3、図4を参照して、タッチセンサ50の構成の詳細について説明する。図3は、第1実施形態のタッチセンサの断面の一例を模式的に示す断面図である。図4は、第1実施形態のタッチセンサの一例を模式的に示す平面図である。
図4に示すように、タッチセンサ50は、タッチ検出を行うタッチ検出領域TPと、タッチ検出領域TPを四方で囲む周辺領域N2と、周辺領域N2の1辺に隣接する端子領域T2とを含む。タッチ検出領域TPは表示領域Mと平面視で重なる領域であり、周辺領域N2はタッチ検出領域TPと同層であって周辺領域T1と平面視で重なる領域であり、端子領域T2はタッチ検出領域TPと同層であって端子領域T1と平面視で重なる領域である。端子領域T2には、タッチセンサ50の駆動を制御するタッチセンサIC(Integrated Circuit)110が設けられる。なお、タッチセンサIC110は、ドライバIC11と別に設けられてもよいし、一体に設けられてもよい。図4において、タッチ検出領域TPの短辺に沿う方向をX軸方向、長辺に沿う方向をY軸方向とする。
図3に示すように、タッチセンサ50は、駆動電極パターン層51と、検出電極パターン層52とを有し、それらは絶縁層55を介して電気的に分離して設けられる。ただし、タッチセンサ50の構成はこれに限られるものではなく、駆動電極パターン層51と検出電極パターン層52は、電気的に分離されて配置されるものであれば、同層に形成されていてもよい。その場合、例えば、互いに隣り合う駆動電極511(図4参照)が、検出信号線522(図4参照)を跨るブリッジ配線を介して電気的に接続されるとよい。なお、図3においては図示を省略するが、駆動電極パターン層51の上層には有機保護膜18が形成され、検出電極パターン層52の下層には封止層16が形成されている。
図4に示すように、駆動電極パターン層51は、駆動電極511と、駆動電極511と電気的に接続される駆動信号線512とを含む。駆動信号線512は複数設けられ、複数の駆動信号線512のそれぞれに複数の駆動電極511が接続されている。駆動信号線512は、タッチセンサIC110から、周辺領域N2を沿うように延び、タッチ検出領域TPでY軸方向に延びるように屈曲して形成される。また、複数の駆動信号線512は、タッチ検出領域TPにおいて、X軸方向に並んで設けられる。タッチセンサIC110から出力された駆動信号は、駆動信号線512を介して駆動電極511に入力される。駆動電極511、は、Al、Ag、Cu、Ni、Ti、Mo等を含む導電性材料で構成するとよい。後述の検出電極521も同様の導電性材料で構成するとよい。
検出電極パターン層52は、検出電極521と、検出電極521と電気的に接続される検出信号線522とを含む。検出信号線522は複数設けられ、複数の検出信号線522のそれぞれに複数の検出電極521が接続されている。検出信号線522は、タッチセンサIC110から周辺領域N2に沿うように延び、タッチ検出領域TPにおいてX軸方向に延びるように屈曲して形成される。また、複数の検出信号線522は、タッチ検出領域TPにおいて、Y軸方向に並んで設けられる。検出電極521から出力された検出信号は、タッチ信号線522を介してタッチセンサIC110に入力される。
なお、図4においては、駆動電極511、駆動信号線512、検出電極521、検出信号線522の一部のみ図示する。実際は、それらはタッチ検出領域TPの略全域に設けられている。また、駆動電極511と検出電極521は、互いに接触しないように間隔を空けて電気的に分離して配置されている。
タッチセンサ50においては、タッチセンサIC110から駆動信号線512を通じて駆動電極511に駆動信号を入力し、駆動電極511と検出電極521との間に電磁界を発生させる。そして、ユーザの指がタッチ検出領域TPに接近した時に、その電磁界が指に逃げることにより静電容量が変化する。この変化を検出信号として検出電極521が出力し、出力された検出信号は検出信号線522を通じてタッチセンサIC110へ入力される。タッチセンサIC110は、入力された検出信号に基づいてタッチの有無や、タッチ位置等の検出を行う。
図5は、第1実施形態の駆動電極の拡大平面図である。駆動電極511は、平面視における外形がひし形等の略四角形であるとよい。また、駆動電極511は、図5に示すように網目状の構造を有するとよい。網目状の駆動電極511の開口に重なる位置にOLED層15の発光領域を配置することで、タッチセンサ50を介して光を外部に取り出すことが可能となる。なお、図示は省略するが検出電極521も同様の形状とするとよい。なお、これら電極は、ITO(Indium Tin Oxide)など光透過性を有する導電材料で構成する場合は、網目状ではなく所謂ベタ形成されてもよい。
さらに、第1実施形態のタッチセンサ50の構成の詳細について説明する。タッチセンサ50は、タッチ検出領域TPの一部に指紋認証領域Fを含む。指紋認証領域Fは、指紋の凹凸を検出することで、表示装置100のユーザが、当該表示装置の所有者本人等であることを識別するために設けられる。
検出電極パターン層52は指紋認証領域Fにも配置される。以下の説明においては、指紋認証領域Fに配置される検出電極を指紋認証電極531と呼び、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域F以外の領域に配置される検出電極を単に検出電極521と呼ぶこととする。また、指紋認証領域Fに配置される検出信号線(第1信号線)を指紋認証信号線532と呼び、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域F以外の領域に配置される検出信号線(第2信号線)を単に検出信号線522と呼ぶこととする。
指紋認証信号線532は複数設けられ、複数の指紋認証信号線532にはそれぞれ複数の指紋認証電極531が電気的に接続されている。指紋認証信号線532は、タッチ検出IC110から周辺領域N2に沿うように延び、指紋認証領域FにおいてX軸方向に延びるように屈曲して形成される。また、複数の指紋認証信号線532は、指紋認証領域Fにおいて、Y軸方向に並んで設けられる。
指紋認証信号線532は、周辺領域N2のうち、検出信号線522が配置される領域とタッチ検出領域TPを挟んで反対側の周辺領域N2に沿うように設けられる。指紋認証信号線532と検出信号線522とを同じ側の周辺領域N2に沿うように設けた場合、周辺領域N2の幅が大きくなり狭額縁化の実現が難しくなるところ、第1実施形態の構成においてはそのような問題は生じにくい。
第1実施形態においては、指紋認証信号線532がY軸方向に並ぶ間隔L11を、検出信号線522がY軸方向に並ぶ間隔L1よりも狭くした。具体的には、間隔L11を0.1mm程度とし、間隔L1を4mm程度とした。これに伴い、指紋認証領域Fに配置される指紋認証電極531の平面視における大きさを、検出電極521の平面視における大きさよりも小さくした。
また、第1実施形態において、駆動電極511及び駆動信号線512の一部は、指紋認証領域Fに含まれる。具体的には、図4に示すように、駆動信号線512の一部は、タッチセンサIC110から指紋認証領域Fを介して、タッチ検出領域TPのうちY軸方向で指紋認証領域Fに隣り合う領域に延びて設けられる。
なお、図4に示す指紋認証領域Fにおいては、指紋認証電極531、指紋認証信号線532、駆動電極511、駆動信号線512の一部のみ図示する。実際は、それらは指紋認証領域Fの略全域に設けられている。また、指紋認証領域Fにおいて、指紋認証電極531と駆動電極511とは、互いに接触しないように間隔を空けて電気的に分離して配置されている。
駆動信号線512のうち指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512の並ぶ間隔L21を、指紋認証領域Fに含まれない駆動信号線512の並ぶ間隔L2よりも狭くした。具体的には、間隔L21を0.1mm程度とし、間隔L2を4mm程度とした。これに伴い、指紋認証領域Fに含まれる駆動電極511の平面視における大きさを、指紋認証領域Fに含まれない駆動電極511の平面視における大きさよりも小さくした。
このように、指紋認証領域Fにおいては、配置される電極を微細とし、配置密度を高くすることで、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域F以外の領域よりも、精細な検出を可能としている。すなわち、微細な凹凸からなる指紋の認証を行うことを可能にしている。
駆動電極511、検出電極521、指紋認証電極531の大きさは、それらが配置される領域の配線間隔に応じて設定するとよい。例えば、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FにY軸方向で隣り合う領域に配置される駆動電極511及び検出電極521の平面形状は、Y軸方向を長手とするひし形とするとよい。Y軸方向を長手とするひし形となるのは、検出信号線522がY軸方向に並ぶ間隔L1が、指紋認証領域Fを通る駆動信号線512がX軸方向に並ぶ間隔L21よりも広いためである。
また、図4に示すように、指紋認証領域Fをタッチ検出領域TPの角部であって、タッチセンサIC110に近い位置に配置することで、指紋認証信号線532の長さを短くでき、寄生容量の発生を抑制できる。ただし、指紋認証領域Fはタッチ検出領域TPに含まれる領域であればよく、図4に示す配置や大きさに限られるものではない。
また、第1実施形態においては、図4に示すように、指紋認証信号線532は、その先端が指紋認証領域Fに設けられる。そして、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FとX軸方向で隣り合う領域において、検出信号線522の先端を、指紋認証領域Fに配置されず、指紋認証信号線532の先端に対向するように設けた。すなわち、指紋認証信号線532と、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FとX軸方向で隣り合う領域に配置される検出信号線522とを電気的に分離して設けた。これにより、寄生容量の発生を抑制し、指紋認証領域Fにおける指紋認証の感度を向上することができる。一方で、指紋認証領域Fに設けられる駆動信号線512については、指紋認証領域Fから指紋認証領域FにY軸方向に隣り合う領域まで連続して形成した。駆動信号線512は駆動信号を入力する配線であり、寄生容量が発生したとしてもタッチ検出の精度には影響がないためである。
第1実施形態においては、以上のような構成とすることで、配線の本数を必要以上に増加させることなく、タッチ検出領域TPに指紋認証機能を備えるタッチセンサ50を実現できる。また、配置間隔の狭い指紋認証信号線532の長さを短くすることで、寄生容量の発生を抑制し、指紋認証の感度を向上することができる。
ここで、指紋認証領域Fは、タッチ検出領域TPに含まれる領域であり、指紋認証を行う場合以外の場合、タッチ検出機能を発揮することとなる。すなわち、指紋認証電極531及び指紋認証信号線532は、指紋認証機能のみでなく、検出電極521及び検出信号線522と同様のタッチ検出機能も兼有する。指紋認証機能とタッチ検出機能との切替構造について図6、図7を参照して説明する。図6は、タッチセンサICと接続される検出信号線及び指紋認証信号線を模式的に示す図である。図7は、タッチセンサICと接続される駆動信号線を模式的に示す図である。なお、図6においては、駆動信号線、及び駆動信号線が接続される回路等についての図示は省略する。図7においては、検出信号線と指紋認証信号線、及びそれらが接続される回路等についての図示は省略する。
指紋認証電極531及び指紋認証信号線532は、指紋認証モードにおいては指紋認証に用いられ、通常モードにおいてはタッチ検出に用いられる。ここで、指紋認証モードとは、表示装置100の所有者本人等であるユーザの指が指紋認証領域Fに触れたことを認識するためのモードである。指紋認証モードにおいては、表示装置100の各種機能等の使用が規制される。例えば、ユーザが表示装置100を一定期間使用していない場合、表示装置100は指紋認証モードになる。ユーザの指が指紋認証領域Fに触れ、予め登録された指紋であると認識された場合、指紋認証モードから通常モードへと切り替わる。通常モードは、ユーザの指がタッチ検出領域TPにタッチすることにより表示装置100の各種機能等を使用することができるモードである。
なお、指紋認証領域Fがタッチ検出領域TPに含まれる構成においては、ユーザが指紋認証を行うためにタッチ検出領域TPのどの位置に指を触れればよいか分からないおそれがある。そのため、指紋認証モード時に、指紋認証領域Fを発光させる構成としてもよい。それにより、ユーザは指紋認証領域Fの位置を認識することができ、タッチ検出領域TPのうち発光する領域に指を触れることで指紋認証を行うことができる。そして、指紋認証が完了し、通常モードに切り替わった際、発光をOFFとするとよい。
図6に示すように、タッチセンサIC110は、指紋認証回路111と、タッチ検出回路112とを含む。指紋認証回路111は、指紋認証モードにおいて、指紋認証電極531から出力された指紋認証信号が指紋認証信号線532を介して入力される回路である。タッチ検出回路112は、通常モードにおいて、タッチ検出電極521から出力された検出信号が検出信号線522を介して入力され、指紋認証電極531から出力された検出信号が指紋認証信号線532を介して入力される回路である。
検出信号線522は、タッチ検出回路112に接続されており、検出電極521から出力された検出信号は、検出信号線522を介してタッチ検出回路112へ入力される。
指紋認証信号線532は、指紋認証回路111又はタッチ検出回路112にスイッチSW1、SW2により切替可能に接続されている。スイッチSW1、SW2は、例えば、薄膜トランジスタで構成されるとよい。スイッチSW1がON状態で、スイッチSW2がOFF状態の場合、指紋認証信号線532はタッチ検出回路112に接続される。スイッチSW1がOFF状態で、スイッチSW2がON状態の場合、指紋認証信号線532は指紋認証回路111に接続される。指紋認証モードにおいては、スイッチSW1がOFF状態、スイッチSW2がON状態となっており、指紋認証領域Fにおいて指紋認証が行われる。一方、通常モードにおいては、スイッチSW1がON状態、スイッチSW2がOFF状態となっており、指紋認証領域Fを含むタッチ検出領域TPにおいてタッチ検出が行われる。
第1実施形態においては、図6に示すように、複数の指紋認証信号線532はそれぞれ指紋認証回路111に接続可能となっている。すなわち、指紋認証モードにおいては、1の指紋認証信号線532がそれぞれ、指紋認証回路111に対して指紋認証信号を入力する。
一方、複数の指紋認証信号線532は、3本の配線毎に1の配線にまとめられてタッチ検出回路112に接続可能となっている。なお、ここでは、図6を参照して3本の指紋認証信号線532が1本の配線にまとめられた構成について説明するが、3本はあくまで例示であり、これに限られるものではない。
通常モードにおいては、1の配線にまとめられた3本の指紋認証信号線532が、タッチ検出回路112に対して検出信号を入力する。1の配線にまとめられた3本の指紋認証信号線532のうち、いずれか1の指紋認証信号線532に接続される指紋認証電極531において、容量変化があった場合、その指紋認証電極531から検出信号を出力するとよい。又は、1の配線にまとめられた3本の指紋認証信号線532に接続される指紋認証電極531の全てにおいて、容量変化があった場合、それら指紋認証電極531の全て又はいずれかから検出信号を出力するとよい。このような構成とすることにより、指紋認証モードにおいては、精細な検出を可能とし、通常モードにおいては、指紋認証領域Fを、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域F以外の領域と同様に機能させることが可能となる。
また、検出信号線522は、アンプAP2を通じてタッチ検出回路112に接続される。指紋認証信号線532は、アンプAP1を通じてタッチ検出回路112に接続されており、アンプAP3を通じて指紋認証回路111に接続されている。アンプAP1、アンプAP2、アンプA3は、互いに増幅率が異なる。例えば、1の指紋認証信号532のみと接続されるアンプAP3の増幅率はアンプAP1、AP2よりも大きくするとよい。
図7に示すように、タッチセンサIC110は、さらに、指紋駆動回路113と、タッチ駆動回路114とを含む。指紋駆動回路113は、指紋認証モードにおいて、指紋認証領域Fに含まれる駆動電極511に駆動信号線512を介して駆動信号を出力する回路である。タッチ駆動回路114は、通常モードにおいて、駆動電極511に駆動信号512を介して駆動信号を出力する回路である。
駆動信号線512のうち指紋認証領域Fに含まれない駆動信号線512は、タッチ駆動回路114に接続されており、タッチ駆動回路114から出力された駆動信号は、駆動信号線512を介して駆動電極511に入力される。
駆動信号線512のうち指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512は、指紋駆動回路113又はタッチ駆動回路114にスイッチSW3、SW4により切替可能に接続されている。スイッチSW3、SW4は、例えば、薄膜トランジスタで構成されるとよい。スイッチSW3がON状態で、スイッチSW4がOFF状態の場合、指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512は、タッチ駆動回路114に接続される。スイッチSW3がOFF状態で、スイッチSW4がON状態の場合、指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512は、指紋駆動回路113に接続される。指紋認証モードにおいては、スイッチSW3がOFF状態、スイッチSW4がON状態となっており、指紋認証領域Fにおいて指紋認証が行われる。一方、通常モードにおいては、スイッチSW3がON状態、スイッチSW4がOFF状態となっており、指紋認証領域Fを含むタッチ検出領域TPにおいてタッチ検出が行われる。
第1実施形態においては、図7に示すように、指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512はそれぞれ指紋駆動回路113に接続可能となっている。すなわち、指紋認証モードにおいては、1の駆動信号線512のそれぞれに対して指紋駆動回路113から駆動信号が出力される。
一方、指紋認証領域Fに含まれる駆動信号線512は、3本の配線毎に1の配線にまとめられてタッチ駆動回路114に接続可能となっている。なお、ここでは、図7を参照して3本の駆動信号線512が1本の配線にまとめられた構成について説明するが、3本はあくまで例示であり、これに限られるものではない。通常モードにおいては、1の配線にまとめられた3本の駆動信号線512に対してタッチ駆動回路114から駆動信号がまとめて出力される。
図8を参照して、第2実施形態のタッチセンサ150について説明する。なお、タッチセンサ50と同様の機能を有する構成については同じ符号を用いてその詳細な説明については省略する。図8は、第2実施形態のタッチセンサを模式的に示す平面図である。第2実施形態においては、タッチ検出領域TPの長手方向がX軸方向であり、短手方向がY軸方向であるタッチセンサについて説明する。
タッチセンサ150は、駆動電極511と駆動信号線512とを含む駆動電極パターン層と、検出電極521と検出信号線522とを含む検出電極パターン層を含む。駆動信号線512は、タッチセンサIC110から周辺領域N2に沿うように延び、タッチ検出領域TPにおいてX軸方向に延びるように屈曲して形成される。検出信号線522は、タッチセンサIC110から周辺領域N2に沿うように延び、タッチ検出領域TPにおいてY軸方向に延びるように屈曲して形成される。
また、タッチ検出領域TPは、その一部に指紋認証領域Fを含む。指紋認証領域Fには、指紋認証電極531と指紋認証信号線532を含む指紋認証電極パターン層が設けられる。指紋認証信号線532は、タッチセンサIC110から周辺領域N2に沿うように延び、指紋認証領域FにおいてY軸方向に延びるように屈曲して形成される。
また、第2実施形態においては、図8に示すように、指紋認証信号線532は、その先端が指紋認証領域Fに設けられる。そして、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FとY軸方向で隣り合う領域において、検出信号線522の先端を、指紋認証領域Fに配置されず、指紋認証信号線532の先端に対向するように設けた。すなわち、指紋認証信号線532と、タッチ検出領域TPのうち指紋認証領域FとY軸方向で隣り合う領域に配置される検出信号線522とを電気的に分離して設けた。これにより、寄生容量の発生を抑制し、指紋認証領域Fにおける指紋認証の感度を向上することができる。一方で、指紋認証領域Fを通る駆動信号線512については、指紋認証領域FにX軸方向に隣り合う領域から指紋認証領域Fまで連続して形成した。駆動信号線512は駆動信号を入力する配線であり、寄生容量が発生したとしてもタッチ検出の精度には影響がないためである。
また、第2実施形態においては、指紋認証信号線532がX軸方向に並ぶ間隔L11を、検出信号線522がX軸方向に並ぶ間隔L1よりも狭くした。具体的には、間隔L11を0.1mm程度とし、間隔L1を4mm程度とした。これに伴い、指紋認証領域Fに配置される指紋認証電極531の平面視における大きさを、検出電極521の平面視における大きさよりも小さくした。
また、第2実施形態においては、指紋認証領域Fをタッチ検出領域TPの角部であって、タッチセンサICに近い位置に配置した。これにより、指紋認証信号線532の長さを短くでき、寄生容量の発生を抑制できる。ただし、指紋認証領域Fはタッチ検出領域TPに含まれる領域であればよく、図8に示す配置や大きさに限られるものではない。
また、第2実施形態においては、検出信号線522が、タッチ検出領域TPをX軸方向で挟む周辺領域N2のうち一方の領域を沿うように設けられ、駆動信号線512が、タッチ検出領域TPをX軸方向で挟む周辺領域N2のうち一方の領域を沿うように設けられる構成とした。これにより、タッチパネル領域TPの大きさをX軸方向で大きくすることができる。
以上のように、第2実施形態においては、例えば車載ディスプレイのように横長の表示装置においても、タッチ検出領域に指紋認証機能を持たすことが可能となる。
なお、上述した実施形態の指紋認証領域Fが本発明の精細検出領域に対応する。本発明の精細検出領域は指紋認証を行う領域に限られるものではなく、タッチ検出領域のうち精細検出領域以外の領域よりも精細な検出を行える領域であればよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
10 基板、11 ドライバIC、12 フレキシブルプリント基板、13 接続配線、14 層間膜、15 OLED層、16 封止層、17 接続端子、18 有機保護膜、19 円偏光フィルム、20 カバーフィルム、21 接続端子、22 導電性接着材、50、150 タッチセンサ、51 駆動電極パターン層、511 駆動電極、512 駆動信号線、52 検出電極パターン層、521 検出電極、522 検出信号線、53 指紋認証電極パターン層、531 指紋認証電極、532 指紋認証信号線、55 絶縁層、100 表示装置、110 タッチセンサIC、111 指紋認証回路、112 タッチ検出回路、113 指紋駆動回路、114 タッチ駆動回路、SW1〜SW4 スイッチ。
Claims (12)
- 複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含むタッチ検出領域を有する容量方式のタッチセンサであって、
前記駆動電極と電気的に接続され、前記タッチ検出領域において第1方向に延び、前記第1方向に交差する第2方向に並ぶ複数の駆動信号線と、
前記検出電極と電気的に接続され、前記タッチ検出領域において前記第2方向に延び、前記第1方向に並ぶ複数の検出信号線と、
を有し、
前記タッチ検出領域は、前記複数の駆動信号線の並ぶ間隔、及び前記複数の検出信号線の並ぶ間隔が狭い精細検出領域を含み、
前記検出信号線は、
前記精細検出領域に配置される第1信号線と、
前記タッチ検出領域のうち前記精細検出領域に前記第2方向で隣り合う領域に、前記第1信号線と電気的に分離して配置される第2信号線と、
を含むタッチセンサ。 - 前記タッチ検出領域の周辺に設けられ、前記タッチ検出領域を挟む第1周辺領域と第2周辺領域とを有し、
前記第1信号線と前記第2信号線のうち一方は、前記第1周辺領域に沿って延び、前記タッチ検出領域において前記第2方向に延びるように屈曲し、
前記第1信号線と前記第2信号線のうち他方は、前記第2周辺領域に沿って延び、前記タッチ検出領域において前記第2方向に延びるように屈曲する、
請求項1に記載のタッチセンサ。 - 前記精細検出領域に含まれる前記駆動電極及び前記検出電極の平面視における大きさは、前記タッチ検出領域のうち前記精細検出領域以外の領域に含まれる前記駆動電極及び前記検出電極の大きさよりも小さい請求項1又は2に記載のタッチセンサ。
- 前記精細検出領域に前記第1方向に隣り合う領域に含まれる前記駆動電極及び前記検出電極は、平面視において前記第1方向を長手とするひし形である請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
- 前記精細検出領域に含まれる前記駆動電極及び前記検出電極の平面形状は、前記精細検出領域に前記第2方向に隣り合う領域に含まれる前記駆動電極及び検出電極の平面形状と同じである請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
- タッチ検出回路と、
精細検出回路と、
前記第1信号線と前記タッチ検出回路の接続状態を切り替える第1スイッチと、
前記第1信号線と前記精細検出回路の接続状態を切り替える第2スイッチと、
を有し、
前記精細検出領域において検出が行われた場合、前記第2スイッチが第1信号線と前記精細検出回路とを非接続状態に切替え、前記第1スイッチが前記第1信号線と前記タッチ検出回路とを接続状態に切り替える請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチセンサ。 - 前記第1信号線は、複数の前記第1信号線毎に1の配線にまとめられて前記タッチ検出回路に接続される請求項6に記載のタッチセンサ。
- 前記タッチ検出回路は、前記1の配線にまとめられた前記複数の第1信号線に接続される前記検出電極のうちいずれかの容量変化に基づいてタッチ検出を行う請求項7に記載のタッチセンサ。
- 前記タッチ検出回路は、前記1の配線にまとめられた前記複数の第1信号線に接続される前記検出電極の全ての容量変化に基づいてタッチ検出を行う請求項7に記載のタッチセンサ。
- 前記タッチ検出領域は長辺と短辺を有する矩形であって、
前記駆動信号線は前記長辺に沿って延び、
前記検出信号線は前記短辺に沿って延びる、
請求項1〜9のいずれか1項に記載のタッチセンサ。 - 前記精細検出領域は、ユーザの指紋を識別する指紋認証領域である請求項1〜10のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のタッチセンサを搭載し、
複数の画素が配置される表示領域を有し、
前記表示領域と前記タッチ検出領域とが重なるように設けられる表示装置。
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