JP2021060650A - 表示装置およびタッチパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】コーナー部におけるタッチ検出結果を適正化できる技術を提供することにある。【解決手段】表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの上に設けられたセンサ基板と、前記センサ基板の上に、複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含む。前記複数の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の駆動電極より短い。前記N個の第1駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積は、他の駆動電極と他の検出電極との交差部のオーバーラップする面積より大きい。【選択図】図14

Description

本開示は表示装置およびタッチパネルに関し、特に、コーナー部がカットまたはラウンドされた表示領域を有する表示装置、および、コーナー部がカットまたはラウンドされたセンサ活性領域を有するタッチパネルに適用可能である。
携帯電話などに利用される表示装置には、タッチ検出機能が設けられる場合がある。また、最近の携帯電話などに利用される表示装置は、上下左右の4隅のコーナー部がカットまたはラウンドされた表示領域を有する表示パネルが採用される場合がある。この場合、表示パネルの上に設けられるタッチパネルのセンサ活性領域(以下、活性領域ともいう)も、表示領域と同様に、上下左右の4隅のコーナー部がカットまたはラウンドされた形状にされる場合がある。
タッチ検出機能を有する表示装置として、たとえば、特開2016−206867号公報が提案されている。
特開2016−206867号公報
上下左右の4隅のコーナー部がカットまたはラウンドされた表示領域または活性領域において、コーナー部に位置するタッチ検出ノード(領域)における駆動電極と検出電極との交差する部分(以下、交差部ともいう)の面積が、コーナー部以外のタッチ検出ノードにおける駆動電極と検出電極との交差部の面積より、少なくなる場合があった。この場合、コーナー部のタッチ検出ノードにおける駆動電極と検出電極との相互容量は、コーナー部以外に位置するタッチ検出ノードにおける駆動電極と検出電極との相互容量より、小さくなってしまうことになる。
コーナー部以外に位置するタッチ検出ノードにおける駆動電極と検出電極との交差部の面積または相互容量(検出容量ともいう)を基準として、表示パネルの表示領域全体のタッチ検出機能を最適化した場合、コーナー部に位置するタッチ検出ノードでは、検出レンジを超えてしまい、コーナー部におけるタッチ検出結果が不適切となってしまう場合があった。
本開示の目的は、コーナー部におけるタッチ検出結果を適正化できる技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、一実施の形態に係る表示装置は、
表示パネルと、
前記表示パネルの上に設けられたセンサ基板と、
前記センサ基板の上に、複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
前記複数の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の駆動電極より短く、
前記N個の第1駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積は、他の駆動電極と他の検出電極との交差部のオーバーラップする面積より大きい。
また、一実施の形態に係る表示装置は、
表示パネルと、
前記表示パネルの上に設けられたセンサ基板と、
前記センサ基板の上に、M個の駆動電極と、前記M個の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
前記M個の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の連続して隣接するN個の第2駆動電極より短く、
前記N個の第1駆動電極と交差する検出電極の数は、前記N個の第2駆動電極と交差する検出電極の数より多い。
さらに、一実施の形態に係るタッチパネルは、
センサ基板と、
前記センサ基板の上に、複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
前記複数の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の駆動電極より短く、
前記N個の第1駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と少なくとも1つの検出電極(Rx1a)がオーバーラップする面積は、他の駆動電極と他の検出電極との交差部のオーバーラップする面積より大きい。
図1は、実施の形態1に係る表示装置の外観を概念的に示す平面図である。 図2は、画素の基本構成及び表示パネルの等価回路を示す図である。 図3は、図1のA−A線に沿う表示装置の断面図を概念的に示す図である。 図4は、センサパネルのタッチ検出ノードを説明する図である。 図5は、タッチ位置検出回路の代表的な構成例を示す図である。 図6は、指紋検出回路の代表的な構成例を示す図である。 図7は、図6のスイッチ回路の構成例を示す図である。 図8は、タッチ検出と指紋検出とが可能なセンサパネルの構成例を示す図である。 図9は、図8の領域Aの構成例を示す回路図である。 図10は、図8の領域Bの構成例を示す回路図である。 図11は、センサパネルの動作を説明する図である。 図12は、図1のセンサパネルにおけるタッチ検出ノードの構成例を説明する図である。 図13は、比較例に係るコーナー部を模式的に示す拡大図である。 図14は、実施の形態1に係るコーナー部の模式的な拡大図である。 図15は、実施の形態1に係る駆動電極の構成例を示す平面図である。 図16は、実施の形態1に係る検出電極の構成例を示す平面図である。 図17は、図15と図16とを重ねあわせた状態を示す平面図である。 図18は、補助容量の構成例1を説明する為の図17のB−B線に沿う断面図である。 図19は、補助容量の構成例2を説明する為の図17のB−B線に沿う断面図である。 図20は、実施の形態1に係る補助容量の配置位置の構成例を説明する図である。 図21は、変形例1に係るスイッチ回路の構成例を示す図である。 図22は、変形例1に係るコーナー部の模式的な拡大図である。 図23は、実施の形態2に係る補助容量の概念的な構成例を説明する図である。 図24は、変形例2に係る補助容量の概念的な構成例を説明する図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、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ものである。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、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。
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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置を開示する。この液晶表示装置は、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。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、図面を説明する際の「上」、「下」などの表現は、着目する構造体と他の構造体との相対的な位置関係を表現している。具体的には、側面から見た場合において、第1基板(アレイ基板)から第2基板(対向基板)に向かう方向を「上」と定義し、その逆の方向を「下」と定義する。
また、「内側」及び「外側」とは、2つの部位における、表示領域を基準とした相対的な位置関係を示す。すなわち、「内側」とは、一方の部位に対し相対的に表示領域に近い側を指し、「外側」とは、一方の部位に対し相対的に表示領域から遠い側を指す。ただし、ここで言う「内側」及び「外側」の定義は、液晶表示装置を折り曲げていない状態におけるものとする。
「表示装置」とは、表示パネルを用いて映像を表示する表示装置全般を指す。「表示パネル」とは、電気光学層を用いて映像を表示する構造体を指す。例えば、表示パネルという用語は、電気光学層を含む表示セルを指す場合もあるし、表示セルに対して他の光学部材(例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等)を装着した構造体を指す場合もある。ここで、「電気光学層」には、技術的な矛盾を生じない限り、液晶層、エレクトロクロミック(EC)層、有機EL、マイクロLEDなどが含まれ得る。したがって、後述する実施形態について、表示パネルとして、液晶層を含む液晶パネルを例示して説明するが、上述した他の電気光学層を含む表示パネルへの適用を排除するものではない。
(実施の形態1)
(表示装置の全体構成例)
図1は、実施の形態1に係る表示装置の外観を概念的に示す平面図である。表示装置DSPは、カバーガラスCGと、表示パネルPNLと、センサパネルSPNLと、フレキシブルプリント回路基板FPC1と、表示駆動ICチップDDICと、フレキシブルプリント回路基板FPC2と、センサICチップSICと、を備えている。センサパネルSPNLは、タッチパネルと言い換えることも可能である。
表示パネルPNLは、第1基板(アレイ基板ともいう)SUB1と、第2基板(対向基板ともいう)SUB2と、後述する液晶層LCと、後述するシール材SEと、を備えている。第2基板SUB2は、第1基板SUB1に対向している。第1基板SUB1は、第2基板SUB2よりも第2方向Yに延出した実装部MA1を有している。シール材SEは、非表示部NDAに位置し、第1基板SUB1と第2基板SUB2とを接着するとともに、液晶層LCを封止している。第1基板SUB1の下側には、下偏光板やバックライト装置が設けられてもよい。
フレキシブルプリント回路基板FPC1の一端は実装部MA1に接続され、フレキシブルプリント回路基板FPC1の他端は、図示されないが、ホスト装置が搭載されるプリント回路基板に接続されている。表示駆動ICチップDDICは、この例では、実装部MA1に実装されている。表示駆動ICチップDDICは、フレキシブルプリント回路基板FPC1に実装されてもよい。表示駆動ICチップDDICは、画像を表示する表示モードにおいて画像表示に必要な信号を表示パネルPNLへ出力する。
フレキシブルプリント回路基板FPC2の一端は、センサパネルSPNLの実装部MA2に接続されている。センサICチップSICは、この例では、フレキシブルプリント回路基板FPC2に実装されている。センサICチップSICは、センサパネルSPNLの実装部MA2に実装されても良い。センサICチップSICは、センサモードにおいて、検出に必要な駆動信号をセンサパネルSPNLへ出力するとともに、検出信号をセンサパネルSPNLから受信する。
表示パネルPNLは、画像を表示する表示部(表示領域)DAと、表示部DAを囲む額縁状の非表示部(非表示領域、周辺領域)NDAと、を備えている。表示部DAは、第1方向X及び第1方向Xと交差する第2方向Yにマトリクス状に配置された複数の画素PXを備えている。表示部DAの上下左右の4隅のコーナー部CN1、CN2、CN3、CN4は、平面視において、カットまたはラウンド(円弧状)された形状とされている。表示パネルPNLの上側の左右の2つのコーナー部CPN1、CPN2は、表示部DAのコーナー部CN1、CN2と同様に、平面視において、カットまたはラウンドされた形状とされている。表示パネルPNLの下側の左右の2つのコーナー部CPN3、CPN4は、平面視において、カットまたはラウンドされた形状とされている。
センサパネルSPNLは、画像を表示する表示部DAに重畳する様ように設けられたセンサ活性領域(以下、活性領域という)AAと、活性領域AAを囲む額縁状の非活性領域NAAと、を備えている。活性領域AAは、第1方向Xに延在し、第1方向Xと交差する第2方向Yに配置された複数の検出電極Rxと、第2方向Yに延在し、第2方向Yと交差する第1方向Xに配置された複数の駆動電極Txと、を備えている。活性領域AAの上下左右の4隅のコーナー部SCN1、SCN2、SCN3、SCN4は、表示部DAの4隅のコーナー部CN1、CN2、CN3、CN4と同様に、平面視において、カットまたはラウンドされた形状とされている。また、センサパネルSPNLの上側の左右のコーナー部SCP1、SCP2は、表示パネルPNLの上側の左右の2つのコーナー部CPN1、CPN2と同様に、平面視において、カットまたはラウンドされた形状とされている。
カバーガラスCGは、表示パネルPNLおよびセンサパネルSPNLを覆う様に、設けられている。カバーガラスCGは、一例では、透明なガラス部材などにより構成することができる。カバーガラスCGの上下左右の4隅のコーナー部は、表示パネルPNLと同様に、平面視において、カットまたはラウンドされた形状とされている。
本実施形態の表示パネルPNLは、第1基板SUB1の背面側からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型、第2基板SUB2の前面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型、あるいは、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型のいずれであってもよい。
表示パネルPNLは、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、さらには、上記の横電界、縦電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応したいずれの構成を備えていてもよい。
(表示装置の回路構成例)
図2は、画素PXの基本構成及び表示パネルの等価回路を示す図である。複数の画素PXは、第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に配置されている。複数本の走査線G(G1、G2・・・)は、走査線駆動回路GDに電気的に接続されている。複数本の信号線S(S1、S2・・・)は、信号線駆動回路SDに電気的に接続されている。複数本の共通電極CE(CE1、CE2・・・)は、コモン電圧(Vcom)の電圧供給部CDに電気的に接続され、複数の画素PXに亘って配置されている。1つの画素PXは、1本の走査線と、1本の信号線と、1本の共通電極CEと、に電気的に接続されている。なお、走査線G及び信号線Sは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。例えば、信号線Sは、その一部が屈曲していたとしても、全体的に第2方向Yに延出しているものとする。
各画素PXは、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LC等を備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線G及び信号線Sと電気的に接続されている。走査線Gは、第1方向Xに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。信号線Sは、第2方向Yに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEの各々は、共通電極CEと対向し、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界によって液晶層LCを駆動している。保持容量CSSは、例えば、共通電極CEと同電位の電極、及び、画素電極PEと同電位の電極の間に形成される。
(表示装置の断面構成例)
図3は、図1のA−A線に沿う表示装置の断面図を概念的に示す図である。第1基板SUB1の下には下偏光板200が貼り付けられ、第2基板SUB2の上側には上偏光板201が貼り付けられている。シール材SEは、非表示部NDAに位置し、第1基板SUB1と第2基板SUB2とを接着するとともに、液晶層LCを封止している。第1基板SUB1、第2基板SUB2、下偏光板200、上偏光板201、シール材SEおよび液晶層LCの組み合わせを、表示パネルPNLと呼ぶ。表示パネルPNLは自身では発光しないので、表示パネルPNLの背面側である下偏光板200の下に、バックライト202が配置されている。
上偏光板201の上には、センサ基板SSUBの裏面が接着層203によって貼り付けられている。センサ基板SSUBの上には、第1金属配線層204によって構成された駆動電極Txが設けられ、駆動電極Txを覆う様に、第1絶縁膜205が設けられる。第1絶縁膜205の上には、第2金属配線層206によって構成された複数の検出電極Rxが設けられ、複数の検出電極Rxを覆う様に、第2絶縁膜207が設けられる。第2絶縁膜207の上には、カバーガラスCGが接着層208によって貼り付けられている。センサ基板SSUB、駆動電極Tx、第1絶縁膜205、検出電極Rxおよび第2絶縁膜207の組み合わせを、センサパネルSPNLと呼ぶ。
第1金属配線層204および第2金属配線層206は、たとえば、ITO(Indium Tin Oxide)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)等の透明な導電材料によって構成することができる。第1絶縁膜205および第2絶縁膜207は、たとえば、アクリル樹脂などの有機絶縁材料によって形成された有機絶縁膜によって構成することができる。なお、第2絶縁膜207は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの無機絶縁材料によって形成された無機絶縁膜によって構成することができる。
次に、センサパネルSPNLの代表的な構成例を説明する。
(タッチ検出ノードの代表的な構成例)
図4は、センサパネルのタッチ検出ノードを説明する図である。この例では、センサパネルSPNLおよび活性領域AAが矩形形状の場合を代表例として説明する。図4に示す様に、センサパネルSPNLは、平面視において、矩形形状の活性領域AAを有しており、活性領域AAの内部には、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリックス状に設けられた複数のタッチ検出ノード(領域)TNが仮想的に設けられているものとする。図4では、一例として、9個のタッチ検出ノード(領域)TN1〜TN9が設けられた状態を示している。タッチ検出ノード(領域)TN1〜TN9のおのおのは、この例では、矩形形状とされている。
(タッチ位置検出回路の代表的な構成例)
図5は、タッチ位置検出回路の代表的な構成例を示す図である。図5は、図4に示すタッチ検出ノードTN1〜TN9に、複数の駆動電極Txと複数の検出電極Rxとを設けた場合が示されている。なお、図面の複雑さを避けるため、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号は、図5には記載されていないが、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号を用いて説明する。
タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3には、L個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cが設けられる。3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cは、活性領域AAの外部に設けられた3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられて、引出し配線R1に電気的に接続される。つまり、タッチ位置検出時において、3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx1として機能することになる。
タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6には、L個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、3本の検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cが設けられる。検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cは、活性領域AAの外部に設けられた3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられて、引出し配線R2に電気的に接続される。つまり、タッチ位置検出時において、3本の検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx2として機能することになる。
タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9には、L個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、3本の検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cが設けられる。検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cは、活性領域AAの外部に設けられた3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられて、引出し配線R3に電気的に接続される。つまり、タッチ位置検出時において、3本の検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx3として機能することになる。
タッチ検出ノードTN1、TN4、TN7には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iが設けられる。駆動電極Tx1a〜Tx1iは、活性領域AAの外部に設けられた9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられて、1つの駆動電極Tx1とされる。つまり、タッチ位置検出時において、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx1として機能することになる。
タッチ検出ノードTN2、TN5、TN8には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx2a〜Tx2iが設けられる。駆動電極Tx2a〜Tx2iは、活性領域AAの外部に設けられた9つのスイッチTTSWによって束ねられて、1つの駆動電極Tx2とされる。つまり、タッチ位置検出時において、9本の駆動電極Tx2a〜Tx2iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx2として機能することになる。
タッチ検出ノードTN3、TN6、TN9には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx3a〜Tx3iが設けられる。駆動電極Tx3a〜Tx3iは、活性領域AAの外部に設けられた9つのスイッチTTSWによって束ねられて、駆動電極Tx3とされる。つまり、タッチ位置検出時において、9本の駆動電極Tx3a〜Tx3iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx3として機能することになる。
駆動電極Tx1〜Tx3は、センサICチップSICのタッチ位置検出用の駆動回路TPSTxDrに電気的に接続される。また、引出し配線R1、R2、R3は、タッチ位置検出用の検出回路TPSDTに電気的に接続される。
スイッチ素子TRSW、TTSWのおのおのは、センサICチップSICから出力されるスイッチ信号S1によって、オン状態およびオフ状態が制御される。スイッチ素子TRSW、TTSWは、たとえは、タッチ位置検出時において、スイッチ信号S1のハイレベルによってオン状態とされ、タッチ位置検出時以外において、スイッチ信号S1のロウレベルによってオフ状態とされる。スイッチ素子TRSW、TTSWのおのおのは、たとえば、薄膜トランジスタ(TFT)により構成することができる。
次に、タッチ位置検出時における動作を説明する。ここでは、タッチ位置検出の方式としてミューチャル検出方式を例として説明するが、セルフ(Self)検出方式を利用することも可能である。
駆動電極Tx1〜Tx3と検出電極Rx1〜Rx3は、図3に示す様に、第1絶縁膜205の膜厚による所定の間隔を置いて配置される。このため、駆動電極Tx1〜Tx3と検出電極Rx1〜Rx3との間には、基本的に相互容量(静電容量)が存在する。
ミューチャル検出方式では、駆動回路TPSTxDrによって、駆動電極Tx1〜Tx3が所定の周期で駆動パルスSig1により走査される。今、ユーザの指が検出電極Rx2と駆動電極Tx2の交差部(タッチ検出ノードTN5に対応する)に近接して存在するものとする。この時、駆動電極Tx2に駆動パルスSig1が供給されると検出電極Rx2にはパルス状の波形が得られ、検出電極Rx2からは、他の検出電極Rx1,Rx3から得られる検出パルスよりも振幅レベルの低い検出パルスが得られる。検出電極Rx1,Rx2,Rx3は駆動電極Tx1,Tx2、Tx3からのフリンジ電界を監視しており、指のような導電物が近接すると、このフリンジ電界を遮蔽する効果がある。フリンジ電界が遮蔽されることで、検出電極Rxの検出電位が低下する。駆動パルスSigによる電極駆動タイミングと検出パルスの出力タイミングとにより、センサパネルSPNLの活性領域AAの平面上における指の2次元上の位置を検出することができる。
ここで、タッチ検出ノードTN1〜TN9のおのおのにおける相互容量(静電容量)について説明する。図5に示す様に、タッチ検出ノードTN1〜TN9のおのおのにおいて、3本の検出電極(Rxna、Rxnb、Rxnc:n=1、2、3)と9本の駆動電極(Txna〜Txni:n=1、2、3)が交差している。3本の検出電極(Rxna、Rxnb、Rxnc:n=1、2、3)と9本の駆動電極(Txna〜Txni:n=1、2、3)との交差部の面積が相互容量の容量値を主に規定していることになる。したがって、図5に示すタッチ検出ノードTN1〜TN9のおのおのは、実質的に、同一の相互容量の容量値を有するものと見做すことができる。
(指紋検出回路の代表的な構成例)
図6は、指紋検出回路の代表的な構成例を示す図である。図7は、図6のスイッチ回路の構成例を示す図である。図6は、図4に示すタッチ検出ノードTN1〜TN9に、複数の駆動電極Txと複数の検出電極Rxとを設けた場合が示されている。なお、図面の複雑さを避けるため、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号は、図6には記載されていないが、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号を用いて説明する。
タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3には、H個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、図5で説明した3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cと、さらに、4本の検出電極Rx1d、Rx1e、Rx1f、Rx1gが設けられる。7本の検出電極Rx1a〜Rx1gは、活性領域AAの外部に設けられたスイッチ回路SWC1に電気的に接続される。スイッチ回路SWC1は、活性領域AAの外部に設けられた7本の引出し配線R1〜R7に電気的に接続される。
タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6には、H個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、図5で説明した3本の検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cと、さらに、4本の検出電極Rx2d、Rx2e、Rx2f、Rx2gが設けられる。7本の検出電極Rx2a〜Rx2gは、活性領域AAの外部に設けられたスイッチ回路SWC2に電気的に接続される。スイッチ回路SWC2は、活性領域AAの外部に設けられた7本の引出し配線R1〜R7に電気的に接続される。
タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9には、H個(本)の検出電極が第1方向Xに延在して設けられている。一例では、図5で説明した3本の検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cと、さらに、4本の検出電極Rx3d、Rx3e、Rx3f、Rx3gが設けられる。7本の検出電極Rx3a〜Rx3gは、活性領域AAの外部に設けられたスイッチ回路SWC3に電気的に接続される。スイッチ回路SWC3は、活性領域AAの外部に設けられた7本の引出し配線R1〜R7に電気的に接続される。
タッチ検出ノードTN1、TN4、TN7には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iが設けられる。タッチ検出ノードTN2、TN5、TN8には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx2a〜Tx2iが設けられる。タッチ検出ノードTN3、TN6、TN9には、N個(本)の駆動電極が第2方向Yに延在して設けられている。一例では、9本の駆動電極Tx3a〜Tx3iが設けられる。
9本の駆動電極Tx1a〜Tx1i、9本の駆動電極Tx2a〜Tx2i、および、9本の駆動電極Tx3a〜Tx3iは、センサICチップSICの指紋検出用の駆動回路FPSTxDrに電気的に接続される。また、引出し配線R1〜R7は、センサICチップSICの指紋検出用の検出回路FPSDTに電気的に接続される。
図6に示す様に、図5と比較して、検出電極の本数を多くするとこにより、指紋のような細かい凹凸を正確に検出することが可能になる。
図7に示す様に、スイッチ回路(SWCn:n=1、2、3)は、H個のスイッチ素子FSWとH個のスイッチ素子DSWと、を含む。一例では、7個のスイッチ素子FSWと7個のスイッチ素子DSWとが設けられる。スイッチ素子FSW、DSWのおのおのは、たとえば、薄膜トランジスタ(TFT)により構成することができる。
7個のスイッチ素子FSWは、7本の検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、2、3)と7本の引出し配線R1〜R7との間に設けられている。7個のスイッチ素子FSWは、センサICチップSICから出力されるスイッチ信号S2nによって、オン状態およびオフ状態が制御される。7個のスイッチ素子FSWは、たとえは、スイッチ信号S2nのハイレベルによってオン状態とされ、スイッチ信号S2nのロウレベルによってオフ状態とされる。7個のスイッチ素子FSWのオン状態によって、7本の検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、2、3)と7本の引出し配線R1〜R7とがそれぞれ電気的に接続される。
7個のスイッチ素子DSWは、7本の検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、2、3)と配線Ldcとの間に設けられている。配線Ldcには、接地電位(0V)の様な所定の直流電位VDCが供給されている。7個のスイッチ素子DSWは、スイッチ信号S3nによって、オン状態およびオフ状態が制御される。7個のスイッチ素子DSWは、たとえは、スイッチ信号S3nのハイレベルによってオン状態とされ、スイッチ信号S3nのロウレベルによってオフ状態とされる。7個のスイッチ素子DSWのオン状態によって、7本の検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、2、3)が直流電位VDCに設定される。
次に、指紋検出時における動作を説明する。
指紋検出時において、たとえば、最初に、タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行い、次に、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行い、そして、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う。
タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC1の各スイッチ素子FSWがオン状態とされ、スイッチ回路SWC1の各スイッチ素子DSWがオフ状態とされる。この時、スイッチ回路SWC2、SWC3の各スイッチ素子FSWはオフ状態とされ、スイッチ回路SWC2、SWC3の各スイッチ素子DSWはオン状態にされる。つまり、指紋検出に必要とされない検出電極(Rxna〜Rxng:n=2、3)は直流電位VDCに設定される。この状態で、センサICチップSICの指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、検出信号が検出電極Rx1a〜Rx1gのおのおのから引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
次に、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行う。タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC2の各スイッチ素子FSWがオン状態とされ、スイッチ回路SWC2の各スイッチ素子DSWがオフ状態とされる。この時、スイッチ回路SWC1、SWC3の各スイッチ素子FSWはオフ状態とされ、スイッチ回路SWC1、SWC3の各スイッチ素子DSWはオン状態にされる。指紋検出に必要とされない検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、3)は直流電位VDCに設定される。この状態で、センサICチップSICの指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、検出信号が検出電極Rx2a〜Rx2gのおのおのから引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
次に、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う。タッチ検出ノードタッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC3の各スイッチ素子FSWがオン状態とされ、スイッチ回路SWC3の各スイッチ素子DSWがオフ状態とされる。この時、スイッチ回路SWC1、SWC2の各スイッチ素子FSWはオフ状態とされ、スイッチ回路SWC1、SWC2の各スイッチ素子DSWはオン状態にされる。指紋検出に必要とされない検出電極(Rxna〜Rxng:n=1、2)は直流電位VDCに設定される。この状態で、センサICチップSICの指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、検出信号が検出電極Rx3a〜Rx3gのおのおのから引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
このような動作を行うことにより、ミューチャル検出方式の説明された同様な作用により、センサパネルSPNLの活性領域AAの平面上における指の指紋を検出することができる。
(タッチ検出と指紋検出とが可能なセンサパネルの構成例)
図8は、タッチ検出と指紋検出とが可能なセンサパネルの構成例を示す図である。図9は、図8の領域Aの構成例を示す回路図である。図10は、図8の領域Bの構成例を示す回路図である。図8、図9、図10に示すセンサパネルSPNLは、図1に示すセンサパネルSPNLの基本的な構成例を示すものである。なお、図面の複雑さを避けるため、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号は、図8には記載されていないが、図4で示したタッチ検出ノードTN1〜TN9の参照番号を用いて説明する。
図8において、検出電極Rx1a〜Rx1g、Rx2a〜Rx2g、Rx3a〜Rx3g、および、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iの構成及び機能は、図6と同じであるので、その説明は省略する。また、タッチ検出ノードTN1〜TN9は、図4と同じであるものとする。
図9において、スイッチ回路SWC21〜SWC23のおのおのには、スイッチ回路SWC21に代表として示す様に、図7のスイッチ回路(SWCn:n=1、2、3)に、図5で説明された3つのスイッチ素子TRSWが設けられている。スイッチ回路SWC22、SWC23の構成は、スイッチ回路SWC21の構成とほぼ同じであるが、図5で説明した様に、3つのスイッチ素子TRSWの接続先が異なる。つまり、スイッチ回路SWC21に設けられた3つのスイッチ素子TRSWは、検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cを束ねて引出し配線R1に電気的に接続するために設けられる。スイッチ回路SWC22に設けられた3つのスイッチ素子TRSWは、検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cを束ねて引出し配線R2に電気的に接続するために設けられる。スイッチ回路SWC23に設けられた3つのスイッチ素子TRSWは、検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cを束ねて引出し配線R3に電気的に接続するために設けられる。
スイッチ素子TRSWのおのおのは、図5で説明されたように、タッチ位置検出時において、センサICチップSICから出力されるハイレベルのスイッチ信号S1によって、オン状態にされる。一方、スイッチ素子TRSWのおのおのは、指紋検出時において、センサICチップSICから出力されるロウレベルのスイッチ信号S1によって、オフ状態にされる。
スイッチ回路SWC21〜SWC23のおのおのが図7のスイッチ回路SWCと異なる点は、図9のスイッチ回路SWC21に代表として示す様に、検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cに接続される3つのスイッチ素子の参照符号がDSWからDSW1へと変更とされている点である。スイッチ素子DSW1とスイッチ素子DSWとは、タッチ検出時における動作が異なっている。つまり、指紋検出時において、スイッチ素子DSW1とスイッチ素子DSWとは、同時に、オン状態またはオフ状態とされる。一方、タッチ検出時において、スイッチ素子DSW1はオフ状態とされ、スイッチ素子DSWはオン状態とされる。
次に、センサICチップSICから出力されるスイッチ信号S2n、3n、S4について説明する。
スイッチ信号S2n(n=1、2、3)において、スイッチ信号S21(n=1の場合に対応する)はスイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子FSWに供給され、スイッチ信号S22(n=2の場合に対応する)はスイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子FSWに供給され、スイッチ信号S22(n=3の場合に対応する)はスイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子FSWに供給される。
タッチ検出ノードTN1〜TN9におけるタッチ検出を行う場合、スイッチ回路SWC21、SWC22、SWC23の複数のスイッチ素子FSWは、ロウレベルのスイッチ信号S21、S22、S23によってオフ状態にされる。
タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子FSWはハイレベルのスイッチ信号S21によってオン状態とされる。一方、スイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S22によってオフ状態とされ、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S23によってオフ状態とされる。
タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子FSWはハイレベルのスイッチ信号S22によってオン状態とされる。一方、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S21によってオフ状態とされ、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S23によってオフ状態とされる。
タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子FSWはハイレベルのスイッチ信号S22によってオン状態とされる。一方、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S21によってオフ状態とされ、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子FSWはロウレベルのスイッチ信号S23によってオフ状態とされる。
スイッチ信号S3n(n=1、2、3)において、スイッチ信号S31(n=1の場合に対応する)はスイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子DSWに供給され、スイッチ信号S32(n=2の場合に対応する)はスイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子DSWに供給され、スイッチ信号S33(n=3の場合に対応する)はスイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子DSWに供給される。
スイッチ信号S4n(n=1、2、3)において、スイッチ信号S41(n=1の場合に対応する)はスイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子DSW1に供給され、スイッチ信号S42(n=2の場合に対応する)はスイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子DSW1に供給され、スイッチ信号S43(n=3の場合に対応する)はスイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子DSW1に供給される。
タッチ検出ノードTN1〜TN9におけるタッチ検出を行う場合、スイッチ回路SWC21、SWC22、SWC23の複数のスイッチ素子DSWは、ハイレベルのスイッチ信号S31、S32、S33によってオン状態にされる。一方、スイッチ回路SWC21、SWC22、SWC23の複数のスイッチ素子DSW1は、ロウレベルのスイッチ信号S41、S42、S43によってオフ状態にされる。
タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はロウレベルのスイッチ信号S31、S41によってオフ状態とされる。一方、スイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S32、S42によってオン状態とされ、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S33、S43によってオン状態とされる。
タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はロウレベルのスイッチ信号S32、S42によってオフ状態とされる。一方、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S31、S41によってオン状態とされ、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S33、S43によってオン状態とされる。
タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う場合、スイッチ回路SWC23の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はロウレベルのスイッチ信号S33、S43によってオフ状態とされる。一方、スイッチ回路SWC21の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S31、S41によってオン状態とされ、スイッチ回路SWC22の複数のスイッチ素子DSW、DSW1はハイレベルのスイッチ信号S32、S42によってオン状態とされる。
センサICチップSICには、引出し配線R1、R2、R3が電気的に接続されるタッチ位置検出用の検出回路TPSDTと、引出し配線R1〜R7が電気的に接続される指紋検出用の検出回路FPSDTと、が設けられる。タッチ位置検出用の検出回路TPSDTはタッチ位置検出時に活性化され、タッチ位置の検出を行う。指紋検出用の検出回路FPSDTは指紋検出時に活性化され、指紋の検出を行う。
図10において、スイッチ回路SWC32、SWC33は、スイッチ回路SWC31とほぼ同じ構成とされている。スイッチ回路SWC31、SWC32、SWC33には、図5で説明された複数のスイッチ素子TTSWが設けられている。スイッチ回路SWC31の複数のスイッチ素子TTSWは、駆動電極Tx1a〜Tx1iを束ねて、1つの駆動電極Tx1とするために設けられる。スイッチ回路SWC32の複数のスイッチ素子TTSWは、駆動電極Tx2a〜Tx2iを束ねて、1つの駆動電極Tx2とするために設けられる。スイッチ回路SWC33の複数のスイッチ素子TTSWは、駆動電極Tx3a〜Tx3iを束ねて、1つの駆動電極Tx1とするために設けられる。
スイッチ回路SWC31、SWC32、SWC33のおのおののスイッチ素子TTSWは、センサICチップSICから出力されるスイッチ信号S1によって、オン状態およびオフ状態が制御される。おのおののスイッチ素子TTSWは、タッチ位置検出時において、スイッチ信号S1のハイレベルによってオン状態とされ、指紋検出時において、スイッチ信号S1のロウレベルによってオフ状態とされる。
センサICチップSICは、タッチ位置検出用の駆動回路TPSTxDrと、指紋検出用の駆動回路FPSTxDrとを含む。駆動電極Tx1〜Tx3は、タッチ位置検出用の駆動回路TPSTxDrに電気的に接続される。駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、および、Tx3a〜Tx3iは、指紋検出用の駆動回路FPSTxDrに電気的に接続される。また、タッチ位置検出時は指紋検出用の駆動回路FPSTxDrの出力はハイインピーダンスとなる。
次に、図11を用いて、センサパネルSPNLの動作を説明する。センサパネルSPNLのセンサモード(Mode)は、指紋検出モードFPとタッチ検出モードTPとを有する。図11では、指紋検出モードFPにされて指紋検出が行われ、その後、タッチ検出モードTPへ移行し、タッチ検出が行われる動作を示している。
時刻t1〜時刻t4の期間は指紋検出モードFPの期間であり、時刻t4〜時刻t5の期間はタッチ検出モードTPの期間である。指紋検出モードFPにおいて、最初に、タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行い、次に、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行い、そして、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行うものとする。
時刻t1〜時刻t2において、タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3における指紋検出を行う。スイッチ回路SWC21において、スイッチ素子FSWはオン状態とされ、スイッチ素子DSW、DSW1、TRSWはオフ状態とされる。スイッチ回路SWC22、SWC23において、スイッチ素子FSW、TRSWはオフ状態とされ、スイッチ素子DSW、DSW1はオン状態とされる。また、スイッチ回路SWC31〜SWC33のスイッチ素子TTSWはオフ状態にされる。この状態で、指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、タッチ検出ノードTN1、TN2、TN3に設けられた7本の検出電極Rx1a〜Rx1gにおける検出信号DSのおのおのが引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
時刻t2〜時刻t3において、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6における指紋検出を行う。スイッチ回路SWC22において、スイッチ素子FSWはオン状態とされ、スイッチ素子DSW、DSW1、TRSWはオフ状態とされる。スイッチ回路SWC21、SWC23において、スイッチ素子FSW、TRSWはオフ状態とされ、スイッチ素子DSW、DSW1はオン状態とされる。また、スイッチ回路SWC31〜SWC33のスイッチ素子TTSWはオフ状態にされる。この状態で、指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、タッチ検出ノードTN4、TN5、TN6に設けられた7本の検出電極Rx2a〜Rx2gにおける検出信号DSのおのおのが引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
時刻t3〜時刻t4において、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9における指紋検出を行う。スイッチ回路SWC23において、スイッチ素子FSWはオン状態とされ、スイッチ素子DSW、DSW1、TRSWはオフ状態とされる。スイッチ回路SWC21、SWC22において、スイッチ素子FSW、TRSWはオフ状態とされ、スイッチ素子DSWはオン状態とされる。また、スイッチ回路SWC31〜SWC33のスイッチ素子TTSWはオフ状態にされる。この状態で、指紋検出用の駆動回路FPSTxDrにより、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3iのおのおのが所定の周期で駆動パルスSig2により順次駆動(走査)される。これにより、タッチ検出ノードTN7、TN8、TN9に設けられた7本の検出電極Rx2a〜Rx2gにおける検出信号DSのおのおのが引出し配線R1〜R7に出力されて、検出回路FPSDTに入力される。
時刻t4〜時刻t5において、タッチ検出ノードTN1〜TN9におけるタッチ検出を行う。スイッチ回路SWC21、SWC22、SWC23において、スイッチ素子FSW、DSW1はオフ状態にされ、スイッチ素子DSW、TRSWはオン状態にされる。また、スイッチ回路SWC31〜SWC33のスイッチ素子TTSWはオン状態にされる。
つまり、3本の検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx1とされる。3本の検出電極Rx2a、Rx2b、Rx2cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx2とされる。3本の検出電極Rx3a、Rx3b、Rx3cは、オン状態の3つのスイッチ素子TRSWによって束ねられ、1つの検出電極Rx3とされる。また、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx1とされる。9本の駆動電極Tx2a〜Tx2iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx2とされる。9本の駆動電極Tx3a〜Tx3iは、オン状態の9つのスイッチ素子TTSWによって束ねられ、1つの駆動電極Tx3とされる。
この状態で、タッチ位置検出用の駆動回路TPSTxDrにより、駆動電極Tx1〜Tx3が所定の周期で駆動パルスSig1により順次駆動(走査)される。タッチ検出ノードTN1〜TN9における検出信号DSが引出し配線R1〜R3に出力されて、検出回路TPSDTに入力される。
以上を纏めると、以下の様に言い換えることができる。
タッチ検出時は、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3i)において、N個(ここでは、9本)の駆動電極毎に束ねて順次駆動し、複数の検出電極(Rx1a〜Rx1c、Rx2a〜Rx2c、Rx3a〜Rx3c)において、L個(ここでは、3本)の検出電極に束ねて検出する。
指紋検出時は、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i、Tx3a〜Tx3i)は、1本ずつ順次駆動し、複数の検出電極(Rx1a〜Rx1c、Rx2a〜Rx2c、Rx3a〜Rx3c)は、少なくともL個まとめて検出する。
(図1のセンサパネルにおけるタッチ検出ノードの構成例)
図12は、図1のセンサパネルにおけるタッチ検出ノードの構成例を説明する図である。センサパネルSPNLの活性領域AAには、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリックス状に、タッチ検出ノードTN11〜TN1m、TN21〜TN2m、・・・、TNn1〜TNnmが仮想的に配置されている。センサパネルSPNLの活性領域AAの4隅のコーナー部SCN1〜SCN4は、図1で説明されたように、円弧状にラウンドされた形状とされている。そのため、活性領域AAの4つのコーナー部SCN1〜SCN4に設けられた4つのタッチ検出ノードTN11、TN1m、TNn1、TNnmも、4つのコーナー部SCN1〜SCN4の形状に対応する様に、円弧状にラウンドされた形状とされている。
(比較例に係るコーナー部の説明)
図13は、比較例に係るコーナー部を模式的に示す拡大図である。図13は、図11のコーナー部SCN1の近傍が拡大して示されており、タッチ検出ノードTN11、TN12、TN21、TN22と、図9で示したスイッチ回路SWC21、SWC22とが示されている。図13のスイッチ回路SWC21には、図9で示した3個のスイッチ素子TRSW、7個のスイッチ素子FSWおよび7個のスイッチ素子DSW、DSW1が四角形の枠で模式的に示されている。
図13において、駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2iは、おのおのが同一の配線幅であり、等ピッチで配置されているものとする。同様に、検出電極Rx1a〜Rx1g、Rx2a〜Rx2gは、おのおのが同一の配線幅であり、等ピッチで配置されているものとする。
図13に示す様に、スイッチ回路SWC21は、センサパネルSPNLのコーナー部SCP1と活性領域AAのコーナー部SCN1とに間に位置する非活性領域NAAの領域に収まるように、右上の方向に湾曲しながら、タッチ検出ノードTN11の左側に配置されている。タッチ検出ノードTN11に設けられる9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iは、活性領域AAのコーナー部SCN1の内側に配置される。つまり、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iは、タッチ検出ノードTN11の内部に配置される。
図示しないが、引出し配線R1〜R7、スイッチ信号S1、S2n、S3n、S4nを各スイッチ素子TRSW、FSW、DSW、DSW1へ供給する複数の配線、および、配線Ldcなども、スイッチ回路SWC21、SWC22と同様に、非活性領域NAAに配置される。したがって、スイッチ回路SWC21、SWC22等が配置される非活性領域NAAは、複数のスイッチ素子や複数の配線により、レイアウト的に密集した状態となっている。
したがって、一例では、タッチ検出ノードTN11に示す様に、駆動電極Tx1aの長さはもっとも短くなる。駆動電極Tx1bの長さは、駆動電極Tx1aの長さより長いが、駆動電極Tx1cの長さより短い。駆動電極Tx1cの長さは、駆動電極Tx1bの長さより長いが、駆動電極Tx1dの長さより短い。駆動電極Tx1dの長さは、駆動電極Tx1cの長さより長いが、駆動電極Tx1eの長さより短い。駆動電極Tx1eの長さは、駆動電極Tx1dの長さより長いが、駆動電極Tx1fの長さより短い。駆動電極Tx1fの長さは、駆動電極Tx1eの長さより長いが、駆動電極Tx1gの長さより短い。駆動電極Tx1gの長さは、駆動電極Tx1fの長さより長いが、駆動電極Tx1hの長さより短い。駆動電極Tx1hの長さは、駆動電極Tx1gの長さより長いが、駆動電極Tx1iの長さより短い。駆動電極Tx1iの長さは、駆動電極Tx1hの長さより長く、もっとも長くなる。さらに、駆動電極Tx1iの長さは、駆動電極Tx2a〜Tx2iの長さより、短くなっている。尚、駆動電極Tx1a〜Tx1iのうち少なくとも1つが駆動電極Tx2a〜Tx2iの長さより、短くなるような構成でもよい。
図示しないが、コーナー部SCN3のタッチ検出ノードTNn1は、図13に示すタッチ検出ノードTN11の構成を上下に反転した構成とされるので、タッチ検出ノードTNn1に配置される9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iは、タッチ検出ノードTN11の構成と同様に、9本の駆動電極Tx1a〜Tx1iの配置および長さとされている。
また、コーナー部SCN2のタッチ検出ノードTN1mおよびコーナー部SCN4のタッチ検出ノードTNnmは、図13に示すタッチ検出ノードTN11の構成を左右に反転した様な構成および図13に示すタッチ検出ノードTN11の構成を左右および上下に反転した様な構成となる。したがって、タッチ検出ノードTN1m、TNnmに設けられる9本の駆動電極Txma〜Txmi(不図示)の長さの関係は、Txma>Txmb>Txmc>Txmd>Txme>Txmf>Txmg>Txmh>Txmiとなる。
この駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Txma〜Txmi)の長さの関係は、活性領域AAの全体を平面視で見た場合でも、同様な長さの関係を有することは当業者にとって明らかである。
ここで、各タッチ検出ノードTN11、TN12、TN21、TN22において、タッチ検出時に利用される相互容量について説明する。タッチ検出時には、検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1c、Rx2a、Rx2b、Rx2cと駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2iとの交差部の面積が主に相互容量の容量値に影響ないし依存する。
各タッチ検出ノードTN12、TN21、TN22では、検出電極(Rx1a、Rx1b、Rx1c、または、Rx2a、Rx2b、Rx2c)と駆動電極(Tx1a〜Tx1i、または、Tx2a〜Tx2i)との交差部の個数は、27個(3x9=27)となる。一方、タッチ検出ノードTN11では、駆動電極Tx1a〜Tx1iの長さの影響により、検出電極(Rx1a、Rx1b、Rx1c)と駆動電極(Tx1a〜Tx1i)の交差部の個数は、この例では、27個より6個少ない、21個となる。
図13に例示的に示す様に、検出電極Rx1aと駆動電極Tx1hとの交差部の面積をCSとした場合、各タッチ検出ノードTN12、TN21、TN22では、交差部の面積は27CSとなる。一方、タッチ検出ノードTN11では、交差部の面積は21CSとなる。
コーナー部SCN1以外の各タッチ検出ノードTN12、TN21、TN22における駆動電極と検出電極との交差部の面積または相互容量を基準として、表示パネルの表示領域全体のタッチ検出機能を最適化した場合、コーナー部SCN1のタッチ検出ノードTN11では、検出レンジを超えてしまい、コーナー部におけるタッチ検出結果が不適切となってしまう場合があった。
(実施の形態1に係るコーナー部の説明)
図14は、実施の形態1に係るコーナー部の模式的な拡大図である。図14が図13と異なる点は、図14において、センサパネルSPNLのコーナー部SCP1と活性領域AAのコーナー部SCN1とに間に位置する非活性領域NAAの領域(つまり、活性領域AAの外側)に、補助容量素子(以下、補助容量という)Ca1が設けられている点である。図14の他の構成は、図13の構成と同じであるので、重複する説明は省略する。
補助容量Ca1は、この例では、検出電極Rx1aと駆動電極Tx1cとの間に設けられている。補助容量Ca1は、活性領域AAの外側に設けることを条件として、たとえば、検出電極Rx1aと駆動電極Tx1dとの間、検出電極Rx1bと駆動電極Tx1dとの間、検出電極Rx1bと駆動電極Tx1cとの間、検出電極Rx1cと駆動電極Tx1cとの間、または、検出電極Rx1cと駆動電極Tx1bとの間などに設けることも可能である。補助容量Ca1を活性領域AAの外側、つまり、非活性領域NAAに設けることで、表示領域DAの見栄えや特性に影響を与えることが無い。
先に述べたように、タッチ検出ノードTN11では、駆動電極Tx1a〜Tx1iの長さの影響により、検出電極(Rx1a、Rx1b、Rx1c)と駆動電極(Tx1a〜Tx1i)の交差部の個数は、この例では、27個より6個少ない、21個となっている。そのため、検出電極Rx1aと駆動電極Tx1hとの交差部の面積をCSとした場合、補助容量Ca1は、平面視において、一例では、補助容量Ca1の電極間の交差部の面積は、CSの6倍(CSx6)の面積を有する様な容量素子とされている。
この結果、駆動電極(Tx1a〜Tx1i)と検出電極(Rx1a、Rx1b、Rx1c)との交差部の面積(補助容量Ca1の交差部の面積(CSx6)+21個の交差部の面積(21xCS)=27CS)は、駆動電極(Tx2a〜Tx2i)と検出電極(Rx1a、Rx1b、Rx1c)との交差部の面積(27個の交差部の面積(27xCS)と、実質的に等しくされている。つまり、各タッチ検出ノードにおいて、相互容量(検出容量)を平坦化ないし均等化することができる。
そのため、コーナー部SCN1以外の各タッチ検出ノードTN12、TN21、TN22における駆動電極と検出電極との交差部の面積または相互容量を基準として、表示パネルの表示領域全体のタッチ検出機能を最適化した場合でも、補助容量Ca1を設けたことで、コーナー部SCN1のタッチ検出ノードTN11においても、検出レンジを超えてしまうことが無い。これにより、コーナー部におけるタッチ検出結果を適正化することか可能となる。そのため、センサパネルSPNLの活性領域の全体において、タッチ検出の検出精度を向上させることができる。
図14の構成を言い換えると、以下の様に表現できる。
つまり、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i)において、連続して隣接するN個(この例では、9本)の第1駆動電極(Tx1a〜Tx1i)の長さは、他の駆動電極(Tx2a〜Tx2i)より短い。あるいは、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i)において、連続して隣接するN個(この例では、9本)の第1駆動電極(Tx1a〜Tx1i)のうち少なくとも1つの長さは、他の駆動電極(Tx2a〜Tx2i)より短くなるような構成にしてもよい。N個の第1駆動電極(Tx1a〜Tx1i)の内、少なくとも1つの駆動電極(Tx1c)と少なくとも1つの検出電極(Rx1a)がオーバーラップする面積(CSx6)は、他の駆動電極(たとえば、Tx2a)と他の検出電極(たとえば、Rx1b)との交差部のオーバーラップする面積(CS)より大きい、と言うことができる。オーバーラップする面積(CSx6)が大きい場所は、表示パネルPNLの表示領域DAの外側またはセンサパネルSPNLの活性領域NAAの外側、つまり、表示パネルPNLの非表示領域NDAまたはセンサパネルSPNLの非活性領域NAAである。
また、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1i、Tx2a〜Tx2i)は、さらに、連続して隣接するN個(ここでは、9本)の第2駆動電極(Tx2a〜Tx2i)を含む。複数の検出電極(Rx)は、連続して隣接するL個(ここでは、3本)の検出電極(Rx1a〜Rx1c)を含む。N個の第1駆動電極(Tx1a〜Tx1i)とL個の検出電極(Rx1a〜Rx1c)との交差部の面積(CSx21+CSx6)は、N個の第2駆動電極(Tx2a〜Tx2i)と前記L個の検出電極(Rx1a〜Rx1c)との交差部の面積(CSx27)と、実質的に等しい、と言うことができる。
図15、図16および図17を用いて、実施の形態1に係る補助容量Ca1の構成例を説明する。図15は、実施の形態1に係る駆動電極の構成例を示す平面図である。図16は、実施の形態1に係る検出電極の構成例を示す平面図である。図17は、図15と図16とを重ねあわせた状態を示す平面図である。
図15に示す様に、駆動電極Tx1cは、非活性領域NAAにおいて、幅の広い領域E1を有している。この幅の広い領域E1は、補助容量Ca1の一方の電極を構成することになる。一方、図16に示す様に、検出電極Rx1aは、非活性領域NAAにおいて、幅の広い領域E2を有している。この幅の広い領域E2は、補助容量Ca1の他方の電極を構成することになる。
図17は、図15に示す駆動電極Tx1a〜Tx1i、Tx2aの上に、図16に示す検出電極Rx1a〜Rx1gを重ねあわせた状態を示している。非活性領域NAAに設けた幅の広い領域E1と幅の広い領域E2とが重ねあわされて、補助容量Ca1が非活性領域NAAに構成される。
(補助容量Ca1の構成例1)
図18は、補助容量の構成例1を説明する為の図17のB−B線に沿う断面図である。図18を用いて、補助容量Ca1の構成例1を説明する。
非活性領域NAAにおいて、補助容量Ca1の一方の電極を構成する幅の広い領域E1と補助容量Ca1の他方の電極を構成する幅の広い領域E2とが所望の面積で設けることが可能な場合、補助容量Ca1は、図18に示す様に構成することができる。
図18に示す様に、第1絶縁膜205の膜厚d1は、非活性領域NAAと活性領域AAとで同じにされる。したがって、領域E1の上面と領域E2の下面との間の第1絶縁膜205の膜厚d2は、駆動電極Tx1a(Tx1e、Tx1f)の上面と検出電極Rx1aの下面との間の第1絶縁膜205の膜厚d2と同じにすることができる。
補助容量Ca1の構成例1によれば、補助容量Ca1を構成するために、特に製造工程の増加ないし変更は不要である。
(補助容量Ca1の構成例2)
図19は、補助容量の構成例2を説明する為の図17のB−B線に沿う断面図である。図19を用いて、補助容量Ca1の構成例2を説明する。
非活性領域NAAにおいて、補助容量Ca1の一方の電極を構成する幅の広い領域E1と補助容量Ca1の他方の電極を構成する幅の広い領域E2とが所望の面積で設けることが不可能な場合がある。つまり、図14のスイッチ回路SWC1において、レイアウト的に、補助容量Ca1を配置する面積が少ない場合がある。あるいは、図18の構成において、補助容量Ca1が所望の容量値として構成できない場合も考えられる。この様な場合、図19に示す様に、補助容量Ca1を構成することができる。
図19が図18と異なる点は、図19において、非活性領域NAAにおける第1絶縁膜205の膜厚d3が、活性領域AAにおける第1絶縁膜205の膜厚d1と比較して、薄くされている(d3<d1)点である。これにより、領域E1の上面と領域E2の下面との間の第1絶縁膜205の膜厚d4は、図18における領域E1の上面と領域E2の下面との間の第1絶縁膜205の膜厚d2より、薄くされている(d4<d2)。その結果、図19に示す補助容量Ca1の容量値は、図18に示す補助容量Ca1の容量値より、大きくすることができる。
補助容量Ca1の構成例2によれば、非活性領域NAAにおいて、補助容量Ca1の一方の電極を構成する幅の広い領域E1と補助容量Ca1の他方の電極を構成する幅の広い領域E2とが所望の面積で設けることが不可能な場合でも、第1絶縁膜205の膜厚d4を調整することで、所望の容量値を有する補助容量Ca1を構成することができる。
また、領域E1の上面と領域E2の下面との間の第1絶縁膜205の膜厚d4を、エッチングなどにより調節することにより、補助容量Ca1の容量値を微調整することも可能である。したがって、所望の容量値を有する補助容量Ca1を比較的容易に構成することができる。
(補助容量の配置位置の構成例)
図20は、実施の形態1に係る補助容量の配置位置の構成例を説明する図である。図20に示す様に、図1に示すセンサパネルSPNLには、4つの補助容量Ca1、Ca2、Ca3、Ca4が非活性領域NAAに設けられる。
補助容量Ca1は、図14で説明されたように、コーナー部SCN1において、タッチ検出ノードTN11の左側に位置する非活性領域NAAに配置される。補助容量Ca2は、コーナー部SCN2において、タッチ検出ノードTN1mの右側に位置する非活性領域NAAに配置される。補助容量Ca3は、コーナー部SCN3において、タッチ検出ノードTNn1の左側に位置する非活性領域NAAに配置される。補助容量Ca4は、コーナー部SCN4において、タッチ検出ノードTNnmの右側に位置する非活性領域NAAに配置される。
図1で説明した様に、非活性領域NAAは、表示パネルPNLの非表示領域NDAと重畳しており、活性領域AAは、表示パネルPNLの表示領域DAと重畳している。センサパネルSPNLの活性領域AAのコーナー部SCN1〜SCN4は、表示パネルPNLの表示領域DAのコーナー部CN1〜CN4に対応している。したがって、4つの補助容量Ca1、Ca2、Ca3、Ca4は、表示パネルPNLの表示領域DAのコーナー部CN1、CN2、CN3、CN4に設けられているとともに、表示領域DAの外側の非表示領域NDAに設けられていると、言い換えることもできる。
4つの補助容量Ca1〜Ca4は、図18、または、図19で説明された補助容量の構成を採用することができる。また、4つの補助容量Ca1〜Ca4において、少なくとも1つの補助容量を図18で説明された補助容量の構成とし、他の補助容量を図19で説明された補助容量の構成とすることも可能である。
例えば、補助容量Ca1、Ca3は、図14に示す様に、スイッチ回路(SWC21)の配置領域の内部に設けられることになるので、平面視において、所望に容量値を得ることができる程度の十分な面積を得ることができない場合がある。このような場合、補助容量Ca1、Ca3は、図19で説明された補助容量の構成を利用するのが良い。一方、補助容量Ca2、Ca4の配置領域が、補助容量Ca1、Ca3の配置領域と比較して面積的に余裕はある場合には、補助容量Ca2、Ca4は図18で説明された補助容量の構成を利用することができる。
実施の形態1によれば、以下の1ないし複数の効果を得ることができる。
1)補助容量を設けたことにより、各タッチ検出ノードにおいて、相互容量を平坦化ないし均等化することができる。
2)上記1)により、コーナー部以外の各タッチ検出ノードにおける駆動電極と検出電極との交差部の面積または相互容量を基準として、表示パネルの表示領域全体またはセンサパネルの活性領域全体のタッチ検出機能を最適化した場合でも、補助容量を設けたことで、コーナー部のタッチ検出ノードにおいても、検出レンジを超えてしまうことが無い。
3)上記2)により、表示パネルの表示領域全体またはセンサパネルの活性領域の全体において、タッチ検出の検出精度を向上させることができる。
4)補助容量を表示領域DAの外側または活性領域AAの外側に設けたので、表示領域DAの見栄えや特性に影響を与えることが無い。
次に、実施の形態1の変形例を説明する。
(変形例1)
実施の形態1では、図12の1行目のタッチ検出ノードTN11〜TN1mは、図9や図11で説明した様に、スイッチ回路SWC21によって、タッチ検出と指紋検出の両方が可能とされている。しかし、これに限定されるわけではない。図12の1行目のタッチ検出ノードTN11〜TN1mは、指紋検出のみが可能な構成としても良い。この場合、スイッチ回路SWC21の構成が図21に示すスイッチ回路SWC21aの構成へ変更される。
図21は変形例1に係るスイッチ回路の構成例を示す図である。図21のスイッチ回路SWC21aが図9のスイッチ回路SWC21と異なる点は、7個のスイッチ素子FSWおよび4個のスイッチ素子DSWが削除されている点と、検出電極Rx1d、Rx1e、Rx1f、Rx1gが配線Ldcに電気的に接続されている点である。図21のスイッチ回路SWC21aの他の構成及び動作は、図9のスイッチ回路SWC21の他の構成及び動作と同じであるので、重複する説明は省略する。
したがって、1行目のタッチ検出ノードTN11〜TN1mに配置される最外部の3本の検出電極Rx1a〜Rx1cは、タッチ検出時にはタッチ検出に利用されるが、指紋検出時には指紋検出させない構成とされている。
図22は、変形例1に係るコーナー部の模式的な拡大図である。図22が図14と異なる点は、図22のスイッチ回路SWC21aの配置領域において、7個のスイッチ素子FSWおよび4個のスイッチ素子DSWが削除されている点と、検出電極Rx1d、Rx1e、Rx1f、Rx1gが配線Ldcに電気的に接続されている点である。
変形例1によれば、スイッチ回路SWC21aは、図14のスイッチ回路SWC21と比較して、レイアウト的に比較的余裕がある構成とされている。これにより、補助容量Ca1の容量値を、比較的容易に、所望の容量値に設定することができる。この場合、補助容量Ca1を図18で示した構成とすることにより、製造工程の追加なしに、所望の容量値を有する補助容量Ca1を設けることができる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、センサパネルSPNLのコーナー部SCN1〜SCN4の非活性領域NAAに、補助容量Ca1〜Ca4を設けた構成例を示した。実施の形態2では、コーナー部SCN1〜SCN4の活性領域AAの領域内に、補助容量を設ける構成例を説明する。実施の形態2では、検出電極(Rx1a)に電気的に接続された補助配線(LA1、LA2)を活性領域AAに延在させて、補助配線(LA1、LA2)と駆動電極(Tx1b、Tx1c、Tx1d、Txma、Txmb,Txmc)との複数の交差部によって、補助容量を活性領域AAの内部に構成したものである。
図23は、実施の形態2に係る補助容量の概念的な構成例を説明する図である。図23には、図12の1行目のタッチ検出ノードTN11〜TN1m、および、2行目のタッチ検出ノードTN21〜TN2mに対応する領域のセンサパネルSPNLの構成が示されている。複数の検出電極(Rx1a〜Rx1c、Rx2a〜Rx2c、Rx2d〜Rx2i)は第1方向Xに延在するように設けられる。M個(本)の駆動電極(Tx1a〜Tx1d、Tx2a〜Tx2d、・・・、Txm−1a〜Txm−1d、Txma〜Txmd)は、第1方向Xと交差する第2方向Yに延在するように設けられる。
図23では、スイッチ回路SWC21aとスイッチ回路SWC22aとが記載されている。スイッチ回路SWC21aには、検出電極Rx1a〜Rx1cが電気的に接続されている。スイッチ回路SWC22aには、検出電極Rx2a〜Rx2cと、検出電極Rx2d〜Rx2iとが電気的に接続されている。引出し配線R1、R2、R4〜R10が設けられている。駆動電極(Tx1a〜Tx1d、Tx2a〜Tx2d、・・・、Txm−1a〜Txm−1d、Txma〜Txmd)は、この例では、4本の駆動電極を単位として記載しているが、実施の形態1に示す様に、9本の駆動電極(Tx1a〜Tx1i)を単位としても良い。
実施の形態2において、引出し配線の本数、スイッチ回路SWC21a、SWC22aに接続される検出電極の本数および検出電極の配置順序が実施の形態1と異なるが、スイッチ回路SWC21a、SWC22aのタッチ検出時および指紋検出時の動作は、当業者であれば実施の形態1および変形例1のスイッチ回路SWC21a、SWC22の記載から容易に理解できるので、重複する説明は省略する。
図23に示す様に、検出電極Rx1aには、第1補助配線LA1と第2補助配線LA2とが電気的に接続されている。したがって、第1補助配線LA1と第2補助配線LA2は、検出電極Rx1aと見做すこともできる。
第1補助配線LA1は、コーナー部SCN1の非活性領域NAAにおいて、検出電極Rx1aに接続されている。第1補助配線LA1は、第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とに枝分かれしており、第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とは第1方向Xに延在するように設けられる。
第2補助配線LA2は、コーナー部SCN2の非活性領域NAAにおいて、検出電極Rx1aに接続されている。第2補助配線LA2は、第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とに枝分かれしており、第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とは第1方向Xに延在するように設けられる。
配線Ldcには、追加配線LdcAが電気的に接続されている。追加配線LdcAは、コーナー部SCN1の非活性領域NAAにおいて、配線Ldcに接続されている。
追加配線LdcAは、第1サブ配線LdcA1と第2サブ配線LdcA2と第3サブ配線LdcA3に枝分かれしており、第1サブ配線LdcA1、第2サブ配線LdcA2および第3サブ配線LdcA3は第1方向Xに延在するように設けられる。
また、配線Lfが設けられている。配線Lfは電位的にフローティング状態とされている。配線Lfは、第1サブ配線Lf1と、第1サブ配線Lf1から枝分かれした第2サブ配線Lf2と第3サブ配線Lf3とを含む。第1サブ配線Lf1、第2サブ配線Lf2、第3サブ配線Lf3と第1方向Xに延在するように設けられる。
第1サブ配線LdcA1と第1サブ配線LA21とは、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。第1サブ配線LA11と第2サブ配線Lf2とは、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。第2サブ配線LdcA2と第2サブ配線LA22とは、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。第2サブ配線LA12と第3サブ配線Lf3とは、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。
さらに、第1サブ配線LdcA1は、検出電極Rx1aと第1サブ配線LA11との間に配置される。第2サブ配線LdcA2は、第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12との間に配置される。第2サブ配線LA12は、第2サブ配線LdcA2と第3サブ配線LdcA3との間に配置される。
また、第1サブ配線LA21は、検出電極Rx1aと第2サブ配線Lf2との間に配置される。第2サブ配線LA22は、第2サブ配線Lf2と第3サブ配線Lf3との間に配置される。第3サブ配線LdcA3は、第1サブ配線Lf1と第2サブ配線Lf2との間に配置される。第1サブ配線Lf1は、非活性領域NAAに配置されている。
第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とは、駆動電極Tx1dと駆動電極Tx2aとの間において、終端している。同様に、第2サブ配線Lf2と第3サブ配線Lf3とは、駆動電極Tx1dと駆動電極Tx2aとの間において、終端している。
また、第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とは、駆動電極Txm−1dと駆動電極Txmaとの間において、終端している。同様に、第1サブ配線LdcA1と第2サブ配線LdcA2とは、駆動電極Txm−1dと駆動電極Txmaとの間において、終端している。
ここで、第1サブ配線LA11、第2サブ配線LA12、第1サブ配線LA21、第2サブ配線LA22、第1サブ配線LdcA1、第2サブ配線LdcA2、第3サブ配線LdcA3、第1サブ配線Lf1、第2サブ配線Lf2、第3サブ配線Lf3、複数の検出電極(Rx1a〜Rx1c、Rx2a〜Rx2c、Rx2d〜Rx2i)は、平面視において、同一の配線幅であり、等ピッチで配置されている。また、複数の駆動電極(Tx1a〜Tx1d、Tx2a〜Tx2d、Txm−1a〜Txm−1d、Txma〜Txmd)は、平面視において、同一の配線幅であり、等ピッチで配置されている。
連続して隣接する4本の駆動電極Tx1a〜Tx1dの長さの関係は、Tx1a<Tx1b<Tx1c<Tx1dとなっている。また、4本の駆動電極Tx1a〜Tx1dの長さは、連続して隣接する4本の駆動電極Tx2a〜Tx2dの長さより短くされている。同様に、連続して隣接する4本の駆動電極Txma〜Txmdの長さの関係は、Txmd<Txmc<Txmb<Txaとなっている。また、4本の駆動電極Txma〜Txmdの長さは、連続して隣接する4本の駆動電極Txm−1a〜Txm−1dの長さより短くされている。
図23に示す様に、駆動電極Tx2b、Tx1c、Tx1dは、丸(○)で示す4つの部分において、検出電極Rx1aに電気的に接続された第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とに交差している。つまり、丸(○)で示す4つの部分において、補助容量(Ca1)が構成されている。
また、駆動電極Txma、Txmb、Txmcは、丸(○)で示す5つの部分において、検出電極Rx1aに電気的に接続された第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とに交差している。つまり、丸(○)で示す5つの部分において、補助容量(Ca2)が構成されている。
したがって、4本の駆動電極Tx1a〜Tx1dが検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cと交差する数は、丸(○)で示す4つの部分を含めて15個であり、4本の駆動電極Tx2a〜Tx2dが検出電極Rx1a、Rx1b,Rx1cと交差する数は12個である。つまり、4本の駆動電極Tx1a〜Tx1dが検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cと交差する数は、本の駆動電極Tx2a〜Tx2dが検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cと交差する数より、多くなっている。
同様に、4本の駆動電極Txma〜Txmdが検出電極Rx1a、Rx1b,Rx1cと交差する数は、丸(○)で示す5つの部分を含めて15個であり、4本の駆動電極Txm−1a〜Txm−1dが検出電極Rx1a、Rx1b,Rx1cと交差する数は12個である。つまり、4本の駆動電極Txma〜Txmdが検出電極Rx1a、Rx1b,Rx1cと交差する数は、4本の駆動電極Txm−1a〜Txm−1dが検出電極Rx1a、Rx1b,Rx1cと交差する数より多くなっている。
4本の駆動電極Tx1a〜Tx1dと検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1c、第1サブ配線LA11および第2サブ配線LA12とが、平面視において、交差ずる部分の交差部の面積は、4本の駆動電極Tx2a〜Tx2dと検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cとが、平面視において、交差ずる部分の交差部の面積と、実質的に等しい関係とされている。
同様に、4本の駆動電極Txma〜Txmdと検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1c、第1サブ配線LA21および第2サブ配線LA22とが、平面視において、交差ずる部分の交差部の面積は、4本の駆動電極Tx2a〜Tx2dと検出電極Rx1a、Rx1b、Rx1cとが、平面視において、交差ずる部分の交差部の面積と、実質的に等しい関係とされている。
なお、図示されないが、図12のn行目のタッチ検出ノードTNn1〜TNnm、および、n―1行目のタッチ検出ノードTNn−11〜TNn−1mに対応する領域のセンサパネルSPNLの構成は、図23に示される第1補助配線LA1、第2補助配線LA2、追加配線LdcAおよび配線Lfの構成を、上下に反転した構成として設けられることになる。したがって、コーナー部SCN3、SCN4において、補助容量(Ca3、Ca4)を活性領域AAの内部に構成することができる。
図23において、第2サブ配線LdcA2と第1補助配線LA1との交差する部分PAは、第1サブ配線LA11、第2サブ配線LA12、第1サブ配線LdcA1、第2サブ配線LdcA2および第3サブ配線LdcA3が、図3に示す様に、同一の第2金属配線層206から構成される。そのため、部分PAに対応する第2サブ配線LdcA2は、たとえば、第1金属配線層204を用いたブリッジ配線により構成するのが良い。これにより、第2サブ配線LdcA2と第1補助配線LA1とを立体的に交差させることができる。第1サブ配線LdcA1と第1補助配線LA1とが交差する部分も、同様に、第1サブ配線LdcA1は、第1補助配線LA1と交差する部分において、たとえば、第1金属配線層204を用いたブリッジ配線により構成するのが良い。これにより、第1サブ配線LdcA1と第1補助配線LA1とを立体的に交差させることができる。
同様に、第3サブ配線Lf3と第2補助配線LA2との交差する部分PBは、第1サブ配線LA21、第2サブ配線LA22、第1サブ配線Lf1、第2サブ配線Lf2および第3サブ配線Lf3が、図3に示す様に、同一の第2金属配線層206から構成される。そのため、部分PBに対応する第2サブ配線Lf2は、たとえば、第1金属配線層204を用いたブリッジ配線により構成するのが良い。これにより、第2サブ配線Lf2と第2補助配線LA2とを立体的に交差させることができる。
実施の形態2によれば、実施の形態1と同様な効果を得ることが可能である。
次に、実施の形態2の変形例を説明する。
(変形例2)
図24は、変形例2に係る補助容量の概念的な構成例を説明する図である。図24が図23と異なる点は、図24において、第1補助配線LA1の第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とが隣接して配置されている点と、第2補助配線LA2の第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とが隣接して配置されている点と、追加配線LdcAの第1サブ配線LdcA1と第2サブ配線LdcA2と第3サブ配線LdcA3が、第1補助配線LA1や第2補助配線LA2と交差することなく、配置されている点と、である。
第1サブ配線LA11は、コーナー部SCN1において、検出配線Rx1aと第2サブ配線LA12との間に、第1方向Xに延在するように配置されている。第1サブ配線LA21は、コーナー部SCN2において、検出配線Rx1aと第2サブ配線LA22との間に、第1方向Xに延在するように配置されている。
追加配線LdcAの第1サブ配線LdcA1と第2サブ配線LdcA2と第3サブ配線LdcA3は、第1方向Xに延在するように配置されている。第1サブ配線LdcA1の一端側は、第2サブ配線LA12に隣接する様に配置され、第1サブ配線LdcA1の他端側は、第2サブ配線LA22に隣接する様に配置されている。第2サブ配線LdcA2は、第1方向Xにおいて、第1サブ配線LdcA1と第3サブ配線LdcA3との間に配置されている。
第1サブ配線LdcA1は、第4サブ配線LdcA4と第5サブ配線LdcA5とに枝分かれしている。第4サブ配線LdcA4と第5サブ配線LdcA5とは、一方において、第1接続配線Lcw1によって、第1サブ配線LdcA1に電気的に接続されている。第4サブ配線LdcA4と第5サブ配線LdcA5とは、他方において、第2接続配線Lcw2によって、第1サブ配線LdcA1に電気的に接続されている。
第1接続配線Lcw1および第2接続配線Lcw2は、第2方向Yに延在するように、設けられている。したがって、第1接続配線Lcw1および第2接続配線Lcw2は、駆動電極(たとえば、Tx2a、Txm−1d)と並走する様に、設けられている。第4サブ配線LdcA4は、第1サブ配線LA11と第1サブ配線LA21との間に配置されている。第4サブ配線LdcA4、第1サブ配線LA11および第1サブ配線LA21は、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。第5サブ配線LdcA5は、第2サブ配線LA12と第2サブ配線LA22との間に配置されている。第5サブ配線LdcA5、第2サブ配線LA12および第2サブ配線LA22は、第1方向Xにおいて、一直線上に配置される。
このような構成により、駆動電極Tx2b、Tx1c、Tx1dは、丸(○)で示す6つの部分において、検出電極Rx1aに電気的に接続された第1サブ配線LA11と第2サブ配線LA12とに交差している。つまり、丸(○)で示す6つの部分において、補助容量(Ca1)が構成されている。また、駆動電極Txma、Txmb、Txmcは、丸(○)で示す6つの部分において、検出電極Rx1aに電気的に接続された第1サブ配線LA21と第2サブ配線LA22とに交差している。つまり、丸(○)で示す6つの部分において、補助容量(Ca2)が構成されている。
変形例2によれば、実施の形態1と同様な効果を得ることが可能である。また、活性領域AAに設けた第1接続配線Lcw1および第2接続配線Lcw2は、駆動電極(たとえば、Tx2a、Txm−1d)と並走する様に設けられている。そのため、第1接続配線Lcw1および第2接続配線Lcw2を設けたことによる活性領域AAの見栄えへの影響を軽減することができる。
本発明の実施の形態として上述した表示装置およびタッチパネルを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置およびタッチパネルも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
DSP:表示装置
PNL:表示パネル
SPNL:センサパネル(タッチパネル)
DA:表示部(表示領域)
NDA:非表示領部(非表示領域)
PX:画素
AA:センサ活性領域(活性領域)
NAA:センサ非活性領域(非活性領域)
Rx:検出電極
Tx:駆動電極
CN1、CN2、CN3、CN4:表示部のコーナー部
CPN1、CPN2、CPN3、CPN4:表示パネルのコーナー部
SCN1、SCN2、SCN3、SCN4:センサ活性領域のコーナー部
SCP1、SCP2:センサパネルのコーナー部
Ca1、Ca2、Ca3、Ca4:補助容量

Claims (16)

  1. 表示パネルと、
    前記表示パネルの上に設けられたセンサ基板と、
    前記センサ基板の上に、複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
    前記複数の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の少なくとも1つの電極の長さは、他の駆動電極の長さより短く、
    前記N個の第1駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積は、他の駆動電極と他の検出電極との交差部のオーバーラップする面積より大きい、
    表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記複数の駆動電極は、さらに、連続して隣接するN個の第2駆動電極を含み、
    前記複数の検出電極は、連続して隣接するL個の検出電極を含み、
    前記N個の第1駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積は、前記N個の第2駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積と、実質的に等しい、表示装置。
  3. 請求項2に記載の表示装置において、
    タッチ検出時は、
    前記複数の駆動電極において、少なくともN個の駆動電極毎に束ねて順次駆動し、
    前記複数の検出電極において、L個の検出電極に束ねて検出し、
    指紋検出時は、
    前記複数の駆動電極は、1本ずつ順次駆動し、
    前記複数の検出電極は、少なくともL個まとめて検出する、表示装置。
  4. 請求項3に記載の表示装置において、
    前記指紋検出時において、最外部の前記L個の検出電極は検出させない、表示装置。
  5. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記少なくとも1つの駆動電極と前記少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積が大きい場所は、前記表示パネルの表示領域の外側である、表示装置。
  6. 請求項5に記載の表示装置において、
    前記大きい場所は、前記表示領域のコーナー部である、表示装置。
  7. 表示パネルと、
    前記表示パネルの上に設けられたセンサ基板と、
    前記センサ基板の上に、M個の駆動電極と、前記M個の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
    前記M個の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の連続して隣接するN個の第2駆動電極の長さより短く、
    前記N個の第1駆動電極と交差する検出電極の数は、前記N個の第2駆動電極と交差する検出電極の数より多い、
    表示装置。
  8. 請求項7に記載の表示装置において、
    前記複数の検出電極は、連続して隣接するL個の検出電極を含み、
    前記N個の第1駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積は、前記N個の第2駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積と、実質的に等しい、表示装置。
  9. 請求項8に記載の表示装置において、
    タッチ検出時は、
    前記複数の駆動電極において、N個の駆動電極毎に束ねて順次駆動し、
    前記複数の検出電極において、L個の検出電極に束ねて検出し、
    指紋検出時は、
    前記複数の駆動電極は、1本ずつ順次駆動し、
    前記複数の検出電極は、少なくともL個まとめて検出する、表示装置。
  10. 請求項9に記載の表示装置において、
    前記指紋検出時において、最外部の前記L個の検出電極は検出させない、表示装置。
  11. センサ基板と、
    前記センサ基板の上に、複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極と交差する方向に延在した複数の検出電極と、を含み、
    前記複数の駆動電極において、連続して隣接するN個の第1駆動電極の長さは、他の駆動電極の長さより短く、
    前記N個の第1駆動電極の内、少なくとも1つの駆動電極と少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積は、他の駆動電極と他の検出電極との交差部のオーバーラップする面積より大きい、
    タッチパネル。
  12. 請求項11に記載のタッチパネルにおいて、
    前記複数の駆動電極は、さらに、連続して隣接するN個の第2駆動電極を含み、
    前記複数の検出電極は、連続して隣接するL個の検出電極を含み、
    前記N個の第1駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積は、前記N個の第2駆動電極と前記L個の検出電極との交差部の面積と、実質的に等しい、タッチパネル。
  13. 請求項12に記載のタッチパネルにおいて、
    タッチ検出時は、
    前記複数の駆動電極において、N個の駆動電極毎に束ねて順次駆動し、
    前記複数の検出電極において、L個の検出電極に束ねて検出し、
    指紋検出時は、
    前記複数の駆動電極は、1本ずつ順次駆動し、
    前記複数の検出電極は、少なくともL個まとめて検出する、タッチパネル。
  14. 請求項13に記載のタッチパネルにおいて、
    前記指紋検出時において、最外部の前記L個の検出電極は検出させない、タッチパネル。
  15. 請求項11に記載のタッチパネルにおいて、
    前記少なくとも1つの駆動電極と前記少なくとも1つの検出電極がオーバーラップする面積が大きい場所は、センサ活性領域の外側である、タッチパネル。
  16. 請求項15に記載のタッチパネルにおいて、
    前記大きい場所は、前記センサ活性領域のコーナー部である、タッチパネル。
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