JP2021089586A - 検出装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 検出領域と非検出領域との境界が観察者によって視認されてしまうことを抑制し、見栄えの良い検出装置および表示装置を提供すること。【解決手段】 実施形態によれば、検出装置は、基板と、基板の上に設けられ、第1方向に延在し、第1方向と交差する第2方向に間隔をあけて並ぶ複数のセンサ電極と、を備え、複数のセンサ電極は、第1方向に延在する複数の検出領域と、複数の検出領域と第2方向において互いに隣接する複数の非検出領域とを形成し、検出領域と非検出領域との境界は直線状でない。【選択図】 図4
Description
本発明の実施形態は、検出装置および表示装置に関する。
近年、タッチ検出機能付きの表示装置が注目されている。このような表示装置においてタッチを検出する方法としては、静電容量方式や電磁誘導方式、等が知られている。その中の1つである静電容量方式では、複数の駆動電極と、複数の検出電極とをマトリクス状に配置し、これら駆動電極と検出電極とを用いて電界を発生させ、当該電界の変化を検出することによって、タッチを検出する。
このような表示装置においては、一般的に、検出電極が配置されている検出領域と、隣接する2つの検出電極間の領域であって、検出電極が配置されていない非検出領域との境界が、反射光により観察者に視認されてしまい、表示装置の見栄えが悪くなるという問題がある。
そこで、本開示は、検出領域と非検出領域との境界が観察者によって視認されてしまうことを抑制し、見栄えの良い検出装置および表示装置を提供することを目的の一つとする。
実施形態によれば、
基板と、前記基板の上に設けられ、第1方向に延在し、前記第1方向と交差する第2方向に間隔をあけて並ぶ複数のセンサ電極と、を具備し、前記複数のセンサ電極は、前記第1方向に延在する複数の検出領域と、前記複数の検出領域と前記第2方向において互いに隣接する複数の非検出領域とを形成し、前記検出領域と前記非検出領域との境界は直線状でない、検出装置が提供される。
基板と、前記基板の上に設けられ、第1方向に延在し、前記第1方向と交差する第2方向に間隔をあけて並ぶ複数のセンサ電極と、を具備し、前記複数のセンサ電極は、前記第1方向に延在する複数の検出領域と、前記複数の検出領域と前記第2方向において互いに隣接する複数の非検出領域とを形成し、前記検出領域と前記非検出領域との境界は直線状でない、検出装置が提供される。
実施形態によれば、
前記検出装置と、前記センサ電極に対向し、駆動電極としても機能する共通電極と、前記共通電極に対向する画素電極と、前記共通電極と前記画素電極との間に生じる電界によって配向が制御される液晶層と、を具備する、表示装置が提供される。
前記検出装置と、前記センサ電極に対向し、駆動電極としても機能する共通電極と、前記共通電極に対向する画素電極と、前記共通電極と前記画素電極との間に生じる電界によって配向が制御される液晶層と、を具備する、表示装置が提供される。
いくつかの実施形態につき、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、実施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また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また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。
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、実施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また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また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。
本実施形態においては、検出装置の一例として、タッチ検出機能を有した表示装置を開示する。また、本実施形態においては、タッチ検出機能を有した表示装置として、液晶表示素子を用いた表示パネルを備える表示装置を開示する。但し、本実施形態において開示される個々の技術的思想は、液晶表示素子以外の表示素子を用いた表示パネルを備える表示装置に対して適用されても構わない。液晶表示素子以外の表示素子を用いた表示パネルとしては、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パネルや、電気泳動素子等を有する電子ペーパー型の表示パネル等が一例として挙げられる。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの一構成例を示す平面図である。一例では、第1方向X、第2方向Yおよび第3方向Zは、互いに直交しているが、90度以外の角度で交差していてもよい。第1方向Xおよび第2方向Yは、表示装置DSPを構成する基板の主面と平行な方向に相当し、第3方向Zは、表示装置DSPの厚さ方向に相当する。本明細書においては、第1基板SUB1から第2基板SUB2に向かう方向を「上側」(あるいは、単に上)と称し、第2基板SUB2から第1基板SUB1に向かう方向を「下側」(あるいは、単に下)と称する。「第1部材の上の第2部材」および「第1部材の下の第2部材」とした場合、第2部材は、第1部材に接していてもよいし、第1部材から離間していてもよい。また、第3方向Zを示す矢印の先端側に表示装置DSPを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第1方向Xおよび第2方向Yで規定されるX−Y平面に向かって見ることを「平面視」と言う。
図1に示すように、表示装置DSPは、表示パネルPNLと、フレキシブル配線基板FPC1およびフレキシブル配線基板FPC2と、ドライバIC1と、タッチ検出IC2と、等を備える。
表示パネルPNLは、矩形状の第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向する矩形状の第2基板SUB2とを備えている。図1の例においては、第1基板SUB1および第2基板SUB2は、3辺を重ねて貼り合わされている。表示パネルPNLは、第1基板SUB1と第2基板SUB2とが対向する領域において、画像を表示する表示領域DAと、この表示領域DAを囲む額縁状の非表示領域NDAとを備えている。
表示領域DAには、複数の駆動電極Tx(Tx1〜Txn)と、複数の駆動電極Txに対向する複数の検出電極Rx(Rx1〜Rxm)とが配置されている。検出電極Rxは、「センサ電極」と称されてもよい。駆動電極Txおよび検出電極Rxは、平面視において交差する。なお、nおよびmはいずれも正の整数であり、nがmと等しくてもよいし、nがmとは異なっていてもよい。
駆動電極Txは、第2方向Yに沿って延在し、第1方向Xに沿って間隔をおいて並んでいる。検出電極Rxは、第1方向Xに沿って延在し、第2方向Yに沿って間隔をおいて並んでいる。駆動電極Txおよび検出電極Rxは、例えばインジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明導電材料によって形成される。なお、図1では図示を省略しているが、ある検出電極Rx(例えば検出電極Rx1)と、当該検出電極Rxに隣接する別の検出電極Rx(例えば検出電極Rx2)との間には、検出電極Rxと同じ材料によって形成されるダミー電極が配置されている。ダミー電極の詳細については後述するため、ここではその詳しい説明を省略する。
なお、図1では図示を省略しているが、表示領域DAには、表示素子を有する複数の画素がマトリクス状に配置されており、これら画素に映像信号が供給されることで、画像が表示される。
ドライバIC1は、画像表示に関する各種制御を実行するものであり、図1の例においては、第2基板SUB2のうちの、第1基板SUB1と対向しない領域である端子領域MTに実装されている。なお、図1では、ドライバIC1がCOG(Chip On Glass)方式により実装される場合を例示しているが、これに限定されず、ドライバIC1はフレキシブル配線基板FPC1上に実装されてもよい。端子領域MTには、実装端子3が形成されており、表示パネルPNLおよびフレキシブル配線基板FPC1は当該実装端子3により電気的に接続されている。
タッチ検出IC2は、表示パネルPNLに接触するまたは近接する物体の検出(タッチ検出)に関する各種制御を実行するものであり、図1の例においては、フレキシブル配線基板FPC2上に実装されている。第2基板SUB2の端部には、実装端子4が形成されており、検出電極Rxは検出配線DLを介して当該実装端子4に接続されている。
図2は、本実施形態に係る表示装置DSP(表示パネルPNL)の一構成例を示し、図1に示すI−I線で切断した場合の断面図である。
図2に示すように、表示パネルPNLは、第1基板SUB1と、第2基板SUB2と、表示機能層としての液晶層LCと、シール(図示せず)と、を備える。第1基板SUB1および第2基板SUB2は、X−Y平面と平行な平板状に形成されている。第1基板SUB1および第2基板SUB2は、平面視において重畳し、シールによって接着されている。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に保持され、シールによって封止されている。
図2に示すように、表示パネルPNLは、第1基板SUB1と、第2基板SUB2と、表示機能層としての液晶層LCと、シール(図示せず)と、を備える。第1基板SUB1および第2基板SUB2は、X−Y平面と平行な平板状に形成されている。第1基板SUB1および第2基板SUB2は、平面視において重畳し、シールによって接着されている。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に保持され、シールによって封止されている。
第1基板SUB1は、図2に示すように、絶縁基板11と、絶縁膜12と、共通電極CEと、絶縁膜13と、画素電極PEと、配向膜AL1と、を備えている。なお、第1基板SUB1は、上記した各種構成の他に、ドライバIC1と電気的に接続される、走査線や信号線、スイッチング素子、等を備えているが、図2ではこれらの図示を省略している。
絶縁基板11は、主面(下面)11aと、主面11aの反対側の主面(上面)11bと、を備えている。絶縁膜12および絶縁膜13は、少なくとも1つ以上の絶縁膜によって構成されており、無機絶縁膜や有機絶縁膜等を含んでいる。共通電極CEは、絶縁膜12の上に位置している。共通電極CEは、上記した駆動電極Txとしても機能する。絶縁膜13は、共通電極CEを覆っている。画素電極PEは、絶縁膜13の上に位置し、共通電極CEと対向している。共通電極CEと画素電極PEとは、画像表示のための保持容量を形成する。配向膜AL1は、画素電極PEを覆い、液晶層LCに接している。
第2基板SUB2は、図2に示すように、絶縁基板21と、配向膜AL2と、検出電極Rxと、カバー部材CGと、を備えている。なお、第2基板SUB2は、上記した各種構成の他に、オーバーコート層やカラーフィルタ、遮光膜、等を備えているが、図2ではこれらの図示を省略している。
絶縁基板21は、主面(下面)21aと、主面21aの反対側の主面(上面)21bと、を備えている。絶縁基板21の主面21aは、絶縁基板11の主面11bと対向している。配向膜AL2は、液晶層LCに接している。検出電極Rxは、絶縁基板21の主面21bの上に配置され、この検出電極Rxの上には、カバー部材CGが配置されている。
液晶層LCは、主面11bと主面21aとの間に配置され、配向膜AL1およびAL2に接している。液晶層LCは、例えばネマティック(Nematic)液晶を含んでいる。液晶層LCの液晶分子は、共通電極CEと画素電極PEとの間に電界が発生していない状態では、初期配向状態で静止している。一方で、共通電極CEと画素電極PEとの間に電界が発生している状態では、液晶分子の配向は初期配向状態から変化する。
絶縁基板11および絶縁基板21は、例えばガラス基材やプラスチック基板等の絶縁基板である。絶縁膜12および絶縁膜13は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物またはアクリル樹脂等の透明な絶縁材料によって形成されている。画素電極PEおよび共通電極CEは、例えばインジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明導電材料によって形成された透明電極である。配向膜AL1および配向膜AL2は、X−Y平面にほぼ平行な配向規制力を有する水平配向膜である。配向規制力は、ラビング処理により付与されてもよいし、光配向処理により付与されてもよい。検出電極Rxは、上記したように駆動電極Txとしても機能する共通電極CEと同じ材料によって形成され、例えばITOやIZO等によって形成される。カバー部材CGは、例えばガラス基材やプラスチック基板等の絶縁基板である。
以下では、検出電極Rxが配置されている領域(以下、「検出領域」と称する)A1と、検出電極Rxが配置されない代わりにダミー電極Dxが配置されている領域(以下、「非検出領域」と称する)A2との境界Bの形状について詳しく説明する。
図3は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状を示す模式図である。図3に示すように、検出領域A1および非検出領域A2は共に第1方向Xに延在し、互いに第2方向Yに隣接して配置されている。図3に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bは、平面視において矩形波形状の凹凸を有している。図3では、1つの矩形波の第1方向Xおよび第2方向Yの長さL1および長さL2は、例えば500μmであり、1つの矩形波から、第1方向Xに隣接する次の矩形波までの長さL3(つまり、矩形波間の長さL3)もまた、例えば500μmである場合を想定している。
図4は、図3の点線で囲まれる領域a1を拡大して示す拡大図である。
検出領域A1に配置される検出電極Rxには、平面視において円形の開口部OPが多数形成され、これら開口部OPは互いに離間してマトリクス状に配置されている。図4では図示を省略しているが、検出電極Rxは、検出配線DLや実装端子4、フレキシブル配線基板FPC2を介して、タッチ検出IC2と電気的に接続されている。
検出領域A1に配置される検出電極Rxには、平面視において円形の開口部OPが多数形成され、これら開口部OPは互いに離間してマトリクス状に配置されている。図4では図示を省略しているが、検出電極Rxは、検出配線DLや実装端子4、フレキシブル配線基板FPC2を介して、タッチ検出IC2と電気的に接続されている。
非検出領域A2には、平面視において円形のダミー電極Dxが多数形成され、これらダミー電極Dxは互いに離間してマトリクス状に配置されている。ダミー電極Dxは、検出電極Rxとは異なり、電気的に独立した電極である。
検出電極Rxに形成される開口部OPと、非検出領域A2に形成されるダミー電極Dxとは、同じ形状であり、かつ、同じ大きさであることが好ましい。また、上記したように、検出電極Rxおよびダミー電極Dxは同じ材料によって形成されており、例えばITO等の透明導電材料によって形成されている。
図4に示すように、検出領域A1および非検出領域A2に配置される円形の開口部OPと円形のダミー電極Dxとは、最密充填構造の関係性を有して配置されている。換言すれば、円形の開口部OPおよびダミー電極Dxは共に、第1方向Xに沿って延在し、かつ、第1方向Xから時計回りに60度回転した方向である方向D1に沿って延在し、かつ、第1方向Xから反時計回りに60度回転した方向である方向D2に沿って延在している。
ここで、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bのうち、第1方向Xに延出する直線状の境界B1(さらに、ここでは矩形波の凹部の一部である境界B11)に注目する。図4に示すように、境界B1においては、当該境界B1を挟んで、検出領域A1側に、平面視で半円の開口部OP1が形成され、非検出領域A2側に、平面視で半円のダミー電極Dx1が形成されている。境界B1を挟んで互いに隣接する開口部OP1とダミー電極Dx1とにより形作られる形状は、検出領域A1に配置される円形の開口部OPの1つ、および、非検出領域A2に配置される円形のダミー電極Dxの1つと同じである。
次に、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bのうち、非検出領域A2側に向かって延出する境界B2に注目する。図4に示すように、境界B2は、境界B1上に位置する半円の開口部OP1と第1方向Xに隣接する円形の開口部OP2、または、開口部OP2と同じ行に並んでいる開口部OP3であって、非検出領域A2側に向かって並んでいる円形または半円の開口部OP3の外周に沿って湾曲する複数の第1湾曲部C1と、開口部OP2または開口部OP3と方向D1または方向D2に隣接する開口部OP4の外周に沿って湾曲し、第2方向Yに隣接する第1湾曲部C1同士を接続する1以上の第2湾曲部C2と、を含む。
第1湾曲部C1および第2湾曲部C2は、中心角が90度の扇形の弧と同様な形状、または、中心角が180度の扇形の弧と同様な形状を有している。第1湾曲部C1および第2湾曲部C2は、境界B2を挟んで非検出領域A2側に配置されている円形のダミー電極Dxと接している。
なお、図4では、複数の境界B1および境界B2のうちのそれぞれ1つに注目して境界B1および境界B2を説明したが、いずれの境界B1および境界B2も同様である。
続いて、比較例を用いて、本実施形態に係る表示装置DSPの効果(換言すると、図3および図4に示すように、検出電極Rxおよびダミー電極Dxが配置された表示パネルPNLの効果)について説明する、なお、比較例は、本実施形態に係る表示パネルPNLが奏し得る効果の一部を説明するためのもであって、比較例と本実施形態とで共通する構成を本願発明の範囲から除外するものではない。
比較例においては、図5に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが第1方向Xに延出する1本の直線となるように検出電極Rxおよびダミー電極Dxが配置されている点で、本実施形態と相違している。
一般的に、検出電極Rxはテーパ状に形成されるため、検出電極Rxが延在する方向と垂直な方向から表示パネルPNLに外光が入射すると、入射した光は検出電極Rxのテーパ側面(つまり、検出電極Rxの縁)にあたって反射する。この反射光が観察者によって視認されてしまうと、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが視認されてしまい、見栄えが悪くなるという問題がある。
比較例においては、図5に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが第1方向Xに延出する1本の直線である場合を想定している。つまり、検出領域A1に検出電極Rxが直線状に配置されている場合を想定しているので、境界Bの垂直方向から外光が入射した場合、入射した光は、直線状に配置された検出電極Rxのテーパ側面により正反射することになる。これによれば、上記したように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが観察者によって視認されてしまい、見栄えが悪くなるという問題が生じ得る。
これに対し、本実施形態に係る表示パネルPNLは、図3および図4に示したように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが矩形波状になるように、検出電極Rxが配置されているので、境界Bの垂直方向から外光が入射した場合、入射した光は、境界B2を形作る検出電極Rxのテーパ側面にはあたらず、境界B2を形作る検出電極Rxのテーパ側面では反射されないことになる。これによれば、境界B2が観察者によって視認されてしまうことを抑制することが可能である。
一方で、境界Bの垂直方向から入射した光は、境界B11を形作る検出電極Rxのテーパ側面、および、境界B12を形作る検出電極Rxのテーパ側面にはあたり、反射されてしまうものの、境界B11および境界B12は同一直線上に位置していないことから、境界B11を形作る検出電極Rxのテーパ側面により反射される光と、境界B12を形作る検出電極Rxのテーパ側面により反射される光との光路長には差が生じることになる。これによれば、境界B11と境界B12とが1本の直線として観察者により視認されてしまうことを抑制することが可能である。
以上のように、本実施形態に係る表示パネルPNLにおいては、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが矩形波状になるように、検出電極Rxが配置されているので、境界Bの垂直方向から外光が入射したとしても、観察者によって境界Bが視認されてしまうことを抑制することが可能であり、表示パネルPNLの見栄えを良くすることができるという利点を得ることが可能である。
図6〜図9は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状の変形例を示す模式図である。図6〜図9は、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが、平面視において矩形波状の凹凸を有している点では図3および図4の場合と同様であるが、長さL1〜長さL3が500μmでない点で相違している。具体的には、図6および図7は、長さL1〜長さL3が250μmである場合を例示し、図8および図9は、長さL1〜長さL3が100μmである場合を例示している。なお、境界Bのうちの境界B1が半円の開口部OP1と半円のダミー電極Dx1により形作られている点や、境界Bのうちの境界B2が第1湾曲部C1および第2湾曲部C2により形作られている点は、図3および図4の場合と同様であるため、ここではその詳しい説明は省略する。
一般的に、人間の目の分解能は200μmであることが知られており、人間は200μm以下の物体の形状等を正確に視認することができない。このため、人間の目の分解能の観点からすると、上記した長さL1〜長さL3は200μm以下であることが好ましい。一方で、上記した長さL1〜長さL3が極端に小さくなると、第1方向Xに延出する直線状の境界、つまり、図5の比較例と同様になってしまい、境界B11を形作る検出電極Rxのテーパ側面により反射される光と、境界B12を形作る検出電極Rxのテーパ側面により反射される光との光路長に殆ど差が生じなくなってしまう。これによれば、境界Bが観察者によって視認されてしまう恐れがある。このため、視認性の観点からすると、上記した長さL1〜長さL3は極端に小さくない方が好ましい。
以上のように、人間の目の分解能の観点、および、視認性の観点の両方を鑑みると、検出領域A1と非検出領域A2との境界を矩形波状にした場合、上記した長さL1〜長さL3は、100μm以上300μm以下であることが好ましい。これによれば、観察者によって境界Bが視認されてしまうことを抑制することが可能であり、見栄えを良くすることが可能である。
図10は、図11に示す変形例を説明するために、図9の拡大図の一部をさらに拡大して示す拡大図であり、図11は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状の変形例を示す模式図である。
本願発明者らの検討によれば、境界Bのうちの境界B2が第1湾曲部C1および第2湾曲部C2により形作られている場合、図10の点線で囲まれる単位面積当たりの、検出電極Rxおよびダミー電極Dxを形成する透明導電材料(導電膜)の占有率が50%を超えてしまうことが分かっている。また、本願発明者らの検討によれば、単位面積当たりの導電膜の占有率が50%に近い程、境界Bが視認され辛いことが分かっている。なお、単位面積は、最密充填構造の関係性を有して配置されている3つの開口部OPおよび/またはダミー電極Dxの中心を結ぶことにより形成される正三角形の集合体によって定義される。
これに対し、検出電極Rxに形成される円形の開口部OPと、非検出領域A2に形成されるダミー電極Dxとを、最密充填構造に沿った方向、つまり、第1方向X、方向D1および方向D2のいずれかに沿った方向に切ることで、境界Bのうちの境界B2を、図11に示すような形状にすることが可能である。これによれば、図11の点線で囲まれる単位面積当たりの導電膜の占有率を50%にすることが可能である。
以上のように、境界Bのうちの境界B2を最密充填構造に沿った方向に延出させることにより、単位面積当たりの導電膜の占有率を50%にすることが可能である。これによれば、観察者によって境界Bが視認されてしまうことをさらに抑制することが可能であり、見栄えをさらに良くすることが可能である。
図12は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状の変形例を示す模式図である。図12に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bは、平面視において三角波状であっても構わない。なお、図12に示すように、三角波に含まれる三角形の形状は、開口部OPおよびダミー電極Dxが最密充填構造の関係性を有して配置されていることを鑑みると、正三角形であることが好ましい。図12では、三角波に含まれる正三角形の一辺の長さL4が、例えば500μmであり、1つの三角波から、第1方向Xに隣接する次の三角波までの長さL5(つまり、三角波間の長さL5)もまた、例えば500μmである場合を想定している。なお、上記した長さL4および長さL5は500μmに限定されず、例えば100μmや250μmであってもよい。上記したように、人間の目の分解能の観点、および、視認性の観点の両方を鑑みると、上記した長さL4および長さL5は、100μm以上300μm以下であることが好ましい。
図13は、図12の点線で囲まれる領域a4を拡大して示す拡大図である。
図13に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bのうち、第1方向Xに延出する直線状の境界B3においては、図4に示した場合と同様に、当該境界B3を挟んで、検出領域A1側に、平面視で半円の開口部OP1が形成され、非検出領域A2側に、平面視で半円のダミー電極Dx1が形成されている。
図13に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bのうち、第1方向Xに延出する直線状の境界B3においては、図4に示した場合と同様に、当該境界B3を挟んで、検出領域A1側に、平面視で半円の開口部OP1が形成され、非検出領域A2側に、平面視で半円のダミー電極Dx1が形成されている。
一方で、図13に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bのうち、非検出領域A2側に向かって延出する境界であって、三角波に含まれる正三角形の一辺に相当する境界B4は、当該境界B4を挟んで検出領域A1側に配置され、方向D1または方向D2に沿って並んでいる円形の開口部OPの外周に沿って湾曲する複数の第3湾曲部C3を含む。なお、第3湾曲部C3は、境界B4を挟んで非検出領域A2側に配置されている円形のダミー電極Dxと接している。
図12および図13に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが三角波状である場合に、境界Bの垂直方向から外光が入射した場合、入射した光は、境界B4を形作る検出電極Rxのテーパ側面にはあたらず、境界B4を形作る検出電極Rxのテーパ側面では反射されないことになる。このため、境界B4が観察者によって視認されてしまうことを抑制することが可能である。
一方で、境界Bの垂直方向から入射した光は、境界B3を形作る検出電極Rxのテーパ側面にはあたり、反射されてしまうものの、境界B3は、1本の直線状ではなく第1方向Xに間隔をあけて存在しているため、図5に示した比較例のように、境界B3が1本の直線として観察者により視認されてしまうことを抑制することが可能である。
以上のように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが三角波状になるように、検出電極Rxが配置される場合であっても、観察者によって境界Bが視認されてしまうことを抑制することが可能であり、見栄えを良くすることができるという利点を得ることが可能である。
図14は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状の変形例を示す模式図である。図14に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bは、平面視において三角波状であって、三角波に含まれる三角形が第1方向Xに連続して並ぶような形状であっても構わない。なお、図14に示すように、三角波に含まれる三角形の形状は、開口部OPおよびダミー電極Dxが最密充填構造の関係性を有して配置されていることを鑑みると、正三角形であることが好ましい。図14では、三角波に含まれる正三角形の一辺の長さL4が、例えば250μmである場合を想定しているが、これに限定されず、三角波に含まれる正三角形の一辺の長さL4は、例えば100μmや500μmであってもよい。上記したように、人間の目の分解能の観点、および、視認性の観点の両方を鑑みると、上記した長さL4は、100μm以上300μm以下であることが好ましい。
図15は、図14の点線で囲まれる領域a5を拡大して示す拡大図である。
図15に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bは、図13の場合と同様に、当該境界Bを挟んで検出領域A1側に配置され、方向D1または方向D2に沿って並んでいる円形の開口部OPの外周に沿って湾曲する複数の第3湾曲部C3を含む。なお、第3湾曲部C3は、境界Bを挟んで非検出領域A2側に配置されている円形のダミー電極Dxと接している。
図15に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bは、図13の場合と同様に、当該境界Bを挟んで検出領域A1側に配置され、方向D1または方向D2に沿って並んでいる円形の開口部OPの外周に沿って湾曲する複数の第3湾曲部C3を含む。なお、第3湾曲部C3は、境界Bを挟んで非検出領域A2側に配置されている円形のダミー電極Dxと接している。
図14および図15に示すように、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが三角波状であって、三角波に含まれる三角形が第1方向Xに連続して並ぶような形状である場合に、境界Bの垂直方向から外光が入射した場合、入射した光は、境界Bを形作る検出電極Rxのテーパ側面にはあたらず、境界Bを形作る検出電極Rxのテーパ側面では反射されないことになる。このため、境界Bが観察者によって視認されてしまうことを抑制することが可能であり、見栄えを良くすることができるという利点を得ることが可能である。
図16は、図17に示す変形例を説明するために、図15の拡大図の一部をさらに拡大して示す拡大図であり、図17は、本実施形態における検出領域A1と非検出領域A2との境界Bの形状の変形例を示す模式図である。
本願発明者らの検討によれば、境界Bが第3湾曲部C3により形作られている場合、図16の点線で囲まれる単位面積当たりの導電膜の占有率が50%を超えてしまうことが分かっている。図10および図11においても説明したように、本願発明者らの検討によれば、単位面積当たりの導電膜の占有率は50%に近い程、境界Bが視認され辛いことが分かっている。
検出電極Rxに形成される円形の開口部OPと、非検出領域A2に形成されるダミー電極Dxとを、最密充填構造に沿った方向、つまり、第1方向X、方向D1および方向D2のいずれかに沿った方向に切ることで、境界Bを、図17に示すような形状にすることが可能である。これによれば、図17の点線で囲まれる単位面積当たりの導電膜の占有率を50%にすることが可能である。つまり、観察者によって境界Bが視認されてしまうことをさらに抑制することが可能であり、見栄えをさらに良くすることが可能である。
以上説明した実施形態では、検出領域A1(検出電極Rx)に形成される開口部OPと、非検出領域A2に形成されるダミー電極Dxとが円形である場合を想定している。開口部OPおよびダミー電極Dxが多角形状である場合、入射した外光がこれらにあたって反射する際に指向性を持たせてしまう可能性があるが、開口部OPおよびダミー電極Dxが円形である場合、反射に際して指向性を持たせてしまうことを抑制することが可能である。これによれば、開口部OPおよびダミー電極Dxが多角形状である場合に比べて、境界Bが視認されてしまうことを抑制することが可能である。
以上説明した実施形態によれば、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが直線状でない検出装置(表示パネルPNL)および当該検出装置を備えた表示装置DSPを実現することが可能であるので、検出領域A1と非検出領域A2との境界Bが観察者によって視認されてしまうことを抑制し、見栄えの良い検出装置および表示装置を提供することができる。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。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、若しくは設計変更を行ったもの、または、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、上述の各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、本明細書の記載から明らかなもの、また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。
A1…検出領域、A2…非検出領域、B…境界、Rx…検出電極、OP…開口部、Dx…ダミー電極。
Claims (12)
- 基板と、
前記基板の上に設けられ、第1方向に延在し、前記第1方向と交差する第2方向に間隔をあけて並ぶ複数のセンサ電極と、
を具備し、
前記複数のセンサ電極は、前記第1方向に延在する複数の検出領域と、前記複数の検出領域と前記第2方向において互いに隣接する複数の非検出領域とを形成し、
前記検出領域と前記非検出領域との境界は直線状でない、検出装置。 - 前記検出領域には、平面視において円形の開口部が多数形成され、前記非検出領域には、前記開口部と同一形状のダミー電極が多数形成され、
前記多数の開口部と前記多数のダミー電極とは、最密充填構造の関係性を有して配置されている、
請求項1に記載の検出装置。 - 前記検出領域と前記非検出領域との境界は平面視において矩形波状である、
請求項2に記載の検出装置。 - 前記矩形波状の境界を構成する複数の矩形において、前記第1方向の長さと、前記第2方向の長さと、ある矩形から前記第1方向に並ぶ次の矩形までの長さとは同一である、
請求項3に記載の検出装置。 - 前記矩形波状の境界のうち、第1境界は前記第1方向に延出し、前記第1境界を挟んで、前記検出領域側には半円の開口部が形成され、前記非検出領域側には半円のダミー電極が形成され、
前記矩形波状の境界のうち、前記第1境界とは異なる方向に延出する第2境界は、前記第1境界上に位置する前記半円の開口部と前記第1方向に隣接する円形の第1開口部、または、前記第1開口部と同じ行に並んでいる開口部であって、前記非検出領域側に向かって並んでいる第2開口部の外周に沿って湾曲する第1湾曲部と、前記第1開口部または前記第2開口部と前記最密充填構造の関係性を保持する方向に隣接する円形の第3開口部の外周に沿って湾曲し、前記第2方向に隣接する第1湾曲部同士を接続する第2湾曲部と、を含む、
請求項3または請求項4に記載の検出装置。 - 前記矩形波状の境界のうち、第1境界は前記第1方向に延出し、前記第1境界を挟んで、前記検出領域側には半円の開口部が形成され、前記非検出領域側には半円のダミー電極が形成され、
前記矩形波状の境界のうち、前記第1境界とは異なる方向に延出する第2境界は、前記最密充填構造の関係性を保持するいずれかの方向に沿って延出する、
請求項3または請求項4に記載の検出装置。 - 前記検出領域と前記非検出領域との境界は平面視において三角波状である、
請求項2に記載の検出装置。 - 前記三角波状の境界に含まれる複数の三角形は正三角形であり、
前記三角波状の境界に含まれる複数の正三角形において、一辺の長さと、ある正三角形から前記第1方向に並ぶ次の正三角形までの長さとは同一である、
請求項7に記載の検出装置。 - 前記三角波状の境界のうち、第3境界は前記第1方向に延出し、前記第3境界を挟んで、前記検出領域側には半円の開口部が形成され、前記非検出領域側には半円のダミー電極が形成され、
前記三角波状の境界のうち、前記正三角形の一辺に相当する第4境界は、前記最密充填構造の関係性を保持する方向に沿って並んでいる円形の開口部の外周に沿って湾曲する第3湾曲部を含む、
請求項8に記載の検出装置。 - 前記三角波状の境界に含まれる複数の三角形は正三角形であり、
前記三角波状の境界に含まれる複数の正三角形は前記第1方向に連続して並んでいる、
請求項7に記載の検出装置。 - 前記三角波状の境界のうち、前記正三角形の一辺に相当する境界は、前記最密充填構造の関係性を保持する方向に沿って延出する、
請求項10に記載の検出装置。 - 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の検出装置と、
前記センサ電極に対向し、駆動電極としても機能する共通電極と、
前記共通電極に対向する画素電極と、
前記共通電極と前記画素電極との間に生じる電界によって配向が制御される液晶層と、
を具備する、表示装置。
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