JP5865285B2 - タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
1.実施形態(タッチ検出機能付き表示装置)
1−1.実施形態1
1−2.実施形態2
1−3.実施形態3
1−4.実施形態4
1−5.実施形態5
1−6.実施形態の変形例
2.適用例(電子機器)
上記実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が電子機器に適用されている例
3.本開示の構成
[構成例]
(全体構成例)
図1は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示デバイス10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、駆動電極ドライバ14と、タッチ検出部40とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示デバイス10がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20と静電容量型のタッチ検出デバイス30とを一体化した、装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス10は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス20の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス30を装着した、装置であってもよい。なお、液晶表示デバイス20は、例えば、有機EL表示デバイスであってもよい。
タッチ検出デバイス30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Vdetを出力する。図1〜図6を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置1におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図2は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図3は、図2に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図4は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図5は、図4に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図6は、駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
図7及び図8は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図7に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、モジュールへ実装するにあたり、ガラス基板のTFT基板21上に上述した駆動電極ドライバ14を形成してもよい。
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。図9は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。図10は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配置を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示デバイス10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板3と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された液晶層6とを備えている。
続いて、実施形態1のタッチ検出機能付き表示装置1の動作及び作用について説明する。
制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14、及びタッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ12は、表示期間Bにおいて、液晶表示デバイス20に走査信号Vscanを供給し、表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する。ソースドライバ13は、表示期間Bにおいて、ゲートドライバ12により選択された1水平ラインを構成する各画素Pixに、画素信号Vpixを供給する。
次に、タッチ検出機能付き表示装置1の詳細動作を説明する。図12は、実施形態1に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。図12に示すように、液晶表示デバイス20は、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、走査線GCLのうちの、隣接する(n−1)行目、n行目、(n+1)行目の走査線GCL1水平ラインずつ順次走査して表示を行う。同様に、駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス10の、駆動電極COMLのうちの、隣接する(m−1)列目、m列目、(m+1)列目に供給する。
図13は、実施形態1に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。図13に示すように、実施形態1に係るタッチ検出電極TDLは、対向基板3と平行な平面上で画素配列方向Dy(第1方向)に延在する複数の導電性細線MLを含む。導電性細線MLの端部MLeで第1導通部TDB1を介して接続され、導電性細線ML同士は、領域TDAに属する。領域TDAにおいて、複数の導電性細線MLは導通し、かつ互いに一定の間隔を有して延在する。複数の領域TDAは、互いに一定の間隔を有して延在している。複数の領域TDAは、第1導通部TDB1同士が第2導通部TDB2を介して接続され導通している。第2導通部TDB2は、検出配線TDGを介して図1に示すタッチ検出部40に接続される。また、第1導通部TDB1及び第2導通部TDB2は、導電性細線MLと同じ材料で形成される。上記の構成により、導電性細線MLが認識し難くなると同時に、一定の範囲に対して複数の導電性細線MLでタッチ検出を行うため、タッチ検出を行う際の抵抗を低くすることができる。
画素Pixは、上記のように、走査線GCLに平行な方向及び信号線SGLに平行な方向に沿って行列状に配置されている。走査線GCL及び信号線SGLがブラックマトリックスで覆われている場合は、ブラックマトリックスが光の透過を抑制する。走査線GCL及び信号線SGLがブラックマトリックスで覆われていない場合は、走査線GCL及び信号線SGLが光の透過を抑制する。実施形態1において走査線GCLに平行な方向に沿った、画素直交方向Dxと平行な複数の直線状の模様であって、周期性を有する模様が、表示領域Ad上に現れやすくなる。また、信号線SGLに平行な方向に沿った、画素配列方向Dyと平行な複数の直線状の模様によって、周期性を有する模様が、表示領域Ad上に現れやすくなる。このため、表示領域Adの表面に対して垂直な方向に、タッチ検出電極TDLを重ねた場合、表示領域上のカラーフィルタ層、走査線又は信号線のパターンと、タッチ検出電極TDLのパターンが干渉し、明暗模様を形成することで、モアレ又はスジなどが視認される可能性がある。
次に、実施形態2に係るタッチ検出機能付き表示装置1について説明する。図17は、実施形態2に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
次に、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1について説明する。図18は、実施形態3に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。なお、上述した実施形態1及び2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図19は、実施形態3の変形例に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。タッチ検出電極TDLは、隣り合う導電性細線MLの配列ピッチを、画素直交方向Dx方向に同じ位置にある、ダミー電極TDDの配列ピッチPa、Pb及びPcのいずれかに合わせて、配列してもよい。例えば、図19に示すように、タッチ検出電極TDLは、隣り合う導電性細線MLの配列ピッチが部分的に配列ピッチPa及び配列ピッチPbを含む。このように、導電性細線の配列ピッチが変わる場合、細線片Ua及び細線片Ubとの間にギャップが生じる。細線片Ua及び細線片Ubとの間のギャップは、細線片Ua及び細線片Ubと同じ材料の導電部TDC1、TDC2で接続される。以上の構造により、ダミー電極TDDの電極パターンは、タッチ電極TDLのパターンとより近くなり、ダミー電極TDD及びタッチ電極TDLが視認される可能性が低くなる。
次に、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置1について説明する。図20は、実施形態4に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。なお、上述した実施形態1、2及び3で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図21は、実施形態4の変形例に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。導電性細線MLは、屈曲部TDC、屈曲部TDC1、屈曲部TDC、屈曲部TDC2の順ごとに画素配列方向Dyに対してなす角、所定の角度θc、θb、θc、θaで折り返されている。上述したように、導電性細線DL11及び導電性細線DL22の屈曲部TDDCは、画素配列方向Dyに対しなす角、所定の角度θbで折り返されている。導電性細線DL12及び導電性細線DL21の屈曲部TDDCは、画素配列方向Dyに対しなす角、所定の角度θaで折り返されている。この構造により、画素直交方向Dxでみたときに、導電性細線MLが屈曲部TDCにおいて画素配列方向Dyに対しなす角度は、導電性細線DL11及び導電性細線DL22の屈曲部TDDCにおいて画素配列方向Dyに対しなす角度と、同じ配置となる。以上の構造により、ダミー電極TDDの電極パターンは、タッチ電極TDLのパターンとより近くなり、ダミー電極TDD及びタッチ電極TDLが視認される可能性が低くなる。
次に、実施形態5に係るタッチ検出機能付き表示装置1について説明する。図22は、実施形態5に係るタッチ検出電極及びダミー電極の配置を表す模式図である。なお、上述した実施形態1、2、3及び4で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
以下に、実施形態1、2、3、4、5及び変形例(以下、本実施形態という)に適用可能な構成の変形例について説明する。なお、上述した実施形態1、2、3、4及び5で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図25は、本実施形態に係る画素配列方向を説明するための模式図である。
次に、図30〜図42を参照して、実施形態及び変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置1の適用例について説明する。図30〜図42は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置又は表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図30に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及びフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
図33及び図34に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523及びシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
図35に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部531、この本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタート/ストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
図36に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有しており、表示部543は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
図37〜図42に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554、サブディスプレイ555、ピクチャーライト556及びカメラ557を有している。そのディスプレイ554又はサブディスプレイ555は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
図42に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体561の表面に表示部562を有している。この表示部562は、本実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
また、本開示は、以下の構成をとることもできる。
前記基板の表面と平行な面に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、前記第1方向と異なる方向に延びる細線片を複数含み、第2導電性細線が前記細線片の間にあるスリットで分割されており、
前記スリットが重なり合う前記表示領域の色領域が、当該スリットに前記第1方向と直交する第2方向に最も近いスリットが重なり合う前記表示領域の色領域と異なる色である、タッチ検出機能付き表示装置。
前記第2方向に第1の配列ピッチで配置された第1細線片と、
前記第2方向に前記第1の配列ピッチとは異なる間隔である第2の配列ピッチで配列された第2細線片とを含み、
前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記スリットで分割されている、前記(1)又は前記(2)に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
前記基板の表面と平行な面に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、画素配列方向と平行に複数あり、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ前記第1方向と直交する第2方向に第1の配列ピッチで配置された第1細線片と、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ前記第1細線片と前記第1方向の長さが同じであって、前記第2方向に前記第1の配列ピッチとは異なる間隔である第2の配列ピッチで配列された第2細線片とを含み、
前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記第1方向に重なり合わないように並び、前記第1細線片の1つの端部と、前記第2細線片の1つの端部が、前記第2方向に位置し、かつ重なり合わないことでスリットになり分割されている、タッチ検出機能付き表示装置。
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示デバイス
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20 液晶表示デバイス
21 TFT基板
22 画素電極
24 絶縁層
30 タッチ検出デバイス
31 ガラス基板
32 カラーフィルタ
32R、32G、32B、32W 色領域
35 偏光板
40 タッチ検出部
Ad 表示領域
COML 駆動電極
Dx 画素直交方向
Dy 画素配列方向
GCL 走査線
mesh1、mesh2 包囲領域
ML、ML1、ML2、 導電性細線(第1導電性細線)
DL、DL10、DL11、DL12、DL13、DL20、DL21、DL22、DL23、DL30、DL31、DL32、DL33、DL40、DL41、DL42、DL43 導電性細線(第2導電性細線)
Pix 画素
SGL 信号線
SPix 副画素
St スリット
TDA 検出領域
TDC 屈曲部
TDD ダミー電極
TDG 検出配線
TDL タッチ検出電極
TDX 交差部
Claims (11)
- 基板と、
前記基板の表面と平行な面に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、前記第1方向と異なる方向に延びる細線片を複数含み、第2導電性細線が前記細線片の間にあるスリットで分割されており、
前記スリットが重なり合う前記表示領域の色領域が、当該スリットに前記第1方向と直交する第2方向に最も近いスリットが重なり合う前記表示領域の色領域と異なる色である、タッチ検出機能付き表示装置。 - 前記スリットが重なり合う前記表示領域の色領域が、当該スリットに前記第1方向に最も近いスリットが重なり合う前記表示領域の色領域と異なる色である、請求項1に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
- 前記第2導電性細線は、前記第1方向と平行に複数あり、
前記第2方向に第1の配列ピッチで配置された第1細線片と、
前記第2方向に前記第1の配列ピッチとは異なる間隔である第2の配列ピッチで配列された第2細線片とを含み、
前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記スリットで分割されている、請求項1又は請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記第1方向の長さが同じである、請求項3に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
- 前記第1導電性細線は、画素配列方向と平行に複数あり、隣り合う第1導電性細線の配列ピッチが、前記第1の配列ピッチと、前記第2の配列ピッチとを部分的に含むように、配置されている、請求項3又は請求項4に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
- 前記第2導電性細線は、第1端部と第2端部とを結んだ直線状の前記細線片を複数含み、隣り合う直線状の前記細線片のうち一方の直線状の細線片における前記第2端部と他方の直線状の細線片における前記第1端部とが接続される部分を屈曲部として含み、前記一方の直線状の細線片が前記第1方向に対して角度を有して延び、他方の直線状の細線片が前記屈曲部で前記第1方向に対する角度が変わるように前記一方の直線状の細線片と異なる方向に延びている、
請求項1又は請求項2に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 - 前記屈曲部における前記第1方向に対する角度を第1角度とした場合、当該屈曲部から前記第1方向に最も近い屈曲部における、前記第1方向に対する角度が第1角度とは異なる第2角度を有する、請求項6に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
- 前記第1導電性細線は、交差部を有する網目状になっており、前記第2導電性細線は、前記交差部に対応する部分が前記スリットになっている、請求項1から7のいずれか1項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
- 基板と、
前記基板の表面と平行な面に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、画素配列方向と平行に複数あり、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ前記第1方向と直交する第2方向に第1の配列ピッチで配置された第1細線片と、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ前記第1細線片と前記第1方向の長さが同じであって、前記第2方向に前記第1の配列ピッチとは異なる間隔である第2の配列ピッチで配列された第2細線片とを含み、
前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記第1方向に重なり合わないように並び、前記第1細線片の1つの端部と、前記第2細線片の1つの端部が、前記第2方向に位置し、かつ重なり合わないことでスリットになり分割されている、タッチ検出機能付き表示装置。 - タッチ検出機能付き表示装置を備え、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
基板と、
前記基板の表面と平行な面に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、前記第1方向と異なる方向に延びる細線片を複数含み、第2導電性細線が前記細線片の間にあるスリットで分割されており、
前記スリットが重なり合う前記表示領域の色領域が、当該スリットに前記第1方向と直交する第2方向に最も近いスリットが重なり合う前記表示領域の色領域と異なる色である、電子機器。 - タッチ検出機能付き表示装置を備え、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
基板と、
前記基板の表面と平行な面上の第1方向に、複数の色領域で構成される画素が行列状に配置される表示領域と、
前記基板の表面と平行な面に延在する第1導電性細線を含む、タッチ検出電極と、
前記基板の表面に垂直な方向において前記第1導電性細線がない領域に設けられ第2導電性細線を複数含む、ダミー電極と、
前記タッチ検出電極に対して静電容量を有する駆動電極と、
前記表示領域に画像を表示する機能を有する表示機能層と、を含み、
前記第2導電性細線は、画素配列方向と平行に複数あり、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ第2方向に第1の配列ピッチで配置された第1細線片と、
前記第1方向と異なる方向に延びる部分を有し、かつ前記第1細線片と前記第1方向の長さが同じであって、前記第2方向に前記第1の配列ピッチとは異なる間隔である第2の配列ピッチで配列された第2細線片とを含み、
前記第1細線片と、前記第2細線片とは、前記第1方向に重なり合わないように並び、前記第1細線片の1つの端部と、前記第2細線片の1つの端部が、前記第2方向に位置し、かつ重なり合わないことでスリットになり分割されている、電子機器。
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