JP6329817B2 - センサ付き表示装置 - Google Patents
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Description
上記角度φ1と上記角度φ2は、互いに異なる。上記角度θ1と上記角度θ2は、2以上の整数であってM1≠N1,M2≠N2,M1:N1≠M2:N2である整数M1,N1,M2,N2を用いた以下の式をそれぞれ満たす。
θ1=atan[(N1×d2)/(M1×d1)]
θ2=atan[(N2×d2)/(M2×d1)]
上記角度φ1と上記角度φ2は、2以上の整数であってm1≠n1,m2≠n2,m1:n1≠m2:n2である整数m1,n1,m2,n2を用いた以下の式をそれぞれ満たす。
φ1=atan[(n1×d2)/(m1×d1)]
φ2=atan[(n2×d2)/(m2×d1)]
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であっ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す場合があるが、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、同一又は類似の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。
検出電極Rxは、第2絶縁基板20の外面側に形成されている。すなわち、本実施形態において、上記の検出面は、第2絶縁基板20の外面側に位置する。この検出電極Rxの詳細な構造については後述する。
液晶表示装置DSPは、さらに、非表示領域NDAに配置された共通電極駆動回路CDを備える。分割電極Cのそれぞれは、共通電極駆動回路CDに電気的に接続されている。共通電極駆動回路CDは、共通電極CEに対して、各副画素SPXを駆動するためのコモン駆動信号(第1駆動信号)、及び、センサSEを駆動するためのセンサ駆動信号(第2駆動信号)を選択的に供給する。例えば共通電極駆動回路CDは、表示領域DAに画像を表示する表示駆動時にコモン駆動信号を供給し、検出面への物体の近接又は接触を検出するセンシング駆動時にセンサ駆動信号を供給する。
センサ駆動信号Vwを供給した後、図8に示すように、検出回路RCは、検出電極Rxの各々からセンサ出力値Vrを読み取る。このセンサ出力値Vrは、例えば、検出電極Rx自体の容量に蓄えられた電荷量に相当する。このようなセンサ出力値Vrは、X−Y平面(検出面)内に配列された各検出電極Rxのうち、指との間の容量Cxが発生している検出電極Rxと、その他の検出電極Rxとで異なる値となる。したがって、検出回路RCは、各検出電極Rxのセンサ出力値Vrに基づいて、X−Y平面内での指の2次元位置情報を検出することができる。
検出電極Rxは、金属材料によって形成された細線片(後述する細線片T)を組み合わせて構成される電極パターン(後述する電極パターンPT)を有する。細線片の材料としては、例えばアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、クロム(Cr)、或いはこれらを含む合金を用いることができる。細線片の幅は、各画素の透過率を著しく低下させず、且つ断線し難い程度に定めることが好ましい。一例として、細線片の幅は、3μm以上かつ10μm以下の範囲内で定める。
第1ラインL1及び第2ラインL2の延出方向DL1,DL2の第1方向D1に対する角度θ1,θ2、第1ラインL1及び第2ラインL2が配列されるピッチP1,P2は、以下の条件1、条件2が満足されるように定められる。
第1ラインL1及び第2ラインL2が、第1単位長さd1に2以上の第1整数M(M≧2)を乗じた値と、第2単位長さd2に第1整数Mと異なる2以上の第2整数N(N≧2,M≠N)を乗じた値との比の逆正接(atan)に相当する角度(θ1,θ2)だけ第1方向D1に対して傾く。
格子GRDを規定するためには、第1ラインL1の傾きを定めるにあたっての第1整数M及び第2整数Nの組み合わせと、第2ラインL2の傾きを定めるにあたっての第1整数M及び第2整数Nの組み合わせとが異なる必要がある。第1ラインL1の傾きを定めるにあたっての第1整数M及び第2整数Nをそれぞれ第1整数M1(M1≧2)及び第2整数N1(N1≧2,M1≠N1)と定義し、第2ラインL2の傾きを定めるにあたっての第1整数M及び第2整数Nをそれぞれ第1整数M2(M2≧2)及び第2整数N2(N2≧2,M2≠N2)と定義すると、条件1は以下の式(1)(2)によって表すことができる。
θ1=atan[(N1×d2)/(M1×d1)]…(1)
θ2=atan[(N2×d2)/(M2×d1)]…(2)
但し、M1:N1≠M2:N2である。
格子GRDにおいて、各第1ラインL1と各第2ラインL2の交点の配列方向Dsが、第1単位長さd1に2以上の第1整数m(m≧2)を乗じた値と、第2単位長さd2に第1整数mと異なる2以上の第2整数n(n≧2,m≠n)を乗じた値との比の逆正接(atan)に相当する角度だけ第1方向D1から傾く。
φ1=atan[(n1×d2)/(m1×d1)]…(3)
φ2=atan[(n2×d2)/(m2×d1)]…(4)
但し、m1:n1≠m2:n2である。
以上の条件1,2が満たされるように、角度θ1,θ2及び各ピッチP1,P2が定められる。
先ず、条件1を採用する理由につき、図13及び図14を用いて説明する。図13は、細線片Ta,Tbと同程度の幅を有する直線状の金属線を互いに平行に所定ピッチで複数本並べた電極パターンを、タイプ(A),(B)の液晶表示パネルPNL上に配置し、モアレを評価した結果を示す。タイプ(A)の液晶表示パネルPNLは、図12に示したように、赤色の副画素SPXR、緑色の副画素SPXG、青色の副画素SPXBをX方向に配列した単位画素PXが、X方向及びY方向に沿ってマトリクス状に配列された表示領域DAを有する。タイプ(A)における単位画素PXの第1単位長さd1及び第2単位長さd2は、いずれも90μmである。図12の説明にて上述した通り、タイプ(A)においては、第1方向D1がY方向と一致し、第2方向D2がX方向と一致する。
[実施例1]
図16は、実施例1に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。この図においては、電極パターンPTに加えて、電極パターンPTを有する検出電極Rxが設けられる液晶表示パネルPNLの表示領域DAを示している。この表示領域DAにおいては、赤色の副画素SPXR、緑色の副画素SPXG、青色の副画素SPXB、白色の副画素SPXWを含む単位画素PXがX方向及びY方向に沿ってマトリクス状に配列されている。
図17は、実施例2に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図17の左方に示す単位パターンU2を、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds1)及びセルCLの他の対角線方向(配列方向Ds2)に沿って配列して構成される。
図18は、実施例3に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図18の左方に示す単位パターンU3a,U3bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds1)に沿って並ぶ複数の単位パターンU3aと、この対角線方向に沿って並ぶ複数の単位パターンU3bとを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds2)に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば配列方向Ds1に連続する2つの単位パターンU3bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU3bでは細線片Tb4として用いられ、他方の単位パターンU3bでは細線片Tb5として用いられることで、これら単位パターンU3bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU3bは、4つの単位パターンU3aと隣り合う。単位パターンU3bの輪郭は、これら4つの単位パターンU3aの輪郭と細線片Ta5,Ta6,Tb3,Tb6を共用して形成されている。
図19は、実施例4に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図19の左方に示す単位パターンU4a,U4bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDを構成する第1ラインL1の延出方向DL1に沿って並ぶ複数の単位パターンU4aと、この延出方向DL1に沿って並ぶ複数の単位パターンU4bとを、第2ラインL2の延出方向DL2に連続する3つのセルCLにて構成される矩形の対角線方向Ds5に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば第1ラインL1の延出方向DL1に連続する2つの単位パターンU4bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU4bでは細線片Tb5として用いられ、他方の単位パターンU4bでは細線片Tb8として用いられることで、これら単位パターンU4bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU4bは、4つの単位パターンU4aと隣り合う。単位パターンU4bの輪郭は、これら4つの単位パターンU4aの輪郭と細線片Ta5,Ta6,Ta7,Ta8,Tb6,Tb7を共用して形成されている。
図20は、実施例5に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図20の左方に示す単位パターンU5を、第1ラインL1の延出方向DL1、及び、第2ラインL2の延出方向DL2に連続する3つのセルCLにて構成される矩形の対角線方向Ds5に沿って配列したパターンである。
図21は、実施例6に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds2)に屈曲しながら延びる検出線Wを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds1)に沿って所定ピッチで配列して構成される。検出線Wは、図21の左方に示す単位パターンU6を、端部同士を接続して配列方向Ds2に配列することにより構成される。
図22は、実施例7に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図22の左方に示す単位パターンU7を、格子GRDを構成する第1ラインL1の延出方向DL1及び格子GRDを構成する第2ラインL2の延出方向DL2に沿って配列して構成される。単位パターンU7は、連続する2本の第1ラインL1と、連続する2本の第2ラインL2とで構成されるセルCLにおいて、向かい合う2辺にそれぞれ細線片Ta1,Ta2が配置されるとともに、向かい合う他の2辺に細線片Tb1,Tb2が配置されたパターンである。このように、単位パターンU7は、細線片Tにて閉じられている。図22に示した例においては、第1ラインL1から第2ラインL2までの時計回りの角度が鈍角(反時計回りの角度が鋭角)となるように第1ラインL1と第2ラインL2が交わっており、且つピッチP1,P2が等しい。したがって、単位パターンU7は菱形である。
図23は、実施例8に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図23の左方に示す単位パターンU8a,U8bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds1)に沿って並ぶ複数の単位パターンU8aと、この対角線方向に沿って並ぶ複数の単位パターンU8bとを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds2)に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば配列方向Ds1に連続する2つの単位パターンU8bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU8bでは細線片Tb4として用いられ、他方の単位パターンU8bでは細線片Tb5として用いられることで、これら単位パターンU8bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU8bは、4つの単位パターンU8aと隣り合う。単位パターンU8bの輪郭は、これら4つの単位パターンU8aの輪郭と細線片Ta5,Ta6,Tb3,Tb6を共用して形成されている。
図24は、実施例9に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図24の左方に示す単位パターンU9a,U9bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDを構成する第2ラインL2の延出方向DL2に沿って並ぶ複数の単位パターンU9aと、この延出方向DL2に沿って並ぶ複数の単位パターンU9bとを、第1ラインL1の延出方向DL1に連続する3つのセルCLにて構成される四角形の対角線方向Ds6に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば第2ラインL2の延出方向DL2に連続する2つの単位パターンU9bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Taが、一方の単位パターンU9bでは細線片Ta5として用いられ、他方の単位パターンU9bでは細線片Ta7として用いられることで、これら単位パターンU9bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU9bは、4つの単位パターンU9aと隣り合う。単位パターンU9bの輪郭は、これら4つの単位パターンU9aの輪郭と細線片Ta6,Ta8,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8を共用して形成されている。
図25は、実施例10に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図25の左方に示す単位パターンU10を、第2ラインL2の延出方向DL2、及び、第1ラインL1の延出方向DL1に連続する3つのセルCLにて構成される四角形の対角線方向Ds6に沿って配列したパターンである。
図26は、実施例11に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図26の左方に示す単位パターンU11を、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds2)、及び、第1ラインL1の延出方向DL1に連続する2つのセルCLにて構成される四角形の対角線方向Ds7に沿って配列したパターンである。
図27は、実施例12に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図27の左方に示す単位パターンU12a,U12bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds1)に沿って並ぶ複数の単位パターンU12aと、この対角線方向に沿って並ぶ複数の単位パターンU12bとを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds2)に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU12bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Taと1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU12bでは細線片Ta5,Tb5として用いられ、他方の単位パターンU12bでは細線片Ta7,Tb7して用いられることで、これら単位パターンU12bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU12bは、4つの単位パターンU12aと隣り合う。単位パターンU12bの輪郭は、これら4つの単位パターンU12aの輪郭と細線片Ta6,Ta8,Tb6,Tb8を共用して形成されている。
図28は、実施例13に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図28の左方に示す単位パターンU13a,U13bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds2)に沿って並ぶ複数の単位パターンU13aと、この対角線方向に沿って並ぶ複数の単位パターンU13bとを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds1)に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU13bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU13bでは細線片Tb5として用いられ、他方の単位パターンU13bでは細線片Tb10として用いられることで、これら単位パターンU13bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU13bは、4つの単位パターンU13aと隣り合う。単位パターンU13bの輪郭は、これら4つの単位パターンU13aの輪郭と細線片Ta7,Ta8,Ta9,Ta10,Tb6,Tb7,Tb8,Tb9を共用して形成されている。
図29は、実施例14に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、図29の左方に示す単位パターンU14a,U14bを組み合わせて構成される。具体的には、電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds2)に沿って並ぶ複数の単位パターンU14aと、この対角線方向に沿って並ぶ複数の単位パターンU14bとを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds1)に沿って交互に配置したパターンである。
また、例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU14bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Taが、一方の単位パターンU14bでは細線片Ta3として用いられ、他方の単位パターンU14bでは細線片Ta6として用いられることで、これら単位パターンU14bの輪郭が形成されている。
また、単位パターンU14bは、4つの単位パターンU14aと隣り合う。単位パターンU14bの輪郭は、これら4つの単位パターンU14aの輪郭と細線片Ta4,Ta5,Tb5,Tb6を共用して形成されている。
図30は、実施例15に係る電極パターンPTの一部を示す模式図である。本実施例に係る電極パターンPTは、格子GRDに含まれるセルCLの対角線方向(配列方向Ds2)に沿って屈曲しながら延びる検出線Wを、セルCLの他の対角線方向(配列方向Ds1)に沿って所定ピッチで配列して構成される。検出線Wは、図30の左方に示す単位パターンU15を、端部同士を接続して配列方向Ds2に沿って配列することで構成される。
なお、上述のダミー電極DRとしては、例えば検出電極Rxに用いた電極パターンPTと同様のパターンを用いることができる。この場合、ダミー電極DRにおけるパターンを電気的にフローティング状態とすべく、例えば各細線片の端部同士が非接続となるように当該パターンを形成してもよい。
これらの他にも、本実施形態からは種々の好適な作用が得られる。
(変形例1)
表示領域DAにおける画素配列の態様は、図12及び図14に示したものに限られない。本変形例においては、図31を用いて表示領域DAにおける画素配列の他の態様について説明する。図31に示す表示領域DAにおいては、赤色の副画素SPXR、緑色の副画素SPXG、青色の副画素SPXBがX方向及びY方向に沿ってマトリクス状に配列されている。各副画素SPXR,SPXG,SPXBは、X方向及びY方向のそれぞれにおいて、同一の色に対応するものが連続しないように配置されている。1つの単位画素PXは、X方向に連続する副画素SPXR及び副画素SPXGと、この副画素SPXRの下方に位置する副画素SPXBとによって構成される。
本変形例においては、図32を用いて表示領域DAにおける画素配列のさらに他の態様について説明する。図32に示す表示領域DAにおいては、赤色の副画素SPXR、緑色の副画素SPXG、青色の副画素SPXB、白色の副画素SPXWがX方向及びY方向に沿ってマトリクス状に配列されている。この表示領域DAは、2種類の単位画素PX1,PX2を含む。単位画素PX1は、X方向に並ぶ副画素SPXR,SPXG,SPXBによって構成される。単位画素PX2は、X方向に並ぶ副画素SPXR,SPXG,SPXWによって構成される。単位画素PX1,PX2は、X方向において交互に配置される。また、単位画素PX1,PX2は、Y方向においても交互に配置される。
上記実施形態においては、2種類の細線片Ta,Tbによって電極パターンPTが形成されるとした。しかしながら、より多くの種類の細線片Tを用いて電極パターンPTが形成されてもよい。
その他、上記実施形態或いはその変形例として開示した各構成を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。例えば、電極パターンPTは上記実施形態或いはその変形例にて開示した技術思想に基づいて設計された部分を含めばよく、実際の製品はその製造過程で生じる誤差や僅かな設計変更に起因して本発明の範囲から外れるものではない。
また、上記実施形態或いはその変形例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、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
Claims (9)
- それぞれ異なる色に対応する複数の副画素で構成される単位画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する表示パネルと、
前記表示領域と平行な検出面に配置された導電性の細線片にて構成され、前記検出面への物体の近接又は接触を検出するための検出電極と、
を備え、
前記検出電極は、前記検出面内で互いに平行に延びる複数の第1ラインと、各第1ラインと交わって交点を形成するとともに前記検出面内で互いに平行に延びる複数の第2ラインとで規定される格子において、隣り合う交点間に前記細線片を選択的に配置して構成される電極パターンを有し、
前記第1ラインの第1延出方向は、第1方向に対して角度θ1で傾き、前記第2ラインの第2延出方向は、前記第1方向に対して角度θ2で傾き、前記格子の第1対角線方向は、前記第1方向に対して角度φ1で傾き、前記格子の第2対角線方向は、前記第1方向に対して角度φ2で傾き、
前記第1方向は、前記複数の副画素のうち人間の視感度が最も高い副画素が前記表示領域において並ぶ方向であり、
前記単位画素は、前記第1方向において第1単位長さd1を有するとともに、前記第1方向と直交する第2方向において第2単位長さd2を有し、
前記角度θ1と前記角度θ2は、互いに異なり、
前記角度φ1と前記角度φ2は、互いに異なり、
前記角度θ1と前記角度θ2は、2以上の整数であってM1≠N1,M2≠N2,M1:N1≠M2:N2である整数M1,N1,M2,N2を用いた以下の式をそれぞれ満たし、
θ1=atan[(N1×d2)/(M1×d1)]
θ2=atan[(N2×d2)/(M2×d1)]
前記角度φ1と前記角度φ2は、2以上の整数であってm1≠n1,m2≠n2,m1:n1≠m2:n2である整数m1,n1,m2,n2を用いた以下の式をそれぞれ満たす、
φ1=atan[(n1×d2)/(m1×d1)]
φ2=atan[(n2×d2)/(m2×d1)]
センサ付き表示装置。 - 前記整数M1と前記整数N1の差の絶対値、前記整数M2と前記整数N2の差の絶対値、前記整数m1と前記整数n1の差の絶対値、前記整数m2と前記整数n2の差の絶対値が1である、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記電極パターンは、前記格子において、前記第1ラインに沿って隣り合う交点間、及び、前記第2ラインに沿って隣り合う交点間に前記細線片を選択的に配置したパターンである、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記電極パターンは、前記格子において、前記第1ラインに沿って隣り合う交点間、前記第2ラインに沿って隣り合う交点間、及び、前記第1対角線方向又は前記第2対角線方向に沿って隣り合う交点間に前記細線片を選択的に配置したパターンである、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記電極パターンは、複数の前記細線片にて閉じられた輪郭の単位パターンを複数含み、
隣り合う前記単位パターンの輪郭は、少なくとも1つの前記細線片を共有する、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記電極パターンは、複数の前記細線片にて閉じられた輪郭の複数種類の単位パターンを含み、
前記複数種類の単位パターンの輪郭は、それぞれ異なる形状である、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記電極パターンは、前記第1ラインに沿って隣り合う交点間に配置された前記細線片と、前記第2ラインに沿って隣り合う交点間に配置された前記細線片とを端部同士を接続して前記第1対角線方向又は前記第2対角線方向に交互に繰り返し配置したパターンである、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記検出電極との間で容量を形成する駆動電極と、
前記容量の変化に基づいて前記検出面への物体の近接又は接触を検出する検出回路と、を備え、
前記細線片は、金属材料にて形成され、
前記駆動電極は、透光性材料にて形成されるとともに、前記表示領域の法線方向において前記検出電極と異なる層に配置され、誘電体を挟んで前記検出電極と対向する、
請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記表示パネルは、前記検出電極との間で容量を形成する共通電極と、前記副画素ごとに設けられるとともに絶縁膜を介して前記共通電極と対向する画素電極と、を備え、
前記容量の変化に基づいて前記検出面への物体の近接又は接触を検出する検出回路と、
前記副画素を駆動するための第1駆動信号、及び、前記容量を形成して前記検出面への物体の近接又は接触を前記検出回路に検出させるための第2駆動信号を選択的に前記共通電極に供給する駆動回路と、
をさらに備える、請求項1に記載のセンサ付き表示装置。
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