JP6329817B2 - センサ付き表示装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、センサ付き表示装置に関する。
物体の接触あるいは接近を検出するセンサ(タッチパネルと称される場合もある)を備えたセンサ付き表示装置が実用化されている。センサの一例として、誘電体を介して向かい合う検出電極と駆動電極との間の容量の変化に基づいて物体の接触等を検出する静電容量型センサがある。
表示領域で物体の接触等を検出するために、検出電極及び駆動電極は、表示領域と重なるように配置される。このように配置された検出電極及び駆動電極が表示領域に含まれる画素と干渉し、いわゆるモアレが発生することがある。
特開2012−164648号公報 特開2012−163951号公報 特開2013−225195号公報
本発明が解決しようとする課題は、モアレの発生を防止ないしは低減することが可能なセンサ付き表示装置を提供することである。
一実施形態におけるセンサ付き表示装置は、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、上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、上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、を備える。上記検出電極は、上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上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、隣り合う交点間に上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する。上記第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、上記第2ラインの第2延出方向は、上記第1方向に対して角度θ2で傾き、上記格子の第1対角線方向は、上記第1方向に対して角度φ1で傾き、上記格子の第2対角線方向は、上記第1方向に対して角度φ2で傾く。上記第1方向は、上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上記表示領域において並ぶ方向である。上記単位画素は、上記第1方向において第1単位長さd1を有するとともに、上記第1方向と直交する第2方向において第2単位長さd2を有する。上記角度θ1と上記角度θ2は、互いに異なる。
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)]
図1は、一実施形態に係るセンサ付き表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図2は、上記表示装置の基本構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図3は、上記表示装置の副画素の等価回路を概略的に示す図である。 図4は、上記表示装置の一部の構造を概略的に示す断面図である。 図5は、上記表示装置が備えるセンサの構成を概略的に示す平面図である。 図6は、上記表示装置が備えるセンサによるセンシングの原理(ミューチャル検出方式)を説明するための図である。 図7は、上記表示装置が備えるセンサによるセンシングの原理(セルフ検出方式)を説明するための図である。 図8は、上記表示装置が備えるセンサによるセンシングの原理(セルフ検出方式)を説明するための図である。 図9は、上記セルフ検出方式におけるセンサの駆動方法の具体例を説明するための図である。 図10は、上記表示装置が備えるセンサの検出電極がマトリクス状に配列された例を概略的に示す図である。 図11は、上記表示装置が備えるセンサの検出電極の電極パターンを説明するための図である。 図12は、上記表示装置の表示領域の一例を示す図である。 図13は、直線状の金属線を有する電極パターンと表示領域とのモアレを評価した結果を示す図である。 図14は、上記表示装置の表示領域及び図9に示した各評価例における金属線の延出方向を示す図である。 図15は、金属細線にて形成される交点を有する電極パターンと表示領域とのモアレを評価した結果を示す図である。 図16は、実施例1に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図17は、実施例2に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図18は、実施例3に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図19は、実施例4に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図20は、実施例5に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図21は、実施例6に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図22は、実施例7に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図23は、実施例8に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図24は、実施例9に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図25は、実施例10に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図26は、実施例11に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図27は、実施例12に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図28は、実施例13に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図29は、実施例14に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図30は、実施例15に係る電極パターンの一部を示す模式図である。 図31は、変形例1に係る表示領域を説明するための図である。 図32は、変形例2に係る表示領域を説明するための図である。 図33は、変形例3に係る電極パターンの一部を示す模式図である。
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。
図1は、本実施形態に係るセンサ付き表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本実施形態においては、表示装置が液晶表示装置である場合について説明するが、これに限らず、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置であってもよい。また、本実施形態に係るセンサ付き表示装置は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータ、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。
液晶表示装置DSPは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルPNL、液晶表示パネルPNLを駆動する駆動ICチップIC1、静電容量型のセンサSE、センサSEを駆動する駆動ICチップIC2、液晶表示パネルPNLを照明するバックライトユニットBL、制御モジュールCM、フレキシブル配線基板FPC1,FPC2,FPC3などを備える。
液晶表示パネルPNLは、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に挟持された液晶層(後述する液晶層LQ)と、を備える。なお、本実施形態において、第1基板SUB1をアレイ基板と、第2基板SUB2を対向基板と、それぞれ言い換えることができる。液晶表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域(アクティブエリア)DAを備える。この液晶表示パネルPNLは、バックライトユニットBLからのバックライト光を選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。なお、液晶表示パネルPNLは、透過表示機能に加えて、外光を選択的に反射することで画像を表示する反射表示機能を備えた半透過型であってもよい。
バックライトユニットBLは、第1基板SUB1の背面側に配置される。このようなバックライトユニットBLとしては、光源として発光ダイオード(LED)を利用したものなど種々の形態が適用可能である。なお、液晶表示パネルPNLが反射表示機能のみを備えた反射型である場合、液晶表示装置DSPはバックライトユニットBLを備えない。
センサSEは、複数の検出電極Rxを備える。これらの検出電極Rxは、例えば液晶表示パネルPNLの表示面の上方において、表示面と平行な検出面(X−Y平面)に設けられている。図示した例では、各検出電極Rxは、概ねX方向に延出し、Y方向に並んでいる。なお、各検出電極Rxは、Y方向に延出しX方向に並んでいてもよいし、島状に形成されX方向及びY方向にマトリクス状に配置されていてもよい。ここでは、X方向及びY方向は、互いに直交している。
駆動ICチップIC1は、液晶表示パネルPNLの第1基板SUB1上に搭載されている。フレキシブル配線基板FPC1は、液晶表示パネルPNLと制御モジュールCMとを接続している。フレキシブル配線基板FPC2は、センサSEの検出電極Rxと制御モジュールCMとを接続している。駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC2上に搭載されている。フレキシブル配線基板FPC3は、バックライトユニットBLと制御モジュールCMとを接続している。
図2は、図1に示した液晶表示装置DSPの基本構成及び等価回路を概略的に示す図である。液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLなどに加えて、表示領域DAの外側の非表示領域NDAにおいて、ソース線駆動回路SD、ゲート線駆動回路GD、共通電極駆動回路CDなどを備える。
液晶表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、複数の副画素SPXを備える。複数の副画素SPXは、X方向及びY方向に沿ってi×j(i,jは正の整数)のマトリクス状に設けられる。各副画素SPXは、例えば赤色、緑色、青色、白色などの色に対応して設けられる。それぞれ異なる色に対応する複数の副画素SPXによって、カラー画像を構成する最小単位である単位画素PXが構成される。また、液晶表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、j本のゲート線G(G1〜Gj)、i本のソース線S(S1〜Si)、共通電極CEなどを備える。
ゲート線Gは、X方向に略直線的に延出し、表示領域DAの外側に引き出され、ゲート線駆動回路GDに接続されている。また、ゲート線Gは、Y方向に間隔を置いて並べられている。ソース線Sは、Y方向に略直線的に延出し、表示領域DAの外側に引き出され、ソース線駆動回路SDに接続されている。また、ソース線Sは、X方向に間隔を置いて並べられ、ゲート線Gと交差している。なお、ゲート線G及びソース線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。共通電極CEは、表示領域DAの外側に引き出され、共通電極駆動回路CDに接続されている。この共通電極CEは、複数の副画素SPXで共用される。共通電極CEの詳細については後述する。
図3は、図2に示した副画素SPXを示す等価回路図である。各副画素SPXは、スイッチング素子PSW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LQなどを備える。スイッチング素子PSWは、例えば薄膜トランジスタで形成されている。スイッチング素子PSWは、ゲート線G及びソース線Sと電気的に接続されている。スイッチング素子PSWは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであってもよい。また、スイッチング素子PSWの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されるが、アモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成されてもよい。画素電極PEは、スイッチング素子PSWに電気的に接続されている。画素電極PEは、共通電極CEと対向している。共通電極CE及び画素電極PEは、保持容量CSを形成する。
図4は、液晶表示装置DSPの一部の構造を概略的に示す断面図である。液晶表示装置DSPは、上述した液晶表示パネルPNL及びバックライトユニットBLに加えて、第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2なども備える。なお、図示した液晶表示パネルPNLは、表示モードとしてFFS(Fringe Field Switching)モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していてもよい。
液晶表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、及び、液晶層LQを備える。第1基板SUB1と第2基板SUB2とは所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わされている。液晶層LQは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間のセルギャップに保持されている。
第1基板SUB1は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第1絶縁基板10を用いて形成されている。第1基板SUB1は、第1絶縁基板10の面のうち第2基板SUB2に対向する面に、ソース線S、共通電極CE、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第1配向膜AL1などを備える。
第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上に配置されている。なお、詳述しないが、第1絶縁基板10と第1絶縁膜11との間には、ゲート線G、スイッチング素子のゲート電極及び半導体層などが配置されている。ソース線Sは、第1絶縁膜11の上に形成されている。また、スイッチング素子PSWのソース電極やドレイン電極なども第1絶縁膜11の上に形成されている。
第2絶縁膜12は、ソース線S及び第1絶縁膜11の上に配置されている。共通電極CEは、第2絶縁膜12の上に形成されている。このような共通電極CEは、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide:ITO)やインジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。なお、図示した例では、共通電極CEの上に金属層MLが形成され、共通電極CEを低抵抗化しているが、金属層MLは省略してもよい。
第3絶縁膜13は、共通電極CE及び第2絶縁膜12の上に配置されている。画素電極PEは、第3絶縁膜13の上に形成されている。各画素電極PEは、隣接するソース線Sの間にそれぞれ位置し、共通電極CEと対向している。また、各画素電極PEは、共通電極CEと対向する位置にスリットSLを有している。このような画素電極PEは、例えば、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。第1配向膜AL1は、画素電極PE及び第3絶縁膜13を覆っている。
一方、第2基板SUB2は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第2絶縁基板20を用いて形成されている。第2基板SUB2は、第2絶縁基板20の第1基板SUB1に対向する側に、ブラックマトリクスBM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、オーバーコート層OC、第2配向膜AL2などを備える。
ブラックマトリクスBMは、第2絶縁基板20の内面に形成され、各副画素SPXを区画している。
カラーフィルタCFR、CFG、CFBは、それぞれ第2絶縁基板20の内面に形成され、それらの一部がブラックマトリクスBMに重なっている。カラーフィルタCFRは、赤色の副画素SPXRに配置された赤色カラーフィルタであり、赤色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFGは、緑色の副画素SPXGに配置された緑色カラーフィルタであり、緑色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFBは、青色の副画素SPXBに配置された青色カラーフィルタであり、青色の樹脂材料によって形成されている。図示した例は、単位画素PXが赤色、緑色、青色にそれぞれ対応する副画素SPXR,SPXG,SPXBによって構成されている。但し、単位画素PXは、上記の3個の副画素SPXR,SPXG,SPXBの組み合わせによるものに限られない。例えば、単位画素PXは、副画素SPXR,SPXG,SPXBに加えて、白色の副画素SPXWの4個の副画素SPXによって構成されてもよい。この場合、白色あるいは透明のカラーフィルタが副画素SPXWに配置されてもよいし、副画素SPXWのカラーフィルタそのものを省略してもよい。あるいは、白色に代えて、他の色、例えば黄色の副画素を配置してもよい。
オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFR、CFG、CFBを覆っている。オーバーコート層OCは、透明な樹脂材料によって形成されている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層OCを覆っている。
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。
図1及び図4から明らかなように、検出電極Rx及び共通電極CEは、表示領域DAの法線方向において異なる層に配置され、第3絶縁膜13、第1配向膜AL1、液晶層LQ、第2配向膜AL2、オーバーコート層OC、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、第2絶縁基板20といった誘電体を挟んで対向する。
第1光学素子OD1は、第1絶縁基板10とバックライトユニットBLとの間に配置されている。第2光学素子OD2は、検出電極Rxの上方に配置されている。第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。
次に、上記したFFSモードの液晶表示装置DSPにおいて画像を表示する表示駆動時の動作について説明する。まず、液晶層LQに電圧が印加されていないオフ状態について説明する。オフ状態は、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成されていない状態に相当する。このようなオフ状態では、液晶層LQに含まれる液晶分子は、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2の配向規制力によりX−Y平面内において一方向に初期配向している。バックライトユニットBLからのバックライト光の一部は、第1光学素子OD1の偏光板を透過し、液晶表示パネルPNLに入射する。液晶表示パネルPNLに入射した光は、偏光板の吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、オフ状態の液晶表示パネルPNLを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルPNLを透過した直線偏光のほとんどが、第2光学素子OD2の偏光板によって吸収される(黒表示)。
続いて、液晶層LQに電圧が印加されたオン状態について説明する。オン状態は、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成された状態に相当する。つまり、共通電極CEにコモン駆動信号が供給され、これにより共通電極CEがコモン電位に設定される。また、画素電極PEにコモン電位に対して電位差を形成するような映像信号が供給される。これらにより、オン状態では、画素電極PEと共通電極CEとの間にフリンジ電界が形成される。このようなオン状態では、液晶分子は、X−Y平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。オン状態では、第1光学素子OD1の偏光板の吸収軸と直交する直線偏光は、液晶表示パネルPNLに入射し、その偏光状態は、液晶層LQを通過する際に液晶分子の配向状態に応じて変化する。このため、オン状態においては、液晶層LQを通過した少なくとも一部の光は、第2光学素子OD2の偏光板を透過する(白表示)。このような構成により、ノーマリーブラックモードが実現される。
次に、本実施形態の液晶表示装置DSPに搭載される静電容量型のセンサSEについて説明する。図5は、センサSEの構成の一例を概略的に示す平面図である。この図に示す、センサSEは、第1基板SUB1の共通電極CE及び第2基板SUB2の検出電極Rxによって構成される。すなわち、共通電極CEは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動用の電極としても機能する。
液晶表示パネルPNLは、上記の共通電極CE及び検出電極Rxに加えて、リード線Lを備える。共通電極CE及び検出電極Rxは、表示領域DAに配置されている。図示した例では、共通電極CEは、複数の分割電極Cを備える。各分割電極Cは、表示領域DAにおいてY方向に略直線的に延びるとともに、X方向に間隔を置いて並ぶ。検出電極Rxは、表示領域DAにおいてX方向に略直的に延びるとともに、Y方向に間隔をおいて並ぶ。つまり、ここでは、検出電極Rxは、分割電極Cと交差する方向に延出している。これらの共通電極CE及び検出電極Rxは、上記の通り、各種誘電体を挟んで対向している。
なお、分割電極Cの個数やサイズ、形状は特に限定されるものではなく種々変更可能である。また、共通電極CEは、Y方向に間隔を置いて並び、X方向に略直線的に延出していてもよい。さらには、共通電極CEは、分割されることなく、表示領域DAにおいて連続的に形成された単個の平板電極であってもよい。
検出電極Rxが配置される検出面内において、隣接する検出電極Rxの間には、ダミー電極DRが配置されている。ダミー電極DRは、検出電極Rxと同じく、X方向に略直線的に延びる。このようなダミー電極DRは、リード線Lなどの配線には接続されず、電気的にフローティング状態にある。ダミー電極DRは、物体の接触あるいは接近の検出には寄与しない。そのため、ダミー電極DRは、物体を検出するとの観点からは設けなくもよい。しかし、ダミー電極DRを設けないと、液晶表示パネルPNLの画面が光学的に不均一となる恐れがある。そのため、ダミー電極DRを設けることが好ましい。
リード線Lは、非表示領域NDAに配置され、検出電極Rxと一対一で電気的に接続されている。リード線Lの各々は、検出電極Rxからのセンサ出力値を出力する。リード線Lは、例えば、検出電極Rxと同様に、第2基板SUB2に配置されている。
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。
フレキシブル配線基板FPC2は、リード線Lの各々と電気的に接続されている。検出回路RCは、例えば、駆動ICチップIC2に内蔵されている。この検出回路RCは、検出電極Rxからのセンサ出力値に基づいて、液晶表示装置DSPへの物体の接触あるいは接近を検出する。さらに、検出回路RCは、物体が接触あるいは接近した箇所の位置情報を検出することも可能である。なお、検出回路RCは、制御モジュールCMに備えられていてもよい。
次に、液晶表示装置DSPが物体の接触あるいは接近を検出する動作について、図6を参照しながら説明する。分割電極Cと検出電極Rxとの間には、容量Ccが存在する。共通電極駆動回路CDは、分割電極Cの各々に所定の周期でパルス状のセンサ駆動信号Vwを供給する。図6の例では、利用者の指が特定の検出電極Rxと分割電極Cとが交差する位置に近接して存在するものとする。検出電極Rxに近接している利用者の指により、容量Cxが生じる。分割電極Cにパルス状のセンサ駆動信号Vwが供給されたときに、特定の検出電極Rxからは、他の検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルス状のセンサ出力値Vrが得られる。このセンサ出力値Vrは、リード線Lを介して検出回路RCに供給される。
検出回路RCは、センサ駆動信号Vwが分割電極Cに供給されるタイミングと、各検出電極Rxからのセンサ出力値Vrとに基づいて、X−Y平面(検出面)内での指の2次元位置情報を検出する。また、容量Cxは、指が検出電極Rxに近い場合と、遠い場合とで異なる。このため、センサ出力値Vrのレベルも指が検出電極Rxに近い場合と、遠い場合とで異なる。したがって、検出回路RCは、センサ出力値Vrのレベルに基づいて、センサSEに対する指の近接度(センサSEの法線方向の距離)を検出することもできる。
以上説明したセンサSEの検出方式は、例えば、相互容量方式、又は、ミューチャル検出(Mutual-Capacitive Sensing)方式などと呼ばれる。センサSEの検出方式は、このミューチャル検出方式に限られず、他の方式であってもよい。例えば、センサSEは、以下に説明する検出方式を適用することもできる。この検出方式は、例えば、自己容量方式、又は、セルフ検出(Self-Capacitive Sensing)方式などと呼ばれる。
図7及び図8は、セルフ検出方式において、液晶表示装置DSPが物体の接触あるいは接近を検出する動作を説明するための図である。図7及び図8に示す検出電極Rxは、島状に形成され、表示領域DAにおいてX方向及びY方向にマトリクス状に配列されている。リード線Lの一端は、検出電極Rxと一対一で電気的に接続されている。リード線Lの他端は、例えば図5に示した例と同じく、検出回路RCが内蔵された駆動ICチップIC2を備えるフレキシブル配線基板FPC2に接続されている。図7及び図8の例では、利用者の指が特定の検出電極Rxに近接して存在するものとする。検出電極Rxに近接している利用者の指により、容量Cxが生じる。
図7に示すように、検出回路RCは、検出電極Rxの各々に所定の周期でパルス状のセンサ駆動信号Vw(駆動電圧)を供給する。このセンサ駆動信号Vwにより、検出電極Rx自体が有する容量が充電される。
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。
セルフ検出方式におけるセンサSEの駆動方法の具体例につき、図9を用いて説明する。この図の例においては、1フレーム(1F)期間のうちの表示動作期間Pdに行われる表示動作と、表示動作期間Pdから外れた検出動作期間Psに行われる入力位置情報の検出動作と、が繰り返し行われる。検出動作期間Psは、例えば表示動作が休止されるブランキング期間である。
表示動作期間Pdにおいては、ゲート線駆動回路GDがゲート線Gに制御信号を供給し、ソース線駆動回路SDがソース線Sに映像信号Vsigを供給し、共通電極駆動回路CDが共通電極CE(分割電極C)にコモン駆動信号Vcom(コモン電圧)を供給して、液晶表示パネルPNLが駆動される。
検出動作期間Psには、液晶表示パネルPNLへの制御信号、映像信号Vsig及びコモン駆動信号Vcomの入力が休止され、センサSEが駆動される。センサSEを駆動する際、検出回路RCが検出電極Rxにセンサ駆動信号Vwを供給し、検出電極Rxに生じた静電容量の変化を示すセンサ出力値Vrを読取り、センサ出力値Vrに基づいて入力位置情報を演算する。この検出動作期間Psにおいて、共通電極駆動回路CDは、検出電極Rxに供給するセンサ駆動信号Vwと同一波形を有する電位調整信号Vaをセンサ駆動信号Vwと同期して共通電極CEに供給している。ここで、上記同一波形とは、センサ駆動信号Vwと電位調整信号Vaとが、位相、振幅及び周期に関して同一であることを言う。このような電位調整信号Vaを共通電極CEに供給することで、検出電極Rxと共通電極CEとの間の浮遊容量(寄生容量)が除去され、正確な入力位置情報の演算が可能となる。
図10は、マトリクス状に配列された検出電極Rxの一例を概略的に示す図である。この図の例においては、検出電極Rx1,Rx2,Rx3がY方向に並んでいる。検出電極Rx1は、リード線L1を介してパッドPD1と接続されている。検出電極Rx2は、リード線L2を介してパッドPD2と接続されている。検出電極Rx3は、パッドPD3に直に接続されている。パッドPD1〜PD3は、フレキシブル配線基板FPC2に接続されている。検出電極Rx1〜Rx3は、例えば、金属材料によって形成された細線片(後述する細線片T)をメッシュ状に接続して構成されている。但し、検出電極Rx1〜Rx3は、図10に示す構成に限定されるものではなく、後述する各実施例に示す構成など種々の構成を適用できる。
検出電極Rx1〜Rx3、リード線L1,L2、及びパッドPD1〜PD3は、X方向に一定の間隔を空けて繰り返し配置されている。X方向に隣り合う検出電極Rx1〜Rx3と検出電極Rx1〜Rx3との間には、ダミー電極DRが配置されている。ダミー電極DRは、例えば、検出電極Rx1〜Rx3と同じく、金属材料によって形成された細線片により構成されている。図10の例において、ダミー電極DRを構成する細線片は、検出電極Rx1〜Rx3と同様のメッシュ状に配置されている。但し、ダミー電極DRを構成する細線片は互いに接続されておらず、かつ検出電極Rx1〜Rx3、リード線L1,L2、及びパッドPD1〜PD3などにも接続されておらず、電気的にフローティング状態にある。このように、検出電極Rxと類似の形状を有するダミー電極DRを配置することにより、液晶表示パネルPNLの画面を光学的に均一に保つことができる。
続いて、検出電極Rxの詳細な構造について説明する。なお、以下に説明する検出電極Rxの構造は、上述したミューチャル検出方式及びセルフ検出方式などの検出方式によらず適用可能である。
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。
検出電極Rxの電極パターンにつき、図11を用いて説明する。電極パターンを決定するに際して、先ず図11に示す格子GRDを想定する。この格子GRDは、ピッチP1で配置されるとともに互いに平行に並ぶ複数の第1ラインL1と、ピッチP2で配置されるとともに互いに平行に並ぶ複数の第2ラインL2とで規定される。図11においては、ピッチP1,P2が等しく(P1=P2)、且つ第1ラインL1と第2ラインL2とが直交している。すなわち、図11の例において、隣り合う2本の第1ラインL1と、隣り合う2本の第2ラインL2とで規定される1つのセルCLは、正方形である。なお、ピッチP1,P2は異なる値であってもよい。また、第1ラインL1と第2ラインL2とは鋭角(或いは鈍角)を以って交わってもよい。
検出電極Rxの電極パターンPTは、このような格子GRDに含まれる第1ラインL1と第2ラインL2の交点のうち、隣り合う交点の間に細線片Tを選択的に配置することで構成されるパターンである。本実施形態において、隣り合う交点とは、1本の第1ラインL1上で連続する交点、及び、1本の第2ラインL2上で連続する交点を意味する。すなわち、細線片Tとしては、図11に示す細線片Ta,Tbの2種類が使用され得る。
図11(a)に示すように、第1ラインL1の延出方向DL1は第1方向D1(画素配列方向)に対して角度θ1だけ傾いており、第2ラインL2の延出方向DL2は第1方向D1に対して角度θ2だけ傾いている。なお、角度θ1は、第1方向D1から延出方向DL1までの時計回りの角度と反時計回りの角度のうち小さい一方に相当する。したがって、角度θ1は90°以下の角度である。また、角度θ2は、第1方向D1から延出方向DL2までの時計回りの角度と反時計回りの角度のうち小さい一方に相当する。したがって、角度θ2は90°以下の角度である。第1方向D1は、表示領域DAにおいて、人間の視感度が最も高い副画素SPXが並ぶ方向である。また、この第1方向D1と直交する方向を第2方向D2と定義する。
副画素SPXと第1方向D1との関係につき、図12を用いて説明する。図12は、表示領域DAにおいてX方向及びY方向に並ぶ複数の単位画素PXの一部を示す。各単位画素PXは、赤色、緑色、青色の副画素SPXR,SPXG,SPXBにて構成されている。赤色、緑色、青色の副画素SPXは、いずれもY方向に並ぶ。赤色、緑色、青色のうちで、人間の視感度が最も高い色は緑色である。したがって、この図の例において、第1方向D1は、緑色の副画素SPXGが並ぶY方向と一致する。また、第2方向D2は、X方向と一致する。
ここで、第1ラインL1及び第2ラインL2を定めるための条件について説明する。図12に示すように、単位画素PXの第1方向D1における長さを第1単位長さd1と定義し、単位画素PXの第2方向D2における長さを第2単位長さd2と定義する。
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。
[条件1]
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。
[条件2]
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。
ここで、交点の配列方向Dsとしては、図11に示す第1配列方向Ds1、第2配列方向Ds2、第3配列方向Ds3、第4配列方向Ds4を想定する。第1配列方向Ds1及び第2配列方向Ds2は、格子GRDに含まれる各セルCLの対角線方向である。第3配列方向Ds3は、第1ラインL1と平行な方向である。第4配列方向Ds4は、第2ラインL2と平行な方向である。図11から明らかなように、第3配列方向Ds3及び第4配列方向Ds4は、第1ラインL1及び第2ラインL2が上記の条件1を満たす限り、条件2を満たす。したがって、第1配列方向Ds1及び第2配列方向Ds2が上記の傾きの条件を満たせばよい。
図11(b)に示すように、第1配列方向Ds1の第1方向D1に対する傾き角度をφ1と定義し、第2配列方向Ds2の第1方向D1に対する傾き角度をφ2と定義する。なお、角度φ1は、第1方向D1から第1配列方向Ds1までの時計回りの角度と反時計回りの角度のうち小さい一方に相当する。したがって、角度φ1は90°以下の角度である。また、角度φ2は、第1方向D1から第2配列方向Ds2までの時計回りの角度と反時計回りの角度のうち小さい一方に相当する。したがって、角度φ2は90°以下の角度である。第1配列方向Ds1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配列方向Ds2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2は以下の式(3)(4)によって表すことができる。
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。
次に、上記のような条件1,2を採用する理由について述べる。
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。
タイプ(B)の液晶表示パネルPNLは、図14に示すように、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(B)における単位画素PXの第1単位長さd1は90μmであり、第2単位長さd2は120μmである。赤色、緑色、青色、白色のうちで、人間の視感度が最も高い色は白色である。したがって、図14の例において、第1方向D1は、白色の副画素SPXWが並ぶY方向と一致する。また、第2方向D2は、X方向と一致する。
これらのタイプ(A),(B)の液晶表示パネルPNLに対し、図13に示す評価例E101〜E121に係る電極パターンを用いて評価を行った。評価例E101〜E121はいずれも、電極パターンを構成する金属線の第1方向D1に対する傾きを、第1単位長さd1に第1整数Mを乗じた値と、第2単位長さd2に第2整数Nを乗じた値との比の逆正接に相当する角度θだけ傾けた場合に生じるモアレを評価した結果である。第1整数M及び第2整数Nは、0〜6の範囲で変化させた。各評価例E101〜E121における第1整数M、第2整数N、角度θの値は、図13に示す通りである。参考として、図14においては、評価例E101〜E121に係る金属線の延出方向を、左上の原点Oを起点とした矢印によってタイプ(B)に係る表示領域DA上に示している。例えば、評価例E101においては第1整数Mが1、第2整数Nが0である。したがって、評価例E101に係る金属線の延出方向を示す矢印は、原点Oを起点として第1方向D1に1×d1かつ第2方向D2に0×d2(=0)の位置に向かって延びる。また、例えば評価例E110においては第1整数Mが6、第2整数Nが5である。したがって、評価例E110に係る金属線の延出方向を示す矢印は、原点Oを起点として第1方向D1に6×d1かつ第2方向D2に5×d2の位置に向かって延びる。
モアレの評価結果は、最も良好である場合(モアレが表示に与える影響が最も小さい場合)をレベル1とし、最も不良である場合(モアレが表示に与える影響が最も大きい場合)をレベル6として、レベル1〜6の6段階で評価した。この評価においては、タイプ(A)(B)のいずれにおいても、評価例E101,E121はレベル6、評価例E111はレベル5、評価例E102〜E105,E117〜E120はレベル4、評価例E107,E115はレベル3、評価例E106,E116はレベル2、評価例E108〜E110,E112〜E114はレベル1との結果が得られた。
この評価結果から、電極パターンを構成する金属線と第1方向D1とが成す角度θが0°、45°、90°に近い場合にはモアレが生じ易いことが判る。これは、これらの角度θにおいては、金属線と表示領域DAにおける副画素SPX(特に人間の視感度が最も高い副画素)とが重なって生じる明暗模様が人間の目で視認し易い周期で現れるためと考えられる。
また、この評価結果から、特に第1整数M及び第2整数Nがいずれも2以上(M,N≧2)である場合に、比較的良好な評価結果(レベル1〜3)が得られることが判る。但し、第1整数Mと第2整数Nとが同一である場合には、角度θが評価例E111と同じになるため、評価例E111と同様に良好な判定結果が得られない。したがって、第1整数M及び第2整数Nは、異なる値とする必要がある(M≠N)。
このような直線状の金属線を有する電極パターンの評価結果は、上述の細線片Ta,Tbについても当てはまる。すなわち、細線片Ta,Tbを、上記の評価において良好な結果が得られた角度θで第1方D1から傾かせることで、モアレの発生が防止ないしは低減される。
本実施形態において、細線片Taは第1ラインL1と平行に延び、細線片Tbは第2ラインL2と平行に延びる。したがって、第1ラインL1及び第2ラインL2を、上記の評価において良好な結果が得られた角度θで第1方D1から傾かせることで、細線片Ta,Tbと表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生が防止ないしは低減される。このようにして、条件1が導かれる。
また、評価例E108〜E110,E112〜E114において評価結果がレベル1となったことから、条件1に加えて、第1整数Mと第2整数Nとの差の絶対値が1である場合(|M−N|=1)には、より良くモアレの発生が防止ないしは低減される。例えば、このより好適な条件を第1ラインL1に適用する場合にあっては、上述の第1整数M1と第2整数N1の差の絶対値が1となるように(|M1−N1|=1)、角度θ1を定める。また、この条件を第2ラインL2に適用する場合にあっては、上述の第1整数M2と第2整数N2の差の絶対値が1となるように(|M2−N2|=1)、角度θ2を定める。
なお、評価例E107,E115においては、第1整数Mと第2整数Nとの差の絶対値が1であるものの、評価結果がレベル3となった。このことから、第1整数M及び第2整数Nがいずれも3以上である場合(M,N≧3)に、より良くモアレの発生が防止ないしは低減されると言うこともできる。
続いて、条件2を採用する理由につき、図15を用いて説明する。図15は、上述のタイプ(A),(B)の液晶表示パネルPNL上に、評価例E201〜E221に示す角度φだけ第1方向D1から傾く配列方向に並ぶ交点群を有する電極パターンを配置し、モアレを評価した結果を示す。この電極パターンに含まれる交点は、細線片Ta,Tbと同程度の幅を有する2本の金属細線を交差させることで形成した。評価例E201〜E221における角度φは、第1単位長さd1に第1整数mを乗じた値と、第2単位長さd2に第2整数nを乗じた値との比の逆正接に相当する。第1整数m及び第2整数nは、0〜6の範囲で変化させた。各評価例E201〜E221における第1整数m、第2整数n、角度φの値は、図15に示す通りである。例えばタイプ(B)の表示領域DAを用いる場合における評価例E201〜E221に係る交点群の配列方向は、図14に矢印で示した評価例E101〜E121の方向とそれぞれ一致する。
ここでの評価対象は、電極パターンに含まれる金属細線の交点と表示領域DAとの干渉によって生じるモアレである。金属細線の交点においては、単位面積当たりに含まれる金属細線の面積が増大するため、表示領域DAからの光の透過率が低下する。したがって、表示領域DA上では、金属細線の交点に起因して局所的に透過率が低下するラインが配列方向に沿って生じ、このラインが各色の副画素SPXと交わることでモアレが生じる。
モアレの評価結果は、図13の場合と同じくレベル1〜6の6段階で評価した。この評価において、タイプ(A)(B)のいずれにおいても、評価例E201,E221はレベル6、評価例E211はレベル5、評価例E202〜E205,E217〜E220はレベル4、評価例E206,E216はレベル2、評価例E207〜E210,E212〜E215はレベル1との結果が得られた。
この評価結果から、交点群の配列方向と第1方向D1とが成す角度φが0°、45°、90°に近い場合にはモアレが生じ易いことが判る。これは、これらの角度φにおいては、各交点と表示領域DAにおける副画素SPX(特に人間の視感度が最も高い副画素)とが重なって生じる明暗模様が人間の目で視認し易い周期で現れるためと考えられる。
また、この評価結果から、特に第1整数m及び第2整数nがいずれも2以上(m,n≧2)である場合に、比較的良好な評価結果(レベル1,2)が得られることが判る。但し、第1整数mと第2整数nとが同一である場合には、角度φが評価例E211と同じになるため、評価例E211と同様に良好な判定結果が得られない。したがって、第1整数m及び第2整数nは、異なる値とする必要がある(m≠n)。
このような交点群を有する電極パターンの評価結果は、上述の格子GRDに細線片Ta,Tbを配置することで構成される電極パターンPTにおける細線片Taと細線片Tbの接続点についても当てはまる。ここにいう接続点の態様としては、1本の細線片Taと1本の細線片Tbの端部同士が接続されたもの、2本の細線片Taと1本の細線片Tbの端部同士が接続されたもの、1本の細線片Taと2本の細線片Tbの端部同士が接続されたもの、2本の細線片Taと2本の細線片Tbの端部同士が接続されたものが想定される。
図11から明らかなように、電極パターンPTにおける細線片Ta,Tbの接続点は、第1ラインL1と第2ラインL2との交点に位置する。したがって、格子GRDにおける交点の第1〜第4配列方向Ds1〜Ds4を上記の評価において良好な結果が得られた角度φで第1方D1から傾かせることで、細線片Ta,Tbの接続点と表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生が防止ないしは低減される。このようにして、条件2が導かれる。
また、評価例E207〜E210,E212〜E215において評価結果がレベル1となったことから、条件2に加えて、第1整数mと第2整数nとの差の絶対値が1である場合(|m−n|=1)にはより良くモアレの発生が防止ないしは低減される。例えば、このより好適な条件を第1配列方向Ds1に適用する場合にあっては、上述の第1整数m1と第2整数n1との差の絶対値が1となるように(|m1−n1|=1)、角度φ1を定める。また、この条件を第2配列方向Ds2に適用する場合にあっては、上述の第1整数m2と第2整数n2との差の絶対値が1となるように(|m2−n2|=1)、角度φ2を定める。
以下に、条件1,2を満たす格子GRDに細線片Ta,Tbを配置することで構成される電極パターンPTの実施例1〜13を示す。
[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。
本実施例に係る電極パターンPTは、図16の左方に示す単位パターンU1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U1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U1は、細線片Tにて閉じられている。図16に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。したがって、単位パターンU1は正方形である。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU1の輪郭は、1本の細線片Tを共用して形成されている。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U1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U1では細線片Tb1として用いられ、他方の単位パターンU1では細線片Tb2として用いられることで、これら単位パターンU1の輪郭が形成されている。
[実施例2]
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。
単位パターンU2は、連続する2本の第1ラインL1と、連続する3本の第2ラインL2とで構成される2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,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U2は、細線片Tにて閉じられている。図17に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。したがって、単位パターンU2は、長辺の長さが短辺の長さの2倍となる長方形である。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU2の輪郭は、1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds1に連続する2つの単位パターンU2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U2では細線片Ta2として用いられ、他方の単位パターンU2では細線片Ta3として用いられることで、これら単位パターンU2の輪郭が形成されている。
[実施例3]
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。
単位パターンU3aは、連続する2本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2が配置されたパターンである。単位パターンU3bは、連続する3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2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta5,Ta6,Tb3,Tb4,Tb5,Tb6が配置されたパターンである。このように、単位パターンU3a,U3bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図18に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。したがって、単位パターンU3a,U3bは、長辺の長さが短辺の長さの2倍となる長方形である。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU3a、隣り合う2つの単位パターンU3b、及び、隣り合う単位パターンU3aと単位パターンU3bの輪郭は、1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds1に連続する2つの単位パターンU3a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U3aでは細線片Ta2として用いられ、他方の単位パターンU3aでは細線片Ta3として用いられることで、これら単位パターンU3aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU3aは、4つの単位パターンU3bと隣り合う。単位パターンU3aの輪郭は、これら4つの単位パターンU3bの輪郭と細線片Ta1,Ta4,Tb1,Tb2を共用して形成されている。
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。
[実施例4]
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。
単位パターンU4aは、連続する3本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。単位パターンU4bは、連続する3本の第1ラインL1と、連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta5,Ta6,Ta7,Ta8,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8が配置されたパターンである。このように、単位パターンU4a,U4bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図19に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。単位パターンU4a,U4bは、いずれも直角に屈曲したL字型の形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU4a、隣り合う2つの単位パターンU4b、及び、隣り合う単位パターンU4aと単位パターンU4bの輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。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U4a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U4aでは細線片Tb1として用いられ、他方の単位パターンU4aでは細線片Tb4として用いられることで、これら単位パターンU4aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU4aは、4つの単位パターンU4bと隣り合う。単位パターンU4aの輪郭は、これら4つの単位パターンU4bの輪郭と細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb2,Tb3を共用して形成されている。
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。
[実施例5]
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。
単位パターンU5は、連続する5本の第1ラインL1と連続する4本の第2ラインL2とで構成される複数のセルCLのうちの6つにおいて、各セルCLの境界を除く14辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Ta5,Ta6,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8が配置されたパターンである。このように、単位パターンU5は、細線片Tにて閉じられている。図20に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。単位パターンU5は、直角に屈曲した2つのL字を、方向を反転させて屈曲部分で連結した形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU5の輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。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U5においては、その境界に配置される1本の細線片Taと2本の細線片Tbが、一方の単位パターンU5では細線片Ta3,Tb1,Tb3として用いられ、他方の単位パターンU5では細線片Ta4,Tb6,Tb8として用いられることで、これら単位パターンU5の輪郭が形成されている。
[実施例6]
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。
単位パターンU6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のうちの隣り合う2辺に細線片Ta,Tbが配置されたパターンである。図21に示した例においては、第1ラインL1と第2ラインL2が直交しており、且つピッチP1,P2が等しい。単位パターンU6は、直角に屈曲したL字型の形状を成す。
[実施例7]
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。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU7の輪郭は、1本の細線片Tを共用して形成されている。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U7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U7では細線片Tb1として用いられ、他方の単位パターンU7では細線片Tb2として用いられることで、これら単位パターンU7の輪郭が形成されている。
[実施例8]
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。
単位パターンU8aは、連続する2本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2が配置されたパターンである。単位パターンU8bは、連続する3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2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta5,Ta6,Tb3,Tb4,Tb5,Tb6が配置されたパターンである。このように、単位パターンU8a,U8bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図23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U8a,U8bは、長辺の長さが短辺の長さの2倍となる平行四辺形である。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU8a、隣り合う2つの単位パターンU8b、及び、隣り合う単位パターンU8aと単位パターンU8bの輪郭は、1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds1に連続する2つの単位パターンU8a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U8aでは細線片Ta2として用いられ、他方の単位パターンU8aでは細線片Ta3として用いられることで、これら単位パターンU8aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU8aは、4つの単位パターンU8bと隣り合う。単位パターンU8aの輪郭は、これら4つの単位パターンU8bの輪郭と細線片Ta1,Ta4,Tb1,Tb2を共用して形成されている。
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。
[実施例9]
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。
単位パターンU9aは、連続する3本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。単位パターンU8bは、連続する3本の第1ラインL1と、連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta5,Ta6,Ta7,Ta8,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8が配置されたパターンである。このように、単位パターンU9a,U9bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図24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。単位パターンU9a,U9bは、いずれも鈍角に屈曲したV字型の形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU9a、隣り合う2つの単位パターンU9b、及び、隣り合う単位パターンU9aと単位パターンU9bの輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。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U9a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U9aでは細線片Ta2として用いられ、他方の単位パターンU9aでは細線片Ta4として用いられることで、これら単位パターンU9aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU9aは、4つの単位パターンU9bと隣り合う。単位パターンU9aの輪郭は、これら4つの単位パターンU9bの輪郭と細線片Ta1,Ta3,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4を共用して形成されている。
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。
[実施例10]
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。
単位パターンU10は、連続する4本の第1ラインL1と連続する5本の第2ラインL2とで構成される複数のセルCLのうちの6つにおいて、各セルCLの境界を除く14辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Ta5,Ta6,Ta7,Ta8,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4,Tb5,Tb6が配置されたパターンである。このように、単位パターンU10は、細線片Tにて閉じられている。図25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。単位パターンU10は、鈍角(或いは鈍角)に屈曲した2つのV字を、方向を反転させて屈曲部分で連結した形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU10の輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。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U10においては、その境界に配置される2本の細線片Taと1本の細線片Tbが、一方の単位パターンU10では細線片Ta1,Ta3,Tb3として用いられ、他方の単位パターンU10では細線片Ta6,Ta8,Tb4として用いられることで、これら単位パターンU10の輪郭が形成されている。
[実施例11]
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。
単位パターンU11は、連続する3本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。このように、単位パターンU11は、細線片Tにて閉じられている。図26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。単位パターンU11は、鋭角に屈曲したV字型の形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU11の輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU11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U11では細線片Ta2,Tb2として用いられ、他方の単位パターンU11では細線片Ta4,Tb4として用いられることで、これら単位パターンU11の輪郭が形成されている。
[実施例12]
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。
単位パターンU12aは、連続する3本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。単位パターンU12bは、連続する3本の第1ラインL1と連続する3本の第2ラインL2とで構成される4つのセルCLのうちの3つにおいて、各セルCLの境界を除く8辺に細線片Ta5,Ta6,Ta7,Ta8,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8が配置されたパターンである。このように、単位パターンU12a,U12bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図27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。単位パターンU12a,U12bは、いずれも鋭角に屈曲したV字型の形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU12a、隣り合う2つの単位パターンU12b、及び、隣り合う単位パターンU12aと単位パターンU12bの輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU12a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U12aでは細線片Ta2,Tb2として用いられ、他方の単位パターンU12aでは細線片Ta4,Tb4として用いられることで、これら単位パターンU12aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU12aは、4つの単位パターンU12bと隣り合う。単位パターンU12aの輪郭は、これら4つの単位パターンU12bの輪郭と細線片Ta1,Ta3,Tb1,Tb3を共用して形成されている。
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。
[実施例13]
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。
単位パターンU13aは、連続する3本の第1ラインL1と連続する4本の第2ラインL2とで構成される6つのセルCLのうちの4つにおいて、各セルCLの境界を除く10辺に細線片Ta1,Ta2,Ta3,Ta4,Ta5,Ta6,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。単位パターンU13bは、連続する4本の第1ラインL1と、連続する3本の第2ラインL2とで構成される6つのセルCLのうちの4つにおいて、各セルCLの境界を除く10辺に細線片Ta7,Ta8,Ta7,Ta9,Ta10,Tb5,Tb6,Tb7,Tb8,Tb9,Tb10が配置されたパターンである。このように、単位パターンU13a,U13bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図28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。単位パターンU13a,U13bは、いずれも鈍角に屈曲したL字型の形状を成す。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU13a、隣り合う2つの単位パターンU13b、及び、隣り合う単位パターンU13aと単位パターンU13bの輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU13a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U13aでは細線片Ta1として用いられ、他方の単位パターンU13a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U13aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU13aは、4つの単位パターンU13bと隣り合う。単位パターンU13aの輪郭は、これら4つの単位パターンU13bの輪郭と細線片Ta2,Ta3,Ta4,Ta5,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4を共用して形成されている。
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。
[実施例14]
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。
単位パターンU14aは、連続する3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2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta1,Ta2,Tb1,Tb2,Tb3,Tb4が配置されたパターンである。単位パターンU14bは、連続する2本の第1ラインL1と、連続する3本の第2ラインL2とで構成される2つのセルCLにおいて、各セルCLの境界を除く6辺に細線片Ta3,Ta4,Ta5,Ta6,Tb5,Tb6が配置されたパターンである。このように、単位パターンU14a,U14bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図29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U14a,U14bは、長辺の長さが短辺の長さの2倍となる平行四辺形である。
電極パターンPTにおいて、隣り合う2つの単位パターンU14a、隣り合う2つの単位パターンU14b、及び、隣り合う単位パターンU14aと単位パターンU14bの輪郭は、少なくとも1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば配列方向Ds2に連続する2つの単位パターンU14a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U14aでは細線片Tb1として用いられ、他方の単位パターンU14aでは細線片Tb4として用いられることで、これら単位パターンU14aの輪郭が形成されている。
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。
単位パターンU14aは、4つの単位パターンU14bと隣り合う。単位パターンU14aの輪郭は、これら4つの単位パターンU14bの輪郭と細線片Ta1,Ta2,Tb2,Tb3を共用して形成されている。
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。
[実施例15]
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。
単位パターンU15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のうちの隣り合う2辺に細線片Ta,Tbが配置されたパターンである。図30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。単位パターンU15は、鈍角に屈曲したV字型の形状を成す。
以上説明した実施例1〜15の他にも、電極パターンPTとしては、条件1,2を満たす格子GRDに細線片Ta,Tbを配置した種々のパターンを採用し得る。
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。
実施例1〜15において、第1ラインL1及び第2ラインL2が条件1を満たすならば、上述の通りこれら第1ラインL1及び第2ラインL2上に配置される細線片Ta,Tbと表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生が防止ないしは低減される。さらに、実施例1〜15において、格子GRDに含まれる各第1ラインL1と各第2ラインL2の交点の配列方向Ds1,Ds2が条件2を満たすならば、上述の通り各交点間に配置される細線片Ta,Tbの接続点と表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生が防止ないしは低減される。このように、本実施形態によれば、モアレの発生を防止ないしは低減することが可能な液晶表示装置DSPを提供することができる。
また、本実施形態においては、センサSEを構成する検出電極Rxとセンサ駆動電極(共通電極CE)とを、誘電体を挟んで異なる層に設けている。仮に、検出電極Rxとセンサ駆動電極とを同一の層に設けた場合には、これら検出電極Rxとセンサ駆動電極の間で電蝕が生じる恐れがある。これに対し、本実施形態の構成においてはそのような電蝕の発生を防ぐことができる。
また、本実施形態において、上述したミューチャル検出方式のように、液晶表示パネルPNLの内部に設けられた共通電極CEを表示用の電極として利用するとともにセンサ駆動電極としても利用する場合には、センシング専用のセンサ駆動電極を別途に液晶表示装置DSPに設ける必要がない。仮に、センシング専用のセンサ駆動電極を設けた場合には、このセンサ駆動電極と検出電極Rx或いは表示領域DAとの干渉によりモアレが発生する恐れがある。これに対し、本実施形態においてはそのようなモアレの発生を防ぐことができる。さらに、本実施形態においては、共通電極CEが透明な導電性材料によって形成されているために、共通電極CEと表示領域DA或いは検出電極Rxとの干渉に起因したモアレの発生を防止ないしは低減できる。
また、実施例1〜5,7〜14のように、細線片Tにて閉じられた単位パターンにより電極パターンPTが構成され、かつ隣り合う単位パターンが少なくとも1つの細線片Tを共用している場合には、検出電極Rxの断線が生じ難くなる。すなわち、このような単位パターンにおいては、隣り合う単位パターンのいずれか1箇所が断線したとしても、他のルートによりこの断線箇所に隣接する細線片Tの電気的な接続を維持することができる。したがって、実施例1〜5,7〜14によれば、液晶表示装置DSPの信頼性を向上させることができる。
また、実施例1,7のように格子GRDに含まれる全ての交点間に細線片Tを配置するのではなく、実施例2〜5,8〜14のように適度に間引いて細線片Tを配置することにより、表示領域DA上において単位面積当たりに配置される細線片Tの数を減らすことができる。したがって、検出電極Rxに起因した液晶表示パネルPNLの開口率の低下を防ぐことができる。また、このように細線片Tが間引かれた電極パターンPTを利用する場合においては、表示領域DAと干渉し得る細線片Tの数を減らすことができる。したがって、実施例2〜5,8〜14によれば、モアレをより良好に防止ないしは低減する作用も得られる。
また、実施例3〜5,8〜14のように、複数種類の単位パターンにて電極パターンPTを構成したり屈曲した形状の単位パターンにて電極パターンPTを構成したりすることにより、電極パターンPTが複雑なものとなり、センサSEの検出性能を良好に保つことができる。すなわち、上述のように細線片Tを間引く場合には、検出面において共通電極CEと細線片Tとが対向する領域が減ることになる。このような共通電極CEと細線片Tとの非対向領域が広半径に亘って拡がれば、その部分において利用者の指などの近接が検出されにくくなる場合も生じ得る。しかしながら、実施例3〜5,8〜14のように電極パターンPTが複雑であれば、広半径に亘る上記の非対向領域が生じにくくなるために、センサSEの検出性能を良好に保つことができる。
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。
以上説明した実施形態にて開示した構成は、適宜変形して実施することができる。以下に、いくつかの変形例を示す。
(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。
この表示領域DAにおいては、赤色、緑色、青色のうちで人間の視感度が最も低い緑色の副画素SPXGの配列方向が第1方向D1(画素配列方向)となる。したがって、第1方向D1は、図示したようにX方向及びY方向と交わる方向となる。さらに、この第1方向と直交する方向が第2方向D2となる。
各副画素SPXR,SPXG,SPXBが同一の矩形状であるとすると、この変形例における単位画素PXの第1方向D1における第1単位長さd1は、1つの副画素SPXの対角線の長さに相当する。また、単位画素PXの第2方向D2における第2単位長さd2は、1つの副画素SPXの対角線の長さの2倍に相当する。このような表示領域DAを用いる場合であっても、上記実施形態と同様の作用が得られる。
(変形例2)
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。
赤色、緑色、青色、白色のうちで人間の視感度が最も高い色は白色である。この表示領域DAにおいて、白色の副画素SPXWは、いずれの方向においても連続していない。このような場合には、各色の副画素を組み合わせた平均的な視感度に基づいて、第1方向D1(画素配列方向)を定義することができる。例えば、Y方向において交互に配置された副画素SPXW,SPXBの並びにおいて、副画素SPXW,SPXBの平均的な視感度が他の副画素の並びの視感度よりも高いならば、図32に示すように第1方向D1をY方向と平行な方向として定義できる。この場合にあっては、第1方向D1と直交する方向、すなわちX方向と平行な方向が第2方向D2となる。なお、図示した例においては、単位画素PX1,PX2それぞれの第1方向D1における第1単位長さd1は等しい。また、単位画素PX1,PX2それぞれの第2方向D2における第2単位長さd2も等しい。このような表示領域DAを用いる場合であっても、上記実施形態と同様の作用が得られる。
なお、変形例2では、単位画素PX2が白色の副画素SPXWを含む例について述べたが、白色の副画素SPXWに代えて、例えば黄色の副画素を用いてもよい。
(変形例3)
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。
一例として、3種類の細線片Tにて構成される電極パターンPTを、図33に示す。この電極パターンPTは、細線片Ta,Tbに加えて、2本の第1ラインL1及び2本の第2ラインL2で構成される4つの交点のうち、対角線方向(配列方向Ds1)に並ぶ2つの交点の間に配置される細線片Tcをさらに用いて構成されたパターンである。
この電極パターンPTは、図33の左方に示す単位パターンU100a,U100b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及び第2ラインL2の延出方向DL1,DL2に沿って、単位パターンU100a,単位パターンU100bを交互に配置したパターンである。
単位パターンU100a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、隣り合う2辺に細線片Ta1,Tb1が配置されるとともに、これら細線片Ta1,Tb1の端部同士を繋ぐように細線片Tc1が配置されたパターンである。単位パターンU100b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、隣り合う2辺に細線片Ta2,Tb2が配置されるとともに、これら細線片Ta2,Tb2の端部同士を繋ぐように細線片Tc2が配置されたパターンである。このように、単位パターンU100a,U100bは、いずれも細線片Tにて閉じられている。図33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U100a,U100bは、いずれも二等辺三角形となる。また、単位パターンU100a,U100bが正三角形となることもある。
電極パターンPTにおいて、隣り合う単位パターンU100a,U100bの輪郭は、1つの細線片Tを共用して形成されている。例えば第1ラインL1の延出方向DL1に連続する単位パターンU100a,U100bにおいては、その境界に配置される1本の細線片Tcが、単位パターンU100aでは細線片Tc1として用いられ、単位パターンU100bでは細線片Tc2として用いられることで、これら単位パターンU100a,U100bの輪郭が形成されている。
本変形例のように配列方向Ds1に沿って延びる細線片Tcを用いて電極パターンPTを構成する場合であっても、上記実施形態と同じく電極パターンPTと表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生を防止ないしは低減できる。すなわち、配列方向Ds1が条件2を満たすならば、細線片Tcの延出方向は第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に相当する角度だけ第1方向D1から傾くこととなる。このような細線片Tcの延出方向は、条件1も満たす。したがって、細線片Tcと表示領域DAとの干渉に起因したモアレの発生が防止ないしは低減される。なお、配列方向Ds2に沿って延びる細線片を用いて電極パターンPTを構成する場合であっても同様の作用が得られる。
なお、実施例14,15,19,20,23及び変形例3においては、2種類の単位パターンを含む電極パターンPTを例示した。しかしながら、電極パターンPTは、3種類以上の単位パターンによって構成されてもよい。
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。
DSP…液晶表示装置、PNL…液晶表示パネル、SE…センサ、DA…表示領域、Rx…検出電極、SPXR,SPXG,SPXB,SPXW…副画素、PX…単位画素、CE…共通電極、PE…画素電極、DR…ダミー電極、RC…検出回路、GRD…格子、L1…第1ライン、L2…第2ライン、P1,P2…ピッチ、CL…セル、PT…電極パターン、Ta,Tb…細線片、D1…第1方向(画素配列方向)、D2…第2方向、Ds1〜Ds4…交点配列方向、DL1…第1ラインの延出方向、DL2…第2ラインの延出方向、U…単位パターン

Claims (9)

  1. 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
    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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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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