JP6396454B2 - タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置 - Google Patents
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Description
上記タッチセンサ用電極の他の態様において、前記所定の角度は、0°よりも大きく、かつ、180°よりも小さいことが好ましい。
上記タッチセンサ用電極の他の態様において、前記第1方向と前記第2方向とは相互に直交する方向であり、前記第1電極の各々における前記第2方向の中央を通る直線が第1直線であり、前記第2電極の各々における前記第1方向の中央を通る直線が第2直線であり、相互に隣り合う2本の前記第1直線と、相互に隣り合う2本の前記第2直線とによって囲まれる矩形形状を有した領域が単位領域である。前記単位領域において、前記第1電極線に含まれる複数の前記基準パターン要素の中で前記第1方向の一端に位置する前記基準パターン要素が第1始点パターン要素であり、前記第2電極線に含まれる複数の前記基準パターン要素の中で前記第2方向の一端に位置する前記基準パターン要素が第2始点パターン要素である。前記第1始点パターン要素は、前記単位領域ごとに前記第1方向に沿って複数連続し、前記第2始点パターン要素は、前記単位領域ごとに前記第2方向に沿って複数連続する。1つの前記第1始点パターン要素に連なる複数の前記基準パターン要素は、前記第1方向において隣り合う前記単位領域における他の前記第1始点パターン要素に向けて延び、1つの前記第2始点パターン要素に連なる複数の前記基準パターン要素は、前記第2方向において隣り合う前記単位領域における他の前記第2始点パターン要素に向けて延びることが好ましい。
図1から図9を参照して、タッチセンサ用電極、タッチパネル、および表示装置を具体化した第1実施形態を説明する。以下では、表示装置の構成、タッチパネルの電気的構成、ドライブ電極の構成、タッチセンサ用電極の構成、および、タッチセンサ用電極の作用を順番に説明する。
図1を参照して表示装置の構成を説明する。図1では、表示装置の備えるカラーフィルタ層、ドライブ面に形成されるドライブ電極、および、センシング面に形成されるセンシング電極の構成を説明する便宜上、カラーフィルタ層、ドライブ電極、および、センシング電極が誇張して示されている。また、図1では、ドライブ電極の備えるドライブ電極線と、センシング電極の備えるセンシング電極線とが模式的に示されている。
図1が示すように、表示装置は、例えば液晶パネルである表示パネル10とタッチパネル20とが、1つの透明接着層によって貼り合わされた積層体であり、タッチパネル20を駆動する駆動回路を備えている。表示パネル10の表面には、矩形形状に形成された表示面10Sが区画され、表示面10Sには、外部からの画像データに基づく画像などの情報が表示される。表示パネル10とタッチパネル20との相対的な位置が筐体などの他の構成によって固定される前提であれば、透明接着層が割愛されてもよい。
1つの画素15Pは、1つの赤着色層15R、1つの緑着色層15G、および、1つの青着色層15Bを含んでいる。複数の画素15Pは、第2方向D2における赤着色層15R、緑着色層15G、および、青着色層15Bの並ぶ順番を維持した状態で、第2方向D2に沿って並んでいる。各画素15Pにおける第1方向D1に沿った幅が第1画素幅WP1であり、第2方向D2に沿った幅が第2画素幅WP2であり、各着色層における第2方向D2に沿った幅が第3画素幅WP3である。第1画素幅WP1、第2画素幅WP2、および、第3画素幅WP3の各々は、表示装置の解像度などに応じた値に設定されている。
各センシング電極33SPの形成材料には、上述したドライブ電極31DPと同様、銅やアルミニウムなどの金属膜が用いられる。センシング電極33SPの各々は、個別に検出回路に接続されており、センシング電極33SPごとの電圧が、検出回路によって検出される。タッチセンサ用電極21、選択回路、および、検出回路が、タッチセンサの一例である。
すなわち、図2が示すように、タッチパネル20では、表示パネル10に近い構成要素から順番に、透明基板31、ドライブ電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、センシング電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置している。このうち、透明誘電体基板33は、複数のドライブ電極31DPと、複数のセンシング電極33SPとに挟まれている。
透明接着層23の省略される構成においては、カバー層22の面の中で透明誘電体基板33と対向する面がセンシング面33Sとして設定され、センシング面33Sに形成される1つの薄膜のパターニングによって、複数のセンシング電極33SPが形成されてもよい。
図3を参照して、タッチパネル20の電気的構成を説明する。以下では、静電容量式のタッチパネル20の一例として、相互容量方式のタッチパネル20における電気的構成を説明する。
タッチパネル20は、上述した相互容量方式のタッチパネル20に限らず、自己容量方式のタッチパネルであってもよい。
図4から図6を参照してドライブ電極の構成を説明する。図4では、ドライブ電極31DPを構成する複数のドライブ電極線の配置を説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅が誇張して示されている。
1つのドライブダミー部31DDに含まれるドライブダミー線42のうち、第2方向D2の中央に位置するドライブダミー線42の一方は、複数のダミー内間隙42aを有し、複数のダミー内間隙42aは、第1方向D1に沿って等しい間隔を空けて並んでいる。複数のダミー内間隙42aは、第1方向D1および第2方向D2に沿って、ドライブダミー部31DDごとに位置している。
図6は、ドライブ電極31DPの備える1つのドライブ容量電極部31DPaを拡大して示す部分拡大図であり、図6では、ドライブ電極線41の電極線の配置を説明する便宜上、電極線の線幅が誇張して示されている。
図7を参照してタッチセンサ用電極の構成を説明する。図7では、ドライブ電極31DPの複数のドライブ電極線の配置と、センシング電極33SPの複数のセンシング電極線の配置とを説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅とセンシング電極線の線幅とが誇張して示されている。
1つのセンシングダミー部33SDに含まれるセンシングダミー線52のうち、第1方向D1の中央に位置するセンシングダミー線52の一方は、複数のダミー内間隙52aを有し、複数のダミー内間隙52aは、第2方向D2に沿って等しい間隔を空けて並んでいる。複数のダミー内間隙52aは、第1方向D1および第2方向D2に沿って、センシングダミー部33SDごとに位置している。センシング面33Sにおけるダミー内間隙52aの各々は、センシング面33Sと対向する平面視にて、相互に異なるドライブ接続線Lcdと重なっている。
センシング電極線51、および、センシングダミー線52の形成材料は、上述した金属のうち、例えば銅である。センシング面33Sと対向する平面視にて、センシング電極線51、および、センシングダミー線52の各々が、同じ色相、例えば黒色を有している。
図8および図9を参照してタッチセンサ用電極の作用を説明する。図8および図9では、説明の便宜上、ドライブ電極31DPの位置している透明基板31の図示が省略されている。また、図8では、説明の便宜上、ドライブダミー線42およびセンシングダミー線52が破線で示されている。
(1)センシング面33Sと対向する平面視にて、ドライブ電極線41とセンシングダミー線52との組合せが1つの格子パターンを形成し、かつ、センシング電極線51とドライブダミー線42との組合せが1つの格子パターンを形成する。そのため、ドライブ電極31DPの有する色と、センシング電極33SPの有する色とが個別に認識されにくくなる。それゆえに、たとえ、ドライブ電極31DPの有する色とセンシング電極33SPの有する色とが相互に異なったとしても、ドライブ電極31DPの色とセンシング電極33SPの色との違いが目立ちにくくなる。結果として、ドライブ電極31DPおよびセンシング電極33SPとの境界が視認されることを抑え、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとが視認されることを抑える。
上述した第1実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ドライブ電極線41、ドライブダミー線42、センシング電極線51、および、センシングダミー線52の各々は、黒色を有していなくともよい。例えば、ドライブ電極線41、ドライブダミー線42、センシング電極線51、および、センシングダミー線52の各々は、金属光沢を有する、あるいは、光透過性を有する構成であってもよい。この場合、光透過性を有する電極線の形成材料には、酸化亜鉛などの金属酸化物膜、および、酸化インジウム錫や酸化インジウムガリウム亜鉛などの複合酸化物膜が用いられる。複合酸化物膜は、インジウム、スズ、ガリウム、および、亜鉛などの金属酸化物を含む。金属光沢を有する電極線には、上述した金属膜に加えて、銀ナノワイヤーや導電性高分子膜を用いることもできる。また、黒色を有する電極線には、黒化処理の施された金属線に限らず、グラフェン膜などの導電膜も用いられる。
図10および図11では、ドライブ電極31DPを構成する複数のドライブ電極線、および、センシング電極33SPを構成する複数のセンシング電極線の配置を説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅、および、センシング電極線の線幅が誇張して示されている。また、ドライブダミー線42は、ドライブ面31Sにおける位置がドライブ電極線41と相互に異なるものの、ドライブダミー線42を構成する基準パターン要素31RPは、ドライブ電極線41と共通するため、ドライブダミー線42の詳しい説明を省略する。そして、センシングダミー線52は、センシング面33Sにおける位置がセンシング電極線51と相互に異なるものの、センシングダミー線52を構成する基準パターン要素33RPは、センシング電極線51と共通するため、センシングダミー線52の詳しい説明を省略する。
図13および図14を参照して、タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置を具体化した第2実施形態を説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比べて、ドライブ容量電極部とセンシング容量電極部との間に電極部間隙が形成されている点が異なる。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明し、第2実施形態において第1実施形態と共通する構成には、第1実施形態と同じ符号を付すことで、第1実施形態と共通する構成の詳しい説明を省略する。また、以下では、ドライブ電極の構成、タッチセンサ用電極、および、タッチセンサ用電極の作用を順番に説明する。
図13を参照してドライブ電極の構成を説明する。図13では、ドライブ電極を構成する複数のドライブ電極線の配置を説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅が誇張して示されている。
図14を参照してタッチセンサ用電極の構成を説明する。図14では、ドライブ電極を構成する複数のドライブ電極線の配置、および、センシング電極を構成する複数のセンシング電極線の配置を説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅、および、センシング電極線の線幅が誇張して示されている。
タッチセンサ用電極21では、ドライブ面31Sにおいて、ドライブ容量電極部31DPaと、センシング容量電極部33SPaとの間に電極部間隙45が形成され、センシング面33Sにおいて、ドライブ容量電極部31DPaと、センシング容量電極部33SPaとの間に電極部間隙55が形成されている。
(7)センシング面33Sと対向する平面視にて、ドライブ容量電極部31DPaとセンシング容量電極部33SPaとの間に電極部間隙45が形成されるため、タッチセンサ用電極21に対する指の位置を検出する精度が高まる。そして、複数の電極部間隙45にドライブダミー部31DDの一部が位置するため、このような電極部間隙45が形成される構成であっても、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとが別々の構造体として視認されることを抑えることが可能である。
上述した第2実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ドライブ面31Sにおいて、電極部間隙45の全てにドライブダミー部31DDの一部が位置しているが、こうした構成に限らず、電極部間隙45の少なくとも1つにドライブダミー部31DDの一部が位置する構成でもよい。こうした構成によっても、電極部間隙45のうち、ドライブダミー部31DDの一部が位置する電極部間隙45においては、上述した(7)に準じた利点を得ることはできる。
[第3実施形態]
図15から図18を参照して、タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置を具体化した第3実施形態を説明する。第3実施形態は、第1実施形態と比べて、ドライブ電極を構成するドライブ電極線の構成、および、センシング電極を構成するセンシング電極線の構成が異なっている。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明し、第1実施形態と共通する構成には、第1実施形態と同じ符号を付すことによって、第1実施形態と共通する構成の詳しい説明を省略する。また、以下では、ドライブ電極の構成、センシング電極の構成、タッチセンサ用電極の構成、および、タッチセンサ用電極の作用を順番に説明する。
図15および図16を参照してドライブ電極の構成を説明する。図15では、ドライブ電極31DPを構成する複数のドライブ電極線の配置を説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅が誇張して示されている。また、図16では、図15に示されるドライブ電極31DPの一部が拡大して示されている。
図17を参照してセンシング電極の構成を説明する。図17では、センシング電極33SPを構成する複数のセンシング電極線の配置を説明する便宜上、センシング電極線の線幅が誇張して示されている。
図18を参照してタッチセンサ用電極の構成を説明する。図18では、ドライブ電極31DPを構成する複数のドライブ電極線の配置と、センシング電極33SPを構成する複数のセンシング電極線の配置とを説明する便宜上、ドライブ電極線の線幅と、センシング電極線の線幅とが誇張して示されている。
上述したタッチセンサ用電極の作用を説明する。
本実施形態のタッチセンサ用電極21は、第1実施形態におけるタッチセンサ用電極21から以下のように設計を変更するのみで形成することができる。すなわち、ドライブ配線群を構成する配線において、1つの単位領域21Uにおける始点パターン要素31RPsの第2方向D2における位置が設定される。そして、各始点パターン要素31RPsに連なる複数の基準パターン要素31RPの延びる方向が、第2方向D2において線間幅GLのn倍(nは1以上の整数)だけずれた他の始点パターン要素31RPsに向けた方向に変更される。
(9)格子パターンを構成する複数の線分の各々が有する第1方向D1および第2方向D2に対する傾きが変更される場合であっても、基準パターン要素31RP,33RPを含む電極線としてドライブ電極線61およびセンシング電極線71の位置が定められる。それゆえに、ドライブ電極線61およびセンシング電極線71を設計するための負荷を小さくすることができる。
上述した第3実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ドライブ面31Sの1つの単位領域21Uにおいて、第C配線31Cにおける始点パターン要素31RPsに連なる複数の基準パターン要素31RPは、第1方向D1にて隣り合う単位領域21Uにおける第A配線31Aにおける始点パターン要素31RPsに向けて延びてもよい。あるいは、第D配線31Dにおける始点パターン要素31RPsに連なる複数の基準パターン要素31RPは、第1方向D1にて隣り合う単位領域21Uにおける第A配線31Aの始点パターン要素31RPsに向けて延びてもよい。
・第3実施形態の構成、および、第3実施形態の変形例の構成の各々は、第1実施形態の変形例の構成の各々と組み合わせて実施することもできる。
[他の変形例]
・図19が示すように、タッチパネル20を構成するタッチセンサ用電極21において、透明基板31および透明接着層32が割愛されてもよい。こうした構成では、透明誘電体基板33の面の中で、表示パネル10と対向する1つの面がドライブ面31Sとして設定され、ドライブ面31Sには、ドライブ電極31DPが位置すればよい。そして、透明誘電体基板33における、ドライブ面31Sと対向する面に、センシング電極33SPが位置すればよい。
・図20が示すように、タッチパネル20では、表示パネル10に近い構成要素から順番に、ドライブ電極31DP、透明基板31、透明接着層32、透明誘電体基板33、センシング電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置してもよい。
Claims (12)
- 第1面と、前記第1面とは反対側の第2面とを有する透明誘電体基板と、
第1方向と交差する第2方向に沿って前記第1面に並ぶ複数の第1電極であって、前記各第1電極は、複数の第1電極線の集合であるとともに、第1方向に沿って並ぶ複数の第1容量電極部と、相互に隣り合う前記第1容量電極部を接続する第1接続部とを備える、複数の前記第1電極と、
前記第1方向に沿って前記第2面に並ぶ複数の第2電極であって、前記各第2電極は、複数の第2電極線の集合であるとともに、前記第2方向に沿って並ぶ複数の第2容量電極部と、相互に隣り合う前記第2容量電極部を接続する第2接続部とを備える、複数の前記第2電極と、
複数の第1ダミー線を含む第1ダミー部であって、前記第1面において相互に隣り合う2つの前記第1電極の間に位置するとともに前記第1電極から離れた第1ダミー部と、
複数の第2ダミー線を含む第2ダミー部であって、前記第2面において相互に隣り合う2つの前記第2電極の間に位置するとともに前記第2電極から離れた第2ダミー部と、を備え、
前記透明誘電体基板と対向する平面視において、前記第1容量電極部は前記第2ダミー部と向かい合い、前記第2容量電極部は前記第1ダミー部と向かい合い、
前記平面視において、前記第1電極線と前記第2ダミー線との組合せは、1つの格子パターンの第1部分を構成するとともに、前記第1電極線と前記第2ダミー線とは、前記格子パターンに含まれる相互に異なる線分を構成し、
前記平面視において、前記第2電極線と前記第1ダミー線との組合せは、前記格子パターンの第2部分を構成するとともに、前記第2電極線と前記第1ダミー線とは、前記格子パターンに含まれる相互に異なる線分を構成する
タッチセンサ用電極。 - 前記格子パターンを構成する複数の単位格子の各々は、4本の線分から構成され、
前記格子パターンの前記第1部分における前記4本の線分は、前記第1電極線の一部と前記第2ダミー線の一部とを含み、
前記格子パターンの前記第2部分における前記4本の線分は、前記第2電極線の一部と前記第1ダミー線の一部とを含む
請求項1に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記格子パターンにおいて1つの単位格子は正方形形状を有し、
前記第1電極線と前記第2ダミー線とは、複数の基準パターン要素を含み、
前記基準パターン要素は、1つの方向である基準方向に対して所定の角度を形成する延在方向に沿って延びるとともに前記単位格子の一辺の長さの2倍の長さを有する主線と、前記延在方向と直交する方向に沿って延びるとともに前記単位格子の一辺の長さと同じ長さを有する副線と、を含み、
前記第1電極線において、前記基準方向が前記第2方向であり、複数の前記基準パターン要素は、前記第1方向に沿って並び、
前記第2ダミー線において、前記基準方向が前記第1方向であり、複数の前記基準パターン要素は、前記第2方向に沿って並ぶ
請求項1または2に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記第2電極線と前記第1ダミー線とは、複数の前記基準パターン要素を含み、
前記第2電極線において、前記基準方向が前記第1方向であり、複数の前記基準パターン要素は、前記第2方向に沿って並び、
前記第1ダミー線において、前記基準方向が前記第2方向であり、複数の前記基準パターン要素は、前記第1方向に沿って並ぶ
請求項3に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記所定の角度は、0°よりも大きく、かつ、180°よりも小さい
請求項3または4に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記第1方向と前記第2方向とは相互に直交する方向であり、
前記第1電極の各々における前記第2方向の中央を通る直線が第1直線であり、
前記第2電極の各々における前記第1方向の中央を通る直線が第2直線であり、
相互に隣り合う2本の前記第1直線と、相互に隣り合う2本の前記第2直線とによって囲まれる矩形形状を有した領域が単位領域であり、
前記単位領域において、前記各第1電極線に含まれる複数の前記基準パターン要素の中で前記第1方向の一端に位置する前記基準パターン要素が第1始点パターン要素であり、前記各第2電極線に含まれる複数の前記基準パターン要素の中で前記第2方向の一端に位置する前記基準パターン要素が第2始点パターン要素であり、
前記第1始点パターン要素は、前記単位領域ごとに前記第1方向に沿って複数連続し、
前記第2始点パターン要素は、前記単位領域ごとに前記第2方向に沿って複数連続し、
1つの前記第1始点パターン要素に連なる複数の前記基準パターン要素は、前記第1方向において隣り合う前記単位領域における他の前記第1始点パターン要素に向けて延び、
1つの前記第2始点パターン要素に連なる複数の前記基準パターン要素は、前記第2方向において隣り合う前記単位領域における他の前記第2始点パターン要素に向けて延びる
請求項5に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記透明誘電体基板と対向する平面視にて、前記第1電極、前記第1ダミー部、前記第2電極、および前記第2ダミー部の各々が、相互に同じ色相を有する一方、前記第1電極および前記第1ダミー部と、前記第2電極および前記第2ダミー部との間で、明度および彩度の少なくとも1つが異なる
請求項1から6のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記透明誘電体基板と対向する平面視にて、前記第1電極および前記第1ダミー部が相互に同じ色の属性を有し、前記第2電極および前記第2ダミー部が、前記第1電極とは異なる色の属性を有する
請求項1から6のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記透明誘電体基板と対向する平面視にて前記第1容量電極部と前記第2容量電極部との間に位置する電極部間隙をさらに有し、
前記第1ダミー部の一部が、複数の前記電極部間隙の少なくとも1つに位置する
請求項1から8のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極。 - 前記透明誘電体基板と対向する平面視にて前記第1容量電極部と前記第2容量電極部との間に位置する電極部間隙をさらに有し、
前記第2ダミー部の一部が、複数の前記電極部間隙の少なくとも1つに位置する
請求項1から9のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極であって、複数の前記第1電極と、複数の前記第2電極と、複数の前記第1電極と複数の前記第2電極との間に挟まれる透明誘電体層と、を備えるタッチセンサ用電極と、
前記タッチセンサ用電極を覆うカバー層と、
前記第2電極と前記第2電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備えるタッチパネル。 - 情報を表示する表示パネルと、
請求項11に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを駆動する駆動回路と、を備え、
前記タッチパネルは、前記表示パネルの表示する前記情報を透過するように構成されている
表示装置。
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