(第1実施形態)
図1〜図6を参照して、タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置の第1実施形態について説明する。
[表示装置の構成]
図1を参照して、表示装置の構成について説明する。
図1が示すように、表示装置100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、図示しない1つの透明接着層によって貼り合わされた積層体を備え、さらに、タッチパネル20を駆動するための回路やタッチパネル20の駆動を制御する制御部を備えている。なお、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、上記透明接着層は割愛されてもよい。
表示パネル10の表面には、略矩形形状の表示面が区画され、表示面には、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を構成する構成要素は、タッチパネル20から遠い構成要素から順番に、以下のように並んでいる。すなわち、タッチパネル20から遠い順番に、下側偏光板11、薄膜トランジスタ(以下、TFT)基板12、TFT層13、液晶層14、カラーフィルタ層15、カラーフィルタ基板16、上側偏光板17が位置している。
これらのうち、TFT層13には、サブ画素を構成する画素電極がマトリクス状に位置している。また、カラーフィルタ層15が有するブラックマトリクスは、矩形形状を有した複数の単位格子から構成される格子形状を有している。そして、ブラックマトリクスは、こうした格子形状によって、サブ画素の各々と向かい合う矩形形状の複数の領域を区画し、ブラックマトリクスの区画する各領域には、白色光を赤色、緑色、および、青色のいずれかの色の光に変える着色層が位置している。
なお、表示パネル10が有色の光を出力するELパネルであって、赤色の光を出力する赤色画素、緑色の光を出力する緑色画素、および、青色の光を出力する青色画素を有する構成であれば、上述したカラーフィルタ層15は割愛されてもよい。この際に、ELパネルにおいて相互に隣り合う画素の境界部分は、ブラックマトリクスとして機能する。また、表示パネル10は放電によって発光するプラズマパネルであってもよく、この場合、赤色の蛍光体層と、緑色の蛍光体層と、青色の蛍光体層とを区画する境界部分がブラックマトリクスとして機能する。
タッチパネル20は、静電容量方式のタッチパネルであり、タッチセンサ用電極21とカバー層22とが透明接着層23によって貼り合わされた積層体であって、表示パネル10の表示する情報を透過する光透過性を有している。
詳細には、タッチパネル20を構成する構成要素のなかで表示パネル10に近い構成要素から順番に、透明基板31、複数のドライブ電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、複数のセンシング電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置している。このうち、透明基板31、ドライブ電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、および、センシング電極33SPが、タッチセンサ用電極21を構成している。
透明基板31は、表示パネル10の表示面が表示する画像などの情報を透過する光透過性と絶縁性とを有し、表示面の全体に重ねられている。透明基板31は、例えば、透明ガラス基板や、透明樹脂フィルムや、シリコン基板などの基材から構成される。透明基板31は、1つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、2つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
透明基板31における表示パネル10とは反対側の面は、ドライブ電極面31Sとして設定され、ドライブ電極面31Sには、複数のドライブ電極31DPが配置されている。複数のドライブ電極31DP、および、ドライブ電極面31Sにおいてドライブ電極31DPが位置しない部分は、1つの透明接着層32によって透明誘電体基板33に貼り合わされている。
透明接着層32は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性を有し、透明接着層32には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤などが用いられる。
透明誘電体基板33は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性と、電極間における静電容量の検出に適した比誘電率とを有する。透明誘電体基板33は、例えば、透明ガラス基板や、透明樹脂フィルムや、シリコン基板などの基材から構成される。透明誘電体基板33は、1つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、2つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
複数のドライブ電極31DPが透明接着層32によって透明誘電体基板33に貼り合わされる結果、透明誘電体基板33における透明基板31と向かい合う面である裏面には、複数のドライブ電極31DPが並んでいる。
透明誘電体基板33における透明接着層32とは反対側の面である表面は、センシング電極面33Sとして設定され、センシング電極面33Sには、複数のセンシング電極33SPが配置されている。すなわち、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。複数のセンシング電極33SP、および、センシング電極面33Sにおいてセンシング電極33SPが位置しない部分は、1つの透明接着層23によってカバー層22に貼り合わされている。
透明接着層23は、表示面に表示される画像などの情報を透過する光透過性を有し、透明接着層23には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤などが用いられる。
カバー層22は、強化ガラスなどのガラス基板や樹脂フィルムなどから形成され、カバー層22における透明接着層23とは反対側の面は、タッチパネル20における表面であって操作面20Sとして機能する。
なお、上記構成要素のうち、透明接着層23は割愛されてもよい。透明接着層23の省略される構成においては、カバー層22が有する面のなかで透明誘電体基板33と対向する面がセンシング電極面33Sとして設定され、センシング電極面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が形成されればよい。
また、タッチパネル20の製造に際しては、タッチセンサ用電極21とカバー層22とが、透明接着層23によって貼り合わされる方法が採用されてもよいし、こうした製造方法とは異なる他の例として、以下の製造方法が採用されてもよい。すなわち、樹脂フィルムなどのカバー層22に、銅などの導電性金属から構成される薄膜層が直に、もしくは、下地層を介して形成され、薄膜層の上にセンシング電極33SPのパターン形状を有したレジスト層が形成される。次いで、塩化第二鉄などを用いたウェットエッチング法によって、薄膜層が複数のセンシング電極33SPに加工されて、第1のフィルムが得られる。また、センシング電極33SPと同様に、透明基板31として機能する他の樹脂フィルムに形成された薄膜層が複数のドライブ電極31DPに加工されて、第2のフィルムが得られる。そして、第1フィルムと第2フィルムとが透明誘電体基板33を挟むように、透明誘電体基板33に対して透明接着層23,32によって貼り付けられる。
[タッチセンサ用電極の平面構造および画素配列]
図2を参照して、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの外形の構成を中心に、タッチセンサ用電極21の平面構造について説明するとともに、表示パネル10におけるカラーフィルタ層15の平面構造、すなわち、表示パネル10の画素配列について説明する。
図2は、透明誘電体基板33の表面と対向する方向からタッチセンサ用電極21を見た場合におけるセンシング電極33SPとドライブ電極31DPとの配置を示す図であり、二点鎖線で囲まれた縦方向に沿って延びる帯状領域の各々は、1つのセンシング電極33SPが含まれる領域を示し、二点鎖線で囲まれた横方向に沿って延びる帯状領域の各々は、1つのドライブ電極31DPが含まれる領域を示している。なお、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの数は簡略化して示している。また、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの構成を理解しやすくするために、図2にて左端から3つのセンシング電極33SPについてのみ、センシング電極33SPの外形を示し、図2にて上端から3つのドライブ電極31DPについてのみ、ドライブ電極31DPの外形を示している。また、図2においては、タッチセンサ用電極21および表示パネル10の一部を破断して、カラーフィルタ層15を示している。
図2が示すように、センシング電極面33Sにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、1つの方向である第1方向D1に沿って延びる帯形状を有し、かつ、第1方向D1と直交する第2方向D2に沿って並んでいる。各センシング電極33SPにおける第1方向D1の一端は、センシングパッド33Pを介してタッチパネル20の周辺回路の一例である検出回路に接続され、複数のセンシング電極33SPの各々は、検出回路によって電流値を測定される。
センシング電極面33Sには、さらに、複数のセンシングダミー部33SDが配置されている。各センシングダミー部33SDは、第1方向D1に沿って延びる帯形状を有し、互いに隣り合うセンシング電極33SPの間に位置している。各センシングダミー部33SDは、センシングダミー部33SDに隣接するセンシング電極33SPから電気的に絶縁されている。なお、第2方向D2の端部に配置されるセンシング電極33SPの外側にも、センシングダミー部33SDは配置される。
各センシング電極33SPおよび各センシングダミー部33SDは、細線状の導線である電極線から構成されている。電極線の形成材料には、銅や銀やアルミニウムなどの金属膜が用いられ、電極線は、例えば、センシング電極面33Sに成膜された金属膜がエッチングによってパターニングされることにより形成される。
ドライブ電極面31Sにおいて、複数のドライブ電極31DPの各々は、第2方向D2に沿って延びる帯形状を有し、かつ、第1方向D1に沿って並んでいる。各ドライブ電極31DPにおける第2方向D2の一端は、ドライブパッド31Pを介してタッチパネル20の周辺回路の一例である選択回路に接続され、複数のドライブ電極31DPの各々は、選択回路が出力する駆動信号を受けることによって選択回路に選択される。
ドライブ電極面31Sには、センシング電極面33Sのようなダミー部は配置されておらず、互いに隣り合うドライブ電極31DPの間には、他の構成要素は挟まれていない。そして、互いに隣り合うドライブ電極31DPは電気的に絶縁されている。
各ドライブ電極31DPは、細線状の導線である電極線から構成されている。電極線の形成材料には、銅や銀やアルミニウムなどの金属膜が用いられ、こうした電極線は、例えば、ドライブ電極面31Sに成膜された金属膜がエッチングによってパターニングされることにより形成される。
透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、複数のセンシング電極33SPと複数のドライブ電極31DPとは、複数のセンシング電極33SPの各々が、各ドライブ電極31DPと重なるように配置されている。
透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの配置される領域の全体を、1つのセンシング電極33SPと1つのドライブ電極31DPとが重なる矩形形状の領域の各々が中心となるように、均等に分割した領域の各々がノードNとして定められる。すなわち、1つのセンシング電極33SPと1つのドライブ電極31DPとが重なる矩形形状の領域の中心が、ノードNの中心である。ノードNは、図2の二点鎖線によって区画される正方形形状の矩形領域であって、1つのノードNには、センシング電極33SPの一部分と、センシングダミー部33SDの一部分と、ドライブ電極31DPの一部分とが含まれる。
各ノードNにおいて、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとが対向する領域は、容量形成領域CSである。容量形成領域CSにおいては、センシング電極33SPと、ドライブ電極31DPとの間で静電容量が形成される。人の指などがタッチパネル20に近づいたときには、この容量形成領域CSにて形成される静電容量が変化し、その変化が検出されることに基づいて、タッチパネル20において人の指などの接触位置が検出される。
カラーフィルタ層15が備えるブラックマトリクス15aは、矩形格子模様を形成する。矩形格子模様は、第1方向D1と第2方向D2とに沿って並ぶ複数の単位格子から構成される。各単位格子が区画する領域には、赤色を表示するための赤着色層15R、緑色を表示するための緑着色層15G、および、青色を表示するための青着色層15Bのいずれかが配置される。
カラーフィルタ層15において、例えば、赤着色層15R、緑着色層15G、および、青着色層15Bの各々は、第2方向D2に沿って1つずつ順に繰り返される。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は、1つの画素15Pを構成し、複数の画素15Pは、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。また、複数の赤着色層15Rは、第1方向D1に沿って連続して並び、複数の緑着色層15Gは、第1方向D1に沿って連続して並び、複数の青着色層15Bは、第1方向D1に沿って連続して並んでいる。換言すれば、複数の画素15Pは、第1方向D1に沿って延びるストライプ状に配置されている。
各画素15Pにおける第1方向D1に沿った幅は、第1画素幅WP1であり、第2方向D2に沿った幅は、第2画素幅WP2であり、各着色層における第2方向D2に沿った幅は、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100に求められる解像度などに基づいて定められる。
[タッチパネルの電気的構成]
図3を参照して、タッチパネル20の電気的構成を、表示装置100の備える制御部の機能とともに説明する。なお、以下では、静電容量方式のタッチパネル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。
図3が示すように、タッチパネル20は、周辺回路として、選択回路34および検出回路35を備えている。選択回路34は、複数のドライブ電極31DPに接続され、検出回路35は、複数のセンシング電極33SPに接続され、表示装置100の備える制御部36は、選択回路34と検出回路35とに接続されている。
制御部36は、各ドライブ電極31DPに対する駆動信号の生成を選択回路34に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部36は、駆動信号が供給される対象を1番目のドライブ電極31DP1からn番目のドライブ電極31DPnに向けて選択回路34に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
制御部36は、各センシング電極33SPを流れる電流の検出を検出回路35に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部36は、検出の対象を1番目のセンシング電極33SP1からn番目のセンシング電極33SPnに向けて検出回路35に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
選択回路34は、制御部36の出力した開始タイミング信号に基づいて、駆動信号の生成を開始し、制御部36の出力した走査タイミング信号に基づいて、駆動信号の出力先を1番目のドライブ電極31DP1からn番目のドライブ電極31DPnに向けて走査する。
検出回路35は、信号取得部35aと信号処理部35bとを備えている。信号取得部35aは、制御部36の出力した開始タイミング信号に基づいて、各センシング電極33SPに生成されたアナログ信号である電流信号の取得を開始する。そして、信号取得部35aは、制御部36の出力した走査タイミング信号に基づいて、電流信号の取得元を1番目のセンシング電極33SP1からn番目のセンシング電極33SPnに向けて走査する。
信号処理部35bは、信号取得部35aの取得した各電流信号を処理して、デジタル値である電圧信号を生成し、生成された電圧信号を制御部36に向けて出力する。このように、選択回路34と検出回路35とは、静電容量の変化に応じて変わる電流信号から電圧信号を生成することによって、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとの間の静電容量の変化を測定する。
制御部36は、信号処理部35bの出力した電圧信号に基づいて、タッチパネル20において使用者の指などが触れている位置を検出し、検出した位置の情報を表示パネルの表示面に表示される情報の生成などの各種の処理に利用する。なお、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。
[センシング電極の構成]
図4を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線の詳細構成を説明する。
図4は、センシング電極面33Sに配置された電極線のなかで、1つのノードNに含まれる部分を拡大して示す図である。
図4が示すように、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極面33Sには、複数の電極線から構成される矩形格子模様を有したセンシング格子33SLが配置されている。センシング格子33SLは、第1交差方向C1に沿って延びる複数のセンシング格子電極線33SRaと、第1交差方向C1と直交する第2交差方向C2に沿って延びる複数のセンシング格子電極線33SRbとから構成される。センシング格子33SLにおける単位格子は、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、正方形形状を有する。単位格子の一辺の長さが、センシング格子33SLのピッチである。第1交差方向C1は、第1方向D1および第2方向D2のいずれとも異なり、これらの方向のいずれに対しても傾斜した方向であり、第2交差方向C2も、第1方向D1および第2方向D2のいずれとも異なり、これらの方向のいずれに対しても傾斜した方向である。
センシング格子33SLのなかで、センシング格子電極線33SRの交差する部分が格子点33LXである。また、第1交差方向C1もしくは第2交差方向C2に隣り合う2つの格子点33LXの間を仮想的に結ぶ線状の部分が格子辺33LIである。
センシング格子33SLは、複数のセンシング電極33SPと複数のセンシングダミー部33SDとを含む。センシング格子33SLにおいて、センシング電極33SPを構成するセンシング格子電極線33SRと、センシングダミー部33SDを構成するセンシング格子電極線33SRとは、これらの電極線の間に隙間SZが設けられることによって絶縁されている。
センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとを分離する隙間SZの位置について説明する。ノードN内において、第1方向D1に沿って延びる2つの仮想線K1によって挟まれる領域は、仮想的なセンシング電極33SPの配置領域である仮想電極領域SPKである。また、ノードN内における仮想電極領域SPKの外側の領域は、仮想的なセンシングダミー部33SDの配置領域である仮想ダミー領域SDKである。仮想電極領域SPKおよび仮想ダミー領域SDKの各々は、第1方向D1に延びる矩形形状を有している。仮想電極領域SPKは、ノードNにおける第2方向D2の中央部に位置し、仮想ダミー領域SDKは、仮想電極領域SPKの第2方向D2の一方側と他方側との各々に位置する。
仮想電極領域SPKの大きさは、タッチパネル20に求められる検出精度等に応じて、センシング電極33SPに望まれる大きさに設定される。すなわち、仮想電極領域SPKは、設計段階における理想的なセンシング電極33SPが占有する領域を示し、仮想ダミー領域SDKは、設計段階における理想的なセンシングダミー部33SDが占有する領域を示す。例えば、上述の容量形成領域CSにて形成される静電容量の大きさは、容量形成領域CSの大きさの設定によって調整することが可能であり、仮想電極領域SPKの大きさは、所望の容量形成領域CSの大きさに応じたセンシング電極33SPの大きさに設定される。
そして、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとを分離する隙間SZは、仮想線K1と交差する格子辺33LIの中央部、すなわち、その格子辺33LIを挟む2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む位置に配置されている。なお、仮想線K1が格子点33LXと交差する場合には、その格子点33LXの周囲の格子辺33LIの中点のいずれかを含む位置に、隙間SZが配置されればよい。
また、センシングダミー部33SDにおいては、すべての格子点33LXについて、第1交差方向C1に沿って格子点33LXを挟む2つの位置と、第2交差方向C2に沿って格子点33LXを挟む2つの位置とに隙間SZが設けられている。すなわち、1つの格子点33LXの周囲に位置する4つの隙間SZによって、この格子点33LXを含む十字状の電極線からなる部分であるダミー要素33SDaが周囲から分離されている。そして、センシングダミー部33SDは、複数のダミー要素33SDaから構成されている。
ダミー要素33SDaを区画する隙間SZも、センシング電極33SPを区画する隙間SZと同様に、互いに隣接する格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置している。
このように、センシング格子33SLにおいて、すべての隙間SZは、第1交差方向C1もしくは第2交差方向C2に沿って互いに隣接する格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置している。これらの隙間SZにて途切れているセンシング格子電極線33SRを、隙間SZを埋めるように仮想的に繋ぐと、センシング電極面33Sにおいて複数のセンシング電極33SPと複数のセンシングダミー部33SDとが配置される領域には、連続した1つの矩形格子模様が形成される。すなわち、センシング格子33SLの全体は、1つの仮想的な矩形格子上に位置する。この仮想的な矩形格子において単位格子を構成する正方形の1辺に相当する部分が、格子辺33LIであり、センシング格子電極線33SRは格子辺33LI上に位置している。
一方で、1つのノードNにおけるセンシング格子33SLの位置、すなわち、1つのノードNの中心に対する、そのノードNにおいてセンシング格子33SLを構成する電極線の配置は、ノードNごとに異なっている。それゆえ、センシング格子33SLに対する隙間SZの配置も、ノードNごとに異なっている。センシング格子33SLのピッチやノードNの大きさによっては、複数のノードNに、センシング格子33SLの位置が同一であるノードNが含まれていてもよいが、少なくとも、第1方向D1もしくは第2方向D2に隣り合う2つのノードNにおいて、センシング格子33SLの位置は互いに異なる。
上記構成においては、センシング電極33SPのなかで、格子点33LXから、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの境界に向けて飛びだす部分である末端部33SSの長さは、すべて、センシング格子33SLのピッチの2分の1以下となっている。
また、センシング電極33SPの占有する領域は、仮想電極領域SPKよりも僅かに内側に窪んだり外側に飛びだしたりする形状となる。詳細には、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLのなかでセンシング電極33SPを構成する部分の端部、すなわち、末端部33SSの先端を結ぶことにより形成される線は、細かな起伏を繰り返す折れ線形状を有する。同様に、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLのなかでセンシングダミー部33SDを構成する部分の端部を結ぶことにより形成される線は、細かな起伏を繰り返す折れ線形状を有する。
[ドライブ電極の構成]
図5を参照して、ドライブ電極面31Sに配置された電極線の詳細構成を説明する。
図5は、ドライブ電極面31Sに配置された電極線のなかで、1つのノードNに含まれる部分を拡大して示す図である。
図5が示すように、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、ドライブ電極面31Sには、複数の電極線から構成される矩形格子模様を有したドライブ格子31DLと、ドライブ格子31DLと交差する電極線である複数の補助要素31DHとが配置されている。
ドライブ格子31DLは、第1交差方向C1に沿って延びる複数のドライブ格子電極線31DRaと、第2交差方向C2に沿って延びる複数のドライブ格子電極線31DRbとから構成される。ドライブ格子31DLにおける単位格子は、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、正方形形状を有する。単位格子の一辺の長さが、ドライブ格子31DLのピッチであり、ドライブ格子31DLのピッチは、センシング格子33SLのピッチと一致する。
ドライブ格子31DLは、複数のドライブ電極31DPを含む。ドライブ格子31DLは、互いに隣接するドライブ電極31DPの間に隙間DZを有する格子形状を有している。こうした隙間DZにて途切れているドライブ格子電極線31DRを仮想的に繋ぐと、ドライブ電極面31Sにおいて複数のドライブ電極31DPが配置される領域には、連続した1つの矩形格子模様が形成される。すなわち、ドライブ格子31DLの全体は、1つの仮想的な矩形格子上に位置する。一方で、1つのノードNにおけるドライブ格子31DLの位置、すなわち、1つのノードNの中心に対する、そのノードNにおいてドライブ格子31DLを構成する電極線の配置は、ノードNごとに異なっている。ドライブ格子31DLのピッチやノードNの大きさによっては、複数のノードNに、ドライブ格子31DLの位置が同一であるノードNが含まれていてもよいが、少なくとも、第1方向D1もしくは第2方向D2に隣り合う2つのノードNにおいて、ドライブ格子31DLの位置は互いに異なる。
ドライブ格子31DLのなかで、ドライブ格子電極線31DRの交差する部分が格子点31LXである。また、第1交差方向C1もしくは第2交差方向C2に隣り合う2つの格子点31LXの間を仮想的に結ぶ線状の部分が格子辺31LIであり、格子辺31LIは、ドライブ格子31DLが位置する仮想的な矩形格子において単位格子を構成する正方形の1辺に相当する。
ドライブ格子31DLにおいても、隙間DZは、第1交差方向C1または第2交差方向C2に沿って互いに隣接する格子点31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置している。例えば、相互に隣り合う2つのドライブ電極31DPの仮想的な境界が、第2方向D2に沿って延びる直線によって規定され、この直線と交差する格子辺31LIの中点を含む位置に、隙間DZが配置される。このドライブ電極31DPの仮想的な境界は、第1方向D1に隣り合うノードNの境界と重なる。
上記構成においては、ドライブ電極31DPのなかで、格子点31LXから、互いに隣接するドライブ電極31DPの境界に向けて飛びだす部分である末端部31DSの長さは、すべて、ドライブ格子31DLのピッチの2分の1以下となっている。そして、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、ドライブ格子31DLのなかでドライブ電極31DPを構成する部分の端部である末端部31DSの先端を結ぶことにより形成される線は、内側に窪んだり外側に飛びだしたりして細かな起伏を繰り返す折れ線形状を有する。
補助要素31DHは、主として、センシング電極面33Sの電極線とドライブ電極面31Sの電極線とが重ね合わされたときに、センシングダミー部33SDの位置する領域と重なる部分に配置されている。
補助要素31DHは、ドライブ格子31DLにおける格子辺31LIの中点を通って当該格子辺31LIと交差する直線状を有する。すなわち、補助要素31DHとドライブ格子電極線31DRとは、補助要素31DHの中点と、互いに隣接する格子点31LXを結ぶ線分の中点とが重なるように、交差している。そして、第1交差方向C1に沿って延びるドライブ格子電極線31DRaと交差する補助要素31DHは、第2交差方向C2に沿って延び、第2交差方向C2に沿って延びるドライブ格子電極線31DRbと交差する補助要素31DHは、第1交差方向C1に沿って延びている。補助要素31DHの長さは、ドライブ格子31DLのピッチの2分の1よりも短く、すなわち、末端部31DSよりも短い。
[補助要素の詳細構成]
図6を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線とドライブ電極面31Sに配置された電極線との重ね合わせによって形成されるパターンとともに、補助要素31DHの詳細構成について説明する。図6は、センシングダミー部33SDの位置する領域について、この領域にて重ね合わされた電極線を拡大して示す図である。図6においては、電極線の重なりを理解しやすくするために、センシング電極面33Sの電極線を白抜き線で示し、ドライブ電極面31Sの電極線を黒太線で示している。
図6が示すように、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、第1交差方向C1および第2交差方向C2との各々について、センシング格子33SLのピッチの半分、つまり、ドライブ格子31DLのピッチの半分の長さだけずれて重なっている。すなわち、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLの格子点33LXは、ドライブ格子31DLの格子内に位置する。詳細には、センシング格子33SLの格子点33LXは、ドライブ格子31DLの格子辺31LIで囲まれる正方形領域の中央に位置する。
これにより、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、これらの組み合わせによって、1つの仮想的な矩形格子上に位置する複合格子30Lを新たに構成している。複合格子30Lにおける単位格子は、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、1辺の長さがセンシング格子33SLのピッチの半分の長さ、つまり、ドライブ格子31DLのピッチの半分の長さである正方形である。
ドライブ電極面31Sに位置する補助要素31DHは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLの格子辺33LIと重なり、1つの補助要素31DHは、1つの隙間SZの全体と重なっている。センシング格子電極線33SRの延びる方向において、隙間SZの長さW1は、ドライブ格子電極線31DRの線幅Wdよりも大きく、補助要素31DHの長さW2は、隙間SZの長さW1よりも大きい。透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZの内部をドライブ格子電極線31DRが通り、かつ、隙間SZの全体は、当該隙間SZの位置する格子辺33LIと同一の方向に延びる補助要素31DHと重なっている。換言すれば、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、補助要素31DHは、隙間SZで途切れているセンシング格子電極線33SRをつなぐように、センシング格子33SLと重なっている。
すなわち、補助要素31DHは、センシング格子33SLの位置する仮想的な矩形格子の格子辺33LI上であって、隙間SZが位置する格子辺33LI上に位置する。1つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されており、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見た面内において、単位面積あたりにおける隙間SZの数と補助要素31DHの数とは等しい。なお、補助要素31DHの長さW2は、隙間SZの長さW1と一致していてもよい。
上記構成においては、センシング電極面33Sに配置された電極線とドライブ電極面31Sに配置された電極線との重ね合わせによって形成されるパターンが、第1方向D1および第2方向D2に対して傾斜した格子形状を有する。したがって、ブラックマトリクス15aが形成する矩形格子模様、すなわち、第1方向D1と第2方向D2とに沿って延びる矩形格子模様と、複合格子30Lが形成する矩形格子模様との干渉によるモアレの発生が抑えられる。なお、第1方向D1と第1交差方向C1との形成する角度、第2方向D2と第2交差方向C2との形成する角度は、第1画素幅WP1、第2画素幅WP2、および、第3画素幅WP3に応じて、よりモアレの抑えられる角度に設定されることが好ましい。
また、互いに隣接するセンシング電極33SPの間にセンシングダミー部33SDが配置されて、センシング電極33SPとともに1つの矩形格子模様を構成する。したがって、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング電極33SPの位置する領域とセンシング電極33SPの位置しない領域とが異なって見えることが抑えられ、タッチパネル20において操作面20Sから見た外観の均質性が高められる。
そして、センシングダミー部33SDが、複数のダミー要素33SDaに分割されている。仮に、センシング格子電極線33SRの形成不良等に起因して、隙間SZが精密に形成されず、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとが電気的に接続されると、センシングダミー部33SDとドライブ電極31DPとの間で形成された静電容量が、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの間の静電容量として検出される容量の大きさに影響を与えるため、指などの接触に基づく静電容量の変化の検出精度が低下する。
これに対し、センシングダミー部33SDが、複数のダミー要素33SDaに分割されている構成では、センシングダミー部33SDを構成する電極線がすべて繋がっている構成と比較して、仮にセンシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの間の隙間SZの1つが埋まったとしても、センシングダミー部33SDのなかで、センシング電極33SPと電気的に接続される部分を小さく抑えることができる。それゆえ、こうした部分とドライブ電極31DPとの間で形成される静電容量の大きさを小さく抑えることができるため、タッチパネル20における指などの接触位置の検出の精度が低下することが抑えられる。さらに、本実施形態では、センシングダミー部33SDが、格子点33LXごとに分割されているため、センシングダミー部33SDの分割の態様として考え得る構成のなかでは、センシングダミー部33SDが特に細かく分割された構成が実現されている。したがって、隙間SZが精密に形成されなかった場合に、センシングダミー部33SDとドライブ電極31DPとの間で形成される静電容量の大きさが特に小さく抑えられる。
そして、ドライブ電極面31Sには、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシングダミー部33SDを分割するための隙間SZと重なる位置に、補助要素31DHが設けられているため、隙間SZが目立つことが抑えられる。その結果、表示装置100にて視認される画像の品質の低下や、表示装置100が画像を表示していない非点灯時に外光の反射によって電極線のパターンが目立ちやすくなることが抑えられる。すなわち、操作面20Sから見た外観の品質が低くなることが抑えられる。
なお、上記実施形態において、透明誘電体基板33は透明誘電体層の一例である。そして、透明誘電体基板33の表面が第1面の一例であり、透明誘電体基板33の裏面が第2面の一例であり、センシング電極33SPが第1電極の一例であり、センシングダミー部33SDが第1ダミー部の一例であり、センシング格子33SLが第1格子の一例である。そして、ドライブ電極31DPが第2電極の一例であり、ドライブ格子31DLが第2格子の一例である。
以上説明したように、第1実施形態のタッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置によれば、以下の効果が得られる。
(1)透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシングダミー部33SDを分割するための隙間SZと、ドライブ電極面31Sに位置する補助要素31DHとが重なるため、隙間SZが目立つことが抑えられる。その結果、隙間SZの有る領域と無い領域とで外観に差が生じることが抑えられ、表示装置100にて視認される画像の品質の低下や、表示装置100が画像を表示していない非点灯時に外光の反射によって電極線のパターンが目立ちやすくなることが抑えられる。したがって、操作面20Sから見たタッチパネル20の外観の品質が低くなることが抑えられる。
(2)補助要素31DHは、ドライブ格子31DLにおける格子辺31LIの中点を通って当該格子辺31LIと直交する直線状を有する。こうした構成によれば、センシング格子33SLの格子点33LXがドライブ格子31DLの格子内の中央に位置するように、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとが重なっている構成において、センシング格子33SLの隙間SZと補助要素31DHとが重なるように電極線が配置されたタッチセンサ用電極を実現することができる。
(3)隙間SZが、格子点33LXとは異なる箇所に位置している。センシング格子33SLにて、格子点33LXの位置に隙間SZを設けると、1つの隙間SZによって、センシング格子33SLの構成する矩形格子の格子線のなかで、第1交差方向C1に延びる線と第2交差方向C2に延びる線との双方に欠落が生じる。また、エッチングによってセンシング格子電極線33SRを形成する場合には、隙間SZの幅を電極線の線幅と同一になるよう正確に形成することは困難であり、隙間SZの大きさは格子点33LX、すなわち、電極線の交差部分よりも大きくなりやすい。そのため、格子点33LXの位置に隙間SZを設けると、格子点33LXとは異なる位置に隙間SZを設ける場合と比較して、センシング格子33SLの構成する矩形格子の格子線のなかで、第1交差方向C1に延びる線と第2交差方向C2に延びる線との双方に欠落部分が広がる。これに対し、格子点33LXとは異なる位置に隙間SZが設けられている構成では、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZが目立つことが抑えられる。したがって、操作面20Sにおける外観の品質の低下が抑えられる。
(4)隙間SZが、互いに隣接する格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に設けられている。そのため、センシング電極33SPにおける末端部33SSの長さが、センシング格子33SLのピッチの2分の1以下の長さに抑えられている。それゆえ、末端部33SSの長さが、上記ピッチの2分の1よりも長い場合と比較して、末端部33SSにて電極線の断線が生じたとしても、センシング電極33SPから切り離される電極線の長さが短くなる。その結果、末端部33SSにて電極線の断線が生じた場合に、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの間の静電容量について生じる変化が小さく抑えられるため、タッチパネル20における指などの接触位置の検出の精度が低下することが抑えられる。
(5)センシングダミー部33SDが、複数のダミー要素33SDaに分割されている。そのため、センシングダミー部33SDを構成する電極線がすべて繋がっている構成と比較して、仮にセンシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの間の隙間SZの1つが精密に形成されていなかったとしても、センシングダミー部33SDのなかで、センシング電極33SPと電気的に接続される部分を小さく抑えることができる。それゆえ、こうした部分とドライブ電極31DPとの間で形成される静電容量の大きさを小さく抑えることができるため、タッチパネル20における指などの接触位置の検出の精度が低下することが抑えられる。特に、ダミー要素33SDaが、1つの格子点33LXの周囲に位置する4つの隙間SZによって周囲から分離された部分であり、センシングダミー部33SDが、格子点33LXごとに細かく分割されているため、上記効果が高く得られる。
(6)センシング格子33SLを構成する電極線の配置がノードNごとに異なり、ドライブ格子31DLを構成する電極線の配置がノードNごとに異なっている。
こうした構成では、センシング電極面33Sの全体における電極線の配置とドライブ電極面31Sの全体における電極線の配置とを、例えば、以下のように決定することができる。すなわち、まず、表示パネル10における画素配列に応じて、モアレの生じ難いピッチの矩形格子を選定して複合格子30Lとし、複合格子30Lをセンシング格子33SLとドライブ格子31DLとに分離する。そして、これらの格子33SL,31DLに、所望の大きさのノードNと電極領域とを設定して隙間SZ,DZの位置を定めることにより、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sにおける電極線の配置を決定することができる。
これに対し、ノードNにおけるセンシング格子33SLの位置やドライブ格子31DLの位置が、各ノードNで同一であり、センシング電極面33Sの全体における電極線の配置とドライブ電極面31Sの全体における電極線の配置とが、1つのノードNにおける電極線の配置パターンの繰り返しによって構成されている場合、以下のような問題が生じる。すなわち、複合格子30Lの形成する矩形格子が、表示パネル10における画素配列に対してモアレの生じ難いピッチの矩形格子となるように、かつ、全体の電極線の配置が、1つのノードNにおける電極線の配置パターンの繰り返しによって構成可能なように、センシング格子33SLやドライブ格子31DLのピッチ、および、ノードNの大きさの細かな調整が必要となる。
さらに、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sにて電極線の配置される領域の大きさは、タッチパネル20の操作面20S内において指などの接触位置を検出可能とすることが求められる領域の大きさに応じて決定されるが、こうした領域の第1方向D1や第2方向D2における大きさが、上述のように設定したノードNの1辺の大きさの整数倍になるとは限らない。そのため、第1方向D1や第2方向D2の端部においては、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sの中央部、すなわち、ノードNの繰り返し部分における電極線の配置パターンとは異なる電極線の配置パターンの設定が必要な場合もある。このように、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sにおいて、端部のみに中央部と異なる電極線の配置パターンが採用されると、センシング電極33SPとドライブ電極31DPとの間に形成される静電容量の大きさが端部と中央部とで異なることとなり、操作面20S内において接触位置の検出精度のばらつきが生じかねない。
以上のように、1つのノードNにおける電極線の配置パターンの繰り返しによって全体の電極線の配置を構成する場合には、設計に要する負荷が大きい。こうした構成と比較して、ノードNごとに電極線の配置が異なる構成では、センシング格子33SLやドライブ格子31DLのピッチ、および、ノードNの大きさの設定についての制約が小さいため、設計に要する負荷の軽減が可能である。また、ノードNの大きさの設定についての制約が小さい結果、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sにて電極線の配置される領域の第1方向D1や第2方向D2における大きさが、ノードNの1辺の大きさの整数倍となるように、ノードNの大きさを定めることができる。それゆえ、センシング電極面33Sやドライブ電極面31Sの端部のみに中央部と異なる電極線の配置パターンを設定する必要もないため、操作面20S内において接触位置の検出精度がばらつくことも抑えられる。
また、ノードNごとに電極線の配置が異なる構成では、ノードNの大きさの設定についての制約が小さい結果、ノードNの形状を正方形とは異なる例えば長方形形状に設定することも容易である。
(第2実施形態)
図7および図8を参照して、タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、補助要素の配置が第1実施形態と異なる。以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
[補助要素の詳細構成]
図7を参照して、第2実施形態の補助要素の詳細構成について説明する。図7は、センシングダミー部33SDの位置する領域について、この領域にて重ね合わされた電極線を拡大して示す図であり、センシング電極面33Sの電極線を白抜き線で示し、ドライブ電極面31Sの電極線を黒太線で示している。
図7が示すように、第2実施形態の補助要素31DHは、ドライブ格子31DLにおける格子辺31LIの中点とは異なる位置で当該格子辺31LIと交差する直線状を有する。例えば、補助要素31DHとドライブ格子電極線31DRとは、補助要素31DHの中点と、格子辺31LIの中点とは異なる位置とが重なるように、交差していてもよいし、補助要素31DHの中点とは異なる位置と、格子辺31LIの中点とは異なる位置とが重なるように、交差していてもよい。
第1交差方向C1に沿って延びるドライブ格子電極線31DRaと交差する補助要素31DHは、第2交差方向C2に沿って延び、第2交差方向C2に沿って延びるドライブ格子電極線31DRbと交差する補助要素31DHは、第1交差方向C1に沿って延びている。補助要素31DHの長さは、ドライブ格子31DLのピッチの2分の1よりも短く、すなわち、末端部31DSよりも短い。
複数の補助要素31DHについて、補助要素31DHにおける格子辺31LIと交差する位置は、一定であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、複数の格子辺31LIについて、格子辺31LIにおける補助要素31DHと交差する位置は、一定であってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、補助要素31DHにおける格子辺31LIと交差する位置は、複数の補助要素31DHのなかで、補助要素31DHの並びの順に沿って規則的に変化していてもよいし、不規則に変化していてもよい。また例えば、格子辺31LIにおける補助要素31DHと交差する位置は、複数の格子辺31LIのなかで、格子辺31LIの並びの順に沿って規則的に変化していてもよいし、不規則に変化していてもよい。図7は、補助要素31DHにおける格子辺31LIと交差する位置、および、格子辺31LIにおける補助要素31DHと交差する位置の各々が不規則に変化している例を示している。
補助要素31DHは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLの格子辺33LIとは重ならない。そして、補助要素31DHは、センシング格子33SLの位置する仮想的な矩形格子が区画する矩形領域であって、この領域を囲む格子辺33LI上に隙間SZが位置する矩形領域内に位置する。1つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されており、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見た面内において、単位面積あたりにおける隙間SZの数と補助要素31DHの数とは等しい。
なお、複数の補助要素31DHの長さは一定でなくてもよい。また、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZが位置する格子辺33LIに対して補助要素31DHがずれている方向は、複数の補助要素31DHにおいて揃っていなくてもよい。
透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZの有る領域と無い領域とで外観に差が生じることの主要因は、隙間SZが配置されている領域、すなわち、センシングダミー部33SDと、隙間SZが配置されていない領域、すなわち、センシング電極33SPとで、隙間SZの有無に起因して開口率に差が生じ、結果として単位面積あたりの光の透過率に差が生じることである。つまり、センシングダミー部33SDにおける光の透過率が、センシング電極33SPにおける光の透過率よりも大きくなるため、センシングダミー部33SDの位置する領域とセンシング電極33SPの位置する領域とで外観の色味に差があるように感じられ、操作面20Sから見たタッチパネル20の外観の品質が低くなる。
第2実施形態においては、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシングダミー部33SDの位置する領域では、補助要素31DHが配置されない場合と比較して、補助要素31DHの存在によって開口率が小さくなり、光の透過率が小さくなっている。したがって、補助要素31DHが配置されない場合と比較して、センシングダミー部33SDの位置する領域とセンシング電極33SPの位置する領域とにおける外観の差が小さく感じられ、操作面20Sにおける外観の品質の低下が抑えられる。なお、補助要素31DHの存在によって光の透過率が小さくなり、外観の品質の低下が抑えられることは、第1実施形態についても同様である。
補助要素31DHの長さは、隙間SZの長さと一致していてもよいし、異なっていてもよいが、隙間SZの部分で広がった開口面積を補助要素31DHの部分で的確に狭めるためには、補助要素31DHの長さと隙間SZの長さとの差、すなわち、補助要素31DHの占める面積と隙間SZの占める面積との差は小さい方が好ましい。
ここで、センシング格子33SLやドライブ格子31DLのピッチ、および、電極線の線幅は微細であるため、タッチパネル20の製造工程において、センシング電極面33Sに配置された電極線とドライブ電極面31Sに配置された電極線との位置合わせにずれが生じる場合がある。
図8は、ドライブ格子31DLに対するセンシング格子33SLの位置がずれている構成、すなわち、センシング格子33SLの格子点33LXが、ドライブ格子31DLの格子内であって、格子辺31LIで囲まれる正方形領域の中央とは異なる位置に配置されている構成の一例を示す。
第1実施形態のように、センシング格子33SLの格子点33LXがドライブ格子31DLの格子内の中央に位置するように、センシング格子33SLの位置が正確に配置されている場合に補助要素31DHと隙間SZとが重なる構成では、センシング格子33SLの位置が上記正確な位置からずれた場合に、センシング格子33SLの位置が正確である場合との外観の違いが顕著になりやすい。これに対し、第2実施形態の構成によれば、ドライブ格子31DLに対して、センシング格子33SLの位置が正確に配置されている場合と、センシング格子33SLの位置が上記正確な位置からずれている場合との外観の差が小さく抑えられる。
したがって、製造工程において、センシング電極面33Sに配置された電極線とドライブ電極面31Sに配置された電極線との位置合わせに要求される精密さが第1実施形態と比較して低減されるため、製造に要する負荷の軽減が可能である。特に、複数の補助要素31DHが不規則に配置されている構成では、センシング格子33SLの位置が上記正確な位置からずれている場合にそのずれが規則性の乱れとして認識されることが起こりにくいため、上記効果が高く得られる。
また、第1実施形態のように、センシング格子33SLの位置が正確に配置されている場合に補助要素31DHと隙間SZとが重なる構成では、センシング格子33SLの位置が上記正確な位置から僅かにずれた場合に、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLと補助要素31DHとがずれて繋がった太い線状の部分が形成される。こうした太い線状の部分は目立ちやすく、操作面20Sから見た外観の品質の低下を招く。これに対し、第2実施形態のように、センシング格子33SLの位置が正確に配置されている場合に補助要素31DHがセンシング格子33SLから離れている構成では、センシング格子33SLの位置が上記正確な位置から僅かにずれた場合にも上述のような太い線状の部分が形成されることが抑えられる。
以上説明したように、第2実施形態のタッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置によれば、第1実施形態の(3)〜(6)の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(7)透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシングダミー部33SDの位置する領域では、補助要素31DHが配置されない場合と比較して、光の透過率が小さくなる。したがって、補助要素31DHが配置されない場合と比較して、センシングダミー部33SDの位置する領域とセンシング電極33SPの位置する領域とにおける外観の差が小さく感じられ、操作面20Sから見た外観の品質の低下が抑えられる。
(8)補助要素31DHは、ドライブ格子31DLにおける格子辺31LIの中点とは異なる位置で当該格子辺31LIと直交する直線状を有する。こうした構成によれば、センシング格子33SLの格子点33LXがドライブ格子31DLの格子内の中央に位置するように、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとの位置が設計されている構成において、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとの位置が正確に配置されている場合と、正確な位置からずれている場合との外観の差が小さく抑えられる。したがって、製造工程において、センシング電極面33Sに配置された電極線とドライブ電極面31Sに配置された電極線との位置合わせに要求される精密さが低減されるため、製造に要する負荷の軽減が可能である。
(変形例)
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・補助要素31DHは、直線状に限らず、円、楕円、多角形等の二次元図形状の形状を有していてもよい。図9および図10は、補助要素31DHが円形である例を示す。
図9は、1つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されており、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見た面内において、単位面積あたりにおける隙間SZの数と補助要素31DHの数とが等しい構成を示す。透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、補助要素31DHは、隙間SZと重なる位置に配置されていてもよいし、隙間SZとは重ならない位置に配置されていてもよい。また、複数の補助要素31DHは、規則的に配置されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。
図10が示す構成では、2つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されており、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見た面内において、単位面積あたりにおける補助要素31DHの数は、隙間SZの数の2分の1である。図10では、補助要素31DHは、ドライブ格子31DLの格子点31LXと重なる位置に配置されているが、補助要素31DHの位置はこれに限られない。
1つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されている場合、1つの補助要素31DHの占める面積を、1つの隙間SZの占める面積と同程度にすることによって、隙間SZの部分で広がった開口面積が、補助要素31DHの部分で的確に狭められる。したがって、センシングダミー部33SDの位置する領域とセンシング電極33SPの位置する領域とにおける光の透過率の差が大きくなることが的確に抑えられ、操作面20Sにおける外観の品質の低下が抑えられる。一方、2つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されている場合、1つの補助要素31DHの占める面積を、1つの隙間SZの占める面積の2倍と同程度にすることによって、隙間SZの部分で広がった開口面積が、補助要素31DHの部分で的確に狭められる。すなわち、単位面積あたりにおいて、補助要素31DHの占める総面積は、隙間SZの占める総面積と等しいことが好ましい。これによっても、操作面20Sにおける外観の品質の低下が抑えられる。
・図11および図12が示すように、補助要素31DHは、第1交差方向C1および第2交差方向C2のいずれとも異なる方向に延びる直線状を有していてもよい。すなわち、補助要素31DHは、ドライブ格子31DLの格子辺31LIと斜めに交差する。図11および図12が示す例では、補助要素31DHは、ドライブ格子31DLにおける格子辺31LIの中点とは異なる位置で当該格子辺31LIと交差している。そして、補助要素31DHは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZの端部に重なっており、センシング格子33SLの格子辺33LIに重なる部分と重ならない部分とを有する。すなわち、補助要素31DHは、センシング格子33SLの位置する仮想的な矩形格子が区画する矩形領域であって、この領域を囲む格子辺33LI上に隙間SZが位置する矩形領域内に位置する部分と、当該矩形領域を囲む格子辺33LI上に位置する部分とを含む。
要は、補助要素31DHは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、上記矩形領域内と、上記矩形領域を囲む格子辺33LI上とのいずれかに位置する部分を含んでいればよい。例えば、補助要素31DHの全体が上記矩形領域内に位置してもよいし、補助要素31DHの全体が上記矩形領域を囲む格子辺33LI上に位置してもよいし、補助要素31DHは、上記矩形領域内に位置する部分と上記矩形領域を囲む格子辺33LI上に位置する部分とから構成されてもよい。
図11は、1つの隙間SZに対して1つの補助要素31DHが配置されている構成を示し、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、隙間SZの一方の端部に補助要素31DHが重なっている。図12は、1つの隙間SZに対して2つの補助要素31DHが配置されている構成を示し、隙間SZの両端部の各々に補助要素31DHが重なっている。1つの隙間SZに対して2つの補助要素31DHが配置されている場合、1つの補助要素31DHの占める面積を、1つの隙間SZの占める面積の2分の1と同程度にすることによって、隙間SZの部分で広がった開口面積が、補助要素31DHの部分で的確に狭められる。すなわち、この場合も、単位面積あたりにおいて、補助要素31DHの占める総面積は、隙間SZの占める総面積と等しいことが好ましい。
なお、光の透過率の調整は、隙間SZの位置する面と同じ面、すなわち、センシング電極面33Sに補助要素を配置することでも可能ではある。しかしながら、センシングダミー部33SDの分割による接触位置の検出の精度の低下を抑える効果を維持するためには、隙間SZを確保しつつ、また、ダミー要素33SDaが大きくなることを抑えつつ、補助要素を配置する必要がある。すなわち、センシング格子33SLの格子内に、周囲の電極線と離間した状態で補助要素を形成する必要があるが、センシング格子33SLとの間に微細な間隙を開けて微細な補助要素を形成することは製造に要する負荷が大きい。これに対し、ドライブ電極面31Sに補助要素31DHを配置する構成であれば、ドライブ格子31DLと補助要素31DHとの位置関係についての制約は小さく、補助要素31DHの配置についての自由度が大きいため、製造が容易なように補助要素31DHを配置することも可能であり、製造上有利である。
・上記各実施形態および各変形例においては、補助要素31DHが、ドライブ格子31DLの格子辺31LIと交わるもしくは接する構成を例示したが、補助要素31DHは、ドライブ格子電極線31DRと離れていて、ドライブ格子31DLの格子内に位置していてもよい。ただし、上述のように、ドライブ格子31DLとの間に微細な間隙をあけて配置された補助要素31DHよりも、ドライブ格子31DLと繋がっている補助要素31DHの方が、形成が容易である。
・複数の補助要素31DHには、形状が互いに異なる補助要素31DHや、ドライブ格子31DLの格子辺31LIに対する傾きが互いに異なる直線状の補助要素31DHが含まれてもよい。
・上記各実施形態および各変形例においては、ドライブ格子31DLにおけるドライブ電極31DPを構成する部分に、補助要素31DHが配置されている。これに代えて、ドライブ格子31DLが、センシング格子33SLと同様に、互いに隣り合うドライブ電極31DPの間に位置してこれらの電極から絶縁されたダミー部を含み、ドライブ格子31DLにおけるダミー部を構成する部分に、補助要素31DHが配置されていてもよい。要は、ドライブ格子31DLにおいて、センシング格子33SLのセンシングダミー部33SDと重なる領域に補助要素31DHが配置されていればよい。
・センシングダミー部33SDは、隙間SZによって複数の部分に分割されていればよく、分割された各部分であるダミー要素33SDaは、上記各実施形態のような十字状とは異なる形状を有していてもよい。すなわち、センシングダミー部33SDは、上記各実施形態よりも粗く分割されていてもよいし、細かく分割されていてもよい。また、複数のダミー要素33SDaに互いに異なる形状の要素が含まれていてもよい。
センシングダミー部33SDが細かく分割されるほど、隙間SZの1つが精密に形成されていない場合に、センシングダミー部33SDのなかでセンシング電極33SPと電気的に接続される部分を小さく抑えることができる。それゆえ、タッチパネル20における指などの接触位置の検出の精度の低下が抑えられる。一方で、センシングダミー部33SDが細かく分割されるほど、隙間SZの数が多くなって開口率が上昇するため、従来の構成では、隙間SZの有る領域と無い領域における外観の違いが大きくなる、したがって、センシングダミー部33SDがより細かく分割される構成に上記各実施形態および各変形例の構成が適用されることによって、接触位置の検出の精度を抑える効果を高く得つつ、操作面20Sにおける外観の品質の低下も抑えることができる。
・補助要素31DHは、センシングダミー部33SDを分割するための隙間SZのすべてに対して設けられていなくてもよい。補助要素31DHが一部の隙間SZに対して設けられている構成であっても、補助要素31DHが全く配置されていない構成と比較して、上記(7)の効果は得られる。また、補助要素31DHは、センシングダミー部33SDを分割するための隙間SZに加えて、センシング電極33SPを区画するための隙間SZに対しても設けられてもよい。
・隙間SZ,DZの位置は、格子点33LX,31LXの位置と異なっていればよく、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点を含む位置でなくてもよい。隙間SZ,DZが、格子点33LX,31LXとは異なる箇所に位置していれば、上記(3)の効果は得られる。
隙間SZ,DZの位置は、規則性を有するように配置されていてもよく、不規則に配置されていてもよいが、規則性を有するように配置されている方が、隙間SZ,DZの位置についての設計が容易である。隙間SZ,DZの位置が規則性を有するように配置されている構成には、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分に対する隙間SZ,DZの位置が常に一定である構成や、周期的に変化する構成が含まれる。例えば、センシング電極33SPを区画する複数の隙間SZは、互いに隣接する格子点33LXを結ぶ線分に対する隙間SZの位置が、センシング電極33SPの端部に沿って所定の周期で並ぶように配置されていてもよい。具体例として、センシング格子33SLのピッチを10等分した長さが1単位とされ、互いに隣接する格子点33LXのうちの電極線の延びる方向の一方側の格子点33LXから隙間SZの中央までの長さが、1単位の1倍〜9倍のいずれかとされ、センシング電極33SPの端部に沿って隙間SZの並ぶ順に従って、上記一方側の格子点33LXから隙間SZの中央までの長さが所定の順番で繰り返されるように、隙間SZが配置されていてもよい。また同様に、ダミー要素33SDaを分離する複数の隙間SZは、互いに隣接する格子点33LXを結ぶ線分に対する隙間SZの位置が、ダミー要素33SDaの端部に沿って所定の周期で並ぶように配置されていてもよい。
・センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの境界付近に、センシング格子電極線33SRの延びる方向に沿って隙間SZが2つ並ぶように設けられてもよい。2つの隙間SZは、1つの格子辺33LI上に配置されてもよいし、センシング格子電極線33SRの延びる方向に沿って連続する2つの格子辺33LI上に配置されてもよい。2つの隙間SZの間の電極線は、センシングダミー部33SDに属する。
こうした構成によれば、仮にセンシング電極33SPを区画する隙間SZが精密に形成されていなかったとしても、この隙間SZと隣り合う隙間SZによって分離されることによって、センシング電極33SPがセンシングダミー部33SDの大部分と電気的に接続されることは抑えられる。こうした構成によっても、接触位置の検出の精度を抑える効果が得られる。さらに、連続して並ぶ隙間SZの数は3以上であってもよく、互いに隣接する格子点33LX間に、センシング格子電極線33SRが点線状に配置されていてもよい。
・上記各実施形態および各変形例においては、ノードNにおけるセンシング格子33SLを構成する電極線の配置は、ノードNごとに異なり、ノードNにおけるドライブ格子31DLを構成する電極線の配置は、ノードNごとに異なっている。これに限らず、複数のノードNに、センシング格子33SLの位置が同一であるノードNや、ドライブ格子31DLの配置が同一であるノードNが含まれていてもよい。例えば、ノードNにおけるセンシング格子電極線33SRの配置やドライブ格子電極線31DRの配置は、複数のノードNの間で周期的に繰り返されていてもよい。例えば、ノードNにおけるセンシング格子電極線33SRの配置について、センシング電極33SPの並ぶ方向である第2方向D2に沿って、2種類のパターンが交互に繰り返されていてもよいし、3種類のパターンが所定の順番で繰り返されていてもよい。
・センシング格子33SL、ドライブ格子31DL、および、複合格子30Lの各々の単位格子は正方形形状に限らず長方形形状であってもよいし、ノードNの形状は、正方形形状に限らず、長方形形状であってもよい。
・上記各実施形態および各変形例においては、第1方向D1に延びる電極がセンシング電極33SPであり、第2方向D2に延びる電極がドライブ電極31DPであったが、センシング電極33SPが第2方向D2に延びる電極であり、ドライブ電極31DPが第1方向D1に延びる電極であってもよい。この場合、透明誘電体基板33の裏面が第1面の一例であり、ドライブ電極31DPが第1電極の一例である。すなわち、補助要素は、センシング電極面33Sにて、ドライブ格子31DLのダミー部と重なる部分に配置されてもよい。
・上記各実施形態および各変形例においては、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの各々は、ほぼ一定の幅を有して1つの方向に延びる帯状の形状を有していたが、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの各々の形状は、帯状であればよい。例えば、センシング電極33SPおよびドライブ電極31DPの各々は、矩形や六角形の領域が1つの方向に沿って並ぶことにより、括れを繰り返す帯形状を有していてもよい。
・図13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の面のなかで、表示パネル10と対向する裏面がドライブ電極面31Sとして設定され、ドライブ電極面31Sには、ドライブ電極31DPが位置する。そして、透明誘電体基板33における裏面と反対側の面である表面はセンシング電極面33Sであって、センシング電極面33Sには、センシング電極33SPが位置する。なお、こうした構成において、ドライブ電極面31Sに位置する電極線は、例えば、透明誘電体基板33の一方の面に形成された1つの薄膜が、エッチングによってパターニングされることにより形成され、センシング電極面33Sに位置する電極線は、例えば、透明誘電体基板33の他方の面に形成された1つの薄膜が、エッチングによってパターニングされることにより形成される。
・図14が示すように、タッチパネル20において、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。
こうした構成において、例えば、ドライブ電極31DPは、透明基板31のドライブ電極面31Sとなる1つの面に形成され、センシング電極33SPは、透明誘電体基板33のセンシング電極面33Sとなる1つの面に形成される。そして、透明基板31においてドライブ電極面31Sの反対側の面と、透明誘電体基板33においてセンシング電極面33Sの反対側の面とが、透明接着層32によって接着される。この場合、透明基板31、透明接着層32、および、透明誘電体基板33が、透明誘電体層を構成し、透明誘電体基板33のセンシング電極面33Sが第1面の一例であり、透明基板31のドライブ電極面31Sが第2面の一例である。
・表示パネル10とタッチパネル20とは、個別に形成されていなくともよく、タッチパネル20は、表示パネル10と一体に形成されてもよい。こうした構成では、例えば、タッチセンサ用電極21のうち、複数のドライブ電極31DPがTFT層13に位置する一方、複数のセンシング電極33SPがカラーフィルタ基板16と上側偏光板17との間に位置するインセル型の構成とすることができる。あるいは、タッチセンサ用電極21がカラーフィルタ基板16と上側偏光板17との間に位置するオンセル型の構成でもよい。こうした構成においては、ドライブ電極31DPとセンシング電極33SPとに挟まれる層が、透明誘電体層を構成する。