(第1実施形態)
図1〜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を有する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と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センシング電極線から構成されている。センシング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、センシング電極線は、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ドライブ電極線から構成されている。ドライブ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、ドライブ電極線は、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を中心として、詳細には、この矩形形状の領域の中心を中心として、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。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。
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。
[仮想領域の構成]
図4を参照して、センシング電極33SP、センシングダミー部33SD、ドライブ電極31DPの配置に関して仮想的に設定される領域の構成について説明する。
図4(a)は、センシング電極33SPおよびセンシングダミー部33SDの配置に関して設定される仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKを、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNについて示す図である。
なお、図4(a)においては、左上のノードNについてのみ、隣接するノードNとの境界を二点鎖線によって示している。各ノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKの配置は同一である。これらは以降の図についても同様である。
仮想センシング電極領域SPKは、仮想的なセンシング電極33SPの配置領域であり、仮想センシングダミー領域SDKは、仮想的なセンシングダミー部33SDの配置領域である。仮想センシング電極領域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、仮想センシング電極領域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、仮想センシングダミー領域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。
仮想センシング電極領域SPKは、第2方向D2の幅を一定として第1方向に延びる帯形状を有している。各ノードNにおいて、仮想センシング電極領域SPKは、長方形形状を有し、第2方向D2の中央部に配置される。
仮想センシングダミー領域SDKは、第2方向D2に隣り合う仮想センシング電極領域SPKの間に位置し、第2方向D2の幅を一定として第1方向D1に延びる帯形状を有している。各ノードNにおいて、仮想センシングダミー領域SDKは、長方形形状を有し、仮想センシング電極領域SPKの第2方向D2の一方側と他方側との双方に配置される。すなわち、各ノードNにおいて、仮想センシング電極領域SPKは、2つの仮想センシングダミー領域SDKに挟まれている。詳細には、各ノードNにおける仮想センシング電極領域SPKの第2方向D2の一方側と他方側とには、第2方向D2についての仮想センシングダミー領域SDKの二分の一の領域、すなわち、仮想センシングダミー領域SDKを第1方向D1に沿って延びる直線によって二等分した領域が位置する。
図4(b)は、ドライブ電極31DPの配置に関して設定される仮想ドライブ電極領域DPKを、上記4つのノードNについて示す図である。
仮想ドライブ電極領域DPKは、仮想的なドライブ電極31DPの配置領域である。仮想ドライブ電極領域DPK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、ドライブ電極31DPに望まれる大きさに設定される。すなわち、仮想ドライブ電極領域DPKは、設計段階における理想的なドライブ電極31DPが占有する領域を示す。
仮想ドライブ電極領域DPKは、第1方向D1の幅を一定として第2方向D2に延びる帯形状を有している。各ノードNにおいて、仮想ドライブ電極領域DPKは、正方形形状を有し、ノードNの全体を占める。すなわち、各ノードNにおいて、ノードNの形状と仮想ドライブ電極領域DPKの形状とは一致する。
図4(c)は、上記4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKとを重ね合わせた構成を示す図である。
図4(c)が示すように、1つの仮想センシング電極領域SPKは、各仮想ドライブ電極領域DPKと対向し、1つの仮想センシングダミー領域SDKも、各仮想ドライブ電極領域DPKと対向する。また、1つの仮想ドライブ電極領域DPKは、各仮想センシング電極領域SPKおよび各仮想センシングダミー領域SDKと対向する。
各ノードNにおいて、仮想センシング電極領域SPKと仮想ドライブ電極領域DPKとが対向する領域は、容量形成領域CSである。すなわち、容量形成領域CSの形状は、仮想センシング電極領域SPKの形状と一致する。
各ノードNの容量形成領域CSにおいては、仮想センシング電極領域SPKに配置されるセンシング電極33SPと、仮想ドライブ電極領域DPKに配置されるドライブ電極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。
容量形成領域CSにて形成される静電容量の大きさは、接触位置の検出感度等に影響を与える。容量形成領域CSにて形成される静電容量の大きさは、例えば、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、上記構成では、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の幅の調整によって、容量形成領域CSの大きさを容易に調整することができる。
[センシング電極の構成]
図5および図6を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線の詳細構成を説明する。
図5は、センシング電極面33Sに配置された電極線のなかで、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNに含まれる部分を示す図である。図5においては、上述の仮想センシング電極領域SPKと仮想センシングダミー領域SDKとの境界を仮想線K1によって示している。すなわち、仮想線K1は、第1方向D1に沿って延びる直線形状を有している。
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、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33LA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ピッチP1である正方形形状を有する。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。換言すれば、センシング格子33SLは、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの間に切れ目の入れられた格子形状を有している。こうした切れ目を仮想的に繋ぐと、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は、センシング電極33SPを構成する格子部分と、センシングダミー部33SDを構成する格子部分とから構成され、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。
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。
センシング格子ピッチP1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り、また、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。
隙間SZの配置について、図6を参照して詳細に説明する。図6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6においては、センシング電極33SPを構成する電極線を黒太線で示し、センシングダミー部33SDを構成する電極線を白抜き線で示している。
センシング格子33SLのなかで、センシング電極線33SRの交差する部分が格子点33LXである。また、センシング格子33SLが位置する仮想的な矩形格子において、2つの格子点の間の部分、すなわち、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33LSである。格子辺33LSは、センシング格子33SLにおいて互いに隣接する2つの格子点33LXの間に位置し、格子辺33LS上にセンシング電極線33SRが位置している。
図6に拡大して示す領域A1のように、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの境界では、仮想線K1と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXの間の中央部、すなわち、2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点Cを含む位置に、隙間SZが位置している。換言すれば、各格子辺33LSの中点のなかで、仮想線K1と格子辺33LSとの交点に最も近い中点を含む位置に、隙間SZが位置している。
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33LS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。
こうした構成においては、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L1は、すべて、センシング格子ピッチP1の2分の1以下となっている。
このように、センシング格子33SLにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、隙間SZによって区画され、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。
上記構成においては、センシング電極33SPの占有する領域は、仮想センシング電極領域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7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7は、ドライブ電極面31Sに配置された電極線のなかで、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNに含まれる部分を示す図である。図7においては、互いに隣接する仮想ドライブ電極領域DPKの境界を仮想線K2によって示している。すなわち、仮想線K2は、第2方向D2に沿って延びる直線形状を有している。
図7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31LAは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、1辺の長さがドライブ格子ピッチP2である正方形形状を有する。ドライブ格子ピッチP2は、センシング格子ピッチP1と等しい。
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である切れ目を仮想的に繋ぐと、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。それゆえ、ドライブ格子31DLに対する隙間DZの配置も、ノードNごとに異なっている。
ドライブ格子ピッチP2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、ドライブ電極線31DRの交差する部分が格子点31LXである。また、ドライブ格子31DLが位置する仮想的な矩形格子において、2つの格子点の間の部分、すなわち、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31LSである。格子辺31LSは、ドライブ格子31DLにおいて互いに隣接する2つの格子点31LXの間に位置し、格子辺31LS上にドライブ電極線31DRが位置している。
図7に拡大して示す領域A2のように、ドライブ格子31DLにおいても、複数のドライブ電極31DPの各々は、隙間DZによって区画され、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Cを含む箇所に位置している。すなわち、互いに隣接するドライブ電極31DPの境界では、仮想線K2と交差する格子辺31LSについて、その格子辺31LSを挟む2つの格子点31LXを結ぶ線分の中点Cを含む位置に、隙間DZが位置している。
したがって、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L2は、すべて、ドライブ格子ピッチP2の2分の1以下となっている。
こうした構成においては、ドライブ電極31DPの占有する領域は、仮想ドライブ電極領域DPK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。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、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、細かな起伏を繰り返す折れ線形状を有する。
[複合格子の構成]
図8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について説明する。図8においては、電極線の重なりを理解しやすくするために、センシング電極線33SRを黒太線で示し、ドライブ電極線31DRを白抜き線で示している。
図8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、センシング格子ピッチP1の半分、すなわち、ドライブ格子ピッチP2の半分の長さだけずれて重なっている。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。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、複数のセンシング電極33SPの集合、複数のドライブ電極31DPの集合、および、複数のセンシングダミー部33SDの集合が、複合格子30Lから構成されている。
複合格子30Lにおける単位格子30LAは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、1辺の長さが複合格子ピッチP3である正方形形状を有する。複合格子ピッチP3は、センシング格子ピッチP1の半分の長さであり、ドライブ格子ピッチP2の半分の長さである。すなわち、本実施形態において、センシング電極33SPに含まれるすべての末端部33SSの長さ、および、ドライブ電極31DPに含まれるすべての末端部31DSの長さは、末端部33SS,31DSの延びる方向における複合格子ピッチP3以下の長さである。
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の間には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。
[作用]
第1実施形態の電極線構造がもたらす作用について説明する。センシング格子33SLやドライブ格子31DLにて、格子点33LX,31LXの位置に隙間SZ,DZを設けると、1つの隙間SZ,DZによって、センシング格子33SLやドライブ格子31DL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電極線33SR,31DRを形成する場合には、隙間SZ,DZの幅を電極線33SR,31DR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,DZの大きさは格子点33LX,31LX、すなわち、電極線の交差部分よりも大きくなりやすい。その結果、格子点33LX,31LXの位置に隙間SZ,DZを設けると、格子点33LX,31LXとは異なる位置に隙間SZ,DZを設ける場合と比較して、センシング格子33SLやドライブ格子31DL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。
このように、センシング格子33SLやドライブ格子31DLにて、格子点33LX,31LXの位置に隙間SZ,DZを設けると、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,DZが目立ちやすい。これに対し、本実施形態では、格子点33LX,31LXとは異なる位置に隙間SZ,DZが設けられているため、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,DZが目立つことが抑えられる。したがって、タッチパネル20の操作面20Sから見た外観の均質性が高められる。すなわち、操作面20Sにおける外観の品質の低下が抑えられ、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の非点灯時に外光の反射によって電極線パターンが目立ちやすくなることも抑えられる。
また、本実施形態では、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に、隙間SZ,DZが設けられている。そして、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、センシング格子ピッチP1およびドライブ格子ピッチP2の半分の長さだけずれて重なることにより、複合格子30Lを構成している。こうした構成においては、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLにおける隙間SZは、ドライブ格子31DLを構成するドライブ電極線31DRと重なる場合が多く、ドライブ格子31DLにおける隙間DZは、センシング格子33SLを構成するセンシング電極線33SRと重なる場合が多い。したがって、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点以外の箇所に、隙間SZ,DZを設ける構成と比較して、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,DZが目立つことが一層抑えられる。
さらに、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に、隙間SZ,DZが設けられているため、センシング電極33SPにおける末端部33SSの長さ、および、ドライブ電極31DPにおける末端部31DSの長さが、複合格子ピッチP3以下の長さに抑えられている。それゆえ、末端部33SS,31DSの長さが、複合格子ピッチP3よりも長い場合と比較して、末端部33SS,31DSにて電極線の断線が生じたとしても、センシング電極33SPやドライブ電極31DP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,31DS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。
また、本実施形態では、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、ノードNごとに異なっている。すなわち、1つのノードNの中心に対する、そのノードNにおいて複合格子30L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、仮想センシング電極領域SPKや仮想ドライブ電極領域DPK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、センシング格子ピッチP1やドライブ格子ピッチP2の大きさ、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、本実施形態のようにノードNごとに電極線の配置が異なる構成では、センシング格子ピッチP1やドライブ格子ピッチP2の大きさ、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。
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)センシング格子33SLにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、格子点33LXとは異なる箇所に位置する隙間SZによって区画されている。また、ドライブ格子31DLにおいて、複数のドライブ電極31DPの各々は、格子点31LXとは異なる箇所に位置する隙間DZによって区画されている。こうした構成によれば、格子点33LX,31LXの位置に隙間SZ,DZが設けられる構成と比較して、センシング格子33SLやドライブ格子31DLの構成する矩形格子の格子線のなかで欠落部分が大きくなることが抑えられる。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、隙間SZ,DZが目立つことが抑えられるため、タッチパネル20における操作面20Sから見た外観の品質の低下が抑えられ、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の非点灯時に外光の反射によって電極線パターンが目立ちやすくなることも抑えられる。
(2)互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に、隙間SZ,DZが設けられている。そのため、センシング電極33SPにおける末端部33SSの長さ、および、ドライブ電極31DPにおける末端部31DSの長さが、複合格子ピッチP3以下の長さに抑えられている。その結果、末端部33SS,31DS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との間に形成される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。また、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとが、複合格子ピッチP3の長さだけずれて重なる構成では、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はドライブ電極線31DRと重なる場合が多く、隙間DZはセンシング電極線33SRと重なる場合が多いため、隙間SZ,DZが目立つことが一層抑えられる。
(3)互いに隣接するセンシング電極33SPの間には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、センシング電極面33Sに配置される電極線から形成される模様が、センシング電極面33S内において一様に見えやすくなり、また、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る。その結果、タッチパネル20において操作面20Sから見た外観の品質が高められる。
また、各ノードNにおけるセンシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの割合の調整によって、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領域の大きさを調整することができる。詳細には、センシング電極33SPが第1方向D1に延びる帯形状を有するため、センシング電極33SPの第2方向D2における幅の調整、すなわち、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の幅の調整によって、容量形成領域CSとして、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領域の大きさを調整することができる。したがって、容量形成領域CSにて形成される静電容量の大きさを容易に調整することができる。
(4)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を結ぶことにより形成される線、および、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を結ぶことにより形成される線の各々は、起伏を繰り返す折れ線形状を有する。こうした構成によって、互いに隣接する格子点33LX,31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置する隙間SZ,DZ、すなわち、目立ち難い位置の隙間SZ,DZによって区画された電極33SP,31DPが実現される。
(5)第1方向D1もしくは第2方向D2に沿って互いに隣接するノード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互いに異なり、ドライブ格子31DLを構成する電極線の配置は互いに異なっている。こうした構成によれば、互いに隣接するノードNにおいて、1つのノードNにおける電極線の配置が繰り返される構成と比較して、センシング格子ピッチP1やドライブ格子ピッチP2の大きさ、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。
(第2実施形態)
図9および図10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、センシングダミー部が複数の要素に分割されている点が第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。
第2実施形態では、センシングダミー部33SDが第1方向D1に沿って複数の要素に分割されている。これらの各要素はセンシングダミー要素であり、すなわち、センシングダミー部33SDは、第1方向D1に沿って並ぶ複数のセンシングダミー要素から構成されている。
[仮想領域の構成]
図9を参照して、センシング電極33SP、センシングダミー部33SD、ドライブ電極31DPの配置に関して仮想的に設定される領域の構成について説明する。
図9(a)は、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKの配置を示す図である。
図9(a)が示すように、仮想センシング電極領域SPKの形状および配置は、第1実施形態と同様である。また、仮想センシングダミー領域SDKの形状および配置は、第1実施形態と同様である。仮想センシングダミー領域SDKは、第1方向D1に沿って並ぶ複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaから構成されている。仮想センシングダミー要素領域SDKaは、仮想的なセンシングダミー要素の配置領域である。
複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaの各々は、長方形形状であって、同一の形状を有する。1つの仮想センシングダミー要素領域SDKaは、第1方向D1に沿って並ぶ2つのノードNに跨って位置し、かつ、第2方向D2に沿って並ぶ2つのノードNに跨って位置する。
1つのノードNには、1つの仮想センシングダミー要素領域SDKaの四分の一の領域が4つ含まれ、これらの領域は、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の一方側に2つ、他方側に2つ配置される。1つの仮想センシングダミー要素領域SDKaの四分の一の領域は、すなわち、1つの仮想センシングダミー要素領域SDKaを第1方向D1に延びる直線と第2方向D2に延びる直線とによって四等分した領域のいずれかである。
図9(b)は、上記4つのノードNについて、仮想ドライブ電極領域DPKの配置を示す図であり、仮想ドライブ電極領域DPKの形状および配置は、第1実施形態と同様である。
図9(c)は、上記4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKとを重ね合わせた構成を示す図である。
図9(c)が示すように、1つの仮想センシング電極領域SPKは、各仮想ドライブ電極領域DPKと対向する。また、1つの仮想ドライブ電極領域DPKは、各仮想センシング電極領域SPKと対向し、互いに隣接する仮想センシング電極領域SPKの間で、複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaと対向する。
ノードNと対向する方向から見て、互いに隣接する仮想ドライブ電極領域DPKの境界と、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界とは一致しない。すなわち、各領域間の境界のなかで、第2方向D2に沿って延びる境界は一致しない。一方で、これらの境界は、互いに隣接する仮想センシング電極領域SPKの間で等間隔に並ぶ。
上記構成における容量形成領域CSの形状は、第1実施形態と同様に、仮想センシング電極領域SPKの形状と一致する。
[センシング電極の構成]
図10を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線の構成を説明する。図10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10においては、センシング電極33SPを構成する電極線を黒太線で示し、センシングダミー部33SDを構成する電極線を白抜き線で示している。また、図10においては、仮想センシング電極領域SPKと仮想センシングダミー領域SDKとの境界を仮想線K1によって示し、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界を仮想線K3によって示している。仮想線K3は、第2方向D2に沿って延びる直線形状を有している。なお、これらは以降の図についても同様である。
図10が示すように、第2実施形態においても、センシング電極面33Sには、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、第1交差方向C1に沿って延びる複数の電極線と、第2交差方向C2に沿って延びる複数の電極線とから構成されるセンシング格子33SLが配置されている。
センシング格子33SLは、複数のセンシング電極33SPと、各々が複数のセンシングダミー要素33SDaから構成される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。また、互いに隣接する2つのセンシングダミー要素33SDaは、一方のセンシングダミー要素33SDaを構成するセンシング電極線33SRと、他方のセンシングダミー要素33SDaを構成するセンシング電極線33SRとの間に隙間SZが設けられることによって分離されている。
こうした隙間SZである切れ目を仮想的に繋ぐと、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は、センシング電極33SPを構成する格子部分と、センシングダミー要素33SDaを構成する格子部分とから構成され、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。一方で、1つのノードNにおけるセンシング格子33SLの位置は、ノードNごとに異なっている。
図10に拡大して示す領域A3のように、第1実施形態と同様、センシング電極33SPとセンシングダミー部33SDとの境界では、仮想線K1と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点Cを含む位置に、隙間SZが位置している。
同様に、領域A4のように、2つのセンシングダミー要素33SDaの境界でも、仮想線K3と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXの間の中央部、すなわち、2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点Cを含む位置に、隙間SZが位置している。
このように、センシング格子33SLにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、隙間SZによって区画され、同様に、互いに隣接する2つのセンシングダミー要素33SDaは、隙間SZによって分離されている。そして、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。
上記構成においては、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を結ぶことにより形成される線や、センシングダミー要素33SDa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。
なお、ドライブ電極面31Sに配置された電極線の構成は、第1実施形態と同様である。第2実施形態においても、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、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、センシング格子ピッチP1の半分、すなわち、ドライブ格子ピッチP2の半分の長さだけずれて重なり、これら格子の組み合わせによって、複合格子30Lを新たに構成している。
ここで、センシング電極33SP、センシングダミー部33SD、および、ドライブ電極31DPの配置に関して仮想的に設定される領域に関して、ノードNと対向する方向から見て、互いに隣接する仮想ドライブ電極領域DPKの境界と、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界とは一致しない。そのため、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、互いに隣接するドライブ電極31DPの境界と、互いに隣接するセンシングダミー要素33SDaの境界とは近接しない。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が含む電極やダミー部の境界のうち、第2方向D2に沿って延びる境界と、ドライブ格子31DLが含む電極の境界のうち、第2方向D2に沿って延びる境界とは近接しない。
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、センシング格子33SLにおける隙間SZとドライブ格子31DLにおける隙間DZとが、密集したり重なったりすることが抑えられる。そのため、タッチパネル20の操作面20Sから見て、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとによって形成される模様が一様に見えやすくなり、操作面20Sから見た外観の品質が高められる。
[作用]
第2実施形態の電極線構造がもたらす作用について説明する。第2実施形態では、センシングダミー部33SDが、複数のセンシングダミー要素33SDaに分割されている。仮に、センシング電極線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、複数のセンシングダミー要素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。
なお、上記実施形態において、センシングダミー要素33SDaは第1ダミー要素の一例である。
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(1)〜(5)の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(6)センシングダミー部33SDが、複数のセンシングダミー要素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。
そして、これらのセンシングダミー要素33SDaが、格子点33LXとは異なる箇所に位置する隙間SZによって区画されているため、第1実施形態の(1)の効果と同様に、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシングダミー要素33SDaを分離するための隙間SZが目立つことが抑えられる。これによっても、タッチパネル20において操作面20Sから見た外観の品質の低下が抑えられる。また、こうした隙間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位置することによって、第1実施形態の(2)と同様の効果が得られる。
[第2実施形態の変形例]
第2実施形態の変形例について、図11を参照して説明する。
図11(a)は、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKの配置を示す図であり、図11(b)は、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKとを重ね合わせた構成を示す図である。
上記実施形態では、仮想センシングダミー領域SDKを構成する複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaの各々は同一の形状を有していたが、図11(a)が示すように、複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaには、互いに異なる形状の仮想センシングダミー要素領域SDKaが含まれていてもよい。詳細には、1つの仮想センシングダミー領域SDKを構成する複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaには、第1方向D1における幅が互いに異なる複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaが含まれていてもよい。すなわち、仮想センシングダミー領域SDKは、仮想センシングダミー要素領域SDKaとして均等に分割されていなくてもよい。
図11(a)に示す例では、第1方向D1に沿って隣接する2つのノードNに跨って配置される仮想センシングダミー要素領域SDKa1の大きさが、第1方向D1においては1つのノードN内に配置される仮想センシングダミー要素領域SDKa2の大きさよりも大きい。具体的には、仮想センシングダミー要素領域SDKa1は、第1方向D1について、仮想センシングダミー要素領域SDKa2の2倍の大きさの幅を有している。そして、各ノードNにて、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の両側の各々には、第1方向D1について、仮想センシングダミー要素領域SDKa1の二分の一の領域、2つの仮想センシングダミー要素領域SDKa2、仮想センシングダミー要素領域SDKa1の二分の一の領域がこの順に並ぶ。
図11(b)が示すように、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKとを重ね合わせて見たとき、互いに隣接する仮想ドライブ電極領域DPKの境界と、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界とは一致しない。すなわち、各領域間の境界のなかで、第2方向D2に沿って延びる境界は一致しない。一方で、これらの境界は、互いに隣接する仮想センシング電極領域SPKの間で等間隔に並ぶ。
したがって、これらの境界の位置に応じてセンシング格子33SLおよびドライブ格子31DLにて隙間SZ,DZが設けられたとき、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と隙間DZとが、密集したり重なったりすることが抑えられ、これらの隙間SZ,DZの配置が一様に見えやすい。そのため、タッチパネル20の操作面20Sから見た外観の品質がより高められる。
このように、1つの仮想センシングダミー領域SDKを構成する複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaに、第1方向D1の幅が互いに異なる複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaが含まれることにより、以下の作用が生じる。すなわち、1つのセンシングダミー部33SDを構成する複数のセンシングダミー要素33SDaに、その占有する領域の第1方向D1の幅、詳細には、第1方向D1の幅の最大値が互いに異なる複数のセンシングダミー要素33SDaが含まれることとなる。仮想センシングダミー要素領域SDKaの第1方向D1の幅の設定、すなわち、センシングダミー要素33SDaが占有する領域の第1方向D1の幅の設定によって、センシング格子33SLにおける隙間SZの配置を調整することが可能であり、それによって、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとによって形成される模様の見え方を調整することができる。そして、複数のセンシングダミー要素33SDaに、その占有する領域の第1方向D1の幅が互いに異なるセンシングダミー要素33SDaが含まれる構成では、こうした隙間SZの配置の調整についての自由度が高められる。
(第3実施形態)
図12〜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、表示装置の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、ドライブ格子がダミー部を有する点が第2実施形態と異なる。以下では、第2実施形態との相違点を中心に説明し、第2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。
第3実施形態では、センシング電極面33Sにおけるセンシング電極33SPおよびセンシングダミー部33SDの構成と同様に、ドライブ電極面31Sにおいて、互いに隣り合うドライブ電極31DPの間に、ドライブダミー部が位置している。ドライブダミー部は、第2方向D2に沿って延びる帯形状を有し、隣接するドライブ電極31DPから電気的に絶縁されている。さらに、ドライブダミー部は、第2方向D2に沿って並ぶ複数のドライブダミー要素から構成されている。
[仮想領域の構成]
図12を参照して、センシング電極33SPやドライブ電極31DPの配置に関して仮想的に設定される領域の構成について説明する。
図12(a)は、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKの配置を示す図である。
図12(a)が示すように、仮想センシング電極領域SPKの形状および配置は、第2実施形態と同様である。また、仮想センシングダミー領域SDKの形状および配置は、第2実施形態と同様である。さらに、仮想センシングダミー領域SDKは、複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaから構成され、仮想センシングダミー要素領域SDKaの形状および配置は、第2実施形態と同様である。
図12(b)は、上記4つのノードNについて、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKの配置を示す図である。各ノードNについて、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKの配置は同一である。なお、以降の図についても同様である。
仮想ドライブダミー領域DDKは、仮想的なドライブダミー部の配置領域であって、設計段階における理想的なドライブダミー部が占有する領域を示す。仮想ドライブダミー領域DDKは、第1方向D1に隣り合う仮想ドライブ電極領域DPKの間に位置し、第1方向D1の幅を一定として第2方向D2に延びる帯形状を有している。さらに、仮想ドライブダミー領域DDKは、第1方向D1に沿って並ぶ複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaから構成されている。仮想ドライブダミー要素領域DDKaは、仮想的なドライブダミー要素の配置領域である。
各ノードNにおいて、仮想ドライブ電極領域DPKは、長方形形状を有し、第1方向D1の中央部に配置される。複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaの各々は、長方形形状であって、同一の形状を有する。1つの仮想ドライブダミー要素領域DDKaは、第1方向D1に沿って並ぶ2つのノードNに跨って位置し、かつ、第2方向D2に沿って並ぶ2つのノードNに跨って位置する。互いに隣接するノードNの境界と、互いに隣接する仮想ドライブダミー要素領域DDKaの境界とは一致しない。
1つのノードNには、1つの仮想ドライブダミー要素領域DDKaの四分の一の領域が4つ含まれ、これらの領域は、仮想ドライブ電極領域DPKにおける第1方向D1の一方側に2つ、他方側に2つ配置される。1つの仮想ドライブダミー要素領域DDKaの四分の一の領域は、すなわち、1つの仮想ドライブダミー要素領域DDKaを第1方向D1に延びる直線と第2方向D2に延びる直線とによって均等に四分割した領域のいずれかである。
すなわち、図12に示す例では、各ノードNにおいて、仮想ドライブ電極領域DPKの形状および配置は、仮想センシング電極領域SPKをノードNの中心を中心として90°回転させた形状および配置と一致し、仮想ドライブダミー要素領域DDKaの形状および配置は、仮想センシングダミー要素領域SDKaをノードNの中心を中心として90°回転させた形状および配置と一致する。
図12(c)は、上記4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKとを重ね合わせた構成を示す図である。
図12(c)が示すように、1つの仮想センシング電極領域SPKは、各仮想ドライブ電極領域DPKと対向し、互いに隣接する仮想ドライブ電極領域DPKの間では、複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaと対向する。また、1つの仮想ドライブ電極領域DPKは、各仮想センシング電極領域SPKと対向し、互いに隣接する仮想センシング電極領域SPKの間では、複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaと対向する。また、仮想センシングダミー要素領域SDKaの一部は、仮想ドライブダミー要素領域DDKaの一部と対向する。
ノードNと対向する方向から見て、仮想センシング電極領域SPKと仮想センシングダミー領域SDKとの境界と、互いに隣接する仮想ドライブダミー要素領域DDKaの境界とは一致せず、仮想ドライブ電極領域DPKと仮想ドライブダミー領域DDKとの境界と、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界とは一致しない。すなわち、ノードNと対向する方向から見て、各領域間の境界のなかで、第1方向D1に沿って延びる境界はいずれも一致せず、第2方向D2に沿って延びる境界もいずれも一致しない。
上記構成において、仮想センシング電極領域SPKと仮想ドライブ電極領域DPKとが対向する領域である容量形成領域CSは、ノードNの中央に配置された矩形形状の領域である。容量形成領域CSの大きさは、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の幅の調整、および、仮想ドライブ電極領域DPKにおける第1方向D1の幅の調整によって調整することができる。このように、第3実施形態では、容量形成領域CSの大きさが、仮想センシング電極領域SPKの大きさと仮想ドライブ電極領域DPKの大きさとの双方によって調整可能であるため、容量形成領域CSの大きさの設定についての自由度が高められる。
[センシング電極およびドライブ電極の構成]
図13および図14を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線の構成とドライブ電極面31Sに配置された電極線の構成をそれぞれ説明する。図13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り、図14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14においては、仮想ドライブ電極領域DPKと仮想ドライブダミー領域DDKとの境界を仮想線K4によって示し、互いに隣接する仮想ドライブダミー要素領域DDKaの境界を仮想線K5によって示している。
図13が示すように、センシング電極面33Sに配置された電極線の構成は、第2実施形態と同様である。
すなわち、センシング格子33SLにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、隙間SZによって区画され、同様に、互いに隣接する2つのセンシングダミー要素33SDaは、隙間SZによって分離されている。そして、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。
図14が示すように、ドライブ電極面31Sには、第1実施形態および第2実施形態と同様に、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、第1交差方向C1に沿って延びる複数の電極線と、第2交差方向C2に沿って延びる複数の電極線とから構成されるドライブ格子31DLが配置されている。
ドライブ格子31DLは、複数のドライブ電極31DPと、各々が複数のドライブダミー要素31DDaから構成される複数のドライブダミー部31DDとを含む。ドライブ格子31DLにおいては、ドライブ電極31DPを構成するドライブ電極線31DRと、ドライブダミー部31DDを構成するドライブ電極線31DRとの間に隙間DZが設けられることにより、複数のドライブ電極31DPの各々が区画されている。また、互いに隣接する2つのドライブダミー要素31DDaは、一方のドライブダミー要素31DDaを構成するドライブ電極線31DRと、他方のドライブダミー要素31DDaを構成するドライブ電極線31DRとの間に隙間DZが設けられることによって分離されている。
換言すれば、ドライブ格子31DLは、ドライブ電極31DPを構成する格子部分と、ドライブダミー要素31DDaを構成する格子部分とから構成され、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の位置は、ノードNごとに異なっている。
そして、ドライブ電極31DPとドライブダミー部31DDとの境界では、仮想線K4と交差する格子辺31LSについて、その格子辺31LSを挟む2つの格子点31LXを結ぶ線分の中点を含む位置に、隙間DZが位置している。同様に、2つのドライブダミー要素31DDaの境界でも、仮想線K5と交差する格子辺31LSについて、その格子辺31LSを挟む2つの格子点31LXを結ぶ線分の中点を含む位置に、隙間DZが位置している。すなわち、隙間DZ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31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置している。
上記構成においては、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、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を結ぶことにより形成される線や、ドライブダミー要素31DDa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。
第3実施形態においても、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、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、センシング格子ピッチP1の半分、すなわち、ドライブ格子ピッチP2の半分の長さだけずれて重なり、これら格子の組み合わせによって、複合格子30Lを新たに構成している。
ここで、上述のように、センシング電極33SP、センシングダミー部33SD、ドライブ電極31DP、および、ドライブダミー部31DDの配置に関して仮想的に設定される領域に関して、ノードNと対向する方向から見て、各領域間の境界のなかで、第1方向D1に沿って延びる境界はいずれも一致せず、第2方向D2に沿って延びる境界もいずれも一致しない。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が含む電極やダミー部の境界のうち、第1方向D1に沿って延びる境界と、ドライブ格子31DLが含む電極やダミー部の境界のうち、第1方向D1に沿って延びる境界とは近接しない。また、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、センシング格子33SLが含む電極やダミー部の境界のうち、第2方向D2に沿って延びる境界と、ドライブ格子31DLが含む電極やダミー部の境界のうち、第2方向D2に沿って延びる境界とは近接しない。
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、センシング格子33SLにおける隙間SZとドライブ格子31DLにおける隙間DZとが、密集したり重なったりすることが抑えられる。そのため、タッチパネル20の操作面20Sから見て、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとによって形成される模様が一様に見えやすくなり、操作面20Sから見た外観の品質が高められる。
なお、上記実施形態において、ドライブダミー部31DDは、第2ダミー部の一例である。
以上説明したように、第3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(1)〜(5)、第2実施形態の(6)の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(7)互いに隣接するドライブ電極31DPの間にはドライブダミー部31DDが配置されて、ドライブ電極31DPとともに1つの矩形格子模様を構成する。したがって、第1実施形態の(3)の効果と同様に、タッチパネル20において操作面20Sから見た外観の品質が高められる。
また、各ノードNにおけるドライブ電極31DPとドライブダミー部31DDとの割合の調整によって、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領域の大きさを調整することができる。詳細には、ドライブ電極31DPが第2方向D2に延びる帯形状を有するため、ドライブ電極31DPの第1方向D1における幅の調整、すなわち、仮想ドライブ電極領域DPKにおける第1方向D1の幅の調整によって、容量形成領域CSの大きさを調整することができる。
そして、センシング電極33SPの第2方向D2における幅とドライブ電極31DPの第1方向D1における幅のとの双方の調整によって、容量形成領域CSの大きさを調整することができるため、容量形成領域CSの大きさ、すなわち、容量形成領域CSにて形成される静電容量の大きさの設定の自由度が高められる。
(8)ドライブダミー部31DDが、複数のドライブダミー要素31DDaに分割されている。そのため、ドライブダミー部31DDについて、第2実施形態の(6)と同様の効果が得られる。
[第3実施形態の変形例]
第3実施形態の変形例について、図15を参照して説明する。
図15(a)は、第1方向D1と第2方向D2とに並ぶ4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKの配置を示す図である。
上記実施形態では、仮想センシングダミー領域SDKが複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaに均等に分割され、仮想ドライブダミー領域DDKが複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaに均等に分割されていた。これに代えて、1つの仮想センシングダミー領域SDKを構成する複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaには、第1方向D1における幅が互いに異なる複数の仮想センシングダミー要素領域SDKaが含まれていてもよい。また、1つの仮想ドライブダミー領域DDKを構成する複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaには、第2方向D2における幅が互いに異なる複数の仮想ドライブダミー要素領域DDKaが含まれていてもよい。
図15(a)に示す例では、第1方向D1に沿って隣接する2つのノードNに跨って配置される仮想センシングダミー要素領域SDKa1の大きさが、第1方向D1においては1つのノードN内に配置される仮想センシングダミー要素領域SDKa2の大きさよりも小さい。すなわち、仮想センシングダミー要素領域SDKa1の第1方向D1の幅は、仮想センシングダミー要素領域SDKa2の第1方向D1の幅よりも小さい。そして、各ノードNにて、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の両側の各々には、第1方向D1について、仮想センシングダミー要素領域SDKa1の二分の一の領域、2つの仮想センシングダミー要素領域SDKa2、仮想センシングダミー要素領域SDKa1の二分の一の領域がこの順に並ぶ。
図15(b)は、上記4つのノードNについて、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKの配置を示す図である。
図15(b)に示す例では、第2方向D2に沿って隣接する2つのノードNに跨って配置される仮想ドライブダミー要素領域DDKa1の大きさが、第2方向D2においては1つのノードN内に配置される仮想ドライブダミー要素領域DDKa2の大きさよりも小さい。すなわち、仮想ドライブダミー要素領域DDKa1の第2方向D2の幅は、仮想ドライブダミー要素領域DDKa2の第2方向D2の幅よりも小さい。そして、各ノードNにて、仮想ドライブ電極領域DPKにおける第1方向D1の両側の各々には、第2方向D2について、仮想ドライブダミー要素領域DDKa1の二分の一の領域、2つの仮想ドライブダミー要素領域DDKa2、仮想ドライブダミー要素領域DDKa1の二分の一の領域がこの順に並ぶ。
すなわち、図15に示す例では、各ノードNにおいて、仮想ドライブダミー要素領域DDKa1,DDKa2の形状および配置は、仮想センシングダミー要素領域SDKa1,SDKa2をノードNの中心を中心として90°回転させた形状および配置と一致する。
図15(c)は、上記4つのノードNについて、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKと、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKとを重ね合わせた構成を示す図である。
図15(c)が示すように、ノードNと対向する方向から見て、仮想センシング電極領域SPKと仮想センシングダミー領域SDKとの境界と、互いに隣接する仮想ドライブダミー要素領域DDKaの境界とは一致せず、仮想ドライブ電極領域DPKと仮想ドライブダミー領域DDKとの境界と、互いに隣接する仮想センシングダミー要素領域SDKaの境界とは一致しない。すなわち、ノードNと対向する方向から見て、各領域間の境界のなかで、第1方向D1に沿って延びる境界はいずれも一致せず、第2方向D2に沿って延びる境界もいずれも一致しない。
上記構成においても、容量形成領域CSの大きさは、仮想センシング電極領域SPKにおける第2方向D2の幅の調整、および、仮想ドライブ電極領域DPKにおける第1方向D1の幅の調整によって調整することができる。
そして、上記構成によれば、1つのセンシングダミー部33SDを構成する複数のセンシングダミー要素33SDaに、その占有する領域の第1方向D1の幅、詳細には、第1方向D1の幅の最大値が互いに異なる複数のセンシングダミー要素33SDaが含まれることとなる。さらに、1つのドライブダミー部31DDを構成する複数のドライブダミー要素31DDaに、その占有する領域の第2方向D2の幅、詳細には、第2方向D2の幅の最大値が互いに異なる複数のドライブダミー要素31DDaが含まれることとなる。
仮想センシングダミー要素領域SDKaの第1方向D1の幅の設定、すなわち、センシングダミー要素33SDaが占有する領域の第1方向D1の幅の設定によって、センシング格子33SLにおける隙間SZの配置を調整することが可能である。また、仮想ドライブダミー要素領域DDKaの第2方向D2の幅の設定、すなわち、ドライブダミー要素31DDaが占有する領域の第2方向D2の幅の設定によって、ドライブ格子31DLにおける隙間DZの配置を調整することが可能である。複数のセンシングダミー要素33SDaに、その占有する領域の第1方向D1の幅が互いに異なる要素が含まれる構成では、隙間SZの配置の調整についての自由度が高められ、複数のドライブダミー要素31DDaに、その占有する領域の第2方向D2の幅が互いに異なる要素が含まれる構成では、隙間DZの配置の調整についての自由度が高められる。
したがって、隙間SZの配置と隙間DZの配置との双方についての自由度が高められるため、センシング電極線33SRとドライブ電極線31DRとによって形成される模様の見え方の調整の自由度が高められる。
(第4実施形態)
図16および図17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4実施形態について説明する。第4実施形態は、センシングダミー部の構成とドライブダミー部の構成とが第3実施形態と異なる。以下では、第3実施形態との相違点を中心に説明し、第3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。
[センシング電極の構成]
図16を参照して、センシング電極面33Sに配置された電極線の構成を説明する。図16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16において、仮想センシング電極領域SPKおよび仮想センシングダミー領域SDKは第3実施形態と同様に設定される。ただし、仮想センシングダミー領域SDKは仮想センシングダミー要素領域SDKaに分割されていない。
図16が示すように、第4実施形態においても、センシング電極面33Sには、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、第1交差方向C1に沿って延びる複数の電極線と、第2交差方向C2に沿って延びる複数の電極線とから構成されるセンシング格子33SLが配置されている。
センシング格子33SLは、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。第3実施形態と同様に、センシング格子33SLにおいて、複数のセンシング電極33SPの各々は、隙間SZによって区画されている。
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浮遊部33LD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、複数の浮遊部33LDから構成される。
これらの隙間SZのすべては、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。
こうした隙間SZである切れ目を仮想的に繋ぐと、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。一方で、1つのノードNにおけるセンシング格子33SLの位置は、ノードNごとに異なっている。
[ドライブ電極の構成]
図17を参照して、ドライブ電極面31Sに配置された電極線の構成を説明する。図17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17において、仮想ドライブ電極領域DPKおよび仮想ドライブダミー領域DDKは第3実施形態と同様に設定される。ただし、仮想ドライブダミー領域DDKは仮想ドライブダミー要素領域DDKaに分割されていない。
図17が示すように、第4実施形態においても、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、第1交差方向C1に沿って延びる複数の電極線と、第2交差方向C2に沿って延びる複数の電極線とから構成されるドライブ格子31DLが配置されている。
ドライブ格子31DLは、複数のドライブ電極31DPと、複数のドライブダミー部31DDとを含む。第3実施形態と同様に、ドライブ格子31DLにおいて、複数のドライブ電極31DPの各々は、隙間DZによって区画されている。
ドライブダミー部31DDにおいては、すべての格子点31LXについて、第1交差方向C1に沿って格子点31LXを挟む2つの位置と、第2交差方向C2に沿って格子点31LXを挟む2つの位置とに隙間DZが設けられている。すなわち、1つの格子点31LXの周囲に位置する4つの隙間DZによって、この格子点31LXを含む十字状の電極線からなる部分である浮遊部31LDが周囲から分離されている。そして、ドライブダミー部31DDは、複数の浮遊部31LDから構成される。
これらの隙間DZのすべては、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31LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に位置している。
こうした隙間DZである切れ目を仮想的に繋ぐと、ドライブ電極面31Sにおいて複数のドライブ電極31DPと複数のドライブダミー部31DD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、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の位置は、ノードNごとに異なっている。
第4実施形態においても、センシング格子33SLとドライブ格子31DLとは、透明誘電体基板33の表面と対向する方向から見て、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、センシング格子ピッチP1の半分、すなわち、ドライブ格子ピッチP2の半分の長さだけずれて重なり、これら格子の組み合わせによって、複合格子30Lを新たに構成している。
第4実施形態の構成によれば、センシングダミー部33SDが細かく分割されているため、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。また、ドライブダミー部31DDが細かく分割されていることによっても、同様の効果が得られる。
以上説明したように、第4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(1)〜(5)、第3実施形態の(7)の効果に加えて、以下の効果が得られる。
(9)センシングダミー部33SDが、複数の浮遊部33LDに細かく分割されているため、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。したがって、第2実施形態の(6)の効果が特に高められる。また、同様に、ドライブダミー部31DDが、複数の浮遊部31LDに細かく分割されているため、第3実施形態の(8)の効果が特に高められる。
(変形例)
上記各実施形態およびその変形例は、以下のように変更して実施することが可能である。
・上記各実施形態では、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。
・第1実施形態および第2実施形態において、センシング格子33SLの構成がドライブ格子31DLに適用され、ドライブ格子31DLの構成がセンシング格子33SLに適用されてもよい。すなわち、センシング格子33SLがセンシングダミー部33SDを有さずセンシング電極33SPのみから構成され、ドライブ格子31DLがドライブ電極31DPとドライブダミー部31DDとから構成されてもよい。
・センシングダミー部33SDの分割の疎密は、第2実施形態やその変形例、および、第3実施形態やその変形例と異なっていてもよい。すなわち、センシングダミー要素33SDaの大きさや、1つのノードNに含まれるセンシングダミー要素33SDaの数は、上記実施形態および変形例と異なっていてもよい。また、センシングダミー部33SDの分割の疎密は、センシングダミー部33SDごとに異なってもよいし、ノードNごとに異なってもよい。センシングダミー要素33SDaの数や大きさに関わりなく、センシングダミー部33SDがセンシングダミー要素33SDaに分割されていれば、第2実施形態の(6)の効果は得られる。なお、センシングダミー部33SDが細かく分割されるほど、上記(6)の効果は高められる。同様に、ドライブダミー部31DDの分割の疎密は、第3実施形態やその変形例と異なってもよい。
また、センシングダミー部33SDとドライブダミー部31DDとで分割の疎密が異なっていてもよく、センシングダミー部33SDとドライブダミー部31DDとの一方のみが、ダミー要素に分割されていてもよい。すなわち、第3実施形態において、各ノードNにて、仮想ドライブダミー要素領域DDKaの形状および配置は、仮想センシングダミー要素領域SDKaをノードNの中心を中心として90°回転させた形状および配置と一致しなくてもよい。
・第4実施形態において、センシングダミー部33SDに含まれるすべての格子点33LXが浮遊部33LDを構成していなくてもよい。センシングダミー部33SDが複数の浮遊部33LDを含む構成であれば、第2実施形態の(6)の効果を高めることはできる。同様に、ドライブダミー部31DDに含まれるすべての格子点31LXが浮遊部31LDを構成していなくてもよい。また、センシングダミー部33SDのみが浮遊部33LDを有していてもよいし、ドライブダミー部31DDのみが浮遊部31LDを有していてもよい。
・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、第1実施形態の(1)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、センシング格子ピッチP1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、センシングダミー要素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、センシングダミー要素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。
・図18が示すように、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、隙間SZが2つ並ぶように設けられてもよい。具体的には、センシング格子33SLは、センシング電極33SPを区画する隙間SZaと、センシング格子33SLを構成するセンシング電極線33SRに沿って隣り合う箇所であって、格子点33LXとは異なる箇所に位置する隙間SZbを有していてもよい。例えば、図18に示すように、隙間SZaと隙間SZbとは、仮想線K1と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXの間に均等に配置されてもよい。あるいは、隙間SZaは、仮想線K1と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に配置され、隙間SZbは、隙間SZaと格子点33LXとの間に配置されてもよい。あるいは、隙間SZaは、仮想線K1と交差する格子辺33LSについて、その格子辺33LSを挟む2つの格子点33LXを結ぶ線分の中点を含む箇所に配置され、隙間SZbは、当該中点とセンシング電極線33SRに沿って隣り合う、他の格子点33LX間の中点を含む箇所に配置されてもよい。隙間SZaと隙間SZbとの間の電極線片33SF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、仮に隙間SZaが精密に形成されず、センシング電極33SPと電極線片33SFとが電気的に接続されたとしても、隙間SZb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。したがって、第2実施形態の(6)と同様の効果が得られる。
同様に、ドライブ電極31DPとドライブダミー部31DDとの境界付近にも、隙間DZが2つ並ぶように設けられてもよい。また、2つのセンシングダミー要素33SDaの境界付近や、2つのドライブダミー要素31DDaの境界付近にも、隙間SZや隙間DZが2つ並ぶように設けられてもよい。
また、互いに隣接する格子点33LX,31LX間における隙間SZ,DZの数は3以上であってもよく、互いに隣接する格子点33LX,31LX間に、電極線33SR,31DRが点線状に配置されていてもよい。
・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。
・上記実施形態では、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、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やドライブ格子31DLを構成する電極線の配置は、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33SLを構成する電極線の配置について、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。
・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31DP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33SP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20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。