JP6556510B2 - タッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電極線を備えるタッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置に関する。

表示装置の備えるタッチセンサは、タッチセンサ用電極の一例であるドライブ電極とセンシング電極とを備え、指などが表示装置の操作面に接触することをドライブ電極とセンシング電極との間の静電容量の変化として検出する。表示装置の表示パネルが形成する画像は、ドライブ電極とセンシング電極とを通して操作面に出力されるため、ドライブ電極とセンシング電極とは、例えば、相互に間隔を空けて並べられた多数の直線形状を有する電極線の集合によって構成されている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１２−７９２３８号公報

ところで、ドライブ電極の電極線とセンシング電極の電極線とは、ドライブ電極とセンシング電極とが積み重なる方向から見て、通常矩形格子形状を形成している。一方で、表示パネルは、ドライブ電極の並ぶ方向と、センシング電極の並ぶ方向とに沿ってマトリクス状に並ぶ複数の画素を有し、複数の画素の各々は、矩形格子形状を有するブラックマトリクスによって区画されている。そのため、表示装置において、タッチセンサ用電極の形成する矩形格子形状と、ブラックマトリクスの有する矩形格子形状とに応じたモアレが生じてしまい、結果として、操作面に出力された表示品位が低下してしまう。

本発明は、モアレが生じることを抑えられるタッチセンサ用電極、タッチパネル、および、表示装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１方向に沿って並ぶ複数のドライブ電極であって、複数の前記ドライブ電極の各々が前記第１方向と直交する第２方向に沿って延びる複数の前記ドライブ電極と、前記第２方向に沿って並ぶ複数のセンシング電極であって、複数の前記センシング電極の各々が前記第１方向に沿って延びる複数の前記センシング電極と、複数の前記ドライブ電極と、複数の前記センシング電極とに挟まれる透明誘電体基板と、を備え、複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極とは、いずれも６角形の基準パターンがハニカム状に配置されたメッシュパターンからなり、複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極の少なくとも一方における前記６角形は、２種類以上の異なる線幅からなる６辺により形成されることを特徴とするタッチセンサ用電極としたものである。

請求項２に記載の発明は、前記６角形を形成する前記６辺の２種類以上の線幅の配置は、周期性がないことを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサ用電極としたものである。

請求項３に記載の発明は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の前記ドライブ電極と、前記第２方向に沿って並ぶ複数の前記センシング電極の少なくとも一方は、隣り合う電極同士
で、各々の前記６角形内部の面積が異なる電極を含むことを特徴とする、請求項１、２のいずれかに記載のタッチセンサ用電極としたものである。

請求項４に記載の発明は、前記ドライブ電極は、前記基準パターンを含み、前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１検出部と、前記基準パターンから構成され、前記第２方向にて相互に隣り合う２つの前記第１検出部を接続する第１接続部と、を備え、前記センシング電極は、前記基準パターンを含み、前記第１方向に沿って並ぶ複数の第２検出部と、前記基準パターンから構成され、前記第１方向にて相互に隣り合う２つの前記第２検出部を接続する第２接続部と、を備え、平面視にて、前記第１接続部の中心は、前記第２接続部の中心と一致し、前記第１検出部は、前記第２方向において相互に隣り合う前記センシング電極の間に位置し、かつ、前記第１方向において相互に隣り合う２つの前記第２検出部の間に位置することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のタッチセンサ用電極としたものである。

請求項５に記載の発明は、複数のドライブ電極と、複数のセンシング電極と、複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極とに挟まれる透明誘電体基板と、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、前記ドライブ電極と前記センシング電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備え、前記タッチセンサ用電極は、請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極であることを特徴とするタッチパネルとしたものである。

請求項６に記載の発明は、前記第１方向と前記第２方向とに沿ってマトリクス状に並ぶ複数の画素を有して、前記画素を用いて情報を表示する表示パネルと、タッチパネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルの表示する前記情報を透過する前記タッチパネルと、を備え、前記タッチパネルは、請求項５に記載のタッチパネルであることを特徴とする表示装置としたものである。

本発明によれば、（１）モアレが生じることが抑えられる。

本発明では、モアレ解消の主目的以外に、以下の（２）、（３）の作用効果を奏する。（２）原則的に正６角形、別の実施形態として図８（後述）に例示するような縦横に圧縮（あるいは拡大）した６角形を採用するため、平面充填が容易である。従って、平面をトリミングしてメッシュ電極の外形を規定する取扱い上での優位性を有する。

（３）金属層のエッチングにより電極パターンを製造する際、鋭角（９０°以下）部分を含むパターンでは、エッチャントの挙動が複雑となり、設計通りの加工が困難になることが経験的に知られている。４角形以上の多角形ではパターンを規定する全ての角度を直角以上（正六角形の場合は１２０°）にしやすいため、設計通りの加工を安定して行なう上での優位性も有する。

本発明を具体化した表示装置の平面構造を示す平面図であって、相互に異なる構成要素の一部が重なる順に切り欠いて示される図である。 本発明の実施形態における表示装置の断面構造を示す断面図である。 本発明の実施形態におけるタッチパネルの電気的構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態におけるドライブ電極の配置の一部（図１のＡ部）を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるドライブ電極の一部（図４のＢ部）を示す部分拡大図である。 本発明の別の実施形態におけるドライブ電極の配置の一部（図１のＡ部）を示す平面図である。 本発明の別の実施形態におけるドライブ電極の一部（図４のＢ部）を示す部分拡大図である。 本発明の別の実施形態におけるドライブ電極の一部（図４のＢ部）を示す部分拡大図である。 本発明の実施形態におけるドライブ電極とセンシング電極との配置の関係を示す平面図である。 本発明の作用を説明するための作用図である。 他の変形例における表示装置の断面構造を示す断面図である。 他の変形例における表示装置の断面構造を示す断面図である。

以下、図面を参照して、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本発明の実施形態を説明する。以下では、表示装置の構成、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。

［表示装置］
図１を参照して表示装置を説明する。図１には、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示すが、説明の便宜上、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、図示の便宜上、複数のドライブ電極３１ＤＰと、複数のセンシング電極３３ＳＰとにドットが付されている。

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。尚、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。

表示パネル１０は、カラーフィルタ層１５を備え、カラーフィルタ層１５において、ブラックマトリクス１５ａが、ドライブ電極３１ＤＰにおいて定められる第１方向Ｄ１と、第１方向Ｄ１と直交し、センシング電極３３ＳＰにおいて定められる第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格子形状を有している。ブラックマトリクス１５ａを構成す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のいずれかが位置している。

カラーフィルタ層１５において、例えば、複数の赤着色層１５Ｒ、複数の緑着色層１５Ｇ、および、複数の青着色層１５Ｂの各々は、第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。
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、第１方向Ｄ１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１方向Ｄ１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１方向Ｄ１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。

タッチパネル２０は、静電容量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り（図２も参照）、表示パネル１０の表示する情報を透過する。カバー層２２は、ガラス基板や樹脂フィルムなどによって形成され、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における操作面２０Ｓとして機能する。透明接着層２３は、表示面１０Ｓに表示される画像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が用いられる。

タッチセンサ用電極２１を構成する透明基板３１は、表示パネル１０に形成された表示面１０Ｓの全体に重ねられて、表示面１０Ｓに形成される画像を透過する。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などの基材から構成されて、１つの基材から構成される単層構造であってもよいし、２つ以上の基材が重ねられた多層構造であってもよい。

各ドライブ電極３１ＤＰの形成材料には、銅やアルミニウムなどの金属膜、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複合酸化物膜が用いられる。また、各ドライブ電極３１ＤＰの形成材料には、銀ナノワイヤー、導電性高分子膜、および、グラフェン膜などの導電膜も用いられる。

ドライブ電極３１ＤＰの各々は、個別に選択回路に接続して、選択回路が供給する駆動信号を受けることにより、選択回路によって選択される（図３も参照）。
ドライブ面３１Ｓ、および、複数のドライブ電極３１ＤＰ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１０Ｓに表示される画像を透過する光透過性を有して、ドライブ面３１Ｓ、および、複数のドライブ電極３１ＤＰと、透明誘電体基板３３とを接着する。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。透明接着層３２、および、透明誘電体基板３３は、誘電体基材を構成し、誘電体基材の裏面に、複数のドライブ電極３１ＤＰが形成されている。

透明誘電体基板３３は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの透明樹脂フィルムや透明ガラス基板などの基材から構成されて、１つの基材から構成される単層構造であってもよいし、２つ以上の基材が重ねられた多層構造であってもよい。透明誘電体基板３３は、表示面１０Ｓに表示される画像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。

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、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複合酸化物膜が用いられる。また、各センシング電極３３ＳＰの形成材料には、銀ナノワイヤー、導電性高分子膜、および、グラフェン膜などの導電膜も用いられる。

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、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。

透明誘電体基板３３における透明接着層３２とは反対側の面は、センシング面３３Ｓとして設定され、センシング面３３Ｓ、および、複数のセンシング電極３３ＳＰは、上述した透明接着層２３によってカバー層２２に貼り合わされている。
すなわち、図２で示すように、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。

尚、透明接着層３２は、ドライブ電極３１ＤＰを構成する電極線の周りを覆って、隣り合う電極線の間を埋めながら、ドライブ電極３１ＤＰと透明誘電体基板３３との間に位置している。また、透明接着層２３は、センシング電極３３ＳＰを構成する電極線の周りを覆って、隣り合う電極線の間を埋めながら、センシング電極３３ＳＰとカバー層２２との間に位置している。これらの構成要素において、透明接着層２３、および、透明基板３１の少なくとも一方は、割愛されてもよい。

また、表示パネル１０では、タッチパネル２０から遠い構成要素から順番に、表示パネル１０を構成する複数の構成要素が以下のように並んでいる。すなわち、タッチパネル２０から遠い構成要素から順番に、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。そして、カラーフィルタ層１５では、ブラックマトリクス１５ａが、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１５ａ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上述した着色層が位置している。

尚、表示パネル１０は、液晶パネルでなくともよく、例えば、有機ＥＬパネルなどであってもよい。
尚、透明接着層２３の割愛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。

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を直に、もしくは、下地層を介して形成し、薄膜層の上にセンシング電極のパターン形状を有したレジスト層を形成する。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、薄膜層を複数のセンシング電極３３ＳＰに加工して、第１のフィルムを得る。また、センシング電極３３ＳＰと同様に、他の樹脂フィルムに形成された薄膜層を複数のドライブ電極３１ＤＰに加工して、第２のフィルムを得る。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によって貼り付けられる。

［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の電気的構成を説明する。尚、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。

図３が示すように、タッチパネル２０は、選択回路３４、検出回路３５、および、制御部３６を備えている。選択回路３４は、複数のドライブ電極３１ＤＰに接続することが可能であり、検出回路３５は、複数のセンシング電極３３ＳＰに接続することが可能であり
、制御部３６は、選択回路３４と検出回路３５とに接続している。

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３１ＤＰからｎ番目のドライブ電極３１ＤＰ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。

一方で、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３３ＳＰからｎ番目のセンシング電極３３ＳＰ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、生成し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で、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している。選択回路３４および検出回路３５が、周辺回路の一例である。

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する。
尚、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１で示すように、透明基板３１のドライブ面３１Ｓでは、複数のドライブ電極３１ＤＰが第１方向Ｄ１に沿って並び、複数のドライブ電極３１ＤＰの各々が、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に沿って延びている。各ドライブ電極３１ＤＰは、後述する基準パターン３１ＲＰから構成され、第２方向Ｄ２に沿って並ぶ複数のドライブ検出部３１ＤＰａと、基準パターン３１ＲＰから構成され、第２方向Ｄ２にて相互に隣り合う２つのドライブ検出部３１ＤＰａを接続するドライブ接続部３１ＤＰｂとを備えている。各ドライブ電極３１ＤＰにおいて、各々のドライブ検出部３１ＤＰａは、例えば図１に示すように六角形形状（後述のメッシュパターンの６角形と区別するために「六角形」と表記する）を有し、ドライブ接続部３１ＤＰｂは、例えば、第２方向Ｄ２にて相互に隣り合うドライブ検出部３１ＤＰａの各々と一辺を共有する矩形形状を有している。

複数のドライブ電極３１ＤＰにおいて、複数のドライブ検出部３１ＤＰａが第１方向Ｄ１に沿って並び、かつ、複数のドライブ接続部３１ＤＰｂが第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。第１方向Ｄ１にて相互に隣り合うドライブ検出部３１ＤＰａは、六角形の１つの頂点が相互に向かい合い、かつ、第１方向Ｄ１にて相互に隣り合うドライブ検出部３１ＤＰａ同士が電気的に接続されていない状態で並んでいる。そのため、第１方向Ｄ１にて相互
に隣り合う２つのドライブ電極３１ＤＰの間には、４つのドライブ検出部３１ＤＰａと、２つのドライブ接続部３１ＤＰｂによって六角形形状を有したドライブ隙間３１ＤＰｃが区画され、複数のドライブ隙間３１ＤＰｃは、第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。

透明誘電体基板３３のセンシング面３３Ｓには、複数のセンシング電極３３ＳＰが第２方向Ｄ２に沿って並び、複数のセンシング電極３３ＳＰの各々が、第２方向Ｄ２と直交する第１方向Ｄ１に沿って延びている。各センシング電極３３ＳＰは、後述する基準パターン３３ＲＰから構成され、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ複数のセンシング検出部３３ＳＰａと、基準パターン３３ＲＰから構成され、第１方向Ｄ１にて相互に隣り合う２つのセンシング検出部３３ＳＰａを接続するセンシング接続部３３ＳＰｂとを備えている。

各センシング電極３３ＳＰにおいて、センシング検出部３３ＳＰａは、例えば六角形形状を有し、センシング接続部３３ＳＰｂは、例えば、第１方向Ｄ１にて相互に隣り合うセンシング検出部３３ＳＰａの各々と一辺を共有する矩形形状を有している。各センシング検出部３３ＳＰａは、１つのドライブ隙間３１ＤＰｃと等しい形状と等しい大きさとを有し、各センシング接続部３３ＳＰｂは、１つのドライブ接続部３１ＤＰｂと等しい形状と等しい大きさとを有している。

複数のセンシング電極３３ＳＰにおいて、複数のセンシング検出部３３ＳＰａが第２方向Ｄ２に沿って並び、かつ、複数のセンシング接続部３３ＳＰｂが第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。第２方向Ｄ２にて相互に隣り合うセンシング検出部３３ＳＰａは、六角形の１つの頂点が相互に向かい合い、かつ、第２方向Ｄ２にて相互に隣り合うセンシング検出部３３ＳＰａ同士が電気的に接続されていない状態で並んでいる。そのため、第２方向Ｄ２にて相互に隣り合う２つのセンシング電極３３ＳＰの間には、４つのセンシング検出部３３ＳＰａと、２つのセンシング接続部３３ＳＰｂとによって六角形形状を有したセンシング隙間３３ＳＰｃが区画され、複数のセンシング隙間３３ＳＰｃは、第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。各センシング隙間３３ＳＰｃは、１つのドライブ検出部３１ＤＰａと等しい形状と等しい大きさとを有している。

透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、１つのドライブ接続部３１ＤＰｂは、１つのセンシング接続部３３ＳＰｂと部分的に重なる。また、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、１つのドライブ検出部３１ＤＰａは、第２方向Ｄ２において相互に隣り合うセンシング電極３３ＳＰの間に位置し、かつ、第１方向Ｄ１において相互に隣り合う２つのセンシング検出部３３ＳＰａの間に位置している。

一方で、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、１つのセンシング検出部３３ＳＰａは、第１方向Ｄ１において相互に隣り合うドライブ電極３１ＤＰの間に位置し、かつ、第２方向Ｄ２において相互に隣り合う２つのドライブ検出部３１ＤＰａの間に位置している。すなわち、１つのドライブ検出部３１ＤＰａは、１つのセンシング隙間３３ＳＰｃに位置し、１つのセンシング検出部３３ＳＰａは、１つのドライブ隙間３１ＤＰｃに位置する。

［ドライブ電極］
図４を参照してドライブ電極を説明する。図４は、ドライブ電極３１ＤＰの配置における一部分（図１における破線内Ａ）の平面構造を示す平面図である。
尚、センシング電極３３ＳＰは、ドライブ電極３１ＤＰと比べて、センシング電極３３ＳＰを構成する基準パターンの方向が第２方向Ｄ２である点が異なるのみであり、センシング電極３３ＳＰを構成する電極線の構造は、ドライブ電極３１ＤＰを構成する電極線の構造と同様である。そのため、以下では、ドライブ電極３１ＤＰの構成について詳しく説明し、センシング電極３３ＳＰの構成については、説明を省略する。
尚、これらの電極は、それぞれドライブ電極とセンシング電極としての役割をそれぞれ入れ替えて用いることもできる。

ドライブ検出部３１ＤＰａは、上述のように、六角形形状を有し、ドライブ検出部３１ＤＰａの最大幅を有する部分であって、２つの頂点で挟まれる部分を通る直線を対象軸とするとき、線対称な２つの台形部分によって構成されている。各台形部分において、第１方向Ｄ１に沿った幅は、最大幅であるドライブ電極幅ＷＤＰ１からドライブ接続幅ＷＤＰ２に向けて次第に小さくなる。

図４で示すように、本発明では、ドライブ電極３１ＤＰのドライブ検出部３１ＤＰａ、およびドライブ接続部３１ＤＰｂの電極線は、いずれも６角形の基準パターン３１ＲＰがハニカム状に配置されたメッシュパターンからなっており、これらはドライブ検出部３１ＤＰａ、ドライブ接続部３１ＤＰｂの境界部において連続している。

基準パターンが６角形であることの利点は、以下のようである。まず、ブラックマトリクスと同様に２方向のみの周期性をもつ４角形と比べると、ブラックマトリクスとの干渉性が緩和される。また、頂角が鋭角（９０°以下）である３角形では、電極エッチング後、角部の線幅が太り、ばらつきやすいが、６角形は頂角が鈍角（９０°以上）であるため、そのような現象が起きにくくなる。さらに、７角形以上の形状では、同じ形状でのいわゆる平面充填ができず、平面充填するためには４角形や鋭角を含まざるを得ない、という欠点がある。

本発明の６角形形状は、必ずしも正６角形である必要はない。いわゆる不等辺６角形であってもよいが、不等辺６角形の場合、同じ形状で無限に平面を充填することはできない。本発明の場合、電気的に接続している個々のドライブ電極領域で、平面充填できる６角形であれば、不等辺６角形であってもよい。
以下の説明では、特にことわらない限り、正６角形を例として説明する。

図４において点線で囲むＢの領域の例を図５（ａ）、（ｂ）に示す。本発明では、ドライブ電極３１ＤＰとセンシング電極３３ＳＰの少なくとも一方において、基準パターン３１ＲＰと３３ＲＰの少なくとも一方の６角形は、少なくとも２種類以上の線幅からなる６辺から形成されることを特徴としている。これによりブラックマトリクスパターンとの干渉性を緩和し、モアレを低減する。

図５はいずれも３種類の線幅（細、中、太）からなる６辺で６角形を形成した例であり、図５（ａ）は、対向する２辺同士を同じ線幅としている。さらに好ましい形態として、図５（ｂ）では、３種類の線幅の配置に周期性がなく、ランダムな配置となっている。これによりブラックマトリクスパターンとの干渉性をさらに緩和し、モアレを低減する。

また、本発明の別の実施形態として、図６に示すように、隣り合うドライブ電極３１ＤＰ同士で、各々の基準パターンである６角形内部の面積（大きさ）を異なるようにすることができる。これによっても、ブラックマトリクスパターンとの干渉性は分散して緩和され、モアレが低減される。

さらに本発明の別の実施形態として以下のものが挙げられる。
図７（ａ）は、これまでの図に用いている、ブラックマトリクスの配列の１方向であるＤ２方向に対して、６角形の対向する２辺が平行になるよう６角形を配列した場合であるが、図７（ｂ）では、それらがＤ２（Ｄ１）方向に対して４５°の傾き角θを有している。図７（ｂ）ではθ＝４５°であるが、必ずしも４５°である必要はなく、表示装置の特性や使用条件に応じて、ブラックマトリクスの配列方向に対して任意の角度で傾けることにより、ブラックマトリクスパターンとの干渉性をさらに緩和する。

図８（ａ）、（ｂ）はさらに別の実施形態であり、いずれも６角形の対向する２辺の長さが、残りの４辺よりも長い形態を示している。図８（ａ）では長辺がＤ２方向と平行に配列しており、図８（ｂ）では、長辺がＤ１方向と平行に配列している。図８では対向する２辺が残りの４辺よりも長い場合を示したが、対向する２辺が残りの４辺よりも短い場合も同様である（図示は省略する）。

本発明では、基準パターンである６角形に、上記のような、線幅、面積（大きさ）、傾き、辺長に変化をもたせることを組み合わせて使用することも可能である。これにより、表示装置の特性や使用条件に応じて、ブラックマトリクスの配列方向に対して、ブラックマトリクスパターンとの干渉性を多様に緩和し、モアレを低減することができる。

［タッチセンサ用電極］
図９を参照してタッチセンサ用電極２１を説明する。図９は、ドライブ電極３１ＤＰとセンシング電極３３ＳＰとが積み重なる方向から見た平面構造の一部を示す平面図であり、ドライブ電極３１ＤＰを構成する６角形のメッシュパターンの配置と、センシング電極３３ＳＰを構成する６角形のメッシュパターンの配置を示している。図９における符号は、ドライブ電極３１ＤＰの符号は図４において示しているので、センシング電極３３ＳＰの符号のみを図示している。

図９からも分かるように、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、ドライブ電極３１ＤＰのドライブ接続部３１ＤＰｂと、センシング電極３３ＳＰのセンシング接続部３３ＳＰｂとが、部分的に重なる。

一方で、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、センシング電極３３ＳＰのセンシング検出部３３ＳＰａは、ドライブ隙間３１ＤＰｃに位置する。そのため、ドライブ電極３１ＤＰのドライブ検出部３１ＤＰａと、センシング電極３３ＳＰのセンシング検出部３３ＳＰａとは、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて相互に重ならない。
尚、図示の都合上、ドライブ電極３１ＤＰを構成する６角形のメッシュパターンと、センシング電極３３ＳＰを構成する６角形のメッシュパターンは、連続しているように見えるが、これらは相互に離隔していることは言うまでもない。

［タッチセンサ用電極の作用］
図１０を参照してタッチセンサ用電極の作用を説明する。尚、図１０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。

図１０が示すように、選択回路３４がドライブ電極３１ＤＰに駆動信号を出力する。そして、例えば、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて、第１方向Ｄ１にて相互に隣り合うドライブ検出部３１ＤＰａとセンシング検出部３３ＳＰａとの間であって、ドライブ検出部３１ＤＰａを構成する１つの電極線と、センシング検出部３３ＳＰａを構成する１つの電極線との間に電界ＥＦが形成される。このとき、ドライブ検出部３１ＤＰａとセンシング検出部３３ＳＰａとは、透明誘電体基板３３と対向する平面視にて相互に重ならないため、電界ＥＦは、ドライブ検出部３１ＤＰａの電極線から、センシング検出部３３ＳＰａの電極線に向けて斜めに延びる。それゆえに、２つの電極線の間に形成される電界ＥＦの距離が長くなる。

こうしたタッチセンサ用電極２１に人の指Ｆが近付くと、指Ｆに触れた電界ＥＦが人体を介して放電するため、ドライブ電極３１ＤＰとセンシング電極３３ＳＰとの間に形成される静電容量の大きさが変わる。上述したように、電界ＥＦは、ドライブ検出部３１ＤＰ
ａの電極線から、センシング検出部３３ＳＰａの電極線に向けて斜めに延びているため、電界ＥＦは人の指Ｆによって影響されやすい。それゆえに、タッチセンサ用電極２１では、人の指Ｆの接触に対する感度が高くなる。結果として、人の指Ｆの接触した位置を高い感度で検出することができる。

［他の変形例］
図１１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。

尚、こうした構成では、ドライブ電極３１ＤＰは、例えば、ドライブ面３１Ｓに形成される１つの薄膜のパターニングによって形成される。
図１２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。

尚、こうした構成では、例えば、ドライブ電極３１ＤＰが、透明基板３１の１つの面であるドライブ面３１Ｓに形成され、センシング電極３３ＳＰが、透明誘電体基板３３の１つの面であるセンシング面３３Ｓに形成される。そして、透明基板３１においてドライブ面３１Ｓと対向する面と、透明誘電体基板３３においてセンシング面３３Ｓと対応する面とが、透明接着層３２によって接着される。

タッチパネル２０と表示パネル１０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。

１０…表示パネル、１０Ｓ…表示面、１１…下側偏光板、１２…薄膜トランジスタ基板、１３…ＴＦＴ層、１４…液晶層、１５…カラーフィルタ層、１５ａ…ブラックマトリクス、１５Ｂ…青着色層、１５Ｇ…緑着色層、１５Ｐ…画素、１５Ｒ…赤着色層、１６…カラーフィルタ基板、１７…上側偏光板、２０…タッチパネル、２０Ｓ…操作面、２１…タッチセンサ用電極、２２…カバー層、２３…透明接着層、３１透明基板、３１ＤＰ，３１ＤＰ１，３１ＤＰｎ…ドライブ電極、３１ＤＰａ…ドライブ検出部、３１ＤＰｂ…ドライブ接続部、３１ＤＰｃ…ドライブ隙間、３１ＲＰ，３３ＲＰ…基準パターン、３１Ｓ…ドライブ面、３２…透明接着層、３３…透明誘電体基板、３３Ｓ…センシング面、３３ＳＰ，３３ＳＰ１，３３ＳＰｎ…センシング電極、３３ＳＰａ…センシング検出部、３３ＳＰｂ…センシング接続部、３３ＳＰｃ…センシング隙間、３４…選択回路、３５…検出回路、３５ａ…信号取得部、３５ｂ…信号処理部、３６…制御部

Claims (6)

1. 第１方向に沿って並ぶ複数のドライブ電極であって、複数の前記ドライブ電極の各々が前記第１方向と直交する第２方向に沿って延びる複数の前記ドライブ電極と、
   前記第２方向に沿って並ぶ複数のセンシング電極であって、複数の前記センシング電極の各々が前記第１方向に沿って延びる複数の前記センシング電極と、
   複数の前記ドライブ電極と、複数の前記センシング電極とに挟まれる透明誘電体基板と、を備え、
   複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極とは、いずれも６角形の基準パターンがハニカム状に配置されたメッシュパターンからなり、
   複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極の少なくとも一方における前記６角形は、２種類以上の異なる線幅からなる６辺により形成されることを特徴とするタッチセンサ用電極。
2. 前記６角形を形成する前記６辺の２種類以上の線幅の配置は、周期性がないことを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサ用電極。
3. 前記第１方向に沿って並ぶ複数の前記ドライブ電極と、前記第２方向に沿って並ぶ複数の前記センシング電極の少なくとも一方は、隣り合う電極同士で、各々の前記６角形内部の面積が異なる電極を含むことを特徴とする、請求項１、２のいずれかに記載のタッチセンサ用電極。
4. 前記ドライブ電極は、
   前記基準パターンを含み、前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１検出部と、
   前記基準パターンから構成され、前記第２方向にて相互に隣り合う２つの前記第１検出部を接続する第１接続部と、を備え、
   前記センシング電極は、
   前記基準パターンを含み、前記第１方向に沿って並ぶ複数の第２検出部と、
   前記基準パターンから構成され、前記第１方向にて相互に隣り合う２つの前記第２検出部を接続する第２接続部と、を備え、
   平面視にて、前記第１接続部の中心は、前記第２接続部の中心と一致し、
   前記第１検出部は、前記第２方向において相互に隣り合う前記センシング電極の間に位置し、かつ、前記第１方向において相互に隣り合う２つの前記第２検出部の間に位置することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のタッチセンサ用電極。
5. 複数のドライブ電極と、複数のセンシング電極と、複数の前記ドライブ電極と複数の前記センシング電極とに挟まれる透明誘電体基板と、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、
   前記ドライブ電極と前記センシング電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備え、前記タッチセンサ用電極は、請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチセンサ用電極であることを特徴とするタッチパネル。
6. 前記第１方向と前記第２方向とに沿ってマトリクス状に並ぶ複数の画素を有して、前記画素を用いて情報を表示する表示パネルと、
   タッチパネルを駆動する駆動回路と、
   前記表示パネルの表示する前記情報を透過する前記タッチパネルと、を備え、
   前記タッチパネルは、請求項５に記載のタッチパネルであることを特徴とする表示装置。

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