(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本実施形態に係るタッチパネル及び表示装置について、液晶表示装置1を例として図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料等は一例であって、各構成要素はそれらと異なっていてもよく、その要旨を変更しない範囲で変更して実施することが可能である。
【0018】
図1は本発明の実施形態に係る、タッチパネルを有する液晶表示装置1の分解斜視図である。
図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル33と、表示領域D及び非表示領域Eを有するフロントパネル46と、を有している。なお、説明の便宜上、
図1においては液晶表示装置1の一部の構成の記載を省略する。
【0019】
液晶表示パネル33はたとえば、IPS(In-Plane Switching)方式の液晶表示パネルであり、第1基板10と、タッチパネル42と、を有している。第1基板10の上面10aのうち、非表示領域Eに対応する領域には第1のフレキシブル回路基板2aが接続され、さらに、ドライバIC(Integrated Circuit)3が設けられている。ドライバIC3は、液晶表示装置1の外部から第1のフレキシブル回路基板2aを介して画像データを供給される、第1基板10上に配置されたICである。ドライバIC3は画像データが供給されることにより、走査電極30及び後述する画素電極34に、共通配線58を介して各画素に印加する電圧信号を供給する。
【0020】
タッチパネル42は、複数の走査電極30と、第2基板12と、複数の検出電極38と、を有している。走査電極30は、第1基板10の上面10aの表示領域Dに対応する領域に、互いに間隔を空けて方向Xに延在するように設けられている。
【0021】
第2基板12は、第1基板10上に配置されている。第2基板12の上面12aの、表示領域Dに対応する領域には、例えば、方向Yに延在する複数の検出電極38が互いに間隔を空けて設けられている。なお、方向Yは、方向Xと交差する方向であればよいが、方向Xに直交することが好ましい。
【0022】
表示領域Dに対応する領域に形成された複数の検出電極38のY方向の端部は、それぞれ端子40に接続されており、非表示領域Eに対応する領域に形成された検出電極38のY方向の端部は、シールド端子41に接続されている。また、隣接する検出電極38同士の間には、ダミー電極39が形成されている。この検出電極38とダミー電極39の詳細な構成については後述する。
【0023】
第2基板12の上面12aのうち、非表示領域Eに対応する領域には、第2のフレキシブル回路基板2bが接続されている。第2のフレキシブル回路基板2bは、検出電極38と外部機器との電気的接続のために設けられており、その一部は第1のフレキシブル回路基板2aと接続している。
【0024】
第2基板12上にはフロントパネル46が配置されている。フロントパネル46は液晶表示パネル33を保護するための部材である。フロントパネル46の表示領域Dは透光性を有しており、非表示領域Eの下面はブラックマトリクスBMで覆われている。
【0025】
次に、液晶表示装置1の表示領域Dの構成について、その詳細を説明する。
図2は
図1に示す液晶表示装置1のII−II切断線における概略断面図である。
【0026】
第1基板10は、例えばガラスなどの絶縁性の基板であって、その上面10aに、回路層11、走査電極30及び画素電極34が順に形成される部材である。
【0027】
回路層11は、薄膜トランジスタ18、第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)22及び図示しない電気配線が形成された層であり、画素電極34を駆動するために設けられている。薄膜トランジスタ18は第1基板10上に画素Pごとに設けられており、例えば、ポリシリコン半導体層20、第1の絶縁膜22、ゲート電極24、第2の絶縁膜25、ソース電極26及びドレイン電極28から構成されている。
【0028】
薄膜トランジスタ18上は、第3の絶縁膜(平坦化膜)29によって覆われている。平坦化膜29は絶縁材料からなる層であり、第1基板10と画素電極34の間に形成されることにより、隣接する薄膜トランジスタ18間や、薄膜トランジスタ18と画素電極34の間が、電気的に絶縁される。
【0029】
平坦化膜29上には走査電極30が形成され、走査電極30上には、第4の絶縁膜32を介して画素電極34が形成されている。画素電極34は、後述する液晶36を駆動するために、画素P毎に形成された電極である。なお、本実施形態における画素電極34は、走査電極30よりも第2基板12側に位置しているが、その位置関係は逆であってもよい。画素電極34は、コンタクトホール34aを介して薄膜トランジスタ18に接続されている。
【0030】
画素電極34上には、第1の配向膜35aと液晶36と第2の配向膜35bとを介して、第2基板12が配置されている。このような構成を有することにより、画素電極34は走査電極30を対向電極として電界を形成する。そして、液晶36は、走査電極30と画素電極34の間に発生する電界により、その配向が制御される。
【0031】
第2基板12は、例えばカラーフィルタ基板であり、図示しないカラーフィルタやブラックマトリクスが形成されている。第2基板12上には検出電極38と後述するダミー電極39が形成されており、検出電極38及びダミー電極39上には、粘着層44を介してフロントパネル46が貼り付けられている。
【0032】
以下、検出電極38とダミー電極39の構成について、その詳細を説明する。
図3は
図1に示すタッチパネル42のIII領域の部分拡大図である。なお、説明の便宜上、
図3においては、検出電極38とダミー電極39以外の記載を省略する。検出電極38は、検出電極38と走査電極30との間の静電容量の差により、フロントパネル46への外部からの接触の有無を検出する電極である。
【0033】
検出電極38が形成された領域を検出電極形成領域138とすると、検出電極38(検出電極形成領域138)はY方向に延在し、X方向に隣接する複数の検出電極38同士は、互いに間隔を空けて並んでいる。また、検出電極38は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透光性の導電性材料からなる。
【0034】
ダミー電極39は、隣接する検出電極38同士の間に複数形成された、検出電極38と同じ材料からなる電気的に独立した電極である。検出電極38同士の間の、複数のダミー電極39が形成された領域をダミー電極形成領域139とすると、ダミー電極形成領域139は、Y方向に延在して、隣接する検出電極38同士の間を充填する。
【0035】
図4は
図3に示すタッチパネル42のIV領域の部分拡大図である。なお、説明の便宜上、
図4においては、検出電極38、ダミー電極39及び画素P以外の記載を省略する。
図4に示すように、検出電極38には、平面視形状で五つの角38aを有する複数の五角形の孔38bが互いに離間してマトリクス状に配列している。なお、角38aの数は五以上であればよく、孔38bは平面視で五以上の角38aを有する多角形状となる。このような構成を有することにより、孔38bの各辺38cは、少なくとも一部が、平面視形状矩形の画素Pの外周P
1とは平行に並ばず、交差する方向に延在する。
【0036】
ダミー電極形成領域139に形成された複数のダミー電極39それぞれの平面視形状は、検出電極38の孔38bと同じ多角形状である。具体的には、ダミー電極39は孔38bと同様に5つの角39bと5つの辺39cを有する。なお、本実施形態における「同じ多角形状」とは、完全に同一の多角形状のみならず、製造の工程により同一形状から誤差の範囲でずれたものも含む。
【0037】
本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、本構成を有することにより、矩形の孔や溝状の孔が形成された検出電極を有するタッチパネルまたは液晶表示装置と比べて、検出電極38の孔38bの各辺38cと画素Pの外周P
1、及び、ダミー電極39の各辺39cと画素Pの外周P
1が平行に並ぶことが防がれる。
【0038】
このため、本構成を有さないタッチパネルや液晶表示装置と比べ、画素Pからの発光が検出電極38の各辺38c及びダミー電極39の各辺39cに反射して同じ方向に進むことが防がれる。これにより、タッチパネル42の外側から検出電極38やダミー電極39のパターンが視認されることが防がれる。また、検出電極38の各辺38cやダミー電極39の各辺39cが連続して平行に並ぶことが防がれるため、モアレの発生を抑えることができる。
【0039】
以上により、本実施形態におけるタッチパネル42及び表示装置1は、タッチパネル42を介して表示される画像の視認性の低下防止を実現することができる。
【0040】
また、検出電極38の孔38bの平面視形状が多角形状であることにより、孔38bの側面において反射した光が一点に集光することが防がれる。このため、検出電極38と、ダミー電極形成領域139の視認性の差が抑えられる。
【0041】
なお、検出電極38とダミー電極39は、フォトリソグラフィにより形成されたものであることが好ましい。検出電極38とダミー電極39はフォトリソグラフィで形成されることにより、そのパターンが高精細となり、上述の効果をより効果的に得ることができる。
【0042】
検出電極38の孔38bの半径d
1(ダミー電極39の半径d
1)は、5μm以上250μm以下であることが好ましい。半径d
1が5μm以上250μm以下であることにより、検出電極38の孔38bとダミー電極39とが視認されることを防ぎ、かつ、孔38bとダミー電極39の平面視形状の精度を保つことができる。
【0043】
また、隣接する検出電極38の孔38b同士の距離d
2(隣接するダミー電極39同士の距離d
2)は、加工可能な範囲内の大きさでかつ視認が防がれる大きさで形成されていることが好ましく、具体的には、5μm以上250μm以下であることが好ましい。距離d
2が5μm以上250μm以下であることにより、検出電極38の孔38bとダミー電極39の視認が防がれ、かつ、検出電極38の電気抵抗を抑えることができる。
【0044】
また、隣接する検出電極38の孔38b同士の距離d
2(隣接するダミー電極39同士の距離d
2)と、平面視での画素Pの長辺の長さL
1及び短辺の長さL
2とは、異なることが好ましい。本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、このような構成を有することにより、孔38bの各辺38cと画素Pの外周P
1、及び、ダミー電極39の各辺39cと画素Pの外周P
1が平行に並ぶことが防がれる。このため、モアレの発生を抑えることができる。
【0045】
また、検出電極38の複数の孔38bと複数のダミー電極39とは、連続した一様な配列であることが好ましい。具体的には、検出電極形成領域138とダミー電極形成領域139との境界を境界Bとすると、境界Bを挟んで互いに隣接する孔38bとダミー電極39とが成す形状Sが、平面視で孔38b及びダミー電極39と同じ多角形状となる。
【0046】
これにより、孔38bまたはダミー電極39が成す、多角形の平面視形状は、検出電極形成領域138からダミー電極形成領域139にかけて、連続して一様に配列される。このような構成を有することにより、
図4に示すように、検出電極38のダミー電極39側の外周38dは直線形状とならずに、その一部は形状Sを構成する。
【0047】
本実施形態におけるタッチパネル42及び表示装置1は、このような構成を有することにより、検出電極38の外周38dにおいて、画素Pからの光が一方向に反射することが抑えられる。このため、境界Bの視認を防ぐことができる。
【0048】
また、外周38dにおける、境界Bから孔38bにかけての領域38d
1は、曲線形状であることが好ましい。外周38dに曲線形状の領域38d
1が形成されていることにより、外周38dにおける光の干渉が抑えられる。なお、領域38d
1は、検出電極38及びダミー電極39の形成において、フォトリソグラフィの条件やエッチング条件を調整することにより曲線形状とすることができる。
【0049】
また、検出電極形成領域138において、検出電極38の面積に対する、複数の孔38bの面積の合計の比率は、三分の二以上かつ二分の三以下であることが好ましく、特に一対一に近ければ近いほど好ましい。
【0050】
具体的に説明すると、検出電極形成領域138は検出電極38と孔38bにより構成されているが、検出電極38の面積に対する、複数の孔38bの面積の合計の比率が上記範囲内であることにより、検出電極形成領域138における検出電極38と孔38bの面積の比率は、3:2から2:3の範囲内となる。
【0051】
また、孔38bの平面視形状とダミー電極39の平面視形状は等しいため、このような構成を有することにより、同じ面積当たりの検出電極38の面積に対する、ダミー電極39の面積の合計の比率も三分の二以上かつ二分の三以下となる。
【0052】
このような構成を有することにより、同じ面積内における検出電極38とダミー電極39の面積比は一対一から一定の範囲内となる。これにより、本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、本構成を有さないタッチパネル及び液晶表示装置と比べて、その視認性に差が生じにくくなる。このため、検出電極38とダミー電極形成領域139との濃淡の差が視認されにくくなり、タッチパネル42を介して表示される画像の視認性の低下防止を実現することができる。
【0053】
また、隣接する孔38bの中心c
1同士の距離と、隣接するダミー電極39の中心c
2同士の距離を距離d
3とした場合、それぞれの孔38bにおける距離d
3、及び、それぞれのダミー電極39における距離d
3は等しいことが好ましい。
【0054】
このような構成を有することにより、孔38bは検出電極38に最密に配置され、ダミー電極39はダミー電極形成領域139内において最密に配置される。このため、本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、本構成を有さないタッチパネル及び液晶表示装置と比べて、検出電極38の面積や、ダミー電極形成領域139におけるダミー電極39の占める割合が調整されやすい。また、隣接する孔38b同士の距離が等しくなるため、検出電極38における電気抵抗を抑えることができる。
【0055】
以下、本実施形態におけるタッチパネル42の変形例について説明する。
図5は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図5に示すように、孔38bは平面視形状で6つの角38aを有する六角形状であってもよい。同様に、ダミー電極39も6つの角39aを有する六角形状となる。このような構成を有することにより、孔38bの少なくとも4つの辺38cと、ダミー電極39の少なくとも4つの辺39cは、画素Pの外周P
1とは平行に並ばず、交差する方向に延在する。
【0056】
このため、本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、本構成を有さないタッチパネルまたは液晶表示装置と比べて、孔38bの各辺38cと画素Pの外周P
1、及び、ダミー電極39の各辺39cと画素Pの外周P
1が平行に並ぶことが防がれる。このため、モアレの発生を抑え、タッチパネル42を介して表示される画像の視認性の低下防止を実現することができる。
【0057】
図6は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図6に示すように、孔38bとダミー電極39は、それぞれ7つの角38a、39aを有する七角形状であってもよい。このように、孔38bとダミー電極39の平面視形状が奇数の角38a、39aを有する多角形状であることにより、孔38bの各辺38cのうち、画素Pの外周P
1に平行となる辺は、多くとも1つとなる。
【0058】
また、同様に、ダミー電極39の各辺39cのうち画素Pの外周P
1に平行となる辺は、多くとも1つとなる。このため、本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、本構成を有さないタッチパネルまたは液晶表示装置と比べて、モアレの発生が抑えられる。これにより、タッチパネル42を介して表示される画像の視認性の低下防止を実現することができる。
【0059】
図7は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図7に示すように、孔38bとダミー電極39は、それぞれ8つの角38a、39aを有する八角形状であってもよい。
【0060】
図8は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図8に示す孔38bとダミー電極39は、それぞれ12の角38a、39aを有する12角形状である。このように、角38a、39aの数は5以上であれば上述した例に限られず、さらに多い数であってもよい。
【0061】
図9は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図9における孔38bとダミー電極39は、それぞれ角38a、39aの数を増加させることにより、その平面視形状が円形として視認される。本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、このような構成を有することにより、本構成を有さないタッチパネルまたは液晶表示装置と比べて、孔38bの各辺38cと画素Pの外周P
1、及び、ダミー電極39の各辺39cと画素Pの外周P
1が平行に並ぶ箇所を最小限に抑えることができる。このため、検出電極38やダミー電極39のパターンが視認されることと、モアレの発生を抑えることができる。
【0062】
以上、検出電極38の複数の孔38bと複数のダミー電極39の配列について説明したが、孔38bとダミー電極39は、それぞれの平面視形状が同一であればその他の配列であってもよい。
図10は本実施形態に係るタッチパネル42の変形例を
図4と同様の視野において示す部分拡大図である。
図10に示すように、複数の孔38bと複数のダミー電極39は、最密に配列されたものでなくてもよい。
【0063】
次いで、非表示領域Eにおけるタッチパネル42の構成について、その詳細を説明する。
図11は
図3に示すタッチパネル42のXI領域の部分拡大図であり、
図12は
図3に示すタッチパネル42のXII領域の部分拡大図である。
【0064】
非表示領域Eには、シールド端子41に接続するシールド電極47がY方向に延在するように形成されている。シールド電極47は、表示領域D側の領域である第1領域48と、第1領域48の外側の領域である第2領域49とから構成された電極である。この第1領域48は表示領域Dと非表示領域Eの境界Fに沿うように形成されている。また、第1領域48は、非表示領域Eに対応する領域全体に形成されている。
【0065】
第1領域48は、検出電極38と同様に、孔38bと同じ平面視形状の孔48bがマトリクス状に形成されている。これにより、第1領域48は検出電極38と同様の平面視形状を有している。
【0066】
本実施形態におけるタッチパネル42及び液晶表示装置1は、タッチパネル42の非表示領域Eに対応する領域に、複数の孔48bを有するシールド電極47(第1領域48)が境界Fに沿って形成されていることにより、非表示領域Eをタッチパネル42の外側から視認した際における、非表示領域E内における濃淡差を押さえることができる。
【0067】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述した実施形態には限られない。例えば、上述した実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成により置き換えてもよい。
【0068】
例えば、本実施形態においては、本発明のタッチパネル42を、共通電極を走査電極30として使用するインセル方式の液晶表示装置1に適用した例を示しているが、インセル方式に限られず、第2基板12上に走査電極30及び検出電極38の両方が形成されるオンセル方式や、走査電極及び検出電極が形成された基板を表示装置に重ねる方式に適用することができる。また、本発明のタッチパネル42は、液晶表示装置1以外の表示装置(例えばEL(Electro Luminescence)表示装置)に適用されてもよい。