JP5896886B2 - SUBSTRATE WITH TOUCH SCREEN FOR DISPLAY DEVICE, METHOD FOR DESIGNING SUBSTRATE WITH TOUCH SCREEN FOR DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVICE WITH TOUCH SCREEN - Google Patents
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Description
本発明は表示装置用タッチスクリーン付き基板、表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法およびタッチスクリーン付き表示装置に関する。 The present invention relates to a substrate with a touch screen for a display device, a design method for a substrate with a touch screen for a display device, and a display device with a touch screen.
タッチパネルは、使用者の指またはペンなどの指示体によって指示されたタッチスクリーン上の位置（以下、タッチ位置と記述）を検出して出力する装置として広く知られている。 A touch panel is widely known as a device that detects and outputs a position on a touch screen (hereinafter referred to as a touch position) designated by an indicator such as a user's finger or a pen.
タッチパネルを表示装置の表面に配置することにより、汎用かつ使用者への指示内容の更新の容易なグラフィカルユーザーインターフェースとして、広く使用されている。 By placing the touch panel on the surface of the display device, it is widely used as a general-purpose graphical user interface that can easily update the content of instructions to the user.
タッチパネルにおけるタッチ位置の検出方式としては、例えば静電容量方式の検出方式が知られている。静電容量方式のタッチパネルの一つとして、投影型静電容量（Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）方式のタッチパネルがある。 As a touch position detection method on the touch panel, for example, a capacitance detection method is known. One of the capacitive touch panels is a projected capacitive touch panel.
投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチスクリーンの使用者側の面（以下、使用者側に面する面を表側面、表側面に対向する面を裏側面と記述する）を、厚さが数ｍｍ程度のガラス板などの保護板で覆った場合でも、タッチ位置の検出が可能である。 The projected capacitive touch panel has a thickness on the user side of the touch screen (hereinafter, the surface facing the user side is referred to as the front side, and the surface facing the front side is referred to as the back side). Even when covered with a protective plate such as a glass plate of about several mm, the touch position can be detected.
このように、投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチスクリーンと使用者の間に保護板を配置できるので堅牢性に優れる。また、可動部が無いので長寿命といった利点を有している。 Thus, the projected capacitive touch panel is excellent in robustness because a protective plate can be disposed between the touch screen and the user. Moreover, since there is no movable part, it has the advantage of long life.
投影型静電容量方式のタッチパネルのタッチスクリーンは、列方向のタッチ位置の座標を検出する検出用列配線と、行方向のタッチ位置の座標を検出する検出用行配線とを備える（例えば，特許文献１）。なお、本明細書では，検出用列配線と検出用行配線とを合わせて指し示す場合、あるいは検出用列配線と検出用行配線とを区別せず指し示す場合、単に検出用配線と記述する。 A touch screen of a projected capacitive touch panel includes a detection column wiring for detecting the coordinates of the touch position in the column direction and a detection row wiring for detecting the coordinates of the touch position in the row direction (for example, a patent). Reference 1). In this specification, when the detection column wiring and the detection row wiring are indicated together, or when the detection column wiring and the detection row wiring are indicated without distinction, they are simply referred to as detection wiring.
特許文献１には，いわゆるタッチパネルに相当するタッチパッドシステムが記載されている。このタッチパッドシステムは、静電容量（以下、単に容量と記述する）を検出するための検出用配線として、薄い誘電膜上に形成された第１シリーズの導体エレメントと、第１シリーズの導体エレメント上に絶縁膜を隔てて形成された第２シリーズの導体エレメントとを備えている。各導体エレメント間には電気的接触はなく、表側面の法線方向から見た第１シリーズの導体エレメントと第２シリーズの導体エレメントの一方が、もう一方と重なるが、電気的接触の無い交差部分が形成されている。
指などの指示体と，検出用配線である導体エレメントとの間に形成される容量（以下、タッチ容量と記述する）を検出回路で検出することによって、指示体のタッチ位置の位置座標が特定される。また，１以上の導体エレメントの検出容量の相対値によって、導体エレメント間のタッチ位置を補間することができる。 The position coordinate of the touch position of the indicator is specified by detecting the capacitance (hereinafter referred to as touch capacitance) formed between the indicator such as a finger and the conductor element that is the detection wiring by the detection circuit. Is done. Further, the touch position between the conductor elements can be interpolated by the relative value of the detection capacitance of one or more conductor elements.
本明細書では、透明誘電体基板に検出用列配線と検出用行配線とが配置された部材をタッチスクリーンと呼ぶ。また、タッチスクリーンに検出用回路が接続され、タッチ位置を検出する機能を持つ装置をタッチパネルと呼ぶ。また、タッチスクリーンにおいて、タッチ位置を検出可能な領域を操作領域と記述する。 In this specification, a member in which detection column wirings and detection row wirings are arranged on a transparent dielectric substrate is referred to as a touch screen. A device having a detection circuit connected to the touch screen and having a function of detecting a touch position is referred to as a touch panel. In the touch screen, an area where the touch position can be detected is described as an operation area.
表示装置の表面にタッチスクリーンを設置して、タッチパネル付き表示装置とする場合、タッチスクリーンの分だけ表示装置の厚みおよび重量が増すという問題がある。また、タッチスクリーンにより光が反射する面が増えるので、光透過率（以下、単に透過率と記述する）が低下することに加えて、周囲の照明などからの外光の反射が増え、表示画像の視認性を低下させる問題がある。 When a touch screen is provided on the surface of the display device to form a display device with a touch panel, there is a problem that the thickness and weight of the display device increase by the touch screen. In addition, since the number of light reflecting surfaces is increased by the touch screen, the light transmittance (hereinafter simply referred to as transmittance) is reduced, and the reflection of external light from ambient lighting is increased, thereby displaying images. There is a problem of reducing the visibility.
タッチスクリーンの基板や表示装置の基板の屈折率と近い屈折率を持つ粘着剤によりタッチスクリーンと表示装置を貼り合わせる、グラスボンディングと呼ばれる技術が知られている。後者の問題は、この技術を適用することで解決が試みられている。つまり、この技術の適用により、光が反射する面を減らす、あるいは面での光の反射率（以下、単に反射率と記述する）の低下が可能と考えられるが、広い面積を持つ面同士の貼り合わせとなるので、粘着剤と基板の界面に気泡が混入する、粘着剤から発生するガスにより気泡が発生するなどの新たな問題を引き起こしている。 A technique called glass bonding is known in which a touch screen and a display device are bonded together with an adhesive having a refractive index close to the refractive index of a touch screen substrate or a display device substrate. The latter problem is attempted to be solved by applying this technique. In other words, by applying this technology, it is considered possible to reduce the number of light reflecting surfaces or to reduce the light reflectance on the surfaces (hereinafter simply referred to as reflectance). Since bonding is performed, new problems such as bubbles mixed in at the interface between the pressure-sensitive adhesive and the substrate and bubbles generated by the gas generated from the pressure-sensitive adhesive are caused.
上述の問題を解決するために、オンセル型タッチスクリーンやインセル型タッチスクリーンと呼ばれる、表示装置の透明基板に、検出用配線を直接形成することが検討されている。 In order to solve the above-described problem, it has been studied to directly form a detection wiring on a transparent substrate of a display device called an on-cell touch screen or an in-cell touch screen.
オンセル型とは，表示装置の透明基板の表側面に検出用配線を直接形成する構成のタッチスクリーン付き表示装置である。インセル型とは，表示装置の透明基板の裏側面に検出用配線を直接形成する構成のタッチスクリーン付き表示装置である。 The on-cell type is a display device with a touch screen in which detection wiring is directly formed on the front side surface of the transparent substrate of the display device. The in-cell type is a display device with a touch screen in which detection wiring is directly formed on the back side of a transparent substrate of the display device.
オンセル型およびインセル型では、検出用配線を表示装置の透明基板に直接形成するので、従来のタッチスクリーンの基板を省略できるため、薄型化・軽量化に有利である。粘着剤による広い面積を持つ面同士の貼り合わせも必要ないので、気泡の問題も生じない。 In the on-cell type and the in-cell type, since the detection wiring is directly formed on the transparent substrate of the display device, the conventional touch screen substrate can be omitted, which is advantageous for reduction in thickness and weight. Since there is no need to bond surfaces having a large area with an adhesive, there is no problem of bubbles.
特許文献２には、液晶表示素子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）の画素電極の間隙領域に格子状に検出用配線を配置するアクティブマトリックス型ＬＣＤが記載されている。画素電極の間隙領域が画像に表示に寄与しないので、検出用配線に遮光性金属を使用しても、実質的に開口率・透過率に影響を及ぼさないとされている。画素電極の間隙領域を遮光する部材はブラックマトリクス（以下、ＢＭと記述）と呼ばれ、表示装置の透明基板の裏側面に形成されるのが一般的である。よって，特許文献２に記載されている検出用配線がＢＭを兼ねる構成は、インセル型のタッチスクリーン付き表示装置である。
特許文献３には，オンセル型のタッチスクリーン付き表示装置が記載されている。表示装置の透明基板の表側面に検出用配線を配置することで，ＬＣＤの液晶表示素子と検出用配線の距離をとることができるため、液晶表示素子と検出用配線の干渉を軽減することができるとされている。
一般に、タッチスクリーンの操作領域において、指示体のタッチ位置をくまなく検出するためには、検出用配線を操作領域上に密に配置する必要がある。しかし、表示素子の提示する画像を構成する画像光の一部を配線が遮光あるいは吸収し、モアレなどの表示ムラ（以下、単にムラと記述する）が使用者に視認される問題がある。 Generally, in order to detect all the touch positions of the indicator in the operation area of the touch screen, it is necessary to densely arrange the detection wiring on the operation area. However, there is a problem that the wiring blocks or absorbs part of the image light constituting the image presented by the display element, and display unevenness such as moire (hereinafter simply referred to as unevenness) is visually recognized by the user.
特許文献２のように，ＢＭを検出用配線が兼ねるインセル型タッチスクリーン付き表示装置であれば、もともと遮光をするためのＢＭなので、検出用配線が遮光しても問題は無い。しかし、インセル型は、表示素子の使用者側の透明基板の裏側面に検出用配線を直接形成する構成のため、表示素子の表示媒体（例えば、表示素子からの出射光を能動的に制御する媒体であり、例えば、ＬＣＤなら液晶、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）ならプラズマを発生するための封入ガス、エレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）ディスプレイなら発光層）を駆動するための回路や配線（以下，単に表示素子駆動回路と記述）と検出用配線の距離が近い。そのため、表示素子駆動回路から放射される電磁界がタッチパネル駆動に対する電磁ノイズとして検出用配線に干渉し、タッチ位置が正確に検出されない問題があった。
If a display device with an in-cell touch screen that also serves as a BM serving as a BM as in
そのため，特許文献３では，表示素子の使用者側の透明基板の表側面に検出用配線を直接形成する構成のオンセル型とすることで、表示素子駆動回路と検出用配線の距離を設けけ、電磁ノイズの混入を抑えている。しかし、特許文献３では、オンセル型としたことで上述したムラが生じる問題があった。
Therefore, in
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ムラを抑制したオンセル型の表示装置用タッチスクリーン付き基板、この表示装置用タッチスクリーン付き基板を備える表示装置およびこの表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a substrate with a touch screen for an on-cell display device in which unevenness is suppressed, a display device including the substrate with a touch screen for display device, and the display device The purpose is to provide a method for designing a substrate with a touch screen for use.
本発明に係る表示装置用タッチスクリーン付き基板は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板であって、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板を備え、透明基板の背面には、画像光を通す開口部を周期的に形成するために、開口部を除く領域に、画像光を遮る遮光部が周期的に形成され、透明基板の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線が、遮光部と平面視で重なり、かつ遮光部の幅よりも狭く形成され、透明基板の屈折率をｎとし、透明基板の厚さをｄとし、透明基板を空間に配置したとき、透明基板面に沿った任意の方向ｒが前記空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける前記開口部の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板の前面側から透明基板を臨む視線が、方向ｒに沿って移動されたときの、視線の方向と、透明基板面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、視線の方向への画像光が、遮光部の影響を受けない角度の最大値をΘＭＡＸ（Φ）とし、ｄは数１９を満たすことを特徴とする。 The substrate with a touch screen for a display device according to the present invention is a substrate with a touch screen for a display device in which the touch screen is integrated on the front surface, and is a transparent substrate disposed on the front surface of the image light generating layer that generates image light. In order to periodically form openings through which image light passes, a light shielding portion that blocks image light is periodically formed in the area excluding the openings on the back surface of the transparent substrate. The detection wiring for the touch screen is formed so as to overlap the light shielding portion in plan view and narrower than the width of the light shielding portion, the refractive index of the transparent substrate is n, the thickness of the transparent substrate is d, and the transparent substrate Is an angle between an arbitrary direction r along the transparent substrate surface and the horizontal direction of the space is Φ, and an arrangement interval of the openings in the direction r is p (Φ). The line of sight facing the transparent substrate from the side The angle formed between the direction of the line of sight and the direction perpendicular to the transparent substrate surface when moved along the direction r is Θ (Φ), and the image light in the direction of the line of sight is affected by the light shielding portion. It is characterized in that the maximum value of no angle is Θ MAX (Φ), and d satisfies Equation 19.
また、本発明に係る表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法であって、表示装置用タッチスクリーン付き基板は、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板を備え、透明基板の背面には、画像光を通す開口部を周期的に形成するために、開口部を除く領域に、画像光を遮る遮光部が周期的に形成され、透明基板の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線が、遮光部と平面視で重なり、かつ遮光部の幅よりも狭く形成され、透明基板の屈折率をｎとし、透明基板の厚さをｄとし、透明基板を空間に配置したとき、透明基板面に沿った任意の方向ｒが空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける開口部の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板の前面側から透明基板を臨む視線が、方向ｒに沿って移動されたときの、視線の方向と、透明基板面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、（ａ）Θ（Φ）について所望の最大値Θｄ（Φ）を設定する工程と、（ｂ）Θｄ（Φ）、ｎおよびｐ（Φ）を数１８に代入する工程と、（ｃ）工程（ｂ）の後に、数１８に基づいて前記ｄの上限値を設定する工程とを備える。
Further, the method for designing a substrate with a touch screen for a display device according to the present invention is a method for designing a substrate with a touch screen for a display device in which the touch screen is integrated on the front surface. A transparent substrate disposed on the front surface of the image light generation layer for generating image light is provided. In order to periodically form openings through which image light passes on the back surface of the transparent substrate, the image is formed in a region excluding the openings. A light shielding portion for blocking light is periodically formed, and a detection wiring for a touch screen is formed on the front surface of the transparent substrate so as to overlap the light shielding portion in a plan view and narrower than the width of the light shielding portion. When the refractive index is n, the thickness of the transparent substrate is d, and the transparent substrate is disposed in the space, the angle between the arbitrary direction r along the transparent substrate surface and the horizontal direction of the space is Φ, and the opening in the direction r Placement interval Let p (Φ) be the angle between the line of sight and the direction perpendicular to the transparent substrate surface when the line of sight facing the transparent substrate from the front side of the transparent substrate is moved along the direction r. Φ), (a) setting a desired maximum value Θ d (Φ) for Θ (Φ), (b) substituting Θ d (Φ), n and p (Φ) into Equation 18 (C) After the step (b), the step of setting the upper limit value of the d based on the
本発明に係る表示装置用タッチスクリーン付き基板によれば、使用者が、透明基板面に沿った任意の方向ｒに沿って視線を動かしたとき、視線方向角度Θ（Φ）がΘＭＡＸ（Φ）を超えない範囲で、使用者にムラが視認されないため、使用者が視認する画像の品質を向上させることが可能である。また、本発明に係る表示装置用タッチスクリーン付き基板は、オンセル方式であり、表示素子駆動回路と検出用配線の距離を、これらの間に配置する透明基板により大きく取れるため、電磁ノイズの問題が軽減される。 According to the substrate with a touch screen for a display device according to the present invention, when the user moves the line of sight along an arbitrary direction r along the transparent substrate surface, the line-of-sight direction angle Θ (Φ) becomes Θ MAX (Φ ) Within a range that does not exceed), the unevenness is not visually recognized by the user, so that the quality of the image visually recognized by the user can be improved. In addition, the substrate with a touch screen for display device according to the present invention is an on-cell method, and the distance between the display element driving circuit and the detection wiring can be made larger by the transparent substrate disposed between them, so there is a problem of electromagnetic noise. It is reduced.
また、本発明に係る表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法によれば、数１８に基づいて、透明基板の厚みｄの上限値を設定して、表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計を行うことにより製造される表示装置用タッチスクリーン付き基板において、使用者が透明基板面に沿った任意の方向ｒに沿って視線を動かしたとき、視線方向角度Θ（Φ）が少なくともΘｄ（Φ）を超えない範囲で、使用者にムラが視認されないため、使用者が視認する画像の品質を向上させることが可能である。
Further, according to the method for designing a substrate with a touch screen for a display device according to the present invention, the upper limit value of the thickness d of the transparent substrate is set based on
＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１に、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の使用者側から見た平面図を示す。また、図２に、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１を含む表示装置の模式的な断面図を示す。図示はしていないが図の上方に使用者がいるものとする。
<
<Configuration>
In FIG. 1, the top view seen from the user side of the board |
図１において、水平方向、即ち使用者の左右方向をｘ方向と定義する。また、基板面に沿った任意の方向をｒ方向と定義する。ｘ方向とｒ方向のなす角度をΦとする。使用者は、ｒ方向に沿って視線を移動させるとする。このとき、使用者の視線方向と、基板面鉛直方向とがなす角度をΘと定義する。以下では、Θを視線方向角度とよぶ。 In FIG. 1, the horizontal direction, that is, the left-right direction of the user is defined as the x direction. Also, an arbitrary direction along the substrate surface is defined as the r direction. An angle formed by the x direction and the r direction is Φ. It is assumed that the user moves his / her line of sight along the r direction. At this time, an angle formed by the user's line-of-sight direction and the substrate surface vertical direction is defined as Θ. Hereinafter, Θ is referred to as a gaze direction angle.
タッチスクリーン付き表示装置は、例えば、表示装置用タッチスクリーン付き基板１と、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の裏側面に配置される画像光生成層８を備える。画像光生成層８は、表示媒体７と、表示媒体７の裏側面に配置される裏面基板６を備える。表示媒体７とは、表示素子からの出射光を能動的に制御する媒体であり、例えばＬＣＤなら液晶、ＰＤＰならプラズマを発生するための封入ガス、ＥＬディスプレイなら発光層である。
The display device with a touch screen includes, for example, a
表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、透明基板２の表側面にタッチスクリーンの検出用配線３が直接形成されている。また、透明基板２の裏側面には、サブ画素の開口部５が形成されている。開口部５は透明基板２の裏側面に形成された遮光部４により区画されている。なお、図示はしていないが、裏面基板６及び／または透明基板２の裏側面には表示素子駆動回路が形成されている。
In the
透明基板２はガラスや樹脂などの透明な材料からなり、表側面と裏側面が平行な、平板状が望ましい。また、透明基板２は膜状でも良い。裏面基板６も透明な材料からなり、表側面と裏側面が平行な平板状が望ましいが膜状でも良い。
The
以下で、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１について詳細に説明する。図１に示したように、検出用配線３は、平面視で遮光部４と重なり、かつ遮光部４の幅よりも検出用配線３の幅が狭いとする。
Below, the board |
表示装置が画像を表示する表示領域は、図１における最外周の開口部５において、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の縁に沿った辺をつなげた領域である。
The display area in which the display device displays an image is an area where edges along the edge of the display device-equipped
表示領域内において、開口部５の形状は一定とする。また、開口部５は周期的に配置されるとする。つまり、表示領域９内において開口部５は並進対称性を持つとする。一般的には、画素を構成するサブ画素間で開口部の形状に差異がある場合も考えられるが、本発明の課題であるムラの抑制に関しては不利になる。
The shape of the
本実施の形態において、ピッチとは以下のように定義する。本発明では，同じ形状の開口部５が周期的に配列しているので、基板面に沿った任意の方向ｒに沿った断面図を考えると、開口部５の断面が等間隔で周期的に配列する。このｒ方向に沿った断面図で、開口部５の表側面の中点の間隔を、ｒ方向における開口部５のピッチとする。ｒ方向は複数取ることができるので、方向ごとに異なる値となる。開口部５のピッチが一定であるとは、表示領域のｒ方向に沿った断面図のどの部分でも開口部５の断面が等同じ間隔で周期的に配列していることを示す。
In the present embodiment, the pitch is defined as follows. In the present invention, the
遮光部４や検出用配線３のピッチについても、同様に定義する。つまり，ｒ方向に沿った開口部５の断面を、それぞれ遮光部４の断面もしくは検出用配線３の断面に読み替える。遮光部４は、表示領域９内の開口部５以外の部分であるので、開口部５と同じピッチとなる。検出用配線３は遮光部４と重なるように配置するので、検出用配線３も開口部５と同じ並進対称性を持ち、ピッチは等しい。
The pitch of the
また、上記のピッチと似ているが異なる、間隔という用語を定義する。開口部５の間隔とは、表示領域内の全ての開口部５に以下の方法で点を１つずつ取った場合、その点が複数乗る直線上において隣接する２点間の距離である。点を取る方法としては、図２に示した平面図上で、表示領域を横切るように任意のｒ方向の直線を引き、その直線が開口部５と重なる部分の線分の中点に点をとる。なお、中点以外でも、重なる部分の線分を一定の割合で分割する点であっても良い。開口部５の配置に周期性がある場合は、開口部５のピッチと、開口部５の間隔は一致する。また、開口部５に周期性がない場合でも、開口部５の間隔は上述の方法で定義することができる。なお、遮光部４，検出用配線３の間隔についても、同様に定義する。本発明では、ある方向ｒに沿って測った間隔のうち、最小のものが重要なので、特に断らなければ、間隔は最小値を指すものとする。
In addition, the term spacing is defined which is similar to the above pitch but different. The interval between the
遮光部４はブラックマトリクスとも呼ばれ、光を遮光あるいは一部を吸収する部材からなる。遮光部４は、例えば、金属膜や黒色樹脂膜を透明基板２の裏側面側に成膜し、写真製版技術でパターンニングして開口部５を形成する、などの工程を経て形成される。透明基板２の表側面から入射した光が遮光部４で反射する場合には、反射率を下げるような処理を施すこともできる。
The
検出用配線３は、表示領域９を横切る方向、例えば図２の左右方向に延設される検出用行配線３２と、それに交差する方向、例えば図２の上下方向に延設される検出用列配線３１とから構成される。検出用配線３は、平面視で遮光部４と重なり、かつ平面視で遮光部４からはみ出さないように配設される。また、検出用列配線３１と検出用行配線３２は、交差部分１６において電気的に絶縁されている。
The
なお、検出用配線３は、検出用列配線３１と検出用行配線３２が平面視で交差する部分１６を持つように配置されていれば、上下方向や左右方向以外の方向に延設されていても構わない。
Note that the
また、図１では検出用配線３は直線状であるが、直線以外の形状であっても、検出用列配線３１と検出用行配線３２のおおよその延設方向が異なって、かつこれらが交差部分１６を持てば良い。例えば、横電界駆動（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＩＰＳ）方式のＬＣＤで採用されることの多い、遮光部がジグザグ形状（開口部が「く」の字形状）の場合は、検出用配線３も遮光部の形状に合わせてジグザグ形状とする。また、複数本の検出用列配線３１（あるいは検出用行配線３２）を電気的に接続して束配線として使用する場合も、検出用列配線３１と検出用行配線３２の束配線のおおよその延設方向が異なって、かつこれらが交差部分１６を持てば良い。
In FIG. 1, the
本実施の形態において，検出用配線３は金属あるいは合金製の薄膜であるとする。金属あるいは合金製とすることで、検出用配線３の抵抗を低くできるため、表示領域の大きい表示装置に適用しやすいメリットがある。また、検出用配線３の厚さは５μｍ以下が望ましく、２μｍ以下がより望ましく、１μｍ以下が最も望ましい。金属あるいは合金製の検出用配線３は，光を遮光するため、本発明で問題としている検出用配線３によるムラの問題が顕著になりやすい。
In the present embodiment, it is assumed that the
透明基板２の表側面に直接形成する検出用配線３は、検出用列配線３１と検出用行配線３２のうち、表示素子駆動回路からの電磁ノイズの影響を受けやすい方とすればよい。両方を透明基板２の表側面に直接形成しても構わない。
The
また、上述の説明において、検出用配線３が透明基板２に直接形成されていると述べたが、ここで言う直接形成とは、検出用配線３の支持体が、最終的に表示素子の使用者側の透明基板である透明基板２となるような工程により、透明基板２に検出用配線３が形成されることを意味する。具体的には、例えば、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）などにより検出用配線３の材料を薄膜として透明基板２に形成した後、写真製版技術によりパターンニングする、などの工程により形成する。他にも、検出用配線３の材料を印刷技術により透明基板２に配線パターン状に形成した後、レーザーＣＶＤ技術により透明基板２上に検出用配線３を薄膜状に選択的に形成する、などの工程でも構わない。また、別の支持体に形成した検出用配線３を透明基板２の表面に転写するなどの、いわゆる転写配線技術による検出用配線３の形成方法も直接形成に含める。また、例えば、透明基板２にガスバリア膜や、透明基板２の裏側面から入射した光が検出用配線３で反射する場合の反射率を低下させるための反射防止膜などをＣＶＤで成膜した上に検出用配線３をＣＶＤ成膜後写真製版でパターンニングする、というような場合も、検出用配線３が透明基板２に直接形成されたとする。
In the above description, it has been described that the
外部から入射した光が検出用配線３表面で反射する場合、検出用配線３の表面には、反射率を下げるような処理を施してもよい。
When light incident from the outside is reflected on the surface of the
図３に、図１のＩＩＩ−ＩＶで示した点線に沿った断面の模式図を示す。図３（ａ）は、検出用列配線３１と検出用行配線３２の両方を透明基板２の表側面に形成した場合である。この場合は、検出用列配線３１と検出用行配線３２の交差部分１６において電気的な絶縁を保つために、絶縁層１７を形成する。検出用列配線３１と検出用行配線３２の交差する部分にのみ絶縁層１７を形成しても良いし、表示領域９を覆うように絶縁層を形成してもよい。
FIG. 3 shows a schematic diagram of a cross section taken along the dotted line indicated by III-IV in FIG. FIG. 3A shows a case where both the
また、図３（ｂ）は、検出用列配線３１と検出用行配線３２の一方を透明基板２の表側面に、他方を裏側面に形成する場合である。この場合、透明基板２が絶縁層を兼ねることができる。図３（ｂ）では、検出用列配線３１を透明基板２の表側面、検出用行配線３２を透明基板２の裏側面に形成し、裏側面には検出用行配線３２による凹凸を平坦化する平坦化膜１８を介して、遮光部４が形成されている。
FIG. 3B shows a case where one of the
検出用列配線３１は表示領域９の外部で、接続部１３に接続する。接続部１３は必要な本数（１本でも複数本でも良い）の検出用列配線３１を電気的に接続して列方向束配線とし（図２では便宜上４本の検出用列配線３１を列方向束配線としている）、かつ各列方向束配線同士が電気的に絶縁されるようにする。接続部１３からは列方向束配線の数の接続線１４が出ており、透明基板２の表面上に形成された端子部１５に接続している。
The
同様に，検出用行配線３２も表示領域９の外部で，接続部１０に接続する。接続部１０は必要な本数（１本でも複数本でも良い）の検出用行配線３２を電気的に接続して行方向束配線とし（図２では便宜上３本の検出用行配線３２を行方向束配線としている）、かつ各行方向束配線同士が電気的に絶縁されるようにする。接続部１０からは行方向束配線の数の接続線１１が出ており、透明基板２の表面上に形成された端子部１２に接続している。
Similarly, the
端子部１２，１５はタッチスクリーンの駆動回路（タッチスクリーン駆動回路）へ検出用配線３を接続するための端子である。図１では、端子部１２，１５から、表示装置の外部に配置されたタッチスクリーン駆動回路に接続することを想定しているが、他の形態でも構わない。例えば、タッチスクリーン駆動回路を透明基板２に配置しても構わない。この場合、端子部１２，１５は不要として接続線１１，１４を直接、あるいは表側面と裏側面を接続するコンタクトホールなどの接続機構を介してタッチスクリーン駆動回路へ接続する。タッチスクリーン駆動回路を裏面基板６に配置する場合は，端子部１２，１５の代わりに、透明基板２と裏面基板６を接続する接続機構を介して接続線１１，１４をタッチスクリーン駆動回路へ接続する。
開口部５には、カラーフィルタ色材のような、光の波長域を制限して透過光に色を付ける部材を配置しても良い。また、透明基板２の裏側面には、必要であれば表示素子駆動回路またはその一部を形成してもよい。また，表示素子駆動回路からの電磁ノイズを低減するために、導電体層を形成してもよい。
In the
個々の開口部５に対応する，表示画像を構成する最小表示単位を画素と呼ぶ。また、画素は、一般的に複数のサブ画素により構成される。例えば、各画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光に対応した３つのサブ画素から構成され、画像中の画素のある位置での明るさ，色相，彩度を，画像データに基づいて再現する。
A minimum display unit constituting a display image corresponding to each
図４は、図２における光の進行を説明する図である。図４を用いて、透明基板２の表側面に直接形成された検出用配線３による、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率の変化とムラの発生について説明する。ここで、図３は図１における水平方向の断面図であるが、使用者に対しても水平方向であるとする。
FIG. 4 is a diagram for explaining the progress of light in FIG. With reference to FIG. 4, changes in transmittance and occurrence of unevenness of the
人の視野（例えば、眼球の動き無しで情報を高速に認識できる有効視野）は左右方向に広いため、表示装置の表示領域は一般的に左右に広く設計される。また、表示画像のコンテンツが左右に広いことを想定して作成されている場合も、表示装置の表示領域は左右方向に広く設計される。 Since the human visual field (for example, an effective visual field capable of recognizing information at high speed without moving the eyeball) is wide in the left-right direction, the display area of the display device is generally designed to be wide on the left and right. In addition, even when the display image content is created on the assumption that it is wide on the left and right, the display area of the display device is designed to be wide in the left-right direction.
このように、表示領域が左右方向に広い表示装置を使用する場合、使用者が正面から表示装置を見ていても、表示領域の端部近傍から左右方向に沿って斜めに出射してくる光を使用者が認識してしまう。そのため、左右方向に沿って斜めから見たときに発生するムラが最も問題視され、その改善が望まれる。 Thus, when using a display device with a wide display area in the left-right direction, even if the user looks at the display device from the front, light that is emitted obliquely along the left-right direction from the vicinity of the end of the display area Is recognized by the user. For this reason, unevenness that occurs when viewed obliquely along the left-right direction is regarded as the most problematic, and improvement is desired.
また、タッチパネル付き表示装置を複数人が使用する場合にもムラの発生が問題となる。複数人で使用する例として、車の運転席と助手席の間にセンターインフォメーションディスプレイやカーナビゲーションシステムのディスプレイとして配置する場合が考えられる。また、航空機の操縦席において機長席と副機長席の間に配置する場合、外食店の自動注文システムのディスプレイとして使用する場合なども、使用する人が左右方向に並ぶことが多い。つまり、左右方向に沿って斜めから見たときに発生するムラが最も問題視される。 Further, the occurrence of unevenness becomes a problem when a plurality of people use the display device with a touch panel. As an example for use by a plurality of people, a case where a center information display or a car navigation system display is arranged between a driver's seat and a passenger seat of a car can be considered. In addition, in the case where it is arranged between the captain seat and the assistant captain seat in the cockpit of an aircraft, or when used as a display of an automatic ordering system in a restaurant, the people who use it are often lined up in the left-right direction. That is, the non-uniformity that occurs when viewed obliquely along the left-right direction is regarded as the most problematic.
以上の理由から、ムラの改善を重視する所定の方向を左右方向とする。本実施の形態では、使用者の視線方向を左右方向（即ち、図１においてΦ＝０°の場合）に限定して説明する。ただし、本発明は使用者の視線方向を左右方向に限定するものではない。Φ≠０°の場合については、実施の形態４において説明する。
For the above reasons, the predetermined direction in which improvement of unevenness is emphasized is defined as the left-right direction. In the present embodiment, description will be made by limiting the user's line-of-sight direction to the left-right direction (that is, in the case of Φ = 0 ° in FIG. 1). However, the present invention does not limit the user's line-of-sight direction to the left-right direction. The case where Φ ≠ 0 ° will be described in
図４において、透明基板２の厚さをｄとする。また、水平方向の開口部５の幅（断面図で見た開口部の端部間の距離、以下同様）をＡ、遮光部４の幅をＢ、検出用配線３の幅をｗとする。
In FIG. 4, the thickness of the
また、先に定義した様に、基板面に沿った任意の方向ｒに沿った開口部５の間隔をｐ（Φ）とする。本実施の形態では観察者が水平方向に視線を動かす場合（Φ＝０°）を考えるため、ｐは水平方向に沿った開口部５の間隔となり、ｐ＝Ａ＋Ｂの関係が成り立つ。本実施の形態においては、ｐ（Φ）は常にｐ（Φ＝０°）であるため、単にｐと記述する。
Further, as defined above, the interval between the
図４を用いて、光の進行方向について説明する。透明基板２の内部を、基板面鉛直方向と角度Θｓｕｂをなす方向に進行する光に着目する。この光は、Θｓｕｂがゼロの場合と比較して、透明基板２の表側面で距離ｓだけシフトする。また、この光が透明基板２から大気中に射出する方向と基板面鉛直方向のなす角度をΘとする。この角度Θは、この光を使用者が見るときの使用者の視線方向の角度に等しいため、視線方向角度とも呼ぶ。シフト距離ｓは，透明基板２の屈折率をｎとすると、数１で表される。
The traveling direction of light will be described with reference to FIG. Attention is focused on light traveling inside the
数１において、２番目の等号はΘｓｕｂとΘをＳｎｅｌｌの法則で変換したもので，大気中（屈折率が１）以外の媒質中で使用する場合は，その使用条件に合わせて式１は変更できる。なお、Θ、Θｓｕｂは任意のΦに対する変数として、Θ（Φ）、Θｓｕｂ（Φ）と書けるが、本実施の形態のようにΦ＝０°に限定する場合は単にΘ、Θｓｕｂと記述する。
In
透明基板２の開口部５の幅がＡであるので、透明基板２の表側面でも、幅Ａの領域が開口部５からの光で照明される。検出用配線３は遮光部４と重なるように形成され、検出用配線３の幅ｗが遮光部４の幅Ｂより小さいため、Θｓｕｂ＝０°の時は、幅Ａの光は検出用配線３には当たらず、そのまま出射する。
Since the width of the
一方、図４の破線矢印で示した方向に進行する光のように、Θｓｕｂ≠０°の場合、ある範囲のΘｓｕｂにおいて幅Ａの光の一部が検出用配線３を照明する。この場合，光の一部が検出用配線３で遮光あるいは吸収されるため、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率は、検出用配線３が無い場合に比べて低下する。
On the other hand, when Θ sub ≠ 0 °, as in the light traveling in the direction indicated by the broken-line arrow in FIG. 4, a part of the light with the width A illuminates the
図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に、規格化透過率のΘ依存性の計算結果を示す。規格化透過率とは、Θ＝０°のときの透過率で規格化した値である。透過率とは、開口部５からの光が検出用配線３を照明する長さをｒとしたときのＡ−ｒである。つまり、規格化透過率は（Ａ−ｒ）／Ａとなる。規格化透過率は、Θ＝０°の時のように光が検出用配線３に当たらなければｒ＝０となるため、最大値１をとり、検出用配線３の幅ｗ全てが照明されれば最小値（Ａ−ｗ）／Ａを取る。なお、図５において、Φ＝０°，Ａ／ｐ＝０．９（Ｂ／ｐ＝０．１），ｗ／ｐ＝０．０３，ｎ＝１．５とした。
FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D show calculation results of the Θ dependence of the normalized transmittance. The normalized transmittance is a value normalized by the transmittance when Θ = 0 °. The transmittance is Ar when the length of the light from the
前記の最小値（Ａ−ｗ）／Ａは、検出用配線３で光が完全に遮光されること（検出用配線３の透過率が０）を想定しているが、検出用配線３の透過率が０でない場合は、上記の最大値と最小値を適宜修正できる（ただし、後述するように、最大値と最小値の大小関係が問題で、それらの値が異なっても以下の説明は成立する）。
The minimum value (Aw) / A assumes that light is completely blocked by the detection wiring 3 (the transmittance of the
図５（ａ）は、ｄ／ｐ＝０つまり透明基板２の厚みｄがゼロであり、遮光部４の直上に検出用配線３が形成されている場合である。ｗ＜Ｂであるため、この場合どの角度から見ても検出用配線３によって光が遮られることはない。インセル型の様に遮光部４が検出用配線３を兼ねる場合も同様である。遮光部４と検出用配線３の間に透明基板２がない構成は，インセル型の表示装置用タッチスクリーン付き基板に相当する。この場合、タッチスクリーンの規格化透過率は変化しないため、ムラは抑制できるが、表示素子駆動回路と検出用配線３の距離が非常に短くなるため、電磁ノイズが非常に混入しやすく、タッチスクリーンを駆動することが困難になる。
FIG. 5A shows a case where d / p = 0, that is, the thickness d of the
図５（ｂ）は、ｄ／ｐ＝０．５とした場合である。正面から見た場合（Θ＝０°）、規格化透過率は最大値１を取る。角度Θを増やしていくと、ある角度で検出用配線３が照明され始めると規格化透過率が低下し、最小値(Ａ−ｗ)／Ａまで低下する。この場合、規格化透過率の減少は、単調減少である。一般に、表示素子の輝度は斜めに見るにように視線を倒していく（Θを増やしていく）と単調に減少していくので、図５（ｂ）のように規格化透過率が減少する場合はムラとして視認されない。
FIG. 5B shows a case where d / p = 0.5. When viewed from the front (Θ = 0 °), the normalized transmittance has a maximum value of 1. As the angle Θ increases, the normalized transmittance decreases when the
図５（ｃ）は、ｄ／ｐ＝２とした場合である。視線方向角度Θを増やしていくと、ある角度で規格化透過率にピークが現れる。これを図３で説明すると，開口部５の上の検出用配線３の間隙（幅ｐ−ｗ）がＡより大きいため、Θを増やしたとき、即ちΘｓｕｂを増やしたときに隣の開口部５（即ち隣のサブ画素）の上の検出用配線３の間隙を幅Ａの光が透過している状態になる。この状態が図５（ｃ）におけるΘ＝４５°付近のピークに対応する。このように規格化透過率が単調に変化せず、ピークが現れるようになると。その視線方向角度Θから表示領域を見ると、おおよそ上下方向（左右方向に直交する方向）に伸びる輝線状のムラが見えることになる。あるいは，正面から見ていても、表示領域の左右方向の端部付近の視線方向角度Θが規格化透過率のピークの角度となる位置に輝線状のムラが見えることになる。このムラの改善が本発明の課題である。
FIG. 5C shows a case where d / p = 2. As the line-of-sight direction angle Θ increases, a peak appears in the normalized transmittance at a certain angle. This will be explained with reference to FIG. 3. Since the gap (width p-w) of the
図５（ｄ）は、ｄ／ｐ＝５とした場合である。規格化透過率にピークが多数現れている。図５（ｃ）では隣のサブ画素の上の検出用配線３の間隙を照明する角度で規格化透過率にピークが現れることを説明したが、同様に次に隣接するサブ画素、その次に隣接するサブ画素の上の検出用配線３の間隙を照明する角度に対応して、複数のピークが生じる。この場合、輝線状のムラが認識される角度が多くなるため、ムラが容易に視認されるようになる。
FIG. 5D shows a case where d / p = 5. Many peaks appear in the normalized transmittance. In FIG. 5C, it has been described that the peak appears in the normalized transmittance at an angle at which the gap between the
以上で説明したように，規格化透過率の視線方向角度Θ依存性の傾向として、透明基板２の厚さｄと開口部５の間隔ｐとの比ｄ／ｐが大きくなると、タッチスクリーンの規格化透過率にピークが現れるため、ムラが視認されやすくなる。
As described above, when the ratio d / p between the thickness d of the
本発明は電磁ノイズの影響を軽減できる、オンセル型の表示装置用タッチスクリーン付き基板１に関するものであるため、図５（a）のように透明基板２を薄くすることは好ましくない。透明基板２の厚みは、具体的には１０μｍ以上が好ましく、４０μｍ以上がより好ましい。これは，表示素子駆動回路と検出用配線３の距離が近いフラットパネルディスプレイでは、透明基板２と裏面基板６との間の間隔（即ち表示媒体７の厚み）が数μｍ程度であり、その数倍以上の距離を保つのが、電磁ノイズの影響を抑制するために好ましいからである。
Since the present invention relates to a
また，透明基板２は表示媒体７を封止する支持体でもある。よって、封止に必要な特性を備え、かつ封止加工（貼り合わせやシール処理など）が可能であり、好ましくは取り扱いが容易な厚さが必要である。上述の観点から、透明基板２の厚みが極端に薄いと好ましくない。ちなみに、表示装置前面を覆う透明部材で薄いものとしては位相差板（厚さ約４０μｍ）があり、セパレータ（取り扱い時の支持体で、貼り付け後に剥離する部材）が必要ではあるが、貼り付けや貼り合わせといった取り扱いが可能である。また、大きな面積の薄型透明フィルムとしては食品用ラップフィルム（厚さ約１０μｍ）が、ロールツゥロールで取り扱いが可能な厚さの例である。厚いガラス板などを透明基板２として用いる場合は、表側面の検出用配線３の形成などの処理を行う前に、エッチングや研磨などで薄く加工処理してもよい。この場合、加工処理前の板厚に必ずばらつきがあるため、厚さ１０μｍ以下に加工することは割れや孔の発生の原因となり、好ましくない。
The
図５で説明した様に、透明基板２の厚さｄを厚くすると透過率にピークが現れる（例えば図５（ｄ））。このピークは、視線方向角度Θの増大に伴って、隣接するサブ画素の開口部５、次に隣接するサブ画素の開口部５、その次に隣接するサブ画素の開口部５…という様に、それぞれの開口部５を検出用配線３に遮られることなく光が順に透過するために生じる。
As described with reference to FIG. 5, when the thickness d of the
言い換えると、図４に示すシフト距離ｓが開口部５の間隔ｐの整数倍に等しいときに、透過率にピークが現れる。透過率にピークが現れる視線方向角度Θのうち，最も小さい視線方向角度は、ｓ＝ｐとなる場合の角度であり、これは、使用者が視認する画像光が、前記遮光部の影響を受けない最大角度である。この角度をΘＭＡＸと定義する。ΘＭＡＸは数１より数２で表される。
In other words, when the shift distance s shown in FIG. 4 is equal to an integral multiple of the interval p between the
よって、視線方向角度Θが、ΘＭＡＸより小さければ，ΘＭＡＸまでの範囲で透過率は単調に変化するため、使用者にはムラが視認されない。つまり、透明基板２の厚みｄとΘＭＡＸの関係は数３で表される。
Therefore, the line-of-sight direction angle theta is, theta smaller than MAX, in order to vary monotonically transmittance in the range up to theta MAX, not visible unevenness on the user. That is, the relationship between the thickness d of the
つまり、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、ムラが視認されない視線方向角度Θの最大値（即ちΘＭＡＸ）を測定し、ｐ、ｎとともに数３に代入すれば、透明基板２の厚さｄは数３の条件を満たす。
That is, in the
＜設計方法＞
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法を説明する。まず、設計者は、使用者の使用において見込まれる視線方向角度の最大値Θｄを設定する。
<Design method>
A method for designing the
Θｄは、その表示装置用タッチスクリーン付き基板１が搭載される表示装置の用途に応じて設定される。例えば、スマートフォンなどのように１人での使用が想定される場合は、Θｄは比較的小さい値、例えば１５°に設定する。一方、カーナビゲーション装置のディスプレイの様に、左右方向に使用者が存在する場合は、例えば６０°に設定する。
Θ d is set according to the application of the display device on which the
使用者にムラが視認されない条件はΘｄ≦ΘＭＡＸである。Θｄまでの範囲でムラが視認されない透明基板２の厚みｄは数３より数４で与えられる。
The condition under which unevenness is not visually recognized by the user is Θ d ≦ Θ MAX . Θ thickness d of the
電磁ノイズの観点からは、透明基板２の厚みｄは大きく取ることが望ましい。一方、ムラを抑制する観点からは、数４はで表される範囲内でｄを設定することが望ましい。ｐは表示領域の大きさと画素構成、開口部５の配列の仕方やピッチなどで決まってしまうため、ｄを小さくすることが要求される。数４の範囲内で透明基板２の厚みｄを設計することになる。
From the viewpoint of electromagnetic noise, it is desirable to make the thickness d of the
なお、数４で与えられるｄの上限は、理論上の上限であるので、製造ばらつきなどを考慮して、ｄは数４の上限より小さめに設計することが望ましい。
Since the upper limit of d given by
本実施の形態において、開口部５は左右方向に並進対称であるため、ｐ，Ａ，Ｂ，ｗは左右方向の断面図において、表示領域の全域で全て同じ値を取る。一般的には開口部５に並進対称性があるとは限らないが、その場合は開口部５の間隔ｐとしてｐの最小値を設定すれば良い。
In the present embodiment, since the
また、画素を構成するサブ画素は開口部５の形状に差異がある場合も考えられる。例えば、あるサブ画素の開口部の幅が隣接するサブ画素の開口部の幅よりも広い場合、２本の検出用配線３を同時に照明することになり、規格化透過率の最小値がさらに低下する。つまり，規格化透過率の変化が大きくなり，ムラが視認されやすくなる。よって、本発明においては、画素を構成するサブ画素の開口部の形状が等しい方が、ムラの改善に有利である。
Further, there may be a case where the sub-pixels constituting the pixel have a difference in the shape of the
なお、Θｄは、使用者と表示領域との位置関係が決まれば幾何学的に決定することができる。使用者がタッチパネルを操作する場合、表示領域との位置関係はおおよそ把握することができるので、適切なΘｄを設定することができる。例えば、運転席や操縦席，机上や装置に固定して使用するタッチパネルシステムなどの、使用者の位置がほぼ固定されていると想定できる場合には、本方法が有効である。 Note that Θ d can be determined geometrically if the positional relationship between the user and the display area is determined. When the user operates the touch panel, the positional relationship with the display area can be roughly grasped, so that an appropriate Θ d can be set. For example, this method is effective when it can be assumed that the position of the user is almost fixed, such as a touch panel system that is fixed to a driver's seat, cockpit, desk or device.
例えば、パソコンや装置のモニタ、券売機などの自動販売機の商品選択用ディスプレイといった、１人の使用者が表示装置の表示領域の中央から伸びる法線上で、正面を向いて表示領域を見る場合は，使用者が表示領域の右端あるいは左端を見る視線方向角度が使用者が表示領域を見込む際の最大の視線方向角度Θｄである。使用者と表示装置との距離Ｌ（表側面の法線方向に沿って測る。以下、視距離Ｌと記述）と、表示領域の左右方向（ｘ方向）の幅Ｗから、数５で表すことができる。よって、数４は数６となる。
For example, when one user looks at the display area facing the front on a normal extending from the center of the display area of the display device, such as a monitor for a personal computer or device, or a product selection display for a vending machine such as a ticket vending machine Is the maximum line-of-sight direction angle Θ d when the user looks at the display area. From the distance L between the user and the display device (measured along the normal direction of the front side surface, hereinafter referred to as the viewing distance L) and the width W in the left-right direction (x direction) of the display area, Can do. Therefore,
タッチパネルを操作する場合、腕を動かして表示領域上を指し示すことができるという条件があるため、視距離Ｌは、２００〜１０００ｍｍの範囲、好ましくは３００〜８００ｍｍの範囲が想定される。この場合、視距離Ｌは例えば５００ｍｍ程度に設定すればよい。 When operating the touch panel, the viewing distance L is assumed to be in the range of 200 to 1000 mm, and preferably in the range of 300 to 800 mm, because there is a condition that the arm can be moved to point on the display area. In this case, the viewing distance L may be set to about 500 mm, for example.
複数人でタッチパネルを操作することが想定される場合は、各使用者に対して想定される最大の視線角度方向を求め，その最大値をΘｄとすればよい。つまり、ｉ番目の使用者が、視距離Ｌｉ、表示領域の中央から左右方向に距離Ｓｉ（右にずれても左にずれても正に取る）離れている場合、Θｄは式７で表される。
When it is assumed that a plurality of persons operate the touch panel, the maximum viewing angle direction assumed for each user is obtained, and the maximum value may be set as Θ d . That is, when the i-th user is away from the center of the display area Li and the distance Si in the left-right direction (takes positively whether shifted to the right or left), Θ d is expressed by
ここで，数７におけるｍａｘは［］内でｉを変えたときの最大値を取ることを表す。また、人の視野角特性からΘｄを設定しても良い。例えば、眼球の動き無しで情報を高速に認識できる有効視野は、人の場合は左右方向で３０°（正面から測ると左右各１５°）なので、１人が表示領域の中央から、正面を向いて表示領域を見る場合は、Θｄ＝１５°とすれば、有効視野内で左右方向の透過率を単調に変化するようにでき、ムラの発生を抑制することができる。このように、Θｄ＝１５°と設定すれば、表示領域が使用者の有効視野内にあるような用途が想定される表示装置に対して、左右方向のムラを改善することができる。この場合、数４は数８となる。Θｄ＝１５°と設定して、数８に基づいて透明基板２の厚みを決定することにより、ΘＭＡＸは、少なくとも１５°以上となる。
Here, max in
数８において、例えば、ｎ＝１．５であれば、ｄ＜５．７１ｐとなる。また、眼球を動かすことで情報を高速に認識できる安定注視野は、左右方向で６０〜９０°（正面から測ると左右各３０〜４５°）なので、Θｄ＝３０°とすれば、安定注視野内のほぼ全域で左右方向の透過率を単調に変化するようにでき、ムラの発生を抑制することができる。この場合、数４は数９となる。
In
例えば、対角２７インチでアスペクト比１６：９の矩形の表示領域を、視距離Ｌ＝５００ｍｍから視聴する場合、表示領域の左右端がおおよそ視線方向角度３０°以内に収まる（この場合、表示領域の左右方向の幅Ｗ＝５９７．７ｍｍなので、ｔａｎ−１（５９７．７／２／５００）＝３０．９°）。よって、１人で使用することを想定する用途の場合、Θｄ＝３０°とすれば、情報を表示するのに十分な広さの表示領域で左右方向の透過率を単調に変化するようにでき、ムラの発生を抑制することができる。数９は，例えば、ｎ＝１．５であれば、ｄ＜２．８３ｐとなる。
For example, when viewing a rectangular display area having a diagonal size of 27 inches and an aspect ratio of 16: 9 from a viewing distance L = 500 mm, the left and right ends of the display area are approximately within a viewing direction angle of 30 ° (in this case, the display area Since the width W of the left and right direction is 597.7 mm, tan −1 (597.7 / 2/500) = 30.9 °). Therefore, in the case of an application that is assumed to be used by one person, if Θ d = 30 °, the transmissivity in the left-right direction changes monotonously in a display area that is large enough to display information. And the occurrence of unevenness can be suppressed. For example, if n = 1.5,
より広い視野で表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率を単調に変化するようし、ムラの発生を抑制する必要がある場合は、安定注視野の視野範囲の高角側を取って、Θｄ＝４５°とすればよい。この場合、数４は数１０となる。数１０において、例えば、ｎ＝１．５であれば、ｄ＜１．８７ｐとなる。
When it is necessary to change the transmittance of the
ここまでの説明では、透明基板２は光学的に均質で、屈折率ｎを持つとしてきた。Snellの法則から常に数１が成立するため、遮光部４の裏側面より使用者から離れる方向に配置されている部材（例えば画像光生成部７）の屈折率等については、シフト距離ｓに影響を与えないので、ここまでの説明上は無視して構わない。
In the above description, the
ここまでの説明では，透明基板２の表側面に検出用配線３が直接形成されるとしているが，透明基板２の表側面と検出用配線３との間に、薄膜部材が配置されていても構わない。
In the above description, the
薄膜部材としては、例えば，透明基板２の裏側面からの光に対する検出用配線３の反射率を低減するための薄膜、電磁ノイズを遮蔽するための透明導電体薄膜、また、この透明導電体薄膜と検出用配線３との絶縁を取るための絶縁層、端子部１２，１５で検出用配線３などと異なる種類の導電体を使用する場合の腐食を防ぐための接合用の導体層などが挙げられる。あるいは、図３（ａ）に示したように、透明基板２の表側面に検出用行配線３２が配置され、絶縁層１７の上に検出用列配線３１が配置されている場合が挙げられる。
Examples of the thin film member include a thin film for reducing the reflectance of the
また、ここまでの説明では、遮光部４は透明基板２の裏側面に形成されるとしているが、透明基板２の裏側面と遮光部４の間に、薄膜等の部材が配置されていても構わない。これは、例えば、電磁ノイズを遮蔽するための透明導電体薄膜である。また、図３（ｂ）に示したように、透明基板２と遮光部４の間に平坦化膜１８を介していても構わない。
In the above description, the
また、遮光部４は透明基板２の背面側にあれば、透明基板２の裏側面に形成されている必要はなく、例えば裏面基板６の表側面に形成されていても構わない。この場合、裏面基板６の表側面に形成された遮光部４から透明基板２の裏側面までに配置されている部材が、上記の透明基板２の裏側面と遮光部４の間に配置されている部材となる。このような部材が遮光部４と検出用配線３との間にある場合は、以下のように取り扱う。
Further, as long as the
まず、ここまでの説明で透明基板２としていた部分を，遮光部４の表側面から検出用配線３の裏側面と接する部材の表側面とする。透明基板２の厚さｄは、遮光部４の表側面から検出用配線３の裏側面までに配置される部材の総厚ｄｔで置き換えられる。透明基板２を含むｉ番目の部材の屈折率をｎi，厚さをｄiとすれば、式１は式１１で置き換えられる。
First, the portion that has been the
数１１において、ｎeｆｆは、式１０が式１と同じ形式となるように定義した有効屈折率である。ｎeｆｆはｓとｄｔを実測すれば、式１１から求めることができる。また、ｎｉが各層で大きく変わらないのであれば、ｎeｆｆを式１２で求めても良い。この場合、ｎeｆｆは、各層の屈折率ｎｉにその層の厚さｄｉで重みをつけた平均である。
In
このように、ｄをｄｔに、ｎをｎeｆｆにそれぞれ置き換えることにより、遮光部４と検出用配線３の間に透明基板２以外の部材が配置される場合にも、数１を適用することが可能である。
Thus, by replacing d with d t and n with n eff , Equation 1 is applied even when a member other than the
検出用配線３よりさらに使用者側にある部材については、Ｓｎｅｌｌの法則から常にΘ＝ｓｉｎ−１(ｎ・ｓｉｎΘｓｕｂ)が成立するので、遮光部４の裏側面より使用者から離れる方向の部材と同様、ここまでの説明上は無視して構わない。このような部材としては、例えば、検出用配線３を引掻き（スクラッチ）や取り扱いの際の衝撃などから保護する保護層、ＬＣＤの偏光板、ＥＬディスプレイやＰＤＰの反射防止膜などが挙げられる。
With respect to members further on the user side than the
なお、ここまでの説明では、検出用配線３の厚さは薄いとして無視している。検出用配線３の厚さは５μｍ以下が望ましく、２μｍ以下がより望ましく、３μｍ以下が最も望ましい。同じ材料なら厚さを増せば検出用配線３の抵抗は小さくなるが、厚膜を均一に形成することは困難である。表示装置として使用する段階では、保護層や、粘着材で貼付する偏光板のような部材が検出用配線３の上に配置されることが考えられるため、検出用配線３のある部分と無い部分との段差は極力小さい方が好ましい。この段差を小さくすることで、検出用配線３上に形成される薄膜へのクラックやボイドの発生、あるいは、粘着材のカバー不足による気泡の混入などの問題を回避できる。
In the description so far, the thickness of the
厳密には、検出用配線３には厚さがある。配線に厚みあると、配線の側面で光を遮光あるいは吸収する場合がある。検出用配線３に所定の厚みをもたせることにより、ΘＭＡＸより小さい角度以上の光を遮光あるいは吸収して、ΘＭＡＸに生じる規格化透過率のピークを視認されなくすることができる。ただし，これは公知技術であるルーバーフィルムと同じ構成・機能であるため、本説明では考慮しない。
Strictly speaking, the
本発明では数４に従ってｄを設定することで、タッチスクリーンの透過率を単調に変化するようにでき、ムラの視認性が改善する。そのため、検出用配線３が厚く、その側面に光が当たると透過率や光の利用効率が下がるため、回避したい。その条件は以下のようになる。図６を用いて、検出用配線３の側面に光が当たる条件について説明する。検出用配線３の側面に点Ｑ（δ，η）をとる。ηは、検出用配線３の裏側面からその法線方向（厚さ方向）に沿った方向の点Ｑまでの距離であり、δは検出用配線３の下の遮光部４の検出用配線３の側面に近い側の端Ｒから、遮光部４の表側面に沿った方向の点Ｑまでの距離である。端Ｒから，点Ｑ（δ，η）へ向かう角度ΘＱ（δ，η）はｔａｎ−１（δ，η）と表される。検出用配線３の側面に隣接する媒質の屈折率をｎｆとすると、Ｑ（δ，η）が数１３を満たす場合には、大気中において視線方向角度Θの光は点Ｑ（δ，η）に当たらない。
In the present invention, by setting d according to
ここでΘｆは、大気中において視線方向角度Θの光が、検出用配線３の側面に隣接する媒質を進行する角度であり、Ｓｎｅｌｌの法則からΘ＝ｓｉｎ−１（ｎｆ・ｓｉｎΘｆ)である。
Here, Θ f is an angle at which the light of the line-of-sight direction angle Θ travels in a medium adjacent to the side surface of the
ηを０（検出用配線３の裏側面の位置）からｔ（検出用配線３の表側面の位置、つまり検出用配線３の厚さ）まで変えたときに、全ての点Ｑ（δ，η）がΘ＝Θｄの光に対して数１３を満たす場合、即ちΘＱ（δ，η）の最小値を与える点Ｑｍｉｎ（δｍｉｎ，ηｍｉｎ）において、Θ＝Θｄの光に対して数１３が満たされる場合には、光は検出用配線３の側面に当たらない。
When η is changed from 0 (position on the back side surface of the detection wiring 3) to t (position on the front side surface of the
例えば、検出用配線３の断面が矩形や楔形、テーパーの急な台形などの様に、側面に明確な凸部を持たず、検出用配線３の表側面の端にＱｍｉｎ（δｍｉｎ，ηｍｉｎ）がある形状を考える。δｍｉｎをΔと定義し、Δが数１４を満たす場合には、Θｄ以下の視線方向角度Θの光は、検出用配線３に当たらない。また、検出用配線３と遮光部４とが中心が重なるように配置されている場合、ｗ＜Ｂ−２Δとすれば、検出用配線３の両側の側面でそれぞれ数１４の条件が満たされる。
For example, the cross-section of the
検出用配線３の厚さを考慮した場合でも、上述のように検出用配線３の側面に光が当たらない状況であれば、ｓ＝ｐとなる視線方向角度Θｐで規格化透過率にピークが現れるので、本実施の形態の説明を適用できる。この場合、厚さηｍｉｎ、屈折率ｎｆの仮想的な薄膜が検出用配線３の裏側面にあり、その薄膜の表側面に点Ｑｍｉｎ（δｍｉｎ，ηｍｉｎ）を端部とする厚さのない検出用配線３があるとすればよい。
Even when the thickness of the
なお、上記の説明において、検出用配線３の側面に隣接する媒質とは、表示装置用タッチスクリーン付き基板１を使用してタッチスクリーン付き表示装置とした時に検出用配線３の側面に隣接する媒質を指す。これは例えば、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の表面を保護する保護膜である。なお、表示装置用タッチスクリーン付き基板１単体の状態では、検出用配線３の側面に隣接する媒質は空気である。検出用配線３の側面に隣接する媒質が特定できない、あるいはその屈折率ｎｆが特定できない場合は、ｎｆとして想定される値の最大値として妥当な値を用いればよい。
In the above description, the medium adjacent to the side surface of the
これまでの説明では、遮光部４の厚みを考慮していない。遮光部４が厚い場合は、遮光部４の側面に視線方向の角度Θが大きい光が当たり、遮光されるため、厳密には考慮する必要がある。透過率の観点からは、遮光部４は薄く、その側面で遮光されないことが望ましいが、実際には有限の厚さがあるため、ある程度の遮光が生じる。この問題は、遮光部を持つ表示装置に一般的に生じる。しかし、この遮光の影響は，Θが大きくなるに従って、遮光される光量が単調に増加するだけなので、数式上は開口部５の幅ＡがΘの単調減少関数Ａ（Θ）に置き換わるだけで、透過率のΘ依存性（図５）にピークが現れるという、本発明での問題には影響しない。例えば、図５における規格化透過率(Ａ−ｒ）／Ａは、（Ａ（Θ）−ｒ）／Ａ（０°）となり、Ａ（Θ）／Ａ（０°）の単調減少するカーブ上にピークが重畳する図となる。シフト距離ｓが開口部の間隔ｐの整数倍と等しくなる視線方向角度でピークが現れるという考察も、そのまま成立する。
In the description so far, the thickness of the
ここまでの説明では、検出用配線３は透明基板２に直接形成されているとし、直接形成の定義と例も述べた。一般的な表示装置へのタッチスクリーンの配置方法として、検出用配線３を形成した支持体（タッチスクリーン基板）を表示素子の透明基板２へ、粘着材で貼り合わせる手法がある。光学的には，貼り合わせでタッチスクリーンを配置しても、上記の説明は成立する。しかし、上述の貼り合わせによる配置は、本発明では検出用配線３が透明基板２に直接形成されているとはしない。これは、貼り合わせによる手法では、検出用配線３が形成されるのはタッチスクリーン基板であって透明基板２ではないからである。また、本発明では検出用配線３の裏側面から遮光部４の表側面までの距離ｄｔ（図４では透明基板２の厚さｄ）を制御する必要があるが、一般に粘着材は可撓性が高く、外力に対する変形の回復力の弱い、アクリルなどの樹脂製の板状またはフィルム状の部材であり、厚さの制御が困難である。よって、本発明の効果を生じさせるのに適さない。本発明はｄｔまたはｄの上限を制限しているので、粘着材の厚さの分（一般的に数１０μｍ〜数１００μｍ）だけ透明基板２の厚さを薄くする必要があり、製造上の困難が増す。また、貼り合わせ時の気泡混入や温度変化による脱ガスと気泡発生といった課題を招くため、本発明への適用には適さない。
In the description so far, the
ここまでの説明では、屈折率を指定する際の波長を特定していない。一般的には，屈折率は波長に依存するため、波長を指定する必要がある。本発明ではムラの視認性を問題とするので，視感度の高い波長、例えば５５５ｎｍでの値を用いればよい（樹脂材料では波長５５０ｎｍでの屈折率しかメーカから開示されていない場合があるので、その場合はこの波長における値でも構わない）。数３から判る通り、ｄの上限値は透明基板２の屈折率ｎの単調増加関数なので、表示素子の画像を構成する光の波長域で最も小さい屈折率を用いれば、光の波長域全般でムラを抑制できる。なお、フラットパネルディスプレイに使用される無アルカリガラスなどの低分散（高アッベ数）なガラス製の透明基板であれば、屈折率の波長依存性は無視できる。
In the description so far, the wavelength for specifying the refractive index is not specified. In general, since the refractive index depends on the wavelength, it is necessary to specify the wavelength. Since the visibility of unevenness is a problem in the present invention, it is only necessary to use a wavelength with high visibility, for example, a value at 555 nm (since a maker only discloses a refractive index at a wavelength of 550 nm, In that case, the value at this wavelength may be used). As can be seen from
＜効果＞
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板１であって、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板２を備え、透明基板２の背面には、画像光を通す開口部５を周期的に形成するために、開口部５を除く領域に、画像光を遮る遮光部４が周期的に形成され、透明基板２の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線３が、遮光部４と平面視で重なり、かつ遮光部４の幅よりも狭く形成され、透明基板２の屈折率をｎとし、透明基板２の厚さをｄとし、透明基板２を空間に配置したとき、透明基板２面に沿った任意の方向ｒが空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける開口部５の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板２の前面側から透明基板２を臨む視線が、方向ｒに沿って移動されたときの、視線の方向と、透明基板２面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、視線方向への画像光が、遮光部４の影響を受けない角度の最大値をΘＭＡＸ（Φ）とし、任意の方向ｒは水平方向であり、ｄは数３を満たすことを特徴とする。
<Effect>
A
従って、使用者が視線方向角度ΘＭＡＸを超えない範囲で、水平方向（即ち使用者の左右方向）に視線を移動させたときに、使用者にムラが視認されない。また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、オンセル型であり、表示素子駆動回路と検出用配線３の距離を、透明基板２により大きく取れるため、電磁ノイズの問題が軽減される。
Thus, to the extent that the user does not exceed the line-of-sight direction angle theta MAX, when moving the line of sight in the horizontal direction (i.e. the user's lateral direction), are not visible unevenness user. Further, the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、任意の方向ｒは空間の水平方向であり、ΘＭＡＸ（Φ）は１５°以上であるときの数３によりｄが規定される。
Further, in the
従って、ΘＭＡＸ（Φ＝０°）＝１５°以上であるため、表示領域が使用者の有効視野内にあるような用途が想定される表示装置に対して、左右方向のムラを改善することができる。 Accordingly, since Θ MAX (Φ = 0 °) = 15 ° or more, the unevenness in the left-right direction is improved with respect to a display device that is supposed to be used such that the display area is within the effective visual field of the user. Can do.
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法であって、表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板２を備え、透明基板２の背面には、画像光を通す開口部５を周期的に形成するために、開口部５を除く領域に、画像光を遮る遮光部４が周期的に形成され、透明基板２の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線３が、遮光部４と平面視で重なり、かつ遮光部４の幅よりも狭く形成され、透明基板２の屈折率をｎとし、透明基板２の厚さをｄとし、透明基板２を空間に配置したとき、透明基板２面に沿った任意の方向ｒが空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける開口部５の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板２の前面側から透明基板２を臨む視線が、方向ｒに沿って視線を移動させたときの、視線の方向と、透明基板２面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、Θ（Φ）について所望の最大値Θｄ（Φ）を設定する工程（ａ）と、Θｄ（Φ）、ｎおよびｐ（Φ）を数４に代入する工程（ｂ）と、工程（ｂ）の後に、数４に基づいて前記ｄの上限値を設定する工程（ｃ）とを備える。ここで、前記方向ｒは水平方向に限定される。
Further, the design method of the
従って、数４に基づいて、透明基板２の厚みｄの上限値を設定して、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計を行うことにより製造される表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、使用者が水平方向に沿って視線を動かしたとき、視線方向角度Θ（Φ）が少なくともΘｄ（Φ）を超えない範囲で、使用者にムラが視認されないため、使用者が視認する画像の品質を向上させることが可能である。
Accordingly, the upper limit value of the thickness d of the
＜実施の形態２＞
実施の形態１におけるタッチスクリーン付き基板の設計方法において、使用者と表示領域との位置関係がおおよそ決まり、表示領域を見込むための視線方向角度の最大値Θｄが推定できる場合について説明を行った。しかし，例えば自動販売機のタッチパネルディスプレイが広告表示を兼ねる場合などは、タッチパネルとしての機能と広視野角表示機能を両立する必要がある。
<
In the design method of the substrate with a touch screen in the first embodiment, the case where the positional relationship between the user and the display area is roughly determined and the maximum value Θ d of the viewing direction angle for allowing the display area to be estimated can be estimated. . However, for example, when the touch panel display of the vending machine also serves as an advertisement display, it is necessary to achieve both a function as a touch panel and a wide viewing angle display function.
この場合、表示装置は自動販売機などに固定されるため、表示領域の左右方向に使用者が存在すると同時に、表示装置の前を行き交いながら表示装置を目視する観察者（以下、単に観察者）が存在する使用状況が想定される。よって、左右方向に沿って斜めから見たときに発生するムラが最も問題視され、その改善が望まれる。 In this case, since the display device is fixed to a vending machine or the like, there are users in the left and right directions of the display area, and at the same time, an observer who views the display device while moving in front of the display device (hereinafter simply referred to as an observer). It is assumed that there is a usage situation. Therefore, the unevenness that occurs when viewed obliquely along the left-right direction is regarded as the most problematic, and an improvement is desired.
上述の様に、本実施の形態では、タッチパネルとしての機能と、左右方向即ち水平方向での広視野角表示を両立する必要がある用途について考える。なお，本説明ではムラの発生を改善する視線方向として実施の形態１と同じく、左右方向（Φ＝０°）を例とするが、左右方向以外の方向（Φ≠０°）であっても、左右方向をその方向に読み変えることで、以下の説明はそのまま適用できる。 As described above, the present embodiment considers an application that requires both a function as a touch panel and a wide viewing angle display in the left-right direction, that is, the horizontal direction. In this description, the left-right direction (Φ = 0 °) is taken as an example of the line-of-sight direction to improve the occurrence of unevenness as in the first embodiment, but even in directions other than the left-right direction (Φ ≠ 0 °). By changing the left / right direction to that direction, the following description can be applied as it is.
タッチパネルを使用する使用者については実施の形態１と同様に、使用者と表示領域との位置関係はおおよそ決めることができる。しかし、表示装置の前を行き交う観察者に対しては、位置関係を決めることができない。そこで、観察者が表示領域を見込むための視線方向角度の最大値Θｄとして、視線方向角度Θの最大値である９０°を設定する。Θｄ＝９０°とすれば、観察者の視線方向角度がどの値であっても、規格化透過率のピーク、即ちムラは視認されなくなる。この条件は、数４から数１５で表される。
As for the user who uses the touch panel, the positional relationship between the user and the display area can be roughly determined as in the first embodiment. However, the positional relationship cannot be determined for an observer who moves in front of the display device. Therefore, 90 ° which is the maximum value of the line-of-sight direction angle Θ is set as the maximum value Θ d of the line-of-sight direction angle for the observer to look into the display area. If Θ d = 90 °, the peak of normalized transmittance, that is, unevenness is not visually recognized regardless of the value of the observer's line-of-sight direction angle. This condition is expressed by
例えば、ｎ＝１．５であれば、ｄ＜１．１２ｐとなる。このように、Θｄ＝９０°として透明基板２の厚みを設定することによって、設計され製造された表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、ΘＭＡＸは９０°となる。
For example, if n = 1.5, d <1.12p. Thus, by setting the thickness of the
以上で説明したように、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は左右方向（Φ＝０°）における広い視野での表示が要求されるため、表示領域を見込む最大の視線方向角度Θｄを９０°として、数１５に基づいてｄを決定することにより、左右方向の全ての視線方向角度において、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率は単調に変化し、ムラは視認されなくなる。
As described above, since the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、実施の形態１と同様に、オンセル型である。よって、表示素子駆動回路と検出用配線３の間の距離をインセル型よりも大きく取れるので、電磁ノイズの問題が軽減される。
Further, the
なお、本実施の形態は、使用者が視線を移動させる方向を左右方向（Φ＝０°）とし、Θｄ（Φ＝０°）＝９０°として設計を行った。本実施の形態における開口部５の形状が、図１の様に、ｐ（Φ）がΦ＝０°において最小となるのであれば、左右方向に限らず、どの方向に沿って使用者が視線を移動させたとしても、ムラが視認されなくなる。
In the present embodiment, the direction in which the user moves the line of sight is the left-right direction (Φ = 0 °), and Θ d (Φ = 0 °) = 90 ° is designed. As long as the shape of the
＜効果＞
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、任意の方向ｒは空間の水平方向であり、ΘＭＡＸ（Φ＝０°）は９０°であるときの数３によってｄが規定される。よって、使用者が水平方向（即ち使用者の左右方向）に沿って視線を移動させたときに、全ての視線方向角度（０°〜９０°）において、ムラが視認されなくなる。
<Effect>
In the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、空間の水平方向において、ｐ（Φ）が最小となることを特徴とする。
Further, in the
従って、ｐ（Φ）が最小となる方向において、ΘＭＡＸ（Φ）が９０°であるため、他の角度Φにおいても、ΘＭＡＸ（Φ）＝９０°となる。よって、使用者が水平方向のみならず、どの方向に沿って視線を動かしても、全ての視線方向角度においてムラが視認されることがない。 Therefore, Θ MAX (Φ) is 90 ° in the direction in which p (Φ) is minimum, and therefore Θ MAX (Φ) = 90 ° even at other angles Φ. Therefore, even if the user moves his / her line of sight not only in the horizontal direction but also in any direction, unevenness is not visually recognized in all the angles of the line-of-sight direction.
＜実施の形態３＞
実施の形態１および２では、透明基板２の厚さｄの上限値を制限することで、使用者や観察者が表示領域を見込む角度範囲Θｄで、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率を単調に変化するようにし，ムラが視認されないようにした。
<
In the first and second embodiments, by limiting the upper limit value of the thickness d of the
しかし、実施の形態１で説明したように、透明基板２の厚さｄを薄くしすぎると、電磁ノイズの問題や、製造における透明基板２の扱いにくさの問題などが生じるので好ましくない。
However, as described in the first embodiment, if the thickness d of the
式４は、ｄ／ｐの比の値を制限していると見ることができる。即ち、ｄを小さくする換わりにｐを大きくしても、式４の条件を満たすことが可能である。そこで、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１では、ｐを大きく設計することを考える。
画素の大きさは、表示領域の大きさと解像度（あるいは表示領域を構成する画素数）で決まるので、画素の大きさを変えずにｐを変えるには、画素内でサブ画素の配置を変えればよい。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に、同じ大きさの１画素内のサブ画素の配置の例を示す。 Since the size of the pixel is determined by the size and resolution of the display area (or the number of pixels constituting the display area), in order to change p without changing the size of the pixel, the arrangement of the sub-pixels in the pixel is changed. Good. 7A, 7B, and 7C show examples of arrangement of sub-pixels within one pixel having the same size.
図７（ａ）は、一般的なサブ画素の配置例であり、縦ストライプと呼ばれる。正方形の１画素（図中破線で囲った領域）は、縦に長い長方形のサブ画素３つで構成される。３つのサブ画素は開口部５に配置されるカラーフィルタによって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光を透過するように構成される。左右方向に沿って測ったサブ画素の間隔（即ち開口部５の間隔）はｐであるので、画素の左右方向の間隔は３ｐとなる。
FIG. 7A shows a general arrangement example of sub-pixels, which is called a vertical stripe. One square pixel (a region surrounded by a broken line in the figure) is composed of three vertically long rectangular sub-pixels. The three sub-pixels are configured to transmit light of three colors of red (R), green (G), and blue (B) by a color filter disposed in the
この縦ストライプに対して、図７（ｂ）に示す正方形の４つのサブ画素で１つの画素を構成する場合を考える。４つのサブ画素はＲ，Ｇ，Ｂともう一色、例えば白、黄色、シアンなどで構成することができる。また、他の色の組合せでもよい。画素（図中破線で囲った領域）の間隔が，縦ストライプ（図７（ａ））と同じ３ｐであるとすると，サブ画素の間隔（即ち開口部５の間隔）は３ｐ／２＝１．５ｐとなり、縦ストライプ配置（図７（ａ）に比べてｐが１．５倍となる。よって、ｄ／ｐの値を一定とすると、透明基板２の厚さｄを１．５倍に増やすことができる。
Consider a case in which one pixel is composed of four square sub-pixels shown in FIG. The four sub-pixels can be composed of R, G, B and another color, such as white, yellow, and cyan. Other color combinations may also be used. If the interval between the pixels (the region surrounded by the broken line in the figure) is 3p, which is the same as the vertical stripe (FIG. 7A), the interval between the sub-pixels (that is, the interval between the openings 5) is 3p / 2 = 1. 5p, and the vertical stripe arrangement (p is 1.5 times that of FIG. 7A. Therefore, when the value of d / p is constant, the thickness d of the
図７（ｃ）は、横ストライプと呼ばれる、横に長い長方形のサブ画素３つで画素を構成するサブ画素配置である。３つのサブ画素は、開口部５に配置されるＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタによって、３色の光を透過するように構成される。画素（図中破線で囲った領域）の間隔が、縦ストライプ（図７(（ａ））と同じ３ｐであるとすると、サブ画素の間隔（即ち開口部５の間隔）も３ｐとなり、縦ストライプ配置に比べてｐが３倍となる。よって、ｄ／ｐの値を一定とすると、透明基板２の厚さｄを３倍に増やすことができる。
FIG. 7C shows a sub-pixel arrangement in which a pixel is formed by three horizontally long rectangular sub-pixels, called a horizontal stripe. The three subpixels are configured to transmit light of three colors by R, G, and B color filters disposed in the
以上の様に、サブ画素を、縦ストライプ（図７（ａ））とした場合と比較して、サブ画素を正方形（図７（ｂ））もしくは横ストライプ（図７（ｃ）とした場合の方が、よりｐを大きくとれるため、ｄ／ｐの値を一定とすると、透明基板２の厚みｄを大きくすることが可能である。
As described above, compared to the case where the sub-pixel is a vertical stripe (FIG. 7A), the sub-pixel is a square (FIG. 7B) or a horizontal stripe (FIG. 7C). Since p can be made larger, the thickness d of the
つまり、開口部５の上下方向の幅よりも左右方向の幅を広くすることにより、左右方向の透過率を単調に変化するようし、ムラを改善するために必要な透明基板２の厚さｄを、より大きく取ることができる。
That is, by making the width in the left-right direction wider than the width in the up-down direction of the
具体的には、使用者の左右方向にｌ個、直交する方向にｍ個の開口部が表示装置の１画素を構成し、ｌ≦２かつｍ≧２を満たすサブ画素配置とすればよい。このようなサブ画素配置を取ることにより、左右方向のムラを改善するために必要な透明基板２の厚さｄを、縦ストライプ（ｌ＝３，ｍ＝１）の場合よりも、最大３／ｌ倍大きく取ることができる。
Specifically, the number of openings may be one in the horizontal direction of the user and m in the direction orthogonal to one pixel of the display device, and a sub-pixel arrangement satisfying l ≦ 2 and m ≧ 2. By adopting such a sub-pixel arrangement, the thickness d of the
これまで説明したように，上記のサブ画素配置でサブ画素の間隔が広くなるのは，左右方向である。実施の形態１，２で説明したように，ムラの改善が重視される方向は，通常左右方向であり，その場合，上記のサブ画素配置が有効である。 As described so far, the interval between the sub-pixels is wide in the left-right direction in the above-described sub-pixel arrangement. As described in the first and second embodiments, the direction in which improvement of unevenness is emphasized is usually the left-right direction, and in this case, the above-described sub-pixel arrangement is effective.
縦ストライプのサブ画素配置が広く用いられている理由は多くあるが、フラットパネルディスプレイにおける主たる理由としては２つ挙げられる。１つ目の理由は、上下方向よりも左右方向の辺の方が長いため、左右方向にサブ画素数を多くした方が上下方向のサブ画素数を多くするより表示素子駆動回路と外部回路を繋ぐ取り出し配線の配線密度を小さくでき、実装に有利なためである。 There are many reasons why the vertical stripe sub-pixel arrangement is widely used, but there are two main reasons for the flat panel display. The first reason is that the side in the left-right direction is longer than the up-down direction, so increasing the number of sub-pixels in the left-right direction increases the number of sub-pixels in the up-and-down direction. This is because the wiring density of the connecting extraction wirings can be reduced, which is advantageous for mounting.
２つ目の理由は、上下方向のサブ画素数を少なくすると表示素子の画素のスイッチング素子に要求される駆動周波数を下げられることが挙げられる。開発初期のＬＣＤでは、上述の理由により、縦ストライプのサブ画素配列が広く採用された。それによって、以後のＬＣＤや他のフラットパネルディスプレイでも縦ストライプ配列が広く用いられるようになった。しかし、上述した実装や駆動周波数の問題は、現在では高精細（高密度実装）技術や高速駆動技術の進展により解消できるようになっており、図７（ｂ）もしくは図７（ｃ）のようなサブ画素配列でも問題なく使用可能である。 The second reason is that if the number of sub-pixels in the vertical direction is reduced, the drive frequency required for the switching element of the pixel of the display element can be reduced. In LCDs in the early stages of development, vertical stripe sub-pixel arrangements have been widely adopted for the reasons described above. As a result, the vertical stripe arrangement has been widely used in later LCDs and other flat panel displays. However, the mounting and driving frequency problems described above can now be solved by the progress of high-definition (high-density mounting) technology and high-speed driving technology, as shown in FIG. 7B or FIG. 7C. Even a subpixel arrangement can be used without any problem.
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、オンセル型であり、表示素子駆動回路と検出用配線の間に距離を設けることができるので、一般的な縦ストライプ配列の場合に比べて最大３／ｌ倍大きく取ることが可能である。よって、電磁ノイズの問題がより軽減される。
Further, the
＜効果＞
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の開口部５において、垂直方向の開口幅よりも水平方向の開口幅が広いか、又は垂直方向の開口幅と水平方向の階口幅が等しいことを特徴とする。
<Effect>
In the
従って、使用者が水平方向（即ち使用者の左右方向）にそって視線を移動させる用途が想定される場合には、開口部５において、垂直方向の開口幅よりも水平方向の開口幅を広くするか、又は前記垂直方向の開口幅と前記水平方向の開口幅が等しくすることによって、垂直方向の開口幅よりも水平方向の開口幅を狭くした場合と比較して、透明基板２の厚みｄをより大きく設計することができるため、電磁ノイズの問題をより軽減することが可能である。
Accordingly, when an application in which the user moves his / her line of sight along the horizontal direction (that is, the left / right direction of the user), the opening width in the horizontal direction is wider than the opening width in the vertical direction in the
＜実施の形態４＞
実施の形態１〜３におけるタッチスクリーン付き基板においては、ムラを改善する視線方向を水平方向即ち使用者の左右方向（Φ＝０°）に限定して説明を行った。タッチパネル機能が重視される用途や、１人の使用者が使用する用途などでは、このような限定が効果的である。一方、例えばテレビなどにタッチパネル機能を持たせる場合には、所定の方向のみでなく広い視野において、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率を単調に変化するようにし、ムラを改善することが望ましい。
<
In the substrates with a touch screen in the first to third embodiments, the description was made by limiting the line-of-sight direction for improving unevenness to the horizontal direction, that is, the left-right direction of the user (Φ = 0 °). Such a limitation is effective in applications where the touch panel function is important and applications used by a single user. On the other hand, for example, when a touch panel function is provided in a television or the like, the transmittance of the
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１においては、ムラを改善する方向（即ち図１のｒ方向）を水平方向即ち使用者の左右方向（Φ＝０°）に限定せず、任意の方向とする。
In the
広い視野でのムラの改善とは、所定のｒ方向（例えばΦ＝０°）のみでなく、複数のｒ方向でのムラの改善を示す。視線方向の角度が非常に大きい角度の範囲であることを示す、いわゆる広視野角という用語とは区別する。広視野角ではなくても、必要な視線方向の角度範囲Θｄ内で、複数のｒ方向でのムラの改善が達成できれば、より視認性を向上させることができる。 Improvement of unevenness in a wide field of view indicates improvement of unevenness in a plurality of r directions as well as a predetermined r direction (for example, Φ = 0 °). It is distinguished from the term “so-called wide viewing angle”, which indicates that the angle of gaze direction is in a very large angle range. Even if the viewing angle is not wide, the visibility can be further improved if the unevenness in a plurality of r directions can be improved within the required angular range Θ d in the viewing direction.
実施の形態１（図１）で定義した様に、任意のｒ方向を選択し、ｘ方向（即ち使用者の左右方向）となす角度をΦとする。例えば、Φ＝０°の場合、ｒ方向は使用者の左右方向であり、Φ＝９０°の場合、ｒ方向は使用者の上下方向となる。ただし、０°≦Φ≦１８０°とし、この範囲（第１〜第２象限）以外であれば、この範囲に折り返すものとする。 As defined in the first embodiment (FIG. 1), an arbitrary r direction is selected, and an angle formed with the x direction (that is, the left and right direction of the user) is Φ. For example, when Φ = 0 °, the r direction is the left / right direction of the user, and when Φ = 90 °, the r direction is the user's vertical direction. However, 0 ° ≦ Φ ≦ 180 °, and if it is outside this range (first to second quadrants), it will be folded back into this range.
以下で、Φ≠０°の場合における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法について説明する。まず、使用者または観察者が方向ｒに沿った視線方向で表示領域を見込む視線方向角度の最大値Θｄ（Φ）を設定する。
Hereinafter, a design method of the
以下で、Θｄ（Φ）を設定する方法について説明する。表示装置の表示領域の左右方向の長さをＷ、上下方向の長さをＨとする。例えば、１人の使用者が表示装置の表示領域の中央から伸びる法線上で、正面を向いて、視距離Ｌで表示領域を見る場合は、Θｄ（Φ）は数１６のように設定ことができる。なお、数１６において、｜・｜は絶対値をとることを示す。
Hereinafter, a method for setting Θ d (Φ) will be described. The horizontal length of the display area of the display device is W, and the vertical length is H. For example, when one user looks at the display area at a viewing distance L on the normal line extending from the center of the display area of the display device, Θ d (Φ) should be set as Can do. In
Θｄ（Φ）を設定する別の方法について説明する。Θｄ（０°）とΘｄ（９０°）が具体的に設定できる場合には、数１７のようにΘｄ（Φ）を設定することができる。これは、サブ画素の形状が、左右方向に平行な辺と上下方向に平行な辺を持つ矩形である場合において、全てのｒ方向において、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率が単調に変化し、ムラが視認されなくなる条件である。
Another method for setting Θ d (Φ) will be described. When Θ d (0 °) and Θ d (90 °) can be specifically set, Θ d (Φ) can be set as in
ただし，数１７でΘｄ（Φ）が計算上９０°を超える場合は９０°とする。ここで，サブ画素の形状とは，開口部５の内部に同一の手順で，例えば，開口部５の重心，点を取り，複数の開口部の複数の点が結ぶ辺を持つ多角形のうち，画素の周期構造の方向に平行な辺を持つ，最少の面積を持つ多角形の形状である。例えば，図１の開口部５の配置であれば，サブ画素の形状は矩形である。
However, when Θ d (Φ) exceeds 90 ° in calculation in
Θｄ（０°）とΘｄ（９０°）は、例えば、人間の視野角特性から、有効視野は左右方向で３０°（正面から測ると左右各１５°）、上下方向で２０°（正面から測ると上下各１０°）である。また、人間の安定注視野は左右方向で６０°〜９０°（正面から測ると左右各３０°〜４５°）、上下方向で４５°〜７０°（正面から測ると上下各２２．５°〜３５°）であるので、これら有効視野もしくは安定注視野の値を基にΘｄ（Φ）を設定しても良い。
[Theta] d (0 °) and Θ d (90 °), for example, from a human viewing angle characteristics, the effective field of
人の有効視野内で表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率が単調に変化するようにし、ムラを視認させない場合は、Θｄ（０°）＝１５°、Θｄ（９０°）＝１０°と設定すればよい。また、人の安定注視野内でムラを視認させない場合は、Θｄ（０°）＝３０°、Θｄ（９０°）＝２２．５°もしくはΘｄ（０°）＝４５°、Θｄ（９０°）＝３５°と設定すればよい。なお、上述のΘｄ（Φ）の設定方法は一例であり、他の方法でΘｄ（Φ）を設定しても良い。
In the case where the transmittance of the
次に、設定したΘｄ（Φ）を数１８に代入して、透明基板２の厚みｄの上限値を求める。この上限値の範囲内でｄを設定することにより、先に設定したΘｄ（Φ）を満たす表示装置用タッチスクリーン付き基板１を設計することができる。
Next, the set Θ d (Φ) is substituted into
数１８において、ｍｉｎはΦについて［・］内の最小値を取ることを示す。ただし、ｐ（Φ）が定義できない（ｐ（Φ）を測る方向ｒの直線状に開口部５が１つ以下しか乗らない）Φについては無視をする。
In
数１８に基づいて設計され製造された表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、ΘＭＡＸ（Φ）を測定すると、透明基板２の厚さｄは、数１９を満たす。
In the
数１８に基づいてｄの上限値を求める場合、全てのΦについて、Θｄ（Φ）が設定されているとは限らないので、数１８が厳密に評価できない場合がある。その場合は、数１８に代わるｄの上限値の簡単な設定方法として、Φに関わらずΘｄ（Φ）を一定値としても良い（Θｄ（Φ）＝Θ０）。この場合、数１８は数２０となり、ｐ（Φ）が最小となるΦを考えればよい。数２０において、ｐ（Φ）が最小となるΦをΦｓと定義する。なお、例えば、サブ画素の配置として縦ストライプ（図７（ａ））を採用した場合は、Φｓ＝０°となる。
When obtaining the upper limit value of d based on
特に、数２０において、Θ０＝９０°とすれば、式２１となる。数２１の上限値の範囲内で透明基板２の厚さｄを設定すれば、Φについて全角度、即ちｒ方向について全方向で表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率が単調に変化するようにでき、ムラが視認されなくなる。
In particular, in
なお、数２０において、ｐ（Φ）が最小となるΦをΦｓと定義して、Θｄ（Φｓ）＝Θｄｓと設定し、Θ０＝Θｄｓとしてもよい。これは、例えば、サブ画素配列が縦ストライプ（図７（ａ））のように異方性がある場合、数１８の右辺は、Φ＝Φｓにおいて最小となるからである。
In
数１８が厳密に評価できない場合の、ｄの上限値の別の簡単な設定方法について説明する。ｐ（Φ）が最小値を取るΦをΦｓと定義し、また、ｐ（Φ）が最小値に次いで２番目の極小値を取るΦをΦｓ２と定義する。本実施の形態では、広い視野でのムラの改善を重視するため、Θｄ（Φ）のΦ依存性は小さいと仮定する。よって、数１８の右辺でｍｉｎ［・］を評価する際に、ΦｓとΦｓ２についてのみ評価すれば十分である。例えば、図１の様に、開口部５がおおよそ矩形であれば、その矩形の短辺に平行な方向とｘ方向のなす角度がΦｓ、長辺方向に平行な方向とｘ方向のなす角度がΦｓ２となる。つまり、数１８は、数２２になる。
Another simple setting method of the upper limit value of d when
ここで、設計者がΘｄ（Φｓ）とΘｄ（Φｓ２）を設定した際の、両方を満足させるための透明基板２の厚さｄと、ｐ（Φｓ）、ｐ（Φｓ２）の関係を考える。
Here, when the designer sets Θ d (Φ s ) and Θ d (Φ s2 ), the thickness d of the
まず、数２３のように関数ｆ（Φ）を定義する。これは、角度Φの方向ｒのみでタッチスクリーンの透過率が単調に変化するようにして、ムラを改善するときの、ｄ／ｐ（Φ）の上限値である。 First, a function f (Φ) is defined as shown in Equation 23. This is the upper limit value of d / p (Φ) when the unevenness is improved by changing the transmittance of the touch screen monotonously only in the direction r of the angle Φ.
異なる２つの任意の方向ｒがｘ方向となす角度として、ΦｈとΦｖを定義し、Θｄｈ＝Θｄ（Φｈ）、Θｄｖ＝Θｄ（Φｖ）、ｐｈ＝ｐ（Φｈ）、ｐｖ＝ｐ（Φｖ）と表す。すると、ｆ（Φｈ）／ｆ（Φｖ）は、透明基板２の厚さｄを一定としたときに、開口部５の間隔の比ｐｖ／ｐｈとなる。図８に、透明基板２の屈折率ｎを１．５としたときのｆ（Φｈ）／ｆ（Φｖ）の計算結果を示す。
Φ h and Φ v are defined as angles formed by two different arbitrary directions r and the x direction, and Θ dh = Θ d (Φ h ), Θ dv = Θ d (Φ v ), and ph = p (Φ h ), p v = p (Φ v ). Then, f (Φ h) / f (Φ v) is when a constant thickness d of the
図８において、等高線に３，２，１，１／２，１／３とラベルした。これは、ｆ（Φｈ）／ｆ（Φｖ）が、ラベルされた値で一定となる曲線である。つまり、開口部５の間隔の比ｐｖ／ｐｈがラベルされた値で一定な開口部５の配列で可能なΘｄｈとΘｄｖの組合せを表す。図８において、ΦｈとΦｖは任意の角度であるため、入換えてもまったく同じ結果となる。つまり、図８における３と１／３でラベルされた等高線および２と１／２でラベルされた等高線は、ｆ（Φｈ）／ｆ（Φｖ）＝１の等高線に対して対称となる。
In FIG. 8, the contour lines are labeled 3, 2, 1, 1/2, and 1/3. This is a curve where f (Φ h ) / f (Φ v ) is constant at the labeled value. That represents a combination of theta dh and theta dv possible sequences of
例えば、図８の破線部で示す様に、３とラベルされた等高線は、おおよそΘｄｈ＝２０°，Θｄｖ＝６０°を通ることがわかる。 For example, as shown by the broken line in FIG. 8, it can be seen that the contour line labeled 3 passes approximately Θ dh = 20 ° and Θ dv = 60 °.
これは、Θｄｈ＝２０°を満たすようにｄ／ｐｈを設定すると、自動的にΘｄｖ＝２０°が満たされることを意味している。図８の破線部の等高線を、Θｄｈが大きくなる、つまりｄ／ｐｈが小さくなる方向に辿ると、おおよそΘｄｈ＝２５°，Θｄｖ＝９０°を通り、角度Φｖの方向に沿った視線方向でムラが発生しなくなる。これ以上ｄ／ｐｈを小さくすると、Θｄｈは大きくなるが、角度Φｖの方向に沿った視線方向でムラが発生しなくなる状況には変化がない。「３」を「１／３」とし、添え字のｈとｖを入れ換えても同じことである。 This means that when d / ph is set to satisfy Θ dh = 20 °, Θ dv = 20 ° is automatically satisfied. The contours of the broken line portion of FIG. 8, theta dh increases, i.e. when the traced direction d / p h decreases approximately theta dh = 25 °, through the theta dv = 90 °, along the direction of an angle [Phi v Unevenness does not occur in the line of sight. The smaller the more d / p h, Θ dh increases, but no change in the situation in which non-uniformity in viewing direction along the direction of an angle [Phi v is not generated. The same is true if “3” is changed to “1/3” and the subscripts h and v are interchanged.
ΦｈとΦｖのうち、一方をΦｓ、他方をΦｓ２とすると、上述した図８についての説明は、設計者がΘｄ（Φｓ）とΘｄ（Φｓ２）を設定した際の、両方を満足させるための透明基板２の厚さｄと、ｐ（Φｓ）、ｐ（Φｓ２）の関係に読み替えることができる。
Of [Phi h and [Phi v, one of the [Phi s, when the other is referred to as [Phi s2, the description of FIG. 8 described above, designer Θ d (Φ s) and Θ d (Φ s2) at the time of setting the The relationship between the thickness d of the
例えば，図７（ａ）に示した様な縦ストライプサブ画素配列の場合、ΦｈがΦｓ（＝０°、即ち左右方向）に対応し、ΦｖがΦｓ２（＝９０°、即ち上下方向）に対応する。この場合、ｐｖ/ｐｈ＝３の等高線を辿ればよく、実施の形態１で述べたように、人の有効視野に基づいてΘｄ（Φｓ）＝Θｄｈ＝１５°となるようにｄを設定すると、Θｄ（Φｓ２）＝Θｄｖ＝４５°となり、上下方向でも人の有効視野２０°（正面から測ると上下各１０°）以上の広い範囲でムラが発生しなくなる。また、同様に人の安定注視野に基づいてΘｄ（Φｓ）＝Θｄｈ＝１５°となるようにｄを設定すると、Θｄ（Φｓ２）＝Θｄｖ＝９０°となり、上下方向でムラが発生しなくなる。 For example, in the case of the vertical stripe sub-pixel arrangement as shown in FIG. 7A, Φ h corresponds to Φ s (= 0 °, that is, left-right direction), and Φ v is Φ s2 (= 90 °, that is, upper and lower). Direction). In this case, it is sufficient to follow the contour line of p v / p h = 3, and as described in the first embodiment, Θ d (Φ s ) = Θ dh = 15 ° based on the effective visual field of the person. When d is set, Θ d (Φ s2 ) = Θ dv = 45 °, and even in the vertical direction, unevenness does not occur in a wide range of 20 ° or more effective human visual field (up and down 10 ° when measured from the front). Similarly, if d is set so that Θ d (Φ s ) = Θ dh = 15 ° based on the stable gaze of the person, Θ d (Φ s2 ) = Θ dv = 90 °, and in the vertical direction Unevenness does not occur.
以上、図８を用いて、設計者がΘｄ（Φｓ）とΘｄ（Φｓ２）を設定した際の、両方を満足させるための透明基板２の厚さｄと、ｐ（Φｓ）、ｐ（Φｓ２）の関係について、図の読み方を例を挙げて説明した。図８からは，以下の２つのことが読み取れる。
As described above, with reference to FIG. 8, when the designer sets Θ d (Φ s ) and Θ d (Φ s2 ), the thickness d of the
第１に、縦ストライプ（図７（ａ））のような異方性の大きいサブ画素配列の場合、Φｓ＝０°，Φｓ２＝９０°である。大きいΘｄ（Φｓ）を満たすようにｄを設定すれば、十分大きいΘｄ（Φｓ２）を得ることができる。一方、Θｄ（Φｓ２）＝９０°を満たすようにｄを設定しても、Θｄ（Φｓ）は２５°程度しか得る事が出来ず、Θｄ（Φｓ）をより大きくとるためには、ｄをより薄くする必要がある。なお、サブ画素の配列が横ストライプ（図７（ｃ））の場合は、上の説明において、添え字のｓとｓ２を入れ換えればよい。 First, in the case of a sub-pixel array having a large anisotropy such as a vertical stripe (FIG. 7A), Φ s = 0 ° and Φ s2 = 90 °. If d is set so as to satisfy a large Θ d (Φ s ), a sufficiently large Θ d (Φ s2 ) can be obtained. On the other hand, setting the d to satisfy Θ d (Φ s2) = 90 °, Θ d (Φ s) is not able to obtain only about 25 °, Θ d (Φ s ) to take greater In this case, it is necessary to make d thinner. When the sub-pixel arrangement is a horizontal stripe (FIG. 7C), the subscripts s and s2 may be replaced in the above description.
第２に、異方性が小さい、望ましくはｐ（Φｓ）＝ｐ（Φｓ２）であるサブ画素配列（例えば図７（ｂ））であれば、図８において１のラベルの等高線が対応する。つまり、同じｄでΘｄ（Φｓ）とΘｄ（Φｓ２）がおおよそ等しくなるので、広い視野でのムラの改善が非常に重視されるディスプレイに有利である。
Second, in the case of a sub-pixel array (for example, FIG. 7B) in which the anisotropy is small, preferably p (Φ s ) = p (Φ s2 ), the contour line of the
以上から、本実施の形態の目的である，広い視野での利用が想定されるディスプレイにタッチパネル機能を持たせることが要求される場合、表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、異方性が小さい、望ましくは図７（ｃ）の様に開口部５の形状が正方形であるサブ画素配列を有することが望ましい。
From the above, when it is required to provide a touch panel function to a display that is expected to be used in a wide field of view, which is the object of this embodiment, the substrate with a touch screen for
一方，異方性の大きいサブ画素配列を持つ表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、実施の形態１で述べたような使用者の位置や画面を見込む視線角度Θの想定がある程度可能な用途に向いている。
On the other hand, the
数２１に基づいて透明基板２の厚さｄの上限値を設定する場合、異なる２方向（角度Φｓ，Φｓ２）のみを考慮する。それ以外の方向は、Θｄ（Φ）のΦ依存性は小さい仮定して考慮していない。しかし、一般にテレビやモニタの視野角の仕様が左右方向と上下方向で示されるように、視線を移動させる方向として、主要な２方向を考慮すれば、実用上十分である。
When setting the upper limit value of the thickness d of the
また、開口部５の形状が矩形であれば、その矩形の短辺に平行な方向が角度Φｓ方向であり、長辺方向に平行な方向がΦｓ２方向であり、表示領域９も矩形となる。また、角度Φｓ方向、角度Φｓ２方向の一方が左右方向に平行になり、もう一方が上下方向と平行になるため、数２１による透明基板２の厚さｄの上限値の制限は、実用上十分な制限となっている。
If the shape of the
例えば、人の有効視野は左右方向で３０°（正面から測ると左右各１５°）、上下方向で２０°（正面から測ると上下各１０°）である。開口部５の形状が、左右方向と上下方向に辺が平行なおおよその矩形であり、角度Φｓが左右方向に対応し、角度Φｓ２が上下方向に対応する場合、Θｄ（Φｓ＝０°）を１５°、Θｄ（Φｓ２＝９０°）を１０°と設定すると、少なくとも人の有効視野内で、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率が単調に変化し、ムラが改善できる。このように、Θｄ（Φｓ＝０°）とΘｄ（Φｓ２＝９０°）を設定して、数２１に基づいてｄの上限値を求めて、表示装置用タッチスクリーン付き基板１を設計し製造した場合、表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、ΘＭＡＸ（Φ＝０°）は少なくとも１５°以上となり、ΘＭＡＸ（Φ＝９０°）は少なくとも１０°以上となる。
For example, the effective visual field of a person is 30 ° in the left-right direction (15 ° left and right when measured from the front) and 20 ° in the vertical direction (10 ° up and down each when measured from the front). When the shape of the
また、人の安定注視野は左右方向で６０°〜９０°（正面から測ると左右各３０°〜４５°），上下方向で４５°〜７０°（正面から測ると上下各２２．５°〜３５°）であるため、Θｄ（Φｓ＝０°）＝４５°，Θｄ（Φｓ２＝９０°）＝３５°と置くと、数２２は数２４になる。この条件を満たすように透明基板２の厚さｄを設計することにより、安定注視野内でムラが改善できる。
In addition, the stable visual field of human eyes is 60 ° to 90 ° in the left-right direction (30 ° to 45 ° left and right when measured from the front) and 45 ° to 70 ° in the vertical direction (from 22.5 ° up and down when measured from the front). 35), Θ d (Φ s = 0 °) = 45 ° and Θ d (Φ s2 = 90 °) = 35 ° are satisfied , so that Equation 22 becomes Equation 24. By designing the thickness d of the
以上で説明したように、数１８で定まる透明基板２の厚さｄの上限値以下に、ｄを設定すると、全ての角度Φに沿った視線方向において、表示領域を見込む視線方向角度Θｄ（Φ）の範囲内で、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の透過率は単調に変化し、ムラは視認されなくなる。数１８の適用が困難であれば、数２２でも構わない。
As described above, when d is set to be equal to or less than the upper limit value of the thickness d of the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、オンセル型のタッチスクリーンに使用される基板であり、表示素子駆動回路と検出用配線３の距離を、これらの間に配置する透明基板２により大きく取れるため、電磁ノイズの問題が軽減される。
Further, the
＜効果＞
本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板１であって、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板２を備え、透明基板２の背面には、画像光を通す開口部５を周期的に形成するために、開口部５を除く領域に、画像光を遮る遮光部４が周期的に形成され、透明基板２の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線３が、遮光部４と平面視で重なり、かつ遮光部４の幅よりも狭く形成され、透明基板２の屈折率をｎとし、透明基板２の厚さをｄとし、透明基板２を空間に配置したとき、透明基板２面に沿った任意の方向ｒが空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける開口部５の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板２の前面側から透明基板２を臨む視線が、方向ｒに沿って移動されときの、視線の方向と、透明基板２面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、視線の方向へ画像光が、遮光部４の影響を受けない角度の最大値をΘＭＡＸ（Φ）とし、ｄは数１９を満たすことを特徴とする。
<Effect>
A
従って、使用者が、透明基板２面に沿った任意の方向ｒに沿って視線を動かしたとき、視線方向角度Θ（Φ）がΘＭＡＸ（Φ）を超えない範囲で、使用者にムラが視認されないため、使用者が視認する画像の品質を向上させることが可能である。また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、オンセル方式であり、表示素子駆動回路と検出用配線３の距離を、これらの間に配置する透明基板２により大きく取れるため、電磁ノイズの問題が軽減される。
Therefore, when the user moves his / her line of sight along an arbitrary direction r along the surface of the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法は、タッチスクリーンが前面に一体化された表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法であって、表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板２を備え、透明基板２の背面には、画像光を通す開口部５を周期的に形成するために、開口部５を除く領域に、画像光を遮る遮光部４が周期的に形成され、透明基板２の前面には、タッチスクリーン用の検出用配線３が、遮光部４と平面視で重なり、かつ遮光部４の幅よりも狭く形成され、透明基板２の屈折率をｎとし、透明基板２の厚さをｄとし、透明基板２を空間に配置したとき、透明基板２面に沿った任意の方向ｒが空間の水平方向となす角度をΦとし、方向ｒにおける開口部５の配置間隔をｐ（Φ）とし、透明基板２の前面側から透明基板２を臨む視線が、方向ｒに沿って移動されたときの、視線の方向と、透明基板２面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、Θ（Φ）について所望の最大値Θｄ（Φ）を設定する工程（ａ）と、Θｄ（Φ）、ｎおよびｐ（Φ）を数１８に代入する工程（ｂ）と、工程（ｂ）の後に、数１８に基づいて前記ｄの上限値を設定する工程（ｃ）とを備える。
Further, the design method of the
従って、数１８に基づいて、透明基板２の厚みｄの上限値を設定して、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計を行うことにより製造される表示装置用タッチスクリーン付き基板１において、使用者が透明基板２面に沿った任意の方向ｒに沿って視線を動かしたとき、視線方向角度Θ（Φ）が少なくともΘｄ（Φ）を超えない範囲で、使用者にムラが視認されないため、使用者が視認する画像の品質を向上させることが可能である。
Accordingly, the upper limit value of the thickness d of the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法において、前述した工程（ａ）は、Φ＝０°のときの所望の最大値Θｄ（Φ＝０°）およびΦ＝９０°のときの所望の最大値Θｄ（Φ＝９０°）を設定する工程と、Θｄ（Φ＝０°）およびΘｄ（Φ＝９０°）を数１７に代入して、数１７に基づいてΘｄ（Φ）を設定する工程とを備える。
In the method for designing the substrate with a touch screen for
従って、設計者がΘｄ（Φ＝０°）とΘｄ（Φ＝９０°）だけを設定すれば、数１７に基づいて、他の角度ΦにおけるΘｄ（Φ）を設定することができるため、設計上の利便性が向上する。
Therefore, if the designer sets only Θ d (Φ = 0 °) and Θ d (Φ = 90 °), Θ d (Φ) at another angle Φ can be set based on
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法において、設計者が、Θｄ（Φ＝０°）を１５°以上、かつΘｄ（Φ＝９０°）を１０°以上と設定することを特徴とする。
Further, in the design method of the
従って、Θｄ（Φ＝０°）を１５°以上、かつΘｄ（Φ＝９０°）を１０°以上に設定し、数１７に基づいて、他の角度ΦにおけるΘｄ（Φ）を設定する。このようにΘｄ（Φ）を設定を行うことにより製造される表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、ΘＭＡＸ（Φ＝０°）が１５°以上かつΘＭＡＸ（Φ＝９０°）が１０°以上となるため、使用者の有効視野内の全ての角度Φについて、ムラが視認されることを防止することができる。
Thus, Θ d (Φ = 0 ° ) to 15 ° or more, and theta d a (Φ = 90 °) is set more than 10 °, based on the
また、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法において、ｐ（Φ）が最小値をとるΦをΦｓとし、ｐ（Φ）が前記最小値の次に小さい極小値をとるΦをΦｓ２とし、前述した工程（ａ）は、Φ＝ΦｓのときのΘｄ（Φ＝Φｓ）と、Φ＝Φｓ２のときのΘｄ（Φ＝Φｓ２）を設定する工程を備え、前述した工程（ｂ）および（ｃ）において、数１８に代えて数２２に基づいて、ｄの上限値を設定することを特徴とする。
In the design method of the
従って、上述の設計方法により設計された表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、使用者が任意の方向ｒに沿って視線を動かしたときに、少なくともΘｄ（Φ＝Φｓ）もしくはΘｄ（Φ＝Φｓ２）を超えない視線方向角度において、ムラが視認されることを防止することができる。よって、本実施の形態における表示装置用タッチスクリーン付き基板１の設計方法は、広い視野でのムラの視認防止が要求される表示装置用タッチスクリーン付き基板１を設計するのに適した設計方法である。
Therefore, the
＜実施の形態５＞
実施の形態１〜４では、表示装置用タッチスクリーン付き基板１について説明した。本実施の形態では，この表示装置用タッチスクリーン付き基板１を搭載したタッチスクリーン付き表示装置について説明する。
<
In the first to fourth embodiments, the
図２に、表示装置用タッチスクリーン付き基板１を搭載したタッチスクリーン付き表示装置の断面図を示す。表示装置用タッチスクリーン付き基板については、実施の形態１〜４で説明したため、説明を省略する。表示装置用タッチスクリーン付き基板１に対向するように使用者とは反対側に画像光を生成する画像光生成層８が配置される。画像光生成層８は、表示媒体７と裏面基板６を備える。裏面基板６には、表示媒体７を制御する表示装置駆動回路（図示せず）が形成される。なお、表示装置駆動回路は、透明基板２の裏面側に形成されてもよい。表示媒体７とは、表示素子からの出射光を能動的に制御する媒体で、例えば、ＬＣＤなら液晶、ＰＤＰならプラズマを発生するための封入ガス、ＥＬディスプレイなら発光層である。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a display device with a touch screen on which the
また、画像光生成層８は、必要に応じて、バックライトのような光源や、偏光板のような受動的な光量調整用の光学素子を備えてもよい。その他、一般的な表示装置に使用される部材や回路などを備えても良い。
Further, the image
＜効果＞
本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、実施の形態１〜４いずれかに記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板１と、表示装置用タッチスクリーン付き基板１の背面に配置される画像光生成層とを備える。
<Effect>
The display device with a touch screen in the present embodiment is a
従って、以上で説明したように、本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、実施の形態１〜４のいずれかで説明した表示装置用タッチスクリーン付き基板１を有するため、実施の形態１〜４のいずれかで述べた効果を得ることが可能である。
Therefore, as described above, the display device with a touch screen in the present embodiment includes the
＜実施の形態６＞
実施の形態５では，表示装置用タッチスクリーン付き基板１を備えるタッチスクリーン付き表示装置について説明した。本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、実施の形態５におけるタッチスクリーン付き表示装置に対して、タッチパネルの機能をさらに備える。
<
In the fifth embodiment, the display device with a touch screen provided with the
具体的には、本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、実施の形態５におけるタッチスクリーン付き表示装置に対して、フレキシブルプリント基板と、コントローラ基板とをさらに備える。 Specifically, the display device with a touch screen in the present embodiment further includes a flexible printed circuit board and a controller board, compared to the display device with a touch screen in the fifth embodiment.
表示装置用タッチスクリーン付き基板１の各端子部１２，１５に、フレキシブルプリント基板の対応する端子が、例えば異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：ＡＣＦ）などによって実装されている。このフレキシブルプリント基板を介して，表示装置用タッチスクリーン付き基板１の検出用配線３と、コントローラ基板とが電気的に接続されることによって、表示装置用タッチスクリーン付き基板１は、タッチパネルとして機能する。
The corresponding terminals of the flexible printed circuit board are mounted on each of the
コントローラ基板は、タッチスクリーンを駆動するタッチスクリーン駆動回路、即ち駆動装置と、タッチ位置を検出する検出装置と、検出したタッチ位置を外部に出力する出力装置とを備える。 The controller board includes a touch screen drive circuit that drives the touch screen, that is, a drive device, a detection device that detects a touch position, and an output device that outputs the detected touch position to the outside.
タッチスクリーン駆動回路は、各行方向束配線および各列方向束配線と、検出装置との接続を順次高速で切り替える。検出装置、即ち検出処理回路は、信号電圧の印加によって検出用列配線３１もしくは検出用行配線３２と指などの指示体との間に形成される静電容量から成るタッチ容量の検出を行う。また、この検出結果に基づいて、指示体のタッチ位置の表示装置用タッチスクリーン付き基板１上におけるタッチ位置の算出処理を行う。
The touch screen drive circuit sequentially switches the connection between each row-direction bundle wiring and each column-direction bundle wiring and the detection device at high speed. A detection device, that is, a detection processing circuit, detects a touch capacitance including a capacitance formed between the
検出処理回路には、例えば投影型静電容量方式の検出方法を採用する。また、出力装置は、外部接続端子であり、検出処理回路によるタッチ座標の算出処理の結果を外部の処理装置に出力する。 For the detection processing circuit, for example, a detection method using a projected capacitance method is employed. The output device is an external connection terminal, and outputs the result of the touch coordinate calculation processing by the detection processing circuit to an external processing device.
なお、コントローラ基板上に備わる駆動装置および検出処理回路は、コントローラ基板上ではなく、透明基板２上に直接形成してもよい。
The driving device and the detection processing circuit provided on the controller substrate may be directly formed on the
＜効果＞
本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、タッチスクリーンを駆動する駆動装置と、タッチ位置を検出する検出装置と、検出した前記タッチ位置を出力する出力装置とをさらに備える。
<Effect>
The display device with a touch screen in the present embodiment further includes a drive device that drives the touch screen, a detection device that detects a touch position, and an output device that outputs the detected touch position.
従って、本実施の形態におけるタッチスクリーン付き表示装置は、実施の形態１〜４のいずれかにおけるタッチスクリーン付き基板を備えるため、実施の形態１〜４のいずれかで述べた効果を得ることが可能である。
Therefore, the display device with a touch screen in the present embodiment includes the substrate with a touch screen in any of
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
１ 表示装置用タッチスクリーン付き基板、２ 透明基板、３ 検出用配線、４ 遮光部、５ 開口部、６ 裏面基板、７ 表示媒体、８ 画像光生成層、１０，１３ 接続部、１１，１４ 接続線、１２，１５ 端子部、１６ 交差部分、１７ 絶縁層、１８ 平坦化膜、３１ 検出用列配線、３２ 検出用行配線。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板を備え、
前記透明基板の背面には、前記画像光を通す開口部を周期的に形成するために、前記開口部を除く領域に、前記画像光を遮る遮光部が周期的に形成され、
前記透明基板の前面には、前記タッチスクリーン用の検出用配線が、前記遮光部と平面視で重なり、かつ前記遮光部の幅よりも狭く形成され、
前記透明基板の屈折率をｎとし、
前記透明基板の厚さをｄとし、
前記透明基板を空間に配置したとき、前記透明基板面に沿った任意の方向ｒが前記空間の水平方向となす角度をΦとし、
前記方向ｒにおける前記開口部の配置間隔をｐ（Φ）とし、
前記透明基板の前面側から前記透明基板を臨む視線が、前記方向ｒに沿って移動されたときの、前記視線の方向と、前記透明基板面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、
前記視線の方向への画像光が、前記遮光部の影響を受けない角度の最大値をΘＭＡＸ（Φ）とし、
前記ｄは数１を満たすことを特徴とする、
Comprising a transparent substrate disposed in front of an image light generation layer for generating image light;
On the back surface of the transparent substrate, in order to periodically form openings through which the image light passes, light shielding portions that block the image light are periodically formed in areas other than the openings.
On the front surface of the transparent substrate, the detection wiring for the touch screen is formed so as to overlap the light shielding portion in plan view and narrower than the width of the light shielding portion,
The refractive index of the transparent substrate is n,
The thickness of the transparent substrate is d,
When the transparent substrate is arranged in a space, Φ is an angle between an arbitrary direction r along the transparent substrate surface and the horizontal direction of the space,
An arrangement interval of the openings in the direction r is p (Φ),
An angle formed between the direction of the line of sight and the direction perpendicular to the transparent substrate surface when the line of sight facing the transparent substrate from the front side of the transparent substrate is moved along the direction r is Θ (Φ )age,
The maximum value of the angle at which the image light in the direction of the line of sight is not affected by the light shielding portion is Θ MAX (Φ),
The d satisfies the equation (1),
前記ｄは数１に代えて数２を満たすことを特徴とする、
The d satisfies the formula 2 instead of the formula 1,
請求項１に記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板。 The arbitrary direction r is the horizontal direction of the space, and d is defined by the equation 1 when the Θ MAX (Φ = 0 °) is 15 ° or more.
The substrate with a touch screen for a display device according to claim 1.
請求項１に記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板。 The arbitrary direction r is a horizontal direction of the space, and d is defined by the equation 1 when the Θ MAX (Φ = 0 °) is 90 °.
The substrate with a touch screen for a display device according to claim 1.
請求項４に記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板。 In the horizontal direction of the space, the p (Φ) is minimum,
The substrate with a touch screen for display device according to claim 4.
請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板。 In the opening, the opening width in the horizontal direction is wider than the opening width in the vertical direction, or the opening width in the vertical direction is equal to the opening width in the horizontal direction.
A substrate with a touch screen for a display device according to claim 1.
前記表示装置用タッチスクリーン付き基板の背面に配置される、画像光を生成する画像光生成層と、
を備える、
タッチスクリーン付き表示装置。 A substrate with a touch screen for a display device according to any one of claims 1 to 6,
An image light generation layer for generating image light, which is disposed on the back surface of the substrate with a touch screen for display device;
Comprising
Display device with touch screen.
タッチ位置を検出する検出装置と、
検出した前記タッチ位置を出力する出力装置と、
をさらに備える、
請求項７に記載のタッチスクリーン付き表示装置。 A driving device for driving the touch screen;
A detection device for detecting a touch position;
An output device for outputting the detected touch position;
Further comprising
The display device with a touch screen according to claim 7.
前記表示装置用タッチスクリーン付き基板は、
画像光を生成する画像光生成層の前面に配置される透明基板を備え、
前記透明基板の背面には、前記画像光を通す開口部を周期的に形成するために、前記開口部を除く領域に、前記画像光を遮る遮光部が周期的に形成され、
前記透明基板の前面には、前記タッチスクリーン用の検出用配線が、前記遮光部と平面視で重なり、かつ前記遮光部の幅よりも狭く形成され、
前記透明基板の屈折率をｎとし、
前記透明基板の厚さをｄとし、
前記透明基板を空間に配置したとき、前記透明基板面に沿った任意の方向ｒが前記空間の水平方向となす角度をΦとし、
前記方向ｒにおける前記開口部の配置間隔をｐ（Φ）とし、
前記透明基板の前面側から前記透明基板を臨む視線が、前記方向ｒに沿って移動されたときの、前記視線の方向と、前記透明基板面に対して鉛直な方向がなす角度をΘ（Φ）とし、
（ａ）前記Θ（Φ）についての所望の最大値Θｄ（Φ）を設定する工程と、
（ｂ）前記Θｄ（Φ）、前記ｎおよび前記ｐ（Φ）を数３に代入する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、数３に基づいて前記ｄの上限値を設定する工程と、
表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法。 A method of designing a substrate with a touch screen for a display device in which a touch screen is integrated on the front surface,
The substrate with a touch screen for display device,
Comprising a transparent substrate disposed in front of an image light generation layer for generating image light;
On the back surface of the transparent substrate, in order to periodically form openings through which the image light passes, light shielding portions that block the image light are periodically formed in areas other than the openings.
On the front surface of the transparent substrate, the detection wiring for the touch screen is formed so as to overlap the light shielding portion in plan view and narrower than the width of the light shielding portion,
The refractive index of the transparent substrate is n,
The thickness of the transparent substrate is d,
When the transparent substrate is arranged in a space, Φ is an angle between an arbitrary direction r along the transparent substrate surface and the horizontal direction of the space,
An arrangement interval of the openings in the direction r is p (Φ),
An angle formed between the direction of the line of sight and the direction perpendicular to the transparent substrate surface when the line of sight facing the transparent substrate from the front side of the transparent substrate is moved along the direction r is Θ (Φ )age,
(A) setting a desired maximum value Θ d (Φ) for Θ (Φ);
(B) Substituting the Θ d (Φ), the n and the p (Φ) into Equation 3,
(C) after the step (b), setting an upper limit value of the d based on the equation (3);
A method for designing a substrate with a touch screen for a display device.
The arbitrary direction r is the horizontal direction Θ d (Φ = 0 °) is Θ d, and in the steps (b) and (c), the upper limit value of d is set based on Equation 4 instead of Equation 3. It is characterized by setting,
Φ＝０°のときの前記所望の最大値Θｄ（Φ＝０°）およびΦ＝９０°のときの前記所望の最大値Θｄ（Φ＝９０°）を設定する工程と、
前記Θｄ（Φ＝０°）および前記Θｄ（Φ＝９０°）を数５に代入して、数５に基づいて前記Θｄ（Φ）を設定する工程と、
請求項９に記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法。 The step (a)
Setting the desired maximum value Θ d (Φ = 0 °) when Φ = 0 ° and the desired maximum value Θ d (Φ = 90 °) when Φ = 90 °;
Substituting Θ d (Φ = 0 °) and Θ d (Φ = 90 °) into Equation 5, and setting Θ d (Φ) based on Equation 5,
The design method of the board | substrate with a touch screen for display apparatuses of Claim 9.
請求項１１に記載の表示装置用タッチスクリーン付き基板の設計方法。 The Θ d (Φ = 0 °) is set to 15 ° or more, and Θ d (Φ = 90 °) is set to 10 ° or more,
The design method of the board | substrate with a touch screen for display apparatuses of Claim 11.
前記ｐ（Φ）が前記最小値の次に小さい極小値をとるΦをΦｓ２とし、
前記工程（ａ）は、Φ＝Φｓのときの前記所望の最大値Θｄ（Φ＝Φｓ）およびΦ＝Φｓ２のときの前記所望の最大値Θｄ（Φ＝Φｓ２）を設定する工程を備え、
前記工程（ｂ）および（ｃ）において、前記数３に代えて数６に基づいて、前記ｄの上限値を設定することを特徴とする、
Φ s2 is defined as Φ where the p (Φ) takes the smallest minimum value next to the minimum value,
Wherein step (a), Φ = Φ s the setting a desired maximum value Θ d (Φ = Φ s2) when the desired maximum value Θ d (Φ = Φ s) and [Phi = [Phi s2 when the Comprising the steps of:
In the steps (b) and (c), the upper limit value of the d is set based on the equation 6 instead of the equation 3.
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