(57)【要約】【課題】タッチパネルと電気的に視野角を制御可能な視野角制御デバイスとが基板を共有するようにそれらを複合一体化する。【解決手段】光線方向制御タッチパネル装置は、上部透明基板と、下部透明基板と、前記下部透明基板の上面の１以上の下部光線方向制御電極と、前記上部透明基板の下面の複数のタッチパネル電極と、前記複数の下部光線方向制御電極と前記複数のタッチパネル電極とに挟まれ、それぞれが有色電気泳動粒子と分散材とを含む、複数の電気泳動素子と、制御部と、を含み、前記制御部は、前記複数のタッチパネル電極に、タッチ位置検出のための容量測定において駆動電位を供給し、前記複数のタッチパネル電極に与える駆動電位に応じて前記１以上の下部光線方向制御電極に対して駆動電位を供給し、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子の状態を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部透明基板と、
下部透明基板と、
前記下部透明基板の上面の１以上の下部光線方向制御電極と、
前記上部透明基板の下面の複数のタッチパネル電極と、
前記複数の下部光線方向制御電極と前記複数のタッチパネル電極とに挟まれ、それぞれが有色電気泳動粒子と分散材とを含む、複数の電気泳動素子と、
制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極に、タッチ位置検出のための容量測定において駆動電位を供給し、
前記複数のタッチパネル電極に与える駆動電位に応じて前記１以上の下部光線方向制御電極に対して駆動電位を供給し、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子の状態を制御する、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記制御部は、
狭視野角モードにおいて、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子を分散状態に維持し、
前記狭視野角モードにおいて、前記１以上の下部光線方向制御電極それぞれに、対向するタッチパネル電極と同電位を与える、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極に対して、同時に容量測定のための駆動電位を供給し、
前記１以上の下部光線方向制御電極それぞれに対して、対向するタッチパネル電極と同電位を与える、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記１以上の下部光線方向制御電極は、複数の下部光線方向制御電極であり、
前記複数の下部光線方向制御電極の各下部光線方向制御電極は、一つのみのタッチパネル電極と対向し、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極から、容量測定のための駆動電位を与えるタッチパネル電極を順次選択し、
前記複数の下部光線方向制御電極から、選択されている第１タッチパネル電極に対向する第１下部光線方向制御電極を選択して、前記第１タッチパネル電極に対する駆動電位と同じ電位を前記第１下部光線方向制御電極に供給する、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記制御部は、
広視野角モードにおいて、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子を凝集状態に維持し、
前記広視野角モードにおいて、前記１以上の下部光線方向制御電極それぞれに、対向するタッチパネル電極への駆動電位と一定電位差の電位を与える、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極に対して、同時に容量測定のための駆動電位を供給し、
前記１以上の下部光線方向制御電極それぞれに対して、対向するタッチパネル電極への駆動電位と一定電位差の電位を与える、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記１以上の下部光線方向制御電極は、複数の下部光線方向制御電極であり、
前記複数の下部光線方向制御電極の各下部光線方向制御電極は、一つのみのタッチパネル電極と対向し、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極から、容量測定のための駆動電位を与えるタッチパネル電極を順次選択し、
前記複数の下部光線方向制御電極から、選択されている第１タッチパネル電極に対向する第１下部光線方向制御電極を選択して、前記第１タッチパネル電極に対して一定電位差の電位を前記第１下部光線方向制御電極に供給する、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記上部透明基板の上面の複数の上部タッチパネル電極を含み、
前記制御部は、
前記上部透明基板の下面に形成されている前記複数のタッチパネル電極に駆動電位を与え、前記上部タッチパネル電極において容量を測定する、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記複数の電気泳動素子は、第１方向に延び、前記第１方向の垂直な第２方向に配列されており、
前記複数のタッチパネル電極及び前記複数の下部光線方向制御電極は、前記第１方向に延び、前記第２方向の配列されており、
各電気泳動素子は、一つのみのタッチパネル電極及び一つのみの下部光線方向制御電極に挟まれている、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記上部透明基板の上面に、前記第２方向に延び、前記第１方向に配列されている、複数の上部タッチパネル電極をさらに含む、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記上部透明基板の上面に形成されている複数の上部タッチパネル電極を含み、
前記上部透明基板の下面に形成されている前記複数のタッチパネル電極は、複数の下部タッチパネル電極であり、
前記複数の下部タッチパネル電極は、第１方向に延び、前記第１方向の垂直な第２方向に配列されており、
前記複数の上部タッチパネル電極は、前記第２方向に延び、前記第１方向に配列されており、
前記複数の下部タッチパネル電極及び前記複数の上部タッチパネル電極は、それぞれ、複数の電極片を連結した構成を有し、
前記複数の下部タッチパネル電極の数は、前記複数の上部タッチパネル電極の数よりも多い、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の光線方向制御タッチパネル装置であって、
前記１以上の下部光線方向制御電極は、複数の下部光線方向制御電極であり、
前記複数の電気泳動素子と対向する前記複数のタッチパネル電極のパターンと、前記複数の電気泳動素子と対向する前記複数の下部光線方向制御電極のパターンとは、一致する、
光線方向制御タッチパネル装置。
【請求項１３】
表示パネルと、
前記表示パネルの前側に配置された光線方向制御タッチパネル装置と、を含み、
前記光線方向制御タッチパネル装置は、
上部透明基板と、
下部透明基板と、
前記下部透明基板の上面の１以上の下部光線方向制御電極と、
前記上部透明基板の下面の複数のタッチパネル電極と、
前記複数の下部光線方向制御電極と前記複数のタッチパネル電極とに挟まれ、それぞれが有色電気泳動粒子と分散材とを含む、複数の電気泳動素子と、
制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記複数のタッチパネル電極に、タッチ位置検出のための容量測定において駆動電位を供給し、
前記複数のタッチパネル電極に与える駆動電位に応じて前記１以上の下部光線方向制御電極に対して駆動電位を供給し、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子の状態を制御する、
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光線方向制御タッチパネル装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット端末の普及にともなって、タッチパネルが操作性の良いユーザーインターフェースとして広く認知されてきている。タッチパネルは、様々な電子機器の表示部に搭載されるようになっている。また、スマートフォン、ＡＴＭ、航空機エンターテイメント用ディスプレイなどにおいて、利用者以外の者に表示内容を見えにくくするため、視野角制御デバイスが利用される。
【０００３】
表示パネル上に、タッチパネルと視野角制御デバイスを個別に搭載すると、それぞれの厚みで、表示装置の総厚が厚くなる。また、視野角制御デバイスをタッチパネルと表示パネルとの間に実装する構成においては、タッチパネルと表示パネルとの間の距離が大きくなり、操作がしにくくなる。さらに、表示装置における空気層との界面が多くなり、外光による表面反射で視認性が悪くなる。
【０００４】
特許文献１（特開２００９−８６８７５号公報）は、視野角制御可能なタッチパネルを開示している。具体的には、片側の面に電極が設けられた２枚の板状部材が、電極どうしが所定の間隔で互いに対向するように配置されたタッチパネル層と、２枚の板状部材の間に、複数のルーバ部材が所定の角度で取り付けられた視野角制御層と、を備え、タッチパネル層を構成する２枚の板状部材のうちの一方の板状部材が、視野角制御層を構成する２枚の板状部材のうちの一方の板状部材として用いられるタッチパネル、を開示する。
【０００５】
特許文献１の構成は、構成部品点数、接着層数、製造工程を減らすと共に、光の透過性に優れた薄型の視野角制御可能なタッチパネルを提供することができる。しかし、特許文献１のルーバ部材（視野角制御層）は、スタティックであり、視野角を動的に制御することはできない。
【０００６】
一方、特許文献２（特開２０１６−６２０９１号公報）は、電気泳動素子を利用することで、電気的に視野角を制御する光線方向制御デバイスを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８６８７５号公報
【特許文献２】特開２０１６−６２０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
タッチパネルと電気的に視野角を制御可能な視野角制御デバイスとを複合一体化し、それらが基板を共有することで、表示装置の厚みを薄くすると共に、視認性及びタッチパネル操作性の優れた表示装置を提供することができる。したがって、タッチパネルと電気的に視野角制御可能な視野角制御デバイスとが基板を共有するように、それらを複合一体化できる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様の光線方向制御タッチパネル装置は、上部透明基板と、下部透明基板と、前記下部透明基板の上面の１以上の下部光線方向制御電極と、前記上部透明基板の下面の複数のタッチパネル電極と、前記複数の下部光線方向制御電極と前記複数のタッチパネル電極とに挟まれ、それぞれが有色電気泳動粒子と分散材とを含む、複数の電気泳動素子と、制御部と、を含み、前記制御部は、前記複数のタッチパネル電極に、タッチ位置検出のための容量測定において駆動電位を供給し、前記複数のタッチパネル電極に与える駆動電位に応じて前記１以上の下部光線方向制御電極に対して駆動電位を供給し、前記複数の電気泳動素子における前記有色電気泳動粒子の状態を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一態様によれば、タッチパネルと電気的に視野角を制御可能な視野角制御デバイスとが基板を共有するようにそれらを複合一体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】表示装置の構成例を模式的に示す。
【図２】光線方向制御タッチパネルの断面構造例を模式的に示す。
【図３】狭視野状態の光線方向制御タッチパネルを示す。
【図４】広視野状態の光線方向制御タッチパネルを示す。
【図５Ａ】光線方向制御タッチパネルの一部構成要素の関係を示す平面である。
【図５Ｂ】図５ＡのＢＢ切断線における光線方向制御タッチパネルの断面構造を模式的に示す。
【図５Ｃ】図５ＡのＣＣ切断線における光線方向制御タッチパネルの断面構造を模式的に示す。
【図６】表示装置の制御系の論理構成を模式的に示す。
【図７】光線方向制御部の一部の論理構成例を模式的に示す。
【図８Ａ】相互容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。
【図８Ｂ】相互容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極及び対向する下部光線方向制御電極に与えられる駆動電位の波形３１を示す。
【図８Ｃ】相互容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、下部タッチパネル電極及び下部光線方向制御電極に与えられている電位の波形を示す。
【図９Ａ】相互容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。
【図９Ｂ】相互容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極に与えられる駆動電位の波形、及び、対向する下部光線方向制御電極に与えられる駆動電位の波形を示す。
【図９Ｃ】相互容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、下部タッチパネル電極に与えられている電位の波形、及び、下部光線方向制御電極に与えられている電位の波形を示す。
【図１０Ａ】自己容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。
【図１０Ｂ】自己容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、下部タッチパネル電極、及び、下部光線方向制御電極に与えられている電位の波形を示す。
【図１１Ａ】自己容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。
【図１１Ｂ】自己容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、容量測定のために全ての下部タッチパネル電極に与えられる駆動電位の波形、及び、対向する下部光線方向制御電極に与えられる駆動電位（駆動信号）の波形を示す。
【図１２Ａ】上部タッチパネル電極と下部タッチパネル電極の上部透明基板上でのパターンを示す。
【図１２Ｂ】下部タッチパネル電極の上部透明基板上でのパターンを示す。
【図１２Ｃ】上部タッチパネル電極の上部透明基板上でのパターンを示す。
【図１３Ａ】電気泳動素子、及び、上部タッチパネル電極と下部タッチパネル電極の上部透明基板上でのパターンを示す。
【図１３Ｂ】図１３ＡのＢＢ切断線における、光線方向制御タッチパネルの断面構成を示す。
【図１３Ｃ】図１３ＡのＣＣ切断線における、光線方向制御タッチパネルの断面構成を示す。
【図１３Ｄ】図１３ＡのＤＤ切断線における、光線方向制御タッチパネルの断面構成を示す。
【図１３Ｅ】図１３ＡのＥＥ切断線における、光線方向制御タッチパネルの断面構成を示す。
【図１４Ａ】下部タッチパネル電極と下部光線方向制御電極との関係を示す平面図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＢＢ切断線における光線方向制御タッチパネルの断面構造を模式的に示す。
【図１５】光線方向制御タッチパネルの他の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。説明をわかりやすくするため、図示した物の寸法、形状については、誇張して記載している場合もある。
【００１３】
以下において開示される光線方向制御タッチパネルは、上部透明基板、下部透明基板、及び上部透明電極と下部透明電極との間に光透過領域と交互に配列された電気泳動素子とを含む。電気泳動素子は、分散剤内の有色電気泳動素子を含む。光線方向制御タッチパネルは、狭視野角モードと広視野角モードとを有する。狭視野角モードにおいて、有色電気泳動素子が分散し、広視野角モードにおいて、有色電気泳動素子が凝集している。
【００１４】
上部透明基板の下面に、タッチ位置を検出するためのタッチパネル電極が配列されている。電気泳動素子は、タッチパネル電極と下部透明基板の上面の下部電極とに挟まれている。制御部は、タッチ位置検出のための容量測定においてタッチパネル電極に駆動電位を与え、その駆動電位に応じて下部電極に電位を与える。これにより、タッチ位置を検出すると共に、視野角モードに応じた有色電気泳動素子の状態を維持する。
【００１５】
下部タッチパネル電極１３には、タッチパネル機能を提供するための信号（電位）が与えられる。上述のように、下部タッチパネル電極１３は、上部光線方向制御電極としてしても働く。したがって、下部タッチパネル電極１３の電位に応じて、電気泳動粒子１４０を適切に制御するための電位を下部光線方向制御電極１６に与える必要がある。
【００１６】
下部タッチパネル電極１３を、タッチパネル部と光制御パネル部で共有するため、本開示の光線方向制御タッチパネル１は、投影型静電容量方式を採用する。投影型静電容量方式のタッチパネルは、電極と指示体との間で発生する静電容量変化を検出して、指示体の接触位置を検出する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
〔構成〕
図１に、第１実施形態における、表示装置の構成例を模式的に示す。表示装置は、表示パネル５と、表示パネルの前側に配置された光線方向制御タッチパネル１とを含む。表示パネル５の種類は任意である。表示パネル５は、例えば、液晶表示パネル又はＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）表示パネルである。
【００１８】
本開示において、表示パネル５の画像を視認するユーザの側つまり画像の光線が進む側を、表示装置の前側又は上側と呼び、その反対側を後側又は下側と呼ぶ。また、表示パネル５及び光線方向制御タッチパネル１の主面に垂直な方向をＺ軸方向、主面内の垂直な２方向をそれぞれＸ軸方向（第２方向）及びＹ軸方向（第１方向）と呼ぶ。Ｚ軸方向は、表示パネル５と光線方向制御タッチパネル１の積層方向である。
【００１９】
光線方向制御タッチパネル１は、タッチパネルの機能を有すると共に、表示パネル５からの光線のうち通過する光線の方向を制御する機能を有する。光線方向制御タッチパネル１は、広視野状態と狭視野状態を切り替えて、表示パネル５の画像を透過させることができる。光線方向制御タッチパネル１からの出射方向の範囲が広い状態（モード）を広視野状態（広視野モード）と呼び、出射方向の範囲が狭い状態（モード）を狭視野状態（狭視野モード）と呼ぶ。
【００２０】
図２に、光線方向制御タッチパネル１の断面構造例を模式的に示す。図２は、広視野状態の光線方向制御タッチパネル１を示す。光線方向制御タッチパネル１は、有色電気泳動粒子（有色荷電粒子）１４０の状態を変化させて、各光透過領域１５及び分散剤１４１を透過する光の出射方向の範囲を変化させる。
【００２１】
光線方向制御タッチパネル１は、接着層３によって、表示パネル５の前面（上面）に接着されている。光線方向制御タッチパネル１と表示パネル５との間の接着層３は双方の周辺領域のみに設けられていてもよい。
【００２２】
光線方向制御タッチパネル１は、上部透明基板１１と下部透明基板１７とを含む。下部透明基板１７の下面は表示パネル５と対向し、上面は上部透明基板１１の下面と対向する。上部透明基板１１及び下部透明基板１７は、それぞれ、例えば、ガラス、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）製、又はＰＥＮ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）で形成されている。上部透明基板１１及び下部透明基板１７は、それぞれ、不撓性又は可撓性の絶縁体である。
【００２３】
光線方向制御タッチパネル１は、さらに、複数の上部タッチパネル電極１２、複数の下部タッチパネル電極１３、及び複数の下部光線方向制御電極１６を含む。上部タッチパネル電極１２、下部タッチパネル電極１３、下部光線方向制御電極１６は、透明電極であり、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、又はＩＧＺＯで形成されている。
【００２４】
複数の下部光線方向制御電極１６（下部光線方向制御電極パターン）は、下部透明基板１７の上面上に存在する。下部光線方向制御電極１６は、それぞれ、下部透明基板１７上でＹ軸方向において延在し、Ｘ軸方向に互いに離間して配列されている。各下部光線方向制御電極１６は、例えば、１本の短冊状導体である。
【００２５】
複数の下部タッチパネル電極１３（下部タッチパネル電極パターン）は、上部透明基板１１の下面上に存在する。下部光線方向制御電極１６間又は下部タッチパネル電極１３間のどちらか一方は、絶縁材料（後述するリブ１５）で埋められている。下部タッチパネル電極１３は、それぞれ、上部透明基板１１上でＹ軸方向において延在し、Ｘ軸方向に互いに離間して配列されている。各下部タッチパネル電極１３は、例えば、１本の短冊状導体である。下部タッチパネル電極１３は、それぞれ、下部光線方向制御電極１６と対向している。
【００２６】
後述するように、下部タッチパネル電極１３は、上部光線方向制御電極でもある。一例において、下部タッチパネル電極１３は、対応する下部光線方向制御電極１６と一対一で対向する。一例において、下部タッチパネル電極１３は、それぞれ、対向する下部光線方向制御電極１６と同様の形状を有する。複数の各下部光線方向制御電極１６が、一つの下部タッチパネル電極１３に対向してもよく、複数の下部タッチパネル電極１３が、一つの下部光線方向制御電極１６に対向してもよい。
【００２７】
複数の上部タッチパネル電極１２（上部タッチパネル電極パターン）は、上部透明基板１１の上面上に存在する。上部タッチパネル電極１２は、窒化シリコンのような絶縁材料で覆われている。上部タッチパネル電極１２は、それぞれ、上部透明基板１１上でＸ軸方向において延在し、Ｙ軸方向に互いに離間して配列されている。各上部タッチパネル電極１２は、例えば、１本の短冊状導体である。
【００２８】
光線方向制御タッチパネル１は、上部透明基板１１と下部透明基板１７との間の光線方向制御層を含む。光線方向制御層は、複数の電気泳動素子１４及び複数のリブ１５とで構成されている。リブ１５は光透過領域である。電気泳動素子１４及びリブ１５は、それぞれ、Ｙ軸方向において延在しており、Ｘ軸方向において交互に配列されている。
【００２９】
ＸＹ面において、複数の電気泳動素子１４は、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に配列されたストライプパターンを有する。同様に、複数のリブ１５は、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に配列されたストライプパターンを有する。
【００３０】
リブ１５は、例えば光硬化性材料によって形成されている。リブ１５の高さは、例えば、３μｍ〜３００μｍであり、リブ１５の幅は、例えば、１μｍ〜１５０μｍであり、リブ１５のピッチは、例えば、０．２５μｍ〜４０μｍである。下部タッチパネル電極１３の幅及びピッチは、それぞれ、例えば、数ｍｍであり、上部タッチパネル電極１２の幅及びピッチも、それぞれ、例えば、数ｍｍである。図２の模式図において、二つの電気泳動素子１４が一対の電極に挟まれているが、典型的な光線方向制御タッチパネル１においては、より多くの電気泳動素子１４が一対の電極に挟まれている。
【００３１】
各電気泳動素子１４は、リブ１５の間に形成された空間内に収容されている電気泳動粒子１４０と分散剤１４１（電気泳動素子材料）を含む。電気泳動粒子１４０は有色であり、例えば、黒である。分散剤１４１は例えば無色透明な液体の材料で形成されている。
【００３２】
各電気泳動素子１４は、一つの下部タッチパネル電極１３と一つの下部光線方向制御電極１６とに挟まれている。図２の例において、下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６とは、電気泳動粒子１４０と分散剤１４１からなる電気泳動素子材料に接触している。下部タッチパネル電極１３及び下部光線方向制御電極１６の一方又は双方と電気泳動素子材料との間に絶縁層が存在してもよい。絶縁層は、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンである。
【００３３】
図２の例において、連続する複数の電気泳動素子１４（及び複数のリブ１５）が一つの下部タッチパネル電極１３と一つの下部光線方向制御電極１６とに挟まれている。つまり、各下部タッチパネル電極１３は、Ｚ軸方向において複数の電気泳動素子１４に対向している。同様に、各下部光線方向制御電極１６は、Ｚ軸方向において複数の電気泳動素子１４に対向している。
【００３４】
他の例において、電気泳動素子１４は、それぞれ、下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６の異なるペアに挟まれていてもよい（図１３Ａ参照）。複数の電気泳動素子１４は、一つの下部タッチパネル電極１３と複数の各下部光線方向制御電極１６との間に挟まれていてもよい。複数の電気泳動素子１４は、複数の下部タッチパネル電極１３と一つの下部光線方向制御電極１６との間に挟まれていてもよい。
【００３５】
図３に、狭視野状態の光線方向制御タッチパネル１を示す。狭視野状態において、各電気泳動素子１４中の電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内に分散している。分散している電気泳動粒子１４０が表示パネル５からの光を吸収することで、電気泳動素子１４は、表示パネル５からの光を遮蔽する。これにより、Ｘ軸方向において狭い出射角度範囲内の光線５１のみが、光線方向制御タッチパネル１を通過する。
【００３６】
狭視野状態において、各電気泳動素子１４を挟む下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６とは、同電位に維持される。これにより、電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で分散した状態に維持される。下部タッチパネル電極１３は、タッチパネル機能のために、特定の信号が与えられる。下部タッチパネル電極１３及び下部光線方向制御電極１６の電位制御の詳細は後述する。
【００３７】
図４に、広視野状態の光線方向制御タッチパネル１を示す。広視野状態は、電気泳動粒子１４０を、電気泳動素子１４を挟む電極の一方、例えば、下部光線方向制御電極１６の近傍に凝集させることにより実現される。電気泳動素子１４の大部分の領域は透明な分散剤１４１のみで構成され、電気泳動素子１４は透過状態となる。これにより、Ｘ軸方向において広い出射角度範囲内の光線５１が、光線方向制御タッチパネル１を通過する。
【００３８】
広視野状態において、下部タッチパネル電極１３に対する下部光線方向制御電極１６の相対電位は、電気泳動粒子１４０の電荷とは逆の極性を有する（電位差Ｖ）。これにより、電気泳動粒子１４０が下部光線方向制御電極１６の近傍に集まる。
【００３９】
例えば、電気泳動粒子１４０の電荷が負（−）の場合には、下部光線方向制御電極１６が正極となるように、下部光線方向制御電極１６と下部タッチパネル電極１３と所定電位が与えられる。電気泳動粒子１４０の電荷が正（＋）の場合には、下部光線方向制御電極１６が負極となるように、下部光線方向制御電極１６と下部タッチパネル電極１３とに所定電位が与えられる。電位差Ｖは、例えば２０Ｖ〜２５Ｖ程度であればよい。
【００４０】
なお、以下の説明において、電気泳動粒子１４０の電荷は負であるとする。電気泳動粒子１４０の電荷が正の場合、下部光線方向制御電極１６の極性を逆にすることにより、同様に対応可能である。
【００４１】
〔制御〕
以下において、光線方向制御タッチパネル１の制御を説明する。上述のように、光線方向制御タッチパネル１は、タッチパネル機能と光線方向制御機能を有する。二つの機能を提供するため、光線方向制御タッチパネル１は、光線方向制御パネル部７と、光線方向制御パネル部７の前側のタッチパネル部８とで構成されている。
【００４２】
タッチパネル部８は、上部タッチパネル電極１２、上部透明基板１１、及び下部タッチパネル電極１３で構成されている。光線方向制御パネル部７は、上部透明基板１１、下部タッチパネル電極１３、電気泳動素子１４、リブ１５、下部光線方向制御電極１６、及び下部透明基板１７で構成されている。
【００４３】
上部透明基板１１及び下部タッチパネル電極１３は、タッチパネル部８と光線方向制御パネル部７とで共有されている。これにより、光線方向制御タッチパネル１の厚みを薄くすると共に、表示画像の視認性及びタッチパネルの操作性を高めることができる。
【００４４】
下部タッチパネル電極１３には、タッチパネル機能を提供するための信号（電位）が与えられる。上述のように、下部タッチパネル電極１３は、上部光線方向制御電極としてしても働く。したがって、下部タッチパネル電極１３の電位に応じて、電気泳動粒子１４０の状態を適切に制御するための電位を下部光線方向制御電極１６に与える必要がある。
【００４５】
下部タッチパネル電極１３を、タッチパネル部８と光線方向制御パネル部７で共有するため、本開示の光線方向制御タッチパネル１は、投影型静電容量方式を採用する。投影型静電容量方式のタッチパネルは、電極と指示体との間で発生する静電容量の変化を検出して、指示体の接触位置を検出する。
【００４６】
投射型容量方式のタッチパネルの容量検出方式として、自己容量検出方式と相互容量検出方式が存在する。自己容量検出方式のタッチパネルは、複数のＸ電極と複数のＹ電極を有する。Ｘ電極及びＹ電極は、マトリックス状に配置され、Ｘ電極及びＹ電極は、絶縁体を介して配置されている。
【００４７】
自己容量検出方式は、Ｘ電極、Ｙ電極を独立に駆動して、それぞれの電極における静電容量値の変化を検出する。指示体が電極に近づくと、当該電極の静電容量が増加する。自己容量方式は、静電容量が増加したＸ電極及びＹ電極をそれぞれ検出することで、指示体の位置を検出する。
【００４８】
相互容量方式のタッチパネルは、駆動電極としての送信電極（例えばＸ電極）と検出電極としての受信電極（例えばＹ電極）を有する。駆動電極及び検出電極は、マトリックス状に配置され、駆動電極及び検出電極は、絶縁体を介して配置されている。駆動電極及び検出電極の各交点に容量（交点容量）が構成される。交点容量の近傍に指示体が存在すると、交点における電界の一部が指示体に移動する。このため、交点容量が減少する。相互容量方式は、相互容量の変化がどの交点でどの程度の大きさで発生したかを検出することで、指示体の位置を検出する。
【００４９】
以下に説明する光線方向制御タッチパネル１及びその制御例は、自己容量方式によるタッチ検出及び／又は相互容量方式によるタッチ検出を実行する。図５Ａは、光線方向制御タッチパネル１の一部構成要素の関係を示す平面である。
【００５０】
複数の上部タッチパネル電極１２が、Ｙ軸方向に互いに離間して配列されている。上部タッチパネル電極１２は、Ｘ軸方向に延びており、短冊状の形状を有する。上部タッチパネル電極１２の形状は共通である。複数の下部タッチパネル電極１３が、Ｘ方向に互いに離間して配列されている。下部タッチパネル電極１３は、Ｙ軸方向に延びており、短冊状の形状を有する。下部タッチパネル電極１３の形状は共通である。
【００５１】
このように、上部タッチパネル電極１２と下部タッチパネル電極１３とは、マトリックス状に配置されている。また、図２を参照して説明したように、上部タッチパネル電極１２と下部タッチパネル電極１３は、絶縁体である上部透明基板１１を挟むように、上部透明基板１１の上面及び下面にそれぞれ配置されている。後述するように、上部タッチパネル電極１２は相互容量方式の検出電極であり、下部タッチパネル電極１３は送信電極である。
【００５２】
複数の電気泳動素子１４が、Ｘ方向に互いに離間して配列されている。電気泳動素子１４は、Ｙ軸方向に延びており、直方体形状を有する。電気泳動素子１４の形状は共通である。図５Ａにおいて不図示の下部光線方向制御電極１６は、下部透明基板１７の上面において、下部タッチパネル電極１３と同様にレイアウトされている。複数の電気泳動素子１４と対向する下部光線方向制御電極１６のパターンと、複数の電気泳動素子１４と対向する下部タッチパネル電極１３のパターンとは、一致している。
【００５３】
図５Ｂに、図５ＡのＢＢ切断線における光線方向制御タッチパネル１の断面構造を模式的に示す。ＢＢ切断線は、Ｘ軸方向に平行な線であり、図５Ｂは、Ｙ軸方向において見た断面構造である。図５Ｂに示す断面構造は、図２、３、及び４を参照して説明した構造と同様である。
【００５４】
図５Ｂに示す例において、各下部タッチパネル電極１３は、複数の電気泳動素子１４に対向し、同様に、各下部光線方向制御電極１６は、複数の電気泳動素子１４に対向する。つまり、下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６の各ペアは、複数の電気泳動素子１４を挟み、これら複数の電気泳動素子１４を駆動する。図５Ｂの例においては、各下部タッチパネル電極１３は一つのみの下部光線方向制御電極１６に対向する。対向する下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６は、同一の電気泳動素子１４を駆動する。
【００５５】
図５Ｃに、図５ＡのＣＣ切断線における光線方向制御タッチパネル１の断面構造を模式的に示す。ＣＣ切断線は、Ｙ軸方向に平行な線であり、図５Ｃは、Ｘ軸方向において見た断面構造である。図５Ｃは、電気泳動素子１４における光線方向制御タッチパネル１の断面構造である。各電気泳動素子１４の全上面は、一つの下部タッチパネル電極１３と対向し、その全下面は一つの下部光線方向制御電極１６と対向している。
【００５６】
図６に、表示装置の制御系の論理構成を模式的に示す。表示装置は、タッチパネル制御部２１、光線方向制御部２３、タイミング制御部２４、及びメイン制御部２５を含む。これらは、それぞれ、プログラムに従って動作するプロセッサ及び／又は特定機能の論理回路を含んで構成される。タッチパネル制御部２１、光線方向制御部２３、タイミング制御部２４、及びメイン制御部２５は、それぞれ個別の回路で構成されてもおく、これらの一部又は全部は同一の回路（プロセッサを含む）を共有してもよい。
【００５７】
タッチパネル制御部２１は、光線方向制御タッチパネル１のタッチパネル部８を制御し、光線方向制御タッチパネル１のタッチパネル機能を実現する。具体的には、タッチパネル制御部２１は、タイミング制御部２４からのタイミング信号に応じて、上部タッチパネル電極１２及び下部タッチパネル電極１３を制御する。
【００５８】
本例において、タッチパネル制御部２１は、自己容量方式及び相互容量方式のいずれの方式でも指示体のタッチ位置を検出できる。タッチパネル制御部２１は、メイン制御部２５からの指示に応じて、タッチ位置検出のモードを切り替える。他の例において、タッチパネル制御部２１は、自己容量方式及び相互容量方式の一方のみでタッチ検出可能でもよい。
【００５９】
タッチパネル制御部２１は、タイミング制御部２４からのタイミング信号に応じて、上部タッチパネル電極１２及び下部タッチパネル電極１３における駆動電極を駆動し、さらに、検出電極における容量変化を検出する。相互容量方式においては、送信電極が駆動電極であり、受信電極が検出電極である。本例において、上部タッチパネル電極１２が検出電極であり、下部タッチパネル電極１３が駆動電極である。自己容量方式においては、各電極が駆動電極であると共に、検出電極でもある。
【００６０】
光線方向制御部２３は、光線方向制御タッチパネル１の光線方向制御パネル部７を制御し、光線方向制御タッチパネル１の光線方向制御（視野角制御）機能を実現する。具体的には、光線方向制御部２３は、タイミング信号に応じて、下部光線方向制御電極１６を制御する。後述するように、光線方向制御部２３は、下部タッチパネル電極１３の駆動電位に応じて下部光線方向制御電極１６を駆動することで、光線方向制御タッチパネル１の狭視野角モード及び広視野角モードそれぞれにおいて、通過する表示パネル５からの光の方向（視野角）を適切に制御する。
【００６１】
メイン制御部２５は、表示パネル５、タッチパネル制御部２１、及び光線方向制御部２３を制御する。メイン制御部２５は、表示パネル５を制御して画像を表示させる。表示パネル５は、メイン制御部２５からの信号に従って、画素を制御して画像を表示する。メイン制御部２５は、タッチパネル制御部２１から指示体の位置を示す情報を取得すると共に、タッチパネル制御部２１によるタッチ検出のモード（自己容量モード／相互容量モード）を制御する。
【００６２】
図７に、光線方向制御部２３の一部の論理構成例を模式的に示す。図７は構成例を示しており、同様の機能を実装できれば光線方向制御部２３どのような構成を有してもよい。図７は、一つの下部光線方向制御電極１６を駆動するための構成例を示している。光線方向制御部２３は、スイッチ２３１及びスイッチ制御部２３２を含む。スイッチ２３１は、対応する下部光線方向制御電極１６に接続され、当該下部光線方向制御電極１６を駆動するための信号（電位）を出力する。
【００６３】
光線方向制御部２３は、下部光線方向制御電極１６それぞれを駆動するスイッチ２３１を含む。スイッチ制御部２３２は、メイン制御部２５からの視野角モードの指定に応じて、スイッチ２３１を制御する。
【００６４】
各下部光線方向制御電極１６に対応する下部タッチパネル電極１３に対する駆動電位Ｖ１と同電位の信号が、光線方向制御部２３内で生成される。スイッチ２３１は、駆動電位Ｖ１及び駆動電位Ｖ１に定電圧が加えられた電位（のライン／端子）の一方を選択する。具体的には、スイッチ２３１は、狭視野角モードにおいて駆動電位Ｖ１を選択し、広視野角モードにおいて駆動電位Ｖ１に定電圧が加えられた電位を選択する。スイッチ２３１が、視野角モードに応じて同様に制御される。
【００６５】
〔相互容量方式及び狭視野角モード〕
図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃに、相互容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。タッチパネル制御部２１は、下部タッチパネル電極１３を順次選択する。タッチパネル制御部２１は、選択している下部タッチパネル電極１３に駆動電位を与えながら、上部タッチパネル電極１２それぞれにおいて容量を測定する。タッチパネル制御部２１は、上部タッチパネル電極１２を順次選択して容量を測定してもよく、全ての上部タッチパネル電極１２と選択している下部タッチパネル電極１３との間の容量を同時に測定してもよい。
【００６６】
図８Ａに示す例において、タッチパネル制御部２１は、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃの順で、下部タッチパネル電極を選択する。図８Ａにおいて、下部タッチパネル電極１３Ｂが選択されており、下部タッチパネル電極１３Ｂに駆動電位が与えられている。
【００６７】
図８Ｂは、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極１３Ｂ及び対向する下部光線方向制御電極１６Ｂに与えられる駆動電位（駆動信号）の波形３１である。同一波形３１の信号が、対向する下部タッチパネル電極１３Ｂと下部光線方向制御電極１６Ｂとに与えられる。
【００６８】
図８Ｃは、下部タッチパネル電極１３Ａ及び１３Ｃ、並びに、下部光線方向制御電極１６Ａ及び１６Ｃに与えられている電位（信号）の波形３２である。同一の波形３２の信号が、下部タッチパネル電極１３Ａ及び１３Ｃ、並びに、下部光線方向制御電極１６Ａ及び１６Ｃに与えられる。
【００６９】
図８Ｂに示すように、容量測定のために選択された下部タッチパネル電極１３Ｂに対して、交流信号が与えられる。図８Ｂに示す例において、下部タッチパネル電極１３Ｂに与えられる信号は矩形波である。容量測定のための駆動電位波形は任意であって、光線方向制御タッチパネル１によるタッチ検出のために適切な波形が選択される。
【００７０】
図８Ｂに示し、図７を参照して説明したように、狭視野角モードにおいて下部光線方向制御電極１６Ｂに対して与えられる駆動電位は、対向する下部タッチパネル電極１３Ｂに対して与えられる駆動電位と同一である。下部光線方向制御電極１６Ｂと下部タッチパネル電極１３Ｂの間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端は同電位であり、有色電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で略均等に分散した状態にある。
【００７１】
図８Ｃに示し、図７を参照して説明したように、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極１３Ｂ以外の下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｃには、一定の基準電位（例えば接地電位）が与えられる。下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｃそれぞれに対向する、下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｃに対しても、同様に、一定の基準電位が与えられる。
【００７２】
下部光線方向制御電極１６Ａと下部タッチパネル電極１３Ａの間に挟まれている電気泳動素子１４の両端は同電位であり、また、下部光線方向制御電極１６Ｃと下部タッチパネル電極１３Ｃの間に挟まれている電気泳動素子１４の両端は同電位である。つまり、全ての下部光線方向制御電極１６と全ての下部タッチパネル電極１３の間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端は同電位である。全ての電気泳動素子１４それぞれの両端は同電位であり、有色電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で略均等に分散した状態にある。
【００７３】
上述のように、光線方向制御部２３は、相互容量方式のタッチ検出及び狭視野モードにおいて、各電気泳動素子１４の下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３と同一の電位（信号）を与える。これにより、各電気泳動素子１４内の有色電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で略均等に分散した状態に維持される。
【００７４】
〔相互容量方式及び広視野角モード〕
図９Ａ、９Ｂ及び９Ｃに、相互容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。広視野状態は、電気泳動粒子１４０を、電気泳動素子１４を挟む電極の一方、本例において、下部光線方向制御電極１６の近傍に凝集させることにより実現される。電気泳動粒子１４０は、下部タッチパネル電極１３の近傍に凝集させてもよい。
【００７５】
図９Ａに示す例において、タッチパネル制御部２１は、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃの順で、下部タッチパネル電極を選択する。図９Ａにおいて、下部タッチパネル電極１３Ｂが選択されており、下部タッチパネル電極１３Ｂに駆動電位が与えられている。
【００７６】
図９Ｂは、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極１３Ｂに与えられる駆動電位（駆動信号）の波形３４、及び、対向する下部光線方向制御電極１６Ｂに与えられる駆動電位（駆動信号）の波形３３である。これらの駆動電位の間には、所定の電位差Ｖが存在する。
【００７７】
図９Ｃは、下部タッチパネル電極１３Ａ及び１３Ｃに与えられている電位（信号）の波形３６、並びに、下部光線方向制御電極１６Ａ及び１６Ｃに与えられている電位（信号）の波形３５である。これら電位の間には、所定の電位差Ｖが存在する。
【００７８】
図９Ｂに示すように、容量測定のために選択された下部タッチパネル電極１３Ｂに対して、交流信号が与えられる。図９Ｂに示す例において、下部タッチパネル電極１３Ｂに与えられる信号は矩形波である。
【００７９】
図９Ｂに示し、図７を参照して説明したように、広視野角モードにおいて下部光線方向制御電極１６Ｂに対して与えられる駆動電位は、下部タッチパネル電極１３Ｂに与えられる駆動電位に一定電圧（一定電位差）Ｖを加えた電位である。
【００８０】
下部光線方向制御電極１６Ｂと下部タッチパネル電極１３Ｂの間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端は電圧Ｖが加えられ、下部光線方向制御電極１６Ｂの極性は、下部タッチパネル電極１３Ｂに対して正である。したがって、負に帯電している有色電気泳動粒子１４０は、下部光線方向制御電極１６Ｂの近傍に凝集する。
【００８１】
図９Ｃに示し、図７を参照して説明したように、容量測定のために選択されている下部タッチパネル電極１３Ｂ以外の下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｃには、一定の基準電位（例えば接地電位）が与えられる。下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｃそれぞれに対向する、下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｃに対して、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｃに与えられる電位に一定電圧Ｖを加えた電位が与えられる。
【００８２】
下部光線方向制御電極１６Ａと下部タッチパネル電極１３Ａの間に挟まれている電気泳動素子１４には電圧Ｖが与えられ、下部光線方向制御電極１６Ａの相対極性が正である。また、下部光線方向制御電極１６Ｃと下部タッチパネル電極１３Ｃの間に挟まれている電気泳動素子１４には電圧Ｖが与えられ、下部光線方向制御電極１６Ｃの相対極性が正である。
【００８３】
つまり、全ての下部光線方向制御電極１６と全ての下部タッチパネル電極１３の間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端の電位差はＶであり、下部光線方向制御電極１６の相対極性が正である。有色電気泳動粒子１４０は、下部光線方向制御電極１６近傍に凝集した状態にある。
【００８４】
上述のように、光線方向制御部２３は、相互容量方式のタッチ検出及び広視野モードにおいて、各電気泳動素子１４の下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３への電位（信号）に一定電圧を加えた電位を与える。これにより、各電気泳動素子１４内の有色電気泳動粒子１４０は、下部光線方向制御電極１６近傍に凝集した状態に維持される。
【００８５】
〔自己容量方式及び狭視野角モード〕
図１０Ａ及び１０Ｂに、自己容量方式によるタッチ検出及び狭視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。タッチパネル制御部２１は、全ての上部タッチパネル電極１２及び全ての下部タッチパネル電極１３に駆動電位を与えつつ、全ての上部タッチパネル電極１２及び全ての下部タッチパネル電極１３の容量を測定する。これと異なり、タッチパネル制御部２１は、上部タッチパネル電極１２及び下部タッチパネル電極１３を順次選択し、選択している電極に駆動信号を与えると共に、その容量を測定してもよい。
【００８６】
図１０Ａに示す例において、タッチパネル制御部２１は、全ての下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃに同時に駆動電位を与える。図１０Ｂは、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃ、並びに、下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃに与えられている電位（信号）の波形４１である。
【００８７】
同一の波形４１の駆動信号が、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃ、並びに、下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃに与えられる。なお、容量測定のための駆動波形は任意であって、光線方向制御タッチパネル１によるタッチ検出のために適切な波形が選択される。
【００８８】
図１０Ｂに示し、図７を参照して説明したように、狭視野角モードにおいて下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃに対して与えられる駆動電位は、対向する下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに対して与えられる駆動電位と同一である。
【００８９】
本例において、全ての下部光線方向制御電極１６と全ての下部タッチパネル電極１３の間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端は同電位である。全ての電気泳動素子１４それぞれの両端は同電位であり、有色電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で略均等に分散した状態（分散状態）にある。
【００９０】
上述のように、光線方向制御部２３は、自己容量方式のタッチ検出及び狭視野モードにおいて、各電気泳動素子１４の下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３と同一の電位（信号）を与える。これにより、各電気泳動素子１４内の有色電気泳動粒子１４０は、分散剤１４１内で略均等に分散した状態に維持される。
【００９１】
〔自己容量方式及び広視野角モード〕
図１１Ａ及び１１Ｂに、自己容量方式によるタッチ検出及び広視野角モードでの、電極の駆動方法の例を示す。広視野状態は、電気泳動粒子１４０を、電気泳動素子１４を挟む電極の一方、本例において、下部光線方向制御電極１６の近傍に凝集させることにより実現される。
【００９２】
図１１Ａに示す例において、タッチパネル制御部２１は、全ての下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃに同時に駆動電位を与える。図１１Ｂは、容量測定のために全ての下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃに与えられる駆動電位（駆動信号）の波形４３、及び、対向する下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃに与えられる駆動電位（駆動信号）の波形４２を示す。これらの駆動電位の間には、所定の電位差Ｖが存在する。
【００９３】
図１１Ｂに示すように、容量測定のために全下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに対して、交流信号が与えられる。図１１Ｂに示す例において、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃに与えられる信号は矩形波である。
【００９４】
図１１Ｂに示し、図７を参照して説明したように、広視野角モードにおいて下部光線方向制御電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃに対して与えられる駆動電位は、下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃに与えられる駆動電位に一定電圧Ｖを加えた電位である。
【００９５】
下部光線方向制御電極１６Ａと下部タッチパネル電極１３Ａの間に挟まれている電気泳動素子１４には電圧Ｖが与えられ、下部光線方向制御電極１６Ａの相対極性が正である。下部光線方向制御電極１６Ｂと下部タッチパネル電極１３Ｂの間に挟まれている電気泳動素子１４には電圧Ｖが与えられ、下部光線方向制御電極１６Ｂの相対極性が正である。下部光線方向制御電極１６Ｃと下部タッチパネル電極１３Ｃの間に挟まれている電気泳動素子１４には電圧Ｖが与えられ、下部光線方向制御電極１６Ｃの相対極性が正である。
【００９６】
つまり、全ての下部光線方向制御電極１６と全ての下部タッチパネル電極１３の間に挟まれている電気泳動素子１４それぞれの両端の電位差はＶであり、下部光線方向制御電極１６の相対極性が正である。有色電気泳動粒子１４０は、下部光線方向制御電極１６近傍に凝集した状態（凝集状態）にある。
【００９７】
上述のように、光線方向制御部２３は、自己容量方式のタッチ検出及び広視野モードにおいて、各電気泳動素子１４の下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３への電位（信号）に一定電圧を加えた電位を与える。これにより、各電気泳動素子１４内の有色電気泳動粒子１４０は、下部光線方向制御電極１６近傍に凝集した状態に維持される。
【００９８】
図８Ａ〜図１１Ｂを参照して説明した構成例において、各下部タッチパネル電極１３は、一つのみの下部光線方向制御電極１６に対向し、各下部光線方向制御電極１６は、一つのみの下部タッチパネル電極１３に対向する。光線方向制御タッチパネル１は、これと異なる構成を有してもよい。
【００９９】
上述のように、相互容量方式のタッチ検出及び自己容量方式のタッチ検出の双方において、光線方向制御部２３は、狭視野角モードにおいて、各下部光線方向制御電極１６に、対向する下部タッチパネル電極１３と同電位が与える。相互容量方式のタッチ検出及び自己容量方式のタッチ検出の双方において、光線方向制御部２３は、広視野角モードにおいて、各下部光線方向制御電極１６には、対向する下部タッチパネル電極１３の電位に一定電圧を加えた電位を与える。
【０１００】
各下部タッチパネル電極１３及び各下部光線方向制御電極１６は、上記動作を可能とする様々な形状を有することができる。例えば、図８Ａ〜図９Ｃを参照して説明したように、駆動される下部タッチパネル電極１３が順次選択される構成において、各下部光線方向制御電極１６が、一つのみの下部タッチパネル電極１３と対向し、各下部タッチパネル電極１３は、複数の下部光線方向制御電極１６と対向してもよい。
【０１０１】
各下部光線方向制御電極１６に対向する全ての電気泳動素子１４は、一つのみの下部タッチパネル電極１３と対向する。連続する複数の電気泳動素子１４は、一つの下部タッチパネル電極１３と複数の下部光線方向制御電極１６との間に挟まれ、それらに駆動される。
【０１０２】
図１０Ａ〜図１１Ｂを参照して説明したように、全ての下部タッチパネル電極１３が同時に駆動される構成において、下部光線方向制御電極１６の数及び形状は任意である。各下部光線方向制御電極１６が対向する下部タッチパネル電極１３の数は任意であり、各下部タッチパネル電極１３が対向する下部光線方向制御電極１６の数は任意である。例えば、下部光線方向制御電極１６はべたパターンであり、全ての電気泳動素子１４が、一つの下部光線方向制御電極１６と複数の下部タッチパネル電極１３に挟まれていてもよい。
【０１０３】
他の構成例において、上部タッチパネル電極１２は、上部透明基板１１の下面に形成されていてもよい。例えば、上部タッチパネル電極１２は、上部透明基板１１の下面と下部タッチパネル電極１３と間に形成され、上部タッチパネル電極１２と下部タッチパネル電極１３との間には絶縁層、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコン層が形成される。
【０１０４】
＜他の実施形態＞
以下において、光線方向制御タッチパネル１の他の構成を説明する。以下に説明する構成において、上部タッチパネル電極１２及び下部タッチパネル電極１３は、それぞれ、複数の電極片を連結した構成を有する。
【０１０５】
図１２Ａに、上部タッチパネル電極１２と下部タッチパネル電極１３の上部透明基板１１上でのパターンを、図１２Ｂに、下部タッチパネル電極１３の上部透明基板１１上でのパターンを、図１２Ｃに、上部タッチパネル電極１２の上部透明基板１１上でのパターンをそれぞれ示す。
【０１０６】
図１２Ｂに示すように、下部タッチパネル電極１３は、ダイヤモンドパターンを有する。具体的には、各下部タッチパネル電極１３は、Ｙ軸方向に配列された複数の菱型の電極片３１と、それら菱型の電極片３１の角を連結する連結部３２とで構成されている。
【０１０７】
下部タッチパネル電極１３は、Ｘ軸方向に千鳥状に配列されている。各下部タッチパネル電極１３の隣接する電極片３１の間に、隣接下部タッチパネル電極１３の電極片３１が配置されている。全下部タッチパネル電極１３の電極片３１は、上部透明基板１１の下面上で、千鳥状に配列されている。
【０１０８】
図１２Ｃに示すように、上部タッチパネル電極１２は、ダイヤモンドパターンを有する。具体的には、各上部タッチパネル電極１２は、Ｘ軸方向に配列された複数の菱型の電極片２６と、それら菱型の電極片２６の角を連結する連結部２７とで構成されている。
【０１０９】
上部タッチパネル電極１２は、Ｙ軸方向に配列されている。全上部タッチパネル電極１２の電極片２６のＸ軸方向における位置は、共通である。全上部タッチパネル電極１２の電極片２６は、上部透明基板１１の上面上で、マトリックス状に配列されている。隣接する上部タッチパネル電極１２の間には、電極片２６に相当する空間１２３が存在する。
【０１１０】
図１２Ａに示すように、全上部タッチパネル電極１２の電極片２６は、それぞれ、Ｚ軸方向において、下部タッチパネル電極１３の電極片３１と（略完全に）重なる。下部タッチパネル電極１３の一部の電極片３１は、それぞれ、Ｚ軸方向において見た場合に、上部タッチパネル電極１２の間の空間１２３内に位置し、上部タッチパネル電極１２の電極片２６と部分的にも重なっていない。
【０１１１】
全下部タッチパネル電極１３の電極片３１は、上部透明基板１１上で、全上部タッチパネル電極１２の電極片２６よりも多くの面積を覆う。下部タッチパネル電極１３の電極片３１は、電気泳動素子１４のより多くの面積を覆うように、配列されている。
【０１１２】
図１３Ａに、電気泳動素子１４、及び、上部タッチパネル電極１２と下部タッチパネル電極１３の上部透明基板１１上でのパターンを示す。また図１３Ｂに、図１３ＡのＢＢ切断線における、光線方向制御タッチパネル１の断面構成を、図１３Ｃに、図１３ＡのＣＣ切断線における、光線方向制御タッチパネル１の断面構成を、図１３Ｄに、図１３ＡのＤＤ切断線における、光線方向制御タッチパネル１の断面構成をそれぞれ示す。図１３Ｅは、図１３ＡのＥＥ切断線における、光線方向制御タッチパネル１の断面構成を示す。
【０１１３】
図１３Ｂ〜１３Ｅに示すように、下部光線方向制御電極１６は、下部透明基板１７上に形成されたべたパターン、つまり、１枚の連続する透明電極である。タッチパネル制御部２１は、図１０Ａ〜１１Ｂを参照して説明したように、自己容量方式よるタッチ検出を行う。
【０１１４】
本例において、タッチパネル制御部２１は、全ての上部タッチパネル電極１２及び全ての下部タッチパネル電極１３に同時に同一波形の駆動電位を与え、容量を測定する。タッチパネル制御部２１は、上部タッチパネル電極１２の電極片と重なる電極片を有する下部タッチパネル電極１３の容量を、測定しても測定しなくともよい。
【０１１５】
光線方向制御部２３は、全ての上部タッチパネル電極１２及び全ての下部タッチパネル電極１３への駆動電位に応じて、下部光線方向制御電極１６を駆動する。第１実施形態で説明したように、光線方向制御部２３は、狭視野角モードにおいて、タッチパネル電極と同電位を下部光線方向制御電極１６に与える。光線方向制御部２３は、広視野角モードにおいて、タッチパネル電極に一定電圧を加えた電位を下部光線方向制御電極１６に与える。
【０１１６】
他の構成例は、複数の下部光線方向制御電極１６を含み、自己容量方式又は相互容量方式において、下部タッチパネル電極１３を順次選択して駆動してもよい。図１３Ｅの例において、電気泳動素子１４は、二つの下部タッチパネル電極１３Ａ、１３Ｂ（の電極片）と対向する。このように、一部の電気泳動素子１４は、それぞれ、二つの下部タッチパネル電極１３（の電極片）と対向する。
【０１１７】
一例において、電気泳動素子１４を挟む領域において下部タッチパネル電極１３のパターンと一致するパターンを有する、下部光線方向制御電極１６が形成されていてもよい。光線方向制御部２３は、図８Ａ〜１１Ｂを参照して説明したように、下部光線方向制御電極１６を対向する下部タッチパネル電極１３の電位に応じて駆動する。狭視野角モードにおいて、光線方向制御部２３は、下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３と同電位を与える。広視野角モードにおいて、光線方向制御部２３は、下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３の電位の一定電圧を加えた電位を与える。
【０１１８】
タッチパネル制御部２１は、上部タッチパネル電極１２の電極片と重なる電極片を有する下部タッチパネル電極１３に容量検出のための駆動電位を与えてもよく、与えなくてもよい。つまり、タッチパネル制御部２１は、全下部タッチパネル電極１３を順次選択してもよく、Ｚ軸方向において見た場合に上部タッチパネル電極１２間で露出している（上部タッチパネル電極１２と重ならない）電極片を有する下部タッチパネル電極１３のみを順次選択してもよい。
【０１１９】
図１４Ａ及び１４Ｂに、光線方向制御タッチパネル１の他の構成例を示す。図１４Ａは、下部タッチパネル電極１３と下部光線方向制御電極１６との関係を示す平面図である。図１４Ａにおいて、下部タッチパネル電極１３の電極片を連結する部分は省略されている。下部タッチパネル電極１３のパターンは、図１２Ｂに示すパターンと同様である。図１４Ｂは、図１４ＡのＢＢ切断線における光線方向制御タッチパネル１の断面構造を模式的に示した図である。
【０１２０】
下部光線方向制御電極１６は、下部透明基板１７の上面において、電気泳動素子１４が対向する領域内のみに形成される。これにより透過率が向上する。具体的には、下部透明基板１７の上面に、Ｙ軸方向の延び、Ｘ軸方向に離間して配列された、複数の下部光線方向制御電極ライン１６３が形成されている。図１４Ａは、一つの下部光線方向制御電極ラインが、例として、符号１６３で指示されている。
【０１２１】
Ｚ軸方向において見て、各下部光線方向制御電極ライン１６３は、一つの電気泳動素子１４の下面と重なるように形成される。各下部光線方向制御電極ライン１６３は、１又は複数の下部光線方向制御電極１６で構成されている。一つの下部光線方向制御電極ライン１６３は、１又は二つの下部タッチパネル電極１３と対向する。各下部光線方向制御電極１６は、一つの下部タッチパネル電極１３とのみ対向する。
【０１２２】
光線方向制御部２３は、図８Ａ〜１１Ｂを参照して説明したように、各下部光線方向制御電極１６を対向する下部タッチパネル電極１３の電位に応じて駆動する。狭視野角モードにおいて、光線方向制御部２３は、下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３と同電位を与える。広視野角モードにおいて、光線方向制御部２３は、下部光線方向制御電極１６に対して、対向する下部タッチパネル電極１３の電位の一定電圧を加えた電位を与える。
【０１２３】
上記構成及び制御により、一つの電気泳動素子１４が隣接する二つの下部タッチパネル電極１３と対向する場合でも、その電気泳動素子１４全体の電気泳動粒子１４０を視野角モードに応じた適切な状態に維持することができる。
【０１２４】
なお、下部透明基板１７上には、下部光線方向制御電極１６に駆動電位を与えるための配線が、下部光線方向制御電極１６と同一材料で形成される。配線は、下部光線方向制御電極１６と同一の層又は異なる層に形成される。
【０１２５】
図１５に、光線方向制御タッチパネル１の他の構成例を示す。光線方向制御タッチパネル１は、視認するユーザに向かって凸の曲面形状を有する。本例において、光線方向制御タッチパネル１は、Ｘ軸沿った曲面を有する。つまり、面上でＸ軸方向の延びる線は曲線であり、Ｙ軸方向の延びる線は直線である。この形状により、表示面周辺部の透過率を向上することができる。上部タッチパネル電極１２、下部タッチパネル電極１３、及び下部光線方向制御電極１６は、上記の実施形態のいずれのパターンを有してもよい。
【０１２６】
光線方向制御タッチパネル１の他の構成例において、タッチパネル電極は、上部透明基板１１の上面に形成されておらず、上部透明基板１１の下面のみに形成されていてもよい。例えば、Ｘ軸方向に延びＹ軸方向に配列された電極と、Ｙ軸方向に延びＸ軸方向に配列された電極とが、絶縁層を介して、上部透明基板１１の下面に形成される。タッチパネル制御部２１は、自己容量方式によりタッチ位置を検出する。
【０１２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  光線方向制御タッチパネル、３  接着層、５  表示パネル、７  光線方向制御パネル部、８  タッチパネル部、１１  上部透明基板、１２  上部タッチパネル電極、１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  下部タッチパネル電極、１４  電気泳動素子、１５  リブ（光透過領域）、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ  下部光線方向制御電極、１７  下部透明基板、２１  タッチパネル制御部、２３  光線方向制御部、２４  タイミング制御部、２５  メイン制御部、５１  光線、１２３  空間、１４０  電気泳動粒子、１４１  分散剤、１６３  下部光線方向制御電極ライン、２３１  スイッチ
２３２  スイッチ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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