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1. WO2017150197 - タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器

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明 細 書

発明の名称 タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011  

先行技術文献

特許文献

0012  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0013   0014   0015   0016   0017  

課題を解決するための手段

0018  

発明の効果

0019   0020  

図面の簡単な説明

0021  

発明を実施するための形態

0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081  

符号の説明

0082  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : タッチスクリーン、タッチパネル、表示装置および電子機器

技術分野

[0001]
 この発明は、タッチスクリーン、当該タッチスクリーンを備えるタッチパネル、当該タッチパネルを備える表示装置および電子機器に関する。

背景技術

[0002]
 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」ともいう)を検出して出力する装置として、タッチパネルが広く知られている。タッチパネルにおけるタッチ位置の検出方式には複数の検出方式が知られている。そのうちの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(例えば、特許文献1,2参照)。
[0003]
 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「表側面」という場合がある)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。投影型静電容量方式のタッチパネルは、保護板を表側面に配置出来るため堅牢性に優れる点、使用者が手袋を装着した状態でタッチしてもタッチ位置を検出できる点、可動部が無いので長寿命である点、などの利点を有している。
[0004]
 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、タッチ位置の列方向の座標を検出する検出用列配線と、タッチ位置の行方向の座標を検出する検出用行配線とを備えて構成される。以下の説明では、検出用列配線と検出用行配線とを合わせて、「検出用配線」という場合がある。
[0005]
 特許文献2には、タッチパネルに相当するタッチパッドシステムが開示されている。特許文献2に開示されるタッチパッドシステムは、静電容量(以下、単に「容量」という場合がある)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ると、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とが重なるが、電気的接触の無い交差部分が形成されている。
[0006]
 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」という場合がある)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。このような位置座標の検出方法は、一般的に自己容量検出方式と呼ばれる。
[0007]
 また、行方向に延在し第1電極を構成する複数の検出用行配線と、列方向に延在し第2電極を構成する複数の検出用列配線との間における電界変化、すなわち相互容量の変化を検出することによって、タッチされた位置の位置座標を特定する検出方式がある(例えば、特許文献3参照)。当該検出方式は、一般的に相互容量検出方式と呼ばれる。
[0008]
 上記の自己容量方式および相互容量方式の何れの場合も、検出用行配線と検出用列配線とによって格子状に区画された平面領域(検出セル)が指などの指示体でタッチされると、タッチされた検出セル(センサブロック)における検出値と、当該センサブロック近傍の検出セルにおける検出値とのバランスに基づいて、タッチ位置の位置座標を特定する方法が一般的に採用されている。
[0009]
 本明細書では、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」といい、タッチスクリーンに検出用回路が接続された装置を「タッチパネル」という。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「検出可能エリア」という。
[0010]
 検出用列配線と検出用行配線との交点によりセンサキャパシタが構成される。タッチスクリーンに物理量が作用しない状況では、タッチスクリーンの面内でセンサキャパシタの静電容量が均一であることが理想的である。しかし、タッチパネルを液晶表示ディスプレイ(LCD)などの表示モジュールと組み合わせて使用する場合、表示モジュールと検出可能エリアの外側の引き出し配線との間に寄生容量が形成されるため、タッチスクリーンに物理量が作用していない状況でも、センサキャパシタの静電容量にオフセットが生じる。物理量の作用とは無関係に存在する静電容量のオフセットと、物理量の作用に伴って生じる静電容量とを、投影型静電容量方式のタッチスクリーンの出力電圧から区別することは困難であるため、物理量の検出誤差が生じてしまう。
[0011]
 そこで、特許文献4では、一対のセンサキャパシタの静電容量のオフセットを低減する方法が提案されている。特許文献4に開示されたタッチスクリーンでは、検出可能エリアの外周を複数の引き出し配線で囲み、最も外側の引き出し配線(以下、「最外側引き出し配線」ともいう)の外側に沿ってダミー引き出し配線を設け、ダミー引き出し配線を予め定めた電位に固定することによって、静電容量のオフセットの抑制を図っている。

先行技術文献

特許文献

[0012]
特許文献1 : 特開2012-103761号公報
特許文献2 : 特表平9-511086号公報
特許文献3 : 特表2003-526831号公報
特許文献4 : 特許第5617811号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0013]
 特許文献4のタッチスクリーンでは、ダミー引き出し配線の電位が検出用配線の電位に近ければ静電容量のオフセットを抑制できるが、電位の差が大きくなるほどダミー引き出し配線と検出用配線とのカップリングによって寄生容量が増加する。また、近年では、表示モジュールの狭額縁化に伴い、タッチスクリーンの引き出し配線に与えられる領域は縮小しているため、引き出し配線とダミー引き出し配線との間の距離を短くせざるを得ない。そうすると、ダミー引き出し配線を設けることにより、逆に検出用配線の静電容量のオフセットが大きくなってしまう。
[0014]
 最も外側の引き出し配線(以下、「最外側引き出し配線」ともいう)は、ダミー引き出し配線とのカップリングにより寄生容量が増加するため、内側の引き出し配線とは寄生容量が異なる。そのため、タッチスクリーンの検出精度が低下し、コントロールICによっては誤検出を起こすなどの問題が生じる。
[0015]
 こうした問題を解決する手法として、引き出し配線に容量調整用パターンを追加することによって、内側の引き出し配線の寄生容量を増やし、最外側引き出し配線との間で寄生容量の差を少なくすることが考えられる。
[0016]
 しかし、容量調整用パターンを追加するためには引き出し配線の領域を大きく確保しなければならないため、近年の狭額縁化に対応することが困難である。また、容量調整用パターンと引き出し配線とがショートすることにより歩留まりが低下するという問題もある。
[0017]
 本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、狭額縁なタッチスクリーンにおいて、静電容量のオフセットを低減し、検出感度の偏りを抑えることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0018]
 本発明のタッチスクリーンは、基板と、基板上で行方向に延在する複数の検出用行配線と、基板上で列方向に延在し、複数の検出用行配線と立体的に交差して当該交差範囲を検出エリアと規定する複数の検出用列配線と、外部装置に対して電気的に接続可能に設けられた端子と、複数の検出用行配線および複数の検出用列配線と端子とを電気的に接続し、互いに近接して引き回された状態で配置される複数の引き出し配線と、複数の引き出し配線の最も外側の引き出し配線のさらに外側に沿って検出エリアを囲み、端子と接続されるシールド配線と、複数の検出用行配線、複数の検出用列配線、引き出し配線、およびシールド配線を互いに絶縁する層間絶縁膜と、を備え、検出エリア又は複数の引き出し配線とシールド配線との間の領域において、層間絶縁膜が存在しない領域があることを特徴とする。

発明の効果

[0019]
 本発明のタッチスクリーンは、基板と、基板上で行方向に延在する複数の検出用行配線と、基板上で列方向に延在し、複数の検出用行配線と立体的に交差して当該交差範囲を検出エリアと規定する複数の検出用列配線と、外部装置に対して電気的に接続可能に設けられた端子と、複数の検出用行配線および複数の検出用列配線と端子とを電気的に接続し、互いに近接して引き回された状態で配置される複数の引き出し配線と、複数の引き出し配線の最も外側の引き出し配線のさらに外側に沿って検出エリアを囲み、端子と接続されるシールド配線と、複数の検出用行配線、複数の検出用列配線、引き出し配線、およびシールド配線を互いに絶縁する層間絶縁膜と、を備え、検出エリア又は複数の引き出し配線とシールド配線との間の領域において、層間絶縁膜が存在しない領域があることを特徴とする。従って、最外側の引き出し配線とシールド配線との間の寄生容量を低減することによって、狭額縁なタッチスクリーンにおいても最外側の引き出し配線の自己容量のオフセットを低減でき、検出感度の偏りを抑えることができる。
[0020]
 本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

[0021]
[図1] タッチスクリーンの層構造を示す斜視図である。
[図2] 透明基板側からタッチスクリーンを見た平面図である。
[図3] 図2の領域Aにおける下部電極の構造を示す拡大平面図である。
[図4] 図3の領域Dの拡大平面図である。
[図5] 図2の領域Aにおける上部電極の構造を示す拡大平面図である。
[図6] 図5の領域Eの拡大平面図である。
[図7] 図2の領域Aにおける下部電極および上部電極の構造を示す拡大平面図である。
[図8] 比較例と本実施の形態によるタッチスクリーンにおいて、検出用行配線の自己容量相対値を示した図である。
[図9] 比較例と本実施の形態によるタッチスクリーンにおいて、最外周の引き出し配線と最外周シールド配線41との間の距離を変化させたときの、対接地容量相対値を示した図である。
[図10] 実施の形態2に係るタッチパネルの全体構成を模式的に示した図である。

発明を実施するための形態

[0022]
 <実施の形態1>
 図1を用いて、実施の形態1によるタッチスクリーン1の層構造を説明する。図1は、タッチスクリーン1の構成の一例を示す斜視図である。なお、図1では、タッチスクリーン1を、その表側面の法線方向に切断して一部を切り出した状態で示している。タッチスクリーン1は、投影型静電容量方式のタッチスクリーンである。
[0023]
 図1に示すように、タッチスクリーン1の最下面層として、透明なガラス材料または透明な樹脂で構成された透明基板10が設けられている。そして、透明基板10上には下部電極20が設けられている。下部電極20は層間絶縁膜11に被覆されている。層間絶縁膜11は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの透明な(透光性を有する)絶縁膜である。
[0024]
 層間絶縁膜11上には上部電極30が設けられる。上部電極30は保護膜12に被覆されている。保護膜12は、層間絶縁膜11と同様、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの透明な絶縁膜である。すなわち、上部電極30と層間絶縁膜11とは、層間絶縁膜11および保護膜12により絶縁されている。
[0025]
 保護膜12上には、タッチスクリーン1を装着する液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)用の偏光板13が設けられている(貼り付けられている)。また、偏光板13上には、タッチスクリーン1を保護するために、透明なガラス材料または透明な樹脂からなる透明基板14が設けられている(貼り付けられている)。
[0026]
 下部電極20は、行方向(図2の紙面縦方向)に延在する複数の検出用行配線21を有している。検出用行配線21は、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明配線材料、またはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料からなる。また、検出用行配線21は、アルミニウム計合金層とその窒化層の多層構造としても良い。
[0027]
 上部電極30は、列方向(図2の紙面横方向)に延在する複数の検出用列配線31を有している。検出用行配線21と検出用列配線31とは、層間絶縁膜11により互いに絶縁されつつ、透明基板10上で立体的に交差しており、この交差する範囲がタッチスクリーン1の検出エリアとして規定される。検出用列配線31も検出用行配線21と同様、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明配線材料、またはアルミニウム、クロム、銅、銀などの金属材料からなる。また、検出用列配線31は、アルミニウム計合金層とその窒化層の多層構造としても良い。検出用行配線21および検出用列配線31を、アルミニウム系合金層とその窒化層の多層構造とする場合には、配線抵抗を小さくできる他、検出可能エリア(タッチスクリーン1においてタッチ位置を検出可能な領域)における光の反射率を低減することができる。しかし、検出用列配線31および検出用行配線21の材料はこれに限られるものではない。例えば、検出用列配線31の材料をアルミニウム系合金層とその窒化層の多層構造とし、検出用行配線21をITOなどの透明配線材料としても良い。
[0028]
 また、図1では、検出用列配線31を検出用行配線21の上層に配置する構成を示したが、これらの位置関係を逆にして、検出用行配線21を検出用列配線31の上層に配置しても良い。また、検出用列配線31および検出用行配線21を同一の層に配置し、検出用列配線31と検出用行配線21とが立体交差する部分にのみ層間絶縁膜11を設けて両者を電気的に分離しても良い。
[0029]
 また、本実施の形態では、検出用行配線21の延在方向を行方向、検出用列配線31の延在方向を列方向とし、これらが直交するものとして説明するが、両者の延在方向や交差する角度は説明の簡単化のために規定しているものであって、これに限らない。検出用行配線21および検出用列配線31は、それぞれが設けられる層において互いに異なる方向に延在していれば良い。
[0030]
 使用者は、タッチスクリーン1の表側面となる透明基板14を指などの指示体でタッチし、操作を行う。透明基板14に指示体が触れる(タッチする)と、指示体と検出用行配線21との間、および指示体と検出用列配線31との間に容量結合(タッチ容量)が発生する。相互容量方式では、このタッチ容量が発生することで生じる上部電極30と下部電極20との間の相互容量の変化を検出して、検出可能エリア内のどの位置にタッチされたかを特定する。
[0031]
 次に、図2を用いて検出用行配線21および検出用列配線31と端子8との接続について説明する。図2は、透明基板14側からタッチスクリーン1を見た平面図である。
[0032]
 既に説明したように、複数の検出用行配線21が行方向(図2の紙面横方向)に延在し、複数の検出用列配線31が列方向(図2の紙面縦方向)に延在している。そして、これら2方向に延在する配線により構成されるマトリクス領域が、タッチスクリーン1の検出可能エリアとなる。なお、図2では、6本の検出用行配線21と8本の検出用列配線31を示しているが、各配線の本数はこれに限らない。
[0033]
 タッチスクリーン1は、外部装置に対して電気的に接続可能な端子8を備えている。6本の検出用行配線21は、それぞれその一端が引き出し配線R1~R6に接続され、当該引き出し配線R1~R6を介して端子8に接続されている。また、8本の検出用列配線31も、それぞれその一端が引き出し配線C1~C8に接続され、当該引き出し配線C1~C8を介して端子8に接続されている。
[0034]
 引き出し配線R1~R6,C1~C8は、検出可能エリアの外周側に詰めて配置されている。引き出し配線R1~R6に関して言えば、最も端子8に近い検出用行配線21に接続される引き出し配線R6が最も短く、最も内側になるように配置されている。また、最も端子8から遠い検出用行配線21に接続される引き出し配線R1が最も長く、最も外側になるように配置されている。他の引き出し配線R2~R5は、引き出し配線R5,R4,R3,R2の順で内側から外側になるように、引き出し配線R6と引き出し配線R1との間に配置されている。このように、引き出し配線R1~R6は互いに近接して引き回された状態で配置される。
[0035]
 引き出し配線C1~C4に関して言えば、最も端子8に近い検出用列配線31に接続される引き出し配線C4が最も短く、最も内側になるように配置されている。また、最も端子8から遠い検出用列配線31に接続される引き出し配線C1が最も長く、最も外側になるように配置されている。他の引き出し配線C3,C2は、この順で内側から外側になるように、引き出し配線C4と引き出し配線C1との間に配置される。
[0036]
 引き出し配線C5~C8に関して言えば、最も端子8に近い検出用列配線31に接続される引き出し配線C5が最も短く、最も内側になるように配置されている。また、最も端子8から遠い検出用列配線31に接続される引き出し配線C8が最も長く、最も外側になるように配置されている。他の引き出し配線C6,C7は、この順番で内側から外側になるように、引き出し配線C5と引き出し配線C8との間に配置される。また、検出用行配線21の引き出し配線R1~R6は、引き回して引き出し配線C8の外側になるように配置される。従って、引き出し配線C1,R1が最も外側の引き出し配線となる。このように、引き出し配線C1~C8は、互いに近接して引き回された状態で配置される。
[0037]
 このように、引き出し配線R1~R6および引き出し配線C1~C8を検出可能エリアの外周側に詰めて配置することによって、タッチスクリーン1を装着する表示装置と、最外周以外の引き出し配線(引き出し配線R2~R6、引き出し配線C2~C8)との間に生じるフリンジ容量を抑制することができる。
[0038]
 また、検出用列配線31の引き出し配線C8と、検出用行配線21の引き出し配線R6が並走する部分においては、引き出し配線間に、グランド等の基準電位が与えられたシールド配線40が設けられている。シールド配線40を設けることによって、引き出し配線C8と引き出し配線R6の間のクロス容量を大幅に低減できるため、この部分に指などの指示体のタッチがあった場合でも誤検出を防止することができる。
[0039]
 また、透明基板10上には、最も外側の引き出し配線R1、C1のさらに外側に沿って検出エリアを囲み、端子8と接続されてグランド電位が入力される最外周シールド配線41が設けられている。最外周シールド配線41を設けることによって、外部からの電磁ノイズの侵入を吸収することができ、電磁ノイズによる検出性能の低下を防止することができる。
[0040]
 図1,2では簡略化のため図示していないが、検出用行配線21および検出用列配線31は、複数の導線をメッシュ状に配置したメッシュ構造を有している。以下、図3~図7を用いて、検出用行配線21および検出用列配線31のメッシュ構造を説明する。なお、図3~図7において、紙面横方向を行方向とし、紙面縦方向を列方向とする。また、これらの図で示される検出用行配線21および検出用列配線31の構造は模式的であり、配線の太さや配線の配置間隔は、実際とは異なる。
[0041]
 図3は、図2の領域Aにおける下部電極20の構造を示す拡大平面図である。なお、領域Aが検出可能エリアにおける一つの検出セル(単位セル)に相当する。図3に示すように、下部電極20は、行方向に対して45°傾いた方向に延在する複数の第1の行方向導線201と、当該方向とは反対方向に45°傾いた方向に延在する複数の第2の行方向導線202とが交差したメッシュ構造を有している。また、行方向および列方向におけるメッシュの繰り返し間隔(以下、「メッシュ間隔」ともいう)は、それぞれP1およびP2で同じ間隔(P1=P2)となっている。
[0042]
 下部電極20は連続したメッシュ構造ではなく、検出用行配線21を構成するメッシュと、検出用行配線21を囲むフローティング電極21aを構成するメッシュとに分離した不連続なメッシュ構造である。フローティング電極21aは、検出用行配線21の輪郭に沿って設けられた断線部21bにおいて検出用行配線21とは電気的に絶縁されており、接地されず電位的にフローティングとなっている。
[0043]
 検出用行配線21は、行方向に延在する行方向中央線211と、行方向中央線211の延在方向に対して予め定められた間隔で複数設けられ、行方向中央線211の幅を部分的に列方向に拡張する検出用行配線拡張部212とを有している。検出用行配線拡張部212は、行方向中央線211を軸として上下対称な位置に1対ずつ設けられている。検出用行配線拡張部212により拡張された検出用行配線21の幅Laxは、単位セルの列方向の寸法Lbxよりも小さい。これは、検出用行配線21の最大幅(Lax)が、検出可能エリアにおいて検出用行配線21が繰り返し配設される配設間隔(Lbx)よりも小さいことを意味している。このような設定とすることで、隣り合う検出用行配線21同士の干渉を防止できる。
[0044]
 図4は、図3の領域Dの拡大平面図である。領域Dは、行方向中央線211と検出用行配線拡張部212との接続部分の角部を含む領域である。断線部21bにおいて、検出用行配線21を構成するメッシュとフローティング電極21aを構成するメッシュとは破断されており、断線部21bが検出用行配線21の輪郭を規定している。そして、フローティング電極21aが検出用行配線21を囲むことにより、隣り合う検出用行配線21同士は電気的に絶縁される。従って、隣り合う検出用行配線21間のカップリングが抑制されるため、タッチスクリーン1を検出回路に接続した場合の検出信号の遅延やクロストークを抑えることができる。また、フローティング電極21aを設けることにより、検出用行配線21はメッシュパターンの一部として埋没するため、検出用行配線21だけが視認されることが抑制される。
[0045]
 図5は、図2の領域Aにおける上部電極30の構造を示す拡大平面図である。図5に示すように、上部電極30は、列方向に対して45°傾いた方向に延在する複数の第1の列方向導線301と、当該方向とは反対方向に45°傾いた方向に延在する複数の第2の行方向導線302とが交差したメッシュ構造を有している。また、行方向および列方向におけるメッシュ間隔は、それぞれP1およびP2で同じ間隔(P1=P2)となっている。
[0046]
 上部電極30は連続したメッシュ構造ではなく、検出用列配線31を構成するメッシュと、検出用列配線31を囲むフローティング電極31aを構成するメッシュとに分離した不連続なメッシュ構造である。フローティング電極31aは、検出用列配線31の輪郭に沿って設けられた断線部31bにおいて、検出用列配線31とは電気的に絶縁されており、接地されず電位的にフローティングとなっている。
[0047]
 検出用列配線31は、列方向に延在する列方向中央線311と、列方向中央線311の延在方向に対して予め定められた間隔で複数設けられ、列方向中央線311の幅を部分的に行方向に拡張する検出用列配線拡張部312とを有している。検出用列配線拡張部312は、列方向中央線311を軸として左右対称な位置に1対ずつ設けられている。検出用列配線拡張部312により拡張された検出用列配線31の幅Layは、単位セルの行方向の寸法Lbyよりも小さくなるように設定されている。これは、検出用列配線31の最大幅(Lay)が、検出可能エリアにおいて検出用列配線31が繰り返し配設される配設間隔(Lby)よりも小さくなるように設定されていることを意味している。このような設定とすることで、隣り合う検出用列配線31同士の干渉を防止できる。
[0048]
 図6は、図5の領域Eの拡大平面図である。領域Eは、列方向中央線311と検出用列配線拡張部312との接続部分の角部を含む領域である。断線部31bにおいて、検出用列配線31を構成するメッシュとフローティング電極31aを構成するメッシュとは破断されており、断線部31bが検出用列配線31の輪郭を規定している。そして、フローティング電極31aが検出用列配線31を囲むことにより、隣り合う検出用列配線31同士は電気的に絶縁される。従って、隣り合う検出用列配線31間のカップリングが抑制されるため、タッチスクリーン1を検出回路に接続した場合の検出信号の遅延やクロストークを抑えることができる。また、フローティング電極31aを設けることにより、検出用列配線31はメッシュパターンの一部として埋没するため、検出用列配線31だけが視認されることが抑制される。
[0049]
 図7は、図2の領域Aにおける下部電極20および上部電極30の構造を示す拡大平面図であり、下部電極20と上部電極30の重なりを示している。図7に示すように、下部電極20と上部電極30とは、互いのメッシュ構造が平面視で相補的にずれるように重なる。具体的には、図3に示すように下部電極20のメッシュ間隔は、行方向においてP1、列方向においてP2であるところ、下部電極20のメッシュを行方向にP1/2、列方向にP2/2ずつずらして上部電極30と重ねる。これにより、下部電極20と上部電極30とが重なった領域では、メッシュ間隔が行方向においてP1/2、列方向においてP2/2と、下部電極20又は上部電極30自体のメッシュ間隔の半分になったように視認される。
[0050]
 例えば、行方向中央線211と列方向中央線311とが平面視で重なる領域では、それぞれのメッシュが相補的にずれてメッシュ間隔が半分となり、行方向中央線211とフローティング電極31aとが平面視で重なる領域では、それぞれのメッシュが相補的にずれてメッシュ間隔が半分となり、列方向中央線311とフローティング電極21aとが平面視で重なる領域では、それぞれのメッシュが相補的にずれてメッシュ間隔が半分となる。
[0051]
 このように、上部電極30と下部電極20とを、夫々のメッシュが平面視で相補的にずれるように重ねることによって、検出用行配線21と検出用列配線31が交差する部分の外光の反射率を均一化し、検出用行配線21および検出用列配線31が視認されることを抑制できる。
[0052]
 また、検出用行配線21および検出用列配線31をメッシュ構造とすることによって、少ない配線面積で、広い検出可能エリアを覆うことが可能であると共に、配線の寄生容量を低減し、モアレ干渉縞の発生も抑えることができる。
[0053]
 なお、一例としてタッチスクリーン1の各部の寸法を示すと、検出用行配線21および検出用列配線31のメッシュを構成する導線の幅は3μmであり、断線部21b、31bによる断線間隔は10μmである。また、透明基板10の厚みは0.7mmであり、メッシュの行方向の間隔P1および列方向の間隔P2は200μmである。但し、これらの寸法は、タッチスクリーンの用途等に応じて、随時調整されるものである。
[0054]
 また、本実施の形態では、配線のメッシュ構造は、直線状の導線によって構成されたが、例えば円弧等の曲線で構成されるメッシュ構造としても良い。この場合でも、本実施の形態の効果は失われない。
[0055]
 図示しないが、引き出し配線C1~C8、R1~R6、及び最外周シールド配線41は層間絶縁膜に覆われ、互いに絶縁されている。この層間絶縁膜は、図1に示す層間絶縁膜11及び保護膜12と同層に設けられる。
[0056]
 この層間絶縁膜は、検出可能エリア及び引き出し配線から最外周シールド配線41にかけて連続的に存在するのではなく、図2に示す領域32~35では存在しない。
[0057]
 領域32は、最外周の引き出し配線R1と最外周シールド配線41との間の領域であり、領域32において層間絶縁膜が除去される(存在しない)ことにより、引き出し配線R1と最外周シールド配線41とのカップリング、並びに引き出し配線R1とフロントフレーム9とのカップリングを抑制することができ、検出可能エリアの静電容量のオフセットを低減することができる。
[0058]
 領域33は、最外周の引き出し配線C1と最外周シールド配線41との間の領域である。領域33において層間絶縁膜が除去される(存在しない)ことにより、引き出し配線C1と最外周シールド配線41とのカップリング、並びに引き出し配線C1とフロントフレーム9とのカップリングを抑制することができ、検出可能エリアの静電容量のオフセットを低減することができる。
[0059]
 領域34は、検出用列配線31の引き出し配線C1~C8が接続されない端部と最外周シールド配線41との間の領域である。領域34において層間絶縁膜が除去される(存在しない)ことにより、検出用列配線31と最外周シールド配線41とのカップリング、並びに検出用列配線31とフロントフレーム9とのカップリングを抑制することができ、検出可能エリアの静電容量のオフセットを低減することができる。
[0060]
 領域35は、検出用行配線21の引き出し配線R1~R6が接続されない端部と最外周シールド配線41との間の領域である。領域35において層間絶縁膜が除去される(存在しない)ことにより、検出用行配線21と最外周シールド配線41とのカップリング、並びに検出用行配線21とフロントフレーム9とのカップリングを抑制することができ、検出可能エリアの静電容量のオフセットを低減することができる。
[0061]
 以上の説明では、領域32~35の全ての領域で層間絶縁膜が存在しないとしたが、少なくとも領域32~35の何れか1つまたは任意の複数の領域で層間絶縁膜が存在しなければ良い。何れの領域で層間絶縁膜を除去するかは、額縁サイズに合わせて決定しても良い。
[0062]
 次に、領域32~35の層間絶縁膜を除去することによる配線の自己容量のオフセット低減の効果について説明する。効果を確認するため、21本の検出用行配線R1~R21と34本の検出用列配線C1~C34とを備えたタッチスクリーンを、導電性を有しかつ接地されるフロントフレームを備えた液晶ディスプレイに装着したサンプルを作製し、タッチスクリーンの各配線の容量計算を実施した。また、領域32~35に層間絶縁膜を設けたタッチスクリーンを用いたサンプルを比較例として用意し、比較例についても同様に容量計算を実施した。
[0063]
 図8は、比較例と本実施の形態によるタッチスクリーンにおける、検出用行配線に接続される引き出し配線R1~R10の自己容量相対値を示している。なお自己容量相対値は、比較例によるタッチスクリーンの引き出し配線R5の自己容量を1とした場合の相対値を表している。図8に示すように、比較例では、引き出し配線R2~R10の自己容量相対値が何れも1程度とほぼ揃っているが、最も外側の引き出し配線R1の自己容量相対値が3.5程度となっておりオフセットしている。一方、本実施の形態によるタッチスクリーンでは、最外となる引き出し配線R1を含め、全ての引き出し配線の自己容量相対値が1程度でほぼ揃っていることが判る。
[0064]
 図9には、比較例と本実施の形態によるタッチスクリーンにおいて、最も外側の引き出し配線と最外周シールド配線41との間の距離を変化させたときの、対接地容量相対値を示している。対接地容量相対値は、比較例によるタッチスクリーンにおいて、最も外側の引き出し配線と最外周シールド配線41との間の距離を4.5mmとしたときの対接地容量を1とした場合の相対値を表している。
[0065]
 この結果によれば、本実施の形態によるタッチスクリーンでは、最も外側の引き出し配線と最外周シールド配線41との間の距離を1.0mmとした場合に、比較例によるタッチスクリーンにおいて最も外側の引き出し配線と最外周シールド配線41との間の距離を4.5mmとした場合よりも、低い対接地容量が得られる。すなわち、本実施の形態によるタッチスクリーンでは、上記の距離を1.0mm以下とすることができるため、狭額縁化に対応する。
[0066]
 すなわち、実施の形態1に係るタッチスクリーン1は、透明基板10(基板)と、透明基板10上で行方向に延在する複数の検出用行配線21と、透明基板10上で列方向に延在し、複数の検出用行配線21と立体的に交差して当該交差範囲を検出エリアと規定する複数の検出用列配線31と、外部装置に対して電気的に接続可能に設けられた端子8と、複数の検出用行配線21および複数の検出用列配線31と端子8とを電気的に接続し、互いに近接して引き回された状態で配置される複数の引き出し配線R1~R6,C1~C8と、複数の引き出し配線R1~R6,C1~C8の最も外側の引き出し配線R1,C1のさらに外側に沿って検出エリアを囲み、端子8と接続される最外周シールド配線41(シールド配線)と、複数の検出用行配線21、複数の検出用列配線31、複数の引き出し配線R1~R6,C1~C8、および最外周シールド配線41を互いに絶縁する層間絶縁膜と、を備える。そして、検出エリア又は複数の引き出し配線とシールド配線との間の領域において、層間絶縁膜が存在しない領域があることを特徴とする。従って、最も外側の引き出し配線とシールド配線との間の寄生容量、及び最も外側の引き出し配線とフロントフレーム9との間の寄生容量が抑制される。これにより、狭額縁なタッチスクリーンにおいても最も外側の引き出し配線C1,R1の自己容量のオフセットを低減でき、検出感度の偏りを抑えることができる。
[0067]
 また、複数の引き出し配線R1~R6,C1~C8は、複数の検出用行配線21の一端および複数の検出用列配線31の一端に接続され、層間絶縁膜が存在しない領域は、複数の検出用行配線21に接続される複数の引き出し配線R1~R6のうち最も外側の引き出し配線R1と、最外周シールド配線41(シールド配線)との間の領域、複数の検出用列配線31に接続される複数の引き出し配線C1~C8のうち最も外側の引き出し配線C1と、最外周シールド配線41との間の領域、複数の検出用行配線21の引き出し配線が接続されない他端と、最外周シールド配線41との間の領域、および複数の検出用列配線31の引き出し配線が接続されない他端と、最外周シールド配線41との間の領域、の少なくともいずれかの領域にある。従って、最も外側の引き出し配線C1,R1と最外周シールド配線41との間の寄生容量、及び最も外側の引き出し配線とフロントフレーム9との間の寄生容量が抑制される。これにより、狭額縁なタッチスクリーンにおいても最も外側の引き出し配線C1,R1の自己容量のオフセットを低減でき、検出感度の偏りを抑えることができる。
[0068]
 <実施の形態2>
 図10は、実施の形態2に係るタッチパネル70の全体構成を模式的に示した図である。タッチパネル70は、図1に示した実施の形態1のタッチスクリーン1と、フレキシブルプリント基板71と、コントローラ基板72とを備えている。タッチスクリーン1の端子8には、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)などを用いることによって実装された端子(端子8に対応する端子)を有するフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuit:FPC)71が接続されている。このフレキシブルプリント基板71を介して、タッチスクリーン1の検出用行配線21および検出用列配線31の端部と、コントローラ基板72とが電気的に接続されることによって、タッチスクリーン1は、タッチパネル70の主要構成要素として機能する。
[0069]
 コントローラ基板72には、検出処理回路73(タッチ位置検出回路)が搭載されている。検出処理回路73は、信号電圧の印加によって、指示体と、検出用行配線21および検出用列配線31の一方との間に生じる静電容量をタッチ容量として検出し、当該検出結果に基づいて、タッチスクリーン1における指示体のタッチ位置の算出処理を行う。すなわち、検出処理回路73は、タッチスクリーン1に対して指示する指示体と、検出用行配線21および検出用列配線31との間の静電容量に基づいて、指示体によって指示されたタッチスクリーン1上の位置を検出する。
[0070]
 検出処理回路73は、投影型静電容量方式の検出ロジックを採用することができる。また、コントローラ基板72は、検出処理回路73で算出されたタッチ位置を外部の処理装置に出力するための外部接続端子74を備えている。
[0071]
 なお、検出処理回路73は、コントローラ基板72への実装に限らず、タッチスクリーン1の透明基板10上に実装するようにしても良い。
[0072]
 すなわち、実施の形態2のタッチパネルは、実施の形態1のタッチスクリーン1(図1)と、タッチスクリーン1を指示する指示体と、検出用行配線21及び検出用列配線31との間の静電容量に基づき、指示体に指示されたタッチスクリーン1上の位置を検出するタッチ位置検出回路とを備えている。これにより、タッチスクリーン1の最も外側の引き出し配線R1,C1と、LCDなどの表示モジュールの間に生じるカップリングが低減され、カップリングに起因するセンサキャパシタの静電容量のオフセットを抑制されて、静電容量検出感度の偏りが低減されたタッチパネル70を得ることができる。
[0073]
 <実施の形態3>
 本発明の実施の形態3による表示装置は、図10に示した実施の形態2によるタッチパネル70と、情報を表示可能なLCDなどの表示モジュールとを備える。
[0074]
 タッチパネル70は、表示モジュールの表示画面よりも使用者側に配置される。換言すれば、表示モジュールは、タッチパネル70の表側面である透明基板14とは反対側に配置される。このような構成とすることによって、使用者が指示したタッチ位置を検出する機能を有するタッチパネル付きの表示装置となる。
[0075]
 すなわち、実施の形態3に係る表示装置によれば、実施の形態2に係るタッチパネル70と、タッチパネル70のタッチスクリーン1に対して指示する側とは反対側に配置される表示モジュールとを備えるため、静電容量検出感度の偏りが低減されたタッチパネル付きの表示装置を得ることができる。
[0076]
 <実施の形態4>
 本発明に係る実施の形態4の電子機器は、実施の形態2のタッチパネル70(図10)と、LCDなどの表示モジュールと、電子装置である図示されない信号処理装置(電子処理部)とを備えることを特徴としている。
[0077]
 信号処理装置は、タッチパネル70の外部接続端子74から出力された信号を入力し、デジタル信号として出力する。すなわち、信号処理装置は、タッチパネル70の検出処理回路73で検出されたタッチ位置の情報に対して予め定められた処理を電子的に行う。このように、信号処理装置をタッチパネル70に接続する構成とすることによって、タッチパネル70の検出処理回路73で検出されたタッチ位置の情報をコンピュータなどの外部信号処理装置に出力する、デジタイザなどのタッチ位置検出機能付き電子機器を得ることができる。
[0078]
 なお、信号処理装置は、タッチパネル70のコントローラ基板72に内蔵(搭載)されても良い。この場合、信号処理装置が、USB(Universal Serial Bus)のようなバス規格を満たすような出力機能を備えることによって、汎用性の高いタッチ位置検出機能付き電子機器を実現することができる。
[0079]
 すなわち、実施の形態4に係る電子機器は、実施の形態2に係るタッチパネル70と、タッチパネル70の検出処理回路73(タッチ位置検出回路)で検出されたタッチ位置の情報に対して、予め定められた処理を電子的に行う信号処理装置(電子処理部)とを備えるため、静電容量検出感度の偏りが低減された、投影型静電容量方式のタッチ位置検出機能付き電子機器を得ることができる。
[0080]
 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、省略したりすることが可能である。
[0081]
 この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

符号の説明

[0082]
 1 タッチスクリーン、8 端子、9 フロントフレーム、10 透明基板、11 層間絶縁膜、12 保護膜、13 偏光板、14 透明基板、20 下部電極、21 検出用行配線、21A フローティング電極、21B 断線部、30 上部電極、31 検出用列配線、40 シールド配線、211 行方向中央線、212 検出用行配線拡張部、C1~C8,R1~R6 引出配線。

請求の範囲

[請求項1]
 基板(10)と、
 前記基板(10)上で行方向に延在する複数の検出用行配線(21)と、
 前記基板(10)上で列方向に延在し、前記複数の検出用行配線(21)と立体的に交差して交差範囲を検出エリアと規定する複数の検出用列配線(31)と、
 外部装置に対して電気的に接続可能に設けられた端子(8)と、
 前記複数の検出用行配線(21)および前記複数の検出用列配線(31)と前記端子(8)とを電気的に接続し、互いに近接して引き回された状態で配置される複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)と、
 前記複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)の最も外側の引き出し配線(R1,C1)のさらに外側に沿って前記検出エリアを囲み、前記端子(8)と接続されるシールド配線(41)と、
 前記複数の検出用行配線(21)、前記複数の検出用列配線(31)、前記引き出し配線(R1~R6,C1~C8)、および前記シールド配線(41)を互いに絶縁する層間絶縁膜と、を備え、
 前記検出エリア又は前記複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)と前記シールド配線(41)との間の領域において、前記層間絶縁膜が存在しない領域があることを特徴とする、
タッチスクリーン。
[請求項2]
 前記複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)は、前記複数の検出用行配線(21)の一端および前記複数の検出用列配線(31)の一端に接続され、
 前記層間絶縁膜が存在しない領域は、
 前記複数の検出用行配線(21)に接続される前記複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)のうち最も外側の引き出し配線(R1,C1)と、前記シールド配線(41)との間の領域、
 前記複数の検出用列配線(31)に接続される前記複数の引き出し配線(R1~R6,C1~C8)のうち最も外側の引き出し配線(R1,C1)と、前記シールド配線(41)との間の領域、
 前記複数の検出用行配線(21)の前記引き出し配線(R1~R6,C1~C8)が接続されない他端と、前記シールド配線(41)との間の領域、
 および前記複数の検出用列配線(31)の前記引き出し配線(R1~R6,C1~C8)が接続されない他端と、前記シールド配線(41)との間の領域、
の少なくともいずれかの領域にある、
請求項1に記載のタッチスクリーン。
[請求項3]
 各前記検出用行配線(21)および各前記検出用列配線(31)は、メッシュパターンで構成されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載のタッチスクリーン。
[請求項4]
 請求項1から3の何れか1項に記載のタッチスクリーンと、
 前記タッチスクリーンを指示する指示体と、前記検出用行配線(21)及び前記検出用列配線(31)との間の静電容量に基づき、前記指示体に指示された前記タッチスクリーン上の位置を検出するタッチ位置検出回路と、を備える、
タッチパネル。
[請求項5]
 請求項4に記載のタッチパネルと、
 前記タッチパネルの前記タッチスクリーンに対して指示する側とは反対側に配置される表示モジュールと、を備える、
表示装置。
[請求項6]
 請求項4に記載のタッチパネルと、
 前記タッチパネルの前記タッチ位置検出回路で検出された前記位置の情報に対して、予め定められた処理を電子的に行う電子処理部と、を備える、
電子機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]