(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板に、列方向に延在した複数の検出用列配線と行方向に延在した複数の検出用行配線とが立体的に交差する様に配設された検出エリアと、
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、
前記複数の検出用行配線および検出用列配線と前記端子とを電気的に接続する複数の引き出し配線と、を有するタッチスクリーンであって、
前記複数の引き出し配線は互いに近接して引き回されて配置され、
近接配置された前記複数の引き出し配線の最も外側の引き出し配線の更に外側に沿って設けられ、一端が前記端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線を備え、
さらに、前記検出エリアの外周は、前記引き出し配線または前記ダミー引き出し配線によって隣接して囲まれ、
前記ダミー引き出し配線と前記最も外側の引き出し配線とは、前記引き出し配線同士のカップリング容量と同等以上のカップリング容量を形成していることを特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
ダミー引き出し配線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に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
検出エリアの一部は、近接配置された複数の引き出し配線の一端側の引き出し配線に近接して囲まれ、検出エリアの残部はダミー引き出し配線により囲まれ、
さらに、近接配置された複数の引き出し配線の他端側は、ダミー引き出し配線が近接して配置された請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
ダミー引き出し配線は、検出用行配線と同層の配線、もしくは検出用列配線と同層の配線、または前記検出用行配線と同層の配線及び前記検出用列配線と同層の配線の両方を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
検出用行配線および検出用列配線は、共にアルミニウム系合金とアルミニウム系合金の窒化層との多層構造から成ることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のタッチスクリーンと、
複数の検出用列配線の各々及び複数の検出用行配線の各々を順次に選択するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路により選択された前記検出用列配線と前記タッチスクリーンのベース基板の表面にタッチした指示体との間に形成される静電容量、及び前記選択スイッチ回路により選択された検出用行配線と前記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結果に基づいて、前記指示体のタッチ位置の前記タッチスクリーンに於けるタッチ座標の算出処理を行う検出処理回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル。
【請求項７】
請求項６に記載のタッチパネルを有する表示パネルを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
タッチスクリーンが表示パネルの前面側に粘着されていることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
タッチスクリーンと表示パネルとを貼り付ける粘着シートが、前記タッチスクリーンを平面視したときに、引き出し配線のすべて覆うように貼り付けられることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タッチスクリーン、タッチパネル及びそれを備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指などによるタッチを検出してその位置座標を特定するタッチパネルは、優れたユーザーインターフェース手段の一つとして注目されており、抵抗膜方式や静電容量方式などの種々の方式によるタッチパネルが製品化されている。
【０００３】
静電容量方式の一つとして、タッチセンサが内蔵されるタッチスクリーンの前面側を数ｍｍ厚程度のガラス板等の保護板で覆った場合でもタッチ検出が可能なＰＣＴ（Projected  Capacitive  Touchscreen）方式がある。この方式は保護板を前面に配置できるので堅牢性に優れる点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。
【０００４】
このＰＣＴ方式のタッチスクリーンは、一対のセンサキャパシタを備えている。これらのセンサキャパシタの静電容量は、物理量が作用しない状態では互いに等しく、物理量の作用に伴って互いに相反する増減関係で変化するように構成されている。従って、これらのセンサキャパシタの静電容量の差を電圧に変換することで、ＰＣＴ方式のタッチスクリーンに作用している物理量を精度よく検出することができる。
【０００５】
一般的に、センサキャパシタは、検出用行配線および検出用列配線によって形成されるが、理想的には、物理量が作用しない状態での一対のセンサキャパシタの静電容量は等しくなるように製造されるのが望ましい。しかしながら、タッチパネルを液晶表示パネルなどの表示装置と組み合わせて使用する場合において、タッチスクリーンの最も外側の検出用配線、及び最も外側の引き出し配線と、液晶表示パネルなどの表示装置の間に寄生容量が余分に形成されるため、タッチスクリーンに物理量が作用していない状況でも、これらのセンサキャパシタの静電容量にオフセットが生じる。このような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の差は、ＰＣＴ方式のタッチスクリーンの出力電圧において区別することは困難であり、物理量の検出誤差を生じる原因となってしまう。そこで、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。
【０００６】
特許文献１に開示のタッチパネルを構成するタッチスクリーンは、複数の引き出し配線からなる配線束の最も外側の両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線であって、当該引き出し配線のさらに外側端に沿って設けられ一端が端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線とを有するタッチスクリーンと、タッチスクリーンにて発生した静電容量を検出する静電容量回路と、検出用配線と静電容量検出回路との接続を順次に選択し、非選択の検出配線を所定電位となるように接続するスイッチ回路とを備えたものである。ここで、ダミー引き出し配線は、所定電位となるように接続されるため、静電容量のオフセットを抑制することが可能となることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５７１７８号公報（第５頁１０行〜１７行、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、最も外側の引き出し配線の余分な寄生容量のみ低減できる構成であり、検出用配線に対しては考慮されていなかったので、最も外側の検出用配線にかかる寄生容量を十分に低減できず、前記課題の完全な解決には至っていなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、各引き出し配線、および各検出配線にかかる余分な寄生容量を同時に低減した技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るタッチスクリーンは、ベース基板に、列方向に延在した複数の検出用列配線と行方向に延在した複数の検出用行配線とが立体的に交差する様に配設された検出エリアと、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検出用列配線と端子とを電気的に接続する複数の引き出し配線と、を有するタッチスクリーンであって、複数の引き出し配線は互いに近接して引き回されて配置され、近接配置された複数の引き出し配線の最も外側の引き出し配線の更に外側に沿って設けられ、一端が端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線を備え、さらに、検出エリアの外周は、引き出し配線またはダミー引き出し配線によって隣接して囲まれ、ダミー引き出し配線と最も外側の引き出し配線とは、引き出し配線同士のカップリング容量と同等以上のカップリング容量を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るタッチスクリーンは、上記のように構成したことにより、引き出し配線、および各検出用配線にかかる余分な寄生容量を同時に低減できるので、引き出し配線および検出用配線を含めた静電容量検出回路に接続される配線の静電容量の偏差を抑制することができ、検出感度偏差を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係わるタッチスクリーンの構成を模式的に示した平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わるタッチスクリーンの部分拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わるタッチスクリーンの部分拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わるタッチスクリーンの部分拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わるタッチスクリーンの構成を模式的に示した斜視断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係わるタッチパネルの全体構成を模式的に示した図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わるタッチパネルにおける静電容量検出・タッチ座標算出系の構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１に係るタッチパネルにおけるスイッチ回路２０を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係わる液晶表示装置の断面を模式的に示した構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係わる各引き出し配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係わる各列方向束配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係わる各引き出し配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係わる各行方向束配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係わるタッチスクリーンの引き出し配線及びダミー引き出し配線の部分拡大図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係わるタッチスクリーンの平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係わる図１５で示したタッチスクリーンの部分拡大図である。
【図１７】本発明の実施の形態２に係わるタッチスクリーンの各引き出し配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態２に係わるタッチスクリーンの各引き出し配線と接地容量との関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態２に係わるタッチスクリーンの各引き出し配線と静電容量との関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係わる図１９で示したタッチスクリーンの比較例の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
まず、本発明の全体構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るタッチスクリーンの構成を模式的に示す平面図である。また、図２は、タッチスクリーン１の検出用列配線２及び検出用行配線３の構成をより理解し易くするために、検出用配線を透視して模式的に拡大化して示した部分拡大面図である。また、図３は、引き出し配線９、１０及びダミー引き出し配線１１の構成をより理解し易くするために図１中に符号Ｂで示した点線で区画した領域を拡大化して模式的に示した部分拡大図である。図４は、タッチスクリーン１の検出エリア８の外周に隣接する引き出し配線が無い領域を、拡大化して模式的に示した図である。具体的には、図１中の検出エリア８であって紙面左上の角部分の領域の部分拡大図である。
【００１４】
以下、図１、図２、図３及び図４を参照して、タッチスクリーン１の構成について説明する。特記する場合を除いて、全体構成は全ての実施の形態において共通である。なお、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。
【００１５】
本実施の形態に係わるタッチスクリーンは、図１に示すように、（１）列方向（図１中のｙ方向に相当）に伸在し且つ所定の第１ピッチで行方向（図１中のｘ方向に相当）に繰り返し配列された複数の検出用列配線２と、（２）行方向ｘに伸在し且つ所定の第２ピッチで列方向ｙに繰り返し配列された複数の検出用行配線３とを、備えている。そして、所定本数の検出用列配線２は、その各々の上端及び下端に於いて、接続用配線４により、共通に電気的に接続されて、一束の列方向束配線６を構成している。同様に、所定本数の検出用行配線３は、それぞれ、その左端及び右端に於いて、接続用配線５により、共通に電気的に接続されて、一束の行方向束配線７を構成している。
【００１６】
更に、所定本数の列方向束配線６が行方向ｘに平行配列されており、同様に、所定本数の行方向束配線７も列方向ｙに平行配列されている。従って、所定本数の列方向束配線６及び所定本数の行方向束配線７の立体的交差によって、タッチスクリーン１は、所定数のエリアに立体的に分割されている。これら複数の列方向束配線６と複数の行方向束配線７とで構成される領域は、タッチスクリーンとして機能させるためのタッチを検出するための検出領域であり、これを検出エリア８と呼ぶ。
【００１７】
この様な構成にすると、検出用列配線及び検出用行配線の配線密度が大きくなるため、後述するタッチ容量の値を大きな値として確保することが出来る。
【００１８】
そして、図２に例示する様に、各検出用列配線２は、（１）列方向ｙに対して傾斜角度４５°で斜めに傾斜した第１傾斜部分２ａＳと、列方向ｙに平行で且つ第１傾斜部分２ａＳに繋がった第１平行部分２ａＰとが、列方向ｙに沿ってジグザグ状に繰り返されて配設されて成るジグザグパターンの第１金属配線２ａと、（２）列方向ｙを軸として第１金属配線２ａに線対称な構成を有する第２金属配線２ｂとの一組から成る。
【００１９】
同様に、各検出用行配線３は、（３）行方向ｘに対して傾斜角度４５°で斜めに傾斜した第２傾斜部分３ａＳと、行方向ｘに平行で且つ第２傾斜部分３ａＳに繋がった第２平行部分３ａＰとが、行方向ｘに沿ってジグザグ状に繰り返されて配設されて成るジグザグパターンの第３金属配線３ａと、（４）行方向ｘを軸として第３金属配線３ａに線対称な構成を有する第４金属配線３ｂとの一組から成る。
【００２０】
しかも、複数の検出用列配線２の内の任意の１本の検出用列配線と、複数の検出用行配線３の内の任意の１本の検出用列配線とが立体的に交差して成る各エリアに於いて、以下の様な位置関係が成立する。
【００２１】
即ち、各エリア内に属する第１金属配線２ａの２つの第１傾斜部分２ａＳの内で一方の傾斜部分２ａＳ１は、その中点（中心部）に於いて、当該エリア内に属する第３金属配線３ａの２つの第２傾斜部３ａＳの内の一方の傾斜部分３ａＳ１と、その中点（中心部）に於いて、常に立体的に直交している。更に、当該エリア内に属する第１金属配線２ａの２つの第１傾斜部分２ａＳの内で他方の傾斜部分２ａＳ２は、その中点（中心部）に於いて、当該エリア内に属する第４金属配線３ｂの２つの第２傾斜部３ｂＳの内の一方の傾斜部分３ｂＳ１と、その中点（中心部）に於いて、常に立体的に直交している。加えて、当該エリア内に属する第２金属配線２ｂの２つの第１傾斜部分２ｂＳの内で一方の傾斜部分２ｂＳ１は、その中点（中心部）に於いて、当該エリア内に属する第３金属配線３ａの２つの第２傾斜部３ａＳの内の他方の傾斜部分３ａＳ２と、その中点（中心部）に於いて常に立体的に直交している。更に、当該エリア内に属する第２金属配線２ｂの２つの第１傾斜部分２ｂＳの内で他方の傾斜部分２ｂＳ２は、その中点（中心部）に於いて、当該エリア内に属する第４金属配線３ｂの２つの第２傾斜部３ｂＳの内の他方の傾斜部分３ｂＳ２と、その中点（中心部）に於いて立体的に常に直交している。この様な傾斜部分同士の直交関係の設定により、当該エリア内の各平行部分２ａＰ，２ｂＰ，３ａＰ及び３ｂＰの行方向ｘに沿っての寸法は、最小値化される。
【００２２】
図２に示した以上の構成の採用により、検出用列配線２と検出用行配線３の配線間で発生する寄生容量の値を最小化することが可能となる。更に、本構成によって、検出用列配線２及び検出用行配線３が存在しない箇所を平面視したときの当該箇所の全面積を、本構成を採用しない場合よりも格段に少なくすることが出来るため、指等の指示体と検出用列配線２との間の静電容量及び指示体と検出用行配線３との間の静電容量から成るタッチ容量を各エリアで均一に検出することが可能となる。
【００２３】
そして、本構成のタッチスクリーン１の行方向ｘ及び列方向ｙの各々が、タッチスクリーン１に装着される表示パネル（例えばＬＣＤパネル）の画素パターンの行方向及び列方向と平行となる様に、上記表示パネルをタッチスクリーン１に装着するときには、検出用列配線２及び検出用行配線３の各ジグザグパターン２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが、画素パターンの行方向及び列方向の各々の配列方向に対して４５°の角度で傾斜した斜め方向に、各画素に対して配置されることとなり、各画素の一部を均一に覆うこととなる結果、表示パネルが出射した表示光がタッチスクリーン１を通り抜ける際の透過率を均一化することが出来、モワレ現象の発生を少なくすることが可能となる。
【００２４】
図１に示す様に、列方向束配線６及び行方向束配線７は、それぞれ、引き出し配線８，９によって、端子１２に接続されている。なお、図１では、列方向束配線６及び行方向束配線７（以下、それぞれの配線群６，７を共に「束配線」と言う。）や引き出し配線、端子の図示化を一部省略している。また、束配線の本数及びその配線ピッチ、並びに、束配線を構成する検出配線の本数、配線幅及び配線ピッチは、タッチパネルのタッチ位置（タッチ座標値）の要求分解能から適宜に選択される。
【００２５】
ここでは、列方向束配線及び行方向束配線の本数をそれぞれｍ、ｎとして、説明の便宜上、列方向束配線をＷc(0)、Ｗc(1)、・・・、Ｗc(m-1)、Ｗc(ｍ)、行方向束配線をＷr(0)、Ｗr(1)、・・・、Ｗr(ｎ-2)、Ｗr(ｎ-1)とする。またこれと対応して、列方向束配線Ｗc(0)、Ｗc(1)、・・・、Ｗc(ｍ-2)、Ｗc(ｍ-1)の引き出し配線をＬc(0)、Ｌc(1)、・・・、Ｌc(ｍ-2)、Ｌc(ｍ-1)とし、行方向束配線Ｗr(0)、Ｗr(1)、・・・、Ｗr(ｎ-2)、Ｗr(ｎ-1)の引き出し配線をＬr(0)、Ｌr(1)、・・・、Ｌr(ｎ-2)、Ｌr(ｎ-1)、とする。
【００２６】
このような引き出し配線は端子１２から配線束になって引き回されることになるが、例えば図１に示すように、端子１２をタッチスクリーンの下辺に配置し、列方向束配線に接続される引き出し配線Ｌc(0)、Ｌc(1)、・・・、Ｌc(ｍ-2)、Ｌc(ｍ-1)を左右にそれぞれ同数接続し、引き出し配線Ｌr(0)、Ｌr(1)、・・・、Ｌr(ｎ-2)、Ｌr(ｎ-1)を右端から接続するとすれば、引き出し配線束中の最も内側の配線はＬc(ｍ/2 - 1)及びLc(ｍ/2)、最も外側の配線はＬr(0)となる。
【００２７】
本実施の形態では、最も内側の引き出し配線Lc(ｍ/2 - 1)及びLc(ｍ/2)は検出エリア８の外周に沿って検出用列配線Wc(ｍ/2 - 1)及びWc(ｍ/2)の接続用配線に接続される。図３に示すように、それ以外の引き出し配線、たとえば引き出し配線Lr(ｎ-3)は、内側に隣接する引き出し配線Lr(ｎ-2)が行方向束配線Wr(n-2)の接続用配線に接続するまで、引き出し配線Lr(n-2)に沿い、さらにその引き出し配線Lr(n-3)が接続される行方向束配線Wr(n-3)の接続用配線まで検出エリアの外周に沿うように設けられる。また、最外引き出し配線Ｌr(0)のさらに外側にダミー引き出し配線１１を設け、ダミー引き出し配線１１は、内側に隣接する最も外側の引き出し配線Lr(0)が接続される行方向束配線Wr(0)の接続用配線まで引き出し配線Lr(0)に沿うように設けられる。ダミー引き出し配線１１は、端子１２に接続される。
【００２８】
また、検出エリア８の外周に隣接する引き出し配線が無い領域では、図４に示されるように、検出エリア８の外周に隣接してダミー引き出し配線１１が布設されている。さらに、ダミー引き出し配線１１は端子１２に接続されている。
【００２９】
従って、最も外側の列方向束配線６及び行方向束配線の更に外側には、必ず、引き出し配線、もしくはダミー引き出し配線１１が、検出エリア８の外周を囲うように隣接して配置されている。
【００３０】
次に、図５を参照して、タッチスクリーン１の層構成を記載する。タッチスクリーン１の上面層は、透明なガラス材料又は透明な樹脂から成る透明基板１３（以下「ベース基板１３」と記載する。）であり、ベース基板１３の裏面上には、ＩＴＯ等の透明配線材料もしくはアルミニウム等の金属配線材料から成る複数本の検出用列配線２が形成される。
【００３１】
ここでは、図示の便宜上、各検出用列配線２は、既述したジグザグパターンの構造を有する様に、図示されてはいない。更に、ベース基板１３の裏面上には、全検出用列配線２を被覆する様に、シリコン窒化膜又はシリコン酸化膜等の透明な層間絶縁膜１４が形成され、層間絶縁膜１４の裏面上に、ＩＴＯ等の透明配線材料もしくはアルミニウム等の金属配線材料から成る複数本の検出用行配線３が形成される。ここでも、図示の便宜上、各検出用行配線３は、既述したジグザグパターンの構造を有する様に、図示されてはいない。
【００３２】
本実施の形態では、検出用列配線２および検出用行配線３をアルミニウム系合金とその窒化層との多層構造を用いた。
【００３３】
アルミニウム系合金を用いることで配線抵抗を小さくでき、かつ反射率の小さいアルミニウム系合金の窒化層との多層構造にすることでタッチスクリーンの透過率を大きくすることができる。
【００３４】
尚、検出用列配線２と検出用行配線３との配設位置を逆に設定して、ベース基板１３の裏面上に検出用行配線３を形成し、層間絶縁膜１４の裏面上に検出用列配線２を形成しても良い。また、ダミー引き出し配線が検出用行配線と同層の配線のみの構成、検出用列配線と同層の配線のみの構成、両方が混在する構成にしてもよい。
【００３５】
図６は、本実施の形態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。タッチスクリーン１の各端子１２（図６には図示せず。）に、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１７の対応する端子が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）等を用いることにより実装される。このＦＰＣ１７を介して、タッチスクリーン１の束配線の端部とコントローラ基板１８とが電気的に接続されることにより、図１〜図５に例示したタッチスクリーン１は、タッチパネルの主要構成要素として機能する。又、コントローラ基板１８には、（１）複数の検出用列配線２の各々及び複数の検出用行配線３の各々を順次に選択するスイッチ回路（図示せず。）と、（２）上記スイッチ回路により選択された検出用列配線２と指示体との間に形成される静電容量及び上記選択スイッチ回路により選択された検出用行配線と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結果に基づいて、指示体のタッチ位置のタッチスクリーン１上に於けるタッチ座標の算出処理を行う検出処理回路１９とが、搭載されている。
【００３６】
そして、検出処理回路１９によって算出された指示体のタッチ位置のタッチスクリーン１上に於けるタッチ座標の値は、検出座標データとして、外部のコンピュータ（図示せず。）等に出力される。
【００３７】
図７は、本実施の形態に係るタッチパネルに於ける静電容量検出・タッチ座標算出系の回路構成を示すブロック図である。
【００３８】
図７において、図６に示す検出処理回路１９は、スイッチ回路２０，静電容量検出回路２１、タッチ位置算出回路２２、を含み、これら各構成要素２０，２１，２２を制御する検出制御回路２３が設けられる。また、静電容量検出回路２１の検出端にはバッファ回路２４の入力端が接続される。ここで例えば、静電容量検出回路として、ＲＣ時定数により発振周期変化を検出する弛張発振器を用いる場合には、抵抗素子と容量素子との接続点が検出端となる。また定電流を容量素子へ充電する時間を発振周期とする場合には、定電流源と容量素子との接続点が検出端となる。
【００３９】
各列方向束配線６の一端は、引き出し配線Ｌc(0)、・・・、Ｌc(ｍ-1)、端子１２を介してスイッチ回路２０に接続され、行方向束配線７の一端は、引き出し配線Ｌr(0)、・・・、Ｌr(ｎ-1)、端子１２を介してスイッチ回路２０に接続されている。
【００４０】
そして、スイッチ回路２０は、図８に示すように、列方向束配線６及び行方向束配線７の各束配線毎に２：１に接続を切替えるアナログ・マルチプレクサ回路２７を含む。列方向束配線６及び行方向束配線７の各束配線は、それと対応したスイッチ回路２０のアナログ・マルチプレクサ回路２７により、静電容量検出回路２１の検出端またはバッファ回路２４の出力端との接続が切替えられる。なお、アナログ・マルチプレクサ回路２７もスイッチ回路と称することがある。
【００４１】
このように、スイッチ回路２０を構成するアナログ・マルチプレクサ回路２７は、検出制御回路２３から出力される制御信号の指示に応じてその接続を選択し、列方向束配線６及び行方向束配線７のなかから１束配線ずつ、静電容量検出回路２１との接続を順次切り替える。すなわち、静電容量回路２１との接続が選択された１つの束配線が選択束配線として検出対象となるが、それ以外の非選択束配線はバッファ回路２４の出力に接続される。
【００４２】
そして、静電容量検出回路２１から出力される各束配線に対応した静電容量検出結果は後段のタッチ座標算出回路２２に入力され、静電容量検出結果に基づいて指示体のタッチ座標が算出される。このタッチ座標算出には、所定閾値を超える検出値となる束配線がある場合に、これと隣接する束配線の検出値も用いて、束配線の間の座標を補間演算して求める。このタッチ座標算出においては、各束配線に対応した検出値の偏差が小さいことが望ましい。そのため、バッファ回路２４は静電容量検出回路２１の検出端に現れる電位をバッファリングして、非選択束配線に印加する。
【００４３】
これにより、選択束配線と非選択束配線をほぼ同電位とすることで、両束配線の間に形成されるカップリング容量の影響を低減することができる。同様に、選択束配線に接続される引き出し配線とそれ以外の束配線に接続される引き出し配線との間のカップリング容量の影響も低減される。
【００４４】
図９は、本実施の形態に係る液晶表示装置の縦断面構成を示す図である。液晶表示パネル４１は、ガラス基板上にカラーフィルタ、ブラックマトリックス、透明電極、及び配向膜が形成されて成るカラーフィルタ基板４４と、ガラス基板上にスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等が形成されて成るＴＦＴアレイ基板４６と、両基板４４，４６間に挟持されたＴＮ液晶から成る液晶層４５と、粘着層４７によりＴＦＴアレイ基板４６の後面側に粘着された偏光板４８とを備えている。更に、カラーフィルタ基板４４の前面上には、粘着層４３により、偏光板４２が粘着されている。又、液晶表示パネル４１の背面側には、光源であるバックライト４９が配設されている。
【００４５】
他方で、本実施の形態に係るタッチスクリーン１が、粘着層４０により、液晶表示パネル４１の前面側の偏光板４２に粘着されている。
【００４６】
ＴＦＴアレイ基板４６には、外部のドライバ回路（図９に図示せず。）から、表示する画像に応じた信号が入力され、それに応じて、画素毎に形成されたＴＦＴによるスイッチング素子を介して、液晶層４５の印加電圧を制御して、その液晶分子の配列方向を変化させる。バックライト４９からの入射光は、偏光板４８を通過して直線偏光の光となり、液晶層４５を通過することにより表示する画像信号に応じて振動方向が曲げられて、カラーフィルタ基板４４に形成されたカラーフィルタを通過することにより三原色の光に分離され、更に前面側の偏光板４２を通過することで、画像信号に応じた光強度を有する光となる。そして、更に、偏光板４２を通過した光がその前面にあるタッチスクリーン１を通過して表示光として使用者に視認される。
【００４７】
この様にして、画像信号に応じてバックライト４９からの光の透過率を制御することで、液晶表示装置は所望の表示を行う。又、タッチスクリーン１を含むタッチパネルは、実施の形態１と同様に、静電容量検出結果の変化に基づきタッチ座標を算出して、そのタッチ座標を出力する。
【００４８】
このとき、タッチスクリーン１では、束配線を複数の検出用配線から構成して、検出用配線の間のスリット状開口部の面積を大きく設定することで、表示光の透過率の低下を抑制しているので、偏光板４２を通過した光の殆どはタッチスクリーン１を通過して表示光となる。このため、タッチスクリーン１が液晶表示パネル４１の前面に配設されていても、表示輝度を殆ど低下させることがない。
【００４９】
なお、ＳＴＮ液晶等のＴＮ液晶以外の液晶を用いても、本実施の形態と同様に、液晶表示装置を構成することが可能である。
【００５０】
本実施の形態では、表示装置として液晶表示装置を記載したが、有機又は無機のＥＬ表示装置やＰＤＰ装置等の他方式の表示装置であっても、同様に本実施の形態で記載したタッチパネルを備える表示装置を構成することが可能である。
【００５１】
つぎに、本実施の形態に係る効果を説明する。
液晶表示パネルの前面側の偏光板に粘着されたタッチパネルにおいて、本実施の形態によるダミー引き出し配線１１が設けられていなければ、最も外側の引き出し配線には片側に引き出し配線が無く、さらに最も外側の束配線の片側にも束配線が無いため、隣接配線とのカップリング容量が生じない分、液晶表示パネルの対向電極や金属フレーム等とのカップリング容量（以下、接地容量と記す。）が生じ、余分な寄生容量となる。
【００５２】
本実施の形態ではダミー引き出し配線１１を設けたことによって、最も外側の引き出し配線が、それ以外の引き出し配線と同様に両側でカップリング容量を形成するため、引き出し配線の接地容量の偏差が低減される。さらに、最も外側の束配線の外側には、必ず引き出し配線もしくはダミー引出し配線が配置されており、それ以外の束配線と同様に両側でカップリング容量を形成するため、束配線の接地容量の偏差が低減される。
【００５３】
図１０〜図１３に本実施の形態のタッチパネルを供えた表示装置において、引き出し配線と束配線をそれぞれ独立に効果を確認するため、３次元容量抽出シミュレータ用いて接地容量を計算した結果を示す。なお、比較例としてダミー引き出し配線１１が設けられていない場合の計算結果も併せて示した。また、例として行方向束配線６を４２本（ｍ＝４２）、列方向束配線７を３２本（ｎ＝３２）に設定した。また、計算において、すべての引き出し配線の面積が一定となるように、各引き出し配線の幅を調整した。また、検出用列配線２をベース基板１３の裏面上に、検出用行配線３とダミー引き出し配線１１を層間絶縁膜１４の裏面上に設定した。また、ダミー引き出し配線１１の形状は図３に示すようなベタパターンに設定した。
【００５４】
図１０は列方向束配線６に接続される、各引き出し配線Ｌc(0)、・・・、Ｌc(41)の接地容量を示している。ダミー引き出し配線１１の有無によらず、ほぼ一定値となっている。本実施の形態においては、列方向束配線６に接続されるすべての引き出し配線は、ダミー引き出し配線１１が無くても両側に引き出し配線があるため、接地容量の偏差が生じない。
【００５５】
図１１は各列方向束配線Wc(0)、・・・、Wc(41)の接地容量を示している。最も外側の列方向束配線Wc(0)とWc(41)の接地容量は、ダミー引き出し配線１１が無ければ増加するが、ダミー引き出し配線１１が配置されることによって、それ以外の列方向束配線と同程度まで低減され、接地容量の偏差を小さくできることが判る。
【００５６】
図１２は行方向束配線７に接続される、各引き出し配線Ｌr(0)、・・・、Ｌr(31)の接地容量を示している。ダミー引き出し配線１１が無ければ、引き出し配線Lr(9)から外側に向かって接地容量が増加し、最も外側の引き出し配線Lr(0)で増加量が最大となるが、これらの引き出し配線はダミー引き出し配線１１が配置されることによって、引き出し配線Lr(9)より内側の引き出し配線と同程度まで低減され、接地容量の偏差を小さくできることが判る。
【００５７】
図１３は各行方向束配線Wr(0)、・・・、Wr(31)の接地容量を示している。最も外側の列方向束配線Wr(0)とWr(31)の接地容量は、ダミー引き出し配線１１が無いと増加する。ただし、図１のようにWr(31)の外側の一部には引き出し配線が配置されているため、接地容量がWr(0)ほど増加しない。増加した接地容量は、ダミー引き出し配線１１が配置されることによって、それ以外の列方向束配線と同程度まで低減され、接地容量の偏差を小さくできることが判る。
【００５８】
また、検出用列配線２とダミー引き出し配線１１をベース基板１３の裏面上に、検出用行配線３を層間絶縁膜１４の裏面上に設定した場合でも、上記同様の効果が得られた。
【００５９】
また、検出用行配線３をベース基板１３の裏面上に、検出用列配線２とダミー引き出し配線１１を層間絶縁膜１４の裏面上に設定した場合でも、上記同様の効果が得られた。
【００６０】
本実施の形態ではダミー引き出し配線１１を設けたことによって、最も外側の引き出し配線は、ダミー引き出し配線１１と内側の引き出し配線とに挟まれる。そのため、最外側の引き出し配線と、それより内の引き出し配線とを比較した場合に、それぞれに加わる接地容量はほぼ等しくなる。また、最も外側の束配線のさらに外側には、必ず引き出し配線もしくはダミー引出し配線が配置されており、それ以外の束配線と同様に両側でカップリング容量を形成するため、束配線の接地容量の偏差が低減される。
【００６１】
以上の通り、本実施の形態に記載した構造を採用することによって、引き出し配線および検出用配線を含めた静電容量検出回路に接続される配線の静電容量の偏差を抑制することができ、検出感度偏差を抑えることが可能となる。
【００６２】
さらに、本実施の形態のタッチスクリーンを用いることで、隣接間の静電容量のオフセットを無くしたタッチスクリーンを用いることができ、駆動電圧が相互容量、すなわち行列配線間容量と既知の基準容量によって容量分割された電圧が差動増幅器の入力に印加される容量測定回路を適用する場合、検出誤差のないタッチパネル機能を有した表示装置を得ることができる。
【００６３】
また、タッチスクリーンを表示パネルと貼り付けて一体化して表示装置を構成したので、従来必要であったタッチスクリーンの保持機構を無くすことができ、装置全体を薄くすることが可能となる。また、タッチスクリーンと表示パネルとが一体化して構成されるので、タッチスクリーンと表示パネルとの間隙にゴミ等が混入することによって生じる表示への悪影響を防止することができる。
【００６４】
実施の形態２．
本実施形態の特徴点は、実施の形態１に係るタッチスクリーン１の構成を採用した上で、ダミー引き出し配線１１がメッシュパターンで形成され、さらにベース基板１３を液晶基板に貼り付ける際に、ベース基板１３を接着する紫外線硬化型粘着シートを、全ての引き出し配線を覆うように設定する点にある。以下、この形態を説明する。
【００６５】
図１４は本実施の形態において、引き出し配線及びダミー引き出し配線の構成を理解し易くするために引き出し配線及びダミー引き出し配線を拡大化して模式的に示したタッチスクリーンの一部分の平面図である。引き出し配線は実施の形態１と同様に構成される。ダミー引き出し配線は実施の形態１ではベタパターンを形成したが、本実施の形態では図１４のようにメッシュパターンを形成した。
【００６６】
後述する紫外線硬化型粘着シートを硬化する処理において、基板の裏側からの紫外線を遮断しないため効率良く硬化でき、紫外線硬化型粘着シートの剥がれを抑制できる。さらに、タッチスクリーン外周で外光などによる反射を抑制でき、見栄えを改善できる。
【００６７】
図１５は、本実施の形態に係る表示装置に於ける紫外線硬化型粘着シート３０とタッチスクリーン１の構成を模式的に示す平面図である。また、図１６は、引き出し配線９、１０と端子１２及び粘着シール３０の構成をより理解し易くするために図１５において、符号Ｃで示した点線で囲んだ領域を拡大化して模式的に透視して示したタッチスクリーン１の一部分の平面図である。
【００６８】
図１５に示すように、紫外線硬化型粘着シート３０は引き出し配線９、１０およびダミー引き出し配線１１を全て覆うように設置される。このようにすることで、引き出し配線上に紫外線硬化型粘着シートが存在する領域と空気が存在する領域での引き出し配線間の静電容量の差が生じなくなる。
【００６９】
ただし、図１６に示すように、引き出し配線９、１０の配線立ち上がり領域３１は紫外線硬化型粘着シート３０に覆われなくてもよい。配線立ち上がり領域３１が粘着シート３０に覆われていなくても、すべての引き出し配線において引き出し配線上に空気が存在する領域が同等であるため、引き出し配線間の寄生容量差が生じないからである。
【００７０】
このようにベース基板１３でタッチパネルを保護する場合、ダミー引き出し配線１１がメッシュパターンで形成され、さらにベース基板１３を接着するための粘着シート３０を全ての引き出し配線を覆うように設定することが望ましい。本実施の形態ではダミー引き出し配線１１がメッシュ状であった場合について記載したが、これに限定されるものではなく、紫外線を遮断しない形状であれば良い。また、ベース基板１３を接着するのに紫外線硬化型粘着シートを用いたが、紫外線硬化樹脂を充填して接着しても良い。
【００７１】
つぎに、本実施の形態に係る効果を説明する。
本実施の形態ではダミー引き出し配線１１をメッシュパターンにすることで、外光などにより反射を低減し、かつ紫外線硬化型粘着シール３０を硬化するときに紫外線を遮断させないようにして紫外線硬化型粘着シール３０を効率良く硬化できるようにしたが、ダミー引き出し配線１１をメッシュパターンにした場合でも実施の形態１と同様に接地容量を低減できるか調べた。また、紫外線硬化型粘着シール３０を全ての引き出し配線覆うことによって引き出し配線間の寄生容量差を生じさせないようにしたが、その効果を定量的に調べた。
【００７２】
図１７および図１８に本実施の形態のタッチパネルを供えた表示装置において、引き出し配線の接地容量を３次元容量抽出シミュレータ用いて計算した結果を示す。なお、比較例として実施の形態１のように、ダミー引き出し配線１１をベタパターンで設けた場合の計算結果も併せて示した。
【００７３】
図１７は列方向束配線６に接続される、各引き出し配線Ｌc(0)、・・・、Ｌc(41)の接地容量を示している。ダミー引き出し配線１１がベタ状である場合と同様にメッシュ状である場合でも、接地容量がほぼ一定値となっている。
【００７４】
図１８は行方向束配線７に接続される、各引き出し配線Ｌr(0)、・・・、Ｌr(31)の接地容量を示している。ダミー引き出し配線１１がベタ状である場合と同様にメッシュ状である場合でも接地容量がほぼ一定値となり、実施の形態１と同様に接地容量の偏差が小さくなることが判る。
【００７５】
また、図１９に紫外線硬化型粘着シールで引き出し配線を全て覆ったときの、行方向束配線７に接続される、各引き出し配線Ｌr(0)、・・・、Ｌr(31)の静電容量を３次元容量抽出シミュレータ用いて計算した結果を示す。
【００７６】
なお、比較例として図２０に示すように、紫外線硬化型粘着シートで、引き出し配線Lr(14)を含む引き出し配線Lr(14)より内側の引き出し配線が全て覆われ、引き出し配線Lr(13)を含む引き出し配線Lr(13)より外側の引き出し配線はすくなくとも紫外線硬化型粘着シートで覆われていない部分がある場合の静電容量についても併せて示した。
【００７７】
紫外線硬化型粘着シートよりも空気の誘電率のほうが小さいため、比較例において、紫外線硬化型粘着シートに覆われていない(空気層に覆われている)領域にある引き出し配線間のカップリング容量が、紫外線硬化型粘着シートに覆われている領域にある引き出し配線間のカップリング容量よりも小さくなるため、静電容量が小さくなる。
【００７８】
そのため、比較例において引き出し配線Lr(13)より外側の引き出しの容量は、引き出し配線Lr(14)より内側の引き出し配線と比べて小さくなり、静電容量の偏差が生じるが、紫外線硬化型粘着シートで引き出し配線を全て覆った場合の静電容量はほぼ一定値となり、静電容量の偏差は生じない。
【００７９】
以上の通り、本実施の形態に記載した構造を採用することによって、効率的にベース基板を接着できることによって剥がれを抑制し、且つ、外光等による反射を抑制することで見栄えを改善し、且つ、引き出し配線の静電容量の偏差を実施の形態１と同様に抑制することによって検出感度偏差を抑えることが可能となる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上述した実施形態の範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００８１】
１  タッチスクリーン、２  検出用列配線、２ａ，２ｂ，  ジグザグパターン、
３  検出用行配線、３ａ，３ｂ  ジグザグパターン、４  接続用配線、５  接続用配線、
６  列方向束配線、７  行方向束配線、８  検出エリア、９，１０  引き出し配線、
１１  ダミー引き出し配線、１２  端子、１３  ベース基板、１４  層間絶縁膜、
１７  ＦＰＣ、１８  コントローラ基板、１９  検出処理回路、２０  スイッチ回路、
２１  静電容量検出回路、２２  タッチ位置算出回路、２３  検出制御回路、
２４  バッファ回路、２７  アナログ・マルチプレクサ回路、
３０  紫外線硬化型粘着シート、３１  配線立ち上がり領域、４１  液晶表示パネル、
４４  カラーフィルタ基板、４５  液晶層、４６  ＴＦＴアレイ基板、４７  粘着層、
４８  偏光板、４９  バックライト、  Ｌc(0)〜Ｌc(ｍ−１)  列方向束配線用引き出し配線、  Ｌr(0)〜Ｌr(ｍ−１)  行方向束配線用引き出し配線。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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