(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、
該表示パネルに重ねて形成された静電容量タッチパネルとを有し、
前記静電容量タッチパネルは前面と該前面に対向する裏面とを有する一枚の透明基板を有し、
前記静電容量タッチパネルの前面に形成された複数のＸ電極と、該Ｘ電極と交差する複数のＹ電極と、
前記静電容量タッチパネルの裏面に形成された裏面電極と、
前記Ｘ電極の両端から信号を供給するＸ電極信号配線と、
前記Ｙ電極の両端から信号を供給するＹ電極信号配線と、
前記静電容量タッチパネルの前面に形成され、前記Ｘ電極信号配線及びＹ電極信号配線に接続された接続端子を有する接続部と、
前記Ｘ電極信号配線およびＹ電極信号配線と前記接続部で接続されるフレキシブル基板とを有し、
前記Ｘ電極とＹ電極とは、互いに重なり合う交差部と、２つの交差部間に形成された電極部とを有し、
前記静電容量タッチパネルの前面で前記接続部に隣接し、前記接続端子と並んで、かつ前記Ｙ電極信号配線に接続される接続端子の外側に、裏面接続パッドを形成し、
前記接続端子と前記裏面接続パッドとを前記静電容量タッチパネルの前面に形成された配線で接続し、
前記裏面接続パッドと前記裏面電極とを導電部材で接続し、
前記フレキシブル基板から前記裏面電極に電圧を供給することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記静電容量タッチパネルの裏面電極に接続される導電部材を導電テープで形成したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記導電部材と前記裏面接続パッドとは異方性導電膜で接続されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記裏面電極を透明導電膜で形成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記Ｙ電極の電極部の面積は前記Ｘ電極の電極部の面積よりも小さく、前記Ｘ電極またはＹ電極の電極部に近接してダミー電極が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
長辺と短辺とを備えた表示パネルと、
該表示パネルの上に接着された静電容量タッチパネルとを有し、
前記静電容量タッチパネルは前面と該前面に対向する裏面とを有する一枚の透明基板を有し、
前記静電容量タッチパネルの前面に形成された複数のＸ電極と、該Ｘ電極と交差する複数のＹ電極と、
前記静電容量タッチパネルの裏面に形成された裏面電極と、
前記Ｘ電極とＹ電極に電気的に接続されるフレキシブル基板と、
前記静電容量タッチパネルの前面で短辺に形成され、Ｘ電極とＹ電極とを前記フレキシブル基板に接続する接続端子とを有し、
前記Ｘ電極とＹ電極とは、互いに重なり合う交差部と、２つの交差部間に形成され、前記交差部よりも幅が広い個別電極とを有し、
前記Ｙ電極は前記長辺に沿って形成され、前記Ｘ電極は前記短辺に沿って形成され、
前記静電容量タッチパネルの前面の短辺で、前記Ｙ電極と接続する接続端子に隣接し、前記Ｙ電極と接続する接続端子に並んで、Ｙ電極と接続する接続端子の外側に裏面接続パッドを形成し、
前記接続端子と前記裏面接続パッドとを前記静電容量タッチパネルの前面に形成された配線で接続し、
前記裏面接続パッドと前記裏面電極とを導電部材で接続することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記静電容量タッチパネルの裏面電極に接続される導電部材を導電テープで形成したことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記導電部材と前記裏面接続パッドとは異方性導電膜で接続されることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記裏面電極を透明導電膜で形成することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記Ｙ電極の個別電極の面積は前記Ｘ電極の個別電極の面積よりも小さく、前記Ｘ電極またはＹ電極の個別電極に近接してダミー電極が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項１１】
表示パネルと、
該表示パネルの上に設けられた静電容量タッチパネルとを有し、
前記静電容量タッチパネルは前面と該前面に対向する裏面とを有する一枚の透明基板を有し、
前記静電容量タッチパネルの前面に形成された複数のＸ電極と、該Ｘ電極と交差する複数のＹ電極と、
前記静電容量タッチパネルの裏面に形成された裏面電極と、
前記Ｘ電極に信号を供給する第１の配線と、
前記Ｙ電極に信号を供給する第２の配線と、
前記静電容量タッチパネルの前面に形成され、前記第１の配線及び第２の配線に接続された接続端子を有する接続部と、
前記第１と第２の配線が形成されたフレキシブル基板とを備え、
前記Ｘ電極とＹ電極とは、互いに重なり合う交差部と、２つの交差部間に形成され、前記交差部よりも幅が広い個別電極とを有し、
前記フレキシブル基板は外部装置側入出力端子と静電容量タッチパネル側入出力端子とを有し、
前記静電容量タッチパネル側入出力端子に並べて裏面用接続パッドを設け、
前記裏面用接続パッドには前記フレキシブル基板を介して定電圧電源が供給され、
前記接続端子と前記裏面用接続パッドとを前記静電容量タッチパネルの前面に形成された配線で接続し、
前記裏面電極と前記裏面用接続パッドとは導電部材で接続されたことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
前記静電容量タッチパネルの裏面電極に接続される導電部材を導電テープで形成したことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記導電部材と前記裏面用接続パッドとは異方性導電膜で接続されることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記裏面電極を透明導電膜で形成することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記Ｙ電極の個別電極の面積は前記Ｘ電極の個別電極の面積よりも小さく、前記Ｘ電極またはＹ電極の個別電極に近接してダミー電極が形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル付き表示装置に関し、特に、静電容量結合方式のタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器の普及において、“人にやさしい”グラフィカルユーザインターフェースを支えるタッチパネル技術が重要となってきている。
このタッチパネル技術として、静電容量結合方式のタッチパネルが知られており、この静電容量結合方式のタッチパネルとして、観察者がタッチしたタッチ位置を検出するものが知られている。（下記、特許文献１参照）
下記特許文献１に記載されているタッチパネルは、Ｘ方向の電極線とＹ方向の電極線との結合容量を検出して、観察者がタッチした位置座標を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５１１７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静電容量結合方式のタッチパネルは、第１の方向（例えばＹ方向）に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向（例えばＸ方向）に併設される複数のＹ電極と、このＹ電極と交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に併設される複数のＸ電極とを有している。このようなタッチパネルをＸ−Ｙ方式タッチパネルと呼ぶ。Ｘ−Ｙ方式タッチパネルでは、複数のＸ電極と複数のＹ電極とは、基板上に層間絶縁膜を介して積層されている。これらＸ電極とＹ電極とは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明性導電材料で形成されている。
従来技術のＸ−Ｙ方式タッチパネルの、指などで触れられてない状態（定常状態）の電極１ラインの容量は、隣接する電極との間の電極間容量、直行する電極との交差部で形成する交差部容量、タッチパネルの下に配置する表示装置との間の対地容量、および制御用ＩＣとタッチパネルとの間の配線に生じる配線容量とからなる。
静電容量結合方式のタッチパネルは、タッチパネルに人の指などが触れる事による容量変化を検知する方式であるため、電極間容量以外の容量はより小さい事が望まれる。電極間容量が他の容量に比較して大きいと、指等で触れたときの容量比を確保でき、タッチパネルの性能が向上する。逆に容量比が確保できない場合、指等で触れたということが認識できずに、誤動作することも考えられる。
タッチパネルの検出感度の指標として、指などが触った際の容量変化とバックグランドノイズの比(以下Ｓ／Ｎ比と表示)を使用する。検出感度、即ち、Ｓ／Ｎ比を上げるためには、信号を増やすかノイズを減らす必要がある。
【０００５】
前述したように、信号レベルは、タッチパネルに触れた指等と電極間に形成する容量に比例する。一方、配線容量等が増加すると、指などが触った際の容量変化が、相対的に小さくなり、Ｓ／Ｎ比が悪化する。また、バックグランドノイズに関しては、表示装置が表示のために発生する信号電圧の変動を、直上に位置するタッチパネルの電極がノイズとして検出していることがわかった。タッチパネルの電極１ライン上の電極面積合計が大きいほど、対地容量が大きくなるため、ノイズを検出しやすい。しかしながら、電極面積を減らすと電極間容量も減少し信号レベルが低下する。
そのため、信号レベルを下げずに表示装置から発生するノイズの影響を抑えるために、まず、タッチパネル基板裏面に透明導電膜をシールド層として設置することを検討した。ただし基板裏面に透明導電膜を形成し、シールド層として利用するには基板裏面に電圧を供給する必要が新たに生じた。
また、Ｓ／Ｎ比の向上のための信号の供給方法として、タッチパネルのＸ電極とＹ電極のそれぞれ両端で配線に接続することを試み、制御用ＩＣからの信号を、Ｘ電極とＹ電極それぞれの両端から供給することがＳ／Ｎ比の向上に良いことがわかった。しかしながら、電極の両端から信号を供給するため、制御用ＩＣからタッチパネルまでの配線は左右に延長され他の配線と交差して形成されることとなり、配線容量が増加する要因となるという新たな問題も発生した。
【０００６】
さらに、タッチパネルの外形により生じる問題もある。表示装置と重ねて使用するタッチパネルの外形は、表示装置とほぼ同様の形状となる。表示装置は一般に長方形であり、Ｘ方向かＹ方向のどちらかが長い場合が一般的である。
従来技術では、Ｘ方向、および、Ｙ方向の各１ライン上の個別電極は同等のサイズであるが、Ｘ方向の電極と、Ｙ方向の電極では１ラインの長さが異なり個別電極数が異なる。そのため、１ラインの容量がＸ方向とＹ方向とで異なる。例として縦長のタッチパネルの場合、長辺方向に平行に配置するＹ電極の１ライン分の容量は、短辺方向に平行に配置するＸ電極の１ライン分の容量よりも大きくなる。
従って、Ｘ方向とＹ方向で電極１ライン上の容量が異なる従来技術のタッチパネルでは、Ｘ方向とＹ方向でノイズ強度が異なる。すなわち、従来技術のタッチパネルでは、Ｘ方向とＹ方向でＳ／Ｎ比が異なることとなる。Ｓ／Ｎ比が異なることによって、タッチパネル全体の検出感度としては、低いほうのＳ／Ｎ比で規定されてしまう問題があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、Ｓ／Ｎ比が大きく検出感度の良い入力装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明では、Ｓ／Ｎ比の向上のため、Ｘ−Ｙ方式のタッチパネルの裏面にシールド電極を形成した。また、裏面のシールド電極に定電圧を供給するため裏面用接続端子を設け、シールド電極と裏面用接続端子とを導電部材で接続した。
さらに、Ｘ−Ｙ電極の両端から信号を供給する構成とし、フレキシブル基板上で配線が交差し配線容量が増加する問題点を解決するために、制御用ＩＣの出力からタッチパネル上の電極につながる配線部分では、その裏面には接地電位部分を含む配線を配置しない構造とした。またフレキシブル基板の配線交差が必要な部分では、配線を直交させることで交差面積を最小化し、配線容量の増加を防止することとした。
さらに、タッチパネルの長辺と並走するＹ電極の面積を縮小し、かつ直交するもう一方のＸ電極の面積よりも小さくなるようにし、Ｘ方向とＹ方向で電極１ライン上の容量を同等となるようにした。また、面積縮小で空いた部分に浮遊電極（ダミー電極）を配置した。
【発明の効果】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、Ｓ／Ｎ比が大きく検出感度の良い入力装置を提供するが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例の表示装置の概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例の液晶表示パネルの概略平面図である。
【図４】本発明の実施例のタッチパネルの概略平面図である。
【図５】本発明の実施例のタッチパネルにフレキシブルプリント基板を実装した概略平面図である。
【図６】本発明の実施例のタッチパネルの概略平面図と概略側面図である。
【図７】本発明の実施例の変形例のタッチパネルの概略平面図である。
【図８】本発明の実施例の変形例のタッチパネルの概略平面図である。
【図９】本発明の実施例の変形例の表示装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の実施例のタッチパネルの第１の工程の概略断面図である。
【図１１】本発明の実施例のタッチパネルの第２の工程の概略断面図である。
【図１２】本発明の実施例のタッチパネルの第３の工程の概略断面図である。
【図１３】本発明の実施例のタッチパネルの第４の工程の概略断面図である。
【図１４】本発明の実施例のタッチパネルの第５の工程の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本実施例では、表示パネルの一例として液晶表示パネルを用いて説明する。なお、表示パネルとしては、タッチパネルを用いることができるものであれば良く、液晶表示パネルに限らず、有機発光ダイオード素子や表面伝導型電子放出素子を用いることも可能である。
図１は、本発明の実施例のタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例の表示装置３００は、図１および図２に示すように、液晶表示パネル６００と、液晶液示パネル６００の観察者側の面上に配置された静電容量結合方式のタッチパネル４００と、液晶表示パネル６００の観察者側とは反対側の面下に配置されたバックライト７００とを備えている。液晶表示パネル６００としては、例えば、ＩＰＳ方式、ＴＮ方式、ＶＡ方式等の液晶表示パネルが用いられている。
液晶表示パネル６００は対向して配置された２枚の基板６２０と６３０とが貼り合わされて形成されており、２枚の基板の外側には偏光板６０１、６０２が設けられている。また、液晶表示パネル６００とタッチパネル４００とは樹脂・粘着フィルム等からなる第１の接着材５０１により接合されている。さらに、タッチパネル４００の外側にはアクリル樹脂からなる前面保護板（フロントウインドウとも呼ぶ）１２が樹脂・粘着フィルム等からなる第２の接着材５０２により貼り合わされている。
【００１１】
タッチパネル４００の液晶表示パネル側には、透明導電層６０３が設けられている。この透明導電層６０３は液晶表示パネル６００で発生する信号をシールドする目的で形成されている。
液晶表示パネル６００には多数の電極が設けられており、様々なタイミングで電極上に電圧が信号として印加されている。これらの液晶表示パネル６００での電圧の変化は静電容量結合方式のタッチパネル４００に設けられた電極に対してはノイズとなる。そのため、タッチパネル４００を液晶表示パネル６００から電気的にシールドする必要があり透明導電層６０３がシールド電極として設けられている。シールド電極として機能するように、透明導電層６０３には定電圧がフレキシブルプリント基板７１等から供給されており、例えば、接地電位とされている。
フレキシブルプリント基板７１はタッチパネル４００の電極が形成される面（以下前面と呼ぶ）に形成された接続端子（図示せず）に接続されるが、透明導電層６０３が設けられる面（以下裏面と呼ぶ）に接地電位等の電圧を供給するために導電部材８０が設けられている。
なお、透明導電層６０３はノイズの影響を抑えるために、タッチパネル４００に設けられた電極と同程度のシート抵抗値である１５０〜２００Ω／□であることが望ましい。透明導電層６０３の抵抗値は、結晶粒の大きさに関係することが解っているが、透明導電層６０３を形成する際の熱処理温度を２００℃以上とすることで、結晶化を進めてシート抵抗値を１５０〜２００Ω／□とすることが可能である。
また、さらに低抵抗な透明導電層６０３とすることも可能である。例えば、熱処理温度を４５０℃として、透明導電層６０３の結晶化を十分に行うことで、シート抵抗値を３０〜４０Ω／□とすることも可能である。シールド用の透明導電層６０３がタッチパネル４００に設けられた電極に比較して同程度、または低抵抗であればノイズを抑える効果が向上する。
【００１２】
フレキシブルプリント基板７１はタッチパネル制御回路（図示せず）に接続されており、タッチパネル制御回路により入力位置の検出等が制御される。タッチパネル４００の前面に設けられた電極とタッチパネル制御回路とは、フレキシブルプリント基板７１を介して電気的に接続される。また、裏面に設けられた透明導電層６０３にも接地電位等の任意の電圧がフレキシブルプリント基板７１を介して供給される。フレキシブルプリント基板７１はタッチパネル４００の前面に設けられる入力端子と接続されるため、裏面に設けられた透明導電層６０３に入力端子から配線を設けて電気的に接続する必要が生じる。
そのため、入力端子と並べて裏面接続パッドを設け、裏面接続パッドと裏面の透明導電層６０３を導電部材８０で接続している。なお、裏面接続パッドの詳細は後述する。
図２では、スペーサ３０を基板６２０とタッチパネル４００との間に挿入している。液晶表示パネル６００にタッチパネル４００及びフロントウインドウ１２を組み合わせたハイブリッド構造において、液晶表示パネル６００の基板６２０のガラス強度が弱いという問題が生じる。
基板６２０では駆動回路５０を搭載する領域が他方の基板６３０より突出しており１枚板の形状となっている。この駆動回路５０の搭載領域で基板６２０が破損する不具合が生じる場合がある。そのため、基板６２０とタッチパネル４００との間にスペーサ３０を挿入し強度を向上させている。
【００１３】
次に図３を用いて液晶表示パネル３００について説明する。図３は、表示装置３００の基本構成を示すブロック図である、なお、表示装置３００を説明するために、タッチパネル４００については省略して示している。前述したように、表示装置３００は、液晶表示パネル６００と、駆動回路５０と、フレキシブルプリント基板７２と、バックライト７００から構成される。液晶表示パネル６００の一辺には、駆動回路５０が設けられており、この駆動回路５０により液晶表示パネル６００に各種信号が供給される。駆動回路５０には外部からの信号を供給するためにフレキシブルプリント基板７２が電気的に接続されている。
液晶表示パネル６００は、薄膜トランジスタ６１０、画素電極６１１、対向電極（コモン電極）６１５等が形成される基板６２０（以下、ＴＦＴ基板とも呼ぶ）と、カラーフィルタ等が形成される基板６３０（以下、フィルタ基板とも呼ぶ）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材（図示せず）により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の内側に液晶組成物を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板６０１、６０２（図２参照）を貼り付け、ＴＦＴ基板６２０にフレキシブルプリント基板７２を接続して構成される。
【００１４】
なお、本実施の形態は対向電極６１５がＴＦＴ基板６２０に設けられる所謂横電界方式の液晶表示パネルにも、対向電極６１５がフィルタ基板６３０に設けられる所謂縦電界方式の液晶表示パネルにも同様に適用される。
図３においては、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設される走査信号線（ゲート信号線とも呼ぶ）６２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設される映像信号線（ドレイン信号線とも呼ぶ）６２２とが設けられており、走査信号線６２１とドレイン信号線６２２とで囲まれる領域に画素部６０８が形成されている。
なお、液晶表示パネル６００は多数の画素部６０８をマトリクス状に備えているが、図を解り易くするため、図３では画素部６０８を１つだけ示している。マトリクス状に配置された画素部６０８は表示領域６０９を形成し、各画素部６０８が表示画像の画素の役割をはたし、表示領域６０９に画像を表示する。
各画素部６０８の薄膜トランジスタ６１０は、ソースが画素電極６１１に接続され、ドレインが映像信号線６２２に接続され、ゲートが走査信号線６２１に接続される。この薄膜トランジスタ６１０は、画素電極６１１に表示電圧（階調電圧）を供給するためのスイッチとして機能する。
なお、ソース、ドレインの呼び方は、バイアスの関係で逆になることもあるが、ここでは、映像信号線６２２に接続される方をドレインと称する。また、画素電極６１１と対向電極６１５とは容量（液晶容量）を形成している。
【００１５】
駆動回路５０は、ＴＦＴ基板６２０を構成する透明な絶縁基板（ガラス基板、樹脂基板等）に配置される。駆動回路５０は走査信号線６２１と映像信号線６２２と対向電極信号線６２５に接続している。
ＴＦＴ基板６２０には、フレキシブルプリント基板７２が接続されている。また、フレキシブルプリント基板７２にはコネクタ６４０が設けられている。コネクタ６４０は外部信号線と接続され外部からの信号が入力する。コネクタ６４０と駆動回路５０の間には配線６３１が設けられており、外部からの信号は駆動回路５０に入力する。
また、フレキシブルプリント基板７２はバックライト７００に定電圧を供給している。バックライト７００は液晶表示パネル６００の光源として使用される。なお、バックライト７００は液晶表示パネル６００の裏面または前面に設けられるが、図３では図を簡潔にするため、液晶表示パネル６００と並べて表示している。
表示装置３００の外部に設けられた制御装置（図示せず）から送出された制御信号、および外部電源回路（図示せず）から供給される電源電圧が、コネクタ６４０、配線６３１を介して駆動回路５０に入力する。
外部から駆動回路５０に入力する信号は、クロック信号、ディスプレイタイミング信号、水平同期信号、垂直同期信号等の各制御信号および表示用デ−タ（Ｒ・Ｇ・Ｂ）、表示モード制御コマンドであり、入力した信号を基に、駆動回路５０は液晶表示パネル６００を駆動する。
【００１６】
駆動回路５０は１チップの半導体集積回路（ＬＳＩ）から構成され、走査信号線６２１への走査信号の出力回路と、映像信号線６２２への映像信号の出力回路と、対向電極信号線６２５への対向電極電圧（コモン電圧）を出力する出力回路とを有している。駆動回路５０は、内部で発生させる基準クロックに基づき、１水平走査時間毎に、順次液晶表示パネル６００の各走査信号線６２１に“Ｈｉｇｈ”レベルの選択電圧（走査信号）を供給する。これにより、液晶表示パネル６００の各走査信号線６２１に接続された複数の薄膜トランジスタ６１０が、１水平走査期間の間、映像信号線６２２と画素電極６１１との間を電気的に導通させる。
また、駆動回路５０は画素が表示すべき階調に対応する階調電圧を映像信号線６２２に出力する。薄膜トランジスタ６１０がオン状態（導通）になると、映像信号線６２２から階調電圧（映像信号）が画素電極６１１に供給される。その後、薄膜トランジスタ６１０がオフ状態となることで画素が表示すべき映像に基づく階調電圧が画素電極６１１に保持される。
対向電極６１５には一定の対向電極電圧が印加されており、液晶表示パネル６００は画素電極６１１と対向電極６１５との間の電位差により、間に挟まれた液晶分子の配向方向を変化させ、光の透過率または反射率を変化させることで画像を表示する。
また、駆動回路５０は交流化駆動を実施するため、対向電極信号線６２５に一定期間毎に極性が反転する対向電極電圧を出力するコモン反転駆動を行っている。
前述したように、これら液晶表示パネル６００を駆動するための信号の変化が、タッチパネル４００にはノイズとして検出される。よって、その対策が必要となった。特にタッチパネル４００は液晶表示パネル６００に表示される画像を基に利用者に入力を促す性質を有しており、液晶表示パネル６００等の表示装置に重ねて設けられる必要があり、近接して重ねられる表示装置の発生するノイズの影響を強く受けることとなる。
【００１７】
次に、図４にタッチパネル４００の概略図を示す。本実施例はタッチパネル４００を縦長に使用する場合を示す。なお、表示パネルと重ねて使用するタッチパネルの外形は、表示パネルとほぼ同様の形状となる。表示パネルは一般に長方形であり、Ｘ方向かＹ方向のどちらかが長い場合が一般的である。図４では、タッチパネル４００に重ねて用いられる液晶表示パネル６００も縦長の形状をしているものとする。
タッチパネル４００では、透明基板としてガラス基板５を用い、ガラス基板５の片方の面（前面とも呼ぶ）にタッチパネル用電極１、２と、接続端子７と、タッチパネル用電極１、２から接続端子７までの配線６と、裏面接続パッド８１とを配置する。直行するように配置した２種の電極の少なくとも交差部は絶縁膜で分離する。
タッチパネル用電極１、２は透明導電膜で形成され、縦方向（図中Ｙ方向）に延在し、横方向（Ｘ方向）に並列する電極をＹ電極１と呼ぶ。また、Ｙ電極１に交差するように横方向（Ｘ方向）に延在し縦方向（Ｙ方向）に並列して形成される電極をＸ電極２と呼ぶ。これらＹ電極１とＸ電極２の静電容量の変化を検出し、タッチされた位置を算出する。符号３で示す点線内部の検出可能な領域を入力領域と呼ぶ。
【００１８】
タッチパネル４００に設けられたＹ電極１とＸ電極２には両端から信号が供給されており信号の検出精度を高めている。すなわち、各Ｙ電極１およびＸ電極２に電荷を供給し、一定の電圧に達する時間を計測することで容量変化を検出する場合などでは、電極の両端から電荷を供給することで、配線抵抗により生じる測定誤差を抑えることが可能となる。
そのため、入力領域３の外周に配線６が形成され、タッチパネル４００の一辺に並列して形成された接続端子７に接続されている。接続端子７と並んで裏面接続パッド８１が設けられ、ガラス基板５の裏面に設けられた透明導電層６０３と後述する導電部材８０を介して電気的に接続される。
接続端子７に並んで他に、裏面用接続端子８２とダミー接続端子８３とが設けられている。また、裏面接続パッド８１は接続端子７に比較して面積が大きく形成されて導電部材８０の接続作業が容易になっている。また、ダミー接続端子８３を設けることで、端子同士の短絡を防止可能となっている。符号８４は裏面用接続端子８２と裏面接続パッド８１とを電気的に接続する配線で、他の配線６と同様の工程で形成可能である。
【００１９】
次に各Ｙ電極１、Ｘ電極２について説明する。各Ｙ電極１、Ｘ電極２ともに交差部１ａおよび２ａで幅が狭くなっており、２つの交差部１ａまたは２ａに挟まれた電極部１ｂおよび２ｂで幅が広くなっている。この交差部１ａまたは２ａに挟まれた電極部１ｂおよび２ｂを個別電極とも呼ぶ。
図４では、タッチパネル４００のＹ電極１の個別電極１ｂの幅を減少させている。すなわち、Ｙ電極１の個別電極１ｂの数とＸ電極２の個別電極２ｂの数の比に対応させて、Ｙ電極１は面積を縮小しており、個別電極１ｂと浮遊電位の電極（浮遊電極・ダミー電極）４とに分離している。
そのため、縦長の形状に従って電極の面積が大きくなっていたＹ電極１の面積を縮小して、１ライン上の容量をＸ電極２とほぼ等しくし、液晶表示パネル６００から発生する信号電圧の変動によるノイズをＹ電極１とＸ電極２とで同等とした。
前述したように、タッチパネル４００の裏面には透明導電層６０３が設けられており、液晶表示パネル６００からのノイズの影響を抑えている。しかしながら、透明導電層６０３を設けた場合でも、すくなからず液晶表示パネル６００からのノイズの影響が問題となる場合がある。
【００２０】
従来技術では、Ｘ方向および、Ｙ方向の各１ライン上の個別電極は同等のサイズであるが、Ｘ方向の電極と、Ｙ方向の電極では１ラインの長さが異なることから個別電極数が異なる。そのため、１ラインの容量がＸ方向とＹ方向とで異なる。例として縦長のタッチパネルの場合、Ｙ方向に平行に配置するＹ電極の１ライン分の容量は、Ｘ方向に平行に配置するＸ電極の１ライン分の容量よりも大きくなる。
従って、Ｘ方向とＹ方向で電極１ライン上の容量が異なる従来技術のタッチパネルでは、Ｘ方向とＹ方向でノイズ強度が異なる。すなわち、従来技術のタッチパネルでは、Ｘ方向とＹ方向でＳ／Ｎ比が異なることとなる。Ｓ／Ｎ比が異なることによって、タッチパネル全体の検出感度としては、低いほうのＳ／Ｎ比で規定されてしまう問題があった。
本実施例では、上記問題を解決し、Ｓ／Ｎ比が大きく検出感度の良い入力装置を提供することが可能となる。個別電極１ｂを分割して面積を縮小し、浮遊電極４を形成すると、対地容量を削減できるため、ノイズレベルを下げることができる。
図４に示す電極では、浮遊電極４を配置しなかった場合、隣接するＹ電極１とＸ電極２との間隔８が広くなる。前述したようにＹ電極１とＸ電極２とは透明導電膜によって形成されるが、この間隔８には、絶縁膜とガラス基板とが形成されて、透明導電膜が無い領域となる。透過率、反射率及び反射光の色度に関し、透明導電膜がある部分と無い部分とで差が生じるために、間隔８が肉眼で見えてしまい、表示する画像の品質を下げる。
【００２１】
我々の検討では、間隔８が３０μｍの場合は間隔は薄く見え、２０μｍではほぼ見えなくなった。また１０μｍでは見えない結果となった。間隔８を狭くしていくと、浮遊電極４を介し隣接するＹ電極１とＸ電極２との間の容量が増大する。また、間隔８を狭くすることにより、工程中の異物付着などに起因するパターン形成異常からＹ電極１またはＸ電極２と浮遊電極４がショートする不良が増加する。
Ｙ電極１の個別電極１ｂと隣接する浮遊電極４がショートすると、該当するＹ電極１ライン分の対地容量が増加しノイズが増え、検出感度が低下する不具合が生じる。ショートした際に、増加する容量を低減するため、図４のように浮遊電極４は４分割とした。より細かく細分化した場合はショート不良の懸念が低下するが、該当領域に透明導電膜の無い領域が増えるため、隣接する電極との透過率、反射率および色度の差が生じ増加する懸念がある。そのため、前述のとおり浮遊電極４は４分割とし、相互の電極間隔は３０μｍより狭く２０μｍ程度とした。
本実施例では縦長の液晶表示パネル６００に重ねて使用する場合を示したが、横長の液晶表示装置、もしくは他の方式の画像表示装置に重ねる場合でも、本発明の効果は変わらない。また、浮遊電極の分割数も４分割に限定するものでもない。
【００２２】
次に、図５にタッチパネル４００にフレキシブルプリント基板７１を異方性導電膜等により貼り付けたものを示す。フレキシブルプリント基板７１はタッチパネル４００の接続端子７に電気的に接続され制御回路（図示せず）から出力する各種信号をタッチパネル４００に供給する。
まず、制御回路から出力した信号は、外部装置側入出力端子７４を介してフレキシブルプリント基板７１に設けられた配線７３に伝達される。配線７３にはスルーホール７８が形成され裏面に設けられた交差配線７７と接続する。
交差配線７７は多数の配線７３と交差し他端に形成されたスルーホール７８を介して再度配線７３に接続される。交差配線７７と配線７３とはなるべく重なる面積が小さくなるように直交している。すなわち、交差配線７７はＸ方向に沿って形成され、交差部で配線７３はＹ方向に沿うよう形成されている。また、交差配線７７は接地電位を含む電源用配線７３−３と交差しないよう設けられている。
なお、配線７３−３はシールドの目的で、接地電位（ＧＮＤ）を、裏面の透明導電層６０３に供給している。配線７３−３と裏面用接続端子８２とは、配線８４と裏面接続パッド８１と表裏接続用の導電部材８０を介して電気的に接続される。また、配線７３−３は他の配線７３の囲むよう形成されているので、他の配線７３をシールドする効果もある。
【００２３】
タッチパネル４００に設けられたＹ電極１とＸ電極２には両端から信号が供給されており信号の検出精度を高めている。すなわち、各Ｙ電極１およびＸ電極２に電荷を供給し、一定の電圧に達する時間を計測することで容量変化を検出する場合などでは、電極の両端から電荷を供給することで、配線抵抗により生じる測定誤差を抑えることが可能となる。
そのため、図５のＸ電極２−１と２−２に示すように、配線６−１は図中右側からＸ電極２−１に接続し、配線６−２は図中左側からＸ電極２−２に接続している。同様にＹ電極１も上下両端で配線６に接続している。
フレキシブルプリント基板７１にはタッチパネル側入出力端子７９が形成されており、タッチパネル４００の前面に形成された接続端子７と接続される。接続端子７は配線６に接続されており、配線６はＹ電極１とＸ電極２の両端から信号を供給するように、入力領域３の外周に形成されている。
このように、Ｙ電極１とＸ電極２の両端から信号を供給するには、制御回路から出力する信号を２つの端部に分岐させて供給する必要が生じるが、フレキシブルプリント基板７１では配線７３−１と７３−２とに分岐することで、Ｙ電極１とＸ電極２の両端から信号を供給可能としている。
さらに、分岐した配線は他の配線と交差するため、交差配線７７をフレキシブルプリント基板７１の裏面に形成し、配線７３とスルーホール７８を介して接続している。すなわち、スルーホール７８は裏面の交差配線７７と接続する役割と信号を分岐する役割とを有している。フレキシブルプリント基板７１上で信号が分岐するため、外部装置側入出力端子７４側で信号が供給される配線数に対して、タッチパネル４００側で信号が供給される配線数が増加している。そのため、外部装置側入出力端子７４の間には、ダミー端子７６が形成されている。また、外部装置側入出力端子７４の外側にも接続信頼性を高めるためにダミー端子７５が設けられている。
【００２４】
Ｙ電極１とＸ電極２の両端から信号を供給する構成とすることで、配線が交差するという特有の問題点が発生するが、特に短辺側に接続端子７を形成した場合は、縦方向（図中Ｙ方向）に延在し、横方向（Ｘ方向）に並列するＹ電極１は、配線６がタッチパネル４００の中心近傍の配線６−ｂと外縁近傍の配線６−ａに接続されることとなる。
そのため、フレキシブルプリント基板７１上では、配線６−ｂと配線６−ａとを接続する交差配線７７は他の多くの配線７３と交差することとなる。そのため、Ｙ電極１の配線容量はＸ電極２の配線容量よりも大きくなる。前述したように、Ｙ電極１は縦長の形状に従って電極の面積が大きくなるという問題点も有しており、Ｘ電極２よりもノイズの影響を受けやすい。よって短辺側に接続端子７を形成した場合には、Ｙ電極１の面積を縮小して、１ライン上の容量をＸ電極２とほぼ等しくし、液晶表示パネル６００から発生する信号電圧の変動によるノイズをＹ電極１とＸ電極２とで同等とする構成が有効である。
さらに、ノイズ対策としてガラス基板５の裏面には透明導電層６０３が設けられているが、フレキシブルプリント基板７１を介して供給される接地電位等の電圧を裏面用接続端子８２、配線８４を介して裏面接続パッド８１に供給している。
【００２５】
図６に透明導電層６０３と裏面接続パッド８１とを接続する様子を示す。図６（ａ）はタッチパネル４００の概略平面図で、図６（ｂ）はその概略側面図である。図６では透明導電層６０３と裏面接続パッド８１の接続を説明するため簡略化して示している。タッチパネル４００にはガラス基板５の前面に入力領域３が形成されている。また前面には裏面用接続端子８２が形成され、裏面用接続端子８２は図示しないフレキシブルプリント基板７１に接続される。裏面用接続端子８２から裏面接続パッド８１の間は、配線８４を介して接続される。なお、配線８４は裏面用接続端子８２と裏面接続パッド８１と一体に形成されている。
裏面接続パッド８１と透明導電層６０３とは、導電部材８０として導電性テープを介して接続される。（以下導電性テープも符号８０で示す）導電性テープ８０は樹脂性の基材に銅箔で配線が形成されており、銅箔の片面に粒径４μｍの導電ビーズを含む異方性導電膜が貼られている。導電性テープ８０は一端が裏面接続パッド８１と、他端が透明導電層６０３に貼り付けられる。貼り付け後ホットピンセット等で導電性テープ８０は加熱圧着される。図６では，タッチパネル４００の接続端子７を設けた側の辺の左右２箇所で導電性テープ８０を接続している。
フレキシブルプリント基板より安価な導電性テープ８０を用い、一般工具であるホットピンセット等で加熱圧着することによりコスト低減できる。また、ホットピンセットによる作業では、裏面圧着に際しタッチパネル４００をひっくり返す必要が無く、タッチパネル４００の電極面を傷つけたり、汚したりする可能性を少なくできる。
【００２６】
図７にタッチパネル４００の接続端子７を設けた側の反対側辺にも裏面接続パッド８１−２を設け、ガラス基板５の上を配線パターン８４で接続する。透明導電膜は、一般的な金属よりも比抵抗が高い。そのため、図７では基板の４角部もしくは接続端子７を設ける辺と反対側にさらに裏面接続パッド８１を追加することにより、裏面の透明導電層６０３の電位を均一化することができる。図７では、接続端子７を設けた側の辺の角部の表裏接続パッド８１−１に対する裏面用接続端子８２−１と、端子辺と逆側辺の表裏接続用パッド８１−２に対する裏面用接続端子８２−２とは分けて記載しているが、ガラス上の配線パターン８４で接続していても同様の効果が得られる。なお、配線パターン８４は透明導電膜と金属膜の多層で形成し、透明導電膜の一層の場合よりも配線抵抗を下げている。
次に図８にタッチパネル４００の４辺に裏面接続パッド８１を設け、さらに裏面の透明導電層６０３の電位を均一化することができるものを示す。
【００２７】
次に、図９にタッチパネル４００を、メタルフレーム７５０を用いた表示装置と積層配置する様子を示す。タッチパネル４００の裏面に設けられた透明導電層６０３と、メタルフレームを導電性樹脂、もしくは導電ビーズを用いた異方性導電テープ７６０で接続する。タッチパネル４００裏面の透明導電層６０３への電圧信号印加は、表示装置のメタルフレーム７５０を介して行う。このため、タッチパネルの表と裏を接続する専用のパターン、部材を用いることなく、透明導電層６０３へ電圧印加できる。なお、メタルフレーム７５０ではなく、表示装置基板上の接続パッド、もしくは表示装置側のフレキシブルプリント基板上のパターンと導電性樹脂等で接続しても同様の効果が得られる。
符号７８０は液晶表示パネル側に形成した透明導電層で、導電性樹脂７７０等でメタルフレーム７５０に接続されている。タッチパネル４００の裏面に透明導電層６０３を設けさらに液晶表示パネル側にも透明導電層７８０を設けることでシールド効果が向上する。
【００２８】
次に、本発明によるタッチパネルの製造方法を図１０から図１４を用いて説明する。図４のＢ-Ｂ'線に沿った各プロセス段階の断面概略を各図の（ａ）に示す。同様に図４のＣ−Ｃ’線に沿った各プロセス段階の断面概略を各図の（ｂ）に示す。
まず、図１０を用い第１の工程を説明する。図１０に示す工程では、ガラス基板５上に第１のＩＴＯ膜１４(Indium  Tin  Oxide)を約１５ｎｍの厚さで成膜した後、銀合金１５を約２００ｎｍ成膜する。ホトリソグラフィ工程でレジストパターンを形成し、銀合金膜１５をパターニングする。次にレジストを剥離除去し、ホトリソグラフィ工程でレジストパターンを形成し第１のＩＴＯ膜１４をパターニングする。その後、レジストを剥離除去して図１０に示すようにパターンニングされたＩＴＯ膜１４と銀合金パターン１５を形成する。銀合金パターン１５は不透明であるため、視認されることを避けるために、後で重ねる液晶表示パネル６００の表示領域に掛かる部分からは除去し、銀合金パターン１５では周辺配線パターン６のみを形成する。
次に、図１１を用い第２の工程を説明する。第１のＩＴＯ膜１４と銀合金１５のパターンを形成した基板上に感光性の層間絶縁膜１６を塗布しホトリソグラフィ技術でパターニング加工する。層間絶縁膜１６はＳｉＯ２を主成分とする膜を１μｍ以上塗布するのが望ましい。図１１（ｂ）に示すように、周辺部にはコンタクトホール１７を設ける。また、外部駆動回路との接続に使用する接続部７では層間絶縁膜パターン１６を除去する。
次に図１２を用いて第３の工程を説明する。第２のＩＴＯ膜１８を約３０ｎｍ成膜し、ホトリソグラフィ工程でレジストパターンを形成し第２のＩＴＯ膜１８をパターニングする。その後レジストを剥離除去して、図８に示すように、第２のＩＴＯ膜１８を形成する。
【００２９】
次に、図１３を用いて第４の工程を説明する。第２の工程で用いた絶縁膜と同じ膜を最上層保護膜１９として再度基板上に塗布する。ホトリソグラフィ工程で最上層保護膜１９にパターンを形成する。
次に、図１４を用いて第５の工程を説明する。第５の工程では、ガラス基板５の裏面に透明導電層６０３としてＩＴＯ膜を成膜する。この時、ガラス基板５の前面は周辺部にマスクを形成する。裏面にＩＴＯを成膜する際、ガラス基板５の縁を回りこみＩＴＯが前面側にも付着する恐れがある。そのため、マスクによってガラス基板５前面の周辺部を保護する必要がある。以上の工程をもってタッチパネル４００が形成される。
以上説明したように、本実施例によれば、画像情報、文字情報の表示装置用の静電容量結合式入力装置において、検出感度に優れたタッチパネルを生産することが可能となる。なお、本発明は、入力検出領域の形状、個別電極の形状に制限されるものではない。また本実施例では直行するＸ方向および、Ｙ方向の電極について記述しているが、入力位置の検出に用いる電極ライン間のＳ／Ｎ比の向上を目的としたものであれば、斜めに交差するものや並走する長さの異なる電極間の容量にも有効である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１  Ｙ電極
１ａ，２ａ  交差部
１ｂ，２ｂ  電極部（個別電極）
２，２−１，２−２  Ｘ電極
３  入力領域
４  浮遊電極
５  ガラス基板
６，６−１，６−２，６−ａ，６−ｂ  周辺配線
７  接続端子
８  間隔
１２  前面保護板
１４  第１のＩＴＯ膜
１５  銀合金膜
１６  層間絶縁膜
１７  コンタクトホール
１８  第２のＩＴＯ膜
１９  最上層保護膜
１７  コンタクトホール
３０  スペーサ
５０  駆動回路
７１，７２  フレキシブルプリント基板
７３，７３−１，７３−２，８４，６３１  配線
７３−３  電源用配線
７４  外部装置側入出力端子
７５，７６  ダミー端子
７７  交差配線
７８，７８−１  スルーホール
８０  導電部材
８１，８１−１，８１−２，８１−３，８１−４  裏面接続パッド
８２，８２−１，８２−２  裏面用接続端子
８３  ダミー接続端子
３００  表示装置
４００  タッチパネル
５０１  第１の接着材
５０２  第２の接着材
６００  液晶表示パネル
６０１，６０２  偏光板
６０３，７８０  透明導電層
６０８  画素部
６０９  表示領域
６１０  薄膜トランジスタ
６１１  画素電極
６１５  対向電極
６２０，６３０  基板
６２１  走査信号線（ゲート信号線）
６２２  映像信号線（ドレイン信号線）
６２５  対向電極信号線
６４０  コネクタ
７００  バックライト
７５０  メタルフレーム
７６０  異方性導電テープ
７７０  導電性樹脂
【図１】
0005408681.tif 000002
【図２】
0005408681.tif 000003
【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】
0005408681.tif 000013
【図１３】
0005408681.tif 000014
【図１４】
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