(57)【要約】  本発明は、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。本発明のタッチスクリーンは、行方向に延在する複数の検出用行配線２１と、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、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、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とを備える。検出エリア又は複数の引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６，Ｃ１〜Ｃ８と最外周シールド配線４１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。
2017150197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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。
【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、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。
【図１】
2017150197.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017150197.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017150197.tif 000009
【図８】
2017150197.tif 000010
【図９】
2017150197.tif 000011
【図１０】
2017150197.tif 000012
【国際調査報告】
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