(57)【要約】【課題】  凸または凹状態のタッチスクリーンを有するタッチパネルにおいて、タッチ位置によるタッチ座標の偏差を抑え、タッチ座標算出をタッチ位置によらず高精度に行うタッチパネルを得る。【解決手段】  横方向に配設された検出用行配線２および縦方向に配設された検出用列配線３を備え、縦方向の断面が凸状態または凹状態であり、タッチスクリーン１と、検出用配線を順次選択するスイッチ回路２０と、スイッチ回路により選択された検出用配線の静電容量を検出する静電容量検出回路２１と、検出結果に基づいて、座標を算出するタッチ座標計算回路２２を備え、検出用行配線２の幅を、タッチスクリーン１が凸状態のときは、タッチスクリーン１の縦方向の上端部から下端部へ順次狭く、タッチスクリーン１が凹状態のときには、タッチスクリーン１の縦方向の上端部から下端部へ順次広くなるように形成する。【選択図】        図３
2013025626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向に配設された複数本の検出用行配線及び縦方向に配設された複数本の検出用列配線を有し、縦方向の断面が凸形状または凹形状であり、指示体によりタッチ操作が行なわれるタッチスクリーンと、
複数本の前記検出用行配線及び前記検出用列配線を順次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行配線及び前記検出用列配線の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路の検出結果に基づいて、前記指示体がタッチした前記タッチスクリーン上のタッチ座標を算出するタッチ座標算出回路を備え、
前記検出用行配線の幅が、前記タッチスクリーンの縦方向の断面が凸形状である場合は、前記タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次狭く、前記タッチスクリーンの縦方向の断面が凹形状である場合には、前記タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次広く形成されている、タッチパネル。
【請求項２】
横方向に配設された複数本の検出用行配線及び縦方向に配設された複数本の検出用列配線を有し、横方向の断面が凸形状または凹形状であり、指示体によりタッチ操作が行なわれるタッチスクリーンと、
複数本の前記検出用行配線及び前記検出用列配線を順次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行配線及び前記検出用列配線の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路の検出結果に基づいて、前記指示体がタッチした前記タッチスクリーン上のタッチ座標を算出するタッチ座標算出回路を備え、
前記検出用列配線の幅が、前記タッチスクリーンの横方向の中央部から両端部へかけて順次広く形成されている、タッチパネル。
【請求項３】
前記タッチ座標算出回路が、前記タッチスクリーンの面内での前記検出用行配線の幅の分布と相補的関係の補正値を各前記検出用行配線に対応して有しており、
各前記検出用行配線の静電容量を、前記補正値を用いて補正する、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記タッチ座標算出回路が、前記補正値を用いて補正した静電容量が所定値を超え、且つ最大となる検出用行配線を求め、この検出用行配線に対応する補正値を用いて各前記検出用列配線の静電容量を補正する、請求項３記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記タッチ座標算出回路が、前記タッチスクリーンの面内での前記検出用列配線の幅の分布と相補的関係の補正値を各前記検出用列配線に対応して有しており、
各前記検出用列配線の静電容量を、前記補正値を用いて補正する、請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記タッチ座標算出回路が、前記補正値を用いて補正した静電容量が所定値を超え、且つ最大となる検出用列配線を求め、この検出用列配線に対応する補正値を用いて各前記検出用行配線の静電容量を補正する、請求項５記載のタッチパネル。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項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装着される表示パネルと、を備える、表示装置。
【請求項８】
前記タッチスクリーンは前記表示パネルの前面側に粘着固定される、請求項７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、タッチパネル及びそれを備える表示装置に関するものであり、特にタッチスクリーンが曲面形状の静電容量方式の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】
タッチパネルは、指などの指示体によりタッチスクリーン上をタッチして、その座標を特定する入力装置であり、位置検出方法により、抵抗膜方式、静電容量方式などの方式が製品化されている。
【０００３】
このタッチパネルを構成するタッチスクリーンは一般に平板状であるが、デザイン、使用方法等の観点から曲面形状とした抵抗膜方式のタッチパネルも知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、静電容量方式のタッチパネルの一つに投影型静電容量方式タッチパネルがある（例えば、特許文献２）。この方式のタッチパネルでは、タッチスクリーン上に配設されたマトリクス状の検出用配線を指などでタッチした時の静電容量を検出しタッチスクリーン上のタッチ座標を特定するもので、手袋等を着用しても検出可能であり、また表面に保護層を配置することができるため堅牢性に優れる等の特長を有するため、広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４７０２６号公報（第８頁１０行〜１８行、図１）
【特許文献２】特表平９−５１１０８６号公報（第７頁１９行〜第８頁４行、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この投影型静電容量方式タッチパネルを曲面形状として用いる場合、タッチスクリーンの上部、下部、右部、左部をそれぞれタッチスクリーンの正面からタッチしたとしても、タッチスクリーンが湾曲しているため、タッチスクリーンと指示体との相対的な角度が異なる。たとえば縦方向の断面が凸形状である場合、指示体はタッチスクリーン上部ほど広い面積で接触し、反対に下部では狭い面積のみで接触することになり、タッチする位置により指示体の接触面積が異なる。
【０００７】
投影型静電容量方式のタッチパネルでタッチスクリーン上のタッチ座標を算出する場合、タッチ時の複数の隣接する検出用配線の静電容量を検出し、それらを補間して正確なタッチ座標を求めている。しかし、タッチスクリーンが上記のように曲面形状である場合、タッチする位置によって接触面積が異なり、そのためタッチ時に静電容量が生じる検出用配線の本数も異なるため、それら補間して求めたタッチ座標の精度もタッチスクリーン上の位置により異なるという問題があった。
【０００８】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、タッチスクリーンの上下、左右でタッチによる接触面積が異なる場合であってもタッチ座標の精度がタッチスクリーン面内で異なることなく、全面において高い精度でタッチ座標を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のタッチパネルは、横方向に配設された複数本の検出用行配線及び縦方向に配設された複数本の検出用列配線を有し、縦方向の断面が凸形状または凹形状であり、指示体によりタッチ操作が行なわれるタッチスクリーンと、複数本の検出用行配線及び検出用列配線を順次選択するスイッチ回路と、スイッチ回路により選択された検出用行配線及び検出用列配線の静電容量を検出する静電容量検出回路と、静電容量検出回路の検出結果に基づいて、指示体がタッチしたタッチスクリーン上のタッチ座標を算出するタッチ座標算出回路を備え、検出用行配線の幅が、タッチスクリーンの縦方向の断面が凸形状である場合は、タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次狭く、タッチスクリーンの縦方向の断面が凹形状である場合には、タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次広く形成されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のタッチパネルは、タッチスクリーンと指示体の接触部分の検出用行配線の幅が、タッチスクリーンの縦方向の断面が凸形状であるときは、タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次狭く、タッチスクリーンの縦方向の断面が凹形状であるときには、タッチスクリーンの縦方向の上端部から下端部にかけて順次広く形成されているため、指示体との接触面積が異なる場合であってもタッチ座標の精度がタッチスクリーン面内で異なることなく、全面において高い精度でタッチ座標を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すタッチスクリーンの一部の積層構造を示す図であり、その（ａ）が斜視断面図、その（ｂ）が曲面形状のタッチスクリーンの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの検出用行配線の構成と、タッチ時の指示体とタッチスクリーンの関係を示す図であり、その（ａ）が凸形状の場合、その（ｂ）が凹形状の場合を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１のタッチパネルの全体構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーン及び検出処理回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるスイッチ回路の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１における処理フロー図である。
【図８】本発明の実施の形態１における補正値の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの検出用行配線の構成と、タッチ時の指示体とタッチスクリーンの関係を示す図であり、その（ａ）が凸形状の場合、その（ｂ）が凹形状の場合を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す図であり、その（ａ）が凸形状、その（ｂ）が凹形状の場合を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４である液晶表示装置の構成を示す断面図であり、その（ａ）が凸形状、その（ｂ）が凹形状の場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。本実施の形態１のタッチパネルは、いわゆる投影型静電容量方式タッチパネルであり、タッチスクリーン１は、横方向に配設された複数本の検出用行配線２と、縦方向に配設された複数本の検出用列配線３とを備える。検出用行配線２は、細線状の電極４と電極を有しないスリット状の間隙６で構成され、検出用列配線３は、細線状の電極5と電極を有しないスリット状の間隙７で構成される。
【００１３】
タッチスクリーン１において、横方向の検出用行配線２が延在する方向を「ｘ方向」と定義し、縦方向の検出用列配線３が延在する方向を「ｙ方向」、と定義する。横方向の検出用行配線２と縦方向の検出用列配線３とは互いに直交しており、ｘ方向とｙ方向も互いに直交する。
【００１４】
それぞれの検出用行配線２，検出用列配線３は、引き出し配線８，９によって端子１０に接続されている。指示体がタッチスクリーン１にタッチしたときに、横方向の検出用行配線２及び縦方向の検出用列配線３と指示体との間に、タッチによる静電容量が生じる。
【００１５】
なお、検出用行配線２，検出用列配線３を構成する細線状の電極４，５の幅、スリット状の間隙６，７及びそれらの繰り返し回数は、図１においては図の簡略化のためタッチスクリーン１面内全面で均一に記載しており、タッチスクリーン１の曲面状態も簡易的に平面として記載している。
【００１６】
検出用行配線２と検出用列配線３の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）を用いることができ、また銅（Ｃｕ）及び銀（Ag）などの金属配線材料、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；略称：ＩＴＯ）などの透光性を有する導電性材料（以下「透光性導電材料」という）も用いることができる。表示上、検出用行配線２，検出用列配線３の可視性が問題となる場合には、ＩＴＯなどの透光性導電材料を用いることが好ましい。ＩＴＯなどの透光性導電材料を用いることによって、検出用行配線２，検出用列配線３の可視性を低くすることができるので、表示光の透過率の低下を抑えることができる。
【００１７】
検出用行配線２と検出用列配線３の細線状の電極４，５の幅、スリット状の間隙６，７の幅及びこれらの繰り返し回数は、配線材料の種類、タッチスクリーンの曲面形状の曲率及び曲面が凸形状か凹形状かにより変化するものであり、タッチによる静電容量の検出感度、指示体のタッチする面積、タッチパネルの開口率等の制約から適宜定めることができる。
【００１８】
図２（ａ）は、図１に示すタッチスクリーン１の一部の積層構造を示す斜視断面図である。図２（ａ）は、図１に示すタッチスクリーン１を、図１の紙面手前側から斜め方向に見た斜視図に相当し、タッチスクリーン１の厚み方向における層構成を示している。なお、図２（ａ）はタッチスクリーンを曲面となるように曲げる前（湾曲させる前）の平面状態を示すものである。
【００１９】
タッチスクリーン１は、透光性を有する透明基板（以下「ベース基板」という）１２と、層間絶縁膜１３と、保護膜１４とを備える。ベース基板１２は、タッチスクリーン１の表面を構成する層であり、透光性及び絶縁性を有し、透明なガラス及び透明な樹脂などの透光性を有する絶縁性材料から成る。
【００２０】
ベース基板１２の下面には、前述の複数の検出用行配線２が形成される。図において検出用行配線２の細線状の電極４、スリット状の間隙６は簡略化のために記載されていないが、図１に示したように、検出用行配線２は、細線状の電極４とスリット状の間隙６が繰り返された構成となっている。
【００２１】
ベース基板１２の下面には、検出用行配線２を被覆するように、透明な層間絶縁膜１３が形成される。層間絶縁膜１３は、透光性及び絶縁性を有しており、窒化シリコン（ＳｉＮ）などの透光性を有する絶縁性材料から成る。層間絶縁膜１３の厚み方向他方側の表面には、前述の複数の検出用列配線３が形成される。図において検出用列配線３の細線状の電極５、スリット状の間隙７は記載されていないが、図１に示したように、検出用列配線３は、細線状の電極５とスリット状の間隙７が繰り返された構成となっている。
【００２２】
本実施の形態とは異なるが、ベース基板１２の下面の検出用行配線２及び検出用列配線３の配設位置は逆にすることも可能で、ベース基板１２の下面の表面に検出用列配線３を形成し、層間絶縁膜１３の表面に検出用行配線２を形成するようにしてもよい。
【００２３】
層間絶縁膜１３の下面側、検出用行配線３を被覆するように、透明な保護膜１４が形成される。保護膜１４は、透光性及び絶縁性を有しており、層間絶縁膜１３と同様に、ＳｉＮなどの透光性を有する絶縁性材料から成る。
【００２４】
図２（ａ）に示した平面状態のタッチスクリーン１を湾曲させて曲面形状のタッチスクリーン１としたときの断面構造を図２（ｂ）に示す。なお、特にベース基板１２をガラス基板とする場合、検出用行配線２、検出用列配線３や層間絶縁膜１３を成膜、パターニングして平面状態のタッチスクリーン１を形成したのち、ガラス基板をエッチングにより適宜薄くして、容易に曲げることのできるように加工をしても良い。
【００２５】
図３は本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの検出用行配線の構成とタッチ時の指示体とタッチスクリーンの関係を示す図で、図３（ａ）は縦方向の断面が凸形状の場合、図３（ｂ）は凹形状の場合を示している。なお、図３（ａ）及び（ｂ）の右半分に、指を指示体１５として、タッチスクリーン１の縦方向の上端部、中央部及び下端部をタッチした時の、タッチスクリーン１と指示体１５のなす角、タッチした部分の接触面積のイメージ図を示しており、タッチスクリーン１と指示体１５のなす相対角を、上からα（上端部）、β（中央部）、γ（下端部）としている。
【００２６】
タッチスクリーン１の縦方向の断面が凸形状の場合（図３（ａ））、指示体１５とタッチスクリーン１のなす相対角は、α＜β＜γと縦方向の下端部ほど大きくなり、したがって接触面積は上端部で大きく、下端部で小さくなる。このため、上端部では検出用行配線２の幅（Ｐｙ）が広くても、接触面積が大きいため、指示体１５により容易に複数の検出用行配線２をタッチすることができ、複数の検出用行配線２の静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができる。
【００２７】
タッチスクリーン１の縦方向の下端部において、検出用行配線２の幅（Ｐｙ）が、上端部と同様に広く形成されていると、指示体１５の接触面積は小さいので、複数の検出用行配線２にタッチすることができず、複数の配線の静電容量の補間によって高精度ではタッチ座標を求めることができない。いわゆる位置判定の不感帯が生じる。
【００２８】
そこで、下端部では横方向の検出用行配線２の幅（Ｐｙ）を小さくすることで、指示体１５による接触面積が小さくても容易に複数の検出用行配線２にタッチすることができ、それらの静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができる。
【００２９】
横方向の検出用行配線２の幅（Ｐｙ）を変化させる方法について具体的に述べる。検出用行配線２は図１に示したように、細線状の電極４、スリット状の間隙６からできている。検出用行配線２の幅（Ｐｙ）の幅をかえる場合、細線状の電極４の幅、スリット状の間隙６の大きさはタッチスクリーン１の面内で同一とし、細線状の電極４とスリット状の間隙６の繰り返し回数を変化させている。
【００３０】
つまり、図３（ａ）に示した縦方向の断面が凸形状の場合、検出用行配線２の幅は、タッチスクリーン１の縦方向の上端部から下端部にかけて順次狭く形成され、検出用行配線２を構成する細線状の電極４とスリット状の間隙６の繰り返し回数は、タッチスクリーン１の縦方向の上端部から下端部で順次少なく形成される。
【００３１】
図３（ｂ）は縦方向の断面が凹形状のタッチスクリーン１で、図３（ａ）とは反対に、タッチスクリーン１と指示体１５のなす相対角はα＞β＞γであり、縦方向の下端部ほど小さくなる。したがって指示体１５とタッチスクリーン１との接触面積は上端部から下端部にかけて次第に大きくなる。このため、下端部では検出用行配線２の幅（Ｐｙ）が上端部で狭く、下端部で広く形成されている。具体的には、検出用行配線２を構成する細線状の電極４とスリット状の間隙６の繰り返し回数を、タッチスクリーン１の縦方向の上端部では少なく、下端部では多く形成している。
【００３２】
これにより、タッチスクリーン１の縦方向の下端部では、検出用行配線２の幅（Ｐｙ）が広いが、指示体１５による接触面積も大きいため、指示体１５により容易に複数の検出用行配線２をタッチすることができ、それらの静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができる。
【００３３】
また、タッチスクリーン１の縦方向の上端部では、検出用行配線２の幅（Ｐｙ）が狭く、指示体１５による接触面積が小さいため容易に複数の検出用行配線２にタッチすることができ、それらの静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態１のタッチパネルの全体構成を示す模式図である。タッチパネル１００は、前述の図１及び図２に示すタッチスクリーン１と、フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit；略称：ＦＰＣ）１７と、コントローラ基板１８とを備える。
【００３５】
ＦＰＣ１７の一端部に設けられる端子は、タッチスクリーン１の図１に示す端子１０に、異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film；略称：ＡＣＦ）などによって実装される。ＦＰＣ１７の反対側の端子は、コントローラ基板１８に実装される。ＦＰＣ１７を介して、タッチスクリーン１の検出用行配線２、検出用列配線３の端部とコントローラ基板１８とが電気的に接続される。
【００３６】
コントローラ基板１８には、タッチによる検出用行配線の静電容量の検出結果に基づいて、タッチスクリーン１上における指示体１５のタッチ座標の算出処理を行う検出処理回路１９が搭載されている。検出処理回路１９によって算出されたタッチ座標は、外部のコンピュータ（図示しない）などに出力される。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチスクリーン１及び検出処理回路１９のブロック図である。図５に示すように、検出処理回路１９は、スイッチ回路２０、静電容量検出回路２１、タッチ座標算出回路２２、バッファ回路２４と、スイッチ回路２０、静電容量検出回路２１、タッチ座標算出回路２２のそれぞれを制御する検出制御回路２３を備えている。静電容量検出回路２１は、タッチスクリーン１にて発生した静電容量を検出し、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ている。ここで、例えば、静電容量検出回路２１として前述のＲＣ時定数によって発振周期変化を検出する弛張発信器を用いる場合は、抵抗素子と容量素子との接続点が検出端となる。また、定電流を容量素子に充電する時間を発振周期とする場合は、定電流源と容量素子との接続点が検出端となる。
【００３８】
各検出用行配線２（図中のＷｃ（０）、・・・、Ｗｃ(ｍ−１)、タッチスクリーンの上から下へ行番号が増加する）の端は、引き出し配線８（Ｌｃ（０）、・・・、Ｌｃ（ｍ−１））及び端子１０を介してスイッチ回路２０に接続され、各検出用列配線３（Ｗｒ(０)、・・・、Ｗｒ(ｎ−１)、タッチスクリーンの右から左へ列番号が増加する）の端は、引き出し配線９（Ｌｒ（０）、・・・、Ｌｒ（ｎ−１））及び端子１０を介してスイッチ回路２０に接続されている。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態１のタッチパネルにおけるスイッチ回路２０の構成を示すブロック図である。図６に示すように、スイッチ回路２０は、検出用行配線２，検出用列配線３ごとに２：１に接続を切り替えるアナログ・マルチプレクサ回路２７を含む。検出用行配線２，検出用列配線３は、それぞれに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によって静電容量検出回路２１の検出端またはバッファ回路２４の出力端に接続が切り替えられる。
【００４０】
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に指示に従って接続する検出用配線を選択し、検出用行配線２，検出用列配線３から１配線ずつ静電容量検出回路２１との接続を順に切り替える。従って、静電容量検出回路２１との接続が選択された１つの検出用配線が選択配線として検出対象となり、その他の非選択配線はバッファ回路２４の出力（所定電位）に接続される。静電容量検出回路２１から出力される検出用行配線２，検出用列配線３に対応した静電容量検出結果は、タッチ座標算出回路２２に入力され、タッチ座標算出回路２２にて静電容量検出結果に基づいて指示体１５のタッチ座標が算出される。タッチ座標の算出は、所定しきい値を超える検出値となる検出用行配線２、検出用列配線３がある場合において、各々に隣接する検出用行配線２、検出用列配線３の検出値を合わせて用いることによって、横方向、縦方向の各々について補間演算を行ない、タッチ座標を求める。
【００４１】
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（所定電位）をバッファリングしてスイッチ回路２０に選択されなかった非選択配線群に印加している。これによりスイッチ回路２０による選択配線と非選択配線とを略同電位とすることができ、両配線間及び各配線に接続された引き出し配線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可能となる。
【００４２】
図7は、本発明の実施の形態１における処理フロー図である。本実施の形態１のタッチパネルのタッチ座標算出は図７に示すStep1〜Step8に従って行なう。以下、図７に沿って本実施の形態１におけるタッチ座標の算出の工程を説明する。
【００４３】
Step1
スイッチ回路２０を切替え、静電容量検出回路２１と検出用行配線２（Ｗｃ（０）、・・・、Ｗｃ(ｍ−１)）、検出用列配線３（Ｗｒ(０)、・・・、Ｗｒ(ｎ−１)）とが順次接続される。静電容量検出回路２１により静電容量ｄｙ（ｊ）、ｄｘ（ｉ）が検出され、全検出用配線にわたり繰り返し、保存する。ここでｄｙ（ｊ）、ｄｘ（ｉ）はそれぞれ検出用行配線２、検出用列配線３の静電容量で、ｊは行番号（０≦ｊ≦ｍ−１）、ｉは列番号（（０≦ｉ≦ｎ−１）を各々示している。
【００４４】
Step2
すべての検出用行配線２、検出用列配線３の静電容量の検出、保存を行なったのち、測定値のベースライン補正を行なう。指示体１５によりタッチされていない部分では、原理的に静電容量はないが、検出用行配線２と検出用列配線３の交点、引き出し配線８，９間の寄生容量の影響等により必ずしも『０』とはならず、以降の工程での座標の算出精度低下となる。そこで検出用行配線２、検出用列配線３の一連の静電容量ｄｙ（ｊ）、ｄｘ（ｉ）についてベースライン補正を行ない、ベースライン補正を行なった静電容量Ｄｙ（ｊ）、Ｄｘ（ｉ）を求める。
【００４５】
Step3
前述したようにタッチスクリーン１の縦方向の断面が凸形状または凹形状となっている場合、タッチスクリーン１と指などの指示体１５との接触面積が図３に模擬的に示したようにタッチ位置がタッチスクリーン上の縦方向の位置によって変化する。そのため、いずれのタッチ位置でも複数本の検出用行配線２の静電容量を生じさせ、これらを補間してタッチ座標を高精度で求めることができるよう、タッチスクリーン１の面内での検出用行配線２の幅を変化させている。
【００４６】
具体的には縦方向の断面が凸形状の場合、検出用行配線２の幅を縦方向の上端部から下端部にかけて順次狭くなるよう形成し、縦方向の断面が凹形状の場合、縦方向の上端部から下端部にかけて順次広くなるよう形成して、タッチ位置の違いによる、タッチ座標の算出の精度変化をなくしている。
【００４７】
しかし、タッチスクリーン１上の上端部と下端部では指示体１５による接触面積が異なり、検出用行配線２及び検出用列配線３の静電容量の絶対値が変化するため、タッチの有無を静電容量の単一のしきい値により判断することができず、タッチ座標を高精度で算出することは困難である。このタッチスクリーン１の面内でのタッチ位置による接触面積の違いの影響をなくすため測定した静電容量に補正を行なう。
【００４８】
上述のように、タッチスクリーン１上の指示体１５の接触面積は、図３に模擬的に示したように、縦方向の断面が凸形状の場合、上端部ほど大きく、反対に凹形状の場合、下端部ほど大きくなる。この影響によりタッチ位置により静電容量の絶対値も変化する。そこで、この接触面積の影響をなくすため、タッチスクリーン１と指示体１５の接触面積に基づいて定められた検出用行配線２の幅と、相補的な関係となる補正値ｋｙ（ｊ）（ｊは検出用行配線の行番号）を各検出用行配線２ごとに事前に求めて、タッチ座標算出回路２２に格納し、この補正値ｋｙ（ｊ）をStep2で求めた、ベースライン補正を行なった静電容量Ｄｙ（ｊ）に乗じる補正を行なう。
【００４９】
この工程により、タッチスクリーン１と指示体１５の接触面積の違いによる各検出用行配線２の静電容量の絶対値の変化を補正し、補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ）を得る。
【００５０】
Step4
補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ）と所定のしきい値（Ｔｈｙ）を比較し、タッチの有無の判断を行なう。最大の補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ０）が所定のしきい値（Ｔｈｙ）を超えていない場合、タッチしていないものと判断し、再びStep1の工程に進む。一方、最大の補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ０）が所定のしきい値（Ｔｈｙ）を超えている場合、タッチしているものと仮定してStep5に進む（ｊ０は最大の補正静電容量を示す検出用行配線２の行番号を示す）。
【００５１】
補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ）は、検出用行配線２の幅と相補的な関係にあり、各検出用行配線２ごとに事前に求めた補正値ｋｙ（ｊ）を、ベースライン補正を行なった静電容量Ｄｙ（ｊ）に乗じて得ているので、タッチスクリーン１と指示体１５の接触面積の違いによる静電容量の絶対値の差が無く、単一のしきい値でタッチの有無を判断することができる。
【００５２】
Step5
縦方向の各検出用列配線３のベースライン補正した静電容量Ｄｘ（ｉ）（０≦ｉ≦ｎ−１）を、タッチ位置によるタッチスクリーン１と指示体１５の接触面積の影響のない静電容量に補正する。
【００５３】
縦方向の断面が凸形状または凹形状のタッチスクリーン１では、横方向（ｘ方向）にタッチ位置が変化しても、指示体１５の接触面積の変化はほとんど無く、横方向（ｘ方向）に並んだ検出用列配線３ごとに接触面積の影響を補正する必要はない。しかし同一の検出用列配線３の中でも、指示体１５のタッチ位置が、縦方向（ｙ方向）に変化すると、指示体１５との接触面積が異なり、その影響を相殺するためには、検出用行配線２の補正に用いたｋｙ（ｊ０）を乗じることが必要である。したがって、各検出用列配線３のベースライン補正した静電容量Ｄｘ（ｉ）に、タッチ位置の縦方向（ｙ方向）の位置に対応したｋｙ（ｊ０）値、つまり先ほどの最大の補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ０）に用いたのと同じｋｙ（ｊ０）値を乗じ、接触面積の影響の無い補正静電容量Ｄｘｃ（ｉ）を求める。
【００５４】
Step6
補正静電容量Ｄｘｃ（ｉ）のうち最大の補正静電容量Ｄｘｃ（ｉ０）を求め、所定のしきい値（Ｔｈｘ）と比較し、タッチ位置の中心となる検出用列配線３の列番号を特定する。最大の補正静電容量Ｄｘｃ（ｉ０）と、所定のしきい値（Ｔｈｘ）を比較し、しきい値を超えていない場合、タッチ無しと判断し、再度Step1に戻り、各検出用配線の静電容量検出を行なう。しきい値を超えている場合はこれまでに求めた横方向、縦方向のそれぞれ検出用行配線２と検出用列配線３の最大の補正静電容量（Ｄｙｃ（ｊ０）、Ｄｘｃ（ｉ０））を用いて、Step7の座標計算を行なう過程に進む（ｉ０は最大の補正静電容量を示す検出用列配線３の列番号を示す）。
【００５５】
補正静電容量Ｄｘｃ(ｉ)はタッチ位置の縦方向（ｙ方向）の位置に対応したｋｙ（ｊ０）を乗じる補正を行なっているため、タッチ位置によるタッチスクリーン１と指示体１５の接触面積の違いによる静電容量の絶対値の差が無く、単一のしきい値でタッチの有無を判断することができる。
【００５６】
Step7
横方向、縦方向の検出用行配線２及び検出用列配線３の最大の補正静電容量Ｄｙｃ（ｊ０）、Ｄｘｃ（ｉ０）と，それぞれに隣接する検出用配線の補正静電容量を補間して、タッチ座標を算出する。
【００５７】
Step8
Step7で算出したタッチ座標をタッチ座標データとしてコンピュータ等に送出する。
【００５８】
次にStep３で説明した補正値について説明する。図８は、本実施の形態１における補正値の例を示す図である。タッチスクリーン１の縦方向の断面が凸形状の場合には、縦方向の上端部のほうが下端部に比べ、指示体１５のタッチによる接触面積が大きく、検出用行配線２の幅が広く形成されている。このため静電容量を均一にするために、上端部の検出用行配線２に対応する静電容量ほど補正値ｋｙ（ｊ）は小さくなるようにする。また、タッチスクリーン１の縦方向の断面が凹形状の場合には、下端部のほうが上端部に比べ接触面積が大きく、検出用行配線２の幅が広く形成されている。このため静電容量を均一にするために、下端部の検出用列配線２に対応する静電容量ほど補正値ｋｙ（ｊ）は小さくなるようにする。
【００５９】
なお、ここでは各行番号に対応した補正値を直線的な関係で示したが、実際には非線形となることも考えられる。検出用行配線２の幅の影響と相補的関係となる最適な補正値を求め、タッチ座標算出回路２２に格納しておけばよい。
【００６０】
最大補正静電容量を示す検出用行配線２及び検出用列配線３と、これらに隣接する検出用行配線２及び検出用列配線３の静電容量を用いてタッチ座標を算出する場合、指示体１５の接触部の検出用行配線２及び検出用列配線３に直交する方向の長さが、各々検出用行配線２及び検出用列配線３の幅に対して小さいときには、隣接配線と指示体１５との間に静電容量が生じにくくなり、複数の検出用配線の静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができない。言い換えれば、位置判別の不感帯が生じることとなる。
【００６１】
本実施の形態１では、曲面形状のタッチスクリーンをタッチするときに生じる指示体１５の接触面積の変化に応じて、検出用行配線２の幅を変化させている。このため、指示体１５の接触部が小さくなった場合であっても、最大の静電容量を示す検出用行配線２に隣接する検出用行配線２と指示体１５との間にも静電容量が形成される。これらの静電容量を補間することでタッチ座標を高精度で算出することができ、タッチスクリーン１の全面にわたってタッチ座標を高精度で求めることができる投影型静電容量方式のタッチパネルを得ることができる。
【００６２】
実施の形態２
実施の形態１のタッチスクリーン１は縦方向の断面を凸形状または凹形状とするものについて説明した。本実施の形態２ではタッチスクリーン１の横方向の断面を凸形状または凹形状とするものについて説明する。
【００６３】
図９は本発明の実施の形態２のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの検出用行配線の構成とタッチ時の指示体とタッチスクリーンの関係を示す図である。図９（ａ）は横方向の断面が凸形状となるタッチスクリーン１の検出用列配線３の構成を、また図９（ｂ）は横方向の断面が凹形状となるタッチスクリーン１の検出用列配線３の構成を示している。また図９の右半分に、このようなタッチスクリーンに指を指示体１５として、タッチスクリーン１の横方向の中央部及び両端部をタッチした時の、タッチスクリーン１と指示体１５のなす角、タッチした部分の接触面積のイメージ図を示す。
【００６４】
タッチスクリーン１と指示体１５のなす角（左、中央、右の順にα、β、γとする）は、図９（ａ）より横方向の断面が凸形状の場合、β＞α＝γの順になり、図９（ｂ）より横方向の断面が凹形状の場合、α＝γ＞βの順となる。つまりタッチスクリーン１と指示体１５のなす角の大きさは、タッチスクリーン１が凸形状か凹形状かで両端部と中央部の関係が逆になる。
【００６５】
しかし接触面積はタッチスクリーン１が凸形状でも凹形状でも中央部よりも両端部の方が大きくなる。そのため、指示体１５をタッチしたことによる最大の静電容量を示す検出用列配線３と、隣接する検出用列配線３の静電容量を補間してタッチ座標を算出する際に、不感帯を生じないように、タッチスクリーン１が凸形状、凹形状にかかわらず、中央部の検出用列配線３の幅が狭く、両端部が広くなるよう形成されている。
【００６６】
本実施の形態２では、タッチスクリーン１の曲面状態が実施の形態１と異なっているため、検出用行配線２及び検出用列配線３の幅の分布が、図３及び図９に示したように異なっている。したがって、タッチ座標の算出において、縦方向と横方向の順序を逆にして、補正やしきい値との比較を行なう必要があるが、基本的には実施の形態１と同様の手法により図７に示した工程により、静電容量の測定、ベースラインの補正、接触面積の影響の補正、タッチ座標算出等を行なうことができる。
【００６７】
本実施の形態２では、曲面形状のタッチスクリーン１をタッチするときに生じる指示体１５の接触面積の変化に応じて、検出用列配線３の幅を変化させている。このため、指示体１５の接触部が小さくなった場合であっても、最大の静電容量を示す配線の隣接配線と指示体１５との間には静電容量が形成され、これらの静電容量を補間することでタッチ座標を高精度に算出することができる。
【００６８】
実施の形態３．
実施の形態１のタッチスクリーン１は、細線状の電極４，５からなる検出用行配線２及び検出用列配線３が形成されたものについて説明した。実施の形態３のタッチスクリーンは、検出用行配線、検出用列配線として一般に良く知られる透明導電膜からなる連続したひし形電極を用いるものである。
【００６９】
図１０は本発明の実施の形態３のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す図である。図１０（ａ）はタッチスクリーン１の縦方向の断面が凸形状となる場合の検出用行配線５０、検出用列配線５１の構成を示している。検出用行配線５０、検出用列配線５１の横方向の幅Ｐｘは一定とし、縦方向の幅Ｐｙは上端部から下端部にかけて順次狭くなるように形成する。
【００７０】
図１０（ｂ）はタッチスクリーン１の縦方向の断面が凹形状となる場合の検出用列配線５０、検出用行配線５１の構成を示している。検出用行配線５０、検出用列配線５１の横方向の幅Ｐｘは一定とし、縦方向の幅Ｐｙは上端部から下端部にかけて順次広くなるように形成する。
【００７１】
その他の構成は実施の形態１と同様であり、指示体の接触面積の変化に対応して、検出用行配線の配線幅を変化させることで、タッチ座標を高精度で算出することができる。
【００７２】
実施の形態４． 
本実施の形態では、前述の実施の形態１におけるタッチスクリーン１に、液晶表示パネル６１を貼合わせることによって装着し、タッチパネルと液晶表示パネルとを一体に構成した液晶表示装置について説明する。
【００７３】
図１１は、本発明の実施の形態４である液晶表示装置の構成を示す断面図である。図１１(ａ)は縦方向の断面が凸形状、図１１（ｂ）は縦方向の断面が凹形状の場合を各々示している。液晶表示装置は、タッチスクリーン１と、液晶表示パネル６１と、バックライト６９とを備えて構成される。液晶表示パネル６１は、偏光板６２と、粘着層６３と、カラーフィルタ基板６４と、液晶層６５と、ＴＦＴアレイ基板６６と、粘着層６７と、偏光板６８とを備えて構成される。
【００７４】
カラーフィルタ基板６４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いる。ＴＦＴアレイ基板６６は、ガラス基板上にスイッチング素子、たとえば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；略称：ＴＦＴ）が形成されている。液晶層６５は、カラーフィルタ基板６４とＴＦＴアレイ基板６６との間に挟持され、ツイステッドネマティック（Twisted Nematic；略称：ＴＮ）モード液晶を用いている。
【００７５】
偏光板６８は、粘着層６７によってＴＦＴアレイ基板６６の裏面（下面）に粘着されている。さらに、カラーフィルタ基板６４の表面(上面)には、粘着層６３によって、偏光板６２が粘着されている。また、液晶表示パネル６１の背面側には、光源であるバックライト６９が配設されている。
【００７６】
また、前述の実施の形態１に係るタッチスクリーン１は、粘着層６０によって、液晶表示パネル６１の前面側に配置される偏光板６２に粘着されている。
【００７７】
ＴＦＴアレイ基板６６には、外部のドライバ回路（図示せず）から、表示する画像に応じた画像信号が入力される。ＴＦＴアレイ基板６６は、入力された画像信号に応じて、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６５の印加電圧を制御して、その液晶分子の配列状態を変化させる。
【００７８】
バックライト６９からの入射光は、偏光板６８を通過して直線偏光の光となり、液晶層６５を通過することによって、表示する画像の信号に応じて振動方向が曲げられる。そして振動方向が曲げられた光は、カラーフィルタ基板６４に形成されたカラーフィルタを通過することによって、三原色の光に分離され、さらに前面側の偏光板６２を通過することによって、画像信号に応じた光強度を有する光となる。そして、さらに、偏光板６２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。
【００７９】
このようにして、画像信号に応じて、バックライト６９からの光の透過率を制御することによって、液晶表示装置は所望の表示を行う。また、タッチスクリーン１を含むタッチパネル１００は、前述の実施の形態１と同様にして、タッチ座標を算出して、算出したタッチ座標をタッチ座標データとして出力する。
【００８０】
本実施の形態３の液晶表示装置では、タッチスクリーン１を表示パネル６１に貼付けて一体に構成したので、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。
【００８１】
またタッチスクリーン１と表示パネル６１とが一体に構成されるので、タッチスクリーン１と表示パネル６１との間隙に塵埃などが混入することを防ぎ、塵埃などの混入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。
【００８２】
また前述の実施の形態１で説明したように、タッチスクリーン１では、複数の検出用行配線２及び検出用列配線３のスリット状の間隙６，７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。これによって、偏光板６２を通過した殆どの光は、タッチスクリーン１を通過して表示光となる。したがって、タッチスクリーン１が液晶表示パネル６１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。
【００８３】
本実施の形態４では、液晶表示装置は、前述の実施の形態１に係るタッチスクリーン１を含むタッチパネル１００を備えて構成されるが、前述の実施の形態２に係るタッチスクリーン１を含むタッチパネルを備えて構成されてもよい。
【００８４】
さらに本実施の形態４に用いることができる表示パネルは、ＴＮモード液晶を用いた液晶表示パネルに限定するものではなく、他の液晶表示モードの液晶表示パネル、ＥＬ表示パネル等の他の表示モードの表示パネルも用いることができる。
【００８５】
なお、上記各実施の形態では、指示体１５として指について説明したが、これに限定されるものではなく、タッチスクリーン１上の位置によってタッチスクリーン１と指示体１５とのなす相対角が異なり、これにより接触面積が異なるものであれば良く、例えば、先端が丸い指示棒などであっても良い。
【００８６】
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、変更、省略することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  タッチスクリーン、
２  検出用行配線、
３  検出用列配線、
１５  指示体、
２０  スイッチ回路、
２１  静電容量検出回路
２２  タッチ座標算出回路
５０  検出用列配線、
５１  検出用行配線、
６１  液晶表示パネル、
１００  タッチパネル。
【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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