(57)【要約】【課題】検出回路および検出配線の寄生容量の影響を抑制し、応答性およびタッチ座標の検出精度の高いタッチスクリーンを得る。【解決手段】透明基板と、透明基板上に形成され、列方向に延在した複数の列検出配線と、透明基板上に形成され、行方向に延在した複数の行検出配線と、を有したタッチスクリーンと、タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールと、備え、透明基板を平面視したときに、表示モジュールを構成する部品である導電性を有しかつ接地されるフロントフレームの開口部内側エッジよりも、複数の列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の行検出配線のうち最も外側に配置された行検出配線の外側エッジが、内側にあること、を特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、列方向に延在した複数の列検出配線と、
前記透明基板上に形成され、行方向に延在した複数の行検出配線と、
を備えたタッチスクリーンであって、
前記透明基板を平面視したときに、複数の前記列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の前記行検出配線のうち最も外側に配置された行検出配線の外側エッジは、
前記タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールの導電性を有しかつ接地されるフロントフレームの開口部内側エッジよりも内側にあること、
を特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
透明基板を平面視したときに、
複数の列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の行検出配線のうち最も外側に配置された行検出配線の外側エッジが、
前記透明基板の厚みの長さ以上に、フロントフレームの開口部内側エッジよりも離間して配置されてい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】
複数の列検出配線および複数の行検出配線のそれぞれが、電気的に共通に接続された複数の検出用列配線を含む矩形状の列方向束配線、及び、電気的に共通に接続された複数の検出用行配線を含む矩形状の行方向束配線であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
透明基板と、
前記透明基板上に形成され、列方向に延在した複数の列検出配線と、
前記透明基板上に形成され、行方向に延在した複数の行検出配線と、
を備えたタッチスクリーンであって、
前記透明基板を平面視したときに、複数の前記列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の行検出配線のうち最も外側に配置された前記行検出配線の外側エッジは、
前記タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールの導電性を有しかつ接地されるフロントフレームの開口部内側エッジよりも内側にあること、
を特徴とするタッチスクリーンと、
複数の前記列検出配線のうち、隣り合う１組ずつを順次選択する第１のスイッチ回路と、
複数の前記行検出配線のうち、隣り合う１組ずつを順次選択する第２のスイッチ回路と、
前記第１および第２のスイッチ回路で選択された隣り合う１組の配線に形成される静電容量を差分容量として検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路から出力される前記差分容量の検出結果に基づいて、前記タッチスクリーンにタッチされる指示体の座標を算出するタッチ座標算出回路と、
を備えたタッチパネル。
【請求項５】
第１および第２のスイッチ回路は、それぞれ第１および第２の出力ノードを有し、
静電容量検出回路は、
第１および第２の入力ノードと、
前記第１および第２の入力ノードに、前記第１および第２の出力ノードからの出力を相補的に切り替えて与える第１および第２のセレクタ回路と、を備え、
前記第１および第２のセレクタ回路は、前記第１および第２のスイッチ回路での選択動作に連動して切り替え動作を行う、請求項４に記載のタッチパネル。
【請求項６】
透明基板と、前記透明基板上に形成され、列方向に延在した複数の列検出配線と、前記透明基板上に形成され、行方向に延在した複数の行検出配線と、を有したタッチスクリーンと、
前記タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールと、
を備え、
前記透明基板を平面視したときに、
複数の前記列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の前記行検出配線のうち最も外側に配置された行検出配線の外側エッジは、
前記表示モジュールを構成する部品である導電性を有しかつ接地されるフロントフレームの開口部内側エッジよりも、
内側にあること、
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
タッチスクリーンは、表示モジュー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、タッチパネルおよびそれを備えた表示装置に関し、指等の指示体によるタッチ検出の応答性や、タッチ座標の検出精度を高めたタッチパネルおよび表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
指等の指示体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、抵抗膜方式または静電容量方式等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】
それらの方式のうちで、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程度の厚みのガラス板等の保護板で覆った場合でも指示体のタッチの検出が可能な投影型静電容量タッチスクリーン（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ている点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、および、稼働部が無いため長寿命である点等の利点を有している。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成は、タッチスクリーンの行列方向に延在した複数の行検出配線または列検出配線のうち、隣り合う1組の配線のそれぞれに形成される寄生容量をキャンセルしたうえで差分容量として静電容量を検出し、その差分容量の検出結果に基づいて、タッチスクリーンにタッチされた指などの指示体の座標を算出する。
【０００５】
また、特許文献２に記載の接触検出システム（タッチパネル）の構成は、導電トラック（検出配線）を含む検出経路Ｓと基準経路Ｒの容量均衡を差動回路にて比較することで検出する。このような構成により、比較的近いトラックを含む検出経路Ｓと基準経路Ｒに共通するノイズ除去が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１３８３１６号公報
【特許文献２】特表２０１１−５１０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タッチスクリーンの隣り合う（隣接する）検出配線やスイッチ回路の持つ寄生容量の偏差（ばらつき）により、タッチが無い場合にも、それらの差分容量が検出電圧となって現れる。特に、検出感度を上げる場合、積分回路やＡ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジの関係から、寄生容量のばらつきに起因して現れる検出電圧が無視できなくなるため、検出感度の向上には制約がある。
【０００８】
ここで、タッチスクリーンの有する検出配線の寄生容量は、主に組み合わされる表示パネルとの関係に影響される。通常、検出配線の寄生容量は、例えば液晶表示装置の場合、液晶表示パネルがＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡ（Vertical Alignment）方式の場合、前面側ガラス基板の裏面に形成される対向電極との間に形成される静電容量が支配的となる。また、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式の場合、前面側ガラス基板の表面に形成されるシールド電極との間に形成される静電容量が支配的となる。このようにタッチスクリーンの裏面側に存在する対向電極やシールド電極といったベタ電極との間に形成される検出配線の寄生容量は、隣接検出配線間で概ね同等の値となるため、このような寄生容量の隣接検出配線間偏差は小さくなる。
【０００９】
また、例えば液晶表示パネルの場合には、後部に設けられるバックライトや駆動回路基板などとともに、表示領域よりやや大きい開口領域をもった金属フレーム、いわゆるシールドケースで覆われた液晶表示モジュールの形態として用いられるのが一般的である。このことは、例えば有機ＥＬ表示パネル等の他の表示パネルを用いた表示モジュールであっても同様である。
【００１０】
ところが、複数の列検出配線のうち左右端にある検出配線や行検出配線のうち上下端にある検出配線、すなわち最外検出配線は、表示領域よりもやや大きい開口領域をもった金属フレームと電界結合するため、最外検出配線が金属フレームと平面状重複（オーバーラップ）したり、重複はしないが近接しすぎていると、それらの寄生容量は隣接検出配線の寄生容量よりも大きくなり、隣接検出配線間偏差、つまり差分容量が大きくなる。
【００１１】
また、表示モジュールの金属フレームは表示パネルからのノイズ（主に表示パネル配線に印加される駆動信号をノイズ源とする静電ノイズ）をシールドする。
【００１２】
このため、従来技術に記載されるタッチパネル（接触検出システム）の場合、差動回路にて静電容量が検出される検出経路Ｓと基準経路Ｒを構成する検出配線（導電トラック）のうち、一方が最外検出配線となるとき、上記の寄生容量同様、最外検出配線が金属フレームと平面状重複（オーバーラップ）したり、重複はしないが近接しすぎていると、最外検出配線と検出経路Ｓまたは基準経路Ｒの組をなす他方の検出配線との表示パネルからのノイズが不均衡となり、差動回路で検出を行った際のノイズ除去効果が低下して、検出結果にノイズ除去残差となって現れる。
【００１３】
このように、2本の検出配線の組を単位として、静電容量の差動検出を行う場合において、複数の列検出配線のうち左右端にある検出配線や行検出配線のうち上下端にある検出配線、すなわち、検出配線組のうち最外検出配線が一方の配線となるときは、検出される差分容量が大きくなり検出感度を高くできなかったり、ノイズ除去効果が十分に得られないといった問題があった。
【００１４】
また、この傾向はタッチスクリーンが大型化するに従って顕著になるため、タッチスクリーンの大型化に影響を及ぼすといった問題点があった。
【００１５】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、寄生容量をキャンセルして最外検出配線と差分容量検出を行ったり、差動検出を行ったりする場合において、検出配線寄生容量偏差の影響による検出感度制約が緩和され、差動検出のもつノイズ除去効果の低下が抑制されることにより、高感度で高Ｓ／Ｎな検出を行うことができ、応答性およびタッチ座標の検出精度の高いタッチスクリーン、タッチパネルおよび表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るタッチスクリーンは、透明基板と、透明基板上に形成され、列方向に延在した複数の列検出配線と、透明基板上に形成され、行方向に延在した複数の行検出配線と、を備えたタッチスクリーンであって、記透明基板を平面視したときに、複数の列検出配線のうち最も外側に配置された列検出配線の外側エッジ、もしくは、複数の行検出配線のうち最も外側に配置された行検出配線の外側エッジは、タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールの導電性を有しかつ接地されるフロントフレームの開口部内側エッジよりも内側にあること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るタッチスクリーンにおいては、上記のように構成したので、検出配線の寄生容量偏差を抑制することができる。その結果として、応答性およびタッチ座標の検出精度の高いタッチスクリーンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施の形態１のタッチパネルが有するタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１のタッチパネルが有するタッチスクリーンの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１のタッチスクリーンを表示パネルと組合わせたときの構成を示す模式図である。
【図４】本発明に係る実施の形態１のタッチスクリーンの効果を説明するための特性図である。
【図５】本発明に係る実施の形態１のタッチパネルの全体構成を模式的に示した図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１のタッチパネルにおけるタッチ位置検出・算出動作を行うシステムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る実施の形態１のタッチパネルの動作タイミングを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
＜装置構成＞
はじめに、本発明のタッチスクリーンの構成について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るタッチパネルが有するタッチスクリーン１の構成を模式的に示す平面図である。また、図２は、タッチスクリーン１の断面を模式的に示した斜視図である。
【００２０】
以下、図面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。なお、他の実施の形態の場合の図面をも含めて以下の各図面において、各図中で用いる同一の符号は、同一または相当の構成要素を示す。
【００２１】
図１に示すように、タッチスクリーン１は、ベース基板（透明基板）１２の上において列方向（図１中のｙ方向に相当）に伸在し、かつ所定の第１の配設間隔で行方向（図１中のｘ方向に相当）に繰り返し配列された、複数の検出用微細列配線２と、行方向ｘに伸在し、かつ所定の第２の配設間隔で列方向ｙに繰り返し配列された、複数の検出用微細行配線３とを、備えている。そして、所定本数の検出用微細列配線２は、その各々の上端および下端において、接続用配線４により、共通に電気的に接続されて、一束の検出用列配線群６を構成している。同様に、所定本数の検出用微細行配線３は、それぞれ、その左端および右端において、接続用配線５により、共通に電気的に接続されて、一束の検出用行配線群７を構成している。なお、図１における一束の配線群は、５本（所定本数）の検出用微細列配線２および検出用微細行配線３で構成している。
【００２２】
さらに、所定本数の検出用列配線群６が行方向ｘに平行配列されており、同様に、所定本数の検出用行配線群７も列方向ｙに平行配列されている。従って、所定本数の検出用列配線群６および所定本数の検出用行配線群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。このような構成を採用するときには、検出用微細列配線および検出用微細行配線の配線密度は大きくなるため、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できる。
【００２３】
なお、図１では、検出用列配線群６および検出用行配線群７（以下、検出用列配線群６および検出用行配線群７は、ともに「検出用配線群」と総称、または「検出用束配線」と総称する場合あり）の一部の図示化を省略しているが、後述の通り、本実施の形態では、検出用配線群の所定本数を各々８系統（本）としている。検出用配線群は、引き出し配線８および９により端子１０に接続している。
【００２４】
図１では、指示体がタッチスクリーン１にタッチしたときに、検出用配線群を構成する検出用微細列配線２および検出用微細行配線３（以下、検出用微細列配線２および検出用微細行配線３をともに「微細検出用配線」と総称する場合あり）と指示体との間に、タッチ容量が形成される。なお、検出用配線群の本数およびその配線間隔、検出用配線群を構成する微細検出用配線の本数、配線幅および配線間隔は、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】
また本実施の形態においては、検出用列配線群および検出用行配線群を、それぞれ列検出配線および行検出配線と呼称する場合もある。
【００２６】
ここで、検出用配線群を複数の微細検出用配線で構成するのではなく、検出用配線群を１本の幅広の配線、いわゆるベタ配線として構成すると、タッチ容量は大きく確保できるものの、表示パネルの前面にタッチパネルを配置して使用する場合には、検出用配線群が表示パネルの表示光の透過を妨げる要因となってしまい、表示光の透過率を低下させてしまう。そこで、本実施の形態では、検出用配線群を複数本の微細検出用配線で構成し、微細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の抑制を図っている。ただし、表示光の透過率の低下を甘受する場合には、各検出用配線群を１本のベタ配線として構成する変形例を適用しても良い。
【００２７】
次に、図２を参照して、タッチスクリーン１を構成するベース基板１２に形成された配線層の構成を記載する。タッチスクリーン１の上面層は、透明なガラス材料または透明な樹脂から成る透明基板１２（以下「ベース基板１２」と記載）であり、ベース基板１２の裏面上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明配線材料で構成される検出用微細列配線２が形成される。さらに、その下には、検出用微細列配線２を被覆するように、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の透明な層間絶縁膜１３が形成され、層間絶縁膜１３の裏面上に透明配線材料で構成される検出用微細行配線３が形成される。なお、検出用微細列配線２と検出用微細行配線３との配設位置を逆に設定して、ベース基板１２の裏面上に検出用微細行配線３を形成し、層間絶縁膜１３の裏面に検出用微細列配線２を形成しても良い。
【００２８】
なお、微細な検出用配線（検出用微細列配線２、検出用微細行配線３）は、ＩＴＯ等の透明配線材料を用いた透明配線ではなく、アルミニウム等の金属配線材料を用いて構成してもよい。この場合でも、前述したように、検出用配線群を複数本の微細な検出用配線で構成して、微細な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、表示光に対する透過率を確保することができる。
【００２９】
図３中の（ａ）で示した部分は、タッチスクリーン１を液晶表示モジュール５０と組み合わせたときの構成を示す平面図であり、同図中の（ｂ）はＡ−Ａ断面線で切断した場合の断面を示す図である。
【００３０】
本実施の形態では、図３中の（ｂ）に示すように、上述のようにして検出用微細列配線２及び検出用微細行配線３が形成されたベース基板１２の成膜面側に、例えば厚さ数ｍｍの厚手のガラス基板やアクリルなどの樹脂基板を保護基板１６として粘着層１７を介して粘着することで、タッチスクリーン１を構成する。
【００３１】
一方、液晶表示パネル４１とその裏面にバックライト４９を備え、金属製のフロントフレーム５１及びリアフレーム５２で覆われた液晶表示モジュール５０がタッチスクリーン１の裏面に配置される。フロントフレーム５１やリアフレーム５２は電気的に接地されている。
【００３２】
そして、タッチスクリーン１はフロントフレーム５１の前面で粘着テープ５３で固定されて、タッチスクリーン１及び液晶表示モジュール５０は一体化されている。
【００３３】
このとき、図３中の（ａ）に示すように、タッチスクリーン１において、列検出配線６及び行検出配線７によって静電容量が検出される領域である検出領域ＳＡ（同図中の破線ＳＡで囲まれる領域）が構成される。そして図示するように、この検出領域ＳＡは、さらに表示画像が表示される表示領域ＤＡ（同図中の破線ＤＡで囲まれる領域）の外側に位置することが望ましい。これは、タッチスクリーン１の表示領域内に対応する領域を指などの指示体によってタッチがなされたときに、列検出配線６および行検出配線７に形成される静電容量から、表示領域周縁部においてもタッチ座標を確実に算出するために、表示領域よりも検出領域をやや大きくしたほうがよいためである。
【００３４】
また、表示領域の内側に検出領域が入るように構成すると、上端および下端に位置する列検出配線６の境界や左端および右端に位置する行検出配線７（これら4本の検出配線を以降、最外検出配線と呼ぶことがある）の境界が使用者に視認されてしまう可能性もある。
【００３５】
さらに、検出領域ＳＡは液晶表示モジュール５０の金属製のフロントフレーム５１の開口領域ＦＡ（同図中の破線ＤＡの外側の領域、同図中（ａ）において斜線のハッチング領域）よりも内側に位置する。言い換えれば、最外検出配線がフロントフレーム５１と少なくとも重複（オーバーラップ）しないよう構成される。
【００３６】
ここで、ベース基板（ガラス基板）１２の厚さｔに対するフロントフレーム５１の開口部の内側エッジと最外検出配線の外側エッジ間の距離ｄに対する最外検出配線と隣接検出配線の容量差をシミュレーションした結果を図４に示す。図において、プロット１〜４（図４において○囲みで示した数字１〜４）はそれぞれ、ガラス基板厚０．７ｍｍ、１．３ｍｍ、１．９ｍｍ、２．８ｍｍの各場合を示している。また、粘着テープ５３の厚さは０．２ｍｍとして計算した。図示するように、フロントフレーム５１と最外検出配線が重複しているときには（フロントフレーム５１の開口部の内側エッジと最外検出配線の外側エッジ間の距離ｄが負）、距離ｄが大きくなる、すなわち、フロントフレームの内側エッジが最外検出配線の外側エッジに近づくにしがたがって、最外検出配線と隣接検出配線の容量差は小さくなっていく（図中の漸近線ａ、一点鎖線で示した）。そして、ほぼ距離ｄが１００％、すなわち、フロントフレーム５１の開口部の内側エッジと最外検出配線の外側エッジ間の距離がほぼガラス基板１２の厚さとなると、それを超えて距離を大きくしても、最外検出配線と隣接検出配線の容量差はそれほど低下しない（漸近線ｂ、一点鎖線で示した）。
【００３７】
このことから、フロントフレーム５１の開口部の内側エッジと最外検出配線の外側エッジとの距離が、ガラス基板１２の厚さよりも大きくなるように、検出配線のピッチや本数として構成することが望ましい。
【００３８】
さらに、最外検出配線の外側に検出対象となる検出配線と略同電位であって、実際の検出は行わないダミー検出配線を配置することで、さらに差分容量オフセットを低減することが可能となる。
【００３９】
図５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の端子１０（図５には図示せず、図１参照）に、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）３０の端子が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）等を用いることにより実装される。このＦＰＣ３０を介して、タッチスクリーン１の検出用配線群の端部とコントローラ基板３１とが電気的に接続されることにより、図５のタッチスクリーン１はタッチパネルとして機能する。
【００４０】
また、コントローラ基板３１には、複数の列検出配線６の各々および複数の行検出配線７の各々のうち、隣接する２本を順次に選択するスイッチ回路（図示せず）が搭載される。また、当該スイッチ回路により選択された２本の隣接する列検出配線６または２本の隣接する行検出配線７が入力され、その差分容量が検出される差動検出回路を含む検出処理回路と、差分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上におけるタッチ座標の算出処理を行うタッチ座標算出回路を含む検出・座標算出システム１００とが搭載されており、算出された指示体のタッチ位置のタッチスクリーン１上にお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。
【００４１】
図６は、本実施の形態に係るタッチパネルにおけるタッチ動作の検出およびタッチ座標の算出を行う検出・座標算出システム１００の回路構成を示したブロック図であり、検出・座標算出システム１００は、検出処理回路２３、検出制御回路２４、およびタッチ座標算出回路２５を備えている。
【００４２】
なお、本実施の形態では、一例として、列検出配線６および行検出配線７の本数を各々８系統（図４中では、検出用列配線群Ｗｘ１〜Ｗｘ８、検出用行配線群Ｗｙ１〜Ｗｙ８）とした場合について説明する。また、２対１に接続を切り替えるスイッチ回路を２対１セレクタ回路と呼称する。
【００４３】
図６に示すように、タッチスクリーン１の各行検出配線Ｗｙ１〜Ｗｙ８および各列検出配線Ｗｘ１〜Ｗｘ８は、図示されない端子１０（図１参照）およびＦＰＣ３０（図５参照）を介して検出処理回路２３に電気的に接続されている。
【００４４】
検出処理回路２３には、列検出配線Ｗｘ１〜Ｗｘ８に接続されるスイッチ回路２０および行検出配線Ｗｙ１〜Ｗｙ８に接続されるスイッチ回路２１が設けられ、スイッチ回路２０およびスイッチ回路２１は、それぞれ２対１セレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８および２対１セレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８で構成されている。
【００４５】
行検出配線Ｗｙ１〜Ｗｙ８は、スイッチ回路２０を構成するセレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８にそれぞれ接続され、検出制御回路２４からの指示により、セレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８のノードａ、またはノードｂに接続される。ここで、セレクタ回路Ｓｒ１、Ｓｒ３、Ｓｒ５およびＳｒ７のノードａは、出力ノードＮ１（第１の出力ノード）を介して後段の２対１セレクタ回路Ｓ１に接続され、セレクタ回路Ｓｒ２、Ｓｒ４、Ｓｒ６およびＳｒ８のノードａは、出力ノードＮ２（第２の出力ノード）を介して後段の２対１セレクタ回路Ｓ２に接続され、セレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８の全てのノードｂは、グランド（接地電位）に接続されている。
【００４６】
同様に、列検出配線Ｗｘ１〜Ｗｘ８はスイッチ回路２１を構成する２対１セレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８に接続され、検出制御回路２６からの指示により、セレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８のノードａ、またはノードｂに接続される。ここで、セレクタ回路Ｓｃ１、Ｓｃ３、Ｓｃ５およびＳｃ７のノードａは、出力ノードＮ１を介して後段の２対１セレクタ回路Ｓ１に接続され、セレクタ回路Ｓｃ２、Ｓｃ４、Ｓｃ６およびＳｃ８のノードａは、出力ノードＮ２を介して後段の２対１セレクタ回路Ｓ２に接続され、セレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８の全てのノードｂは、グランドに接続されている。
【００４７】
なお、セレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８およびセレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８のすべてのノードｂは、後段の差動容量検出回路２２に適合するようにグランド以外の所定電位に接続してもよい。
【００４８】
セレクタ回路Ｓ１およびＳ２は、検出制御回路２４からの指示により、行検出配線および列検出配線の出力を、それぞれのノードａまたはノードｂに接続する回路であり、セレクタ回路Ｓ１のノードａと、セレクタ回路Ｓ２のノードｂは共通に接続され、その接続ノードＮ１０は、入力ノード（第１の入力ノード）として差動容量検出回路２２に接続される。同様にセレクタ回路Ｓ２のノードｂおよびセレクタ回路Ｓ２のノードａは共通に接続され、その接続ノードＮ２０は、入力ノード（第２の入力ノード）として差動容量検出回路２２に接続される。差動容量検出回路２２では、入力ノードＮ１０に形成された静電容量Ｃ１０と入力ノード２０に形成された静電容量Ｃ２０の差分Ｃ１０−Ｃ２０が検出されたのち、デジタルデータに変換されて、差分容量検出結果として出力される。
【００４９】
このような構成で、隣り合う列検出配線６および隣り合う行検出配線７に形成される差分容量を差動容量検出回路２２にて検出する。
【００５０】
なお、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２は、一方がノードＡへの接続がセレクトされるとき、他方はノードＢへの接続がセレクトされるように相補的に接続が切り替えられる。
【００５１】
そして、差動容量検出回路２２の出力はタッチ座標算出回路２５に接続され、タッチ座標算出回路２５においては、差動容量検出回路２２の差動容量検出結果に基づいて、タッチ座標が算出され、検出座標データが出力される。
【００５２】
＜動作＞
＜タッチ検出動作＞
次に、検出・座標算出システム１００の動作について説明する。
検出・座標算出システム１００の基本動作は、検出処理回路２３の動作として、タッチスクリーン１の互いに隣り合う２本の行検出配線、または列検出配線を順次、差動容量検出回路２２に接続することで、双方の静電容量の差分を差動容量検出回路２２で検出し、差分容量検出結果として後段のタッチ座標算出回路２５へ出力する。そして、タッチ座標算出回路２５においては、差動容量検出回路２２の差動容量検出結果に基づいて、タッチ座標が算出され、検出座標データが出力される。
【００５３】
図７はタッチ容量検出動作のタイミング図である。図７の（ａ）部に示すように、まず、行検出配線による検出を行うものとし、行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２を検出対象とすべく、スイッチ回路の接続が切り替えられる。すなわち、検出制御回路２４からの指示により、スイッチ回路２０のうち行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２にそれぞれ接続されたセレクタ回路Ｓｒ１およびＳｒ２が、ともにノードａ（図６参照）に接続され、行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２がそれぞれセレクタ回路Ｓ１およびＳ２に接続される。なお、図７においては、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２が、それぞれ行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２に接続されている期間を、図７の（ｂ）部および（ｃ）部に示している。
【００５４】
一方、スイッチ回路２０の他のセレクタ回路Ｓｒ３〜Ｓｒ８は、ノードｂに切り替えられ、行検出配線Ｗｙ３〜Ｗｙ８はグランドに接続される。また、各列検出配線に接続されたスイッチ回路２１内の各セレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８は、ノードｂに切り替えられ、各列検出配線Ｗｘ１〜Ｗｘ８はグランドに接続される。
【００５５】
このようにして、行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２が、それぞれセレクタ回路Ｓ１およびＳ２に接続されるのと並行して、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２は、ともにノードａに切り替えられる。図７の（ｄ）部では、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２が、ともにノードａに切り替えられている期間、ともにノードｂに切り替えられている期間を示している。
【００５６】
まず、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２が、ともにノードａに切り替えられている期間に、差動検出回路２２の入力ノードＮ１０およびＮ２０には、それぞれ行検出配線Ｗｙ１およびＷｙ２が接続される。そして、差動検出回路２２にて入力ノードＮ１０に行検出配線Ｗｙ１が接続されたときの静電容量Ｃｙ１と入力ノードＮ２０に行検出配線Ｗｙ２が接続されたときの静電容量Ｃｙ２の差分容量（Ｃｙ１−Ｃｙ２）が検出される。そして検出結果がタッチ座標算出回路２５に取り込まれる。
【００５７】
このように簡単な構成で、寄生容量の影響を排除し、隣り合う検出配線へのタッチ容量を検出することができる。
【００５８】
差動検出回路２２によって出力されるデジタル検出データは所定タイミングでタッチ座標算出回路２５に取り込まれて保持される。図７の（ｇ）部には、タッチ座標算出回路２５でのデジタル検出データの取り込みタイミングがブロックにより示されている。
【００５９】
このように、検出処理回路２３は、隣接する検出配線のタッチ容量および寄生容量の差分容量を検出することで、タッチ容量Ｃｔを検出することができる。
【００６０】
次に、セレクタ回路Ｓ１およびＳ２が、ともにノードｂに切り替えられている期間に、差動検出回路２２の入力ノードＮ１０およびＮ２０には、それぞれ行検出配線Ｗｙ２およびＷｙ３が接続される。そして、差動検出回路２２にて入力ノードＮ１０に行検出配線Ｗｙ２が接続されたときの静電容量Ｃｙ２と入力ノードＮ２０に行検出配線Ｗｙ３が接続されたときの静電容量Ｃｙ３の差分容量（Ｃｙ２−Ｃｙ３）が検出される。そして検出結果がタッチ座標算出回路２５に取り込まれる。
【００６１】
このように、スイッチ回路２０のセレクタ回路Ｓｒ１〜Ｓｒ８を順次切り替え、これと連動してセレクタ回路Ｓ１、Ｓ２を切り替え、差動検出回路２２の入力ノードＮ１０、Ｎ２０と行検出配線の接続を順次切り替えることで、行検出配線Ｗｙ１とＷｙ２との容量の差動検出、行検出配線Ｗｙ２とＷｙ３との容量の差動検出、・・・行検出配線Ｗｙ７とＷｙ８の容量の差動検出というように、隣り合う行検出配線での容量の差動検出処理が進行する。
【００６２】
隣り合う行検出配線の容量の差動検出が終了した後、同様にして、スイッチ回路２１のセレクタ回路Ｓｃ１〜Ｓｃ８を順次切り替え、これと連動してセレクタ回路Ｓ１、Ｓ２を切り替え、差動検出回路２２の入力ノードＮ１０、Ｎ２０と列検出配線の接続を順次切り替えることで、列検出配線Ｗｘ１とＷｘ２との容量の差動検出、列検出配線Ｗｘ２とＷｘ３との容量の差動検出、・・・列検出配線Ｗｘ７とＷｘ８との容量の差動検出というように、隣り合う列検出配線の容量の差動検出処理が進行する。
【００６３】
以上の処理を経て、隣り合う検出配線に形成される容量の差分が順次検出されて、そのデジタル検出データがタッチ座標算出回路２５に保持される。そして、タッチ座標算出回路２５では、行検出配線Ｗｙ１〜Ｗｙ８および列検出配線Ｗｘ１〜Ｗｘ８についての保持されたデジタル検出データを用いて、タッチ判定処理を行い、タッチがあると判定された場合には、補間処理を行ってタッチが行われたタッチスクリーン１上の座標を算出して出力する。
【００６４】
タッチ座標算出回路２５においては、例えば特許文献１に記載のタッチ座標算出処理と同様にして、タッチ判定が行われ、タッチが有ると判定されたときにはそのタッチ座標が補間演算を用いて算出されて出力されるが、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６５】
上記のようにタッチスクリーン１の裏面側を液晶表示モジュール５０と固定一体化され液晶表示装置が構成される。そして、液晶表示モジュール５０における液晶表示パネル４０の表示光は装置は、画像信号に応じた所望の表示光がタッチスクリーン１を透過して使用者に視認される。また、タッチスクリーン１を含むタッチパネルは、上述したようにタッチ座標を算出して、そのタッチ座標を出力する。
【００６６】
このような構成を採ることで。タッチ容量を高感度で検出することができ、算出されるタッチ座標精度が向上した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。
【００６７】
このとき、タッチスクリーン１では、複数の微細検出用配線で構成される検出用配線群の、微細検出用配線間の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、液晶表示パネル４０からの表示光の殆どはタッチスクリーン１を通過する。このため、タッチスクリーン１が液晶表示パネル４０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無い。
【００６８】
なお、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）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。
【００６９】
また、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、有機または無機のＥＬ（Electro Luminescence）表示装置やＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の他方式の表示装置であっても適用可能である。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、タッチスクリーン１を液晶表示パネル４１と貼り付けて一体化して液晶表示装置を構成しているので、従来では必要であったタッチスクリーンの保持機構を無くす事ができ、装置全体の厚みを薄くすることが可能となる。
【００７１】
さらに、タッチスクリーン１と液晶表示パネル４１とが一体化されて表示装置が構成されているので、タッチスクリーン１と液晶表示パネル４１との間隙にゴミ等の異物が混入することによって生じる表示への影響を防止することができる。
【００７２】
本実施の形態では、表示モジュールとして液晶表示モジュールを例にとって説明したが、有機ＥＬ表示モジュール等のその他の表示モジュールであっても良い。
また、表示モジュールのフレームは金属製として説明したが、例えば樹脂に導電コートされたものであっても良い。
また、タッチスクリーン１はフロントフレーム５１の前面で粘着テープ５３で固定されるように構成したが、タッチスクリーン１の裏面全体を例えば透明な粘着シートにて液晶表示モジュール５０と粘着することで、タッチスクリーン１及び液晶表示モジュール５０を一体化するよう構成してもよい。
【００７３】
＜効果＞
以上説明したように、本実施の形態１に係るタッチスクリーンにおいては、複数の列検出配線のうち最外にある２本の最外列検出配線の外側エッジのそれぞれと複数の行検出配線のうち最外にある２本の最外行検出配線の外側エッジのそれぞれが、タッチスクリーンの裏面側に組合わされて一体化される表示モジュールのフロントフレームの開口部内側エッジよりも、平面視において内側にあるよう構成したので、検出配線の寄生容量偏差を抑制することができる。
【００７４】
このため、複数の列検出配線または複数の行検出配線の隣り合う１組の配線に形成される静電容量を差分容量を検出することで、寄生容量をキャンセルして検出が行う際に、検出配線寄生容量偏差の影響による検出感度制約を緩和したり、差動検出のもつノイズ除去効果の低下を抑制することができ、寄生容量をキャンセルして検出が行えるとともに、高感度で高Ｓ／Ｎな検出が可能となる。
【００７５】
また本発明によるタッチパネルにおいては、前記タッチスクリーンの複数の列検出配線または複数の行検出配線の隣り合う１組の配線に形成される静電容量を差分容量を検出することで、寄生容量をキャンセルして検出が行う際に、検出配線寄生容量偏差の影響による検出感度制約を緩和したり、差動検出のもつノイズ除去効果の低下を抑制することができ、寄生容量をキャンセルして検出が行えるとともに、高感度で高Ｓ／Ｎな検出が可能となり、応答性およびタッチ座標の検出精度を向上することができる。
【００７６】
これにより、応答性およびタッチ座標の検出精度の高いタッチパネルおよび表示装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  タッチスクリーン、２  検出用微細列配線、３  検出用微細行配線、４，５  接続用配線、６  検出用列配線群、７  検出用行配線群、１２  ベース基板、１６  保護基板、２０、２１  スイッチ回路、２２  差動検出回路、２３  検出処理回路、２４  検出制御回路、２５  タッチ座標算出回路、４１  液晶表示パネル、５０  液晶表示モジュール、５１  フロントフレーム、Ｓ１、Ｓ２  セレクタ回路、ＦＡ  フロントフレーム開口領域、ＳＡ  検出領域、ＤＡ  表示領域。
【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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