CN102096533B - 静电电容型输入装置及其检测方法与驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电电容型输入装置及其检测方法与驱动装置。该静电电容型输入装置包括：多个第一电极，探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，探测输入位置，在该输入区域中沿与该第一方向交叉的第二方向延伸；多个信号配线，在该基板上从该第一电极的一侧端部和该第二电极的一侧端部延伸；检测电极，在基板上隔着绝缘膜面对该第一电极和该第二电极至少一方的另一侧端部；以及检测配线，电连接到该检测电极。
Description
技术领域
本发明涉及基于与输入位置探测电极耦合的静电电容的变化来探测输入位置的静电电容型输入装置、静电电容型输入装置的检测方法以及静电电容型输入装置的驱动装置。
背景技术
在诸如移动电话、汽车导航系统、个人计算机、售票机和银行终端的电子设备中，存在这样的设备，其中称为触摸屏的输入装置设置在液晶装置等的表面上，允许使用者参考液晶装置的图像显示区域中显示的图像输入信息。在这样的输入装置中，如图11示意性所示的静电电容型输入装置在基板20上具有沿X方向延伸且用于探测输入位置的多个第一电极211、沿Y方向延伸且用于探测输入位置的多个第二电极212以及从第一电极211的一侧端部和第二电极212的一侧端部的多个信号配线27，以及通过信号配线27与第一电极211和第二电极212的每一个耦合的监测静电电容。因此，当手指接近第一电极211和第二电极212的任何一个时，手指接近的电极的静电电容增加对应于手指和电极之间产生的静电电容的量。从而，可以确定手指接近的电极。
在这样的静电电容型输入装置中，当断路(disconnection)形成在第一电极211或第二电极212中的一点上时，难于探测对应行中的输入位置。从而，就保证静电电容型输入装置的可靠性方面而言，探测第一电极211和第二电极212中是否形成断路很重要。
作为电极中形成断路的检测方法，公开了这样的检测方法，其中传感器电极逐个接近多个电极，并且监测传感器电极和对应电极之间的耦合电容(例如，日本专利特开2004-191381号公报)。
发明内容
然而，根据日本专利特开2004-191381号公报中描述的方法，传感器电极由SCARA机器人逐个接近多个电极。从而，大量的检测装置是必要的。另外，在静电型输入装置的情况下，与第一电极211和第二电极212耦合的电容已经存在。因此，甚至在发生断路时，正常电极的电容和断路电极的电容之差也很小。因此，存在难于识别断路发生的问题。
因此，所希望的是提供能够可靠地探测用于探测输入位置的电极中是否形成断路而不用大量检测装置的静电电容型输入装置、该静电电容型输入装置的检测方法，以及能够执行这样检测方法的静电型输入装置的驱动装置。
根据本发明的实施例，所提供的静电电容型输入装置包括：多个第一电极，其探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，其探测输入位置，在输入区域中沿与第一方向交叉的第二方向延伸；多个信号配线，在基板上从第一电极的一侧端部和第二电极的一侧端部延伸；在基板上的检测电极，隔着绝缘膜面对第一电极和第二电极至少一方的另一侧端部；以及在基板上的检测配线，电连接到检测电极。
另外，根据本发明的另一个实施例，提供静电电容型输入装置的检测方法，该静电电容型输入装置包括：多个第一电极，其探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，其探测输入位置，在输入区域中沿与第一方向交叉的第二方向延伸；以及多个信号配线，在基板上从第一电极的一侧端部和第二电极的一侧端部延伸。设置隔着绝缘膜面对第一电极和第二电极至少一方的另一侧端部的检测电极以及电连接到检测电极的检测配线。上面描述的方法包括如下步骤：测量检测配线和多个信号配线之间的电容值；以及确定第一电极和第二电极当中与电容值等于或小于设定值的信号配线电连接的电极断路。
在本发明的实施例中，包括检测电极和检测配线，该检测电极在基板上隔着绝缘膜面对第一电极和第二电极至少一方的另一侧端部；该检测配线电连接到检测电极。从而，通过测量检测配线和多个信号配线之间的电容值，可以探测与电容值等于或小于设定值的信号配线电连接的电极中发生断路的形成。根据这样的构造，在电容与第一电极或第二电极耦合的情况下，在形成断路时，检测配线与信号配线之间的电容根本未探测到，或者探测为极低。从而，甚至在与第一电极或第二电极耦合的电容已经存在的情况下，也可以可靠地探测电极中断路的形成。另外，因为测量了基板上形成的检测配线与信号配线之间的电容值，所以其优点在于大量的检测装置是不必要的。此外，因为第一电极或第二电极与检测电极之间的电容值是不变的且很小，所以通过设置检测电极没有妨碍位置的探测。
在本发明的实施例中，优选检测电极隔着绝缘膜在厚度方向上与该另一侧端部交叠，以面对该另一侧端部。在这样的情况下，因为第一电极或第二电极与检测电极可以以适当电容值的电容结合，所以可以可靠地测量检测配线与信号配线之间的电容值。
在本发明的实施例中，优选还包括中继电极，该中继电极在基板上将在交叉部分中切断的第二电极互相连接，该第二电极在与第一电极的交叉部分切断，并且检测电极至少设置在第二电极的另一侧端部。在这样的情况下，可以探测断路是否形成在第一电极和第二电极当中可能容易发生断路的第二电极中。
在本发明的实施例中，优选检测电极设置在第一电极的另一侧端部和第二电极的另一侧端部。在这样的情况下，可以探测断路是否发生在第一电极和第二电极中。
在本发明的实施例中，优选为另一侧端部的每一个独立地设置检测电极，并且检测配线电连接到多个检测电极。另外，在本发明的实施例中，优选检测配线电连接到所有的检测电极。在这样的情况下，因为检测配线的数量控制到最小，所以设置检测配线所用的空间可以小。
在本发明的实施例中，优选检测配线延伸为至少围绕输入区域的三个侧面。在这样的情况下，因为检测配线可以用作屏蔽配线，所以可以防止电磁波噪声穿透进入输入区域。
在本发明的实施例中，优选还包括断路检测单元，该断路检测单元电连接到检测配线和多个信号配线，并且断路试验单元测量检测配线和多个信号配线之间的电容值，并确定第一电极和第二电极当中与电容值等于或小于设定值的信号配线电连接的电极断路。在这样的情况下，可以由静电电容型输入装置探测断路的形成，而不用检测装置。
这样的检测方法可以由静电电容型输入装置的驱动装置执行。换言之，根据本发明的另一个实施例，提供静电电容型输入装置的驱动装置，该静电电容型输入装置包括：多个第一电极，其探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，其探测输入位置，在输入区域中沿与第一方向交叉的第二方向延伸；以及多个信号配线，从第一电极的一侧端部和第二电极的一侧端部延伸。该驱动装置包括：多个信号端子，输出位置探测信号到信号配线；驱动单元，提供位置探测信号到信号端子；检测端子；电容测量单元，测量检测端子和多个信号端子之间的电容值；以及断路判定单元，根据电容测量单元的电容测量结果判定是否有信号端子的电容值等于或小于设定值。在这样的情况下，可以由静电电容型输入装置的驱动装置探测断路的形成，而不用检测装置。
根据本发明实施例的静电电容型输入装置例如可以用于构造附加输入装置的电气光学设备。在附加输入装置的电气光学设备中，用于产生图像的电气光学面板构造在基板的与其输入操作侧相反的一侧。
具有根据本发明实施例的输入装置的电气光学设备可以用在诸如移动电话、汽车导航系统、个人计算机、售票机和银行终端的电子设备中。
附图说明
图1A至1C是根据本发明实施例的静电电容型输入装置的示意图。
图2A和2B是示意性地示出根据本发明实施例1的附加输入装置的电气光学设备的截面构造的示意图。
图3是示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置中使用的基板的示意性构造的示意图。
图4是详细示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置中使用的基板的平面构造的示意图。
图5A和5B是示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置中使用的基板的截面构造的示意图。
图6是表示采用根据本发明实施例1的静电电容型输入装置的断路探测原理的示意图。
图7是示出根据本发明实施例2的静电电容型输入装置中使用的基板的示意性构造的示意图。
图8是示出根据本发明实施例3的静电电容型输入装置中使用的基板的示意性构造的示意图。
图9是根据本发明实施例4的静电电容型输入装置中形成的断路探测部分的示意图。
图10A至10C是具有根据本发明实施例的静电电容型输入装置的电子设备的示意图。
图11是现有技术的静电电容型输入装置的示意图。
具体实施方式
下面，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中参考的附图中，为了使每层和每个构件的尺寸能够在附图中识别，该层和构件的比例区别设定。在下文，在已经描述了各实施例共同的基本构造后，将详细描述每个实施例。
[实施例]
(附加输入装置的电气光学设备的总体构造)
图1A至1C是根据本发明实施例的静电电容型输入装置的示意图。图1A是示意性地示出包括该实施例的静电电容型输入装置的附加输入装置的电气光学设备总体构造的示意图。图1B是示意性地示出静电电容型输入装置的电学构造的示意图。图1C是提供给静电电容型输入装置的电位的示意图。图2A和2B是示意性地示出根据本发明实施例1的附加输入装置的电气光学设备的截面构造的示意图。图2A是输入位置探测电极设置在基板的位于其输入操作侧的第一面侧的构造示例的示意图。图2B是输入位置探测电极设置在基板的位于与基板的输入操作侧相反的一侧的第二面侧的构造示例的示意图。
如图1A所示，通常，该实施例的附加输入装置的电气光学设备100具有以重叠方式的图像生成装置5和静电电容型输入装置1，图像生成装置5由液晶装置等构成，静电电容型输入装置1设置在图像生成装置5的位于发射显示光的一侧的表面上。静电电容型输入装置1包括输入面板2(触摸板)，并且图像生成装置5包括用作电气光学面板5a(显示面板)的液晶面板。在该实施例中，输入面板2和电气光学面板5a都具有矩形的平面形状，并且静电电容型输入装置1和附加输入装置的电气光学设备100在平面图上的中心区域是输入区域2a。图像生成装置5和附加输入装置的电气光学设备100在平面图上与输入区域2a重叠的区域是图像形成区域。柔性配线基板35连接到输入面板2的端部20e所在的一侧。另外，柔性配线基板73连接到电气光学面板5a的端部20e所在的一侧。
在图1A和1B以及图2A和2B中，图像生成装置5是透射式或半透射反射式有源矩阵型液晶显示装置。在电气光学面板5a的与设置输入面板2的一侧相反的一侧(与显示光发射侧相反的一侧)，设置背光装置(图中未示出)。例如，背光装置具有光导板和光源，光导板是透明的，设置在电气光学面板5a的与以重叠方式设置静电电容型输入装置1的一侧相反的一侧，光源例如为发光二极管，朝着光导板的侧端部发射白光等。在从光源发射的光从光导板的侧端部入射后，光在光导板内传播的同时朝着电气光学面板5a发射。在光导板和电气光学面板5a之间，可以设置诸如光散射片或者棱镜片的片状光学构件。
在图像生成装置5中，在电气光学面板5a的显示光发射侧，以重叠方式设置第一偏光片81。另外，在电气光学面板5a的相反侧上，以重叠方式设置第二偏光片82。电气光学面板5a包括透明部件基板50和透明对向基板60，透明部件基板50设置在与显示光发射侧相反的一侧，透明对向基板60设置在显示光发射侧以与部件基板50相对。对向基板60和部件基板50通过矩形框架状密封构件71连接在一起，并且液晶层55保持在对向基板60和部件基板50之间由密封构件71围绕的区域内。在部件基板50面对对向基板60的表面上，多个像素电极58由透明导电膜形成，透明导电膜例如为ITO(铟锡氧化物)膜或IZO(铟锌氧化物)膜。另外，在对向基板60面对部件基板50的表面上，由诸如ITO膜的透明导电膜形成公用电极68。另外，在对向基板60上形成滤色器。在图像生成装置5是IPS(平面内转换)型或FFS(边缘场转换)型的情况下，公用电极68设置在部件基板50侧。部件基板50可以设置在对向基板60的显示光发射侧。驱动IC75构建在部件基板50的外伸区域59中，外伸区域59采用COG技术从对向基板60的边缘外伸，并且柔性配线基板73连接到外伸区域59。在部件基板50上，驱动电路可以与设置在部件基板50上的开关器件同时形成。
(静电电容型输入装置1的详细构造)
在如图2A和2B所示的静电电容型输入装置1中，输入面板2包括透明的基板20，其由玻璃板、塑料板或类似物构造。在该实施例中，玻璃基板用作基板20。在基板20由塑料材料形成的情况下，作为塑料材料，可以采用具有耐热性的透明片，例如，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)或者包括聚降冰片烯(polynorbornene)等的环烯树脂。其后，基板20形成有电极等(稍后描述)的一侧将描述为第一表面20a，而相反侧描述为第二表面20b。
稍后将详细描述，在图2A和2B所示的静电电容型输入装置1中，在基板20的第一表面20a上，从基板20看时，第一透明导电膜4a、层间绝缘膜214和第二透明导电膜4b从下层侧朝着上层侧形成。因此，输入位置探测电极21由第一透明导电膜4a和第二透明导电膜4b中的第一透明导电膜4a形成。在基板20的端部20e、20f、20g和20h当中的端部20e上，柔性配线基板35连接到第一表面20a。具有绝缘特性的透明的盖板90采用粘合剂90e等连接到基板20的输入操作侧。在盖板90与基板20的输入区域2a的外部区域(周边区域2b)重叠的区域中，印刷遮光层90a。遮光层90a围绕的区域是输入区域2a。遮光层90a重叠电气光学面板5a的外部区域，并且屏蔽从图像生成装置5的光源或者光导板的端部泄漏的光。另外，屏蔽所需的导电膜99，其中诸如ITO膜的透明导电膜形成在透明膜上，设置在输入面板2和液晶面板5a之间。在如图2B所示的构造中，导电膜99和基板20由粘合层99e等连接在一起。
(静电电容型输入装置1的电极等的示意性构造)
图3是示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置1中所用基板20的示意性构造的示意图。另外，在图3中，输入区域2a的每个拐角部分的位置由具有字母“L”状的标记表示。
如图3所示，根据该实施例的静电电容型输入装置1，在基板20的第一表面20a上，形成多个第一电极211和多个第二电极212，多个第一电极211在输入区域2a中沿X方向(第一方向)延伸，用于探测输入位置，多个第二电极212在输入区域2a中沿与X方向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用于探测输入位置。输入位置探测电极21由第一电极211和第二电极212形成。另外，在基板20的第一表面20a对应于输入区域2a外侧的周边区域2b中，形成在一侧从第一电极211的端部延伸的信号配线27和在一侧从第二电极212的端部延伸的信号配线27。另外，信号配线27位于端部20e上的部分构造为第一安装端子24a。
另外，根据该实施例的静电电容型输入装置1，在基板20的第一表面20a的周边区域2b中，检测配线29沿着基板20的端部20g和20f延伸，并且检测配线29位于端部20e的部分构造为第二安装端子24b。这里，在第二电极212位于端部20g侧的另一侧端部212y与检测配线29之间，构造断路探测部分28，分别探测第二电极212中断路的形成。
(输入位置探测电极21和信号配线27等的详细构造)
在下文，参考图4至6，详细描述输入位置探测电极21(第一电极211和第二电极212)和信号配线27等的构造，然后，详细描述检测配线29和断路探测部分28的构造。
图4是详细示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置1中所用基板20的平面构造的示意图。图5A和5B是示出根据本发明实施例1的静电电容型输入装置1所用基板20的截面构造的示意图。图5A是沿着A1-A1’线剖取的基板20的截面图，而图5B是沿着B1-B1’线剖取的基板20的截面图。在图4中，为了允许每个构造易于理解，减少了所示电极的数量，并且以放大的比例示出了电极。另外，在图4中，第一透明导电膜4a由点划线表示，层间绝缘膜214由点线表示，第二透明导电膜4b由实线表示，而配线金属层由双点划线表示。在图4中，输入区域2a的每个拐角部分的位置由具有字母“L”状的标记表示。
如图4以及图5A和5B所示，根据该实施例的静电电容型输入装置1，在基板20的第一表面20a侧上，从基板20看时从下层侧朝着上层侧依次形成第一透明导电膜4a、层间绝缘膜214和第二透明导电膜4b。另外，在基板20的第一表面20a侧上，在第一透明导电膜4a构造信号配线27的每个部分中，金属膜4c形成在第一透明导电膜4a的上表面上。
在该实施例中，第一透明导电膜4a由多晶ITO膜构造。另外，在第一透明导电膜4a的上层侧上，形成层间绝缘膜214，其由诸如光敏树脂膜或氧化硅膜的透明绝缘膜构造。在该实施例中，第二透明导电膜4b与第一透明导电膜4a类似，由多晶ITO膜构造。金属膜4c由银、钯和铜的合金等形成。在基板20的整个第一表面20a上，可以形成透明下层保护膜，其由氧化硅膜等形成。在这样的情况下，第一透明导电膜4a、层间绝缘膜214和第二透明导电膜4b依次堆叠在该下层保护膜上。
在该实施例的静电电容型输入装置1中，第一透明导电膜4a首先在输入区域2a中形成为多个菱形区域，并且该菱形区域构造输入位置探测电极21(第一电极211和第二电极212)的焊盘部分211a和212a(大面积部分)。焊盘部分211a和212a交替地设置在X方向和Y方向上。在多个焊盘部分211a中，在X方向(第一方向)上彼此相邻的焊盘部分211a通过连接部分211c连接，并且焊盘部分211a和连接部分211c构造沿X方向延伸的第一电极211。相反，尽管多个焊盘部分212a构造沿Y方向(第二方向)延伸的第二电极212，但是在Y方向上彼此相邻的焊盘部分212a之间的部分，即重叠连接部分211c的部分，包括切断部分218a。另外，第一透明导电膜4a在周边区域2b中形成为构造信号配线27的下层侧的下层配线271。
层间绝缘膜214形成在从输入区域2a到周边区域2b的大区域中。在层间绝缘膜214中，形成接触孔214a。接触孔214a形成在重叠焊盘部分212a的端部的位置上，该端部通过切断部分218a而彼此面对。
第二透明导电膜4b在重叠接触孔214a的区域中形成为中继电极215。
在周边区域2b中，金属膜4c形成为构造信号配线27的上层侧的上层配线272。
另外，在第二透明导电膜4b的上层侧上，由光敏树脂形成的外覆层219形成在基板20的大致整个表面上。
在如上所述构造的静电电容型输入装置1中，第一电极211和第二电极212由相同的膜(第一透明导电膜4a)形成，并且沿彼此交叉的方向延伸。从而，在基板20上，存在第一电极211和第二电极212彼此交叉的交叉部分218。
这里，关于第一电极211和第二电极212，第一电极211在X方向由连接部分211c连接，连接部分211c由第一透明导电膜4a构造，从而甚至延伸在交叉部分218。相反，在第二电极212中，在交叉部分218中构造切断部分218a。然而，在交叉部分218中，中继电极215形成在层间绝缘膜214的上层中。因此，中继电极215通过层间绝缘膜214的接触孔214a电连接通过切断部分218a彼此相邻的焊盘212a。从而，第二电极212以在Y方向上电连接的状态沿Y方向延伸。另外，中继电极215隔着层间绝缘膜214重叠连接部分211c。从而，不担心形成短路。
如上所述构造的第一电极211和第二电极212包括矩形形状的焊盘部分211a和212a，焊盘部分211a和212a在由交叉部分218限定的区域中具有大的面积。位于第一电极211的交叉部分218中的连接部分211c为宽度小的形状，其宽度小于焊盘部分211a和212a的宽度。另外，中继电极215也形成为宽度小的形状，其宽度小于焊盘部分211a和212a的宽度。
这里，下层配线271从第一电极211位于X方向上的一侧或其他侧的一侧端部延伸，并且在其上层上形成上层配线272。另外，下层配线271从周边区域2b位于Y方向上的一侧(第一安装端子24a所在的一侧)的一侧端部延伸，并且在其上层上形成上层配线272。
(输入位置的探测方法)
如图1B所示，在该实施例的静电电容型输入装置1中，驱动IC10(静电电容型输入装置的驱动装置或断路检测单元)通过柔性配线基板35连接到输入面板2的第一安装端子24a和第二安装端子24b。这里，驱动IC10包括通过柔性配线基板35电连接到第一安装端子24a的第一端子11a(信号端子)和输出图1C所示的位置探测信号VD到第一端子11a的驱动单元110。另外，驱动IC10包括测量与多个第一端子11a的每一个耦合的电容的电容测量单元120。此外，驱动IC10包括通过柔性配线基板35电连接到第二安装端子24b的第二端子11b(检测端子)和基于电容测量单元120的电容测量结果判定是否存在电容值等于或小于设定值的第一端子11a的断路判定单元130。第二端子11b和断路判定单元130用于探测稍后描述的断路。从而，驱动IC10也用作下面描述的断路检测单元。另外，尽管驱动IC10包括接地端子以输出接地电位到输入面板2，但是与本发明的实施例不直接相关，因此，这里省略其图示和描述。
在如上所述的静电电容型输入装置1中，当图1B所示的驱动IC10从第一端子11a输出具有图1C所示矩形脉冲形状的位置探测信号VD时，在输入位置探测电极21上没有寄生电容的情况下，从第一端子11a探测到具有图1C所示实线表示的波形的信号。相反，当输入位置探测电极21上有寄生电容时，如图1C中的虚线所示，波形因电容而变形。从而，驱动单元110可以探测电容是否寄生在输入位置探测电极21上。因此，根据该实施例，通过陆续输出位置探测信号VD到多个输入位置探测电极21而监测与输入位置探测电极21的每一个耦合的静电电容。因此，当手指接近多个输入位置探测电极21的任何一个时，手指接近的输入位置探测电极21的静电电容增加对应于手指与输入位置探测电极之间产生的静电电容的量。从而，可以确定手指接近的电极。
因此，当断路的形成发生在基板20中的输入位置探测电极(第一电极211和第二电极212)的一点时，难于执行该行的探测。因此，在该实施例中，采用下面描述的构造，并且探测第二电极212中断路的形成，其中断路的形成可能易于发生在第一电极211和第二电极212当中。
(探测断路的构造)
在该实施例中，为了探测第二电极212中断路的形成，在基板20的第一表面20a上，检测电极280设置为通过层间绝缘膜214面对与第二电极212连接到信号配线27的一侧端部相反设置的另一侧端部212y(位于基板20的端部20g侧的端部)。因此，断路探测部分28由第二电极212的另一侧端部212y与检测电极280彼此面对的部分构造。
这里，检测电极280由第二透明导电膜4b形成，并且形成为朝着输入区域2a延伸的簧片(reed)形状。从而，检测电极280的端部通过层间绝缘膜214在厚度方向上重叠由第一透明导电膜4a形成的第二电极212的另一侧端部212y。从而，断路探测部分28由检测电极280与第二电极212之间耦合的电容构造。
另外，在基板20的第一表面20a的周边区域2b中，沿着基板20的端部20g和20f延伸的检测配线29延伸，并且检测配线29位于端部20e的部分成为第二安装端子24b。
检测配线29由第一透明导电膜4a形成的下层配线291和沿着下层配线291的上面形成的金属层4c形成的上层配线292构造。在检测配线29沿着端部20g的部分中，与由第一透明导电膜4a形成的下层配线291相比，减小了由金属膜4c形成的上层配线292的宽度尺寸。从而，下层配线291的较大部分在宽度方向上从上层配线292外伸到输入区域2a所在的一侧。因此，在该实施例中，接触孔214b形成在层间绝缘膜214与下层配线291在宽度方向上从上层配线292外伸的部分重叠的区域中，并且检测配线29的下层配线291和检测电极280通过接触孔214b彼此电连接。
这样的检测电极280可以形成为多个第二电极212公用的检测电极。然而，在该实施例中，检测电极280形成为与多个第二电极212具有一对一的关系。从而，形成多个检测电极280，并且检测配线29电连接到多个检测电极280。在该实施例中，所有的多个检测电极280电连接到公用的检测配线29。从而，尽管有多个第二电极212，但是仅形成一个检测配线29。
(断路的探测原理)
图6是示出采用根据本发明实施例1的静电电容型输入装置1的探测断路的原理的示意图。
在该实施例的静电电容型输入装置1中，为了通过采用包括上述检测电极280和检测配线29的断路探测部分28探测第二电极212中的断路形成，图1B所示的驱动IC10在依次输出具有图1C所示脉冲形状的检测信号到多个第一端子11a的同时，利用电容测量单元120依次测量多个第一端子11a和第二端子11b之间的电容值。然后，断路判定单元130基于电容测量单元120的电容测量结果判定是否存在电容值等于或小于设定值的第一端子11a。
换言之，如图6所示，在信号配线27与检测配线29之间，除了各种类型的电阻R1至R8外，存在在第二电极212和与其相邻电极之间的寄生电容C4至C8、断路探测部分28的电容C3、检测配线29与第二电极212之间的寄生电容C12，和检测配线29与信号配线27之间的寄生电容C2等。然而，当第二电极212断路时，检测配线29与信号配线27之间的电容根本未探测到。或者，当第二电极212断路时，仅探测到检测配线29与信号配线27之间极低的电容。从而，甚至在与第二电极212的耦合电容已经存在的情况下，断路判定单元130也可以可靠地探测第二电极212中断路的形成，从而驱动IC10用作断路检测单元。
(该实施例的主要优点)
如上所述，该实施例的静电电容型输入装置1在基板20上具有通过层间绝缘膜214面对第二电极212的另一侧端部212y的检测电极280和电连接到的检测电极280的检测配线29。从而，通过依次测量检测配线29与多个信号配线27之间的电容值，可以判定断路形成在电连接到电容值等于或小于设定值的信号配线27的第二电极212中。根据这样的构造，甚至在其他电容与第二电极212耦合的情况下，当发生断路时，检测配线29与信号配线27之间的电容根本没有探测到，或者探测到极低的电容。从而，甚至在与第二电极212耦合的电容已经存在的情况下，也可可靠地探测第二电极212中断路的形成。
另外，因为测量基板20上形成的检测配线29和信号配线27之间的电容值就足够了，所以其优点在于不需要大量的检测装置。此外，因为第二电极212与检测电极280之间的电容值是不变的，并且电容值很小，所以甚至在设置检测电极280的情况下，也不妨碍位置探测。
另外，根据该实施例，检测电极280隔着层间绝缘膜214在厚度方向上重叠第二电极212的另一侧端部212y。从而，因为第一电极或第二电极与检测电极可以以适当电容值的电容耦合，所以检测配线29与信号配线27之间的电容值可以可靠地测量。
另外，根据该实施例，采用第二电极212的切断部分连接到中继电极215的结构。从而，断路的形成可能比较容易地发生在第二电极212中，而不是在第一电极211中。然而，因为第二电极212中的断路形成要被探测，该实施例的静电电容型输入装置1具有高度可靠性。
另外，根据该实施例，尽管为每个第二电极212独立地设置检测电极280，但是检测配线29电连接到所有的检测电极280。从而，可以至少存在一个检测配线29，因此，其优点是设置检测配线29所用的空间小。
此外，根据该实施例，通过采用位置探测所用的驱动IC10而执行断路的探测。因此，在连接驱动IC10后，除了在静电电容型输入装置1的制造工艺期间和静电电容型输入装置1的出货前定期地执行外，甚至在出货后使用静电电容型输入装置1的情况下，也定期地执行断路的探测。
[实施例2]
图7是示出根据本发明实施例2的静电电容型输入装置1中所用基板20的示意性构造的示意图。该实施例的基本构造与实施例1的相同。因此，对于每个相同的部件，标注相同的参考标号，并且省略其详细描述。
如图7所示，根据该实施例的静电电容型输入装置1，与实施例1类似，在基板20的第一表面20a上，形成多个第一电极211和多个第二电极212，多个第一电极211在输入区域2a中沿X方向(第一方向)延伸，用于探测输入位置，多个第二电极212在输入区域2a中沿与X方向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用于探测输入位置。输入位置探测电极21由第一电极211和第二电极212形成。另外，在基板20的第一表面20a对应于输入区域2a外侧的周边区域2b中，形成在一侧从第一电极211的端部延伸的信号配线27和在一侧从第二电极212的端部延伸的信号配线27。另外，信号配线27设置在端部20e上的部分构造为第一安装端子24a。
另外，在基板20的第一表面20a的周边区域2b中，沿着基板20的端部20g和20f延伸的检测配线29延伸，并且检测配线29位于端部20e中的部分构造为第二安装端子24b。这里，在第二电极212的位于端部20g侧的另一侧端部212y与检测配线29之间，构造参考图4以及图5A和5B描述的断路探测部分28。从而，可以检测第二电极212中断路的形成。
这里，检测配线29围绕基板20位于输入区域2a周边的端部20f、20g和20h三侧。另外，检测配线29位于基板20的端部20e上的两个端部都成为第二安装端子24b，并且第二安装端子24b形成在其间所夹的第一安装端子24a的两侧。
从而，在该实施例中，与实施例1类似，可以探测第二电极212中断路的形成。另外，在使用静电电容型输入装置1的期间，当屏蔽电位从如图1B所示的驱动IC10施加给检测配线29时，可以防止电磁波噪声从基板20的周边穿透进入输入区域2a。作为屏蔽电位，可以给检测配线29施加接地电位。然而，通过施加具有与图1C所示的位置探测信号VD的波形相同的波形(包括相位)的屏蔽电位，可以实现输入位置探测电极21和检测配线29(屏蔽配线)之间没有寄生电容的状态。因此，甚至在屏蔽配线(检测配线29)设置在基板20上的情况下，也不妨碍采用静电电容法探测输入位置。
[实施例3]
图8是示出根据本发明实施例3的静电电容型输入装置1中所用基板20的示意性构造的示意图。该实施例的基本构造与实施例1的相同。因此，对于每个共同的部分，标注相同的参考标号，并且省略其描述。
如图8所示，根据该实施例的静电电容型输入装置1，与实施例类似，在基板20的第一表面20a上，形成多个第一电极211和多个第二电极212，多个第一电极211在输入区域2a中的沿X方向(第一方向)延伸，用于探测输入位置，多个第二电极212在输入区域2a中沿与X方向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用于探测输入位置。输入位置探测电极21由第一电极211和第二电极212形成。另外，在基板20的第一表面20a对应于输入区域2a外侧的周边区域2b中，形成在一侧从第一电极211的端部延伸的信号配线27和在一侧从第二电极212的端部延伸的信号配线27。另外，信号配线27位于端部20e上的部分构造为第一安装端子24a。
另外，在基板20的第一表面20a的周边区域2b中，沿着基板20的端部20g和20f延伸的检测配线29延伸，并且检测配线29位于端部20e中的部分构造为第二安装端子24b。这里，在第二电极212位于端部20g侧的另一侧端部212y与检测配线29之间，构造参考图4以及图5A和5B描述的断路探测部分28。
这里，从第一电极211延伸的所有信号配线27沿X方向上的一侧(端部20h侧)，而不存在于X方向上的另一侧(端部20f侧)。因此，在该实施例中，在基板20的端部20f侧，参考图4以及图5A和5B描述的断路探测部分28也构造在第一电极211位于端部20f侧的另一侧端部211x与检测配线29之间。
因此，根据该实施例，可以实现第一电极211和第二电极212二者中断路的探测。
[实施例4]
图9是根据本发明实施例4的静电电容型输入装置1中形成的断路探测部分28的示意图。在上述的实施例1至3中，检测电极280隔着层间绝缘膜214在厚度方向上重叠第二电极212的另一侧端部212y的构造用于构成断路探测部分28。相反，在该实施例中，如图9所示，断路探测部分28采用检测配线29隔着层间绝缘膜214在水平方向上面对第二电极212的另一侧端部212y的侧端部作为检测电极280来构造。
甚至在采用这样构造的情况下，检测电极280和第二电极212的另一侧端部212y由于检测电极280与第二电极212的另一侧端部212y之间施加的水平电场引起的边缘电容而耦合在一起。从而，可以进行第二电极212中断路的形成的探测。另外，根据图9所示的构造，其优点在于可以进一步减小设置检测电极280的空间。
[其他实施例]
在上述的实施例中，液晶装置用作图像生成装置5。然而，作为图像生成装置5，可以采用有机电致发光装置或电子纸装置。
[安装在电子设备中的示例]
接下来，将描述应用根据上述实施例的附加输入装置的电气光学设备100的电子设备。图10A示出了包括附加输入装置的电气光学设备100的移动型个人计算机的构造。个人计算机2000包括作为显示单元的附加输入装置的电气光学设备100和主体单元2010。在主体单元2010中，设置电源开关2001和键盘2002。图10B示出了包括附加输入装置的电气光学设备100的移动电话的构造。移动电话3000包括多个操作按钮3001、滚动按钮3002和作为显示单元的附加输入装置的电气光学设备100。通过操作滚动按钮3002，滚动附加输入装置的电气光学设备100中显示的屏幕。图10C示出了应用附加输入装置的电气光学设备100的个人数字助理(PDA)的构造。个人数字助理4000具有多个操作按钮4001、电源开关4002和作为显示单元的附加输入装置的电气光学设备100。当操作电源开关4002时，诸如通讯录或日程表的各种类型的信息显示在附加输入装置的电气光学设备100中。
另外，作为应用附加输入装置的电气光学设备100的电子设备的示例，除了图10A至10C所示的电子设备外，还有诸如数字静态相机、液晶电视机、观看探测型或监测直观型录像机、汽车导航系统、寻呼机、电子记事本、计算器、文字处理器、工作站、电视电话、POS终端和银行终端等电子设备。作为上述各种电子设备的显示单元，可以应用上述附加输入装置的电气光学设备100。
本申请包含2009年12月15日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-283727中公开的相关主题，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。
Claims (10)
1.一种静电电容型输入装置，包括：
多个第一电极，该多个第一电极探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；
多个第二电极，该多个第二电极探测输入位置，在该输入区域中沿与该第一方向交叉的第二方向延伸；
多个信号配线，该多个信号配线在该基板上从该第一电极的一侧端部和该第二电极的一侧端部延伸；
在该基板上的检测电极，隔着绝缘膜面对该第一电极和该第二电极至少一方的另一侧端部；以及
在该基板上的检测配线，电连接到该检测电极。
2.根据权利要求1所述的静电电容型输入装置，其中该检测电极隔着该绝缘膜在厚度方向上重叠该另一侧端部，以面对该另一侧端部。
3.根据权利要求2所述的静电电容型输入装置，还包括：
在该基板上的中继电极，该中继电极将在交叉部分切断的该第二电极彼此电连接，
其中该第二电极在与该第一电极的该交叉部分中切断，并且
其中该检测电极至少设置在该第二电极的该另一侧端部。
4.根据权利要求2所述的静电电容型输入装置，其中该检测电极设置在该第一电极的该另一侧端部和该第二电极的该另一侧端部。
5.根据权利要求1所述的静电电容型输入装置，
其中该检测电极被独立地设置在每一个该另一侧端部，并且
其中该检测配线电连接到多个该检测电极。
6.根据权利要求5所述的静电电容型输入装置，其中该检测配线电连接到所有该检测电极。
7.根据权利要求1所述的静电电容型输入装置，其中该检测配线延伸以围绕该输入区域的至少三侧。
8.根据权利要求1所述的静电电容型输入装置，还包括：
断路检测单元，电连接到该检测配线和该多个信号配线，
其中该断路检测单元测量该检测配线和该多个信号配线之间的电容值，并且判定该第一电极和该第二电极当中与电容值等于或小于设定值的该信号配线电连接的电极为断路的。
9.一种静电电容型输入装置的检测方法，该静电电容型输入装置包括：多个第一电极，该多个第一电极探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，该多个第二电极探测输入位置，在该输入区域中沿与该第一方向交叉的第二方向延伸；以及多个信号配线，该多个信号配线从该第一电极的一侧端部和该第二电极的一侧端部延伸，
其中设置隔着绝缘膜面对该第一电极和该第二电极至少一方的另一侧端部的检测电极和电连接到该检测电极的检测配线，
该方法包括如下步骤：
测量该检测配线和该多个信号配线之间的电容值；以及
判定该第一电极和该第二电极当中与电容值等于或小于设定值的该信号配线电连接的电极为断路的。
10.一种静电电容型输入装置的驱动装置，该静电电容型输入装置包括：多个第一电极，该多个第一电极探测输入位置，在基板上的输入区域中沿第一方向延伸；多个第二电极，该多个第二电极探测输入位置，在该输入区域中沿与该第一方向交叉的第二方向延伸；以及多个信号配线，该多个信号配线从该第一电极的一侧端部和该第二电极的一侧端部延伸，该驱动装置包括：
多个信号端子，该多个信号端子输出位置探测信号到该信号配线；
驱动单元，该驱动单元提供位置探测信号到该信号端子；
检测端子；
电容测量单元，该电容测量单元测量该检测端子和该多个信号端子之间的电容值；以及
断路判定单元，该断路判定单元基于该电容测量单元的电容测量结果判定是否存在电容值等于或小于设定值的信号端子。
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