JP4889685B2 - タッチパネルおよびそれを備えた表示装置 - Google Patents

Description

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する。

指など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、優れたユーザインタフェース手段の一つとして注目されており、抵抗膜方式および静電容量方式などの種々の方式によるタッチパネルが製品化されている。

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、厚みが数ミリ程度のガラス板などの保護板で覆った場合でもタッチ検出が可能なＰＣＴ（Projected Capacitive Touchscreen）方式がある（たとえば、特許文献１参照）。この方式は、保護板を前面に配置できるので、堅牢性に優れる点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、および可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。

たとえば、特許文献１に記載のＰＣＴ方式を用いたタッチパネルのタッチスクリーンは、静電容量を検出するための検出導体として、薄い誘電膜に形成された第１シリーズの導電材料パターン（導体エレメント）と、絶縁膜を隔て形成された第２シリーズの誘電材料パターン（導体エレメント）とを備えており、各導体エレメント間には電気的接触はなく、複数の交点を形成している。誘電性材料として最適な材料は、たとえば銀などの金属材料である。また、表示上その可視性が問題となり、可視性を低くする場合には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；略称：ＩＴＯ）が用いられる。また、導電材料パターンに代えて、１０μｍ〜２０μｍの細い電線も使用可能である。

また、静電容量を検出する導体エレメントは、出力線、マルチプレクサを介して、容量制御オシレータに接続される。その出力は、除算器でカウントされて、容量検出データとされる。

特表平９−５１１０８６号公報（第７頁１９行〜第８頁４行、第８頁２３行〜第９頁６行、第１３頁４行〜１２行、図１、図２、図８）

特許文献１に開示されるようなタッチパネルの容量制御オシレータとしては、弛張発振器またはヒステリシス発振器を用いることができる。これらの発振器の発振周期は、抵抗素子および容量素子の充放電時定数によって概ね決まる。この容量素子の一部を、検出用配線（導体エレメント）と使用者の指との間に形成される静電容量（以下「タッチ容量」という）によって構成することにより、使用者の指などによるタッチ（以下「指タッチ」という場合がある）が生じた場合に、検出用配線と指との間に形成されるタッチ容量に応じて、発振器の発振周期に変化が生じる。この発振周期の変化量を検出することによって、タッチの有無およびその位置を判定することが可能となる。良好な検出精度を得るためには、タッチパネル上に形成される寄生容量および配線抵抗を可能な限り下げる必要がある。

タッチパネル上への指タッチによって形成される電極の面積は、使用者の年齢および体格によって多少の違いはあるけれども、一般的には１平方センチメートル程度で大きな差はなく、タッチ容量は数ｐＦ程度である。タッチ容量には、電界の広がりがあるので、隣接する検出用配線間の補間によって指タッチの位置を検出することができる。指タッチによって形成される電極と検出用配線との距離、たとえば保護板が設けられる場合には保護板の厚みにも依存するが、検出用配線の間隔を指の幅よりも一定以上大きくすると、隣接する検出用配線に指タッチによる変化が現れなくなるので、検出用配線間の補間による位置検出ができなくなる。したがって、タッチ位置の検出分解能を一定に保つためには、隣接する検出用配線同士の間隔も同様に一定に保つ必要がある。

タッチパネルを液晶表示パネルなどの表示パネルと組合わせて表示装置として使用する場合、液晶表示パネルは正方形ではなく縦長または横長の形状であることが多いので、タッチパネルの検出領域の形状も液晶表示パネルに合わせることが望ましい。前述のように、タッチ位置の検出分解能を一定に保つためには、隣接する検出用配線同士の間隔を一定に保つ必要がある。そのために幅および膜厚を同一の条件にして、短辺方向の検出用配線と長辺方向の検出用配線とを形成した場合には、パネルの長辺方向の配線抵抗は短辺方向と比較して増加せざるを得ない。この長辺方向の配線抵抗の増加は、パネルサイズが大型化するに従ってより顕著となる。

配線抵抗の増加は、検出感度の低下をもたらす。したがって縦長または横長のパネル、特に大型パネルでは、パネルの長辺方向において、信号入力側から反信号入力側に向かって検出感度に傾斜が生じ、正常な位置検出を行うことができないという問題がある。

したがって本発明は、検出領域の寸法が行方向と列方向とで異なる場合に、長辺方向の検出感度がパネル面内で傾斜を持つことを極力抑制し、必要な検出分解能を維持することができるタッチパネルおよびそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。

本発明のタッチパネルは、透光性を有する透明基板と、導電膜から成り、前記透明基板上に格子状に配列される複数の検出用配線とを備え、前記複数の検出用配線は、前記透明基板上に設けられ、行方向および列方向のうちの短辺方向に延在し、長辺方向に間隔をあけて配列される複数の短辺方向検出用配線と、前記短辺方向検出用配線を覆う層間絶縁膜上に設けられ、前記長辺方向に延在し、前記短辺方向に間隔をあけて配列される複数の長辺方向検出用配線とを含み、前記長辺方向検出用配線の厚み方向寸法は、前記短辺方向検出用配線の厚み方向寸法よりも大きいことを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記タッチパネルと、表示パネルとを備えることを特徴とする。

本発明のタッチパネルによれば、透明基板上には行方向と列方向とで寸法が異なる複数の検出用配線が格子状に配列される。行方向および列方向のうちの長辺方向に延在する長辺方向検出用配線は、層間絶縁膜を介して、短辺方向に延在する短辺方向検出用配線上に設けられており、長辺方向検出用配線の厚み方向寸法は、短辺方向検出用配線の厚み方向寸法よりも大きい。長辺方向検出用配線は、短辺方向検出用配線に比べて長く、検出感度の傾斜および低下が生じやすいが、前述のように長辺方向検出用配線の厚み方向寸法を、短辺方向検出用配線の厚み方向寸法よりも大きくすることによって、短辺方向検出用配線に比べて長辺方向検出用配線の抵抗を小さくすることができるので、長辺方向に生じる検出感度の傾斜および低下を抑制することができる。

また長辺方向検出用配線は、短辺方向検出用配線上に設けられるので、長辺方向検出用配線の厚み方向寸法を大きくしても、短辺方向検出用配線の断線が生じることはない。したがって、断線を考慮することなく、長辺方向検出用配線の厚み方向寸法を選択することができる。これによって長辺方向検出用配線の厚み方向寸法を充分に大きくすることが可能であるので、長辺方向検出用配線の抵抗を充分に小さくすることができる。

したがって、断線を生じさせることなく、長辺方向の検出感度がパネル面内で傾斜を持つことを極力抑制し、タッチ位置が長辺方向の一端から他端に向かうに従って生じる検出感度の低下を抑制することができる。これによって、複数の検出用配線の寸法が行方向と列方向とで異なり、タッチパネルの検出領域の寸法が行方向と列方向とで異なる場合において、検出精度の悪化を抑制し、必要な検出分解能を維持することができるので、確実にタッチ容量を検出してタッチ位置を判定することができる。

また本発明の表示装置によれば、前述の本発明のタッチパネルと表示パネルとを備えて表示装置が構成される。本発明のタッチパネルは、前述のように検出領域の寸法が行方向と列方向とで異なる場合に、検出精度の悪化を抑制し、必要な検出分解能を維持することができ、確実にタッチ容量を検出してタッチ位置を判定することができる。このような本発明のタッチパネルと表示パネルとを備えて表示装置を構成することによって、タッチ位置の検出精度に優れ、指示体のタッチによる指示に応じた適切な処理を行うことが可能な表示装置を実現することができる。

図１は、本発明の実施の一形態であるタッチパネルにおけるタッチスクリーン１の構成を示す平面図である。図２は、図１のセクションＢを拡大して示す平面図である。タッチスクリーン１は、格子状に配列される複数の検出用配線群３，５を備える。複数の検出用配線群３，５は、列方向に延在する検出用列配線群３と、行方向に延在する検出用行配線群５とを含んでおり、タッチスクリーン１は、検出用列配線群３と検出用行配線群５とを備えて構成される。

タッチスクリーン１において、検出用行配線群５が延在する方向である行方向を「ｘ軸方向」と定義し、検出用列配線群３が延在する方向である列方向を「ｙ軸方向」と定義する。検出用行配線群５と検出用列配線群３とは互いに直交しており、ｘ軸方向とｙ軸方向とは互いに直交する。以下の説明において、行方向を「行方向ｘ」といい、列方向を「列方向ｙ」という場合がある。

本実施の形態では、複数、たとえば所定本数の検出用列配線群３が、行方向ｘに間隔をあけて平行に配列されており、複数、たとえば所定本数の検出用行配線群５が、列方向ｙに間隔をあけて平行に配列されている。したがって検出用列配線群３同士の間および検出用行配線群５同士の間にはスリット状の開口部（以下「スリット状開口部」という場合がある）が形成されている。また複数の検出用列配線群３と複数の検出用行配線群５とが交差して配列されることによって、複数の検出用列配線群３および検出用行配線群５が格子状に配列される。

各検出用列配線群３は、図１のｙ軸方向に相当する列方向に延在し、かつ所定のピッチで図１のｘ軸方向に相当する行方向に間隔をあけて平行に配列される複数の検出用列配線２を含む。各検出用行配線群５は、行方向ｘに延在し、かつ所定のピッチで列方向ｙに間隔をあけて平行に配列される複数の検出用行配線４を含む。検出用列配線群３と検出用行配線群５とが交差して配列されることによって、複数の検出用列配線２と複数の検出用行配線４とが交差し、格子状に配列される。

各検出用列配線群３を構成する複数の検出用列配線２は、両端部で一体的に接続されており、各検出用列配線群３は、１本の配線内に複数のスリット状開口部が形成された形状になっている。同様に各検出用行配線群５を構成する複数の検出用行配線４は、両端部で一体的に接続されており、各検出用行配線群５は、１本の配線内に複数のスリット状開口部が形成された形状になっている。したがって行方向ｘでは、検出用列配線群３同士の間および各検出用列配線群３内にスリット状開口部が形成されており、列方向ｙでは、検出用行配線群５同士の間および各検出用行配線群５内にスリット状開口部が形成されている。

図１において、検出用列配線群３および検出用行配線群５（以下、検出用列配線群３および検出用行配線群５を総称して「検出用配線群」という場合がある）は、引き出し配線６，７によって端子８に接続されている。各検出用配線群３，５は、一端部のみが端子８に接続されており、他端部は端子８に接続されていない。端子８は、検出用配線群３，５と同数が設けられており、検出用配線群３，５と一対一で対応する。各検出用配線群３，５に対応する端子８は、１カ所にまとめて設けられる。本実施の形態とは異なるが、各検出用配線群３，５に対応する端子８は、１カ所ではなく、複数カ所に分けて設けられてもよい。

各検出用配線群３，５は、引き出し配線６，７を介して、対応する端子８に接続される。具体的には、端子８は、検出用列配線群３、より詳細には検出用列配線２に接続される列端子８ａと、検出用行配線群５、より詳細には検出用行配線４に接続される行端子８ｂとを含む。以下、検出用配線群３，５が設けられている領域を「パネル領域Ｒｐ」といい、端子８が設けられている領域を「端子領域Ｒｔ」という。

検出用配線群３，５、端子８および引き出し配線６，７は、透明基板であるベース基板１０上に設けられる。ベース基板１０は、長辺が行方向ｘと平行で、かつ短辺が列方向ｙと平行な長方形板状であり、本実施の形態では行方向ｘが長辺方向となり、列方向ｙが短辺方向となる。したがって、検出用列配線２が短辺方向検出用配線に相当し、検出用行配線４が長辺方向検出用配線に相当する。

本実施の形態では、タッチパネルは、使用者の指などの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３，５と指示体との間に形成される静電容量、具体的には検出用配線群３，５を構成する検出用列配線２および検出用行配線４（以下、検出用列配線２および検出用行配線４を総称して「検出用配線」という場合がある）と指示体との間に形成される静電容量（以下「タッチ容量」という場合がある）を検出する。

ここで、各検出用配線群に代えて、１本の配線内に開口部のない、いわゆるベタ配線を用い、これを検出用配線とすると、タッチ容量は大きく確保できるものの、スリット状開口部は各検出用配線内には形成されず、検出用配線間のみに形成されるので、行方向ｘおよび列方向ｙにおいて形成されるスリット状開口部の合計面積が小さくなる。したがって、タッチパネルを表示装置の前面に配置して使用するに際しては、検出用配線が表示装置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、複数本の検出用配線によって構成される検出用配線群を用いて、行方向ｘおよび列方向ｙにおいて形成されるスリット状開口部の合計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。

検出用配線群の本数およびその配線ピッチ、ならびに検出用配線群を構成する検出用配線の本数、配線幅および配線ピッチは、タッチパネルのサイズおよび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。

図３は、図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。図３では、パネル領域Ｒｐおよび端子領域Ｒｔにおける断面構成を並べて示している。前述の図１では、図３に示す層間絶縁膜１１および保護膜１２は、理解を容易にするために記載を省略している。

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」という場合がある）１０を備える。ベース基板１０は、より詳細には透光性および絶縁性を有しており、透明なガラスおよ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。本実施の形態では、ベース基板１０は、透明なガラスから成る。

パネル領域Ｒｐのベース基板１０上には、導電性材料で構成される導電膜から成る前述の検出用列配線２が形成される。導電性材料としては、たとえば銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属配線材料、ＩＴＯなどの透光性を有する導電性材料（以下「透明配線材料」という場合がある）が挙げられる。図３では図示しないが、ベース基板１０上には複数の検出用列配線２が形成され、これらの検出用列配線２によって前述の検出用列配線群３が構成される。本実施の形態では、導電性材料として金属配線材料が用いられ、検出用列配線２は、金属配線で実現される。検出用列配線２は、幅２０μｍ以下の細線の金属配線として形成され、金属配線の細線束として、検出用列配線群３が実現される。

端子領域Ｒｔのベース基板１０上には、前述の端子８のうち、検出用列配線２に接続される列端子８ａが形成される。図３では図示しないが、ベース基板１０上には前述の引き出し配線６，７のうち、検出用列配線２と列端子８ａとを接続する引き出し配線（以下「列引き出し配線」という場合がある）６が形成される。列端子８ａおよび列引き出し配線６は、検出用列配線２と同様の導電膜から成る。

検出用列配線２上、列端子８ａ上および列引き出し配線６上には、検出用列配線２、列端子８ａおよび列引き出し配線６を被覆するように、透明な層間絶縁膜１１が形成される。層間絶縁膜１１は、透光性および絶縁性を有しており、酸化珪素（ＳｉＯ₂）および窒化珪素（ＳｉＮ）などの透光性を有する絶縁性材料から成る。

パネル領域Ｒｐの層間絶縁膜１１上には、検出用列配線２と同様の導電膜から成る前述の検出用行配線４が形成される。図３では図示しないが、層間絶縁膜１１上には複数の検出用行配線４が形成され、これらの検出用行配線４によって前述の検出用行配線群５が構成される。本実施の形態では、検出用行配線４は、検出用列配線２と同様に金属配線、より詳細には幅２０μｍ以下の細線の金属配線で実現され、これらの金属配線の細線束として、検出用行配線群５が実現される。

端子領域Ｒｔの層間絶縁膜１１上には、前述の端子８のうち、検出用行配線４に接続される行端子８ｂが形成される。図３では図示しないが、層間絶縁膜１１上には前述の引き出し配線６，７のうち、検出用行配線４と行端子８ｂとを接続する引き出し配線（以下「行引き出し配線」という場合がある）７が形成される。行端子８ｂおよび行引き出し配線７は、検出用行配線４と同様の導電膜から成る。

さらに、検出用行配線４上、行端子８ｂ上および行引き出し配線７上には、検出用行配線４、行端子８ｂおよび行引き出し配線７を被覆するように、透明な保護膜１２が形成される。保護膜１２は、透光性および絶縁性を有しており、層間絶縁膜１１と同様に、ＳｉＯ₂およびＳｉＮなどの透光性を有する絶縁性材料から成る。また端子領域Ｒｔには、保護膜１２を貫通して行端子８ｂに達するコンタクトホールＣＨと、保護膜１２および層間絶縁膜１１を貫通して列端子８ａに達するコンタクトホールＣＨとが、貫通孔として形成される。

このように本実施の形態では、長辺方向検出用配線である検出用行配線４は、短辺方向検出用配線である検出用列配線２を覆う層間絶縁膜１１上に設けられる。また検出用行配線４は、その厚み方向寸法ｔ２が、検出用列配線２の厚み方向寸法ｔ１よりも大きく形成される。つまり、検出用行配線４の厚み方向寸法ｔ２は、検出用列配線２の厚み方向寸法ｔ１よりも大きい。この理由については後述する。以下では、「厚み方向寸法」を「膜厚」という場合がある。

本実施の形態とは異なるが、たとえば検出用配線２，４をＩＴＯで形成した場合には、シート抵抗値が大きいために、パネルサイズが大きくなるに従って配線抵抗の影響が大きくなり、たとえベタ配線を用いたとしても、検出感度が低下し、位置検出が困難となる。したがって、検出用配線は、ＩＴＯに比べてシート抵抗値の小さい導電性材料、たとえば銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属配線材料で形成されることが好ましい。

しかし、検出用配線をＣｕおよびＡｌなどの金属配線材料でベタ配線として形成すると、可視性が低下し、タッチパネルを表示装置の前面に配置して使用する場合、表示光の透過率が不充分になるおそれがある。そこで本実施の形態では、可視性を向上するために、検出用配線２，４を２０μｍ以下の細線で形成して、複数本まとめて１本の検出用配線、すなわち検出用配線群３，５としている。

つまり、検出用配線２，４は、ＣｕおよびＡｌなどの金属配線で形成し、かつ、２０μｍ以下の細線として、複数本をまとめて検出用配線群３，５とすることが望ましい。このような検出用配線群３，５を、ベタ配線として形成される１本の検出用配線に代えて用いることによって、前述のように行方向ｘおよび列方向ｙにおけるスリット状開口部の合計面積を大きくすることができるので、表示光に対する透過率を確保することができる。

図４は、タッチパネル１００の全体構成を模式的に示す図である。タッチスクリーン１の端子領域Ｒｔに設けられる端子８に、フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit；略称：ＦＰＣ）１５の一端部に設けられる端子が、異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film；略称：ＡＣＦ）などを用いることによって実装される。タッチスクリーン１の端子領域Ｒｔに設けられる端子８と、ＦＰＣ１５の一端部に設けられる端子とは、前述の図３に示す端子領域Ｒｔに形成されるコンタクトホールＣＨを介して接続される。

ＦＰＣ１５の他端部に設けられる端子は、コントローラ基板１６に実装され、ＦＰＣ１５を介して、タッチスクリーン１の検出用配線群３，５の端部とコントローラ基板１６とが電気的に接続される。これによって、図４のパネルはタッチパネル１００として機能する。タッチスクリーン１の検出用配線群３，５は、一端部のみがコントローラ基板１６と電気的に接続されており、他端部はコントローラ基板１６に接続されていない。

またコントローラ基板１６には、タッチ容量の検出結果に基づいて、指示体のタッチスクリーン１上におけるタッチ位置の検出およびその座標の算出処理を行う検出処理回路１７が搭載されている。検出処理回路１７によって算出されたタッチ座標の値は、検出座標データとして、図示しない外部のコンピュータなどに出力される。

図５は、タッチパネル１００における検出処理回路１７の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、検出用列配線群３および検出用行配線群５の本数を各々８本、すなわち８系統、具体的には第１〜第８検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８および第１〜第８検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８とした場合について説明する。以下、特に区別する必要がない場合には、第１〜第８検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８を単に「検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８」といい、第１〜第８検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８を単に「検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８」という。

前述の図４に示す検出処理回路１７は、具体的には図５に示すように、列配線選択スイッチ回路２０、行配線選択スイッチ回路２１、発振回路２２、第１計数回路２３、クロック発振器２４、第２計数回路２５、タッチ座標算出回路２６、および検出制御回路２７を備えて構成される。列配線選択スイッチ回路２０、行配線選択スイッチ回路２１、発振回路２２、第１計数回路２３、第２計数回路２５およびタッチ座標算出回路２６は、検出制御回路２７とそれぞれ接続されている。タッチ座標算出回路２６は、後述するように、検出した検出用配線群がいずれの検出用配線群であるかを示す検出結果を、検出制御回路２７に与え、この検出結果の受信に応じて、検出制御回路２７は、検出処理回路１７が動作するように、検出処理回路１７に含まれる前記列配線選択スイッチ回路２０、行配線選択スイッチ回路２１、発振回路２２、第１計数回路２３、クロック用発振器２４、第２計数回路２５、およびタッチ座標算出回路２６を統括的に制御する。

また、列配線選択スイッチ回路２０、行配線選択スイッチ回路２１および発振回路２２は、検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８とともに、検出用発振回路２８を構成する。すなわち検出用発振回路２８は、検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８、列配線選択スイッチ回路２０、行配線選択スイッチ回路２１および発振回路２２を備えて構成される。

列配線選択スイッチ回路２０は、列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８を備えて構成される。列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８は、２接点型スイッチによって実現される。列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８は、検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８と同数が設けられ、検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８と一対一で対応する。各検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８の一端部は、列配線選択スイッチ回路２０を構成する列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８のうち、対応する列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８の一方の接点にそれぞれ接続される。

行配線選択スイッチ回路２１は、行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８を備えて構成される。行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８は、２接点型スイッチによって実現される。行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８は、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８と同数が設けられ、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８と一対一で対応する。各検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の一端部は、行配線選択スイッチ回路２１を構成する行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８のうち、対応する行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８の一方の接点にそれぞれ接続される。

列配線選択スイッチ回路２０の列配線選択スイッチ部ＲＬｃ１〜ＲＬｃ８の他方の接点と、行配線選択スイッチ回路２１の行配線選択スイッチ部ＲＬｗ１〜ＲＬｗ８の他方の接点とは、共通線ＣＬによって接続されており、共通線ＣＬは、発振回路２２に接続されている。

列配線選択スイッチ回路２０は、検出制御回路２７から出力される制御信号の指令に従って、第１〜第８検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８のうちのいずれかの検出用列配線群を選択し、選択された検出用列配線群に対応する列配線選択スイッチ部をオンに切換えて、選択された検出用列配線群と発振回路２２とを接続する。列配線選択スイッチ回路２０は、検出用列配線群と発振回路２２との接続を、任意の数の検出用列配線群について、任意の配線ステップで順次に切換える。このようにして列配線選択スイッチ回路２０は、第１〜第８検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８、具体的には第１〜第８検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８を構成する検出用列配線２を順次に選択する。

行配線選択スイッチ回路２１は、検出制御回路２７から出力される制御信号の指令に従って、第１〜第８検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうちのいずれかの検出用行配線群を選択し、選択された検出用行配線群に対応する行配線選択スイッチ部をオンに切換えて、選択された検出用行配線群と発振回路２２とを接続する。行配線選択スイッチ回路２１は、検出用行配線群と発振回路２２との接続を、任意の数の検出用行配線群について、任意の配線ステップで順次に切換える。このようにして行配線選択スイッチ回路２１は、第１〜第８検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８、具体的には第１〜第８検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８を構成する検出用行配線４を順次に選択する。

検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８は、共通線ＣＬを介して発振回路２２に接続される。共通線ＣＬは、発振回路２２の入力端に接続される。発振回路２２の出力端は、第１計数回路２３の入力端に接続されている。発振回路２２は、列配線選択スイッチ回路２０および行配線選択スイッチ回路２１によって選択された検出用配線群に接続され、接続された検出用配線群に応じた発振周期で発振し、その発振周期を表す発振出力信号を出力し、発振出力信号を第１計数回路２３に与える。

第１計数回路２３は、検出制御回路２７から出力されるＲＥＳＥＴ信号およびそれに引き続くＥＮＡＢＬＥ信号の立上がりタイミングである出力タイミングに応じて、発振回路２２から与えられる発振出力信号をカウントし、その計数値（以下「カウント値」という場合がある）を逐一検出制御回路２７に与える。

ここで、検出制御回路２７は、予め定める計数値のデータを保有しており、第１計数回路２３から与えられる計数値と前記予め定める計数値とを比較して、第１計数回路２３から与えられる計数値が予め定める計数値に等しくなったタイミングにおいて、ＥＮＡＢＬＥ信号を立下げる。第１計数回路２３は、このＥＮＡＢＬＥ信号の出力停止または立下げのタイミングに応じて、発振回路２２から与えられる発振出力信号のカウント動作を停止する。すなわち、第１計数回路２３は、ＲＥＳＥＴ後の発振回路２２からの発振出力信号の最初の入力時点から、カウント値が予め定める計数値となるまで発振出力信号を計数する。

クロック発振器２４は、第１計数回路２３の後段の第２計数回路２５と接続されている。クロック発振器２４は、予め定められた任意の周期を有するクロック信号ＣＬＫを出力し、クロック信号ＣＬＫを第２計数回路２５に与える。

第２計数回路２５は、検出制御回路２７から出力されるＲＥＳＥＴ信号およびＥＮＡＢＬＥ信号の立上がりタイミングである出力タイミングに応じて、クロック発振器２４から与えられるクロック信号ＣＬＫのパルスのカウントを開始し、ＥＮＡＢＬＥ信号の出力停止または立下げのタイミングまでの期間内にクロック信号ＣＬＫのパルスのカウントを続ける。これによって第２計数回路２５は、第１計数回路２３が発振回路２２から与えられる発振出力信号の計数を開始してから、その計数値が、検出制御回路２７が有する前記予め定める計数値となるまでの期間すなわち時間を計数する。第２計数回路２５の出力端は、タッチ座標算出回路２６の入力端に接続されている。第２計数回路２５は、前記の計数した期間を、発振周期検出結果として、ＥＮＡＢＬＥ信号の出力停止タイミングに応じて、タッチ座標算出回路２６に与える。

このように検出処理回路１７では、検出制御回路２７による制御の下で前段の第１計数回路２３によって検出用発振回路２８の出力信号、すなわち発振回路２２の出力信号を予め定める計数値となるまで計数し、さらに、検出制御回路２７による制御の下で、第１計数回路２３が計数を開始してから予め定める計数値となるまでの期間、すなわち検出用発振回路２８の出力信号の発振周期と予め定める計数値とを乗算したものを、後段の第２計数回路２５によって計数する。計数された期間を予め定める計数値で除算することによって、検出用発振回路２８の出力信号の発振周期が検出される。

検出制御回路２７は、ＥＮＡＢＬＥ信号の出力停止タイミングに応じて、前記発振周期検出結果の取込みを指示する制御信号をタッチ座標算出回路２６に与える。この制御信号の入力タイミングに応じて、タッチ座標算出回路２６は、第２計数回路２５から与えられる発振周期検出結果を取込み、この発振周期検出結果に基づいて、検出用配線群３，５と指示体との間の静電容量を検出し、検出した静電容量に基づいて、指示体のタッチ位置のタッチスクリーン１上でのタッチ座標値を算出する。

このように、指示体のタッチパネル１００へのタッチに起因した発振回路２２の発振周期の変化に基づいて、検出用列配線群３と指示体との間の静電容量、および検出用行配線群５と指示体との間の静電容量、ならびに指示体のタッチ位置のタッチ座標値がタッチ座標算出回路２６によって実質的に算出される構成が、タッチパネル１００に設けられている。

図６は、タッチパネル１００が有する発振回路２２の回路構成と検出用発振回路２８の構成とを模式的に示す図である。図６では、理解を容易にするために、検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８および列配線選択スイッチ回路２０を省略している。また図６では、使用者の指などの指示体がタッチした位置であるタッチ点を、参照符３３で示される左下がりの斜線の領域で示す。たとえば指示体がタッチ点３３でタッチスクリーン１にタッチしたとき、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８と指示体との間には、静電容量であるタッチ容量Ｃｔが形成される。

前述の図５に示す発振回路２２は、具体的には図６に示すようにオペアンプ回路３０と、３つの抵抗素子Ｒ１，Ｒａ，Ｒｂ、すなわち第１抵抗素子Ｒ１、第２抵抗素子Ｒａおよび第３抵抗素子Ｒｂと、容量素子Ｃ１とを備えて構成される。検出用発振回路２８を構成する行配線選択スイッチ回路２１は、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうちのいずれかの検出用行配線群を選択し、選択された検出用行配線群の接続端子を、発振回路２２を構成するオペアンプ回路３０の反転入力端子に接続する。

オペアンプ回路３０の非反転入力端子とグランド端子との間には、第２抵抗素子Ｒａが接続されており、またオペアンプ回路３０の非反転入力端子と出力端子との間には、他の抵抗素子である第３抵抗素子Ｒｂが接続されている。またオペアンプ回路３０の反転入力端子と他のグランド端子との間には、容量素子Ｃ１が接続され、オペアンプ回路３０の反転入力端子と出力端子との間には、さらに他の抵抗素子である第１抵抗素子Ｒ１が接続されている。このように発振回路２２は、オペアンプ回路３０を用いて、いわゆる弛張発振回路として構成されている。

第１抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１は、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８、およびタッチ容量Ｃｔなどの静電容量とともに検出用帰還路３１を構成する。発振回路２２は、正負の出力飽和電圧から、検出用帰還路３１によって充放電が行われる。これによって発振回路２２が発振し、発振回路２２の出力端子３２から出力信号が出力される。

このような構成にすると、指示体がタッチスクリーン１にタッチすることによって、指示体が検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８に近接してタッチ容量Ｃｔが発生したときに検出用帰還路３１の伝達特性が変化し、タッチ容量Ｃｔが発生しないとき、換言すれば指示体がタッチスクリーン１にタッチしていないときよりも、検出用発振回路２８の発振周期、すなわち発振回路２２の発振周期は増加する。そして、この発振周期の変化によってタッチ容量Ｃｔを実質的に検出することで、指示体のタッチ位置のタッチスクリーン１上でのタッチ座標値を算出することが可能となる。

検出用帰還路３１が無い発振回路２２単体での発振周期Ｔｃは、概ね以下の式（１）によって与えられることとなり、発振周期Ｔｃは第１抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１の時定数τに比例する。

Ｔｃ＝２τ・ｌｎ｛（１＋ｋ）／（１−ｋ）｝ …（１）
式（１）におけるτおよびｋは、以下の式（２）および式（３）によって与えられる。式（２）および式（３）におけるＲ１，Ｃ１，Ｒａ，Ｒｂは、それぞれの抵抗素子の抵抗値および容量素子の静電容量値を示す。

τ＝Ｒ１×Ｃ１ …（２）
ｋ＝Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ） …（３）
検出用帰還路３１を含む検出用発振回路２８では、指示体のタッチスクリーン１へのタッチによってタッチ容量Ｃｔが形成されると、オペアンプ回路３０の反転入力端子に電気的に接続される検出用帰還路３１によって前記の時定数τが増加し、発振回路２２の発振周期も増加する。この発振周期の変化を、タッチ容量の検出、ひいてはタッチ位置のタッチスクリーン１上でのタッチ座標値の検出に利用する。

以上の発振周期の算出には、検出用配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８，Ｗｒ１〜Ｗｒ８、引き出し配線６，７およびその他の回路配線上の寄生静電容量、ならびに列配線選択スイッチ回路２０および行配線選択スイッチ回路２１の入出力端からみた静電容量、すなわち列配線選択スイッチ回路２０および行配線選択スイッチ回路２１の内部の静電容量については考慮していない。実際には、これらの静電容量を考慮して、抵抗値などの各回路パラメータを選定する必要があるが、これらの静電容量は本実施の形態の本質に影響を及ぼすものではないので、簡単化のために省略している。

前述のように本実施の形態では、発振周期の変化を利用して、タッチ容量Ｃｔを検出し、タッチ位置のタッチ座標値を検出する。ただし、指示体のタッチスクリーン１へのタッチによってタッチ容量Ｃｔが発生しても、後述するように、タッチ容量Ｃｔと直列に検出用配線、具体的には検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８の抵抗が存在するので、検出用配線の抵抗値が大きい場合には、その抵抗値の影響によって発振回路２２の発振周期の変化の度合いが小さくなり、タッチによるタッチ容量Ｃｔの検出感度が低下してしまう。また、各検出用列配線群Ｗｃ１〜Ｗｃ８には、不図示の検出用列配線２および表示パネルなどとの間に寄生容量Ｃｓｔｒが付加されるので、寄生容量Ｃｓｔｒが大きい場合には、前記と同様に検出感度が低下してしまう。

次に、検出用配線の抵抗値が大きい場合、たとえば大型パネルのように、検出配線長が長い場合の状態について具体的に説明する。図７は、タッチ点３４と検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８との位置関係を模式的に示す図である。図８は、タッチパネル１００におけるタッチ点までの抵抗比と発振周期との関係を示すグラフである。図８に示すグラフの横軸は、タッチ点までの抵抗比｛Ｒｒ１／（Ｒｒ１＋Ｒｒ２）｝を表し、縦軸は発振周期（相対値）を表している。

検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の行配線選択スイッチ回路２１への入力側のノードである入力側ノードＮ１からタッチ点３４までの抵抗値を入力側抵抗値Ｒｒ１とし、入力側ノードＮ１と反対側の反入力側ノードＮ２からタッチ点３４までの抵抗値を反入力側抵抗値Ｒｒ２とする。このとき、タッチ点３４を検出用行配線群に沿って入力側ノードＮ１から反入力側ノードＮ２まで移動させた場合の発振周期は、たとえば図８に示すグラフのようになる。図８には、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の配線抵抗を１２ｋΩ、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値を５ｋΩ、第２抵抗素子Ｒａおよび第３抵抗素子Ｒｂの抵抗値を１０ｋΩ、容量素子Ｃ１の静電容量を２００ｐＦ、タッチ容量Ｃｔを５ｐＦとした場合の前記抵抗比と発振周期との関係について示している。

図８に示すように、配線抵抗値が高い場合には、検出対象の検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の入力端からタッチ点３４までの抵抗比｛Ｒｒ１／（Ｒｒ１＋Ｒｒ２）｝に応じて、発振回路２２の発振周期が異なることが判る。検出対象の検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の入力端からタッチ点３４までの抵抗比｛Ｒｒ１／（Ｒｒ１＋Ｒｒ２）｝は、その検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の全長に対する入力端からの距離、すなわち検出対象の検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８に対するタッチ点の位置（以下「タッチ位置」という場合がある）を表す。したがって、指示体のタッチによって同じタッチ容量Ｃｔが形成されたとしても、タッチ位置に応じて、発振回路２２の発振周期が異なることが判る。

具体的には、図８に示すように、配線抵抗値が高い場合には、検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８の入力側で発振周波数が高く、検出用行配線群の反入力側で発振周波数が低い。このように入力側と反入力側との間で観測される発振周波数に傾斜を生じることが判る。これは、検出用配線群の配線抵抗が大きい場合、発振周期を決める検出用帰還路３１の一部を構成する検出用配線群の配線抵抗とタッチ容量の伝達特性とが、タッチ位置によって変化することによって生じる。

本来、検出用配線群と指示体との間にタッチ容量Ｃｔが形成されると、発振周期は大きくなり、この変化によって指示体などによるタッチスクリーン１へのタッチが検出されるが、検出用配線群の抵抗値が大きい場合には、前述のように検出用配線群の入力側と反入力側とでタッチ位置の検出感度に差が生じるので、タッチパネル面内でタッチ容量Ｃｔの検出精度が悪化することになる。

ここで、図１に示すように行方向ｘと列方向ｙとで検出用配線群３，５の長さが異なり、たとえば行方向ｘの検出用行配線群５の長さが列方向ｙの検出用列配線群３の長さよりも大きいタッチスクリーン１でタッチパネル１００を構成した場合を考える。この場合、検出用配線群３，５の幅および膜厚が同一であれば、前述したように、長辺方向である行方向ｘの方が、短辺方向である列方向ｙに比べて、配線抵抗値が増加する。したがって、行方向ｘでは、列方向ｙに比べて、入力側から反入力側に向かう検出感度の傾斜が生じやすく、また検出感度が低下しやすいので、検出感度の傾斜および低下を防ぐために、列方向ｙと比較して配線抵抗値を下げる必要がある。

配線抵抗値を下げるために、行方向ｘの配線幅を列方向ｙに比べて広げると、視認性を悪化させるので好ましくない。また、配線膜厚を増加させて配線抵抗値を下げる場合には、たとえば下層配線の配線膜厚を大きくすると、上層配線が下層配線との交差部分で段切れを起こしてしまうおそれがあるので、下層配線の配線膜厚を大きくすることは好ましくない。

そこで本実施の形態では、図３に示すように、配線長が短く、配線抵抗の影響を受けにくい列方向ｙの検出用列配線群３を下層配線で形成し、かつ検出用列配線群３の膜厚を、上層に位置する行方向ｘの検出用行配線群５が下層配線との交差部で段切れを発生しないように、適切な配線膜厚に選択する。また、行方向ｘの検出用行配線群５を上層配線で形成し、かつ前述の図３に示すように検出用行配線群５を構成する検出用行配線４の厚み方向寸法ｔ２を、検出用列配線群３を構成する検出用列配線２の厚み方向寸法ｔ１よりも大きくして、配線膜厚を充分に厚くすることで、検出用行配線群５の配線抵抗を小さくする。

このような構成にすることによって、検出用行配線群５と検出用列配線群３との交差部分で断線を生じることなく、長辺方向である行方向ｘに生ずる検出感度の傾斜を抑制することが可能となる。したがって、タッチ容量Ｃｔの検出精度を悪化させることなく、検出領域の寸法が行方向ｘと列方向ｙとで異なるタッチパネル１００を実現することが可能となる。

以上のように本実施の形態では、格子状に配列される複数の検出用配線２，４のうち、行方向ｘに延在する検出用行配線４は、層間絶縁膜１１を介して、列方向ｙに延在する検出用列配線２上に設けられており、検出用行配線４の膜厚ｔ２は、検出用列配線２の膜厚ｔ１よりも大きい。行方向ｘは長辺方向であり、列方向ｙは短辺方向であるので、検出用行配線４は、検出用列配線２に比べて、配線長が長く、検出感度の傾斜および低下が生じやすい。この検出用行配線４の膜厚ｔ２を検出用列配線２の膜厚ｔ１よりも大きくすることによって、検出用列配線２に比べて検出用行配線４の配線抵抗を小さくし、検出用列配線２で構成される検出用列配線群３に比べて、検出用行配線４で構成される検出用行配線群５の配線抵抗を小さくすることができる。これによって、行方向ｘに生じる検出感度の傾斜および低下を抑制することができる。

また検出用行配線４は上層配線であり、下層配線である検出用列配線２上に設けられるので、検出用行配線４の膜厚ｔ２を大きくしても、検出用行配線４の断線が生じることはない。

これに対し、検出用行配線４を下層配線とし、検出用列配線２を上層配線として、検出用行配線４上に検出用列配線２を設けると、検出用行配線４の膜厚ｔ２によっては、上層の検出用列配線２の断線が生じるおそれがある。したがって、検出用行配線４の膜厚ｔ２が、上層の検出用列配線２の断線が生じない範囲に限定されてしまうので、検出用行配線４の配線抵抗を充分に小さくすることができず、行方向ｘに生じる検出感度の傾斜および低下を抑制することができない。

本実施の形態では、前述のように検出用行配線４が上層配線として検出用列配線２上に設けられるので、上層の配線の断線を考慮することなく、検出用行配線４の膜厚ｔ２を選択することができる。これによって検出用行配線４の膜厚ｔ２を充分に大きくすることができるので、検出用行配線４の配線抵抗を充分に小さくして、検出用行配線４で構成される検出用行配線群５の配線抵抗を充分に小さくすることができる。

したがって、断線を生じさせることなく、長辺方向である行方向ｘの検出感度がパネル面内で傾斜を持つことを極力抑制し、タッチ位置が行方向ｘの一端から他端に向かうに従って生じる検出感度の低下を抑制することができる。これによって、本実施の形態のようにタッチパネル１００の検出領域であるパネル領域Ｒｐの寸法を行方向ｘと列方向ｙとで異ならせた場合でも、検出精度の悪化を抑制し、必要な検出分解能を維持することができるので、確実にタッチ容量を検出してタッチ位置を判定することができる。

また本実施の形態では、列配線選択スイッチ回路２０および行配線選択スイッチ回路２１で検出用配線２，４を順次に選択して発振回路２２に接続し、その発振回路２２の発振周期に基づいて、タッチ座標算出回路２６でタッチ容量Ｃｔを検出して、タッチ容量Ｃｔに基づいてタッチ座標値を算出する。このようにタッチ容量Ｃｔを検出するための検出用配線２，４を発振回路２２に接続してタッチ容量Ｃｔを検出する場合、特に本実施の形態のように検出用配線２，４の一端のみを発振回路２２に接続してタッチ容量Ｃｔを検出する場合、タッチ位置が他端に向かうに従って検出感度の低下が生じやすい。

前述のように本実施の形態では、検出感度の低下が生じやすい長辺方向の検出用配線である検出用行配線４の膜厚ｔ２を、短辺方向の検出用配線である検出用列配線２の膜厚ｔ１よりも大きくすることによって、長辺方向である行方向ｘにおいて、タッチ位置が一端から他端に向かうに従って生じる検出感度の低下を抑制している。したがって、前述のように検出用配線２，４の一端のみを発振回路２２に接続してタッチ容量Ｃｔを検出する場合でも、検出精度の悪化を抑制し、必要な検出分解能を維持することができるので、確実にタッチ容量を検出してタッチ位置を判定することができる。

次に、前述の図３を用いて本実施の形態のタッチパネル１００の製造方法について説明する。まず、透明なガラスから成るベース基板１０上に、下層配線である検出用列配線２となる導電膜として、第１の導電性薄膜を形成する。本実施の形態では、第１の導電性薄膜として、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属、より詳細にはニッケル（Ｎｉ）を含むＡｌ合金、具体的にはＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法によって成膜して、ＡｌＮｉＮｄ層を形成する。成膜条件としては、圧力が０．２Ｐａ以上０．５Ｐａ以下、ＤＣパワーが１．０ｋＷ以上２．５ｋＷ以下、パワー密度でいえば０．１７Ｗ／ｃｍ²以上０．４３Ｗ／ｃｍ²以下、成膜温度が室温以上１８０℃以下程度の範囲を適用する。第１の導電性薄膜の膜厚は、１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に選択される。

本実施の形態とは異なるが、ＡｌＮｉＮｄ層の代わりに、ＡｌＮｉＳｉ層またはＡｌＮｉＭｇ層などを第１の導電性薄膜として使用してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料として銅（Ｃｕ）またはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法によって成膜することができる。

次に、第１のフォトリソグラフィ工程において、第１の導電性薄膜上に、検出用列配線２の形状、より詳細には検出用列配線群３の形状のレジスト部分を含むレジスト層を形成する。本実施の形態では、検出用列配線群３、列端子８ａおよび列引き出し配線６の形状のレジスト部分を含むレジスト層を形成する。次いで、エッチング工程において、エッチング液としてたとえば燐酸と硝酸と酢酸との混酸を用いて第１の導電性薄膜をエッチングすることによって、第１の導電性薄膜をパターニングして、検出用列配線２を形成する。本実施の形態では、第１の導電性薄膜のパターニングによって、検出用列配線２とともに、列端子８ａおよび列引き出し配線６が形成される。このようにして検出用列配線２を形成することによって、検出用列配線２の束として、検出用列配線群３が形成される。

エッチング液としては、燐酸と硝酸と酢酸との混酸を例示したが、エッチング液の種類はこれに限定されるものではない。またエッチングには、ウエットエッチングを用いているが、ドライエッチングを用いてもよい。また図３では図示を省略するが、検出用列配線２は、断面形状がテーパー形状に形成されることが好ましい。検出用列配線２の断面形状をテーパー形状にすることによって、後続の膜形成における断線などの不良を低減することができる。

次に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの方法によって、検出用列配線２を含む検出用列配線群３を被覆するように、より詳細には検出用列配線群３、列端子８ａおよび列引き出し配線６を被覆するように、層間絶縁膜１１を形成する。層間絶縁膜１１としては、誘電率の低い酸化珪素（ＳｉＯ₂）膜を形成する。酸化珪素膜の成膜条件としては、シラン（ＳｉＨ₄）ガスの流量が１０ｓｃｃｍ以上５０ｓｃｃｍ以下、一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）ガスの流量が２００ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下、成膜圧力が５０Ｐａ、ＲＦパワーが５０Ｗ以上２００Ｗ以下、パワー密度でいえば０．０１５Ｗ／ｃｍ²以上０．６７Ｗ／ｃｍ²以下、成膜温度が２００℃以上３００℃以下の範囲を適用する。ここで、「ｓｃｃｍ」とは、標準状態における１分間あたりの流量（ｃｃ／ｍｉｎ）のことである。本実施の形態では、標準状態として、０℃、１気圧を採用しており、たとえば１ｓｃｃｍ＝１．６９×１０^-3Ｐａ・ｍ³／ｓである。

層間絶縁膜１１の膜厚は、下層配線である検出用列配線２と上層配線である検出用行配線４とで形成される寄生容量を低減するために、可能な限り厚い方が望ましく、生産性を考慮して膜厚を設定すればよい。層間絶縁膜１１としては、ＳｉＯ₂膜を例示したが、これに限定されるものではない。層間絶縁膜１１は、ＳｉＮ膜またはＳｉＯＮ膜でもよく、この場合は、上記ガスに水素、窒素、アンモニア（ＮＨ₃）を加えて層間絶縁膜１１を形成する。

次に、上層配線である検出用行配線４となる導電膜として、第２の導電性薄膜を形成する。本実施の形態では、第２の導電性薄膜として、第１の導電性薄膜と同じ材料、すなわちＡｌを主成分とする金属、より詳細にはＮｉを含むＡｌ合金、具体的にはＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法によって成膜して、ＡｌＮｉＮｄ層を形成する。成膜条件としては、圧力が０．２Ｐａ以上０．５Ｐａ以下、ＤＣパワーが１．０ｋＷ以上２．５ｋＷ以下、パワー密度でいえば０．１７Ｗ／ｃｍ²以上０．４３Ｗ／ｃｍ²以下、成膜温度が室温以上１８０℃以下程度の範囲を適用する。このように本実施の形態では、第２の導電性薄膜の材料として、第１の導電性薄膜と同じ材料を用いるので、生産効率を向上させることができる。

上層配線である検出用行配線４となる第２の導電性薄膜の膜厚は、可能な限り厚い方が望ましいが、後述するエッチング工程で発生する限界寸法（Critical Dimension；略称ＣＤ）ロス量および寸法ばらつきは、膜厚を大きくするにつれて大きくなる傾向にあり、また生産性も悪化するので、検出感度の傾斜を極力抑制できる範囲内で適切な膜厚を選択する必要がある。本実施の形態では、第２の導電性薄膜の膜厚は、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に選択される。

本実施の形態とは異なるが、ＡｌＮｉＮｄ層の代わりに、ＡｌＮｉＳｉ層またはＡｌＮｉＭｇ層などを第２の導電性薄膜として使用してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料としてＣｕまたはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法によって成膜することができる。

次に、第２のフォトリソグラフィ工程において、第２の導電性薄膜状に、検出用行配線４の形状、より詳細には検出用行配線群５の形状のレジスト部分を含むレジスト層を形成する。本実施の形態では、検出用行配線群５、行端子８ｂおよび行引き出し配線７の形状のレジスト部分を含むレジスト層を形成する。

次いで、エッチング工程で、エッチング液としてたとえば燐酸と硝酸と酢酸との混酸を用いて第２の導電性薄膜をエッチングすることによって、第２の導電性薄膜をパターニングして、検出用行配線４を形成する。本実施の形態では、第２の導電性薄膜のパターニングによって、検出用行配線４とともに、行端子８ｂおよび行引き出し配線７が形成される。このようにして検出用行配線４を形成することによって、検出用行配線５の束として、検出用行配線群５が形成される。エッチング液としては、燐酸と硝酸と酢酸との混酸を例示したが、エッチング液の種類はこれに限定されるものではない。またエッチングには、ウエットエッチングを用いているが、ドライエッチングを用いてもよい。

次に、タッチパネル１００を保護する目的で、プラズマＣＶＤなどによって、保護膜１２を形成する。保護膜１２は、検出用行配線４を含む検出用行配線群５を被覆するように、より詳細には検出用行配線群５、行端子８ｂおよび行引き出し配線７を被覆するように形成される。保護膜１２としては、視認性を良くするために、層間絶縁膜１１と同じ種類の膜がよく、層間絶縁膜１１を酸化珪素（ＳｉＯ₂）膜で形成している場合には、ＳｉＯ₂膜で形成する。保護膜１２の膜厚は、カバレッジおよび生産性を考慮して決定すればよい。

次に、第３のフォトリソグラフィ工程において、ＦＰＣ１５との接続用のコンタクトホールＣＨのレジストパターンを形成する。エッチング工程において、たとえば四フッ化炭素（ＣＦ₄）と酸素（Ｏ₂）との混合ガスのプラズマを用いて、保護膜１２と層間絶縁膜１１とを一括でエッチングしてパターニングし、コンタクトホールＣＨを形成する。

以上のプロセスでタッチスクリーン１を製造することができる。また、製造されたタッチスクリーン１に、ＦＰＣ１５を介して、検出処理回路１７を備えたコントローラ基板１６を接続することによって、タッチパネル１００を製造することができる。

このようにして製造されたタッチパネル１００は、液晶表示パネルなどの表示パネルと組合わせて使用することができ、たとえばタッチパネル１００と液晶表示パネルとを備えて液晶表示装置が構成される。前述のように本実施の形態のタッチパネル１００は、検出領域であるパネル領域Ｒｐの寸法を行方向ｘと列方向ｙとで異ならせた場合でも、検出精度の悪化を抑制し、必要な検出分解能を維持することができ、確実にタッチ容量を検出してタッチ位置を判定することができる。このようなタッチパネル１００を表示パネルと組み合わせることによって、タッチ位置の検出精度に優れ、指示体のタッチによる指示に応じた適切な処理を行うことが可能な表示装置を実現することができる。

タッチパネル１００が表示パネルと組合わされて使用される場合、タッチパネル１００のタッチスクリーン１は、検出領域であるパネル領域Ｒｐの形状および寸法が、表示パネルの表示領域の形状および寸法と概ね等しくなるように形成され、表示パネルの前面側に配置される。「表示パネルの前面側」とは、表示パネルの表示光が出射する側、すなわち使用者に視認される側のことである。

タッチスクリーン１は、たとえば表示パネルの前面側に粘着されて配置される。タッチスクリーン１を保持機構によって保持して表示パネルの前面側に配置することも可能であるが、前述のように表示パネルの前面側に粘着して配置する方が好ましい。このようにタッチスクリーン１を表示パネルに直接貼り付けることによって、従来必要であったタッチスクリーン１の保持機構を無くすことができ、表示装置全体を薄くすることが可能となる。さらに、タッチスクリーン１と表示パネルとが一体化して構成されるので、タッチスクリーン１と表示パネルとの間隙に塵埃などが混入することを防止し、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。

また、本実施の形態では、表示装置として液晶表示装置を適用する場合について説明したが、表示パネルとして有機ＥＬ（electroluminescence）パネルを用いた有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ（plasma display panel）を用いたＰＤＰ表示装置などの他方式の表示装置であっても、本実施の形態と同様に実施することが可能である。

また本実施の形態では、検出用行配線群５の方が、検出用列配線群３よりも配線長が長く形成されているが、これに限定されず、検出用列配線群３の方を、検出用行配線群５よりも長い配線長で形成してもよい。この場合、列方向ｙが長辺方向となるので、検出用列配線群３を構成する検出用列配線２を上層配線として、層間絶縁膜１１を介して、検出用行配線群５を構成する検出用行配線４上に設け、かつ検出用列配線２の膜厚ｔ１を、検出用行配線４の膜厚ｔ２よりも大きくすればよい。行方向ｘおよび列方向ｙのいずれを長辺方向とするかは、タッチパネル１００の使用形態、たとえば組み合わせて用いる表示パネルの形状に応じて適宜に選択されるので、それに応じて検出用行配線４および検出用列配線２のいずれを上層配線にするかを選択すればよい。

図１は、本発明の実施の一形態であるタッチパネルにおけるタッチスクリーン１の構成を示す平面図である。 図１のセクションＢを拡大して示す平面図である。 図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。 タッチパネル１００の全体構成を模式的に示す図である。 タッチパネル１００における検出処理回路１７の構成を示すブロック図である。 タッチパネル１００が有する発振回路２２の回路構成と検出用発振回路２８の構成とを模式的に示す図である。 タッチ点３４と検出用行配線群Ｗｒ１〜Ｗｒ８との位置関係を模式的に示す図である。 タッチパネル１００におけるタッチ点までの抵抗比と発振周期との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ タッチスクリーン、２ 検出用列配線、３ 検出用列配線群、４ 検出用行配線、５ 検出用行配線群、６，７ 引き出し配線、８ 端子、８ａ 列端子、８ｂ 行端子、１０ ベース基板、１１ 層間絶縁膜、１２ 保護膜、１５ ＦＰＣ、１６ コントローラ基板、１７ 検出処理回路、２０ 列配線選択スイッチ回路、２１ 行配線選択スイッチ回路、２２ 発振回路、２３ 第１計数回路、２４ クロック発振器、２５ 第２計数回路、２６ タッチ座標算出回路、２７ 検出制御回路、２８ 検出用発振回路、３１ 検出用帰還路、３２ 出力端子、１００ タッチパネル、ＣＨ コンタクトホール、Ｒｐ パネル領域、Ｒｔ 端子領域。

Claims (4)

1. 透光性を有する透明基板と、
   導電膜から成り、前記透明基板上に格子状に配列される複数の検出用配線とを備え、
   前記複数の検出用配線は、
   前記透明基板上に設けられ、行方向および列方向のうちの短辺方向に延在し、長辺方向に間隔をあけて配列される複数の短辺方向検出用配線と、
   前記短辺方向検出用配線を覆う層間絶縁膜上に設けられ、前記長辺方向に延在し、前記短辺方向に間隔をあけて配列される複数の長辺方向検出用配線とを含み、
   前記長辺方向検出用配線の厚み方向寸法は、前記短辺方向検出用配線の厚み方向寸法よりも大きいことを特徴とするタッチパネル。
2. 前記透明基板、前記複数の検出用配線および前記層間絶縁膜を含むタッチスクリーンと、
   前記複数の検出用配線を順次に選択するスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路によって選択された前記検出用配線に接続され、接続された前記検出用配線に応じた発振周期で発振する発振回路と、
   前記発振回路の前記発振周期に基づいて、前記スイッチ回路によって選択される検出用配線毎に、当該検出用配線と前記タッチスクリーンに接触された指示体との間に形成される静電容量を検出し、前記静電容量に基づいて、前記タッチスクリーンのうちで前記指示体が接触した接触位置を表すタッチ座標値を算出するタッチ座標算出回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 請求項１または２に記載のタッチパネルと、
   表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。
4. 前記タッチパネルは、前記透明基板、前記複数の検出用配線および前記層間絶縁膜を含むタッチスクリーンを備え、
   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されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。

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