JP5106471B2 - 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、抵抗膜方式や静電容量方式などの種々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数ｍｍ厚程度のガラス板等の保護膜で覆った場合であってもタッチ検出が可能な投影型静電容量（Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）方式がある。この方式は、保護板を前面に配置できるので、堅牢性に優れる点、手袋装着時であってもタッチ検出が可能である点、稼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。

例えば、特許文献１に記載のタッチパネルのタッチスクリーンの構成は、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シリーズの導体エレメントと、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。導体エレメントとして最適な材料は、例えば銀などの金属材料である。また、導体エレメントに替えて、１０〜２０μｍの細い電線も使用することができる。

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。容量制御オシレータからの出力は除算器によってカウントされ容量検出データとされる。さらに、１以上の導体エレメントの検出容量相対値によって導体エレメント間のタッチ位置を補間できる。また、容量制御オシレータ出力によりバッファを介してサンプリングされていない導体エレメントを駆動することによって、背面側シールド面をなくすことができる。

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、第１３頁２３行〜第１４頁１０行、図１、２、６、８）

上記のタッチパネルに用いられる静電容量を検出する検出回路では、例えば特許文献１に記載されるような容量制御オシレータとして弛張発信器を用いることができる。弛張発信器には、抵抗素子および容量素子の充放電時定数に合わせて発振周期が概ね決まる形式や、定電流で容量素子を充電したときの電位が所定電位となる時間によって発振周期が概ね決まる形式などがある。

このような静電容量を検出する検出回路は、タッチパネルの検出配線や、各々の検出配線と検出回路とを接続する接続配線の寄生容量など、使用者の指等（以下、指示体とする）によるタッチが無いときの検出量に対して、検出配線と指示体との間にて形成される静電容量（以下、タッチ容量とする）の検出量を変化量として検出する。従って、一般に、タッチ容量の検出感度は、寄生容量の大きさに対するタッチ容量の大きさに依存する。各検出配線の検出値によってタッチ位置の座標を補間演算する場合は、各検出配線の検出値間における偏差が小さいことが望ましい。

検出感度に影響する寄生容量としては、タッチスクリーンの検出配線から外部接続用端子までの引き出し配線が有する寄生容量も含まれる。しかし、複数の引き出し配線からなる配線束の最外側の引き出し配線は、隣接する引き出し配線が片側にしか形成されていないため、最外側の引き出し配線において形成される静電容量は、最外側の引き出し配線以外の引き出し配線において形成される静電容量よりも小さい。そのため、最外側の引き出し配線に対応する検出配線をスキャンする際の容量検出感度は、最外側の引き出し配線以外の引き出し配線に対応する検出配線をスキャンする際の容量検出感度に対して偏差を生じる原因になるという問題があった。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、寄生容量の偏差を抑制することによって静電容量検出感度の偏差の低減が可能な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。

上記の課題を解決するために、本発明によるタッチパネルは、行列方向に形成された複数の検出配線と、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、複数の検出配線と端子とを電気的に接続するように形成された複数の引き出し配線と、複数の引き出し配線からなる配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線であって、当該引き出し配線のさらに外側端に沿って設けられ一端が端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線とを有するタッチスクリーンと、タッチスクリーンにて発生した静電容量を検出する静電容量検出回路と、検出配線と静電容量検出回路との接続を順次に選択し、非選択の検出配線を所定電位となるように接続するスイッチ回路とを備え、ダミー引き出し配線は、所定電位となるように接続されることを特徴とする。

本発明によると、複数の引き出し配線からなる配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線であって、当該引き出し配線のさらに外側端に沿って設けられ一端が端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線とを有するタッチスクリーンと、タッチスクリーンにて発生した静電容量を検出する静電容量検出回路と、検出配線と静電容量検出回路との接続を順次に選択し、非選択の検出配線を所定電位となるように接続するスイッチ回路とを備え、ダミー引き出し配線は、所定電位となるように接続されるため、寄生容量の偏差を抑制することによって静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。

本発明の実施形態１によるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。 本発明の実施形態１によるタッチスクリーンの斜視断面図である。 本発明の実施形態１によるタッチパネルの全体構成図である。 本発明の実施形態１によるタッチパネルにおける静電容量検出系およびタッチ座標算出系のブロック図である。 本発明の実施形態１によるタッチパネルにおけるスイッチ回路の回路図である。 本発明の実施形態１によるタッチパネルにおけるダミー引き出し配線の効果を示す特性図である。 本発明の実施形態２による液晶表示装置の断面構成図である。 本発明の実施形態３によるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。 本発明の実施形態３による液晶表示装置の断面構成図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１によるタッチスクリーン１の構成を示す平面図であり、図２は、本発明の実施形態１によるタッチスクリーン１の斜視断面図である。なお、本実施形態２の場合の図面を含めた以下の各図面において、各図中にて用いられる同一の符号は、同一または相当の構成要素を示す。

図１に示すように、タッチスクリーン１は、列方向（図１中のｙ方向に相当）に伸在し、かつ所定ピッチで行方向（図１中のｘ方向に相当）に平行配列された複数の検出用列配線２（検出配線）と、行方向ｘに伸在し、かつ所定ピッチで列方向ｙに平行配列された複数の検出用行配線３（検出配線）とを備えている。

所定本数の検出用列配線２は、それぞれタッチスクリーン１の上端および下端にて接続用配線４ａ、４ｂによって共通に電気的に接続されており、一束の検出用列配線群６を構成している。同様に、所定本数の検出用行配線３は、それぞれタッチスクリーン１の左端および右端にて接続用配線５ａ、５ｂによって共通に電気的に接続されており、一束の検出用行配線群７を構成している。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、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。

検出用列配線群６および検出用行配線群７（以下、検出配線群とする）は、引き出し配線によって端子１０に接続されている。端子１０は、外部装置に対して電気的に接続可能に設けられている。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、検出用列配線２および検出用行配線３（以下、検出配線とする）と指示体との間にタッチ容量が形成される。

なお、図１において、検出配線群、引き出し配線、端子の図示を一部省略している。また、検出配線群の本数および配線ピッチ、検出配線群を構成する検出配線の本数、配線幅、および配線ピッチは、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選択される。本実施形態では、検出用列配線群６および検出用行配線群７の本数をそれぞれｍ、ｎとし、説明の便宜上、検出用列配線群６をＷｃ（０）、Ｗｃ（１）、・・・、Ｗｃ（ｍ−２）、Ｗｃ（ｍ−１）とし、検出用行配線群７をＷｒ（０）、Ｗｒ（１）、・・・、Ｗｒ（ｎ−２）、Ｗｒ（ｎ−１）とする。また、これらの配線群に対応して、検出用列配線群６のＷｃ（０）、Ｗｃ（１）、・・・、Ｗｃ（ｍ−２）、Ｗｃ（ｍ−１）の引き出し配線（列検出配線用引き出し配線）をそれぞれＬｃ（０）、Ｌｃ（１）、・・・、Ｌｃ（ｍ−２）、Ｌｃ（ｍ−１）とし、検出用行配線群７のＷｒ（０）、Ｗｒ（１）、・・・、Ｗｒ（ｎ−２）、Ｗｒ（ｎ−１）の引き出し線（行検出配線用引き出し配線）をそれぞれＬｒ（０）、Ｌｒ（１）、・・・、Ｌｒ（ｎ−２）、Ｌｒ（ｎ−１）とする。すなわち、引き出し配線は、検出配線と端子１０とを電気的に接続するように形成されている。

引き出し配線は、端子１０から配線束となってタッチスクリーン１上に引き回して形成される。例えば、図１に示すように、端子１０をタッチスクリーン１の下辺に設けて、引き出し線Ｌｒ（０）、Ｌｒ（１）、・・・、Ｌｒ（ｎ−２）、Ｌｒ（ｎ−１）、およびＬｃ（０）、Ｌｃ（１）、・・・、Ｌｃ（ｍ−２）、Ｌｃ（ｍ−１）のそれぞれを、端子１０の左端から順に検出用列配線群６および検出用行配線群７に接続すると、引き出し配線からなる配線束の最外両端の引き出し配線はＬｒ（０）およびＬｃ（ｍ−１）となる。本実施形態１では、引き出し配線Ｌｒ（０）のさらに外側にダミー引き出し配線９ａ（第１のダミー引き出し配線）を設け、Ｌｃ（ｍ−１）のさらに外側にダミー引き出し配線８ｂ（第２のダミー引き出し配線）を設けている。ダミー引き出し配線９ａ、８ｂの一端は、それぞれ端子１０に電気的に接続されている。

すなわち、ダミー引き出し配線は、複数の引き出し配線からなる配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線であって、当該引き出し配線のさらに外側端に沿って設けられ一端が端子１０と電気的に接続されている。また、上記複数の引き出し配線が、行方向に形成された複数の検出用行配線群７に対応する複数の行検出配線用引き出し配線と、列方向に形成された複数の検出用列配線群６に対応する複数の列検出配線用引き出し配線とを備える場合において、ダミー引き出し配線９ａ（第１のダミー引き出し配線）は複数の行検出配線用引き出し配線からなる配線束（第１の配線束）の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対応し、ダミー引き出し配線８ｂ（第２のダミー引き出し配線）は複数の列検出配線用引き出し配線からなる配線束（第２の配線束）の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対応する。

また、図１に示すように、引き出し配線Ｌｃ（０）、Ｌｃ（１）、・・・、Ｌｃ（ｍ−２）、Ｌｃ（ｍ−１）からなる引き出し配線束（第２の配線束）と、Ｌｒ（０）、Ｌｒ（１）、・・・、Ｌｒ（ｎ−２）、Ｌｒ（ｎ−１）からなる引き出し配線束（第１の配線束）との間に、それぞれダミー引き出し配線８ａ、９ｂを設けている。ダミー引き出し配線８ａ、９ｂの一端は、それぞれ端子１０に電気的に接続されている。すなわち、第１の配線束と第２の配線束とが並列に設けられる場合において、第１の配線束の最も第２の配線束側の行検出配線用引き出し配線、または、第２の配線束の最も第１の配線束側の列検出配線用引き出し配線のうちの少なくとも一方のさらに外側端に沿ってダミー配線が設けられる。

ここで、検出配線群を複数の検出配線から構成するのではなく、検出配線群を１本の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、本実施形態では、検出配線群を複数本の検出配線から構成し、検出配線間のスリット状開口部の面積を大きく設定することによって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の問題を甘受して、各検出配線群を１本のいわゆるベタ配線として構成する変形例を適用してもよい。

次に、タッチスクリーン１の層構成について説明する。図２に示すように、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なる透明基板（以下、ベース基板１２とする）であり、ベース基板１２の裏面にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）などの透明配線材料からなる検出用列配線２が形成される。また、検出用列配線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の裏面に透明配線材料からなる検出用行配線３が形成される。さらに、検出用行配線３を被覆するようにＳｉＮ等の透明な保護膜１４が形成される。なお、図２に示すようなタッチスクリーン１の層構成において、検出用列配線２と検出用行配線３との配設位置を逆にして、ベース基板１２の裏面に検出用行配線３を形成し、層間絶縁膜１３の裏面に検出用列配線２を形成するようにしてもよい。

なお、検出配線は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。金属配線材料を用いる場合は、前述の通り、検出配線群を複数本の検出配線から構成し、検出配線間のスリット状開口部の面積を大きく設定することによって表示光に対する透過率が確保される。

図３は、本発明の実施形態１によるタッチパネルの全体構成図である。図３に示すように、タッチスクリーン１の端子１０（図１参照）には、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１７の端子がＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）等を用いて実装されており、ＦＰＣ１７を介してタッチスクリーン１の検出配線群の端部とコントローラ基板１８とが電気的に接続されることによって、タッチパネルとして機能する。また、コントローラ基板１８には、タッチスクリーン１にて検出されたタッチ容量の検出結果に基づいて、指示体のタッチ位置をタッチスクリーン１上におけるタッチ位置座標として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にて算出された指示体のタッチ座標の値は、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。このように、本実施形態によるタッチパネルは、タッチスクリーン１とＦＰＣ１７およびコントローラ基板１８とを組み合わせたものであり、以下、単にタッチパネルとする。

図４は、本発明の実施形態１によるタッチパネルにおける静電容量検出系およびタッチ座標算出系のブロック図である。図４に示すように、図３における検出処理回路１９は、スイッチ回路２０、静電容量検出回路２１、タッチ位置算出回路２２を備え、スイッチ回路２０、静電容量検出回路２１、タッチ位置算出回路２２のそれぞれを制御する検出制御回路２３が設けられている。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。

各検出用列配線群６の一端（図４中の下端）は、引き出し配線Ｌｃ（０）、・・・、Ｌｃ（ｍ−１）および端子１０を介してスイッチ回路２０に接続され、各検出用行配線群７の一端（図４中の左端）は、引き出し配線Ｌｒ（０）、・・・、Ｌｒ（ｎ−１）および端子１０を介してスイッチ回路２０に接続されている。

図５は、本発明の実施形態１によるタッチパネルにおけるスイッチ回路２０の回路図である。図５に示すように、スイッチ回路２０は、検出用列配線群６および検出用行配線群７の各配線群ごとに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。検出用列配線群６および検出用行配線群７の各配線群は、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２９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。なお、アナログ・マルチプレクサ回路２７もスイッチ回路と称することがある。

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を選択し、検出用列配線群６および検出用行配線群７から１配線群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、静電容量回路２１との接続が選択された１つの配線群が選択配線群として検出対象となり、その他の非選択配線群はバッファ回路２４の出力（所定電位）に接続される。静電容量検出回路２１から出力される各検出配線群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のタッチ座標が算出される。タッチ座標の算出は、所定閾値を超える検出値となる検出配線群がある場合において、隣接する検出群の検出値も用いることによって検出配線群間の座標を補間演算して求める。タッチ座標の算出では、各検出配線群に対応した検出値の偏差が小さいことが望ましい。

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非選択配線群に印加している。このようにすることによって、スイッチ回路２０による選択配線群と非選択配線群とを略同電位とすることができ、両配線群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。同様に、選択配線群に接続される引き出し配線と、その他の配線群に接続される引き出し配線との間におけるカップリング容量も低減される。しかし、バッファ回路２４の周波数特性、駆動能力、オフセット等の影響によって入出力誤差が生じるため、選択配線群に接続される引き出し配線と、その他の配線群に接続される引き出し配線との間にカップリング容量が発生する。

例えば、図４に示すように、端子１０からの列検出配線群用引き出し配線からなる配線束のうちの最外側（端子１０の右端）の引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）は、片側に隣接引き出し配線が存在しないため、他の列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）、・・・、Ｌｃ（ｍ−２）よりも引き出し配線間のカップリング容量が小さくなる。同様に、端子１０からの行検出配線用引き出し配線からなる配線束のうちの最外側（端子１０の左端）の引き出し配線Ｌｒ（０）は、片側に隣接引き出し配線が存在しないため、他の行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（１）、・・・、Ｌｒ（ｎ−１）よりも引き出し配線間のカップリング容量が小さくなる。このような傾向は、タッチスクリーンのサイズが大きくなり、引き出し配線が長くなるほど顕著に現れる。

このような問題を解決するために、本実施形態１では、引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）のさらに外側にダミー引き出し配線８ｂを設け、引き出し配線Ｌｒ（０）のさらに外側にダミー引き出し配線９ａを設けている。そして、図４に示すように、ダミー引き出し配線８ｂ、９ａをバッファ回路２４の出力と接続し、静電容量検出回路２１における検出端のバッファリング電位を印加するように構成する。すなわち、ダミー引き出し配線は、バッファ回路２４の出力（所定電位）となるように接続されている。

図６は、本発明の実施形態１によるタッチパネルにおけるダミー引き出し配線の効果を示す特性図である。図６では、例えば、各引き出し配線幅を１００μｍ、引き出し配線長を１００ｍｍ、引き出し配線の本数を２０本とした場合、引き出し配線間のスペース（間隙）における引き出し配線間の静電容量について、最外側の引き出し配線と中央引き出し配線と比較を示している。ダミー引き出し配線が形成されていない場合、最外側の引き出し配線における静電容量（図中点線）は、中央引き出し配線における静電容量（図中鎖線）とかなりの差が生じている。これに対して、最外側にダミー引き出し配線を形成した場合、最外側の引き出し配線における静電容量（図中実線）は、中央引き出し配線における静電容量とほとんど差が無いことが分かる。

ＦＰＣによって外部（外部装置）に接続するために設けられた端子１０は、本実施形態に示すように、ＦＰＣの実装やコストの関係からタッチスクリーン１の一辺の一箇所に設けることが望ましい。このように設けた場合、列検出配線用引き出し配線の配線束と行検出配線用引き出し配線の配線束とが近接して形成される。例えば、本実施形態（図１）のように、端子１０を検出用列配線群６の端子１０に近い下辺側（接続用配線４ａ側）に設けた場合、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）と、それに隣接する行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）との距離は、他の列検出配線用引き出し配線間（例えば、Ｌｃ（０）とＬｃ（１））の距離に比べて長くなる。同様に、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）と、それに隣接する列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）との距離は、他の行検出配線用引き出し配線間（例えば、Ｌｒ（ｎ−１）とＬｒ（ｎ−２））の距離に比べて長くなる。

上記のことから、本実施形態では、図１および図４に示すように、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）と行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）との間であって列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）に沿ってダミー引き出し配線８ａを設けている。同様に、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）と列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）との間であって行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）に沿ってダミー引き出し配線９ｂを設けている。

このように、ダミー引き出し配線８ａを設けることによって、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）の両側の配線間隔を他の列検出配線用引き出し配線の間隔と同じにすることができ、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）にて生じる寄生容量と、他の列検出配線用引き出し配線にて生じる寄生容量との偏差を抑えることができる。同様に、ダミー引き出し配線９ｂを設けることによって、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）の両側の配線間隔を他の行検出配線用引き出し配線の間隔と同じにすることができ、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）にて生じる寄生容量と、他の行検出配線用引き出し配線にて生じる寄生容量との偏差を抑えることができる。

なお、ダミー引き出し配線の幅は、寄生容量を揃える対象となる隣接する引き出し配線の幅によって適宜設定すればよい。通常は、引き出し配線と同じ幅に設定することが望ましい。

以上のことから、ダミー引き出し配線８ｂを設けることによって、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）における静電容量が、他の列検出配線用引き出し配線における静電容量より小さくなることを防ぐことができ、列検出配線用引き出し配線や検出用列配線群を含めた列側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、列方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。同様に、ダミー引き出し配線９ａを設けることによって、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（０）における静電容量が、他の行検出配線用引き出し配線における静電容量より小さくなることを防ぐことができ、行検出配線用引き出し配線や検出用行配線群を含めた行側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、行方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。

また、ダミー引き出し配線８ａを設けることによって、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）の両側の配線間隔を他の列検出配線用引き出し配線の間隔と同じにすることができ、列検出配線用引き出し配線や検出用列配線群を含めた列側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、列方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。同様に、ダミー引き出し配線９ｂを設けることによって、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）の両側の配線間隔を他の行検出配線用引き出し配線の間隔と同じにすることができ、行検出配線用引き出し配線や検出用行配線群を含めた行側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、行方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。

〈実施形態２〉
本発明の実施形態２は、実施形態１におけるタッチスクリーン１を液晶表示パネルに貼り付けることによって、タッチパネルと液晶表示パネルとを一体化させた液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）であることを特徴とする。

図７は、本発明の実施形態２による液晶表示装置の検出用列配線２に沿った断面構成図である。図７に示すように、液晶表示パネル４１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、および配向膜のそれぞれが形成されてなるカラーフィルタ基板４４と、ガラス基板上にスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等が形成されてなるＴＦＴアレイ基板４６と、カラーフィルタ基板４４とＴＦＴアレイ基板４６との間に挟持されたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶からなる液晶層４５と、粘着層４７によってＴＦＴアレイ基板４６の裏面側に粘着された偏光板４８とを備えている。さらに、カラーフィルタ基板４４の表面側には、粘着層４３によって偏光板４２が粘着されている。また、液晶表示パネル４１の裏面側には、光源であるバックライト４９が配設されている。

他方で、本実施形態１によるタッチスクリーン１が、粘着層４０によって液晶表示パネル４１の表面側の偏光板４２に粘着されている。

ＴＦＴアレイ基板４６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信号が入力され、それに応じて画素ごとに形成されたＴＦＴによるスイッチング素子を介して液晶層４５に対する印加電圧を制御し、液晶層４５の液晶分子の配列方向を変化させる。バックライト４９からの入射光は、偏光板４８を通過して直線偏光の光となり、液晶層４５を通過することによって表示する画像信号に応じて振動方向が曲げられ、カラーフィルタ基板４４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る。そして、分離された各光は偏光板４２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。偏光板４２を通過した光は、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。

このように、画像信号に応じてバックライト４９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は、実施形態１と同様に、静電容量検出結果の変化に基づいてタッチ座標を算出し、算出したタッチ座標を出力する。

このとき、実施形態１におけるタッチスクリーン１（図１参照）では、検出用列配線群６および検出用行配線群７のそれぞれを複数の検出配線から構成し、検出配線間のスリット状開口部の面積を大きく設定することによって表示光の透過率の低下を抑制しているため、偏光板４２を通過した光のほとんどはタッチスクリーン１を通過して表示光となる。このため、タッチスクリーン１が液晶表示パネル４１の前面側（表面側）に配設されても、表示輝度をほとんど低下させることがない。

なお、本実施形態２では、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶等、ＴＮ液晶以外の液晶を用いても同様の液晶表示装置を構成することが可能である。また、本実施形態２では、表示装置として液晶表示装置を例として説明したが、有機または無機のＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置等の他方式の表示装置であっても、実施形態１におけるタッチパネルを備えた表示装置を構成することが可能である。

以上のことから、タッチスクリーン１と液晶表示パネル４１とを貼り付けて一体化して表示装置を構成しているため、従来では必要であったタッチスクリーンの保持機構をなくすことができ、表示装置全体の厚みを薄くすることが可能となる。また、タッチスクリーン１と液晶表示パネル４１とが一体化して表示装置を構成しているため、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得る表示への悪影響を防止することができる。

〈実施形態３〉
本発明の実施形態３では、実施形態１におけるダミー引き出し配線を設ける替わりに、他の引き出し配線に比べて寄生容量が小さくなる引き出し配線に対して容量形成部を設けることを特徴とする。タッチスクリーン１におけるその他の構成および動作は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図８は、本発明の実施形態３によるタッチスクリーン１の構成を示す平面図であり、図９は、本発明の実施形態３による液晶表示装置の検出用列配線２に沿った断面構成図である。実施形態１にて説明したように、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）は、他の列検出配線用引き出し配線よりも寄生容量が小さい。そこで、本実施形態３では、図８に示すように、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）に対して新たに静電容量を付加するために容量形成部３０ａを設けている。

タッチスクリーン１を液晶表示装置等と組み合わせて表示装置を構成する際、液晶表示装置等で生じたノイズを抑制するために、図９に示すようなタッチスクリーン１の裏面にＩＴＯ等からなる透明シールド電極５２を設けることが考えられる。図９では、タッチスクリーン１の裏面に、例えば粘着層５０によってベースフィルム５３の表面に透明シールド電極５２が形成された透明シールドフィルム５１が粘着された構成を示している。ここで、透明シールド電極５２に対して印加される電位は、例えばグランド電位またはバッファ回路２４の出力電位とする。

列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）に設けられた容量形成部３０ａ（第１の容量形成部）と、タッチスクリーン１の裏面に配置された透明シールド電極５２との間に形成される静電容量が寄生容量として付加される。すなわち、容量形成部３０ａは、複数の引き出し配線からなる配線束の両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対して、シールド電極５２との間で静電容量を発生させるように形成されている。

また、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）に対しても容量形成部３０ｂを設け、容量形成部３０ｂと透明シールド電極５２との間に形成される静電容量が寄生容量として付加される。

同様に、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（０）に対して容量形成部３０ｃ（第２の容量形成部）を設け、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）に対して容量形成部３０ｄが設け、容量形成部３０ｃ、３０ｄと透明シールド電極５２との間に形成される静電容量が寄生容量として付加される。

ただし、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（０）は、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（ｎ−１）と近接して形成されることが考えられ、寄生容量が他の引き出し配線に比べて小さくならないことがある。この場合は、容量形成部３０ｂの有無を選択すればよい。また、容量形成部３０ａ〜３０ｄのサイズは、他の引き出し配線の寄生容量とのバランスによって、付加される寄生容量の大きさに応じて適宜設定すればよい。すなわち、行検出配線用引き出し配線からなる配線束（第１の配線束）と、列検出配線用引き出し配線からなる配線束（第２の配線束）とが並列に設けられる場合において、第１の配線束の最も第２の配線束側の行検出配線用引き出し配線、または、第２の配線束の最も第１の配線束側の列検出配線用引き出し配線のうちの少なくとも一方に対して容量形成部が設けられる。

静電容量検出回路の方式によっては、測定対象の静電容量の接続点までの配線抵抗によって検出感度が低下する場合がある。この場合、検出配線群の配線抵抗の大きさによっては、タッチ位置が引き出し配線側から反対側に離れるに従ってタッチ容量の検出感度が低下傾向を示す。また、引き出し配線抵抗が検出配線群の抵抗に対して無視できない大きさとなると、引き出し配線の抵抗も各検出配線群の検出感度偏差の原因となる。

このように、引き出し配線抵抗が無視できない場合、列検出配線用引き出し配線および行検出配線用引き出し配線のそれぞれにおいて、容量形成部３０ａ〜３０ｄを設けた各引き出し配線の抵抗を揃えるように各引き出し配線幅が選定されることが望ましい。このとき、容量形成部３０ａ〜３０ｄが設けられた引き出し配線の抵抗と、同一の配線束における他の引き出し配線の抵抗との差を抑えるために、容量形成部３０ａ〜３０ｄが設けられた引き出し配線の延在方向の長さなどを選定すればよい。

以上のことから、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）に対して容量形成部３０ａを設けることによって、列検出配線用引き出し配線Ｌｃ（ｍ−１）における静電容量が、他の列検出配線用引き出し配線における静電容量より小さくなることを防ぐことができ、列検出配線用引き出し配線や検出用列配線群を含めた列側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、列方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。同様に、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（０）に対して容量形成部３０ｃを設けることによって、行検出配線用引き出し配線Ｌｒ（０）における静電容量が、他の行検出配線用引き出し配線における静電容量より小さくなることを防ぐことができ、行検出配線用引き出し配線や検出用行配線群を含めた行側の検出対象となる配線の寄生容量の偏差を抑制することができ、行方向検出の静電容量検出感度の偏差の低減が可能となる。

なお、本実施形態では、端子１０をタッチスクリーン１の下辺に設けるようにしたが、他の辺の一辺または複数辺に分割して設ける場合であっても同様に実施することが可能である。

また、本実施形態では、行検出配線用引き出し配線をタッチスクリーン１の左辺側を通るようにして端子１０と接続するように形成したが右辺側であってもよく、左右両辺側（例えば、上半分の引き出し配線を左辺側、下半分の引き出し配線を右辺側）に分割して端子１０と接続するように形成してもよい。

１ タッチスクリーン、２ 検出用列配線、３ 検出用行配線、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ 接続用配線、６ 検出用列配線群、７ 検出用行配線群、８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ ダミー引き出し配線、１０ 端子、１２ ベース基板、１３ 層間絶縁膜、１４ 保護膜、１７ ＦＰＣ、１８ コントローラ基板、１９ 検出処理回路、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、２３ 検出制御回路、２４ バッファ回路、２７ アナログ・マルチプレクサ回路、３０ａ〜３０ｄ 容量形成部、４０ 粘着層、４１ 液晶表示パネル、４２ 偏光板、４３ 粘着層、４４ カラーフィルタ基板、４５ 液晶層、４６ ＴＦＴアレイ基板、４７ 粘着層、４８ 偏光板、４９ バックライト、５０ 粘着層、５１ 透明シールドフィルム、５２ 透明シールド電極、５３ ベースフィルム、Ｌｃ（０）〜Ｌｃ（ｍ−１） 列検出用引き出し配線、Ｌｒ（０）〜Ｌｒ（ｎ−１） 行検出用引き出し配線。

Claims (9)

1. 行列方向に形成された複数の検出配線と、
   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、
   前記複数の検出配線と前記端子とを電気的に接続するように形成された複数の引き出し配線と、
   前記複数の引き出し配線からなる配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線であって、当該引き出し配線のさらに外側端に沿って設けられ一端が前記端子と電気的に接続されたダミー引き出し配線と、
   を有するタッチスクリーンと、
   前記タッチスクリーンにて発生した静電容量を検出する静電容量検出回路と、
   前記検出配線と前記静電容量検出回路との接続を順次に選択し、非選択の前記検出配線を所定電位となるように接続するスイッチ回路と、
   を備え、
   前記ダミー引き出し配線は、前記所定電位となるように接続されることを特徴とする、タッチパネル。
2. 前記複数の引き出し配線は、
   行方向に形成された前記複数の検出配線に対応する複数の行検出配線用引き出し配線と、
   列方向に形成された前記複数の検出配線に対応する複数の列検出配線用引き出し配線と、
   を備え、
   前記ダミー引き出し配線は、
   前記複数の行検出配線用引き出し配線からなる第１の配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対応する第１のダミー引き出し配線と、
   前記複数の列検出配線用引き出し配線からなる第２の配線束の最外両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対応する第２のダミー引き出し配線と、
   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. 前記第１の配線束と、前記第２の配線束とが並列に設けられる場合において、
   前記第１の配線束の最も前記第２の配線束側の前記行検出配線用引き出し配線、または、前記第２の配線束の最も前記第１の配線束側の前記列検出配線用引き出し配線のうちの少なくとも一方のさらに外側端に沿ってダミー引き出し配線が設けられることを特徴とする、請求項２に記載のタッチパネル。
4. 行列方向に形成された複数の検出配線と、
   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、
   前記複数の検出配線と前記端子とを電気的に接続するように形成された複数の引き出し配線と、
   を有するタッチスクリーンと、
   前記タッチスクリーンの裏面に配置されたシールド電極と、
   前記タッチスクリーンにて発生した静電容量を検出する静電容量検出回路と、
   前記検出配線と前記静電容量検出回路との接続を順次に選択し、非選択の前記検出配線を所定電位となるように接続するスイッチ回路と、
   前記複数の引き出し配線からなる配線束の両側の引き出し配線のうちの少なくとも一方の引き出し配線に対して、前記シールド電極との間で静電容量を発生させるように形成された容量形成部と、
   を備える、タッチパネル。
5. 前記複数の引き出し配線は、
   行方向に形成された前記複数の検出配線に対応する複数の行検出配線用引き出し配線と、
   列方向に形成された前記複数の検出配線に対応する複数の列検出配線用引き出し配線と、
   を備え、
   前記容量形成部は、
   前記複数の行検出配線用引き出し配線からなる第１の配線束の最外両側の行検出用引き出し配線のうちの少なくとも一方の行検出用引き出し配線に対して形成された第１の容量形成部と、
   前記複数の列検出配線用引き出し配線からなる第２の配線束の最外両側の列検出用引き出し配線のうちの少なくとも一方の列検出用引き出し配線に対して形成された第２の容量形成部と、
   を備えることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記第１の配線束と、前記第２の配線束とが並列に設けられる場合において、
   前記第１の配線束の最も前記第２の配線束側の前記行検出配線用引き出し配線、または、前記第２の配線束の最も前記第１の配線束側の前記列検出配線用引き出し配線のうちの少なくとも一方に対して前記容量形成部が設けられることを特徴とする、請求項５に記載のタッチパネル。
7. 前記静電容量検出回路の検出端の電位をバッファリングして出力するバッファ回路をさらに備え、
   前記スイッチ回路によって接続される前記所定電位は、前記バッファ回路の出力電位であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のタッチパネル。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のタッチパネルと、
   表示パネルと、
   を備える、表示装置。
9. 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８に記載の表示装置。

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