JP5384598B2 - 静電容量型タッチセンサパネル、及びこれを用いた静電容量型タッチセンサシステム、情報入出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、垂直電極面と水平電極面との間に配置されて複数の垂直電極と複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備えた静電容量型タッチセンサパネル、及びこれを用いた静電容量型タッチセンサシステム、情報入出力装置に関する。

従来の静電容量型タッチセンサパネルにおける垂直電極及び水平電極の構成を説明する。図２６は、従来の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極９１及び水平電極９２の構成を示す図であり、特許文献１のFIG.3に対応する。

特許文献１に示される従来の静電容量型タッチセンサパネルには、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極９１と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極９２とが設けられている。

垂直電極９１は、ダイヤモンド形状をした四角形状部９３・９４を垂直方向に繰り返し接続して形成されており、水平電極９２は、ダイヤモンド形状をした四角形状部９５・９６を水平方向に繰り返し接続して形成されている。

このようなダイヤモンド形状をした垂直電極９１及び水平電極９２を交差配置した静電容量型のタッチセンサパネルを、表示装置の上に重ねて使用する場合は、通常、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明な導電膜によって垂直電極９１及び水平電極９２を構成する。近年はグラフェンの活用も研究されている。

図２６に示すようなダイヤモンド形状をITO等で面の形で形成すると、そのダイヤモンド形状は中心線対称であり中心点対称であるため、ペン等のタッチ面積の小さい物体による容量変化には同様な対称性がある。この容量変化の対称性を用いることにより、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行え、位置検出精度を向上することができる。

図２７は、特許文献２に示される従来の他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極８１及び水平電極８２の構成を示す図である。垂直電極８１及び水平電極８２は、それぞれ一定間隔で並べられ、互いに直交する方向を向いている。そして、垂直電極８１及び水平電極８２で格子状に形成される。垂直電極８１及び水平電極８２そのものは、それぞれ細線によって構成され、この細線によって網目が構成されている。

図２８（ａ）は、特許文献３に示される従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極７１の構成を示す図であり、（ｂ）はその水平電極７２の構成を示す図である。

図２８（ａ）ではダイヤモンドに似た形状が垂直方向に接続された垂直電極７１が整列しており、図２８（ｂ）では同様にダイヤモンドに似た形状が水平方向に接続された水平電極７２が整列している。

図３０（ａ）は特許文献４に示される従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。

静電容量式タッチパネルスイッチは、Ｘ方向に複数の導電Ｘ軸６２が僅かな間隔で並ぶ導電性のＸパターン群６１と、Ｙ方向に複数の導電Ｙ軸６７が僅かな間隔で並ぶ導電性のＹパターン群６６とを備えている。

導電Ｘ軸６２は、Ｙ軸方向に沿って配置されて輪郭が略菱形状の複数の導電Ｘパッド６３と、複数の導電Ｘパッド６３を挟むようにＹ軸方向に沿って配置されて輪郭が略二等辺三角形状の導電Ｘパッド６３ａとを有している。隣接する導電Ｘパッド６３、及び隣接する導電Ｘパッド６３・６３ａは、導電Ｘライン６４により接続されている。

各導電Ｘパッド６３・６３ａは、Ｘ方向に延びる細線とＹ方向に延びる細線とによりメッシュ状に形成されている。各導電Ｘライン６４は、Ｙ方向に延びてＸ方向に所定の間隔で並ぶ３本の直線ライン６５により細長く形成されている。

導電Ｙ軸６７は、Ｘ軸方向に沿って配置されて輪郭が略菱形状の複数の導電Ｙパッド６８と、複数の導電Ｙパッド６８を挟むようにＸ軸方向に沿って配置されて輪郭が略二等辺三角形状の導電Ｙパッド６８ａとを有している。隣接する導電Ｙパッド６８、及び隣接する導電Ｙパッド６８・６８ａは、導電Ｙライン６９により接続されている。

各導電Ｙパッド６８・６８ａは、Ｘ方向に延びる細線とＹ方向に延びる細線とによりメッシュ状に形成されている。各導電Ｙライン６９は、Ｘ方向に延びてＹ方向に所定の間隔で並ぶ３本の直線ライン６０により細長く形成されている。

このように構成されたＸパターン群６１とＹパターン群６６とを平面視で直交させる場合に、導電Ｘ軸６２の導電Ｘライン６４と導電Ｙ軸６７の導電Ｙライン６９とを積層して、導電Ｘパッド６３及び導電Ｙパッド６８と略同様の光透過性を有する光透過領域を形成するようにしている。

米国特許第4,639,720号明細書（1987年1月27日） 特開2011-113149公報（2011年6月9日公開） 特開2010-39537号公報（2010年2月18日公開） 特開2011-175412号公報（2011年9月8日公開）

しかしながら、図２６に示す構成では、３０インチ以上の大きな静電容量型のタッチセンサパネルを実現しようとする場合に、ITOやグラフェンでは抵抗値が大きすぎる。このため、抵抗値の低い金属(AgやCu)の細い配線を用いてダイヤモンド形状を作成する方法がとられる（特許文献２（図２７）・特許文献３（図２８））。

図２７に示す構成では、格子の存在しない十字状の開口９７が周期的に存在するため、開口９７が視認され、モアレが発生するという課題が生じる。また、タッチによる開口９７の容量変化の仕方が他の部分と異なることに起因する位置検出精度劣化という課題が発生する。

図２９は、垂直電極７１と水平電極７２とにより形成された一様な格子７３を示す図である。図２８に示す構成では、図２７に示すような開口は発生しないが、垂直電極７１及び水平電極７２とも中心線対称でも無く、中心点対象でも無く、垂直電極７１及び水平電極７２を重ね合わせると、図２９に示すように、格子７３の左辺側及び下辺側にジグザグ形状７８・７９が形成され、水平電極７２（あるいは垂直電極７１）を駆動するアドレスラインと、垂直電極７１（あるいは水平電極７２）から信号を読み出すためのアドレスラインとをそのまま容易に格子７３に接合することが困難であるという課題が生じる。

図３０に示す構成では、導電Ｘライン６４はＹ軸に平行であり、導電Ｙライン６９はＸ軸に平行になるため、導電Ｘライン６４と導電Ｙライン６９とを積層して形成される光透過領域は、Ｙ軸に平行な直線とＸ軸に平行な直線とから形成されることになる。このため、液晶ディスプレイ等と重ねた時に、モアレが発生するという問題が生じる。

本願発明の目的は、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる静電容量型タッチセンサパネル、及びこれを用いた静電容量型タッチセンサシステム、情報入出力装置を提供することにある。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルは、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置されて前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備え、前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成し、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状を形成する線分は、斜め方向に沿って形成されていることを特徴とする。

この特徴により、細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極とを、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置し、隙間無く一様な格子を形成する。このため、絶縁膜を挟んで垂直電極と水平電極との電極分布を作成することにより、視覚的に隙間の無い一様な格子が形成され、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

そして、第一の基本形状及び第二の基本形状を形成する線分が、ディスプレイのブラックマトリックスに対して傾斜することになるので、モアレが発生しにくくなる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記格子は、輪郭が長方形状に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、複数の垂直電極と複数の水平電極とは、垂直電極面に垂直な方向から見て、輪郭が長方形状の格子を形成する。従って、隙間無く一様な格子の長方形状の輪郭の辺の箇所に、水平電極または垂直電極を駆動するアドレスラインと、垂直電極または水平電極から信号を読み出すためのアドレスラインとをそのまま容易に接合することができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線に対して線対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、点対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線及び水平方向に延びる水平中心線のそれぞれに対して線対称であることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が対称形状となるので、ペンを用いたタッチ入力による静電容量分布変化に基づく座標読み取り精度を向上させることができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルでは、前記第一の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されており、前記第二の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されていることが好ましい。

上記構成により、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状が少なくとも２箇所の細線部分により接続されるので、製造工程において一方の細線部分が切れても、他方の細線部分が残るので、断線を回避することができる。

本発明に係る静電容量型タッチセンサシステムは、本発明に係るタッチセンサパネルを備えたことを特徴とする。

本発明に係る情報入出力装置は、本発明に係るタッチセンサシステムを備えたことを特徴とする。

本発明に係る静電容量型タッチセンサパネルは、複数の垂直電極と複数の水平電極とが、垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成する。そして、前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状を形成する線分は、斜め方向に沿って形成されている。この結果、表示装置に重ねた際にモアレ等の発生を防ぐことができる。

実施の形態１に係るタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。 上記タッチセンサシステムに設けられたタッチパネルの構成を説明するための断面図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記変形例の垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記変形例の水平電極の構成を示す図である。 上記変形例の垂直電極と上記変形例の水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 （ａ）は上記変形例の垂直電極の第１の基本形状に透明電極材料を埋め込んだ構成を示す図であり、（ｂ）は上記透明電極材料を埋め込んだ変形例の垂直電極を示す図である。 （ａ）は上記変形例の水平電極の第２の基本形状に透明電極材料を埋め込んだ構成を示す図であり、（ｂ）は上記透明電極材料を埋め込んだ変形例の水平電極を示す図である。 （ａ）は上記変形例の垂直電極にアドレスラインを接続した構成を示す図であり、（ｂ）は上記変形例の水平電極にアドレスラインを接続した構成を示す図であり、（ｃ）はアドレスラインを接続した垂直電極及び水平電極により構成される格子を示す図である。 （ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 （ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記他の垂直電極の構成を示す図である。 （ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図であり、（ｂ）は上記他の水平電極の構成を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図である。 （ａ）は上記タッチパネルに設けられた他の変形例の垂直電極を構成する第一の基本形状を示す図であり、（ｂ）は他の変形例の水平電極を構成する第二の基本形状を示す図である。 実施の形態６に係る電子黒板の外観を示す図である。 従来の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極及び水平電極の構成を示す図である。 従来の他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極及び水平電極の構成を示す図である。 （ａ）は従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。 上記垂直電極と上記水平電極により形成された一様な格子を示す図である。 （ａ）は従来のさらに他の静電容量型タッチセンサパネルの垂直電極の構成を示す図であり、（ｂ）はその水平電極の構成を示す図である。

本発明の静電容量型タッチセンサパネル２に関する実施の一形態について図１〜図２３に基づいて説明すれば以下のとおりである。

（実施の形態１）
まず、静電容量型タッチセンサパネル２を備えたタッチセンサシステム１の全体構成を説明し、その後、タッチセンサパネル２の構成を説明する。

（タッチセンサシステム１の全体構成）
図１は、実施の形態１に係るタッチセンサシステム１の構成を示すブロック図である。タッチセンサシステム１は、タッチパネル２と静電容量値分布検出回路２２とを備えている。タッチパネル２には、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数の水平電極７（図２・図４）と、垂直方向に沿って互いに平行に配置された垂直電極６（図２・図３）と、水平電極７と垂直電極６との交点にそれぞれ形成される静電容量とを備えている。

複数の水平電極７はアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭにそれぞれ接続され、複数の垂直電極６はアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭにそれぞれ接続されている。

静電容量値分布検出回路２２は、ドライバ１６を備えている。ドライバ１６は、符号系列に基づいてアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭを介して複数の水平電極７に電圧を印加して各静電容量を駆動する。静電容量値分布検出回路２２には、センスアンプ１７が設けられている。センスアンプ１７は、ドライバ１６により駆動された各静電容量に対応する電荷の線形和を、複数の垂直電極６及びアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器１９に供給する。ＡＤ変換器１９は、アドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを通して読み出した各静電容量に対応する電荷の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部２０に供給する。

なお、本発明の実施の形態では、水平電極に電圧を印加して駆動し、垂直電極から電圧信号を読み出す例を示すが、本発明はこれに限定されない。垂直電極に電圧を印加して駆動し、水平電極から電圧信号を読み出すように構成してもよい。

容量分布計算部２０は、ＡＤ変換器１９から供給された各静電容量に対応する電荷の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル２上の静電容量分布を計算してタッチ認識部２１に供給する。タッチ認識部２１は、容量分布計算部２０から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル２上のタッチされた位置を認識する。

静電容量値分布検出回路２２は、タイミングジェネレータ１８を有している。タイミングジェネレータ１８は、ドライバ１６の動作を規定する信号と、センスアンプ１７の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１９の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ１６、センスアンプ１７、及びＡＤ変換器１９に供給する。

（タッチセンサパネル２の構成）
図２は、タッチセンサシステム１に設けられたタッチパネル２の構成を説明するための断面図である。タッチパネル２は、基板３（絶縁体）と、基板３の一方の面４（垂直電極面）に形成された複数の垂直電極６と、基板３の他方の面５（水平電極面）に形成された複数の水平電極７とを備えている。

基板３は、絶縁性を有する誘電体基板である。そして、基板３は、複数の垂直電極６と複数の水平電極７との間に配置されて、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とを絶縁する。基板３の垂直電極６側には、透明接着剤１３が垂直電極６を覆うように形成されている。透明接着剤１３の上には、カバーフィルム１５が接着されている。基板３の水平電極７側には、透明接着剤１４が水平電極７を覆うように形成されている。透明接着剤１４には、ディスプレイ１２が接着されている。

（垂直電極６の構成）
図３（ａ）はタッチパネル２に設けられた垂直電極６を構成する第一の基本形状８を示す図であり、（ｂ）は垂直電極６の構成を示す図である。

垂直電極６は、図２を参照して前述したように、基板３の一方の面４に形成されており、図３（ａ）に示す細線で形成された第一の基本形状８を、図３（ｂ）に示すように垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８は、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。そして、基本形状８は、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６は、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の一方の面４上（図２）に配置されている。

このように、傾斜した細線によって基本形状８を構成すると、タッチパネル２を重ねた液晶ディスプレイ１２に形成された画素を細線が遮蔽してしまうことがないので、モアレの発生を防止することができる。

（水平電極７の構成）
図４（ａ）はタッチパネル２に設けられた水平電極７を構成する第二の基本形状９を示す図であり、（ｂ）は水平電極７の構成を示す図である。

水平電極７は、図２を参照して前述したように、基板３の他方の面５に形成されており、図４（ａ）に示す細線で形成された第二の基本形状９を、図４（ｂ）に示すように水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９は、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。そして、基本形状９は、基本形状８と同様に、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７は、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の他方の面５上（図２）に配置されている。

垂直電極６及び水平電極７は、例えば、金属薄膜のエッチングにより形成されるか、あるいは、導電性のナノ粒子を含むインクによって印刷形成される。導電性のナノ粒子は、銀、金、白金、パラジウム、銅、カーボン、またはそれらの混合物を含む。

（格子の構成）
図５は、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とにより形成された一様な格子１０を示す図である。複数の垂直電極６と複数の水平電極７とは、基板３（図２）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とは、隙間無く一様に配置された格子１０を形成する。格子１０の輪郭は、長方形状に形成されている。

垂直電極６を構成する基本図形８及び水平電極７を構成する基本図形９は、線対称に形成されており、複数の垂直電極６と複数の水平電極７とにより構成される格子１０は、開口が生じることなく、隙間無く形成されている。このため、図２５に示す従来の構成のように、格子の存在しない十字状の開口９７が生じ、当該開口９７が視認されて視認性が低下するという問題が解消する。また、図２５に示す従来の構成では、生じた開口９７の周辺では容量変化の態様が開口から離れた場所での容量変化の態様と異なってくるという問題が生じるが、図５に示す実施の形態１の構成では、開口が生じないため、容量変化の態様が基板３全体で一様になるという効果を奏する。

また、図２８に示す構成では、垂直電極７１は、基本図形７４を垂直方向に繰り返して形成した後、基本図形７４とは異なる基本図形７５を接合して垂直電極７１を構成する。そして、水平電極７２は、基本図形７６を水平方向に繰り返して形成した後、基本図形７６とは異なる基本図形７７を接合して水平電極７２を構成する。このため、垂直電極７１と水平電極７２とを重ね合わせて格子７３を形成すると、図２９に示すように、格子７３の下辺において基本図形７５によるジグザグ形状７８が現れ、格子７３の左辺において基本図形７７によるジグザグ形状７９が現れる。このようなジグザグ形状７８・７９が現れると、水平電極７２を駆動するアドレスラインを、ジグザグ形状７９を構成する水平電極７２にそのまま容易に接合することが困難であり、垂直電極７１を駆動するアドレスラインを、ジグザグ形状７８を構成する垂直電極７１にそのまま容易に接合することが困難であるという問題が生じる。

これに対して図５に示す実施の形態１の構成によれば、格子１０は、その輪郭が長方形状に形成されて、ジグザグ形状が現れない。このため、水平電極７を駆動するアドレスラインをそのまま容易に水平電極７に接合することができ、垂直電極６から信号を読み出すためのアドレスラインをそのまま容易に垂直電極６に接合することができる。

さらに、図３０（ａ）に示す構成では、導電Ｘ軸６２は、導電Ｘパッド６３と導電Ｘライン６４とを組み合わせた基本形状を垂直方向に繰り返して形成した後、この導電Ｘパッド６３と導電Ｘライン６４とを組み合わせた基本形状とは異なる基本形状である導電Ｘパッド６３ａを接合して導電Ｘ軸６２を構成している。従って、図３０（ａ）に示す導電Ｘ軸６２は、基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成されていないから、図３に示す実施の形態１の垂直電極６とは構成が異なる。

そして、図３０（ｂ）に示す導電Ｙ軸６７は、導電Ｙパッド６８と導電Ｙライン６９とを組み合わせた基本形状を水平方向に繰り返して形成した後、この導電Ｙパッド６８と導電Ｙライン６９とを組み合わせた基本形状とは異なる基本形状である導電Ｙパッド６８ａを接合して導電Ｙ軸６７を構成している。従って、図３０（ｂ）に示す導電Ｙ軸６７は、基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成されていないから、図４に示す実施の形態１の水平電極７とは構成が異なる。

このように、本願発明の実施の形態では、基本形状を垂直方向または水平方向に繰り返し接続して形成するので、垂直電極、水平電極の設計が容易になり、電極の自動生成や自動修正等が可能になる。また、タッチパネル製造に用いるフォトマスク及びタッチパネル製品の検査を、繰り返し画像処理により行えるため、タッチパネルの製造も容易に行うことができる。

また、図３０に示す導電Ｘパッド６３及び導電Ｙパッド６８を、Ｙ軸及びＸ軸に平行でない斜め方向に延びる細線により構成すると、導電Ｘライン６４はＹ軸に平行である必要があり、導電Ｙライン６９はＸ軸に平行である必要があるため、一様な格子を構成することができないという問題が生じる。

実施の形態１に係るタッチパネル２を製造する際、図２に示すように垂直電極６と水平電極７とを同一シート（基板３）の両面に形成する構成と、垂直電極６を形成したシートと水平電極７を形成したシートとを張り合わせる構成とが考えられる。いずれの場合も、位置合わせ精度や張り合わせ精度により、垂直電極６と水平電極７との位置関係が実施の形態１で開示した位置関係から微妙にずれることはありうる。そこで、要求されるタッチ位置検出精度に応じて、タッチパネル製造工程における位置合わせ精度、張り合わせ精度を決める必要がある。

（変形例）
図６（ａ）はタッチパネル２に設けられた変形例の垂直電極６ａを構成する第一の基本形状８ａを示す図であり、図６（ｂ）は上記変形例の垂直電極６ａの構成を示す図である。基本形状８ａは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ１において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、基本形状８ａは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図７（ａ）はタッチパネル２に設けられた変形例の水平電極７ａを構成する第二の基本形状９ａを示す図であり、図７（ｂ）は上記変形例の水平電極７ａの構成を示す図である。基本形状９ａは、左側の細線の配線経路と中央の細線の配線経路とが、接続点Ｑ２において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、中央の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ３において、細線１本分に絞られて接続されている。また、基本形状９ａは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図８は、変形例の垂直電極６ａと変形例の水平電極７ａとにより形成された一様な格子１０ａを示す図である。図５に示す格子１０と同様に、複数の垂直電極６ａと複数の水平電極７ａとは、基板３（図２）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６ａと複数の水平電極７ａとは、隙間無く一様に配置された格子１０ａを形成する。格子１０ａの輪郭は、長方形状に形成されている。

図６〜図８に示す垂直電極６ａ、水平電極７ａ及び格子１０ａの構成は、図３〜図５に示す垂直電極６、水平電極７及び格子１０の構成と同様の効果を奏する。

図９（ａ）は上記変形例の垂直電極６ａの第一の基本形状８ａに透明電極材料２３を埋め込んだ構成を示す図であり、（ｂ）は透明電極材料２３を埋め込んだ変形例の垂直電極６ａを示す図である。図１０（ａ）は変形例の水平電極７ａの第二の基本形状９ａに透明電極材料２３を埋め込んだ構成を示す図であり、（ｂ）は透明電極材料２３を埋め込んだ変形例の水平電極７ａを示す図である。

図９に示すように、第一の基本形状８ａからなる垂直電極６ａの外郭に沿って透明電極材料２３を埋め込むことにより、垂直電極６ａの抵抗値をさらに下げることができる。そして、図１０に示すように、第二の基本形状９ａからなる水平電極７ａの外郭にほぼ沿って透明電極材料２３を埋め込むことにより、水平電極７ａの抵抗値をさらに下げることができる。透明電極材料２３は、例えば、ＩＴＯ膜、または、グラフェンにより構成することができる。

これにより、細線の線幅をさらに細かくすることができ、視認性を下げることができる。細線の線幅が、例えば、０．５ｍｍ以上に広いと、タッチパネル設けた表示装置の画面に視聴者が近づくと、細線が視認される。

図１１（ａ）は変形例の垂直電極６ａにアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭを接続した構成を示す図であり、（ｂ）は変形例の水平電極７ａにアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭを接続した構成を示す図であり、（ｃ）はアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭ、ＨＬ１〜ＨＬＭを接続した垂直電極６ａ及び水平電極７ａにより構成される格子１０ａを示す図である。

垂直電極６ａ及び水平電極７ａにより構成される格子１０ａは、格子１０と同様に、その輪郭が長方形状に形成されて、ジグザグ形状が現れない。このため、水平電極７ａを駆動するアドレスラインＨＬ１〜ＨＬＭをそのまま容易に水平電極７ａに接合することができ、垂直電極６ａから信号を読み出すためのアドレスラインＶＬ１〜ＶＬＭをそのまま容易に垂直電極６ａに接合することができる。

（実施の形態２）
（垂直電極６ｂの構成）
図１２（ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｂを構成する第一の基本形状８ｂを示す図であり、図１２（ｂ）は垂直電極６ｂの構成を示す図である。垂直電極６ｂは、図２を参照して前述したように、基板３の一方の面４に形成されており、細線で形成された第一の基本形状８ｂを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｂは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。そして、基本形状８ｂは、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６ｂは、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の一方の面４上（図２）に配置されている。

（水平電極７ｂの構成）
図１３（ａ）は実施の形態２に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｂを構成する第二の基本形状９ｂを示す図であり、（ｂ）は水平電極７ｂの構成を示す図である。水平電極７ｂは、図２を参照して前述したように。基板３の他方の面５に形成されており、図１３（ａ）に示す細線で形成された第二の基本形状９ｂを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｂは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。そして、基本形状９ｂは、基本形状８ｂと同様に、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７ｂは、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の他方の面５上（図２）に配置されている。

（実施の形態３）
（垂直電極６ｃの構成）
図１４（ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｃを構成する第一の基本形状８ｃを示す図であり、図１４（ｂ）は垂直電極６ｃの構成を示す図である。垂直電極６ｃは、図２に示す基板３の一方の面４に形成されており、細線で形成された第一の基本形状８ｃを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｃは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されているとともに、水平中心線Ｃ２に対しても線対称に形成されている。そして、基本形状８ｃは、斜め４５度傾斜した細線及び斜めマイナス４５度傾斜した細線のみによって構成されている。垂直電極６ｃは、水平方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の一方の面４上（図２）に配置されている。

（水平電極７ｃの構成）
図１５（ａ）は実施の形態３に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｃを構成する第二の基本形状９ｃを示す図であり、図１５（ｂ）は水平電極７ｃの構成を示す図である。水平電極７ｃは、図２に示す基板３の他方の面５に形成されており、細線で形成された第二の基本形状９ｃを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｃは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されているとともに、水平中心線Ｃ２に対しても線対称に形成されている。そして、基本形状９ｃは、斜め４５度に傾斜した細線及び斜めマイナス４５度に傾斜した細線のみによって構成されている。水平電極７ｃは、垂直方向に所定の間隔を空けて、例えば約７ｍｍピッチで、基板３の他方の面５上（図２）に配置されている。

（垂直電極、水平電極を対称に構成する効果）
図２８に示す従来の構成では、垂直電極７１及び水平電極７２とも中心線対称でも無く、中心点対象でも無い。このため、図２８に示す電極分布を持つ静電容量型タッチセンサでは、タッチ面積の小さい物体による容量変化に位置による対称性が無い。従って、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行えず、位置検出精度を向上するアルゴリズムが複雑になるという課題が生ずる。これは、演算量、回路規模、メモリ量の増大を招き、消費電力やコストの増大につながる。

これに対して、垂直電極または水平電極を線対称または点対称に構成すると、ペン等のタッチ面積の小さい物体による容量変化に同様な対称性が現れる。この容量変化の対称性を用いることにより、タッチ位置検出の際に対称な位置補正が行え、位置検出精度を向上することができる。

このように、位置検出精度の課題を解消するために、本発明の実施の形態では、細い配線を用いた対称性のあるダイヤモンド形状の構成を利用する。これにより、30インチ以上の大きな静電容量型タッチセンサにおいて、ペン等のタッチ面積の小さい物体による位置検出を高精度で行うことが可能になる。

（実施の形態４）
（垂直電極６ｄの構成）
図１６（ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｄを構成する第一の基本形状８ｄを示す図であり、（ｂ）は垂直電極６ｄの構成を示す図である。垂直電極６ｄは、図６に示した垂直電極６ａの格子ピッチを（７／５）倍に変更したものである。基本形状８ｄは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ４において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、基本形状８ｄは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

図１７（ａ）は実施の形態４に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｄを構成する第二の基本形状９ｄを示す図であり、（ｂ）は水平電極７ｄの構成を示す図である。水平電極７ｄは、図７に示した水平電極７ａの格子ピッチを（７／５）倍に変更したものである。水平電極７ｄは、左側の細線の配線経路と中央の細線の配線経路とが、接続点Ｑ５において、細線１本分に絞られて接続されている。そして、中央の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、接続点Ｑ６において、細線１本分に絞られて接続されている。また、基本形状９ｄは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称である。

（実施の形態５）
（垂直電極６ｅの構成）
図１８（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた垂直電極６ｅを構成する第一の基本形状８ｅを示す図であり、（ｂ）は垂直電極６ｅの構成を示す図である。垂直電極６ｅは、細線で形成された第一の基本形状８ｅを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｅは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状８ｅは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。

（水平電極７ｅの構成）
図１９（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた水平電極７ｅを構成する第二の基本形状９ｅを示す図であり、（ｂ）は水平電極７ｅの構成を示す図である。水平電極７ｅは、細線で形成された第二の基本形状９ｅを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｅは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状９ｅは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。

（格子１０ｅの構成）
図２０は、垂直電極６ｅと水平電極７ｅにより形成された一様な格子１０ｅを示す図である。複数の垂直電極６ｅと複数の水平電極７ｅとは、基板３（図２）に垂直な方向から見ると、互いに重なる線分を持たないように配置されている。そして、複数の垂直電極６ｅと複数の水平電極７ｅとは、隙間無く一様に配置された格子１０ｅを形成する。格子１０ｅの輪郭は、長方形状に形成されている。

（垂直電極６ｆの構成）
図２１（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の垂直電極６ｆを構成する第一の基本形状８ｆを示す図であり、（ｂ）は上記他の垂直電極６ｆの構成を示す図である。垂直電極６ｆは、細線で形成された第一の基本形状８ｆを、垂直方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状８ｆは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状８ｆは、基本形状８ｅと同様、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。

（水平電極７ｆの構成）
図２２（ａ）は実施の形態５に係るタッチパネルに設けられた他の水平電極７ｆを構成する第二の基本形状９ｆを示す図であり、（ｂ）は上記他の水平電極７ｆの構成を示す図である。水平電極７ｆは、細線で形成された第二の基本形状９ｆを、水平方向に繰り返し接続して形成されている。基本形状９ｆは、垂直中心線Ｃ１に対して線対称に形成されている。

そして、基本形状９ｆは、基本形状９ｅと同様、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。

図２８に示す構成に内在するもう一点の問題点として、図２８（ａ）の垂直電極７１、及び図２８（ｂ）の水平電極７２とも、配線経路が細線一本分に絞られて接続される部分を持つことが挙げられる。タッチセンサパネルの製造工程において、この細線一本分に絞られている部分が断線すると、電極全体に通電できなくなるため、断線の可能性のある製造工程を用いる場合は、タッチセンサパネルの歩留まりを低下させるという課題が生じる。

これに対して本発明の実施形態では、基本形状８ｅ・８ｆ、基本形状９ｅ・９ｆは、配線経路が細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により接続されている。このため、製造工程において１本の細線が切れても、残りの細線により接続が維持され、垂直電極６ｅ・６ｆ、水平電極７ｅ・７ｆの断線を防止することができるという効果を奏する。

（変形例の第一の基本形状８ｇ・第二の基本形状９ｇの構成）
図２３（ａ）は変形例の第一の基本形状８ｇを示す図であり、（ｂ）は変形例の第二の基本形状９ｇを示す図である。

基本形状８ｇは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。そして、基本形状８ｇは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。

基本形状９ｇは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。そして、基本形状９ｇは、中心点Ｐに対して点対称に形成されている。

（他の変形例の第一の基本形状８ｈ・第二の基本形状９ｈの構成）
図２４（ａ）は他の変形例の第一の基本形状８ｈを示す図であり、図２４（ｂ）は他の変形例の第二の基本形状９ｈを示す図である。

基本形状８ｈは、上側の細線の配線経路と下側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されている。そして、基本形状８ｈは、垂直中心線Ｃ１及び水平中心線Ｃ２に対して線対称に形成されている。

基本形状９ｈは、左側の細線の配線経路と右側の細線の配線経路とが、細線１本分に絞られて接続されている箇所を有さず、常に、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている。そして、基本形状９ｈは、垂直中心線Ｃ１及び水平中心線Ｃ２に対して線対称に形成されている。

（実施の形態６）
（電子黒板５０の構成）
図２５は、実施の形態６に係る電子黒板５０（情報入出力装置）の外観を示す図である。電子黒板５０は、本発明の実施の形態に係るタッチセンサシステム１を備えており、タッチセンサシステム１は、本発明の実施の形態に係るタッチパネル２を有している。タッチパネル２は、例えば約８０インチのサイズを有している。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、垂直方向に所定の間隔を空けて垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、垂直電極面と水平電極面との間に配置されて複数の垂直電極と複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備えた静電容量型タッチセンサパネル、及びこれを用いた静電容量型タッチセンサシステム、情報入出力装置に利用することができる。

１ タッチセンサシステム（静電容量型タッチセンサシステム）
２ タッチパネル（静電容量型タッチセンサパネル）
３ 基板（絶縁体）
４ 面（垂直電極面）
５ 面（水平電極面）
６ 垂直電極
７ 水平電極
８ 基本形状（第一の基本形状）
９ 基本形状（第二の基本形状）
１０ 格子
１２ ディスプレイ
１３、１４ 透明接着剤
１５ カバーフィルム
１６ ドライバ
１７ センスアンプ
１８ タイミングジェネレータ
１９ ＡＤ変換器
２０ 容量分布計算部
２１ タッチ認識部
２２ 静電容量値分布検出回路
５０ 電子黒板（情報入出力装置）
Ｃ１ 垂直中心線
Ｃ２ 水平中心線
Ｐ 中心点

Claims (8)

1. 細線で形成された第一の基本形状を垂直方向に繰り返し接続して形成され、水平方向に所定の間隔を空けて垂直電極面上に配置された複数の垂直電極と、
   細線で形成された第二の基本形状を水平方向に繰り返し接続して形成され、垂直方向に所定の間隔を空けて前記垂直電極面に平行な水平電極面上に配置された複数の水平電極と、
   前記垂直電極面と前記水平電極面との間に配置されて前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とを絶縁する絶縁体とを備え、
   前記複数の垂直電極と前記複数の水平電極とは、前記垂直電極面に垂直な方向から見て、互いに重なる線分を持たないように配置され、隙間無く一様な格子を形成し、
   前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状を形成する線分は、斜め方向に沿って形成されていることを特徴とする静電容量型タッチセンサパネル。
2. 前記格子は、輪郭が長方形状に形成されている請求項１に記載の静電容量型タッチセンサパネル。
3. 前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線に対して線対称である請求項１または２に記載の静電容量型タッチセンサパネル。
4. 前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、点対称である請求項１ないし３のいずれかに記載の静電容量型タッチセンサパネル。
5. 前記第一の基本形状及び前記第二の基本形状は、垂直方向に延びる垂直中心線及び水平方向に延びる水平中心線のそれぞれに対して線対称である請求項１ないし３のいずれかに記載の静電容量型タッチセンサパネル。
6. 前記第一の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により垂直方向に接続されており、
   前記第二の基本形状は、少なくとも２箇所の細線部分により水平方向に接続されている請求項１ないし３のいずれかに記載の静電容量型タッチセンサパネル。
7. 請求項１〜６の何れかに記載のタッチセンサパネルを備えた静電容量型タッチセンサシステム。
8. 請求項７に記載のタッチセンサシステムを備えた情報入出力装置。

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