JP6038368B2

JP6038368B2 - タッチパネルおよび表示装置

Info

Publication number: JP6038368B2
Application number: JP2016044264A
Authority: JP
Inventors: 成一郎森; 上里　将史; 将史上里
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: JP2016129065A

Description

本発明は、タッチパネルおよび表示装置に関し、特に、投影型静電容量方式のタッチパネルと、それを備えた表示装置に関する。

人の手指などによるタッチをタッチスクリーンで検出して、タッチした位置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フェースである。

静電容量方式の１つである投影型静電容量方式は、人の手指が持つ静電容量がタッチスクリーン内に設けられたタッチセンサに与える僅かな変化を検出回路で検知し、検出結果によりタッチスクリーン内の位置座標を算出するもので、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さ数ｍｍ程度のガラス板等の保護板で覆った場合でもタッチ検出が可能である。

保護板を前面に配置できるため堅牢性に優れる点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、可動部が存在しないため長寿命である点などの利点を有している。

投影型静電容量方式タッチパネルの保護板は、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹脂基板やガラス基板等で構成されている。そして、手指等の指示体で位置情報を入力するタッチ面の外形サイズを、静電容量を検出するセンサ面より大きくして、センサ面をオーバハングして覆う構造とした場合には、意匠性に優れた製品を提供できるだけでなく、表示装置の筐体と組み合わせた際のシーリングにも優れている。

このため、抵抗膜方式など従来のタッチパネルでは使用できなかった、雨、海水、飲み物、薬品などが付着するような場所でも使うことが可能であり、手袋装着時などでも高感度な検出が可能な一方で、水分が付着しても誤検出せずに安定に動作するタッチパネルが求められている。

防水仕様の装置に最適なタッチパネルとしては、例えば特許文献１において、移動体通信端末等に適用可能な防水性を重視した構成が開示されている。

特開２００９−２７６８２１号公報

特許文献１に開示されるタッチパネルは、保護パネルで筐体の開口部を覆って防水仕様としているが、保護パネルと筐体内の表示装置の検出部との間に所定の間隔を設け、保護パネルのタッチ面に手指等が触れて保護パネルが撓み、上記所定の間隔が変わることで静電容量が変化する位置を検出することで、タッチした位置を特定する構成となっている。

このように、特許文献１に開示されるタッチパネルは、保護パネルが撓むことを前提として構成となっており、堅牢性という点では問題がある。

また、静電容量方式の１つである表面型静電容量結合方式タッチパネルは、従来から使用されてきたタッチパネルであり、センサ電極がインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）等の透明配線材料でガラス基板表面に形成された構成を採っている。

このため、センサ面に水分が付着しても、付着した水分が指等を介してアースされなければ、タッチとして検出されず、誤検出しないという特徴を持っている。これはタッチパネルのセンサ電極がガラス表面全体に成膜され、表示面全体で１つのセンサとなっているため、水等の比誘電率が非常に高い（比誘電率８０程度）物質がセンサ面に付着しても、水を介して結合する電位が同電位となる。従って、検出回路側から見て水付着による容量変化が手指等による入力時の容量変化に対して非常に小さく、結果として入力として検出されることはないためである。

しかしタッチパネル基板の周囲に、センサ面に電界を均一に印加するための配線を銀配線等で形成した構成を採るので、投影型静電容量方式と比較すると、堅牢性や意匠性においては劣る面があることと、また、原理上、同時多点検出や手袋越しの検出ができないため、使用用途が限定されるといった問題がある。

一方、投影型静電容量方式タッチパネルは、パネル面内に複数配置されたセンサ電極を有した構成を採り、複数のセンサ電極の容量をセンサ電極単位で計測する自己容量方式や、一方のセンサ電極から交流信号を入力し他方のセンサ電極から容量を検出する相互容量方式等、多様な容量検出手段が開発され、同時多点検出や手袋越しの検出が可能であるという特徴を持っている。

ただし、一般的に保護パネル越しに指示体の静電容量を検出できるような高感度の検出回路を有しているため、計測するセンサ電極とその周囲の配線間で電位差が発生する検出方式のタッチパネルにおいては、水等の比誘電率が非常に高い（比誘電率８０程度）物質がセンサ領域に付着した場合に発生する容量変化と、手指等の指示体がタッチした場合の容量変化との区別が付かず、水滴等が付着した場合でもタッチとして認識されるという誤検出の問題がある。

このようなタッチパネルの誤検出を抑制するためには、センサ面内の水分の付着における容量変化が最小となるように、センサ面内が同電位となるような容量検出手段を用いることが望ましい。しかしながら、水滴等がセンサ領域とセンサが形成されていない周辺領域と跨って付着した場合には、画像表示モジュールの額縁フレームや装置筐体と結合した静電容量が、保護パネルと水滴を介してタッチパネルのセンサ上の静電容量として見えるため、容量検出手段を工夫しても手指等の指示体による容量変化との区別が付かず、タッチパネルの誤検出となるという問題があった。

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、堅牢性を有するとともに、水滴等が付着した場合でも誤検出を抑制し、防水仕様に適したタッチパネルと、それを有した表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係るタッチパネルの態様は、複数の静電容量検出用配線が配設されるタッチスクリーン基板と、前記タッチスクリーン基板と重ねて配置され、その一方主面に指示体が接触する透明基板と、前記指示体が前記透明基板に接触した場合の、前記指示体と前記複数の静電容量検出用配線との間の静電容量の変化を検出し、前記透明基板上での前記指示体の接触位置を検出する静電容量検出回路とを備え、前記透明基板は、前記タッチスクリーン基板のセンサ有効領域と重ならない領域に付加電極を有し、前記静電容量検出回路は、前記複数の静電容量検出用配線で検出した検出信号が入力され、前記検出信号をバッファ回路を介して前記付加電極に与える。

本発明に係るタッチパネルによれば、透明基板のタッチスクリーン基板のセンサ有効領域と重ならない領域に付加電極を有し、静電容量検出回路は、検出信号をバッファ回路を介して付加電極に与えるので、水分の付着がセンサ有効領域と、その周辺領域に跨って付着した場合に、静電容量検出回路は、タッチパネル上の静電容量変化を検出することがなく、誤検出を抑制することができ、防水仕様に適したタッチパネルを提供できる。指示体は透明基板に接触するので、堅牢性を高めたタッチパネルを提供できる。

本発明に係る実施の形態のタッチパネルを備えた表示装置の全体構成を示す図である。本発明に係る実施の形態のタッチパネルを備えた表示装置の断面図である。本発明に係る実施の形態のタッチパネルを備えた表示装置の構成を模式的に示す図である。本発明に係る実施の形態のタッチパネルを備えた表示装置の部分断面図である。本発明に係る実施の形態のタッチパネルにおける指示体の位置座標を特定する方法を説明する図である。本発明を適用しないタッチパネルを備えた表示装置の部分断面図である。本発明を適用しないタッチパネルにおける指示体の位置座標を特定する方法を説明する図である。本発明に係る実施の形態の変形例１のタッチパネルを備えた表示装置の構成を模式的に示す図である。本発明に係る実施の形態の変形例１のタッチパネルを備えた表示装置の断面図である。本発明に係る実施の形態の変形例２のタッチパネルを備えた表示装置の断面図である。本発明に係る実施の形態の変形例３のタッチパネルを備えた表示装置の断面図である。本発明に係る実施の形態の変形例４のタッチパネルを備えた表示装置の断面図である。

＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は本発明に係る実施の形態のタッチパネルＴＰ１を備えた表示装置ＤＰ１の全体構成を示す平面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。

図１および図２に示すようにタッチパネルＴＰ１は、ガラスやＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等で構成される透明基板１０１（以後、タッチスクリーン基板と呼称）上に、ＩＴＯ（インジウム酸化スズ）等の透明電極材料や、極細の金属配線等で光を実効的に透過できる配線形状に形成されたタッチパネル検出用センサ配線１０２（静電容量検出用配線）が形成されたタッチスクリーン１００上を透明基板２０１が覆う構成となっている。なお、図２では、タッチパネル検出用センサ配線１０２は一方向の配列についてのみ示しているが、これに直交する方向にもタッチパネル検出用センサ配線１０２が配列される。この配列については図示を省略しており、また、両配列の間は絶縁膜で絶縁されるが、その絶縁膜も図示を省略している。

また、図１では、タッチパネル検出用センサ配線１０２が形成された領域を破線で囲って示しており、当該領域をタッチセンサ領域ＳＲと呼称する。

また、タッチパネル検出用センサ配線１０２には、タッチパネルコントローラ９０１がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等の接続基板９０３（以下ＦＰＣと呼称）を介して電気的に接続され、タッチパネルコントローラ９０１にはタッチパネル検出用センサ配線１０２における静電容量の変化を検出するための静電容量検出回路９０２が搭載されている。

タッチスクリーン１００は、単独でも手指等の指示体７０２による静電容量の変化を検出することが可能であるが、堅牢性向上およびシステムに組み込まれた際のデザイン性（意匠性）等の理由から、透明基板２０１（以後、保護板と呼称）が、指示体が触れる面（タッチ面）を覆うように配置されている。

図１においては保護板２０１上に水、塩水、薬品などの比誘電率の高い高誘電率物質７０１が付着した状態を示しており、高誘電率物質７０１はタッチセンサ領域ＳＲと液晶ディスプレイモジュール等の表示デバイス４０１のフレーム上方に対応する位置に付着している。

保護板２０１には、ガラス基板の他に、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹脂基板等の透明基板が使用され、堅牢性を有すると共に光透過性を有する材質が用いられる。なお、タッチスクリーン１００と保護板２０１とは透明粘着材３０１によって貼り付けられている。

図２に示すように、保護板２０１のタッチ面とは反対側の主面（裏面）の周辺部（タッチセンサ領域ＳＲと保護板２０１とが重ならない部分）には付加電極２０２が形成されている。

付加電極２０２は、システムに組み込まれた際のデザイン性（意匠性）を考慮して遮光性を有する材料で形成されており、後に説明するタッチスクリーン１００のセンサ引出し配線１０３や表示デバイス４０１のフレーム４０４等をタッチ面側から見えなくすることで、意匠性を高めることができる。

図１では、付加電極２０２を配置した部分にハッチングを付して示している。なお、付加電極２０２は、タッチ面側の面が遮光性を有するように多層構造で構成しても良い。

付加電極２０２は、銀ペースト等の導電性材料２０４によってタッチスクリーン基板１０１上に配置されたセンサ引出し配線１０３と電気的にかつ機械的に接続され、ＦＰＣ９０３を介してタッチパネルコントローラ９０１と電気的に接続される。なお、導電性材料２０４はタッチスクリーン基板１０１の端縁部全周に渡って連続的に設けても良いし、タッチスクリーン基板１０１に多点接触するように設けても良く、また、１点だけで接触するように設けても良い。

なお、保護板２０１の指示体等が接触する前面とは反対の裏面に付加電極２０２を配置するので、付加電極２０２に何かが接触することによる電極面の劣化を防止することが可能となる。なお、付加電極２０２上を保護膜等で覆うのであれば、付加電極２０２を保護板２０１の前面に配置することも可能である。

保護板２０１の外形が表示デバイス４０１の外形より大きい（オーバハングしている）構成を採ることで防水性を高めることができる。

なお、タッチスクリーン１００を覆うことができるのであれば、保護板２０１の外形が表示デバイス４０１の外形よりも小さくても良い。

タッチパネルコントローラ９０１は、タッチスクリーン１００と手指、静電スタイラス等の指示体７０２との間に形成される静電容量を、静電容量検出回路９０２により検出し、その検出結果に基づいて、指示体のタッチの有無や、タッチ位置の座標の算出の処理を図示されない検出処理回路で行い、その情報を外部装置（コンピュータなど）に出力する構成となっている。

また、タッチパネルＴＰ１は、ＧＵＩ（グラフィカルユーザーインタフェース）機器を構成する表示デバイス４０１と組み合わせて用いられ、タッチスクリーン１００の透明基板２０１に覆われる主面とはとは反対側の主面上には表示デバイス４０１が設けられている。

表示デバイス４０１は、例えば液晶ディスプレイモジュール等であり、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板４０２ａとカラーフィルタ基板４０２ｂとが積層され、積層体の両主面には偏光板４０２ｃが取付けられて、映像表示基板４０２を構成している。そして、映像表示基板４０２の映像表示面とは反対側にはバックライト４０３が設けられている。

これらの構成は、有底無蓋の筐体４０５内にバックライト４０３が底面側となるように収納され、筐体４０５の開口部側から筐体４０５を覆うように筺状のフレーム４０４が被せられている。フレーム４０４は、映像表示基板４０２の映像表示面に対応する部分が開口部となっている。

表示デバイス４０１のフレーム４０４の開口部の周囲には、例えば両面テープ５０１が貼付され、両面テープ５０１の一方の粘着面にタッチスクリーン１００のタッチスクリーン基板１０１の主面が接することで、タッチスクリーン１００と表示デバイス４０１とが接続される構成となっている。

なお、屋外での表示視認性の改善（空気層をなくし界面反射を抑制する）や結露防止のため、両面テープ５０１の代わりに、透明粘着材を用いて表示デバイス４０１とタッチスクリーン１００と接続する構成としても良い。

また、上記では、一例として表示デバイス４０１は液晶ディズプレイモジュールとしたが、有機ＥＬディスプレイやその他の表示デバイスであっても良い。

図３は、図１および図２で説明した全体平面図および断面図に基づいて作成した、本実施の形態のタッチパネルＴＰ１および表示装置ＤＰ１の構成を模式的に示す図である。

図３においては、タッチセンサ領域ＳＲに、４本のＸ方向配線Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と、Ｘ方向配線に直交する４本のＹ方向配線Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３とでマトリクス配線が形成される構成を示している。タッチパネル検出用センサ配線１０２は、これらのＸ方向配線およびＹ方向配線を構成している。

Ｘ方向配線Ｘ０〜Ｘ３、Ｙ方向配線Ｙ０〜Ｘ３のそれぞれにはセンサ引出し配線１０３が接続され、センサ引出し配線１０３は、付加電極２０２の下方を通り、さらにＦＰＣ９０３を介してタッチパネルコントローラ９０１の静電容量検出回路９０２に接続される構成を示している。なお、センサ引出し配線１０３は、付加電極２０２に隠れてタッチ面側からは見えないが、図３では便宜的に示している。

また、保護板２０１の裏面に配置した付加電極２０２とタッチパネルコントローラ９０１とを電気的に接続するための配線９０５が示されており、配線９０５は、ＦＰＣ９０３を介して駆動回路９０４の出力に接続されている。駆動回路９０４はバッファ等で構成され、付加電極２０２の寄生容量負荷に応じて追加された回路である。なお、駆動回路９０４の入力は静電容量検出回路９０２に接続されている。

配線９０５は、付加電極２０２とタッチスクリーン基板１０１上に配置された電極とを電気的に接続する導電性材料２０４の一部に接続され、当該接続部分を接続部２０４ａとして示している。なお、接続部２０４ａは付加電極２０２に隠れてタッチ面側からは見えないが、図３では便宜的に示している。

＜動作および効果＞
次に、図３〜図７を用いて、本発明に係る実施の形態のタッチパネルＴＰ１の動作および効果について説明する。

図４は、図２の断面図の端縁部の一部を詳細に示す断面図である。図４においては、表示装置ＤＰ１を組み込むシステム本体の筐体６０１を示すと共に、高誘電率物質７０１と結合する寄生容量８０１および８０５を図示している。

また、図４に示すように、付加電極２０２は、表示デバイス４０１側に面する部分のうち筐体４０５とシステム本体の筐体６０１とに対面する領域が絶縁層２０３によって覆われている。

なお、寄生容量８０１は、高誘電率物質７０１とタッチパネル検出用センサ配線１０２との間の寄生容量であり、寄生容量８０５は高誘電率物質７０１と付加電極２０２との間の寄生容量である。

また、図５は、図３に示したタッチパネルＴＰ１の模式図を用いて、指示体の位置座標を特定する方法を説明する図であり、Ｘ方向配線Ｘ０〜Ｘ３のそれぞれでの静電容量検出レベルの一例と、Ｙ方向配線Ｙ０〜Ｙ３３のそれぞれでの静電容量検出レベルの一例を併せて示している。

図６は、図４との比較のために示した付加電極２０２を設けない場合のタッチパネルＴＰ１０の構成を示す断面図である。図７は、付加電極２０２を設けない構成における、指示体の位置座標を特定する場合の問題点を説明する図であり、Ｘ方向配線Ｘ０〜Ｘ３のそれぞれでの静電容量検出レベルの一例と、Ｙ方向配線Ｙ０〜Ｙ３３のそれぞれでの静電容量検出レベルの一例を併せて示している。

なお、図６に示すタッチパネルＴＰ１０は、保護板２０１の裏面に付加電極２０２を有さず、導電性材料２０４も有していない点以外は図４に示すタッチパネルＴＰ１と同じであるが、高誘電率物質７０１と結合する寄生容量として、寄生容量８０１、８０２および８０３を有している。

寄生容量８０２は、高誘電率物質７０１とフレーム４０４との間の寄生容量であり、寄生容量８０３は、高誘電率物質７０１と筐体６０１との間の寄生容量である。

なお、図５および図７においては、タッチセンサ領域ＳＲに配置された、４本のＸ方向配線Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と、４本のＹ方向配線Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３のうち、Ｘ方向配線Ｘ２とＹ方向配線Ｙ１との交点に指示体７０２が保護板越しにタッチされていることを示している。

また、図５および図７においては、水等の高誘電率物質７０１が保護板越しにＸ方向配線Ｘ０とＹ方向配線Ｙ１の交点近傍およびＸ方向配線Ｘ０とＹ方向配線Ｙ２の交点近傍から、タッチパネル検出用センサ配線１０２が配設された領域外に跨る形で付着していることを示している。

また、図５および図７において、高誘電率物質７０１が付着していない場合、指示体７０２とタッチパネル検出用センサ配線１０２との間で結合される静電容量によって、Ｘ方向配線Ｘ２とＹ方向配線Ｙ１の静電容量検出レベル（指示体による入力がない場合をベースラインとし、そのベースラインとの差分）が、所定のタッチ閾値以上となると、タッチパネルコントローラ９０１により検出され、タッチスクリーン内の指示体の位置座標が特定される。

この動作において、水滴等が付着した場合に誤検出が起きる理由を図７を用いて説明する。

図６のような付加電極２０２を有さない構成において、保護板２０１上に高誘電率物質７０１が付着すると、高誘電率物質７０１が表示デバイス４０１の筐体４０５のフレーム領域やシステム本体の筐体６０１の上方領域まで広がっているため、タッチパネルコントローラ９０１は、上方に高誘電率物質７０１が存在するタッチパネル検出用センサ配線１０２（Ｘ方向配線Ｘ２）の静電容量を検出すると同時に、寄生容量８０１、８０２および８０３も検出する。その結果、図７に示すようにＸ方向配線Ｘ０およびＸ２と、Ｙ方向配線Ｙ１およびＹ２で静電容量検出レベルがタッチ閾値を超えてしまい、Ｘ方向配線Ｘ０とＹ方向配線Ｙ１の交点近傍およびＸ方向配線Ｘ０とＹ方向配線Ｙ２の交点近傍もタッチしていると認識され、誤検出に至る。

一方、本発明に係るタッチパネルＴＰ１では、水滴が付着した場合でも誤検出を抑制できる。この理由について図３および図５を用いて説明する。

図３に示すタッチパネルコントローラ９０１は、タッチパネル検出用センサ配線１０２で検出する検出信号を、検出信号に影響のない程度に低容量で、高インピーダンスの静電容量検出回路９０２で受ける。そして、静電容量検出回路９０２は、検出に使用していないタッチパネル検出用センサ配線１０２や検出に使用しているタッチパネル検出用センサ配線１０２と、保護板２０１の裏面に形成した付加電極２０２との間の電位差が、最小となるように駆動回路９０４を介して交流信号を与える。

駆動回路９０４は、回路遅延が少なく、高スルーレイトで低インピーダンス出力のバッファ回路等で構成されている。

このような構成を採ることで、付加電極２０２と検出中のタッチパネル検出用センサ配線１０２との間の電位差が小さくなり、高誘電率物質７０１と筐体４０５との間の寄生容量８０２および高誘電率物質７０１と筐体６０１との間の寄生容量８０３が実質的に消滅し、Ｘ方向配線Ｘ０とＹ方向配線Ｙ２の静電容量検出レベルがタッチ閾値を超えることがなくなり、水滴が付着した場合でも誤検出を抑制できることとなる。

また、付加電極２０２は、タッチパネルコントローラ９０１と電気的に接続される接続部２０４ａ以外は絶縁層２０３によって覆われており、ねじれ等による筐体６０１や筐体４０５との接触によりタッチパネルコントローラ９０１に設けた駆動回路９０４の出力回路に不具合が発生することを防止できる。

以上説明したように、本発明に係るタッチパネルＴＰ１では、保護板２０１の裏面において、タッチスクリーン１００のタッチセンサ領域ＳＲと保護板２０１とが重ならない部分に付加電極２０２を形成し、付加電極２０２と静電容量検出回路９０２とを電気的に接続し、静電容量検出回路９０２により容量を検出すべきタッチパネル検出用センサ配線１０２と付加電極２０２との間の電位差が最小となるように、駆動回路９０４から付加電極２０２に交流信号を与える。これにより、水等の高誘電率物質７０１がタッチパネルＴＰ１のタッチ面に付着した場合でも誤検出を抑制でき、ロバスト性の高いタッチパネルおよび表示装置を実現できる。

また、図２に示すように、センサ引出し配線１０３と付加電極２０２とは、ＦＰＣで接続される端子部を除き、透明粘着材３０１によって全て覆われる構造となっている。

堅牢性を上げるため厚さを増した保護板２０１や、割れにくい材料であるがガラスより誘電率が低い（誘電率約３）のポリカーボネートの使用や手袋越しの検出のため、より高感度な検出回路を使用する場合、センサ引出し配線１０３の寄生容量値や隣接配線間の寄生容量バランス等がタッチパネル性能に大きな影響を与える。

本発明ではセンサ引出し配線１０３と付加電極２０２とを空気（誘電率約１）より比誘電率の高い材料である透明粘着材３０１（誘電率約３〜５）で全て覆い、タッチパネルコントローラ９０１から付加電極２０２と、検出中のタッチパネル検出用センサ配線１０２との間の電位差が最小となるように付加電極２０２に、駆動回路９０４から付加電極２０２に交流信号を与える。

これにより、センサ引出し配線１０３の寄生容量を最小にでき、センサ引出し配線１０３の隣接配線間の寄生容量バランスも最小にでき、高感度なタッチパネルおよび表示装置を得ることができる。

また、付加電極２０２がセンサ引出し配線１０３の上方を覆うでの、外乱からのノイズ等による位置座標精度の低下や誤検出を防止できるとともに、センサ引出し配線１０３の寄生容量を減らし、配線長の差異による容量差を減らすことができる。

＜変形例１＞
図８は、本発明に係る実施の形態の変形例１のタッチパネルＴＰ２を備えた表示装置ＤＰ２の構成を模式的に示す平面図であり、図９は、図４と同じく端縁部の一部を詳細に示す断面図であり、図２〜図４に示したタッチパネルＴＰ１および表示装置ＤＰ１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図８および図９に示すように、タッチパネルＴＰ２においては、タッチスクリーン基板１０１上のセンサ引出し配線１０３が設けられていない端縁部において、センサ引出し配線１０３と同じ材質で、また同じ製造工程で電極１０３ｂが形成されている。なお、図８では、センサ引出し配線１０３も電極１０３ｂも、付加電極２０２に隠れてタッチ面側からは見えないが、便宜的に示している。

そして、図９に示すように、保護板２０１上に形成した付加電極２０２と電極１０３ｂとは透明粘着材３０１を介して容量結合で接続する構成となっており、タッチパネルＴＰ１のような導電性材料２０４は使用しない構成となっている。

このためタッチパネルコントローラ９０１と付加電極２０２とは容量結合で結合されることとなるが、導電性材料２０４の形成を省略することで、製造工程におけるコストダウンを図ることができ、導電性材料２０４の形成不良が発生せず、電気的接続の信頼性も向上させることができる。

＜変形例２＞
図１０は、本発明に係る実施の形態の変形例２のタッチパネルＴＰ３を備えた表示装置ＤＰ３の構成を示す断面図であり、図２〜図４に示したタッチパネルＴＰ１および表示装置ＤＰ１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０に示すように、タッチパネルＴＰ３においては、保護板２０１の裏面にもタッチパネル検出用センサ配線を形成しており、当該配線をタッチパネル検出用センサ配線１０２ｂとしている。また、タッチスクリーン基板１０１上に形成したタッチパネル検出用センサ配線をタッチパネル検出用センサ配線１０２ａとしている。

保護板２０１にもタッチパネル検出用センサ配線１０２ｂを形成することで、保護板２０１がタッチスクリーン基板を兼用することとなる。

ここで、タッチスクリーン基板１０１を、第１のタッチスクリーン基板、保護板２０１を第２のタッチスクリーン基板と呼称すると、第１のタッチスクリーン基板上のタッチパネル検出用センサ配線１０２ａと第２のタッチスクリーン基板上のタッチパネル検出用センサ配線１０２ｂとを透明粘着材３０１で貼り合せることになるため、１つのタッチスクリーン基板上に全てのタッチパネル検出用センサ配線を形成する場合に比較して、配線間の結合容量を小さくできる。

なお、第１のタッチスクリーン基板のタッチパネル検出用センサ配線１０２ａ、第２のタッチスクリーン基板のタッチパネル検出用センサ配線１０２ｂは、何れもセンサ引出し配線１０３によって外部と電気的に接続される構成を有し、タッチパネルコントローラ９０１と接続するＦＰＣ９０３は、第１のタッチスクリーン基板のタッチパネル検出用センサ配線１０２ａ、第２のタッチスクリーン基板のタッチパネル検出用センサ配線１０２ｂのそれぞれに、センサ引出し配線１０３を介して接続されている。

なお、保護板２０１の裏面には付加電極２０２が設けられているが、保護板２０１の裏面上のセンサ引出し配線１０３の形成領域には設けられていない。これにより、保護板２０１がセンサ引出し配線１０３の機能を妨げることがない。

＜変形例３＞
図１１は、本発明に係る実施の形態の変形例３のタッチパネルＴＰ４を備えた表示装置ＤＰ４の構成を示す断面図であり、図２〜図４に示したタッチパネルＴＰ１および表示装置ＤＰ１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、タッチパネルＴＰ４においては、タッチスクリーン基板１０１を保護板２０１の代わりに使用し、タッチ面とは反対側の主面（裏面）の周辺部（センサ有効領域とタッチスクリーン基板１０１とが重ならない部分）には付加電極２０２が形成されている。このためタッチスクリーン基板１０１は保護板２０１と同じ程度の厚さに構成されている。

付加電極２０２は、センサ引出し配線１０３と同様にＦＰＣ９０３と直接に接続されることとなり、導電性材料２０４は不要となるが、センサ引出し配線１０３（図示せず）もタッチスクリーン基板１０１の裏面に形成されるので、センサ引出し配線１０３が形成される領域には付加電極２０２形成されない。

また、センサ有効領域がタッチスクリーン基板１０１の裏面に設けられ、マトリクス状にタッチパネル検出用センサ配線１０２が形成されてタッチスクリーン１００を構成している。

タッチスクリーン基板１０１は、裏面が表示デバイス４０１側となるように表示デバイス４０１上に搭載され、表示デバイス４０１のフレーム４０４の開口部の周囲に貼付した両面テープ５０１によって、タッチスクリーン１００と表示デバイス４０１とが接続される構成となっている。

タッチスクリーン基板１０１を保護板２０１の代わりに使用し、タッチスクリーン基板１０１に指示体がタッチする構成とすることで、保護板２０１を設ける必要がなくなり、部品数が削減され低コスト化を促進できると共に、タッチパネルの薄型化、軽量化が可能となる。

＜変形例４＞
図１２は、本発明に係る実施の形態の変形例４のタッチパネルＴＰ５を備えた表示装置ＤＰ５の構成を示す断面図であり、図２〜図４に示したタッチパネルＴＰ１および表示装置ＤＰ１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１２に示すように、タッチパネルＴＰ５においては、カラーフィルタ基板４０２ｄ上にマトリクス状にタッチパネル検出用センサ配線１０２が形成されており、カラーフィルタ基板４０２ｄがタッチスクリーン基板を兼用している。

カラーフィルタ基板４０２ｄ上には偏光板４０２ｃが取付けられて、映像表示基板４０２を構成している。

タッチパネル検出用センサ配線１０２が配置されるタッチセンサ領域は、フレーム４０４の開口部に対面するように設けられている。そして、表示デバイス４０１上を覆うように保護板２０１が設けられ、表示デバイス４０１と保護板２０１とは透明粘着材３０１によって貼り付けられている。

なお、保護板２０１の裏面の周辺部には付加電極２０２が形成されており、付加電極２０２は、銀ペースト等の導電性材料２０４によって表示デバイス４０１のフレーム４０４の開口部を規定する上面板４０４ａ上に設けられた電位固定配線１０３ａと電気的にかつ機械的に接続されている。電位固定配線１０３ａは、上面板４０４ａ上から上面板４０４ａの裏側にかけて設けられている。そして、フレーム４０４の側面板４０４ｂの内面には、ＦＰＣ９０３が配設され、ＦＰＣ９０３の各配線は、カラーフィルタ基板４０２ｄ上に設けられたタッチパネル検出用センサ配線１０２に接続されるとともに、側面板４０４ｂの内面に設けられた電位固定配線１０３ａにも接続されている。

カラーフィルタ基板４０２ｄをタッチスクリーン基板として使用することで、タッチスクリーン基板が不要となり、部品数が削減され低コスト化を促進できると共に、タッチパネルの薄型化、軽量化が可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態および変形例を自由に組み合わせたり、実施の形態、変形例を適宜、変形、省略することが可能である。

１００タッチスクリーン、１０２タッチパネル検出用センサ配線、１０３センサ引出し配線、２０１保護板、２０２付加電極、４０１表示デバイス、４０２映像表示基板、９０１タッチパネルコントローラ。

Claims

複数の静電容量検出用配線が配設されるタッチスクリーン基板と、
前記タッチスクリーン基板と重ねて配置され、その一方主面に指示体が接触する透明基板と、
前記指示体が前記透明基板に接触した場合の、前記指示体と前記複数の静電容量検出用配線との間の静電容量の変化を検出し、前記透明基板上での前記指示体の接触位置を検出する静電容量検出回路と、を備え、
前記透明基板は、
前記タッチスクリーン基板のセンサ有効領域と重ならない領域に付加電極を有し、
前記静電容量検出回路は、
前記複数の静電容量検出用配線で検出した検出信号が入力され、前記検出信号をバッファ回路を介して前記付加電極に与える、タッチパネル。
その一方主面に指示体が接触し、前記一方主面とは反対側の他方主面に複数の静電容量検出用配線が配設されるタッチスクリーン基板と、
前記指示体が前記タッチスクリーン基板に接触した場合の、前記指示体と前記複数の静電容量検出用配線との間の静電容量の変化を検出し、前記タッチスクリーン基板上での前記指示体の接触位置を検出する静電容量検出回路と、を備え、
前記タッチスクリーン基板は、
前記タッチスクリーン基板のセンサ有効領域以外の領域に付加電極を有し、
前記静電容量検出回路は、
前記複数の静電容量検出用配線で検出した検出信号が入力され、前記検出信号をバッファ回路を介して前記付加電極に与える、タッチパネル。
前記付加電極は、
前記透明基板の前記一方主面とは反対側の他方主面に配置され、
前記複数の静電容量検出用配線は、前記透明基板の前記他方主面に面する側の前記タッチスクリーン基板の主面上に配置される、請求項１記載のタッチパネル。
前記タッチスクリーン基板は、
前記主面上に配置され、前記複数の静電容量検出用配線を外部に接続する引出し配線を有し、
前記付加電極は、
前記引出し配線の形成領域の上方に対応する位置に配設される、請求項３記載のタッチパネル。
前記タッチスクリーン基板は、
前記主面上において、前記付加電極に対面して設けられた電極をさらに有し、
前記電極は、
前記引出し配線の形成領域を除いて配設される、請求項４記載のタッチパネル。
前記透明基板および前記タッチスクリーン基板は、接着剤を介して貼り合わされ、
前記付加電極と前記電極とは前記接着剤を介した容量結合により電気的に接続される、請求項５記載のタッチパネル。
前記透明基板は前記タッチスクリーン基板より大きな外形寸法を有する、請求項６記載のタッチパネル。
複数の第１の静電容量検出用配線が配設される第１のタッチスクリーン基板と、
前記第１のタッチスクリーン基板と重ねて配置され、その一方主面に指示体が接触し、他方主面上に複数の第２の静電容量検出用配線が配設された第２のタッチスクリーン基板と、
前記指示体が前記第２のタッチスクリーン基板に接触した場合の、前記指示体と前記複数の第１および第２の静電容量検出用配線との間の静電容量の変化を検出し、前記第２のタッチスクリーン基板上での前記指示体の接触位置を検出する静電容量検出回路と、を備え、
前記第２のタッチスクリーン基板は、
前記第２のタッチスクリーン基板のセンサ有効領域以外の領域に付加電極を有し、
前記静電容量検出回路は、
前記複数の第１および第２の静電容量検出用配線で検出した検出信号が入力され、前記検出信号をバッファ回路を介して前記付加電極に与える、タッチパネル。
前記付加電極は、前記第２のタッチスクリーン基板の前記一方主面とは反対側の前記他方主面に配置され、
前記複数の第１の静電容量検出用配線は、前記第２のタッチスクリーン基板の前記他方主面に面する側の前記第１のタッチスクリーン基板の主面上に配置され、
前記複数の第２の静電容量検出用配線は、前記第２のタッチスクリーン基板の前記他方主面上に配置される、請求項８記載のタッチパネル。
前記付加電極は、遮光性を有する材料で形成される、請求項１、２および８の何れか１項に記載のタッチパネル。
前記第１のタッチスクリーン基板は、
前記主面上に配置され、前記複数の第１の静電容量検出用配線を外部に接続する第１の引出し配線を有し、
前記第２のタッチスクリーン基板は、
前記他方主面上に配置され、前記複数の第２の静電容量検出用配線を外部に接続する第２の引出し配線を有し、
前記付加電極は、
前記第２の引出し配線の形成領域を除いて配設される、請求項９記載のタッチパネル。
前記付加電極は、
前記静電容量検出回路との電気的な接続領域を除いて、絶縁層で覆われる、請求項１、２および８の何れか１項に記載のタッチパネル。
前記第２のタッチスクリーン基板は、前記第１のタッチスクリーン基板より大きな外形寸法を有する、請求項８記載のタッチパネル。
複数の画素がマトリクス状に配列された薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板に積層され、前記薄膜トランジスタ基板側とは反対の主面上に配設された複数の静電容量検出用配線を有したカラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板上方に配置され、前記カラーフィルタ基板側とは反対の一方主面に指示体が接触する透明基板と、
前記指示体が前記透明基板に接触した場合の、前記指示体と前記複数の静電容量検出用配線との間の静電容量の変化を検出し、前記透明基板上での前記指示体の接触位置を検出する静電容量検出回路と、を備え、
前記透明基板は、
前記カラーフィルタ基板のセンサ有効領域と重ならない領域に付加電極を有し、
前記静電容量検出回路は、
」
前記複数の静電容量検出用配線で検出した検出信号が入力され、前記検出信号をバッファ回路を介して前記付加電極に与える、表示装置。
請求項１、２および８の何れか１項に記載のタッチパネルを、表示デバイスの表示面側に備えた、表示装置。