JP6086380B2 - タッチパネル及びタッチパネルを有する表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、指などでパネルを触れて情報を入力するタッチパネル、及び、このタッチパネルを有する表示装置に関する。

近年、券売機などの表示入力装置にタッチパネルを組み合わせた、タッチパネルを有する表示装置が広く実用化されている。タッチパネルを有する表示装置は、表示装置にタッチするボタンを表示し、その部分が指などで押されると、その押したことを検出して情報を入力する。そして、この表示装置は、入力した情報に基づいて、表示する画像を切替え、次の入力や他の動作を行なう。

この種のタッチパネルを有する表示装置は、ディスプレイの高精細化に併せてタッチ入力時の検出に対しても高精度化が求められているので、タッチ信号の誤動作等を防止するノイズ対策への要望が高まっている。

特許文献１には、静電容量式タッチパネルにおけるノイズ対策として、タッチパネル外周に遮蔽電極を設ける技術（以下「関連技術１」という。）が開示されている。図２９は関連技術１のタッチパネルを示し、図２９［Ａ］は平面図、図２９［Ｂ］は図２９［Ａ］におけるＸ−Ｘ’線断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本関連技術１のタッチパネル１０１は、基板１０２の表面１０３に検出領域１０４が設けられ、検出領域１０４の外側に配線領域１０６が設けられている。検出領域１０４には、導電体の存在を検出する互いに電気的に分離した複数の検出電極１０５が形成されている。配線領域１０６には、検出電極１０５に電気的に接続され、検出信号を伝達する配線電極１０７が形成されている。更に、検出領域１０４及び配線領域１０６の外側、すなわち、基板１０２の外周には、外部から侵入するノイズを遮蔽するための遮蔽電極１０８が形成されている。基板１０２の端部に他の端子や素子が配置されている場合には、そのような端子や素子が配置された部分を除いて遮蔽電極１０８を形成してもよい。ただし、遮蔽電極１０８は、上述のように部分的に欠損して設けてもよいが、基板１０２の全外周の概ね７０％以上に形成する。

また、特許文献１には、静電容量式タッチパネルにおけるノイズ対策として、タッチパネル外周に遮蔽電極に加えて導電性フレームを設ける技術（以下「関連技術２」という。）が開示されている。図３０は関連技術２のタッチパネル及び表示装置を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本関連技術２のタッチパネル１０１は、関連技術１のタッチパネルとほぼ同様の構成であり、基板１０２上に検出領域１０４、配線領域１０６、遮蔽電極１０８等が形成されている。そして、タッチパネル１０１の下方には、表示装置として液晶表示装置１２０が設置される。液晶表示装置１２０は、液晶パネル１２１、透光性遮蔽電極１２２、遮光性遮蔽電極１２３、導電体１２４、偏光板１２８等を備えている。そして、遮蔽電極１０８及び配線領域１０６の上方から、タッチパネル１０１の側面外周部１１３及び液晶表示装置１２０の側面外周部１２５を囲むように、導電性フレーム１２７が設けられている。本関連技術２では、遮蔽電極１０８に加えて導電性フレーム１２７を設けることにより、タッチパネル１０１に対する電磁ノイズや静電気を更に遮蔽しようとしている。

特開２０１０‐２１８５４２号公報（図１及び図１０）

しかしながら、本関連技術２には次のような問題があった。

本関連技術２では、検出領域１０４の外側に配線領域１０６を設け、更にその外周に遮蔽電極１０８を設け、配線領域１０６及び遮蔽電極１０８の上方に導電性フレーム１２７を設けている。そのため、例えば指などの力が加わって、導電性フレーム１２７が変形すると、導電性フレーム１２７と配線領域１０６との距離が変化することにより、配線領域１０６と導電性フレーム１２７との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化が、配線領域１０６に流れるタッチ信号すなわち検出信号のノイズとなる。

つまり、本関連技術２では、遮蔽電極１０８を配線領域１０６の外側に設けているので、検出領域１０４から導電性フレーム１２７までの距離よりも検出領域１０４から遮蔽電極１０８までの距離が長くなる。このため、遮蔽電極１０８よりも内側すなわち検出領域１０４側や配線領域１０６側において、導電性フレーム１２７の変形に起因したノイズが発生すると、遮蔽電極１０８ではこれを遮蔽することができない。

そこで、本発明の目的は、導電性フレームの変形等に起因したノイズを遮蔽できるタッチパネル、及び、このようなタッチパネルを有する表示装置を提供することにある。

本発明に係るタッチパネルは、
基板と、
この基板の中央側に形成され、導体の接触位置に応じた検出信号を生成する検出領域と、
前記基板の周縁側に形成され、前記検出領域で生成された前記検出信号を出力する複数の検出用電極と、
前記基板において前記検出領域の外側の上方を覆う導電性フレームと、
前記検出領域の外側かつ前記複数の検出用電極の相互間に形成され、前記検出領域に対する電気的影響を遮蔽するシールド信号が供給される遮蔽電極と、
を備え、
前記検出領域から前記遮蔽電極まで距離が、前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも短い。

本発明に係る表示装置は、本発明に係るタッチパネルを有する。

本発明によれば、検出領域から遮蔽電極まで距離が、検出領域から導電性フレームまでの距離よりも短いことにより、導電性フレームの変形等に起因したノイズが遮蔽電極で抑えられて検出領域まで伝わらないので、検出領域で生成される検出信号にノイズが含まれず、その結果、タッチパネルにおいて誤認識を抑制できる。

実施形態１のタッチパネル及び表示装置を示す分解斜視図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。 図２におけるIII−III線断面の一部を示す断面図である。 図２におけるIV−IV線断面の一部を示す断面図である。 実施形態１の表示装置の製造方法を示し、図５［Ａ］は平面図、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶＢ−ＶＢ線断面の一部を示す断面図である。 実施形態１の表示装置の製造方法を示し、図６［Ａ］は平面図、図６［Ｂ］は図６［Ａ］におけるVIＢ−VIＢ線断面の一部を示す断面図である。 実施形態１の表示装置の製造方法を示し、図７［Ａ］は平面図、図７［Ｂ］は図７［Ａ］におけるVIIＢ−VIIＢ線断面の一部を示す断面図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置に用いられるシールド信号を示す波形図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置における導電性フレームの変形を示す断面図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置における導電性フレームの変形を示す断面図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するためのタッチパネルの平面図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するための検出信号の波形図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するための検出信号の波形図である。 実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するための検出信号の波形図である。 実施形態１のタッチセンサ及び表示装置の変形例１を示す平面図である。 実施形態１のタッチセンサ及び表示装置の変形例２を示す平面図である。 実施形態１のタッチセンサ及び表示装置の変形例３を示す平面図である。 実施形態１のタッチセンサの変形例４を示す平面図である。 図１８におけるXIX−XIX線断面の一部を示す断面図である。 図１８におけるXX−XX線断面の一部を示す断面図である。 実施形態２のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。 図２１におけるXXII−XXII線断面図である。 実施形態３のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。 図２３におけるXXIV−XXIV線断面図である。 実施形態３のタッチパネル及び表示装置の変形例１を示す平面図である。 図２５におけるXXVI−XXVI線断面図である。 実施形態４のタッチパネル及び表示装置の製造方法を示す部分断面図であり、図２７［Ａ］〜図２７［Ｅ］の順に工程が進行する。 実施形態４のタッチパネル（ＣＦ基板）の製造方法を示す斜視図であり、図２８［Ａ］〜図２８［Ｄ］の順に工程が進行する。 関連技術１のタッチパネルを示し、図２９［Ａ］は平面図、図２９［Ｂ］は図２９［Ａ］におけるＸ−Ｘ’線断面図である。 関連技術２のタッチパネル及び表示装置を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

図１は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置を示す分解斜視図である。図２は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。図３は、図２におけるIII−III線断面の一部を示す断面図である。図４は、図２におけるIV−IV線断面の一部を示す断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。

本実施形態１のタッチパネル１０は、タッチパネルを構成する基板としてのＣＦ（Color Filter）基板１１と、ＣＦ基板１１の中央側に形成され、導体の接触位置に応じた検出信号を生成する検出領域１２と、ＣＦ基板１１の周縁側に形成され、検出領域１２で生成された検出信号を出力する複数の検出用電極１３１〜１３４と、検出領域１２の外側の上方及び検出用電極１３１〜１３４の上方を覆う導電性フレーム１４と、ＣＦ基板１１において検出領域１２の外側かつ複数の検出用電極１３１〜１３４の相互間に形成され、検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４に対する電気的影響を遮蔽するシールド信号が供給される遮蔽電極１５１〜１５４と、を備えている。そして、図３に示すように、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１が、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２よりも短い。

本実施形態１の表示装置２０は、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板１１と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が形成されたＴＦＴ基板２１と、ＣＦ基板１１とＴＦＴ基板２１とに挟持された液晶層２２と、を備えた液晶表示装置である。ＣＦ基板１１がタッチパネル１０に相当する。

次に、本実施形態１のタッチパネル１０及び表示装置２０の構成について、更に具体的に説明する。

カラーフィルタ（図示せず）は、図１においてＣＦ基板１１の裏面に形成され、例えばＲＧＢ（Red Green Blue）の三種類からなる一般的なものである。ＴＦＴ（図示せず）は、図１においてＴＦＴ基板２１の表面に、マトリックス状に画素ごとに形成される一般的なものである。

ＴＦＴ基板２１には、遮蔽電極１５１〜１５４へシールド信号を供給するシールド信号配線２３と、検出用電極１３１〜１３４から検出信号を取り出す検出用信号配線２４１〜２４４とが形成されている。シールド信号配線２３は、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との間に設けられた導電材料１６１〜１６４によって、遮蔽電極１５１〜１５４に電気的に接続される。検出用信号配線２４１〜２４４は、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との間に設けられた導電材料１７１〜１７４によって、検出用電極１３１〜１３４に電気的に接続される。また、ＴＦＴ基板２１は、外部接続端子２５、ドライバＩＣ２６などが設けられ、樹脂フレーム２７に固定される。

図１において、遮蔽電極１５１〜１５４及び外部接続端子２５はそれぞれ縦線模様で示している。図１に示すように、検出用信号配線２４１〜２４４と検出用電極１３１〜１３４とは、導電材料１７１〜１７４によって一対一に接続されるが、図２では簡略化してそれらの関係を示していない。また、図１に示す外部接続端子２５、ドライバＩＣ２６、樹脂フレーム２７なども、図２では簡略化して示していない。図２おいて、導電性フレーム１４は縦横の格子模様で示しているが、導電性フレーム１４と他の構成要素とが重なる箇所は、他の構成要素を優先的に示している。図３及び図４において、シール材２８は、ＣＦ基板１１及びＴＦＴ基板２１とともに、液晶層２２を密閉空間に封止している。

検出領域１２はＣＦ基板１１上に例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜で形成されており、検出領域１２の周囲には検出領域１２に電気的に接続された検出用電極１３１〜１３４が設けられる。本実施形態１では、ＣＦ基板１１は方形状（四角形状）であり、検出領域１２はＣＦ基板１１よりも小さい方形状である。検出用電極１３１〜１３４は、銀ペースト等の導電材料によって形成され、検出領域１２へのタッチ（すなわち指やペンなどの導体の接触）による検出信号を、検出用信号配線２４１〜２４４を経て外部接続端子２５から出力する。

導電性フレーム１４は、ＣＦ基板１１上の検出用電極１３１〜１３４及び検出領域１２の周辺において、検出領域１２の外周を囲うように設ける。本実施形態１では、導電性フレーム１４は検出領域１２の周辺の上方に設けている。導電性フレーム１４は、ＣＦ基板１１の端部やＴＦＴ基板２１上の配線を保護するとともに、表示信号及び検出信号に対して表示装置２０の外部から進入する電磁ノイズを遮断するために接地電位（ＧＮＤ）に接続される。樹脂フレーム２７は、導電性フレーム１４及び表示装置２０を固定するために設ける。

遮蔽電極１５１〜１５４は、検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４と同一面上に、かつ検出領域１２の周囲にあって検出用電極１３１〜１３４の相互間に、かつ検出用電極１３１〜１３４及び検出領域１２に対して電気的に分離された位置に、一箇所以上配置する。本実施形態１では、検出領域１２の角部四箇所にそれぞれ設けられた検出用電極１３１〜１３４の相互間に、遮蔽電極１３１〜１３４が一つずつ合計四個配置されている。遮蔽電極１５１〜１５４を配置する位置は、検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４と同一面上、かつ検出領域１２の周囲にあって検出用電極１３１〜１３４の相互間、かつ導電性フレーム１４の変形が大きい箇所、が適している。

シールド信号配線２３は、ＴＦＴ基板２１に設けられ、導電材料１６１〜１６４によって遮蔽電極１５１〜１５４に接続され、外部接続端子２５からシールド信号を入力して遮蔽電極１５１〜１５４に印加する。

図５乃至図７は実施形態１の表示装置の製造方法を示し、図５［Ａ］は平面図、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶＢ−ＶＢ線断面の一部を示す断面図、図６［Ａ］は平面図、図６［Ｂ］は図６［Ａ］におけるVIＢ−VIＢ線断面の一部を示す断面図、図７［Ａ］は平面図、図７［Ｂ］は図７［Ａ］におけるVIIＢ−VIIＢ線断面の一部を示す断面図である。以下、これらの図面に基づき、表示装置２０の製造方法について説明する。

図５乃至図７は、シールド信号配線２３をＴＦＴ基板２１上に設け、遮蔽電極１５１〜１５４をレーザ光Ｌでパターンニングする場合の製造方法を示し、この順に工程が進行する。まず、図５［Ａ］及び図５［Ｂ］に示すように、ＣＦ基板１１の表面に検出領域１２となる透明導電膜及び検出用電極１３１〜１３４を形成する。

続いて、図６［Ａ］及び図６［Ｂ］に示すように、検出領域１２と検出用電極１３１〜１３４とが電気的に分離するように、ＣＦ基板１１の表面の透明導電膜をレーザ光Ｌでパターンニングすることにより、検出用電極１３１〜１３４の相互間に帯状の遮蔽電極１５１〜１５４を形成する。レーザ光Ｌによるパターンニングは、例えばＣＯ_２レーザを用いると、ＣＦ基板１１に用いられているガラスをレーザ光Ｌが透過しないので、ＣＦ基板１１とＴＦＴ基板２１との間に形成された配線やシール材２８等にダメージを与えることなく加工が可能である。このとき、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離は、レーザ光Ｌによって０．０５ｍｍ程度にすることが可能である。

続いて、図７［Ａ］及び図７［Ｂ］に示すように、遮蔽電極と１５１〜１５４とシールド信号配線２３とを電気的に接続するために、銀ペースト等の導電材料１６１〜１６４をディスペンサ等で塗布する。銀ペースト等の導電材料は加熱焼成や紫外線照射により硬化させる。以降、図示しない偏光板やバックライト、図１に示すドライバＩＣ２６、導電性フレーム１４等の実装を経て、表示装置２０が完成する。なお、遮蔽電極１５１〜１５４の形成方法としては、レーザ光Ｌを用いる代わりに、フォトリソグラフィやスクリーン印刷等の方法で透明導電膜をパターンニングしてもよい。

図８は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置に用いられるシールド信号を示す波形図である。以下、図８を中心に説明する。

図１及び図２に示す遮蔽電極１５１〜１５４に供給されるシールド信号の具体例を、図８に示す。図８の各図において、横軸は時間、縦軸は電圧である。図８［Ａ］は検出信号の基準信号である。検出信号の基準信号とは、タッチが無い場合すなわち無検出信号状態での交流信号（正弦波）である。図８［Ｂ１］〜図８［Ｂ６］はシールド信号であり、図８［Ｂ２］は矩形波、図８［Ｂ３］は三角波、図８［Ｂ４］は鋸歯状波、図８［Ｂ５］は直流、図８［Ｂ６］は接地電位ＧＮＤである。図８［Ｂ２］〜図８［Ｂ４］のシールド信号は、図８［Ａ］の検出信号の基準信号に同期しているので、図１及び図２に示す遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との電位差が小さくなるという利点がある。図８［Ｂ５］及び図８［Ｂ６］のシールド信号は、直流電圧であるので、構成を簡素化できる利点がある。以上のように、シールド信号は、接地電位ＧＮＤ、直流信号又は交流信号からなり、検出信号に対する電気的影響を遮蔽する。例えば、表示装置２０に接続される接地電位ＧＮＤや表示装置２０の表示に用いるＣＯＭ信号を、シールド信号に用いる。

図９及び図１０は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置における導電性フレームの変形を示す断面図である。以下、図３、図９及び図１０に基づき説明する。

図９及び図１０は、図３と同じ断面を示している。つまり、図３は、導電性フレーム１４の変形がない場合である。図９は、タッチ時に指などが導電性フレーム１４を押すことにより、導電性フレーム１４がＣＦ基板１１へ近づくように変形する場合である。図１０は、タッチ時に指などがＣＦ基板１１を押すことにより、導電性フレーム１４がＣＦ基板１１から遠ざかるように変形する場合である。

図３に示す導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２は、図９の場合は距離Ｄ２１に変化し、図１０の場合は距離Ｄ２２に変化する。導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２がＤ２１＜Ｄ２＜Ｄ２２の範囲で変化すると、導電性フレーム１４と検出領域１２との静電容量Ｃ２（図示せず）も変化し、これが検出信号のノイズとなる。

本実施形態１では、図３に示すように、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１が、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２よりも短い。この関係は、図９の場合における距離Ｄ２１及び図１０の場合における距離Ｄ２２に対しても成り立つ。すなわち、Ｄ１＜Ｄ２１＜Ｄ２＜Ｄ２２が成り立つ。そのため、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との静電容量Ｃ１（図示せず）は、導電性フレーム１４と検出領域１２との静電容量Ｃ２よりも大きい。しかも、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１は、導電性フレーム１４の変形に関係なく常に一定である。したがって、検出信号は、常に一定で大きい値の静電容量Ｃ１の影響を強く受けるので、静電容量Ｃ２の変動に起因するノイズは相対的に小さくなる。

図１１は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するためのタッチパネルの平面図である。図１２乃至図１４は、実施形態１のタッチパネル及び表示装置の効果を説明するための検出信号の波形図である。以下、本実施形態１のタッチパネル及び表示装置の実験効果について、図１乃至図３及び図８乃至図１４に基づき説明する。

下記のとおり、条件Ａに対する条件Ｂ１，Ｂ２，Ｃのタッチ認識結果を確認した。
条件Ａ：導電性フレーム１４を変形させることにより、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離を、５ｍｍから０．０５ｍｍまで変える。
条件Ｂ１：遮蔽電極１５１〜１５４有り。遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離は０．０５ｍｍ一定とする。遮蔽電極１５１〜１５４に、検出信号の基準信号と同等の信号（図８［Ｂ１］〜８［Ｂ４］のいずれか一つ）を供給する。
条件Ｂ２：遮蔽電極１５１〜１５４有り。遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離は０．０５ｍｍ一定とする。遮蔽電極１５１〜１５４に、接地電位ＧＮＤ（図８［Ｂ６］）を供給する。
条件Ｃ：遮蔽電極１５１〜１５４無し。

図１１において、導電性フレーム１４が変形していない場合、検出領域１２を指Ｆでタッチすると正確な位置にポインタＰ１が表示される。一方、導電性フレーム１４が変形している場合、検出領域１２を指Ｆでタッチすると位置ずれＥだけ移動した位置にポインタＰ２が表示される。位置ずれＥが許容範囲内であれば「軽微な誤認識」と判定し、位置ずれＥが許容範囲を超えていれば「誤認識」と判定した。

条件Ａと条件Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれか一つとの組み合わせによるタッチ認識結果（ノイズ軽減効果）は、次の表１のとおりである。タッチ認識結果を示す記号は、○：認識良好、△：軽微な誤認識、×：誤認識、とする。

［表１］
Ａ Ｂ１ Ｂ２ Ｃ
５ｍｍ ○ ○ ○
３ｍｍ ○ ○ ○
１ｍｍ ○ ○ △
０．５ｍｍ ○ ○ ×
０．０５ｍｍ ○ △ ×

ある一つの条件Ａに対する条件Ｂ１，Ｂ２，Ｃのタッチ認識時の検出信号を、それぞれ図１２乃至図１４に示す。図１２乃至図１４において、横軸はタッチ後の検出時間であり、縦軸は検出信号の信号レベルである。図１２は条件Ｂ１における検出信号であり、図１３は条件Ｂ２における検出信号であり、図１４は条件Ｃにおける検出信号である。導電性フレーム１４の変形に起因するノイズＮ１，Ｎ２，Ｎ３は、条件Ｂ１、条件Ｂ２、条件Ｃの順に大きくなる。

以上の実験結果から明らかなように、本実施形態１のタッチパネル及び表示装置は次の効果を奏する。

タッチ時の加重によって導電性フレーム１４が変形すると、導電性フレーム１４と検出領域１２との間の距離Ｄ２が変わる。これに伴い、導電性フレーム１４と検出領域１２との間の静電容量Ｃ２が変化し、これが検出信号に対するノイズとなる。本実施形態１では、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１を導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２よりも短くすることにより、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２が変わっても遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１が一定に保たれるので、導電性フレーム１４の変形による検出信号へのノイズを抑制することができる。

シールド信号は、接地電位ＧＮＤでもよいが、検出信号の基準信号と同等の周波数や電圧レベルの信号とすると、更にシールド効果が期待できるので誤認識を低減できる。

遮蔽電極１５１〜１５４を検出領域１２の周辺に配置することで、表示装置２０内で発生した電磁ノイズがＣＦ基板１１の端部等から検出領域１２に侵入することを抑制できる。

検出領域１２の周辺かつ検出用電極１３１〜１３４の相互間に遮蔽電極１５１〜１５４を設けることにより、表示装置２０の外形を大きくする必要が無い。

遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２とを電気的に分離するための遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との物理的な距離Ｄ１は、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２よりも短くする。遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１は、導電性フレーム１４と検出領域１２との距離Ｄ２の１／１０程度が望ましい（表１）。この距離Ｄ１，Ｄ２の関係を満たすならば、遮蔽電極１５１〜１５４を検出領域１２に近づけるほど、検出領域１２の周辺上方に設けた導電性フレーム１４を検出領域１２に近づけることができるので、タッチパネル１０を有する表示装置２０の厚みを薄くする効果も期待できる。

また、遮蔽電極１５１〜１５４は、検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４と同一面上に、かつ検出用電極１３１〜１３７と隣接した検出領域１２の周辺に配置することにより、ＣＦ基板１１の表面を伝達して検出用電極１３１〜１３７の相互間から検出領域１２へ侵入するノイズを低減する効果も期待できる。また、遮蔽電極１５１〜１５４を検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４と同一面上に配置することにより、検出領域１２又は検出用電極１３１〜１３４と同時に遮蔽電極１５１〜１５４もパターンを形成できるので、遮蔽電極１５１〜１５４を形成する工程を削減する効果も期待できる。

遮蔽電極１５１〜１５４を、検出領域１２と同様に透明導電膜で形成した場合は次の効果を奏する。表示装置２０の表示領域の近傍に遮蔽電極１５１〜１５４を配置しても視認性を妨げないことにより、遮蔽電極１５１〜１５４や検出用信号配線２４１〜２４４を配置するＴＦＴ基板２１の外周部を狭くできるので、狭額縁化に有効である。

シールド信号配線２３を検出用信号配線２４１〜２４４の外周に設けると、検出用信号配線２４１〜２４４に対するシールド効果も期待できる。

次に、図１５乃至図２０に基づき、本実施形態１のタッチセンサ及び表示装置の変形例１〜４について説明する。なお、わかりやすくするために、図１５乃至図２０の構成要素について、図２の構成要素と形状が異なっていても機能が同じであれば、図２の構成要素と同じ符号を付すことにする。

図１５は変形例１を示す。本変形例１の表示装置２０ａは、実施形態１の表示装置２０に対して、検出用電極１３１〜１３４の位置が異なる。つまり、表示装置２０ａでは、検出用電極１３１〜１３４が、長方形の検出領域１２の四隅ではなく各辺の中間に設けられている。

図１６は変形例２を示す。本変形例２の表示装置２０ｂは、実施形態１の表示装置２０に対して、検出領域１２の形状が異なる。つまり、表示装置２０ａでは、検出領域１２が長方形ではなく円形になっている。検出領域１２が多角形や異形状の場合は、複数の検出用電極１３１，…を任意の箇所に設けることができる。

図１７は変形例３を示す。本変形例３の表示装置２０ｃは、実施形態１の表示装置２０に対して、導電性フレーム１４の形状及び大きさが異なる。つまり、表示装置２０ｃでは、導電性フレーム１４が検出領域１２及び検出用電極１３１〜１３４の全部ではなく一部を覆う形状及び大きさになっている。この場合、遮蔽電極１５３は、導電性フレーム１４が配置された部位のみに配置してもよい。

図１８乃至図２０は変形例４を示す。本変形例４のタッチパネル１０ａは、実施形態１の表示装置２０に対して、タッチパネル単体からなる点で異なる。そのため、タッチパネル１０ａでは、シールド信号配線２３及び検出用信号配線２４１〜２４４がＴＦＴ基板ではなく基板１０ｂに形成されている。

変形例１〜４のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

図２１は、実施形態２のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。図２２は、図２１におけるXXII−XXII線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、わかりやすくするために、本実施形態２の構成要素について、実施形態１の構成要素と形状が異なっていても機能が同じであれば、実施形態１の構成要素と同じ符号を付すことにする。

以下、実施形態１と異なる部分を詳しく説明することにし、実施形態１と同じ部分、例えば図２における導電性フレーム１４、導電材料１７１〜１７４、一部のシールド信号配線２３、検出用信号配線２４１〜２４４などは図示及び説明を省略する。

本実施形態２の表示装置３０は、ＣＦ基板１１とＴＦＴ基板２１とが重なった状態の周縁において段差が無く二つの側面が面一となる箇所がある点、及びその箇所近辺に遮蔽電極１５３，１５４を設ける点で、実施形態１の表示装置２０と異なる。このとき、遮蔽電極１５３，１５４に接続するシールド信号配線２３は、図２２に示すようにＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との間に設けることができる。遮蔽電極１５３，１５４とシールド信号配線２３との接続は、液体状の流動性のある導電材料１６３，１６４を用い、これをディスペンサやインクジェット装置によりＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との間に流し込むようにする。シールド信号配線２３は、ＣＦ基板１１側に設けてもよい。

本実施形態２の表示装置３０によれば、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との間にシールド信号配線２３を設けることにより、ＴＦＴ基板２１とＣＦ基板１１との段差が不要となるので、タッチパネル１０の外形を大きくする必要が無い。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

図２３は、実施形態３のタッチパネル及び表示装置を示す平面図である。図２４は、図２３におけるXXIV−XXIV線断面図である。図２５は、実施形態３のタッチパネル及び表示装置の変形例１を示す平面図である。図２６は、図２５におけるXXVI−XXVI線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、わかりやすくするために、本実施形態３の構成要素について、実施形態１の構成要素と形状が異なっていても機能が同じであれば、実施形態１の構成要素と同じ符号を付すことにする。

以下、実施形態１と異なる部分を詳しく説明することにし、実施形態１と同じ部分、例えば図２における導電性フレーム１４、導電材料１７１〜１７４、一部のシールド信号配線２３などは図示及び説明を省略する。

本実施形態３の表示装置３１は、検出用信号配線２４１〜２４４をＣＦ基板１１上に設ける場合に、図２４に示すように検出用信号配線２４１〜２４４を絶縁材料３２により被覆することにより、遮蔽電極１５１〜１５４への接続に用いる導電材料１６１〜１６４と検出用信号配線２４１〜２４４とが電気的に接続することを防止する。また、遮蔽電極１５１〜１５４と検出領域１２との距離Ｄ１が、検出用信号配線２４１〜２４４と検出領域１２との距離Ｄ３よりも短い。

更に、変形例１の表示装置３３は、図２６に示すように、検出用信号配線２４１〜２４４の遮蔽電極１５１〜１５４と面する部分を絶縁材料３２によって被覆することにより、検出用信号配線２４１〜２４４と遮蔽電極１５１〜１５４との積層構造にすることができる。

検出用信号配線２４１〜２４４の形成方法としては、ＣＦ基板１１の製造時にＩＴＯ等をフォトリソグラフィにてパターンニングする方法や、検出用電極１３１〜１３４を形成する方法と同様に銀ペースト等の導電材料を用いる方法が挙げられる。絶縁材料３２による検出用信号配線２４１〜２４４の被覆は、ＣＦ基板１１の製造時にフォトリソグラフィやスクリーン印刷等にてパターンニングする方法で形成することができる。

本実施形態３によれば、検出用信号配線２４１〜２４４をＣＦ基板１１の上に配置するのでＴＦＴ基板２１の外形を大きくする必要が無い、検出用信号配線２４１〜２４４を絶縁材料３２で被覆するので検出用信号配線２４１〜２４４の損傷を防止できる、などの効果を奏する。本実施形態３のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１、２のそれらと同様である。

図２７は実施形態４のタッチパネル及び表示装置の製造方法を示す部分断面図であり、図２７［Ａ］〜図２７［Ｅ］の順に工程が進行する。図２８は実施形態４のタッチパネル（ＣＦ基板）の製造方法を示す斜視図であり、図２８［Ａ］〜図２８［Ｄ］の順に工程が進行する。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、わかりやすくするために、本実施形態４の構成要素について、実施形態１の構成要素と形状が異なっていても機能が同じであれば、実施形態１の構成要素と同じ符号を付すことにする。

本実施形態４の表示装置４０は、検出用信号配線２４１〜２４４が絶縁材料４１により被覆され、絶縁材料４１上にシールド信号配線２３が設けられ、導電性フレーム１４とＣＦ基板１１及びＴＦＴ基板２１との間に別の絶縁材料４２が充填された構造である。

本実施形態４の表示装置４０の製造方法は、次のとおりである。まず、図２７［Ａ］に示すように、ＴＦＴ基板２１にＣＦ基板１１を貼り合せる。続いて、図２７［Ｂ］及び図２８［Ａ］に示すように、ＣＦ基板１１の表面に検出領域１２及び遮蔽電極１５１〜１５４を形成する。続いて、図２８［Ｂ］に示すように、ＣＦ基板１１の表面に更に検出用電極１３１〜１３４及び検出用信号配線２４１〜２４４を形成する。続いて、図２７［Ｃ］及び図２８［Ｃ］に示すように、検出用信号配線２４１〜２４４の上を絶縁材料４１で被覆する。続いて、図２７［Ｄ］及び図２８［Ｄ］に示すように、絶縁材料４１の上に遮蔽電極１５１〜１５４と接するようにシールド信号配線２３を形成する。最後に、ＣＦ基板１１の周辺部を導電性フレーム１４で覆い、導電性フレーム１４とＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１との間に絶縁材料４２を充填することにより、表示装置４０が完成する。

絶縁材料４２は、例えば絶縁樹脂からなり、導電性フレーム１４の変形を軽減できる程度の硬さ（例えばゴム硬度Ａ６０〜Ａ９０程度）を有することが望ましい。また、絶縁材料４２が黒色等の遮光性であれば、導電性フレーム１４とＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１との隙間から透過してくる光を遮光することや、ＣＦ基板１１のシールド信号配線２３等を見えなくすることができる。なお、絶縁材料４２としては、ペースト材料やテープ材料を用いてもよい。ペースト材料を用いる場合は、これを導電性フレーム１４とＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１との隙間に充填する。テープ材料を用いる場合は、これを導電性フレーム１４の下面やＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１の上面に貼り合せる。

ペースト材料として熱硬化樹脂や湿気硬化樹脂を用いるときは、導電性フレーム１４は遮光性を有する材料でよい。一方、ペースト材料としてＵＶ（Ultra Violet）硬化樹脂などの光硬化樹脂を用いるときは、導電性フレーム１４はＵＶ光などを透過する材料とする必要がある。

本実施形態４によれば、図２７［Ｅ］に示すように、導電性フレーム１４とＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１との間の全体に絶縁材料４２を充填することにより、次の効果を奏する。導電性フレーム１４の変形を抑制できる。導電性フレーム１４とＴＦＴ基板２１及びＣＦ基板１１との間に異物が侵入することを防止できる。ＣＦ基板１１上に配したシールド信号配線２３や検出用信号配線２４１〜２４４等が傷つくことを防止できる。シールド信号配線２３と導電性フレーム１４とが電気的に接続することを防止できる。ＴＦＴ基板２１に配線を形成しておく必要がない。本実施形態４のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１乃至３のそれらと同様である。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。

［付記１］基板と、
この基板の中央側に形成され、導体の接触位置に応じた検出信号を生成する検出領域と、
前記基板の周縁側に形成され、前記検出領域で生成された前記検出信号を出力する複数の検出用電極と、
前記基板において前記検出領域の外側の上方を覆う導電性フレームと、
前記検出領域の外側かつ前記複数の検出用電極の相互間に形成され、前記検出領域に対する電気的影響を遮蔽するシールド信号が供給される遮蔽電極と、
を備え、
前記検出領域から前記遮蔽電極まで距離が、前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも短い、
タッチパネル。

［付記２］前記基板と前記導電性フレームとの間に絶縁材料が充填された、
付記１記載のタッチパネル。

［付記３］シールド信号は、前記導体の接触が無いときの前記検出信号に相当する基準信号と同等の周波数及び電圧レベルの信号である、
付記１又は２記載のタッチパネル。

［付記４］前記シールド信号が接地電位である、
付記１又は２記載のタッチパネル。

［付記５］付記１乃至４記載のいずれか一つに記載のタッチパネルを有する、
表示装置。

［付記６］前記タッチパネルとしての、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、
薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、
前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とに挟持された液晶層と、
を備えた液晶表示装置である付記５記載の表示装置。

［付記７］前記薄膜トランジスタ基板に形成され、前記遮蔽電極へ前記シールド信号を供給するシールド信号配線を更に備え、
このシールド信号配線は、当該薄膜トランジスタ基板と前記カラーフィルタ基板との間に設けられた導電材料によって前記遮蔽電極に電気的に接続される、
付記６記載の表示装置。

［付記８］前記カラーフィルタ基板に形成され、前記検出用電極に電気的に接続され、かつ前記遮蔽電極及び前記導電材料に対して電気的に絶縁する絶縁材料によって被覆された検出用信号配線を更に備え、
前記検出領域から前記遮蔽電極までの距離が、前記検出領域から前記検出用信号配線までの距離よりも短い、
付記６又は７記載の表示装置。

［付記１１］表面基板の表面に形成された検出領域と、この検出領域の周辺に形成された複数の検出用電極と、導電性材料で構成され前記検出領域の周辺上方を覆う導電性フレームと、を備えたタッチパネルにおいて、
前記検出領域の周辺であってかつ前記複数の検出電極の相互間、かつ前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも前記検出領域に近くなる位置に一箇所以上配置され、前記検出領域と前記検出用電極とを電気的に分離する遮蔽電極と、
電気的影響を遮蔽するシールド信号を前記遮蔽電極に供給するシールド信号配線と、
を更に備えたことを特徴とするタッチパネル。

［付記１２］表面基板の表面に形成された検出領域と、この検出領域の周辺に形成された複数の検出用電極と、導電性材料で構成され前記検出領域の周辺上方を覆う導電性フレームと、を備えたタッチパネルにおいて、
前記検出領域の周辺であってかつ前記複数の検出電極の相互間、かつ前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも前記検出領域に近くなる位置に一箇所以上配置され、前記検出領域と前記検出用電極とを電気的に分離する遮蔽電極と、
この遮蔽電極を接地するシールド信号配線と、
を更に備えたことを特徴とするタッチパネル。

［付記１３］付記１１又は１２記載のタッチパネルであって、
前記導電性フレームと当該タッチパネルとの隙間に絶縁材料が配置された、
ことを特徴とするタッチパネル。

［付記１４］付記１１、１２又は１３記載のタッチパネルを有する表示装置。

［付記１５］付記１４記載のタッチパネルを有する表示装置であって、
前記表面基板としてのカラーフィルタ基板の表面に前記検出領域、前記検出用電極及び前記遮蔽電極が形成された液晶表示装置である、
ことを特徴とするタッチパネルを有する表示装置。

［付記１６］付記１４記載のタッチパネルを有する表示装置であって、
前記シールド信号配線が設けられた基板と、
この基板と前記表面基板との間に設けられ、前記シールド信号配線と前記遮蔽電極とを電気的に接続する導電材料と、
を更に備えたことを特徴とするタッチパネルを有する表示装置。

［付記１７］付記１４記載のタッチパネルを有する表示装置であって、
前記遮蔽電極に電気的に接続されないように絶縁材料によって被覆され、前記検出用電極に電気的に接続され、前記表面基板上において前記検出領域から前記遮蔽電極までの距離よりも前記検出領域から遠くなる箇所に設けられた検出用信号配線、
を更に備えたことを特徴とするタッチパネルを有する表示装置。

本発明は、例えば静電容量式などのタッチパネル、及び、このタッチパネルを有する例えば液晶表示装置やＥＬ（Electro Luminescence）表示装置などの表示装置に、利用可能である。

１０，１０ａ タッチパネル
１０ｂ 基板
１１ ＣＦ基板
１２ 検出領域
１３１〜１３４ 検出用電極
１４ 導電性フレーム
１５１〜１５４ 遮蔽電極
１６１〜１６４ 導電材料
１７１〜１７４ 導電材料
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 表示装置
２１ ＴＦＴ基板
２２ 液晶層
２３ シールド信号配線
２４１〜２４４ 検出用信号配線
２５ 外部接続端子
２６ ドライバＩＣ
２７ 樹脂フレーム
２８ シール材
３０ 表示装置
３１ 表示装置
３２ 絶縁材料
３３ 表示装置
４０ 表示装置
４１ 絶縁材料
４２ 絶縁材料
Ｅ 位置ずれ
Ｆ 指
Ｌ レーザ光
Ｐ１，Ｐ２ ポインタ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３ 距離

１０１ タッチパネル
１０２ 基板
１０３ 表面
１０４ 検出領域
１０６ 配線領域
１０５ 検出電極
１０７ 配線電極
１０８ 遮蔽電極
１１３ 側面外周部
１２０ 液晶表示装置
１２１ 液晶パネル
１２２ 透光性遮蔽電極
１２３ 遮光性遮蔽電極
１２４ 導電体
１２５ 側面外周部
１２７ 導電性フレーム
１２８ 偏光板

Claims (10)

1. 基板と、
   この基板の中央側に形成され、導体の接触位置に応じた検出信号を生成する検出領域と、
   前記基板の周縁側に形成され、前記検出領域で生成された前記検出信号を出力する複数の検出用電極と、
   前記基板において前記検出領域の外側の上方を覆う導電性フレームと、
   前記検出領域の外側かつ前記複数の検出用電極の相互間に形成され、前記検出領域に対する電気的影響を遮蔽するシールド信号が供給される遮蔽電極と、
   を備え、
   前記検出領域から前記遮蔽電極まで距離が、前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも短い、
   タッチパネル。
2. 前記基板と前記導電性フレームとの間に絶縁材料が充填された、
   請求項１記載のタッチパネル。
3. シールド信号は、前記導体の接触が無いときの前記検出信号に相当する基準信号と同等の周波数及び電圧レベルの信号である、
   請求項１又は２記載のタッチパネル。
4. 前記シールド信号が接地電位である、
   請求項１又は２記載のタッチパネル。
5. 請求項１乃至４記載のいずれか一つに記載のタッチパネルを有する、
   表示装置。
6. 前記タッチパネルとしての、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、
   薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、
   前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタ基板とに挟持された液晶層と、
   を備えた液晶表示装置である請求項５記載の表示装置。
7. 前記薄膜トランジスタ基板に形成され、前記遮蔽電極へ前記シールド信号を供給するシールド信号配線を更に備え、
   このシールド信号配線は、当該薄膜トランジスタ基板と前記カラーフィルタ基板との間に設けられた導電材料によって前記遮蔽電極に電気的に接続される、
   請求項６記載の表示装置。
8. 前記カラーフィルタ基板に形成され、前記検出用電極に電気的に接続され、かつ前記遮蔽電極及び前記導電材料に対して電気的に絶縁する絶縁材料によって被覆された検出用信号配線を更に備え、
   前記検出領域から前記遮蔽電極までの距離が、前記検出領域から前記検出用信号配線までの距離よりも短い、
   請求項７記載の表示装置。
9. 基板と、
   この基板の中央側に形成され、導体の接触位置に応じた検出信号を生成する検出領域と、
   前記基板の周縁側に形成され、前記検出領域で生成された前記検出信号を出力する複数の検出用電極と、
   前記基板において前記検出領域の外側の上方を覆う導電性フレームと、
   前記検出領域の周縁に形成した遮蔽電極と、
   前記遮蔽電極に供給するシールド信号と、
   を備え、
   前記検出領域から前記遮蔽電極まで距離が、前記検出領域から前記導電性フレームまでの距離よりも短い、
   タッチパネル。
10. 前記遮蔽電極が前記複数の検出用電極の相互間に形成された、
    請求項９記載のタッチパネル。

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