JP6576080B2 - 静電容量式タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、静電容量方式のタッチパネル（静電容量式タッチパネル）に関する。

静電容量方式のタッチパネルが知られている。静電容量方式のタッチパネルでは、タッチパネルが有するセンサー配線と指示体（ユーザの指など）との間の静電容量の変化を検出することによって、指示体のタッチ位置を検出している。静電容量の検出方式としては、例えば自己容量検出方式や相互容量検出方式などがある。

例えば、下記の特許文献１には、タッチパネルの検出精度を高める目的で、表示パネルとタッチパネルとの間に、表示パネルの放出する電磁波をタッチパネルに対して遮蔽する電磁波シールド層を設けた構成が開示されている。また、特許文献２には、表示パネルの発光素子に流れる電流を制御するトランジスターがデータ線の電位変動に起因するノイズの影響を受けにくくする目的で、データ線の両サイドにシールド配線を設けた構成が開示されている。また、特許文献３には、タッチパネルのタッチ検出電極を外部ノイズから保護する目的で、タッチ検出電極を取り囲むようにシールド電極を設けた構成が開示されている。

特開２０１４−１４２７８６号公報 特開２０１２−１８９８２８号公報 特開２０１３−８８９３２号公報

一般的な静電容量方式のタッチパネルは、指示体によるタッチの位置（座標）を検出するためのセンサー配線として、横方向の座標（Ｘ座標）を検出するためのセンサー配線（Ｘ座標センサー配線と、縦方向（Ｙ座標）の座標を検出するためのセンサー配線（Ｙ座標センサー配線）とを備えている。また、タッチパネルの表面にはセンサー配線を保護するガラス板が設けられており、多くの製品では、ガラス板がユーザーの使用前に傷つくのを防止する保護シートが貼り付けられる。

ユーザは、保護シートを剥がしてからタッチパネルを使用することになるが、保護シートを剥がすときにガラス板の表面に大きな電荷が帯電すると、Ｘ座標センサー配線とＹ座標センサー配線との間に大きな電圧がかかる。その状態で、Ｘ座標センサー配線またはＹ座標センサー配線が、接地電位（ＧＮＤ）と低インピーダンスで接続されると、電荷の移動が始まり、Ｘ座標センサー配線とＹ座標センサー配線との間の絶縁膜にダメージが生じる。それにより、Ｘ座標センサー配線とＹ座標センサー配線との短絡（ショート不良）が生じると、タッチ位置の検出を正しく行うことができなくなる。また、ガラス板の表面に加わった静電気ノイズによって、Ｘ座標センサー配線とＹ座標センサー配線との間の絶縁膜にその耐電圧値を超える電圧が生じた場合も、同様のダメージが生じる。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、静電気ノイズによってＸ座標センサー配線とＹ座標センサー配線との間の絶縁膜にダメージが生じることを防止できる静電容量式タッチパネルを提供することを目的とする。

本発明に係る静電容量式タッチパネルは、互いに交差するタッチ検出用の第１センサー配線および第２センサー配線と、前記第１センサー配線および前記第２センサー配線が配設された領域であるタッチ検出領域内に配設され、接地電位が供給される接地配線と、を備え、前記接地配線の幅は、前記第１センサー配線の幅および前記第２センサー配線の幅よりも小さく、前記接地配線から接地電位までのインピーダンスは、前記第１センサー配線から接地電位までのインピーダンスおよび前記第２センサー配線から接地電位までのインピーダンスよりも低い。

本発明によれば、タッチパネルに加わった静電気ノイズは、接地配線を通して接地電位へ流れるため、センサー配線へのノイズ侵入を防止できる。よって、静電気ノイズによって第１センサー配線および第２センサー配線との間の絶縁層にダメージが生じることを防止でき、ショート不良を防止できる。

実施の形態１に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態１に係るタッチパネルのＹ座標センサー配線に沿った断面構造を示す図である。 実施の形態１に係るタッチパネルのＸ座標センサー配線に沿った断面構造を示す図である。 実施の形態１に係るタッチパネルにおけるクロス容量の分布を示す図である。 実施の形態２に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネルのＹ座標センサー配線に沿った断面構造を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネルのＸ座標センサー配線に沿った断面構造を示す図である。 実施の形態３に係るタッチパネルにおけるクロス容量の分布を示す図である。 実施の形態４に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態５に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態６に係るタッチパネルの構成を示す図である。 実施の形態７に係るタッチパネルの構成を説明するための図である。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。タッチパネル１０は、静電容量方式のタッチパネル（静電容量式タッチパネル）であり、指示体によるタッチの位置（タッチ座標）を検出するためのセンサー配線として、横方向の座標（Ｘ座標）を検出するための複数のＸ座標センサー配線１と、縦方向の座標（Ｙ座標）を検出するための複数のＹ座標センサー配線２とを備えている。さらに、タッチパネル１０は、接地電位（ＧＮＤ）が供給される複数の接地配線３（破線）を備えている。なお、図１においては、接地配線３を破線で示しているが、接地配線３は連続した形状の配線である。

複数のＸ座標センサー配線１は縦方向に延在し、複数のＹ座標センサー配線２は横方向に延在する。よって、Ｘ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２とは互いに垂直に交差する。また、実施の形態１では、接地配線３は、Ｘ座標センサー配線１の間に設けられ、Ｘ座標センサー配線１と平行に延在する。つまり、Ｘ座標センサー配線１と接地配線３とは、横方向に交互に配設されている。このように、接地配線３は、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２が配設された領域であるタッチ検出領域の全体に一様に配設されている。

また、タッチパネル１０には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１１を介してコントロール基板１２が接続される。Ｘ座標センサー配線１、Ｙ座標センサー配線２および接地配線３は、それぞれ引き出し配線１ａ，２ａ，３ａによってタッチパネル１０の端部まで引き出され、ＦＰＣ１１に接続される。それにより、Ｘ座標センサー配線１、Ｙ座標センサー配線２および接地配線３が、コントロール基板１２に接続される。コントロール基板１２は、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２の静電容量に基づいてタッチ座標を算出する処理回路等を備える。また、コントロール基板１２は、ＦＰＣ１１を通して接地配線３へ接地電位を供給する。

図２および図３は、タッチパネル１０の断面構造を示す図であり、図２はＹ座標センサー配線２に沿った断面、図３はＸ座標センサー配線１に沿った断面をそれぞれ示している。

図２および図３のように、Ｘ座標センサー配線１および接地配線３はガラス基板１０１上に形成されている。Ｘ座標センサー配線１および接地配線３は、絶縁層１０２によって覆われており、Ｙ座標センサー配線２は絶縁層１０２の上に形成されている。さらに、Ｙ座標センサー配線２は、絶縁層１０３によって覆われている。また、ガラス基板１０１の下面には、ＦＰＣ１１が接続されるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜が形成される。このように、接地配線３は、Ｘ座標センサー配線１と同層に形成されている。

実施の形態１に係るタッチパネル１０では、接地配線３から接地電位までのインピーダンスは、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２から接地電位までのインピーダンスよりも低い。そのため、タッチパネル１０に加わった静電気ノイズを、接地配線３を通して接地電位へ逃がすことができ、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２へのノイズ侵入を防止できる。よって、静電気ノイズによってＸ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２との間の絶縁層１０２にダメージが生じることを防止でき、ショート不良を防止できる。

図４は、実施の形態１に係るタッチパネル１０におけるクロス容量の分布を示す図である。クロス容量は、各配線の交点に形成される配線間容量（寄生容量）であり、実施の形態１のタッチパネル１０では、Ｘ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２との間のクロス容量Ｃ１２、および、Ｙ座標センサー配線２と接地配線３との間のクロス容量Ｃ２３が形成される。クロス容量Ｃ２３が大きいとタッチの検出感度が低下するため、クロス容量Ｃ２３はクロス容量Ｃ１２よりも小さくする必要がある。そのため、図２のように、接地配線３の幅をＸ座標センサー配線１の幅よりも小さくするとよい。

＜実施の形態２＞
図５は、実施の形態２に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。実施の形態１では、複数の接地配線３の一つ一つに、ＦＰＣ１１に接続させる引き出し配線３ａを設けていた。それに対し、実施の形態２では、タッチパネル１０上に全ての接地配線３を相互に接続する接続配線３ｂを設け、引き出し配線３ａは、複数の接地配線３のうちの一部にのみ設けている。図５には、一つの接地配線３のみに引き出し配線３ａを設けた例を示している。

この構成によっても、全ての接地配線３に接地電位を供給することができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、タッチパネル１０に必要とされる引き出し配線３ａの数ならびにＦＰＣ１１との接続端子の数を少なくでき、タッチパネル１０の小型化に寄与できる。

＜実施の形態３＞
図６は、実施の形態３に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。実施の形態３のタッチパネル１０は、実施の形態１で示した接地配線３に代えて、Ｙ座標センサー配線２と平行な複数の接地配線４（破線）を設けた構成となっている。

接地配線３は、Ｙ座標センサー配線２の間に設けられ、Ｙ座標センサー配線２と平行に延在する。つまり、Ｙ座標センサー配線２と接地配線４とは、縦方向に交互に配設されている。このように、接地配線４は、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２が配設されたタッチ検出領域の全体に一様に配設されている。なお、図６においては、接地配線４を破線で示しているが、接地配線４は連続した形状の配線である。

また、Ｘ座標センサー配線１、Ｙ座標センサー配線２および接地配線４は、それぞれ引き出し配線１ａ，２ａ，４ａによってタッチパネル１０の端部まで引き出され、ＦＰＣ１１に接続される。それにより、Ｘ座標センサー配線１、Ｙ座標センサー配線２および接地配線４が、コントロール基板１２に接続される。コントロール基板１２は、タッチ座標を算出する処理回路等を備えると共に、ＦＰＣ１１を通して接地配線４へ接地電位を供給する。

図７および図８は、タッチパネル１０の断面構造を示す図であり、図７はＹ座標センサー配線２に沿った断面、図８はＸ座標センサー配線１に沿った断面をそれぞれ示している。

図７および図８のように、Ｘ座標センサー配線１はガラス基板１０１上に形成されている。Ｘ座標センサー配線１は、絶縁層１０２によって覆われており、Ｙ座標センサー配線２および接地配線４は絶縁層１０２の上に形成されている。さらに、Ｙ座標センサー配線２および接地配線４は、絶縁層１０３によって覆われている。また、ガラス基板１０１の下面には、ＦＰＣ１１が接続されるＩＴＯ膜が形成される。このように、接地配線４は、Ｙ座標センサー配線２と同層に形成されている。

実施の形態３に係るタッチパネル１０では、接地配線４の接地電位までのインピーダンスは、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２の接地電位までのインピーダンスよりも低い。そのため、タッチパネル１０に加わった静電気ノイズを、接地配線４を通して接地電位へ逃がすことができ、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２へのノイズ侵入を防止できる。よって、静電気ノイズによってＸ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２との間の絶縁層１０２にダメージが生じることを防止でき、ショート不良を防止できる。

図９は、実施の形態３に係るタッチパネル１０におけるクロス容量の分布を示す図である。実施の形態３のタッチパネル１０では、Ｘ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２との間のクロス容量Ｃ１２、および、Ｘ座標センサー配線１と接地配線４との間のクロス容量Ｃ１４が形成される。クロス容量Ｃ１４が大きいとタッチの検出感度が低下するため、クロス容量Ｃ１４はクロス容量Ｃ１２よりも小さくする必要がある。そのため、図７のように、接地配線４の幅をＹ座標センサー配線２の幅よりも小さくするとよい。

＜実施の形態４＞
図１０は、実施の形態４に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。実施の形態３では、複数の接地配線４の一つ一つに、ＦＰＣ１１に接続させる引き出し配線４ａを設けていた。それに対し、実施の形態４では、タッチパネル１０上に全ての接地配線４を相互に接続する接続配線４ｂを設け、引き出し配線４ａは、複数の接地配線４のうちの一部にのみ設けている。図１０には、一つの接地配線４のみに引き出し配線４ａを設けた例を示している。

この構成によっても、全ての接地配線４に接地電位を供給することができ、実施の形態３と同様の効果が得られる。さらに、タッチパネル１０に必要とされる引き出し配線４ａの数ならびにＦＰＣ１１との接続端子の数を少なくでき、タッチパネル１０の小型化に寄与できる。

＜実施の形態５＞
図１１は、実施の形態５に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。実施の形態５のタッチパネル１０は、実施の形態１で示したＸ座標センサー配線１に平行な接地配線３と、実施の形態３で示したＹ座標センサー配線２に平行な接地配線４との両方を設けた構成となっている。

実施の形態５に係るタッチパネル１０によれば、タッチパネル１０に加わった静電気ノイズを、接地配線３，４の両方を通して接地電位へ逃がすことができるため、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２へのノイズ侵入がさらに抑制される。

＜実施の形態６＞
図１２は、実施の形態５に係るタッチパネル１０の構成を示す図である。実施の形態６のタッチパネル１０は、実施の形態５（図１１）の構成に、実施の形態２，４で示した接続配線３ｂおよび接続配線４ｂを適用したものである。

さらに、図１２においては、タッチパネル１０上で接続配線３ｂと接続配線４ｂとを接続させている。それにより、接地配線３および接地配線４の全てが、タッチパネル１０上で接続されることになる。従って、図１２の構成では、接地配線３または接地配線４の片方にのみ、ＦＰＣ１１に接続する引き出し配線を設けるようにしてもよい。図１２には、一つの接地配線３のみに引き出し配線３ａを設け、引き出し配線４ａのいずれにも引き出し配線４ａを設けていない例を示している。

この構成によっても、全ての接地配線３および接地配線４に接地電位を供給することができ、実施の形態５と同様の効果が得られる。さらに、タッチパネル１０に必要とされる引き出し配線３ａ，４ａの数ならびにＦＰＣ１１との接続端子の数を少なくでき、タッチパネル１０の小型化に寄与できる。

＜実施の形態７＞
上記の各実施の形態では、タッチパネル１０に、Ｘ座標センサー配線１と同層の接地配線３、またはＹ座標センサー配線２と同層の接地配線４を設けた構成を示したが、実施の形態７では、それらに代えて、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２とは異なる層に接地配線を設ける。

図１３は、実施の形態７に係るタッチパネル１０の構成を説明するための図であり、Ｙ座標センサー配線２に沿った断面を示している。図１３のように、当該タッチパネル１０には、Ｙ座標センサー配線２を覆う絶縁層１０３の上に、Ｘ座標センサー配線１と平行に延在する接地配線５が設けられている。タッチパネル１０の平面図の図示は省略するが、接地配線５は、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２が配設されたタッチ検出領域の全体に一様に配設されており、コントロール基板１２からＦＰＣ１１を通して接地電位が供給されている。

実施の形態７のタッチパネル１０では、接地配線５の接地電位までのインピーダンスは、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２の接地電位までのインピーダンスよりも低い。よって、タッチパネル１０に加わった静電気ノイズを、接地配線５を通して接地電位へ逃がすことができるため、実施の形態１等と同様に、Ｘ座標センサー配線１およびＹ座標センサー配線２へのノイズ侵入を防止できる。

また、タッチの検出感度が低下することを防止するために、接地配線５とＹ座標センサー配線２との間のクロス容量は、Ｘ座標センサー配線１とＹ座標センサー配線２との間のクロス容量よりも小さくする必要がある。

なお、図１３においては、接地配線５をＸ座標センサー配線１と平行に延在させた例を示したが、接地配線５はＹ座標センサー配線２と平行に延在するように配設されてもよい。

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

１ Ｘ座標センサー配線、２ Ｙ座標センサー配線、３ 接地配線、４ 接地配線、５ 接地配線、１ａ〜４ａ 引き出し配線、３ｂ，４ｂ 接続配線、１０ タッチパネル、１１ ＦＰＣ、１２ コントロール基板、１０１ ガラス基板、１０２，１０３，１０５ 絶縁層、１０４ ＩＴＯ膜。

Claims (12)

1. 互いに交差するタッチ検出用の第１センサー配線および第２センサー配線と、
   前記第１センサー配線および前記第２センサー配線が配設された領域であるタッチ検出領域内に配設され、接地電位が供給される接地配線と、
   を備え、
   前記接地配線の幅は、前記第１センサー配線の幅および前記第２センサー配線の幅よりも小さく、
   前記接地配線から接地電位までのインピーダンスは、前記第１センサー配線から接地電位までのインピーダンスおよび前記第２センサー配線から接地電位までのインピーダンスよりも低い、
   静電容量式タッチパネル。
2. 前記接地配線を複数備え、
   複数の前記接地配線が、前記タッチ検出領域の全体に一様に配設されている
   請求項１に記載の静電容量式タッチパネル。
3. 前記接地配線を複数備え、
   複数の前記接地配線が、当該タッチパネル内で接続されている
   請求項１または請求項２に記載の静電容量式タッチパネル。
4. 前記接地配線は、前記第１センサー配線に平行に延在している
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の静電容量式タッチパネル。
5. 前記接地配線は、前記第１センサー配線と同層に形成されている
   請求項４に記載の静電容量式タッチパネル。
6. 前記接地配線は、前記第２センサー配線に平行に延在している
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の静電容量式タッチパネル。
7. 前記接地配線は、前記第２センサー配線と同層に形成されている
   請求項６に記載の静電容量式タッチパネル。
8. 前記接地配線は、前記第１センサー配線と平行に延在する第１接地配線および前記第２センサー配線と平行に延在する第２接地配線を含む
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の静電容量式タッチパネル。
9. 前記第１接地配線と前記第２接地配線とが当該タッチパネル内で接続されている
   請求項８に記載の静電容量式タッチパネル。
10. 前記第１接地配線は、前記第１センサー配線と同層に形成され、
    前記第２接地配線は、前記第２センサー配線と同層に形成されている
    請求項８または請求項９に記載の静電容量式タッチパネル。
11. 前記接地配線は、前記第１センサー配線および前記第２センサー配線とは異なる層に形成されている
    請求項１から請求項４、請求項６、請求項８および請求項９のうちのいずれか一項に記載の静電容量式タッチパネル。
12. 前記第１センサー配線と前記接地配線との間の容量値および前記第２センサー配線と前記接地配線との間の容量値は、前記第１センサー配線と前記第２センサー配線との間の容量値よりも小さい
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の静電容量式タッチパネル。

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