JPWO2016129516A1 - タッチスクリーン及びタッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、組み合わせて配置される表示パネルに対する触感発生信号のシールド効果を向上させるとともに、回路規模の増大を抑制することができるタッチスクリーン及びそれを備えたタッチパネル装置を得ることを目的とする。透明基板の裏面側に各々が行方向に延在する複数の励起電極（２）を設け、透明基板の表面側に各々が列方向に延在する複数の検出電極（３）、各々が行方向に延在する複数の触感発生用行電極（４）、各々が列方向に延在する複数の触感発生用列電極（５）を設け、透明基板の表面側を操作面とする。この際、複数の励起電極（２）と複数の触感発生用行電極（４）とは互いに独立して形成され、複数の検出電極（３）と複数の触感発生用列電極（５）とは互いに独立して形成される。上記構成により、電極（２〜４）のうち、励起電極２が操作面から最も離れた位置に配置される。

Description

本発明は、触感発生機能を有するタッチスクリーン及び当該タッチスクリーンを備えるタッチパネル装置に関するものである。

従来、指などの指示体によるタッチを検出し、そのタッチ位置の座標を特定するタッチパネルが、優れたインターフェース手段の一つとして注目されている。このタッチパネルでは、抵抗膜方式や静電容量方式などの様々な方式が提案され、製品化されている。

このような静電容量方式のタッチパネルの一種として、例えば、特許文献１で開示されている投影型静電容量（Projected Capacitive）方式のタッチパネルが知られている。このようなタッチパネルに関し、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、及び可動部が無く長寿命である点などの利点を有することから、様々な技術が提案されている。

特許文献１に開示のタッチパネルは、タッチスクリーンに検出用行配線（行検出電極）及び検出用列配線（列検出電極）を備えており、各検出電極と指示体との間に形成される静電容量から成るタッチ容量の検出結果に基づいて、タッチスクリーン上における指示体のタッチ位置を示すタッチ座標を算出して出力する。また、各検出電極はジグザグ状に繰り返されるジグザグパターンの微細な金属配線から形成されている。このような検出電極としてはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜を用いたものも盛んに用いられている。

さて、実際に操作者がタッチスクリーンに対して指によるタッチ入力を行う際、例えばボタン形状の表示オブジェクトに該当する位置に指先を移動させてタッチ入力を行うことを想定すると、操作面となるタッチスクリーン表面から得られる触感は一様であるため、視覚情報以外のトラッキング情報は得難い状況であり、操作者は操作面を目視しておく必要がある。また、タッチ入力が受け付けられたかどうかは、表示画面が切り替わるなどのタッチパネルを組み込んだ装置の応答を確認しなければならない。そこで、操作者が操作面に指等の指示体をタッチした際に、指示体に対して振動や電気刺激等による何らかの触感による応答を返す機能（触感フィードバック機能）が提案されている。

このような操作面にタッチされた指先に触感を与える装置として、例えば特許文献２で開示され触感刺激発生装置が知られている。座標入力装置（タッチスクリーン）の前面に触感刺激発生シートが配置されており、触感刺激発生シートに配設された触感生成電極の＋側電極から−側電極に向けて、指先を介して電流が流れることにより操作者の指先に電気的な刺激が与えられる。

また、特許文献３には、タッチ検出機能と触感電圧発生機能とを兼用する触感タッチパネル装置が開示されている。触感タッチパネル装置はタッチ駆動ライン（励起電極）が配設される基板とタッチセンシングライン（検出電極）が配設される基板との組み合わせにより構成される。そして画像データ供給のない垂直ブランキング期間において、タッチ検出のなされない期間にタッチ駆動ラインやセンシングラインのそれぞれに触感発生電圧を印加する。また、触感タッチパネルの裏面側には、別途シールド層を設け、触感発生用電圧を有する触感発生信号が表示パネルに印加されることを遮断する。表示パネルが液晶表示パネルの場合、シールド層は対向基板やアレイ基板に形成される。

特開２０１０−６１５０２号公報 特開２０１３−５８１５３号公報 特開２０１４−５６５８０号公報

特許文献３で開示されたタッチスクリーン装置において、触感機能を有するタッチパネルの裏面に別途設けられるシールド層は、一般に透明導電膜で形成されるが、電極抵抗が比較的高く、またＧＮＤ接続点数や接続面積が十分に確保できないことなどから、高電圧の触感発生用電圧を有する触感発生信号に対して十分なシールド効果が得られない。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ると顕著となる。

また、特許文献３に開示された触感刺激発生装置のように、タッチスクリーンと別体の触感スクリーンとを組み合わせて構成する場合、タッチスクリーンの厚みが厚くなったり、複数のスクリーン間の界面反射によりコントラストが低下したりするという問題点があった。

また、特許文献３で開示されたタッチスクリーン装置のように、タッチ検出用電極と触感発生用電極とを兼用する場合、タッチ検出回路電圧に比べ、触感発生用電圧は数１０Ｖ以上と高い電圧が必要となるため、高耐圧な切り替え回路等が必要となったり、タッチ検出回路を高耐圧化が必要になるため、回路規模が増大したりするという問題点あった。

さらに、特許文献３で開示されたタッチスクリーン装置は、タッチ検出用電極と触感発生用電極とを兼用させているため、タッチ検出用電極ピッチと触感発生用電極ピッチを異なるように設定することができない。このため、タッチ検出と触感発生の一方に合わせて電極ピッチを設定する場合、他方には不必要に細かなピッチとなり周辺回路が煩雑となったり、反対に荒いピッチとなり、タッチ検出分解能や触感発生分解能といった性能が低下したりするという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、組み合わせて配置される表示パネルに対する触感発生信号のシールド効果を向上させるとともに、回路規模の増大を抑制することができるタッチスクリーン及びそれを備えたタッチパネル装置を得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載のタッチスクリーンは、操作面を有するタッチスクリーンであって、各々が第１の方向に沿って設けられ、前記操作面へのタッチ操作の有無を検出するタッチ検出期間に励起パルス信号が付与される複数の第１のタッチ検出用電極と、各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられる複数の第２のタッチ検出用電極と、前記複数の第１のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第１の方向に沿って設けられる複数の第１の触感発生用電極と、前記複数の第２のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第２の方向に沿って設けられる複数の第２の触感発生用電極とを備え、触感発生信号印加期間において前記複数の第１及び第２の触感発生用電極に対し選択的に触感発生信号が付与され、前記複数の第１のタッチ検出用電極、前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極のうち、前記複数の第１のタッチ検出用電極を前記操作面から最も離れた位置に配置した電極間位置関係を有することを特徴としている。

請求項１記載の本願発明であるタッチスクリーンにおいて、操作面から最も離れた位置に設けられる複数の第１のタッチ検出用電極によって、複数の第１のタッチ検出用電極に比べて操作面に近い位置に配置される、複数の第２のタッチ検出用電極、複数の第１の触感発生用電極、及び複数の第２の触感発生用電極（以下、「複数の第２のタッチ検出用電極等」と略記する場合あり）をシールドすることができる効果を奏する。

表示パネルは一般にタッチスクリーンの操作面と反対方向側に設けられるため、上記電極間位置関係により、第１のタッチ検出用電極は、第２のタッチ検出用電極等と表示パネルとの間に存在する。したがって、表示パネルからの駆動ノイズが複数の第２のタッチ検出用電極へ混入することを抑制でき、さらには、複数の第１及び第２の触感発生用電極に選択的に付与される触感発生信号が上記表示パネルにノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良が発生することを抑制することができる。

また、（第１あるいは第２の）タッチ検出用電極と（第１あるいは第２の）触感発生用電極とを兼用させていないため、触感発生信号の導通／遮断に必要な高耐圧のスイッチ回路等が不要となり、請求項１記載の本願発明のタッチスクリーンを含んで構成されるタッチパネル装置側の回路構成を簡素化できる。

さらに、上述したように、タッチ検出用電極と触感発生用電極とを兼用させていないため、所望のタッチ座標精度に基づき設定されるタッチ検出用電極の第１あるいは第２の方向におけるタッチ検出用の配列ピッチと、所望の触感分解能に基づき設定される触感発生用電極の第１あるいは第２の方向における触感発生用電極の配列ピッチとを異なるように配置できる。このため、タッチ検出用電極及び触感発生用電極のうち一方の電極に関し、配列ピッチを必要以上に狭ピッチにして装置構成を複雑にしたり、逆に配列ピッチを広ピッチにしてタッチ座標精度もしくは触感発生分解能を犠牲にしたりすることを確実に回避することができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

この発明の実施の形態１であるタッチスクリーンの構成を模式的に示す平面図である。 図１に示した交差領域ＣＡにおける触感行電極群及び列電極群の構成を示す平面図である。 図１に示した交差領域ＣＡにおいて検出電極３を抜き出して示した平面図である。 図１に示した交差領域ＣＡにおいて触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５を抜き出して示した平面図である。 図２のＡ−Ａ断面構成を模式的に示した断面図である。 実施の形態１のタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１のタッチパネル装置の概略動作タイミングを示すタイミングチャートである。 実施の形態２のタッチスクリーンの裏面側からみた励起電極の構造を示す平面図である。 実施の形態２の励起電極の断面構造を示す断面図である。 この発明の実施の形態３であるタッチスクリーンの構成を模式的に示す平面図である。 実施の形態４における触感行電極群及び列電極群の交差領域及びその付近の電極構成を示す平面図である。 交差領域において、励起電極１０２及び検出電極１０３のみを抜き出して示した平面図である。 交差領域において、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５のみを抜き出して示した平面図である。 図１１のＣ−Ｃ断面構成を模式的に示した断面図である。

＜実施の形態１＞
（全体構成）
図１はこの発明の実施の形態１である、触感発生機能を有するタッチスクリーンの構成を模式的に示す平面図である。図２〜図４はそれぞれ図１の交差領域ＣＡ及びその周辺を模式的に示す平面図である。

以下、図１〜図４を参照して、実施の形態１のタッチスクリーン１の構成について説明する。なお、図１〜図４で示す各平面図は操作者が指等の指示体により入力する操作面側から視た平面図である。また、後述する実施の形態２〜実施の形態４も含めて、各図中で用いられている同一参照符号は、同一または相当の構成要素を示している。また、図１〜図４に加え、図５，図８〜図１４にも、ＸＹＺ直交座標系を示している。

図１に示すように、タッチスクリーン１の透明基板（図１〜図４では図示せず）の裏面（背面，他方主面）側には、各々が行方向（第１の方向；図中のＸ方向に相当）に沿って複数の励起電極２（第１のタッチ検出用電極）が形成される。複数の励起電極２は列方向（第２の方向；図中のＹ方向に相当）に第１のピッチで繰り返し配置されている。なお、本明細書において、ピッチとは、隣接する同一対象物間（上記の場合、励起電極２，２間）の共通位置（例えば、中心線）間の間隔（距離）を意味する。

一方、透明基板の表面（前面，一方主面）側には、各々が列方向に沿って複数の検出電極３（第２のタッチ検出用電極）が形成される。複数の検出電極３は行方向に第２のピッチで繰り返し配置されている。なお、透明基板として、例えば、ガラス基板を用いることが考えられる。

ここで、複数の励起電極２と複数の検出電極３は操作者の指などの指示体によるタッチ検出動作用に用いられる。例えば、タッチ検出動作は以下のように行われる。タッチスクリーン外部から各励起電極２へ順次、励起パルス信号（充電パルス信号）を印加する。そして、励起パルス信号が印加された励起電極２と各検出電極３との間に形成されている励起−検出電極間容量（相互容量）への充電電荷を、検出電極３を介してタッチスクリーン外部にて電荷検出している。

指などの指示体の近接／接触が発生すると、上記励起−検出電極間の電界が遮蔽され、相互容量が低下する。本実施の形態では、各励起−検出電極間の相互容量に対応する電荷検出結果に基づいて、タッチ操作発生の有無やタッチ位置を検出する相互容量検出方式を用いるものとして説明する。

さらに、透明基板の表面側には、各々が行方向に沿って複数の触感発生用行電極４（第１の触感発生用電極）が形成される。複数の触感発生用行電極４は列方向に第３のピッチで繰り返し配置されている。したがって、複数の触感発生用行電極４は複数の励起電極２から独立して形成される。本実施の形態では、透明基板の裏面側に形成される１本の励起電極２に対応して３本の触感発生用行電極４が形成されるように構成し、このような１本の励起電極２と３本の触感発生用行電極４との平面視組み合わせ領域を触感行電極群６と呼称する。したがって、励起電極２の第１のピッチは触感発生用行電極４の第３のピッチの３倍に設定されていることになる。

また、透明基板の表面側には、各々が列方向に沿って複数の触感発生用列電極５（第２の触感発生用電極）が複数の検出電極３とは独立して形成される。複数の触感発生用列電極５は行方向に繰り返し配置されている。

本実施の形態では、１本の検出電極３の両側に２本の触感発生用列電極５を配置する。すなわち、１本の検出電極３とその両側の２本の触感発生用列電極５の計３本の電極により列電極群７を構成する。複数の列電極群７は行方向に繰り返し配列される。この際、複数の検出電極３及び複数の触感発生用列電極５のうち、互いに隣接する検出電極３，触感発生用列電極５間のピッチあるいは触感発生用列電極５，５間のピッチは共に第４のピッチに設定される。

ここで、複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５は、使用者の指などの指示体への触感を発生させるために用いられる第１及び第２の触感発生用電極として機能する。触感の発生には、例えば、複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５のうち、触感を発生させる対象となる行−列位置に対応した触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５を選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５（第１及び第２の選択触感発生用電極）とする。

そして、選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５に第１及び第２の触感発生信号を印加して、指示体である指表面付近の皮膚に電流を流すことで（経皮電流により）、皮膚の触覚器に電気刺激を感知させる第１の方式がある。なお、第１及び第２の触感発生信号は正極性電圧及び負極性電圧を触感発生用電圧（“Ｈ”パルス、“Ｌ”パルス）として有している。

また、選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５に第１及び第２の触感発生信号印加し、透明基板の表面上に別途形成された電荷蓄積層に電荷を蓄積し、指との間に発生する微弱な静電気力により、皮膚の触覚器に振動を感知させる第２の方式がある。この場合、第１及び第２の触感発生信号は共に同極性の触感発生用電圧（“Ｈ”パルス）を有している。

このように、触感発生方式としては、第１の方式及び第２の方式があり、第１及び第２の方式のいずれを採用しても良い。

透明基板の裏面側に形成された複数の励起電極２は、同じく透明基板裏面側に形成された複数の裏面側端子１３（外部接続用端子）に複数の引き出し配線８を介して電気的に接続される。なお、複数の引き出し配線８も透明基板の裏面側に形成される。

また、透明基板の表面側に形成された複数の検出電極３は、同じく透明基板の表面側に形成された複数の表面側端子１２（外部接続用端子）に複数の引き出し配線９を介して電気的に接続される。

同様に、透明基板の表面側に形成された複数の触感発生用行電極４はそれぞれ表面側端子１２に複数の引き出し配線１０を介して電気的に接続され、透明基板の表面側に形成された複数の触感発生用列電極５は複数の表面側端子１２に複数の引き出し配線１１を介して電気的に接続される。なお、複数の引き出し配線９〜１１は透明基板の表面側に形成される。

このように、各々が行方向に延在して形成される複数の励起電極２が列方向に繰り返し形成され、各々が列方向に延在して形成される複数の検出電極３が行方向に繰り返し形成されることにより、複数の励起電極２と複数の検出電極３とが平面視重複する交差領域がマトリクス状に設けられる。

同様にして、各々が行方向に延在して形成される複数の触感発生用行電極４が列方向に繰り返し形成され、各々が列方向に延在して形成される複数の触感発生用列電極５が行方向に繰り返し形成されることにより、複数の触感発生用行電極４と複数の触感発生用列電極５とが平面視重複する交差領域がマトリクス状に設けられる。

さらに、本実施の形態では、１本の励起電極２に３本の触感発生用行電極４からなる触感行電極群６を設定する態様で、複数の触感発生用行電極４を列方向に配列している。

また、１本の検出電極３とその両側の触感発生用列電極５の計３本の電極からなる列電極群７が形成されるように、複数の検出電極３及び複数の触感発生用列電極５を行方向に配列している。

このとき、触感行電極群６の列方向配列ピッチを励起電極２，２間の上記第１のピッチと同じ間隔に設定し、列電極群７の行方向配列ピッチを検出電極３，３間の上記第２のピッチと概ね同じ間隔に設定する。

同様に、触感発生用行電極４の列方向配列ピッチである上記第３のピッチを、検出電極３及び触感発生用列電極５の行方向配列ピッチである上記第４のピッチと概ね同じ間隔に設定する。

ここで、例えば、第１のピッチ（第２のピッチとほぼ等しい）を５ｍｍ程度、第３のピッチ（第４のピッチとほぼ等しい）を（５／３）ｍｍ程度として配列する。

本実施の形態では、指等の指示体に対して、より細かな触感が付与できるように、触感電極ピッチ（第３及び第４のピッチ）を狭くするように構成している。

（検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の構造）
図２は、図１に示した触感行電極群６及び列電極群７の交差領域ＣＡ及びその付近の電極構成を示す平面図である。また、図３は、交差領域ＣＡにおいて、第１及び第２のタッチ検出用電極である励起電極２及び検出電極３のみを抜き出して示した平面図である。さらに、図４は、第１及び第２の触感発生用電極である触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５のみを抜き出して示した平面図である。図２〜図４において、検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の形状認識を容易にすべく、図２，図３では励起電極２の表示を簡略化し、図４では励起電極２の表示を省略している。

ここでは、少なくとも各電極３〜５の主要部は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成されるものとする。なお、各電極の積層構造については後述する。

図２〜図４で示すように、本実施の形態では、透明基板（図２〜図４では図示せず）の裏面側に形成された励起電極２は行方向（図中、Ｘ方向）に延在する平面視矩形状の電極である。そして、互いに隣接する励起電極２，２間が数１０μｍの微細な間隙をもって列方向（図中、Ｙ方向）に配列されている。そして、図１に示すように、透明基板の表面側に形成された各電極３〜５の配置領域全体と平面視重複するように複数の励起電極２が配列されている。

そして、透明基板の裏面側に形成された複数の励起電極２は、タッチ検出時には、タッチスクリーン１の外部にて、例えば、数１０Ω〜数１００Ω程度の低インピーダンスで駆動される。すなわち、複数の励起電極２は励起パルス用の充電電圧あるいはＧＮＤ電圧（接地電圧）に設定されることにより、フローティング状態ではなく導電状態に設定される。

このため、タッチスクリーン１の裏面側に組み合わされて使用される液晶表示パネル等の表示パネルの駆動に起因して発生するノイズの複数の検出電極３への伝播を複数の励起電極２によってシールドすることができる。

さらに、複数の励起電極２は、複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５による触感発生時には、タッチスクリーン１の外部にてＧＮＤ電圧設定用の低インピーダンス性を有する固定電位ノードに接続される。このため、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５に印加される、高電圧（数１０Ｖ〜数１００Ｖ）の触感発生用電圧を有する触感発生信号が表示パネルの各種電極や表示素子への信号ノイズとなって混入して表示画像のムラ等が発生しないように、表示パネルへの伝播を複数の励起電極２によってシールドすることができる。

また、図２及び図４に示すように、透明基板の表面側に形成された複数の触感発生用行電極４は、電極全てが同一形成高さで透明導電膜により形成される。したがって、触感発生用行電極４は同一配線層（第１の配線層）として形成することができる。

そして、図４に示すように、各触感発生用行電極４は複数の触感発生用行電極・主要部４０（第１の触感発生用主要部）と複数の触感発生用行電極・交差部４１（第１の触感発生用交差部）との組み合わせ構造で構成される。

触感発生用行電極・主要部４０は平面視して略正方状の菱形形状を呈し、対向する２組の角部が行方向及び列方向に沿って配置され、触感発生用行電極・交差部４１は列方向（Ｙ方向）における形成幅が触感発生用行電極・主要部４０の最大幅より十分狭い幅で行方向に延びて形成される。

そして、複数の触感発生用行電極・主要部４０のうち、互いに隣接する触感発生用行電極・主要部４０，４０間において、行方向上で互いに対向する角部である左右頂角間が触感発生用行電極・交差部４１によって接続される構造を呈している。

なお、図１においては、励起電極２以外の検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の電極形状も説明の便宜上、矩形状で示している。

本実施の形態では、透明基板の裏面側に形成された矩形状の励起電極２はそれぞれ、触感発生用行電極４を３本（＝Ｋ≧２）ずつ、それらほぼ全てを平面視重複するように配置されている（図１，図２参照）。

この配置により、第１のタッチ検出用電極として機能する励起電極２の触感発生用行電極４に対するシールド効果を向上させることができ、高電圧な触感発生用電圧を“Ｈ”レベルに設定した触感発生信号が触感発生用行電極４に印加される際、表示パネルに触感発生信号の一部がノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良が発生することをより効果的に抑制できる。

また、励起電極２，２間の列方向配列ピッチである第１のピッチと触感発生用行電極４，４間の列方向配列ピッチである第２のピッチとの比が３：１と整数比となるように構成することにより、複数の励起電極２及び複数の触感発生用行電極４を互いに規則正しく配列することができる。このため、第１のタッチ検出用電極（タッチ検出用行電極）である励起電極２と第１の触感発生用電極である触感発生用行電極４との重なりムラによる透過率の不均一性が生じない。その結果、重なりムラの存在によって電極が視認されることを抑制することができる。

さらに、透明基板の表面側の触感発生用行電極４の一部の上部には、検出電極３及び触感発生用列電極５それぞれの一部が形成される。図３に示すように、各検出電極３は複数の検出電極・主要部３０（検出用主要部）と複数の検出電極・交差部３１（検出用交差部）との組み合わせ構造で構成される。

検出電極・主要部３０は平面視して略正方状の菱形形状を呈し、対向する２組の角部が行方向及び列方向に沿って配置され、検出電極・交差部３１は行方向における形成幅が検出電極・主要部３０の最大幅より十分狭い幅で列方向に延びて形成される。

そして、複数の検出電極・主要部３０のうち、互いに隣接する検出電極・主要部３０，３０間において、列方向上で互いに対向する上下頂角間が検出電極・交差部３１によって接続される。なお、検出電極・交差部３１は金属膜により構成される。

図４に示すように、各触感発生用列電極５は複数の触感発生用列電極・主要部５０（第２の触感発生用主要部）と複数の触感発生用列電極・交差部５１（第２の触感発生用交差部）との組み合わせ構造で構成される。

触感発生用列電極・主要部５０は平面視して略正方状の菱形形状を呈し、対向する２組の角部が行方向及び列方向に沿って配置され、触感発生用列電極・交差部５１は行方向における形成幅が触感発生用列電極・主要部５０の最大幅より十分狭い幅で列方向に延びて形成される。

そして、複数の触感発生用列電極・主要部５０のうち、互いに隣接する触感発生用列電極・主要部５０，５０間において、列方向上に互いに対向する角部である上下頂角間が触感発生用列電極・交差部５１によって接続される。触感発生用列電極・交差部５１は金属膜により構成される。

このように、検出電極３、触感発生用行電極４、及び触感発生用列電極５の主要部である、検出電極・主要部３０、触感発生用行電極・主要部４０及び触感発生用列電極・主要部５０は同等の平面視菱形形状を呈し、図２に示すように、各主要部３０，４０，５０は平面視重複することなく均一の間隙（ギャップ）をもって面内に配列される。

そして、透明基板の表面側に形成される各電極３〜５において、下部配線層である第１の配線層として形成される触感発生用行電極４の触感発生用行電極・交差部４１と、上部配線層である第２の配線層として形成される検出電極３及び触感発生用列電極５の検出電極・交差部３１及び触感発生用列電極・交差部５１との間には、層間絶縁膜からなる絶縁部が存在している。このため、検出電極３，触感発生用行電極４間、及び触感発生用列電極５，触感発生用行電極４間は電気的に導通することなく平面視交差させることができる。なお、層構造については後述する。

次に、各電極２〜５の積層構造を説明する。図５は図２のＡ−Ａ断面構成を模式的に示した断面図である。なお、図５の（）内の符号は図２のＢ−Ｂ断面構成の場合を示している。同図に示すように、透明基板であるガラス基板３３の裏面上には透明導電膜により励起電極２が形成されており、さらに励起電極２を覆って透明の保護膜３４が形成される。

また、ガラス基板３３の表面上における第１の配線層として、透明導電膜により、触感発生用行電極４の全体（図５では触感発生用行電極・交差部４１のみ図示）、検出電極３の主要部３０、及び触感発生用列電極５の主要部５０が形成される。すなわち、検出電極・主要部３０、触感発生用行電極・交差部４１、及び触感発生用列電極・主要部５０は、触感発生用行電極・主要部４０と共に同じ形成高さに形成されているため、第１の配線層として同時に製造することができる。

そして、検出電極・主要部３０及び触感発生用行電極・主要部４０の上下頂角付近において、窒化シリコン等からなる透明の層間絶縁膜からなる絶縁膜３２が触感発生用行電極・交差部４１を覆うように形成される。

さらに、絶縁膜３２上を乗り越えるように金属膜からなる検出電極・交差部３１（触感発生用列電極・交差部５１）が形成されることにより、検出電極・主要部３０，３０間（触感発生用列電極・主要部５０，５０間）を連結し、電気的に導通させる。

このように、絶縁膜３２上に形成される検出電極・交差部３１及び触感発生用列電極・交差部５１は、第１の配線層後に形成され、第１の配線層より形成高さが高いため、第１の配線とは別の製造工程で製造する必要がある第２の配線層に含まれる。

本実施の形態では、前述の第２の方式を採用して静電気力により触感を発生させるべく、検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の上層に電荷蓄積のための高抵抗で透明な電荷蓄積層３５を形成し、さらにその上層に透明な保護膜３６を形成している。この保護膜３６の表面が指等の指示体の操作面ＯＳとなる。

なお、電荷蓄積層３５としては、酸化スズ及び酸化チタンを主成分として含む層などが知られている。

このように、検出電極３、触感発生用行電極４、及び触感発生用列電極５のそれぞれは、主要部３０，４０，５０と、それよりも行方向あるいは列方向の形成幅の狭い交差部３１，４１，５１との組み合わせ構造で構成される。

そして、触感発生用行電極４の全体は、ガラス基板３３の表面側の第１の配線層として形成され、検出電極３の少なくとも主要部３０及び触感発生用列電極５の少なくとも主要部５０は、第１の配線層として形成されている。

さらに、複数の検出電極・主要部３０及び複数の触感発生用列電極・主要部５０は列方向に均等間隔で配置され、触感発生用行電極・主要部４０は行方向に沿って均等間隔で配置されることにより、図２〜図４に示すように、検出電極・主要部３０、触感発生用行電極・主要部４０及び触感発生用列電極・主要部５０は、互いに平面視重複することなく互いに間隙をもって配置される。

上述したように、実施の形態１のタッチスクリーン１において、ガラス基板３３の裏面上に各々が行方向に延在する複数の励起電極２を設け、ガラス基板３３の表面上に各々が列方向に延在する複数の検出電極３、各々が行方向に延在する複数の触感発生用行電極４、各々が列方向に延在する複数の触感発生用列電極５を設け、ガラス基板３３の表面側を操作面ＯＳとしている。この際、励起電極２と触感発生用行電極４とは互いに独立して形成され、検出電極３と触感発生用列電極５とは互いに独立して形成される。上記構成により、励起電極２、検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５のうち、励起電極２が操作面ＯＳから最も離れた位置に配置される電極間位置関係が設定される。

（タッチパネル装置）
次に、触感発生機能を有する実施の形態１のタッチスクリーン１を備えたタッチパネル装置の動作について説明する。図６は触感発生機能を有する実施の形態１のタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。また、図７は実施の形態１のタッチパネル装置の概略動作タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、タッチスクリーン１における励起電極２及び触感行電極群６の数をｍ本、列電極群７の数をｎ本、として構成する場合について示している。

ｎ本の列電極群７はそれぞれ触感発生用列電極Ｗｈｘ１（ｉ）、検出電極Ｗｔｘ（ｉ）及び触感発生用列電極Ｗｈｘ３（ｉ）（ｉ＝１〜ｎのいずれか）で構成されている。

ｍ本の触感行電極群６はそれぞれ触感発生用行電極Ｗｈｙ１（ｊ）、触感発生用行電極Ｗｈｙ２（ｊ）及び触感発生用行電極Ｗｈｙ３（ｊ）（ｊ＝１〜ｍのいずれか）で構成されている。

実施の形態１のタッチパネル装置はタッチスクリーン１の制御回路部としてタッチ検出動作を制御するタッチ検出回路部６７と、触感発生信号の発生動作を制御する触感電圧発生回路部６８を有している。

タッチ検出回路部６７は励起パルス発生回路６０、電荷検出回路６１、タッチ座標算出回路６２及びタッチ検出制御回路６３より構成される。

励起パルス発生回路６０はｍ個の励起パルス信号Ｓ６０を順次発生する。電荷検出回路６１はｎ本の列電極群７の検出電極３から得られる信号に基づき、ｎ本の列電極群７に対応する電荷を検出して電荷検出結果Ｄ６１（静電容量導出データ）を出力する。電荷検出結果Ｄ６１は励起パルス信号Ｓ６０を付与した励起電極２とｎ本の検出電極３間の相互容量に対応した値となる。なお、電荷検出回路６１はタッチ検出制御回路６３からの制御信号によって、複数の励起電極２のうち励起パルス信号Ｓ６０が印加されている励起電極２を認識することができる。

タッチ座標算出回路６２は電荷検出結果Ｄ６１に基づき指等の指示体がタッチした座標を算出して検出座標データＤ６２を得、この検出座標データＤ６２を外部及び触感電圧発生回路部６８に出力する。タッチ検出制御回路６３は、励起パルス発生回路６０、電荷検出回路６１及びタッチ座標算出回路６２の動作を制御する。

一方、触感電圧発生回路部６８は、触感電圧発生回路６４、触感電圧発生回路６５及び触感発生制御回路６６から構成される。

触感電圧発生回路６４はｎ本の触感発生用列電極Ｗｈｘ１（１）〜Ｗｈｘ１（ｎ）に触感発生信号Ｓ６４（第２の触感発生信号）を出力し、触感電圧発生回路６５はｍ本の触感発生用行電極Ｗｈｙ１（１）〜Ｗｈｙ１（ｍ）に触感発生信号Ｓ６５（第１の触感発生信号）を出力する。

触感発生制御回路６６は検出座標データＤ６２に基づき触感電圧発生回路６４及び触感電圧発生回路６５の動作を制御する。

このような構成のタッチパネル装置の動作について説明する。

まず、タッチ検出期間Ｐ１において、タッチ検出制御回路６３からのタッチ検出制御信号に従った変換タイミングＣＴ１にて励起パルス発生回路６０から先頭の励起電極Ｗｔｙ（１）へ励起パルス信号Ｓ６０（励起パルス信号（充電パルス信号））を付与して、励起電極Ｗｔｙ（１）と平面視交差する各検出電極Ｗｔｘ（１）、・・・、Ｗｔｘ（ｎ）との間の電極間容量（相互容量）を充電し、各検出電極Ｗｔｘ（ｉ）を介してその充電電荷を電荷検出回路６１で検出し、Ａ／Ｄ変換した後、励起電極Ｗｔｙ（１）である先頭行分の相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１をタッチ座標算出回路６２に出力する。

同様にして、励起パルス発生回路６０から２行目の励起電極（励起電極Ｗｔｙ（２））以降、順次、変換タイミングＣＴ２〜ＣＴｍにて励起パルス信号Ｓ６０を付与して、当該励起電極Ｗｔｙ（ｊ）と交差する各検出電極Ｗｔｘ（ｉ）との相互容量の充電電荷を電荷検出回路６１にて検出し、Ａ／Ｄ変換した後、当該行分の相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１をタッチ座標算出回路６２に出力する。

次に、タッチ座標算出期間Ｐ２において、タッチ座標算出回路６２は、電荷検出回路６１から入力され保持された、励起電極２と検出電極３の間の全ての交差部の相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１に基づいて、操作者の指等の指示体によるタッチがあるかどうかを判定する。そして、タッチ座標算出回路６２は、タッチがあると判定した場合に、タッチがあると判定した電荷検出結果Ｄ６１に基づき、タッチ座標を算出して検出座標データＤ６２を得る。

指などの指示体の近接／接触により、励起電極２と検出電極３との間の電界結合は緩和され、相互容量における充電電荷は低下する。したがって、タッチ座標算出回路６２は、相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１の低下度合いに基づき、相互容量の低下度合いを判定することにより、タッチ発生の有無を判定することができる。

そして、タッチ座標算出回路６２は、タッチ発生の判定時に、電荷検出結果Ｄ６１の低下度合いの最も大きい交差部（交差グリッド）とその周辺交差グリッドの検出結果を用いて、例えば重心演算等の演算処理を行うことによりタッチ座標を算出して検出座標データＤ６２を得ることができる。

ここで、タッチ検出期間Ｐ１においては、タッチ検出制御回路６３から触感電圧発生回路６４及び触感電圧発生回路６５にも触感電圧発生制御信号が送られる。

そして、触感電圧発生回路６４は、タッチ検出制御回路６３からの触感電圧発生制御信号に基づき、タッチ検出期間Ｐ１において、全ての触感発生用列電極５との電気的接続を遮断して、全ての触感発生用列電極５をフローティング状態とする。同様にして、触感電圧発生回路６５は、タッチ検出制御回路６３からの触感電圧発生制御信号に基づき、タッチ検出期間Ｐ１において全ての触感発生用行電極４との電気的接続を遮断して、全ての触感発生用行電極４をフローティング状態とする。

すなわち、全ての触感発生用列電極Ｗｈｘ１（１）〜Ｗｈｘ１（ｎ）及びＷｈｘ３（１）〜Ｗｈｘ３（ｎ）、並びに全ての触感発生用行電極Ｗｈｙ１（１）〜Ｗｈｙ１（ｍ）、Ｗｈｙ２（１）〜Ｗｈｙ２（ｍ）及びＷｈｙ３（１）〜Ｗｈｙ３（ｍ）がフローティング状態に設定される。

上記した触感電圧発生回路６４及び６５の動作により、タッチ検出期間Ｐ１において、励起電極２と検出電極３との間に形成される電界が触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５によってシールドされることを防止し、指示体のタッチ操作によって生じる励起電極２−検出電極３間の相互容量の変化度合いの低下、すなわちタッチ検出感度の低下を抑制することができる。

そして、タッチ座標算出回路６２よって指示体によるタッチ操作が有ると判定されると、検出座標データＤ６２が算出され、タッチ座標送出期間Ｐ３において、タッチ検出制御回路６３からのタッチ座標データ送出タイミングＴＴに従い、タッチ座標算出回路６２は装置外部へ検出座標データＤ６２を送出する。この際、検出座標データＤ６２は触感発生制御回路６６にも出力される。

図７で示すタイミングチャートは、タッチが有ると判定された場合について示しているが、タッチが無いと判定された場合には、タッチ座標算出は行われず、タッチ検出期間Ｐ１に戻る。この処理を可能にするため、タッチ座標算出回路６２はタッチの有無の判定結果を指示する信号をタッチ検出制御回路６３に付与している。

このように、タッチ検出回路部６７は、タッチスクリーン１の励起電極２及び検出電極３を用いて、電荷検出結果Ｄ６１を取得しつつ、タッチ有無の判定を行い、タッチ有り判定時に検出座標データＤ６２を出力するという、タッチ座標算出の一連の動作を実行する。

さらに、タッチ検出回路部６７においてタッチが有ると判定され、検出座標データＤ６２が算出された場合の触感印加判定期間Ｐ４において、触感発生制御回路６６は、受信した検出座標データＤ６２に基づいて、複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５のうち、タッチ位置が触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の近傍にあるかを判定する。ここでは、タッチ位置が触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）（ｐ＝１〜ｎのいずれか）及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）（ｑ＝１〜ｍのいずれか）の近傍にあると判定されたものとする。すなわち、触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）及び触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）が第１及び第２の選択触感発生用電極となる。

なお、触感発生制御回路６６は、算出された検出座標データＤ６２ではなく、相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１を用いて、タッチ位置が触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）の近傍にあると判定してもよい。

すなわち、触感発生制御回路６６は、電荷検出結果Ｄ６１及び検出座標データＤ６２のうち少なくとも一つに基づいて、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）を判定すれば良い。

触感発生制御回路６６は、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）に触感発生信号を印加するように、触感電圧発生回路６４に触感発生制御信号を出力し、同様に、タッチ近傍の触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）に触感発生信号を印加するように、触感電圧発生回路６５に触感発生制御信号を出力する。

そして、触感電圧発生回路６４及び触感電圧発生回路６５は、それぞれ触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）に触感発生信号Ｓ６４及びＳ６５を印加する。ここでは、触感発生信号Ｓ６４及びＳ６５は、共に数１０Ｖといった励起電極２や検出電極３と比較してかなり高いピーク電圧（触感発生用電圧）を“Ｈ”パルスとした所定幅のパルス信号となる。このとき、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）に対応して直上にある電荷蓄積層３５の領域、及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）に対応して直上にある電荷蓄積層３５の領域の電荷蓄積層印加電位Ｖ３５は、触感発生信号のパルス信号が“Ｈ”レベルの触感発生用電圧の発生期間に対応して高電圧に充電され、触感発生信号のパルス信号が“Ｌ”レベルの期間は充電電荷が放電される。

さらに、図７に示すように、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）の交差領域近傍は、それぞれとの容量結合により電極Ｗｈｙ１（ｑ）及びＷｈｘ１（ｐ）それぞれのパルス信号の“Ｈ”レベルの略２倍のピーク電圧をもったパルス電圧で充放電を繰り返す。このとき、帯電した電荷蓄積層３５と指との間の静電気力によって触感が発生する。

ここで、指の触感閾値を各電極のパルス信号では触感発生信号の“Ｈ”レベルとその略２倍の充電電圧の間となるように触感発生用電圧を設定しておけば、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）と触感発生行電極Ｗｈｙ１（ｑ）の交差領域近傍にタッチされる指に対して触感を付与することができる。なお、触感発生信号Ｓ６４及びＳ６５におけるパルス信号の発生周期や印加期間は付与したい触感に応じて適宜設定される。さらには、触感発生信号Ｓ６４及びＳ６５としてパルス信号に代えて正弦波信号を用いてもよい。

そして、触感発生信号印加期間Ｐ５の後は、タッチ検出期間Ｐ１の動作に戻る。このように、実施の形態のタッチパネル装置は、タッチ判定の有無に応じて、一連の動作を繰り返す。

上述したように、触感電圧発生回路部６８は、タッチスクリーン１の複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５のうち、触感発生信号の印加対象となる触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生用行電極Ｗｈｙ１（ｊ）を判定して、触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）及び触感発生用行電極Ｗｈｙ１（ｊ）に、触感発生電圧を“Ｈ”レベルとした触感発生信号Ｓ６４及びＳ６５を付与する一連の触感電圧発生動作を行う。

また、触感発生制御回路６６は電荷検出回路６１に触感発生信号印加期間Ｐ５中に制御信号を付与し、全ての検出電極Ｗｔｘ（１）〜Ｗｔｘ（ｎ）をフローティング状態にして、検出電極Ｗｔｘ（１）〜Ｗｔｘ（ｎ）による電界シールド機能を無効にし、指等の指示体に付与する触感の低下を抑制している。

触感発生信号印加期間Ｐ５においては、透明電極であるガラス基板３３の裏面側に形成されている励起電極２はタッチスクリーン１の外部でＧＮＤ電位に低インピーダンスで固定されており、高電圧の触感発生用電圧を“Ｈ”レベルとした触感発生信号のシールド電極として作用する。これにより、タッチパネル装置においてガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置されることが一般的である表示パネルに対して、“Ｈ”レベルが高電圧な触感発生用電圧に設定された触感発生信号がノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良を発生することを防止することができる。

なお、ｎ本の励起電極２は、低インピーダンスで固定されていれば、ＧＮＤ電位以外の電位に固定してもよい。

上述したように、実施の形態１のタッチパネル装置は、タッチスクリーン１に加え、タッチ検出回路部６７及び触感電圧発生回路部６８を有している。

タッチ検出回路部６７は、複数の励起電極２に励起パルス信号Ｓ６０を選択的に付与しながら、複数の励起電極２と複数の検出電極３との間における相互容量に対応した電荷検出結果Ｄ６１に基づき、指示体による操作面ＯＳ上におけるタッチの有無を判定し、タッチ有りと判定したとき、電荷検出結果Ｄ６１に基づいて、操作面ＯＳ上におけるタッチ座標を演算して検出座標データＤ６２を得ている。

一方、触感電圧発生回路部６８は、タッチ検出回路部６７により得られた検出座標データＤ６２に基づいて、複数の触感発生用行電極４及び複数の触感発生用列電極５のうち、触感発生信号の印加対象の触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５を選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５として判定し、選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５に触感発生信号を印加している。

このように、触感電圧発生回路部６７及び触感電圧発生回路部６８を有する実施の形態１のタッチパネル装置において、電荷検出回路６１はタッチスクリーン１の励起電極２及び検出電極３を用いて相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１（静電容量導出データ）を検出し、タッチ座標算出回路６２は電荷検出結果Ｄ６１の変化度合いに基づきタッチ判定を行う。そして、タッチが有ると判定されたときに、タッチ座標算出回路６２は検出座標データＤ６２を算出する。触感電圧発生回路部６８は、検出座標データＤ６２に基づき、タッチ座標に対応する選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５に触感発生信号を印加して、それらの交差領域近傍の電荷蓄積層３５を触感閾値を超えるまで帯電させ、指に対して触感を付与することで、操作者の指による入力動作に対する触感フィードバックがなされる。

以上のように、本実施の形態においては、低インピーダンス状態に設定され、ガラス基板３３の裏面上に設けられた第１のタッチ検出用電極である励起電極２により、ガラス基板３３の表面上に設けられた第２のタッチ検出用電極である検出電極３や第１及び第２の触感発生用電極である触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５をシールドすることができる。これにより、ガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置されることが一般的である表示パネルからの駆動ノイズが検出電極３に混入することを抑制でき、さらには、選択・触感発生用行電極４及び選択・触感発生用列電極５に印加される触感発生信号が表示パネルにノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良が発生することを抑制できる。

また、励起電極２と触感発生用行電極４、検出電極３と触感発生用列電極５とをそれぞれ兼用させることなく完全に独立して設けたため、触感発生信号の導通／遮断に必要な高耐圧のスイッチ回路等が不要とできる分、タッチパネル装置の回路構成を簡素化できる。

さらに、所望のタッチ座標精度に基づき設定される励起電極２，２間の列方向における第１のピッチ、検出電極３，３の行方向における第２のピッチそれぞれを、所要触感分解能に基づき設定される触感発生用行電極４，４間の列方向における第３のピッチ及び触感発生用列電極５，５間等の行方向における第４のピッチと異なるように設定することができる。このため、第１及び第２のピッチ並びに第３及び第４のピッチのうちいずれかの電極間ピッチを必要以上に狭いピッチにして装置構成を複雑にしたり、必要以上に広いピッチにしてタッチ座標精度もしくは触感発生分解能を犠牲にしたりすることがない。

また、一枚の透明基板であるガラス基板３３の表面上に検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５を直接形成し、裏面上に励起電極２を直接形成しているため、例えば、励起電極２及び検出電極３用と、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５用とに２枚の基板を用いて構成する場合等と比較して、タッチスクリーンを高さ方向（図１〜図５のＺ方向）の厚みを薄くすることができる。

さらに、検出電極３の少なくとも検出電極・主要部３０と触感発生用列電極５の少なくとも触感発生用列電極・主要部５０を、触感発生用行電極・主要部４０を含む触感発生用行電極４とを同じ形成高さで形成することにより、同じ配線層（第１の配線層）として同時に形成可能としたため、タッチスクリーン１の構造を簡素化することができる。さらにはタッチスクリーン１の製造工程を簡略化して低コスト化を図ることができる。

ガラス基板３３の表面上に形成される検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の検出電極・主要部３０、触感発生用行電極・主要部４０及び触感発生用列電極・主要部５０は、平面視重複することなく配置されるため、操作者の指等の指示体の接触／近接によって生じる励起電極２，検出電極３間で形成される電極間容量（相互容量）の変化が触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の存在によって阻害されることを抑制できる。これにより、タッチスクリーン１を備えるタッチパネル装置のタッチ検出感度の低下を抑制できる。

また、検出電極・主要部３０、触感発生用行電極・主要部４０及び触感発生用列電極・主要部５０は、平面視重複することなく配置されるため、表示光の透過率の低減を抑制することができる。

また、励起電極２の平面形状を矩形状にして、それぞれ３（＝Ｋ）本ずつの触感発生用行電極４と平面視完全重複するように配置したため、触感発生用行電極４に対するシールド効果を向上させることができ、触感発生用行電極４に印加される触感発生信号が表示パネルにノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良が発生することを、より効果的に抑制できる。

また、励起電極２の列方向配列ピッチである第１のピッチと触感発生用行電極４の列方向配列ピッチである第３のピッチとが整数比（３：１）となるように構成して、規則正しく配列しているため、励起電極２と触感発生用行電極４との重なりムラによる透過率の不均一性が生じない。この重なりムラの存在により、電極２，４等が視認されることを抑制することができる。

ガラス基板３３の表面上に形成される検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５間において、少なくとも複数の主要部３０，４０，５０は平面視重複することなく、規則正しく配列されるため、ガラス基板３３の裏面上に設けられる励起電極２と表面上に設けられる検出電極３、触感発生用行電極４あるいは触感発生用列電極５との重なりムラによる透過率の不均一性が生じない。この重なりムラの存在により、電極２〜４が視認されることを抑制することができる。

さらに、タッチ検出期間Ｐ１において、触感電圧発生回路部６８は、全ての触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５をフローティング状態となるように設定することにより、励起電極２，検出電極３間に形成される電界が触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５の存在によってシールドされることを防止し、タッチ操作によって生じる励起電極２，検出電極３間の相互容量の変化度合いの低下、すなわちタッチ検出感度の低下を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
透明基板であるガラス基板３３の裏面側に形成される励起電極２による触感発生信号に対するシールド効果を上げるためには、励起電極２の電極抵抗を低抵抗化することが望ましい。実施の形態１においては、励起電極２を透明導電膜により構成したが、より電極抵抗を低減するためには透明導電膜の膜厚を上げる必要がある。ところが、透明導電膜の膜厚を上げると表示光の透過率を低下させたり、表示光の短波長側がより吸収されてしまったりして、黄色味を帯びた色付きが顕著になってしまう。

そこで、励起電極２を微細金属配線のメッシュ構造から構成した形態を採用したのが、実施の形態２のタッチスクリーン１Ｂである。

図８はタッチスクリーン１Ｂの裏面側からみた励起電極２Ｂの構造を示す平面図である。なお、タッチスクリーン１Ｂは励起電極２Ｂの構成を除き、実施の形態１のタッチスクリーン１と同様な構成を呈している。

図９は図８で示したタッチスクリーン１Ｂの断面構造を示す断面図である。図９は図２のＡ−Ａ断面に相当する構成を模式的に示した断面図である。実施の形態２においては、図９で示すように、透明基板であるガラス基板３３の裏面上に形成される、励起電極２Ｂは、微細な金属配線で構成される２つの金属メッシュ斜め直線部２１及び２２による金属配線メッシュ構造を呈している。

ここで、金属メッシュ斜め直線部２１は図８のＸＹ平面において−４５°の方向（左上方向）に延びる複数の金属配線である、金属メッシュ斜め直線部２２は図８のＸＹ平面において＋４５°の方向（左下方向）に延びる複数の金属配線である。

金属メッシュ斜め直線部２１及び２２は行方向及び列方向に対して４５°程度の傾きを有し、かつ互いに直交する関係を有しているため、金属メッシュ斜め直線部２１と金属メッシュ斜め直線部２２とは平面視して互いに交差する。

このように、金属メッシュ斜め直線部２１及び２２の形成方向である第３及び第４の方向は、励起電極２Ｂの形成方向である行方向（Ｘ方向）及び励起電極２Ｂの幅方向である列方向のいずれに対しても交差する方向に設定される。

このような金属メッシュ斜め直線部２１及び２２の組み合わせにより、格子状の空間が設けられたメッシュ構造の電気的抵抗が低い励起電極２Ｂを得ることができる。

このように、実施の形態２においては、励起電極２Ｂを金属メッシュ斜め直線部２１及び２２による微細金属配線のメッシュ構造としたことにより、励起電極２Ｂの電極抵抗を低減することができる。なぜなら、金属メッシュ斜め直線部２１及び２２を構成する微細な金属配線は、透明導電膜に比べ抵抗値が一桁以上低くなるからである。このため、検出電極３、触感発生用行電極４及び触感発生用列電極５に対する励起電極２Ｂによるシールド効果を向上することが可能となる。また、表示光が２層の透明導電膜を通過することがなく、実質的に１層の透明導電膜（検出電極３、触感発生用行電極４、あるいは触感発生用列電極５）を通過することになるため、透明導電膜特有の黄色味を帯びた色付きを軽減することができる。

さらに、実施の形態２は、第３及び第４の方向に沿って形成される金属メッシュ斜め直線部２１及び２２の組み合わせにより金属配線メッシュ構造の励起電極２Ｂを設けることにより、ガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置される表示パネルの画素格子との干渉によるモアレ縞を軽減することができる。なぜなら、ガラス基板３３の裏面側に設けられる表示パネルの画素格子は行方向及び列方向（Ｘ方向及びＹ方向）に沿って配置されるのが一般的であるため、メッシュが第３及び第４の方向に沿って設けられる金属配線メッシュ構造によって表示パネルの表示光を遮断する影響が偏って生じることを回避できるためである。

なお、金属メッシュ斜め直線部２１及び２２を構成する微細な金属配線が視認されないためには、数μｍ幅の金属配線とすることが望ましい。また、金属メッシュ斜め直線部２１及び２２に用いる金属材料としては、アルミニウム、銅、といった材料を用いることができる。

また、実施の形態２において、タッチスクリーン１がタッチスクリーン１Ｂに置き換わった点を除き、タッチパネル装置の構成及び動作は図６及び図７で示した実施の形態１のタッチパネル装置と同様である。

＜実施の形態３＞
実施の形態１によるタッチスクリーン１は、透明基板であるガラス基板３３の裏面上に形成された励起電極２により、ガラス基板３３の表面側に形成された検出電極３、触感発生用行電極４、及び触感発生用列電極５をシールドするように構成した。

実施の形態３は、さらに検出電極３、触感発生用行電極４、及び触感発生用列電極５からの引き出し配線９，１０及び１１（第１種、第２種及び第３種の引き出し配線）、並びに複数の表面側端子１２に対するシールド電極を裏面側に形成して構成するものである。

図１０はこの発明の実施の形態３である、触感発生機能を有するタッチスクリーンの構成を模式的に示す平面図である。同図に示すように、複数の検出電極３、複数の触感発生用行電極４、及び複数の触感発生用列電極５に電気的に接続される複数の引き出し配線９〜１１と平面視重複するように、シールド電極７０が形成される。実施の形態３では、さらにシールド電極７０で複数の表面側端子１２とも平面視重複するように構成している。なお、実施の形態１と同様な構成部については、同一符号を付して適宜、説明を省略する。

そして、シールド電極７０は、ガラス基板３３の裏面上において励起電極２や裏面側端子１３と同じ配線層で形成されており、励起電極２用の複数の裏面側端子１３のうち、図中左端ある裏面側端子１３Ｌと引き出し配線７１を介して電気的に接続される。

そして、シールド電極７０が接続された裏面側端子１３Ｌはタッチスクリーン１Ｃの外部にて、ＧＮＤと接続される。これにより、シールド電極７０は、検出電極３、触感発生用行電極４、及び触感発生用列電極５に電気的に接続される複数の引き出し配線９〜１１及び複数の表面側端子１２（複数の外部接続用端子）に対するシールド機能を発揮することができる。

すなわち、裏面側に組み合わされて配置されることが一般的な表示パネルからの駆動信号が、検出電極３の引き出し配線９及びそれら引き出し配線９が接続された表面側端子１２へノイズとなって伝搬するのをシールドすることができる。さらに、触感発生用行電極４の引き出し配線１０、触感発生用列電極５の引き出し配線１１、及びそれら引き出し配線１０，１１が接続された表面側端子１２に印加される触感発生信号が表示パネルへのノイズとなって伝搬するのをシールドすることができる。

なお、図１０では、実施の形態１の励起電極２を示したが、励起電極２に代えて実施の形態２の励起電極２Ｂを採用しても良い。また、タッチスクリーン１がタッチスクリーン１Ｃに置き換わった点を除き、タッチパネル装置の構成及び動作は図６及び図７で示した実施の形態１のタッチパネル装置と同様である。

＜実施の形態４＞
図１１は、実施の形態４における触感行電極群１０６及び列電極群１０７の交差領域ＣＡ及びその付近の電極構成を示す平面図である。なお、交差領域ＣＡは図１の公差領域ＣＡに相当する。ただし、図１における構成部２〜７が実施の形態４の後述する構成部１０２〜１０７に対応し、引き出し配線１０がセグメント電極用配線１１６に対応する。なお、図１は模式図であり電極２〜５の形状等は説明の便宜上、矩形状で示している。

また、図１２は、交差領域ＣＡにおいて、第１及び第２のタッチ検出用電極である励起電極１０２及び検出電極１０３のみを抜き出して示した平面図である。さらに、図１３は、交差領域ＣＡにおいて、第１及び第２の触感発生用電極である触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５のみを抜き出して示した平面図である。

実施の形態４においては、透明基板３３の表面側に、複数の励起電極１０２と独立して形成される、複数の触感発生用セグメント電極１０４がマトリクス状に分離配置（Ｘ方向及びＹ方向において互いに分離配置）されている。各触感発生用セグメント電極１０４は全体として平面視櫛歯状の櫛歯部１０４ｔ（第１の櫛歯部）を有している。複数の触感発生用列電極１０５は、複数の検出電極１０３と独立して形成され、それぞれが列方向に沿って、行数個分（少なくとも２つ）の平面視櫛歯状の櫛歯部１０５ｔ（第２の櫛歯部）を連結して蛇行しながら延伸して配設されている。そして、複数の触感発生用列電極１０５に対して、各櫛歯部１０５ｔと隙間を保持しつつかみ合うように、対応する櫛歯部１０４ｔ（触感発生用セグメント電極１０４）が配置される。

すなわち、触感発生用セグメント電極１０４は全体構造が櫛歯部１０４ｔとなっている。なお、触感発生用セグメント電極１０４が一部に櫛歯部１０４ｔを有する構造にしても良い。

ここでは、触感行電極群１０６及び列電極群１０７との交差領域ＣＡにおいて、左右に各１本の触感発生用列電極１０５を配し、左右の触感発生用列電極１０５それぞれの２つの櫛歯部１０５ｔに対して列方向に沿って上下２個合計４個の触感発生用セグメント電極１０４（櫛歯部１０４ｔ）を設けている。

そして、第２の櫛歯部である櫛歯部１０５ｔと第１の櫛歯部である櫛歯部１０４ｔとは行方向（Ｘ方向）に沿って互いに対向する方向（櫛歯部１０４ｔの各櫛歯は−Ｘ方向、櫛歯部１０５ｔの各櫛歯は＋Ｘ方向）に延在している。

そして、２本の触感発生用列電極１０５それぞれに沿って配置された触感発生用セグメント電極１０４の間に隙間を保持しつつ列方向に延伸して第２のタッチ検出用電極である検出電極１０３が配置される。ここでは、検出電極１０３は平面視して矩形形状とする。

また、実施の形態４のタッチスクリーン１Ｄにおいて、上記実施の形態１〜実施の形態３の励起電極２と同様に、透明基板３３の裏面側には行方向に延伸して、第１のタッチ検出用電極である励起電極１０２が設けられる。

仮に、複数の触感発生用セグメント電極１０４がα（行）×β（列）（α≧２，β≧２）のマトリクス状に分離配置されているとすると、各列の触感発生用列電極１０５は、同一列に存在するα個（少なくとも２つ）の触感発生用セグメント電極１０４である櫛歯部１０４ｔとα個の櫛歯部１０５ｔとの間において、対応する櫛歯部１０４ｔ，櫛歯部１０５ｔ間で隙間を保ちながらかみ合うように配置されている。

このように、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５は互いに平面視重複することなく形成され、さらに、検出電極１０３は触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５それぞれと平面視重複することなく形成されている。

各触感発生用セグメント電極１０４と触感発生用列電極１０５や検出電極１０３の隙間領域に、触感発生用セグメント電極１０４へのセグメント電極用配線１１６が設けられ、端子部（図示せず）に接続される。なお、セグメント電極用配線１１６としては微細な金属配線等が考えられる。

図１４は図１１のＣ−Ｃ断面構成を模式的に示した断面図である。同図に示すように、透明基板であるガラス基板３３の裏面上には透明導電膜により励起電極１０２が形成されており、さらに励起電極１０２を覆って透明の保護膜３４が形成される。

また、ガラス基板３３の表面上の同一配線層には、透明導電膜により、触感発生用セグメント電極１０４、触感発生用列電極１０５、及び検出電極１０３が形成される。すなわち、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４、及び触感発生用列電極１０５は、ガラス基板３３の表面上に同一形成高さで形成される、同一配線層として同時に製造することができる。

このように、透明電極３３の表面側の各電極１０３〜１０５は同一配線層で形成するので、製造プロセスを簡素化することができ、製造コストを抑えることが可能となる。

さらに、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５の上層に電荷蓄積のための高抵抗で透明な電荷蓄積層３５を形成し、さらにその上層に透明な保護膜３６を形成している。この保護膜３６の表面が指等の指示体の操作面ＯＳとなる。

上述したように、実施の形態４のタッチスクリーン１Ｄにおいて、各触感発生用セグメント電極１０４を構成する櫛歯部１０４ｔは、触感発生用列電極１０５の対応する櫛歯部１０５ｔと隙間を保持しつつかみ合うように配置される。

マトリクス状に分離配置された複数の触感発生用セグメント電極１０４はそれぞれ独立して対応するセグメント電極用配線１１６に接続される。そして、セグメント電極用配線１１６は表面側端子１２を介して外部のＦＰＣ（Flexible Print Circuit）に接続される。この際、同一行に対応する触感発生用セグメント電極１０４間において共通に電気的に接続されるようにＦＰＣの配線が設けられる。すなわち、各行に対応するＦＰＣの配線部が、実施の形態１における触感発生用行電極４と電気的に等価な役割を果たす。

実施の形態４のタッチスクリーン１Ｄにおいても、実施の形態１のタッチスクリーン１と同様、図６で示した回路構成によって、タッチパネル装置を実現することができる。ただし、ｍ本の触感行電極群１０６はそれぞれ、上部（−Ｙ方向側）に行方向に沿って配列された触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ１（ｊ）、及び下部（＋Ｙ方向側）に行方向に沿って配列された触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｍのいずれか）で構成されている点が異なる。

具体的には、複数の触感発生用セグメント電極１０４が図６で示すｍ（行）×ｎ（列）のマトリクス状（さらに、交差領域ＣＡ内には２×２の触感発生用セグメント電極１０４を配列）に分離配置されている場合、複数の触感発生用セグメント電極１０４に接続された（２ｍ×２ｎ）本のセグメント電極用配線１１６はそれぞれ単独で独立して、表面側端子１２に接続される。そして、表面側端子１２と触感電圧発生回路部６８とは例えばＦＰＣの配線を介して電気的に接続される。この際、各触感行電極群１０６の上部に行方向に沿って配列された触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ１（ｊ）はＦＰＣの配線により共通に接続され、また下部に行方向に沿って配列された触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ２（ｊ）はＦＰＣの配線により共通に接続される。ここで、ＦＰＣで共通に接続された配線は、触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ１、Ｗｈｙ２に対してそれぞれｍ本、計２ｍ本となる。そして、触感発生用電圧を印加して触感を制御する際、このＦＰＣの２ｍ本の配線が、実施の形態１における各触感発生用行電極に相当する。

そして、実施の形態１と同様、タッチ位置が触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）（ｐ＝１〜ｎのいずれか）及び触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ１（ｑ）（ｑ＝１〜ｍのいずれか）の近傍にあると判定されたものとする。

すなわち、触感発生における電極の選択においては、第ｑ行の触感行電極群１０６の上部に行方向に配列された触感発生用セグメント電極Ｗｈｙ１（ｑ）をＦＰＣにて共通に接続した配線が擬似的な選択・触感発生用行電極（第１の選択触感発生用電極）となり、第ｐ列の触感発生列電極Ｗｈｘ１（ｐ）が選択・触感発生用列電極１０５（第２の選択触感発生用電極）となる。

そして、触感電圧発生回路（Ｙ）６５からの触感発生用電圧は、ＦＰＣの配線部、表面側端子１２、及びセグメント電極用配線１１６を介して、第ｑ行の触感行電極群１０６の上部に行方向に配列された触感発生用セグメント電極配列１０４に共通に印加される。

以上のように、実施の形態４のタッチスクリーン１Ｄにおいて、低インピーダンス状態に設定され、ガラス基板３３の裏面上に設けられた第１のタッチ検出用電極である励起電極１０２により、ガラス基板３３の表面上に設けられた第２のタッチ検出用電極である検出電極１０３や第１及び第２の触感発生用電極である触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５をシールドすることができる。これにより、ガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置されることが一般的である表示パネルからの駆動ノイズが検出電極１０３に混入することを抑制でき、さらには、ＦＰＣの配線部を介して共通に電気的に接続された同一行の選択・触感発生用セグメント電極１０４及び選択・触感発生用列電極１０５に印加される触感発生信号が表示パネルにノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良が発生することを抑制できる。

また、励起電極１０２と触感発生用セグメント電極１０４、検出電極１０３と触感発生用列電極１０５とをそれぞれ兼用させることなく完全に独立して設けたため、触感発生信号の導通／遮断に必要な高耐圧のスイッチ回路等が不要とできる分、タッチパネル装置の回路構成を簡素化できる。

さらに、所望のタッチ座標精度に基づき設定される励起電極１０２，１０２間の列方向における第１のピッチ、検出電極１０３，１０３の行方向における第２のピッチそれぞれを、所要触感分解能に基づき設定される触感発生用セグメント電極１０４，１０４間の列方向における第３のピッチ及び触感発生用列電極１０５，１０５間の行方向における第４のピッチと異なるように設定することができる。このため、第１及び第２のピッチ並びに第３及び第４のピッチのうちいずれかの電極間ピッチを必要以上に狭いピッチにして装置構成を複雑にしたり、必要以上に広いピッチにしてタッチ座標精度もしくは触感発生分解能を犠牲にしたりすることがない。

なお、実施の形態４では、励起電極１０２の第１のピッチは触感発生用セグメント電極１０４の第３のピッチの２倍に設定されている点が実施の形態１と異なる。

また、一枚の透明基板であるガラス基板３３の表面上に検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５を直接形成し、裏面上に励起電極１０２を直接形成しているため、例えば、励起電極１０２及び検出電極１０３用と、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５用とに２枚の基板を用いて構成する場合等と比較して、タッチスクリーンを高さ方向（図１１〜図１４のＺ方向）の厚みを薄くすることができる。

さらに、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５を同じ形成高さで形成することにより、同じ配線層（第１の配線層）として同時に形成可能としたため、タッチスクリーン１Ｄの構造を簡素化することができる。さらにはタッチスクリーン１Ｄの製造工程を簡略化して低コスト化を図ることができる。

ガラス基板３３の表面上に形成される検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５は、平面視重複することなく配置されるため、操作者の指等の指示体の接触／近接によって生じる励起電極１０２，検出電極１０３間で形成される電極間容量（相互容量）の変化が触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５の存在によって阻害されることを抑制できる。これにより、タッチスクリーン１Ｄを備えるタッチパネル装置のタッチ検出感度の低下を抑制できる。

また、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５は、平面視重複することなく配置されるため、表示光の透過率の低減を抑制することができる。

ガラス基板３３の表面上に形成される検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５間は平面視重複することなく、規則正しく配列されるため、ガラス基板３３の裏面上に設けられる励起電極１０２と表面上に設けられる検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４あるいは触感発生用列電極１０５との重なりムラによる透過率の不均一性が生じない。この重なりムラの存在により、電極１０２〜１０４が視認されることを抑制することができる。

また、実施の形態４においても、実施の形態２（図８，図９参照）と同様、励起電極１０２に微細金属配線のメッシュ構造を採用することにより、励起電極１０２の電極抵抗を低減し、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５に対する励起電極１０２によるシールド効果を向上することが可能となる。また、表示光が２層の透明導電膜を通過することがなく、実質的に１層の透明導電膜（検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４、あるいは触感発生用列電極１０５）を通過することになるため、透明導電膜特有の黄色味を帯びた色付きを軽減することができる。

さらに、実施の形態４において、実施の形態２（図８，図９参照）と同様、第３及び第４の方向に沿って形成される金属メッシュ斜め直線部２１及び２２の組み合わせにより金属配線メッシュ構造の励起電極１０２を設けることにより、ガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置される表示パネルの画素格子との干渉によるモアレ縞を軽減することができる。

また、実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、図１０で示したシールド電極７０を採用することにより、シールド電極７０が接続された裏面側端子１３Ｌはタッチスクリーン１Ｄの外部にて、ＧＮＤと接続される。これにより、シールド電極７０は、検出電極１０３、触感発生用セグメント電極１０４、及び触感発生用列電極１０５に電気的に接続される複数の引き出し配線９、複数のセグメント電極用配線１１６、及び複数の引き出し配線１１並びに複数の表面側端子１２（複数の外部接続用端子）に対するシールド機能を発揮することができる。なお、図１０における構成部２〜７が構成部１０２〜１０７に対応し、引き出し配線１０がセグメント電極用配線１１６に対応する。

すなわち、裏面側に組み合わされて配置されることが一般的な表示パネルからの駆動信号が、検出電極１０３の引き出し配線９及びそれら引き出し配線９が接続された表面側端子１２へノイズとなって伝搬するのをシールドすることができる。さらに、触感発生用セグメント電極１０４のセグメント電極用配線１１６、触感発生用列電極１０５の引き出し配線１１、及びそれら配線１１６，１１が接続された表面側端子１２に印加される触感発生信号が表示パネルへのノイズとなって伝搬するのをシールドすることができる。

実施の形態４のタッチスクリーン１Ｄに関し、図６，図７で示した触感電圧発生回路部６７及び触感電圧発生回路部６８を採用した実施の形態４のタッチパネル装置において、電荷検出回路６１はタッチスクリーン１の励起電極１０２及び検出電極１０３を用いて相互容量に対応する電荷検出結果Ｄ６１（静電容量導出データ）を検出し、タッチ座標算出回路６２は電荷検出結果Ｄ６１の変化度合いに基づきタッチ判定を行う。そして、タッチが有ると判定されたときに、タッチ座標算出回路６２は検出座標データＤ６２を算出する。触感電圧発生回路部６８は、検出座標データＤ６２に基づき、タッチ座標に対応する擬似的な選択・触感発生用セグメント電極１０４及び選択・触感発生用列電極１０５に触感発生信号を印加して、それらの交差領域近傍の電荷蓄積層３５を触感閾値を超えるまで帯電させ、指に対して触感を付与することで、操作者の指による入力動作に対する触感フィードバックがなされる。

実施の形態１と同様、実施の形態４においても、触感発生信号印加期間Ｐ５においては、透明電極であるガラス基板３３の裏面側に形成されている励起電極１０２はタッチスクリーン１の外部でＧＮＤ電位に低インピーダンスで固定されており、高電圧の触感発生用電圧を“Ｈ”レベルとした触感発生信号のシールド電極として作用する。これにより、タッチパネル装置においてガラス基板３３の裏面側に組み合わせて配置されることが一般的である表示パネルに対して、“Ｈ”レベルが高電圧な触感発生用電圧に設定された触感発生信号がノイズとして混入して表示ムラ等の表示不良を発生することを防止することができる。

さらに、実施の形態１と同様、実施の形態４においても、タッチ検出期間Ｐ１において、触感電圧発生回路部６８は、全ての触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５をフローティング状態となるように設定することにより、励起電極１０２，検出電極１０３間に形成される電界が触感発生用セグメント電極１０４及び触感発生用列電極１０５の存在によってシールドされることを防止し、タッチ操作によって生じる励起電極１０２，検出電極１０３間の相互容量の変化度合いの低下、すなわちタッチ検出感度の低下を抑制することができる。

＜その他＞
なお、上記した実施の形態１〜実施の形態４において、透明基板としてガラス基板３３を説明したが、ガラス基板３３に代えてフィルム基板などでも同様に実施することが可能である。

また、上述した実施の形態では、透明基板であるガラス基板３３の表面上及び裏面上に直接、電極２〜５（１０２〜１０５）を形成するよう構成したが、必ずしも一枚の基板で構成する必要はない。電極２〜５のうち、励起電極２が操作面側から見て最もガラス基板３３の裏面側（−Ｚ側）に配置されていればよく、ガラス基板３３の裏面上に形成される励起電極２に代えて、例えば、励起電極２をフィルム基板の表面上に形成し、このフィルム基板の裏面をガラス基板３３の裏面に貼りつけるように構成してもよい。

さらに、実施の形態１〜実施の形態３では、透明基板であるガラス基板３３の表面側には、触感発生用行電極４全体、検出電極・主要部３０及び触感発生用行電極・主要部４０を第１の配線層とし、検出電極・交差部３１及び触感発生用列電極・交差部５１を、第１の配線層上に絶縁膜３２を介して積層される第２の配線層として形成するよう構成したが、このような配線層の構成に限定されるものではない。例えば、上記関係を逆にして、検出電極３及び触感発生用列電極５全体並びに触感発生用行電極・主要部４０を第１の配線層として形成し、触感発生用行電極・交差部４１を第２の配線層として形成するよう構成してもよい。

また、触感発生信号の印加対象となる触感発生用行電極４（同一行の触感発生用セグメント電極１０４）及び触感発生用列電極５（触感発生用列電極１０５）はそれぞれ１本として説明したが、付与したい触感に応じて複数本に印加してもよい。例えば、共通の触感行電極群６に属する３本の触感発生用行電極４全てに触感発生信号を印加したり、列電極群７に属する２本の触感発生用列電極５全てに触感発生信号を印加するようにしたりしても良い。

さらに、操作者によるタッチ入力を触感でフィードバックする構成を例に説明したが、例えば、表示画像コンテンツに対応して触感を付与するようにしてもよいことは言うまでもない。

また、図７で示したタッチ検出回路部６７及び触感電圧発生回路部６８は全てハードウェアで構成しているが、電荷検出回路６１の一部、タッチ座標算出回路６２、タッチ検出制御回路６３、及び触感発生制御回路６６は、例えば、ソフトウェアに基づくＣＰＵを用いたプログラム処理によって実行するよう構成して良い。

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、省略したりすることが可能である。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１，１Ｂ，１Ｃ タッチスクリーン、２，２Ｂ，１０２ 励起電極、３，１０３ 検出電極、４ 触感発生用行電極、５，１０５ 触感発生用列電極、８〜１１ 引き出し配線、１２ 表面側端子、１３,１３Ｌ 裏面側端子、２１，２２ 金属メッシュ斜め直線部、３０ 検出電極・主要部、３１ 検出電極・交差部、３２ 絶縁膜、３５ 電荷蓄積層、４０ 触感発生用行電極・主要部、４１ 触感発生用行電極・交差部、５０ 触感発生用列電極・主要部、５１ 触感発生用列電極・交差部、１０４ 触感発生用セグメント電極、１１６ セグメント電極用配線。

この発明に係る第１の態様のタッチスクリーンは、操作面を有するタッチスクリーンであって、各々が第１の方向に沿って設けられ、前記操作面へのタッチ操作の有無を検出するタッチ検出期間に励起パルス信号が付与される複数の第１のタッチ検出用電極と、各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられる複数の第２のタッチ検出用電極と、前記複数の第１のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第１の方向に沿って設けられる複数の第１の触感発生用電極と、前記複数の第２のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第２の方向に沿って設けられる複数の第２の触感発生用電極とを備え、触感発生信号印加期間において前記複数の第１及び第２の触感発生用電極に対し選択的に触感発生信号が付与され、前記複数の第１のタッチ検出用電極、前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極のうち、前記複数の第１のタッチ検出用電極を前記操作面から最も離れた位置に配置した電極間位置関係を有することを特徴としている。

第１の態様のタッチスクリーンにおいて、操作面から最も離れた位置に設けられる複数の第１のタッチ検出用電極によって、複数の第１のタッチ検出用電極に比べて操作面に近い位置に配置される、複数の第２のタッチ検出用電極、複数の第１の触感発生用電極、及び複数の第２の触感発生用電極（以下、「複数の第２のタッチ検出用電極等」と略記する場合あり）をシールドすることができる効果を奏する。

Claims (15)

1. 操作面（ＯＳ）を有するタッチスクリーンであって、
   各々が第１の方向に沿って設けられ、前記操作面へのタッチ操作の有無を検出するタッチ検出期間に励起パルス信号が付与される複数の第１のタッチ検出用電極（２）と、
   各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられる複数の第２のタッチ検出用電極（３）と、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第１の方向に沿って設けられる複数の第１の触感発生用電極（４）と、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第２の方向に沿って設けられる複数の第２の触感発生用電極（５）とを備え、触感発生信号印加期間において前記複数の第１及び第２の触感発生用電極に対し選択的に触感発生信号が付与され、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極、前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極のうち、前記複数の第１のタッチ検出用電極を前記操作面から最も離れた位置に配置した電極間位置関係を有することを特徴とする、
   タッチスクリーン。
2. 請求項１記載のタッチスクリーンであって、
   一方主面及び他方主面を有する透明基板（３０）をさらに備え、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極は、前記透明基板の他方主面上に形成され、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極は前記透明基板の一方主面上に形成され、
   前記透明基板の一方主面側の面が前記操作面として規定される、
   タッチスクリーン。
3. 請求項２記載のタッチスクリーンであって、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極はそれぞれ検出用主要部（３０）と前記検出用主要部よりも前記第１の方向における形成幅の狭い検出用交差部（３１）との組み合わせ構造を含み、
   前記複数の第１の触感発生用電極はそれぞれ第１の触感発生用主要部（４０）と前記第１の触感発生用主要部よりも前記第２の方向における形成幅の狭い第１の触感発生用交差部（４１）との組み合わせ構造を含み、
   前記複数の第２の触感発生用電極はそれぞれ第２の触感発生用主要部（５０）と前記第２の触感発生用主要部よりも前記第１の方向における形成幅の狭い第２の触感発生用交差部（５１）との組み合わせ構造を含み、
   前記検出用主要部、前記第１及び第２の触感発生用主要部は平面視して互いに重複することなく、前記透明基板の一方主面上に同一形成高さで形成されることを特徴とする、
   タッチスクリーン。
4. 請求項３記載のタッチスクリーンであって、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極それぞれは平面視矩形状を呈し、Ｋ（≧２）本の前記第１の触感発生用電極に対し１本の前記第１のタッチ検出用電極が、平面視重複するように配置されることを特徴とする、
   タッチスクリーン。
5. 請求項３または請求項４記載のタッチスクリーンであって、
   前記第１の方向は行方向であり、前記第２の方向は前記行方向と直交する列方向であり、
   前記検出用主要部、前記第１の触感発生用主要部、及び前記第２の触感発生用主要部はそれぞれ平面視して菱形形状を呈し、対向する２組の角部が前記行方向及び前記列方向に沿って配置され、
   前記検出用主要部、前記第１の触感発生用主要部、及び前記第２の触感発生用主要部は、各々が前記菱形形状を呈する複数の検出用主要部、複数の第１の触感発生用主要部、及び複数の第２の触感発生用主要部を含み、
   前記複数の検出用主要部のうち、互いに隣接する前記検出用主要部間において、前記列方向上で互いに対向する角部間が前記検出用交差部によって接続され、
   前記複数の第１の触感発生用主要部のうち、互いに隣接する前記第１の触感発生用主要部間において、前記行方向上で互いに対向する角部間が前記第１の触感発生用交差部によって接続され、
   前記複数の第２の触感発生用主要部のうち、互いに隣接する前記第２の触感発生用主要部間において、前記列方向上で互いに対向する角部間が前記第２の触感発生用交差部によって接続され、
   前記複数の検出用主要部及び複数の第２の触感発生用主要部は前記列方向に均等間隔で配置され、前記複数の第１の触感発生用主要部は前記行方向に沿って均等間隔で配置される、
   タッチスクリーン。
6. 操作面（ＯＳ）を有するタッチスクリーンであって、
   各々が第１の方向に沿って設けられ、前記操作面へのタッチ操作の有無を検出するタッチ検出期間に励起パルス信号が付与される複数の第１のタッチ検出用電極（１０２）と、
   各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられる複数の第２のタッチ検出用電極（１０３）と、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極と独立して、前記第１及び第２の方向において互いに分離して設けられる複数の第１の触感発生用電極（１０４）と、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極と独立して、各々が前記第２の方向に沿って設けられる複数の第２の触感発生用電極（１０５）とを備え、触感発生信号印加期間において前記複数の第１及び第２の触感発生用電極に対し選択的に触感発生信号が付与され、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極、前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極のうち、前記複数の第１のタッチ検出用電極を前記操作面から最も離れた位置に配置した電極間位置関係を有することを特徴とする、
   タッチスクリーン。
7. 請求項６記載のタッチスクリーンであって、
   一方主面及び他方主面を有する透明基板（３０）をさらに備え、
   前記複数の第１のタッチ検出用電極は、前記透明基板の他方主面上に形成され、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極は前記透明基板の一方主面上に形成され、
   前記透明基板の一方主面側の面が前記操作面として規定される、
   タッチスクリーン。
8. 請求項７記載のタッチスクリーンであって、
   前記第２のタッチ検出用電極、前記第１及び第２の触感発生用電極は平面視して互いに重複することなく、前記透明基板の一方主面上に同一形成高さで形成されることを特徴とする、
   タッチスクリーン。
9. 請求項８記載のタッチスクリーンであって、
   前記第１の方向は行方向であり、前記第２の方向は前記行方向と直交する列方向であり、前記複数の第１の触感発生用電極はマトリクス状に分離配置され、
   前記複数の第２のタッチ検出用電極はそれぞれ平面視矩形状を呈し、
   前記複数の第１の触感発生用電極はそれぞれ平面視櫛歯状の第１の櫛歯部（１０４ｔ）を有し、
   前記複数の第２の触感発生用電極はそれぞれ平面視櫛歯状の少なくとも２つの第２の櫛歯部（１０５ｔ）を前記列方向に沿って有し、前記第２の櫛歯部と前記第１の櫛歯部とは前記行方向に沿って互いに対向する方向に延在し、
   前記複数の第２の触感発生用電極は、同一列に存在する少なくとも２つの前記第１の櫛歯部それぞれに対し、対応する前記第２の櫛歯部が隙間を保ちながらかみ合うように配置されることを特徴とする、
   タッチスクリーン。
10. 請求項２または請求項７記載のタッチスクリーンであって、
    前記第１のタッチ検出用電極は、金属配線メッシュ構造を有することを特徴とする、
    タッチスクリーン。
11. 請求項１０記載のタッチスクリーンであって、
    前記金属配線メッシュ構造は、互い交差する第１種及び第２種の斜め直線部（２０，２１）の組み合わせ構造を含み、
    第１種及び第２種の斜め直線部はそれぞれ前記第１及び第２の方向双方に対し交差する第３及び第４の方向に沿って形成されることを特徴とする、
    タッチスクリーン。
12. 請求項２または請求項７記載のタッチスクリーンであって、
    複数の外部接続用端子（１２）と、
    前記透明基板の一方主面上に形成され、前記複数の第２のタッチ検出用電極、前記複数の第１の触感発生用電極、及び前記複数の第２の触感発生用電極のそれぞれと前記複数の外部接続用端子とを電気的に接続する第１種、第２種及び第３種の引き出し配線（９〜１１）と、
    前記透明基板の他方主面上に設けられ、前記第１種〜第３種の引き出し配線と平面視重複するように配置されたシールド電極（７０）とをさらに備える、
    タッチスクリーン。
13. 請求項１または請求項６記載のタッチスクリーンと、
    前記タッチ検出期間において、前記複数の第１のタッチ検出用電極に選択的に前記励起パルス信号を付与しながら、前記複数の第１のタッチ検出用電極及び前記複数の第２のタッチ検出用電極間における静電容量を導出可能な静電容量導出データを求め、前記静電容量導出データに基づき、指示体による前記操作面上におけるタッチの有無を判定し、タッチ有りと判定したとき、前記タッチ検出期間に続くタッチ座標算出期間において、前記静電容量導出データに基づいて、前記操作面上におけるタッチ座標を演算して検出座標データを得るタッチ検出回路部（６７）と、
    前記複数の第１の触感発生用電極及び前記複数の第２の触感発生用電極間に、触感発生用電圧を有する触感発生信号を選択的に印加することにより、前記操作面上に位置する前記指示体に触感を付与する触感電圧発生回路部（６８）と備え、
    前記触感電圧発生回路部は、前記タッチ検出回路部により検出された前記静電容量導出データ及び前記検出座標データのうち少なくとも一つに基づいて、前記複数の第１の触感発生用電極及び前記複数の第２の触感発生用電極のうち、前記触感発生信号の印加対象の前記第１の触感発生用電極及び前記第２の触感発生用電極を第１及び第２の選択触感発生用電極として判定し、前記第１及び第２の選択触感発生用電極に前記触感発生信号を印加する、
    タッチパネル装置。
14. 請求項１３記載のタッチパネル装置であって、
    前記複数の第１のタッチ検出用電極は、前記触感発生信号印加期間において、固定電位に設定される、
    タッチパネル装置。
15. 請求項１３または請求項１４記載のタッチパネル装置であって、
    前記触感電圧発生回路部は、前記タッチ検出期間において前記複数の第１の触感発生用電極及び前記複数の第２の触感発生用電極をフローティング状態に設定する、
    タッチパネル装置。

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