KR101943649B1 - 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법 - Google Patents

지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 주위의 배선 영역에 손가락 등의 지시체가 닿은 경우의 오검출을 방지할 수 있는 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 검출 센서(100)는 제1 글래스 기판(15) 상에, 제1 방향으로 설치된 복수의 송신 도체(11)와, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 수신 도체(13)와, 송신 도체(11)에 전기적으로 접속되는 복수의 금속 배선 도체(19A)와, 수신 도체(13)에 전기적으로 접속되는 복수의 금속 배선 도체(19B)를 구비한다. 금속 배선 도체(19A)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에, 금속 배선 도체(19A)와는 전기적으로 절연되는 것과 아울러 소정의 전위가 설정되고, 송신 도체(11) 또는 수신 도체(13)와 동일한 재료로 이루어진 그라운드층(120)이 설치되어 있다.

Description

지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법{DETECTING SENSOR FOR DETECTING POSITION OF INDICATING BY INDICATOR, INDICATOR POSITION DETECTING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING DETECTING SENSOR}
본 발명은 표시 화면의 표면에 탑재되어, 지시체의 위치 검출을 행하도록 한 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 액정 표시 장치의 표시 화면의 표면에 배치되어, 이용자의 손가락 등으로 닿았을 때에 그 위치를 검출하는 것에 의해, 표시된 지시 화상에 대응하는 정보의 입력을 행하도록 한 정전(靜電) 용량형 입력 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 정전 용량형 입력 장치에서는 투광성 기판의 표면에 서로 교차하는 투광성 전극 패턴이 형성되어 있고, 그 표면에 이용자의 손가락이 닿았을 때에 발생하는 정전 용량의 변화에 기초하여 손가락의 위치가 검출된다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특개 2009－259203호 공보(제5－15 페이지, 도 1－11)
상술한 특허 문헌 1에 개시된 정전 용량형 입력 장치에서는 서로 교차하는 제1 투광성 전극 패턴(11)과 제2 투광성 전극 패턴(12)의 각각으로부터 인출(引出)된 금속 배선(9a)이 투광성 기판(15)의 단부(端部) 근방에 있어서 인접 배치되고, 그 단부의 단자(19a)가 플렉시블 기판(19)에 접속되어 있다. 이 투광성 기판(15) 상에서는 금속 배선(9a)을 제외한 범위가 입력 영역(10a)으로서 설정되어 있지만, 2개 종류의 투광성 전극 패턴(11, 12)에 대응하는 금속 배선(9a)이 인접 배치된 배선 영역에 이용자의 손가락 등이 닿으면, 입력 영역(10a)에 이용자의 손가락이 닿은 경우와 동일하게, 2개 종류의 투광성 전극 패턴(11, 12) 사이의 정전 용량이 변화하게 되기 때문에, 입력 위치의 오검출이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 창작된 것이며, 그 목적은 주위의 배선 영역에 손가락 등의 지시체가 닿은 경우의 오검출을 방지할 수 있는 검출 센서, 지시체 위치 검출 장치 및 검출 센서의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 검출 센서는, 기재(基材) 상에, 제1 방향으로 설치된 복수의 제1 센서 도체와; 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 제2 센서 도체와; 제1 센서 도체에 전기적으로 접속되는 복수의 제1 신호 선로와; 제2 센서 도체에 전기적으로 접속되는 복수의 제2 신호 선로를 구비하고, 제1 신호 선로와 기재의 사이에, 제1 신호 선로와는 전기적으로 절연되는 것과 아울러 소정의 전위가 설정되는, 제1 센서 도체 또는 제2 센서 도체와 동일한 재료로 이루어진 제1 도전 패턴이 설치되어 있다.
기재 상의 배선 영역에 있어서, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하고 있는 경우에도, 제1 신호 선로에 겹쳐서 소정 전위의 제1 도전 패턴이 형성되어 있기 때문에, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우에도 제1 및 제2 신호 선로 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 제1 신호 선로와 제1 도전 패턴의 사이에는 제1 신호 선로와 제1 도전 패턴을 전기적으로 절연하기 위한 절연재가 설치되고, 복수의 제1 센서 도체 및 복수의 제2 센서 도체는 기재의 동일한 면측에 설치되는 것과 아울러, 제1 신호 선로와 제1 도전 패턴의 사이에 마련된 절연재와 동일한 절연재가 제1 센서 도체와 제2 센서 도체가 교차하는 영역에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 센서 도체와 제2 센서 도체의 사이를 절연하는 절연재, 및 제1 신호 선로와 기재의 사이를 절연하는 절연재를 동시에 형성할 수 있어, 공정의 간략화에 의한 제조 비용의 저감이 가능하게 된다.
또, 상술한 제1 센서 도체는 복수의 제2 센서 도체의 사이에 설치된 복수의 도체편(導體片)과 제1 센서 도체와, 제2 센서 도체가 교차하는 영역에 배치된 절연재에 중첩하여 배치된 도전재로 이루어지고, 도전재에 의해 복수의 도체편이 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 센서 도체와 제2 센서 도체를 단일층으로서 형성할 수 있고, 안정된 특성을 확보하는 것과 아울러, 공정의 간략화에 의한 제조 비용의 저감이 가능하게 된다.
또, 상술한 도전재는 제1 또는 제2 신호 선로와 동일한 재료인 것이 바람직하다. 이에 의해, 복수의 도체편을 전기적으로 접속하는 도전재와, 제1 또는 제2 신호 선로를 동시에 형성할 수 있어, 공정의 간략화에 의해 추가로 제조 비용의 저감이 가능하게 된다.
또, 상술한 제1 및 제2 신호 선로는 제1 및 제2 센서 도체보다 높은 도전성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 센서 도체 및 제1 신호 선로 전체, 제2 센서 도체 및 제2 신호 선로 전체의 저항을 낮게 하여 신호의 전송 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 상술한 복수의 제1 신호 선로의 근방에 제2 신호 선로가 배치된 영역으로서 제1 신호 선로와 제2 신호 선로의 사이에, 소정의 전위가 설정된 제2 도전 패턴이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상술한 제2 도전 패턴은 제1 도전 패턴에 중첩하여 설치되어 제1 도전 패턴과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 인접한 제1 신호 선로와 제2 신호 선로의 사이에 제2 도전 패턴을 배치하는 것에 의해, 제1 및 제2 신호 선로의 인접 개소(箇所)에 있어서 신호의 간섭을 저감시킬 수있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 제2 도전 패턴은 소정의 전위에 접속된 제1 및 제2 선형상 도체로 이루어지며, 제1 선형상 도체가 제1 도전 패턴에 중첩하여 배치되어 제1 도전 패턴에 전기적으로 접속되는 것에 의해, 제1 도전 패턴이 상기 소정의 전위로 설정되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 선형상 도체 및 제1 도전 패턴에 대응하는 제1 신호 선로와, 제2 선형상 도체에 대응하는 제2 신호 선로 사이의 전기적인 결합을 추가로 저감시킬 수 있어, 오검출의 추가 저감이 가능하게 된다.
또, 상술한 제2 도전 패턴의 제1 선형상 도체는 제2 선형상 도체보다 큰 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들어, 제1 신호 선로 및 제1 센서 도체에 입출력되는 신호의 강도가 큰 경우에, 이 신호 강도가 큰 제1 신호 선로에 의해 발생하는 전계를 폭이 넓은 제1 선형상 도체에 의해 유효하게 차단하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 제1 센서 도체, 제2 센서 도체, 제1 센서 도체 및 제2 센서 도체가 설치되는 기재의 영역은 투과성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 표시 화면에 겹쳐서 배치되어 표시 화면 상의 위치 검출을 행하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명의 지시체 위치 검출 장치는 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 상술한 검출 센서와 검출 센서에 송신 신호를 공급하는 것과 아울러 검출 센서로부터 얻어진 수신 신호에 기초하여 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 전기 회로를 구비하고 있다.
검출 센서의 기재 상의 배선 영역에 있어서, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하고 있는 경우에도, 제1 신호 선로에 겹쳐서 소정 전위의 제1 도전 패턴이 형성되어 있기 때문에, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우에도 제1 및 제2 신호 선로 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명의 검출 센서의 제조 방법은 투과성을 가지는 기재의 일면에, 제1 방향으로 설치된 복수의 제1 센서 도체와, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 제2 센서 도체를 구비한 검출 센서의 제조 방법으로서, 금속 성막 처리에 의해, 기재의 일면에 투과성을 가지는 도전막을 형성하는 제1 공정과; 도전막을 처리하여, 복수의 제2 센서 도체와 복수의 제2 센서 도체의 사이에 배치된 복수의 도체편과 복수의 도체편이 연재(延在)하는 방향에서 소정의 영역에 제1 도전 패턴을 형성하는 제2 공정과; 기재의 일면에서 절연재를 설치하는 제3 공정과; 절연재를 처리하여, 제2 센서 도체가 개재되는 도체편 사이의 영역과 제1 도전 패턴의 영역의 각각에 대해서 절연재를 남겨 두는 제4 공정과; 금속 성막 처리에 의해, 기재의 일면에 도전막보다 높은 도전성을 가지는 금속막을 형성하는 제5 공정과; 금속막을 가공하여, 절연재에 중첩시켜서 복수의 도체편을 서로 전기적으로 접속하여 제1 센서 도체를 형성하는 것과 아울러, 제1 센서 도체의 일단부와 전기적으로 접속되는 것과 아울러 제1 도전 패턴에 절연재를 개재시켜 배치된 제1 신호 선로와 제2 센서 도체의 일단부와 전기적으로 접속된 제2 신호 선로를 형성하는 제6 공정을 가지고 있다.
이와 같이 하여 제조된 검출 센서에서는 기재 상의 배선 영역에 있어서, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하고 있는 경우에도, 제1 신호 선로에 겹쳐서 소정 전위의 제1 도전 패턴이 형성되어 있기 때문에, 제1 신호 선로와 제2 신호 선로가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우에도 제1 및 제2 신호 선로 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 일 실시 형태의 지시체 위치 검출 장치의 개략적인 외관 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 지시체 위치 검출 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 센서부의 단면도이다.
도 4는 다주파(多周波) 신호 공급 회로의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 송신 도체 선택 회로의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 수신 도체 선택 회로 및 증폭 회로의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 신호 검출 회로에 의해 검출되는 신호 레벨의 설명도이다.
도 8은 센서부의 전체도이다.
도 9는 검출 영역의 부분적인 확대 평면도이다.
도 10은 투과 영역에 포함되는 1개의 송신 도체와 이것에 교차하는 수신 도체의 상세를 나타내는 부분적인 확대도이다.
도 11은 투과 영역에 있어서 송신 도체의 긴 방향을 따른 단면도이다.
도 12는 비투과 영역에 포함되는 1개의 송신 도체와 이것에 교차하는 수신 도체의 상세를 나타내는 부분적인 확대도이다.
도 13은 비투과 영역에 있어서 송신 도체의 긴 방향을 따른 단면도이다.
도 14는 도 8에 나타낸 배선 영역의 상세를 부분적으로 나타내는 평면도이다.
도 15는 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체와 제1 글래스 기판의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이다.
도 16은 도 15에 나타낸 구성의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 17은 수신 도체에 대응하는 금속 배선 도체와 제1 글래스 기판의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이다.
도 18은 송신 도체에 대응하는 금속 배선 도체와 수신 도체에 대응하는 금속 배선 도체의 양쪽과 제1 글래스 기판의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이다.
도 19는 송신 도체에 대응하는 금속 배선 도체와 수신 도체에 대응하는 금속 배선 도체의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이다.
도 20은 도 19에 나타낸 구성의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 15에 나타내는 구성을 가지는 검출 센서의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 22는 도 19에 나타내는 구성을 가지는 검출 센서의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 적용한 일 실시 형태의 지시체 위치 검출 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 일 실시 형태의 지시체 위치 검출 장치의 개략적인 외관 형상을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태의 지시체 위치 검출 장치는 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 장치(200)와, 그 표시 화면 상에 겹쳐서 배치되고, 이용자의 손가락 등에 의해 구성되는 지시체(300)의 지시 위치를 검출하는 검출 센서(100)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 「지시체」에는 선단부에 도전체를 구비하고, 인체를 통해 대지 접속되는 경로에서 손가락 검출과 동일한 원리로 정전계(靜電界)를 빨아 올려서 검출하는 펜이나, 펜 자체로부터 신호를 송신하는 펜도 포함된다.
도 1에 있어서, 검출 센서(100)는 겹쳐서 배치된 표시 장치(200)의 표시 화면을 투과하여 볼 수 있는 것과 아울러 지시체(300)의 위치 검출 범위가 되는 검출 영역(112)을 가진다. 또, 이 검출 영역(112)의 주위에는 배선 영역(116)이 설정되어 있다.
도 2는 지시체 위치 검출 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 지시체 위치 검출 장치는 검출 센서(100)와, 송신부(20), 수신부(30), 제어 회로(40)로 이루어진 전기 회로를 구비하고 있다. 검출 센서(100)는 소정 방향(제1 방향)에 등간격으로 배치된 투과성이 있는 복수의 투명 도체인 송신 도체(11; 제1 센서 도체)로 이루어진 송신 도체 그룹(12)과, 복수의 송신 도체(11)의 배열 방향과 직교하는 방향(제2 방향)에 등간격으로 배치된 투과성이 있는 복수의 투명 도체인 수신 도체(13; 제2 센서 도체)로 이루어진 수신 도체 그룹(14)으로 이루어진 도체 패턴을 구비한다.
도 3은 검출 센서(100)의 단면도이며, 1개의 송신 도체(11)를 따른 부분적인 횡단면이 나타나 있다. 검출 센서(100)에 있어서는 투과성을 가지는 투명 기재로서의 제1 글래스 기판(15)의 표면(일면)에 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 양쪽이 형성되어 있고, 추가로 그 표면에 스페이서(16)를 개재하여 투명 기판인 제2 글래스 기판(17)이 배치되어 있다. 또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11)는 긴 방향(연재하는 방향)에, 수신 도체(13)가 배치되는 위치에 형성된 간극에 의해 복수의 도체편(11A)으로 분할되어 있다. 또, 수신 도체(13)를 넘도록 도전재로서의 금속 점프선(18)이 형성되어 있고, 인접하는 2개의 도체편(11A)이 이 금속 점프선(18)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
송신 도체(11) 및 수신 도체(13)는 평판 형상을 가지고 있고, 예를 들어 ITO막으로 이루어진 투명 전극막을 이용하여 형성된다. 본 실시 형태에서, 송신 도체(11)는 소정 간격으로 예를 들어 64개가 수직 방향(Y 방향)으로 늘어서 있다. 또, 수신 도체(13)는 소정 간격으로 128개가 수평 방향(X 방향)으로 늘어서 있다. 도 2에 있어서, Y0 ~ Y63은 64개의 송신 도체(11) 각각에 대응하고 있고, Y0 ~ Y63의 순번으로 송신 도체(11)가 늘어서 있다. 또, X0 ~ X127은 128개의 수신 도체(13) 각각에 대응하고 있고, X0 ~ X127의 순번으로 수신 도체(13)가 늘어서 있다.
스페이서(16)는 절연체로서 예를 들어 PVB(PolyVinyl Butyral), EVA(Ethylene Vinyl Acetate)나 실리콘 러버 등을 이용하여 형성된다. 제1 및 제2 글래스 기판(15, 17)은 대신에 합성 수지 등으로 이루어진 시트 형상(필름 형상) 기재를 이용하도록 해도 좋다.
도 2에 나타내는 송신부(20)는 클록 발생 회로(21), 다주파 신호 공급 회로(22), 송신 도체 선택 회로(23)를 포함하여 구성되어 있다. 클록 발생 회로(21)는 소정 주파수의 기준 신호를 생성한다. 다주파 신호 공급 회로(22)는 클록 발생 회로(21)로부터 출력되는 기준 신호를 이용하여, 예를 들어 16개 종류의 주파수(f0, f1,ㆍㆍㆍ, f15)의 신호를 생성하고, 이러한 신호를 병행해서 출력한다. 또한, 도 2에서는 송신 도체 선택 회로(23)가 각 송신 도체(11)의 우단에 접속되어 있지만, 실제로는 각 송신 도체(11)의 우단과 좌단 양쪽이 송신 도체 선택 회로(23)에 접속되어 있고, 1개의 송신 도체(11)에 대해서 양단부로부터 신호가 입력되고 있다.
도 4는 다주파 신호 공급 회로(22)의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 다주파 신호 공급 회로(22)는 16개 종류의 주파수(f0, f1,ㆍㆍㆍ, f15)의 신호를 개별로 발생하는 16개의 신호 생성부(22－0, 22－1,ㆍㆍㆍ, 22－15)를 구비하고 있다. 각 신호 생성부(22－0 ~ 22－15)는 클록 발생 회로(21)로부터 출력되는 기준 신호에 기초하여 주파수(f0 ~ f15)의 신호를 생성한다. 예를 들어, 각 신호 생성부(22－0 ~ 22－15)는 클록 발생 회로(21)로부터 출력되는 기준 신호를 분주(分周) 또는 체배(遞倍)하여 소정 주파수의 신호를 생성한다. 또는 각 신호 생성부(22－0 ~ 22－15)는 서로 주기가 다른 정현파의 파형 데이터를 홀딩하는 파형 데이터 ROM을 가지고 있고, 클록 발생 회로(21)로부터 출력되는 기준 신호에 동기하여 이 파형 데이터를 독출하는 것에 의해, 주파수(f0 ~ f15)의 정현파 신호를 생성한다.
송신 도체 선택 회로(23)는 다주파 신호 공급 회로(22)로부터 병행해서 출력되는 16개 신호의 공급처가 되는 송신 도체(11)를 선택하는 것과 아울러, 선택처가 되는 송신 도체(11)를 순번으로 전환한다.
도 5는 송신 도체 선택 회로(23)의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 송신 도체 선택 회로(23)는 16개 종류의 주파수(f0, f1,ㆍㆍㆍ, f15)의 신호가 개별로 입력되는 16개의 전환 스위치(23－0, 23－1,ㆍㆍㆍ, 23－15)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서, 64개의 송신 도체(11)는 16개의 블록(B0 ~ B15)으로 분할되어 그룹 나눔(구분)이 행해져 있다.
블록(B0)에는 Y0 ~ Y3으로 나타나는 서로 인접 배치된 4개의 송신 도체(11)가 포함된다. 전환 스위치(23－0)는 신호 생성부(22－0)로부터 출력되는 주파수(f0)의 신호의 공급처가 되는 송신 도체(11)를, Y3, Y2, Y1, Y0의 순번으로 소정의 시간 간격에 반복하여 전환한다. 또한, 도 5에서는 전환 스위치(23－0 ~ 23－15) 내에 있어서 도시된 화살표에 의해 송신 도체(11)의 전환 방향이 나타나 있다.
블록(B1)에는 Y4 ~ Y7로 나타나는 서로 인접 배치된 4개의 송신 도체(11)가 포함된다. 전환 스위치(23－1)는 신호 생성부(22－1)로부터 출력되는 주파수 f1의 신호의 공급처가 되는 송신 도체(11)를, Y4, Y5, Y6, Y7의 순번으로 소정의 시간 간격에 반복하여 전환한다.
다른 블록(B2 ~ B15) 및 전환 스위치(23－2 ~ 23－15)에 대해서도 동일하며, 전환 스위치(23－2 ~ 23－15)의 각각은 대응하는 신호 생성부(22－2 ~ 22－15)로부터 출력되는 신호의 공급처가 되는 송신 도체(11)를 소정의 순번 및 시간 간격에 반복하여 전환한다.
도 2에 나타내는 수신부(30)는 수신 도체 선택 회로(31), 증폭 회로(32), 아날로그-디지털 변환 회로(A／D; 33), 신호 검출 회로(34), 위치 산출 회로(35)를 포함하여 구성되어 있다.
도 6은 수신 도체 선택 회로(31) 및 증폭 회로(32)의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 수신 도체 선택 회로(31)는 대응하는 8개의 수신 도체(13)를 순번으로 전환하는 16개의 전환 스위치(31－0, 31－1,ㆍㆍㆍ, 31－15)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서, 128개의 수신 도체(13)는 16개의 블록(D0 ~ D15)으로 분할되어 그룹 나눔(구분)되어 있다.
블록(D0)에는 X0 ~ X7로 나타나는 서로 인접 배치된 8개의 수신 도체(13)가 포함된다. 전환 스위치(31－0)는 이들 8개의 수신 도체(13) 중에서 1개를 선택하는 것과 아울러, X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7의 순번으로 소정의 시간 간격에 반복하여 이 선택 상태를 전환한다. 또한, 도 6에서는 전환 스위치(31－0 ~ 31－15) 내에 있어서 도시된 화살표에 의해 수신 도체(13)의 전환 방향이 나타나 있다.
블록(D1)에는 X8 ~ X15로 나타나는 서로 인접 배치된 8개의 수신 도체(13)가 포함된다. 전환 스위치(31－1)는 이들 8개의 수신 도체(13) 중에서 1개를 선택하는 것과 아울러, X15, X14, X13, X12, X11, X10, X9, X8의 순번으로 소정의 시간 간격에 반복하여 이 선택 상태를 전환한다.
다른 블록(D2 ~ D15) 및 전환 스위치(31－2 ~ 31－15)에 대해서도 동일하며, 전환 스위치(31－2 ~ 31－15) 각각은 대응하는 블록(D2 ~ D15)에 포함되는 서로 인접 배치된 8개의 수신 도체(13) 중에서 1개를 선택하는 것과 아울러, 소정의 순번 및 시간 간격에 반복하여 이 선택 상태를 전환한다.
증폭 회로(32)는 16개의 전류-전압 변환 회로(I／V; 32－0, 32－1,ㆍㆍㆍ, 32－15)와 전환 스위치(32A)를 구비하고 있다. 전류-전압 변환 회로(32－0 ~ 32－15) 각각은 전환 스위치(31－0 ~ 31－15) 각각과 일대일로 대응하고 있다. 전류-전압 변환 회로(32－0 ~ 32－15) 각각은 대응하는 전환 스위치(31－0) 등에 의해 선택된 수신 도체(13)로부터 출력되는 전류 I를 소정의 이득으로 증폭하는 것과 아울러 전압 V로 변환한다. 전환 스위치(32A)는 16개의 전류-전압 변환 회로(32－0 ~ 32－15)로부터 출력되는 신호(전압)를 순번으로 선택하여 아날로그-디지털 변환 회로(33)에 입력한다.
아날로그-디지털 변환기(33)는 전환 스위치(32A)에 의해 순번으로 선택되는 16개의 전류-전압 변환 회로(32－0 ~ 32－15) 각각의 출력 전압을 소정 비트수의 데이터로 변환한다.
도 2에 나타내는 신호 검출 회로(34)는 아날로그-디지털 변환기(33)로부터 출력되는 데이터에 기초하여, 다주파 신호 공급 회로(22)로부터 출력되는 16개 종류 주파수(f0, f1,ㆍㆍㆍ, f15)의 각 성분의 신호 레벨을 검출한다.
도 7은 신호 검출 회로(34)에 의해 검출되는 신호 레벨의 설명도이다. 도 7(A)에는 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 크로스 포인트(교차하는 위치)에 지시체로서 인체의 손가락이 접근하고 있지 않는 상태가 나타나 있다. 또, 도 7(B)에는 크로스 포인트에 손가락이 접근한 상태가 나타나 있다. 도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 크로스 포인트에 손가락이 접근하고 있지 않는 상태에서는 이 크로스 포인트에 있어서 송신 도체(11)와 수신 도체(13)가 스페이서(16)를 통하여 용량 결합하고 있고, 송신 도체(11)로부터 나온 전계는 수신 도체(13)를 향해 수속(收束)된다. 따라서 송신 도체(11)에 소정 주파수(f0 ~ f15 중 어느 것)의 신호가 공급되면, 송신 도체(11)와 용량 결합한 수신 도체(13)로부터 용량 결합의 정도에 따른 전류를 취출할 수 있다. 또한, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이, 크로스 포인트에 손가락이 접근한 상태에서, 수신 도체(13)로부터 전류를 취출할 수 있다는 점은 손가락이 접근하고 있지 않는 상태의 경우와 동일하지만, 송신 도체(11)와 수신 도체(13) 사이에서 용량 결합의 정도가 다르다. 즉, 송신 도체(11)로부터 나온 전계의 일부는 손가락을 향해 수속되기 때문에, 수신 도체(13)와의 사이에서 용량 결합의 정도가 약해지고, 수신 도체(13)로부터 취출되는 전류가 감소한다.
본 실시 형태에서는 1개의 수신 도체(13)와 교차하는 16개의 송신 도체(11) 각각에, 16개 종류의 주파수(f0, f1,ㆍㆍㆍ, f15)의 신호가 병행해서 공급되어 있기 때문에, 이 수신 도체(13)에 대응하는 데이터에는 이들 16개 종류의 주파수 성분이 포함된다. 신호 검출 회로(34)에서는 이들 16개 종류의 주파수 성분을 별개로 추출(예를 들어, 동기 검파를 행하여 추출)하고, 각각의 주파수 성분에 대응하는 신호 레벨을 검출한다.
신호 검출 회로(34)에 의해 검출된 신호 레벨은 크로스 포인트의 위치에 대응시켜 격납된다. 예를 들어, 송신 도체(11)를 특정하는 Y0 ~ Y63과 수신 도체(13)를 특정하는 X0 ~ X127의 조합을, 크로스 포인트의 위치를 나타내는 어드레스로 하고, 이 어드레스와 이 크로스 포인트에 대응하는 신호 레벨의 조합이 격납된다. 또한, 1개의 수신 도체(13)로부터 출력되는 신호에 포함되는 16개 종류의 주파수 성분을 생각한 경우에, 그 시점에서 송신 도체 그룹(12)의 블록(B0 ~ B15) 각각에 있어서 어느 송신 도체(11)에 신호를 공급하고 있는지를 알고 있기 때문에, 각 주파수마다 신호의 공급처가 되는 송신 도체(11)를 특정할 수 있다.
위치 산출 회로(35)는 송신 도체 선택 회로(23) 내의 각 전환 스위치(23－0 ~ 23－15)에 의한 전환 동작과, 수신 도체 선택 회로(31) 내의 각 전환 스위치(31－0 ~ 31－15)에 의한 전환 동작이 일순(一巡)한 타이밍, 즉 센서부(10)의 송신 도체 그룹(12)의 모든 송신 도체(11)와 수신 도체 그룹(14)의 모든 수신 도체(13)가 교차하는 모든 크로스 포인트에 대응하는 신호 레벨의 검출 동작이 종료된 타이밍에서, 신호 레벨이 저하되어 있는 크로스 포인트를 손가락이 접근하고 있는 위치로서 산출한다.
본 실시 형태의 지시체 위치 검출 장치는 이와 같은 구성을 가지고 있고, 다음에, 검출 센서(100)의 상세에 대해서 설명한다.
도 8은 검출 센서(100)의 전체도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 검출 센서(100)는 그 중앙의 대부분을 차지하는 검출 영역(112)과, 그 주위를 둘러싸도록 배치된 배선 영역(116)을 가진다. 검출 영역(112)에는 겹쳐서 배치된 표시 장치(200)의 표시 화면을 투과하여 볼 수 있는 투과 영역(110)과, 그 주위에 마련된 소정폭의 비투과 영역(114)이 포함된다.
도 9는 검출 영역(112)의 부분적인 확대 평면도이며, 지시체(300)가 접촉하는 면과 반대측으로부터 본 구성이 나타나 있다. 상술한 바와 같게, 투과 영역(110)보다 소정폭만큼 넓은 검출 영역(112)이 설정되어 있다. 이 검출 영역(112)에는 투과 영역(110)과, 그 주위에 배치된 소정폭의 비투과 영역(114)의 양쪽이 포함되어 있다. 표시 화면이 가로로 길며 지면에 대해서 수직에 가까운 경사를 이루도록 표시 장치(200)를 설치한 경우를 생각하면, 긴 방향이 수평으로 되도록 서로 평행하게 배치된 복수의 송신 도체(11)와, 긴 방향이 수직으로 되도록 서로 평행하게 배치된 복수의 수신 도체(13)가 투과 영역(110)과 비투과 영역(114)의 양쪽에 걸치도록 형성되어 있다.
도 10은 투과 영역(110)에 포함되는 1개의 송신 도체(11)와 이것에 교차하는 수신 도체(13)의 상세를 나타내는 부분적인 확대도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 수평 방향에 연재하는 송신 도체(11)는 수신 도체(13)와 교차하는 위치에 형성된 간극에 의해 분할된 복수의 도체편(11A)과, 상기의 간극을 사이에 두고 인접하는 2개의 도체편(11A) 사이를 전기적으로 접속하는 금속 점프선(18)을 포함하여 구성되어 있다. 또, 수직 방향에 연재하는 수신 도체(13)는 송신 도체(11)의 간극에 대응하는 부분의 폭이 다른 부분에 비해 가늘어져 있지만, 전체가 연속한 1개의 도체로서 형성되어 있다.
도 11은 투과 영역(110)에 있어서 송신 도체(11)의 긴 방향을 따른 단면도이며, 금속 점프선(18)과 그 주위의 구조가 나타나 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 금속 점프선(18)은 간극을 사이에 두고 인접하는 2개 도체편(11A)의 단부끼리를 접속하는 것과 아울러, 이 간극에 배치된 수신 도체(13)와 이간한 상태(사이에 절연재를 개재하는 것에 의해 전기적인 절연을 확보한 상태)를 가지고 있다.
도 12는 비투과 영역(114)에 포함되는 1개의 송신 도체(11)와 이것에 교차하는 수신 도체(13)의 상세를 나타내는 부분적인 확대도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 비투과 영역(114)에 있어서, 수평 방향에 연재하는 송신 도체(11)는 수신 도체(13)와 교차하는 위치에 형성된 간극에 의해 분할된 복수의 도체편(11A)과, 상기의 간극을 사이에 두고 인접하는 2개의 도체편(11A) 사이를 전기적으로 접속하는 금속 점프선(18)과, 이 금속 점프선(18)과 일체로 되어 도체편(11A)의 표면에 긴 방향을 따라서 형성된 금속 배선 패턴(11C)을 포함하여 구성되어 있다. 즉, 도 10에 나타낸 투과 영역(110)에 있어서 구성과 비교하면, 금속 배선 패턴(11C)이 추가된 점이 다르며, 송신 도체(11; 도체편(11A)) 및 수신 도체(13) 자체의 형상이나 배치 등에 대해서는 동일하게 되어 있다. 이 금속 배선 패턴(11C)은 비투과 영역(114)과 투과 영역(110)의 경계에 형성된 금속 점프선(18)을, 그대로 송신 도체(11)를 따라서 비투과 영역(114) 내까지 연장하는 것에 의해 형성되어 있다.
도 13은 비투과 영역(114)에 있어서 송신 도체(11)의 긴 방향을 따른 단면도이며, 금속 점프선(18)과 금속 배선 패턴(11C)과 그 주위의 구조가 나타나 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 금속 점프선(18)은 간극을 사이에 두고 인접하는 2개 도체편(11A)의 단부끼리를 접속하는 것과 아울러, 이 간극에 배치된 수신 도체(13)와 이간한 상태를 가지고 있다. 또, 비투과 영역(114)에 포함되는 송신 도체(11)의 표면에는 단부가 금속 점프선(18)과 전기적으로 접속된 금속 배선 패턴(11C)이 절연층을 개재하는 일 없이 형성되어 있다.
도 14는 도 8에 나타낸 배선 영역(116)의 상세를 부분적으로 나타내는 평면도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11)의 좌단부에는 제1 신호 선로로서의 금속 배선 도체(19A)가 접속되어 있다. 복수의 송신 도체(11) 각각의 좌단부에 대응하는 복수의 금속 배선 도체(19A)는 검출 영역(112)의 좌측에 인출된 후, 검출 영역(112)의 좌변을 따라서 하방향으로 끌어 돌려지고, 또한 검출 영역(112)의 하변을 따라서 그 중앙부 근방까지 끌어 돌려져 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 송신 도체(11)의 우단부에도 제1 배선 패턴으로서의 금속 배선 도체(19A)가 접속되어 있고, 동일하게 하여 끌어 돌려지는 것이 행해져 있다. 즉, 복수의 송신 도체(11) 각각의 우단부에 대응하는 복수의 금속 배선 도체(19A)는 검출 영역(112)의 우측에 인출된 후, 검출 영역(112)의 우변을 따라서 하방향으로 끌어 돌려지고, 또한 검출 영역(112)의 하변을 따라서 그 중앙부 근방까지 끌어 돌려져 있다.
또, 수신 도체(13)의 하단부에는 제2 신호 선로로서의 금속 배선 도체(19B)가 접속되어 있다. 복수의 수신 도체(13) 각각의 하단부에 대응하는 복수의 금속 배선 도체(19B)는 검출 영역(112)의 하측에 인출된 후, 검출 영역(112)의 하변을 따라서 그 중앙부를 향해 끌어 돌려진다. 이와 같이 하여 검출 영역(112)의 하변 중앙부에 끌어 돌려진 금속 배선 도체(19A, 19B)의 단부에는 도 2에 나타내는 송신부(20), 수신부(30), 제어 회로(40) 등이 탑재된 플렉시블 기판(400)이 접속되어 있다. 이 접속은 예를 들어, 이방 도전성 필름(ACF；Anisotropic Conductive Film)을 이용하여 행해진다.
그런데 본 실시 형태에서는 배선 영역(116)에 있어서 제1 배선 패턴으로서의 금속 배선 도체(19A)와 제2 배선 패턴으로서의 금속 배선 도체(19B)가 인접하여 접근하는 영역(검출 영역(112)의 하측)에는 소정의 전위에 접속된(예를 들어 접지된) 그라운드층이 형성되어 있다. 이 그라운드층의 형성 위치에 대해서는 예를 들어, 이하 4개의 케이스 (1) ~ (4)가 생각된다. 또한, 소정의 전위는 접지 이외의 고정 전위이어도 좋다.
(1) 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)와 지시체(300)의 지시 위치와의 사이(도 3에 나타내는 바와 같이 제1 글래스 기판(15)측으로부터 지시체(300)에 의한 지시를 행하는 경우에는, 금속 배선 도체(19A)와 제1 글래스 기판(15)의 사이)에 그라운드층을 형성한다.
(2) 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)와 지시체(300)의 지시 위치와의 사이에 그라운드층을 형성한다.
(3) 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A) 및 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)의 양쪽과 지시체(300)의 지시 위치와의 사이에 그라운드층을 형성한다.
(4) 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)와, 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)와의 사이에 그라운드층을 형성한다.
도 15는 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이며, 상술한 (1)의 케이스에 대응한다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 금속 배선 도체(19A)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에는 제1 도전 패턴으로서의 그라운드층(120)과, 절연재로서의 절연층(140)이 형성되어 있다. 금속 배선 도체(19A)는 그라운드층(120) 상에 절연층(140)을 통하여 배치되어 있다.
그라운드층(120)은 송신 도체(11)나 수신 도체(13)와 동일한 재질(예를 들어 ITO막으로 이루어진 투명 전극막)에 의해 형성되어 있고, 송신 도체(11) 및 수신 도체(13)를 형성하는 공정에 있어서 동시에 이 그라운드층(120)도 형성된다. 또, 그라운드층(120)의 단부 근방에 있어서 수신 도체(13)측에는 송신 도체(11)와 수신 도체(13) 각각의 연재 방향을 따른 길이가 긴 제2 도전 패턴으로서의 단자 전극(130)이 형성되어 있다. 그라운드층(120)은 이 단자 전극(130)을 통하여 접지되어 있다.
또, 도 15에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 사이에는 그라운드층(120)과 병행해서 제2 도전 패턴으로서의 그라운드층(121)이 형성되어 있다. 이 그라운드층(121)은 수신 도체(13)의 연재 방향을 따른 길이가 긴 형상을 가지고 있고, 그라운드층(120)과 동일하게 접지되어 있다. 송신 도체(11)에 대응하여 형성된 그라운드층(120)과, 수신 도체(13)에 인접하는 그라운드층(121)을 나누어 형성하는 것에 의해, 그라운드층(120, 121) 사이에서 전위의 변동이 전해지는 것을 방지하고 있다. 또한, 그라운드층(121)은 금속 배선 도체(19A)나 금속 배선 도체(19B)와 겹치지 않기 때문에, 이들과 동일한 금속 도체를 이용하고, 또한 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B)와 동시에 형성할 수 있다. 또, 단자 전극(130)이 제1 선형상 도체에 대응하여, 그라운드층(121)이 제2 선형상 도체에 대응하고 있다.
또, 도 15에 나타내는 예에서는 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 사이에 형성된 단자 전극(130)과 그라운드층(121)을 비교하면, 단자 전극(130)의 쪽이 큰 폭으로 설정되어 있다. 송신 도체(11)에 입출력되는 신호의 강도와 수신 도체(13)에 입출력되는 신호의 강도를 비교하면, 송신 도체(11)에 입출력되는 신호의 강도가 크지만, 송신 도체(11)측 단자 전극(130)의 쪽을 큰 폭으로 설정하는 것에 의해, 이 신호 강도가 큰 송신 도체(11)에 의해 발생하는 전계를 폭이 넓은 단자 전극(130)에 의해 유효하게 차단할 수 있다.
도 16은 도 15에 나타낸 구성의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 15에 나타낸 구성에서, 송신 도체(11)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에 배치된 그라운드층(120)은 수신 도체(13)측에 노출되고, 이 노출 부분에 단자 전극(130)이 배치되어 있다. 이것에 대해, 도 16에 나타낸 변형예에서, 그라운드층(120)은 수신 도체(13)측만이 아니라 수신 도체(13)와 반대측에도 노출되어 있고, 양쪽의 노출 부분에 단자 전극(130)이 배치되어 있다. 이에 의해, 그라운드층(120) 전체의 전위 변동을 추가로 방지할 수 있다.
도 17은 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이며, 상술한 (2)의 케이스에 대응한다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 금속 배선 도체(19B)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에는 그라운드층(122) 및 절연층(142)이 형성되어 있다. 금속 배선 도체(19B)는 그라운드층(122) 상에 절연층(142)을 통하여 배치되어 있다.
그라운드층(122)은 송신 도체(11)나 수신 도체(13)와 동일한 재질(예를 들어 ITO막으로 이루어진 투명 전극막)에 의해 형성되어 있고, 송신 도체(11) 및 수신 도체(13)를 형성하는 공정에 있어서 동시에 이 그라운드층(122)도 형성된다. 또, 그라운드층(122)의 단부 근방에 있어서 송신 도체(11)측에는 송신 도체(11)와 수신 도체(13) 각각의 연재 방향을 따른 길이가 긴 단자 전극(132)이 형성되어 있다. 그라운드층(122)은 이 단자 전극(132)을 통하여 접지되어 있다.
또, 도 17에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 사이에는 그라운드층(122)과 병행해서 그라운드층(123)이 형성되어 있다. 이 그라운드층(123)은 송신 도체(11)의 연재 방향을 따른 길이가 긴 형상을 가지고 있고, 그라운드층(122)과 동일하게 접지되어 있다. 수신 도체(13)에 대응하여 형성된 그라운드층(122)과, 송신 도체(11)에 인접하는 그라운드층(123)을 나누어 형성하는 것에 의해, 그라운드층(122, 123) 사이에서 전위의 변동이 전해지는 것을 방지하고 있다. 또한, 그라운드층(123)은 금속 배선 도체(19A)나 금속 배선 도체(19B)와 겹치지 않기 때문에, 이들과 동일한 금속 도체를 이용하고, 또한 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B)와 동시에 형성할 수 있다.
또한, 도 17에 나타낸 구성에서, 수신 도체(13)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에 배치된 그라운드층(122)은 송신 도체(11)측에 노출되고, 이 노출 부분에 단자 전극(122)이 배치되어 있지만, 그라운드층(122)을, 송신 도체(11)측만이 아니라 송신 도체(11)와 반대측에도 노출시키고, 양쪽의 노출 부분에 단자 전극(132)을 배치하도록 해도 좋다. 이에 의해, 그라운드층(122) 전체의 전위 변동을 추가로 방지할 수 있다.
도 18은 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)와 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)의 양쪽과 제1 글래스 기판(15)의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이며, 상술한 (3)의 케이스에 대응한다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 금속 배선 도체(19A)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에는 그라운드층(120) 및 절연층(140)이, 금속 배선 도체(19B)와 제1 글래스 기판(15)의 사이에는 그라운드층(122) 및 절연층(142)이 각각 형성되어 있다. 금속 배선 도체(19A)는 그라운드층(120) 상에 절연층(140)을 통하여 배치되어 있다. 또, 금속 배선 도체(19B)는 그라운드층(122) 상에 절연층(142)을 통하여 배치되어 있다.
그라운드층(120, 122)은 송신 도체(11)나 수신 도체(13)와 동일한 재질(예를 들어 ITO막으로 이루어진 투명 전극막)에 의해 형성되어 있고, 송신 도체(11) 및 수신 도체(13)를 형성하는 공정에 있어서 동시에 이들 그라운드층(120, 122)도 형성된다. 또, 그라운드층(120)의 단부 근방에 있어서 수신 도체(13)측에는 송신 도체(11)와 수신 도체(13) 각각의 연재 방향을 따른 길이가 긴 단자 전극(130)이 형성되어 있다. 그라운드층(120)은 이 단자 전극(130)을 통하여 접지되어 있다. 그라운드층(122)의 단부 근방에 있어서 송신 도체(11)측에는 송신 도체(11)와 수신 도체(13) 각각의 연재 방향을 따른 길이가 긴 단자 전극(132)이 형성되어 있다. 그라운드층(122)은 이 단자 전극(132)을 통하여 접지되어 있다. 이와 같이, 그라운드층(120, 122)을 분리하는 것에 의해, 이러한 그라운드층(120, 122) 사이에서 전위의 변동이 전해지는 것을 방지하고 있다.
또, 도 18에 나타내는 예에서는 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 사이에 형성된 단자 전극(130)과 단자 전극(132)을 비교하면, 단자 전극(130)의 쪽이 큰 폭으로 설정되어 있다. 송신 도체(11)에 입출력되는 신호의 강도와 수신 도체(13)에 입출력되는 신호의 강도를 비교하면, 송신 도체(11)에 입출력되는 신호의 강도가 크지만, 송신 도체(11)측 단자 전극(130)의 쪽을 큰 폭으로 설정하는 것에 의해, 이 신호 강도가 큰 송신 도체(11)에 의해 발생하는 전계를 폭이 넓은 단자 전극(130)에 의해 유효하게 차단할 수 있다.
도 19는 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)와 수신 도체(13)에 대응하는 금속 배선 도체(19B)의 사이에 그라운드층이 형성된 경우에 있어서 도 14의 A－A선 단면도이며, 상술한 (4)의 케이스에 대응한다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 글래스 기판(15) 상에, 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)의 양쪽이 형성되어 있고, 이러한 사이에 소정의 틈새를 통하여 그라운드층(124)이 배치되어 있다. 이 그라운드층(124)은 송신 도체(11)와 수신 도체(13)의 연재 방향과 평행하게, 이들 2개의 도체 사이를 분리하는 긴 형상을 가지고 있고, 그라운드층(120)과 동일하게 접지되어 있다. 금속 배선 도체(19A, 19B) 사이에 그라운드층(124)이 배치되어 있기 때문에, 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B) 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있다.
도 20은 도 19에 나타낸 구성의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 19에 나타낸 구성에서는 금속 배선 도체(19A, 19B) 사이에 1개의 그라운드층(124)이 형성되어 있었지만, 이것을 2개로 분할하여, 금속 배선 도체(19A)에 인접한 그라운드층(124A)과, 금속 배선 도체(19B)에 인접한 그라운드층(124B)으로 나누도록 해도 좋다. 이에 의해, 송신 도체(11)에 대응하는 금속 배선 도체(19A)의 전위 변동이 그라운드층(124A)을 통하여 수신 도체(13)측에 전해지는 것을 추가로 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 검출 센서(100)에서는 제1 글래스 기판(15) 상의 배선 영역에 있어서 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)가 인접하고 있는 경우에도, 금속 배선 도체(19A)에 겹쳐서 소정 전위의 그라운드층(120)이 형성되어 있기 때문에, 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우에도 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)의 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 금속 배선 도체(19A)와 그라운드층(120)의 사이에는 이들을 전기적으로 절연하기 위한 절연층(140)이 설치되고, 이 절연층(140)과 동일한 절연재에 의해, 송신 도체(11)의 도체편(11A)과 수신 도체(13) 사이의 전기 절연이 행해지고 있다. 따라서 이러한 절연재를 동시에 형성할 수 있어, 공정의 간략화에 의한 제조 비용의 저감이 가능하게 된다. 또, 송신 도체(11)와 수신 도체(13)를 단일층으로서 형성할 수 있기 때문에, 안정된 특성을 확보하는 것과 아울러, 공정의 간략화에 의한 제조 비용의 저감이 가능하게 된다.
또, 송신 도체(11)의 도체편(11A)끼리를 접속하는 금속 점프선(18), 금속 배선 도체(19A) 및 금속 배선 도체(19B)(어느 하나이어도 좋음)를 동일한 재료로 형성하는 것에 의해, 금속 점프선(18)과 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)를 동시에 형성할 수 있어, 공정의 간략화에 의해 추가로 제조 비용의 저감이 가능하게 된다.
또, 금속 배선 도체(19A) 및 금속 배선 도체(19B)는 송신 도체(11) 및 수신 도체(13)보다 높은 도전성을 가지고 있기 때문에, 송신 도체(11)와 금속 배선 도체(19A)의 전체, 수신 도체(13) 및 금속 배선 도체(19B)의 전체 저항을 낮게 하여 신호의 전송 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)의 사이에 소정의 전위가 설정된 단자 전극(130)이나 그라운드층(121) 등을 배치하는 것에 의해, 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)의 인접 개소에 있어서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 검출 센서(100)의 제조 공정의 구체적인 예에 대해서 설명한다. 도 21은 도 15에 나타내는 검출 센서(100)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
(1) 표시 화면에 겹쳐서 배치되는 투명 기판으로서의 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에 투과성을 가지는 도전막으로서의 ITO막(211)을 형성한다(제1 공정, 도 21(A)).
(2) ITO막(211)을 처리(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하고, 제1 글래스 기판(15)의 일면 상의 ITO막(211)으로부터 도전 패턴으로서의 수신 도체(13), 도체편(11A), 그라운드층(120)을 형성한다(제2 공정, 도 21(B)). 이 때, 수신 도체(13)는 연속한 라인 형상으로 형성되고, 도체편(11A)은 수신 도체(13)와의 교차 부분이 잘린 점선의 라인 형상으로 형성된다.
(3) 코터(coater)를 이용하여, 도체편(11A), 수신 도체(13), 그라운드층(120)이 형성된 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에 절연재로서의 절연층(211D)을 형성한다(제3 공정, 도 21(C)).
(4) 절연층(211D)을 처리(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하여 절연층(211D)의 불필요한 부분을 없애는 것에 의해, 도체편(11A)과 수신 도체(13)의 교차 부분(수신 도체(13)가 개재된 도체편(11A) 사이의 영역)과 그라운드층(120)의 각각에 대응하는 영역에 절연층(211D)을 남긴다(제4 공정, 도 21(D)). 이에 의해, 도체편(11A)과 수신 도체(13)의 교차 부분에 절연층(11D)이 형성되고, 그라운드층(120) 상에 절연층(140)이 형성된다.
(5) 금속 성막 처리(예를 들어, 금속을 스퍼터링)에 의해, 도체편(11A), 수신 도체(13) 및 그라운드층(120)이 형성된 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에, 이들 도체편(11A) 등보다 높은 도전성을 가지는 금속막으로서의 금속층(218)을 형성한다(제5 공정, 도 21(E)).
(6) 금속층(218)을 가공(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하고, 도체편(11A)의 긴 방향을 따라서 인접하는 도체편(11A) 사이를 서로 전기적으로 접속하는 금속 점프선(18), 절연층(140) 상의 금속 배선 도체(19A), 그라운드층(120) 상의 단자 전극(130; 도 21에서는 도시하지 않음), 제1 글래스 기판(15) 상의 금속 배선 도체(19B; 도 21에서는 도시하지 않음)를 동시에 형성한다(제6 공정, 도 21(F)). 그 후, 오버코트재(材)를 도포하여 검출 센서(100)가 완성된다.
이와 같이 하여 제조된 검출 센서(100)에서는 배선 영역(116)에 있어서 2개 종류의 금속 배선 도체(19A, 19B)가 인접하고 있는 경우에도, 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B)에 겹쳐서 그라운드층(120) 등이 형성되기 때문에, 배선 영역(116)에 지시체(300)가 접근한 경우에도 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B) 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또, 송신 도체(11), 수신 도체(13), 그라운드층(120) 등을 단일층으로서의 투명 도체에 의해 형성할 수 있어, 2개 종류의 도체(송신 도체(11), 수신 도체(13))의 안정된 특성을 확보하는 것과 아울러, 그라운드층(120) 등을 추가할 때의 공정의 추가가 불필요하게 되어, 성능의 확보와 제조 비용의 증가 억제를 동시에 달성할 수 있다. 또한, 도 21에 나타낸 제조 공정은 도 15에 나타내는 구성에 대응하는 것이지만, 도 16, 도 17, 도 18에 나타내는 구성에 대해서도 동일하다.
도 22는 도 19에 나타내는 구성을 가지는 검출 센서(100)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
(1) 표시 화면에 겹쳐서 배치되는 투명 기판으로서의 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에 투과성을 가지는 도전막으로서의 ITO막(211)을 형성한다(제1 공정, 도 22(A)).
(2) ITO막(211)을 처리(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하고, 제1 글래스 기판(15)의 일면 상의 ITO막(211)으로부터 도전 패턴으로서의 수신 도체(13), 도체편(11A)을 형성한다(제2 공정, 도 22(B)). 이 때, 수신 도체(13)는 연속한 라인 형상으로 형성되고, 도체편(11A)은 수신 도체(13)와의 교차 부분이 잘린 점선의 라인 형상으로 형성된다.
(3) 코터를 이용하여, 도체편(11A) 및 수신 도체(13)가 형성된 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에 절연재로서의 절연층(211D)을 형성한다(제3 공정, 도 22(C)).
(4) 절연층(211D)을 처리(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하여 절연층(211D)의 불필요한 부분을 없애는 것에 의해, 도체편(11A)과 수신 도체(13)의 교차 부분(수신 도체(13)가 개재된 도체편(11A) 사이의 영역)에 대응하는 영역에 절연층(211D)을 남긴다(제4 공정, 도 22(D)). 이에 의해, 도체편(11A)과 수신 도체(13)의 교차 부분에 절연층(11D)이 형성된다.
(5) 금속 성막 처리(예를 들어, 금속을 스퍼터링)에 의해, 도체편(11A) 및 수신 도체(13)가 형성된 제1 글래스 기판(15)의 일면 상에, 이들 도체편(11A) 등보다 높은 도전성을 가지는 금속막으로서의 금속층(218)을 형성한다(제5 공정, 도 22(E)).
(6) 금속층(218)을 가공(예를 들어, 포토 리소그래피 및 에칭)하고, 도체편(11A)의 긴 방향을 따라서 인접하는 도체편(11A) 사이를 서로 전기적으로 접속하는 금속 점프선(18), 제1 글래스 기판(15) 상의 금속 배선 도체(19A, 19B) 및 그라운드층(124)을 동시에 형성한다(제6 공정, 도 22(F)). 그 후, 오버코트재를 도포하여 검출 센서(100)가 완성된다.
이와 같이 하여 제조된 검출 센서(100)에서는 배선 영역(116)에 있어서 2개 종류의 금속 배선 도체(19A, 19B)가 인접하고 있는 경우에도, 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B)의 사이에 그라운드층(124)이 형성되기 때문에, 배선 영역(116)에 지시체(300)가 접근한 경우에도 이러한 금속 배선 도체(19A, 19B) 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 22에 나타낸 제조 공정은 도 19에 나타내는 구성에 대응하는 것이지만, 도 20에 나타내는 구성에 대해서도 동일하다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변형 실시가 가능하다. 예를 들어, 상술한 각 실시 형태에서는 송신 도체(11)와 수신 도체(13)가 직교하는 경우를 설명했지만, 90도 이외의 각도로 교차하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 상술한 각 실시 형태에서는 송신 도체 그룹(12) 및 수신 도체 그룹(14)의 각각을 함께 15개의 블록으로 그룹 나눔했지만, 블록의 수는 변경 가능하고, 송신 도체 그룹(12)의 블록수와 수신 도체 그룹(14)의 블록수를 다르게 하도록 해도 좋다. 또, 수신 도체 그룹(14)에 포함되는 각 수신 도체(13)마다 전류를 검출하는 구성을 마련하여, 수신 도체(13)측의 전환 동작을 생략하도록 해도 좋다.
또, 상술한 각 실시 형태에서는 송신 도체(11)측에 공급하는 신호로서 다주파 신호를 상정했지만, 공급 신호는 다주파 신호 이외의 신호이어도 좋다. 예를 들어, 복수의 확산 부호 신호, 구체적으로는 스펙트럼 확산 코드를 각 블록으로 나눈 송신 도체(11)에 공급하는 지시체 위치 검출 장치에 있어서도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 특정의 확산 부호의 위상을 지연시켜서 각 블록으로 나눈 송신 도체(11)에 공급하는 지시체 위치 검출 장치에 있어서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 상술한 각 실시 형태에서는 송신 도체(11)측에 신호를 공급하는 것과 아울러 수신 도체(13)측으로부터 출력되는 전류를 검출하는 정전 용량 방식의 검출 센서(100) 및 지시체 위치 검출 장치에 본 발명을 적용했지만, 예를 들어, 일본 특개 2009－162538호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 서로 교차하는 2개 종류의 도체(전극) 각각의 정전 용량값을 검출하여 지시체의 위치를 검출하는 정전 용량 방식의 지시체 위치 검출 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 도체를 순번으로 전환하는 검출 센서 및 지시체 위치 검출 장치이면, 정전 용량 방식 이외의 방식을 채용한 것이어도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 상술한 실시 형태에서는 투과성을 가지는 도전막으로서의 ITO막을 이용하여 송신 도체, 수신 도체, 그라운드층 등을 형성했지만, ITO막 이외의 투과성을 가지는 도전막을 이용하도록 해도 좋다. 또, 2개 종류의 신호 선로(금속 배선 도체)가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우 신호의 간섭 저감의 효과에 주목하면, 비투과의 재료를 이용하여 송신 도체, 수신 도체, 그라운드층 등을 형성하도록 해도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 제1 글래스 기판(15) 상의 배선 영역에 있어서, 제1 신호 선로로서의 금속 배선 도체(19A)와 제2 신호 선로로서의 금속 배선 도체(19B)가 인접하고 있는 경우에도, 금속 배선 도체(19A)에 겹쳐서 소정 전위의 그라운드층(120)이 형성되어 있기 때문에, 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)가 인접하는 영역에 지시체가 접근한 경우에도 금속 배선 도체(19A)와 금속 배선 도체(19B)의 사이에서 신호의 간섭을 저감시킬 수 있어, 지시체의 오검출을 방지하는 것이 가능하게 된다.
20 송신부
30 수신부
40 제어 회로
11 송신 도체
12 송신 도체 그룹
13 수신 도체
14 수신 도체 그룹
15 제1 글래스 기판
16 스페이서
17 제2 글래스 기판
18 금속 점프선
21 클록 발생 회로
22 다주파 신호 공급 회로
23 송신 도체 선택 회로
31 수신 도체 선택 회로
32 증폭 회로
33 아날로그-디지털 변환 회로(A／D)
34 신호 검출 회로
35 위치 산출 회로
100 검출 센서
110 투과 영역
112 검출 영역
114 비투과 영역
116 배선 영역
120, 121, 122, 123, 124, 124A, 124B 그라운드층
130, 132 단자 전극
140, 142 절연층
200 표시 장치
300 지시체

Claims (12)

  1. 제1 방향으로 설치된 복수의 제1 센서 도체와, 상기 복수의 제1 센서 도체 각각의 도체에 대응하여 접속된 복수의 제1 신호 선로(線路)와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 제2 센서 도체와, 상기 복수의 제2 센서 도체 각각의 도체에 대응하여 접속된 복수의 제2 신호 선로가 기재(基材)에 형성된 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서로서,
    제1 도전 패턴이 상기 기재 상의 일부이면서, 또한 적어도 상기 제1 신호 선로와 상기 제2 신호 선로의 사이에 형성되어 있음과 아울러, 상기 제1 도전 패턴은 상기 복수의 제1 신호 선로와는 전기적으로 절연됨과 아울러 소정의 전위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서 도체 및 상기 복수의 제2 센서 도체는, 상기 기재의 동일한 면측에 설치되어 있고, 상기 복수의 제1 신호 선로와 상기 제1 도전 패턴의 사이에 절연재가 설치되어 있는 것에 의해 서로 전기적인 절연이 행해짐과 아울러 상기 복수의 제1 신호 선로와 상기 제1 도전 패턴의 사이에 마련된 상기 절연재가 상기 제1 센서 도체와 상기 제2 센서 도체가 교차하는 영역에 설치되어 있는 것에 의해, 상기 복수의 제1 센서 도체와 상기 복수의 제2 센서 도체 사이의 전기적인 절연이 행해지도록 한 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 센서 도체는
    상기 복수의 제2 센서 도체에 의해 분리된 복수의 도체편(導體片)으로 구성되어 있고, 상기 제1 센서 도체와 상기 제2 센서 도체가 교차하는 영역에 배치된 상기 절연재에 중첩하여 배치된 도전재에 의해 상기 복수의 도체편이 서로 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서 도체와 상기 복수의 제2 센서 도체가 교차하는 영역에 배치된 상기 절연재에 중첩하여 배치된 상기 도전재는, 상기 복수의 제1 신호 선로 또는 상기 복수의 제2 신호 선로와 동일한 재료인 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 신호 선로 및 상기 복수의 제2 신호 선로는, 상기 복수의 제1 센서 도체 및 상기 복수의 제2 센서 도체보다 높은 도전성을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 제1 신호 선로의 근방에 상기 복수의 제2 신호 선로가 배치되어 있음과 아울러, 상기 제1 신호 선로와 상기 제2 신호 선로의 사이에 제2 도전 패턴이 마련되어 있고, 상기 제2 도전 패턴이 소정의 전위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴에 중첩하여 설치되어 있음과 아울러, 상기 제1 도전 패턴과는 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 도전 패턴은 제1 선형상 도체 및 제2 선형상 도체로 구성되어 있고, 상기 제1 선형상 도체는 상기 제1 도전 패턴에 중첩하여 배치되어 있음과 아울러, 상기 제1 도전 패턴과는 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 제2 신호 선로에는 각각에 대응하는 상기 복수의 제2 센서 도체로부터 신호가 공급되도록 되어 있고, 상기 복수의 제1 신호 선로에 대해, 상기 복수의 제2 센서 도체로부터 상기 복수의 제2 신호 선로에 공급되는 신호보다 신호 강도가 강한 신호를 공급하기 위해, 상기 소정의 전위로 설정된 상기 제2 도전 패턴을 구성하는 상기 제1 선형상 도체가 상기 제2 선형상 도체보다 큰 폭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서 도체 및 상기 복수의 제2 센서 도체가 설치된 상기 기재의 소정 영역은 투과성을 가지는 것을 특징으로 하는 지시체에 의한 지시 위치를 검출하기 위한 검출 센서.
  11. 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 검출 센서와, 상기 검출 센서에 송신 신호를 공급함과 아울러 상기 검출 센서로부터 얻어진 수신 신호에 기초하여 상기 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 전기 회로를 구비하는 지시체 위치 검출 장치로서,
    상기 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 검출 센서는,
    제1 방향으로 설치된 복수의 제1 센서 도체와, 상기 복수의 제1 센서 도체 각각의 도체에 대응하여 접속된 복수의 제1 신호 선로와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 제2 센서 도체와, 상기 복수의 제2 센서 도체 각각의 도체에 대응하여 접속된 복수의 제2 신호 선로가 기재에 형성되어 있고,
    제1 도전 패턴이 상기 기재 상의 일부이면서, 또한 적어도 상기 제1 신호 선로와 상기 제2 신호 선로의 사이에 형성되어 있음과 아울러, 상기 제1 도전 패턴은 상기 복수의 제1 신호 선로와는 전기적으로 절연됨과 아울러 소정의 전위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체 위치 검출 장치.
  12. 투과성을 가지는 기재의 일면에, 제1 방향으로 설치된 복수의 제1 센서 도체와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 설치된 복수의 제2 센서 도체를 구비한, 지시체가 지시하는 위치를 검출하기 위한 검출 센서의 제조 방법으로서,
    금속 성막 처리에 의해, 상기 기재의 일면에 투과성을 가지는 도전막(導電膜)을 형성하는 제1 공정과,
    상기 도전막을 처리하여, 상기 복수의 제2 센서 도체와, 상기 복수의 제2 센서 도체의 사이에 배치된 복수의 도체편과, 상기 복수의 도체편이 연장되어 존재하는 방향으로서 상기 기재 상의 일부이면서, 또한 적어도 제1 신호 선로와 제2 신호 선로의 사이에 제1 도전 패턴을 형성하는 제2 공정과,
    상기 기재의 일면에 절연재를 설치하는 제3 공정과,
    상기 절연재를 처리하여, 상기 제2 센서 도체가 개재(介在)되는 상기 도체편 사이의 영역과, 상기 제1 도전 패턴의 영역의 각각에 대해 상기 절연재를 남겨두게 하는 제4 공정과,
    금속 성막 처리에 의해, 상기 기재의 일면에 상기 도전막보다 높은 전도성을 가지는 금속막을 형성하는 제5 공정과,
    상기 금속막을 가공하여, 상기 절연재에 중첩시켜서 상기 복수의 도체편을 서로 전기적으로 접속하여 상기 제1 센서 도체를 형성함과 아울러, 상기 제1 센서 도체의 일단부와 전기적으로 접속됨과 아울러 상기 제1 도전 패턴에 상기 절연재를 개재시켜 배치된 상기 제1 신호 선로와, 상기 제2 센서 도체의 일단부와 전기적으로 접속된 상기 제2 신호 선로를 형성하는 제6 공정을 가지는 검출 센서의 제조 방법.
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