TWI423102B

TWI423102B - Display device

Info

Publication number: TWI423102B
Application number: TW098112318A
Authority: TW
Inventors: Norio Mamba; Tsutomu Furuhashi; Kouichi Anno
Original assignee: Japan Display Inc; Panasonic Liquid Crystal Displ
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2014-01-11
Also published as: JP5345336B2; CN101566900A; US9285931B2; TW201005614A; CN101566900B; US20090256821A1; JP2009258888A

Description

顯示裝置

本發明係有關顯示裝置，特別適合於具有電容耦合方式之輸入裝置之顯示裝置之座標檢測精確度之高精確度化。

畫面輸入功能具有讓使用者用手指等在顯示畫面進行觸控操作(接觸按壓操作，以下簡稱觸控)輸入資訊，而具備該種功能之輸入裝置(以下，簡稱觸控感應裝置或者觸控面板)之顯示裝置，係能被應用在PDA或行動終端等之可移動用電子機器、各種家電製品、自動受理機等之据置型顧客導引終端。作為此類利用觸控之輸入裝置，習知有檢出被觸控部分之電阻值變化之電阻膜方式、或者檢出電容變化之靜電電容耦合方式、檢出因觸控所被遮蔽之部分的光量變化之光感應方式等等。

靜電電容耦合方式，在與電阻膜方式或光感應方式比較後之場合下具有以下優點。例如，相對於電阻膜方式或光感應方式下透過率低為80%左右，靜電電容耦合方式之優點在於透過率較高，約為90%，使顯示畫質不降低。此外，相對於電阻膜方式係利用電阻膜機械性的接觸以檢知觸控位置，因而電阻膜有劣化或者破損之虞，靜電電容耦合方式並沒有檢出用電極與其他電極等接觸之類的機械性的接觸，從耐久性的觀點也較佳。

作為靜電電容耦合方式之觸控面板，例如，有專利文獻1所揭示之類的方式。該被揭示之方式中，係設置縱橫二次元矩陣狀地配置之檢出用縱方向之電極(X電極)與檢出用橫方向之電極(Y電極)，並於輸入處理部檢出各電極之電容。在手指等導體接觸到觸控面板表面之場合，各電極之電容增加的緣故，於輸入處理部檢知該增加，以各電極已檢知之電容變化之訊號為基準計算輸入座標。在此，即使檢出用之電極劣化使物理的特性之電阻值改變也對電容檢出所造成之影響較少，因而對觸控面板之輸入位置檢出精確度所造成之影響較少。因此，能夠實現較高的輸入位置檢出精確度。

[專利文獻1]日本專利特表2003-511799號公報

然而，靜電電容耦合方式之觸控面板，為了以上述專利文獻1之方式檢出檢出用之各電極電容變化、檢出輸入座標，前提就在於輸入手段是要具有導電性之物質。因此，在使以電阻膜式等被使用中之沒有導電性的樹脂製指示器(stylus)等接觸到靜電電容耦合方式之觸控面板之場合，其課題在於因為幾乎不發生電極電容變化，就無法檢出輸入座標。

此外，在一方作成以具有導電性之物質，例如金屬等製作指示器，藉此輸入到靜電電容耦合方式之觸控面板之場合，會增加電極個數數量。例如，考慮以專利文獻1之類的菱形當作基本之電極形狀而實現對角4英吋(inch)而縱橫之尺寸比為3比4之靜電電容耦合方式觸控面板之場合。在此以手指作為輸入對象之場合下假定最小之接觸面為直徑6mm，以該尺寸作為電極間隔並準備檢出用電極時，電極總數為22個。另一方面假定指示器之接觸面為直徑1mm，以該尺寸作為電極間隔並準備檢出用電極時就變成139個電極，電極個數增加到約6倍。電極個數增加時會使往輸入處理部之配線繞拉所必要之邊框面積變大，而且因為與控制電路之訊號接續個數增加的緣故對於衝擊等之信賴性也會降低。此外，因為輸入處理部之端子數增加的緣故電路面積也增加，有成本增加之虞。

因為以上等因素，上述專利文獻1所揭示之靜電電容耦合方式觸控面板，其課題成為：利用非導電性物質之輸入之對應、與對應於較小的接觸面之輸入手段之場合下電極數削減。

欲實現解決上述課題，本發明係採用具備複數個X電極、複數個Y電極、與複數個Z電極之靜電電容觸控面板。其特徵係：該靜電電容觸控面板，在第1平面具備延伸在第1方向、以與細線部交互並列之方式被形成之複數個X電極，在第2平面具備延伸在與前述第1方向交叉之第2方向、以與細線部交互並列之方式被形成之複數個Y 電極，在第3平面具備浮接之複數個Z電極，及具備被配置於前述X電極與前述Y電極之間之第1絕緣層、被配置於前述Y電極與前述Z電極之間之第2絕緣層；前述X電極與前述Y電極係通過前述第1絕緣層而被交叉，在平面俯視之場合，前述X電極之墊部與前述Y電極之墊部並不是重疊配置，前述Z電極，在平面俯視之場合，係被形成重疊在鄰接之前述X電極與前述Y電極雙方之型態。此時，藉由以利用觸控所造成之按壓使厚度變化之材料，例如彈性絕緣材料，形成前述第2絕緣層，即使在非導電性之輸入手段也可以讓前述X電極及前述Y電極、與前述Z電極間之電容發生變化，可以利用靜電電容耦合方式檢出觸控。

此外，前述X電極之墊部，係延伸直到與該X電極鄰接之X電極之細線部附近，平面俯視之場合，在該X電極之墊部之形狀，面積會朝向該X電極之細線部而隨之變大，朝向前述鄰接之X電極之細線部而面積隨之縮小。藉此，即使在相較於觸控操作之接觸面下前述X電極之電極間隔較廣之場合，也可以從鄰接之前述X電極之檢出電容成分之比來計算觸控座標位置，可以藉較少的電極個數而高精確度檢出位置。

此外，藉由形成前述複數個Z電極重疊在鄰接之前述X電極與前述Y電極之雙方，即使在前述X電極上存在觸控所形成之接觸面之場合，也能通過前述Z電極讓鄰接之前述Y電極檢知電容變化，相反地，即使在前述Y電極上存在觸控所形成之接觸面之場合，也能通過前述Z電極讓鄰接之前述X電極檢知電容變化，因而，能夠在觸控面板全面檢出輸入座標。而且也可以同時地削減前述Y電極之電極個數。

根據本發明，藉由費心於觸控面板之電極之形狀或配置，相較於從前，是可以用較少的電極個數而有精確度較高的位置檢出。

以下，用圖表詳細地說明本發明之實施型態。

[實施例1]

將輸入裝置(以下，簡稱觸控面板)、及具備該裝置之顯示裝置之構成顯示於圖1。

在圖1，101係依照本發明第1實施型態之觸控面板。觸控面板101，係具有電容檢出用之X電極XP與Y電極YP。在此，係圖示例如X電極4個(XP1至XP4)、Y電極4個(YP1至YP4)，但是電極數並不限於此。觸控面板101係被設置於顯示裝置106之前面。從而，在使用者見到被顯示於顯示裝置之影像之場合，因為顯示影像必須透過觸控面板，所以觸控面板最好是透過率較高的。觸控面板101之X電極與Y電極，係利用檢出用配線被接續在電容檢出部102。電容檢出部102，係受從控制演算部103被輸出之檢出控制訊號所控制，檢出觸控面板所包含之各電極(X電極、Y電極)之電容，將根據各電極之電容值而變化之電容檢出訊號輸出到控制演算部103。控制演算部103，係從各電極之電容檢出訊號計算各電極之訊號成分，同時從各電極之訊號成分演算求出輸入座標。系統104，係在利用觸控操作從觸控面板101轉送輸入座標時，生成因應該觸控操作之顯示影像，當作顯示控制訊號轉送到顯示控制電路105。顯示控制電路105，係因應依照顯示控制訊號被轉送之顯示影像生成顯示訊號，將影像顯示於顯示裝置。

圖2，係顯示電容檢出部102之電路構成。在此係作為一例而顯示利用電流積分之電容檢出電路。但是，電容檢出方式並不侷限於此，例如，採用電容與開關之開關電容所形成之電容檢出方式、或同樣採用開關與電容而將電荷輸送到電容之電荷傳送方式等等，只要是能夠檢出觸控面板之電容檢出用電極之電容、或者電容變化之方式，都可以適用於本發明之實施型態。依照圖2所示之電流積分所形成之電容檢出電路，係由定電流源，與用以將定電流源之電流施加到觸控面板101之X電極及Y電極之開關SW_A，與用以重設(reset)比較電流積分時的電容檢出用電極的電壓VINT與參照電壓VREF之比較器107、及電容檢出用電極之電壓之開關SW_B所構成。在此，將被接續在X電極XP之上述開關SW_A、SW_B、及其控制訊號標記為SW_XPA、SW_XPB，將被接續在Y電極YP之上述開關SW_A、SW_B、及其控制訊號標記為SW_YPA、SW_YPB。

圖3係顯示圖2所示之電容檢出部102之動作之時間圖。在此，假定控制訊號在高準位時開關為接續狀態，控制訊號在低準位時開關為非接續狀態。電容檢出部102，將SW_XP1B形成低準位並解除重設狀態，然後將SW_XP1A形成高準位並接續定電流源與XP1電極。藉此使觸控面板101之電容檢出用電極XP1之電壓VINT上升。參照電壓VREF係被設定比重設的電位(在此，假定為GND)還要高電位。因此，從SW_XP1A變成高準位到VINT到達VREF為止比較器107之輸出為低準位。VINT在參照電壓VREF以上時，比較器107則輸出高準位。之後，SW_XP1A為非接續狀態，SW_XP1B為接續狀態而直到XP1電極被重設，比較器107係輸出高準位。當上述XP1電極充放電結束時，接著同樣進行XP2電極充放電。反覆該動作，進行從XP1到XP4、從YP1到YP4之電極的電容檢出。藉由反覆以上之動作，就能連續地檢出輸入座標。圖4，係根據圖2及圖3所示之電流積分所得之電容檢出，圖示觸控面板101之電容檢出用電極之電容變化之場合下XP1電極的電壓VINT。因為在觸控面板101之XP1電極上沒有觸控之場合下XP1電極的電容不變化，所以直到到達參照電壓VREF為止之時間，每一檢出操作都大致一定。另一方面，在XP1電極上有觸控之場合，XP1 電極之電容就會改變。在此，當假定例如電容增加時，因為定電流源之電流為一定，所以直到到達參照電壓VREF為止之時間會變長。控制演算部103，可將該觸控狀況所造成的到參照電壓VREF為止的到達時間之差，檢知作為電容檢出訊號之上升時間之差。因此，控制演算部103，可將電容檢出訊號之上升時間之差算出當作各電極之訊號成分，從各電極之訊號成分來計算輸入座標。

接著，針對在根據本發明第1實施型態之觸控面板101所設置之電容檢出用電極，用圖5A、圖5B及圖6加以說明。

圖5A，係圖示觸控面板101之電容檢出用之X電極XP及Y電極YP、進而在其上部所設之Z電極ZP之電極圖案。X電極XP與Y電極YP，係利用檢出用配線而被接續在電容檢出部102。另一方面，Z電極ZP並不被電性接續著，而是形成流動的狀態。圖5B係僅圖示X電極XP與Y電極YP之電極圖案。Y電極係朝觸控面板101之橫方向延伸，且複數個Y電極是在縱方向複數個並列著。Y電極與X電極之交叉部份，為了削減各電極之交叉電容而窄細化Y電極與X電極之電極幅度。將該部分姑且稱作細線部。從而，Y電極就成為在其延伸方向交互地配置細線部、與此以外之電極部分(以下，簡稱墊部)之形狀。在鄰接之Y電極之間，配置X電極。X電極係朝觸控面板101之縱方向延伸，且複數個X電極是在橫方向複數個並列著。與電極同樣地，X電極係成為在其延伸方向交互地配置細線部與墊部之形狀。以下，除了說明X電極之墊部之形狀，暫且以將X電極接續在檢出用配線之用的配線位置(或者X電極之細線部)，假定為X電極之橫方向之中心。X電極之墊部之電極形狀，係隨著愈接近鄰接之X電極之中心而面積愈小，愈接近該X電極之中心而面積愈大。因而，在考慮鄰接之2個X電極，例如XP1與XP2之間的X電極之面積之場合，於XP1電極之中心附近，XP1電極之墊部的電極面積是最大，且XP2電極之墊部的電極面積是最小。另一方面，於XP2電極的中心附近，XP1電極之墊部的電極面積是最小，且XP2電極之墊部的電極面積是最大。在此，其特徵為鄰接之2個X電極間之墊部形狀，一方之X電極的形狀為凸狀，另一方之X電極形狀則是凹狀。

圖5B係將X電極左側之墊部的電極形狀作成凸狀、將右側之電極形狀作成凹狀，但並不限於此。例如，也可以是將X電極右側之電極形狀作成凸狀、左側之電極形狀作成凹狀；或將X電極左右之電極形狀作成凸狀，鄰接之X電極之電極形狀則作成凹狀亦可。

其次，針對Z電極ZP之形狀加以說明。在圖5A，Z電極ZP，係利用與Y電極平行的複數個裂縫、及與X電極平行的複數個裂縫，分割成複數個電極ZP。在圖5A，將與Y電極平行的裂縫之縱方向之位置，設在各X電極上與各Y電極上，各X電極上之裂縫之縱位置最好是設在X電極形狀之凸型形狀之頂點附近，或者凹形形狀之谷附近。此外，各Y電極上之裂縫之縱位置，最好是設在Y電極之電極幅的中心附近。另一方面，與X電極平行的裂縫數，係設在鄰接之X電極間複數處。此時與X電極平行的裂縫之間隔係能任意設定，但最好是接近於所想定之輸入手段之最小接觸面之尺寸。

圖6，係圖示在圖5A從點A到點B為止之觸控面板101之剖面形狀。該剖面圖中，僅顯示觸控面板動作之必須說明之層。觸控面板101之各電極係形成在透明基板上。從透明基板起由近層往遠層順次說明。首先在靠近透明基板之處形成X電極XP，其次形成用以絕緣X電極與Y電極之絕緣膜。接著，形成Y電極YP。在此，也可以更換X電極XP與Y電極之順序。在Y電極YP之後配置壓力檢知用絕緣層，其次設置Z電極ZP與保護層。在此，壓力檢知用絕緣層，最好是在觸控操作造成按壓時，膜厚會變化之透明的絕緣材料。例如，也可以使用彈性絕緣材料等，形成壓力檢知用絕緣層。

接著，針對根據本發明第1實施型態之觸控面板101在觸控操作時之電容變化，用圖7A、圖7B、圖8A及圖8B加以說明。

圖7A及圖7B，係說明觸控操作之輸入手段為手指等之導體之場合下電容變化之模式圖。在此，假定觸控時的按壓小而壓力檢知用絕緣層之厚度不變化。此外，各電極之電極電容，雖然會變成與鄰接電極之邊緣(fringe)電容、交叉電容、與其他寄生電容之合成電容，在此，僅著眼於與Z電極之間之平行平板電容，其他電極電容係假定在觸控操作時與沒有觸控操作之場合下並不改變。在此，沒有觸控操作之場合下假定Z電極ZPA與X電極XP1之間之電容為Cxz、Z電極ZPA與Y電極YP2之間之電容為Cxz。

在電容檢出部102檢出X電極XP1之電極電容時，Y電極YP2係在重設狀態下成為GND電位。因此從X電極XP1觀察之場合下之合成電容，因為Z電極ZPA為流動的，所以變成Cxz與Cyz之串聯接續之電容。此時的X電極之合成電容Cxp，以以下數式表示。

Cxp=Cxz．Cyz/(Cxz+Cyz)...式(1)

另一方面，藉由觸碰操作有手指的接觸的場合，如同在Z電極ZPA被導電連接手指的靜電電容成分Cf的狀態。此場合之合成電容以等價電路描繪時成為圖7B，觸碰操作時之X電極的合成電容Cxpf以下式表示。

Cxpf=Cxz．(Cyz+Cf)/(Cxz+Cyz+Cf)．．．式(2)

控制演算部103，將沒有觸碰操作時之XP1電極電容Cxp，與有觸碰操作時之XP1電極電容Cxpf之差分作為XP1電極之訊號成分予以算出。有無觸碰操作之電極電容的差分△Cxp可以由式(1)與式(2)算出。

△Cxp=Cxz² ．Cf/{(Cxz+Cyz)(Cxz+Cyz+Cf)}．．．式(3)

由式(3)亦可以確認出電極電容的差分△Cxp依存於手指的靜電電容Cf，所以可藉由控制演算部103算出作為XP1電極的訊號成分。

圖8A及圖8B係說明觸碰操作之輸入手段係非導電性的場合，藉由觸碰時之按壓壓力使壓力檢測用絕緣層的厚度改變的場合之電容變化之模式圖。沒有觸碰操作的場合之XP1電極的電容，如圖7及圖7B所說明的可以由式(1)表示。圖8A及圖8B係說明觸碰時之按壓壓力使Z電極ZPA與電容檢測用電極間之壓力檢測用絕緣層變薄的場合之圖。此場合之電極ZPA與X電極XP1之間的電容為Cxza，Z電極ZPA與Y電極YP2之間的電容為Cyza的場合，平行平板電容與厚度成反比而成立下式。

Cxza>Cxz，Cyza>Cyz．．．式(4)

電容檢測部102檢測X電極XP1之電極電容時，Y電極YP2在重設狀態成為GND電位。因此由X電極XP1來看的場合之合成電容，因Z電極ZPA為浮動，所以成為Cxza與Cyza之串聯連接的電容。此時之X電極的合成電容Cxpa以下式表示。

Cxpa=Cxza．Cyza/(Cxza+Cyza)．．．式(5)

控制演算部103，將沒有觸碰操作時之XP1電極電容Cxp，與有觸碰操作時之XP1電極電容Cxpa之差分作為XP1電極之訊號成分予以算出。有無觸碰操作之電極電容的差分△Cxpa可以由式(1)與式(5)算出。

△Cxpa={Cxz．Cxza(Cyza-Cyz)+Cyz．Cyza(Cxza-Cxz)}/{(Cxz+Cyz)(Cxza+Cyza)}．．．式(6)

由式(4)與式(6)亦可確認，可以藉由電容檢測部102檢測出電極電容的差分△Cxpa，所以可藉由控制演算部103算出作為XP1電極的訊號成分。

由以上情形，藉由使用壓力檢測用絕緣層與Z電極ZP，即使是非導電性的輸入手段，也可以藉由按壓改變壓力檢測用絕緣膜的厚度而由電容改變檢測出輸入座標。

其次，使用圖9~圖9D與圖10說明根據觸碰操作之接觸面很小的場合，在接觸面的位置變化於橫方向的場合之各電極的訊號成分。

圖9A係顯示於鄰接的2個X電極之XP2與XP3之間，在X電極上接觸面的位置改變之模樣。XA係XP2之中心附近，XB係XP2與XP3之中間附近，XC係XP3之中心附近。在圖9A為了簡化圖式並沒有顯示Z電極ZP。圖9B係接觸面之位置為XA時之XP2與XP3之控制演算部103所算出的訊號成分之圖。同樣地，圖9C係位置XB時，圖9D係位置XC時之XP2與XP3之訊號成分。在圖 7A及圖7B所述之靜電電容Cf，或圖8A及圖8B之各圖所述之Z電極ZP與電容檢測用電極之間的電容變化，依存於接觸面的面積。因而，電容檢測用電極與接觸面重疊的面積很大的場合訊號成分變大，相反地電容檢測用電極與接觸面重疊的面積小的場合訊號成分變小。在位置XA，接觸面與XP2重疊的部分很多，與XP3幾乎不重疊，所以如圖9B所示，XP2的訊號成分變大，XP3之訊號成分變小。在位置XB，XP2及XP3之與接觸面重疊的面積幾乎相等，所以如圖9C所示算出的訊號成分在XP2與XP3幾乎相等。進而，在位置XC，接觸面與XP3重疊的部分很多，與XP2幾乎不重疊，所以如圖9D所示，XP3的訊號成分變大，XP2之訊號成分變小。控制演算部103使用各電極的訊號成分進行重心計算，算出接觸面藉由觸碰操作所接觸的輸入座標。如圖C那樣XP與XP3得到同程度的訊號成分的場合，重心位置在XP2電極與XP3電極的中間，所以可算出輸入座標。另一方面，如圖9B或圖9D那樣一方的X電極的訊號成分非常大的場合，重心位置接近於檢測出大的訊號成分的X電極附近，所以同樣可以算出輸入座標。

圖10係顯示在Y電極上與圖9A同樣接觸面改變時之模樣。橫方向之位置，圖9A之XA相當於XA’，XB相當於XB’，XC相當於XC’。於圖10接觸面不與X電極直接重疊，但接觸面重疊的Z電極ZP重疊於鄰接的X電極XP2與XP3。因而，在Y電極上之接觸導致的電容變化，藉由中介著Z電極ZP之電容耦合而也可以在鄰接的X電極檢測出。

如以上所述，藉由使用根據本發明的第1實施型態之X電極的電極形狀，即使與接觸面相比X電極之電極間隔很寬的場合也可以進行重心計算，可以高精度地檢測出位置。因而，藉由與接觸面相比擴展X電極之電極間隔可以比從前的電極圖案更削減電極數目。此外，即使X電極的電極形狀係夾著Y電極而為離散狀，也可以藉由電氣浮動之Z電極以橫跨鄰接的X電極與Y電極的方式配置，而可以在觸控面板全面檢測出X方向之輸入座標。

其次，使用圖11A~D，說明根據觸碰操作之接觸面很小的場合，在接觸面的位置變化於縱方向的場合之各電極的訊號成分。

圖11A係顯示於鄰接的2個Y電極之YP2與YP3之間，在縱方向上接觸面的位置改變之模樣。YA係YP2之中心附近，YB係YP2與YP3之中間附近，YC係YP3之中心附近。接觸面在位置YA的場合與接觸面重疊的Y電極僅有YP2，所以控制演算部103檢測出的訊號成分，如圖11B所示僅有YP2電極的訊號成分。同樣地，接觸面在位置YC的場合與接觸面重疊的Y電極僅有YP3，所以如圖11D所示成為僅有YP3電極的訊號成分。另一方面接觸面在位置YB那樣在X電極上的場合，與接觸面重疊的Z電極ZP與鄰接的Y電極交叉。因此，在X電極上之接觸導致的電容變化，藉由中介著Z電極ZP之電容耦合而也可以在鄰接的Y電極檢測出。在位置YB的場合，與YP2電極交叉的Z電極ZP所產生的電容變化，和與YP3電極交叉的Z電極ZP所產生的電容變化約略相等。因而，如圖11C所示在YP2與YP3所得的訊號成分約略相等。控制演算部103，與X電極之輸入座標算出的場合同樣，使用各電極的訊號成分進行重心計算，算出接觸面藉由觸碰操作所接觸的輸入座標。如圖11C那樣YP與YP3得到同程度的訊號成分的場合，重心位置在YP2電極與YP3電極的中間，所以可算出輸入座標。另一方面，如圖11B或圖11D那樣僅有一方的Y電極的訊號成分的場合，重心位置變成在檢測出訊號成分的Y電極的中心附近，同樣可以算出輸入座標。

如以上所述，根據本發明之第1實施型態之Y電極的電極形狀，係夾著X電極而為離散狀，也可以藉由電氣浮動之Z電極以橫跨鄰接的X電極與Y電極的方式配置，而可以在觸控面板全面檢測出Y方向之輸入座標。此外，X電極存在的區域之縱方向的輸入座標可以使用前述之Z電極來檢測出，所以可以削減Y電極的數目。此外，於縱方向之Y電極也可以根據重心計算來進行座標演算，所以可高精度地檢測出位置。

在以上所述之本發明之第1實施型態之X電極、Y電極以及Z電極之電極形狀顯示了電容檢測用電極數目之削減效果，所以計算了如圖12所示之對角為4英吋(縱橫比假定為3對4)之觸控面板之電極數目。在此，假定預想的最小接觸面為直徑1.0mm，Y電極之電極間隔為2.0mm。以X電極之電極間隔為參數時之電極數目所整理之圖顯示於圖13。藉由擴大X耐及之電極間隔可以削減X電極數目。例如藉由使電極間隔為6.0mm，相對於從前技術的場合之電極數139個(X電極與Y電極均以1.0mm之電極間隔排列的場合)，電容檢測用之電極數目可以削減約100條。

藉由本發明之第1實施型態削減電容檢測用電極數目，可以縮小檢測用配線繞拉之用的框緣尺寸。此外，觸控面板101與電容檢測部102之連接線數也變少，所以可期待可信賴性提高。此外，因為電容檢測用之電極數目變少，電容檢測部之端子數也可以削減，可以減低IC化時之成本。

圖14及圖15係改變Z電極的狹縫位置的場合。於圖5A、圖14以及圖15之Z電極ZP，與X電極平行的狹縫為相同，與Y電極平行的狹縫則相異。但是Z電極係跨往鄰接的X電極與Y電極而交叉這一點是共通的。

於圖14與Y電極平行的狹縫被配置於各Y電極的中央附近。藉此，於鄰接的X電極與Y電極跨同一Z電極而交叉，所以與圖5A的場合同樣，可以藉耦合而以Y電極檢測出X電極上之電容變化，相反地可以藉耦合以X電極檢測出Y電極上之電容變化。因此，可以期待與圖5A同樣的效果。

於圖15，與Y電極平行的狹縫被配置於各X電極的中央附近。藉此，於鄰接的X電極與Y電極跨同一Z電極而交叉，所以與圖5A的場合同樣，可以藉耦合而以Y電極檢測出X電極上之電容變化，相反地可以藉耦合以X電極檢測出Y電極上之電容變化。因此，可以期待與圖5A同樣的效果。

圖16係改變圖5B所示之X電極的形狀的場合。於圖5B及圖16中，Y電極的形狀相同。在圖5B，X電極形狀為凹形形狀、凸形形狀，圖16為接近於約略三角形的形狀。圖5B及圖16同樣，隨著接近鄰接的X電極的中心而面積變小，越接近於該X電極的中心面積變大的特徵相同。因此，可以期待與圖5B同樣的效果。此外，X電極之形狀，只要是隨著接近鄰接的X電極的中心而面積變小，越接近於該X電極的中心面積變大的形狀即可，不限定於圖5B、圖16之形狀。

如以上所說明的，根據本發明之實施型態，即使藉由非導電性之輸入手段來往觸控面板上接觸的場合，也因為檢測用之X電極或Y電極，與其上部之Z電極之距離改變而可以產生電容變化，所以可藉靜電電容耦合方式而檢測出輸入座標。藉此，電阻膜式所使用的樹脂製尖筆也可以對應，與電阻式觸控面板之間的置換障礙也變低。

此外，以鄰接的X電極間之輸入位置，可以藉由從鄰接的2個X電極所得之電容變化之訊號比算出的方式琢磨電極形狀而削減X電極數目，此外Y電極藉由琢磨Z電極的配置也可以削減。藉此，由檢測用電極至輸入處理部為止的繞拉配線所必要的框緣寬幅可以縮窄，提高了設計性之裕度。此外，因為可以抑制輸入處理部的端子數目增加，所以能夠實現可廉價地進行高精度的輸入位置檢測之靜電電容耦合方式之觸控面板。此外，因為即使接觸面小的輸入手段，例如尖筆等也可以精度高地檢測出輸入座標，所以可適用於文字輸入等用途。

XP‧‧‧電容檢出用之X電極

YP‧‧‧電容檢出用之Y電極

101‧‧‧觸控面板

102‧‧‧電容檢出部

103‧‧‧控制演算部

104‧‧‧系統

105‧‧‧顯示控制電路

106‧‧‧顯示裝置

107‧‧‧比較器

SW_A，SW_B‧‧‧開關，及其控制訊號

VINT‧‧‧電容檢出用電極之電流積分電壓

VREF‧‧‧參照電壓

ZP，ZPA‧‧‧Z電極

Cf‧‧‧靜電電容

Cxz，Cxza X‧‧‧電極與Z電極之間的電容成分

Cyz，Cyza Y‧‧‧電極與Z電極之間的電容成分

XA，XB，XC‧‧‧接觸面位置

XA’，XB’，XC’‧‧‧接觸面位置

YA，YB，YC‧‧‧接觸面位置

圖1係本發明之實施型態之輸入裝置、及具備此之顯示裝置之系統構成圖。

圖2係電容檢出部102之電路構成圖。

圖3係說明電容檢出部102之動作之計時圖。

圖4係電容檢出時之電容檢出用電極之電壓波形圖。

圖5A及圖5B係顯示本發明實施型態之觸控面板之電極形狀之平面圖。

圖6係本發明實施型態之觸控面板之電極構造之剖面圖。

圖7A及圖7B係顯示在本發明實施型態之觸控面板中電容檢出用電極之靜電電容所造成之電容變化之模式圖。

圖8A及圖8B係顯示在本發明實施型態之觸控面板中電容檢出用電極之壓力檢知用絕緣層之厚度變化所造成之電容變化之模式圖。

圖9A係圖示X電極上之，X方向的複數個接觸面之位置。

圖9B~圖9D係顯示圖9A之各位置之XP2及XP3之訊號成分之表。

圖10係圖示Y電極上之，X方向的複數個接觸面之位置。

圖11A係圖示Y電極上之，Y方向的複數個接觸面之位置。

圖11B~圖11D係顯示圖11A之各位置之XP2及XP3之訊號成分之表。

圖12係觸控面板之電容檢出用電極之配置圖。

圖13係顯示電容檢出用電極個數之X電極間隔依存之表。

圖14係顯示本發明實施型態之，另一個Z電極之形狀之模式圖。

圖15係顯示本發明實施型態之，另一個Z電極之形狀之模式圖。

圖16係顯示本發明實施型態之，另一個X電極之形狀之模式圖。

XP1~XP4‧‧‧電容檢出用之X電極

YP1~YP4‧‧‧電容檢出用之Y電極

101‧‧‧觸控面板

102‧‧‧電容檢出部

103‧‧‧控制演算部

104‧‧‧系統(CPU)

105‧‧‧顯示控制電路

106‧‧‧顯示裝置

Claims

一種具備以靜電電容耦合方式檢出顯示領域上的觸控位置座標之靜電電容觸控面板之顯示裝置，其特徵係：前述靜電電容觸控面板，具備在第1平面延伸在第1方向、且以墊部與細線部交互並列之方式被形成之複數個X電極，在第2平面延伸在與前述第1方向交叉之第2方向、且以墊部與細線部交互並列之方式被形成之複數個Y電極，在第3平面浮接之複數個Z電極，被配置於前述X電極與前述Y電極之間之第1絕緣層、及被配置於前述Y電極與前述Z電極之間之第2絕緣層；前述X電極與前述Y電極係通過前述第1絕緣層而被交叉，在平面俯視之場合，前述X電極之墊部與前述Y電極之墊部並不是重疊配置，前述Z電極，在平面俯視之場合，係重疊在鄰接之前述X電極與前述Y電極。
如申請專利範圍第1項記載之顯示裝置，其中前述第2絕緣層，係藉由觸控造成之按壓使該第2絕緣層之厚度變化。
如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中前述第2絕緣層係利用彈性絕緣材所形成。
如申請專利範圍第1項記載之顯示裝置，其中前述X電極之墊部，係延伸直到與該X電極鄰接之X電極之細線部附近，平面俯視之場合，在該X電極之墊部之形狀，面積會朝向該X電極之細線部而隨之變大，朝向前述鄰接之X電極之細線部而面積隨之縮小。
如申請專利範圍第4項記載之顯示裝置，其中在平面俯視之場合，其中前述Y電極之墊部之寬幅，對於前述Y電極之延伸之方向為一定；前述X電極之墊部與前述Y電極之墊部，平面俯視之場合，則是被交互地配置於前述X電極延伸之方向。
如申請專利範圍第5項記載之顯示裝置，其中在鄰接之2個前述X電極之墊部，一方之該墊部之形狀係凸型形狀，另一方之該墊部之形狀係凹形形狀。
如申請專利範圍第5項記載之顯示裝置，其中在鄰接之2個前述X電極之墊部，雙方之該墊部之形狀係凸型形狀。
如申請專利範圍第5項記載之顯示裝置，其中前述Z電極，係由沿著前述X電極之延伸方向之複數個裂縫所分割，或者由沿著前述Y電極之延伸方向之複數個裂縫所分割。
如申請專利範圍第8項記載之顯示裝置，其中沿著前述Y電極所延伸之方向之前述Z電極之裂縫，平面俯視之場合，在前述Y電極上只設置1個，或者在前述X電極上只設置1個。
如申請專利範圍第8項記載之顯示裝置，其中沿著前述Y電極所延伸之方向之前述Z電極之裂縫，平面俯視之場合，在前述Y電極上只設置1個。
如申請專利範圍第8項記載之顯示裝置，其中沿著前述Y電極所延伸之方向之前述Z電極之裂縫，平面俯視之場合，在前述X電極上只設置1個。
一種具備靜電電容觸控面板之顯示裝置，其特徵為：前述靜電電容觸控面板係具備：在第1方向伸展之複數個第1電極、在與前述第1方向交叉之第2方向伸展之複數個第2電極、在前述第1電極及第2電極上被形成之絕緣層、與在前述絕緣層上被形成之複數個第3電極。
如申請專利範圍第12項記載之顯示裝置，其中前述複數個第3電極，分別為浮接，且被形成平面地重疊在前述第1電極以及前述第2電極之型態。