WO2016129516A1 - タッチスクリーン及びタッチパネル装置 - Google Patents

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WO2016129516A1
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tactile sensation
electrodes
electrode
touch
detection
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PCT/JP2016/053472
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上里　将史
中川　直紀
泰 折田
岳 大野
成一郎 森
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三菱電機株式会社
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    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads

Definitions

  • the present invention relates to a touch screen having a tactile sensation generating function and a touch panel device including the touch screen.
  • a touch panel that detects a touch by an indicator such as a finger and specifies the coordinates of the touch position has attracted attention as one of excellent interface means.
  • various systems such as a resistive film system and a capacitive system have been proposed and commercialized.
  • a capacitive touch panel for example, a projected capacitive touch panel disclosed in Patent Document 1 is known.
  • various techniques have been proposed because it has advantages such as excellent robustness, capable of touch detection even when wearing gloves, and long life without moving parts. .
  • the touch panel disclosed in Patent Document 1 includes a detection screen wiring (row detection electrode) and a detection column wiring (column detection electrode) on a touch screen, and is formed between each detection electrode and an indicator. Based on the detection result of the touch capacity composed of the electric capacity, the touch coordinates indicating the touch position of the indicator on the touch screen are calculated and output.
  • Each detection electrode is formed of a fine metal wiring having a zigzag pattern repeated in a zigzag pattern.
  • a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is also actively used.
  • a tactile sensation generating device disclosed in Patent Document 2 is known.
  • a tactile sensation generating sheet is arranged on the front surface of the coordinate input device (touch screen), and an electric current is passed through the fingertip from the + side electrode to the ⁇ side electrode of the tactile sensation generating electrode arranged on the tactile sensation generating sheet. By flowing, an electrical stimulus is given to the fingertip of the operator.
  • Patent Document 3 discloses a tactile touch panel device that combines a touch detection function and a tactile voltage generation function.
  • the tactile touch panel device is configured by a combination of a substrate on which a touch drive line (excitation electrode) is disposed and a substrate on which a touch sensing line (detection electrode) is disposed.
  • a tactile sensation generating voltage is applied to each of the touch drive line and the sensing line during a period in which touch detection is not performed.
  • a separate shield layer is provided on the back side of the tactile touch panel to block application of a tactile sensation generating signal having a tactile sensation generating voltage to the display panel.
  • the shield layer is formed on the counter substrate or the array substrate.
  • JP 2010-61502 A JP 2013-58153 A JP 2014-56580 A
  • a shield layer separately provided on the back surface of the touch panel having a tactile sensation function is generally formed of a transparent conductive film, but has a relatively high electrode resistance, and the number of GND connection points and connections.
  • a sufficient shielding effect cannot be obtained for a tactile sensation generation signal having a high voltage for generating a tactile sensation because the area cannot be sufficiently secured. Such a tendency becomes conspicuous as the size of the touch screen increases.
  • the touch screen and a separate tactile touch screen are configured in combination as in the tactile stimulus generating device disclosed in Patent Document 3, the touch screen becomes thicker or due to interface reflection between a plurality of screens. There was a problem that the contrast was lowered.
  • the tactile sensation generating voltage is several tens of volts or higher compared to the touch detection circuit voltage. This necessitates a switching circuit with a high withstand voltage, or a touch detection circuit with a high withstand voltage, which increases the circuit scale.
  • the touch screen device disclosed in Patent Document 3 uses both the touch detection electrode and the tactile sensation generating electrode, the touch detection electrode pitch and the tactile sensation generating electrode pitch can be set differently. Can not. For this reason, when the electrode pitch is set according to one of touch detection and tactile sensation, the other is unnecessarily fine and the peripheral circuit becomes complicated, or on the contrary, the pitch becomes rough, and touch detection resolution and tactile sensation occur. There is a problem that performance such as resolution is degraded.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and improves the shielding effect of a tactile sensation generation signal for a display panel arranged in combination, and can suppress an increase in circuit scale. And it aims at obtaining a touch panel device provided with the same.
  • the touch screen according to claim 1 of the present invention is a touch screen having an operation surface, each of which is provided along a first direction, and detects whether or not there is a touch operation on the operation surface.
  • a plurality of second tactile sensation generating electrodes each provided along the second direction, and selective to the plurality of first and second tactile sensation generating electrodes during a tactile sensation generation signal application period.
  • One touch detection electrode is disposed at a position farthest from the operation surface, and has an inter-electrode positional relationship.
  • a plurality of second touch detection electrodes, a plurality of first tactile sensation generation electrodes, and a plurality of second tactile sensation generation electrodes (hereinafter referred to as "a plurality of second touch detection electrodes, etc.” “Is sometimes abbreviated as”).
  • the first touch detection electrode exists between the second touch detection electrode and the display panel due to the positional relationship between the electrodes. To do. Accordingly, it is possible to suppress the drive noise from the display panel from being mixed into the plurality of second touch detection electrodes, and furthermore, the generation of tactile sensation selectively applied to the plurality of first and second tactile generation electrodes. It is possible to suppress the occurrence of display defects such as display unevenness due to the signal mixed into the display panel as noise.
  • the (first or second) touch detection electrode and the (first or second) tactile sensation generating electrode are not used together, a high withstand voltage switch circuit required for conduction / shutoff of the tactile sensation generation signal is provided.
  • the circuit configuration on the touch panel device side including the touch screen according to the present invention can be simplified.
  • the touch detection electrode and the tactile sensation generating electrode are not used together, the touch detection electrode in the first or second direction set based on the desired touch coordinate accuracy is used. And the arrangement pitch of the tactile sensation generating electrodes in the first or second direction set based on the desired tactile sensation resolution can be arranged differently. For this reason, with regard to one of the touch detection electrode and the tactile sensation generating electrode, the arrangement pitch is made narrower than necessary to complicate the device configuration, or conversely, the arrangement pitch is made wide to increase the touch coordinate accuracy or tactile sensation. It is possible to surely avoid sacrificing the generation resolution.
  • FIG. 2 is a plan view showing a tactile sensation generating row electrode 4 and a tactile sensation generating column electrode 5 in an intersecting area CA shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional configuration along AA in FIG. 2.
  • 1 is a block diagram illustrating a configuration of a touch panel device according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a timing chart illustrating schematic operation timings of the touch panel device according to the first embodiment.
  • 6 is a plan view showing a structure of an excitation electrode as viewed from the back surface side of the touch screen according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of an excitation electrode according to Embodiment 2.
  • FIG. It is a top view which shows typically the structure of the touch screen which is Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing an electrode configuration in an intersection region of the tactile sensation electrode group and the column electrode group and in the vicinity thereof in the fourth embodiment. It is the top view which extracted and showed only the excitation electrode 102 and the detection electrode 103 in the cross
  • FIG. 5 is a plan view showing only the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105 in an intersecting region.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a CC cross-section
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a touch screen having a tactile sensation generating function according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 to 4 are plan views schematically showing the intersection area CA and its periphery in FIG.
  • FIGS. 1 to 4 Each of the plan views shown in FIGS. 1 to 4 is a plan view as viewed from the operation surface side, which is input by an operator using an indicator such as a finger.
  • the same reference numerals used in the drawings including the later-described second to fourth embodiments indicate the same or corresponding components.
  • FIGS. 5 and 8 to 14 also show the XYZ orthogonal coordinate system.
  • each is in the row direction (first direction;
  • a plurality of excitation electrodes 2 (first touch detection electrodes) are formed along the X direction.
  • the plurality of excitation electrodes 2 are repeatedly arranged at a first pitch in the column direction (second direction; corresponding to the Y direction in the figure).
  • a pitch means the space
  • a plurality of detection electrodes 3 are formed along the column direction on the surface (front surface, one main surface) side of the transparent substrate.
  • the plurality of detection electrodes 3 are repeatedly arranged at the second pitch in the row direction.
  • a glass substrate can be used as the transparent substrate.
  • the plurality of excitation electrodes 2 and the plurality of detection electrodes 3 are used for a touch detection operation by an indicator such as an operator's finger.
  • the touch detection operation is performed as follows.
  • An excitation pulse signal (charging pulse signal) is sequentially applied to each excitation electrode 2 from the outside of the touch screen. Then, charging charges to the excitation-detection electrode capacitance (mutual capacitance) formed between the excitation electrode 2 to which the excitation pulse signal is applied and each detection electrode 3 are transferred to the outside of the touch screen via the detection electrode 3. The charge is detected at.
  • a plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 are formed along the row direction on the surface side of the transparent substrate.
  • the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 are repeatedly arranged at the third pitch in the column direction. Therefore, the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 are formed independently of the plurality of excitation electrodes 2.
  • three tactile sensation generating row electrodes 4 are formed corresponding to one excitation electrode 2 formed on the back side of the transparent substrate.
  • a combined region in plan view of the electrode 2 and the three tactile sensation generating row electrodes 4 is referred to as a tactile sensation row electrode group 6. Therefore, the first pitch of the excitation electrodes 2 is set to three times the third pitch of the tactile sensation generating row electrodes 4.
  • a plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 are formed independently from the plurality of detection electrodes 3 on the surface side of the transparent substrate, each along the column direction.
  • the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 are repeatedly arranged in the row direction.
  • two tactile sensation generating column electrodes 5 are arranged on both sides of one detection electrode 3. That is, the column electrode group 7 is constituted by a total of three electrodes, one detection electrode 3 and two tactile sensation generating column electrodes 5 on both sides thereof.
  • the plurality of column electrode groups 7 are repeatedly arranged in the row direction. At this time, among the plurality of detection electrodes 3 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5, the pitch between the adjacent detection electrodes 3 and the tactile sensation generating column electrodes 5 or the pitch between the tactile sensation generating column electrodes 5 and 5 are both the same.
  • the fourth pitch is set.
  • the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 are first and second tactile sensation generating electrodes used for generating a tactile sensation on an indicator such as a user's finger. Function as.
  • the tactile sensation is generated by, for example, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 and the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation corresponding to the row-column position where the tactile sensation is to be generated.
  • the generation column electrode 5 is a selection / tactile sensation generation row electrode 4 and a selection / tactile sensation generation column electrode 5 (first and second selection tactile sensation generation electrodes).
  • the first and second tactile sensation generation signals have a positive polarity voltage and a negative polarity voltage as tactile sensation generation voltages (“H” pulse, “L” pulse).
  • first and second tactile sensation generation signals are applied to the selection / tactile sensation generating row electrode 4 and the selection / tactile sensation generating column electrode 5 to accumulate charges in a charge accumulation layer separately formed on the surface of the transparent substrate.
  • the tactile device of the skin senses vibration by a weak electrostatic force generated between the fingers.
  • both the first and second tactile sensation generation signals have the same polarity tactile sensation generation voltage ("H" pulse).
  • the tactile sensation generation method includes the first method and the second method, and either the first method or the second method may be adopted.
  • a plurality of excitation electrodes 2 formed on the back side of the transparent substrate are electrically connected to a plurality of back side terminals 13 (external connection terminals) also formed on the back side of the transparent substrate through a plurality of lead wires 8. Is done.
  • a plurality of lead wires 8 are also formed on the back side of the transparent substrate.
  • the plurality of detection electrodes 3 formed on the surface side of the transparent substrate are electrically connected to the plurality of surface side terminals 12 (external connection terminals) also formed on the surface side of the transparent substrate through the plurality of lead wires 9. Connected.
  • the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 formed on the surface side of the transparent substrate are electrically connected to the surface side terminals 12 via the plurality of lead wires 10 respectively, and formed on the surface side of the transparent substrate.
  • the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 are electrically connected to the plurality of surface side terminals 12 via the plurality of lead wires 11.
  • the plurality of lead wires 9 to 11 are formed on the surface side of the transparent substrate.
  • a plurality of excitation electrodes 2 each extending in the row direction are repeatedly formed in the column direction, and a plurality of detection electrodes 3 each extending in the column direction are formed in the row direction.
  • intersection regions where the plurality of excitation electrodes 2 and the plurality of detection electrodes 3 overlap in plan view are provided in a matrix.
  • a plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 each extending in the column direction are repeatedly formed in the column direction, and a plurality of tactile sensation generating columns each extending in the column direction are formed.
  • intersection regions where the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 overlap in plan view are provided in a matrix.
  • a plurality of tactile sensation row electrodes 4 are arranged in the column direction in such a manner that one tactile sensation row electrode group 6 including three tactile sensation row electrodes 4 is set on one excitation electrode 2. is doing.
  • a plurality of detection electrodes 3 and a plurality of tactile sensation generating column electrodes are formed so that a column electrode group 7 including a total of three electrodes, that is, one detection electrode 3 and tactile sensation generating column electrodes 5 on both sides thereof, is formed. 5 are arranged in the row direction.
  • the columnar arrangement pitch of the tactile sensation row electrode group 6 is set to the same interval as the first pitch between the excitation electrodes 2 and 2
  • the row direction arrangement pitch of the column electrode group 7 is set between the detection electrodes 3 and 3.
  • the interval is set approximately the same as the second pitch.
  • the third pitch which is the columnar arrangement pitch of the tactile sensation generating row electrodes 4
  • the fourth pitch which is the row direction arrangement pitch of the detection electrode 3 and the tactile sensation generating column electrode 5.
  • the first pitch (substantially equal to the second pitch) is about 5 mm
  • the third pitch (substantially equal to the fourth pitch) is about (5/3) mm.
  • the tactile electrode pitch (third and fourth pitches) is narrowed so that a finer tactile sensation can be imparted to an indicator such as a finger.
  • FIG. 2 is a plan view showing an electrode configuration in the intersection area CA of the tactile sensation electrode group 6 and the column electrode group 7 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing only the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 that are the first and second touch detection electrodes in the intersection area CA.
  • FIG. 4 is a plan view showing only the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 which are the first and second tactile sensation generating electrodes. 2 to 4, in order to facilitate the shape recognition of the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5, the display of the excitation electrode 2 is simplified in FIGS. However, the display of the excitation electrode 2 is omitted.
  • each of the electrodes 3 to 5 is made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the excitation electrodes 2 formed on the back side of the transparent substrate are arranged in the row direction (X direction in the figure). It is a rectangular electrode in plan view that extends.
  • the adjacent excitation electrodes 2 and 2 are arranged in the column direction (Y direction in the figure) with a fine gap of several tens of ⁇ m.
  • a plurality of excitation electrodes 2 are arranged so as to overlap in plan view with the entire arrangement region of the electrodes 3 to 5 formed on the surface side of the transparent substrate.
  • the plurality of excitation electrodes 2 formed on the back side of the transparent substrate are driven with a low impedance of, for example, about several tens of ohms to several hundreds of ohms outside the touch screen 1 at the time of touch detection. That is, the plurality of excitation electrodes 2 are set to a conductive state, not a floating state, by being set to a charging voltage for excitation pulse or a GND voltage (ground voltage).
  • the propagation to the plurality of detection electrodes 3 of noise generated due to driving of a display panel such as a liquid crystal display panel used in combination on the back side of the touch screen 1 is shielded by the plurality of excitation electrodes 2. be able to.
  • the plurality of excitation electrodes 2 are fixed potentials having a low impedance property for setting a GND voltage outside the touch screen 1. Connected to the node. For this reason, a tactile sensation generating signal having a high voltage (several tens to several hundreds of volts) tactile sensation generating voltage applied to the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 is supplied to various electrodes and display elements of the display panel. Thus, the propagation to the display panel can be shielded by the plurality of excitation electrodes 2 so as not to be mixed with the signal noise and cause unevenness of the display image.
  • the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 formed on the surface side of the transparent substrate are all formed of a transparent conductive film with the same formation height. Therefore, the tactile sensation generating row electrode 4 can be formed as the same wiring layer (first wiring layer).
  • each tactile sensation generating row electrode 4 includes a plurality of tactile sensation generating row electrodes / main portions 40 (first tactile sensation generating main portions) and a plurality of tactile sensation generating row electrodes / intersections 41. (A first tactile sensation generating intersection) and a combination structure.
  • the tactile sensation generating row electrode / main part 40 has a substantially square rhombus shape in plan view, and two opposing corners are arranged along the row direction and the column direction. 41 is formed to extend in the row direction with a width that is sufficiently narrower than the maximum width of the tactile sensation generating row electrode / main portion 40 in the column direction (Y direction).
  • the left and right apex corners that are opposite to each other in the row direction are used for generating tactile sensations.
  • the structure connected by the row electrode / intersection 41 is shown.
  • the electrode shapes of the detection electrode 3 other than the excitation electrode 2, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 are also shown in a rectangular shape for convenience of explanation.
  • the shielding effect of the excitation electrode 2 that functions as the first touch detection electrode with respect to the tactile sensation row electrode 4 can be improved, and the high voltage tactile sensation generation voltage is set to the “H” level.
  • the generated signal is applied to the tactile sensation generating row electrode 4, it is possible to more effectively suppress the occurrence of display defects such as display unevenness due to a part of the tactile sensation generating signal mixed as noise in the display panel.
  • the ratio of the first pitch, which is the column direction arrangement pitch between the excitation electrodes 2, 2, and the second pitch, which is the column direction arrangement pitch between the tactile sensation generating row electrodes 4, 4, is an integer ratio of 3: 1.
  • each detection electrode 3 has a combination structure of a plurality of detection electrodes / main portions 30 (main portions for detection) and a plurality of detection electrodes / intersection portions 31 (intersection portions for detection).
  • the detection electrode / main portion 30 has a substantially square rhombus shape in plan view, two opposing corner portions are arranged along the row direction and the column direction, and the detection electrode / intersection portion 31 is formed in the row direction.
  • the width is sufficiently narrower than the maximum width of the detection electrode / main portion 30 and extends in the column direction.
  • the detection electrode / intersection 31 is made of a metal film.
  • each tactile sensation generating column electrode 5 includes a plurality of tactile sensation generating column electrodes / main portions 50 (second tactile sensation generating main portions) and a plurality of tactile sensation generating column electrodes / intersections 51 (first 2 and a tactile sensation generating intersection).
  • the tactile sensation generating column electrode / main part 50 has a substantially square rhombus shape in plan view, and two opposing corners are arranged along the row direction and the column direction. 51 is formed extending in the column direction with a width that is sufficiently narrower than the maximum width of the tactile sensation generating column electrode / main portion 50 in the row direction.
  • the tactile sensation is generated between the upper and lower apex corners that are opposite corners in the column direction. They are connected by the column electrode / intersection 51 for use.
  • the tactile sensation generating column electrode / intersection 51 is made of a metal film.
  • the detection electrode / main part 30, the tactile sensation row electrode / main part 40, and the tactile sensation generating column electrode which are the main parts of the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4, and the tactile sensation generating column electrode 5.
  • the main portion 50 has an equivalent rhombus shape in plan view, and as shown in FIG. 2, the main portions 30, 40, 50 are arranged in a plane with a uniform gap (gap) without overlapping in plan view.
  • a tactile sensation generating row electrode / intersection 41 of the tactile sensation generating row electrode 4 formed as a first wiring layer as a lower wiring layer;
  • An interlayer insulating film is provided between the detection electrode 3 and the detection electrode / intersection 31 of the tactile sensation generating column electrode 5 and the tactile sensation generating column electrode / intersection 51 formed as the second wiring layer as the upper wiring layer.
  • An insulating part consisting of Therefore, the detection electrodes 3 and the tactile sensation generating row electrodes 4 and the tactile sensation generating column electrodes 5 and the tactile sensation generating row electrodes 4 can be crossed in a plan view without electrical conduction. The layer structure will be described later.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the cross-sectional configuration along AA in FIG. Note that the reference numerals in parentheses in FIG. 5 indicate the case of the BB cross-sectional configuration in FIG.
  • an excitation electrode 2 is formed of a transparent conductive film on the back surface of a glass substrate 33 which is a transparent substrate, and a transparent protective film 34 is formed so as to cover the excitation electrode 2.
  • the entire tactile sensation generating row electrode 4 (only the tactile sensation generating row electrode / intersection 41 is shown in FIG. 5) and the detection electrode 3 are formed of a transparent conductive film.
  • the main portion 30 and the main portion 50 of the tactile sensation generating column electrode 5 are formed. That is, the detection electrode / main portion 30, the tactile sensation generating row electrode / intersection 41, and the tactile sensation generating column electrode / main portion 50 are formed at the same formation height together with the tactile sensation generating row electrode / main portion 40. Therefore, it can be simultaneously manufactured as the first wiring layer.
  • the insulating film 32 made of a transparent interlayer insulating film made of silicon nitride or the like is the tactile sensation generating row electrode / intersecting portion 41. It is formed so as to cover.
  • the detection electrode / intersection 31 (tactile sensation generating column electrode / intersection 51) made of a metal film is formed so as to get over the insulating film 32, so that the detection electrode / main part 30, 30 (tactile sensation generation) occurs.
  • the column electrode and the main part 50, 50) are connected and electrically connected.
  • the detection electrode / intersection 31 and the tactile sensation generating column electrode / intersection 51 formed on the insulating film 32 are formed after the first wiring layer and are formed higher than the first wiring layer. Therefore, it is included in the second wiring layer that needs to be manufactured in a manufacturing process different from the first wiring.
  • charge accumulation is performed on the upper layer of the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5.
  • a high-resistance and transparent charge storage layer 35 is formed, and a transparent protective film 36 is formed thereon.
  • the surface of the protective film 36 becomes an operation surface OS of a pointer such as a finger.
  • the charge storage layer 35 a layer containing tin oxide and titanium oxide as main components is known.
  • each of the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4, and the tactile sensation generating column electrode 5 includes the main portions 30, 40, and 50 and intersecting portions having a narrower formation width in the row direction or the column direction. It is comprised by the combined structure with 31,41,51.
  • the entire tactile sensation generating row electrode 4 is formed as a first wiring layer on the surface side of the glass substrate 33, and at least the main part 30 of the detection electrode 3 and at least the main part 50 of the tactile sensation generating column electrode 5 are: It is formed as a first wiring layer.
  • the plurality of detection electrodes / main portions 30 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes / main portions 50 are arranged at equal intervals in the column direction, and the tactile sensation generating row electrodes / main portions 40 are equally spaced along the row direction. As shown in FIGS. 2 to 4, the detection electrode / main part 30, the tactile sensation row electrode / main part 40, and the tactile sensation generating column electrode / main part 50 overlap each other in plan view. They are not spaced apart from each other.
  • the plurality of excitation electrodes 2 each extending in the row direction are provided on the back surface of the glass substrate 33, and each on the surface of the glass substrate 33 is in the column direction.
  • the surface of the glass substrate 33 is provided with a plurality of detection electrodes 3 extending, a plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 each extending in the row direction, and a plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 each extending in the column direction.
  • the side is the operating surface OS.
  • the excitation electrode 2 and the tactile sensation generating row electrode 4 are formed independently of each other, and the detection electrode 3 and the tactile sensation generating column electrode 5 are formed independently of each other.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the touch panel device of Embodiment 1 having a tactile sensation generating function.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the schematic operation timing of the touch panel device of the first embodiment. Here, a case is shown in which the number of excitation electrodes 2 and tactile sensation electrode groups 6 in the touch screen 1 is m, and the number of column electrode groups 7 is n.
  • the touch panel device includes a touch detection circuit unit 67 that controls a touch detection operation as a control circuit unit of the touch screen 1, and a tactile sensation voltage generation circuit unit 68 that controls a generation operation of a tactile sensation generation signal.
  • the touch detection circuit unit 67 includes an excitation pulse generation circuit 60, a charge detection circuit 61, a touch coordinate calculation circuit 62, and a touch detection control circuit 63.
  • the excitation pulse generation circuit 60 sequentially generates m excitation pulse signals S60.
  • the charge detection circuit 61 detects a charge corresponding to the n column electrode groups 7 based on a signal obtained from the detection electrodes 3 of the n column electrode groups 7 and generates a charge detection result D61 (capacitance derivation data). Output.
  • the charge detection result D61 has a value corresponding to the mutual capacitance between the excitation electrode 2 to which the excitation pulse signal S60 is applied and the n detection electrodes 3.
  • the charge detection circuit 61 can recognize the excitation electrode 2 to which the excitation pulse signal S60 is applied among the plurality of excitation electrodes 2 by the control signal from the touch detection control circuit 63.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 calculates the coordinates touched by an indicator such as a finger based on the charge detection result D61 to obtain detection coordinate data D62, and outputs the detection coordinate data D62 to the outside and the tactile voltage generation circuit unit 68.
  • the touch detection control circuit 63 controls operations of the excitation pulse generation circuit 60, the charge detection circuit 61, and the touch coordinate calculation circuit 62.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 includes a tactile sensation voltage generation circuit 64, a tactile sensation voltage generation circuit 65, and a tactile sensation generation control circuit 66.
  • the tactile sensation voltage generating circuit 64 outputs a tactile sensation generating signal S64 (second tactile sensation generating signal) to the n tactile sensation generating column electrodes Whx1 (1) to Whx1 (n), and the tactile sensation voltage generating circuit 65 includes m tactile sensations.
  • a tactile sensation generation signal S65 (first tactile sensation generation signal) is output to the generating row electrodes Why1 (1) to Why1 (m).
  • the tactile sensation generation control circuit 66 controls the operation of the tactile sensation voltage generation circuit 64 and the tactile sensation voltage generation circuit 65 based on the detected coordinate data D62.
  • the excitation pulse signal S60 (excitation pulse signal) is sent from the excitation pulse generation circuit 60 to the first excitation electrode Wty (1) at the conversion timing CT1 according to the touch detection control signal from the touch detection control circuit 63. (Charging pulse signal)) is applied, and interelectrode capacitance (mutual capacitance) between each of the detection electrodes Wtx (1),..., Wtx (n) intersecting the excitation electrode Wty (1) in plan view.
  • the charge detection circuit 61 After charging, the charge detection circuit 61 detects the charge through each detection electrode Wtx (i), and after A / D conversion, the charge corresponding to the mutual capacitance of the first row as the excitation electrode Wty (1) The detection result D61 is output to the touch coordinate calculation circuit 62.
  • the excitation pulse signal S60 is sequentially applied at the conversion timings CT2 to CTm after the excitation electrode (excitation electrode Wty (2)) in the second row from the excitation pulse generation circuit 60, and the excitation electrode Wty (j ) And the charge detection result 61 corresponding to the mutual capacitance corresponding to the row is touched after the charge detection circuit 61 detects the charge charge of the mutual capacitance with each of the detection electrodes Wtx (i) intersecting. It outputs to the coordinate calculation circuit 62.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 detects charges corresponding to the mutual capacitances of all the intersections between the excitation electrodes 2 and the detection electrodes 3 that are input and held from the charge detection circuit 61. Based on the result D61, it is determined whether or not there is a touch by an indicator such as an operator's finger. When the touch coordinate calculation circuit 62 determines that there is a touch, the touch coordinate calculation circuit 62 calculates touch coordinates based on the charge detection result D61 that is determined to be touched to obtain detected coordinate data D62.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 can determine whether or not a touch has occurred by determining the degree of decrease in the mutual capacitance based on the degree of decrease in the charge detection result D61 corresponding to the mutual capacitance.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 uses the detection result of the intersection (intersection grid) and the surrounding intersection grid where the decrease degree of the charge detection result D61 is the highest when determining the occurrence of the touch, for example, arithmetic processing such as centroid calculation By performing the above, it is possible to calculate touch coordinates and obtain detected coordinate data D62.
  • a tactile sensation voltage generation control signal is also sent from the touch detection control circuit 63 to the tactile sensation voltage generation circuit 64 and the tactile sensation voltage generation circuit 65.
  • the tactile sensation voltage generation circuit 64 blocks all electrical connections with the tactile sensation generation column electrodes 5 in the touch detection period P1 based on the tactile sensation voltage generation control signal from the touch detection control circuit 63, and The tactile sensation generating column electrode 5 is set in a floating state.
  • the tactile sensation voltage generation circuit 65 cuts off the electrical connection with all the tactile sensation generation row electrodes 4 in the touch detection period P1 based on the tactile sensation voltage generation control signal from the touch detection control circuit 63, and The tactile sensation generating row electrode 4 is brought into a floating state.
  • the tactile sensation voltage generation circuits 64 and 65 By the operation of the tactile sensation voltage generation circuits 64 and 65, the electric field formed between the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 is shielded by the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 in the touch detection period P1. It is possible to prevent the decrease in the degree of change in the mutual capacitance between the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 caused by the touch operation of the indicator, that is, the decrease in the touch detection sensitivity.
  • detection coordinate data D62 is calculated, and in the touch coordinate transmission period P3, according to the touch coordinate data transmission timing TT from the touch detection control circuit 63.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 sends detected coordinate data D62 to the outside of the apparatus. At this time, the detected coordinate data D62 is also output to the tactile sensation generation control circuit 66.
  • the timing chart shown in FIG. 7 shows a case where it is determined that there is a touch. However, when it is determined that there is no touch, touch coordinate calculation is not performed and the process returns to the touch detection period P1. In order to enable this processing, the touch coordinate calculation circuit 62 gives a signal indicating the determination result of the presence / absence of the touch to the touch detection control circuit 63.
  • the touch detection circuit unit 67 uses the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 of the touch screen 1 to determine the presence / absence of the touch while acquiring the charge detection result D61, and detects the coordinate data D62 when the touch is determined. A series of operations for calculating touch coordinates is executed.
  • the tactile sensation generation control circuit 66 performs a plurality of operations based on the received detected coordinate data D62. It is determined whether the touch position is in the vicinity of the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 among the tactile sensation generating row electrode 4 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5.
  • the tactile sensation generating row electrode Why1 (q) and the tactile sensation generating column electrode Whx1 (p) are the first and second selective tactile sensation generating electrodes.
  • the tactile sensation generation control circuit 66 uses the charge detection result D61 corresponding to the mutual capacitance instead of the calculated detection coordinate data D62, and the touch position is the tactile sensation generation column electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generation row electrode Why1 ( It may be determined that it is in the vicinity of q).
  • the tactile sensation generation control circuit 66 may determine the tactile sensation generation column electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generation row electrode Why1 (q) based on at least one of the charge detection result D61 and the detected coordinate data D62.
  • the tactile sensation generation control circuit 66 outputs a tactile sensation generation control signal to the tactile sensation voltage generation circuit 64 so as to apply a tactile sensation generation signal to the tactile sensation generation column electrode Whx1 (p).
  • a tactile sensation generation control signal is output to the tactile sensation voltage generation circuit 65 so that the tactile sensation generation signal is applied to (q).
  • the tactile sensation voltage generation circuit 64 and the tactile sensation voltage generation circuit 65 apply the tactile sensation generation signals S64 and S65 to the tactile sensation generation column electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generation row electrode Why1 (q), respectively.
  • the tactile sensation generation signals S64 and S65 are both pulse signals having a predetermined width with a peak voltage (tactile sensation generation voltage) of several tens of volts as an “H” pulse as compared with the excitation electrode 2 and the detection electrode 3. .
  • the layer applied potential V35 is charged to a high voltage corresponding to the generation period of the tactile sensation generation voltage when the pulse signal of the tactile sensation generation signal is “H” level, and charged while the pulse signal of the tactile sensation generation signal is “L” level. The charge is discharged.
  • the vicinity of the intersection region of the tactile sensation generating column electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generating row electrode Why1 (q) is caused by capacitive coupling with the respective electrodes Why1 (q) and Whx1 (p).
  • Charging / discharging is repeated with a pulse voltage having a peak voltage approximately twice as high as the “H” level of the pulse signal. At this time, a tactile sensation is generated by the electrostatic force between the charged charge storage layer 35 and the finger.
  • the tactile sensation generation voltage is set so that the finger tactile sensation threshold is between the “H” level of the tactile sensation generation signal and the charge voltage approximately twice that of the tactile sensation generation signal.
  • a tactile sensation can be imparted to the finger touched in the vicinity of the intersection area between the electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generating row electrode Why1 (q).
  • the generation period and application period of the pulse signals in the tactile sensation generation signals S64 and S65 are appropriately set according to the tactile sensation to be applied.
  • a sine wave signal may be used instead of the pulse signal as the tactile sensation generation signals S64 and S65.
  • the operation returns to the operation of the touch detection period P1.
  • the touch panel device repeats a series of operations according to the presence or absence of touch determination.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 includes the tactile sensation generating column electrode Whx1 to which a tactile sensation generating signal is applied, among the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4 and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 of the touch screen 1. (P) and the tactile sensation generating row electrode Why1 (j) are determined, and the tactile sensation generating voltage is set to “H” level in the tactile sensation generating column electrode Whx1 (p) and the tactile sensation generating row electrode Why1 (j). A series of tactile voltage generation operations for applying the signals S64 and S65 are performed.
  • the tactile sensation generation control circuit 66 gives a control signal to the charge detection circuit 61 during the tactile sensation generation signal application period P5 to place all the detection electrodes Wtx (1) to Wtx (n) in a floating state, thereby detecting the detection electrodes Wtx ( 1)
  • the electric field shielding function by Wtx (n) is invalidated, and the decrease in tactile sensation imparted to an indicator such as a finger is suppressed.
  • the excitation electrode 2 formed on the back side of the glass substrate 33 which is a transparent electrode, is fixed to the GND potential at a low impedance outside the touch screen 1, and a high voltage tactile sensation is generated. It acts as a shield electrode for the tactile sensation generation signal with the working voltage set to the “H” level.
  • a touch generation signal in which the “H” level is set to a high voltage for generating a touch is generated for a display panel that is generally arranged in combination on the back side of the glass substrate 33 in the touch panel device. It is possible to prevent display defects such as display unevenness due to mixing as noise.
  • n excitation electrodes 2 may be fixed to a potential other than the GND potential as long as they are fixed at a low impedance.
  • the touch panel device includes the touch detection circuit unit 67 and the tactile voltage generation circuit unit 68 in addition to the touch screen 1.
  • the touch detection circuit unit 67 applies a charge detection result D61 corresponding to the mutual capacitance between the plurality of excitation electrodes 2 and the plurality of detection electrodes 3 while selectively applying the excitation pulse signal S60 to the plurality of excitation electrodes 2. Based on this, the presence / absence of touch on the operation surface OS by the indicator is determined. When it is determined that there is a touch, the touch coordinates on the operation surface OS are calculated based on the charge detection result D61 to obtain detected coordinate data D62. Yes.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 is based on the detected coordinate data D62 obtained by the touch detection circuit unit 67, and the tactile sensation generation signal is selected from the plurality of tactile sensation row electrodes 4 and the plurality of tactile sensation generation column electrodes 5.
  • the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 are determined as the selection / tactile sensation generating row electrode 4 and the selection / tactile sensation generating column electrode 5, and the selection / tactile sensation generating row electrode 4 and the selection / A tactile sensation generating signal is applied to the tactile sensation generating column electrode 5.
  • the charge detection circuit 61 uses the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 of the touch screen 1 to have mutual capacitance.
  • the corresponding charge detection result D61 (capacitance derivation data) is detected, and the touch coordinate calculation circuit 62 performs touch determination based on the degree of change in the charge detection result D61.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 calculates detected coordinate data D62.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 applies a tactile sensation generation signal to the selection / tactile sensation generation row electrode 4 and the selection / tactile sensation generation column electrode 5 corresponding to the touch coordinates based on the detected coordinate data D62, and intersects them.
  • tactile sensation feedback is performed for the input operation by the operator's finger.
  • a low impedance state is set on the surface of the glass substrate 33 by the excitation electrode 2 that is the first touch detection electrode provided on the back surface of the glass substrate 33. It is possible to shield the detection electrode 3 that is the second touch detection electrode and the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 that are the first and second tactile sensation generating electrodes. As a result, it is possible to suppress the drive noise from the display panel, which is generally arranged in combination on the back surface side of the glass substrate 33, from being mixed into the detection electrode 3, and further, the row electrode 4 for selection / tactile sensation generation. In addition, it is possible to suppress the occurrence of display defects such as display unevenness due to the tactile sensation generation signal applied to the selection / tactile sensation generating column electrode 5 being mixed into the display panel as noise.
  • the excitation electrode 2 and the tactile sensation generating row electrode 4 and the detection electrode 3 and the tactile sensation generating column electrode 5 are provided completely independently of each other, a high withstand voltage required for conduction / cutoff of the tactile sensation generation signal is provided.
  • the circuit configuration of the touch panel device can be simplified as much as the switch circuit and the like can be omitted.
  • the first pitch in the column direction between the excitation electrodes 2 and 2 set based on the desired touch coordinate accuracy and the second pitch in the row direction of the detection electrodes 3 and 3 are set based on the required tactile resolution.
  • the third pitch in the column direction between the tactile sensation generating row electrodes 4 and 4 and the fourth pitch in the row direction such as between the tactile sensation generating column electrodes 5 and 5 can be set differently. Therefore, the inter-electrode pitch of the first and second pitches and the third and fourth pitches is made narrower than necessary to complicate the device configuration, or the touch coordinates are made wider than necessary. There is no sacrifice in accuracy or tactile generation resolution.
  • the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 are directly formed on the surface of the glass substrate 33 which is a single transparent substrate, and the excitation electrode 2 is directly formed on the back surface. Therefore, for example, compared with the case where two substrates are used for the excitation electrode 2 and the detection electrode 3, and the tactile sensation row electrode 4 and the tactile sensation generation column electrode 5, the touch screen is increased.
  • the thickness in the vertical direction (Z direction in FIGS. 1 to 5) can be reduced.
  • At least the detection electrode / main portion 30 of the detection electrode 3 and at least the tactile sensation generating column electrode / main portion 50 of the tactile sensation generating column electrode 5, and the tactile sensation generating row electrode / main portion 40 including the tactile sensation generating row electrode / main portion 40. can be simultaneously formed as the same wiring layer (first wiring layer), so that the structure of the touch screen 1 can be simplified. Furthermore, the manufacturing process of the touch screen 1 can be simplified and the cost can be reduced.
  • Detection electrode 3 formed on the surface of glass substrate 33, tactile sensation generating row electrode 4 and tactile sensation generating column electrode 5 detecting electrode / main part 30, tactile sensation generating row electrode / main part 40 and tactile sensation generating column electrode Since the main portion 50 is arranged without overlapping in plan view, an interelectrode capacitance (mutual capacitance) formed between the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 caused by contact / proximity of an indicator such as an operator's finger Is inhibited by the presence of the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5. Thereby, the fall of the touch detection sensitivity of a touchscreen apparatus provided with the touch screen 1 can be suppressed.
  • the detection electrode / main part 30, the tactile sensation generating row electrode / main part 40, and the tactile sensation generating column electrode / main part 50 are arranged without overlapping in plan view, thereby suppressing a reduction in the transmittance of display light. can do.
  • the first pitch which is the columnar arrangement pitch of the excitation electrodes 2, and the third pitch, which is the columnar arrangement pitch of the tactile sensation generating row electrodes 4, are configured to have an integer ratio (3: 1). Since they are regularly arranged, non-uniformity in transmittance due to uneven overlapping between the excitation electrode 2 and the tactile sensation generating row electrode 4 does not occur. Due to the presence of the overlapping unevenness, it is possible to suppress the electrodes 2, 4 and the like from being visually recognized.
  • the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 formed on the surface of the glass substrate 33 are regularly arranged without overlapping in plan view. Therefore, the non-uniformity of transmittance due to uneven overlapping of the excitation electrode 2 provided on the back surface of the glass substrate 33 and the detection electrode 3 provided on the front surface, the row electrode 4 for generating tactile sensation, or the column electrode 5 for generating tactile sensation. Does not occur. The presence of the overlapping unevenness can prevent the electrodes 2 to 4 from being visually recognized.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 sets all the tactile sensation generating row electrodes 4 and the tactile sensation generating column electrodes 5 to be in a floating state, whereby the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 are set.
  • the electric field formed between them is prevented from being shielded by the presence of the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5, and the degree of change in mutual capacitance between the excitation electrode 2 and the detection electrode 3 caused by the touch operation is prevented.
  • a decrease that is, a decrease in touch detection sensitivity can be suppressed.
  • the excitation electrode 2 is made of a transparent conductive film, but it is necessary to increase the film thickness of the transparent conductive film in order to further reduce the electrode resistance.
  • the film thickness of the transparent conductive film is increased, the transmittance of the display light is reduced, or the short wavelength side of the display light is more absorbed, and the yellowish coloring becomes prominent.
  • the touch screen 1B according to the second embodiment adopts a configuration in which the excitation electrode 2 is configured from a mesh structure of fine metal wiring.
  • FIG. 8 is a plan view showing the structure of the excitation electrode 2B viewed from the back side of the touch screen 1B.
  • the touch screen 1B has the same configuration as the touch screen 1 of the first embodiment except for the configuration of the excitation electrode 2B.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the touch screen 1B shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a configuration corresponding to the AA cross section of FIG.
  • the excitation electrode 2B formed on the back surface of the glass substrate 33, which is a transparent substrate has two metal mesh diagonally straight portions 21 formed of fine metal wiring. And the metal wiring mesh structure by 22 is exhibited.
  • the metal mesh slanting straight line portion 21 is a plurality of metal wirings extending in the ⁇ 45 ° direction (upper left direction) in the XY plane of FIG. 8, and the metal mesh slanting straight line portion 22 is + 45 ° in the XY plane of FIG. A plurality of metal wirings extending in a direction (lower left direction).
  • the metal mesh diagonal straight portions 21 and 22 have an inclination of about 45 ° with respect to the row direction and the column direction and are orthogonal to each other, the metal mesh diagonal straight portion 21 and the metal mesh diagonal linear portion 22 cross each other in plan view.
  • the third and fourth directions which are the formation directions of the metal mesh oblique straight portions 21 and 22, are the row direction (X direction) that is the formation direction of the excitation electrode 2B and the columns that are the width direction of the excitation electrode 2B. It is set in a direction that intersects any of the directions.
  • the combination of the metal mesh slanting straight portions 21 and 22 makes it possible to obtain an excitation electrode 2B having a low electrical resistance in a mesh structure provided with a lattice-like space.
  • the excitation electrode 2B has a fine metal wiring mesh structure formed of the metal mesh diagonal straight portions 21 and 22, so that the electrode resistance of the excitation electrode 2B can be reduced.
  • the fine metal wiring constituting the metal mesh oblique straight portions 21 and 22 has a resistance value that is one digit lower than that of the transparent conductive film. For this reason, it becomes possible to improve the shielding effect by the excitation electrode 2B with respect to the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4, and the tactile sensation generating column electrode 5.
  • the display light does not pass through the two transparent conductive films, but substantially passes through the single transparent conductive film (the detection electrode 3, the tactile sensation row electrode 4, or the tactile sensation generation column electrode 5). As a result, the yellowish color characteristic of the transparent conductive film can be reduced.
  • the back surface of the glass substrate 33 is provided by providing the excitation electrode 2B having a metal wiring mesh structure by a combination of the metal mesh diagonal straight portions 21 and 22 formed along the third and fourth directions. Moire fringes due to interference with the pixel grid of the display panel arranged in combination on the side can be reduced. This is because the pixel lattice of the display panel provided on the back surface side of the glass substrate 33 is generally arranged along the row direction and the column direction (X direction and Y direction), so that the mesh is the third and fourth meshes. This is because the influence of blocking the display light of the display panel due to the metal wiring mesh structure provided along the direction can be avoided.
  • a metal wiring having a width of several ⁇ m so that the fine metal wiring constituting the metal mesh oblique straight portions 21 and 22 is not visually recognized.
  • a metal material used for the metal mesh diagonal straight portions 21 and 22 a material such as aluminum or copper can be used.
  • the configuration and operation of the touch panel device are the same as those of the touch panel device of the first embodiment shown in FIGS. 6 and 7 except that the touch screen 1 is replaced with the touch screen 1B.
  • the touch screen 1 includes a detection electrode 3 formed on the front surface side of the glass substrate 33, a tactile sensation row electrode 4, by an excitation electrode 2 formed on the back surface of the glass substrate 33, which is a transparent substrate.
  • the tactile sensation generating column electrode 5 is shielded.
  • lead wires 9, 10 and 11 (first type, second type and third type lead wires) from the detection electrode 3, the tactile sensation generating row electrode 4 and the tactile sensation generating column electrode 5 are further described.
  • shield electrodes for the plurality of front surface side terminals 12 are formed on the back surface side.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing a configuration of a touch screen having a tactile sensation generating function according to the third embodiment of the present invention.
  • a plurality of lead wires 9 to 11 electrically connected to the plurality of detection electrodes 3, the plurality of tactile sensation generating row electrodes 4, and the plurality of tactile sensation generating column electrodes 5 overlap in plan view.
  • the shield electrode 70 is formed.
  • the shield electrode 70 is configured to overlap the plurality of surface side terminals 12 in plan view. Note that components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the shield electrode 70 is formed in the same wiring layer as the excitation electrode 2 and the back surface side terminal 13 on the back surface of the glass substrate 33, and has the left end in the figure among the plurality of back surface side terminals 13 for the excitation electrode 2. It is electrically connected to the back side terminal 13L via the lead wiring 71.
  • the back side terminal 13L to which the shield electrode 70 is connected is connected to GND outside the touch screen 1C.
  • the shield electrode 70 includes a plurality of lead wires 9 to 11 and a plurality of surface side terminals 12 (a plurality of surface-side terminals 12) that are electrically connected to the detection electrode 3, the tactile-sensing row electrode 4, and the tactile-sensing column electrode 5.
  • the shield function for the external connection terminal can be exhibited.
  • a drive signal from a display panel that is generally arranged in combination on the back side is propagated as noise to the lead-out wiring 9 of the detection electrode 3 and the front-side terminal 12 to which the lead-out wiring 9 is connected. You can shield it. Furthermore, tactile sensation generating signals applied to the lead wiring 10 of the tactile sensation generating row electrode 4, the lead out wiring 11 of the tactile sensation generating column electrode 5, and the surface side terminal 12 to which the lead out wirings 10, 11 are connected are sent to the display panel. It is possible to shield the propagation as noise.
  • the excitation electrode 2 of Embodiment 1 was shown, it may replace with the excitation electrode 2 and the excitation electrode 2B of Embodiment 2 may be employ
  • the configuration and operation of the touch panel device are the same as those of the touch panel device of the first embodiment shown in FIGS. 6 and 7 except that the touch screen 1 is replaced with the touch screen 1C.
  • FIG. 11 is a plan view showing an electrode configuration in the intersection area CA of the tactile row electrode group 106 and the column electrode group 107 and in the vicinity thereof in the fourth embodiment.
  • the intersection area CA corresponds to the tolerance area CA of FIG.
  • the constituent parts 2 to 7 in FIG. 1 correspond to constituent parts 102 to 107 described later in the fourth embodiment
  • the lead-out wiring 10 corresponds to the segment electrode wiring 116.
  • FIG. 1 is a schematic diagram, and the shapes of the electrodes 2 to 5 are shown in a rectangular shape for convenience of explanation.
  • FIG. 12 is a plan view showing only the excitation electrode 102 and the detection electrode 103 which are the first and second touch detection electrodes in the intersection area CA.
  • FIG. 13 is a plan view showing only the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105 which are the first and second tactile sensation generating electrodes in the intersection area CA.
  • a plurality of tactile sensation generating segment electrodes 104 formed independently of the plurality of excitation electrodes 102 on the surface side of the transparent substrate 33 are separated and arranged in a matrix (in the X and Y directions). Separated).
  • Each tactile sensation generating segment electrode 104 has a comb-tooth portion 104t (first comb-tooth portion) having a comb-like shape in plan view as a whole.
  • the plurality of tactile sensation generating column electrodes 105 are formed independently of the plurality of detection electrodes 103, and each has a comb-tooth-like portion 105 t in a comb-like shape in plan view for several rows (at least two) along the column direction.
  • the second comb teeth are connected and meandered while being meandered.
  • a corresponding comb tooth portion 104t (tactile sensation generating segment electrode 104) is arranged so as to be engaged with each of the plurality of tactile sensation generating column electrodes 105 while maintaining a gap with each comb tooth portion 105t.
  • the entire structure of the tactile sensation generating segment electrode 104 is a comb tooth portion 104t.
  • the tactile sensation generating segment electrode 104 may have a structure having a comb tooth portion 104t in part.
  • one tactile sensation generating column electrode 105 is provided on each of the left and right sides, and two comb teeth of each of the left and right tactile sensation generating column electrodes 105 are provided.
  • a total of four tactile sensation generating segment electrodes 104 (comb teeth 104t) are provided along the column direction with respect to the portion 105t.
  • the comb tooth portion 105t that is the second comb tooth portion and the comb tooth portion 104t that is the first comb tooth portion are opposed to each other along the row direction (X direction) (each comb of the comb tooth portion 104t).
  • the teeth extend in the ⁇ X direction, and each comb tooth of the comb tooth portion 105t extends in the + X direction.
  • the detection electrode 103 which is a second touch detection electrode is extended in the column direction while maintaining a gap between the tactile sensation generating segment electrodes 104 arranged along the two tactile sensation generating column electrodes 105. Is placed.
  • the detection electrode 103 has a rectangular shape in plan view.
  • the first touch detection is performed by extending in the row direction on the back surface side of the transparent substrate 33.
  • An excitation electrode 102 which is a working electrode, is provided.
  • the tactile sensation generating column electrodes 105 of each column are assumed. Are the comb teeth 104t and the comb teeth corresponding to each other between the alpha (at least two) tactile sensation generating segment electrodes 104 in the same row and the alpha comb teeth 104t and the ⁇ comb teeth 105t. It arrange
  • the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105 are formed without overlapping in plan view, and the detection electrode 103 is planar with the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105, respectively. It is formed without visual overlap.
  • a segment electrode wiring 116 to the tactile sensation generating segment electrode 104 is provided in a gap region between each tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105 or the detection electrode 103 and is connected to a terminal portion (not shown).
  • the segment electrode wiring 116 may be a fine metal wiring or the like.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the CC cross-sectional configuration of FIG.
  • an excitation electrode 102 is formed of a transparent conductive film on the back surface of a glass substrate 33 that is a transparent substrate, and a transparent protective film 34 is formed to cover the excitation electrode 102.
  • the tactile sensation generating segment electrode 104, the tactile sensation generating column electrode 105, and the detection electrode 103 are formed of the transparent conductive film on the same wiring layer on the surface of the glass substrate 33. That is, the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105 can be simultaneously manufactured as the same wiring layer formed at the same formation height on the surface of the glass substrate 33.
  • the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
  • a high-resistance transparent charge accumulation layer 35 for charge accumulation is formed on the detection electrode 103, the tactile sensation segment electrode 104, and the tactile sensation generation column electrode 105, and a transparent protective film 36 is further formed thereon. Forming.
  • the surface of the protective film 36 becomes an operation surface OS of a pointer such as a finger.
  • the comb teeth 104t constituting each tactile sensation generating segment electrode 104 maintains a gap with the corresponding comb teeth 105t of the tactile sensation generating column electrode 105. Arranged to mesh.
  • the plurality of tactile sensation generating segment electrodes 104 separated and arranged in a matrix form are independently connected to the corresponding segment electrode wirings 116.
  • the segment electrode wiring 116 is connected to an external FPC (Flexible Print Print Circuit) via the surface side terminal 12.
  • FPC wiring is provided so that the tactile sensation generating segment electrodes 104 corresponding to the same row are electrically connected in common. That is, the FPC wiring portion corresponding to each row plays an electrically equivalent role to the tactile sensation generating row electrode 4 in the first embodiment.
  • each of the m tactile sensation electrode groups 106 includes a tactile sensation generating segment electrode Why1 (j) arranged in the upper direction ( ⁇ Y direction side) along the row direction, and a lower part (+ Y direction side) in the row direction.
  • a plurality of tactile sensation generating segment electrodes 104 are arranged in a matrix of m (rows) ⁇ n (columns) shown in FIG. 6 (in addition, 2 ⁇ 2 tactile sensation generating segment electrodes 104 are formed in the intersection area CA. (2m ⁇ 2n) segment electrode wirings 116 connected to the plurality of tactile sensation generating segment electrodes 104 are independently connected to the surface side terminals 12 respectively. . And the surface side terminal 12 and the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 are electrically connected through, for example, an FPC wiring.
  • the tactile sensation generating segment electrodes Why1 (j) arranged in the row direction above the tactile sense electrode groups 106 are commonly connected by the FPC wiring and arranged in the lower portion along the row direction.
  • the tactile sensation generating segment electrode Why2 (j) is commonly connected by FPC wiring.
  • the number of wirings commonly connected by the FPC is m for the tactile sensation segment electrodes Why1 and Why2, and 2 m in total.
  • the 2 m wirings of the FPC correspond to the tactile sensation generating row electrodes in the first embodiment.
  • the wiring in which the tactile sensation generating segment electrodes Why1 (q) arranged in the row direction are connected to the upper part of the q-th tactile sensation electrode group 106 in the FPC is simulated.
  • the selection / tactile sensation generating row electrode (first selection tactile sensation generating electrode) becomes the pth tactile sensation generating column electrode Whx1 (p).
  • the selection / tactile sensation generating column electrode 105 (second selection tactile sensation generating electrode) )
  • the tactile sensation generating voltage from the tactile sensation voltage generating circuit (Y) 65 is applied to the upper part of the tactile row electrode group 106 in the q-th row via the FPC wiring portion, the surface side terminal 12 and the segment electrode wiring 116. It is commonly applied to the tactile sensation segment electrode array 104 arranged in the row direction.
  • the excitation electrode 102 which is the first touch detection electrode which is set in the low impedance state and is provided on the back surface of the glass substrate 33 is used.
  • the detection electrode 103 which is the second touch detection electrode provided on the surface, the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105 which are the first and second tactile sensation generating electrodes can be shielded. .
  • the tactile sensation generating signal applied to the selection / tactile sensation generating segment electrode 104 and the selection / tactile sensation generating column electrode 105 in the same row electrically connected to the display panel is mixed as noise in the display panel, resulting in display defects such as display unevenness. Occurrence can be suppressed.
  • the excitation electrode 102 and the tactile sensation generating segment electrode 104 and the detection electrode 103 and the tactile sensation generating column electrode 105 are provided completely independently of each other, a high withstand voltage required for conduction / cutoff of the tactile sensation generation signal is provided.
  • the circuit configuration of the touch panel device can be simplified as much as the switch circuit and the like can be omitted.
  • the first pitch in the column direction between the excitation electrodes 102 and 102 set based on the desired touch coordinate accuracy and the second pitch in the row direction of the detection electrodes 103 and 103 are set based on the required tactile resolution.
  • the third pitch in the column direction between the tactile sensation generating segment electrodes 104 and 104 and the fourth pitch in the row direction between the tactile sensation generating column electrodes 105 and 105 can be set differently. Therefore, the inter-electrode pitch of the first and second pitches and the third and fourth pitches is made narrower than necessary to complicate the device configuration, or the touch coordinates are made wider than necessary. There is no sacrifice in accuracy or tactile generation resolution.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the first pitch of the excitation electrodes 102 is set to be twice the third pitch of the tactile sensation generating segment electrode 104.
  • the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105 are directly formed on the surface of the glass substrate 33, which is a single transparent substrate, and the excitation electrode 102 is directly formed on the back surface. Therefore, for example, compared with the case where two substrates are used for the excitation electrode 102 and the detection electrode 103, and the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105, the touch screen is increased.
  • the thickness in the vertical direction (Z direction in FIGS. 11 to 14) can be reduced.
  • the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105 are formed at the same formation height, the same wiring layer (first wiring layer) can be simultaneously formed.
  • the structure can be simplified. Further, the manufacturing process of the touch screen 1D can be simplified to reduce the cost.
  • the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105 formed on the surface of the glass substrate 33 are arranged without overlapping in plan view, contact of an indicator such as an operator's finger / It is possible to suppress the change in interelectrode capacitance (mutual capacitance) formed between the excitation electrode 102 and the detection electrode 103 caused by proximity from being hindered by the presence of the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105. Thereby, the fall of the touch detection sensitivity of a touch panel apparatus provided with touch screen 1D can be suppressed.
  • the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105 are arranged without overlapping in plan view, it is possible to suppress a reduction in the transmittance of display light.
  • the detection electrodes 103, the tactile sensation generating segment electrodes 104, and the tactile sensation generating column electrodes 105 formed on the surface of the glass substrate 33 are regularly arranged without overlapping in plan view.
  • the nonuniformity of the transmittance due to the overlapping unevenness between the excitation electrode 102 and the detection electrode 103 provided on the surface, the tactile sensation segment electrode 104 or the tactile sensation generation column electrode 105 does not occur.
  • the presence of the overlapping unevenness can prevent the electrodes 102 to 104 from being visually recognized.
  • the electrode resistance of the excitation electrode 102 is reduced, It is possible to improve the shielding effect by the excitation electrode 102 with respect to the detection electrode 103, the tactile sensation generating segment electrode 104, and the tactile sensation generating column electrode 105.
  • the display light does not pass through the two transparent conductive films but substantially passes through the single transparent conductive film (the detection electrode 103, the tactile sensation segment electrode 104, or the tactile sensation generation column electrode 105). As a result, the yellowish color characteristic of the transparent conductive film can be reduced.
  • the metal wiring mesh is formed by combining the metal mesh slanted straight portions 21 and 22 formed along the third and fourth directions.
  • the shield electrode 70 includes a plurality of lead wires 9, a plurality of segment electrode wires 116, and a plurality of segment electrode wires 116 electrically connected to the detection electrode 103, the tactile sensation segment electrode 104, and the tactile sensation generation column electrode 105.
  • a shielding function for the lead-out wiring 11 and the plurality of surface side terminals 12 (a plurality of external connection terminals) can be exhibited. 10 correspond to the constituent portions 102 to 107, and the lead-out wiring 10 corresponds to the segment electrode wiring 116.
  • a drive signal from a display panel that is generally arranged in combination on the back side is propagated as noise to the lead-out wiring 9 of the detection electrode 103 and the front-side terminal 12 to which the lead-out wiring 9 is connected. You can shield it. Further, a tactile sensation generating signal applied to the segment electrode wiring 116 of the tactile sensation generating segment electrode 104, the lead wiring 11 of the tactile sensation generating column electrode 105, and the surface side terminal 12 to which the wirings 116 and 11 are connected is displayed on the display panel. It can be shielded from propagating as noise.
  • the charge detection circuit 61 is a touch screen.
  • the charge detection result D61 (capacitance derivation data) corresponding to the mutual capacitance is detected using one excitation electrode 102 and detection electrode 103, and the touch coordinate calculation circuit 62 performs touch determination based on the degree of change in the charge detection result D61. Do.
  • the touch coordinate calculation circuit 62 calculates detected coordinate data D62.
  • the tactile sensation voltage generation circuit 68 applies a tactile sensation generation signal to the pseudo selection / tactile sensation segment electrode 104 and the selection / tactile sensation generation column electrode 105 corresponding to the touch coordinates based on the detected coordinate data D62.
  • tactile sensation feedback is performed for the input operation by the operator's finger.
  • the excitation electrode 102 formed on the back surface side of the glass substrate 33 which is a transparent electrode, has a GND potential outside the touch screen 1. It is fixed at a low impedance, and acts as a shield electrode for a tactile sensation generating signal with a high voltage for generating a tactile sensation at “H” level.
  • a touch generation signal in which the “H” level is set to a high voltage for generating a touch is generated for a display panel that is generally arranged in combination on the back side of the glass substrate 33 in the touch panel device. It is possible to prevent display defects such as display unevenness due to mixing as noise.
  • the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 puts all the tactile sensation generation segment electrodes 104 and the tactile sensation generation column electrodes 105 into a floating state.
  • the electric field formed between the excitation electrode 102 and the detection electrode 103 is prevented from being shielded by the presence of the tactile sensation generating segment electrode 104 and the tactile sensation generating column electrode 105, and the excitation generated by the touch operation is performed.
  • a decrease in the degree of change in mutual capacitance between the electrode 102 and the detection electrode 103, that is, a decrease in touch detection sensitivity can be suppressed.
  • the glass substrate 33 has been described as the transparent substrate.
  • the present invention can be similarly applied to a film substrate instead of the glass substrate 33.
  • the electrodes 2 to 5 are formed directly on the front surface and the back surface of the glass substrate 33, which is a transparent substrate. There is no need.
  • the excitation electrode 2 only needs to be disposed closest to the back surface side ( ⁇ Z side) of the glass substrate 33 when viewed from the operation surface side, and the excitation electrode 2 formed on the back surface of the glass substrate 33.
  • the excitation electrode 2 may be formed on the surface of the film substrate, and the back surface of the film substrate may be attached to the back surface of the glass substrate 33.
  • the entire tactile sensation generating row electrode 4, the detection electrode / main portion 30, and the tactile sensation generating row electrode / main portion 40 are provided on the surface side of the glass substrate 33 which is a transparent substrate. Is used as the first wiring layer, and the detection electrode / intersection 31 and the tactile sensation generating column electrode / intersection 51 are formed as the second wiring layer stacked on the first wiring layer with the insulating film 32 interposed therebetween.
  • the present invention is not limited to such a wiring layer configuration.
  • the detection electrode 3, the tactile sensation generating column electrode 5 and the tactile sensation generating row electrode / main portion 40 are formed as the first wiring layer, and the tactile sensation generating row electrode / intersection 41 is formed. You may comprise so that it may form as a 2nd wiring layer.
  • the tactile sensation generating row electrode 4 (tactile sensation generating segment electrode 104) and the tactile sensation generating column electrode 5 (tactile sensation generating column electrode 105) to which the tactile sensation generation signal is applied have been described as one.
  • a plurality of lines may be applied.
  • a tactile sensation generating signal is applied to all three tactile sensation generating row electrodes 4 belonging to the common tactile sensation row electrode group 6, or a tactile sensation generating signal is applied to all two tactile sensation generating column electrodes 5 belonging to the column electrode group 7. May be applied.
  • a tactile sensation may be given corresponding to the display image content.
  • the touch detection circuit unit 67 and the tactile sensation voltage generation circuit unit 68 shown in FIG. 7 are all configured by hardware, but a part of the charge detection circuit 61, the touch coordinate calculation circuit 62, the touch detection control circuit 63, The tactile sensation generation control circuit 66 may be configured to be executed by program processing using a CPU based on software, for example.

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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

タッチスクリーン及びタッチパネル装置
　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。

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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110321024A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 乐金显示有限公司 触摸显示装置和触摸感测方法
CN110347278A (zh) * 2018-04-03 2019-10-18 乐金显示有限公司 触摸面板、触摸显示装置和触摸感测方法
JP6739686B1 (ja) * 2019-09-19 2020-08-12 三菱電機株式会社 触覚提示タッチパネル及び表示装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6363039B2 (ja) * 2015-03-06 2018-07-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US11681380B2 (en) * 2017-08-31 2023-06-20 Parade Technologies, Ltd. Adaptive electrode arrangement in a capacitive sense array
KR102581839B1 (ko) * 2018-10-02 2023-09-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN109871157B (zh) * 2019-02-01 2022-07-19 云谷（固安）科技有限公司 触控显示面板和触控显示装置
TWI730413B (zh) * 2019-09-17 2021-06-11 凌巨科技股份有限公司 觸控模組及顯示裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013058153A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Alps Electric Co Ltd 触覚刺激発生装置
JP2014056580A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Samsung Display Co Ltd 触覚画像の表現方法及びそれを行うためのタッチスクリーン装置
JP2014238881A (ja) * 2014-08-19 2014-12-18 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248525A (ja) * 2006-03-13 2007-09-27 Ricoh Co Ltd クリーニング装置、並びにこれを備えるプロセスユニット及び画像形成装置
JP4869309B2 (ja) 2008-09-05 2012-02-08 三菱電機株式会社 タッチスクリーン、タッチパネル及び表示装置
US8269744B2 (en) 2008-09-05 2012-09-18 Mitsubishi Electric Corporation Touch screen, touch panel and display device
US8805517B2 (en) * 2008-12-11 2014-08-12 Nokia Corporation Apparatus for providing nerve stimulation and related methods
CN101907922B (zh) * 2009-06-04 2015-02-04 新励科技(深圳)有限公司 一种触感触控系统
US9904088B2 (en) * 2011-01-19 2018-02-27 Lg Innotek Co., Ltd. Touch panel and method for manufacturing the same
JP2013058154A (ja) 2011-09-09 2013-03-28 Alps Electric Co Ltd 触覚刺激発生装置
US9176587B2 (en) 2012-06-29 2015-11-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Tactile sense presentation device and tactile sense presentation method
US9568999B2 (en) 2012-09-12 2017-02-14 Samsung Display Co., Ltd. Method for representing a tactile image and touch screen apparatus for performing the method
US9423896B2 (en) 2012-09-12 2016-08-23 Samsung Display Co., Ltd. Method for representing a tactile image and touch screen apparatus for performing the method
JP6112544B2 (ja) * 2012-11-27 2017-04-12 国立大学法人電気通信大学 触覚提示装置の電極基板、触覚提示装置及び表示装置
US10120447B2 (en) * 2013-06-24 2018-11-06 Northwestern University Haptic display with simultaneous sensing and actuation
US20150316986A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 Samsung Display Co., Ltd. Apparatus and method to realize dynamic haptic feedback on a surface
KR102417018B1 (ko) * 2014-08-26 2022-07-05 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널의 구동 장치
JP6235726B2 (ja) * 2014-09-08 2017-11-22 富士フイルム株式会社 タッチパネル用導電フィルム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013058153A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Alps Electric Co Ltd 触覚刺激発生装置
JP2014056580A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Samsung Display Co Ltd 触覚画像の表現方法及びそれを行うためのタッチスクリーン装置
JP2014238881A (ja) * 2014-08-19 2014-12-18 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110321024A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 乐金显示有限公司 触摸显示装置和触摸感测方法
CN110321024B (zh) * 2018-03-30 2022-10-14 乐金显示有限公司 触摸显示装置和触摸感测方法
CN110347278A (zh) * 2018-04-03 2019-10-18 乐金显示有限公司 触摸面板、触摸显示装置和触摸感测方法
CN110347278B (zh) * 2018-04-03 2022-10-14 乐金显示有限公司 触摸面板、触摸显示装置和触摸感测方法
JP6739686B1 (ja) * 2019-09-19 2020-08-12 三菱電機株式会社 触覚提示タッチパネル及び表示装置

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