タッチパネルおよびそれを備える表示装置
【課題】複数の検出用配線を備えるタッチパネルにおいて、検出用配線ごとの寄生容量のばらつきを抑える。
【解決手段】タッチパネルのタッチスクリーン１は、複数の検出用列配線２と、検出用列配線２に交差する複数の検出用行配線３とを備える。複数の検出用列配線２のうち最も外側のもののさらに外側には、検出用列配線２と同様の構成のダミー列配線４が配設される。複数の検出用行配線３のうち最も外側のもののさらに外側には、検出用行配線３と同様の構成のダミー行配線５が配設される。
【解決手段】タッチパネルのタッチスクリーン１は、複数の検出用列配線２と、検出用列配線２に交差する複数の検出用行配線３とを備える。複数の検出用列配線２のうち最も外側のもののさらに外側には、検出用列配線２と同様の構成のダミー列配線４が配設される。複数の検出用行配線３のうち最も外側のもののさらに外側には、検出用行配線３と同様の構成のダミー行配線５が配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指などの指示体による接触（タッチ）を検出してその位置座標を特定するタッチパネルは、優れたユーザインタフェース手段の一つとして注目されており、抵抗膜方式や静電容量方式など、種々の方式によるタッチパネルが製品化されている。
【０００３】
静電容量方式の一つとして、タッチセンサが内蔵されるタッチスクリーンの前面側を、厚みが数ミリ程度のガラス板などの保護板で覆った場合でもタッチ検出が可能なＰＣＴ（Projected Capacitive Touchscreen）方式がある（例えば、特許文献１参照）。この方式は、保護板を前面に配置できるので、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、および可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のＰＣＴ方式を用いたタッチパネルのタッチスクリーンは、静電容量を検出するための検出用配線として、薄い誘電膜に形成された第１シリーズの導電材料パターン（導体エレメント）と、絶縁膜を隔て形成された第２シリーズの誘電材料パターン（導体エレメント）とを備えており、各導体エレメント間には電気的接触はなく、複数の交点を形成している。誘電性材料として最適な材料は、例えば銀などの金属材料である。また、表示上その可視性が問題となり、可視性を低くする場合には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）が用いられる。また、導電材料パターンに代えて、１０μｍ〜２０μｍの細い電線も使用可能である。
【０００５】
また、静電容量を検出する導体エレメントは、出力線、マルチプレクサを介して、容量制御オシレータに接続される。その出力は、除算器でカウントされて、容量検出データとされる。
【０００６】
また、下記の特許文献２では、タッチパネルのタッチスクリーンにおいて、検出用配線と端子とを接続する複数の引き出し線のうち、最も外側の引き出し線のさらに外側端に、ダミー引き出し配線を設ける技術が提案されている。当該タッチパネルでは、ダミー引き出し配線に所定電位を与えることにより、最も外側の引き出し線の寄生容量とその他の引き出し線の寄生容量との偏差が抑制される。それにより、検出用配線ごとの静電容量検出感度の偏差を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５１１０８６号公報（７頁１９〜８頁４行、同頁２３行〜９頁６行、１３頁４行〜１２行、図１、図２、図８）
【特許文献２】特開２０１０−２５７１７８号公報（５項１０〜１７行、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，２のような静電容量方式のタッチパネルでは、容量検出回路として、弛張発振器やヒステリシス発振器を用いることができる。容量検出回路の発振周期は、抵抗素子および容量素子の充放電時定数により概ね決まる。よって、その容量素子の一部を検出用配線と指示体との間に形成される静電容量（以下「タッチ容量」と称す）にすれば、容量検出回路の発振周期はタッチ容量に応じて変化するようになる。静電容量方式のタッチパネルは、その発振周期の変化を検出することによって、タッチの有無やタッチ位置の判定を行っている。タッチの良好な検出精度を得るためには、検出用配線の寄生容量や配線抵抗を可能な限り下げる必要がある。
【０００９】
使用者の指タッチによりタッチパネル上に形成される電極の面積は、使用者の年齢や体格により多少の違いはあるが、一般的に１平方センチメートル程度で大きな差は無く、形成されるタッチ容量は数ｐＦ程度である。タッチ容量には、電界の広がりがあるので、隣接する検出用配線間の補間によって、検出用配線間における指タッチの位置も検出することができる。
【００１０】
しかし、検出用配線の間隔が指の幅よりも一定以上大きくなると（詳細には、指タッチにより形成される電極と検出用配線との距離（保護ガラスの厚み）にも依存する）、隣接する検出用配線に指タッチによる静電容量の変化が現れなくなるため、検出用配線間の補間による位置検出が不可能になる。よって、タッチパネルにおけるタッチ位置の検出分解能を均一にする場合、隣接する検出用配線の間隔は一定となる。
【００１１】
タッチパネルを液晶表示装置などの表示パネルと組み合わせて使用する場合、一般的な表示パネルは正方形ではなく縦長または横長の形状であることが多いため、通常はタッチパネルの検出領域の形状も表示パネルに合わせた形状となる。また、タッチの良好な検出精度を得るためには、タッチスクリーンの各検出用配線と表示パネルとの間に形成される寄生容量を可能な限り均一にすることが望ましい。
【００１２】
また、タッチパネルを表示パネルと組み合わせた場合、表示パネルで生じたノイズが原因となり、特にタッチスクリーンの周辺部に配設された検出用配線において、タッチの検出精度の低下が懸念される。表示パネルと検出用配線との間の距離にも依存するが、タッチパネルの周辺部に配設された検出用配線では、周辺のまわり込みなどによって寄生容量が増加し、その他の検出用配線との寄生容量に差が生じる。検出用配線ごとに寄生容量がばらつくと、タッチスクリーン上で検出感度が不均一化し、タッチパネルの端部近傍で正常なタッチ検出が行えなくなる問題が生じる。
【００１３】
上記の特許文献２の技術は、引き出し配線の寄生容量の均一化するものであるが、検出用配線ごとの寄生容量のばらつきまでは抑えることはできず、上記の問題を解決するには至らない。
【００１４】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数の検出用配線を備えるタッチパネルにおいて、検出用配線ごとの寄生容量のばらつきを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るタッチパネルは、平行に配設された複数の検出用配線を備えるタッチスクリーンと、前記複数の検出用配線のうち最も外側の検出用配線の寄生容量を、他の検出用配線の寄生容量と同等に設定する寄生容量設定手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の検出用配線の寄生容量が均一化されるため、タッチスクリーン上でタッチの検出感度のばらつきが抑えられる。それにより、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係るタッチパネルにおける検出用列配線および検出用行配線の構成を示す部分平面図である。
【図３】実施の形態１に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーンの断面構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係るタッチパネルの全体構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るタッチパネルが備える検出回路の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用発振回路が備える発振回路の構成を示す図である。
【図７】従来のタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図８】従来のタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【図９】従来のタッチパネルにおける検出用行配線ごとの検出感度の分布を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【図１２】実施の形態１に係るタッチパネルにおける検出用行配線ごとの検出感度の分布を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係るタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態２に係るタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーン１の構成を概略的に示した平面図である。図１に示すように、タッチスクリーン１には、列方向（図１に示すｙ方向）に延在し所定ピッチで平行に配列された複数の検出用列配線２と、行方向（図１に示すｘ方向）に延在し所定ピッチで平行に配列された検出用行配線３とを備えている。またタッチスクリーン１上の一端部近傍には、検出用列配線２に引き出し線を介して接続する複数の端子２ａと、検出用行配線３に引き出し線を介して接続する複数の細線２ｂとを含む端子群８が配設される。
【００１９】
このタッチパネルは、使用者の指などの指示体がタッチスクリーン１にタッチしたときに指示体と検出用列配線２および検出用行配線３との間に形成される静電容量（タッチ容量）を、端子群８に接続される検出回路（図１では不図示）を用いて検出することによって、タッチスクリーン１上の指示体の位置を検出する。
【００２０】
図２は、検出用列配線２および検出用行配線３の一部を拡大した平面図である。検出用列配線２および検出用行配線３は、それぞれ複数の細線２ｂ，３ｂの束から成る配線群である。言い換えれば、検出用列配線２および検出用行配線３のそれぞれは、長手方向に延びたスリット状の開口部を複数有している。
【００２１】
仮に、検出用列配線２および検出用行配線３のそれぞれが開口部を有さない、いわゆる「ベタ配線」である場合、指示体によって形成されるタッチ容量を大きくできるが、タッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設したときに、検出用列配線２および検出用行配線３が表示光の透過を妨げるため、表示パネルの画面の輝度が低下することになる。図２のように、検出用列配線２および検出用行配線３にスリット状の開口部が形成されていれば、タッチスクリーン１の開口面積が大きくなるため、画面の輝度低下を抑制できる。
【００２２】
本実施の形態では、タッチパネルが液晶表示パネルなどの表示パネルの前面に配設されるものと仮定し、検出用列配線２および検出用行配線３は、それぞれ複数の細線２ｂ，３ｂの束から成る配線群であるものとする。なお、本発明に係るタッチパネルは、液晶表示パネルに限らず、例えば有機ＥＬ（electro-luminescence）表示パネルやＰＤＰ（Plasma Display Panel）など、あらゆる表示装置の表示パネルとの組み合わせが可能である。
【００２３】
より具体的には、検出用列配線２および検出用行配線３は、例えばＣｕやＡｌなどの金属で形成し、かつ、表示画面の可視性を良くするために細線２ｂ，３ｂの幅は２０μｍ以下とすることが望ましい。検出用列配線２の細線２ｂおよび検出用行配線３の細線３ｂそれぞれの本数、幅およびピッチ、並びに、検出用列配線２および検出用行配線３の本数、幅およびピッチは、タッチスクリーン１のサイズや、タッチ位置（タッチ座標）の検出に要求される分解能に応じて適宜選択される。
【００２４】
検出用列配線２および検出用行配線３をＩＴＯなどの透明な配線材料（導電材料）で形成しても、タッチスクリーン１の光透過率を高くすることができる。しかし、ＩＴＯのシート抵抗値は比較的高いため、ＩＴＯの検出用列配線２および検出用行配線３がベタ配線であっても、タッチパネルサイズが大きくなるとその抵抗を無視できなくなり、タッチ容量の検出感度が低下する。従って、検出用列配線２や検出用行配線３は、金属の細線２ｂ，３ｂから成る構造とすることが好ましい。
【００２５】
また本実施の形態のタッチスクリーン１には、図１の如く、最も外側（両端）の検出用列配線２のさらに外側に平行に隣接するように、検出用列配線２と同じ構造（形状および幅が同じ）のダミー列配線４が配設される。同様に、最も外側の検出用行配線３のさらに外側に平行に隣接するように、ダミー行配線５が配設される。ダミー列配線４およびダミー行配線５の作用・効果については後述する。
【００２６】
図３は、タッチスクリーン１の断面構造を示す図であり、図１のＡ１−Ａ２線に沿った断面の一部を示している。図３のように、タッチスクリーン１は、透明なガラスや樹脂から成る透明基板９（以下「ベース基板」）が基材となっており、ベース基板９上に検出用列配線２が配設される。検出用列配線２上は、酸化珪素（ＳｉＯ2）膜や窒化珪素（ＳｉＮ）膜などの透明な層間絶縁膜１０で覆われ、層間絶縁膜１０の上に検出用行配線３が形成される。
【００２７】
また検出用行配線３上は、層間絶縁膜１０同様の透明な絶縁膜である保護膜１１によって覆われる。検出用列配線２に接続する引き出し線および端子２ａは、検出用列配線２と同じ配線層を用いて形成されている。また検出用行配線３に接続する引き出し線および端子３ａは、検出用行配線３と同じ配線層を用いて形成されている。図３に示すように、層間絶縁膜１０および保護膜１１には、端子２ａ，３ａの上面を露出するコンタクトホールが形成される。
【００２８】
本実施の形態のように、タッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設する場合、タッチスクリーン１が表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ベース基板９の下面にＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成される。表示パネルからのノイズの影響を無視できるような場合には、誘電膜１２は省略してもよい。
【００２９】
図４は、実施の形態１に係るタッチパネルの全体構成を示す図であり、タッチスクリーン１にタッチ容量の検出回路１５を搭載したコントローラ基板１４が接続された状態を示している。タッチスクリーン１の端子群８には、ＦＰＣ１３（Flexible Printed Circuit）の各端子が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）などを用いて実装されており、端子群８はＦＰＣ１３を介してコントローラ基板１４上の検出回路１５に接続される。
【００３０】
検出回路１５は、指などの指示体と検出用列配線２および検出用行配線３との間に形成されるタッチ容量を検出し、指示体によるタッチの検出およびタッチ座標の算出を行うものである。検出回路１５が算出したタッチ座標データは、外部のコンピュータ（不図示）などに入力される。
【００３１】
図５は、本実施の形態に係るタッチパネルが備える検出回路１５の構成を示す図である。ここでは、タッチパネルが、検出用列配線２および検出用行配線３がそれぞれ８系統（８本）ずつ備えた例を示す。つまりタッチパネルは、検出用列配線２として、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８を備え、検出用行配線３として検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８を備えるものとする。また当該タッチパネルは、ダミー列配線４として、検出用列配線Ｗｃ１の外側に配設されたダミー列配線Ｗｃｄ１と、検出用列配線Ｗｃ８の外側に配設されたダミー列配線Ｗｃｄ２とを備え、ダミー行配線５として、検出用行配線Ｗｒ１の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ１と、検出用行配線Ｗｒ８の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ２とを備えている。
【００３２】
検出回路１５は、列配線選択スイッチ回路２０ａ、行配線選択スイッチ回路２０ｂ、発振回路２１、第１計数回路２３ａ、第２計数回路２３ｂ、タッチ座標算出回路２４、および制御回路２５により構成される。
【００３３】
列配線選択スイッチ回路２０ａは、一端が検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８にそれぞれ接続するスイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８を備え、行配線選択スイッチ回路２０ｂは、一端が検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８にそれぞれ接続するスイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８を備える。スイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８およびスイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８の他端は、全て発振回路２１の入力端子であるノードＮ３に接続される。列配線選択スイッチ回路２０ａ（スイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８）および行配線選択スイッチ回路２０ｂ（スイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８）は、制御回路２５からの指示（ＲＥＰＲＡＹ制御）に従い、発振回路２１に接続させる検出用列配線２および検出用行配線３を、所定の本数ごとに所定の順次切り替えて走査（スキャン）する。
【００３４】
発振回路２１が出力する発振信号は、第１計数回路２３ａおよび第２計数回路２３ｂから成る計数部に入力される。第１計数回路２３ａ、制御回路２５からのリセット信号を受けると計数値をリセットし、その後のイネーブル信号を受けると、発振回路２１からの発振信号を所定値となるまでカウントする。第２計数回路２３ｂは、リセット信号を受けると計数値をリセットし、イネーブル信号を受けるとクロック信号を、第１計数回路２３ａの計数値が上記の所定値となるまでカウントする。
【００３５】
つまり、第２計数回路２３ｂは、第１計数回路２３ａが発振回路２１の発振信号のカウントを開始してから、その計数値が所定値に達するまでの時間をカウントしている。よって、第２計数回路２３ｂの計数値は、発振回路２１の発振信号の周期に比例することとなり、第２計数回路２３ｂの係数値から発振回路２１の発振周期が分かる。
【００３６】
第２計数回路２３ｂの計数値（発振回路２１の発振周期に相当）は、タッチ座標算出回路２４に入力される。後述するように、発振回路２１の発振周期は、ノードＮ３に接続した抵抗および容量から定まる充放電時定数によって概ね決まる。ノードＮ３には、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８が、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂを介して順次接続されるため、指などの指示体がタッチスクリーン１にタッチし、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のいずれかとの間にタッチ容量が形成されると、その位置に応じたタイミングで発振回路２１の発振周期が変化することになる。
【００３７】
タッチ座標算出回路２４は、第２計数回路２３ｂの係数値から得られる発振回路２１の発振周期を内部の記憶部に保持しており、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の前回の走査時に対する発振周期の変化や、同じ回の走査内での発振周期の変化を検出し、それに基づいて指示体の位置座標（タッチ座標）を算出する。
【００３８】
このように本実施の形態に係るタッチパネルでは、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）および検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）、列配線選択スイッチ回路２０ａ、行配線選択スイッチ回路２０ｂ、発振回路２１は、タッチ座標に応じた発振信号を生成する検出用発振回路２２を構成する。そして、タッチ座標算出回路２４が、検出用発振回路２２の発振周期に基づいてタッチ座標の算出を行っている。
【００３９】
検出用発振回路２２の発振周期について説明する。図６は、検出用発振回路２２が備える発振回路２１の構成を示す図である。以下、同図を用いて、検出用発振回路２２の動作原理を説明する。
【００４０】
ここでは説明の簡単のため、検出用発振回路２２が、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび発振回路２１で構成されているものとみなし、検出用列配線２および列配線選択スイッチ回路２０ａは省略して説明する。またダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）およびダミー行配線５（Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２）の図示も省略している。
【００４１】
発振回路２１は、オペアンプ３０を用いて構成される。オペアンプ３０の非反転入力端とグラウンドとの間には抵抗素子Ｒａが接続され、オペアンプ３０の非反転入力端と出力端との間には抵抗素子Ｒｂが接続される。また、オペアンプ３０の反転入力端とグラウンドとの間には容量素子Ｃ１が接続され、オペアンプ３０の反転入力端と出力端との間には抵抗素子Ｒ１が接続される。
【００４２】
図６に示す発振回路２１は、いわゆる弛張発振回路である。この発振回路２１は、正負の出力飽和電圧から、抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１に加えて検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８およびタッチ容量Ｃｔなどの静電容量により構成される帰還路３２（以下「検出帰還路」）により充放電が行われることによって発振する。発振信号は、オペアンプ３０の出力端子から出力される。
【００４３】
検出用行配線３および行配線選択スイッチ回路２０ｂを含まない、発振回路２１単体での発振周期Ｔｃは、概ね下記の式（１）のようになり、抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１から成る帰還路の時定数τに比例する。
Ｔｃ＝２τ・ｌｎ（（１＋ｋ）／（１−ｋ）） …（１）
式（１）において、τ＝Ｒ１・Ｃ１であり、ｋ＝Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ）である。また式（１）で用いたＲ１、Ｃ１、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれの抵抗素子の抵抗値および容量素子の静電容量値を示している。
【００４４】
従って、検出用行配線３や行配線選択スイッチ回路２０ｂをも含めた検出用発振回路２２では、指などの指示体３３のタッチにより、指示体と検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のいずれかの近傍にタッチ容量Ｃｔが形成されると、検出帰還路３２による時定数τが増加し、検出用発振回路２２の発振周期が大きくなる。先に述べたように、本実施の形態のタッチパネルでは、検出用発振回路２２の発振周期の変化を、図５に示した第１計数回路２３ａおよび第２計数回路２３ｂを用いて検出することにより、タッチ座標の検出が行われる。
【００４５】
但し、後述するように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の抵抗成分がタッチ容量Ｃｔと直列に入るため、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の抵抗値が大きい場合には、タッチ容量Ｃｔの発生による発振周期の増加の度合いが小さくなり、タッチ容量Ｃｔの検出感度が低下する。また、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、検出用列配線２（図６では不図示）や表示パネルなどとの間に寄生容量が付加され、この寄生容量が大きい場合にもタッチ容量Ｃｔの検出感度が低下する。
【００４６】
なお、上記の発振周期の算出においては、説明の簡単のため、検出用列配線２、検出用行配線３、それらと端子群８とを接続する引き出し線およびその他の配線に付随する寄生容量や、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂの入出力端から見た静電容量（つまり列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂの内部の静電容量）は考慮していない。実際には、それらの静電容量を考慮した上で、抵抗値などの各回路パラメータを選定する必要があるが、本実施の形態の本質に影響を及ぼすものではないため、それらは省略して説明した。
【００４７】
ここで、タッチスクリーン１の検出用行配線３または検出用列配線２（不図示）に付加される寄生容量について説明する。図７は従来のタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示している。従来の検出用発振回路２２も、実際には検出用列配線２や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しているが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。なお、従来のタッチパネルは、ダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）およびダミー行配線５（Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２）を有しておらず、図７でそれらの図示を省略しているわけではない。各検出用行配線３の配線抵抗値（Ｒｒ）は全て等しいことが望ましく、検出用列配線２（不図示）についても同様である。
【００４８】
図８は、図７のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち、端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）の近傍部分に対応している。ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００４９】
図８に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加されるが、両端に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、それに加えて、周辺のまわり込みの影響で、寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加される。そのため、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に付加される寄生容量Ｃｓｔｒ１（図７）はＣｓｔｒ２＋Ｃｓｔｒ３、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量はＣｓｔｒ２となり、両者に差が生じる。
【００５０】
その場合、タッチの位置が両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の近傍である場合と、検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の近傍である場合とで、タッチの検出感度に差が生じ、タッチスクリーン１でのタッチ容量の検出精度が悪化することになる。なお、ベース基板９の下面に誘電膜１２が形成されていない場合でも、表示パネルなどの影響を受け、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の寄生容量と、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量との間で差が生じる。
【００５１】
図９は、検出用行配線３を２１本有する従来の（ダミー行配線５を有さない）タッチパネルにおける、検出用行配線３ごとのタッチ検出感度の実測値の一例を示す図である。同図において、Ｘ軸は検出用行配線３の行番号、Ｙ軸は検出感度（最高値を１として正規化したもの）を示している。同図から、両端（第１行および第２１行）の検出用行配線３の検出感度が、その他のものより低いことが分かる。
【００５２】
これは、前述したように、両端の検出用行配線３の寄生容量が、それ以外の検出用行配線３の寄生容量よりも高いことが主な原因と考えられる。従って、全ての検出用行配線３について、検出感度を均一にするためには、全ての検出用行配線３の寄生容量を等しくすることが有効である。
【００５３】
図１０は、実施の形態１に係るタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示す図である。当該検出用発振回路２２は、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）のうち、両端に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のさらに外側に、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８と同様な構成（形状および幅が同じ）のダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２が、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の間隔と同様の間隔をあけて配設されている。
【００５４】
本実施の形態に係る検出用発振回路２２は、実際には図５のように、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しており、さらに、両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）のさらに外側に、検出用列配線２と同様な構成のダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）が、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の間隔と同様の間隔をあけて配設されるが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。各検出用行配線３の配線抵抗値（Ｒｒ）は全て等しいことが望ましく、検出用列配線２（不図示）についても同様である。
【００５５】
また図１１は図１０のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）と、その外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ２の近傍部分に対応している。ここでも、ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００５６】
図１１に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加される。従来構造（図８）とは異なり、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されない。一方、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２には、従来構造（図８）の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のように、寄生容量Ｃｓｔｒ２に加えて、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３とが付加される。
【００５７】
このように、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のさらに外側にダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２が配置されることによって、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８が実質的にその他の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７と同様の環境に置かれることになるため、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に対して周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されなくなる。その結果、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の全てについて寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の列方向についてのばらつきが抑えられ、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【００５８】
ここでは説明を省略したが、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）の外側に配設されるダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）もこれと同様の効果を奏する。すなわち、両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）のさらに外側に、ダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）が配設されることによって、周辺のまわり込みの影響による寄生容量が両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）付加されなくなる。その結果、全ての検出用列配線２について寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の行方向についてのばらつきが抑えられ、タッチ容量の検出精度が向上する。
【００５９】
図１２は、検出用行配線３を２１本有する本発明に係るタッチパネルにおける検出用行配線３ごとのタッチ検出感度の実測値の一例を示す図である。図１２においては、図９に示した従来技術での実測値も比較のためにプロットしている。図１２に示すように、本発明においては、従来技術の場合よりも両端（第１行および第２１行）の検出用行配線３の検出感度が高くなり、その他のものと近い値になっている。これは、両端の検出用行配線３の寄生容量が、周辺のまわり込みの影響を受けにくくなり、それ以外の検出用行配線３の寄生容量に近い値となったためである。
【００６０】
本実施の形態では、ダミー行配線５を検出用行配線３の両方の外側に配設したが、その片方だけに配設させてもよい。その場合、ダミー行配線５が配設された側の検出用行配線３について上記の効果が得られる。検出用列配線２の外側に配設するダミー列配線４についても同様である。
【００６１】
また本実施の形態では、ダミー行配線５を検出用行配線３の外側に１本ずつ配設したが、複数本ずつ配設させてもよい。それにより、検出用行配線３が周辺のまわり込み影響を受けることを防止する効果はさらに向上する。検出用列配線２の外側に配設するダミー列配線４についても同様である。
【００６２】
なお、ダミー行配線５の構造（形状および幅）は検出用行配線３それぞれの構造と同じであることが好ましく、ダミー行配線５と最も外側の検出用行配線３との間隔は、検出用行配線３間の間隔と同じであることが好ましい。そうすることにより、最も外側の検出用行配線３とそれ以外の検出用行配線３とがより同等の環境に置かれることになり、検出用行配線３の寄生容量がより均一化される。例えば、検出用行配線３が図２のように複数の細線３ｂから成る場合は、ダミー行配線５も同様の構成であることが好ましい。但し、ダミー行配線５の構造・間隔はこれに限られず、本発明の効果が得られる範囲で、検出用行配線３とは異なる構造・間隔であってもよい。
【００６３】
ダミー列配線４についても、検出用列配線２と同じ構造が好ましく、ダミー列配線４と最も外側の検出用列配線２との間隔は、検出用列配線２間の間隔と同じであることが好ましい。但し、ダミー列配線４の構造・間隔はこれに限られず、本発明の効果が得られる範囲で、検出用列配線２とは異なる構造・間隔であってもよい。
【００６４】
ここで、図３を参照して、本実施の形態に係るタッチパネルの製造方法を説明する。まず、ガラスから成るベース基板９上に、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線となる第１の導電性薄膜として、アルミを主成分とする金属、たとえばＮｉを含むＡｌ合金、例えばＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法により形成する。成膜条件は、圧力０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワー１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度で言えば０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は室温から１８０℃程度までの範囲を適用する。第１の導電性薄膜の膜厚は、１５０〜５００ｎｍ形成する。
【００６５】
現像液との反応を抑えるために、第１の導電性薄膜のＡｌＮｉＮｄ層上に窒化したＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また上記ＡｌＮｉＮｄの代わりに、ＡｌＮｉＳｉやＡｌＮｉＭｇなどを使用してもよい。あるいは第１の導電性薄膜を、この後形成する検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線となる第２の導電性薄膜と同じ材料としてもよい。そうすることにより、生産効率が向上する。またＡｌ以外にも、低抵抗金属材料としてＣｕもしくはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法で成膜することができる。
【００６６】
次に、フォトリソグラフィ技術により、第１の導電性薄膜の上に、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線の形状を有するレジストを形成する。そして当該レジストをマスクとして、例えば燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いたエッチングにより、第１の導電性薄膜をパターニングして、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線を形成する。なお、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線の断面形状をテーパー形状にすると、それらの上に形成する層間絶縁膜１０のカバレッジ性が向上し、それにより上層の配線層の断線などの不良を防止できる。ここでは燐酸、硝酸および酢酸の混酸を用いたエッチングを用いたが、エッチング液の種類はこれに限定されない。また、ドライエッチを用いてもよい。
【００６７】
次に、プラズマＣＶＤなどの方法によって、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線を覆うように、層間絶縁膜１０を形成する。層間絶縁膜１０としては、誘電率の低い酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を使用する。酸化珪素膜の成膜条件は、ＳｉＨ４流量が１０〜５０ｓｃｃｍ、Ｎ２Ｏ流量が２００〜５００ｓｃｃｍ、成膜圧力は５０Ｐａ、ＲＦパワーが５０〜２００Ｗ、パワー密度で言えば０．０１５〜０．６７Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は２００〜３００℃とした。
【００６８】
なお、層間絶縁膜１０の膜圧は検出用列配線２と検出用行配線３との間に形成される寄生容量を低減するため可能な限り厚い方が望ましく、その膜厚は生産効率を考慮して決定すればよい。層間絶縁膜１０はＳｉＯ2膜に限定されず、ＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜でもよく、その場合は、ＳｉＯ2膜の材料ガスに、水素、窒素およびＮＨ３を加えて形成する。
【００６９】
層間絶縁膜１０の形成後、検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線となる第２の導電性薄膜として、アルミを主成分とする金属、たとえばＮｉを含むＡｌ合金、例えばＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法により形成する。成膜条件は、圧力０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワー１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度で言えば０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は室温〜１８０℃程度の範囲を適用する。膜厚は２００〜１０００ｎｍ形成する。
【００７０】
現像液との反応を抑えるために、第２の導電性薄膜のＡｌＮｉＮｄの上に、窒化したＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。ＡｌＮｉＮｄの代わりにＡｌＮｉＳｉやＡｌＮｉＭｇなどを使用してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料としてＣｕもしくはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法で成膜することができる。
【００７１】
なお、第２の導電性薄膜の膜厚は可能な限り大きい方が望ましいが、この後のエッチング工程で発生するＣＤ（Critical Dimension）ロス量および寸法ばらつきは、第２の導電性薄膜の膜厚が大きくなるほど大きくなる傾向にあり、またその膜圧を大きくすると生産性も悪化する。そのため、第２の導電性薄膜の厚さは、タッチの検出感度のばらつきを極力抑制できる範囲内で適切な膜厚に設定する。
【００７２】
次に、フォトリソグラフィ技術により検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線の形状を有するレジストを形成する。そして、それをマスクとして、例えば燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いるエッチングにより、第２の導電性薄膜をパターニングして、検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線を形成する。このエッチング工程で用いるエッチング液の種類は、燐酸、硝酸および酢酸の混酸に限られるものではない。また、ドライエッチを用いてもよい。
【００７３】
続いて、タッチパネルを保護する目的で保護膜１１を形成する。保護膜１１としては、表示パネルの画面の視認性を良くするために、層間絶縁膜１０と同じ種類の膜がよい。例えば、層間絶縁膜１０が酸化珪素（ＳｉＯ2）膜の場合は、保護膜１１はＳｉＯ2膜で形成する。保護膜１１の膜厚は、カバレッジ性および生産性を考慮して決定すればよい。
【００７４】
次に、フォトリソグラフィ技術により、端子２ａ，２ａ上が開口されたレジストを形成し、例えばＣＦ4とＯ2の混合ガスのプラズマを用いるエッチングにより、保護膜１１と層間絶縁膜１０を一括でエッチングしてパターニングする。それにより、端子２ａ，２ｂの上面を露出するコンタクトホールが形成される。
【００７５】
タッチパネルを表示パネルと組み合わせて使用する場合は、必要に応じて、表示パネルからのノイズによるタッチの検出精度低下を抑制するための透明な誘電膜１２を、ベース基板９の下面に形成する。誘電膜１２としては、表示パネルの視認性低下を防止するために、酸化インジウム（ＩＴＯ）で形成することが好ましが、それに限定されるものではない。また誘電膜１２の膜厚は、生産性を考慮して決定すればよい。
【００７６】
以上の工程により、図３に示した構成のタッチスクリーン１が形成される。その後、タッチスクリーン１に、ＦＰＣ１３を介して検出回路１５を備えたコントローラ基板１４を接続させることで、タッチパネルを得ることができる。さらにタッチパネルのタッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設して表示装置が組み立てられる。
【００７７】
タッチパネルを表示装置の前面に配設する際、タッチスクリーン１を表示パネルに直接貼り付けることにより、従来必要であったタッチスクリーン１の保持機構を無くすことができ、装置全体を薄くすることが可能となる。さらに、タッチスクリーン１と表示パネルとが一体化され、その後の工程でタッチスクリーン１と表示パネルとの間隙にゴミ等が混入するが防止でき、表示パネルの視認性低下を防止することができる。
【００７８】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、ダミー列配線４およびダミー行配線５を用いて、検出用列配線２および検出用行配線３のうち最も外側に配設されるものに、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されることを防止し、それによって検出用列配線２の寄生容量および検出用行配線３の寄生容量を均一化した。実施の形態２では、ダミー列配線４およびダミー行配線５を用いずに、検出用列配線２の寄生容量および検出用行配線３の寄生容量の均一化を図る。
【００７９】
図１３は、実施の形態２に係るタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示す図である。当該検出用発振回路２２は、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）のうち、最も外側（両端）に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅を、他の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の幅よりも狭くする。
【００８０】
本実施の形態に係る検出用発振回路２２も、実際には図５のように、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しているが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。
【００８１】
また図１４は、図１３のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）の近傍部分に対応している。ここでも、ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００８２】
図１４に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加される。また従来構造（図８）と同様に、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、寄生容量Ｃｓｔｒ２に加えて、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加される。
【００８３】
但し、本実施の形態では、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅がそれ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の幅よりも狭いので、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２は、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２よりも小さくなる。検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２を「Ｃｓｔｒ２１」と表すと、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に付加される寄生容量Ｃｓｔｒ１（図１３）はＣｓｔｒ２１＋Ｃｓｔｒ３となり、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７に付加される寄生容量はＣｓｔｒ２となる。
【００８４】
本実施の形態では、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の寄生容量Ｃｓｔｒ１（Ｃｓｔｒ２１＋Ｃｓｔｒ３）と、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量Ｃｓｔｒ２とが等しくなるように、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅を設定する。その結果、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の全てについて寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の列方向についてのばらつきが抑えられ、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【００８５】
ここでは説明を省略したが、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）についても、その両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）の幅を、それ以外の検出用列配線２（Ｗｃ２〜Ｗｃ７）よりも狭くすれば、全ての検出用列配線２について寄生容量を均一化することができる。それにより、タッチ容量の検出感度の行方向についてのばらつきが抑えられ、タッチ容量の検出精度が向上する。
【００８６】
本実施の形態では、両端の検出用行配線３の幅を狭くしたが、その片方だけの幅を狭くしてもよい。その場合、幅を狭くした側の検出用行配線３について上記の効果が得られる。検出用列配線２についても同様である。
【００８７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１ タッチスクリーン、２ 検出用列配線、３ 検出用行配線、４ ダミー列配線、５ ダミー行配線、２ａ，３ａ 端子、２ｂ，３ｂ 細線、８ 端子群、９ ベース基板、１０ 層間絶縁膜、１１ 保護膜、１２ 誘電膜、１３ ＦＰＣ、１４ コントローラ基板、１５ 検出回路、２０ａ 列配線選択スイッチ回路、２０ｂ 行配線選択スイッチ回路、２１ 発振回路、２２ 検出用発振回路、２３ａ 第１計数回路、２３ｂ 第２計数回路、２４ タッチ座標算出回路、２５ 制御回路、３０ オペアンプ、３１ 出力端子、３２ 検出帰還路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
指などの指示体による接触（タッチ）を検出してその位置座標を特定するタッチパネルは、優れたユーザインタフェース手段の一つとして注目されており、抵抗膜方式や静電容量方式など、種々の方式によるタッチパネルが製品化されている。
【０００３】
静電容量方式の一つとして、タッチセンサが内蔵されるタッチスクリーンの前面側を、厚みが数ミリ程度のガラス板などの保護板で覆った場合でもタッチ検出が可能なＰＣＴ（Projected Capacitive Touchscreen）方式がある（例えば、特許文献１参照）。この方式は、保護板を前面に配置できるので、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、および可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のＰＣＴ方式を用いたタッチパネルのタッチスクリーンは、静電容量を検出するための検出用配線として、薄い誘電膜に形成された第１シリーズの導電材料パターン（導体エレメント）と、絶縁膜を隔て形成された第２シリーズの誘電材料パターン（導体エレメント）とを備えており、各導体エレメント間には電気的接触はなく、複数の交点を形成している。誘電性材料として最適な材料は、例えば銀などの金属材料である。また、表示上その可視性が問題となり、可視性を低くする場合には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）が用いられる。また、導電材料パターンに代えて、１０μｍ〜２０μｍの細い電線も使用可能である。
【０００５】
また、静電容量を検出する導体エレメントは、出力線、マルチプレクサを介して、容量制御オシレータに接続される。その出力は、除算器でカウントされて、容量検出データとされる。
【０００６】
また、下記の特許文献２では、タッチパネルのタッチスクリーンにおいて、検出用配線と端子とを接続する複数の引き出し線のうち、最も外側の引き出し線のさらに外側端に、ダミー引き出し配線を設ける技術が提案されている。当該タッチパネルでは、ダミー引き出し配線に所定電位を与えることにより、最も外側の引き出し線の寄生容量とその他の引き出し線の寄生容量との偏差が抑制される。それにより、検出用配線ごとの静電容量検出感度の偏差を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５１１０８６号公報（７頁１９〜８頁４行、同頁２３行〜９頁６行、１３頁４行〜１２行、図１、図２、図８）
【特許文献２】特開２０１０−２５７１７８号公報（５項１０〜１７行、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，２のような静電容量方式のタッチパネルでは、容量検出回路として、弛張発振器やヒステリシス発振器を用いることができる。容量検出回路の発振周期は、抵抗素子および容量素子の充放電時定数により概ね決まる。よって、その容量素子の一部を検出用配線と指示体との間に形成される静電容量（以下「タッチ容量」と称す）にすれば、容量検出回路の発振周期はタッチ容量に応じて変化するようになる。静電容量方式のタッチパネルは、その発振周期の変化を検出することによって、タッチの有無やタッチ位置の判定を行っている。タッチの良好な検出精度を得るためには、検出用配線の寄生容量や配線抵抗を可能な限り下げる必要がある。
【０００９】
使用者の指タッチによりタッチパネル上に形成される電極の面積は、使用者の年齢や体格により多少の違いはあるが、一般的に１平方センチメートル程度で大きな差は無く、形成されるタッチ容量は数ｐＦ程度である。タッチ容量には、電界の広がりがあるので、隣接する検出用配線間の補間によって、検出用配線間における指タッチの位置も検出することができる。
【００１０】
しかし、検出用配線の間隔が指の幅よりも一定以上大きくなると（詳細には、指タッチにより形成される電極と検出用配線との距離（保護ガラスの厚み）にも依存する）、隣接する検出用配線に指タッチによる静電容量の変化が現れなくなるため、検出用配線間の補間による位置検出が不可能になる。よって、タッチパネルにおけるタッチ位置の検出分解能を均一にする場合、隣接する検出用配線の間隔は一定となる。
【００１１】
タッチパネルを液晶表示装置などの表示パネルと組み合わせて使用する場合、一般的な表示パネルは正方形ではなく縦長または横長の形状であることが多いため、通常はタッチパネルの検出領域の形状も表示パネルに合わせた形状となる。また、タッチの良好な検出精度を得るためには、タッチスクリーンの各検出用配線と表示パネルとの間に形成される寄生容量を可能な限り均一にすることが望ましい。
【００１２】
また、タッチパネルを表示パネルと組み合わせた場合、表示パネルで生じたノイズが原因となり、特にタッチスクリーンの周辺部に配設された検出用配線において、タッチの検出精度の低下が懸念される。表示パネルと検出用配線との間の距離にも依存するが、タッチパネルの周辺部に配設された検出用配線では、周辺のまわり込みなどによって寄生容量が増加し、その他の検出用配線との寄生容量に差が生じる。検出用配線ごとに寄生容量がばらつくと、タッチスクリーン上で検出感度が不均一化し、タッチパネルの端部近傍で正常なタッチ検出が行えなくなる問題が生じる。
【００１３】
上記の特許文献２の技術は、引き出し配線の寄生容量の均一化するものであるが、検出用配線ごとの寄生容量のばらつきまでは抑えることはできず、上記の問題を解決するには至らない。
【００１４】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数の検出用配線を備えるタッチパネルにおいて、検出用配線ごとの寄生容量のばらつきを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るタッチパネルは、平行に配設された複数の検出用配線を備えるタッチスクリーンと、前記複数の検出用配線のうち最も外側の検出用配線の寄生容量を、他の検出用配線の寄生容量と同等に設定する寄生容量設定手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の検出用配線の寄生容量が均一化されるため、タッチスクリーン上でタッチの検出感度のばらつきが抑えられる。それにより、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係るタッチパネルにおける検出用列配線および検出用行配線の構成を示す部分平面図である。
【図３】実施の形態１に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーンの断面構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係るタッチパネルの全体構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るタッチパネルが備える検出回路の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用発振回路が備える発振回路の構成を示す図である。
【図７】従来のタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図８】従来のタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【図９】従来のタッチパネルにおける検出用行配線ごとの検出感度の分布を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係るタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【図１２】実施の形態１に係るタッチパネルにおける検出用行配線ごとの検出感度の分布を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係るタッチパネルの検出用発振回路の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態２に係るタッチパネルの検出用行配線に付加される寄生容量を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係るタッチパネルにおけるタッチスクリーン１の構成を概略的に示した平面図である。図１に示すように、タッチスクリーン１には、列方向（図１に示すｙ方向）に延在し所定ピッチで平行に配列された複数の検出用列配線２と、行方向（図１に示すｘ方向）に延在し所定ピッチで平行に配列された検出用行配線３とを備えている。またタッチスクリーン１上の一端部近傍には、検出用列配線２に引き出し線を介して接続する複数の端子２ａと、検出用行配線３に引き出し線を介して接続する複数の細線２ｂとを含む端子群８が配設される。
【００１９】
このタッチパネルは、使用者の指などの指示体がタッチスクリーン１にタッチしたときに指示体と検出用列配線２および検出用行配線３との間に形成される静電容量（タッチ容量）を、端子群８に接続される検出回路（図１では不図示）を用いて検出することによって、タッチスクリーン１上の指示体の位置を検出する。
【００２０】
図２は、検出用列配線２および検出用行配線３の一部を拡大した平面図である。検出用列配線２および検出用行配線３は、それぞれ複数の細線２ｂ，３ｂの束から成る配線群である。言い換えれば、検出用列配線２および検出用行配線３のそれぞれは、長手方向に延びたスリット状の開口部を複数有している。
【００２１】
仮に、検出用列配線２および検出用行配線３のそれぞれが開口部を有さない、いわゆる「ベタ配線」である場合、指示体によって形成されるタッチ容量を大きくできるが、タッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設したときに、検出用列配線２および検出用行配線３が表示光の透過を妨げるため、表示パネルの画面の輝度が低下することになる。図２のように、検出用列配線２および検出用行配線３にスリット状の開口部が形成されていれば、タッチスクリーン１の開口面積が大きくなるため、画面の輝度低下を抑制できる。
【００２２】
本実施の形態では、タッチパネルが液晶表示パネルなどの表示パネルの前面に配設されるものと仮定し、検出用列配線２および検出用行配線３は、それぞれ複数の細線２ｂ，３ｂの束から成る配線群であるものとする。なお、本発明に係るタッチパネルは、液晶表示パネルに限らず、例えば有機ＥＬ（electro-luminescence）表示パネルやＰＤＰ（Plasma Display Panel）など、あらゆる表示装置の表示パネルとの組み合わせが可能である。
【００２３】
より具体的には、検出用列配線２および検出用行配線３は、例えばＣｕやＡｌなどの金属で形成し、かつ、表示画面の可視性を良くするために細線２ｂ，３ｂの幅は２０μｍ以下とすることが望ましい。検出用列配線２の細線２ｂおよび検出用行配線３の細線３ｂそれぞれの本数、幅およびピッチ、並びに、検出用列配線２および検出用行配線３の本数、幅およびピッチは、タッチスクリーン１のサイズや、タッチ位置（タッチ座標）の検出に要求される分解能に応じて適宜選択される。
【００２４】
検出用列配線２および検出用行配線３をＩＴＯなどの透明な配線材料（導電材料）で形成しても、タッチスクリーン１の光透過率を高くすることができる。しかし、ＩＴＯのシート抵抗値は比較的高いため、ＩＴＯの検出用列配線２および検出用行配線３がベタ配線であっても、タッチパネルサイズが大きくなるとその抵抗を無視できなくなり、タッチ容量の検出感度が低下する。従って、検出用列配線２や検出用行配線３は、金属の細線２ｂ，３ｂから成る構造とすることが好ましい。
【００２５】
また本実施の形態のタッチスクリーン１には、図１の如く、最も外側（両端）の検出用列配線２のさらに外側に平行に隣接するように、検出用列配線２と同じ構造（形状および幅が同じ）のダミー列配線４が配設される。同様に、最も外側の検出用行配線３のさらに外側に平行に隣接するように、ダミー行配線５が配設される。ダミー列配線４およびダミー行配線５の作用・効果については後述する。
【００２６】
図３は、タッチスクリーン１の断面構造を示す図であり、図１のＡ１−Ａ２線に沿った断面の一部を示している。図３のように、タッチスクリーン１は、透明なガラスや樹脂から成る透明基板９（以下「ベース基板」）が基材となっており、ベース基板９上に検出用列配線２が配設される。検出用列配線２上は、酸化珪素（ＳｉＯ2）膜や窒化珪素（ＳｉＮ）膜などの透明な層間絶縁膜１０で覆われ、層間絶縁膜１０の上に検出用行配線３が形成される。
【００２７】
また検出用行配線３上は、層間絶縁膜１０同様の透明な絶縁膜である保護膜１１によって覆われる。検出用列配線２に接続する引き出し線および端子２ａは、検出用列配線２と同じ配線層を用いて形成されている。また検出用行配線３に接続する引き出し線および端子３ａは、検出用行配線３と同じ配線層を用いて形成されている。図３に示すように、層間絶縁膜１０および保護膜１１には、端子２ａ，３ａの上面を露出するコンタクトホールが形成される。
【００２８】
本実施の形態のように、タッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設する場合、タッチスクリーン１が表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ベース基板９の下面にＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成される。表示パネルからのノイズの影響を無視できるような場合には、誘電膜１２は省略してもよい。
【００２９】
図４は、実施の形態１に係るタッチパネルの全体構成を示す図であり、タッチスクリーン１にタッチ容量の検出回路１５を搭載したコントローラ基板１４が接続された状態を示している。タッチスクリーン１の端子群８には、ＦＰＣ１３（Flexible Printed Circuit）の各端子が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）などを用いて実装されており、端子群８はＦＰＣ１３を介してコントローラ基板１４上の検出回路１５に接続される。
【００３０】
検出回路１５は、指などの指示体と検出用列配線２および検出用行配線３との間に形成されるタッチ容量を検出し、指示体によるタッチの検出およびタッチ座標の算出を行うものである。検出回路１５が算出したタッチ座標データは、外部のコンピュータ（不図示）などに入力される。
【００３１】
図５は、本実施の形態に係るタッチパネルが備える検出回路１５の構成を示す図である。ここでは、タッチパネルが、検出用列配線２および検出用行配線３がそれぞれ８系統（８本）ずつ備えた例を示す。つまりタッチパネルは、検出用列配線２として、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８を備え、検出用行配線３として検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８を備えるものとする。また当該タッチパネルは、ダミー列配線４として、検出用列配線Ｗｃ１の外側に配設されたダミー列配線Ｗｃｄ１と、検出用列配線Ｗｃ８の外側に配設されたダミー列配線Ｗｃｄ２とを備え、ダミー行配線５として、検出用行配線Ｗｒ１の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ１と、検出用行配線Ｗｒ８の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ２とを備えている。
【００３２】
検出回路１５は、列配線選択スイッチ回路２０ａ、行配線選択スイッチ回路２０ｂ、発振回路２１、第１計数回路２３ａ、第２計数回路２３ｂ、タッチ座標算出回路２４、および制御回路２５により構成される。
【００３３】
列配線選択スイッチ回路２０ａは、一端が検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８にそれぞれ接続するスイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８を備え、行配線選択スイッチ回路２０ｂは、一端が検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８にそれぞれ接続するスイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８を備える。スイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８およびスイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８の他端は、全て発振回路２１の入力端子であるノードＮ３に接続される。列配線選択スイッチ回路２０ａ（スイッチＲＬｃ１〜ＲＬｃ８）および行配線選択スイッチ回路２０ｂ（スイッチＲＬｗ１〜ＲＬｗ８）は、制御回路２５からの指示（ＲＥＰＲＡＹ制御）に従い、発振回路２１に接続させる検出用列配線２および検出用行配線３を、所定の本数ごとに所定の順次切り替えて走査（スキャン）する。
【００３４】
発振回路２１が出力する発振信号は、第１計数回路２３ａおよび第２計数回路２３ｂから成る計数部に入力される。第１計数回路２３ａ、制御回路２５からのリセット信号を受けると計数値をリセットし、その後のイネーブル信号を受けると、発振回路２１からの発振信号を所定値となるまでカウントする。第２計数回路２３ｂは、リセット信号を受けると計数値をリセットし、イネーブル信号を受けるとクロック信号を、第１計数回路２３ａの計数値が上記の所定値となるまでカウントする。
【００３５】
つまり、第２計数回路２３ｂは、第１計数回路２３ａが発振回路２１の発振信号のカウントを開始してから、その計数値が所定値に達するまでの時間をカウントしている。よって、第２計数回路２３ｂの計数値は、発振回路２１の発振信号の周期に比例することとなり、第２計数回路２３ｂの係数値から発振回路２１の発振周期が分かる。
【００３６】
第２計数回路２３ｂの計数値（発振回路２１の発振周期に相当）は、タッチ座標算出回路２４に入力される。後述するように、発振回路２１の発振周期は、ノードＮ３に接続した抵抗および容量から定まる充放電時定数によって概ね決まる。ノードＮ３には、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８が、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂを介して順次接続されるため、指などの指示体がタッチスクリーン１にタッチし、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のいずれかとの間にタッチ容量が形成されると、その位置に応じたタイミングで発振回路２１の発振周期が変化することになる。
【００３７】
タッチ座標算出回路２４は、第２計数回路２３ｂの係数値から得られる発振回路２１の発振周期を内部の記憶部に保持しており、検出用列配線Ｗｃ１〜Ｗｃ８および検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の前回の走査時に対する発振周期の変化や、同じ回の走査内での発振周期の変化を検出し、それに基づいて指示体の位置座標（タッチ座標）を算出する。
【００３８】
このように本実施の形態に係るタッチパネルでは、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）および検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）、列配線選択スイッチ回路２０ａ、行配線選択スイッチ回路２０ｂ、発振回路２１は、タッチ座標に応じた発振信号を生成する検出用発振回路２２を構成する。そして、タッチ座標算出回路２４が、検出用発振回路２２の発振周期に基づいてタッチ座標の算出を行っている。
【００３９】
検出用発振回路２２の発振周期について説明する。図６は、検出用発振回路２２が備える発振回路２１の構成を示す図である。以下、同図を用いて、検出用発振回路２２の動作原理を説明する。
【００４０】
ここでは説明の簡単のため、検出用発振回路２２が、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび発振回路２１で構成されているものとみなし、検出用列配線２および列配線選択スイッチ回路２０ａは省略して説明する。またダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）およびダミー行配線５（Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２）の図示も省略している。
【００４１】
発振回路２１は、オペアンプ３０を用いて構成される。オペアンプ３０の非反転入力端とグラウンドとの間には抵抗素子Ｒａが接続され、オペアンプ３０の非反転入力端と出力端との間には抵抗素子Ｒｂが接続される。また、オペアンプ３０の反転入力端とグラウンドとの間には容量素子Ｃ１が接続され、オペアンプ３０の反転入力端と出力端との間には抵抗素子Ｒ１が接続される。
【００４２】
図６に示す発振回路２１は、いわゆる弛張発振回路である。この発振回路２１は、正負の出力飽和電圧から、抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１に加えて検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８およびタッチ容量Ｃｔなどの静電容量により構成される帰還路３２（以下「検出帰還路」）により充放電が行われることによって発振する。発振信号は、オペアンプ３０の出力端子から出力される。
【００４３】
検出用行配線３および行配線選択スイッチ回路２０ｂを含まない、発振回路２１単体での発振周期Ｔｃは、概ね下記の式（１）のようになり、抵抗素子Ｒ１および容量素子Ｃ１から成る帰還路の時定数τに比例する。
Ｔｃ＝２τ・ｌｎ（（１＋ｋ）／（１−ｋ）） …（１）
式（１）において、τ＝Ｒ１・Ｃ１であり、ｋ＝Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ）である。また式（１）で用いたＲ１、Ｃ１、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれの抵抗素子の抵抗値および容量素子の静電容量値を示している。
【００４４】
従って、検出用行配線３や行配線選択スイッチ回路２０ｂをも含めた検出用発振回路２２では、指などの指示体３３のタッチにより、指示体と検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のいずれかの近傍にタッチ容量Ｃｔが形成されると、検出帰還路３２による時定数τが増加し、検出用発振回路２２の発振周期が大きくなる。先に述べたように、本実施の形態のタッチパネルでは、検出用発振回路２２の発振周期の変化を、図５に示した第１計数回路２３ａおよび第２計数回路２３ｂを用いて検出することにより、タッチ座標の検出が行われる。
【００４５】
但し、後述するように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の抵抗成分がタッチ容量Ｃｔと直列に入るため、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の抵抗値が大きい場合には、タッチ容量Ｃｔの発生による発振周期の増加の度合いが小さくなり、タッチ容量Ｃｔの検出感度が低下する。また、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、検出用列配線２（図６では不図示）や表示パネルなどとの間に寄生容量が付加され、この寄生容量が大きい場合にもタッチ容量Ｃｔの検出感度が低下する。
【００４６】
なお、上記の発振周期の算出においては、説明の簡単のため、検出用列配線２、検出用行配線３、それらと端子群８とを接続する引き出し線およびその他の配線に付随する寄生容量や、列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂの入出力端から見た静電容量（つまり列配線選択スイッチ回路２０ａおよび行配線選択スイッチ回路２０ｂの内部の静電容量）は考慮していない。実際には、それらの静電容量を考慮した上で、抵抗値などの各回路パラメータを選定する必要があるが、本実施の形態の本質に影響を及ぼすものではないため、それらは省略して説明した。
【００４７】
ここで、タッチスクリーン１の検出用行配線３または検出用列配線２（不図示）に付加される寄生容量について説明する。図７は従来のタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示している。従来の検出用発振回路２２も、実際には検出用列配線２や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しているが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。なお、従来のタッチパネルは、ダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）およびダミー行配線５（Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２）を有しておらず、図７でそれらの図示を省略しているわけではない。各検出用行配線３の配線抵抗値（Ｒｒ）は全て等しいことが望ましく、検出用列配線２（不図示）についても同様である。
【００４８】
図８は、図７のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち、端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）の近傍部分に対応している。ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００４９】
図８に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加されるが、両端に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、それに加えて、周辺のまわり込みの影響で、寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加される。そのため、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に付加される寄生容量Ｃｓｔｒ１（図７）はＣｓｔｒ２＋Ｃｓｔｒ３、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量はＣｓｔｒ２となり、両者に差が生じる。
【００５０】
その場合、タッチの位置が両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の近傍である場合と、検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の近傍である場合とで、タッチの検出感度に差が生じ、タッチスクリーン１でのタッチ容量の検出精度が悪化することになる。なお、ベース基板９の下面に誘電膜１２が形成されていない場合でも、表示パネルなどの影響を受け、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の寄生容量と、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量との間で差が生じる。
【００５１】
図９は、検出用行配線３を２１本有する従来の（ダミー行配線５を有さない）タッチパネルにおける、検出用行配線３ごとのタッチ検出感度の実測値の一例を示す図である。同図において、Ｘ軸は検出用行配線３の行番号、Ｙ軸は検出感度（最高値を１として正規化したもの）を示している。同図から、両端（第１行および第２１行）の検出用行配線３の検出感度が、その他のものより低いことが分かる。
【００５２】
これは、前述したように、両端の検出用行配線３の寄生容量が、それ以外の検出用行配線３の寄生容量よりも高いことが主な原因と考えられる。従って、全ての検出用行配線３について、検出感度を均一にするためには、全ての検出用行配線３の寄生容量を等しくすることが有効である。
【００５３】
図１０は、実施の形態１に係るタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示す図である。当該検出用発振回路２２は、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）のうち、両端に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のさらに外側に、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８と同様な構成（形状および幅が同じ）のダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２が、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の間隔と同様の間隔をあけて配設されている。
【００５４】
本実施の形態に係る検出用発振回路２２は、実際には図５のように、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しており、さらに、両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）のさらに外側に、検出用列配線２と同様な構成のダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）が、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の間隔と同様の間隔をあけて配設されるが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。各検出用行配線３の配線抵抗値（Ｒｒ）は全て等しいことが望ましく、検出用列配線２（不図示）についても同様である。
【００５５】
また図１１は図１０のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）と、その外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ２の近傍部分に対応している。ここでも、ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００５６】
図１１に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加される。従来構造（図８）とは異なり、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されない。一方、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の外側に配設されたダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２には、従来構造（図８）の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のように、寄生容量Ｃｓｔｒ２に加えて、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３とが付加される。
【００５７】
このように、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８のさらに外側にダミー行配線Ｗｒｄ１，Ｗｒｄ２が配置されることによって、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８が実質的にその他の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７と同様の環境に置かれることになるため、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に対して周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されなくなる。その結果、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の全てについて寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の列方向についてのばらつきが抑えられ、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【００５８】
ここでは説明を省略したが、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）の外側に配設されるダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）もこれと同様の効果を奏する。すなわち、両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）のさらに外側に、ダミー列配線４（Ｗｃｄ１，Ｗｃｄ２）が配設されることによって、周辺のまわり込みの影響による寄生容量が両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）付加されなくなる。その結果、全ての検出用列配線２について寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の行方向についてのばらつきが抑えられ、タッチ容量の検出精度が向上する。
【００５９】
図１２は、検出用行配線３を２１本有する本発明に係るタッチパネルにおける検出用行配線３ごとのタッチ検出感度の実測値の一例を示す図である。図１２においては、図９に示した従来技術での実測値も比較のためにプロットしている。図１２に示すように、本発明においては、従来技術の場合よりも両端（第１行および第２１行）の検出用行配線３の検出感度が高くなり、その他のものと近い値になっている。これは、両端の検出用行配線３の寄生容量が、周辺のまわり込みの影響を受けにくくなり、それ以外の検出用行配線３の寄生容量に近い値となったためである。
【００６０】
本実施の形態では、ダミー行配線５を検出用行配線３の両方の外側に配設したが、その片方だけに配設させてもよい。その場合、ダミー行配線５が配設された側の検出用行配線３について上記の効果が得られる。検出用列配線２の外側に配設するダミー列配線４についても同様である。
【００６１】
また本実施の形態では、ダミー行配線５を検出用行配線３の外側に１本ずつ配設したが、複数本ずつ配設させてもよい。それにより、検出用行配線３が周辺のまわり込み影響を受けることを防止する効果はさらに向上する。検出用列配線２の外側に配設するダミー列配線４についても同様である。
【００６２】
なお、ダミー行配線５の構造（形状および幅）は検出用行配線３それぞれの構造と同じであることが好ましく、ダミー行配線５と最も外側の検出用行配線３との間隔は、検出用行配線３間の間隔と同じであることが好ましい。そうすることにより、最も外側の検出用行配線３とそれ以外の検出用行配線３とがより同等の環境に置かれることになり、検出用行配線３の寄生容量がより均一化される。例えば、検出用行配線３が図２のように複数の細線３ｂから成る場合は、ダミー行配線５も同様の構成であることが好ましい。但し、ダミー行配線５の構造・間隔はこれに限られず、本発明の効果が得られる範囲で、検出用行配線３とは異なる構造・間隔であってもよい。
【００６３】
ダミー列配線４についても、検出用列配線２と同じ構造が好ましく、ダミー列配線４と最も外側の検出用列配線２との間隔は、検出用列配線２間の間隔と同じであることが好ましい。但し、ダミー列配線４の構造・間隔はこれに限られず、本発明の効果が得られる範囲で、検出用列配線２とは異なる構造・間隔であってもよい。
【００６４】
ここで、図３を参照して、本実施の形態に係るタッチパネルの製造方法を説明する。まず、ガラスから成るベース基板９上に、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線となる第１の導電性薄膜として、アルミを主成分とする金属、たとえばＮｉを含むＡｌ合金、例えばＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法により形成する。成膜条件は、圧力０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワー１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度で言えば０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は室温から１８０℃程度までの範囲を適用する。第１の導電性薄膜の膜厚は、１５０〜５００ｎｍ形成する。
【００６５】
現像液との反応を抑えるために、第１の導電性薄膜のＡｌＮｉＮｄ層上に窒化したＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また上記ＡｌＮｉＮｄの代わりに、ＡｌＮｉＳｉやＡｌＮｉＭｇなどを使用してもよい。あるいは第１の導電性薄膜を、この後形成する検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線となる第２の導電性薄膜と同じ材料としてもよい。そうすることにより、生産効率が向上する。またＡｌ以外にも、低抵抗金属材料としてＣｕもしくはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法で成膜することができる。
【００６６】
次に、フォトリソグラフィ技術により、第１の導電性薄膜の上に、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線の形状を有するレジストを形成する。そして当該レジストをマスクとして、例えば燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いたエッチングにより、第１の導電性薄膜をパターニングして、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線を形成する。なお、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線の断面形状をテーパー形状にすると、それらの上に形成する層間絶縁膜１０のカバレッジ性が向上し、それにより上層の配線層の断線などの不良を防止できる。ここでは燐酸、硝酸および酢酸の混酸を用いたエッチングを用いたが、エッチング液の種類はこれに限定されない。また、ドライエッチを用いてもよい。
【００６７】
次に、プラズマＣＶＤなどの方法によって、検出用列配線２、ダミー列配線４、端子２ａおよびその引き出し線を覆うように、層間絶縁膜１０を形成する。層間絶縁膜１０としては、誘電率の低い酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を使用する。酸化珪素膜の成膜条件は、ＳｉＨ４流量が１０〜５０ｓｃｃｍ、Ｎ２Ｏ流量が２００〜５００ｓｃｃｍ、成膜圧力は５０Ｐａ、ＲＦパワーが５０〜２００Ｗ、パワー密度で言えば０．０１５〜０．６７Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は２００〜３００℃とした。
【００６８】
なお、層間絶縁膜１０の膜圧は検出用列配線２と検出用行配線３との間に形成される寄生容量を低減するため可能な限り厚い方が望ましく、その膜厚は生産効率を考慮して決定すればよい。層間絶縁膜１０はＳｉＯ2膜に限定されず、ＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜でもよく、その場合は、ＳｉＯ2膜の材料ガスに、水素、窒素およびＮＨ３を加えて形成する。
【００６９】
層間絶縁膜１０の形成後、検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線となる第２の導電性薄膜として、アルミを主成分とする金属、たとえばＮｉを含むＡｌ合金、例えばＡｌＮｉＮｄをスパッタリング法により形成する。成膜条件は、圧力０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワー１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度で言えば０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度は室温〜１８０℃程度の範囲を適用する。膜厚は２００〜１０００ｎｍ形成する。
【００７０】
現像液との反応を抑えるために、第２の導電性薄膜のＡｌＮｉＮｄの上に、窒化したＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。ＡｌＮｉＮｄの代わりにＡｌＮｉＳｉやＡｌＮｉＭｇなどを使用してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料としてＣｕもしくはＣｕ合金を用いることができ、この場合もＡｌと同様にスパッタリング法で成膜することができる。
【００７１】
なお、第２の導電性薄膜の膜厚は可能な限り大きい方が望ましいが、この後のエッチング工程で発生するＣＤ（Critical Dimension）ロス量および寸法ばらつきは、第２の導電性薄膜の膜厚が大きくなるほど大きくなる傾向にあり、またその膜圧を大きくすると生産性も悪化する。そのため、第２の導電性薄膜の厚さは、タッチの検出感度のばらつきを極力抑制できる範囲内で適切な膜厚に設定する。
【００７２】
次に、フォトリソグラフィ技術により検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線の形状を有するレジストを形成する。そして、それをマスクとして、例えば燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いるエッチングにより、第２の導電性薄膜をパターニングして、検出用行配線３、ダミー行配線５、端子３ａおよびその引き出し線を形成する。このエッチング工程で用いるエッチング液の種類は、燐酸、硝酸および酢酸の混酸に限られるものではない。また、ドライエッチを用いてもよい。
【００７３】
続いて、タッチパネルを保護する目的で保護膜１１を形成する。保護膜１１としては、表示パネルの画面の視認性を良くするために、層間絶縁膜１０と同じ種類の膜がよい。例えば、層間絶縁膜１０が酸化珪素（ＳｉＯ2）膜の場合は、保護膜１１はＳｉＯ2膜で形成する。保護膜１１の膜厚は、カバレッジ性および生産性を考慮して決定すればよい。
【００７４】
次に、フォトリソグラフィ技術により、端子２ａ，２ａ上が開口されたレジストを形成し、例えばＣＦ4とＯ2の混合ガスのプラズマを用いるエッチングにより、保護膜１１と層間絶縁膜１０を一括でエッチングしてパターニングする。それにより、端子２ａ，２ｂの上面を露出するコンタクトホールが形成される。
【００７５】
タッチパネルを表示パネルと組み合わせて使用する場合は、必要に応じて、表示パネルからのノイズによるタッチの検出精度低下を抑制するための透明な誘電膜１２を、ベース基板９の下面に形成する。誘電膜１２としては、表示パネルの視認性低下を防止するために、酸化インジウム（ＩＴＯ）で形成することが好ましが、それに限定されるものではない。また誘電膜１２の膜厚は、生産性を考慮して決定すればよい。
【００７６】
以上の工程により、図３に示した構成のタッチスクリーン１が形成される。その後、タッチスクリーン１に、ＦＰＣ１３を介して検出回路１５を備えたコントローラ基板１４を接続させることで、タッチパネルを得ることができる。さらにタッチパネルのタッチスクリーン１を表示パネルの前面に配設して表示装置が組み立てられる。
【００７７】
タッチパネルを表示装置の前面に配設する際、タッチスクリーン１を表示パネルに直接貼り付けることにより、従来必要であったタッチスクリーン１の保持機構を無くすことができ、装置全体を薄くすることが可能となる。さらに、タッチスクリーン１と表示パネルとが一体化され、その後の工程でタッチスクリーン１と表示パネルとの間隙にゴミ等が混入するが防止でき、表示パネルの視認性低下を防止することができる。
【００７８】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、ダミー列配線４およびダミー行配線５を用いて、検出用列配線２および検出用行配線３のうち最も外側に配設されるものに、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加されることを防止し、それによって検出用列配線２の寄生容量および検出用行配線３の寄生容量を均一化した。実施の形態２では、ダミー列配線４およびダミー行配線５を用いずに、検出用列配線２の寄生容量および検出用行配線３の寄生容量の均一化を図る。
【００７９】
図１３は、実施の形態２に係るタッチパネルが備える検出用発振回路２２の構成を示す図である。当該検出用発振回路２２は、検出用行配線３（Ｗｒ１〜Ｗｒ８）のうち、最も外側（両端）に配設された検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅を、他の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の幅よりも狭くする。
【００８０】
本実施の形態に係る検出用発振回路２２も、実際には図５のように、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）や行配線選択スイッチ回路２０ｂも有しているが、説明の簡単のためそれらの図示は省略している。
【００８１】
また図１４は、図１３のＢ１−Ｂ２線に沿った断面の一部を示す図であり、８本の検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のうち端の３本（Ｗｒ６〜Ｗｒ８）の近傍部分に対応している。ここでも、ベース基板９の下面には、タッチパネルが表示パネルからのノイズの影響を受けることを防止するために、ＩＴＯなどの透明な誘電膜１２が形成されているものとする。
【００８２】
図１４に示すように、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８のそれぞれには、その下の誘電膜１２との間に形成される寄生容量Ｃｓｔｒ２が付加される。また従来構造（図８）と同様に、両端の検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８には、寄生容量Ｃｓｔｒ２に加えて、周辺のまわり込みの影響による寄生容量Ｃｓｔｒ３が付加される。
【００８３】
但し、本実施の形態では、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅がそれ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の幅よりも狭いので、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２は、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２よりも小さくなる。検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８と誘電膜１２との間の寄生容量Ｃｓｔｒ２を「Ｃｓｔｒ２１」と表すと、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８に付加される寄生容量Ｃｓｔｒ１（図１３）はＣｓｔｒ２１＋Ｃｓｔｒ３となり、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７に付加される寄生容量はＣｓｔｒ２となる。
【００８４】
本実施の形態では、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の寄生容量Ｃｓｔｒ１（Ｃｓｔｒ２１＋Ｃｓｔｒ３）と、それ以外の検出用行配線Ｗｒ２〜Ｗｒ７の寄生容量Ｃｓｔｒ２とが等しくなるように、検出用行配線Ｗｒ１，Ｗｒ８の幅を設定する。その結果、検出用行配線Ｗｒ１〜Ｗｒ８の全てについて寄生容量が均一化されるので、タッチ容量の検出感度の列方向についてのばらつきが抑えられ、タッチの検出精度が向上する効果が得られる。
【００８５】
ここでは説明を省略したが、検出用列配線２（Ｗｃ１〜Ｗｃ８）についても、その両端の検出用列配線２（Ｗｃ１，Ｗｃ８）の幅を、それ以外の検出用列配線２（Ｗｃ２〜Ｗｃ７）よりも狭くすれば、全ての検出用列配線２について寄生容量を均一化することができる。それにより、タッチ容量の検出感度の行方向についてのばらつきが抑えられ、タッチ容量の検出精度が向上する。
【００８６】
本実施の形態では、両端の検出用行配線３の幅を狭くしたが、その片方だけの幅を狭くしてもよい。その場合、幅を狭くした側の検出用行配線３について上記の効果が得られる。検出用列配線２についても同様である。
【００８７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１ タッチスクリーン、２ 検出用列配線、３ 検出用行配線、４ ダミー列配線、５ ダミー行配線、２ａ，３ａ 端子、２ｂ，３ｂ 細線、８ 端子群、９ ベース基板、１０ 層間絶縁膜、１１ 保護膜、１２ 誘電膜、１３ ＦＰＣ、１４ コントローラ基板、１５ 検出回路、２０ａ 列配線選択スイッチ回路、２０ｂ 行配線選択スイッチ回路、２１ 発振回路、２２ 検出用発振回路、２３ａ 第１計数回路、２３ｂ 第２計数回路、２４ タッチ座標算出回路、２５ 制御回路、３０ オペアンプ、３１ 出力端子、３２ 検出帰還路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配設された複数の検出用配線を備えるタッチスクリーンと、
前記複数の検出用配線のうち最も外側の検出用配線の寄生容量を、他の検出用配線の寄生容量と同等に設定する寄生容量設定手段とを備える
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記寄生容量設定手段は、
前記最も外側の検出用配線のさらに外側に、当該最も外側の検出用配線に平行に配設されたダミー配線である
を有するタッチスクリーンを備える
請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記ダミー配線の形状および幅は、前記複数の検出用配線のそれぞれと同じであり、
前記ダミー配線と前記最も外側の検出用配線との間隔は、前記複数の検出用配線間の間隔と同じである
請求項２記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記ダミー配線が、前記最も外側の検出用配線のさらに外側に複数本設けられている
請求項２記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記複数の検出用配線および前記ダミー配線のそれぞれは、複数の金属細線の束から成っている
請求項２から請求項４のいずれか記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記複数の検出用配線および前記ダミー配線のそれぞれは、透明な導電材料により形成されている
請求項２から請求項４のいずれか記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記寄生容量設定手段は、前記最も外側の検出用配線であり、
前記最も外側の検出用配線は、他の検出用配線よりも幅が狭く形成されている
請求項１記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記複数の検出用配線として、列方向に延在する複数の検出用列配線と、行方向に延在する複数の検出用行配線とを備える
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のタッチパネル。
【請求項９】
前記複数の検出用列配線および前記複数の検出用行配線を順次選択するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路により選択された前記検出用配線の容量成分に応じた周期で発振する発振回路と、
前記発振回路の発振周期の変化に基づき、前記タッチスクリーンに接触した指示体の座標を算出する座標算出回路とをさらに備える
請求項８記載のタッチパネル。
【請求項１０】
請求項９記載のタッチパネルの前記タッチスクリーンが前面に配設された表示パネルを備える表示装置。
【請求項１１】
前記タッチパネルのタッチスクリーンは、前記表示パネルの前面に貼り付けられている
請求項１０記載の表示装置。
【請求項１】
平行に配設された複数の検出用配線を備えるタッチスクリーンと、
前記複数の検出用配線のうち最も外側の検出用配線の寄生容量を、他の検出用配線の寄生容量と同等に設定する寄生容量設定手段とを備える
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記寄生容量設定手段は、
前記最も外側の検出用配線のさらに外側に、当該最も外側の検出用配線に平行に配設されたダミー配線である
を有するタッチスクリーンを備える
請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記ダミー配線の形状および幅は、前記複数の検出用配線のそれぞれと同じであり、
前記ダミー配線と前記最も外側の検出用配線との間隔は、前記複数の検出用配線間の間隔と同じである
請求項２記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記ダミー配線が、前記最も外側の検出用配線のさらに外側に複数本設けられている
請求項２記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記複数の検出用配線および前記ダミー配線のそれぞれは、複数の金属細線の束から成っている
請求項２から請求項４のいずれか記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記複数の検出用配線および前記ダミー配線のそれぞれは、透明な導電材料により形成されている
請求項２から請求項４のいずれか記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記寄生容量設定手段は、前記最も外側の検出用配線であり、
前記最も外側の検出用配線は、他の検出用配線よりも幅が狭く形成されている
請求項１記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記複数の検出用配線として、列方向に延在する複数の検出用列配線と、行方向に延在する複数の検出用行配線とを備える
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のタッチパネル。
【請求項９】
前記複数の検出用列配線および前記複数の検出用行配線を順次選択するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路により選択された前記検出用配線の容量成分に応じた周期で発振する発振回路と、
前記発振回路の発振周期の変化に基づき、前記タッチスクリーンに接触した指示体の座標を算出する座標算出回路とをさらに備える
請求項８記載のタッチパネル。
【請求項１０】
請求項９記載のタッチパネルの前記タッチスクリーンが前面に配設された表示パネルを備える表示装置。
【請求項１１】
前記タッチパネルのタッチスクリーンは、前記表示パネルの前面に貼り付けられている
請求項１０記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−８４１６６（Ｐ２０１３−８４１６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４５３３（Ｐ２０１１−２２４５３３）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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