靜電電容型輸入裝置及其檢測方法與驅動裝置的製作方法

2023-09-16 14:44:45

專利名稱：靜電電容型輸入裝置及其檢測方法與驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及基於與輸入位置探測電極耦合的靜電電容的變化來探測輸入位置的 靜電電容型輸入裝置、靜電電容型輸入裝置的檢測方法以及靜電電容型輸入裝置的驅動裝置。
背景技術：
在諸如行動電話、汽車導航系統、個人計算機、售票機和銀行終端的電子設備中， 存在這樣的設備，其中稱為觸控螢幕的輸入裝置設置在液晶裝置等的表面上，允許使用者參 考液晶裝置的圖像顯示區域中顯示的圖像輸入信息。在這樣的輸入裝置中，如圖11示意性 所示的靜電電容型輸入裝置在基板20上具有沿X方向延伸且用於探測輸入位置的多個第 一電極211、沿Y方向延伸且用於探測輸入位置的多個第二電極212以及從第一電極211的 一側端部和第二電極212的一側端部的多個信號配線27，以及通過信號配線27與第一電 極211和第二電極212的每一個耦合的監測靜電電容。因此，當手指接近第一電極211和 第二電極212的任何一個時，手指接近的電極的靜電電容增加對應於手指和電極之間產生 的靜電電容的量。從而，可以確定手指接近的電極。在這樣的靜電電容型輸入裝置中，當斷路(disconnection)形成在第一電極211 或第二電極212中的一點上時，難於探測對應行中的輸入位置。從而，就保證靜電電容型輸 入裝置的可靠性方面而言，探測第一電極211和第二電極212中是否形成斷路很重要。作為電極中形成斷路的檢測方法，公開了這樣的檢測方法，其中傳感器電極逐個 接近多個電極，並且監測傳感器電極和對應電極之間的耦合電容(例如，日本專利特開 2004-191381 號公報)。

發明內容
然而，根據日本專利特開2004-191381號公報中描述的方法，傳感器電極由SCARA 機器人逐個接近多個電極。從而，大量的檢測裝置是必要的。另外，在靜電型輸入裝置的情 況下，與第一電極211和第二電極212耦合的電容已經存在。因此，甚至在發生斷路時，正 常電極的電容和斷路電極的電容之差也很小。因此，存在難於識別斷路發生的問題。因此，所希望的是提供能夠可靠地探測用於探測輸入位置的電極中是否形成斷路 而不用大量檢測裝置的靜電電容型輸入裝置、該靜電電容型輸入裝置的檢測方法，以及能 夠執行這樣檢測方法的靜電型輸入裝置的驅動裝置。根據本發明的實施例，所提供的靜電電容型輸入裝置包括多個第一電極，其探測 輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電極，其探測輸入位置，在輸 入區域中沿與第一方向交叉的第二方向延伸；多個信號配線，在基板上從第一電極的一側 端部和第二電極的一側端部延伸；在基板上的檢測電極，隔著絕緣膜面對第一電極和第二 電極至少一方的另一側端部；以及在基板上的檢測配線，電連接到檢測電極。另外，根據本發明的另一個實施例，提供靜電電容型輸入裝置的檢測方法，該靜電電容型輸入裝置包括多個第一電極，其探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向 延伸；多個第二電極，其探測輸入位置，在輸入區域中沿與第一方向交叉的第二方向延伸； 以及多個信號配線，在基板上從第一電極的一側端部和第二電極的一側端部延伸。設置隔 著絕緣膜面對第一電極和第二電極至少一方的另一側端部的檢測電極以及電連接到檢測 電極的檢測配線。上面描述的方法包括如下步驟測量檢測配線和多個信號配線之間的電 容值；以及確定第一電極和第二電極當中與電容值等於或小於設定值的信號配線電連接的 電極斷路。在本發明的實施例中，包括檢測電極和檢測配線，該檢測電極在基板上隔著絕緣 膜面對第一電極和第二電極至少一方的另一側端部；該檢測配線電連接到檢測電極。從而， 通過測量檢測配線和多個信號配線之間的電容值，可以探測與電容值等於或小於設定值的 信號配線電連接的電極中發生斷路的形成。根據這樣的構造，在電容與第一電極或第二電 極耦合的情況下，在形成斷路時，檢測配線與信號配線之間的電容根本未探測到，或者探測 為極低。從而，甚至在與第一電極或第二電極耦合的電容已經存在的情況下，也可以可靠地 探測電極中斷路的形成。另外，因為測量了基板上形成的檢測配線與信號配線之間的電容 值，所以其優點在於大量的檢測裝置是不必要的。此外，因為第一電極或第二電極與檢測電 極之間的電容值是不變的且很小，所以通過設置檢測電極沒有妨礙位置的探測。在本發明的實施例中，優選檢測電極隔著絕緣膜在厚度方向上與該另一側端部交 疊，以面對該另一側端部。在這樣的情況下，因為第一電極或第二電極與檢測電極可以以適 當電容值的電容結合，所以可以可靠地測量檢測配線與信號配線之間的電容值。在本發明的實施例中，優選還包括中繼電極，該中繼電極在基板上將在交叉部分 中切斷的第二電極互相連接，該第二電極在與第一電極的交叉部分切斷，並且檢測電極至 少設置在第二電極的另一側端部。在這樣的情況下，可以探測斷路是否形成在第一電極和 第二電極當中可能容易發生斷路的第二電極中。在本發明的實施例中，優選檢測電極設置在第一電極的另一側端部和第二電極的 另一側端部。在這樣的情況下，可以探測斷路是否發生在第一電極和第二電極中。在本發明的實施例中，優選為另一側端部的每一個獨立地設置檢測電極，並且檢 測配線電連接到多個檢測電極。另外，在本發明的實施例中，優選檢測配線電連接到所有的 檢測電極。在這樣的情況下，因為檢測配線的數量控制到最小，所以設置檢測配線所用的空 間可以小。在本發明的實施例中，優選檢測配線延伸為至少圍繞輸入區域的三個側面。在這 樣的情況下，因為檢測配線可以用作屏蔽配線，所以可以防止電磁波噪聲穿透進入輸入區 域。在本發明的實施例中，優選還包括斷路檢測單元，該斷路檢測單元電連接到檢測 配線和多個信號配線，並且斷路試驗單元測量檢測配線和多個信號配線之間的電容值，並 確定第一電極和第二電極當中與電容值等於或小於設定值的信號配線電連接的電極斷路。 在這樣的情況下，可以由靜電電容型輸入裝置探測斷路的形成，而不用檢測裝置。這樣的檢測方法可以由靜電電容型輸入裝置的驅動裝置執行。換言之，根據本發 明的另一個實施例，提供靜電電容型輸入裝置的驅動裝置，該靜電電容型輸入裝置包括多 個第一電極，其探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電極，其
5探測輸入位置，在輸入區域中沿與第一方向交叉的第二方向延伸；以及多個信號配線，從第 一電極的一側端部和第二電極的一側端部延伸。該驅動裝置包括多個信號端子，輸出位 置探測信號到信號配線；驅動單元，提供位置探測信號到信號端子；檢測端子；電容測量單 元，測量檢測端子和多個信號端子之間的電容值；以及斷路判定單元，根據電容測量單元的 電容測量結果判定是否有信號端子的電容值等於或小於設定值。在這樣的情況下，可以由 靜電電容型輸入裝置的驅動裝置探測斷路的形成，而不用檢測裝置。根據本發明實施例的靜電電容型輸入裝置例如可以用於構造附加輸入裝置的電 氣光學設備。在附加輸入裝置的電氣光學設備中，用於產生圖像的電氣光學面板構造在基 板的與其輸入操作側相反的一側。具有根據本發明實施例的輸入裝置的電氣光學設備可以用在諸如行動電話、汽車 導航系統、個人計算機、售票機和銀行終端的電子設備中。


圖IA至IC是根據本發明實施例的靜電電容型輸入裝置的示意圖。圖2A和2B是示意性地示出根據本發明實施例1的附加輸入裝置的電氣光學設備 的截面構造的示意圖。圖3是示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置中使用的基板的示意性構 造的示意圖。圖4是詳細示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置中使用的基板的平面 構造的示意圖。圖5A和5B是示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置中使用的基板的截 面構造的示意圖。圖6是表示採用根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置的斷路探測原理的示 意圖。圖7是示出根據本發明實施例2的靜電電容型輸入裝置中使用的基板的示意性構 造的示意圖。圖8是示出根據本發明實施例3的靜電電容型輸入裝置中使用的基板的示意性構 造的示意圖。圖9是根據本發明實施例4的靜電電容型輸入裝置中形成的斷路探測部分的示意 圖。圖IOA至IOC是具有根據本發明實施例的靜電電容型輸入裝置的電子設備的示意 圖。圖11是現有技術的靜電電容型輸入裝置的示意圖。
具體實施例方式下面，將參考附圖描述本發明的實施例。在下面的描述中參考的附圖中，為了使每 層和每個構件的尺寸能夠在附圖中識別，該層和構件的比例區別設定。在下文，在已經描述 了各實施例共同的基本構造後，將詳細描述每個實施例。[實施例]
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(附加輸入裝置的電氣光學設備的總體構造)圖IA至IC是根據本發明實施例的靜電電容型輸入裝置的示意圖。圖IA是示意 性地示出包括該實施例的靜電電容型輸入裝置的附加輸入裝置的電氣光學設備總體構造 的示意圖。圖IB是示意性地示出靜電電容型輸入裝置的電學構造的示意圖。圖IC是提供 給靜電電容型輸入裝置的電位的示意圖。圖2A和2B是示意性地示出根據本發明實施例1 的附加輸入裝置的電氣光學設備的截面構造的示意圖。圖2A是輸入位置探測電極設置在 基板的位於其輸入操作側的第一面側的構造示例的示意圖。圖2B是輸入位置探測電極設 置在基板的位於與基板的輸入操作側相反的一側的第二面側的構造示例的示意圖。如圖IA所示，通常，該實施例的附加輸入裝置的電氣光學設備100具有以重疊方 式的圖像生成裝置5和靜電電容型輸入裝置1，圖像生成裝置5由液晶裝置等構成，靜電電 容型輸入裝置1設置在圖像生成裝置5的位於發射顯示光的一側的表面上。靜電電容型輸 入裝置1包括輸入面板2 (觸摸板)，並且圖像生成裝置5包括用作電氣光學面板5a (顯示 面板)的液晶面板。在該實施例中，輸入面板2和電氣光學面板如都具有矩形的平面形狀， 並且靜電電容型輸入裝置1和附加輸入裝置的電氣光學設備100在平面圖上的中心區域是 輸入區域加。圖像生成裝置5和附加輸入裝置的電氣光學設備100在平面圖上與輸入區域 2a重疊的區域是圖像形成區域。柔性配線基板35連接到輸入面板2的端部20e所在的一 側。另外，柔性配線基板73連接到電氣光學面板fe的端部20e所在的一側。在圖IA和IB以及圖2A和2B中，圖像生成裝置5是透射式或半透射反射式有源 矩陣型液晶顯示裝置。在電氣光學面板如的與設置輸入面板2的一側相反的一側(與顯 示光發射側相反的一側)，設置背光裝置(圖中未示出)。例如，背光裝置具有光導板和光 源，光導板是透明的，設置在電氣光學面板如的與以重疊方式設置靜電電容型輸入裝置1 的一側相反的一側，光源例如為發光二極體，朝著光導板的側端部發射白光等。在從光源發 射的光從光導板的側端部入射後，光在光導板內傳播的同時朝著電氣光學面板如發射。在 光導板和電氣光學面板如之間，可以設置諸如光散射片或者稜鏡片的片狀光學構件。在圖像生成裝置5中，在電氣光學面板fe的顯示光發射側，以重疊方式設置第一 偏光片81。另外，在電氣光學面板如的相反側上，以重疊方式設置第二偏光片82。電氣光 學面板fe包括透明部件基板50和透明對向基板60，透明部件基板50設置在與顯示光發射 側相反的一側，透明對向基板60設置在顯示光發射側以與部件基板50相對。對向基板60 和部件基板50通過矩形框架狀密封構件71連接在一起，並且液晶層55保持在對向基板60 和部件基板50之間由密封構件71圍繞的區域內。在部件基板50面對對向基板60的表面 上，多個像素電極58由透明導電膜形成，透明導電膜例如為ITO(銦錫氧化物)膜或IZO(銦 鋅氧化物)膜。另外，在對向基板60面對部件基板50的表面上，由諸如ITO膜的透明導電 膜形成公用電極68。另外，在對向基板60上形成濾色器。在圖像生成裝置5是IPS (平面 內轉換)型或FFS (邊緣場轉換)型的情況下，公用電極68設置在部件基板50側。部件基 板50可以設置在對向基板60的顯示光發射側。驅動IC 75構建在部件基板50的外伸區 域59中，外伸區域59採用COG技術從對向基板60的邊緣外伸，並且柔性配線基板73連接 到外伸區域59。在部件基板50上，驅動電路可以與設置在部件基板50上的開關器件同時 形成。(靜電電容型輸入裝置1的詳細構造)
在如圖2A和2B所示的靜電電容型輸入裝置1中，輸入面板2包括透明的基板20， 其由玻璃板、塑料板或類似物構造。在該實施例中，玻璃基板用作基板20。在基板20由 塑料材料形成的情況下，作為塑料材料，可以採用具有耐熱性的透明片，例如，PET(聚對苯 二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PES (聚醚碸)、PI (聚醯亞胺)或者包括聚降冰片烯 (polynorbornene)等的環烯樹脂。其後，基板20形成有電極等(稍後描述)的一側將描述 為第一表面20a，而相反側描述為第二表面20b。稍後將詳細描述，在圖2A和2B所示的靜電電容型輸入裝置1中，在基板20的第一 表面20a上，從基板20看時，第一透明導電膜如、層間絕緣膜214和第二透明導電膜4b從 下層側朝著上層側形成。因此，輸入位置探測電極21由第一透明導電膜如和第二透明導 電膜4b中的第一透明導電膜如形成。在基板20的端部20e、20f、20g和20h當中的端部 20e上，柔性配線基板35連接到第一表面20a。具有絕緣特性的透明的蓋板90採用粘合劑 90e等連接到基板20的輸入操作側。在蓋板90與基板20的輸入區域加的外部區域(周 邊區域2b)重疊的區域中，印刷遮光層90a。遮光層90a圍繞的區域是輸入區域加。遮光 層90a重疊電氣光學面板fe的外部區域，並且屏蔽從圖像生成裝置5的光源或者光導板的 端部洩漏的光。另外，屏蔽所需的導電膜99，其中諸如ITO膜的透明導電膜形成在透明膜 上，設置在輸入面板2和液晶面板fe之間。在如圖2B所示的構造中，導電膜99和基板20 由粘合層99e等連接在一起。(靜電電容型輸入裝置1的電極等的示意性構造)圖3是示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置1中所用基板20的示意 性構造的示意圖。另外，在圖3中，輸入區域加的每個拐角部分的位置由具有字母「L」狀 的標記表示。如圖3所示，根據該實施例的靜電電容型輸入裝置1，在基板20的第一表面20a 上，形成多個第一電極211和多個第二電極212，多個第一電極211在輸入區域加中沿X 方向(第一方向)延伸，用於探測輸入位置，多個第二電極212在輸入區域加中沿與X方 向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用於探測輸入位置。輸入位置探測電極21由第一電極 211和第二電極212形成。另外，在基板20的第一表面20a對應於輸入區域加外側的周 邊區域2b中，形成在一側從第一電極211的端部延伸的信號配線27和在一側從第二電極 212的端部延伸的信號配線27。另外，信號配線27位於端部20e上的部分構造為第一安裝 端子Ma。另外，根據該實施例的靜電電容型輸入裝置1，在基板20的第一表面20a的周邊區 域2b中，檢測配線四沿著基板20的端部20g和20f延伸，並且檢測配線四位於端部20e 的部分構造為第二安裝端子Mb。這裡，在第二電極212位於端部20g側的另一側端部212y 與檢測配線四之間，構造斷路探測部分觀，分別探測第二電極212中斷路的形成。(輸入位置探測電極21和信號配線27等的詳細構造)在下文，參考圖4至6，詳細描述輸入位置探測電極21 (第一電極211和第二電極 212)和信號配線27等的構造，然後，詳細描述檢測配線四和斷路探測部分觀的構造。圖4是詳細示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置1中所用基板20的 平面構造的示意圖。圖5A和5B是示出根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置1所用 基板20的截面構造的示意圖。圖5A是沿著Α1-ΑΓ線剖取的基板20的截面圖，而圖5B是沿著Β1-ΒΓ線剖取的基板20的截面圖。在圖4中，為了允許每個構造易於理解，減少了所 示電極的數量，並且以放大的比例示出了電極。另外，在圖4中，第一透明導電膜如由點劃 線表示，層間絕緣膜214由點線表示，第二透明導電膜4b由實線表示，而配線金屬層由雙點 劃線表示。在圖4中，輸入區域加的每個拐角部分的位置由具有字母「L」狀的標記表示。如圖4以及圖5A和5B所示，根據該實施例的靜電電容型輸入裝置1，在基板20的 第一表面20a側上，從基板20看時從下層側朝著上層側依次形成第一透明導電膜4a、層間 絕緣膜214和第二透明導電膜4b。另外，在基板20的第一表面20a側上，在第一透明導電 膜如構造信號配線27的每個部分中，金屬膜如形成在第一透明導電膜如的上表面上。在該實施例中，第一透明導電膜如由多晶ITO膜構造。另外，在第一透明導電膜 4a的上層側上，形成層間絕緣膜214，其由諸如光敏樹脂膜或氧化矽膜的透明絕緣膜構造。 在該實施例中，第二透明導電膜4b與第一透明導電膜如類似，由多晶ITO膜構造。金屬膜 4c由銀、鈀和銅的合金等形成。在基板20的整個第一表面20a上，可以形成透明下層保護 膜，其由氧化矽膜等形成。在這樣的情況下，第一透明導電膜如、層間絕緣膜214和第二透 明導電膜4b依次堆疊在該下層保護膜上。在該實施例的靜電電容型輸入裝置1中，第一透明導電膜如首先在輸入區域加 中形成為多個菱形區域，並且該菱形區域構造輸入位置探測電極21 (第一電極211和第二 電極21 的焊盤部分211a和212a (大面積部分)。焊盤部分211a和21 交替地設置在 X方向和Y方向上。在多個焊盤部分211a中，在X方向(第一方向)上彼此相鄰的焊盤部 分211a通過連接部分211c連接，並且焊盤部分211a和連接部分211c構造沿X方向延伸 的第一電極211。相反，儘管多個焊盤部分21 構造沿Y方向(第二方向)延伸的第二電 極212，但是在Y方向上彼此相鄰的焊盤部分21 之間的部分，即重疊連接部分211c的部 分，包括切斷部分218a。另外，第一透明導電膜如在周邊區域2b中形成為構造信號配線 27的下層側的下層配線271。層間絕緣膜214形成在從輸入區域加到周邊區域2b的大區域中。在層間絕緣膜 214中，形成接觸孔2Ha。接觸孔21 形成在重疊焊盤部分21 的端部的位置上，該端部 通過切斷部分218a而彼此面對。第二透明導電膜4b在重疊接觸孔21 的區域中形成為中繼電極215。在周邊區域2b中，金屬膜如形成為構造信號配線27的上層側的上層配線272。另外，在第二透明導電膜4b的上層側上，由光敏樹脂形成的外覆層219形成在基 板20的大致整個表面上。在如上所述構造的靜電電容型輸入裝置1中，第一電極211和第二電極212由相 同的膜(第一透明導電膜4a)形成，並且沿彼此交叉的方向延伸。從而，在基板20上，存在 第一電極211和第二電極212彼此交叉的交叉部分218。這裡，關於第一電極211和第二電極212，第一電極211在X方向由連接部分211c 連接，連接部分211c由第一透明導電膜如構造，從而甚至延伸在交叉部分218。相反，在第 二電極212中，在交叉部分218中構造切斷部分218a。然而，在交叉部分218中，中繼電極 215形成在層間絕緣膜214的上層中。因此，中繼電極215通過層間絕緣膜214的接觸孔 21 電連接通過切斷部分218a彼此相鄰的焊盤21加。從而，第二電極212以在Y方向上 電連接的狀態沿Y方向延伸。另外，中繼電極215隔著層間絕緣膜214重疊連接部分211c。從而，不擔心形成短路。如上所述構造的第一電極211和第二電極212包括矩形形狀的焊盤部分211a和 21 ，焊盤部分211a和21 在由交叉部分218限定的區域中具有大的面積。位於第一電極 211的交叉部分218中的連接部分211c為寬度小的形狀，其寬度小於焊盤部分211a和21 的寬度。另外，中繼電極215也形成為寬度小的形狀，其寬度小於焊盤部分211a和21 的寬度。這裡，下層配線271從第一電極211位於X方向上的一側或其他側的一側端部延 伸，並且在其上層上形成上層配線272。另外，下層配線271從周邊區域2b位於Y方向上 的一側(第一安裝端子2 所在的一側)的一側端部延伸，並且在其上層上形成上層配線 272。(輸入位置的探測方法)如圖IB所示，在該實施例的靜電電容型輸入裝置1中，驅動IC 10 (靜電電容型輸 入裝置的驅動裝置或斷路檢測單元)通過柔性配線基板35連接到輸入面板2的第一安裝 端子2 和第二安裝端子Mb。這裡，驅動IC 10包括通過柔性配線基板35電連接到第一 安裝端子Ma的第一端子Ila(信號端子)和輸出圖IC所示的位置探測信號VD到第一端 子Ila的驅動單元110。另外，驅動IC 10包括測量與多個第一端子Ila的每一個耦合的電 容的電容測量單元120。此外，驅動IC 10包括通過柔性配線基板35電連接到第二安裝端 子Mb的第二端子lib (檢測端子)和基於電容測量單元120的電容測量結果判定是否存 在電容值等於或小於設定值的第一端子Ila的斷路判定單元130。第二端子lib和斷路判 定單元130用於探測稍後描述的斷路。從而，驅動IC 10也用作下面描述的斷路檢測單元。 另外，儘管驅動IC 10包括接地端子以輸出接地電位到輸入面板2，但是與本發明的實施例 不直接相關，因此，這裡省略其圖示和描述。在如上所述的靜電電容型輸入裝置1中，當圖IB所示的驅動IC 10從第一端子 Ila輸出具有圖IC所示矩形脈衝形狀的位置探測信號VD時，在輸入位置探測電極21上沒 有寄生電容的情況下，從第一端子Ila探測到具有圖IC所示實線表示的波形的信號。相反， 當輸入位置探測電極21上有寄生電容時，如圖IC中的虛線所示，波形因電容而變形。從而， 驅動單元110可以探測電容是否寄生在輸入位置探測電極21上。因此，根據該實施例，通 過陸續輸出位置探測信號VD到多個輸入位置探測電極21而監測與輸入位置探測電極21 的每一個耦合的靜電電容。因此，當手指接近多個輸入位置探測電極21的任何一個時，手 指接近的輸入位置探測電極21的靜電電容增加對應於手指與輸入位置探測電極之間產生 的靜電電容的量。從而，可以確定手指接近的電極。因此，當斷路的形成發生在基板20中的輸入位置探測電極(第一電極211和第二 電極212)的一點時，難於執行該行的探測。因此，在該實施例中，採用下面描述的構造，並 且探測第二電極212中斷路的形成，其中斷路的形成可能易於發生在第一電極211和第二 電極212當中。(探測斷路的構造)在該實施例中，為了探測第二電極212中斷路的形成，在基板20的第一表面20a 上，檢測電極280設置為通過層間絕緣膜214面對與第二電極212連接到信號配線27的一 側端部相反設置的另一側端部212y (位於基板20的端部20g側的端部)。因此，斷路探測部分觀由第二電極212的另一側端部212y與檢測電極280彼此面對的部分構造。這裡，檢測電極觀0由第二透明導電膜4b形成，並且形成為朝著輸入區域加延伸 的簧片(reed)形狀。從而，檢測電極觀0的端部通過層間絕緣膜214在厚度方向上重疊由 第一透明導電膜如形成的第二電極212的另一側端部212y。從而，斷路探測部分觀由檢 測電極觀0與第二電極212之間耦合的電容構造。另外，在基板20的第一表面20a的周邊區域2b中，沿著基板20的端部20g和20f 延伸的檢測配線四延伸，並且檢測配線四位於端部20e的部分成為第二安裝端子Mb。檢測配線四由第一透明導電膜如形成的下層配線291和沿著下層配線291的上 面形成的金屬層4c形成的上層配線292構造。在檢測配線四沿著端部20g的部分中，與由 第一透明導電膜如形成的下層配線291相比，減小了由金屬膜如形成的上層配線四2的 寬度尺寸。從而，下層配線四1的較大部分在寬度方向上從上層配線292外伸到輸入區域 加所在的一側。因此，在該實施例中，接觸孔214b形成在層間絕緣膜214與下層配線 在寬度方向上從上層配線292外伸的部分重疊的區域中，並且檢測配線四的下層配線 和檢測電極280通過接觸孔214b彼此電連接。這樣的檢測電極280可以形成為多個第二電極212公用的檢測電極。然而，在該 實施例中，檢測電極280形成為與多個第二電極212具有一對一的關係。從而，形成多個檢 測電極觀0，並且檢測配線四電連接到多個檢測電極觀0。在該實施例中，所有的多個檢測 電極觀0電連接到公用的檢測配線四。從而，儘管有多個第二電極212，但是僅形成一個檢 測配線四。(斷路的探測原理)圖6是示出採用根據本發明實施例1的靜電電容型輸入裝置1的探測斷路的原理 的示意圖。在該實施例的靜電電容型輸入裝置1中，為了通過採用包括上述檢測電極280和 檢測配線四的斷路探測部分28探測第二電極212中的斷路形成，圖IB所示的驅動IC 10 在依次輸出具有圖IC所示脈衝形狀的檢測信號到多個第一端子Ila的同時，利用電容測量 單元120依次測量多個第一端子Ila和第二端子lib之間的電容值。然後，斷路判定單元 130基於電容測量單元120的電容測量結果判定是否存在電容值等於或小於設定值的第一 端子Ila0換言之，如圖6所示，在信號配線27與檢測配線四之間，除了各種類型的電阻Rl 至R8外，存在在第二電極212和與其相鄰電極之間的寄生電容C4至C8、斷路探測部分28 的電容C3、檢測配線四與第二電極212之間的寄生電容C12，和檢測配線四與信號配線27 之間的寄生電容C2等。然而，當第二電極212斷路時，檢測配線四與信號配線27之間的 電容根本未探測到。或者，當第二電極212斷路時，僅探測到檢測配線四與信號配線27之 間極低的電容。從而，甚至在與第二電極212的耦合電容已經存在的情況下，斷路判定單元 130也可以可靠地探測第二電極212中斷路的形成，從而驅動IC 10用作斷路檢測單元。(該實施例的主要優點)如上所述，該實施例的靜電電容型輸入裝置1在基板20上具有通過層間絕緣膜 214面對第二電極212的另一側端部212y的檢測電極280和電連接到的檢測電極280的檢 測配線四。從而，通過依次測量檢測配線四與多個信號配線27之間的電容值，可以判定
11斷路形成在電連接到電容值等於或小於設定值的信號配線27的第二電極212中。根據這 樣的構造，甚至在其他電容與第二電極212耦合的情況下，當發生斷路時，檢測配線四與信 號配線27之間的電容根本沒有探測到，或者探測到極低的電容。從而，甚至在與第二電極 212耦合的電容已經存在的情況下，也可可靠地探測第二電極212中斷路的形成。另外，因為測量基板20上形成的檢測配線四和信號配線27之間的電容值就足夠 了，所以其優點在於不需要大量的檢測裝置。此外，因為第二電極212與檢測電極280之間 的電容值是不變的，並且電容值很小，所以甚至在設置檢測電極觀0的情況下，也不妨礙位 置探測。另外，根據該實施例，檢測電極280隔著層間絕緣膜214在厚度方向上重疊第二電 極212的另一側端部212y。從而，因為第一電極或第二電極與檢測電極可以以適當電容值 的電容耦合，所以檢測配線四與信號配線27之間的電容值可以可靠地測量。另外，根據該實施例，採用第二電極212的切斷部分連接到中繼電極215的結構。 從而，斷路的形成可能比較容易地發生在第二電極212中，而不是在第一電極211中。然而， 因為第二電極212中的斷路形成要被探測，該實施例的靜電電容型輸入裝置1具有高度可 靠性。另外，根據該實施例，儘管為每個第二電極212獨立地設置檢測電極觀0，但是檢 測配線四電連接到所有的檢測電極觀0。從而，可以至少存在一個檢測配線四，因此，其優 點是設置檢測配線四所用的空間小。此外，根據該實施例，通過採用位置探測所用的驅動IC 10而執行斷路的探測。因 此，在連接驅動IC 10後，除了在靜電電容型輸入裝置1的製造工藝期間和靜電電容型輸入 裝置1的出貨前定期地執行外，甚至在出貨後使用靜電電容型輸入裝置1的情況下，也定期 地執行斷路的探測。[實施例2]圖7是示出根據本發明實施例2的靜電電容型輸入裝置1中所用基板20的示意 性構造的示意圖。該實施例的基本構造與實施例1的相同。因此，對於每個相同的部件，標 注相同的參考標號，並且省略其詳細描述。如圖7所示，根據該實施例的靜電電容型輸入裝置1，與實施例1類似，在基板20 的第一表面20a上，形成多個第一電極211和多個第二電極212，多個第一電極211在輸入 區域加中沿X方向(第一方向)延伸，用於探測輸入位置，多個第二電極212在輸入區域 加中沿與X方向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用於探測輸入位置。輸入位置探測電極 21由第一電極211和第二電極212形成。另外，在基板20的第一表面20a對應於輸入區域 2a外側的周邊區域2b中，形成在一側從第一電極211的端部延伸的信號配線27和在一側 從第二電極212的端部延伸的信號配線27。另外，信號配線27設置在端部20e上的部分構 造為第一安裝端子Ma。另外，在基板20的第一表面20a的周邊區域2b中，沿著基板20的端部20g和20f 延伸的檢測配線四延伸，並且檢測配線四位於端部20e中的部分構造為第二安裝端子 24b0這裡，在第二電極212的位於端部20g側的另一側端部212y與檢測配線四之間，構 造參考圖4以及圖5A和5B描述的斷路探測部分28。從而，可以檢測第二電極212中斷路 的形成。
這裡，檢測配線四圍繞基板20位於輸入區域加周邊的端部20f、20g和20h三側。 另外，檢測配線四位於基板20的端部20e上的兩個端部都成為第二安裝端子Mb，並且第 二安裝端子24b形成在其間所夾的第一安裝端子Ma的兩側。從而，在該實施例中，與實施例1類似，可以探測第二電極212中斷路的形成。另 外，在使用靜電電容型輸入裝置1的期間，當屏蔽電位從如圖IB所示的驅動IC 10施加給 檢測配線四時，可以防止電磁波噪聲從基板20的周邊穿透進入輸入區域加。作為屏蔽電 位，可以給檢測配線四施加接地電位。然而，通過施加具有與圖IC所示的位置探測信號 VD的波形相同的波形(包括相位)的屏蔽電位，可以實現輸入位置探測電極21和檢測配 線四(屏蔽配線)之間沒有寄生電容的狀態。因此，甚至在屏蔽配線(檢測配線29)設置 在基板20上的情況下，也不妨礙採用靜電電容法探測輸入位置。[實施例3]圖8是示出根據本發明實施例3的靜電電容型輸入裝置1中所用基板20的示意 性構造的示意圖。該實施例的基本構造與實施例1的相同。因此，對於每個共同的部分，標 注相同的參考標號，並且省略其描述。如圖8所示，根據該實施例的靜電電容型輸入裝置1，與實施例類似，在基板20的 第一表面20a上，形成多個第一電極211和多個第二電極212，多個第一電極211在輸入區 域加中的沿X方向(第一方向)延伸，用於探測輸入位置，多個第二電極212在輸入區域 加中沿與X方向交叉的Y方向(第二方向)延伸，用於探測輸入位置。輸入位置探測電極 21由第一電極211和第二電極212形成。另外，在基板20的第一表面20a對應於輸入區域 加外側的周邊區域2b中，形成在一側從第一電極211的端部延伸的信號配線27和在一側 從第二電極212的端部延伸的信號配線27。另外，信號配線27位於端部20e上的部分構造 為第一安裝端子Ma。另外，在基板20的第一表面20a的周邊區域2b中，沿著基板20的端部20g和20f 延伸的檢測配線四延伸，並且檢測配線四位於端部20e中的部分構造為第二安裝端子 24b0這裡，在第二電極212位於端部20g側的另一側端部212y與檢測配線四之間，構造 參考圖4以及圖5A和5B描述的斷路探測部分28。這裡，從第一電極211延伸的所有信號配線27沿X方向上的一側(端部20h側)， 而不存在於X方向上的另一側(端部20f側)。因此，在該實施例中，在基板20的端部20f 側，參考圖4以及圖5A和5B描述的斷路探測部分28也構造在第一電極211位於端部20f 側的另一側端部211x與檢測配線四之間。因此，根據該實施例，可以實現第一電極211和第二電極212 二者中斷路的探測。[實施例4]圖9是根據本發明實施例4的靜電電容型輸入裝置1中形成的斷路探測部分觀的 示意圖。在上述的實施例1至3中，檢測電極觀0隔著層間絕緣膜214在厚度方向上重疊 第二電極212的另一側端部212y的構造用於構成斷路探測部分觀。相反，在該實施例中， 如圖9所示，斷路探測部分觀採用檢測配線四隔著層間絕緣膜214在水平方向上面對第 二電極212的另一側端部212y的側端部作為檢測電極280來構造。甚至在採用這樣構造的情況下，檢測電極280和第二電極212的另一側端部212y 由於檢測電極觀0與第二電極212的另一側端部212y之間施加的水平電場引起的邊緣電容而耦合在一起。從而，可以進行第二電極212中斷路的形成的探測。另外，根據圖9所示 的構造，其優點在於可以進一步減小設置檢測電極觀0的空間。[其他實施例]在上述的實施例中，液晶裝置用作圖像生成裝置5。然而，作為圖像生成裝置5，可 以採用有機電致發光裝置或電子紙裝置。[安裝在電子設備中的示例]接下來，將描述應用根據上述實施例的附加輸入裝置的電氣光學設備100的電子 設備。圖IOA示出了包括附加輸入裝置的電氣光學設備100的移動型個人計算機的構造。 個人計算機2000包括作為顯示單元的附加輸入裝置的電氣光學設備100和主體單元2010。 在主體單元2010中，設置電源開關2001和鍵盤2002。圖IOB示出了包括附加輸入裝置的 電氣光學設備100的行動電話的構造。行動電話3000包括多個操作按鈕3001、滾動按鈕 3002和作為顯示單元的附加輸入裝置的電氣光學設備100。通過操作滾動按鈕3002，滾動 附加輸入裝置的電氣光學設備100中顯示的屏幕。圖IOC示出了應用附加輸入裝置的電氣 光學設備100的個人數字助理(PDA)的構造。個人數字助理4000具有多個操作按鈕4001、 電源開關4002和作為顯示單元的附加輸入裝置的電氣光學設備100。當操作電源開關4002 時，諸如通訊錄或日程表的各種類型的信息顯示在附加輸入裝置的電氣光學設備100中。另外，作為應用附加輸入裝置的電氣光學設備100的電子設備的示例，除了圖IOA 至IOC所示的電子設備外，還有諸如數字靜態相機、液晶電視機、觀看探測型或監測直觀型 錄像機、汽車導航系統、尋呼機、電子記事本、計算器、文字處理器、工作站、電視電話、POS終 端和銀行終端等電子設備。作為上述各種電子設備的顯示單元，可以應用上述附加輸入裝 置的電氣光學設備100。本申請包含2009年12月15日提交日本專利局的日本優先權專利申請JP 2009-283727中公開的相關主題，其全部內容通過引用結合於此。本領域的技術人員應當理解的是，在所附權利要求或其等同方案的範圍內，根據 設計需要和其他因素，可以進行各種修改、結合、部分結合和替換。
權利要求
1.一種靜電電容型輸入裝置，包括多個第一電極，該多個第一電極探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電極，該多個第二電極探測輸入位置，在該輸入區域中沿與該第一方向交叉 的第二方向延伸；多個信號配線，該多個信號配線在該基板上從該第一電極的一側端部和該第二電極的 一側端部延伸；在該基板上的檢測電極，隔著絕緣膜面對該第一電極和該第二電極至少一方的另一側 端部；以及在該基板上的檢測配線，電連接到該檢測電極。
2.根據權利要求1所述的靜電電容型輸入裝置，其中該檢測電極隔著該絕緣膜在厚度 方向上重疊該另一側端部，以面對該另一側端部。
3.根據權利要求2所述的靜電電容型輸入裝置，還包括在該基板上的中繼電極，該中繼電極將在交叉部分切斷的該第二電極彼此電連接，其中該第二電極在與該第一電極的該交叉部分中切斷，並且其中該檢測電極至少設置在該第二電極的該另一側端部。
4.根據權利要求2所述的靜電電容型輸入裝置，其中該檢測電極設置在該第一電極的 該另一側端部和該第二電極的該另一側端部。
5.根據權利要求1所述的靜電電容型輸入裝置，其中該檢測電極為該另一側端部的每一個獨立地設置，並且其中該檢測配線電連接到多個該檢測電極。
6.根據權利要求5所述的靜電電容型輸入裝置，其中該檢測配線電連接到所有該檢測 電極。
7.根據權利要求1所述的靜電電容型輸入裝置，其中該檢測配線延伸以圍繞該輸入區 域的至少三側。
8.根據權利要求1所述的靜電電容型輸入裝置，還包括斷路檢測單元，電連接到該檢測配線和該多個信號配線，其中該斷路檢測單元測量該檢測配線和該多個信號配線之間的電容值，並且判定該第 一電極和該第二電極當中與電容值等於或小於設定值的該信號配線電連接的電極為斷路 的。
9.一種靜電電容型輸入裝置的檢測方法，該靜電電容型輸入裝置包括多個第一電 極，該多個第一電極探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電 極，該多個第二電極探測輸入位置，在該輸入區域中沿與該第一方向交叉的第二方向延伸； 以及多個信號配線，該多個信號配線從該第一電極的一側端部和該第二電極的一側端部延 伸，其中設置隔著絕緣膜面對該第一電極和該第二電極至少一方的另一側端部的檢測電 極和電連接到該檢測電極的檢測配線，該方法包括如下步驟測量該檢測配線和該多個信號配線之間的電容值；以及判定該第一電極和該第二電極當中與電容值等於或小於設定值的該信號配線電連接 的電極為斷路的。
10. 一種靜電電容型輸入裝置的驅動裝置，該靜電電容型輸入裝置包括多個第一電 極，該多個第一電極探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電 極，該多個第二電極探測輸入位置，在該輸入區域中沿與該第一方向交叉的第二方向延伸； 以及多個信號配線，該多個信號配線從該第一電極的一側端部和該第二電極的一側端部延 伸，該驅動裝置包括多個信號端子，該多個信號端子輸出位置探測信號到該信號配線； 驅動單元，該驅動單元提供位置探測信號到該信號端子； 檢測端子；電容測量單元，該電容測量單元測量該檢測端子和該多個信號端子之間的電容值；以及斷路判定單元，該斷路判定單元基於該電容測量單元的電容測量結果判定是否存在電 容值等於或小於設定值的信號端子。
全文摘要
本發明公開了一種靜電電容型輸入裝置及其檢測方法與驅動裝置。該靜電電容型輸入裝置包括多個第一電極，探測輸入位置，在基板上的輸入區域中沿第一方向延伸；多個第二電極，探測輸入位置，在該輸入區域中沿與該第一方向交叉的第二方向延伸；多個信號配線，在該基板上從該第一電極的一側端部和該第二電極的一側端部延伸；檢測電極，在基板上隔著絕緣膜面對該第一電極和該第二電極至少一方的另一側端部；以及檢測配線，電連接到該檢測電極。
文檔編號G06F3/044GK102096533SQ201010587660
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月14日 優先權日2009年12月15日
發明者倉島健 申請人:索尼公司