JP5334197B2 - 静電容量型入力装置、静電容量型入力装置の検査方法、静電容量型入力装置用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力位置検出用電極に結合する静電容量の変化に基づいて入力位置を検出する静電容量型入力装置、該静電容量型入力装置の検査方法、および静電容量型入力装置用駆動装置に関するものである。

携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器では、液晶装置等の表面に、タッチパネルと称せられる入力装置が配置され、液晶装置の画像表示領域に表示された画像を参照しながら、情報の入力が行えるものがある。このような入力装置のうち、静電容量型入力装置は、図１１に模式的に示すように、基板２０上に、Ｘ方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極２１１と、Ｙ方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極２１２と、第１電極２１１および第２電極２１２の一方側端部から延在する複数の信号配線２７とを有しており、信号配線２７を介して第１電極２１１および第２電極２１２に結合している静電容量を監視する。従って、第１電極２１１および第２電極２１２に指が近接すると、指が近接した電極では、指との間に生じた静電容量分だけ、静電容量が増大するので、指が近接した電極を特定することができる。

このような静電容量型入力装置では、第１電極２１１および第２電極２１２の一箇所に断線が発生していると、その列での検出が不可能となる。従って、第１電極２１１および第２電極２１２に断線が発生しているか否かを検出することは、静電容量型入力装置の信頼性を確保するという面で重要な課題である。

一方、電極の断線を検査する方法としては、複数の電極に対してセンサー電極を順次、近接させて電極との結合容量を監視する検査方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９１３８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方式では、スカラーロボットによってセンサー電極を複数の電極に対して順次、近接させていく方式であるため、大掛かりな検査装置を必要する。また、静電容量型入力装置の場合、第１電極２１１および第２電極２１２に結合している容量が既に存在しているため、断線が発生している場合でも正常な電極との容量差が小さく、判定が困難であるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大掛かりな検査装置を用いなくても、入力位置検出用の電極が断線しているか否かを確実に検出することのできる静電容量型入力装置、該静電容量型入力装置の検査方法、およびかかる検査方法を実現可能な静電容量型入力装置用駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記基板上で前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置であって、前記基板上に、前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも一方の電極の他方側端部に絶縁膜を介して対向する検査用電極と、前記検査用電極に電気的に接続された検査用配線と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記基板上で前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置の検査方法であって、前記基板上に、前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも一方の電極の他方側端部に絶縁膜を介して対向する検査用電極と、前記検査用電極に電気的に接続された検査用配線と、を設けておき、前記検査用配線と複数の前記信号配線との各間の容量値を測定し、当該容量値が設定値以下である前記信号配線が電気的に接続する電極に断線していると判定することを特徴とする。

本発明では、基板上に、第１電極および第２電極のうち、少なくとも一方の電極の他方側端部に絶縁膜を介して対向する検査用電極と、検査用電極に電気的に接続された検査用配線とを有しているので、検査用配線と複数の前記信号配線との各間の容量値を測定し、容量値が設定値以下である信号配線が電気的に接続する電極に断線が発生していると判定することができる。かかる構成によれば、第１電極や第２電極に容量が結合していても、断線が発生していれば、検査用配線と信号配線との各間からは容量が一切検出されないか、極めてわずかな容量が検出されるだけである。従って、第１電極や第２電極に結合している容量が既に存在している場合でも、電極の断線を確実に検出することができる。また、基板上に形成された検査用配線と信号配線との各間の容量値を測定すればよいので、大掛かりな検査装置を必要としないという利点もある。さらに、第１電極や第２電極と検査用電極との間は容量値が一定であり、かつ、容量値も小さいため、検査用電極を設けても位置検出の妨げになることはない。

本発明において、前記検査用電極は、前記他方側端部に前記絶縁膜を介して厚さ方向で重なって当該他方側端部に対向していることが好ましい。このように構成すると、第１電極や第２電極と検査用電極とを適正な容量値をもつ容量で結合させることができるので、検査用配線と信号配線との各間の容量値を確実に測定することができる。

本発明において、前記第２電極は、前記第１電極との交差部で途切れており、前記基板上に、前記交差部で途切れた前記第２電極同士を電気的に接続する中継電極を備え、前記検査用電極は、少なくとも前記第２電極の他方側端部に対して設けられていることが好ましい。このように構成すると、第１電極および第２電極のうち、断線が発生しやすい第２電極に断線が発生しているか否かを検出することができる。

本発明において、前記検査用電極は、前記第１電極の他方側端部および前記第２電極の他方側端部に対して設けられていることが好ましい。このように構成すると、第１電極および第２電極の双方に対して断線が発生しているか否かを検出することができる。

本発明において、前記検査用電極は、前記他方側端部毎に独立して設けられ、前記検査用配線は、複数の前記検査用電極に電気的に接続していることが好ましい。本発明において、前記検査用配線は、全ての前記検査用電極に電気的に接続していることが好ましい。このように構成すると、検査用配線の数を最小限に抑えることができるので、検査用配線を設けるためのスペースが狭くてよい。

本発明において、前記検査用配線は、前記入力領域の少なくとも三方を囲むように延在していることが好ましい。このように構成すると、検査用配線をシールド配線として利用できるので、入力領域内に電磁波ノイズが侵入することを防止することができる。

本発明において、前記検査用配線および複数の前記信号配線に電気的に接続する断線検査部を備え、当該断線検査部は、前記検査用配線と複数の前記信号配線との各間の容量値を測定し、前記第１電極および前記第２電極のうち、当該容量値が設定値以下である前記信号配線が電気的に接続する電極が断線していると判定することが好ましい。このように構成すると、検査装置を用いなくても、静電容量型入力装置自身で断線を検出することができる。

かかる検査方法を静電容量型入力装置用駆動装置によって実行することができる。すなわち、本発明は、基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置用駆動装置であって、前記信号配線に位置検出用の信号を出力する複数の信号端子と、前記信号端子に位置検出用の信号を供給する駆動部と、検査用端子と、前記検査用端子と複数の前記信号端子との各間の容量値を測定し、当該容量値が設定値以下であるか信号端子が存在するか否かを判定する断線判定部と、を有していることを特徴とする。このように構成すると、検査装置を用いなくても、静電容量型入力装置用駆動装置で断線を検出することができる。

本発明を適用した静電容量型入力装置は、例えば、入力装置付き電気光学装置を構成するのに用いられ、かかる入力装置付き電気光学装置では、前記基板に対して入力操作側とは反対側に画像生成用の電気光学パネルが構成されている。

本発明を適用した入力装置付き電気光学装置は、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器に用いられる。

本発明を適用した静電容量型入力装置の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る入力装置付き電気光学装置の断面構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置に用いた基板の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置に用いた基板の平面的な構成を具体的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置に用いた基板の断面構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置に用いた断線検出の原理を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る静電容量型入力装置に用いた基板の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る静電容量型入力装置に用いた基板の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る静電容量型入力装置に形成した検出部の説明図である。 本発明を適用した静電容量型入力装置を備えた電子機器の説明図である。 従来の静電容量型入力装置の説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。以下、各実施の形態で共通な基本構成を説明した後、各実施の形態の詳細な説明を行なう。

［実施の形態］
（入力装置付き電気光学装置の全体構成）
図１は、本発明を適用した静電容量型入力装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本形態の静電容量型入力装置を備えた入力装置付き電気光学装置の全体構成を模式的に示す説明図、静電容量型入力装置の電気的な構成を模式的に示す説明図、および静電容量型入力装置に供給される電位の説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る入力装置付き電気光学装置の断面構成を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、基板において入力操作側に位置する第１面側に入力位置検出用電極を設けた構成例の説明図、および基板において入力操作側とは反対側の第２面側に入力位置検出用電極を設けた構成例の説明図である。

図１（ａ）において、本形態の入力装置付き電気光学装置１００は、概ね、液晶装置等からなる画像生成装置５と、この画像生成装置５において表示光を出射する側の面に重ねて配置された静電容量型入力装置１とを有している。静電容量型入力装置１は入力パネル２（タッチパネル）を備え、画像生成装置５は電気光学パネル５ａ（表示パネル）としての液晶パネルを備えている。本形態において、入力パネル２および電気光学パネル５ａはいずれも矩形の平面形状を備えており、静電容量型入力装置１および入力装置付き電気光学装置１００を平面視したときの中央領域が入力領域２ａである。また、画像生成装置５および入力装置付き電気光学装置１００において入力領域２ａと平面視で重なる領域が画像形成領域である。入力パネル２において端部２０ｅが位置する側にはフレキシブル配線基板３５が接続され、電気光学パネル５ａにおいて端部２０ｅが位置する側にはフレキシブル配線基板７３が接続されている。

図１および図２（ａ）、（ｂ）において、画像生成装置５は、透過型や半透過反射型のアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、電気光学パネル５ａに対して入力パネル２が配置されている側とは反対側（表示光の出射側とは反対側）にはバックライト装置（図示せず）が配置されている。バックライト装置は、例えば、電気光学パネル５ａに対して静電容量型入力装置１が配置されている側とは反対側に重ねて配置された透光性の導光板と、導光板の側端部に向けて白色光等を出射する発光ダイオード等の光源とを備えており、光源から出射された光は、導光板の側端部から入射した後、導光板内を伝搬しながら電気光学パネル５ａに向けて出射される。導光板と電気光学パネル５ａとの間には、光散乱シートやプリズムシート等のシート状光学部材が配置されることもある。

画像生成装置５において、電気光学パネル５ａに対して表示光の出射側には第１偏光板８１が重ねて配置され、その反対側に第２偏光板８２が重ねて配置されている。電気光学パネル５ａは、表示光の出射側とは反対側に配置された透光性の素子基板５０と、この素子基板５０に対して表示光の出射側で対向配置された透光性の対向基板６０とを備えている。対向基板６０と素子基板５０とは、矩形枠状のシール材７１により貼り合わされており、対向基板６０と素子基板５０との間においてシール材７１で囲まれた領域内に液晶層５５が保持されている。素子基板５０において、対向基板６０と対向する面には複数の画素電極５８がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成され、対向基板６０において、素子基板５０と対向する面には共通電極６８がＩＴＯ膜等の透光性導電膜により形成されている。また、対向基板６０にはカラーフィルターが形成されている。なお、画像生成装置５がＩＰＳ(In Plane Switching)方式や、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式である場合、共通電極６８は素子基板５０の側に設けられる。また、素子基板５０が対向基板６０に対して表示光の出射側に配置されることもある。素子基板５０において、対向基板６０の縁から張り出した張出領域５９には駆動用ＩＣ７５がＣＯＧ実装されているとともに、張出領域５９にはフレキシブル配線基板７３が接続されている。なお、素子基板５０には、素子基板５０上のスイッチング素子と同時に駆動回路を形成することもある。

（静電容量型入力装置１の詳細構成）
図２（ａ）、（ｂ）に示す静電容量型入力装置１において、入力パネル２は、ガラス板やプラスチック板等からなる透光性の基板２０を備えており、本形態では、基板２０としてガラス基板が用いられている。なお、基板２０をプラスチック材料から構成する場合、プラスチック材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＩ（ポリイミド）、ポリノルボルネン等の環状オレフィン樹脂等の耐熱性の透光性シートを用いることができる。以下、基板２０において、以下に説明する電極等が形成されている側を第１面２０ａとし、その反対側を第２面２０ｂとして説明する。

詳しくは後述するが、図２（ａ）、（ｂ）に示す静電容量型入力装置１において、基板２０の第１面２０ａには、基板２０からみて下層側から上層側に向かって第１透光性導電膜４ａ、層間絶縁膜２１４、および第２透光性導電膜４ｂが形成されており、第１透光性導電膜４ａおよび第２透光性導電膜４ｂのうち、第１透光性導電膜４ａによって入力位置検出用電極２１が形成されている。また、基板２０の端部２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈのうち、端部２０ｅでは、第１面２０ａにフレキシブル配線基板３５が接続されている。基板２０に対して入力操作側には、透光性および絶縁性のカバー９０が粘着剤９０ｅ等により貼付されており、かかるカバー９０には、基板２０において入力領域２ａの外側の領域（周辺領域２ｂ）と重なる領域に遮光層９０ａが印刷されている。かかる遮光層９０ａで囲まれた領域が入力領域２ａである。遮光層９０ａは、電気光学パネル５ａの外側領域と重なっており、画像生成装置５の光源や導光板の端部から漏れた光を遮断する。なお、入力パネル２と液晶パネル５ａとの間には、透光性フィルム上にＩＴＯ膜等の透光性導電膜が形成されたシールド用の導電フィルム９９が配置されており、図２（ｂ）に示す構成では、導電フィルム９９と基板２０とは粘着剤層９９ｅ等によって接着されている。

（静電容量型入力装置１の電極等の概略構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置１に用いた基板２０の概略構成を示す説明図である。なお、図３において、入力領域２ａについては、その角部分の位置を英文字の「Ｌ」状のマークで示してある。

図３に示すように、本形態の静電容量型入力装置１において、基板２０の第１面２０ａには、入力領域２ａでＸ方向（第１方向）に延在する入力位置検出用の複数の第１電極２１１と、入力領域２ａでＸ方向に交差するＹ方向（第２方向）に延在する入力位置検出用の複数の第２電極２１２とが形成されており、これらの第１電極２１１および第２電極２１２によって入力位置検出用電極２１が形成されている。また、基板２０の第１面２０ａにおいて、入力領域２ａの外側に相当する周辺領域２ｂには、第１電極２１１の一方側端部から延在する信号配線２７、および第２電極２１２の一方側端部から延在する信号配線２７が形成されており、これらの信号配線２７において端部２０ｅに位置する部分は第１実装端子２４ａになっている。

また、本形態の静電容量型入力装置１において、基板２０の第１面２０ａにおいて、周辺領域２ｂには、基板２０の端部２０ｇ、２０ｆに沿って延在する検査用配線２９が延在しており、かかる検査用配線２９において端部２０ｅに位置する部分は第２実装端子２４ｂになっている。ここで、第２電極２１２において、端部２０ｇ側に位置する他方側端部２１２ｙと検査用配線２９との間には、第２電極２１２の断線を検出する断線検出部２８が構成されている。

（入力位置検出用電極２１および信号配線２７等の詳細構成）
以下、図４〜図６を参照して、入力位置検出用電極２１（第１電極２１１、第２電極２１２）、および信号配線２７等の構成を詳述した後、検査用配線２９および断線検出部２８の構成を詳述する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置１に用いた基板２０の平面的な構成を具体的に示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置１に用いた基板２０の断面構成を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、基板２０のＡ１−Ａ１′断面図、および基板２０のＢ１−Ｂ１′断面図である。なお、図４においては、各構成が分りやすいように、電極の数を減らして拡大して表してある。また、図４において、第１透光性導電膜４ａについては一点鎖線で示し、層間絶縁膜２１４を点線で示し、第２透光性導電膜４ｂについては実線で示し、配線用の金属層について二点左鎖線で示してある。また、図４において、入力領域２ａについては、その角部分の位置を英文字の「Ｌ」状のマークで示してある。

図４および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の静電容量型入力装置１において、基板２０の第１面２０ａの側には、基板２０からみて下層側から上層側に向けて第１透光性導電膜４ａ、層間絶縁膜２１４、および第２透光性導電膜４ｂが順に形成されている。また、基板２０の第１面２０ａの側には、第１透光性導電膜４ａのうち、信号配線２７を構成する部分には、第１透光性導電膜４ａの上面に金属膜４ｃが形成されている。

本形態において、第１透光性導電膜４ａは多結晶のＩＴＯ膜からなり、第１透光性導電膜４ａの上層側には、感光性樹脂膜やシリコン酸化膜等の透光性絶縁膜からなる層間絶縁膜２１４が形成されている。本形態において、第２透光性導電膜４ｂも、第１透光性導電膜４ａと同様、多結晶のＩＴＯ膜からなる。金属膜４ｃは、銀、パラジウム、銅の合金等からなる。なお、基板２０の第１面２０ａには、その全面にシリコン酸化膜等からなる透光性の下地保護膜が形成されている場合があり、この場合、下地保護膜上に第１透光性導電膜４ａ、層間絶縁膜２１４、および第２透光性導電膜４ｂが順に積層されることになる。

本形態の静電容量型入力装置１において、第１透光性導電膜４ａは、まず、入力領域２ａに複数の菱形領域として形成され、かかる菱形領域は、入力位置検出用電極２１（第１電極２１１および第２電極２１２）のパッド部２１１ａ、２１２ａ（大面積部分）を構成する。これらのパッド部２１１ａ、２１２ａは、Ｘ方向およびＹ方向において交互に配列されている。複数のパッド部２１１ａにおいてＸ方向（第１方向）で隣り合うパッド部２１１ａ同士は連結部分２１１ｃを介して繋がっており、パッド部２１１ａおよび連結部分２１１ｃは、Ｘ方向で延在する第１電極２１１を構成している。これに対して、複数のパッド部２１２ａは、Ｙ方向（第２方向）で延在する第２電極２１２を構成するが、Ｙ方向で隣り合うパッド部２１２ａの間、すなわち、連結部分２１１ｃと重なる部分は途切れ部分２１８ａを備えている。また、第１透光性導電膜４ａは、周辺領域２ｂにおいて、信号配線２７の下層側を構成する下層側配線２７１として形成されている。

層間絶縁膜２１４は入力領域２ａから周辺領域２ｂにわたって広い領域に形成されている。層間絶縁膜２１４には、コンタクトホール２１４ａが形成されており、かかるコンタクトホール２１４ａは、パッド部２１２ａにおいて途切れ部分２１８ａを介して対峙する端部と重なる位置に形成されている。

第２透光性導電膜４ｂは、コンタクトホール２１４ａと重なる領域に中継電極２１５として形成されている。

金属膜４ｃは、周辺領域２ｂにおいて、信号配線２７の上層側を構成する上層側配線２７２として形成されている。

さらに、第２透光性導電膜４ｂの上層側には、基板２０の略全面に、感光性樹脂からなるトップコート層２１９が形成されている。

このように構成した静電容量型入力装置１において、第１電極２１１および第２電極２１２は、同一の導電膜（第１透光性導電膜４ａ）によって形成され、かつ、互いに交差する方向に延在しているため、基板２０上には、第１電極２１１と第２電極２１２とが交差する交差部２１８が存在する。

ここで、第１電極２１１および第２電極２１２のうち、第１電極２１１は、交差部２１８でも第２透光性導電膜４ｂからなる連結部分２１１ｃによってＸ方向で繋がって延在している。これに対して、第２電極２１２には交差部２１８に途切れ部分２１８ａが構成されている。但し、交差部２１８では、層間絶縁膜２１４の上層に中継電極２１５が形成されており、かかる中継電極２１５は、層間絶縁膜２１４のコンタクトホール２１４ａを介して、途切れ部分２１８ａを介して隣り合うパッド２１２ａ同士を電気的に接続している。このため、第２電極２１２はＹ方向で電気的に接続した状態でＹ方向に延在している。なお、中継電極２１５は、層間絶縁膜２１４を介して連結部分２１１ｃに重なっているため、短絡するおそれはない。

このように構成した第１電極２１１および第２電極２１２は各々、交差部２１８で挟まれた領域に矩形の大面積のパッド部２１１ａ、２１２ａを備えており、第１電極２１１において交差部２１８に位置する連結部分２１１ｃは、パッド部２１１ａ、２１２ａより幅の狭い細幅形状になっている。また、中継電極２１５も、パッド部２１１ａ、２１２ａより幅の狭い細幅形状に形成されている。

ここで、下層側配線２７１は、第１電極２１１においてＸ方向の一方側あるいは他方側に位置する一方側端部から延在し、その上層に上層側配線２７２が形成されている。また、下層側配線２７１は、周辺領域２ｂにおいてＹ方向の一方側（第１実装端子２４ａが位置する側）の位置する一方側端部から延在し、その上層に上層側配線２７２が形成されている。

（入力位置検出方法）
図１（ｂ）に示すように、本形態の静電容量型入力装置１では、入力パネル２の第１実装端子２４ａおよび第２実装端子２４ｂに対してフレキシブル配線基板３５を介して駆動用ＩＣ１０（静電容量型入力装置用駆動装置／断線検査部）が接続される。ここで、駆動用ＩＣ１０は、フレキシブル配線基板３５を介して第１実装端子２４ａに電気的に接続される第１端子１１ａ（信号端子）と、この第１端子１１ａに対して図１（ｃ）に示す位置検出信号ＶＤを出力する駆動部１１０を備えている。また、駆動用ＩＣ１０は、複数の第１端子１１ａの各々に結合する容量を測定する容量測定部１２０を備えている。また、駆動用ＩＣ１０は、フレキシブル配線基板３５を介して第２実装端子２４ｂに電気的に接続される第２端子１１ｂ（検査用端子）と、容量測定部１２０の容量測定結果に基づいて、容量値が設定値以下である第１端子１１ａが存在するか否かを判定する断線判定部１３０を備えており、かかる第２端子１１ｂおよび断線判定部１３０は、後述する断線検出に用いられる。従って、駆動用ＩＣ１０は、後述するように、断線検査部としても機能する。なお、駆動用ＩＣ１０は、入力パネル２にグランド電位を出力するグランド端子も備えているが、本発明には直接、関係しないので、図示および説明を省略する。

このように構成した静電容量型入力装置１において、図１（ｂ）に示す駆動用ＩＣ１０が第１端子１１ａから、図１（ｃ）に示す矩形パルス状の位置検出信号ＶＤを出力すると、入力位置検出用電極２１に容量が寄生していない場合、第１端子１１ａからは、図１（ｃ）に実線で示す波形の信号が検出される。これに対して、入力位置検出用電極２１に容量が寄生していると、図１（ｃ）に点線で示すように、容量に起因する波形の歪みが発生するので、駆動部１１０は、入力位置検出用電極２１に容量が寄生しているか否かを検出することができる。従って、本形態では、複数の入力位置検出用電極２１に順次、位置検出信号ＶＤを出力して入力位置検出用電極２１の各々に対して、結合している静電容量を監視する。それ故、複数の入力位置検出用電極２１のうちのいずれかに指が近接すると、指が近接した入力位置検出用電極２１では、指との間に生じた静電容量分だけ、静電容量が増大するので、指が近接した電極を特定することができる。

従って、基板２０において、入力位置検出用電極（第１電極２１１および第２電極２１２）の一箇所に断線が発生していると、その列での検出が不可能となる。そこで、本形態では、以下に説明する構成を採用し、第１電極２１１および第２電極２１２のうち、断線が発生しやすい第２電極２１２の断線を検出する。

（断線検出のための構成）
本形態では、第２電極２１２の断線検出を行なうことを目的に、基板２０の第１面２０ａには、第２電極２１２において信号配線２７が接続している一方側端部とは反対側の他方側端部２１２ｙ（基板２０の端部２０ｇ側に位置する端部）に対して、層間絶縁膜２１４を介して対向する検査用電極２８０が設けられており、第２電極２１２の他方側端部２１２ｙと検査用電極２８０との対向部分によって断線検出部２８が構成されている。

ここで、検査用電極２８０は第２透光性導電膜４ｂからなり、入力領域２ａに向けて延在する短冊状に形成されている。このため、検査用電極２８０の端部は、第１透光性導電膜４ａからなる第２電極２１２の他方側端部２１２ｙに対して層間絶縁膜２１４を介して厚さ方向で重なっている。このようにして、断線検出部２８は、検査用電極２８０と第２電極２１２との間に結合する容量として構成されている。

また、基板２０の第１面２０ａには、周辺領域２ｂにおいて基板２０の端部２０ｇ、２０ｆに沿って延在する検査用配線２９が延在しており、かかる検査用配線２９において端部２０ｅに位置する部分は第２実装端子２４ｂになっている。

検査用配線２９は、第１透光性導電膜４ａからなる下層側配線２９１と、下層側配線２９１の上面に沿って形成された金属膜４ｃからなる上層側配線２９２とからなる。かかる検査用配線２９において端部２０ｅに沿う部分では、第１透光性導電膜４ａからなる下層側配線２９１に比して、金属膜４ｃからなる上層側配線２９２の幅寸法が狭くなっている。このため、下層側配線２９１は、上層側配線２９２から幅方向のうち、入力領域２ａが位置する側に大きく張り出している。そこで、本形態では、層間絶縁膜２１４において、下層側配線２９１が上層側配線２９２から幅方向で張り出している部分と重なる領域にコンタクトホール２１４ｂを形成し、かかるコンタクトホール２１４ｂを介して、検査用配線２９の下層側配線２９１と検査用電極２８０とが電気的に接続されている。

このような検査用電極２８０は、複数の第２電極２１２に対して共通の検査用電極として形成することができるが、本形態において、検査用電極２８０は、複数の第２電極２１２の各々に対して１対１の関係をもって形成されている。このため、検査用電極２８０は複数形成されているが、検査用配線２９は複数の検査用電極２８０に電気的に接続されている。本形態では、複数の検査用電極２８０の全てが共通の検査用配線２９に電気的に接続されている。このため、第２電極２１２は複数であるが、検査用配線２９は１本のみ形成されている。

（断線検出の原理）
図６は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型入力装置１に用いた断線検出の原理を示す説明図である。

本形態の静電容量型入力装置１において、上記の検査用電極２８０を備えた断線検出部２８、および検査用配線２９を用いて第２電極２１２の断線を検出するには、図１（ｂ）に示す駆動用ＩＣ１０は、複数の第１端子１１ａに順次、図１（ｃ）に示すようにパルス状の検査信号を出力ながら、容量測定部１２０によって複数の第１端子１１ａと第２端子１１ｂとの間の容量値を順次測定する。そして、断線判定部１３０は、容量測定部１２０の容量測定結果に基づいて、容量値が設定値以下である第１端子１１ａが存在するか否かを判定する。

すなわち、図６に示すように、信号配線２７と検査用配線２９との間には、各種抵抗分Ｒ１〜Ｒ８の他、第２電極２１２と隣り合う電極との間の寄生容量Ｃ４〜Ｃ８と、断線検出部２８の容量Ｃ３、検査用配線２９と第２電極２１２との間の寄生容量Ｃ１２、検査用配線２９と信号配線２７との間の寄生容量Ｃ２等が存在するが、第２電極２１２が断線すると、検査用配線２９と信号配線２７との間からは容量が一切検出されない。あるいは、第２電極２１２が断線すると、検査用配線２９と信号配線２７との間からは極めてわずかな容量が検出されるだけである。従って、第２電極２１２に結合している容量が既に存在している場合でも、断線判定部１３０は、第２電極２１２の断線を確実に検出することができ、駆動用ＩＣ１０は断線検査部として機能する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の静電容量型入力装置１では、基板２０上に、第２電極２１２の他方側端部２１２ｙに層間絶縁膜２１４を介して対向する検査用電極２８０と、検査用電極２８０に電気的に接続された検査用配線２９とを有しているので、検査用配線２９と複数の信号配線２７との各間の容量値を順次、測定すれば、容量値が設定値以下である信号配線２７が電気的に接続する第２電極２１２に断線が発生しているが判定できる。かかる構成によれば、第２電極２１２に他の容量が結合していても、断線が発生していれば、検査用配線２９と信号配線２７との各間からは容量が一切検出されないか、極めてわずかな容量が検出されるだけである。従って、第２電極２１２に結合している容量が既に存在している場合でも、第２電極２１２の断線を確実に検出することができる。

また、基板２０上に形成された検査用配線２９と信号配線２７との各間の容量値を測定すればよいので、大掛かりな検査装置を必要としないという利点もある。さらに、第２電極２１２と検査用電極２８０との間は容量値が一定であり、かつ、容量値が小さいため、検査用電極２８０を設けても位置検出の妨げになることはない。

また、本形態において、検査用電極２８０は、第２電極２１２の他方側端部２１２ｙに層間絶縁膜２１４を介して厚さ方向で重なっている。このため、第１電極や第２電極と検査用電極とを適正な容量値をもつ容量で結合させることができるので、検査用配線２９と信号配線２７との各間の容量値を確実に測定することができる。

また、本形態において、第２電極２１２は、途切れ部分が中継電極２１５で接続された構造であるため、第１電極２１１に比較して断線が発生しやすいが、かかる第２電極２１２の断線を検出するため、本形態の静電容量型入力装置１は信頼性が高い。

さらに、本形態において、検査用電極２８０は第２電極２１２毎に独立して設けられているが、検査用配線２９は、全ての検査用電極２８０に電気的に接続している。このため、検査用配線２９は、最小限の１本でよいので、検査用配線２９を設けるためのスペースが狭くてよい。

さらにまた、本形態では、位置検出に用いた駆動用ＩＣ１０で断線検出を行なうため、駆動用ＩＣ１０を接続した以降であれば、静電容量型入力装置１の製造途中、および静電容量型入力装置１の出荷前に実施できる他、静電容量型入力装置１を出荷後の使用中であっても定期的に断線検出を行なうこともできる。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型入力装置１に用いた基板２０の概略構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの詳細な説明を省略する。

図７に示すように、本形態の静電容量型入力装置１において、実施の形態１と同様、基板２０の第１面２０ａには、入力領域２ａでＸ方向（第１方向）に延在する入力位置検出用の複数の第１電極２１１と、入力領域２ａでＸ方向に交差するＹ方向（第２方向）に延在する入力位置検出用の複数の第２電極２１２とが形成されており、これらの第１電極２１１および第２電極２１２によって入力位置検出用電極２１が形成されている。また、基板２０の第１面２０ａにおいて、入力領域２ａの外側に相当する周辺領域２ｂには、第１電極２１１の一方側端部から延在する信号配線２７、および第２電極２１２の一方側端部から延在する信号配線２７が形成されており、これらの信号配線２７において端部２０ｅに位置する部分は第１実装端子２４ａになっている。

また、基板２０の第１面２０ａにおいて、周辺領域２ｂには、基板２０の端部２０ｇ、２０ｆに沿って延在する検査用配線２９が延在しており、かかる検査用配線２９において端部２０ｅに位置する部分は第２実装端子２４ｂになっている。ここで、第２電極２１２において、端部２０ｇ側に位置する他方側端部２１２ｙと検査用配線２９との間には、図４および図５を参照して説明した断線検出部２８が構成されている。従って、第２電極２１２の断線を検査することができる。

ここで、検査用配線２９は、入力領域２ａの周りにおいて基板２０の端部２０ｆ、２０ｇ、２０ｈが位置する三方を囲んでいる。また、検査用配線２９は、基板２０の端部２０ｅに位置する両端部分が第２実装端子２４ｂになっており、かかる第２実装端子２４ｂは、第１実装端子２４ａを挟む両側に形成されている。

このため、本形態では、実施の形態１と同様、第２電極２１２の断線検出を行なうことができるとともに、静電容量型入力装置１を使用している期間中、図１（ｂ）に示す駆動用ＩＣ１０から検査用配線２９にシールド電位を印加すれば、基板２０の周りから入力領域２ａに電磁波ノイズが侵入することを防止することができる。かかるシールド電位として、グランド電位を検査用配線２９に印加してもよいが、図１（ｃ）に示す位置検出信号ＶＤと波形（位相も含めて）が同一のシールド電位を印加すれば、入力位置検出用電極２１と検査用配線２９（シールド配線）との間と容量が寄生しない状態を実現することができる。それ故、基板２０上にシールド配線（検査用配線２９）を設けても、静電容量方式による入力位置の検出には支障がない。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３に係る静電容量型入力装置１に用いた基板２０の概略構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの詳細な説明を省略する。

図８に示すように、本形態の静電容量型入力装置１において、実施の形態１と同様、基板２０の第１面２０ａには、入力領域２ａでＸ方向（第１方向）に延在する入力位置検出用の複数の第１電極２１１と、入力領域２ａでＸ方向に交差するＹ方向（第２方向）に延在する入力位置検出用の複数の第２電極２１２とが形成されており、これらの第１電極２１１および第２電極２１２によって入力位置検出用電極２１が形成されている。また、基板２０の第１面２０ａにおいて、入力領域２ａの外側に相当する周辺領域２ｂには、第１電極２１１の一方側端部から延在する信号配線２７、および第２電極２１２の一方側端部から延在する信号配線２７が形成されており、これらの信号配線２７において端部２０ｅに位置する部分は第１実装端子２４ａになっている。

また、基板２０の第１面２０ａにおいて、周辺領域２ｂには、基板２０の端部２０ｇ、２０ｆに沿って延在する検査用配線２９が延在しており、かかる検査用配線２９において端部２０ｅに位置する部分は第２実装端子２４ｂになっている。また、第２電極２１２において、端部２０ｇ側に位置する他方側端部２１２ｙと検査用配線２９との間には、図４および図５を参照して説明した断線検出部２８が構成されている。

ここで、第２電極２１２から延在する信号配線２７は、全てＸ方向の一方側（端部２０ｈの側）で延在しており、Ｘ方向の他方側（端部２０ｆの側）には存在しない。そこで、本形態では、基板２０の端部２０ｆの側には、第１電極２１１において、端部２０ｆ側に位置する他方側端部２１１ｘと検査用配線２９との間にも、図４および図５を参照して説明した断線検出部２８が構成されている。

このため、本形態によれば、第１電極２１１および第２電極２１２の双方に対して断線検出を行なうことができる。

［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る静電容量型入力装置１に形成した断線検出部２８の説明図である。上記実施の形態１〜３では、断線検出部２８を構成するにあたって、検査用電極２８０が、第２電極２１２の他方側端部２１２ｙに層間絶縁膜２１４を介して厚さ方向で重なっている構成を採用した。これに対して、本形態では、図９に示すように、検査用配線２９において、第２電極２１２の他方側端部２１２ｙに対して層間絶縁膜２１４を介して横方向で対向している側端部を検査用電極２８０として利用することにより、断線検出部２８が構成されている。

このように構成した場合でも、検査用電極２８０と第２電極２１２の他方側端部２１２ｙとの間の横電界に起因するフリンジ容量によって、検査用電極２８０と第２電極２１２の他方側端部２１２ｙとが結合している。従って、第２電極２１２の断線検出を行なうことができる。また、図９に示す構成であれば、検査用電極２８０を設けるスペースをさらに狭くすることができる等の利点がある。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、画像生成装置５として液晶装置を用いたが、画像生成装置５としては有機エレクトロルミネッセンス装置や電子ペーパーを用いてもよい。

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る入力装置付き電気光学装置１００を適用した電子機器について説明する。図１０（ａ）に、入力装置付き電気光学装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての入力装置付き電気光学装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。図１０（ｂ）に、入力装置付き電気光学装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、および表示ユニットとしての入力装置付き電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、入力装置付き電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図１０（ｃ）に、入力装置付き電気光学装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、および表示ユニットとしての入力装置付き電気光学装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が入力装置付き電気光学装置１００に表示される。

なお、入力装置付き電気光学装置１００が適用される電子機器としては、図１０に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、銀行端末等の電子機器等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した入力装置付き電気光学装置１００が適用可能である。

１・・静電容量型入力装置、２・・入力パネル、２ａ・・入力領域、２ｂ・・周辺領域、４ａ・・第１透光性導電膜、４ｂ・・第２透光性導電膜、１０・・駆動用ＩＣ（静電容量型入力装置用駆動装置）、１１ａ・・第１端子（信号端子）、１１ｂ・・第２端子（検査用端子）、２０・・基板、２１・・入力位置検出用電極、２７・・信号配線、２８・・断線検出部、２９・・検査用配線、１００・・入力装置付き電気光学装置、１１０・・駆動部、１２０・・容量測定部、１３０・・断線判定部、２１１・・第１電極、２１１ｃ・・連結部分、２１２・・第２電極、２１４・・層間絶縁膜、２１５・・中継電極、２１８・・交差部分、２１８ａ・・途切れ部分、２８０・・検査用電極

Claims (10)

1. 基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記基板上で前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置であって、
   前記基板上に、前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも一方の電極の他方側端部に絶縁膜を介して対向する検査用電極と、前記検査用電極に電気的に接続された検査用配線と、を有することを特徴とする静電容量型入力装置。
2. 前記検査用電極は、前記他方側端部に前記絶縁膜を介して厚さ方向で重なって当該他方側端部に対向していることを特徴とする請求項１に記載の静電容量型入力装置。
3. 前記第２電極は、前記第１電極との交差部で途切れており、
   前記基板上に、前記交差部で途切れた前記第２電極同士を電気的に接続する中継電極を備え、
   前記検査用電極は、少なくとも前記第２電極の他方側端部に対して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量型入力装置。
4. 前記検査用電極は、前記第１電極の他方側端部および前記第２電極の他方側端部に対して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の静電容量型入力装置。
5. 前記検査用電極は、前記他方側端部毎に独立して設けられ、
   前記検査用配線は、複数の前記検査用電極に電気的に接続していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の静電容量型入力装置。
6. 前記検査用配線は、全ての前記検査用電極に電気的に接続していることを特徴とする請求項５に記載の静電容量型入力装置。
7. 前記検査用配線は、前記入力領域の少なくとも三方を囲むように延在していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の静電容量型入力装置。
8. 前記検査用配線および複数の前記信号配線に電気的に接続する断線検査部を備え、
   当該断線検査部は、前記検査用配線と複数の前記信号配線との各間の容量値を測定し、前記第１電極および前記第２電極のうち、当該容量値が設定値以下である前記信号配線が電気的に接続する電極が断線していると判定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の静電容量型入力装置。
9. 基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置の検査方法であって、
   前記第１電極および前記第２電極のうち、少なくとも一方の電極の他方側端部に絶縁膜を介して対向する検査用電極と、該検査用電極に電気的に接続された検査用配線と、を設けておき、
   前記検査用配線と複数の前記信号配線との各間の容量値を測定し、前記第１電極および前記第２電極のうち、当該容量値が設定値以下である前記信号配線が電気的に接続する電極が断線していると判定することを特徴とする静電容量型入力装置の検査方法。
10. 基板上の入力領域で第１方向に延在する入力位置検出用の複数の第１電極と、前記入力領域で前記第１方向に交差する第２方向に延在する入力位置検出用の複数の第２電極と、前記第１電極の一方側端部および前記第２電極の一方側端部の各々から延在する複数の信号配線と、を有する静電容量型入力装置用駆動装置であって、
    前記信号配線に位置検出用の信号を出力する複数の信号端子と、
    前記信号端子に位置検出用の信号を供給する駆動部と、
    検査用端子と、
    前記検査用端子と複数の前記信号端子との各間の容量値を測定する容量測定部と、
    該容量測定部での容量測定結果に基づいて、容量値が設定値以下である信号端子が存在するか否かを判定する断線判定部と、
    を有していることを特徴とする静電容量型入力装置用駆動装置。

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