JP7349948B2 - Touch screen and display device equipped with the touch screen - Google Patents
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Description
本開示は、近接無線通信に用いられるアンテナ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た表示装置に関する。 The present disclosure relates to a touch screen having an antenna used for close proximity wireless communication and a display device equipped with the touch screen.
従来、指などの指示体による入力操作を検出するタッチパネルが知られており、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。このようなタッチパネルは、指などによるタッチの位置を検出する素子として、抵抗膜方式や静電容量方式などの様々な方式を用いたタッチスクリーンを備える。タッチスクリーンは、複数のセンサを備える。タッチパネルは、指等の指示体によるタッチスクリーンへのタッチを検出し、タッチが行われた位置を示す座標を特定する。 2. Description of the Related Art Touch panels that detect input operations using a pointer such as a finger have been known, and are attracting attention as an excellent interface means. Such a touch panel includes a touch screen that uses various methods such as a resistive film method and a capacitive method as an element for detecting the position of a touch by a finger or the like. A touch screen includes multiple sensors. The touch panel detects a touch on the touch screen by an indicator such as a finger, and specifies the coordinates indicating the position where the touch is made.
タッチパネルは、多くの場合は、表示装置上に取り付けられる。これにより、タッチパネルは、機械的なキーボード、マウス等を代替する優れた情報処理装置のユーザーインターフェースを提供する。 Touch panels are often mounted on display devices. As a result, the touch panel provides an excellent user interface for information processing devices that replaces mechanical keyboards, mice, and the like.
製品化されているタッチパネルの方式には、抵抗膜方式、静電容量方式等がある。静電容量方式のひとつである投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチセンサパネルの前面が数mmの厚さを有する保護ガラスにより覆われた場合であってもタッチを検出することができ、高い堅牢性を有するという利点等を有する。 Commercially available touch panel methods include resistive film methods and capacitive methods. A projected capacitive touch panel, which is one of the capacitive touch panels, can detect touches even when the front surface of the touch sensor panel is covered with a protective glass several millimeters thick. It has advantages such as high robustness.
このため、投影型静電容量方式のタッチパネルは、携帯通信装置に備えられる入力部、金融機関に設置される現金自動預け払い機(ATM)、カーナビケーション装置等に備えられるタッチ入力装置に採用される。 For this reason, projected capacitive touch panels are being adopted as input units in mobile communication devices, automated teller machines (ATMs) installed in financial institutions, touch input devices in car navigation devices, etc. Ru.
一方、近年においては、近接無線通信(NFC:Near Field Communication)が普及するのに伴い、静電容量方式のタッチパネル装置を採用するとともに、非接触型ICカード、高周波識別装置(RFID:Radio Frequency Identification)タグ等の無線通信デバイスを検出し、検出した無線通信デバイスと無線通信するタッチ入力装置も提案されている。 On the other hand, in recent years, with the spread of near field communication (NFC), capacitive touch panel devices have been adopted, as well as contactless IC cards and radio frequency identification devices (RFID). ) A touch input device that detects a wireless communication device such as a tag and wirelessly communicates with the detected wireless communication device has also been proposed.
接触型ICカードは、当該カード内部にループ状のアンテナコイルとICチップとを内蔵し、ICカードリーダライタが発生する磁界に当該カードをかざすことにより無線通信でデータのやり取りができるものである。この非接触型ICカードは鉄道改札や入退室管理などで活用されている。また非接触型ICカードは、データの読み書きができる距離や通信方式等により複数種が存在する。 A contact type IC card has a loop-shaped antenna coil and an IC chip built into the card, and can exchange data by wireless communication by holding the card over a magnetic field generated by an IC card reader/writer. This contactless IC card is used in railway ticket gates and room entry/exit control. In addition, there are multiple types of non-contact IC cards depending on the distance at which data can be read and written, the communication method, etc.
現在は表示装置とICカードリーダライタは別の位置に配置されているタイプが主流だが、省スペース化、デザイン性向上、ユーザビリティ向上の観点から、例えば表示装置である液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)内部にNear Field Communication(NFC)機能を取り込むことが提案されている。(例えば特許文献1、2参照)
Currently, the display device and the IC card reader/writer are placed in separate locations. It has been proposed to incorporate a Near Field Communication (NFC) function inside the Display). (For example, see
特許文献1に開示される技術においてLCD内部にNFCアンテナを取り込む場合、表示に影響を与えないためには、表示装置の裏面やバックライトの反射板とリアフレームとの間にアンテナを配置することが考えられる。
When incorporating an NFC antenna inside the LCD in the technology disclosed in
そうした場合、表示装置とICカードリーダライタが別の位置に配置しているような従来の製品に比べ、NFCアンテナと非接触型ICカード間に、バックライトやLCD、タッチパネル等が存在するため、それらの遮蔽物により磁束が弱まり通信距離が低下する問題があった。また、このような構造で磁束を強めるためには、NFCアンテナサイズを拡大する必要があるが、これは高コストにつながる。 In such cases, compared to conventional products where the display device and IC card reader/writer are placed in separate locations, there is a backlight, LCD, touch panel, etc. between the NFC antenna and the contactless IC card. There was a problem in that these shields weakened the magnetic flux and reduced the communication distance. Furthermore, in order to strengthen the magnetic flux with such a structure, it is necessary to increase the size of the NFC antenna, which leads to high costs.
また、特許文献2に開示される技術ではタッチパネルセンサーを分断して、NFCアンテナパターンを形成しているが、このような構造では一部でタッチパネル動作ができない不具合が考えられる。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, the touch panel sensor is divided to form an NFC antenna pattern, but such a structure may have a problem in that the touch panel cannot operate in part.
本開示は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、アンテナと非接触型ICカード間の磁束が弱まることによる通信距離の短距離化や、表示装置の表示への影響という問題を両方とも抑制することが可能なタッチパネルと表示装置を提供することを目的とする。 The present disclosure was made in order to solve the above-mentioned problems, and the communication distance is shortened due to the weakening of the magnetic flux between the antenna and the contactless IC card, and the display of the display device is affected. The present invention aims to provide a touch panel and a display device that can suppress both problems.
本開示に係るタッチスクリーンは、透明基板上に絶縁膜を介して積層されて形成される行方向配線と列方向配線と、前記行方向配線と同層であって、前記行方向配線と電気的に接続されない第1のフローティング電極と、前記列方向配線と同層であって、前記列方向配線と電気的に接続されない第2のフローティング電極と、前記第1のフローティング電極の一部と、前記第2のフローティング電極の一部とを接続することにより形成されるアンテナパターンと、を有するタッチスクリーンである。 The touch screen according to the present disclosure includes a row direction wiring and a column direction wiring formed by laminating on a transparent substrate with an insulating film interposed therebetween, the row direction wiring and the column direction wiring being in the same layer as the row direction wiring, and electrically connected to the row direction wiring. a first floating electrode that is not connected to the column wiring; a second floating electrode that is in the same layer as the column wiring and not electrically connected to the column wiring; a part of the first floating electrode; and an antenna pattern formed by connecting a part of the second floating electrode.
本開示によれば、タッチスクリーン自体にNFCアンテナ機能を持たせることで、良好な通信装置を提供することができる。また、タッチスクリーンの製造工程を変更する必要がないため、コストが上昇することもない。また、タッチスクリーンの電極パターンを分断しないため、タッチ動作にも影響がないNFCアンテナ内蔵タッチスクリーンを提供することができる。 According to the present disclosure, a good communication device can be provided by providing the touch screen itself with an NFC antenna function. Additionally, there is no need to change the manufacturing process of the touch screen, so there is no increase in costs. Furthermore, since the electrode pattern of the touch screen is not divided, it is possible to provide a touch screen with a built-in NFC antenna that does not affect touch operations.
実施の形態1
図1~図12を用いて、本開示の実施の形態1に係るタッチスクリーン1について説明する。なお、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1は、投影型静電容量方式のタッチスクリーンであるとして説明するが、これに限ったものではない。
A
図1は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1の層構造を示す斜視図である。図1において、タッチスクリーン1の最下面層は、透明なガラス材料または透明な樹脂から成る透明基板10である。透明基板10の上には、下部電極20が配設されている。後で説明するが、下部電極20は、電気的に接続されてタッチパネルとしての検出に寄与する行方向配線21と、行方向配線21と同層にあって、行方向配線21とは電気的に接続されない第1のフローティング電極である下部フローティング電極22とを含んでいる。
FIG. 1 is a perspective view showing the layer structure of a
また、下部電極20を被覆するように、層間絶縁膜11が配設される。層間絶縁膜11は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜等を有する透明な絶縁膜である。層間絶縁膜11の上面には上部電極30が配設される。後で説明するが、上部電極30は、電気的に接続されて検出に寄与する列方向配線31と、列方向配線31と同層にあって、列方向配線31とは電気的に接続されない第2のフローティング電極である上部フローティング電極32とを含んでいる。
Furthermore, an interlayer
さらに、層間絶縁膜11の上面には、上部電極30を被覆するように、保護膜12が配設される。保護膜12は、層間絶縁膜11と同様に、シリコン窒化膜などの透光性を有する絶縁性の膜である。保護膜12の上面には粘着材13が配設される。さらに、粘着材13の上面にはタッチスクリーン1を保護するために、タッチスクリーン1の表面を成す透明基板14が、粘着材13によって接着されている。なお、透明基板14には、例えば透明なガラス材料または透明な樹脂が適用される。
Furthermore, a
下部電極20は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明配線材料またはアルミニウムもしくは銅や銀等の金属配線材料から成る複数本の行方向配線21を備える。また、上部電極30は、下部電極20と同様にITO等の透明配線材料またはアルミニウムもしくは銅や銀等の金属配線材料から成る複数本の列方向配線31を備える。
The
本実施の形態1では、上述の列方向配線31及び行方向配線21のそれぞれに、アルミニウム系合金層とその窒化層とから成る多層構造を適用した。これによって、配線抵抗を小さくでき、かつ検出可能エリアの光の反射率を低減させることができる。また、本実施の形態1では、列方向配線31を行方向配線21上に配設したが、これらの位置関係を逆にして、行方向配線21を列方向配線31上に配設してもよい。
In the first embodiment, a multilayer structure consisting of an aluminum alloy layer and a nitrided layer thereof is applied to each of the above-mentioned
さらに、列方向配線31及び行方向配線21の材料をアルミニウム系合金層とその窒化層から成る多層構造に統一したが、これらの材料は統一しなくてもよい。例えば列方向配線31の材料をアルミニウム系合金層とその窒化層から成る多層構造とし、行方向配線21をITO等の透明配線材料としてもよい。
Furthermore, although the materials of the
また、本実施の形態1では、列方向配線31を行方向配線21上に配設したが、これらを同一レイヤーに配設して、行方向配線21と列方向配線31とが平面視で重なる部分においてのみ、これら配線の間に層間絶縁膜11を配設してこれら配線を電気的に分離してもよい。
Further, in the first embodiment, the
使用者は、タッチスクリーン1の表面を成す透明基板14に指などの指示体でタッチして操作を行う。透明基板14に指示体が触れると、指示体と透明基板14下部の行方向配線21及び列方向配線31の少なくともいずれか1つとの間に容量結合(タッチ容量)が発生する。相互容量方式では、当該タッチ容量の発生に応じて発生する、行方向配線21及び列方向配線31の間の相互容量の変化に基づいて、検出可能エリア内のどの位置において指示体がタッチしたかを特定するように構成されている。
The user performs an operation by touching the
なお、図1には、タッチスクリーン1だけでなく、表示素子2及び粘着材3も仮想線(二点鎖線)で示されている。図示しないが、通常、タッチスクリーン1には検出処理回路を搭載したコントローラ基板がフレキシブル基板等を介して接続されてタッチパネルを構成し、当該タッチパネルが表示素子と組み合わされる。表示素子2には、例えば液晶表示素子、または、LCD(液晶表示装置)パネルなどの表示パネルが適用される。アンテナパターン100については、図2以降で詳しく説明する。
In addition, in FIG. 1, not only the
図2は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1の構成を示す平面図である。タッチスクリーン1の検出可能エリアであるA領域は、横方向(行方向)に延在する複数の行方向配線21と、縦方向(列方向)に延在する複数の列方向配線31とが、平面視において重なることによって形成されるマトリックス領域である。以下、予め定められた延在方向に沿って延在する複数のセンサ用配線は、行方向配線21であるものとし、検出可能エリアは、行方向配線21の配設領域であるものとして説明する。しかしこれに限ったものではなく、例えば、行方向配線21の代わりに列方向配線31が適用されてもよいし、行方向配線21及び列方向配線31の両方が適用されてもよい。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the
行方向配線21の各々は、引き出し配線R1~R6(複数の引き出し配線)によって、外部の配線と接続するための端子8に接続される。また、列方向配線31の各々も同様に、引き出し配線C1~C8によって、外部の配線と接続するための端子8に接続される。引き出し配線R1~R6と引き出し配線C1~C8との間にはシールド線4が形成されており、外部の配線と接続するための端子8に接続される。さらに、領域Aの内部に形成されるアンテナパターン100も、引き出し配線N1によって、外部の配線と接続するための端子8に接続される。これらの配線よりも外側に設けられる最外シールド配線5が形成されており、外部の配線と接続するための端子8に接続される。
Each of the row-
なお、図2では端子8をひとまとめに図示しているが、行方向配線21、列方向配線31、アンテナパターン100にはそれぞれ異なる電位が入力される。また、本実施の形態では、アンテナパターンが1つしかない形態を用いて説明するが、アンテナパターンは複数形成されてもよい。
Although the
引き出し配線R1~R6は、行方向配線21の端部と接続されるとともに、検出可能エリアの外周に沿って延在している。ここで、引き出し配線R5は、検出可能エリアの外周方向において引き出し配線R6に到達した場合には、引き出し配線R6の外側(検出可能エリアと逆側)に、引き出し配線R6に沿って延在する。なお、引き出し配線R1~R4も、引き出し配線R5と同様に配設されている。
The lead wires R1 to R6 are connected to the ends of the
本実施の形態1では、引き出し配線R1~R6は、検出可能エリアの外周側に詰めて配設される。また、引き出し配線C1~C8も同様に、端子8に近い引き出し配線から順に、検出可能エリアの外周側に詰めて配設される。このように引き出し配線R1~R6,C1~C8をなるべく検出可能エリアの外周側に詰めて配設することで、タッチスクリーン1が装着される表示素子2と、引き出し配線R1,C1を除いた引き出し配線R2~R6,C2~C8のそれぞれとの間のフリンジ容量を抑制することができる。
In the first embodiment, the lead wires R1 to R6 are arranged closer to the outer periphery of the detectable area. Similarly, the lead wires C1 to C8 are arranged in order from the lead wires closest to the
以下、図3~12を用いてアンテナパターン100の構造について説明する。本開示の形態において、下部電極20は行方向配線21と下部フローティング電極22とを含み、上部電極30は列方向配線31と上部フローティング電極32とを含むため、構造は複雑なものとなる。従って、まずは下層のみ、または上層のみの構造を各々図示した後に、両者を積層した図面を図示して説明を行う。あるいは、フローティング電極のみを図示することにより説明を行う。
The structure of the
図3は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域における下部電極20の拡大図である。タッチスクリーン1は公知技術(例えば、特許第5875693号に記載の構造)にあるように電気的に接続する行方向配線21と、行方向配線21とは電気的に接続されない下部電極で形成されたフローティング電極22と、を備える。(下部電極で形成されたフローティング電極は、以降、下部フローティング電極と呼ぶ。)右上部のB領域は、後で詳細に説明する区域である。また、図3において、行方向配線21は実線で、下部フローティング電極22は点線で図示されている。わかりやすく表示するために行方向配線21の領域には影をつけている。
FIG. 3 is an enlarged view of the
行方向配線21は、図面上で左右の水平方向に延びるように4本、各々が網目形状を有するパターンとして延在しており、各々の配線がところどころ規則的に枝状に(図面では垂直方向に)延びる部位を有している。枝状に伸びている部位の先端は、隣接する行方向配線21とは接続していない。一方、下部フローティング電極22は行方向配線21が形成されていない領域を埋めるような領域に形成されている。
The four row direction wirings 21 extend in the left and right horizontal directions in the drawing, each extending as a pattern having a mesh shape, and each wiring is regularly branched here and there (in the vertical direction in the drawing). ). The tips of the branch-like portions are not connected to adjacent row-
行方向配線21と下部フローティング電極22とは、隙間を有する境界で分断されており、互いに接続されていない。ここで行方向配線21は図面上で左右の水平方向に延在しているため、下部フローティング電極22の各パターンもまた、図面上では上下の垂直方向において互いに分離されてしまうことになる。一方、下部フローティング電極22は、図面上で左右の水平方向において、行方向配線21が形成されていない領域を介して各々が一体として接続されている。
The
アンテナパターンは、アンテナパターン領域101として太い点線により示されている。図3においてアンテナパターンは、A領域内の左上部を始点とした場合、そこから時計回りにとぐろを巻くように延びており、A領域の中央左側近傍で終端している。後述するが、実施の形態1において、当該終端部と始点とは、図2に示す端子8と接続することが可能である。
The antenna pattern is shown as an
図3において、アンテナパターンは下部フローティング電極22も行方向配線21も含むように描かれているが、実際は後述するように、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32の各々の一部のみを含むように構成されている。また後で詳しく説明するが、下部フローティング電極22同士の間にある分断部により、アンテナパターン領域101はそれ以外のパターンとは分断されている。
In FIG. 3, the antenna pattern is drawn to include both the lower floating
図4は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域における上部電極の拡大図である。図4において電気的に接続する列方向配線31と、列方向配線31とは電気的に接続されない上部フローティング電極32と、を備える。右上部のC領域は、後で詳細に説明する区域であり、物理的な位置としてはB領域と同一である。また、図4において、列方向配線31は実線で、上部フローティング電極32は点線で図示されている。わかりやすく表示するために、列方向配線31の領域には影をつけている。
FIG. 4 is an enlarged view of the upper electrode in area A of the
なお、図4における列方向配線31の実線の幅は、図3における行方向配線21の実線の幅よりも細く図示している。同様に、上部フローティング電極32の点線の幅は、図3における下部フローティング電極22の点線の幅よりも細く図示している。
Note that the width of the solid line of the
列方向配線31は、図面上で垂直方向に延びるように6本、各々が網目形状を有するパターンとして延在している。一方、上部フローティング電極32は、列方向配線31が形成されていない領域を埋めるような領域に形成されている。
Six column-
列方向配線31と上部フローティング電極32とは、隙間を有する境界で分断されており、互いに接続されていない。ここで列方向配線31は図面上で上下の垂直方向に延在しているため、上部フローティング電極32の各パターンもまた、図面上で左右の水平方向において互いに分離されてしまうことになる。一方、上部フローティング電極32は、図面上で上下の垂直方向においては、各々が一体として接続されている。
The
アンテナパターンは、図3と同様に、アンテナパターン領域101として太い点線により示されている。図4において、アンテナパターンは上部フローティング電極32も列方向配線31も含むように描かれているが、実際は後述するように、上部フローティング電極32と下部フローティング電極22の各々の一部のみを含むように構成されている。また後で詳しく説明するが、上部フローティング電極32同士の間にある分断部により、アンテナパターン領域101はそれ以外のパターンとは分断されている。
The antenna pattern is indicated by a thick dotted line as an
図5は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域における拡大図である。また図5は、図3と図4を重ねた図でもある。図3と図4において説明したように、下部フローティング電極22は垂直方向で各々が分離されており、上部フローティング電極32は左右・水平方向で各々が分離されている。右上部のD領域は、後で詳細に説明する区域であり、物理的な位置としてはB領域と同一である。
FIG. 5 is an enlarged view of area A of the
図5において、アンテナパターン領域101が図示されているが、これは先に説明したように、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32により形成されている。具体的には後に詳しく説明するが、アンテナパターン領域101内において下部フローティング電極22と上部フローティング電極32が重なる領域において、層間絶縁膜11にコンタクトホール(後述)を形成し、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32とを接続することにより、列方向配線31や行方向配線21と干渉することなく、A領域内にアンテナパターンを形成することが可能となる。
In FIG. 5, the
本実施の形態1をさらに、わかりやすく説明するために、図6以下においては、フローティング電極のみを図示した図面を用いて説明する。これは、アンテナパターンが各フローティング電極の一部のみからなるためである。 In order to further explain the first embodiment in an easy-to-understand manner, FIG. 6 and subsequent drawings will be explained using drawings in which only floating electrodes are illustrated. This is because the antenna pattern consists of only a portion of each floating electrode.
図6は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域の下部電極20を示した図である。この図では、アンテナパターンとの関係をわかりやすく示すために、アンテナパターン領域101内における下部フローティング電極22のみを表す。各々のパターンは分離されており、互いに接続されていない領域がある。
FIG. 6 is a diagram showing the
図7は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域の上部電極30を示した図である。この図では、アンテナパターンとの関係をわかりやすく示すために、アンテナパターン領域101内の上部フローティング電極32のみを表す。各々のパターンは分離されており、互いに接続されていない領域がある。
FIG. 7 is a diagram showing the
図8は、本実施の形態1に係るタッチスクリーン1のA領域を示した図である。この図は、アンテナパターンとの関係をわかりやすく示すために、アンテナパターン領域101内の下部フローティング電極22と上部フローティング電極32のみを表している。ところどこころ存在する網目形状の密度が高い領域は、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32とが、相補的に細かい網目形状を形成するように重畳している状況を示している。
FIG. 8 is a diagram showing area A of the
図6や図7においては、各フローティング電極において各パターンが分離されて孤立していたが、図8においては分離の切れ目がなく、前述のように領域A内でとぐろを巻くようなアンテナパターンが形成されていることがわかる。 In FIGS. 6 and 7, each pattern was separated and isolated in each floating electrode, but in FIG. 8, there is no separation break, and the antenna pattern is coiled in area A as described above. It can be seen that it is formed.
これにより、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32とを連結することができれば、両方の電極の一部を組み合わせることにより、列方向配線31や行方向配線21と干渉することなく、ループ状のアンテナパターンを形成することができることが推察される。
As a result, if the lower floating
具体的には後に詳しく説明するが、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32とが重なる領域において、層間絶縁膜11にコンタクトホール(後述)を形成することにより、電気的に接続されたループ状のアンテナパターンとして形成される。なお、図8において下部フローティング電極22と上部フローティング電極32とが重なる領域とは、先に述べたように、網目形状の密度が高い領域と対応する。
Specifically, as will be explained in detail later, by forming a contact hole (described later) in the
次に、図9以下を用いてアンテナパターンの形成や分断個所について詳細に説明する。図9は、本実施の形態1に係る図3のB領域を示した図である。図9では行方向配線21と下部フローティング電極22とが分断部を介して分断されている状況を図示している。
Next, the formation of the antenna pattern and the dividing points will be described in detail using FIG. 9 and subsequent figures. FIG. 9 is a diagram showing area B in FIG. 3 according to the first embodiment. FIG. 9 illustrates a situation in which the
各電極間が分断されている分断部は、4本の点線23a、23b、23c、23dで示している。つまり、点線を境にした両側において、網目形状の下部フローティング電極は互いに分断されている。ここで、局所的に見ると、網目形状の下部フローティング電極は分断部23a、23b、23c、23dをまたぐような隙間を介して互いに分断されていることになる。
The dividing portions where the electrodes are separated are shown by four
言い換えれば、分断部とは、配線の隙間を連結することにより得られる仮想的な線でもある。さらに、分断部とはアンテナパターンのパターン縁と対応する。したがって、図9において、アンテナパターン101a、101cと、アンテナパターン101bとは、分断部23b、23cを介して分断されている、と言いうる。
In other words, the dividing portion is also a virtual line obtained by connecting gaps between wiring lines. Furthermore, the dividing portion corresponds to the pattern edge of the antenna pattern. Therefore, in FIG. 9, it can be said that the
まず図3と図6で説明したように、行方向配線21の存在により、下部フローティング電極22a、22eは、下部フローティング電極22b、22c、22dと分断される。さらに、下部フローティング電極22b、22c、22d同士の間においても分断部23b、23cを介して各々分断されている箇所を有する。
First, as explained with reference to FIGS. 3 and 6, the presence of the
下部フローティング電極22b、22c、22dは、行方向配線21の形成領域以外においては、通常は一体として形成されるが、本開示の実施の形態1においては、アンテナパターン領域に相当する下部フローティング電極22b、22cは、アンテナパターン領域外に相当する下部フローティング電極22dと分断部23b、23cを介して分断されている。
The lower floating
また、同様に下部フローティング電極22a、22eも、分断部23aを介して互いに分断されており、下部フローティング電極22aのみがアンテナパターンとして寄与する。
Similarly, the lower floating
また、下部フローティング電極22a、22cは、図面上で各々、上側と右下部とで分離されているが、これらは後述するように上部フローティング電極32により電気的に接続されることにより、アンテナパターン101cの形成に寄与する。
Furthermore, although the lower floating
図10は、本実施の形態1に係る図4のC領域を示した図である。図10では列方向配線31と上部フローティング電極32とが分断部を介して分断されている状況を図示している。
FIG. 10 is a diagram showing area C in FIG. 4 according to the first embodiment. FIG. 10 illustrates a situation in which the
各電極間が分断されている分断部は、4本の点線33a、33b、33c、33dで示しており、点線を境にした両側において、網目形状の上部フローティング電極は互いに分断されている。ここで、局所的に見ると、網目形状の上部フローティング電極は分断部33a、33b、33c、33dをまたぐような隙間を介して互いに分断されていることになる。
The dividing portions where the electrodes are separated are shown by four
言い換えれば、分断部とは、配線の隙間を連結することにより得られる仮想的な線でもある。さらに、分断部とはアンテナパターンのパターン縁と対応する。したがって、図10において、アンテナパターン101a、101cと、アンテナパターン101bとは、分断部33b、33cを介して分断されている、と言いうる。
In other words, the dividing portion is also a virtual line obtained by connecting gaps between wiring lines. Furthermore, the dividing portion corresponds to the pattern edge of the antenna pattern. Therefore, in FIG. 10, it can be said that the
まず図4と図7で説明したように、列方向配線31の存在により、上部フローティング電極32a、32eは、上部フローティング電極32b、32c、32d、32fと分断される。さらに、上部フローティング電極32b、32c、32d、32f同士の間においても分断部33a、33b、33cを介して各々分断されている箇所を有する。
First, as described with reference to FIGS. 4 and 7, the presence of the
詳細には、上部フローティング電極32b、32c、32d、32fは、列方向配線31の形成領域以外においては、通常は一体として形成されるが、本開示の実施の形態1においては、アンテナパターン領域に相当する上部フローティング電極32b、32cは、アンテナパターン領域外に相当する上部フローティング電極32d、32fと、分断部33a、33b、33cを介して分断されている。
Specifically, the upper floating
また、同様に上部フローティング電極32a、32eも、分断部33aを介して互いに分断されており、上部フローティング電極32aのみがアンテナパターンとして寄与する。
Similarly, the upper floating
また、上部フローティング電極32a、32bは、図面上で各々、右側と左上部とで分離されているが、これらは後述するように図9で示した下部フローティング電極22aにより電気的に接続されることにより、アンテナパターン101aの形成に寄与する。
Further, although the upper floating
図11は、本実施の形態1に係る図5のD領域を示した図である。図11は図9と図10とを重ね合わせた図であり、行方向配線、下部フローティング電極、列方向配線、上部フローティング電極、そして、アンテナパターンの位置関係を示す。 FIG. 11 is a diagram showing area D in FIG. 5 according to the first embodiment. FIG. 11 is a superimposed view of FIG. 9 and FIG. 10, and shows the positional relationship among the row wiring, the lower floating electrode, the column wiring, the upper floating electrode, and the antenna pattern.
図11においては、図9で示した分断部23a、23b、23cは、各々、図10で示した分断部33a、33b、33cと一致する。また、分断された各領域においては、下部ブローティング電極の形成領域と上部フローティング電極の形成領域とが重なり合う部分が存在する。このように重なり合う領域として図示されている領域100A1~100A4を例にあげて以下説明する。
In FIG. 11, the divided
アンテナパターン101b領域内の領域100A1においては、下部フローティング電極22bと上部フローティング電極32cとが層間絶縁膜11を介して重なり合っている。具体的には、図11において下部フローティング電極22bと上部フローティング電極32cとが交差している箇所である。ここで、層間絶縁膜11にコンタクトホール(後述する)を形成することにより、アンテナパターン101b領域内の下部フローティング電極22bと上部フローティング電極32cとが電気的に接続される。この接続によりアンテナパターン101bが形成される。
In region 100A1 within
また、下部フローティング電極22aは、アンテナパターン101a領域内の領域100A2、100A3において、各々、上部フローティング電極32a、32bと層間絶縁膜11を介して重なり合っている。ここで、領域100A2、100A3において層間絶縁膜11にコンタクトホール(図示せず)を形成することにより、アンテナパターン101a領域内の下部フローティング電極22aと上部フローティング電極32a、32bとが電気的に接続される。
Furthermore, the lower floating
この接続により、図10において右側と左上部とで各々分離されていた上部フローティング電極32a、32bは、領域100A2、100A3に形成されたコンタクトホールと下部フローティング電極22aとを介して電気的に接続されることになる。この接続によりアンテナパターン101aが形成される。
Due to this connection, the upper floating
同様に、上部フローティング電極32aは、アンテナパターン101c領域内の領域100A2、100A4において、各々、下部フローティング電極22a、22cと層間絶縁膜11を介して重なり合っている。ここで、領域100A2、100A4において層間絶縁膜11にコンタクトホール(図示せず)を形成することにより、アンテナパターン101c領域内の上部フローティング電極32aと下部フローティング電極22a、22cとが電気的に接続される。
Similarly, the upper floating
この接続により、図10において右側と左下部とで各々分離されていた下部フローティング電極22a、22cは、領域100A2、100A4に形成されたコンタクトホールと上部フローティング電極32aとを介して電気的に接続されることになる。この接続によりアンテナパターン101cが形成される。
With this connection, the lower floating
このようにして形成されるアンテナパターン101a、101b、101cは、すべて下部フローティング電極22や上部フローティング電極32により形成されるため、列方向配線31や行方向配線21と干渉することはない。
Since the
図11では領域A内の一部である領域Dについて説明したが、同様の配置や接続をなすことにより、残りのアンテナパターンも、列方向配線31や行方向配線21と干渉することなく、下部フローティング電極22と上部フローティング電極32により、A領域内に形成することが可能となる。
In FIG. 11, the region D, which is a part of the region A, has been described, but by making similar arrangements and connections, the remaining antenna patterns can also be arranged in the lower part without interfering with the
図12(a)は、本実施の形態1に係るアンテナパターン領域内の下部フローティング電極22と上部フローティング電極32の重なりあう領域100A1における断面図である。図12(b)は、アンテナパターン領域以外において上部電極30と下部電極20とが重なりあう領域100Bにおける断面図である。
FIG. 12A is a cross-sectional view of a region 100A1 where the lower floating
図12(a)に示すように、アンテナパターン領域内の下部フローティング電極22と上部フローティング電極32の重なりあう領域100A1において層間絶縁膜11にコンタクトホール15を形成し、両方の電極を互いに電気的に接続することでアンテナパターンを形成することが可能になる。なお、この断面図は領域100A2~100A4においても同様である。
As shown in FIG. 12(a), a contact hole 15 is formed in the
また、アンテナパターン領域以外で重なりあう領域においては、図12(b)に示すように、両方の電極は層間絶縁膜11を介して互いに絶縁されるため、タッチパネルとして機能する。
Furthermore, in the overlapping region other than the antenna pattern region, as shown in FIG. 12(b), both electrodes are insulated from each other via the
このように形成したアンテナパターン100は適宜、延在して端子8に接続することができる。領域Aの中央部に配置される端部については、たとえば上部フローティング電極と接続して、列方向配線31と平行に引き回して領域A外に延在して、端子8に接続しても良い。
The
また、行方向配線21及び列方向配線31の材料としては、ITOもしくはグラフェン等の透明導線性材料、または、アルミニウム、クロム、銅もしくは銀等の金属材料を用いることができる。あるいは、それらの材料としては、アルミニウム、クロム、銅、銀等の合金、または、これら合金上に窒化アルミニウム等を形成した多層構造を用いることができる。ただし、導線幅とメッシュ間隔は、上述の説明に限定されるものではなく、タッチスクリーン1の用途等に応じて適宜変更されてよい。
Further, as the material for the
<実施の形態1のまとめ>
以上のような本実施の形態1に係るタッチスクリーン1によれば、タッチパネルパターンを変更することなく、アンテナパターンを形成することが可能になり、コストアップすることなく、良好な通信環境を提示可能となる。
<Summary of
According to the
実施の形態2
本開示の実施の形態2では、図13~図15を用いて説明する。実施の形態1で説明した形態と同じ形態については説明を簡略化し、主に実施の形態1と異なる内容について説明する。
Embodiment 2
Embodiment 2 of the present disclosure will be described using FIGS. 13 to 15. The description of the same forms as those described in
図13は、本実施の形態1に係る図3のB領域に相当する図であり、行方向配線41と下部フローティング電極42との分断箇所を示す。
FIG. 13 is a diagram corresponding to region B in FIG. 3 according to the first embodiment, and shows a part where the row direction wiring 41 and the lower floating
図13においても、図9と同様に、下部フローティング電極は、分断部によって下部フローティング電極42a、42b、42c、42d、42eと分断されている。各電極間が分断されている分断部は、4本の点線43a、43b、43c、43dで示している。つまり、点線を境にした両側において、網目形状の下部フローティング電極は互いに分断されている。ここで、局所的に見ると、網目形状の下部フローティング電極は分断部43a、43b、43c、43dをまたぐような隙間を介して互いに分断されていることになる。
In FIG. 13, similarly to FIG. 9, the lower floating electrode is divided into lower floating
言い換えれば、分断部とは、配線の隙間を連結することにより得られる仮想的な線でもある。さらに、分断部とはアンテナパターンのパターン縁と対応する。したがって、図13において、アンテナパターン101a、101cと、アンテナパターン101bとは、分断部43b、43cを介して分断されている、と言いうる。
In other words, the dividing portion is also a virtual line obtained by connecting gaps between wiring lines. Furthermore, the dividing portion corresponds to the pattern edge of the antenna pattern. Therefore, in FIG. 13, it can be said that the
まず図3と図6で説明したように、行方向配線41の存在により、下部フローティング電極42a、42eは、下部フローティング電極42b、42c、42dと分断される。さらに、下部フローティング電極42b、42c、42d同士の間においても分断部43b、43cを介して各々分断されている箇所を有する。
First, as explained with reference to FIGS. 3 and 6, the presence of the row-direction wiring 41 separates the lower floating
下部フローティング電極42b、42c、42dは、行方向配線41の形成領域以外においては、通常は一体として形成されるが、本開示の実施の形態2においては、アンテナパターン領域に相当する下部フローティング電極42b、42cは、アンテナパターン領域外に相当する下部フローティング電極42dと分断部43b、43cを介して分断されている。
The lower floating
また、同様に下部フローティング電極42a、42eも、分断部43aを介して互いに分離されており、下部フローティング電極42aのみがアンテナパターンとして寄与する。
Further, the lower floating
また、下部フローティング電極42a、42cは、図面上で各々、上側と右下部とで分離されているが、これらは実施の形態1と同様に、上部フローティング電極により電気的に接続されることにより、アンテナパターン101cの形成に寄与する。
Further, although the lower floating
ここまでは実施の形態1と同様であるが、本実施の形態2においては、上部フローティング電極52は網目形状ではなく、各々がクロス状を有する孤立パターンとして分離されている点に特徴を有する。各々を孤立したパターンとすることにより、フローティング電極パターンの容量を調整することができるという効果を奏する。
Up to this point, this is the same as the first embodiment, but the second embodiment is characterized in that the upper floating electrodes 52 do not have a mesh shape, but are separated into isolated patterns each having a cross shape. By forming each pattern as an isolated pattern, it is possible to adjust the capacitance of the floating electrode pattern.
また、各々孤立したパターンの形状を十字とすることにより、当該パターンと重畳する下部フローティング電極と相補的に網目形状を形成するため、他の領域との視覚的な違いを抑制することができる。 Moreover, by making each isolated pattern into a cross shape, a mesh shape is formed complementary to the lower floating electrode overlapping with the pattern, so that visual differences from other regions can be suppressed.
図14は、列方向配線51と上部フローティング電極52の分断箇所を示す図であり、本実施の形態1に係る図4に相当する図である。 FIG. 14 is a diagram showing a part where the column direction wiring 51 and the upper floating electrode 52 are separated, and is a diagram corresponding to FIG. 4 according to the first embodiment.
実施の形態1と同様に、上部フローティング電極52はアンテナパターン領域とアンテナパターン領域外とで分断され、アンテナパターン領域内の上部フローティング電極52は各々、接続されている。
Similar to
図15は、図13と図14とを重ね合わせた図であり、行方向配線、下部フローティング電極、列方向配線、上部フローティング電極、アンテナパターンの位置関係を示す図である。本実施の形態1に係る図5に相当する図である。 FIG. 15 is a diagram in which FIG. 13 and FIG. 14 are superimposed, and is a diagram showing the positional relationship among the row wiring, the lower floating electrode, the column wiring, the upper floating electrode, and the antenna pattern. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to the first embodiment; FIG.
実施の形態1と同様に、アンテナパターン領域内の下部フローティング電極42と上部フローティング電極52の重なりあう領域100Aは層間絶縁膜11にコンタクトホールを形成し、アンテナパターン領域内の下部フローティング電極42と上部フローティング電極52を接続することで、アンテナパターンを形成する。
Similar to the first embodiment, a contact hole is formed in the
<実施の形態2のまとめ>
以上のような本実施の形態2に係るタッチスクリーンによれば、タッチパネルパターンを変更することなく、アンテナパターンを形成することが可能になり、コストアップすることなく、良好な通信環境を提示可能となる。また、フローティング電極パターンを網目形状ではなく孤立したパターンとすることにより容量を調整することができる。
<Summary of Embodiment 2>
According to the touch screen according to the second embodiment as described above, it is possible to form an antenna pattern without changing the touch panel pattern, and it is possible to present a good communication environment without increasing costs. Become. Furthermore, the capacitance can be adjusted by making the floating electrode pattern an isolated pattern rather than a mesh shape.
実施の形態3
本開示の実施の形態3では、図16、図17を用いて説明する。図16は本実施の形態3に係る表示装置の斜視図であり、図17は本実施の形態3に係るタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
図16においては、特許文献1に開示されているようにLCD内部にNFCアンテナを取り込む場合、表示に影響を与えないために、表示装置の裏面やバックライトの反射板とリアフレームとの間にアンテナ110を配置した状況を示している。この場合、タッチ箇所とアンテナ110との間に表示素子2を介するため、磁束が弱まり通信距離が短くなる問題が生じる。
In FIG. 16, when an NFC antenna is incorporated into the LCD as disclosed in
そのため、実施の形態1、2と同様に、タッチパネル内部にアンテナパターン100を設けることにより、アンテナ110との共振アンテナとして利用できる効果を奏する。これにより、磁束を強め適正な通信距離を確保することが可能になる。この時、アンテナパターン100への電力供給は必要ないため、図17で示すようにアンテナパターン100を端子8に接続する必要はない。
Therefore, similarly to
<実施の形態3のまとめ>
以上のような本実施の形態3に係るタッチスクリーン1によれば、タッチパネルパターンを変更することなく、アンテナパターンを形成することが可能になり、アンテナパターンを共振アンテナとして利用し、磁束を強め良好な通信環境を提供することが可能となる。
<Summary of
According to the
1 タッチスクリーン、2 表示素子、3 粘着剤、
4 シールド配線、5 最外シールド配線、8 端子、10 透明基板、
11 層間絶縁膜、12 保護板、13 粘着剤、14 透明基板、
15 コンタクトホール、
20 下部電極、
21 行方向配線、22 下部フローティング電極、23 分断部、
30 上部電極、
31 列方向配線、32 上部フローティング電極、33 分断部、
40 下部電極、
41 行方向配線、42 下部フローティング電極、43 分断部、
50 上部電極、
51 列方向配線、52 上部フローティング電極、53 分断部、
100、101 アンテナパターン領域、110 アンテナ、
R1~R6、C1~C6、N1 引き出し配線
1 touch screen, 2 display element, 3 adhesive,
4 shield wiring, 5 outermost shield wiring, 8 terminal, 10 transparent substrate,
11 interlayer insulating film, 12 protection plate, 13 adhesive, 14 transparent substrate,
15 contact hole,
20 lower electrode,
21 row direction wiring, 22 lower floating electrode, 23 dividing section,
30 upper electrode,
31 column direction wiring, 32 upper floating electrode, 33 dividing section,
40 lower electrode,
41 row direction wiring, 42 lower floating electrode, 43 dividing section,
50 upper electrode,
51 column direction wiring, 52 upper floating electrode, 53 dividing section,
100, 101 antenna pattern area, 110 antenna,
R1 to R6, C1 to C6, N1 lead wiring
Claims (6)
前記行方向配線と同層であって、前記行方向配線と電気的に接続されない第1のフローティング電極と、
前記列方向配線と同層であって、前記列方向配線と電気的に接続されない第2のフローティング電極と、
前記第1のフローティング電極の一部と、前記第2のフローティング電極の一部とを接続することにより形成されるアンテナパターンと、
を有するタッチスクリーン。 Row direction wiring and column direction wiring formed by laminating on a transparent substrate with an insulating film interposed therebetween;
a first floating electrode in the same layer as the row direction wiring and not electrically connected to the row direction wiring;
a second floating electrode that is in the same layer as the column direction wiring and is not electrically connected to the column direction wiring;
an antenna pattern formed by connecting a part of the first floating electrode and a part of the second floating electrode;
with touch screen.
前記アンテナパターンを構成する領域と、
前記アンテナパターンを構成しない領域とは、
前記アンテナパターンの縁において分断されている請求項1に記載のタッチスクリーン。 In the first floating electrode,
a region forming the antenna pattern;
The area that does not constitute the antenna pattern is
The touch screen according to claim 1, wherein the antenna pattern is separated at an edge.
前記アンテナパターンを構成する領域と、
前記アンテナパターンを構成しない領域とは、
前記アンテナパターンの縁において分断されている請求項1または2に記載のタッチスクリーン。 In the second floating electrode,
a region forming the antenna pattern;
The area that does not constitute the antenna pattern is
The touch screen according to claim 1 or 2, wherein the antenna pattern is divided at an edge.
前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続する請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチスクリーン。 The first floating electrode and the second floating electrode are
The touch screen according to any one of claims 1 to 3, wherein the touch screen is connected via a contact hole formed in the insulating film.
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