JP2005174254A - タッチパネル組立体及び電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 タッチパネル及び電子回路を含む組立体全体として省スペース化が図られたタッチパネル組立体を提供し、またタッチパネル組立体への電子部品の実装を容易かつ確実に行う実装方法を提供する。
【解決手段】 タッチパネル組立体１０は、表面に導電性被膜が被着されて互いに対向配置されたフィルム１６及びガラス板１８を備えたタッチパネル１２と、タッチパネル１２に導通接続される回路基板１４とを有し、ガラス板１８が回路基板１４に直接取付けられることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タッチパネル及びフレキシブルプリント基板からなるタッチパネル組立体に関する。また本発明は、タッチパネル組立体への電子部品の実装方法に関する。

従来のタッチパネルは一般に、透明導電性被膜が被着された透光性プラスチックフィルムと、透明導電性被膜が被着された透光性ガラス基板とを対向配置させた構造を有する。タッチパネルは、上下の透明導電被膜の接触による電極間抵抗値の変化をＸ−Ｙ座標として検出するために透明導電被膜の表面に位置検出用電極を形成し、その抵抗値を外部に出力して外部の電子回路に入力するためのケーブルを有する。

具体的には、図７に示されるように、典型的な従来のタッチパネル組立体５０は、タッチパネル５２と、ケーブル５４を介してタッチパネル５２に接続される回路基板５６とを有する。一般にタッチパネル５２は、インジウム−スズ酸化物（以降、ＩＴＯと称する）被膜等の透明導電性被膜が被着された透光性の検出板又はプラスチックフィルム５８と、ＩＴＯ被膜等の透明導電性被膜が被着された透光性の検出板又はガラス板６０とを対向配置させた構造を有する。ケーブル５４は、フィルム５８とガラス板６０との接触による電極間抵抗値の変化をＸ−Ｙ座標として検出するため、位置検出用の複数の電極からの引出線を有する。ケーブル５４は、回路基板５６に配置されたコネクタ６２を介して、回路基板５６上に実装された各種の電子部品６４から構成される電子回路に接続される。電子回路は、ケーブル５４を介し入力されたタッチパネル５２の電極からの抵抗値を演算する。

従来のタッチパネルにおいては、各電極からの引出線を一方向にまとめる必要があることから、タッチパネルの額縁部分には配線パターンが引回され、タッチパネル操作、光学特性等と関係のない額縁部分の寸法が大きくなるという問題があった。このような問題を解消するため、例えば特許文献１には、各電極からの引回し配線を、導通孔を介してタッチパネルの下面に形成する方法が記載されている。また特許文献２には、各電極からの引出しを、パネル内に設けられた引出孔を介して行うタッチパネルが記載されている。

特開２００２−１０８５６６号公報 特開平８−３３６８５５号公報

特許文献１のタッチパネル構造は、導通孔を用いてタッチパネルの電極を引出すことにより、タッチパネル額縁部の引回し線を省いて額縁部の寸法を最小化して、タッチパネル全体の小型化を図るものである。しかしタッチパネル電極の抵抗値を外部に出力するためのケーブルは別途必要であり、このケーブルは通常はコネクタによってタッチパネルの額縁に取付けられる。このコネクタは高さ及び取付面積が大きく、機器の小型化の阻害要因となっており、また取付けが手作業になるため組立の自動化及び省力化の障害ともなっている。

特許文献２に開示されているタッチパネル構造は、電極引出し用の導通孔を有することにより、断線の危険性のあるＦＰＣリード線等の使用を避けるものである。しかし導通孔と外部の電子回路との接続方法に関する記載はなく、故にタッチパネル及び電子回路を含めた組立体全体として省スペース化が十分に図られているかは不明である。

そこで本発明は、タッチパネル及び電子回路を含む組立体全体として省スペース化が図られたタッチパネル組立体を提供する。

また本発明は、タッチパネル組立体への電子部品の実装を容易かつ確実に行う方法を提供し、さらに電子部品としてフィルム状部品を使用してタッチパネル組立体の省スペース化を可能にする方法を提供する。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表面に導電性被膜が被着されて互いに対向配置された２つの検出板を備えたタッチパネルと、前記タッチパネルに導通接続される電子回路を含む回路基板とを有するタッチパネル組立体であって、前記２つの検出板の少なくとも一方が前記回路基板に直接取付けられることを特徴とする、タッチパネル組立体を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタッチパネル組立体において、少なくとも一対の電極が前記２つの検出板の間に配置され、前記２つの検出板のいずれか一方が前記回路基板に貼り合わされ、該いずれか一方の検出板が前記電極の各々と前記回路基板とを導通接続するための導通孔を有する、タッチパネル組立体を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタッチパネル組立体において、前記回路基板は、該回路基板の一方の面に配置された第１の対の電極と、該回路基板の他方の面に配置された第２の対の電極と、前記２つの検出板を互いに接触可能にするための開口部とを有し、前記２つの検出板は前記開口部を覆いかつ前記回路基板を挟むようにして該回路基板にそれぞれ貼り合わされ、一方の前記検出板の導電性被膜が前記第１の対の電極に導通接続され、他方の前記検出板の導電性被膜が前記第２の対の電極に導通接続される、タッチパネル組立体を提供する。

請求項４に記載の発明は、表面に導電性被膜が被着されて互いに対向配置された２つの検出板を備えたタッチパネル組立体であって、前記２つの検出板の一方が他方に対する張出し部分を有し、該張出し部分に電子回路が形成されることを特徴とする、タッチパネル組立体を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル組立体において、前記電極の各々が４端子法によって前記電子回路に導通接続される、タッチパネル組立体を提供する。

請求項６に記載の発明は、異方性導電接着剤からなるテープの上に複数の電子部品を所定の間隔で配置するステップと、前記電子部品を実装すべき回路基板の所定の位置に前記テープを取付けて前記電子部品と前記回路基板とを導通接続させるステップと、を有する、電子部品の実装方法を提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の実装方法において、前記電子部品がフィルム状のポリマーダイオードを含む、実装方法を提供する。

本発明に係るタッチパネル組立体は、タッチパネルを回路基板に直接貼り合わせる構造を有するので、電極からの出力を電子回路に入力するためのケーブル等を必要とせず、故に額縁部の狭小化が可能である。さらに電子部品等を回路基板上に任意に配置することができるので、タッチパネル組立体全体として省スペース化を図ることができる。

本発明に係る電子部品の実装方法により、ダイオード等の電子部品を、高額なマウンタ等を必要とせずにタッチパネルの所定位置に容易かつ正確に実装することができる。さらに、実装される電子部品としてポリマーダイオード等のフィルム状部品を使用することにより、タッチパネル組立体の省スペース化を図ることができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る第１の実施形態のタッチパネル組立体１０を示す。なお図１（ａ）及び（ｂ）において、本発明と関係のない構成要素は省略されている。タッチパネル組立体１０は、図１（ａ）に示されるように、タッチパネル１２及び回路基板１４を有する。タッチパネル１２は、ＩＴＯ被膜等の透明導電性被膜が被着された好ましくは透光性の検出板例えばフィルム１６と、ＩＴＯ被膜等の透明導電性被膜が被着された好ましくは透光性の検出板例えばガラス板１８とを、各々のＩＴＯ被膜が所定の間隔を空けて対向するように貼り合わせた構造を有する。ガラス板１８はフィルムであってもよい。タッチパネル構造体１０は、一方の検出板例えばガラス板１８がケーブル等を用いずに回路基板１４に直接貼り合わされることを特徴とする。

タッチパネル１２のガラス板１８及び回路基板１４は、図１（ｂ）に示されるように、両面テープ２０等の簡易な手段を用いて互いに貼り合わせることができる。詳細には、回路基板１４は開口部２２を有し、ガラス板１８の外周部分を両面テープ２０によって回路基板１４の開口部２２の縁部分に貼り合わせることができる。開口部２２は、図示されていない液晶表示装置等をタッチパネル１２を通して視認可能にするためのものであるが、回路基板１４が透明又は半透明であれば開口部２２はなくともよい。回路基板１４に実装されるべき電子回路の各種の電子部品２４は、タッチパネル１２の外側の回路基板１４上に実装可能である。電子部品２４には、ドライバのＩＣ、コンデンサ及びダイオード等が含まれ、それらは多くの場合、ボードとして提供可能なドライバ回路、演算記憶回路等に組み込まれる。これらの電子部品又はボードは、回路基板１４上の任意の位置に実装可能であり、さらに回路基板１４の裏面に配置されてもよい。このようなタッチパネル組立体１０の主たる長所は、位置検出用電極と電子回路との接続に従来のようなタッチパネル外周部の引出線を用いないためにタッチパネルの額縁寸法を最小化できることと、種々の電子部品を有する電子回路を含めたタッチパネル組立体を任意の形状に構成でき、組立体全体としての省スペース化を図れることとである。

次に、図２（ａ）及び（ｂ）を参照してタッチパネル１２の好適な構造を詳述する。
図２（ａ）に示されるように、タッチパネル１２のフィルム１６は、ＩＴＯ被膜上に例えば銀印刷によって１対の位置検出用電極１６ａ及び１６ｂを有し、同様にガラス板又はフィルム１８は１対の位置検出用電極１８ａ及び１８ｂを有する。あるいは、フィルム１６及びガラス板１８のいずれか一方が全ての電極を有してもよい。フィルム１６のＩＴＯ被膜上には、例えばスクリーン印刷によって、例えば高さ５μｍ、直径５０μｍの半球状ドットスペーサ３０がピッチ約１．０ｍｍで格子状に形成されることが好ましい。タッチパネル１２のガラス板１８は、自らの位置検出用電極１８ａ及び１８ｂの反対側に電気的導通用の孔すなわち導通孔２８ａ及び２８ｂを有する。ガラス板１８はさらに、フィルム１６に貼り合わされたときにフィルム１６の位置検出用電極１６ａ及び１６ｂに対向する部分に電気導通用の孔すなわち導通孔２６ａ及び２６ｂを有する。ただし、導通孔２６ａ及び２６ｂは、ガラス板１８のＩＴＯ被膜と導通（ショート）しないように、例えばガラス板１８上の導通孔２６ａ及び２６ｂを囲繞する部位に予めエッチング等の絶縁処理を施した後に設けられる。

一方、回路基板１４は、図２（ｂ）に示されるように、タッチパネル１２が取付けられたときに導通孔２６ａ、２６ｂ、２８ａ及び２８ｂに対向する部分にランド又は電極接続部３６ａ、３６ｂ、３８ａ及び３８ｂ（図２（ａ）参照）を有する。また各導通孔２６ａ、２６ｂ、２８ａ及び２８ｂには予め導電性接着剤等の適当な導電性材料が充填される。このような構成によれば、タッチパネルの各電極から回路基板１４上の電子回路への電気的接続を、引出線等を用いずに直接的、容易かつ確実に行うことができる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る第２の実施形態のタッチパネル組立体１１０を示す。タッチパネル組立体１１０は、位置検出用の電極がＩＴＯを有するフィルム上ではなく回路基板上に形成されることを特徴とする。

図３（ａ）に示されるように、タッチパネル組立体１１０が有する回路基板１１４の一方の面１１４ａ上には、例えば銀印刷により１対の位置検出用電極１１６ａ及び１１６ｂが所定の位置に形成され、回路基板１１４の他方の面１１４ｂ上には、例えば銀印刷により１対の位置検出用電極１１８ａ及び１１８ｂが所定の位置に形成される。回路基板１１４は、開口部１２２を有する。タッチパネル１１２はＩＴＯ被膜を有する検出板例えばフィルム１１６とガラス板又はフィルム１１８とを有し、フィルム１１６及びガラス板１１８は、回路基板１１４の開口部１２２を覆いかつ回路基板１１４を挟むように、ＩＴＯ被膜を有する面を内側にして適当な導電性接着剤１２０を用いて回路基板１１４にそれぞれ取付けられる。この取付けは、導電性接着剤１２０によりフィルム１１６のＩＴＯ被膜と電極１１６ａ、１１６ｂとが導通接続され、ガラス板１１８のＩＴＯと電極１１８ａ、１１８ｂとが導通接続されるように行われる。なお開口部１２２があることにより、タッチパネル使用時（例えば指等によりフィルム１１６が押されたとき）にフィルム１１６とガラス板１１８とが互いに接触することができる。このような構成においては、取扱いが比較的容易な回路基板１１４に電極を形成することにより、取扱いに注意を要するフィルム１１６及びガラス板１１８に電極を形成する必要がなくなる。タッチパネル組立体１０と同様に、タッチパネル組立体１１０の回路基板１１４の片面又は両面に電子部品１２４等を含む電子回路が任意の構成で配置可能であることはもちろんである。

図４は、本発明に係る第３の実施形態のタッチパネル組立体２１０を示す。タッチパネル組立体２１０は、導電性被膜が被着されて互いに対向配置された２つの検出板を有するが、一方の検出板が他方の検出板に対する張出し部分を有し、その張出し部分に電子部品等を備えた電子回路が形成されることを特徴とする。

図４に示されるように、タッチパネル組立体２１０は、ＩＴＯ被膜等の透明導電性被膜が被着された検出板例えばフィルム２１６と、ＩＴＯ被膜等の透明導電性被膜が被着されかつフィルム２１６に対する張出し部分２２０を備えた検出板例えばガラス板２１８とを有する。ガラス板２１８の張出し部分２２０以外の部分すなわちフィルム２１６が取付けられる部分には、例えば銀印刷により２対の位置検出用電極２１６ａ、２１６ｂ及び２１８ａ、２１８ｂが所定の位置に形成され、フィルム２１６が貼り合わされる。このときフィルム２１６は、フィルム２１６のＩＴＯ被膜と電極とが直接触れないように、両面テープ等の適当な手段を用いてガラス板２１８に取付けられる。張出し部分２２０には、電子部品２２４等を含む電子回路が配置される。従ってタッチパネル組立体２１０は、タッチパネル組立体１０及び１１０が有する回路基板１４及び１１４のような電子回路のための基板を別途必要とせず、構成要素が少なくなる点で製造及びコストの面で有利である。またこのような構成によれば、電極は一度の銀印刷等の操作によりさらに簡単に形成可能である。さらに、タッチパネル組立体２１０のガラス板２１８の片面又は両面に電子回路が任意の構成で配置可能であることはもちろんである。

上述の実施形態はいずれも、位置検出用電極の各々が１箇所の接続箇所から電子回路等に接続されるように図示されているが、各電極にＶ端子及びＩ端子がそれぞれ接続されるいわゆる４端子法を採用することもできる。従来の２端子法では回路の配線抵抗及び接触抵抗の影響を受けるため電極間の抵抗を高精度に測定することが困難であるが、４端子法では電気抵抗が非常に大きい電圧測定回路を別途使用するので、電極間抵抗の測定においてこれらの影響を排除することができる。

上述したように、回路基板上にはダイオード等の電子部品が実装される。以降はこの電子部品、特にダイオードの新規な実装方法について説明する。

一般にダイオード等の電子部品の実装には、マウンタと呼ばれる２軸（Ｘ−Ｙ）の搭載機が用いられる。またダイオードを実装する前に、回路基板等の上のダイオード実装箇所に予め導電接着剤を塗布しておく必要がある。従来は、この搭載機が非常に高価であり、さらに、回路基板等の上に導電接着剤を非常に細かいピッチで他の部分にはみ出すことなく正確に塗布することが非常に困難であるという問題があった。

そこで本発明においては、ダイオードを予めタッチパネル組立体の回路基板等への実装位置に合わせたピッチに配列したリール品として提供する。図５に示されるように、タッチパネル組立体の回路基板等に取付けられるダイオード３００は、基材を有さない異方性導電接着剤からなる両面接着テープ３０２の一方の面上に所定のピッチで配置される。両面接着テープ３０２の反対側の面には、予め適当な離形紙３０４が貼り合わせられる。ダイオード３００の配置は、適当な搭載ビット４００を有する搭載機によって可能であるが、このような搭載機はタッチパネル組立体に直接ダイオードを搭載するための２軸式である必要はなく、構造が簡易かつ安価な一方向式又は直動式で十分である。

このようにして構成された異方性導電両面接着テープ３０２は、リール状に巻き取ることが可能であり、それによりハンドリング性が向上する。ダイオードをタッチパネル組立体上に取付ける場合は、図６に示されるように、リールから巻き戻して離形紙３０４を剥がし、所定の位置に貼り付けることができる。具体的には例えば、タッチパネルの１辺に対して必要なダイオードを一度の操作で所定位置に実装することができる。タッチパネル上のダイオード取付箇所には、予めダイオード３００と等ピッチにランド又は導通接続部３１０が配設される。離形紙３０４が剥がされたテープ３０２は基材を有さない導電性接着剤からなるので、ダイオード３００とランド３１０との間を確実に導通接続することが可能になる。

本発明に係るダイオード実装方法は、フィルム状のポリマーダイオードを使用することによりさらに有利になる。ポリマーダイオード３００は、図５に示されるように、フィルム状の導電性ポリマー３０６と、導電性ポリマーに取付けられたいくつか（図示例では３つ）の薄い金属端子板３０８とを有し、全体としてフィルム状である。このようなポリマーダイオードを有するテープは、巻き取られてリール状となったときにそのリールが嵩張らず取扱いが容易であるという長所を有する。またフィルム状のポリマーダイオードは場所を取らないので、電子回路の省スペース化すなわちタッチパネル組立体全体の小型化を図ることができる。なお本発明は、ダイオード以外の他の電子部品にも同様に適用可能であることは明らかである。

（ａ）本発明の第１の実施形態のタッチパネル組立体の概略斜視図であり、（ｂ）（ａ）のタッチパネル組立体の側断面図である。 （ａ）図１のタッチパネル組立体が有するタッチパネル及び回路基板の概略分解図であり、（ｂ）（ａ）のタッチパネルの断面図である。 （ａ）本発明の第２の実施形態のタッチパネル組立体の概略斜視図であり、（ｂ）（ａ）のタッチパネル組立体の側断面図である。 本発明の第３の実施形態のタッチパネル組立体の概略斜視図である。 テープ上へのダイオードの配置を示す図である。 ダイオードが配置されたテープのタッチパネルへの取付けを示す図である。 従来のタッチパネル組立体の概略斜視図である。

符号の説明

１０、５０、１１０、２１０…タッチパネル組立体
１２、５２、１１２…タッチパネル
１４、１１４、２１４…回路基板
１６、５６、１１６、２１６…フィルム
１８、５８、１１８、２１８…ガラス板
２４、６４、１２４、２２４…電子部品
３００…ダイオード
３０２…両面接着テープ
３０４…離形紙
４００…搭載ビット

Claims (7)

1. 表面に導電性被膜が被着されて互いに対向配置された２つの検出板を備えたタッチパネルと、前記タッチパネルに導通接続される電子回路を含む回路基板とを有するタッチパネル組立体であって、
   前記２つの検出板の少なくとも一方が前記回路基板に直接取付けられることを特徴とする、タッチパネル組立体。
2. 少なくとも一対の電極が前記２つの検出板の間に配置され、前記２つの検出板のいずれか一方が前記回路基板に貼り合わされ、該いずれか一方の検出板が前記電極の各々と前記回路基板とを導通接続するための導通孔を有する、請求項１に記載のタッチパネル組立体。
3. 前記回路基板は、該回路基板の一方の面に配置された第１の対の電極と、該回路基板の他方の面に配置された第２の対の電極と、前記２つの検出板を互いに接触可能にするための開口部とを有し、前記２つの検出板は前記開口部を覆いかつ前記回路基板を挟むようにして該回路基板にそれぞれ貼り合わされ、一方の前記検出板の導電性被膜が前記第１の対の電極に導通接続され、他方の前記検出板の導電性被膜が前記第２の対の電極に導通接続される、請求項１に記載のタッチパネル組立体。
4. 表面に導電性被膜が被着されて互いに対向配置された２つの検出板を備えたタッチパネル組立体であって、
   前記２つの検出板の一方が他方に対する張出し部分を有し、該張出し部分に電子回路が形成されることを特徴とする、タッチパネル組立体。
5. 前記電極の各々が４端子法によって前記電子回路に導通接続される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル組立体。
6. 異方性導電接着剤からなるテープの上に複数の電子部品を所定の間隔で配置するステップと、
   前記電子部品を実装すべき回路基板の所定の位置に前記テープを取付けて前記電子部品と前記回路基板とを導通接続させるステップと、
   を有する、電子部品の実装方法。
7. 前記電子部品がフィルム状のポリマーダイオードを含む、請求項６に記載の実装方法。

Images