JP2016184277A - Touch panel and information processing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横方向配線群と、縦方向配線群とを、マトリクス状に透明基板の両面にそれぞれ設けたタッチパネルに関する。 The present invention relates to a touch panel in which a horizontal wiring group and a vertical wiring group are provided on both surfaces of a transparent substrate in a matrix.
近年、画像表示装置の画像表示部に、縦横に配線パターン等を有するタッチパネルを設けた製品が開発され商品として市場に提供されている。タッチパネルを設けた画像表示装置では、画面に表示された図や文字などのパターン上の位置でタッチパネルを指やペンでタッチすることによって、装置の操作が出来るもので、近年特に小型のノートパソコンや、モバイル装置などの情報処理装置に表示装置として用いられるようになった。さらに、表示装置の大型化に伴い、タッチパネルも大型のものが開発されている。 In recent years, a product in which a touch panel having a wiring pattern or the like is provided in the image display unit of an image display device has been developed and provided to the market as a product. In an image display device provided with a touch panel, the device can be operated by touching the touch panel with a finger or a pen at a position on a pattern such as a figure or a character displayed on the screen. It has come to be used as a display device for information processing devices such as mobile devices. Furthermore, with the increase in the size of display devices, large touch panels have been developed.
図3は、従来の静電容量式のタッチパネルの一例を示した説明図で、(a)は上方から見た説明図、(b)は、図(a)のAA’部分を断面で見た説明図である。 3A and 3B are explanatory diagrams showing an example of a conventional capacitive touch panel, where FIG. 3A is an explanatory diagram viewed from above, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the AA ′ portion of FIG. It is explanatory drawing.
静電容量タッチパネル100は、横方向に平行に配置された複数の導電線と、縦方向に平行に配置された複数の導電線とを、マトリクス状にガラス基板に設けた構成をしている。それぞれの導電線は、タッチされたときの、導電間の静電容量、あるいは電界の変化を受ける電極となっている。図3では、横方向の導電線をドライブライン、縦方向の導電線をセンシングラインとしている。図4は、ドライブ基板112とセンシング基板111とを上面で見た説明図である。ガラス基板にドライブライン電極114を設けたドライブ基板112(図4(b))に、ガラス基板にセンシングライン電極113を設けたセンシング基板111(図4(a))を、ドライブライン電極114とセンシング基板111のガラス基板との間で、光学粘着シートOCA(Optically Clear Adhesive)115で積層している。センシング基板の表面は、OCA115を介してフロントガラス117で覆われている。フロントガラス117は、静電容量タッチパネル100の表面を形成し、保護する役目をしている。フロントガラス117の裏面は、表示部分を除く周辺に、黒色の枠116が設けられている。各ライン電極は、黒枠116の部分でセンシング電極、ドライブ電極としてまとめられ、表示装置と電気接続される。また、従来、導電線は、透明導電膜を用いた透明導電線としている。 The capacitive touch panel 100 has a configuration in which a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction are provided on a glass substrate in a matrix. Each conductive line serves as an electrode that receives a change in capacitance between electric conduction or electric field when touched. In FIG. 3, the horizontal conductive lines are drive lines, and the vertical conductive lines are sensing lines. FIG. 4 is an explanatory view of the drive board 112 and the sensing board 111 as viewed from above. A drive substrate 112 (FIG. 4 (b)) provided with a drive line electrode 114 on a glass substrate, a sensing substrate 111 (FIG. 4 (a)) provided with a sensing line electrode 113 on a glass substrate, and the drive line electrode 114 and sensing An optical adhesive sheet OCA (Optically Clear Adhesive) 115 is laminated between the glass substrate of the substrate 111. The surface of the sensing substrate is covered with the windshield 117 through the OCA 115. The windshield 117 serves to form and protect the surface of the capacitive touch panel 100. A black frame 116 is provided on the back surface of the windshield 117 around the display portion. Each line electrode is grouped as a sensing electrode and a drive electrode in the black frame 116, and is electrically connected to the display device. Conventionally, the conductive wire is a transparent conductive wire using a transparent conductive film.
実際のタッチパネルの構成としては、このようなドライブ基板やセンシング基板はフィルム状基材にパターンを形成しタッチパネルセンサーとし、ガラス基板に貼り付けた構成としているものが多い。また図3(c)に例示するように、フィルム状基材にパターン形成したものを基板とし、タッチパネルとして利用している。その場合、フィルム面にそれぞれ、センシングラインとドライブラインを設け、センシング面、ドライブ面としている。またこの場合、フロントガラスに替えて樹脂フィルムを用いているものもある。さらに近年、メタルメッシュを用いたタッチパネルが、開発、実用化されている。これは、透明導電線として使用していた従来のITO(indium-tin-oxide)を用いたパネルから、網目状の金属の、メタルメッシュに置き換えたものである。メタルメッシュはITOよりもシート抵抗が低い。 As a configuration of an actual touch panel, such a drive substrate or a sensing substrate often has a configuration in which a pattern is formed on a film-like base material to form a touch panel sensor and is attached to a glass substrate. Moreover, as illustrated in FIG. 3C, a film-shaped substrate patterned is used as a substrate and used as a touch panel. In that case, a sensing line and a drive line are provided on the film surface, respectively, to serve as a sensing surface and a drive surface. In this case, a resin film may be used instead of the windshield. In recent years, touch panels using metal mesh have been developed and put into practical use. This is a replacement of a conventional ITO (indium-tin-oxide) panel used as a transparent conductive wire with a metal mesh made of a mesh-like metal. Metal mesh has a lower sheet resistance than ITO.
以上のように、近年、タッチパネルが付加された小型ノートパソコンやタブレット、スマートフォンなどの携帯情報処理装置では、画面をタッチすることでさまざまな動作、機能を実現している。またその機能の一部として外部情報の取得、外部へ情報発信するための無線通信としての機能を有することも必要である。そのためには主として情報処理装置の持つ情報を外部に送信したり、必要な情報を外部から取得するための無線送受信機とアンテナが必要となる。またアンテナは、空間に電磁波を放出したり、空間の電磁波から電流を誘導するために、携帯情報処理装置のケースの外部など電磁波を空間に放出しやすい場所や空間の電磁波を取り込みやすい場所に、配置する必要がある。 As described above, in recent years, portable information processing apparatuses such as small notebook computers, tablets, and smartphones to which a touch panel is added have realized various operations and functions by touching the screen. Also, it is necessary to have a function as wireless communication for acquiring external information and transmitting information to the outside as a part of the function. For this purpose, a wireless transceiver and an antenna are mainly required for transmitting information held by the information processing apparatus to the outside and acquiring necessary information from the outside. The antenna also emits electromagnetic waves into the space and induces current from the electromagnetic waves in the space. Need to be placed.
したがって無線モジュールとアンテナの間は離れた場所に配置されることが多いため、双方を接続するための伝送路も必要となる。また一つの携帯端末でも周波数や通信方式の異なるBluetooth(登録商標) WiFi LTE 3Gなど、さまざまな通信を行うことも多く、いくつかのアンテナが内蔵されていることも多い。 Therefore, since the radio module and the antenna are often arranged at a distant location, a transmission path for connecting the two is also required. In addition, a single mobile terminal often performs various communications such as Bluetooth (registered trademark) WiFi LTE 3G with different frequencies and communication methods, and often includes several antennas.
例えば、従来の携帯端末の無線機部分の構造としては、ノートパソコンを例として図5に示したような構造を持つものが多い。 For example, as a structure of a wireless part of a conventional portable terminal, there are many structures having a structure as shown in FIG.
すなわち、情報処理装置1の本体の内部に無線モジュール2本体が存在する。そのモジュールは、データ伝送する場合、信号の変調、発信を行い、データ受信する際は、信号の復調を担う。またLANなどの機能を有している場合、TCP/IPなどの通信プロトコルに対応してデータ変換を担う機能を備えることも多く、さまざまな機能を有している。
That is, the main body of the
また無線モジュール2から同軸ケーブル3を介して送受信のためのアンテナ4が接続されている。アンテナ4は、金属を打ち抜きや曲げ加工を施したもので、さまざまな形状をしている。このアンテナ4から、電磁波として必要な情報を空間に放射したり、あるいは他の機器から空間に放射された電磁波から電流を誘導し、外部機器や公衆回線と相互に送受信を行う。また同軸ケーブル3の機能としては、無線モジュール2と、アンテナ4の間を繋ぐための機能を持つものであるが、一定の特性インピーダンスを持つ必要がある。
An
すなわち無線モジュール2とアンテナ4の入出力間のインピーダンスの整合をとり、無線モジュール2の電力を効率よくアンテナ4に出力させたり、外部から入力される電磁波を効率よく無線モジュール2に伝送する必要がある。整合が取れていない場合、無線モジュール2からアンテナ4に出力された電力はアンテナ4に伝達されず、伝送線路からのアンテナ入力端子より反射波となって無線モジュール2に戻り、電磁波としてうまく空中に放出できないこととなる。したがって、伝送線路としては、整合のとれた50Ω細径の同軸ケーブル3が使われることが多い。また、近年、情報端末機器の小型化が進み伝送線路自体も極細の同軸ケーブル細線になることも多く高価になることが多い。
That is, it is necessary to match the impedance between the input and output of the
このように、従来の無線モジュールとアンテナを持った携帯端末では、一定の特性インピーダンスを持った伝送線路により電力をアンテナまで伝送するために、無線モジュールから高価な同軸ケーブルを使用して、アンテナまで電力を伝送していた。またアンテナと伝送線路は個別の部品であるためそれらを組み立て、実装するためのコストもかかった。 In this way, in a portable terminal having a conventional wireless module and antenna, in order to transmit power to the antenna through a transmission line having a certain characteristic impedance, an expensive coaxial cable is used from the wireless module to the antenna. It was transmitting power. In addition, since the antenna and the transmission line are separate parts, the cost of assembling and mounting them was also high.
本発明は、このような問題を解決するもので、無線機能で外部との電磁波による情報の送受信をする情報処理装置に用いられ、無線機能を安価に設置できるタッチパネル及びそれを用いた情報処理装置を提供することを課題とする。 The present invention solves such a problem, and is used in an information processing apparatus that transmits and receives information by electromagnetic waves with the outside using a wireless function, and a touch panel that can be installed with a wireless function at low cost, and an information processing apparatus using the touch panel It is an issue to provide.
本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項1の発明は、
基板上に、横方向に平行に配置された複数の導電線よりなる横方向配線群と、縦方向に平行に配置された複数の導電線よりなる縦方向配線群と、を有するタッチパネルであって、
外周部に、アンテナと、アンテナを接続するマイクロストリップラインと、を設けたことを特徴とするタッチパネルとしたものである。
The present invention has been made in view of the problems, and the invention of
A touch panel having a horizontal wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a vertical wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction on a substrate. ,
The touch panel is characterized in that an antenna and a microstrip line for connecting the antenna are provided on the outer periphery.
本発明の請求項2の発明は、
透光性基板の表裏両面に導電金属層が形成されてなる基板に対して、静電容量型タッチパネルを構成する横方向配線群と縦方向配線群を表裏の導電金属層にパターニングし、前記配線群の領域外の周囲に、アンテナパターンおよびアンテナを接続するマイクロストリップラインをパターニングしてなることを特徴とする請求項1記載のタッチパネルとしたものである。
The invention of
For the substrate in which the conductive metal layers are formed on both the front and back surfaces of the translucent substrate, the lateral wiring group and the vertical wiring group constituting the capacitive touch panel are patterned on the front and back conductive metal layers, and the
本発明の請求項3の発明は、
透光性基板の片面に導電金属層が形成されてなる2枚の基板の一方に対して、静電容量型タッチパネルを構成する横方向配線群を導電金属層にパターニングし、他方の基板に対して縦方向配線群をパターニングし、双方の基板に形成した前記配線群の領域外の周囲に、2枚の基板の組合せによりアンテナパターンおよびアンテナを接続するマイクロストリップラインが形成される様にパターニングしてなることを特徴とする請求項1記載のタッチパネルとしたものである。
The invention of
For one of the two substrates in which the conductive metal layer is formed on one side of the translucent substrate, the lateral wiring group constituting the capacitive touch panel is patterned into the conductive metal layer, and the other substrate is patterned. Then, the vertical wiring group is patterned and patterned so that an antenna pattern and a microstrip line for connecting the antenna are formed by a combination of two substrates around the outside of the wiring group formed on both substrates. The touch panel according to
本発明の請求項4の発明は、
無線送受信機および表示部を有する情報処理装置であって、表示部に請求項1〜3のいずれかに記載のタッチパネルを用い、マイクロストリップラインを無線送受信機に接続したことを特徴とする情報処理装置としたものである。
The invention of
An information processing apparatus having a wireless transceiver and a display unit, wherein the touch panel according to any one of
本発明の請求項5の発明は、
マイクロストリップラインを通る配線は、無線受信機までのインピーダンスを、無線受信機の入力インピーダンスと整合させたことを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置としたものである。
The invention of
5. The information processing apparatus according to
本発明のタッチパネル及びそれを用いた情報処理装置は以上のような構成であって、
アンテナ及び伝送線をフィルム上にタッチパネル配線群と一体で製造することができ、安価になり、また、メカニカルな接続部分を減らすことが可能となり、信頼性の向上するタッチパネル及びそれを用いた情報処理装置とすることができる。
The touch panel of the present invention and the information processing apparatus using the same are configured as described above.
An antenna and a transmission line can be manufactured integrally with a touch panel wiring group on a film, and the cost can be reduced, and the number of mechanical connection parts can be reduced, and the reliability of the touch panel and information processing using the touch panel are improved. It can be a device.
以下本発明を実施するための形態につき説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
図1は、本発明のタッチパネルの実施の形態例を平面で見た説明図である。本実施形態のタッチパネル60は、基板62上に、横方向に平行に配置された複数の直線状の導電線よりなる横方向配線群と、縦方向に平行に配置された複数の直線状の導電線よりなる縦方向配線群と、が形成されたマトリックス部61を有する。そして外周部に、アンテナ7と、アンテナ7を接続するマイクロストリップライン8と、を設けている。図ではアンテナとしてダイポールアンテナを例示している。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a touch panel according to the present invention viewed in a plane. The touch panel 60 of the present embodiment includes a horizontal wiring group composed of a plurality of linear conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction on the substrate 62 and a plurality of linear conductive patterns arranged in parallel in the vertical direction. It has a matrix portion 61 in which a vertical wiring group composed of lines is formed. An
このように、アンテナ7及びマイクロストリップライン8を構成する伝送線を、基板上でタッチパネルを形成する配線と一体となっており、アンテナとマイクロストリップラインと、縦方向配線群と横方向配線群とからなるマトリックス部とを、同時に製造することができる。このため、これを用いて無線機能を安価に設置でき、また、メカニカルな接続部分を減らすことが可能となり、信頼性の向上するタッチパネル及びそれを用いた情報処理装置とすることができる。
In this way, the transmission lines constituting the
さらに具体的に実施の形態を説明する。マイクロストリップライン8は、基板の端子部(図示せず)まで形成されている。また、マトリックス部61からは、引き出し線が配線されており、これも基板の端子部まで形成されている。マイクロストリップライン8の端子部は情報処理装置の無線モジュールなどに接続され、配線の端子部は情報処理装置の表示の制御部などに接続される。このとき、マイクロストリップラインを通る配線は、無線モジュールまでのインピーダンスを、無線モジュールの入力インピーダンスと整合させておく。
The embodiment will be described more specifically. The
図2は、本実施形態に係るマイクロストリップラインの例を断面で見た説明図である。図2(a)は、タッチパネルのマトリックス部が図3(c)のように、基板の両面に配線群が形成されている場合に対応したマイクロストリップラインの例である。マイクロストリップライン81は、平板状導体12と、線状導体11とで、フィルム基板15を挟んで、構成されている。
FIG. 2 is an explanatory view of an example of the microstrip line according to the present embodiment as seen in cross section. FIG. 2A shows an example of a microstrip line corresponding to the case where the matrix portion of the touch panel has wiring groups formed on both sides of the substrate as shown in FIG. The
図2(b)は、タッチパネルのマトリックス部が図3(b)のように、二枚のフィルム基板13、14に配線をパターニングし、後に別々のフィルムを張り合わせた例である。マイクロストリップライン82は、平板状導体12と、線状導体11とで、フィルム基板13を挟み、さらにフィルム基板14で覆われた構成としている。
FIG. 2B shows an example in which the matrix part of the touch panel patterns the wirings on the two
本発明に係るマイクロストリップラインは、このように例示される構成であるから、基板上に、横方向配線群と、縦方向配線群とを形成するときに、アンテナと、マイクロストリップラインの平板状導体と、線状導体とをそれぞれ同時に形成することができる。 Since the microstrip line according to the present invention is configured as described above, when the horizontal wiring group and the vertical wiring group are formed on the substrate, the antenna and the flat strip shape of the microstrip line are formed. A conductor and a linear conductor can be formed simultaneously.
横方向配線群と、縦方向配線群との配線群と、マイクロストリップラインの平板状導体と、線状導体とのストリップライン導体との対応は、いずれでも良い。すなわち、横方向配線群と平板状導体とを同時に、縦方向配線群と線状導体とを同時にそれぞれ形成しても
良いし、横方向配線群と線状導体とを同時に、縦方向配線群と平板状導体とを同時にそれぞれ形成しても良い。同時にアンテナパターンも形成できる。また、タッチパネルに係るその他の配線については、従来どおり横方向配線群と、縦方向配線群と同時に形成すればよい。
The correspondence between the wiring group of the horizontal wiring group, the vertical wiring group, the flat conductor of the microstrip line, and the strip line conductor of the linear conductor may be any. That is, the horizontal wiring group and the flat conductor may be formed at the same time, the vertical wiring group and the linear conductor may be formed at the same time, or the horizontal wiring group and the linear conductor may be formed at the same time as the vertical wiring group. A flat conductor may be formed simultaneously. At the same time, an antenna pattern can be formed. Moreover, what is necessary is just to form the other wiring which concerns on a touchscreen simultaneously with a horizontal direction wiring group and a vertical direction wiring group as usual.
フィルム上に作成されたマイクロストリップラインは、平板状導体(下部配線)幅に対して線状導体(上部配線)幅が十分細く、また絶縁層であるベースフィルムの厚みが一定であれば、特性インピーダンスは、一定値を取る。例として、配線部分の線幅0.2mm、PETの厚み0.1mm、誘電率4程度の材料を使用すると特性インピーダンスは50Ω程度となり、無線モジュールのそれとほぼ一致し、整合をとりやすい。 The microstrip line created on the film has characteristics if the width of the linear conductor (upper wiring) is sufficiently narrow relative to the width of the flat conductor (lower wiring) and the thickness of the base film as an insulating layer is constant. The impedance takes a constant value. For example, when a material having a line width of 0.2 mm, a PET thickness of 0.1 mm, and a dielectric constant of about 4 is used, the characteristic impedance is about 50Ω, which is almost the same as that of the wireless module, and easy to match.
アンテナとしては、例えばWiFi用の2.4GHz帯の周波数において、ダイポールアンテナを用いると、アンテナの全長は1/2波長程度で、全長約6cmの長さが最適となり、ノートPCに実装可能となる。また他の形のアンテナ、例えばループアンテナなどを用いると、多少の効率の低下を許せばより小型化が可能になる。 As the antenna, for example, when a dipole antenna is used at a frequency of 2.4 GHz band for WiFi, the total length of the antenna is about ½ wavelength, and the total length is about 6 cm, which can be mounted on a notebook PC. . If another type of antenna, such as a loop antenna, is used, the size can be further reduced if a slight decrease in efficiency is allowed.
また静電容量型のタッチパネルセンサーも二層の金属パターン構成(前述(背景技術において)のメタルメッシュなど)で作られており、アンテナも同じ工程で作成できるため、コストパフォーマンスに優れている。この場合、片方の金属パターンは、例えば複数本の金属線を配置し、平板状導体と等価とするのが好ましい。 In addition, the capacitive touch panel sensor is also made of a two-layer metal pattern configuration (such as the metal mesh described above (in the background art)), and the antenna can be created in the same process, so it has excellent cost performance. In this case, it is preferable that one metal pattern is equivalent to a flat conductor by arranging, for example, a plurality of metal wires.
なお、本発明の実施形態では、静電容量型のタッチパネルで例示したが、縦方向配線群と横方向配線群とからなるマトリックス部を有するタッチパネルであれば適用できる。例えば抵抗膜方式のタッチパネルでも適用できる。この形式のタッチパネルでは、基板の片面に横方向配線群と、縦方向配線群との配線群を設け、交差点に絶縁層を形成する。横方向配線群と、縦方向配線群との配線群と、マイクロストリップラインの平板状導体と、線状導体とのストリップライン導体との対応は、いずれでも良い。この場合、製造方法を例示すれば、一方の配線群と平板状導体を設けてから、絶縁層を形成するときに、マイクロストリップラインにも絶縁層を形成し、その後、他方の配線群と線状導体を設け、製造することで、本発明を実施できる。 In the embodiment of the present invention, the capacitance type touch panel is exemplified. However, any touch panel having a matrix portion composed of a vertical wiring group and a horizontal wiring group can be applied. For example, a resistive film type touch panel can be applied. In this type of touch panel, a wiring group of a horizontal wiring group and a vertical wiring group is provided on one side of a substrate, and an insulating layer is formed at an intersection. The correspondence between the wiring group of the horizontal wiring group, the vertical wiring group, the flat conductor of the microstrip line, and the strip line conductor of the linear conductor may be any. In this case, as an example of the manufacturing method, when an insulating layer is formed after providing one wiring group and a flat conductor, an insulating layer is also formed on the microstrip line, and then the other wiring group and line are formed. The present invention can be implemented by providing and manufacturing a conductor.
1・・・情報処理装置
2・・・無線モジュール
3・・・同軸ケーブル
4・・・アンテナ
7・・・ダイポールアンテナ
8・・・マイクロストリップライン
81・・・マイクロストリップライン
82・・・マイクロストリップライン
11・・・線状導体
12・・・平板状導体
13・・・フィルム基板
14・・・フィルム基板
15・・・フィルム基板
60・・・タッチパネル
61・・・マトリックス部
62・・・基板
100・・・静電容量タッチパネル
111・・・センシングライン基板
112・・・ドライブライン基板
113・・・センシングライン電極
114・・・ドライブライン電極
115・・・OCA
116・・・黒枠
117・・・フロントガラス
DESCRIPTION OF
116 ... black frame 117 ... windshield
Claims (5)
外周部に、アンテナと、アンテナを接続するマイクロストリップラインと、を設けたことを特徴とするタッチパネル。 A touch panel having a horizontal wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a vertical wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction on a substrate. ,
A touch panel provided with an antenna and a microstrip line connecting the antenna on an outer periphery.
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