JP2017059155A - タッチパネル及びフレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルセンサー基板に接続したフレキシブルプリント配線板の断線不具合を低減する。【解決手段】タッチパネルの電極パターンを形成したタッチパネルセンサー基板にフレキシブルプリント配線板を接続した構成を有するタッチパネルにおいて、前記フレキシブルプリント配線板が、前記タッチパネルセンサー基板の外部接続端子に接続する電極端子を形成した端子部と、前記端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部を有し、前記電極端子を前記タッチパネルセンサー基板の一方の面の外部接続端子に接続し、前記アーム部を前記タッチパネルセンサー基板の他方の面に接続することで、前記タッチパネルセンサー基板を前記端子部と前記アーム部で挟み込む。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置の表示画面上に装着されて表示内容と対応して指示体のマルチタッチの指示位置を検出する静電容量方式のタッチパネル、及び、それに用いるフレキシブルプリント配線板に関する。

静電容量方式のタッチパネルが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット端末、デジタルサイネージおよび電子黒板などの表示装置の表示画面上に装着されて表示内容と対応して指示体のマルチタッチによる指示操作により指示位置を検出する用途で使用されている。

この静電容量方式のタッチパネルは、透明なガラス基板や透明な樹脂フィルムなどの透明基板にセンシング電極パターンとドライブ電極パターンを透明導電パターンで形成したタッチパネルセンサー基板を用いている。それらの電極パターンはタッチパネルセンサー基板の端の外部接続端子に引き出している。

そのタッチパネルセンサー基板にフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を接続する。すなわち、タッチパネルセンサー基板の外部接続端子に、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）の一端の電極端子を接合し、ＦＰＣの他端部はタッチパネルのコントロール基板に電気接続する。

そのタッチパネルセンサー基板の外部接続端子とフレキシブルプリント配線板の電極端子の接合は、その間に異方性導電膜を挟み込んで、加熱および加圧して接合している。

特開２００５−１１５７２８号公報

そのタッチパネルシステムに、フレキシブルプリント配線板を曲げるストレスが加わると、そのストレスがフレキシブルプリント配線板の電極端子とタッチパネルセンサー基板の外部接続端子の接合部に集中し、その電極端子同士の接合部が剥れ、電気接続が断線する不具合を生じる場合がある。

また、フレキシブルプリント配線板の電極端子を露出させるために、フレキシブルプリント配線板のカバー層を切り取り除去している。しかし、その切り取られたカバー層の端部は、フレキシブルプリント配線板を曲げる場合に、その端部にストレスが集中し、その位置の配線パターンを断線させる場合がある問題があった。

特許文献１では、フレキシブルプリント配線板の電極端子とタッチパネルセンサー基板の外部接続端子の接合部、及びフレキシブルプリント配線板のカバー層の端部を、樹脂で固めて一体化する技術が提案されている。その様にストレスが集中する箇所を全て樹脂で一体化して固めるならば、その部分の配線パターンを断線させる不具合を解消できると考えられる。

しかし、特許文献１の技術では、ＦＰＣの電極端子とタッチパネルセンサー基板の外部
接続端子の接合部を樹脂で固める樹脂の厚さの管理が難しい問題があった。また、その接合部を固める樹脂の硬化に時間を要するので、それがタッチパネルの組み立ての生産性を悪くする問題があった。

本発明の課題は、上記の問題を解決し、タッチパネルの組み立ての生産性を悪化させずに、フレキシブルプリント配線板の断線不具合を低減したタッチパネルを提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、タッチパネルの電極パターンを形成したタッチパネルセンサー基板にフレキシブルプリント配線板を接続した構成を有するタッチパネルであって、前記フレキシブルプリント配線板が、タッチパネルセンサー基板の外部接続端子に接続する電極端子を形成した端子部と、端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部を有し、電極端子をタッチパネルセンサー基板の一方の面の外部接続端子に接続し、アーム部をタッチパネルセンサー基板の他方の面に接続することで、タッチパネルセンサー基板を端子部とアーム部で挟み込んだことを特徴とするタッチパネルである。

本発明は、この構成により、フレキシブルプリント配線板の端子部のタッチパネルセンサー基板への接続部分を補強し、フレキシブルプリント配線板の配線の断線不具合を低減できる効果がある。

また、本発明は、配線基板の外部接続端子に接続する電極端子を形成した端子部と、端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部を有し、電極端子を配線基板の一方の面の外部接続端子に接続し、アーム部を配線基板の他方の面に接続することで、配線基板を端子部とアーム部で挟み込むことを特徴とするフレキシブルプリント配線板である。

本発明は、上記のフレキシブルプリント配線板の端子部とアーム部でタッチパネルセンサー基板又は配線基板を挟み込んで、端子部とアーム部をタッチパネルセンサー基板又は配線基板の両面に接続することで、フレキシブルプリント配線板の端子部のタッチパネルセンサー基板又は配線基板への接続部分が補強されるため、フレキシブルプリント配線板の配線の断線不具合が低減できる効果がある。

本発明の第１の実施形態の表示装置のタッチパネルの平面図である。 本発明の第１の実施形態の表示装置の図１のＡＡ’部の断面図である。 本発明の第３の実施形態の表示装置の平面図である。 本発明の第３の実施形態の表示装置の図３のＢＢ’部の断面図である。

＜第１の実施形態＞
図１の平面図と図２の側断面図を参照して、第１の実施形態の表示装置のタッチパネルＰＮ２を説明する。図１に、表示装置の表示パネルＰＮ１側から見た、タッチパネルＰＮ２の平面図を示す。図２には、図１のタッチパネルのＡＡ’断面図を示す。図２には、タッチパネルＰＮ２に表示パネルＰＮ１を合わせた表示装置の全体の断面図を示す。

（タッチパネル）
液晶パネルや有機ＥＬパネル等の表示パネルＰＮ１とタッチパネルＰＮ２を図２のよう
に重ね合わせて表示装置を構成する。図１の平面図と図２の側断面図のように、表示装置を構成するタッチパネルＰＮ２は、透明な前面基板１に透明なタッチパネルセンサー基板１０を透明性接着剤２で貼り合わせ、そのタッチパネルセンサー基板１０の下面を透明な保護層３で保護して構成する。

また、タッチパネルＰＮ２のタッチパネルセンサー基板１０には、フレキシブルプリント配線板２０と３０を接続する。

（タッチパネルセンサー基板）
タッチパネルＰＮ２のタッチパネルセンサー基板１０は、透明基板１１を中心核にし、その透明基板１１の下面にセンシング電極１２を形成し、透明基板１１の上面にドライブ電極１３を形成して構成する。

透明基板１１には、透明なガラス基板や透明な樹脂フィルムを用いる。透明基板１１の面に形成するセンシング電極１２とドライブ電極１３は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等のインジウム、スズ、ガリウム、亜鉛等の金属酸化物の複合酸化物膜、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の透明導電パターンで形成する。

なお、センシング電極１２、及び、ドライブ電極１３は、金属細線の網状のパターンによって光の透過性を確保した透明導電パターンで構成しても良い。

ガラス基板や樹脂フィルム等からなる透明な前面基板１の上面は、タッチパネルＰＮ２の最上面であって、指やタッチペン等のタッチ手段によってタッチされる操作面として機能する。その前面基板１の下面に、透明性接着剤２により、タッチパネルセンサー基板１０のドライブ電極１３の側の面を貼り付ける。そして、タッチパネルセンサー基板１０の下面に形成されたセンシング電極１２を下の表示パネルＰＮ１側に向ける。

（センシング電極とドライブ電極）
タッチパネルセンサー基板１０のセンシング電極１２とドライブ電極１３は、互いに直交する２方向に延びる導体パターンで形成する。センシング電極１２の配線を、導体パターンの配線で引き出してタッチパネルセンサー基板１０の端部の領域に集めた外部接続端子１４に接続する。その外部接続端子１４をフレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１に電気接続する。

ドライブ電極１３の配線も同様に、導体パターンの配線で引き出してタッチパネルセンサー基板１０の端部の領域に集めて外部接続端子１４に接続する。その外部接続端子１４をフレキシブルプリント配線板３０の電極端子２１に接続する。

外部接続端子１４は、ピッチを拡大して形成する。その外部接続端子１４の上に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）や異方性導電性ペースト（ＡＣＰ）等の異方性導電膜４を用いてフレキシブルプリント配線板２０や３０の電極端子２１を電気接続する。

（変形例１）
変形例１として、タッチパネルセンサー基板１０を、片面にセンシング電極１２の導体パターンを形成した第１の透明基板と、片面にドライブ電極１３の導体パターンを形成した第２の透明基板を貼り合わせて形成することができる。

（タッチセンサ部）
本実施形態のタッチパネルＰＮ２は、図１の様に、センシング電極１２の電極パターンと、ドライブ電極１３の電極パターンを互いに交差させて対向配置させることで、その交
差点に形成された容量素子Ｃ１を利用する静電容量型のタッチセンサ部を有する。

すなわち、本実施形態のタッチ検出方式は、互いに対向配置された、センシング電極１２の電極パターンと、ドライブ電極１３の電極パターンの交差点に形成された容量素子Ｃ１を構成する。容量素子Ｃ１の一端を成すセンシング電極１２の電極パターンの端の外部接続端子１４を、フレキシブルプリント配線板２０を介して、交流信号源に接続する。

また、容量素子Ｃ１の他端を成すドライブ電極１３の電極パターン２の端の外部接続端子１４を、フレキシブルプリント配線板３０を介して、電圧検出器に接続する。

そして、その容量素子Ｃ１の容量を測定することでタッチ検出を行う。詳しくは、先ず、人の指又はタッチ棒を接触していない状態では、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流が流れ、それを電圧検出器が検出する。

一方、容量素子Ｃ１が形成されている電極パターンの交差点の近傍に、大地に接地した人の指又はタッチ棒を近づけると、接近した人の指又はタッチ棒との間に浮遊容量が形成され、それが大地に接地される。

このときに、電圧検出器は容量素子Ｃ１に流れる電流による信号波形を検出するので、その浮遊容量側に電流が流れることで、容量素子Ｃ１に流れる電流が小さくなる結果、非接触状態での波形よりも小さい値になる。その信号波形の違いを検出することで、人の指又はタッチ棒のタッチ（近接）を検出するタッチ検出動作を行う。

（フレキシブルプリント配線板）
本実施形態のフレキシブルプリント配線板２０及び３０は、その最上層のカバー層（カバーレイ）２２と、その下の配線パターン２３と、その下の基材フィルム２４で構成する。

（異方性導電膜による電極端子の接続部）
フレキシブルプリント配線板２０及び３０のカバー層２２を切り取り除去して、その下の配線パターン２３で形成した電極端子２１を露出させる。その電極端子２１を、タッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４へ異方性導電膜４を用いて電気接続する。

タッチパネルセンサー基板１０の透明基板１１に樹脂フィルムを用いる場合には、その樹脂フィルムの透明基板１１が加熱されて変形しないために、摂氏１５０度以下での低温接続用の異方性導電膜４を用いて、フレキシブルプリント配線板２０及び３０の電極端子２１を、タッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４へ電気接続させる。

低温接続用の異方性導電膜４を用いて電極端子２１を外部接続端子１４へ接続させた接続部分は剥れて断線し易い問題がある。

また、図２のようにフレキシブルプリント配線板２０を曲げると、カバー層２２が切り取られたカバー層端部２２ａの位置の配線パターン２３にストレスが集中し、その部分で配線パターン２３が断線する不具合を生じる場合がある。本発明は、これらの問題を以下の構成によって解決する。

（フレキシブルプリント配線板２０のタッチパネルＰＮ２への接続構造）
図１の平面図のように、フレキシブルプリント配線板２０の端部に切れ込みを形成することで、端子部２１ａと、その端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部２０ａを形成する。端子部２１ａに、配線パターン２３で電極端子２１を形成する。

ここで、カバー層２２が切り取られたカバー層端部２２ａが端子部２１ａ内に位置するように、アーム部２０ａと端子部２１ａを分ける切れ込みの長さを設定する。

そして、図２の側断面図のように、フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａの電極端子２１を、タッチパネルセンサー基板１０の、センシング電極１２用の外部接続端子１４へ異方性導電膜４を用いて接合する。それとともに、フレキシブルプリント配線板２０のアーム部２０ａを、前面基板１の下面とタッチパネルセンサー基板１０のドライブ電極１３の側の面の間に、接着剤又は粘着剤５で接着する。

すなわち、フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａとアーム部２０ａでタッチパネルセンサー基板１０を挟み込んで、端子部２１ａをタッチパネルセンサー基板１０の片面に接続するとともに、アーム部２０ａをタッチパネルセンサー基板１０の他方の面に接続する。

これにより、フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａの、タッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４の接続部分を、アーム部２０ａが補強する。

すなわち、フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａがタッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４へ接続した点と、アーム部２０ａが接着剤又は粘着剤５でタッチパネルセンサー基板１０の反対側の面へ接着した点との２つの支点でフレキシブルプリント配線板２０がタッチパネルセンサー基板１０を挟み込む。

その２つの支点でフレキシブルプリント配線板２０が支えられるため、フレキシブルプリント配線板２０を曲げた場合にフレキシブルプリント配線板２０に加わる曲がる支点は、アーム部２０ａと端子部２１ａの付け根の部分、すなわち、フレキシブルプリント配線板２０の切れ込みの先端の部分になる。

このため、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１とタッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４の接続点ではフレキシブルプリント配線板２０が曲がらない。そのため、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１とタッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４が剥がれる応力の集中が生じなくなる。それにより、外部接続端子１４での接合部分が剥がれる不具合を防止または抑制することができる効果がある。

また、フレキシブルプリント配線板２０のカバー層端部２２ａの位置ではフレキシブルプリント配線板２０が曲がらない。そのため、カバー層２２が切り取られたカバー層端部２２ａの位置での配線パターン２３の断線の発生を低減できる効果がある。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態は、片面にセンシング電極１２のパターン、及び、ドライブ電極１３のパターンが形成されたタッチパネルセンサー基板１０を用いる。そのタッチパネルセンサー基板１０に、第１の実施形態と同様のフレキシブルプリント配線板２０を接続してタッチパネルＰＮ２を構成する。

フレキシブルプリント配線板２０は、第１の実施形態の図１と同様に、その端部に切れ込みを形成し、配線パターン２３で電極端子２１を形成した端子部２１ａと、その端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部２０ａを形成する。

このフレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａとアーム部２０ａでタッチパネルセンサー基板１０を挟み込んで、端子部２１ａをタッチパネルセンサー基板１０の片面に
接続するとともに、アーム部２０ａをタッチパネルセンサー基板１０の他方の面に接続する。

これにより、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１をタッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４に接続した第１の支点と、アーム部２０ａをタッチパネルセンサー基板１０の他方の面に接着剤又は粘着剤５で接続した第２の支点とでフレキシブルプリント配線板２０が支えられる。

そのため、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１とタッチパネルセンサー基板１０の外部接続端子１４が剥がれる応力の集中が生じなくなる。それにより、外部接続端子１４での接合部分が剥がれる不具合を防止または抑制することができる効果がある。

また、フレキシブルプリント配線板２０のカバー層端部２２ａの位置でフレキシブルプリント配線板２０が曲げられないようにでき、カバー層端部２２ａの位置での配線パターン２３の断線の発生を低減できる効果がある。

＜第３の実施形態＞
本発明は、以上の実施形態のタッチパネルＰＮ２に限定されない。本発明の第３の実施形態は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等の表示パネルＰＮ１に本発明のフレキシブルプリント配線板２０を接続する。

図３の平面図と図４の側断面図は、液晶パネルの表示パネルＰＮ１の場合を示す。図３の平面図に、表示パネルＰＮ１の表示装置の平面図を示す。図４には、図３の表示パネルＰＮ１のＢＢ’断面図を示す。表示パネルＰＮ１は、配線基板４０と液晶層５０とカラーフィルタ基板６０で構成される。

配線基板４０には、駆動回路ＤＲが設置され、その駆動回路ＤＲから引き出される外部接続端子４１が配線されている。

第３の実施形態は、図３のようなフレキシブルプリント配線板２０の端部に切れ込みを形成することで、端子部２１ａと、その端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部２０ａを形成したフレキシブルプリント配線板２０を用いる。フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａには、配線パターン２３で電極端子２１を形成する。

そして、配線基板４０の外部接続端子４１に、異方性導電膜４を用いてフレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１を接合する。それとともに、フレキシブルプリント配線板２０のアーム部２０ａを、配線基板４０の反対面側に接着剤又は粘着剤５で接着する。

すなわち、フレキシブルプリント配線板２０の端子部２１ａとアーム部２０ａで配線基板４０を挟み込んで、端子部２１ａとアーム部２０ａを配線基板４０の両面に接続する。

これにより、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１と、配線基板４０の外部接続端子４１との接続部分を、アーム部２０ａが補強することで、その部分ではフレキシブルプリント配線板２０が曲がらないようにできる。

そのため、フレキシブルプリント配線板２０の電極端子２１と配線基板４０の外部接続端子４１が剥がれる応力が集中しなくなる。それにより、外部接続端子４１での接合部分が剥がれる不具合を防止または抑制できる効果がある。

また、フレキシブルプリント配線板２０のカバー層端部２２ａの位置ではフレキシブル
プリント配線板２０が曲がらない。そのため、カバー層２２が切り取られたカバー層端部２２ａの位置での配線パターン２３の断線の発生を低減できる効果がある。

１・・・前面基板
２・・・透明性接着剤
３・・・保護層
４・・・異方性導電膜
５・・・接着剤又は粘着剤
１０・・・タッチパネルセンサー基板
１１・・・透明基板
１２・・・センシング電極
１３・・・ドライブ電極
１４・・・外部接続端子
２０、３０・・・フレキシブルプリント配線板
２０ａ・・・アーム部
２１・・・電極端子
２１ａ・・・端子部
２２・・・カバー層（カバーレイ）
２２ａ・・・カバー層端部
２３・・・配線パターン
２４・・・基材フィルム
４０・・・配線基板
４１・・・外部接続端子
５０・・・液晶層
６０・・・カラーフィルタ基板
Ｃ１・・・容量素子
ＤＲ・・・駆動回路
ＰＮ１…表示パネル
ＰＮ２…タッチパネル

Claims (2)

1. タッチパネルの電極パターンを形成したタッチパネルセンサー基板にフレキシブルプリント配線板を接続した構成を有するタッチパネルであって、前記フレキシブルプリント配線板が、タッチパネルセンサー基板の外部接続端子に接続する電極端子を形成した端子部と、端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部を有し、電極端子をタッチパネルセンサー基板の一方の面の外部接続端子に接続し、アーム部をタッチパネルセンサー基板の他方の面に接続することで、タッチパネルセンサー基板を端子部とアーム部で挟み込んだことを特徴とするタッチパネル。
2. 配線基板の外部接続端子に接続する電極端子を形成した端子部と、端子部の両側に枝状に分岐した補助的なアーム部を有し、前電極端子を配線基板の一方の面の外部接続端子に接続し、アーム部を配線基板の他方の面に接続することで、配線基板を端子部とアーム部で挟み込むことを特徴とするフレキシブルプリント配線板。