WO2018062245A1 - アンテナ付きタッチパネルディスプレイ - Google Patents

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山岸　慎治
杉田　靖博
ジョン ムジラネザ
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シャープ株式会社
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel display, and more particularly to a touch panel display provided with an antenna for short-range wireless communication.
  • an IC card non-contact type IC card
  • a communication device that includes a power source
  • a communication device that includes a power source
  • a technology for performing short-range communication on the Internet is often used. For example, when wireless communication (short-range communication) is performed between a communication device and a non-contact type IC card, the non-contact type IC card and the antenna element of the communication device are set to be less than a predetermined distance. Bring the contact IC card closer to the communication device.
  • the communication device has a power source, and a magnetic field is generated by the antenna element by supplying power to the short-distance wireless communication antenna element built in the communication device.
  • the non-contact type IC card operates a circuit (for example, an IC chip) in the non-contact type IC card using the electromotive force generated by the induced current. In this way, wireless communication (short-range communication) can be performed between the non-contact type IC card and the communication device by bringing the non-contact type IC card closer to the communication device.
  • Patent Document 1 An apparatus in which such an antenna element is mounted on a touch panel display is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the device disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which a liquid crystal display terminal, a touch panel, and an antenna layer are stacked.
  • the following disclosure aims to reduce the thickness of a touch panel display with an antenna and to suppress malfunction of the touch panel due to antenna noise.
  • a touch panel display with an antenna includes an antenna that reads information by short-range wireless communication.
  • the touch panel display with an antenna is provided on the display medium side of the first substrate, a second substrate, a display medium sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the first substrate. And a first touch sensor electrode.
  • a second touch sensor electrode and the antenna are formed in the same layer on the surface of the first substrate opposite to the display medium.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a touch panel display according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a relationship between drive electrodes and sensing electrodes in the touch panel.
  • FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of drive electrodes provided on the color filter substrate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a common transition electrode for connecting the drive electrode of the color filter substrate to the TFT substrate side.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of sensing electrodes and antenna patterns provided on the color filter substrate.
  • the touch panel display with an antenna according to the first configuration includes an antenna that reads information by short-range wireless communication.
  • the touch panel display with an antenna is provided on the display medium side of the first substrate, a second substrate, a display medium sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the first substrate. And a first touch sensor electrode.
  • a second touch sensor electrode and the antenna are formed in the same layer on the surface of the first substrate opposite to the display medium.
  • the second touch sensor electrode for detecting a touch and the antenna are formed in the same layer on one surface of the first substrate, so that the touch panel and the antenna are provided in different layers. Compared with the display, the thickness of the display can be reduced. Further, since the antenna pattern is provided in the same layer as the sensing electrode, it is less susceptible to antenna noise than when the sensing electrode and the antenna pattern are stacked.
  • the display medium in the touch panel display with an antenna according to the second configuration, in the first or second configuration, is a liquid crystal, the second substrate is a wiring substrate provided with a driving element, The substrate is a color filter substrate.
  • the second touch sensor electrode and the antenna are formed on the first substrate (color filter substrate) side, the second touch sensor electrode and the antenna are provided on the second substrate on which the driving element is provided. Less susceptible to noise from
  • the first touch sensor electrode is a drive electrode
  • the second touch sensor electrode is a sensing electrode
  • the drive electrode is on the liquid crystal layer side of the color filter substrate and the sensing electrode is on the opposite side (the side far from the wiring board on which the drive element is provided).
  • the detection signal By providing the detection signal, the detection signal read from the sensing electrode is not easily affected by noise from the wiring board to which a drive signal for displaying an image is supplied. Accordingly, it is possible to detect a touch at an arbitrary timing without being limited to the driving timing for displaying an image.
  • the surface of the first substrate opposite to the display medium is within the image display area of the touch panel display.
  • the second touch sensor electrode and the antenna are arranged in parallel.
  • the second touch sensor electrode and the antenna are regularly arranged, the second touch sensor electrode and the antenna are hardly visually recognized.
  • the touch panel display with an antenna according to a fifth configuration is the touch panel display with an antenna according to the fifth configuration, wherein the antenna is formed in a loop shape or a spiral shape of two or more turns, and is not parallel to the second touch sensor electrode in the antenna.
  • the portion is arranged outside the image display area.
  • the antenna since at least a part of the antenna that is not parallel to the second touch sensor electrode is disposed outside the image display area, the antenna is formed in a loop shape or a spiral shape of two or more turns. Even if it does, it can suppress that the part which is not parallel to the said 2nd touch sensor electrode in an antenna will be visually recognized.
  • the touch panel display with an antenna according to the sixth configuration further includes a flexible wiring board in addition to the fifth configuration, and at least a part of the antenna that is not parallel to the second touch sensor electrode has the flexible wiring. Arranged on the substrate.
  • the antenna since at least a part of the antenna that is not parallel to the second touch sensor electrode is disposed on the flexible wiring board, the antenna is formed in a loop shape or a spiral shape of two or more turns. However, it can suppress that the part which is not parallel to the said 2nd touch sensor electrode in an antenna is visually recognized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a touch panel display with an antenna (hereinafter simply referred to as a touch panel display) 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a touch panel display with an antenna
  • FIG. 1 and other drawings illustration of well-known members such as a backlight is omitted, and detailed description thereof is omitted.
  • the touch panel display 100 includes a TFT substrate 1 and a color filter substrate 2.
  • a liquid crystal layer 3 is sealed between the TFT substrate 1 and the color filter substrate 2.
  • the TFT substrate 1 is provided with TFTs (not shown) as drive elements, wiring for supplying signals to the TFTs, and the like.
  • the TFT substrate 1 includes a wiring such as a gate line 12 on a translucent substrate 11.
  • the gate line 12 is connected to a TFT that does not appear in the cross section of FIG. 1, and supplies a gate drive signal to the TFT.
  • the TFT is also connected to a source line that does not appear in the cross section of FIG.
  • An insulating film 13 is formed so as to cover the gate line 12 and other wirings and the TFT.
  • the insulating film 13 may have a configuration in which a plurality of types of films are stacked.
  • a transparent auxiliary electrode 14 is formed on the insulating film 13.
  • An insulating film 15 is formed on the upper layer of the transparent auxiliary electrode 14.
  • a pixel electrode 16 is formed on the insulating film 15.
  • An alignment film (not shown) is formed on the pixel electrode 16.
  • a configuration in which the pixel electrode 16 is also present on the color filter substrate 2 side is illustrated, but an applicable liquid crystal display is not limited to this.
  • a display such as a so-called IPS method or FFS method in which a pixel electrode is not disposed on the color filter substrate 2 side but a comb electrode is disposed on the TFT substrate 1 side is also applicable.
  • the color filter substrate 2 includes a color filter layer 22 on the liquid crystal layer 3 side of the translucent substrate 21.
  • the color filter layer 22 includes RGB color filters 22C and a black matrix 22B.
  • the black matrix 22B is formed so as to cover a portion of the TFT substrate 1 where wiring and TFT are formed.
  • the black matrix 22B is formed so as to cover a portion where the gate line 12 is formed.
  • An ITO film 23 as a counter electrode is formed on the surface of the color filter layer 22 on the liquid crystal layer 3 side.
  • An alignment film (not shown) is formed on the surface of the ITO film 23.
  • the color filter substrate 2 is provided with drive electrodes and sensing electrodes for detecting the touch position.
  • a plurality of drive electrodes 24 ⁇ / b> T are provided on the liquid crystal layer 3 side of the color filter substrate 2.
  • the plurality of drive electrodes 24T are provided in parallel to each other.
  • Each of the plurality of drive electrodes 24T is provided between the black matrix 22B and the ITO film 23 so as to overlap the black matrix 22B.
  • a plurality of sensing electrodes 24R are provided on the surface (touch surface) side on the color filter substrate 2 where a touch operation is performed.
  • the plurality of sensing electrodes 24R are provided in parallel to each other.
  • the extending direction of the sensing electrode 24R and the extending direction of the drive electrode 24T are orthogonal to each other.
  • an antenna pattern 25 is provided in the same layer as the sensing electrode 24R.
  • the sensing electrode 24R and the antenna pattern 25 may be directly formed on the glass substrate 21 of the color filter substrate 2.
  • an optional optical layer such as an adhesive layer or a protective layer, a refractive index protective film, or a light diffusion film may be interposed between the glass substrate 21, the sensing electrode 24R, and the antenna pattern 25.
  • a cover glass or the like may be provided on the surfaces of the sensing electrode 24R and the antenna pattern 25.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the drive electrode 24T and the sensing electrode 24R.
  • the drive electrode 24T and the sensing electrode 24R are arranged so as to be orthogonal to each other, and the touch panel controller (not shown) scans the drive electrodes 24T one by one while sensing electrodes.
  • a detection signal is received from 24R. If there is a place where the user's finger or pen is touched, the signal value of the detection signal read from the sensing electrode 24R corresponding to the place changes. Therefore, the touch position on the touch surface can be detected by the touch panel controller examining the change in the signal value of the received detection signal.
  • the drive electrode 24T is a transparent conductive pattern (transparent electrode) formed of a transparent metal such as ITO.
  • a transparent conductive pattern transparent electrode
  • the drive electrode 24T may be formed by cutting out a metal mesh of a fine metal wire (for example, copper) to form a predetermined pattern.
  • a metal mesh for example, copper
  • the drive electrode 24T can be connected to the terminal portion of the TFT substrate 1 using a common transition formed in a seal portion for bonding the TFT substrate 1 and the color filter substrate 2 together.
  • 3 and 4 are diagrams showing an example of a configuration for connecting the drive electrode 24T to the terminal portion of the TFT substrate 1.
  • drive electrodes 24T are formed in stripes on the liquid crystal layer 3 side of the color filter substrate 2, and lead lines 24Ta are formed on one side of the color filter substrate 2 from each drive electrode 24T. Has been pulled out. In FIG. 3, only a part of the lead line is shown for simplification.
  • a common transition electrode 26 is provided in the frame region where the lead line 24Ta converges.
  • the common transition electrode 26 includes, for example, conductive particles and a non-conductive inorganic filler in a photocurable resin.
  • the common transition electrode 26 includes a lead line 24Ta provided on the color filter substrate 2, and a source metal 19 provided on the first interlayer insulating film 20 on the glass substrate 11 in the TFT substrate 1.
  • the lead line 24Ta and the common transition electrode 26 are connected via a contact electrode ITO (color filter side) 27.
  • the lead line 24Ta and the contact electrode ITO (color filter side) 27 are connected via a contact hole formed in the interlayer insulating film 28.
  • the source metal 19 and the common transition electrode 26 are connected via a contact electrode ITO (TFT side) 18.
  • the source metal 19 and the contact electrode ITO (TFT side) 18 are connected via a contact hole formed in the second interlayer insulating film 17.
  • the sensing electrode 24R is formed in the same layer as the antenna pattern 25, as will be described in detail below. For this reason, it is preferable that the sensing electrode 24R and the antenna pattern 25 are configured by cutting out a metal mesh of a fine metal wire (for example, copper) to form a predetermined pattern. By using a metal mesh in this way, it is possible to ensure a certain level of light transmission while ensuring excellent conductivity for the sensing electrode 24R and the antenna pattern 24.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing the arrangement of the sensing electrode 24R and the antenna pattern 25.
  • an area indicated by reference symbol R is an image display area.
  • the region outside the region R is a so-called frame region.
  • a plurality of electrodes Y1 to Y14 are provided as the sensing electrode 24R.
  • the number of electrodes included in the sensing electrode 24R is not limited to the specific example of FIG. 5 and is arbitrary.
  • Each of the electrodes Y1 to Y14 is composed of three parallel electrode lines extending in the X direction in FIG. These three electrode lines are connected to each other outside the image display region R (frame region).
  • the electrode lines of the electrodes Y1 to Y14 are arranged in the image display region R so as to be equally spaced in the Y direction. This is because if the distance between the electrode lines becomes non-uniform, the electrode lines are easily visible in the image display region R.
  • antenna wirings A1 to A8 are provided in the pixel display region R as the antenna pattern 25.
  • the antenna wirings A1 to A8 are provided in the same layer as the electrodes Y1 to Y14 as the sensing electrodes 24R.
  • the antenna wiring A1 is disposed between the electrodes Y1 and Y2.
  • the antenna wiring A2 is disposed between the electrodes Y2 and Y3.
  • the antenna wiring A3 is disposed between the electrodes Y3 and Y4.
  • the antenna wiring A4 is disposed between the electrodes Y4 and Y5.
  • the antenna wiring A5 is disposed between the electrodes Y10 and Y11.
  • the antenna wiring A6 is disposed between the electrodes Y11 and Y12.
  • the antenna wiring A7 is disposed between the electrodes Y12 and Y13.
  • the antenna wiring A8 is disposed between the electrodes Y13 and Y14.
  • the antenna wirings A1 and A8 are connected to each other by an antenna connection line B1 extending mainly in the Y direction in the frame region.
  • antenna connection lines B2 to B4 for connecting the antenna wirings A2 and A7, the antenna wirings A3 and A6, and the antenna wirings A4 and A5 are provided in the frame area.
  • the antenna connection lines B1 to B4 may be provided in the same layer as the antenna wirings A1 to A8, or may be provided in a layer different from the antenna wirings A1 to A8.
  • an FPC (Flexible Printed Circuits) substrate 4 is provided in a frame region opposite to the frame region in which the connection lines B1 to B4 are provided in the X direction.
  • sensor electrode relay wires X1 to X14 are provided on the FPC board 4.
  • the sensor electrode relay wires X1 to X14 are wires for transmitting signals read from the electrodes Y1 to Y14 as the sensing electrodes 24R to the touch panel controller.
  • antenna connection lines C0 to C4 are provided on the FPC board 4.
  • the antenna connection line C1 connects the antenna wirings A2 and A8.
  • the antenna connection line C2 connects the antenna wirings A3 and A7.
  • the antenna connection line C3 connects the antenna wirings A4 and A6.
  • the antenna connection line C0 connects the antenna wiring A1 and an antenna controller (not shown).
  • the antenna connection line C0 connects the antenna wiring A1 and the antenna controller.
  • the sensor electrode relay wirings X3 to X13 and the antenna connection lines C1 to C3 intersect each other in a plan view, and either line is connected to the back surface of the FPC board 4 through a contact hole. By making a detour, contact of wiring can be avoided.
  • the antenna wirings A1 to A8, the antenna connection lines B1 to B4, and the antenna connection lines C0 to C4 constitute a wound loop antenna.
  • a four-turn antenna is illustrated, but the number of turns is arbitrary.
  • dummy wirings D1 to D4 are provided between the electrodes Y5 and Y6, between the electrodes Y6 and Y7, between the electrodes Y7 and Y8, and between the electrodes Y8 and Y9, respectively. It has been.
  • the dummy wirings D1 to D4 are provided for the purpose of preventing visual gaps between the electrodes Y1 to Y14 where no antenna wiring is formed.
  • the dummy wirings D1 to D4 are provided in the same layer as the electrodes Y1 to Y14 and the antenna wirings A1 to A8.
  • Each of the dummy wirings D1 to D4 is formed using the same material as the antenna wirings A1 to A8 so as to have the same width as each of the antenna wirings A1 to A8.
  • a dummy wiring may be arranged between the three electrode lines.
  • the touch panel display 100 includes one or a plurality of loop antennas as shown in FIG.
  • the antenna controller applies a drive signal to each loop antenna.
  • the antenna controller drives the loop antenna with a 13.56 megahertz sine wave.
  • the position of the detected card can be specified by specifying the loop antenna that has detected the card.
  • the sensing electrode for detecting the touch is provided in the same layer as the antenna pattern, so that compared with the conventional configuration in which the electrode for the touch panel and the antenna pattern are provided in different layers, The thickness of the device can be reduced. Further, since the antenna pattern is provided in the same layer as the sensing electrode, it is less susceptible to antenna noise than when the sensing electrode and the antenna pattern are stacked.
  • the sensing electrode and the drive electrode for detecting the touch and the antenna pattern are provided on the color filter substrate, the detection operation of the touch and the detection operation of the NFC card or the like by the antenna pattern is a drive for displaying an image. Less susceptible to noise from operation. This is because in the configuration of the present embodiment, driving elements and wirings for displaying an image are provided on the TFT substrate side. Thereby, touch detection can be performed without being limited by the timing of the image display operation. This effect is particularly advantageous for high-definition displays with a large number of pixels and large-screen displays.
  • the operation of the touch panel and the antenna may be prevented from being influenced by the driving of the TFT of the display by driving the drive electrode of the touch panel and driving the antenna pattern during the pause period of the operation of the TFT of the display.
  • the configuration in which the drive electrode is provided on the liquid crystal layer side of the color filter substrate and the sensing electrode and the antenna pattern are provided on the touch surface side is illustrated.
  • the sensing electrode may be provided on the liquid crystal layer side of the color filter substrate, and the drive electrode and the antenna pattern may be provided on the touch surface side.
  • the configuration in which the sensing electrode is provided on the touch surface side of the color filter substrate is advantageous in that the touch detection signal read from the sensing electrode is not affected by the driving noise of the liquid crystal.
  • the antenna pattern is preferably provided not on the liquid crystal layer side of the color filter substrate but on the touch surface side from the viewpoint of ensuring communication sensitivity.
  • an IC card or an NFC card is exemplified as an example of information to be read by short-range wireless communication.
  • the reading target is not limited to the card, and various modes can be adopted.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Touch panel display with antenna, 1 ... TFT substrate, 2 ... Color filter substrate, 3 ... Liquid crystal layer, 11 ... Glass substrate, 12 ... Gate line, 13 ... Insulating film, 14 ... Transparent auxiliary electrode, 15 ... Insulating film, 16 ... Pixel electrode, 17 ... Second interlayer insulating film, 18 ... ITO for contact electrode (TFT side), 20 ... First interlayer insulating film, 21 ... Glass substrate, 22 ... Color filter layer, 23 ... Alignment film, 24T ... Drive Electrode, 24Ta ... leading wire, 24R ... sensing electrode, 26 ... common transition electrode, 27 ... ITO for contact electrode (color filter side), 28 ... interlayer insulating film

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Abstract

近距離無線通信により情報を読み取るアンテナを備えたアンテナ内蔵タッチパネルにおいて、厚みが小さく、アンテナのノイズに起因するタッチパネルの誤動作を抑制する。アンテナ付きタッチパネルディスプレイは、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナを備えている。このアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第１の基板２および第２の基板１と、これらの基板間に挟まれた表示媒体層３と、第１の基板２において表示媒体層３側に設けられた第１のタッチセンサ電極２４Ｔとを備えている。前記第１の基板２において表示媒体層３とは反対側の面に、第２のタッチセンサ電極２４Ｒとアンテナ２５とが同一層に形成されている。

Description

アンテナ付きタッチパネルディスプレイ
　本発明は、タッチパネルディスプレイに関し、特に、近距離無線通信用のアンテナを備えたタッチパネルディスプレイに関する。
　近年、電源を含まず無線通信用のアンテナ素子を内蔵したＩＣカード（非接触型ＩＣカード）と、電源を備える通信装置との間において、ＩＣカードと通信装置とを接触させることなく、両者間で近距離通信を行う技術がよく用いられている。例えば、通信装置と非接触型ＩＣカードとの間において、無線通信（近距離通信）を行う場合、通信装置のアンテナ素子と、非接触型ＩＣカードとが所定の距離以下となるように、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づける。通信装置は、電源を有しており、通信装置に内蔵されている近距離無線通信用アンテナ素子に給電することで、当該アンテナ素子により磁界が発生する。そして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、通信装置が発生させた磁界により、非接触型ＩＣカードのアンテナ素子に誘導電流が流れる。これにより、通信装置から非接触型ＩＣカードに電力供給することができる。そして、非接触型ＩＣカードは、誘導電流により発生した起電力を用いて、非接触型ＩＣカード内の回路（例えば、ＩＣチップ）を動作させる。このようにして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、非接触型ＩＣカードと通信装置との間において、無線通信（近距離通信）を行うことができる。
　このようなアンテナ素子をタッチパネルディスプレイに搭載した装置が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された装置では、液晶表示端末とタッチパネルとアンテナ層とが積層された構成である。
米国特許出願公開２００９／０２３１２９９号明細書
　上記の特許文献１のように、タッチパネルとアンテナ層とを別の層に形成する場合、装置全体の厚みが大きくなることを免れない。また、タッチパネルとアンテナ層とが積層されているので、アンテナからのノイズがタッチパネルの誤動作を誘発しやすくなるという課題もある。
　以下の開示は、上記の課題を鑑み、アンテナ付きタッチパネルディスプレイの薄型化を図ると共に、アンテナのノイズに起因するタッチパネルの誤動作を抑制することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナを備えている。このアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板とに挟まれた表示媒体と、前記第１の基板において前記表示媒体側に設けられた第１のタッチセンサ電極とを備えている。前記第１の基板において前記表示媒体とは反対側の面に、第２のタッチセンサ電極と前記アンテナとが同一層に形成されている。
　上記の構成によれば、厚みがより小さく、アンテナのノイズに起因するタッチパネルの誤動作が抑制されたアンテナ付きタッチパネルディスプレイを提供することができる。
図１は、一実施形態におけるタッチパネルディスプレイの概略構成を示す断面図である。 図２は、タッチパネルにおけるドライブ電極とセンシング電極との関係を示す模式図である。 図３は、カラーフィルタ基板に設けられたドライブ電極の概略構成を示す平面図である。 図４は、カラーフィルタ基板のドライブ電極をＴＦＴ基板側に接続するためのコモン転移電極の構成を示す断面図である。 図５は、カラーフィルタ基板に設けられたセンシング電極とアンテナパターンとの構成を示す平面模式図である。
　以下、発明を実施するための形態について説明する。
　第１の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナを備えている。このアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板とに挟まれた表示媒体と、前記第１の基板において前記表示媒体側に設けられた第１のタッチセンサ電極とを備えている。前記第１の基板において前記表示媒体とは反対側の面に、第２のタッチセンサ電極と前記アンテナとが同一層に形成されている。
　このように、第１の基板の一つの面に、タッチを検出するための第２のタッチセンサ電極とアンテナとを同一層に形成したことにより、タッチパネルとアンテナとを別層に設ける従来の構成と比較して、ディスプレイの厚さを小さくすることができる。また、アンテナパターンがセンシング電極と同一層に設けられたことにより、センシング電極とアンテナパターンとが積層されている場合よりも、アンテナノイズの影響を受けにくい。
　第２の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第１または第２の構成において、前記表示媒体が液晶であり、前記第２の基板が、駆動素子が設けられた配線基板であり、前記第１の基板が、カラーフィルタ基板である。
　このように、第１の基板（カラーフィルタ基板）側に第２のタッチセンサ電極とアンテナとを形成することにより、第２のタッチセンサ電極とアンテナが、駆動素子が設けられた第２の基板からのノイズの影響を受けにくくなる。
　第３の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第２の構成において、前記第１のタッチセンサ電極が、ドライブ電極であり、前記第２のタッチセンサ電極が、センシング電極である。
　このように、タッチを検出するためのドライブ電極とセンシング電極のうち、ドライブ電極をカラーフィルタ基板の液晶層側、センシング電極をその反対側（駆動素子が設けられた配線基板からは遠い側）に設けたことにより、センシング電極から読み出される検出信号が、画像を表示するための駆動信号が供給される配線基板からのノイズの影響を受けにくくなる。これにより、画像を表示するための駆動のタイミングに制限されずに、任意のタイミングでタッチの検出を行うことが可能になる。
　第４の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第１～第３のいずれかの構成において、前記第１の基板において前記表示媒体とは反対側の面において、前記タッチパネルディスプレイの画像表示領域内では、前記第２のタッチセンサ電極と前記アンテナとが平行に配置された構成である。
　この構成によれば、第２のタッチセンサ電極とアンテナとが規則的に配列されているので、第２のタッチセンサ電極とアンテナとが視認されにくい。
　第５の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第４の構成において、前記アンテナが、ループ状または２巻以上の螺旋状に形成されており、前記アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分は、前記画像表示領域外に配置されている。
　この構成によれば、アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分の少なくも一部は、画像表示領域外に配置されているので、ループ状または２巻以上の螺旋状にアンテナを形成した場合でも、アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分が視認されてしまうことを抑制できる。
　第６の構成にかかるアンテナ付きタッチパネルディスプレイは、第５の構成に加えて、フレキシブル配線基板をさらに備え、前記アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分の少なくとも一部が、前記フレキシブル配線基板に配置されている。
　この構成によれば、アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分の少なくとも一部は、フレキシブル配線基板に配置されているので、ループ状または２巻以上の螺旋状にアンテナを形成した場合でも、アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分が視認されてしまうことを抑制できる。
　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
　図１は、本発明の一実施形態におけるアンテナ付きタッチパネルディスプレイ（以下、単に、タッチパネルディスプレイと称する。）１００の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、タッチパネルディスプレイ１００を液晶ディスプレイとして構成した例を説明する。図１および他の図においては、バックライト等の周知の部材の図示を省略し、かつ、その詳細な説明は省略する。
　タッチパネルディスプレイ１００は、ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板２とを備えている。ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板２との間に液晶層３が封入されている。ＴＦＴ基板１には、駆動素子としてのＴＦＴ（図示省略）や、ＴＦＴへ信号を供給するための配線等が設けられている。
　図１に示すように、ＴＦＴ基板１は、透光性基板１１上に、ゲート線１２等の配線を備えている。ゲート線１２は、図１の断面には表れないＴＦＴに接続されており、ＴＦＴへゲート駆動信号を供給する。ＴＦＴは、図１の断面には表れないソース線にも接続されている。ゲート線１２およびその他の配線と前記ＴＦＴとを覆うように、絶縁膜１３が形成されている。絶縁膜１３は、複数種類の膜が積層された構成であっても良い。絶縁膜１３の上層には、透明補助電極１４が形成されている。透明補助電極１４の上層には、絶縁膜１５が形成されている。絶縁膜１５の上層には、画素電極１６が形成されている。画素電極１６の上層には、配向膜（図示省略）が形成されている。
　なお、本実施形態では、カラーフィルタ基板２側にも画素電極１６が存在する構成を例示しているが、適用可能な液晶ディスプレイはこれに限定されるものではない。例えば、カラーフィルタ基板２側には画素電極を配置せず、ＴＦＴ基板１側に櫛歯電極を配置した、いわゆるＩＰＳ方式やＦＦＳ方式等のディスプレイも適用可能である。
　カラーフィルタ基板２は、透光性基板２１の液晶層３側に、カラーフィルタ層２２を備えている。カラーフィルタ層２２は、例えばＲＧＢ各色のカラーフィルタ２２Ｃと、ブラックマトリクス２２Ｂとを備えている。ブラックマトリクス２２Ｂは、ＴＦＴ基板１において配線やＴＦＴが形成された部分を覆うように形成されている。例えば、図１に示す断面においては、ブラックマトリクス２２Ｂは、ゲート線１２が形成された部分を覆うように形成されている。カラーフィルタ層２２の液晶層３側の表面には、対向電極としてのＩＴＯ膜２３が形成されている。ＩＴＯ膜２３の表面には、配向膜（図示省略）が形成されている。
　本実施形態のタッチパネルディスプレイ１００では、カラーフィルタ基板２に、タッチ位置を検出するためのドライブ電極とセンシング電極とが設けられている。図１の例では、カラーフィルタ基板２の液晶層３側に、複数のドライブ電極２４Ｔが設けられている。複数のドライブ電極２４Ｔは互いに平行に設けられている。複数のドライブ電極２４Ｔの各々は、ブラックマトリクス２２Ｂと重なるように、ブラックマトリクス２２ＢとＩＴＯ膜２３との間に設けられている。
　また、カラーフィルタ基板２においてタッチ操作がなされる面（タッチ面）側に、複数のセンシング電極２４Ｒが設けられている。複数のセンシング電極２４Ｒは互いに平行に設けられている。センシング電極２４Ｒの延伸方向と前述のドライブ電極２４Ｔの延伸方向とは、互いに直交する。さらに、センシング電極２４Ｒと同層に、アンテナパターン２５が設けられている。
　センシング電極２４Ｒとアンテナパターン２５とは、カラーフィルタ基板２のガラス基板２１上に直接に形成されていても良い。あるいは、ガラス基板２１とセンシング電極２４Ｒおよびアンテナパターン２５との間に、接着層または保護層や、屈折率保護フィルムまたは光拡散フィルム等の任意の光学層が介在しても良い。また、センシング電極２４Ｒとアンテナパターン２５の表面に、カバーガラス等が設けられていても良い。
　図２は、ドライブ電極２４Ｔとセンシング電極２４Ｒとの関係を示す模式図である。図２に示すように、ドライブ電極２４Ｔとセンシング電極２４Ｒとは、互いに直交するように配置されており、タッチパネルコントローラ（図示せず）が、ドライブ電極２４Ｔを１本ずつスキャン駆動しながら、センシング電極２４Ｒから検出信号を受信する。ユーザの指やペンがタッチされた箇所があると、当該箇所に対応するセンシング電極２４Ｒから読み出される検出信号の信号値に変化が生じる。したがって、タッチパネルコントローラが、受信した検出信号の信号値の変化を調べることにより、タッチ面上のタッチ位置を検知することができる。
　ドライブ電極２４Ｔは、例えばＩＴＯ等の透明金属により形成される透明導電パターン（透明電極）である。このようにドライブ電極２４Ｔを形成することで、ドライブ電極２４Ｔで光が遮断されないことを保証することができる。あるいは、ドライブ電極２４Ｔは、金属細線（例えば、銅）のメタルメッシュを切り欠いて所定のパターンを形成したものであってもよい。このように、ドライブ電極２４Ｔをメタルメッシュで形成すれば、優れた導電性を担保しつつ、一定の光の透過性を確保することができる。また、ＣＦ基板のＢＭの下
　ドライブ電極２４Ｔは、ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板２とを貼り合わせるためのシール部分に形成されるコモン転移を利用して、ＴＦＴ基板１の端子部に接続することができる。図３および図４は、ドライブ電極２４ＴをＴＦＴ基板１の端子部に接続するための構成の一例を示す図である。
　図３に示すように、カラーフィルタ基板２の液晶層３側には、ドライブ電極２４Ｔがストライプ状に形成されており、それぞれのドライブ電極２４Ｔから、引き出し線２４Ｔａが、カラーフィルタ基板２の一辺に向けて引き出されている。なお、図３では、簡略化のために、引き出し線の一部のみを図示している。引き出し線２４Ｔａが収束する額縁領域に、コモン転移電極２６が設けられる。コモン転移電極２６は、例えば、光硬化型樹脂中に、導電性粒子と非導電性の無機フィラーとを含んでなる。
　コモン転移電極２６は、図４に示すように、カラーフィルタ基板２に設けられた引き出し線２４Ｔａと、ＴＦＴ基板１においてガラス基板１１上の第１層間絶縁膜２０上に設けられたソースメタル１９とを電気的に接続する。引き出し線２４Ｔａとコモン転移電極２６との間は、コンタクト電極用ＩＴＯ（カラーフィルタ側）２７を介して接続される。引き出し線２４Ｔａとコンタクト電極用ＩＴＯ（カラーフィルタ側）２７とは、層間絶縁膜２８に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。ソースメタル１９とコモン転移電極２６との間は、コンタクト電極用ＩＴＯ（ＴＦＴ側）１８を介して接続される。ソースメタル１９とコンタクト電極用ＩＴＯ（ＴＦＴ側）１８とは、第２層間絶縁膜１７に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。このようにコモン転移電極２６を設けることにより、カラーフィルタ基板２側に設けられたドライブ電極２４Ｔからの引き出し線２４Ｔａを、ＴＦＴ基板１のソースメタル１９および端子部を介して、タッチパネルコントローラ等に接続することができる。
　センシング電極２４Ｒは、以下に詳しく説明するように、アンテナパターン２５と同じ層に形成される。このため、センシング電極２４Ｒおよびアンテナパターン２５は、金属細線（例えば、銅）のメタルメッシュを切り欠いて所定のパターンを形成することにより構成されるものであることが好ましい。このようにメタルメッシュを使用することによっても、センシング電極２４Ｒとアンテナパターン２４について優れた導電性を担保しつつ、一定の光の透過性を確保することができる。
　ここで、図５を参照しながら、センシング電極２４Ｒとアンテナパターン２５の構成について説明する。前述のとおり、センシング電極２４Ｒとアンテナパターン２５は、カラーフィルタ基板２のタッチ面側において、同層に設けられている。図５は、センシング電極２４Ｒおよびアンテナパターン２５の配置を示す平面模式図である。なお、図５において、参照符号Ｒで示した領域は、画像表示領域である。言い換えると、領域Ｒの外側の領域が、いわゆる額縁領域である。
　図５に示した例では、センシング電極２４Ｒとして、複数の電極Ｙ１～Ｙ１４が設けられている。なお、センシング電極２４Ｒに含まれる電極の数は、図５の具体例に限定されず、任意である。電極Ｙ１～Ｙ１４のそれぞれは、図５においてＸ方向に延伸する３本の平行な電極線から構成されている。これら３本の電極線は、画像表示領域Ｒの外側（額縁領域）において、互いに接続されている。電極Ｙ１～Ｙ１４の電極線は、画像表示領域Ｒ内で、Ｙ方向において等間隔になるように配置されている。これらの電極線の間隔が不均一になると、画像表示領域Ｒ内で電極線が視認され易くなってしまうからである。
　また、図５の例では、アンテナパターン２５として、画素表示領域Ｒ内に、アンテナ配線Ａ１～Ａ８が設けられている。アンテナ配線Ａ１～Ａ８は、センシング電極２４Ｒとしての電極Ｙ１～Ｙ１４と同じ層に設けられている。アンテナ配線Ａ１は、電極Ｙ１とＹ２との間に配置されている。アンテナ配線Ａ２は、電極Ｙ２とＹ３との間に配置されている。アンテナ配線Ａ３は、電極Ｙ３とＹ４との間に配置されている。アンテナ配線Ａ４は、電極Ｙ４とＹ５との間に配置されている。アンテナ配線Ａ５は、電極Ｙ１０とＹ１１との間に配置されている。アンテナ配線Ａ６は、電極Ｙ１１とＹ１２との間に配置されている。アンテナ配線Ａ７は、電極Ｙ１２とＹ１３との間に配置されている。アンテナ配線Ａ８は、電極Ｙ１３とＹ１４との間に配置されている。
　アンテナ配線Ａ１とＡ８とは、額縁領域において、主としてＹ方向に延伸するアンテナ接続線Ｂ１によって接続されている。同様にして、アンテナ配線Ａ２とＡ７、アンテナ配線Ａ３とＡ６、アンテナ配線Ａ４とＡ５、をそれぞれ接続するためのアンテナ接続線Ｂ２～Ｂ４が、額縁領域に設けられている。なお、アンテナ接続線Ｂ１～Ｂ４は、アンテナ配線Ａ１～Ａ８と同一層に設けられていても良いし、アンテナ配線Ａ１～Ａ８とは異なる層に設けられていても良い。
　また、接続線Ｂ１～Ｂ４が設けられた額縁領域とは、Ｘ方向において反対側の額縁領域に、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板４が設けられている。ＦＰＣ基板４上には、センサ電極中継配線Ｘ１～Ｘ１４が設けられている。センサ電極中継配線Ｘ１～Ｘ１４は、センシング電極２４Ｒとしての電極Ｙ１～Ｙ１４から読み出された信号を、タッチパネルコントローラへ伝送するための配線である。
　また、ＦＰＣ基板４上には、アンテナ接続線Ｃ０～Ｃ４が設けられている。アンテナ接続線Ｃ１は、アンテナ配線Ａ２とＡ８を接続する。アンテナ接続線Ｃ２は、アンテナ配線Ａ３とＡ７とを接続する。アンテナ接続線Ｃ３は、アンテナ配線Ａ４とＡ６とを接続する。アンテナ接続線Ｃ０は、アンテナ配線Ａ１とアンテナコントローラ（図示せず）とを接続する。アンテナ接続線Ｃ０は、アンテナ配線Ａ１とアンテナコントローラとを接続する。
　なお、ＦＰＣ基板４において、センサ電極中継配線Ｘ３～Ｘ１３と、アンテナ接続線Ｃ１～Ｃ３とが平面視において交差する箇所は、いずれかの線を、コンタクトホールを介してＦＰＣ基板４の背面等に迂回させることにより、配線の接触を避けることができる。
　以上のように、図５に示した例では、アンテナ配線Ａ１～Ａ８と、アンテナ接続線Ｂ１～Ｂ４と、アンテナ接続線Ｃ０～Ｃ４とによって、巻き線状のループアンテナが構成されている。なお、図５においては４巻アンテナを例示したが、巻き数等は任意である。
　さらに、図５に示すように、電極Ｙ５とＹ６との間、電極Ｙ６とＹ７との間、電極Ｙ７とＹ８との間、電極Ｙ８とＹ９との間に、ダミー配線Ｄ１～Ｄ４がそれぞれ設けられている。ダミー配線Ｄ１～Ｄ４は、電極Ｙ１～Ｙ１４の間でアンテナ配線が形成されていない隙間が、視覚上悪影響を与えないようにすることを目的として設けられている。ダミー配線Ｄ１～Ｄ４は、電極Ｙ１～Ｙ１４およびアンテナ配線Ａ１～Ａ８と同じ層に設けられている。ダミー配線Ｄ１～Ｄ４のそれぞれは、アンテナ配線Ａ１～Ａ８と同じ材料を用いて、アンテナ配線Ａ１～Ａ８のそれぞれと同じ幅になるように形成されている。なお、電極Ｙ１～Ｙ１４のそれぞれにおいて、３本の電極線の間にもダミー配線を配しても良い。
　本実施形態にかかるタッチパネルディスプレイ１００は、図５に示したようなループアンテナを一つまたは複数備えている。アンテナコントローラは、それぞれのループアンテナに対して、駆動信号を印加する。例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）カードを検出する場合には、アンテナコントローラは、１３．５６メガヘルツの正弦波でループアンテナを駆動する。これにより、ＮＦＣカードの有無をループアンテナで検出することができる。また、ループアンテナを複数備えた構成の場合は、カードを検出したループアンテナを特定することにより、検出されたカードの位置を特定することができる。
　以上の実施形態によれば、タッチを検出するためのセンシング電極がアンテナパターンと同一層に設けられていることにより、タッチパネル用の電極とアンテナパターンを別層に設ける従来の構成と比較して、装置の厚みを小さくすることができる。また、アンテナパターンがセンシング電極と同一層に設けられたことにより、センシング電極とアンテナパターンとが積層されている場合よりも、アンテナノイズの影響を受けにくい。
　また、タッチを検出するためのセンシング電極およびドライブ電極とアンテナパターンとをカラーフィルタ基板に設けたことにより、タッチの検出動作およびアンテナパターンによるＮＦＣカード等の検出動作が、画像を表示するための駆動動作に伴うノイズからの影響を受けにくい。本実施形態の構成では、画像を表示するための駆動素子や配線はＴＦＴ基板側に設けられているからである。これにより、画像の表示動作のタイミングに制限されずに、タッチの検出を行うことができる。この効果は特に、画素数が多い高精細なディスプレイや、大画面のディスプレイにとって有利である。
　なお、ディスプレイのＴＦＴの動作の休止期間にタッチパネルのドライブ電極の駆動およびアンテナパターンの駆動を行うことにより、タッチパネルおよびアンテナの動作が、ディスプレイのＴＦＴの駆動の影響を受けないようにしても良い。
　以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、上記の実施形態においては、カラーフィルタ基板の液晶層側にドライブ電極が設けられ、タッチ面側にセンシング電極とアンテナパターンとが設けられた構成を例示した。しかし、この逆に、カラーフィルタ基板の液晶層側にセンシング電極が設けられ、タッチ面側にドライブ電極とアンテナパターンとが設けられた構成としても良い。ただし、カラーフィルタ基板のタッチ面側にセンシング電極を設けた構成の方が、センシング電極から読み出されるタッチ検出信号が液晶の駆動ノイズに影響されないという点においては有利である。
　なお、アンテナパターンについては、通信感度を確保するという観点からは、カラーフィルタ基板の液晶層側ではなく、タッチ面側に設けることが好ましい。
　また、上記の説明においては、近距離無線通信により情報を読み取る対象の例として、ＩＣカードやＮＦＣカードを例示したが、読み取り対象はカードに限定されず、様々な態様を採用することができる。
　１００…アンテナ付きタッチパネルディスプレイ、１…ＴＦＴ基板、２…カラーフィルタ基板、３…液晶層、１１…ガラス基板、１２…ゲート線、１３…絶縁膜、１４…透明補助電極、１５…絶縁膜、１６…画素電極、１７…第２層間絶縁膜、１８…コンタクト電極用ＩＴＯ（ＴＦＴ側）、２０…第１層間絶縁膜、２１…ガラス基板、２２…カラーフィルタ層、２３…配向膜、２４Ｔ…ドライブ電極、２４Ｔａ…引き出し線、２４Ｒ…センシング電極、２６…コモン転移電極、２７…コンタクト電極用ＩＴＯ（カラーフィルタ側）、２８…層間絶縁膜

Claims (6)

  1. 　近距離無線通信により情報を読み取るアンテナを備えたアンテナ付きタッチパネルディスプレイであって、
    　第１の基板および第２の基板と、
    　前記第１の基板と第２の基板とに挟まれた表示媒体と、
    　前記第１の基板において前記表示媒体側に設けられた第１のタッチセンサ電極とを備え、
    　前記第１の基板において前記表示媒体とは反対側の面に、第２のタッチセンサ電極と前記アンテナとが同一層に形成された、アンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
  2. 　前記表示媒体が液晶であり、
    　前記第２の基板が、駆動素子が設けられた配線基板であり、
    　前記第１の基板が、カラーフィルタ基板である、請求項１に記載のアンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
  3. 　前記第１のタッチセンサ電極が、ドライブ電極であり、
    　前記第２のタッチセンサ電極が、センシング電極である、請求項２に記載のアンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
  4. 　前記第１の基板において前記表示媒体とは反対側の面において、前記タッチパネルディスプレイの画像表示領域内では、前記第２のタッチセンサ電極と前記アンテナとが平行に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
  5. 　前記アンテナが、ループ状または２巻以上の螺旋状に形成されており、
    　前記アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分は、前記画像表示領域外に配置されている、請求項４に記載のアンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
  6. 　フレキシブル配線基板をさらに備え、
    　前記アンテナにおいて前記第２のタッチセンサ電極と平行でない部分の少なくとも一部は、前記フレキシブル配線基板に配置されている、請求項４または５に記載のアンテナ付きタッチパネルディスプレイ。
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