WO2022168144A1 - センサ基板及び表示装置 - Google Patents

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light source
display device
liquid crystal
crystal panel
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優 野村
恭平 小野
誠司 櫻井
圭 西野
直樹 渡辺
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株式会社ワコム
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    • G06F3/03545—Pens or stylus

Definitions

  • the present invention relates to sensor substrates and display devices.
  • a position detection sensor is incorporated on the back side of the display panel in order to give the above-described display device a writing function.
  • a system of this type of sensor for example, there is an electromagnetic induction system (so-called EMR system) that detects an alternating magnetic field sent out from a position indicator through a plurality of loop coils arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • EMR system electromagnetic induction system
  • an electronic circuit board on which a position detection sensor is mounted may be referred to as a "sensor board”.
  • Both the light source substrate and the sensor substrate described above exhibit their own functions (i.e., light emission function or detection function), so they can be arranged at a position closer to the display panel and parallel to the display panel. desirable. Therefore, a device configuration can be employed in which both substrates are arranged parallel and facing each other.
  • a problem that electromagnetic interference is likely to occur between the line wiring mounted on the light source substrate and the coil wiring mounted on the sensor substrate.
  • electromagnetic noise is mixed in the coil wiring, which may lead to a decrease in detection accuracy and malfunction of the sensor substrate.
  • the present invention has been made in view of such problems, and its object is to provide a sensor substrate and a display device capable of suppressing the generation of electromagnetic noise due to electromagnetic interference between wirings of the light source substrate and the sensor substrate. to do.
  • the sensor substrate in the first aspect of the present invention detects a position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between a light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally and an electromagnetic induction type electronic pen. and a line wiring connected to the light emitting element array is partially shared with the coil wiring formed by the plurality of loop coils.
  • a display device includes a light source substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally, and a light source substrate arranged to extend in a first direction and/or a second direction crossing the first direction.
  • a sensor substrate formed with a plurality of loop coils and detecting a two-dimensional position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between the plurality of loop coils and the electronic pen, wherein the light source substrate and the sensor a third direction in which the line wiring connected to each of the light emitting elements on the light source substrate is inclined with respect to both the first direction and the second direction; routed along.
  • the present invention it is possible to suppress the generation of electromagnetic noise due to electromagnetic interference between the wirings of the light source substrate and the sensor substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a display device common to each embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of a display device according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the sensor substrate of FIG. 2
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a wiring structure of the light source substrate of FIG. 2
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing the effect of the wiring structure of FIG. 4
  • FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a sensor substrate in a modified example of the first embodiment
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a main part of a display device according to a second embodiment
  • FIG. 8 is a first diagram showing a part of the wiring configuration of the sensor substrate with light source of FIG. 7
  • FIG. 8 is a second diagram showing a part of the wiring configuration of the sensor board with light source of FIG. 7;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a display device 10 common to each embodiment of the present invention.
  • the display device 10 is assembled using a semi-finished product called an “open cell” in which no backlight module is mounted.
  • the display device 10 includes a casing 12 , a substrate group 14 , a liquid crystal panel 16 and a transparent protection plate 18 .
  • the casing 12 is configured by combining a low-profile rectangular parallelepiped rear cover 20 and a support frame 30 having a substantially H-shaped cross section.
  • the back cover 20 is open upward and accommodates the board group 14 in surface contact with the bottom 22 .
  • the support frame 30 includes a picture-frame-shaped frame portion 32 , a first projecting portion 34 projecting downward from the outside of the frame portion 32 , and a second projecting portion 36 projecting downward from the inside of the frame portion 32 .
  • the first projecting portion 34 is configured to be engageable with the side portion 24 of the back cover 20 .
  • the second protruding portion 36 is configured to be capable of fixing the board group 14 by pressing the board group 14 from above.
  • the board group 14 is formed by stacking a plurality of boards that exhibit at least a light emitting function and a pen detecting function.
  • the light emitting function is a function of emitting illumination light (so-called backlight) from the back surface of the liquid crystal panel 16 toward the front surface.
  • the pen detection function is a function of detecting a position indicated by an electromagnetic induction (EMR) type electronic pen.
  • EMR electromagnetic induction
  • the transparent protective plate 18 is a plate-shaped member with high light transmittance for protecting the display surface of the liquid crystal panel 16, and is made of, for example, glass.
  • the liquid crystal panel 16 is adhered to the rear surface of the transparent protective plate 18 via an optical adhesive layer 40 . That is, the transparent protective plate 18 supports the liquid crystal panel 16 from above by fixing it through the display surface.
  • an optical clear adhesive sheet (OCA) or an optical clear resin (OCR) is used as a material for the optical adhesive layer 40.
  • a plurality of projections 42 are formed at positions outside the fixing portion of the liquid crystal panel 16.
  • the support frame 30 fixes and supports the transparent protective plate 18 in a state in which the concave portions 38 and the convex portions 42 are engaged with each other. In this case, the support frame 30 and the liquid crystal panel 16 are in a non-overlapping positional relationship in plan view. The reason for this will be explained below.
  • the support frame 30 vertically protrudes inward from the second protruding portion 36 to partially support the liquid crystal panel 16 from below may be employed.
  • the non-display surface of the liquid crystal panel 16 may come into contact with the support frame 30 and the peripheral portion of the liquid crystal panel 16 may be distorted.
  • the light shielding function of the liquid crystal cannot be partially exhibited, and the illumination light emitted from the substrate group 14 may leak through the peripheral portion of the liquid crystal panel 16 .
  • the display quality of the display device 10 is degraded.
  • the substrate group 14, the liquid crystal panel 16 having the display surface arranged directly above the substrate group 14, and the liquid crystal panel 16 are supported from above by fixing through the display surface.
  • the casing 12 has a transparent protective plate 18 and a support frame 30 that supports the transparent protective plate 18 and houses the board group 14 .
  • the support frame 30 and the liquid crystal panel 16 are provided so as not to overlap in plan view.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the essential parts of the display device 10 according to the first embodiment. More specifically, this figure schematically shows the lamination relationship between the substrate group 14A and the liquid crystal panel 16 in the first embodiment.
  • the board group 14A is configured by laminating a light source board 50, a sensor board 52, and a drive board 54 in order of proximity to the liquid crystal panel 16.
  • the drive board 54 is connected to the light source board 50 via a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC 56), and controls driving of an LED array 84 (see FIG. 4), which will be described later.
  • FPC 56 flexible printed circuit board
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the sensor board 52 of FIG.
  • the sensor board 52 detects the two-dimensional position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between the loop coils 70, 72 and the electronic pen.
  • various electronic components including a sensor section 60 , a selection circuit 62 , a switch 64 , a transmission amplifier 66 and a reception amplifier 68 are provided on the front or rear surface of the sensor substrate 52 .
  • the sensor section 60 includes a first loop coil group 70G and a second loop coil group 72G.
  • the first loop coil group 70G and the second loop coil group 72G are arranged so as to cross each other and form a two-dimensional lattice.
  • a rectangular detection area 74 is formed for indicating a two-dimensional position on the XY coordinates.
  • the first loop coil group 70G is a collection of coil wires composed of N (N ⁇ 2) loop coils 70 arranged side by side in the X direction and extending in the Y direction.
  • Each loop coil 70 has a long rectangular shape with a substantially constant width regardless of the position in the Y direction.
  • Each loop coil 70 has one end connected to the selection circuit 62 and the other end connected to a reference potential (eg, ground potential).
  • the second loop coil group 72G is a collection of coil wires composed of M (M ⁇ 2) loop coils 72 arranged side by side in the Y direction and extending in the X direction.
  • Each loop coil 72 has an elongated rectangular shape with a substantially constant width regardless of the position in the X direction, similarly to the loop coil 70 .
  • Each loop coil 72 has one end connected to the selection circuit 62 and the other end connected to a reference potential (for example, ground potential).
  • the selection circuit 62 switches the connection destination between the sensor units 60 according to a control signal from a controller (not shown). As a result, one loop coil 70 out of the first loop coil group 70G is alternatively connected to the switch 64 . Alternatively, one loop coil 72 out of the second loop coil group 72G is alternatively connected to the switch 64.
  • the switch 64 switches the connection destination to either the T terminal or the R terminal according to a control signal from a controller (not shown). For example, when the connection destination is the T terminal, the switch 64 outputs the transmission signal supplied from the transmission amplifier 66 to the sensor section 60 . On the other hand, when the connection destination is the R terminal, the switch 64 outputs the reception signal supplied from the sensor section 60 to the reception amplifier 68 .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the wiring structure of the light source substrate 50 of FIG.
  • a main surface 80 of the light source substrate 50 is provided with an LED array 84 that is an assembly of light emitting diodes (LEDs 82 hereinafter).
  • LEDs 82 light emitting diodes
  • a plurality of LEDs 82 are arranged in a grid pattern with the X direction and the Y direction as two axes.
  • a line wiring routed to the FPC 56 or FPC 58 is provided on the anode side and the cathode side of each LED 82 .
  • only cathode lines are shown.
  • a plurality of line wirings 86 extend in the D direction, which is inclined with respect to both the X direction and the Y direction, and are arranged side by side at substantially equal intervals. At least one LED 82 in the vicinity is connected to one line wiring 86 . For example, five LEDs are connected to the line wiring 86 with reference numerals.
  • the tilt angle with respect to the X direction is, for example, preferably in the range of 15 to 75 degrees, more preferably in the range of 30 to 60 degrees.
  • the line wiring 88Y is provided along the arrangement direction of the LED array 84 and parallel to the Y direction. Electromagnetic interference may occur between the loop coil 70 and the line wiring 88Y under the positional relationship in which the light source substrate 50 and the sensor substrate 52 are arranged facing each other while maintaining a parallel relationship. In particular, as the parallel wiring section becomes longer, spatial conduction of electromagnetic noise tends to occur through stray capacitance, magnetic coupling, and the like. As a result, electromagnetic noise is mixed in the loop coil 70 , which may lead to deterioration in detection accuracy and malfunction of the sensor substrate 52 .
  • the line wiring 88 extends obliquely with respect to both the X direction and the Y direction.
  • the loop coil 70 and the line wiring 86 are in the "twisted position". Then, electromagnetic noise is less likely to mix into the loop coil 70 through the effect of canceling out the electromagnetic waves generated between the loop coil 70 and the line wiring 88Y. As a result, deterioration in detection accuracy and malfunction of the sensor substrate 52 are suppressed.
  • the display device 10 includes the light source substrate 50 on which the plurality of LEDs 82 (light emitting elements) are arranged two-dimensionally, and the X direction (first direction) and/or the X direction.
  • a sensor substrate 52 that detects a two-dimensional position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between the plurality of loop coils 70 and 72 arranged extending in the Y direction (second direction) and the electronic pen; Prepare.
  • the light source substrate 50 and the sensor substrate 52 are arranged facing each other while maintaining a parallel relationship, and on the light source substrate 50, the line wiring 86 connected to each of the LEDs 82 is inclined in the D direction with respect to both the X direction and the Y direction. (third direction).
  • the plurality of loop coils include a first loop coil group 70G arranged side by side in the X direction and extending in the Y direction, a second loop coil group 72G arranged side by side in the Y direction and extending in the X direction, , the first loop coil group 70G and the second loop coil group 72G may be arranged to cross each other to form a two-dimensional lattice.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the sensor substrate 52A in the modified example of the first embodiment.
  • Various electronic components including a sensor section 90, a selection circuit 62, a switch 64, a transmission amplifier 66, and a reception amplifier 68 are provided on the front or rear surface of the sensor board 52A. That is, the sensor substrate 52A differs from the sensor substrate 52 in the first embodiment in the wiring structure of the sensor section 60 (FIG. 3).
  • the sensor section 90 includes a first loop coil group 92G and a second loop coil group 94G. Thereby, a rectangular detection area 96 is formed for indicating a two-dimensional position on the XY coordinates.
  • the first loop coil group 92G is a collection of coil wires composed of N ⁇ M/2 (N, M ⁇ 2) loop coils 92 arranged side by side in the X direction and extending in the Y direction. Each loop coil 92 has a square bulging tip. Each loop coil 92 has one end connected to the selection circuit 62 and the other end connected to a reference potential (eg, ground potential).
  • a reference potential eg, ground potential
  • the second loop coil group 94G is a collection of coil wires composed of N ⁇ M/2 loop coils 94 arranged side by side in the Y direction and extending in the X direction.
  • Each loop coil 94 like the loop coil 92, has a square bulging tip.
  • Each loop coil 94 has one end connected to the selection circuit 62 and the other end connected to a reference potential (eg, ground potential).
  • the first loop coil group 92G and the second loop coil group 94G are arranged so that M ⁇ N tips form a two-dimensional lattice.
  • the first loop coil group 92G and the second loop coil group 94G are arranged complementarily so as to form a checkered pattern.
  • the relationship (position, arrangement, number, etc.) of the loop coils 92 and 94 is not limited to this.
  • the sensor section 90 can be configured using only the first loop coil group 92G or only the second loop coil group 94G.
  • the plurality of loop coils 92 and 94 may have tip portions that protrude like blocks, and may be arranged so that the tip portions form a two-dimensional lattice.
  • [1] the line wiring 86 (FIG. 4) and the loop coil 92 are parallel, and [2] the line wiring 86 and the loop coil 94 are parallel. can be prevented at the same time.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the essential parts of the display device 10 according to the second embodiment. More specifically, this figure schematically shows the lamination relationship between the substrate group 14B and the liquid crystal panel 16 in the second embodiment.
  • the substrate group 14B is configured by laminating a sensor substrate 100 with a light source and a driving substrate 54 in order from the liquid crystal panel 16 .
  • the drive board 54 is connected to the sensor board 100 with light source via the FPC 56, and controls the driving of the LED array 106 (see FIG. 8), which will be described later.
  • FIG. 8 is a first diagram showing an example of the wiring structure of the sensor substrate 100 with light source of FIG.
  • a main surface 102 of the sensor substrate 100 with a light source is provided with an LED array 106 that is an assembly of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs 104).
  • LEDs 104 an assembly of light emitting diodes
  • a plurality of LEDs 104 are arranged in a grid pattern with the X direction and the Y direction as two axes.
  • An individual line wiring 108 is connected to the anode side of each LED 104 .
  • a common line wiring 110 is connected to the cathode side of each LED 104 .
  • FIG. 9 is a second diagram showing an example of the wiring structure of the sensor substrate 100 with light source of FIG.
  • the light-sourced sensor board 100 detects a two-dimensional position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between the loop coil 120 and the electronic pen.
  • the light-sourced sensor substrate 100 includes a first loop coil group 120G and a selection circuit 122 having the same function as the first embodiment (the selection circuit 62 in FIG. 3).
  • the light-sourced sensor substrate 100 is provided with various electronic components including switches, transmission amplifiers, and reception amplifiers, similarly to the configuration of the first embodiment (FIG. 3).
  • the first loop coil group 120G is a collection of coil wires composed of N (N ⁇ 2) loop coils 120 arranged side by side in the X direction and extending in the Y direction. Each loop coil 120 has a long rectangular shape with a substantially constant width regardless of the position in the Y direction. Each loop coil 120 has one end connected to a selection circuit 122 and the other end connected to a ground line 124 .
  • the anode side of the LED 104 is connected to the drive substrate 54 (FIG. 7) through the line wiring 108.
  • the cathode side of the LED 104 is connected to the ground line 124 through the line wiring 110 .
  • FIG. 8 Only one LED 104 (FIG. 8) is shown here, other LEDs 104 (not shown) are similarly wired.
  • the pointing position in the Y direction is shown as in the case of the first embodiment (FIG. 3). Note that a second group of loop coils is also provided for detection. Alternatively, the wiring structure shown in FIG. 6 can be adopted.
  • the sensor substrate 100 with light source includes an LED array 106 (light emitting element array) in which a plurality of LEDs 104 (light emitting elements) are two-dimensionally arranged, and an electromagnetic induction type electronic and a plurality of loop coils 120 for detecting the position indicated by the electronic pen through electromagnetic induction generated between the pens.
  • the line wiring connected to the LED array 106 is partially shared with the coil wiring formed by the plurality of loop coils 120 .
  • line wiring 110 connected to the cathode sides of two or more LEDs 104 and one ends of two or more loop coils 120 are connected to a common ground line 122 .
  • the line wiring connected to the LED array 106 is partially shared with the coil wiring formed by the plurality of loop coils 120, so that the arrangement relationship between the separately provided light source substrate and sensor substrate is not considered. Even if it's done. As a result, it is possible to suppress the occurrence of electromagnetic noise due to electromagnetic interference between the wirings of the light source substrate and the sensor substrate. Also, the integration of the circuit board reduces the manufacturing cost and the layout space.
  • the display device 10 of FIG. 1 has a "direct type" backlight, but the backlight type is not limited to this.
  • the display device may incorporate an "edge-light type” backlight in which light-emitting elements are arranged on the sides of the display surface.
  • the light emitting element is not limited to this.
  • the light emitting device may be an organic LED (OLED) or a laser diode. The same applies to the light emitting element in the second embodiment (FIG. 8).

Abstract

本発明は、センサ基板及び表示装置に関する。センサ基板（１００）は、複数の発光素子（１０４）が二次元的に配設される発光素子アレイ（１０６）と、電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、電子ペンによる指示位置を検出するための複数のループコイル（１２０）と、を備える。発光素子アレイ（１０６）に接続されるライン配線（１１０）は、複数のループコイル（１２０）がなすコイル配線と部分的に共通化される。

Description

センサ基板及び表示装置
　本発明は、センサ基板及び表示装置に関する。
　従来から、表示装置の技術分野において、発光素子アレイを表示パネルの背面側に配置して面光源を構成するダイレクト方式のバックライトが知られている（例えば、特許文献１～３を参照）。以下、発光素子アレイが実装される電子回路基板のことを「光源基板」という場合がある。
特開２００２－２５８７７０号公報 特開２０１６－０６６５９８号公報 特開２０１９－０１６６３１号公報
　ところで、上記した表示装置に対して筆記機能を付与すべく、表示パネルの背面側に位置検出センサが組み込まれる場合がある。この種のセンサの方式として、例えば、一又は二次元的に配列された複数のループコイルを通じて、位置指示器から送出される交番磁界を検出する電磁誘導方式（いわゆる、ＥＭＲ方式）が挙げられる。以下、位置検出センサが実装された電子回路基板のことを「センサ基板」という場合がある。
　上記した光源基板及びセンサ基板はいずれも、自身が有する機能（つまり、発光機能又は検出機能）を発揮するため、表示パネルにより近い位置であって表示パネルと平行になるように配置されることが望ましい。そのため、両方の基板が互いに平行かつ対向して配置されるような装置構成が採用され得る。ところが、このような配置関係によれば、光源基板に実装されるライン配線と、センサ基板に実装されるコイル配線との間の電磁干渉が生じやすくなるという問題が生じる。その結果、コイル配線に電磁ノイズが混入することで、検出精度の低下やセンサ基板の誤作動につながるおそれがある。
　本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源基板及びセンサ基板がそれぞれ有する配線同士の電磁干渉に伴う電磁ノイズの発生を抑制可能なセンサ基板及び表示装置を提供することにある。
　第一の本発明におけるセンサ基板は、複数の発光素子が二次元的に配設される発光素子アレイと、電磁誘導方式の電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、前記電子ペンによる指示位置を検出するための複数のループコイルと、を備え、前記発光素子アレイに接続されるライン配線は、前記複数のループコイルがなすコイル配線と部分的に共通化される。
　第二の本発明における表示装置は、複数の発光素子が二次元的に配設される光源基板と、第１方向及び／又は該第１方向と交差する第２方向に延びて配設される複数のループコイルが形成され、前記複数のループコイルと電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、前記電子ペンにより指示される二次元位置を検出するセンサ基板と、を備え、前記光源基板と前記センサ基板とが平行関係を保ちながら対向配置され、前記光源基板上において、前記発光素子のそれぞれに接続されるライン配線が、前記第１方向及び前記第２方向の両方に対して傾斜する第３方向に沿って引き回される。
　本発明によれば、光源基板及びセンサ基板がそれぞれ有する配線同士の電磁干渉に伴う電磁ノイズの発生を抑制することができる。
本発明の各実施形態に共通する表示装置の断面図である。 第１実施形態における表示装置の要部を示す分解斜視図である。 図２のセンサ基板が有する回路構成の一例を示す図である。 図２の光源基板が有する配線構造の一例を示す図である。 図４の配線構造による作用効果を示す図である。 第１実施形態の変形例におけるセンサ基板の回路構成図である。 第２実施形態における表示装置の要部を示す分解斜視図である。 図７の光源付きセンサ基板が有する配線構成の一部を示す第１図である。 図７の光源付きセンサ基板が有する配線構成の一部を示す第２図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
［全体構成］
　図１は、本発明の各実施形態に共通する表示装置１０の断面図である。ここでは、バックライトモジュールを搭載しない、いわゆる「オープンセル」と呼ばれる半製品を用いて、表示装置１０が組み立てられる場合を想定している。この表示装置１０は、具体的には、ケーシング１２と、基板群１４と、液晶パネル１６と、透明保護板１８と、を含んで構成される。ケーシング１２は、低背な直方体形状の背面カバー２０と、断面形状が略Ｈ字である支持フレーム３０と、を組み合わせて構成される。
　背面カバー２０は、上方に開口するとともに、底部２２と面接触させた状態にて基板群１４を収容する。支持フレーム３０は、額縁状の枠部３２と、枠部３２の外側から下方に突出する第１突出部３４と、枠部３２の内側から下方に突出する第２突出部３６と、を備える。第１突出部３４は、背面カバー２０の側部２４と係合可能に構成される。第２突出部３６は、基板群１４を上側から押さえることで基板群１４を固定可能に構成される。
　基板群１４は、少なくとも、発光機能及びペン検出機能を発揮する複数の基板が積層されてなる。発光機能とは、液晶パネル１６の裏面から表面に向かって照明光（いわゆる、バックライト）を発する機能である。ペン検出機能とは、電磁誘導（ＥＭＲ）方式の電子ペンにより指示された位置を検出する機能である。
　透明保護板１８は、液晶パネル１６の表示面を保護するための光透過率が高い板状の部材であり、例えばガラスなどから構成される。透明保護板１８の裏面には、光学接着層４０を介して液晶パネル１６が接着される。すなわち、透明保護板１８は、表示面を介して固定することで液晶パネル１６を上方から支持する。なお、光学接着層４０の材料として、例えば、光学透明粘着シート（ＯＣＡ：Optical Clear Adhesive）又は光学透明樹脂（ＯＣＲ；Optical Clear Resin）が用いられる。
　また、透明保護板１８の裏面には、液晶パネル１６の固定部分よりも外側の位置に、複数の凸部４２が形成される。支持フレーム３０は、凹部３８と凸部４２とが係合した状態にて透明保護板１８を固定及び支持する。この場合、支持フレーム３０及び液晶パネル１６は、平面視にて重複しない位置関係下にある。以下、この理由について説明する。
　例えば、支持フレーム３０が、第２突出部３６から内側に向かって垂直に突出して、液晶パネル１６を下方から部分的に支持する構造も採用し得る。ところが、表示装置１０の使用時にユーザが透明保護板１８を下方に押圧することで、液晶パネル１６の非表示面が支持フレーム３０に当接し、液晶パネル１６の周縁部が歪む場合がある。これにより、液晶による遮光機能が部分的に発揮できない状態になり、基板群１４から発する照明光が、液晶パネル１６の周縁部を通じて漏れ出す可能性がある。その結果、表示装置１０の表示品位が低下してしまう。
　そこで、図１の表示装置１０は、基板群１４と、基板群１４の直上に配置されて表示面を有する液晶パネル１６と、表示面を介して固定することで液晶パネル１６を上方から支持する透明保護板１８と、透明保護板１８を支持する支持フレーム３０を有するとともに、基板群１４を収容するケーシング１２を備える。そして、支持フレーム３０及び液晶パネル１６は、平面視にて重複しないように設けられる。
　このように構成することで、透明保護板１８が下方に押圧された場合であっても、液晶パネル１６の非表示面が支持フレーム３０と干渉することを回避可能となり、液晶パネル１６の歪みに起因する照明光の漏れを抑制することができる。
［第１実施形態］
　続いて、第１実施形態における表示装置１０に組み込まれる基板群１４Ａについて、図２～図５を参照しながら説明する。
＜構成＞
　図２は、第１実施形態における表示装置１０の要部を示す分解斜視図である。より詳しくは、本図は、第１実施形態における基板群１４Ａと、液晶パネル１６の間の積層関係を模式的に示している。この基板群１４Ａは、液晶パネル１６に近い順に、光源基板５０と、センサ基板５２と、駆動基板５４と、を積層して構成される。駆動基板５４は、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ５６）を介して光源基板５０に接続されるとともに、後述するＬＥＤアレイ８４（図４参照）の駆動制御を行う。
　図３は、図２のセンサ基板５２が有する回路構成の一例を示す図である。センサ基板５２は、ループコイル７０，７２と電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、電子ペンにより指示される二次元位置を検出する。具体的には、センサ基板５２の正面又は背面には、センサ部６０、選択回路６２、スイッチ６４、送信アンプ６６、及び受信アンプ６８を含む様々な電子部品が設けられる。
　センサ部６０は、第１ループコイル群７０Ｇと、第２ループコイル群７２Ｇと、を含んで構成される。第１ループコイル群７０Ｇ及び第２ループコイル群７２Ｇは、互いに交差して二次元格子をなすように配設される。これにより、ＸＹ座標上の二次元位置を指示するための矩形状の検出エリア７４が形成される。
　第１ループコイル群７０Ｇは、Ｘ方向に並んで配設され、かつＹ方向に延びるＮ本（Ｎ≧２）のループコイル７０からなるコイル配線の集合体である。各々のループコイル７０は、Ｙ方向の位置にかかわらず略一定の幅を有する長尺な矩形形状を有する。各々のループコイル７０は、一端側では選択回路６２に接続されるとともに、他端側では基準電位（例えば、グランド電位）に接続される。
　第２ループコイル群７２Ｇは、Ｙ方向に並んで配設され、かつＸ方向に延びるＭ本（Ｍ≧２）のループコイル７２からなるコイル配線の集合体である。各々のループコイル７２は、ループコイル７０と同様に、Ｘ方向の位置にかかわらず略一定の幅を有する長尺な矩形形状を有する。各々のループコイル７２は、一端側にて選択回路６２に接続されるとともに、他端側にて基準電位（例えば、グランド電位）に接続される。
　選択回路６２は、図示しないコントローラからの制御信号に応じて、センサ部６０間の接続先を切り替える。これにより、第１ループコイル群７０Ｇの中から１本のループコイル７０が、択一的にスイッチ６４に接続される。あるいは、第２ループコイル群７２Ｇの中から１本のループコイル７２が、択一的にスイッチ６４に接続される。
　スイッチ６４は、図示しないコントローラからの制御信号に応じて、接続先をＴ端子又はＲ端子のいずれか一方に切り替える。例えば、接続先がＴ端子である場合、スイッチ６４は、送信アンプ６６から供給される送信信号をセンサ部６０へ出力する。一方、接続先がＲ端子である場合、スイッチ６４は、センサ部６０から供給される受信信号を受信アンプ６８へ出力する。
　図４は、図２の光源基板５０が有する配線構造の一例を示す図である。この光源基板５０の主面８０には、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ８２）の集合体であるＬＥＤアレイ８４が設けられる。ＬＥＤアレイ８４は、複数のＬＥＤ８２がＸ方向及びＹ方向を二軸とする格子状に配置される。各々のＬＥＤ８２のアノード側及びカソード側には、ＦＰＣ５６又はＦＰＣ５８まで引き回されたライン配線が設けられる。ここでは、図示の便宜上、カソード線のみが表記されている。
　複数本のライン配線８６は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対して傾斜するＤ方向に延び、かつ略等間隔に並んで設けられる。１本のライン配線８６には、その近傍にある少なくとも１個のＬＥＤ８２が接続される。例えば、参照符号を付したライン配線８６には、５個のＬＥＤが接続される。Ｘ方向に対する傾斜角は、例えば、１５～７５度の範囲が好ましく、３０～６０度の範囲がより好ましい。
＜作用効果＞
　第１実施形態における基板群１４Ａは、以上のように構成される。続いて、この図４の配線構造による作用効果について、図５を参照しながら説明する。図５の左側は「比較例」を、図５の右側は「実施例」をそれぞれ示している。
　図５の「比較例」では、ライン配線８８Ｙが、ＬＥＤアレイ８４の配列方向に沿って、Ｙ方向と平行に設けられる場合を想定する。光源基板５０とセンサ基板５２とが平行関係を保ちながら対向配置される位置関係下にて、ループコイル７０とライン配線８８Ｙとの間で電磁干渉が発生する場合がある。特に、平行関係にある配線区間が長くなるにつれて、浮遊容量や磁気結合などを通じて電磁ノイズの空間伝導が起こりやすくなる。その結果、ループコイル７０に電磁ノイズが混入し、検出精度の低下やセンサ基板５２の誤作動につながるおそれがある。
　一方、図５の「実施例」では、ライン配線８８が、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対して傾斜して延びている。この場合、光源基板５０とセンサ基板５２とが互いに平行かつ対向して配置される場合であっても、ループコイル７０とライン配線８６とが「ねじれの位置」にある。そうすると、ループコイル７０とライン配線８８Ｙとの間で発生する電磁波の相殺効果を通じて、ループコイル７０に電磁ノイズが混入しにくくなる。その結果、検出精度の低下やセンサ基板５２の誤作動が抑制される。
　以上のように、第１実施形態における表示装置１０は、複数のＬＥＤ８２（発光素子）が二次元的に配設される光源基板５０と、Ｘ方向（第１方向）及び／又はＸ方向と交差するＹ方向（第２方向）に延びて配設される複数のループコイル７０，７２と電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、電子ペンにより指示される二次元位置を検出するセンサ基板５２と、を備える。光源基板５０とセンサ基板５２とが平行関係を保ちながら対向配置され、光源基板５０上において、ＬＥＤ８２のそれぞれに接続されるライン配線８６が、Ｘ方向及びＹ方向の両方に対して傾斜するＤ方向（第３方向）に沿って引き回される。
　このように構成することで、光源基板５０とセンサ基板５２とが平行関係を保ちながら対向配置される場合であっても、ライン配線８６とループコイル７０，７２とが実質的に平行になることを防止できる。これにより、光源基板５０及びセンサ基板５２がそれぞれ有する配線同士の電磁干渉に伴う電磁ノイズの発生を抑制することができる。
　また、複数のループコイルは、Ｘ方向に並んで配設されてＹ方向に延びる第１ループコイル群７０Ｇと、Ｙ方向に並んで配設されてＸ方向に延びる第２ループコイル群７２Ｇと、を含み、第１ループコイル群７０Ｇ及び第２ループコイル群７２Ｇは、互いに交差して二次元格子をなすように配設されてもよい。これにより、［１］ライン配線８６とループコイル７０とが平行になること、［２］ライン配線８６とループコイル７２とが平行になることを、を同時に防止できる。
＜変形例＞
　図６は、第一実施形態の変形例におけるセンサ基板５２Ａの回路構成図である。センサ基板５２Ａの正面又は背面には、センサ部９０、選択回路６２、スイッチ６４、送信アンプ６６、及び受信アンプ６８を含む様々な電子部品が設けられる。つまり、センサ基板５２Ａは、第一実施形態におけるセンサ基板５２と比べて、センサ部６０（図３）の配線構造が異なっている。このセンサ部９０は、第１ループコイル群９２Ｇと、第２ループコイル群９４Ｇと、を含んで構成される。これにより、ＸＹ座標上の二次元位置を指示するための矩形状の検出エリア９６が形成される。
　第１ループコイル群９２Ｇは、Ｘ方向に並んで配設され、かつＹ方向に延びるＮ×Ｍ／２本（Ｎ，Ｍ≧２）のループコイル９２からなるコイル配線の集合体である。各々のループコイル９２は、正方形状に膨出する先端部を有する。各々のループコイル９２は、一端側では選択回路６２に接続されるとともに、他端側では基準電位（例えば、グランド電位）に接続される。
　第２ループコイル群９４Ｇは、Ｙ方向に並んで配設され、かつＸ方向に延びるＮ×Ｍ／２本のループコイル９４からなるコイル配線の集合体である。各々のループコイル９４は、ループコイル９２と同様に、正方形状に膨出する先端部を有する。各々のループコイル９４は、一端側では選択回路６２に接続されるとともに、他端側では基準電位（例えば、グランド電位）に接続される。
　第１ループコイル群９２Ｇ及び第２ループコイル群９４Ｇは、Ｍ×Ｎ個の先端部が二次元格子をなすように配設される。本図の例では、第１ループコイル群９２Ｇ及び第２ループコイル群９４Ｇがそれぞれ市松模様を形成するように相補的に配設される。なお、ループコイル９２，９４の関係性（位置、配列、個数など）はこれに限られない。例えば、センサ部９０は、第１ループコイル群９２Ｇのみ、あるいは第２ループコイル群９４Ｇのみを用いて構成することもできる。
　このように、複数のループコイル９２，９４は、ブロック状に膨出する先端部を有するとともに、先端部が二次元格子をなすように配設されてもよい。この構成によっても、第１実施形態の場合と同様に、［１］ライン配線８６（図４）とループコイル９２とが平行になること、［２］ライン配線８６とループコイル９４とが平行になることを、を同時に防止できる。
［第２実施形態］
　続いて、第２実施形態における表示装置１０に組み込まれる基板群１４Ｂについて、図７～図９を参照しながら説明する。
＜構成＞
　図７は、第２実施形態における表示装置１０の要部を示す分解斜視図である。より詳しくは、本図は、第２実施形態における基板群１４Ｂと、液晶パネル１６の間の積層関係を模式的に示している。この基板群１４Ｂは、液晶パネル１６に近い順に、光源付きセンサ基板１００と、駆動基板５４と、を積層して構成される。駆動基板５４は、ＦＰＣ５６を介して光源付きセンサ基板１００に接続されるとともに、後述するＬＥＤアレイ１０６（図８参照）の駆動制御を行う。
　図８は、図７の光源付きセンサ基板１００が有する配線構造の一例を示す第１図である。本図では、主に、発光機能に関わる配線構造の要部を抽出して示している。この光源付きセンサ基板１００の主面１０２には、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ１０４）の集合体であるＬＥＤアレイ１０６が設けられる。ＬＥＤアレイ１０６は、複数のＬＥＤ１０４がＸ方向及びＹ方向を二軸とする格子状に配置される。各々のＬＥＤ１０４のアノード側には、個別のライン配線１０８が接続される。一方、各々のＬＥＤ１０４のカソード側には、共通のライン配線１１０が接続される。
　図９は、図７の光源付きセンサ基板１００が有する配線構造の一例を示す第２図である。本図では、主に、検出機能に関わる配線構造の要部を抽出して示している。光源付きセンサ基板１００は、ループコイル１２０と電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、電子ペンにより指示される二次元位置を検出する。具体的には、光源付きセンサ基板１００は、第１ループコイル群１２０Ｇと、第１実施形態（図３の選択回路６２）と同様の機能を有する選択回路１２２と、を含んで構成される。なお、図示を省略しているが、光源付きセンサ基板１００には、第１実施形態（図３）の構成と同様に、スイッチ、送信アンプ、及び受信アンプを含む様々な電子部品が設けられる。
　第１ループコイル群１２０Ｇは、Ｘ方向に並んで配設され、かつＹ方向に延びるＮ本（Ｎ≧２）のループコイル１２０からなるコイル配線の集合体である。各々のループコイル１２０は、Ｙ方向の位置にかかわらず略一定の幅を有する長尺な矩形形状を有する。各々のループコイル１２０は、一端側では選択回路１２２に接続されるとともに、他端側ではグランド線１２４に接続される。
　ＬＥＤ１０４のアノード側は、ライン配線１０８を通じて駆動基板５４（図７）に接続される。一方、ＬＥＤ１０４のカソード側は、ライン配線１１０を通じてグランド線１２４に接続される。ここでは、１個のＬＥＤ１０４（図８）のみを図示しているが、図示しない他のＬＥＤ１０４に関しても同様に配線される。
　なお、本図では、Ｘ方向の指示位置を検出するための第１ループコイル群１２０Ｇのみを表記しているが、第１実施形態（図３）の場合と同様に、Ｙ方向の指示位置を検出するための第２ループコイル群が併せて設けられる点に留意する。あるいは、図６に示す配線構造を採用することもできる。
＜作用効果＞
　以上のように、光源付きセンサ基板１００は、光源付きセンサ基板１００は、複数のＬＥＤ１０４（発光素子）が二次元的に配設されるＬＥＤアレイ１０６（発光素子アレイ）と、電磁誘導方式の電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、電子ペンによる指示位置を検出するための複数のループコイル１２０と、を備える。ＬＥＤアレイ１０６に接続されるライン配線は、複数のループコイル１２０がなすコイル配線と部分的に共通化される。例えば、２個以上のＬＥＤ１０４のカソード側に接続されるライン配線１１０と、２本以上のループコイル１２０の一端とが、共通するグランド線１２２に接続される。
　このように、ＬＥＤアレイ１０６に接続されるライン配線は、複数のループコイル１２０がなすコイル配線と部分的に共通化することで、別々に設けられる光源基板及びセンサ基板の配置関係を考慮しなくても済む。これにより、光源基板及びセンサ基板がそれぞれ有する配線同士の電磁干渉に伴う電磁ノイズの発生を抑制することができる。また、回路基板の一体化により、製造コストや配置スペースが削減される。
［変形例］
　なお、本発明は、上記した各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。
　上記した各実施形態では、図１の表示装置１０が「ダイレクト方式」のバックライトを有する構成について説明したが、バックライトの方式はこれに限られない。例えば、表示装置には、発光素子を表示面の側方に配置する「エッジライト方式」のバックライトが組み込まれてもよい。
　上記した第１実施形態では、図３の光源基板５０に発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられる場合について説明したが、発光素子はこれに限られない。例えば、発光素子は、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）であってもよいし、レーザダイオードであってもよい。また、第２実施形態（図８）における発光素子についてもこれと同様である。
［符号の説明］
　１０…表示装置、１２…ケーシング、１４，１４Ａ，１４Ｂ…基板群、１６…液晶パネル、１８…透明保護板、３０…支持フレーム、５０…光源基板、５２，５２Ａ，９０…センサ基板、７０Ｇ，９２Ｇ，１２０Ｇ…第１ループコイル群、７２Ｇ，９４Ｇ…第２ループコイル群、８２，１０４…ＬＥＤ（発光素子）、１００…光源付きセンサ基板（センサ基板）

 

Claims (7)

  1. 　複数の発光素子が二次元的に配設される発光素子アレイと、
    　電磁誘導方式の電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、前記電子ペンによる指示位置を検出するための複数のループコイルと、
    　を備え、
    　前記発光素子アレイに接続されるライン配線は、前記複数のループコイルがなすコイル配線と部分的に共通化される、センサ基板。
  2. 　前記発光素子のカソード側に接続されるライン配線と、前記ループコイルの一端とが、共通するグランド線に接続される、
    　請求項１に記載のセンサ基板。
  3. 　請求項１又は２に記載のセンサ基板と、
    　前記センサ基板の直上に配置されて表示面を有する液晶パネルと、
    　前記表示面を介して固定することで前記液晶パネルを上方から支持する透明保護板と、
    　前記透明保護板を支持する支持フレームを有するとともに、前記センサ基板を収容するケーシングと、
    　をさらに備え、
    　前記支持フレーム及び前記液晶パネルは、平面視にて重複しないように設けられる、表示装置。
  4. 　複数の発光素子が二次元的に配設される光源基板と、
    　第１方向及び／又は該第１方向と交差する第２方向に延びて配設される複数のループコイルが形成され、前記複数のループコイルと電子ペンの間に生じる電磁誘導を通じて、前記電子ペンにより指示される二次元位置を検出するセンサ基板と、
    　を備え、
    　前記光源基板と前記センサ基板とが平行関係を保ちながら対向配置され、
    　前記光源基板上において、前記発光素子のそれぞれに接続されるライン配線が、前記第１方向及び前記第２方向の両方に対して傾斜する第３方向に沿って引き回される、表示装置。
  5. 　前記複数のループコイルは、前記第１方向に並んで配設されて前記第２方向に延びる第１ループコイル群と、前記第２方向に並んで配設されて前記第１方向に延びる第２ループコイル群と、を含み、
    　前記第１ループコイル群及び前記第２ループコイル群は、互いに交差して二次元格子をなすように配設される、
    　請求項４に記載の表示装置。
  6. 　前記複数のループコイルは、ブロック状に膨出する先端部を有するとともに、前記先端部が二次元格子をなすように配設される、
    　請求項４に記載の表示装置。
  7. 　前記光源基板の直上に配置されて表示面を有する液晶パネルと、
    　前記表示面を介して固定することで前記液晶パネルを上方から支持する透明保護板と、
    　前記透明保護板を支持する支持フレームを有するとともに、前記光源基板及び前記センサ基板を収容するケーシングと、
    　をさらに備え、
    　前記支持フレーム及び前記液晶パネルは、平面視にて重複しないように設けられる、
    　請求項４～６のいずれか１項に記載の表示装置。

     
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