JP2004038581A

JP2004038581A - 表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004038581A
Application number: JP2002195057A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sarada; 皿田　孝史; Hideki Kitajima; 北島　秀樹; Fumio Kimura; 木村　文雄; Masataka Araogi; 新荻　正隆; Koji Toda; 戸田　耕司
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】超音波タッチパネルに固着される圧電体を、超音波伝搬基板上の突起としないことにより、耐衝撃性、耐擦傷性が高く、圧電体固着後の取扱いが容易なタッチパネルを表示用ディスプレイに搭載した表示装置を提供すること。
【解決手段】圧電体２が伝搬基板１に固着されたタッチパネルと、表示用ディスプレイ８からなる表示装置であって、伝搬基板１上面の圧電体２固着部位に、圧電体２の高さより高い溝４を形成し、圧電体２を溝４に収納する構造とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、時計や携帯機器、電子手帳または、各種装置に使用されている表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波タッチパネルを搭載した表示装置は、非圧電性の超音波伝搬基板（以後、伝搬基板とする）と伝搬基板にとりつけられた圧電体から成る超音波タッチパネルと、液晶ディスプレイやＣＲＴなどの表示装置から成っている。圧電体にはすだれ状電極が形成されており、超音波トランスデューサとして機能する。
【０００３】
従来の超音波タッチパネルの例を図７の断面図、図８の斜視図に示す。伝搬基板１上面に圧電体２が対向して固着されている。圧電体２上面には、すだれ状電極３が備えてある。これは、特開平６−４６４９６に示される超音波トランスデューサを伝搬基板１上面に固着した物である。圧電体２は伝搬基板１の各辺に沿って複数個取付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の構造では、タッチパネルは圧電体が伝搬基板上面に固着されているために、圧電体が突起になっている。従って強度上、製造上、外観上不利であった。つまり、圧電体に衝撃を受けやすく、摩擦に弱かった。また該タッチパネル上に偏向板、反射防止フィルムを貼り付ける際の障害となっており、伝搬基板の４辺に突起構造があるために、フィルムと伝搬基板との間に気泡が入りやすくなっていた。また表示装置筐体の該圧電体部を凸状にする必要が有り、デザイン上制約があった。
【０００５】
本発明は以上の問題を解決し、取り扱い容易な構造の超音波タッチパネルを搭載した表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、超音波を送受信する機能を有するすだれ状電極を備えた圧電体が非圧電性の超音波伝播基板（以後伝搬基板とする）に固着されてなるタッチパネルと、表示用ディスプレイから成る表示装置において、伝搬基板の圧電体を固着する部位に溝もしくは段差が形成されており、圧電体が溝もしくは段差に収納されていることを特徴としている。
【０００７】
これにより、圧電体が伝搬基板上で突起にならなくなる。従って衝撃や摩擦を圧電体のみに受ける可能性は低減した。取扱う上では、平板状の非圧電性基板と同様の扱いが出来、偏光板、反射防止フィルムの貼付けが容易になる。外観上突起が無いため、高さ方向のデザインの制約は生じなくなる。伝搬基板外周部に位置する溝、段差の幅は機器筐体内部に入れねばならないが、タッチパネル下部に取付けられる表示用ディスプレイの画像部外周にあるデッドスペースの方が幅が広いため、問題にならない。
【０００８】
さらに溝、段差を形成する伝搬基板の構成として、伝搬基板が、圧電体を固着するための非圧電基板と、非圧電基板と略同一の音響インピーダンスを有する基材とから構成されており、圧電体の高さより高い基材が非圧電基板上の圧電体を固着する部位以外に貼り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
これにより、溝、段差を形成する工程に特別な加工は必要無くなり、二枚の平板の非圧電性基材を貼り付けるのみとなる。超音波タッチパネルの作製や部材コストの面から有利となる。
【００１０】
表示用ディスプレイと伝搬基板との位置関係に関しては、伝搬基板の対向するに面ａ，ｂの内、タッチパネルに接触するための作用面ａに対向する面ｂと、表示用ディスプレイとが、密着して固着されていることを特徴としている。
【００１１】
これにより、表示用ディスプレイと伝搬基板作用面ａとの距離が、伝搬基板の厚みとなり、視差を非常に小さくすることが出来る。また、表示用ディスプレイと伝搬基板の間に空隙がある場合、光が多重反射を強く起こし画面が非常に見づらくなるが、本構造によればこの多重反射を低減することが出来る。更に伝搬基板と表示用ディスプレイとが密着して固定されているために、強度を向上することが出来る。
【００１２】
更に、圧電体が面ｂに固着されており、圧電体を固着する部位以外に貼り付けられている基材が樹脂であることを特徴としている。
【００１３】
上記では表示装置は基材に密着して取り付けられるため、基材が樹脂であることにより、超音波タッチパネルに強い衝撃が加わった際の表示装置への応力を小さくすることが出来る。
【００１４】
超音波を送受信する機能を有するすだれ状電極を備えた圧電体が超音波伝搬可能な非圧電基板に固着されてなるタッチパネルと、表示用ディスプレイから成る表示装置であり、非圧電基板の圧電体が固着している板面側に表示用ディスプレイが取付けられている表示装置の製造方法に関しては、非圧電基板と圧電体とを固着する工程と、圧電体と表示用ディスプレイとの間に空隙を設けて表示用ディスプレイと非圧電基板とを固定する工程と、表示用ディスプレイと非圧電基板との間隙に封止剤を注入し硬化する工程とから成ることを特徴としている。
【００１５】
これにより、非圧電基板と封止剤とから構成される超音波伝搬基板に、圧電体を取付けるための溝もしくは段差が生じ、圧電体は突起にならなくなる。また超音波伝搬基板と表示用ディスプレイとは密着して固定することが出来るようになる。
【００１６】
表示用ディスプレイと非圧電基板とを固定する工程は、例えば、両者を仮固定する取付枠を用いる方法や不要部分に支柱を設けて固定する方法がある。
【００１７】
また封止剤注入、硬化工程において、封止剤に紫外線硬化型樹脂を用いると硬化時間が短く出来、製造効率が高くなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明のタッチパネル断面図で、圧電体２周囲の構造を拡大した図である。構造を図１を用いて説明する。伝搬基板１上に圧電体２が固着されている。圧電体２の上面、つまり、伝搬基板１に固着された面と対向する面には、すだれ状電極３が形成されている。伝搬基板１の圧電体２固着部位は溝４になっており、溝４の深さは圧電体２の厚みより深いため、圧電体２は完全に溝４に収納されている。
【００１９】
図２に表示用ディスプレイ８に図１のタッチパネルを搭載した例を示す。図２では、表示用ディスプレイ８を伝搬基板１の圧電体２と対向する面側に密着して取付ける。伝搬基板１と表示用ディスプレイ８との固定は、紫外線硬化型接着剤を用いる。接着剤層１１の厚みは１０μｍ程度であり、視差を生じる程の厚みではない。また、表示用ディスプレイ８上には、表示用ディスプレイ駆動ＩＣが固定される。
【００２０】
また、圧電体２取付位置を段差５とした例を図３に示す。図１とは、溝４を段差５とした以外は、同様の構造となっている。
【００２１】
各々の寸法は、伝搬基板１の厚さを８００μｍ、圧電体２の厚さを３００μｍ、溝４及び段差５の深さを４００μｍとする。溝４、段差５の形成は、ガラス成形時に行う。
【００２２】
尚、本タッチパネルは、矩形の非圧電性の伝搬基板１各辺に沿って、伝搬基板１上面に、矩形の圧電体２が複数個固着されており、圧電体２が固着された各辺に対向した各辺に沿って、同様の圧電体が複数個固着されている。一方の圧電体２のすだれ状電極３に高周波が印加されることにより、逆圧電効果により超音波が発生する。超音波は伝搬基板１上を通った後、対向する圧電体２に伝搬する。対向する圧電体２は、超音波を発生する圧電体２と同様の構造をしており、伝搬した超音波は圧電効果により、電気信号に変換される。伝搬基板１上を接触するなどして伝搬超音波の強度が減衰すると、この電気信号の電圧が低下し、接触を検出することが出来る。
【００２３】
本構造では、圧電体２が突起になっていないため、上面からの衝撃を圧電体２のみで受けることが無くなる。また側面からの打撃や鍵状の物での引っかけといった衝撃を受けることも無くなる。また圧電体２上部は、伝搬基板１上面より低い位置にあるため、摩擦で擦傷することも無い。従って非常に取り扱い易くなり、表示用ディスプレイや偏光板、反射防止用フィルムなどの取り付け効率が向上する。
【００２４】
［実施の形態２］
図４は本発明のタッチパネル断面図で、圧電体の構造を図４を用いて説明する。非圧電基板７上に圧電体２が固着されている。圧電体２の上面にはすだれ状電極３が形成されている。非圧電基板７の圧電体２固着部位以外には、非圧電基板７と類似の音響インピーダンスを有する基材６が貼り付けられている。基材６の高さは圧電体２の高さより高い。基材６と非圧電基板７の組合せは図２の伝搬基板１と同義である。本実施の形態では、基材６、非圧電基板７にソーダガラスを用いる。
【００２５】
基材６、非圧電基板７は共に平板のソーダガラスであるため、部材コストを低く抑えることが出来る。また実施の形態１と同様に、耐衝撃性、耐擦傷性が高く、製造効率を高くすることが出来る。
【００２６】
［実施の形態３］
図５は本発明のタッチパネルを表示用ディスプレイ８に搭載した表示装置の断面図で、圧電体２周囲の構造を拡大した図である。構造を図５を用いて説明する。非圧電基板７下部に圧電体２が固着されている。圧電体２の下面には、すだれ状電極３が形成されている。非圧電基板７の圧電体２固着部位以外には、高さが圧電体２より高い基材６が貼り付けられている。更に基材６に密着して、表示用ディスプレイ８が固定されている。本実施の形態では基材６にアクリル系封止剤を用いている。
【００２７】
図５の表示装置の製造方法を図６に示す。まず、非圧電基板７に圧電体２を固着する。次に、圧電体２側を表示用ディスプレイ８側にして、非圧電基板７と表示用ディスプレイ８を支持枠１０を用いて固定する。その際、圧電体２と表示用ディスプレイ８の間隙を５０μｍとる。最後に、非圧電基板７と表示用ディスプレイ８との空隙に封止剤を注入し、硬化する。
【００２８】
本作製方法では、基材６は圧電体２部位の段差５形成と、タッチパネルと表示用ディスプレイ８の固定を同時に兼ねている。従って基材６の貼付け、各部品の固定を同時に行うことができ、作業効率が向上する。また、強度の高い表示装置を作製することが可能となる。更に、圧電体２は表示用ディスプレイ８を駆動するＩＣ９の上部に位置することになるため、表示スペースを遮ることがない。製品デザインにおいても制約の無い構造となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、超音波を送受信する機能を有する、すだれ状電極を備えた圧電体が非圧電性の超音波伝播基板（以後伝搬基板とする）に固着されてなるタッチパネルと、表示用ディスプレイから成る表示装置において、伝搬基板の圧電体を固着する部位に溝もしくは段差が形成し、圧電体を溝もしくは段差に収納する。
【００３０】
これにより、圧電体が伝搬基板上で突起にならなくなる。従って衝撃や摩擦を圧電体のみに受けにくくなる。また偏光板、反射防止フィルムの貼付けが容易になる。外観上突起が無いため、高さ方向のデザインの制約は生じなくなる。
【００３１】
また、溝、段差を、サイズの異なる非圧電基板と非圧電性基材とを貼り合せることにより形成する。
【００３２】
これにより部材コストが上がらず、容易に溝、段差を形成することが可能となる。
【００３３】
また、以上のタッチパネルを表示用ディスプレイに密着して取付ける。これにより、視差が小さく、光の多重反射が少なく、強度が高い表示装置を簡便に作製することが出来るようになる。
【００３４】
圧電体を表示用ディスプレイ側に取付けた場合、非圧電性基材を封止剤で形成する。
【００３５】
これにより作業効率が向上し、強度の高い表示装置を得ることが可能となる。
【００３６】
以上、耐衝撃性、耐擦傷性が高く、取扱いが容易なタッチパネルを表示用ディスプレイに搭載する表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１のタッチパネルの断面図である。
【図２】本発明による実施の形態１の表示装置の断面図である。
【図３】本発明による実施の形態１のタッチパネルの断面図で図１と異なる構造を示す図である。
【図４】本発明による実施の形態２のタッチパネルの断面図である。
【図５】本発明による実施の形態３の表示装置の断面図である。
【図６】本発明による実施の形態３の表示装置の製造方法を示す図である。
【図７】従来のタッチパネルの断面図である。
【図８】従来のタッチパネルの斜視図である。
【符号の説明】
１　伝搬基板
２　圧電体
３　すだれ状電極
４　溝
５　段差
６　基材
７　非圧電基板
８　表示用ディスプレイ
９　表示用ディスプレイ駆動ＩＣ
１０　支持枠
１１　接着剤層

Claims

超音波を送受信する機能を有するすだれ状電極を備えた圧電体が非圧電性の伝搬基板に固着されてなるタッチパネルと、表示用ディスプレイから成る表示装置であって、前記伝搬基板の前記圧電体を固着する部位に溝もしくは段差が形成されており、前記圧電体が前記溝もしくは前記段差に収納されていることを特徴とする表示装置。
前記伝搬基板が、前記圧電体を固着するための非圧電基板と、前記非圧電基板と略同一の音響インピーダンスを有する基材とから構成されており、前記圧電体の高さより高い前記基材が前記非圧電基板上の圧電体を固着する部位以外に貼り付けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記伝搬基板と表示用ディスプレイが対向して配置され、前記伝搬基板の、前記表示用ディスプレイと対向する側の面と、前記表示用ディスプレイとが、密着して固着されていることを特徴とする請求項１もしくは２記載の表示装置。
前記圧電体が前記伝搬基板の、前記表示用ディスプレイと対向する側の面に固着されており、前記圧電体を固着する部位以外に貼り付けられている前記基材が樹脂であることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
超音波を送受信する機能を有し、すだれ状電極を備えた圧電体が、超音波伝搬可能な非圧電基板に固着されてなるタッチパネルと、表示用ディスプレイから成る表示装置であり、前記非圧電基板の前記圧電体が固着している板面側に前記表示用ディスプレイが取付けられている表示装置の製造方法であって、
前記非圧電基板と前記圧電体とを固着する工程と、
前記圧電体と表示用ディスプレイとの間に空隙を設けて前記表示用ディスプレイと前記非圧電基板とを固定する工程と、
前記表示用ディスプレイと前記非圧電基板との間隙に封止剤を注入し硬化する工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。