JP2004118747A

JP2004118747A - タッチパネルを有する表示システム

Info

Publication number: JP2004118747A
Application number: JP2002284518A
Authority: JP
Inventors: Norio Shimizu; 清水　徳生; Hidenobu Kubo; 久保　日出信
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】紫外線や可視光により光触媒を活性化させた被膜を利用した技術が種々提案されている装置に実用できる具体的な提案はなかった。
【解決手段】本発明は、表示素子上に配置されるタッチパネル表面に光触媒性皮膜を配設して、通常の使用時にバックライト部の光源が点灯し、自動的に光触媒効果（汚れ除去・抗菌作用）を促進するタッチパネルを有する表示システムである。さらに、光触媒用の照明装置をタッチパネル周囲に設けて、バックライトと共にタッチパネル表面の光触媒を活性化させて、より短時間で強力に汚れ防止、抗菌作用を発揮させる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に光触媒作用を有する光触媒性被膜が形成されたタッチパネルを有する表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、チタン化合物からなる光触媒性被膜の技術が種々開示されている。この被膜は、例えば、特許文献１に開示されるような光触媒性半導体材料とシリカとを含み形成され、光励起に応じた親水性を有している。また、この光触媒性被膜は、例えば、特許文献２に記載されるように、電子機器の表面に形成され、近紫外線を受けることにより、付着した汚染物質や悪臭を除去し、細菌の繁殖を抑制するという抗菌作用を有している。
【０００３】
このような光触媒性被膜を鏡、眼鏡レンズ若しくは自動車のフロントガラスの表面にコーティングすれば、曇り防止を実現できる。また、付着した有機物による汚れにおいても酸化し分解して汚れを容易に除去したり、抗菌作用がある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７５６４７４号公報、第７−８頁
【０００５】
【特許文献２】
特許第２９４０４６５号公報、第２−３頁
【０００６】
【特許文献３】
特許第３２１５６９８号公報、第２頁
【０００７】
【非特許文献１】
砂田香矢乃、「微小光下での酸化チタン光触媒抗菌効果」［平成１４年８月９日検索］インターネット＜ＵＲＬ：　ｈｔｔｐ／／ｈｏｍｅ．ｋｓｐ．ｏｒ．ｊｐ／ｋａｓｔ／ｋｙｏｄｏ／ｓｅｉｋａ
／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ］
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した公報による光触媒性被膜は、いずれも紫外線（近紫外線）や水が無ければ、曇り防止効果や抗菌作用を発揮しないため、紫外線や水の存在する特定な環境下で用いることになる。しかし、紫外線は人体や目にとって有害な光線であるため、紫外線の多い環境下にいることは望ましくない。
【０００９】
そこで、特許文献３号公報においては、可視光でもそれらの効果を発揮する光触媒性被膜が提案され、紫外線が少ない屋内においても同じ効果を得ることができる技術が開示されている。
【００１０】
近年、自動販売機、券売機、キャッシュディスペンサー、コピー機等々の表示画面上に装着され、操作者が表示画面の指示に従って、直接的に指で画面に接触し、その接触位置を検出して、位置情報としてシステム側に入力する入力装置となるタッチパネルがある。
【００１１】
このタッチパネルは、従来の押下形のキースイッチに比べて、機械的な故障が無く、また表示図面上に設けられてキーの設置スペースが不要となり、画面の案内に従って入力できるため、不慣れな場合でも簡単に入力操作が行える特徴がある。このため、利用者が不特定多数となる公共性の高い機器に多用されている。しかし、利用者の中には、その大勢の利用によるタッチパネル表面の汚れや雑菌の付着などの衛生面に気を掛ける者も少なくない。従来では、タッチパネルを拭き取り清掃する方法しかなく、人的作業であるためコストが掛かっている。
【００１２】
従って、前述した光触媒性被膜を利用することが考えられるが、単にタッチパネル上に設けたとしても、搭載される機器が主として、屋内や地下フロア等に配置されているため、光が十分に照射されず、付着した有機物による汚れを酸化し分解して汚れを除去する作用や雑菌を消滅させる抗菌作用が十分に行われないという問題がある。また、前述した特許文献や被特許文献には、この問題に対する具体的な実施やそれに関する技術の開示はなく、これらに基づき実用化することは出来ない。
【００１３】
そこで本発明は、タッチパネル表面上に可視光により作用する光触媒性被膜を配設し、自動的に汚れ除去・抗菌作用を実施する照明光を照射できるタッチパネルを有する表示システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、情報を表示する表示素子と、前記表示素子の表示画面を可視光領域波長の光を発光する光源により照明するバックライト部と、前記表示素子の表示画面上に配設され、表面に可視光領域波長の光により光触媒反応が活性化される光触媒性被膜が形成されたタッチパネルとを備え、前記バックライト部の点灯により、前記液晶表示素子の表示画面の照明し、前記光触媒性被膜の光触媒反応を活性化する、タッチパネルを有する表示システムを提供する。
【００１５】
また、前記可視光領域波長の光は、波長６００ｎｍ以下の光である。前記タッチパネルを有する表示システムは、前記タッチパネルの周囲に配置され、前記可視光領域波長の光を該タッチパネル表面に照射する照明装置を、さらに備える。
【００１６】
以上のような構成のタッチパネルを有する表示システムは、液晶表示素子上に配置されるタッチパネル表面に光触媒性皮膜が配設され、通常の使用時にバックライトの光源が点灯され、自動的に光触媒効果（汚れ除去・抗菌作用）が促進される。また光触媒用の照明装置をタッチパネル周囲に設けて、バックライトと共にタッチパネル表面の光触媒を活性化させて、より短時間で強力に汚れ防止、抗菌作用を発揮される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明のタッチパネルを有する表示システムの説明にあたり、利用する光触媒性被膜に対して、紫外線若しくは可視光（蛍光灯等）の照射により光触媒を活性化させた汚れ除去・抗菌作用について説明する。
図６を参照して、白色蛍光灯などの一般的な照明機器による微弱な紫外線を含む光の照射時間と銅耐性菌の生存率の関係を示して説明する。この図６は、非特許文献１における図３に示される”銅担持酸化チタン薄膜（ＴｉＯ_２＋Ｃｕ）の抗菌評価結果”及びこの解説文を引用している。通常、屋外で太陽光に相当おける紫外線強度は、１ｍＷ／ｃｍ^２程度とされ、屋内で蛍光灯の照明下の紫外線強度は、１μＷ／ｃｍ^２程度とされている。この蛍光灯等の可視光照明に含まれる微弱な紫外光を銅担持酸化チタン薄膜に照射した場合の光触媒抗菌作用について説明する。
【００１８】
この銅担持酸化チタン薄膜は、シリコン酸化膜をコーティングしたソーダライムガラス（ＳＬＧ）上にディップ法を用いて酸化チタン薄膜（膜厚０．４μｍ）を成膜した後、ブラックライトによる紫外光を照射して、薄膜表面を超親水化させる。その親水化した薄膜上に酢酸銅（ＩＩ）水溶液を滴下し、紫外光を照射して銅を酸化チタン表面上に光析出させることにより作製する。そして、大腸菌（ＩＦＯ　３３０１株）と銅耐性大腸菌（５３ＴＮＥ００７株）の各菌を抗菌評価の対象にして、通常の蛍光灯（ホワイトライト）を光源として光を照射する。また、殺菌能力は、光照射後の菌液を回収し、コロニー形成を行って算出した生存率により評価する。
【００１９】
図６に示した銅耐性菌による評価においては、紫外光強度を１μＷ／ｃｍ^２及び７μＷ／ｃｍ^２の光を照射すると、菌の生存率の低下が見られる。この結果から、室内光レベルの微弱光下においても、光触媒反応による分解（汚れ除去）や抗菌作用が得られることが明らかとなっている。
【００２０】
本発明のタッチパネルを有する表示システムは、タッチパネル表面上に光触媒性被膜を形成し、バックライトの光源又は、タッチパネル周辺に光触媒用に設けられた照明装置により、光触媒反応を活性化させて、汚れ除去作用や抗菌作用を行う構成である。これらのバックライト又は照明装置に用いる光源は、光触媒性被膜の光触媒を活性化させて、汚れ防止、抗菌作用を発揮させるために、可視光で応答する光触媒のときは波長６００ｎｍ以下の可視光を照射して、汚れ除去や抗菌作用を行う。当然、強い光（光量が多い）では作用が活性化して短時間で完了するが、弱い光では作用が完了する時間が長くなる。
【００２１】
図１及び図２を参照して、本発明によるタッチパネルを有する表示システムの第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は、表示システムにおける液晶表示素子を正面から見た外観構成図、図１（ｂ）は、液晶表示素子の断面構成及びシステムのブロック構成を示す図である。図２は、液晶表示装置のバックライトにおける照射される光量と時間との関係を示す図である。本実施形態では、可視光領域における照明光を用いた例である。
【００２２】
この表示システムは、液晶表示素子（ＬＣＤ）１と、液晶表示素子１上に配置されたタッチパネル２と、この液晶表示素子１の横端面から照明光を横方向に入射させて、表示画面を照明するバックライト部３と、このバックライト部３の光源４の照明駆動を行うバックライト駆動部５と、液晶表示素子１を表示駆動する表示素子駆動部６と、これらを制御する制御部７と、時間を計時するタイマ８とで構成される。
【００２３】
このタッチパネル２は、一般的なＰＥＴシートの一対が周辺部分を両面テープ等で接着されて、所定間隔をあけて構成されており、外部に露出する側のＰＥＴシート表面上に可視光領域の光の照射により光触媒反応する光触媒性被膜９が形成されている。この光触媒性皮膜９は、タッチパネル２の製造工程において、タッチパネルに利用する電極処理を施したＰＥＴシートに光触媒性皮膜を形成してもよいし、別途、光触媒処理シートとして作製してＰＥＴシートに貼り付けてもよい。
【００２４】
上記バックライト部３の光源４は、光触媒性被膜９における光触媒反応を活性化する可視光領域の波長（６００ｎｍ以下）の光を照明光として照射する。また、このバックライトは、蛍光管のような線光源であっても良いし、複数の点光源と光の拡散板等を組み合わせて用いてもよい。この実施形態では、液晶表示素子１の一方の横端面のみにバックライトを配置した例であるが、二方向、三方向若しくは全周方向に配置しても良いし、液晶表示素子１の裏面側にバックライトを配置しても良い。
【００２５】
このような構成により、通常の使用時にバックライト部３が点灯されるため、自動的に光触媒効果を促進することができる。
【００２６】
また、タッチパネル２は、入力操作において、タッチペン（スタイラス）や手の指により入力されており、耐摩耗性が要求されている。本実施形態によれば、ＰＥＴシート上にフッ素を添加した光触媒被膜（酸化チタン膜）を形成しているため、耐摩耗性等の耐久性が向上される。
【００２７】
前述したように照明光の光の強さ（光量）により、光触媒反応による活性化の度合いが異なり、光量が多くほど活性化される。しかし、必要以上に明るい画面は表示内容が見難くなる。また、昼間には見やすい明るさであっても夜間には明るすぎて見難くなってしまう。バックライトを常時点灯させていると、消費電力が増え、省エネの観点からも問題となる。
【００２８】
そこで、図２に示すように、前述したタイマ８を用いて、照明光の光量を時間帯により変化させることにより、光触媒反応による汚れ除去・抗菌作用を行いつつ、消費電力の減少を実現することができる。図２に示すように、光触媒反応を活性化させる活性化期間Ａと、通常に使用される時の通常期間Ｂと、省エネによるバックライトを消灯する省エネ期間Ｃとを設ける。
【００２９】
例えば、券売機に適用した場合、昼間（日中）の時間帯（７時〜１６時頃）の内の数時間を活性化期間Ａとし、これ以外の時間を通常期間Ｂとし、夜間の発券されない時間帯を省エネ期間Ｃとする。又は、赤外センサ等による近接センサ１０を装置に備えた場合には、昼間の時間帯（７時〜１６時頃）の内の数時間を活性化期間Ａとし、これ以外の時間を省エネ期間Ｃとしてバックライトを消灯させておき、赤外センサにより利用者が接近したことが検出された場合には、バックライトを点灯させて省エネ期間Ｃから通常期間Ｂに変更する。尚、活性化期間Ａは、連続した数時間が好ましいが、幾つかに分割されてもよい。
このように時間帯によりバックライトの発光量を変化させ、且つ点灯・消灯を行うことにより、光触媒反応の活性化と省エネを実現することが出来る。
【００３０】
次に第２実施形態について説明する。
図３には、第２実施形態のタッチパネルを有する表示システムの構成例を示し、図４には、その表示システムを搭載した装置の外観構成例を示す。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
このタッチパネルを有する表示システムは、パソコンのディスプレイ、切符等の券売機、キャッシュディスペンサ、車載ＧＰＳ、自動販売機、表示画面による案内を行う機器、スロットマシン等の娯楽用機器、テレビチューナー、病院内で使用する医療機器、携帯型情報端末装置（ＰＤＡ）、携帯型無線電話機等々の液晶表示素子に適用できる。特に、公共施設や公共の場に設置され、不特定多数の人の指により表示画面を直接触れて操作する機器においては、汚れ除去、防臭、抗菌等の効果が期待できる。また、屋外や屋外に面して設置される自動販売機や券売機等は、埃や雨に晒されており、汚れの除去等の効果だけではなく、親水性が作用して、水滴の付着や曇りを防止し、表示の見難さを軽減する。また、光触媒性被膜により、タッチパネルの表面が保護され、傷が付きにくくなる。また、この液晶表示素子の他にも表示に可視光を用いる表示素子、例えば、ブラウン管、プラズマディスプレイ及び、無機ＥＬＤ等の表示画面上に配設したタッチパネルにおいても適用できる。尚、これらの素子が表示が可視光領域の波長が６００ｎｍ以下が用いられていない場合には、後述する照明装置１１を表示画面の周囲に設ければよい。
【００３１】
この表示システムは、前述した第１の実施形態のシステムにおけるバックライトの他に、別途、タッチパネル周囲に光触媒専用の照明装置１１を設けた構成である。この照明装置１１は、タッチパネル周囲を取り囲むように配置され、波長６００ｎｍまでの可視光領域の照明光を発光する光源１２と、制御部７により光源１２の発光制御を行う照明装置駆動部１３と、内部が反射面に加工され、光源１２の照射方向を制限する光カバー１４と、光源１２の照明光がタッチパネル２の全面へ効率的に照射されるように光束の向きを偏光する偏光部材１５とで構成される。
【００３２】
このように構成された表示システムは、照明装置１１とバックライト部３の両方の照明光によりタッチパネル上の光触媒性被膜の光触媒を活性化させて、第１の実施形態に比べて、さらに短時間で強力に汚れ防止、抗菌作用を発揮させることができる。
【００３３】
図４は、この表示システムを券売機等の装置に搭載した外観構成を示している。この装置２１は、正面に表示システムの表示画面（タッチパネル）２２を配置して、その近傍に金銭の投入口２３及び呼び出しボタン２４が配置される。また、表示画面の下方には、発券・返金口２５が設けられている。また上部には、自動シャッター２６が設けられており、引き出されて表示画面２２や発券・返金口２５を含む正面部分を覆うようになっている。
【００３４】
このような自動シャッター２６を設けた場合には、表示システムの照明装置の光源１２を可視光タイプのものから紫外光（３００〜４００ｎｍ）を含む光を発光するタイプに変更して使用することもできる。つまり、夜間などの不使用時に自動的にシャッターを引き出して閉めている状態において、紫外光をタッチパネルに照射して、光触媒反応による汚れ除去・抗菌作用を実施してもよい。
【００３５】
次に、第３の実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態のタッチパネルを有する表示システムの構成例を示す。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１及び第２の実施形態の構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
この表示システムは、バックライト部３の可視光を発光する光源１２が、内部が反射面に加工されて、液晶表示素子１の端面からタッチパネル２の表面に掛かる様に覆うカバー３１内に収納されている。この光源１２をカバー３１内で前後に移動させる移動機構３２が設けられ、液晶表示素子の画面を照明する若しくはタッチパネル２表面に照射されるように構成されている。また、赤外光等を用いて、利用者が表示画面に近づいたことを検出する近接センサ３３が設けられている。
【００３６】
この表示システムは、通常の使用時には、移動機構３２により光源１２が後退されて、液晶表示素子の画面を照明する。利用者がいない待機時には、光源１２が前進されて、タッチパネル２表面に可視光が照射される。そして、利用者が近づいた場合には、近接センサ３３がそれを検出して、移動機構３２により光源１２が後退されて、液晶表示素子１の画面が照明される。
【００３７】
前述した各実施形態による表示システムを搭載する装置は、屋外に設置される自動販売機や券売機等に好適し、不特定多数の利用者が触り、且つ埃や雨に晒されるため、、抗菌効果だけではなく、親水性が作用して、水滴の付着や曇りの防止することができる。
【００３８】
また、この表示システムにおいては、例えば、鏡を用いて光源の光を反射させてタッチパネル全面に照射してもよいし、さらに、光ファイバー等のライトガイドを用いて光をタッチパネル全面に照射することも可能であり、その他、様々な実施構成が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、タッチパネル表面上に可視光により作用する光触媒性被膜を配設し、自動的に汚れ除去・抗菌作用を実施する照明光を照射できるタッチパネルを有する表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施形態に係るタッチパネルを有する表示システムにおける液晶表示素子を正面から見た外観構成図、図１（ｂ）は、液晶表示素子の断面構成及びシステムのブロック構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における液晶表示装置のバックライトにおける照射される光量と時間との関係を示す図である。
【図３】第２実施形態のタッチパネルを有する表示システムの構成例を示す図である。
【図４】第２実施形態における表示システムを券売機等の装置に搭載した外観構成例を示す図である。
【図５】第３実施形態のタッチパネルを有する表示システムの構成例を示す図である。
【図６】本発明の携帯情報端末システムにおける照射される光の強さと活性化の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…液晶表示素子（ＬＣＤ）
２…タッチパネル
３…バックライト部
４…光源
５…バックライト駆動部
６…表示素子駆動部
７…制御部
８…タイマ
９…光触媒性皮膜
１０…近接センサ

Claims

情報を表示する表示素子と、
前記表示素子の表示画面を可視光領域波長の光を発光する光源により照明するバックライト部と、
前記表示素子の表示画面上に配設され、表面に可視光領域波長の光により光触媒反応が活性化される光触媒性被膜が形成されたタッチパネルと、を具備し、
前記バックライト部の点灯により、前記液晶表示素子の表示画面の照明と、前記光触媒性被膜の光触媒反応を活性化することを特徴とするタッチパネルを有する表示システム。
前記可視光領域波長の光は、波長６００ｎｍ以下の光であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルを有する表示システム。
前記タッチパネルを有する表示システムは、
前記タッチパネルの周囲に配置され、前記可視光領域波長の光を該タッチパネル表面に照射する照明装置を、さらに、具備することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルを有する表示システム。
前記タッチパネルを有する表示システムは、
パソコンのディスプレイ、切符・チケットの券売機、キャッシュディスペンサ、車載用全地球側位システム（ＧＰＳ）、自動販売機、表示画面による案内を行う機器、表示画面付き娯楽用機器、テレビチューナー、病院内で使用する医療機器、携帯型情報端末装置（ＰＤＡ）、携帯型無線電話機を含む電子機器の表示手段として搭載されることを特徴とする請求項１又は３に記載のタッチパネルを有する表示システム。
前記タッチパネルを有する表示システムを搭載する電子機器において、
前記表示手段を覆うカバーを具備し、
前記タッチパネルの表面に形成された前記光触媒性被膜が紫外領域波長（３００〜４００ｎｍ）を含む紫外光により光触媒反応が活性化される光触媒性被膜であり、前記バックライト部の光源が前記紫外光を発光することを特徴とする請求項４に記載のタッチパネルを有する表示システム。
情報を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の表示画面を６００ｎｍ以下の可視光領域波長の光を発光する光源により照明するバックライト部と、
前記液晶表示素子の表示画面上に配設され、表面に前記可視光領域波長の光により光触媒反応が活性化される光触媒性被膜が形成されたタッチパネルと、
前記バックライト部の光源の点灯・消灯及び発光する光量を制御する制御部と、
前記バックライト部の光源の点灯・消灯のタイミング及び、光触媒反応の活性化のタイミングを前記制御部に指示するタイマと、
を具備し、
前記バックライト部の点灯により、前記液晶表示素子の表示画面の照明と、前記光触媒性被膜の光触媒反応を活性化することを特徴とするタッチパネルを有する表示システム。