JP2004139489A

JP2004139489A - タッチパネル装置

Info

Publication number: JP2004139489A
Application number: JP2002305309A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sekine; 関根　幹夫; Kazuyoshi Yamagata; 山縣　一芳
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】製造コストを低くすることができ、薄型化を図ることができ、しかも入力ミスを抑えることができるタッチパネル装置を提供する。
【解決手段】透明基板２，３の対向面にそれぞれ導電層６，７が設けられている。導電層６，７の少なくとも一方の面に導電体で形成された表示部８ａ，８ｂ，８ｃが重ねて形成されている。よって、透明基板３の後方に表示シートを設ける必要がなくなり、装置の薄型化を図ることができる。また、表示部８ａ，８ｂ，８ｃが操作面に近い側に設けられるため、視差による入力ミスを抑えることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定の表示部が設けられたタッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のタッチパネル装置を示す断面図である。
【０００３】
このタッチパネル装置１００は、透明基板１０１，１０２が互いに対向して設けられ、透明基板１０１と１０２との間にスペーサ１０３が設けられて隙間が形成されている。前記透明基板１０１と１０２には、透明電極１０４と１０５がマトリックス状に配列されている。
【０００４】
またタッチパネル装置１００には、透明基板１０２の裏側に表示シート１０６が設けられている。この表示シート１０６は、合成樹脂製のシート部材１０７の表面に数字や記号などの形の表示部１０８が設けられている。さらに表示シート１０６の後方には、照光ユニット１０９が設けられている。
【０００５】
このタッチパネル装置１００では、照光ユニット１０９に設けられた光源１１０の光が表示シート１０６に入射すると、表示部１０８の形状が透明基板１０１に現れる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３２４１６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のタッチパネル装置では、透明基板１０１，１０２に使用される電極はＩＴＯ（スズインジウム酸化物）で形成された高価な素材の電極であるため製造コストを押し上げる問題がある。
【０００８】
また、タッチパネル装置１００を図６の矢印で示す斜め前方から見ると、表示部１０８が透明基板１０２の裏側の遠い位置に設けられているため、入力操作を行う際に表示部が視差によって実際の位置からずれた位置に見えるため誤入力が発生し易くなる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、製造コストを抑えることができ、しかも誤入力を引き起こしにくく、また装置の薄型化が図れるタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向して設けられた一対の透明基板と、前記透明基板の対向面に導電層を有するタッチパネル装置であって、
前記導電層の少なくとも一方の表面に、表示部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記本発明では、表示部を透明基板と透明基板との間に設けたので、表示シートが不要になって製造工程も簡略化されて、その結果製造コストを低くできる。さらに表示シートが不要となるので装置の薄型化を図ることができる。しかも表示部を従来よりも表面側に設けることができるので視差による入力ミスを低減できる。
【００１２】
前記表示部は、導電性インクで形成されていると、表示部となる形を印刷などの簡単な工程で形成できる。導電性インクとしては、例えばカーボンを含むものである。
【００１３】
また、前記導電層は、透光性を有するインクで形成されていてもよい。これにより高価な電極を設ける必要がないので製造コストを下げることができ、しかも表示部を除く部分に導電層が現れるのを低減できる。
【００１４】
また本発明は、対向して設けられた一対の透明基板と、前記透明基板の対向面に導電層を有するタッチパネル装置であって、
前記各導電層は複数のブロックに分割されて形成されており、前記一方の透明基板に設けられた１ブロックの導電層と前記他方の透明基板に設けられた１ブロックの導電層とが互いに重なって形成される入力領域が複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
上記発明では、導電層に高価な電極を使用する必要がなくなるので、製造コストを抑えることができる。
【００１６】
例えば、前記透明基板に設けられた各導電層は、それぞれ複数の電極線を平行に形成して且つ互いに直交して配列したものであり、前記入力領域内を前記複数の電極線が通過するように設定されている。
【００１７】
前記透明基板の表面に光拡散層が設けられている構成にしてもよい。これにより、透明基板に現れる導電層の電極線を見え難くできる。
【００１８】
また、前記透明基板の表面に表示部を有する表示シートが設けられている構成にしてもよい。表示部の視差を無くすことができるので、入力ミスを抑えることができる。なお、前記透明基板の表面に直接表示部が設けられていてもよい。
【００１９】
また、前記一方の透明基板には、複数の電極線に重なるように表示部が設けられ、前記他方の透明基板には、前記表示部の対向側に他の表示部が設けられ、前記１ブロック内の導電層において、隣り合う表示部間が少なくとも一本の電極線で接続されている構成にしてもよい。
【００２０】
上記の各発明においては、透明基板の後方に照光ユニットが設けられている構成にしてもよい。なお、照光ユニットを設けずに反射板のみを設けて、透明基板の前方から取り込んだ自然光や人工光を反射板で反射させて表示部を照らすような反射型の構成にしてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態のタッチパネル装置を示す断面図、図２は透明基板の導電層と表示部を示す斜視図、図３はタッチパネル装置の斜視図である。
【００２２】
本発明のタッチパネル装置１は、例えば音響機器や映像機器を操作するためのリモコンなどの操作装置や、機器本体側のパネル部分に設けられるものに搭載できる。
【００２３】
図１に示すように、このタッチパネル装置１には、透明基板２，３が対向して設けられており、スペーサ４を介して前記透明基板２と３の間に一定間隔の隙間５が形成されている。各透明基板２，３は、合成樹脂製の基板やガラス製の基板により形成されている。なお、スペーサ４は透明基板２，３の周縁部だけでなく、隙間５に透明な球形の樹脂やガラスなどを挿入して一定の隙間５が保たれるようにしてもよい。
【００２４】
図２に示すように、前記透明基板２のＺ２側の面には、Ｙ方向に延びる複数本の電極線６ａ，６ａ・・・が平行に格子状に形成された導電層６が設けられ、前記透明基板３のＺ１側の面には、Ｘ方向に延びる複数本の電極線７ａ，７ａ・・・が平行に格子状に形成された導電層７が設けられている。前記導電層６の電極線６ａ・・・と導電層７の電極線７ａ・・・は、互いに直交する向きでマトリックス状に配列されている。
【００２５】
前記導電層６，７は、光を透過し且つ低抵抗な電極で形成され、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を原料として、スパッタリング法、イオンプレーティング法や真空蒸着法などで成膜される。なお、前記導電層６，７は、ＩＴＯで形成されたパターンに限らず、光透過性を有する導電材を含むインクによりパターン形成されたものであってもよい。
【００２６】
図１に示すように、前記導電層６，７には、表示部８ａ，８ｂ，８ｃが重ねて設けられている。表示部８ａ，８ｂ，８ｃは、例えばカーボンなどの導電材を含むインクで印刷形成されたものである。図１と図２に示すように、前記導電層６にのみ表示部８ａが設けられていてもよく、また前記導電層６と導電層７の双方に表示部８ｂ，８ｃが対向する位置に設けられていてもよい。このように、表示部は導電層６，７の一方に設けてもよく両方に設けてもよい。また表示部は導電層７側のみに設けてもよい。
【００２７】
図３に示すように、前記表示部８ａ〜８ｃは、数字、記号、かな文字、絵文字、漢字などを形に表したもので形成されている。このような表示部８ａ，８ｂ，８ｃを導電層６，７の表面に形成すると、導電層６，７と透明基板２を透過して前記表示部８ａ，８ｂ，８ｃの形状が透明基板２のＺ１側の表面を通して視認できるようになる。なお、導電層６と７の両側に表示部８ｂ，８ｃを設ける場合には、同一形状で形成してＺ方向に互いに重なるように対向させることが好ましい。
【００２８】
本実施の形態のタッチパネル装置１では、前記透明基板３のＺ２側に照光ユニット１０が設けられている。照光ユニット１０は、導光体１１と反射板１２と光源１３で構成されている。導光体１１は、透明基板３のＺ２側の面の後方に設けられ、導光体１１のＺ２側の面には反射板１２が積層されている。そして、導光体１１の側方には蛍光管などで形成された光源１３が設けられ、導光体１１の側方から光が入射される。
【００２９】
なお、前記照光ユニット１０と透明基板３との間に拡散板を設ける構成にしてもよい。この拡散板としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂製のシートの片面を粗面化して半透明としたものを適用できる。
【００３０】
図１に示すように、光源１３から導光体１１に向けて光が照射されると、光は導光体の中を通ってＸ−Ｙ平面を伝わって透明基板３のＺ２側の面に向けて入射させられる。このとき導光体１１のＺ２側に伝えられた光は反射板１２を介してＺ１側に向けて反射させられて、同じく透明基板３のＺ２側の面に向けて入射させられる。
【００３１】
透明基板３に入射した光は、この透明基板３とその表面の導電層７を透過し、さらに導電層６及び透明基板２を透過する。このとき、表示部８ａ，８ｂ，８ｃの形状が例えば黒色となって透明基盤２の表面に現れる。また導光体１１と透明基板３との間に前記した拡散板が設けられていると、光源１３からの光が透明基板３のＺ２側の表面全体に拡散されるため、色むらなどを防止できる。
【００３２】
図３に示すように、数字などが表れた部分が入力位置となる。例えば、透明基板２に表示部８ａによって現れた数字の「１」をＺ２側に押圧すると、表示部８ａがその対向側にある導電層７と接触する。これにより、例えば電極線６ａ１から駆動電流Ｉａが与えられたときに、導電層７の電極線７ａ１，７ａ２又は７ａ３から検出電流Ｉｂが得られるので、表示部８ａの部分が押されたことが検知され、その表示部８ａに割り当てられている機能が実行される。例えば、数字で形成された部分を押すと選曲が可能になり、その他の部分を押すと音量調節や再生や停止などの各種操作が可能になる。
【００３３】
また、表示部８ｂ，８ｃで表された文字が押圧されると、表示部８ｂが下降して表示部８ｃに接触する。このとき、電極線６ａ１から駆動電流Ｉａが与えられると、電極線７ａ４，７ａ５又は７ａ６から検出電流Ｉｃが得られるので、表示部８ｂと８ｃで形成された文字が押されたことが検知できる。なお、表示部が導電層７にのみ設けられているものであっても、その表示部は透明基板２に現れるので、導電層７に設けられた表示部と導電層６との接触により、その表示部が押されたことが検知可能となる。
【００３４】
本実施の形態では、照光ユニット１０と透明基板３との間に、シートの表面に表示部を設けた表示シートを設ける必要がなくなるため、装置の組み立てが簡素化されて、製造コストを下げることができる。さらに表示シートが不要なので装置の薄型化を図ることもできる。さらに、表示部の位置を従来よりもＺ１側の前方に設けることができるので、視差による影響を少なくでき、斜め前方から表示部を見て操作するときでも入力ミスを起しにくい。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態のタッチパネル装置の一部を示す分解斜視図である。なお、照光ユニットは、前記タッチパネル装置１と同じ構成であるのでその図示及びその説明を省略する。
【００３６】
図４に示すタッチパネル装置２０は、透明基板２１と２２を有し、透明基板２１のＺ２側の面には導電層２３が設けられ、透明基板２２のＺ１側の面には導電層２４が設けられている。前記導電層２３，２４は、ＩＴＯなどの高価な電極ではなく、導電材を含む細い電極線で形成されている。この場合の電極線は透光性であってもよく、電極線が細く形成されているものであれば透光性でなくてもよい。
【００３７】
前記導電層２３は、Ｘ方向に直線状に延びる電極線２３ａ，２３ａ，２３ａ，２３ｂ，２３ｂ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｃ，２３ｃが互いに平行に形成されている。電極線２３ａ，２３ａ，２３ａは、Ｙ方向に延びる電極２３ａ１で電気的に接続されて１ブロックが形成されている。電極線２３ｂ，２３ｃについても同様に、Ｙ方向に延びる電極２３ｂ１，２３ｃ１によって接続されて各１ブロックが形成されている。本実施の形態では、電極線２３ａ，２３ｂ，２３ｃとの間では互いに接続されていない。
【００３８】
また導電層２４は、Ｙ方向に直線状に延びる電極線２４ａ、２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが互いに平行に形成されている。そして隣り合う電極線２４ａ（２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）が３本一組（１ブロック）となって、そして電極線２４ｅが２本一組（１ブロック）となってＸ方向に延びる電極２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１，２４ｄ１，２４ｅ１によって電気的に接続されている。この場合、電極線２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅはそれぞれ互いに接続されていない。
【００３９】
前記導電層２３が形成された透明基板２１と前記導電層２４が形成された透明基板２２とは、前記タッチパネル装置１と同様にスペーサを介して対向して設けられている。透明基板２１の表面（Ｚ１側の面）には表示シート２５が積層されている。表示シート２５はＰＥＴなどの合成樹脂で形成され、そのＺ１側の表面には表示体２６ａ，２６ｂ，２６ｃがＸ−Ｙ方向に配列されている。図３では数字からなる文字のみで表示体が形成されているが、その他の文字や記号などであってもよい。なお、前記表示体２６ａ，２６ｂ，２６ｃが表示シート２５のＺ２側の面に形成されていてもよい。
【００４０】
また図４に示すものでは、透明基板２２のＺ１側の面に表示部が直接に印刷などで形成されていてもよい。また表示シート２５が設けられているものにおいて、透明基板２１のＺ１側の面に光拡散層が設けられていてもよく、光拡散層を設けると透明基板２１，２２に設けられた導電層２３，２４の線の形状が透明基板２１の表面に現れ難くすることができる。また表示シート２５の表面を表示体２６ａ，２６ｂ，２６ｃを除いて半透明の拡散面にして、透明基板２１の表面に導電層２３，２４の形状を目立たなくさせるようにしてもよい。
【００４１】
図４に示す実施の形態では、導電層２３の１ブロックと導電層２４の１ブロックとが重なる領域がひとつの入力領域となる。すなわち、図４に一点鎖線で示す四角形状の部分がその入力領域Ｑである。したがって、表示体２６ａの上面を押圧すると、図４の一点鎖線で示す入力領域Ｑにおいて、電極線２３ａと電極線２４ａとが電気的に接続される。このとき駆動電流Ｉ５が電極線２３ａに与えられると、電極線２４ａに伝わって検出電流Ｉ６が得られて入力領域Ｑが押されたことが検知される。また表示部２６ｂが設けられた入力領域が押されたときであっても、同様にして表示部２６ｂの入力領域が押されたことが検知される。
【００４２】
上記したタッチパネル装置２０では、導電層２３，２４に使用する電極線にはＩＴＯなどの高価なものを使用する必要がなく、導電性を有するインクなどを使用でき、しかも印刷によってパターン形成できるので製造コストを低くできる。また表示シート２５を設けずに透明基板２１の表面に表示部を直接に形成する構成も可能であり、この点においても製造コストの低減が可能になる。
【００４３】
図５は本発明の第３の実施の形態のタッチパネル装置の一部を示す分解斜視図である。
【００４４】
このタッチパネル装置３０は、透明基板３１と３２の対向面にそれぞれ導電層３３，３４が形成されており、導電層３３は前記タッチパネル２０と同様にＸ方向に電極線３３ａ，３３ｂ，３３ｃによって形成されている。また、導電層３３には、数字の「１」「２」「３」の形の表示部３５ａ，３５ｂ，３５ｃが形成されている。各表示部３５ａ，３５ｂ，３５ｃはいずれもカーボンを含む導電材で形成されたものである。また各表示部３５ａ，３５ｂ，３５ｃでは、３本の電極線３３ａ，３３ａ，３３ａ（３３ｂ，３３ｂ，３３ｂ、３３ｃ，３３ｃ，３３ｃ）に架かるよう（接触するように）に形成されている。
【００４５】
一方、前記導電層３４は、前記表示部３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対向する位置に表示部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが形成されている。この表示部３６ａ，３６ｂ，３６ｃもカーボンを含む導電材で形成され、表示部３６ａと表示部３６ｂとの間は、３本の電極線３６ｄ，３６ｄ，３６ｄで接続され、表示部３６ｂと表示部３６ｃとの間は３本の電極線３６ｅ，３６ｅ，３６ｅで接続され、表示部３６ｃは電極線３６ｆ，３６ｆ，３６ｆと接続されている。なお、上記した表示部が重なる電極線の本数は適宜変更でき、また表示部と表示部との間を接続する電極線の本数も適宜変更できる。
【００４６】
図５に示すものでは、前記タッチパネル装置１で示したように照光ユニットを透明基板３２の後方に設けることができる。また照光ユニットと透明基板３２との間に光を拡散する拡散板を設けてもよい。また、透明基板３１の表示部を除く表面を半透明にして透明基板３１に現れる導電層３３，３４の線の形状を目立たなくさせてもよい。
【００４７】
図５に示す実施の形態の場合も、表示部３５ａが現れた透明基板３１の表面が押圧されると、電極線３３ａから入力された駆動電流Ｉ７が、表示部３５ａと表示部３６ａを介して検出電流Ｉ８として得ることができるので、前記表示部が押されたことが検知できる。
【００４８】
このように、表示シートを設ける必要がなく、組立工程を簡素化できるので、製造コストを抑えることができ、さらに装置の薄型化を図ることができる。また、透明基板３１を斜め前方から見て操作したときであっても入力ミスを起しにくい。
【００４９】
なお、上記した各タッチパネル装置１，２０，３０では、照光ユニットを設けずに反射板のみを設けて、透明基板の正面（Ｚ１側）から入射する自然光や人工光を取り込んでその光を反射板で反射させて表示部を照光する反射型のタッチパネル装置であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、表示シートを設ける必要がないので、製造コストを抑えることができ、装置の薄型化を図ることができ、さらに入力ミスの発生も低減できる。また高価な導電層を設ける必要がないのでこの点においても製造コストを低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のタッチパネル装置を示す断面図、
【図２】図１のタッチパネル装置に設けられる導電層を示す斜視図、
【図３】タッチパネル装置の外観斜視図、
【図４】本発明の第２の実施の形態のタッチパネル装置の一部を示す分解斜視図、
【図５】本発明の第３の実施の形態のタッチパネル装置の一部を示す分解斜視図、
【図６】従来のタッチパネル装置を示す断面図、
【符号の説明】
Ｑ　入力領域
１，２０，３０　タッチパネル装置
２，３，２１，２２，３１，３２　透明基板
４　スペーサ
６，７，２３，２４，３３，３４　導電層
６ａ，７ａ　電極線
８ａ，８ｂ，８ｃ　表示部
１０　照光ユニット
１１　導光体
１２　反射板
１３　光源
２５　表示シート

Claims

対向して設けられた一対の透明基板と、前記透明基板の対向面に導電層を有するタッチパネル装置であって、
前記導電層の少なくとも一方の表面に、表示部が設けられていることを特徴とするタッチパネル装置。
前記表示部は、導電性インクで形成されている請求項１記載のタッチパネル装置。
前記導電層は、透光性を有するインクで形成されている請求項１または２記載のタッチパネル装置。
対向して設けられた一対の透明基板と、前記透明基板の対向面に導電層を有するタッチパネル装置であって、
前記各導電層は複数のブロックに分割されて形成されており、前記一方の透明基板に設けられた１ブロックの導電層と前記他方の透明基板に設けられた１ブロックの導電層とが互いに重なって形成される入力領域が複数設けられていることを特徴とするタッチパネル装置。
前記透明基板に設けられた各導電層は、それぞれ複数の電極線を平行に形成して且つ互いに直交して配列したものであり、前記入力領域内を前記複数の電極線が通過するように設定されている請求項４記載のタッチパネル装置。
前記透明基板の表面に光拡散層が設けられている請求項４または５記載のタッチパネル装置。
前記透明基板の表面に表示部を有する表示シートが設けられている請求項４ないし６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
前記透明基板の表面に直接表示部が設けられている請求項４ないし６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
前記一方の透明基板には、複数の電極線に重なるように表示部が設けられ、前記他方の透明基板には、前記表示部の対向側に他の表示部が設けられ、前記１ブロック内の導電層において、隣り合う表示部間が少なくとも一本の電極線で接続されている請求項５記載のタッチパネル装置。
前記透明基板の後方に照光ユニットが設けられている請求項１ないし９のいずれかに記載のタッチパネル装置。