JP2007193469A - タッチパネル、そのタッチ入力位置検出方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチ入力位置の誤検出を防止することが可能なタッチパネルを提供する。
【解決手段】カバーフィルム４２を押圧しない状態での表面弾性波の測定値を基準値９１として格納するメモリと、タッチパネル使用中における表面弾性波の測定値９２と前記基準値９１との差分９７が有意となる位置を、タッチ入力位置として検出する判断部とを備える。スペーサ４３の近傍がタッチ入力位置となっても、カバーフィルム４２が自在に変形するので、スペーサ４３が強い力で押圧されることがない。そのため、スペーサ４３の位置における基準値９１と測定値９２との差分９７は有意にならない。
【選択図】図７

Description

本発明は、タッチパネル、そのタッチ入力位置検出方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。

近年、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、パームトップコンピュータ等の小型情報電子機器の普及に伴い、液晶表示パネル上に入力装置としてタッチパネルを搭載した液晶装置が広く使用されるようになってきている。そのうち、超音波表面弾性波方式のタッチパネルは、ガラス基板の表面上を伝搬する表面弾性波がタッチ入力位置で減衰する性質を利用して、タッチ入力位置を検出するものである。

このタッチパネルの一例として、特許文献１に示すように、表面弾性波が伝搬するガラス基板と、表面弾性波を送受信するトランスジューサと、トランスジューサが受信した表面弾性波に基づきタッチ位置を検出する位置検出手段と、ガラス基板に対して空間層を挟んで配置され、ガラス基板の基板対向面に複数のドットスペーサが形成された透明樹脂フィルムとを備えたタッチパネルが提案されている。この透明樹脂フィルムは、物体が接触しないときは基板対向面がガラス基板に接触せず、物体が接触したときは基板対向面がガラス基板に接触するように構成されている。そして、透明樹脂フィルムがガラス基板に接触した位置での表面弾性波の減衰を検知することにより、タッチ入力位置を検出するようになっている。
特開２００４−３４８６８６号公報

しかしながら、ガラス基板の表面を伝搬する表面弾性波は、スペーサとの接触によっても減衰する。特許文献１のタッチパネルでは、タッチ入力がない場合でも、透明樹脂フィルムの撓み等により、スペーサとガラス基板とが当接する可能性がある。またスペーサ位置の近傍がタッチ入力位置となった場合には、透明樹脂フィルムより先にスペーサがガラス基板と当接する可能性がある。これらの場合には、スペーサ位置をタッチ入力位置として誤検出するという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、タッチ入力位置の誤検出を防止することが可能なタッチパネル、およびそのタッチ入力位置検出方法の提供を目的とする。また、信頼性に優れた電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るタッチパネルは、タッチ入力面を備えたタッチパネル基板と、前記タッチパネル基板の前記入力面に対向して離間配置されたカバーフィルムと、前記タッチパネル基板から前記カバーフィルムに向けて立設されたスペーサと、前記タッチパネル基板の前記入力面に表面弾性波を伝搬させる送信子と、前記入力面を伝搬した前記表面弾性波を測定する受信子と、前記カバーフィルムを押圧しない状態での前記表面弾性波の測定値を基準値として格納するメモリと、タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分が有意となる位置を、タッチ入力位置として検出する判断部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、タッチパネル基板上にスペーサが立設されているので、スペーサによる減衰を折り込んで表面弾性波の基準値を測定することができる。これにより、タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分は、スペーサ位置において有意にならない。したがって、スペーサ位置をタッチ入力位置と判断する誤検出を防止することができる。しかも、カバーフィルムは可撓性を有するので、スペーサ位置の近傍がタッチ入力位置となっても、スペーサを強く押圧することがない。そのため、カバーフィルムを押圧しない状態で表面弾性波の基準値を測定すれば足りることになり、タッチパネルの使用準備（キャリブレーション）作業を簡素化することができる。

一方、本発明に係るタッチパネルのタッチ入力位置検出方法は、タッチ入力面を備えたタッチパネル基板と、前記タッチパネル基板の前記入力面に対向して離間配置されたカバーフィルムと、前記タッチパネル基板から前記カバーフィルムに向けて立設されたスペーサと、前記タッチパネル基板の前記入力面に表面弾性波を伝搬させる送信子と、前記入力面を伝搬した前記表面弾性波を測定する受信子と、を備えたタッチパネルのタッチ入力位置検出方法であって、前記カバーフィルムを押圧しない状態での前記表面弾性波の測定値を基準値として記録する工程と、タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分が有意となる位置をタッチ入力位置として検出する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、スペーサ位置をタッチ入力位置と判断する誤検出を防止することができる。

一方、本発明に係る電気光学装置は、複数の画素が整列配置された画像表示装置と、前記画像表示装置の画像表示側に配置された前記タッチパネルと、を有することを特徴とする。
この構成によれば、タッチ入力位置の誤検出を防止することが可能なタッチパネルを供えているので、信頼性に優れた電気光学装置を提供することができる。

また、前記画像表示装置が、前記タッチパネル基板として機能することが望ましい。
この構成によれば、電気光学装置を薄型化することができる。しかも、タッチパネルのスペーサを画像表示装置に位置合わせして配置することができるので、画像表示装置における複数の画素の境界領域にタッチパネルのスペーサを精度よく配置することができる。

また前記画像表示装置は、液晶を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の外側に配置された一対の偏光板とを備えた液晶装置であり、前記一対の偏光板のうち画像表示側の前記偏光板が、前記カバーフィルムとして機能することが望ましい。
この構成によれば、電気光学装置を薄型化することができる。

また前記タッチパネルにおける前記スペーサは、平面視において前記画像表示装置における前記複数の画素の境界領域に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、タッチパネルのスペーサに起因する画像表示装置の開口率の低下を抑制することができる。

一方、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、タッチ入力位置の誤検出を防止することが可能なタッチパネルを供えているので、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。なお本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また本明細書では、タッチパネルの各構成部材におけるタッチ入力側を表側と呼び、その反対側を裏側と呼ぶことにする。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る電気光学装置の説明図であり、図２のＡ−Ａ線に相当する部分における断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る電気光学装置１００は、画像表示装置である液晶装置１の画像表示側（表側）に、タッチパネル５０を配置したものである。

（液晶装置）
図２は、液晶装置の分解斜視図である。なお本実施形態ではパッシブマトリクス型の液晶装置を例にして説明するが、本発明をアクティブマトリクス型の液晶装置に適用することも可能である。

液晶装置１では、ガラス等の透明材料からなる一対の下部基板１０および上部基板２０が対向配置されている。両基板１０，２０の間にはスペーサ（図示せず）が配置され、両基板１０，２０の間隔が例えば５μｍ程度に保持されている。また両基板１０，２０は、熱硬化型や紫外線硬化型などの接着剤からなるシール材３０によって、周縁部が接合されている。そのシール材３０の一部には、両基板１０，２０から外側に突出した液晶注入口３２が設けられている。その液晶注入口３２から、両基板１０，２０とシール材３０とによって囲まれた空間に、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶などの液晶材料が封入されている。その液晶が注入された後に、液晶注入口３２が封止材３１によって封止されている。

下部基板１０の内面には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなるコモン電極１２がストライプ状に形成されている。また上部基板２０の内面には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなるセグメント電極２２がストライプ状に形成されている。なおセグメント電極２２およびコモン電極１２は直交するように配置され、その交点付近が液晶装置の画素となっている。

一方、下部基板１０の外側には入射側偏光板１８が配置され、上部基板２０の外側には出射側偏光板２８が配置されている。なお入射側偏光板１８および出射側偏光板２８は、それぞれの透過軸が所定角度（例えば約９０°）で交差するように配置されている。また、入射側偏光板１８の外側には、バックライト２が配置されている。

一方、下部基板１０が上部基板２０の側方に張り出し形成され、その張り出し部１１にコモン電極１２が延長形成されている。また張り出し部１１の先端には、液晶装置１と他の基板とを接続するための配線パターン１３が形成されている。そして、配線パターン１３とコモン電極１２との間には、他の基板からの信号に基づいてコモン電極１２を駆動するための駆動用ＩＣ３８が実装されている。同様に、上部基板２０にも張り出し部２１が形成され、その張り出し部２１にセグメント電極２２が延長形成されて、セグメント電極２２を駆動するための駆動用ＩＣ３９が実装されている。

図１に戻り、下部基板の内面には、複数の画素４に対応して、カラーフィルタを構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色材層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが形成されている。なお、各色材層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂの間には遮光膜１５が形成され、隣接する画素４からの光洩れが防止されている。また、各色材層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂおよび遮光膜１５の表面には平坦化膜（保護膜）１７が形成され、その平坦化膜１７の表面にコモン電極１２が形成されている。そのコモン電極１２の表面には、電界無印加時における液晶の配向状態を規制する配向膜１４が形成されている。

一方、上部基板２０の内面にはセグメント電極２２が形成されている。そのセグメント電極２２の表面には、電圧無印加時における液晶の配向状態を規制する配向膜２４が形成されている。なお、上部基板２０の配向膜２４による液晶の配向方向と、下部基板１０の配向膜１４による液晶の配向方向とが、所定角度（例えば約９０°）で交差するように各配向膜１４，２４が形成されている。

そして、バックライト２からの光が入射側偏光板１８に入射すると、入射側偏光板１８の透過軸に沿った直線偏光のみが入射側偏光板１８を透過する。入射側偏光板１８を透過した直線偏光は、両基板１０，２０に挟持された液晶層３５を透過する過程で、電界無印加時における液晶の配向状態にしたがって旋光する。液晶層３５を透過した直線偏光のうち、出射側偏光板２８の透過軸と一致する成分のみが、出射側偏光板２８を透過する。

また、コモン電極１２またはセグメント電極２２のいずれか一方にデータ信号が供給され他方に走査信号が供給されると、両電極１２，２２の交点の画素４に配置された液晶層３５に電圧が印加される。その電圧レベルに応じて液晶分子の配向状態が変化し、液晶層３５に入射した直線偏光の旋光角度が調整される。これにより、液晶装置１の画素４ごとに光透過率が制御され、画像表示が行われるようになっている。

（タッチパネルの断面構成）
次に、タッチパネル５０について説明する。タッチパネル５０は、ガラス等の透明材料からなるタッチパネル基板４１と、そのタッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａに対向して離間配置されたカバーフィルム４２とを備えている。カバーフィルム４２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）等の透明材料により、可撓性を有するフィルム状に形成されている。なおカバーフィルム４２の表面には、ＡＲコーティング等の反射防止処理が施されていてもよい。

タッチパネル基板４１とカバーフィルム４２との間の周縁部には、シール材４４が配置されている。これにより、タッチパネル基板４１とカバーフィルム４２との間に、空気や不活性ガス等からなるガス層４５が形成されている。なおガス層４５の厚さは数μｍ程度に形成されているが、その厚さを１０μｍ以上に厚くすればニュートンリングの発生を防止することができる。

なお後述するように、タッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａには表面弾性波が伝搬する。そして、カバーフィルム４２を介してタッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａを押圧することにより、表面弾性波を減衰させてタッチ入力位置を検出することができるようになっている。

このように、タッチパネル基板４１に対向してカバーフィルム４２を配置することにより、タッチ入力面４１ａの表面に異物が付着するのを防止することが可能になり、タッチ入力位置の誤検出を防止することができる。また、ガラス基板に比べてカバーフィルムは弾性率が低いので、タッチパネル基板４１との当接により表面弾性波を確実に吸収して減衰させることができる。さらにタッチパネル基板４１が破壊した場合でも、カバーフィルム４２によって破片の飛散を防止することがでる。

一方、タッチパネル基板４１とカバーフィルム４２との間には、スペーサ４３が設けられている。スペーサ４３は、樹脂材料等により柱状に形成され、タッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａ上に立設されている。このスペーサ４３を形成するには、まずタッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａ上に感光性樹脂材料の被膜を形成し、次にフォトリソグラフィを用いてパターニングすればよい。また液滴吐出法により樹脂材料の液状体を所定位置に吐出し、硬化させてもよい。

スペーサ４３は、高さ数μｍ程度に形成されている。なおスペーサ４３の高さをガス層４５の厚さより小さく形成して、スペーサ４３の先端とカバーフィルム４２との間に隙間を形成してもよく、スペーサ４３の高さをガス層４５の厚さと同等に形成して、スペーサ４３の先端をカバーフィルム４２の裏面に当接させてもよい。

このようにスペーサ４３を形成することにより、タッチパネル基板４１とカバーフィルム４２との望まれない接触を防止することが可能になり、タッチ入力有無およびタッチ入力位置の誤検出を防止することができる。またスペーサ４３を形成することにより、タッチパネル基板４１とカバーフィルム４２との距離を略一定に保持することが可能になり、ニュートンリングの発生を防止することができる。

タッチパネル基板４１上には、複数のスペーサ４３が数ｍｍ程度の間隔で配置されている。なお平面視（タッチパネル基板の法線方向から見た場合）において、液晶装置１における複数の画素４の境界領域に、スペーサ４３を配置することが望ましい。すなわち、液晶装置１における遮光膜１５の形成領域（非開口部）にスペーサ４３を配置する。これにより、スペーサ４３に起因する液晶装置１の開口率の低下を抑制することができる。

（タッチパネルの平面構成）
図３は、タッチパネル基板の平面図である。タッチパネル５０は、タッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａ上の中心部に入力対応面５９を有し、その入力対応面５９上に複数のスペーサ４３が設置されている。タッチ入力面４１ａ上の隅には、Ｘ軸方向に破線矢印で示す表面弾性波Ｗｖｘを発生させるＸ送信子５１と、Ｙ軸方向に破線矢印で示す表面弾性波Ｗｖｙを発生させるＹ送信子５４とが設置されている。これらの送信子５１，５４は、図示しない圧電振動子より発生したバルク波を、Ｘ軸方向やＹ軸方向といった特定の方向の表面波に変換することにより、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを発生させるものである。また、タッチ入力面４１ａ上の別の隅には、Ｘ送信子５１によって発生した表面弾性波Ｗｖｘを検出するＸ受信子５２と、Ｙ送信子５４によって発生した表面弾性波Ｗｖｙを検出するＹ受信子５３とが設置されている。

Ｘ送信子５１、Ｙ送信子５４、Ｘ受信子５２、Ｙ受信子５３は、制御部６０に電気的に接続されている。制御部６０は、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４に駆動信号を送信することにより、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４に表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを発生させる。また制御部６０には、Ｘ受信子５２およびＹ受信子５３が受信した表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの受信信号が入力される。

Ｘ送信子５１によって発生された表面弾性波Ｗｖｘは、Ｘ軸方向に伝搬し、反射配列５５に入射する。反射配列５５は、反射エレメント５５ａの配列である。反射エレメントは、表面弾性波の伝搬する方向を、その表面弾性波を反射することにより変える役割を有する。反射配列５５における各反射エレメント５５ａは、Ｘ軸に対しおよそ４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｘの方向を−Ｙ軸方向へ向ける。−Ｙ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｘは、そのまま入力対応面５９を通過し、反射配列５７へ入射する。反射配列５７における各反射エレメント５７ａは、Ｘ軸に対しおよそ−４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｘを−Ｘ軸方向へ向ける役割を有する。反射エレメント５７ａによって−Ｘ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｘは、Ｘ受信子５２によって検出される。

一方、Ｙ送信子５４によって発生された表面弾性波Ｗｖｙは、Ｙ軸方向に伝搬し、反射配列５６へ入射する。反射配列５６における各反射エレメント５６ａは、Ｙ軸に対しおよそ４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｙの方向を−Ｘ軸方向へ向ける。−Ｘ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｙは、そのまま入力対応面５９を通過し、反射配列５８へ入射する。反射配列５８における各反射エレメント５８ａは、Ｙ軸に対しおよそ−４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｙの方向を−Ｙ軸方向へ向ける。−Ｙ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｙは、Ｙ受信子５３によって検出される。

図４（ｂ）は、検出された表面弾性波の包絡線波形の一例を示すグラフである。図４（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は表面弾性波の信号強度を示している。ここでは、図３に示すＸ送信子５１より表面弾性波Ｗｖｘがタッチパネル基板４１の表面上に発信された場合を考えてみる。Ｘ送信子５１より発生した表面弾性波Ｗｖｘは、反射配列５５、５７を経由して、Ｘ受信子５２に検出される。このとき、反射配列５５、５７における各反射エレメントは、異なる長さの複数の経路のセットを定め、反射配列５５、５７における連続する各反射エレメントが反射する表面弾性波Ｗｖｘは、次第に長くなる経路を通って、Ｘ受信子５２に到達する。そのため、図４（ｂ）に示すように、Ｘ受信子によって検出された受信信号の波形は、発信信号と比較して、時間に対して間延びした台形状の波形となる。

図４（ａ）は、タッチパネルのタッチ入力状態の断面図である。ユーザが指やペンなどでカバーフィルム４２をタッチすると、タッチ入力位置におけるカバーフィルム４２がたわみ、タッチパネル基板４１のタッチ入力面に接触する。タッチパネル基板４１上を伝搬する表面弾性波は、カバーフィルム４２が接触した位置を通過する際、カバーフィルム４２により吸収されて減衰する。

そのため、図４（ｂ）に示す表面弾性波Ｗｖｘの包絡線波形には、タッチによる信号の欠落が発生する。受信信号を検出してから、このタッチによる信号の欠落が発生するまでの時間Ｔｇを計測することにより、タッチ入力位置のＸ座標を特定することができる。なおタッチ入力位置のＹ座標を特定する場合においても同様である。このように、図３に示す制御部６０は、Ｘ受信子５２により検出された表面弾性波Ｗｖｘと、Ｙ受信子５３により検出された表面弾性波Ｗｖｙとを基に、タッチ入力位置のＸ座標およびＹ座標を算出するようになっている。

図５は、制御部のブロック図である。制御部６０は、ＸＹ送信子に駆動信号を出力する送信部と、ＸＹ受信子から受信信号が入力される受信部とを備えている。その受信信号は、増幅器により増幅され、検波器によって検波されて、Ａ／Ｄ変換器により量子化される。タッチパネル使用中における表面弾性波の受信信号は、量子化された後に、測定値として第１ＲＡＭ６２に格納される。

ところで、タッチパネル基板上を伝搬する表面弾性波は、上記のようにカバーフィルムが接触した位置を通過する際に減衰するが、図６（ａ）に示すスペーサ４３の位置を通過する際にも減衰する。そのためスペーサ４３の位置においても、図６（ｂ）に示す受信信号の欠落が発生する。そこで、スペーサ位置における受信信号の欠落を把握するため、タッチパネルの使用準備（キャリブレーション）作業として、カバーフィルムを押圧しない状態で表面弾性波の受信信号を測定しておく。その受信信号は、量子化された後に、基準値として図５に示す第２ＲＡＭ６３に格納される。

また図５に示す制御部６０は、ＲＯＭ６１、判断部６４および通信手段を備えている。ＲＯＭ６１には、タッチ入力有無を判断する閾値が格納されている。また判断部６４は、第１ＲＡＭ６２に格納された測定値と、第２ＲＡＭ６３に格納された基準値との差分をとる。その差分が、ＲＯＭ６１に格納された閾値を超えた部分を、タッチ入力位置として検出するものである。また通信手段は、検出されたタッチ入力位置のＸＹ座標を出力するものである。

（タッチパネルのタッチ入力位置検出方法）
次に、タッチパネルのタッチ入力位置検出方法について説明する。
図７はスペーサ位置の近傍がタッチ入力位置となる場合であり、図７（ａ）は断面図であり、図７（ｂ）は基準値および測定値の信号強度のグラフであり、図７（ｃ）は測定値と基準値との差分のグラフである。

最初に、タッチパネルの使用準備（キャリブレーション）作業として、カバーフィルムを押圧しない状態で表面弾性波の受信信号を測定する。まず、タッチパネル基板上に表面弾性波を送信し、スペーサの位置において減衰した表面弾性波を受信して、制御部に入力する。これにより、図７（ｂ）に示すように、スペーサ位置における信号強度が低下した基準値９１が生成される。この基準値９１を、図５に示す第２ＲＡＭ６３に格納する。

次に、タッチパネル使用中にタッチ入力位置の検出を行う。まず、図７（ａ）に示すタッチパネル基板４１上に表面弾性波を送信する。その表面弾性波は、スペーサ４３の位置に加えて、カバーフィルム４２がタッチパネル基板４１に接触した位置（タッチ入力位置）において減衰する。その表面弾性波を受信して、制御部に入力する。これにより、図７（ｂ）に示すように、スペーサ位置およびタッチ入力位置における信号強度が低下した測定値９２が生成される。この測定値９２を、図５に示す第１ＲＡＭ６２に格納する。

次に、制御部６０における判断部６４は、第２ＲＡＭ６３から基準値を読み出し、第１ＲＡＭ６２から測定値を読み出して、図７（ｃ）に示す両者の差分９７を算出する。タッチ入力位置では、基準値９１には受信強度の低下がなく、測定値９２の受信強度のみが低下しているので、差分９７が有意となっている。これに対してスペーサ位置では、基準値９１および測定値９２のいずれも受信強度が同等に低下しているので、差分９７はほとんど０になっている。

次に判断部は、図７（ｃ）に示す差分９７と、予め登録された閾値９６とを比較する。そして、差分９７が閾値９６を超えた場合に、その位置をタッチ入力位置として検出する。なお閾値９６として、基準値または測定値に重畳するノイズレベルより大きな値を設定しておけば、タッチ入力位置の誤検出を低減することができる。

このように本実施形態では、タッチパネル基板上にスペーサが立設されているので、スペーサによる減衰を折り込んで表面弾性波の基準値を測定することができる。これにより、タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分は、スペーサ位置において有意にならず、スペーサ位置をタッチ入力位置と判断する誤検出を防止することができる。

ところで、従来のタッチパネルでは、タッチパネル基板に対向して、弾性率の高いガラス基板が配置されていた。このガラス基板を押圧すると、図７（ａ）に示すように、タッチ入力位置の近傍に配置されたスペーサ４３を、同時に強く押圧することになる。これにより、図７（ｂ）に示す従来の測定値９３は、スペーサ位置での信号強度の低下量が、基準値９１に比べて大きくなる。そのため、図７（ｃ）に示す従来の差分９８は、押圧位置に加えてスペーサ位置でも有意になる。これにより、タッチ入力位置の誤検出が多発するという問題がある。

なお、ガラス基板を押圧した状態で図７（ｂ）に示す基準値９１を測定すれば、スペーサ位置での信号強度の低下量が従来の測定値９３と同等になる。しかしながら、タッチパネル使用中と同様にガラス基板を押圧することは不可能であり、またタッチパネルの使用準備（キャリブレーション）作業が煩雑になる。

これに対して、本実施形態のタッチパネルでは、タッチパネル基板に対向して、弾性率の低いカバーフィルムが配置されている。カバーフィルムは可撓性を有するので、スペーサ位置の近傍がタッチ入力位置となっても、スペーサを強く押圧することがない。そのため、カバーフィルムを押圧しない状態で表面弾性波の基準値を測定すれば足りることになり、タッチパネルの使用準備（キャリブレーション）作業を簡素化することができる。

図８はスペーサ位置がタッチ入力位置となる場合であり、図８（ａ）は断面図であり、図８（ｂ）は基準値および測定値の信号強度のグラフであり、図８（ｃ）は測定値と基準値との差分のグラフである。
図８（ａ）に示すように、スペーサ４３の位置においてカバーフィルム４２を押圧した場合について検討する。この場合、図８（ｂ）に示す測定値９２は、スペーサ位置での信号強度の低下量が、基準値９１に比べて大きくなる。そのため、図８（ｃ）に示す差分９７は、スペーサ位置において有意となり、閾値９６を超える。これにより、スペーサ位置をタッチ入力位置として検出することができる。

ところで、従来のタッチ入力位置検出方法では、タッチパネル使用前のキャリブレーションによってスペーサ位置を検出しておき、スペーサ位置をタッチ入力位置の検出対象から除外していた。すなわち、タッチパネル使用中にスペーサ位置が押圧されても、その位置をタッチ入力位置として検出することができなかった。これに対して、本実施形態のタッチ入力位置検出方法では、上述したようにスペーサ位置をタッチ入力位置として検出することができる。これにより、タッチ入力位置の検出精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る電気光学装置の説明図であり、図２のＡ−Ａ線に相当する部分における断面図である。図９に示す第２実施形態に係る電気光学装置は、第１実施形態のカバーフィルムに代えて、液晶装置１の画像表示側の偏光板２８を配置したものである。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、液晶装置１の上部基板２０の外側に、タッチパネル５０のタッチパネル基板４１が装着されている。そのタッチパネル基板４１のタッチ入力面４１ａに対向して、液晶装置１の偏光板２８が配置されている。この偏光板２８は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等にヨウ素をドープした偏光フィルムを、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）等からなるベース基板に装着したものである。したがって、偏光板２８の弾性率は、第１実施形態のカバーフィルムの弾性率と同等になっている。

このように、第１実施形態のカバーフィルムに代えて偏光板２８を配置した場合でも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。しかも、第２実施形態ではカバーフィルムが削減されるので、電気光学装置を薄型化することができる。これに対して第１実施形態では、偏光板としての機能にとらわれず、カバーフィルムの材料を適宜選択することができる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る電気光学装置の説明図であり、図２のＡ−Ａ線に相当する部分における断面図である。図１０に示す第３実施形態に係る電気光学装置は、液晶装置の上部基板２０が、タッチパネル基板として機能するものである。なお、第１実施形態および第２実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、液晶装置１の上部基板２０の表面に、表面弾性波の送信子、反射配列および受信子（いずれも不図示）が設けられている。また上部基板２０の表面に、スペーサ４３が設けられている。そして第２実施形態と同様に、上部基板２０に対向して偏光板２８が配置されている。このように、液晶装置１の上部基板２０をタッチパネル基板として機能させる構成としたので、電気光学装置を薄型化することができる。

なお上述したスペーサ４３は、液晶装置１における複数の画素４の境界領域に配置されている。第１実施形態において、スペーサを所定領域に配置するには、タッチパネル基板に位置合わせしてスペーサを形成し、液晶装置に位置合わせしてタッチパネルを装着する必要がある。これに対して、第３実施形態では、液晶装置１に位置合わせしてスペーサを形成すればよい。したがって、スペーサを精度よく所定領域に配置することが可能になり、スペーサに起因する液晶装置の開口率の低下を抑制することができる。

（電子機器）
次に、実施形態の電気光学装置を備えた電子機器の例について、図１１を用いて説明する。図１１は、携帯電話の斜視図である。上述した電気光学装置は、携帯電話３００の液晶表示部を構成している。

なお、上述した電気光学装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。いずれの場合でも、タッチ入力位置の誤検出を防止することが可能なタッチパネルを備えているので、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態ではパッシブマトリクス方式の液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（Thin Film Diode；ＴＦＤ）等を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態では透過型の液晶装置を例にして説明したが、反射型や半透過反射型の液晶装置に本発明を適用することも可能である。

また画像表示装置として、上記実施形態では液晶装置を採用したが、液晶装置のように電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有する装置の他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換する装置等を採用することも可能である。すなわち本発明は、液晶装置だけでなく、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置や無機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）などの発光装置等に対しても、広く適用することが可能である。

第１実施形態に係る電気光学装置の断面図である。 液晶装置の分解斜視図である。 タッチパネル基板の平面図である。 タッチ入力位置における表面弾性波の減衰作用の説明図である。 制御部のブロック図である。 スペーサ位置における表面弾性波の減衰作用の説明図である。 スペーサ位置の近傍を押圧した場合である。 スペーサ位置を押圧した場合である。 第２実施形態に係る電気光学装置の説明図である。 第３実施形態に係る電気光学装置の説明図である。 携帯電話の斜視図である。

符号の説明

Ｗｖｘ，Ｗｖｙ…表面弾性波 １…液晶装置（画像表示装置） ４…画素 １０…下部基板 １８…偏光板 ２０…上部基板 ２８…偏光板 ３５…液晶 ４１…タッチパネル基板 ４１ａ…タッチ入力面 ４２…カバーフィルム ４３…スペーサ ５０…タッチパネル ５１…Ｘ送信子 ５２…Ｘ受信子 ５３…Ｙ受信子 ５４…Ｙ送信子 ６０…制御部 ６３…第２ＲＡＭ ６４…判断部 ９１…基準値 ９２…測定値 ９７…差分

Claims (7)

1. タッチ入力面を備えたタッチパネル基板と、
   前記タッチパネル基板の前記入力面に対向して離間配置されたカバーフィルムと、
   前記タッチパネル基板から前記カバーフィルムに向けて立設されたスペーサと、
   前記タッチパネル基板の前記入力面に表面弾性波を伝搬させる送信子と、前記入力面を伝搬した前記表面弾性波を測定する受信子と、
   前記カバーフィルムを押圧しない状態での前記表面弾性波の測定値を基準値として格納するメモリと、
   タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分が有意となる位置を、タッチ入力位置として検出する判断部と、
   を備えることを特徴とするタッチパネル。
2. タッチ入力面を備えたタッチパネル基板と、
   前記タッチパネル基板の前記入力面に対向して離間配置されたカバーフィルムと、
   前記タッチパネル基板から前記カバーフィルムに向けて立設されたスペーサと、
   前記タッチパネル基板の前記入力面に表面弾性波を伝搬させる送信子と、前記入力面を伝搬した前記表面弾性波を測定する受信子と、を備えたタッチパネルのタッチ入力位置検出方法であって、
   前記カバーフィルムを押圧しない状態での前記表面弾性波の測定値を基準値として記録する工程と、
   タッチパネル使用中における前記表面弾性波の測定値と前記基準値との差分が有意となる位置をタッチ入力位置として検出する工程と、
   を有することを特徴とするタッチパネルのタッチ入力位置検出方法。
3. 複数の画素が整列配置された画像表示装置と、
   前記画像表示装置の画像表示側に配置された請求項１に記載のタッチパネルと、
   を有することを特徴とする電気光学装置。
4. 前記画像表示装置が、前記タッチパネル基板として機能することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記画像表示装置は、液晶を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の外側に配置された一対の偏光板とを備えた液晶装置であり、
   前記一対の偏光板のうち画像表示側の前記偏光板が、前記カバーフィルムとして機能することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電気光学装置。
6. 前記タッチパネルにおける前記スペーサは、平面視において前記画像表示装置における前記複数の画素の境界領域に配置されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気光学装置。
7. 請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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