JP2009026151A - 入力装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い透明性を確保して透明性の向上による用途の拡大を図る。
【解決手段】 透明材料によって形成されたベース層４と、透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線７とベース信号を入力する信号線８とを有する回路パターン５とを設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は入力装置及び電子機器についての技術分野に関する。詳しくは、透明な材料によってベース層と回路パターンを形成して透明性の向上による用途の拡大を図る技術分野に関する。

各種の電子機器における画像表示部、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（Plasma Display）等や筐体の表面に配置され、指や専用の入力ペンを近付けたり接触させることにより各種の機能を実行させることが可能な所謂タッチパネルやタッチセンサーと称される入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このような入力装置は各種の方式、例えば、抵抗膜式、静電容量式、光学式、電磁誘導式等が存在する。

静電容量式の入力装置には、信号線とセンス線によってコンデンサーを形成し該コンデンサーに蓄積される静電容量の変化を検出して所定の機能を実行させる電極間容量変化型の装置がある。

電極間容量変化型の従来の入力装置にあっては、ベース層として用いられたプリント基板を誘電体とし、このプリント基板上に信号線とセンス線が形成されている。

特開平１０−６４３８６号公報

ところで、入力装置は、上記したように、電子機器における画像表示部等に配置されることが多いため、画像表示部の表示の視認性の向上を図るために高い透明性が要求される。

ところが、上記した従来の入力装置にあっては、ベース層としてプリント基板が用いられているため、透明性が無く使用される用途や配置される場所が限られてしまうと言う問題がある。

また、信号線とセンス線を銅等の金属膜のパターンニング等により形成する場合にも透明性が低下してしまう。

そこで、本発明入力装置及び電子機器は、高い透明性を確保して透明性の向上による用途の拡大を図ることを課題とする。

入力装置は、透明材料によって形成されたベース層と、透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを設けたものである。

電子機器は、入力装置に、透明材料によって形成されたベース層と、透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを設けたものである。

従って、入力装置及び電子機器にあっては、透明なベース層上に透明な回路パターンが形成される。

本発明入力装置は、透明材料によって形成されたベース層と、透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを備えたことを特徴とする。

従って、透明性が高く入力装置の用途や配置される場所を拡大することができる。

請求項２に記載した発明にあっては、ベース層の一方の面に回路パターンを形成したので、回路パターンの形成が容易であると共に入力装置の薄型化を図ることができる。

請求項３に記載した発明にあっては、ベース層をフィルム状の材料によって形成したので、屈曲性が高く、入力装置の使用用途を広げることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、信号線とセンス線を隣接する位置に形成したので、センス線と信号線の形成スペースが小さくて済み、入力装置の小型化を図ることができる。

請求項５に記載した発明にあっては、ベース層上に信号線とセンス線を覆う透明な保護層を形成したので、センス線と信号線の損傷を防止することができると共に入力装置の高い透明性を確保することができる。

本発明電子機器は、筐体の表面の少なくとも一部にシート状に形成された入力装置が貼り付けられて構成された電子機器であって、入力装置は、透明材料によって形成されたベース層と、透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを備えたことを特徴とする。

従って、透明性が高く入力装置の用途や配置される場所を拡大することができる。

以下に、本発明入力装置及び電子機器を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。

以下に示した最良の形態は、本発明電子機器を画像表示装置に適用したものであり、本発明入力装置をこの画像表示装置に備えられた入力装置に適用したものである。尚、本発明の適用範囲は画像表示装置又はこの画像表示装置に備えられた入力装置に限られることはなく、例えば、パーソナルコンピューター、情報端末、携帯電話、音響装置等の各種の電子機器又はこれらの各種の電子機器に備えられる入力装置に広く適用することができる。

電子機器（画像表示装置）１は、筐体２の内部に所要の各部が配置され、図１に示すように、筐体２に設けられた画像表示部２ａの表面に入力装置３が貼り付けられて構成されている。画像表示部２ａは、例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイパネル等によって構成されている。

入力装置３は透明なフィルム状又はシート状に形成され、画像表示部２ａが曲面形状を有する場合には、この曲面形状に対応して屈曲可能とされている。

入力装置３は、図２に示すように、透明材料によって形成されたベース層４と、透明導電膜によってベース層４上に形成された回路パターン５と、透明なシート状の材料によって形成された保護層６とが積層されて成る。

ベース層４は、例えば、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド等のフィルム状の透明材料によって形成されている。

回路パターン５は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、アルミニウムやガリウム添加の酸化亜鉛等の透明材料がレーザーエッチング、ウエットエッチング、スパッタエッチング等によって、ベース層４の一方の面４ａに形成されている。

回路パターン５は、図３に示すように、静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線７、７、・・・とベース信号を入力する信号線８、８、・・・とを有している。

センス線７は、静電容量の変化を検出するための電極部９と、図示しない電源回路に接続される端子部１０と、電極部９と端子部１０を接続する細幅のリード部１１とによって構成されている。電極部９は同心円上に位置された円弧部９ａ、９ｂと該円弧部９ａ、９ｂの両端間をそれぞれ接続する直線部９ｃ、９ｃとから成る。

信号線８は、センス線７に信号を入力するための電極部１２と、電源回路に接続される端子部１３と、電極部１２と端子部１３を接続する細幅のリード部１４とによって構成されている。電極部１２は同心円上に位置された円弧部１２ａ、１２ｂと該円弧部１２ａ、１２ｂの両端間をそれぞれ接続する直線部１２ｃ、１２ｃとから成る。

センス線７の電極部９と信号線８の電極部１２は直線部９ｃ、９ｃと直線部１２ｃ、１２ｃが平行な状態で近接して位置されている。

入力装置３においては、電極部９、１２が所定の機能を実行するためのスイッチ部１５又は位置検出を行うセンサー部１５として設けられている。電極部９、１２がスイッチ部１５として設けられている場合には入力装置３がタッチスイッチとして機能し、電極部９、１２がセンサー部１５として設けられている場合には入力装置３がタッチセンサーとして機能する。

保護層６は、例えば、アクリル、ポリカーボネートとアクリルの重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の透明な材料によって形成されている。

回路パターン５の周辺の領域は絶縁領域１６として形成され、誘電体として機能する。絶縁領域１６の外側の領域は接地されたグランド領域１７、１７、・・・として形成されている。

このように入力装置３にあっては、グランド領域１７、１７、・・・が形成され、該グランド領域１７、１７、・・・が細幅のリード部１１、１４の周囲にも存在するため、リード部１１、１４の感度が低く、指が誤ってリード部１１、１４に接触した場合においてもスイッチ又はセンサーとして反応し難いようにし、誤操作の防止が図られている。

逆に、一般に、ベース層４としてフィルム状の材料を使用した場合には抵抗値が高いため、グランド領域１７、１７、・・・の影響を受け易い。従って、スイッチ部（センサー部）１５とグランド領域１７、１７、・・・の距離Ｈ（図３参照）を大きくすることが望ましい。スイッチ部（センサー部）１５とグランド領域１７、１７、・・・の距離Ｈを大きくすることにより、グランド領域１７、１７、・・・のスイッチ部（センサー部）１５に対する影響を低減することができ、スイッチ部（センサー部）１５の感度の向上を図ることができる。

スイッチ部（センサー部）１５の感度は、スイッチ部（センサー部）１５とグランド領域１７の距離Ｈと、保護層６の厚みとの関係において制御することが可能である。即ち、スイッチ部（センサー部）１５の感度は、距離Ｈが大きくなるに従って高くなるが、保護層６の厚みが厚くなるに従って低くなる。

図４は、スイッチ部（センサー部）１５とグランド領域１７の距離Ｈに対してスイッチ部（センサー部）１５が動作可能な保護層６の厚みを測定したグラフ図である。この測定においては、保護層６としてアクリルが用いられている。

例えば、距離Ｈが０．６５ｍｍのときには保護層６の厚みが１．０ｍｍ以下であればスイッチ部（センサー部）１５が正常に動作され、距離Ｈが０．７５ｍｍのときには保護層６の厚みが２．０ｍｍ以下であればスイッチ部（センサー部）１５が正常に動作される。

距離Ｈを大きくすると入力装置３が大型化され、保護層６の厚みを薄くすると入力装置３が薄型化されるが強度が低下する。従って、スイッチ部（センサー部）１５の感度は、入力装置３に必要とされる強度や入力装置３の厚み及び大きさ等を考慮して定める必要がある。

以上のように構成された入力装置３において、回路パターン５の電極部９、１２には端子部１０、１３及びリード部１１、１４を介して電源回路から電圧が印加されており、例えば、入力装置３の保護層６におけるスイッチ部（センサー部）１５に対応する部分に指が接触されると、接触部分（電極部９、１２）が人体を通して大地と接続されて静電容量が変化される。このとき静電容量の変化に応じた検出信号がそれぞれ図示しない検出回路及び制御回路に送出され、接触箇所（センサー部１５）の位置座標の特定や接触箇所（スイッチ部１５）に応じた所定の機能が実行される。

以下に、センス線と信号線の電極部の形状に関する変形例について説明する（図５乃至図８参照）。

第１の変形例に係る電極部９Ａ、１２Ａについては、図５に示すように、センス線７Ａの電極部９Ａが円環状に形成され、信号線８Ａの電極部１２Ａが円弧状に形成されている。電極部９Ａと電極部１２Ａは同心円上に位置され、電極部１２Ａが電極部９Ａを外側から囲むように位置されている。

尚、上記には、センス線７Ａの電極部９Ａが円環状に形成され、信号線８Ａの電極部１２Ａが円弧状に形成された例を示したが、逆に、図６に示すように、電極部９Ａを円弧状に形成し、電極部１２Ａを円環状に形成し、電極部９Ａと電極部１２Ａを同心円上に位置させて電極部９Ａが電極部１２Ａを外側から囲むように形成してもよい。

第１の変形例にあっては、スイッチ部（センサー部）１５Ａが全体として円形状に形成されているため、構成が簡素であると共にスイッチ部（センサー部）１５Ａの形成スペースが小さくて済み、入力装置３の製造の容易化及び小型化を図ることができる。

第２の変形例に係る電極部９Ｂ、１２Ｂについては、図７に示すように、四つのセンス線７Ｂ、７Ｂ、・・・にそれぞれ電極部９Ｂ、９Ｂ、・・・が設けられ、一つの信号線８Ｂに電極部１２Ｂが設けられている。電極部９Ｂ、９Ｂ、・・・と電極部１２Ｂは全体として矩形状に形成され、電極部９Ｂ、９Ｂ、・・・間の部分に電極部１２Ｂが位置されている。

尚、上記には、四つの電極部９Ｂ、９Ｂ、・・・と一つの電極部１２Ｂによってスイッチ部（センサー部）１５Ｂを構成した例を示したが、逆に、一つの電極部９Ｂと四つの電極部１２Ｂ、１２Ｂ、・・・によってスイッチ部（センサー部）１５Ｂを構成することも可能である。

また、上記には、スイッチ部（センサー部）１５Ｂを矩形状に形成した例を示したが、スイッチ部（センサー部）１５Ｂ形状は矩形状に限られることはなく、例えば、円形状、楕円形状、多角形状等の任意の形状に形成することが可能である。

第２の変形例にあっては、スイッチ部（センサー部）１５Ｂの電極部９Ｂ、９Ｂ、・・・と電極部１２Ｂが密集して位置されているため、スイッチ部（センサー部）１５Ｂの小型化を確保した上で感度の向上を図ることができる。

第３の変形例に係る電極部９Ｃ、１２Ｃについては、図８に示すように、センス線７Ｃの電極部９Ｃと信号線８Ｃの電極部１２Ｃがともに櫛形に形成され、電極部９Ｃと電極部１２Ｃが組み合わせれることによりスイッチ部（センサー部）１５Ｃが構成されている。

第３の変形例にあっては、スイッチ部（センサー部）１５Ｃの電極部９Ｃと電極部１２Ｃが密集して位置されるため、スイッチ部（センサー部）１５Ｃの小型化を確保した上で感度の向上を図ることができる。

また、第３の変形例にあっては、電極部９Ｃと電極部１２Ｃが櫛形に形成されているため構成が簡素であり、入力装置３の製造の容易化を図ることができる。

以上に記載した通り、入力装置３にあっては、ベース層４と回路パターン５が何れも透明な材料によって形成されているため、透明性が高く入力装置３の用途や配置される場所を拡大することができる。

また、入力装置３にあっては、ベース層４の一方の面４ａに回路パターン５を形成しているため、回路パターン５の形成が容易であると共に入力装置３の薄型化を図ることができる。

さらに、ベース層４がフィルム状の材料によって形成されているため、屈曲性が高く、入力装置３の使用用途を広げることができる。

さらにまた、センス線７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃと信号線８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃが隣接する位置に形成されているため、スイッチ部（センサー部）１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの形成スペースが小さくて済み、入力装置３の小型化を図ることができる。

加えて、ベース層４上にセンス線７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃと信号線８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃを覆う透明な保護層６を形成しているため、センス線７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃと信号線８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃの損傷を防止することができると共に入力装置３の高い透明性を確保することができる。

尚、筐体２の表面にタッチスイッチとして機能する入力装置３を貼り付けて使用することにより、筐体２に機械的に操作される突状のスイッチを設ける必要がなく、電子機器１の構造の簡素化及びデザイン性の向上を図ることができる。

上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図８と共に本発明入力装置及び電子機器の最良の形態を示すものであり、本図は、電子機器の概略分解斜視図である。 入力装置の概略拡大断面図である。 入力装置の回路パターンを示す概念図である。 スイッチ部（センサー部）とグランド領域の距離に対してスイッチ部（センサー部）が動作可能な保護層の厚みを測定したグラフ図である。 図６乃至図８と共に電極部の形状に関する変形例を示すものであり、本図は、第１の変形例を示す概念図である。 別の第１の変形例を示す概念図である。 第２の変形例を示す概念図である。 第３の変形例を示す概念図である。

符号の説明

１…電子機器、２…筐体、３…入力装置、４…ベース層、４ａ…一方の面、５…回路パターン、６…保護層、７…センス線、８…信号線、７Ａ…センス線、８Ａ…信号線、７Ｂ…センス線、８Ｂ…信号線、７Ｃ…センス線、８Ｃ…信号線

Claims (6)

1. 透明材料によって形成されたベース層と、
   透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを備えた
   ことを特徴とする入力装置。
2. ベース層の一方の面に回路パターンを形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. ベース層をフィルム状の材料によって形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
4. 信号線とセンス線を隣接する位置に形成した
   ことを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
5. ベース層上に信号線とセンス線を覆う透明な保護層を形成した
   ことを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
6. 筐体の表面の少なくとも一部にシート状に形成された入力装置が貼り付けられて構成された電子機器であって、
   入力装置は、
   透明材料によって形成されたベース層と、
   透明導電膜によってベース層上に形成されると共に静電容量の変化に応じた検出信号を出力するセンス線とベース信号を入力する信号線とを有する回路パターンとを備えた
   ことを特徴とする電子機器。

Images