JP2012181563A - 座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】加飾印刷層を有しながら薄型化を図ることのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】第１の透光性基板１０と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板２０とが、絶縁層４０を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜１１、２１が形成され、第２の透光性基板２０と該第２の透光性基板の内面側に形成された透明導電膜２１との間の外周領域に加飾印刷層２３が形成され、加飾印刷層２３の内周側領域には、加飾印刷層２３の透明導電膜２１側表面と面一状となる表面を有する透明加厚層２４が形成されてなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、平面状の入力部を備え該入力部の押圧された座標位置を出力することのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器に関し、特に入力部の周囲に加飾印刷層を備えた座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器に関する。

携帯電話やＰＤＡ、ＰＣなどの情報端末は、液晶表示パネル等の表示画面を備えており、その表面をタッチペンや指で押圧することにより、メニューの選択やデータの入力を行うことができるように、表示画面の表面を覆うように座標入力装置が設けられることがある。座標入力装置を備えた機器は、最近ではさらにデジタルカメラや携帯ゲーム機などにも広がっている。

座標入力装置は、表示画面の表面に設けられるため、それ自身は透明である必要がある。透明な入力部を備えた座標入力装置としては、抵抗膜型のものが知られている。抵抗膜型の座標入力装置は、表示画面側に例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる透明導電膜を表面に形成した樹脂板またはガラス板からなる第１の透光性基板を配置し、操作側に透明導電膜が形成された透明なフィルムからなる第２の透光性基板を配置し、これら透光性基板の各透明導電膜が対向するように、間に絶縁層を設けて構成されている。第２の透光性基板は可撓性を有しており、タッチペンや指で押圧することにより撓んで、対向する透明導電膜同士が接触する。透光性基板の各外周部には、印刷回路が形成されており、押圧操作された際の透明導電膜の抵抗による分圧比を、互いに直交するＸ方向とＹ方向についてそれぞれ測定することで、入力部における押圧位置を特定することができる。

座標入力装置が携帯電話機などに用いられる場合、透明フィルムの表示装置側面に加飾印刷層が形成される。加飾印刷層は、表示画面を取り囲む枠として、機器のデザインの一部を構成するものである。この加飾印刷層は、透明フィルムの表面にスクリーン印刷などの手法により形成されるので、ある程度の厚みを有して凸状となっている。透明導電膜が形成される面は、平坦にしておく必要があるので、従来の座標入力装置では、透明フィルムの加飾印刷層を含む全面に渡ってオーバーコート層を形成し、オーバーコート層の表示装置側の面を面一状となるようにしていた。このような座標入力装置としては、例えば特許文献１に挙げるものがある。

特開２００５−１７３９７０号公報

従来の加飾印刷層を備えた座標入力装置は、オーバーコート層が加飾印刷層を含む透明フィルムの全面に渡って形成されていたため、その厚みが大きくなっていた。オーバーコート層の厚みが大きいと、座標入力装置の薄型化が阻害されると共に、透明フィルムとオーバーコート層を合わせた厚みも大きくなるため、透明フィルムを撓ませるのに必要な押圧力が大きくなり、座標入力装置の操作性も悪化させるという問題があった。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、加飾印刷層を有しながら薄型化を図ることのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る座標入力装置は、第１の透光性基板と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板とが、絶縁層を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜が形成された座標入力装置において、
前記第２の透光性基板と該第２の透光性基板の内面側に形成された透明導電膜との間の外周領域に加飾印刷層が形成され、該加飾印刷層の内周側領域には、前記加飾印刷層の透明導電膜側表面と面一状となる表面を有する透明加厚層が形成されてなることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る座標入力装置は、前記加飾印刷層は複数の層からなり、該複数の層のうち少なくとも透明導電膜側表面を構成する表面層は、複数の層のうち第２の透光性基板側の層より内周端部が外周寄りとなるように形成され、前記透明加厚層は前記表面層の内周端部より内周側領域に形成されて、前記複数の層のうち第２の透光性基板側の層とは重なり合うことを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係る座標入力装置は、前記第２の透光性基板の内面側に形成される透明導電膜は、前記透明加厚層の表面に直接成膜されてなることを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係る表示装置は、表示パネルの表面に前記いずれかの座標入力装置が設けられて構成されている。

そして、本発明に係る電子機器は、前記表示装置を表示部として備えて構成されている。

本発明に係る座標入力装置によれば、第２の透光性基板と該第２の透光性基板の内面側に形成された透明導電膜との間の外周領域に加飾印刷層が形成され、加飾印刷層の内周側領域には、加飾印刷層の透明導電膜側表面と面一状となる表面を有する透明加厚層が形成されてなることにより、透明加厚層が加飾印刷層を含む全面に形成される場合に比べて、透明加厚層の厚みを小さくすることができ、装置全体の薄型化を阻害しないようにすることができると共に、第２の透光性基板を撓ませるのに必要な押圧力を抑えることができるので、操作性も良好にすることができる。

また、本発明に係る座標入力装置によれば、加飾印刷層は複数の層からなり、複数の層のうち少なくとも透明導電膜側表面を構成する表面層は、複数の層のうち第２の透光性基板側の層より内周端部が外周寄りとなるように形成され、透明加厚層は表面層の内周端部より内周側領域に形成されて、複数の層のうち第２の透光性基板側の層とは重なり合うことにより、透明加厚層をスクリーン印刷で形成して加飾印刷層との間に隙間が生じても、表面層が第２の透光性基板側の層より内周端部が外周寄りとなっていることで、隙間が第２の透光性基板側の層によって隠されて、外側からそれを視認することができないようにし、意匠性を損なうことがないようにすることができる。

さらに、本発明に係る座標入力装置によれば、第２の透光性基板の内面側に形成される透明導電膜は、透明加厚層の表面に直接成膜されてなることにより、第２の透光性基板と透明導電膜との間に接着層等を設ける必要がなく、より薄型化を図ることができる。

本実施形態における座標入力装置の概念的な分解斜視図である。 座標入力装置の動作原理を表した模式図である。 座標入力装置を取付けられた表示装置の断面図である。 図３の一方の側部付近拡大図である。 座標入力装置が用いられた携帯電話機の斜視図である。

本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における座標入力装置の概念的な分解斜視図を示している。この図に示すように、座標入力装置１は、大まかには平面状に形成された第１の透光性基板１０と、該第１の透光性基板１０と略同形状で平面状の第２の透光性基板２０とが絶縁層４０を介して対向配置され、第１の透光性基板１０の第２の透光性基板２０側と反対側面には、出力用電極部３１を備えたフレキシブル基板３０が取付けられて構成される。

第１の透光性基板１０は、透明な樹脂板によって形成されており、第２の透光性基板２０と対向する面には透明導電膜１１が形成されている。また、第２の透光性基板２０は、可撓性を有する透明なフィルムによって形成されており、第１の透光性基板１０と対向する面には透明導電膜２１が形成されている。透明導電膜１１、２１は、例えば透明無機材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ、透明有機材料としてはカーボンナノチューブを含んだ樹脂フィルムなどの透明導電材料が用いられており、面内で均一な抵抗値を有している。また、第２の透光性基板２０を構成するフィルムには、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが用いられる。これらにより、第２の透光性基板２０の第１の透光性基板１０側と反対側面が、押圧操作を行うことのできる入力部１ａとされている。

また、第１の透光性基板１０の透明導電膜１１が形成された面の外周部には、図中Ｙ方向において対向する二辺に沿って電極部１２ａが形成されている。一方、第２の透光性基板２０の透明導電膜２１が形成された面の外周部には、Ｙ方向と直交する図中Ｘ方向において対向する二辺に沿って電極部２２ａが形成されている。これらの電極部１２ａ、２２ａは、フレキシブル基板３０の出力用電極部３１と電気的に接続される。

第２の透光性基板２０の外周部には、加飾印刷層２３が全周に渡る枠形状に形成されていて、入力部１ａを取り囲んでいる。入力部１ａの領域は透明で、その下部に配置される表示装置に表示される文字や画像などを透過して見ることができるのに対し、加飾印刷層２３は、着色されて光を透過せず、表示装置の額縁として座標入力装置１が取付けられる電子機器におけるデザインの一部を構成する。また、加飾印刷層２３には、着色の他に、模様、文字、マーク、絵柄等を加えることができる。

次に、座標入力装置１の動作原理について説明する。図２には、座標入力装置１の動作原理を表した模式図を示している。座標入力装置１においては、入力部１ａからの押圧操作時において、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて押圧座標位置を特定する動作を行う。図２（ａ）は、Ｘ方向について押圧座標位置を特定する際の動作原理を示している。

図２（ａ）に示すように、例えば第２の透光性基板２０の点Ｓをタッチペン等で押圧操作したとすると、可撓性を有する第２の透光性基板２０が撓むことによって、点Ｓにおいて第２の透光性基板２０の透明導電膜２１と第１の透光性基板１０の透明導電膜１１とが接触し導通する。

Ｘ方向における座標を検出する際には、第２の透光性基板２０の電極部２２ａ、２２ａ間に電圧が印加される。これにより、第２の透光性基板２０の表面に形成された透明導電膜２１には、点Ｓと各電極２２ａとの間に、それぞれの距離に応じた抵抗値ＲＸ１、ＲＸ２でＸ方向に電位勾配が形成される。この点Ｓにおける電位を、第１の透光性基板１０に形成された電極１２ａから取り出し、Ａ／Ｄ変換することにより、Ｘ方向における座標を検出することができる。

Ｙ方向における座標を検出する際には、図２（ｂ）に示すように、第１の透光性基板１０の電極部１２ａ、１２ａ間に電圧が印加される。これにより、第１の透光性基板１０の表面に形成された透明導電膜１１には、点Ｓと各電極１２ａとの間に、それぞれの距離に応じた抵抗値ＲＹ１、ＲＹ２でＹ方向に電位勾配が形成される。そして、点Ｓにおける電位を、第２の透光性基板２０に形成された電極２２ａから取り出し、Ａ／Ｄ変換することにより、Ｙ方向における座標を検出することができる。

図３には、座標入力装置１を取付けられた表示装置２の断面図を示している。この表示装置２は、後述するように電子機器としての携帯電話機に設けられるものであって、液晶画面を有した液晶表示ユニットとして構成されている。座標入力装置１は、タッチペンや指による入力を可能とするために表示装置２の表面に取付けられる。

表示装置２は、互いに対向して配置された上基板５０と、下基板５１との間に、シール材５３で封止された液晶層５２を挟持して構成されている。この表示装置２は反射型とされており、外部から入射した外光を液晶層５２内の反射層により反射させて表示を行うようになっている。

座標入力装置１は、前述のように第１の透光性基板１０と第２の透光性基板２０とが、絶縁層４０を介して対向配置されている。第１の透光性基板１０の両面のうち、第２の透光性基板２０と対向する側の面の表面には、透明導電膜１１が形成されると共に、印刷回路部１２を構成する電極部１２ａが形成されている。

第２の透光性基板２０には、第１の透光性基板１０と対向する面側に、透明導電膜２１が形成されており、それと反対側の面はタッチペン４等により押圧操作される入力部１ａとなっている。また、第２の透光性基板２０と透明導電膜２１の間の外周部には、複数層からなる加飾印刷層２３が形成されている。加飾印刷層２３は、本実施形態では３層が重ねられている。そして、加飾印刷層２３の内周側領域には、透明な樹脂材からなる透明加厚層２４が形成されている。

透明加厚層２４は、加飾印刷層２３の透明導電膜２１側表面と略面一状となる表面を有するように形成されている。すなわち、第２の透光性基板２０において加飾印刷層２３と透明加厚層２４により形成される透明導電膜２１側面は、全体が面一状となっており、この面に対して印刷回路部２２及び透明導電膜２１が直接、成膜形成されることとなる。

図４には、図３の一方の側部付近拡大図を示している。この図に示すように、加飾印刷層２３は、第２の透光性基板２０の表面に形成される第１層２３ａと、第１層２３ａの表面に形成される第２層２３ｂと、第２層２３ｂの表面に形成され透明導電膜２１側の表面となる表面層２３ｃの３層からなっている。これらの層は、複数回のスクリーン印刷によって形成することができる。

ここで、表面層２３ｃと第２層２３ｂは、第１層２３ａよりも内周端部が外周寄りとなるように形成されている。そして、透明加厚層２４は、表面層２３ｃの内周端部よりも内周側領域に形成されているので、透明加厚層２４の周縁部は、第１層２３ａと重なり合うように形成される。

透明加厚層２４は、加飾印刷層２３が形成された後に、スクリーン印刷によって形成される。スクリーン印刷は、印刷がされない部分を覆うマスクを設けるが、マスクの精度や位置調整などにおいて誤差が生じ、透明加厚層２４には、端部において加飾印刷層２３との間に隙間２４ａを生じることがある。しかし、本実施形態のように、人の目に触れる側である第１層２３ａが、透明加厚層２４の端部が対向する透明導電膜２１側の層よりも、内周端部が内周側寄りとなるように形成されているので、隙間２４ａが生じても第１層２３ａによって外側からそれを視認することができないようにして、意匠性を損なうことがないようにすることができる。

本実施形態では、加飾印刷層２３を３層で構成しているが、加飾印刷層２３は複数層で構成されていればよく、３層には限られない。また、本実施形態では、第２層２３ｂと表面層２３ｃの２層が、第１層２３ａよりも内周端部が外周寄りとなるように形成されているが、透明導電膜２１側表面を構成する表面層２３ｃが、それよりも第２の透光性基板２０側を構成する層よりも内周端部が外周寄りとなるように形成されていればよい。

以上のように、本実施形態の座標入力装置１は、加飾印刷層２３により第２の透光性基板２０に形成される凹凸を平坦にするため、加飾印刷層２３の内周端部より内周側領域に渡って透明加厚層２４を形成し、透明導電膜２１が形成される面を面一状とするので、第２の透光性基板２０の表面に形成される層の厚さが、加飾印刷層２３の厚さを超えることがなく、薄型化を阻害しないようにすることができると共に、第２の透光性基板２０を撓ませるのに必要な押圧力を抑えることができるので、操作性も良好にすることができる。

図５には、本実施形態の座標入力装置１が用いられている電子機器の一例である、携帯電話機３の斜視図を示している。この図に示すように、本実施形態の座標入力装置１は、表示装置２の表面を構成する部品として、携帯電話機３に用いられる。また、座標入力装置１の第２の透光性基板２０に形成される加飾印刷層２３は、透明な第２の透光性基板２０を介して外部から見ることができ、携帯電話機３の表示部を縁取る枠として、携帯電話機３のデザインの一部を構成する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。本実施形態では、座標入力装置１が用いられる電子機器として、携帯電話機３を挙げたが、これには限られず、デジタルカメラやＰＤＡ、携帯ゲーム機、カーナビゲーション装置等、様々な電子機器に適用されうる。また、本実施形態においては加飾印刷層２３や透明加厚層２４を、スクリーン印刷により形成することとしたが、グラビア印刷、オフセット印刷など他の印刷法を用いてもよいし、転写法、あるいは蒸着法などによって成膜を行うこととしてもよい。

１ 座標入力装置
１ａ 入力部
２ 表示装置
３ 携帯電話機
１０ 第１の透光性基板
１１ 透明導電膜
１２ 印刷回路部
１２ａ 電極部
２０ 第２の透光性基板
２１ 透明導電膜
２２ 印刷回路部
２２ａ 電極部
２３ 加飾印刷層
２４ 透明加厚層
３０ フレキシブル基板
４０ 絶縁層

Claims (5)

1. 第１の透光性基板と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板とが、絶縁層を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜が形成された座標入力装置において、
   前記第２の透光性基板と該第２の透光性基板の内面側に形成された透明導電膜との間の外周領域に加飾印刷層が形成され、該加飾印刷層の内周側領域には、前記加飾印刷層の透明導電膜側表面と面一状となる表面を有する透明加厚層が形成されてなることを特徴とする座標入力装置。
2. 前記加飾印刷層は複数の層からなり、該複数の層のうち少なくとも透明導電膜側表面を構成する表面層は、複数の層のうち第２の透光性基板側の層より内周端部が外周寄りとなるように形成され、前記透明加厚層は前記表面層の内周端部より内周側領域に形成されて、前記複数の層のうち第２の透光性基板側の層とは重なり合うことを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 前記第２の透光性基板の内面側に形成される透明導電膜は、前記透明加厚層の表面に直接成膜されてなることを特徴とする請求項１または２記載の座標入力装置。
4. 表示パネルの表面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の座標入力装置が設けられてなる表示装置。
5. 請求項４記載の表示装置を表示部として備える電子機器。

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