JP2012248010A

JP2012248010A - 入力装置、表示装置、および機器

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Publication number: JP2012248010A
Application number: JP2011119433A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Miyazaki; 吉雄宮崎; Takashi Minami; 孝志南
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】配線導体が腐食する可能性を低減することができる入力装置、表示装置、および機器を提供する。
【解決手段】入力装置Ｘ１は、基体２と、基体２上に設けられた検出電極３ａ，４ａと、基体２上に設けられており、かつ検出電極３ａ，４ａと電気的に接続された配線導体６と、配線導体６を覆うように基体２上に設けられており、少なくとも端部７ａの外表面が曲面をなしている樹脂層７と、樹脂層７を覆うように基体２上に設けられた保護膜８と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、使用者が入力操作した箇所を入力位置として検出する入力装置、表示装置、および機器に関する。

入力装置としては、例えば、指と検出電極との間での静電容量の変化を捉えて入力位置を検出する静電容量方式のタッチパネルが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。

このような入力装置は、基体と、基体上に設けられた検出電極と、基体上に設けられており、かつ検出電極と電気的に接続された配線導体と、を備えている。すなわち、配線導体は、検出電極に対して電圧を印加するための役割を担う部材である。また、配線導体を保護するために、基体上には、配線導体を覆う樹脂層が設けられている。さらに、樹脂層の耐湿性を向上するために、基体上には、樹脂層を覆う保護膜が設けられている。

特開２００８−９７２８３号公報特開２００８−３１０５５１号公報

ところで、上記従来の入力装置における樹脂層は、基体から略直角に突出して構成されている。このため、基体と樹脂層との間の部位において保護膜が極めて薄く形成されるか、あるいはほとんど形成されない可能性があった。そのため、樹脂層の防湿性が低下することにより、配線導体が腐食する可能性があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線導体が腐食する可能性を低減することができる入力装置、表示装置、および機器に関する。

本発明の入力装置における一態様は、基体と、前記基体上に設けられた検出電極と、前記基体上に設けられており、かつ前記検出電極と電気的に接続された配線導体と、前記配線導体を覆うように前記基体上に設けられており、少なくとも端部の外表面が曲面をなしている樹脂層と、前記樹脂層を覆うように前記基体上に設けられた保護膜と、を備える。

本発明の表示装置における一態様は、本発明に係る入力装置と、前記入力装置に対向して配置された表示パネルと、を備える。

本発明の機器における一態様は、本発明に係る表示装置を筐体に備える。

本発明の入力装置、表示装置、および機器は、配線導体が腐食する可能性を低減することができる、という効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。図１中に示した切断線Ｉ−Ｉに沿って切断した断面図である。図１中に示した切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。図１中に示した切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した断面図である。従来の入力装置の概略構成を示す断面図であって、図４と同じ部分を示す図である。入力装置の他の例を示す断面図であって、図４と同じ部分を示す図である。入力装置のさらに他の例を示す断面図であって、図４と同じ部分を示す図である。表示装置の概略構成を示す断面図である。携帯端末の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る入力装置、表示装置、および機器は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。

図１に示すように、本実施形態に係る入力装置Ｘ１は、静電容量方式のタッチパネルであって、使用者によって入力操作が可能な入力領域Ｅ_Ｉと、入力領域Ｅ_Ｉの外側に位置する外側領域Ｅ_Ｏとを有している。

図１〜図４に示すように、入力装置Ｘ１は、基体２を備えている。

基体２は、入力領域Ｅ_Ｉにおいて後述する第１検出電極３ａ、第１接続電極３ｂ、第２検出電極４ａ、および第２接続電極４ｂを支持する役割を担うとともに、外側領域Ｅ_Ｏにおいて後述する配線導体６を支持する役割を担う部材である。基体２は、操作面２ａ、操作面２ａの反対側に位置する背面２ｂ、および操作面２ａと背面２ｂとの間に位置する端面２ｃを有している。基体２は、操作面２ａおよび背面２ｂに対して交差する方向に光を適切に透過することが可能な構成とされるとともに、絶縁性を有する構成とされている。基体２の構成材料としては、例えば、透明ガラスあるいは透明プラスチック等の透光性を有するものが挙げられるが、中でも視認性の観点において透明ガラスが好ましい。なお、本明細書において透光性とは、可視光に対する透過性を有することを意味する。また、本実施形態に係る基体２の平面視形状は実質的に矩形状とされているが、これには限られない。例えば、円形状、多角形状であってもよい。

図２および図３に示すように、入力領域Ｅ_Ｉに対応する基体２の背面２ｂ上には、第１検出電極３ａと、第１接続電極３ｂと、第２検出電極４ａと、第２接続電極４ｂと、絶縁体５とが設けられている。

第１検出電極３ａは、入力領域Ｅ_Ｉに接近した使用者の指Ｆ１の、Ｙ方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指Ｆ１との間に静電容量を発生する機能を有している。すなわち、第１検出電極３ａは、基体２の背面２ｂ上に、Ｘ方向に沿って所定の間隔を空けて設けられている。ここで、本実施形態に係る第１検出電極３ａは、検出感度を向上する観点から、平面視形状が略ひし形とされているが、これには限られない。

第１接続電極３ｂは、隣り合う第１検出電極３ａを電気的に接続する役割を担う部材である。第１接続電極３ｂは、基体２の背面２ｂ上に設けられている。

第２検出電極４ａは、入力領域Ｅ_Ｉに接近した使用者の指Ｆ１の、Ｘ方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指Ｆ１との間に静電容量を発生する機能を有している。すなわち、第２検出電極４ａは、基体２の背面２ｂ上に、Ｙ方向に沿って所定の間隔を空けて設けられている。ここで、本実施形態に係る第２検出電極４ａは、検出感度を向上する観点から、平面視形状が略ひし形とされているが、これには限られない。

第２接続電極４ｂは、隣り合う第２検出電極４ａを電気的に接続する役割を担う部材である。第２接続電極４ｂは、第１接続電極３ｂと電気的に絶縁するように、絶縁体５を跨ぐように、絶縁体５上に設けられている。ここで、絶縁体５は、第１接続電極３ｂを覆うようにして基体２の背面２ｂ上に設けられている。本実施形態では、絶縁体５の厚みは、０．１μｍ〜２．０μｍである。絶縁体５の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。

上述の第１検出電極３ａ、第１接続電極３ｂ、第２検出電極４ａ、および第２接続電極４ｂの構成材料としては、例えば、透光性を有する導電性部材が挙げられる。透光性を有する導電性部材としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛、あるいは導電性高分子（例えば、ＰＥＤＯＴ、ＰＳＳ等）が挙げられる。

また、図４に示すように、外側領域Ｅ_Ｏに対応する基体２の背面２ｂ上には、配線導体６と、樹脂層７と、保護膜８とが設けられている。

配線導体６は、第１検出電極３ａおよび第２検出電極４ａに電圧を印加するための役割を担う部材である。配線導体６は、その一端部が第１検出電極３ａおよび第２検出電極４ａと電気的に接続され、その他端部が外部導通領域Ｇ１に位置している。配線導体６は、例えば、硬質で高い形状安定性を得るべく、金属薄膜で構成されている。この金属薄膜としては、例えば、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、クロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜、銀膜、銀合金膜、あるいは金合金膜が挙げられる。なお、金属薄膜を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、あるいは化学気相成長法が挙げられる。

樹脂層７は、配線導体６を保護するための役割を担う部材である。例えば、樹脂層７は、入力装置Ｘ１を製造する際の、検出電極３ａ，４ａを形成するために用いるエッチング液から配線導体６を保護するための役割を有する。このため、樹脂層７は、配線導体６を覆うように基体２の背面２ｂ上に設けられている。樹脂層７の厚みは、２．２５μｍ〜２．５μｍであることが好ましい。樹脂層７の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。ここで、樹脂層７の構成材料は、絶縁体５の構成材料と同じであることが好ましい。樹脂層７の構成材料と絶縁体５の構成材料とが同じであれば、基体２の背面２ｂ上に、樹脂層７および絶縁体５を同時に形成することができる。すなわち、製造工程を増やすことなく、基体２の背面２ｂ上に、樹脂層７および絶縁体５を形成することができる。

保護膜８は、樹脂層７を保護するための役割を担う部材である。このため、保護膜８は、樹脂層７を覆うように基体２の背面２ｂ上に設けられている。保護膜８の厚みは、０．１μｍ〜０．２μｍであることが好ましい。保護膜８の構成材料としては、例えば、二酸化珪素、アクリル系材料等が挙げられる。なお、保護膜８を形成する方法としては、例えば、転写印刷法、スピンコート法、スリットコート法が挙げられる。

本実施形態では、樹脂層７は、端部７ａから頂部７ｂまでの領域にわたって外表面が凸曲面７１をなしている。樹脂層７が凸曲面７１をなしているので、樹脂層７の全体にわた
って保護膜８を十分に形成することができる。

ここで、仮に、樹脂層７が基体２から略直角に突出して構成されている場合について、図５を参照しながら説明する。図５に示すように、樹脂層７が基体２から略直角に突出して構成されている場合、基体２の背面２ｂと樹脂層７との間の部位７２において保護膜８が極めて薄く形成されるか、あるいはほとんど形成されない可能性があった。すなわち、当該部位７２は、基体２の背面２ｂと樹脂層７とが略直角をなす部位であるため、保護膜８を例えば転写印刷法、スピンコート法、スリットコート法で形成した場合、当該部位７２に保護膜８が極めて薄く形成されるか、あるいはほとんど形成されない可能性があった。このため、当該部位７２から水分等が浸入することにより、樹脂層７の防湿性が低下する。樹脂層７の防湿性が低下すると、配線導体６が腐食する可能性があった。

これに対して、本実施形態では、樹脂層７は、端部７ａから頂部７ｂまでの領域にわたって外表面が凸曲面７１をなしているので、保護膜８を例えば転写印刷法、スピンコート法、スリットコート法等で形成した場合であっても、樹脂層７の全体にわたって保護膜８を十分に形成することができる。すなわち、凸曲面７１上に位置する保護膜８の厚みは、略均一となる。このため、本実施形態では、樹脂層７の防湿性が低下する可能性を低減でき、配線導体６が腐食する可能性を低減できる。

また、保護膜８は、樹脂層７が有する凸曲面７１と対応する部位に、凸曲面８１をなしている。このように、樹脂層７および保護膜８ともに凸曲面７１，８１をなしていることにより、使用者の入力操作によって樹脂層７および保護膜８に加わる応力を、凸曲面７１，８１によって分散させることが可能となる。このため、樹脂層７および保護膜８が基体２の背面２ｂから剥がれる可能性を低減できる。

また、保護膜８は、基体２の端面２ｃから所定距離Ｌ１以上離れて設けられていることが好ましい。なお、所定距離Ｌ１は、基体２の端面２ｃから保護膜８までの距離のうち最も近い距離を意味し、Ｌ１は０．４μｍであることが好ましい。保護膜８が基体２の端面２ｃから所定距離Ｌ１以上離れて設けられているので、入力装置Ｘ１を製造する際、基体２の端面２ｃを研磨しても、当該研磨とともに保護膜８が基体２の背面２ｂから剥がれる可能性を低減できる。なお、樹脂層７は、基体２の端面２ｃから所定距離Ｌ２以上離れて設けられており、Ｌ２は０．６μｍであることが好ましい。また、所定距離Ｌ２は、基体２の端面２ｃから樹脂層７までの距離のうち最も近い距離を意味する。

また、図２〜図４に示すように、入力領域Ｅ_Ｉおよび外側領域Ｅ_Ｏに対応する基体２の操作面２ａ上には、粘着材Ｔ１を介して操作面保護フィルム９が設けられている。また、入力領域Ｅ_Ｉおよび外側領域Ｅ_Ｏに対応する基体２の背面２ｂ上には、粘着材Ｔ１を介して背面保護フィルム１０が設けられている。操作面保護フィルム９および背面保護フィルム１０としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等が挙げられる。また、粘着材Ｔ１としては、例えば、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材、ゴム系粘着材、ウレタン系粘着材等が挙げられる。なお、操作面保護フィルム９の外周部に、枠状の加飾部材を設けてもよい。これにより、操作面保護フィルム９の外周部を加飾することが可能となる。

次に、入力装置Ｘ１が入力位置を検出する動作について説明する。

入力領域Ｅ_Ｉに対応する基体２の操作面２ａ上に、導電体である指Ｆ１が近接、接触、または押圧すると、指Ｆ１と検出電極３ａ,４ａとの間の静電容量が変化する。ここで、
図示しない位置検出ドライバは、指Ｆ１と検出電極３ａ,４ａとの間の静電容量の変化を
常に検出している。この位置検出ドライバは、所定値以上の静電容量の変化を検出すると
、静電容量の変化が検出された位置を入力位置として検出する。このようにして、入力装置Ｘ１は、入力位置を検出することができる。なお、入力装置Ｘ１が入力位置を検出する方式として、相互キャパシタンス方式および自己キャパシタンス方式のいずれの方式であってもよい。相互キャパシタンス方式を採用すると、同時に複数の入力位置を検出できるので、自己キャパシタンス方式を採用する場合と比べて、好ましい。

以上のように、入力装置Ｘ１によれば、配線導体６が腐食する可能性を低減することができる。

なお、上記では、樹脂層７は、端部７ａから頂部７ｂまでの領域にわたって外表面が凸曲面７１をなしている例について説明したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、樹脂層７の端部７ａは、凹曲面７３をなしていてもよい。このようにしても、樹脂層７の全体にわたって保護膜８を十分に形成することができる。また、例えば、図７に示すように、樹脂層の端部７ａは、凸曲面７４をなしていてもよい。このようにしても、樹脂層７の全体にわたって保護膜８を十分に形成することができる。すなわち、樹脂層７の端部７ａの外表面が曲面をなしていれば、端部７ａから頂部７ｂまでの領域にわたって外表面が凸曲面７１をなしている例には限定されない。但し、本実施形態のように、樹脂層７が、端部７ａから頂部７ｂまでの領域にわたって外表面が凸曲面７１をなしていれば、保護膜８の厚みを均一に形成できるため、好ましい。

また、上記では、入力領域Ｅ_Ｉに対応する基体２の操作面２ａを介して入力操作を行う入力装置Ｘ１の例について説明したが、これに限定されない。例えば、入力領域Ｅ_Ｉに対応する基体２の背面２ｂを介して入力操作を行う入力装置であってもよい。つまり、背面保護フィルム１０が、使用者の指Ｆ１が直接触れるフィルムとなってもよい。

また、樹脂層７の表面に凸凹を形成してもよい。このようにすると、樹脂層７と保護膜８との接触面積は大きくなる。樹脂層７と保護膜８との接触面積が大きくなるので、保護膜８が樹脂層７から剥がれる可能性を低減できる。

図８は、本実施形態に係る表示装置Ｙ１の概略構成を示す断面図である。図８に示すように、表示装置Ｙ１は、上記の入力装置Ｘ１と、入力装置Ｘ１に対向して配置される液晶表示装置Ｚ１とを備えている。

液晶表示装置Ｚ１は、液晶表示パネル９０、バックライト９１、および筐体９２を備えている。

バックライト９１は、光源９１ａおよび導光板９１ｂを備えている。光源９１ａは、導光板９１ｂに向けて光を出射する役割を担う部材であり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成される。なお、ＬＥＤの代わりに、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＥＬ（Electro-Luminescence）であってもよい。導光板９１ｂは、液晶表示パネル９０の下面全体にわたって、光源９１ａからの光を略均一に導くための役割を担う部材である。

筐体９２は、液晶表示パネル９０およびバックライト９１を収容する役割を担うものであり、上側筐体９２ａおよび下側筐体９２ｂを含んで構成される。筐体９２の構成材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、あるいは、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属が挙げられる。

ここで、入力装置Ｘ１と液晶表示装置Ｚ１とは、両面テープ９３を介して接着される。すなわち、入力装置Ｘ１における基体２の背面２ｂが液晶表示パネル９０の主面に対向し
て配置されるように、入力装置Ｘ１と液晶表示装置Ｚ１とが、両面テープ９３を介して接着される。なお、入力装置Ｘ１と液晶表示装置Ｚ１との固定方法に使用される固定用部材は両面テープ９３には限られず、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等の接着部材、あるいは入力装置Ｘ１と液晶表示装置Ｚ１とを物理的に固定する固定構造体であってもよい。また、入力装置Ｘ１と液晶表示装置Ｚ１とは、互いに接して配置されていてもよいし、図８に示すように、隙間を空けて配置されていてもよい。

このように、入力装置Ｘ１は、液晶表示装置Ｚ１の液晶表示パネル９０を透視しながら、入力装置Ｘ１の入力領域Ｅ_Ｉを入力操作することによって、各種の情報を入力することができる。なお、各種の情報を入力する際に、情報を入力した使用者に対して、押圧感、なぞり感、肌触り感等の様々な触感を呈示する機能を入力装置Ｘ１に付与してもよい。この場合、入力装置Ｘ１における基体２に、１または複数の振動体（例えば、圧電素子等）を備え、所定の入力操作あるいは所定の押圧荷重を検知した場合に、当該振動体を所定の周波数で振動させることで実現することができる。

上記の表示装置Ｙ１は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末、プログラマブル表示器、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、あるいはゲーム端末等の機器に備えられる。

図９は、本実施形態に係る携帯端末Ｐ１の概略構成を示す外観図である。図９に示すように、携帯端末Ｐ１は、上記の表示装置Ｙ１と、筐体１００と、操作キー１０１とを備えている。筐体１００は、表示装置Ｙ１を収容する役割を担う部材である。操作キー１０１は、使用者により入力操作されるキーである。なお、操作キー１０１は、表示画面に表示された操作キーであってもよいし、物理的に存在する操作キーであってもよい。

入力装置Ｘ１の入力位置を検出するために、携帯端末Ｐ１には、上記の位置検出ドライバが備えられている。位置検出ドライバは、上記のように、所定値以上の静電容量の変化を検出すると、静電容量の変化が検出された位置を入力位置として検出するドライバである。また、携帯端末Ｐ１には、表示装置Ｙ１の表示画面にオブジェクトを表示し、あるいは音声データの送受信を制御する等の、携帯端末Ｐ１の各部の動作を制御する制御ドライバが備えられている。制御ドライバは、位置検出ドライバからの入力検出信号に基づいて、例えば、表示画面に表示されたオブジェクトを別のオブジェクトに切り替える等の制御を行う。なお、制御ドライバと位置検出ドライバは、物理的に同じドライバであってもよいし、物理的に異なるドライバであってもよい。

Ｘ１入力装置
Ｙ１表示装置
Ｐ１携帯端末（機器）
２基体
２ａ基体の操作面
２ｂ基体の背面
２ｃ基体の端面
３ａ第１検出電極（検出電極）
４ａ第２検出電極（検出電極）
６配線導体
７樹脂層
７ａ樹脂層の端部
７ｂ樹脂層の頂部
７１,７４凸曲面（曲面、第１凸曲面）
７３凹曲面（曲面）
８保護膜
８１凸曲面（第２凸曲面）
９０液晶表示パネル（表示パネル）
１００筐体

Claims

基体と、
前記基体上に設けられた検出電極と、
前記基体上に設けられており、かつ前記検出電極と電気的に接続された配線導体と、
前記配線導体を覆うように前記基体上に設けられており、少なくとも端部の外表面が曲面をなしている樹脂層と、
前記樹脂層を覆うように前記基体上に設けられた保護膜と、を備える入力装置。
前記樹脂層は、端部から頂部までの領域にわたって外表面が凸曲面をなしている、請求項１に記載の入力装置。
前記凸曲面上に位置する前記保護膜の厚みは、略均一である、請求項２に記載の入力装置。
前記樹脂層が有する前記凸曲面を第１凸曲面とするとき、
前記保護膜は、前記第１凸曲面と対応する部位に、第２凸曲面を有している、請求項２または３に記載の入力装置。
前記基体は、操作面、該操作面の反対側に位置する背面、および前記操作面と前記背面との間に位置する端面を有し、
前記検出電極、前記配線導体、前記樹脂層、および前記保護膜は、前記基体の前記背面上に設けられており、
前記保護膜は、前記基体の前記端面から所定距離以上離れて設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の入力装置と、
前記入力装置に対向して配置された表示パネルと、を備えた表示装置。
前記表示パネルは、液晶表示パネルである、請求項６に記載の表示装置。
請求項６または７に記載の表示装置を筐体に備えた機器。