JP2014174591A - 入力装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【目的】 特に、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、逆に視認方向に対する横方向からの覗き見を効果的に抑制することが可能な入力装置及び前記入力装置を用いた電子機器を提供することを目的としている。
【解決手段】 下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａが、平面視にて視認方向と重なる第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）であって表示装置３０の直線偏光方向３０ａに一致している。これにより、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現できる。一方、視認方向に対して横方向である第２の方向Ｃ側から入力装置を見たときは、虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置の上面側に配置される透光性の入力装置に係り、特に虹ムラ現象の制御に関する。

下記の特許文献１及び特許文献２に記載された入力装置は、いずれも虹ムラの発生を抑制する発明に関するものである。

特許文献１及び特許文献２に記載された発明では、いずれもフィルムの光学特性を調整して虹ムラの発生を抑制しており、このようにフィルム自体の特性を変更・調整する方法では既存のフィルムを用いる場合に比べてコスト高になる問題があった。

また、どの方向から見ても虹ムラの発生を抑制する構成では、視認方向に対する横方向から他人が覗き見できる問題があった。特許文献３には、覗き見防止用のシートに関する発明が開示されているが、結局は、このようなシートが余分に必要となり、覗き見を防止するためにコストが余計にかかった。

特開２００７−２０３７１２号公報 特開２００７−２３０４９１号公報 特開２００１−３５０４１０号公報

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、特に、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、逆に視認方向に対する横方向からの覗き見を効果的に抑制することが可能な入力装置及び前記入力装置を用いた電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、基材と、導電層とを有し、入力操作面に対する操作位置を検知することが可能な透光性の入力装置であって、
前記入力装置は、表示装置の上面側に配置されており、
平面内にて直交する２方向を第１の方向と第２の方向としたとき、前記入力装置に対する視認方向が、平面視にて前記第１の方向に重なっており、
前記基材の延伸方向は、前記第１の方向であって前記表示装置の直線偏光方向に一致していることを特徴とするものである。

また本発明における電子機器は、上記に記載の入力装置と、前記表示装置と、を有し、前記延伸方向及び前記直線偏光方向が前記第１の方向に一致していることを特徴とするものである。これにより、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現できる。一方、視認方向に対して横方向である第２の方向側から入力装置を見たときは、虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。

本発明では、下部電極と上部電極とが高さ方向に対向配置され、前記下部電極は、下部基材と前記下部基材の表面に形成された下部導電層とを有して構成され、前記上部電極は、上部基材と前記上部基材の表面に形成された上部導電層とを有して構成されており、
前記下部基材及び前記上部基材の延伸方向はともに、前記第１の方向であって前記表示装置の直線偏光方向に一致している構成にできる。この構成においても、各基材の延伸方向を第１の方向であって直線偏光方向に一致させているので、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、一方、横方向である第２の方向側から入力装置を見たときは、虹ムラ現象が確認でき、横方向からの覗き見を抑制することができる。

また上記において、前記下部電極と前記上部電極との間に空気層が設けられている構成にできる。これにより抵抗式タッチパネルを構成することができる。

本発明によれば、視認方向に対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現できる。一方、視認方向に対して横方向である第２の方向側から入力装置を見たときは、虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。

図１は、第１の実施の形態における入力装置が搭載された電子機器の部分縦断面図である。 図２は、入力装置の平面図である。 図３は、液晶ディスプレイの直線偏光方向、下部ＰＥＴフィルム及び上部ＰＥＴフィルムの各延伸方向を示す説明図である。 図４は、第２の実施の形態における入力装置が搭載された電子機器の部分縦断面図である。 図５は、第３の実施の形態における入力装置が搭載された電子機器の部分縦断面図である。 図６は、実施例、及び各比較例における視認方向及び横方向からの虹ムラを検証した実験写真である。

図１に示す電子機器１０は、携帯用のゲーム機や携帯電話機器、携帯情報機器などに適用されるが、携帯用以外の電子機器として適用することも可能である。

電子機器１０は、表示装置３０と、表示装置３０の上面側（Ｚ１）に配置される透光性の入力装置（タッチパネル）２０とを有して構成される。

本明細書での透光性とは、透明または半透明など光を透過可能な状態を意味しており、透過率が５０％以上で好ましくは８０％以上であることを意味している。

表示装置３０は、例えば、液晶表示装置（液晶ディスプレイ：ＬＣＤ）と、ＬＥＤやランプからの光を液晶表示装置の背後から与えるバックライト部とで構成されている。

図１に示す入力装置２０は、下部電極２１と上部電極２２とが高さ方向（Ｚ）に所定の間隔を空けて対向配置されたタッチパネルである。

下部電極２１は、成形体２３と、成形体２３のＺ１側の表面に光学透明粘着層（ＯＣＡ；OpticallyClear Adhesive）２４を介して接合された下部ＰＥＴフィルム（下部基材）２５と、下部ＰＥＴフィルム２５のＺ１側の表面に形成されたＩＴＯ等の下部導電層２６とを有して構成される。

成形体２３は例えば成形プラスチックであり、特に材質や厚さを限定するものでない。成形体２３は、干渉縞等の発生を抑制すべく、表示装置３０と高さ方向にて対向する部分の表面が例えばプリズム形状とされていてもよい。これにより、下部ＰＥＴフィルム２５及び下部導電層２６の表面もそれに倣ってプリズム形状とされる。また下部基材はＰＥＴフィルム以外の樹脂フィルムであってもよい。また下部導電層２６は透明な導電層であり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＴＯ以外の透明導電材料を用いることが可能である。下部導電層２６は、下部ＰＥＴフィルム２５のＺ１側の表面にスパッタや蒸着により形成される。また成形体２３は無くてもよい。

上部電極２２は、上部ＰＥＴフィルム（上部基材）２７及び上部ＰＥＴフィルム２７のＺ２側表面に形成された上部導電層２８を有して構成される。上部導電層２８は下部導電層２６と同様にＩＴＯ等の透明導電材料で形成される。

下部導電層２６及び上部導電層２８は、夫々、各フィルム２５，２７の表面のほぼ全面に形成されている。

図１に示す入力装置２０は抵抗式タッチパネルと呼ばれる構造であり、下部電極２１と上部電極２２との間に空気層２９を設けるためにスペーサ３１を備える。

スペーサ３１は入力装置２０に対して枠状に設けられ、スペーサ３１の部分は入力操作ができない不感領域であり、空気層２９が存在する入力装置２０の中央部分は、入力操作が可能な入力操作領域（感度領域）である。図示しないが不感領域には、配線層などが設けられ、入力操作面２０ａ側から配線層が見えないように加飾層が入力装置２０を組み込むケース側などに設けられている。

図２は、入力操作面２０ａを示す平面図である。図１に示すように、入力操作面２０ａは上部ＰＥＴフィルム２７の上面で構成される。

図２に示すように例えばペンＰなどで上部電極２２を下方向（Ｚ２）に押圧すると、下部導電層２６と上部導電層２８とが接触することで、押圧位置の座標を検知することが出来る。

図１には、入力装置２０に対する操作者の視認方向Ａが示されている。ここで図２に示すように、平面内にて直交する２方向を第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）Ｂと、第２の方向（Ｘ１−Ｘ２）Ｃとしたとき、図２に示す平面視（図１の矢印方向からの矢視Ｄ）にて、視認方向Ａは第１の方向Ｂに重なっている。また平面視にて視認方向Ａが第１の方向Ｂと重なった状態とは、図１のように入力装置２０の入力操作面２０ａを斜め上方から見る場合と、入力操作面２０ａの真上、すなわち図１に示す垂直方向の矢視Ｄも視認方向に含まれる。

本明細書に記載する視認方向Ａとは、操作者が入力装置２０の入力操作面２０ａを見ながら入力操作する際の標準的な方向を指すものである。よって視認方向Ａ以外の方向から視認できないとする意味ではない。このとき、平面視にて視認方向Ａと重なる第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）は、表示装置３０の直線偏光方向３０ａ（図３参照）と一致している。よってＸＹ平面に垂直であって、直線偏光方向３０ａ（図３参照）から垂直に延びる垂直面内にて直線偏光方向３０ａに向かう方向が視認方向と定義できる。すなわち視認方向ベクトルをその平面内に含む上部ＰＥＴフィルムに垂直な垂直面と上部ＰＥＴフィルムとの交線が直線偏光方向３０ａに一致したとき、その視認方向は、本明細書でいう視認方向Ａと定義でき、あるいは、視認方向ベクトルの上部ＰＥＴフィルムへの投影方向が直線偏光方向３０ａに一致したときに、その視認方向は、本明細書でいう視認方向Ａと定義できる。
「直線偏光方向」とは、直線偏光における電界ベクトルの振動方向を指す。

図３に示すように、下部ＰＥＴフィルム２５の延伸方向（ＭＤ）２５ａ及び上部ＰＥＴフィルム２７の延伸方向（ＭＤ）２７ａはともに、第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）であって表示装置３０の直線偏光方向３０ａに一致している。

下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７のフィルム製造時において、フィルムをロール間で移送する際に、フィルムの流れ方向（ＭＤ）に延伸力が作用して延伸方向２５ａ，２７ａが決められる。縦方向にのみ引っ張って作られるフィルムは一軸延伸フィルムであり、横方向にも引っ張って、縦横ともに引っ張り強度を持たせたフィルムが二軸延伸フィルムである。二軸延伸フィルムにおいても流れ方向（ＭＤ）が延伸方向である。下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７のいずれか一方または両方を一軸延伸フィルムで形成でき、あるいは、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７のいずれか一方または両方を二軸延伸フィルムで形成できる。

以上のように本実施形態では、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａを、直線偏光方向３０ａに一致させている。このとき、直線偏光方向３０ａは平面視にて視認方向Ａと重なる第１の方向Ｂを向いているため、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａは第１の方向Ｂにも一致している。すなわち、各延伸方向２５ａ，２７ａ、直線偏光方向３０ａ及び第１の方向Ｂは全て一致している。

これにより、各ＰＥＴフィルム２５，２７の複屈折の影響を抑制でき、表示装置３０から直線偏光を維持して操作者の目に到達させることができると考えられる。このため、視認方向Ａに対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現でき、一方、視認方向Ａに対して横方向である第２の方向Ｃから入力操作面２０ａを見たときは虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。

図１では、下部電極２１及び上部電極２２がそれぞれ１つのＰＥＴフィルム２５，２７を備えた構成であったが、少なくとも一方の電極が、複数のフィルムを備えた構成の場合、全てのフィルムの延伸方向を、第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）であって直線偏光方向３０ａに一致させている。

図４は第２の実施形態における入力装置を搭載した電子機器の縦断面図である。
図４では、ＰＥＴなどの樹脂フィルムからなる基材４０の下面に下部導電層４１が形成され、上面に上部導電層４２が形成される。下部導電層４１はＹ１−Ｙ２方向に沿って細長く形成された導電片４１ａがＸ１−Ｘ２方向に間隔を空けて複数本形成された構成であり、上部導電層４２は、Ｘ１−Ｘ２方向に沿って細長く形成された導電片４２ａがＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けて複数本形成された構成である。

下部導電層４１の表面は絶縁性の透明な保護層４５により覆われている。また、上部導電層４２の上面側には光学透明粘着層（ＯＣＡ）４３を介してガラス等の表面部材４４が設けられている。そして表面部材４４の表面が入力操作面４４ａとなっている。

図４に示す透光性の入力装置５０は、静電容量式タッチパネルであり、入力操作面４４ａに操作体としての指を接触させると、指と各導電層４１，４２との間で生じる静電容量変化に基づいて指の操作位置を検知することができる。

図４に示す入力装置５０においても、図３と同様に基材４０の延伸方向が、平面視にて視認方向Ａが重なる第１の方向（Ｙ１−Ｙ２）であって表示装置３０の直線偏光方向３０ａに一致している。これにより、視認方向Ａに対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現でき、一方、視認方向Ａに対して横方向である第２の方向Ｃ（Ｘ１−Ｘ２方向；図２参照）から入力装置５０の入力操作面４４ａを見たときは虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。

図５は第３の実施形態における入力装置を搭載した電子機器の縦断面図である。
図５に示す入力装置６０は図４と同様の静電容量式タッチパネルである。図５は、図４と異なって、下部導電層４１及び上部導電層４２がそれぞれ別々の下部基材５１と上部基材５２の表面に形成される。基材５１，５２はＰＥＴ等の樹脂フィルムである。

図５に示す入力装置６０を構成する全ての基材５１，５２の延伸方向が、平面視にて視認方向Ａが重なる第１の方向（Ｙ１−Ｙ２）であって表示装置３０の直線偏光方向３０ａに一致している。これにより、視認方向Ａに対しては虹ムラ現象を抑制でき、良好な入力操作性を実現でき、一方、視認方向Ａに対して横方向である第２の方向Ｃ（Ｘ１−Ｘ２方向；図２参照）から入力装置５０の入力操作面４４ａを見たときは虹ムラ現象が確認でき、したがって横方向からの覗き見を抑制することができる。

図６の実験では、図１に示す抵抗式タッチパネルの入力装置２０を搭載した電子機器１０を用い、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａ（図３参照）をさまざまな方向に変化させた場合の、視認方向からの虹ムラ現象、及び視認方向に対して横方向からの虹ムラ現象について調べた。

図６に示す比較例１〜３及び実施例では、いずれも表示装置３０の直線偏光方向３０ａが第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）を向いており、第１の方向Ｂは、平面視の視認方向Ａと重なる方向である（図２参照）。

比較例１では、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａをともに第２の方向Ｃ（Ｘ１−Ｘ２）に向けた。

比較例２では、下部ＰＥＴフィルム２５の延伸方向２５ａを第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）に一致させたが、上部ＰＥＴフィルム２７の延伸方向２７ａを第２の方向Ｃ（Ｘ１−Ｘ２）に向けた。

比較例３では、上部ＰＥＴフィルム２７の延伸方向２７ａを第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）に一致させたが、下部ＰＥＴフィルム２５の延伸方向２５ａを第２の方向Ｃ（Ｘ１−Ｘ２）に向けた。

実施例では、下部ＰＥＴフィルム２５及び上部ＰＥＴフィルム２７の各延伸方向２５ａ，２７ａをともに第１の方向Ｂ（Ｙ１−Ｙ２）に向けた。

図６の「視認方向」の写真に示すように、比較例１、比較例２及び比較例３では、虹ムラ現象が確認された。一方、実施例では、視認方向に対して虹ムラ現象が確認されなかった。

また図６も「横方向」の写真に示すように、いずれの試料においても、虹ムラ現象が確認された。

以上により実施例のみが、視認方向に対して虹ムラ現象が確認されず、かつ横方向に対して虹ムラ現象が確認された。したがって実施例は比較例に比べて良好な入力操作性を実現できるとともに横方向からの覗き見を効果的に抑制することが可能になるとわかった。

Ａ 視認方向
Ｂ 第１の方向
Ｃ 第２の方向
１０ 電子機器
２０、５０、６０ 入力装置
２０ａ、４４ａ 入力操作面
２１ 下部電極
２２ 上部電極
２５ 下部ＰＥＴフィルム
２５ａ、２７ａ 延伸方向
２６、４１ 下部導電層
２７ 上部ＰＥＴフィルム
２８、４２ 上部導電層
２９ 空気層
３０ 表示装置
３０ａ 直線偏光方向
４０、５１、５２ 基材

Claims (4)

1. 基材と、導電層とを有し、入力操作面に対する操作位置を検知することが可能な透光性の入力装置であって、
   前記入力装置は、表示装置の上面側に配置されており、
   平面内にて直交する２方向を第１の方向と第２の方向としたとき、前記入力装置に対する視認方向が、平面視にて前記第１の方向に重なっており、
   前記基材の延伸方向は、前記第１の方向であって前記表示装置の直線偏光方向に一致していることを特徴とする入力装置。
2. 下部電極と上部電極とが高さ方向に対向配置され、前記下部電極は、下部基材と前記下部基材の表面に形成された下部導電層とを有して構成され、前記上部電極は、上部基材と前記上部基材の表面に形成された上部導電層とを有して構成されており、
   前記下部基材及び前記上部基材の延伸方向はともに、前記第１の方向であって前記表示装置の直線偏光方向に一致している請求項１記載の入力装置。
3. 前記下部電極と前記上部電極との間に空気層が設けられている請求項２記載の入力装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の入力装置と、前記表示装置と、を有し、前記延伸方向及び前記直線偏光方向が前記第１の方向に一致していることを特徴とする電子機器。

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