JP2015191263A - display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触位置を検出可能な表示装置に関する。 The present invention relates to a display device capable of detecting a contact position.
上電極層が形成された上基材と下電極層が形成された下基材との間に、導電粉とこの導電粉よりも大きな絶縁粉とが分散された光透過性ゲル層を形成し、上基材の上面を押圧操作すると上基材及び光透過性ゲル層が厚さ方向に弾性変形して上電極層と下電極層とが導通することにより押圧位置を検出でき、押圧力を除去すると上基材及び光透過性ゲル層が元の状態に復帰するタッチパネルが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A light-transmitting gel layer in which conductive powder and insulating powder larger than the conductive powder are dispersed is formed between the upper base material on which the upper electrode layer is formed and the lower base material on which the lower electrode layer is formed. When the upper surface of the upper base material is pressed, the upper base material and the light-transmitting gel layer are elastically deformed in the thickness direction, and the upper electrode layer and the lower electrode layer are electrically connected to each other so that the pressing position can be detected. A touch panel is known in which the upper substrate and the light-transmitting gel layer return to their original states when removed (see, for example, Patent Document 1).
ところが、特許文献1のタッチパネルでは、押圧操作により上基材及び光透過性ゲル層が厚さ方向に弾性変形するだけであり、タッチパネルを押圧したときの表面方向への押し込み感や、ジョイスティックのようなスライド感に乏しいという問題がある。
However, in the touch panel of
請求項1の発明による表示装置は、情報を表示する表示パネルと、前記表示パネルに対向配置される透明基板と、前記表示パネルと前記透明基板との間に設けられ、前記透明基板上の接触位置を検出する接触検出層と、前記表示パネルと前記透明基板との間に設けられ、前記透明基板への押圧により前記透明基板の少なくとも一部がその表面方向へ変位するのに伴って前記表面方向へ弾性変形可能な弾性層と、を備えることを特徴とする。
The display device according to
請求項1の発明による表示装置によれば、透明基板への押圧により透明基板の少なくとも一部がその表面方向へ変位するので、押し込み感を実感することができる。 According to the display device of the first aspect of the present invention, at least a part of the transparent substrate is displaced in the surface direction by pressing the transparent substrate, so that a feeling of indentation can be realized.
以下、本発明の実施の形態による表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。
−第1の実施の形態−
図1(a)を参照すると、第1の実施の形態による表示装置101は、ガラス基板10と液晶パネル40との間に、透明弾性層(透明ゲル層)20と透明導電層(ITO層)30とを挟んだ積層構造を成し、いわゆるタッチパネルとして機能するものである。
Hereinafter, a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
Referring to FIG. 1A, a
ガラス基板10は、透明の硬質材料で作製され、平板状を呈し、表示装置101の最も外側に配置され、その表面はユーザーが指やタッチペンなどで触れる面である。F1は、ガラス基板10に軽く接触した指を表す。
透明弾性層(透明ゲル層)20は、押圧力を加えると変形し、押圧力を除去すると元に戻る弾性を有する。このような弾性変形可能な透明樹脂として、例えば、ウレタンやポリエチレンなどが用いられる。
The
The transparent elastic layer (transparent gel layer) 20 has elasticity that deforms when a pressing force is applied and returns to its original state when the pressing force is removed. As such an elastically deformable transparent resin, for example, urethane or polyethylene is used.
透明導電層(ITO層)30は、液晶パネル40の上面に設けられた格子状電極であり、例えばX方向の位置を検出する層とY方向の位置を検出する層との2層構造を呈する。例えば、静電容量方式の位置検出では、ガラス基板10上でユーザーの指F1が触れた位置で電界或いは静電容量が変化する。ITO層30は、この変化を利用して接触位置を検出する。
液晶パネル40は、電極がそれぞれ設けられた2枚の透明基板の間に液晶材料を封入し、電極間の電圧の有無または電圧の高低により液晶分子の配向状態を制御して情報を表示する。
The transparent conductive layer (ITO layer) 30 is a grid electrode provided on the upper surface of the
The
従って、表示装置101では、指F1でタッチすることによって表示画面上の位置、すなわち情報の位置を指定し、情報を選択したり入力することができる。ガラス基板10、透明ゲル層20、ITO層30及び液晶パネル40の各部材同士は、それぞれ密着しており、通常の使用では分離しない。
Accordingly, the
図1(b)を参照して、ユーザーが表示装置101を操作するために、ガラス基板10の表面に触れて押圧したときの表示装置101の状態を説明する。F1は、上述したように、ガラス基板10に軽く接触した指であり、F2は、ガラス基板10に触れて押圧力Pを加えた指を表している。なお、図1(b)では、図示の便宜上、ガラス基板10上の指F1の位置と指F2の位置とを離して示しているが、実際はほぼ同じ位置である。以下の図面についても同様である。
With reference to FIG. 1B, the state of the
ユーザーがガラス基板10の表面に指を触れて押圧した場合、一般に、ガラス基板10と垂直にはならず、指先の前方に向かって押圧力がかかる。つまり、押圧力Pは、ガラス基板10の表面に対して斜め方向に作用する。このため、各部材のうち最も柔軟性がある透明ゲル層20は、厚さ方向にも表面方向xにも変形するが、特に表面方向xの変形量が大きい。
When the user touches and presses the surface of the
第1の実施の形態の表示装置101では、透明ゲル層20が表面方向xに大きく変形することによって押し込んだ感触(押し込み感)を実感することができる。
In the
−第2の実施の形態−
第2の実施の形態の表示装置102が第1の実施の形態の表示装置101と異なる点は、ガラス基板10、透明ゲル層20、ITO層30及び液晶パネル40の側面を取り囲む制限部材50を新たに設けると共に、ガラス基板10と透明ゲル層20との両部材の側面と、制限部材50の内側面との間に空間、すなわちギャップGを設けた点である。
表示装置102のガラス基板10、透明ゲル層20、ITO層30及び液晶パネル40は、表示装置101の各部材と共通であるので、説明を省略し、上述の相違点について説明する。
-Second Embodiment-
The
Since the
図2(a)は、図1(a)に対応する図であり、指F1でガラス基板10の表面に軽くタッチしている状態を示し、透明ゲル層20の変形は生じていない。図2(b)は、図1(b)に対応する図であり、ガラス基板10に対して指F2で押圧力Pを加えた状態を示し、この押圧力Pにより、透明ゲル層20は、その上面が表面方向x(図中、左方向)に動く変形が生じる。
FIG. 2A is a diagram corresponding to FIG. 1A and shows a state where the surface of the
図3は、図2(b)の断面図の左方を拡大して示す部分断面図である。押圧力Pが加わった場合、透明ゲル層20の下面、すなわちITO層30との密着面20Bはそのまま動かないが、透明ゲル層20の下面から上面に向かうに従って透明ゲル層20の表面方向xの変形量は大きくなり、ガラス基板10との密着面20Aで左方向に最も大きく動く変形が生じる。この変形は、ガラス基板10の側面10Aが制限部材50の内側面に当接するとストップする。つまり、透明ゲル層20の表面方向xの変形量は、ギャップGの長さで規制されることになる。
表示装置102では、ガラス基板10の側面10Aが制限部材50の内側面に当接した瞬間に、軽い衝撃(クリック感)を実感することができる。
FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of the left side of the cross-sectional view of FIG. When the pressing force P is applied, the lower surface of the
In the
図4の表示装置103は、図2(b)の表示装置102に対応する図であり、制限部材50の内側面の全周に、ゴム弾性を有する薄いウレタンシート51を新たに配設したものである。ウレタンシート51の厚さは、ギャップGの長さ未満であり、ウレタンシート51と、ガラス基板10及び透明ゲル層20の両部材の側面との間は空間である。
4 is a view corresponding to the
図4に示すように、ユーザーが指F2で押圧力Pを加えると、透明ゲル層20の上面、すなわちガラス基板10との密着面が左方向に最も移動し、ガラス基板10の側面がウレタンシート51に当接した瞬間に、軽い衝撃(クリック感)を実感することができる。この時のクリック感は、ウレタンシート51のもつゴム弾性のため、ウレタンシート51を使用しない場合に比べて柔らかな感触となる。このように、ウレタンシート51のような緩衝材を用いて、その厚さや硬さを選ぶことにより、クリック感の調整ができる。このような緩衝材として、板バネ等の機械部品を用いることもできる。
As shown in FIG. 4, when the user applies a pressing force P with the finger F2, the upper surface of the
第2の実施の形態の表示装置102では、上述した押し込み感だけではなくクリック感も実感することができる。更に、表示装置103では、ウレタンシート51のような緩衝材を用いることにより、クリック感の調整ができる。
In the
−第3の実施の形態−
第3の実施の形態の表示装置104は、第2の実施の形態の表示装置102において、制限部材50が規制するギャップGの長さを可変とするものである。すなわち、第2の実施の形態の表示装置102では、ガラス基板10の可動範囲は一定であったが、第3の実施の形態の表示装置104では、ガラス基板10の可動範囲を任意に変更することができる。
-Third embodiment-
In the
図5は、第3の実施の形態の表示装置104の構造と作用を説明するための図である。図5(a)はピンと楔の全体配置を示す平面図であり、図5(b)は楔を左方に移動させた状態を示し、図5(c)は楔を右方に移動させた状態を示す。
図5(a)に示す表示装置104では、ガラス基板10とこれを取り囲む制限部材50との間の4ケ所(4辺)に、ピン52と楔53と駆動部54とが設けられている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the structure and operation of the
In the
ピン52は、表示装置104の筐体に固定され、楔53は、その直角三角形の斜辺をピン52に接触させながら移動可能である。駆動部54は、ソレノイド54aと連結部材54bとから成り、連結部材54bは楔53に結合されている。ソレノイド54aが発生する動力によって連結部材54bが駆動されると、楔53がスライドする。なお、駆動部54は、ユーザーの眼につかない、例えば、液晶パネル40の下方に配設してもよい。
The
図5(b)及び図5(c)は、図5(a)に示す表示装置104において、図中、上辺に配置されたピン52と楔53とを代表として示す図である。図5(b)は、楔53がx1方向に移動し、楔53とガラス基板10との間に長さG1のギャップGが生じた状態を示す。また、図5(c)は、楔53がx2方向に移動し、楔53とガラス基板10との間に長さG2のギャップGが生じた状態を示す。ギャップ長さG2はギャップ長さG1よりも短い。このように、楔53の斜面をピン52に沿って摺動させることによって、ギャップGの長さを連続的に変えることができる。
FIGS. 5B and 5C are diagrams showing the
ギャップGの長さを連続的に変えることができるので、上述したクリック感も多様となる。ギャップGの長さを狭めて固い感触のクリック感を出したり、反対に、ギャップGの長さを拡げて軟らかい感触のクリック感を出すことができる。例えば、ゲームに応用した場合に、ゲームの楽しみを倍加することもできる。 Since the length of the gap G can be continuously changed, the above-mentioned click feeling becomes various. The gap G can be narrowed to give a hard-feeling click feeling, and conversely, the gap G can be widened to give a soft-feeling click feeling. For example, when applied to a game, the enjoyment of the game can be doubled.
図6は、表示装置104の表示画面104Aに表示されたゲームの一場面を示す。表示装置104には、ガラス基板10の周囲にギャップGが設けられ、ガラス基板10は、ギャップGの長さを限度に上下左右、斜めの全方向に移動させることができる。
FIG. 6 shows one scene of the game displayed on the
図6(a)は、パチンコ41で玉42を飛ばして標的43に当てるというゲームの一場面である。図6(a)は、ユーザーが指F3で玉42の位置に触れ、ガラス基板10を押圧しながら矢印方向S1にスライドさせた場面である。ガラス基板10は、ギャップGの長さを限度に矢印方向S1に移動する。
FIG. 6A shows a scene of a game in which the
図6(b)は、標的43を狙って玉42を飛ばした瞬間を表し、ユーザーがガラス基板10を押圧しながら指F3を矢印方向S2にスライドさせた場面である。ガラス基板10は、ギャップGの長さを限度に矢印方向S2に移動し、玉42が飛び出す。
FIG. 6B shows a moment when the
このようなゲームでは、図6(a)の場面のように、矢印方向S1に大きくスライドさせたい場合にはギャップGの長さを長くし、図6(b)の場面のように、矢印方向S2には小さくスライドさせたい場合にはギャップGの長さを短くすると、より一層ゲームを楽しむことができる。図5に示す表示装置104は、ギャップGの長さを調節することができるので、上記のゲーム等に適している。また、上記のゲームソフトにギャップGの長さを設定するプログラムを入れておくと、ゲームの進行中に自動的に駆動部54を駆動してギャップGの長さを随時変更することができる。
In such a game, when it is desired to slide greatly in the arrow direction S1 as in the scene of FIG. 6A, the length of the gap G is increased, and in the direction of the arrow as in the scene of FIG. 6B. If it is desired to slide in S2, the game can be further enjoyed by reducing the length of the gap G. Since the
第3の実施の形態による表示装置104も、第2の実施の形態の表示装置102、103のように、押し込み感だけではなくクリック感も実感することができる。また、表示装置104では、ギャップGの長さを可変とするので、多様なクリック感も実感することができる。更に、ウレタンシート51のような緩衝材を併用することで更に多様なクリック感を実現できる。
The
以下、上記の実施形態の変形例について説明する。
(1)第1〜第3の実施形態における表示装置101〜104では、透明で硬質のガラス基板10を用いたが、ガラス基板10の代わりに、透明で硬質の樹脂基板を用いてもよいし、透明で柔軟性のある樹脂基板を用いてもよい。
Hereinafter, modifications of the above embodiment will be described.
(1) In the
図7は、図1(b)に示す表示装置101の変形例を示す図である。図7に示す表示装置105では、ガラス基板10の代わりに、透明で柔軟性のある樹脂基板を用いており、ユーザーが表示装置105を操作するために、樹脂基板11の表面に触れて押圧したときの状態を示す。F1は、樹脂基板11に軽く接触した指であり、F2は、樹脂基板11に触れて押圧力Pを加えた指を表している。樹脂基板11は、シリコーンゴム製であり、柔軟性があるため、指F2の前方(図中、左方)に押圧力Pの作用で生じた部分的変形11aが見られる。この部分的変形11aは、弾性変形であるので、押圧力Pを除去すれば元の形状に復帰する。
押圧力Pを加えることにより、樹脂基板11も透明ゲル層20も表面方向xへ変形するが、樹脂基板11は透明ゲル層20より硬く、樹脂基板11の変形量は透明ゲル層20の変形量に比べて小さい。
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the
By applying the pressing force P, both the
(2)第1〜第3の実施形態における表示装置101〜104及び変形例の表示装置105では、ITO層30は、透明ゲル層20より液晶パネル40側に配置されていたが、図8に示すように、透明ゲル層20よりガラス基板10側、或いは樹脂基板11側に配置されていてもよい。
(2) In the
図8は、図2(b)に示す表示装置102に対応する図である。図8の表示装置106では、ガラス基板10或いは樹脂基板11、ITO層30、透明ゲル層20、液晶パネル40の順に配置された積層構造を成し、表示装置101〜105に比べると、ITO層30が透明ゲル層20の厚さ分だけガラス基板10、或いは樹脂基板11に接近して設けられている。
このため、指F1、F2の接触位置をより一層正確に検出することができる。
FIG. 8 is a diagram corresponding to the
For this reason, the contact position of the fingers F1 and F2 can be detected more accurately.
第1〜第3の実施形態における表示装置101〜104及び変形例の表示装置105、106は、特に、スマートフォンのような比較的小型の電子機器に適用すると効果が大きい。
また、上記の実施形態及び変形例では、表示パネルとして液晶パネル40を用いたが、その他にも、有機ELパネルや電子ペーパー(e-Paper)などを用いることができる。
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されるものではない。
The
In the above-described embodiment and modification, the
The present invention is not limited to the embodiment described above as long as the characteristics are not impaired.
10:ガラス基板 11:樹脂基板
20:透明弾性層(透明ゲル層) 30:透明導電層(ITO層)
40:液晶パネル 50:制限部材
51:ウレタンシート 52:ピン
53:楔 54:駆動部
101〜106:表示装置 F1〜F3:指
G:ギャップ P:押圧力
10: Glass substrate 11: Resin substrate 20: Transparent elastic layer (transparent gel layer) 30: Transparent conductive layer (ITO layer)
40: Liquid crystal panel 50: Restriction member 51: Urethane sheet 52: Pin 53: Wedge 54: Drive unit 101-106: Display device F1-F3: Finger G: Gap P: Pressing force
Claims (10)
前記表示パネルに対向配置される透明基板と、
前記表示パネルと前記透明基板との間に設けられ、前記透明基板上の接触位置を検出する接触検出層と、
前記表示パネルと前記透明基板との間に設けられ、前記透明基板への押圧により前記透明基板の少なくとも一部がその表面方向へ変位するのに伴って前記表面方向へ弾性変形可能な弾性層と、を備えることを特徴とする表示装置。 A display panel for displaying information;
A transparent substrate disposed opposite to the display panel;
A contact detection layer provided between the display panel and the transparent substrate for detecting a contact position on the transparent substrate;
An elastic layer provided between the display panel and the transparent substrate and capable of being elastically deformed in the surface direction when at least a part of the transparent substrate is displaced in the surface direction by pressing the transparent substrate; A display device comprising:
前記弾性層は、一方の表面が前記透明基板に固着され、他方の表面が前記表示パネルに固着され、側面が開放されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
The elastic layer has one surface fixed to the transparent substrate, the other surface fixed to the display panel, and a side surface open.
前記透明基板の側面から所定距離だけ離間して設けられ、前記透明基板への押圧による前記透明基板の前記表面方向の変位量を制限する制限部材を更に備えることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 1,
A display device, further comprising a limiting member that is provided at a predetermined distance from a side surface of the transparent substrate and limits a displacement amount of the transparent substrate in the surface direction due to pressing against the transparent substrate.
前記制限部材は、前記透明基板が前記制限部材に当接する時の衝撃を緩和する緩衝部材を有することを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 3,
The display device according to claim 1, wherein the limiting member includes a buffering member that reduces an impact when the transparent substrate contacts the limiting member.
前記制限部材は、前記所定距離を可変として設けられていることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 3 or 4,
The display device, wherein the limiting member is provided with the predetermined distance being variable.
前記所定距離を前記表示パネルに表示する情報に応じて変更する距離変更部を更に備えることを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 5,
The display device further comprising a distance changing unit that changes the predetermined distance according to information displayed on the display panel.
前記透明基板は、硬質材料または柔軟性を有する樹脂で構成されることを特徴とする表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 6,
The transparent substrate is made of a hard material or a flexible resin.
前記柔軟性を有する樹脂で構成される前記透明基板は、前記弾性層よりも硬度が高いことを特徴とする表示装置。 The display device according to claim 7,
The display device, wherein the transparent substrate made of the flexible resin has a hardness higher than that of the elastic layer.
前記接触検出層は、前記弾性層より前記表示パネル側に配置されていることを特徴とする表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 8,
The display device, wherein the contact detection layer is disposed closer to the display panel than the elastic layer.
前記接触検出層は、前記弾性層より前記透明基板側に配置されていることを特徴とする表示装置。
The display device according to any one of claims 1 to 8,
The display device, wherein the contact detection layer is disposed closer to the transparent substrate than the elastic layer.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022028571A1 (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | Control method and device for atmosphere lamp, and vehicle and storage medium |
-
2014
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WO2022028571A1 (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | Control method and device for atmosphere lamp, and vehicle and storage medium |
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