JP4875182B2 - 保護パネル及び電子機器 - Google Patents
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Description
前記スイッチ部は、表面側基板及び裏面側基板の周縁部に位置する接点同士を、両基板を接着する接着層に設けられた開口により所定間隔で対向させたものであり、表面側基板を前記開口内に大きく押し下げて接点同士を接触させるものである。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、表面側基板のスイッチ部が経時的に大きく凹むことがなく、外観の劣化を防止することができるとともに、表面側接点部が大きく歪曲することもなく、接点の耐久性が問題とならない、保護パネル及び電子機器を提供することにある。
本発明の第1態様によれば、タッチ入力部と、その周辺に配置された周辺スイッチとを備える保護パネルにおいて、
一方の面にタッチ入力部用上部透明電極と周辺スイッチ用上部電極とを有する上部電極基材と、
前記タッチ入力部用上部透明電極と前記周辺スイッチ用上部電極とが配置された面に対向する面に、前記タッチ入力部用上部透明電極と所定間隔をあけて対向して前記タッチ入力部を構成するタッチ入力部用下部透明電極と、前記周辺スイッチ用上部電極と所定間隔をあけて対向して前記周辺スイッチを構成する周辺スイッチ用下部電極とを有する下部電極基材と、
前記上部電極基材と前記下部電極基材とを周辺部で接着するとともに、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極とがそれぞれ露出する貫通孔を有する基材用接着層と、
前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間であって前記基材用接着層の前記貫通孔内に配置されかつ前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との少なくとも一方に接触している感圧導電部材とを備えて、
前記周辺スイッチに対応する部分に力が作用すると、作用する力が、前記周辺スイッチ用上部電極を介して前記感圧導電部材に伝達され、前記作用する力で、前記感圧導電部材内で導電性能が変化し、電流が流れることにより前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間で導通が行われる、保護パネルを提供する。
本発明の第2態様によれば、前記感圧導電部材は、複数の導電性粒子を分散含有する絶縁性塗膜で構成して、
前記周辺スイッチに対応する部分に力が作用すると、作用する力が、前記周辺スイッチ用上部電極を介して前記絶縁性塗膜に伝達され、前記作用する力で、前記絶縁性塗膜内の前記導電性粒子間で電流が流れることにより前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間で導通が行われる、第1の態様に記載の保護パネルを提供する。
本発明の第3態様によれば、前記感圧導電部材は透光性を有するとともに、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極もそれぞれ透光性を有する、第1又は2の態様に記載の保護パネルを提供する。
本発明の第4態様によれば、前記上部電極基材の表面側に配置される加飾シートをさらに備え、
前記周辺スイッチの入力部分が、前記加飾シートの絵柄で覆われている、第1〜3のいずれか1つの態様に記載の保護パネルを提供する。
本発明の第5態様によれば、前記感圧導電部材と前記周辺スイッチ用上部電極との間、又は、前記感圧導電部材と前記周辺スイッチ用下部電極との間の少なくとも一方に、感度調整用隙間を備える、第1〜4のいずれか1つの態様に記載の保護パネルを提供する。
本発明の第6態様によれば、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間の前記感圧導電部材の中間部に、感度調整用隙間を備える、第1〜4のいずれか1つの態様に記載の保護パネルを提供する。
本発明の第7態様によれば、第1〜6のいずれか1つの態様に記載の前記保護パネルと、
前記保護パネルを支持する筐体と、
前記筐体内の前記保護パネルの前記タッチ入力部の内側に配置される表示装置とを備える、電子機器を提供する。
また、周辺スイッチとして、押圧量に応じて感圧導電部材の導電性能が変化し、ON/OFFの検知だけではなく、押圧力の大きさ(変化)を検知することもできる。
また、感圧導電部材で上部電極基材の電極の湾曲を抑制するので、上部透明電極機材が恒常的に湾曲してしまうことがなく、接点の耐久性が問題とならない。
さらに、前記したように感圧導電部材が配置されており、周辺スイッチの押圧時に貫通孔内の容積が僅かしか変化しないため、上部電極基材を接点同士が接触するまで貫通孔内に大きく押し下げる必要がないので、小さな押圧力でもスイッチ入力が可能となる。
また、上部電極基材を接点接触するまで前記貫通孔内に大きく押し下げる必要がないので、上部電極基材を大きく変形させるに十分な開口サイズを必要としない。したがって、スイッチ部面積をより小さくすることができ、省スペース化が可能となる。
また、上部電極基材を接点接触するまで前記貫通孔内に大きく押し下げる必要がないので、上部電極基材を大きく変形させるに適した貫通孔の開口形状に限定されない。したがって、スイッチのデザインの自由度が大きくなる。
また、上部電極基材を接点接触するまで前記貫通孔内に大きく押し下げる必要がないので、指先よりも小さいサイズのスイッチとして構成することもできる。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態にかかる保護パネルを備える電子機器の一例としての携帯電話機1の全体斜視図である。図2は携帯電話機1の一部の横断底面図である。これらの図に示すように、携帯電話機1は、合成樹脂製の筐体2に、液晶又は有機ELなどの表示部3Aを有する表示装置3と、表示装置3を覆うように配置された保護パネルAと、複数の入力キー4となどを備えて構成されている。筐体2は、前面に表示窓用凹部2Aaなどが形成された表側筐体部2Aと、表示装置3などが装備される裏側筐体部2Bとを備えているが、これに限られるものではなく、一体の筐体部で構成してもよい。保護パネルAは、表示装置3の表示部3Aを保護するように表側筐体部2Aの表示窓用凹部2Aaに備えられている。
表面側基板6は、タッチ入力部用上部透明電極の一例としての矩形状の抵抗膜6Aが裏面側に形成されて、上部(透明)電極基材の一例として機能する。裏面側基板5は、タッチ入力部用下部透明電極の一例としての矩形状の抵抗膜5Aが表面側に形成されて、下部(透明)電極基材の一例として機能する。これらの裏面側基板5と表面側基板6との抵抗膜5A,6Aの間に、後述する複数の微細なドット状のスペーサ8を介して、空気層を有するように所定間隔を隔てて対向配置されている。そして、保護パネルAにおいて、矩形状の抵抗膜5A,6Aが対向する領域がタッチ入力部Aaとして機能する。
なお、周辺スイッチ12の配線は、タッチ入力部Aaの透明電極と配線を共用することもできるし、又は、タッチ入力部Aaの透明電極とは独立した配線とすることもできる。
つまり、対向する端子電極5G,6Gにより、裏面側基板5及び表面側基板6の一方の電極5D(6D)間に電圧を印加した際に、他方の電極6D(5D)により検出される電圧に基づいて、それらの接点端子電極5G,6Gの接触の有無を検出する周辺スイッチ12が構成されている。
各端子電極5G,6Gの材料及び形成方法などは、抵抗膜5A,6Aと同様であり、抵抗膜5A,6Aを形成するときに同時に形成するようすれば、端子電極5G,6Gを形成するための特別な工程を設ける必要がなくなる。よって、各端子電極5G,6Gは、一例として、透明電極として透明導電膜で構成している。一例として、端子電極5G,6Gは、それぞれ、ITO膜を使う場合は厚みが1〜100μmであり、印刷インキを使う場合は厚みが1〜40μm程度であるとともに、下部透明電極5A及び上部透明電極6Aは、それぞれ、ITO膜の厚みが1〜100μmである。
各貫通孔10には、裏面側基板5上の端子電極5Gと表面側基板6上の端子電極6Gとが貫通孔10の下側端部と上側端部とにそれぞれ露出し、絶縁性の周辺スイッチ用感圧部材17が貫通孔10内に配置収納されて、周辺スイッチ用感圧部材17の下側端部が端子電極5Gに接触するとともに、周辺スイッチ用感圧部材17の上側端部が端子電極6Gに接触して、周辺スイッチ12を構成している。周辺スイッチ用感圧部材17には、後述するように複数の導電性粒子18を分散含有している。よって、ハードコート層9側から指などで押圧されると、ハードコート層9とデザインシート7と表面側基板6上の端子電極6Gとを介して、押圧力が、周辺スイッチ用感圧部材17に伝わり、表面側基板6上の端子電極6Gと裏面側基板5上の端子電極5Gとが電気的に導通されるように構成している。
1つの具体例としては、図4に示すように、貫通孔10の周囲では、貫通孔10内に先端が露出した裏面側基板5上の端子電極5Gの露出部以外の上には、下側のレジスト15が配置され、さらに、その上には、下側の接着固定用の糊16が配置されている。同様に、貫通孔10内に先端が露出した表面側基板6の端子電極6Gの露出部以外の下には、上側のレジスト13が配置され、さらに、その下には、上側の接着固定用の糊14が配置されている。下側の接着固定用の糊16と上側の接着固定用の糊14とは互いに接着して一体化する。下側のレジスト15と下側の接着固定用の糊16と上側のレジスト13と上側の接着固定用の糊14とは、それぞれ、絶縁性であることが好ましい。これらのレジスト及び糊は、それぞれ、印刷形成により配置するようにしてもよい。
以下、周辺スイッチ12の構造について詳細に説明する。
図1〜図2に示すように、デザインシート7には、ポリカーボネート系、ポリアミド系、若しくは、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、又は、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、若しくは、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用することができる。透明フィルムの厚みは、25〜200μmの範囲から選択することができる。
デザインシート7に、例えば、透明シート若しくはハードコート層9に凹凸加工を施す、あるいは、ハードコート層9中に体質顔料であるシリカ若しくはアルミナなどの微粒子を混ぜるなどの光反射防止のためのノングレア処理を施すようにしてもよい。
前記周辺スイッチ12は加飾部7bで覆われており、各周辺スイッチ12に対応する部分に所望の絵柄を配置することができる。例えば、周辺スイッチ12が携帯電話をかけるためのON/OFFスイッチの場合には、周辺スイッチ12に対応する部分に電話のマークを配置する。また、周辺スイッチ12が音楽を聴くためのON/OFFスイッチの場合には、周辺スイッチ12に対応する部分に音符のマークを配置すればよい。
前記第1実施形態の構成によれは、以下のような効果を奏することかできる。
まず、表面側基板6及び裏面側基板5との間の貫通孔10内に感圧導電部材の一例としての周辺スイッチ用感圧部材17が配置されており、周辺スイッチ12の押圧時に貫通孔10内の容積が大きく変化しないため、表面側基板6の周辺スイッチ12の部分が経時的に大きく凹むことがなく、外観の劣化を防止することができるまた、繰り返し使用に伴う劣化もなくなり、大きなへこみが形成されてしまうこともなく、平滑性に問題も生じない。
また、周辺スイッチ12として、接点同士を接触させるのではないため、ON/OFFの検知だけではなく、押圧力の大きさ(変化)を検知することもできる。例えば、カーソルキー部などに周辺スイッチ12を用いる場合、周辺スイッチ12を押すとき、周辺スイッチ12を押す力の大きさに応じてカーソルの移動スピードが速くなるといった機能などを持たせることができる。
また、周辺スイッチ用感圧部材17で表面側基板6の電極と裏面側基板5の電極とを電気的に接続させているため、接点同士を接触させて入力する必要がなく、接点が大きく湾曲されなくなるので、接点の耐久性も問題とならない。
さらに、前記したように周辺スイッチ用感圧部材17が配置されており、表面側基板6を接点接触するまで前記貫通孔10内に大きく押し下げる必要がないので、小さな押圧力でもスイッチ入力が可能となる。これに対して、従来では、接点同士が接触するまで表面側基板を開口内に大きく押し下げる必要があったので、押圧力が足りないと、確実にスイッチ入力できないという問題があった。
また、表面側基板6を接点接触するまで前記貫通孔10内に大きく押し下げる必要がないので、表面側基板6を大きく変形させるに十分な開口サイズを必要としない。したがって、スイッチサイズをより小さくすることができ、省スペース化が可能となる。例えば、従来は最低直径8mm程度はON/OFFスイッチとして必要であったのが、本実施形態では直径2mm程度以下まで小さくすることができる。
また、表面側基板6を接点接触するまで前記貫通孔10内に大きく押し下げる必要がないので、表面側基板6を大きく変形させるに適した貫通孔10の開口形状に限定されない。したがって、スイッチのデザインの自由度が大きくなる。これに対して、従来では、表面側基板を接点同士が接触するまで開口内に大きく押し下げる必要があるので、表面側基板を大きく変形させるに適した開口形状、例えば円形などに限定されてしまっていた。
また、表面側基板6を接点接触するまで前記貫通孔10内に大きく押し下げる必要がないので、指先よりも小さいサイズのスイッチとして構成することもできる。例えば、一つの感圧導電部分が指先よりも小さいスイッチ12を複数個並べて形成すれば、指先の微細な動きにより、複数個の小さいスイッチ12の感圧導電動作により、精密な入力も可能となる。
(第2実施形態)
周辺スイッチ12としては、第1実施形態のように透明抵抗膜5A,6Aと直列になるように引き回し回路5C,6Cを介して一対のバスバー5B,6Bに接続される端子電極5G,6Gを備えるものの他に、例えば、図5A及び図5Bのように、透明抵抗膜と並列になるように引き回し回路を介して一対のバスバー5Baに接続される端子電極5Gaを備えるものでもよい。これを本発明の第2実施形態にかかる保護パネルとして、以下に説明する。
図5A及び図5Bは、第2実施形態にかかる保護パネルの裏面側基板5の正面図と表面側基板6の背面図である。
図5Aに示すように、裏面側基板5においては、拡大領域6Abに対向する部分に、3つの端子電極5Gと2つの抵抗体5Hとが、X軸方向にかつ隣接する端子電極5Gの間に抵抗体5Hが位置するように所定間隔を隔てて形成されている。そして、裏面側基板5における一対の端子電極5Gに対する引き回し回路5Cは、透明抵抗膜5Aと3つの端子電極5G及び2つの抵抗体5Hとが並列になるような回路部分5Caを有するように形成されている。
この第2実施形態においても、前記第1実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
(その他の実施形態)
なお、本発明は前記第1及び第2実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
前記実施形態では、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極とに接触するように感圧導電部材を配置するように構成しているが、これに限定されるものではない。
例えば、上記した構成では、感圧スイッチとして敏感であるすぎるため、これを緩和する構成として、図6A及び図6Bに示すように、前記感圧導電部材の一例としての周辺スイッチ用感圧導電層17Bが、前記周辺スイッチ用上部電極の一例として機能する一対の端子電極6G又は前記周辺スイッチ用下部電極の一例として機能する一対の端子電極5Gのいずれか一方の電極上に形成され、他方の電極との間に若干の隙間(感度調整用隙間)40を持たせて、感度を鈍くする構成としてもよい。この構成によれば、隙間40が無くなるまで押圧されて、隙間40を挟んで対向していた電極6G又は5Gと感圧導電層17Bとが接触して電気的に導通することにより、前記感圧導電層17B内で電流が流れることにより端子電極5Gと6Gとの間で導通が行われる。この場合には、隙間40が無くならない程度の押圧では、端子電極5Gと6Gとの間で導通されないので、隙間40の間隔により、感度調整を行なうことが可能となる。感圧導電層17Bと端子電極6Gとの間に隙間40を設けるか、感圧導電層17Bと端子電極5Gとの間に隙間40を設けるかは任意である。ここで、隙間40(隙間41,42)の間隔としては、最大で、貫通穴の深さの半分程度であり、例えば、貫通穴の深さが40μm〜80μmの場合には、その半分である20μm〜40μmとするのが好ましい。
別の構成として、図6Cに示すように、前記感圧導電層17Bが前記周辺スイッチ用上側の端子電極6G及び前記周辺スイッチ用下側の端子電極5Gのそれぞれに形成され、感圧導電層17Bの中間に、若干の隙間(感度調整用隙間)41を持たせて、感度を鈍くする構成としてもよい。この構成によれば、隙間41が無くなるまで押圧されて、隙間41を挟んで対向していた感圧導電層17B同士が接触して電気的に導通することにより、前記感圧導電層17B内で電流が流れることにより端子電極5Gと6Gとの間で導通が行われる。この場合には、隙間41が無くならない程度の押圧では、端子電極5Gと6Gとの間で導通されないので、隙間41の間隔により、感度調整を行なうことが可能となる。つまり、この構成によれば、隙間41は、電極5G,6G間の中間点に形成されることになる。なお、この場合には、感圧導電層17Bの1層あたりの厚みが薄くすることができて、感圧導電層17Bがインキ塗膜の場合でも、その形成が容易になる。
別の構成として、図6Dに示すように、電極間の中間点に隙間を形成するときの別の変形例を例示する。前記感圧導電部材の一例である感圧導電層17Bが前記周辺スイッチ用上側の端子電極6G又は前記周辺スイッチ用下側の端子電極5Gのいずれか一方の電極に形成され、他方の電極には、感圧でない導電部材の一例としての導電層43が形成され、これら感圧導電部材の一例である感圧導電層17Bと感圧でない導電部材の一例としての導電層43との間に若干の隙間(感度調整用隙間)42を持たせて、感度を鈍くする構成としてもよい。この構成によれば、隙間42が無くなるまで押圧されて、隙間42を挟んで対向していた感圧導電層17Bと導電層43とが接触して電気的に導通することにより、前記感圧導電層17Bと導電層43内で電流が流れることにより端子電極5Gと6Gとの間で導通が行われる。この場合には、隙間42が無くならない程度の押圧では、端子電極5Gと6Gとの間で導通されないので、隙間42の間隔により、感度調整を行なうことが可能となる。感圧でない導電部材の例としては、カーボンペースト、Cuペースト、Agペースト、又は、Cu -Agミックスペーストなどが挙げられる。
また、例えば、一対のバスバーと端子電極5Gとが接続されていない、即ち全くの別回路で、周辺スイッチ12の端子電極を構成するようにしてもよい。
端子電極5G,6Gがそれぞれ透光性を有する透明導電電極であり、かつ、周辺スイッチ用感圧部材17が透明であり、表面意匠や基板が光を透過する構成である場合、又は、周辺スイッチ用感圧部材17内に透光用貫通孔をさらに形成する場合(周辺スイッチ用感圧部材17の感圧インキを環状又は枠状に配置する場合)には、裏面側にLEDなどの光源(図4の30参照)を配置して、スイッチONのときにLEDなどの光源を光らせて、スイッチ12でスイッチON状態を明示することもできる。
2 筐体
2A 表側筐体部
2Aa 表示窓用凹部
2B 裏側筐体部
3 表示装置
3A 表示部
5 裏面側基板(下部(透明)電極基材の一例)
5A 抵抗膜(タッチ入力部用下部透明電極の一例)
5B バスバー
5C 引き回し回路
5D 電極
5G 端子電極(周辺スイッチ用下部電極の一例)
6 表面側基板(上部(透明)電極基材の一例)
6A 抵抗膜(タッチ入力部用上部透明電極の一例)
6B バスバー
6C 引き回し回路
6D 電極
6G 端子電極(周辺スイッチ用上部電極の一例)
6E 周縁部
7 デザインシート(加飾シートの一例)
7B 加飾層
7C 接着層
10 貫通孔
12 周辺スイッチ
17 周辺スイッチ用感圧部材(感圧導電部材の一例)
17a 基材部
17B 導電層
18 導電性粒子
25 接着層
40,41,42 隙間
43 感圧でない導電部材の一例としての導電層
A 保護パネル
Aa タッチ入力部
Claims (7)
- タッチ入力部(Aa)と、その周辺に配置された周辺スイッチ(12)とを備える保護パネルにおいて、
一方の面にタッチ入力部用上部透明電極(6A)と周辺スイッチ用上部電極(6G)とを有する上部電極基材(6)と、
前記タッチ入力部用上部透明電極と前記周辺スイッチ用上部電極とが配置された面に対向する面に、前記タッチ入力部用上部透明電極と所定間隔をあけて対向して前記タッチ入力部を構成するタッチ入力部用下部透明電極(5A)と、前記周辺スイッチ用上部電極と所定間隔をあけて対向して前記周辺スイッチを構成する周辺スイッチ用下部電極(5G)とを有する下部電極基材(5)と、
前記上部電極基材と前記下部電極基材とを周辺部で接着するとともに、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極とがそれぞれ露出する貫通孔(10)を有する基材用接着層(25)と、
前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間であって前記基材用接着層の前記貫通孔内に配置されかつ前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との少なくとも一方に接触している感圧導電部材(17,17B
)とを備えて、
前記周辺スイッチに対応する部分に力が作用すると、作用する力が、前記周辺スイッチ用上部電極を介して前記感圧導電部材に伝達され、前記作用する力で、前記感圧導電部材内で導電性能が変化し、電流が流れることにより前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間で導通が行われる、保護パネル。 - 前記感圧導電部材は、複数の導電性粒子(18)を分散含有する絶縁性塗膜(17)で構成して、
前記周辺スイッチに対応する部分に力が作用すると、作用する力が、前記周辺スイッチ用上部電極を介して前記絶縁性塗膜に伝達され、前記作用する力で、前記絶縁性塗膜内の前記導電性粒子間で電流が流れることにより前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間で導通が行われる、請求項1に記載の保護パネル。 - 前記感圧導電部材は透光性を有するとともに、前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極もそれぞれ透光性を有する、請求項1又は2に記載の保護パネル。
- 前記上部電極基材の表面側に配置される加飾シート(7)をさらに備え、
前記周辺スイッチの入力部分が、前記加飾シートの絵柄で覆われている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の保護パネル。 - 前記感圧導電部材(17B)と前記周辺スイッチ用上部電極との間、又は、前記感圧導電部材(17B)と前記周辺スイッチ用下部電極との間の少なくとも一方に、感度調整用隙間(40)を備える、請求項1〜4のいずれか1つに記載の保護パネル。
- 前記周辺スイッチ用上部電極と前記周辺スイッチ用下部電極との間の前記感圧導電部材(17B)の中間部に、感度調整用隙間(41,42)を備える、請求項1〜4のいずれか1つに記載の保護パネル。
- 請求項1〜6のいずれか1つに記載の前記保護パネルと、
前記保護パネルを支持する筐体(2)と、
前記筐体内の前記保護パネルの前記タッチ入力部の内側に配置される表示装置(3)とを備える、電子機器。
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