JP5196973B2 - パネル型入力装置を備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、パネル型入力装置に関する。本発明はまた、パネル型入力装置を備えた電子機器に関する。

パネル型入力装置は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、現金自動預払機（ＡＴＭ）等の、表示装置を備えた電子機器において、パネル表面の所望位置をオペレータがペンや指で押圧することにより、表示装置における二次元座標データを指示する入力装置として知られている。特に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマパネル）、ＣＲＴ（ブラウン管）等の表示装置の画面に重ねて設置可能な、それ自体透明な構造を有するパネル型入力装置は、タッチパネルの呼称で広く利用されており、近年、携帯電話機能を有する携帯型端末装置への搭載も実現されている。

パネル型入力装置の一形態である抵抗膜式タッチパネルは、透明な絶縁基板とその一表面に設けられる透明な導電膜とを各々に有する一対の透明な電極板を、導電膜同士が導通接触可能に対向かつ離間する相対配置で、互いに組み合わせて構成される（例えば特許文献１参照）。一対の電極板は、双方の導電膜の外縁に沿って帯状に設置される電気絶縁性の粘着剤層により、互いに重ね合わせた状態で固定される。各電極板には、粘着剤層が設置される領域に、導電膜に接続される正負一対の短冊状電極（本願で平行電極対と称する）が互いに平行に離隔して形成されるとともに、平行電極対に接続される導線が絶縁層を介して導電膜上にパターン形成される。粘着剤層の設置領域に形成されるこのような積層構造（本願で中間層と称する）により、一対の電極板の導電膜同士の離間距離が規定されて確保される。そして両電極板には、中間層の設置領域に対応する額縁状の領域（本願で額縁領域と称する）と、額縁領域に包囲される入力可能領域とが画定される。なお入力可能領域には、一方の電極板の導電膜上に、電気絶縁性の複数のドットスペーサが、適当な分散配置で設けられる。それらドットスペーサは、電極板の自重等による意図しない凹状の撓みを抑制して両導電膜間の隙間を保持する一方で、いずれかの電極板が押圧力下で変形したときには押圧部位における導電膜同士の局所的接触を許容するように作用する。

従来の抵抗膜式タッチパネルは、一般に、タッチ操作側（上側）の電極板の基板が可撓性を有する樹脂フィルムから形成され、表示装置側（下側）の電極板の基板が用途に応じてガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等から形成される。導電膜は通常、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の金属酸化物を用いて、真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成技術により、各基板の表面に形成される。また近年、抵抗膜式タッチパネルの電極板の導電膜を、導電性ポリマーを用いて形成することが提案されている（特許文献２及び３参照）。導電性ポリマーからなる導電膜は、ＩＴＯ皮膜に比べて、耐衝撃性、筆記耐久性等に優れるとともに、塗布等の簡便な方法により形成できる利点を有する。

従来の抵抗膜式タッチパネルにおいて、上側電極板が樹脂フィルム基板とＩＴＯ皮膜とから構成される場合、額縁領域に隣接する入力可能領域の外縁部分で入力操作を行うと、中間層の内縁に沿って上側電極板が局所的に曲げられてＩＴＯ皮膜に過大な応力が生じ、入力操作の繰り返しによりＩＴＯ皮膜が損傷して座標入力精度（すなわち押圧位置検出精度）が悪化することが懸念される。こうした懸念を排除する目的で、従来、抵抗膜式タッチパネルを搭載する電子機器では、下側電極板を表示装置に重ねてタッチパネルを表示装置に取り付けるための取付部材（例えば電子機器ケース）を、タッチパネルの額縁領域からその内側に隣接する入力可能領域の外縁部分までを覆う枠状に形成している。このような枠状の取付部材を用いれば、入力可能領域の外縁部分への入力操作が物理的に困難になるので、中間層の内縁に沿ったＩＴＯ皮膜の損傷を防止できる。

特開２００５−１９０１２５号公報 特開２００５−１８２７３７号公報 特開２００５−１４６２５９号公報

上記したように、従来の抵抗膜式タッチパネルでは、中間層の内縁に沿ったＩＴＯ皮膜の損傷を防止するために、額縁領域だけでなく、その内側に隣接する入力可能領域の外縁部分をも、入力操作を許容しない操作不可領域として予め枠状の取付部材で覆い、取付部材で覆われない内側の領域を安定入力操作が可能な動作保証領域としている。他方、近年、ＬＣＤ等の表示装置においては、外形寸法の増加を抑制しつつ画面を拡大するために、画面の外周に沿って形成される額縁状の非表示領域が狭小化される傾向にある。このような表示装置の非表示領域の狭小化に対応するべく、タッチパネルにおいても、額縁領域を含む操作不可領域を可及的に縮小することが要求されている。しかし、従来の抵抗膜式タッチパネルでは、ＩＴＯ皮膜の損傷防止の観点で、操作不可領域の縮小（つまり動作保証領域の拡大）には限界がある。また、電子機器のデザインの多様化により、枠状の取付部材（電子機器ケース）がタッチパネルの額縁領域を覆う構成に代えて、タッチパネル自体が電子機器のケースの一部となる場合もある。このような場合には、タッチパネルの額縁領域が完全に露出されるので、ＩＴＯ皮膜を有する従来の抵抗膜式タッチパネルでは対応できず、より高価な静電容量式タッチパネルが使用される傾向にある。

本発明の他の目的は、抵抗膜方式のパネル型入力装置を備えた電子機器において、パネル型入力装置の導電膜の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、額縁領域を含む操作不可領域を縮小できる、操作性に優れた電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表示装置と、表示装置の画面に重ねて設置されるパネル型入力装置と、パネル型入力装置を表示装置に取り付けるための取付部材とを具備する電子機器において、パネル型入力装置は、第１基板及び第１基板の一表面に設けられる第１導電膜を有する第１透明電極板と、第２基板及び第２基板の一表面に設けられる第２導電膜を有し、第２導電膜が第１導電膜に導通接触可能に対向かつ離間する相対配置で第１透明電極板に組み合わされる第２透明電極板と、互いに対向する第１及び第２導電膜の外縁に沿って帯状に設置され、第１及び第２透明電極板を該相対配置で互いに固定するとともに第１導電膜と第２導電膜との離間距離を確保する中間層とを具備し、第１及び第２透明電極板が、中間層の設置領域である額縁領域と額縁領域に包囲される入力可能領域とを有し、入力可能領域は、座標データを入力するための座標入力部と、オンオフ切換指示を入力するためのスイッチ部とを含み、中間層は、第１及び第２導電膜の外縁に沿って帯状に設置される主部分と、主部分から延長され、座標入力部とスイッチ部とを隔離する延長部分とを有し、パネル型入力装置が、第１透明電極板を画面に重ねて表示装置に取り付けられるとともに、第２透明電極板の、額縁領域に隣接する入力可能領域の外縁部分が、入力操作を許容するように取付部材から露出して配置され、第２透明電極板の第２導電膜が、導電性ポリマーを用いて形成され、取付部材が、第２透明電極板の第２基板の外面上に配置されないこと、を特徴とする電子機器を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器において、第２透明電極板は、スイッチ部において外側に隆起する、電子機器を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子機器において、表示装置を受容するケースをさらに具備し、取付部材は、第１透明電極板の下面とケースの上面との間に介在する粘着剤層からなる、電子機器を提供する。

本発明が具備するパネル型入力装置は、対象物に取り付けられたときに、額縁領域に隣接する入力可能領域の外縁部分に対し、ペンや指等により第２電極板を押圧して入力操作することができる。ここで、第２電極板の第２導電膜を、ＩＴＯ皮膜に比べて耐衝撃性、筆記耐久性等に優れる導電性ポリマーを用いて形成したから、入力可能領域の外縁部分で入力操作を行ったときに、中間層の内縁に沿って第２電極板が局所的に曲げられて第２導電膜に過大な応力が生じたとしても、入力操作の繰り返しにより第２導電膜が損傷して座標入力精度（すなわち押圧位置検出精度）が悪化する懸念は、実質的に排除される。その結果、入力可能領域をその外縁部分まで含めて、長期に渡り安定入力操作が可能な動作保証領域として使用できる。このように、本発明が具備するパネル型入力装置によれば、入力操作側の電極板が樹脂フィルム基板とＩＴＯ皮膜とから構成される従来のパネル型入力装置に比べて、導電膜の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、入力操作を許容しない操作不可領域（額縁領域を含む）を可及的に縮小できる（つまり動作保証領域を可及的に拡大できる）。

また、パネル型入力装置に装備される取付部材が、第２電極板の第２基板の外面上に配置されない場合は、入力可能領域の特に外縁部分に対して入力操作を行うときに、オペレータの手の動きが何物にも妨げられないから、取付部材による取付機能を損なうことなく、操作性を一層向上させることができる。

入力可能領域が、中間層によって隔離される座標入力部とスイッチ部とを含む場合は、共通の部品を使用して、座標データの入力とオンオフ切換指示の入力との両機能を実現することができる。

第２電極板をスイッチ部で外側に隆起させれば、スイッチ部におけるクリック状の押圧操作感覚を確保できる。導電性ポリマーからなる第２導電膜を用いたことにより、第２電極板の作製後にスイッチ部の隆起形状を形成できる。

第１及び第２電極板の双方が透明であれば、パネル型入力装置をタッチパネルとして、表示装置の画面に重ねて使用できる。

本発明に係るパネル型入力装置を備えた電子機器は、パネル型入力装置の導電膜の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、額縁領域を含む操作不可領域を縮小できる、操作性に優れたものとなる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の第１の実施形態によるパネル型入力装置１０の主要構成要素を、非入力時と入力時とで示す概略断面図、図２は、パネル型入力装置１０の主要構成要素を分解して示す概略斜視図、図３は、パネル型入力装置１０の局部拡大断面図である。

パネル型入力装置１０は、絶縁性の第１基板１２及び第１基板１２の一表面１２ａに設けられる第１導電膜１４を有する第１電極板１６と、絶縁性の第２基板１８及び第２基板１８の一表面１８ａに設けられる第２導電膜２０を有する第２電極板２２とを備える（図１（ａ））。第１電極板１６の第１基板１２及び第１導電膜１４と第２電極板２２の第２基板１８及び第２導電膜２０とは、それぞれ、平面視で互いに略同一の矩形輪郭を有する（図２）。

第１電極板１６の第１導電膜１４上には、その矩形輪郭の一対の対向辺に沿って、第１導電膜１４に電気的に接続される正負一対の短冊状の第１電極（すなわち第１平行電極対）２４が、例えばスクリーン印刷法により直接に積層してパターン形成される（図２）。同様に、第２電極板２２の第２導電膜２０上には、その矩形輪郭の、第１平行電極対２４とは位置が異なる一対の対向辺に沿って、第２導電膜２０に電気的に接続される正負一対の短冊状の第２電極（すなわち第２平行電極対）２６が、例えばスクリーン印刷法により直接に積層してパターン形成される（図２）。

第１電極板１６と第２電極板２２とは、第１及び第２導電膜１４、２０が互いに導通接触可能に対向かつ離間する相対配置で組み合わされ、両導電膜１４、２０の外縁に沿って帯状（図示実施形態では矩形枠状）に設置される電気絶縁性の粘着剤層２８（例えば両面粘着テープ）により、互いに重ね合わせた状態で固定される（図２及び図３）。このとき、第１及び第２導電膜１４、２０は、互いの輪郭が実質的に整合する位置に配置され、第１及び第２導電膜１４、２０に接続される第１及び第２平行電極対２４、２６は、互いに９０度異なる位置に配置される（図２）。なお、粘着剤層２８は、図示のように矩形枠状に連続する形態に限らず、複数の帯状要素に分断された形態とすることもできる。

図示実施形態では、第１電極板１６の第１導電膜１４上に、第１平行電極対２４に個別に接続される一対の第１導線３０と、第２平行電極対２６に個別に接続される一対の第２導線３２とが、いずれも絶縁層３４（図３に２層のレジスト層として示されている）を介して、例えばスクリーン印刷法により所定輪郭にパターン形成されている（図２）。この場合、第２導線３２は、第１及び第２電極板１６、２２を上記した相対配置で組み合わせた状態で、粘着剤層２８の一部分に設けられる導電性部分３６を介して、対応の第２平行電極対２６に個別に接続される。第１及び第２導線３０、３２は、第１電極板１６上で所定箇所に集結されて、図示しない制御回路への接続部を構成するコネクタ（例えばフレキシブル印刷基板）３８に接続される。

第１及び第２平行電極対２４、２６、第１及び第２導線３０、３２、並びに絶縁層３４はいずれも、粘着剤層２８が設置される領域に形成されて、第１及び第２電極板１６、２２の外縁に沿って帯状（図示実施形態では矩形枠状）に延びる中間層４０を構成する（図３）。中間層４０は、第１及び第２電極板１６、２２の導電膜１４、２０同士の離間距離Ｄを規定して確保するスペーサとしても機能する（図１）。

第１及び第２電極板１６、２２には、中間層４０の設置領域に対応する額縁状の領域（すなわち額縁領域）４２と、額縁領域４２に包囲される入力可能領域４４とが画定される（図１及び図２）。入力可能領域４４には、いずれか一方の電極板１６、２２（図では第１電極板１６）の導電膜１４、２０（図では第１導電膜１４）上に、電気絶縁性の複数のドットスペーサ４６が、適当な分散配置で設けられる（図１）。それらドットスペーサ４６は、個々の電極板１６、２２の自重等による意図しない凹状の撓みを抑制して導電膜１４、２０間の隙間を保持する一方で、いずれかの電極板１６、２２が押圧力下で変形したときには押圧部位における導電膜１４、２０同士の局所的接触を許容するように作用する。

パネル型入力装置１０は、制御回路（図示せず）による制御下で、第１電極板１６の第１導電膜１４及び第２電極板２２の第２導電膜２０に対し、交互に、それぞれの第１及び第２平行電極対２４、２６の間に所定電圧が印加されることにより作動する。その状態で、例えば第２電極板２２の第２基板１８の外面所望位置をペンや指等で押圧すると、押圧点Ｐで両導電膜１４、２０が互いに導通接触し（図１（ｂ））、電圧を印加していない側の導電膜１４、２０において押圧点Ｐの位置に対応した分圧が出力される。制御回路に設けられる処理部（図示せず）は、両導電膜１４、２０にこのようにして交互に生じる分圧を測定することにより、押圧点Ｐの２次元座標を検出する。こうした構成は、抵抗膜型タッチパネルにおいて従来知られたものである。

本発明の特徴的構成として、パネル型入力装置１０は、第１電極板１６を対象物（例えば表示装置）に重ねてパネル型入力装置１０を対象物に取り付けたときに、第２電極板２２が、額縁領域４２に隣接する入力可能領域４４の外縁部分４８（図１）で、ペンや指等による押圧入力操作を許容するように、露出して配置される構成を有する。そして、第２電極板２２の第２導電膜２０は、導電性ポリマーを用いて形成される。導電性ポリマーの具体的な材料名及びその特性については後述する。

上記構成を有するパネル型入力装置１０は、表示装置等の対象物に取り付けられたときに、額縁領域４２に隣接する入力可能領域４４の外縁部分４８に対し、ペンや指等により第２電極板２２を押圧して入力操作することができる。ここで、第２電極板２２の第２導電膜２０を、ＩＴＯ皮膜に比べて耐衝撃性、筆記耐久性等に優れる導電性ポリマーを用いて形成したから、入力可能領域４４の外縁部分４８で入力操作を行ったとき（図１（ｂ））に、中間層４０の内縁４０ａに沿って第２電極板２２が局所的に曲げられて第２導電膜２０に過大な応力が生じたとしても、入力操作の繰り返しにより第２導電膜２０が損傷して座標入力精度（すなわち押圧位置検出精度）が悪化する懸念は、実質的に排除される。その結果、パネル型入力装置１０では、入力可能領域４４をその外縁部分４８まで含めて、長期に渡り安定入力操作が可能な動作保証領域として使用できる。このように、パネル型入力装置１０によれば、入力操作側の電極板が樹脂フィルム基板とＩＴＯ皮膜とから構成される従来のパネル型入力装置に比べて、第２導電膜２０の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、入力操作を許容しない操作不可領域（額縁領域４２を含む）を可及的に縮小できる（つまり動作保証領域を可及的に拡大できる）。

パネル型入力装置１０においては、額縁領域４２の全体に渡って隣接する入力可能領域４４の外縁部分４８の全体が露出されていない構成（つまり外縁部分４８の一部が他の部材によって覆われている構成）であっても、露出した外縁部分４８を動作保証領域として安全に使用できる効果が奏される。本発明に係るパネル型入力装置は、このような構成も包含するものである。なお、本発明において「外縁部分」とは、パネル型入力装置の入力可能領域内で額縁領域に隣接する部分を概念的に表現するものであって、その大きさが数値で規定されるものではない。例えば、操作側電極板が樹脂フィルム基板とＩＴＯ皮膜とから構成される従来の抵抗膜式タッチパネルにおいて、額縁領域（中間層）の内縁に沿ったＩＴＯ皮膜の損傷を防止するために予め枠状の部材で覆って操作不可領域とする必要があった部分が、本発明の「外縁部分」に相当する。

パネル型入力装置１０は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマパネル）、ＣＲＴ（ブラウン管）等の表示装置の画面に重ねて設置可能な、それ自体透明な構造を有するタッチパネルとして構成できる。或いは、パネル型入力装置１０を、ポインティングデバイスとして知られている不透明ないし半透明な構造とすることもできる。

パネル型入力装置１０を透明なタッチパネルとして構成する場合、例えば、第１電極板１６を、表示装置の画面に隣接配置される下側電極板とし、その第１基板１２を透明なガラス板や樹脂板又は樹脂フィルムから形成できる。また、第２電極板２２を、オペレータによって押圧操作される上側電極板とし、その第２基板１８を可撓性に富む透明樹脂フィルムから形成できる。第１及び第２基板１２、１８の好適な樹脂材料としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を挙げることができる。

また、第１電極板１６の第１導電膜１４は、ＩＴＯ等の透明な導電性組成物から形成され、例えば真空蒸着法やスパッタリング法によって第１基板１２の表面１２ａに被着できる。他方、第２電極板２２の第２導電膜２０は、透明度に優れた導電性ポリマーから形成され、例えば塗布法や印刷法によって第２基板１８の表面１８ａに被着できる。上側電極板となる第２電極板２２の第２導電膜２０を導電性ポリマーから形成することにより、タッチパネルに要求される筆記耐久性や耐衝撃性を確保できる。また、第１導電膜１４を、第２導電膜２０と同様の導電性ポリマーから形成することもできる。

パネル型入力装置１０の第２導電膜２０に好適に使用できる導電性ポリマーは、例えば既述の特許文献１及び２に記載されるポリチオフェン系の導電性ポリマーである。特に、パネル型入力装置１０をタッチパネルとして構成する場合、ポリチオフェン系ポリマーは優れた透明度を有する点で好適である。パネル型入力装置１０で使用できる他の導電性ポリマーとして、ポリアニリン、ポリビロール、ポリエチレンジオキシチオフェン等が挙げられる。

導電性ポリマーからなる第２導電膜２０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．０１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍである。厚みが０．０１μｍ未満であると、第２導電膜２０の抵抗が不安定になることがあり、厚みが１０μｍを超えると、第２基板１８との密着性が低下することがある。また、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０の表面抵抗率（例えばＪＩＳＫ６９１１に準拠）は、特に限定されないが、例えば４８００Ω／□（ohm/square）以下、好ましくは２８００Ω／□以下、さらに好ましくは１４８０Ω／□以下である。表面抵抗率が、４８００Ω／□を超えると、入力時の応答性が低下することがある。なお、ＩＴＯからなる第１導電膜１４も、同様の物性を有することが望ましい。また、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、ローラコート法、バーコート法、ディップコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、ダイコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、ニーダーコート法等の塗布法や、スクリーン印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法等の印刷法を採用できる。

本発明に係るパネル型入力装置の作用効果を一層明確にするべく、発明者が行った実験の内容及び結果を、図４〜図７を参照して以下に説明する。

〔実験１〕
パネル型入力装置１０を模したサンプルとして、基板Ｓの上面に、互いに平行に離間する一対の突条Ｔ（高さ１５０μｍ、間隔３０ｍｍ）を形成し、それら突条Ｔの上に、ポリチオフェン系導電性ポリマーからなる第２導電膜２０（厚み１６０ｎｍ）をＰＥＴフィルムからなる第２基板１８（厚み１８８μｍ）に被着して構成される第２電極板２２を、第２導電膜２０が基板Ｓに対向するとともに第２平行電極対２６が両突条Ｔの外側に位置するようにして、固定的に載置したものを用意した（図４）。この状態で、半径０．８ｍｍの半球状の先端を有するペンＵ（ポリアセタール（ＰＯＭ）製）を用いて、第２電極板２２の第２基板１８の外面１８ｂ上で、押圧力Ｆ（４．９Ｎ）を加えながら、一方の突条Ｔの内縁に沿ってペン先を往復摺動（１００００回）させ、摺動後の第２電極板２２の抵抗値Ｒ（図４（ａ））の変化を、突条Ｔからの距離Ｄ（図４（ｂ））が異なる複数箇所で測定した。また比較例として、単層ＰＥＴフィルムにＩＴＯ皮膜を被着した電極板Ｃ１と、二層ＰＥＴフィルムにＩＴＯ皮膜を被着した電極板Ｃ２とに対し、同じ実験を行った。実験結果を図５に示す（縦軸は抵抗値Ｒの初期値に対する変化率Δ）。

図５から理解されるように、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０を有する第２電極板２２では、突条Ｔの内縁及びその直近でペン先を往復摺動させても抵抗値Ｒの上昇は観察されず、結果として、第２導電膜２０が損傷していないことが確認された。これに対し、電極板Ｃ１では、突条Ｔからの距離Ｄが４ｍｍ以下で抵抗値の顕著な上昇が観察され、電極板Ｃ２では、突条Ｔからの距離Ｄが２ｍｍ以下で抵抗値の顕著な上昇が観察された。いずれもＩＴＯ皮膜が損傷した結果と考えられる。この実験結果から、ＰＥＴフィルムにＩＴＯ皮膜を被着した操作側電極板を有する従来のタッチパネルでは、電子機器に搭載する際に、タッチパネルを表示装置の画面上に取り付けるための取付部材（例えば電子機器ケース）を、タッチパネルの額縁領域からその内側に隣接する入力可能領域の幅４ｍｍ程度の外縁部分を覆うように形成する必要があることが理解される。これに対し、例えば前述したパネル型入力装置１０は、幅４ｍｍ程度の外縁部分４８を含む入力可能領域４４（図１）の全体を動作保証領域として使用できるから、従来のタッチパネルに比べて、動作保証領域を上下左右それぞれ４ｍｍ程度拡大することができる。

〔実験２〕
上記サンプルにおける突条Ｔの高さを２５０μｍに変更して、実験１と同じ内容の実験を行った。実験結果を図６に示す（縦軸は抵抗値の初期値に対する変化率Δ）。図６から理解されるように、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０を有する第２電極板２２においても、突条Ｔの直近約０．２５ｍｍ程度の位置でペン先を往復摺動させたときに、抵抗値の上昇が観察された。したがって、例えば前述したパネル型入力装置１０は、中間層４０の厚みが２５０μｍ未満で有るように構成することが、経時での動作信頼性を確保する観点で望ましい。ただし、中間層４０の厚みが２５０μｍ程度であっても、中間層４０から０．２５ｍｍ程度の範囲に渡って入力可能領域４４の外縁部分４８（図１）を覆うように、対象物（表示装置等）への取付部材を構成すれば良いから、従来構造に比べて有利である。

〔実験３〕
実験１と同様のサンプルで、第２電極板２２の第２導電膜２０の厚みφを変化させたときの、第２導電膜２０の寿命Ｎと、第２電極板２２の全光線透過率αとを測定した。第２導電膜２０の寿命Ｎは、実験１において突条Ｔからの距離Ｄが０．５ｍｍの位置でペン先を摺動させたときに、第２電極板２２の抵抗値Ｒの上昇が観察されるに至るペン先の摺動回数で表現した。実験結果を図７に示す。図７から理解されるように、第２導電膜の厚みφが１００ｎｍ未満の場合、一般的なタッチパネルに要求される第２導電膜２０の寿命Ｎ（往復摺動５０００回程度）を満たさない傾向がある。他方、第２導電膜の厚みφが２５０ｎｍを超えると、一般的なタッチパネルに要求される第２電極板２２の全光線透過率α（７４％程度）を満たさない傾向がある。したがって、パネル型入力装置１０の第２電極板２２の第２導電膜２０は、１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲の厚みφを有することが望ましい。

〔実験４〕
実験１と同様のサンプルで、基板Ｓの上面に、フォトリソグラフィ技術により複数のドットスペーサ（高さ約５μｍ）を等間隔（２．５ｍｍ）で格子状に配列して形成し、第２電極板２２を外面からペン先で押圧して基板Ｓに接触させるに要する押圧力Ｆを、様々な位置で測定した。その結果、突条Ｔからの距離Ｄが５ｍｍ未満の領域では、距離Ｄが５ｍｍ以上の領域よりも高い押圧力Ｆを要することが判明した。この実験結果から、例えばパネル型入力装置１０においては、入力可能領域４４の外縁部分４８（図１）におけるドットスペーサ４６の単位面積当たりの個数を、入力可能領域４４の中央部分（外縁部分４８以外の部分）におけるドットスペーサ４６の単位面積当たりの個数よりも少なくすることが、入力可能領域４４の全体に渡って同一の押圧力Ｆで入力操作できるようにする観点で望ましい。例えば図示実施形態では、外縁部分４８（図１）を含む領域（中間層４０から約５ｍｍ以内の領域）にはドットスペーサ４６が設けられず、入力可能領域４４の中央部分（外縁部分４８以外の部分）にのみ、ドットスペーサ４６が設けられている。

次に、図８及び図９を参照して、パネル型入力装置１０を搭載した本発明の一実施形態による電子機器５０の構成を説明する。
電子機器５０は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ等の表示装置５２と、表示装置５２の画面５２ａに重ねて設置されるタッチパネルとしてのパネル型入力装置１０と、表示装置５２及びパネル型入力装置１０並びに他の電子部品等を収容するケース５４とを備える。ケース５４は、パネル型入力装置１０の第１電極板１６を表示装置５２の画面５２ａに重ねてパネル型入力装置１０を表示装置５２に取り付けるための枠状の取付部材５６を、一体に有する。パネル型入力装置１０の第２電極板２２は、取付部材５６の開口部５８に露出して配置される。

図９に明示されるように、ケース５４の取付部材５６は、パネル型入力装置１０の第２電極板２２の第２基板１８の外面１８ｂ上で入力可能領域４４に重ならない位置に配置される。特に図示実施形態では、取付部材５６の開口部５８の周縁５８ａが、パネル型入力装置１０の中間層４０の内縁４０ａと同一の位置に配置され、パネル型入力装置１０の入力可能領域４４の全体が開口部５８内で露出されている。したがって、パネル型入力装置１０の入力可能領域４４の全体に対し、指やペン等により第２電極板２２を押圧して入力操作できる。

上記構成を有する電子機器５０は、パネル型入力装置１０の入力可能領域４４の全体がケース５４の取付部材５６の開口部５８に露出されていることに加えて、パネル型入力装置１０が奏する前述した格別の作用効果により、入力可能領域４４の全体をその外縁部分４８（図１）まで含めて、長期に渡り安定入力操作が可能な動作保証領域として使用できる。したがって電子機器５０によれば、パネル型入力装置１０の第２導電膜２０の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、入力操作を許容しない操作不可領域（額縁領域４２を含む）を可及的に縮小でき（つまり動作保証領域を可及的に拡大でき）、以って、比較的安価な抵抗膜方式のパネル型入力装置１０により、表示装置５２の画面５２ａの外周に形成される額縁状の非表示領域（図示せず）の狭小化に対応できるとともに、パネル型入力装置１０の操作性を向上させることができる。

図１０に変形例として示すように、ケース５４の取付部材５６を、その開口部５８の周縁５８ａが、パネル型入力装置１０の中間層４０の内縁４０ａよりも外側に配置されるように構成することもできる。このような構成によれば、パネル型入力装置１０の入力可能領域４４（図９）の特に外縁部分４８（図１）に対して入力操作を行うときに、ケース５４の取付部材５６によってオペレータの手の動きが妨げられないから、取付部材５６による取付機能を損なうことなく、パネル型入力装置１０の操作性を一層向上させることができる。

図１１〜図１３は、本発明の他の実施形態による電子機器６０、及び電子機器６０に搭載される本発明の第２の実施形態によるパネル型入力装置６２を示す。電子機器６０は、ＬＣＤ、ＰＤＰ等の薄形の表示装置６４と、表示装置６４の画面６４ａに重ねて設置されるタッチパネルとしてのパネル型入力装置６２と、表示装置６４及び他の電子部品等を収容するとともにパネル型入力装置６２を支持するケース６６とを備える。パネル型入力装置６２は、第１電極板１６の第１基板１２の構造、及び座標入力部だけでなくスイッチ部を付加的に有する構造以外は、図１に示すパネル型入力装置１０と同一の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

パネル型入力装置６２は、第１基板１２及び第１導電膜１４を有する第１電極板１６と、第２基板１８及び第２導電膜２０を有する第２電極板２２とを備える。第１基板１２は、第１導電膜１４を被着した樹脂フィルム６８と、粘着剤層７０を介して樹脂フィルム６８に固着される樹脂板７２とから構成され、全体として透明な構造を有する。このような構成を有するパネル型入力装置６２は、例えばフィルム−フィルム−プラスチック（ＦＦＰ）型タッチパネルと呼称される。なおこの構成では、第１導電膜１４は、第２導電膜２０と同じ導電性ポリマーを用いて形成されることが好ましい。

パネル型入力装置６２はさらに、第１及び第２電極板１６、２２を互いに固定する中間層を備える。第１及び第２電極板１６、２２は、中間層の設置領域を含む額縁領域と額縁領域に包囲される入力可能領域とを有する。入力可能領域は、座標データを入力するための座標入力部７４（パネル型入力装置１０の入力可能領域４４に相当）と、オンオフ切換指示を入力するためのスイッチ部７６とを含んで構成される。座標入力部７４及びスイッチ部７６の個数はいずれも任意であるが、図示実施形態では、１個の座標入力部７４と３個のスイッチ部７６とが設けられている。なお、スイッチ部７６においては、第１電極板１６にドットスペーサ４６が設けられていない（図１３）。

また、粘着剤層２８（図３）を含む中間層は、第１及び第２導電膜１４、２０の外縁に沿って帯状に設置される主部分７８（パネル型入力装置１０の中間層４０に相当）と、主部分７８から延長され、座標入力部７４とスイッチ部７６とを隔離する延長部分８０とを有する。図示実施形態では、隣り合うスイッチ部７６の間にも延長部分８０が配置される。そして、中間層の主部分７８及び延長部分８０の設置領域が、パネル型入力装置６４の額縁領域を構成する。

パネル型入力装置６２は、前述したパネル型入力装置１０と同様に、第２電極板２２の第２導電膜２０を導電性ポリマーから形成しているから、第２導電膜２０の損傷による座標入力精度の悪化を防止しつつ、入力操作を許容しない操作不可領域（額縁領域を含む）を可及的に縮小できる（つまり動作保証領域を可及的に拡大できる）ものである。また、パネル型入力装置６２では、共通の部品を使用して、座標データの入力とオンオフ切換指示の入力との両機能が実現される。

さらに、パネル型入力装置６２では、第２電極板２２を、スイッチ部７６において局所的に、外側に隆起するように形成することができる（図１３）。第２電極板２２のこのような隆起部８２は、例えば、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０を有する第２電極板２２を作製した後に、適当な型加工により形成できる。このとき、導電性ポリマーからなる第２導電膜２０の損傷は、未然に回避される。このような構成によれば、スイッチ部７６におけるクリック状の押圧操作感覚を確保することができる。

電子機器６０は、パネル型入力装置６２の第１電極板１６を表示装置６４の画面６４ａに重ねてパネル型入力装置６２を表示装置６４に取り付けるための取付部材８４を、ケース６６とは別の部材として備えている（図１２）。取付部材８４は、両面粘着テープ等の粘着剤層として構成でき、パネル型入力装置６２の第１電極板１６の下端面１６ａと、表示装置６４を受容するケース６６の上端面６６ａとの間に介在して、パネル型入力装置６２をケース６６に固定して取り付ける。すなわち電子機器６０では、取付部材８４が、パネル型入力装置６２の第２電極板２２の第２基板１８の外面１８ｂ上に配置されず、それにより、パネル型入力装置６２の入力可能領域（座標入力部７４及びスイッチ部７６）及び額縁領域（中間層の主部分７８及び延長部分８０の設置領域）の全体が、ケース６６の外部に露出されている。したがって、パネル型入力装置６２の入力可能領域（座標入力部７４及びスイッチ部７６）の全体に対し、指やペン等により第２電極板２２を押圧して入力操作できる。

上記構成を有する電子機器６０は、パネル型入力装置６２の入力可能領域（座標入力部７４及びスイッチ部７６）の全体がケース６６の外部に露出されていることに加えて、パネル型入力装置６２が奏する前述した格別の作用効果により、入力可能領域を、中間層（主部分７８及び延長部分８０）に隣接する外縁部分（例えば図１の外縁部分４８）まで含めて、長期に渡り安定入力操作が可能な動作保証領域として使用できる。したがって電子機器６０によれば、電子機器５０と同等の作用効果が奏される。さらに電子機器６０では、パネル型入力装置６２の入力可能領域（座標入力部７４及びスイッチ部７６）の特に外縁部分に対して入力操作を行うときに、オペレータの手の動きが何物にも妨げられないから、取付部材８４による取付機能を損なうことなく、パネル型入力装置６２の操作性を一層向上させることができる。

電子機器６０は、パネル型入力装置６２自体がケース６６の一部となって、表示装置６４や他の電子部品を収容しているものであり、例えば、携帯電話機能を有する携帯型端末装置として構成できる。この場合、パネル型入力装置６２は、第２基板１８の外面１８ｂを保護するための、ハードコート付カバーフィルム８６を、第２基板１８の外面１８ｂの全体に被着して備えることが有利である（図１２及び図１３）。またパネル型入力装置６２は、電子機器６０に装備されるマイク、スピーカー、カメラレンズ等を配置するための貫通穴８８を、額縁領域内の所望位置（ただし第１及び第２平行電極対２４、２６（図２）よりも外側）に備えることができる（図１１）。このような貫通穴８８は、例えば、第１及び第２電極板１６、２２を適正な相対配置で互いに組み合わせて固定した後に、プレス機械により打ち抜いて形成することができる。このとき、第１及び第２電極板１６、２２の第１及び第２導電膜１４、２０の双方を導電性ポリマーから形成すれば、打抜き時に第１及び第２導電膜１４、２０にクラックが生じることを未然に回避できる。

上記した電子機器５０、６０は、パネル型入力装置１０、６２の透明な第２電極板２２を通して、第２基板１８の外側から中間層４０、その主部分７８及び延長部分８０を少なくとも部分的に視認できる構成となっている。したがって、中間層４０、主部分７８、延長部分８０を、遮光性の粘着剤層２８を含む構造に形成することで、額縁領域４２と入力可能領域４４との境界を際立たせるとともに、入力可能領域４４を通した表示装置５２、６４の画面５２ａ、６４ａの視認性を向上させることができる。なお電子機器６０では、ハードコート付カバーフィルム８６の裏面の額縁領域４２に対応する部分に暗色系の印刷や塗装を施すことで、同様に額縁領域４２と入力可能領域４４との境界を際立たせることもできる。

電子機器５０、６０が有する取付部材５６、８４は、パネル型入力装置１０、６２の構成要素とすることもできる。例えば、パネル型入力装置１０は、第１電極板１６を対象物（例えば表示装置５２）に重ねてパネル型入力装置１０を対象物に取り付けるための取付部材５６を、ケース５４とは別体の枠状部材として備えることができる。この場合、取付部材５６は、第２電極板２２の第２基板１８の外面１８ｂ上で入力可能領域４４に重ならない位置に配置される。或いは、パネル型入力装置６２は、第１電極板１６を対象物（例えば表示装置６４）に重ねてパネル型入力装置６２を対象物に取り付けるための取付部材８４を備えることができる。この場合、取付部材８４は、第２電極板２２の第２基板１８の外面１８ｂ上に配置されない。いずれの構成においても、パネル型入力装置１０、６２の取付対象物は、表示装置５２、６４に限定されない。特に、パネル型入力装置１０、６２がポインティングデバイスとして知られている不透明ないし半透明な構造を有する場合は、取付部材５６、８４を用いて、表示装置５２、６４以外の対象物に取り付けられる。

本発明の第１実施形態によるパネル型入力装置を、厚み方向に拡大して模式図的に示す断面図で、（ａ）非入力時、及び（ｂ）入力時の状態を示す。 図１のパネル型入力装置の主要構成要素を分解して示す斜視図である。 図１のパネル型入力装置の中間層の拡大断面図である。 本発明のパネル型入力装置が奏する作用効果を明らかにする実験用のサンプルを模式図的に示す図で、（ａ）斜視図、及び（ｂ）正面図である。 図４のサンプルを用いた第１の実験の結果を示す図である。 図４のサンプルを用いた第２の実験の結果を示す図である。 図４のサンプルを用いた第３の実験の結果を示す図である。 本発明の一実施形態による電子機器の概略斜視図である。 図８の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。 図９の電子機器の変形例の主要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態によるパネル型入力装置を搭載した本発明の他の実施形態による電子機器の概略平面図である。 図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図である。 図１１の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った断面図である。

符号の説明

１０、６２ パネル型入力装置
１２ 第１基板
１４ 第１導電膜
１６ 第１電極板
１８ 第２基板
２０ 第２導電膜
２２ 第２電極板
２８ 粘着剤層
４０ 中間層
４２ 額縁領域
４４ 入力可能領域
４６ ドットスペーサ
４８ 外縁部分
５０、６０ 電子機器
５２、６４ 表示装置
５６、８４ 取付部材
７４ 座標入力部
７６ スイッチ部
７８ 主部分
８０ 延長部分
８２ 隆起部

Claims (3)

1. 表示装置と、該表示装置の画面に重ねて設置されるパネル型入力装置と、該パネル型入力装置を該表示装置に取り付けるための取付部材とを具備する電子機器において、
   前記パネル型入力装置は、
   第１基板及び該第１基板の一表面に設けられる第１導電膜を有する第１透明電極板と、第２基板及び該第２基板の一表面に設けられる第２導電膜を有し、該第２導電膜が該第１導電膜に導通接触可能に対向かつ離間する相対配置で該第１透明電極板に組み合わされる第２透明電極板と、互いに対向する該第１及び第２導電膜の外縁に沿って帯状に設置され、該第１及び第２透明電極板を該相対配置で互いに固定するとともに該第１導電膜と該第２導電膜との離間距離を確保する中間層とを具備し、該第１及び第２透明電極板が、該中間層の設置領域である額縁領域と該額縁領域に包囲される入力可能領域とを有し、
   前記入力可能領域は、座標データを入力するための座標入力部と、オンオフ切換指示を入力するためのスイッチ部とを含み、前記中間層は、前記第１及び第２導電膜の前記外縁に沿って帯状に設置される主部分と、該主部分から延長され、該座標入力部と該スイッチ部とを隔離する延長部分とを有し、
   前記パネル型入力装置が、前記第１透明電極板を前記画面に重ねて前記表示装置に取り付けられるとともに、前記第２透明電極板の、前記額縁領域に隣接する前記入力可能領域の外縁部分が、入力操作を許容するように前記取付部材から露出して配置され、
   前記第２透明電極板の前記第２導電膜が、導電性ポリマーを用いて形成され、
   前記取付部材が、前記第２透明電極板の前記第２基板の外面上に配置されないこと、
   を特徴とする電子機器。
2. 前記第２透明電極板は、前記スイッチ部において外側に隆起する、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記表示装置を受容するケースをさらに具備し、前記取付部材は、前記第１透明電極板の下面と該ケースの上面との間に介在する粘着剤層からなる、請求項１又は２に記載の電子機器。

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