(57)【要約】【課題】小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる入力装置、表示装置、および携帯端末を提供する。【解決手段】入力装置Ｘ１は、基体２と、基体２上に設けられた第１検出電極３ａと、基体２上に設けられており、第１検出電極３ａに電気的に接続された検出用配線８と、検出用配線８を被覆して基体２上に設けられた絶縁層１０と、絶縁層１０上に配置された振動体１３と、振動体１３と検出用配線８との間に設けられた第１導電層１１と、を備える。【選択図】図６
2013145464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記検出電極に電気的に接続された検出用配線と、
前記検出用配線を被覆して前記基体上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に配置された振動体と、
前記振動体と前記検出用配線との間に設けられた第１導電層と、を備えた入力装置。
【請求項２】
前記振動体と前記絶縁層との間に設けられた保護層をさらに備え、
前記第１導電層は、前記絶縁層上に設けられており、前記保護層に被覆されている、請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記振動体に電気的に接続された制御用配線、および該制御用配線を被覆した被覆層を有した配線基板と、
前記被覆層上に設けられた第２導電層と、をさらに備え、
前記第２導電層の少なくとも一部が、前記検出用配線と前記制御用配線との間に位置している、請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記振動体に電気的に接続された制御用配線、および該制御用配線を被覆した被覆層を有した配線基板をさらに備え、
前記検出用配線は、平面視して前記制御用配線と重なっていない、請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項５】
前記基体上に設けられており、前記検出用配線よりも前記基体の端面側に位置するグランド配線をさらに備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項６】
前記第１導電層は、前記グランド配線に電気的に接続されている、請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記振動体は、複数の圧電体層と複数の電極層とが交互に積層してなり、
複数の前記電極層のうち前記検出用配線に最も近い側に位置する前記電極層は、グランド電位に設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項８】
前記第１導電層は、平面視して、前記振動体が位置する領域以外の領域において、前記検出用配線と重なっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記第１導電層は、平面視して前記振動体の全部と重なっている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１０】
請求項１〜９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、
前記表示パネルを収容した筐体と、を備えた表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、表示装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、使用者が入力装置を操作した場合に、使用者に対して、押圧感、なぞり感、肌触り感等、様々な触感を伝達する触覚伝達技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような触覚伝達技術を適用した入力装置では、例えば、基体上において、検出電極、検出電極に電気的に接続された検出用配線、および振動体が設けられている。また、振動体は、検出用配線よりも基体の端面側に位置している。【０００３】
ところで、上記従来の入力装置では、振動体が検出用配線よりも基体の端面側に位置しているため、入力装置が横方向に大型化してしまう可能性があった。一方で、入力装置を小型化しようとすると、基体上に検出用配線を被覆して絶縁層を設け、当該絶縁層上に振動体を配置する必要があった。しかしながら、絶縁層上に振動体を配置すると、振動体から発生した電気的ノイズが、検出用配線に混入し、入力装置の検出感度が低下してしまう可能性があった。
【特許文献１】特開２００３−１２２５０７号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる入力装置、表示装置、および電子機器に関する。
【０００５】
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、前記検出電極に電気的に接続された検出用配線と、前記検出用配線を被覆して前記基体上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に配置された振動体と、前記振動体と前記検出用配線との間に設けられた第１導電層と、を備える。
【０００６】
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、前記表示パネルを収容した筐体と、を備える。
【０００７】
本発明の電子機器における一態様は、本発明に係る表示装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図３】図２中に示したＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図２中に示したＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】図２中に示した１点鎖線で囲んだ領域Ａ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。
【図６】図５中に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図７】図５中に示したＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図８】入力装置の動作例を示すフローチャート図である。
【図９】実施の形態１に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る携帯端末の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図１２】図１１に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｂ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。
【図１３】図１２中に示したＶ−Ｖ線断面図である。
【図１４】実施の形態３に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図１５】図１４中に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｃ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。
【図１６】実施の形態４に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図１７】図１６中に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｄ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。
【図１８】図１７中に示したＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図１９】実施の形態５に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図２０】図１９中に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｅ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。
【図２１】図２０中に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図２２】実施の形態６に係る入力装置の概略構成を示す平面図であって、基体を透視した図である。
【図２３】図２２中に示したＶＩＩI−ＶＩＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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、および電子機器は、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。
【００１１】
［実施の形態１］
図１および図２に示すように、本実施形態に係る入力装置Ｘ１は、投影型の静電容量方式のタッチパネルである。入力装置Ｘ１は、入力領域Ｅ１および非入力領域Ｅ２を有している。入力領域Ｅ１は、使用者が入力操作を行うことができる領域である。非入力領域Ｅ２は、使用者が入力操作を行うことができない領域である。本実施形態に係る非入力領域Ｅ２は、入力領域Ｅ１を取り囲むように、当該入力領域Ｅ１の外側に位置しているが、これに限らない。例えば、非入力領域Ｅ２は、入力領域Ｅ１内に位置していてもよい。
【００１２】
なお、入力装置Ｘ１は、投影型の静電容量方式のタッチパネルに限らず、例えば、表面型の静電容量方式のタッチパネルあるいは抵抗膜方式のタッチパネルであってもよい。
【００１３】
図１〜４に示すように、入力装置Ｘ１は、基体２を備えている。なお、図２では、説明の便宜上、絶縁体５、接着部材１４、導電性接着材１６、保護シート１７、および接着層１８の図示は省略する。なお、以下で説明する図１１、図１４、図１６、および図１９についても、これと同様である。
【００１４】
基体２は、第１検出電極パターン３、第２検出電極パターン４、および絶縁体５を支持する役割を有する。基体２は、第１主面２Ａおよび第２主面２Ｂを有する。第１主面２Ａは、第２主面２Ｂよりも使用者側に位置している。第２主面２Ｂは、第１主面２Ａの反対側に位置している。基体２は、絶縁性を有するとともに、基体２の第１主面２Ａおよび第２主面２Ｂに交差する方向に入射する光に対して透光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、ガラスあるいはプラスチックが挙げられる。なお、本実施形態では、基体２は、平面視して矩形状であるが、これに限らず、円形状あるいは多角形状等であってもよい。
【００１５】
第１検出電極パターン３は、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第１主面２Ａに接近した使用者の指Ｆ１との間において静電容量を発生する。第１検出電極パターン３は、平面視して基体２の長辺方向（図２においてＹ方向）における入力位置を検出する役割を有する。第１検出電極パターン３は、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第２主面２Ｂ上に設けられている。第１検出電極パターン３は、Ｙ方向に並んで複数設けられている。また、第１検出電極パターン３は、第１検出電極３ａおよび第１電極間配線３ｂを有する。
【００１６】
第１検出電極３ａは、使用者の指Ｆ１との間において静電容量を発生する役割を有する。第１検出電極３ａは、平面視して基体２の短辺方向（図２においてＸ方向）に並んで複数設けられている。第１電極間配線３ｂは、第１検出電極３ａ同士を電気的に接続する役割を有する。第１電極間配線３ｂは、互いに隣り合う第１検出電極３ａの間に設けられている。
【００１７】
第２検出電極パターン４は、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第１主面２Ａに接近した使用者の指Ｆ１との間において静電容量を発生する。第２検出電極パターン４は、Ｘ方向における入力位置を検出する役割を有する。第２検出電極パターン４は、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第２主面２Ｂ上に設けられている。第２検出電極パターン４は、Ｘ方向に並んで複数設けられている。また、第２検出電極パターン４は、第２検出電極４ａおよび第２電極間配線４ｂを有する。
【００１８】
第２検出電極４ａは、使用者の指Ｆ１との間において静電容量を発生する役割を有する。第２検出電極４ａは、Ｙ方向に並んで複数設けられている。第２電極間配線４ｂは、第２検出電極４ａ同士を電気的に接続する役割を有する。第２電極間配線４ｂは、互いに隣り合う第２検出電極４ａの間において、第１電極間配線３ｂと電気的に絶縁するように、絶縁体５を跨いで当該絶縁体５上に設けられている。ここで、絶縁体５は、第１電極間配線３ｂを覆うように、基体２の第２主面２Ｂ上に設けられている。なお、本実施形態では、絶縁体５は、複数の第１電極間配線３ｂのそれぞれを覆うように複数設けられているが、これに限らず、例えば、複数の第１検出電極パターン３を覆うように入力領域Ｅ１に対応する基体２の第２主面２Ｂ上全体亘って設けられていてもよい。この場合、第２検出電極４ｂに加えて、第２検出電極４ａも絶縁体５上に設けられることになる。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、シリコーン樹脂、二酸化ケイ素、あるいは窒化珪素等の透明樹脂が挙げられる。
【００１９】
上述の第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４の構成材料としては、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（Al-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛、あるいは導電性高分子が挙げられる。
【００２０】
第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４の形成方法としては、例えば、上述の材料をスパッタリング法、蒸着法、あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって基体２の第２主面２Ｂ上に成膜する。そして、この膜の表面に感光性樹脂を塗布し、露光、現像、エッチング工程を経て、膜がパターニングされることで、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４が形成される。
【００２１】
次に、図５〜７を参照しながら、基体２上に設けられた加飾層６、第１保護層７、検出用配線８、絶縁層１０、第１導電層１１、第２保護層１２、振動体１３、配線基板１５、および保護シート１７について説明する。
【００２２】
なお、図５は、図２中に示した１点鎖線で囲んだ領域Ａ１を拡大した平面図であって、基体の第２主面側から透視した図である。図６は、図５中に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図７は、図５中に示したＩＶ−ＩＶ線断面図である。また、図５では、説明の便宜上、加飾層６、導電性接着材１６、保護シート１７、および接着層１８の図示は省略する。なお、以下で説明する図１２、図１５、図１７、および図２０についても、これと同様である。
【００２３】
加飾層６は、入力装置Ｘ１の非入力領域Ｅ２を加飾する役割を有する。加飾層６は、非入力領域Ｅ２に対応する基体２の第２主面２Ｂ上に設けられている。なお、加飾層６は、非入力領域Ｅ２に対応する基体２の第１主面２Ａ上に設けられていてもよい。加飾層６が非入力領域Ｅ２に対応する基体２の第１主面２Ａ上に設けられていると、後述する振動体１３が振動した場合に、当該振動が加飾層６によって減衰してしまう可能性を低減することができる。加飾層６の構成材料としては、樹脂材料に着色材料を含んだものが挙げられる。樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂が挙げられる。着色材料としては、例えば、カーボン、チタン、あるいはクロムが挙げられる。なお、加飾層６は、黒色に限らず、黒色以外の色を着色していてもよい。加飾層６を形成する方法としては、例えば、スクリーン印刷法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、あるいは蒸着法が挙げられる。
【００２４】
第１保護層７は、加飾層６を保護する役割を有する。ここで、加飾層６を保護する役割としては、例えば、加飾層６を水分の吸湿による腐食から保護する役割、あるいは、加飾層６の材質が変質してしまう可能性を低減する役割が挙げられる。第１保護層７は、基体２の第２主面２Ｂ上に設けられており、加飾層６を被覆している。第１保護層７の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、ウレタン系樹脂、あるいは、ケイ素を含む無機化合物が挙げられる。第１保護層７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、あるいはスリットコート法が挙げられる。
【００２５】
検出用配線８は、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４に対して電圧を印加する役割を有するまた、検出用配線８は、第１検出電極パターン３と指Ｆ１との間、および、第２検出電極パターン４と指Ｆ１との間において発生した静電容量の変化を検出する役割を有する。検出用配線８は、第１保護層７上に複数位置している。なお、検出用配線８は、加飾層６上に位置していてもよい。複数の検出用配線８のうち、一部の検出用配線８は、一端が接続配線９を介して第１検出電極パターン３に接続されており、他端が外部導通領域Ｇ１に位置している。当該一部の検出用配線８は、Ｙ方向に沿って配置されている。また、複数の検出用配線８のうち、残部の検出用配線８は、一端が接続配線９を介して第２検出電極パターン４に接続されており、他端が外部導通領域Ｇ１に位置している。ここで、接続配線９は、基体２の第２主面２Ｂ上に位置しており、入力領域Ｅ１から非入力領域Ｅ２に亘って設けられている。接続配線９の構成材料および形成方法としては、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４と同様のものが挙げられる。
【００２６】
検出用配線８は、硬質で高い形状安定性を得るべく、金属薄膜で形成される。金属薄膜の構成材料としては、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。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、ＣＶＤ法、あるいは蒸着法が挙げられる。
【００２７】
絶縁層１０は、検出用配線８同士が短絡してしまう可能性を低減する役割を有する。絶縁層１０は、非入力領域Ｅ２に対応する第１保護層７上に設けられている。絶縁層１０は、検出用配線８を被覆している。なお、絶縁層１０は、外部導通領域Ｇ１には存在していない。このため、検出用配線８は、外部導通領域Ｇ１において、絶縁層１０から露出している。絶縁層１０の構成材料および形成方法は、絶縁体５あるいは第１保護層７と同様である。なお、絶縁層１０は、絶縁体５と同時に形成してもよい。
【００２８】
第１導電層１１は、振動体１３から発生した電気的ノイズが検出用配線８に混入する可能性を低減する役割を有する。第１導電層１１は、振動体１３と検出用配線８との間に設けられている。具体的には、第１導電層１１は、絶縁層１０上に位置しており、平面視して、検出用配線８と重なっている。このため、検出用配線８と第１導電層１１とが短絡してしまう可能性を低減することができる。第１導電層１１の構成材料および形成方法は、第１検出電極パターン３、第２検出電極パターン４、あるいは検出用配線８と同様である。なお、第１導電層１１は、第１検出電極パターン３あるいは第２検出電極パターン４と同時に形成してもよい。
【００２９】
第２保護層１２は、第１導電層１１を保護する役割を有する。ここで、第１導電層１１を保護する役割としては、例えば、第１導電層１１を水分の吸湿による腐食から保護する役割が挙げられる。第２保護層１２は、振動体１３と絶縁層１０との間に設けられている。具体的には、第２保護層１２は、非入力領域Ｅ２に対応する絶縁層１０上に設けられている。第２保護層１２は、第１導電層１１を被覆している。なお、第２保護層１２は、外部導通領域Ｇ１には存在していない。また、第２保護層１２は、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４を被覆して、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第２主面２Ｂ上にも設けられていてもよい。第２保護層１２が、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４を被覆していると、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４を、外部からの衝撃によって傷付けないように保護することができる。第２保護層１２の構成材料および形成方法は、第１保護層７と同様である。
【００３０】
振動体１３は、使用者による所定の入力操作を検知した場合に、基体２を振動させる役割を有する。振動体１３は、絶縁層１０上に配置されている。具体的には、振動体１３は、接着部材１４を介して、非入力領域Ｅ２に対応する第２保護層１２上に配置されている。また、振動体１３は、平面視して検出用配線８と重なっている。接着部材１４の構成材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂が挙げられる。また、振動体１３は、図２に示すように、平面視して基体２の対向する短辺の近傍に、それぞれのＸ方向に沿って２つ配置されている。なお、振動体１３の個数あるいは配置位置については、特に限定されない。
【００３１】
振動体１３は、複数の第１電極層１３ａと複数の第２電極層１３ｂとが、複数の圧電体層１３ｃを介して、交互に積層してなる圧電素子である。振動体１３は、第１電極層１３ａに電気的に接続された第１表面電極１３ｄを有する。振動体１３は、第２電極層１３ｂに電気的に接続された第２表面電極１３ｅを有している。なお、第１電極層１３ａおよび第２電極層１３ｂの個数については、特に限定されない。また、本実施形態では、振動体１３は圧電素子であるが、これに限らない。振動体１３は、例えば、電磁式振動体、バネ、あるいはモータ等であってもよい。
【００３２】
ところで、入力装置Ｘ１では、振動体１３は、第１保護層７および接着部材１４を介して、絶縁層１０上に配置されている。このため、入力装置Ｘ１では、検出用配線よりも基体の端面側に振動体を配置した場合に比べて、入力装置Ｘ１の小型化を実現することができる。しかしながら、振動体が絶縁層上に配置されていると、振動体と検出用配線との離間距離が相対的に小さくなってしまう。このため、振動体から検出用配線に電気的ノイズが混入する可能性があった。そこで、入力装置Ｘ１では、第１導電層１１は、振動体１３と検出用配線８との間に設けられている。このため、例えば、振動体１３に交流電圧を印加した場合であっても、振動体１３から発生した電気的ノイズを第１導電層１１によって遮蔽することができる。そのため、検出用配線８に電気的ノイズが混入し、入力装置Ｘ１の検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる。なお、本明細書において「電気的ノイズを第１導電層１１によって遮蔽する」とは、第１導電層１１が、電気的ノイズの一部または全部を遮蔽することを指す。このように、入力装置Ｘ１では、小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる。
【００３３】
なお、本実施形態のように、第１導電層１１は、平面視して振動体１３の全部と重なっていることが好ましい。第１導電層１１が平面視して振動体１３の全部と重なっていると、振動体１３から発生した電気的ノイズが検出用配線８に混入する可能性をより低減することができる。
【００３４】
また、第１導電層１１は、グランド電位に設定されていることが好ましい。第１導電層１１がグランド電位に設定されていると、例えば、振動体１３に交流電圧が印加された場合であっても、第１導電層１１の電位はほとんど変化しないことになる。このため、第１導電層１１がグランド電位に設定されていると、振動体１３から検出用配線８に電気的ノイズが混入する可能性をより低減することができる。第１導電層１１をグランド電位に設定する方法としては、例えば、入力装置Ｘ１が表示装置Ｙ１に組み込まれた場合に、第１導電層１１と第１筐体１００とを電気的に接続する方法が挙げられる。
【００３５】
配線基板１５は、振動体１３と図示しない触覚伝達ドライバとを電気的に接続する役割を有する。配線基板１５は、制御用配線１５ａおよび被覆層１５ｂを有する。制御用配線１５ａは、被覆層１５ｂに被覆されている。また、制御用配線１５ａの一部は、被覆層１５ｂから露出している。配線基板１５としては、例えば、フレキシブルプリント配線基板を用いることができる。また、被覆層１５ｂから露出した制御用配線１５ａは、導電性接着材１６を介して、第１表面電極１３ｄおよび第２表面電極１３ｅに電気的に接続されている。導電性接着材１６としては、絶縁性樹脂材料に導電性粒子を含んだ異方性導電材料、あるいは、半田等を用いることができる。
【００３６】
保護シート１７は、使用者の指Ｆ１の接触によって基体２の第１主面２Ａを傷付けないように保護する役割を有する。保護シート１７は、接着層１８を介して、入力領域Ｅ１および非入力領域Ｅ２に対応する基体２の第１主面２Ａの全面に亘って設けられている。なお、保護シート１７は、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第１主面２Ａ上にのみ設けられていてもよい。保護シート１７の構成材料としては、例えば、ガラスあるいはプラスチックが挙げられる。また、接着層１８の構成材料としては、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、あるいはウレタン系粘着材が挙げられる。
【００３７】
次に、入力装置Ｘ１の動作について、図８を参照しながら説明する。
【００３８】
なお、以下では、使用者に対して押圧感を伝達する場合の入力装置Ｘ１の動作例について説明するが、入力装置Ｘ１は、押圧感以外の、例えば、なぞり感、肌触り感等の様々な触感を伝達する場合にも適用することができる。
【００３９】
図８に示すように、使用者が、保護シート１７を介して、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第１主面２Ａを押圧した場合に、振動体１３は、基体２への押圧荷重を検出する（Ｏｐ１）。ここで、振動体１３の荷重検出機能について説明する。すなわち、使用者が、保護シート１７を介して、入力領域Ｅ１に対応する基体２の第１主面２Ａを押圧すると、基体２は下方向に湾曲する。なお、本明細書において「下方向」とは、基体２の第１主面２Ａから第２主面２Ｂへ向かう方向を指す。基体２が下方向に湾曲すると、振動体１３も下方向に湾曲する。つまり、基体２への押圧荷重に応じて、振動体１３の湾曲量が変移する。本実施形態では、振動体１３は、圧電素子であるので、湾曲量を当該湾曲量に応じた電圧に変換することができる。この結果、振動体１３により基体２の押圧荷重を検出することができる。なお、上記では、荷重検出機能を振動体１３によって実現した例について説明したが、これに限らず、例えば、歪センサ等の荷重センサによって実現してもよい。
【００４０】
そして、図示しない触覚伝達ドライバは、使用者による第１主面２Ａへの押圧操作が、所定の入力オブジェクトに対する押圧操作である場合に、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾値以上であるか否かを判定する（Ｏｐ２）。なお、触覚伝達ドライバは、配線基板１５の制御用配線１５ａを介して、振動体１３に電気的に接続される。また、触覚伝達ドライバは、例えば、配線基板１５の被覆層１５ｂ上、あるいは、入力装置Ｘ１が表示装置Ｙ１に組み込まれた場合における回路基板５００上に実装される。
【００４１】
そして、触覚伝達ドライバは、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾値以上であると判定すれば（Ｏｐ２にてＹＥＳ）、振動体１３を図２に示すＸ方向に伸縮運動させる（Ｏｐ３）。そして、Ｏｐ３にて伸縮運動された振動体１３によって、基体２が厚み方向（図３および図４にてＺ方向）に湾曲振動する（Ｏｐ４）。これにより、第１主面２Ａを押圧した使用者に対して押圧感が伝達される。一方、触覚伝達ドライバは、Ｏｐ１にて検出された押圧荷重が閾値未満であると判定すれば（Ｏｐ２にてＮＯ）、図８の処理を終了する。
【００４２】
以上のように、入力装置Ｘ１では、小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる。
【００４３】
次に、入力装置Ｘ１を備えた表示装置Ｙ１について、図９を参照しながら説明する。
【００４４】
図９に示すように、本実施形態に係る表示装置Ｙ１は、入力装置Ｘ１、第１筐体１００、支持部材２００、表示パネル３００、バックライト４００、および回路基板５００を備えている。
【００４５】
入力装置Ｘ１は、入力領域Ｅ１が露出するように、第１筐体１００に収容されている。第１筐体１００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、アルミニウム等の金属が挙げられる。また、入力装置Ｘ１は、支持部材２００を介して、第１筐体１００の支持部１０１上に設けられている。このため、使用者が入力装置Ｘ１を押圧した場合に、支持部材２００が支点となって、入力装置Ｘ１が下方向に湾曲しやすくなる。そのため、振動体１３は、下方向に湾曲しやすくなり、使用者による押圧荷重の検出感度を高くすることができる。なお、支持部材２００の配置位置あるいは個数については、特に限定されない。支持部材２００の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂が挙げられる。
【００４６】
表示パネル３００は、画像あるいは動画を表示する役割を有する。表示パネル３００は入力装置Ｘ１に対向して配置され、第１筐体１００に収容されている。なお、第１筐体１００はなくともよく、入力装置Ｘ１が支持部材２００を介して表示パネル３００上に直接設けられていてもよい。また、本実施形態に係る表示パネル３００は、液晶構造体を用いた液晶パネルであるが、これに限らず、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、あるいは電子ペーパであってもよい。
【００４７】
バックライト４００は、表示パネル３００の下面全体にわたって、光を入射する役割を有する。バックライト４００は、表示パネル３００の後方に配置されている。バックライト４００は、光源４０１および導光板４０２を備えている。光源４０１は、導光板４０２に向けて光を出射する役割を担う部材であり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されている。なお、光源４０１はＬＥＤから構成されていなくともよく、例えば、冷陰極蛍光ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、あるいはＥＬ（Electro-Luminescence）から構成されてもよい。導光板４０２は、表示パネル３００の下面全体にわたって、光源４０１からの光を略均一に導くための役割を担う部材である。なお、表示パネル３００の代わりに自発光素子を用いた表示パネルを用いる場合は、バックライト４００は不要である。
【００４８】
回路基板５００は、例えば、触覚伝達ドライバ、表示パネル３００の制御回路、バックライト４００の制御回路、抵抗器、あるいはコンデンサ等の電子部品を支持する役割を有する。回路基板５００は、バックライト４００の後方に配置されている。回路基板５００の構成材料としては、例えば、樹脂材料が挙げられる。
【００４９】
このように、表示装置Ｙ１は、表示パネル３００を、入力装置Ｘ１を介して透視しながら、入力領域Ｅ１を入力操作することによって、使用者に触感を伝達しながら、各種の情報を入力することができる。
【００５０】
以上のように、表示装置Ｙ１は、入力装置Ｘ１を備えているため、小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる。
【００５１】
次に、表示装置Ｙ１を備えた携帯端末Ｚ１について、図１０を参照しながら説明する。
【００５２】
図１０に示すように、本実施形態に係る携帯端末Ｚ１は、スマートフォン端末である。なお、携帯端末Ｚ１は、スマートフォン端末に限らず、例えば、携帯電話、タブレット端末、あるいはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）であってもよい。
【００５３】
携帯端末Ｚ１は、表示装置Ｙ１、音声入力部６０１、音声出力部６０２、キー入力部６０３、および第２筐体６０４を備えている。
【００５４】
音声入力部６０１は、使用者の音声等を入力する役割を有し、マイク等により構成されている。音声出力部６０２は、相手方からの音声等を出力する役割を有し、電磁スピーカあるいは圧電スピーカ等により構成されている。なお、音声出力部６０２は、入力装置Ｘ１の振動体１３によって、入力装置Ｘ１の基体２を振動させ、音声を出力する構成としてもよい。キー入力部６０３は、機械的なキーにより構成されている。キー入力部６０３は、表示画面に表示された操作キーであってもよい。第２筐体６０４は、表示装置Ｙ１、音声入力部６０１、音声出力部６０２、およびキー入力部６０３を収容する役割を有する。なお、第２筐体６０４はなくともよく、表示装置Ｙ１の第１筐体１００に音声入力部６０１、音声出力部６０２、およびキー入力部６０３が収容されていてもよい。第２筐体６０４の構成材料としては、第１筐体１００と同様のものが挙げられる。
【００５５】
他にも、携帯端末Ｚ１は、必要な機能に応じて、デジタルカメラ機能部、ワンセグ放送用チューナ、赤外線通信機能部等の近距離無線通信部、無線ＬＡＮモジュール、および各種インタフェース等を備える場合もあるが、これらの詳細についての図示および説明は省略する。
【００５６】
以上のように、携帯端末Ｚ１は、表示装置Ｙ１を備えているため、小型化を実現しつつ、検出感度が低下してしまう可能性を低減することができる。
【００５７】
ここで、表示装置Ｙ１は、上記の携帯端末Ｚ１の代わりに、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム用の端末装置、テレビ、デジタルカメラ、あるいは産業用途で使用されるプログラマブル表示器等の様々な電子機器に備えられていてもよい。
【００５８】
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示したものであり、種々の変形が可能である。以下、いくつかの主な変形例を示す。
【００５９】
［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２に係る入力装置Ｘ２の概略構成を示す平面図であって、基体２を透視した図である。図１２は、図１１に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｂ１を拡大した平面図であって、基体２の第２主面２Ｂ側から透視した図である。図１３は、図１２中に示したＶ−Ｖ線断面図である。なお、図１１〜１３において、図２，５，６と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図１１〜１３に示すように、入力装置Ｘ２では、第２導電層２１をさらに備えている。第２導電層２１は、配線基板１５の被覆層１５ｂ上に設けられている。また、第２導電層２１の一部は、検出用配線８と制御用配線１５ａとの間に位置している。このため、例えば、制御用配線１５ａを介して振動体１３に交流電圧を印加した場合であっても、制御用配線１５ａから検出用配線８に電気的ノイズが混入してしまう可能性を低減することができる。
【００６１】
なお、入力装置Ｘ２では、第２導電層２１は、検出用配線８と対向する被覆層１５ｂの表面全体に設けられている。このため、制御用配線１５ａから検出用配線８に電気的ノイズが混入してしまう可能性をより低減することができる。また、入力装置Ｘ２では、第２導電層２１は、グランド電位に設定されていることが好ましい。第２導電層２１がグランド電位に設定されていると、制御用配線１５ａを介して振動体１３に交流電圧が印加された場合であっても、第２導電層２１の電位はほとんど変化しないことになる。このため、制御用配線１５ａから検出用配線８に電気的ノイズが混入する可能性をより低減することができる。
【００６２】
なお、第２導電層２１の構成材料としては、例えば、銀ペーストが挙げられる。
【００６３】
［実施の形態３］
図１４は、実施の形態３に係る入力装置Ｘ３の概略構成を示す平面図であって、基体２を透視した図である。図１５は、図１４に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｃ１を拡大した平面図であって、基体２の第２主面２Ｂ側から透視した図である。なお、図１４および図１５において、図２および図５と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１４および図１５に示すように、入力装置Ｘ３では、入力装置Ｘ１が備える検出用配線８の代わりに、検出用配線３１を備えている。検出用配線３１は、第１保護層７上に位置している。また、検出用配線８の一端は、接続配線９に電気的に接続されており、検出用配線８の他端は、外部導通領域Ｇ１に位置している。ここで、検出用配線８は、平面視して制御用配線１５ａと重なっていない。このため、検出用配線３１と制御用配線１５ａとの離間距離を相対的に大きくすることができる。そのため、例えば、制御用配線１５ａを介して振動体１３に交流電圧を印加した場合であっても、制御用配線１５ａから検出用配線８に電気的ノイズが混入する可能性を低減することができる。
【００６５】
［実施の形態４］
図１６は、実施の形態４に係る入力装置Ｘ４の概略構成を示す平面図であって、基体２を透視した図である。図１７は、図１６に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｄ１を拡大した平面図であって、基体２の第２主面２Ｂ側から透視した図である。図１８は、図１７中に示したＶＩ−ＶＩ線断面図である。なお、図１６〜１８において、図２，５，６と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
図１６〜１８に示すように、入力装置Ｘ４では、グランド配線４１をさらに備えている。グランド配線４１は、非入力領域Ｅ２に対応する基体２の第２主面２Ｂ上に設けられており、検出用配線８よりも基体２の端面２Ｃ側に位置している。具体的には、グランド配線４１は、非入力領域Ｅ２に対応する第１保護層７上に設けられており、基体２の周囲に沿って、検出用配線８を取り囲むように位置している。このため、例えば、入力装置Ｘ４が表示装置に組み込まれた場合に、当該表示装置あるいは入力装置Ｘ４の周囲に位置する電子部品等から発生した電気的ノイズを、グランド配線４１によって除去することができる。そのため、検出用配線８に電気的ノイズが混入することによって、入力装置Ｘ４の検出感度が低下してしまう可能性をより低減することができる。ここで、本明細書において、「検出用配線８を取り囲むように」とは、グランド配線４１が検出用配線８を完全に取り囲む必要はなく、例えば、グランド配線４１と外部導通領域Ｇ１とによって、検出用配線８を取り囲んでもよいことも含む意味である。グランド配線４１の構成材料および形成方法は、検出用配線８と同様である。
【００６７】
また、入力装置Ｘ４では、入力装置Ｘ１が備える絶縁層１０の代わりに、絶縁層４２を備えている。絶縁層４２は、非入力領域Ｅ２に対応する第１保護層７上に設けられており、検出用配線８を被覆している。絶縁層４２は、検出用配線８と第１導電層１１との間において、開口部４２ａを有している。開口部４２ａには、導電部材４３が埋設されている。また、第１導電層１１は、導電部材４３を介して、グランド配線４１に電気的に接続されている。このため、第１導電層１１をグランド電位に設定しつつ、第１導電層１１の抵抗値を下げることができる。このため、振動体１３から検出用配線８に電気的ノイズが混入してしまう可能性をより低減することができる。なお、入力装置Ｘ４では、導電部材４３は２箇所に設けられているが、これに限らず、何箇所に設けられていてもよい。また、導電部材４３は、検出用配線８と一体に形成されていてもよい。導電部材４３の構成材料としては、例えば、はんだ、銀ペースト、あるいは検出用配線８と同様のものが挙げられる。
【００６８】
［実施の形態５］
図１９は、実施の形態５に係る入力装置Ｘ５の概略構成を示す平面図であって、基体２を透視した図である。図２０は、図１９に示した１点鎖線で囲んだ領域Ｅ１を拡大した平面図であって、基体２の第２主面２Ｂ側から透視した図である。図２１は、図２０中に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。なお、図１９〜２１において、図２，５，６と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図１９〜２１に示すように、入力装置Ｘ５では、入力装置Ｘ１が備える振動体１３の代わりに、振動体５１を備えている。振動体５１は、複数の第１電極層５１ａと複数の第２電極層５１ｂとが、複数の圧電体層５１ｃを介して交互に積層されてなる。また、第１電極層５１ａは、第１表面電極５１ｄに電気的に接続されており、第２電極層５１ｂは、第２表面電極５１ｅに電気的に接続されている。複数の第１電極層５１ａは、第１表面電極５１ｄおよび配線基板１５の制御用配線１５ａを介して、グランド電位に設定されている。
【００７０】
ここで、複数の第１電極層５１ａおよび複数の第２電極層５１ｂのうち、検出用配線８に最も近い側に位置する電極層は、第１電極層５１ａである。このため、例えば、振動体５１に交流電圧を印加した場合であっても、振動体５１から検出用配線８に電気的ノイズが混入する可能性をより低減することができる。また、第１表面電極５１ｄおよび第２表面電極５１ｅのうち、第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４に最も近い側に位置する表面電極は、第１表面電極５１ｄである。このため、例えば、振動体５１に交流電圧を印加した場合であっても、振動体５１から第１検出電極パターン３および第２検出電極パターン４に電気的ノイズが混入する可能性を低減することができる。
【００７１】
［実施の形態６］
図２２は、実施の形態６に係る入力装置Ｘ６の概略構成を示す平面図であって、基体２を透視した図である。図２３は、図２２に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。なお、図２２および図２３において、図２および図１８と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
図２２および図２３に示すように、入力装置Ｘ６は、補助配線６１をさらに備えている。補助配線６１は、第１保護層７上に複数位置している。補助配線６１は、第２検出電極パターン４に電気的に接続されている。具体的には、補助配線６１の一端は、第２検出電極パターン４を挟んで検出用配線８の反対側に位置しており、かつ第２検出電極パターン４に電気的に接続されている。また、補助配線６１の他端は、外部導通領域Ｇ１に位置している。ここで、第２検出電極パターン４は、第１検出電極パターン３に比して、長さが長いため、配線抵抗が大きくなる可能性がある。実施の形態６では、第２検出電極パターン４は、検出電極８および補助配線６１に電気的に接続されているため、配線抵抗が大きくなる可能性を低減することができる。補助配線６１は、平面視して、基体２の上側の短辺に沿って位置する振動体１５と重なっている。
【００７３】
ここで、入力装置Ｘ６は、入力装置Ｘ１が備える第１導電層１１に代えて、第１導電層６１を備える。第１導電層６１は、絶縁層１０上に設けられている。第１導電層６１は、外部導通領域Ｇ１を除いた非入力領域Ｅ２全体に亘って位置している。このため、第１導電層は、補助配線６１と基体２の上側の短辺に沿って位置する振動体１５との間に位置している。そのため、入力装置Ｘ６では、振動体１５から発生する電気的ノイズが補助配線６１に混入してしまう可能性を低減することができる。
【００７４】
また、第１導電層６１は、平面視して、振動体１５が位置する領域以外の領域において、前記検出用配線８と重なっている。このため、例えば、入力装置Ｘ１に代えて入力装置Ｘ６が表示装置Ｙ１に組み込まれた場合に、表示パネル３００から発生した電気的ノイズが検出用配線８に混入してしまう可能性を低減することができる。
【００７５】
［実施の形態７］
なお、本明細書は、上記の実施の形態１〜６について個別具体的に説明したが、これに限らず、上記の実施の形態１〜６に個別に記載された事項を適宜組み合わせた例についても記載されているものである。すなわち、本発明に係る入力装置は、入力装置Ｘ１〜Ｘ６に限定されるものではなく、上記の実施の形態１〜６に個別に記載された事項を適宜組み合わせた入力装置も含む。
【００７６】
また、本実施形態では、入力装置Ｘ１を備えた表示装置Ｙ１について説明したが、これに限らず、入力装置Ｘ１に代えて、入力装置Ｘ２〜Ｘ６を採用してもよい。
【００７７】
［実施の形態８］
また、上記の実施の形態１〜７では、入力装置を触覚伝達技術に適用した例について説明したが、これに限らない。本発明は、触覚伝達技術以外にも、例えば、基体を湾曲振動させて音声を出力するスピーカ技術、あるいは、骨伝導により音声を認識することができる骨伝導技術にも適用することが可能である。なお、本明細書において「骨伝導技術」とは、軟骨伝導技術も含む意味である。ここで、「軟骨伝導」とは、音声信号に対応する周波数の振動を外耳の軟骨に伝え、その奥の骨を経由して内耳を刺激し、聴神経に伝達させることを言う。
【符号の説明】
【００７８】
Ｘ１〜Ｘ６  入力装置
Ｙ１  表示装置
Ｚ１  携帯端末（電子機器）
２  基体
２Ｃ  基体の端面
３ａ  第１検出電極
４ａ  第２検出電極
８，３１  検出用配線
１０，４２  絶縁層
１１，６２  第１導電層
１２  第２保護層
１３，５１  振動体
１３ａ，５１ａ  第１電極層
１３ｂ，５１ｂ  第２電極層
１３ｃ，５１ｃ  圧電体層
１５  配線基板
１５ａ  制御用配線
１５ｂ  被覆層
２１  第２導電層
４１  グランド配線
６１  補助配線
１００  第１筐体（筐体）
３００  表示パネル
【図３】
2013145464.tif 000003
【図４】
2013145464.tif 000004
【図５】
2013145464.tif 000005
【図８】
2013145464.tif 000006
【図９】
2013145464.tif 000007
【図１２】
2013145464.tif 000008
【図１５】
2013145464.tif 000009
【図１７】
2013145464.tif 000010
【図２０】
2013145464.tif 000011
【図１】
2013145464.tif 000012
【図２】
2013145464.tif 000013
【図６】
2013145464.tif 000014
【図７】
2013145464.tif 000015
【図１０】
2013145464.tif 000016
【図１１】
2013145464.tif 000017
【図１３】
2013145464.tif 000018
【図１４】
2013145464.tif 000019
【図１６】
2013145464.tif 000020
【図１８】
2013145464.tif 000021
【図１９】
2013145464.tif 000022
【図２１】
2013145464.tif 000023
【図２２】
2013145464.tif 000024
【図２３】
2013145464.tif 000025
【国際調査報告】
2013145464.tif 000026
2013145464.tif 000027
2013145464.tif 000028