(57)【要約】      （修正有）【課題】水滴やゴミなどが付着した場所を、ユーザが指などでタッチした位置として誤認するのを防ぐことができるタッチパネル付きの電気光学装置を提供する。【解決手段】電気光学装置は、例えば、タッチパネル付きの液晶表示装置であり、液晶表示装置の表示パネルには、タッチパネル基板がスペーサを介して一定の隙間を空けて対向されている。このタッチパネル基板は、例えば薄板基板であり、ユーザにタッチされるとたわむことができる可撓性を有している。表面弾性波送信手段は、表示パネルと対向する面上に表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波は、表面弾性波受信手段によって検知される。これにより、電気光学装置の最表面に水滴やゴミが付着した場合であっても、その水滴やゴミによって表面弾性波が減衰することはなくなる。【選択図】図１
2006343918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、
前記表示パネルとスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有するタッチパネル基板と、
前記タッチパネル基板の前記表示パネルと対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、
発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、
検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記タッチパネル基板の前記表示パネルと対向する面上に形成されており、
前記タッチ位置算出手段は、算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置をユーザがタッチした位置としないことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記スペーサは、前記表示パネルの前記タッチパネル基板と対向する面上に形成されると共に、前記タッチパネル基板と所定の間隙を有し、
ユーザが前記スペーサの位置をタッチした場合にのみ、前記タッチパネル基板が前記スペーサに接触することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
表示パネルと、
第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有する第２のタッチパネル基板と、を有するタッチパネルと、
前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、
発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、
検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
前記スペーサは、前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板と対向する面上に形成されており、
前記タッチ位置算出手段は、算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置を前記ユーザがタッチした位置としないことを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
第１のタッチパネル基板と、
前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有する第２のタッチパネル基板と、
前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上、または前記第２のタッチパネル基板の前記第１のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、
発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、
検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備えることを特徴とするタッチパネル。
【請求項８】
第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向する第２のタッチパネル基板とを有するタッチパネルの制御方法において、
前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上、または前記第２のタッチパネル基板の前記第１のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信工程と、
発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信工程と、
検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出する減衰位置検知工程と、
算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置をユーザがタッチした位置とし、一致しない場合には、前記ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出工程と、を備えるタッチパネルの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種情報の表示に用いて好適なタッチパネル付きの電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、パームトップコンピュータ等の小型情報電子機器の普及に伴い、液晶表示パネル上に入力装置としてタッチパネルを搭載した液晶表示装置が広く使用されるようになってきている。このタッチパネルの一例として、特許文献１に示すように、基板と、基板の表面上に表面弾性波を発生させる送信子と、発生した表面弾性波を検知する受信子とを備える超音波表面弾性波方式のものが知られている。
【０００３】
基板の表面上を伝播している表面弾性波は、ユーザが指などで基板の表面上をタッチすると、そのタッチされた位置で減衰する。超音波表面弾性波方式のタッチパネルでは、タッチされた位置で表面弾性波が減衰する性質を利用して、ユーザがタッチした位置を検知する。
【０００４】
しかしながら、一般的な超音波表面弾性波方式のタッチパネルでは、最表面上に表面弾性波を発生させるものなので、水滴や油滴、ゴミなどが、その最表面上に付着した場合にも、表面弾性波を減衰させてしまう。そのため、超音波表面弾性波方式のタッチパネルは、水滴や油滴、ゴミなどが付着した場所を、ユーザが指などで触れた位置として誤検出してしまうことがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５０４４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、水滴やゴミなどが付着した場所を、ユーザが指などでタッチした位置として誤認するのを防ぐことが可能な超音波表面弾性波方式のタッチパネル及びそれを用いた電気光学装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、電気光学装置は、表示パネルと、前記表示パネルとスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有するタッチパネル基板と、前記タッチパネル基板の前記表示パネルと対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備える。
【０００８】
上記の電気光学装置は、例えば、タッチパネル付きの液晶表示装置であり、液晶表示装置の表示パネルには、タッチパネル基板がスペーサを介して一定の隙間を空けて対向されている。このタッチパネル基板は、例えば薄板基板であり、ユーザにタッチされるとたわむことができる可撓性を有している。表面弾性波送信手段は、前記表示パネルと対向する面上に表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波は、表面弾性波受信手段によって検知される。これにより、電気光学装置の最表面に水滴やゴミが付着した場合であっても、その水滴やゴミによって表面弾性波が減衰することはなくなる。ユーザが前記タッチパネル基板をタッチした場合、前記タッチパネル基板は、たわんで、表示パネルに接触する。前記タッチパネル基板の前記表示パネルと対向する面上に発生している表面弾性波の振幅は、接触している表示パネルによって吸収され、減衰する。タッチ位置算出手段は、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された減衰位置を、ユーザがタッチした位置とする。このようにすることで、タッチ位置算出手段が、水滴やゴミが付着した位置を、ユーザのタッチした位置として誤認するのを防ぐことができる。前記タッチパネル基板は、スペーサを介して一定の隙間を空けて、前記表示パネルと対向されている。従って、前記タッチパネル基板と前記表示パネルの間の距離を、常に一定に保つことができる。
【０００９】
上記の電気光学装置の一態様では、前記スペーサは、前記タッチパネル基板の前記表示パネルと対向する面上に形成されており、前記タッチ位置算出手段は、算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置をユーザがタッチした位置としない。このようにすることで、前記タッチ位置算出手段は、スペーサによる表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別することができ、ユーザによりタッチされた位置を正確に検知することができる。
【００１０】
上記の電気光学装置の他の一態様では、前記スペーサは、前記表示パネルの前記タッチパネル基板と対向する面上に形成されると共に、前記タッチパネル基板と所定の間隙を有し、ユーザが前記スペーサの位置をタッチした場合にのみ、前記タッチパネル基板が前記スペーサに接触する。つまり、ユーザによりスペーサの位置がタッチされない限り、前記タッチパネル基板は、スペーサに接触せず、スペーサによる表面弾性波の減衰は発生しない。これにより、スペーサによる表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別する必要がなくなり、表面弾性波の減衰位置をそのまま、ユーザによりタッチされた位置として検知することができる。
【００１１】
本発明の他の観点では、電気光学装置は、表示パネルと、第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有する第２のタッチパネル基板と、を有するタッチパネルと、前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、前記ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備える。
【００１２】
上記の電気光学装置は、例えば、タッチパネル付きの液晶表示装置であり、液晶表示装置の表示パネルには、第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向する第２のタッチパネル基板からなるタッチパネルが備えられている。第１のタッチパネル基板は、例えば透明基板である。第２のタッチパネル基板は、例えば薄板基板であり、ユーザにタッチされるとたわむことができる可撓性を有する。表面弾性波送信手段は、第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波は、表面弾性波受信手段によって検知される。これによって、電気光学装置の最表面に水滴やゴミが付着した場合でも、その水滴やゴミによって表面弾性波が減衰することはなくなる。ユーザが前記第２のタッチパネル基板をタッチした場合、前記第２のタッチパネル基板は、たわんで、表示パネルに接触する。第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上に発生している表面弾性波の振幅は、接触している前記第２のタッチパネル基板によって吸収され、減衰する。タッチ位置算出手段は、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された減衰位置を、ユーザがタッチした位置とする。このようにすることで、タッチ位置算出手段が、水滴やゴミが付着した位置を、ユーザのタッチした位置として誤認するのを防ぐことができる。前記第２のタッチパネル基板は、スペーサを介して一定の隙間を空けて、前記第１のタッチパネル基板と対向されている。従って、前記第１のタッチパネル基板と前記第２のタッチパネル基板の間の距離を、常に一定に保つことができる。
【００１３】
上記の電気光学装置の一態様では、前記スペーサは、前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板と対向する面上に形成されており、前記タッチ位置算出手段は、算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置をユーザがタッチした位置としない。このようにすることで、前記タッチ位置算出手段は、スペーサによる表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別することができ、ユーザによりタッチされた位置を正確に検知することができる。
【００１４】
本発明の他の観点では、上記の電気光学装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。
【００１５】
本発明のさらなる他の観点では、タッチパネルは、第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向し、可撓性を有する第２のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上、または前記第２のタッチパネル基板の前記第１のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信手段と、発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信手段と、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出し、算出された前記減衰位置を、前記ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出手段と、を備える。この場合であっても、表面弾性波は、第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上、または前記第２のタッチパネル基板の前記第１のタッチパネル基板に対向する面上を伝播するので、電気光学装置の最表面に水滴やゴミが付着した場合であっても、それによって表面弾性波が減衰することはなくなる。これにより、タッチ位置算出手段が、水滴やゴミが付着した位置を、ユーザのタッチした位置として誤認するのを防ぐことができる。前記第２のタッチパネル基板は、スペーサを介して一定の隙間を空けて、前記第１のタッチパネル基板と対向されている。従って、前記第１のタッチパネル基板と前記第２のタッチパネル基板の間の距離を、常に一定に保つことができる。
【００１６】
本発明のさらなる他の観点では、第１のタッチパネル基板と、前記第１のタッチパネル基板とスペーサを介して一定の隙間を空けて対向する第２のタッチパネル基板とを有するタッチパネルの制御方法は、前記第１のタッチパネル基板の前記第２のタッチパネル基板に対向する面上、または前記第２のタッチパネル基板の前記第１のタッチパネル基板に対向する面上に表面弾性波を発生させる表面弾性波送信工程と、発生した前記表面弾性波を検知する表面弾性波受信工程と、検知された前記表面弾性波の受信信号の波形を基に、前記表面弾性波の減衰した位置である減衰位置を算出する減衰位置検知工程と、算出された前記減衰位置が前記スペーサの位置と一致する場合には、算出された前記減衰位置をユーザがタッチした位置とし、一致しない場合には、ユーザがタッチした位置とするタッチ位置算出工程と、を備える。このタッチパネルの制御方法によっても、スペーサによる表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別することができ、ユーザによりタッチされた位置を正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を液晶表示装置に適用したものである。
【００１８】
[第１実施形態]
（液晶表示装置）
まず、本発明の第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００１９】
図１において、液晶表示装置１００は大きく分けて、液晶表示パネル３０とタッチパネル５０からなる。
【００２０】
液晶表示パネル３０は、素子基板９１と、その素子基板９１に対向して配置されるカラーフィルタ基板９２とが枠状のシール部材３を介して貼り合わされ、内部に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。この枠状のシール部材３には、複数の金粒子などの導通部材７が混入されている。
【００２１】
上側基板２は、ガラスなどにより形成され、上側基板２の内面上には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかからなる着色層６が形成されている。着色層６によりカラーフィルタが構成される。隣り合う着色層６の間には、光の混入を防止するため、黒色遮光層ＢＭが形成されている。
【００２２】
着色層６及び黒色遮光層ＢＭの上には、透明樹脂等からなる保護層１８が形成されている。この保護層１８は、各色間のカラーフィルタの段差を平滑化する機能を有すると共に、カラーフィルタ基板９２及び液晶表示装置１００の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から、着色層６を保護する機能を有する。保護層１８の表面上には、ストライプ状のＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明電極（走査電極）３２が形成されている。この透明電極３２の一端はシール部材３内に延在しており、そのシール部材３内の導通部材７と電気的に接続されている。
【００２３】
一方、下側基板１は、ガラスなどにより形成され、下側基板１の内面上には、走査線３１が一定の間隔を置いて形成されている。また、下側基板１の内面上には、サブ画素毎に、スイッチング素子たるＴＦＤ素子２１、画素電極１０が形成されている。そして、走査線３１は、対応するＴＦＤ素子２１を介して画素電極１０に電気的に接続されている。下側基板１の下側には、図示しない照明装置が設けられており、この照明装置によって、液晶表示パネル３０は、下側基板１より照明される。また、液晶表示パネル３０は、画素電極１０と透明電極３２との間に電圧をかけ、液晶層４の液晶を配向制御することにより、光の透過性を変化させて階調表示を行う。ここで、スイッチング素子としては、ＴＦＤ（Thin Film Diode）素子に限らず、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いるとすることもできる。
【００２４】
次に、タッチパネル５０について説明する。タッチパネル５０は、超音波表面弾性波方式のタッチパネルであり、タッチパネル基板として機能する薄板基板１１を有する。薄板基板１１は、例えばガラスなどの透明な材質で形成され、その外面（薄板基板１１の上側基板２に対向する面とは反対側の面）上には、ユーザが実際に指などで入力を行う座標入力面１９を有する。座標入力面１９に対応する部分は、選択的にエッチングされ、凹型に薄板化されている。薄板基板１１は、液晶表示パネル３０の上側基板２と、部材１２を介して貼り合わされている。
【００２５】
薄板基板１１は、薄板基板１１の内面（薄板基板１１の上側基板２に対向する面）上、即ち面１１ａ上には、表面弾性波を発信する送信子と、発信された表面弾性波を受信する受信子が設置されている。よって、表面弾性波は、薄板基板１１の面１１ａ上に発生する。薄板基板１１と上側基板２の間には、スペーサ１３が設けられている。従って、薄板基板１１と上側基板２の間の距離は、スペーサ１３によって、常に一定に保たれている。
【００２６】
スペーサ１３は、薄板基板１１又は上側基板２のどちらか一方に固定される。スペーサ１３としては、球状スペーサや、柱状スペーサを用いることができる。例えば、スペーサ１３として球状スペーサを用いる場合、まず、加熱昇温によって溶融し、かつ接着硬化する接着性樹脂が被覆された球状スペーサを薄板基板１１又は上側基板２の面上に散布する。次に接着性樹脂は加熱溶融され、その一部が球状スペーサを被覆した状態で、薄板基板１１又は上側基板２の面上に接着硬化される。このようにすることで、球状スペーサを薄板基板１１又は上側基板２の面上に確実に固着でき、球状スペーサが薄板基板１１又は上側基板２上から脱落して移動することによる表示品質の劣化を防ぐことができる。また、例えば、スペーサ１３として柱状スペーサを用いる場合、柱状スペーサは、フォト工程やインクジェットにより薄板基板１１又は上側基板２の面上に形成される。これにより、柱状スペーサを薄板基板１１又は上側基板２に確実に固定できる。
【００２７】
タッチパネル付きの液晶表示装置１００には、上偏光板１５および下偏光板１６が設けられる。このとき、薄板基板１１は、例えば、ガラスなどの透明な材質で形成されているので、高い光透過性を有する。従って、上偏光板１５は、薄板基板１１の外面上、具体的には、薄板化された部分である座標入力面１９上に設けても、液晶表示パネル３０の偏光板としての機能を保持することができる。従って、タッチパネル付きの液晶表示装置１００では、上偏光板１５を薄板基板１１の薄板化された部分に設置している。このように、上偏光板１５を薄板基板１１の薄板化された部分に設置することで、薄板基板１１の強度を高め、割れにくくすることができる。
【００２８】
次に、タッチパネル５０について、図２を参照して説明する。図２は、タッチパネル５０における薄板基板１１を示す平面図であり、薄板基板１１を面１１ａ側より見たときの様子を示している。
【００２９】
タッチパネル５０は、薄板基板１１の内面たる面１１ａ上の中心部に、最表面上の座標入力面１９に対応する入力対応面５９を有し、入力対応面５９上には、スペーサ１３が設置されている。面１１ａ上の隅には、Ｘ軸方向に破線矢印で示す表面弾性波Ｗｖｘを発生させるＸ送信子５１と、Ｙ軸方向に破線矢印で示す表面弾性波Ｗｖｙを発生させるＹ送信子５４が、設置される。これらの送信子は、図示しない圧電振動子より発生したバルク波を、Ｘ軸方向やＹ軸方向といった特定の方向の表面波に変換することにより、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを発生させる。また、面１１ａ上の別の隅には、Ｘ送信子５１によって発生した表面弾性波Ｗｖｘを検知するＸ受信子５２と、Ｙ送信子５４によって発生した表面弾性波Ｗｖｙを検知するＹ受信子５３が、設置される。よって、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４は、本発明における表面弾性波送信手段として機能し、Ｘ受信子５２およびＹ受信子５３は、本発明における表面弾性波受信手段として機能する。
【００３０】
Ｘ送信子５１、Ｙ送信子５４、Ｘ受信子５２、Ｙ受信子５３は、コントロール回路６０に電気的に接続される。コントロール回路６０は、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４に駆動信号を送信することにより、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４より表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを発生させ、Ｘ受信子５２およびＹ受信子５３より受信した表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの受信信号の波形を基に、ユーザがタッチした位置を算出する。よって、コントロール回路６０は、本発明におけるタッチ位置算出手段として機能する。
【００３１】
Ｘ送信子５１によって発生された表面弾性波Ｗｖｘは、Ｘ軸方向に伝播し、反射配列５５に入射する。反射配列５５は、反射エレメント５５ａの配列である。反射エレメントは、表面弾性波の伝播する方向を、その表面弾性波を反射することにより変える役割を有する。反射配列５５における各反射エレメント５５ａは、Ｘ軸に対しおよそ４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｘの方向を−Ｙ軸方向へ向ける。−Ｙ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｘは、そのまま入力対応面５９を通過し、反射配列５７へ入射する。反射配列５７における各反射エレメント５７ａは、Ｘ軸に対しおよそ−４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｘを−Ｘ軸方向へ向ける役割を有する。反射エレメント５７ａによって−Ｘ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｘは、Ｘ受信子５２によって検知される。
【００３２】
Ｙ送信子５４によって発生された表面弾性波Ｗｖｙは、Ｙ軸方向に伝播し、反射配列５６へ入射する。反射配列５６における各反射エレメント５６ａは、Ｙ軸に対しおよそ４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｙの方向を−Ｘ軸方向へ向ける。−Ｘ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｙは、そのまま入力対応面５９を通過し、反射配列５８へ入射する。反射配列５８における各反射エレメント５８ａは、Ｙ軸に対しおよそ−４５度の角度で配列されており、表面弾性波Ｗｖｙの方向を−Ｙ軸方向へ向ける。−Ｙ軸方向へ向けられた表面弾性波Ｗｖｙは、Ｙ受信子５３によって検知される。
【００３３】
図３は、ユーザがタッチパネル５０を指でタッチする様子を示す模式図である。ユーザが、例えば、指などで、上偏光板１５が設置されている座標入力面１９上をタッチすると、そのタッチされた位置における薄板基板１１は、上偏光板１５と共にたわみ、液晶表示パネル３０の上側基板２に触れる。薄板基板１１上を伝播する表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙは、上側基板２に触れた位置を通過する際、上側基板２によって吸収され、その振幅は減衰する。そのため、薄板基板１１は、ユーザによってタッチされた場合に上側基板２に触れる程度にたわむことができる程度の可撓性を有する薄さとされる。よって、先に述べたように、薄板基板１１は、座標入力面１９に対応する部分のみを選択的にエッチングされ、凹型に薄板化されている。後に詳しく述べるが、コントロール回路６０は、この表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰した位置を算出することで、ユーザによりタッチされた位置を求めることができる。なお、その薄板化されている部分の厚さは、実際には、およそ０．１[ｍｍ]とされる。
【００３４】
図４は、水滴が付着した場合におけるタッチパネル５０の様子を示す模式図である。図４では、タッチパネル５０の最表面たる上偏光板１５の表面上に、水滴Ａｑｕが付着している。タッチパネル５０では、一般的なタッチパネルと異なり、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙは、薄板基板１１の内面上たる面１１ａ上を伝播し、タッチパネル５０の最表面を伝播しない。そのため、図４に示すように、例えば、水滴Ａｑｕが、タッチパネル５０の最表面に付着した場合であっても、表面弾性波の減衰を発生させずに済むことができる。これによって、タッチパネル５０では、その最表面に水滴やゴミが付着した場合であっても、その付着した位置を、コントロール回路６０により、ユーザによってタッチされた位置として誤認されるのを防ぐことができる。
【００３５】
図５は、コントロール回路６０の内部構成を示すブロック図である。上述したように、Ｘ送信子５１、Ｙ送信子５４、Ｘ受信子５２、Ｙ受信子５３は、コントロール回路６０に電気的に接続される。コントロール回路６０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）６１、Ｘバースト回路６２、Ｙバースト回路６３、マルチプレクサ６４、増幅器６５、復調器６６、Ａ／Ｄ変換器５７、メモリ６８より構成される。Ｘ送信子５１は、Ｘバースト回路６２に電気的に接続され、Ｙ送信子５４は、Ｙバースト回路６３に電気的に接続される。Ｘバースト回路６２およびＹバースト回路６３は、ＭＰＵ６１によってタイミング制御され、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４に対し、正弦波形のバースト駆動信号を供給する。これにより、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４は、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙをそれぞれ薄板基板１１の内面上に発信する。
【００３６】
Ｘ受信子５２およびＹ受信子５３は、マルチプレクサ６４に電気的に接続され、マルチプレクサ６４は、増幅器６５に電気的に接続される。Ｘ送信子５１より表面弾性波Ｗｖｘが薄板基板１１の内面上に発信される場合、マルチプレクサ６４は、スイッチをＸ受信子５２と接続されている端子に合わせ、Ｘ受信子５２と電気的に接続する。このとき、Ｘ受信子５２が受信した表面弾性波Ｗｖｘの電気信号（以下、単に「Ｘ信号」と称す）は、マルチプレクサ６４を経由して、増幅器６５に供給され、増幅される。増幅器６５は、復調器６６と電気的に接続されており、増幅されたＸ信号は、復調器６６に供給される。復調器６６は、増幅されたＸ信号から交流成分を取り除き、復調器６６と電気的に接続されているＡ／Ｄ変換器６７にエンベロープ（包絡線）波形のＸ信号を供給する。Ａ／Ｄ変換器６７は、包絡線波形のＸ信号を、デジタルデータに変換する。デジタルデータに変換されたＸ信号は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ６８に蓄積される。
【００３７】
Ｙ送信子５４より表面弾性波Ｗｖｙが薄板基板１１の内面上に発信される場合、マルチプレクサ６４は、スイッチをＹ受信子５３と接続されている端子に合わせ、Ｙ受信子５３と電気的に接続される。このとき、このとき、Ｙ受信子５３が受信した表面弾性波Ｗｖｙの電気信号（以下、単に「Ｙ信号」と称す）は、マルチプレクサ６４を経由して、増幅器６５に供給され、増幅される。増幅されたＹ信号は、復調器６６に供給されて、交流成分が取り除かれ、包絡線波形のＹ信号として、Ａ／Ｄ変換器６７に供給される。包絡線波形のＹ信号は、Ａ／Ｄ変換器６７において、デジタルデータに変換された後、メモリ６８に蓄積される。ＭＰＵ６１は、デジタルデータとしてメモリ６８に蓄積された包絡線波形のＸ信号およびＹ信号より、タッチされた位置を算出することができる。
【００３８】
図６は、検知された表面弾性波の包絡線波形の一例を示すグラフである。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は表面弾性波の波の強さを示している。ここで、例えば、Ｘ送信子５１より、発信信号として、表面弾性波Ｗｖｘが薄板基板１１の表面上に発信された場合を考えてみる。Ｘ送信子５１より発生した表面弾性波Ｗｖｘは、反射配列５５、５７を経由して、Ｘ受信子５２に検知される。このとき、反射配列５５、５７における各反射エレメントは、異なる長さの複数の経路のセットを定め、反射配列５５、５７における連続する各反射エレメントが反射する表面弾性波Ｗｖｘは、次第に長くなる経路を通って、Ｘ受信子５２に到達する。そのため、図６に示すように、Ｘ受信子５２によって検知された受信信号の波形は、発信信号と比較して、時間に対して間延びした台形状の波形となる。
【００３９】
ユーザが座標入力面１９のある特定の場所にタッチした場合、その部分を通過する表面弾性波Ｗｖｘの振幅は減衰するので、表面弾性波Ｗｖｘの包絡線波形には、図６に示すようなタッチによる信号の欠落が発生する。受信信号を検知してから、このタッチによる信号の欠落が発生するまでの時間Ｔｇを計測することにより、表面弾性波Ｗｖｘの減衰した位置である減衰位置を算出することができ、タッチされた場所のＸ座標を特定することができる。タッチされた場所のＹ座標を特定する場合においても、表面弾性波Ｗｖｙの包絡線波形には、図６に示すようなタッチによる信号の欠落が発生するので、この場合においても、受信信号を検知してから、このタッチによる信号の欠落が発生するまでの時間を計測することにより、表面弾性波Ｗｖｙの減衰した位置である減衰位置を算出することができ、タッチされた場所のＹ座標を特定することができる。このように、コントロール回路６０は、Ｘ受信子５２により検知された表面弾性波Ｗｖｘと、Ｙ受信子５３により検知された表面弾性波Ｗｖｙを基に、ユーザによりタッチされた位置のＸ座標およびＹ座標を算出することができる。
【００４０】
図１および図２で述べたように、薄板基板１１と上側基板２の間には、スペーサ１３が設けられる。このため、薄板基板１１の内面上を伝播する表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙは、スペーサ１３を通過することによっても減衰してしまう。従って、コントロール回路６０では、スペーサ１３の位置を、予め、メモリ６８に登録し、さらに、メモリ６８は、包絡線波形より算出される表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰した減衰位置が、メモリ６８に登録されているスペーサ１３の位置と一致する場合には、その減衰位置を、ユーザによってタッチされた位置とはみなさないプログラムを有している。このプログラムによって、ＭＰＵ６１は、包絡線波形より求められる表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰位置が、スペーサ１３の位置と一致する場合には、その減衰位置を、ユーザによってタッチされた位置とはみなさない補正を行う。これにより、ＭＰＵ６１は、スペーサ１３による表面弾性波の減衰位置と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰位置とを区別することができ、ユーザによってタッチされた位置を正確に検知することができる。なお、スペーサ１３の位置は、タッチパネル５０の製造工程で、メモリ６８に登録されるとしても良いし、ユーザによる購入後における最初の電源入力時に、自動的に検知され、メモリ６８へ登録されることとしても良い。この補正を行う場合、スペーサ１３は、タッチパネル基板として機能する薄板基板１１の内面たる面１１ａ上に固定されるのが望ましい。なぜならば、スペーサ１３の実際の位置は、メモリ６８に登録されたスペーサ１３の位置と完全に一致することが必要とされるからである。言い換えれば、実際のスペーサ１３の位置が、メモリ６８に登録された位置から少しでもずれてしまうと、正確な補正を行うことができなくなるからである。スペーサ１３を薄板基板１１に固定することで、スペーサ１３の位置がずれることはなくなり、ＭＰＵ６１は、表面弾性波の減衰がスペーサ１３によるものであった場合に、正確に補正することが可能となる。
【００４１】
また、スペーサ１３を形成する他の方法として、スペーサ１３をタッチパネル基板として機能しない上側基板２の内面（薄板基板１１と対向する面）上に形成し、スペーサ１３と、タッチパネル基板として機能する薄板基板１１の間に所定の間隙を設けるとしてもよい。このとき、ユーザがスペーサ１３の位置をタッチした場合にのみ、薄板基板１１が当該スペーサ１３に接触する。このようにすることで、ユーザによりスペーサの位置がタッチされない場合には、薄板基板１１は、スペーサ１３に接触しないので、スペーサ１３によって表面弾性波が減衰することがなくなる。これにより、スペーサ１３による表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別する必要がなくなり、表面弾性波の減衰位置をそのまま、ユーザによりタッチされた位置として検知することができる。
【００４２】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置の構成について説明する。図７は、第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００ａの構成について示す側面図である。タッチパネル付きの液晶表示装置１００ａは、タッチパネル５０ａと、液晶表示パネル３０から構成される。第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００におけるタッチパネル５０との違いとして、タッチパネル５０ａは、薄板基板１１だけでなく、さらに、薄板基板１１に対向した、ガラスなどで形成された透明な透明基板１４を有する。このようにすることで、薄板基板１１の内面（薄板基板１１の透明基板１４に対向する面）上の面１１ａ上にＸ送信子５１、Ｘ受信子５２、Ｙ送信子５４、Ｙ受信子５３を設ける代わりに、透明基板１４の内面（透明基板１４の薄板基板１１に対向する面）上、即ち、面１４ａ上にＸ送信子５１、Ｘ受信子５２、Ｙ送信子５４、Ｙ受信子５３を設けることもできる。言い換えれば、透明基板１４をタッチパネル基板とし、その内面たる面１４ａの表面上に、表面弾性波を発生させるとすることもできる。このように、第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００ａでは、薄板基板１１または透明基板１４のうち、どちらの基板でもタッチパネル基板として機能させることができる。また、透明基板１４をタッチパネル基板とする場合であっても、Ｘ送信子５１、Ｘ受信子５２、Ｙ送信子５４、Ｙ受信子５３は、コントロール回路６０に電気的に接続される。なお、薄板基板１１は、スペーサ１３を介して、透明基板１４と対向して配置されているので、透明基板１４と薄板基板１１の間の距離は、常に一定に保たれている。
【００４３】
図８は、ユーザがタッチパネル５０ａを指でタッチする様子を示す模式図である。ユーザが、例えば、指で上偏光板１５の表面上をタッチすると、そのタッチされた位置における薄板基板１１は、上偏光板１５と共にたわみ、対向する透明基板１４に触れることとなる。表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙが透明基板１４の面１４ａ上を伝播しているとすると、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙは、薄板基板１１が接触している位置を通過する際、薄板基板１１によって吸収され、その振幅は減衰する。従って、第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００ａにおいても、コントロール回路６０は、Ｘ受信子５２により検知された表面弾性波Ｗｖｘと、Ｙ受信子５３により検知された表面弾性波Ｗｖｙを基に、ユーザによりタッチされた位置のＸ座標およびＹ座標を算出することができる。
【００４４】
第１実施形態と同様、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰位置が、スペーサ１３の位置と一致する場合には、その減衰位置を、ユーザによってタッチされた位置とはみなさない補正を行うとすることもできる。このスペーサ１３の位置の補正を行う場合、第１実施形態で述べたように、タッチパネル基板として機能させる方の基板に、スペーサ１３を固定するのが好ましい。
【００４５】
また、第１実施形態で述べたように、タッチパネル基板として機能させない方の基板に、スペーサ１３を固定し、スペーサ１３とタッチパネル基板として機能させる方の基板との間に所定の間隙を設けるとしてもよい。これにより、表面弾性波の減衰位置をそのまま、ユーザによりタッチされた位置として検知することができる。
【００４６】
第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００ａにおいても、一般的なタッチパネルと異なり、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙは、タッチパネル５０ａの最表面を伝播しないので、最表面に付着した水滴やゴミなどによって、減衰することはない。このようにすることで、第２実施形態に係るタッチパネル５０ａの場合であっても、水滴やゴミが最表面に付着した位置を、コントロール回路６０により、ユーザによってタッチされた位置として誤認されるのを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００ａでは、タッチパネル５０ａは、タッチパネルとして独立した機能を有する。従って、タッチパネル５０ａを、液晶表示パネル３０の上側基板２の外面上に載せるだけで、容易にタッチパネル機能を付加することが可能となる。
【００４８】
なお、以上で述べた第１実施形態に係るタッチパネル５０および第２実施形態に係るタッチパネル５０ａは、上述した液晶表示装置に取り付けることができるだけでなく、有機ＥＬ表示装置などの他の表示装置にも取り付けることができるのは言うまでもない。
【００４９】
[タッチパネル制御処理]
次に、第１実施形態に係るタッチパネル５０のコントロール回路６０におけるタッチパネル制御処理について、図９のフローチャートを用いて述べる。
【００５０】
まず、表面弾性波送信工程として、図２に示したコントロール回路６０におけるＭＰＵ６１は、Ｘバースト回路６２およびＹバースト回路６３をタイミング制御して、Ｘ送信子５１およびＹ送信子５４より、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを薄板基板１１の内面上に発生させる（ステップＳ１）。次に、表面弾性波受信工程として、ＭＰＵ６１は、マルチプレクサ６４を制御して、Ｘ受信子５２およびＹ受信子５３より、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙを検知する（ステップＳ２）。減衰位置検知工程として、ＭＰＵ６１は、検知された表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの包絡線波形に、信号の欠落が生じているかどうかを判定し（ステップＳ３）、信号の欠落が生じていなければ、ステップＳ１に戻る（ステップＳ３：Ｎｏ）。もし、ここで信号の欠落が生じていれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＭＰＵ６１は、受信信号を検知してから、その受信信号の欠落が生じるまでの受信信号の時間を計測して、表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰位置を算出する。次に、タッチ位置算出工程として、ＭＰＵ６１は、算出された表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰位置が、メモリ６８に登録されているスペーサ１３の位置と一致しているかどうかを判定し（ステップＳ４）、一致していれば、その減衰位置は、ユーザによってタッチされた位置とはみなさずに、ステップＳ１に戻る（ステップＳ４：Ｙｅｓ）。もし、ここで算出された表面弾性波Ｗｖｘ、Ｗｖｙの減衰位置が、スペーサ１３の位置と一致していなければ（ステップＳ４：Ｎｏ）、ＭＰＵ６１は、その減衰位置を、ユーザによってタッチされた位置であるとみなして（ステップＳ５）、タッチパネル制御処理を終了する。
【００５１】
このように、コントロール回路６０では、スペーサ１３による表面弾性波の減衰と、ユーザのタッチによる表面弾性波の減衰とを区別することができ、ユーザによってタッチされた位置を正確に検知することができる。
【００５２】
[電子機器]
次に、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図１０を参照して説明する。
【００５３】
まず、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を適用した表示部７１３とを備えている。
【００５４】
続いて、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。
【００５５】
なお、第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図１０（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１０（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】タッチパネル基板として機能する薄板基板の平面図である。
【図３】ユーザがタッチパネルを指でタッチする様子を示す模式図である。
【図４】水滴が付着した場合におけるタッチパネルの様子を示す模式図である。
【図５】コントロール回路の内部構成を示すブロック図である。
【図６】検知された表面弾性波の包絡線波形の一例を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係るタッチパネル付きの液晶表示装置の構成を示す図である。
【図８】ユーザがタッチパネルを指でタッチする様子を示す模式図である。
【図９】タッチパネル制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の照明装置を適用した電子機器を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
２  上側基板、  １１  薄板基板、  １３  スペーサ、  １５  上偏光板、  ３０  液晶表示パネル、  ５０  タッチパネル、  １００  液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006343918.tif 000009
【図８】
2006343918.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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