(57)【要約】【課題】圧着により製造しても電極形状が表面まで転写されることを防止することのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器を提供する。【解決手段】第１の透光性基板１０と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板２０とが、絶縁層４０を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜１１、２１が形成され、第１の透光性基板１０の両面のうち第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、出力信号を取り出す電極シート３０が固着され、電極シート３０は第１の透光性基板１０に設けられる出力用電極１４と導通する複数の接続電極３１を表面に備え、絶縁層４０は第１の透光性基板１０と第２の透光性基板２０の周縁部に沿った全周に渡って設けられると共に、少なくとも電極シート３０の接続電極３１が配置される領域と厚み方向で重なり合う領域は空間状とされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透光性基板と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板とが、絶縁層を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜が形成された座標入力装置において、
前記第１の透光性基板の両面のうち前記第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、出力信号を取り出す電極シートが固着され、該電極シートは前記第１の透光性基板に設けられる出力用電極と導通する複数の接続電極を表面に備え、
前記絶縁層は前記第１の透光性基板と第２の透光性基板の周縁部に沿った全周に渡って設けられると共に、少なくとも前記電極シートの接続電極が配置される領域と厚み方向で重なり合う領域は空間状とされることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記第１の透光性基板の両面のうち前記第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、略全面に渡って第３の透光性基板が固着され、該第３の透光性基板は、少なくとも前記電極シートと重なり合う領域が段落ち状に切り欠かれてなることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記第３の透光性基板は、前記電極シートと重なり合う領域に引き出し孔部を備え、該引き出し孔から前記第２の透光性基板に固着された電極シートが前記第３の透光性基板の反対側に引き出されると共に、前記電極シートが引き出された状態で前記引き出し孔を塞ぐ塞ぎキャップが設けられることを特徴とする請求項２記載の座標入力装置。
【請求項４】
表示パネルの表面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の座標入力装置が設けられてなる表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の表示装置を表示部として備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面状の入力部を備え該入力部の押圧された座標位置を出力することのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器に関し、特に出力信号を取り出すフレキシブル基板を入力部と反対側の面に接続してなる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ、ＰＣなどの情報端末は、液晶表示パネル等の表示画面を備えており、その表面をタッチペンや指で押圧することにより、メニューの選択やデータの入力を行うことができるように、表示画面の表面を覆うように座標入力装置が設けられることがある。座標入力装置を備えた機器は、最近ではさらにデジタルカメラや携帯ゲーム機などにも広がっている。
【０００３】
座標入力装置は、表示画面の表面に設けられるため、それ自身は透明である必要がある。透明な入力部を備えた座標入力装置としては、抵抗膜型のものが知られている。抵抗膜型の座標入力装置は、表示画面側に例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる透明導電膜を表面に形成した樹脂板またはガラス板からなる第１の透光性基板を配置し、操作側に透明導電膜が形成された透明なフィルムからなる第２の透光性基板を配置し、これら透光性基板の各透明導電膜が対向するように、間に絶縁層を設けて構成されている。第２の透光性基板は可撓性を有しており、タッチペンや指で押圧することにより撓んで、対向する透明導電膜同士が接触する。透光性基板の各外周部には、印刷回路が形成されており、押圧操作された際の透明導電膜の抵抗による分圧比を、互いに直交するＸ方向とＹ方向についてそれぞれ測定することで、入力部における押圧位置を特定することができる。
【０００４】
従来の座標入力装置は、第１の透光性基板と第２の透光性基板の間に、出力信号を取り出すフレキシブル基板からなる電極シートを挟み込むような構造を有していた。この電極シートは、両面がそれぞれ第１の透光性基板の印刷回路と、第２の透光性基板の印刷回路とに電気的に接続されて、検出された座標の情報を取り出すことができるようにされている。
【０００５】
しかし、第１の透光性基板と第２の透光性基板とで電極シートを挟み込む構成では、電極シートが座標入力装置の端面から取り出される形となるため、座標入力装置を取付ける機器における、電極シートの取り回しに制約が大きかった。また、座標入力装置の外周面に渡って機器との間における密閉性を確保しようとしても、電極シートが座標入力装置の外周面から引き出されているために、この部分における密閉性を確保するのが困難であるという問題もあった。
【０００６】
このため、電極シートを座標入力装置の入力部とは反対側の面から引き出すようにすることが考えられている。この場合、印刷回路との電気的な接続をなすために、透光性基板にスルーホールが設けられる。このような座標入力装置としては、例えば特許文献１に挙げるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０８５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
座標入力装置を製造する際には、２枚の透光性基板を、粘着性を有する絶縁層を介して対向配置すると共に、電極シートを配置した上で、全体を熱圧着により固着する。電極シートの透光性基板との導通部分には、複数の電極が設けられており、圧着を行った場合には、電極による表面の凹凸が、透光性基板に転写されることとなる。このため、人の目に触れる表面側の透光性基板や、そのさらに表面に設けられる被覆材にも凹凸が生じて、意匠性を悪化させることとなっていた。
【０００９】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、圧着により製造しても電極形状が表面まで転写されることを防止することのできる座標入力装置とそれを備えた表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係る座標入力装置は、第１の透光性基板と、一方の面が操作面側とされ可撓性を有する第２の透光性基板とが、絶縁層を介して対向配置され、各透光性基板の内面側に透明導電膜が形成された座標入力装置において、
前記第１の透光性基板の両面のうち前記第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、出力信号を取り出す電極シートが固着され、該電極シートは前記第１の透光性基板に設けられる出力用電極と導通する複数の接続電極を表面に備え、
前記絶縁層は前記第１の透光性基板と第２の透光性基板の周縁部に沿った全周に渡って設けられると共に、少なくとも前記電極シートの接続電極が配置される領域と厚み方向で重なり合う領域は空間状とされることを特徴として構成されている。
【００１１】
また、本発明に係る座標入力装置は、前記第１の透光性基板の両面のうち前記第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、略全面に渡って第３の透光性基板が固着され、該第３の透光性基板は、少なくとも前記電極シートと重なり合う領域が段落ち状に切り欠かれてなることを特徴として構成されている。
【００１２】
さらに、本発明に係る座標入力装置は、前記第３の透光性基板は、前記電極シートと重なり合う領域に引き出し孔部を備え、該引き出し孔から前記第２の透光性基板に固着された電極シートが前記第３の透光性基板の反対側に引き出されると共に、前記電極シートが引き出された状態で前記引き出し孔を塞ぐ塞ぎキャップが設けられることを特徴として構成されている。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る表示装置は、表示パネルの表面に前記いずれかの座標入力装置が設けられて構成されている。
【００１４】
そして、本発明に係る電子機器は、前記表示装置を表示部として備えて構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る座標入力装置によれば、絶縁層は第１の透光性基板と第２の透光性基板の周縁部に沿った全周に渡って設けられると共に、少なくとも電極シートの接続電極が配置される領域と厚み方向で重なり合う領域は空間状とされることにより、第１の透光性基板と第２の透光性基板及び電極シートを熱圧着により固着する際、電極シートの電極による凹凸形状が、座標入力装置の表面にまで転写されることがなく、凹凸が生じることを防止することができる。これによって、座標入力装置の意匠性が損なわれることを防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る座標入力装置によれば、第１の透光性基板の両面のうち第２の透光性基板に対向する面と反対側面には、略全面に渡って第３の透光性基板が固着され、第３の透光性基板は、少なくとも電極シートと重なり合う領域が段落ち状に切り欠かれてなることにより、電極シートの厚みを第３の透光性基板の厚みの範囲に概ね収めることができ、全体の厚みを減らして薄型化を図ることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る座標入力装置によれば、第３の透光性基板は、前記電極シートと重なり合う領域に引き出し孔部を備え、引き出し孔から第２の透光性基板に固着された電極シートが第３の透光性基板の反対側に引き出されると共に、電極シートが引き出された状態で引き出し孔を塞ぐ塞ぎキャップが設けられることにより、座標入力装置内部に対する水分の浸入や異物の侵入を防止することができ、また、引き出し孔を塞ぐことによって電極シートの剥離強度も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における座標入力装置の概念的な分解斜視図である。
【図２】座標入力装置の動作原理を表した模式図である。
【図３】座標入力装置を取付けられた表示装置の断面図である。
【図４】第１の透光性基板の平面図であって印刷回路部の構成を表した図である。
【図５】座標入力装置の下面側から見た斜視図である。
【図６】座標入力装置が用いられた携帯電話機の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における座標入力装置の概念的な分解斜視図を示している。この図に示すように、座標入力装置１は、大まかには平面状に形成された第１の透光性基板１０と、該第１の透光性基板１０と略同形状で平面状の第２の透光性基板２０とが絶縁層４０を介して対向配置され、第１の透光性基板１０の第２の透光性基板２０側と反対側面には、出力用電極部３１を備えたフレキシブル基板３０が取付けられて構成される。  
【００２０】
第１の透光性基板１０は、透明な樹脂板によって形成されており、第２の透光性基板２０と対向する面には透明導電膜１１が形成されている。また、第２の透光性基板２０は、可撓性を有する透明なフィルムによって形成されており、第１の透光性基板１０と対向する面には透明導電膜２１が形成されている。透明導電膜１１、２１は、例えば透明無機材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ、透明有機材料としてはカーボンナノチューブを含んだ樹脂フィルムなどの透明導電材料が用いられており、面内で均一な抵抗値を有している。また、第２の透光性基板２０を構成するフィルムには、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが用いられる。これらにより、第２の透光性基板２０の第１の透光性基板１０側と反対側面が、押圧操作を行うことのできる入力部１ａとされている。
【００２１】
また、第１の透光性基板１０の透明導電膜１１が形成された面の外周部には、図中Ｙ方向において対向する二辺に沿って電極部１２ａが形成されている。一方、第２の透光性基板２０の透明導電膜２１が形成された面の外周部には、Ｙ方向と直交する図中Ｘ方向において対向する二辺に沿って電極部２２ａが形成されている。これらの電極部１２ａ、２２ａは、後述する構成によりフレキシブル基板３０の出力用電極部３１と電気的に接続される。
【００２２】
第２の透光性基板２０の外周部には、加飾印刷層２３が全周に渡る枠形状に形成されていて、入力部１ａを取り囲んでいる。入力部１ａの領域は透明で、その下部に配置される表示装置に表示される文字や画像などを透過して見ることができるのに対し、加飾印刷層２３は、着色されて光を透過せず、表示装置の額縁として座標入力装置１が取付けられる電子機器におけるデザインの一部を構成する。また、加飾印刷層２３には、着色の他に、模様、文字、マーク、絵柄等を加えることができる。
【００２３】
次に、座標入力装置１の動作原理について説明する。図２には、座標入力装置１の動作原理を表した模式図を示している。座標入力装置１においては、入力部１ａからの押圧操作時において、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて押圧座標位置を特定する動作を行う。図２（ａ）は、Ｘ方向について押圧座標位置を特定する際の動作原理を示している。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、例えば第２の透光性基板２０の点Ｓをタッチペン等で押圧操作したとすると、可撓性を有する第２の透光性基板２０が撓むことによって、点Ｓにおいて第２の透光性基板２０の透明導電膜２１と第１の透光性基板１０の透明導電膜１１とが接触し導通する。
【００２５】
Ｘ方向における座標を検出する際には、第２の透光性基板２０の電極部２２ａ、２２ａ間に電圧が印加される。これにより、第２の透光性基板２０の表面に形成された透明導電膜２１には、点Ｓと各電極２２ａとの間に、それぞれの距離に応じた抵抗値ＲＸ１、ＲＸ２でＸ方向に電位勾配が形成される。この点Ｓにおける電位を、第１の透光性基板１０に形成された電極１２ａから取り出し、Ａ／Ｄ変換することにより、Ｘ方向における座標を検出することができる。
【００２６】
Ｙ方向における座標を検出する際には、図２（ｂ）に示すように、第１の透光性基板１０の電極部１２ａ、１２ａ間に電圧が印加される。これにより、第１の透光性基板１０の表面に形成された透明導電膜１１には、点Ｓと各電極１２ａとの間に、それぞれの距離に応じた抵抗値ＲＹ１、ＲＹ２でＹ方向に電位勾配が形成される。そして、点Ｓにおける電位を、第２の透光性基板２０に形成された電極２２ａから取り出し、Ａ／Ｄ変換することにより、Ｙ方向における座標を検出することができる。
【００２７】
図３には、座標入力装置１の断面図を示している。この座標入力装置１は、タッチペンや指による入力を可能とするために、液晶画面を有する表示装置の表面に取付けられる。座標入力装置１は、前述のように第１の透光性基板１０と第２の透光性基板２０とが、絶縁層４０を介して対向配置されている。第１の透光性基板１０の両面のうち、第２の透光性基板２０と対向する側の面の表面には、透明導電膜１１が形成されると共に、印刷回路部１２を構成する電極部１２ａが形成されている。また、電極部１２ａを覆うように、オーバーコート層２６が形成されている。
【００２８】
第２の透光性基板２０には、第１の透光性基板１０と対向する面側に、透明導電膜２１が形成されており、それと反対側の面には、タッチペン４等により押圧操作される入力部１ａを構成する被覆膜２４が、粘着層２５を介して固着されている。また、被覆膜２４の外周部には、加飾印刷層２３が形成されている。
【００２９】
第２の透光性基板２０にも、印刷回路部２２を構成する電極部２２ａが形成されている。この電極部２２ａは、第１の透光性基板１０を介して電圧の印加や外部出力をなすため、第１の透光性基板１０側に導電接続部２２ｃを介して接続されている。第１の透光性基板１０には、各透光性基板の電極部１２ａ、２２ａと導通し印刷回路部１２を構成する配線部１２ｂが形成されている。また、第１の透光性基板１０の印刷回路部１２を、第１の透光性基板１０の反対面側に設けられるフレキシブル基板３０と電気的に接続するため、第１の透光性基板１０にはスルーホール１３が設けられる。
【００３０】
スルーホール１３は、第１の透光性基板１０の一面側と他面側とを電気的に接続するものであって、貫通孔内に導電材料を充填する、あるいは貫通孔の内面に導電性の膜を形成するなどして構成される。
【００３１】
図４は、第１の透光性基板１０の平面図であって印刷回路部１２の構成を表した図である。この図に示すように、第１の透光性基板１０の外周部に沿って、印刷回路部１２を構成する配線部１２ｂが形成されている。第１の透光性基板１０に形成されている電極部１２ａは、配線部１２ｂを介してスルーホール１３に接続されている。また、第２の透光性基板の電極部２２ａと導通する導電接続部２２ｃも、配線部１２ｂを介してスルーホール１３に接続されている。
【００３２】
第１の透光性基板１０の反対側面においては、スルーホール１３から出力用電極１４に接続がなされている。出力用電極１４は、４つの電極が並設配置されてなり、それぞれ第１の透光性基板１０の両側の電極部１２ａ、１２ａと、第２の透光性基板２０の両側の電極部２２ａ、２２ａとに接続されている。
【００３３】
図３に示すように、第１の透光性基板１０の出力用電極１４に対して導通するように、フレキシブル基板３０が固着される。フレキシブル基板３０は、第１の透光性基板１０に接続される面に、出力用電極１４に対応した４つの電極からなる接続電極３１を備えている。この接続電極３１を備える部分と第１の透光性基板１０の出力用電極１４を備える部分とが、異方性導電接続材３２により固着されている。
【００３４】
異方性導電接続材３２は、エポキシ樹脂などの導電性を有しないベース材に、金属メッキされた樹脂ビーズなどの導電粒子を均一に分散させたものであり、フレキシブル基板３０の接続電極３１と第１の透光性基板１０の出力用電極１４の間に挟んだ状態で、熱及び圧力を加えて硬化させると、導電粒子が厚み方向においては電極間に捕捉されて両者を導通状態としつつ、平面方向においては絶縁状態を維持することができるものである。
【００３５】
第１の透光性基板１０と第２の透光性基板２０の間に設けられる絶縁層４０は、粘着性を有する材料からなり、各透光性基板の周縁部の全周に渡って設けられる。また、図３に示すように、絶縁層４０は、フレキシブル基板３０の接続電極３１が配置される領域と厚み方向において重なり合う領域が空間状とされた空間部４１を有している。空間部４１は、少なくともフレキシブル基板３０の接続電極３１が配置される領域と厚み方向において重なり合う領域に形成されていればよいが、本実施形態では図１に示すように、フレキシブル基板３０が設けられる辺における絶縁層４０を内外二重に形成して、その間を空間部４１としている。
【００３６】
座標入力装置１を製造する際には、第１の透光性基板１０と第２の透光性基板２０を、絶縁層４０を介して対向配置すると共に、フレキシブル基板３０が第１の透光性基板１０の出力用電極１４に接続電極３１が対向するように配置されて、これら三者が熱圧着により固着される。フレキシブル基板３０の接続電極３１は、基板表面において凸状となっており、絶縁層４０が空間部４１を有していなければ、その凸形状が座標入力装置１の表面を構成する被覆膜２４にも転写されて凹凸を生じるが、本実施形態では絶縁層４０のうち少なくともフレキシブル基板３０の接続電極３１と厚み方向で重なり合う領域は、空間部４１とされているので、凹凸形状が座標入力装置１の表面にまで転写されることがなく、凹凸が生じることを防止することができる。これによって、座標入力装置１の意匠性が損なわれることを防止することができる。
【００３７】
第１の透光性基板１０の下側、すなわち第２の透光性基板２０と対向する側と反対側には、粘着層２５を介して第３の透光性基板５０が設けられる。第３の透光性基板５０は、第１の透光性基板１０と同様に、透明な樹脂板によって構成される。
【００３８】
図３に示すように、第３の透光性基板５０には、第１の透光性基板１０と対向する側と反対側にフレキシブル基板３０を引き出すことができるように、フレキシブル基板３０が配置される位置に引き出し孔５２を有している。また、第３の透光性基板５０のフレキシブル基板３０が配置される領域には、表面が段落ち状に切り欠かれた切欠部５１が形成されている。第３の透光性基板５０の表面に切欠部５１が形成されていることで、フレキシブル基板３０の厚みを第３の透光性基板５０の厚みの範囲に概ね収めることができ、全体の厚みを減らして薄型化を図ることができる。
【００３９】
第３の透光性基板５０の引き出し孔５２に対しては、フレキシブル基板３０が引き出される下面側から、接着樹脂５４を介して塞ぎキャップ５３が取付けられる。図５には、座標入力装置１の下面側から見た斜視図を示している。この図に示すように、塞ぎキャップ５３は、引き出し孔５２からフレキシブル基板３０が引き出された状態において、引き出し孔５２の全体を塞ぐ薄板状に形成されている。この塞ぎキャップ５３によって、座標入力装置１内部に対する水分の浸入や異物の侵入を防止することができ、また、接着樹脂５４を介して引き出し孔５２を塞ぎキャップ５３で塞ぐことによって、出力用電極１４に対するフレキシブル基板３０の剥離強度も向上させることができる。
【００４０】
図６には、本実施形態の座標入力装置１が用いられている電子機器の一例である、携帯電話機３の斜視図を示している。この図に示すように、本実施形態の座標入力装置１は、表示装置２の表面を構成する部品として、携帯電話機３に用いられる。また、座標入力装置１の第２の透光性基板２０側に形成される加飾印刷層２３は、透明な被覆膜２４を介して外部から見ることができ、携帯電話機３の表示部を縁取る枠として、携帯電話機３のデザインの一部を構成する。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。本実施形態では、座標入力装置１が用いられる電子機器として、携帯電話機３を挙げたが、これには限られず、デジタルカメラやＰＤＡ、携帯ゲーム機、カーナビゲーション装置等、様々な電子機器に適用されうる。
【００４２】
また、本実施形態では、第１の透光性基板１０の下部に第３の透光性基板５０を設けており、この第３の透光性基板５０が表示装置２に対して対向し固定されることとしているが、第３の透光性基板５０は必ずしも設けられる必要はなく、第１の透光性基板１０が表示装置２に直接対向し固定されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    座標入力装置
１ａ  入力部
３    携帯電話機
１０    第１の透光性基板
１１    透明導電膜
１２    印刷回路部
１２ａ  電極部
２０    第２の透光性基板
２１    透明導電膜
２２    印刷回路部
２２ａ  電極部
３０    フレキシブル基板
４０    絶縁層
４１    空間部
【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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