(57)【要約】【課題】  入力情報が表示される領域の透過率を改善した「接触型入力装置および入力機能付き表示装置」を提供する。【解決手段】  本発明のタッチパネル２１０は、上部透明基板２４０と、上部透明金属膜２４２と、下部透明基板２５０と、下部透明金属膜２５２と、下部透明基板２５０の下方に配置され、入力情報の表示を生成するための光透過パターンを含む意匠プレート２２２とを有する。上部透明金属膜２４２および下部透明金属膜２５２には、意匠プレート２２２に対応する位置に上部開口部２６０〜２６４と下部開口部２７０〜２７４が形成され、意匠プレート２２２からの光は、下部透明基板２４０、下部開口部２７０〜２７４、上部開口部２６０〜２６４および上部透明基板２４０を透過可能である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指などの物体が接触した位置を検出する接触型入力装置であって、
上部透明基板と、
上部透明基板の第１の面に形成された上部透明金属膜と、
上部透明基板の下方に配置された下部透明基板と、
下部透明基板の第１の面と対向する第２の面に形成された下部透明金属膜と、
下部透明基板の下方に配置され、入力情報の表示を生成するための光透過パターンを含む光透過部材とを有し、
上部透明金属膜および下部透明金属膜には、前記光透過パターンに対応する位置に、上部透明基板および下部透明基板を露出させる上部開口部および下部開口部がそれぞれ形成され、
前記光透過パターンからの光は、下部透明基板、下部開口部、上部開口部および上部透明基板を透過可能であり、
物体の接触により上部透明基板が撓んだとき、上部透明金属膜は、上部開口部および下部開口部を介して下部透明金属膜に電気的に接続される、
接触型入力装置。
【請求項２】
前記上部開口部および下部開口部は、前記光透過パターンに応じた形状を有する、請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項３】
前記上部透明基板および前記下部透明基板は、物体の接触位置を検出可能な２次元的な位置検出部を含み、前記光透過パターンは、前記位置検出部内の予め決められた領域に配置される、請求項１に記載の接触型入力装置。
【請求項４】
接触型入力装置はさらに、前記光透過部材の下方に光源を含み、前記光透過部材は前記光源からの光によって照射される、請求項１ないし３いずれか１つに記載の接触型入力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１つに記載の接触型入力装置と、
前記下部透明基板の下方に配置された液晶パネルとを含む、
入力機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル等の接触型入力装置と、このようなタッチパネルを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ装置、カーナビゲーション装置などにおいて、タッチパネルが搭載された液晶表示装置が利用されている。例えば、道路地図などを表示する表示領域内に入力ボタンまたは入力キーなどを表示し、入力ボタンをタッチすることで所望の情報を入力することが可能になっている。
【０００３】
特許文献１は、図１に示すようなタッチパネルを含む表示装置を開示し、表示装置のアクティブエリアＤには、文字、記号、図形、図柄などの固定キーのアイコンを表示するアイコン表示部領域Ｅが設けられている。アイコン表示部領域Ｅには、着色を施して不透明なアイコン表示用絶縁膜４５が配置され、アイコン表示用絶縁膜４５には、固定キーのアイコンを表示するための切欠部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０６９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２（ａ）は、従来のタッチパネルを含む液晶表示装置の概略平面図、図２（ｂ）は、そのＸ−Ｘ線断面図である。液晶表示装置１００は、基板１１０、基板１１０上に搭載されるＬＣＤパネル１２０、ＬＣＤパネル１２０上に搭載されるタッチパネル１３０とを有する。タッチパネル１３０は、指等の物体の任意の座標位置を検出可能な矩形状の位置検出部Ｐを有し、位置検出部Ｐの端部には、固定入力部Ｑが割り当てられている。固定入力部Ｑは、恒久的な文字、記号、図形、図柄などを表す入力キー表示される。図には、５つの入力部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５が示され、入力部Ｑ１〜Ｑ５には、それぞれ入力キーが表示されている。
【０００６】
タッチパネル１３０の裏面にＬＣＤパネル１２０の側面に隣接するように、意匠プレート１２２が貼り付けられている。意匠プレート１２２は、光を透過する領域と遮光する領域とを含み、光透過領域によって、固定入力部Ｑの入力キーの表示を生成する。基板１１０には、意匠プレート１２２を下方から照射するＬＥＤ光源１１２が取り付けられている。
【０００７】
図３は、タッチパネルの概略構成を示す断面図である。タッチパネル１３０は、典型的に、上部ガラス基板１４０と、上部ガラス基板１４０の一面に形成された上部ＩＴＯ膜１４２と、下部ガラス基板１５０と、下部ガラス基板１５０の一面に形成された下部ＩＴＯ膜１５２とを含んでいる。指などの物体が上部ガラス基板１４０に接触されると、上部ガラス基板１４０が撓み、上部ＩＴＯ膜１４２が下部ＩＴＯ膜１５２に接触し、当該接触位置が電気的に検出される。
【０００８】
上記構成では、意匠プレート１２２の上方にタッチパネル１３０が配置されるため、ＬＥＤ光源１１２からの光Ｌは、タッチパネル１３０を透過することで、その輝度が低下する。つまり、ＬＥＤ光源１１２からの光Ｌは、下部ガラス基板１５０、下部ＩＴＯ膜１５２、上部ＩＴＯ膜１４２および上部ガラス基板１４０によって光学的損失を受ける。上部ガラス基板１４０と下部ガラス基板１５０の光学的損失の割合は、それぞれ１％程度と小さいが、上部ＩＴＯ膜１４２と下部ＩＴＯ膜１５２の光学的損失の割合は、それぞれ６〜１０％となり、比較的大きい。このため、タッチパネル１３０を透過するときの全体の光学的損失の割合は、約２０％となり（言い換えれば、タッチパネル１３０の透過率は約８０％）、光Ｌの輝度の約２０％が失われてしまう。従って、固定入力部Ｑに表示される入力キーの輝度の低下を防ぐには、高輝度ＬＥＤを使用するか、あるいはＬＥＤの数を増やさなければならず、このことは、液晶表示装置のコスト高につながる。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、入力情報が表示される領域の透過率を改善した接触型入力装置およびこれを用いた入力機能付き表示装置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】
本発明に係る接触型入力装置は、指などの物体が接触した位置を検出するものであって、上部透明基板と、上部透明基板の第１の面に形成された上部透明金属膜と、上部透明基板の下方に配置された下部透明基板と、下部透明基板の第１の面と対向する第２の面に形成された下部透明金属膜と、下部透明基板の下方に配置され、入力情報の表示を生成するための光透過パターンを含む光透過部材とを有し、上部透明金属膜および下部透明金属膜には、前記光透過パターンに対応する位置に、上部透明基板および下部透明基板を露出させる上部開口部および下部開口部がそれぞれ形成され、前記光透過パターンからの光は、下部透明基板、下部開口部、上部開口部および上部透明基板を透過可能であり、物体の接触により上部透明基板が撓んだとき、上部透明金属膜は、上部開口部および下部開口部を介して下部透明金属膜に電気的に接続される。
【００１１】
好ましくは前記上部開口部および下部開口部は、前記光透過パターンに応じた形状を有する。好ましくは前記上部透明基板および前記下部透明基板は、物体の接触位置を検出可能な２次元的な位置検出部を含み、前記光透過パターンは、前記位置検出部内の予め決められた領域に配置される。好ましくは接触型入力装置はさらに、前記光透過部材の下方に光源を含み、前記光透過部材は前記光源からの光によって照射される。
【００１２】
本発明に係る入力機能付き表示装置は、上記構成の接触型入力装置と、前記下部透明基板の下方に配置された液晶パネルとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上部透明金属膜と下部透明金属膜にそれぞれ上部開口部と下部開口部を形成したことにより、光透過パターンからの光の損失を抑制することができる。これにより、従来の構成と比較して入力情報が表示される輝度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のタッチパネルを備えた表示装置の例を示す図である。
【図２】図２(ａ)は、従来のタッチパネルを備えた液晶表示装置の概略平面図、図２（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】タッチパネルの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図４に示す上部透明基板の平面図である。
【図６】図４に示す下部透明基板の平面図である。
【図７】上部開口部および下部開口部の製造工程の例を示す図である。
【図８】本発明の実施例の固定入力部の動作を説明する図である。
【図９】意匠プレートの光透過領域と上部開口部（下部開口部）との関係を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、タッチパネルを含む液晶表示装置を例に用いる。
【実施例】
【００１６】
本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置について説明する。図４は、本実施例のタッチパネル付き表示装置の構成を示す概略断面図であり、先に説明をした図２に示す表示装置のＸ−Ｘ線断面に相当する。本実施例の表示装置２００は、タッチパネル２１０と、タッチパネル２１０の下方に配置された液晶パネル２２０と、液晶パネル２２０の下方に配置された基板２３０とを有する。
【００１７】
タッチパネル２１０は、上部透明基板２４０と、上部透明基板２４０の下面に形成された上部透明金属膜２４２と、下部透明基板２５０と、その上面に形成された下部透明金属膜２５２とを含んで構成される。上部透明基板２４０および下部透明基板２５０は、ほぼ同じ大きさの矩形状を有し、例えば、ガラス基板、透明な樹脂やフィルムなどから構成される。上部透明金属膜２４２および下部透明金属膜２５２は、ほぼ同じ大きさの矩形状を有し、上部透明金属膜２４２は、下部透明金属膜２５２から一定の間隔をもつように対向して配置されている。上部透明金属膜２４２および下部透明金属膜２５２は、導電性を有しかつ光透過性の優れたＩＴＯ膜などをから構成される。
【００１８】
上部透明金属膜２４２と下部透明金属膜２５２が対向する領域は、指などの物体が接触した任意の座標位置を検出可能な検出位置領域Ｐを規定し、その検出位置領域Ｐの端部には、固定入力部Ｑが割り当てられる（図２を参照）。上部透明基板２４０は可撓性を有し、物体によって押圧されたとき撓み、その結果、上部透明金属膜２４２が下部透明金属膜２５２に接触し、当該接触されたことが電気的に検出され、物体の入力位置が求められる。
【００１９】
液晶パネル２２０および意匠プレート２２２は、下部透明基板２５０の下面に配置される。液晶パネル２２０の表示エリアは、タッチパネル２１０の位置検出部Ｐとほぼ等しく、液晶パネル２２０に映し出された映像や入力キーは、タッチパネル２１０を介して見ることができる。
【００２０】
意匠プレート２２２は、光を十分に透過する光透過領域と光を透過しない遮光領域とを含む。光透過領域は、光を完全に通過させるような貫通孔であってもよいし、透明な領域であってもよい。遮光領域は、光の透過を相対的に抑制すればよく、そのために着色を施して不透明にしてもよい。光透過領域あるいは遮光領域のいずれかのパターンは、固定入力部Ｑの各入力部Ｑ１〜Ｑ５に表示される文字、図形、図柄等を生成する。
【００２１】
基板２３０は、液晶パネル２２０を搭載し、さらに固定入力部Ｑを下方から照射するためのＬＥＤランプ２３２を有する。ＬＥＤランプ２３２は、入力部Ｑ１〜Ｑ５のそれぞれを個別に照射するように複数のＬＥＤであってもよい。
【００２２】
本実施例において特徴的なことは、上部透明金属膜２４２と下部透明金属膜２５２の入力部Ｑ１〜Ｑ５に対応する位置に、上部開口部２６２と下部開口部２７２が形成されていることである。図５および図６は、上部透明基板２４０と下部透明基板２５０の平面図を示している。上部透明基板２４０の一面には、上部透明基板２４０よりも幾分小さな矩形状の上部透明金属膜２４２が形成されている。上部透明金属膜２４２には、固定入力部Ｑの各入力部Ｑ１〜Ｑ５と整合する位置に、矩形状の同一サイズの上部開口部２６０、２６１、２６２、２６３、２６４が形成されている。上部開口部２６０〜２６４は、上部透明金属膜を取り除いた領域であり、これにより上部透明基板２４０の表面が露出されている。
【００２３】
同様に、下部透明基板２５０の一面には、下部透明基板２４０よりも幾分小さな矩形状の下部透明金属膜２５２が形成されている。下部透明金属膜２５２には、固定入力部Ｑの入力部Ｑ１〜Ｑ５と整合する位置に、矩形状の同一サイズの下部開口部２７０、２７１、２７２、２７３、２７４が形成され、これにより下部透明基板２５０の表面が露出されている。この例では、上部開口部２６０〜２６４の大きさは、下部開口部２７０〜２７４の大きさに等しい。上部透明基板２４０と下部透明基板２５０が対向して配置されたとき、上部開口部２６０〜２６４は、対応する下部開口部２７０〜２７４と整合するように配置され、好ましくは、ＬＥＤランプ２３２の光軸が上部開口部および下部開口部の中心に一致する。
【００２４】
図７は、上部開口部の製造工程例であり、図５のＸ１−Ｘ１線断面を表している。図７（ａ）に示すように、上部透明基板２４０上にマスクパターンＭを形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、ＩＴＯ膜を形成し、マスクパターンＭを除去することで、マスクパターンＭ以外の領域に上部透明金属膜２４２が形成される。マスクパターンＭにより、上部透明金属膜２４２の形状と上部開口部２６０〜２６４の形状を規定することができる。下部開口部も同様にして形成することができる。
【００２５】
図８は、固定入力部の動作を説明する図である。図８(ａ)は、指などの物体がタッチパネルに触れられていないときの入力部Ｑ３の状態を示している。この状態では、ＬＥＤランプ２３２から発せられた光Ｌは、意匠プレート２２２の光透過領域を透過し、さらに下部透明基板２５０、下部開口部２７２、上部開口部２６２、および上部透明基板２４０を透過して外部に出射される。光Ｌは、下部透明金属膜２５２および上部透明金属膜２４２を透過しないため、そこでの光学的損失が生じない。その結果、入力部Ｑ３に表示される文字、図形、図柄などの入力キーの輝度の低下が抑制され、従来と比較して入力キーを鮮明に表示することができる。
【００２６】
図８（ｂ）は、指Ｆによって入力部Ｑ３が選択された状態を示している。指Ｆの押下により上部透明基板２４０および上部透明金属膜２４２が下方に撓み、上部透明金属膜２４２が下部透明金属膜２５２に接触される。このとき、上部開口部２６２は下部開口部２７２に一致するが、上部透明金属膜２４２が下部透明金属膜２５２と接触する領域Ｒが十分に保たれるように、上部開口部２６２および下部開口部２７２のサイズが適切に選択される。例えば、上部開口部２６２と下部開口部２７２の大きさは、２〜３ｍｍ角である。
【００２７】
このように本実施例によれば、上部透明金属膜２４２と下部透明金属膜２５２の入力部Ｑ１〜Ｑ５に対応する位置に、上部開口部２６０〜２６４と下部開口部２７０〜２７４を形成したことにより、ＬＥＤランプ２３２から発せられた光は、意匠プレート２２２、下部透明基板２５０および上部透明基板２４０を透過して外部へ出射されるため、下部透明金属膜２５２および上部透明金属膜２４２による光学的損失が生じない。その結果、固定入力部Ｑの入力部Ｑ１〜Ｑ５に表示される文字、図形、図柄等の入力キーの輝度を明るく保つことができる。
【００２８】
上記実施例では、上部開口部２６０〜２６４と下部開口部２７０〜２７４を矩形状としたが、これは一例であり、円形状、楕円状、三角形状等の他の形状であってもよい。さらに、上部開口部２６０〜２６４と下部開口部２７０〜２７４は、必ずしも同じ大きさである必要はなく、異なる大きさであっても良い。さらに、固定入力部Ｑが配置される位置や、入力キーが配置される数（Ｑ１〜Ｑ５）は適宜選択することが可能である。
【００２９】
次に、上部開口部および下部開口部の他の例について説明する。図９（ａ）は、入力部Ｑ３に表示される入力キーが「△」を表している。白抜き部分は、光透過領域２２２Ａであり、ハッチング部分は、遮光領域２２２Ｂである。図９（ｂ）は、上部透明金属膜２４２に形成される上部開口部２６２の形状を示している。上部開口部２６２は、光透過領域２２２Ａの形状に対応する形状に加工されている。ここには示さないが、下部開口部の光透過領域も同様に加工することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。図１０は、第２の実施例に係る液晶表示装置２００Ａの概略断面図である。第２の実施例では、液晶パネル２２０は、タッチパネル２１０とほぼ同じサイズに構成され、液晶パネル２２０は、入力キーの表示を生成するための光透過パターン２２４を含んでいる。光透過パターン２２４は、意匠プレート２２２と実質的に同様の機能を有する。光透過パターン２２４は、例えば、液晶パネル２２０内のガラス基板やバックライト用の導光板に印刷することによって形成することができる。第２の実施例によれば、液晶パネル２２０内に光透過パターン２２４を持たせることで、液晶表示装置の部品点数を削減し組立工程が容易になる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。図１１は、第３の実施例に係る液晶表示装置２００Ｂの概略断面図である。第３の実施例では、固定入力部Ｑの光源として、基板２３０上のＬＥＤランプ２３２を用いることなく、液晶パネル２２０に含まれるバックライト光源２２６を利用するものである。液晶パネル２２０は、高輝度の映像を提供するためにバックライト光源２２６を備えている。バックライト光源２２６の光は、光透過パターン２２４を透過し、その透過光はさらに、下部透明基板２５０および上部透明基板２４０を透過してタッチパネル２１０の表面から出射される。第３の実施例によれば、固定入力部Ｑの専用のＬＥＤランプを用いることなく、バックライト光源２２６を併用することで、液晶表示装置の部品点数を削減することができる。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２００：表示装置
２１０：タッチパネル
２２０：液晶パネル
２２２：意匠プレート
２２４：光透過パターン
２２６：バックライト光源
２３０：基板
２３２：ＬＥＤ光源
２４０：上部透明基板
２４２：上部透明金属膜
２５０：下部透明基板
２５２：下部透明金属膜
２６０、２６１、２６２、２６３、２６４：上部開口部
２７０、２７１、２７２、２７３、２７４：下部開口部
Ｌ：光
Ｐ：位置検出部
Ｑ：固定入力部
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５：入力部
Ｒ：接触する領域
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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