(57)【要約】【課題】組立工程を簡略化して製造コストを下げることができるタッチパネル装置などに搭載される光案内部材を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂で形成された反射板３Ｂには、その一面側に反射面３ａが連続的に形成される。金型１４を用いて、前記反射面３ａに重ねて導光体２が一体に成形されたときに、導光体２から側方へ延びる延出部３ｃ，３ｄが一体に形成される。このとき、導光体２から側方に突出する延出部３ｃ，３ｄが、導光体２の側面２ｃ，２ｄに沿う平坦面に変形させられる。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の放出方向に対して交差する方向から光が入射させられる導光部材と、前記入射された光を反射させる反射部材が設けられた光案内部材であって、
前記導光部材と前記反射部材のいずれか一方の部材を形成し、他方の部材を前記一方の部材とともに一体に成形して成ることを特徴とする光案内部材。
【請求項２】
前記反射部材は板状であり、前記導光部材に対向する面に凹凸を有する反射面が成形されており、前記反射面の凹凸形状に沿って前記導光部材が一体に成形されている請求項１記載の光案内部材。
【請求項３】
前記導光部材と前記反射部材とが一体に成形されたときに、前記反射部材には前記導光部材の縁部よりも側方へ延びる延出部が形成されて、前記延出部が折り曲げられて前記導光部材の側面の少なくとも一部が前記延出部で覆われて反射壁として機能する請求項１または２記載の光案内部材。
【請求項４】
前記反射部材には一面側に反射面が連続して形成されており、前記反射部材と前記導光部材が一体に成形されたときに、前記導光部材と重ならない前記延出部に形成された反射面が前記導光部材の側面に沿う面に変形させられる請求項３記載の光案内部材。
【請求項５】
前記反射部材は、熱可塑性樹脂で形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の光案内部材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光案内部材と、前記光案内部材の導光部材を側方から照らす光源と、前記光案内部材の前方に設けられて操作入力部となる表示部と、前記表示部に対向して前記表示部の入力操作を検出する検出基板が設けられていることを特徴とするタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光が導光部材の側方から照射される光案内部材に係り、特に導光部材と反射部材を一体に形成できる光案内部材及びそれを用いたタッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６と図７は、従来の光案内部材の構造を示す分解斜視図と断面図である。
【０００３】
この光案内部材５０は、板状に形成された導光体５１を有し、例えば液晶表示装置などの表示パネルの一部として使用される。前記導光体５１の側方には、導光体５１の側面５１ａに向いて光を放射する光源５２が設けられている。また導光体５１には、その周囲を囲む壁部５３が液晶表示装置の筐体内に形成されている。壁部５３は、光源５２と対向する対向面５３ａと側面５３ｂ，５３ｃの３面で構成されている。
【０００４】
光源５２から発せられた光は、導光体５１内を透過してＺ１側の上面５１ｂから放射される。また前記導光体５１の側面から漏れ出た光は、対向面５３ａや側面５３ｂ，５３ｃで反射させられて導光体５１内に戻される。また導光体５１のＺ２側の下面には、図７に示すように反射板５５が設けられており、導光体５１に入射してＺ２側の下面に漏れ出た光は前記反射板５５で反射させられて、導光体５１を透過してＺ１側の上面５１ｂから放射させられる。また、図７に示すように導光体５１のＺ２側の下面には光学面５４が形成されて、光源５２から発せられた光をＺ１側またはＺ２側へ反射させるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−５１３１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した図６と図７に示す従来の光案内部材５０では、導光体５１の側面から出た光を反射させるための壁部５３を液晶表示装置の筐体内に別に設けなければならず、部品点数及び組立工程が増えて、製造コストを下げることが難しかった。
【０００７】
また、導光体５１の下面に光学面５４を形成して、光学面５４に反射板５５を重ねて形成した後に、これらを筐体内に固定しなければならず、製造工程が非常に煩雑であった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、製造工程を簡略化できしかも製造コストを低くできる光案内部材及びそれを用いたタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光の放射方向に対して交差する方向から光が入射させられる導光部材と、前記入射された光を反射させる反射部材が設けられた光案内部材であって、
前記導光部材と前記反射部材のいずれか一方の部材を形成し、他方の部材を前記一方の部材とともに一体に成形して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
上記本発明では、導光部材と反射部材とを一体に成形して一つの部品として筐体内に組み込むことができるため、製造工程が簡略化されて、その結果製造コストの低減が可能になる。
【００１１】
例えば、前記反射部材は板状であり、前記導光部材に対向する面に凹凸を有する反射面が成形されており、前記反射面の凹凸形状に沿って前記導光部材が一体に成形されている。このように、一体に成形すると、反射部材の反射面の凹凸形状に導光部材が入り込んで形成されるので、導光部材と反射部材との境界面に空気層などの空間が形成されず、導光部材に入射されて反射部材側に反射した光を効率的に反射部材とは逆側に反射させることができるようになる。
【００１２】
また、前記導光部材と前記反射部材とが一体に成形されたときに、前記反射部材には前記導光部材の縁部よりも側方へ延びる延出部が形成されて、前記延出部が折り曲げられて前記導光部材の側面の少なくとも一部が前記延出部で覆われて反射壁として機能させることができる。これにより、導光部材の側面に別の部材で反射壁を設けることが不要になり、部品点数を減らすことが可能になり、製造コストを下げることができる。
【００１３】
また、前記反射部材には一面側に反射面が連続して形成されており、前記反射部材と前記導光部材が一体に成形されたときに、前記導光部材と重ならない前記延出部に形成された反射面が前記導光部材の側面に沿う面に変形させられるようにしてもよい。これにより、反射部材に導光部材の反射面が重なる位置だけに前記反射面に倣う形状の面を形成する必要がなくなり、反射部材の一面側の全面に形成すればよいので、反射部材の製造工程を簡略化できる。
【００１４】
前記反射部材は、熱可塑性樹脂で形成されていることが好ましい。これにより、一旦形成して凹凸が形成された反射面を導光部材の側面の形状に倣う平坦面に容易に変形させることができる。
【００１５】
また、本発明のタッチパネル装置は、前記した光案内部材と、前記光案内部材の導光部材を側方から照らす光源と、前記光案内部材の前方に設けられて操作入力部となる表示部と、前記表示部に対向して前記表示部の入力操作を検出する検出基板が設けられていることを特徴とするものである。ただし、本発明の光案内部材はタッチパネル装置に限らず、液晶表示装置その他の表示装置に搭載することも可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のタッチパネル装置の一例を示す断面図、図２は光案内部材の製造工程を示し、（Ａ）は反射板の製造時の状態、（Ｂ）は反射部材と導光部材が一体に成形された後の状態である。
【００１７】
図１に示すタッチパネル装置１は、表面に固定の表示体が設けられたものであり、例えば、オーディオなどの電子機器を操作するためのリモートコントローラに搭載して使用できる。このタッチパネル装置１は、光案内部材１０と検出基板２０を有し、前記検出基板２０が前記光案内部材１０の前方側となるＺ１側に設けられている。光案内部材１０は、本発明の導光部材として機能する導光体２と反射部材として機能する反射板３Ａで構成され、導光体２のＺ２側の下面に反射板３Ａが重ねて設けられている。
【００１８】
前記導光体２は、ポリカーボネートやアクリル樹脂などの光透過率の高い合成樹脂で板状に形成されたものである。前記反射板３Ａは、例えばポリカーボネートに白色の顔料を混合したものを板状に形成したものである。なお反射板３Ａは、白色に限られるものではなく、表面を鏡面処理したものであってもよい。さらに導光体２の側面には、冷陰極管や電球で形成された光源４が設けられ、導光体２の側面から光が入射される。
【００１９】
図１に示すように、前記検出基板２０には、上下にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂で形成されたフィルム状基板２１，２２が対向して設けられている。フィルム状基板２１，２２の間には、スペーサ２３が介装されてフィルム状基板２１と２２との間に微小な隙間が形成されている。前記フィルム状基板２１の内面には、Ｙ方向に延びる複数本の透明電極２４ａ（図面では１本しか図示されていない）がＸ方向に向けて格子状に配列された上側電極２４が形成され、前記フィルム状基板２２の内面には、Ｘ方向に延びる複数本の透明電極２５ａがＹ方向に向けて格子状に配列された下側電極２５が形成されている。
【００２０】
前記上側電極２４と前記下側電極２５は、それぞれＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などの透明電極により形成されている。ただし、前記各電極２４，２５は銅や銀などでパターン印刷された細い線状の電極であってもよい。前記上側電極２４と前記下側電極２５では、Ｚ方向から外力が与えられていない状態では、図１に示すように互いの電極間は接触しないように設定されている。
【００２１】
また本実施の形態のタッチパネル装置１では、図１に示すように、前記光案内部材１０と前記検出基板２０との間には拡散板３０が設けられ、さらに検出基板２０のＺ１側に表示シート４０が設けられている。
【００２２】
前記拡散版３０は、例えばＰＥＴなどの合成樹脂で板状に形成され、そのＺ１側またはＺ２側の一方の面を粗面化して半透明としたものである。
【００２３】
前記表示シート４０は、ＰＥＴなどの合成樹脂を用いてフィルム状に形成されたものであり、その表面に数字、記号、かな文字や絵文字などで形成された表示部４０ａが形成されている。
【００２４】
なお、前記表示シート４０はＺ１側の最外面に設けるものに限らず、前記検出基板２０と前記拡散板３０との間に設置するものであってもよい。前記表示シート４０を検出基板２０のＺ２側に設けたとしても、フィルム状基板２１，２２が透明で且つ上側電極２４と下側電極２５が透明であれば、表示シート４０の表示部４０ａを検出基板２０を透過して視認できる。またフィルム状基板２１，２２が透明で且つ上側電極２４と下側電極２５が透明でない細線状の電極であっても電極が十分に細いものであれば前記表示部４０ａを検出基板２０を通して視認できる。
【００２５】
次に、前記光案内部材１０の製造工程について図２を参照して説明する。
図２（Ａ）に示すように、反射板３Ａは、前記したように白色の顔料が添加されたポリカーボネートを加工して形成される。このポリカーボネートは、熱可塑性樹脂であり、熱を加えると軟化して変形可能になり冷やすと固まる性質のものである。ただし、ポリカーボネートに限定されるものではない。
【００２６】
図２（Ａ）に示す工程では、金型１１の一部に転写面１１ａが形成されており、この転写面１１ａを平板状に形成された反射板３Ａに加熱しながら押し当てるプレス加工によって、反射板３Ａの一面側に反射面３ａが形成される。そして、図２（Ｂ）に示すように、前記反射面３ａが形成された反射板３Ａを別の金型１２内に移し、導光体２の原料となる樹脂を金型１２内に充填する。そして冷却後に金型１２を取り外すと前記反射板３Ａに重ねて導光体２が一体に成形された光案内部材１０が得られる。
【００２７】
このようにして形成された光案内部材１０では、反射板３Ａの反射面３ａの凹凸状の面に沿って導光体２の樹脂が隙間なく充填されて、導光体２のＺ２側の面には前記反射面３ａと同じ凹凸形状の光学面２ａが形成される。よって、導光体２と反射板３Ａの境界面には空気層などの隙間が形成されることがないため、光源４から発せられた光は導光体２内を広がり、導光体２と反射板３Ａとの境界面では入射光がＺ１側に向けて反射させられる。また、前記光学面２ａによってＺ２側に反射させられる光であっても、光学面２ａと反射面３ａとが密に形成されているので、直ちに反射面３ａによって光がＺ１側に反射させられる。このように、光学面２ａと反射面３ａとの間に空気層などが形成されていないので、反射効率を高めることができる。
【００２８】
なお、この実施の形態のタッチパネル装置１では、導光体２の側面に壁などを設けて、導光体２の側面から漏れ出た光を内側に反射させる構成にできる。あるいは、反射板３Ａの形成時に、導光体２の側面を覆うことができる面を形成可能な金型を使用して凹状に形成された反射板を形成してもよい。
【００２９】
図３は本発明の他の実施の形態の光案内部材の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は反射板の製造時の状態、（Ｂ）は反射板と導光体の一体成形直後の状態を示す。また図４と図５は、反射板の延出部の折り曲げ前と折り曲げ後の状態を示す斜視図である。
【００３０】
図３に示す工程では、反射板３Ｂは、ポリカーボネートで形成された平坦な板材が使用される。この板材のＺ側の両側には、一対のローラ１３ａ，１３ｂが回転自在に支持されており、一方のローラ１３ａの表面には、図示しない鋸歯状の転写面１４ａが形成されている。そして、前記反射板３Ｂを前記ローラ１３ａと１３ｂとの間においてＰ方向へ送り込むが、このとき前記ローラ１３ａのみ（またはローラ１３ａ，１３ｂの双方）を加熱して、前記反射板３Ｂをローラ１３ａと１３ｂとで加圧しながらローラ１３ａ，１３ｂを矢印Ｗ１，Ｗ２方向へそれぞれ回転させる。これにより反射板３ＢのＺ１側の面には鋸歯状の反射面３ａが連続的に形成される。
【００３１】
そして、図３（Ｂ）に示す金型１４によって反射板３Ｂに導光体２を一体に成形することができる。図３に示す金型１４は、凹状の型１４ａと、下側に平面状に形成された型１４ｂで構成されている。また前記凹状の型１４ａの周縁部には、前記型１４ｂに対向する対向面１４ａ１，１４ａ２が形成されている。このとき、導光体２の高さ寸法をＨとし、前記対向面１４ａ１，１４ａ２の幅寸法をＤとすると、前記幅寸法Ｄは、前記高さ寸法Ｈより長く形成されている。ただし、幅寸法Ｄが高さ寸法Ｈとほぼ同じ寸法で形成されていてもよい。なお、導光体２の３側面を反射板３Ｂで覆うものでは、さらに前記対向面１４ａ１，１４ａ２と同様な対向面が前記型１４ａに形成されている。
【００３２】
図３（Ａ）の工程で形成された反射板３Ｂを型１４ａと１４ｂで上下から押圧する。このとき、型１４ａを加熱しながら反射板３Ｂを押圧すると、反射板３Ｂに形成された反射面３ａの凹凸形状が対向面１４ａ１と対向面１４ｂ１とで加圧されて平面状に変形させられる。同時に金型１４内に導光体２を構成する樹脂を充填すると、反射板３Ｂの反射面３ａに重ねて導光体２が一体となって形成される。この場合、図２で示したように、反射板３Ｂの反射面３ａの凹凸形状に沿って導光体２の樹脂が充填されるので、反射板３Ｂと導光体２との境界面は隙間なく形成される。
【００３３】
図３（Ａ）及び（Ｂ）の工程を経て、反射板３Ｂを図３（Ｂ）の位置Ｓ１，Ｓ２で切断すると、図４に示す導光体２と反射板３Ｂが一体に形成された光案内部材１５が得られる。
【００３４】
図４に示すように、本実施の形態の光案内部材１５では、反射板３Ｂのうち導光体２から外側に突出した部分が本発明の延出部３ｂ，３ｃ，３ｄとなる。このように、光源４に向く側面２ｅ側には延出部が設けられておらず、その他の側面２ｂ，２ｃ，２ｄ側に前記延出部３ｂ，３ｃ，３ｄが突出している。この延出部３ｂ，３ｃ，３ｄは、いずれも型１４ａの対向面１４ａ１と型１４ｂの対向面１４ｂ１によって押圧され、これによって反射面３ａの凹凸がつぶれて平坦面３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１とされている。
【００３５】
一方、導光体２の側面２ｂ，２ｃ，２ｄは型１４ａによってＺ側に向く垂直な平面で形成されている。そして、各延出部３ｂ，３ｃ，３ｄを加熱処理しながら図４に示す各矢印方向、すなわち前記側面２ｂ，２ｃ，２ｄを覆う方向へ折り曲げると、前記側面２ｂ，２ｃ，２ｄと前記平坦面３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１とが密着した光案内部材１５が得られる。図５に示すように、光源４と対向する導光体２の側面２ｅを除く３測面２ｂ，２ｃ，２ｄが前記延出部３ｂ，３ｃ，３ｄで覆われる。
【００３６】
なお、図５に示すように、前記延出部３ｂと３ｃとの境界部分と、前記延出部３ｂと３ｄとの境界部分には例えば白色に色づけされた粘着剤が設けられて、前記各境界部分が前記粘着剤で覆われて且つ固定されて、この境界部分から光が漏れ出ないようになっている。
【００３７】
このようにして導光体２と反射板３Ｂを一体に成形すると、光が放出されるＺ１側の上面と、光源４に対向する側面２ｅを除く面を覆うことができる。またこのとき反射板３Ｂを熱可塑性樹脂からなるポリカーボネートなどで形成すると、反射面３ａを形成した面を導光体２の側面２ｂ，２ｃ，２ｄと同じ平面状の形に変形させることができる。したがって、図３に示すように一面側の全面に反射面３ａが形成された反射板３Ｂから、凹凸のない平坦面３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１からなる反射面３ａを形成することが可能になり、従来のように導光体２が重ねられる部分だけに反射面３ａを形成する必要がなくなる。よって導光体２の寸法に応じて反射板３Ｂを形成する必要がなくなり、反射板３Ｂの製造工程を導光体２の寸法に関係なく統一して製造できるようになる。よって、反射面３ａの製造工程を単純化できる。
【００３８】
この実施の形態の光案内部材１５では、光源４から発せられた光が前記側面２ｅに照射されると、導光体２内を透過する。導光体２の側面２ｂ，２ｃ，２ｄに至った光は、前記延出部３ｂ，３ｃ，３ｄが反射壁として機能して直ちに導光体２の内側や上面などに向けて反射される。またＺ２側に反射した光も反射面３ａによって直ちにＺ１側に向けて反射され、導光体２を透過して導光体２の上面（Ｚ１側の面）から放出させられる。このように、導光体２と反射板３Ｂ（延出部３ｂ，３ｃ，３ｄを含む）との境界が密に形成されているため、反射による光のロスを最小限に抑えることができる。
【００３９】
前記光案内部材１０，１５が搭載されたタッチパネル装置では、光源４が発光すると、導光体２のＺ１側の面から放出された光は、拡散板３０でＸ−Ｙ平面方向に拡散されてＺ１側から放出される。さらに、拡散された光は検出基板２０を透過して、表示シート４０が明るく照射される。また表示シート４０が検出基板２０のＺ２側に設けられたものであっても、表示シート４０の表示部４０ａが検出基板２０を通して視認できる。
【００４０】
なお、前記光案内部材１５は、前記光案内部材１０と同様にして図１に示すタッチパネル装置１に搭載することができる。ただし、上記した光案内部材１０，１５は、固定式の表示部が設けられたタッチパネル装置に限らず、液晶表示装置などその他の表示装置にも搭載できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、導光体に反射板を貼り付けたり、筐体内に予め反射板を設けておく必要がないので、製造時の組立工程を簡略化することができ、製造コストを下げることが可能になる。
【００４２】
また反射板に反射面が連続的に形成されたものを使用したとしても、成形時に導光体の側面を覆う部分を平面に変形させることが可能になり、反射板の製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タッチパネル装置の一例を示す断面図、
【図２】本発明の光案内部材の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は反射板の製造時の状態、（Ｂ）は反射板と導光体とが成形された後の状態、
【図３】本発明の他の実施の形態の光案内部材の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は反射板の製造時の状態、（Ｂ）は反射板と導光体とが成形された後の状態、
【図４】反射板の折り曲げる前の光案内部材を示す斜視図、
【図５】反射板が折り曲げられた後の光案内部材を示す斜視図、
【図６】従来の導光体と反射板とを示す斜視図、
【図７】従来の導光体と反射板とを示す断面図、
【符号の説明】
１　タッチパネル装置
２　導光体
３Ａ，３Ｂ　反射板
３ａ　反射面
３ｂ，３ｃ，３ｄ　延出部
３ｂ１，３ｃ１，３ｄ１　平坦面
１０，１５　光案内部材
２０　検出基板
３０　拡散板
４０　表示シート
４０ａ　表示部
【図１】
2004146175.tif 000003
【図２】
2004146175.tif 000004
【図３】
2004146175.tif 000005
【図４】
2004146175.tif 000006
【図５】
2004146175.tif 000007
【図６】
2004146175.tif 000008
【図７】
2004146175.tif 000009