JP2011107766A - タッチパネルの保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、防塵性・防滴性が高く、タッチパネルの振動も効果的に操作者に伝達されるタッチパネルの保持構造を提供する。
【解決手段】表示用パネル１２と、入力操作が行われるタッチパネル１４と、表示用パネル１２の周縁部を全周に亘り保持するとともに、タッチパネル１４を支持した支持枠体２０を有する。タッチパネル１４の操作によりタッチパネル１４に振動を与える圧電素子１３と、支持枠体２０を介して表示用パネル１２とタッチパネル１４を保持し、タッチパネル１４が露出する開口部１６ａを有した筐体１６とを備える。タッチパネル１４の表面側に一体的に位置したフレキシブル基板１４ａを備える。フレキシブル基板１４ａは、タッチパネル１４裏面側のガラス基板１４ｂよりも全周に亘り一回り大きい。フレキシブル基板１４ａの周縁部を、筐体１６の開口部１６ａの周縁部裏面と筐体１６に対して固定された支持枠体２０とにより保持する。
【選択図】図２

Description

この発明は、種々の電子機器のディスプレイや操作部等に設けられ、入力装置として用いられるタッチパネルの保持構造に関する。

従来、ディスプレイ表面に、入力手段としてのタッチパネル機能を備えた電子機器が広く利用されている。このタッチパネルの構造の一つとして抵抗膜式タッチパネルがあった。このタッチパネルは、タッチパネルガラスの表面に、透明なＩＴＯ（酸化インジウム）膜が所定のパターンで設けられ、ＩＴＯ膜の端部には電極が接続されてオーバーコートにより周縁部が被覆されているものである。そして、ＩＴＯ膜を蒸着した上層のＰＥＴ樹脂等によるフレキシブル基板と、下層のガラス基板の２枚のパネル基板間にドットスペーサを設け、押圧時に、上下のパネルのＩＴＯ膜が接触し、その時の抵抗値によりパネル上の押圧位置を検出するものである。

このタッチパネル装置は、液晶パネル等に重ねて配置されそのディスプレイ表面を直接触れて入力操作を行うものであるが、タッチパネル表面の押圧時に上下のパネル基板のＩＴＯ膜が接触しても、操作者には、接点が閉じたか否かの感触がなく、不安なものであった。そこで、押圧操作を検知して、タッチパネルを振動させ、操作者に操作感を与えるいわゆるフォースフィードバック機能を持たせたタッチパネルがある。

このフォースフィードバック機能を備えたタッチパネル装置１は、図５に示すような例えばハンディタイプの情報機器などに利用され、図６に示すように、液晶パネル２と、タッチパネル４が樹脂製などの筐体６内に収容され、開口部６ａからタッチパネル４が露出している。液晶パネル２には、回路基板７が設けられ、シャーシ８に保持されている。タッチパネル４の構造は上述のように、表面側にＰＥＴ樹脂等の表面に導体のパターンが形成されたフレキシブル回路基板４ａが設けられ、裏面側には、ガラス表面に導体のパターンが形成されたガラス基板４ｂにより構成されている。さらに、タッチパネル４の側縁部には、フォースフィードバック用の圧電素子が取り付けられている。

また、フォースフィードバック機能を備えたタッチパネル装置１は、圧電素子によるタッチパネル４の振動を吸収し保持するために、筐体６内の液晶表示パネル２とタッチパネル４の間には、四隅等にゴム等の弾性体の支持体５が設けられ、筐体６の開口部６ａの周縁部には、タッチパネル４の表面との間に僅かの隙間６ｂが形成されている。

一方、フォースフィードバック機能を有しないタッチパネルであってタッチパネル表面の防塵性、防滴性を確保した構造として、特許文献１に開示されているように、タッチパネルの周縁部とタッチパネル装置の筐体開口部の裏面側との間にシール材を介して接着した構造もある。また、特許文献２に開示されているように、タッチパネルの周縁部をゴムパッキンで保持し、このゴムパッキンを筐体開口部の周縁部とシャーシ等の固定部材により保持する構造も提案されている。

特開２００２−２２２９６７２号公報 特開２０００−２７６２５４号公報

上記背景技術の図６に示すフォースフィードバック機能を備えたタッチパネル装置の場合、タッチパネルを振動させるため、筐体開口部６ａの周縁部とタッチパネル４の表面との間に隙間６ｂがあり、外部から埃や水滴が侵入し易く、液晶パネル２やその他の電子素子に悪影響が生じ易いという問題があった。

一方、特許文献１，２に開示されているように、タッチパネル表面と筐体開口部周縁とを密着させて固定することにより、防塵性や防滴性は高くなるが、タッチパネルの振動も抑えられ、フォースフィードバック機能が低下してしまうと言う問題がある。

この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、防塵性・防滴性が高く、タッチパネルの振動も効果的に操作者に伝達されるタッチパネルの保持構造を提供することを目的とする。

この発明は、表示用の画面を構成する表示用パネルと、この表示用パネルの外側に位置して入力操作が行われるタッチパネルと、前記表示用パネルの周縁部を全周に亘り保持するとともに前記タッチパネルを前記表示用パネルに対して平行に支持した支持枠体と、前記タッチパネルの側縁部に設けられ前記タッチパネルの操作により前記タッチパネルに振動を与える圧電素子と、前記支持枠体を介して前記表示用パネルと前記タッチパネルを保持し前記タッチパネルが露出する開口部を有した筐体と、前記タッチパネルの表面側にそのタッチパネルと一体的に設けられたフレキシブルな樹脂シートとを備え、この樹脂シートは、前記タッチパネル裏面側のガラス基板よりも全周に亘り一回り大きく形成され、前記樹脂シートの周縁部を、前記筐体の前記開口部の周縁部裏面と前記筐体に対して固定された支持部材とにより保持したタッチパネルの保持構造である。

前記支持部材と前記支持枠体は一体的に設けられているものである。さらに、前記支持部材は、前記筐体内のシャーシに支持された前記支持枠体が兼用しているものである。前記樹脂シートの周縁部は、前記筐体の前記開口部の周縁部裏面に形成された保持突部と、前記支持部材上面の突縁部とにより全周に亘り保持されているものである。

また、前記樹脂シートは、前記タッチパネルのフレキシブル基板、または、前記タッチパネルの表面側に貼付された樹脂製の保護シートであってもよい。前記樹脂シートであるフレキシブル基板または保護シートの周縁部と、前記筐体開口部周縁の裏面とを、両面テープや接着剤により接着してもよい。

この発明のタッチパネルの保持構造は、フォースフィードバック機能を備えたタッチパネルが、タッチパネルの表面側に一体的に設けられた樹脂シートにより筐体に対して固定されているので、タッチパネルはフレキシブルに支持され、圧電振動子による振動が減衰することなくタッチパネル表面に生じ、操作者は確実に操作感を得ることができる。しかも、筐体開口部から筐体内部に埃や水滴が侵入することがない。

また、支持部材を支持枠体と一体的に設けることにより、タッチパネルと表示用パネルとの間の空間に対する防塵性・防湿性を高めることができる。特に、支持部材を支持枠体と兼用することにより、より確実な支持と防塵性や防滴性を得ることができ、フォースフィードバック効果も良好に得ることができる。さらに、接着剤により接着することにより、より良好な防塵性・防滴性を得ることができる。

タッチパネルを保持した樹脂シートをタッチパネルのフレキシブル基板と兼用することにより、保持構造のコストを抑え、良好なフォースフィードバック機能と防塵性・防滴性を得ることができる。または、タッチパネルを保持した樹脂シートを、タッチパネル表面を覆って保護した保護シートと兼用することによっても、良好なフォースフィードバック機能と防塵性・防滴性を得ることができ、意匠性の高いものや耐久性の高いものとすることができる。

この発明の第一実施形態のタッチパネル装置の分解斜視図である。 この発明の第一実施形態のタッチパネルの保持構造を示す縦断面図である。 この発明の第二実施形態のタッチパネル装置の分解斜視図である。 この発明の第二実施形態のタッチパネルの保持構造を示す縦断面図である。 従来のタッチパネル装置の斜視図である。 従来のタッチパネルの保持構造を示す縦断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の第一実施形態を示すもので、この実施形態のタッチパネル装置１０は、携帯型情報端末装置に用いられたものを例示する。なお、タッチパネルは、その他コンピュータ用ディスプレイ、カーナビゲーション装置、ＡＴＭ、券売機等、各種のディスプレイパネル等と兼用された入力装置として用いられる。このタッチパネル装置１０は、液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等の表示用パネル１２と、入力操作が行われるタッチパネル１４を備え、表示用パネル１２とタッチパネル１４を収容し樹脂等により成形された筐体１６を有している。筐体１６は、略四角形の箱体を横方向に２分した形状で、開口部１６ａが形成され開口部１６ａが形成された正面部１６ｃと、この正面部１６ｃと対称な大きさで正面部１６ｃと嵌合して筐体１６を形成する背面部１６ｄとから成る。さらに、筐体１６内には、図示しない各種回路を備えた回路基板１８や電源、その他電子部品が収容され、筐体１６の背面部１６ｄと一体に設けられたシャーシ１９に固定されている。

タッチパネル１４は公知の構造であり、例えばＰＥＴ樹脂シートのフレキシブル基板１４ａがタッチパネル１４の表面側に位置し、その裏面側にはガラス基板１４ｂが設けられ、一定間隔を空けて対面している。フレキシブル基板１４ａとガラス基板１４ｂの互いに対面した側の面には、透明なＩＴＯ膜が所定のパターン及び接点電極として蒸着等により形成され、ＩＴＯ膜の端部には入出力電極が接続されている。そして、ＩＴＯ膜が形成された上下２枚の基板間にドットスペーサを設けて互いに対面させ、フレキシブル基板１４ａ側を押圧することにより、表面側のフレキシブル基板１４ａと裏面側のガラス基板１４ｂの互いに対面したＩＴＯ膜の接点が接触し、その時の抵抗値によりタッチパネル１４上の押圧位置を検出することができるものである。フレキシブル基板１４ａは、全周に亘りガラス基板１４ｂよりも一回り大きく形成され、ガラス基板１４ｂの周囲にフレキシブル基板１４ａである樹脂シートが延出して位置している。

タッチパネル１４のガラス基板１４ｂの互いに対向する一対の側縁部の外側面には、フォースフィードバック機能を発揮するための所定の長さの圧電素子１３が取り付けられている。圧電素子１３の長さは、タッチパネル１４の１辺の長さ全長である必要はないが、１辺の約１／２程度以上の長さが好ましい。圧電素子１３は、弾性接着剤に埋設されて、タッチパネル１４のガラス基板１４ｂに接着されている。

タッチパネル１４と表示用パネル１２は、一定の強度を有したウレタンやシリコーン等の樹脂やゴムの支持枠体２０内に嵌合されている。支持枠体２０は、図１に示すように、矩形の枠形状であり、長方形の側壁部２２と、側壁部２２の上面部に全周に亘り形成された突縁部２２ａと、側壁部２２の内周面中央部から直角に内側方向に一定幅で全周に亘り延出したパネル受け部２４から成る。パネル受け部２４は、裏面側である表示用パネル受け面２４ａと、外側に面したタッチパネル受け面２４ｂとから成る。

支持枠体２０は、組み立て状態で、図２に示すように、支持枠体２０の枠内に表示用パネル１２が裏面側から嵌合し、表示用パネル１２の周縁部全周がパネル受け部２４の表示用パネル受け面２４ａに当接し、位置決めされる。表示用パネル１２の周縁部と表示用パネル受け面２４ａは、接着剤により接着される。尚、当該箇所については、側壁部２２が表示用パネル１２の周囲を取り囲んでいるため、必ずしも接着されなくても良い。支持枠体２０のタッチパネル受け面２４ｂには、タッチパネル１４が嵌合する。この状態で、タッチパネル１４の側縁部の圧電素子１３は、パネル受け部２４の厚みによる空間内に収容される。

支持枠体２０は、表示用パネル１２とタッチパネル１４を保持して、筐体１６内に収容され、回路基板１８を介してシャーシ１９に支持される。この状態で、図２に示すように、タッチパネル１４のフレキシブル基板１４ａの周縁部は、筐体１６の開口部１６ａの周縁部裏面に全周に亘り形成された保持突部１６ｂと、支持枠体２０の側壁部２２の上面部に全周に亘り形成された突縁部２２ａとにより挟持され、保持固定される。これにより、筐体１６の開口部１６ａが、タッチパネル１４のフレキシブル基板１４ａにより閉鎖され、開口部１６ａからの埃や水分の侵入を防止する。

各圧電素子１３は、その圧電素子１３に振動を発生させ、押圧者に操作感を与えるフォースフィードバック機能を付与するための図示しない圧電素子駆動回路に接続されている。また、タッチパネル１４の側縁部の電極には図示しないケーブルが接続され、入力情報を筐体１６内の制御部に伝達可能に設けられている。

次に、この実施形態のタッチパネル装置１０のタッチパネルの保持構造の作用効果について以下に説明する。フォースフィードバック機能を備えたタッチパネル１４は、タッチパネル１４を構成しその表面側に位置したフレキシブル基板１４ａにより、筐体１６に対して固定されているので、タッチパネル１４のガラス基板１４ｂは自在に振動しやすく、圧電振動子１３による振動が減衰することなくタッチパネル１４の表面に生じ、操作者は確実に操作感を得ることができる。しかも、筐体１６の開口部１６ａから筐体内部に埃や水滴が侵入することも確実に防止される。

特に、タッチパネル１４のフレキシブル基板１４ａによりタッチパネル１４自体を保持することにより、タッチパネル装置をより薄型にし、タッチパネル１４の保持構造のコストを抑え、良好なフォースフィードバック機能と防塵性・防滴性を得ることができる。そして、表示用パネル１２とタッチパネル１４は、支持枠体２０の側壁部２２により周縁部全周が囲まれているため、表示用パネル１２とタッチパネル１４間の空間が密閉された状態となり、この空間に埃が進入することがない。さらに、筐体１６の開口部１６ａの保持突部１６ｂまたは支持枠体２０の側壁部２２に導体パターンや電極を形成し、フレキシブル基板１４ａの端部電極と接続させることも可能であり、これによりさらに組み立て工数やコストを削減することができる。

次に、この発明のタッチパネルの保持構造の第二実施形態について、図３，図４を基にして説明する。ここで上記実施形態と同様の部材は、同一の符号を付して、説明を省略する。この実施形態のタッチパネル１４は、タッチパネル１４を構成するフレキシブル基板１４ａとガラス基板１４ｂが等しい大きさに形成されている。そして、フレキシブル基板１４ａの表面には、ＰＥＴ樹脂等のフレキシブルな保護シート１７が貼り付けられている。保護シート１７は、タッチパネル１４よりも一回り大きく形成され、タッチパネル１４の全周に亘り、保護シート１７による樹脂シートが延出して位置している。

この実施形態では、タッチパネル１４は、タッチパネル１４に貼付された保護シート１７の周縁部が、全周に亘り筐体１６の開口部１６ａの周縁部裏面側に形成された保持突部１６ｂと、支持枠体２０の側壁部２２の上面部に全周に亘り形成された突縁部２２ａとにより挟持され、保持固定される。これにより、筐体１６の開口部１６ａが、タッチパネル１４のフレキシブル基板１４ａにより閉鎖され、開口部１６ａからの埃や水分の侵入を防止する。また、保護シート１７の周縁部を全周に亘り、筐体１６の周縁部裏面側に形成された保持突部１６ｂと、支持枠体２０の側壁部２２の上面部に全周に亘り形成された突縁部２２ａとにより挟持され、保持固定される。これにより、より防塵性・防滴性が向上し、より大型の表示用パネル１２にも対応することができる。また、フレキシブル基板１４ａを挟持するものではないので、フレキシブル基板１４ａの導体パターンに発生する応力が小さく、より耐久性の高いものとすることができる。

なお、この発明のタッチパネルの保持構造は上記実施形態に限定されるものではなく、タッチパネルのガラス基板の周囲に位置した樹脂シートであるフレキシブル基板または保護シートの周縁部と、筐体開口部周縁の裏面とを両面テープや接着剤により接着してもよい。同様に、支持部材の上面部と樹脂シートの周縁部をと両面テープや接着剤により接着してもよい。これにより、さらに良好な防塵性・防滴性を得ることができる。また、支持部材は、タッチパネルと表示用部材の支持枠体とは別体に設けられていてもよく、樹脂シートを筐体内に確実に固定可能なものであればよい。さらに、タッチパネルの形式は種々の形式のものと組み合わせることができる。フォースフィードバック用の圧電素子も、タッチパネルの少なくとも１辺に設ければよく、２辺またはそれ以上に設けても良い。

１０ タッチパネル装置
１２ 表示用パネル
１３ 圧電素子
１４ タッチパネル
１４ａ フレキシブル基板
１４ｂ ガラス基板
１６ 筐体
１６ａ 開口部
１６ｂ 保持突部
１７ 保護シート
１８ 回路基板
１９ シャーシ
２０ 支持枠体
２２ 側壁部
２２ａ 突縁部
２４ パネル受け部

Claims (7)

1. 表示用の画面を構成する表示用パネルと、この表示用パネルの外側に位置して入力操作が行われるタッチパネルと、前記表示用パネルの周縁部を全周に亘り保持するとともに前記タッチパネルを前記表示用パネルに対して平行に支持した支持枠体と、前記タッチパネルの側縁部に設けられ前記タッチパネルの操作により前記タッチパネルに振動を与える圧電素子と、前記支持枠体を介して前記表示用パネルと前記タッチパネルを保持し前記タッチパネルが露出する開口部を有した筐体と、前記タッチパネルの表面側にそのタッチパネルと一体的に設けられたフレキシブルな樹脂シートとを備え、この樹脂シートは、前記タッチパネル裏面側のガラス基板よりも全周に亘り一回り大きく形成され、前記樹脂シートの周縁部を前記筐体の前記開口部の周縁部裏面と前記筐体に対して固定された支持部材とにより保持したことを特徴とするタッチパネルの保持構造。
2. 前記支持部材と前記支持枠体は一体的に設けられている請求項１記載のタッチパネルの保持構造。
3. 前記支持部材は、前記筐体内のシャーシに支持された前記支持枠体が兼用している請求項２記載のタッチパネルの保持構造。
4. 前記樹脂シートの周縁部は、前記筐体の前記開口部の周縁部裏面に形成された保持突部と、前記支持部材上面の突縁部とにより全周に亘り保持されている請求項１，２または３記載のタッチパネルの保持構造。
5. 前記樹脂シートの周縁部は、前記開口部の周縁部裏面と前記支持部材上面とに、全周に亘り接着されている請求項１乃至４のいずれか記載のタッチパネルの保持構造。
6. 前記樹脂シートは、前記タッチパネルのフレキシブル基板である請求項１乃至５のいずれか記載のタッチパネルの保持構造。
7. 前記樹脂シートは、前記タッチパネルの表面側に貼付された保護シートである請求項１乃至５のいずれか記載のタッチパネルの保持構造。
   

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