JP6244898B2 - タッチ式情報入力画像表示装置及び情報機器 - Google Patents

Description

本発明は、入力最上面にカバーガラスを備えた静電容量式タッチパネルを有するタッチ式情報入力画像表示装置及び情報機器に関する。

近年、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な電子機器の操作部にタッチ式情報入力画像表示装置（以下、入力装置と記す）が採用されている。入力装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ装置等の表示用パネルの表示面上に、指先やペン先の接触位置を検出する入力装置として貼り合わせて使用されるものである。入力方式としては、抵抗膜式、静電容量式、光学式、超音波式に大別されるが、それぞれメリット、デメリットがあるため用途に応じて使い分けられている。

その中でも静電容量式の入力装置は、一枚の透明基材上にマトリックス状の透光性導電膜を形成し、電極間部分に指等が接触することによって誘起される静電容量の変化を、微弱な電流変化として検出することでタッチパネル上の被接触位置を特定するものである。静電容量式には、さらに、表面型と投影型とがある。投影型静電容量式入力装置は、Ｘ方向およびＹ方向にグリッド上に配列された複数の電極を備え、マルチタッチが可能であり、現在急速に普及しつつある。

投影型静電容量式のタッチパネルセンサには、ガラスタイプとフィルムタイプがある。前者は、透過率がフィルムに比べて高いことや、ガラス上に形成された配線パターンの位置精度がフィルムに比べて優れるため、配線を覆う額縁部を小さくできる。さらに、表面の平滑性に優れるので、フィルムタイプより見栄えが良いという利点がある。一般に、高精細で低消費電力が要求されるスマートフォン等、携帯端末等の小型品では、ガラスタイプが採用されている。

後者は、軽量・割れにくい、製造コストが安い、柔軟性があるので他の表示装置やカバーガラスと貼り合せる際に気泡を除去し易く貼り合せ易いという利点がある。一般には、安価で貼り合せ易い等の生産性が要求されるタブレットコンピュータやテレビ等の中型、大型品にはフィルムタイプが多く使用されている。

入力装置の最上面、すなわち入力部は上記のようなタッチパネルセンサを保護するためにカバーで覆われている。一般にはガラス基材または樹脂基材が公知であり、多くは図３（ａ）に示すような構造でガラス基材がカバーガラス１として用いられている（特許文献１）。

しかしながら、ガラス基材はその厚みや重量に起因して、入力装置の設計や製造工程に制約が生じ、また、使用時の押し圧でタッチパネルに図３（ｂ）に示すような撓みが生じ、
タッチパネルと液晶パネル１０とのクリアランスが小さくなり、液晶パネルのノイズの影響を受け易くなる為、誤動作を起こし易いという問題がある。

上記の問題に対して、例えば、図３（ｃ）に示すように、予めタッチパネルと液晶パネル１０とのクリアランスを広げて配置して、液晶ノイズの影響による誤動作を防止する方法や、単にガラス基材を厚くして押し圧による撓みを防ぐ方法などが考えられる。しかしながら、これらの方法はいずれも製品厚さが大きくなり、タッチする部分と表示部の視差が大きくなるという問題がある。

特開２０１２−２２６６８８号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、タッチパネル操作時にもタッチパネルと液晶パネル間のクリアランスを一定に保つことができ、液晶層の影響による誤動作のないタッチ式情報入力画像表示装置の提供を目的とする。

上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、液晶パネルの上面に、タッチパネルセンサーとそれを覆うサイズのカバーガラスとが一体化されたタッチパネルが配置され、かつ、これらが、上面にタッチパネルを露出する窓枠を有する筐体により被覆されたタッチ式情報入力画像表示装置であって、タッチパネルのタッチパネルセンサー側が、第一の支持体を介して、液晶パネル用筐体上部に固定され、タッチパネルが液晶パネル用筐体上部に固定される部位よりも外周側で、タッチパネルのカバーガラスが、第二の支持体を介して前記筐体に固定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記固定部よりも外周側で前記タッチパネルのカバーガラスと前記筐体との固定が、第二の支持体を介して、カバーガラス上面と前記窓枠の内面部とが、水平に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。

請求項３に係る発明は、前記タッチパネルのカバーガラスと前記筐体との固定が、第二の支持体を介して、カバーガラス周端部と前記窓枠の周端部とが、斜めに重なり合う形状で固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。

請求項４に係る発明は、前記第二の支持体が、前記タッチパネルを覆う前記カバーガラスの余白領域の下側に配置され、下側に張力がかかった状態で前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置を備える情報機器である。

本発明の請求項１の発明によれば、液晶パネルの上面に、タッチパネルセンサーとそれを覆うサイズのカバーガラスが一体化されたタッチパネルの、タッチパネルセンサー側が前記液晶パネル用筐体の上部に、カバーガラスが前記タッチ式情報入力画像表示装置の筐体に、それぞれ第一支持体と第二の支持体とを介して、タッチパネルの表裏で固定されることにより、タッチパネル操作時にテコの原理が働き押し圧を吸収することができる。その結果、撓みが抑制することができるため、カバーガラスの厚みを薄くすることができタッチパネルの軽量化がはかれる。また、タッチパネルと液晶パネルとのクリアランスを狭めることができるため、感度の良いセンサー機能を得ることができる。

また、請求項２によれば、第二の支持体を介して、前記カバーガラス上面と前記筐体の窓枠の内面部とを固定することで、支持体との接触面積を広くすることができ、より安定
してテコの原理を有効に働かせることができる。

また、請求項３によれば、第二の支持体を介して、カバーガラス周端部と前記窓枠の周端部とを斜めに重なり合う形状で固定することにより、前記窓枠と前記ガラスカバーとが同一面（平坦）となり、タッチパネル操作領域がし易く、また製品厚さも薄くすることができる。

また、請求項４によれば、前記第二の支持体２を前記カバーガラスの余白領域（タッチパネルセンサーをカバーしてさらに余った領域）の下側に配置し、斜め下側に張力をかけた状態で前記筐体に固定することで、タッチパネルの操作時にかかる押し圧を吸収緩和することができる。また、前記窓枠と前記ガラスカバーとが同一面（平坦）となり、タッチパネルの操作がし易く、さらには、従来の段差部に溜まり易かった粉塵による損傷を防ぐことができる。

上記で説明したように、本発明によれば、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができるタッチ式情報入力画像表示装置とそれを具備した情報機器を提供することができる。

本発明に係るタッチパネル及び液晶パネル筐体との接合を示す断面概略図。 図１における操作時に働く応力の方向を示す断面概略図。 従来のガラスカバー式の入力装置の断面概略図。

以下、図に基づいて本発明を具体的に説明する。

図１（ａ）に示すように、本発明のタッチ式情報入力画像表示装置（以下、入力装置と記す）は、液晶パネル１０の外周を被覆する液晶パネル用筐体２０の上面に、タッチパネルセンサー２とそれを覆うサイズのカバーガラス１が一体化されたタッチパネルが配置された入力装置であって、上部にタッチパネルを露出する為の窓枠を有する筐体３０で被覆され、前記タッチパネルのタッチパネルセンサー２側が、第一の支持体３ａを介して、前記液晶パネル用筐体２０に固定され、前記タッチパネルのカバーガラス１が、第二の支持体３ｂを介して、前記筐体３０に固定されていることを特徴とする入力装置である。

本発明は、タッチパネルの一方を第一の支持体３ａを介して液晶パネル用筐体２０に固定し、他方を第二の支持体３ｂを介して入力装置の筐体３０に固定することで、テコの原理によりタッチパネルの操作時にかかる押し圧４０を緩和することを特徴とする。

例えば、一実施形態である図１（ａ）に示す入力装置の場合、タッチパネルの操作時にかかる押し圧４０は、図２（ａ）に示すように、矢印で示すような方向に応力が働らいて緩和され、タッチパネルの撓みの発生を防ぐことができる。このような効果が得られるために、タッチパネルと液晶パネル１０とのクリアランスを狭めることができ、高感度のセンサー機能を得ることができる。

また、例えば、図１（ｂ）に示すような構造にすることもできる。すなわち、第二の支持体３ｂを介して、カバーガラス周端部４と前記窓枠の周端部とを斜めに重なり合う形状で固定することで、前記窓枠と前記カバーガラス１とを同一面（平坦）にすることができる。

このような形態をとることにより、図２（ｂ）に示すように、テコの原理による押し圧
４０の吸収緩和ができ、また、前記窓枠と前記カバーガラス１とを同一面（平坦）にすることで、タッチパネルの操作をし易くすることができる。

また、例えば、図１（ｃ）に示すような構造にすることもできる。すなわち、前記第二の支持体２を前記カバーガラス１の余白領域（タッチパネルセンサー２をカバーしてさらに余った領域）の下側に配置し、下側に張力をかけた状態で前記入力装置の筐体３０に固定することができる。

この場合のタッチパネルの操作時にかかる押し圧４０に対しては、図２（ｃ）に示すように、第一の支持体３ａを介して液晶パネル用筐体２０に固定された箇所で、下側から押し上げる力が働く一方で、前記カラーガラス１の余白領域に配置された第二の支持体５を介して、前記支持体５の方向に沿って下側に力が働くことで、テコの原理により前記押し圧４０を吸収緩和し、タッチパネルの撓みを防止することができる。また、前記入力装置の筐体３０の窓枠と同一面にすることができ、タッチパネルの操作性を向上することができる。

本発明に係るカバーガラス１としては、一般的なフロートガラスや液晶パネルなどの平面型表示装置の基板用ガラスと同等の透明性の良好な材質のガラスを使用できるが、特にタッチパネルとしての接触使用を考慮して、高い表面圧縮応力を有する強化ガラスの使用が望ましい。

また、図２（ｃ）に示すような支持体５としては、上下端部で固定でき、特に限定する物ではない。この場合、カバーガラスと前記継ぎ手との固定方法としては、粘着剤を用いることができる。また、一方、前記入力装置の筐体３０との固定方法としては、同様に粘着剤を用いてもよいし、ビス止めなどの方法でもよい。

上記で説明したように、本発明はタッチパネルの一方を前記液晶パネル用筐体２０に固定し、他方を前記入力装置の筐体に固定することで、テコの原理により、タッチパネルの操作時にかかる押し圧４０を吸収緩和するこができる。その結果、タッチパネルの撓みを抑制し、タッチパネルと液晶パネル１０とのクリアランスを一定に保つことができ、液晶層による影響を受けず、誤動作のないタッチ式情報入力画像表示装置及び情報機器を提供することができる。

本発明に係る入力装置は、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な形態の入力装置として利用することができる。

１・・・カバーガラス
２・・・タッチパネルセンサー
３ａ・・第一の支持体
３ｂ・・第二の支持体
４・・・カバーガラス短部側面
５・・・第二の支持体（下方に張力がかかる支持体）
１０・・液晶パネル
２０・・液晶パネル用筐体
３０・・タッチ式情報入力画像表示装置の筐体
４０・・タッチパネル操作時の押し圧方向

Claims (5)

1. 液晶パネルの上面に、タッチパネルセンサーとそれを覆うサイズのカバーガラスとが一体化されたタッチパネルが配置され、かつ、これらが、上面にタッチパネルを露出する窓枠を有する筐体により被覆されたタッチ式情報入力画像表示装置であって、
   前記タッチパネルのタッチパネルセンサー側が、第一の支持体を介して、前記液晶パネル用筐体上部に固定され、
   前記タッチパネルが前記液晶パネル用筐体上部に固定される部位よりも外周側で、前記タッチパネルのカバーガラスが、第二の支持体を介して前記筐体に固定されていることを特徴とするタッチ式情報入力画像表示装置。
2. 前記タッチパネルのカバーガラスと前記筐体とは、前記カバーガラス上面と前記窓枠の内面部とが水平になるように固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
3. 前記タッチパネルのカバーガラスと前記筐体とは、カバーガラス周端部と前記窓枠の周端部とが、斜めに重なり合う形状で固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
4. 前記第二の支持体が、前記タッチパネルを覆う前記カバーガラスの余白領域の下側に配置され、下側に張力がかかった状態で前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置を備える情報機器。