JP6275566B2

JP6275566B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6275566B2
Application number: JP2014131085A
Authority: JP
Inventors: 哲也下田; 瑞穂日▲高▼; 憲一森岡
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: US20170105294A1; WO2015199140A1; JP2016010105A

Description

本発明は、電子機器に関する。

特許文献１にも記載されているように、従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。

特開２０１３−１３１９８７号公報

特許文献１に記載されているように、電子機器の表面には表示画面が設けられることがある。そして、この表示画面を広くすることが望まれている。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、電子機器の表示画面を広くできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる電子機器の一態様は、電子機器であって、前記電子機器の前面に設けられるカバーパネルと、自ら発光する表示素子を有し、前記カバーパネルの裏面側に取り付けられる表示パネルと、前記表示パネルよりも裏面側に設けられ、音信号に基づいて振動し、その振動を、前記表示パネルを介して前記カバーパネルへと出力する振動素子とを備え、前記表示パネルは、画素ごとに設けられる画素スイッチと、前記画素スイッチを駆動する駆動回路とを更に備え、前記駆動回路は、平面視において、前記表示パネルの中心に対して前記振動素子とは反対側に位置する。

また、本発明にかかる電子機器の他の一態様において、前記表示パネルは、前記表示素子たる有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層を挟持する基板とを有する。

また、本発明にかかる電子機器の他の一態様において、前記基板はフィルム状の基板である。

また、本発明にかかる電子機器の他の一態様は、前記振動素子と前記表示パネルとの間に介在し、平面視において前記振動素子よりも広い金属板を更に備える。

本発明によれば、表示画面を広くできる。

電子機器の外観を示す斜視図である。電子機器の外観を示す前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の断面構造を示す図である。カバーパネルと表示パネルと圧電振動素子を、その内側主面側から見た際の斜視図である。電子機器の電気的構成を示す図である。圧電振動素子の構造を示す上面図である。圧電振動素子の構造を示す側面図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。表示パネルの概略的な構成を示す図である。電子機器の断面構造を示す斜視図である。表示パネルと圧電振動素子とを示す平面図である。

第１の実施の形態．
＜電子機器の外観＞
図１〜３は、それぞれ、実施の形態に係る電子機器１の外観を示す斜視図、前面図及び裏面図である。図４は図２に示される電子機器１の矢視Ａ−Ａにおける断面構造の概略を示す図である。本実施の形態に係る電子機器１は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機である。

図１〜４に示されるように、電子機器１の形状は平面視で略長方形の板状となっている。電子機器１は、表示パネル１２０の表示面１２０ａ（図４参照）を覆う透明のカバーパネル２と、カバーパネル２を支持するケース３とを備えている。

カバーパネル２は、電子機器１の表面、具体的には電子機器１の前面に設けられている。カバーパネル２は、電子機器１の前面部分における、周端部（周縁部）以外の部分を構成している。

カバーパネル２は、例えば板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル２は、電子機器１の前面の一部を構成する第１主面２０と、第１主面２０とは反対側に位置し、表示パネル１２０の表示面１２０ａと対向する第２主面２１とを有している。以後、第１主面２０を「外側主面２０」と呼び、第２主面２１を「内側主面２１」と呼ぶことがある。なおカバーパネル２は平面形状を有する平面パネルであってもよいし、湾曲形状を有する曲面パネルであってもよい。

カバーパネル２は、例えばサファイアから成る。ここで、サファイアとは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶のことをいい、本明細書では、Ａｌ_２Ｏ_３純度が約９０％以上の単結晶のことをいう。傷がよりつき難くなるという点で、Ａｌ_２Ｏ_３純度は９９％以上であることが好ましい。カバーパネル２の材料としては他に、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなどが挙げられる。これらも、傷がよりつき難くなるという点で、純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。

本実施の形態では、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層を含む一層構造のパネルであるが、当該層を含む複数層構造の複合パネル（積層パネル）であっても良い。例えば、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）とで構成された２層構造の複合パネルであっても良い。また、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）と、当該層に貼り付けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）とで構成された３層構造の複合パネルであっても良い。また、カバーパネル２は、サファイア以外の結晶性材料、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなどから成る層を含んでいても良い。

カバーパネル２には、表示パネル１２０の表示が透過する透明の表示部分（表示窓とも呼ばれる）２ａが設けられている。表示部分２ａは例えば平面視で長方形を成している。表示パネル１２０は、後に詳述するように自ら発光する表示素子を有している。例えば表示パネル１２０は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネルである。表示パネル１２０から出力される可視光は表示部分２ａを通って電子機器１の外部に取り出される。使用者は、電子機器１の外部から、表示部分２ａを通じて、表示パネル１２０に表示される情報が視認可能となっている。

カバーパネル２における、表示部分２ａを取り囲む周端部（周縁部）２ｂの大部分は、例えばフィルム等が貼られることによって黒色となっている。これにより、周端部２ｂの大部分は、表示パネル１２０の表示が透過しない非表示部分となっている。

ケース３は、１つの主面が部分的に開口した略直方体を成している。ケース３は、電子機器１の前面部分の周端部、側面部分及び裏面部分を構成している。ケース３は、例えば樹脂及び金属の少なくとも一方で形成されている。ケース３を形成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用される。ケース３を形成する金属としては、例えばアルミニウムが採用される。ケース３は、１つの部材のみで構成されても良いし、複数の部材が組み合わされて構成されても良い。

図４に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１にはタッチパネル１３０が貼り付けられている。そして、表示部である表示パネル１２０は、タッチパネル１３０における、内側主面２１側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示パネル１２０は、タッチパネル１３０を介してカバーパネル２の内側主面２１に取り付けられている。カバーパネル２では、表示パネル１２０と対向している部分が表示部分２ａとなる。使用者は、カバーパネル２の表示部分２ａを指等で操作することによって、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

タッチパネル１３０とカバーパネル２との間の貼付部材、および、表示パネル１２０とタッチパネル１３０との間に貼付部材としては、例えば、可視光の透過性が高い両面テープ（例えばＯＣＡ(Optical Clear Adhesive)テープ）あるいは接着剤（光硬化性樹脂、例えばＯＣＲ(Optically Clear Resin)）を採用することができる。

ケース３の内部には、後述するＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種部品が搭載されるプリント基板（不図示）が設けられている。

ケース３の内部には、操作ボタン２０１を有する後述の操作部２００が設けられている。操作ボタン２０１の表面は、カバーパネル２の外側主面２０の下側端部から露出している。カバーパネル２の下側端部には、当該カバーパネル２をその厚み方向で貫通する穴（貫通穴）２２が設けられている。穴２２は、カバーパネル２の下側端部における、左右方向の中央部に設けられている。操作ボタン２０１は穴２２から露出している。本実施の形態では、操作部２００に対して、１つの操作ボタン２０１が設けられているが、カバーパネル２から露出する複数の操作ボタン２０１が設けられても良い。また、操作ボタン２０１を設けなくても良い。この場合には、カバーパネル２に穴２２を設ける必要はなく、カバーパネル２に穴が全く形成されない。

操作ボタン２０１を構成する材料としては、例えば、ガラスあるいは樹脂が採用される。また操作ボタン２０１を構成する材料としては、サファイア、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなどの結晶性材料が採用される。

ケース３の内部には、後述する、裏面側撮像部１７０及び圧電振動素子１９０などが設けられている。

電子機器１の裏面１０には、ケース３内の裏面側撮像部１７０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部６０が設けられている。また、電子機器１の裏面１０にはスピーカ穴７０があけられている。

カバーパネル２はケース３に対して貼付部材（図示せず）によって貼り付けられる。具体的には、カバーパネル２の内側主面２１が貼付部材を介してケース３に貼り付けられる。これにより、カバーパネル２の内側主面２１はケース３によって支持される。

図４に示されるように、圧電振動素子１９０は、表示パネル１２０よりも裏面側（カバーパネル２とは反対側）に設けられている。図５は、カバーパネル２、タッチパネル１３０、表示パネル１２０および圧電振動素子１９０を模式的に示す斜視図であり、これらの位置関係を分かりやすく示すための図である。圧電振動素子１９０は例えば貼付部材２５０によって表示パネル１２０の裏面側の主面に貼り付けられている。貼付部材２５０としては、例えば、両面テープ（例えばＯＣＡ(Optical Clear Adhesive)テープ）あるいは接着剤（例えばＯＣＲ(Optically Clear Resin)）が採用されてもよい。圧電振動素子１９０は後に詳述するように、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２を振動させる。カバーパネル２の振動により、ユーザーへと音声を伝達する。

＜電子機器の電気的構成＞
図６は電子機器１の電気的構成を主に示すブロック図である。図６に示されるように、電子機器１には、制御部１００、無線通信部１１０、表示パネル１２０、タッチパネル１３０及びマイク１５０が設けられている。さらに電子機器１には、裏面側撮像部１７０、外部スピーカ１８０、圧電振動素子１９０、操作部２００及び電池２１０が設けられている。電子機器１に設けられた、カバーパネル２以外のこれらの構成要素はケース３内に収められている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えている。制御部１００は、電子機器１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１の動作を統括的に管理する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、制御部１００（ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２）が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１０３には、電子機器１を制御するための、具体的には電子機器１が備える無線通信部１１０、表示パネル１２０等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１００の各種機能は、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が記憶部１０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。

なお記憶部１０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部１０３は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えていても良い。

無線通信部１１０は、アンテナ１１１を有している。無線通信部１１０は、電子機器１とは別の携帯電話機からの信号、あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を基地局を介してアンテナ１１１で受信する。無線通信部１１０は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部１００に出力する。制御部１００は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号（音情報）などを取得する。

また無線通信部１１０は、制御部１００で生成された、音信号等を含む送信信号に対して、アップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ１１１から無線送信する。アンテナ１１１からの送信信号は、基地局を通じて、電子機器１とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。

表示パネル１２０は例えば有機ＥＬパネルである。表示パネル１２０は、制御部１００によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示する。表示パネル１２０に表示される情報は、カバーパネル２の表示部分２ａを通じて、電子機器１の使用者に視認可能となる。

タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電量容量方式のシート状のタッチパネルである。タッチパネル１３０は、カバーパネル２の表示部分２ａに対する物体の接触を検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。タッチパネル１３０は、カバーパネル２の内側主面２１に貼り付けられている。制御部１００は、タッチパネル１３０から出力される検出信号に基づいてカバーパネル２の表示部分２ａに対して行われた操作の内容を特定し、それに応じた動作を行う。

裏面側撮像部１７０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。裏面側撮像部１７０は、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。裏面側撮像部１７０の撮像レンズは、電子機器１の裏面１０に設けられた裏面レンズ用透明部６０から視認可能となっている。したがって、裏面側撮像部１７０は、電子機器１の裏面１０側に存在する物体を撮像することが可能である。

マイク１５０は、電子機器１の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部１００に出力する。電子機器１の外部からの音は、電子機器１の表面に設けられたマイク穴（図示せず）から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１５０に入力される。

外部スピーカ１８０は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ１８０は、制御部１００からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ１８０から出力される音は、電子機器１の裏面１０に設けられたスピーカ穴７０から外部に出力される。スピーカ穴７０から出力される音については、電子機器１から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。

圧電振動素子１９０は、上述のように、表示パネル１２０よりも裏面側（カバーパネル２とは反対側）に設けられている。図４の例示では、圧電振動素子１９０は平面視において表示パネル１２０の上側端部に対して、貼付部材２５０によって貼り付けられている。圧電振動素子１９０は、制御部１００から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１００は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１９０に与える。この音信号は例えば通話相手の携帯電話機からの音声信号である。圧電振動素子１９０が、制御部１００によって音信号に基づいて振動させられることによって、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２へと振動が伝達され、カバーパネル２が音信号に基づいて振動する。その結果、カバーパネル２から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者がカバーパネル２に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。

操作部２００は、操作ボタン２０１と、スイッチ（不図示）とを備えており、操作ボタン２０１に対する操作を検出する。操作部２００では、操作ボタン２０１が押下（操作）されると、スイッチがオン状態となる。操作部２００は、スイッチがオン状態となると、操作ボタン２０１が操作されたことを示すオン信号を制御部１００に出力する。一方で、操作部２００は、操作ボタン２０１が操作されておらず、スイッチがオフ状態の場合には、操作ボタン２０１が操作されていないことを示すオフ信号を制御部１００に出力する。制御部１００は、操作部２００から入力されるオン信号及びオフ信号に基づいて操作ボタン２０１に対する操作の有無を判定し、その判定結果に応じた動作を行う。

電池２１０は、電子機器１の電源を出力する。電池２１０から出力された電源は、電子機器１が備える制御部１００及び無線通信部１１０などに含まれる各電子部品に対して供給される。

＜圧電振動素子の詳細＞
図７，８は、それぞれ、圧電振動素子１９０の構造を示す上面図及び側面図である。図７，８に示されるように、圧電振動素子１９０は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１９０は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１９０は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子１９０は、シム材１９０ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂを備えている。

圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図９に示されるように、圧電振動素子１９０は、第１圧電セラミック板１９０ａを外側にして山状に撓むようになる。

一方で、圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図１０に示されるように、圧電振動素子１９０は、第２圧電セラミック板１９０ｂを外側にして山状に撓むようになる。

圧電振動素子１９０は、図９の状態と図１０の状態とを交互にとることによって、長手方向に沿って撓み振動を行う。制御部１００は、第１圧電セラミック板１９０ａと第２圧電セラミック板１９０ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１９０を長手方向に沿って撓み振動させる。

なお、図７〜１０に示される圧電振動素子１９０では、シム材１９０ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。

このような構造を有する圧電振動素子１９０は、図４，５に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１の周端部に配置される。具体的には、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部における、短手方向ＤＲ２の中央部に配置される。また、圧電振動素子１９０は、その長手方向が、カバーパネル２の短手方向ＤＲ２に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の短手方向ＤＲ２に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子１９０の長手方向の中心は、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心と一致している。

ここで、上述の図９，１０に示されるように、撓み振動を行う圧電振動素子１９０では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子１９０の長手方向の中心が、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心と一致することによって、圧電振動素子１９０における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、カバーパネル２の内側主面２１の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心に一致するようになる。

なお、図７〜１０に示される圧電振動素子１９０では、シム材１９０ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。積層構造としては、十分な振動をカバーパネル２に伝達できることから、２８層以上が好ましく、４４層以上がさらに好ましい。

また圧電振動素子１９０としては、圧電セラミックス材料の他に、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸などの有機圧電材料などから構成されてもよい。具体的には、例えば、ポリ乳酸フィルムを第１圧電板および第２圧電板として用い、それらが積層することで構成されている。なお、電極も例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ、すなわちインジウム錫酸化物）など透明電極が用いられることも可能である。

＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９０が表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介して、カバーパネル２を振動させることによって、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子１９０自身の振動が表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２に伝わることにより、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。

ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。

図１１は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１１には、電子機器１の使用者の耳の構造が示されている。図１１においては、波線４００は気道音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示している。実線４１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。

表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２に取り付けられた圧電振動素子１９０が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２へと振動が伝達され、当該カバーパネル２から音波が出力される。使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に近づけると、あるいは当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると（接触させると）、当該カバーパネル２から出力される音波が外耳道孔３１０に入る。カバーパネル２からの音波は、外耳道孔３１０内を進み、鼓膜３２０を振動させる。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わって、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して気導音が伝達される。

また、使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると、耳介３００が、圧電振動素子１９０によって振動させられているカバーパネル２によって振動させられる。耳介３００の振動は鼓膜３２０に伝わり、鼓膜３２０が振動する。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わり、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１１では、耳介３００内部の耳介軟骨３００ａも示されている。

なお、ここでの伝導音は、骨導音（「骨伝導音」とも呼ばれる）とは異なるものである。骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１１においては、例えば下顎骨５００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。

このように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０が、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介して前面のカバーパネル２を適切に振動させることによって、カバーパネル２から電子機器１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を近づけることによって当該カバーパネル２からの気導音を聞くことができる。また使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を接触させることによって当該カバーパネル２からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１９０では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１を構成することによって様々メリットが発生する。

例えば、使用者は、カバーパネル２を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。

また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。

また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル２を当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。

なお、カバーパネル２のうち、平面視において圧電振動素子１９０が取り付けられている部分が比較的振動し易くなる。したがって、使用者は、カバーパネル２のうち圧電振動素子１９０が取り付けられている上側端部（特に上側端部の短手方向ＤＲ２の中央部）に対して、耳を近づけたり、耳を押し当てたりすると、カバーパネル２からの音が聞こえ易くなる。

以上のように、圧電振動素子１９０は表示パネル１２０よりも裏面側に設けられて、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２へと振動を出力する。このような構造において、表示パネル１２０をカバーパネル２に平行な方向に広げたとしても、表示パネル１２０と圧電振動素子１９０とが互いに干渉（物理的に接触）することがない。よって圧電振動素子１９０の存在に依らずに、表示パネル１２０の平面視のサイズを大きくすることができる。これにより、表示部分２ａ（表示画面）を広くできる。つまり、本構造は電子機器１の大画面化に資するのである。

また逆に、圧電振動素子１９０をカバーパネル２に平行な方向に広げたとしても、圧電振動素子１９０は表示パネル１２０と干渉しない。よって、圧電振動素子１９０の平面視のサイズを、表示パネル１２０の存在に依らずに大きくすることができる。これにより、圧電振動素子１９０で発生する振動エネルギーを大きくすることができる。したがって、振動がタッチパネル１３０および表示パネル１２０を経由することによる、カバーパネル２の振動（振幅）の低下を抑制することができる。ひいては、電子機器１から使用者に伝わる音声特性の低下を抑制できる。これは、大画面化と音声品質の確保の両方に資する。

＜表示パネル１２０＞
上述したように本実施の形態によれば、圧電振動素子１９０は表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２へと振動を出力する。よってここでは、カバーパネル２へと振動を伝達しやすい表示パネル１２０を採用する。即ち、表示パネル１２０として、自ら発光する表示素子を有する表示パネルを採用する。より具体的な一例として、例えば表示パネル１２０は有機ＥＬパネルである。

図１２は、表示パネル１２０の概略的な構成の一例を示している。図１２では、表示パネル１２０の法線を含む断面が示されている。この表示パネル１２０は例えば表示素子１２１と、表示素子１２１を挟持する一対の基板１２２，１２３とを備えている。ここでは基板１２２は基板１２３よりもカバーパネル２側に位置するものとする。

基板１２２，１２３は例えば樹脂製の基板であり、少なくとも基板１２２は透明である。これにより、表示素子１２１からの可視光を使用者側へと通過させることができる。基板１２２，１２３としては例えばフレキシブル基板を採用してもよい。このような基板１２２，１２３は例えば樹脂、より具体的には高分子材料（例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート））によって形成されており、また、例えばフィルム状に薄く形成される。かかる基板１２２，１２３はフレキシブル性（柔軟性）を有して容易に湾曲できる。

一対の基板１２２，１２３にはそれぞれ電極１２４，１２５が設けられる。これらの電極１２４，１２５はそれぞれ基板１２２，１２３において、例えば表示素子１２１側の面に設けられる。また例えば基板１２３には、画素ごとに画素スイッチ（半導体スイッチ、不図示）が設けられており、当該画素スイッチのオン／オフにより、電極（陰極）１２５に印加する電圧が制御される。電極１２５は透明電極（例えばＩＧＴＯ（インジウム錫酸化物）によって形成される電極）であってもよく、あるいは反射電極（例えば金属によって形成される電極）であってもよい。電極１２４は例えばＩＧＴＯによって形成され、透明電極である。表示素子１２１において生じた可視光を使用者側へと通す必要があるからである。かかる構造によれば、電極１２４，１２５の間に位置する表示素子１２１に対して、画素ごとに、所定の電圧（表示電圧）を印加することができる。

表示素子１２１は有機ＥＬ層であって、表示電圧に応じて発光する。また、例えばこの表示素子１２１は常温において液体である。かかる有機ＥＬ層としては、公知のものが採用できる。例えば、この有機ＥＬ層は、キャリア（電子および正孔）輸送機能と発光機能とを有している。このような有機ＥＬ層においては、電極１２４，１２５において酸化、還元反応により、ラジカルアニオン（電子）とラジカルカチオン（正孔）が生成され、これらが移動して（キャリア輸送機能）、互いに衝突することにより、基底および励起状態の中性分子が生成され、この中性分子の消失に伴って発光が生じる（発光機能）。

そして、制御部１００が画素ごとに電極１２４，１２５の間の表示電圧を制御することにより、画素ごとに発光量を制御する。これにより、表示部分２ａに情報（表示画像）を表示することができる。

このような液体の有機ＥＬ層は、電極１２４，１２５に対して乖離を生じないので、優れたフレキシブル特性を実現する。ただし、本実施の形態では、そのフレキシブル性を利用しなくても構わない。つまり、なんら湾曲することなく、表示パネル１２０を配置しても構わない。

また図１２に示すように、一対の基板１２２，１２３の間には封止部材１２６が設けられている。封止部材１２６は表示素子１２１を外周側から囲んで、これを封止する。これにより、表示素子１２１が一対の基板１２２，１２３の間で保持されることになる。

このような自発光の表示素子１２１を有する表示パネル１２０は、例えば液晶表示パネルに比べて薄い。その理由の一つは次の通りである。即ち、液晶表示パネルは表示素子として液晶層を採用しており、この表示素子は発光しない。よって、液晶表示パネルはバックライトを必要としており、バックライトからの光を液晶層で通過／遮断することにより、画素ごとに透過光の量を制御している。このバックライトは、液晶表示パネルに対してカバーパネル２とは反対側に設けられる。仮に図４に即して説明すると、このバックライトは表示パネル１２０（液晶表示パネル）と圧電振動素子１９０との間に介在することとなる。よって、圧電振動素子１９０はバックライト、表示パネル１２０（液晶表示パネル）およびタッチパネル１３０を介して振動をカバーパネル２へと出力することになる。

一方で、本実施の形態では、表示パネル１２０の表示素子１２１はそれ自体で発光するので、バックライトを必要としない。よって、少なくともバックライトの分、圧電振動素子１９０とカバーパネル２との間の部材の数を少なくできる。言い換えれば、圧電振動素子１９０とカバーパネル２との間の部材の全体的な厚みを薄くできる。したがって、圧電振動素子１９０の振動は、液晶表示パネルを採用した構造と比較して、カバーパネル２へと伝わりやすいのである。これにより、使用者はカバーパネル２からの音声をより聞き易い。言い換えれば、音声特性を向上することができる。

また基板１２２，１２３としては、上述したように、フィルム状の基板を採用してもよい。ここでいうフィルム状の基板とは、フレキシブル性を有する程度に薄い基板である。これによれば、基板１２２，１２３が薄く形成されるので、圧電振動素子１９０からの振動を更にカバーパネル２へと伝え易い。したがって、使用者はカバーパネル２からの音声を更に聞き易い。

第２の実施の形態．
図１３は、電子機器１の概略的な構成の他の一例を示す図である。図１３は図４と同じ断面が示されている。図１３の電子機器１においては、図４と比較して、金属板２３０がさらに設けられている。金属板２３０は板状の形状を有している。金属板２３０は表示パネル１２０と圧電振動素子１９０との間に介在して設けられている。この金属板２３０はその主面が表示パネル１２０と向かい合う姿勢で配置される。金属板２３０は平面視において圧電振動素子１９０よりも広く、例えば表示パネル１２０と同程度か、あるいは、それよりも広い。また、この金属板２３０は表示パネル１２０（より具体的には基板１２２，１２３）よりも高い弾性係数を有しており、例えばステンレス鋼もしくはアルミで形成される。

金属板２３０は例えば表示パネル１２０の裏面側の主面に例えば貼付部材（不図示）によって貼り付けられている。この貼付部材としては、両面テープ（例えばＯＣＡテープ）あるいは接着剤（例えばＯＣＲ）などを採用する。圧電振動素子１９０は金属板２３０の裏面の主面に対して貼付部材２５０によって貼り付けられている。圧電振動素子１９０は金属板２３０、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介して、カバーパネル２へと振動を出力する。

かかる構造において、圧電振動素子１９０はまず金属板２３０を振動させる。金属板２３０は表示パネル１２０（より具体的には、基板１２２，１２３）よりも高い弾性係数を有しているので、この振動は金属板２３０に沿って全面に伝わりやすい。そして、圧電振動素子１９０によって振動させられた金属板２３０は、表示パネル１２０をも振動させるところ、この金属板２３０は圧電振動素子１９０よりも広いので、圧電振動素子１９０よりも広い面で表示パネル１２０を振動させることができる。

これによって、振動がより広い面でカバーパネル２へと伝達され、カバーパネル２はより広い面で振動し易い。したがって使用者は、圧電振動素子１９０から遠い位置でもカバーパネル２から音声をより聞き取り易い。ひいては、カバーパネル２からユーザーへと伝わる音声の特性を向上することができる。

しかも、金属板２３０は導電性を有するので、表示パネル１２０をシールドすることもできる。よって電子機器１の内部において、金属板２３０の裏面側に他の電子部品が設けられていたとしても、表示パネル１２０の動作に伴う電磁波の、当該他の電子部品への影響を抑制することができる。

第３の実施の形態．
第３の実施の形態にかかる電子機器１の構成は、第１または第２の実施の形態と同様である。第３の実施の形態では、表示パネル１２０を駆動する駆動回路について述べる。より具体的には、この駆動回路は、表示パネル１２０において各画素に設けられた画素スイッチを駆動する。図１４は表示パネル１２０と圧電振動素子１９０との概略的な構成の一例を示す平面図である。

駆動回路１２７は、表示パネル１２０において画素ごとに設けられた画素スイッチ１２８へと信号を出力するための回路であり、基板１２３に設けられる。駆動回路１２７は、例えば半田またはコネクタなどにより、基板１２３に設けられた信号線（画素スイッチ１２８へと接続される信号線）１２９と電気的に接続される。この信号線１２９は複数設けられており、互いに間隔を空けて並行して延在する。この複数の信号線１２９の一端が駆動回路１２７に接続される。また駆動回路１２７は制御部１００に接続されたケーブル（例えばフレキシブル配線基板、不図示）と、半田またはコネクタなどにより、電気的に接続される。これにより、制御部１００が信号線１２９へと信号を入力することができる。

基板１２３には、信号線１２９と絶縁層（不図示）を介して交差する複数の信号線１２９１も設けられる。複数の信号線１２９１も互いに間隔を空けて並行して延在する。信号線１２９１も不図示の駆動回路およびケーブルを介して制御部１００に接続される。これにより、制御部１００が信号線１２９１へと信号を入力することができる。

かかる構造において、信号線１２９，１２９１で囲まれる各領域が画素に相当し、画素スイッチ１２８が信号線１２９，１２９１の各交差部に設けられる。

例えば信号線１２９は画素スイッチ１２８の制御端子に接続され、信号線１２９１は画素スイッチ１２８の一方の端子に接続される。また信号線１２９１の他方の端子は、電極１２５に接続される。このとき、信号線１２９に信号が入力されて画素スイッチ１２８がオンすると、信号線１２９１に入力される信号が電極１２５に対して表示電圧として印加されることとなる。

制御部１００は、信号線１２９へと信号を入力して画素スイッチ１２８を制御するとともに、信号線１２９１へと信号を入力して、電極１２５に表示電圧を印加する。

また、駆動回路１２７は図１４に示すように、平面視において、表示パネル１２０の中心に対して圧電振動素子１９０とは反対側の領域に設けられる。図１４の例示では、圧電振動素子１９０が平面視において表示パネル１２０の上側の端部に設けられ、駆動回路１２７は平面視において表示パネル１２０の下側の端部に設けられる。これにより、駆動回路１２７を振動源（圧電振動素子１９０）から遠ざけることができる。よって、駆動回路１２７へと伝わる振動を抑制することができる。よって、駆動回路１２７と基板１２３との間の接続部、あるいは、駆動回路１２７とケーブルとの間の接続部において、振動による接触不良が生じる可能性を低減できる。

なお信号線１２９は必ずしも画素スイッチ１２８の制御電極に接続される必要はなく、信号線１２９が画素スイッチ１２８の一方の端子に接続され、信号線１２９１が画素スイッチ１２８の制御端子に接続されてもよい。

また、第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に金属板２３０が設けられてもよい。この場合、金属板２３０は平面視において駆動回路１２７が設けられる領域を避けて設けられてもよい。これにより、カバーパネル２をより広い面で振動させつつも、駆動回路１２７へと伝わる振動を抑制できるからである。

また上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、スマートフォン等の携帯電話機以外の電子機器、例えばタブレット端末、腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。

以上のように、電子機器１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１電子機器
２カバーパネル
１２０表示パネル
１２１表示素子
１２２，１２３基板
１９０圧電振動素子
２３０金属板

Claims

電子機器であって、
前記電子機器の前面に設けられるカバーパネルと、
自ら発光する表示素子を有し、前記カバーパネルの裏面側に取り付けられる表示パネルと、
前記表示パネルよりも裏面側に設けられ、音信号に基づいて振動し、その振動を、前記表示パネルを介して前記カバーパネルへと出力する振動素子と
を備え、
前記表示パネルは、
画素ごとに設けられる画素スイッチと、
前記画素スイッチを駆動する駆動回路と
を更に備え、
前記駆動回路は、平面視において、前記表示パネルの中心に対して前記振動素子とは反対側に位置する、電子機器。
前記表示パネルは、
前記表示素子たる有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層を挟持する基板と
を有する、請求項１に記載の電子機器。
前記基板はフィルム状の基板である、請求項２に記載の電子機器。
前記振動素子と前記表示パネルとの間に介在し、平面視において前記振動素子よりも広い金属板を更に備える、請求項１から３のいずれか一つに記載の電子機器。