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1. (WO2019031061) INPUT DEVICE
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明 細 書

発明の名称 入力装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007  

先行技術文献

特許文献

0008  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0009   0010  

課題を解決するための手段

0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための最良の形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048  

符号の説明

0049  

請求の範囲

1   2   3  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

発明の名称 : 入力装置

技術分野

[0001]
 本発明は入力装置に関し、特に指などが接近した位置を検知するタッチセンサを備えた入力装置に関する。

背景技術

[0002]
 入力装置として多く利用されるタッチパネルは、検出領域に指などが接近(以下、接近には接触を含むものとする。)した位置を検出するタッチセンサを備えている。例えば、相互容量方式のタッチパネルにおいては、駆動側の電極と出力側の電極とが設けられており、駆動側の電極にドライブパルスを与え、指などの接近による容量変化を出力側の電極で検知している。
[0003]
 タッチパネルの最表面には、画像をクリアに表示するとともに、指などの接触から保護するための表面パネル(ガラス、プラスチック)が設けられている。表面パネルはタッチパネルのデザインに関わる部分でもある。例えば、表面パネルの裏面側などには加飾層が設けられており、加飾層の印刷によってパネル面の外観デザインが設定される。
[0004]
 このようなタッチパネルの加飾として、特許文献1には、カバーガラスの裏面周囲に着色層/発色層の積層加飾層を形成した後、裏面中央部から加飾層に亘って透明電極層を形成したカバー一体型静電センサが開示される。このカバー一体型静電センサでは、着色層をグラデーション構造とすることにより、意匠性を向上させている。
[0005]
 特許文献2には、カバーガラスの裏面に第1遮光層/センサ電極+引出配線層/第2遮光層の順に形成したカバーガラス一体型静電タッチパネルが開示される。このカバーガラス一体型静電タッチパネルでは、第2遮光層中に第1遮光層をグラデーション配置して、第1遮光層と第2遮光層との境界を見え難くすることが開示されている。
[0006]
 特許文献3には、携帯電話の釦スイッチのキートップ裏面に、拡散層/ハーフトーン印刷層/下地層の加飾層を形成してハーフトーン印刷層のグラデーションのパターンをぼかし滑らかなグラデーションとすることが開示されている。また、照光部をキートップ内部に設けることも開示されている。
[0007]
 特許文献4には、カバーパネルのロゴ表示を擬似3D表現にするために、カバーパネルの加飾層に抜きロゴ部を設け、背部に配置したセンサ基材上に配線と同じ材料で形成した金属層を抜きロゴ部に重なる位置に配置した静電タッチパネルが開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0008]
特許文献1 : 特開2015-026294号公報
特許文献2 : 特開2014-038531号公報
特許文献3 : 特開2006-159794号公報
特許文献4 : 特開2013-054420号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0009]
 近年、タッチパネルには高い演出効果を有する意匠が求められる場合があり、その具体例として、バックライトの点灯時に光量分布に基づく表示が加飾層に顕在化する意匠が挙げられる。このような要求は、加飾層または加飾層よりも観察者側に位置する部材、例えば表面パネルに、光量の分布をもたらす構成、具体的には光の透過量を部分的に調整する構成を付与することによって応えることができる。しかしながら、このような対応では、バックライトの消灯時にも光量の分布をもたらす機構が加飾層の意匠の一部として視認されるため、消灯時の意匠性が低下し、結果的に十分な演出効果が得られなくなるおそれがあった。
[0010]
 本発明は、バックライトの点灯時に光量の分布に基づく意匠を加飾層に効果的に表示できる入力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

[0011]
 上記課題を解決するため、本発明の一態様は、支持基材上に複数の電極部が設けられたセンサ部と、センサ部と重ねられた加飾層と、を備えた入力装置であって、支持基材には、センサ部側から加飾層側に向かう第1方向に照射される光の透過を調整する透過調整部が、加飾層から第1方向に離間した状態で設けられている、ことを特徴とする。
[0012]
 このような構成によれば、センサ部に対して第1方向に光が照射されると、すなわち、バックライトの点灯時には、センサ部を透過して加飾層に照射される光には、センサ部の支持基材に設けられた透過調整部によって光量の分布が与えられる。その一方で、透過調整部は加飾層に覆われ、加飾層から第1方向に離間しているため、バックライトの消灯時に透過調整部が視認されることはない。したがって、バックライトの消灯時には加飾層に基づく意匠が視認され、バックライトの点灯時には、透過調整部によって付与された光量の分布に基づく意匠を加飾層に表示することができる。すなわち、バックライトの消灯時には全く視認されない意匠が、バックライトを点灯することにより顕在化するという優れた演出効果を奏することができる。
[0013]
 上記入力装置において、透過調整部は、光を透過する透過パターンと、光を遮断する遮光パターンとを有し、単位面積当たりの透過パターンと遮光パターンとの比率によって光の透過量が調整されるようになっていてもよい。これにより、単位面積当たりの透過パターンと遮光パターンとの比率によって加飾層に顕在化する光による意匠について階調表現を行うことができる。ここで、透過調整部は、加飾層と透過調整部とは第1方向(光の進行方向)に離間しているため、透過調整部の透過パターンを透過した光はある程度拡散して加飾層に到達する。したがって、透過パターンおよび遮光パターンを過度に精細にしなくても、グラデーションのような連続的な光量変化を有する意匠を加飾層に容易に表示することできる。
[0014]
 上記入力装置において、支持基材には、導電材料からなる部分を有し複数の電極部に接続される引出配線部が設けられ、引出配線部の導電材料の少なくとも一部と遮光パターンの構成材料の少なくとも一部とが共通であってもよい。このように支持基材上に形成される部材の構成材料を共通化することにより、引出配線部を作製する過程で遮光パターンも作製することができ、透過調整部を効率的に設けることができる。

発明の効果

[0015]
 本発明によれば、バックライトの消灯時には加飾層に基づく意匠が視認され、バックライトの点灯時には、消灯時には視認されない透過調整部により与えられた光量の分布に基づく意匠を加飾層に顕在化させることができる。すなわち、加飾層に視認される意匠をバックライトの消灯時と点灯時とで明確に相違させることができる。したがって、本発明により、優れた演出効果を有する意匠を加飾層に有した入力装置が提供される。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] (a)は本実施形態に係る入力装置の斜視図、(b)および(c)は透過調整部の拡大平面図である。
[図2] 図1(a)のA-A線断面図である。
[図3] (a)および(b)は、像の表示状態を例示する平面図である。
[図4] 比較例に係る入力装置を例示する断面図である。
[図5] (a)および(b)は、比較例における入力装置の像の表示状態を例示する平面図である。
[図6] 第2実施形態に係る入力装置を例示する断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0017]
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
[0018]
(入力装置の構成)
 図1(a)~(c)は、本実施形態に係る入力装置を例示する図で、(a)は斜視図、(b)および(c)は透過調整部の拡大平面図である。
 図2は、図1(a)のA-A線断面図である。
[0019]
 図1(a)に示すように、本実施形態に係る入力装置1は、例えば静電容量式のタッチセンサであるセンサ部10と、センサ部10と重ねられた加飾層20とを備える。入力装置1は、例えばタッチパネルである。入力装置1は、液晶などの表示装置50の上に取り付けられる。ここで、実施形態では、センサ部10と加飾層20との積層方向において、センサ部10から加飾層20へ向かう方向を第1方向D1と言うことにする。表示装置50の側部にはバックライト51が設けられ、センサ部10の一部がバックライト51の上に位置する。
[0020]
 センサ部10は、検出領域Sに指などが接近した場合の静電容量の変化によって位置検出を行う。センサ部10は、基材100の検出領域Sに設けられた第1電極11および第2電極12を備える。すなわち、基材100は、複数の電極(第1電極11および第2電極12)を支持する支持基材である。基材100は、PET(Polyethylene Terephthalate)、COP(cycloolefin polymer)などの透光性を有する可撓性フィルム、アクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂などの硬質の透光性板材、ガラス板などで形成されている。
[0021]
 第1電極11は基材100の表面に沿った一方向(例えば、X方向)に延在し、第2電極12は基材100の表面に沿いX方向と直交する方向(例えば、Y方向)に延在する。第1電極11および第2電極12は互い絶縁される。本実施形態では、Y方向に所定のピッチで複数の第1電極11が配置され、X方向に所定のピッチで複数の第2電極12が配置される。
[0022]
 第1電極11および第2電極12を構成する電極のパターンは各種あるが、本実施形態では、第1電極11および第2電極12のそれぞれは複数の島状電極部を有する。各島状電極部は例えば菱形に近い形状を有している。
[0023]
 センサ部10の検出領域Sは位置検出機能を備えるとともに、表示装置50によって表示される画像を透過できるように透光性を有している。このため、第1電極11および第2電極12には透光性導電材料(ITO(Indium Tin Oxide)、導電性ナノ材料、網目状に形成された金属材料など)が用いられる。
[0024]
 センサ部10は、基材100における、第1方向D1に沿った方向からみて加飾層20に重なる領域に、引出配線部113を備える。引出配線部113は、第1電極11および第2電極12に電気的に接続され、これらの電極に電圧を印加したり、これらの電極から出力される検出信号を伝達したりする。引出配線部113は、金属材料など高い導電性を有する導電材料からなる部分を有する。引出配線部113は第1方向D1に沿った方向からみて加飾層20に重なる領域に位置するため、表面カバー30側から視認されることはない。したがって、引出配線部113は透光性を有していなくてもよい。
[0025]
 センサ部10の上には、センサ部10を保護するための表面カバー30が設けられる。表面カバー30はガラスやプラスチックによる透光性を備えた薄板状の部材である。加飾層20は、この表面カバー30の裏面(センサ部10側)に取り付けられている。なお、加飾層20は表面カバー30の表面に設けられていてもよいし、表面カバー30の内部に埋め込まれていてもよい。
[0026]
 加飾層20は、第1方向D1に沿った方向からみて、表示装置50の周縁部分に位置するとともに、バックライト51の全域に重なるように設けられる。加飾層20によって機器の色や柄などの意匠性が高められる。また、加飾層20の下方には上記の引出配線部113など視認されるべきでない部材が位置し、加飾層20はこうした部材を表面カバー30側から視たときに隠蔽する機能も有する。さらに、表示装置50から第1方向D1に放出される光(液晶バックライトの光、有機EL等の自発光型から放出される光、その他の発光部から放出される光を含む)が所定の光量以下である場合にはその光の透過を抑制する透過抑制機能も有する。その一方で、後述するように、バックライト51から第1方向D1に放出される光の一部は加飾層20を透過して表面カバー30側から視認可能とされる。
[0027]
 このような入力装置1において、センサ部10の基材100における、第1方向D1に沿った方向から見てバックライト51に重なる領域には透過調整部110が設けられる。透過調整部110は、バックライト51から照射される光の透過量を調整する部分である。
[0028]
 透過調整部110は、光を透過する透過パターン111と、光を遮断する遮光パターン112とを有する。透過パターン111の光の透過率は、遮光パターン112の光の透過率よりも相対的に高い。
[0029]
 遮光パターン112は、例えば金属材料によって構成される。遮光パターン112の構成材料の少なくとも一部は、引出配線部113の導電材料の少なくとも一部と共通であってもよい。この場合には、センサ部10に引出配線部113を作製する過程で遮光パターン112を作製することが可能であり、遮光パターン112を効率的に得ることができる。なお、本実施形態では、引出配線部113は、第1電極11や第2電極12を構成する透明導電材料と共通の透明導電材料からなる層1131に金属材料の層1132が積層してなる積層体が樹脂系材料の層1133により覆われた構造を有する。一方、遮光パターン112は、透明導電材料からなる層1131と共通の材料からなる層1121に金属材料の層1132と共通の材料からなる層1122が積層してなる構造を有する。
[0030]
 透過パターン111は、透過調整部110のうち遮光パターン112が設けられていない部分であり、例えば遮光パターン112を構成する金属材料の一部をエッチング等によって除去した部分である。なお、透過パターン111は、遮光パターン112の金属材料の一部を除去した部分のほか、遮光パターン112の金属材料よりも光の透過率が高い材料によって構成されていてもよい。
[0031]
 透過パターン111は円形などの所定形状のドットパターンでもよいし、ラインパターンであってもよい。透過パターン111の面積が大きいほど、光の透過量が多くなる。図1(b)に示すように、本実施形態では、単位面積当たりの透過パターン111と遮光パターン112との比率によって光の透過量を調整している。これにより、擬似的な階調を表現することができる。この場合における透過パターン111の形状と遮光パターン112の形状との関係は任意である。例えば、図1(b)に示すように、遮光パターン112の中に異なる大きさの透過パターン111が島状に存在してもよいし、図1(c)に示すように、透過パターン111の中に異なる大きさの遮光パターン112が島状に存在してもよい。あるいは、透過パターン111および遮光パターン112の個々の大きさは等しく、これらの疎密の程度を変化させることにより光の透過量を調整してもよい。
[0032]
 図2に示すように、表示装置50の上に設けられた入力装置1は、第1方向D1にセンサ部10、加飾層20および表面カバー30がこの順に重ねられている。センサ部10と表面カバー30との間にはOCA(Optical Clear Adhesive)などの透光性樹脂60が介在している。本実施形態では、この透光性樹脂60によって、透過調整部110と加飾層20とを第1方向D1に離間させることが実現されている。なお、本実施形態では、加飾層20は表面カバー30のセンサ部10側の面に形成された印刷層からなるため、加飾層20は表面カバー30に接するように位置している。
[0033]
 このような構造により、センサ部10に対してバックライト51により第1方向D1に光が照射された場合、透過パターン111が位置する領域での光の透過量は、遮光パターン112が位置する領域の光の透過量よりも多くなる。すなわち、遮光パターン112が位置する領域では表面カバー30側に光がほとんど透過しない。一方、透過パターン111が位置する領域では、透過パターン111を通過した光が表面カバー30側に透過することになる。
[0034]
 この際、透過調整部110が加飾層20よりも表面カバー30から離れた位置に設けられているため、換言すれば、透過調整部110は加飾層20から第1方向D1に離間しているため、透過パターン111を透過した光は透光性樹脂60を通過する際に拡散する。これにより、透過パターン111を透過した光の像はある程度ぼかされた状態で加飾層20に到達する。それゆえ、上記のように、単位面積当たりの透過パターン111と遮光パターン112との比率を変化させることにより、加飾層20に到達する光に、光量が連続的に変化する分布を生じさせることができる。
[0035]
 図3(a)および(b)は、像の表示状態を例示する平面図である。
 図3(a)には光が照射された状態の表示例が示され、図3(b)には光が照射されていない状態の表示例が示される。いずれの表示例も、表面カバー30の上からみた状態となっている。
[0036]
 図3(a)に示すように、入力装置1のセンサ部10側から光(バックライト)が照射された状態では、透過パターン111を透過した光が表面カバー30側まで達する。この際、透過パターン111の像P1は透光性樹脂60を通過する際に拡散して、輪郭がぼけた状態となる。それゆえ、透過パターン111をある程度小さく、密にすることで擬似階調を表すことができ、グラデーションなどを表現することが可能となる。
[0037]
 一方、図3(b)に示すように、入力装置1のセンサ部10側から光(バックライト)が照射されていない状態では、透過パターン111からの光の透過はなく、加飾層20の表面カバー30側の意匠がそのまま観察される。本実施形態では、表面カバー30側から加飾層20を透過して内部に入り込む光があっても、その光量は十分に低下しているため、透過調整部110で反射した光が加飾層20を透過して表面カバー30側に到達することはない。したがって、表面カバー30側から観察したときに、透過パターン111が見えてしまうことはない。また、センサ部10における加飾層20が重ねられていない領域から加飾層20が重ねられている領域に光が入り込んでも、その程度の光量の光であれば、加飾層20を透過して表面カバー30側に到達することはない。
[0038]
 図4は、比較例に係る入力装置を例示する断面図である。
 比較例に係る入力装置2は、加飾層20の一部に透過パターン220が設けられている。すなわち、入力装置2は、加飾層20の遮光パターン230の一部を除去することにより、バックライト51から第1方向D1に照射される光を表面カバー30側に透過できる透過パターン220を設けた構成である。
[0039]
 図5(a)および(b)は、比較例における入力装置の像の表示状態を例示する平面図である。
 図5(a)には光が照射された状態の表示例が示され、図5(b)には光が照射されていない状態の表示例が示される。いずれの表示例も、表面カバー30の上からみた状態となっている。
[0040]
 図5(a)に示すように、光が照射された状態では、加飾層20に設けられた透過パターン220を透過した光が表面カバー30側まで達する。しかし、加飾層20に透過パターン220が設けられているため、透過パターン220を透過した光は表面カバー30にほぼ拡散することなくまっすぐに進む。これにより、透過パターン220の像P2はぼけることなく、表面カバー30側から明瞭に見えることになる。
[0041]
 図5(b)に示すように、光が照射されていない状態では、透過パターン111からの光の透過はない。しかし、表面カバー30の直ぐ下に設けられた加飾層20に透過パターン220が設けられているため、表面カバー30側から内部に入り込む光の反射強度の差として透過パターン220がうっすらと見えてしまうことになる。
[0042]
 このように、比較例に係る入力装置2では、光が照射された状態では透過パターン220の像P2が明瞭に現れ(図5(a)参照)、適度なぼかしを得ることは難しい。このため、階調表現やグラデーションを得るためには、透過パターン220を高精細に形成して高精度に配置することが必要となり、技術的困難性が高まる。また、光が照射されていない状態でも外部から入る光によって透過パターン220が僅かに見えてしまう(図5(b)参照)。すなわち、バックライト51から第1方向D1に光が照射されたときに初めて視認されるべき意匠が照射されていない状態においても視認されてしまう。このような見え方は意匠性を損なうことになる。
[0043]
 これに対して本実施形態に係る入力装置1では、光が照射された状態では透過パターン111の像P1の輪郭が適度にぼけて表示される(図3(a)参照)。これにより、階調表現やグラデーションを表現し易くなる。また、光が照射されていない状態では加飾層20によってしっかりと遮光され、加飾層20から離間して配置される透過パターン111が見えることはない。したがって、加飾層20に視認される意匠は、バックライト51から光が照射された状態と、照射されていない状態とで明確に相違するため、演出効果の高い優れた意匠となる。
[0044]
(第2実施形態)
 図6は、第2実施形態に係る入力装置を例示する断面図である。
 図6に示すように、本実施形態に係る入力装置1Bは、第1電極11が設けられた第1透明電極フィルム150と、第2電極12が設けられた第2透明電極フィルム160とを備えている。第1透明電極フィルム150は、透光性を有するフィルム状の基材151に複数の第1電極11が所定の間隔で配置されたものである。第2透明電極フィルム160は、透光性を有するフィルム状の基材161に複数の第2電極12が所定の間隔で配置されたものである。
[0045]
 この第1透明電極フィルム150と第2透明電極フィルム160とを、OCAなどの透光性樹脂を介して重ねて貼り合わせることで、複数の第1電極11と複数の第2電極12とが互いに交差する方向に配置され、センサ部10が構成される。
[0046]
 入力装置1Bにおいては、このような透明電極フィルムのうち、加飾層20からより近位にある第2透明電極フィルム160のフィルム状の基材161の上に透過調整部110が設けられている。これにより、透過調整部110と加飾層20との離間距離を、第1実施形態に係る入力装置1の場合と同様に設定することができ、透過調整部110の構成を入力装置1と共通化することができる。なお、入力装置1Bにおいて、透過調整部110を加飾層20からより遠位にある第1透明電極フィルム150のフィルム状の基材151の上に設けてもよい。この場合には、透過調整部110と加飾層20との離間距離を第1実施形態に係る入力装置1の場合よりも長めに確保することができる。それゆえ、透過調整部110を透過したバックライト51の光の拡散の程度が相対的に大きくなり、加飾層20に光量変化の連続性がより高い意匠を表示させることができる。
[0047]
 以上説明したように、本実施形態によれば、バックライト51の点灯時の表示と消灯時の表示とが明確に相違して演出効果に優れる意匠を加飾層に有する入力装置1、1Bを提供することが可能になる。
[0048]
 なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、バックライト51は、表示装置50の一部であってもよい。この場合には、バックライト51は、表示装置50における相対的に高輝度の光を照射可能な部分からなる。また、透過調整部110が位置する領域に、引出配線部113が形成されていてもよいし、第1電極11や第2電極12が形成されていてもよい。

符号の説明

[0049]
1,1B,2…入力装置
10…センサ部
11…第1電極
12…第2電極
20…加飾層
30…表面カバー
50…表示装置
51…バックライト
60…透光性樹脂
100…基材
110…透過調整部
111…透過パターン
112…遮光パターン
1121…透明導電材料からなる層と共通の材料からなる層
1122…金属材料からなる層と共通の材料からなる層
113…引出配線部
1131…透明導電材料からなる層
1132…金属材料の層
1133…樹脂系材料の層
150…第1透明電極フィルム
151…基材
160…第2透明電極フィルム
161…基材
220…透過パターン
230…遮光パターン
D1…第1方向
P1,P2…像
S…検出領域

請求の範囲

[請求項1]
 支持基材上に複数の電極部が設けられたセンサ部と、
 前記センサ部と重ねられた加飾層と、
 を備えた入力装置であって、
 前記支持基材には、前記センサ部側から前記加飾層側に向かう第1方向に照射される光の透過を調整する透過調整部が、前記加飾層から第1方向に離間した状態で設けられていることを特徴とする入力装置。
[請求項2]
 前記透過調整部は、前記光を透過する透過パターンと、前記光を遮断する遮光パターンとを有し、単位面積当たりの前記透過パターンと前記遮光パターンとの比率によって前記光の透過量が調整される、請求項1に記載の入力装置。
[請求項3]
 前記支持基材には、導電材料からなる部分を有し前記複数の電極部に接続される引出配線部が設けられ、前記引出配線部の導電材料の少なくとも一部と前記遮光パターンの構成材料の少なくとも一部とが共通する、請求項2に記載の入力装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]