JP5496013B2

JP5496013B2 - タッチパネル用ユニット枠およびタッチパネルユニット

Info

Publication number: JP5496013B2
Application number: JP2010180547A
Authority: JP
Inventors: 淳一氏井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: JP2012038265A; WO2012020541A1; US20130162581A1; US9915973B2

Description

本発明は、タッチパネル用のユニット枠および該ユニット枠を備えるタッチパネルユニットに関するものである。

近年、携帯電話やゲーム機等の携帯機器、電卓、券売機等の情報機器、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）等には、操作者による入力操作を受け付ける操作部等の入力装置として、タッチパネルが広く使用されている。ここで、タッチパネルは、通常、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルやＥＬ（Electroluminescence Display）パネル等の表示パネル上にタッチセンサを配置して構成される。

タッチセンサには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかし、いずれの方式のタッチセンサにおいても、指やスタイラスペン等の押下対象によるタッチ入力（入力操作）を受け付けるものであって、タッチセンサ自体は、タッチされても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。そのため、操作者にとっては、入力操作に対するフィードバックが得られないことから、誤入力が生じ易くなることが懸念される。

このような問題を解決するため、本出願人は、タッチセンサへの所定の押下荷重の入力を検出し、これによりタッチセンサを振動させて操作者に触感を呈示するタッチパネルを開発している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１４６５０７号公報

上記の特許文献１に開示のタッチパネルによると、操作者は、タッチセンサに対して所定の押下荷重で入力操作を行うと、タッチセンサが振動して触感が呈示されるので、入力が受け付けられたことを確実に認識でき、誤入力の発生を防止することができる。

ところが、本発明者による検討によると、上記のタッチパネルには、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、上記のタッチパネルにおいては、矩形状のタッチセンサの裏面に短冊状の圧電素子を貼り付け、その後、タッチセンサを、その四隅において、それぞれインシュレータを介して矩形状の表示パネルに固定するようにしている。これにより、圧電素子が表示パネルに接触することなく振動できるように、タッチセンサを表示パネル上に支持している。そのため、インシュレータ等の部品点数が多くなって、組み立てに手間がかかり、生産性が低下することが懸念される。このような、問題は、タッチセンサの裏面に圧電素子を設けることなく、タッチセンサを表示パネル上に所定の間隙を隔てて支持する場合にも、同様に生じるものである。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、タッチパネルの部品点数を削減できて、容易に組み立てでき、タッチパネルの生産性を向上できるユニット枠および該ユニット枠を備えるタッチパネルユニットを提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係るタッチパネル用ユニット枠の発明は、
矩形状のタッチセンサと矩形状の表示パネルとを所定の間隙を隔てて保持するためのタッチパネル用ユニット枠であって、
矩形状の枠本体と、
前記所定の間隙に対応する高さ寸法を有し、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられて前記タッチセンサの裏面側の各隅部を支持する支持部材と、
該支持部材の前記タッチセンサを支持する面とは反対側において、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられ、対応する前記支持部材と協働して前記表示パネルの隅部を挟持する止め部材と、
を備えることを特徴とするものである。

第２の観点に係る発明は、第１の観点に係るタッチパネル用ユニット枠において、
前記タッチセンサの表面の周縁部を覆う縁部材と、
前記枠本体の側壁に形成され、前記タッチセンサに接続された可撓性配線基板が貫通する開口部と、
をさらに備えることを特徴とするものである。

第３の観点に係る発明は、第２の観点に係るタッチパネル用ユニット枠において、
前記枠本体の外壁側で、前記開口部から前記止め部材を有する側の該枠本体の端面に亘って形成され、前記可撓性配線基板を案内するガイド部と、
該ガイド部に設けられ、前記可撓性配線基板の両側縁部を保持する溝部と、
をさらに備えることを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する第４の観点に係るタッチパネルユニットの発明は、
第１−３のいずれかの観点に係るタッチパネル用ユニット枠と、矩形状のタッチセンサと、矩形状の表示パネルとを有するタッチパネルユニットであって、
前記タッチセンサは、その裏面の隅部が、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられた前記支持部材上に支持されて配設され、
前記表示パネルは、その隅部が、前記支持部材の前記タッチセンサを支持する面とは反対側において、対応する前記支持部材と前記止め部材との間に挟持されるように配設されている、
ことを特徴とするものである。

第５の観点に係る発明は、第４の観点に係るタッチパネルユニットにおいて、
前記タッチセンサの裏面側の対向する二辺の縁部にそれぞれ装着された圧電素子を、
さらに備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、タッチセンサを支持するための支持部材、および該支持部材と協働して表示パネルを挟持するための止め部材が、ユニット枠の枠本体に設けられている。これにより、タッチパネルの部品点数を削減できて、容易に組み立てでき、タッチパネルの生産性を向上することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るタッチパネル用ユニット枠の正面側外観斜視図である。本発明の一実施の形態に係るタッチパネル用ユニット枠の裏面側外観斜視図である。図１に示したタッチパネル用ユニット枠を備えるタッチパネルユニットの外観斜視図である。図３のタッチパネルユニットを構成するタッチセンサおよび表示パネルの外観斜視図である。図３のＶ−Ｖ線断面拡大斜視図である。図３のＶＩ−ＶＩ線断面拡大斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。

図１および図２は、本発明の一実施の形態に係るタッチパネル用ユニット枠の正面側外観斜視図および裏面側外観斜視図である。このタッチパネル用ユニット枠１０は、矩形状のタッチセンサと矩形状の表示パネルとを所定の間隙を隔てて保持するもので、矩形状の枠本体１１を備える。枠本体１１には、その内側の各隅部に、タッチセンサの裏面側の各隅部を支持する支持部材１２がそれぞれ設けられている。支持部材１２は、表面および裏面が平坦に形成され、その高さは、タッチセンサと表示パネルとを保持する所定の間隙に対応している。各支持部材１２は、例えば、表面および裏面が３ｍｍ角で、高さが２ｍｍの角柱形状とすることができる。

枠本体１１には、各支持部材１２に対応して、支持部材１２のタッチセンサを支持する面とは反対側、つまり裏面側において、対応する支持部材１２と協働して表示パネルの隅部を挟持する止め部材１３がそれぞれ設けられている。なお、図１および図２では、各止め部材１３を、枠本体１１の裏面側端面に設けた場合を示しているが、各止め部材１３は、枠本体１１の内側に設けてもよい。

枠本体１１には、その表面側に、タッチセンサの表面の周縁部を覆う縁部材１４が設けられている。この縁部材１４によって、表示パネルの表示領域に対応する枠開口１４ａが形成される。なお、縁部材１４の表面には、二本の突状部材１５ａ，１５ｂが全周に亘って形成されている。この突状部材１５ａ，１５ｂは、当該タッチパネル用ユニット枠１０を備えるタッチパネルユニットが適用装置に組み込まれた際に、その先端が適用装置のケースのベゼル内側に当接する。このようにベゼル内側に突状部材１５ａ，１５ｂの先端のみが当接するため、タッチセンサの振動への阻害を小さくすることができるとともに、ベゼルと縁部材１４との間におけるゴミの流入を防ぐことができるようになる。

また、枠本体１１の各辺の内壁面には、図２に部分拡大図を示すように、支持部材１２の裏面と同一平面を形成するように、桟部材１６が設けられている。各辺の桟部材１６は、縁部材１４よりも幅寸法が小さく、かつ、各支持部材１２よりも高さ寸法が小さく形成されている。例えば、支持部材１２の幅寸法が３ｍｍ、高さ寸法が２ｍｍの場合、桟部材１６の幅寸法および高さ寸法は、それぞれ半分の１．５ｍｍおよび１ｍｍとすることができる。なお、図２では、各辺の桟部材１６を、隣接の支持部材１２と分離して設けた場合を示しているが、隣接する支持部材１２と連続して設けてもよい。

枠本体１１の一辺（側壁）には、装着されるタッチセンサに接続されている可撓性配線基板が貫通する開口部１７が形成されている。また、開口部１７の近傍で、縁部材１４の裏面側には、可撓性配線基板に設けられている接続保護のレジンに干渉しないように切り欠き部１４ｂが形成されている。この切り欠き部１４ｂにより可撓性配線基板接続保護のレジンに干渉しないようにすることができる。

さらに、開口部１７が形成された枠本体１１の外壁には、図１に部分拡大図を示すように、開口部１７から止め部材１３を有する側の枠本体１１の端面に亘って、可撓性配線基板を案内するガイド部１８が形成されている。ガイド部１８は、枠本体１１の外壁に凹状に形成され、その高さ方向の両側には可撓性配線基板の両側縁部を保持する溝部１９ａ，１９ｂが形成されている。このガイド部１８の溝部１９ａ，１９ｂに後述する可撓性配線基板２４を導くことにより、枠本体１１の内側に可撓性配線基板２４が配設されることになり、可撓性配線基板２４への外部からの衝撃等を緩和することができるようになる。

かかる構成のタッチパネル用ユニット枠１０は、例えば、プラスチックにより一体に成型される。

次に、図１および図２に示したタッチパネル用ユニット枠１０を備えるタッチパネルユニットについて、図３−図６を参照して説明する。

図３はタッチパネルユニットの外観斜視図、図４はタッチセンサおよび表示パネルの外観斜視図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面拡大斜視図、図６は図３のＶＩ−ＶＩ線断面拡大斜視図である。本実施の形態に係るタッチパネルユニット２０は、図１および図２に示したタッチパネル用ユニット枠１０と、タッチセンサ２１と、表示パネル２２とを備える。

タッチセンサ２１には、その裏面側に、表示パネル２２の表示領域２２ａの外側で、対向する２つの辺の中央部に、短冊状の圧電素子２３ａ，２３ｂが、それぞれ対応する辺に沿って貼付されている。また、タッチセンサ２１には、可撓性配線基板２４が接続されており、この可撓性配線基板２４に、タッチセンサ２１に接続される配線パターンおよび圧電素子２３ａ，２３ｂに接続される配線パターンが形成されている。

可撓性配線基板２４は、枠本体１１の側壁に形成された開口部１７を、枠本体１１の内側から外側に向けて貫通される。そして、圧電素子２３ａ，２３ｂが貼付されたタッチセンサ２１は、その裏面側の四つの隅部において、枠本体１１の各隅部に形成された支持部材１２の表面に接着されて、厚さ方向に微小量湾曲可能に固定される。なお、圧電素子２３ａ，２３ｂは、タッチセンサ２１の枠本体１１への装着状態で、桟部材１６よりも枠開口１４ａの内側で、縁部材１４の下方に位置している。

これにより、タッチセンサ２１は、表面のタッチ面２１ａが押下されると微小湾曲し、その湾曲変位により圧電素子２３ａ，２３ｂに電荷が蓄積されて電圧が発生する。この発生電圧は、可撓性配線基板２４を経て外部に取り出される。また、圧電素子２３ａ，２３ｂに、外部から可撓性配線基板２４を経て電圧を印加すると、圧電素子２３ａ，２３ｂが湾曲変位して、タッチセンサ２１は四点の支持部材１２を節として湾曲振動する。なお、枠本体１１から外部に突出した可撓性配線基板２４は、必要に応じて、ガイド部１８に沿って、両側縁部が溝部１９ａ，１９ｂに挿入されて屈曲して保持される。

表示パネル２２は、四つの隅部が、枠本体１１の四つの隅部において、対をなす支持部材１２と止め部材１３とにより挟持される。これにより、表示パネル２２は、表面側の周縁部が、支持部材１２の裏面および各桟部材１６に当接して装着される。なお、タッチセンサ２１の裏面に装着された圧電素子２３ａ，２３ｂの各々は、その厚さ寸法が、支持部材１２の高さ寸法よりも小さく、圧電素子２３ａ，２３ｂと表示パネル２２との間に間隙が形成されている。

このように、本実施の形態に係るタッチパネル用ユニット枠１０によると、タッチセンサ２１および表示パネル２２を組み付けるにあたって、新たな部品を一切使用しない。しかも、タッチセンサ２１は、その裏面側の隅部を、枠本体１１の各隅部に形成された支持部材１２上に接着固定することにより、簡単に位置決めして装着できる。また、表示パネル２２についても、各隅部を、枠本体１１の隅部において、対をなす支持部材１２と止め部材１３とにより挟持することにより、タッチセンサ２１と所定の間隙を隔てて、簡単に位置決めして装着することができる。したがって、タッチパネルの部品点数を削減できて、容易に組み立てでき、タッチパネルの生産性を向上することができる。また、タッチパネル用ユニット枠１０に、タッチセンサ２１および圧電素子２３ａ，２３ｂの可撓性配線基板２４のガイド部１８を形成したので、可撓性配線基板２４の引き回しによる損傷を防止することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、タッチパネル用ユニット枠１０における縁部材１４、突状部材１５ａ，１５ｂ、桟部材１６、開口部１７、ガイド部１８、溝部１９ａ，１９ｂは、必要に応じて設ければよい。また、上記実施の形態では、タッチセンサ２１の裏面に２個の圧電素子２３ａ，２３ｂを設けて、タッチセンサ２１を振動可能に構成したが、圧電素子の数は２個に限らず、１個または３個以上とすることもできる。また、本発明は、圧電素子を設けることなく、タッチセンサを表示パネル上に所定の間隙を隔てて支持する場合にも有効に適用することができる。

１０タッチパネル用ユニット枠
１１枠本体
１２支持部材
１３止め部材
１４縁部材
１４ａ枠開口
１４ｂ切り欠き部
１５ａ，１５ｂ突状部材
１６桟部材
１７開口部
１８ガイド部
１９ａ，１９ｂ溝部
２０タッチパネルユニット
２１タッチセンサ
２１ａタッチ面
２２表示パネル
２２ａ表示領域
２３ａ，２３ｂ圧電素子
２４可撓性配線基板

Claims

矩形状のタッチセンサと矩形状の表示パネルとを所定の間隙を隔てて保持するためのタッチパネル用ユニット枠であって、
矩形状の枠本体と、
前記所定の間隙に対応する高さ寸法を有し、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられて前記タッチセンサの裏面側の各隅部を支持する支持部材と、
該支持部材の前記タッチセンサを支持する面とは反対側において、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられ、対応する前記支持部材と協働して前記表示パネルの隅部を挟持する止め部材と、
を備えることを特徴とするタッチパネル用ユニット枠。
前記タッチセンサの表面の周縁部を覆う縁部材と、
前記枠本体の側壁に形成され、前記タッチセンサに接続された可撓性配線基板が貫通する開口部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用ユニット枠。
前記枠本体の外壁側で、前記開口部から前記止め部材を有する側の該枠本体の端面に亘って形成され、前記可撓性配線基板を案内するガイド部と、
該ガイド部に設けられ、前記可撓性配線基板の両側縁部を保持する溝部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル用ユニット枠。
請求項１−３のいずれか一項に記載のタッチパネル用ユニット枠と、矩形状のタッチセンサと、矩形状の表示パネルとを有するタッチパネルユニットであって、
前記タッチセンサは、その裏面の隅部が、前記枠本体の隅部にそれぞれ設けられた前記支持部材上に支持されて配設され、
前記表示パネルは、その隅部が、前記支持部材の前記タッチセンサを支持する面とは反対側において、対応する前記支持部材と前記止め部材との間に挟持されるように配設されている、
ことを特徴とするタッチパネルユニット。
前記タッチセンサの裏面側の対向する二辺の縁部にそれぞれ装着された圧電素子を、
さらに備えることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネルユニット。