WO2010032515A1 - タッチパネル、表示装置、および電子機器 - Google Patents

Abstract

　本発明の表示装置は、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面（２ａ）を有する表示操作面（２）を備え、表示操作面（２）の少なくとも一部を形成する入力操作面（２ａ）は、略平坦に形成された平面構造の第１領域（３）と、該第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域（４）とを有し、第１領域（３）及び第２領域（４）を一枚の基板に形成する。これにより、多機能化されて行く電子機器において、操作者の操作性をさらに向上させたタッチパネルを実現するとともに、上記タッチパネルを備えた表示装置および電子機器をも実現できる。

Description

タッチパネル、表示装置、および電子機器

　本発明は、電子機器などを操作するための入力手段として利用されるタッチパネル、このタッチパネルを備えている表示装置および電子機器に関する。

　近年、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＭＰ３プレーヤー、カーナビゲーションなどのように多機能性を有する電子機器を操作するための入力手段としてタッチパネルが広く用いられるようになっている。タッチパネルを備えているこれらの電子機器においては、一般的に入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを表示するため、透明なタッチパネルの背面に、上記図柄や文字などを必要に応じて変えることが可能な表示手段または、固定図柄や文字などを表示する表示シートなどが設けられる。

　したがって、電子機器の操作者は、種々の入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを見ながら、入力手段であるタッチパネルを直接操作することができるので、タッチパネルを用いることにより、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供することが可能となっている。

　また、多機能性を有する電子機器などにおいては、入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などをアプリケーションに応じて変えることが可能な表示手段とタッチパネルとを用いることにより、非常に複雑となってしまうような入力手段を簡単に集約することができる。

　例えば、アプリケーションごとに機器の操作メニューやアイコンを切り替えることができる。また、機械式入力手段では、一度決めた配置は変更できないが、上記構成においては、柔軟に配置などを変更することが可能となる。

　上記のような利点を有するタッチパネルについて、従来から操作性、撓みに対する強度、操作精度などを向上させるための試みが多数なされている。

　例えば、特許文献１には、タッチパネル部の下部基板と表示装置の上部基板を共用する平面部のみで構成される静電容量方式のタッチパネルが開示されている。上記のような構成を用いることにより、タッチパネル部の下部基板と表示装置の上部基板とを接着するための接着材部が不要となり、外部から指などで押圧しても接着材部による距離変動が発生しないので、操作精度が高く、薄型で軽量のタッチパネルを実現することができると記載されている。

　また、特許文献２には、上下電極層が所定の間隔を空けて対向した上下基板の中間部を、上方へドーム状に突出させた形状を有する抵抗膜方式のタッチパネルが開示されている。上記のような形状のタッチパネルを用いることにより、電子機器のケース下面にタッチパネルを装着した際、中間部がケースの開口孔から上方へ突出するため、誤操作が少なく操作性の良好なタッチパネルを得ることを可能としている。

　また、特許文献３には、タッチパネルの入力面が曲面状である静電容量方式のタッチパネルが開示されている。上記のように入力面が曲面状であるため、操作者は、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けて指等で押圧することで、入力面を見ることなく当該操作を行うことを可能としている。

　また、特許文献４および特許文献５には、凸状に湾曲した曲面の入力面を有するタッチパネルが開示されており、このような構成を用いることにより、タッチパネルを押下したときにタッチパネル内に発生する応力が分散するので撓みに対する強度の高いタッチパネルを実現することを可能としている。

国際公開特許公報「ＷＯ２００８/０５０５０７号公報（公開日：２００８年５月２日）」 日本国公開特許公報「特開２００２－２０２８５５号公報（公開日：２００２年７月１９日）」 国際公開特許公報「ＷＯ２００７/０９９７３３号公報（公開日：２００７年９月７日）」 日本国公開特許公報「特開２００１－１５４５９２号公報（公開日：２００１年６月８日）」 日本国公開特許公報「特開２００４－２５２６７６号公報（公開日：２００４年９月９日）」

　しかしながら、上記特許文献１に記載されている平面部のみからなるタッチパネルにおいては、操作者がタッチパネルを見ながら操作する場合、精度の高い操作を可能にするものの、操作者がタッチパネルを見ないで操作する場合は、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けるのは困難であるため、精度の高い操作を行うことが難しい。つまり、平面部のみからなるタッチパネルは、曲面部のみからなるタッチパネルのように入力面を見ないで操作することには向かない。したがって、例えば、操作者が、暗い部屋の中にいる場合や運転中である場合のように、入力面を見ることができない状況である時には、タッチパネルの操作性が著しく落ちるという問題があった。

　また、上記特許文献２～５に記載されている曲面部のみからなるタッチパネルにおいては、上述したように、操作者は、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けて指等で押圧することで、入力面を見ることなく当該操作を行うことができるという利点がある一方、入力面を特に見なくても操作できるような単純な入力操作を想定したものであるので、平面部からなるタッチパネルのような複雑な入力操作には向かない。したがって、平面部でのみ対応可能な入力モード（例えば、入力面を指またはペンでなぞり字や絵などを入力するモードやキーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モード）を、曲面部を用いて実現するのは難しいという問題があった。

　以上のように、操作者の操作性を考慮すると、平面部または曲面部の何れか一方のみからなるタッチパネルにて、多機能化されて行く電子機器を対応するのは非常に難しい。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、多機能化されて行く電子機器において、操作者の操作性をさらに向上させたタッチパネルを提供するとともに、操作性の向上した上記タッチパネルを備えた表示装置および電子機器をも提供することを目的とする。

　本願発明者等は、上記の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、多機能化されていく電子機器において操作者の操作性をさらに向上させるために、一枚のタッチパネルにおいて平面部と曲面部との両方を設けて、両部を操作部として使用することを見出した。

　本発明のタッチパネルは、上記の課題を解決するために、電子機器に備えられたタッチパネルにおいて、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面を有する表示操作面を備え、上記表示操作面の少なくとも一部を形成する入力操作面は、略平坦に形成された平面構造の第１領域と、該第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域とを有し、上記第１領域及び第２領域が一枚の基板に形成されていることを特徴としている。
＜第１領域の説明＞
　略平坦に形成された平面構造のタッチパネルの第１領域においては、操作者が、入力操作面を見ないで、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けるのは困難であり、したがって、例えば、操作者が、暗い部屋の中にいる場合や運転中である場合のように、入力操作面を見ることができない状況である時には、タッチパネルの操作性が著しく落ちるという短所があるものの、その一方で、略平坦に形成された平面構造でのみ対応可能な入力モード（例えば、入力面を指またはペンでなぞり字や絵などを入力するモードやキーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モード）が存在することや、略平坦に形成された平面構造の第１領域においては、後述する上記第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域で現れるレンズ効果がないことから例えば、下側にある表示手段などの文字やアイコンなどをより鮮明に視認することができるという長所をも兼ねて持つ。
＜第２領域の説明＞
　上記第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域の形状としては、上記基準面よりも突出している形状を有する場合、窪んだ形状を有する場合、突出している形状と窪んだ形状が混合している場合などがある。

　上記第２領域の長所・短所は、上述した第１領域の長所・短所とは略反対である。すなわち、上記第２領域は、上記第１領域に対して突出及び／または窪んでいるため、平坦性が要求される入力モードである例えば、入力面を指またはペンでなぞり字や絵などを入力するモードやキーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モードを実現するのは非常に難しいとともに、レンズ効果を有するため、下側にある表示手段などの文字やアイコンなどを鮮明に視認することが難しいという短所を持つ。一方、操作者は、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けて指等で押圧することで、入力操作面を見ることなく当該操作を行うことができるという長所を持つ。上記は例示的説明であり、本発明がこれに限定されるものではない。

　従って、上記構成によれば、電子機器に備えられたタッチパネルの表示操作面の少なくとも一部を形成する入力操作面が、略平坦に形成された平面構造の第１領域と、該第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域とを有し、上記第１領域及び第２領域が一枚の基板に形成されているため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた向上効果を奏する。

　また、本発明のタッチパネルは、上記表示操作面の上記入力操作面以外の部分中、略平坦に形成された少なくとも一部を用いて、駆動回路を接続するための端子実装または、固定を行うことが好ましい。

　上記構成によれば、上記表示操作面の上記入力操作面以外の部分中、略平坦に形成された少なくとも一部を用いて、端子実装または、例えば、電子機器のケースや表示手段との固定を行うことにより、作業性を向上させることができ、量産性を向上できるという効果を奏するとともに、信頼性も向上できるという効果を奏する。

　さらに、本発明のタッチパネルは、上記第１領域においては、入力面への接触の有無により、入力操作のオン・オフを検出し、上記第２領域においては、入力面における接触部分の移動方向および移動量により、入力操作の状態を検出することが好ましい。

　上記構成によれば、略平坦に形成された平面構造の第１領域は、接触の有無により、オン・オフが検出できるポイントタッチスイッチとして使用することが可能となる。これにより、タッチの有無により入力が決まる、例えば、アプリケーション選択モードやチャンネルの選択モード、キーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モードなどを実現できる。また、ワンタッチと長時間タッチで区別するような入力モードも実現できる。

　一方、上記第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域は、入力面における接触部分の移動方向および移動量が検出できるモーションスイッチとして使用することが可能となる。これにより、位地特定が不要なモーション指示を行う、例えば、音量や温度の上げ下げやカーソルの移動、ページ移動などの操作を簡単に行うことができる。

　上記説明は例示的なものであり、本発明がこれに限定されるものではない。

　上記構成のように、上記第１領域と上記第２領域に対応する入力モードを区別することにより、操作者の操作性をさらに向上させることができるという効果を奏する。

　また、本発明のタッチパネルは、上記第２領域の少なくとも一部が、ドーム形状、楕円形状、または円錐形状のいずれかであることが好ましい。

　上記構成によれば、上記形状の第２領域を有することにより、操作者は、手触りで所望の操作に対応する入力面内の位置につき見当を付けるのが、さらに容易となり、たとえ、暗所においても、どの方向からでも、誰でも、容易に操作を行うことができ、操作性をさらに向上させることができるという効果を奏する。

　また、本発明のタッチパネルは、上記基板が、一様の厚さであることが好ましい。

　上記構成によれば、一様の厚さを有する基板を用いることにより、塊状などの基板を用いる構成に比べ、透過率が均一であるとともに高いので、上記タッチパネルの下側にある表示やアイコンなどの視認性が改善されるという効果を奏する。

　さらには、薄型化することができるため、軽量化をも実現できるとともに、射出成型などに比べ金型の加工製作が容易な真空成型（打抜き）で製作可能であるため、簡便な方法で多品種大量生産することができるという効果をも奏する。

　さらに、本発明のタッチパネルは、上記タッチパネルの方式が、静電容量方式であることが好ましい。

　上記構成によれば、抵抗膜方式と比べ、精度の高い一様なギャップ部を設ける必要がないとともに、基板の変形と回復の繰り返しが不要な構成であるため、比較的強靱な材料または、厚みのある基板を用いることが可能であるので、耐久性の優れたタッチパネルを製作できるという効果を奏するとともに、また、その構造が比較的簡単であるため、生産性を向上させることができるという効果をも奏する。

　また、本発明のタッチパネルは、上記基板において、タッチを検出するための電極部が、上記入力操作面とは反対方向の面に設けられていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記基板が極めて薄膜に形成された上記電極部を保護する構成であるため、上記電極部を保護するために、別途に保護膜などを設ける必要がなくなり、製造コストを低減できるとともに、製造工程数を減らすことができ生産性をも向上させることができるという効果を奏する。

　また、さらには、上記構成によれば、上記基板の表面のすべりを全体的によくしたり、または、上記基板に表面加工処理などを施すことにより、部分的にまたは、全体的な接触感を変えることも可能になるという効果を奏する。

　また、本発明のタッチパネルは、上記タッチを検出するための電極部が、１層からなることが好ましい。

　上記構成によれば、上記タッチパネルは、１層式の静電容量方式であるため、上記第１領域または、上記第２領域のどちらにおいても、上記タッチを検出するための電極部にパターン形成を施す必要がないので、製造工程数を減らすことができ生産性を向上させることができるという効果を奏するとともに、さらなる薄型化が可能になるという効果をも奏する。

　本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、上記構成のタッチパネルと、上記表示操作面の反対側に表示手段とを備えていることを特徴としている。

　上記構成によれば、上記構成のタッチパネルと、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面を有する表示操作面の反対側に表示手段とを備えていることにより、種々の入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを見ながら、入力手段であるタッチパネルを直接操作することができるので、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供することができるという効果を奏する。

　また、多機能性を有する電子機器などにおいて、入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などをアプリケーションに応じて変えることが可能になるため、非常に複雑になりえる入力手段を簡単に集約することができるという効果をも奏する。また、機械式入力手段では、一度決めた配置は変更できないが、上記構成においては、柔軟に配置などを変更することができるという効果をも奏する。

　本発明の表示装置は、上記表示手段が、フレキシブルであるとともに、上記第１領域及び上記第２領域の形状に設けられていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記表示手段がフレキシブルであるため、上記表示手段を上記第１領域及び上記第２領域の形状に設けることが可能となる。

　したがって、上記表示手段と上記タッチパネルの入力操作面との間の距離を一様に形成することができるため、輝度ムラなどがない表示品質の高いタッチパネル付き表示装置を実現することができるという効果を奏する。

　本発明の電子機器は、上記構成の表示装置を備えていることを特徴としている。

　本発明おける電子機器とは、操作者が入力操作するための入力操作面としてタッチパネルを備えた、携帯電話、電話、ファックス機器、印刷機、コピー機、情報ツール、コンパクトＡＶ機器、大型ＡＶ機器、パソコン、テレビ、車載用の表示装置あるいは操作装置、リモコン機器、冷蔵庫や洗濯機やレンジなどの各種電化製品、ゲーム機器あるいはそれらと同種の電子機器を含むものであるが、本発明がこれらに限定されるわけではない。

　上記構成によれば、どんな環境下でも、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供できるため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた電子機器を実現することができるという効果を奏する。

　本発明のタッチパネルは、以上のように、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面を有する表示操作面を備え、上記表示操作面の少なくとも一部を形成する入力操作面は、略平坦に形成された平面構造の第１領域と、該第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域とを有し、上記第１領域及び第２領域が一枚の基板に形成されているものである。

　また、本発明の表示装置は、以上のように、上記タッチパネルと、上記入力操作面の反対側に表示手段とを備えているものである。

　また、本発明の電子機器は、以上のように、上記表示装置を備えているものである。

　それゆえ、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた向上効果を奏する。

　また、上記タッチパネルと、上記入力操作面の反対側に表示手段とを備えることにより、種々の入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを見ながら、入力手段であるタッチパネルを直接操作することができるので、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供することができるという効果を奏する。

　さらには、多機能性を有する電子機器などにおいて、入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などをアプリケーションに応じて変えることが可能になるため、非常に複雑になりえる入力手段を簡単に集約することができるという効果をも奏する。また、機械式入力手段では、一度決めた配置は変更できないが、上記構成においては、柔軟に配置などを変更することができるという効果をも奏する。

　また、上記表示装置を備えていることにより、どんな環境下でも、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供できるため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた電子機器を実現することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態の電子機器の入力操作面の構成を示す平面図である。 図１のＡＡ線矢視断面図である。 表示手段としてフレキシブルな表示装置を用いた場合の本発明の他の実施の形態の電子機器の要部構成を示す断面図である。 表示手段としてフレキシブルな表示装置を用いた場合の本発明のさらに他の実施の形態の電子機器の要部構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態の電子機器に備えられた１層静電容量方式タッチパネルの電極構造を示す平面図である。 図５（ａ）のＢＢ線矢視断面図である。 ２層静電容量方式タッチパネルの電極構造を示す平面図である。 図６（ａ）のＣＣ線矢視断面図である。 抵抗膜方式タッチパネルの電極構造を示す平面図である。 図７（ａ）のＤＤ線矢視断面図である。 リニアライゼイションパターンを有する透明導電膜が積層された透明な基板の部分拡大平面図である。 図８（ａ）のＥＥ線矢視断面図である。 多様な形状の第２操作部を有する表示操作面の一例を示す図である。 多様な形状の第２操作部を有する表示操作面の他の例を示す図である。 多様な形状の第２操作部を有する表示操作面のさらに他の例を示す図である。

　以下、図１～９に基づいて本発明の一実施の形態について説明する。

　〔実施の形態１〕
　本実施の形態においては、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面２ａを有するタッチパネル５と、上記タッチパネル５の入力操作面２ａを有する表示操作面２の反対側には、表示手段として液晶表示装置６とが備えられた電子機器１について説明する。

　図１は、本実施の形態に係る電子機器１の操作者の入力操作面側から見た平面図を示す。

　電子機器１は、図１に示すように、操作者が入力操作を行うための入力操作面２ａを備えている。この入力操作面２ａは、後述するタッチパネル５からなり、第１操作部３と第２操作部４とで構成されている。

　上記第１操作部３は、略平坦に形成された平面構造を有する上記タッチパネル５の入力操作面２ａの第１領域の一例であり、上記第２操作部４は、上記第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造を有する上記タッチパネル５の入力操作面２ａの第２領域の一例である。

　これらの第１操作部３、第２操作部４の詳細については後述する。

　また、図２は、図１に示す電子機器１のＡＡ線矢視断面図を示す。

　図２に示すように、上記第１操作部３は略平坦に形成されている平面構造となっており、上記第２操作部４は上記第１操作部３における入力操作面２ａを基準面として、該基準面よりも突出した立体構造となっている。上記第１操作部３および上記第２操作部４は、詳しくは後述する１層静電容量方式のタッチパネル５で構成されている。さらに、このタッチパネル５は、後述する透明導電膜５ａと透明な基板５ｂから構成されている。

　上記タッチパネル５の入力操作面２ａの反対側には、表示手段として液晶表示装置６が備えられている。上記液晶表示装置６の表示部と上記タッチパネル５の入力操作面２ａの反対面とは、対向するように設けられており、上記液晶表示装置６の表示部に表示される図柄などのアイコンや文字などを見ながら、操作者は、上記タッチパネル５の入力操作面２ａである第１操作部３や第２操作部４を指または、ペンで触れることにより、上記電子機器１を操作することができる構成となっている。

　上記構成の電子機器１において、入力操作面２ａを構成している第１操作部３と第２操作部４とはそれぞれ異なる形状を有しているので、それぞれの操作部の形状に適した入力操作を行わせるように設定することで、従来の平面部または、立体部のみからなるタッチパネルを備えた電子機器と比べて、操作者の操作性の向上を図ることができる。
＜第１操作部＞
　具体的には、上記タッチパネル５の第１操作部３において、操作者が、上記入力操作面２ａを見ないで、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けるのは難しい。したがって、例えば、操作者が、暗い部屋の中にいる場合や運転中である場合のように、上記入力操作面２ａを見ることができない状況である時には、上記第１操作部３を用いて、入力操作を行うことは大変困難である。

　上記と同じ理由から、その入力部が平面部のみから構成される従来のタッチパネルにおいては、操作者が上記入力部を見ることができない場合に、その操作性が著しく落ちるという問題がある。

　しかし、その一方で、第１操作部３でのみ対応可能な入力モード（例えば、比較的複雑な入力モードである、入力面を指またはペンでなぞり字や絵などを入力するモードやキーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モード）が存在することや、第１操作部３においては、立体構造の第２操作部４で現れるレンズ効果がない。このため、例えば、上記タッチパネル５の下側にある表示手段などにより表示される、図柄などのアイコンや文字などを上記第２操作部４を通して視認するより、平面構造の上記第１操作部３を通して視認するほうが、より鮮明である。
＜第２操作部＞
　上記第１操作部３の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２操作部４の形状としては、上記基準面よりも突出している形状を有する場合、窪んだ形状を有する場合、突出している形状と窪んだ形状が混合している場合などがある。

　上記のような第２操作部４は、上述した第１操作部３とは、略反対の特徴を有している。すなわち、上記第２操作部４は、上記第１操作部３に対して突出または、窪んでいるため、平坦性が要求される上述したような比較的複雑な入力モードである、例えば、入力面を指またはペンでなぞり字や絵などを入力するモードやキーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モードを実現するのは非常に難しいとともに、レンズ効果を有する。このため、上記タッチパネル５の下側にある表示手段などにより表示される、図柄などのアイコンや文字などを鮮明に視認することが難しいという問題を有する。

　しかしながら、操作者は、第２操作部４において、手触りで所望の操作に対する入力面内の位置につき見当を付けて指等で押圧することで、上記入力操作面２ａを見ることなく当該操作を行うことができる。

　上記第２操作部４の形状としては、丸、楕円、三角、四角。角錐、円錐、上面平坦な台錐、湾曲など様々な形状を含む。

　本実施の形態に係る電子機器１に備えられたタッチパネル５の上記第２操作部４の少なくとも一部は、ドーム形状、楕円形状、または円錐形状のいずれかであることが好ましい。

　上記構成によれば、上記形状の第２操作部４を有することにより、操作者は、手触りで所望の操作に対応する入力面内の位置につき見当を付けるのが、さらに容易となり、たとえ、暗所においても、どの方向からでも、誰でも、容易に操作を行うことができ、操作性をさらに向上させることができる。
＜第１操作部と第２操作部とを備えることによる効果＞
　以下、第１操作部３と第２操作部４との両方を備えた構成の効果を説明するため、電子機器の一例として、リモコン機器を挙げて説明するとともに、ある一つの第１操作部３と第２操作部４の使用例の組み合わせを用いて説明をするが、本発明がこれらの例に限定されるわけではない。

　例えば、暗い部屋などでリモコン機器を使用する場合、操作者は、リモコン機器の入力操作部を見なくても、略平坦に形成された平面構造の第１操作部と、該第１操作部の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２操作部とは、手触りでつき見当を付けることができる。

　したがって、例えば、上記第２操作部には、電源オン・オフ機能を持たせ、操作者は上記第２操作部を介して、上記リモコン機器の対応する電子機器の電源をオン・オフすることができるとともに、上記リモコン機器自体の表示手段などをもオン・オフすることができる構成とすることができる。これにより、たとえ暗い部屋であっても、操作者は表示手段の図柄などのアイコンや文字などを見ながら、平面構造または、立体構造の入力面を用いて、多様な入力を行うことが可能となる。

　以上のように、本実施の形態に係る電子機器１に備えられたタッチパネル５は、操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面２ａを有する表示操作面２を備え、上記表示操作面２の少なくとも一部を形成する入力操作面２ａは、略平坦に形成された平面構造の第１操作部３と、該第１操作部３の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２操作部４とを有し、上記第１操作部３及び第２操作部４が一枚の基板に形成されているため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れている。

　また、本実施の形態に係る電子機器１は、上記タッチパネル５と、上記表示操作面２の反対側に表示手段とを備えている。

　上記構成によれば、種々の入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを見ながら、入力手段であるタッチパネル５を直接操作することができるので、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供することができる。

　また、多機能性を有する電子機器などにおいて、入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などをアプリケーションに応じて変えることが可能になるため、非常に複雑になりえる入力手段を簡単に集約することができるとともに、機械式入力手段では、一度決めた配置は変更できないが、上記構成においては、柔軟に配置などを変更することができる。

　また、本実施の形態に係る電子機器１に備えられたタッチパネル５の第１操作部３においては、入力面への接触の有無により、入力操作のオン・オフを検出し、上記第２操作部４においては、入力面における接触部分の移動方向および移動量により、入力操作の状態を検出することが好ましい。

　略平坦に形成された平面構造の第１操作部３は、接触の有無により、オン・オフが検出できるポイントタッチスイッチとして使用することが好ましい。すなわち、タッチの有無により入力が決まる、例えば、アプリケーション選択モードやチャンネルの選択モード、キーボード形式のような多数の文字列が平面上に並ぶ入力モードなどがこれに対応する。また、さらには、ワンタッチと長時間タッチで区別するような入力モードにも対応する。

　一方、上記第１操作部３の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２操作部４は、入力面における接触部分の移動方向および移動量が検出できるモーションスイッチとして使用することが好ましい。すなわち、位地特定が不要なモーション指示を行う、例えば、音量や温度の上げ下げやカーソルの移動、ページ移動などがこれに対応する。

　上記説明は例示的なものであり、本発明がこれに限定されるものではない。

　上記のように、第１操作部３と第２操作部４とに対応する入力モードを区別することにより、操作者の操作性をさらに向上させることができる。

　また、本実施の形態に係る電子機器１に備えられたタッチパネル５は、上記表示操作面２の上記入力操作面２ａ以外の部分中、略平坦に形成された少なくとも一部を用いて、駆動回路を接続するための端子実装または、固定を行うことが好ましい。

　上記構成によれば、上記表示操作面２の上記入力操作面２ａ以外の部分中、略平坦に形成された少なくとも一部を用いて、端子実装または、例えば、電子機器のケースや表示手段との固定を行うことにより、作業性を向上させることができ、量産性を向上できるとともに、信頼性も向上できる。

　図３は、表示手段としてフレキシブル表示装置８を用いた場合の本発明の他の実施の形態の電子機器１ａの要部構成を示す断面図である。

　また、図４は、表示手段としてフレキシブル表示装置８を用いた場合の本発明のさらに他の実施の形態の電子機器１ｂの要部構成を示す断面図である。

　上記図２に示す電子機器１では、表示手段として、フレキシブルではない一般的な平面からなる表示装置で液晶表示装置６を使用しているが、上記液晶表示装置６の代わりにフレキシブルな基板で構成されるフレキシブル表示装置８を使用することが可能である。このように、フレキシブル表示装置８を使用すれば、上記第１操作部３及び上記第２操作部４の形状に沿って、上記フレキシブル表示装置８を自由自在に曲げることができるので、上記第１操作部３及び上記第２操作部４の形状に沿った表示手段を設けることが可能となる。

　例えば、図３に示すように、第１操作部３では平面状に、そして、第２操作部４では該第２操作部４の突出した曲面に沿って曲面状にすることができるフレキシブル表示装置８を備えた電子機器１ａを実現できる。また、第２操作部４は、第１操作部の操作面を基準面として突出した形状のみならず、窪んだ形状であってもよいので、例えば、図４に示すように、平面形状の第１操作部３では平面状に、そして、第２操作部４の窪んだ曲面に沿って曲面状にすることができるフレキシブル表示装置８を備えた電子機器１ｂを実現できる。

　以上のように、上記表示手段は、フレキシブルであるとともに、上記第１操作部３及び上記第２操作部４の形状に設けられていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記表示手段と上記タッチパネル５の入力操作面２ａとの間の距離を一様に形成することができるため、輝度ムラなどがない表示品質の高いタッチパネル付き表示装置を実現することができる。

　また、本発明の一実施の形態の電子機器は、以上のような表示装置を備えていることにより、どんな環境下でも、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供できるため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた電子機器を実現することができる。

　以下、本発明の一実施の形態の電子機器に備えられたタッチパネル５に用いられている１層静電容量方式の構成についてさらに詳しく説明する。

　図５（ａ）は、本発明の一実施の形態のタッチパネル５に備えられた１層静電容量方式の電極構造を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢＢ線矢視断面図である。

　図５（ａ）に図示されているように、タッチパネル５は、その周縁部にくし歯形状を有する４個の電極Ｅ１～Ｅ４を備えており、図示してないタッチ検出部に所定の信号線を介して電気的に接続されている。

　また、図５（ｂ）に図示されているように、上記タッチパネル５は、１層静電容量方式の電極構造を有するため、上述したような第１操作部３と第２操作部４とを有するように形成された透明な基板５ｂの下面（操作者が入力操作を行う入力面の反対面）に透明導電膜５ａがパターンを形成せず、全面に積層された構成となっている。そして、上記電極Ｅ１～Ｅ４は、透明導電膜５ａに導電ゴムや導電ペーストあるいは他の導電性の接続材９によって電気的に接続されている。

　上記１層静電容量方式は、図５（ａ）、図５（ｂ）に図示されているようなタッチパネル５の電極Ｅ１～Ｅ４に所定の交流電圧を印加するとともに、これらの電極Ｅ１～Ｅ４のそれぞれを介して流れる電流を検出し、各電極Ｅ１～Ｅ４を介して流れる電流の検出値に基づき、操作点を検出する方式である。

　すなわち、上記タッチパネル５に操作者が指などの操作手段を接触させると、操作点と人体とが容量結合した状態となるため、各電極Ｅ１～Ｅ４から上記タッチパネル５を見たインピーダンスが変化し、そのインピーダンスの変化に応じて、各電極Ｅ１～Ｅ４からタッチパネル５の透明導電膜５ａ、透明な基板５ｂ、指などの操作手段を介して操作者に流れる電流が変化する。操作者の指などの操作手段がタッチパネル５に接触している状態において、各電極Ｅ１からＥ４を介して流れる電流の値は、タッチパネル５における指などの操作手段の接触点の位置および人体との結合容量に依存するので、操作がなされた場合には、操作点の位置を検出することができる構成である。

　上記透明な基板５ｂとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの透明フィルム、ポリカーボネートやアクリル樹脂などを用いることが可能であり、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、耐熱性ガラスなどをも用いることができる。

　上記透明な基板５ｂの厚さとしては、タッチの感知度と耐久性などを考慮した厚さとすることが好ましく、本実施の形態にて用いた、例えば、ポリカーボネートの場合は、タッチの感知度を考慮した場合、２ｍｍ以下であることが好ましい。

　さらに、上記透明な基板５ｂは、一様の厚さであることが好ましい。

　一様の厚さを有する透明な基板５ｂを用いることにより、塊状などの基板を用いる構成に比べ、透過率が均一であるとともに高いので、上記タッチパネル５の上記表示操作面２の反対側に設けられた表示装置などによる表示やアイコンなどの視認性が改善される効果を得ることができる。

　また、上記タッチパネル５を薄型化することができるため、軽量化をも実現できるとともに、射出成型などに比べ金型の加工製作が容易な真空成型（打抜き）で製作可能であるため、簡便な方法で多品種大量生産することができる。

　一方、上記透明導電膜５ａとしては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）膜などを上記透明な基板５ｂ上にスパッタリング法で成膜する。あるいは有機膜系の導電膜であっても良い。

　上記透明な基板５ｂは成形品を結合しても良いが、一般的には一枚の基板とし、射出成形あるいは板材から単数あるいは複数個真空成型し、打ち抜きなどで外形部を切り出す。なお、真空成膜を行う場合には、成膜は加工前でも加工後でも良く、材料の成膜性に応じて行うことができる。但し、タッチ検出電極は比較的高抵抗で薄く形成する為、平面構造の第１操作部３と立体構造の第２操作部４との繋ぎ目の傾斜度が極端に大きい構造や小さい構造は製造プロセスによっては避ける必要がある場合もある。

　また、成膜後に基板成形を行う場合には、膜に傷がついたり、変形歪で破れないように、変形の小さい構造の設計や金型側での工夫をする必要がある。また、有機導電膜の成膜は、基板成型後に印刷あるいはパターンニングにて行っても良い（インクジェット印刷やレーザ描画など）。

　また、本発明の実施の形態においては、タッチを検出するための上記透明導電膜５ａが、上記入力操作面２ａとは反対方向の面に設けられていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記透明な基板５ｂが、極めて薄膜に形成される上記透明導電膜５ａ（略１０ｎｍ～３０ｎｍの膜厚）を保護する構成であるため、上記透明導電膜５ａを保護するために、別途に保護膜などを設ける必要がなくなり、製造コストを低減できるとともに、製造工程数を減らすことができ生産性をも向上させることができる。

　また、さらには、上記構成によれば、上記透明な基板５ｂの表面のすべりを全体的によくしたり、または、表面加工処理などを施すことにより、部分的にまたは、全体的な接触感を変えることも可能になる。

　本発明の一実施の形態においては、図５（ａ）（ｂ）の１層静電容量方式を適用したが、用いる電子機器の特徴に応じて、後述する図６（ａ）（ｂ）の２層静電容量方式など他の方式を適用することも可能である。

　図６（ａ）は、２層静電容量方式の電極構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣＣ線矢視断面図である。

　上記２層静電容量方式においては、図６に示されているように、５ｃは縦電極でＸ方向（横方向）、５ｄは横電極でＹ方向（縦方向）のタッチ座標を検出する役割をする。上記５ｃと５ｄの間には、無機あるいは有機の絶縁膜１２が成膜されている。また、上記５ｃ上には保護膜１３として、無機あるいは有機の絶縁膜が単層もしくは多層で設けられている。なお、１５ａと１５ｂとは、それぞれ上記５ｃと５ｄを外部と接続するための引回し配線である。

　また、図７（ａ）は、抵抗膜方式の電極構造を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤＤ線矢視断面図である。

　上記抵抗膜方式は、図７に図示されているように、基板の入力面を押圧することにより、ドットスペーサ１０によって所定の間隔を空けて対向している透明な基板５ｂに設けられた上部透明電極５ｃと透明な基板５ｂに設けられた下部透明電極５ｄとが互いに接触し、接触した際に流れる電流を測定する原理を利用する方式である。なお、１５ａと１５ｂとは、それぞれ上部透明電極５ｃと下部透明電極５ｄとを外部と接続するための引回し配線である。また、外部信号中継基板１４は、ＦＰＣあるいは硬質基板などから成り、上記引回し配線１５ａ、１５ｂとは、導電ゴムや導電ペーストあるいは他の導電性の接続材９によって電気的に接続されている。

　タッチパネルのタッチの検出方法としては、図５（ａ）（ｂ）および図６（ａ）（ｂ）に図示されているような本発明の実施の形態において用いている静電容量方式、図７（ａ）（ｂ）に図示されているような抵抗膜方式、音波の吸収を利用した超音波方式、発光素子が発する赤外光を遮断、あるいは反射光を受光素子で受けることで触れた位置を検出する赤外線方式、電磁誘導を利用した電磁誘導方式などがある。

　本発明の一実施の形態の電子機器に備えられたタッチパネル５においては、タッチの検出方法として、上述したような静電容量方式を用いることが好ましい。

　上記構成によれば、抵抗膜方式と比べ、精度の高い一様なギャップ部を設ける必要がないとともに、基板の変形と回復の繰り返しが不要な構成であるため、比較的強靱な材料または、厚みのある基板を用いることが可能であるので、耐久性の優れたタッチパネルを製作できるとともに、また、その構造が比較的簡単であるため、生産性を向上させることができる。

　本発明の一実施の形態の電子機器に備えられたタッチパネル５は、図５（ａ）（ｂ）に図示するように、上記タッチを検出するための透明導電膜５ａが、１層からなることが好ましい。

　上記構成によれば、上記タッチパネル５は、１層式の静電容量方式であるため、上記第１操作部３または、上記第２操作部４のどちらにおいても、上記タッチを検出するための電極部にパターン形成を施す必要がないので、製造工程数を減らすことができ生産性を向上させることができるとともに、さらなる薄型化が可能になる。

　図８（ａ）（ｂ）は、リニアライゼイションパターンを説明するための図である。

　図８（ａ）は、リニアライゼイションパターン１１を有する透明導電膜５ａが積層された透明な基板５ｂを示す部分拡大平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥＥ線矢視断面図である。

　上記タッチを検出するための透明導電膜５ａ上に分布している電界は、一般的に不均一であり、これに起因して、タッチの検出精度を高くできないという問題があった。

　このような問題を改善するために、上記透明導電膜５ａの外周領域には、電界曲線を均一にするためのリニアライゼイションパターン１１が設けられていることが好ましい。

　リニアライゼイションパターン１１に用いることができる材料は、所定の抵抗値を有する安定した物質であればどのようなものでもよい。例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕなどの単一あるいは合金からなる真空あるいはメッキ成膜材料を用いることが可能であるとともに、上記透明導電膜５ａ材料そのものを厚膜化などにより低抵抗化して用いてもよい。また、さらには、銀や銅などの導電物質をエポキシ材料のようなポリマに分散させてインキ化した導電性ペーストなどを用いてもよい。

　上記リニアライゼイションパターン１１の形成方法としては、スクリーン印刷、スパッタリング、エッチングなどのさまざまな方法を用いることができる。

　また、本発明の一実施の形態の電子機器１においては、表示手段として、図２に図示されているような、フレキシブルではない一般的な平面からなる表示装置としてはバックライトを有する液晶表示装置６を用いた。

　また、本発明の他の実施の形態の電子機器１ａまたは１ｂにおいては、自由に曲げることが可能なフレキシブル表示装置８としては、反射型ＴＦＴ　ＬＣＤを用いたが、この他にも、有機ＥＬやや電子ペーパあるいはＬＥＤなど発光体を配列したものを用いることもできる。

　また、さらには、上記表示手段として、各種立体表示装置を用いたり、機械的に画面が切り替わるもの（例えばドーム部全体を切替えたり、微小なスリットや穴を並べて裏面の画像を微小に動かすもの）やプラズマ表示装置などを用いても良い。
＜第２操作部の多様なバリエーション＞
　図９（ａ）～（ｃ）は、多様な形状の第２操作部４を有する表示操作面２を示すための図面である。

　図９（ａ）～（ｃ）に示されているように、様々な形状の第２操作部４を組み合わせることで、例えば、目が不自由な方、あるいは、電子機器の上記表示操作面２を見ることができない状況下においても、上記電子機器を操作することが可能となる。

　第２操作部４の形状の種類や数を増やす程、位置の特定精度を向上させることができる。

　図９（ａ）は、商談モニターや対戦ゲームなどのように、対面するシーンで活用できる形状の第２操作部４を有する表示操作面２を示す。

　図９（ｂ）は、様々な機能（操作画面）を幾つかの第２操作部４ごとに分けて使うことで、機能画面を切り替えずに多くの機能を迅速に操作することができるとともに、モーション動作の度合いに応じて、第２操作部４のサイズを変え使いやすくできるような形状の第２操作部４を有する表示操作面２を示す。

　図９（ｃ）は、アミューズメントパークや子供向けの遊戯で、人の顔を形取った形状にして面白さを演出することができるとともに、各第２操作部４ごとに表示色を変えて更に演出効果を高めることもできる第２操作部４を有する表示操作面２を示す。

　本発明の一実施の形態の電子機器に備えられたタッチパネル５は、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れたタッチパネル５である。

　また、上記タッチパネル５と、上記入力面の反対側に表示手段とを備えることにより、種々の入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などを見ながら、入力手段であるタッチパネル５を直接操作することができるので、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供することができる。

　さらには、多機能性を有する電子機器などにおいて、入力可能な操作に対応するアイコンなどの図柄や文字などをアプリケーションに応じて変えることが可能になるため、非常に複雑になりえる入力手段を簡単に集約することができるとともに、機械式入力手段では、一度決めた配置は変更できないが、上記構成においては、柔軟に配置などを変更することができる。

　また、上記表示装置を備えていることにより、どんな環境下でも、誰にでも使いやすいユーザインタフェースを提供できるため、平面部または立体部のどちらかのみから構成された従来のタッチパネルに比べて、操作者の操作性という面で極めて優れた電子機器を実現することができる。

　この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

　本発明は、電子機器を操作するための入力手段として備えられたタッチパネルと、上記タッチパネルを備えた表示装置と、上記表示装置を備えた電子機器とに適用することができる。

　　１　　電子機器
　　２　　表示操作面
　　２ａ　入力操作面
　　３　　第１操作部（第１領域）
　　４　　第２操作部（第２領域）
　　５　　タッチパネル
　　５ａ　透明導電膜
　　５ｂ　透明な基板
　　６　　液晶表示装置（表示手段）
　　８　　フレキシブル表示装置（表示手段）

Claims (11)

1. 　電子機器に備えられたタッチパネルにおいて、
   　操作者が直接タッチして入力操作を行うための入力操作面を有する表示操作面を備え、
   　上記表示操作面の少なくとも一部を形成する入力操作面は、略平坦に形成された平面構造の第１領域と、該第１領域の入力面を基準面とし、該基準面よりも突出及び／または窪んで形成された立体構造の第２領域とを有し、上記第１領域及び第２領域が一枚の基板に形成されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 　上記表示操作面の上記入力操作面以外の部分中、略平坦に形成された少なくとも一部を用いて、駆動回路を接続するための端子実装または、固定を行うことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 　上記第１領域においては、入力面への接触の有無により、入力操作のオン・オフを検出し、
   　上記第２領域においては、入力面における接触部分の移動方向および移動量により、入力操作の状態を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 　上記第２領域の少なくとも一部は、ドーム形状、楕円形状、または円錐形状のいずれかであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
5. 　上記基板は、一様の厚さであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のタッチパネル。
6. 　上記タッチパネルの方式が、静電容量方式であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のタッチパネル。
7. 　上記基板において、タッチを検出するための電極部は、上記入力操作面とは反対方向の面に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル。
8. 　上記タッチを検出するための電極部が、１層からなることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
9. 　請求項１から８の何れか１項に記載のタッチパネルと、上記表示操作面の反対側に表示手段とを備えていることを特徴とする表示装置。
10. 　上記表示手段が、フレキシブルであるとともに、上記第１領域及び第２領域の形状に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 　請求項９または１０に記載の表示装置を備えていることを特徴とする電子機器。

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