WO2011024713A1

WO2011024713A1 - 振動機能付きタッチパネルの実装構造

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Publication number: WO2011024713A1
Application number: PCT/JP2010/064054
Authority: WO
Inventors: 甲斐義宏; 橋本孝夫; 末冨喜子; 渡津裕次
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2012-02-29
Also published as: US8816981B2; TW201112087A; US20120162143A1; CN102483665B; CN102483665A; TWI470486B

Abstract

【課題】　耐衝撃、防防塵、防滴性に優れ、かつ振動素子の振動を効果的に伝えることができる振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供することを目的とする。【解決手段】　タッチパネル本体と、当該タッチパネル本体の上面に張り合わせられ、透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシートと、前記タッチパネル本体の裏面周縁部に形成され、前記加飾部に隠蔽される振動素子と、これらの外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、表示装置のための凹部又は開口部、及び前記タッチパネル本体の裏面周縁部を支持する枠状の支持部を有する筐体と、前記支持部上に配置され、前記振動子より前記タッチパネル本体の外縁側に位置する弾性部材枠と、前記筐体の内部に配置され、前記振動素子に駆動電圧を付加する振動制御部と、を備えたことを特徴とする振動機能付きタッチパネの実装構造。

Description

振動機能付きタッチパネルの実装構造

　本発明は、主に携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機器等のモバイル機器の用途に用いられる振動機能付きタッチパネルの実装構造に関する。

　現在、表示装置の前面にタッチパネルを搭載したモバイル機器が多く市場に出回っているが、タッチパネルには、主に抵抗膜方式のタッチパネルと静電容量方式のタッチパネルとがある。このうち、抵抗膜方式のタッチパネルは、可動板と支持基板が、その対向面に形成された導電体層間が離間するように、僅かな絶縁間隔を隔てて積層配置されたもので、可動板が押圧された際に、その押圧位置で導電体層間が接触することを電気的に検出して、演算処理装置へその押圧位置を表す押圧位置データを出力するものである。一方、静電容量方式のタッチパネルは、指先と導電膜との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する。

（１）　前記抵抗膜方式のタッチパネルにおいては、上述のように、可動板と支持基板とが、わずかな絶縁間隔を隔てて配置された積層構造となっているので、可動板の押圧ストロークが０．０１～０．５ｍｍと極めて小さく、操作者は、入力操作感を感じることが困難である。また、静電容量方式のタッチパネルに至っては、押圧ストロークすら存在しないため、操作者は、入力操作感を感じることは不可能である。

　そこで、入力操作面を押圧した際に、単純な駆動回路で操作者が検知できる振動をタッチパネルに発生させることにより。押圧した指から感触せしめる触感フィードバック型タッチパネルが開発されている。例えば、特許文献１では、対向する両面に一対の駆動電極（圧電素子）が固着された圧電基板（振動素子）を、直接もしくは、駆動電極を介して、可動板又は支持基板に固着し、入力操作面への押圧を検出した際に、一対の駆動電極に駆動電圧を印加して伸縮する圧電基板（振動素子）により可動板又は支持基板を振動させている。

（２）　また、モバイル機器においては、通常、音声再生機能を備えているが、前述のタッチパネル２０４とは別々の部品としてコーン型のスピーカ８０が筐体２０２内に実装されている（図１８参照）。その場合、コーン型のスピーカ８０の振動板の動きが一定のため音の指向性が高すぎて、ホール８１に耳を完全に当てないと聞こえないという問題があった。また、スピーカ８０から出た音を妨げないようにメッシュ８１で保護するため防塵、防水性に乏しい、さらにはスピーカ８０を意識した実装設計となるためデザインに制約がある、等の問題もあった。

　そこで、出願人においては、タッチパネルをスピーカとして作動させることで、上記問題を解消させることを検討した。すなわち、対向する両面に一対の駆動電極が固着された圧電基板を、直接もしくは、駆動電極を介して、タッチパネルの可動板又は支持基板に固着し、一対の駆動電極に駆動電圧を印加して伸縮する圧電基板により可動板又は支持基板を振動させることで、音響出力を生成するというものである。

（３）　ところで、モバイル機器は、オフィス等に設置される機器に比べて使用条件が厳しく、例えば、モバイル機器を落下させたり、あるいはモバイル機器に水滴がかかったりすることもあるので、ある程度の耐衝撃性、並びに防塵、防滴性が要求されている。

　このために、例えば、特許文献２に示すように、タッチパネルの外周に弾性部材枠を取着させ、この弾性部材枠（ガスケット）がタッチパネルの上面周囲を額縁状に覆っている筐体に圧接されることにより、モバイル機器内部を密閉して、防塵、防水機能と耐衝撃機能とを実現している。

特開２００３－１２２５０７号公報特開平１１－７４６６１号公報

　しかしながら、前記（１）で述べた従来の触感フィードバック型タッチパネル１０４の実装構造では、前記（３）の特許文献２に示すように密閉構造を適用すると、筐体１０２の額縁状に覆っている部分との間に存在する弾性部材枠５０によって振動素子の振動が入力領域において減衰されてしまう（図１３参照）。すなわち、効果的にタッチパネルを振動させることが出来ず、触感フィードバック用の振動が操作者に十分伝達されないものであった。

　また、前記（２）で述べたようにそのままタッチパネルをスピーカとして実装して作動させる構造では、前記（３）の特許文献２に示すように密閉構造を適用すると、筐体１０２の額縁状に覆っている部分との間に存在する弾性部材枠５０によって振動素子の振動が入力領域において減衰されてしまう（図１７参照）。すなわち、効果的にタッチパネルを振動させることが出来ず、タッチパネルがスピーカとして十分に音声を再生できないものであった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、耐衝撃、防防塵、防滴性に優れ、かつ振動素子の振動を効果的に伝えることができる触感フィードバック型タッチパネルやスピーカ兼用タッチパネルなどの振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供することを目的とする。

　本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　本発明の第１態様によれば、タッチパネル本体と、当該タッチパネル本体の上面に張り合わせられ、透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシートと、前記タッチパネル本体の裏面周縁部に形成され、前記加飾部に隠蔽される振動素子と、これらの外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、表示装置のための凹部又は開口部、及び前記タッチパネル本体の裏面周縁部を支持する枠状の支持部を有する筐体と、前記支持部上に配置され、前記振動子より前記タッチパネル本体の外縁側に位置する弾性部材枠と、前記筐体の内部に配置され、前記振動素子に駆動電圧を付加する振動制御部と、を備えたことを特徴とする振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第２態様によれば、前記タッチパネル本体が、剛性を低下させた低剛性部分を形成されていない、第１態様の振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第３態様によれば、前記筐体の前記支持部に、前記振動素子と振動時に接触しないように振動空間用凹部が形成されている、第１態様又は第２態様のいずれかの振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第４態様によれば、前記振動空間用凹部の底面にクッション層を備えた、第３態様の振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第５態様によれば、前記筐体の前記支持部に、前記振動素子と振動時に接触しないように振動空間用貫通孔部が形成されている、第１態様又は第２態様のいずれかの振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第６態様によれば、前記タッチパネル本体が、透明性、剛性に優れる支持板と、当該支持板の上面に張り合わせた下部電極フィルムと、当該下部電極フィルムの上方に空気層を有するように対向配置した上部電極フィルムとを備えた、抵抗膜方式のタッチパネルである、第１～５態様のいずれかの振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第７態様によれば、前記振動素子が、基部と、当該基部から片持ちされた長尺状の振動部材とを備えた、第１～６態様のいずれかの振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第８態様によれば、前記振動制御部が、前記タッチパネル本体への押圧操作を検知して前記振動素子に駆動電圧を付加する触感フィードバック制御部である、第１～７態様のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　また、本発明の第９態様によれば、前記振動制御部が、音声を再生するように前記振動素子に駆動電圧を付加するスピーカ制御部である、第１～８態様のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造を提供する。

　本発明によれば、振動機能付きタッチパネルが、タッチパネル本体の上面に透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシートを有するものであり、これを筐体に外側から嵌め込むため、当該振動機能付きタッチパネルの外表面と筐体の外表面との継ぎ目が無いシームレス構造となる。また、弾性部材枠が筐体の支持部上に配置されているが、振動子よりタッチパネル本体の外縁側に位置するので、振動子の振動を入力領域において減衰する方向では作用しない。したがって、耐衝撃、防防塵、防滴性に優れ、かつ振動素子の振動を効果的に伝えることができる。その結果、振動機能付きタッチパネルが触感フィードバック型タッチパネルの場合には、操作者が入力操作感を十分に感じることができる。また、振動機能付きタッチパネルがスピーカ兼用タッチパネルの場合には、タッチパネルがスピーカとして十分に音声を再生することができる。

携帯電話機の斜視図振動機能付きタッチパネルの実装構造の一例を示す断面図振動機能付きタッチパネルの実装構造の一例を示す分解断面図下部電極フィルムの平面図上部電極フィルムの底面図筐体の振動空間用凹部を示す斜視図振動機能付きタッチパネルの実装構造の変化例を示す断面図振動機能付きタッチパネルの実装構造の変化例を示す分解断面図筐体の振動空間用貫通孔部を示す斜視図別実施形態での振動子の構造示す斜視図デザインシートの平面図触感フィードバック型タッチパネルにおける振動伝達の様子を示す模式図弾性部材枠によって触感フィードバック型タッチパネルの振動が減衰する様子を示す模式図振動機能付きタッチパネルの実装構造の別の例を示す断面図振動機能付きタッチパネルの実装構造の別の例を示す分解断面図スピーカ兼用タッチパネルにおける振動伝達の様子を示す模式図弾性部材枠によってスピーカ兼用タッチパネルの振動が減衰する様子を示す模式図タッチパネル付き携帯電話機におけるスピーカの実装構造を示す模式図

　以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

　〔第１実施形態〕
　本発明に係わるパネル部材は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機器等のようなモバイル機器に用いられる。ここでは、パネル部材として携帯電話機に用いられる触感フィードバック型タッチパネルの実装構造を例示して説明する。図１は、携帯電話機１の斜視図である。図２は、図１の線分II－IIにおける、振動機能付きタッチパネルの実装構造の一例を示す断面図であり、図３は、振動機能付きタッチパネルの実装構造の一例を示す分解断面図である。

　図１～図３に示すように、振動機能付きタッチパネル４を有する携帯電話機１は、前面に表示窓２Ａなどが形成された合成樹脂製の筐体２に、液晶又は有機ＥＬなどの表示部３Ａを有する表示装置３、その表示装置３の表面を被覆し、振動機能付きタッチパネル４、及び、複数の入力キー５などを備えて構成されている。

　筐体２の表示窓２Ａは、図１及び図２に示すように、振動機能付きタッチパネル４の外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、筐体２の内部に装備された表示装置３の表示部３Ａを外部に臨ませる開口部２ａと、タッチパネル４の裏面周縁部４Ａを支持する枠状の支持部２ｂとを有するように開口されている。

　表示窓２Ａの形状や大きさは、振動機能付きタッチパネル４の形状や大きさに応じて種々の変更が可能であり、又、表示窓２Ａの凹入深さは、タッチパネル４の厚みなどに応じて種々の変更が可能であり、更に、表示窓２Ａにおける開口部２ａの形状や大きさは、表示部３Ａの形状や大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは、表示窓２Ａ、開口部２ａ、表示部３Ａ、及びタッチパネル４の形状を矩形状又は略矩形状とし、表示窓２Ａの凹入深さを、筐体２の表面と振動機能付きタッチパネル４の表面とが同じ高さになるように設定してある。

　振動機能付きタッチパネル４は、抵抗膜方式、静電容量方式、及び電磁誘導方式などから選択できる。ここでは、抵抗膜方式のものを例示して説明する。

　図２及び図３に示すように、振動機能付きタッチパネル４は、透明性、剛性に優れる樹脂やガラスを用いて形成した支持板６、当該支持板６の上面に張り合わせた下部電極フィルム７、当該下部電極フィルム７の上方に空気層を有するように対向配置した上部電極フィルム８などからなるタッチパネル本体４１、及び、当該タッチパネル本体４１の前記上部電極フィルム８の上面に張り合わせたデザインシート９などによって、抵抗膜方式のタッチパネルＡとしての機能を有するように構成される。

　支持板６に使用する樹脂としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル－スチレン共重合体樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、セルロースプロピオネート樹脂（ＣＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリエステル樹脂、及びポリエチレン樹脂（ＰＥ）などの透明性、剛性に優れる樹脂から選択でき、特に透明性に優れるポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を使用することが好ましい。また、支持板６に使用するガラスとしては、ソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、強化ガラスなどがある。

　又、支持板６の厚みとしては、０.５～３.０ｍｍの範囲から選択でき、特に１.０ｍｍとすることが好ましい。なお、支持板６には低剛性部分、例えば周縁部の対向する二辺に平行にそれぞれ凹状溝部などを設けて剛性を低下させた部分が形成することにより振動しやすくすることもできるが、本実施形態では剛性を低下させた低剛性部分を形成されていない、

　図２～図４に示すように、下部電極フィルム７は、透明絶縁性基材７Ａの上面に、矩形状の透明導電膜７Ｂ、透明導電膜７Ｂの対向する二辺に位置する平行な一対の下側バスバー７Ｃ、透明導電膜７Ｂの周囲に位置する一対の引き回し回路７Ｄと一対の連絡電極７Ｅ、及び枠状の接着層７Ｆを形成して構成される。

　図２、図３及び図５に示すように、上部電極フィルム８は、指などで押圧すると撓む性質を有する可撓性透明絶縁性基材８Ａの下面に、矩形状の透明導電膜８Ｂ、当該透明導電膜８Ｂの対向する二辺に位置する平行な一対の上側バスバー８Ｃ、及び、透明導電膜８Ｂの周囲に位置する一対の引き回し回路８Ｄと一対の連絡電極８Ｅとを形成して構成される。

　下部電極フィルム７の透明絶縁性基材７Ａ及び上部電極フィルム８の可撓性透明絶縁性基材８Ａには、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。

　下部電極フィルム７及び上部電極フィルム８の透明導電膜７Ｂ，８Ｂには、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などの金属酸化物膜、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、あるいは、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの金属膜がある。又、透明導電膜７Ｂ，８Ｂを２層以上の多層に形成してもよい。

　透明導電膜７Ｂ，８Ｂの形成方法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などがある。

　図１～図３に示すように、透明導電膜７Ｂ，８Ｂのうちのいずれか一方の表面に、それらの透明導電膜７Ｂ，８Ｂを対向させた際の誤接触を防止するための複数の微細なドット状のスペーサ１０を形成することができる。

　スペーサ１０には、エポキシアクリレート系やウレタンアクリレート系などの透明な光硬化型樹脂や、ポリエステル系やエポキシ系などの透明な熱硬化型樹脂を使用できる。又、スペーサ１０の形成方法には、スクリーン印刷などの印刷法やフォトプロセスなどがある。

　下側バスバー７Ｃ、上側バスバー８Ｃ、引き回し回路７Ｄ，８Ｄ、及び連絡電極７Ｅ，８Ｅは、金、銀、銅、ニッケルなどの金属あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを用いて形成することができる。又、それらの形成方法には、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、及び刷毛塗法などがある。

　下側バスバー７Ｃ及び上側バスバー８Ｃは、透明絶縁性基材７Ａ又は可撓性透明絶縁性基材８Ａのなるべく端部に形成して、透明絶縁性基材７Ａ及び可撓性透明絶縁性基材８Ａの中央部に、下側バスバー７Ｃや上側バスバー８Ｃが形成されないエリアをできるだけ広く確保することが一般的である。

　下側バスバー７Ｃや上側バスバー８Ｃが形成されないエリア、つまり、入力エリアや表示エリアの広さや形状は、携帯電話機１などのタッチパネル付きモバイル機器における入力エリアや表示エリアの広さや形状に応じて種々の変更が可能である。

　デザインシート９は、可撓性透明絶縁性基材９Ａの上面に図示しないハードコート層を、下面に図示しない絵柄層及び接着層を形成して構成されている。前記したように下部電極フィルム７及び上部電極フィルム８に不透明なバスバー７Ｃ、８Ｃ及び引き回し回路７Ｄ、８Ｄが設けられるため、これを被覆して隠蔽するために絵柄層が設けられる。つまり、図１１に示すようにデザインシート９は透明窓部９Ａ及び当該透明窓部を囲む加飾部９Ｂを有するが、絵柄層の存在する部分が加飾部９Ｂとなり、絵柄層の存在しない部分が透明窓部９Ａとなる。したがって、従来技術のようにタッチパネルの上面周囲を筐体で額縁状に覆う実装構造（図１３参照）をとる必要はない。

　　振動機能付きタッチパネル４が、タッチパネル本体４１の上面に透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシート９を有するものであり、これを図１２に示すように筐体２に外側から嵌め込むため、当該振動機能付きタッチパネル４の外表面と筐体２の外表面との継ぎ目が無いシームレス構造となる。したがって、防塵、防滴性に優れ、かつ振動素子の振動を効果的に伝えることができる。すなわち、操作者が入力操作感を十分に感じることができる。

　デザインシート９の可撓性透明絶縁性基材９Ａには、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。

　可撓性透明絶縁性基材９Ａの厚みとしては、５０～２００μｍの範囲から選択でき、特に１００～１２５μｍとすることが好ましい。

　デザインシート９のハードコート層に使用する材料としては、シロキサン系樹脂などの無機材料、あるいはアクリルエポキシ系、ウレタン系の熱硬化型樹脂やアクリレート系の光硬化型樹脂などの有機材料がある。ハードコート層の厚みは、１～７μｍ程度が適当である。

　ハードコート層の形成方法には、ロールコート、スプレーコート、などのコート法、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。又、ハードコート層は、下面に絵柄層及び接着層が直接形成される可撓性透明絶縁性基材９Ａの上面に直接形成してもよいし、下面に絵柄層及び接着層が直接形成される可撓性透明絶縁性基材９Ａとは別の可撓性透明絶縁性基材に形成して、それらの両可撓性透明絶縁性基材を貼り合わせてもよい。

　デザインシート９に、例えば、可撓性透明絶縁性基材９Ａやハードコート層に凹凸加工を施す、あるいは、ハードコート層中に体質顔料であるシリカやアルミナなどの微粒子を混ぜる、などの光反射防止のためのノングレア処理を施すようにしてもよい。

　絵柄層には、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、アルキド樹脂などをバインダとし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。

　絵柄層の形成方法には、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。

　又、絵柄層としては、金属薄膜層からなるもの、あるいは、絵柄印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、図柄層として金属光沢を表現するものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成する。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛、などの金属、これらの合金又は化合物を使用する。金属薄膜層の膜厚は、０．０５μｍ程度とするのが一般的である。又、金属薄膜層を設ける際に、他の層との密着性を向上させるために、前アンカー層や後アンカー層を設けてもよい。

　接着層には、上部電極フィルム８の可撓性透明絶縁性基材８Ａとデザインシート９の可撓性透明絶縁性基材９Ａとに適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。例えば、可撓性透明絶縁性基材８Ａ，９Ａがポリカーボネート系やポリアミド系の場合は、ポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよく、又、可撓性透明絶縁性基材８Ａ，９Ａがアクリル系やポリエチレンテレフタレート系の場合は、塩ビ、酢酸ビニル、アクリル系共重合体などを使用すればよい。

　接着層の形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。

　以下、図１～図５に基づいて、本実施形態で例示した振動機能付きタッチパネル４の構成について詳述する。

　先ず、厚さ７５μｍのロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムと略称する）からなる可撓性透明絶縁性基材８Ａの片面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、片面ハードコート付きのＰＥＴフィルムを得た後、そのハードコート面に、インジウムチンオキサイド膜（以下、ＩＴＯ膜と略称する）をスパッタリングにより形成する。次に、縦横の長さが予め設定した所定の寸法となるようにシート状にカットした後、ＩＴＯ膜上にスクリーン印刷にてエッチングレジストをパターン状に塗布し、硫酸にて不要部のＩＴＯ膜を除去することで、矩形状の透明導電膜８Ｂを形成する。エッチング後、レジストはアルカリ洗浄により除去し、透明導電膜８Ｂの対向する二辺及び周囲に銀ペーストを用いたスクリーン印刷によって、平行な一対の上側バスバー８Ｃと一対の引き回し回路８Ｄと一対の連絡電極８Ｅとを形成する。これによって、上部電極フィルム８が得られる。

　次に、厚さ１２５μｍのロール状のＰＥＴフィルムからなる可撓性透明絶縁性基材９Ａの両面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、両面ハードコート付きのＰＥＴフィルムを得る。その後、縦横の長さが上部電極フィルム８と同じ寸法となるようにシート状にカットし、その片面に絵柄層と、アクリル酸エステルを主成分とする透明な粘着剤からなる接着層とを、グラビア印刷によって形成する。これによって、デザインシート９が得られる。

　そして、得られた上部電極フィルム８とデザインシート９とを、デザインシート９の接着層を介して、上部電極フィルム８の非ＩＴＯ膜形成面とデザインシート９の絵柄層面とが対向するように全面を貼り合わせる。

　一方、厚さ１００μｍのロール状のポリカーボネートフィルム（以下、ＰＣフィルムと略称する）からなる透明絶縁性基材７Ａの両面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、両面ハードコート付きのＰＣフィルムを得た後、その片面にＩＴＯ膜をスパッタリングにより形成する。そして、縦横の長さが上部電極フィルム８と同じ寸法となるようにシート状にカットした後、ＩＴＯ膜上にスクリーン印刷にてエッチングレジストをパターン状に塗布し、硫酸にて不要部のＩＴＯ膜を除去することで、矩形状の透明導電膜７Ｂを形成する。次に、透明導電膜７Ｂの表面全体に、エポキシアクリレート系の熱硬化型樹脂を用いたスクリーン印刷によって、複数の微細なドット状のスペーサ１０を形成し、又、透明導電膜７Ｂの対向する二辺及び周囲に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷によって、平行な一対の下側バスバー７Ｃと一対の引き回し回路７Ｄと一対の連絡電極７Ｅとを形成する。その後、一対の連絡電極７Ｅと、上部電極フィルム８の各連絡電極８Ｅに対する２つの接続部位７Ｇとに、ニッケルメッキを施した樹脂ビーズを分散させた粘着剤をスクリーン印刷にて塗布し、更に、それら部位を除く周縁部に、アクリル酸エステルを主成分とした粘着剤インキをスクリーン印刷にて塗布して、枠状の接着層７Ｆを形成する。これによって、下部電極フィルム７が得られる。

　次に、下部電極フィルム７の非ＩＴＯ膜形成面に、その全域にわたって、支持板６としての厚さ１．０ｍｍのポリカーボネート板を、アクリル酸エステルを主成分とする粘着剤で貼り合わせた後、その周縁部のうちの一側縁部に、４つのスルーホール１１を、その一側縁に沿って直線状に並ぶようにドリルで形成する。４つのスルーホール１１は、直径が１ｍｍで、支持板６及び下部電極フィルム７の厚み方向と平行に形成され、連絡電極７Ｅ又は接続部位７Ｇを貫通する。各スルーホール１１の内部には、導電剤としての銀ペーストをディスペンサーにて充填する。

　その後、支持板６を貼り合わせた下部電極フィルム７と、デザインシート９を貼り合わせた上部電極フィルム８とを、互いの透明導電膜７Ｂ，８Ｂが空気層を介して対向し、下側バスバー７Ｃと上側バスバー８Ｃとが直交し、上部電極フィルム８の連絡電極８Ｅの形成箇所とそれらに対応するスルーホール１１の形成箇所とが一致するように、下部電極フィルム７の接着層７Ｆを介して貼り合わせる。

　次に、ポリイミドフィルムの片面に銅箔からなる回路を形成したフィルムでフレキシブル・プリント・サーキット（以下、ＦＰＣと略称する）を作製し、そのＦＰＣの端部電極部に穴加工を施し、その穴と支持板６のスルーホール１１とを一致させ、金属ピンを超音波圧入装置にて挿入することで、支持板６の非下部電極フィルム貼付面に、タッチ入力信号の取り出しが可能なケーブルを備える。

　以上のようにして得た振動機能付きタッチパネル４を、筐体２に外側から嵌め込んで実装する。なお、筐体２の支持部２ｂ上には弾性部材枠１８が配置されているが、当該弾性部材枠１８は、振動子よりタッチパネル本体４１の外縁側に位置するので、振動子の振動を入力領域において減衰する方向では作用しない。弾性部材枠１８としては、シリコン系樹脂、発泡性のポリウレタン樹脂やポリオレフィン樹脂、あるいはゴム等の弾性を有する材料を用いることができる。

　筐体２の内部には、振動制御部として触感フィードバック制御部１６が配置されており、タッチパネル本体４１からの信号を受けタッチパネル４の押圧操作を検知する。そして、前記触感フィードバック制御部１６は、タッチパネルの押圧操作を検知すると、振動素子の一例である圧電素子２２に対し所定の駆動電圧を付加し、圧電素子２２を伸縮させる。こうして、当該圧電素子２２の伸縮によりタッチパネル４が振動するよう設定されている。なお、触感フィードバック制御部１６は前記ケーブル上に搭載されて筐体２の内部に配置されてもよい。

　図２、図３及び図６に示すように、振動素子は基部２１と振動部材の圧電素子２２とを備え、圧電素子２２は樹脂からなる基部２１にまず取り付けられ、この基部２１を両面テープや粘着剤によってタッチパネル本体４１の裏面に貼り合わせる。なお、振動素子は、デザインシート９の前記加飾部９Ｂに隠蔽されるように配置される。

　基部２１と圧電素子２２を備える振動素子が筐体２の支持部２ｂに接触する状態で配置されると、前記支持部２ｂにより振動素子の振動が制限されてしまうので、図２、図３及び図６では、両者が接触しないよう前記支持部２ｂに振動空間用凹部２ｃを形成している。

　また、前記振動空間用凹部２ｃの底面にクッション層１５を設けると、モバイル機器をコンクリートなどの硬い床に落下した場合に、その衝撃によって振動子が過大に振動して筐体や液晶ディスプレイなどの他の部品に当たっても、振動素子が筐体２に当るときの衝撃を当該クッション層１５が吸収して和らげるため振動子の圧電素子２２が破損されることはない。なお、触感フィードバックとしての振動時においては、振動子の圧電素子２２が前記クッション層１５に接触しないため、振動素子の振動が減衰されることはない。

　クッション層１５の材質としては、各種熱可塑性エラストマー、ブタジエン、シリコン、ウレタンなどのゴム系の樹脂が挙げられる。クッション層１５の厚みは５～３０００μｍの範囲で適宜設定可能である。５μｍ未満では衝撃を吸収する機能が発揮できなくなり、３０００μｍを越える厚みでは前記振動空間用凹部２ｃを深く形成しなければならなくなり筐体形状が複雑になる。形成方法としては、薄膜の場合は印刷・塗装・コーティングなどの方法が適しており、厚膜の場合はポッティングや注型したものを貼付する方法が適している。

　なお、クッション層１５は、振動空間用凹部２ｃを全面覆うように形成してもよいし、図６に示すように振動空間用凹部２ｃのうち振動素子の先端部に対面する部分のみを覆うようにしてもよい。

　圧電素子２２の形状は特に限定されないが、図６のように基部２１に片持ち支持された長尺状の振動部材である、いわゆるカンチレバー形状にすることが好ましい。圧電素子２２をカンチレバー形状とすることで、圧電素子２２とタッチパネルの接触面を圧電素子２２の基部２１のみの小面積に押さえつつ、振動機能付きタッチパネル４の振動を大きくすることができる。圧電素子２２の方向は特に限定されない。

　〔第２実施形態〕
　次に、本発明に係わるパネル部材パネル部材として携帯電話機に用いられるスピーカ兼用タッチパネルの実装構造を例示して説明する。図１４は、図１の線分II－IIにおける、振動機能付きタッチパネルの実装構造の別の例を示す断面図であり、図１５は、振動機能付きタッチパネルの実装構造の別の例を示す分解断面図である。

　前記第１実施形態では筐体２の内部に振動制御部として触感フィードバック制御部１６が配置されているが、本第２実施形態は、筐体２の内部に振動制御部としてスピーカ制御部１７が配置されている点が第１実施形態と異なるだけで（図１４、図１５参照）、他は第１実施形態と同じである。
。当該スピーカ制御部１７は、振動素子の一例である圧電素子２２に対し所定の駆動電圧を付加し、圧電素子２２を伸縮させる。この当該圧電素子２２の伸縮によりタッチパネル４が振動して音声を生成するよう設定されている。なお、スピーカ制御部１７も前記ケーブル上に搭載されて筐体２の内部に配置されてもよい。

　第２実施形態の振動機能付きタッチパネル４も、タッチパネル本体４１の上面に透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシート９を有するものであり、これを図１６に示すように筐体２に外側から嵌め込むため、当該振動機能付きタッチパネル４の外表面と筐体２の外表面との継ぎ目が無いシームレス構造となる。したがって、防塵、防滴性に優れ、かつ振動素子の振動を効果的に伝えることができる。すなわち、タッチパネルがスピーカとして十分に音声を再生することができる。

〔変化例〕

（１）上記第１および第２実施形態では、基部２１と圧電素子２２を備える振動素子が筐体２の支持部２ｂに接触しないよう前記支持部２ｂに振動空間用凹部２ｃを設けるようにしたが、接触を防止する手段はこれに限らず、前記支持部２ｂに振動空間用貫通孔部２ｄを形成するようにしてもよい（図７～９参照）。

（２）上記第１および第２実施形態では、カンチレバー形状の圧電素子２２は基部２１の一側のみに延出しているが、図１０のように、カンチレバー形状の圧電素子２２を基部２１の両側延出するようにしてもよい。こうすることで、触感フィードバック型タッチパネル４の振動の大小を調整することが可能になる。

（３）上記第１および第２実施形態では、筐体２の表示窓２Ａは、その底面に、筐体２の内部に装備された表示装置３の表示部３Ａを外部に臨ませる貫通した開口部２ａが設けられているが、当該開口部２ａに代えて表示装置３自体をを収納する凹部が形成されていてもよい。

　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

　本発明は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機器等のモバイル機器の用途に用いることができ、産業上有用なものである。

　　１　　携帯電話機
　　２　　筐体
　　２Ａ　表示窓
　　２ｂ　支持部
　　２ｃ　振動空間用凹部
　　２ｄ　振動空間用貫通孔部
　　３　　表示装置
　　３Ａ　表示部
　　４　　振動機能付きタッチパネル
　　４Ａ　周縁部
　　６　支持板
　　７　下部電極フィルム
　　８　上部電極フィルム
　　９　デザインシート
　　９Ａ　透明窓部
　　９Ｂ　加飾部
　　１５　クッション層
　　１６　触感フィードバック制御部
　　１７　スピーカ制御部
　　１８　弾性部材枠（ガスケット）
　　２１　基部
　　２２　圧電素子
　　４１　タッチパネル本体
　　５０　弾性部材枠（ガスケット）
　　１０２　　筐体（ベゼル付き）

Claims

　タッチパネル本体と、
　当該タッチパネル本体の上面に張り合わせられ、透明窓部及び当該透明窓部を囲む加飾部を有するデザインシートと、
　前記タッチパネル本体の裏面周縁部に形成され、前記加飾部に隠蔽される振動素子と、
　これらの外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、表示装置のための凹部又は開口部、及び前記タッチパネル本体の裏面周縁部を支持する枠状の支持部を有する筐体と、
　前記支持部上に配置され、前記振動子より前記タッチパネル本体の外縁側に位置する弾性部材枠と、
　前記筐体の内部に配置され、前記振動素子に駆動電圧を付加する振動制御部と、
を備えたことを特徴とする振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記タッチパネル本体が、剛性を低下させた低剛性部分を形成されていない、請求項１記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記筐体の前記支持部に、前記振動素子と振動時に接触しないように振動空間用凹部が形成されている、請求項１又請求項２のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記振動空間用凹部の底面にクッション層を備えた、請求項３記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記筐体の前記支持部に、前記振動素子と振動時に接触しないように振動空間用貫通孔部が形成されている、請求項１又請求項２のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記タッチパネル本体が、透明性、剛性に優れる支持板と、当該支持板の上面に張り合わせた下部電極フィルムと、当該下部電極フィルムの上方に空気層を有するように対向配置した上部電極フィルムとを備えた、抵抗膜方式のタッチパネルである、請求項１又請求項２のいずれかに記載載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記振動素子が、基部と、当該基部から片持ちされた長尺状の振動部材とを備えた、請求項１又請求項２のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記振動制御部が、前記タッチパネル本体への押圧操作を検知して前記振動素子に駆動電圧を付加する触感フィードバック制御部である、請求項１又請求項２のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。
　前記振動制御部が、音声を再生するように前記振動素子に駆動電圧を付加するスピーカ制御部である、請求項１又請求項２のいずれかに記載の振動機能付きタッチパネルの実装構造。