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JP2009110248A - Touch panel, display device, and electronic equipment - Google Patents

Touch panel, display device, and electronic equipment Download PDF

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JP2009110248A
JP2009110248A JP2007281630A JP2007281630A JP2009110248A JP 2009110248 A JP2009110248 A JP 2009110248A JP 2007281630 A JP2007281630 A JP 2007281630A JP 2007281630 A JP2007281630 A JP 2007281630A JP 2009110248 A JP2009110248 A JP 2009110248A
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piezoelectric
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch panel, a display device, and electronic equipment whose configurations are simple, and touch panel position detecting precision is high. <P>SOLUTION: This touch panel is provided with a touch panel substrate 42 having an input face 42A and a piezoelectric element 43 arranged on either an input face 42A or a back face 42B of the touch panel substrate 42, wherein the piezoelectric element 43 is arranged at least one by one at a portion of each side of the touch panel substrate 42, and a groove part 57 is formed at a position overlapped with at least the piezoelectric element 43 when it is flatly viewed on the face of the touch panel substrate 42 at the opposite side of the piezoelectric element 43. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タッチパネル、表示装置、電子機器に関するものである。   The present invention relates to a touch panel, a display device, and an electronic device.

近年、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、パーソナルコンピュータ等の小型情報電子機器の普及に伴い、表示画面上に指又はペンなどの物体を接触させることにより入力操作を行う、所謂タッチパネル機能が付加された表示装置が広く利用されている。   In recent years, with the spread of small information electronic devices such as personal digital assistants (PDAs) and personal computers, a display with a so-called touch panel function that performs an input operation by bringing an object such as a finger or a pen into contact with the display screen is added. The device is widely used.

ここで、指やペンなどの物体の接触位置を検出する方法として、例えば抵抗膜や圧電素子を用いた方法が知られている。抵抗膜方式では、抵抗膜に物体が接触することによって生じるその抵抗膜の抵抗値の変化を検知し、物体の接触位置を検出する(例えば特許文献1)。圧電素子方式では、圧電素子の厚み方向に外力が加わることによって生じる出力信号の変化に基づいて押圧位置を検出する(例えば特許文献2,3)。
特開昭61−000825号公報 特開平11−212725号公報 特開平06−139018号公報
Here, as a method for detecting the contact position of an object such as a finger or a pen, for example, a method using a resistance film or a piezoelectric element is known. In the resistive film method, a change in the resistance value of the resistive film caused by contact of the object with the resistive film is detected, and the contact position of the object is detected (for example, Patent Document 1). In the piezoelectric element method, the pressing position is detected based on a change in an output signal caused by an external force applied in the thickness direction of the piezoelectric element (for example, Patent Documents 2 and 3).
JP-A 61-000825 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-212725 JP-A-06-139018

上記した方法は、それぞれ一長一短があり、用途や使用状態が制限されている。例えば、抵抗膜方式は使用中に媒体表面の抵抗膜が損傷する虞があり耐久性が乏しい。さらに、圧電素子方式では、圧電素子を厚みモードで使用しているため、媒体が硬い材質や厚みのある形状であった場合あるいは押圧力が小さかった場合には、位置検出精度が極端に低下する問題がある。つまり、押圧力が大きくないと圧電素子が変形しないため、入力に力がいる。また、位置検出の感度が鈍いためにユーザが情報を入力する際に時間が掛かってしまう。更に、上記した特許文献2,3では、媒体の面積が大きい場合には押圧位置を精度よく検出することが非常に難しい。   Each of the above methods has advantages and disadvantages, and uses and usage conditions are limited. For example, the resistance film method is not durable because the resistance film on the medium surface may be damaged during use. Furthermore, in the piezoelectric element method, since the piezoelectric element is used in the thickness mode, the position detection accuracy is extremely lowered when the medium is a hard material or a thick shape or when the pressing force is small. There's a problem. That is, if the pressing force is not large, the piezoelectric element is not deformed, so that there is a force in the input. In addition, since the position detection sensitivity is low, it takes time when the user inputs information. Further, in Patent Documents 2 and 3 described above, it is very difficult to accurately detect the pressed position when the area of the medium is large.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、簡易な構成で、位置検出精度の高いタッチパネル、表示装置、電子機器を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a touch panel, a display device, and an electronic apparatus with a simple configuration and high position detection accuracy.

本発明のタッチパネルは、上記課題を解決するために、入力面を有するタッチパネル基板と、タッチパネル基板の入力面あるいは裏面のいずれかに配置される圧電素子と、を備え、圧電素子は、タッチパネル基板の各辺の一部に少なくとも一つずつ配置され、タッチパネル基板の圧電素子と反対側の面には、少なくとも圧電素子と平面視で重なる位置に溝部が形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a touch panel according to the present invention includes a touch panel substrate having an input surface and a piezoelectric element disposed on either the input surface or the back surface of the touch panel substrate. At least one groove is disposed on a part of each side, and a groove is formed on the surface of the touch panel substrate opposite to the piezoelectric element at a position overlapping with at least the piezoelectric element in plan view.

本発明によれば、タッチパネル基板の入力面がユーザによって押圧された場合に、溝部が形成された箇所を局所的に湾曲させて、圧電素子を変形しやすくなる。タッチパネル基板が容易に湾曲変形すると、タッチパネル基板の変形に追従して圧電素子も同時に湾曲変形し、その変形量に応じた起電力を発生する。このようなタッチパネル基板の各辺に配置されたそれぞれの圧電素子からの起電力の違いによって、ユーザによって押圧された位置を検出することができる。本発明では、圧電素子を曲げモードで使用しているので、厚さ方向の押圧力を検出する方式(厚みモード)よりも高精度に押圧位置を検出することができる。また、タッチパネル基板に溝部を形成して撓みやすくすることで圧電素子からの出力信号を高めており、位置検出精度がより向上する。
本発明では、圧電素子による起電力を利用するため、消費電流が小さくて済むとともにユーザの指以外に導通性を有しないペンなどを用いて行ったとしても、押圧位置を精度良く検出することができる。
したがって、簡易な構成で、位置検出精度の高い高感度のタッチパネルを得ることができる。
According to the present invention, when the input surface of the touch panel substrate is pressed by the user, the portion where the groove is formed is locally bent, and the piezoelectric element is easily deformed. When the touch panel substrate is easily bent and deformed, the piezoelectric element is also bent and deformed simultaneously following the deformation of the touch panel substrate, and an electromotive force corresponding to the amount of deformation is generated. The position pressed by the user can be detected by the difference in electromotive force from each piezoelectric element arranged on each side of the touch panel substrate. In the present invention, since the piezoelectric element is used in the bending mode, the pressing position can be detected with higher accuracy than the method of detecting the pressing force in the thickness direction (thickness mode). In addition, the output signal from the piezoelectric element is increased by forming a groove on the touch panel substrate to facilitate bending, and the position detection accuracy is further improved.
In the present invention, since the electromotive force generated by the piezoelectric element is used, the pressed position can be accurately detected even if the current consumption is small and the pen is used other than the user's finger. it can.
Therefore, a highly sensitive touch panel with high position detection accuracy can be obtained with a simple configuration.

また、溝部が、タッチパネル基板の辺縁に沿う枠形状であることが好ましい。
このような構成によれば、タッチパネル基板の変形量(湾曲率)が向上して、タッチパネル基板全体がユーザの押圧力に応じて素直に変形するため押圧位置の検出精度が向上する。
Moreover, it is preferable that a groove part is a frame shape which follows the edge of a touchscreen board | substrate.
According to such a configuration, the amount of deformation (curvature) of the touch panel substrate is improved, and the entire touch panel substrate is deformed in accordance with the pressing force of the user, so that the detection accuracy of the pressed position is improved.

また、圧電素子が、タッチパネル基板の各辺に複数ずつ配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、押圧位置の検出精度が向上する。
Moreover, it is preferable that a plurality of piezoelectric elements are arranged on each side of the touch panel substrate.
According to such a configuration, the detection accuracy of the pressed position is improved.

また、溝部の深さが、タッチパネル基板の厚みに対して20〜70%の範囲内であることが好ましい。
例えば、溝部の深さがタッチパネル基板の厚みの20%未満であった場合、タッチパネル基板が変形し難くなり、各圧電素子から出力される起電圧が小さい。そのため、押圧位置を正確に検出できない虞がある。また、溝部の深さがタッチパネル基板の厚みの70%を越えた場合、圧電素子からの起電圧は大きくなるが、溝部部分の板厚が薄くなるので使用中にタッチパネル基板が損傷する虞があり耐久性が乏しい。また、押圧位置が撓まずに基板全体が一様に押し込まれてしまい、位置検出精度が低下する虞がある。
よって、溝部の深さをタッチパネル基板の厚みの20〜70%以内とすることにより、タッチパネル基板が従来よりも変形し易くなって、押圧位置の検出精度が向上するとともに、耐久性も確保したものとなる。
Moreover, it is preferable that the depth of a groove part exists in the range of 20 to 70% with respect to the thickness of a touch panel substrate.
For example, when the depth of the groove is less than 20% of the thickness of the touch panel substrate, the touch panel substrate is hardly deformed, and the electromotive voltage output from each piezoelectric element is small. Therefore, there is a possibility that the pressed position cannot be accurately detected. In addition, when the depth of the groove exceeds 70% of the thickness of the touch panel substrate, the electromotive voltage from the piezoelectric element increases, but the thickness of the groove portion becomes thin, so the touch panel substrate may be damaged during use. Durability is poor. In addition, the entire position of the substrate is pushed in without being pressed and the position detection accuracy may be lowered.
Therefore, by making the depth of the groove part within 20 to 70% of the thickness of the touch panel substrate, the touch panel substrate is more easily deformed than before, and the accuracy of detecting the pressed position is improved and the durability is also secured. It becomes.

また、圧電素子が、タッチパネル基板上に積層された第1電極と圧電体膜と第2電極とを有しており、圧電体膜が、ZnO、AlN、PZT、LiNbO、LiTaO、KNbOのうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。
このような構成によれば、曲げ応力(変形量)に比例して起電力を発現する圧電効果を安定して得ることのできる圧電体膜を得ることができる。
The piezoelectric element has a first electrode, a piezoelectric film and a second electrode laminated on the touch panel substrate, and the piezoelectric film is made of ZnO, AlN, PZT, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3. It is preferable that at least one of them is included.
According to such a configuration, it is possible to obtain a piezoelectric film that can stably obtain a piezoelectric effect that develops an electromotive force in proportion to a bending stress (deformation amount).

また、圧電素子上には保護膜が設けられ、保護膜が、SiOあるいはAlからなることが好ましい。
このような構成によれば、圧電素子の劣化を長期的に防止することが可能となる。
Moreover, it is preferable that a protective film is provided on the piezoelectric element, and the protective film is made of SiO 2 or Al 2 O 3 .
According to such a configuration, deterioration of the piezoelectric element can be prevented for a long time.

また、圧電素子の近傍かつ同一面上に配置され、圧電素子に接続される配線上に当該圧電素子よりも高さを有する凸部を有することが好ましい。
このような構成によれば、タッチパネルと他の部材との間に凸部が介在することで圧電素子と他の部材との間に空間を形成し、タッチパネル基板の変形によって圧電素子が他の部材に接触することを防止することができる。これにより、圧電素子の誤動作を防止することができる。また、圧電素子に接続される配線上に凸部を形成することでタッチパネル基板の額縁領域を縮小することができ、その結果、タッチパネル基板を小型化できる。
Moreover, it is preferable to have a convex portion that is disposed on the same plane in the vicinity of the piezoelectric element and has a height higher than that of the piezoelectric element on the wiring connected to the piezoelectric element.
According to such a configuration, a convex portion is interposed between the touch panel and the other member so that a space is formed between the piezoelectric element and the other member, and the piezoelectric element is moved to the other member by deformation of the touch panel substrate. Can be prevented from touching. Thereby, malfunction of a piezoelectric element can be prevented. In addition, the frame region of the touch panel substrate can be reduced by forming the convex portion on the wiring connected to the piezoelectric element, and as a result, the touch panel substrate can be reduced in size.

また、タッチパネル基板には、入力面の溝部よりも外側に、当該タッチパネルが装着される機器の構成部材と嵌合される切欠部が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、パネルケースへの位置決め等が容易となる。また、パネルケースの上面とタッチパネル基板の入力面とを面一とし、入力面上に段差のない形状とすることも容易である。また、タッチパネルが装着される機器の構成部材を切欠部に嵌合させるだけで上記機器に対するタッチパネルの位置決めを行うことができるので、互いの位置合わせを容易且つ正確に行うことが可能である。
Moreover, it is preferable that the notch part fitted with the structural member of the apparatus with which the said touch panel is mounted | worn is formed in the touchscreen board | substrate outside the groove part of the input surface.
According to such a configuration, positioning to the panel case and the like are facilitated. In addition, it is easy to make the top surface of the panel case and the input surface of the touch panel substrate flush with each other so that there is no step on the input surface. In addition, since the touch panel can be positioned with respect to the above-described device simply by fitting the component of the device to which the touch panel is mounted into the notch, it is possible to easily and accurately align each other.

本発明のタッチパネルは、入力面を有するタッチパネル基板と、タッチパネル基板の入力面あるいは裏面のいずれかに配置される圧電素子と、を備え、圧電素子は、タッチパネル基板の各辺に少なくとも一つずつ配置され、タッチパネル基板の内部に、圧電素子と平面視で重なる位置に空洞部が形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、タッチパネル基板の入力面がユーザによって押圧された場合に、基板内に設けられた空洞部を基点としてタッチパネル基板が容易に変形する。すると、タッチパネル基板の変形に追従して圧電素子も同時に変形し、その変形量に応じた起電力を発生する。このようなタッチパネル基板の各辺に配置されたそれぞれの圧電素子による起電力の違いによって、ユーザによって押圧された位置を高精度に検出することができる。本発明では、圧電素子による起電力を利用するため、消費電流が小さくなるとともにユーザの指以外に導通性を有しないペンなどを用いて行ったとしても、押圧位置を精度良く検出することができる。したがって、簡易な構成で、位置検出精度の高いタッチパネルを得ることができる。
The touch panel of the present invention includes a touch panel substrate having an input surface and a piezoelectric element disposed on either the input surface or the back surface of the touch panel substrate, and at least one piezoelectric element is disposed on each side of the touch panel substrate. In the touch panel substrate, a cavity is formed at a position overlapping the piezoelectric element in plan view.
According to such a configuration, when the input surface of the touch panel substrate is pressed by the user, the touch panel substrate is easily deformed with the hollow portion provided in the substrate as a base point. Then, following the deformation of the touch panel substrate, the piezoelectric element is also deformed at the same time, and an electromotive force corresponding to the deformation amount is generated. The position pressed by the user can be detected with high accuracy by the difference in electromotive force between the piezoelectric elements arranged on each side of the touch panel substrate. In the present invention, since the electromotive force generated by the piezoelectric element is used, the pressed position can be detected with high accuracy even when the current consumption is reduced and a pen having no conductivity other than the user's finger is used. . Therefore, a touch panel with high position detection accuracy can be obtained with a simple configuration.

本発明の表示装置は、上記のタッチパネルと、表示パネルとを有する表示装置であって、表示パネルは、一対の基板と、一対の基板間に挟持される電気光学物質と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ユーザによる押圧位置の検出精度が高いタッチパネルを備えているので、表示パネルに表示された画像に沿うユーザの情報、つまりユーザの操作入力を正確に検知することができる。
A display device of the present invention is a display device having the above touch panel and a display panel, and the display panel includes a pair of substrates and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates. And
According to the present invention, since the touch panel with high detection accuracy of the pressed position by the user is provided, it is possible to accurately detect the user information along the image displayed on the display panel, that is, the user's operation input.

また、タッチパネルと表示パネルとが、タッチパネルに形成された凸部を介して対向配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、タッチパネル基板の変形によって圧電素子が表示パネルに接触することを防止して、押圧された位置を高精度に検出することができる。
Moreover, it is preferable that the touch panel and the display panel are disposed to face each other via a convex portion formed on the touch panel.
According to such a configuration, the piezoelectric element can be prevented from coming into contact with the display panel due to the deformation of the touch panel substrate, and the pressed position can be detected with high accuracy.

また、タッチパネルと表示パネルとが、光学弾性接着膜によって接合されていることが好ましい。
このような構成によれば、タッチパネル基板の変形を妨げたり表示パネルに表示された画像の視認性を損なうことなく、タッチパネルと表示パネルとを良好に接合することができる。また、弾性を有する接着材のため、耐衝撃性が高いものとなる。
Moreover, it is preferable that the touch panel and the display panel are joined by an optical elastic adhesive film.
According to such a configuration, the touch panel and the display panel can be favorably bonded without hindering the deformation of the touch panel substrate or impairing the visibility of the image displayed on the display panel. In addition, since the adhesive has elasticity, the impact resistance is high.

本発明の電子機器は、先に記載の表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、押圧位置の検出精度が高いタッチパネルを有する表示装置を備えているので、応答性の良い電子機器を得ることができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the display device described above.
According to the present invention, since the display device having the touch panel with high detection accuracy of the pressed position is provided, an electronic device with good responsiveness can be obtained.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

(第1の実施形態)
図1(a)は本発明に係る表示装置の一例である液晶表示装置の全体構成を示す断面図であって、(b)はタッチパネルの要部拡大図、図2(a)はタッチパネル基板の入力面側を示す平面図であって、(b)はタッチパネル基板の裏面側を示す平面図である。また、図3はタッチパネルの内部構成を示す図である。
なお、以下の説明において、素子基板及びカラーフィルタ基板の液晶層側の面を内面と呼び、液晶層と反対側の面を外面と呼ぶ。
(First embodiment)
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an overall configuration of a liquid crystal display device which is an example of a display device according to the present invention, where FIG. 1B is an enlarged view of a main part of the touch panel, and FIG. It is a top view which shows the input surface side, Comprising: (b) is a top view which shows the back surface side of a touchscreen board | substrate. FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the touch panel.
In the following description, the surface on the liquid crystal layer side of the element substrate and the color filter substrate is referred to as an inner surface, and the surface opposite to the liquid crystal layer is referred to as an outer surface.

本実施形態の液晶表示装置(表示装置)100は、大きく分けてタッチパネル40と液晶表示パネル30とからなる。
タッチパネル40は、入力面42Aを有するタッチパネル基板42と、ユーザによる入力面42Aの押圧位置を検出する位置検出センサとを有して構成され、液晶表示パネル30は、素子基板1とカラーフィルタ基板2との間に挟持される液晶層4とを有して構成されている。タッチパネル40は、タッチパネル基板42の入力面42Aとは反対側の裏面42Bを、液晶表示パネル30のカラーフィルタ基板2の外面2Aと対向させた状態で、光学弾性接着膜58により液晶表示パネル30と接合されている。
A liquid crystal display device (display device) 100 according to the present embodiment is roughly composed of a touch panel 40 and a liquid crystal display panel 30.
The touch panel 40 includes a touch panel substrate 42 having an input surface 42A and a position detection sensor that detects a pressing position of the input surface 42A by the user. The liquid crystal display panel 30 includes the element substrate 1 and the color filter substrate 2. And a liquid crystal layer 4 sandwiched therebetween. The touch panel 40 has the back surface 42B opposite to the input surface 42A of the touch panel substrate 42 facing the outer surface 2A of the color filter substrate 2 of the liquid crystal display panel 30 with the liquid crystal display panel 30 by the optical elastic adhesive film 58. It is joined.

[タッチパネル]
まず、タッチパネルの構成について説明する。
図1に示すように、タッチパネル40は、タッチパネル基板42及び位置検出センサを有して構成され、液晶表示パネル30の外側に配置されている。
タッチパネル基板42は、ガラスまたは透明度の高いポリカーボネートやポリエチレン、アクリルなどにより所定の厚さを有して構成されており、液晶表示装置100の表示領域に表示された画像が、当該タッチパネル基板42を介してユーザへと提供できるようになっている。タッチパネル基板42は、その裏面42B側を液晶表示パネル30のカラーフィルタ基板2に対向させて配置され、裏面42Bと反対側の面に、ユーザが実際に指などで入力を行う入力面42Aを有している。つまり、タッチパネル基板42の外面側が、ユーザが画像を視認しつつ情報を入力する側となる。
[Touch panel]
First, the configuration of the touch panel will be described.
As illustrated in FIG. 1, the touch panel 40 includes a touch panel substrate 42 and a position detection sensor, and is disposed outside the liquid crystal display panel 30.
The touch panel substrate 42 has a predetermined thickness made of glass or highly transparent polycarbonate, polyethylene, acrylic, or the like, and an image displayed in the display area of the liquid crystal display device 100 is passed through the touch panel substrate 42. Can be provided to users. The touch panel substrate 42 is disposed with the back surface 42B side facing the color filter substrate 2 of the liquid crystal display panel 30, and has an input surface 42A on which the user actually performs input with a finger or the like on the surface opposite to the back surface 42B. is doing. That is, the outer surface side of the touch panel substrate 42 is a side on which the user inputs information while visually recognizing an image.

図2(a)に示すように、入力面42Aは、入力領域X(液晶表示パネル30の表示領域に対応する領域)と、該入力領域Xを取り囲む配線領域Y(液晶表示パネル30の非表示領域に対応する領域)とを有する。配線領域Yにおけるタッチパネル基板42の周縁部には、タッチパネル基板42の各辺42a,42b,42c,42dに複数の圧電素子43が設けられている。本実施形態においては、各辺42a〜42cに圧電素子43が2つずつ、互いに所定の間隔をおいて入力領域Xの周囲に配置されている。   As shown in FIG. 2A, the input surface 42A includes an input area X (an area corresponding to the display area of the liquid crystal display panel 30) and a wiring area Y (the non-display of the liquid crystal display panel 30) surrounding the input area X. Area corresponding to the area). A plurality of piezoelectric elements 43 are provided on each side 42 a, 42 b, 42 c, 42 d of the touch panel substrate 42 at the periphery of the touch panel substrate 42 in the wiring region Y. In the present embodiment, two piezoelectric elements 43 are arranged around each of the sides 42a to 42c around the input region X at a predetermined interval.

図1(b)に示すように、圧電素子43は、上部電極44aと下部電極44bとの間に圧電体膜45が挟持された構成からなる。圧電体膜45は、例えば、延伸して製造したフィルムにポーリング処理をして圧電作用を生じるようにしたものである。この圧電体膜45の両側に電極44a,44bを配すことによって、圧電体膜45が変形したときに発生する起電力を取り出すことができる。  As shown in FIG. 1B, the piezoelectric element 43 has a configuration in which a piezoelectric film 45 is sandwiched between an upper electrode 44a and a lower electrode 44b. The piezoelectric film 45 is, for example, a film produced by stretching and subjected to a poling process so as to generate a piezoelectric action. By arranging the electrodes 44a and 44b on both sides of the piezoelectric film 45, an electromotive force generated when the piezoelectric film 45 is deformed can be taken out.

下部電極44bは、Pt層とIr層とが順に積層されて構成されたもので、その膜厚が、約100〜1000nmとなっている。   The lower electrode 44b is configured by sequentially stacking a Pt layer and an Ir layer, and has a thickness of about 100 to 1000 nm.

また、上部電極44aは、導電性を有する材料、例えば白金(Pt)、イリジウム(Ir)、アルミニウム(Al)等を採用することができ、本実施形態では、イリジウムを用いて約100〜1000nmの膜厚に形成されている。
その他、電極44a,44bの組み合わせとしては、Al、Au/Cr、Ni、Mo、Pt/Tiなどから適宜選択され、さまざまな組み合わせが考えられる。
Further, the upper electrode 44a can employ a conductive material, such as platinum (Pt), iridium (Ir), aluminum (Al), etc. In this embodiment, iridium is used to make the thickness of about 100 to 1000 nm. It is formed in a film thickness.
In addition, the combination of the electrodes 44a and 44b is appropriately selected from Al, Au / Cr, Ni, Mo, Pt / Ti, and various combinations are conceivable.

圧電体膜45は、ZnO(酸化亜鉛)、AlN(窒化アルミニウム)、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、LiNbO(ニオブ酸リチウム)、LiTaO(タンタル酸リチウム)等を採用することができる。例えば、上記タッチパネル基板42がガラスからなる場合には、ZnO、AlN、PZTなどにより所定の厚さを有して形成されたものが用いられる。圧電体膜45は、上述したように曲げ変形に応じて起電力を発生する。また、圧電体膜45の厚さは、出力の大きさなどの性能上の観点から所定の厚さで形成される。 The piezoelectric film 45 can employ ZnO (zinc oxide), AlN (aluminum nitride), PZT (lead zirconate titanate), LiNbO 3 (lithium niobate), LiTaO 3 (lithium tantalate), or the like. For example, when the touch panel substrate 42 is made of glass, one having a predetermined thickness made of ZnO, AlN, PZT, or the like is used. The piezoelectric film 45 generates an electromotive force according to bending deformation as described above. The piezoelectric film 45 is formed to have a predetermined thickness from the viewpoint of performance such as the magnitude of output.

このような圧電素子43は、接着材等を用いてタッチパネル基板42に取り付けられ、タッチパネル基板42の変形に応じて変形する。ここで、変形によってタッチパネル基板42から圧電素子43が剥がれたりしないように接着されている。   Such a piezoelectric element 43 is attached to the touch panel substrate 42 using an adhesive or the like, and deforms according to the deformation of the touch panel substrate 42. Here, the piezoelectric elements 43 are bonded so as not to be peeled off from the touch panel substrate 42 due to deformation.

そして、複数の圧電素子43のうち、タッチパネル基板42の隣り合う辺42a、42bに沿って配置された4つの圧電素子43の上部電極44a同士が接続配線47によって接続されており、辺42a、42bに沿って配置された4つの圧電素子43の上部電極44a同士が接続配線48によって接続されている。各接続配線47,48は、それぞれグランドに接続されている。また、各圧電素子43の下部電極44bからはそれぞれ信号線49が引き出されている。信号線49は、圧電体膜45で生じた起電力の出力信号を図3に示す座標検出回路50へと伝達するためのものである。各信号線49は、基板上を引き廻されて一箇所に集められ、配線基板51を介して座標検出回路50へ電気的に接続されている。   And among the plurality of piezoelectric elements 43, the upper electrodes 44a of the four piezoelectric elements 43 arranged along the adjacent sides 42a and 42b of the touch panel substrate 42 are connected by the connection wiring 47, and the sides 42a and 42b are connected. The upper electrodes 44 a of the four piezoelectric elements 43 arranged along the line are connected by the connection wiring 48. Each connection wiring 47, 48 is connected to the ground. A signal line 49 is drawn from the lower electrode 44b of each piezoelectric element 43. The signal line 49 is for transmitting the output signal of the electromotive force generated in the piezoelectric film 45 to the coordinate detection circuit 50 shown in FIG. Each signal line 49 is routed on the substrate and collected in one place, and is electrically connected to the coordinate detection circuit 50 via the wiring substrate 51.

座標検出回路50は、アンプ52、A/D変換器53、座標計算部54を有して構成されている。各圧電素子43から出力された出力信号は、アンプ52により電気信号に変換され、A/D変換器53によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、座標計算部54へと送られる。座標計算部54では、各圧電素子43のデジタル信号を不図示のメモリーへ記憶し、各圧電素子43からの出力信号の比較及び演算を行う。この座標検出回路50による演算結果から入力領域Xにおけるユーザの押圧位置を検出する。つまり、それぞれの圧電素子43からの出力信号の大きさを比較し、タッチパネル基板42の変形が入力領域Xのどの位置で生じているかを算出する。圧電素子43の出力信号の大きさは、タッチパネル基板42(圧電素子)の曲率に比例することから、出力信号が大きい圧電素子43の近くでタッチパネル基板42の曲げ変形が生じているといえる。この座標検出回路50と圧電素子43とを含んで本実施形態の位置検出センサが構成されている。   The coordinate detection circuit 50 includes an amplifier 52, an A / D converter 53, and a coordinate calculation unit 54. An output signal output from each piezoelectric element 43 is converted into an electric signal by the amplifier 52 and converted into a digital signal by the A / D converter 53. This digital signal is sent to the coordinate calculation unit 54. The coordinate calculation unit 54 stores the digital signal of each piezoelectric element 43 in a memory (not shown), and compares and calculates the output signal from each piezoelectric element 43. The user's pressing position in the input area X is detected from the calculation result by the coordinate detection circuit 50. That is, the magnitude of the output signal from each piezoelectric element 43 is compared, and the position of the input region X where the deformation of the touch panel substrate 42 occurs is calculated. Since the magnitude of the output signal of the piezoelectric element 43 is proportional to the curvature of the touch panel substrate 42 (piezoelectric element), it can be said that the bending deformation of the touch panel substrate 42 occurs near the piezoelectric element 43 having a large output signal. The position detection sensor of this embodiment is configured including the coordinate detection circuit 50 and the piezoelectric element 43.

また、図1(b)に示すように、圧電素子43上には機構的な保護や電気絶縁性の維持や向上のため、各電極44a,44b及び圧電体膜45の露出部を覆う保護膜46が形成されている。本実施形態では、例えば、(SiO)、アルミナ(Al)などを用いて形成し、その膜厚を約0.2μmとする。この保護膜46は、水素(H)、水(HO)等の還元性物質の侵入を防止して、電極44a,44b及び圧電体膜45の劣化を防止するものである。 Further, as shown in FIG. 1B, a protective film covering the exposed portions of the electrodes 44a and 44b and the piezoelectric film 45 is provided on the piezoelectric element 43 in order to maintain and improve mechanical protection and electrical insulation. 46 is formed. In the present embodiment, for example, (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ) or the like is used, and the film thickness is set to about 0.2 μm. The protective film 46 prevents intrusion of reducing substances such as hydrogen (H 2 ) and water (H 2 O), thereby preventing the electrodes 44 a and 44 b and the piezoelectric film 45 from deteriorating.

さらに、図1(a),(b)に示すように、入力面42Aの配線領域Yには、圧電素子43の近傍であって圧電素子43よりも基板の面方向内側に、平面視略枠形状のスペーサ55(凸部)が配置されている。このスペーサ55は、液晶表示パネル30とタッチパネル40との間に間隔dを形成するための間隔形成部材であって、圧電素子43の各信号線49を含むようにしてその上方に形成されている。なお、図1においては、スペーサ55内の信号線49の数を少なく描いている。
そして、スペーサ55の高さは圧電素子43よりも高く、その上面が圧電素子43の上面よりも入力面42Aから遠ざかっている。これにより、スペーサ55上に設けられるカバー材56と圧電素子43との接触が防止され、圧電素子43を保護することができる。カバー材56は、タッチパネル40及び液晶表示パネル30を収容するパネルケースの一部であって、平面視枠状に形成された薄板からなり、タッチパネル基板42の配線領域Yを被覆可能な板幅を有している。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the wiring area Y of the input surface 42 </ b> A has a substantially frame in plan view in the vicinity of the piezoelectric element 43 and on the inner side in the surface direction of the substrate than the piezoelectric element 43. Shaped spacers 55 (convex portions) are arranged. The spacer 55 is an interval forming member for forming an interval d between the liquid crystal display panel 30 and the touch panel 40, and is formed above the signal line 49 of the piezoelectric element 43. In FIG. 1, the number of signal lines 49 in the spacer 55 is reduced.
The height of the spacer 55 is higher than that of the piezoelectric element 43, and the upper surface thereof is further away from the input surface 42 </ b> A than the upper surface of the piezoelectric element 43. Thereby, the contact between the cover material 56 provided on the spacer 55 and the piezoelectric element 43 is prevented, and the piezoelectric element 43 can be protected. The cover material 56 is a part of a panel case that accommodates the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30, and is formed of a thin plate formed in a frame shape in plan view, and has a plate width that can cover the wiring region Y of the touch panel substrate 42. Have.

一方、図1(b)及び図2(b)に示すように、タッチパネル基板42の裏面42B側には、入力面42A側に配置された複数の圧電素子43と平面視で重なる位置に、タッチパネル基板42の辺縁に沿う枠形状の溝部57が形成されている。溝部57は、裏面42Bから板厚方向に凹む凹部からなり、開口部57Aの幅wはおよそ0.5μm、深さtは、タッチパネル基板42の板厚に対して20〜70%の範囲内で設定されている。
例えば、溝部57の深さtがタッチパネル基板42の板厚の20%未満であった場合、タッチパネル基板42が変形し難くなり、ある程度強い押圧力(ユーザが意識的に力を入れて押圧するような動作)が必要となる。また、溝部57の深さtがタッチパネル基板42の板厚の70%を越えた場合、溝部57の部分の板厚が薄くなるので使用中にタッチパネル基板42が損傷する虞があり耐久性が乏しい。よって、溝部57の深さtをタッチパネル基板42の板厚の20〜70%以内とすることにより、タッチパネル基板42が従来よりも変形し易くなるとともに、耐久性も確保したものとなる。
なお、溝部57の幅wや深さtは、タッチパネル基板42の材質や面積に応じて適宜変更可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the touch panel substrate 42 has a back surface 42B side where a plurality of piezoelectric elements 43 arranged on the input surface 42A side overlap with each other in a plan view. A frame-shaped groove 57 along the edge of the substrate 42 is formed. The groove portion 57 is formed of a concave portion that is recessed from the back surface 42B in the plate thickness direction, the width w of the opening portion 57A is approximately 0.5 μm, and the depth t is within a range of 20 to 70% with respect to the plate thickness of the touch panel substrate 42. Is set.
For example, when the depth t of the groove 57 is less than 20% of the thickness of the touch panel substrate 42, the touch panel substrate 42 becomes difficult to be deformed, and a certain amount of strong pressing force (so that the user consciously presses with pressure) Is necessary). Further, when the depth t of the groove portion 57 exceeds 70% of the thickness of the touch panel substrate 42, the thickness of the groove portion 57 becomes thin, so that the touch panel substrate 42 may be damaged during use and the durability is poor. . Therefore, by setting the depth t of the groove portion 57 to be within 20 to 70% of the plate thickness of the touch panel substrate 42, the touch panel substrate 42 can be more easily deformed than the conventional one, and the durability is ensured.
Note that the width w and the depth t of the groove portion 57 can be appropriately changed according to the material and area of the touch panel substrate 42.

なお、本実施形態においては、平面視において圧電素子43の略中央で重なるように溝部57を形成しているが、図4に示すように、圧電素子43の外側の端部43a寄りに溝部57を形成してもよい。これにより、タッチパネル基板42に追従して変形する圧電素子43の変化量(曲げ応力)が増加するため、同じ押圧力であってもより大きな起電力を得ることができるため、ユーザが情報を入力する際の応答性が良いものとなる。   In the present embodiment, the groove portion 57 is formed so as to overlap with the approximate center of the piezoelectric element 43 in plan view, but as shown in FIG. 4, the groove portion 57 is closer to the outer end portion 43 a of the piezoelectric element 43. May be formed. Thereby, since the amount of change (bending stress) of the piezoelectric element 43 that deforms following the touch panel substrate 42 increases, a larger electromotive force can be obtained even with the same pressing force, and the user inputs information. Responsiveness when doing is good.

[液晶表示パネル]
次に、液晶表示パネルの構成について説明する。
図1に示すように、液晶表示パネル30は、カラーフィルタ基板2と、該カラーフィルタ基板2に対向して配置される素子基板1とが枠状のシール部材3を介して貼り合わされている。そして、シール部材3に囲まれたカラーフィルタ基板2と素子基板1との間には液晶が封入されて液晶層4(電気光学物質)が形成されている。この枠状のシール部材3には、複数の金粒子や銀粒子などの導通部材7が混入されている。
[LCD panel]
Next, the configuration of the liquid crystal display panel will be described.
As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display panel 30, a color filter substrate 2 and an element substrate 1 disposed to face the color filter substrate 2 are bonded together via a frame-shaped seal member 3. A liquid crystal is sealed between the color filter substrate 2 and the element substrate 1 surrounded by the seal member 3 to form a liquid crystal layer 4 (electro-optical material). The frame-shaped sealing member 3 is mixed with a plurality of conducting members 7 such as gold particles and silver particles.

カラーフィルタ基板2はガラスなどにより構成され、カラーフィルタ基板2の内面上には、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかからなる着色層6が形成されており、この着色層6によりカラーフィルタが構成されている。隣り合う着色層6の間には、光の混入を防止するために遮光層BMが形成されている。   The color filter substrate 2 is made of glass or the like, and on the inner surface of the color filter substrate 2, a colored layer 6 made of any of R (red), G (green), and B (blue) is formed. A color filter is constituted by the colored layer 6. A light shielding layer BM is formed between the adjacent colored layers 6 to prevent light from entering.

着色層6及び遮光層BMの上には、透明樹脂等からなる保護層18が形成されている。この保護層18は、各色間のカラーフィルタの段差を平滑化する機能を有するとともに、液晶表示装置100の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から着色層6を保護する機能を有する。   A protective layer 18 made of a transparent resin or the like is formed on the colored layer 6 and the light shielding layer BM. The protective layer 18 has a function of smoothing the level difference of the color filter between the respective colors, and also has a function of protecting the colored layer 6 from corrosion and contamination due to chemicals used during the manufacturing process of the liquid crystal display device 100. .

保護層18の表面上には、ストライプ状のITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極32が形成されている。この透明電極32の一端は、シール部材3内に延在しており、シール部材3内の上記した導通部材7と電気的に接続されている。   On the surface of the protective layer 18, a transparent electrode 32 such as striped ITO (Indium Tin Oxide) is formed. One end of the transparent electrode 32 extends into the seal member 3 and is electrically connected to the above-described conducting member 7 in the seal member 3.

一方、素子基板1は、ガラスなどにより形成され、素子基板1の内面上には、走査線31が一定の間隔を置いて形成されている。また、素子基板1の内面上には、サブ画素毎に、スイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode)素子21、画素電極10が形成されている。そして、走査線31は、対応するTFD素子21を介して画素電極10に電気的に接続されている。また、液晶表示パネル30は、画素電極10と透明電極32との間に電圧をかけ、液晶層4の液晶を配向制御することにより、光の透過性を変化させて階調表示を行う。ここで、スイッチング素子としては、TFD素子に限らず、TFT(Thin Film Transistor)素子を用いることもできる。   On the other hand, the element substrate 1 is formed of glass or the like, and scanning lines 31 are formed on the inner surface of the element substrate 1 at a constant interval. On the inner surface of the element substrate 1, a TFD (Thin Film Diode) element 21 and a pixel electrode 10 that are switching elements are formed for each sub-pixel. The scanning line 31 is electrically connected to the pixel electrode 10 via the corresponding TFD element 21. The liquid crystal display panel 30 applies gradation between the pixel electrode 10 and the transparent electrode 32 to control the orientation of the liquid crystal in the liquid crystal layer 4, thereby changing the light transmittance and performing gradation display. Here, the switching element is not limited to the TFD element, and a TFT (Thin Film Transistor) element can also be used.

素子基板1の外面側(液晶層4と反対側の面)には、バックライトとして機能する照明装置20が配置されている。照明装置20は、光源、具体的には点状光源としてのLED(Light Emitting Diode)と、LEDから出射された点状の光を面状に変換して出射する導光体とを有する。各LEDから出た光は、導光体の内部へ導入され、その導光体の光出射面から面状の光として液晶表示パネル30方向に出射される。   On the outer surface side of the element substrate 1 (surface opposite to the liquid crystal layer 4), an illumination device 20 that functions as a backlight is disposed. The illuminating device 20 includes a light source, specifically, an LED (Light Emitting Diode) as a point light source, and a light guide that converts the point light emitted from the LED into a planar shape and emits the light. The light emitted from each LED is introduced into the light guide, and is emitted in the direction of the liquid crystal display panel 30 from the light emission surface of the light guide as planar light.

本実施形態のタッチパネル40は、接着材により液晶表示パネル30と接合されている。詳細には、図1(a)に示すように、タッチパネル基板42の裏面42Bを液晶表示パネル30のカラーフィルタ基板2の外面2Aと対向させた状態で、相互間に配置された光学弾性接着膜58によって接着されている。光学弾性接着膜58は、カラーフィルタ基板2の外面2Aにベタ状に塗布された透明接着材からなる。ここで、タッチパネル基板42の裏面42B側に光学弾性接着膜58を形成してもよいが、溝部57内に接着材が入り込んでいない方が変形しやすく、溝部57内が接着材で埋め込まれているよりも入力時の押圧力を小さくすることができるので、カラーフィルタ基板2側に形成することが好ましい。但し、光学弾性接着膜58が接着テープからなる場合には、溝部57内が接着材で埋め込まれることがないので、入力圧を小さくすることができる。   The touch panel 40 of this embodiment is joined to the liquid crystal display panel 30 with an adhesive. Specifically, as shown in FIG. 1A, an optical elastic adhesive film disposed between the touch panel substrate 42 and the back surface 42B of the touch panel substrate 42 facing the outer surface 2A of the color filter substrate 2 of the liquid crystal display panel 30. 58 is bonded. The optical elastic adhesive film 58 is made of a transparent adhesive applied in a solid shape on the outer surface 2A of the color filter substrate 2. Here, the optical elastic adhesive film 58 may be formed on the back surface 42 </ b> B side of the touch panel substrate 42, but it is easier to deform when the adhesive material does not enter the groove portion 57, and the groove portion 57 is embedded with the adhesive material. Since the pressing force at the time of input can be made smaller than the case, it is preferably formed on the color filter substrate 2 side. However, in the case where the optical elastic adhesive film 58 is made of an adhesive tape, the groove 57 is not embedded with an adhesive material, so that the input pressure can be reduced.

また、タッチパネル基板42とカラーフィルタ基板2との間にこれらと屈折率がほぼ等しい光学弾性接着膜58を配置することで、ニュートンリングの発生を防止することができる。   In addition, by arranging the optical elastic adhesive film 58 having a refractive index substantially equal between the touch panel substrate 42 and the color filter substrate 2, Newton's ring can be prevented from occurring.

一体化されたタッチパネル40と液晶表示パネル30は、上記カバー材56を有するパネルケース内に収容される。このようにして、タッチパネル機能を有する液晶表示装置100が構成される。   The integrated touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 are accommodated in a panel case having the cover material 56. In this way, the liquid crystal display device 100 having a touch panel function is configured.

図5(a)は、ユーザがタッチパネル40を指で押圧する様子を示す模式図であって、図5(b)は押圧時における圧電素子及び溝部の変形状態を示す模式図である。なお、以下の説明において図3を適宜参照するものとする。
図5(a)に示すように、ユーザが、例えば指などで入力面42Aのある特性の場所を押圧すると、押圧位置を中心にタッチパネル基板42が液晶表示パネル30側に撓み、光学弾性接着膜58がタッチパネル基板42の変形に沿ってその膜厚を変化させるようにして変形する。このとき、光学弾性接着膜58によって押圧時の衝撃が緩和される。
Fig.5 (a) is a schematic diagram which shows a mode that a user presses the touch panel 40 with a finger | toe, FIG.5 (b) is a schematic diagram which shows the deformation | transformation state of a piezoelectric element and a groove part at the time of a press. In the following description, FIG. 3 will be referred to as appropriate.
As shown in FIG. 5A, when the user presses a place with a certain characteristic on the input surface 42A with, for example, a finger, the touch panel substrate 42 bends toward the liquid crystal display panel 30 around the pressed position, and the optical elastic adhesive film 58 is deformed so as to change its film thickness along with the deformation of the touch panel substrate 42. At this time, the impact at the time of pressing is relieved by the optical elastic adhesive film 58.

タッチパネル基板42が押圧されると、図5(b)に示すように、溝部57における開口部57Aの幅方向が圧縮され、開口幅が狭められることでタッチパネル基板42の変形が許容されている。この溝部57の存在がタッチパネル基板42の変形を容易にしている。   When the touch panel substrate 42 is pressed, as shown in FIG. 5B, the width direction of the opening 57A in the groove 57 is compressed, and the deformation of the touch panel substrate 42 is allowed by narrowing the opening width. The presence of the groove 57 facilitates the deformation of the touch panel substrate 42.

一方、図5(b)に示すように、タッチパネル基板42に設けられた複数の圧電素子43は、タッチパネル基板42の変形と同時に、タッチパネル基板42の曲率変化に伴ってそれぞれ湾曲する。タッチパネル基板42の曲率は押圧手段、押圧位置及び押圧力などに応じて異なるが、圧電素子43は、このようなタッチパネル基板42の変形に追従して変形することが可能である。   On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), the plurality of piezoelectric elements 43 provided on the touch panel substrate 42 are each bent along with the change in the curvature of the touch panel substrate 42 simultaneously with the deformation of the touch panel substrate 42. Although the curvature of the touch panel substrate 42 varies depending on the pressing means, the pressing position, the pressing force, and the like, the piezoelectric element 43 can be deformed following the deformation of the touch panel substrate 42.

変形により、圧電素子43はその変形量に応じた起電力(曲げ力)を発生する。圧電素子43における圧電体膜45は引張力を加えたときに良く反応し、特に、製造時の延伸方向に引張られると大きな起電力を生じることから、曲げによる引張力に対応した曲げモードの起電力が発生することになる。そのため、タッチパネル基板42における所定箇所に位置する各圧電素子43は、ユーザによる押圧位置及び押圧力に応じた曲げモードの起電力を発生する。ここで、各圧電素子43は、圧電体膜45の製造時における延伸方向を、対応するタッチパネル基板42の各辺にそれぞれ直交させて配置しておくことが好ましい。   Due to the deformation, the piezoelectric element 43 generates an electromotive force (bending force) corresponding to the deformation amount. The piezoelectric film 45 in the piezoelectric element 43 reacts well when a tensile force is applied, and generates a large electromotive force when pulled in the stretching direction at the time of manufacture. Electric power will be generated. Therefore, each piezoelectric element 43 located at a predetermined location on the touch panel substrate 42 generates an electromotive force in a bending mode according to the pressing position and pressing force by the user. Here, it is preferable that the piezoelectric elements 43 are arranged so that the extending direction at the time of manufacturing the piezoelectric film 45 is orthogonal to the corresponding sides of the touch panel substrate 42.

そして、各圧電素子43からの出力信号をもとに、図3に示す座標検出回路50においてユーザによる入力面42Aの押圧位置が検出される。詳細には、タッチパネル基板42のx方向に配置された4つの圧電素子43の出力信号の大きさを比較することによって、押圧された場所のx座標を特定し、タッチパネル基板42のy方向に配置された4つの圧電素子43の出力信号の大きさを比較することによって、押圧された場所のy座標を特定する。このように、座標検出回路50は、各圧電素子43からの出力信号の大きさを基に、ユーザーにより押圧された位置のx座標及びy座標を算出することができる。   Based on output signals from the piezoelectric elements 43, the coordinate detection circuit 50 shown in FIG. 3 detects the pressing position of the input surface 42A by the user. Specifically, by comparing the magnitudes of the output signals of the four piezoelectric elements 43 arranged in the x direction of the touch panel substrate 42, the x coordinate of the pressed location is specified and arranged in the y direction of the touch panel substrate 42. By comparing the magnitudes of the output signals of the four piezoelectric elements 43, the y-coordinate of the pressed location is specified. Thus, the coordinate detection circuit 50 can calculate the x coordinate and the y coordinate of the position pressed by the user based on the magnitude of the output signal from each piezoelectric element 43.

なお、圧電素子43とカバー材56との間にはスペーサ55によって間隔dが設けられていることから、変形によって圧電素子43とカバー材56とが接触することが防止され、圧電素子43の出力に影響を及ぼすことはない。   Since the gap d is provided by the spacer 55 between the piezoelectric element 43 and the cover material 56, the piezoelectric element 43 and the cover material 56 are prevented from coming into contact with each other due to deformation, and the output of the piezoelectric element 43 is prevented. Will not be affected.

本実施形態によれば、タッチパネル基板42の入力面42Aがユーザによって押圧された場合に、その押圧力が小さい場合(軽くタッチした場合)であっても、溝部57を基点としてタッチパネル基板42が容易に変形する。つまり、押圧によって溝部57の開口側が圧縮されることで当該開口部57Aが縮小変形し、タッチパネル基板42の変形が許容される。押圧時、基板全体が一様に変形していた従来の構成と違って、本実施形態では、押圧部分のタッチパネル基板42の曲率を大きく変化させることができる。タッチパネル基板42が変形すると、その変形に追従して圧電素子43も同時に変形し、その変形量に応じた起電力を発生する。そのため、タッチパネル基板42の各辺42a〜42dに配置されたそれぞれの圧電素子43からの出力信号の大きさを比較することによって、入力面42A(入力領域X)におけるユーザの押圧位置を検出することができる。   According to the present embodiment, when the input surface 42A of the touch panel substrate 42 is pressed by the user, even if the pressing force is small (when lightly touched), the touch panel substrate 42 can be easily used with the groove portion 57 as a base point. Transforms into That is, when the opening side of the groove portion 57 is compressed by the pressing, the opening portion 57A is reduced and deformed, and the touch panel substrate 42 is allowed to be deformed. Unlike the conventional configuration in which the entire substrate is uniformly deformed at the time of pressing, in this embodiment, the curvature of the touch panel substrate 42 at the pressing portion can be greatly changed. When the touch panel substrate 42 is deformed, the piezoelectric element 43 is simultaneously deformed following the deformation, and an electromotive force is generated according to the deformation amount. Therefore, the pressing position of the user on the input surface 42A (input area X) is detected by comparing the magnitudes of the output signals from the respective piezoelectric elements 43 arranged on the sides 42a to 42d of the touch panel substrate 42. Can do.

また、押圧位置の検出手段として圧電素子43による起電力を利用するため、消費電流が小さくて済むとともにユーザの指以外に導通性を有しないペンなどを用いて行ったとしても、押圧位置を精度良く検出することができる。また、圧電素子43をタッチパネル基板42に取り付けるだけでよいため、設置作業が容易である。   In addition, since the electromotive force generated by the piezoelectric element 43 is used as a means for detecting the pressed position, the current consumption can be reduced, and the pressed position can be accurately detected even when a pen other than the user's finger is used. It can be detected well. Moreover, since it is only necessary to attach the piezoelectric element 43 to the touch panel substrate 42, installation work is easy.

また、光学弾性接着膜58によって押圧時の衝撃が緩和されるため、タッチパネル基板42の耐衝撃性が向上し耐久性の高いものとなる。
さらに、スペーサ55が、接続配線47,48上に形成されているとともに圧電素子43よりも内側に配置されているので、タッチパネル40の額縁幅を狭くでき、タッチパネル基板42を小型化することができる。
したがって、以上述べた本実施形態によれば、簡易な構成で押圧位置の検出精度の高いタッチパネル40を備えた液晶表示装置100とすることができる。
Further, since the impact at the time of pressing is relieved by the optical elastic adhesive film 58, the impact resistance of the touch panel substrate 42 is improved and the durability becomes high.
Furthermore, since the spacer 55 is formed on the connection wirings 47 and 48 and disposed inside the piezoelectric element 43, the frame width of the touch panel 40 can be reduced, and the touch panel substrate 42 can be downsized. .
Therefore, according to this embodiment described above, the liquid crystal display device 100 including the touch panel 40 with a simple configuration and high detection accuracy of the pressed position can be obtained.

なお、本実施形態では、上部電極44aを共通電極とし、下部電極44bを個別電極としているが、構成上の都合等によりこれを逆にしても支障はない。また、タッチパネル基板42に配置された全ての圧電素子43の上部電極44aを共通電極としても良い。これにより構成が簡易化されるため形成が容易となる。また、圧電素子43としては、市販されている金属粉膜含有塗料を塗布した圧電フィルムを用いることも可能である。   In the present embodiment, the upper electrode 44a is a common electrode and the lower electrode 44b is an individual electrode. However, there is no problem even if it is reversed for reasons of configuration. The upper electrodes 44a of all the piezoelectric elements 43 arranged on the touch panel substrate 42 may be used as a common electrode. This simplifies the configuration and facilitates formation. Further, as the piezoelectric element 43, a piezoelectric film coated with a commercially available metal powder film-containing paint can be used.

(第2の実施形態)
図6(a)は第2の実施形態おける液晶表示装置の全体構成を示す断面図、図6(b)は切欠部の構成を示す拡大断面図である。図7(a)はタッチパネル基板の裏面側を示す平面図であって、図7(b)は、押圧時における圧電素子及び溝部の変形状態を示す模式図である。
本実施形態は、タッチパネルと液晶表示基板とがスペーサを介して接合されている点において上記実施形態と異なる。なお、その他の液晶表示装置の基本構成は、上記実施形態と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6A is a cross-sectional view showing the overall configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment, and FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the notch. Fig.7 (a) is a top view which shows the back surface side of a touchscreen board | substrate, FIG.7 (b) is a schematic diagram which shows the deformation | transformation state of a piezoelectric element and a groove part at the time of a press.
This embodiment is different from the above embodiment in that the touch panel and the liquid crystal display substrate are joined via a spacer. The other basic configuration of the liquid crystal display device is the same as that of the above embodiment, and common constituent elements are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図6(a)に示すように、液晶表示装置200(表示装置)は、タッチパネル40と液晶表示パネル30とがスペーサ55を介して接合されている。本実施形態では、入力面42A側に溝部57が形成され、裏面42B側に圧電素子43が配置されている。圧電素子43は、スペーサ55の内側にあり、スペーサ55と光学弾性接着膜58との間に介在する。圧電素子43とカラーフィルタ基板2との間は、スペーサ55によって間隔dが設けられている。
なお、スペーサ55の高さを圧電素子43の高さ以上に設定するとともに、タッチパネル40及び液晶表示パネル30間に所定の間隔を設けることで、ニュートンリングの発生を防止できる。
As shown in FIG. 6A, in the liquid crystal display device 200 (display device), the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 are joined via a spacer 55. In the present embodiment, the groove portion 57 is formed on the input surface 42A side, and the piezoelectric element 43 is disposed on the back surface 42B side. The piezoelectric element 43 is inside the spacer 55 and is interposed between the spacer 55 and the optical elastic adhesive film 58. A space d is provided by the spacer 55 between the piezoelectric element 43 and the color filter substrate 2.
In addition, by setting the height of the spacer 55 to be equal to or higher than the height of the piezoelectric element 43 and providing a predetermined interval between the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30, the occurrence of Newton rings can be prevented.

光学弾性接着膜58は、少なくとも液晶表示パネル30の表示領域(タッチパネルの入力領域X)を覆う範囲に形成されており、その周囲において、複数の圧電素子43が上記実施形態と同様、タッチパネル基板42の各辺ごとに2つずつ配置されている。本実施形態においても、図7に示すように圧電素子43から引き出された複数の信号線49を含むようにしてスペーサ55を形成してもよい。さらに、本実施形態の信号線49は、タッチパネル基板42の周縁部を引き廻されて辺42cの一側に集められ、配線基板を介して座標検出回路に接続されている。   The optical elastic adhesive film 58 is formed in a range that covers at least the display area of the liquid crystal display panel 30 (input area X of the touch panel), and a plurality of piezoelectric elements 43 around the touch panel substrate 42 as in the above embodiment. Two are arranged for each side. Also in this embodiment, the spacer 55 may be formed so as to include a plurality of signal lines 49 drawn from the piezoelectric element 43 as shown in FIG. Furthermore, the signal lines 49 of the present embodiment are routed around the periphery of the touch panel substrate 42 and collected on one side of the side 42c, and are connected to the coordinate detection circuit via the wiring substrate.

図6(a)に示すように、枠形状の溝部57は、平面視において各圧電素子43と重なる位置に形成されている。本実施形態では、溝部57が外方に開放された構成のため溝部57内にゴミなどが入り込み易い。これを防止するために、開口部57Aを閉塞する不図示の閉塞部材などを溝部57上に設けるようにしても良い。この閉塞部材は、溝部57の変形に追従して伸縮するような材料から構成されたものである。   As shown in FIG. 6A, the frame-shaped groove portion 57 is formed at a position overlapping with each piezoelectric element 43 in plan view. In the present embodiment, since the groove portion 57 is opened outward, dust or the like easily enters the groove portion 57. In order to prevent this, a blocking member (not shown) that closes the opening 57 </ b> A may be provided on the groove 57. The closing member is made of a material that expands and contracts following the deformation of the groove portion 57.

また、溝部57の外側であってタッチパネル40の周縁には、不図示のパネルケースと嵌合するための切欠部63が形成されている。切欠部63は、図6(b)に示すように、入力面42Aとは板厚方向に高さを異ならせた底面63aと、入力面42Aと底面63aとの間に段差を形成する壁面63bとから構成されている。この切欠部63にカバー材56を組み込むことで、一体化されたタッチパネル40と液晶表示パネル30とがパネルケース内に収容される。収容後、タッチパネル40の入力面42Aとカバー材56の上面とが面一な状態となる。収容時には、切欠部63の壁面63bにカバー材56の側面56cを当接させることにより、パネルケースに対するタッチパネル40の幅方向の位置が規制される。また、切欠部63の底面63aにカバー材56の裏面56bを当接させることにより、パネルケースに対するタッチパネル40の深さ方向の位置が規制される。本実施形態の切欠部63は、パネルケースに対するタッチパネル40及び液晶表示パネル30の位置決め機能を有する。   Further, a notch 63 for fitting with a panel case (not shown) is formed on the outer periphery of the groove 57 and on the periphery of the touch panel 40. As shown in FIG. 6B, the notch 63 has a bottom surface 63a having a height different from the input surface 42A in the thickness direction, and a wall surface 63b that forms a step between the input surface 42A and the bottom surface 63a. It consists of and. By incorporating the cover material 56 into the notch 63, the integrated touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 are accommodated in the panel case. After the accommodation, the input surface 42A of the touch panel 40 and the upper surface of the cover material 56 are flush with each other. At the time of accommodation, the position in the width direction of the touch panel 40 with respect to the panel case is regulated by bringing the side surface 56c of the cover material 56 into contact with the wall surface 63b of the notch 63. Further, by bringing the back surface 56b of the cover material 56 into contact with the bottom surface 63a of the notch 63, the position of the touch panel 40 in the depth direction with respect to the panel case is regulated. The notch 63 of the present embodiment has a function of positioning the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 with respect to the panel case.

また、本実施形態のタッチパネル40の入力面42Aがユーザにより押圧されると、押圧位置を中心にタッチパネル基板42が液晶表示パネル30側に撓むことになるが、このとき、タッチパネル40の入力面42A側には引張力が加わるため溝部57の開口部57Aが広がる。この開口部57Aの広がりによってタッチパネル基板42の変形が許容され、押圧部分の曲率が大きく変化する。よって、本実施形態においても上記実施形態と同様、押圧位置を精度良く検出することができる。   Further, when the input surface 42A of the touch panel 40 of the present embodiment is pressed by the user, the touch panel substrate 42 is bent toward the liquid crystal display panel 30 around the pressed position. At this time, the input surface of the touch panel 40 Since a tensile force is applied to the 42A side, the opening 57A of the groove 57 expands. The expansion of the opening 57A allows the touch panel substrate 42 to be deformed, and the curvature of the pressed portion changes greatly. Therefore, also in the present embodiment, the pressed position can be detected with high accuracy as in the above-described embodiment.

本実施形態によれば、タッチパネル基板42の入力面42Aとパネルケースの外面とが面一となり、入力領域Xの見かけ上の面積が増大する。さらに、タッチパネル40上に段差がないため、意匠性が向上するとともにほこり等が溜まり難くなるとともに掃除も容易となる。また、タッチパネルを薄型にすることができるので、装置全体の小型化も実現可能である。さらに、切欠部63にカバー材56を組み込むだけで、パネルケースに対するタッチパネル40及び液晶表示パネル30の位置決めがなされるため、パネルケースに対するタッチパネル40及び液晶表示パネル30の位置合わせを容易且つ正確に行うことができる。   According to the present embodiment, the input surface 42A of the touch panel substrate 42 and the outer surface of the panel case are flush with each other, and the apparent area of the input region X increases. Furthermore, since there is no level difference on the touch panel 40, the design is improved and dust and the like are not easily collected and cleaning is facilitated. In addition, since the touch panel can be made thin, the entire apparatus can be downsized. Furthermore, since the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 are positioned with respect to the panel case simply by incorporating the cover material 56 into the notch 63, the touch panel 40 and the liquid crystal display panel 30 are easily and accurately aligned with respect to the panel case. be able to.

[実施例]
図8,9、及び表1に、押圧位置と各圧電素子の起電力との関係を示す。図8は、タッチパネル基板の入力領域Xにおけるユーザのタッチ位置を示す平面図である。図9の(a)から(c)は、各圧電素子の起電力の値を押圧位置ごとに示すグラフである。さらに、表1は、各圧電素子からの出力結果を押圧位置ごとにまとめた表である。
以下、図8,9及び表1を適宜参照して説明する。
[Example]
8 and 9 and Table 1 show the relationship between the pressed position and the electromotive force of each piezoelectric element. FIG. 8 is a plan view showing the touch position of the user in the input area X of the touch panel substrate. (A) to (c) of FIG. 9 are graphs showing the value of the electromotive force of each piezoelectric element for each pressed position. Further, Table 1 is a table in which output results from each piezoelectric element are summarized for each pressing position.
Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

Figure 2009110248
Figure 2009110248

押圧位置P1,P2は、入力領域Xの角部であって2つの圧電素子A,Eに非常に近接しており、タッチパネル基板の変形がこれら圧電素子A,Eに最もよく反映され、曲げによる変形量が他の圧電素子よりも大きくなる。図9(a)及び表1において、圧電素子A,Eの出力が他の圧電素子と比べて格段に大きいことから、各圧電素子の曲げ変形量に応じた起電力が生じていることが明らかである。   The pressing positions P1 and P2 are corners of the input region X and are very close to the two piezoelectric elements A and E, and the deformation of the touch panel substrate is most reflected in these piezoelectric elements A and E, and is caused by bending. The amount of deformation is larger than that of other piezoelectric elements. In FIG. 9A and Table 1, since the outputs of the piezoelectric elements A and E are significantly larger than those of the other piezoelectric elements, it is clear that an electromotive force is generated according to the bending deformation amount of each piezoelectric element. It is.

押圧位置P3は、入力領域Xの略中央であって、若干圧電素子Eよりである。この押圧位置P3における各圧電素子の出力は、図9(b)に示すように圧電素子Eの出力が最も大きく、入力領域Xの長手方向に配置された圧電素子F,G,Hの出力は圧電素子Eの出力の半分以下であるが、3つともほぼ等しい出力である。さらに、入力領域Xの短手方向に配置された圧電素子A,B,C,Dの出力は略等しく、圧電素子F,G,Hの出力の略半分かそれ以下の出力である。   The pressing position P3 is substantially in the center of the input area X and slightly from the piezoelectric element E. As shown in FIG. 9B, the output of each piezoelectric element at the pressing position P3 is the largest, and the outputs of the piezoelectric elements F, G, and H arranged in the longitudinal direction of the input region X are as follows. The output is less than half of the output of the piezoelectric element E, but all three outputs are almost equal. Further, the outputs of the piezoelectric elements A, B, C, and D arranged in the short direction of the input region X are substantially equal, and are approximately half or less than the outputs of the piezoelectric elements F, G, and H.

つまり、入力領域X(タッチパネル基板)が長方形状をなす場合、入力領域Xが押圧されるとその長手方向が撓みやすい。そのため、入力領域Xの長手方向に沿って配置された圧電素子E,F,G,Hの出力の方が、短手方向に沿って配置された圧電素子A,B,C,Dの出力よりも大きくなる。また、圧電素子Eの出力が最も大きいことから、押圧位置が入力領域Xの中心から圧電素子E側にずれていることが分かる。   That is, when the input area X (touch panel substrate) has a rectangular shape, the longitudinal direction is easily bent when the input area X is pressed. Therefore, the output of the piezoelectric elements E, F, G, and H arranged along the longitudinal direction of the input region X is more than the output of the piezoelectric elements A, B, C, and D arranged along the short direction. Also grows. Further, since the output of the piezoelectric element E is the largest, it can be seen that the pressing position is shifted from the center of the input region X to the piezoelectric element E side.

図10に、ユーザが押圧位置P4を押圧したときのタッチパネル基板の変形を表すシミュレーション結果を示す。
図10に示すように、色の濃い部分ほど変形の曲率が大きい。曲率の変化は、入力領域X(タッチパネル基板)の各辺から押圧位置P4までの距離によって異なっており、押圧位置P4と辺との距離が小さいほど曲率変化が大きく、押圧位置P4と辺との距離が広がるほど曲率変化も小さく穏やかに変形していることが分かる。また、タッチパネル基板の曲率の変化には、上述したように入力画面の長手方向及び短手方向にも関係する。実施例4では、圧電素子ごとの出力差が明確であり、タッチパネル基板の複雑な変形状態を表している。
FIG. 10 shows a simulation result representing the deformation of the touch panel substrate when the user presses the pressing position P4.
As shown in FIG. 10, the darker the color, the greater the curvature of deformation. The change in curvature differs depending on the distance from each side of the input area X (touch panel substrate) to the pressing position P4. The smaller the distance between the pressing position P4 and the side, the larger the change in curvature, and the difference between the pressing position P4 and the side. It can be seen that the greater the distance, the smaller the curvature change and the gentle deformation. Further, the change in the curvature of the touch panel substrate is also related to the longitudinal direction and the short direction of the input screen as described above. In Example 4, the output difference for each piezoelectric element is clear and represents a complicated deformation state of the touch panel substrate.

このように、各圧電素子からの出力は、押圧位置によってそれぞれ異なっている。これら各圧電素子からの出力を比較し、最も大きな圧電信号を出力する圧電素子の位置でタッチパネル基板の曲げ変形が生じていることが分かる。つまり、タッチパネル基板の曲率変形が最も大きい箇所が押圧位置と推定することができる。このようにして、ユーザによる押圧位置を検知することが可能である。   Thus, the output from each piezoelectric element differs depending on the pressing position. Comparing the outputs from these piezoelectric elements, it can be seen that the touch panel substrate is bent and deformed at the position of the piezoelectric element that outputs the largest piezoelectric signal. That is, it can be estimated that the location where the curvature deformation of the touch panel substrate is the largest is the pressed position. In this way, it is possible to detect the pressed position by the user.

なお、上記実施形態では、タッチパネル基板42の各辺に2つずつの圧電素子43を配置するとしたがこれに限らず、各辺に1つずつ配置してもよいし、2つ以上ずつ配置してもよい。また、辺ごとに圧電素子43の数が異なっていても良い。圧電素子43の数や位置は、タッチパネル基板42の面積や形状などによって適宜設定する。   In the above embodiment, two piezoelectric elements 43 are arranged on each side of the touch panel substrate 42. However, the present invention is not limited to this. One piezoelectric element 43 may be arranged on each side, or two or more piezoelectric elements 43 may be arranged on each side. May be. Further, the number of piezoelectric elements 43 may be different for each side. The number and position of the piezoelectric elements 43 are appropriately set depending on the area and shape of the touch panel substrate 42.

また、上記実施形態では枠形状の溝部57としたが、途中(例えば、角部付近)で分断されていても良く、図11(a)に示すように複数の溝部67から構成してもよい。また、基板の面方向に溝部を複数並設するようにしてもよい。例えば、図11(b)に示すように大きさの異なる枠形状の溝部69a,69bを互いに所定間隔をおいて二重構成としても良い。これにより、タッチパネル基板42の変形量が増加するため圧電素子からの起電力を大きくできるとともに、変形による各溝部69a,69bへの応力負荷が分散されるためタッチパネル基板42の耐久性が向上する。
また、溝部の角部が丸い枠状であってもよいし、平面視における形状が楕円状であってもよい。
In the above embodiment, the frame-shaped groove portion 57 is used. However, the groove portion 57 may be divided in the middle (for example, in the vicinity of the corner portion), and may be composed of a plurality of groove portions 67 as shown in FIG. . Further, a plurality of groove portions may be provided side by side in the surface direction of the substrate. For example, as shown in FIG. 11 (b), frame-shaped grooves 69a and 69b having different sizes may have a double structure with a predetermined interval therebetween. Thereby, since the deformation amount of the touch panel substrate 42 increases, the electromotive force from the piezoelectric element can be increased, and the stress load on the grooves 69a and 69b due to the deformation is dispersed, so that the durability of the touch panel substrate 42 is improved.
Moreover, the corner | angular part of a groove part may be round frame shape, and the shape in planar view may be elliptical.

さらに、スペーサも上記実施形態に限らず、複数に分断されていてもよい。その場合は、少なくとも各圧電素子の近傍にそれぞれスペーサを配置するようにする。   Furthermore, the spacer is not limited to the above embodiment, and may be divided into a plurality of parts. In that case, a spacer is arranged at least in the vicinity of each piezoelectric element.

また、上記実施形態の溝部57の断面は略四角形状であったが、図12(a)〜(d)に示すように、断面視における形状が、くさび形状の溝部57a、開口端が広口の台形状の溝部57b、開口端が狭口の台形状の溝部57c、U字形状の溝部57dなどであっても良い。また、図12(e)に示すように、溝部の代わりに、タッチパネル基板内に空洞部70を設けるようにしても良い。また、この空洞部70の形状も特に問わない。   Moreover, although the cross section of the groove part 57 of the said embodiment was substantially square shape, as shown to Fig.12 (a)-(d), the shape in a cross sectional view is the groove part 57a of a wedge shape, and an opening end is a wide mouth. A trapezoidal groove 57b, a trapezoidal groove 57c having a narrow opening end, a U-shaped groove 57d, or the like may be used. Moreover, as shown in FIG.12 (e), you may make it provide the cavity part 70 in a touchscreen board | substrate instead of a groove part. Further, the shape of the cavity 70 is not particularly limited.

[電子機器]
次に、本発明の電子機器の一例について説明する。
図13は、上述したタッチパネル機能を有する液晶表示装置100を備える携帯電話(電子機器)を示した斜視図である。
図13に示すように、携帯電話600は、ヒンジ122を中心として折り畳み可能な第1ボディ106aと第2ボディ106bとを備えている。そして、第1ボディ106aには、液晶表示装置601と、複数の操作ボタン127と、受話口124と、アンテナ126とが設けられている。また、第2ボディ106bには、送話口128が設けられている。
本実施形態に係る電子機器によれば、誤動作が防止され、かつタッチパネルのガラス(タッチパネル基板、第1タッチパネル基板)の飛散が防止された液晶表示装置100を備えるため、高性能及び高信頼性の携帯電話600を提供することができる。
[Electronics]
Next, an example of the electronic device of the present invention will be described.
FIG. 13 is a perspective view showing a mobile phone (electronic device) including the liquid crystal display device 100 having the touch panel function described above.
As shown in FIG. 13, the mobile phone 600 includes a first body 106 a and a second body 106 b that can be folded around a hinge 122. The first body 106a is provided with a liquid crystal display device 601, a plurality of operation buttons 127, an earpiece 124, and an antenna 126. The second body 106b is provided with a mouthpiece 128.
According to the electronic apparatus according to the present embodiment, since the liquid crystal display device 100 in which malfunction is prevented and scattering of the glass (touch panel substrate, first touch panel substrate) of the touch panel is prevented is provided, high performance and high reliability are achieved. A mobile phone 600 can be provided.

なお、上述したタッチパネル機能を有する液晶表示装置100は、上記携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。   Note that the liquid crystal display device 100 having the touch panel function described above can be applied to various electronic devices other than the mobile phone. For example, LCD projectors, multimedia-compatible personal computers (PCs) and engineering workstations (EWS), pagers, word processors, TVs, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, car navigation systems The present invention can be applied to electronic devices such as a device, a POS terminal, and a device provided with a touch panel.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples, and the above embodiments may be combined. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

例えば、第1実施形態に係るタッチパネル及び第2実施形態に係るタッチパネルは、上述した液晶表示装置に取り付けることができるだけでなく、有機EL表示装置などの他の表示装置にも取り付けることができるのは言うまでもない。   For example, the touch panel according to the first embodiment and the touch panel according to the second embodiment can be attached not only to the liquid crystal display device described above but also to other display devices such as an organic EL display device. Needless to say.

(a)は本発明に係る表示装置の一例である液晶表示装置の全体構成を示す断面図、(b)はタッチパネルの要部拡大図。(A) is sectional drawing which shows the whole structure of the liquid crystal display device which is an example of the display apparatus which concerns on this invention, (b) is a principal part enlarged view of a touch panel. (a)はタッチパネル基板の入力面側を示す平面図、(b)はタッチパネル基板の裏面側を示す平面図。(A) is a top view which shows the input surface side of a touchscreen board | substrate, (b) is a top view which shows the back surface side of a touchscreen board | substrate. タッチパネルの内部構成を示す図。The figure which shows the internal structure of a touchscreen. 溝部における配置位置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the arrangement position in a groove part. (a)はユーザがタッチパネルを指で押圧する様子を示す模式図、(b)は押圧時における圧電素子及び溝部の変形状態を示す模式図。(A) is a schematic diagram which shows a mode that a user presses a touch panel with a finger, (b) is a schematic diagram which shows the deformation | transformation state of a piezoelectric element and a groove part at the time of a press. (a)第2の実施形態おける液晶表示装置の全体構成を示す断面図、(b)は(a)の要部拡大図。(A) Sectional drawing which shows the whole structure of the liquid crystal display device in 2nd Embodiment, (b) is a principal part enlarged view of (a). (a)はタッチパネル基板の裏面側を示す平面図、(b)は押圧時における圧電素子及び溝部の変形状態を示す模式図。(A) is a top view which shows the back surface side of a touchscreen board | substrate, (b) is a schematic diagram which shows the deformation | transformation state of a piezoelectric element and a groove part at the time of a press. 入力領域における押圧位置を示す図。The figure which shows the press position in an input area. (a)から(c)は各圧電素子の起電力の値を押圧位置ごとに示すグラフ。(A)-(c) is a graph which shows the value of the electromotive force of each piezoelectric element for every pressing position. ユーザが押圧位置P4を押圧したときのシミュレーション結果を示す図。The figure which shows the simulation result when a user presses the press position P4. 溝部の他の実施形態を示す平面図。The top view which shows other embodiment of a groove part. 溝部の他の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows other embodiment of a groove part. 電子機器の一例であるプロジェクタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a projector that is an example of an electronic apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100…液晶表示装置、1…素子基板、2…基板、2A…外面、3…部材、4…液晶層、6…着色層、7…導通部材、A〜G…圧電素子、d…間隔、w…開口幅、10…画素電極、18…保護層、20…照明装置、21…素子、30…液晶表示パネル、31…走査線、32…透明電極、40…タッチパネル、42…基板、42A…入力面、42B…裏面、42a,42b,42c,42d…辺、43…圧電素子、43a…端部、44a…上部電極、44b…下部電極、45…圧電体膜、46…保護膜、47,48…接続配線、49…信号線、50…座標検出回路、51…配線基板、52…アンプ、53…変換器、54…座標計算部、55…スペーサ(凸部)、56…カバー材、56b…裏面、56c…側面、57…溝部、57A…開口部、58…光学弾性接着膜、63…切欠部、63a…底面、63b…壁面、70…空洞部、BM…遮光層、100…液晶表示装置(表示装置)、106a…ボディ、106b…ボディ、122…ヒンジ、124…受話口、126…アンテナ、127…ボタン、128…送話口、200…液晶表示装置(表示装置)、600…携帯電話(電子機器)、601…液晶表示装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Liquid crystal display device, 1 ... Element substrate, 2 ... Substrate, 2A ... Outer surface, 3 ... Member, 4 ... Liquid crystal layer, 6 ... Colored layer, 7 ... Conductive member, AG ... Piezoelectric element, d ... Space | interval, w Opening width, 10 ... Pixel electrode, 18 ... Protective layer, 20 ... Illumination device, 21 ... Element, 30 ... Liquid crystal display panel, 31 ... Scanning line, 32 ... Transparent electrode, 40 ... Touch panel, 42 ... Substrate, 42A ... Input Surface, 42B ... Back surface, 42a, 42b, 42c, 42d ... Side, 43 ... Piezoelectric element, 43a ... End, 44a ... Upper electrode, 44b ... Lower electrode, 45 ... Piezoelectric film, 46 ... Protective film, 47, 48 ... connection wiring, 49 ... signal line, 50 ... coordinate detection circuit, 51 ... wiring board, 52 ... amplifier, 53 ... converter, 54 ... coordinate calculation part, 55 ... spacer (convex part), 56 ... cover material, 56b ... Back surface, 56c ... side surface, 57 ... groove, 57A ... opening, 5 DESCRIPTION OF SYMBOLS Optical elastic adhesive film 63 ... Notch part 63a ... Bottom surface, 63b ... Wall surface, 70 ... Hollow part, BM ... Light-shielding layer, 100 ... Liquid crystal display device (display device), 106a ... Body, 106b ... Body, 122 ... Hinge , 124 ... Earpiece, 126 ... Antenna, 127 ... Button, 128 ... Mouthpiece, 200 ... Liquid crystal display device (display device), 600 ... Mobile phone (electronic device), 601 ... Liquid crystal display device

Claims (13)

入力面を有するタッチパネル基板と、
前記タッチパネル基板の前記入力面あるいは裏面のいずれかに配置される圧電素子と、を備え、
前記圧電素子は、前記タッチパネル基板の各辺の一部に少なくとも一つずつ配置され、
前記タッチパネル基板の前記圧電素子と反対側の面には、少なくとも前記圧電素子と平面視で重なる位置に溝部が形成されていることを特徴とするタッチパネル。
A touch panel substrate having an input surface;
A piezoelectric element disposed on either the input surface or the back surface of the touch panel substrate,
The piezoelectric element is disposed at least one part on each side of the touch panel substrate,
A touch panel, wherein a groove portion is formed on a surface of the touch panel substrate opposite to the piezoelectric element at least at a position overlapping the piezoelectric element in plan view.
前記溝部が、前記タッチパネル基板の辺縁に沿う枠形状であることを特徴とする請求項1記載のタッチパネル。   The touch panel according to claim 1, wherein the groove has a frame shape along an edge of the touch panel substrate. 前記圧電素子が、前記タッチパネル基板の各辺に複数ずつ配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のタッチパネル。   The touch panel according to claim 1, wherein a plurality of the piezoelectric elements are arranged on each side of the touch panel substrate. 前記溝部の深さが、前記タッチパネル基板の厚みに対して20〜70%の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のタッチパネル。   The depth of the said groove part exists in the range of 20 to 70% with respect to the thickness of the said touch panel substrate, The touch panel as described in any one of Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. 前記圧電素子が、前記タッチパネル基板上に積層された第1電極と圧電体膜と第2電極とを有しており、
前記圧電体膜が、ZnO、AlN、PZT、LiNbO、LiTaO、KNbOのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のタッチパネル。
The piezoelectric element has a first electrode, a piezoelectric film and a second electrode laminated on the touch panel substrate,
The touch panel according to claim 1, wherein the piezoelectric film includes at least one of ZnO, AlN, PZT, LiNbO 3 , LiTaO 3 , and KNbO 3 .
前記圧電素子上には保護膜が設けられ、
前記保護膜が、SiOあるいはAlからなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のタッチパネル。
A protective film is provided on the piezoelectric element,
The touch panel according to claim 1, wherein the protective film is made of SiO 2 or Al 2 O 3 .
前記圧電素子の近傍かつ同一面上に配置され、前記圧電素子に接続される配線上に当該圧電素子よりも高さを有する凸部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のタッチパネル。   The convex part which is arrange | positioned on the same surface and the vicinity of the said piezoelectric element, and has a height higher than the said piezoelectric element on the wiring connected to the said piezoelectric element is characterized by the above-mentioned. The touch panel according to item. 前記タッチパネル基板には、前記入力面の前記溝部よりも外側に、当該タッチパネルが装着される他の構成部材と嵌合される切欠部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のタッチパネル。   8. The touch panel substrate according to claim 1, further comprising a cutout portion formed on the outside of the groove on the input surface, the cutout portion being fitted with another component member to which the touch panel is mounted. The touch panel as described in any one. 入力面を有するタッチパネル基板と、
前記タッチパネル基板の前記入力面あるいは裏面のいずれかに配置される圧電素子と、を備え、
前記圧電素子は、前記タッチパネル基板の各辺に少なくとも一つずつ配置され、
前記タッチパネル基板の内部には、前記圧電素子と平面視で重なる位置に空洞部が形成されていることを特徴とするタッチパネル。
A touch panel substrate having an input surface;
A piezoelectric element disposed on either the input surface or the back surface of the touch panel substrate,
The piezoelectric elements are arranged at least one on each side of the touch panel substrate,
In the touch panel substrate, a hollow portion is formed at a position overlapping the piezoelectric element in plan view.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のタッチパネルと、表示パネルとを有する表示装置であって、
前記表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される電気光学物質と、を備えることを特徴とする表示装置。
A display device comprising the touch panel according to any one of claims 1 to 9 and a display panel,
The display panel includes: a pair of substrates; and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates.
前記タッチパネルと前記表示パネルとが、前記タッチパネルに形成された凸部を介して対向配置されていることを特徴とする請求項10記載の表示装置。   The display device according to claim 10, wherein the touch panel and the display panel are arranged to face each other via a convex portion formed on the touch panel. 前記タッチパネルと前記表示パネルとが、光学弾性接着膜によって接合されていることを特徴とする請求項10または11記載の表示装置。   The display device according to claim 10, wherein the touch panel and the display panel are joined by an optical elastic adhesive film. 請求項10乃至12のいずれか一項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the display device according to any one of claims 10 to 12.
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