JP2002182197A

JP2002182197A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002182197A
Application number: JP2000378935A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Matsumoto; 重人松元; Ikuo Kawajiri; 育生川尻
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタイザの座標入力精度が低下せず、パター
ンの線影が発生せず、さらに輝度の低下を防ぎ、デジタ
イザの座標入力精度を高めた高性能な反射型液晶表示装
置を提供する。【解決手段】反射型液晶表示装置Ａの液晶パネルａの裏
面にセンサー基板５を配し、表示面にペン型外部座標入
力装置７を配する。プリント配線基板１を液晶セルａの
端面に隣接して配し、その上に液晶駆動用ドライバＩＣ
４を配設する。この液晶パネルａによれば、信号側ガラ
ス基板２と走査側ガラス基板３との貼り合せ構成におい
て、信号側ガラス基板２上に透明電極１１、絶縁層１
４、配向膜１２とを順次積層し、走査側ガラス基板３上
には誘電体多層膜から成る反射層８、カラーフィルタ
９、オーバーコート層１０、透明電極１１、配向膜１２
とを順次積層している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁誘導方式のデジ
タイザを付加した反射型液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、ワード
プロセッサ、テレビ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、
ならびに魚群探知機、携帯電話、携帯型位置測定システ
ム（通称、ＧＰＳと呼ばれる）など携帯性、屋外使用が
重視される用途への液晶表示装置の応用が進んでいる。
それに伴い、小型化、軽量化、低消費電力化およびタッ
チパネルに代表されるような外部からの座標入力手段に
対する要求が高まっている。

【０００３】低消費電力化という面に関しては、バック
ライトを使用せず、周囲光を利用した反射型液晶表示装
置の開発が進んでいる。

【０００４】さらに外部からの座標入力手段としては抵
抗膜方式のタッチパネルが広く用いられている。

【０００５】しかしながら、この方式によれば、表示面
の上に抵抗膜の層を配置しなくてはならず、これによ
り、輝度およびコントラストが低下し、その結果、抵抗
膜がスジ状のムラになるといった表示への影響が避けら
れない。

【０００６】このような課題を解消するために、電磁誘
導方式によるデジタイザが提案されている。

【０００７】電磁誘導方式のデジタイザには、通常、ペ
ン型入力装置とセンサー基板が使用される。ペン型入力
装置にはコイルが形成されており、そのコイルに電流を
流すことにより磁界を発生させている。一方のセンサ基
板に対しては、Ｘ軸およびＹ軸方向にマトリクス状にパ
ターンを形成しており、そのような基板でもって表示画
面を覆うように配置する。そして、ペン型入力装置をセ
ンサー基板に近づけることで、マトリクス状に形成され
たパターンに電流が流れ、その電流量や電流の生じた場
所といった情報を処理することにより外部からの座標入
力を実現している。

【０００８】このような電磁誘導方式のデジタイザによ
れば、座標入力において、直接表示面に接触する必要が
ないことで、センサー基板を液晶セルの裏面に配置する
ことができ、そのために抵抗膜方式のタッチパネルにて
問題となった表示への悪影響がなくなっている。

【０００９】ところが、バックライトを設けた透過型液
晶表示装置においては、反射層を備えた導光板が液晶パ
ネルの裏側に配置され、この反射層を金属薄膜にて形成
することで、入力を受信するセンサー基板とペン型入力
装置の間に金属薄膜が存在し、その結果、センサー基板
に生じる電流に影響を及ぼし、デジタイザの座標入力精
度が低下するという課題があった。

【００１０】このような課題を解消すべく、光透過性に
優れた素材により構成したセンサー基板を液晶表示装置
の前面もしくは液晶セルとバックライトの間などに配置
する構成が提案されたが、センサー基板におけるパター
ンの線影が表示品位を低下させたり、センサー基板の厚
みや重量が問題となり、電磁誘導方式のデジタイザは実
用的ではなかった。

【００１１】そこで、特開平０７−１０４９１０号にお
いては、透過型液晶表示装置のバックライトに使用され
ている導光板上に極細のセンサーパターンを形成した電
磁誘導方式によるデジタイザを搭載した透過型液晶表示
装置が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとしている課題】上述したとおり、
バックライトを設けた透過型液晶表示装置に対し電磁誘
導方式によるデジタイザを搭載した技術は開発されてい
るが、近年の反射型液晶表示装置に対し電磁誘導方式に
よるデジタイザを搭載する技術は、いまだ十分に検討さ
れていない。

【００１３】反射型液晶表示装置においては、バックラ
イトを使用しないことで低消費化を達成したが、金属薄
膜からなる反射層を液晶セルの内部もしくは外部に形成
した構成であるために、液晶パネルの裏側にセンサー基
板を配設すると、その金属薄膜によりセンサー基板に生
じる電流に影響を及ぼし、デジタイザの座標入力精度が
低下していた。

【００１４】そこで、前述の如く、光透過性に優れた素
材により構成したセンサー基板を液晶表示装置の表示面
にタッチパネルのように形成した従来の技術を適用する
ことが考えられるが、このような構成にした場合には、
透過型液晶表示装置と比べるとバックライトを使用しな
いで、周囲光を利用しているため、センサー基板の光透
過性を向上させても輝度の低下は避けられなかった。さ
らに、パターンの線影が表示に与える影響や厚み、重量
といった問題が解決できなくなってしまう。

【００１５】加えて、携帯電話用表示装置や表示機器に
対し、小型化および軽量化が市場のニーズとして強く要
求されており、そのためにさまざまな工夫が試みられて
いるが、いまだ満足し得る程度にまで至っておらず、反
射型液晶表示装置に対しても同様である。

【００１６】本発明者は上記事情に鑑みて、とくにバッ
クライトを使用しない反射型液晶表示装置に着目し、さ
らに小型かつ軽量化をはかるべく鋭意研究に努めた結
果、それに用いる反射層を誘電体多層膜でもって形成
し、さらに電磁誘導方式の外部座標入力によるデジタイ
ザに使用するセンサー基板を液晶パネルの裏面に配設す
る構成とを組合せることで、叙上の課題が解消されるこ
とを見出した。

【００１７】本発明は上記知見により完成されたもので
あり、その目的は電磁誘導方式のデジタイザを付加して
も、パターンの線影が発生しないようにし、さらに輝度
の低下を防いだ高品質な反射型液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００１８】本発明の他の目的はデジタイザの座標入力
精度を高めた高性能な反射型液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１９】本発明のさらに他の目的は小型・軽量化を
達成した電磁誘導方式のデジタイザ付きの反射型液晶表
示装置を提供することにある。

【００２０】なお、本願出願人は、小型化、軽量化の要
求に対し、液晶駆動回路を搭載した配線基板を表示面の
裏面に配置し、液晶駆動用ドライバＩＣおよび液晶セル
と接続することにより、小型化、軽量化を実現した反射
型液晶表示装置を提案している（特願平１１−２１１１
７０号および特願平１１−２１８１３０号参照）。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、透明電極と配向層とを順次積層してなる２つの
透明基板間にネマチック型液晶を介在してなる液晶パネ
ルの一方の透明基板の外面もしくは内面に、複数の誘電
体膜からなる反射層を形成し、他方の透明基板でもって
表示面側と成し、さらに液晶パネルの表示面にペン型入
力装置を配し、その裏面にセンサー基板を配設して電磁
誘導方式の外部座標入力によるデジタイザとして構成せ
しめたことを特徴とする。

【００２２】本発明の他の反射型液晶表示装置は、前記
センサー基板に代えて、液晶駆動用信号発生回路を搭載
した配線基板を液晶パネルの裏面に配設し、この配線基
板にセンサーパターンを形成したことを特徴とする。

【００２３】本発明のさらに他の反射型液晶表示装置
は、センサーパターンからの信号を処理して液晶表示装
置の信号源にフィードバックせしめる回路を配線基板上
に搭載したことを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明の反射型液晶表示装置は、上記構成のよ
うに、電磁誘導方式の外部座標入力によるデジタイザに
使用するセンサー基板を液晶パネルの裏面に配設すると
ともに、反射層を複数の誘電体膜にて形成したことで、
センサー基板が反射層により影響されなくなり、これに
より、デジタイザの座標入力精度が低下しなくなり、そ
の上、センサー基板を表示面に配したものに比べ、パタ
ーンの線影が発生しなくなり、さらに輝度の低下を防ぐ
ことができた。

【００２５】また、本発明の反射型液晶表示装置におい
ては、前記センサー基板に代えて、液晶駆動用信号発生
回路を搭載した配線基板を液晶パネルの裏面に配設し、
この配線基板にセンサーパターンを形成したことで、そ
のような配線基板でもってセンサー基板を兼用させるこ
とができ、配線基板とセンサー基板とが別々ではなく、
一体化されたことで、小スペース化となり、小型・軽量
化が達成できた。

【００２６】さらに本発明の反射型液晶表示装置によれ
ば、前記配線基板の上にセンサーパターンからの信号を
処理して液晶表示装置の信号源にフィードバックせしめ
る回路を搭載したことで、そのための搭載部位を別に用
意する必要もなく、これによっても小型・軽量化が達成
できた。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の反射型液晶表示装置を図
１〜図７により詳述する。図１は反射型液晶表示装置Ａ
の断面図、図２は他の反射型液晶表示装置Ｂの断面図で
あり、図３はこれら反射型液晶表示装置Ａ、Ｂに用いる
液晶セルａの要部拡大断面図である。なお、図１に示す
反射型液晶表示装置Ａと、図２に示す反射型液晶表示装
置Ｂとの双方にて、同じ部位には同一符号を付す。

【００２８】さらに図４はセンサーパターンの信号を処
理し液晶表示装置Ａの信号源へフィードバックする流れ
を示し、図５はペン型入力装置を示す。また、図６は反
射型液晶表示装置Ｂに用いる配線基板の概略断面図であ
り、図７はセンサーパターンの信号を処理し液晶表示装
置Ｂの信号源へフィードバックする流れを示す。

【００２９】（実施形態例１）図１に示す反射型液晶表
示装置Ａにおいては、図３に示す液晶パネルａの構造を
有している。

【００３０】この液晶パネルａによれば、信号側ガラス
基板２と走査側ガラス基板３との貼り合せ構成におい
て、信号側ガラス基板２の上にはＩＴＯから成る透明電
極１１、ＳｉＯ₂から成る絶縁層１４、一定方向にラビ
ングしたポリイミド樹脂から成る配向膜１２とを順次積
層し、走査側ガラス基板３上には誘電体多層膜から成る
反射層８、各画素ごとに配置したカラーフィルタ９、ア
クリル系樹脂から成るオーバーコート層１０、ＩＴＯか
ら成る透明電極１１、一定方向にラビングしたポリイミ
ド樹脂から成る配向膜１２とを順次積層している。

【００３１】そして、両基板２、３の各透明電極１１が
直交してマトリクス状の画素となるように貼り合わせ、
その間に液晶１３を封入して単純マトリクス型の反射型
液晶表示装置としている。

【００３２】このような液晶パネルａにおいて、表示面
側には、ポリカーボネイトなどから成る位相差板（図示
せず）とヨウ素系の偏光板（図示せず）とを順次アクリ
ル系の材料から成る粘着材を用いて貼り付けてある。

【００３３】また、表示面の裏面には走査側ガラス基板
３の外面に、表示領域ｂを覆うのに十分な大きさのセン
サー基板５を配している。そして、液晶パネルａの表示
面にペン型外部座標入力装置７を配する。

【００３４】さらにプリント配線基板１を液晶セルａの
端面に隣接して配し、信号側ガラス基板２の非表示領域
の一部とプリント配線基板１とに対しステンレスなどか
ら成る補強板６を当て、接着剤（たとえば両面テープ）
でもって固定する。

【００３５】プリント配線基板１上には液晶駆動用ドラ
イバＩＣ４を配設し、液晶駆動用ドライバＩＣ４の電極
端子と金属層を被覆した表示電極端子（図示せず）と
を、さらには液晶駆動用ドライバＩＣ４とプリント配線
基板１の端子とを金、アルミニウムなどからなるボンデ
ィング用ワイヤー１５により接続している。

【００３６】つぎに誘電体多層膜からなる反射層８の構
成を説明する。

【００３７】高屈折率層と低屈折率層とを交互に順次積
層した構造によって構成し、高屈折率層と低屈折率層と
はその間にて屈折率差が有れば、どの様な材料でもって
構成してもよいが、たとえば、高屈折率層の屈折率の範
囲は、２．０〜２．８がよく、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｓｎ
Ｏ₂などで構成するとよい。これに対する低屈折率層の
屈折率の範囲は、１．３〜１．６がよく、ＳｉＯ₂、Ａ
ｌＦ₃、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂などで構成するとよい。

【００３８】反射層８は、高屈折率層（図示せず）と低
屈折率層（図示せず）とを交互に順次積層し、層の材料
にもよるが、全層の層数を１０〜１５にすることで、反
射率が８０％程度に成るように作製した誘電体多層膜を
用いている。

【００３９】たとえば、ＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層とを交互
に積層し、全層数を１２層というような層構成にしたこ
とで、反射率が８０％となる。

【００４０】カラーフィルター９は顔料分散方式、すな
わちあらかじめ顔料により調合された感光性レジストを
基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成してい
る。画素毎に形成されたカラーフィルター９の間にはク
ロム金属もしくは感光性レジストのブラックマトリクス
（図示せず）を形成している。なお、このブラックマト
リックスは設けなくてもよい。

【００４１】上記センサー基板５には、たとえばガラス
エポキシ基板の上に銅箔などにより形成したＸ軸方向の
導電パターンおよびＹ軸方向の導電パターンを、互いに
絶縁層を介し複数本直交させて形成される導電パターン
網でもってセンサー部としている。このセンサー部を液
晶パネルの表示領域ｂと対応させて配置している。

【００４２】上記構成のセンサー基板５に、ペン型外部
座標入力装置７を近づける。このペン型外部座標入力装
置７の内部には、図５に示すようにコイルＣが設けら
れ、このコイルＣに電流を流すことによって、そのコイ
ルＣの中央に磁界を発生させ、これによってセンサー基
板５における導電パターン網の一部分に電流が流れ、そ
の部位における電流値の違いにより座標が認識される。

【００４３】このような認識は、図４に示すように、座
標入力処理回路でもっておこなわれる。つぎのＣＰＵで
もって、入力された座標情報を処理し、そして、ＬＣＤ
コントローラにより画像をＬＣＤ（液晶パネルａ）に表
示させる信号を発生させることで、ＬＣＤを表示させ
る。

【００４４】かくして上記構成の反射型液晶表示装置Ａ
によれば、反射層８を複数の誘電体膜にて形成したこと
で、センサー基板５が反射層８により影響されなくな
り、これにより、デジタイザの座標入力精度が低下しな
くなった。しかも、センサー基板５を表示面に配したも
のに比べ、パターンの線影が発生しなくなり、さらに輝
度の低下を防ぐことができた。

【００４５】（実施形態例２）図２に示す反射型液晶表
示装置Ｂにおいては、反射型液晶表示装置Ａにて用いた
センサー基板５に代えて、液晶駆動用信号発生回路を搭
載した配線基板１’を液晶パネルａの裏面に配設し、こ
の配線基板１’にセンサーパターン５’を形成してい
る。

【００４６】また、ガラス基板３上の表示領域ｂ以外の
部分に液晶駆動用ドライバＩＣ４を配設し、液晶駆動用
ドライバＩＣ４の電極端子と金属層を被覆した表示電極
端子（図示せず）とを、さらには液晶駆動用ドライバＩ
Ｃ４と配線基板１’の端子とを金、アルミニウムなどか
らなるボンディング用ワイヤー１５により接続してい
る。その他の構成は、上述の反射型液晶表示装置Ａと同
じである。

【００４７】図６に示すセンサー基板１’は、第１層〜
第７層のガラスエポキシ基板を積層したものであり、第
１層〜第４層には液晶駆動用回路基板であり、そのため
の配線がパターン形成されている。また、第５層と第６
層との間、および第６層と第７層との間には、それぞれ
金属薄膜が形成され、これらでもってＸ軸方向およびＹ
軸方向をもつ格子状にしたセンサーパターン５’を形成
している。

【００４８】このセンサーパターン５’によれば、銅箔
などにより形成されたＸ軸方向の導電パターンおよびＹ
軸方向の導電パターンを互いに絶縁層を介し複数本直交
させて形成される導電パターン網を形成したものであ
る。そして、このセンサーパターン５’は、表示領域ｂ
と対応させる必要があり、そのために、表示領域ｂと同
等以上の大きさで形成し、プリント配線基板１’は表示
領域ｂを覆う大きさにする。

【００４９】上記構成のセンサー基板１’に、ペン型外
部座標入力装置７を近づけると、センサーパターン５’
における導電パターン網の一部分に電流が流れ、その部
位における電流値の違いにより座標が認識される。

【００５０】このような認識は、図７に示すように、反
射型液晶表示装置Ｂに設けた座標入力処理回路でもって
おこなわれる。つぎのＣＰＵでもって、入力された座標
情報を処理し、そして、ＬＣＤコントローラにより画像
をＬＣＤに表示させる信号を発生させることで、ＬＣＤ
を表示させる。

【００５１】かくして上記構成の反射型液晶表示装置Ｂ
においても、反射層８を複数の誘電体膜にて形成したこ
とで、センサーパターン５’が反射層８により影響され
なくなり、これにより、デジタイザの座標入力精度が低
下しなくなった。しかも、パターンの線影が発生しなく
なり、さらに輝度の低下を防ぐことができた。

【００５２】また、プリント配線基板１’にセンサーパ
ターン５’と、座標入力処理回路を設けたことで、さら
にたとえば外部のＣＰＵ等に伝達することにより座標入
力を実現でき、これによって装置全体の薄型化が達成で
きた。しかも、信号処理回路もプリント配線基板１’上
に搭載することで、いっそうシステムの簡素化と一体化
ができた。

【００５３】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更は何等差し支えない。

【００５４】たとえば、液晶セルａについては、ガラス
基板３上にランダム性の凸状配列群をフォトリソ法や印
刷法にて形成し、その上に誘電体多層膜からなる反射層
を形成してもよい。

【００５５】また、反射層８を走査側基板３に形成して
いるが、信号側基板２に反射層８を形成した構成、すな
わち、信号側基板２に反射層８を形成し、そして、樹脂
やＳｉＯ₂からなる平滑膜を形成し、その上にＩＴＯか
らなる透明電極１１と、一定方向にラビングしたポリイ
ミド樹脂からなる配向膜１２とを順次形成してもよい。
この場合は、信号側基板２上にセンサー基板を配設す
る。

【００５６】さらにまた、実施形態例２では、液晶駆動
用のドライバＩＣを走査側ガラス基板３上に実装してい
るが、プリント配線基板１’上に実装してもよい。

【００５７】また、本発明は反射型液晶表示装置におい
ては、ＳＴＮ液晶、ＴＮ液晶、ＴＦＴ液晶、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶、双安定性型液晶等の液晶表示装置
に適用できる。

【００５８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の反射型液晶表示
装置によれば、電磁誘導方式の外部座標入力によるデジ
タイザに使用するセンサー基板を液晶パネルの裏面に配
設するとともに、反射層を複数の誘電体膜にて形成した
ことで、センサー基板が反射層により影響されなくな
り、これにより、デジタイザの座標入力精度が低下しな
くなり、その上、センサー基板を表示面に配したものに
比べ、パターンの線影が発生しなくなり、さらに輝度の
低下を防ぐことができ、その結果、デジタイザの座標入
力精度を高めた高性能な反射型液晶表示装置が提供でき
た。

【００５９】また、本発明の反射型液晶表示装置におい
ては、前記センサー基板に代えて、液晶駆動用信号発生
回路を搭載した配線基板を液晶パネルの裏面に配設し、
この配線基板にセンサーパターンを形成したことで、そ
のような配線基板でもってセンサー基板を兼用させるこ
とができ、一体化されたことで、小スペース化となり、
装置全体が薄型化され、さらに信号を処理する回路も配
線基板上に搭載できてシステムの簡素化と一体化がで
き、その結果、小型・軽量化を達成した電磁誘導方式の
デジタイザ付きの反射型液晶表示装置が提供できた。

【００６０】さらに本発明の反射型液晶表示装置によれ
ば、前記配線基板の上にセンサーパターンからの信号を
処理して液晶表示装置の信号源にフィードバックせしめ
る回路を搭載したことで、そのための搭載部位を別に用
意する必要もなく、これによっても小型・軽量化が達成
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶表示装置の断面図である。

【図２】本発明の他の反射型液晶表示装置の断面図であ
る。

【図３】本発明に係る液晶セルの要部拡大断面図であ
る。

【図４】センサーパターンの信号を処理し液晶表示装置
の信号源へフィードバックするフローチャート図であ
る。

【図５】ペン型入力装置の概略構成を示す図である。

【図６】本発明の反射型液晶表示装置に用いる配線基板
の概略断面図である。

【図７】センサーパターンの信号を処理し液晶表示装置
の信号源へフィードバックするフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ…反射型液晶表示装置ａ…液晶セルｂ…表示領域Ｃ…コイル１…プリント配線基板１’…配線基板２…信号側ガラス基板３…走査側ガラス基板４…液晶駆動用ドライバＩＣ５…センサー基板５’…センサーパターン７…ペン型外部座標入力装置８…反射層９…カラーフィルタ１０…オーバーコート層１１…透明電極１２…配向膜１３…液晶１４…絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H089 HA18 QA11 QA16 TA01 TA02 TA07 TA17 2H091 FA14Y FA14Z FA16Y FA16Z GA01 GA11 LA11 LA30 5B087 BC03 CC02 CC12 CC14 5C094 AA07 AA15 BA14 BA43 CA19 DA03 DA09 DA11 DB07 EA05 EA06 EA07 EB02 ED11 5G435 AA03 AA18 BB12 BB16 DD01 EE33 EE36 EE37 FF03 GG21 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極と配向層とを順次積層してなる２
つの透明基板間にネマチック型液晶を介在してなる液晶
パネルの一方の透明基板の外面もしくは内面に、複数の
誘電体膜からなる反射層を形成し、他方の透明基板でも
って表示面側と成し、さらに液晶パネルの表示面にペン
型入力装置を配し、その裏面にセンサー基板を配設して
電磁誘導方式の外部座標入力によるデジタイザとして構
成せしめたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】前記センサー基板に代えて、液晶駆動用信
号発生回路を搭載した配線基板を液晶パネルの裏面に配
設し、この配線基板にセンサーパターンを形成したこと
を特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】前記センサーパターンからの信号を処理し
て液晶表示装置の信号源にフィードバックせしめる回路
を配線基板上に搭載したことを特徴とする請求項２に記
載の反射型液晶表示装置。