JP2002508105A - タッチセンサー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タッチパネル表示装置において、タッチパネルそれ自身のタッチパネル(10)の基板(11)が反射的なディスプレイ(20)を照明するための光ガイドとして用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】 タッチセンサー表示装置 本発明は、センサーデバイスの表面の少なくとも一部の情報を定めるための検 出デバイスを持つところのセンサーデバイスと；２枚の基板の間の光電媒体を含 む表示デバイスと；上記検出デバイスを介して得られる情報に依存して上記表示 デバイスを駆動するための駆動器と；を有して成る表示装置に関する。 この型の装置（タッチパネル表示装置とも呼ばれる）は一般的には既知であっ て、そこでは種々のセンサーメカニズムを用いることができる。情報を定めるた めに、走査及び測定により表面の一部分を活性化することが可能であって、その 走査及び測定は例えば光を介して（例えばライトペンを用いて）活性化し、続い て誘導される電流を測定するか、或いは圧力の変化により誘起される電圧を容量 的又は抵抗的に測定するのである。表示される情報は、その表面の一部分の座標 から当該部分のルミネッセンスに変わるか、又はコンピュータアプリケーション 中でそれにより活性化されるメニューに恐らく変わることになろう。 冒頭のパラグラフに述べた型の装置は米国特許第5,194,862号に記載されてい る。この特許明細書に記載のセンサーデバイスについては、どうすれば液晶表示 デバイス(LCD)のためのオーバーレイとして使用できるかが指定されている。 この型の装置が、特に可搬形のアプリケーション（ミニノートブック形コンピ ュータ、個人用デジタル補助デバイス、電気通信）で使用されるときには、使わ れるエネルギーの量が最小であることが望ましい。エネルギーのうちのかなりの 部分が表示装置の後ろに位置する照明用の光源に用いられる。 本発明の目的は、とりわけ上述の型の装置でこれらの問題点の１つ又はそれ以 上が大きく改善されたものを提供することである。もう１つの目的はそのような 装置の体積が最小のものを提供することである。 この目的のために本発明による装置は、上記センサーデバイスと上記光電媒体 との間に、光学的に透明な素材の光ガイドを有し、該光ガイドは多数の端面を持 ち、それらの端面のうちの少なくとも１つは光の入口面であり、また、光は該入 口面である端面でカップルインされることができ、上記光ガイドの上記光電媒体 に向き合う側が、光の出口面を構成することを特徴とする。センサーデバイスの 基板は光ガイドを含むのが好適である。 この装置及び特にセンサーデバイスは光ガイドを含むから、センサーテバイス はその中に集積化されて、光電媒体の後ろに位置する照明源（バックライト）は 省略される。それにより装置全体が更にコンパクト（更に平坦）になろう。 光ガイドから光電媒体への光の満足すべきカップリングのために、光ガイドの 表面はざらざらにしてあるか又は光電媒体の側に鋸歯状の構造若しくはほぼ半球 状の構造が設けられることを好適とする。 この表示装置は反射型が好適である。そのような表示装置は周囲の光を利用し て反射器又は反射的な電極に基礎を置く。反射的なLCDは特に、周囲の光が僅か しかない状況で本発明による対策を用いることなしには十分な明るさが得られな いので、透過／反射型(transflective)表示装置(LCDs)も用いられる。これらの 装置では、照明源はLCDの後ろに位置しており、また反射器（反射型電極）の代 わりに透過／反射器（透過／反射型電極）が選ばれる。しかし反射力が減少する ので、反射的モードでの画像の光学的品質はかなり劣化する。更に、やはりこの 場合にも、光電媒体の後ろにバックライトを配置することが必要である。 もう１つの解答は前側に余分の光源を用いる（前面光システム）ことである。 この場合にもまた全体の体積が増大して、それは特に上述のアプリケーションに 対しては許容できない程度になってしまう。 本発明による表示装置の好適な実施例は上記基板が表示デバイスの基板を含む ことを特徴とする。それによりこのアセンブリは更にコンパクトになる。 更にもう１つの実施例では、表示装置の光ガイドから遠い側の基板が、例えば 駆動スイッチ（能動駆動）又は別の駆動機能と一体化したシリコン基板を含んで いる。 本発明のこれらの態様及びその他の態様は以下に記述する実施例により説明さ れ明らかにされる。 図面のうち： 図１は、本発明による装置の断面図を示す図であり、 図２は、センサーデバイスの平面図を示す図であり、 図３及び図４は、図１の別形を示す図である。 これらの図は、概略図であって実寸で描いたものではない。一般的に対応する コンポネントには同じ引用番号が付してある。 図１は、本発明による（タッチパネル表示）装置１を示す図で、これはセンサ ーデバイス10を持ち、この例では該センサーデバイス10は、第１の透明基板11と 第２の透明基板12とを持つ圧力に感応するデバイスである。基板11,12の上に例 えばITO(酸化インジウム)層の透明な導電層13,14が設けられ、それらの層は金属 を蒸着したストリップ18,19(図2)を介して接触している。この例ではこのアセン ブリには防護被覆16が設けられており、また上記基板はスペーサ15を用いて間隔 が置かれている。金属を蒸着した接触部19,19'が例えば接続ライン３を経由して 大地に接続しているときに、もしセンサーデバイス10の表面の17の位置に、例え ばペンで触れると、金属を蒸着した接触部18,18'間の抵抗が変化する。この抵抗 の変化が、やはり接続ライン３を経由して測定されて、位置17の例えばＸ座標を 示し、それが検出デバイス２に記憶される。同様にしてＹ座標も定められ記憶さ れる。もし必要なら、これらのＸ座標及びＹ座標は処理され、駆動信号を定めて それが接続ライン４を経由して表示テバイス20に与えられる。この実施例では、 この表示デバイス20は、２枚の例えばガラスの基板21,22の間にある捩じれネマ ティック液晶素材23を含む反射型の液晶表示デバイス(LCD)であって、それには 例えばアルミニウムの反射電極25と、光透過ITO電極26とが設けられる。このア センブリは密封縁24を用いてシールされる。もし必要なら、この表示デバイスは 更に、１個又はそれ以上の数の偏光子及び配向層（これらは図示されない）を含 み、それらは基板の内壁上の液晶素材を特定の方向に指向させる。 位置17（センサーデバイスが活性化している位置）に関する情報は、検出デバ イス（これは処理ユニットとしても機能する）内で処理されて、表示しようとす る画像（発光画素、機能的アイコン、又はコンピュータメニュー）となる。検出 デバイスは、上述のメカニズムの代わりに、例えば上記米国特許第5,194,862号 に記載の装置で用いられるライトペンを用いて活性化される光に感応するエレメ ントのマトリクスに基づくものであってもよい。 本発明によれば、周りの光が不十分なために表示された画像の可視性が不十分 な場合には、センサーデバイスの基板11は、LCD 20のための前光としても機能す る。この目的のために、基板11は、多数の端面８を持つ光学的に透明な素材の光 ガイドとして実装されており、また、この光ガイドの光電媒体23（従って表示デ バイス20）に面する側９は光のための出口面を構成する。この目的のために、少 なくとも１個の端面８の反対側のランプ筐体６内にランプ５が収納されて、その ランプから光が上記端面でカップルインされる。もし必要なら、引用番号5'，6' を用いて図式的に示されるランプを更に多くの端面に設けてもよい。 ランプ５からの光線7,7'のカップリングを強めるために、基板11のLCD 20に向 き合う表面９はざらざらにするか、又は鋸歯状の構造若しくはほぼ半球状の構造 とする。 鋸歯状の構造を持つ基板11が図３に示され、このときには基板11は表示デバイ スの基板21としても機能する。かような（１方向又は相互に直交する２方向の） 鋸歯状の構造は、例えば平坦なガラスの基板上にレプリカ技術を用いて設けられ る。図３のデバイスは図１のデバイスよりも更に一層コンパクトなものとなった 。図３中の引用番号は図２のものと同じにしてある。 光電素材の層23用にはPDLC素材が選ばれた；この場合には偏光子は不必要にな る。 図４は、本発明による装置の一部分の断面図であって、この例ではセンサーデ バイス10と表示テバイス20との間の光ガイド31の出口面が半球状の構造（球形又 は円筒形の表面）を持っている。実際には投影は僅かに平坦化されるか又は別の 意味で理想的な球形又は円筒形の構造から逸脱している。 表示デバイスへの光のカップリングアウトの他のモード、例えば基板11のセン サーデバイスに向き合う側からの正しいやり方で得をするとか又はこの基板に空 洞或いは光拡散センタを設けることによる等が代替的に可能である。 他の実施例では、カップリングアウトはスペーサ15により、或いは（半球状の 構造を）基板11又は基板12の他の表面若しくは被覆16に適合させることにより、 実現される。その場合にはセンサーデバイス全体が光ガイドとして機能する。 反射電極25が示されたけれども、反射器が基板22の他の側に位置するときには 代替的にそれらは透過的になることもある。LCD表示装置の代わりに他の反射的 な表示装置が代替的に用いられてもよい。 例えば駆動電極がIC技術を用いて実現されるシリコン基板22を用いることもで きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．センサーデバイスの表面の少なくとも一部の情報を定めるための検出デバイ スを持つところのセンサーデバイスと、 ２枚の基板の間の光電媒体を含む表示デバイスと、 上記検出デバイスを介して得られる情報に依存して上記表示デバイスを駆動 するための駆動器と、を有して成る装置において、 該装置は、上記センサーデバイスと上記光電媒体との間に、光学的に透明な 素材の光ガイドを有し、該光ガイドは多数の端面を持ち、それらの端面のうち の少なくとも１つは光の入口面であり、また、光は該入口面である端面でカッ プルインされることができ、上記光ガイドの上記光電媒体に向き合う側が、光 の出口面を構成することを特徴とする装置。 ２．請求項１に記載の装置において、センサーデバイスの基板が光ガイドを含む ことを特徴とする装置。 ３．請求項１に記載の装置において、上記光ガイドの表面が光電媒体の側ではざ らざらにしてあることを特徴とする装置。 ４．請求項１に記載の装置において、上記光ガイドの表面の光電媒体の側には、 鋸歯状の構造若しくはほぼ半球状の構造が設けられていることを特徴とする装 置。 ５．請求項１に記載の装置において、該装置には端面の反対側に光源が設けられ ていることを特徴とする装置。 ６．請求項１に記載の装置において、上記基板は表示デバイスの基板を含むこと を特徴とする装置。 ７．請求項６に記載の装置において、光ガイドからは遠い方の上記表示デバイス の基板はシリコン基板を含むことを特徴とする装置。 ８．センサーテバイスの表面の少なくとも一部の情報を定めるための検出デバイ スを持つところのセンサーデバイスと、２枚の基板の間の光電媒体を含む表示 デバイスと、上記検出デバイスを介して得られる情報に依存して上記表示デバ イスを駆動するための駆動器と、を有して成る装置において、 上記センサーデバイスは、光学的に透明な素材の光ガイドを含み、該光ガイ ドは多数の端面を持ち、それらの端面のうちの少なくとも１つは光の入口面で あり、また、光は該入口面である端面でカップルインされることができ、上記 光ガイドの上記光電媒体に向き合う側が、光の出口面を構成することを特徴と する装置。