JP2003036144A - タッチスクリーン - Google Patents

タッチスクリーン

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JP2003036144A JP2002149222A JP2002149222A JP2003036144A JP 2003036144 A JP2003036144 A JP 2003036144A JP 2002149222 A JP2002149222 A JP 2002149222A JP 2002149222 A JP2002149222 A JP 2002149222A JP 2003036144 A JP2003036144 A JP 2003036144A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射を低下させディスプレイのコントラスト
を増加させ、同時に製造コストを抑えるＯＬＥＤフラッ
トパネルディスプレイを用いる改良されたタッチスクリ
ーンを提供する。 【解決手段】 ａ）トップ面と底部面とを有する基体、 ｂ）基体の前記トップ面に配置された複数のタッチスク
リーン要素、及び ｃ）有機発光ダイオードディスプレイのグレアを低下さ
せ、コントラストを向上させるための偏光要素を含んで
成る、有機発光ダイオードディスプレイと共に用いるた
めのタッチスクリーンであって、前記偏光要素が前記タ
ッチスクリーンの一体部分であるタッチスクリーン。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は有機発光ダイオード
ディスプレイと一緒に使用するためのタッチスクリーン
に関し、より具体的には、グレアを低下させ、ディスプ
レイコントラストを高める円偏光要素の使用に関する。 【０００２】 【従来の技術】放射することができるフラットディスプ
レイ装置は、コンピュータ装置、特にポータブル装置と
組み合わせて広く用いられる。これらのディスプレイ
は、ポータブル装置、又はディスプレイを駆動するため
に使用するコンピュータと組み合わさるキーボードが非
実用的であるような公共の領域に用いられることが多
い。このような状況では、ディスプレイに対してタッチ
スクリーンインターフェイスが用いられることが多い。 【０００３】タッチスクリーンは、機械的に接触すると
信号を提供する、ディスプレイ上方又はディスプレイ上
に配置される装置である。容量性（capacitive）、表面
弾性波、赤外線、及び抵抗性（４線式又は５線式）を含
んで用いられる多種多様の検出方法がある。赤外法の他
は、これらの方法はいずれも上部又は内部に種々の信号
と検出装置が組み込まれる硬質基体に頼っている。 【０００４】図１は従来技術のタッチスクリーン１０を
示す。タッチスクリーン１０は透明基体１２を含む。こ
の基体１２は、一般的には硬質であり、通常はガラスで
あるが、ときには軟質材料、例えば、プラスチック等が
用いられる。タッチスクリーン１０の接触感知素子１４
を形成する材料の種々の追加の層が基体１２の上部に形
成される。接触感知素子１４は接触の位置を計算するの
に用いることができる様式で、客体による接触を検出す
るのに必要な変換器及び回路を含む。ケーブル１６は、
種々の信号をやりとりできるようにタッチスクリーン１
０の回路に接続されている。ケーブル１６の他端は外部
コントローラ１８に接続されている。外部コントローラ
１８はタッチスクリーン１０に対する種々の信号の適用
を調整し、接触の（Ｘ、Ｙ）座標を求めるために、接触
に対する接触感知素子のレスポンスに基づいて計算を行
う。 【０００５】この基本構造を用いる一般的に使用されて
いる３種類のタッチスクリーン技法がある。即ち、抵抗
性、容量性及び表面弾性波（ＳＡＷ）タッチスクリーン
である。これらの技法の詳細は、Scott Smithの「Weigh
ing in touch technology」（Control Solutions Magaz
ine, 2000年5月発行）を参照されたい。 【０００６】抵抗性タッチスクリーンには、４線式、５
線式及び８線式の３種類がある。これら３つのタイプは
似たような構造を有する。図２のａは抵抗性タッチスク
リーン１０の正面図を示す。図２のｂは抵抗性タッチス
クリーン１０の側面図を示す。この抵抗性タッチスクリ
ーン１０の接触抵抗素子１４は、下部回路層２０、スペ
ーサードット２４のマトリックスを有するフレキシブル
スペーサー層２２、フレキシブル上部回路層２６、及び
フレキシブルトップ保護層２８を含む。これらの層は全
て透明である。下部回路層２０は基体１２上に回路パタ
ーンを形成する導電性材料を含むことが多い。 【０００７】４線式、５線式、及び８線式タッチスクリ
ーンの大きな違いは、下部回路層２０及び上部回路層２
６内の回路パターン並びに抵抗測定を行う手段である。
外部コントローラ１８はケーブル１６を介してタッチス
クリーン回路構成に接続されている。ケーブル１６内の
導線は、下部回路層２０と上部回路層２６内の回路構成
に接続されている。外部コントローラ１８はタッチスク
リーン回路素子に印加する電圧を調節する。 【０００８】抵抗性タッチスクリーンが押されると、押
している物体（指、スタイラス、又は他の物体）がトッ
プ保護層２８、上部回路層２６及びスペーサー層２２を
変形させ、触った点のところで、下部回路層２０と上部
回路層２６との間に導電路を形成する。触った点のとこ
ろで回路内の相対抵抗に比例して電圧が形成され、これ
をケーブル１６の他端に接続されている外部コントロー
ラ１８で測定する。そしてコントローラ１８は触れた点
の（Ｘ、Ｙ）座標を計算する。抵抗性タッチスクリーン
の操作の詳細は、「Touch Screen Controller Tips」,
Application Bulletin AB-158, Burr-Brown, Inc. (Tuc
son, Arizona), 2000年4月, 1-9頁を参照されたい。 【０００９】図３のａは容量感知タッチスクリーン１０
の正面図を示す。図３のｂは容量感知タッチスクリーン
１０の側面図を示す。接触感知素子１４は基体１２の上
に形成された透明金属酸化物層３０を含む。金属接点３
２、３４、３６及び３８はタッチスクリーン１０のコー
ナー部のところで金属酸化物層３０上に配置されてい
る。これらの金属接点は、回路構成３１によってケーブ
ル１６内の導線に接続されている。外部コントローラ１
８が、金属接点３２、３４、３６及び３８に印加する電
圧を印加し、基体１２の表面に均一電場を創出し、その
電場は透明金属酸化物層３０全体に広がる。指又は他の
導電性物体がタッチスクリーンに触れると、それがスク
リーンと容量的に結合して、微小量の電流を接触点に流
させ、その場合、各コーナー接点からの電流は当該接点
から接触点までの距離に比例する。コントローラ１８に
よって電流の割合を測定し、接触点の（Ｘ、Ｙ）座標を
計算する。Redmayneの米国特許第5,650,597号(1997年7
月22日発行)明細書には、差動感知（differential sens
ing）と呼ばれる技術を利用する容量タッチスクリーン
技法の変法が記載されている。 【００１０】図４のａは、弾性表面波（ＳＡＷ）タッチ
スクリーン１０の正面図を示す。図４のｂは、ＳＡＷタ
ッチスクリーン１０の側面図を示す。接触感知素子１４
は音響変換器４６の配置及び基体１２の面上に形成され
た音波リフレクタ４８を含む。音波リフレクタ４８は、
基体表面に沿って伝達する高周波数音波を反射すること
ができ、特有の波長反射の助けとなるパターン中に置か
れる。４つの音響変換器４６は基体１２上に形成され、
基体表面上で音波を発射し、そして感知するために用い
られる。ケーブル１６は基体１２に結合され、音響変換
器４６を外部コントローラ１８に接続する導線を含む。
この外部コントローラ１８は、信号を音響変換器４６に
適用し、基体１２にわたって発せられる高周波数音波を
生じる。物体がタッチスクリーンに触れると、音波場が
乱される。変換器４６によってこの乱れを検出し、外部
コントローラ１８はこの情報を用いて触れた点の（Ｘ、
Ｙ）座標を計算する。 【００１１】図５は、Littman等の米国特許第5,688,551
号（1997年11月18日発行）明細書に記載されたタイプの
典型的な有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）フラットパネ
ルディスプレイ４９を示す。ＯＬＥＤディスプレイはこ
のディスプレイ装置に機械的な支持を提供する基体５０
を含む。基体５０は典型的にガラスであるが、他の材
料、例えば、プラスチックを用いることもできる。発光
素子５２は、導電体５４、ホール注入層５６、有機発光
層５８、電子輸送層６０、及び金属カソード層６２を含
む。ケーブル６７を介して発光素子５２に電源６４によ
って電圧が加えられると、光６６が基体５０を通って放
出されるか、あるいは透明カソード層６２を通って放出
される。 【００１２】従来、フラットパネルディスプレイと一緒
にタッチスクリーンを用いる場合、タッチスクリーンは
単にフラットパネルディスプレイの上に置かれ、フレー
ム等の機械的な取り付け手段で両者が一緒に保持されて
いた。図６はＯＬＥＤフラットパネルディスプレイの上
に取り付けられたタッチスクリーンの従来の配置を示
す。タッチスクリーンとＯＬＥＤディスプレイを組み立
てた後、二つの基体１２及び５０は、フレーム６８内に
一緒に配置される。ときには、ニュートンリングを防止
するために、スペーサー７２を挿入することによって、
幅の細いエアギャップが基体１２と５０との間に追加さ
れる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】フラットパネルディス
プレイは、タッチスクリーンをこのディスプレイと共に
用いる場合にも存在する問題を有する。図７（従来技術
を示す）に具体的に記載するように、フラットパネル又
はタッチスクリーンの前面に入射する周囲光が、その前
面から観者の目に反射する。図７では、構成部品１２及
び１４を用いるタッチスクリーンが構成部品５０及び５
２を用いるディスプレイ上に置かれている。光１００が
放出される光１０１と一緒に構成部品の表面から反射さ
れる。この反射光１００（即ち、グレア）は、観者に到
達する発光ディスプレイ１０１由来の光の割合を低下さ
せるので、知覚されるディスプレイのブライトネス及び
有効コントラストを低下させる。この問題は一般的に偏
光フィルター（通常、円偏光）を観者と反射面との間に
置くことによって対処される。図８は、ディスプレイ上
に置かれたフィルター１１０を表し、図９はタッチスク
リーン上に置かれたフィルター１１０を表す。しかし、
タッチスクリーンを備えた複合フラットパネルディスプ
レイ内に追加のフィルターを用いると、更なる処理工程
を新たに作り、追加の構成部品を必要とし、追加の中間
層反射を引き起こし、コストを高くし、信頼性を低下さ
せ、性能を低下させる。 【００１４】従って、反射を低下させディスプレイのコ
ントラストを増加させ、同時に製造コストを抑えるＯＬ
ＥＤフラットパネルディスプレイを用いる改良されたタ
ッチスクリーンのニーズがある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上述のニーズは、トップ
面と底部面とを有する基体、基体の前記トップ面に配置
された複数のタッチスクリーン要素、及び有機発光ダイ
オード（ＯＬＥＤ）ディスプレイのグレアを低下させ、
コントラストを向上させるための偏光要素を含んで成
る、有機発光ダイオードディスプレイと共に用いるため
のタッチスクリーンであって、前記偏光要素が前記タッ
チスクリーンの一体部分であるタッチスクリーンを提供
する本発明に従って達成される。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明のＯＬＥＤディスプレイ装
置は、ＯＬＥＤディスプレイと一緒に用いるタッチスク
リーンの現行の構成部品に偏光材料を組み込みことによ
って、周囲光反射の問題を克服する。偏光ガラス及びプ
ラスチックフィルムは当該技術分野では周知であり、シ
ート形態で入手可能であり、タッチスクリーン及びＯＬ
ＥＤディスプレイ内で使用するのに適した機械的特性と
化学的特性を備えている。 【００１７】本発明を適用できるいくつかの態様があ
る。第一の態様では、タッチスクリーンの基体１２それ
自体が偏光要素を受け入れる。図１０を参照すると、タ
ッチスクリーン１０は偏光基体１２０（基体１２の代わ
り）及びタッチスクリーン要素１４を含む。タッチスク
リーンは基体５０と発光素子５２とを備えたＯＬＥＤデ
ィスプレイ４９の上に置かれている。偏光基体１２０
は、この基体を通過する周囲光を吸収するが、ＯＬＥＤ
ディスプレイ４９から放出される光は吸収しない。一般
的な円偏光子は、４分の１波長板上の直線偏光子からな
る。光が直線偏光子を通過するとそれは直線偏光に変え
られる。光が４分の１波長板を通過すると、この偏光は
回転偏光に変えられる。光が逆方向に反射されると回転
が反転する。反転されるとその反射光は４分の１波長板
を再度通過して反対方向に通過し、直線偏光が再度行わ
れるが、反転のために偏光は元の状態から９０度となっ
ており、この光は直線偏光子によって吸収される。放出
された光は円偏光子を一回だけ通過するが、これは吸収
されない。円偏光子は軟質プラスチック及び硬質ガラス
とも種々の構成で、3M Inc.から市販されている。 【００１８】図１１を参照する第二の態様では、偏光基
体１２２は、要素１２及び５０の代わりに、タッチスク
リーン１０の基体及びＯＬＥＤディスプレイ４９の基体
の両方として作用し、図６に記載のスペーサー７２の必
要性が除かれる。図１０及び１１のいずれかの態様で
は、本発明は、容量性、表面弾性波、又は抵抗性タッチ
スクリーン技法のいずれにも適用可能である。これらの
適用は、基体の機械的な品質だけが異なる。例えば、表
面弾性波基体は抵抗性装置に必要な厚みよりも厚いと考
えられる。 【００１９】図１２を参照する抵抗性タッチスクリーン
装置に適用できる第三の態様では、基体は偏光材料を含
まない。その代わり、図２のｂに示したフレキシブル保
護層２８をフレキシブル偏光保護層１２４に置き換え
る。 【００２０】図１３を参照する抵抗性タッチスクリーン
１０の第四の態様では、ＯＬＥＤディスプレイ４９に関
連する共通の基体５０を一緒に使う。図２のｂに示した
タッチスクリーン１０内のタッチスクリーン構成部品１
４のフレキシブル保護層２８をフレキシブル偏光保護層
１２４に置き換える。 【００２１】本発明の好ましい態様では、Tang等の米国
特許第4,769,292号(1988年9月6日発行)及びVanSlyke等
の米国特許第5,061,569号(1991年10月29日発行)明細書
に記載されたような、小分子量又はポリマー有機発光ダ
イオード（ＯＬＥＤ）から構成される有機発光ダイオー
ドを含む装置に用いられるがこれらに限定するものでは
ない。その様な装置の製造するために、有機発光ディス
プレイの多種多様の組合せを用いることができる。 【発明の効果】本発明は、別個の偏光フィルター層の必
要性を除去することによって、ＯＬＥＤフラットパネル
ディスプレイと共に用いられるタッチスクリーンの、コ
ストを低下させ、信頼性と性能を向上させるという利点
を有する。
【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、従来技術のタッチスクリーンの基本構
造を示す。 【図２】図２のａ及びｂは、従来技術の抵抗性タッチス
クリーンの構造を示す。 【図３】図３のａ及びｂは、従来技術の容量性タッチス
クリーンの構造を示す。 【図４】図４のａ及びｂは、従来技術の表面弾性波タッ
チスクリーンの構造を示す。 【図５】図５は、従来技術の有機発光ダイオード（ＯＬ
ＥＤ）ディスプレイの構造を示す。 【図６】図６は、従来技術で達成されていたＯＬＥＤと
タッチスクリーンとの組合せを示す。 【図７】図７は、ディスプレイ素子の表面から反射する
光の問題点を説明する図である。 【図８】図８は、従来技術で行われていたグレアを低下
させるための偏光フィルターの使用を示す。 【図９】図９は、従来技術で行われていたグレアを低下
させるための偏光フィルターの使用を示す。 【図１０】図１０は、本発明のタッチスクリーン及び発
光ディスプレイを説明する図である。 【図１１】図１１は、タッチスクリーン及び発光ディス
プレイが共通の基体を分け合っている、本発明のタッチ
スクリーン及び発光ディスプレイを説明する図である。 【図１２】図１２は、タッチスクリーン及び発光ディス
プレイが共通の基体を分け合っている、本発明の抵抗性
タッチスクリーン及び発光ディスプレイを説明する図で
ある。 【図１３】図１３は、タッチスクリーン及び発光ディス
プレイが共通の基体を分け合っている、本発明のタッチ
スクリーン及び発光ディスプレイを説明する図である。 【符号の説明】 １０…タッチスクリーン １２…基体 １４…接触感知素子 １６…ケーブル １８…外部コントローラ ２０…下部回路層 ２４…スペーサードット ２６…フレキシブル上部回路層 ２８…フレキシブルトップ保護層 ３０…透明金属酸化物層 ３２…金属接点 ４６…音響変換器 ４８…音波リフレクタ ４９…ＯＬＥＤディスプレイ ５２…発光素子 ５６…ホール注入層 ５８…有機発光層 ６０…電子輸送層 ６２…金属カソード層 １０１…発光ディスプレイ １１０…フィルター １２２…偏光基体 １２４…フレキシブル偏光保護層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ａ）トップ面と底部面とを有する基体、 ｂ）基体の前記トップ面に配置された複数のタッチスク
    リーン要素、及び ｃ）有機発光ダイオードディスプレイのグレアを低下さ
    せ、コントラストを向上させるための偏光要素を含んで
    成る、有機発光ダイオードディスプレイと共に用いるた
    めのタッチスクリーンであって、前記偏光要素が前記タ
    ッチスクリーンの一体部分であるタッチスクリーン。
JP2002149222A 2001-05-24 2002-05-23 タッチスクリーン Pending JP2003036144A (ja)

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US09/864484 2001-05-24
US09/864,484 US7106307B2 (en) 2001-05-24 2001-05-24 Touch screen for use with an OLED display

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