JP2004348204A - タッチパネル及びそれを備えた画面入力型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチパネルを使用していない時でも表示画像が現れるタッチパネルを得る。
【解決手段】液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えられて、透明絶縁基板１２の下面に透明電極１３と引き回し電極１４、１５を設けた上基板１１と、透明絶縁基板６２の上面に透明電極３と引き回し電極４、５と透明電極上３に形成した複数のドットスペーサ８とを設けた下基板６１とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材１７で前記上下基板１１、６１の外周域を周回してシールしたタッチパネルにおいて、前記下基板６１の下面側に散乱型液晶７５を封入した散乱型液晶表示部７０を設ける。タッチパネルを使用していない時に散乱型液晶表示部７０を駆動させて色々な表示画像が現れるようにする。
【選択図】 図４
【解決手段】液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えられて、透明絶縁基板１２の下面に透明電極１３と引き回し電極１４、１５を設けた上基板１１と、透明絶縁基板６２の上面に透明電極３と引き回し電極４、５と透明電極上３に形成した複数のドットスペーサ８とを設けた下基板６１とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材１７で前記上下基板１１、６１の外周域を周回してシールしたタッチパネルにおいて、前記下基板６１の下面側に散乱型液晶７５を封入した散乱型液晶表示部７０を設ける。タッチパネルを使用していない時に散乱型液晶表示部７０を駆動させて色々な表示画像が現れるようにする。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペンで直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明絶縁基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する引き回し電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する引き回し電極を形成し、前記透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。そして、このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、そして、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。
【０００３】
以下、従来例を図８〜１３を用いて説明する。図８は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図９は図８におけるＥ−Ｅ断面図、図１０は図８における下基板の平面図、図１１は図８における上基板の平面図、図１２は車載に用いられるカーナビゲーションなる画面入力型表示装置の平面図、図１３は図１２における要部断面図を示している。
【０００４】
図８、図９、図１０、図１１に示すように、従来例のタッチパネル２０は形状が方形をなす下基板１と可撓性を有する上基板１１とを備えている。下基板１は、板厚が１．１ｍｍの透明な方形のガラスからなる透明絶縁基板２と、この透明絶縁基板２の上面に方形形状に形成された透明電極３と、この透明電極３の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて透明絶縁基板２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の引き回し電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された接続電極６、７と、透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成されている。尚、上記接続電極６、７は、後述する上基板１１の引き回し電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。
【０００５】
上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明な方形のマイクロガラス（マイクロシートガラス）からなる透明絶縁基板１２と、この透明絶縁基板１２の下面に方形形状に形成されている透明電極１３と、この透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって延設された一対の引き回し電極１４、１５とで構成されている。
【０００６】
そして、上下基板１１、１の引き回し電極１４、１５及び４、５が方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに１０μｍ前後の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１とを接着して固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた引き回し電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ａ、１５ａが下基板１に設けた接続電極６及び７と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。
【０００７】
また、図中上部中央において、封口部Ｄを有しており、シール材１７の開口部１７ａを封口材１９で封口している。
【０００８】
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面には偏光板１８、下基板１の下面には位相差板１６が貼付けられている。また、下基板１のＦＰＣ取付部ＳにはＦＰＣ９が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。
【０００９】
上記構造を成すタッチパネル２０の各構成要素部品は次のようになっている。下基板１を構成する透明絶縁基板２は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板１１を構成する透明絶縁基板１２は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）にはガラスが使用される。上記従来例は耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスからなるマイクロガラス（マイクロシートガラス）を使っている。
【００１０】
下基板１を構成する透明電極３及び上基板１１を構成する透明電極１３は錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成する。この透明電極３及び１３は高抵抗値であることが求められるため２５０〜５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このＩＴＯ膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。
【００１１】
下基板１を構成する引き回し電極４、５、接続電極６、７、及び上基板１１を構成する引き回し電極１４、１５は、透明電極３、１３に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。
【００１２】
下基板１を構成するドットスペーサ８は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ８は目に見えない大きさであることが求められることから、直径３０〜６０μｍ、高さは２〜５μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。
【００１３】
シール材１７は、スペーサボールを分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。ここで使われるスペーサボールは上基板１１と下基板１との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやファイバーガラス等が利用される。このプラスチックボールやファイバーガラスの大きさは、上基板１１の透明絶縁基板１２の材質や厚さによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は概ね１０μｍ前後の径のものが選択される。このシール材１７は上基板１１または下基板１の何れか一方に印刷した後、上基板１１と下基板１とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている
【００１４】
封口部Ｄにおける封口材１９にはＵＶ硬化型のエポキシアクリレート樹脂などが使用される。この封口材１９をシール材１７の開口部１７ａの部分に塗布し、開口部１７ａを塞いだ状態で紫外線を照射して硬化させて封口する。開口部１７ａは、シール材１７で上下基板１１、１を接着固定するために加圧の下で約１６０度、９０分位の加熱処理を施すが、その時のシール内部の膨張した空気を外に逃がすために設けている。
【００１５】
偏光板１８と位相差板１６は防眩性を高めて透視性や表示品質を良くするために設けている。偏光板１８は、様々なものが使用されているが一例をあげると、ポリビニールアルコールフイルムを常法により一軸延伸することによって厚さが２０μｍの偏光フイルムを作成し、この両面に厚さが８０μｍのセルロース系フイルムを張り合わせて厚さ１８０μｍの偏光板としたもの等が利用できる。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚さ８０μｍ程度である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図１２及び図１３に示すものは、車載に用いられるカーナビゲーションなる画面入力型表示装置の平面図（図１２）とその基本構成部分の要部断面図（図１３）を示したもので、表示及び指示入力を行う装置部分だけを取り出して示している。この画面入力型表示装置１５０は、概ね、液晶表示装置などの表示装置１４０の上面側に上記で述べた構成のタッチパネル２０を配設した構成を取っている。
【００１７】
表示装置１４０に表示された入力表示部分のタッチパネル２０の面を指圧したりしてデータ情報などの入力や指示信号などの入力操作などが行われる。
【００１８】
また、表示装置１４０にはバックライト装置なども備えられており、カーナビゲーションの使用中は表示画面が明るく照明されて、表示された地図などが鮮明に視認できるようになっている。
【００１９】
また、使用しないときには電源はＯＦＦの状態にし、表示装置１４０やタッチパネル２０の駆動機能、バックライト機能などを停止状態にする。このように電源をＯＦＦ状態にすると、表示機能や照明機能は停止され、画面入力型表示装置１５０の表示面には何の表示も現れない。そして、表示装置１４０の有する一様な色調の表示面となり、特に夜間などにおいては、それが真暗になってしまう。
【００２０】
このように、カーナビゲーションの画面入力型表示装置を未使用状態にすると、表示面は何の表示もない一様な色調の表示面となり、特に夜間などには真暗になって、運転者或いは利用者にとっては無味乾燥なものに感じてくる。未使用状態であっても、運転者或いは利用者の気持ちを和ませるような表示が現れると、心地良い走行に役立つものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画面入力型表示装置の未使用時であっても、表示画面に表示が現れるようにすることにある。そして、この目的を達成する手段として、本発明の請求項１に記載のタッチパネルは、液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えられて、透明絶縁基板の下面に透明電極と引き回し電極を設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に透明電極と引き回し電極と透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材で前記上下基板の外周域を周回してシールしたタッチパネルにおいて、前記下基板の下面側に散乱型液晶表示部を備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載のタッチパネルは、散乱型液晶表示部がタッチパネルの下基板の下面に一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載のタッチパネルは、タッチパネルの下基板が前記散乱型液晶表示部の上透明基板を兼ねていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載のタッチパネルは、散乱型液晶表示部がＬＥＤなる照明光源を備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の画面入力型表示装置は、液晶表示装置などの表示装置の上面側にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、請求項１乃至５のいずれかに記載のタッチパネルを備えていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の画面入力型表示装置は、画面入力型表示装置にタッチパネルの散乱型液晶表示部の表示駆動を行う電源スイッチを有していることを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜７を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図、図２は図１におけるＸ−Ｘ断面図、図３は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図、図４は図３におけるＹ−Ｙ断面図、図５は図４におけるセグメント電極の、一例として、Ａの表示文字の形状を示した平面図、図６は図５におけるＡの文字が表示される部分における散乱型液晶表示部の要部拡大断面図、図７は本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図を示している。尚、従来技術で説明した構成部品と全く同一部品は同一付号を付して説明する。また、本発明のタッチパネルの説明にあたって従来技術と同一構成部品のものは簡単な説明にとどめてその詳細は省略する。
【００２８】
図１、図２に示すものは本発明の第１実施形態に係るタッチパネルを示したものである。本発明の第１実施形態に係るタッチパネル５０はタッチパネル部２０ａと、タッチパネル２０ａの下面に一体的に設けられた散乱型液晶表示部３０とで構成している。そして、ここでのタッチパネル部２０ａは従来技術のタッチパネルと同じ構成を取っているものであるが、位相差板が取り付けられていない。即ち、下基板１と可撓性を有する上基板１１とを対向配置して１０μｍ前後の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１の外周域を接着固定した構成に成っている。また、下基板１は、透明なガラスからなる透明絶縁基板２と、この透明絶縁基板２の上面に方形に形成した透明電極３と、この透明電極３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極４、５と、透明電極３上にマトリックス状に配置形成したドットスペーサ８とから構成され、上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明なマイクロガラスからなる透明絶縁基板１２と、この透明絶縁基板２の下面に方形に形成した透明電極１３と、この透明電極１３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極１４、１５とから構成されている。また、上下基板１１、１を接着固定したシール材１７には一部分に開口部を有し、封口材１９で封口した封口部Ｄ（図１の中央上側）がある。また、透明絶縁基板２には延設部分２ａ（図１の下側）を有し、その一部分に下基板１の引き回し電極４、５及び上基板１１の引き回し電極１４、１５などが集合して、ＦＰＣ９が取り付けられて外部と導通が取れるようになっている。また、上基板１１の透明絶縁基板１２の上面には偏光板１８を設けている。
【００２９】
散乱型液晶表示部３０は、タッチパネル部２０ａの下基板１を構成する透明絶縁基板２の下面に、接着剤を介して透明絶縁基板２と一体になって取り付いている。この散乱型液晶表示部３０は、ガラスからなる下透明基板３２の上面に透明なセグメント電極３３を形成し、同じく、ガラスからなる上透明基板４２の下面に透明なコモン電極４３を形成し、スペーサ３６を介して下透明基板３２と上透明基板４２とを一定の隙間を設けて対向配置し、封止材４４を介して散乱型液晶３５を封入した構成を取る。また、下透明基板３２の一辺には延設した延設部３２ａを有して、その延設した一部分に、下透明基板３２に形成したセグメント電極３３に導通する導通パターン（図中略）や上透明基板４２に形成したコモン電極４３に導通する導通パターン（図中略）が集合していて、その集合した部分に駆動用のＩＣチップ４８や外部と導通を取るＦＰＣ４９が導電性接着剤を介して取り付けた構成になっている。また、延設部３２ａの適宜な位置に照明光源であるＬＥＤ４７（図中では２箇所に）を設けている。また、下透明基板３２の下面には位相差板１６を配設している。
【００３０】
上記散乱型液晶表示部３０を構成する下透明基板３２及び上透明基板４２は、タッチパネル部２０ａの下基板１の透明絶縁基板２と同様に、ソーダガラスや石英ガラス，アルカリガラス，ホウケイ酸ガラス，普通板ガラスなどが使用され、多くは０．７〜１．１ｍｍの板厚のものが選択される。下透明基板３２の上面に形成するセグメント電極３３や上透明基板４２の下面に形成するコモン電極４３、及びこれらの電極に導通する導通パターンは、タッチパネル部の上下基板１１、１の透明電極１３、３と同様に、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜である。スペーサ３６は透明なガラスボールやプラスチックボールなどを使用するが、上下の透明基板３２、４２のギャップ量（隙間量）に相当する粒径のものが選択される。自動散布装置などで散布して配設する。散乱型液晶３５にはＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）、ＤＳＭ（ダイナミック・スキャッタリングモード）液晶、相転移型液晶などがあるが、本実施の形態ではＤＳＭモードの液晶を使用している。このＤＳＭモード液晶は電圧無印加状態では透明状態を呈し、電圧印加状態では液晶物質が散乱して白濁状態を呈する。封止材４４は、タッチパネル部２０ａのシール材１７と同様に、熱硬化性のエポキシ樹脂や光硬化性のアクリル樹脂などが選択される。ＬＥＤ４７は赤、青、緑、黄、橙、黄緑などの単色発光のもの、あるいはこれらの２色発光のものなどが有り、表示照明したいカラー色に合わせて選択する。また、照明の明るさが均一になるようにその配設する個数を適宜設定する。
【００３１】
上記散乱型液晶表示部３０を設けたタッチパネル５０は、従来技術で示したように、液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えて画面入力型表示装置として使用することができる。本発明の第１実施形態に係るタッチパネル５０を備えた画面入力型表示装置は、表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチと、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチとを有している。
【００３２】
表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にしてこれらの機能を作動させる時は、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にして使用する。タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にすると、散乱型液晶表示部３０のコモン電極４３及びセグメント電極３３に電圧印加が成されないのでＤＳＭモードを使った散乱型液晶３５は透明状態になる。従って、表示装置に表示された地図などの表示画像は透明状態になった散乱型液晶表示３０部分を透過してタッチパネル部２０ａ側に良く映し出される。
【００３３】
また、表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にしてこれらの機能を停止させている時に、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にして、散乱型液晶表示部３０に表示された表示画像を見ることができる。散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にすると、散乱型液晶表示部３０のコモン電極４３及びセグメント電極３３に電圧が印加され、双方の電極に挟まれたＤＳＭモードの散乱型液晶３５が散乱状態になって白濁色を示す。また、電極のない部分は透明色を示す。この白濁色と透明色を利用して画像を表示することができるので、散乱型液晶表示部３０を駆動させることによって色々な表示画像を描き出すことができる。例えば、文字や数字、記号、模様などの画像である。これらの表示画像はセグメント電極３３の形状を要望の形状に仕上げることによって可能となる。また、本発明のタッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０にはＬＥＤ４７を設けている。ＬＥＤ４７を点灯させることによって、ＬＥＤの発光色で白濁した表示画像を着色することができる。また併せて、表示画像を明るく照明する。２色発光のＬＥＤなどを使えば少なくとも３色に変化する表示画像を描くことができる。このように、明るいカラーの表示画像が得られる。
【００３４】
本発明のタッチパネル５０をカーナビゲーションの画面入力表示装置に使用すると、カーナビゲーションを使っていない時でもタッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０を駆動させることによって、色々な表示画像を明るく見ることができて、走行運転気分を爽快にさせることが可能となる。また、メーカ名などの表示も現れるようにするとそのメーカの純正部品であることを示すことができる。
【００３５】
尚、本発明の第１実施形態で示したタッチパネル５０は、タッチパネル部２０ａと散乱型液晶表示部３０とを接着剤を介して一体に纏めた構成にしたものであるが、タッチパネル部２０ａと散乱型液晶表示部３０とを多少の隙間を持って分離した構成のものでも同じ結果が得られる。
【００３６】
図３、図４に示すものは本発明の第２実施形態に係るタッチパネルを示したものである。このタッチパネル９０の主要構成はタッチパネル部６０と散乱型液晶表示部７０とで構成されるが、前述の第１実施形態のタッチパネル５０と大きく異なる所は、タッチパネル部６０を構成するところの下基板６１の透明絶縁基板６２が散乱型液晶表示部７０の上透明基板にもなっていて、上透明基板を兼ねていることである。また、透明絶縁基板６２の延設部分６２ａを利用して、この延設部分６２ａの下面側中央部分に散乱型液晶表示部の表示画像を駆動するＩＣチップ８８やＦＰＣ８９、ＬＥＤ８７などを配設し、また、延設部分６２ａの上面片方側（図中右側）にタッチパネル部６０の各引き回し電極４、５、１４、１５を集合させてＦＰＣ９を取り付けている。
【００３７】
タッチパネル９０を構成するタッチパネル部６０は、上基板１１と下基板６１とを対向して配置し、一定の隙間を持ってシール材１７で上下基板１１、６１の外周域をシールした構成を取る。ここでの下基板６１は、ガラスからなる透明絶縁基板６２の上面に、前述の第１実施形態のタッチパネル部２０ａと同様に、透明電極３と、この透明電極３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極４、５と、透明電極３の上面にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とを設けており、下面には散乱型液晶表示部７０の構成要素部品にもなる透明なセグメント電極８３を設けた構成になっている。上基板１１は前述の第１実施形態のタッチパネル部２０ａの上基板と同じ構成になっている。また、下基板６１を構成する透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの上面片方端（図中では右）側には、下基板６１の一対の引き回し電極４、５、及び上基板１１の一対の引き回し電極１４、１５が集合していて、そこにＦＰＣ９が取り付けられている。
【００３８】
また、散乱型液晶表示部７０は、上記した下基板６１と、上面に透明なコモン電極７３を形成した下透明基板７２とをスペーサ７６を介して一定の隙間を持って対向配置し、封止材８４で散乱型液晶７５を封入した構成を取る。また、下基板６１の透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの中央部下面には、セグメント電極８３やコモン７３に接続される各導通パターンが集合しており、それに接続されて表示駆動を行う駆動用のＩＣチップ８８、及び外部との導通を図るＦＰＣ８９が取り付けられている。また、同じく下面に照明光源であるＬＥＤ８７が適宜の箇所に（図中では２箇所）取り付けられている。
【００３９】
ここで用いている散乱型液晶７５は、ネマチック液晶材料と高分子樹脂との混合物からなる高分子分散型液晶の一種であるＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）を用いている。このＰＮＬＣモードの液晶は、電圧無印加時は白濁状態にあって白濁色を示し、電圧印加時は透明状態になって透明色を示す。
【００４０】
尚、下基板６１を構成する透明絶縁基板６２及び下透明基板７２は、前述の第１実施形態のタッチパネルで用いた透明絶縁基板２や下透明基板３２と同じ仕様のものが用いられ、また、セグメント電極８３及びコモン電極７３は第１実施形態のセグメント電極３３やコモン電極４３と同じ材料が用いられる。
【００４１】
上記構成を取るタッチパネル部６０の上面側に偏光板１８、散乱型液晶表示部７０の下面側に位相差板１６が取り付けられてタッチパネル９０が仕上げられる。
【００４２】
図５に示すものは、本実施形態の図４におけるセグメント電極８３の、一例として、Ａの表示文字の形状を示したものである。枠内にＡの文字表示を行うのに、セグメント電極８３は▲１▼〜▲７▼のパターンに分けて形成している。そして、それぞれのパターンの境界には僅かな隙間ｍを設けている。また、▲１▼〜▲７▼のそれぞれのパターンからは電圧を印加するための導通パターンｐ１〜ｐ７が外方に向かって設けている。
【００４３】
次に、図６に示すものは、図５に示すＡの文字が表示される部分における散乱型液晶表示部７０の要部拡大断面図を示したものである。尚、タッチパネル部６０の部分は省略してある。透明絶縁基板６２の下面に形成したセグメント電極８３は図５に示されているように図中左から▲６▼、▲１▼、▲３▼、▲２▼、▲７▼と分かれている。そして、これらの電極の間は僅かな隙間ｍを設けてある。一方、下透明基板７２の上面に形成したコモン電極７３は全面にわたって形成した電極になっている。また、ＰＮＬＣモードの散乱型液晶７５がセグメント電極８３とコモン電極７３との間の隙間の部分に充填されている。尚、分かり易く説明するために図中ではスペーサ７６は省略してある。
【００４４】
今、上記構成の▲６▼、▲１▼、▲３▼、▲２▼、▲７▼のセグメント電極８３とコモン電極７３にそれらの導通パターンを介して電圧を印加すると、両者の電圧に挟まれた部分の領域ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の散乱型液晶７５は透明状態になる。一方、セグメント電極８３が形成されていない部分の領域、即ち、図中点線と斜線で示した領域ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４部分の散乱型液晶７５は白濁状態にあって白濁色を示す。しかしながら、この領域ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の幅ｍを非常に小さくして白濁色が殆ど目に見えない程度にしているので全体的に透明状態になって見える。
【００４５】
次に、セグメント電極８３の▲６▼、▲３▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、領域ｃ１、ｃ３、ｃ５の散乱型液晶７５は透明状態になり、それ以外の領域、即ち、領域ｄ１、ｃ２、ｄ２と領域ｄ３、ｃ４、ｄ４の部分の散乱型液晶７５は白濁状態にあって白濁色を示す。
【００４６】
従って、セグメント電極８３が図５に示す形状にあっては、セグメント電極８３の▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、全体的に透明状態になり、Ａの文字は全く現れない。しかしながら、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、この部分は透明状態になり、電圧印加していない▲１▼、▲２▼の部分が白濁状態を示して白濁色を示すＡの文字が現れてくる。即ち、透明色を示す背景の中に白濁色を示すＡの文字が現れる。
【００４７】
上記構成の散乱型液晶表示部７０を設けたタッチパネル９０を液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えて、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチやタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチを設けて画面入力型表示装置として使用することができる。
【００４８】
タッチパネル９０のタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチをＯＮにした時は、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にし、且つ、全てのセグメント電極８３とコモン電極７３に電圧を印加して散乱型液晶表示部７０を透明状態にする。このようにすることによって、表示装置に表示された地図などの表示画像が透明状態になった散乱型液晶表示部７０を透過してタッチパネル部６０に映し出される。
【００４９】
また、タッチパネル９０のタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦにしてその機能を停止した時は、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にし、更に、散乱型液晶表示部７０に形成した文字や数字、記号、模様などの各種の表示画像を、その出現させたい表示画像に対応するセグメント電極８３とコモン電極７３に電圧を印加して白濁色を示す表示画像を描き出すことができる。これらの表示画像の表示選択順序などは全て駆動のＩＣチップ８８でコントロールする。
【００５０】
また、タッチパネル９０には散乱型液晶表示部７０にＬＥＤ８７を設けている。散乱型液晶表示部７０の表示画像がＬＥＤ８７の発光色によって着色され、カラーの表示画像が現れると共に明るく照明される。
【００５１】
また、タッチパネル部６０の下基板６１が散乱型液晶表示部７０の上透明基板を兼ねていて共用している。構成部品点数も少なくなってコスト的にも安くなる。また、タッチパネルの厚みも前述の第１実施形態のタッチパネルより薄くなる
。
【００５２】
また、上記構成のタッチパネル９０をカーナビゲーションの画面入力型表示装置に使用することができる。カーナビゲーションを使っていない時などタッチパネル９０の散乱型液晶表示部を駆動させることによって、色々な表示画像を明るく見ることができる。そして、運転気分を和ませることも可能になる。
【００５３】
尚、本実施の形態では、タッチパネル部６０のＦＰＣ９を透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの片方端側の上面に取り付けているが、延設部分６２ａの中央部上面に取り付ける設計にすることもできる。
【００５４】
次に、図７に示すものは本発明の第３実施形態に係るタッチパネル構造を示したものである。このタッチパネル１００はＬＥＤ９７を透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの上面側に配設したもので、それ以外の構造は第２実施形態のタッチパネル９０の構造と全く同じ構造を取っている。延設部分６２ａの上面にＬＥＤ９７との導通パターン（図中略）を形成し、ＦＰＣ９を介して外部からの信号供給の導通を取る。
【００５５】
上記構造のタッチパネル１００は、前述の第２実施形態のタッチパネル９０と同様に、散乱型液晶表示部の表示画像が明るく照明されて現れる。
【００５６】
以上詳細に説明したように、本発明のタッチパネルは散乱型の液晶表示部を備えていて、タッチパネルを使っていないときにその液晶表示部で色々な表示画像が見られるようにしたものである。機能のバリエーションが増え利用者を飽きなくさせると共に、車載のカーナビゲーションなどに用いると運転者の走行時の気分を和らげることも可能となる。また、メーカの宣伝的効果も発する。また、これはカーナビゲーションばかりでなく他の画面入力型表示装置にも利用できる。例えば、夜間利用停止になるタッチパネルを使った自動販売機などに本発明のタッチパネルを利用すると、販売停止時間中である旨などを大きく表示して利用者に知らせることができる。
【００５７】
【発明の効果】
タッチパネルに散乱型液晶表示部を備えることにより、タッチパネルを使っていないときにその散乱型液晶表示部で色々な表示画像が見られるようになる。タッチパネル機能を使っていない時に散乱型液晶表示部の表示画像を見ることにより、利用者の気持ちを飽きなくさせることも、また、和らがせることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図４】図３におけるＹ−Ｙ断面図である。
【図５】図４におけるセグメント電極の、一例として、Ａの表示文字の形状を示した平面図である。
【図６】図５におけるＡの文字が示される部分における散乱型液晶表示部の要部拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図８】従来技術におけるタッチパネルの平面図である。
【図９】図８におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図８における下基板の平面図である。
【図１１】図８における上基板の平面図である。
【図１２】車載に用いられるカーナビゲーションの画面入力型表示装置の平面図である。
【図１３】図１２における要部断面図である。
【符号の説明】
１、６１ 下基板
２、１２、６２ 透明絶縁基板
３、１３ 透明電極
４、５、１４、１５ 引き回し電極
６、７ 接続電極
８ ドットスペーサ
９、４９、８９ ＦＰＣ
１１ 上基板
１６ 位相差板
１７ シール材
１８ 偏光板
２０、５０、９０、１００ タッチパネル
２０ａ、６０ タッチパネル部
３０、７０ 散乱型液晶表示部
３２、７２ 下透明基板
３３、８３ セグメント電極
３５、７５ 散乱型液晶
３６、７６ スペーサ
４２ 上透明基板
４３、７３ コモン電極
４４、８４ 封止材
４７、８７、９７ ＬＥＤ
４８、８８ ＩＣチップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペンで直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明絶縁基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する引き回し電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する引き回し電極を形成し、前記透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。そして、このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、そして、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。
【０００３】
以下、従来例を図８〜１３を用いて説明する。図８は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図９は図８におけるＥ−Ｅ断面図、図１０は図８における下基板の平面図、図１１は図８における上基板の平面図、図１２は車載に用いられるカーナビゲーションなる画面入力型表示装置の平面図、図１３は図１２における要部断面図を示している。
【０００４】
図８、図９、図１０、図１１に示すように、従来例のタッチパネル２０は形状が方形をなす下基板１と可撓性を有する上基板１１とを備えている。下基板１は、板厚が１．１ｍｍの透明な方形のガラスからなる透明絶縁基板２と、この透明絶縁基板２の上面に方形形状に形成された透明電極３と、この透明電極３の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて透明絶縁基板２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の引き回し電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された接続電極６、７と、透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成されている。尚、上記接続電極６、７は、後述する上基板１１の引き回し電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。
【０００５】
上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明な方形のマイクロガラス（マイクロシートガラス）からなる透明絶縁基板１２と、この透明絶縁基板１２の下面に方形形状に形成されている透明電極１３と、この透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって延設された一対の引き回し電極１４、１５とで構成されている。
【０００６】
そして、上下基板１１、１の引き回し電極１４、１５及び４、５が方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに１０μｍ前後の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１とを接着して固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた引き回し電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ａ、１５ａが下基板１に設けた接続電極６及び７と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。
【０００７】
また、図中上部中央において、封口部Ｄを有しており、シール材１７の開口部１７ａを封口材１９で封口している。
【０００８】
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面には偏光板１８、下基板１の下面には位相差板１６が貼付けられている。また、下基板１のＦＰＣ取付部ＳにはＦＰＣ９が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。
【０００９】
上記構造を成すタッチパネル２０の各構成要素部品は次のようになっている。下基板１を構成する透明絶縁基板２は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板１１を構成する透明絶縁基板１２は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）にはガラスが使用される。上記従来例は耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのホウケイ酸ガラスからなるマイクロガラス（マイクロシートガラス）を使っている。
【００１０】
下基板１を構成する透明電極３及び上基板１１を構成する透明電極１３は錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成する。この透明電極３及び１３は高抵抗値であることが求められるため２５０〜５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このＩＴＯ膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。
【００１１】
下基板１を構成する引き回し電極４、５、接続電極６、７、及び上基板１１を構成する引き回し電極１４、１５は、透明電極３、１３に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。
【００１２】
下基板１を構成するドットスペーサ８は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ８は目に見えない大きさであることが求められることから、直径３０〜６０μｍ、高さは２〜５μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。
【００１３】
シール材１７は、スペーサボールを分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。ここで使われるスペーサボールは上基板１１と下基板１との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやファイバーガラス等が利用される。このプラスチックボールやファイバーガラスの大きさは、上基板１１の透明絶縁基板１２の材質や厚さによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は概ね１０μｍ前後の径のものが選択される。このシール材１７は上基板１１または下基板１の何れか一方に印刷した後、上基板１１と下基板１とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている
【００１４】
封口部Ｄにおける封口材１９にはＵＶ硬化型のエポキシアクリレート樹脂などが使用される。この封口材１９をシール材１７の開口部１７ａの部分に塗布し、開口部１７ａを塞いだ状態で紫外線を照射して硬化させて封口する。開口部１７ａは、シール材１７で上下基板１１、１を接着固定するために加圧の下で約１６０度、９０分位の加熱処理を施すが、その時のシール内部の膨張した空気を外に逃がすために設けている。
【００１５】
偏光板１８と位相差板１６は防眩性を高めて透視性や表示品質を良くするために設けている。偏光板１８は、様々なものが使用されているが一例をあげると、ポリビニールアルコールフイルムを常法により一軸延伸することによって厚さが２０μｍの偏光フイルムを作成し、この両面に厚さが８０μｍのセルロース系フイルムを張り合わせて厚さ１８０μｍの偏光板としたもの等が利用できる。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚さ８０μｍ程度である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図１２及び図１３に示すものは、車載に用いられるカーナビゲーションなる画面入力型表示装置の平面図（図１２）とその基本構成部分の要部断面図（図１３）を示したもので、表示及び指示入力を行う装置部分だけを取り出して示している。この画面入力型表示装置１５０は、概ね、液晶表示装置などの表示装置１４０の上面側に上記で述べた構成のタッチパネル２０を配設した構成を取っている。
【００１７】
表示装置１４０に表示された入力表示部分のタッチパネル２０の面を指圧したりしてデータ情報などの入力や指示信号などの入力操作などが行われる。
【００１８】
また、表示装置１４０にはバックライト装置なども備えられており、カーナビゲーションの使用中は表示画面が明るく照明されて、表示された地図などが鮮明に視認できるようになっている。
【００１９】
また、使用しないときには電源はＯＦＦの状態にし、表示装置１４０やタッチパネル２０の駆動機能、バックライト機能などを停止状態にする。このように電源をＯＦＦ状態にすると、表示機能や照明機能は停止され、画面入力型表示装置１５０の表示面には何の表示も現れない。そして、表示装置１４０の有する一様な色調の表示面となり、特に夜間などにおいては、それが真暗になってしまう。
【００２０】
このように、カーナビゲーションの画面入力型表示装置を未使用状態にすると、表示面は何の表示もない一様な色調の表示面となり、特に夜間などには真暗になって、運転者或いは利用者にとっては無味乾燥なものに感じてくる。未使用状態であっても、運転者或いは利用者の気持ちを和ませるような表示が現れると、心地良い走行に役立つものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画面入力型表示装置の未使用時であっても、表示画面に表示が現れるようにすることにある。そして、この目的を達成する手段として、本発明の請求項１に記載のタッチパネルは、液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えられて、透明絶縁基板の下面に透明電極と引き回し電極を設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に透明電極と引き回し電極と透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材で前記上下基板の外周域を周回してシールしたタッチパネルにおいて、前記下基板の下面側に散乱型液晶表示部を備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載のタッチパネルは、散乱型液晶表示部がタッチパネルの下基板の下面に一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載のタッチパネルは、タッチパネルの下基板が前記散乱型液晶表示部の上透明基板を兼ねていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載のタッチパネルは、散乱型液晶表示部がＬＥＤなる照明光源を備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の画面入力型表示装置は、液晶表示装置などの表示装置の上面側にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、請求項１乃至５のいずれかに記載のタッチパネルを備えていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の画面入力型表示装置は、画面入力型表示装置にタッチパネルの散乱型液晶表示部の表示駆動を行う電源スイッチを有していることを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜７を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図、図２は図１におけるＸ−Ｘ断面図、図３は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図、図４は図３におけるＹ−Ｙ断面図、図５は図４におけるセグメント電極の、一例として、Ａの表示文字の形状を示した平面図、図６は図５におけるＡの文字が表示される部分における散乱型液晶表示部の要部拡大断面図、図７は本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図を示している。尚、従来技術で説明した構成部品と全く同一部品は同一付号を付して説明する。また、本発明のタッチパネルの説明にあたって従来技術と同一構成部品のものは簡単な説明にとどめてその詳細は省略する。
【００２８】
図１、図２に示すものは本発明の第１実施形態に係るタッチパネルを示したものである。本発明の第１実施形態に係るタッチパネル５０はタッチパネル部２０ａと、タッチパネル２０ａの下面に一体的に設けられた散乱型液晶表示部３０とで構成している。そして、ここでのタッチパネル部２０ａは従来技術のタッチパネルと同じ構成を取っているものであるが、位相差板が取り付けられていない。即ち、下基板１と可撓性を有する上基板１１とを対向配置して１０μｍ前後の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１の外周域を接着固定した構成に成っている。また、下基板１は、透明なガラスからなる透明絶縁基板２と、この透明絶縁基板２の上面に方形に形成した透明電極３と、この透明電極３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極４、５と、透明電極３上にマトリックス状に配置形成したドットスペーサ８とから構成され、上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明なマイクロガラスからなる透明絶縁基板１２と、この透明絶縁基板２の下面に方形に形成した透明電極１３と、この透明電極１３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極１４、１５とから構成されている。また、上下基板１１、１を接着固定したシール材１７には一部分に開口部を有し、封口材１９で封口した封口部Ｄ（図１の中央上側）がある。また、透明絶縁基板２には延設部分２ａ（図１の下側）を有し、その一部分に下基板１の引き回し電極４、５及び上基板１１の引き回し電極１４、１５などが集合して、ＦＰＣ９が取り付けられて外部と導通が取れるようになっている。また、上基板１１の透明絶縁基板１２の上面には偏光板１８を設けている。
【００２９】
散乱型液晶表示部３０は、タッチパネル部２０ａの下基板１を構成する透明絶縁基板２の下面に、接着剤を介して透明絶縁基板２と一体になって取り付いている。この散乱型液晶表示部３０は、ガラスからなる下透明基板３２の上面に透明なセグメント電極３３を形成し、同じく、ガラスからなる上透明基板４２の下面に透明なコモン電極４３を形成し、スペーサ３６を介して下透明基板３２と上透明基板４２とを一定の隙間を設けて対向配置し、封止材４４を介して散乱型液晶３５を封入した構成を取る。また、下透明基板３２の一辺には延設した延設部３２ａを有して、その延設した一部分に、下透明基板３２に形成したセグメント電極３３に導通する導通パターン（図中略）や上透明基板４２に形成したコモン電極４３に導通する導通パターン（図中略）が集合していて、その集合した部分に駆動用のＩＣチップ４８や外部と導通を取るＦＰＣ４９が導電性接着剤を介して取り付けた構成になっている。また、延設部３２ａの適宜な位置に照明光源であるＬＥＤ４７（図中では２箇所に）を設けている。また、下透明基板３２の下面には位相差板１６を配設している。
【００３０】
上記散乱型液晶表示部３０を構成する下透明基板３２及び上透明基板４２は、タッチパネル部２０ａの下基板１の透明絶縁基板２と同様に、ソーダガラスや石英ガラス，アルカリガラス，ホウケイ酸ガラス，普通板ガラスなどが使用され、多くは０．７〜１．１ｍｍの板厚のものが選択される。下透明基板３２の上面に形成するセグメント電極３３や上透明基板４２の下面に形成するコモン電極４３、及びこれらの電極に導通する導通パターンは、タッチパネル部の上下基板１１、１の透明電極１３、３と同様に、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ膜である。スペーサ３６は透明なガラスボールやプラスチックボールなどを使用するが、上下の透明基板３２、４２のギャップ量（隙間量）に相当する粒径のものが選択される。自動散布装置などで散布して配設する。散乱型液晶３５にはＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）、ＤＳＭ（ダイナミック・スキャッタリングモード）液晶、相転移型液晶などがあるが、本実施の形態ではＤＳＭモードの液晶を使用している。このＤＳＭモード液晶は電圧無印加状態では透明状態を呈し、電圧印加状態では液晶物質が散乱して白濁状態を呈する。封止材４４は、タッチパネル部２０ａのシール材１７と同様に、熱硬化性のエポキシ樹脂や光硬化性のアクリル樹脂などが選択される。ＬＥＤ４７は赤、青、緑、黄、橙、黄緑などの単色発光のもの、あるいはこれらの２色発光のものなどが有り、表示照明したいカラー色に合わせて選択する。また、照明の明るさが均一になるようにその配設する個数を適宜設定する。
【００３１】
上記散乱型液晶表示部３０を設けたタッチパネル５０は、従来技術で示したように、液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えて画面入力型表示装置として使用することができる。本発明の第１実施形態に係るタッチパネル５０を備えた画面入力型表示装置は、表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチと、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチとを有している。
【００３２】
表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にしてこれらの機能を作動させる時は、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にして使用する。タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にすると、散乱型液晶表示部３０のコモン電極４３及びセグメント電極３３に電圧印加が成されないのでＤＳＭモードを使った散乱型液晶３５は透明状態になる。従って、表示装置に表示された地図などの表示画像は透明状態になった散乱型液晶表示３０部分を透過してタッチパネル部２０ａ側に良く映し出される。
【００３３】
また、表示装置及びタッチパネル５０のタッチパネル部２０ａの機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦ状態にしてこれらの機能を停止させている時に、タッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にして、散乱型液晶表示部３０に表示された表示画像を見ることができる。散乱型液晶表示部３０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にすると、散乱型液晶表示部３０のコモン電極４３及びセグメント電極３３に電圧が印加され、双方の電極に挟まれたＤＳＭモードの散乱型液晶３５が散乱状態になって白濁色を示す。また、電極のない部分は透明色を示す。この白濁色と透明色を利用して画像を表示することができるので、散乱型液晶表示部３０を駆動させることによって色々な表示画像を描き出すことができる。例えば、文字や数字、記号、模様などの画像である。これらの表示画像はセグメント電極３３の形状を要望の形状に仕上げることによって可能となる。また、本発明のタッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０にはＬＥＤ４７を設けている。ＬＥＤ４７を点灯させることによって、ＬＥＤの発光色で白濁した表示画像を着色することができる。また併せて、表示画像を明るく照明する。２色発光のＬＥＤなどを使えば少なくとも３色に変化する表示画像を描くことができる。このように、明るいカラーの表示画像が得られる。
【００３４】
本発明のタッチパネル５０をカーナビゲーションの画面入力表示装置に使用すると、カーナビゲーションを使っていない時でもタッチパネル５０の散乱型液晶表示部３０を駆動させることによって、色々な表示画像を明るく見ることができて、走行運転気分を爽快にさせることが可能となる。また、メーカ名などの表示も現れるようにするとそのメーカの純正部品であることを示すことができる。
【００３５】
尚、本発明の第１実施形態で示したタッチパネル５０は、タッチパネル部２０ａと散乱型液晶表示部３０とを接着剤を介して一体に纏めた構成にしたものであるが、タッチパネル部２０ａと散乱型液晶表示部３０とを多少の隙間を持って分離した構成のものでも同じ結果が得られる。
【００３６】
図３、図４に示すものは本発明の第２実施形態に係るタッチパネルを示したものである。このタッチパネル９０の主要構成はタッチパネル部６０と散乱型液晶表示部７０とで構成されるが、前述の第１実施形態のタッチパネル５０と大きく異なる所は、タッチパネル部６０を構成するところの下基板６１の透明絶縁基板６２が散乱型液晶表示部７０の上透明基板にもなっていて、上透明基板を兼ねていることである。また、透明絶縁基板６２の延設部分６２ａを利用して、この延設部分６２ａの下面側中央部分に散乱型液晶表示部の表示画像を駆動するＩＣチップ８８やＦＰＣ８９、ＬＥＤ８７などを配設し、また、延設部分６２ａの上面片方側（図中右側）にタッチパネル部６０の各引き回し電極４、５、１４、１５を集合させてＦＰＣ９を取り付けている。
【００３７】
タッチパネル９０を構成するタッチパネル部６０は、上基板１１と下基板６１とを対向して配置し、一定の隙間を持ってシール材１７で上下基板１１、６１の外周域をシールした構成を取る。ここでの下基板６１は、ガラスからなる透明絶縁基板６２の上面に、前述の第１実施形態のタッチパネル部２０ａと同様に、透明電極３と、この透明電極３の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極４、５と、透明電極３の上面にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とを設けており、下面には散乱型液晶表示部７０の構成要素部品にもなる透明なセグメント電極８３を設けた構成になっている。上基板１１は前述の第１実施形態のタッチパネル部２０ａの上基板と同じ構成になっている。また、下基板６１を構成する透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの上面片方端（図中では右）側には、下基板６１の一対の引き回し電極４、５、及び上基板１１の一対の引き回し電極１４、１５が集合していて、そこにＦＰＣ９が取り付けられている。
【００３８】
また、散乱型液晶表示部７０は、上記した下基板６１と、上面に透明なコモン電極７３を形成した下透明基板７２とをスペーサ７６を介して一定の隙間を持って対向配置し、封止材８４で散乱型液晶７５を封入した構成を取る。また、下基板６１の透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの中央部下面には、セグメント電極８３やコモン７３に接続される各導通パターンが集合しており、それに接続されて表示駆動を行う駆動用のＩＣチップ８８、及び外部との導通を図るＦＰＣ８９が取り付けられている。また、同じく下面に照明光源であるＬＥＤ８７が適宜の箇所に（図中では２箇所）取り付けられている。
【００３９】
ここで用いている散乱型液晶７５は、ネマチック液晶材料と高分子樹脂との混合物からなる高分子分散型液晶の一種であるＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）を用いている。このＰＮＬＣモードの液晶は、電圧無印加時は白濁状態にあって白濁色を示し、電圧印加時は透明状態になって透明色を示す。
【００４０】
尚、下基板６１を構成する透明絶縁基板６２及び下透明基板７２は、前述の第１実施形態のタッチパネルで用いた透明絶縁基板２や下透明基板３２と同じ仕様のものが用いられ、また、セグメント電極８３及びコモン電極７３は第１実施形態のセグメント電極３３やコモン電極４３と同じ材料が用いられる。
【００４１】
上記構成を取るタッチパネル部６０の上面側に偏光板１８、散乱型液晶表示部７０の下面側に位相差板１６が取り付けられてタッチパネル９０が仕上げられる。
【００４２】
図５に示すものは、本実施形態の図４におけるセグメント電極８３の、一例として、Ａの表示文字の形状を示したものである。枠内にＡの文字表示を行うのに、セグメント電極８３は▲１▼〜▲７▼のパターンに分けて形成している。そして、それぞれのパターンの境界には僅かな隙間ｍを設けている。また、▲１▼〜▲７▼のそれぞれのパターンからは電圧を印加するための導通パターンｐ１〜ｐ７が外方に向かって設けている。
【００４３】
次に、図６に示すものは、図５に示すＡの文字が表示される部分における散乱型液晶表示部７０の要部拡大断面図を示したものである。尚、タッチパネル部６０の部分は省略してある。透明絶縁基板６２の下面に形成したセグメント電極８３は図５に示されているように図中左から▲６▼、▲１▼、▲３▼、▲２▼、▲７▼と分かれている。そして、これらの電極の間は僅かな隙間ｍを設けてある。一方、下透明基板７２の上面に形成したコモン電極７３は全面にわたって形成した電極になっている。また、ＰＮＬＣモードの散乱型液晶７５がセグメント電極８３とコモン電極７３との間の隙間の部分に充填されている。尚、分かり易く説明するために図中ではスペーサ７６は省略してある。
【００４４】
今、上記構成の▲６▼、▲１▼、▲３▼、▲２▼、▲７▼のセグメント電極８３とコモン電極７３にそれらの導通パターンを介して電圧を印加すると、両者の電圧に挟まれた部分の領域ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の散乱型液晶７５は透明状態になる。一方、セグメント電極８３が形成されていない部分の領域、即ち、図中点線と斜線で示した領域ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４部分の散乱型液晶７５は白濁状態にあって白濁色を示す。しかしながら、この領域ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の幅ｍを非常に小さくして白濁色が殆ど目に見えない程度にしているので全体的に透明状態になって見える。
【００４５】
次に、セグメント電極８３の▲６▼、▲３▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、領域ｃ１、ｃ３、ｃ５の散乱型液晶７５は透明状態になり、それ以外の領域、即ち、領域ｄ１、ｃ２、ｄ２と領域ｄ３、ｃ４、ｄ４の部分の散乱型液晶７５は白濁状態にあって白濁色を示す。
【００４６】
従って、セグメント電極８３が図５に示す形状にあっては、セグメント電極８３の▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、全体的に透明状態になり、Ａの文字は全く現れない。しかしながら、▲３▼、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼とコモン電極７３に電圧を印加すると、この部分は透明状態になり、電圧印加していない▲１▼、▲２▼の部分が白濁状態を示して白濁色を示すＡの文字が現れてくる。即ち、透明色を示す背景の中に白濁色を示すＡの文字が現れる。
【００４７】
上記構成の散乱型液晶表示部７０を設けたタッチパネル９０を液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えて、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチやタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチを設けて画面入力型表示装置として使用することができる。
【００４８】
タッチパネル９０のタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチをＯＮにした時は、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にし、且つ、全てのセグメント電極８３とコモン電極７３に電圧を印加して散乱型液晶表示部７０を透明状態にする。このようにすることによって、表示装置に表示された地図などの表示画像が透明状態になった散乱型液晶表示部７０を透過してタッチパネル部６０に映し出される。
【００４９】
また、タッチパネル９０のタッチパネル部６０及び表示装置の機能を作動させる電源スイッチをＯＦＦにしてその機能を停止した時は、散乱型液晶表示部７０の機能を作動させる電源スイッチをＯＮ状態にし、更に、散乱型液晶表示部７０に形成した文字や数字、記号、模様などの各種の表示画像を、その出現させたい表示画像に対応するセグメント電極８３とコモン電極７３に電圧を印加して白濁色を示す表示画像を描き出すことができる。これらの表示画像の表示選択順序などは全て駆動のＩＣチップ８８でコントロールする。
【００５０】
また、タッチパネル９０には散乱型液晶表示部７０にＬＥＤ８７を設けている。散乱型液晶表示部７０の表示画像がＬＥＤ８７の発光色によって着色され、カラーの表示画像が現れると共に明るく照明される。
【００５１】
また、タッチパネル部６０の下基板６１が散乱型液晶表示部７０の上透明基板を兼ねていて共用している。構成部品点数も少なくなってコスト的にも安くなる。また、タッチパネルの厚みも前述の第１実施形態のタッチパネルより薄くなる
。
【００５２】
また、上記構成のタッチパネル９０をカーナビゲーションの画面入力型表示装置に使用することができる。カーナビゲーションを使っていない時などタッチパネル９０の散乱型液晶表示部を駆動させることによって、色々な表示画像を明るく見ることができる。そして、運転気分を和ませることも可能になる。
【００５３】
尚、本実施の形態では、タッチパネル部６０のＦＰＣ９を透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの片方端側の上面に取り付けているが、延設部分６２ａの中央部上面に取り付ける設計にすることもできる。
【００５４】
次に、図７に示すものは本発明の第３実施形態に係るタッチパネル構造を示したものである。このタッチパネル１００はＬＥＤ９７を透明絶縁基板６２の延設部分６２ａの上面側に配設したもので、それ以外の構造は第２実施形態のタッチパネル９０の構造と全く同じ構造を取っている。延設部分６２ａの上面にＬＥＤ９７との導通パターン（図中略）を形成し、ＦＰＣ９を介して外部からの信号供給の導通を取る。
【００５５】
上記構造のタッチパネル１００は、前述の第２実施形態のタッチパネル９０と同様に、散乱型液晶表示部の表示画像が明るく照明されて現れる。
【００５６】
以上詳細に説明したように、本発明のタッチパネルは散乱型の液晶表示部を備えていて、タッチパネルを使っていないときにその液晶表示部で色々な表示画像が見られるようにしたものである。機能のバリエーションが増え利用者を飽きなくさせると共に、車載のカーナビゲーションなどに用いると運転者の走行時の気分を和らげることも可能となる。また、メーカの宣伝的効果も発する。また、これはカーナビゲーションばかりでなく他の画面入力型表示装置にも利用できる。例えば、夜間利用停止になるタッチパネルを使った自動販売機などに本発明のタッチパネルを利用すると、販売停止時間中である旨などを大きく表示して利用者に知らせることができる。
【００５７】
【発明の効果】
タッチパネルに散乱型液晶表示部を備えることにより、タッチパネルを使っていないときにその散乱型液晶表示部で色々な表示画像が見られるようになる。タッチパネル機能を使っていない時に散乱型液晶表示部の表示画像を見ることにより、利用者の気持ちを飽きなくさせることも、また、和らがせることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図４】図３におけるＹ−Ｙ断面図である。
【図５】図４におけるセグメント電極の、一例として、Ａの表示文字の形状を示した平面図である。
【図６】図５におけるＡの文字が示される部分における散乱型液晶表示部の要部拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図８】従来技術におけるタッチパネルの平面図である。
【図９】図８におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図８における下基板の平面図である。
【図１１】図８における上基板の平面図である。
【図１２】車載に用いられるカーナビゲーションの画面入力型表示装置の平面図である。
【図１３】図１２における要部断面図である。
【符号の説明】
１、６１ 下基板
２、１２、６２ 透明絶縁基板
３、１３ 透明電極
４、５、１４、１５ 引き回し電極
６、７ 接続電極
８ ドットスペーサ
９、４９、８９ ＦＰＣ
１１ 上基板
１６ 位相差板
１７ シール材
１８ 偏光板
２０、５０、９０、１００ タッチパネル
２０ａ、６０ タッチパネル部
３０、７０ 散乱型液晶表示部
３２、７２ 下透明基板
３３、８３ セグメント電極
３５、７５ 散乱型液晶
３６、７６ スペーサ
４２ 上透明基板
４３、７３ コモン電極
４４、８４ 封止材
４７、８７、９７ ＬＥＤ
４８、８８ ＩＣチップ
Claims (6)
- 液晶表示装置などの表示装置の上面側に備えられて、透明絶縁基板の下面に透明電極と引き回し電極を設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に透明電極と引き回し電極と透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材で前記上下基板の外周域を周回してシールしたタッチパネルにおいて、前記下基板の下面側に散乱型液晶表示部を備えていることを特徴とするタッチパネル。
- 前記散乱型液晶表示部は、前記下基板の下面に、下基板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
- 前記下基板は、前記散乱型液晶表示部の上透明基板を兼ねていることを特徴とする請求項２記載のタッチパネル。
- 前記散乱型液晶表示部は、ＬＥＤなる照明光源を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチパネル。
- 液晶表示装置などの表示装置の上面側にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至５のいずれかに記載のタッチパネルを備えていることを特徴とする画面入力型表示装置。
- 前記請求項６記載の画面入力型表示装置は前記タッチパネルの散乱型液晶表示部の表示駆動を行う電源スイッチを有していることを特徴とする画面入力型表示装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003141441A JP2004348204A (ja) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | タッチパネル及びそれを備えた画面入力型表示装置 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009044225A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Nec Saitama Ltd | 携帯端末 |
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-
2003
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