JP2005250502A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶ディスプレイと座標入力処理とが重ね合わせた状態で配設される液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device arranged in a state where a liquid crystal display and a coordinate input process are overlapped.
近年、電子手帳等においては、液晶ディスプレイと座標入力処理を一体化し、液晶ディスプレイに表示された内容をペン或いは指で押圧操作することにより直接的に入力できるように構成したものがある。 In recent years, some electronic notebooks and the like are configured such that a liquid crystal display and coordinate input processing are integrated so that the content displayed on the liquid crystal display can be directly input by pressing with a pen or a finger.
この種の液晶表示装置では、ペン入力或いは指入力操作時に液晶ディスプレイに入力操作に伴う押圧力が印加される。 In this type of liquid crystal display device, a pressing force accompanying the input operation is applied to the liquid crystal display during a pen input or finger input operation.
従って、このように入力操作に液晶ディスプレイがペン或いは指で押圧操作されても、液晶ディスプレイの表示を良好な状態で維持しうる液晶表示装置が望まれている。 Therefore, there is a demand for a liquid crystal display device that can maintain the display on the liquid crystal display in a good state even when the liquid crystal display is pressed with a pen or a finger for the input operation.
図10は、従来の液晶表示装置1の第一例を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a first example of a conventional liquid
同図示す液晶表示装置1は、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3を重ね合わせた構成とされており、座標入力装置3の下部に液晶ディスプレイ2の表示が行われる構成とされている。従って、操作を行う者は液晶ディスプレイ2に表示される表示内容に従い座標入力装置3を操作しうる構成とされている。また、同図に示す例では、座標入力装置3はペン4を押圧することにより座標入力する構成とされている。
The liquid
液晶ディスプレイ2は、一対のガラス基板5,6と枠体7により形成されるセル内に液晶8を充填した構成とされると共に、各ガラス基板5,6の外側には偏光板9,10が配設されている。
The
また、座標入力装置3は一対の抵抗膜式タブレット11,12により構成されており、ペン4で所定位置を押圧することにより押圧位置に対応した抵抗が発生し、これを電気信号として検出することにより押圧位置を検知する構成とされている。この座標入力装置3は、透明接着テープ13を用いて液晶ディスプレイ2に接着固定された構成とされている。
The
上記の液晶表示装置1は、図10に示されるように、液晶ディスプレイ2の上部に座標入力装置3を密着させた状態で重ね合わせた構成とされている。このため、ペン4により座標入力装置3を押圧操作すると、この押圧力は液晶ディスプレイ2にも印加されガラス基板5が撓んでしまう。このようにガラス基板5に撓みが発生すると、押圧点近傍の所定範囲(約、3cm2 )において液晶ディスプレイ2の表示が不鮮明となる現象(表示乱れ)が発生することが知られている。
As shown in FIG. 10, the liquid
そこで従来では、図11に示される液晶表示装置11のように、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3との間に間隙部14を形成し、座標入力装置3を押圧操作することにより発生する押圧力を間隙部14で遮断し液晶ディスプレイ2に伝達されないよう構成することにより表示乱れの発生を防止することが行われていた。尚、図中16で示すのは座標入力装置3を保持する保持板である。
Therefore, conventionally, as in the liquid
また他の方法としては、押圧力が液晶ディスプレイ2に伝達されないように、偏光板9の上部(座標入力装置3と対向する側)に強度の高い保護板を設けた構成の液晶表示装置も提案されている。
As another method, a liquid crystal display device having a configuration in which a high-strength protective plate is provided on the upper side of the polarizing plate 9 (on the side facing the coordinate input device 3) so that the pressing force is not transmitted to the
更に、特許文献1に開示されるように、液晶が間に配設される一対の基板間にスペーサを配設し、押圧操作による押圧力が印加されても、このスペーサで押圧力を受けるように構成したものも提供されている。
しかるに、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3との間に間隙部14を形成すると、液晶ディスプレイ2の表面と間隙部14に存在する空気界面での反射が大きく、透過率が低下して暗い液晶表示装置しか実現できないという問題点があった。
However, when the gap portion 14 is formed between the
一方、上記液晶表示装置11が搭載される電子機器(例えば、電子手帳等)は小型薄型化が望まれているが、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3との間に間隙部14或いは保護板を配設すると液晶表示装置11の厚さが大となり、これに起因して電子機器の薄型化が図れないという問題点があった。
On the other hand, an electronic device (for example, an electronic notebook or the like) on which the liquid
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、薄型化を図りつつ鮮明な表示画面を実現しうる液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of realizing a clear display screen while reducing the thickness.
上記課題を解決するために本発明では、下記の種々の手段を講じたことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following various measures.
請求項1記載の発明では、
対向配設された一対の基板を有したセル内に液晶を充填してなり、所定の画素単位で表示動作を行う構成とされた液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイに重ね合わせて配設され、加圧されることによりスイッチング動作して座標入力処理を行う座標入力装置とを具備する液晶表示装置において、
前記セル内の隣接する画素間に障壁を設けたことを特徴とするものである。
In invention of
A liquid crystal display in which a cell having a pair of substrates disposed opposite to each other is filled with liquid crystal and configured to perform a display operation in a predetermined pixel unit;
In a liquid crystal display device comprising a coordinate input device that is arranged to be superimposed on the liquid crystal display and performs a coordinate input process by performing a switching operation by being pressurized,
A barrier is provided between adjacent pixels in the cell.
また、請求項2記載の発明では、
請求項1記載の液晶表示装置において、
前記障壁は、前記セルを構成する一対の基板の少なくとも一方に配設されていることを特徴とするものである。
In the invention according to
The liquid crystal display device according to
The barrier is arranged on at least one of a pair of substrates constituting the cell.
更に、請求項3記載の発明では、
請求項1または2記載の液晶表示装置において、
前記障壁を、前記一対の基板を所定距離離間させた状態に保持するスペーサとして用いたことを特徴とするものである。
Furthermore, in invention of
The liquid crystal display device according to
The barrier is used as a spacer for holding the pair of substrates apart from each other by a predetermined distance.
ここで、液晶ディスプレイ2に押圧力が印加されガラス基板5が撓んだ際に液晶ディスプレイ2に表示乱れが発生する理由について考察する。
Here, the reason why display disturbance occurs in the
図12は、押圧力が印加されていない状態の液晶ディスプレイ2を示している。従来の液晶表示装置1,11は、液晶8として所定の配向(図12に、配向状態を概念的に示す)を有した液晶を用いていた。また、一対のガラス基板5,6と枠体7により形成されるセル13内において、液晶8は移動可能な構成とされていた。
FIG. 12 shows the
このため、図13に示されるように、押圧力Fが液晶ディスプレイ2に印加されガラス基板5に撓みが発生すると、液晶8はセル15内において矢印Aで示す方向に移動し(流れ)、この移動に伴い液晶8の液晶分子が揺らいで規則正しい配向状態が乱れてしまう。この配向の乱れに起因して光の透過率が変動し、上記の表示乱れが発生すると考えられる。
For this reason, as shown in FIG. 13, when the pressing force F is applied to the
請求項1及び2記載の発明では、セル内の隣接する画素間に障壁を設けた構成とされているため、押圧力が液晶ディスプレイに印加されても、セル内における液晶の移動は障壁により規制される。従って、上記のように液晶の移動が抑制されることにより液晶配向の乱れも防止されるため、光の透過率は安定し表示乱れのない良好が画面を実現することができる。 In the first and second aspects of the invention, since a barrier is provided between adjacent pixels in the cell, the movement of the liquid crystal in the cell is restricted by the barrier even when a pressing force is applied to the liquid crystal display. Is done. Accordingly, since the liquid crystal movement is suppressed as described above, the liquid crystal alignment is prevented from being disturbed, so that the light transmittance is stable and the display with no display disorder can be realized.
また、請求項3記載の発明では、障壁をスペーサとして用いることにより、セルを構成する一対の基板の離間距離を一定に保つことができるため、これによっても液晶の配向を安定化でき良好な画面を実現することができる。
Further, in the invention described in
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。 As described above, according to the present invention, various effects described below can be realized.
請求項1及び2記載の発明では、押圧力が液晶ディスプレイに印加されてもセル内における液晶の移動は障壁により規制されるため、液晶配向の乱れは防止され、光の透過率は安定し表示乱れのない良好が画面を実現することができる。また、液晶ディスプレイと座標入力装置を直接重ね合わせて配設することが可能となるため、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。 According to the first and second aspects of the present invention, even when a pressing force is applied to the liquid crystal display, the movement of the liquid crystal in the cell is restricted by the barrier, so that the liquid crystal alignment is prevented from being disturbed, and the light transmittance is stabilized. A good screen without disturbance can be realized. Further, since the liquid crystal display and the coordinate input device can be directly overlapped and arranged, the liquid crystal display device can be thinned.
また、請求項3記載の発明では、障壁をスペーサとして用いることにより、セルを構成する一対の基板の離間距離を一定に保つことができるため、これによっても液晶の配向を安定化でき良好な画面を実現することができる。
Further, in the invention described in
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例である液晶表示装置20を示している。第1実施例に係る液晶表示装置20は請求項1乃至3に該当するものであり、液晶21の液晶分子の配向がマルチドメイン化されていることを特徴とするものである。
FIG. 1 shows a liquid crystal display device 20 according to a first embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 20 according to the first embodiment corresponds to
以下、液晶表示装置20の構成について説明する。尚、図1において、図10乃至図13に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明する。 Hereinafter, the configuration of the liquid crystal display device 20 will be described. In FIG. 1, the same components as those shown in FIGS. 10 to 13 will be described with the same reference numerals.
液晶表示装置20は、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3を重ね合わせた構成とされており、座標入力装置3の下部に液晶ディスプレイ2の表示が行われる構成とされている。従って、操作を行う者は液晶ディスプレイ2に表示される表示内容に従い座標入力装置3を操作しうる構成とされている。また、本実施例においても、座標入力装置3はペン4を押圧することにより座標入力する構成とされている。
The liquid crystal display device 20 is configured such that the
液晶ディスプレイ2は、例えばマトリックス型のディスプレイであり、一対のガラス基板5,6と枠体7により形成されるセル15内に液晶21を充填した構成とされている。また、各ガラス基板5,6の外側には偏光板9,10が配設されている。この一対のガラス基板5,6には、平面的にみて互いに直交するように複数の透明電極(図示せず)が配設されている。
The
この透明電極は、横方向(X方向)及び縦方向(Y方向)に夫々延在するよう配設されており、X方向に延在する透明電極に操作電圧を順番に印加し、またY方向に延在する透明電極に信号電圧を加え、各電極に共に電圧印加された場合に当該位置(画素に対応する)に液晶表示を行う構成とされている。尚、本実施例ではマトリックス型液晶ディスプレイを採用した例を挙げているが、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ等の他の構成の液晶ディスプレイを用いることも可能である。 The transparent electrodes are arranged so as to extend in the horizontal direction (X direction) and the vertical direction (Y direction), respectively, and an operation voltage is sequentially applied to the transparent electrodes extending in the X direction. When a signal voltage is applied to the transparent electrode extending in the direction and a voltage is applied to each electrode, a liquid crystal display is performed at that position (corresponding to the pixel). In addition, although the example which employ | adopted the matrix type liquid crystal display is given in the present Example, it is also possible to use the liquid crystal display of other structures, such as an active matrix type liquid crystal display.
また、座標入力装置3は一対の抵抗膜式タブレット11,12により構成されており、ペン4で所定位置を押圧することにより押圧位置に対応した抵抗が発生し、これを電気信号として検出することにより押圧位置を検知する構成とされている。
The coordinate
抵抗膜式タブレット11,12は夫々透明なベースフィルムに透明導電膜を配設した構成とてされており、この各透明導電膜が対向するようにスペーサ17を介して抵抗膜式タブレット11,12は対向配設される。
Each of the resistive
また、この対向した状態の透明導電膜には一定周期で基準電圧が印加される。よって、ペン4で所定位置を押圧することにより当該押圧位置で各透明電極は当接して導通し、これにより各透明電極間の抵抗分圧(押圧位置に応じた抵抗分圧)による電圧信号が両透明電極間に発生し、この電圧信号に基づき押圧位置を検出することができる(尚、座標入力装置3の基本的構成は、例えば特開平6−175766号公報を参照されたい)。
Further, a reference voltage is applied to the transparent conductive film in the opposed state at a constant period. Therefore, by pressing a predetermined position with the pen 4, each transparent electrode comes into contact with the pressed position and becomes conductive, whereby a voltage signal due to a resistance partial pressure between the transparent electrodes (resistance partial pressure corresponding to the pressed position) is generated. It is generated between the two transparent electrodes, and the pressed position can be detected based on this voltage signal (for the basic configuration of the coordinate
上記構成とされた座標入力装置3は、透明接着テープ13(例えば、住友スリーエム株式会社製 高透明粘着剤転写テープ#9383)を用いて液晶ディスプレイ2に接着固定される。
The coordinate
ここで、セル15内に充填される液晶21について説明する。
Here, the liquid crystal 21 filled in the
本実施例では、液晶21として液晶分子の配向がマルチドメイン化された液晶を用いている。具体的には、本実施例に係る液晶ディスプレイ2は、液晶分子がランダムに配向された捩じれネマティック(TN)液晶を用いたTN型ディスプレイを用いている。
In the present embodiment, a liquid crystal in which the orientation of liquid crystal molecules is multidomained is used as the liquid crystal 21. Specifically, the
上記したように、マルチドメイン化された液晶21は一般に高分子分散型液晶と呼ばれ、液晶分子がランダムに配向された構成とされている。マルチドメイン化された液晶21は、マルチドメイン内の配向方向が夫々異なっているために、液晶21に移動が発生しても全体でみれば液晶の配向は平均化されている。これについて図2及び図3を用いて説明する。 As described above, the multi-domain liquid crystal 21 is generally called a polymer-dispersed liquid crystal and has a configuration in which liquid crystal molecules are randomly aligned. Since the multi-domain liquid crystal 21 has different alignment directions in the multi-domain, even if movement occurs in the liquid crystal 21, the alignment of the liquid crystal is averaged as a whole. This will be described with reference to FIGS.
図2及び図3は、セル15を拡大して示すものであり、対向配設された一対のガラス基板5,6の間にマルチドメイン化された液晶21が充填されている。尚、各図にはセル15内に多数の実線が記載されているが、図示の便宜上、この実線はセル15内に複数存在するドメイン(領域)内における液晶の各配向方向を示しているものとする。
2 and 3 show the
図2は、押圧力が印加されていない状態の液晶ディスプレイ2を示している。同図に示されるように、マルチドメイン化された液晶21は、多数存在する各ドメイン毎に配向方向を有している。
FIG. 2 shows the
また、図3は押圧力Fが液晶ディスプレイ2に印加されガラス基板5に撓みが発生した状態を示している。前記したように、ガラス基板5に撓みが発生することにより、液晶21はセル15内において矢印Aで示す方向に移動する。
FIG. 3 shows a state in which the pressing force F is applied to the
しかるに、マルチドメイン化された液晶21は、押圧力が印加されない状態にあっても図2に示されるように各ドメイン毎に種々の配向方向を有した構成である。 However, the multi-domain liquid crystal 21 has various orientation directions for each domain as shown in FIG. 2 even when no pressing force is applied.
このため、液晶21がセル15内で移動してこの移動により押圧点近傍のドメイン内の配向方法が変化したとしても、全体でみれば液晶21の配向は平均化されている。従って、押圧力が印加され、これによりガラス基板5に撓みが発生して液晶21が移動したとしても、透過率の変動は少なく表示乱れの発生を抑制することができる。
For this reason, even if the liquid crystal 21 moves in the
また、上記したように本実施例に係る液晶表示装置20は、液晶ディスプレイ2と座標入力装置3とを透明接着テープ13を用いて直接接着固定した構成であるため、液晶表示装置20の薄型化を図ることができる。
In addition, as described above, the liquid crystal display device 20 according to the present embodiment has a configuration in which the
更に、図11に示した従来構成の液晶表示装置11と異なり間隙部14が存在しないため、間隙部14に起因した透過率の低下を防止することができ、これによっても鮮明な表示画面を実現することが可能となる。
Further, unlike the liquid
図4は、本実施例の変形例である液晶表示装置25を示している。前記した第1実施例では、座標入力装置3として抵抗膜式タブレット11,12を用いた構成としたが、本変形例に係る液晶表示装置25は座標入力装置26として静電容量式タブレット27,28を採用したことを特徴とするものである。
FIG. 4 shows a liquid crystal display device 25 which is a modification of this embodiment. In the first embodiment described above, the resistive
この静電容量式の座標入力装置26は、各静電容量式タブレット27,28に所定の電位を印加しておき、ペン4で押圧することにより静電容量式タブレット27,28間の静電容量が変化することを検知することにより押圧位置の検出を行う構成とされている。この静電容量式タブレット27,28は、液晶ディスプレイ2を構成する一対のガラス基板5,6の対向面に夫々配設されている。尚、液晶21としてマルチドメイン化された液晶を用いることは第1実施例と同様である。
The electrostatic capacitance type coordinate input device 26 applies a predetermined potential to the electrostatic
上記構成とした液晶表示装置25は、ペン4の押圧操作により必然的にガラス基板5,6が撓むが(静電容量を変化させる必要があるため)、液晶21がマルチドメイン化されているため、上記と同様の理由により表示乱れの発生を防止することができる。また、本変形例に係る液晶表示装置25は、液晶ディスプレイ2に座標入力装置26が組み込まれた構成とされているため、液晶表示装置25の更なる薄型化を図ることができる。
In the liquid crystal display device 25 configured as described above, the
図5乃至図7は、本発明の第2実施例に係る液晶表示装置30を示している。尚、本実施例に係る液晶表示装置30は、図1に示した第1実施例に係る液晶表示装置20と同様に、液晶表示ディスプレイの上部に座標入力装置3を透明接着テープ13を用いて接着固定した構成とされているが、座標入力装置3の構成は第1実施例に係る液晶表示装置20と同一構成であるため、図5乃至図7においては本発明の特徴となる液晶表示ディスプレイ31のみを拡大して示すものとする。また、図5乃至図7において、図10乃至図13に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明する。
5 to 7 show a liquid crystal display device 30 according to a second embodiment of the present invention. In addition, the liquid crystal display device 30 according to the present embodiment is similar to the liquid crystal display device 20 according to the first embodiment shown in FIG. The coordinate
本実施例に係る液晶表示装置30は、液晶表示ディスプレイ31を構成するセル15内に液晶8(マルチドメイン化された液晶ではない)の移動を規制する障壁32を設けたことを特徴とするものである。
The liquid crystal display device 30 according to the present embodiment is characterized in that a
この障壁32は一対のガラス基板5,6の一方、或いは双方に形成されており、例えばポリイミド等の樹脂を平面的に見て十字状にパターニングした構成とされている。ポリイミドのパターニング技術は確率されており、数μmの加工まで可能である。本実施例では障壁32の高さを5μmとしている。
The
また、この障壁32の高さ寸法は、液晶表示ディスプレイ31を構成する一対のガラス基板5,6の離間距離と等しい寸法に設定されている。従って、図5に示されるように、障壁32は一対のガラス基板5,6を所定距離離間させた状態に保持するスペーサとしても機能し、よって一対のガラス基板5,6の離間距離はその全面にわたって一定となり、これによっても液晶8の配向を安定化でき良好な画面を実現することができる。
The height of the
図6及び図7は、障壁32の配設位置の一例を示している。各図に示されるように、隣接する画素間には各画素33を画成するためのライン状部34がマトリックス状に形成されており、障壁32はこのライン状部34の交差位置上部に形成されている。
6 and 7 show an example of the arrangement position of the
また、障壁32は液晶表示ディスプレイ31に形成されている各画素33の周囲を20%〜80%囲繞するよう構成されている。この障壁32が画素33を囲繞する範囲は、液晶8の粘性,液晶表示ディスプレイ31の大きさ,1画素の大きさ,ペン4等により印加される押圧力等により決定される。
The
尚、本実施例においては、図6及び図7に示されるように、障壁32が各画素33の対角線上の位置に2個ずつ配設される構成としたが、上記のように各画素33の周囲を20%〜80%を囲繞できる構成であれば、障壁32の配設位置はこれに限定されるものではない。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, two
上記のように本実施例では、セル15内の隣接する画素32間に障壁32を設けた構成とされているため、押圧力が液晶ディスプレイ31に印加されても、セル15内における液晶8の移動は障壁32により規制される。このように、液晶8の移動が抑制されることにより、液晶配向の乱れも防止されるため光の透過率は安定し表示乱れのない良好が画面を実現することができる。
As described above, in this embodiment, since the
また、本実施例に係る液晶表示装置30も液晶ディスプレイ31と座標入力装置3とが透明接着テープ13を用いて直接接着固定された構成であるため、液晶表示装置30の薄型化を図ることができる。
In addition, since the liquid crystal display device 30 according to the present embodiment also has a configuration in which the liquid crystal display 31 and the coordinate
尚、上記した第2実施例では、ポリイミドを加工することにより、十字状の障壁32を一体的に形成した構成を示した。しかるに、これに代えて図8及び図9に示されるように、第2実施例に係る障壁32の厚さ寸法(5μm)の半分の厚さ(2.5μm)を有するポリイミドよりなる直線状バー35を用意し、これを各障壁形成位置において2本の直線状バー35を十字状に重ねて接着することにより、障壁36を形成する構成としてもよい。
In the second embodiment described above, the
2,31 液晶ディスプレイ
3,26 座標入力装置
4 ペン
5,6 ガラス基板
8,21 液晶
9,10 偏光板
11,12 抵抗膜式タブレット
13 透明接着テープ
15 セル
20,25,30 液晶表示装置
27,28 静電容量式タブレット
32,36 障壁
33 画素
2,31
Claims (3)
前記液晶ディスプレイに密着するよう重ね合わせて配設され、加圧されることによりスイッチング動作して座標入力処理を行う座標入力装置とを具備する液晶表示装置において、
前記セル内の隣接する画素間に障壁を設けたことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display in which a cell having a pair of substrates disposed opposite to each other is filled with liquid crystal and configured to perform a display operation in a predetermined pixel unit;
In a liquid crystal display device comprising a coordinate input device that is arranged so as to be in close contact with the liquid crystal display and performs a coordinate input process by performing a switching operation by being pressurized,
A liquid crystal display device, wherein a barrier is provided between adjacent pixels in the cell.
前記障壁は、前記セルを構成する一対の基板の少なくとも一方に配設されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The liquid crystal display device, wherein the barrier is disposed on at least one of a pair of substrates constituting the cell.
前記障壁を、前記一対の基板を所定距離離間させた状態に保持するスペーサとして用いたことを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
A liquid crystal display device, wherein the barrier is used as a spacer for holding the pair of substrates in a state separated by a predetermined distance.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060322 |