JP2005266596A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はタッチパネルによる入力機能を備えたタッチパネル一体型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a touch panel integrated liquid crystal display device having an input function using a touch panel.
従来、タッチパネルによる入力機能を備えた液晶表示装置は、例えば図4に示すように、まず、プラスチックフィルム等からなるタッチパネル表示面側基板21とガラス等からなるタッチパネル裏面側基板22とに、タッチパネル用電極パターン27を形成し、該タッチパネル裏面側基板22のタッチパネル用電極パターン27の形成されている面に、紫外線硬化型樹脂等からなるドットスペーサー32を形成し、タッチパネル表示面側21とタッチパネル裏面側基板22とを、タッチパネル用電極パターン27が向かい合うように両面接着テープ31等を介して貼り合わせてタッチパネル36を作製していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device having an input function using a touch panel, for example, as shown in FIG. An
その後、液晶表示パネル表示面側基板23と液晶表示パネル裏面側基板24とに、液晶表示パネル用電極パターン28を形成し、液晶表示パネル表示面側基板23と液晶表示パネル裏面側基板24とを、液晶表示パネル電極用パターン28が向かい合うようにシール材料29を介して貼り合わせて、低分子液晶材料30を封入し、液晶表示パネル表示面側基板23の液晶表示パネル電極パターン28と逆面に偏光板25を貼り、液晶表示パネル裏面側基板24の液晶表示パネル電極パターン28と逆面に偏光板一体型反射板26を貼って液晶表示パネル37を作製し、上述したようにして作製したタッチパネル36と液晶表示パネル37との間に空気層38を設けて積層し、その周囲を両面接着テープ等で接着実装したものが、これまで一般的であった。
Thereafter, the liquid crystal display
上述したように、従来のタッチパネルによる入力機能を備えた液晶表示装置においては、タッチパネル36と液晶表示パネル37との間に空気層38を設けて、液晶表示パネル37にまで押圧力が加わらないように積層しているが、その空気層38での光の屈折率が、液晶材料30や電極基板21、22、23、24での光の屈折率よりも著しく低いために、この空気層38だけで光透過率が20%程度の減衰が生じてしまい、コントラストが著しく低下してしまうという問題があった。また、タッチパネルの上下基板間に液体を封入し光透過率を向上させる例も開示されているが、この様な液体封入式のタッチパネルを用いてもタッチパネル36と液晶表示パネル37との間に空気層38があるため、光透過率の向上にも限界があった。
As described above, in a conventional liquid crystal display device having an input function using a touch panel, an
また、タッチパネルでは一般的に上下一対の基板の対向する面に透明電極膜、具体的にはITO膜を薄膜レベルで形成する必要があり、上下基板は多くの場合、透明アクリル樹脂やガラス等屈折率が1.5前後のものが用いられるため、内部に液体を封入する方式のタッチパネルでは封入する液体に、基板の屈折率1.5と、ITO膜の屈折率約1.9の中間程度の屈折率を有する液体を封入する必要があり、封入する液体が限定される問題が合った。また、基板、ITO膜及び封入する液体の、それぞれ異なる屈折率のバランスを考慮する必要があり、タッチパネル自体の光透過率の向上にも限界があった。 In addition, a touch panel generally requires a transparent electrode film, specifically an ITO film, to be formed on the opposing surface of a pair of upper and lower substrates at a thin film level. Since a liquid crystal having a refractive index of about 1.5 is used, the liquid to be sealed in the touch panel with a liquid inside is about halfway between the refractive index of the substrate of 1.5 and the refractive index of the ITO film of about 1.9. It was necessary to enclose a liquid having a refractive index, and the problem of limiting the encapsulated liquid was met. Moreover, it is necessary to consider the balance of different refractive indexes of the substrate, the ITO film, and the liquid to be sealed, and there is a limit to improving the light transmittance of the touch panel itself.
さらに、液体封入式タッチパネルでは内部に封入する液体の粘性、重量により、可撓性の高い入力側基板がタッチパネルの姿勢の差によって意図せぬ湾曲、屈曲を起こし、下面に配置される液晶セルなどの表示装置の画面が歪む問題があった。入力側基板を透明樹脂基板で構成する場合のこの問題が著しかった。 Furthermore, in a liquid-sealed touch panel, a liquid crystal cell that is placed on the bottom surface due to unintended bending or bending of the highly flexible input side substrate due to the difference in the orientation of the touch panel due to the viscosity and weight of the liquid sealed inside There is a problem that the screen of the display device is distorted. This problem in the case where the input side substrate is made of a transparent resin substrate has been remarkable.
このような問題点を解決するために、第1の従来例として図5に示すように、タッチパネル36と液晶表示パネル37との間に粘着層33を設けて積層したようなタッチパネル一体型液晶表示装置が開示されている。(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。これは、タッチパネル36と液晶表示パネル37との間に、光の屈折率が液晶材料30や電極基板21、22、23、24の光の屈折率と近い材料からなる粘着層33を設けることにより、コントラスト等の低下を防止するというものである。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 5 as a first conventional example, a touch panel integrated liquid crystal display in which an
また、第2の従来例として図6に示すように、液晶表示パネル36の表示面側基板とタッチパネル37の下基板とを共通の一枚の基板34で構成したタッチパネル一体型液晶表示装置が開示されている。(例えば、特許文献3参照。)。これは、液晶表示パネル37の表示面側基板とタッチパネル36の下基板とを共通の一枚の基板34で構成することにより、タッチパネル一体型液晶表示装置全体の厚みを薄くするというものである。
As a second conventional example, as shown in FIG. 6, a touch panel integrated liquid crystal display device in which a display surface side substrate of a liquid
また、第3の従来例として図示しないが、前述の第2の従来例と同じく液晶表示パネル37の表示面側基板と、タッチパネル36の裏面側基板とを共通の一枚の基板34で構成し、強誘電性高分子液晶材料を用いたタッチパネル一体型液晶表示装置が開示されている。(例えば、特許文献4参照。)。これは、タッチパネル入力時の応力変形による表示の滲みを防止するものである。
Although not shown as a third conventional example, the display surface side substrate of the liquid
しかしながら第1の従来例におけるタッチパネル一体型液晶表示装置おいては、タッチパネル36に対してペン等で入力を行う場合に、ピンポイントで応力集中が発生するため、タッチパネル36の下側に積層された液晶表示パネル37に対しても、年着想33を通じて押圧力が加わってしまうので、その押圧力によって低分子液晶材料を用いたTN(ツィスティドネマティック)モードやSTN(スーパーツィスティドネマティック)モード等の表示モードである液晶表示パネル37に表示の滲みや色むらが発生してしまうという問題があった。
However, in the touch panel integrated liquid crystal display device according to the first conventional example, when input is performed with respect to the
また、第2の従来例におけるタッチパネル一体型液晶表示装置おいては、タッチパネル、液晶表示パネル間の空隙の問題は解決されるが、タッチパネル36に対してペン等で入力を行う場合に、液晶表示パネル37の上基板となる共通の基板34に対して直接押圧力が加わってしまうので、やはり応力集中が起きる場合には、その押圧力によって低分子液晶材料を用いたTNモードやSTNモード等の表示モードである液晶表示パネル37に表示の滲みや色むらが発生してしまうという問題があった。
In the touch panel integrated liquid crystal display device according to the second conventional example, the problem of the gap between the touch panel and the liquid crystal display panel is solved. However, when input is made to the
また、第3の従来例におけるタッチパネル一体型液晶表示装置おいては、押圧力がかかっても表示の滲みや色むらの発生を防止できるが、液晶表示パネル37に用いる液晶材料が強誘電性高分子液晶材料に限定されてしまい、製品として適応できる範囲が狭くなるという問題があった。
Moreover, in the touch panel integrated liquid crystal display device according to the third conventional example, it is possible to prevent display blurring and color unevenness even when a pressing force is applied, but the liquid crystal material used for the liquid
(発明の目的)
本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、入力時の押圧力で表示の滲み色むらの発生を防止し、光透過率が高く画面表示が見やすい薄型のタッチパネル一体型液晶表示装置を提供することを目的とする。
(Object of invention)
An object of the present invention has been made in view of the above problems, and is a thin touch panel integrated liquid crystal that prevents the occurrence of uneven color in the display due to the pressing force at the time of input, and has high light transmittance and easy to see the screen display. An object is to provide a display device.
上記目的を達成するために本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置は、対向配置される上下一対の基板を有するタッチパネルと液晶表示パネルとを一体に具備してなるタッチパネル一体型液晶表示装置において、タッチパネルの下基板と液晶表示パネルの表示面側基板との外周部で密着し、タッチパネルの下基板と液晶表示パネルの表示面側基板との間を僅かな間隙を隔てて積層支持するシール剤と、該シール剤によって密封されたタッチパネルの下基板と液晶表示パネルの表示面側基板との間に注入される透明液体とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a touch panel integrated liquid crystal display device according to the present invention is a touch panel integrated liquid crystal display device integrally including a liquid crystal display panel and a touch panel having a pair of upper and lower substrates opposed to each other. A sealing agent that adheres closely to the outer periphery of the lower substrate and the display surface side substrate of the liquid crystal display panel, and stacks and supports the touch panel lower substrate and the display surface side substrate of the liquid crystal display panel with a slight gap therebetween, A transparent liquid injected between the lower substrate of the touch panel sealed with the sealant and the display surface side substrate of the liquid crystal display panel is provided.
また、透明液体の屈折率はタッチパネルの基板の屈折率と略等しいことを特徴とする。
また、シール剤は注入口を有し、該注入口から透明液体を注入した後に注入口を封止してなることを特徴とする。
また、シール剤が弾性エポキシ樹脂からなることを特徴とする。
また、タッチパネルの上基板の上面に偏光板または位相差板を有することを特徴とする。
Further, the refractive index of the transparent liquid is approximately equal to the refractive index of the substrate of the touch panel.
The sealing agent has an injection port, and the injection port is sealed after the transparent liquid is injected from the injection port.
The sealing agent is made of an elastic epoxy resin.
In addition, a polarizing plate or a retardation plate is provided on the upper surface of the upper substrate of the touch panel.
以上のように本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置によれば、入力時の押圧力による表示の滲み、色むらの発生がなく、光透過率が高く画面表示が見やすい薄型のタッチパネル一体型液晶表示装置を提供することができる。 As described above, according to the touch panel integrated liquid crystal display device of the present invention, a thin touch panel integrated liquid crystal display that has no light bleeding and color unevenness due to pressing force at the time of input, has high light transmittance, and is easy to see the screen display. An apparatus can be provided.
本願発明は、光透過率向上の効果においては液体封入式タッチパネルと似たアイデアであるが、液体封入タッチパネルが透明電極層の屈折率と上下基板の屈折率の違いによる制限を受けるのに対して、本願発明は屈折率が等しい、液晶パネル上基板とタッチパネル下基板の間に、これらと略等しい屈折率を有する液体を封入することで著しい光透過率の向上が図れる。透明電極層が形成されない基板表面に直接液体が接触する構成が可能であるので、液晶パネル上基板とタッチパネル下基板に同一な材料、例えばガラスを用いて、ガラスと等しい屈折率の液体を封入すれば、この部分の光透過率を限りなく100%に近づけることが可能であり、液体封入式のタッチパネルよりさらに優れた光透過率が得られる。
当然ながら本願発明のタッチパネル一体式液晶表示装置に液体封入式タッチパネルを用いればさらなる光透過率の向上が図れる。
The present invention is an idea similar to a liquid-sealed touch panel in the effect of improving the light transmittance, but the liquid-sealed touch panel is limited by the difference between the refractive index of the transparent electrode layer and the refractive index of the upper and lower substrates. In the present invention, the light transmittance can be remarkably improved by enclosing a liquid having a refractive index substantially equal between the liquid crystal panel upper substrate and the touch panel lower substrate having the same refractive index. Since the liquid can be in direct contact with the substrate surface on which the transparent electrode layer is not formed, the same material, for example, glass, is used for the liquid crystal panel upper substrate and the touch panel lower substrate, and a liquid having a refractive index equal to that of the glass is sealed. For example, the light transmittance of this portion can be as close as possible to 100%, and a light transmittance better than that of a liquid-sealed touch panel can be obtained.
Of course, if a liquid-filled touch panel is used in the touch panel integrated liquid crystal display device of the present invention, the light transmittance can be further improved.
さらに液体封入式タッチパネルでは、上下基板の間隙寸法、すなわち液体封入部の隙間がタッチパネルの方式や基板の材質によって機能上の制約を受ける。例えば抵抗方式タッチパネルで入力基板がフィルムの場合、基板間隔は50〜150μm、ガラスの場合10μmに管理する必要がある。しかしながら本願発明のタッチパネル一体式液晶表示装置ではこの様な制約が無いので、タッチパネル入力時の押圧力が液晶パネルに伝わらない範囲で、且つタッチパネル一体式液晶表示装置の厚み寸法が不必要に増加しない範囲で液体が封入しやすい寸法に設定できるため、製作しやすいとの効果が得られる。 Further, in the liquid filled touch panel, the gap size between the upper and lower substrates, that is, the gap between the liquid filled portions, is restricted in terms of function by the touch panel method and the substrate material. For example, when the input substrate is a film in a resistive touch panel, the substrate interval needs to be controlled to 50 to 150 μm, and when glass is 10 μm. However, since the touch panel integrated liquid crystal display device of the present invention does not have such a restriction, the thickness dimension of the touch panel integrated liquid crystal display device does not increase unnecessarily as long as the pressing force at the time of touch panel input is not transmitted to the liquid crystal panel. Since it is possible to set the size so that liquid can be easily sealed in the range, an effect that it is easy to manufacture can be obtained.
さらに本願発明では、初めから液体である液晶物質を封入した液晶パネル上基板と、撓みにくいタッチパネル上基板との間に液体を封入する構成であるため、姿勢差によって液体の粘性、重量による基板の歪みも発生せず、滲みが無く、見やすいタッチパネル一体式液晶表示装置を提供することができる。 Furthermore, in the present invention, since the liquid is sealed between the liquid crystal panel upper substrate in which the liquid crystal substance that is liquid from the beginning is sealed and the touch panel upper substrate that is difficult to bend, the difference in posture of the substrate due to the viscosity and weight of the liquid. A touch-panel-integrated liquid crystal display device that does not generate distortion, does not bleed, and is easy to see can be provided.
以下、図1から図3に基づいて本発明の実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置について説明する。図1は本実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置の断面図、図2は、本実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置の製造方法を説明するための図で、図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)におけるA−A断面図である。また、図3は本実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置の製造方法を説明するための図で、図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)におけるB−B断面を示概略図である。本実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置の構成要素のうち従来技術の構成要素と類似するものは同一番号を付与し説明を省略する。 Hereinafter, a touch panel integrated liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a cross-sectional view of a touch panel integrated liquid crystal display device according to the present embodiment, FIG. 2 is a diagram for explaining a method for manufacturing the touch panel integrated liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 (a). 3A and 3B are diagrams for explaining a method of manufacturing the touch panel integrated liquid crystal display device according to the present embodiment. FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. It is a schematic diagram showing a cross section. Of the constituent elements of the touch panel integrated liquid crystal display device according to the present embodiment, those similar to the constituent elements of the prior art are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
図1に示すようなタッチパネル10を得るために、下基板12として厚さ0.5mmで屈折率1.5のガラスを用い、この下基板12上に、透明電極17として厚さ100nmのITOを形成する。次に、入力側の上基板11として厚さ0.2mmで屈折率1.5のガラスを用い、この上基板11上に、透明電極17として厚さ100nmのITOを形成する。この下基板12及び上基板11上に形成された透明電極17を所定の電極パターンとした後、フォトリソグラフィ法によってドットスペーサー18を形成し、スクリーン印刷法によってシール剤16を形成する。次に、下基板12と上基板11とを所定の空隙を設けて貼り合わせる。その後、上基板11の表面に偏光板15を貼り付け、タッチパネル10を得る。
In order to obtain the
本実施形態における液晶表示パネル20は表示面側基板23の上面に偏光板を設けていない点が従来技術における液晶表示パネル37と異なっており、その他の構成は同様であるため説明は省略する。
The liquid
次に、図2に示すように液晶表示パネル20の表示面側基板23の周辺部にシール剤13を印刷する。この時シール剤13に透明液体19を注入するための注入口13aを設けておく。このシール剤13は、液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12とを貼り合わせるためのもので、エポキシ樹脂接着剤等が選択され、スクリーン印刷等の方法で形成される。このシール剤13には、所要の大きさのプラスチックボールやファイバーガラス等のスペーサ部材が分散されており、このスペーサ部材でもって表示面側基板23と下基板12とを所要の間隔に保持する役目を成している。ここで使用されるシール剤13は高度な耐湿性等は必要としないため、シール剤の材質については内部に封入する液体が漏洩しない範囲で広く自由に選定することができる。また、このシール剤13として弾性エポキシ樹脂等を用いれば、タッチパネルからの入力時も含め、外部からの衝撃、振動を吸収する効果が更に向上する。
Next, as shown in FIG. 2, the
次に、液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12とをシール剤13を介して重ね合わせる。その後、所定の時間、加圧、加熱してシール剤13を焼成する。これによって、液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12とがシール剤13で貼り合わされる。この時、図3に示すように液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12との間に空隙dが形成される。この空隙dの値はタッチパネル10への押圧力が液晶表示パネル20の表示面側基板23に伝わらない範囲で、20〜100μmの範囲適宜に設定することができる。
Next, the display
次に、注入口から透明液体19として屈折率1.4のシリコンオイルを真空注入法によって注入する。透明液体19としては、この他に屈折率1.45のベンゼン環系液晶物質等、屈折率が液晶表示パネルやタッチパネル基板と同等の屈折利率(1.5前後)のものであれば、特に制限されることなく用いることが可能である。その後、注入口13aを封止剤14で封止する。注入口13aを封止する封止剤14は、アクリル樹脂等の光硬化性接着剤を使用する。これによって液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12との間に屈折率1.5前後の透明液体が封入されたタッチパネル一体型液晶表示装置が実現される。
Next, silicon oil having a refractive index of 1.4 is injected from the inlet as a
以上のように、本実施形態におけるタッチパネル一体型液晶表示装置によれば、液晶表示パネルやタッチパネルの基板材料にほぼ等しい屈折率の透明液体を液晶表示パネル20の表示面側基板23とタッチパネル10の下基板12との間に封入することによって高い光透過率が得られる。また、封入する透明液体の厚さを50μm以上とすれば、タッチパネルの撓みが液晶表示パネルに伝わらないため、上基板11の厚さを0.2mm、下基板の厚さ0.5mmからなるタッチパネルを用いることが可能となり、極薄型で高い光透過率を有するタッチパネル一体型液晶表示装置を実現することができる。
また、タッチパネルの上基板11の表面に偏光板、位相差板等が貼り付けられているためガラスの割れ、飛散を防止することができる。
As described above, according to the touch panel integrated liquid crystal display device in the present embodiment, the transparent liquid having a refractive index substantially equal to the substrate material of the liquid crystal display panel or the touch panel is applied to the display
Moreover, since a polarizing plate, a phase difference plate, and the like are attached to the surface of the
10 タッチパネル
11 上基板
12 下基板
13 シール剤
14 封止剤
15 偏光板
16 シール剤
17 透明電極
18 ドットスペーサー
19 透明液体
20 液晶表示パネル
21 タッチパネル表示面側基板
22 タッチパネル裏面側基板
23 液晶表示パネル表示面側基板
24 液晶表示パネル裏面側基板
25 偏光板
26 偏光板
27 タッチパネル用電極パターン
28 液晶表示パネル用電極パターン
29 シール材料
30 低分子液晶材料
31 両面接着テープ
32 ドットスペーサー
33 粘着層
34 液晶表示パネル表示面側基板とタッチパネル裏面側基板との兼用基板
35 強誘電性高分子液晶材料
36 タッチパネル
37 液晶表示パネル
38 空気層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記タッチパネルの下基板と前記液晶表示パネルの表示面側基板との外周部で密着し、前記タッチパネルの下基板と前記液晶表示パネルの表示面側基板との間を僅かな間隙を隔てて積層支持するシール剤と、該シール剤によって密封された前記タッチパネルの下基板と前記液晶表示パネルの表示面側基板との間に注入される透明液体とを備えたことを特徴とするタッチパネル一体型液晶表示装置。 In a touch panel integrated liquid crystal display device integrally including a touch panel having a pair of upper and lower substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal display panel,
The bottom substrate of the touch panel and the display surface side substrate of the liquid crystal display panel are in close contact with each other, and the bottom substrate of the touch panel and the display surface side substrate of the liquid crystal display panel are stacked and supported with a slight gap. A touch panel integrated liquid crystal display comprising: a sealing agent for sealing; and a transparent liquid injected between a lower substrate of the touch panel sealed by the sealing agent and a display surface side substrate of the liquid crystal display panel apparatus.
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