JP2006011521A - 入力装置、電気光学装置、電子機器、入力装置の製造方法、電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の入力装置4は、座標入力面を有する第1の基板8aと該第1の基板8aに対向する第2の基板8bとを備え、前記第1の基板8aの前記座標入力面上の位置を直接指示することによって、その指示位置における座標情報を入力可能とした入力装置である。本発明において、前記第1の基板8a及び前記第2の基板8bは共にガラス基板からなり、前記第1の基板8aの前記座標入力面に、該座標入力面の周囲よりも基板の厚みが薄い薄板領域が形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ガラス基板を用いたタッチパネル等の入力装置において、入力操作時の入力荷重の低減や検出精度の向上が可能で、且つ製造工程時の基板の取り扱い性も良好な入力装置、電気光学装置、電子機器、並びに、入力装置の製造方法、電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
前述のように、ガラス基板を用いた入力装置においては、基板の取り扱い性や入力装置の耐久性,耐衝撃性の面では、基板は厚いほど好ましく、入力のし易さや検出精度の面では、基板は薄いほど好ましい。本発明では、この双方の要求を満たすために、入力装置の座標入力側の基板(第1の基板)を厚板の基板とし、この基板のうち必要な部分のみを選択的に薄板化する方法を採っている。すなわち、本発明では、座標入力面を含む部分の基板の厚みを薄くすることによって入力荷重や検出精度の改善を図る一方、その座標入力面の周りに基板の厚い部分(厚板領域ともいう)を額縁状に残すことによって耐衝撃性の向上や製造時の基板の取り扱い性の向上を図っている。このため、課題とされていた操作性の向上と信頼性の向上の双方を満たすことができる。また、このように薄板領域を設けた場合には、第1の基板の重量も少なくなるため、入力装置の軽量化にも寄与する。
本発明では、前述の入力装置を液晶パネル等の電気光学パネルの表示面に搭載し、これを前記座標入力面に対応して窓部が形成されたベゼル等のケース体によって一体に支持固定した状態で使用することを想定している。しかし、入力装置の端部をこのようなケース体によって固定すると、このケース体からの応力によって入力装置の座標入力面が押圧され、誤入力を生じる場合がある。本発明はこれを解消するための手段を提示するものである。本発明の入力装置では、第1の基板の座標入力面に薄板領域が形成されているため、ケース体からの応力は座標入力面の周囲の厚板領域にかかることになる。一方、本発明では、前記薄板領域の外周位置をシール材の上又はそれよりも外側とし、前記厚板領域をシール材の上若しくはそれよりも外側に配置しているので、応力は、入力操作に関係のないシール材の外側の領域(即ち、座標入力面以外の面)にかかることになり、誤入力の問題を生じない。
これにより、界面での反射が抑えられ、光透過率の高い入力装置を構成することができる。また、封入された液状材料は、入力時の応力を緩和するためのクッションとして機能するため、入力装置の耐衝撃性も向上する。
このように緩衝部材を設けることで、入力装置の耐衝撃性を高めることができる。
この構成によれば、耐久性や信頼性が高く、入力時の検出精度にも優れた電気光学装置を提供することができる。
これにより、電気光学パネルと入力装置との界面の反射が抑えられ、明るい表示が得られる。また、弾性体によって入力時に液晶パネルにかかる応力が緩和されるため、表示に歪みが生じにくくなるといった効果もある。
本発明の電気光学装置は、液晶パネルと入力装置とを一体化して光学フィルムで挟み込んだ、いわゆるインナータイプの電気光学装置である。前述のように、従来のインナータイプの電気光学装置では、液晶パネルと光学フィルムとの間にプラスチック基板が配置されるため、このプラスチックフィルム基板としては光学異方性のない高価なものを用いる必要があった。しかし、本発明の電気光学装置では、入力装置の基板がいずれもガラス基板からなるため、このような光学異方性の問題は生じない。したがって、係る構成の電気光学装置を従来よりも安価に提供することができる。特に、本発明では、前面側の第1の光学フィルムを第1の基板の薄板領域に配置しているため、従来よりも薄型の電気光学装置を提供することができる。
このように第2の光学フィルムを設けた場合にも、これを第1の基板の薄板領域に配置することで、電気光学装置の総厚を減じることができる。
前述したように、本発明では、入力装置の基板をいずれもガラス基板としたため、入力装置と光学フィルムとの配置関係を自由に設計することができる。このため、入力装置を前述のように第2の光学フィルムの下(液晶パネルと第2の光学フィルムとの間)に配置することもできるし、逆に、入力装置を第1の光学フィルムの上(第2の光学フィルムと第1の光学フィルムとの間、又は第1の光学フィルムの上)に配置することもできる。ただし、入力装置の上に第2の光学フィルムと第1の光学フィルムが積層された場合には、これらの光学部材の総厚が大きいと、入力時の押圧力等が座標入力面に十分に伝わらなくなるため、このような場合には、本発明の構成のように第2の光学フィルムと第1の光学フィルムとを入力装置の上下に貼り分けることが好ましい。こうすることによって、入力操作が行ない易くなる。
本発明のように液晶パネルの前面に入力装置を搭載した電気光学装置では、指やペン等で座標入力面を押圧すると、その押圧力によって、液晶パネルの第3の基板に局所的な撓みが生じることがある。このような基板の撓みは、液晶パネルのギャップを変動させ、表示に歪みを生じさせる。本発明では、液晶パネルの第4の基板に薄板領域を形成したため、第4の基板が撓み易くなり、前述のような入力操作によって第3の基板が撓んでも、第4の基板はこれに追従して撓むことができる。このため、局所的なギャップの変動が抑制され、表示に歪みが生じにくくなる。
本発明は、インナータイプの電気光学装置において、液晶パネルの背面側に設けられる光学フィルム(第3の光学フィルム)を液晶パネルの第4の基板の薄板領域に配置したものである。本構成によれば、従来よりも薄型の電気光学装置を提供することができる。
この構成によれば、耐久性や信頼性が高く、入力時の検出精度にも優れた電子機器を提供することができる。
本方法では、第1の基板の座標入力面に対応する部分の基板の厚みを薄くしているため、単にガラス基板同士を貼り合わせた場合に比べて、入力荷重を低減でき、検出精度も高めることができる。また、本方法では、基板全体を薄くせずに、座標入力面の周りに基板の厚い部分(以下、厚板領域ともいう)を額縁状に残しているため、第1の基板の耐衝撃性や取り扱い性が向上し、製造がし容易になる。
これにより、界面での反射が抑えられ、光透過率の高い入力装置を構成することができる。また、封入された液状材料は、入力時の応力を緩和するためのクッションとして機能するため、入力装置の耐衝撃性も向上する。
このように緩衝部材を設けることで、入力装置の耐衝撃性を高めることができる。
本方法は、大面積のマザー基板を用いて複数の入力装置を一括形成する方法を採用したものである。本方法では、第1のマザー基板を切り出す際に、基板の薄板領域を避けてその周囲の厚板領域を切断しているため、基板の割れ等が生じにくくなり、歩留まりの向上に寄与することができる。なお、2枚のマザー基板の厚みが異なると、切断するときに応力が分散してうまく切断できなくなるため、前記第1のマザー基板の厚みと前記第2のマザー基板の厚みとは略同じ厚みであることが望ましい。
本方法によれば、耐久性や信頼性が高く、入力時の検出精度にも優れた電気光学装置を製造することができる。
入力装置は、2枚のガラス基板をシール材によって接着一体化した構造を有するため、基本的には液晶パネルを製造するのと同じ方法で製造することが可能である。このため、本発明のように入力装置の2枚の基板の厚みを液晶パネルの2枚の基板の厚みと略同じ厚みとすれば、入力装置の製造ラインを液晶パネルの製造ラインと共通化することが可能になる。
このように薄板領域を形成すると、第4の基板は撓み易くなり、例えば入力時の押圧力によって液晶パネルの第3の基板が撓んでも、それに追従して第4の基板を撓ませることができる。このため、ギャップの局所的な変動を抑えることができ、入力時の表示の歪みをなくすことができる。
本方法は、大面積のマザー基板を用いて複数の電気光学パネルを一括形成する方法を採用したものである。本方法では、第4のマザー基板を切り出す際に、基板の薄板領域を避けてその周囲の厚板領域を切断しているため、基板の割れ等が生じにくくなり、歩留まりの向上に寄与することができる。なお、2枚のマザー基板の厚みが異なると、切断するときに応力が分散してうまく切断できなくなるため、前記第3のマザー基板の厚みと前記第4のマザー基板の厚みとは略同じ厚みであることが望ましい。
図1は、本発明の電気光学装置の一例であるタッチパネル一体型の液晶表示装置の概略断面図、図2は、そのタッチパネルの構造を示す分解斜視図、図3は、液晶表示装置に備えられた液晶パネルをタッチパネル側から視たときの平面図である。
本実施形態の液晶表示装置1は、表示ユニットである液晶パネル(電気光学パネル)2、その前面側(図示上側;観察側)に配設されたアナログ型抵抗膜方式のタッチパネル(入力装置)4によって概略構成されている。
次に、タッチパネル4の入力操作について説明する。
タッチパネル4においては、端子部16に入力制御回路(図示略)が接続され、その入力制御回路によって、ある時点では、背面側基板8bのX方向の両端部に位置する低抵抗膜14、14の間に所定の電圧が印加され、前面側基板8aのY方向の両端部に位置する低抵抗膜13、13の間には上記入力制御回路内の電圧測定手段(電圧測定回路あるいは電圧測定素子、図示略)が導電接続される。この時点においては、背面側基板8bの面状電極12bには、X方向に沿って直線的に電圧が変化する均一な電圧降下が発生し、X方向の位置座標軸が等しい部位同士はほぼ同じ電位となるような電圧分布が構成される。このとき前面側基板8aの座標入力面のある部位が入力器具3の先端で押圧されると、前面側基板8aの面状電極12aと背面側基板8bの面状電極12bとが接触し、前面側基板8aの面状電極12aを通して、入力器具3によって押圧された上記の部位に対応する位置における面状電極12bの電圧が入力制御回路によって測定される。この測定された電圧の値は、押圧された部位のX方向の位置座標と相関しているため、入力制御回路は入力器具3で押圧された部位のX方向の位置を検出することができる。
次に、本実施形態の液晶表示装置1の製造方法について説明する。
最初に、図4を用いてタッチパネル4の製造方法について説明する。本実施形態では、複数の基板領域を有する大面積のマザー基板を用いて複数のタッチパネル4を一括して形成し、切断によって個々のタッチパネル4に分離する方法を採用する。
以上のようなプロセスを採用することで、面状電極と配線部との界面抵抗の小さい膜構造を得ることができ、更にフォトリソグラフィ技術によって狭額縁の配線部を形成することが可能になる。
なお、本例では液状材料15を真空注入によって充填したが、液状材料15の充填は次の方法により行なうこともできる。まず、一方のマザー基板にシール材9を閉環状に形成し、このマザー基板又は他方のマザー基板に液状材料15を液滴状に配置する。そして、真空条件下でこれらのマザー基板を貼り合わせ、シール材9を硬化する。そして、最後に第1,第2のマザー基板108a,108bを切断して、複数のタッチパネル4に分離する。
次に、液晶パネル2の実装端子形成領域24cに形成された端子部パターン33に液晶駆動用IC36をCOG実装し、液晶パネル2と液晶駆動用IC36とを電気的に接続する。以上により、液晶パネル2が製造される。
なお、本例では液晶32を真空注入によって充填したが、液晶32の充填は次の方法により行なうこともできる。まず、一方のマザー基板にシール材23を閉環状に形成し、このマザー基板又は他方のマザー基板に液晶32を液滴状に配置する。そして、真空条件下でこれらのマザー基板を貼り合わせ、シール材23を硬化する。そして、最後に第3,第4のマザー基板124a,124bを切断して、複数の液晶パネル2に分離する。
以上により、タッチパネル一体型の液晶表示装置1が製造される。
また、本実施形態では、タッチパネル4の基板間に屈折率調整用の液状材料15を封入しているため、更に明るい表示が可能である。また、封入された液状材料15は、入力時の応力を緩和するためのクッションとして機能するため、タッチパネル4の耐衝撃性も高めることができる。また、本実施形態では、タッチパネル4と液晶パネル2とを透光性の弾性体によって光学接着しているため、更に明るく且つ歪みの少ない表示が可能になる。
以下、上述の電気光学装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図7は、本発明の電子機器の一例であるハンディターミナル1000を示す斜視図である。図7において、符号1001は本発明の入力装置であるタッチパネル、符号1002はファンクションキー、符号1003は電源入力スイッチをそれぞれ示している。本例のハンディターミナル1000は、ファンクションキー1002に印刷されたアイコンや、タッチパネル1001の下に配置された液晶パネル(図示略)の画面を見ながら、タッチパネル上の位置を直接指示することによって、データ入力を行なうものである。このハンディターミナル1000は、入力装置として前述した本発明のタッチパネルを備えているため、明るい表示が可能で且つ操作性にも優れ、更に信頼性も高い電子機器となる。
なお、前記実施形態の電気光学装置は、前述したハンディターミナルに限らず、種々の電子機器に搭載することができる。この電子機器としては例えば、携帯電話、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末等があり、前記電気光学装置はこれらの画像表示手段兼入力手段として好適に用いることができる。
Claims (21)
- 座標入力面を有する第1の基板と該第1の基板に対向する第2の基板とを備え、前記第1の基板の前記座標入力面上の位置を直接指示することによって、その指示位置における座標情報を入力可能とした入力装置であって、
前記第1の基板及び前記第2の基板の双方がガラス基板からなり、前記第1の基板の前記座標入力面に、該座標入力面の周囲よりも基板の厚みが薄い薄板領域が形成されていることを特徴とする、入力装置。 - 前記薄板領域が撓み可能な程度に薄く形成されていることを特徴とする、請求項1記載の入力装置。
- 前記第1の基板及び前記第2の基板が、これらの基板の周縁部に環状に設けられたシール材によって接着されており、前記第1の基板の薄板領域の外周位置が、平面視で、前記シール材の形成領域内又は前記シール材の外側の領域に配置されていることを特徴とする、請求項1又は2記載の入力装置。
- 電気光学パネルと、該電気光学パネルの前面側に配置された請求項1〜3のいずれかの項に記載の入力装置とを備えたことを特徴とする、電気光学装置。
- 前記電気光学パネルが、前面側に配置された第3の基板と該第3の基板に対向する第4の基板と前記第3の基板及び前記第4の基板の間に挟持された液晶とを備えた液晶パネルからなることを特徴とする、請求項4記載の電気光学装置。
- 前記電気光学パネルの前面側に第1の光学フィルムが備えられ、該第1の光学フィルムが、前記入力装置の第1の基板に形成された前記薄板領域に配置されていることを特徴とする、請求項5記載の電気光学装置。
- 前記電気光学パネルと前記第1の光学フィルムとの間に第2の光学フィルムが備えられ、該第2の光学フィルムが前記入力装置の第1の基板に形成された前記薄板領域に配置されていることを特徴とする、請求項6記載の電気光学装置。
- 前記電気光学パネルと前記第1の光学フィルムとの間に第2の光学フィルムが備えられ、該第2の光学フィルムが前記電気光学パネルと前記入力装置との間に配置されていることを特徴とする、請求項6記載の電気光学装置。
- 前記電気光学パネルの前記第4の基板の背面側の面であって、前記入力装置の前記座標入力面に対向する位置に、周囲よりも基板の厚みが薄い薄板領域が形成されていることを特徴とする、請求項5〜8のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記電気光学パネルの背面側に第3の光学フィルムが備えられ、該第3の光学フィルムが、前記電気光学パネルの前記第4の基板に形成された前記薄板領域に配置されていることを特徴とする、請求項9記載の電気光学装置。
- 請求項4〜10のいずれかの項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
- 座標入力面を有する第1の基板と該第1の基板に対向する第2の基板とを備え、前記第1の基板の前記座標入力面上の位置を直接指示することによって、その指示位置における座標情報を入力可能とした入力装置の製造方法であって、
各々がガラス基板からなる前記第1の基板及び前記第2の基板を、これらの基板の周縁部に環状に設けたシール材によって接着する工程と、前記第1の基板の前記座標入力面に、該座標入力面の周囲よりも基板の厚みが薄い薄板領域を形成する工程とを備えたことを特徴とする、入力装置の製造方法。 - 前記第1の基板及び前記第2の基板の接着工程が、前記第1の基板となる複数の基板領域を含む第1のマザー基板と、前記第2の基板となる複数の基板領域を含む第2のマザー基板とを、各基板領域に形成した前記シール材によって接着する工程からなり、前記第1の基板の薄板領域の形成工程が、前記第1のマザー基板の各基板領域の前記座標入力面となる領域に前記薄板領域を形成する工程からなることを特徴とする、請求項12記載の入力装置の製造方法。
- 前記第1の基板の薄板領域の形成工程の後に、接着された前記第1のマザー基板及び前記第2のマザー基板を切断して個々の入力装置に分離する工程を備え、前記第1のマザー基板の切断工程が、前記第1のマザー基板の前記薄板領域以外の領域を切断することにより行なわれることを特徴とする、請求項13記載の入力装置の製造方法。
- 前記第1のマザー基板の厚みと前記第2のマザー基板の厚みとが略同じ厚みであることを特徴とする、請求項14記載の入力装置の製造方法。
- 電気光学パネルと、該電気光学パネルの前面側に配置された入力装置とを備えた電気光学装置の製造方法であって、
前記入力装置が、請求項12〜15のいずれかの項に記載の方法により製造されたことを特徴とする、電気光学装置の製造方法。 - 前記電気光学パネルの製造工程が、前面側に配置された第3の基板と該第3の基板に対向する第4の基板とを、これらの基板の周縁部に環状に設けたシール材によって接着する工程と、これら前記第3の基板,前記第4の基板,前記シール材によって囲まれた空間に液晶を封入する工程とを含むことを特徴とする、請求項16記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記電気光学パネルの製造工程が、前記電気光学パネルの前記第4の基板の背面側の面であって、前記入力装置の前記座標入力面に対向する位置に、周囲よりも基板の厚みが薄い薄板領域を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項17記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第3の基板及び前記第4の基板の接着工程が、前記第3の基板となる複数の基板領域を含む第3のマザー基板と、前記第3の基板となる複数の基板領域を含む第3のマザー基板とを、各基板領域に形成した前記シール材によって接着する工程からなり、前記第4の基板の薄板領域の形成工程が、前記第4のマザー基板の各基板領域の前記座標入力面となる領域に前記薄板領域を形成する工程からなることを特徴とする、請求項18記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第4の基板の薄板領域の形成工程の後に、接着された前記第3のマザー基板及び前記第4のマザー基板を切断して個々の電気光学パネルに分離する工程を備え、前記第4のマザー基板の切断工程が、前記第4のマザー基板の薄板領域以外の領域を切断することにより行なわれることを特徴とする、請求項19記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第3のマザー基板の厚みと前記第4のマザー基板の厚みとが略同じ厚みであることを特徴とする、請求項20記載の電気光学装置の製造方法。
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