JP2009146835A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置が付いた表示装置、特にタッチセンサー機能が該照明装置に組み込まれた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device with a lighting device, and more particularly to a display device in which a touch sensor function is incorporated in the lighting device.
近来情報端末機器の入力方法として、指によるタッチ入力方式が注目されている。
また情報端末機器としては表示器、例えば液晶表示器、が必要不可欠である。
これら2つを結びつけるものとしてタッチセンサー付き表示装置が考えられるが、表示装置全体が厚くなりすぎてしまう、表示装置の照明を均一にすることが困難であるという問題があった。
As an input method for a recent information terminal device, a finger touch input method has been attracting attention.
In addition, a display device such as a liquid crystal display device is indispensable as the information terminal device.
A display device with a touch sensor can be considered as a combination of the two, but there is a problem that it is difficult to make the illumination of the display device uniform, because the entire display device becomes too thick.
厚さの面では、液晶等の表示装置と、入力検出装置と、照明装置との3つのメカニズムが重なるため携帯装置の薄型化を損なうという問題がある。この問題は抵抗膜方式のタッチパネルを用いると入力装置が厚いため特に問題となっている、そのため薄型化のためには静電容量式のタッチセンサーが好ましい。ところがこの静電容量式タッチセンサーは微少な電流を検出する必要があるためノイズに弱く、特に液晶表示器のような容量性表示器に用いると該表示器の充放電電流のノイズによって誤動作してしまうという問題があった。
また照明の均一性の面では、表示器全体をほぼ均一に照明することが困難という問題があった。
この問題を図7を用いて説明する。
In terms of thickness, the three mechanisms of a display device such as a liquid crystal display, an input detection device, and a lighting device are overlapped with each other, so that there is a problem that the thinning of the portable device is impaired. This problem is particularly problematic when a resistive film type touch panel is used because the input device is thick. For this reason, a capacitive touch sensor is preferable for thinning. However, this capacitive touch sensor is sensitive to noise because it needs to detect a very small current, and particularly when used for a capacitive display such as a liquid crystal display, it malfunctions due to the charge / discharge current noise of the display. There was a problem that.
Further, in terms of illumination uniformity, there is a problem that it is difficult to illuminate the entire display device almost uniformly.
This problem will be described with reference to FIG.
図7は従来のタッチセンサー付き照明装置の部分断面図である。
図7において、12は導光板、18は光源である発光ダイオード、14は透明電極で、層14に、例えば静電容量式の、タッチセンサー電極を形成出来る。
導光板12をポリカーボネイトで作ると光屈折率は1.585、透明電極14をITOで形成すると光屈折率は1.8であるため、図7で発光ダイオードから導光板12に向けて出射された光は図7の34で示すように光屈折率の大きな透明電極14側に出てしまい、導光板12の端まで届かない、すなわち均一な照明が出来ないという問題があった。
なお静電容量式タッチセンサーの透明電極パターンについては特許文献1の図3,4,5に示されている。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a conventional illumination device with a touch sensor.
In FIG. 7, 12 is a light guide plate, 18 is a light emitting diode as a light source, 14 is a transparent electrode, and a capacitive touch sensor electrode, for example, can be formed on the
When the light guide plate 12 is made of polycarbonate, the light refractive index is 1.585, and when the
The transparent electrode pattern of the capacitive touch sensor is shown in FIGS.
また発光ダイオードを光源とするタッチセンサーについては特許文献2の図2に本明細書の図8と同様の図が示されている。
図8は従来の照明付きタッチセンサー200を示した斜視図で、−0014−から−0017−にはおおむね下記−0006−〜−0009−の記載がある。
A touch sensor using a light emitting diode as a light source is shown in FIG. 2 of
FIG. 8 is a perspective view showing a conventional
背景照明のための光を導波する導光板230と、この導光板230の下部に配置され、導光板230に接する一面に少なくとも1つの電極パターン241,242が形成された電極層240と、導光板230及び電極層240の側面に配置され、導光板230により導波されるための光を生成する少なくとも1つの光源221,222と、を備える。 好ましくは、光源221,222は、側面発光方式の発光ダイオードが使用される。
A
電極層240の電極(電極パターン241,242)は、伝導性のポリマー或いはこれと同種のものを含む。したがって、電極と電極層240は、光を伝送できる透明な材質のものが用いられる。導光板230としては、好ましくは、電極層240上に生成された電界を維持することができる誘電体材質の物質が使用される。換言すると、電極層240と導光板230は、導電性を有する物体または人体の接触を通じて生じた、電界を構成する電流の変化を感知する方式のタッチセンサーを構成する。
The electrodes (electrode patterns 241 and 242) of the
本実施形態では、従来の構成とは異なり、導光板、電極、電極層がいずれも透明なポリマー材質を用いて形成されるため、導光板と透明な電極層を別体に製作して貼り合わせる方法、及び、導光板の一面にタッチセンサーのための透明電極をプリントして完全一体型に製作する方法のいずれもが採用可能である。また、導光板と電極が両方とも透明であるため、背面照明の機能を実現するために、2枚の層の積み重ねられる順序を、図8に示すように、上から導光板230−電極層240の順に構成してもよく、その逆の、上から電極層240−導光板230の順に構成してもよい。
In this embodiment, unlike the conventional configuration, since the light guide plate, the electrode, and the electrode layer are all formed using a transparent polymer material, the light guide plate and the transparent electrode layer are manufactured and bonded separately. Either a method or a method of printing a transparent electrode for a touch sensor on one surface of a light guide plate to manufacture a fully integrated type can be employed. In addition, since both the light guide plate and the electrode are transparent, the order in which the two layers are stacked in order to realize the function of the backlight is as shown in FIG. You may comprise in order of this, and may be comprised in order of the electrode layer 240-light-
導光板230は、上記光を均一な強度にて拡散するための少なくとも1の拡散パターンをさらに備えてもよく、これにより、各光源221,222から発せられた光を導波し、上記各拡散パターンにより導波中の光を外部に向けて反射することができる。また、この実施の形態による導光板230は、タッチセンサー240の電極層を覆う基板と一体化されることにより、スリム化されたタッチセンサー装置を得ることができる。加えて、導光板230は、他の実施の形態として、フレキシブルなプリント回路基板の形態で光源221,222と一緒に集積されることもできる。
The
なお特許文献2の図3にはタッチセンサー付き照明装置の断面図が示されているが、PCBが下部に設けられているため液晶表示器のフロントライトとして用いることは出来ない。
また以下の図において、同様の部材には同様の番号を付して説明を省略している。
FIG. 3 of
Moreover, in the following drawings, the same number is attached | subjected to the same member and description is abbreviate | omitted.
解決しようとする問題点は、薄型でかつ輝度が均一な情報端末機器用表示装置の実現が困難だった点である。 The problem to be solved is that it has been difficult to realize a display device for information terminal equipment that is thin and has uniform brightness.
本発明による表示装置は、導光板と、透明電極と、該導光板と該透明電極との間に該透明電極よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層とを設け、前記導光板の前記低屈折率樹脂層側にはプリズムが形成されて透明電極付照明装置を構成しており、
前記透明電極付照明装置が反射型液晶表示器のフロントライトとして液晶表示器の前面に設けられていることを特徴とする。
The display device according to the present invention includes a light guide plate, a transparent electrode, and a low refractive index resin layer having a light refractive index smaller than that of the transparent electrode between the light guide plate and the transparent electrode. A prism is formed on the low refractive index resin layer side to constitute a lighting device with a transparent electrode,
The illuminating device with a transparent electrode is provided in front of the liquid crystal display as a front light of the reflective liquid crystal display.
本発明による表示装置は、前記透明電極が前記液晶表示器側に配置されていることを特徴とする。 The display device according to the present invention is characterized in that the transparent electrode is disposed on the liquid crystal display side.
本発明による表示装置は、前記透明電極には静電容量型タッチパネルの電極が形成されていることを特徴とする。 The display device according to the present invention is characterized in that an electrode of a capacitive touch panel is formed on the transparent electrode.
本発明による表示装置は、前記透明電極が2層からなり、一方の層の透明電極には一定の電位が供給されかつ他層の透明電極と前記液晶表示器との間に置かれ、前記液晶表示器の発するノイズに対するシールド層となっていることを特徴とする。 In the display device according to the present invention, the transparent electrode includes two layers, a constant potential is supplied to the transparent electrode of one layer, and the transparent electrode is placed between the transparent electrode of the other layer and the liquid crystal display. It is a shielding layer against noise generated by the display.
本発明による表示装置は、導光板と、透明電極と、該導光板と該透明電極との間に該透明電極よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層とを設け、前記導光板の前記低屈折率樹脂層側にはプリズムが形成されて透明電極付照明装置を構成し、該透明電極付照明装置の前記透明電極を反射型液晶表示器に接するよう配置したことを特徴とする。 The display device according to the present invention includes a light guide plate, a transparent electrode, and a low refractive index resin layer having a light refractive index smaller than that of the transparent electrode between the light guide plate and the transparent electrode, A prism is formed on the low refractive index resin layer side to constitute an illumination device with a transparent electrode, and the transparent electrode of the illumination device with a transparent electrode is arranged so as to be in contact with a reflective liquid crystal display.
本発明によれば、透明タッチセンサーと照明用導光板機能とを複合化させ一体化することが出来るため、薄くかつ輝度の均一なタッチセンサー及び照明付き表示装置が得られる。またその結果大画面対応の表示装置も実現可能になる。
また該表示装置に容易にタッチセンサー機能を持たせることが出来、さらに該タッチセンサーの動作を安定させることができる。
According to the present invention, since the transparent touch sensor and the illumination light guide plate function can be combined and integrated, a thin touch sensor with uniform brightness and a display device with illumination can be obtained. As a result, a display device compatible with a large screen can be realized.
Further, the display device can be easily provided with a touch sensor function, and the operation of the touch sensor can be stabilized.
導光板と、透明電極と、該導光板と該透明電極との間に該透明電極よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層を設け、前記導光板の前記低屈折率樹脂層側にはプリズムが形成されて透明電極付照明装置を構成しており、前記透明電極付照明装置が反射型液晶表示器のフロントライトとして液晶表示器の前面に設けられている。また前記透明電極には静電容量型タッチパネルの電極が形成されている。さらに前記透明電極付照明装置の前記透明電極を反射型液晶表示器に接するよう配置した。
以下実施例に基づいて本発明の説明を行う。
A light guide plate, a transparent electrode, and a low refractive index resin layer having a light refractive index smaller than that of the transparent electrode is provided between the light guide plate and the transparent electrode, and on the low refractive index resin layer side of the light guide plate A prism is formed to constitute a lighting device with a transparent electrode, and the lighting device with a transparent electrode is provided on the front surface of the liquid crystal display as a front light of the reflective liquid crystal display. The transparent electrode is formed with an electrode of a capacitive touch panel. Further, the transparent electrode of the illumination device with the transparent electrode is disposed so as to be in contact with the reflective liquid crystal display.
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
図1は本発明で用いる透明電極付照明装置10の断面図である。
図1において、12は導光板、18は光源である発光ダイオード、14は透明電極で、透明電極層14に、例えば静電容量式の、タッチセンサー電極を形成出来る。20,22は導光板12の上面及び下面に形成されたプリズム、16は導光板12と透明電極14との間に設けられた、透明電極14よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層である。
該低屈折率樹脂層14は導光板12と透明電極14とを接着する接着層とすることもできる。
導光板12をポリカーボネイトで作ると光屈折率は1.585、透明電極14をITOで形成すると光屈折率は1.8、低屈折率樹脂層16にアクリル系樹脂を用いると光屈折率は1.50であり、導光板12と低屈折率樹脂16間の臨界角は71.15°となるので、下面プリズム22を形成して入射光の角度を変更すれば透明電極側に出射する光の量を調整し導光板12の端(図1の場合は右端)まで入射光を導波することができる。
ここで導光板は、比較的固い光学透明基板で構成しても、比較的柔らかい光学透明フィルムで構成しても良い。
この構成では透明タッチセンサーと照明用導光板機能とが複合化されて一体化されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
In FIG. 1, 12 is a light guide plate, 18 is a light emitting diode as a light source, 14 is a transparent electrode, and, for example, a capacitive touch sensor electrode can be formed on the
The low refractive
When the light guide plate 12 is made of polycarbonate, the light refractive index is 1.585. When the
Here, the light guide plate may be formed of a relatively hard optical transparent substrate or a relatively soft optical transparent film.
In this configuration, the transparent touch sensor and the illumination light guide plate function are combined and integrated.
図2は本発明で用いる透明電極付照明装置の一実施例で、図1における透明電極14の例を示したものである。
図2の断面図が図1と異なるのは透明電極14の部分で、図2における透明電極は層24と層26の2層からなり、一方の層の透明電極26には一定の電位(GND電位)が供給されシールド層として機能可能となっている。なお28は透明電極の基材で、例えば透明な樹脂フィルムによって構成されている。
このような構成は特許文献1の図5及び−0027−で述べられている。
FIG. 2 shows an embodiment of the illumination device with a transparent electrode used in the present invention, and shows an example of the
The cross-sectional view of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in the
Such a configuration is described in FIG. 5 and -0027- of
図3は本発明による表示装置100の実施例の断面図である。
図3において、30は反射型液晶表示器で、該表示器30の前面(上面)に透明電極付照明装置10が透明電極14が液晶表示器30側となるよう配置されて設けられてフロントライトとして機能し、発光ダイオード光源18から出射された光は透明電極付照明装置10の導光板12に導かれた後反射型液晶表示器30に入って液晶表示器30を照明し、その後反射型液晶表示器30で反射され再度透明電極付照明装置10を通った光32となって人間の目31で認識される。
ここで透明電極14には静電容量型タッチパネルの電極が形成されている。
また透明電極14は、好ましくは図2に示したように2層からなり、一方の層の透明電極には一定の電位が供給されかつ他層の透明電極と液晶表示器30との間に置かれ、液晶表示器30の発するノイズに対するシールド層となっている。
さらに透明電極付照明装置の透明電極14は反射型液晶表示器30に接するよう配置
されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of the
In FIG. 3,
Here, an electrode of a capacitive touch panel is formed on the
The
Further, the
このように本発明においては透明電極付照明装置10の光を遮る層がなく、薄型でかつ輝度が均一なタッチセンサー付き情報端末用表示装置を実現出来る。
このような効果は特許文献2に示された透明電極付照明装置のような下面にPCBを配置したものの単なる応用では実現し得ないものである。
また薄型化のため静電容量式タッチセンサーを用いても液晶表示器の発するノイズに対して動作を安定化させることができる。
このうち透明電極が反射型液晶表示器に接するよう配置してあることには注目すべきである。
As described above, in the present invention, there can be realized a display device for an information terminal with a touch sensor that does not have a light blocking layer of the illumination device with a
Such an effect cannot be realized by mere application, although a PCB is disposed on the lower surface as in the illumination device with a transparent electrode disclosed in
Moreover, even if a capacitive touch sensor is used for thinning, the operation can be stabilized against noise generated by the liquid crystal display.
Of these, it should be noted that the transparent electrode is disposed in contact with the reflective liquid crystal display.
図4,5,6を用いて輝度が均一化されたデータを示す。
図4は表示装置の輝度測定点を示した図である。
基本的には発光ダイオード光源に近い方から遠い方へ、平面的に、イ、ロ、ハ、ニ、ホの5点で輝度を測定している。
The data with uniform brightness is shown using FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing luminance measurement points of the display device.
Basically, the luminance is measured at five points, i, b, c, d, and e, in a plan view from the side closer to the light-emitting diode light source to the far side.
図5は照明装置とタッチセンサーと反射型液晶表示器からなる表示装置の断面構造を示した図及び測定データで、タッチセンサーは透明電極上に形成されている。タッチセンサーのタッチ位置検出回路は光の光路を避けた側面に配置すればよい。
図5(a)は従来の表示装置の断面構造を示した図で、導光板12の下部に透明電極14が、さらにその下部に反射型液晶表示器(反射型LCD)30が配置されている。
図5(b)は導光板12と透明電極14との間に低光屈折率樹脂層16を設けている。
図5(c)ではさらに導光板12と低光屈折率樹脂層16との間に下面プリズム22を設けている。
FIG. 5 is a view showing a cross-sectional structure of a display device including a lighting device, a touch sensor, and a reflective liquid crystal display and measurement data. The touch sensor is formed on a transparent electrode. The touch position detection circuit of the touch sensor may be disposed on a side surface that avoids the optical path of light.
FIG. 5A is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional display device, in which a
In FIG. 5B, a low light refractive
In FIG. 5C, a
図5(d)は図5(c)に示した構造での輝度実測データで、イ、ロ、ハ、ニ、ホの5点に対しさらにY方向5カ所ずつ輝度を測定している。データはもっとも明るかった点を100%とし、他の点の輝度は該100%に対する百分率で示している。 FIG. 5D shows the luminance measurement data in the structure shown in FIG. 5C, and the luminance is further measured at five points in the Y direction for five points a, b, c, d, and ho. In the data, the brightest point is taken as 100%, and the brightness of other points is shown as a percentage of the 100%.
図6は各構造に於ける輝度実測データの各点(イ、ロ、ハ、ニ、ホ)の値の平均値をプロットしたグラフである。
図6において、縦軸は相対輝度で横軸は測定位置、46は図5(a)の構造における輝度分布、48は図5(b)の構造における輝度分布、50は図5(c)の構造における輝度分布を示している。
グラフから明らかなように、従来の図5(a)に示した構造では線46に示したように、光源から遠ざかると輝度が著しく落ちてしまう。これは光源からの出射光が導光板の端までほとんど届いていないことを示している。
図5(b)に示した構造では低光屈折率樹脂層16を設けた効果が現れており、線48に示したように、かなりグラフの右端、ホ点、の値が持ち上がり改善効果が顕著である。
図5(c)に示した構造では低光屈折率樹脂層16に加え下面プリズム22を設けたことにより、線50に示したように、輝度分布特性は大幅に改善されている。
このように導光板12と透明電極14との間に該透明電極14よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層16とを設け、さらに導光板12の低屈折率樹脂層側16にプリズムを(すなわち下面プリズムを)形成することにより、輝度の均一化を図ることができる。
FIG. 6 is a graph plotting the average values of the points (I, B, C, D, E) of the luminance measurement data in each structure.
In FIG. 6, the vertical axis represents relative luminance, the horizontal axis represents the measurement position, 46 represents the luminance distribution in the structure of FIG. 5A, 48 represents the luminance distribution in the structure of FIG. 5B, and 50 represents the luminance distribution in FIG. The luminance distribution in the structure is shown.
As is apparent from the graph, in the conventional structure shown in FIG. 5A, as shown by the line 46, the brightness drops significantly as the distance from the light source increases. This indicates that light emitted from the light source hardly reaches the end of the light guide plate.
In the structure shown in FIG. 5B, the effect of providing the low-refractive-
In the structure shown in FIG. 5C, by providing the
As described above, the low refractive
なお本明細書においては照明装置を液晶表示器のフロントライトとして用いる例を示したが、バックライトタイプにも用いることが出来る。
この場合は照明装置を透過型液晶表示器下面に置き、シールドのための透明電極を液晶表示器とタッチセンサー電極との間に置くことは勿論である。
Note that although an example in which the lighting device is used as a front light of a liquid crystal display is shown in this specification, it can also be used for a backlight type.
In this case, it is a matter of course that the lighting device is placed on the lower surface of the transmissive liquid crystal display, and the transparent electrode for shielding is placed between the liquid crystal display and the touch sensor electrode.
12 導光板
14 透明電極
16 低屈折率樹脂層
20,22 プリズム
30 液晶表示器
100 表示装置
26 一方の層の透明電極
24 他層の透明電極
28 透明電極の基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Light-
Claims (5)
透明電極と、
該導光板と該透明電極との間に該透明電極よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層とを設け、
前記導光板の前記低屈折率樹脂層側にはプリズムが形成されて透明電極付照明装置を構成しており、
前記透明電極付照明装置が反射型液晶表示器のフロントライトとして液晶表示器の前面に設けられていることを特徴とする表示装置。 A light guide plate;
A transparent electrode;
A low refractive index resin layer having a light refractive index smaller than that of the transparent electrode is provided between the light guide plate and the transparent electrode,
A prism is formed on the low refractive index resin layer side of the light guide plate to constitute a lighting device with a transparent electrode,
A display device, wherein the illuminating device with a transparent electrode is provided in front of a liquid crystal display as a front light of a reflective liquid crystal display.
透明電極と、
該導光板と該透明電極との間に該透明電極よりも光屈折率が小さい低屈折率樹脂層を設け、
前記導光板の前記低屈折率樹脂層側にはプリズムが形成されて透明電極付照明装置を構成し、
該透明電極付照明装置の前記透明電極を反射型液晶表示器に接するよう配置したこと
を特徴とする表示装置。 A light guide plate;
A transparent electrode;
A low refractive index resin layer having a light refractive index smaller than that of the transparent electrode is provided between the light guide plate and the transparent electrode,
A prism is formed on the low refractive index resin layer side of the light guide plate to constitute a lighting device with a transparent electrode,
A display device, wherein the transparent electrode of the illumination device with a transparent electrode is disposed so as to be in contact with a reflective liquid crystal display.
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