JP2010020769A - Liquid crystal display device using touch panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特にタッチパネルを利用した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 using a touch panel.
液晶表示装置は、高品質な画面表示を得られるとともに低消費電力化や小型化を実現できるため、最適な表示装置となっている。現在、一般的な液晶表示装置としては、ＴＮ方式の液晶表示装置（ＴＮ−ＬＣＤ）が知られている。前記ＴＮ−ＬＣＤにおいて、電極に電圧を印加しない場合、前記ＴＮ−ＬＣＤは“ＯＦＦ”状態を維持して、光線を透過させることができるが、電極に電圧を印加する場合、前記ＴＮ−ＬＣＤは“ＯＮ”状態に変化して、液晶分子の長軸が電場方向に沿って配向されるため、光線を透過させることができなくなる。それで、電極に選択的に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させることにより、液晶表示装置の表示内容を制御することができる。 The liquid crystal display device is an optimal display device because it can obtain a high-quality screen display and can realize low power consumption and miniaturization. Currently, a TN liquid crystal display device (TN-LCD) is known as a general liquid crystal display device. In the TN-LCD, when no voltage is applied to the electrode, the TN-LCD can maintain an “OFF” state and transmit light, but when a voltage is applied to the electrode, the TN-LCD Since it changes to the “ON” state and the major axis of the liquid crystal molecules is aligned along the electric field direction, it becomes impossible to transmit light. Therefore, the display content of the liquid crystal display device can be controlled by selectively applying a voltage to the electrodes to change the alignment state of the liquid crystal molecules.
近年、各種の電子装置の高性能化及び多様化に伴い、液晶表示装置の表示面に光透過性を有するタッチパネルを取り付ける電子装置がますます増えてきている。電子装置の使用者は、タッチパネルの裏側に配置された液晶表示パネルの表示内容を視覚的に確認しながら、指やペンなどで画面に直接触れて操作することにより、前記液晶表示装置を備えた電子装置の各種機能をコントロールする。 In recent years, along with the improvement in performance and diversification of various electronic devices, an increasing number of electronic devices have a light-transmitting touch panel attached to the display surface of a liquid crystal display device. The user of the electronic device is equipped with the liquid crystal display device by directly touching and operating the screen with a finger or a pen while visually confirming the display content of the liquid crystal display panel disposed on the back side of the touch panel. Control various functions of electronic devices.
前述したタッチパネルは、その動作原理及び伝送媒質の違いによって、一般的に抵抗膜方式、静電容量方式、赤外遮光方式や表面弾性波方式などの４つの種類に分けられる。その中で、抵抗膜方式のタッチパネルは、解像度、感度及び耐用性などに優れるので、広く用いられている。 The touch panels described above are generally classified into four types, such as a resistive film method, a capacitance method, an infrared light shielding method, and a surface acoustic wave method, depending on the operation principle and the transmission medium. Among them, a resistive touch panel is widely used because it has excellent resolution, sensitivity, durability, and the like.
従来の抵抗膜方式のタッチパネルは、一般的に第一基板と、第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に近接する表面に形成される第一透明導電構造体と、前記第二基板の前記第一基板に近接する表面に形成される第二透明導電構造体と、前記第一基板と前記第二基板との間に設置される複数のドットスペーサー（ｄｏｔ ｓｐａｃｅｒ）と、を備える。前記第一、第二透明導電構造体は、通常導電性インジウム・スズ酸化物層（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ層、以下はＩＴＯ層と呼ぶ）で構成される。指やペンなどで前記第一基板を押圧すると、圧力により前記第一基板がたわみ、従って押圧箇所における前記第一透明導電構造体及び前記第二透明導電構造体がお互いに接触して、外部の電気回路により、別々に順次に前記第一透明導電構造体及び前記第二透明導電構造体に電界を印加する。タッチパネル制御素子は、前述した電界の印加による第一導電構造体及び第二導電構造体の電圧変化を別々に検出して、正確な計算により押圧箇所の座標を算出した後、それを中央処理装置に伝送する。前記中央処理装置は、押圧箇所の座標に関するデータに基づいて相応の指令を出して、電子装置の各種機能の切り替えを行い、且つ表示制御素子を介して表示される情報をコントロールする。 A conventional resistive film type touch panel generally includes a first substrate, a second substrate, a first transparent conductive structure formed on a surface of the first substrate close to the second substrate, and the second substrate. A second transparent conductive structure formed on a surface of the substrate adjacent to the first substrate, and a plurality of dot spacers disposed between the first substrate and the second substrate. . The first and second transparent conductive structures are generally composed of a conductive indium tin oxide layer (Indium Tin Oxide, ITO layer, hereinafter referred to as an ITO layer). When the first substrate is pressed with a finger or a pen, the first substrate bends due to pressure. Therefore, the first transparent conductive structure and the second transparent conductive structure at the pressed portion come into contact with each other, and externally An electric circuit applies an electric field to the first transparent conductive structure and the second transparent conductive structure separately and sequentially. The touch panel control element separately detects the voltage change of the first conductive structure and the second conductive structure due to the application of the electric field described above, calculates the coordinates of the pressed part by accurate calculation, Transmit to. The central processing unit issues a corresponding command based on data relating to the coordinates of the pressed location, switches various functions of the electronic device, and controls information displayed via the display control element.
しかし、透明導電構造体として、ＩＴＯ層は、一般的にイオンスパッタリング法や蒸着法などの方法により成膜される。非特許文献１には、ＩＴＯ／ＳｉＯ２／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層を用いるタッチパネルに関して記載されている。前記ＩＴＯ層を製造する過程において、高い真空環境が要求され、且つ２００〜３００℃まで加熱する必要があるため、ＩＴＯ層を透明電極に用いるタッチパネルの製造コストは高い。また、従来技術のＩＴＯ層は、機械的性能が良好でなく、曲げにくく且つ膜質の均一性が低いといった欠点があるため、柔軟性タッチパネルに適さない。また、ＩＴＯは湿気が存在する空気で透明度が下がるので、それを採用した従来の抵抗膜方式のタッチパネル及び表示装置の耐用性、感度、線形性及び正確性が悪い。更に、従来の抵抗膜方式のタッチパネルは、単点からしか信号を入力することができない。 However, as the transparent conductive structure, the ITO layer is generally formed by a method such as ion sputtering or vapor deposition. Non-Patent Document 1 describes a touch panel using an ITO / SiO 2 / polyethylene terephthalate (PET) layer. In the process of manufacturing the ITO layer, a high vacuum environment is required and it is necessary to heat to 200 to 300 ° C. Therefore, the manufacturing cost of the touch panel using the ITO layer as a transparent electrode is high. In addition, the ITO layer of the prior art is not suitable for a flexible touch panel because it has disadvantages such as poor mechanical performance, difficulty in bending, and low film quality uniformity. In addition, since the transparency of ITO is reduced by air in which moisture is present, the durability, sensitivity, linearity, and accuracy of conventional resistive film type touch panels and display devices that employ it are poor. Furthermore, a conventional resistive film type touch panel can input a signal only from a single point.
従って、本発明は、前記課題を解決するために、耐用性、感度、線形性及び正確性に優れ、且つ複数の箇所から信号を入力することを実現できるタッチパネルを利用した液晶表示装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides a liquid crystal display device using a touch panel that is excellent in durability, sensitivity, linearity, and accuracy and that can realize input of signals from a plurality of locations in order to solve the above-described problems. .
本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示装置は、複数の透明電極を含むタッチパネルが設置された第一素子と、薄膜トランジスタパネルが設置され、且つ前記第一素子に対向する第二素子と、前記第一素子と前記第二素子との間に設置された液晶層と、を備える。前記透明電極がカーボンナノチューブ構造体を含む。 A liquid crystal display device using a touch panel according to the present invention includes a first element provided with a touch panel including a plurality of transparent electrodes, a second element provided with a thin film transistor panel and facing the first element, and the first element A liquid crystal layer disposed between the one element and the second element. The transparent electrode includes a carbon nanotube structure.
本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブを透明導電構造体及び第一偏光層として用いるタッチパネルを利用した液晶表示装置は、次の優れた点がある。第一に、カーボンナノチューブを採用したタッチパネルを介して、直接操作の命令や情報を入力することができるため、前記タッチパネルを備えた液晶表示装置は、キーパッド、マウス又は押しボタンなどの周辺入力装置を省略して、タッチパネルを利用した液晶表示装置と組み合わせる周辺装置の簡素化を図ることができる。第二に、カーボンナノチューブは優れた力学性能を有するので、カーボンナノチューブ構造体からなる透明導電構造体は優れた靱性と機械強度を有し、且つ湾曲に耐えられる。カーボンナノチューブからなる透明導電構造体を採用すると、タッチパネルの耐用性を高め、従ってタッチパネルを利用した液晶表示装置の耐用性を高めることができる。又、柔軟性基材と組み合わせると、柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示装置を製造することができる。第三に、カーボンナノチューブは湿気が存在する空気でも優れた光透過性を有するので、カーボンナノチューブ構造体からなる透明導電構造体を有するタッチパネルは、優れた光透過性を有する。従って、前記タッチパネルを備えた液晶表示装置は、高い解像度を有する。第四に、カーボンナノチューブは良好な導電性を有するので、カーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ構造体は均一な導電性を有し、カーボンナノチューブ構造体を透明導電構造体として用いると、タッチパネルの解像度及び正確度を高め、従ってタッチパネルを利用した液晶表示装置の解像度及び正確度を高めることができる。 The liquid crystal display device using the touch panel using the carbon nanotubes according to the embodiment of the present invention as the transparent conductive structure and the first polarizing layer has the following excellent points. First, since operation commands and information can be directly input through a touch panel employing carbon nanotubes, a liquid crystal display device having the touch panel is a peripheral input device such as a keypad, a mouse, or a push button. The peripheral device combined with the liquid crystal display device using the touch panel can be simplified. Second, since carbon nanotubes have excellent mechanical performance, a transparent conductive structure made of a carbon nanotube structure has excellent toughness and mechanical strength and can withstand bending. When a transparent conductive structure made of carbon nanotubes is employed, the durability of the touch panel can be increased, and thus the durability of a liquid crystal display device using the touch panel can be increased. When combined with a flexible substrate, a liquid crystal display device using a flexible touch panel can be manufactured. Third, since carbon nanotubes have excellent light transmittance even in air with moisture, a touch panel having a transparent conductive structure made of a carbon nanotube structure has excellent light transmittance. Therefore, the liquid crystal display device including the touch panel has a high resolution. Fourth, since carbon nanotubes have good conductivity, the carbon nanotube structure made of carbon nanotubes has uniform conductivity, and when the carbon nanotube structure is used as a transparent conductive structure, the resolution and accuracy of the touch panel are improved. Therefore, the resolution and accuracy of the liquid crystal display device using the touch panel can be increased.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るタッチパネルを利用した液晶表示装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a liquid crystal display device using a touch panel according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチパネルを利用した液晶表示装置３００は、第一素子１００と、前記第一素子１００と対向して設置される第二素子２００と、前記第一素子１００と前記第二素子２００との間に設置される液晶層３１０と、を備える。 Referring to FIG. 1, a liquid crystal display device 300 using a touch panel according to an embodiment of the present invention includes a first element 100, a second element 200 disposed to face the first element 100, and the first element. A liquid crystal layer 310 provided between the element 100 and the second element 200.
前記液晶層３１０は、従来の技術においてよく見られる液晶材料で構成され、複数の棒状液晶分子を備える。前記液晶層３１０の厚さは１〜５０μｍである。本実施形態において、前記液晶層３１０の厚さは５μｍである。 The liquid crystal layer 310 is made of a liquid crystal material often found in the prior art and includes a plurality of rod-like liquid crystal molecules. The liquid crystal layer 310 has a thickness of 1 to 50 μm. In the present embodiment, the liquid crystal layer 310 has a thickness of 5 μm.
前記第一素子１００は、タッチパネル１０と、第一偏光層１１０と、第一配向層１１２と、を順に備える。前記第一偏光層１１０は、前記タッチパネル１０の、前記液晶層３１０近接する表面に設置され、前記液晶層３１０を通過した光線を制御する。前記第一配向層１１２は、前記第一偏光層１１０の、前記液晶層３１０近接する表面に設置される。更に、前記第一配向層１１２の、前記液晶層３１０近接する表面に、前記液晶層３１０の液晶分子を配向して配列させる平行な複数の第一凹溝（図示せず）がさらに設置されることができる。 The first element 100 includes a touch panel 10, a first polarizing layer 110, and a first alignment layer 112 in order. The first polarizing layer 110 is installed on the surface of the touch panel 10 adjacent to the liquid crystal layer 310 and controls light rays that have passed through the liquid crystal layer 310. The first alignment layer 112 is disposed on the surface of the first polarizing layer 110 adjacent to the liquid crystal layer 310. In addition, a plurality of parallel first concave grooves (not shown) for aligning and aligning liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 310 are further provided on the surface of the first alignment layer 112 adjacent to the liquid crystal layer 310. be able to.
前記タッチパネル１０は、４線式、５線式又は８線式の抵抗膜方式のタッチパネルである。本実施形態では、４線式を採用する。図２及び図３を参照すると、前記タッチパネル１０は、第一電極板１２と、前記第一電極板１２に対向して設置される第二電極板１４と、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４との間に設置される複数の透明スペーサー１６と、を備える。言い換えれば、前記タッチパネル１０は、第一電極板１２、複数の透明スペーサー１６及び第二電極板１４を順に備える。 The touch panel 10 is a 4-wire, 5-wire, or 8-wire resistive touch panel. In the present embodiment, a four-wire system is adopted. Referring to FIGS. 2 and 3, the touch panel 10 includes a first electrode plate 12, a second electrode plate 14 disposed to face the first electrode plate 12, the first electrode plate 12, and the first electrode plate 12. And a plurality of transparent spacers 16 installed between the two electrode plates 14. In other words, the touch panel 10 includes a first electrode plate 12, a plurality of transparent spacers 16, and a second electrode plate 14 in order.
前記第一電極板１２は、第一表面１２８を有する第一基材１２０と、複数の第一透明電極１２２と、複数の第一信号線１２４と、を備える。前記複数の第一透明電極１２２は、第一方向とするＸ軸方向に沿って前記第一基材１２０の第一表面１２８に、一定ピッチで互いに平行に設置される。前記複数の第一透明電極１２２は、第一端１２２ａ及び第二端１２２ｂを有する。前記複数の第一端１２２ａは、それぞれ互いに平行する複数の第一信号線１２４を介して、Ｘ座標の駆動電源１８０に電気接続される。前記Ｘ座標の駆動電源１８０は、前記複数の第一透明電極１２２に駆動電圧を供給する。前記複数の第二端１２２ｂは、それぞれ互いに平行する複数の第一信号線１２４を介して、センサー１８２に電気接続される。 The first electrode plate 12 includes a first substrate 120 having a first surface 128, a plurality of first transparent electrodes 122, and a plurality of first signal lines 124. The plurality of first transparent electrodes 122 are disposed on the first surface 128 of the first base material 120 in parallel with each other at a constant pitch along the X-axis direction as the first direction. The plurality of first transparent electrodes 122 have a first end 122a and a second end 122b. The plurality of first ends 122a are electrically connected to an X coordinate drive power supply 180 through a plurality of first signal lines 124 that are parallel to each other. The X coordinate drive power supply 180 supplies a drive voltage to the plurality of first transparent electrodes 122. The plurality of second ends 122b are electrically connected to the sensor 182 through a plurality of first signal lines 124 that are parallel to each other.
前記第二電極板１４は、第二表面１４８を有する第二基材１４０と、複数の第二透明電極１４２と、複数の第二信号線１４４と、を備える。前記複数の第二透明電極１４２は、第二方向とするＹ軸方向に沿って前記第二基材１４０の第二表面１４８に一定ピッチで互いに平行に設置される。前記複数の第二透明電極１４２は、前記複数の第一透明電極１２２と対向している。前記複数の第二透明電極１４２は、第一端１４２ａ及び第二端１４２ｂを有する。前記複数の第一端１４２ａは、それぞれ互いに平行する複数の第二信号線１４４を介在してＹ座標の駆動電源１８４に電気接続される。前記Ｙ座標の駆動電源１８４は、前記複数の第二透明電極１４２に駆動電圧を供給する。前記複数の第二端１４２ｂは、接地されている。 The second electrode plate 14 includes a second substrate 140 having a second surface 148, a plurality of second transparent electrodes 142, and a plurality of second signal lines 144. The plurality of second transparent electrodes 142 are disposed in parallel to each other at a constant pitch on the second surface 148 of the second base material 140 along the Y-axis direction as the second direction. The plurality of second transparent electrodes 142 are opposed to the plurality of first transparent electrodes 122. The plurality of second transparent electrodes 142 have a first end 142a and a second end 142b. The plurality of first ends 142a are electrically connected to a drive power source 184 having a Y coordinate via a plurality of second signal lines 144 that are parallel to each other. The Y coordinate driving power source 184 supplies a driving voltage to the plurality of second transparent electrodes 142. The plurality of second ends 142b are grounded.
前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０は、透明な薄膜又は薄板で構成される。前記第一基材１２０は、一定の柔軟性が必要であるため、プラスチックや樹脂などの柔らかい材料で形成される。前記第二基材１４０は、主に自身の上に設置された他の部品を支持する作用を奏するため、その材料としてガラス、石英、ダイヤモンドなどの硬質材料を採用するが、柔軟性タッチパネルに用いられる場合、プラスチックや樹脂などの柔らかい材料を採用してもよい。詳しくは、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのようなポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、繊維素エステル（Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｓｔｅｒ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）及びアクリル酸（Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂から選択されることができる。前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の厚さは、それぞれ１ｍｍ〜１ｃｍである。本実施形態において、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０は、ＰＥＴで構成され、厚さをそれぞれ２ｍｍにする。前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の材料は、上述した材料に限定されるものではない。前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０が、良好な光透過性を有し、前記第一基材１２０が一定の柔軟性を有し、前記第二基材１４０が自身の上に設置された他の部品を支持することができる材料であれば、全部本発明が保護しようとする範疇に属する。 The first substrate 120 and the second substrate 140 are formed of a transparent thin film or thin plate. Since the first base material 120 needs to have a certain degree of flexibility, it is formed of a soft material such as plastic or resin. The second substrate 140 mainly has an effect of supporting other components installed on itself, and therefore, a hard material such as glass, quartz, or diamond is adopted as the material, but it is used for a flexible touch panel. When used, a soft material such as plastic or resin may be employed. Specifically, the materials of the first base material 120 and the second base material 140 are polyester (Polyester) such as polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), and polyethersulfone. (PES), cellulose ester, polyvinyl chloride (PVC), benzocyclobutene (BCB) and acrylic acid resin. The thicknesses of the first substrate 120 and the second substrate 140 are 1 mm to 1 cm, respectively. In the present embodiment, the first base material 120 and the second base material 140 are made of PET and each have a thickness of 2 mm. The materials of the first base material 120 and the second base material 140 are not limited to the materials described above. The first base material 120 and the second base material 140 have good light transmittance, the first base material 120 has a certain flexibility, and the second base material 140 is on itself. Any material that can support other installed parts belongs to the category to be protected by the present invention.
前記第一信号線１２４は、前記第一方向に沿って前記第一基材１２０の第一表面１２８の両側に間隔的に設置される。前記第二信号線１４４は、前記第二方向に沿って前記第二基材１４０の第二表面１４８の両側に間隔的に設置される。前記第一信号線１２４及び前記第二信号線１４４は、抵抗値が小さい導電材料で形成され、詳しくは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）線、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）線、導電性重合体線などがよい。また、信号線の直径を１００μｍ以下にすると、タッチパネルの光透過性及び表示装置の表示効果に悪い影響を与えないため、前記第一信号線１２４及び前記第二信号線１４４は、不透明な細い導線であってもよい。詳しくは、前記第一信号線１２４及び前記第二信号線１４４は、金属薄膜（例えばニッケル‐金薄膜）をエッチングして得た金属線又は長いカーボンナノチューブ線であってもよい。本実施形態において、前記第一信号線１２４及び前記第二信号線１４４は、長いカーボンナノチューブ線である。前記長いカーボンナノチューブ線は、カーボンナノチューブフィルムを有機溶剤で処理して得られるか、又はカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの長さ方向に沿ってねじれさせて得られる。前記長いカーボンナノチューブ線は、端と端で接合され、且つ前記長いカーボンナノチューブ線の軸／長さ方向に沿って優先方位に配列される複数のカーボンナノチューブを含む。詳しくは、前記長いカーボンナノチューブ線におけるカーボンナノチューブは、前記長いカーボンナノチューブ線の軸方向に沿って平行又はねじれ状に配列され、且つ分子間力（ファンデルワールス力）で緊密に接続される。前記長いカーボンナノチューブ線の幅は０．５ｎｍ〜１００μｍである。 The first signal lines 124 are spaced apart on both sides of the first surface 128 of the first substrate 120 along the first direction. The second signal lines 144 are disposed at intervals on both sides of the second surface 148 of the second substrate 140 along the second direction. The first signal line 124 and the second signal line 144 are formed of a conductive material having a small resistance value. Specifically, an indium tin oxide (ITO) line, an antimony tin oxide (ATO) line, a conductive polymer line, or the like is used. Good. Further, if the diameter of the signal line is 100 μm or less, the first signal line 124 and the second signal line 144 are opaque thin conductors because the light transmittance of the touch panel and the display effect of the display device are not adversely affected. It may be. Specifically, the first signal line 124 and the second signal line 144 may be a metal line obtained by etching a metal thin film (for example, a nickel-gold thin film) or a long carbon nanotube line. In the present embodiment, the first signal line 124 and the second signal line 144 are long carbon nanotube lines. The long carbon nanotube wire is obtained by treating a carbon nanotube film with an organic solvent, or obtained by twisting the carbon nanotube film along the length direction of the carbon nanotube in the carbon nanotube film. The long carbon nanotube line includes a plurality of carbon nanotubes joined end to end and arranged in a preferred orientation along the axis / length direction of the long carbon nanotube line. Specifically, the carbon nanotubes in the long carbon nanotube line are arranged in parallel or twisted along the axial direction of the long carbon nanotube line, and are closely connected by an intermolecular force (van der Waals force). The width of the long carbon nanotube line is 0.5 nm to 100 μm.
前記カーボンナノチューブ自体の比表面積が大きいので、前記カーボンナノチューブ線は強い接着性を有する。その接着性を利用して、前記カーボンナノチューブ線を、前記第一信号線１２４及び前記第二信号線１４４として、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の表面に直接接着させることができる。 Since the specific surface area of the carbon nanotube itself is large, the carbon nanotube wire has strong adhesiveness. Using the adhesiveness, the carbon nanotube wire can be directly adhered to the surfaces of the first base material 120 and the second base material 140 as the first signal line 124 and the second signal line 144. it can.
前記複数の第一透明電極１２２及び前記複数の第二透明電極１４２は、それぞれカーボンナノチューブ構造体を含む。前記カーボンナノチューブ構造体は、本実施形態においてストラップ状で形成されたが、必要に応じて線状又は他の形状で形成されてもよい。前記カーボンナノチューブ構造体は、複数のカーボンナノチューブを有する。更に、前記カーボンナノチューブ構造体は、一枚のカーボンナノチューブフィルム又は積層形成された複数のカーボンナノチューブフィルムから構成されるため、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び厚さが制限されず、理想的な光透過性を満足できれば、実際の応用に応じて任意の長さ及び厚さを有するカーボンナノチューブ構造体を製造することができる。前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。前記カーボンナノチューブ構造体において、幅は２０μｍ〜２５０μｍであり、厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。前記透明電極１２２と前記透明電極１４２との距離は２０μｍ〜５０μｍである。本実施形態において、前記カーボンナノチューブ構造体の幅を５０μｍに設定し、厚さを５０ｎｍに設定し、前記透明電極１２２と前記透明電極１４２との距離を２０μｍに設定する。 The plurality of first transparent electrodes 122 and the plurality of second transparent electrodes 142 each include a carbon nanotube structure. The carbon nanotube structure is formed in a strap shape in the present embodiment, but may be formed in a linear shape or other shapes as necessary. The carbon nanotube structure has a plurality of carbon nanotubes. Furthermore, since the carbon nanotube structure is composed of a single carbon nanotube film or a plurality of laminated carbon nanotube films, the length and thickness of the carbon nanotube structure are not limited and ideal If the light transmittance is satisfied, a carbon nanotube structure having an arbitrary length and thickness can be manufactured according to the actual application. The carbon nanotube film has a thickness of 0.5 nm to 100 μm. The carbon nanotube structure has a width of 20 μm to 250 μm and a thickness of 0.5 nm to 100 μm. The distance between the transparent electrode 122 and the transparent electrode 142 is 20 μm to 50 μm. In this embodiment, the width of the carbon nanotube structure is set to 50 μm, the thickness is set to 50 nm, and the distance between the transparent electrode 122 and the transparent electrode 142 is set to 20 μm.
前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブフィルムは、配向し又は配向せずに配列されるカーボンナノチューブからなり、均一な厚さを有する。詳しくは、前記カーボンナノチューブ構造体は、非配向型のカーボンナノチューブフィルム又は配向型のカーボンナノチューブフィルムを含むことができる。前記非配向型のカーボンナノチューブフィルムにおいて、カーボンナノチューブは等方性又は配向せずに配列される。前記配向せずに配列されるカーボンナノチューブは互いに絡み合い、前記等方性に配列されるカーボンナノチューブはカーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。前記配向型のカーボンナノチューブフィルムにおいて、カーボンナノチューブは同じ方向又は異なる方向に沿って優先方位に配列される。前記カーボンナノチューブ構造体は複数の配向型のカーボンナノチューブフィルムを含む場合、前記複数のカーボンナノチューブフィルムをそれぞれ任意の方向に沿って積み重ねることができるので、前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、同じ方向又は異なる方向に沿って優先方位に配列されることができる。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブフィルムは配向型のカーボンナノチューブフィルムである場合、カーボンナノチューブアレイから直接引き出して得たカーボンナノチューブフィルムを採用することが好ましい。前記引き出して得たカーボンナノチューブフィルムは、互いに大体平行し且つ前記カーボンナノチューブフィルムの表面に大体平行する複数のカーボンナノチューブを含む。詳しくは、前記引き出して得たカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、分子間力によって端と端で接合され、且つ大体同じ方向に沿って優先方位に配列される。前記引き出して得たカーボンナノチューブフィルムは、自立支持構造であって、カーボンナノチューブアレイから直接引き伸ばして製造することができる。前記自立支持構造は、即ち前記カーボンナノチューブフィルムが支持体を利用して支持されることがなくても、自身の特定な形状を保持することができる。前記自立支持構造のカーボンナノチューブフィルムにおいて、大量のカーボンナノチューブが分子間力で互いに吸引することにより、特定の形状が形成されて自立支持構造を有するカーボンナノチューブフィルムが形成される。図５及び図６を参照すると、前記引き出して得たカーボンナノチューブフィルムは、連続且つ定向配列される複数のカーボンナノチューブセグメント１４３を含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメント１４３は、分子間力によって端と端で接合される。前記カーボンナノチューブセグメント１４３は、互いに平行し且つ分子間力によって緊密に結合される複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。前記カーボンナノチューブフィルムは、優れた自立支持能力及び靭性を有する。前記カーボンナノチューブ構造体が積層された複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含む場合、隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ０°〜９０°の角度で交差する。 The carbon nanotube film in the carbon nanotube structure is composed of carbon nanotubes that are aligned or not aligned, and has a uniform thickness. Specifically, the carbon nanotube structure may include a non-oriented carbon nanotube film or an oriented carbon nanotube film. In the non-oriented carbon nanotube film, the carbon nanotubes are arranged without being isotropic or oriented. The carbon nanotubes arranged without orientation are entangled with each other, and the isotropically arranged carbon nanotubes are parallel to the surface of the carbon nanotube film. In the oriented carbon nanotube film, the carbon nanotubes are arranged in a preferential direction along the same direction or different directions. When the carbon nanotube structure includes a plurality of oriented carbon nanotube films, the plurality of carbon nanotube films can be stacked in any direction, so that the carbon nanotubes in the carbon nanotube structure have the same direction. Or it can be arranged in a preferred orientation along different directions. When the carbon nanotube film in the carbon nanotube structure is an oriented carbon nanotube film, it is preferable to employ a carbon nanotube film obtained by directly pulling out from the carbon nanotube array. The carbon nanotube film obtained by drawing out includes a plurality of carbon nanotubes that are approximately parallel to each other and approximately parallel to the surface of the carbon nanotube film. Specifically, the carbon nanotubes in the carbon nanotube film obtained by the above-mentioned drawing are joined at the ends by intermolecular forces, and are arranged in a preferential direction along substantially the same direction. The carbon nanotube film obtained by pulling out has a self-supporting support structure, and can be manufactured by directly stretching from a carbon nanotube array. The self-supporting support structure can maintain its specific shape even if the carbon nanotube film is not supported using a support. In the carbon nanotube film having a self-supporting structure, a large number of carbon nanotubes are attracted to each other by intermolecular force, whereby a specific shape is formed and a carbon nanotube film having a self-supporting structure is formed. 5 and 6, the carbon nanotube film obtained by the drawing includes a plurality of carbon nanotube segments 143 continuously and oriented. The plurality of carbon nanotube segments 143 are joined to each other by an intermolecular force. The carbon nanotube segment 143 includes a plurality of carbon nanotubes 145 parallel to each other and tightly coupled by intermolecular forces. The carbon nanotube film has excellent self-supporting ability and toughness. When the carbon nanotube structure includes a plurality of the carbon nanotube films laminated, the carbon nanotubes in the adjacent carbon nanotube films intersect each other at an angle of 0 ° to 90 °.
更に、前記カーボンナノチューブ構造体は、上述した各種のカーボンナノチューブフィルムと高分子材料との複合層を含んでもよい。前記高分子材料は、前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブの間の隙間に均一的に分布される。前記高分子材料は、透明な高分子材料であり、その材料は具体的に限定されない。例えば、前記透明な高分子材料として、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを用いることができる。 Furthermore, the carbon nanotube structure may include a composite layer of the above-described various carbon nanotube films and a polymer material. The polymer material is uniformly distributed in the gaps between the plurality of carbon nanotubes in the carbon nanotube film. The polymer material is a transparent polymer material, and the material is not specifically limited. For example, as the transparent polymer material, polystyrene (PS), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), benzocyclobutene (BCB) or cycloolefin polymer ( COP) can be used.
図７を参照すると、本実施形態において、前記複数の第一透明電極１２２及び前記複数の第二透明電極１４２におけるカーボンナノチューブ構造体は、一枚の引き出して得たカーボンナノチューブフィルムとＰＭＭＡとの複合層からなる。詳しくは、前記複数の第一透明電極１２２のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、全部前記第一方向に沿って配列される一方、前記複数の第二透明電極１４２のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、全部前記第二方向に沿って配列される。前記カーボンナノチューブ複合層の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍに設定される。前記カーボンナノチューブ複合層の光透光率は、少なくとも７０％、好ましくは、８５〜９５％である。図８を参照すると、高分子材料が引き出して得たカーボンナノチューブフィルムに浸み込むので、引き出して得たカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの間の短絡現象がなくなり、複合層の抵抗値が優れた線形性関係を有する。 Referring to FIG. 7, in the present embodiment, the carbon nanotube structure in the plurality of first transparent electrodes 122 and the plurality of second transparent electrodes 142 is a composite of a carbon nanotube film obtained by drawing one sheet and PMMA. Consists of layers. Specifically, the carbon nanotubes in the carbon nanotube film of the plurality of first transparent electrodes 122 are all arranged along the first direction, while the carbon nanotubes in the carbon nanotube film of the plurality of second transparent electrodes 142 are All are arranged along the second direction. The thickness of the carbon nanotube composite layer is set to 0.5 nm to 100 μm. The light transmittance of the carbon nanotube composite layer is at least 70%, preferably 85 to 95%. Referring to FIG. 8, since the polymer material soaks into the carbon nanotube film obtained by drawing, the short circuit phenomenon between the carbon nanotubes in the carbon nanotube film obtained by drawing is eliminated, and the composite layer has an excellent resistance value. Have a sexual relationship.
前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブから選択される一種又は多種を含む。前記単層カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍで、前記二層カーボンナノチューブの直径は１ｎｍ〜５０ｎｍで、前記多層カーボンナノチューブの直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍである。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍに設定される。 The carbon nanotubes in the carbon nanotube structure include one or more selected from single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes. The diameter of the single-walled carbon nanotube is 0.5 nm to 50 nm, the diameter of the double-walled carbon nanotube is 1 nm to 50 nm, and the diameter of the multi-walled carbon nanotube is 1.5 nm to 50 nm. The thickness of the carbon nanotube structure is set to 0.5 nm to 100 μm.
また、前記透明電極１２２，１４２が設置された領域と前記透明電極１２２，１４２が設置されていない領域とは、異なる光屈折率及び光透過率を有するため、タッチパネル１０全体の光透過性を均一的にして視覚的な差異を最小限に減少させるために、前記透明電極１２２，１４２の間の隙間に充填層１６０を形成することができる。前記充填層１６０の材料は、前記透明電極１２２，１４２の材料と同じ又は近い光屈折率及び光透過率を有する。 In addition, since the region where the transparent electrodes 122 and 142 are installed and the region where the transparent electrodes 122 and 142 are not installed have different light refractive indexes and light transmittances, the light transmittance of the entire touch panel 10 is uniform. Therefore, in order to reduce the visual difference to a minimum, the filling layer 160 may be formed in the gap between the transparent electrodes 122 and 142. The material of the filling layer 160 has the same or similar light refractive index and light transmittance as the material of the transparent electrodes 122 and 142.
前記センサー１８２は、特に限定されることなく、従来のセンサーから自由に選ぶことができる。本実施形態において、前記センサー１８２は、電圧が変化する時にＸ座標の駆動電源１８０と対応して駆動された透明電極１２２及びＹ座標の駆動電源１８４と対応して駆動された透明電極１４２の位置座標を検出することに用いられる。前記Ｘ座標の駆動電源１８０及び前記Ｙ座標の駆動電源１８４は、従来の駆動電源から自由に選ぶことができ、それぞれ前記第一透明電極１２２及び前記第二透明電極１４２に電圧を印加することに用いられる。 The sensor 182 is not particularly limited and can be freely selected from conventional sensors. In this embodiment, the sensor 182 includes the positions of the transparent electrode 122 driven corresponding to the X coordinate driving power source 180 and the transparent electrode 142 driven corresponding to the Y coordinate driving power source 184 when the voltage changes. Used to detect coordinates. The X-coordinate driving power source 180 and the Y-coordinate driving power source 184 can be freely selected from conventional driving power sources, and apply voltages to the first transparent electrode 122 and the second transparent electrode 142, respectively. Used.
更に、前記第二電極板１４の、前記液晶層３１０に近接する表面の反対面の周縁に絶縁層１８が設置されている。前記第一電極板１２は、前記絶縁層１８の上に設置され、且つ前記第一電極板１２に搭載された複数の第一透明電極１２２は、前記第二電極板１４に搭載された複数の第二透明電極１４２と対向した状態で設置される。前記複数の透明スペーサー１６は、前記第一透明電極１２２と前記第二透明電極１４２との間に互いに離間して設置される。前記第一電極板１２と前記第二電極板１４との距離は２μｍ〜１０μｍに設定される。前記複数の透明スペーサー１６及び前記絶縁層１８は、全て透明な絶縁樹脂又は他の透明絶縁材料からなり、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを電気的に絶縁して組み合わせるように機能する。前記タッチパネル１０の寸法が小さい場合、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁させることを保証できれば、前記透明スペーサー１６を省略してもよい。 Furthermore, an insulating layer 18 is provided on the peripheral edge of the second electrode plate 14 opposite to the surface close to the liquid crystal layer 310. The first electrode plate 12 is installed on the insulating layer 18, and a plurality of first transparent electrodes 122 mounted on the first electrode plate 12 are a plurality of first electrode plates 12 mounted on the second electrode plate 14. It is installed in a state facing the second transparent electrode 142. The plurality of transparent spacers 16 are spaced apart from each other between the first transparent electrode 122 and the second transparent electrode 142. The distance between the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14 is set to 2 μm to 10 μm. The plurality of transparent spacers 16 and the insulating layer 18 are all made of a transparent insulating resin or other transparent insulating material, and the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14 are electrically insulated and combined. To work. If the size of the touch panel 10 is small, the transparent spacer 16 may be omitted if it can be ensured that the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14 are insulated.
また、前記第一電極板１２の、前記液晶層３１０に近接する表面の反対面に透明保護膜１２６を更に設置することができる。前記透明保護膜１２６は、接着剤で前記第一基材１２０の表面に直接接着されるか、又は熱圧の方法で前記第一電極板１２に圧着される。前記透明保護膜１２６としては、表面硬化処理による平滑で耐摩耗のプラスチック又は樹脂層が利用される。前記樹脂層の材料は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル及びアクリル酸樹脂等から選択されることができる。本実施形態においては、ＰＥＴを前記透明保護膜１２６の材料に用いて前記第一電極板１２を保護することにより耐用性を高める。前記透明保護膜１２６を利用して防眩や防反射等の付加機能を提供することもできる。 In addition, a transparent protective film 126 may be further provided on the surface of the first electrode plate 12 opposite to the surface close to the liquid crystal layer 310. The transparent protective film 126 is directly bonded to the surface of the first substrate 120 with an adhesive, or is pressure-bonded to the first electrode plate 12 by a hot pressure method. As the transparent protective film 126, a smooth and wear-resistant plastic or resin layer by surface hardening treatment is used. The material of the resin layer can be selected from benzocyclobutene (BCB), polyester, acrylic resin, and the like. In this embodiment, the durability is enhanced by protecting the first electrode plate 12 using PET as a material for the transparent protective film 126. The transparent protective film 126 can be used to provide additional functions such as anti-glare and anti-reflection.
前記第一偏光層１１０の材料としては、従来の技術においてよく用いられる偏光材料、例えば、ヨード系材料及び染料系材料のような二色性有機高分子材料を採用することができる。また、前記第一偏光層１１０は、一枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムであってもよい。前記配向型のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列される。好ましくは、前記第一偏光層１１０は、引き出して得たカーボンナノチューブフィルムを用いる。前記第一偏光層１１０の厚さは、１μｍ〜０．５ｍｍである。 As a material of the first polarizing layer 110, a polarizing material often used in the prior art, for example, a dichroic organic polymer material such as an iodine material and a dye material can be adopted. The first polarizing layer 110 may be a single orientation type carbon nanotube film. The carbon nanotubes in the oriented carbon nanotube film are arranged along the same direction. Preferably, the first polarizing layer 110 is a carbon nanotube film obtained by drawing out. The first polarizing layer 110 has a thickness of 1 μm to 0.5 mm.
カーボンナノチューブは電磁波に対する吸収率が絶対黒体に接近し、且つ各種の波長の電磁波に対して均一な吸収性を有するため、前記第一偏光層１１０における配向型のカーボンナノチューブフィルムは、各種の波長の電磁波に対して均一な偏波吸収性を有する。光波が入射すると、振動方向がカーボンナノチューブ束の長さ方向と平行する光は吸収され、振動方向がカーボンナノチューブ束の長さ方向と直交する光は透過されて直線偏光となる。従って、カーボンナノチューブフィルムは、従来の偏光素子を兼用することができる。また、前記第一偏光層１１０は、同じ方向に沿って配列するカーボンナノチューブを含むため、優れた導電性を有し、従って前記タッチパネルを利用した液晶表示装置３００の第一電極層として用いられることができる。だから、本実施形態に係るタッチパネルを利用した液晶表示装置３００の第一偏光層１１０は、同時に偏光素子及び第一電極層の機能を実現して第一電極層を省略することができる。これにより、厚さが薄く、構造が簡単で、且つ高いバックライト利用効率及び表示効果を有するタッチパネルを利用した液晶表示装置を低コストで製造することができる。 Since carbon nanotubes have an absorption rate close to that of an absolute black body and have uniform absorption with respect to electromagnetic waves of various wavelengths, the oriented carbon nanotube film in the first polarizing layer 110 has various wavelengths. Have uniform polarization absorptivity to electromagnetic waves. When a light wave is incident, light whose vibration direction is parallel to the length direction of the carbon nanotube bundle is absorbed, and light whose vibration direction is orthogonal to the length direction of the carbon nanotube bundle is transmitted and becomes linearly polarized light. Therefore, the carbon nanotube film can also be used as a conventional polarizing element. In addition, since the first polarizing layer 110 includes carbon nanotubes arranged in the same direction, the first polarizing layer 110 has excellent conductivity, and thus is used as the first electrode layer of the liquid crystal display device 300 using the touch panel. Can do. Therefore, the first polarizing layer 110 of the liquid crystal display device 300 using the touch panel according to the present embodiment can simultaneously realize the functions of the polarizing element and the first electrode layer and omit the first electrode layer. Accordingly, a liquid crystal display device using a touch panel having a small thickness, a simple structure, and high backlight utilization efficiency and display effect can be manufactured at low cost.
前記第一配向層１１２の材料としては、ポリスチレン（ＰＳ）及びその誘導体（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリシラン（Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅ）などを用いることができる。前記第一配向層１１２の第一凹溝は、ラビング法、ＳｉＯｘ膜斜方蒸着法、又は膜の表面に微細溝を形成する方法（Ｍｉｃｒｏ−Ｇｒｏｏｖｅｓ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）等のような従来技術によって形成される。前記第一凹溝は、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。本実施形態において、前記第一配向層１１２の材料は、ポリイミドであり、厚さは１μｍ〜５０μｍである。 As the material of the first alignment layer 112, polystyrene (PS) and its derivatives (Derivative), polyimide (Polyimide), polyvinyl alcohol (PVA), polyester (Polyester), epoxy resin (Epoxy Resin), polyurethane (Polyethanes), Polysilane or the like can be used. The first groove of the first alignment layer 112 is formed by a conventional technique such as a rubbing method, a SiOx film oblique deposition method, or a method of forming a fine groove on the surface of the film (Micro-Grooves Treatment Method). The The first concave groove can align liquid crystal molecules in a predetermined direction. In the present embodiment, the material of the first alignment layer 112 is polyimide, and the thickness is 1 μm to 50 μm.
図４を参照すると、前記第二素子２００は、第二配向層２１２と、薄膜トランジスタパネル２２０と、第二偏光層２１０と、を順に備える。前記第二配向層２１２は、前記薄膜トランジスタパネル２２０の、前記液晶層３１０に近接する表面に設置される。更に、前記第二配向層２１２の、前記液晶層３１０に近接する表面には、互いに平行し、且つ前記第一配向層１１２における第一凹溝の配列方向と直交する方向に配列される複数の第二凹溝を設けることができる。前記複数の第二凹溝は、前記液晶層３１０の液晶分子を配向して配列させる。前記第二偏光層２１０は、前記薄膜トランジスタパネル２２０の前記液晶層３１０に近接する表面の反対面に設置される。 Referring to FIG. 4, the second element 200 includes a second alignment layer 212, a thin film transistor panel 220, and a second polarizing layer 210 in order. The second alignment layer 212 is disposed on the surface of the thin film transistor panel 220 close to the liquid crystal layer 310. Further, a plurality of the second alignment layers 212 arranged in a direction parallel to each other and perpendicular to the arrangement direction of the first grooves in the first alignment layer 112 are disposed on the surface of the second alignment layer 212 close to the liquid crystal layer 310. A second concave groove can be provided. The plurality of second concave grooves align and align the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 310. The second polarizing layer 210 is disposed on the opposite side of the surface of the thin film transistor panel 220 close to the liquid crystal layer 310.
前記第二偏光層２１０の材料としては、従来の技術においてよく用いられる偏光材料、例えば、ヨード系材料及び染料系材料のような二色性有機高分子材料を採用することができる。前記第二偏光層２１０の厚さは、１μｍ〜０．５ｍｍである。前記第二偏光層２１０は、前記タッチパネルを利用した液晶表示装置３００の第二偏光層２１０側の表面に設置された導光板から出射された光を偏光させて、単一な方向の偏光を得ることに用いられる。前記第二偏光層２１０の偏光方向は、前記第一偏光層１１０の偏光方向と直交する。 As a material for the second polarizing layer 210, a polarizing material often used in the prior art, for example, a dichroic organic polymer material such as an iodine material and a dye material can be adopted. The second polarizing layer 210 has a thickness of 1 μm to 0.5 mm. The second polarizing layer 210 polarizes light emitted from the light guide plate installed on the surface of the liquid crystal display device 300 using the touch panel on the second polarizing layer 210 side to obtain polarized light in a single direction. Used for that. The polarization direction of the second polarizing layer 210 is orthogonal to the polarization direction of the first polarizing layer 110.
前記第二配向層２１２は、前記第一配向層１１２と同じ材料であって、前記第二配向層２１２における第二凹溝は、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。前記第一配向層１１２における第一凹溝と前記第二配向層２１２における第二凹溝とはお互いに直交するので、前記第一配向層１１２と前記第二配向層２１２の間の液晶分子は前記２つの配向層１１２、２１２の間で９０度ねじれた状態に配列される。従って、前記第二偏光層２１０によって偏光された光線は、ねじれた液晶分子によって９０度の角度にねじれる。本実施形態において、前記第二配向層２１２の材料は、ポリイミドであり、厚さは１μｍ〜５０μｍである。 The second alignment layer 212 is made of the same material as the first alignment layer 112, and the second groove in the second alignment layer 212 can align liquid crystal molecules in a predetermined direction. Since the first groove in the first alignment layer 112 and the second groove in the second alignment layer 212 are orthogonal to each other, the liquid crystal molecules between the first alignment layer 112 and the second alignment layer 212 are The two alignment layers 112 and 212 are arranged in a twisted state by 90 degrees. Accordingly, the light beam polarized by the second polarizing layer 210 is twisted at an angle of 90 degrees by the twisted liquid crystal molecules. In the present embodiment, the material of the second alignment layer 212 is polyimide, and the thickness is 1 μm to 50 μm.
前記薄膜トランジスタパネル２２０は、第三基材（図示せず）と、前記第三基材の表面に設置される複数の薄膜トランジスタと、複数の画素電極と、表示駆動回路と、を備える。前記複数の薄膜トランジスタは、前記複数の画素電極とそれぞれ対応して接続され、且つソース（Ｓｏｕｒｃｅ）電極線及びゲート（Ｇａｔｅ）電極線を介して前記表示駆動回路に電気接続される。好ましくは、前記複数の薄膜トランジスタ及び前記複数の画素電極は、マトリックス状に前記第三基材の表面に配列される。前記薄膜トランジスタパネル２２０は、前記タッチパネルを利用した液晶表示装置３００の液晶画素の駆動素子であり、前記表示駆動回路を介して前記画素電極と前記第一偏光層１１０との間に電圧を印加すると、前記第一配向層１１２と前記第二配向層２１２との間に設置された液晶層３１０における液晶分子は所定の方向に沿って配列されるから、前記第二偏光層２１０によって偏光された光線は、ねじれない状態で前記第一偏光層１１０に直接至る。すると、入射された光線は前記第一偏光層１１０を透過することができない。前記画素電極と前記第一偏光層１１０との間に電圧を印加しない場合、光線は液晶分子によってねじれるから、光線は前記第一偏光層１１０を透過して出射されることができる。 The thin film transistor panel 220 includes a third substrate (not shown), a plurality of thin film transistors installed on the surface of the third substrate, a plurality of pixel electrodes, and a display driving circuit. The plurality of thin film transistors are respectively connected to the plurality of pixel electrodes, and are electrically connected to the display driving circuit through source electrode lines and gate electrode lines. Preferably, the plurality of thin film transistors and the plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix on the surface of the third base material. The thin film transistor panel 220 is a liquid crystal pixel driving element of the liquid crystal display device 300 using the touch panel, and when a voltage is applied between the pixel electrode and the first polarizing layer 110 through the display driving circuit, Since the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 310 disposed between the first alignment layer 112 and the second alignment layer 212 are aligned along a predetermined direction, the light beam polarized by the second polarizing layer 210 is The first polarizing layer 110 is directly reached without being twisted. Then, the incident light beam cannot pass through the first polarizing layer 110. When no voltage is applied between the pixel electrode and the first polarizing layer 110, the light beam is twisted by liquid crystal molecules, and thus the light beam can be transmitted through the first polarizing layer 110 and emitted.
図９を参照すると、前記タッチパネルを利用した液晶表示装置３００は、タッチパネル制御素子４０と、中央処理装置５０と、表示制御素子６０と、を更に備える。前記タッチパネル制御素子４０、前記中央処理装置５０及び前記表示制御素子６０は、電気回路を介してお互いに接続され、且つ前記タッチパネル制御素子４０は、前記タッチパネル１０と電気接続され、前記表示制御素子６０は、前記第二素子２００の薄膜トランジスタパネル２２０の表示駆動回路と接続される。前記タッチパネル制御素子４０は、指などのタッチ物８０で触れた図案やメニューの位置に基づいて入力情報を判定して、その情報を前記中央処理装置５０に伝送する。前記中央処理装置５０は、前記表示制御素子６０を介して前記薄膜トランジスタパネル２２０の表示駆動回路を制御することにより画面表示をコントロールする。 Referring to FIG. 9, the liquid crystal display device 300 using the touch panel further includes a touch panel control element 40, a central processing unit 50, and a display control element 60. The touch panel control element 40, the central processing unit 50, and the display control element 60 are connected to each other via an electric circuit, and the touch panel control element 40 is electrically connected to the touch panel 10, and the display control element 60 Is connected to the display driving circuit of the thin film transistor panel 220 of the second element 200. The touch panel control element 40 determines input information based on the position of a design or menu touched with a touch object 80 such as a finger, and transmits the information to the central processing unit 50. The central processing unit 50 controls screen display by controlling a display driving circuit of the thin film transistor panel 220 through the display control element 60.
図２、図３及び図９を参照すると、使用時に、前記Ｘ座標の駆動電源１８０及び前記Ｙ座標の駆動電源１８４を介して前記複数の第一透明電極１２２及び前記複数の第二透明電極１４２に別々に順序によって一定の電圧を印加する。この時、使用者は前記タッチパネル１０の下に配置されたタッチパネルを利用した液晶表示装置３００に表示された情報を読みながら、指やペン８０などで前記タッチパネル１０の第一電極板１２を押圧して操作する。これにより、前記第一電極板１２の前記第一基材１２０を湾曲させ、押圧箇所７０における第一透明電極板１２２と第二透明電極板１４２とを接触させて回路を形成する。前記複数の第二透明電極板１４２の第二端１４２ｂは接地されているから、前記センサー１８２は、電圧が変化する時に前記Ｘ座標の駆動電源１８０と対応して駆動される第一透明電極板１２２及び前記Ｙ座標の駆動電源１８４と対応して駆動される第二透明電極板１４２を検出して、その情報を前記タッチパネル制御素子４０に伝送することができる。前記タッチパネル制御素子４０は、入力された情報に基づいて押圧箇所７０のＸ座標及びＹ座標を判定して、デジタル化された座標を前記中央処理装置５０に伝送する。前記中央処理装置５０は、入力された座標情報により相応の指令を出して電子設備の各種機能を切り替え、且つ前記表示制御素子６０を介して前記薄膜トランジスタパネル２２０の表示駆動回路を制御することにより画面表示をコントロールする。 Referring to FIGS. 2, 3, and 9, the plurality of first transparent electrodes 122 and the plurality of second transparent electrodes 142 are used via the X-coordinate driving power supply 180 and the Y-coordinate driving power supply 184 in use. A constant voltage is applied separately according to the order. At this time, the user presses the first electrode plate 12 of the touch panel 10 with a finger or a pen 80 while reading information displayed on the liquid crystal display device 300 using the touch panel disposed under the touch panel 10. To operate. As a result, the first substrate 120 of the first electrode plate 12 is curved, and the first transparent electrode plate 122 and the second transparent electrode plate 142 at the pressing location 70 are brought into contact with each other to form a circuit. Since the second ends 142b of the plurality of second transparent electrode plates 142 are grounded, the sensor 182 is driven corresponding to the driving power 180 of the X coordinate when the voltage changes. 122 and the second transparent electrode plate 142 driven corresponding to the drive power source 184 of the Y coordinate can be detected, and the information can be transmitted to the touch panel control element 40. The touch panel control element 40 determines the X coordinate and the Y coordinate of the pressed location 70 based on the input information, and transmits the digitized coordinates to the central processing unit 50. The central processing unit 50 issues a corresponding command according to the input coordinate information, switches various functions of the electronic equipment, and controls the display driving circuit of the thin film transistor panel 220 via the display control element 60. Control the display.
多点タッチの場合、複数の押圧箇所７０における第一透明電極板１２２及び第二透明電極板１４２がお互い接触し、回路を形成する。すると、前記Ｘ座標の駆動電源１８０及び前記Ｙ座標の駆動電源１８４は、前記複数の第一透明電極１２２及び前記複数の第二透明電極１４２に別々に順序によって一定の電圧を印加するから、前記センサー１８２は、電圧が変化する度に前記Ｘ座標の駆動電源１８０と対応して駆動される第一透明電極板１２２及びＹ座標の駆動電源１８４と対応して駆動される第二透明電極板１４２を順次に検出し、且つ前記順次によって電圧が変化する度の情報を前記タッチパネル制御素子４０に伝送することができる。前記タッチパネル制御素子４０は、順次に入力された情報に基づいて、前記複数の押圧箇所７０のＸ座標及びＹ座標を順次に判定し、デジタル化された前記複数の座標を前記中央処理装置５０に伝送する。前記中央処理装置５０は、入力された座標情報により相応の指令を出して電子設備の各種機能を切り替え、且つ前記表示制御素子６０を介して前記薄膜トランジスタパネル２２０の表示駆動回路を制御することにより画面表示をコントロールする。 In the case of multipoint touch, the first transparent electrode plate 122 and the second transparent electrode plate 142 at the plurality of pressed locations 70 are in contact with each other to form a circuit. Then, the X-coordinate drive power supply 180 and the Y-coordinate drive power supply 184 apply a constant voltage to the plurality of first transparent electrodes 122 and the plurality of second transparent electrodes 142 separately in order, The sensor 182 includes a first transparent electrode plate 122 driven corresponding to the X-coordinate driving power supply 180 and a second transparent electrode plate 142 driven corresponding to the Y-coordinate driving power supply 184 each time the voltage changes. Can be detected in sequence, and information on each time the voltage changes due to the sequence can be transmitted to the touch panel control element 40. The touch panel control element 40 sequentially determines the X coordinate and the Y coordinate of the plurality of pressed points 70 based on sequentially input information, and the digitized plurality of coordinates are sent to the central processing unit 50. To transmit. The central processing unit 50 issues a corresponding command according to the input coordinate information, switches various functions of the electronic equipment, and controls the display driving circuit of the thin film transistor panel 220 via the display control element 60. Control the display.
本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブを透明導電構造体及び第一偏光層として用いるタッチパネルを利用した液晶表示装置は、次の優れた点がある。第一に、カーボンナノチューブを採用したタッチパネルを介して、直接操作の命令や情報を入力することができるから、前記タッチパネルを備えた液晶表示装置は、キーパッド、マウス又は押しボタンなどの周辺入力装置を省略して、タッチパネルを利用した液晶表示装置と組み合わせる周辺装置の簡素化を図ることができる。第二に、カーボンナノチューブは優れた力学性能を有するので、カーボンナノチューブ構造体からなる透明導電構造体は優れた靱性と機械強度を有し、且つ湾曲に耐えられる。カーボンナノチューブからなる透明導電構造体を採用すると、タッチパネルの耐用性を高め、従ってタッチパネルを利用した液晶表示装置の耐用性を高めることができる。又、柔軟性基材と組み合わせると、柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示装置を製造することができる。第三に、カーボンナノチューブは湿気が存在する空気でも優れた光透過性を有するので、カーボンナノチューブ構造体からなる透明導電構造体を有するタッチパネルは、優れた光透過性を有する。従って、前記タッチパネルを備えた液晶表示装置は、高い解像度有する。第四に、カーボンナノチューブは良好な導電性を有するので、カーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ構造体は均一な導電性を有し、カーボンナノチューブ構造体を透明導電構造体として用いると、タッチパネルの解像度及び正確度を高め、従ってタッチパネルを利用した液晶表示装置の解像度及び正確度を高めることができる。第五に、第一偏光層は、同時に偏光素子及び第一電極層の機能を実現することができるから、第一電極層を省略して、従って厚さが薄く、構造が簡単で、且つ高いバックライト利用効率及び表示効果を有するタッチパネルを利用した液晶表示装置を低コストで製造することができる。第六に、前記タッチパネルの第一透明電極の一端はＸ座標の駆動電源に電気接続され、他端はセンサーに電気接続され、前記タッチパネルの第二透明電極の一端は接地され、他端はＹ座標の駆動電源に電気接続されるから、前記タッチパネルを利用した液晶表示装置は、前記センサーを介して、電圧が変化する度に前記Ｘ座標の駆動電源１８０と対応して駆動される第一透明電極板及びＹ座標の駆動電源と対応して駆動される第二透明電極板を順次に検出して、従って複数の押圧箇所のＸ座標及びＹ座標を判定することにより、複数の箇所から信号を入力することを実現できる。 The liquid crystal display device using the touch panel using the carbon nanotubes according to the embodiment of the present invention as the transparent conductive structure and the first polarizing layer has the following excellent points. First, since operation commands and information can be directly input through a touch panel employing carbon nanotubes, a liquid crystal display device having the touch panel is a peripheral input device such as a keypad, a mouse, or a push button. The peripheral device combined with the liquid crystal display device using the touch panel can be simplified. Second, since carbon nanotubes have excellent mechanical performance, a transparent conductive structure made of a carbon nanotube structure has excellent toughness and mechanical strength and can withstand bending. When a transparent conductive structure made of carbon nanotubes is employed, the durability of the touch panel can be increased, and thus the durability of a liquid crystal display device using the touch panel can be increased. When combined with a flexible substrate, a liquid crystal display device using a flexible touch panel can be manufactured. Third, since carbon nanotubes have excellent light transmittance even in the presence of moisture, a touch panel having a transparent conductive structure composed of a carbon nanotube structure has excellent light transmittance. Accordingly, the liquid crystal display device including the touch panel has a high resolution. Fourth, since carbon nanotubes have good conductivity, the carbon nanotube structure made of carbon nanotubes has uniform conductivity, and when the carbon nanotube structure is used as a transparent conductive structure, the resolution and accuracy of the touch panel are improved. Therefore, the resolution and accuracy of the liquid crystal display device using the touch panel can be increased. Fifth, since the first polarizing layer can simultaneously realize the functions of the polarizing element and the first electrode layer, the first electrode layer is omitted, and thus the thickness is thin, the structure is simple, and high. A liquid crystal display device using a touch panel having backlight utilization efficiency and display effect can be manufactured at low cost. Sixth, one end of the first transparent electrode of the touch panel is electrically connected to an X coordinate drive power supply, the other end is electrically connected to a sensor, one end of the second transparent electrode of the touch panel is grounded, and the other end is Y Since the liquid crystal display device using the touch panel is electrically connected to the coordinate driving power source, the first transparent device is driven corresponding to the X coordinate driving power source 180 each time the voltage changes via the sensor. By sequentially detecting the electrode plate and the second transparent electrode plate driven corresponding to the drive power source of the Y coordinate, and determining the X coordinate and the Y coordinate of the plurality of pressed locations, signals from the plurality of locations are obtained. Input can be realized.
以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications or corrections are possible within the scope of the present invention. Needless to say, modifications also fall within the scope of the claims of the present invention.
１０ タッチパネル
１００ 第一素子
１１０ 第一偏光層
１１２ 第一配向層
１２ 第一電極板
１２０ 第一基材
１２２ 第一透明電極
１２２ａ 第一端
１２２ｂ 第二端
１２４ 第一信号線
１２６ 透明保護膜
１２８ 第一表面
１４ 第二電極板
１４０ 第二基材
１４２ 第二透明電極
１４２ａ 第一端
１４２ｂ 第二端
１４４ 第二信号線
１４８ 第二表面
１６ スペーサー
１６０ 充填層
１８ 絶縁層
１８０ Ｘ座標の駆動電源
１８２ センサー
１８４ Ｙ座標の駆動電源
２００ 第二素子
２１０ 第二偏光層
２１２ 第二配向層
２２０ 薄膜トランジスタパネル
３００ タッチパネルを利用した液晶表示装置
３１０ 液晶層
４０ タッチパネル制御素子
５０ 中央処理装置
６０ 表示制御素子
７０ 押圧箇所
８０ タッチ物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Touch panel 100 1st element 110 1st polarizing layer 112 1st orientation layer 12 1st electrode plate 120 1st base material 122 1st transparent electrode 122a 1st end 122b 2nd end 124 1st signal line 126 Transparent protective film 128 1st One surface 14 Second electrode plate 140 Second base material 142 Second transparent electrode 142a First end 142b Second end 144 Second signal line 148 Second surface 16 Spacer 160 Filling layer 18 Insulating layer 180 X coordinate drive power source 182 Sensor 184 Y-coordinate driving power supply 200 second element 210 second polarizing layer 212 second alignment layer 220 thin film transistor panel 300 liquid crystal display device using touch panel 310 liquid crystal layer 40 touch panel control element 50 central processing unit 60 display control element 70 pressing point 80 Touch object
Claims (6)
薄膜トランジスタパネルが設置され、且つ前記第一素子に対向する第二素子と、
前記第一素子と前記第二素子との間に設置された液晶層と、
を備え、
前記透明電極がカーボンナノチューブ構造体を含むことを特徴とするタッチパネルを利用した液晶表示装置。 A first element provided with a touch panel including a plurality of transparent electrodes;
A thin film transistor panel and a second element facing the first element;
A liquid crystal layer disposed between the first element and the second element;
With
A liquid crystal display device using a touch panel, wherein the transparent electrode includes a carbon nanotube structure.
第一基材と、前記第一基材の表面に設置される複数の第一透明電極と、前記複数の第一透明電極とそれぞれ接続される複数の第一信号線と、を備える第一電極板と、
第二基材と、前記第二基材の表面に設置され、且つ前記第一透明電極に対向する複数の第二透明電極と、前記複数の第二透明電極とそれぞれ接続される複数の第二信号線と、を備える前記第二電極板と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルを利用した液晶表示装置。 The touch panel is
A first electrode comprising: a first base material; a plurality of first transparent electrodes installed on a surface of the first base material; and a plurality of first signal lines respectively connected to the plurality of first transparent electrodes. The board,
A second base, a plurality of second transparent electrodes installed on the surface of the second base and facing the first transparent electrode, and a plurality of second transparent electrodes respectively connected to the plurality of second transparent electrodes A signal line; and the second electrode plate comprising:
A liquid crystal display device using the touch panel according to claim 1.
第三基材と、表示パネル駆動回路と、複数の薄膜トランジスタと、複数の画素電極と、を備え、
前記複数の薄膜トランジスタが、前記第三基材の表面に設置され、且つ前記表示パネル駆動回路に電気的に接続され、
前記複数の画素電極が、前記第三基材の表面に設置され、且つ前記複数の薄膜トランジスタと一対一に対応して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチパネルを利用した液晶表示パネル。 The thin film transistor panel is
A third substrate, a display panel drive circuit, a plurality of thin film transistors, and a plurality of pixel electrodes,
The plurality of thin film transistors are installed on the surface of the third substrate, and are electrically connected to the display panel drive circuit,
The plurality of pixel electrodes are installed on a surface of the third base material and connected to the plurality of thin film transistors in a one-to-one correspondence. A liquid crystal display panel using the touch panel described.
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