JP2010169791A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示パネルの表示面にタッチパネルを設置した液晶表示装置において、外部からの静電気や、液晶パネル側からの電磁波の放射によるタッチパネルの誤動作を防止する。
【解決手段】 画像が表示される表示領域ＤＡを含む表面１２と表面を区画する側面１６を有する液晶パネル１４と、表面の上部に設置されるタッチパネル１３とを備えた液晶表示装置１であって、液晶パネル１４とタッチパネル１３の間に透光性の導電層１０を形成し、この導電層１０の側端部の全周囲から液晶パネル１４の側面１６の全周囲にわたって導電材１１を形成した。これにより、液晶パネル１４側から放射される電磁波によりタッチパネル１３に誤動作が発生することを防止した。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルとタッチパネルの間にシールド層を構成する透光性の導電層を形成した液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示パネルの表示面にタッチパネルを設置して、表示画面から直接情報を入力することが可能な液晶表示装置が広く実用化されている。液晶パネルに表示された表示画像に基づいて、入力ボードのレイアウトを自由に変更することができる利便性を備えている。

この種のタッチパネルとして、抵抗膜方式や静電容量結合方式が利用されている。抵抗膜方式のタッチパネルは、内面に透明導電膜を形成した２枚のガラス基板を、透明導電膜が対向するようにギャップを設けて貼り合わされている。ガラス基板を押圧するとその位置の透明導電膜同士が接触する。この接触したときの透明導電膜の抵抗値を検出することにより、その押圧された位置を算出する。

特許文献１には、静電容量結合方式のタッチパネルが組み込まれたタッチパネル表示装置が記載されている。その構成は図４に示されるように、アクティブ基板５０とタッチパネル基板６０との間に液晶層７０が挟持されている。タッチパネル基板６０は、液晶層７０側から、透明電極５１、カラーフィルター層５２、透明電極５３、ガラス基板５４、偏光板５５の順序の積層構造を備えている。このタッチパネル基板６０は、透明電極５３の周囲に所定のピッチで、例えば４隅に位置検出用配線が接続されている。指が偏光板５５の表面に触れると、触れた位置において指と透明電極５３の間の静電容量が変化する。この静電容量変化に伴い、指が触れた位置を中心として４隅の位置検出用配線に電流が流れる。４隅の位置検出用配線と指が触れた位置との間には透明電極５３に基づく抵抗が介在するので、指が触れた位置に応じて４隅を流れる電流が異なる。この電流を検出することにより、指が触れた位置を算出する。

特許文献２には、インプレーンスイッチング方式（以下、ＩＰＳ方式という）の液晶表示装置が記載されている。ＩＰＳ方式による液晶表示装置は、ＴＦＴが形成された基板に対向する基板側には、電極が形成されていない。そのために、表示面側から電界が印加されると、例えば静電気が印加されると、シールドとなる電極が存在しないので、液晶分子の配向方向が乱され、表示品質が低下する。これを防止するために、表示視認側の基板表面に、透光性の電極層を形成することが記載されている。

特開２００８−３２７５６号公報 特開平９−１０５９１８号公報

タッチパネルの下部に設置される液晶表示装置は、液晶層の劣化を防止するために、液晶層に印加する電圧の極性を反転させている。表示する画像をフレーム毎に反転させる場合の他に、一走査ラインごとに反転させるライン反転方式や、一ドットごとに反転させるドット反転方式が採用される。そのため、液晶パネルの液晶層に印加される駆動信号に起因して、液晶パネル側から電磁波が放射される。タッチパネルは、液晶パネルの直近に設置されているためにこの電磁波を拾う。そのため、位置検出信号のＳＮ比が低下して誤動作の原因となった。更に、液晶層に印加される駆動信号の大きさは、表示する画像パターンによって常に変化する。そのため、液晶パネル側から放射されるノイズをノイズフィルター等により除去することも難しい、などの課題があった。

また、液晶パネルの上部でタッチパネルとの間に透光性の導電層を形成し、この導電層の特定の点や辺にＧＮＤ電位の金属フレームを当接させる、或いはこの導電層からワイヤーを介してＧＮＤに接続する、などの構造も提案されている。しかし、このような構造とした場合でも、外部からの静電気や、液晶パネル側からの電磁波の放射により、導電層が接続される接地端子から離れた領域では導電層の電位が変化して、タッチパネルに誤動作が発生する課題があった。

本発明は、上記の課題を解決して、誤動作を低減したタッチパネル付の液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、画像が表示される表示領域を含む表面と前記表面を区画する側面を有する液晶パネルと、前記表面の上部に設置されるタッチパネルとを備えた液晶表示装置において、前記液晶パネルと前記タッチパネルの間に前記表示領域を覆うように形成された透光性の導電層と、前記導電層の側端部の全周囲から前記液晶パネルの側面の全周囲にわたって形成された導電材と、を備えることとした。

また、液晶パネルとタッチパネルとの間に偏光板を設置し、透光性の導電層を、偏光板の、液晶パネルが位置する側とは反対側の表面に形成することとした。

また、透光性の導電層を、液晶パネルの表面に形成することとした。

また、透光性の導電層を、導電性高分子膜が形成された薄板で構成することとした。

また、液晶パネルは、内表面にカラーフィルターが形成された上透明基板と、内表面にＴＦＴ素子が形成された下透明基板と、上透明基板と下透明基板の間に挟持された液晶層を有しており、下透明基板の表面には接地電極に接続するための金属配線が形成され、導電材がこの金属配線に電気的に接続されることとした。

また、液晶パネルとして、液晶層の横方向に電界を印加して駆動するインプレーンスイッチング方式の液晶パネルを用いることとした。

本発明の液晶表示装置は、画像が表示される表示領域を含む表面と表面を区画する側面を有する液晶パネルと、表面の上部に設置されるタッチパネルとを備えた液晶表示装置において、液晶パネルと前記タッチパネルの間に透光性の導電層を形成し、この導電層の側端部の全周囲から液晶パネルの側面の全周囲にわたって導電材を形成した。これにより、液晶パネル側から放射される電磁波に基づいて、タッチパネルに誤動作が発生することを低減するとともに、外部から印加される静電気によって、液晶層の配向が破壊され、表示不良となることを防止する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な縦断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な縦断面図である。 従来公知の液晶表示装置の断面図である。

本発明の液晶表示装置は、画像が表示される表示領域を含む表面と、この表面を区画する側面を有する液晶パネルと、液晶パネルの表面の上部に設置されるタッチパネルを備えている。さらに、液晶パネルとタッチパネルの間に表示領域を覆うように透光性の導電層が形成され、この導電層の全周囲から液晶パネルの側面の全周囲にわたって導電材が設けられている。このような構成により、タッチパネルに加わるノイズ（外乱電磁波等）を導電層と導電材が逃がすことができる。以下、本発明の液晶表示装置を、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の模式図である。図１（ａ）が液晶表示装置１の縦断面図であり、（ｂ）は上面図である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル１４と、その上に設置された偏光板９と、その上に設置されたタッチパネル１３から構成されている。

液晶パネル１４は、下透明基板３と、シール材７を介して間隙を構成して設置された上透明基板２と、当該間隙に挟持される液晶層４とから構成されている。下透明基板３の液晶層４側の内表面には、金属配線８と液晶駆動用の下電極６が形成されている。上透明基板２の液晶層４側の内表面には、上透明電極５が形成されている。液晶層４は、上透明電極５と下電極６との間に印加された駆動信号により駆動される。従って、液晶層４の分子配向が変化して表示できる表示領域ＤＡは、液晶パネル１４の表面１２内の、上透明電極５と下電極６が重なる領域となる。

上透明基板２の表面１２には偏光板９が貼り付けられている。偏光板９の上面には透光性の導電層１０が表示領域ＤＡを覆うように形成されている。導電層１０の全周囲には導電材１１が形成され、導電層１０と導電材１１とが全周囲に渡って電気的に接続されている。更に、導電材１１は、液晶パネル１４の表面１２を区画する側面１６の全周囲に渡って形成されている。下透明基板３の内表面には金属配線８が形成され、導電材１１が電気的に接続されている。金属配線８は図示しないフレキシブル基板を介して容量の大きなＧＮＤ等に接続されている。金属配線８は、シール材７の下部から外周方向に、下透明基板３の外周部を回り込むように形成されている。なお、金属配線８は導電層１０や導電材１１よりも電気抵抗が小さいので、下透明基板３の全外周に形成する必要はなく、１点の接続或いは１辺の接続で十分である。また、金属配線８を下透明基板３の液晶層４側とは反対側の裏面に形成し、導電材１１を下透明基板３の裏面に回りこませて電気的に接続するようにしてもよい。

タッチパネル１３は、抵抗膜方式や静電容量結合方式のいずれをも使用することができる。抵抗膜方式の場合は２枚の透明基板の内表面にＩＴＯ等からなる透明導電膜が形成されている。静電容量結合方式の場合は１枚の透明基板の表面又は裏面に透明導電膜が形成されている。そのため、静電容量結合方式の場合は、タッチパネル１３の厚さを薄く形成することができる。また、静電容量結合方式のほうが表面の数が少ないので、光の反射損も低減することができる。

なお、上記図１においては、液晶パネル１４の裏面側に配置される偏光板、導光体、バックライト等の構成は省略している。また、上透明基板２として、上透明電極５と上透明基板２の内表面との間にカラーフィルター層を設けたカラーフィルター基板とすることができる。また、下透明基板３として、各画素にＴＦＴを形成したＴＦＴ基板とすることができる。

このように構成したことにより、上透明電極５と下電極６との間に駆動信号を与えて液晶層４を駆動する際に放射される電磁波は、透光性の導電層１０により遮蔽される。導電層１０は、全周囲に渡って導電材１１に接続している。これにより、導電層１０の電位が固定され、タッチパネル１３に入射するノイズを遮蔽する。その結果、タッチパネル１３のＳＮ比が向上し、検出する位置精度が向上する。また、液晶表示装置１の外部から入射する静電気が液晶パネル１４側に侵入することも防止することができ、液晶表示装置１の画素破壊を防止することができる。

ここで、透光性の導電層１０として、偏光板９の上面にスパッター法や蒸着法により形成したＩＴＯを使用することができる。また、ＩＴＯに代えて、酸化スズ膜、酸化インジウム膜、酸化亜鉛膜を使用することができる。また、導電性高分子膜を偏光板９の上面に塗布して形成することができる。また、ＩＴＯ粒子を分散した溶液を塗布して導電層１０とすることができる。また、偏光板９の上に導電性高分子膜が形成された薄板を貼り付けてもよい。導電材１１として、導電性高分子材料を塗布して形成することができる。また、導電性高分子材料に代えて、Ａｇ粒子やＩＴＯ粒子等の導体粒子を含有する導電性ペーストを使用することができる。導電材１１の電気伝導率を透光性の導電層１０よりも高くする。これにより、液晶パネル１４側から照射される電磁波により、導電層１０に電位分布が生ずることを低減し、タッチパネル１３に対するノイズ源を低減させることができる。同時に、外部から入射する静電気を遮蔽し、液晶層４の分子配向の乱れや破壊を防止することができる。

また、導電材１１の厚さを１００μｍ以下、例えば導電材１１として導電性高分子材料を用いた場合は導電材１１の厚さを略１μｍ程度とすることができる。そのため、タッチパネル１３と偏光板９との間の隙間も１００μｍ以下とすることができる。これにより、液晶表示装置１の全体の厚さを薄く形成することができる。なお、偏光板９の表面がハードコードされている場合は、導電性高分子材料の溶液の濡れ性が低下する。その場合は、偏光板９の表示領域ＤＡをマスキングして、偏光板９の周辺部をコロナ放電やプラズマ処理を施す。これにより、導電性高分子材料の濡れ性が改善し、表面に導電性高分子材料を容易に付着させることができる。

図２は、本発明の実施例２に係る液晶表示装置１の模式的な縦断面図である。実施例１と異なる部分は、偏光板９の表面に導電層１０を形成することに代えて、導電層１０を上透明基板２の表面１２に形成した点である。その他の構成は実施例１と同様なので、説明を省略する。

図２に示すように、透光性の導電層１０は上透明基板２の表面１２に形成されている。導電材１１は、導電層１０の全外周において電気的に接続し、更に上透明基板２の側面１６に渡って形成されている。導電層１０及び導電材１１の材料等についても上記実施例１と同様である。

図３は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置１の模式的な縦断面図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。本実施例の液晶表示装置１は、ＩＰＳ方式の液晶パネル１４を使用している。液晶表示装置１は、液晶パネル１４と、その表面１２に貼り付けられた偏光板９と、その上に設置されたタッチパネル１３から構成されている。なお、液晶パネル１４の下部に設置される偏光板、光学部材、バックライト等は省略している。

液晶パネル１４は、下透明基板３と上透明基板２との間にシール材７を介して間隙を構成して貼り付けられ、その間隙には横電界方式の液晶層４が充填されている。下透明基板３の液晶層４側の内表面には、透明導電膜２４が形成され、シール材７の下部を通して液晶層４側に配線されている。下透明基板３の液晶層４側の内表面には、金属配線８と、その上に絶縁膜２３が形成され、更にその上に液晶駆動用の下電極６が形成されている。従って、この場合は下電極６の上部領域が表示領域ＤＡとなる。金属配線８は、下透明基板３の右端部まで延在する。金属配線８と透明導電膜２４とはコンタクト部１９において電気的に接続している。下透明基板３の右端部には、液晶パネル１４を駆動するための駆動用ＩＣ２０が実装されている。金属配線８は、導電性材料２２を介して、フレキシブル基板２１に設けられた図示しないＧＮＤに接続されている。

上透明基板２の液晶層４側の内表面には電極が形成されていない。上透明基板２の上には偏光板９が貼り付けられている。偏光板９の上には透光性の導電層１０が表示領域ＤＡを覆うように形成されている。導電層１０の側端部の全周から液晶パネル１４の側面１６の全周にわたって導電材１１が形成されている。この導電材１１は導電層１０の端部の全周において電気的に接続している。液晶パネル１４の側面１６に形成された導電材１１は、透明導電膜２４に電気的に接続し、コンタクト部１９を介して金属配線８に電気的に接続し、更に導電性材料２２を介してフレキシブル基板２１のＧＮＤに電気的に接続している。

この構成により、液晶層４側から放射される電磁波は、透光性の導電層１０により遮蔽される。更に、液晶表示装置１の外部から入射する静電気が液晶パネル１４側に侵入することを防止することができる。液晶パネル１４はＩＰＳ方式なので、上透明基板２側から入射する静電気により、液晶層４の配向が乱されやすい。しかし、上記のようにタッチパネル１３と上透明基板２の間に導電層１０が介在するので、外部から印加される静電気に対して遮蔽効果を有する。

なお、図３に示した下透明基板３上の透明導電膜２４や、金属配線８のレイアウトは一例であり、これに限定されない。透明導電膜２４に代えて金属配線８としてもよい。透明導電膜２４と金属配線８とのコンタクト部１９を、一箇所でとっても、また、複数個所でとってもよい。また、透明導電膜２４や金属配線８を、下透明基板３の液晶層４側に形成することに代えて、下透明基板３の液晶層４とは反対側の裏面に形成してもよいことは、言うまでもない。また、上透明基板２をカラーフィルター基板としてもよい。

本発明は、携帯機器やＰＣ等の表示装置に利用することができる。

１ 液晶表示装置
２ 上透明基板
３ 下透明基板
４ 液晶層
５ 上透明電極
６ 下電極
７ シール材
８ 金属配線
９ 偏光板
１０ 導電層
１１ 導電材
１３ タッチパネル
１４ 液晶パネル
ＤＡ 表示領域

Claims (6)

1. 画像が表示される表示領域を含む表面と前記表面を区画する側面を有する液晶パネルと、前記表面の上部に設置されるタッチパネルとを備えた液晶表示装置において、
   前記液晶パネルと前記タッチパネルの間に前記表示領域を覆うように形成された透光性の導電層と、前記導電層の側端部の全周囲から前記液晶パネルの側面の全周囲にわたって形成された導電材と、を備えた液晶表示装置。
2. 前記液晶パネルと前記タッチパネルとの間には偏光板が設置されており、
   前記透光性の導電層は、前記偏光板の、前記液晶パネルが位置する側とは反対側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記透光性の導電層は、前記液晶パネルの前記表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記透光性の導電層は、導電性高分子膜が形成された薄板からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶パネルは、内表面にカラーフィルターが形成された上透明基板と、内表面にＴＦＴ素子が形成された下透明基板と、前記上透明基板と前記下透明基板の間に挟持された液晶層を備えており、
   前記下透明基板の表面には接地電極に接続するための金属配線が形成され、
   前記導電材は前記金属配線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶パネルは、前記液晶層の横方向に電界を印加して駆動するインプレーンスイッチング方式の液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
   

Images