JP2010170058A - Liquid crystal display panel and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センシング機能を有する液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device having a sensing function.
近年、指やペンなどで表示画面を表面を触れることにより、ユーザの入力操作を取得するタッチパネル機能付の表示装置が開発されている。そして、タッチパネル機能付の表示装置の一例として、画素内に光センサ素子を内蔵し、当該光センサ素子が、パネル表面に接触するユーザの指やペンなどの反射光を検出することにより、ユーザの入力を認識する光センサ素子内蔵液晶表示装置が開発されている。 In recent years, a display device with a touch panel function for acquiring a user's input operation by touching the surface of the display screen with a finger or a pen has been developed. As an example of a display device with a touch panel function, an optical sensor element is incorporated in a pixel, and the optical sensor element detects reflected light from a user's finger, pen, or the like that contacts the panel surface. A liquid crystal display device with an optical sensor element that recognizes an input has been developed.
このような、フォトダイオードやフォトトランジスタなどからなる光センサ素子が画像表示領域内の画素毎に(あるいは複数の画素単位で)備えられた液晶表示装置としては、例えば、特許文献1に開示されているものが挙げられる。
As such a liquid crystal display device in which a photosensor element such as a photodiode or a phototransistor is provided for each pixel (or in units of a plurality of pixels) in an image display region, for example, disclosed in
これについて、図5を用いて説明する。 This will be described with reference to FIG.
図5は、従来の光センサ内蔵型の液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional liquid crystal display device with a built-in optical sensor.
図5に示すように、光センサ内蔵液晶表示装置300は、液晶パネル307と、液晶パネル307に光を発光するバックライト310とを備える。
As shown in FIG. 5, the liquid
液晶パネル307は、画素駆動用のTFT素子が配されたTFT基板301と、TFT基板と対向配置されCF(カラーフィルタ)が配置されたCF基板302と、TFT基板301及びCF基板302に狭持される液晶層303とを備える。そして、TFT基板301及びCF基板302それぞれの外側表面(液晶層303が配されている側とは逆側の表面)には、それぞれ偏光板305、304が配されている。
The
そして、TFT基板301の液晶層303が配されている側の表面には、受光する光の強度を検出する複数の光センサ素子305a、305b、305cが配されている。
On the surface of the
バックライト310から発光された光は、偏光板305方向から液晶パネル307を通過し、偏光板304を通って、液晶パネル307の外部に出射する。
The light emitted from the
そして、ユーザが偏光板304の表面にペン320を近づけると、バックライト310から発光された光のうち、ペン320で反射された光は、ペン320の近傍に位置する光センサ素子305bに入射する。それ以外の光は、液晶パネル307を透過する。すなわち、ペン320により反射される光は、光センサ素子305a、305cには入射しない。
When the user brings the
このように、光センサ内蔵液晶表示装置300は、光センサ素子305a、305b、305cそれぞれに入射する光の強度差により、ペン320などの検出すべき対象物の像を検知し、センシングすることができる。
As described above, the liquid
しかし、センサ素子内蔵液晶表示装置に対して指またはペンでタッチパネル入力を行う場合、指やペン先がパネル表面に接触した場合としていない場合との間で、液晶表示装置に内蔵された光センサ素子が受光する光量は大きく変化することはない。つまり、対象物の像を検知するための、複数の光センサ素子のそれぞれに入射する光の強度差が不十分である。 However, when performing touch panel input with a finger or pen on the liquid crystal display device with a built-in sensor element, the optical sensor element built into the liquid crystal display device between when the finger or the pen tip is not in contact with the panel surface. The amount of light received by does not change significantly. That is, the difference in the intensity of light incident on each of the plurality of photosensor elements for detecting the image of the object is insufficient.
そのため、指や入力ペンが表示パネルにタッチした場合と、タッチしていない場合との間の識別を明確に行うことが困難であるという問題が発生する。 Therefore, there arises a problem that it is difficult to clearly distinguish between when the finger or the input pen touches the display panel and when the finger or the input pen does not touch.
また、例えばペンなどのように、検知すべき対象物と、表示パネルとの接触面積が比較的小さい場合、上記対象物を明確に検知するための反射光の強度を十分得られず、対象物を明確に検出するための効果が不十分である。 Also, when the contact area between the object to be detected and the display panel, such as a pen, is relatively small, sufficient intensity of reflected light for clearly detecting the object cannot be obtained. The effect to detect clearly is insufficient.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検知対象物を明確に検知することができるタッチパネル機能を有する液晶表示装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a liquid crystal display device having a touch panel function capable of clearly detecting a detection target.
本発明に係る液晶パネルは、上記課題を解決するために、アクティブマトリクス基板と、当該アクティブマトリクス基板と対向配置される対向基板との間に液晶層が配置され、近傍に配置された対象物の像を検知することが可能な第1液晶パネルを備えた液晶表示パネルにおいて、上記第1液晶パネルには、上記第1液晶パネルに入射する光の強度を検知し、当該検知によって、上記対象物の像を検知する複数の光センサ素子が配されており、上記光センサ素子の光の入射面側であって、上記第1液晶パネルの表面に、光の透過率又は反射率を変化させる第2液晶パネルが配されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal panel according to the present invention has a liquid crystal layer disposed between an active matrix substrate and a counter substrate disposed opposite to the active matrix substrate, and an object disposed nearby. In the liquid crystal display panel including the first liquid crystal panel capable of detecting an image, the first liquid crystal panel detects the intensity of light incident on the first liquid crystal panel, and the object is detected by the detection. A plurality of optical sensor elements for detecting the image of the optical sensor, and a light incident surface side of the optical sensor element, on the surface of the first liquid crystal panel, for changing light transmittance or reflectance. Two liquid crystal panels are arranged.
上記構成によると、例えばバックライトからの光や、周辺の外光などが、上記第1液晶パネルに入射すると、当該入射した光は、上記光センサ素子に入射する。そして、上記第1液晶パネルの近傍に対象物が配置されると、当該対象物の像によって上記光センサ素子に入射する光の強度が異なる。これにより、上記光センサ素子は、上記対象物の像を検知することが可能となる。 According to the above configuration, for example, when light from a backlight or ambient external light enters the first liquid crystal panel, the incident light enters the photosensor element. When an object is disposed in the vicinity of the first liquid crystal panel, the intensity of light incident on the optical sensor element differs depending on the image of the object. Thereby, the optical sensor element can detect the image of the object.
さらに、上記光センサ素子の光の入射面側であって、上記第1液晶パネルの表面に、光の反射率を変化させる第2液晶パネルが配されている。言い換えると、第2液晶パネルは、光の透過率を変化させるとも表現できる。 Furthermore, a second liquid crystal panel for changing the reflectance of light is disposed on the light incident surface side of the optical sensor element and on the surface of the first liquid crystal panel. In other words, the second liquid crystal panel can also be expressed as changing the light transmittance.
このため、上記第2液晶パネルのうち、上記光センサ素子が、上記対象物の像を検知すべき領域の反射率と、それ以外の領域の反射率とを変化させることにより、上記複数の光センサ素子に入射する光の強度のうち、上記対象物の像を検知するべき光の強度を変化させることができるので、上記像の検知精度を向上させることができる。 For this reason, in the second liquid crystal panel, the optical sensor element changes the reflectance of the region where the image of the object is to be detected and the reflectance of the other region, thereby changing the plurality of light beams. Among the intensities of light incident on the sensor element, the intensity of the light for detecting the image of the object can be changed, so that the detection accuracy of the image can be improved.
このように、上記構成によると、検知すべき対象物の像を正確に検知することができる液晶表示パネルを提供できる。 Thus, according to the said structure, the liquid crystal display panel which can detect the image of the target object which should be detected correctly can be provided.
また、本発明の液晶表示パネルの上記第2液晶パネルは、上側基板及び当該上側基板と対向配置される下側基板と、上記上側基板及び下側基板に狭持される光散乱性液晶層と、を備えることが好ましい。 The second liquid crystal panel of the liquid crystal display panel of the present invention includes an upper substrate, a lower substrate disposed to face the upper substrate, a light-scattering liquid crystal layer sandwiched between the upper substrate and the lower substrate, Are preferably provided.
ここで、光散乱性液晶とは、入射光を散乱させることにより、光を反射する機能を有するものであり、例えば、ポリマーネットワーク型液晶(PNLC;Polymer Network Liquid Crystal)や、ポリマー分散型液晶(PDLC;Polymer Dispersed Liquid Crystal)などを挙げることができる。 Here, the light scattering liquid crystal has a function of reflecting light by scattering incident light. For example, a polymer network type liquid crystal (PNLC), a polymer dispersion type liquid crystal (PN) PDLC; Polymer Dispersed Liquid Crystal).
PNLCは、液晶中に三次元の網目状の高分子ネットワークが形成された構造であり、液晶層が連続して形成されている。 PNLC is a structure in which a three-dimensional network polymer network is formed in a liquid crystal, and a liquid crystal layer is continuously formed.
一方、PDLCは高分子中に、水滴状の液晶が分散している構造であり、液晶は高分子中に不連続な状態で存在する。 On the other hand, PDLC has a structure in which water droplets of liquid crystal are dispersed in a polymer, and the liquid crystal exists in a discontinuous state in the polymer.
上記光散乱性液晶は、通常の状態では、液晶分子の配向状態は不規則であり、入射する光を散乱する。そして、配向が不規則な液晶分子を制御することにより、第2液晶パネルにおける、光を散乱させる箇所と、光を透過させる箇所とを制御することができる。このため、上記光センサ素子が検出するべき対象物の像に対応する領域と、それ以外の領域とで、光センサ素子に入射させる光の強度を制御できるので、正確に像を検知できる液晶パネルを構成することができる。 In the light scattering liquid crystal, in an ordinary state, the alignment state of liquid crystal molecules is irregular and scatters incident light. Then, by controlling the liquid crystal molecules having irregular alignment, it is possible to control the location where light is scattered and the location where light is transmitted in the second liquid crystal panel. For this reason, since the intensity | strength of the light which injects into an optical sensor element can be controlled by the area | region corresponding to the image of the target object which the said optical sensor element should detect, and an area other than that, the liquid crystal panel which can detect an image correctly Can be configured.
また、本発明の液晶表示パネルの上記光散乱性液晶層は、当該光散乱性液晶層に入射する光を反射させ、上記光散乱性液晶層に圧力が加わったとき、当該圧力が加わった領域の光の反射率を変化させることが好ましい。 The light-scattering liquid crystal layer of the liquid crystal display panel of the present invention reflects light incident on the light-scattering liquid crystal layer, and when pressure is applied to the light-scattering liquid crystal layer, a region to which the pressure is applied It is preferable to change the reflectance of light.
上記構成によると、上記光散乱性液晶層に光が入射すると、当該光散乱性液晶層に入射した光は散乱する。このため、上記光散乱性液晶層に入射した光は、当該光散乱性液晶層によって、反射されることになる。 According to the above configuration, when light is incident on the light scattering liquid crystal layer, the light incident on the light scattering liquid crystal layer is scattered. For this reason, the light incident on the light-scattering liquid crystal layer is reflected by the light-scattering liquid crystal layer.
また、例えば、ユーザがペンなどで押下するなどして、上記光散乱性液晶層に圧力が加わったとき、上記光散乱性液晶層の圧力が加わった領域の厚さが薄くなる。すると、上記光散乱性液晶層の厚さが薄くなった領域は光の散乱性が低下する。すなわち、上記光散乱性液晶層の厚さが薄くなった領域は、光の反射率が変化する。 For example, when a pressure is applied to the light-scattering liquid crystal layer by, for example, the user pressing down with a pen or the like, the thickness of the region to which the pressure of the light-scattering liquid crystal layer is applied is reduced. Then, the light scattering property decreases in the region where the thickness of the light scattering liquid crystal layer is reduced. That is, in the region where the light-scattering liquid crystal layer is thin, the light reflectance changes.
つまり、上記圧力が加わった領域とは、上記光散乱性液晶層が外部から圧力を受けることにより、上記光散乱性液晶層の厚みが薄くなった領域のことである。 That is, the area where the pressure is applied is an area where the thickness of the light-scattering liquid crystal layer is reduced by the pressure applied to the light-scattering liquid crystal layer from the outside.
これにより、上記光散乱性液晶層の厚さが薄い領域と、以外の領域とで、上記光散乱性液晶層で反射する光の強度を変化させることができる。このため、上記光散乱性液晶層に圧力が加わった領域に応じて、上記複数の光センサ素子それぞれに入射する光の強度を制御できるので、上記光センサ素子は、確実に、検知すべき対象物の像を検知することができる。 Thereby, the intensity | strength of the light reflected by the said light-scattering liquid crystal layer can be changed with the area | region other than the area | region where the thickness of the said light-scattering liquid crystal layer is thin. For this reason, since the intensity of light incident on each of the plurality of photosensor elements can be controlled according to the area where pressure is applied to the light-scattering liquid crystal layer, the photosensor element is surely detected. An image of an object can be detected.
また、本発明の液晶表示パネルの上記第2液晶パネルは、上記光散乱性液晶層に電圧を印加する電極を有し、上記光散乱性液晶層は、当該光散乱性液晶層に入射する光を透過させ、上記光散乱性液晶層に圧力が加わったとき、当該圧力が加わった領域の光の透過率を変化させることが好ましい。 In addition, the second liquid crystal panel of the liquid crystal display panel of the present invention has an electrode for applying a voltage to the light scattering liquid crystal layer, and the light scattering liquid crystal layer is light incident on the light scattering liquid crystal layer. When the pressure is applied to the light-scattering liquid crystal layer, it is preferable to change the light transmittance of the region where the pressure is applied.
上記構成によると、上記光散乱性液晶層に電圧を印加することにより、上記光散乱性液晶層の液晶分子の配向方向を制御することができる。つまり、圧力が加えられていない状態で、上記光散乱性液晶層に入射する光を透過するように、上記光散乱性液晶層の液晶の配向方向を制御しておく。 According to the above configuration, the orientation direction of the liquid crystal molecules of the light-scattering liquid crystal layer can be controlled by applying a voltage to the light-scattering liquid crystal layer. That is, the alignment direction of the liquid crystal in the light-scattering liquid crystal layer is controlled so that light incident on the light-scattering liquid crystal layer is transmitted in a state where no pressure is applied.
そして、例えば、ユーザがペンなどで押下するなどして、上記光散乱性液晶層に圧力が加わったとき、上記光散乱性液晶層の圧力が加わった領域の光散乱性液晶層の液晶の配向方向が乱れることになる。このため、上記光散乱性液晶層の圧力が加わった領域は光の散乱性が向上する。すなわち、上記光散乱性液晶層の圧力が加わった領域は光の透過率が変化する。 Then, for example, when pressure is applied to the light scattering liquid crystal layer by pressing the pen with a pen or the like, the alignment of the liquid crystal in the light scattering liquid crystal layer in the region where the pressure of the light scattering liquid crystal layer is applied. The direction will be disturbed. For this reason, the light scattering property is improved in the region where the pressure of the light scattering liquid crystal layer is applied. That is, the light transmittance changes in the region where the pressure of the light-scattering liquid crystal layer is applied.
これにより、上記光散乱性液晶層の圧力が加わった領域と、それ以外の領域とで、上記光散乱性液晶層が透過する光の強度を変化させることができる。このため、上記光散乱性液晶層に圧力が加わった領域に応じて、上記複数の光センサ素子それぞれに入射する光の強度を制御できるので、上記光センサ素子は、正確に、検知すべき対象物の像を検知することができる。 Thereby, the intensity | strength of the light which the said light-scattering liquid-crystal layer permeate | transmits can be changed with the area | region where the pressure of the said light-scattering liquid-crystal layer was added, and the area | region other than that. For this reason, since the intensity of light incident on each of the plurality of photosensor elements can be controlled in accordance with the area where pressure is applied to the light-scattering liquid crystal layer, the photosensor element can be accurately detected. An image of an object can be detected.
また、本発明の液晶表示装置においては、上記液晶表示パネルの上記第1液晶パネルに光を照射するバックライトを備えることが好ましい。 Moreover, in the liquid crystal display device of this invention, it is preferable to provide the backlight which irradiates light to the said 1st liquid crystal panel of the said liquid crystal display panel.
上記構成によると、上記光センサ素子に入射させるための光を上記バックライトから供給することができる。これにより、検知すべき対象物の像を正確に検知することができる液晶パネル及び液晶表示装置を提供できる。 According to the said structure, the light for making it enter into the said optical sensor element can be supplied from the said backlight. Thereby, the liquid crystal panel and liquid crystal display device which can detect the image of the target object which should be detected correctly can be provided.
本発明の液晶表示パネルは、第1液晶パネルに入射する光の強度を検知し、当該検知によって、上記対象物の像を検知する複数の光センサ素子が配されており、上記光センサ素子の光の入射面側であって、上記第1液晶パネルの表面に、光の反射率を変化させる第2液晶パネルが配されている。 In the liquid crystal display panel of the present invention, a plurality of photosensor elements that detect the intensity of light incident on the first liquid crystal panel and detect the image of the object by the detection are arranged. A second liquid crystal panel that changes the reflectance of light is disposed on the surface of the first liquid crystal panel on the light incident surface side.
このため、検知すべき対象物の像を正確に検知することができるという効果を奏する。 For this reason, there exists an effect that the image of the target object which should be detected can be detected correctly.
本発明の一実施形態について図1〜図4に基づいて説明すると以下の通りである。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施の形態に係る液晶表示装置は、画素に光センサが内蔵されることにより、タッチパネル機能を有するタッチパネル一体型液晶表示装置である。 The liquid crystal display device according to this embodiment is a touch panel integrated liquid crystal display device having a touch panel function by incorporating a photosensor in a pixel.
〔実施の形態1〕
図1、図2(a)(b)を用い、本発明に係る液晶表示装置の第1の実施形態について説明する。
[Embodiment 1]
A first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B.
図1は、本発明の液晶表示装置100の概略構成を表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid
図1に示すように、液晶表示装置100は、液晶表示パネル60と、液晶表示パネル60の背面側に配され、液晶表示パネル60に光を照射するバックライト10とを備えている。そして、液晶表示パネル60は、液晶パネル20(第1液晶パネル)と、PNLC(Polymer Network Liquid Crystal;ポリマーネットワーク型液晶)パネル50(第2液晶パネル)と、偏光板40a、40bとを備えている。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶パネル20は、多数の画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板21と、アクティブマトリクス基板21と対向配置される対向基板22との間に液晶層23が配置され、近傍に配置されたペン70(対象物)の像を検知することが可能なものである。なお、本実施の形態において、液晶パネル20の表示モードは特に限定されず、TNモード、IPSモード、VAモードなどのあらゆる表示モードを適用することができる。
The
そして、液晶パネル20には、液晶パネル20に入射する光の強度を検知し、当該検知によって、ペン70の像を検知する複数の光センサ素子30が配されている。
The
PNLCパネル50は、PNLCパネル50を透過する光の反射率(透過率)を変化させるものであり、光センサ素子30の光の入射面側であって、液晶パネル20の表面に配されている。
The
なお、本実施の形態ではPNLCパネル50を用いて説明するが、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal;ポリマー分散型液晶)でも同様の効果を得ることができる。PNLCパネル50は、PNLCパネル50に入射する光を反射させ(図1の矢印A参照)、PNLCパネル50に圧力が加わったとき、当該圧力が加わった領域bの光の反射率を変化させることができる。これにより、図1の矢印Bに示すように、領域bに入射する光を透過させることができる。
Although the present embodiment will be described using the
本実施の形態では、PNLCパネル50の厚さ(セル厚)は、約7μmまたは約28μm程度のものを用いる。なお、PNLCパネル50のセル厚はこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
また、PNLCパネル50の外側(液晶パネル20が配されている側とは逆側)には表側偏光板40aが設けられており、液晶パネル20の外側(PNLCパネル50が配されている側とは逆側)には裏側偏光板40bがそれぞれ設けられている。
In addition, a front-side
各偏光板40aおよび40bは、偏光子としての役割を果たす。例えば、液晶層に封入されている液晶材料が垂直配向型である場合、表側偏光板40aの偏光方向と裏側偏光板40bの偏光方向とを、互いにクロスニコルの関係になるように配置することで、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置を実現することができる。
Each
また、表側偏光板として、偏光板とPNLCパネルとが一体形成されたものを用いてもよい。これにより、偏光板40aを液晶パネル20に配する工程で、偏光板とPNLCパネルを液晶パネル20に配することができる。このため、偏光板を液晶パネルに配する工程を変更する必要がない。
Moreover, you may use what integrated the polarizing plate and the PNLC panel as a front side polarizing plate. Accordingly, the polarizing plate and the PNLC panel can be arranged on the
そして、偏光板40aの表面がタッチ面100aであり、液晶表示装置100は、例えばペン70など、タッチ面100aにタッチした対称物の像を検知することが可能である。
The surface of the
アクティブマトリクス基板21には、各画素を駆動するためのスイッチング素子であるTFT(図示せず)、配向膜(図示せず)、光センサ素子30などが設けられている。また、対向基板22には、赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれの色を有する着色部と、ブラックマトリクスとから構成されているカラーフィルタ層22aが形成されている。さらに、対向基板22には、対向電極(図示せず)及び配向膜(図示せず)などが形成されている。
The
上記のように、本実施の形態のタッチパネル一体型の液晶表示装置100は、各画素領域に光センサ素子30が設けられており、これによりタッチ面100aにタッチした対象物の像を検知する機能(センシング機能)が実現される。
As described above, the touch panel integrated liquid
そして、液晶表示パネル60の表面であるタッチ面100aに指やペン70(対象物)が接触(タッチ)した場合に、その位置を光センサ素子30が読み取り(検知し)、装置に対して情報を入力したり、目的とする動作を実行させたりすることができる。このように、本実施の形態の液晶表示装置100では、光センサ素子30によってタッチパネル機能を実現することができる。
When a finger or a pen 70 (target object) contacts (touches) the
光センサ素子30は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタで形成されており、受光した光の強度に応じた電流を流すことによって、受光量を検知する。TFTおよび光センサ素子30は、アクティブマトリクス基板21上に、ほぼ同一のプロセスによってモノリシックに形成されたものであってもよい。つまり、光センサ素子30の一部の構成部材は、TFTの一部の構成部材と同時に形成されてもよい。このような光センサ素子の形成方法は、従来公知の光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の製造方法に準じて行うことができる。
The
なお、本発明では、必ずしも光センサ素子は一画素ごとに設けられていなくてもよく、例えば、R,G,Bのうちの何れか1つのカラーフィルタを有する画素ごとに光センサが備えられている構成であってもよい。 In the present invention, the photosensor element is not necessarily provided for each pixel. For example, a photosensor is provided for each pixel having any one color filter of R, G, and B. It may be a configuration.
また、液晶表示装置100は、図示しないが、液晶パネル20に対して表示駆動を行う液晶駆動回路(不図示)や光センサ素子30の駆動制御を行ったり、受光する光の強度に対応して受光信号を出力する複数の光センサ素子30からの受光信号を受け取ったりするセンサ制御部(不図示)などが設けられている。
Further, although not shown, the liquid
図2(a)(b)に、液晶表示装置100に備えられたPNLCパネル50の構成の一例を表す。
2A and 2B show an example of the configuration of the
図2(a)は、液晶表示装置100のタッチ面100aにペン70がタッチされていない状態での、PNLCパネル50の断面図を表し、図2(b)は液晶表示装置100のタッチ面100aに、ペン70がタッチした状態のPNLCパネル50の断面図を表す。
2A illustrates a cross-sectional view of the
図2(a)に示すように、PNLCパネル50は、下側基板51と、下側基板51と対向配置される上側基板53とに狭持されたPNLC層52を備える。下側基板51及び上側基板53は、例えばプラスチックなどからなる透明フィルムである。なお、下側基板51は、透明なガラスを用いてもよい。
As shown in FIG. 2A, the
PNLC層52は、通常、液晶の配向方向が不均一に配列しており、PNLC層52に入射する光は散乱する。このため、図2(a)の矢印Aに示すように、バックライト10から発光された光は、PNLC層52により反射される。そして、PNLC層52により反射せれた光は、図1に示した光センサ素子30に入射する。
In the
次に、図2(b)に示すようには、ユーザが、タッチ面100aにペン70を接触させる。すると、図2(b)の領域bに示すように、PNLCパネル50のペン70がタッチすることにより、圧力が加わった領域bでは、PNLCパネル50のセル厚が薄くなる。
Next, as shown in FIG. 2B, the user brings the
このため、領域b内のPNLC層52内での散乱性が低くなるので、領域b内での光の反射率が低下する。すなわち、バックライト10から発光され、PNLC層52の領域bに入射した光は、光センサ素子30側へ反射する割合が低下し、図2(b)の矢印B1、B2に示すように、PNLC層52を透過する割合が多くなる。このため、複数の光センサ素子30が検知する光のうち、領域b以外で反射される光(図2(a)の矢印A)の強度と比較して、領域bで反射される光の強度を格段に小さくすることができる。
For this reason, since the scattering property in the
このため、PNLC層52に圧力が加わった領域に則して、複数の光センサ素子30それぞれに入射する光の強度を制御できるので、光センサ素子30は、確実に、検知すべき対象物であるペン70などの像を検知することができる。
For this reason, since the intensity of light incident on each of the plurality of
また、PNLC層52は、光を散乱する液晶分子によって、PNLC層52を反射または透過する光の強度を制御することができるので、より正確に上記対象物の像の輪郭に合せて、光の反射率を変化させることができる。このため、正確に、像を検知することが可能な液晶表示装置100を構成することができる。
In addition, since the
さらに、上記では、バックライト10から発光される光の反射光を、複数の光センサ素子30が受光することにより、検知すべき対象物の像を検知するものとして説明した。
Furthermore, in the above description, it has been described that the reflected light of the light emitted from the
しかし、光センサ素子30は、バックライト10から発光される光ではなく、液晶表示装置100の周囲の外光を受光することにより、対象物の像を検知してもよい。この場合、外光は、図1に示すタッチ面100a側から、領域bを通って液晶表示パネル60内に入射し、光センサ素子30で受光される。また、タッチ面100a側からPNLC50に入射する外光のうち、領域b以外の領域では、PNLCパネル50によって反射される。このため、領域b以外のでPNLCパネル50を透過する外光の光センサ素子30への入射を格段に抑制することができる。これにより、検知すべき対象物を確実に検知することができる。
However, the
〔実施形態2〕
次に、図3、図4(a)(b)を用い、本発明に係る液晶表示装置の第2の実施形態について説明する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4A and 4B.
図3は、本発明に係る液晶表示装置の第2の実施形態を表す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
実施形態1で説明した液晶表示装置100と、図3に示す液晶表示装置101とでは、PNLCパネル80が異なる点で相違する。同様の部材については、同様の部材番号を付し、説明を省略する。
The liquid
図3に示すようにPNLCパネル80は、PNLCパネル80内に電圧を印加するための引き出し電極85(電極)を備える。引き出し電極85は、例えばITOなどからなり、PNLCパネル80の外部に設けられる電圧源86と接続されている。そして、電圧源86から供給される電圧がPNLC層に印加されることにより、PNLCパネル80内のPNLC層の液晶が透過状態(透明状態)となる。
As shown in FIG. 3, the
このため、PNLCパネル80は、PNLCパネル80に入射する光を透過させる(図1の矢印C)。そして、ユーザが、例えばペン70などをタッチ面101aにタッチすることにより、PNLCパネル80に圧力が加わると、PNLCパネル80の圧力が加わった領域である領域dの透過率が変化する。これにより、バックライト10から発光された光は、領域dで反射する(図1の矢印D)。このため、光センサ素子30は、タッチ面101aにタッチしたペン70の像を正確に検知することが可能となる。
For this reason, the
これについて、図4(a)(b)を用いて詳細に説明する。 This will be described in detail with reference to FIGS.
図4(a)は、液晶表示装置101のタッチ面101aにペン70がタッチされていない状態での、PNLCパネル80の断面図を表し、図4(b)は液晶表示装置101のタッチ面101aに、ペン70がタッチした状態のPNLCパネル80の断面図を表す。
4A illustrates a cross-sectional view of the
図4(a)に示すように、PNLCパネル80は、下側基板81と、下側基板81と対向配置される上側基板83とに狭持されたPNLC層82を備える。下側基板81、上側基板83、及びPNLC層82それぞれは、実施の形態1の下側基板51、上側基板53、及びPNLC層52と同様のものを用いることができる。
As shown in FIG. 4A, the
下側基板81と、PNLC層82との間、及びPNLC層82と上側基板83との間には、PNLC層82に電圧を印加するためのITO電極84が形成されている。また、ITO電極84は、PNLCパネル80の外部に引き出される引き出し電極85を通じて、PNLCパネル80の外部に形成される電圧源86と接続されている。
An ITO electrode 84 for applying a voltage to the
そして、PNLCパネル80に、電圧源86から引き出し電極85を介して電圧を印加する。すると、PNLC層82に含まれており、不均一に配向している液晶分子の配向方向が均一となり、透明状態となる。これにより、図4(a)の矢印Cに示すように、バックライト10から発光される光は、PNLCパネル80を透過する。
Then, a voltage is applied to the
そして、図4(b)に示すように、例えば、ユーザがペン70などでタッチ面101aを押下することにより、PNLC層82に圧力が加わったとき、PNLC層82の圧力が加わった領域、及びその近傍の領域である領域d内の液晶の配向方向が乱れることになる。
And as shown in FIG.4 (b), when a user presses down the
このため、PNLC層82の領域dでは光の散乱性が向上する。すなわち、PNLC層82の領域dでは光の透過率が低下(反射率が向上)する。
For this reason, the light scattering property is improved in the region d of the
このため、バックライト10から発光され、PNLC層82の領域dに入射した光は、光センサ素子30側へ反射する割合が向上し、図4(b)の矢印Dに示すように、PNLC層52を反射する割合が多くなる。また、図4(b)の矢印Cに示すように、バックライト10から発光され、PNLC層82の領域d以外に入射した光は、ほとんど光センサ素子30側へ反射せず、PNLCパネル80を透過する。
For this reason, the light emitted from the
これにより、複数の光センサ素子30が検知する光の強度のうち、領域d以外でPNLC層82によって反射される光の強度と比較して、領域dで反射される光の強度を格段に大きくすることができる。
As a result, the intensity of the light reflected by the region d is significantly larger than the intensity of the light reflected by the
従って、PNLC層82に圧力が加わった領域に則して、複数の光センサ素子30それぞれに入射する光の強度を制御できるので、光センサ素子30は、確実に検知すべき対象物であるペン70などの像を検知することができる。
Accordingly, since the intensity of light incident on each of the plurality of
上述したように、PNLCパネル80の構成によると、PNLCパネル50と比べて、透過する光の強度が大きくなる。このため、実施の形態1で説明した液晶表示装置100と比べて、液晶表示装置101では、輝度を向上させることができる。
As described above, according to the configuration of the
また、上記では、PNLCパネル80への圧力を加えることによって、PNLC層82の液晶の配向方向を変更することについて説明したが、PNLC層82の液晶の駆動を制御する駆動回路を設け、当該駆動回路によって、タッチ面101aにタッチした対象物の接触面積と対応する領域のPNLC層82の液晶の配向を制御することにより、透過率(反射率)を変更するようにしてもよい。
In the above description, the orientation of the liquid crystal in the
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
タッチパネル機能を有する液晶表示装置で、対象物のセンシング機能を向上させることができるので、センシング機能を有する表示装置に広く適応できる。 Since the liquid crystal display device having a touch panel function can improve the sensing function of an object, it can be widely applied to display devices having a sensing function.
10 バックライト
20 液晶パネル(第1液晶パネル)
21 アクティブマトリクス基板
22 対向基板
23 液晶層
30 光センサ素子
40a 偏光板
40b 偏光板
50 PNLCパネル(第2液晶パネル)
60 液晶表示パネル
70 ペン(対象物)
80 PNLCパネル(第2液晶パネル)
84 ITO電極(電極)
85 引き出し電極(電極)
86 電圧源
100 液晶表示装置
101 液晶表示装置
101a タッチ面
10
21
60 Liquid
80 PNLC panel (second liquid crystal panel)
84 ITO electrode (electrode)
85 Lead electrode (electrode)
86
Claims (5)
上記第1液晶パネルには、上記第1液晶パネルに入射する光の強度を検知し、当該検知によって、上記対象物の像を検知する複数の光センサ素子が配されており、
上記光センサ素子の光の入射面側であって、上記第1液晶パネルの表面に、光の反射率を変化させる第2液晶パネルが配されていることを特徴とする液晶表示パネル。 A liquid crystal having a first liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is disposed between an active matrix substrate and a counter substrate disposed opposite to the active matrix substrate and capable of detecting an image of an object disposed in the vicinity. In the display panel,
The first liquid crystal panel is provided with a plurality of optical sensor elements that detect the intensity of light incident on the first liquid crystal panel and detect the image of the object by the detection.
2. A liquid crystal display panel, wherein a second liquid crystal panel for changing a reflectance of light is arranged on the light incident surface side of the photo sensor element and on the surface of the first liquid crystal panel.
上記光散乱性液晶層は、当該光散乱性液晶層に入射する光を透過させ、上記光散乱性液晶層に圧力が加わったとき、当該圧力が加わった領域の光の透過率を変化させることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示パネル。 The second liquid crystal panel has an electrode for applying a voltage to the light-scattering liquid crystal layer,
The light-scattering liquid crystal layer transmits light incident on the light-scattering liquid crystal layer, and when light is applied to the light-scattering liquid crystal layer, the light transmittance of the region to which the pressure is applied is changed. The liquid crystal display panel according to claim 2.
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