JP2010218878A - Input device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、押圧を感知するドームスイッチ(メンブレンスイッチやタクトスイッチともいう)を設けたスイッチシート上に、その各ドームスイッチに対応して仮想操作ボタンを表示する液晶表示パネルを重ねて設けた入力装置に関する。 The present invention provides an input in which a liquid crystal display panel for displaying a virtual operation button corresponding to each dome switch is provided on a switch sheet provided with a dome switch (also referred to as a membrane switch or a tact switch) for detecting pressing. Relates to the device.
スイッチシートと液晶表示パネルとを積層して配設し、液晶表示パネルによって表示される仮想操作ボタンの表示領域を指先で押圧(タッチ)することによって、スイッチシートのスイッチを動作させて、各種の選択や指示等を入力し、それに応じた様々な機能やサービスを提供する入力装置が広く知られている。
例えば、携帯電話機や各種事務機器などにこのような入力装置を採用し、同じタッチ領域で仮想操作ボタンの表示を切り替えることによって複数の異なる入力を可能にして、少ない面積のパネルで多くの種類の入力ができるようにすることが行われている。
The switch sheet and the liquid crystal display panel are stacked and arranged, and the switch area of the switch sheet is operated by pressing (touching) the display area of the virtual operation button displayed on the liquid crystal display panel with a fingertip. 2. Description of the Related Art Input devices that input selections, instructions, and the like and provide various functions and services according to the selections are widely known.
For example, such an input device is adopted for a mobile phone or various office equipments, and by switching the display of the virtual operation buttons in the same touch area, a plurality of different inputs can be performed, and many types of panels can be obtained with a small area panel. Making it possible to input.
このような入力装置として、従来は液晶表示パネルの基板としては一般にガラス基板が使用されていたので、可撓性に乏しく押圧力をスイッチシートに伝達するのが困難であったため、スイッチシートの下側に液晶表示パネルを配置したものが多かった。
そのため、スイッチシートを構成する基板やドームスイッチの固定接点やドーム状の可動接点などを全て透明材料によって構成しなければならず、材料の制約が大きかった。また、液晶表示パネルによる仮想操作ボタンの表示をスイッチシートを通して視認することになるため、視認性が損なわれるという問題もあった。
As such an input device, conventionally, a glass substrate is generally used as the substrate of the liquid crystal display panel. Therefore, it is difficult to transmit the pressing force to the switch sheet due to poor flexibility. Many LCD panels were arranged on the side.
For this reason, all of the substrate constituting the switch sheet, the fixed contact of the dome switch, the dome-shaped movable contact, etc. must be made of a transparent material, which has a large material restriction. Moreover, since the display of the virtual operation button on the liquid crystal display panel is visually recognized through the switch sheet, there is a problem that visibility is impaired.
そこで、最近は液晶表示パネルの基板に透明な樹脂基板を使用して可撓性を持たせ、押圧力の伝達を可能にして、スイッチシートの上側に液晶表示パネルを重ねて設けた入力装置が実用化されてきた。例えば、特許文献1にはそのような入力装置が提案されている。
Therefore, recently, an input device in which a liquid crystal display panel is provided with flexibility by using a transparent resin substrate to enable transmission of a pressing force and the liquid crystal display panel is provided on the upper side of the switch sheet is provided. It has been put into practical use. For example,
この特許文献1に記載されている入力装置(入出力装置と称されている)は、上記スイッチシートに相当する座標検知手段がドーム状の凸部のない平坦なメンブレンスイッチであり、また、液晶表示パネルの上下の透明な樹脂基板のそれぞれ外側の面に接着して設けられた各偏光板は、樹脂製ではあっても樹脂基板より厚さが厚く剛性も高い。しかも、液晶表示パネルの視認側からの局所的な応力を分散させるために、視認側の樹脂基板と偏光板との間に緩衝層を設け、あるいはさらに下側の偏光板とメンブレンスイッチとの間に液晶表示パネルを保護する補強板を設けたりしている。
The input device (referred to as an input / output device) described in
このような入力装置では、液晶表示パネルの視認性はよく、局所的な応力も分散されるので、長期間使用しても液晶表示パネルが劣化して表示不良が発生することは殆どないと思料される。
しかし、液晶表示パネルを視認側から押圧してメンブレンスイッチをスイッチ動作させるとき、その押下力が剛性の高い偏光板によって周囲に分散され、さらに緩衝層や補強板を介して弱められてメンブレンスイッチに伝達され、そのスイッチも弾性変形量とその復帰力が小さい構造なので、操作感としてのクリック感が極めて乏しく、スイッチ動作が確実になされたか否か不安である。実際に液晶表示パネルの仮想操作ボタンの表示領域への押圧力が周囲に分散して、メンブレンスイッチに充分伝達されず、確実なスイッチ動作がなされない恐れもある。
In such an input device, the visibility of the liquid crystal display panel is good and local stress is dispersed, so that it is unlikely that the liquid crystal display panel will deteriorate and display defects will not occur even if it is used for a long time. Is done.
However, when the membrane switch is operated by pressing the liquid crystal display panel from the viewing side, the pressing force is dispersed to the surroundings by a highly rigid polarizing plate, and further weakened via a buffer layer or a reinforcing plate. Since the switch has a structure in which the amount of elastic deformation and the return force of the switch are small, the click feeling as the operation feeling is extremely poor, and it is uneasy whether the switch operation has been performed reliably. Actually, the pressing force applied to the display area of the virtual operation button of the liquid crystal display panel may be dispersed to the surroundings, and may not be sufficiently transmitted to the membrane switch, so that a reliable switch operation may not be performed.
ここで、クリック感について図12を用いて簡単に説明する。図12はこのようなタッチ式入力装置における押圧のストロークSと操作力P1及び復帰力P2の関係を示す線図であり、クリック率は次の式で求められる。
クリック率=(P1−P2)/P1
したがって、操作力のピークと復帰力との差が大きい程クリック率が大きくなり、クリック感すなわち操作感が充分に得られることになる。
Here, the click feeling will be briefly described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the pressing stroke S, the operating force P1, and the restoring force P2 in such a touch input device, and the click rate is obtained by the following equation.
Click rate = (P1-P2) / P1
Therefore, the click rate increases as the difference between the peak of the operation force and the return force increases, and a click feeling, that is, an operation feeling can be sufficiently obtained.
このような入力装置におけるクリック感を増加させるために、例えば図13に示すように、スイッチシート100の各スイッチを可動接点部が上方に膨出したドーム状に形成されたドームスイッチ110とし、さらにその各ドームと液晶表示パネル200の下面との間に、押圧力を効率よくドームスイッチ110に伝達するためのアクチュエータ(押し子)300を介在させることが従来から行われている。
In order to increase the click feeling in such an input device, for example, as shown in FIG. 13, each switch of the
この例のスイッチシート100は、基板120上に円形の固定接点111とその外周から間隔を置いたリング状の固定接点112を金属で形成し、球形の一部のようなバネ性を有するメタルドーム(可動接点)113の基部をリング状の固定接点112に接続するかその上に載置し、その外側に接着層114で樹脂シート115を貼り付けて、ドームスイッチ110を構成している。アクチュエータ300は、柔軟性のあるシート310によって保持されている。
In this example, the
このような入力装置によれば、液晶表示パネル200の上面側からの押圧力がアクチュエータ300を介してドームスイッチ110に効率よく伝達され、メタルドーム113を弾性変形させて固定接点111と112を導通させた後、その復元力によって押し返されるので、確実なスイッチ動作がなされると共に、充分なクリック感が得られる。
According to such an input device, the pressing force from the upper surface side of the liquid
しかしながら、このような入力装置では多数回のスイッチ入力操作を繰り返すと、液晶表示パネルの下面のアクチュエータと当接する部分に集中的な応力が繰り返し加わるため、液晶表示パネルの樹脂基板が若干凹んで基板間のギャップむらや配向不良などが生じ、表示品質が劣化するという問題があった。クリック感を高めるためにアクチュエータの先端の面積を小さくするほど、このような表示不良が発生しやすくなる。 However, in such an input device, if a switch input operation is repeated many times, concentrated stress is repeatedly applied to the portion of the lower surface of the liquid crystal display panel that contacts the actuator, so that the resin substrate of the liquid crystal display panel is slightly recessed and the substrate There was a problem in that the display quality deteriorated due to gap unevenness and poor alignment. As the area of the tip of the actuator is reduced in order to enhance the click feeling, such display defects are more likely to occur.
この発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、上述したようなスイッチシート上に液晶表示パネルを重ねた入力装置において、長期間使用しても液晶表示パネルに表示不良が発生することがなく、しかも入力操作時に充分なクリック感が得られるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and in an input device in which a liquid crystal display panel is overlaid on a switch sheet as described above, a display defect occurs in the liquid crystal display panel even if it is used for a long period of time. The object is to obtain a sufficient click feeling during an input operation.
この発明は上記の目的を達成するため、複数のドームスイッチを有するスイッチシートと、該スイッチシート上に配設された液晶表示パネルとを備え、該液晶表示パネルは、可撓性を有する2枚の基板間に液晶層を挟持し、2枚の基板のそれぞれ液晶層と接しない外側の面に偏光板を備えると共に、ドームスイッチに対応する各表示領域ごとに仮想操作ボタンを表示する機能を有し、該液晶表示パネルの各表示領域が視認側から押圧されることにより、スイッチシートに対応するドームスイッチが押圧されてスイッチ動作させるように構成された入力装置である。
そして、上記各偏光板の少なくとも一方における上記各表示領域の周囲に相当する部分にスリットを形成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a switch sheet having a plurality of dome switches and a liquid crystal display panel disposed on the switch sheet, the liquid crystal display panel having two flexible sheets. A liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates, a polarizing plate is provided on the outer surface of each of the two substrates that does not contact the liquid crystal layer, and a virtual operation button is displayed for each display area corresponding to the dome switch. The input device is configured such that when each display area of the liquid crystal display panel is pressed from the viewing side, the dome switch corresponding to the switch sheet is pressed to perform a switch operation.
A slit is formed in a portion corresponding to the periphery of each display area in at least one of the polarizing plates.
上記スリットを、上記各偏光板の両方の上記各表示領域の周囲に相当する部分の対応する位置に形成するのが望ましい。
また、上記スリットを、上記偏光板の上記各表示領域に相当する部分を囲むように無端状(リング状等)にあるいは複数の部分(円弧状部分等)に分割して形成することができる。
It is desirable to form the slits at positions corresponding to the portions corresponding to the periphery of the display areas of both the polarizing plates.
Further, the slit can be formed in an endless shape (ring shape or the like) or divided into a plurality of portions (arc-shaped portions or the like) so as to surround portions corresponding to the display areas of the polarizing plate.
上記スリット形成するのに代えて、上記液晶表示パネルの上記2枚の基板のそれぞれ上記外側の面に設けられた各偏光板の少なくとも一方は、上記各表示領域に相当する領域にのみ設けてもよい。
上記各偏光板の両方を、上記液晶表示パネルの上記各表示領域に相当する領域にのみ対向して設けてもよい。
これらの入力装置において、上記液晶表示パネルの上記スイッチシート側に可撓性を有する樹脂からなる導光板を配設し、その導光板を端面より照明する光源を設けるとよい。
Instead of forming the slit, at least one of the polarizing plates provided on the outer surface of each of the two substrates of the liquid crystal display panel may be provided only in a region corresponding to the display region. Good.
Both the polarizing plates may be provided so as to face only the regions corresponding to the display regions of the liquid crystal display panel.
In these input devices, a light guide plate made of a flexible resin may be provided on the switch sheet side of the liquid crystal display panel, and a light source for illuminating the light guide plate from an end surface may be provided.
この発明による入力装置は、液晶表示パネルの2枚の基板より剛性が高い偏光板の各仮想操作ボタンを表示する表示領域の周囲に相当する部分にスリットを形成するか、偏光板を上記各表示領域に相当する領域にのみ設けるので、仮想操作ボタンが表示された領域を押下したとき、その押下力が偏光板によって周囲に分散されることがないか少なく、効率よくドームスイッチに伝達されるので、ドームスイッチのドーム状可動接片の弾性変形によるスイッチ動作を確実に行わせることができ、その復元力も液晶表示パネルの押下部に効率よく伝達されるので、充分なクリック感が得られる。
また、アクチュエータ(押し子)を設けていないので、繰り返し押圧操作しても液晶表示パネルにダメージを与えることがないので、表示不良が発生する恐れがない。さらに、入力装置の薄型化及び軽量化が容易になる。
According to the input device of the present invention, a slit is formed in a portion corresponding to the periphery of the display area for displaying each virtual operation button of the polarizing plate having higher rigidity than the two substrates of the liquid crystal display panel, or the polarizing plate is displayed on each display. Since it is provided only in the area corresponding to the area, when the area where the virtual operation button is displayed is pressed, the pressing force is not distributed to the surroundings by the polarizing plate or is transmitted to the dome switch efficiently. The switch operation by elastic deformation of the dome-shaped movable contact piece of the dome switch can be surely performed, and the restoring force is efficiently transmitted to the pressing portion of the liquid crystal display panel, so that a sufficient click feeling can be obtained.
In addition, since the actuator (pushing element) is not provided, the liquid crystal display panel is not damaged even if the pressing operation is repeated, so that there is no possibility of display failure. Furthermore, the input device can be easily reduced in thickness and weight.
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第1の実施形態:図1〜図6〕
図1は、この発明による入力装置の第1の実施形態の外観を単純化して示す斜視図である。図2は図1のA−A線に沿う模式的な拡大断面図、図3はその上下の偏光板の層構成を示す一部拡大断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment: FIGS. 1 to 6]
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified appearance of a first embodiment of an input device according to the present invention. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the layer structure of the upper and lower polarizing plates.
図1に示す入力装置は、スイッチシート10上に液晶表示パネル20が積層して設けられている。その液晶表示パネル20はスイッチシート10の後述するドームスイッチに対応する各表示領域20aごとに仮想操作ボタンを表示し、その各表示領域20aを視認側から押圧することにより、スイッチシート10の対応するドームスイッチを押圧してスイッチ動作させるように構成されている。
In the input device shown in FIG. 1, a liquid
そして、その液晶表示パネル20の視認側に設けられた上偏光板22の各表示領域20aの周囲に相当する部分にスリット22sを形成している。この実施形態では円形の各表示領域20aの周囲を囲む円を4分割した各部分に相当する円弧状のスリット22sが、1個所の表示領域20aの周囲に4個ずつ形成され、上偏光板22のスリット22sの内側の表示領域20aに相当する部分とその外側の部分とは90°間隔で残されたスリットが形成されない部分で繋がって一体になっている。
A slit 22 s is formed in a portion corresponding to the periphery of each
この入力装置の構成を図2及び図3によってさらに詳細に説明する。
この実施形態の入力装置は、図2の拡大断面図に示すように、スイッチシート10と可撓性を有する液晶表示パネル20とが導光板30を挟んで積層されている。40はその導光板を端面より照明する光源としての発光ダイオード(LED)である。
The configuration of this input device will be described in more detail with reference to FIGS.
In the input device of this embodiment, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 2, the
スイッチシート10は、基板11上に間隔を置いて複数のドームスイッチ10Sを形成しており、その各ドームスイッチ10Sは、基板11上に円形の固定接点12とその外周から間隔を置いたリング状の固定接点13とが銅箔で形成されており、それらの上を間隔を置いて覆うようにドーム状可動接片14が配設され、その上を基板11に接着される固定シート15で覆って、ドーム状可動接片14を位置決め保持している。
The
基板11はポリミド等の絶縁性の樹脂で形成され、厚さは0.025mm程度である。ドーム状可動接片14は、バネ性を有するSUS材(ステンレス鋼)で形成され、押圧されたときに弾性変形して周辺部が拡がって上部が下降し、固定接点12と13を導通させてスイッチをオン状態にする。押圧力が弱まると弾性復元力によって、図示のオフ状態に復帰する。
固定シート15はPET(ポリエチレンテレフタレート)等の絶縁性の樹脂で形成され、厚さは0.063mm程度である。
The
The fixing
液晶表示パネル20は総厚さが0.528mm程度であり、可撓性を有する透明な2枚の樹脂基板である上基板211と下基板212の間に液晶層213を挟持した液晶セル21と、その2枚の樹脂基板211,212のそれぞれ液晶層213と接しない外側の面に上偏光板22と下偏光板23を接着して設けており、スイッチシート10の各ドームスイッチ10Sに対応する各表示領域20aごとに仮想操作ボタンを表示する機能を有する。
The liquid
液晶セル21の上基板211と下基板212は、それぞれ例えばPC(ポリカーボネート)で厚さ0.126mm程度に形成され、液晶層213は、上基板211と下基板212と図示していないシール材とで形成された空間にTN(ツイストネマチック)液晶が注入された厚さ0.006mm程度の層である。この液晶層213の厚さを一定に保つため、ホトリソグラフィ法によって上基板211又は下基板212に固定されたスペーサ(図示は省略)が形成されている。
The
さらに、上基板211と下基板212のいずれか一方の内面には全面にコモン電極が、他方には仮想操作ボタンの種別を表示するためのセグメント電極がそれぞれ透明なITO(酸化インジウム錫)膜によって形成され、その表面を含む内面全体にポリイミドによる配向膜が形成されているが、これらも図示を省略している。
上基板211と下基板212の材料としては、PCの他にPETやPES(ポリエーテルサルホン)なども使用できる。
Further, a common electrode is formed on the entire inner surface of one of the
As materials for the
上偏光板22と下偏光板23は、図3の(a),(b)に示すように、いずれも厚さ0.03mm程度のPVA(ポリビニルアルコール)シート221,231の両側に厚さ0.04mm程度のTAC(セルローストリアセテートフィルム)222,223と232,233を密着積層している。そして、上偏光板22は下側のTAC223の下面に接着層224を厚さ0.025mm程度に形成し、下偏光板23は上側のTAC233の上面に接着層234を厚さ0.025mm程度に形成している。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the upper
一般にTN型液晶表示パネルでは、上偏光板22と下偏光板23は、いずれも偏光軸に平行な方向の振動面を持つ直線偏光は透過し、偏光軸に直交する方向の振動面を持つ直線偏光は吸収する特性を有する吸収型偏光板であり、その偏光軸を互いに平行あるいは直交させて配置する。
液晶層213がTN液晶層の場合は、導光板30から下偏光板23と下基板212を通して液晶層213に入射した直線偏光は、電圧無印加状態の部分では液晶層213内で90°旋光されて上偏光板22に達する。
In general, in a TN liquid crystal display panel, the upper
When the
そのため、上偏光板22と下偏光板23の偏光軸が平行な場合には上偏光板22で吸収されるためノーマル黒表示になり、コモン電極とセグメント電極の間に電圧が印加された部分では、液晶層213に入射した直線偏光はそのまま上偏光板22に達するので、それを透過して視認側に出射し、光源の色に応じた色で表示される。
この実施形態ではノーマル黒表示としたが、上偏光板22と下偏光板23の偏光軸を互いに直交させても良い。この場合、導光板30から下基板210を通して液晶層213に入射した直線偏光は、電圧無印加状態の部分では上偏光板22を透過して視認側に出射するので、ノーマル白(光源の色)表示で、電圧が印加されたセグメント電極の部分が黒く表示されることになる。このとき液晶表示パネル20と導光板30の間に半透過反射板を挿入し、反射型表示を可能としておくことが好ましい。
Therefore, when the polarization axes of the upper
Although the normal black display is used in this embodiment, the polarization axes of the upper
この実施形態では、図1で説明したように、上偏光板22におけるこの液晶表示パネル20が仮想操作ボタンを表示する各表示領域20aの周囲に相当する部分に、スリット22sを形成している。また、下偏光板23における各表示領域20aの周囲に相当する部分にも、上偏光板22のスリット22sと対応する位置にスリット23sを形成している。
In this embodiment, as described with reference to FIG. 1, slits 22 s are formed in a portion of the upper
導光板30は、厚さ0.15mmのPC(ポリカーボネート)のシートであり、その一端面から、光源であるLED40の発光による照明光を導入する。そして、この照明光は、導光板30の表裏面で反射を繰り返して拡散し、バックライトとして液晶表示パネル20の下面をほぼ均一な明るさで照明して、液晶表示パネル20に表示をさせる。これにより、暗い環境でも明瞭な表示がなされる。なお、スリット22sからの光の漏れを防止するため、導光板30のスリット22s部に対応する部位は遮光層30sが印刷されている。
The
LED40は一般には白色発光のものを使用するが、黄色や他の色の光を発光するものを使用してもよいし、赤、緑、青の多色発光のLEDを使用して表示色を切り替えたり、フィールドシーケンシャルカラー表示を行うようにしてもよい。光源として線光源や面光源を使用してもよい。しかし、このバックライトを構成する導光板30とLED40等の光源は、この発明に必須のものではない。
The
この入力装置によれば、液晶表示パネル20の上基板211及び下基板212より剛性が高い上偏光板22と下偏光板23のそれぞれ各仮想操作ボタンを表示する表示領域20aの周囲に相当する部分にスリット22s,23sを形成したので、仮想操作ボタンが表示された領域20aを押下したとき、その押下力が偏光板22,23によって周囲に分散されることが極めて少なく、効率よくドームスイッチ10Sに伝達される。そのため、ドームスイッチ10Sのドーム状可動接片14の弾性変形によるスイッチ動作を確実に行わせることができ、その復元力も液晶表示パネル20の押下部に効率よく伝達されるので、充分なクリック感が得られる。
According to this input device, portions corresponding to the periphery of the
また、アクチュエータ(押し子)を設けないので、繰り返し押圧操作しても液晶表示パネル20にダメージを与えることがなく、表示不良が発生する恐れもない。
さらに、アクチュエータや緩衝材、補強板などの付加的な部材を設けないので、入力装置の薄型化及び軽量化が容易になる。
Further, since the actuator (pushing element) is not provided, the liquid
Furthermore, since no additional members such as an actuator, a buffer material, and a reinforcing plate are provided, the input device can be easily reduced in thickness and weight.
この実施形態では上偏光板22と下偏光板23の両方にスリットを形成しているので、クリック感を高める効果が大きいが、上偏光板22と下偏光板23のいずれか一方のみにスリットを形成しても、スリットを形成しない場合に比べればかなりクリック感を高めることができる。上偏光板22にスリット22sを形成すると、液晶表示パネル20の上面の平面性が若干損なわれ、用途によっては見栄えが悪くなるので、そのような場合には下偏光板23にのみスリット23sを形成すればよい。
In this embodiment, since slits are formed in both the upper
なお、液晶表示パネル20の一つの表示領域20aの周囲に相当する位置において、偏光板22,23に形成するスリットの数は4個に限るものではなく、2個又は3個あるいは5個以上に分けてもよく、その各スリットの長さが同じでなくてもよい。
Note that the number of slits formed in the
図4は偏光板に形成するスリットの形状を変更した実施形態の外観を単純化して示す斜視図である。この例では、液晶表示パネル20の上偏光板22の表示領域20aに相当する部分を囲むように無端状(図示の例ではリング状)にスリット22sを形成している。図2に示した下偏光板23の対応する位置にも無端状にスリット23sを形成する。あるいは、上偏光板22又は下偏光板23の一方にのみ無端状(リング状)のスリットを形成してもよい。
FIG. 4 is a perspective view showing a simplified appearance of an embodiment in which the shape of the slit formed in the polarizing plate is changed. In this example, slits 22 s are formed in an endless shape (ring shape in the illustrated example) so as to surround a portion corresponding to the
このようにすれば、液晶表示パネル20の表示領域20aを押下したときの押下力が偏光板によって周囲に分散するのを一層確実に防いで、クリック感を高める効果を増すことができる。しかし、図1に示した例のようにスリットを分割して形成し、表示領域20aに対応する部分とスリットの外側の部分とを一部で接続し、偏光板を一体化しておいた場合、製造工程で偏光板を液晶セル21に貼り付ける作業が容易であるという利点がある。
In this way, the pressing force when the
なお、上偏光板22と下偏光板23の一方における表示領域20aの周囲に相当する部分には分割した複数のスリットを形成し、他方には無端状のスリットを形成してもよい。
液晶表示パネル20の各仮想操作ボタンを表示する表示領域20aの形状は円形に限らず、楕円形や正方形、長方形など種々の形状に変更し得るが、その形状に合わせた形状で、上偏光板22と下偏光板23の少なくとも一方における表示領域20aの周囲に相当する部分にスリットを形成すればよい。
A plurality of divided slits may be formed in a portion corresponding to the periphery of the
The shape of the
図5及び図6は、液晶表示パネル20の各仮想操作ボタンを表示する表示領域20aの形状が略正方形の場合の例を示す。
図5は、上偏光板22と下偏光板23の少なくとも一方における略正方形の表示領域20aの周囲に相当する部分に、各辺の中央部のみを残して4分割したL字状のスリット22s、23sを形成した例を示している。
図6は、上偏光板22と下偏光板23の少なくとも一方における略正方形の表示領域20aの周囲に相当する部分に、その全周に亘って無端状(略正方形)のスリット22s、23sを形成した例を示している。
5 and 6 show an example in which the shape of the
FIG. 5 shows an L-shaped
In FIG. 6, endless (substantially square) slits 22s and 23s are formed over the entire circumference in a portion corresponding to the periphery of a substantially
〔第2の実施形態:図7及び図8〕
次に、この発明による入力装置の第2の実施形態について、図7及び図8によって説明する。図7はその入力装置の図1と同様な斜視図であり、図8はそのB−B線に沿う模式的な拡大断面図である。
この第2の実施形態において、前述した第1の実施形態と異なるのは偏光板と遮光層の形状だけであるので、図1及び図2と同じ部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
[Second Embodiment: FIGS. 7 and 8]
Next, a second embodiment of the input device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view similar to FIG. 1 of the input device, and FIG. 8 is a schematic enlarged sectional view taken along the line BB.
In the second embodiment, since the only difference from the first embodiment is the shape of the polarizing plate and the light shielding layer, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, Those explanations are omitted.
この第2の実施形態の入力装置の液晶表示パネル20′は、液晶セル21の構成は第1の実施形態と同じであるが、上偏光板22′及び下偏光板23′を、液晶表示パネル20′の各仮想操作ボタンを表示する表示領域20aに相当する領域にのみ対向して設けている。これは、図4に示した例における上偏光板22又は図示していない下偏光板の無端状のスリットより外側の部分を全て除去したものに相当する。また遮光層30′sは、導光板30表面における上偏光板22′及び下偏光板23′のない部位に印刷されている。
The liquid crystal display panel 20 'of the input device of the second embodiment has the same configuration of the
このような偏光板22′,23′を液晶セル21の上基板211及び下基板212に貼り付けるには、例えば、両面に保護シートを備え接着剤が予め塗布された大判の偏光板において、図3に示した接着層224又は234が無い方の全面に偏光板と保護シート間よりも粘着力が弱い剥離台紙を貼って、液晶セル21上の表示領域20aに相当する領域の周囲に偏光板の全厚さに及ぶ円形の切込を入れ、偏光板22′,23′として残す部分の接着剤側の保護シートを除去し、その偏光板の接着層224又は234のある方の全面を上基板211又は下基板212の外面に貼り付けた後、剥離台紙を剥がしてから偏光板22′,23′として残す部分以外の一体になっている部分を剥がすようにすればよい。
In order to attach such
この実施形態によれば、液晶表示パネル20′の表示領域20aを押下したときの押下力が偏光板によって周囲に分散するのを完全に防げるので、キー操作時のクリック感を大幅に高めることができる。その他の効果は、前述した第1の実施形態の場合と同様である。
According to this embodiment, since the pressing force when the
この実施形態でも、液晶セル21の上基板211側と下基板212側の一方の偏光板は全面に設け、他方の偏光板だけを表示領域20aに相当する領域にのみ設けるようにしてもよい。また、一方の偏光板には第1の実施形態と同様にスリットを形成し、他方の偏光板はこの実施形態のように表示領域20aに相当する領域にのみ設けるようにしてもよい。
また、上偏光板22′及び下偏光板23′の形状を、液晶表示パネル20′の各仮想操作ボタンを表示する表示領域20aの形状に合わせて、楕円形や正方形、長方形など種々の形状に変更し得ることも同様である。
Also in this embodiment, one polarizing plate on the
In addition, the shapes of the upper polarizing plate 22 'and the lower polarizing plate 23' are changed to various shapes such as an ellipse, a square, and a rectangle according to the shape of the
〔液晶セルのセグメント電極の例:図9及び図10〕
ここで、上述した各実施形態における液晶セル21の一方の基板211又は212の内面に形成するセグメント電極の形状例を図9及び図10によって説明する。
図9は同じ表示領域20a内の異なる部分で2つの文字を切り替え表示する場合のセグメント電極の例を示す。この例では表示領域20a内の左半部にローマ字の「A」の形のセグメント電極SAが、右半部にアラビア数字の「1」の形のセグメント電極S1が形成されており、図示していないコモン電極との間に電圧を印加した方のセグメント電極のパターン部分が透過状態になり、導光板30からの光が視認側に射出して「A」又は「1」を表示する。
[Example of segment electrode of liquid crystal cell: FIGS. 9 and 10]
Here, an example of the shape of the segment electrode formed on the inner surface of one
FIG. 9 shows an example of the segment electrode when two characters are switched and displayed at different parts in the
液晶表示パネルの表示領域20aを指先等で押圧すれば、そのとき表示されている文字あるいは記号(文字等と言う)に応じた入力をすることができる。
この例では同じ表示領域20a内でも表示する文字等によって、表示位置が変わるのと、表示領域20aの面積に比べて表示される文字等が小さくなるという欠点があるが、セグメント電極への配線数が極めて少なくて済むので、配線が簡単であるという実用上大きな利点がある。
When the
In this example, the display position changes depending on the characters to be displayed in the
図10は同じ表示領域20a内の同じ部分で2つの文字を切り替え表示する場合のセグメント電極の例を示す。この例ではローマ字の「A」とアラビア数字の「1」を同じ位置に表示できるように、6個のセグメント電極S2〜S7を僅かな隙間をあけて互いに分離して形成している。そして、セグメント電極S2〜S5に電圧を印加すれば、「A」が表示され、セグメント電極S3,S5,S6,S7に電圧を印加すれば、「1」が表示される。
FIG. 10 shows an example of the segment electrode when two characters are switched and displayed in the same part in the
この例では、表示領域20a内の同じ部分に2つの異なる文字等を大きく切り替え表示することができるので、視認性がよいが、組み合わせる文字等によってセグメント電極のパターンが複雑で多数になり、セグメント電極の形成とその各セグメント電極への配線が複雑化して、製造コストが上昇するという問題がある。
また、アラビア数字や簡単な記号だけを切り替えて表示する場合は、一般のデジタル表示に使用されている「7セグメント」の電極を使用すればよい。
In this example, two different characters or the like can be switched and displayed on the same portion in the
When only Arabic numerals and simple symbols are switched and displayed, a “7-segment” electrode used for general digital display may be used.
〔この発明の変更例及び応用例〕
この発明の上述した各実施形態では、液晶表示パネル20又は20′を構成する液晶セル21における液晶層213がTN液晶からなる例で説明したが、液晶層213をSTN(スーパーツイストネマチック)液晶で形成する場合は、液晶セル21と上偏光板22又は22′との間に位相差板を介装する。
その場合には、その位相差板にも上偏光板22のスリット20sと同じ位置にスリットを形成するか、液晶表示パネル20′の仮想操作ボタンを表示する各領域20aにのみ位相差板と上偏光板22′を設けるようにすればよい。
[Modifications and Applications of the Invention]
In each of the above-described embodiments of the present invention, the
In that case, a slit is also formed in the retardation plate at the same position as the slit 20s of the upper
また、上述した各実施形態における液晶表示パネル20又は20′は、下面側に光源のLED40と導光板30によるバックライトを設けた透過型の液晶表示パネルであるが、バックライトを設けずに外光を利用して表示する反射型あるいは吸収型の液晶表示パネルに代えてもよい。
その場合には、液晶表示パネルの下偏光板の下面側に反射層(白色叉は明るい色の乱反射層、又は鏡面反射層などを含む)か、黒色又は暗い色の光吸収層を設ける。
Further, the liquid
In that case, a reflective layer (including a white or bright diffuse reflection layer or a specular reflection layer) or a black or dark light absorption layer is provided on the lower surface side of the lower polarizing plate of the liquid crystal display panel.
また、バックライトを設けた場合でも、下偏光板の下面側に半透過反射層又は半透過吸収層を設けて、明るい環境ではバックライトを使用せずに反射型又は吸収型の表示を行い、暗い環境ではバックライトを点灯して透過型の表示を行うようにすることもできる。
これらの場合には、液晶表示パネルの下偏光板の下面側に設ける反射層、光吸収層、あるいは半透過反射層又は半透過吸収層にも、下偏光板のスリットと同じ位置にスリットを形成するか、液晶表示パネルの仮想操作ボタンを表示する各領域にのみ下偏光板と共に上記いずれかの層を設けるようにすればよい。
In addition, even when a backlight is provided, a transflective layer or a transflective absorption layer is provided on the lower surface side of the lower polarizing plate, and a reflective or absorptive display is performed without using a backlight in a bright environment. In a dark environment, the backlight can be turned on to perform transmissive display.
In these cases, a slit is formed in the same position as the slit of the lower polarizing plate in the reflective layer, the light absorbing layer, the semi-transmissive reflective layer or the semi-transmissive absorbing layer provided on the lower surface side of the lower polarizing plate of the liquid crystal display panel. Alternatively, any one of the above layers may be provided together with the lower polarizing plate only in each region where the virtual operation buttons of the liquid crystal display panel are displayed.
さらに、下偏光板として、偏光軸と平行する方向の振動面を持つ直線偏光は透過し、偏光軸と直交方向のする振動面を持つ直線偏光は全反射する特性を有する反射型偏光板を使用し、その下面側に吸収層やカラー層などを設けて、外光による明るい反射型あるいは吸収型の表示を行うこともできる。
その場合も、その反射型偏光板と吸収層やカラー層などに、前述の下偏光板に設けたのと同様なスリットを設けるか、液晶表示パネルの仮想操作ボタンを表示する各領域にのみ反射型偏光板と共に上記いずれかの層を設けるようにすればよい。
Furthermore, as the lower polarizing plate, a reflective polarizing plate is used which transmits linearly polarized light having a vibration plane parallel to the polarization axis and totally reflects linearly polarized light having a vibration plane orthogonal to the polarization axis. In addition, an absorption layer, a color layer, or the like can be provided on the lower surface side to perform bright reflection type or absorption type display using external light.
In that case, the reflective polarizing plate, the absorption layer, the color layer, and the like are provided with slits similar to those provided for the lower polarizing plate described above, or only reflected in each area where the virtual operation buttons of the liquid crystal display panel are displayed. Any one of the above layers may be provided together with the mold polarizing plate.
また、上偏光板の上面に、紫外線吸収層や反射防止層など各種のコート層を設ける場合には、そのコート層にも前述の上偏光板に設けたのと同様なスリットを設けるか、液晶表示パネルの仮想操作ボタンを表示する各領域にのみ上偏光板とそのコート層を設けるようにすればよい。 Further, when various coating layers such as an ultraviolet absorbing layer and an antireflection layer are provided on the upper surface of the upper polarizing plate, a slit similar to that provided for the upper polarizing plate is provided in the coating layer, or a liquid crystal is provided. It is only necessary to provide the upper polarizing plate and its coating layer only in each area where the virtual operation buttons of the display panel are displayed.
あるいは、この発明の応用例として、液晶表示パネルとして散乱型液晶表示パネルを使用した場合、すなわち液晶セル内の液晶層が高分子分散型(ポリマネットワーク型)等の光散乱型液晶層である場合には、その液晶層を挟む電極間に電圧を印加していない状態では、高分子材料と液晶の屈折率が異なるため光を散乱して不透明になっており、適当な大きさの電圧を印加すると、高分子材料と液晶の屈折率が略同じになるため透明になることにより表示がなされる。 Alternatively, as an application example of the present invention, when a scattering type liquid crystal display panel is used as the liquid crystal display panel, that is, when the liquid crystal layer in the liquid crystal cell is a light scattering type liquid crystal layer such as a polymer dispersion type (polymer network type) In the state where no voltage is applied between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer, the refractive index of the polymer material and the liquid crystal is different, so the light is scattered and becomes opaque, and an appropriate voltage is applied. Then, since the refractive index of the polymer material and the liquid crystal becomes substantially the same, the display is made by becoming transparent.
そのため、液晶セルの両側の偏光板は不要であるが、下基板の下面側に反射板を設ける必要がある。そこで、その反射板に前述の下偏光板に設けたのと同様なスリットを設けるか、液晶表示パネルの仮想操作ボタンを表示する各領域にのみその反射板を設けるようにすれば、クリック感を高めることができる。 Therefore, polarizing plates on both sides of the liquid crystal cell are not necessary, but it is necessary to provide a reflector on the lower surface side of the lower substrate. Therefore, if the reflective plate is provided with a slit similar to that provided for the lower polarizing plate described above, or if the reflective plate is provided only in each area where the virtual operation buttons of the liquid crystal display panel are displayed, the click feeling is provided. Can be increased.
〔携帯電話機への搭載例〕
次に、この発明による入力装置の携帯電話機への搭載例を説明する。図11は、この発明による入力装置を搭載した携帯電話機をメインディスプレイ部を開いた状態で示す斜視図である。
[Example of mounting on mobile phones]
Next, an example of mounting the input device according to the present invention on a mobile phone will be described. FIG. 11 is a perspective view showing a mobile phone equipped with the input device according to the present invention with the main display portion opened.
この携帯電話機60は本体部61とメインディスプレイ部62とが開閉可能に連結され、メインディスプレイ部62にはカラー液晶表示パネルによるメインディスプレイ63が設けられている。本体部の上面には、キーパッドとしてこの発明による入力装置6(上述したいずれの実施形態のものでもよい)が搭載されている。
The
この入力装置6の液晶表示パネルの各仮想操作ボタンを表示する領域には、初期状態では通常の携帯電話機のキーパッドの各キーと同じテンキーや各種機能選択キー等の各キーが表示さており、その各キー表示領域をタッチすることによってダイヤル入力や機能選択などを行うことができる。また、機能選択に応じて仮想操作ボタンの表示を変化させることができ、次に操作可能なキーのみを表示することもできる。
In the area where the virtual operation buttons of the liquid crystal display panel of the
この携帯電話機60は、キーパッドとしてこの発明による入力装置6を搭載しているので、キー操作時にクリック感のある入力をすることができる。しかも、長期間使用しても液晶表示パネルによる仮想操作ボタンの表示不良が生じる恐れがない。
さらに、フィールドシーケンシャルカラー表示を行うようにすれば、入力モードにより入力可能なキーのみを特定の色で表示したり、メインパネルのキーの表示色とキーパッドのキーの表示色を関連させたり、ユーザがキーの色を自由に設定することもでき、ファッション性や操作性が向上する。
Since the
In addition, if field sequential color display is performed, only the keys that can be input in the input mode are displayed in a specific color, the display color of the key on the main panel and the display color of the key on the keypad are related, The user can freely set the color of the key, which improves fashionability and operability.
この発明による入力装置は、入力操作時にクリック感が充分あり、しかも液晶表示パネルにダメージを与えることがないので、表示不良が発生する恐れがない。また、アクチュエータ等の付加部材を設けないので、入力装置の薄型化及び軽量化が容易になる。
そのため、携帯電話機や携帯端末などの各種携帯型電子機器のキーパットとして最適であり、その他の各種事務機器や電子機器などのオペレーションパネルにも適用できる。
The input device according to the present invention has a sufficient click feeling during an input operation and does not damage the liquid crystal display panel. Further, since no additional member such as an actuator is provided, the input device can be easily reduced in thickness and weight.
Therefore, it is optimal as a keypad for various portable electronic devices such as mobile phones and portable terminals, and can also be applied to operation panels for other various office devices and electronic devices.
6:入力装置 10:スイッチシート 10S:ドームスイッチ
11:スイッチシートの基板 12:円形の固定接点
13:リング状の固定接点 14:ドーム状可動接片
15:固定シート 20,20′:液晶表示パネル
20a:表示領域 21:液晶セル 22,22′:上偏光板
23,23′:下偏光板 22s、23s:スリット
30:導光シート 30s,30′s:遮光層
40:光源である発光ダイオード(LED)
211:上基板(基板) 212:下基板(基板)
213:液晶層
6: Input device 10:
211: Upper substrate (substrate) 212: Lower substrate (substrate)
213: Liquid crystal layer
Claims (6)
該液晶表示パネルは、可撓性を有する2枚の基板間に液晶層を挟持し、前記2枚の基板のそれぞれ前記液晶層と接しない外側の面に偏光板を備えると共に、前記ドームスイッチに対応する各表示領域ごとに仮想操作ボタンを表示する機能を有し、
該液晶表示パネルの前記各表示領域が視認側から押圧されることにより、前記スイッチシートに対応する前記ドームスイッチが押圧されてスイッチ動作させるように構成された入力装置であって、
前記各偏光板の少なくとも一方における前記各表示領域の周囲に相当する部分にスリットを形成したことを特徴とする入力装置。 A switch sheet having a plurality of dome switches, and a liquid crystal display panel disposed on the switch sheet,
The liquid crystal display panel has a liquid crystal layer sandwiched between two flexible substrates, and includes polarizing plates on the outer surfaces of the two substrates that are not in contact with the liquid crystal layer, and the dome switch It has a function to display a virtual operation button for each corresponding display area,
An input device configured such that when each display area of the liquid crystal display panel is pressed from the viewing side, the dome switch corresponding to the switch sheet is pressed to perform a switch operation,
An input device, wherein a slit is formed in a portion corresponding to the periphery of each display region in at least one of each polarizing plate.
該液晶表示パネルは、可撓性を有する2枚の基板間に液晶層を挟持し、前記2枚の基板のそれぞれ前記液晶層と接しない外側の面に一対の偏光板を備えると共に、前記ドームスイッチに対応する各表示領域ごとに仮想操作ボタンを表示する機能を有し、
該液晶表示パネルの前記各表示領域が視認側から押圧されることにより、前記スイッチシートに対応する前記ドームスイッチが押圧されてスイッチ動作されるように構成された入力装置であって、
前記各偏光板の少なくとも一方は、前記各表示領域に相当する領域にのみ設けられたことを特徴とする入力装置。 A switch sheet having a plurality of dome switches, and a liquid crystal display panel disposed on the switch sheet,
The liquid crystal display panel includes a flexible liquid crystal layer sandwiched between two flexible substrates, a pair of polarizing plates on the outer surfaces of the two substrates that are not in contact with the liquid crystal layer, and the dome. It has a function to display a virtual operation button for each display area corresponding to the switch,
An input device configured such that when each display area of the liquid crystal display panel is pressed from the viewing side, the dome switch corresponding to the switch sheet is pressed and switched.
At least one of the polarizing plates is provided only in a region corresponding to each display region.
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