JP2011209333A - Touch panel-integrated illuminator and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、タッチパネルの基板が導光板を兼ねるタッチパネル一体型照明具とこれを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a touch panel integrated lighting device in which a substrate of a touch panel also serves as a light guide plate, and a display device using the same.
近年、液晶表示パネルなどを表示モニターとして備えたモバイル機器では、小型薄型化の要求に対応するため、表示モニターの前側に入力デバイスとしてのタッチパネルを搭載するものが多くなっている。 In recent years, many mobile devices equipped with a liquid crystal display panel or the like as a display monitor are equipped with a touch panel as an input device on the front side of the display monitor in order to meet the demand for a reduction in size and thickness.
このタッチパネルが搭載された表示モニターが液晶表示パネル等の照明具を必要とする表示モニターの場合、タッチパネルと照明具が薄型化の促進に大きな障害となっている。 In the case where the display monitor on which the touch panel is mounted is a display monitor that requires a lighting device such as a liquid crystal display panel, the touch panel and the lighting device are a great obstacle to promoting thinning.
そこで、タッチパネルを搭載した照明具付き表示モニターの小型薄型化を実現するため、特許文献1に示されるようなタッチパネル一体型フロントライトが提案されている。
Therefore, in order to realize a small and thin display monitor with a lighting device equipped with a touch panel, a front light integrated with a touch panel as disclosed in
上述のタッチパネル一体型フロントライトは、タッチパネルが抵抗膜式のタッチパネルで、対向配置した一対の透明基板の各対向面に第1、第2抵抗膜がそれぞれ被着形成され、観察側の第1抵抗膜が形成された基板の外面を押圧(タッチ)して押圧位置の第1抵抗膜を第2抵抗膜に導通接触させ、接触位置の互いに直交する方向(X−Y方向)における電位を測定することにより、タッチ位置が検出される。このフロントライトでは、第2抵抗膜が被着された透明基板を導光板として兼用するため、第2抵抗膜が被着されている面に凹凸が形成されている。この凹凸は、透明基板中を伝播する光を拡散反射させ、反対側の外面から液晶表示パネル等の照射対象に向けて射出させるために設けられている。 The above-described touch panel integrated front light is a resistive film type touch panel, and a first resistance film and a second resistance film are formed on each facing surface of a pair of transparent substrates arranged opposite to each other, and the first resistance on the observation side is formed. The outer surface of the substrate on which the film is formed is pressed (touched) to bring the first resistive film at the pressed position into conductive contact with the second resistive film, and the potential in the direction perpendicular to the contact position (XY direction) is measured. Thus, the touch position is detected. In this front light, since the transparent substrate on which the second resistance film is attached is used as the light guide plate, the surface on which the second resistance film is attached is provided with irregularities. The unevenness is provided to diffusely reflect the light propagating through the transparent substrate and to emit the light toward the irradiation target such as a liquid crystal display panel from the opposite outer surface.
しかし、上記の拡散反射用凹凸を形成することにより、タッチパネルにおいて対向する第1、第2抵抗膜のうちの第2抵抗膜表面が凹凸面となり、その結果、第2抵抗膜面の各位置毎に導通接触させる際の押圧力(タッチ圧力)がばらつき、また、電圧印加電極から接触位置までの抵抗値の直線性が崩れるから、タッチ操作性が低下すると共に正確なタッチ位置の検出が難しくなる。 However, by forming the diffuse reflection unevenness, the second resistance film surface of the first and second resistance films facing each other on the touch panel becomes an uneven surface, and as a result, for each position of the second resistance film surface. Since the pressing force (touch pressure) at the time of conducting contact with the electrode varies, and the linearity of the resistance value from the voltage application electrode to the contact position is lost, the touch operability is deteriorated and the accurate touch position is difficult to detect. .
本発明の目的は、抵抗膜式タッチパネルの一方の基板を導光板として兼用しながらも、良好なタッチ操作性と正確な位置検出が可能となるタッチパネル一体型照明具と、これを用いた表示装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a touch panel integrated illuminating device capable of good touch operability and accurate position detection while using one substrate of a resistive touch panel as a light guide plate, and a display device using the same Is to provide.
本発明の請求項1に記載されたタッチパネル一体型照明装置の発明は、一対の平坦な主面のうち一方の主面である後面に第1抵抗膜が被着された第1の透明基板と、対の平坦な主面のうち一方の主面である前面に第2抵抗膜が被着され、他方の主面である後面に凹凸が形成された第2の透明基板と、記第1の透明基板の後側に前記第2の透明基板を、前記第1抵抗膜に前記第2抵抗膜が所定の間隙を保ち対向する配置で接合した接合部材と、記第2の透明基板の端面に対向配置され、該第2の透明基板内に向けて光を射出する光源とを有し、記第1の透明基板の前面が押圧された際の前記第1抵抗膜と前記第2抵抗膜との導通接触位置の抵抗値から押圧位置が検出されるとともに、前記光源から射出され前記第2の透明基板内に入射した光が前記第2の透明基板の前記後面から面状に射出されることを特徴とするものである。
The touch panel integrated lighting device according to
本発明の請求項2に記載された表示装置の発明は、表示面に向けてその前側から照射される光を反射させることで反射表示を少なくとも行う表示パネルと、前記表示面の前側に設置された請求項1に記載のタッチパネル一体型照明具とを有することを特徴とするものである。
The invention of the display device according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の表示装置において、前記反射型表示パネルが、一対の透明基板間に液晶が挟持され、一方の透明基板の外面に光反射板が対面設置されてなる液晶表示パネルであり、前記タッチパネル一体型照明具が、前記第2の透明基板の前記後面を前記液晶表示パネルの他方の透明基板の外面に対向させて設置されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the second aspect, the reflective display panel has a liquid crystal sandwiched between a pair of transparent substrates, and a light reflecting plate is provided facing the outer surface of one of the transparent substrates. The touch panel integrated lighting device is installed with the rear surface of the second transparent substrate facing the outer surface of the other transparent substrate of the liquid crystal display panel. To do.
本発明によれば、抵抗膜式タッチパネルの一方の基板を導光板として兼用しながらも、良好なタッチ操作性と正確な位置検出が可能となるタッチパネル一体型照明具と、これを用いた表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while using one board | substrate of a resistive film type touch panel as a light guide plate, favorable touch operativity and an accurate position detection which can perform an exact position detection, and a display apparatus using the same Can be provided.
図1に示されるように、本実施形態の液晶表示装置は、大略、液晶表示パネル1の前側にタッチパネル一体型フロントライト2が設置されてなる。なお、本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル1の前側からその表示が観察されるものである。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device according to the present embodiment is generally configured such that a touch panel integrated
液晶表示パネル1は、電極(不図示)が形成された一対の矩形をなすガラス基板11、12を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材(不図示)により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板11、12間に液晶(不図示)を封入して、構成されている。ガラス基板11、12の液晶封入側とは反対側の各外面には、一対の偏光板13、14がそれぞれ貼着されている。
The liquid
本例の液晶表示パネル1は、表示面に向けてその前方から照射される光を反射させることで反射表示を行う反射型液晶表示パネルであり、従って、前側のガラス基板(以下、前ガラス基板という)11とは後側のガラス基板(以下、後ガラス基板という)12に貼着された偏光板(後偏光板14)に重ねて、後ガラス基板12の後外面(後ガラス基板12が有する一対の主面のうち液晶が配置された側とは反対側の主面)と対向させて光反射板15が貼着されている。なお、このような外付け光反射板15に代えて、後ガラス基板12の液晶封入側内面に光反射層を積層する構成としてもよい。
The liquid
本例の液晶表示パネル1における前ガラス基板11ともう一方の後ガラス基板12のうち、後ガラス基板12の一縁辺を前ガラス基板11の対応する縁辺よりも適長突出させ、突出縁部121が形成されている。この突出縁部121には、図示しない電極から引き出された各種信号電圧を印加するための信号配線とその各端部の接続端子(不図示)が配設されて駆動回路部が形成されており、この駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバLSI16がCOG(Chip On Glass)方式で直接搭載されている。
Of the
上述のように構成された液晶表示パネル1は、金属製シールドケース3内に収納されている。シールドケース3の前面板31には、液晶表示パネル1の表示が行われる領域Dd全体を充分に臨むことができる大きさの天窓32が穿設されている。
The liquid
一方、液晶表示パネル1の前側に配置されるタッチパネル一体型フロントライト2は、一対の矩形をなす前、後透明基板21、22を有する。タッチパネル一体型フロントライト2は、前透明基板21が前側に、後透明基板22が後側となるように互いに対向させて配置され、これら一対の前、後透明基板21、22の対向する各内面211、221の周囲縁辺部を除く略全面にわたりそれぞれ被着設置された透明な前、後抵抗膜23、24と、一対の前、後透明基板21、22を所定の間隙を保って接合する枠状のシール材25と、前、後透明基板21、22間の間隙寸法を一定に規制する絶縁性スペーサ26と、導光板を兼ねる後透明基板22の一方の端面222に光源として配設された複数のLED(Light-Emitting Diode)27等、で構成されている。
On the other hand, the touch panel integrated
一対の前、後透明基板21、22のうちの前透明基板21は、外面212がタッチ操作面となる基板であり、タッチ箇所が適度な圧力でスムーズに撓む程度の剛性を備えておればよい。本実施形態では、板厚が0.3mm程度のPET(Poly-Eethylene Trephthalate)樹脂成形板が用いられている。
The front
一方、後透明基板22は導光板を兼ねる基板であり、LED27が配置された端面222から入射した光が後透明基板の前面および後面(両主面)の界面で全反射しながら伝播するように、空気に対する屈折率(以下、単に屈折率という)が1.4以上の材料で形成されている。本実施形態では、屈折率が1.6で板厚が0.7mm程度のPC(ポリカーボネイト:Poly Corbonate)樹脂成形板が用いられている。
On the other hand, the rear
前、後透明基板21、22の各対向面211、221にそれぞれ被着されている透明な前、後抵抗膜23、24は、それぞれ、ITO(indium tin oxide)で形成されており、そのシート抵抗は約200Ω/□に設定されている。
The transparent front and
上記の前後透明基板21、22間(厳密には抵抗膜23、24間)には、メラミン樹脂等の絶縁性透明樹脂粒子からなる複数のスペーサ26が均等に分散された配置で挟持され、基板間隙が一定寸法に保持されている。
A plurality of
上述したように、本実施形態のタッチパネルでは、表示領域Ddに対応するタッチ入力エリアの全域にわたり、前、後抵抗膜23、24が平行に対向し、且つスペーサ26により両抵抗膜23、24間の間隔が一定に保たれているので、常にどの押圧箇所においても、一定の押圧力で両抵抗膜23、24を確実に導通接触させることができると共に、抵抗値の直線性が損なわれることなくタッチ位置が正確に検出される。
As described above, in the touch panel of the present embodiment, the front and
図2に示されるように、導光板として兼用するために肉厚に形成された後透明基板22の一端面222には、本例では3個のLED27が均等に配設されている。各LED27は、それぞれの光射出面271を後透明基板22の光を入射させる端面222に密着させて設置されている。
As shown in FIG. 2, three
而して、導光板として兼用される後透明基板22の後抵抗膜24が被着されていない外面223には、導光板となる後透明基板22内において内、外面221、223の界面で全反射を繰り返し伝播する光を、外面223から液晶表示パネル1に向けて射出させるための凹凸が形成されている。
Thus, the
本実施形態では、複数の突起224が外面223の表示領域Ddに対応するエリアの略全域に均等な分布密度で凸設されている。これら突起224は、外面223(突起224の底面)に対して略垂直な側面を備えた突起であればよい。
In the present embodiment, the plurality of
本実施形態における突起224は、円柱形に形成され、千鳥格子配置で均等に配設されている。この場合の突起224の高さは、回折現象や液晶表示パネル1の表示の視認性の低下を回避するという観点から、10μm以上で150μm以下が好ましい。また、突起224の直径は、後透明基板22内を全反射しながら伝播する光を可及的に突起224内に導くため、高さの2倍程度が好ましい。なお、突起224は、円柱形に限らず、四角柱等の多角柱形に形成してもよく、また、千鳥格子配置に限らず、ランダムな配置で略均等な分布密度に配設してもよい。
The
上述のように構成されたタッチパネル一体型フロントライト2は、金属製シールドケース4内に収納されている。シールドケース4の前面板41には、液晶表示パネル1の表示領域Ddを含む大きさのタッチエリア全体を充分に臨むことができる大きさの天窓42が穿設され、後面板43には液晶表示パネル1を収容するシールドケース3の天窓に対応する連通窓44が穿設されている。
The touch panel integrated
次に、本実施形態におけるタッチパネル一体型フロントライト2における光照射動作について説明する。
Next, the light irradiation operation in the touch panel integrated
図1において、LED27から射出された光Rは、後透明基板22内に光入射端面222から入射し、後透明基板22の内面221及び外面223の両主面の界面で交互に全反射を繰り返しながら、後透明基板22内を伝播する。やがて、図3に示すように、伝播光Rが突起224内に進入しその側面2241に入射すると、周知の屈折の法則に基づき突起224外に射出する。
In FIG. 1, the light R emitted from the
ここで、突起224の側面2241は、外面223に対して垂直に凸設されているから、射出方向を外面223の略法線方向に沿わせることができる。因みに、後透明基板22内の伝播光Rが内面221で全反射する際の入射仰角φが15°の場合、突起側面2241から射出する際の法線に対する角度Aは、約19°である。尚、PC樹脂板の後透明基板22の屈折率(空気に対する)は、1.6であるから、その全反射角は38.7°で、図3における角度θ2、つまり光Rの突起側面2241に対する入射角θ2は、
(φ+θ2)=90−38.7=51.3
を満たす角度である。
Here, since the
(Φ + θ2) = 90−38.7 = 51.3
It is an angle satisfying.
以上のように、本実施形態の液晶表示装置では、液晶表示パネル1の表示の観察側にタッチパネル一体型フロントライト2を設置し、このタッチパネル一体型フロントライト2における後透明基板22を面発光照明パネル用の導光板として兼用するから、専用の導光板を用いる場合に比べ、タッチパネル一体型フロントライト付き液晶表示装置の薄型化が格段に促進される。
As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the touch panel integrated
この場合、タッチパネルの後透明基板22を導光板として兼用するのに、外面(液晶表示パネル1との対向面)に光を射出させるための突起を凸設したから、前、後透明基板21、22の対向面が平行となり、これら対向面に被着される前、後抵抗膜23、24も平行に対向させることができる。これにより、両抵抗膜23、24の任意の位置毎の抵抗値の直線性が損なわれることが抑制され、且つ、タッチ入力領域のどの押圧箇所においても常に略一定の押圧力で両抵抗膜23、24を確実に導通接触させることができ、その結果、正確なタッチ入力操作を安定して実施することが可能となる。
In this case, in order to use the rear
また、導光板を兼ねる後透明基板22に設ける光を射出させるための凹凸面を、突起をタッチ領域全域にわたり均等に配置して形成したから、後透明基板22を導光板として兼用しても、タッチパネル2を介して液晶表示パネル1の表示を観察する際の視認性を低下させる虞はない。
Further, since the uneven surface for emitting the light provided on the
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、後透明基板22の光を面状に射出させるための凹凸面が複数の突起224を均等に凸設することにより形成されているが、これに限らず、図4に示すように、後透明基板51の外面511に断面が三角形の複数の突条512を平行に延在させた凹凸面とすることも可能である。この場合、突条512の一対の側面5121、522のうち、光源から遠いほうの側面5122が、外面511に対する垂直面に近い程、より多くの光を基板外面511の法線方向に近づけて射出させることができる。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above-described embodiment, the uneven surface for emitting the light of the rear
因みに、本変形例の後透明基板51も上記実施形態のものと同じPC樹脂板で形成され、傾斜側面5122の傾斜角度αが5°である場合、全反射の入射仰角φが15°の伝播光Rが射出する際の法線方向に対する角度Aは、約29°である。これに対し、傾斜側面5122の傾斜角度αが10°になると前記射出角度Aは約35°になる。
Incidentally, when the
また、上記の実施形態とは異なり、後透明基板22の一端面222から離れるにつれて、単位面積当たりに突起224が形成される数を徐々に増やしてもよい。一端面222から離れるにしたがって一端面222から入射した光の強度は低下していくので、その強度が低下する程度に応じて上記の突起224の形成数を適宜調節すれば、面状照射光の輝度をより均一にすることができる。
Unlike the above-described embodiment, the number of
加えて、本発明の表示装置は、液晶表示装置に限らず、フロントライトを用いる反射型表示装置に広く適用可能であることは勿論である。また、フロントライトおよびバックライトを用いる半透過型表示装置に適用してもよい。 In addition, the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device, and can of course be widely applied to a reflective display device using a front light. Further, the present invention may be applied to a transflective display device using a front light and a backlight.
1 液晶表示パネル
11、12 前、後ガラス基板
13、14 前、後偏光板
15 光反射板
16 ドライバLSI
2 タッチパネル一体型フロントライト
21、22 前、後透明基板
211、221 対向面(内面)
222 光入射端面
223 外面(後透明基板の)
224 突起
2241 側面
23、24 前、後抵抗膜
25 シール材
26 スペーサ
27 LED
51 後透明基板
512 突条
5122 傾斜側面
DESCRIPTION OF
2 Touch panel integrated
222 Light
224
51 rear
Claims (3)
一対の平坦な主面のうち一方の主面である前面に第2抵抗膜が被着され、他方の主面である後面に凹凸が形成された第2の透明基板と、
前記第1の透明基板の後側に前記第2の透明基板を、前記第1抵抗膜に前記第2抵抗膜が所定の間隙を保ち対向する配置で接合した接合部材と、
前記第2の透明基板の端面に対向配置され、該第2の透明基板内に向けて光を射出する光源とを有し、
前記第1の透明基板の前面が押圧された際の前記第1抵抗膜と前記第2抵抗膜との導通接触位置の抵抗値から押圧位置が検出されるとともに、前記光源から射出され前記第2の透明基板内に入射した光が前記第2の透明基板の前記後面から面状に射出されることを特徴とするタッチパネル一体型照明具。 A first transparent substrate having a first resistance film deposited on a rear surface which is one of the pair of flat main surfaces;
A second transparent substrate in which a second resistance film is deposited on the front surface that is one main surface of the pair of flat main surfaces, and irregularities are formed on the rear surface that is the other main surface;
A bonding member in which the second transparent substrate is bonded to the rear side of the first transparent substrate, and the second resistance film is bonded to the first resistance film in a position facing the first resistance film with a predetermined gap;
A light source disposed opposite to the end surface of the second transparent substrate and emitting light toward the second transparent substrate;
The pressing position is detected from the resistance value of the conductive contact position between the first resistance film and the second resistance film when the front surface of the first transparent substrate is pressed, and the second light source is emitted from the light source and A touch panel integrated lighting device, wherein light incident on the transparent substrate is emitted in a planar shape from the rear surface of the second transparent substrate.
前記表示面の前側に設置された請求項1に記載のタッチパネル一体型照明具とを有することを特徴とする表示装置。 A display panel that at least performs reflective display by reflecting light emitted from its front side toward the display surface;
A display device comprising the touch panel integrated lighting device according to claim 1, which is installed on a front side of the display surface.
前記タッチパネル一体型照明具が、前記第2の透明基板の前記後面を前記液晶表示パネルの他方の透明基板の外面に対向させて設置されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 The reflective display panel is a liquid crystal display panel in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of transparent substrates, and a light reflecting plate is installed facing the outer surface of one transparent substrate,
3. The display device according to claim 2, wherein the touch panel integrated lighting device is installed with the rear surface of the second transparent substrate facing the outer surface of the other transparent substrate of the liquid crystal display panel. .
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