JP2017068830A - タッチディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、タッチディスプレイ装置を提供することにある。
【解決手段】本発明のタッチディスプレイ装置は、保護カバー、タッチ検出ユニット、表示ユニット及び圧力検出ユニットを含む。タッチ検出ユニットは保護カバーに印加されるタッチ信号を検出する。表示ユニットは液晶機能層とバックライトモジュールとを含む。圧力検出ユニットは、複数のコンデンサー検出装置を構成するための上導電電極層と下導電電極層が含まれることにより、保護カバーに印加される圧力信号を検出する。上導電電極層は液晶機能層とバックライトモジュールとの間に位置し、下導電電極層は反射フィルムの両側のうち前記導光板から離れている側に位置する。本発明は、コンデンサーの容量値を監視することにより、タッチ操作の圧力信号を獲得し、圧力信号に誘導されるコンデンサー検出装置を構成し、複数箇所のタッチ圧力信号を同時検出することができる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のタッチディスプレイ装置は、保護カバー、タッチ検出ユニット、表示ユニット及び圧力検出ユニットを含む。タッチ検出ユニットは保護カバーに印加されるタッチ信号を検出する。表示ユニットは液晶機能層とバックライトモジュールとを含む。圧力検出ユニットは、複数のコンデンサー検出装置を構成するための上導電電極層と下導電電極層が含まれることにより、保護カバーに印加される圧力信号を検出する。上導電電極層は液晶機能層とバックライトモジュールとの間に位置し、下導電電極層は反射フィルムの両側のうち前記導光板から離れている側に位置する。本発明は、コンデンサーの容量値を監視することにより、タッチ操作の圧力信号を獲得し、圧力信号に誘導されるコンデンサー検出装置を構成し、複数箇所のタッチ圧力信号を同時検出することができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、タッチディスプレイ技術に関し、特に圧力検出機能を具備するタッチディスプレイ装置に関するものである。
タッチパネルは、操作性がよく、携帯性がよいという利点を有しており、移動通信装置と総合情報端末（例えば、携帯電話、タブレットとノートパソコンなど）の主なマンマシンインタフェースになっている。抵抗式タッチパネルまたは他のタッチパネルと比較して、コンデンサータッチパネルは、コストが安く、構造が簡単であり、耐用性がよいという利点を有しているので、現在、スマートフォンなどに幅広く応用されている。しかしながら、従来のコンデンサータッチパネルは、パネル表面のタッチ位置とタッチ動作を検出することができるが、パネル表面への圧力の変化によって発生するタッチパラメータの変化を検出することができない。
パネル表面への圧力の変化を検出するため、タッチパネル内に圧力検出装置を設けることが提案されたが、このような従来の方法は一箇所のタッチ圧力状況しか検出することができない。
上述した問題を解決するため、複数箇所のタッチ圧力状況を検出することができるタッチディスプレイ装置を提供する必要がある。
本発明のタッチディスプレイ装置は、保護カバーと、前記保護カバーに印加されるタッチ信号を検出するタッチ検出ユニットと、積層して設けられる上偏光フィルム、光学フィルタ、液晶層、基板及び下偏光フィルムを含む液晶機能層と、順に積層して設けられる上拡散フィルム、上プリズムフィルム、下プリズムフィルム、下拡散フィルム、導光板及び反射フィルムを含むバックライトモジュールとを具備する表示ユニットと、コンデンサー検出装置を構成するための上導電電極層と下導電電極層が含まれることにより前記保護カバーに印加される圧力信号を検出する圧力検出ユニットであって、前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に位置し、前記下導電電極層は前記反射フィルムの両側のうち、前記導光板から離れている側に位置する圧力検出ユニットとを含む。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記上導電電極層は、前記液晶機能層の基板の下面、又は下偏光フィルムの上面或いは下面に形成される。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記上導電電極層は透明基板上に形成され、該透明基板と前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に設けられる。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記透明基板と前記上導電電極層は前記液晶機能層の基板の下面に形成される。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記下導電電極層は保護金属フィルムである。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記反射フィルムの下方に設けられる保護金属フィルムを更に含み、該保護金属フィルムの辺縁は前記保護カバーを支持する。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記下導電電極層は保護金属フィルムの上面に位置し、前記下導電電極層と前記反射フィルムとの間には隙間が形成され、該隙間には弾性材料が充填される。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記上導電電極層はフレキシブル基板と当該フレキシブル基板上に形成される複数の帯状の導電電極とを含む。
本発明のタッチディスプレイ装置は、保護カバーと、前記保護カバーに印加されるタッチ信号を検出するタッチ検出ユニットと、液晶機能層と反射フィルムが含まれるバックライトモジュールとを具備する表示ユニットと、前記保護カバーに印加される圧力信号を検出する圧力検出ユニットであって、上導電電極層と下導電電極層を含み、該上導電電極層と該下導電電極層によって保護カバーに印加される圧力信号を検出するコンデンサー検出装置を構成し、前記上導電電極層が前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に位置し、前記下導電電極層が前記反射フィルム内に設けられる圧力検出ユニットとを含む。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記液晶機能層は、積層に設けられる上偏光フィルム、光学フィルタ、液晶層、基板及び下偏光フィルムを含み、前記バックライトモジュールは、積層に設けられる上拡散フィルム、上プリズムフィルム、下プリズムフィルム、下拡散フィルム、導光板及びゴム製フレームを含み、前記反射フィルムはゴム製フレームの両側のうち前記導光板から離れている側に設けられる。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記上導電電極層は、前記液晶機能層の基板の下面、又は下偏光フィルムの上面或いは下面に形成される。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記上導電電極層は透明基板と当該透明基板上に形成される複数の電極塊とを含み、前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に設けられる。
本発明のいずれか１つの実施例において、各電極塊の形状は、帯状、四角形、菱形、円形、又はその他の不規則の多辺形である。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記電極塊は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）薄膜材料、グラフェン薄膜材料、カーボンナノチューブ材料または金属網で製作される。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記反射フィルムは基礎層と当該基礎層上に積層される保護層とを含み、前記下導電電極層は前記基礎層と保護層の下に設けられる導電光反射メッキ層である。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記反射フィルムは基礎層と当該基礎層上に積層される樹脂層とを含み、該樹脂層はバックライトの光線を反射し、前記下導電電極層は前記樹脂層の下面に設けられる。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記反射フィルムは、順に積層された第一基礎層、反射メッキ層、表面塗装層、接着剤層、導電光反射メッキ層及び第二基礎層を含み、前記下導電電極層は、前記接着剤層と前記第二基礎層の下方に位置する導電光反射メッキ層である。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記表示ユニットはフレキシブルプリント基板を含み、前記ゴム製フレームには導電部品が設けられ、前記下導電電極層には露出部分が形成され、前記導電部品は前記フレキシブルプリント基板と前記露出部分とを電気的に接続させる。
本発明のいずれか１つの実施例において、前記圧力信号はタッチ力の大きさの情報とタッチ位置の情報を含む。
本発明のタッチディスプレイ装置は、コンデンサーの容量値を監視することにより、タッチ操作の圧力信号を獲得し、圧力信号に誘導されるコンデンサー検出装置を構成し、複数箇所のタッチ圧力信号を同時検出することができる。また、コンデンサー検出装置が表示ユニットのバックライトモジュールや、液晶機能層とバックライトモジュールとの間に設けられることにより、タッチディスプレイ装置の厚さが増加することを防止することができる。
以下、図面により本発明の複数個の実施形態について説明する。より明確に説明するため、実務上の詳細点まで実施例で説明するが、これら実務上の詳細点は本発明を限定するものでない。すなわち、本発明の一部の実施形態においては、これら実務上の詳細点はなければならないものでない。また、図面を簡素化するため、本発明の図面において周知または常用の構造を簡略化する。
特別な説明がないかぎり、本明細書に記載される用語（技術用語と科学用語を含む）は一般の意味を持ち、当業者に容易に理解される。これら用語は、辞書に記載されている意味のうち、本明細書おいては、本発明の関連技術分野に適用できる意味と理解されるべきである。特別な説明がないかぎり、本明細書に記載される用語は理想的或いは特に堅い意味と解釈されないものである。
本発明のタッチディスプレイ装置は携帯電話、タブレットなどのタッチ操作可能な端末のディスプレイ装置として用いることができる。
図１に示すとおり、本発明の実施形態に係るタッチディスプレイ装置１００は、保護カバー１０、タッチ検出ユニット２０、表示ユニット及び圧力検出ユニットを含む。タッチ検出ユニットはタッチ駆動電極とタッチ誘導電極を含む。タッチ駆動電極とタッチ誘導電極は同一の基板上に分布する構成とすることができる。例えば、所謂ＧＦ（ガラス−フィルム型）構造、ＧＦ２（ガラス−フィルム−フィルム型）構造などとすることができる。また、タッチ駆動電極とタッチ誘導電極とが異なる基板に分布する構造、例えば、所謂ガラス−薄膜−薄膜型（ＧＦＦ）構造としてもよい。他の実施形態において、タッチ駆動電極とタッチ誘導電極を保護カバーの下面に形成することにより、保護カバーが同時にコンデンサー検出装置の機能を具備するようにすることができる。このような構造はガラス一体型（ＯＧＳ）構造と言われている。他の実施形態において、タッチ駆動電極とタッチ誘導電極のうち一方を保護カバーと接触する基板の表面に形成するような、所謂ガラス−薄膜型（Ｇ１Ｆ）構造を構成することができる。他の実施形態において、タッチ検出ユニットのタッチ駆動電極とタッチ誘導電極を液晶層内に設ける（業界でこのようなタッチ検出ユニット構造はインセル式構造（in-cell）と言われている）か、或いはタッチ検出ユニットのタッチ駆動電極とタッチ誘導電極を偏光フィルムと光学フィルタとの間に設ける（業界でこのようなタッチ検出ユニット構造はオンセル式構造（on-cell）と言われている）ことができる。タッチ駆動電極とタッチ誘導電極は保護カバーに印加されるタッチ信号を検出する。該タッチ信号は、保護カバーに平行な２Ｄ方向に沿うタップ操作、フリック操作、ドラッグ操作などによって形成されるタッチ入力信号を含み、更に、保護カバーの垂直方向に沿う非接触入力信号（すなわち、フローティングタッチ信号）、或いは保護カバーの側辺部（例えば、湾曲型パネルの円弧形の側辺部）におけるタッチ入力信号を含むこともできる。
表示ユニットは液晶機能層５０とバックライトモジュール６０を含む。圧力検出ユニットは複数のコンデンサー検出装置を構成するための上導電電極層７１と下導電電極層７２を含む。上導電電極層７１は液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に位置する。下導電電極層７２はバックライトモジュール６０の下方に位置する。他の実施例において、下導電電極層７２はバックライトモジュール６０の反射フィルム内に位置するような構成であってもよい。例えば、下導電電極層７２がバックライトモジュール６０の反射フィルム内に嵌められる構成であってもよい。前記圧力検出ユニットは保護カバーに印加される圧力信号を検出する。上導電電極層７１は、液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間、例えば、基板の下方または下偏光フィルムの下方に位置してよい。前記下導電電極層７２は反射フィルムの下方に位置する。前記下導電電極層７２は光反射銀メッキ層または他の導電光反射メッキ層で構成される。
上導電電極層７１と下導電電極層７２とによって、圧力を検出する複数のコンデンサー検出装置が形成されている。タッチによってタッチディスプレイ装置１００が押されるとき、導電電極層はタッチディスプレイ装置１００の保護カバー１０及び液晶機能層５０などと共に変形する。
上導電電極層７１は、液晶機能層５０中の基板または偏光フィルムの下方に位置し、剛性の基板または偏光フィルムに接近或いは当接する。したがって、保護カバーが圧力を受けるとき、当該圧力は保護カバー１０から液晶機能層５０中の基板または偏光フィルムへ直接伝達され、上導電電極層７１は液晶機能層と共に大きく変形する。
下導電電極層７２はバックライトモジュール６０の反射フィルムの下方に位置する。反射フィルムは他の部品より柔らかく、保護カバー１０から来る変形は、柔らかい上拡散フィルム、下拡散フィルム、導光板、反射フィルムを経由した後、湾曲または変形の程度が小さくなるので、この変形は無視することができる。保護カバーが圧力を受けるとき、上導電電極層７１と下導電電極層７２との間の距離は異なる圧力によって異なる程度で短縮し、コンデンサーの計算式Ｃ＝εＳ／４πｋｄにより、形成されたコンデンサー検出装置の容量値は大きくなる。タッチディスプレイ装置１００がタッチされたとき、タッチディスプレイ装置１００の異なる位置にはタッチ力の相違によってそれぞれに応じた変形が発生し、対応するｄ値は違ってくる。したがって、タッチディスプレイ装置１００における前記圧力検出ユニット内に形成された複数のコンデンサー検出装置の容量値変化とタッチディスプレイ装置１００の受力とを関連付けて成すデータベースを創立することができる。実際の応用において、タッチディスプレイ装置１００にメモリとプロセッサを更に設けることができる。メモリ中には、それぞれ異なるタッチ力でタッチディスプレイ装置１００の複数箇所にタッチするとき、それに応じたタッチディスプレイ装置１００の各コンデンサー検出装置の容量値の変化情報が記憶されている。処理装置は、タッチディスプレイ装置１００で検出されたコンデンサー検出装置の容量値の変化情報と予め記憶された容量値の変化情報とを比較することにより、タッチディスプレイ装置のタッチ情報を検出する。タッチ情報は、タッチ力の大きさを含むとともにタッチの位置を含むことができる。
図２に示すとおり、本発明の実施例に係るタッチディスプレイ装置１００において、前記表示ユニットの液晶機能層５０は、順に積層された上偏光フィルム５１、光学フィルタ５２、液晶層５３、基板５４及び下偏光フィルム５５を含む。前記液晶層５３は、駆動に用いられる画素電極５３１と公共電極５３２を更に含む。該画素電極５３１と公共電極５３２は液晶層５３の同一側に位置し、すなわちＩＰＳ（In-Plane Switch）構造となっている。本文の「上」、「下」という用語は、タッチディスプレイ装置を応用するとき、使用者からの距離の比較について言うことである。すなわち、使用者の手前側を「上」とし、使用者から割りに離れる側を「下」とする。例えば、保護カバーの下表面は使用者から割合離れる側の面を意味する。
図３に示すとおり、本発明の他の実施例に係るタッチディスプレイ装置１００は、本実施例の表示ユニットの液晶機能層５０の構造と図２の構造とが類似しているが、相違点は、液晶層５３の画素電極５３１と公共電極５３２がそれぞれ液晶層５３の両側に位置していることである。即ち、ＴＮ（Twisted Nematic、ねじれネマティック型）構造となっている。
図４は本発明の実施形態に係るタッチディスプレイ装置１００のバックライトモジュール６０の構造を示す図である。バックライトモジュール６０は、順に積層された上拡散フィルム６１、上プリズムフィルム６２、下プリズムフィルム６３、下拡散フィルム６４、導光板６５及び反射フィルム６６を含む。導光板６５に近接する箇所には光源６７が設けられている。光源６７はＬＥＤなどの光源であってよい。前記液晶機能層５０は、液晶層を駆動するための画素電極と公共電極を更に含む。
他の実施形態において、バックライトモジュール６０は、導光板６５と反射フィルム６６との間に設けられるゴム製フレームを更に含む。図５は一実施形態のバックライトモジュール６０の反射フィルム６６の構造を示す図である。該反射フィルム６６は片面にメッキ反射層が形成された構造を有している。反射フィルム６６は、保護層６６１、導電光反射メッキ層６６２及び第一基礎層６６３を含む。第一基礎層６６３はゴム製フレームから離れており、保護層６６１はゴム製フレームに近い。導電光反射メッキ層６６２は金属層であってよく、例えば、当該導電光反射メッキ層６６２は、銀メッキ層、他の金属の合金メッキ層或いは導電光反射有機メッキ層であってよい。導電光反射メッキ層６６２は保護層６６１の下方に設けられる。保護層６６１は透明材料で製作される。本実施例の導電光反射メッキ層６６２は、バックライトモジュール６０の光反射機能を果たすとともに、圧力検出ユニットの下導電電極層７２の機能としても働くことができる。該導電光反射メッキ層６６２と表示ユニットのフレキシブルプリント基板のアースとは電気的に接続されている。具体的に、バックライトモジュール６０の反射フィルム６６の保護層６６１には一部分の導電光反射メッキ層６６２を露出させる孔部が形成され、バックライトモジュール６０のゴム製フレームに設けられた導電部品が、前記プリント基板と反射フィルム６６の導電光反射メッキ層６６２の露出部分とを電気的に接続させている。
図６は本発明の他の実施例に係る反射フィルム６６の構造を示す図である。反射フィルム６６は樹脂積層構造を有する。反射フィルム６６は、樹脂積層６６４、接着剤層６６５、下導電電極層７２及び基礎層６６６を含む。該反射フィルム６６において、樹脂積層６６４はバックライトモジュール６０が光反射機能を具備するようにする。下導電電極層７２と基礎層６６６は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）薄膜材料、グラフェン薄膜材料、カーボンナノチューブ材料または金属網（metal mesh）で構成され、接着剤層６６５によって反射フィルム６６の樹脂積層６６４に粘着される。他の実施例において、メッキ製作方法によって下導電電極層７２を樹脂積層６６４の下面に直接形成することにより、接着剤層６６５を省略することができる。本実施例においても、図５の実施例と類似する方法によって下導電電極層７２の一部分を露出させ、かつゴム製フレームの導電部品によって下導電電極層の露出部分と表示ユニットのフレキシブルプリント基板のアースとを電気的に接続させることができる。
図７は本発明の他の実施例に係る反射フィルム６６の構造を示す図である。該反射フィルム６６は両面にメッキ光反射層が形成された構造を有する。反射フィルム６６は、順に設けられた第一基礎層６６３、導電光反射メッキ層６６２、表面塗装層６６７、接着剤層６６８、下導電電極層７２及び第二基礎層６６９を含む。下導電電極層７２は、第二基礎層６６９上の導電光反射メッキ層であり、銀、アルミニウムなどの金属メッキ層であってよい。下導電電極層７２は、バックライトモジュール６０の反射機能を実現するとともに、圧力検出ユニットの電極層になることができ、かつフレキシブルプリント基板のアースに電気的に接続されている。
一実施形態において、前記圧力検出ユニットの上導電電極層７１は液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に位置することができる。具体的に、上導電電極層は液晶機能層５０の基板５４の下面に位置してもよく、下偏光フィルム５５の上面または下面に位置してもよい。前記圧力検出ユニットの下導電電極層７２はバックライトモジュール６０の反射フィルム６６の下方に位置する。圧力検出ユニットにおいて、圧力を検出するための複数のコンデンサー検出装置の上導電電極層７１を透明基板に形成してもよい。例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの上にさせ、次に、表示ユニットの液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に接着させるようにしてもよい。前記上導電電極層も、カーボンナノチューブ材料、グラフェン薄膜材料または金属網（metal mesh）で構成されてよい。
図８に示すとおり、本発明の他の実施形態に係るタッチディスプレイ装置１００は、保護カバー１０、タッチ検出ユニット２０、表示ユニット及び圧力検出ユニットを含む。表示ユニットは前記液晶機能層５０とバックライトモジュール６０を含む。圧力検出ユニットは上導電電極層７１と下導電電極層７２を含む。上導電電極層７１は液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に位置する。前記タッチディスプレイ装置１００は反射フィルム６６の下方に位置する保護金属フィルム６８を更に含む。保護金属フィルム６８の周辺は前記保護カバー１０を支持して保護する。一実施例において、タッチ検出ユニット２０が保護カバー１０の下面に直接設けられているので、保護金属フィルム６８の周辺はタッチ検出ユニット２０を支持することもできる。
下導電電極層７２は保護金属フィルム６８の上面に位置する。反射フィルム６６と保護金属フィルム６８との間には隙間６９が形成される。他の実施例において、前記隙間６９に柔軟弾性材料、例えば、海綿、多孔材料などを充填してもよい。
他の実施例において、前記保護金属フィルム６８を下導電電極層７２としても利用することもできる。すなわち、保護金属フィルム６８と上導電電極層７１で複数のコンデンサー検出装置を構成することにより、タッチ時圧力の大きさと位置を検出するようにしてもよい。
図９に示すとおり、本発明の他の実施形態に係るタッチディスプレイ装置１００は、保護カバー１０、タッチ検出ユニット２０、表示ユニット及び圧力検出ユニットを含む。表示ユニットは前記液晶機能層５０とバックライトモジュール６０を含む。圧力検出ユニットは上導電電極層７１を含む。上導電電極層７１は液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に位置する。前記タッチディスプレイ装置１００は導電性インナーフレーム９０を更に含む。該導電性インナーフレーム９０は、バックライトモジュール６０の下方に位置し、保護カバー１０とタッチ検出ユニット２０を支持し保護する。導電性インナーフレーム９０とバックライトモジュール６０との間には隙間９９が形成される。導電性インナーフレーム９０は全体或いは一部分が導電材料で製作される。導電性インナーフレーム９０は、圧力検出ユニットの下導電電極層７２として上導電電極層７１と共に複数のコンデンサー検出装置を構成する。本実施例において、下導電電極層としての導電性インナーフレーム９０は一体型電極である。導電性インナーフレーム９０に対してタッチディスプレイ装置１００と共通な接地をしてよい。
上述した実施例の圧力検出ユニットにおいて、圧力を検出するための複数のコンデンサー検出装置を構成する上導電電極層７１を透明基板上に形成するようにしてよい。例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などに形成してよい。次に、これらを表示ユニットの液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に接着させる。他の実施例において、上導電電極層７１を液晶機能層５０の基板５４の下面に、または下偏光フィルムの上面や下面に形成させてもよい。
図１０は圧力検出ユニットの上導電電極層７１の構造の一例を示す図である。上導電電極層７１は透明基板７１０と当該透明基板７１０上に形成された複数の帯状の導電電極とを含む。透明基板７１０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明有機薄膜材料で構成されてよい。上導電電極層７１の電極パターンは、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）薄膜をレーザーで照射する或いはエッチングすること、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）上に導電プラズマを印刷すること、カーボンナノチューブ材料またはグラフェン薄膜をレーザーで照射することなどにより、形成することができる。前記上導電電極層７１が形成された後、これを液晶機能層５０とバックライトモジュール６０との間に接着させる。上導電電極層７１をガラスなどの透明材料で構成された液晶機能層５０の基板５４の下面に直接形成してもよい。すなわち、基板５４上に導電層を形成した後、所定のコンデンサー検出装置に必要な電極パターンを形成する。
図１１は圧力検出ユニットの下導電電極層７２の構造の一例を示す図である。下導電電極層７２は、フレキシブル基板７２０と、当該フレキシブル基板７２０上に形成される複数の帯状の導電電極とを含む。フレキシブル基板７２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明有機薄膜材料、或いはフレキシブルプリント基板などの不透明フレキシブル材料で構成されてよい。下導電電極層７２の電極パターンは、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）薄膜をエッチングすること、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）上に導電プラズマを印刷すること、カーボンナノチューブ材料またはグラフェン薄膜をレーザーで照射することなどにより形成することができる。
上導電電極層７１の電極と下導電電極層７２の電極とは互いに垂直に配列され、水平の２Ｄ平面で所定の面積を有する交差区域が形成されることにより、タッチ力を検出するための複数のコンデンサー検出装置を形成することができる。形成されたコンデンサー検出装置の容量値を検出する方法として、従来のコンデンサータッチ型表示装置の検出方法を採用することができる。前記上導電電極層７１と下導電電極層７２の複数の帯状の電極は、上記以外の形状に形成されてもよい。例えば、複数の電極塊が繋がっているチェーン状に形成されてもよい。
図１２は上導電電極層７１と下導電電極層７２の電極のもう一つの構造例を示す図である。該導電電極層において、導電電極はマトリックス状に分布される。前記導電電極層は、上記実施例の圧力検出ユニット中のいずれか１つの導電電極層であってよい。図１２に示される導電電極層が上導電電極層であるとき、下導電電極層は導電性インナーフレームなどの全面式電極であることができる。もちろん、下導電電極層は、上導電電極層の電極パターンと同様な電極パターンを有するようにしてもよい。また、上導電電極層７１が図１２に示された導電電極のパターンを有するとき、下導電電極層は、バックライトモジュールの反射フィルムに含まれる銀メッキ反射層或いはその他の導電光反射メッキ層などの全面式電極であってもよい。導電メッキ層が光線反射機能を有していないとき、下導電電極層は上導電電極層の電極パターンと同様な電極パターンを有してもよい。前記上導電電極層は複数の電極塊を含み、これら電極塊の形状は帯状、四角形、菱形、円形、他の不規則の塊状または帯状であってもよい。前記電極塊の形状は、前記形状の電極の内部を中空にした形状であってもよい。前記複数の電極塊と下導電電極層により、保護カバー上に印加される圧力情報を検出できる複数のコンデンサー検出装置が構成される。
前記圧力検出装置を構成する導電電極層は金属網（metal mesh）で構成されてもよい。すなわち、基板上に導電金属網を形成することにより所望の電極パターンを得るようにしてもよい。
本発明は、コンデンサーの容量値を監視することにより、タッチ操作の圧力信号を獲得し、圧力信号に誘導されるコンデンサー検出装置を構成し、複数箇所のタッチ圧力信号を同時検出することができ、かつ精度が高い利点を有している。また、コンデンサー検出装置を表示ユニットのバックライトモジュールや、液晶機能層とバックライトモジュールとの間に設けることにより、タッチディスプレイ装置の厚さが増加することを防止することができる。
上述したとおり、本発明の事項が特許法の要件を満たすと思料し、特許法によって特許を出願する。以上、本発明の好適な実施例を詳述してきたが、本発明の構成は上記の実施例に限定されるものではない。本技術分野の当業者は本発明の要旨を逸脱しない範囲内で設計の変換等を行うことができる。
１０ 保護カバー
２０ タッチ検出ユニット
１００ タッチディスプレイ装置
５０ 液晶機能層
５１ 上偏光フィルム
５２ 光学フィルタ
５３ 液晶層
５３１ 画素電極
５３２ 公共電極
５４ 基板
５５ 下偏光フィルム
６０ バックライトモジュール
６１ 上拡散フィルム
６２ 上プリズムフィルム
６３ 下プリズムフィルム
６４ 下拡散フィルム
６５ 導光板
６６ 反射フィルム
６６１ 保護層
６６２ 導電光反射メッキ層
６６３ 第一基礎層
６６４ 樹脂積層
６６５、６６８ 接着剤層
６６６ 基礎層
６６７ 表面塗装層
６６９ 第二基礎層
６７ 光源
６８ 保護金属フィルム
６９、９９ 隙間
７１ 上導電電極層
７１０ 透明基板
７２ 下導電電極層
７２０ フレキシブル基板
９０ 導電性インナーフレーム
２０ タッチ検出ユニット
１００ タッチディスプレイ装置
５０ 液晶機能層
５１ 上偏光フィルム
５２ 光学フィルタ
５３ 液晶層
５３１ 画素電極
５３２ 公共電極
５４ 基板
５５ 下偏光フィルム
６０ バックライトモジュール
６１ 上拡散フィルム
６２ 上プリズムフィルム
６３ 下プリズムフィルム
６４ 下拡散フィルム
６５ 導光板
６６ 反射フィルム
６６１ 保護層
６６２ 導電光反射メッキ層
６６３ 第一基礎層
６６４ 樹脂積層
６６５、６６８ 接着剤層
６６６ 基礎層
６６７ 表面塗装層
６６９ 第二基礎層
６７ 光源
６８ 保護金属フィルム
６９、９９ 隙間
７１ 上導電電極層
７１０ 透明基板
７２ 下導電電極層
７２０ フレキシブル基板
９０ 導電性インナーフレーム
Claims (19)
- 保護カバーと、
前記保護カバーに印加されるタッチ信号を検出するタッチ検出ユニットと、
順に積層された上偏光フィルム、光学フィルタ、液晶層、基板及び下偏光フィルムを含む液晶機能層と、順に積層された上拡散フィルム、上プリズムフィルム、下プリズムフィルム、下拡散フィルム、導光板及び反射フィルムを含むバックライトモジュールとを含む表示ユニットと、
コンデンサー検出装置を構成する上導電電極層と下導電電極層が含まれることにより前記保護カバーに印加される圧力信号を検出する圧力検出ユニットであって、前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に位置し、前記下導電電極層は前記反射フィルムの両側のうち前記導光板から離れている側に位置する圧力検出ユニットとを含むタッチディスプレイ装置。 - 前記上導電電極層は、前記液晶機能層の基板の下面、または下偏光フィルムの上面或いは下面に形成される請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記上導電電極層は透明基板上に形成され、該透明基板と前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に設けられる請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記透明基板と前記上導電電極層は前記液晶機能層の基板の下面に形成される請求項３に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記下導電電極層は保護金属フィルムである請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記反射フィルムの下方に設けられる保護金属フィルムを更に含み、該保護金属フィルムの辺縁は前記保護カバーを支持する請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記下導電電極層は保護金属フィルムの上面に位置し、前記下導電電極層と前記反射フィルムとの間には隙間が形成され、該隙間には弾性材料が充填される請求項６に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記上導電電極層はフレキシブル基板と当該フレキシブル基板上に形成される複数の帯状の導電電極とを含む請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
- 保護カバーと、
前記保護カバーに印加されるタッチ信号を検出するタッチ検出ユニットと、
液晶機能層と、反射フィルムが含まれるバックライトモジュールとを具備する表示ユニットと、
前記保護カバーに印加される圧力信号を検出する圧力検出ユニットであって、上導電電極層と下導電電極層を含み、該上導電電極層と該下導電電極層とによって保護カバーに印加される圧力信号を検出するコンデンサー検出装置を構成し、前記上導電電極層が前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に位置し、前記下導電電極層が前記反射フィルム内に設けられる圧力検出ユニットとを含むタッチディスプレイ装置。 - 前記液晶機能層は、順に積層された上偏光フィルム、光学フィルタ、液晶層、基板及び下偏光フィルムを含み、前記バックライトモジュールは、積層に設けられる上拡散フィルム、上プリズムフィルム、下プリズムフィルム、下拡散フィルム、導光板及びゴム製フレームを含み、前記反射フィルムは前記ゴム製フレームの両側のうち前記導光板から離れている側に設けられる請求項９に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記上導電電極層は、前記液晶機能層の基板の下表面、または下偏光フィルムの上面或いは下面に形成される請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記上導電電極層は透明基板と当該透明基板上に形成される複数の電極塊とを含み、前記上導電電極層は前記液晶機能層と前記バックライトモジュールとの間に設けられる請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 各電極塊の形状は、帯状、四角形、菱形、円形、又はその他の不規則な多辺形である請求項１２に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記電極塊は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）薄膜材料、グラフェン薄膜材料、カーボンナノチューブ材料または金属網で製作される請求項１２に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記反射フィルムは基礎層と当該基礎層上に積層される保護層とを含み、前記下導電電極層は前記基礎層と保護層の下に設けられる導電光反射メッキ層である請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記反射フィルムは基礎層と当該基礎層上に積層される樹脂層とを含み、該樹脂層はバックライトの光線を反射し、前記下導電電極層は前記樹脂層の下面に設けられる請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記反射フィルムは、順に積層された第一基礎層、反射メッキ層、表面塗装層、接着剤層、導電反射メッキ層及び第二基礎層を含み、前記下導電電極層は、前記接着剤層と前記第二基礎層の下方に位置する導電光反射メッキ層である請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記表示ユニットはフレキシブルプリント基板を含み、前記ゴム製フレームには導電部品が設けられ、前記下導電電極層には露出部分が設けられ、前記導電部品は前記フレキシブルプリント基板と前記露出部分とを電気的に接続させる請求項１０に記載のタッチディスプレイ装置。
- 前記圧力信号はタッチ力の大きさの情報とタッチ位置の情報を含む請求項９に記載のタッチディスプレイ装置。
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