JP4010509B2 - Touch-input type LCD device - Google Patents
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Description
本発明は、屋内での蛍光灯などの反射光や屋外での外光に起因する反射光を抑え、コントラストが高く、視認性の高いタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a touch-input type liquid crystal display device that suppresses reflected light from an indoor fluorescent lamp or the like, or reflected light caused by outside light outdoors, and has high contrast and high visibility.
従来より、タッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置の構成としては、透明タッチパネル1の下側に液晶ディスプレイ2を備え、透明タッチパネル1は可動側シート20と固定側シート21とが空間層7を介して配置されており、液晶ディスプレイ2の上下面には上側偏光板8並びに下側偏光板9が配置されているものがある(図4参照)。
Conventionally, a touch input type liquid crystal display device includes a
また、コントラストを高めるために、液晶ディスプレイ2の上面に上側偏光板8を配置するかわりに、透明タッチパネル1の可動側シート20の上面に上側偏光板8を配置したものもある(図5参照)。
In addition, in order to increase the contrast, instead of arranging the upper polarizing
しかしながら、上記構成のようなタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置では、図6に示すような蛍光灯504などのある部屋や図7に示すような屋外においては、タッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置を有する携帯用パーソナルコンピュータ502又は携帯用端末機500にペン503又は501により入力作業を行うとき、液晶ディスプレイ装置の透明タッチパネル1の空間層と固定側シートの上面に施された固定電極部との界面および透明タッチパネル1の最上面の2ケ所での光の反射があるため、表示画面が非常に見にくいものであった。これは、屈折率の低い媒体から高い媒体へ光が通過する際、その屈折率の差が大きいほど界面での光の反射が起こるためである。
However, in the touch-input type liquid crystal display device having the above-described configuration, the mobile phone having the touch-input type liquid crystal display device is used in a room with a
透明タッチパネル1の可動側シート20の上面に上側偏光板8を配置する構成の場合、上側偏光板8上面を梨地状に形成して反射光を防ぐ方法もあるが、十分に反射光を抑えることができない。
In the case of the configuration in which the upper polarizing
従って、本発明の目的は、上記問題点を解決することにより、蛍光灯などのある部屋や屋外においても、低反射でコントラストが高く、視認性の高いタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a touch-input type liquid crystal display device having low reflection, high contrast, and high visibility even in a room with a fluorescent lamp or the like and by solving the above problems. It is.
上記目的を達成するため、本発明は、透明タッチパネルの下側に液晶ディスプレイを備えたタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置において、可視領域の中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与えるとともに下面に可動電極部を備える上側光学位相差フィルムと、上記可視領域の上記中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与えるとともに上面に光学等方性を有する透明樹脂板及び光学等方性フィルムを順次介して固定電極部を備える下側光学位相差フィルムとが空間層を介して配置された上記透明タッチパネルの上面に上側偏光板が配置され、上記液晶ディスプレイの下面に下側偏光板が配置され、上記上側光学位相差フィルムの光軸と上記上側偏光板の吸収軸とのなす角度が約45゜であり、上記下側光学位相差フィルムの光軸と上記液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光とのなす角度が約45゜であり、上記上側光学位相差フィルムの光軸と上記下側光学位相差フィルムの光軸の角度が約90゜であり、上記液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光と上記上側偏光板の吸収軸とのなす角度が90°であり、上記光学等方性フィルムに上記固定電極部が直接形成されているように構成した。To achieve the above object, according to the present invention, in a touch input type liquid crystal display device having a liquid crystal display under the transparent touch panel, a phase delay of ¼ wavelength is given to incident light having a central wavelength in the visible region. And an upper optical phase difference film having a movable electrode portion on the lower surface, a transparent resin plate having optical isotropy on the upper surface, and a phase delay of ¼ wavelength with respect to the incident light having the central wavelength in the visible region An upper polarizing plate is disposed on the upper surface of the transparent touch panel in which a lower optical phase difference film having a fixed electrode portion is sequentially disposed through an isotropic film, and a lower layer is disposed on the lower surface of the liquid crystal display. A polarizing plate is disposed, and an angle formed by an optical axis of the upper optical retardation film and an absorption axis of the upper polarizing plate is about 45 °, and the lower optical retardation film is Of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display and the linearly polarized light desired to be emitted from the apparatus surface is about 45 °, and the optical axis of the upper optical retardation film and the lower optical position are The angle of the optical axis of the retardation film is about 90 °, and the angle between the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display and the absorption axis of the upper polarizing plate is 90 °. The fixed electrode portion is formed directly on the optical isotropic film.
本発明に係るタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置は、以上のような構成及び作用からなるので、以下のような効果を奏する。 Since the touch-input type liquid crystal display device according to the present invention is configured and operated as described above, the following effects can be obtained.
すなわち、上側偏光板の吸収軸と上側光学位相差フィルムの光軸とのなす角度を約45゜に配置することにより、円偏光あるいは略円偏光となって透明タッチパネルの空間層に入り、反射された円偏光あるいは略円偏光が再び上側光学位相差フィルムを通過して上側偏光板の透過軸と垂直の直線偏光になるため、反射光が抑えられる。ここで、上側偏光板8の吸収軸とは、フィルム素材の延伸方向に平行な軸のことである。上側偏光板8を通る光は偏光され、吸収軸と直交する方向のみの直線偏光として上側偏光板8より出射する。なお、吸収軸と直交する軸を透過軸と呼ぶ。この上側偏光板8について直線偏光を透過させるには、透過軸と方向が一致するようにしなければならない。方向が一致しない直線偏光は上側偏光板8を透過することができない。
That is, by arranging the angle formed by the absorption axis of the upper polarizing plate and the optical axis of the upper optical retardation film to be about 45 °, it becomes circularly polarized light or substantially circularly polarized light and enters the space layer of the transparent touch panel and is reflected. Since the circularly polarized light or substantially circularly polarized light passes through the upper optical retardation film again and becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the upper polarizing plate, reflected light is suppressed. Here, the absorption axis of the upper polarizing
また、下側光学位相差フィルムの光軸を上側光学位相差フィルムの光軸に対して約90゜の角度になるように、さらに液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光に対して約45゜の角度になるように透明タッチパネルと液晶ディスプレイとの間に配置することで、観察者側から見たときの表示画面の色付きを抑え、コントラストの高い、色付きのない表示画面が得られる。なお、上記液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光は、上記上側偏光板の吸収軸と90°の角度をなす関係にある。 In addition, the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display should be emitted from the surface of the apparatus so that the optical axis of the lower optical retardation film is at an angle of about 90 ° with respect to the optical axis of the upper optical retardation film. By placing it between the transparent touch panel and the liquid crystal display so that it is at an angle of about 45 ° to the linearly polarized light, it suppresses the coloring of the display screen when viewed from the viewer side, and has high contrast and no color. A display screen is obtained. Of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display, the linearly polarized light that is desired to be emitted from the surface of the apparatus has a relationship of forming an angle of 90 ° with the absorption axis of the upper polarizing plate.
以上の改善により、本発明にかかる透明タッチパネルを備えた液晶ディスプレイは、蛍光灯などのある部屋や屋外においても反射が少なく、高コントラストで非常に視認性の良い表示画面を得ることができる。 By the above improvement, the liquid crystal display provided with the transparent touch panel according to the present invention can obtain a display screen with high contrast and very good visibility with little reflection even in a room with a fluorescent lamp or the like.
本発明は、以上のような構成及び作用からなるので、上側偏光板およびその背後の各層により屋内での蛍光灯などの反射光や屋外での外光に起因する反射光を抑え、コントラストが高く、視認性の高いタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置が得られる。 Since the present invention is configured and operated as described above, the upper polarizing plate and the respective layers behind it suppress reflected light from indoor fluorescent lamps and reflected light caused by outside light outdoors, and have high contrast. Thus, a highly visible touch input type liquid crystal display device can be obtained.
以下、図面を参照して本発明における種々の実施形態にかかるタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置及びその製造方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a touch input type liquid crystal display device according to various embodiments of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る抵抗膜方式のタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置(反射型STN)を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a resistive touch type liquid crystal display device (reflection type STN) according to the present invention.
図中、1は上記透明タッチパネル、2は液晶ディスプレイ、3は可動電極部、4は上側光学位相差フィルム、5は固定電極部、6は下側光学位相差フィルム、7は空間層、8は上側偏光板、9は下側偏光板、10はスペーサ、12は光学等方性フィルム、14は光学補償位相差板、15は反射板、16は透明樹脂板をそれぞれ示す。 In the figure, 1 is the above transparent touch panel, 2 is a liquid crystal display, 3 is a movable electrode part, 4 is an upper optical phase difference film, 5 is a fixed electrode part, 6 is a lower optical phase difference film, 7 is a space layer, 8 is An upper polarizing plate, 9 is a lower polarizing plate, 10 is a spacer, 12 is an optical isotropic film , 14 is an optical compensation phase difference plate, 15 is a reflection plate, and 16 is a transparent resin plate.
可動電極部3は、可撓性を有する透明導電膜3aやリード線3b等により構成される。可動電極部3を形成する材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくは、インジウムチンオキサイト(ITO)等の金属酸化物、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、又は、パラジウムなどがある。 The movable electrode portion 3 is composed of a transparent transparent conductive film 3a, a lead wire 3b, and the like. As a material for forming the movable electrode section 3, tin oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide, cadmium oxide, metal oxides such as indium tin oxide (ITO), and the like are mainly composed of these metal oxides. There are a composite film, gold, silver, copper, tin, nickel, aluminum, palladium, and the like.
上側光学位相差フィルム4は、直線偏光を分解した互いに直交する2成分の偏光に時間的な位相のズレを与えることにより、直線偏光を円偏光あるいは略円偏光に変える機能を持ち、一方の偏光を可視領域の中心波長の入射光に対し1/4波長だけ位相を遅らせる機能を持たせた透明のフィルムのことである。すなわち、この上側光学位相差フィルム4を用いることにより、直線偏光を分解した互いに直交する2成分の偏光の一方が、可視領域の中心波長約550nmの1/4波長つまり約138nmの位相遅れを生ずる。この場合、直交する2成分の偏光の振幅が等しければ円偏光となり、そうでなければ楕円偏光となる。なお、ここで、「可視領域の中心波長約550nm」としたのは、一例として、可視領域の中心波長を約550nmとしたのであり、このように約550nmとしたのは、以下の理由による。すなわち、可視領域の中心波長を人間の視感度曲線との関係で考えると、人間の可視光領域は約400nm〜700nmであるが、その中で視感度のピークは約550nmにあるため、この約550nmの波長での光反射を抑えることにより、人間の目で反射を感じないようにすることができるためである。 The upper optical retardation film 4 has a function of changing linearly polarized light into circularly polarized light or substantially circularly polarized light by giving a temporal phase shift to two orthogonally polarized light components obtained by decomposing the linearly polarized light. Is a transparent film having a function of delaying the phase by ¼ wavelength with respect to incident light having a central wavelength in the visible region. That is, by using the upper optical phase difference film 4, one of two orthogonally polarized light components obtained by decomposing linearly polarized light causes a quarter wavelength of the center wavelength of the visible region of about 550 nm, that is, a phase delay of about 138 nm. . In this case, if the amplitudes of the two orthogonally polarized components are equal, the circularly polarized light is obtained. Otherwise, the elliptically polarized light is obtained. Here, “the central wavelength of the visible region is about 550 nm” is, for example, that the central wavelength of the visible region is about 550 nm. The reason why the central wavelength is about 550 nm is as follows. That is, when the central wavelength of the visible region is considered in relation to the human visibility curve, the human visible light region is about 400 nm to 700 nm, and the peak of visibility is about 550 nm. This is because by suppressing light reflection at a wavelength of 550 nm, it is possible to prevent the human eye from feeling the reflection.
上記上側光学位相差フィルム4は、タッチパネルのペンや指の入力部としての機能も兼ねているため、入力を容易にするために可撓性を備えていなければならない。 The upper optical phase difference film 4 also has a function as an input part of a touch panel pen or a finger, and therefore must have flexibility in order to facilitate input.
また、上側光学位相差フィルム4は、可動電極部3の形成および回路形成の際に高温処理されるので、使用するフィルム素材に150℃以上の耐熱性が要求される。熱変形温度が低い(言い換えれば後述するように150℃未満の)フィルム素材では、2成分の偏光の位相遅れの値であるリタデーション値が高温処理によって変化し、本発明の上記実施形態に係るタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置の構成では、表示画面の視認性が劣る。ところが、熱変形温度が高い(言い換えれば後述するように150℃以上の)フィルム素材ほど高温処理時のリタデーション値の変化が実用上無視できる程度まで小さくなることがわかった。このような材料としては、150℃以上の熱変形温度を有する一軸延伸された高分子フィルム、たとえば、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ノルボルネン系樹脂、又は、ポリスルホンなどである。特に、フィルム素材としては、170℃以上の熱変形温度を有する一軸延伸されたポリアリレート、ポリエーテルスルホン、又は、ポリスルホンフィルムなどが好ましい。 Moreover, since the upper optical phase difference film 4 is processed at a high temperature when the movable electrode portion 3 is formed and the circuit is formed, the film material to be used is required to have a heat resistance of 150 ° C. or higher. In a film material having a low thermal deformation temperature (in other words, less than 150 ° C. as will be described later), the retardation value, which is a phase delay value of two-component polarized light, is changed by high-temperature treatment, and the touch according to the embodiment of the present invention. In the configuration of the input type liquid crystal display device, the visibility of the display screen is poor. However, it has been found that a film material having a higher thermal deformation temperature (in other words, 150 ° C. or higher as will be described later) has a smaller change in retardation value during high-temperature processing to a practically negligible level. Examples of such a material include a uniaxially stretched polymer film having a heat distortion temperature of 150 ° C. or higher, such as polyarylate, polyethersulfone, norbornene resin, or polysulfone. In particular, the film material is preferably uniaxially stretched polyarylate, polyethersulfone, or polysulfone film having a heat distortion temperature of 170 ° C. or higher.
このように、上側光学位相差フィルム4のフィルム素材として150℃以上の熱変形温度を有するフィルム素材を用いる理由、さらに170℃以上の熱変形温度を有することが好ましい理由について以下に詳細に説明する。 The reason why a film material having a heat deformation temperature of 150 ° C. or higher is used as the film material of the upper optical retardation film 4 and the reason why it is preferable to have a heat deformation temperature of 170 ° C. or higher will be described in detail below. .
まず、上側光学位相差フィルム4のフィルム素材として、150℃以上の熱変形温度を有するフィルム素材を用いる理由を以下に説明する。 First, the reason why a film material having a heat deformation temperature of 150 ° C. or higher is used as the film material of the upper optical retardation film 4 will be described below.
一般に、上側光学位相差フィルム4のフィルム素材の熱変形温度以上の熱を上側光学位相差フィルム4のフィルム素材に加えると、その熱により上側光学位相差フィルム4のフィルム素材は変形、歪みなどの劣化を起こす。その場合、上側光学位相差フィルム4は1/4波長の位相差(リタデーション)を保つことができなくなり、その結果、反射を抑えたり、正確な画像を得たりすることができなくなる。したがって、本実施形態で上側光学位相差フィルム4に対して行われる後述する各熱処理の温度によって、使用できるフィルム素材が限定されることになる。 In general, when heat equal to or higher than the heat deformation temperature of the film material of the upper optical retardation film 4 is applied to the film material of the upper optical retardation film 4, the film material of the upper optical retardation film 4 is deformed or distorted by the heat. Causes deterioration. In that case, the upper optical retardation film 4 cannot maintain a quarter-wave retardation (retardation), and as a result, it is not possible to suppress reflection or obtain an accurate image. Therefore, the film material that can be used is limited by the temperature of each heat treatment described later performed on the upper optical retardation film 4 in the present embodiment.
なお、上側光学位相差フィルム4のフィルム素材の熱変形温度が低く(例えば150℃未満)ても、その低い熱変形温度未満の温度で上記熱処理すればその熱による上側光学位相差フィルム4のフィルム素材の変形、劣化は起きないが、その場合、当然、上記熱処理する意味がなくなる、すなわち、後述するような上記熱処理で得られる数々の効果が得られなくなる。 上側光学位相差フィルム4を製造するときの熱処理について、工程順、すなわち熱処理(1)から熱処理(3)の順に以下に説明する。 Even if the heat distortion temperature of the film material of the upper optical retardation film 4 is low (for example, less than 150 ° C.), if the heat treatment is performed at a temperature lower than the lower heat deformation temperature, the film of the upper optical retardation film 4 due to the heat is used. The material is not deformed or deteriorated, but in that case, of course, the meaning of the heat treatment is lost, that is, a number of effects obtained by the heat treatment as described later cannot be obtained. The heat treatment for manufacturing the upper optical retardation film 4 will be described below in the order of steps, that is, in the order of heat treatment (1) to heat treatment (3).
熱処理(1)
通常は、液晶ディスプレイ装置の上側光学位相差フィルム4を多数枚連続して製造するため、1枚又は任意の枚数の上側光学位相差フィルム4に対応する1枚のフィルム素材を連続的に連結したロール状のフィルム素材が用意されている。このようなロール状のフィルム素材に、可動電極部3の一部を構成する透明導電膜を形成する前に、上記フィルム素材中の残留溶剤を除去するため、できるだけ高温で熱処理を所定時間行う必要がある。これは、フィルム素材中に残留溶剤が存在すると、透明導電膜をフィルム素材に安定して形成することが不可能となる為である。よって、フィルム素材中の残留溶剤を除去したのち、優れた安定性を持ち且つ高強度を持つ透明導電膜をフィルム素材に形成するためには、150℃以上の高温の下で所定時間だけ残留溶剤を除去する熱処理を行ったのち、透明導電膜をフィルム素材上に成膜する必要が有る。この理由は、150℃未満の温度下では残留溶剤を十分に除去することができず、優れた安定性及び高強度を持つ透明導電膜をフィルム素材上で形成することは到底できない。したがって、上記フィルム素材中の残留溶剤除去のため、上記フィルム素材すなわち上側光学位相差フィルム4の熱変形温度は150℃以上である必要がある。
Heat treatment (1)
Usually, in order to continuously manufacture a large number of upper optical retardation films 4 of a liquid crystal display device, one film material corresponding to one or any number of upper optical retardation films 4 is continuously connected. Roll-shaped film material is prepared. In order to remove the residual solvent in the film material before forming the transparent conductive film constituting a part of the movable electrode portion 3 on such a roll-shaped film material, it is necessary to perform a heat treatment at a high temperature for a predetermined time. There is. This is because if the residual solvent is present in the film material, it becomes impossible to stably form the transparent conductive film on the film material. Therefore, after removing the residual solvent in the film material, in order to form a transparent conductive film having excellent stability and high strength on the film material, the residual solvent is kept at a high temperature of 150 ° C. or higher for a predetermined time. It is necessary to form a transparent conductive film on the film material after the heat treatment for removing the film. This is because the residual solvent cannot be sufficiently removed at temperatures below 150 ° C., and a transparent conductive film having excellent stability and high strength cannot be formed on the film material. Therefore, in order to remove the residual solvent in the film material, the heat distortion temperature of the film material, that is, the upper optical retardation film 4 needs to be 150 ° C. or higher.
熱処理(2)
上記したように透明導電膜を上記フィルム素材に形成した後、上記ロール状のフィルム素材に対して、すでに形成された上記透明導電膜に接続される所望の回路を形成するために、まず、上記ロール状のフィルム素材を枚葉に裁断して、上側光学位相差フィルム4用のフィルム素材シートとする。そして、このフィルム素材シートに対して、必要に応じて、回路形成の際の寸法誤差をできるだけ小さくするための加熱処理を行う。この加熱処理は、100℃以上130℃未満で約1時間行うことが望ましい。したがって、フィルム素材の熱変形温度が130℃以上である必要があり、好ましくは150℃以上あれば十分である。
Heat treatment (2)
After forming the transparent conductive film on the film material as described above, in order to form a desired circuit connected to the transparent conductive film already formed on the roll-shaped film material, first, A roll-shaped film material is cut into a single sheet to obtain a film material sheet for the upper optical retardation film 4. And the heat processing for making the dimensional error at the time of circuit formation as small as possible is performed with respect to this film raw material sheet | seat as needed. This heat treatment is desirably performed at 100 ° C. or higher and lower than 130 ° C. for about 1 hour. Therefore, the heat deformation temperature of the film material needs to be 130 ° C. or higher, and preferably 150 ° C. or higher is sufficient.
熱処理(3)
フィルム素材シートに対する回路形成時には、上記透明導電膜に接続される上記所望の回路を形成したインキのバインダーの硬化および溶剤の除去のために、高温乾燥を行う。この高温乾燥は100℃以上150℃未満で30〜60分行う。したがって、フィルム素材の熱変形温度は150℃以上である必要がある。
Heat treatment (3)
At the time of forming a circuit on the film material sheet, high temperature drying is performed for curing the binder and removing the solvent of the ink that has formed the desired circuit connected to the transparent conductive film. This high temperature drying is performed at 100 ° C. or higher and lower than 150 ° C. for 30 to 60 minutes. Therefore, the thermal deformation temperature of the film material needs to be 150 ° C. or higher.
このように上記した熱処理(1)から(3)の各種の熱処理を行なうため、上側光学位相差フィルム4のフィルム素材としては、150℃以上の熱変形温度を有する一軸延伸された高分子フィルム、例えばポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、又は、ノルボルネン系樹脂などが挙げられる。上記フィルム素材としては、特に、170℃以上の熱変形温度を有する一軸延伸されたポリアリレート、ポリエーテルスルホン、又は、ポリスルホンフィルムなどが好ましい。上記したようにフィルム素材の熱変形温度が150℃以上あれば、各種熱処理に対応できるが、透明導電膜形成前に170℃以上に熱処理を行うことにより、透明導電膜の結晶化(すなわち高強度)が十分に行われるため、さらに安定な透明電極を得ることができる。170℃以上に熱処理を行うためには、フィルム素材の熱変形温度も熱処理温度以上の170℃以上である必要がある。 Thus, in order to perform the various heat treatments (1) to (3) described above, the film material of the upper optical retardation film 4 is a uniaxially stretched polymer film having a heat deformation temperature of 150 ° C. or higher, For example, polyarylate, polyethersulfone, polysulfone, or norbornene-based resin may be used. As the film material, uniaxially stretched polyarylate, polyethersulfone, polysulfone film or the like having a heat distortion temperature of 170 ° C. or higher is particularly preferable. As described above, if the heat distortion temperature of the film material is 150 ° C. or higher, it can be applied to various heat treatments. However, by performing the heat treatment at 170 ° C. or higher before forming the transparent conductive film, ) Is sufficiently performed, a more stable transparent electrode can be obtained. In order to perform heat treatment at 170 ° C. or higher, the thermal deformation temperature of the film material needs to be 170 ° C. or higher, which is higher than the heat treatment temperature.
また、図1中に描かれた部材19は、可動電極3と固定電極5に挟まれた空間層7の周囲の部分は両電極3,5を支持する上側光学位相差フィルム4と、固定電極部5を直接形成する基材とを接着する両面テープ19である。上記両面テープ19の代わりに粘着材でもよい。粘着材又は両面テープ19で使用する粘着剤としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、又は、それらの共重合体等が有り、両面テープとしては例えば日東電工製532等を用いるのが良い。
Further, the
固定電極部5は、可動電極部3と同様に、透明導電膜5aやリード線5b等により構成される。固定電極部5を形成する材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくは、インジウムチンオキサイト(ITO)等の酸化物、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、アルミニウム、又は、パラジウムなどがある。
The fixed
固定電極部5を直接形成する基材としては、透明光学等方性フィルム12(図1参照)を用いている。
A transparent optically isotropic film 12 ( see FIG. 1 ) is used as a substrate on which the fixed
上記固定電極部5を直接形成する透明光学等方性フィルム12も、上側光学位相差フィルム4と同様に、固定電極部5の形成及び回路形成の際に、高温処理される。
The transparent optical
次に、下側光学位相差フィルム6に透明導電膜を含む固定電極部5を直接設けない場合、すなわち、透明導電膜を含む固定電極部5が光学等方性フィルム12に形成されている場合は、以下のような特性が要求される。
Next, when the fixed
透明導電膜の設けられてない下側光学位相差フィルム6の材料としては、130℃以上の熱変形温度を有する一軸延伸された透明な高分子フィルム、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ノルボルネン系樹脂、又は、ポリスルホンなどが挙げられる。この場合は、上記上側光学位相差フィルム4の製造について述べたときのような各熱処理(1)〜(3)は関係ないので、150℃以上の熱変形温度を持つ必要はない。しかし、それでも130℃以上の熱変形温度は必要である。それは、熱変形温度が130℃未満だと、リタデーション値が経時的に変化するおそれがあるためである。
As a material of the lower
一方、固定電極部5を形成する光学等方性フィルム12としては、150℃以上の熱変形温度を有する未延伸の高分子フィルム、例えば、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、又は、ノルボルネン系樹脂等が好ましい。これは、光学等方性フィルム12は位相差値を有していないので、その点の問題はないが、それでも上記上側光学位相差フィルム4の製造について述べたときのような各熱処理(1)〜(3)を行なうので、それに耐えうる150℃以上の熱変形温度が必要であるためである。
On the other hand, as the optically
このように、ガラス基板ではなく下側光学位相差フィルム6や光学等方性フィルム12を用いることにより、ガラス基板を用いる場合と比較して軽量化が可能となる。
Thus, by using the lower
なお、本発明では、薄型化よりも押圧の安定性、耐久性を優先し、光学等方性フィルム12と下側光学位相差フィルム6との間(図1参照)に光学等方性を有する透明樹脂板16を配置している。
In the present invention, priority is given to pressing stability and durability over thickness reduction , and optical isotropy is provided between the optical
上記光学等方性を有する透明樹脂板16の材料としては、たとえば、ポリカーボネート系、アクリル系、ポリスチレン系などの透明性に優れる樹脂が用いられる。光学等方性を有する透明樹脂板16の厚みは例えば0.3〜5.0mmである。0.3mm未満になると、押圧の安定性、耐久性が悪くなるため、繰り返し入力により窪みなどの変形を生じやすい。また、5.0mmを超えると、ガラスよりも重くなり、携帯機器としては有効でない。
As the material of the
一方、対向配置された可動電極部3と固定電極部5との間に多数のスペーサー10が形成されており、指やペンなどで上側光学位相差フィルム4の上から押圧することにより、スペーサー10の無い領域で可動電極部3が固定電極部5に接触して入力が行われる。
On the other hand, a large number of
なお、図中のスペーサー10は、わかりやすいように誇張して描かれており、実際には目で認識することが困難になっている。実際の一例として、各スペーサー10の高さは1〜15μm、各スペーサー10である円柱の外径は30〜100μm、そして、スペーサー10は0.1mm〜10mmの間の一定値の間隔で配列されている。
In addition, the
上側光学位相差フィルム4の上面には、上側偏光板8を配置するが、その吸収軸は上側光学位相差フィルム4の光軸に対し約45゜傾けて配置する。ここに約45゜とは、直線偏光を円偏光あるいは略円偏光に変えさせるためであり、±3゜まで許容される。このように配置することにより、直交する2成分の偏光の振幅が等しくなり、上側光学位相差フィルム4を通過した直線偏光が円偏光あるいは略円偏光になる。
The upper
ここで、上側偏光板8の吸収軸が上側光学位相差フィルム4の光軸に対して45゜に対して±3゜まで許容される理由について説明する。
Here, the reason why the absorption axis of the upper
上側偏光板8の吸収軸が上側光学位相差フィルム4の光軸に対して正確に45°の角度をなすように配置されていない場合には、上側光学位相差フィルム4に入射した直線偏光は円偏光に変わらず、楕円偏光となる。
When the absorption axis of the upper
その後、反射によって戻ってきた円偏光は再び上側光学位相差フィルム4を通ることにより上側光学位相差フィルム4の上面より直線偏光として出射するが、反射によって戻ってきた楕円偏光は上側光学位相差フィルム4の上面より直線偏光に近い楕円偏光として出射する。完全な直線偏光の場合、この後、上側偏光板8の透過軸(スリットのようなもの)に直交するので、上側偏光板8の上面より出射せず、その結果、反射光を抑えることができる。一方、上記のように完全な直線偏光にならなかった場合、上側偏光板8の透過軸に直交する成分については出射を止められるが、上側偏光板8の透過軸に一致する成分は上側偏光板8の上面より出射する。つまり、余分な反射が残る。
Thereafter, the circularly polarized light that has returned by reflection passes through the upper optical phase difference film 4 again, and is emitted as linearly polarized light from the upper surface of the upper optical phase difference film 4, while the elliptically polarized light that has returned by reflection has an upper optical phase difference film. 4 is emitted as elliptically polarized light that is close to linearly polarized light from the upper surface of 4. In the case of perfect linearly polarized light, the light is not emitted from the upper surface of the upper
ただ、上側偏光板8の吸収軸が上側光学位相差フィルム4の光軸に対して正確に45°の角度にならなくとも±3゜以内であれば、ほとんど円偏光(すなわち略円偏光)と同じであり、最終的に上側偏光板8の上面(液晶ディスプレイ装置上面)から出射する反射光は無視できる。
However, if the absorption axis of the
次に、上側偏光板8の材料としては、一般的には、ポリビニルアルコールに、ヨウ素又は染料などの二色性色素を含浸せて延伸させ、表裏両面にトリアセチルセルロースのようなセルロース系の保護膜を被覆した可撓性のある厚み200μmの偏光板を用いる。そのような上側偏光板8としては、例えば、「日東電工製HEG1425DU」が挙げられる。
Next, as a material of the upper
透明タッチパネル1および上側偏光板8をこのような構成に配置することにより、以下のようにして外部から入射した光に起因する反射光を抑えることができる。
By disposing the
観察者側からの入射光は上側偏光板8を通り直線偏光となる。この直線偏光が上側偏光板8の吸収軸に対し光軸を約45゜傾けた中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与える上側光学位相差フィルム4を通過すると、直線偏光は互いが直交し振幅の等しい2つの偏光成分に分かれ、その一方の偏光成分が1/4波長の位相遅れを生じる。その結果、直線偏光から円偏光又は略円偏光に変わる。そして、最も界面での屈折率の差が大きい空間層7と固定電極部5の界面で反射された円偏光又は略円偏光は、再び上側光学位相差フィルム4を通過する。上側光学位相差フィルム4を通過した光は、円偏又は略円偏光光から直線偏光に変わるが、その際、直線偏光が最初に上側偏光板8を通った直線偏光に対して90゜変化し、上側偏光板8の透過軸に対してほぼ垂直の直線偏光となるため光が通過しなくなる。したがって、反射光が抑えられるのである。
Incident light from the viewer side passes through the upper
ここでいう略円偏光は極めて円偏光に近い状態である。上側偏光板8の吸収軸に対して上側光学位相差フィルム4の光軸が45゜角度をなすときに円偏光となり、それ以外で楕円偏光となる。本発明の上記実施形態では、上記角度について±3゜の許容差をもって上側偏光板8と上側光学位相差フィルム4とを配置するので、ここで「円偏光又は略円偏光」に変わるという場合の「略円偏光」は、この±3゜の許容範囲にある楕円偏光である。なお、上記上側光学位相差フィルム4の光軸とは、原材料となる上側光学位相差フィルム4のフィルム素材の延伸方向に平行な軸のことである。
The substantially circularly polarized light here is in a state very close to circularly polarized light. When the optical axis of the upper optical retardation film 4 is at an angle of 45 ° with respect to the absorption axis of the upper
また、上側偏光板8の吸収軸(又は吸収軸)は、フィルム素材の延伸方向に平行な軸のことである。上側偏光板8を通る光は偏光され、吸収軸と直交する方向のみの直線偏光として上側偏光板8より出射する。
Moreover, the absorption axis (or absorption axis) of the upper
なお、吸収軸と直交する軸を透過軸と呼ぶ。この上側偏光板8について直線偏光を透過させるには、透過軸と方向が一致するようにしなければならない。方向が一致しない直線偏光は上側偏光板8を透過することができない。
The axis orthogonal to the absorption axis is called the transmission axis. In order for this upper
液晶ディスプレイ2から発せられた直線偏光は、もともとバックライトからの光が上記で説明したように偏光板(この場合は下側偏光板)で直線偏光に変わり、その後、液晶ディスプレイ2を通ることによって、たとえばノーマリーホワイト表示モードの場合、しきい値電圧以下では上側偏光板8の透過軸と一致するように出射し、しきい値電圧を超えると上側偏光板8の透過軸と一致しないように出射したものである。なお、ノーマリーブラック表示モードの場合、逆にしきい値電圧を超えると上側偏光板8の透過軸と一致するように出射し、しきい値電圧以下では上側偏光板8の透過軸と一致しないように出射する。
The linearly polarized light emitted from the
また、上側偏光板8の吸収軸と同様に、下側偏光板9の吸収軸(又は吸収軸)は、フィルム素材の延伸方向に平行な軸のことである。下側偏光板9を通る光は偏光され、吸収軸と直交する方向のみの直線偏光として下側偏光板9より出射する。
Similarly to the absorption axis of the upper
また、観察者側から液晶ディスプレイ装置の表示画面を見たときの色付きを抑えるために、透明タッチパネル1の上側光学位相差フィルム4と液晶ディスプレイ2との間に中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与える下側光学位相差フィルム6を配置する。
Further, in order to suppress coloring when the display screen of the liquid crystal display device is viewed from the observer side, the incident light having the center wavelength is 1 / b between the upper optical phase difference film 4 of the
このとき、上側光学位相差フィルム4の光軸と下側光学位相差フィルム6の光軸は約90゜になるように配置しておく。ここに約90゜とは、下側光学位相差フィルム6を通過後の円偏光あるいは略円偏光を上側光学位相差フィルム4にて直線偏光に変えさせるためであり、±3゜まで許容される。
At this time, the optical axis of the upper optical phase difference film 4 and the optical axis of the lower side optical
さらに、液晶ディスプレイ2から発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光に対して、下側光学位相差フィルム6の光軸が約45゜になるように配置する。ここに約45゜とは、直線偏光を円偏光あるいは略円偏光に変えさせるためであり、±3゜まで許容される。なお、上面に固定電極部5を備えた下側光学位相差フィルム6を用いた構成の場合は、表示画面の色付きを抑えるとともに透明タッチパネル1の一部ともなっているので、新たに光学位相差フィルムを付加する必要はない。また、上記液晶ディスプレイ2から発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光は、上記上側偏光板8の吸収軸と90°の角度をなす関係にある。
Furthermore, it arrange | positions so that the optical axis of the lower side optical
液晶ディスプレイ2に用いられる液晶表示方式としては、透過型および反射型TN液晶表示方式や透過型および反射型STN表示方式などがあるが、いずれの液晶表示方式においても、液晶ディスプレイ2から発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光に対して、下側光学位相差フィルム6の光軸とのなす角度が約45゜になるように下側光学位相差フィルム6を配置すればよい。
The liquid crystal display system used for the
図1に示す液晶表示方式において、15は反射板である。また、図4に示す液晶表示方式において、13はバックライト導光板である。上記バックライト導光板13の一般的な構造であるエッジライト面発光装置を図2に示す。図2中、13aは線光源、13cは導光板、13dは光反射板、13eは光散乱層、13bは拡散シートを表す。線光源13aより導光板13c内に導かれた光は導光板13cの下面に形成された光散乱層13eおよび光反射板13dによって導光板13cの前面(図2では上面)より光が出射される。さらに、導光板13cの上面に設置された拡散シート13bにより導光板13cより出射した光を全体的に均一に面発光させる。In the liquid crystal display system shown in FIG. 1,
透過型及び反射型STN液晶表示方式の場合、液晶ディスプレイ2の構成として液晶セル2aの他に、図1に示すように、一般的に表示画面の色付きをなくし、コントラストを高めるための光学補償用位相差板14が液晶セル2aの上面に配置されている。
In the case of the transmission type and reflection type STN liquid crystal display systems, as a configuration of the
一般的なTN液晶表示の場合、図3に示すように、バックライト導光板13から出射された光は偏光板9を通過して直線偏光となる。この直線偏光がしきい値電圧以下で液晶ディスプレイ2を通過すると90゜ねじれた直線偏光となる。さらに、下側光学位相差フィルム6を通過した直線偏光は円偏光となり上側光学位相差フィルム4により再び直線偏光に戻る。このとき、2枚の光学位相差フィルムの光軸の角度が約90゜となるため、この直線偏光の方向はノーマリーホワイト表示モードの場合は上側偏光板8の吸収軸と直交する。つまり、透過軸と一致する。したがって、この直線偏光は偏光板8を通過して、観察者に光が届くことができるのである。
In the case of a general TN liquid crystal display, as shown in FIG. 3, the light emitted from the backlight
なお、本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。 While the present invention has been fully described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are to be understood as being included therein, so long as they do not depart from the scope of the present invention according to the appended claims.
1 上記透明タッチパネル
2 液晶ディスプレイ
3 可動電極部
4 上側光学位相差フィルム
5 固定電極部
6 下側光学位相差フィルム
7 空間層
8 上側偏光板
9 下側偏光板
10 スペーサ
12 光学等方性フィルム
13 バックライト導光板
13a 線光源
13b 拡散シート
13c 導光板
13d 光反射板
13e 光散乱層
14 光学補償位相差板
15 反射板
16 透明樹脂板
19 両面テープ
20 可動側シート
21 固定側シート
500 携帯用端末機
501 ペン
502 携帯用パーソナルコンピュータ
503 ペン
504 蛍光灯
DESCRIPTION OF
Claims (1)
可視領域の中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与えるとともに下面に可動電極部を備える上側光学位相差フィルムと、上記可視領域の上記中心波長の入射光に対し1/4波長の位相遅れを与えるとともに上面に光学等方性を有する透明樹脂板及び光学等方性フィルムを順次介して固定電極部を備える下側光学位相差フィルムとが空間層を介して配置された上記透明タッチパネルの上面に上側偏光板が配置され、上記液晶ディスプレイの下面に下側偏光板が配置され、上記上側光学位相差フィルムの光軸と上記上側偏光板の吸収軸とのなす角度が約45゜であり、上記下側光学位相差フィルムの光軸と上記液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光とのなす角度が約45゜であり、上記上側光学位相差フィルムの光軸と上記下側光学位相差フィルムの光軸の角度が約90゜であり、上記液晶ディスプレイから発せられた直線偏光のうち装置表面から出射させたい直線偏光と上記上側偏光板の吸収軸とのなす角度が90°であり、 An upper optical phase difference film that gives a phase delay of ¼ wavelength to incident light having a central wavelength in the visible region and includes a movable electrode portion on the lower surface; and ¼ wavelength with respect to incident light having the central wavelength in the visible region A transparent resin plate having an optical isotropy on the upper surface and a lower optical retardation film provided with a fixed electrode portion through the optical isotropy film in order on the upper surface and disposed through a space layer An upper polarizing plate is disposed on the upper surface of the touch panel, a lower polarizing plate is disposed on the lower surface of the liquid crystal display, and an angle formed by the optical axis of the upper optical retardation film and the absorption axis of the upper polarizing plate is about 45 °. The angle between the optical axis of the lower optical retardation film and the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display and desired to be emitted from the surface of the device is about 45 °, and the upper The angle between the optical axis of the optical retardation film and the optical axis of the lower optical retardation film is about 90 °. Of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display, the linearly polarized light to be emitted from the device surface and the upper polarized light The angle formed by the absorption axis of the plate is 90 °,
上記光学等方性フィルムに上記固定電極部が直接形成されているタッチ入力方式の液晶ディスプレイ装置。 A touch-input type liquid crystal display device in which the fixed electrode portion is directly formed on the optical isotropic film.
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