JP5020165B2 - 入力機能付き表示装置、および電子機器 - Google Patents
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電子機器では、近年、液晶装置などの表面に、タッチパネルと称せられる入力装置が配置
され、液晶装置の画像表示領域に表示された画像を参照しながら、情報の入力が行なえる
ものがある。
板および第2基板において、第1基板および第2基板の互いに対向する面に第1電極およ
び第2電極が各々形成された構造になっており、第2基板が押下されたときに第1電極と
第2電極との接触位置を検出することにより、入力座標を検出する。また、タッチパネル
としては、一枚の基板に電極を形成しておき、指などが接触あるいは近接した際、電極に
結合する静電容量が変化することを検知して入力座標を検出する静電容量型もある。ここ
で、静電容量型のタッチパネルは、抵抗膜型のタッチと違って、非接触で入力できるので
、耐久性に優れているなどの長所を有する一方、指で入力せざるを得ず、ペン入力ができ
ないなどの欠点がある。
重ね、複数種類の押下状態を検出可能としたものも提案されている(特許文献1参照)。
た場合、表示装置としての機能しか使われていない間も、タッチパネルを駆動制御するI
Cでは、無駄な電源供給や信号検出が行なわれるため、消費電力が大きいという問題点が
ある。
本発明では、抵抗膜型入力部に対して入力操作側に非接触で入力可能な入力部を構成し、抵抗膜型入力部は、非接触で入力可能な入力部への近接(すなわち非接触で入力可能な入力部への入力の検出)があるまでの間は入力検出を行なわない待機状態にあって、非接触で入力可能な入力部への近接(すなわち非接触で入力可能な入力部への入力の検出)によって、入力検出を行なう稼動状態に移行する。このため、消費電力を低く抑えることができる。特に、抵抗膜型入力部は、第1電極および第2電極に概ね、常時通電するため、消費電力が大きいが、本発明によれば、かかる抵抗膜型入力部を待機状態にするので、消費電力を確実に低く抑えることができる。しかも、非接触で入力可能な入力部では、指などが接触しなくても、利用者がこれから入力操作を行なおうと指を近接するだけで、かかる動作の有無を検出することができるので、抵抗膜型入力部を待機状態から稼動状態にスムーズに移行させることができる。
いては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に
縮尺を異ならしめてある。
(全体構成)
図1(a)、(b)は各々、本発明を適用した入力機能付き表示装置の構成を模式的に
示す説明図、およびその電気的構成を示すブロック図である。図2は、本発明を適用した
入力機能付き表示装置の断面構成を模式的に示す説明図である。なお、図2において、入
力装置の各電極、および液晶装置の画素電極や対向電極などについては数などを簡略化し
て示してある。
生成装置としての液晶装置5と、この液晶装置5において表示光を出射する側の面に重ね
て配置された入力装置1とを有している。
パネル5aを備えている。本形態において、液晶パネル5aは、透過型であるため、表示
光の出射側とは反対側にバックライト装置(図示せず)が配置される。また、液晶装置5
において、液晶パネル5aに対して表示光の出射側には第1偏光板81が重ねて配置され
、その反対側に第2偏光板82が重ねて配置されている。
板50に対して対向配置された透光性の対向基板60とを備えている。対向基板60と素
子基板50とは、枠状のシール材71により貼り合わされており、対向基板60と素子基
板50との間においてシール材71で囲まれた領域内に液晶層55(電気光学物質層)が
保持されている。
、対向基板60において、素子基板50と対向する面には共通電極68が形成されている
。なお、共通電極68は素子基板50の側に形成されることもある。また、対向基板60
が表示光の出射側に配置されることもある。
75がCOG実装されているとともに、張出領域59にはフレキシブル基板73が接続さ
れている。なお、素子基板50には、素子基板50上のスイッチング素子と同時に駆動回
路を形成することもある。
本形態の入力装置1は、液晶装置5に重ねて配置された抵抗膜型入力部2と、この抵抗
膜型入力部2に対して入力操作側に配置された静電容量型入力部4とを備えており、静電
容量型入力部4は、平面視で抵抗膜型入力部2に重なるように構成されている。
の第1基板10と、ガラス板やプラスチック板などからなる透光性の第2基板20とを備
えており、本形態では、第1基板10および第2基板20のいずれにもガラス板が用いら
れている。ここで、第1基板10と第2基板20とは、第1面11、21同士が所定の隙
間を介して対向するように、枠状のシール材31によって貼り合わされている。第2基板
20は入力操作側に配置され、第1基板10は液晶装置5の側に配置されている。このた
め、第2基板20は、第2面22を入力操作側に向けており、第1基板10は、第2面1
2を液晶装置5の側に向けている。このように構成した抵抗膜型入力部2では、入力を行
なう際、第2基板20が撓む必要があるので、第2基板20は、第1基板10より厚さが
薄く、可撓性を備えている。
はフレキシブル基板33が接続されている。かかるフレキシブル基板33は、抵抗膜型入
力部2から外部に信号を出力するための配線部材である。
Indium Tin Oxide)からなる透光性の第1電極15が形成され、第2基板20の第1面2
1にはITO膜からなる透光性の第2電極25が形成され、その内側は空気層になってい
る。第1基板10の第1面11には第1電極15から張出領域13に向けて配線パターン
(図示せず)が形成されており、かかる配線パターンによって、第1電極15からフレキ
シブル基板33への信号出力が可能になっている。また、シール31には、表面に金属層
が形成されたプラスチックビーズなどからなる基板間導通材30が配合されており、基板
間導通材30は、第1基板10の第1面11と第2基板20の第1面21との間に介在し
て、第2基板20の第1面21に形成されている第2電極25と、第1基板10の第1面
11に形成された配線パターン(図示せず)とを導電接続する。かかる基板間導通材30
および配線パターンによって、第2電極25からフレキシブル基板33への信号出力が可
能になっている。
で第1電極15と第2電極25とが接触するので、その接触位置を検出することにより、
入力座標を検出する。従って、抵抗膜型入力部2では、指やペンなどで第2基板20の所
定領域を押下することによって情報の入力を行なうことができる。
容量型入力部4を構成するための第3電極41、42が形成されており、かかる第3電極
41、42は、ITO膜からなる透光性導電膜からなる。第3電極41、42は、例えば
、互いに交差する方向に延在する複数列の電極パターンからなり、図2には、第3電極4
1、42を区別せずに模式的に示してある。ここで、第3電極41、42は、パッドと称
せられる広い面積の部分を備えている構成、左右逆向きの三角形状のパターンが交互に配
置された構成などが採用される。なお、第3電極41、42は、第2基板20の第2面2
2の端部まで延びており、かかる端部にはフレキシブル基板などの配線部材(図示せず)
が接続されている。
印加して電荷を与えた際、いずれかの箇所に導電体である指が接触または近接すると、第
3電極41、42と、指との間で容量が形成され、第3電極41、42を介して検出され
る静電容量が低下するので、いずれの箇所に指が接触または近接したかを検出することが
できる。従って、静電容量型入力部4では、非接触状態のままで指により情報の入力を行
なうことはできる。但し、静電容量型入力部4では、絶縁材料からなるペンなどによる入
力は不可能である。
を見ながら情報の入力を行なうことができる。
図1(b)に示すように、本形態の入力機能付き表示装置100は、抵抗膜型入力部2の駆動制御や信号検出を行なう抵抗膜型入力部用制御部84と、静電容量型入力部4の駆動制御や信号検出を静電容量型入力部用制御部82と、入力機能付き表示装置全体の制御を行なう制御部85とを備えている。制御部85は、液晶装置5の通常の駆動制御を行なうとともに、抵抗膜型入力部用制御部84および静電容量型入力部用制御部82での検出結果に基づいて、液晶装置5で表示する画像の切り換えなどの駆動制御も行なう。さらに、制御部85は、抵抗膜型入力部用制御部84および静電容量型入力部用制御部82での検出結果をさらに上位制御部88に出力する機能も担っている。かかる制御部での動作は、RAMやROMなどの記憶部に格納されている動作プログラムに基づいて実行される。
あるまでの間は入力検出を行なわない待機状態にある。かかる待機状態とは、抵抗膜型入
力部2への通電を一切停止した状態、あるいは、抵抗膜型入力部2に通電は行なっている
が、いずれの位置が押下されたかを検出する処理を停止した状態である。本形態では、待
機状態では、抵抗膜型入力部2への通電を一切停止し、第1電極15および第2電極25
にはグランド電位に保持する。
近接があるかを監視しており、静電容量型入力部4への指の接触や近接があった場合、そ
の旨を抵抗膜型入力部用制御部84に出力するとともに、いずれの箇所で指の接触や近接
があったかを検出し、制御部85に出力する。
量型入力部4への指の接触や近接(すなわち静電容量入力部への入力の検出)があった旨
の出力があったときには、入力検出を行なう稼動状態に移行する。すなわち、抵抗膜型入
力部用制御部84は、それまで抵抗膜型入力部2への通電を一切停止した場合には通電を
開始する一方、抵抗膜型入力部2のいずれの位置が接触されたかを検出するための走査を
行なう。
とにより、液晶装置5で表示された画面をスクロールする一方、抵抗膜型入力部2では、
液晶装置5で表示された選択ボタンをペン入力で選択するなどの入力が行なわれる。ある
いは、抵抗膜型入力部2への操作によりカーソルなどの移動指示を行ない、静電容量型入
力部4で確定の入力を行なう。
以上説明したように、本形態では、抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に静電容量型
入力部4を構成し、抵抗膜型入力部2は、静電容量型入力部4への接触あるいは近接によ
って静電容量型入力部4が入力を検知するまでの間は入力検出を行なわない待機状態にあ
って、静電容量型入力部4への接触あるいは近接によって静電容量型入力部4が入力を検
知した場合に、入力検出を行なう稼動状態に移行する。このため、消費電力を低く抑える
ことができる。特に、抵抗膜型入力部2は、従来、第1電極15および第2電極25に概
ね、常時通電するため、消費電力が大きいが、本形態によれば、かかる抵抗膜型入力部2
を待機状態にするので、消費電力を確実に低く抑えることができる。しかも、静電容量型
入力部4は、抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に配置され、かかる静電容量型入力部
4では、指などが接触しなくても、利用者がこれから入力操作を行なおうと指を近接する
だけで、かかる動作による入力の有無を検出することができるので、抵抗膜型入力部2を
待機状態から稼動状態にスムーズに移行させることができる。
電位に保持されるため、第1電極15および第2電極25は、静電容量型入力部4に対す
るシールド層として機能する。このため、抵抗膜型入力部2が待機状態にある間、外部ノ
イズに起因する静電容量型入力部4の誤作動を防止することができる。
ない部材で入力装置1を構成することができる。
実施の形態1では、第3電極41、42を第2基板20の第2面22に形成したが、図
3を参照して以下に説明するように、本形態では、第3電極41、42が第2基板20と
は別の基板あるいはシートからなる薄い基材に形成されている。
に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、共
通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
ね、画像生成装置としての液晶装置5と、この液晶装置5において表示光を出射する側の
面に重ねて配置された入力装置1とを有している。また、入力装置1は、液晶装置5に重
ねた配置された抵抗膜型入力部2と、この抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に配置さ
れた静電容量型入力部4とを備えており、静電容量型入力部4は、平面視で抵抗膜型入力
部2に重なるように構成されている。
1電極15が形成され、第2基板20の第1面21には透光性の第2電極25が形成され
ている。
4を構成するための透光性の第3電極41、42が形成された透光性の薄い基材40が重
ねて配置されている。本形態において、基材40は、第3電極41、42を第2基板20
の第2面22側に向けて配置されている。このため、基材40は入力操作側に向いて第3
電極41、42に対する保護層として機能する。このため、第3電極41、42に対して
別途、保護層を形成しなくてもよいという利点がある。その他の構成は、実施の形態1と
同様であるため、説明を省略する。
また、基材40を偏光板81の機能を有する基材40とすれば、基材40と第1偏光板
81とを兼ねることによって、第1偏光板81を省略することができ、入力装置1の厚さ
を薄くすることが可能となる。さらに、偏光板81の機能を有するのは基材40に限らず
、液晶パネル5aに対して表示光の出射側に配置される部材のいずれかに偏光板81の機
能を持たせても良い。
部2は、静電容量型入力部4への接触あるいは近接があるまでの間は入力検出を行なわな
い待機状態にあって、静電容量型入力部4への接触あるいは近接によって、入力検出を行
なう稼動状態に移行するため、消費電力を低く抑えることができるなど、実施の形態1と
同様な効果を奏する。
実施の形態1、2では、抵抗膜型入力部2の入力領域の略全域に重なるように静電容量
型入力部4を形成したが、図4を参照して以下に説明するように、抵抗膜型入力部2の入
力領域と、静電容量型入力部4の入力領域とでは、平面視での面積が相違する構成を採用
してもよい。
に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、共
通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
ね、画像生成装置としての液晶装置5と、この液晶装置5において表示光を出射する側の
面に重ねて配置された入力装置1とを有している。また、入力装置1は、液晶装置5に重
ねた配置された抵抗膜型入力部2と、この抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に配置さ
れた静電容量型入力部4とを備えており、静電容量型入力部4は、平面視で抵抗膜型入力
部2に重なるように構成されている。ここで、静電容量型入力部4の入力領域(第3電極
41、42が形成されている領域)の面積は、抵抗膜型入力部2の入力領域(第1電極1
5および第2電極25が形成されている領域)の面積の1/2以下である。その他の構成
は、実施の形態1、2と同様であるため、説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態4に係る入力機能付き表示装置の断面構成を模式的に示す
説明図である。実施の形態1〜3では、入力装置1に入力操作側が開放された状態にあっ
たが、図5に示すように、入力装置1を囲む枠体90の入力操作面側にシート91を貼り
付けておき、シート91と入力装置1とを接着剤95で接着した構成を採用してもよい。
このように構成すると、入力装置1の平面形状にかかわらず、枠体90の形状によって、
角部分がR形状になっているなど、任意の形状の入力機能付き表示装置を実現することが
できる。また、シート91が保護層として機能するので、実施の形態1のように、第2基
板20の第2面22に第3電極41、42を直接形成した場合でも、第3電極41、42
の損傷などを防止することができる。
て、入力装置1の入力操作側に第1偏光板81を配置してもよい。この場合、入力装置1
と液晶装置5との間に配置されていた第1偏光板81は省略される。また、シート91を
偏光板81の機能を有するシート91とすれば、シート91と第1偏光板81とを兼ねる
ことによって、第1偏光板81を省略することができ、入力装置1の厚さを薄くすること
が可能となる。
図7は、本発明の実施の形態5に係る入力機能付き表示装置の断面構成を模式的に示す
説明図である。実施の形態1〜4では、入力装置1の第1基板10と液晶パネル5の素子
基板50とがそれぞれ個別に配置された構成であったが、図7に示すように、入力装置1
の第1基板10と液晶パネル5の素子基板50とを兼ねる構成を採用してもよい。このよ
うに構成にすると、抵抗膜型入力部2と静電容量型入力部4とが積層されることによって
厚さが厚くなる入力機能付き表示装置100の全体の厚さを薄くすることが可能となる。
このような構成の場合、図示を省略するが、第1基板10と液晶パネル5の素子基板50
との間に配置されていた第1偏光板は、基材40の表面或いは裏面に配置する。
81とを兼ねることによって、第1偏光板81を省略することができ、入力機能付き表示
装置100の厚さをなお一層薄くすることが可能となる。その他の構成は実施の形態2と
略同様であるため、説明を省略する。
図8は、本発明の実施の形態6に係る入力機能付き表示装置の断面構成を模式的に示す説明図である。実施の形態1〜4では、液晶装置5に重ねて配置された抵抗膜型入力部2と、この抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に配置された静電容量型入力部4とを備えた入力装置であったが、図8に示すように、静電容量型入力部4に代えて、光学型入力部6を備える入力装置とした構成である。本実施の形態の光学型入力部6は、例えば、抵抗膜型入力部2に対して入力操作側に赤外線の発光素子と受光素子とをマトリクス状に配置して、発光素子から受光素子への赤外光が遮蔽物によって遮られた座標を検出する方式であり、非接触の状態でも座標を検出できる。但し、光学型入力部の方式はこの限りではなく、非接触で座標を検出できる光学型入力部であれば方式は問わない。さらには、抵抗膜型入力部2よりも入力操作側で接触あるいは近接を検出できる入力部であれば光学型入力部に限らずその方式は問わない。その他の構成は実施の形態1と略同様であるため、説明を省略する。
学型入力部6側への接触あるいは近接(すなわち非接触で入力可能な入力部への入力の検
出)があるまでの間は入力検出を行なわない待機状態にあって、光学型入力部6側への接
触あるいは近接(すなわち非接触で入力可能な入力部への入力の検出)によって、入力検
出を行なう稼動状態に移行する。このため、消費電力を低く抑えることができる。特に、
抵抗膜型入力部2は、従来、第1電極15および第2電極25に概ね、常時通電するため
、消費電力が大きいが、本形態によれば、かかる抵抗膜型入力部2を待機状態にするので
、消費電力を確実に低く抑えることができる。しかも、光学型入力部6は、指などが接触
しなくても、利用者がこれから入力操作を行なおうと指を近接するだけで、かかる動作に
よる入力の有無を検出することができるので、抵抗膜型入力部2を待機状態から稼動状態
にスムーズに移行させることができる。
上記の実施の形態1〜6では、画像生成装置としての液晶装置5を用いたが、有機エレ
クトロルミネッセンス装置やプラズマ表示装置を画像生成装置として用いてもよい。
次に、上述した実施形態に係る入力機能付き表示装置100を適用した電子機器につい
て説明する。図6(a)に、入力機能付き表示装置100を備えたモバイル型のパーソナ
ルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとして
の入力機能付き表示装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源ス
イッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図6(b)に、入力機能付き
表示装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボ
タン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての入力機能付き
表示装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、入力機能
付き表示装置100に表示される画面がスクロールされる。図6(c)に、入力機能付き
表示装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構
成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ400
2、並びに表示ユニットとしての入力機能付き表示装置100を備える。電源スイッチ4
002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が入力機能付き表示装
置100に表示される。
他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテ
ープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ
、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、銀行端末などの電子機器などが挙げら
れる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した入力機能付き表示装置1
00が適用可能である。
型入力部、10…第1基板、11…第1基板の第1面、12…第1基板の第2面、15…
第1基板の第1電極、20…第2基板、21…第2基板の第1面、22…第2基板の第2
面、25…第2基板の第2電極、40…基材、41,42…第3電極、43…発光素子、
44…受光素子、100…入力機能付き表示装置。
Claims (5)
- 画像生成装置と、
第1面と第2面を有し、前記画像生成装置の表示光を出射する側に前記第2面を向け、当該画像生成装置に重ねて配置される第1基板と、
第1面と第2面を有し、前記第1基板に対して前記画像生成装置とは反対側の入力操作側に配置される第2基板と、
前記第1基板の第1面に形成された第1電極と、前記第1基板の第1面に対向する前記第2基板の第1面に形成された第2電極とが互いに対向して配置され、前記第1電極と前記第2電極の接触位置を検出して第1の入力座標を検知する抵抗膜型入力部と、
前記第2基板の第2面側に対向して配置される偏光機能を有する透光性の基材を備え、該基材の前記第2基板の第2面側に第3電極が形成されるとともに、前記第3電極が形成される面の反対面を入力操作面として、導電体が該入力操作面に少なくとも近接したときに、前記第3電極を介して検出される静電容量が変化した位置を検出して第2の入力座標を検知する静電容量結合型入力部と、を有し、
前記抵抗膜型入力部は、前記静電容量結合型入力部への前記導電体の近接が検知されるまでの間は入力検出を行なわない待機状態にあって、前記静電容量結合型入力部が前記入力操作面への前記導電体の近接を検知したとき、入力検出を行なう稼動状態に移行する、入力機能付き表示装置。 - 前記第1電極および前記第2電極は、前記待機状態の間、グランド電位に保持される請求項1に記載の入力機能付き表示装置。
- 前記静電容量結合型入力部における入力領域と、前記抵抗膜型入力部における入力領域とは平面視における面積が相違する請求項1または2に記載の入力機能付き表示装置。
- 前記画像生成装置は、一対の基板と当該一対の基板の間に保持される電気光学物質とを含み、前記第1基板が前記一対の基板のうち何れか一方の基板を兼ねる請求項1に記載の入力機能付き表示装置。
- 請求項1に記載の入力機能付き表示装置を備えている電子機器。
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