JPH06160118A - タッチスイッチ付き液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置にタッチスイッチ機能を持たせ
るようにする。 【構成】 透明電極１１、１５を有する透明フィルム
９、１３で液晶材料層１７を挟み、これらを一体化して
液晶シート本体１を形成する。この液晶シート本体１の
一部にそれら対向する透明フィルム９、１３間でタッチ
形のスイッチ部７を形成する。透明フィルム９、１３の
透明電極１１、１５に駆動電圧を印加すると透明電極１
１、１５間で液晶表示動作し、スイッチ部７の領域にタ
ッチすると透明電極１１、１５が接触してスイッチ動作
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタッチスイッチ付き液晶
表示装置に係り、温度調節計等の制御機器の表示装置と
して好適するタッチスイッチ付き液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、温度調節計等の表示装置として
は、本出願人の出願に係る特開平２−２５７１１号公報
「計器用筐体および筐体収納用プログラムカード」およ
び実開平２−１２５３７８号公報「電子機器用筐体」等
がある。前者は、同公報中の第２図のようにプリント基
板上に７セグメントＬＥＤや点発光ＬＥＤ等を配置し、
その前方に同第１図のようにフロントフレーム２、フロ
ントパネル３、透明タッチパネル４および印刷表示シー
ト５を配置する構成となっている。

【０００３】後者は、同公報中の第１図のように液晶表
示器７をプリント基板５に配置し、その液晶表示器７が
前面側から覗けるようにプリント基板４の開口８にセッ
トし、そのプリント基板４には図示しない７セグメント
数字表示器や表示ランプ等の他に押圧型スイッチ２０を
配置し、さらにプリント基板４の前方に配置したフロン
トフレーム２に前面パネル１０および表示パネル１２を
装着した構成となっている。このような構成の表示装置
は、いずれも表示器等を実装したプリント基板の前面側
に別のプリント基板、フロントフレームやフロントパネ
ル等を有するため、構成が比較的複雑になって機構スペ
ースを広くとる必要がある、と言った難点がある。

【０００４】そこで、特開平４−１３６９１２号公報に
記載された「調光液晶シート」のような表示器も提案さ
れている。この調光液晶シートは、透明電極を有する一
対の透明フィルム間に液晶層を挟んで構成され、それら
透明電極間に電圧を印加することによって液晶層中の液
晶分子が電界方向に配向して光散乱状態（白濁状態）か
ら光透過状態（透明状態）に変化制御する点を利用する
ものである。例えば、操作パネルとして使用する場合に
は、調光液晶シートの裏面に光源としてのバックライト
を配置し、その透明電極領域で文字や図形を浮き上がら
せることによって表示機能を持たせている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温度調
節計等の操作パネルには、表示装置の他に種々の機能設
定やデータ入力用の押釦スイッチやキーが必要であり、
上述した調光液晶シートを表示装置として使用する場
合、別個に何等かのスイッチ手段を設ける必要があっ
た。すなわち、調光液晶シートの前面側に、例えば上述
した特開平２−２５７１１号公報に記載された透明タッ
チパネルを重ねたり、実開平２−１２５３７８号公報に
記載された押圧型スイッチを配置したプリント基板を重
ねて配置する必要があり、いずれにしても構成が複雑と
なっていた。

【０００６】本発明者は、上述した液晶シートについて
鋭意検討した結果、液晶シートを構成する透明フィルム
が電極を有する点に着目して本発明を完成させた。本発
明はこのような状況の下になされたもので、タッチ形の
スイッチ機能を有し、構成が簡単で、小型化や高密度化
も容易であるうえ、種々の表示面形状を形成できるタッ
チスイッチ付き液晶表示装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、透明電極を有する透明フィルムで液
晶材料層を挟んで一体化した液晶シート本体について、
この液晶シート本体の一部にそれら対向する透明フィル
ム間でタッチ形スイッチ部を形成したものである。

【０００８】

【作用】このような手段を備えた本発明では、液晶材料
層を挟んだ両透明フィルムの透明電極に駆動電圧を印加
すれば、液晶材料層中の液晶分子の配向状態を変化させ
て表示機能を得ることができるうえ、スイッチ部領域の
透明フィルムにタッチすれば、例えば透明電極が接触し
てスイッチとして機能させることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１および図２は、本発明に係るタッチスイッチ付
き液晶表示装置の一実施例を温度調節計の操作パネルを
例にして示す断面図および正面図である。両図におい
て、本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置は概略的
には液晶シート本体１およびこの背面側に並置された光
源としてのバックライト３から構成されている。液晶シ
ート本体１は表示部５およびスイッチ部７に領域が分れ
ており、表示部５の領域は従来公知の構成を有してい
る。

【００１０】すなわち、方形の透明フィルム９の片面に
は櫛歯状の細い透明電極１１が多数形成されており、別
の方形の透明フィルム１３の片面には同様に櫛歯状の細
い透明電極１５が多数形成されており、透明電極１１、
１５を交差（例えば直交）させた状態でこれらを内側に
して液晶材料層１７を挟んで表示部５領域を形成してい
る。なお、透明電極１１、１５、透明フィルム１３およ
び液晶材料層１７は図２では隠れて見えない。図１中の
符号１９、２１は透明フィルム９、１３間の間隔を一定
に保つとともに液晶材料層１７の漏れを防ぐシール部材
であり、これら透明フィルム９、１３、液晶材料層１７
およびシール部材１９、２１が一体化されている。

【００１１】シール部材１９は、図２からも分るように
枠型に形成されており、シール部材２１はその対向する
２辺を結んで同図中枠型を上下に二分するように形成さ
れている。透明フィルム９、１３はシール部材２１を越
えてシール部材１９の下辺まで延びているが、スイッチ
部７のこれら透明フィルム９、１３間には液晶材料層１
７が封入されておらず、透明フィルム９、１３の透明電
極１１、１５が僅かな空隙を置いて対向している。

【００１２】すなわち、シール部材１９、２１は、透明
フィルム９、１３の透明電極１１、１５のスペーサとし
ても機能している。 透明フィルム９はシール部材１９
の図中下側から接続片９ａを突出し、各透明電極１１が
この接続片９ａを介して導出されて図示しない外部の駆
動回路に接続される。透明フィルム１３はシール部材１
９の図２中右側から接続片１３ａを突出し、各透明電極
１５がこの接続片１３ａを介して導出されて同じ駆動回
路に接続される。なお、接続片９ａ、１３ａは図２では
直交する方向に突出されているが、同方向へに突出して
もよく、透明電極の配置に応じて任意の方向へ突出させ
ることが可能である。

【００１３】透明フィルム１３の背面側に所定の間隔を
置いて又は直接的に重ねるように配置されたバックライ
ト３、は透明フィルム１３に向けて並行光を発射する光
源であるが、必ずしも必須ではない。なお、透明フィル
ム９、１３はポリエチレンテレフタレート、ポリエーテ
ルサルフォン、ポリカーボネート等の透明な樹脂フィル
ムシート、透明電極１１、１５は結晶性又は非結晶性の
酸化錫やいわゆるＩＴＯ等の金属酸化物、液晶材料層１
７は光硬化型樹脂等公知の液晶材料が好適し、透明電極
１１、１５は透明フィルム９、１３の片面に蒸着やスパ
ッタリングを行なった後、エッチング等を行なうか又は
塗布して形成すると良い。

【００１４】このような本発明のタッチスイッチ付き液
晶表示装置においては、表示部５領域の透明電極間１
１、１５間に電圧を印加することによって液晶材料層１
７中の液晶分子が電界方向に配向して個々の電極対向領
域が白濁状態から透明状態に変化するので、個々の電極
対向領域を図２中の７セグメント数字表示２３や文字表
示２５のように形成すれば、表示部５領域の透明電極間
１１、１５を駆動するだけで、バックライト３からの光
を透過制御して文字や図形を浮き上がらせることができ
る。しかも、表示部５領域を形成する透明フィルム９、
１３でスイッチ部７領域が形成され、スイッチ部７に適
当なスイッチ表示２７を形成すれば、それら各スイッチ
表示２７をタッチすることによって、対応する透明電極
１１、１５が接触し、スイッチとして機能させることも
できる。

【００１５】なお、前面側の透明フィルム９の表面に
は、文字表示２５や各スイッチ表示２７等を印刷等によ
ってカラー表示させると良い。また、透明フィルム９の
前後に別の印刷表示シート（図示せず）を重ねる構成も
可能であるし、スイッチ部７の形成位置も下部に限定さ
れず、複数個所に分散して配置してもよい。ところで、
本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置は、透明電極
１１、１５を有する透明フィルム９、１３で液晶材料層
１７を挟んで一体化した可撓性を有する薄型構成となっ
ているから、それ自体を湾曲することが可能となる。

【００１６】例えば、図３に示すように、表示部５およ
びスイッチ部７を含めて全体を曲面状に湾曲させたり
（同図Ａ）、表示部５を曲面状に湾曲させスイッチ部７
を平面状に形成したり（同図Ｂ）、表示部５を曲面状に
湾曲させるとともにスイッチ部７を手前（操作者側）へ
斜めに突出させた状態にしても良い（同図Ｃ）。さらに
は、球面状その他任意の面形状にすることも可能であ
る。なお、液晶シート本体１について図３Ａは横断面
で、同図ＢおよびＣは側面で示している。しかも、バッ
クライト３は、図３（Ａ）のように表示部５やスイッチ
部７の曲面形状に合せて湾曲させても良い。上述した実
施例で説明したタッチ形のスイッチは一例であり、本発
明においてはこれに限定されない。

【００１７】例えば、Ｘ軸およびＹ軸が互いに直交する
ように対向電極を構成し、スイッチ部からコイル又は磁
石を組み込んだペンをタッチすることにより、磁界の結
合に応じた誘導信号を得て位置検出する電磁誘導式や、
スイッチ部が均一の抵抗膜となっており、指等で押圧す
ることによって変化する抵抗値を検出する抵抗膜式のタ
ッチパネル等、種々の構成が考えられる。次に、本発明
のタッチスイッチ付き液晶表示装置を例えば温度調節計
の操作パネルに応用した具体例を説明する。

【００１８】図４は、温度調節計の操作パネルを示す要
部分解斜視図であり、蛍光燈等のバックライト３の前面
には凸曲面状に中央部が膨出湾曲する透明な樹脂製のベ
ース板２９を重ね、このベース板２９の凸曲面上に上述
した液晶シート本体１を重ね、この液晶シート本体１を
枠状のフロントフレーム３１の裏側に重ねてそれを凸曲
面状に湾曲させ、その液晶シート本体１がフロントフレ
ーム３１の枠部を介して前面側から見えるように配置し
た構成を示している（図３Ａ参照）。このような操作パ
ネルは、図５に示すように、電子回路を構成した複数枚
のプリント基板３３を接続用のプリント基板３５で連結
した回路本体３７を箱型のケース３９内に収納し、図６
のようにケース３９の前面開口部側にそのフロントフレ
ーム３１をはめる等して温度調節計が構成される。

【００１９】実際の製品では、ケース３９内に収納した
プリント基板３３や３５にバックライト３を接続し、プ
リント基板３５の上にバックライト３、ベース板２９お
よび液晶シート本体１を重ねてフロントフレーム３１を
ケース３９にはめるようにして組立て、バックライト３
の電源供給をプリント基板３３や３５から受けるように
構成される。なお、図４の液晶シート本体１は、例えば
接続用のプリント基板３５に接続する接続片９ａ、１３
ａを上側から引出し、スイッチ部７を挟んで上下に表示
部５を形成するとともに、上側の表示部５では設定値Ｓ
Ｖや測定値ＰＶを表示する一方、下側の表示部５ではそ
の測定値ＰＶの推移をグラフ表示する例となっている。

【００２０】このようにスイッチ部７が凸状に一番突出
した状態で形成されると、従来の温度調節計の操作パネ
ルのように表示部およびスイッチ部が平面的でそれらの
配置に強調部分がない構成に比べ、操作性や視覚性にお
いて設計の自由度が広がり、種々の要求に対応できる。
さらに、図７は温度調節計の操作パネルに係る他の要部
分解斜視図である。この例では、バックライト３の前面
に波形の凹凸曲面状に湾曲するベース板２９を重ね、こ
のベース板２９の凹凸曲面上に調光液晶シート本体１を
重ね、これにフロントフレーム３１を重ねてその液晶シ
ート本体１を凹凸曲面状に湾曲させた構成を示してい
る。

【００２１】このような操作パネルも、プリント基板３
３や３５を収納したケース３９の前面開口部側にそのフ
ロントフレーム３１をはめる等して、図８のような温度
調節計が構成される。この図７の操作パネルを用いる製
品でも、ケース３９内に収納したプリント基板３３や３
５にバックライト３や液晶シート本体１を接続し、プリ
ント基板３５にバックライト３、ベース板２９および液
晶シート本体１を重ねてフロントフレーム３１をケース
３９にはめるようにして組立るのは、上述した例と同様
である。

【００２２】図７の構成では、スイッチ部７が凹状に窪
んだ状態で形成されており、操作者の指等の収りが良好
である一方、表示部５が視覚上強調される。このよう
に、本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置を特に温
度調節計等の制御機器の操作パネルとして用いると、次
のような利点がある。 （１）現場の作業者が操作し易く、また視認性の高い曲
面を持った高付加価値の調節計を提供できるし、これに
よって計器を大型化させない。

【００２３】（２）現在市場で普及しているフラット型
の液晶表示装置にタッチパネルを重ねて調節計の操作パ
ネルを形成するとともに前面に曲面を持った構成にする
と、それら液晶表示装置とタッチパネル間に空間が発生
するから、それを透明なスペーサで埋める必要が生じて
視認性が悪くなるし、タッチパネルと表示装置間に視差
が生じるという問題があったが、本発明のタッチスイッ
チ付き液晶表示装置を用いれば、それ自体で種々の曲面
構成を非常に容易に形成できるし、従来のような問題を
生じない。 （３）シート状液晶表示器の前面にタッチパネルシート
を密着して曲面形状を有する調節計を構成する方法もあ
るが、タッチパネルを重ねることによって光量が落ちる
し、タッチパネルとシート状液晶表示器が別体であるた
め、シートの膨張や収縮等によってシート状液晶表示器
とタッチパネルシート間に空気等が入り易くて密着性が
悪くなるが、本発明では液晶表示装置とタッチスイッチ
が一体であるから、密着性の悪化を考慮することなく曲
面形状にすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、透明電極
を有する透明フィルムで液晶材料層を挟んで一体化した
液晶シート本体の一部に、それら対向する透明フィルム
間でスイッチ部を形成したから、表示機能およびスイッ
チ機能が一体的に具備され、スイッチ部以外の領域で表
示動作をさせることができるうえ、スイッチ部領域にタ
ッチすれば、スイッチとして機能させることができる。
そのため、表示器やスイッチを取付けたプリント基板が
不要となって構成が簡単となるし、小型かつ高密度化も
容易であるうえ、液晶シート本体の可撓性を利用して種
々の表示面形状を形成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタッチスイッチ付き液晶表示装置
の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のタッチスイッチ付き液晶表示装置の正面
図である。

【図３】本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置の応
用例を示す図である。

【図４】本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置を温
度調節計に応用した状態を示す要部分解斜視図である。

【図５】図４のタッチスイッチ付き液晶表示装置の温度
調節計のケースや回路本体を示す要部分解斜視図であ
る。

【図６】図４のタッチスイッチ付き液晶表示装置を使用
した温度調節計を示す斜視図である。

【図７】本発明のタッチスイッチ付き液晶表示装置を別
の構成の温度調節計に応用した状態を示す要部分解斜視
図である。

【図８】図７のタッチスイッチ付き液晶表示装置を使用
した温度調節計を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 液晶シート本体 ３ バックライト（光源） ５ 表示部 ７ スイッチ部 ９、１３ 透明フィルム ９ａ、１３ａ 接続片 １１、１５ 透明電極 １７ 液晶材料層 １９、２１ シール部材 ２３ 数字表示 ２５ 文字表示 ２７ スイッチ表示 ２９ ベース板 ３１ フロントフレーム ３３、３５ プリント基板 ３７ 回路本体 ３９ ケース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極を有する透明フィルムで液晶材
   料層を挟んで一体化した液晶シート本体と、 この液晶シート本体の一部に前記透明フィルム間でタッ
   チ形スイッチ部が形成されてなることを特徴とするタッ
   チスイッチ付き液晶表示装置。