JPH11344695A

JPH11344695A - フロントライト一体型タッチパネル

Info

Publication number: JPH11344695A
Application number: JP15182998A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Takagi; 孝之高木; Takao Hashimoto; 孝夫橋本; Tsutomu Mizoguchi; 努溝口
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯型電子機器の携帯性を損なわずに反射型
液晶ディスプレイを均一に照明することができるフロン
トライト一体型タッチパネルを提供する。【解決手段】反射板６上に、反射型液晶ディスプレイ
５と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板３とその端面に配
置された光源４とからなるフロントライト１５と、透明
タッチパネル１４とが順次積層される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フロントライト
一体型タッチパネルに関する。この発明のフロントライ
ト一体型タッチパネルは、コードレス電話機、携帯電話
機、電卓、サブノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナル・
デジタル・アシスタント）、デジタルカメラ、ビデオカ
メラ、業務用通信機器などの反射型液晶ディスプレイを
備えた携帯型電子機器などにおいてタッチパネルを搭載
しているフロントライト一体型タッチパネルとして特に
好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶表示部を備えた小型軽量
の携帯型電子機器が開発され製品化されている。液晶表
示部に用いられる透過型液晶ディスプレイはバックライ
トが必要であり、携帯型電子機器においては乾電池や充
電池などのバッテリーを電源としている。特に、サブノ
ートパソコンやＰＤＡやデジタルカメラなどは、カラー
表示が要求されており、輝度が高い冷陰極管を光源とす
るバックライトを使用する必要があるため、バックライ
トの消費電力が大きくなりバッテリーの駆動時間が著し
く損なわれる。

【０００３】そこで、携帯型電子機器において消費電力
を下げるために、バックライトを必要としない反射型液
晶ディスプレイを使用することが検討され、製品化され
つつある。反射型液晶ディスプレイは、バックライトを
使用しないことにより消費電力が小さい点に加え、屋外
での使用において外光下での視認性に優れる点でも携帯
型電子機器に適している。

【０００４】しかし、十分な外光が得られない屋内や夜
間などの環境で反射型液晶ディスプレイを使用するに
は、反射型液晶ディスプレイを表側から照明することが
必要となる。そこで、反射型液晶ディスプレイの上方に
光源を位置させた照明装置（フロントライト）が提案さ
れている。

【０００５】たとえば、反射型液晶ディスプレイの蓋部
分や収納可能な支柱に照明装置を取り付けるといったも
のが提案されている。照明装置としては、冷陰極管、電
球、ＬＥＤなどの光源が反射型液晶ディスプレイを直接
照明するものがある。また、光拡散性機能を有する樹脂
板やフィルム、または集光性機能を持つ樹脂板やフィル
ムをこれらの光源の前面に配置し、間接的に照明するも
のがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発光体を反射
型液晶ディスプレイの蓋部分に取り付けた照明装置は、
蓋が厚くなり携帯型電子機器の携帯性を損なう。また、
反射型液晶ディスプレイの蓋は本来外部からの衝撃から
反射型液晶ディスプレイを保護するためのものであり、
衝撃に弱い発光体を蓋部分に配置するのは好ましくな
い。

【０００７】また、支柱に取り付けた照明装置は、使用
時には不用意な取り扱いにより支柱や光源を破損するお
それがあり、不使用時には収納機構が必要なため構成が
複雑になる。

【０００８】したがって、この発明は、上記のような問
題点を解消し、携帯型電子機器の携帯性を損なわずに反
射型液晶ディスプレイを均一に照明することができるフ
ロントライト一体型タッチパネルを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のフロントライ
ト一体型タッチパネルは、以上の目的を達成するため
に、つぎのように構成した。

【００１０】つまり、この発明のフロントライト一体型
タッチパネルは、反射板上に、反射型液晶ディスプレイ
と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置さ
れた光源とからなるフロントライトと、透明タッチパネ
ルとが順次積層されるように構成した。

【００１１】また、反射板上に、反射型液晶ディスプレ
イと、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置
された光源とからなるフロントライトと、抵抗膜方式の
透明タッチパネルとが順次積層され、フロントライトの
上部と透明タッチパネルの下部とが透明樹脂層を介して
貼り合わされるように構成してもよい。

【００１２】また、反射板上に、反射型液晶ディスプレ
イと、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置
された光源とからなるフロントライトと、フィルムタイ
プの抵抗膜方式透明タッチパネルとが順次積層され、フ
ロントライトの上部と透明タッチパネルの下部とが透明
樹脂層を介して貼り合わされるように構成してもよい。

【００１３】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂を主成分とするインキによって、ド
ットサイズが200μｍ以下で面積比率が60％以下の微細
な多角形または円形のドットグラデーションパターンが
形成されるように構成してもよい。

【００１４】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂を主成分とし光拡散性を有する顔料
を含むインキによって、ドットサイズが200μｍ以下で
面積比率が60％以下の微細な多角形または円形のドット
グラデーションパターンが形成されるように構成しても
よい。

【００１５】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂層で形成されるように構成してもよ
い。

【００１６】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、微細なシボ形状が形成される
ように構成してもよい。

【００１７】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板の反射型液晶ディスプ
レイ面側に導光板の入力端面と平行にピッチ30〜500μ
ｍ、幅30〜100μｍの複数のプリズムが形成されるよう
に構成してもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図面を参照しながらこの発明の実
施の形態について詳しく説明する。

【００１９】図１は、この発明のフロントライト一体型
タッチパネルの一実施例を示す断面図である。図２は、
この発明のフロントライト一体型タッチパネルを組み込
んだ携帯型電子機器の一実施例を示す斜視図である。図
３は、この発明のフロントライト一体型タッチパネルを
組み込んだ携帯型電子機器の他の実施例を示す斜視図で
ある。図４〜７は、この発明のフロントライト一体型タ
ッチパネルの他の実施例を示す断面図である。図８〜１
２は、この発明に用いるフロントライトの構成の一実施
例を示す断面図である。図中、１は携帯型電子機器、２
は反射型液晶ディスプレイ用照明装置、３は導光板、４
は光源、５は反射型液晶ディスプレイ、６は反射板、７
は液晶表示部、８は光拡散層、９は上部電極板、１０は
スペーサー、１１は下部電極板、１２は透明樹脂層、１
３は支持体、１４は透明タッチパネル、１５はフロント
ライトである。

【００２０】この発明のフロントライト一体型タッチパ
ネルは、反射板６上に、反射型液晶ディスプレイ５と、
透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板３とその端面に配置され
た光源４とからなるフロントライト１５と、透明タッチ
パネル１４とが順次積層されたものである。（図１参
照）。

【００２１】フロントライト一体型タッチパネルは、コ
ードレス電話機、携帯電話機、電卓、サブノートパソコ
ン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、
デジタルカメラ、ビデオカメラ、業務用通信機器など、
反射型液晶ディスプレイ５と透明タッチパネル１４とを
備えた携帯型電子機器１に適用される（図２〜３参
照）。

【００２２】図２に携帯型電子機器１の一例の斜視図を
示す。携帯型電子機器１は、表示部最上部に設置された
ペン入力装置である透明タッチパネル１４により入力機
能を実現する。図３に示した携帯型電子機器１は、入力
装置としてキーボードを備えたものであり、表示面にも
入力装置として透明タッチパネル１４を備えている。

【００２３】透明タッチパネル１４としては、抵抗膜方
式と呼ばれるものを用いるとよい。抵抗膜方式とは、表
面に透明導電膜からなる下部電極とドット状のスペーサ
とを設けたガラス板やフィルムなどの絶縁基板からなる
下部電極板１１と、透明導電膜からなる上部電極を設け
たフィルムなどの絶縁基板からなる上部電極板９とを積
層した構造となっており、入力面側からパネル表面の一
部を押圧することにより両電極を接触させて電気的に導
通させ入力できるものである。また、透明タッチパネル
１４は、静電容量方式、光方式などでも適用できる。

【００２４】フロントライト一体型タッチパネルは、外
光およびフロントライト１５からの光を反射する反射板
６と、反射型液晶ディスプレイ５と、導光板３と光源４
とからなるフロントライト１５と、透明タッチパネル１
４とを組み合わせて構成するとよい（図４参照）。

【００２５】また、透明タッチパネル１４の下部電極板
１１は、上部電極板９と同様の電極付きフィルムとして
もよい（図５参照）。この方式はフィルムタイプと呼ば
れ、下部電極にガラスの代わりにフィルムを使用するこ
とにより軽量化することができ、かつ透明タッチパネル
１４が割れにくいといった特長がある。フィルムタイプ
の透明タッチパネル１４は、透明タッチパネル１４自身
に剛性をもたせるため、通常、下部電極板１１の下側
に、支持体１３としてアクリル樹脂やポリカーボネート
樹脂などの透明樹脂からなる透明樹脂板を貼り合わせて
用いる。

【００２６】また、図４で示した構成の透明タッチパネ
ル１４とフロントライト１５とを、透明粘着剤や透明ゲ
ルなどの透明樹脂層１２を介して貼り合わせてもよい
（図６参照）。このように構成することにより、透明タ
ッチパネル１４とフロントライト１５との間に存在した
空気層を省くことができる。空気の屈折率（1.0）とガ
ラスや透明樹脂の屈折率（1.4〜1.7）との間には差異が
あるため、空気層が下部電極板１１と導光板３との間に
存在すると透過率が低くなる。したがって、透明樹脂層
１２により導光板３と透明タッチパネル１４を貼り合わ
せ空気層を介さないように構成することにより透過率を
向上させることができる。

【００２７】また、フィルムタイプの透明タッチパネル
１４を用いた場合、支持板を省略してフロントライト１
５に対し透明樹脂層１２を介して貼り合わせてもよい
（図７参照）。この構成では、透明タッチパネル１４の
下部電極板１１の支持体１３をフロントライト１５の導
光板３で併用し、支持体１３と導光板３との間の空気層
を除去することにより、透過率の向上を図ることができ
る。フィルムタイプの透明タッチパネル１４は柔軟な構
造をしているため、透明タッチパネル１４と導光板３と
の貼り合わせ加工は容易にできる。

【００２８】反射型液晶ディスプレイ５では外光は最上
部の透明タッチパネル１４側よりフロントライト１５の
導光板３と反射型液晶ディスプレイ５を通過し反射板６
により反射され、再び反射型液晶ディスプレイ５、導光
板３、透明タッチパネル１４と通過し出射される。外光
の経路は表示部の各部品を２回通過するため、透過率は
透過型液晶ディスプレイと比較するとかなり低くなる。
そのため、空気層と支持体１３の２層を省くことは、透
過率向上を図る上で重要である。特に、空気層は、導光
板３や透明樹脂層１２と比較して屈折率の差が大きいた
め、空気層と他の層との界面の反射によるロスが大き
い。よって空気層を省略できることは透過率に大きな影
響を与える。

【００２９】次に、フロントライト１５について説明す
る。

【００３０】導光板３は反射型液晶ディスプレイ５の上
に重ねて配置されるため、導光板３は十分な光透過性を
有し、液晶表示の視認性を妨げないことが要求される。

【００３１】導光板３としては、透明樹脂からなる薄板
状のものを用いるとよい。透明樹脂としては、透明性、
導光性に優れたアクリロニトリル−スチレン共重合体樹
脂、セルロースアセトブチレート樹脂、セルロースプロ
ピオネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂など
を用いることができる。

【００３２】この発明では、上部に透明タッチパネル１
４があるため、反射型液晶ディスプレイ５面と透明タッ
チパネル１４入力面との距離が大きすぎると視差が生
じ、表示位置と入力位置がずれてしまう。そこで、導光
板３の厚みを0.3〜2.0mmに薄くすることにより、反射型
液晶ディスプレイ５面と透明タッチパネル１４の入力面
との距離を3.0mm以下に維持することができる。好まし
くは、0.3〜1.5mmである。0.3ｍｍに満たないと、導光
版の加工が困難であり、また、端面部から十分な光を取
り入れるのが困難となる。また、2.0ｍｍを越えると、
照明装置の厚みが厚くなり、また重量が増すので携帯性
を欠くことになる。導光板３の形状としては、厚みが均
一な平板状のものの他、くさび形のものなどを用いるこ
とができる。

【００３３】導光板３の両面が鏡面状態であれば光は両
面で全反射を繰り返し導光板３の入光端面と対向する端
面へ送られ、表面へ出射される光はほとんどない。そこ
で、導光板３の反射型液晶ディスプレイ５側または表示
面側の少なくとも一方の面に光拡散層８を設けることに
より、導光板３中の光を反射型液晶ディスプレイ５側へ
出光させる機能を与える。このような導光板３を反射型
液晶ディスプレイ５上に重ねて配置することより、反射
型液晶ディスプレイ５に十分な照射をおこなうことがで
きる。また、光源４からの光が導光板３中を全反射を繰
り返しながら導光板３の入光端面と対向する端面まで進
むため、反射型液晶ディスプレイ５全体に照射を行うこ
とができる。

【００３４】導光板３の光拡散層８は、外光使用時に十
分な光透過性をもち、かつ、液晶表示の視認性を妨げな
いものでなければならない。そのため、光拡散層８を微
細な形状を有するように構成することが考えられる。そ
の具体例としては、グラデーションパターンを形成する
方法、シボ形状またはプリズム形状に形成する方法など
がある。

【００３５】通常、バックライトにおける光拡散層８と
してスクリーン印刷によって形成されたドットグラデー
ションが用いられるが、このようなドットグラデーショ
ンのドット径は300μｍ以上あり、また、光拡散性機能
を高める目的から顔料が添加されているため、このよう
な光拡散層８をフロントライト１５としてそのまま用い
ると、液晶表示部７においてドットが占める比率が高
く、外光使用時およびフロントライト１５点灯時ともに
表示部の視認性を妨げることになる。

【００３６】そこで、この発明における光拡散層８は、
具体的には次のように形成する。たとえば、導光板３の
反射型液晶ディスプレイ５面側に導光板３よりも高屈折
率の透明または半透明樹脂を主成分とするインキを用い
てドットグラデーションパターンを形成し、表示面側は
鏡面状態とすることができる（図８参照）。ドット径が
200μｍ以下のグラデーションを用い、その面積比率を6
0％以下にすることにより、反射型液晶ディスプレイ５
の視認性を高めることができる。導光板３の内部に入射
した光は、導光板３内部で全反射を繰り返し、導光板３
の入光端面と対向する端面まで光が送られる。さらに、
導光板３の反射型液晶ディスプレイ５面側に形成された
ドットから出射され、反射型液晶ディスプレイ５を照射
する。また、グラデーションの比率を調整することによ
り光拡散層８における出光量を調整することができ、反
射型液晶ディスプレイ５を均等に照明することができ
る。

【００３７】また、導光板３の表示面側に、導光板３よ
りも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成分とし、
光拡散性を有する顔料を含むインキを用い、前記と同様
のドット径と面積比率をもってドットグラデーションパ
ターンを形成してもよい（図９参照）。この場合、導光
板３に入射した光は、導光板３の表示面側に形成された
ドットにより乱反射を起こして拡散され、反射型液晶デ
ィスプレイ５面側へ出射され、反射型液晶ディスプレイ
５を照明する。インキ中に拡散性を有する顔料を含むこ
とにより、より効率的に出光させることができる。ま
た、グラデーションの比率を調整することより光拡散層
８における出光量を調整することができ、反射型液晶デ
ィスプレイ５を均等に照明することができる。

【００３８】ドットグラデーションパターンを形成する
には、グラビア印刷法やスクリーン印刷法などの印刷法
を用いるとよい。また、成形同時転写法によれば、導光
板３の成形と同時にドットグラデーションパターンの形
成もできるため好適である。成形同時転写法とは、基体
シート上に転写層を形成した転写材を成形金型内に挟み
込み、金型内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形
品を得るのと同時に成形品表面に転写材を接着させた
後、基体シートを剥離して、被転写物面に転写層を転移
する方法である。

【００３９】また、導光板３の表示面側に、表示の視認
性を著しく減衰させない程度の微細なシボ形状を光拡散
層８として設けてもよい（図１１参照）。導光板３のシ
ボ形状は、金型内面にシボ形状を設けておいて、導光板
３成形時に形成されるようにするとよい。また、導光版
の表面に30μｍ程度の径の微細なマット加工を行っても
よい。導光板３端面から入射した光は、シボ形状やマッ
ト形状により導光板３内部で散乱し、一部の光が反射型
液晶ディスプレイ５側へ出射する。

【００４０】また、導光板３の反射型液晶ディスプレイ
５面側に、導光板３の入光端面と平行に複数のプリズム
を光拡散層８として形成してもよい（図１２参照）。導
光板３に入射した光は、プリズム面から反射型液晶ディ
スプレイ５へ照射される。プリズムの形状としては、正
三角形やレンズ形状のものがある。また、入射端面から
の距離に比例してプリズムの大きさを変化させたり、ピ
ッチを変えることにより、光拡散層８の出光バランスを
制御することができる。また、プリズムの形状は、視認
性に影響がないようにするため、ピッチ30〜500μｍ、
幅30〜100μｍにするとよい。

【００４１】なお、この発明において、光拡散層８とし
て導光板３よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂で
形成されたものでもよい。

【００４２】具体的には、導光板３の表示面側に、導光
板３よりも屈折率の高い透明樹脂をもって光拡散層８を
設けてもよい（図１０参照）。導光板３に入射した光
は、導光板３と光拡散層８との間に屈折率の差があるた
め、導光板３と光拡散層８の界面で反射され、さらに空
気層に出射され、反射型液晶ディスプレイ５を照明す
る。このような構成では、導光板３表面にドットなどが
存在しないため、反射型液晶ディスプレイ５の視認性に
ほとんど影響を及ぼさない。

【００４３】光源４は、導光板３の端面に配置する。光
源４は、導光板３の少なくとも１辺に配置する。光源４
としては、冷陰極管、ＬＥＤなどを用いるとよい。

【００４４】また、光源４から出射される光を効率よく
導光板３の入光端面に集めるために、リフレクターを配
置してもよい。リフレクターとしては、銀、アルミニウ
ム、白金、ニッケル、クロムなど、光を鏡面反射する材
質を表面に有する金属板、特に、銀、アルミニウムなど
を真空蒸着法やスパッタリング法などにより表面コーテ
ィングしたものが好ましい。また、ポリエステルなどの
樹脂にＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、ＳｉＯ_４などの光拡散性
物質を混入したものや、ポリエステルなどの樹脂を発泡
させて光拡散性を付与した光拡散性反射板６や光拡散性
フィルムを用いてもよい。

【００４５】以上のとおり、フロントライト１５と透明
タッチパネル１４を透明樹脂層１２を介して一体とする
ことにより透過率を向上させることができ、フィルムタ
イプの透明タッチパネル１４を用いた場合は支持体１３
を省くことができ、一層の簡略化と透過率の向上を実現
することができる。

【００４６】

【実施例】実施例１マット樹脂を練り込んで表面に微細な凹凸形状を有する
ポリエチレンテレフタレートフィルムを射出成形用金型
内に固定し、型締め後に透明アクリル樹脂を射出し、型
開き後にポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し
た。

【００４７】このようにして、厚さ1.5ｍｍの長方形板
状の透明アクリル板を導光板とし、導光板の一方の面に
は、30μｍ程度の微細な凹凸形状が不規則に形成された
光拡散層を有し、導光板の他方の面は鏡面状態である導
光板を得た。

【００４８】導光板の長辺側の１辺に、線光源として管
径２ｍｍの冷陰極管を配置した。冷陰極管の導光板に面
していない周りには冷陰極管側に銀蒸着面をもつ反射フ
ィルムをリフレクターとして配置した。また、導光板の
入光端面と対向する端面に、白色の発泡ポリエチレンテ
レフタレートからなる反射フィルムを両面テープを介し
て貼り合わせた。

【００４９】下部電極板として表面にＩＴＯ導電膜を有
するガラス基板を用い、上部電極板として表面にＩＴＯ
導電膜を有するポリエチレンテレフタレートフィルムを
用いた透明タッチパネルの下側に、0.2ｍｍの厚みをも
つアクリル系樹脂からなる透明粘着ゲルを透明樹脂層と
して介して導光板の上面に貼り合わせた。

【００５０】以上の構成からなるフロントライト一体型
タッチパネルを、液晶パネルの上側にパネルに平行に配
置した。導光板の光拡散層は、液晶パネルの反対面側に
なるように配置した。また、液晶パネルの下側には反射
板を配置した。

【００５１】光源から導光板に入射した光は、微細なマ
ット形状によって一部散乱され、液晶パネル側へ出射さ
れパネルを照射した。照射した光は、液晶層を通過し下
側の反射板により反射され、再び液晶層を通過し、さら
に導光板を通過して外部へ出射した。

【００５２】このように構成することにより、照明装置
の点灯時および消灯時ともに液晶表示部の十分な視認性
を得ることができた。

【００５３】実施例２導光板の構成については実施例１と同様にした。

【００５４】下部電極板、上部電極板ともに表面にＩＴ
Ｏ導電膜を有するポリエチレンテレフタレートフィルム
からなる透明タッチパネルの下側に、50μｍの厚みをも
つアクリル系樹脂からなる透明粘着層を透明樹脂層とし
て介して導光板の上面に貼り合わせた。なお、この構成
ではフロントライトの導光板は、透明タッチパネルの支
持体の役目も果たしている。

【００５５】このようにして得たフロントライト一体型
タッチパネルは、フロントライトの点灯時および消灯時
ともに液晶表示部の十分な視認性を得ることができた。
また、フィルムタイプの透明タッチパネルに通常必要と
されている支持体を、フロントライトの導光板が兼ねる
ことにより省くことができ、構成が簡略化できた。ま
た、構成部材を減らすことにより透過率の向上を図るこ
とができた。

【００５６】

【発明の効果】この発明は、前記した構成からなるの
で、次のような効果を有する。

【００５７】この発明のフロントライト一体型タッチパ
ネルは、反射板上に、反射型液晶ディスプレイと、透明
で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置された光源
とからなるフロントライトと、透明タッチパネルとが順
次積層されるように構成されているので、照明装置の厚
みが薄いため、携帯型電子機器の大きさや重量を増大さ
せず、携帯型電子機器の携帯性を損なわない。また、光
源は携帯型電子機器の本体に収められるため、光源の保
護に欠けることもない。

【００５８】また、照明装置は反射型液晶ディスプレイ
に重ねて配置されるため、照明装置の使用時に破損する
おそれがなく、不使用時であっても照明装置の収納機構
は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
の一実施例を示す断面図である。

【図２】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
を組み込んだ携帯型電子機器の一実施例を示す斜視図で
ある。

【図３】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
を組み込んだ携帯型電子機器の他の実施例を示す斜視図
である。

【図４】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
の他の実施例を示す断面図である。

【図５】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
の他の実施例を示す断面図である。

【図６】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
の他の実施例を示す断面図である。

【図７】この発明のフロントライト一体型タッチパネル
の他の実施例を示す断面図である。

【図８】この発明に用いるフロントライトの構成の一実
施例を示す断面図である。

【図９】この発明に用いるフロントライトの構成の一実
施例を示す断面図である。

【図１０】この発明に用いるフロントライトの構成の一
実施例を示す断面図である。

【図１１】この発明に用いるフロントライトの構成の一
実施例を示す断面図である。

【図１２】この発明に用いるフロントライトの構成の一
実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１携帯型電子機器２反射型液晶ディスプレイ用照明装置３導光板４光源５反射型液晶ディスプレイ６反射板７液晶表示部８光拡散層９上部電極板１０スペーサー１１下部電極板１２透明樹脂層１３支持体１４透明タッチパネル１５フロントライト

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】フロントライト一体型タッチパネル

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００６】

【０００９】

【００１０】つまり、この発明のフロントライト一体型
タッチパネルは、反射板上に、反射型液晶ディスプレイ
と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置さ
れた光源とからなるフロントライトと、フィルムタイプ
の抵抗膜方式透明タッチパネルとが順次積層され、フロ
ントライトの上部と透明タッチパネルの下部とが透明樹
脂層を介して貼り合わされるように構成した。

【００１１】上記の発明において、導光板が、反射型液
晶ディスプレイ側の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂を主成分とするインキによって、ド
ットサイズが200μｍ以下で面積比率が60％以下の微細
な多角形または円形のドットグラデーションパターンが
形成されるように構成してもよい。

【００１２】また、上記の発明において、導光板が、反
射型液晶ディスプレイ側の面に、導光板よりも高屈折率
の透明または半透明の樹脂を主成分とし光拡散性を有す
る顔料を含むインキによって、ドットサイズが200μｍ
以下で面積比率が60％以下の微細な多角形または円形の
ドットグラデーションパターンが形成されるように構成
してもよい。

【００１３】また、上記の発明において、導光板が、反
射型液晶ディスプレイ側の面に、微細なシボ形状が形成
されるように構成してもよい。

【００１４】また、上記の発明において、導光板が、反
射型液晶ディスプレイ側の面に、導光板の反射型液晶デ
ィスプレイ面側に導光板の入力端面と平行にピッチ30〜
500μｍ、幅30〜100μｍの複数のプリズムが形成される
ように構成してもよい。

【００１５】

【００１６】図１は、この発明のフロントライト一体型
タッチパネルの一実施例を示す断面図である。図２は、
この発明のフロントライト一体型タッチパネルを組み込
んだ携帯型電子機器の一実施例を示す斜視図である。図
３は、この発明のフロントライト一体型タッチパネルを
組み込んだ携帯型電子機器の他の実施例を示す斜視図で
ある。図４は、この発明のフロントライト一体型タッチ
パネルの他の実施例を示す断面図である。図５〜６は、
この発明に用いるフロントライトの構成の一実施例を示
す断面図である。図中、１は携帯型電子機器、２は反射
型液晶ディスプレイ用照明装置、３は導光板、４は光
源、５は反射型液晶ディスプレイ、６は反射板、７は液
晶表示部、８は光拡散層、９は上部電極板、１０はスペ
ーサー、１１は下部電極板、１２は透明樹脂層、１４は
透明タッチパネル、１５はフロントライトである。

【００１７】この発明のフロントライト一体型タッチパ
ネルは、反射板上６に、反射型液晶ディスプレイ５と、
透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板３とその端面に配置され
た光源４とからなるフロントライト１５と、フィルムタ
イプの抵抗膜方式透明タッチパネル１４とが順次積層さ
れ、フロントライト１５の上部と透明タッチパネル１４
の下部とが透明樹脂層１２を介して貼り合わされたもの
である。（図１参照）。

【００１８】フロントライト一体型タッチパネルは、コ
ードレス電話機、携帯電話機、電卓、サブノートパソコ
ン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、
デジタルカメラ、ビデオカメラ、業務用通信機器など、
反射型液晶ディスプレイ５と透明タッチパネル１４とを
備えた携帯型電子機器１に適用される（図２〜３参
照）。

【００１９】図２に携帯型電子機器１の一例の斜視図を
示す。携帯型電子機器１は、表示部最上部に設置された
ペン入力装置である透明タッチパネル１４により入力機
能を実現する。図３に示した携帯型電子機器１は、入力
装置としてキーボードを備えたものであり、表示面にも
入力装置として透明タッチパネル１４を備えている。

【００２０】フロントライト一体型タッチパネルは、外
光およびフロントライト１５からの光を反射する反射板
６と、反射型液晶ディスプレイ５と、導光板３と光源４
とからなるフロントライト１５と、透明タッチパネル１
４とを組み合わせて構成する（図４参照）。

【００２１】透明タッチパネル１４としては、フィルム
タイプの抵抗膜方式と呼ばれるものを用いる。抵抗膜方
式とは、表面に透明導電膜からなる下部電極とドット状
のスペーサとを設けたフィルムからなる下部電極板１１
と、透明導電膜からなる上部電極を設けたフィルムから
なる上部電極板９とを積層した構造となっており、入力
面側からパネル表面の一部を押圧することにより両電極
を接触させて電気的に導通させ入力できるものである。

【００２２】この方式の透明タッチパネルはフィルムタ
イプと呼ばれ、下部電極にガラスの代わりにフィルムを
使用することにより軽量化することができ、かつ透明タ
ッチパネル１４が割れにくいといった特長がある。フィ
ルムタイプの透明タッチパネル１４は、透明タッチパネ
ル１４自身に剛性をもたせるため、通常、下部電極板１
１の下側に、支持体としてアクリル樹脂やポリカーボネ
ート樹脂などの透明樹脂からなる透明樹脂板が貼り合わ
される。

【００２３】透明タッチパネル１４とフロントライト１
５とは、透明粘着剤や透明ゲルなどの透明樹脂層１２を
介して貼り合わせる（図４参照）。このように構成する
ことにより、透明タッチパネル１４とフロントライト１
５との間に存在した空気層を省くことができる。空気の
屈折率（1.0）とガラスや透明樹脂の屈折率（1.4〜1.
7）との間には差異があるため、空気層が下部電極板１
１と導光板３との間に存在すると透過率が低くなる。し
たがって、透明樹脂層１２により導光板３と透明タッチ
パネル１４を貼り合わせ空気層を介さないように構成す
ることにより透過率を向上させることができる。

【００２４】また、支持体を省略してフロントライト１
５に対し透明樹脂層１２を介して貼り合わせてもよい。
この構成では、透明タッチパネル１４の下部電極板１１
の支持体をフロントライト１５の導光板３で併用し、支
持体と導光板３との間の空気層を除去することにより、
透過率の向上を図ることができる。フィルムタイプの透
明タッチパネル１４は柔軟な構造をしているため、透明
タッチパネル１４と導光板３との貼り合わせ加工は容易
にできる。

【００２５】反射型液晶ディスプレイ５では外光は最上
部の透明タッチパネル１４側よりフロントライト１５の
導光板３と反射型液晶ディスプレイ５を通過し反射板６
により反射され、再び反射型液晶ディスプレイ５、導光
板３、透明タッチパネル１４と通過し出射される。外光
の経路は表示部の各部品を２回通過するため、透過率は
透過型液晶ディスプレイと比較するとかなり低くなる。
そのため、空気層と支持体の２層を省くことは、透過率
向上を図る上で重要である。特に、空気層は、導光板３
や透明樹脂層１２と比較して屈折率の差が大きいため、
空気層と他の層との界面の反射によるロスが大きい。よ
って空気層を省略できることは透過率に大きな影響を与
える。

【００２６】次に、フロントライト１５について説明す
る。

【００２７】導光板３は反射型液晶ディスプレイ５の上
に重ねて配置されるため、導光板３は十分な光透過性を
有し、液晶表示の視認性を妨げないことが要求される。

【００２８】導光板３としては、透明樹脂からなる薄板
状のものを用いるとよい。透明樹脂としては、透明性、
導光性に優れたアクリロニトリル−スチレン共重合体樹
脂、セルロースアセトブチレート樹脂、セルロースプロ
ピオネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂など
を用いることができる。

【００２９】この発明では、上部に透明タッチパネル１
４があるため、反射型液晶ディスプレイ５面と透明タッ
チパネル１４入力面との距離が大きすぎると視差が生
じ、表示位置と入力位置がずれてしまう。そこで、導光
板３の厚みを0.3〜2.0mmに薄くすることにより、反射型
液晶ディスプレイ５面と透明タッチパネル１４の入力面
との距離を3.0mm以下に維持することができる。好まし
くは、0.3〜1.5mmである。0.3ｍｍに満たないと、導光
版の加工が困難であり、また、端面部から十分な光を取
り入れるのが困難となる。また、2.0ｍｍを越えると、
照明装置の厚みが厚くなり、また重量が増すので携帯性
を欠くことになる。導光板３の形状としては、厚みが均
一な平板状のものの他、くさび形のものなどを用いるこ
とができる。

【００３０】導光板３の両面が鏡面状態であれば光は両
面で全反射を繰り返し導光板３の入光端面と対向する端
面へ送られ、表面へ出射される光はほとんどない。そこ
で、導光板３の反射型液晶ディスプレイ５側の面に光拡
散層８を設けることにより、導光板３中の光を反射型液
晶ディスプレイ５側へ出光させる機能を与える。このよ
うな導光板３を反射型液晶ディスプレイ５上に重ねて配
置することより、反射型液晶ディスプレイ５に十分な照
射をおこなうことができる。また、光源４からの光が導
光板３中を全反射を繰り返しながら導光板３の入光端面
と対向する端面まで進むため、反射型液晶ディスプレイ
５全体に照射を行うことができる。

【００３１】導光板３の光拡散層８は、外光使用時に十
分な光透過性をもち、かつ、液晶表示の視認性を妨げな
いものでなければならない。そのため、光拡散層８を微
細な形状を有するように構成することが考えられる。そ
の具体例としては、グラデーションパターンを形成する
方法、シボ形状またはプリズム形状に形成する方法など
がある。

【００３２】通常、バックライトにおける光拡散層８と
してスクリーン印刷によって形成されたドットグラデー
ションが用いられるが、このようなドットグラデーショ
ンのドット径は300μｍ以上あり、また、光拡散性機能
を高める目的から顔料が添加されているため、このよう
な光拡散層８をフロントライト１５としてそのまま用い
ると、液晶表示部７においてドットが占める比率が高
く、外光使用時およびフロントライト１５点灯時ともに
表示部の視認性を妨げることになる。

【００３３】そこで、この発明における光拡散層８は、
具体的には次のように形成する。たとえば、導光板３の
反射型液晶ディスプレイ５面側に導光板３よりも高屈折
率の透明または半透明樹脂を主成分とするインキを用い
てドットグラデーションパターンを形成し、表示面側は
鏡面状態とすることができる（図５参照）。ドット径が
200μｍ以下のグラデーションを用い、その面積比率を6
0％以下にすることにより、反射型液晶ディスプレイ５
の視認性を高めることができる。導光板３の内部に入射
した光は、導光板３内部で全反射を繰り返し、導光板３
の入光端面と対向する端面まで光が送られる。さらに、
導光板３の反射型液晶ディスプレイ５面側に形成された
ドットから出射され、反射型液晶ディスプレイ５を照射
する。また、グラデーションの比率を調整することによ
り光拡散層８における出光量を調整することができ、反
射型液晶ディスプレイ５を均等に照明することができ
る。

【００３４】ドットグラデーションパターンを形成する
には、グラビア印刷法やスクリーン印刷法などの印刷法
を用いるとよい。また、成形同時転写法によれば、導光
板３の成形と同時にドットグラデーションパターンの形
成もできるため好適である。成形同時転写法とは、基体
シート上に転写層を形成した転写材を成形金型内に挟み
込み、金型内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形
品を得るのと同時に成形品表面に転写材を接着させた
後、基体シートを剥離して、被転写物面に転写層を転移
する方法である。

【００３５】また、表示の視認性を著しく減衰させない
程度の微細なシボ形状を光拡散層８として設けてもよ
い。導光板３のシボ形状は、金型内面にシボ形状を設け
ておいて、導光板３成形時に形成されるようにするとよ
い。また、導光版の表面に30μｍ程度の径の微細なマッ
ト加工を行ってもよい。導光板３端面から入射した光
は、シボ形状やマット形状により導光板３内部で散乱
し、一部の光が反射型液晶ディスプレイ５側へ出射す
る。

【００３６】また、導光板３の入光端面と平行に複数の
プリズムを光拡散層８として形成してもよい（図６参
照）。導光板３に入射した光は、プリズム面から反射型
液晶ディスプレイ５へ照射される。プリズムの形状とし
ては、正三角形やレンズ形状のものがある。また、入射
端面からの距離に比例してプリズムの大きさを変化させ
たり、ピッチを変えることにより、光拡散層８の出光バ
ランスを制御することができる。また、プリズムの形状
は、視認性に影響がないようにするため、ピッチ30〜50
0μｍ、幅30〜100μｍにするとよい。

【００３７】光源４は、導光板３の端面に配置する。光
源４は、導光板３の少なくとも１辺に配置する。光源４
としては、冷陰極管、ＬＥＤなどを用いるとよい。

【００３８】また、光源４から出射される光を効率よく
導光板３の入光端面に集めるために、リフレクターを配
置してもよい。リフレクターとしては、銀、アルミニウ
ム、白金、ニッケル、クロムなど、光を鏡面反射する材
質を表面に有する金属板、特に、銀、アルミニウムなど
を真空蒸着法やスパッタリング法などにより表面コーテ
ィングしたものが好ましい。また、ポリエステルなどの
樹脂にＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、ＳｉＯ_４などの光拡散性
物質を混入したものや、ポリエステルなどの樹脂を発泡
させて光拡散性を付与した光拡散性反射板６や光拡散性
フィルムを用いてもよい。

【００３９】以上のとおり、フロントライト１５と透明
タッチパネル１４を透明樹脂層１２を介して一体とする
ことにより透過率を向上させることができ、フィルムタ
イプの透明タッチパネル１４を用いたので支持体を省く
ことができ、一層の簡略化と透過率の向上を実現するこ
とができる。

【００４０】

【実施例】マット樹脂を練り込んで表面に微細な凹凸形
状を有するポリエチレンテレフタレートフィルムを射出
成形用金型内に固定し、型締め後に透明アクリル樹脂を
射出し、型開き後にポリエチレンテレフタレートフィル
ムを剥離した。

【００４１】このようにして、厚さ1.5ｍｍの長方形板
状の透明アクリル板を導光板とし、導光板の一方の面に
は、30μｍ程度の微細な凹凸形状が不規則に形成された
光拡散層を有し、導光板の他方の面は鏡面状態である導
光板を得た。

【００４２】導光板の長辺側の１辺に、線光源として管
径２ｍｍの冷陰極管を配置した。冷陰極管の導光板に面
していない周りには冷陰極管側に銀蒸着面をもつ反射フ
ィルムをリフレクターとして配置した。また、導光板の
入光端面と対向する端面に、白色の発泡ポリエチレンテ
レフタレートからなる反射フィルムを両面テープを介し
て貼り合わせ、フロントライトとした。

【００４３】下部電極板、上部電極板ともに表面にＩＴ
Ｏ導電膜を有するポリエチレンテレフタレートフィルム
からなる透明タッチパネルの下側に、50μｍの厚みをも
つアクリル系樹脂からなる透明粘着層を透明樹脂層とし
て介して導光板の上面に貼り合わせた。なお、この構成
ではフロントライトの導光板は、透明タッチパネルの支
持体の役目も果たしている。

【００４４】このようにして得たフロントライト一体型
タッチパネルは、フロントライトの点灯時および消灯時
ともに液晶表示部の十分な視認性を得ることができた。
また、フィルムタイプの透明タッチパネルに通常必要と
されている支持体を、フロントライトの導光板が兼ねる
ことにより省くことができ、構成が簡略化できた。ま
た、構成部材を減らすことにより透過率の向上を図るこ
とができた。

【００４５】

【００４６】この発明のフロントライト一体型タッチパ
ネルは、反射板上に、反射型液晶ディスプレイと、透明
で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置された光源
とからなるフロントライトと、フィルムタイプの抵抗膜
方式透明タッチパネルとが順次積層され、フロントライ
トの上部と透明タッチパネルの下部とが透明樹脂層を介
して貼り合わされるように構成されているので、照明装
置の厚みが薄いため、携帯型電子機器の大きさや重量を
増大させず、携帯型電子機器の携帯性を損なわない。ま
た、光源は携帯型電子機器の本体に収められるため、光
源の保護に欠けることもない。

【００４７】また、照明装置は反射型液晶ディスプレイ
に重ねて配置されるため、照明装置の使用時に破損する
おそれがなく、不使用時であっても照明装置の収納機構
は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図５】この発明に用いるフロントライトの構成の一実
施例を示す断面図である。

【図６】この発明に用いるフロントライトの構成の一実
施例を示す断面図である。

【符号の説明】１携帯型電子機器２反射型液晶ディスプレイ用照明装置３導光板４光源５反射型液晶ディスプレイ６反射板７液晶表示部８光拡散層９上部電極板１０スペーサー１１下部電極板１２透明樹脂層１４透明タッチパネル１５フロントライト

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】削除

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】削除

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】削除

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】削除

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】削除

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】削除

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０６Ｆ 3/033 ３５０Ｇ０６Ｆ 3/033 ３５０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射板上に、反射型液晶ディスプレイ
と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置さ
れた光源とからなるフロントライトと、透明タッチパネ
ルとが順次積層されたことを特徴とするフロントライト
一体型タッチパネル。
【請求項２】反射板上に、反射型液晶ディスプレイ
と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置さ
れた光源とからなるフロントライトと、抵抗膜方式の透
明タッチパネルとが順次積層され、フロントライトの上
部と透明タッチパネルの下部とが透明樹脂層を介して貼
り合わされたことを特徴とするフロントライト一体型タ
ッチパネル。
【請求項３】反射板上に、反射型液晶ディスプレイ
と、透明で厚さ0.3〜2.0mmの導光板とその端面に配置さ
れた光源とからなるフロントライトと、フィルムタイプ
の抵抗膜方式透明タッチパネルとが順次積層され、フロ
ントライトの上部と透明タッチパネルの下部とが透明樹
脂層を介して貼り合わされたことを特徴とするフロント
ライト一体型タッチパネル。
【請求項４】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成
分とするインキによって、ドットサイズが200μｍ以下
で面積比率が60％以下の微細な多角形または円形のドッ
トグラデーションパターンが形成されたものである請求
項１〜３のいずれかに記載のフロントライト一体型タッ
チパネル。
【請求項５】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成
分とし光拡散性を有する顔料を含むインキによって、ド
ットサイズが200μｍ以下で面積比率が60％以下の微細
な多角形または円形のドットグラデーションパターンが
形成されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の
フロントライト一体型タッチパネル。
【請求項６】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂層で形
成されたものである請求項１〜３のいずれかに記載のフ
ロントライト一体型タッチパネル。
【請求項７】導光板が、その少なくとも一方の面に、
微細なシボ形状が形成されたものである請求項１〜６の
いずれかに記載のフロントライト一体型タッチパネル。
【請求項８】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板の反射型液晶ディスプレイ面側に導光板の入力端
面と平行にピッチ30〜500μｍ、幅30〜100μｍの複数の
プリズムが形成されたものである請求項１〜６のいずれ
かに記載のフロントライト一体型タッチパネル。