JP2001318366A

JP2001318366A - 液晶ディスプレイを備えたタッチコンタクトスイッチ

Info

Publication number: JP2001318366A
Application number: JP2001062786A
Authority: JP
Inventors: Martin Baier; バイアーマルティン
Original assignee: EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2001-11-16
Also published as: EP1133057B1; ES2316407T3; AU776892B2; AU2648801A; DE50114477D1; EP1133057A3; EP1133057A2; US20010020578A1; DE10011645A1; ATE414346T1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】液晶ディスプレイとタッチコンタクトスイッ
チを組合わせて使用できるようにする。【解決手段】液晶の独立セグメント表示するためのタ
ーミナルを備えた伝導層１５、１６；を間に設け、積層
された少なくとも２枚のガラス基盤１２、１３を有する
液晶ディスプレイ１１、を備えたタッチコンタクトスイ
ッチの形態を提供する。液晶ディスプレイの表面１４の
下に、タッチコンタクトスイッチのセンサ要素１９：２
１、２２が少なくとも１つ設けられており、このセンサ
要素は、液晶ディスプレイの表面に触れることで操作す
ることができる。一方で、公知のセンサ要素１９；２
１、２２を液晶ディスプレイの下に配置することがで
き、他方で、液晶ディスプレイシンボルを表示するた
め、また、センサ表面としての両方の目的のために、伝
導層の他の部分をインターバル動作で駆動することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の個々のセグ
メントの表示またはディスプレイ用のターミナルを具備
した伝導層または層部を間に設けた、平行し、積層され
た少なくとも２枚の基盤を有する液晶ディスプレイを備
えた、特に電気機器用のタッチコンタクトスイッチまた
はタッチコンタクトスイッチユニットに関する。層の間
には液晶が配置されている。偏光フィルタがフロント基
盤に有益に嵌合されている。下基盤の下には、バックラ
イト、偏光フィルタ（透過性タイプ）、または反射層
（反射タイプ）のいずれかが設けられている。セグメン
トを表示するために、伝導層を外部からターミナルによ
って（ダークサーフェスによってセグメントを表示する
アンチポール）、従来の方法で駆動することができる。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイは、例えば時計に小さ
なフォーマットで、または電気機器やノートブック画面
のディスプレイに大きなフォーマットで情報を表示する
ために数多くの分野で使用されている。また、液晶ディ
スプレイは、電気機器のスイッチ等によって、可変な状
態をランダムに表示することもできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液晶
ディスプレイとタッチコンタクトスイッチを組合わせて
使用できる、前述のタイプのタッチコンタクトスイッチ
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決する手段】本発明の解決手段を例示する
と、各請求項に記載のタッチコンタクトスイッチであ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】前述の課題は、たとえば、請求項
１に記載の特徴を備えたタッチコンタクトスイッチによ
って解決することができる。本発明の有益な進歩は、本
件のさらなる請求項を形成するものであり、これについ
ては以降で説明する。

【０００６】本発明によれば、液晶ディスプレイ表面の
下に、タッチコンタクトスイッチのセンサ要素が少なく
とも１つ設けられており、このタッチコンタクトスイッ
チのセンサ要素は、センサ要素の上の液晶ディスプレイ
表面に接触することで操作することができる。これによ
り、ディスプレイとスイッチユニットの両方を提供する
ために、事前に製造しておくことができるシングル・ビ
ルトイン・モジュールの使用が可能になる。また、液晶
ディスプレイセグメントを備えたディスプレイにより、
例えば「＋」または「−」のようなタッチコンタクトス
イッチの正確な位置を表示したり、「オフ」ゾーンを直
接操作することも可能である。このようなディスプレイ
を電気機器に装備し、機能ディスプレイと、スイッチに
似た操作ゾーンの両方として機能させることができる。
これ以外の例では、複数の大型ディスプレイと共に遠隔
制御を装備し、異なるディスプレイが電気機器の機能状
態を表示するようにしたものもある。ディスプレイ表面
上に指を置くことによる、対応するセンサ要素またはタ
ッチコンタクトスイッチを操作を介して、上記の機能状
態を変更することができる。機能状態の表示と、対応す
るスイッチ機能の両方は、例えばいくつかのサブ機能に
分割することにより変更することができる。

【０００７】ある実施例によれば、複数の液晶ディスプ
レイセグメント付近に少なくとも１つのセンサ要素を設
けることができる。これには、例えばフレームのような
接触ゾーンを表示する異なるセグメント間の範囲、また
はオープンセグメント内が特に適している。

【０００８】下基盤の下に、少なくとも１つのセンサ要
素を設けることが可能である。しかし、標準の構成要素
を使用できるようにするために、下基盤とセンサ要素を
別々かつ分離可能に構成することが好ましい。

【０００９】ある可能性によれば、タッチコンタクトス
イッチは、センサ要素として反射光バリア、光送信器、
光受信器を備えている。有益なことには、反射光バリア
を配置するのに液晶ディスプレイ伝導層は不要である。
セグメントが光路を干渉してしまうため、液晶ディスプ
レイ伝導層にはセグメントを配備すべきでない点を覚え
ておく必要がある。赤外線光の使用が特に適している。
電力を節約して、外部からの散乱した光による干渉を避
けるために、反射光バリアをインターバルにて動作し、
特に、送信器と受信器をインターバルベースで動作する
ことが可能である。

【００１０】基本的に異なる実施例によれば、センサ要
素を静電容量センサ要素として構成することができる。
これは、例えばフォームシリンダのような、柔軟な伝導
性フォームの形態であってよい。このようなセンサ要素
は、液晶ディスプレイのセグメントがない部分や、セグ
メント上の伝導層に配置することができる。下ディスプ
レイ基盤に取り付けられたフォーム本体表面は、静電容
量センサ要素の静電容量基盤として機能する。このよう
なセンサ要素の動作は既に十分知られている。

【００１１】静電容量センサ要素の別の実施例によれ
ば、伝導センサ層またはセンサ層部分は、基盤間に、ま
たは、液晶ディスプレイの基盤内部の上に、センサ表面
の形態で設けることができる。そのため、センサ要素を
液晶ディスプレイに、機能的にだけでなく、完全に一体
形成することが可能である。センサ層を、液晶ディスプ
レイの２つの層の一方の平面内に設けることが好ましい
が、別層として取り付けることもできる。特に好ましい
方法では、センサ層またはセンサ部分を、液晶ディスプ
レイの２つの伝導層の一方によって形成し、セグメント
を表示するために必要な層範囲から電気的に絶縁する。

【００１２】本発明の別の実施例によれば、センサ層
は、２つの伝導層の少なくとも１つの１部分によって、
セグメント表示目的で使用可能な範囲内において、また
はその部分によって形成される。液晶ディスプレイは、
少なくとも２つの動作モードの交互の方法で駆動するこ
とができる。ターミナルにより、伝導層は、一方でセグ
メント表示のためのアンチポール方法で動作され、他方
で個別の、または有益には短絡方法でセンサ要素として
動作される。そのため、セグメント表示はセンサ要素機
能を伴う交互の方法で実施される。交互の方法の切り替
えは高速で行われるので、例えば５０Ｈｚより高く、最
高で数百Ｈｚまでの周波数では、人間の目には同じセグ
メントの表示としてしか見えない。伝導層は交流で、特
に、センサ要素機能のための３０〜１００ｋＨｚの周波
数で起動することができる。

【００１３】これらおよびその他の特徴は、請求項、説
明、図面、個々の特徴を個別に、またはこれらを組合わ
せて理解することができ、本発明の１実施例およびその
他の分野において実現することができ、また、本明細書
中で保護が請求されている、有益で、独立保護が可能な
構成を呈することができる。これに従って、本明細書の
個々のセクションへの細分、および、いかなる形でも記
述の一般的な有効性を規制しないサブヘディングが行わ
れる。

【００１４】

【実施例】次に、添付の図面に関連して本発明をより詳
細に説明する。

【００１５】図１は、上ガラス基盤１２と下ガラス基盤
１３を備えた液晶ディスプレイまたはＬＣＤ１１の断面
図である。例えばプラスチックのような透明な材料をガ
ラス基盤の代わりに使用することもできる。ガラス板１
２、１３の間には、独立した部分に細分された上伝導層
１５、下伝導層１６が配置されている。外形に関連し
て、この細分は、提示または表示される液晶ディスプレ
イのシンボルに相当する。図２を参照。ガラス基盤１２
と１３の側面同士はボンド１７で結合されている。ガラ
ス基盤間、さらに層１５、１６間には液晶１８が設けら
れている。これが液晶ディスプレイの基本構造である。

【００１６】外形に関連して、下伝導層１６は上伝導層
１５と異なっていても、また、上伝導層１５よりも大き
くてもよい。しかし、上層の少なくともある部分は被覆
され、上層用の端末は被覆されてはならないという点に
留意するべきである。２つの層１５、１６のレイアウト
はプリント回線基盤のレイアウトと類似したものであっ
てよい。

【００１７】一般には、表面１４の前面に偏光フィルタ
を設けているが、ここでは図面を理解し易くするために
偏光フィルタを省略している。さらに、従来のＬＣＤで
は、下ガラス基盤１３の背面に、反射層またはバックラ
イトのいずれか、および偏光フィルタを設けているが、
この説明ではこれも省略する。

【００１８】液晶ディスプレイ１１の左下の、下ガラス
基盤１３の下面には、伝導性フォームから成る２つのフ
ォームセンサ要素１９が装備されている。このタイプの
フォームセンサ要素は、例えば特許ＤＥ１９７０６１６
８に説明されている。センサ要素１９のガラス基盤と係
合している面は、別の、従来の静電容量センサ要素の伝
導表面を形成する。その制御と評価についてはここでは
示さないが、前述した特許明細書に説明されている。

【００１９】２つのセンサ要素１９は、上伝導層１５ま
たは下伝導層１６のいかなる部分もセンサ要素の上を通
らないように配置される。これによりセンサ要素の上に
は電界ラインが全く形成されないため、静電容量センサ
要素が動作から外される。さらに、層部分用のターミナ
ルもセンサ要素の上を通ってはならない。一般に、非金
属反射層はいかなる干渉も生じない。

【００２０】液晶ディスプレイの右下には、反射光バリ
アの原理に基づいた光送信器２１、光受信器２２が装備
されている。光送信器２１は、好ましくは赤外線範囲内
で光を放射する。光の同部分の上に指を置くと、これが
下方向に反射されて光受信器２２によって収集され、タ
ッチコンタクトスイッチの作動として評価される。基本
的に反射光バリアの装置は伝導層から独立しているが、
送信器と受信器の間の光路内には液晶ディスプレイシン
ボルが存在してはならない。これは、例えば適切な波長
の場合で、光が液晶ディスプレイシンボルを通過できる
場合にのみ可能である。

【００２１】図２は、図１の液晶ディスプレイ１１を平
面図で示したものである。図の左側のセンサ要素１９は
液晶ディスプレイゾーン２４よりも下にあることがわか
る。上ガラス基盤１２の表面に指を置くことにより、液
晶ディスプレイゾーン２４はこのセンサ要素の動作を随
意に、状況の関数として示すことができる。右側のセン
サ要素１９は、表面１４に付されたマーキング２０の下
に配置されている。

【００２２】光送信器２１と光受信器２２によって形成
された反射光バリアは、＋記号の形状をした液晶ディス
プレイゾーン２４の下に、斜めに離して配置されてい
る。そのため、迅速に動作する場合には、＋記号２４を
直接動作するか、または＋記号２４の上に指を置くこと
が可能である。液晶ディスプレイゾーン２４の間には、
従来の液晶ディスプレイディジット２５の表示がある
が、このディジットの値を例えば＋記号によって変更す
ることができる。

【００２３】図３は、２枚のガラス基盤１２、１３と、
液晶１８を装備した液晶ディスプレイ２６を示す。２枚
のガラス基盤は、図１とよく似て、複数の独立部分に細
分された上伝導層２７と下伝導層２８を備えている。そ
の形状を図４に見ることができる。独立部分の各々に
は、プリント回路伝導体と非常によく似た形で液晶ディ
スプレイから延び、マイクロプロセッサ３０と接続した
電気ターミナル２９が装備されている。そのため、独立
層部分の各々を個別に駆動することができる。ターミナ
ル２９の案内は、ここでは示さない。図４は、液晶ディ
スプレイの動作中に個々の液晶ディスプレイゾーン２４
が現れる様子を示している。

【００２４】液晶ディスプレイ２６は、液晶ディスプレ
イと、静電容量タッチコンタクトスイッチの両方として
の伝導層２７、２８のインターバル動作を目的として設
計されている。電気ターミナル２８により、層２７、２
８の独立部分を液晶ディスプレイとして駆動することが
できる。この目的のため、層の駆動は通常の液晶ディス
プレイ同様にアンチポール方法で駆動される。

【００２５】層同士をターミナル２９によって短絡した
り、上層２７のゾーンを静電容量タッチコンタクトスイ
ッチまたはそのセンサ表面として駆動することもできる
が、この場合、液晶ディスプレイシンボルを表示するこ
とはできない。２つのモードを、最終的に両方が実行可
能になる形でインターバル動作にて迅速に交互に実行す
ることができれば特に有利である。例えば、５０Ｈｚよ
りも高い周波数、好ましくは７０Ｈｚよりも高い周波数
では、液晶ディスプレイ動作とタッチコンタクトスイッ
チ動作を交互に実行することが可能である。従って、ユ
ーザは、液晶ディスプレイシンボルを永久的に、タッチ
コンタクトスイッチを半永久的に見ることができる。さ
らに、液晶ディスプレイ動作をコンタクトスイッチ動作
よりも長くするように、滞留時間を変更することが可能
である。

【００２６】この動作モードの必須条件は、層のセンサ
要素となる部分が同層のその他の部分、特に下層と接続
しないことである。この部分の上下には、ターミナル２
９の経路があってはならない。層の１部分がセンサ要素
として動作され、同部分が、液晶ディスプレイ表示の目
的で他層の１部分と面している場合には、センサ要素機
能を持続させるためにこの２つの部分を短絡する必要が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射光バリアと、その下にフォームセンサ要素
とを備えた液晶ディスプレイの断面図である。

【図２】図１の液晶ディスプレイの平面図である。

【図３】セグメント表示目的でセンサ要素としても動作
される層部分を備えた液晶ディスプレイの断面図であ
る。

【図４】図３の液晶ディスプレイの平面図である。

【符号の説明】

１２上ガラス基盤１３下ガラス基盤１４表面１５上伝導層１６下伝導層１７ボンド１８液晶１９フォームセンサ要素２０マーキング２１光送信器２２光受信器２４液晶ディスプレイゾーン２５液晶ディスプレイディジット２６液晶ディスプレイ２７上伝導層２８下伝導層２９電気ターミナル３０マイクロプロセッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｈ 35/00 Ｈ０１Ｈ 35/00 Ｘ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶ディスプレイの個々のセグメント
（２４、２５）を表示するためのターミナル（２９）を
備えた伝導層（１５、１６；２７、２８）を間に設け
た、平行し、積層された２枚の基盤（１２、１３）を有
する前記液晶ディスプレイ（１１、２６）を備えた、特
に電気機器用のタッチコンタクトスイッチであって、前
記液晶ディスプレイの表面（１４）の下に、タッチコン
タクトスイッチのセンサ要素（１９、２１、２２、２
７）を少なくとも１つ有し、前記タッチコンタクトスイ
ッチのセンサ要素は、前記センサ要素の上の液晶ディス
プレイ表面に接触することで操作できることを特徴とす
るタッチコンタクトスイッチ。
【請求項２】前記センサ要素は、静電容量センサ要素
として構成されており、前記液晶ディスプレイ（２６）
の基盤（１２、１３）間に伝導性のセンサ層（２７）を
有することを特徴とする請求項１に記載のタッチコンタ
クトスイッチ。
【請求項３】前記センサ層は、前記液晶ディスプレイ
（２６）の前記２つの伝導層（２７、２８）のいずれか
一方の平面上にあることを特徴とする請求項２に記載の
タッチコンタクトスイッチ。
【請求項４】前記センサは、前記液晶ディスプレイ
（２６）の前記２つの伝導層（２７、２８）のうちの少
なくとも１つによって形成され、前記セグメント（２
４、２５）を表示するために必要な層部分から電気的に
絶縁されていることを特徴とする請求項２に記載のタッ
チコンタクトスイッチ。
【請求項５】前記センサ層は、セグメント表示に使用
できる部分内にある前記伝導層（２７、２８）の少なく
とも１つによって形成されており、前記液晶ディスプレ
イ（２６）は交互動作で駆動可能であり、前記伝導層
は、ターミナル（２９）によって２つの動作モードで動
作され、前記２つの動作モードの一方はセグメント表示
のためのアンチポール方法であり、他方はセンサ要素と
しての短絡方法であることを特徴とする請求項３に記載
のタッチコンタクトスイッチ。