JP2005189354A - 情報表示素子、及び該情報表示素子を備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タッチペンにより種々の情報を入力できるようにした表示素子において、タッチペンの位置を検知する感度が低下しないようにする。
【解決手段】 導電性の板状部材Ａ_１を表示素子Ｐ_１に配置することがある。例えば、表示素子に、強度部材としての金属板を挿入する場合などである。かかる表示素子Ｐ_１の片側にタッチペンを配置し、他側に電磁誘導方式のセンサ部を配置した場合、金属板にて渦電流が発生してしまって、センサ部によりタッチペンの位置を検知する感度が低下してしまうおそれがある。本発明では、導電性板状部材Ａ_１に複数の貫通孔４を形成しておいて磁束が十分に漏れるようにしておき、タッチペンの位置を検知する感度が低下しないようにしている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電磁誘導方式による座標検知が行われる情報表示素子、及び該情報表示素子を備えた表示装置に関する。

近年、いわゆるタッチパネル式の表示装置がＴａｂｌｅｔＰＣや電子手帳などとして利用されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の表示装置の構造の一例を示す模式図であり、符号Ｐ_０は、画像や文字等を表示する表示パネルを示し、符号２は、種々の情報を入力するための入力用ペンを示し、符号３は、該入力用ペン２の位置を検知するための電磁誘導方式によるセンサ部を示す。この入力用ペン２には共振回路が配置され、センサ部３にはセンサコイルが配置されて、いわゆる電磁誘導方式により座標位置を検出するように構成されていた。

特開平０６−２３６２３１号公報

ところで、表示パネルＰ_０としては液晶表示素子や電気泳動表示素子を利用できるが、これらの表示パネルＰ_０には導電性板材Ａ_０を有しているものがある。例えば、液晶表示素子の場合はガラス基板などの剛性板材により構成されるために可撓性にならないのに対し、電気泳動表示素子の場合は、プラスチックフィルム等により構成できるので可撓性になるという特徴を有しているが、かかる電気泳動表示素子の場合、強度を確保するためにはステンレス等の強度板材を配置しておくことがある。図６は電気泳動表示素子の構造の一例を示す断面図であり、符号４０は表示側基板を示し、符号４１は後方側基板を示し、符号４２は基板間隙を仕切る隔壁を示し、符号４３，４４は各画素に配置される第１電極及び第２電極を示し、符号４５は絶縁層を示す。さらに、符号４６は各画素に充填される絶縁性液体を示し、符号４７は該絶縁性液体４６に分散される帯電泳動粒子を示す。この電気泳動表示素子は、第１電極４３と第２電極４４との間に印加する電圧の極性を変えて帯電泳動粒子４７を図(a) 又は図(b) に示すように移動することに基づき、種々の情報を表示するように構成されている。

このように表示パネルＰ_０が導電性板材Ａ_０を備えたような場合には、導電性板材Ａ_０に渦電流が発生してしまい、センサ部３から発生した磁束が減衰されてしまって、入力用ペン２の位置が感知されにくくなる（つまり、位置検知の感度が悪くなる）という問題があった。

そこで、本発明は、位置検知の感度低下を防止する情報表示素子を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、位置検知の感度低下を防止する表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、種々の情報が表示されると共に電磁誘導方式による座標検知が行われる情報表示素子において、複数の貫通孔を有する導電性板材、を備えたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によると、座標検知の感度低下を防止できる。

以下、図１乃至図４を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明に係る情報表示素子は、画像や文字等の種々の情報を表示するものであって、電磁誘導方式による座標検知が行われるものである。

本発明に係る情報表示素子は、図２乃至図４に符号Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３で例示するように、導電性板材Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３を備えている。この導電性板材Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３は、様々な目的のため（例えば、情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３を可撓性とした場合には強度確保のため）に配置されるものであるが、
・ 図２に符号Ａ_１で示すように、複数の貫通孔４を有する形状としても、
・ 図３に符号Ａ_２で示すように、導電性繊維で編まれたような形状（或いはメッシュ状）としても、
・ 図４に符号Ａ_３で示すように、複数の凹凸を有する形状としても、
いずれでも良い。いずれの導電性板材を用いても、座標検知の感度低下を防止できる。

また、
・ 上述した情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３と、種々の情報を入力するための入力用ペン（図１の符号２参照）と、によって表示装置を構成しても、
・ 上述した情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３と、入力用ペンの位置を検知するための電磁誘導方式によるセンサ部（図１の符号３参照）と、によって表示装置を構成しても、
・ 図１に符号１で示すように、上述した情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３と、種々の情報を入力するための入力用ペン２と、該入力用ペンの位置を検知するための電磁誘導方式によるセンサ部３と、によって表示装置を構成しても、
いずれでも良い。

センサ部３は、いわゆる電磁誘導式ディジタイザであって、情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３の背後に配置されている。このセンサ部３は複数のセンサコイル（ループコイル）を有していて、前記入力用ペン２は共振回路を有しており、センサコイルの電流を高速でオン・オフすることにより入力用ペン２の座標が公知の方法で検知されるようになっている。

図２の場合の貫通孔４は、画素Ｂの面積よりも小さく形成すると良く、各画素Ｂに少なくとも１つ配置されるようにすると良い。例えば、１つの画素Ｂの幅が８０μｍである場合、貫通孔４の幅を８０μｍより小さくし、貫通孔４の形成ピッチｐを８０μｍ程度以下にすると良い。このように貫通孔４を設けることにより、情報表示素子の可撓性の確保と、磁束の減衰の防止を両立させることができる。導電性板材Ａ_１としては、割れ難く、可撓性に富む金属板を用いると良い。

図３の場合の導電性板材Ａ_２は、ステンレス鋼の極細長繊維を編み込んで形成すると良く、具体的には、東京製綱株式会社製の「サスミック（商標）」などを用いれば良い。

図４の凹凸は、エンボス加工によって形成しても、導電性板材Ａ_３を波状に湾曲させて形成しても良い。このような凹凸を設けることにより剛性を確保できるため、板厚自体は１０μｍ程度と薄くでき、座標検知の感度低下を防止できる。

情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３には、
・ 液晶を利用して情報を表示する液晶表示素子や
・ 帯電泳動粒子の電気泳動作用を利用して情報を表示する電気泳動素子
などを用いることができる。本発明に用いる情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３としては反射型が好適であって、ＴＦＴ等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型のものが好適である。アクティブマトリクス型とする場合、情報表示素子Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３は、走査電極、情報電極、走査電極を駆動する走査電極駆動手段、情報電極を駆動する情報電極駆動手段、及びスイッチング素子等により構成すると良い。

上述した導電性板材Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の両側又は片側に絶縁層１０を配置して、該導電性板材Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３と他の素子（例えば、スイッチング素子）との絶縁を確保すると良い。

次に、本形態の効果について説明する。

本発明によれば、導電性板材Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３はセンサ部３と入力用ペン２との間の磁束漏れを許容するので、センサ部３による座標検知の感度低下を防止できる。

本実施例では、図１に示す構造の表示装置を作製した。

情報表示素子としては、図２に示す構成の電気泳動表示素子Ｐ_１を用いた。図中の符号１１は透明な表示側基板を示し、符号１２は後方側基板を示す。また、符号１３は、画素Ｂを仕切るように基板間隙に配置した隔壁を示し、符号１４は、各画素Ｂに充填した絶縁性液体を示し、符号１５は、絶縁性液体中に分散させた帯電泳動粒子を示す。符号Ａ_１は導電性板材を示すが、本実施例では、板厚が１００μｍのＳＵＳ基板を用い、開口幅がφ２ｍｍの貫通孔４を多数形成した。また、絶縁性液体１４には、パラフィン系炭化水素溶媒を主成分とするものを用い、帯電泳動粒子１５には、カーボンブラックを含有したポリスチレン樹脂（黒色）を用いた。

符号１０は、絶縁及び平滑のために貫通孔４及びＳＵＳ基板Ａ_１の両面を覆うように配置されたアクリル系樹脂（厚さ２μｍ）を示す。なお、アクリル系樹脂の替わりにエポキシ系樹脂やＳｉＮ膜を用いても良い。ＳｉＮ膜を成膜する際に使用するＣＶＤでは、１μｍ以上の膜厚を実現する事は成膜時間の観点からも困難であり、加えて、比誘電率εｒ＝４程度である事から、膜厚が薄すぎると、ゲート配線等に対する寄生容量が増大し駆動に問題が生じる恐れがある為、設計時に注意が必要となる。

符号２０は、ＴＦＴのゲート電極で、符号２１は、ＴＦＴ形成のためのＳｉＮ膜（２５０ｎｍ厚）で、符号２２はａ−Ｓｉ膜（２００ｎｍ厚）で、符号２３はオーミックコンタクト層としてのａ−Ｓｉ（ｎ^＋）膜（２０ｎｍ厚）で、符号２４はＴＦＴのソース電極で、符号２５はＴＦＴのドレイン電極である。これらによってＴＦＴを構成した。

また、符号１７は、３００ｎｍ厚のＳｉＮ膜であり、符号１８は、２００ｎｍ厚のＡｌにより形成した画素電極である。さらに、符号１６は、画素電極１８とによって補助容量を構成するためのＣｓ電極である。

また、符号１９は、白色散乱層であり、ＴｉＯ_２を含有したアクリル樹脂（４μｍ厚）により形成したものである。符号３０は、絶縁膜であり、アクリル系の樹脂（１μｍ厚）により形成した。符号３１は、３００ｎｍ厚のＴｉ層であり、符号３２は、カーボンを含有させたフォトレジスト（３００ｎｍ厚）である。

次に、本実施例に係る表示装置の製造方法について説明する。

まず、エッチングによってＳＵＳ基板Ａ_１に多数の貫通孔４を形成した。そして、このＳＵＳ基板Ａ_１の両面にアクリル系樹脂１０をスピナーにより形成した。

次に、このアクリル系樹脂１０の片面（図示の上面）にＡｌ−Ｎｄをスパッタ法により２００ｎｍの厚さに成膜し、フォトマスク等による露光及びエッチングを施してパターニングし、ゲート電極２０およびＣｓ電極１６を形成した。これらの電極２０，１６を覆うように、層間絶縁膜及び半導体層としてのＳｉＮ膜２１／ａ−Ｓｉ膜２２をＣＶＤにより形成した。これらを覆うように、オーミックコンタクト層としてのａ−Ｓｉ（ｎ^＋）膜２３をＣＶＤにより成膜した。ａ−Ｓｉ（ｎ^＋）膜２３の表面にＡｌを２００ｎｍ厚に形成し、該Ａｌ膜をウエットエッチングしてソース電極２４及びドレイン電極２５を形成した。引き続いて、同レジストパターンを用いてドライエッチングによりＴＦＴチャネル部のａ−Ｓｉ（ｎ^＋）層２３を除去し、ＳｉＮ膜１７を形成した。ドライエッチングによりＳｉＮ膜１７に図示のようなコンタクトホールを作成し、ドレイン電極２５の一部を露出させた。その露出部分及びａ−Ｓｉ（ｎ^＋）膜２３を覆うように２００ｎｍ厚のＡｌ膜をスパッタ法により形成し、フォトマスクを用いたウエットエッチングにより画素電極１８を形成した。

次に、白色散乱層１９及び絶縁膜３０を形成し、さらに３００ｎｍ厚のＴｉ膜、３００ｎｍ厚のフォトレジスト膜、及び１５μｍ厚のフォトレジスト膜を形成した。そして、１５μｍ厚のフォトレジスト膜は、画素と画素との境界部分のみが残るように現像して隔壁１３を形成した。また、Ｔｉ膜及び３００ｎｍ厚のフォトレジスト膜は、該隔壁１３を利用してエッチングすることにより、図示のＴｉ層３１及びフォトレジスト３２とした。

最後に、上述した絶縁性液体１４や帯電泳動粒子１５を各画素に充填し、表示側基板１１にて閉塞した。

本実施例によれば、入力用ペン２の位置検知の感度低下を防止できた。

本発明者は、貫通孔４の開口率と位置検出限界との間には図７に示す関係があることを確認しており、ＳＵＳ基板Ａ_１の板厚や平坦性、あるいは工程の流し易さと、センサ部から発生させる磁束強度、およびこれに関連する消費電力等との関係から最適な板厚、開口率を選択すれば良いことを確認している。

本実施例においてはアモルファスシリコンを用いた逆スタガー型の構成を採用しているが、例えば、スタガー型、プレナー型、逆プレナー型等を採用しても何ら問題はない。加えて、アモルファスシリコンを用いたＴＦＴに限らず、例えば、レーザーアニールを用いたポリシリコンＴＦＴや、単結晶ＴＦＴの転写技術を用いても良い。

本発明に係る表示装置の全体構成を示す模式図。 情報表示素子の構造の一例を示す断面図。 情報表示素子の構造の一例を示す断面図。 情報表示素子の構造の一例を示す断面図。 従来の表示装置の構造の一例を示す模式図。 電気泳動表示素子の構造の一例を示す断面図。 貫通孔の開口率と位置検出限界との関係を示す図。

符号の説明

１ 表示装置
２ 入力用ペン
３ センサ部
Ａ_１ 導電性板材
Ａ_２ 導電性板材
Ａ_３ 導電性板材
Ｐ_１ 情報表示素子
Ｐ_２ 情報表示素子
Ｐ_３ 情報表示素子

Claims (6)

1. 種々の情報が表示されると共に電磁誘導方式による座標検知が行われる情報表示素子において、
   複数の貫通孔を有する導電性板材、
   を備えたことを特徴とする情報表示素子。
2. 種々の情報が表示されると共に電磁誘導方式による座標検知が行われる情報表示素子において、
   導電性繊維で編まれた導電性板材、
   を備えたことを特徴とする情報表示素子。
3. 種々の情報が表示されると共に電磁誘導方式による座標検知が行われる情報表示素子において、
   複数の凹凸を有する導電性板材、
   を備えたことを特徴とする情報表示素子。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報表示素子と、
   種々の情報を入力するための入力用ペンと、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報表示素子と、
   入力用ペンの位置を検知するための電磁誘導方式によるセンサ部と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
6. 種々の情報を入力するための入力用ペン、
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
   

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