JP2008293114A - 照明付タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、動作に不安がなくかつより薄型のタッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置を提供することである。
【解決手段】 本発明によるタッチパネルは、透明なフィルムを有し、該フィルムの端部に発光ダイオードを設けて該フィルムを導光板として機能させ、該フィルムの上面または下面または上下面に静電容量センサ用の透明電極パターンを形成し、該透明電極パターン上に前記透明フィルムよりも光屈折率の高い樹脂を成膜し、該樹脂上にプリズムもしくはレンチキュラーレンズからなるグルーブを設けた。また本発明による表示装置は、前記タッチパネルを反射型表示パネルの上面に置きフロントライトとするか透過型表示パネルの下面に置きバックライトとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明付タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置に関する。

近来液晶表示装置等の表示装置にはタッチパネルを必要とする用途が多くなり、また受光型表示装置には照明装置を必要とする用途が多い。
このようにタッチパネルと照明装置の双方を用いた表示装置では厚さが大きな問題となっており、特にこの問題は携帯電話、ＰＤＡ等の携帯用機器においては深刻であった。

このような厚さ問題を解決するため、反射型液晶表示装置の表示部の上に抵抗膜方式タッチパネルを配置し、該抵抗膜方式タッチパネルの下部を構成する透明基板の端面に補助照明装置を配置し、前記透明基板を該補助照明装置の導光体として用いる。また前記補助照明装置から出射された光を前記抵抗膜方式タッチパネルの下側に配置されている反射型液晶表示装置の表示部に均一に出射するように、前記補助照明装置からの距離に応じた粗密状のドットパターンからなるスペーサーを設けるという提案がある（特許文献１参照）。

現状用いられているタッチパネルは、液晶等の表示装置と、バックライトやフロントライト等の照明装置と、抵抗膜方式や静電容量方式の入力検出装置との３つのメカニズムが重なり、厚みが付加され携帯装置の薄型化を損なっている事を考えると、この提案はタッチパネルを受光型表示装置の照明装置と兼用することで厚さ問題を解決しようとする有益なものと考えられた。

しかしながらこのような薄型化も要求される厚みに対しては厚すぎるという問題と、光源としての光の均一性を保つため、抵抗膜方式タッチパネルのスペーサーの配置パターンを粗密状のドットパターンにしなければならないため、本来均一に配置することによって機能を正常たらしめるスペーサーを粗密状のドットパターンにしなければならず、タッチパネルとしての動作に不安があるという問題があった。
すなわち薄型化と照明の均一化とタッチパネルとして正常機能とのすべてを実現することがきわめて困難という問題があった。

特許第３５３４１７０号

本発明の目的は、動作に不安がなくかつより薄型の、タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置を提供することである。

本発明によるタッチパネルは、透明なフィルムを有し、該フィルムの端部に発光ダイオードを設けて該フィルムを導光板として機能させ、該フィルムの上面または下面または上下面に静電容量センサ用の透明電極パターンを形成し、該透明電極パターン上に前記透明フィルムよりも光屈折率の高い樹脂を成膜し、該樹脂上にグルーブを設けたことを特徴とする。

また本発明によるタッチパネルは、前記グルーブがプリズムもしくはレンチキュラーレンズであることを特徴とする。

本発明による表示装置は、前記タッチパネルを反射型表示パネルの上面に置きフロントライトとしたことを特徴とする。

本発明による表示装置は、前記タッチパネルを透過型表示パネルの下面に置きバックライトとしたことを特徴とする。

照明装置にタッチパネルを重ねる構成ではなく、静電容量式タッチパネルの透明フィルムを導光板として機能させるため、照明装置内に静電容量パターンを形成出来、薄型でかつ製造コストの安い照明付タッチパネルを提供出来る。
抵抗膜タッチパネルの場合は、タッチパネルの下部を構成する透明基板と上部を構成する透明基板との２枚の透明基板が必要だが、本発明は静電容量方式で透明基板の上下面にセンサパターンが形成出来るため、１枚の透明基板でタッチパネルを構成出来薄型化が実現出来る。
また照明光の均一化がグルーブによってなされるため動作の安定なタッチパネルが実現出来る。

本発明によるタッチパネルは、透明なフィルムを有し、該フィルムの端部に発光ダイオードを設けて該フィルムを導光板として機能させ、該フィルムの上面または下面または上下面に静電容量センサ用の透明電極パターンを形成し、該透明電極パターン上に前記透明フィルムよりも光屈折率の高い樹脂を成膜し、該樹脂上にプリズムもしくはレンチキュラーレンズからなるグルーブを設けた。また本発明による表示装置は、前記タッチパネルを反射型表示パネルの上面に置きフロントライトとするか透過型表示パネルの下面に置きバックライトとした。
以下実施例に基づいて本発明の説明を行う。

図１は本発明による表示装置１３の第１の実施例で、図１中の１５がタッチパネルの例を示している。
図１において、タッチパネル１５は透明なフィルム１２を有し、その端部には発光ダイオード２６が設けられ、透明なフィルム１２が導光板として機能している。透明フィルム１２の上下面には静電容量センサ用の透明電極パターン２０と１８がそれぞれ形成されており、透明電極パターン２０と１８に指が近づくことにより近接したパターン間の容量変化を、図示していない検出回路で検出することにより透明なフィルム１２を静電容量式タッチパネルとしている。透明フィルム１２の下面電極１８上及び透明フィルム１２の複数の上面電極２０上には透明フィルム１２よりも光屈折率の高い樹脂１４，１６をそれぞれ成膜し、上面電極２０側の樹脂１４の表面には図示のようにグルーブとしてプリズム２８を形成して照明付タッチパネル１５としている。 該プリズム２８は発光ダイオード２６に近い所では粗に、遠いところでは密に設けて照明光が表示パネルの全画面でほぼ一定の明るさを保つよう構成している。

さらに、照明付タッチパネル１５は反射型表示パネル１０の上部に置かれ、照明付タッチパネル１５上には接着シート２２を介して保護シート２４が置かれ、照明付タッチパネルを備えた表示装置１３を構成している。

このように構成することにより、発光ダイオード２６から出射した光３０は透明フィルム１２内を進んだ後、上方に進んだ光３０は樹脂１４内で方向を上方に変更された後プリズム２８で反射されて透明フィルム１２内に戻され、その後樹脂１６を通過して反射型表示パネル１０に照射される光３２となる。該光３２は反射型表示パネル１０内で反射されて反射型表示パネル１０の表示内容を持った光３４となり、樹脂１６，透明フィルム１２，樹脂１４を通過して表示パネル１３の外部に出射され目１１によって認識される。
透明フィルム１２の上方に進んでプリズムの辺２８に相当する部分に当たらなかった光はそのまま表示装置上方に抜け、また透明フィルム１２の下方に向けて進んだ光は表示パネル１３に向け出射されることは勿論である。

このように本発明による照明付タッチパネル１５を反射型表示パネル１０の上面に置いたため、照明付タッチパネル１５が反射型表示パネル１０のフロントライトとして機能している。
また、抵抗膜タッチパネルの場合は、タッチパネルの下部を構成する透明基板と上部を構成する透明基板との２枚の透明基板が必要だが、本発明は静電容量方式を用いたため、透明基板の上下面にセンサパターンが形成出来、１枚の透明基板でタッチパネルを構成出来さらなる薄型化が実現出来るという特有の効果を生じている。

なお、透明電極２０パターン上に成膜する樹脂１４は静電容量センサパターンの保護が出来る。また樹脂上にナノインプリント方式、インクジェット方式、印刷方式等でプリズムを形成できる。
なお以下の図において、同様の部材には同様の番号を付して説明を省略している。

図２は本発明による表示装置１３の第２の実施例で、図２中の１５がタッチパネルの例を示している。
図２において、タッチパネル１５は透明なフィルム１２を有し、その端部には発光ダイオード２６が設けられ、透明なフィルム１２が導光板として機能している。透明フィルム１２の上下面には静電容量センサ用の透明電極パターン２０と１８とがそれぞれ形成されており、透明電極パターン２０と１８に指が近づくことにより近接したパターン間の容量変化を、図示していない検出回路で検出することにより透明なフィルム１２を静電容量式タッチパネルとしている。透明フィルム１２の下面電極１８上及び透明フィルム１２の複数の上面電極２０上には透明フィルム１２よりも光屈折率の高い樹脂１６，１４を成膜し、上面電極２０側の樹脂１４の表面には図示のようにグルーブとしてレンチキュラーレンズ３６を形成して照明付タッチパネル１５となっている。

グルーブであるレンチキュラーレンズ３６は発光ダイオード２６に近い所では粗に、遠いところでは密に設けて照明光が表示パネルの全画面でほぼ一定の明るさを保つよう構成している。
さらに、照明付タッチパネル１５の下部には空気層３７を介して反射シート３８を設け、上部には接着シート２２を介して透過型表示パネル１０が置かれ、照明付タッチパネルを備えた表示装置１３を構成している。

このように構成することにより、発光ダイオード２６から出射した光４０は透明フィルム１２内を進んだ後、上方に進んだ光４０は樹脂１４内で方向をさらに上方に変更された後樹脂１４の上辺で反射されて透明フィルム１２内に戻され、その後透明フィルム１２の下面で再び反射され最終的に樹脂１４上のレンチキュラーレンズ３６によってやや散乱された光４６となり，透過型表示パネル１０を透過し、外部に出射され目１１によって認識される。
また透明フィルム１２の下方に向けて進み透明フィルム１２の下面で全反射しなかった光は樹脂１６を通過した後反射シート３８で反射され透明フィルムに戻され最終的にレンチキュラーレンズ３６によってやや散乱されて透過型表示パネル１０を照明することは勿論である。

このように本発明による照明付タッチパネル１５を透過型表示パネル１０の下面に置いたため、照明付タッチパネル１５が透過型表示パネル１０のバックライトとして機能している。
また、薄型化に関する効果は実施例１と同様である。

グルーブの例として実施例１ではプリズムを、実施例２ではレンチキュラーレンズを示したが、これらはどちらを採用しても良い。
またレンチキュラーレンズは、樹脂上にナノインプリント方式、インクジェット方式、印刷方式等で形成できる。
さらに、グルーブの粗密状配置を調整することで表示パネル画面の明るさを一定に出来るため、タッチパネルとしての機能に不具合を生じるという問題もない。

図３は本発明で用いる静電容量式タッチパネル１５の電極パターンの第１の例を示した図である。
図３において、（ａ）は電極の平面図で、（ｂ）は断面図である。
透明フィルム１２上の上面にはＹ方向電極２０が、下面にはＸ方向電極１８が設けられており、指が近づくことにより近接したパターン間の容量変化を検出すればタッチパネル上の触れられた位置を検出することが出来る。

図４は本発明で用いる静電容量式タッチパネル１５の電極パターンの第２の例を示した図である。
図４において、（ａ）は電極の平面図で、（ｂ）、（Ｃ）は断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）において、透明フィルム１２の上面には複数の固定パターン電極４８とコモン電極６３が設けられており、固定パターン４８とコモン電極６３の容量変化を検出すればタッチパネル上の触れられた位置を検出することが出来る。なお図示していないが各固定パターン４８及びコモン電極６３には引き出し電極が設けられていることは勿論である。

図４（ｃ）は透明フィルム１２の下側に透明電極パターンを設けた例である。

図５は本発明で用いる静電容量式タッチパネル１５の電極パターンの第３の例を示した図である。
図５において（ａ）は電極の平面図で、（ｂ）は断面図である。
図５は斜線を施した全面電極６０を用いた例で、電極６０の４隅から微弱な電流を流し、指が触れた事による電流値変化を検出する事で指が触れた位置を検出出来る。
透明フィルム１２の下面側に設けた電極６２はノイズシールド用の透明電極パターンで一般的にはＧＮＤ電位が供給され、液晶のような表示パネルの駆動によって生じるノイズを吸収する働きをする。この電極は静電容量式タッチパネルと液晶のような容量性表示パネルの間に置く。

以上説明したように、本発明の照明付タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置はタッチパネルを静電容量式とすることで、抵抗膜方式を用いた場合よりも、さらなる薄型化と、タッチパネル機能を正常に維持しつつ、光源としての光の均一化を実現するという特有の効果を生じている。

本発明による表示装置の第１の実施例である。 本発明による表示装置の第２の実施例である。 本発明で用いる静電容量式タッチパネルの電極パターンの第１の例を示した図である。 本発明で用いる静電容量式タッチパネルの電極パターンの第２の例を示した図である。 本発明で用いる静電容量式タッチパネルの電極パターンの第３の例を示した図である。

符号の説明

１２ 透明フィルム
２６ 発光ダイオード
１８，２０，４８，６０ 静電容量センサ用の透明電極パターン
１４，１６ 透明フィルムよりも光屈折率の高い樹脂
２８，３６ グルーブ
１５ 照明付タッチパネル
２８ プリズム
３６ レンチキュラーレンズ
１０ 表示パネル
１３ タッチパネルを備えた表示装置

Claims (4)

1. タッチパネルにおいて、
   該タッチパネルは透明なフィルムを有し、
   該フィルムの端部に発光ダイオードを設けて該フィルムを導光板として機能させ、
   該フィルムの上面または下面または上下面に静電容量センサ用の透明電極パターンを形成し、
   該透明電極パターン上に前記透明フィルムよりも光屈折率の高い樹脂を成膜し、
   該樹脂上にグルーブを設けたことを特徴とする照明付タッチパネル。
2. 前記グルーブがプリズムもしくはレンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項１記載の照明付タッチパネル。
3. 前記タッチパネルを反射型表示パネルの上面に置きフロントライトとしたことを特徴とするタッチパネルを備えた表示装置。
4. 前記タッチパネルを透過型表示パネルの下面に置きバックライトとしたことを特徴とするタッチパネルを備えた表示装置。

Images