JP2011059267A - 表示パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示部とタッチ操作部とを備えた安価な表示パネルを提供できるようにする。
【解決手段】表面を構成する第１基板５と、裏面を構成する第２基板６とを互いに隙間９を設けて対向配置し、第１基板と第２基板との間に液晶表示部２を設けると共に、第１基板の裏側にタッチ操作用電極１１を備えたタッチ操作部４を形成し、液晶表示部とタッチ操作用電極とを区画するシール部１２を第１基板と第２基板とに亘って設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示部とタッチ操作部とを備えた表示パネルとその製造方法に関する。

上記表示パネルでは、従来、液晶表示部を備えた液晶表示パネルとタッチ操作部を備えたタッチ操作パネルとを各別に製作し、それらのタッチ操作パネルと液晶表示パネルとを上下に重ね合わせて枠体の内側に一体に組み付けてある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２４７０９６号公報

上記従来の表示パネルの製作にあたっては、液晶表示パネルとタッチ操作パネルとを各別に製作してから、それらの液晶表示パネルとタッチ操作パネルとを重ね合わせて枠体の内側に精度良く組み付ける必要があるので、製造コストが増大し易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、液晶表示部とタッチ操作部とを備えた安価な表示パネルを提供できるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、表面を構成する第１基板と、裏面を構成する第２基板とを互いに隙間を設けて対向配置し、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶表示部を設けると共に、前記第１基板の裏側にタッチ操作用電極を備えてタッチ操作部を形成し、前記液晶表示部と前記タッチ操作用電極とを区画するシール部を、前記第１基板と前記第２基板とに亘って設けた点にある。

本構成の表示パネルは、第２基板との間に液晶表示部を設けてある第１基板の裏側、つまり、液晶表示部を設けてある側に、液晶表示部に対してシール部で区画されたタッチ操作用電極を備えたタッチ操作部を形成してある。
したがって、第１基板と第２基板とを組み付けるに際して、液晶表示部とタッチ操作部とを同時に組み付けることができる。
よって、本構成の表示パネルであれば、液晶表示部とタッチ操作部との組み付けに手間が掛からず、液晶表示部とタッチ操作部とを備えた安価な表示パネルを提供できる。

本発明の第２特徴構成は、前記タッチ操作用電極の厚みが、前記第１基板と前記第２基板との隙間よりも薄く形成され、前記タッチ操作用電極を前記第１基板の裏面に配設してあると共に、前記第１基板と前記第２基板とを接合するシール部を前記タッチ操作部の外周に沿って設けた点にある。

本構成であれば、タッチ操作用電極を備えた第１基板を、タッチ操作部の外周に沿って設けたシール部を介して第２基板で支持することができる。
したがって、タッチ操作部をタッチ操作するに伴う第１基板の曲げ変形量が少なくなり、タッチ操作に伴う液晶表示部における表示面の歪みが少ない。
また、第１基板と第２基板とを、液晶表示部とタッチ操作用電極とを区画するシール部及びタッチ操作部の外周に沿って設けたシール部で互いに支持することができ、表示パネルの強度を高めることができる。
さらに、タッチ操作用電極を第１基板の裏面に配設して、タッチ操作面に近接させてあるので、タッチ操作の検出感度を高めることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記タッチ操作用電極を、前記第１基板の裏面に配設してあると共に、前記第１基板の裏面側に開放した状態に取り付けてある点にある。

本構成であれば、タッチ操作用電極を密封する構造が不要で、構造の簡略化を図ることができる。
また、第２基板の面積を少なくして、構造の簡略化と製造コストの削減を図ることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記タッチ操作用電極が静電容量型であり、前記第１基板の表面のうち少なくとも前記タッチ操作部を含む領域に、前記第１基板の表面から離間した膜体を設けてある点にある。

本構成であれば、静電容量型のタッチ操作部を形成できるので、手指で膜体を押して第１基板に接触させることで、タッチ操作を感度良く検出することができる。
また、膜体が第１基板の表面から離間しているので、膜体に水滴等が付着しても、その水滴等による誤検出を防止することができる。
さらに、第１基板の表面を膜体で保護することができるので、第１基板の表面が傷付き難い。

本発明の第５特徴構成は、前記第１基板の表面と前記膜体との間に空気を封入してある点にある。

本構成であれば、タッチ操作しないときに第１基板の表面と膜体とを確実に離間させておくことができ、しかも、水滴等が膜体の内側に入り込んでタッチ操作面に付着することもないので、誤検出を一層確実に防止することができる。

本発明の第６特徴構成は、請求項１〜５特徴構成のいずれかによる表示パネルの製造方法であって、前記第１基板の裏面に液晶用第１電極と前記タッチ操作用電極とを配設する第１基板電極配設工程と、前記第２基板の前記第１基板に対向させる面に液晶用第２電極を配設する第２基板電極配設工程と、前記液晶用第１電極と前記タッチ操作用電極とを配設してある前記第１基板と、前記液晶用第２電極を配設してある前記第２基板とを、前記シール部を挟んで接合する接合工程とを有する点にある。

本構成の製造方法であれば、液晶用電極を構成する液晶用第１電極も、タッチ操作用電極も、第１基板電極配設工程において第１基板の裏面に配設して製造することができる。
したがって、液晶表示部とタッチ操作部とを各別に製作して組み付ける場合に比べて、製造工程の簡略化を図ることができる。

第１実施形態を示す表示パネルの平面図である。 図１におけるII−II線断面図である。 表示パネルの製造方法の説明図である。 第２実施形態を示す表示パネルの断面図である。 第３実施形態を示す表示パネルの断面図である。 図５におけるVI−VI線断面図である。 図５におけるVII −VII 線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本発明による表示パネルＡを示す。図１は表示パネルＡを表面側から見た平面図であり、図２は、図１におけるII−II線断面図である。
表示パネルＡは、例えば給湯器、太陽光発電機器、照明機器、空調機器、電動カーテンなどの住宅設備の制御を行うために使用されるものである。

表示パネルＡは、矩形の液晶表示面１を有する液晶表示部２と、複数の矩形のタッチ操作面３を有する静電容量型のタッチ操作部（静電パッド）４とを備えている。
複数のタッチ操作面３は、互いに間隔を隔てて液晶表示面１の外周に沿ってＬ字状に並べて配置されている。

表示パネルＡは、表示パネルＡの表面を構成する透光性を備えた例えばガラス製の第１基板５と、表示パネルＡの裏面を構成する透光性を備えた同様にガラス製の第２基板６とを板面どうしを互いに対向させて、かつ、隙間９を設けて対向配置してある。
第１基板５及び第２基板６は、カッター等で切断して適宜の寸法に形成してある。第１基板５と第２基板６は、フッ化アンモニューム系の薬液で切断端面をエッチングすることでマイクロクラックを除去して強度を高めてあってもよい。

第１基板５と第２基板６との間に液晶表示部２を設けると共に、第１基板５の裏側、具体的には第２基板６の側の第１基板面５ａに静電容量型のタッチ操作用電極１１を備えてタッチ操作部４を形成してある。

第１基板５と第２基板６は、例えば厚さと長辺ａ１，ａ２の長さとが同じであり、第２基板６の短辺ｂ２の長さが第１基板５の短辺ｂ１の長さよりも短い長方形である。
第１基板５と第２基板６とを、左右の短辺ｂ１，ｂ２に沿う端面を揃え、一対の長辺ａ１，ａ２のうちの一方側の長辺ａ１，ａ２の端面を揃えるとともに、第１基板５の他方の長辺ａ１に沿う部分を第２基板６からオーバーハングさせて、後述するシール部１２，１３で互いに接合してある。

タッチ操作用電極１１は、その厚みが隙間９よりも薄く形成されて、第１基板５と第２基板６との間に配設してある。液晶表示部２とタッチ操作用電極１１は、第１基板５と第２基板６とに亘って設けたシール部１２で区画されている。

このシール部１２は、第１基板５と第２基板６とを接合して、液晶表示部２を設けた隙間７を密封していると共に、液晶表示部２とタッチ操作用電極１１とを隔離している。
また、第１基板５と第２基板６とを接合するシール部１３をタッチ操作部４の外周に沿って設けて、タッチ操作用電極１１を設けてある隙間８をシール部１２とシール部１３とで密封してある。

液晶表示部２は、液晶用電極１０を第１基板５と第２基板６との隙間７に配設して構成してある。
液晶用電極１０は、液晶用第１電極としての画素電極１０ａと液晶用第２電極としての共通電極１０ｂとで構成してある。画素電極１０が第１基板面５ａに取り付けられ、共通電極１０ｂは第２基板６に取り付けられている。

隙間７，８の夫々には液晶１６が充填されている。尚、タッチ操作用電極１１を設けてある隙間８には、液晶以外の例えばシリコン系のオイルなどの液体や、窒素ガス，アルゴンガス，ヘリウムガスなどの不活性ガスからなる気体を充填してあってもよい。
シール部１２，１３の夫々は、液晶１６の充填用開口をシール部で封止してある封止部１２ａ，１３ａを含む。

液晶用電極１０を外部に電気的に接続する液晶用接続部と、タッチ操作用電極１１を外部に電気的に接続するタッチパネル用接続部とを一体に備えた接続基板１７が、第１基板５のうちの、第２基板６からのオーバーハング部分５ｂにおける第１基板面５ａに設けられている。
図示しないが、液晶用接続部は液晶表示部２の駆動用集積回路を介して液晶用電極１０に接続されている。

複数のタッチ操作面３は、第１基板５の表面のうちの少なくともタッチ操作部４を含む領域に設けてある。各タッチ操作面３には、第１基板５の表面から離間したドーム状の膜体１８を設けてある。

膜体１８は、複数のタッチ操作面３毎に対応する複数の凸面部１９ａと、隣り合う凸面部１９ａどうしを連通する連通凸面部１９ｂとを有するフィルム１９で構成してある。当該フィルム１９はブロー成形されたもので透光性を有し、第１基板５の表面に貼り付けてある。第１基板５の表面と膜体１８との間には空気を封入してある。
尚、第１基板５の表面には偏光板１４を積層してあり、フィルム１９は偏光板１４に重ねて貼り付けてある。

したがって、タッチ操作面３毎の膜体１８は、その内部どうしが連通凸部１９ｂを介して互いに連通されており、膜体１８を指で押したときに内側の空気を別の凸面部１９ａの内側に逃がして、軽い押圧操作で膜体１８をタッチ操作面３に接触させることができる。

上記表示パネルＡの製造方法は、第１基板電極配設工程と、第２基板電極配設工程と、接合工程と、液晶充填工程と、仕上げ工程とを有する。第１基板５と第２基板６は、フッ化アンモニューム系の薬液で切断端面をエッチングすることによりマイクロクラックを除去してもよい。

第１基板電極配設工程では、図３（ａ）に示すように、第１基板５の第１基板面５ａに画素電極（液晶用第１電極）１０ａとタッチ操作用電極１１とを配設する。
第２基板電極配設工程では、図３（ｂ）に示すように、第２基板６の第１基板５に対向させる第２基板面６ａに共通電極（液晶用第２電極）１０ｂを配設する。
第１基板電極配設工程と第２基板電極配設工程とは同時に行っても良いし、いずれか一方の工程を他方の工程に先行して行っても良い。

接合工程では、画素電極１０ａとタッチ操作用電極１１とを配設してある第１基板面５ａ又は共通電極１０ｂを配設してある第２基板面６ａに、液晶の充填口を残して、エポキシ樹脂などのシール部１２，１３を印刷し、図３（ｃ）に示すように、第１基板５と第２基板面６とをシール部１２，１３を挟んで接合する。

液晶充填工程では、図示しないが、第１基板５と第２基板６とが接合された半製品の隙間９（７，８）を脱気して、当該半製品を液晶溜めに浸漬し、隙間９（７，８）に液晶を充填する。

仕上げ工程では、図示しないが、液晶の充填口をシール材１２ａ，１３ａで封止し、第１基板面５ａの画素電極１０ａとタッチ操作用電極１１とに接続基板１７を接続し、樹脂フィルム１９を第１基板５の表面に貼り付けてタッチ操作面３毎の膜体１８を設ける。

〔第２実施形態〕
図４は、本発明による表示パネルＡの別実施形態を示す。
本実施形態では、タッチパネル４のタッチ操作に伴う静電容量の変化が大きくなるように、第１実施形態で示した第１基板５よりも厚さが薄い第１基板５を設けて、タッチ操作の検出能力を高めてある。

厚さが薄い第１基板５を設けたことによる表示パネルＡの強度低下を防止するために、第２基板６を第１実施形態で示したものよりも厚くしてある。
したがって、表示パネルＡの強度低下を防止しながら、タッチパネル４におけるタッチ操作の検出能力を高めることができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第３実施形態〕
図５〜図７は、本発明による表示パネルＡの別実施形態を示す。
第１基板５と第２基板６とは、左右の短辺ｂ１，ｂ２を揃え、かつ、第１基板５の各長辺ａ１に沿う部分を第２基板６の各長辺ａ２からオーバーハングさせて、シール部１２，１３で互いに接合してある。

タッチ操作部４が、図７に示すように第１基板５の第２基板６に対向する部分に設けた第１タッチ操作部４ａと、図６に示すように第２基板６に対向しないオーバーハング部分５ｂに設けた第２タッチ操作部４ｂとで構成され、第２タッチ操作部４ｂのタッチ操作用電極１１が第１基板５の裏面側に開放した状態に取り付けられている。

本実施形態によれば、第２タッチ操作部４ｂには第１基板５に対向する第２基板６が設けられていないので、第２基板６の寸法を第１実施形態で示した第２基板６よりも小さくして構造を簡略化し、製造コストを下げることができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による表示パネルは、液晶表示部のみが第１基板と第２基板との間に設けられ、タッチ操作用電極が第１基板の裏面側に開放した状態に取り付けられていてもよい。
２．本発明による表示パネルは、タッチ操作部が、静電容量型以外の、歪み感知式のタッチ操作用電極や抵抗膜型のタッチ操作用電極を備えていてもよい。
３．本発明による表示パネルは、液晶表示部とタッチ操作用電極とを区画するシール部が、液晶表示部とタッチ操作用電極とを隔離するシール部であっても、第１基板と第２基板とを互いに接合して基板強度を補強するシール部であってもよい。
基板強度を補強するシール部として設けてある場合は、液晶表示部を設けてある領域とタッチ操作用電極を設けてある領域とが互いに連通するように、シール部を断続的に設けてあってもよい。
４．本発明による表示パネルは、第１基板の裏側である、第２基板の第１基板に対向している第２基板面にタッチ操作用電極を備えたタッチ操作部を形成してあってもよい。

２ 液晶表示部
４ タッチ操作部
５ 第１基板
６ 第２基板
９ 隙間
１０ａ 液晶用第１電極
１０ｂ 液晶用第２電極
１１ タッチ操作用電極
１２ シール部
１３ シール部
１８ 膜体

Claims (6)

1. 表面を構成する第１基板と、裏面を構成する第２基板とを互いに隙間を設けて対向配置し、
   前記第１基板と前記第２基板との間に液晶表示部を設けると共に、前記第１基板の裏側にタッチ操作用電極を備えてタッチ操作部を形成し、
   前記液晶表示部と前記タッチ操作用電極とを区画するシール部を、前記第１基板と前記第２基板とに亘って設けた表示パネル。
2. 前記タッチ操作用電極の厚みが、前記第１基板と前記第２基板との隙間よりも薄く形成され、
   前記タッチ操作用電極を前記第１基板の裏面に配設してあると共に、前記第１基板と前記第２基板とを接合するシール部を前記タッチ操作部の外周に沿って設けた請求項１に記載の表示パネル。
3. 前記タッチ操作用電極を、前記第１基板の裏面に配設してあると共に、前記第１基板の裏面側に開放した状態に取り付けてある請求項１に記載の表示パネル。
4. 前記タッチ操作用電極が静電容量型であり、前記第１基板の表面のうち少なくとも前記タッチ操作部を含む領域に、前記第１基板の表面から離間した膜体を設けてある請求項１〜３の何れか一項に記載の表示パネル。
5. 前記第１基板の表面と前記膜体との間に空気を封入してある請求項４に記載の表示パネル。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の表示パネルの製造方法であって、
   前記第１基板の裏面に液晶用第１電極と前記タッチ操作用電極とを配設する第１基板電極配設工程と、
   前記第２基板の前記第１基板に対向させる面に液晶用第２電極を配設する第２基板電極配設工程と、
   前記液晶用第１電極と前記タッチ操作用電極とを配設してある前記第１基板と、前記液晶用第２電極を配設してある前記第２基板とを、前記シール部を挟んで接合する接合工程とを有する表示パネルの製造方法。

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