JP4838643B2 - 入力装置付表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、入力装置付表示装置に関し、例えば、ペンや指などの導体が近接または接触された位置を、導体と電極との間の静電容量の変化に基づいて検出する静電容量方式のタッチパネル入力装置付表示装置に関する。

従来、携帯電話機や携帯情報端末やビデオカメラやデジタルカメラなどの各種電子機器の入力装置として、タッチセンサなどと称される静電容量方式を用いたタッチパネル入力装置が知られている。ここで、静電容量方式のタッチパネル入力装置は、一般的に、間隔をあけて配置されている一対の電極を備えており、操作者の指が一対の電極に近接した際に生じる当該一対の電極間の静電容量の変化を検出することによって、操作者による入力を認識している。

特許文献１では、静電容量方式のタッチパネル入力装置付表示装置が具体的に提案されている。この静電容量方式のタッチパネル入力装置付表示装置では、静電容量方式のタッチパネル入力装置が液晶表示素子の視認側の面（前面）上に配置されている。この技術によれば、タッチパネル入力装置を光透過部材で形成しているので、使用者は当該タッチパネル入力装置を透かして液晶表示素子の表示画面を観察できる。このため、使用者は表示画面に従って、タッチパネル入力装置を直接操作できる。

ここで、特許文献１に記載の静電容量方式のタッチパネル入力装置では、電極を形成する基板に、ＰＥＴ（Polyethylene
terephthalate）などの絶縁性の透明樹脂フィルムを用いているが、近年、電極を形成する基板に、耐熱性や光透過性に優れている透明ガラス基板を用いようとする試みがある。
特開２００３−２７１３１１号公報

ところで、液晶表示素子と組み合わせてタッチパネル入力装置を使用する場合、液晶表示素子の外形形状や表示領域の形状に合わせて、透明ガラス基板を分断する必要がある。そのために、通常、ダイヤモンドカッターを用いて透明ガラス基板に切断溝を形成し、この切断溝に沿って透明ガラス基板を折り曲げて分断している。このとき、ダイヤモンドカッターによる切断溝痕が透明ガラス基板の一方の面の外周辺に沿って形成される。

そして、分断された透明ガラス基板上には電極が形成されており、電極が形成された当該透明ガラス基板を液晶表示パネルの前面上に接着することにより、タッチパネル入力装置付表示装置が完成する。
ところが、この表示装置を落下させたりした際に、タッチパネル入力装置が撓むことがある。特に、タッチパネル入力装置の透明ガラス基板の切断溝痕が形成された面側が上に凸状に撓むと、切断溝痕にせん断力が加わって、透明ガラス基板が破断してしまうことがあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、透明ガラス基板が撓んだ際に生じる破断を抑止できる入力装置付表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る入力装置付表示装置は、板状の表示素子と、表示素子の前面に対向するように設けられた板状の入力装置とを有する入力装置付表示装置であって、入力装置は、板状の透明ガラス基板と、カッターにより透明ガラス基板の一方の面の外周端に沿って形成された切断溝痕と、透明ガラス基板のうち、少なくとも切断溝痕が形成された面上に形成された電極とを備えており、透明ガラス基板のうち、切断溝痕が形成された面が、表示素子の前面に対向して配置されて、表示素子の前面に接着されていることを特徴とするものである。
このように構成したことにより、透明ガラス基板が撓んだ際に生じる破断を抑止できる。

また、入力装置は、当該入力装置の前面側から接近または接触される導体と電極との間で生じる静電容量の変化が検出される検出領域を有し、ガラス基板のうち、切断溝痕が形成された面が、表示素子の前面に、少なくとも検出領域内で接着されているものである。これにより、透明ガラス基板が撓んだ際に生じる破断を効果的に抑止できる。

本発明により、透明ガラス基板が撓んだ際に生じる破断を効果的に抑止できる入力装置付表示装置を提供することができる。

発明の実施の形態．
本発明の実施の形態に係る入力装置付表示装置ついて、図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる入力装置付表示装置の構成の一例を示す断面図である。図２は、入力装置の電極基板の構成を示す図である。図３は、表示素子の対向基板の反視認側の面に形成された透明電極のパターンを示す平面図である。図４は、電極基板の反視認側の面上に形成された透明電極パターンを示す平面図である。なお、図２では、説明の便宜上、表示素子２０の対向基板２２の反視認側の面上に形成された対向電極２２２および接続配線２２２ａのパターンも示している。

図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る入力装置付表示装置１００は、タッチパネル入力装置１０と、表示素子２０と、バックライト３０とを備えている。ここで、タッチパネル入力装置１０の反視認側の面（背面）は、表示素子２０の視認側の面（前面）に対向して配置されており、表示素子２０の視認側の面に接着層４０の接着により貼り合わされている。また、バックライト３０の視認側の面が表示素子２０の反視認側の面に接着材（不図示）により取り付けられている。

まず、タッチパネル入力装置１０の構成について、図に基づいて具体的に説明する。
図１に示されるように、タッチパネル入力装置１０は、電極基板１１と、カバー１２とを備えている。電極基板１１は、透明基板１１０と、複数の透明電極配線１１１とを備えている。透明基板１１０は略矩形状に形成された薄板からなり、透明基板１１０の材料には透明ガラスが用いられている。切断溝痕１１７ａ、１１７ｂについては、後で詳細に説明する。

図１、図２および図４に示されるように、透明基板１１０の反視認側の面上には複数の透明電極１１１がストライプ状に形成されている。図２に示されるように、複数の透明電極１１１は、表示素子２０の視認側の基板の透明電極２２２に対して略直交するように配設されている。複数の接続配線１１１ａが透明基板１１０の反視認側の面上に形成されている。図４に示されるように、これら複数の接続配線１１１ａは複数の透明電極１１１にそれぞれ接続されており、透明基板１１０の一辺側に引き出されている。

図１、図２、図３および図４に示されるように、複数の接続配線１１１ａは透明基板１１０の一方の辺側（図１にて右側）に引き出されている。透明電極１１１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜から形成されている。また、透明電極１１１に連なる接続配線１１１ａは、下層をＩＴＯなどの透明導電膜とし、上層をＡｌなどの金属膜とした積層構造をなしている。このように、透明導電膜上に金属膜を形成することにより、電気抵抗を低く抑えることができる。

図１に示されるように、電極基板１１のうち、複数の接続配線１１１ａが引き出されている一辺側においては、フレキシブルプリント配線（Flexible Printed Circuit：以下、ＦＰＣと称する）基板１６が複数の接続配線１１１ａにＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）により接続されている。このＦＰＣ基板１６を介して、電源や信号が電極基板１１に供給される。なお、ＡＣＦによる接続は、熱圧着により、圧着方向に設けられた端子間のみを電気的に接続できるという特徴があり、微細なパターンを構成するタッチパネル入力装置用のＦＰＣ基板の接続に適している。

図２に示されるように、透明電極１１１と後述する表示素子２０の視認側電極である対向電極２２２とが互いに対向している領域が、タッチパネル入力装置１０の有効エリア１０Ａとなる。この有効エリア１０Ａは、表示素子２０の表示領域に対応されており、その外形は表示素子２０の表示領域と略同じ矩形状となっている。有効エリア１０Ａは、タッチパネル入力装置１０の視認側の面（前面）側から接近または接触される指やペンなどの導体と透明電極１１１との間で生じる静電容量の変化が検出される検出領域に相当する。

図１に示されるように、カバー１２が電極基板１１の視認側に配設されている。カバー１２は電極基板１１を保護するために設けられている。カバー１２の視認側の面（前面）は、タッチパネル入力装置１０を操作する際に指やペンの導体が接触する操作面となる。

次に、表示素子２０の構成について、図に基づいて具体的に説明する。ここでは、液晶表示素子の一例として、アクティブマトリクス型の液晶表示素子について説明する。表示素子２０は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子に限らず、パッシブマトリクス型の液晶表示素子であってもよい。さらには、液晶表示素子に代えて、有機ＥＬ表示素子などの他の表示素子を用いてもよい。

表示素子２０は、入力される表示信号に基づいて画像表示を行う。液晶表示素子２０は、ＴＦＴアレイ基板２１と対向基板２２との間に液晶（不図示）を封入した構成を有している。ＴＦＴアレイ基板２１と対向基板２２は、例えば、透明なガラス基板や透明な樹脂製基板から構成される。

ＴＦＴアレイ基板２１には、複数の走査線が一定間隔を隔てて形成されている。また、走査線の上には、複数の信号線が一定間隔を隔てて形成されている。走査線と信号線とは、絶縁膜を介して交差するよう配置されている。そして、走査線と信号線との交差点近傍にスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配置される。このＴＦＴを介して、画素電極に信号線から表示信号が供給される。画素電極は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電膜から形成されている。液晶表示素子２０の表示領域は複数の画素により構成されている。表示領域は通常、矩形状に形成される。さらに、表示素子２０には、表示領域を囲むように設けられた額縁領域が配置される。

このような表示素子２０には、駆動回路（不図示）が接続される。そして、駆動回路は、外部から入力される表示信号に基づいて、画像の表示に必要な各種の制御信号、走査電圧及び表示電圧などを出力する。駆動回路はＴＦＴアレイ基板２１の端部上にＣＯＧ（Chip On Glass）実装されていてもよい。視認側の対向基板２２は、例えば、カラーフィルタ基板である。対向基板２２には、例えば、ブラックマトリクス（ＢＭ）、及びＲ、Ｇ、Ｂの着色層が形成されている。着色層はＢＭの間に形成され、画素に対応する。この着色層とＢＭの上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２２２が、表示領域を覆うように矩形状に形成されている。

画素電極と対向電極との間の電圧によって液晶の配向状態が変化する。これにより、表示素子２０を透過する光の量が調整され、表示を行うことができる。また、この対向電極２２２は、タッチパネル入力装置１０の透明電極１１１との間で一定の静電容量を有することになる。

このような、ＴＦＴアレイ基板２１と対向基板２２とがシール材を介して貼り合わせられている。図１に示されるように、ＴＦＴアレイ基板２１及び対向基板２２の外面には、偏光板２３、２４がそれぞれ貼り合わせられている。これにより、液晶表示素子２０が形成される。具体的には、ＴＦＴアレイ基板２１の反視認側の面には、偏光板２３が設けられている。また、対向基板２２の視認側の面には、偏光板２４が貼り合わせられている。偏光板２３、２４は、それぞれ所定の方向に吸収軸を有している。従って、偏光板２３又は偏光板２４を通過した光は直線偏光になる。

バックライト３０は、表示素子２０の反視認（背面）側に接着材（不図示）などにより取り付けられている。バックライト３０は、表示素子２０の反視認側から表示素子２０に対して面状の光を照射する。バックライト３０としては、例えば、光源、導光板、プリズムシートなどを備えた一般的な構成のものを用いる。

接着層４０は、タッチパネル入力装置１０の電極基板１０の反視認側の面（背面）と、表示素子２０の視認側の面（前面）との間に、設けられている。接着層４０には、透明な両面粘着テープや透明樹脂接着材などが用いられている。接着層４０は少なくとも有効エリア１０Ａの領域内に形成されている。好ましくは、タッチパネル入力装置１０と表示素子２０の対向面全域に配設する。

次に、上述のタッチパネル入力装置１０の動作説明を行う。透明電極１１１および対向電極２２２の各交差部では固定容量が形成されている。使用者がカバー１１の上から有効エリア１０Ａ内の透明電極１１１に指やペン等の導体を接近させることによって、導体および透明電極１１１の間で生じる静電容量が変化し、上記固定容量の電圧も変化する。この固定容量の電圧の変化を検出回路にて検出することにより、接触した位置を検出することができる。表示素子２０が所定の表示を行なっている状態で、使用者が有効エリア１０Ａの任意の位置に接近すると、その表示に基づいた処理が実行される。

ここで、透明基板１１０の切断溝痕１１７ａ、１１７ｂについて、具体的に説明する。なお、図１では、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂを模式的に示している。切断溝痕１１７ａ、１１７ｂは、透明基板１１０の一方の面の外周端に沿って、形成されている。
透明基板１１０は、通常、表示素子２０の形状や大きさに合せて、マザー基板（不図示）から分断されて形成される。具体的には、まず、表示素子２０の外形に合せて、ダイヤモンドカッターによりマザー基板に切断溝（不図示）を形成する。そして、この切断溝に沿ってマザー基板を折り曲げて、透明基板１１０が形成される。

このとき、透明基板１１０の外周端には、切断溝に沿って切断面が形成されるが、切断溝の一部である切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが当該透明基板１１０の一方の面の外周端に沿って、透明基板１１０の外周面に対して凹面状に残ってしまう。切断溝痕１１７ａ、１１７ｂの表面は、ダイヤモンドカッターにより傷つけられており、複数の細かな傷やクラックが形成されている。このため、特に、透明基板１１０の撓みなどにより、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂにせん断力が加わると、透明基板１１０が簡単に破断してしまう。

そこで、本発明では、透明基板１１０のうち、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面を、表示素子２０の視認側の面（前面）上に、接着層４０を介して接着している。このようにすることにより、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面が表示素子２０に強固に固着・保持されるので、タッチパネル入力装置１０のカバー１４側から加えられる外力によって透明基板１１０が撓んでも、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面にせん断力が生じにくくなり、透明基板１１０が撓んだ際に生じる破断を抑止することができる。

次に、本発明の実施の形態に係る入力装置付表示装置の製造方法について、図に基づいて説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る入力装置付表示装置１００の製造方法を説明するためのフロー図である。
図５に示されるように、複数の透明ガラス基板１１０を多面取りするためのマザー基板（不図示）を準備して、ＩＴＯなどの透明導電膜を成膜する（ステップ（ＳＴＥＰ：以下、Ｓと称する）５０１）。
次に、透明導電膜を例えばフォトリソグラフィー法によりパターニングして（Ｓ５０２）、透明電極１１１と、接続配線１１１ａの下層とを形成する。

次に、接続配線１１１ａの下層の上に、Ａｌなどの金属膜を成膜する（Ｓ５０３）。次に、接続配線１１１ａの下層の上に形成された金属膜を例えばフォトリソグラフィー法によりパターニングして（Ｓ５０４）、積層構造を有する接続配線１１１ａを形成する。

そして、マザー基板（不図示）にダイヤモンドカッター（不図示）により切断溝を、透明基板１１０の視認側の面、すなわち、透明基板１１０のうち、透明電極１１１が形成されている面側に形成し、マザー基板を切断溝に沿って折り曲げて、当該マザー基板を切断して（Ｓ５０５）、個々の電極基板１１を得る。このとき、ダイヤモンドカッターによる切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが、透明基板１１０のうち、透明電極１１１が形成されている面の外周端に沿って形成される。

次に、接続配線１１１ａ上にＦＰＣ基板１６を接続する（Ｓ５０６）。このとき、例えば、ＡＣＦなどを用いて熱圧着することにより、ＦＰＣ基板１６を電極基板１１の接続配線１１１ａに接続する。

そして、ガラス等からなるカバー１２を電極基板１１に、透明な両面テープなどにより接着する（Ｓ５０７）。このとき、図１に示されるように、透明基板１１０のうち、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面と反対側の面を、カバー１２の反視認側の面に対向させて、カバー１２を電極基板１１に接着する。これにより、タッチパネル入力装置１０が完成する。

次に、カバー１２と一体となったタッチパネル入力装置１０を表示素子２０に、接着層４０の接着により貼り合せる（Ｓ５０８）。このとき、図１に示されるように、透明基板１１０のうち、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面を、表示素子２０の視認側の面に対向させて、当該表示素子２０の視認側の面に接着する。これにより、タッチパネル入力装置付表示装置１００が完成する。

以上のように、本発明では、透明基板１１０のうち、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面を、表示素子２０の視認側の面（前面）上に、接着層４０により接着しているので、装置の落下等の外力によって透明基板１１０が撓んでも、切断溝痕１１７ａ、１１７ｂが形成されている面は表示素子２０に強固に固着・保持され、変形しにくくなり、切断時の傷やクラックを進行させる引張り応力がその面に発生しにくくなる。従って、その面にせん断力が生じにくくなり、透明基板１１０が撓んだ際に生じる破断を抑止することができる。

以上の説明は、本発明を実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
上記実施態様では、透明基板１１０の一方の面に透明電極を形成すると説明したが、透明基板１１０の両側の面に透明電極を形成してもよい。

本発明の実施の形態にかかる入力装置付表示装置の構成の一例を示す断面図である。 タッチパネル入力装置の電極基板の構成を示す図である。 表示素子の対向基板の反視認側の面に形成された透明電極のパターンを示す平面図である。 電極基板の反視認側の面上に形成された透明電極パターンを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る入力装置付表示装置の製造方法を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１００ 入力装置付表示装置
１０ タッチパネル入力装置
１１ 電極基板
１１０ 透明基板
１１１ 透明電極
１１１ａ 接続配線
１２ カバー
１６ フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ）基板
２０ 表示素子
２１ ＴＦＴアレイ基板
２２ 対向基板
２２２ 対向電極
２３、２４ 偏光板
３０ バックライト
４０ 接着層

Claims (2)

1. 板状の表示素子と、上記表示素子の前面に対向するように設けられた板状の入力装置とを有する入力装置付表示装置であって、
   上記入力装置は、板状の透明ガラス基板と、カッターにより上記透明ガラス基板の一方の面の外周端に沿って形成された切断溝痕と、上記透明ガラス基板のうち、少なくとも上記切断溝痕が形成された面上に形成された電極とを備えており、
   上記透明ガラス基板のうち、上記切断溝痕が形成された面が、上記表示素子の前面に対向して配置されて、上記表示素子の前面に接着されていることを特徴とする入力装置付表示装置。
2. 上記入力装置は、当該入力装置の前面側から接近または接触される導体と上記電極との間で生じる静電容量の変化が検出される検出領域を有し、
   上記透明ガラス基板のうち、上記切断溝痕が形成された面が、上記表示素子の前面に、少なくとも上記検出領域内で接着されている請求項１に記載の入力装置付表示装置。

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