(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル内に液晶を充填してなる液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイに密着させた状態で重ね合わせて配設され、加圧されることによりスイッチング動作して座標入力処理を行う座標入力装置とを具備する液晶表示装置において、
前記液晶ディスプレイとして、液晶分子がランダムに配向された捩じれネマティック（ＴＮ）型ディスプレイを用いると共に、
前記液晶の液晶分子の配向がマルチドメイン化されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶ディスプレイと座標入力処理とが重ね合わせた状態で配設される液晶表示装置に関する。
近年、電子手帳等においては、液晶ディスプレイと座標入力処理を一体化し、液晶ディスプレイに表示された内容をペン或いは指で押圧操作することにより直接的に入力できるように構成したものがある。
【０００２】
この種の液晶表示装置では、ペン入力或いは指入力操作時に液晶ディスプレイに入力操作に伴う押圧力が印加される。
従って、このように入力操作に液晶ディスプレイがペン或いは指で押圧操作されても、液晶ディスプレイの表示を良好な状態で維持しうる液晶表示装置が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図１０は、従来の液晶表示装置１の第一例を示す構成図である。
同図示す液晶表示装置１は、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３を重ね合わせた構成とされており、座標入力装置３の下部に液晶ディスプレイ２の表示が行われる構成とされている。従って、操作を行う者は液晶ディスプレイ２に表示される表示内容に従い座標入力装置３を操作しうる構成とされている。また、同図に示す例では、座標入力装置３はペン４を押圧することにより座標入力する構成とされている。
【０００４】
液晶ディスプレイ２は、一対のガラス基板５，６と枠体７により形成されるセル内に液晶８を充填した構成とされると共に、各ガラス基板５，６の外側には偏光板９，１０が配設されている。
また、座標入力装置３は一対の抵抗膜式タブレット１１，１２により構成されており、ペン４で所定位置を押圧することにより押圧位置に対応した抵抗が発生し、これを電気信号として検出することにより押圧位置を検知する構成とされている。この座標入力装置３は、透明接着テープ１３を用いて液晶ディスプレイ２に接着固定された構成とされている。
【０００５】
上記の液晶表示装置１は、図１０に示されるように、液晶ディスプレイ２の上部に座標入力装置３を密着させた状態で重ね合わせた構成とされている。このため、ペン４により座標入力装置３を押圧操作すると、この押圧力は液晶ディスプレイ２にも印加されガラス基板５が撓んでしまう。このようにガラス基板５に撓みが発生すると、押圧点近傍の所定範囲（約、３ｃｍ2 ）において液晶ディスプレイ２の表示が不鮮明となる現象（表示乱れ）が発生することが知られている。
【０００６】
そこで従来では、図１１に示される液晶表示装置１１のように、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３との間に間隙部１４を形成し、座標入力装置３を押圧操作することにより発生する押圧力を間隙部１４で遮断し液晶ディスプレイ２に伝達されないよう構成することにより表示乱れの発生を防止することが行われていた。尚、図中１６で示すのは座標入力装置３を保持する保持板である。
【０００７】
また他の方法としては、押圧力が液晶ディスプレイ２に伝達されないように、偏光板９の上部（座標入力装置３と対向する側）に強度の高い保護板を設けた構成の液晶表示装置も提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３との間に間隙部１４を形成すると、液晶ディスプレイ２の表面と間隙部１４に存在する空気界面での反射が大きく、透過率が低下して暗い液晶表示装置しか実現できないという問題点があった。
【０００９】
一方、上記液晶表示装置１１が搭載される電子機器（例えば、電子手帳等）は小型薄型化が望まれているが、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３との間に間隙部１４或いは保護板を配設すると液晶表示装置１１の厚さが大となり、これに起因して電子機器の薄型化が図れないという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてさなれたものであり、薄型化を図りつつ鮮明な表示画面を実現しうる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、
セル内に液晶を充填してなる液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイに密着させた状態で重ね合わせて配設され、加圧されることによりスイッチング動作して座標入力処理を行う座標入力装置とを具備する液晶表示装置において、
前記液晶ディスプレイとして、液晶分子がランダムに配向された捩じれネマティック（ＴＮ）型ディスプレイを用いると共に、
前記液晶の液晶分子の配向がマルチドメイン化されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
ここで、液晶ディスプレイ２に押圧力が印加されガラス基板５が撓んだ際に液晶ディスプレイ２に表示乱れが発生する理由について考察する。
図１２は、押圧力が印加されていない状態の液晶ディスプレイ２を示している。従来の液晶表示装置１，１１は、液晶８として所定の配向（図１２に、配向状態を概念的に示す）を有した液晶を用いていた。また、一対のガラス基板５，６と枠体７により形成されるセル１３内において、液晶８は移動可能な構成とされていた。
【００１７】
このため、図１３に示されるように、押圧力Ｆが液晶ディスプレイ２に印加されガラス基板５に撓みが発生すると、液晶８はセル１５内において矢印Ａで示す方向に移動し（流れ）、この移動に伴い液晶８の液晶分子が揺らいで規則正しい配向状態が乱れてしまう。この配向の乱れに起因して光の透過率が変動し、上記の表示乱れが発生すると考えられる。
【００１８】
上記の点に鑑み、請求項１記載の発明では、液晶分子の配向がマルチドメイン化された液晶を用いる構成とした。
マルチドメイン化された液晶は、一般に高分子分散型液晶と呼ばれ、液晶分子がランダムに配向された構成とされている。従って、液晶ディスプレイが押圧されてセル内の液晶に移動が発生しても、マルチドメイン化された液晶はマルチドメイン内の配向方向が夫々異なるため、全体でみれば液晶の配向は平均化されており、透過率の変動は少なく上記の表示乱れの発生を抑制することができる。
【００２１】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面と供に説明する。
図１は本発明の第１実施例である液晶表示装置２０を示している。第１実施例に係る液晶表示装置２０は請求項１乃至３に該当するものであり、液晶２１の液晶分子の配向がマルチドメイン化されていることを特徴とするものである。
【００２２】
以下、液晶表示装置２０の構成について説明する。尚、図１において、図１０乃至図１３に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明する。
液晶表示装置２０は、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３を重ね合わせた構成とされており、座標入力装置３の下部に液晶ディスプレイ２の表示が行われる構成とされている。従って、操作を行う者は液晶ディスプレイ２に表示される表示内容に従い座標入力装置３を操作しうる構成とされている。また、本実施例においても、座標入力装置３はペン４を押圧することにより座標入力する構成とされている。
【００２３】
液晶ディスプレイ２は、例えばマトリックス型のディスプレイであり、一対のガラス基板５，６と枠体７により形成されるセル１５内に液晶２１を充填した構成とされている。また、各ガラス基板５，６の外側には偏光板９，１０が配設されている。この一対のガラス基板５，６には、平面的にみて互いに直交するように複数の透明電極（図示せず）が配設されている。
【００２４】
この透明電極は、横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）に夫々延在するよう配設されており、Ｘ方向に延在する透明電極に操作電圧を順番に印加し、またＹ方向に延在する透明電極に信号電圧を加え、各電極に共に電圧印加された場合に当該位置（画素に対応する）に液晶表示を行う構成とされている。尚、本実施例ではマトリックス型液晶ディスプレイを採用した例を挙げているが、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ等の他の構成の液晶ディスプレイを用いることも可能である。
【００２５】
また、座標入力装置３は一対の抵抗膜式タブレット１１，１２により構成されており、ペン４で所定位置を押圧することにより押圧位置に対応した抵抗が発生し、これを電気信号として検出することにより押圧位置を検知する構成とされている。
【００２６】
抵抗膜式タブレット１１，１２は夫々透明なベースフィルムに透明導電膜を配設した構成とてされており、この各透明導電膜が対向するようにスペーサ１７を介して抵抗膜式タブレット１１，１２は対向配設される。
また、この対向した状態の透明導電膜には一定周期で基準電圧が印加される。よって、ペン４で所定位置を押圧することにより当該押圧位置で各透明電極は当接して導通し、これにより各透明電極間の抵抗分圧（押圧位置に応じた抵抗分圧）による電圧信号が両透明電極間に発生し、この電圧信号に基づき押圧位置を検出することができる（尚、座標入力装置３の基本的構成は、例えば特開平６−１７５７６６号公報を参照されたい）。
【００２７】
上記構成とされた座標入力装置３は、透明接着テープ１３（例えば、住友スリーエム株式会社製  高透明粘着剤転写テープ＃９３８３）を用いて液晶ディスプレイ２に接着固定される。
ここで、セル１５内に充填される液晶２１について説明する。
【００２８】
本実施例では、液晶２１として液晶分子の配向がマルチドメイン化された液晶を用いている。具体的には、本実施例に係る液晶ディスプレイ２は、液晶分子がランダムに配向された捩じれネマティック（ＴＮ）液晶を用いたＴＮ型ディスプレイを用いている。
【００２９】
上記したように、マルチドメイン化された液晶２１は一般に高分子分散型液晶と呼ばれ、液晶分子がランダムに配向された構成とされている。マルチドメイン化された液晶２１は、マルチドメイン内の配向方向が夫々異なっているために、液晶２１に移動が発生しても全体でみれば液晶の配向は平均化されている。これを図２及び図３を用いて説明する。
【００３０】
図２及び図３は、セル１５を拡大して示すものであり、対向配設された一対のガラス基板５，６の間にマルチドメイン化された液晶２１が充填されている。尚、各図にはセル１５内に多数の実線が記載されているが、図示の便宜上、この実線はセル１５内に複数存在するドメイン（領域）内における液晶の各配向方向を示しているものとする。
【００３１】
図２は、押圧力が印加されていない状態の液晶ディスプレイ２を示している。同図に示されるように、マルチドメイン化された液晶２１は、多数存在する各ドメイン毎に配向方向を有している。
また、図３は押圧力Ｆが液晶ディスプレイ２に印加されガラス基板５に撓みが発生した状態を示している。前記したように、ガラス基板５に撓みが発生することにより、液晶２１はセル１５内において矢印Ａで示す方向に移動する。
【００３２】
しかるに、マルチドメイン化された液晶２１は、押圧力が印加されない状態にあっても図２に示されるように各ドメイン毎に種々の配向方向を有した構成である。
このため、液晶２１がセル１５内で移動してこの移動により押圧点近傍のドメイン内の配向方法が変化したとしても、全体でみれば液晶２１の配向は平均化されている。従って、押圧力が印加され、これによりガラス基板５に撓みが発生して液晶２１が移動したとしても、透過率の変動は少なく表示乱れの発生を抑制することができる。
【００３３】
また、上記したように本実施例に係る液晶表示装置２０は、液晶ディスプレイ２と座標入力装置３とを透明接着テープ１３を用いて直接接着固定した構成であるため、液晶表示装置２０の薄型化を図ることができる。
更に、図１１に示した従来構成の液晶表示装置１１と異なり間隙部１４が存在しないため、間隙部１４に起因した透過率の低下を防止することができ、これによっても鮮明な表示画面を実現することが可能となる。
【００３４】
図４は、本実施例の変形例である液晶表示装置２５を示している。前記した第１実施例では、座標入力装置３として抵抗膜式タブレット１１，１２を用いた構成としたが、本変形例に係る液晶表示装置２５は座標入力装置２６として静電容量式タブレット２７，２８を採用したことを特徴とするものである。
【００３５】
この静電容量式の座標入力装置２６は、各静電容量式タブレット２７，２８に所定の電位を印加しておき、ペン４で押圧することにより静電容量式タブレット２７，２８間の静電容量が変化することを検知することにより押圧位置の検出を行う構成とされている。この静電容量式タブレット２７，２８は、液晶ディスプレイ２を構成する一対のガラス基板５，６の対向面に夫々配設されている。尚、液晶２１としてマルチドメイン化された液晶を用いることは第１実施例と同様である。
【００３６】
上記構成とした液晶表示装置２５は、ペン４の押圧操作により必然的にガラス基板５，６が撓むが（静電容量を変化させる必要があるため）、液晶２１がマルチドメイン化されているため、上記と同様の理由により表示乱れの発生を防止することができる。また、本変形例に係る液晶表示装置２５は、液晶ディスプレイ２に座標入力装置２６が組み込まれた構成とされているため、液晶表示装置２５の更なる薄型化を図ることができる。
【００３７】
図５乃至図７は、本発明の第２実施例に係る液晶表示装置３０を示している。尚、本実施例に係る液晶表示装置３０は、図１に示した第１実施例に係る液晶表示装置２０と同様に、液晶表示ディスプレイの上部に座標入力装置３を透明接着テープ１３を用いて接着固定した構成とされているが、座標入力装置３の構成は第１実施例に係る液晶表示装置２０と同一構成であるため、図５乃至図７においては本発明の特徴となる液晶表示ディスプレイ３１のみを拡大して示すものとする。また、図５乃至図７において、図１０乃至図１３に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明する。
【００３８】
本実施例に係る液晶表示装置３０は、液晶表示ディスプレイ３１を構成するセル１５内に液晶８（マルチドメイン化された液晶ではない）の移動を規制する障壁３２を設けたことを特徴とするものである。
この障壁３２は一対のガラス基板５，６の一方、或いは双方に形成されており、例えばポリイミド等の樹脂を平面的に見て十字状にパターニングした構成とされている。ポリイミドのパターニング技術は確率されており、数μｍの加工まで可能である。本実施例では障壁３２の高さを５μｍとしている。
【００３９】
また、この障壁３２の高さ寸法は、液晶表示ディスプレイ３１を構成する一対のガラス基板５，６の離間距離と等しい寸法に設定されている。従って、図５に示されるように、障壁３２は一対のガラス基板５，６を所定距離離間させた状態に保持するスペーサとしても機能し、よって一対のガラス基板５，６の離間距離はその全面にわたって一定となり、これによっても液晶８の配向を安定化でき良好な画面を実現することができる。
【００４０】
図６及び図７は、障壁３２の配設位置の一例を示している。各図に示されるように、隣接する画素間には各画素３３を画成するためのライン状部３４がマトリックス状に形成されており、障壁３２はこのライン状部３４の交差位置上部に形成されている。
【００４１】
また、障壁３２は液晶表示ディスプレイ３１に形成されている各画素３３の周囲を２０％〜８０％囲繞するよう構成されている。この障壁３２が画素３３を囲繞する範囲は、液晶８の粘性，液晶表示ディスプレイ３１の大きさ，１画素の大きさ，ペン４等により印加される押圧力等により決定される。
【００４２】
尚、本実施例においては、図６及び図７に示されるように、障壁３２が各画素３３の対角線上の位置に２個づつ配設される構成としたが、上記のように各画素３３の周囲を２０％〜８０％を囲繞できる構成であれば、障壁３２の配設位置はこれに限定されるものではない。
【００４３】
上記のように本実施例では、セル１５内の隣接する画素３２間に障壁３２を設けた構成とされているため、押圧力が液晶ディスプレイ３１に印加されても、セル１５内における液晶８の移動は障壁３２により規制される。このように、液晶８の移動が抑制されることにより、液晶配向の乱れも防止されるため光の透過率は安定し表示乱れのない良好が画面を実現することができる。
【００４４】
また、本実施例に係る液晶表示装置３０も液晶ディスプレイ３１と座標入力装置３とが透明接着テープ１３を用いて直接接着固定された構成であるため、液晶表示装置３０の薄型化を図ることができる。
尚、上記した第２実施例では、障壁３２をポリイミドを加工することにより、十字状の障壁３２を一体的に形成した構成を示した。しかるに、これに代えて図８及び図９に示されるように、第２実施例に係る障壁３２の厚さ寸法（５μｍ）の半分の厚さ（２．５μｍ）を有するポリイミドよりなる直線状バー３５を用意し、これを各障壁形成位置において２本の直線状バー３５を十字状に重ねて接着することにより、障壁３６を形成する構成としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、下記の種々の効果を実現することができる。
請求項１記載の発明では、液晶分子の配向がマルチドメイン化された液晶を用いているため、液晶ディスプレイが押圧されてセル内の液晶に移動が発生しても、マルチドメイン化された液晶はマルチドメイン内の配向方向が夫々異なるため、全体でみれば液晶の配向は平均化されており、透過率の変動は少なく表示乱れの発生を抑制することができる。また、液晶ディスプレイと座標入力装置を直接重ね合わせて配設することが可能となるため、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である液晶表示装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施例である液晶表示装置のセル内を拡大して示しており、押圧力印加前の液晶の配向を示す図である。
【図３】第１実施例である液晶表示装置のセル内を拡大して示しており、押圧力印加後の液晶の配向を示す図である。
【図４】第１実施例の変形例である液晶表示装置を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例である液晶表示装置に配設される液晶ディスプレイを示す図である。
【図６】障壁の配設位置の一例を示す図である。
【図７】障壁の配設位置の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例の変形例である液晶表示装置を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施例の変形例である液晶表示装置を説明するための図である。
【図１０】従来の液晶表示装置の一例を示す図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の一例を示す図である。
【図１２】従来構成の液晶表示装置において、押圧力が印加されていない状態の液晶ディスプレイの液晶配向状態を示す図である。
【図１３】従来構成の液晶表示装置において、押圧力が印加された状態の液晶ディスプレイの液晶配向状態を示す図である。
【符号の説明】
２，３１  液晶ディスプレイ
３，２６  座標入力装置
４  ペン
５，６  ガラス基板
８，２１  液晶
９，１０  偏光板
１１，１２  抵抗膜式タブレット
１３  透明接着テープ
１５  セル
２０，２５，３０  液晶表示装置
２７，２８  静電容量式タブレット
３２，３６  障壁
３３  画素
【図１】
0003678788.tif 000002
【図２】
0003678788.tif 000003
【図３】
0003678788.tif 000004
【図４】
0003678788.tif 000005
【図５】
0003678788.tif 000006
【図６】
0003678788.tif 000007
【図７】
0003678788.tif 000008
【図８】
0003678788.tif 000009
【図９】
0003678788.tif 000010
【図１０】
0003678788.tif 000011
【図１１】
0003678788.tif 000012
【図１２】
0003678788.tif 000013
【図１３】
0003678788.tif 000014