(57)【要約】【課題】大きな表示領域と、優れた操作性とを両立し、かつ、表示装置の輝度および表示品位に影響を及ぼさないタッチパネル付き表示装置の構成を得る。【解決手段】タッチパネル付き表示装置１は、画像を表示可能な表示パネル１３と、前記表示パネル１３の表示面の背面側に配置されたタッチパネル１５と、前記表示パネル１３と前記タッチパネル１５との間に配置され、前記表示パネル１３に光を照射するバックライトユニット１４とを備える。前記タッチパネル１５は、前記バックライトユニット１４の、前記表示パネル１３と反対方向への光の照射を遮っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示可能な表示パネルと、
前記表示パネルの表示面の背面側に配置されたタッチパネルと、
前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に配置され、前記表示パネルに光を照射するバックライトユニットとを備え、
前記タッチパネルは、前記バックライトユニットの、前記表示パネルと反対方向への光の照射を遮っている、タッチパネル付き表示装置。
【請求項２】
前記タッチパネルは、前記バックライトユニットの、前記表示パネルと反対側の面全体を覆っている、請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項３】
前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面は、可視光に対する反射率が７０％以上である材料で形成されている、請求項１また２に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項４】
前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面に、可視光に対する反射率が７０％以上である材料が貼着されている、請求項１または２に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項５】
前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面に、可視光に対する反射率が７０％以上である材料が塗布または蒸着されている、請求項１または２に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルは、液晶パネルである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル付き表示装置に関し、より詳しくはバックライトを備えたタッチパネル付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンや電子書籍端末等の薄型表示装置が、広く利用されている。これらの機器では、大きな表示領域と、優れた操作性とを両立するため、表示パネルの上にタッチパネルを重ねた構成がとられている。しかし、表示パネルとタッチパネルとを重ねることで、表示パネルの輝度が低下する。また、表示パネルとタッチパネルとの間で干渉縞が発生するなど、表示品位の悪化が起こる。
【０００３】
特開２０００−２７８３９１号公報には、移動体端末装置の背面にタッチパネルを備え、前記タッチパネルから手書き入力された文字を認識する手段を備えたことを特徴とする移動体端末装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７８３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の文献には、装置の背面にタッチパネルを搭載することが記載されているが、その具体的な構成は開示されていない。
【０００６】
本発明の目的は、大きな表示領域と、優れた操作性とを両立し、かつ、表示パネルの輝度および表示品位に影響を及ぼさないタッチパネル付き表示装置の構成を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に開示するタッチパネル付き表示装置は、画像を表示可能な表示パネルと、前記表示パネルの表示面の背面側に配置されたタッチパネルと、前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に配置され、前記表示パネルに光を照射するバックライトユニットとを備える。前記タッチパネルは、前記バックライトユニットの、前記表示パネルと反対方向への光の照射を遮っている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大きな表示領域と、優れた操作性とを両立し、かつ、表示パネルの輝度および表示品位に影響を及ぼさないタッチパネル付き表示装置の構成が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面の拡大図である。
【図４】図４は、従来の構成にかかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態かかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態かかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施形態かかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置は、画像を表示可能な表示パネルと、前記表示パネルの表示面の背面側に配置されたタッチパネルと、前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に配置され、前記表示パネルに光を照射するバックライトユニットとを備える。前記タッチパネルは、前記バックライトユニットの、前記表示パネルと反対方向への光の照射を遮っている（第１の構成）。
【００１１】
この構成によれば、タッチパネルは、表示パネルの背面側に配置される。これにより、機器全体の面積に対する表示パネルの面積を十分に大きく保ったままで、タッチパネルによる操作領域を設けることができる。また、表示パネルの輝度および表示品位に影響を及ぼすことがない。
【００１２】
また、従来の構成では、タッチパネルには透光性が求められていたが、上記の構成では透光性は不要である。したがって、タッチパネルを構成する各部材の材料は種々のものを採用できる。
【００１３】
上記の構成では、タッチパネルにより、バックライトユニットの背面方向（表示パネルと反対方向）への光が遮蔽される。これにより、バックライトユニット背面の遮蔽部材等が不要になり、部品点数の削減および装置全体の薄型化を実現できる。
【００１４】
前記第１の構成において、前記タッチパネルは、前記バックライトユニットの、前記表示パネルと反対側の面全体を覆っていることが好ましい（第２の構成）。
【００１５】
上記の構成によれば、タッチパネルが、バックライトユニットからの光をより効果的に遮蔽できる。
【００１６】
前記第１または第２の構成において、前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面は、可視光に対する反射率が７０％以上である材料で形成されていることが好ましい（第３の構成）。
【００１７】
上記の構成によれば、タッチパネルが、反射シートの役割を兼ねる。この構成により、バックライトユニットから反射シートを省くことができ、部品点数の削減および装置全体の薄型化を実現できる。
【００１８】
なお、上記の「反射」の用語は、鏡面反射のみではなく、拡散反射を含む。好ましい反射率は７０％以上である。より好ましい反射率は８０％以上であり、さらに好ましい反射率は９５％以上である。
【００１９】
前記第１または第２の構成において、前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面に、可視光に対する反射率が７０％以上である材料が貼着されていても良い（第４の構成）。
【００２０】
前記第１または第２の構成において、前記タッチパネルのバックライトユニット側の表面に、可視光に対する反射率が７０％以上である材料が塗布または蒸着されていても良い（第５の構成）。
【００２１】
上記第４または第５の構成によっても、バックライトユニットから反射シートを省くことができ、部品点数を削減できる。また、独立して反射シートを設けた場合と比較して、基材が不要となるため厚さを薄くできる。
【００２２】
前記第１〜第５のいずれかの構成において、前記表示パネルは、液晶パネルであっても良い（第６の構成）。
【００２３】
［実施の形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
【００２４】
[第１の実施形態]
図１〜図３を用いて、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置１を説明する。図１は、タッチパネル付き表示装置１の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、タッチパネル付き表示装置１の概略構成を示す正面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面の拡大図である。
【００２５】
タッチパネル付き表示装置１は、筐体１１，１２、液晶パネル１３、バックライトユニット１４、タッチパネル１５、駆動回路１６、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブルプリント基板）１７を備えている。
【００２６】
タッチパネル付き表示装置１では、液晶パネル１３の表示面の背面側に、タッチパネル１５が配置されている。タッチパネル１５の操作面は、液晶パネル１３の表示面と反対側に設けられている。液晶パネル１３とタッチパネル１５との間には、バックライトユニット１４が配置されている。バックライトユニット１４は、液晶パネル１３に光を照射するように配置されている。
【００２７】
筐体１１および１２は、液晶パネル１３、バックライトユニット１４、タッチパネル１５、駆動回路１６、およびＦＰＣ１７を収容している。筐体１１および１２には、液晶パネル１３の表示面およびタッチパネル１５の操作面が露出するように、開口１１ａおよび１２ａが設けられている。これにより、ユーザは、開口１１ａから液晶パネル１３を観察しながら、開口１２ａからタッチパネル１５を操作することができる。
【００２８】
液晶パネル１３は、アクティブマトリクス基板１３１と、対向基板１３２と、これらに挟持された液晶層（図示せず）とを備えている。
【００２９】
アクティブマトリクス基板１３１は、詳しい構成は図示していないが、ガラス基板上に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子や配線等を含むＴＦＴアレイ層を有している。また、アクティブマトリクス基板１３１は、マトリクス状に配置された複数の画素電極を有している。対向基板１３２は、詳しい構成は図示していないが、カラーフィルタと、基板全面に形成された対向電極とを有している。また、液晶パネル１３の少なくとも一方の表面に偏光板を設けても良い。また、この他に、液晶パネル１３には、位相差板やレンズシート等の各種の光学部材を設けても良い。
【００３０】
なお、液晶パネル１３の駆動方法は任意である。液晶パネル１３として、後方からバックライトにより光が照射される、透過型または半透過型の液晶表示装置であれば、様々な方式の液晶表示装置を用いることができる。
【００３１】
バックライトユニット１４は、ＬＥＤ光源１４１、導光板１４２、プリズムシート１４３，１４４、拡散シート１４５、および反射シート１４６を備えている。
【００３２】
ＬＥＤ光源１４１は、例えば白色ＬＥＤである。ＬＥＤ光源１４１は、一列に整列して配置されている。ＬＥＤ光源１４１から発せられた光は、導光板１４２内を全反射しながら進む。導光板１４２は、例えばアクリル製で、液晶パネル１３側と反対側の主面にはドットパターンが印刷されている。導光板１４２内を進む光は、このドットパターンに散乱されて、導光板１４２の外部へ出射される。
【００３３】
プリズムシート１４３，１４４は、導光板１４２の前面（液晶パネル１３側）に重ねて配置されている。プリズムシート１４３，１４４は、例えば、熱可塑性樹脂シートにプリズム形状を高圧力で転写して形成される。２枚のプリズムシート１４３，１４４はその稜線が互いに直交するように配置されている。これにより、導光板１４２から出射された光は、水平および垂直成分がともに法線方向へ集光され、輝度が向上する。
【００３４】
プリズムシート１４４の前面には、拡散シート１４５が配置されている。拡散シート１４５は、例えば、表面の粗さを調整したポリエチレンテレフタレート製のフィルムである。拡散シート１４５は、バックライトの輝度ムラを低減する。
【００３５】
反射シート１４６は、導光板１４２の背面側（タッチパネル１５側）に配置されている。反射シート１４６は、導光板１４２内に進入した光を、導光板１４２の背面において反射させる。反射シート１４６は、光の減衰を抑えて光を効率よく利用するため、反射率の高い材料で形成されていることが望ましい。反射シート１４６は、例えば、ポリエステルやポリカーボネート、内部に多数の気泡を有する多孔質ポリプロピレンや微細発泡ポリエステル等を用いることができる。また、このような拡散反射型の反射シートに替えて、銀薄膜等による鏡面反射型の反射シートを用いることもできる。
【００３６】
なお、ここではバックライトユニット１４として、ＬＥＤ光源１４１および導光板１４２を用いた構成を説明した。しかし、この構成は例示であって、ＬＥＤ光源１４１に替えて冷陰極管を使用しても良いし、導光板１４２を用いない直下型の構成としても良い。
【００３７】
また、上述したプリズムシート１４３，１４４、拡散シート１４５等の構成も、これに限定されない。これらの光学シート類については、上で例示した以外にも様々な構成や組み合わせが可能である。例えば、プリズムシートとして、上述した屈折型のプリズムシートに替えて、全反射型のプリズムシートを用いても良い。また、拡散シートを、プリズムシートよりも導光板側に配置しても良い。さらに、拡散シートを複数配置しても良いし、プリズムシートや拡散シートの一部を省いても良い。
【００３８】
タッチパネル１５は、２枚の基板１５１および１５２を備えている。タッチパネル１５は、詳しい構成を図示していないが、抵抗膜方式および静電容量方式の、いずれも採用することができる。
【００３９】
例えば、タッチパネル１５が抵抗膜方式の場合には、基板１５１および１５２は、スペーサを介して対向している。基板１５１および１５２の、向かい合う面にはそれぞれ電極膜が形成されている。操作面側の基板１５２を手指等で押圧することにより、押圧された箇所で基板１５１に形成された電極膜と基板１５２に形成された電極膜とが接触する。このときの抵抗分圧を測定することにより、手指等が触れた位置を算出することができる。
【００４０】
また、タッチパネル１５が静電容量方式の場合には、基板１５１と１５２との間に電極膜が形成されている。操作面側の基板１５２に手指等が接触すると、手指等と電極膜との間に、基板１５２を介して電気容量が形成される。この電気容量の変化を測定することにより、手指等が接触した位置を算出することができる。なお、タッチパネル１５は、表面型の静電容量方式であっても良いし、投影型の静電容量方式であっても良い。
【００４１】
抵抗膜方式と静電容量方式とのいずれの場合も、基板１５１および１５２は、絶縁性を備えていれば良い。本発明では、タッチパネル１５は透光性を要求されない。したがって、基板１５１および１５２として、種々の材料を用いることができる。また、電極膜も、透明導電膜を用いる必要はなく、導電性のある種々の材料を用いることができる。
【００４２】
駆動回路１６は、液晶パネル１３およびタッチパネル１５を駆動する。駆動回路１６は、液晶パネル１３およびタッチパネル１５と、ＦＰＣ１７を介して接続されている。駆動回路１６は、バックライトユニット１４や、表示装置１の図示しないその他の要素の駆動回路を兼ねる構成としても良い。
【００４３】
以上、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置１の構成について説明した。ここで、比較のため従来の構成について説明する。
【００４４】
図４は、従来の構成にかかるタッチパネル付き表示装置９の構成を模式的に示す断面図である。タッチパネル付き表示装置９は、筐体１１，１２、液晶パネル１３、バックライトユニット１４、タッチパネル９５、および裏面板金９８を備えている。なお、図４には図示していないが、タッチパネル付き表示装置９は、タッチパネル付き表示装置１と同様に、駆動回路とＦＰＣとを備えている。
【００４５】
タッチパネル９５は、液晶パネル１３の前面、すなわち、液晶パネル１３よりも観察者側に近い面に配置されている。したがって、タッチパネル９５を形成する基板９５１および９５２は、透光性の材料で形成されている必要がある。基板９５１および９５２は、典型的にはガラスもしくは透明のプラスチックフィルムまたはこれらの組み合わせが採用される。
【００４６】
透光性の材料でタッチパネル９５を形成したとしても、その透過率は最高でも９０％程度であり、液晶パネル１３の輝度の低下は避けることができない。タッチパネル９５を薄くして透過率を上げることも、信頼性の点から限界がある。さらに、タッチパネル９５と液晶パネル１３との間で干渉縞が発生するなどの問題もある。
【００４７】
また、この構成では、タッチパネル付き表示装置９の裏面側を補強するとともに、バックライトユニット１４の反射シート１４６から漏れ出す光を遮蔽するために裏面板金９８を設ける必要があった。
【００４８】
一方、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置１によれば、タッチパネル１５は、液晶パネル１３の背面に配置される。そのため、液晶パネル１３の輝度および表示品位に影響を及ぼすことがない。
【００４９】
また、タッチパネル付き表示装置１全体の面積に対して、液晶パネル１３の面積およびタッチパネル１５の面積を十分に大きくすることができる。これにより、大きな表示領域と、優れた操作性とを両立している。
【００５０】
また、本実施形態では、タッチパネル１５が、タッチパネル付き表示装置１の裏面側を補強する構造部材、バックライトユニット１４から漏れ出す光を遮蔽する遮光部材、およびバックライトユニット１４等を収容するケースとしての役割を兼ねる。これにより裏面板金９８等が不要になり、部品点数の削減および装置全体の薄型化を実現できる。
【００５１】
なお、タッチパネル１５の透過率は低いことが望ましい。タッチパネル１５の透過率を低くすることにより、バックライトユニット１４の反射シート１４６から漏れ出す光をより効果的に遮蔽できる。タッチパネル１５の好ましい透過率は、５０％以下である。より好ましい透過率は１０％以下である。
【００５２】
なお、タッチパネル１５の透過率を下げるためには、タッチパネル１５を形成する基板１５１、１５２または電極膜を透過率の低い材料で形成すれば良い。また、基板１５１または１５２の透過率が低くなくても、基板１５１または１５２の表面に、透過率の低い材料を貼着したり、塗布したり、蒸着しても良い。
【００５３】
また、タッチパネル１５が、バックライトユニット１４の、反射シート１４６側の面全体を覆っていることが望ましい。そのためには、基板１５１および１５２の少なくとも一方が、バックライトユニット１４と同じか、より大きな面積を有していれば良い。これにより、バックライトユニット１４から漏れ出す光をより効果的に遮蔽できる
【００５４】
[第２の実施形態]
図５は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置２の構成を模式的に示す断面図である。タッチパネル付き表示装置２は、筐体１１，１２、液晶パネル１３、バックライトユニット２４、およびタッチパネル２５を備えている。なお、図５には図示していないが、タッチパネル付き表示装置２は、タッチパネル付き表示装置１と同様に、駆動回路とＦＰＣとを備えている。
【００５５】
バックライトユニット２４は、複数のＬＥＤ光源１４１、導光板１４２、プリズムシート１４３，１４４、および拡散シート１４５を備えている。バックライトユニット２４は、バックライトユニット１４と比べて、反射シートが省かれている。
【００５６】
タッチパネル２５は、２枚の基板２５１および２５２を備えている。そして、基板２５１のバックライトユニット２４側の表面には、反射率の高い材料からなる反射層２５３が形成されている。
【００５７】
反射層２５３は、例えば、ポリエステルやポリカーボネート、内部に多数の気泡を有する多孔質ポリプロピレンや微細発泡ポリエステル等を、基板２５１に貼着して設けることができる。あるいは、これらの樹脂、または銀やアルミニウム等の金属微粒子を分散させた塗料を塗布して設けることができる。さらに、銀やアルミニウム等の金属または金属酸化物を蒸着することにより設けることもできる。
【００５８】
反射層２５３の好ましい反射率は７０％以上である。より好ましい反射率は８０％以上である。さらに好ましい反射率は９５％以上である。
【００５９】
本実施形態によれば、タッチパネル２５が、反射シートを兼ねる。これにより、バックライトユニット２４から反射シートを省くことができ、部品点数を削減できる。また、独立して反射シートを設ける場合と比較して、基材が不要となるため、厚みを薄くできる。
【００６０】
[第３の実施形態]
図６は、本発明の第３の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置３の構成を模式的に示す断面図である。タッチパネル付き表示装置３は、筐体１１，１２、液晶パネル１３、バックライトユニット２４、およびタッチパネル３５を備えている。なお、図６には図示していないが、タッチパネル付き表示装置３は、タッチパネル付き表示装置１と同様に、駆動回路とＦＰＣとを備えている。
【００６１】
タッチパネル３５は、２枚の基板３５１および３５２を備えている。そして、バックライトユニット２４側の基板３５１は、反射率の高い材料により形成されている。基板３５１は、例えば、ポリエステルやポリカーボネート、内部に多数の気泡を有する多孔質ポリプロピレンや微細発泡ポリエステル等で形成されている。
【００６２】
基板３５１の好ましい反射率は７０％以上である。より好ましい反射率は８０％以上である。さらに好ましい反射率は９５％以上である。
【００６３】
本実施形態によれば、タッチパネル３５が、反射シートを兼ねる。これにより、バックライトユニット２４から反射シートを省くことができ、部品点数を削減できる。また、独立して反射シートを設ける場合と比較して、厚みを薄くできる。
【００６４】
[第４の実施形態]
図７は、本発明の第４の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置４の構成を模式的に示す断面図である。タッチパネル付き表示装置４は、筐体１１，４２、液晶パネル１３、バックライトユニット１４、およびタッチパネル４５を備えている。なお、図７には図示していないが、タッチパネル付き表示装置４は、タッチパネル付き表示装置１と同様に、駆動回路とＦＰＣとを備えている。
【００６５】
タッチパネル４５は、大きさの異なる基板４５１および４５２を備えている。バックライトユニット２４側の基板４５１は、バックライトユニット１４とほぼ同じ面積に形成されている。操作面側の基板４５２は、基板４５１よりも一回り小さく形成されている。
【００６６】
タッチパネル４５側の筐体４２は、操作面を平坦にするように、基板４５２と厚みが揃えられている。
【００６７】
本実施形態によれば、タッチパネル４５による遮光機能を持たせたまま、タッチパネル４５の操作面の大きさを変えることができる。これにより、タッチパネル付き表示装置のバリエーションが得られる。
【００６８】
［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、上述した各実施形態は、適宜組み合わせて実施が可能である。
【００６９】
例えば、タッチパネルの基板に反射層を設けた第２の実施形態と、操作面側のタッチパネルの大きさを変えた第４の実施形態とを組み合わせることが可能である。また、タッチパネルの基板を反射率の高い材料で形成した第３の実施形態と、操作面側のタッチパネルの大きさを変えた第４の実施形態とを組み合わせることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、バックライトを備えたタッチパネル付き表示装置として産業上の利用が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１〜４，９  タッチパネル付き表示装置
１１，１２  筐体
１３  液晶パネル
１４，２４  バックライトユニット
１５，２５，３５，４５，９５  タッチパネル
１６  駆動回路
１７  ＦＰＣ
９８  裏面板金
【図１】
2014199474.tif 000003
【図２】
2014199474.tif 000004
【図３】
2014199474.tif 000005
【図４】
2014199474.tif 000006
【図５】
2014199474.tif 000007
【図６】
2014199474.tif 000008
【図７】
2014199474.tif 000009