(57)【要約】【課題】抵抗膜式タッチパネルの一方の基板を導光板として兼用しながらも、良好なタッチ操作性と正確な位置検出が可能となるタッチパネル一体型フロントライトと、これを用いた表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネル１の表示を観察する前面側に設置されるタッチパネル一体型フロントライト２は、所定の間隙を保って対向配置された一対の前、後透明基板２１、２２の各対向面（内面）２１１、２２１に、前、後抵抗膜２３、２４がそれぞれ被着形成され、導光板を兼ねる後透明基板２２の一方の端面２２２に、ＬＥＤ２７が配設され、液晶表示パネル１に対向させる外面２２３には、後透明基板２２内を伝播する光を射出させるための突起２２４が均一に凸設されて、構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平坦な主面のうち一方の主面である後面に第１抵抗膜が被着された第１の透明基板と、
一対の平坦な主面のうち一方の主面である前面に第２抵抗膜が被着され、他方の主面である後面に凹凸が形成された第２の透明基板と、
前記第１の透明基板の後側に前記第２の透明基板を、前記第１抵抗膜に前記第２抵抗膜が所定の間隙を保ち対向する配置で接合した接合部材と、
前記第２の透明基板の端面に対向配置され、該第２の透明基板内に向けて光を射出する光源とを有し、
前記第１の透明基板の前面が押圧された際の前記第１抵抗膜と前記第２抵抗膜との導通接触位置の抵抗値から押圧位置が検出されるとともに、前記光源から射出され前記第２の透明基板内に入射した光が前記第２の透明基板の前記後面から面状に射出されることを特徴とするタッチパネル一体型照明具。
【請求項２】
表示面に向けてその前側から照射される光を反射させることで反射表示を少なくとも行う表示パネルと、
前記表示面の前側に設置された請求項１に記載のタッチパネル一体型照明具とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記反射型表示パネルが、一対の透明基板間に液晶が挟持され、一方の透明基板の外面に光反射板が対面設置されてなる液晶表示パネルであり、
前記タッチパネル一体型照明具が、前記第２の透明基板の前記後面を前記液晶表示パネルの他方の透明基板の外面に対向させて設置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タッチパネルの基板が導光板を兼ねるタッチパネル一体型照明具とこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示パネルなどを表示モニターとして備えたモバイル機器では、小型薄型化の要求に対応するため、表示モニターの前側に入力デバイスとしてのタッチパネルを搭載するものが多くなっている。
【０００３】
このタッチパネルが搭載された表示モニターが液晶表示パネル等の照明具を必要とする表示モニターの場合、タッチパネルと照明具が薄型化の促進に大きな障害となっている。
【０００４】
そこで、タッチパネルを搭載した照明具付き表示モニターの小型薄型化を実現するため、特許文献１に示されるようなタッチパネル一体型フロントライトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１６５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のタッチパネル一体型フロントライトは、タッチパネルが抵抗膜式のタッチパネルで、対向配置した一対の透明基板の各対向面に第１、第２抵抗膜がそれぞれ被着形成され、観察側の第１抵抗膜が形成された基板の外面を押圧（タッチ）して押圧位置の第１抵抗膜を第２抵抗膜に導通接触させ、接触位置の互いに直交する方向（Ｘ−Ｙ方向）における電位を測定することにより、タッチ位置が検出される。このフロントライトでは、第２抵抗膜が被着された透明基板を導光板として兼用するため、第２抵抗膜が被着されている面に凹凸が形成されている。この凹凸は、透明基板中を伝播する光を拡散反射させ、反対側の外面から液晶表示パネル等の照射対象に向けて射出させるために設けられている。
【０００７】
しかし、上記の拡散反射用凹凸を形成することにより、タッチパネルにおいて対向する第１、第２抵抗膜のうちの第２抵抗膜表面が凹凸面となり、その結果、第２抵抗膜面の各位置毎に導通接触させる際の押圧力（タッチ圧力）がばらつき、また、電圧印加電極から接触位置までの抵抗値の直線性が崩れるから、タッチ操作性が低下すると共に正確なタッチ位置の検出が難しくなる。
【０００８】
本発明の目的は、抵抗膜式タッチパネルの一方の基板を導光板として兼用しながらも、良好なタッチ操作性と正確な位置検出が可能となるタッチパネル一体型照明具と、これを用いた表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載されたタッチパネル一体型照明装置の発明は、一対の平坦な主面のうち一方の主面である後面に第１抵抗膜が被着された第１の透明基板と、対の平坦な主面のうち一方の主面である前面に第２抵抗膜が被着され、他方の主面である後面に凹凸が形成された第２の透明基板と、記第１の透明基板の後側に前記第２の透明基板を、前記第１抵抗膜に前記第２抵抗膜が所定の間隙を保ち対向する配置で接合した接合部材と、記第２の透明基板の端面に対向配置され、該第２の透明基板内に向けて光を射出する光源とを有し、記第１の透明基板の前面が押圧された際の前記第１抵抗膜と前記第２抵抗膜との導通接触位置の抵抗値から押圧位置が検出されるとともに、前記光源から射出され前記第２の透明基板内に入射した光が前記第２の透明基板の前記後面から面状に射出されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２に記載された表示装置の発明は、表示面に向けてその前側から照射される光を反射させることで反射表示を少なくとも行う表示パネルと、前記表示面の前側に設置された請求項１に記載のタッチパネル一体型照明具とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表示装置において、前記反射型表示パネルが、一対の透明基板間に液晶が挟持され、一方の透明基板の外面に光反射板が対面設置されてなる液晶表示パネルであり、前記タッチパネル一体型照明具が、前記第２の透明基板の前記後面を前記液晶表示パネルの他方の透明基板の外面に対向させて設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、抵抗膜式タッチパネルの一方の基板を導光板として兼用しながらも、良好なタッチ操作性と正確な位置検出が可能となるタッチパネル一体型照明具と、これを用いた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としての液晶表示装置を示す模式的断面図である。
【図２】上記液晶表示装置における導光板を示した平面図である。
【図３】上記液晶表示装置のフロントライトによる照射光の作用動作を示す説明図である。
【図４】上記実施形態の変形例としてのフロントライトによる照射光の作用動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示されるように、本実施形態の液晶表示装置は、大略、液晶表示パネル１の前側にタッチパネル一体型フロントライト２が設置されてなる。なお、本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１の前側からその表示が観察されるものである。
【００１５】
液晶表示パネル１は、電極（不図示）が形成された一対の矩形をなすガラス基板１１、１２を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板１１、１２間に液晶（不図示）を封入して、構成されている。ガラス基板１１、１２の液晶封入側とは反対側の各外面には、一対の偏光板１３、１４がそれぞれ貼着されている。
【００１６】
本例の液晶表示パネル１は、表示面に向けてその前方から照射される光を反射させることで反射表示を行う反射型液晶表示パネルであり、従って、前側のガラス基板（以下、前ガラス基板という）１１とは後側のガラス基板（以下、後ガラス基板という）１２に貼着された偏光板（後偏光板１４）に重ねて、後ガラス基板１２の後外面（後ガラス基板１２が有する一対の主面のうち液晶が配置された側とは反対側の主面）と対向させて光反射板１５が貼着されている。なお、このような外付け光反射板１５に代えて、後ガラス基板１２の液晶封入側内面に光反射層を積層する構成としてもよい。
【００１７】
本例の液晶表示パネル１における前ガラス基板１１ともう一方の後ガラス基板１２のうち、後ガラス基板１２の一縁辺を前ガラス基板１１の対応する縁辺よりも適長突出させ、突出縁部１２１が形成されている。この突出縁部１２１には、図示しない電極から引き出された各種信号電圧を印加するための信号配線とその各端部の接続端子（不図示）が配設されて駆動回路部が形成されており、この駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ１６がＣＯＧ（Chip On Glass）方式で直接搭載されている。
【００１８】
上述のように構成された液晶表示パネル１は、金属製シールドケース３内に収納されている。シールドケース３の前面板３１には、液晶表示パネル１の表示が行われる領域Ｄｄ全体を充分に臨むことができる大きさの天窓３２が穿設されている。
【００１９】
一方、液晶表示パネル１の前側に配置されるタッチパネル一体型フロントライト２は、一対の矩形をなす前、後透明基板２１、２２を有する。タッチパネル一体型フロントライト２は、前透明基板２１が前側に、後透明基板２２が後側となるように互いに対向させて配置され、これら一対の前、後透明基板２１、２２の対向する各内面２１１、２２１の周囲縁辺部を除く略全面にわたりそれぞれ被着設置された透明な前、後抵抗膜２３、２４と、一対の前、後透明基板２１、２２を所定の間隙を保って接合する枠状のシール材２５と、前、後透明基板２１、２２間の間隙寸法を一定に規制する絶縁性スペーサ２６と、導光板を兼ねる後透明基板２２の一方の端面２２２に光源として配設された複数のＬＥＤ（Light-Emitting Diode）２７等、で構成されている。
【００２０】
一対の前、後透明基板２１、２２のうちの前透明基板２１は、外面２１２がタッチ操作面となる基板であり、タッチ箇所が適度な圧力でスムーズに撓む程度の剛性を備えておればよい。本実施形態では、板厚が０．３ｍｍ程度のＰＥＴ（Poly-Eethylene Trephthalate）樹脂成形板が用いられている。
【００２１】
一方、後透明基板２２は導光板を兼ねる基板であり、ＬＥＤ２７が配置された端面２２２から入射した光が後透明基板の前面および後面（両主面）の界面で全反射しながら伝播するように、空気に対する屈折率（以下、単に屈折率という）が１．４以上の材料で形成されている。本実施形態では、屈折率が１．６で板厚が０．７ｍｍ程度のＰＣ（ポリカーボネイト：Poly Corbonate）樹脂成形板が用いられている。
【００２２】
前、後透明基板２１、２２の各対向面２１１、２２１にそれぞれ被着されている透明な前、後抵抗膜２３、２４は、それぞれ、ＩＴＯ（indium tin oxide）で形成されており、そのシート抵抗は約２００Ω／□に設定されている。
【００２３】
上記の前後透明基板２１、２２間（厳密には抵抗膜２３、２４間）には、メラミン樹脂等の絶縁性透明樹脂粒子からなる複数のスペーサ２６が均等に分散された配置で挟持され、基板間隙が一定寸法に保持されている。
【００２４】
上述したように、本実施形態のタッチパネルでは、表示領域Ｄｄに対応するタッチ入力エリアの全域にわたり、前、後抵抗膜２３、２４が平行に対向し、且つスペーサ２６により両抵抗膜２３、２４間の間隔が一定に保たれているので、常にどの押圧箇所においても、一定の押圧力で両抵抗膜２３、２４を確実に導通接触させることができると共に、抵抗値の直線性が損なわれることなくタッチ位置が正確に検出される。
【００２５】
図２に示されるように、導光板として兼用するために肉厚に形成された後透明基板２２の一端面２２２には、本例では３個のＬＥＤ２７が均等に配設されている。各ＬＥＤ２７は、それぞれの光射出面２７１を後透明基板２２の光を入射させる端面２２２に密着させて設置されている。
【００２６】
而して、導光板として兼用される後透明基板２２の後抵抗膜２４が被着されていない外面２２３には、導光板となる後透明基板２２内において内、外面２２１、２２３の界面で全反射を繰り返し伝播する光を、外面２２３から液晶表示パネル１に向けて射出させるための凹凸が形成されている。
【００２７】
本実施形態では、複数の突起２２４が外面２２３の表示領域Ｄｄに対応するエリアの略全域に均等な分布密度で凸設されている。これら突起２２４は、外面２２３（突起２２４の底面）に対して略垂直な側面を備えた突起であればよい。
【００２８】
本実施形態における突起２２４は、円柱形に形成され、千鳥格子配置で均等に配設されている。この場合の突起２２４の高さは、回折現象や液晶表示パネル１の表示の視認性の低下を回避するという観点から、１０μｍ以上で１５０μｍ以下が好ましい。また、突起２２４の直径は、後透明基板２２内を全反射しながら伝播する光を可及的に突起２２４内に導くため、高さの２倍程度が好ましい。なお、突起２２４は、円柱形に限らず、四角柱等の多角柱形に形成してもよく、また、千鳥格子配置に限らず、ランダムな配置で略均等な分布密度に配設してもよい。
【００２９】
上述のように構成されたタッチパネル一体型フロントライト２は、金属製シールドケース４内に収納されている。シールドケース４の前面板４１には、液晶表示パネル１の表示領域Ｄｄを含む大きさのタッチエリア全体を充分に臨むことができる大きさの天窓４２が穿設され、後面板４３には液晶表示パネル１を収容するシールドケース３の天窓に対応する連通窓４４が穿設されている。
【００３０】
次に、本実施形態におけるタッチパネル一体型フロントライト２における光照射動作について説明する。
【００３１】
図１において、ＬＥＤ２７から射出された光Ｒは、後透明基板２２内に光入射端面２２２から入射し、後透明基板２２の内面２２１及び外面２２３の両主面の界面で交互に全反射を繰り返しながら、後透明基板２２内を伝播する。やがて、図３に示すように、伝播光Ｒが突起２２４内に進入しその側面２２４１に入射すると、周知の屈折の法則に基づき突起２２４外に射出する。
【００３２】
ここで、突起２２４の側面２２４１は、外面２２３に対して垂直に凸設されているから、射出方向を外面２２３の略法線方向に沿わせることができる。因みに、後透明基板２２内の伝播光Ｒが内面２２１で全反射する際の入射仰角φが１５°の場合、突起側面２２４１から射出する際の法線に対する角度Ａは、約１９°である。尚、ＰＣ樹脂板の後透明基板２２の屈折率（空気に対する）は、１．６であるから、その全反射角は３８．７°で、図３における角度θ2、つまり光Ｒの突起側面２２４１に対する入射角θ2は、
（φ＋θ2）＝９０−３８．７＝５１．３
を満たす角度である。
【００３３】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置では、液晶表示パネル１の表示の観察側にタッチパネル一体型フロントライト２を設置し、このタッチパネル一体型フロントライト２における後透明基板２２を面発光照明パネル用の導光板として兼用するから、専用の導光板を用いる場合に比べ、タッチパネル一体型フロントライト付き液晶表示装置の薄型化が格段に促進される。
【００３４】
この場合、タッチパネルの後透明基板２２を導光板として兼用するのに、外面（液晶表示パネル１との対向面）に光を射出させるための突起を凸設したから、前、後透明基板２１、２２の対向面が平行となり、これら対向面に被着される前、後抵抗膜２３、２４も平行に対向させることができる。これにより、両抵抗膜２３、２４の任意の位置毎の抵抗値の直線性が損なわれることが抑制され、且つ、タッチ入力領域のどの押圧箇所においても常に略一定の押圧力で両抵抗膜２３、２４を確実に導通接触させることができ、その結果、正確なタッチ入力操作を安定して実施することが可能となる。
【００３５】
また、導光板を兼ねる後透明基板２２に設ける光を射出させるための凹凸面を、突起をタッチ領域全域にわたり均等に配置して形成したから、後透明基板２２を導光板として兼用しても、タッチパネル２を介して液晶表示パネル１の表示を観察する際の視認性を低下させる虞はない。
【００３６】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、後透明基板２２の光を面状に射出させるための凹凸面が複数の突起２２４を均等に凸設することにより形成されているが、これに限らず、図４に示すように、後透明基板５１の外面５１１に断面が三角形の複数の突条５１２を平行に延在させた凹凸面とすることも可能である。この場合、突条５１２の一対の側面５１２１、５２２のうち、光源から遠いほうの側面５１２２が、外面５１１に対する垂直面に近い程、より多くの光を基板外面５１１の法線方向に近づけて射出させることができる。
【００３７】
因みに、本変形例の後透明基板５１も上記実施形態のものと同じＰＣ樹脂板で形成され、傾斜側面５１２２の傾斜角度αが５°である場合、全反射の入射仰角φが１５°の伝播光Ｒが射出する際の法線方向に対する角度Ａは、約２９°である。これに対し、傾斜側面５１２２の傾斜角度αが１０°になると前記射出角度Ａは約３５°になる。
【００３８】
また、上記の実施形態とは異なり、後透明基板２２の一端面２２２から離れるにつれて、単位面積当たりに突起２２４が形成される数を徐々に増やしてもよい。一端面２２２から離れるにしたがって一端面２２２から入射した光の強度は低下していくので、その強度が低下する程度に応じて上記の突起２２４の形成数を適宜調節すれば、面状照射光の輝度をより均一にすることができる。
【００３９】
加えて、本発明の表示装置は、液晶表示装置に限らず、フロントライトを用いる反射型表示装置に広く適用可能であることは勿論である。また、フロントライトおよびバックライトを用いる半透過型表示装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１                        液晶表示パネル
１１、１２                前、後ガラス基板
１３、１４                前、後偏光板
１５                      光反射板
１６                      ドライバＬＳＩ
２                        タッチパネル一体型フロントライト
２１、２２                前、後透明基板
２１１、２２１            対向面（内面）
２２２                    光入射端面
２２３                    外面（後透明基板の）
２２４                    突起
２２４１                  側面
２３、２４                前、後抵抗膜
２５                      シール材
２６                      スペーサ
２７                      ＬＥＤ
５１                      後透明基板
５１２                    突条
５１２２                  傾斜側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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