(57)【要約】【課題】視認性の高いタッチスイッチパネルを有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】透明電極３、７及び配向膜４、８を設けた対向する２枚の可撓性透明樹脂基板１、２が封止材１４によって固着され、両基板１、２間に液晶が封入されている液晶パネルＬＰと、透明電極１８、１９が形成された２枚の透明基板１６、１７が固着されたタッチスイッチパネルＴＳとを有する液晶表示装置であって、前記液晶パネルＬＰの表示面と対向する裏面側に、タッチスイッチパネルＴＳを配した。【選択図】  図２
2004354652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極及び配向膜を設けた対向する２枚の可撓性透明樹脂基板が封止材によって固着され、両基板間に液晶が封入されている液晶パネルと、透明電極を設けた２枚の透明基板がスペーサ部材を介して固着されたタッチスイッチパネルとを有する液晶表示装置であって、
前記液晶パネルの表示面と対向する裏面側に、タッチスイッチパネルを配することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶パネルの裏面側の可撓性透明樹脂基板は、前記タッチスイッチパネルの表示面側の透明基板として兼用されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネルの裏面側の可撓性透明樹脂基板の裏面側にはタッチスイッチパネルの透明電極が形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記タッチスイッチパネルの裏面側の透明基板は、ガラス材料からなる基板で構成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの表示面側の可撓性透明樹脂基板の最外表及び前記タッチスイッチパネルの裏面側の透明基板の最外表には、前記液晶パネルを通過する光の光軸を制御する偏光板が被着されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、更に詳しくは、透光性を有する入力装置（以下、タッチスイッチパネルという）が裏面側に搭載された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量で携帯可能な携帯個人情報端末（ＰＤＡ）等に用いる液晶表示装置として、従来のキーボードによる入力に換えてペン入力又は指先によるタッチスイッチパネルが搭載された液晶表示装置が多く市場に供給されている。
従来例で、液晶パネルとタッチスイッチとの間に緩衝材を用いた液晶表示装置について、例えば、特開平８−１４６３９２号公報や特開２００１−９１０２６号（特許文献１）にその技術が開示されている。
【０００３】
図４は、従来例に係わる液晶表示装置を説明する断面図である。符号ＬＰは液晶パネルで、透明電極や配向膜を形成した上ガラス基板５１と、透明電極や配向膜さらに必要に応じてカラーフィルタ、絶縁膜を形成した下ガラス基板５２の２枚のガラス基板が封止材５３によって固着され、両基板５１、５２間に液晶５４が封入されている。なお、必要に応じて上ガラス基板５１または下ガラス基板５２の透明電極には、ＴＦＴで構成された薄膜画素スイッチが形成されている。
【０００４】
そして、前記上ガラス基板５１の最外表に上偏光板５５、下ガラス基板５２の最外表に下偏光板５６が形成されている。
【０００５】
また、符号ＴＳはタッチスイッチパネルであり、透明電極６３が表面に形成された上透明基板６１と透明電極６４が表面に形成された下透明基板６２とを有し、各々の透明基板６１、６２にスペーサ６５を介して対向して配置されている。
【０００６】
そして液晶パネルＬＰとタッチスイッチパネルＴＳとは、両面接着テープ７０などで固着される。ここで、タッチスイッチパネルＴＳは、入力ペンや指などにより文字や絵等のパターンを手書きで入力することにより、液晶パネルＬＰの表示面側に配置されている。
【０００７】
また、液晶パネルＬＰの表示面側にタッチスイッチパネルＴＳが配置されているため、利用者側からみた最表面には、タッチスイッチパネルＴＳの透明基板６１が位置され、その表面で外部の光が反射してしまい、その結果、液晶パネルＬＰで表示される表示情報の視認性が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００８】
このような問題を解決するために、特許文献１では、タッチスイッチパネルＴＳの透明基板６１の表面に、反射防止膜６６を被着形成し、外部の光が反射することを防止して、液晶パネルＬＰの表示情報の認識性を向上させていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−９１０２６号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように根本的にタッチスイッチパネルＴＳが、液晶パネルＬＰの表示面側に配置されているため、液晶パネルＬＰを通過した表示情報（光）は、タッチスイッチパネルＴＳを通過する際に減衰してしまう。
【００１１】
また、タッチスイッチパネルＴＳの表面に外部の光が反射しないように反射防止膜６６を被着形成しても、この反射防止膜６６中でも液晶パネルＬＰを通過して特定の光を吸収してしまったり、透過する光を減衰させてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、液晶パネルを通過した光の減衰を防止して、液晶表示の表示情報の視認性を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、透明電極及び配向膜を設けた対向する２枚の可撓性透明樹脂基板が封止材によって固着され、両基板間に液晶が封入されている液晶パネルと、透明電極を設けた２枚の透明基板がスペーサ部材を介して固着されたタッチスイッチパネルとを有する液晶表示装置であって、
前記液晶パネルの表示面と対向する裏面側に、タッチスイッチパネルを配することを特徴とする。
【００１４】
また、前記液晶パネルの裏面側の可撓性透明樹脂基板は、前記タッチスイッチパネルの表示面側の透明基板として兼用されている。
【００１５】
また、この兼用された可撓性透明樹脂基板の裏面側にはタッチスイッチパネルを駆動用の透明電極が形成されている。
【００１６】
また、前記タッチスイッチパネルの裏面側の透明基板は、ガラス材料からなる基板で構成されている。
【００１７】
また、前記液晶パネルの表示面側の可撓性透明樹脂基板の最外表及び前記タッチスイッチパネルの裏面側の透明基板の最外表には、前記液晶パネルを通過する光の光軸を制御する偏光板が被着されている。
【００１８】
【作用】
本発明では、利用者から見て、タッチスイッチパネルは液晶パネルの下部側、即ち表示面と対向する裏面側に配置されている。これにより、液晶パネルを通過した表示情報は、表示面側にこれを減衰される部材がないため、通常の液晶パネル同様、非常高い視認性が維持できる。
【００１９】
そして、タッチスイッチパネルを利用して情報を入力するにあたり、指や入力ペンなどからの押圧が液晶パネルを介してタッチスイッチパネルに伝達する必要がある。そして、液晶パネルの２つの基板は可撓性を有する透明樹脂基板で構成されているため、この液晶パネルを通じて押圧力がタッチスイッチパネルに確実に伝達され、押圧力が印加された部位で厚み方向の透明電極間の抵抗が変化して、その抵抗値を処理することにより、押圧部分を検出することができる。なお、押圧によって、液晶パネルの液晶層の厚みが変化して、表示むらが発生するものの、その部分は指や入力ペンで押圧されるので、根本的に表示情報が見える必要がないので、利用上大きな支障は発生しない。
【００２０】
また、液晶パネルの裏面側の可撓性透明樹脂基板を、タッチスイッチパネルの表示面側の透明基板として兼用することができる。これにより、全体として光が透過する部材を減少させることができるため、その結果、光透過性を向上させることができる。しかも、液晶パネル側から押圧される押圧力が直接タッチスイッチパネルに伝達し、押圧された部分の認識性も向上する。
【００２１】
また、タッチスイッチパネルの表示面側の透明基板として兼用した液晶パネルの裏面側の可撓性透明樹脂基板の裏面側には、タッチスイッチパネルの透明電極が形成されている。このため、例えば、タッチスイッチパネルの抵抗値変化部分と液晶パネルの画素領域とを対応させて形成できるので、液晶パネルとタッチスイッチパネルとの固着における位置合わせが不要となる。
【００２２】
また、タッチスイッチパネルの裏面側の透明基板は、ガラス材料からなる透明基板で構成されているため、液晶パネル及びタッチスイッチパネルを含めた液晶表示装置の剛性が向上する。
【００２３】
さらに、前記液晶パネルの表示面側の可撓性透明樹脂基板の最外表及び前記タッチスイッチパネルの裏面側透明基板の最外表には、液晶パネルを通過する光の光軸を制御する偏光板が被着されている。即ち、利用者からみて、偏光板が表示面側に形成されているため、従来のように、反射防止膜を不要とし、しかも、視認性を低下させることがない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の液晶表示装置について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の液晶表示装置の平面図であり、図２はその断面図である。
【００２６】
図１、２において、符号ＬＰは液晶パネルであり、ＴＳはタッチスイッチパネルであり、ＢＬはバックライトである。
【００２７】
液晶パネルＬＰは、互いに対向して配置された表示面側（上部）の可撓性透明樹脂基板１、裏面側（下部）の可撓性透明樹脂基板２と、この間に挟持される液晶層９とから構成される。また、液晶パネルＬＰは、平面視したとき、液晶層９部分の表示領域Ｈと、その周囲の駆動回路領域Ｋとを有している。
【００２８】
液晶パネル
（上部可撓性透明樹脂基板）
上部可撓性透明樹脂基板１は、アクリル系樹脂、ポリカボート系樹脂、エポキシ系の樹脂などから構成され、この可撓性透明樹脂基板１は、表示領域Ｈと駆動回路領域Ｋとを有している。この表示領域Ｈには透明電極材料、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が薄膜技法により被着形成され、さらにエッチング処理により、例えばＸ方向に延びる複数の透明電極３（例えば、セグメント側電極）が形成されている。また、この複数の透明電極３を覆うように配向膜４が形成され、所定方向をもって配向処理される。
【００２９】
また、駆動回路領域Ｋは、可撓性透明樹脂基板１の表示領域の透明電極３に接続する配線パターン５、下部可撓性透明樹脂基板２の透明電極７と電気的に接続する配線パターン６が形成されている。
【００３０】
（下部可撓性透明樹脂基板）
下部可撓性透明樹脂基板２は、アクリル系樹脂、ポリカボート系樹脂、エポキシ系の樹脂から構成され、この表示領域Ｈには透明電極材料、例えばＩＴＯが薄膜技法により被着形成され、さらにエッチング処理により例えばＹ方向に延びる複数の透明電極７（例えば、コモン側電極）が形成されている。また、この複数の透明電極７を覆うように配向膜８が形成されている。
【００３１】
また、この可撓性透明樹脂基板２においては必要に応じてカラーフィルタ膜が形成され、その表面を平坦化させる絶縁膜などが形成される場合もある。
【００３２】
なお、上部可撓性透明樹脂基板１の透明電極３と下部可撓性透明樹脂基板２の透明電極７との交わり部分で画素を形成されるが、いずれかの透明電極３、７に、薄膜技法で形成されたスイッチング手段（スイッチングトランジスタ）を設けることもある。
【００３３】
（封止材）
封止材１４は、２つの可撓性透明樹脂基板１、２を、所定間隔を設けて固着させるとともに、液晶材料が注入される領域を規定するものである。この封止材１４は、その一部に液晶注入開口部が形成されている。なお、この開口部は、シール部材により封止される。この封止材１４は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂からなる樹脂成分と下部可撓性透明樹脂基板２の透明電極７から下部可撓性透明樹脂基板２の配線パターン６に転位接続するための導電性フィラーを含有する。
【００３４】
（液晶層）
液晶層９は、ツイストネマティク液晶、コレステリック液晶などの液晶材料で構成され、２つの可撓性透明樹脂基板１、２及び封止材１４に囲まれた領域に液晶材料を注入されて形成される。この液晶層９内には、液晶層９の厚みを制御するためのスペーサ材（図示せず）が混入されている。このスペーサ材は、一方の可撓性透明樹脂基板１上に、封止材１４に囲まれた領域に均一に噴霧さすることによって、液晶層９中に均一に分散される。また、液晶層９の液晶分子は、上述の配向膜４、８の配向処理によって規定されたチルド角、ねじれ角を有している。
【００３５】
（位相差板）
上部可撓性透明樹脂基板１の表示面側の表面及び下部可撓性透明樹脂基板２の裏面側の表面には、位相差板１０、１２が被着形成されている。位相差板１０、１２は、液晶層９を通過する光の位相差を制御して、表示の色付き現象を防止したり、また通過した光を適度に散乱させて視野角を向上させるために用いられる。なお、この位相差板１０、１２は、両基板１、２の表面に夫々形成しているが、例えば、上部可撓性透明樹脂基板１または下部可撓性透明樹脂基板２の一方のみに形成してもよく、また、位相差板を多層構造で構成しても構わない。
【００３６】
（偏光板）
上部可撓性透明樹脂基板１の最外層及び下部可撓性透明樹脂基板２の最外層には、一対の偏光板１１、１３が配置されている。この偏光板１１、１３を通過する光の偏光方向を制御するものである。例えば、透過型液晶表示装置においては、上部可撓性透明樹脂基板１の最外層及び下部可撓性透明樹脂基板２の最外層に夫々被着形成される。このような構成により、透過型の液晶パネルが構成されることになる。
【００３７】
（バックライト）
バックライトＢＬは、導光板２１と光源２２とから構成されている。導光板２１は実質的には、液晶パネルＬＰの表示領域Ｈに対応する大きさに設定され、導光板２１の端面に蛍光管などの光源２２を配置する。同時に導光板２１は、その裏面で光源２２の光を上部側、即ち表示面側に散乱させて、液晶表示装置の輝度を向上させるものである。
【００３８】
（駆動回路）
駆動回路は、液晶駆動ＩＣチップ、配線パターン５、６などの所定回路網で構成され、上部可撓性透明樹脂基板１の駆動回路領域Ｋに形成される。尚、図２では、液晶駆動ＩＣチップは外部の制御回路に形成して、この制御回路から配線パターン５、６に導体を含むフレキシブル基板にて接続される例を示している。また、液晶駆動ＩＣチップを直接、上部可撓性透明樹脂基板１の駆動回路領域Ｋに被着しても構わない。
【００３９】
これにより、透明電極３、７またはスイッチ手段に表示させるための信号（所定電圧、また電圧を印加するためのスイッチ信号）が配線パターン５、６を介して供給される。その結果、対向する透明電極３、７間で電位差によって、液晶層９の液晶分子のねじれ角が発生または解消され、液晶層９を通過する光が、ねじれに応じて、例えば直線偏光が所定方向の長軸を有するだ円偏光に変換されたり、また、そのままの直線偏光の光がそのまま通過したりする。
【００４０】
（タッチスイッチパネル）
タッチスイッチパネルＴＳは、抵抗値変化部分を形成するＹ方向に延びる透明電極（ＩＴＯ膜）１８が形成された例えば可撓性を有する透明基板１６と、同じくＸ方向に延びる透明電極１９が形成された例えば剛性を有する透明基板１７とから構成されている。尚、透明基板１６の基板材料は、液晶パネルＬＰと同様の樹脂材料で構成されている。
【００４１】
そして、各々の透明基板１６、１７に形成した透明電極１８、１９が互いに対向するように、透明基板１６と透明基板１７との間にスペーサ２０を介して配置されて構成される。そして、液晶パネルＬＰを介して指や入力ペンなどにより押圧されると、その厚み方向で透明基板１６の透明電極１８と透明基板１７の透明電極１９とが導通したり、近接されることにより抵抗値が他の部分と相違する。これにより、押圧した部分を抵抗値の変化から特定することができる。
【００４２】
また、一方の透明電極を矩形状に形成し、且つ透明電極のＸ方向の辺、Ｙ方向の辺に検出電極を設け、検出電極から夫々検出される電流の強さの比により押圧した部分を算出しても構わない。
【００４３】
タッチスイッチパネルＴＳにおいても、例えば透明基板１７を押圧領域と配線領域との分け、透明基板１７の配線領域に、透明電極１９に接続する配線パターン及び透明基板１６の透明電極１８に接続する配線パターンを設け、その配線パターンに駆動回路（検出回路）を設けても構わない。また、導体を含むフレキシブル基板を介して配線パターンから外部制御回路に抵抗値の信号を供給するようにしても構わない。
【００４４】
（液晶パネルとタッチスイッチパネルとの接合）
液晶パネルＬＰとタッチスイッチパネルッチＴＳとは、例えば液晶パネルＬＰの裏面側の可撓性透明樹脂基板２とタッチスイッチパネルの上部側の透明基板１６とを例えば、両面接着テープ１５にて固着して配置されている。
【００４５】
即ち、利用者から見れば、表示面側に液晶パネルＬＰが、液晶パネルＬＰの裏面側にタッチスイッチパネルＴＳが配置されることになる。
【００４６】
従って、タッチスイッチパネルＴＳを用いる場合でも用いない場合でも、常に、液晶パネルＬＰを直接見ることができる。即ち、液晶パネルＬＰの表示面側には、液晶パネルＬＰで形成された表示情報（光）を減衰させるような構成部材が配置されていないため、通常の液晶表示装置（タッチスイッチパネルを有しない液晶表示装置）と同等の視認性が確保できる。
【００４７】
これにより、従来の技術のように、タッチスイッチパネルＴＳの表面で外部の光が反射して視認性が低下したり、また、それを防止するために反射防止膜を被着形成する必要が全くない。
【００４８】
上記構成の液晶表示装置において、液晶パネルＬＰの表示画面上に入力ペンや指で文字や絵等のパターンを手書き（押圧）することにより、その押圧力によって、液晶パネルＬＰを構成する上部可撓性透明樹脂基板１、下部可撓性透明樹脂基板２がそれぞれ変形し、その押圧力をタッチスイッチパネルの透明基板１６に確実に伝達されることになる。
【００４９】
（他の実施例）
上述の実施例では、液晶パネルＬＰとタッチスイッチパネルＴＳとの配置位置について説明したが、さらに、タッチスイッチパネルＴＳでの動作信頼性の向上、液晶表示装置全体の薄型化、液晶表示画素とタッチスイッチ動作領域の対応性を考慮して、図３に示すように、液晶パネルＬＰの下部側可撓性透明樹脂基板とタッチスイッチパネルの上部の透明基板を兼用することができる。
【００５０】
図３は、その断面図を示す。図３に示す実施例では、タッチスイッチパネルの上透明基板が可撓性透明樹脂基板２５となるため、図２に比較して押圧力が伝搬される部材が減少して、液晶パネルＬＰから直接的にタッチスイッチパネルＴＳの透明電極１８にその押圧力が伝達される。従って、タッチスイッチパネルＴＳでの動作信頼性向上するとともに、押圧力の検出感度が向上することになる。
【００５１】
同時に、図２に比較して、液晶パネルＬＰに動作に必要で、且つ液晶パネルＬＰの裏面側に配置されていた位相差板１２、偏光板１３が排除され、さらに、両パネルを固定する両面テープ１５が不要とはなるため、液晶表示装置全体の厚みが薄くなり、しかも、タッチスイッチパネルＴＳでの動作信頼性、検出感度が一層向上することになる。
【００５２】
尚、液晶パネルＬＰの動作に必要で、且つ液晶パネルＬＰの裏面側に配置されていた位相差板、偏光板は、例えば、タッチスイッチパネルＴＳの下部側の透明基板１７の裏面側外表面に配置すればよい（符号２６、２７で示している）。このとき、位相差板２６の特性、偏光板２７の特性は、タッチスイッチパネルＴＳを透過ときの光学条件を考慮して、適宜設けることができる。
【００５３】
さらに、液晶パネルＬＰの表示画素とタッチスイッチパネルＴＳの抵抗値変化部分は、兼用した可撓性透明樹脂基板２５の表裏に夫々形成した透明電極７、１８によって完全に対応させることができる。即ち、表示面側の透明電極７は液晶パネルＬＰの表示画素に対応し、裏面側の透明電極１８は、液晶パネルの透明電極７に対応する抵抗値変化部分として被着形成することができる。このようにすれば、両面接着テープなどで両パネルＬＰ、ＴＳを固着する際に行っていた位置合わせが不要となる。同時に、両透明電極７、１８を薄膜技法（ＩＴＯ膜の被着形成と選択的なエッチング）により形成できるため、製造工程中で、液晶パネルＬＰの表示画素とタッチスイッチパネルＴＳの抵抗変化部分を完全に対応させることができる。
【００５４】
また、タッチスイッチパネルＴＳの裏面側の透明基板１７は、ガラス材料などからなる剛性を有した材料が好ましい。これにより、液晶パネルＬＰ及びタッチスイッチパネルＴＳを含めた液晶表示装置の剛性が向上させることができ、特に、液晶パネルＬＰの２つの基板に可撓性透明樹脂基板１、２または１、２５を用いた液晶表示装置においては、機械的な信頼性を向上させるために非常に重要な構造であると言える。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係わる液晶表示装置によれば、液晶パネルの裏面側にタッチスイッチパネルを配したため、入力手段であるタッチスイッチパネルを備えた液晶表示装置であっても、液晶パネルで形成された表示情報を減衰させることがなく、視認性が向上する極めて有益なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置に係る平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】従来例の液晶表示装置を説明する分解断面図である。
【符号の説明】
ＬＰ・・・液晶パネル
１・・・上部可撓性透明樹脂基板
３、７、１８、１９・・・透明電極
４、８・・・配向膜
２・・・下部可撓性透明樹脂基板
９・・・液晶層
１４・・・封止材
ＴＳ・・タッチスイッチパネル
１６、１７・・・透明基板
２５・・・可撓性透明樹脂基板
【図１】
2004354652.tif 000003
【図２】
2004354652.tif 000004
【図３】
2004354652.tif 000005
【図４】
2004354652.tif 000006