JP2002149346A

JP2002149346A - タッチパネルおよび画面入力型表示装置

Info

Publication number: JP2002149346A
Application number: JP2000345323A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Imayama; 寛隆今山; Kazunari Takemoto; 一成竹元; Teruji Saitou; 輝児齋藤
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】入力領域におけるニュートンリングの発現を防
止して視認性を向上させ、かつ快適な操作感を損なうこ
とのないタッチパネルを提供する。【解決手段】軟質フィルム部材の内面の入力領域に上抵
抗膜１１を形成した上基板４Ａと、硬質板の内面の入力
領域に下抵抗膜１２を形成した下基板４Ｂとを入力領域
ＡＲを周回するシール領域ＳＬで貼り合わせてなるタッ
チパネルの上基板４Ａと下基板４Ｂの入力領域ＡＲの対
向間隙に、押圧入力操作時以外は対向間隙を所定値に保
ち、上基板４Ａ側の押圧入力操作で変形して上基板４Ａ
を下基板４Ｂに接触させる如く変形する複数の柱状スペ
ーサ１００を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、押圧入力操作によ
る抵抗変化で入力座標を検知するタッチパネルと、この
タッチパネルを用いた画面入力型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコン、あるいは携帯端末、その他の
情報機器のモニターの表示デバイスとして、液晶表示装
置が広く用いられている。液晶表示装置は液晶パネルに
生成した画像に照明光を照射し、その透過光または反射
光を表示面側に出射させることで可視化するものであ
る。

【０００３】一般に、この種の液晶表示装置は、画素選
択電極等を有する一対の基板の貼り合わせ間隙に液晶層
を挟持した液晶パネルを用い、選択された画素部分の液
晶分子の配向状態を変化させることで画像を生成する。
生成された画像は、それ自体では可視状態にないため、
外部から光を与えて液晶パネルを照射し、その透過光あ
るいは反射光を観察するように構成される。

【０００４】近年、この種の液晶表示装置を表示手段と
し、その画面（液晶表示装置を構成する液晶パネルの表
示面側）に積み重ねて当該画面から各種の情報を押圧操
作で入力するタッチパネルを備えた情報端末が広く使用
されるようになった。

【０００５】タッチパネルには、その動作原理から種々
の方式があるが、その中で最もポピュラーなものが抵抗
変化量で入力座標を検知する方式、所謂アナログ抵抗膜
方式である。

【０００６】このアナログ抵抗膜方式のタッチパネル
は、情報入力側である一方の基板を透明なプラスチック
シートなどの軟質フィルムで構成し、他方の基板をガラ
スを好適とする透明な硬質基板で構成し、２枚の透明基
板の対向面（内面）のそれぞれに抵抗膜を備え、上記一
方の基板側から印加される押圧入力操作で接触した各基
板の抵抗膜と出力端子間の抵抗値で２次元の座標値を検
出するものである。

【０００７】図１２はタッチパネル付きの表示装置の一
例である画面入力型液晶表示装置の概略構成例を説明す
る模式断面図である。この画面入力型液晶表示装置は、
液晶パネル１の上にタッチパネル４を積層して構成され
る。図示の画面入力型液晶表示装置は、液晶表示装置１
とタッチパネル４の間に補助光源装置３を構成する導光
板２を介挿しているが、液晶パネルの表示画面側に補助
光源装置３を設置したもの、あるいは補助光源装置３を
有しないものも商品化されている。なお、図中、３Ａは
補助光源装置３を構成するランプ、３Ｂは同じくランプ
反射シートである。このランプ３Ａとしては発光ダイオ
ードや冷陰極蛍光管（線状ランプ）が用いられる。

【０００８】図１３は図１２におけるタッチパネルの要
部構成と押圧入力操作時の状態を説明する模式断面図で
ある。図中、符号４Ａは透明フィルムシートからなる上
基板、４Ｂはガラス板からなる下基板である。これら２
枚の基板４Ａと４Ｂの内面には、それぞれ上抵抗膜１
１、下抵抗膜１２が被着形成されている。

【０００９】また、下基板４Ｂに形成した下抵抗膜１２
の入力領域には、非入力操作状態では上下の抵抗膜１
１、１２が接触するのを回避するための絶縁材からなる
ドットスペーサ９０が形成されている。このドットスペ
ーサ９０はペン先の大きさにもよるが、通常は１〜２ｍ
ｍの間隔で配置され、その高さ（上基板方向のサイズ、
以下同様）は５μｍ程度の極く微小な突起状に、所定の
開孔を有するマスクを介した印刷あるいは感光樹脂のホ
トリソグラフィー技法等で形成される。

【００１０】各抵抗膜のそれぞれは、タッチパネルの最
外周に位置するシール領域ＳＬにおいて印刷等で形成さ
れた上配線５５と下電極５６に電気的に接続されてお
り、これら上配線５５と下電極５６が図示しない引き出
し線で外部の設けた座標認識回路に接続されている。

【００１１】上基板４Ａと下基板４Ｂは、上配線５５と
下電極５６の部分をカバーするようにシール剤（接着剤
または接着シート）８０を用いて接着されている。

【００１２】このシール領域ＳＬの内側には、不動作領
域ＮＲを介して入力領域ＡＲが位置している。不動作領
域ＮＲは押圧入力操作時に不感帯となる部分であり、入
力手段であるペンの押圧で上基板４Ａが下基板４Ｂ方向
に撓んだ際に生じる入力無効空間に相当する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成とした
従来のタッチパネルでは、ＰＥＴフィルムなどのプラス
チックシートで構成された上基板４Ａが環境変化で下基
板４Ｂに接近するように撓むことがある。特に、ＰＥＴ
フィルムは吸湿性があるため、環境湿度の上昇で伸び易
く、自重により下側基板に接近するように撓み易い。撓
んだ上基板４Ａの内面は下基板４Ｂに形成したドットス
ペーサ９０に当接して全体として下基板４Ｂ側に凸とな
る。

【００１４】図１４はタッチパネルを入力領域方向から
見た平面図である。前記図１３で説明した上基板４Ａの
垂下が生じると、図１４に模式的に示したように、タッ
チパネル４の入力領域２０にニュートンリング（同心円
状の干渉縞）ＮＷが出現する。ニュートンリングＮＷは
上下の基板の間隙が約５０μｍ以下となると顕著に発現
することが知られている。

【００１５】このようなニュートンリングＮＷが入力領
域に発現すると例えば図１３で説明した液晶表示装置に
表示される画像の視認性が劣化し、製品としての品質評
価を低下させてしまう。

【００１６】これを回避するためにドットスペーサ９０
の高さを大きくすることも考えられる。しかし、ドット
スペーサ９０の高さを大きくすると入力時にペン先がド
ットスペーサ９０を乗り越える時の断続的な反力が大き
くなって快適な操作感（筆記感）が損なわれてしまう。
したがって、ドットスペーサ９０の高さを大きくするこ
とのみでは上記のニュートンリングＮＷの発現は解消さ
れるものの、タッチパネルとしての快適筆記感は減殺さ
れてしまう。

【００１７】本発明の第１の目的は、快適な操作感を損
なうことなく、入力領域におけるニュートンリングの発
現を防止したタッチパネルを提供することにある。

【００１８】本発明の他の目的は、入力領域におけるニ
ュートンリングＮＷの発現がなく、快適な操作感を備え
たタッチパネルを用いた画面入力型表示装置を提供する
ことにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための本発明の代表的な構成として、軟質フィルム部
材の内面の入力領域に上抵抗膜を形成した上基板と、硬
質板の内面の入力領域に下抵抗膜を形成した下基板とを
入力領域を周回するシール領域で貼り合わせてなるタッ
チパネルの上基板と下基板の入力領域の対向間隙に、押
圧入力操作時以外は上記対向間隙を所定値に保ち、上記
上基板側の押圧入力操作で変形して上記上基板を上記下
基板に接触させる如く変形する複数の柱状スペーサを配
置する。

【００２０】また、他の構成として、下基板または上基
板の一方または双方に上記柱状スペーサを形成すると共
に、当該柱状スペーサの高さより低いドットスペーサを
配置する。

【００２１】さらに、他の構成として、上下の基板の間
の中央部部にのみ複数の柱状スペーサを配置し、あるい
は中央部分を含む入力領域の全域あるいは上記柱状スペ
ーサを配置した中央部分を除いて当該柱状スペーサの高
さより低いドットスペーサを配置する。

【００２２】このような構成としたことにより、上基板
は柱状スペーサで下基板に対して所定の間隔が保持され
るため、前記したニュートンリングの発現は防止され、
快適な操作感を備えたタッチパネルが得られる。

【００２３】上記第２の目的を達成するための本発明の
代表的な構成として、一対の基板の間に液晶層を挟持し
た液晶パネルの上に積み重ねるタッチパネルを、軟質フ
ィルム部材の内面の入力領域に上抵抗膜を形成した上基
板と、硬質板の内面の入力領域に下抵抗膜を形成した下
基板とを入力領域を周回するシール領域で貼り合わせて
構成し、下基板と下基板の入力領域の対向間隙に、押圧
入力操作時以外は対向間隙を所定値に保ち、上基板側の
押圧入力操作で変形して上基板を下基板に接触させる如
く変形する複数の柱状スペーサを具備した。

【００２４】また、上記第２の目的を達成するために、
タッチパネルの下基板または上基板の一方または双方に
柱状スペーサの高さより低いドットスペーサを配置し
た。

【００２５】さらに、上記第２の目的を達成するため
に、上記複数の柱状スペーサをタッチパネルの入力領域
の中央部分にのみ配置した。

【００２６】上記第２の目的を達成するための他の構成
として、液晶パネルとタッチパネルの間に、または液晶
パネルの背面に導光板と線状ランプあるいは発光ダイオ
ードからなる補助光源装置を設置した。

【００２７】このような構成としたことにより、上基板
は柱状スペーサで下基板に対して所定の間隔が保持され
るため、前記したニュートンリングの発現は防止され、
快適な操作感を備えた画面入力型表示装置が得られる。

【００２８】また、液晶パネルは、所謂単純マトリクス
型、アクティブマトリクス型、その他の既知の形式の液
晶パネルを用いることができ、さらに反射型に限らず、
透過型の液晶表示装置にも適用できる。

【００２９】なお、本発明の画面入力型表示装置に用い
る表示装置は、液晶表示装置に限るものではなく、プラ
ズマパネルや電場発光パネルなどのフラットタイプ、あ
るいは陰極線管でもよいことは言うまでもない。

【００３０】本発明は上記の各構成および後述する実施
例の構成に限るものではなく、上基板と下基板の間の容
量変化やその他の電気量の変化で座標を検出する方式、
あるいはデジタル方式のタッチパネルにも同様に適用で
きるものであり、本発明の技術思想を逸脱することなく
種々の変形が可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、抵抗変化を検出するアナログ方式を例とした実施例
を参照して詳細に説明する。

【００３２】図１は本発明によるタッチパネルの第１実
施例の要部構成を模式的に説明する断面図であり、
（ａ）は非入力操作時、（ｂ）は入力操作時の状態を示
す。

【００３３】ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルムの上基板４Ａとガラスからなる下基板４Ｂの内面
には、それぞれインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）の
上抵抗膜１１、下抵抗膜１２が被着形成されている。

【００３４】各抵抗膜１１および１２のそれぞれはタッ
チパネルの最外周に位置するシール領域ＳＬにおいて印
刷等で形成された上配線５５と下電極５６に電気的に接
続されており、これら上配線５５と下電極５６が図示し
ない引き出し線で外部の設けた座標認識回路に接続され
ている。

【００３５】上基板４Ａと下基板４Ｂは、上配線５５と
下電極５６の部分をカバーするようにシール剤（接着剤
または接着シート）８０を用いて接着されている。

【００３６】図１４で説明したものと同様に、このシー
ル領域ＳＬの内側には、不動作領域ＮＲを介して入力領
域ＡＲが位置している。不動作領域ＮＲは押圧入力操作
時に不感帯となる部分であり、入力手段であるペンの押
圧で上基板４Ａが下基板４Ｂ方向に撓んだ際に生じる入
力無効空間に相当する。

【００３７】下基板４Ｂに形成した下抵抗膜１２の入力
領域ＡＲには、非入力操作状態（定常状態）では下基板
４Ｂに対して上基板４Ａを所定の間隔（ここでは、５０
μｍ以上）に保持する柱状スペーサ１００が複数配置さ
れている。

【００３８】本実施例では、柱状スペーサ１００はシリ
コンゴム、あるいはＥＰＤゴムで構成され、下側基板４
Ｂにおける直径が１０〜５０μｍの円錐形であり、下基
板４Ｂに感光樹脂を用いたフォトリソグラフィー技法で
形成してある。

【００３９】そして、柱状スペーサ１００の入り間隔は
１〜２ｍｍ、あるいはそれ以上でよく、ペン先５６０に
よる押圧入力操作で上基板４Ａの内面に形成した上抵抗
膜１１が下基板４Ｂの内面に形成した下抵抗膜１２に接
触できる間隔とされている。また、柱状スペーサ１００
の配置は規則的に限らず、ランダムでもよく、さらに入
力領域ＡＲの中央部分のみに配置したり、あるいは中央
部分での配置密度を周辺部より高くするような構成とす
ることもできる。

【００４０】ペン先５６０による押圧入力操作がなされ
たとき、柱状スペーサ１００は図１の（ｂ）に模式的に
示したように、その先端が上抵抗膜１１の表面を滑って
撓屈し、ペン先の直下にある上抵抗膜１１が下抵抗膜１
２に接触して入力位置の検知がなされる。押圧入力操作
時のペン先の圧力、すなわち筆圧の平均は１００〜２０
０ｇとされているので、柱状スペーサ１００はこの筆圧
によって図１の（ｂ）に示したように、容易に変形する
硬さを有し、かつペン先を上基板４Ａから離して押圧を
除去したときには即座に図１の（ｂ）に示した元の状態
に復帰する柔軟性を有する。

【００４１】本実施例の構成により、上基板４Ａが環境
変化で下基板４Ｂに接近するように撓むことによるニュ
ートンリングの発生を阻止することができ、快適な操作
感を備えたタッチパネルを得ることができる。

【００４２】図２は本発明によるタッチパネルの第２実
施例の要部構成を模式的に説明する断面図であり、図１
の（ｂ）に相当する入力操作時の状態を示す。

【００４３】前記実施例では、図１（ｂ）に示したよう
に、柱状スペーサ１００は前記実施例と同様の材料と製
法で形成され、その先端（上基板４Ａ側）が上抵抗膜１
１の表面をすべって撓屈する。

【００４４】本実施例では、柱状スペーサ１００の先端
と上基板の間滑り抵抗が大きく、両者がほぼ固定された
状態で形成してあり、ペン先５６０の押圧入力操作でそ
の中間部が湾曲して撓屈する。

【００４５】本実施例の構成により、上基板４Ａが環境
変化で下基板４Ｂに接近するように撓むことによるニュ
ートンリングの発生を阻止することができ、快適な操作
感を備えたタッチパネルを得ることができる。

【００４６】なお、図１の（ｂ）のような撓屈と図２の
ような撓屈の組合せで柱状スペーサ１００が撓屈して上
抵抗膜１１と下抵抗膜１２の接触がなされる場合もあ
る。

【００４７】図３は本発明によるタッチパネルの第３実
施例の要部構成を模式的に説明する断面図であり、
（ａ）は非入力操作時、（ｂ）は入力操作時の状態を示
す。図１と同一符号は同一機能部分に対応し、９０はド
ットスペーサである。

【００４８】本実施例では、下基板４Ｂの内面に前記図
１４で説明したものと同様のドットスペーサ９０が複数
配置されており、その一部のドットスペーサの代わり
に、図１あるいは図２で説明したものと同様の柱状スペ
ーサ１００を配置したものである。ドットスペーサ９０
および柱状スペーサ１００の間の配置間隔は前記実施例
と同様に１〜２ｍｍでよい。なお、柱状スペーサ１００
の配置間隔はそれより大きくしてもよいし、柱状スペー
サ１００に隣接するドットスペーサ９０は柱状スペーサ
１００に対して２ｍｍ以上離して配置してもよい。ま
た、柱状スペーサ１００は、入力領域の全面に均等に、
あるいはランダムに配置される。

【００４９】本実施例の構成により、上基板４Ａが環境
変化で下基板４Ｂに接近するように撓むことによるニュ
ートンリングの発生を阻止することができ、快適な操作
感を備えたタッチパネルを得ることができる。

【００５０】図４は本発明によるタッチパネルの第４実
施例を模式的に説明する平面図である。図４において、
符号４はタッチパネル、２９は入力領域、図３と同一符
号は同一機能部分に対応する。

【００５１】本実施例は図３で説明した柱状スペーサ１
００を入力領域ＡＲの中央部にのみ配置したものであ
る。柱状スペーサ１００は上基板４Ａが下基板４Ｂ側に
垂下するのを阻止する機能を有するものであることか
ら、垂下量の大きい入力領域ＡＲの中央部分に柱状スペ
ーサ１００を配置した。特に、入力領域の面積が小さい
小型のタッチパネルでは、この実施例の構成で本発明の
目的を充分に果たすことができる。

【００５２】本実施例の構成により、上基板４Ａが環境
変化で下基板４Ｂに接近するように撓むことによるニュ
ートンリングの発生を阻止することができ、快適な操作
感を備えたタッチパネルを得ることができる。

【００５３】図５は本発明のタッチパネルに用いる柱状
スペーサの他の形状を説明する模式図である。上基板４
Ａと下基板４Ｂの間隙に配置する柱状スペーサ１００
は、ペン入力による押圧で容易に撓屈し、かつ当該ペン
入力による押圧が除去されたときに即座に元の形状に復
帰する機能をもつものであればよい。

【００５４】このような機能を持つものとして、図５の
（ａ）〜（ｆ）に示した形状の柱状スペーサが採用可能
である。図５の（ａ）は図１〜図４の実施例で説明した
ものと同様の円錐状体である。図５の（ｂ）は円柱状
体、図５の（ｃ）は上基板側の端部（先端）に丸みをも
ち、側壁に膨潤形状をもつ略切頭円錐形状体、図５の
（ｄ）はスプリングコイル状体、図５の（ｅ）は略茶筅
形状体、図５の（ｆ）は略円筒櫛形状体である。

【００５５】図５の（ｄ）〜（ｆ）に示した柱状スペー
サは、予め当該形状に部品として形成したものを下側基
板４Ｂの内面に接着あるいは植設する。また、図５
（ｆ）の変形例として、ファイバー状体を埋め込んで植
設して柱状スペーサとしてもよい。この他にも、ペン入
力による撓屈と復帰特性をもつ他の形状の柱状スペーサ
を採用できる。

【００５６】次に、本発明によるタッチパネルの他の構
成部分の詳細について２、３の具体例を用いて説明す
る。

【００５７】図６は本発明によるアナログ抵抗膜方式の
タッチパネルの全体構成の一例を説明する展開斜視図で
ある。前記各実施例でも説明したように、このタッチパ
ネルは２枚の透明基板で構成されている。上基板４Ａは
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを好適
とする軟質フィルムの内面にインジウムチンオキサイド
（ＩＴＯ）を好適とする抵抗膜１１を全面ベタで成膜し
てある。

【００５８】同様に、下基板４Ｂはガラスを好適とする
硬質基板の内面にＩＴＯを好適とする抵抗膜２２を全面
ベタで成膜してある。

【００５９】さらに、上基板４Ａの上抵抗膜１１の一方
の平行辺対には当該抵抗膜１１と電気的に接続した配線
５５が形成され、外部回路（座標検出回路）との接続部
である上配線（インターフェース部）５５’に端子を形
成してある。また、他方の平行辺対には上抵抗膜１１と
電気的に絶縁された下側接続部５３、５４が形成され、
それぞれが配線部５５に引き回されて端子を形成してあ
る。

【００６０】下基板４Ｂの下抵抗膜１２の上記下側接続
部５３、５４と対応する位置に電極５６が形成されてい
る。上基板４Ａと貼り合わせたときに上基板４Ａの下側
接続部５３、５４の接続点Ｔ₁、Ｔ₃と下基板の電極５
６の接続点Ｔ₂、Ｔ₄との間に銀ペーストを好適とする
導電性材で電気的に接続される。なお、下側接続部５
３、５４と電極５６は抵抗膜と同一材料で構成するのが
製造工程の容易性から好ましいが、これらを抵抗膜とは
別個の材料で形成してもよいことは言うまでもない。

【００６１】このようにして、上下の基板に形成した抵
抗膜１１、１２で２次元座標を形成し、押圧点（入力
点）の座標値（ｘ，ｙ）→（ｘ：Ｘ座標値、ｙ：Ｙ座標
値）を外部回路で検出する。

【００６２】次に、上記したタッチパネルを用いた本発
明による画面入力型表示装置の実施例を説明する。以下
では表示装置に液晶パネルを用い、液晶パネルに形成さ
れた電子潜像を可視化するための補助照明装置を設置し
たものを例としているが、この補助照明装置は省略でき
る。

【００６３】図７は本発明による画面入力型表示装置の
第１実施例の構成を説明する展開斜視図である。１は反
射型の液晶パネルで、１Ａは上基板、１Ｂは下基板、１
Ｃは偏光板、１Ｄは反射板である。なお、この実施例で
は、下基板を透明板として、その背面に反射板を設置し
た構成としたが、下側基板の内面に反射処理を施したも
のとすることもできる。その場合は、反射板１Ｄは不要
である。

【００６４】符号２は補助光源装置を構成するアクリル
板等からなる導光板、３は補助光源装置、３Ａは線状ラ
ンプ（線状蛍光灯あるいは発光ダイオードアレイからな
る線状光源、以下、単にランプと言う））、３Ｂはラン
プ反射シート、４はタッチパネル、４Ａは軟質のフィル
ムシート（上基板）、４Ｂはガラスあるいはアクリル等
の硬質基板（下基板、本実施例ではガラス板）である。

【００６５】そして、液晶パネル１の上に例えば１．５
ｍｍ厚のアクリル製の導光板２とランプ３Ａと反射シー
ト３Ｂからなる補助光源装置３を積層し、さらにその上
にタッチパネル４を積層する。液晶パネル１は図示した
ような反射型に限らず、半透過型を用いることもでき
る。

【００６６】導光板２の上面すなわちタッチパネル４側
には光拡散用のマイクロプリズム状、スリット状または
ドット状の凹凸あるいは印刷（本実施例では、ドット状
印刷）５を有し、補助光源装置３を構成するランプ３Ａ
は２．０ｍｍ径の冷陰極蛍光管を用いたが、小型かつ低
消費電力性を向上するためには、さらに小径の冷陰極蛍
光管を用いることが望ましい。。

【００６７】図８は本発明による画面入力型液晶表示装
置の第１実施例における補助光源装置の動作を説明する
図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。補助光源装置３
を構成する導光板２のタッチパネル４側表面にドット状
の印刷５を有し、図中に矢印で示したように、ランプ３
Ａからの光を液晶パネル１方向に反射させると共に、液
晶パネル１から反射した光をタッチパネル４を透過させ
て表示面側に出射させる。

【００６８】これら液晶パネル、補助光源装置およびタ
ッチパネルは、それぞれ両面テープで端部を接着して一
体化するのが好適であるが、他の固定手段、例えば機械
的な抑え枠、あるいは接着剤を用いてもよい。

【００６９】なお、補助光源装置は常時点灯でもよい
が、消費電力を抑制する必要のある、所謂ＰＤＡ、ある
いはノートパソコン等の可搬型情報機器に搭載する場合
は、必要に応じて点灯するように構成することができ
る。

【００７０】本実施例により、タッチパネルの上基板が
環境変化で下基板に接近するように撓むことによるニュ
ートンリングの発生を阻止し、快適な操作感を備えたタ
ッチパネル付きの画面入力型表示装置を得ることができ
る。

【００７１】図９は本発明による画面入力型液晶表示装
置の第２実施例を説明する模式断面図である。本実施例
では透過型の液晶パネル１と補助光源装置、所謂バック
ライト３を備えている。透過型の液晶パネル１の背面に
バックライト３を積層して、液晶パネル１を透過するバ
ックライト３からの照明光を液晶パネル１に形成した画
像で変調し、これを液晶パネル１の表面側に出射するこ
とによって画像を可視化する。

【００７２】この液晶パネル１の表示面側（画面側）
に、前記した本発明によるタッチパネル４を積層し、液
晶パネル１の表示面から情報を入力する。

【００７３】すなわち、この画面入力型表示装置は、２
枚の透明基板１Ａ，１Ｂの間に液晶層を挟持し、その表
面側と背面側に偏光板１Ｃを設けた液晶パネル１の背面
に、略々矩形の透明な導光板２と導光板２の一縁に沿っ
て設置したランプ３Ａとランプ反射シート３Ｂを有する
補助光源装置３を設け、この照明光源３からの光を導光
板２に伝播させる途上で液晶パネル方向に経路偏向して
液晶パネル１を背面から照明する構成としている。ま
た、導光板１の背面にはドット印刷５等が形成され、液
晶パネルの全域で均一な輝度を得るようになっている。

【００７４】導光板２のさらに背面側には、導光板２か
ら背面に出射した光を全反射させて液晶パネル１側に戻
す反射板１１０が設置されている。

【００７５】このような補助光源装置すなわちバックラ
イト３は、光拡散フィルム１２、あるいはプリズム板
（図示せず）等の光量分布補正部材を介して液晶パネル
１に積層して透過型の液晶表示装置が構成される。

【００７６】図１０は本発明によるタッチパネルと液晶
パネルとを積み重ねた画面入力型表示装置の実際の構成
例を説明する５面図である。すなわち、同図（ａ）は液
晶パネル１（上ケース１８と下ケース１９で構成される
筐体内に収納されている）の上にフントライトを構成す
る導光板２を積層し、その上にさらにタッチパネル４を
積層して液晶表示装置を構成している。

【００７７】この画面入力型液晶表示装置の表示領域は
符号１５で示し、タッチパネル４の入力領域（ＡＲ）は
符号２０で示してある。

【００７８】液晶パネル１は、内部に液晶パネルおよび
駆動回路を収納して上ケース１８に形成した爪２１とフ
ック２２を下ケース１９に係合させて筐体を構成する。
フロントライトは導光板２の一辺に沿ってランプ３Ａ
（ランプ反射シート３Ｂの内部にある）を配置してな
り、導光板２に重ねてタッチパネル４を積層してある。
タッチパネル４の信号ケーブル、ランプ３Ｂの電源ケー
ブルは図示を省略してある。

【００７９】また、符号２３はホストコンピュータ側と
接続するためのインターフェースコネクタを示す。

【００８０】図１１は本発明による画面入力型表示装置
を実装した電子機器の一例としての携帯型情報端末の構
成例を説明する斜視図であり、前記図１０で説明したタ
ッチパネルと液晶パネルを組み合わせたものである。

【００８１】この携帯型情報端末（ＰＤＡ）はホストコ
ンピュータ５００やバッテリー５２０を収納し、表面に
キーボード４９０を備えた本体部４７０と、画面入力型
表示装置４６０やフロントライト用のインバータ５４０
を実装した表示部４８０で構成されている。

【００８２】本体部４７０には接続ケーブル６１０を介
して携帯電話機６００が接続できるようになっており、
遠隔地との間で通信が可能となっている。

【００８３】表示部４８０の画面入力型表示装置４６０
とホストコンピュータ４７０との間はインターフェース
ケーブル５３０で接続されている。

【００８４】また、表示部４８０の一部にはペンホルダ
５７０が設けてあり、ここに入力ペン５６０が収納され
る。

【００８５】この画面入力型液晶表示装置は、キーボー
ド４９０を使用した情報の入力と入力ペン５６０でタッ
チパネルの表面を押圧したり、なぞり、あるいは記入で
種々の情報を入力したり、あるいは液晶パネルに表示さ
れた情報の選択、処理機能の選択、その他の各種操作を
可能としてある。

【００８６】なお、この種の携帯型情報端末（ＰＤＡ）
の形状や構造は図示したものに限るものではなく、この
他に多様な形状、構造および機能を具備したものが考え
られる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タッチパネルを構成する上基板が環境変化で下基板に接
近するように撓むことによるニュートンリングの発生を
阻止することができ、快適な操作感を備えたタッチパネ
ルを提供できる。

【００８８】また、このタッチパネルを用いた視認性の
高い画面入力型表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタッチパネルの第１実施例の要部
構成を模式的に説明する断面図である。

【図２】本発明によるタッチパネルの第２実施例の要部
構成を模式的に説明する断面図である。

【図３】本発明によるタッチパネルの第３実施例の要部
構成を模式的に説明する断面図である。

【図４】本発明によるタッチパネルの第４実施例を模式
的に説明する平面図である。

【図５】本発明のタッチパネルに用いる柱状スペーサの
他の形状を説明する模式図である。

【図６】本発明によるアナログ抵抗膜方式のタッチパネ
ルの全体構成の一例を説明する展開斜視図である。

【図７】本発明による画面入力型表示装置の第１実施例
の構成を説明する展開斜視図である。

【図８】本発明による画面入力型液晶表示装置の第１実
施例における補助光源装置の動作を説明する図７のＡ−
Ａ線に沿った断面図である。

【図９】本発明による画面入力型液晶表示装置の第２実
施例を説明する模式断面図である。

【図１０】本発明によるタッチパネルと液晶パネルとを
積み重ねた画面入力型表示装置の実際の構成例を説明す
る５面図である。

【図１１】本発明による画面入力型表示装置を実装した
電子機器の一例としての携帯型情報端末の構成例を説明
する斜視図である。

【図１２】タッチパネル付きの表示装置の一例である画
面入力型液晶表示装置の概略構成例を説明する模式断面
図である。

【図１３】図１２におけるタッチパネルの要部構成と押
圧入力操作時の状態を説明する模式断面図である。

【図１４】タッチパネルを入力領域方向から見た平面図
である。

【符号の説明】

１液晶パネル２導光板３補助光源装置４タッチパネル４Ａ上基板４Ｂ下基板１１上抵抗膜１２下抵抗膜５５配線５６電極８０接着剤９０ドットスペーサ１００柱状スペーサ。

フロントページの続き (72)発明者竹元一成千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者齋藤輝児千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 HA18 QA16 TA17 TA18 TA20 5B068 AA05 AA22 AA32 BB06 BC07 BC10 5B087 AA09 AC09 CC02 CC12 CC18 CC37 5G006 AA01 AZ01 BB07 CB08 CB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟質フィルム部材の内面の入力領域に上抵
抗膜を形成した上基板と、硬質板の内面の入力領域に下
抵抗膜を形成した下基板とを上記入力領域を周回するシ
ール領域で貼り合わせ、上記入力領域内で上記上基板側
から下基板側に押圧入力操作することによる上記上抵抗
膜と下抵抗膜の接触位置を２次元座標値とした検知出力
を得るタッチパネルであって、上記上基板と上記下基板の入力領域の対向間隙に、上記
押圧入力操作時以外は上記対向間隙を所定値に保ち、上
記上基板側の押圧入力操作で変形して上記上基板を上記
下基板に接触させる如く変形する複数の柱状スペーサを
配置したことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】前記下基板または上基板の一方または双方
に前記柱状スペーサの高さより低いドットスペーサとを
配置したことを特徴とする請求項１記載のタッチパネ
ル。
【請求項３】前記複数の柱状スペーサを前記入力領域の
中央部分にのみ配置したことを特徴とする請求項１また
は２記載のタッチパネル。
【請求項４】一対の基板の間に液晶層を挟持した液晶パ
ネルと、この液晶パネルの画面に重ねて層配置したタッ
チパネルを備えた画面入力型液晶表示装置であって、上記タッチパネルは、軟質フィルム部材の内面の入力領
域に上抵抗膜を形成した上基板と、硬質板の内面の入力
領域に下抵抗膜を形成した下基板とを上記入力領域を周
回するシール領域で貼り合わせて上記入力領域内で上記
上基板側から下基板側に押圧入力操作することによる上
記上抵抗膜と下抵抗膜の接触位置を２次元座標値とした
検知出力を得る如く構成され、上記下基板と上記下基板の入力領域の対向間隙に、押圧
入力操作時以外は上記対向間隙を所定値に保ち、上記上
基板側の押圧入力操作で変形して上記上基板を上記下基
板に接触させる如く変形する複数の柱状スペーサを具備
することを特徴とする画面入力型表示装置。
【請求項５】前記タッチパネルの前記下基板または上基
板の一方または双方に前記柱状スペーサの高さより低い
ドットスペーサを有することを特徴とする請求項４記載
の画面入力型表示装置。
【請求項６】前記タッチパネルの前記複数の柱状スペー
サを前記入力領域の中央部分にのみ配置したことを特徴
とする請求項４または５記載の画面入力型表示装置。