JP2006260366A - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品質や外面的な見映えを劣化させることなく、表示パネルの表示領域のうちの一部の表示領域をタブレット入力領域として用いるように構成することが可能な表示装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】表面に画像の表示領域１１１を有し、該表示領域１１１のうちの一部の領域を入力領域１１２として用いる表示パネル１１と、この表示パネル１１の背面側における、前記入力領域１１２に対応した部分に配設される電磁誘導タブレット１２と、を具備したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネルのような表示パネルと電磁誘導タブレットとを重ね合わせて配置した表示装置及びこれを用いた電子機器に関する。

近年、パーソナルコンピュータ，ＰＤＡ，電子手帳等のコンピュータ本体へのデータ入力を行うための入力装置の１つとして、入力面に指やペン等によって荷重を加えるだけでデータ入力を行うことができるタブレット（またはデジタイザ）と呼ばれる入力装置が用いられている。

タブレットに用いられる座標検出方式には、代表的な方式として、（１）抵抗膜方式、（２）電磁誘導方式などがあり、実用化されている。

各方式を用いたタブレットには、それぞれ特徴がある。

（１）抵抗膜方式は、タッチパネルを構成している２枚の透明電極基板のそれぞれに透明電極膜（抵抗膜）が形成されており、透明電極膜同士が対向するようにしてスペーサ等によって一定間隔に保たれつつ配置され、２枚の透明電極基板のうちの一方が入力面側に位置している。そして、入力面側に位置している透明電極基板の外部から当該透明電極基板に荷重が加えたときに透明電極膜同士が導通し、そのとき流れる電流の電流路の電気抵抗値が前記の荷重が加えられた箇所の位置座標に応じて変化することから、この変化する電気抵抗値に基づいて、前記の荷重が加えられた箇所の位置座標が検出される。

この抵抗膜方式は、低コストであるが、２枚の透明電極基板を液晶パネルの表示面上に配置する構成としているので、透明電極基板による外光の表面反射などのためにパネル自体の表示に比べると、コントラストの低い表示品質の劣化したものとなる。

（２）電磁誘導方式は、入力ペンに高周波源と送信用コイルを内蔵し、タブレット面にセンサコイルを複数設置した構造になっている。ペンからは内蔵するコイルに対して高周波源によって高周波を流すことで磁界を発生させ、この磁界はタブレット面に設置されたセンサコイルに電流を発生させる。センサコイルに発生された電流の値は、ペンに近い磁界の強い場所に設置されているセンサコイルでは大きく、ペンから遠い磁界の弱い場所に設置されているセンサコイルでは小さくなる。各センサコイルによって検出された電流を、順次受信し、電流値の大小関係からペン先がどの座標位置を示しているかを決定する。座標検出は、それぞれＸ座標、Ｙ座標の各方向について行ない、このＸＹ座標の値をペン先の座標値とする。

この電磁誘導方式は、コスト的には高くなるが、タブレットが液晶パネルの背面側に配置され、液晶パネルの表面での表示をタブレットによって妨げることがないので、パネル表面の表示品質を劣化することがない。

電磁誘導方式の先行例としては、例えば、特許文献１，２がある。

特許文献１は、液晶表示装置と座標検出用のタブレット装置とを重ね合わせて配置したペン入力情報処理装置において、液晶ＰＣＢ（Print Circuit Board：プリント基板）をタブレットの裏側に配置し、タブレットを液晶表示セルと液晶ＰＣＢとの間に挟み込む構成とすることにより、座標位置を指示するペンとタブレットとの間に、液晶ＰＣＢ即ち表示駆動するための部品（ドライバＩＣ等）が存在しないため、部品から発生するノイズ等によって座標検出に対して悪影響を及ぼさないようにしている。

しかしながら、特許文献１の構成は、電磁誘導タブレットの入力領域が、液晶表示セルの表示領域と同じかそれより大きい構成とされ、表示パネルの表示領域全域に亘ってタブレット入力が可能となっている。

特許文献２は、電磁誘導方式の座標検出装置の回路基板を多層基板により構成し、信号処理回路を構成する信号線を備えた第一の層を第二の層と第三の層とにより挟み込む構造とし、第二の層及び第三の層にそれぞれメッシュアースを設けた構成とすることにより、回路基板から発生するノイズを低減している。

特許文献２は、電磁誘導方式の座標検出装置の回路基板から発生するノイズの低減を図るもので、表示パネルと重ね合わせて使用することについては述べていない。
特開平９−１６０７０７号公報 特開平６−２３０８８１号公報

ところで、入力領域を表示パネルの表示領域のうちの全面ではなくて表示領域の一部のみに形成したい場合がある。このような場合に、タブレットとして抵抗膜方式を用いると、表示パネルの表示領域表面の一部にだけ透明電極膜（抵抗膜）による入力領域を設けることになり、表示領域表面に抵抗膜のある領域と無い領域とができ、視認性が変わり、表示品質が落ちるという問題がある。換言すれば、タッチパネルに抵抗膜を設ける場合、表示パネルにおいて一部の領域のみ入力領域を形成すると、抵抗膜がある領域と無い領域では表示品質に差異が生じると共に、表示領域の表面も見映えが良くない。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、表示品質や外面的な見映えを劣化させることなく、表示パネルの表示領域のうちの一部の表示領域をタブレット入力領域として用いることが可能な表示装置及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明による表示装置は、表面に画像の表示領域を有し、該表示領域のうちの一部の領域が外部入力領域として割り当てられて用いられる表示パネルと、前記表示パネルの一方の側において、前記外部入力領域に対応した平面領域に配置された電磁誘導タブレットと、を具備したものである。

これにより、表示品質を落とすことなく、表示領域の一部を入力領域とすることができる。

本発明において、前記表示パネルの一方の側において、前記外部入力領域に対応した平面領域以外の平面領域に前記電磁誘導タブレットに隣接して回路基板をすることが好ましい。これにより、回路基板を電磁誘導タブレットの横に配置することになり、表示装置の製品としての厚さを薄くすることができる。

また、本発明において、前記表示パネルの他方の側にフロントライトを配設することが好ましい。

また、本発明において、前記表示パネルと前記電磁誘導タブレットとの間にバックライトを配設することが好ましい。これにより、バックライトは表示パネルの背面とタブレットとの間に介在することになる。

さらに、発明において、前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を挟持した液晶パネルであることが好ましい。

さらに、本発明による電子機器は、上記の本発明の態様のいずれか１つに記載の表示装置を用いて構成されることが好ましい。

本発明の表示装置によれば、表示品質や外面的な見映えを劣化させることなく、表示パネルの表示領域のうちの一部の表示領域をタブレット入力領域として用いることが可能となる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１の表示装置の平面図、底面図及び側面図を示している。本実施例１に示す表示装置１０は、表示パネルとして反射型液晶パネルを用いた場合を示している。

図１において、(a)は平面図、(b)は裏面側から見た底面図、(c)は側面図である。

図１(b)，(c)に示すように、表示装置１０は、液晶パネル１１と、電磁誘導タブレット１２と、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）１３と、プリント回路基板（以下、ＰＣＢという）１４とを備えている。

図１(a)に示す液晶パネル１１の表面側において、点線枠１１１が実際に文字や画像が表示される液晶パネル表示領域１１１を示し、点線枠１１２が液晶パネル表示領域１１１におけるペン入力可能なタブレット入力領域を示している。図では、タブレット入力領域１１２は、液晶パネル表示領域１１１の一部の領域（図示の右側の領域）に相当している。

液晶パネル１１は、表面に文字や画像の表示がなされる液晶パネル表示領域１１１を有し、その表示領域１１１のうちの一部の領域をタブレット入力領域１１２として用いる構成としている。液晶パネル１１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）型の液晶パネルであって、ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１１-1とこれに対向する対向基板１１-2からなる一対の基板を貼り合わせた構造となっていて、内部に液晶材料（図示せず）を有している。ＴＦＴ基板１１-1には、液晶駆動用のドライバＩＣ（図示せず）が組み込まれている。対向基板１１-2の外面或いは内面にはＴＦＴ基板１１-1を透過してくる外光を反射させる反射膜が形成されており、これによって反射型の液晶パネルを構成している。

電磁誘導タブレット１２は、液晶パネル１１の背面側における、前記タブレット入力領域１１２に対応した対向部分にのみ配設されている。

さらに、液晶パネル１１の背面側における、前記タブレット入力領域１１２に対応した部分以外の領域に電磁誘導タブレット１２の横に並ぶようして回路基板としてのＰＣＢ１４が配設されている。ＰＣＢ１４は、ＦＰＣ１３の一端部に接続しＦＰＣ13の他端部は液晶パネル１１のＴＦＴ基板１１-1に接続しており、ＴＦＴ基板１１-1内のドライバＩＣ（図示せず）に対して表示用の画像データ信号及び電源電圧信号を含む液晶駆動用信号を供給する。

ＰＣＢ１４には、更に外部の信号装置や電源装置から表示用の画像データ信号及び電源電圧信号が供給されるようになっている。或いは、ＰＣＢ１４にはマイコンなどの表示装置全体を制御する制御手段が搭載されていてもよい。、
ＦＰＣ１３は通常、信号ラインや電源ラインが並行配置されて帯状のフレキシブル基板となっている。

電磁誘導方式は、前述したように入力ペン（図示せず）に高周波源と送信用コイルを内蔵し、電磁誘導タブレット１２にセンサコイルを複数設置した構造になっている。ペンからは内蔵するコイルに対して高周波源によって高周波を流すことで磁界を発生させ、この磁界はタブレット面に設置されたセンサコイルに電流を発生させる。センサコイルに発生された電流の値は、ペンに近い磁界の強い場所に設置されているセンサコイルでは大きく、ペンから遠い磁界の弱い場所に設置されているセンサコイルでは小さくなる。各センサコイルによって検出された電流を、順次受信し、電流値の大小関係からペン先がどの座標位置を示しているかを決定する。座標検出は、それぞれＸ座標、Ｙ座標の各方向について行ない、このＸＹ座標の値をペン先の座標値とする。

以上の述べた実施例１の表示装置によれば、液晶パネル１１の表面側の表示領域の一部の領域のみをペン入力可能な領域として構成する場合に、液晶パネル１１の背面に、前記ペン入力可能な領域に対応して電磁誘導タブレット１２を対向配置することにより、液晶パネルの表面側の表示領域における表示品質や外面的な見映えを劣化させることなく、表示領域の一部をペン入力領域に設定することができる。なお、抵抗膜方式のタブレットを採用した場合であっても、液晶パネルの表面側の一部にだけ指で荷重を加える入力領域を設けることができるが、入力する領域の表示品質を劣化させることになる。つまり、タッチパネルに抵抗膜を設ける場合は、一部の領域のみ入力領域とすると、抵抗膜がある領域と無い領域では、視認性が変わってしまい、表示品質に差異が生じる。かつ、一部の領域にのみ抵抗膜を配することによる表面側の見映えもよくない。これに対して、一部の表示領域のみを入力領域とする場合に、電磁誘導方式を採用して、液晶パネルの背面側にタブレットを部分的に配置し、ペン入力する構成とすれば、タブレットはパネルの背面側に存在するので、パネル表示の表示品質を劣化させるようなことは起こらない。

さらに、実施例１では、液晶パネル１１の背面側の一部の領域に部分的にタブレット１２が配設されているので、液晶パネル１１の背面側でタブレット１２が配設される領域以外の隣接する領域（即ちスペース領域）に、タブレット１２に並べてＰＣＢ１４を配設したので、表示装置１０の厚みを液晶パネル１１の厚みとタブレット１２の厚みの総和に維持した構成とすることが可能となり、表示装置１０の薄型化が可能となる。

図２は本発明の実施例２の表示装置の側面図を示している。本実施例２に示す表示装置１０Ａは、表示パネルとしてフロントライト付きの液晶パネルを用いた場合を示している。

フロントライト付きの液晶パネルは、実施例１で用いた反射型液晶パネル１１の表面側にフロントライト１５を配設した構成となっている。反射型液晶パネル１１は、対向基板１１-2の外面或いは内面に反射膜が形成されたものである。フロントライト１５は、透明な導光板と、この導光板の端部に配置されたＬＥＤ等の光源とを備えており、液晶パネル１１の表面側より外光を取り込むことも可能である一方、導光板を用いて光源からの光を入射するようにしたものである。従って、夜間などの周辺が暗い環境にある場合でも、フロントライト１５からの光を反射型液晶パネル１１に照射することによって表示される文字や像を見易く表示することが可能となる。

この実施例２の場合の表示装置１０Ａの厚みは、実施例１に比べて、フロントライト１５の厚み分厚くなるが、実施例１と同様に、表示領域の一部の領域を入力領域とする場合に、電磁誘導式のタブレットを採用したことによって表示品質の劣化がないこと、ＰＣＢ１４を配置してもさらに厚みが増えることがないことの利点のほかに、周囲環境が暗くてもフロントライト付きの反射型液晶パネルを用いて表示像を見易く表示することができる利点を有する。

図３は本発明の実施例３の表示装置の側面図を示している。本実施例３に示す表示装置１０Ｂは、表示パネルとしてバックライト付きの液晶パネルを用いた場合を示している。

バックライト付きの液晶パネルは、透過型液晶パネル１１’の背面にバックライト１６を配設した構成となっている。透過型液晶パネル１１’は、例えばＴＦＴ型の液晶パネルであって、ＴＦＴ基板１１-1と反射膜を有しない対向基板１１-3との一対の基板を貼り合わせた構造となっていて、内部に液晶材料（図示せず）を有している。

バックライト１６は、導光板と、この導光板の端部に配置されたＬＥＤ等の光源とを備えており、液晶パネル１１の背面より導光板を用いて光源からの光を入射するようにしたものである。この場合に使用する導光板は、実施例２のフロントライトの場合とは異なり、必ずしも透明である必要はない。

透過型の液晶パネル１１’にバックライト１６が付いているので、夜間などの周辺が暗い環境にある場合でも、バックライト１６からの光を透過型液晶パネル１１’に背面側より照射することによって表示する文字や像を見易く表示することが可能となる。

この実施例３の場合の表示装置１０Ｂの厚みは、実施例２の場合と同様、実施例１に比べてバックライト１６の厚み分厚くなるが、実施例１と同様に表示領域の一部の領域を入力領域とする場合に、電磁誘導式のタブレットを採用したことによって表示品質の劣化がないこと、ＰＣＢ１４を配置してもさらに厚みが増えることがないことの利点のほかに、周囲環境が暗くても表示像を見易く表示することができる利点を有する。

なお、以上述べた実施例１〜３において、液晶パネルとしては、ＴＦＴ型の液晶パネルを用いたが、本発明はこれに限定されず、ＳＴＮ型、ＴＦＤ型の液晶パネルであってもよい。

図４は本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。

図４に示す電子機器は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：個人用の携帯情報端末）２０を示しており、パソコンの持つ機能のうちいくつかを実装しており、サイズ的には手のひらに収まるくらいの大きさで構成されている。ＰＤＡ２０は、ＰＤＡ本体部２１と、ペン２２とを備えている。

携帯用であるため、液晶表示装置や、外部装置との接続端子を搭載し、電池や専用バッテリーで駆動するようになっている。ＰＤＡに搭載する液晶表示装置としては、実施例１〜３に示した電磁誘導タブレット付きの表示装置１０，１０Ａ，１０Ｂのいずれかの表示装置を搭載している。

ＰＤＡ本体部２１は、液晶パネルによる表示部２１１と電源オンオフなどの操作部２２２を有し、表示部２１１の表示領域のうちの一部の領域、例えば上部或いは下部の領域にペン入力領域を有している。

上記のように構成されたＰＤＡ２０では、実施例１〜３に示した電磁誘導タブレット付きの表示装置１０，１０Ａ，１０Ｂのいずれかの表示装置を搭載しているので、表示領域の一部の領域を入力領域とする場合に、電磁誘導式のタブレットを採用したことによって表示品質や外面的な見映えの劣化がないこと、ＰＣＢを配置してもさらに厚みが増えることがなく、薄型に構成できること、などの利点を有する。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う表示装置及びこれを用いた電子機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。表示装置としては、液晶装置、電気泳動装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、プラズマディスプレイ装置、電子放出を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（別名ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）等の各種の平面型表示装置に適用することが可能である。

本発明の実施例１の表示装置を示す平面図、底面図及び側面図。 本発明の実施例２の表示装置を示す側面図。 本発明の実施例３の表示装置を示す側面図。 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ…表示装置、１１，１１’…液晶パネル（表示パネル）、１２…タブレット、１４…ＰＣＢ（回路基板）。

Claims (6)

1. 表面に画像の表示領域を有し、該表示領域のうちの一部の領域が外部入力領域として割り当てられて用いられる表示パネルと、
   前記表示パネルの一方の側において、前記外部入力領域に対応した平面領域に配置された電磁誘導タブレットと、
   を具備したことを特徴とする表示装置。
2. 前記表示パネルの一方の側において、前記外部入力領域に対応した平面領域以外の平面領域に前記電磁誘導タブレットに隣接して回路基板を配設したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示パネルの他方の側にフロントライトを配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記表示パネルと前記電磁誘導タブレットとの間にバックライトを配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
5. 前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を挟持した液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置を用いて構成されることを特徴とする電子機器。

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