JP2007026463A

JP2007026463A - Touch panel device

Info

Publication number: JP2007026463A
Application number: JP2006286360A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Nakazawa; 文彦中沢; Takakazu Aritake; 敬和有竹
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-02-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a front light integrated type touch panel device by which successful visibility is attained by suppressing deterioration of luminance even when the touch panel is combined with a front light. <P>SOLUTION: A glass substrate 1 serves as both of a substrate for the touch panel and a substrate for the front light and has a function of propagating surface acoustic wave for detecting a contact position and a function of propagating light from a light source 2 to guide the light to the side of a reflection type liquid crystal display 3 together. When an image of the liquid crystal display 3 is visually inspected by outdoor daylight (an arrow of heavy solid line), the outdoor daylight which penetrates the substrate 1 is reflected on the liquid crystal display 3 and the reflected light penetrates the substrate again to be emitted to the front surface. When a front light function is utilized (an arrow of thin solid line), the light made incident on the substrate 1 from the light source 2 is reflected on the liquid crystal display 3 and the reflected light penetrates the substrate 1 to be emitted to the front surface. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、指，ペンなどの物体が接触した位置を検出するタッチパネル装置に関し、特に、反射型の液晶ディスプレイに使用されるフロントライトを一体に備えるタッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a touch panel device that detects a position where an object such as a finger or a pen is in contact, and more particularly, to a touch panel device that is integrally provided with a front light used in a reflective liquid crystal display.

主としてパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムの普及に伴って、コンピュータシステムにより情報が表示される液晶ディスプレイの表示画面上を指またはペンなどの物体で指示することにより、新たな情報を入力したり、コンピュータシステムに対して種々の指示を与えたりするタッチパネル装置が利用されている。 With the spread of computer systems such as personal computers, new information can be input by instructing an object such as a finger or a pen on the display screen of a liquid crystal display on which information is displayed by the computer system. There are used touch panel devices that give various instructions.

液晶ディスプレイは、大別すると透過型と反射型とに分類される。透過型の液晶ディスプレイは、液晶パネルの背面に備えられた光源（バックライト）からの透過光で画像を視認させる構成である。透過型の液晶ディスプレイを備えるタッチパネル装置は、バックライトの使用が必須であるため、バックライトにより消費電力が大きくなってバッテリ電源の駆動時間が短くなり、携帯電話機，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants)などの携帯型の電子機器には不向きである。 Liquid crystal displays are roughly classified into a transmission type and a reflection type. The transmissive liquid crystal display has a configuration in which an image is visually recognized by transmitted light from a light source (backlight) provided on the back surface of the liquid crystal panel. Since the use of a backlight is indispensable for a touch panel device equipped with a transmissive liquid crystal display, power consumption is increased due to the backlight and the driving time of the battery power supply is shortened, and mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), etc. It is not suitable for portable electronic devices.

そこで、消費電力を下げるために、バックライトを必要としない反射型の液晶ディスプレイが使用される。この反射型の液晶ディスプレイは、液晶パネルの前面から入射した光を液晶パネルの背面で反射させてその反射光で画像を視認させる構成である。反射型の液晶ディスプレイを備えるタッチパネル装置は、バックライトを使用しないので消費電力が少なくて済む点に加えて、屋外での使用において外光下での視認性に優れる点でも、携帯型の電子機器に適している。 Therefore, in order to reduce power consumption, a reflective liquid crystal display that does not require a backlight is used. This reflective liquid crystal display has a configuration in which light incident from the front surface of the liquid crystal panel is reflected by the back surface of the liquid crystal panel and an image is visually recognized by the reflected light. A touch panel device equipped with a reflective liquid crystal display requires less power consumption because it does not use a backlight. In addition, it has excellent visibility under outside light for outdoor use. Suitable for

反射型の液晶ディスプレイを備えるこのようなタッチパネル装置にあっては、外光から十分な光量が得られない場合、及び、夜間時においても使用できるように、反射型の液晶ディスプレイを液晶パネルの前面から照明するための光源（フロントライト）を備え、外光とフロントライトからの光とを共用するようにした構成が一般的である。 In such a touch panel device provided with a reflective liquid crystal display, the reflective liquid crystal display is mounted on the front surface of the liquid crystal panel so that a sufficient amount of light cannot be obtained from outside light and can be used at night. In general, a light source (front light) for illuminating from the outside is provided, and external light and light from the front light are shared.

図６は、従来のタッチパネル装置の構成を示す断面図である。このタッチパネル装置は、タッチパネル５１とフロントライト５２と反射型の液晶ディスプレイ５３とを組合わせて構成される。タッチパネル５１は、超音波を発信する複数の発信素子と超音波を受信する複数の受信素子とをガラス基板５１ａに形成して構成されており、発信素子と受信素子との間でガラス板５１ａに超音波を伝播させ、ガラス板５１ａに指またはペンなどの物体が接触することによって生じる超音波の減衰を検知して、物体の接触位置を検出する。タッチパネル５１と液晶ディスプレイ５３との間に介在されるフロントライト５２は、光を発する長尺状の光源５２ａと、光源５２ａからの光を面状の光に変換して出射する面状導光体５２ｂとを有する。 FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional touch panel device. This touch panel device is configured by combining a touch panel 51, a front light 52, and a reflective liquid crystal display 53. The touch panel 51 is configured by forming, on a glass substrate 51a, a plurality of transmitting elements that transmit ultrasonic waves and a plurality of receiving elements that receive ultrasonic waves. The touch panel 51 is formed on the glass plate 51a between the transmitting elements and the receiving elements. Ultrasonic waves are propagated to detect the attenuation of ultrasonic waves caused by the contact of an object such as a finger or a pen with the glass plate 51a, thereby detecting the contact position of the object. A front light 52 interposed between the touch panel 51 and the liquid crystal display 53 includes a long light source 52a that emits light, and a planar light guide that converts light from the light source 52a into planar light and emits it. 52b.

図７は、従来のタッチパネル装置における光路を示す図である。外光により液晶ディスプレイ５３の画像を視認する場合には、図７の太実線矢印に示すように、タッチパネル５１（ガラス板５１ａ）及びフロントライト５２（面状導光体５２ｂ）を透過した外光が液晶ディスプレイ５３で反射され、その反射光が再びフロントライト５２（面状導光体５２ｂ）及びタッチパネル５１（ガラス板５１ａ）を透過して前面（図７の上面）に出射される。また、フロントライト５２を用いる場合には、図７の細実線矢印に示すように、光源５２ａから面状導光体５２ｂへ導入された光が液晶ディスプレイ５３で反射され、その反射光がフロントライト５２（面状導光体５２ｂ）及びタッチパネル５１（ガラス板５１ａ）を透過して前面（図７の上面）に出射される。
特開２０００−８９９１０号公報特開２００１−３３７６２３号公報特開平１１−３４４６９５号公報 FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path in a conventional touch panel device. When the image of the liquid crystal display 53 is visually recognized by external light, the external light transmitted through the touch panel 51 (glass plate 51a) and the front light 52 (planar light guide 52b) as shown by a thick solid arrow in FIG. Is reflected by the liquid crystal display 53, and the reflected light is again transmitted through the front light 52 (planar light guide 52b) and the touch panel 51 (glass plate 51a) and emitted to the front surface (upper surface in FIG. 7). When the front light 52 is used, the light introduced from the light source 52a to the planar light guide 52b is reflected by the liquid crystal display 53 as shown by a thin solid arrow in FIG. 52 (planar light guide 52b) and the touch panel 51 (glass plate 51a) are transmitted to the front surface (upper surface in FIG. 7).
JP 2000-89910 A JP 2001-337623 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-344695

このような光路においては、４箇所の光学的界面（ガラス板５１ａの前面（図７の上面）及び背面（図７の下面）並びに面状導光体５２ｂの前面（図７の上面）及び背面（図７の下面））が存在するので、夫々の光学的界面において、図７の破線に示すように、入射光が反射する。これらの破線で示す反射光は液晶ディスプレイ５３の画像視認には寄与しないため、必要な光量が減少して視認性が悪いという問題がある。 In such an optical path, four optical interfaces (front surface (upper surface in FIG. 7) and rear surface (lower surface in FIG. 7) of the glass plate 51a and front surface (upper surface in FIG. 7) and rear surface of the planar light guide 52b. (The lower surface in FIG. 7)), the incident light is reflected at each optical interface as shown by the broken line in FIG. Since the reflected light indicated by these broken lines does not contribute to the visual recognition of the image on the liquid crystal display 53, there is a problem that the necessary light amount is reduced and the visibility is poor.

具体的には、表面コーティングによる無反射処理（Anti-Reflection 処理：ＡＲ処理）を行わない場合の各光学的界面での反射率は４％程度、ＡＲ処理を行った場合の各光学的界面での反射率は１％程度であるので、外光利用の場合には、８箇所の光学的界面を光が通るので、ＡＲ処理がなされていないときには３２％、ＡＲ処理がなされているときでも８％の光量が減衰して表示輝度が低下する。また、フロントライト５２を用いる場合には、４箇所の光学的界面を光が通るので、ＡＲ処理がなされていないときには１６％、ＡＲ処理がなされているときでも４％だけ表示輝度が低下する。 Specifically, the reflectance at each optical interface when anti-reflection treatment (AR treatment) by surface coating is not performed is about 4%, and at each optical interface when AR treatment is performed. Therefore, when external light is used, light passes through 8 optical interfaces, so that 32% when AR processing is not performed and 8 when AR processing is performed. % Of the light is attenuated and the display brightness is lowered. Further, when the front light 52 is used, light passes through four optical interfaces, so that the display luminance is reduced by 16% when the AR process is not performed and by 4% even when the AR process is performed.

このようにタッチパネルとフロントライトと反射型の液晶ディスプレイとを組み合わせた従来のタッチパネル装置では、タッチパネル及びフロントライトにおける反射光によって、表示輝度が低下して視認性が悪いという問題がある。 As described above, in the conventional touch panel device in which the touch panel, the front light, and the reflective liquid crystal display are combined, there is a problem that the display brightness is lowered due to the reflected light from the touch panel and the front light, and the visibility is poor.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、タッチパネルとフロントライトとを組み合わせても、輝度の低下を抑えて、良好な視認性を実現できるフロントライト一体型のタッチパネル装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a front light integrated touch panel device that can realize good visibility while suppressing a decrease in luminance even when a touch panel and a front light are combined. With the goal.

請求項１に係るタッチパネル装置は、反射型の液晶ディスプレイを備えており、基板に伝播させた超音波の伝播状態の変化を検知して物体の接触位置を検出するタッチパネル装置において、前記基板は透光性を有する単一板の構成をなしており、前記基板に入射された光を前記液晶ディスプレイへ導出するようになしたことを特徴とする。 A touch panel device according to a first aspect includes a reflective liquid crystal display, and detects a contact position of an object by detecting a change in a propagation state of an ultrasonic wave propagated to the substrate. It has a configuration of a single plate having optical properties, and the light incident on the substrate is led out to the liquid crystal display.

第１発明のタッチパネル装置にあっては、物体の接触位置を検出するために超音波を伝播する機能と、光を伝播して反射型の液晶ディスプレイに出射する機能とを、１つの基板に併せて持たせ、つまり、タッチパネルにおける基板とフロントライトにおける基板とを共用化する。よって、従来例と比べて、光学的界面の数が低減するので、液晶ディスプレイからの反射光による輝度の低下も低減して、視認性は向上する。 In the touch panel device of the first invention, the function of propagating ultrasonic waves for detecting the contact position of the object and the function of propagating light and emitting it to the reflective liquid crystal display are combined on one substrate. In other words, the substrate in the touch panel and the substrate in the front light are shared. Therefore, since the number of optical interfaces is reduced as compared with the conventional example, a decrease in luminance due to reflected light from the liquid crystal display is also reduced, and visibility is improved.

請求項２に係るタッチパネル装置は、請求項１において、前記液晶ディスプレイからの反射光の前記基板における光学的界面は２箇所であることを特徴とする。 The touch panel device according to a second aspect is the touch panel device according to the first aspect, wherein there are two optical interfaces on the substrate of the reflected light from the liquid crystal display.

第２発明のタッチパネル装置にあっては、光学的界面の数が２箇所と従来例に比べて半減するため、液晶ディスプレイからの反射光による輝度の低下も半減して、視認性は向上する。 In the touch panel device of the second invention, since the number of optical interfaces is two, which is halved compared to the conventional example, the decrease in luminance due to the reflected light from the liquid crystal display is also halved, and the visibility is improved.

請求項３に係るタッチパネル装置は、請求項１または２において、前記基板に入射された光を、前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面から前記液晶ディスプレイへ導出すべくなしてあることを特徴とする。 A touch panel device according to a third aspect of the present invention is the touch panel device according to the first or second aspect, wherein light incident on the substrate is led to the liquid crystal display from a surface opposite to a detection surface of a contact position of the substrate. It is characterized by that.

第３発明のタッチパネル装置にあっては、基板内を伝播した光を、接触位置検出面とは反対側の面から反射型の液晶ディスプレイへ導出する。よって、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光が照射される。 In the touch panel device according to the third aspect of the invention, the light propagated through the substrate is led out from the surface opposite to the contact position detection surface to the reflective liquid crystal display. Therefore, light is reliably irradiated to the reflective liquid crystal display.

請求項４に係るタッチパネル装置は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に階段状加工が施されていることを特徴とする。 A touch panel device according to a fourth aspect is characterized in that, in any one of the first to third aspects, a step-like process is performed on a surface opposite to a detection surface of the contact position of the substrate.

第４発明のタッチパネル装置にあっては、基板の面に階段状加工を施しておくことにより、基板内を伝播した光を階段状加工部を介して反射型の液晶ディスプレイへ出射させる。よって、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光が照射される。 In the touch panel device according to the fourth aspect of the present invention, stepped processing is performed on the surface of the substrate, so that light propagated in the substrate is emitted to the reflective liquid crystal display through the stepped processing portion. Therefore, light is reliably irradiated to the reflective liquid crystal display.

請求項５に係るタッチパネル装置は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に複数の溝が形成されていることを特徴とする。 A touch panel device according to a fifth aspect of the present invention is the touch panel device according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of grooves are formed on a surface opposite to the detection surface of the contact position of the substrate.

第５発明のタッチパネル装置にあっては、基板の面に複数の溝を形成しておくことにより、基板内を伝播した光を溝により反射させて反射型の液晶ディスプレイへ出射させる。よって、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光が照射される。 In the touch panel device according to the fifth aspect of the invention, by forming a plurality of grooves on the surface of the substrate, the light propagated through the substrate is reflected by the grooves and emitted to the reflective liquid crystal display. Therefore, light is reliably irradiated to the reflective liquid crystal display.

請求項６に係るタッチパネル装置は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に複数のプリズムが形成されていることを特徴とする。 A touch panel device according to a sixth aspect is the touch panel device according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of prisms are formed on a surface opposite to the detection surface of the contact position of the substrate.

第６発明のタッチパネル装置にあっては、基板の面に複数のプリズムを形成しておくことにより、基板内を伝播した光をプリズムを介して反射型の液晶ディスプレイへ出射させる。よって、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光が照射される。 In the touch panel device according to the sixth aspect of the invention, by forming a plurality of prisms on the surface of the substrate, the light propagated in the substrate is emitted to the reflective liquid crystal display via the prism. Therefore, light is reliably irradiated to the reflective liquid crystal display.

本発明のタッチパネル装置では、タッチパネルにおける基板とフロントライトにおける基板とを共用化するようにして基板の枚数を減らすようにしたので、従来例と比べて、光学的界面の数を低減できて、反射光による輝度の低下を抑えて、良好な視認性を実現することができる。 In the touch panel device of the present invention, since the number of substrates is reduced by sharing the substrate in the touch panel and the substrate in the front light, the number of optical interfaces can be reduced and the reflection can be reduced compared to the conventional example. Good visibility can be realized by suppressing a decrease in luminance due to light.

また、本発明のタッチパネル装置では、基板内を伝播した光を、接触位置検出面とは反対側の面から外部へ導出するようにしたので、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光を照射することができる。 In the touch panel device of the present invention, the light propagated in the substrate is led out to the outside from the surface opposite to the contact position detection surface, so that the reflective liquid crystal display is surely irradiated with light. Can do.

また、本発明のタッチパネル装置では、基板の背面に階段状加工を施す、基板の背面に複数の溝を形成する、または、基板の背面に複数のプリズムを形成するようにしたので、基板の背面から外部へ光を容易に導出でき、反射型の液晶ディスプレイへ確実に光を照射することができる。 In the touch panel device of the present invention, the back surface of the substrate is stepped, a plurality of grooves are formed on the back surface of the substrate, or a plurality of prisms are formed on the back surface of the substrate. Thus, light can be easily derived from the outside, and light can be reliably irradiated onto the reflective liquid crystal display.

本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１，図２は、本発明の第１実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図，平面図である。図１，図２において、１は、タッチパネル用の基板とフロントライト用の基板とを兼ねるガラス製の基板である。この基板１は、接触位置を検出するための弾性表面波（Surface Acoustic Wave ：ＳＡＷ) を伝播する機能と、線状の光源２からの光を伝播して反射型の液晶ディスプレイ３へ出射する機能とを併せて持っている。 The present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(First embodiment)
1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view showing the configuration of the touch panel device according to the first embodiment of the present invention. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a glass substrate that serves as both a touch panel substrate and a front light substrate. The substrate 1 has a function of propagating a surface acoustic wave (SAW) for detecting a contact position and a function of propagating light from a linear light source 2 and emitting it to a reflective liquid crystal display 3. Together with.

光源２は、例えば長尺円柱状の蛍光管にて構成され、基板１の一端面に長軸面を対向させており、光源２と基板１とは光学的に結合されている。基板１に光源２から入射した拡散光は、基板１中を伝播してその表面に達する。一般的に、基板１中を伝播してその表面に達する光の角度は全反射角度以上であるので、そのまま全反射して、外部へ出射されることがない。そこで、この第１実施の形態では、基板１の接触位置検出面とは反対側の面（液晶ディスプレイ３に対向する側の面）には、フロントライト機能（内部を伝播された光を背面側（図１の下面側）の液晶ディスプレイ３へ出射させる機能）を果たすための階段状加工が施されている。この結果、光源２から発せられた光は、基板１内に入射されて、基板１内を伝播し、背面側（図１の下面側から）外部に出射されて液晶ディスプレイ３へ照射される。このように、本発明の基板１は、面状導光体として機能する。 The light source 2 is composed of, for example, a long cylindrical fluorescent tube, and a long axis surface is opposed to one end surface of the substrate 1, and the light source 2 and the substrate 1 are optically coupled. The diffused light incident on the substrate 1 from the light source 2 propagates through the substrate 1 and reaches its surface. Generally, the angle of light that propagates through the substrate 1 and reaches the surface thereof is equal to or greater than the total reflection angle, so that it is totally reflected as it is and is not emitted to the outside. Therefore, in the first embodiment, the surface of the substrate 1 opposite to the contact position detection surface (the surface on the side facing the liquid crystal display 3) has a front light function (the light transmitted through the interior is on the back side). A step-like process is performed to fulfill the function of emitting light to the liquid crystal display 3 (on the lower surface side in FIG. 1). As a result, the light emitted from the light source 2 enters the substrate 1, propagates through the substrate 1, is emitted to the outside on the back side (from the lower surface side in FIG. 1), and is irradiated onto the liquid crystal display 3. Thus, the board | substrate 1 of this invention functions as a planar light guide.

図２を参照して、本発明のタッチパネル装置における接触位置の検出機能について説明する。基板１のＸ方向，Ｙ方向夫々の一端部には、弾性表面波を励振する複数の励振素子１１が、一列状に配置して設けられている。また、基板１のＸ方向，Ｙ方向夫々の他端部には、各励振素子１１に対向させた態様で、弾性表面波を受信する複数の受信素子１２が、一列状に配置して設けられている。励振素子１１及び受信素子１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）の薄膜でパターン形成した櫛形電極（Inter Digital Transducer：ＩＤＴ）１３と、これに積層させた例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる圧電薄膜１４とから構成されている。 With reference to FIG. 2, the detection function of the contact position in the touch-panel apparatus of this invention is demonstrated. A plurality of excitation elements 11 that excite surface acoustic waves are arranged in one row at one end of each of the substrate 1 in the X and Y directions. In addition, a plurality of receiving elements 12 that receive surface acoustic waves are arranged in a line at the other end portions of the substrate 1 in the X direction and the Y direction, respectively, in a manner facing each excitation element 11. ing. The excitation element 11 and the receiving element 12 are made of, for example, a comb-shaped electrode (Inter Digital Transducer: IDT) 13 patterned with a thin film of aluminum (Al) and, for example, zinc oxide (ZnO) and aluminum nitride (AlN) laminated thereon. And the piezoelectric thin film 14.

そして、各励振素子１１に周期信号を入力して弾性表面波を励振させて、基板１を伝播させ、伝播した弾性表面波を対向する受信素子１２で受信させる。基板１上の弾性表面波の伝播路に物体（指またはペンなど）が接触した場合に、弾性表面波は減衰する。よって、受信素子１２の受信信号のレベル減衰の有無を検知することによって、物体の接触の有無及びその接触位置を検出することが可能である。 Then, a periodic signal is input to each excitation element 11 to excite the surface acoustic wave, propagate through the substrate 1, and the propagated surface acoustic wave is received by the opposing receiving element 12. When an object (such as a finger or a pen) contacts the surface acoustic wave propagation path on the substrate 1, the surface acoustic wave is attenuated. Therefore, by detecting the presence / absence of level attenuation of the received signal of the receiving element 12, it is possible to detect the presence / absence of an object and its contact position.

図３は、本発明のタッチパネル装置における光路を示す図である。外光により液晶ディスプレイ３の画像を視認する場合には、図３の太実線矢印に示すように、基板１を透過した外光が液晶ディスプレイ３で反射され、その反射光が再び基板１を透過して前面（図３の上面）に出射される。また、フロントライト機能を利用する場合には、図３の細実線矢印に示すように、光源２から基板１へ入射された光が液晶ディスプレイ３で反射され、その反射光が基板１を透過して前面（図３の上面）に出射される。 FIG. 3 is a diagram showing an optical path in the touch panel device of the present invention. When the image of the liquid crystal display 3 is visually recognized by external light, the external light transmitted through the substrate 1 is reflected by the liquid crystal display 3 as shown by a thick solid arrow in FIG. Then, the light is emitted to the front surface (upper surface in FIG. 3). Further, when the front light function is used, the light incident on the substrate 1 from the light source 2 is reflected by the liquid crystal display 3 as shown by a thin solid arrow in FIG. Are emitted to the front surface (the upper surface in FIG. 3).

このような光路においては、２箇所の光学的界面（基板１の前面（図３の上面）及び背面（図３の下面））が存在するので、夫々の光学的界面において、図３の破線に示すように、入射光が反射する。しかし、この光学的界面は２箇所しかなく、前述した従来例（４箇所：図７参照）に比べて、反射光による光量減衰は少ない。具体的には、表示輝度の低下が、従来例と比較して、外光利用の場合に、ＡＲ処理を行わないときで３２％から１６％に、ＡＲ処理を行ったときで８％から４％に改善され、フロントライト機能を利用する場合に、ＡＲ処理を行わないときで１６％から８％に、ＡＲ処理を行ったときで４％から２％に改善される。この結果、本発明のタッチパネル装置では、従来例と比較して、視認性が大幅に向上する。 In such an optical path, there are two optical interfaces (the front surface (upper surface in FIG. 3) and the rear surface (lower surface in FIG. 3) of the substrate 1), so that the broken lines in FIG. As shown, incident light is reflected. However, there are only two optical interfaces, and light amount attenuation due to reflected light is small as compared with the above-described conventional example (four locations: see FIG. 7). Specifically, the decrease in display brightness is 32% to 16% when AR processing is not performed and 8% to 4 when AR processing is performed when external light is used, compared to the conventional example. When the front light function is used, it is improved from 16% to 8% when AR processing is not performed, and from 4% to 2% when AR processing is performed. As a result, in the touch panel device of the present invention, the visibility is greatly improved as compared with the conventional example.

（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図である。図４において、図１と同一部分には同一番号を付している。第２実施の形態では、ガラス製の基板１の背面（接触位置検出面と反対側の面、即ち、液晶ディスプレイ３に対向する側の面）の複数箇所に、所定ピッチで微小な溝５が形成されている。溝５の形成方向は、図４の拡大図に示すように、基板１の背面の法線方向に対して３５°〜５５°の角度をなしている。この溝５は、レジスト膜をパターニングした後、ウエットエッチングまたはＲＩＥ（Reactive Ion Etching），ミリングなどのドライエッチングにより加工形成することができる。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the touch panel device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. In the second embodiment, minute grooves 5 are formed at a predetermined pitch at a plurality of locations on the back surface of the glass substrate 1 (the surface opposite to the contact position detection surface, that is, the surface facing the liquid crystal display 3). Is formed. As shown in the enlarged view of FIG. 4, the groove 5 is formed at an angle of 35 ° to 55 ° with respect to the normal direction of the back surface of the substrate 1. This groove 5 can be formed by patterning the resist film and then processing it by dry etching such as wet etching, RIE (Reactive Ion Etching), or milling.

この第２実施の形態では、図４の拡大図の細実線矢印で示すように、導光体となる基板１内を伝播する光が溝５にて背面側（図４の下面側）に反射して、その反射光が液晶ディスプレイ３側へ導出される。ここで、溝５の形成方向を基板１の背面の法線方向から３５°〜５５°好ましくは４５°とすることにより、略垂直に光を出射することができて、反射型の液晶ディスプレイ３を効率良く照射することができる。 In the second embodiment, as indicated by the thin solid arrow in the enlarged view of FIG. 4, light propagating through the substrate 1 serving as the light guide is reflected by the groove 5 on the back side (lower side in FIG. 4). Then, the reflected light is led out to the liquid crystal display 3 side. Here, when the groove 5 is formed in a direction of 35 ° to 55 °, preferably 45 ° with respect to the normal direction of the back surface of the substrate 1, light can be emitted substantially vertically, and the reflective liquid crystal display 3 can be emitted. Can be efficiently irradiated.

なお、第２実施の形態でもタッチパネル用の基板とフロントライト用の基板とを共用化しているため、従来例と比べて、光学的界面における反射光の影響を低減できて、視認性の向上を図れる点は、第１実施の形態と同様である。 In the second embodiment, since the touch panel substrate and the front light substrate are shared, the influence of reflected light at the optical interface can be reduced and the visibility can be improved as compared with the conventional example. The points that can be achieved are the same as in the first embodiment.

（第３実施の形態）
図５は、本発明の第３実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図である。図５において、図１と同一部分には同一番号を付している。第３実施の形態では、ガラス製の基板１の背面（接触位置検出面と反対側の面、即ち、液晶ディスプレイ３に対向する側の面）に、０．１ｍｍ程度の細かいピッチにてプリズム６が形成されている。このプリズム６は、基板１の背面を切削加工して形成することができる。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the touch panel device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. In the third embodiment, the prism 6 is formed on the back surface of the glass substrate 1 (the surface opposite to the contact position detection surface, that is, the surface facing the liquid crystal display 3) with a fine pitch of about 0.1 mm. Is formed. The prism 6 can be formed by cutting the back surface of the substrate 1.

この第３実施の形態では、プリズム６を形成することにより、導光体となる基板１内を伝播する光の全反射条件を崩して、光を液晶ディスプレイ３側へ導出させる。具体的には、図５の拡大図の細実線矢印で示すように、光源２から入射されて基板１を伝播した光は、プリズム６を介して液晶ディスプレイ３側へ出射する。 In the third embodiment, by forming the prism 6, the total reflection condition of the light propagating through the substrate 1 serving as the light guide is broken, and the light is led out to the liquid crystal display 3 side. Specifically, as indicated by a thin solid arrow in the enlarged view of FIG. 5, the light incident from the light source 2 and propagating through the substrate 1 is emitted to the liquid crystal display 3 side via the prism 6.

なお、第３実施の形態でもタッチパネル用の基板とフロントライト用の基板とを共用化しているため、従来例と比べて、光学的界面における反射光の影響を低減できて、視認性の向上を図れる点は、第１実施の形態と同様である。 In the third embodiment, since the touch panel substrate and the front light substrate are shared, the influence of reflected light at the optical interface can be reduced and visibility can be improved compared to the conventional example. The points that can be achieved are the same as in the first embodiment.

なお、上述した各実施の形態では、光源２として蛍光管などの線状光源を用いるようにしたが、ＬＥＤ（Laser Emitting Diode）とＬＥＤから導入される光を線状の光に変換して出力する線状導光体とを組み合わせて光源２を構成するようにしても良い。 In each of the embodiments described above, a linear light source such as a fluorescent tube is used as the light source 2. However, an LED (Laser Emitting Diode) and light introduced from the LED are converted into linear light and output. The light source 2 may be configured in combination with a linear light guide.

また、上述した各実施の形態では、弾性表面波を伝播させて物体の接触位置を検出するようにしたが、他の種類の超音波を利用しても良い。 Further, in each of the above-described embodiments, the surface acoustic wave is propagated to detect the contact position of the object, but other types of ultrasonic waves may be used.

第１実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the touchscreen apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the touchscreen apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明のタッチパネル装置における光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path in the touchscreen apparatus of this invention. 第２実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the touchscreen apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施の形態に係るタッチパネル装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the touchscreen apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 従来のタッチパネル装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional touchscreen apparatus. 従来のタッチパネル装置における光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path in the conventional touch panel apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１基板
２光源
３液晶ディスプレイ
５溝
６プリズム
１１励振素子
１２受信素子
１３櫛形電極
１４圧電薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Light source 3 Liquid crystal display 5 Groove 6 Prism 11 Excitation element 12 Receiving element 13 Comb electrode 14 Piezoelectric thin film

Claims

反射型の液晶ディスプレイを備えており、基板に伝播させた超音波の伝播状態の変化を検知して物体の接触位置を検出するタッチパネル装置において、前記基板は透光性を有する単一板の構成をなしており、前記基板に入射された光を前記液晶ディスプレイへ導出するようになしたことを特徴とするタッチパネル装置。 A touch panel device that includes a reflective liquid crystal display and detects a contact position of an object by detecting a change in a propagation state of an ultrasonic wave propagated to the substrate. The substrate is configured as a single plate having translucency The touch panel device is characterized in that light incident on the substrate is led out to the liquid crystal display.

前記液晶ディスプレイからの反射光の前記基板における光学的界面は２箇所であることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。 2. The touch panel device according to claim 1, wherein there are two optical interfaces on the substrate for the reflected light from the liquid crystal display.

前記基板に入射された光を、前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面から前記液晶ディスプレイへ導出すべくなしてある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装置。 3. The touch panel device according to claim 1, wherein light incident on the substrate is led out to the liquid crystal display from a surface opposite to a detection surface of a contact position of the substrate.

前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に階段状加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチパネル装置。 4. The touch panel device according to claim 1, wherein a step-like process is performed on a surface opposite to a detection surface of the contact position of the substrate. 5.

前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチパネル装置。 The touch panel device according to claim 1, wherein a plurality of grooves are formed on a surface opposite to a detection surface of the contact position of the substrate.

前記基板の接触位置の検出面とは反対側の面に複数のプリズムが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチパネル装置。 The touch panel device according to claim 1, wherein a plurality of prisms are formed on a surface opposite to the detection surface of the contact position of the substrate.