JP3249038B2 - タブレット一体型液晶表示装置 - Google Patents

タブレット一体型液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＴＮ型（スーパ
ーツイステッドネマチック型）の液晶表示セルとタブレ
ットとを組み合わせて表示画面上の座標信号を手指等の
押圧操作により入力できるようにしたタブレット一体型
液晶表示装置に係り、特に、高温環境下での使用が予想
される車載用等に好適なタブレット一体型液晶表示装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶表示セルの前面側にタブ
レットを配置し、ユーザが表示画面を見ながらタブレッ
トを手指等で押圧操作することにより対話型の入力操作
を可能にした表示装置が知られている。ここで、タブレ
ットとは周知の如く、透明な上基板と下基板の相対向す
る面にそれぞれ透明な座標検出用電極が接離可能に形成
されているという座標入力装置であって、可撓性を有す
る上基板上の所望の位置を手指等で押圧すると、この上
基板の被押圧部位が撓み、当該部位の範囲内において相
対向する座標検出用電極どうしが導通されることから、
被押圧部位の座標を特定する座標信号が検出できるよう
になっている。したがって、かかる透明なタブレットを
液晶表示セルの表示画面上に配置し、表示画面に表示さ
れている表示内容を視認しながらタブレットを押圧操作
することにより、表示内容に応じた被押圧部位の座標信
号を入力することができて、簡単なシステム構成で対話
型の入力操作を実行することができる。
【０００３】ところで、この種のタブレット一体型液晶
表示装置に広く採用されているＳＴＮ型の液晶表示セル
は、互いの対向面に透明電極が形成されている一対の透
明基板の間に１８０°以上にねじれ配向された液晶層を
介在させている関係上、背面側の偏光板で偏光された白
色光がＳＴＮ型液晶表示セルを通過して前面側の偏光板
から出射されると、複屈折による波長分散の影響で色相
が白色とはならず、例えばポジモードのオフ状態での外
観色が緑系統や黄系統の色相を呈するという現象が起こ
る。このような着色現象は一般に好まれるものではな
く、特にカラーフィルタを組み込んでカラー表示を行う
場合には発色に悪影響を及ぼしてしまうので、従来、例
えば特公平３−１８１６４号公報に記載されているよう
に、ＳＴＮ型液晶表示セルを通過する光の複屈折による
波長分散がキャンセルできる補償用液晶層（具体的には
位相差フィルム）を付設することにより、不所望な着色
現象を極力回避した液晶表示装置が提案されている。
【０００４】なお、この補償用液晶層は、液晶表示セル
の液晶層に対して逆向きにねじれ配向し、かつ液晶の屈
折率異方性Δｎと液晶層の厚さｄとの積Δｎ・ｄも所定
の値に設定しておく必要がある。例えば、これら両液晶
層が互いに逆向きにねじれ配向されていてねじれ角の絶
対値が略等しく、かつΔｎ・ｄの値も略等しく設定され
ていれば、液晶表示セルの液晶層を通過することで生じ
る光の波長分散が、補償用液晶層を通過することでキャ
ンセルされることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タブレ
ットを一体化したＳＴＮ型の液晶表示セルに位相差フィ
ルムを付設して複屈折による波長分散がキャンセルでき
るように設計されている従来の対話型の表示装置を、カ
ーナビゲーションのような車載用として使用した場合、
常温環境下では特に問題を生じないが、高温環境下（例
えば４０℃以上）において、位相差フィルムが熱膨張に
よる機能低下を起こしてしまうため不所望な着色現象が
回避できず、良好な表示品位が得られないという難点が
あった。
【０００６】本発明はかかる従来技術の課題に鑑みてな
されたもので、その目的は、ＳＴＮ型液晶表示セルを通
過する光の複屈折に起因する着色現象が高温環境下にお
いても回避できて、常に良好な表示品位が得られる、タ
ブレット一体型液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上述した目的
は、互いの対向面に透明電極が形成されている一対の透
明基板の間に１８０°以上にねじれ配向された液晶層を
介在させている液晶表示セルと、互いの対向面にそれぞ
れ座標検出用電極と配向膜とが形成されている一対の透
明基板を有し、前記液晶表示セルの前面側に配置された
タブレットと、これらの液晶表示セルおよびタブレット
の一体品の前面と背面とに配置された一対の偏光板とを
備え、前記タブレットの一対の透明基板の間に、前記液
晶表示セルを通過する光の複屈折による波長分散をキャ
ンセルするための補償用液晶層を介在させるとともに、
この補償用液晶層中に非導電性のスペーサ粒子と該スペ
ーサ粒子よりも小径な導電性粒子とを混入させ、かつ、
前記導電性粒子が前記配向膜に穴をあけて前記座標検出
用電極と接触するように、この導電性粒子を前記タブレ
ットの前記透明基板に固着させることによって達成され
る。
【０００８】すなわち、タブレットとして、互いの対向
面にそれぞれ座標検出用電極と配向膜とが形成されてい
る一対の透明基板の間に補償用液晶層を介在させてなる
液晶セルタイプの構成を採用すれば、高温環境下におい
ても、位相差フィルムで懸念されるような波長分散キャ
ンセル機能の低下が起こらないので、不所望な着色現象
が回避できて常に良好な表示品位が得られる。また、こ
の補償用液晶層中に非導電性のスペーサ粒子と該スペー
サ粒子よりも小径な導電性粒子とを混入させるととも
に、この導電性粒子が配向膜に穴をあけて座標検出用電
極と接触するように透明基板に固着しておけば、被押圧
部位において相対向する座標検出用電極どうしが導電性
粒子を介して導通されるため、局部的かつ選択的な入力
操作を確実に行うことが可能となり、タブレットとして
の機能にも支障をきたさない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【００１０】図１および図２は本発明によるタブレット
一体型液晶表示装置の一実施形態を示すもので、図１は
全体の断面図、図２はタブレットの構成を分解して示す
説明図である。
【００１１】図１に示すタブレット一体型液晶表示装置
は、背面側の偏光板１と、ＳＴＮ型の液晶表示セル２
と、透明な緩衝剤３と、タブレット４と、前面側の偏光
板５とを積層して概略構成されている。ここで、ＳＴＮ
型の液晶表示セル２は、互いの対向面にそれぞれ透明電
極６，７や配向膜８，９が形成されている下ガラス基板
１０と上ガラス基板１１との間に、１８０°以上にねじ
れ配向された液晶層１２が介在されていて、この液晶層
１２中には両ガラス基板１０，１１間のギャップを所定
値に保つためのスペーサ粒子１３が分散させてあり、さ
らに液晶層１２はシール剤１４により封止されるという
通常の構成になっている。
【００１２】ただし、タブレット４は、互いの対向面に
それぞれ座標検出用電極１５，１６や配向膜１７，１８
が形成されている透明な下基板１９と上基板２０との間
に、液晶表示セル２を通過する光の複屈折による波長分
散をキャンセルするための補償用液晶層２１を介在させ
て、この補償用液晶層２１をシール剤２２にて封止する
という独自の構成のものを用いている。また、補償用液
晶層２１中には、図２にも示すように、弾力性を有する
樹脂球（プラスチックビーズ）からなる非導電性のスペ
ーサ粒子２３と、このスペーサ粒子２３よりも小径な導
電性粒子２４とが混入させてあり、これらの粒子２３，
２４は下基板１９上に固着させてある。したがって、可
撓性を有する上基板２０上の所望の位置を手指等で押圧
すると、この上基板２０の被押圧部位が撓み、当該部位
の範囲内において、相対向する座標検出用電極１５，１
６どうしが導電性粒子２４を介して導通されることか
ら、被押圧部位の座標を特定する座標信号が検出できる
ようになっている。
【００１３】なお、図１，２ではスペーサ粒子２３や導
電性粒子２４を明示するために誇張して描いてあるが、
実際にはこれらの粒子２３，２４は極めて小径であり、
かつ少量混入すれば十分なので、このタブレット４を液
晶表示セル２の前面側に配置しても表示画面が見えにく
くなる心配はない。また、図２中の符号２５は、上基板
２０に形成されている座標検出用電極１６を下基板１９
上へ取り出して外部へと導出するためのトランスファを
示している。
【００１４】また、本実施形態においては、下基板１９
として厚さ１．１ｍｍのガラス板を用い、上基板２０と
して厚さ０．１５〜０．２ｍｍ程度のガラス板（無偏光
フィルムでも可）を用い、導電性粒子２４として樹脂球
に金メッキを施した粒子（金属球でも可）を用いてお
り、このタブレット４に要求される２０ｇ程度の作動力
を生み出すために、スペーサ粒子２３と導電性粒子２４
との径差を約１μｍに設定してある。
【００１５】次に、上述したタブレット４の製造方法に
ついて説明する。
【００１６】まず、下基板１９および上基板２０の片面
にそれぞれ、エッチング等の手法により座標検出用電極
１５，１６を形成し、これらの電極１５，１６の一部に
低抵抗化を図るための銀パターンを印刷して乾燥させ
る。そして、補償用液晶層２１を配向させるための配向
膜１７，１８を、それぞれ座標検出用電極１５，１６の
表面に形成した後、スペーサ粒子２３と導電性粒子２４
を振りまき等の手法により下基板１９上に散布する。そ
の際、各粒子２３，２４の周囲には予め熱硬化性の接着
剤を付着させておき、散布後に加熱することにより、こ
れらの粒子２３，２４が下基板１９上に固着されるよう
にしておく。次いで、下基板１９と上基板２０の対向面
の周縁部どうしを、枠状に塗布したシール剤２２にて接
着した後、このシール剤２２の一部に開口している封止
口から両基板１９，２０の間へ、真空注入法等の手法に
より液晶を注入し、該封止口を樹脂剤にて蓋閉して液晶
を封止する。こうして液晶セルタイプの構成を採用した
タブレット４を製造することができるが、これを液晶表
示セル２と一体化する前に、上基板２０を上方からロー
ラ等を用いて加圧しておくことにより、導電性粒子２４
の上下で配向膜１７，１８に穴をあけて、座標検出用電
極１５，１６どうしが導電性粒子２４を介して確実に導
通可能となるようにしておく。
【００１７】このように、本実施形態では、タブレット
４として、相対向する座標検出用電極１５，１６の間に
補償用液晶層２１を介在させてなる液晶セルタイプの構
成を採用しているので、位相差フィルムを用いてＳＴＮ
型液晶表示セルの複屈折に起因する波長分散をキャンセ
ルするという従来技術とは異なり、例えば４０℃以上の
環境下でも波長分散キャンセル機能の低下が起こらず、
それゆえ、常温環境下のみならず高温環境下において
も、波長分散による不所望な着色現象を回避することが
できる。また、この補償用液晶層２１中には、弾力性を
有する非導電性のスペーサ粒子２３と該粒子２３よりも
小径な導電性粒子２４とが混入させてあるので、上基板
２０上を手指等で押圧した部位の下方において、相対向
する座標検出用電極１５，１６どうしを導電性粒子２４
を介して導通させるという局部的かつ選択的な入力操作
が確実に行え、それゆえ、タブレットとしての機能にも
何ら支障をきたさない。したがって、このタブレット一
体型液晶表示装置は、高温環境下での使用が予想される
車載用製品、例えばカーナビゲーションなどに適用すれ
ば、常に良好な表示品位が得られるため高い付加価値が
期待できる。
【００１８】なお、上述した実施形態では図２に示すよ
うに、タブレット４がアナログ式となっているが、上下
の基板の対向面に座標検出用電極がマトリクス状に形成
されているデジタル式のタブレットであっても、本発明
が適用できることは言うまでもない。
【００１９】図３は本発明の他の実施形態を示す全体の
断面図で、図１と対応する部分には同一符号が付してあ
る。
【００２０】すなわち、この実施形態は、片面に液晶表
示セル２用の透明電極７や配向膜９を形成し、かつ他面
にタブレット４用の座標検出用電極１５や配向膜１７を
形成したガラス基板２６を、液晶層１２と補償用液晶層
２１との間に配置させることにより、先の実施形態にお
ける上ガラス基板１１と下基板１９とを共通化して緩衝
剤３を省略した構成になっている。このように、上下両
面を電極形成面となして配向処理を施すことにより、液
晶表示セル２およびタブレット４の共通の構成要素とな
るように設計したガラス基板２６を組み込んでやれば、
基板が１枚減らせて緩衝剤も不要となるため、部品点数
の削減や薄型化の促進に有利となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるタブ
レット一体型液晶表示装置は、互いの対向面にそれぞれ
座標検出用電極と配向膜とが形成されている一対の透明
基板の間に補償用液晶層を介在させてなるタブレットを
採用しており、熱膨張による機能低下が懸念される位相
差フィルムは用いていないので、ＳＴＮ型液晶表示セル
を通過する光の複屈折に起因する着色現象が高温環境下
においても回避でき、また、この補償用液晶層中には非
導電性のスペーサ粒子と該スペーサ粒子よりも小径な導
電性粒子とが混入させるとともに、この導電性粒子が配
向膜に穴をあけて座標検出用電極と接触するように透明
基板に固着してあるので、局部的かつ選択的な入力操作
が確実に行えてタブレットの機能にも支障をきたさず、
それゆえ、この対話型の表示装置をカーナビゲーション
などの車載用製品に適用すれば、常に良好な表示品位が
得られるため高い付加価値が期待できるという顕著な効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタブレット一体型液晶表示装置の
一実施形態を示す全体の断面図である。
【図２】図１に示すタブレットの構成を分解して示す説
明図である。
【図３】本発明によるタブレット一体型液晶表示装置の
他の実施形態を示す全体の断面図である。
【符号の説明】
１，５ 偏光板 ２ 液晶表示セル ３ 緩衝剤 ４ タブレット ６，７ 透明電極 ８，９ 配向膜 １０，１１ 透明基板 １２ 液晶層 １５，１６ 座標検出用電極 １７，１８ 配向膜 １９，２０ 透明基板 ２１ 補償用液晶層 ２３ 非導電性スペーサ粒子 ２４ 導電性粒子 ２６ （両面を電極形成面となした）透明基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/133 530 G02F 1/1339 500 G06F 3/033 350 G09F 9/00 366

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いの対向面に透明電極が形成されてい
    る一対の透明基板の間に１８０°以上にねじれ配向され
    た液晶層を介在させている液晶表示セルと、互いの対向
    面にそれぞれ座標検出用電極と配向膜とが形成されてい
    る一対の透明基板を有し、前記液晶表示セルの前面側に
    配置されたタブレットと、これらの液晶表示セルおよび
    タブレットの一体品の前面と背面とに配置された一対の
    偏光板とを備え、前記タブレットの一対の透明基板の間
    に、前記液晶表示セルを通過する光の複屈折による波長
    分散をキャンセルするための補償用液晶層を介在させる
    とともに、この補償用液晶層中に非導電性のスペーサ粒
    子と該スペーサ粒子よりも小径な導電性粒子とを混入さ
    せ、かつ、前記導電性粒子が前記配向膜に穴をあけて前
    記座標検出用電極と接触するように、この導電性粒子を
    前記タブレットの前記透明基板に固着させたことを特徴
    とするタブレット一体型液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記スペーサ
    粒子が弾力性を有する樹脂球からなることを特徴とする
    タブレット一体型液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２の記載において、前記
    導電性粒子が樹脂球に金属メッキを施した粒子からなる
    ことを特徴とするタブレット一体型液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの記載にお
    いて、片面に前記透明電極を形成して他面に前記座標検
    出用電極を形成した透明基板を、前記液晶層と前記補償
    用液晶層との間に配置させることにより、この透明基板
    を前記液晶表示セルおよび前記タブレットの共通の構成
    要素となしたことを特徴とするタブレット一体型液晶表
    示装置。
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