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JP4968658B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電磁誘導式タッチパネルを備えた液晶表示装置に関し、特に、携帯型情報端末装置又はタブレットパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に組み込まれる液晶表示装置に関する。
タッチパネルを備えた表示装置は、画像表示機能及び情報入力機能の両方を備えており、近時、金融機関のＡＴＭ（automated teller machine：自動現金取扱機）等で広く利用されている。特に、専用のペンから発生する電磁エネルギーをパネルで検出する電磁誘導方式のタッチパネルは、専用のペン以外では動作せず、またペンがパネルに直接接触しなくても動作可能であるため、液晶パネルよりも後方に配置することができるという特徴がある。このため、電磁誘電方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置は、小型化及び薄型化が容易であり、タブレットＰＣ（Personal Computer）及びＰＤＡ（Personal Digital Assistance：携帯型情報端末）等の個人用情報処理装置に適用されている（特許文献１及び２参照）。
図６は従来のタッチパネル付き液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。図６に示すように、従来のタッチパネル付き液晶表示装置１００は、シールド板１０７上に、例えばガラスエポキシ基板上にコイルが形成された電磁誘導式のタッチパネル１０２が配置されており、このタッチパネル１０２上に導光板１０５及び液晶パネル１０１がこの順に配置されている。また、導光板１０４の端部には、バックライト用インターフェース（Ｉ／Ｆともいう）フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）基板１０６が接合されており、このバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板１０６にバックライト光源用のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）１０４が実装されている。そして、ＬＥＤ１０４には、このバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板１０６を経由して電源が供給される。更に、タッチパネル１０２には、このタッチパネル１０２に電源及び信号を供給するためのタッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板１０３が接続されており、液晶パネル１０１には、この液晶パネルに電源及び信号を供給するための液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板１０８が接続されている。
また、特許文献１には、タッチペン（専用ペン）が接触する部分の損傷を防止するため、液晶パネルの表面にタッチペンよりも硬質の材料からなる硬質層を設けたタッチパネル付き液晶表示装置が開示されている。また、特許文献２に記載のタッチパネル付き液晶表示装置においては、液晶パネルの一方の基板上にタッチパネル用の透明電極コイル群を形成することによって薄型化を図っている。
特開２００４−２８０２７３号公報 特開２００４−３０２４３１号公報 特開２００５−１７３３０２号公報
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。従来の小型液晶表示装置においては、一般に光源としてＬＥＤが使用されており、複数個のＬＥＤが実装されたＦＰＣが導光板上に固定されている。このため、図６に示すような構成の従来のタッチパネル付き液晶表示装置１００においては、情報を入力する際にタッチペンにより印加される圧力によって、ＬＥＤ１０４が実装されているバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板１０６が変形しやすく、表示画像に輝度むらが発生しやすいという問題点がある。この問題点は、導光板１０５にＬＥＤ１０４を固定することにより改善することもできるが（例えば、特許文献３参照）、この方法は部品数及び工程数が増加するため、製造コストが増加するという問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、輝度むらの発生を抑制することができるタッチパネル付き液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルの後方に配置されこの液晶パネルに光を供給するバックライト用導光板と、前記導光板の背後に配置された配線基板と、前記配線基板にコイル状配線が配線されることで構成された電磁誘導方式のタッチパネルと、前記配線基板に配線されたバックライト用配線に接続されるとともに当該配線基板に実装され前記導光板に光を供給する１又は複数のバックライト用光源としての発光ダイオードと、を有することを特徴とする。
本発明においては、光源としての発光ダイオードがタッチパネルに実装されているため、外部から圧力が印加されても光源の位置が変化せず、部品数を増加させずに輝度むらの発生を抑制することができる。
前記発光ダイオードは前記導光板の側縁に沿って複数個前記タッチパネル上に配置されていてもよく、その場合、前記発光ダイオードから出射した光は前記導光板の発光ダイオード側の側面から前記導光板内に入射する。また、この液晶表示装置は、前記タッチパネルの後方に、電磁ノイズのシールド板が配置されていてもよい。これにより、タッチパネルが、周囲の電磁ノイズの影響を受けることを防止できる。
また、この液晶表示装置は、前記タッチパネルに電源電力及び信号を供給するためのタッチパネル用配線ケーブルと、前記発光ダイオードに電源電力を供給するための光源用配線ケーブルと、を有していてもよい。又は、前記配線基板には、前記タッチパネルに電源電力及び信号を供給すると共に前記発光ダイオードに電源電力を供給するための配線ケーブルが接続されていてもよい。そして、前記配線ケーブルとしては例えば、フレキシブルプリント基板を使用することができる。
本発明によれば、光源をタッチパネル上に固定しているため、外部から圧力が印加されても光源が位置ずれせず、部品数及び工程数を増加させずに低コストで表示画像における輝度むらの発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１は本実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図であり、図２は図１に示す液晶表示装置におけるＬＥＤ４の配置状態を示す断面図である。なお、図２においては、液晶パネル１は省略している。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１０は、タッチパネル付き液晶表示装置であり、電磁波ノイズの影響を防止するためのシールド板７上に、電磁誘導式のタッチパネル２、バックライト用導光板５及び液晶パネル１がこの順に配置されている。
この液晶表示装置１０におけるタッチパネル２は、例えばガラスエポキシ基板上に複数のコイル状配線が形成されたものであり、その導光板５側の面上にはバックライト用配線が形成されており、このバックライト用配線に光源となる複数のＬＥＤ４が導光板５の端面沿って実装されている。また、タッチパネル２には、各ＬＥＤ４に電源電力を供給すると共にタッチパネル２に電源電力及び信号を供給するための配線ケーブルとして、タッチパネル・バックライト兼用Ｉ／ＦＦＰＣ基板９が接続されている。一方、液晶パネル１には、この液晶パネル１に電源電力を供給するための配線ケーブルとして、液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板８が接続されている。
次に、本実施形態の液晶表示装置１０の動作について説明する。本実施形態の液晶表示装置１０においては、外部電源（図示せず）からタッチパネル・バックライト兼用Ｉ／ＦＦＰＣ基板９を介して各ＬＥＤ４に電源電力が供給され、ＬＥＤ４が発光する。このとき、図２に示すように、各ＬＥＤ４は導光板５の端面に接触するように配置されているため、ＬＥＤ４から出射された光は、導光板５の端面からその内部に入射し、液晶パネル１側の面から出射する。また、液晶パネル１には、液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板８を介して電源電力及び画像表示用の信号が供給され、これにより所定の画像が表示される。更に、タッチパネル２にも、タッチパネル・バックライト兼用Ｉ／ＦＦＰＣ基板９を介して電源電力及び信号が供給され、情報が入力された際にはタッチパネル２から位置情報が出力される。
本実施形態の液晶表示装置１０においては、ＬＥＤ４がタッチパネル２のガラスエポキシ基板上に固定されているため、情報を入力する際にタッチペン等により圧力が印加されても、光源であるＬＥＤ４が位置ずれしにくい。その結果、表示画像に輝度むらが発生することを抑制できる。
また、図６に示す従来の液晶表示装置１００は、タッチパネル用、バックライト用及び液晶パネル用の３種類のＩ／ＦＦＰＣ基板が必要であるため、製造コストが高く、情報処理装置等に組み込む際に、これらのＩ／ＦＦＰＣ基板をコネクタに差し込まなければならないため、工程数が多いという問題点もあったが、本実施形態の液晶表示装置１０においては、タッチパネル２とＬＥＤ４とでＩ／ＦＦＰＣ基板を兼用することができるため、ＦＰＣ基板の数を削減することができ、従来のタッチパネル付き液晶表示装置に比べて、製造工程及び製造コストを低減することができる。
次に、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置について説明する。図３は本実施形態の液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。なお、図３においては、図１に示す液晶表示装置１０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。前述の第１の実施形態の液晶表示装置においては、タッチパネル２とＬＥＤ４とでＩ／ＦＦＰＣ基板を兼用しているが、ＬＥＤ４を発光させるために大電流を要する場合は、図３に示す液晶表示装置２０のように、各ＬＥＤ４に電源電力を供給するためのバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板６と、タッチパネル２に電源電力及び信号を供給するためのタッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板３とを別にして、夫々をタッチパネル２に接続してもよい。なお、本実施形態の液晶表示装置２０における上記以外の構成は前述の第１の実施形態の液晶表示装置と同様である。
次に、本実施形態の液晶表示装置２０の動作について説明する。本実施形態の液晶表示装置２０においては、外部電源（図示せず）からバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板６を介して各ＬＥＤ４に電源電力が供給され、ＬＥＤ４が発光する。そして、ＬＥＤ４から出射された光は、導光板５の端面からその内部に入射し、液晶パネル１側の面から出射する。また、液晶パネル１には、液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板８を介して電源電力及び画像表示用の信号が供給され、これにより所定の画像が表示される。更に、タッチパネル２には、タッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板３を介して電源電力及び信号が供給され、情報が入力された際にはタッチパネル２からその位置情報が出力される。
本実施形態の液晶表示装置２０においては、ＬＥＤ４をタッチパネル２のガラスエポキシ基板上に搭載しているため、外部から圧力が印加されても、ＬＥＤ４が位置ずれしにくく、表示画像における輝度むらの発生を抑制することができる。また、バックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板６とタッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板３とを別に設けているため、ＬＥＤ４の数が多く、Ｉ／ＦＦＰＣ基板に大電流を流す必要がある場合にも適用することができる。
次に、本発明の第３の実施形態の液晶表示装置について説明する。図４は本実施形態の液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図であり、図５は図４に示す液晶表示装置におけるＬＥＤの配置状態を示す断面図である。なお、図４及び図５においては、図１及び図２に示す第１の実施形態の液晶表示装置１０の構成要素と同じものには同じ符号を付しその詳細な説明は省略する。電磁誘導方式のタッチパネルは、電磁ノイズの影響を受けやすいため、前述の第１及び第２の実施形態の液晶表示装置においては、タッチパネルの裏面側、即ち、導光板と反対側にシールド板を配置しているが、周囲の電磁ノイズが少なく、タッチパネルが誤動作しない程度である場合は、図４及び図５に示す本実施形態の液晶表示装置３０のように、シールド板を省略することができる。
具体的には、本実施形態の液晶表示装置３０においては、電磁誘導式のタッチパネル２上に、バックライト用導光板５及び液晶パネル１がこの順に配置されており、タッチパネル２の導光板５側の面上には、光源となる複数のＬＥＤ４が導光板５の端面沿って実装されている。また、タッチパネル２には、各ＬＥＤ４に電源電力を供給するためのバックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板６と、タッチパネル２に電源電力及び信号を供給するためのタッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板３とが接続されている。更に、液晶パネル１には、この液晶パネル１に電源電力を供給するための液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板８が接続されている。なお、本実施形態の液晶表示装置３０における上記以外の構成及び動作は前述の第２の実施形態の液晶表示装置と同様である。
本実施形態の液晶表示装置３０においては、ＬＥＤ４をタッチパネル２のガラスエポキシ基板上に搭載しているため、外部から圧力が印加されても、ＬＥＤ４が位置ずれしにくく、表示画像における輝度むらの発生を抑制することができる。また、バックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板６とタッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板３とを別に設けているため、ＬＥＤ４の数が多く、Ｉ／ＦＦＰＣ基板に大電流を流す必要がある場合にも適用することができる。更に、シールド板を設けていないため、前述の第１及び第２の実施形態の液晶表示装置に比べて薄型化することができる。
本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。 図１に示す液晶表示装置におけるＬＥＤの配置状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。 図４に示すＢ−Ｂ線による断面図である。 従来のタッチパネル付き液晶表示装置の構成の一部を示す分解斜視図である。
符号の説明
１、１０１；液晶パネル
２、１０２；タッチパネル
３、１０３；タッチパネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板
４、１０４；ＬＥＤ
５、１０５；導光板
６、１０６；バックライト用Ｉ／ＦＦＰＣ基板
７；シールド板
８；液晶パネル用Ｉ／ＦＦＰＣ基板
９；タッチパネル・バックライト兼用Ｉ／ＦＦＰＣ基板
１０、２０、３０、１００；液晶表示装置

Claims (7)

  1. 液晶パネルと、前記液晶パネルの後方に配置されこの液晶パネルに光を供給するバックライト用導光板と、前記導光板の背後に配置された配線基板と、前記配線基板にコイル状配線が配線されることで構成された電磁誘導方式のタッチパネルと、前記配線基板に配線されたバックライト用配線に接続されるとともに当該配線基板に実装され前記導光板に光を供給する１又は複数のバックライト用光源としての発光ダイオードと、を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記発光ダイオードは前記導光板の側縁に沿って複数個前記タッチパネル上に配置されており、前記発光ダイオードから出射した光は前記導光板の発光ダイオード側の側面から前記導光板内に入射することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記タッチパネルの後方には、電磁ノイズのシールド板が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記タッチパネルに電源電力及び信号を供給するためのタッチパネル用配線ケーブルと、前記発光ダイオードに電源電力を供給するための光源用配線ケーブルと、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  5. 前記配線基板には、前記タッチパネルに電源電力及び信号を供給すると共に前記発光ダイオードに電源電力を供給するための配線ケーブルが接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置
  6. 前記配線ケーブルは、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶表示装置。
  7. 携帯型情報端末装置又はタブレットパーソナルコンピュータに搭載されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
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