JP2015169693A

JP2015169693A - 表示装置

Info

Publication number: JP2015169693A
Application number: JP2014042428A
Authority: JP
Inventors: 成幸松本; Nariyuki Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-28
Also published as: US9891766B2; US20150253495A1

Abstract

【課題】透明部材が配置された表示装置を長期的に安定して保持し、外力等の影響で表示パネルに生じる表示ムラや表示パネルが破損することを抑制する。
【解決手段】本発明の表示装置は、保護部材５の周縁部に対応して形成される保持フレーム３の平面部３ａであって、保護部材５に向かって突出する凸状突起３ｂが形成されている。上記の通り、凸状突起３ｂを備える保持フレーム３の平面部３ａと、保護部材５とは接合部材９により接合される。凸状突起３ｂを構成させることにより、平面部３ａに配置される接合部材９の圧縮量を、凸状突起３ｂ近傍領域とそれ以外の領域とで相違させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関するものであり、特に表示パネルの表示面側にタッチパネルまたは保護部材等の透明部材を備えた表示装置に関するものである。

近年の情報電子機器の普及に伴い、表示パネルの表示面側にタッチパネルなどの入力装置を備える表示装置、もしくは堅牢性を備えた保護部材等の透明部材を備える表示装置が広く普及されている。

表示装置は、外光の表面反射による視認性の悪化を防止するため、また外部からの衝撃や浸水や埃などから表示装置を保護するために、表示装置の表示面とタッチパネルもしくは保護部材を透明樹脂などでグラスボンディングすること（接合）により一体化している場合が多い。また、タッチパネルもしくは保護部材を表示装置の表示面よりも大きくして周縁部の防水、防塵エリアを広くすることにより、高い防水、防塵効果を得ることが可能となる。

特許文献１の保護板一体型表示装置によれば、表示装置を保持する筐体の外周縁部に設けられた平面部と保護板とが接着部材により接着固定されており、保護板は筐体によって取り囲まれて保持されている。また、表示パネルは筐体との間に配置された緩衝部材により保護板に向けて押圧され、弾性反発力により保持される構造が示されている。

特許文献２の表示機器によれば、表示装置の前面側に配置された透明保護板が透明弾性体を介して表示パネルと接合されており、透明保護板を格納する外部筐体に、表示装置と透明保護板が固定部品を介して取り付けられる構造が示されている。

特開２０１１−７５６０５号公報特開２００９−１２２３９８号公報

特許文献１に示された保護板一体型表示装置を最終製品に組み込む際、接着部材に圧縮荷重が加わる固定がなされた場合、長期的に接着部材はクリープ（時間とともにひずみの度合が大きくなる）が原因で厚みが減少し、表示パネルに荷重が加わり表示ムラなどが発生する問題があった。また、表示装置の保持力が低下した場合には振動等の外力によりガタツキ音や位置ずれが発生する問題があった。

また、特許文献２に示された表示機器を最終製品に組み込む際、透明保護板と表示装置のフレーム固定部の間には、緩衝材や弾性体が用いられていないため、表示装置のフレームの反りや固定部品の反り等の外力が加わり、透明保護板や透明粘着材などに部分的な反りや変形が生じ表示装置に表示ムラが生じるという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、透明部材が配置された表示装置を長期的に安定して保持し、外力等の影響で表示パネルに生じる表示ムラおよび表示パネルの破損を抑制することを目的とする。

本発明の表示装置は、光源装置と、光源装置を収納する保持フレームと、光源装置と対向して表示パネルを配置し、表示パネルの前面側に透明保護部材が配置された表示装置であって、保持フレームは、透明保護部材の後面側の周縁部に対向して形成された平面部を有し、保持フレームは、平面部に配置され、透明保護部材と保持フレームとを接合する接合部材とを備え、平面部に透明保護部材に向かって突出する凸状突起を形成したことを特徴とする。

本発明の構成によれば、透明部材が配置された表示装置を、長期的に安定して保持し、かつ、外力等の影響で表示パネルに生じる表示ムラや表示パネルが破損することを抑制する。

本発明の表示装置に係る上面図である。本発明の表示装置に係る分解斜視図である。図１の表示装置に外部筐体および固定部品を追加した状態におけるＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態２に係る表示装置の断面図である。本発明の実施の形態３に係る表示装置の断面図である。本発明の実施の形態４に係る断面図である。本発明の実施の形態５に係る断面図である。本発明の実施の形態６に係る断面図である。本発明の実施の形態７に係る断面図である。本発明の実施の形態８に係る断面図である。本発明の実施の形態１の変形例に係る表示装置の上面図である。

実施の形態１．
以下、本発明を図に基づいて説明する。図１は本発明の表示装置１００の上面図、図２は本発明における表示装置１００の分解斜視図、図３は図１の表示装置１００に外部筐体および固定部品を追加した状態におけるＡ−Ａ断面図である。

＜表示装置の全体構成＞
図１乃至図３に示すように、本発明の表示装置１００は、表示パネル１と表示パネル１を照射するための面状光源装置２と、面状光源装置２を内部に配置し、開口部に平面部３ａを有する保持フレーム３を備えている。また、表示パネル１の表示面側には、タッチパネル４、保護部材５などの透明部材を備えている。なお、本実施の形態１では、表示パネル１の表示面側にタッチパネル４を備え、操作者側に配置される前面には、タッチパネル４を保護するための保護部材５を備えている。タッチパネル４は、保護部材５の前面と反対側の面である後面に配置される透明粘着部材８により、保護部材５に固定されている。表示パネル１は、タッチパネル４の前面の反対側の面である後面に透明粘着部材８によりタッチパネル４に固定されている。

また、保護部材５は、後面側の端部であって、保持フレーム３の平面部３ａの略全周を取り囲むように配置された接合部材９により、保持フレーム３に固定されている。このとき、表示パネル１およびタッチパネル４は、保持フレーム３とは直接固定されておらず、保護部材５を介して保持されている。また、タッチパネル４の端部には、タッチパネル４からの信号を出力する出力配線部材７が配置されている。

＜表示パネル＞
表示パネル１は、透過型のパネルであって、プラズマ表示パネル、液晶表示パネルなどを用いることができる。液晶表示パネルは液晶の複屈折性を応用しており、ガラスなどの絶縁性基板上に着色層、遮光層、対向電極等が形成された第１の基板（以下、カラーフィルター基板と称す）と、ガラスなどの絶縁性基板上にスイッチング素子となる薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと称す）、画素電極等が形成された第２の基板とを備えている。また、第１の基板と第２の基板との間隔を保持するためのスペーサ、対向基板とＴＦＴアレイ基板とを貼り合わせるためのシール材、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間に狭持させる液晶、液晶を注入する注入口の封止材、液晶を配光させる配向膜、および偏光板などにより構成されている（図示せず）。

＜保持フレーム＞
保持フレーム３は、表示パネル１、面状光源装置２、タッチパネル４等を収納する部材であり、薄板の金属あるいは樹脂成型品等により構成されている。薄板の金属の場合は、必要に応じて加工用の切り込みが設けられている（図示せず）。保持フレーム３は、一体で形成してもよいし、複数の部材を組み合わせることにより構成してもよい。また、図３に示すように、保持フレーム３は外部筐体６と固定部品１１と狭持されネジ１０で固定されている。

＜面状光源装置＞
面状光源装置２は、光を出射する光源と、光源から出射した光を伝播する導光板等を保持するケース（いずれも図示せず）によって構成されており、表示パネル１を表示面と反対側である後面側より照射している。

＜タッチパネル＞
タッチパネル４は、透明な基板上に形成された透明電極による回路により外部（操作者）から入力された位置座標に関する情報を電気信号に変換し、出力配線部材７により外部筐体の制御回路へ伝達する（図示せず）。なお、本実施の形態におけるタッチパネル４は、投射容量方式のものを用いている。投射容量方式のタッチパネル４は、操作者の指先等の位置を座標データが検知し、接触位置とその付近の複数の電極パターンによる電流量の比率を計測することで指の位置を精密に判別することで、信号の入力を行っている。また、タッチパネル４を構成する上下の基板は、透明なガラスなどが用いられる。また、タッチパネル４は、コストおよび装置の軽量化の観点から薄いほうが望ましいが、透明電極の形成工程に対する適正から、液晶表示パネル用として広く流通している０．７ｍｍ以下の厚さのガラスを使用することで、信頼性が高い基板を容易に入手することができ、コストも抑えることができる。

＜保護部材＞
保護部材５は、タッチパネル４および表示パネル１への外部からの加圧や接触による損傷、変形、磨耗、汚れ等を防止するもので、ガラスあるいはプラスチック等の概ね透明の材料により構成されている。本実施の形態において、保護部材５は、強度が高く変形しにくいガラスを用いている。また、厚さは、表示パネル１のカラーフィルター基板、もしくはＴＦＴアレイ基板、もしくはタッチパネル４よりも厚いものを用い、他部材よりも剛性を高くすることが望ましい。また、保護部材５の表面あるいは裏面への印刷や塗装を行うことにより、意匠部材としての機能を付加することができる。また、保護部材５の表面に反射防止を目的としたＡＧ（Ａｎｔｉ−Ｇｌａｒｅ）処理や、ＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）処理を行うことにより、視認性を向上することもできる。また、保護部材５の表面に微細凹凸加工、防汚、撥水、撥油処理等を行うことにより、タッチパネル４操作時の表面滑り性、防汚性を向上することもできる。

＜ＦＰＣ＞
出力配線部材７は、一般的に柔軟性に優れたＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｕｒｃｕｉｔ）が用いられるが、同等の機能、性質を有するものであれば、他の材料、構成でもよい。出力配線部材７は、保持フレーム３の内壁側に収納することで、外力による破損、保持フレーム３が金属の場合は、外部からの静電気等による破損を抑制することができる。

＜透明粘着部材、接合部材＞
透明粘着部材８、接合部材９は両面テープや粘着材である。接合部材９はクッション性を備えた緩衝部材に両面テープや接着剤などを配置する構造としてもよい。また、クッション性を備えた緩衝部材には、樹脂製の部材や、熱や紫外線などによる硬化性樹脂などが考えられる。熱や紫外線などによる硬化性樹脂などを用いることで、時間の経過とともに接着力が強くなるため、接着性をより向上させることができる。また、接合部材９は、一体で形成してもよいし、複数の部材を組み合わせることにより構成してもよい。表示パネル１は、タッチパネル４の後面に透明粘着部材８により固定されており、タッチパネル４は、保護部材５の後面に透明粘着部材８により固定され、複合化されていることにより、各部材の単体状態よりも曲げ応力が向上し、変形しにくい形態となっている。

＜固定部品＞
固定部品１１は、金属製又は樹脂製の部材で構成され、外部筐体６と取り付けるための取り付け穴、ネジ溝加工等が設けられており、表示装置１００は保護部材５と接合部材９と保持フレーム３の平面部３ａの後面側から加圧された状態で外部筐体６にネジ１０で取り付けられ固定されている。外部筐体６と、表示装置１００を構成する保持フレーム３とが、固定部品１１を介してネジ１０で固定されると保護部材５と保持フレーム３の平面部３ａの間に配置された接合部材９が圧縮され、保護部材５と保持フレーム３の間の隙間が塞がれて密閉される。

次に本発明の構成について説明を行う。
本発明の表示装置１００は、保護部材５の周縁部に対応して形成される保持フレーム３の平面部３ａであって、保護部材５に向かって突出する凸状突起３ｂが形成されている。上記の通り、凸状突起３ｂを備える保持フレーム３の平面部３ａと、保護部材５とは接合部材９により接合される。凸状突起３ｂを構成させることにより、平面部３ａに配置される接合部材９の圧縮量を、凸状突起３ｂ近傍領域とそれ以外の領域とで相違させる。具体的には、凸状突起３ｂ部に配置される接合部材９の圧縮量は接合部材９の厚み方向の厚みの半分以下に設定して、凸状突起３ｂに配置される接合部材９の圧縮量がそれ以外の領域と比較して大きくなるように設定する。

次に本発明の構成による作用の説明を行う。
保持フレーム３の平面部３ａの保護部材５との対向部に凸状突起３ｂを形成して、接合部材９を配置させることにより、凸状突起３ｂ領域における接合部材９の圧縮量を大きくし、凸状突起３ｂ領域以外の領域において圧縮量を小さくしているため、接合部材９が圧縮されすぎて限界の圧縮強度を超えることを防止する。これにより、接合部材９に亀裂等が発生することや、接合部材９全体が弾性を失い長期的に接合部材９の厚みが減少していくような圧縮永久歪（歪みが復元しない状態）や亀裂が発生することを防止し、保護部材５と保持フレーム３の隙間が広がり防水機能が低下することを防止できる。

また、このような構成により、接合部材９全体としての厚みの減少を制御できることから、保護部材５と保持フレーム３の固定部品１１による保持固定力の低下によるガタツキや位置ずれ、外部筐体６を固定部品１１を介して取り付ける際に生じる外力等の影響により、表示パネル１に荷重が加わることで生じる表示ムラなどを防止することができる。

また、凸状突起３ｂ領域における接合部材９の圧縮量を大きくしているため、接合部材９が凸状突起３ｂ領域から接合部材９が移動することを防止する。

なお、凸状突起３ｂの高さは、接合部材９の厚み方向の厚みと同等で形成してもよいが、望ましくは半分以下の高さで形成する。また、凸状突起３ｂの形状は、断面形状で半円弧、台形、四角、三角形のうちいずれかで構成されることが望ましいが、特に接合部材９の材料の弾性率や硬さに合わせて凸状突起３ｂの形状や数量を調整することが望ましい。

また、凸状突起３ｂで保護部材５との高さ方向の位置が決まる構造であるため、表示装置１００の保持フレーム３の反りや固定部品１１の反り、外部筐体６の反りやネジ固定部におけるボス高さのバラツキなどが生じた場合に、凸状突起３ｂの高さ調整を行なうことで保護部材５もしくはタッチパネル４や透明粘着材などに反りや変形が伝わるのを調整して軽減できるため、表示装置１００に表示ムラが生じることを抑制できる。

上記説明した通り、本発明の構成によれば、保持フレーム３の平面部３ａの保護部材５側に凸状突起３ｂを形成しているため、タッチパネル４または保護部材５などの透明部材が配置された表示装置１００に配置された接合部材９の厚みの減少を防止することができる。よって、外部筐体６と表示装置１００の隙間や固定部材１１と表示装置１００との隙間が経時変化で増大することを防止し、表示装置１００を長期的に安定して保持することができる。また、外部筐体６や保護部材５に過大な外力等を受けた場合に、表示パネル１に生じる表示ムラが生じたり、表示パネル１が破損することを抑制することができる。

なお、凸状突起３ｂは、図１のように分散して設けられているが、図１１の保持フレーム３の上面図に示すように、平面部３ａの全周に連続して形成させてもよい。全周囲に連続して形成させた場合、分散して設ける場合に比べて、保持フレーム３の曲げ剛性の向上や、保持フレーム３と保護部材５の間の隙間量が平面部３ａ全面にわたり均一化できるため、接合部材９の圧縮量の均一化に有利となる効果が得られる。

実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。実施の形態１においては、保持フレーム３には固定部品１１に取り付けるための取付け穴やネジ溝加工等は設けられていなかったが、実施の形態２においては、図４に示すように、保持フレーム３の側面３１にも、取付け部が設けられている。取付け部には、固定部品１１と取付けるための取付け穴、ネジ溝加工等が設けられており、保持フレーム３の平面部３ａの後面側から加圧された状態で外部筐体６にネジ１０で取り付けられ固定されている。なお、本実施の形態２で説明する構成、作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

外部筐体６がネジ１０で固定されると保護部材５と保持フレーム３の間の挟まれた接合部材９が圧縮され、保護部材５と保持フレーム３の間の隙間を塞ぎ密閉されることにより、保持フレーム３の保護部材５側に設けた凸状突起３ｂにより接合部材９の圧縮量を設定している。保持フレーム３と外部筐体６は固定部品１１を介してネジ留めされるため、保持フレーム３は外部筐体６に対してＸＹＺの３方向の移動や回転の動きを規制し強固な固定が可能となる。なお、取り付け部の配置位置、配置箇所、外部筐体への取り付け方向は任意に設定してもよい。

実施の形態３.
図５は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態３を図５に基づいて説明する。実施の形態１においては、保持フレーム３には固定部品１１に取り付けるための取付け穴やネジ溝加工等は設けていなかったが、実施の形態３においては、図５に示すように、保持フレーム３の背面３２に、取り付け部を設けている。取り付け部には、固定部品１１と取り付けるための取り付け穴、ネジ溝加工等が設けられており、保持フレーム３の平面部３ａの後面側から加圧された状態で外部筐体６にネジ１０で取り付けられ固定されている。本実施の形態３で説明する構成以外は、実施の形態１と同様である。なお、本実施の形態３で説明する構成、作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。なお、取り付け部の配置位置、配置箇所、外部筐体への取り付け方向は任意に設定してもよい。

実施の形態４.
図６は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態４を図６に基づいて説明する。実施の形態１においては、保持フレーム３には固定部品１１に取り付けるための取付け穴やネジ溝加工等は設けられていなかったが、実施の形態４においては、図６に示すように、保持フレーム３の側面３１に、平面部３ａとは異なる位置に、平面部３ａと平行方向に形成した取り付け部３３が設けられている。なお、本実施の形態４で説明する構成以外は、実施の形態１と同様である。また、以下に説明する本実施の形態４に係る表示装置１００の作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

取り付け部３３には、固定部品１１と取り付けるための取り付け穴、ネジ溝加工等が設けられており、保持フレーム３の平面部３ａの後面側から加圧された状態で外部筐体６にネジ１０で取り付けられ固定されている。なお、取り付け部３３の配置位置、配置箇所、外部筐体への取り付け方向は任意に設定してもよい。

実施の形態５.
図７は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態５を図７に基づいて説明する。実施の形態１においては、保持フレーム３は固定部品１１を使い外部筐体６に取り付けられていたが、実施の形態５においては、図７に示すように、保持フレーム３の平面部３ａを延長して接合部材９よりも外側に、外部筐体６との取り付け部が設けられている取り付け部には、外部筐体６と取り付けるための取り付け穴、ネジ溝加工等が設けられており、表示装置１００は前記取り付け部を介して、外部筐体に取り付けられており、固定部品１１を用いていない。なお、本実施の形態５で説明する構成、作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

保持フレーム３の平面部３ａの後面側から加圧された状態で外部筐体６にネジ１０で取り付けられ固定されている。実施の形態５における表示装置１００によれば、固定部品１１を用いていないため、実施の形態１における表示装置１００と比較し部品数が少なく、組立費を含めて低コスト化が可能となる。なお、取り付け部の配置位置、配置箇所、外部筐体への取り付け方向は任意に設定してもよい。

実施の形態６.
図８は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態６を図８に基づいて説明する。実施の形態１においては、タッチパネル４は、保護部材５の後面に透明粘着部材８により、固定され、表示パネル１は、タッチパネル４の後面に透明粘着部材８により、固定されていたが、本実施の形態６においては、図８に示すように、表示パネル１は、保護部材５の後面に透明粘着部材８により、固定されており、タッチパネル４は配置されていない。なお、本実施の形態６で説明する構成、作用効果以外は、上記各実施の形態と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態によれば、タッチパネルを配置していない表示装置１００においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態７.
図９は本発明の実施の形態７における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態６を図９に基づいて説明する。実施の形態１においては、タッチパネル４は、保護部材５の後面に透明粘着部材８により、固定され、表示パネル１は、タッチパネル４の後面に透明粘着部材８により、固定されていたが、本実施の形態７においては、図８に示すように、表示パネル１は、タッチパネル４の後面に透明粘着部材８により、固定されており、保護部材５は配置されていない。なお、本実施の形態７で説明する構成、作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態によれば、保護部材を配置していない表示装置１００おいても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態８.
図１０は本発明の実施の形態における表示装置１００の構成を説明する断面図である。以下、この発明の実施の形態８を図１０に基づいて説明する。実施の形態１においては、タッチパネル４は、保護部材５の後面に透明粘着部材８により、固定され、表示パネル１は、タッチパネル４の後面に透明粘着部材８により、固定されており、前記、表示パネル１、およびタッチパネル４が固定された保護部材５は、後面側の端部であって、保持フレーム３の平面部３ａの略全周を取り囲むように配置された接合部材９により、保持フレーム３に固定されていたが、本実施の形態８においては、図９に示すように、表示パネル１もしくはタッチパネル４は、保持フレーム３の平面部３ａの略全周を取り囲む領域まで拡大し、配置された透明粘着部材８により、保持フレーム３に固定されている。なお、本実施の形態８で説明する構成、作用効果以外は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

本実施の形態によれば、接合部材９を削除できるので、部品点数を削減することができる。なお、一例として実施の形態１の構成について説明したが、実施の形態２ないし７の構成についても、同様に保持フレーム３の平面部３ａの略全周を取り囲む領域まで、透明粘着部材８を拡大し、保持フレーム３に固定することで。同様の効果を得られる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

また、上記各実施の形態においては、表示パネルに液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の場合について説明したが、その他の表示装置であってもよく、上記実施の形態と同様の効果を奏する。

１表示パネル、２面状光源装置、３保持フレーム、３ａ平面部、３ｂ凸状突起、３１側面、３２、背面、４タッチパネル、５保護部材、６外部筐体、
７出力配線部材、８透明粘着部材、９接合部材、１０ネジ、１１固定部品、
１００表示装置。

Claims

光源装置と、
前記光源装置を収納する保持フレームと、
前記光源装置と対向して表示パネルを配置し、
前記表示パネルの前面側に透明部材が配置された表示装置であって、
前記保持フレームは、前記透明部材の後面側の周縁部に対向して形成された平面部を有し、
前記保持フレームは、前記平面部に配置され、前記透明部材と前記保持フレームとを接合する接合部材とを備え、前記平面部に前記透明部材に向かって突出する凸状突起を形成したことを特徴とする表示装置。
前記凸状突起は、前記周縁部の全周に設けられることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記凸状突起は、前記周縁部に分散して設けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記透明部材は、透明な基板上に形成された透明電極を備えるタッチパネルであることを特徴とする請求項１記載の表示装置。