JP6135902B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、表示パネルの前面に保護部材となるフロントウィンドが配置される表示装置に関する。

携帯電話に代表される携帯情報端末に搭載される表示装置では、表示装置の前面からの衝撃等から表示パネルを形成するガラス基板を保護するために、フロントウィンドと称される表示装置の前面を覆う透明保護部材が設けられている。このフロントウィンドは表示装置の最前面に配置されるガラス基板に固定されており、特に、透光性を有するＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を接着剤として用いて固定されている。このフロントウィンドが配置される表示装置では、フロントウィンドの辺縁部に沿って環状の遮光膜が形成されており、該遮光膜はフロントウィンドの裏面すなわち表示パネルとの対向面に印刷で形成されている。

表示パネルへのフロントウィンドの接着では、例えば、フロントウィンドの対向面に必要量のＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を塗布した後に表示パネルを載置して硬化性樹脂を塗り広げ、ＵＶ光や熱を印加して硬化性樹脂を硬化させることが一般的である。しかしながら、フロントウィンドの対向面に形成される遮光膜はフロントウィンドの対向面（裏面）から法線方向に突出するようにして形成されているので、遮光膜の内側端部とフロントウィンドの対向面とには段差が形成される。このために、硬化性樹脂の塗布量が少ない場合や塗り広がりが不足する場合には、段差部分への硬化性樹脂の入り込みが不十分となり、この段差部分に気泡が生じてしまい表示品質が低下してしまうという問題があった。この気泡の発生を防止する方法として硬化性樹脂を多めに塗布する方法があるが、フロントウィンドや表示パネルの外周部分から硬化性樹脂がはみ出してしまい、このはみ出した硬化性樹脂を除去する工程が必要となり生産効率が低下してしまうという問題があった。

一方、フロントウィンドの対向面に遮光膜と共にコーティング層を形成する技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の技術では、遮光膜として機能する印刷層を形成した後に、該印刷層を含むフロントウィンドの対向面を覆うようにして、印刷層よりも硬い薄膜で構成されるコーティング層が形成されている。これにより、製造工程中における印刷層への傷付きを防止する構成となっている。

特開２０１０−２３７４４７号公報

硬化性樹脂のはみ出しを防止する技術として、表示パネルの対向面に辺縁部に沿って環状の溝を形成し、この溝に多めに塗布した硬化性樹脂を保持する技術がある。しかしながら、溝を形成するための工程が必要となるので、他の技術の開発が切望されている。

また、特許文献１に記載の技術は、フロントウィンドの対向面の全面にコーティング層を形成する技術が記載されるのみであり、硬化性樹脂の塗布に伴い発生する気泡の除去に係わる技術は記載されていない。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、フロントウィンドと表示パネルとを接着剤で固定する際に生じる気泡の発生と接着剤のはみ出しを防止した表示装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本願発明の表示装置は、表示パネルを保護するフロントウィンドを有し、前記フロントウィンドが接着剤層を介して表示パネルの表示面側に固定される表示装置であって、
前記フロントウィンドの辺縁部に沿って環状に形成される遮光膜と、
前記遮光膜で囲まれる開口部、及び前記遮光膜と前記開口部との境界部分に形成される段差部分、並びに前記遮光膜の対向面の内で前記段差部分の近傍領域を覆うようにして形成される透明印刷層とを有し、
前記フロントウィンドの外周部と前記段差部との間の前記遮光膜上に、前記透明印刷層の端部が形成され、
前記遮光膜と前記透明印刷層とが重畳される領域内で前記開口部に近接する領域を含み、前記透明印刷層が形成される領域と前記表示パネルとの間に少なくとも前記接着剤層が形成され、
前記接着剤層の形成時の濡れ広がりによる接着剤層が、前記表示パネル又は前記フロントウィンドの外周部と前記透明印刷層の端部との間であって、前記フロントウィンドの前記遮光層のみが形成され前記透明印刷層が形成されない領域に形成され、
前記遮光層は２層以上の遮光性を有する薄膜層からなり、前記フロントウィンドに近い側に形成される第１の薄膜層に重畳して、前記フロントウィンドから遠い側の第２の薄膜層が形成され、
前記第１の薄膜層の幅が前記第２の薄膜層の幅よりも大きく形成される表示装置である。

本発明によれば、フロントウィンドと表示パネルとを接着剤で固定する際に生じる気泡の発生と接着剤のはみ出しを防止することができる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の実施形態である表示装置の全体構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態である表示装置の全体構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態である表示装置の詳細構成を説明するための拡大された断面図である。 本発明の実施形態である表示装置における接着剤位置を説明するための拡大された断面図である。 本発明の実施形態である表示装置における他の接着剤位置を説明するための拡大された断面図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。また、図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。

図１は本発明の実施形態である表示装置の全体構成を説明するための平面図、図２は本発明の実施形態である表示装置の全体構成を説明するための断面図であり、特に、図２は図１に示すＢ−Ｂ’線での断面図である。ただし、以下の説明では、表示パネル３にフロントウィンド１を固定する接着剤として透光性を有するＵＶ硬化性樹脂（以下、ＵＶ接着剤と記す）を用いる場合について説明するが、透光性を有する熱硬化性樹脂や他の接着部材を用いる構成であってもよい。

本実施形態の表示装置では、図２の断面図に示すように、表示パネル３の前面すなわち表示面側にＵＶ接着剤（接着剤層）２でフロントウィンド１が接着され、固定されている。このとき、フロントウィンド１の裏面すなわち表示パネル３と対向する側の面（対向面）に遮光膜４が印刷で形成されている。この遮光膜４は図１に示すようにフロントウィンド１の辺縁部に沿い環状に形成され、この遮光膜４に囲まれる開口部分を介して表示パネル３からの画像が表示される。

表示パネル３としては、例えば、一対の透明基板が液晶層を介して対向配置され、その裏面側にバックライト装置が配置される液晶表示パネルがある。液晶表示パネルでは、一方の透明基板に映像信号（ドレイン信号）が供給される複数の映像信号線（ドレイン線）と、該ドレイン線と交差するように形成され、走査信号（ゲート信号）が供給される複数の走査信号線（ゲート線）とが形成される。該ドレイン線とゲート線とが交差する近傍には薄膜トランジスタが配置され、該薄膜トランジスタのドレイン電極がドレイン線に、ゲート電極がゲート線に、ソース電極が画素電極にそれぞれ接続され、ゲート信号に同期してドレイン信号が画素電極に供給される構成となっている。また、画素電極に供給されるドレイン信号の基準となる共通信号が供給される共通電極が形成されており、画素電極とは絶縁膜を介して対向配置されて画素を形成し、該画素がドレイン線及びゲート線に沿ってマトリクス状に配置され、表示領域を形成している。さらには、他方の透明基板には画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応したカラーフィルタが形成されており、このＲＧＢの画素でカラー表示用の単位画素が形成され、カラー表示がなされる構成となっている。ただし、表示パネル３は前述するＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示パネルに限定されることはなく、他の方式の液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等の他の表示パネルであってもよい。さらには、表示パネルの観察者側すなわちフロントウィンドが配置される側の面（以下、対向面と記す）にオンセル型タッチパネルや別体で形成され表示パネルの前面にタッチパネル等が配置されている構成にも適用可能である。

本願発明の表示装置においては、図１中に点線で示すように、ＵＶ接着剤２は遮光膜４の開口部を覆うように形成されると共に、その端部が遮光膜４に覆われる領域内となる。すなわち、本願発明の構成においても、表示パネル３から出力される表示画像が操作者側に出力される範囲である遮光膜４の開口領域には接着剤２が塗布されると共に、遮光膜４の内周側の辺縁領域にも接着剤２が塗布される構成となる。この構成により、本願発明の表示装置においても、接着剤２の端部等が操作者側に露出されてしまうことを防止する構成となっている。

図３は本発明の実施形態である表示装置の詳細構成を説明するための拡大された断面図であり、特に、図１に示すＡ−Ａ’線での断面図を示し、本実施形態の表示装置の詳細構成を説明する。ただし、図３に示す断面図は、図中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から明らかなように、図２に示す断面図に対して上下方向が逆の構成となっている。すなわち、フロントウィンド１への接着剤２の塗布及びフロントウィンド１と表示パネル３とを接着する工程に対応した図面となっている。

図３から明らかなように、本実施形態の表示装置では、遮光膜４は２層の遮光性を有する薄膜で形成されており、特に、フロントウィンド１に形成される第１の遮光膜４１と該第１の遮光膜４１の上面に形成される第２の遮光膜４２とからなる。第１及び第２の遮光膜４１，４２は印刷技術を用いて形成されており、第１の遮光膜４１よりも第２の遮光膜４２のＸ方向幅が小さく形成されている。すなわち、第１の遮光膜４１で形成される段差と第２の遮光膜４２で形成される段差とがテーパー状に配置されるように、第１の遮光膜４１及び第２の遮光膜４２が形成されている。

また、本実施形態の構成では、環状の遮光膜４で囲まれる領域である開口部を覆うようにして透明印刷層５が形成されており、該透明印刷層５の端部が遮光膜４の内周側端部と重畳される構成となっている。すなわち、本実施形態の構成では、フロントウィンド１の対向面に遮光膜４のみが形成される領域（図３中に示す領域Ｒ１）と、フロントウィンド１の対向面に遮光膜４と透明印刷層５とが重畳して形成される領域（図３中に示す領域Ｒ２）と、フロントウィンド１の対向面に透明印刷層５のみが形成される領域（図３中に示す領域Ｒ３）とが形成される。ただし、本実施形態の透明印刷層５は、従来の表示装置におけるフロントウィンドと表示パネルとの間隔に相当する膜厚で形成される。この構成により、ＵＶ接着剤２の塗布量を低減させることを可能としている。なお、透明印刷層５の膜厚はこれに限定されることはなく、従来の表示装置でのフロントウィンドと表示パネルとの間隔よりも薄く形成される構成であってもよい。

また、領域Ｒ２となる遮光膜４の内周側の辺縁部には、遮光膜４と透明印刷層５とが重畳して形成されている。特に、本実施形態の構成では、第１の遮光膜４１を印刷で形成し、さらに該第１の遮光膜４１に重畳するようにして第２の遮光膜４２が印刷で形成され、遮光膜４が形成される。この後に、図３に示すように、第２の遮光膜４２の内側辺縁部とこの第２の遮光膜４２から露出される第１の遮光膜４１の表面、及び第１の遮光膜４１から露出されるフロントウィンド１の対向面側を覆うようにして、透明印刷層５が印刷により形成される。その結果、本実施形態の構成では、遮光膜４の開口部側の端部は透明印刷層５で覆われる構成となるので、遮光膜４の開口部側の端部に気泡が生じてしまうことを防止できる。

この後に、透明印刷層５の上層すなわち表示パネル３が接着される側の面にＵＶ接着剤２が塗布され、表示パネル３が載置され、ＵＶ光によりＵＶ接着剤２が硬化処理され、表示パネル３の前面にフロントウィンド１が固定される。このとき、本実施形態の構成では、透明印刷層５の上面である対向面にＵＶ接着剤２が塗布され、該ＵＶ接着剤２が濡れ広がることとなる。この濡れ広がりは、例えば、図３に示すように、透明印刷層５の端部よりもＡ側に濡れ広がるＵＶ接着剤２はその表面張力によって、ＵＶ接着剤２のＡ側の端面が曲面状となり、濡れ広がりが一時的に抑制されることとなる。従って、例えば、誤差を含めたＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域の最小が図３に示す範囲となるように、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域を予め設定しておくことができる。これにより、遮光膜４の開口側の端部すなわち第１及び第２の遮光膜４１，４２のＡ’側の端部よりもフロントウィンド１の辺縁部側すなわち遮光膜４の形成領域に、ＵＶ接着剤２の端部が形成される構成とすることができる。その結果、接着剤２の端部も遮光膜４で覆われる構成となるので、操作者側から接着剤２の端部等が確認できてしまうことを防止できる。

例えば、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域が最小値よりも多い場合、前述する図３に示す接着剤２の表面張力による範囲を超えてＵＶ接着剤２が濡れ広がることなる。このときの図１に示すＢ−Ｂ’線での断面図を示したのが図４であり、図３と同様な位置での拡大された断面図となる。

図３に示す場合よりもＵＶ接着剤２の塗布される量が多い場合、図４に示すように、塗布されたＵＶ接着剤２は領域Ｒ１に濡れ広がることとなる。この場合、領域Ｒ１では遮光膜４のみが形成される構成となっているので、遮光膜４と透明印刷層５とが重畳して形成される領域Ｒ２よりもその容積が大きい構成となる。特に、本実施形態の構成では、図３及び図４に示すように、遮光膜４の膜厚よりも透明印刷層５の膜厚が大きく構成されている。その結果、領域Ｒ２及び領域Ｒ３よりも領域Ｒ１における容積が大きく形成されている。すなわち、フロントウィンド１と表示パネル３とにより形成されるＺ方向すなわち厚さ方向の間隔が、領域Ｒ１＞領域Ｒ３＞領域Ｒ２の順となり、その容積すなわち各領域でのＵＶ接着剤２が占める体積もこの順番となる。

その結果、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域が製造装置の誤差範囲等で大きくなった場合であっても、ＵＶ接着剤２の領域Ｒ１におけるＡ側方向すなわちフロントウィンド１の端部方向への濡れ広がりすなわち外周方向へのＵＶ接着剤２の端部の移動量を他の領域Ｒ２，Ｒ３よりも抑えることが可能となる。すなわち、本実施形態の構成では、領域Ｒ１をＵＶ接着剤２の塗布時における貯留領域として用いることが可能となるので、ＵＶ接着剤２の塗布や濡れ広がりに伴う当該ＵＶ接着剤２のはみ出しを防止することが可能となる。

特に、本実施形態の構成では、透明印刷層５の膜厚によりＵＶ接着剤２の塗布量が従来よりも大幅に低減された構成となるので、フロントウィンド１と表示パネル３との間隔が従来と同様の間隔となる領域Ｒ１での外周方向へのＵＶ接着剤２の端部の移動量を大幅に低減させることが可能となる。また、本実施形態の構成では、透明印刷層５よりも外周側すなわち透明印刷層５が形成されない領域では、フロントウィンド１と表示パネル３との間隔は従来と同様の間隔となるので、ＵＶ接着剤２を塗布する装置も従来と同じ装置すなわち従来と同じ精度の塗布装置等を用いることができるという効果も得られる。

ただし、本実施形態の表示装置の構成では、ＵＶ接着剤２によるフロントウィンド１と表示パネル３との接着の際に、透明印刷層５よりはみ出したＵＶ接着剤２により透明印刷層５の端部において、透明印刷層５の形成に伴う段差部分で気泡が生じることが考えられる。しかしながら、この気泡が生じることとなる透明印刷層５の端部は、操作者側から見て遮光膜４で遮蔽される領域となるので、気泡の有無や気泡の発生に伴う表示品質の低下が防止できることとなる。

また、図３及び図４に示すように、本実施形態の表示装置では、フロントウィンド１の外形形状が表示パネル３の外形形状よりも大きい場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、フロントウィンド１の外形形状が表示パネル３の外形形状よりも小さい場合や同じ大きさであっても、前述と同様に本願発明を適用可能であり、前述と同様の効果が得られる。

なお、前述する説明では、図３に示す状態が最小となるように、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域を設定する場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域の最小の場合におけるＵＶ接着剤２の端部の位置が、図５に示すように、遮光膜４と透明印刷層５とが重畳して形成される領域Ｒ２となる場合であってもよい。この場合には、ＵＶ接着剤２の塗布量及び塗布領域の増加に伴い、図３に示す状態を経て、図４に示す状態となるので、前述する効果に加えて、ＵＶ接着剤２の塗布時における濡れ広がりに対する余裕度を増やせるという格別の効果を得ることができる。ただし、図５に示すように、ＵＶ接着剤２の端部が遮光膜４と透明印刷層５とが重畳する部分に形成される場合は、遮光膜４の内側端部からＵＶ接着剤２の端部に至るまでＸ方向の距離すなわち遮光膜４の幅方向の距離が小さくなる。このために、遮光膜４の幅方向の長さすなわち領域Ｒ２の幅が小さい場合やＵＶ接着剤２の端部が開口部側に配置される場合、操作者が斜め方向から観察した際にＵＶ接着剤２の端部が開口部から見えてしまうことが考えられる。従って、透明印刷層５の膜厚等を考慮して、ＵＶ接着剤２の端部位置を適宜決定する必要がある。

以上説明したように、本実施形態の表示装置では、フロントウィンド１の辺縁部に沿って遮光膜４が形成されると共に、該遮光膜４で囲まれる部分である開口部と該開口部に沿った部分である遮光膜４と開口部の境界部分を含む遮光膜４の内周側の辺縁部とを覆うように透明印刷層５が形成される構成となっている。さらには、遮光膜４と透明印刷層５とが形成されるフロントウィンド１と表示パネル３とが、少なくとも開口部を覆うように塗布されたＵＶ接着剤２で接着される構成となっている。すなわち、本願発明の表示装置では、遮光膜４の上面の内で開口部近傍の上面から側面を経て開口部を覆うようにして、透明印刷層５が形成される構成となっている。その結果、ＵＶ接着剤２によるフロントウィンド１と表示パネル３との接着時における遮光膜４の内周側端部での気泡の発生、及びフロントウィンド１と表示パネル３との外周側からのＵＶ接着剤２のはみ出しを防止できる。特に、ＵＶ接着剤２のはみ出しが生じた場合、そのはみ出したＵＶ接着剤２を除去するための工程が必要となるが、本願発明の表示装置では、ＵＶ接着剤２のはみ出しに起因するＵＶ接着剤２の除去が不要となるので、大幅に生産効率を向上できる。

また、遮光膜４が第１の遮光膜４１と第２の遮光膜４２との少なくとも２層の遮光膜で形成されると共に、第１の遮光膜４１内周側端部と第２の遮光膜４２の内周側端部とがテーパー状に段差が並設されるように、端面である内壁面がずれて形成されている。すなわち、フロントウィンド１に近い側に形成される第１の遮光膜４１の内周側端部よりも第２の遮光膜４２の内周側端部が開口部から離れて形成される。その結果、透明印刷層５の形成に際に、第１の遮光膜４１と第２の遮光膜４２との開口部に近い側の表面（露出面）から開口部にかけて形成される透明印刷層５の印刷時において、遮光膜４の内周側端部での気泡の発生も容易に防止できる。

また、本実施形態の構成では、透明印刷層５が従来の表示装置におけるフロントウィンドと表示パネルとの間隔に相当する膜厚で形成されるので、ＵＶ接着剤２の膜厚分だけ表示装置全体の厚さが大きくなるが、表示装置全体の厚さが大きくなるので強度が向上できるという格別の効果を得ることができる。

さらには、フロントウィンド１と表示パネル３との間に衝撃等の緩衝部材としても機能する透明印刷層５が形成されているので、フロントウィンド１に印加された応力がＵＶ接着剤２を介して表示パネル３に加わり、表示ムラを発生させてしまうことを防止できるという格別の効果を得ることも可能である。

なお、本実施形態の表示装置では、第１の遮光膜４１と第２の遮光膜４２との２層の遮光層で遮光膜４を形成する構成としたが、１層の遮光層で遮光膜４を形成する構成であってもよい。

また、本実施形態の表示装置では、遮光膜４が全ての辺において同一幅Ｗで形成される場合について説明したが、映像信号や走査信号を供給する駆動回路等が搭載される辺の幅が異なる場合であっても適用可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１……フロントウィンド、２……ＵＶ接着剤、３……表示パネル、４……遮光膜
４１……第１の遮光膜、４２……第２の遮光膜、５……透明印刷

Claims (3)

1. 表示パネルを保護するフロントウィンドを有し、前記フロントウィンドが接着剤層を介して表示パネルの表示面側に固定される表示装置であって、
   前記フロントウィンドの辺縁部に沿って環状に形成される遮光膜と、
   前記遮光膜で囲まれる開口部、及び前記遮光膜と前記開口部との境界部分に形成される段差部分、並びに前記遮光膜の対向面の内で前記段差部分の近傍領域を覆うようにして形成される透明印刷層とを有し、
   前記フロントウィンドの外周部と前記段差部との間の前記遮光膜上に、前記透明印刷層の端部が形成され、
   前記遮光膜と前記透明印刷層とが重畳される領域内で前記開口部に近接する領域を含み、前記透明印刷層が形成される領域と前記表示パネルとの間に少なくとも前記接着剤層が形成され、
   前記接着剤層の形成時の濡れ広がりによる接着剤層が、前記表示パネル又は前記フロントウィンドの外周部と前記透明印刷層の端部との間であって、前記フロントウィンドの前記遮光層のみが形成され前記透明印刷層が形成されない領域に形成され、
   前記遮光層は２層以上の遮光性を有する薄膜層からなり、前記フロントウィンドに近い側に形成される第１の薄膜層に重畳して、前記フロントウィンドから遠い側の第２の薄膜層が形成され、
   前記第１の薄膜層の幅が前記第２の薄膜層の幅よりも大きく形成されることを特徴とする表示装置。
2. 前記透明印刷層は、印刷により形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記透明印刷層の膜厚が前記遮光膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。

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