JP6526942B2

JP6526942B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6526942B2
Application number: JP2014059493A
Authority: JP
Inventors: 山口　泰生; 泰生山口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: JP2015184397A

Description

本発明は、液晶表示パネル等の表示パネルの表示面にガラス等から成る透明保護板を有する表示装置に関するものである。

従来の液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）の１例を図３、図４に示す。図３はＬＣＤの主要部品を分解して示す平面図であり、ＬＣＤは、液晶表示パネル１２と、その液晶表示パネル１２の表示面を覆うガラス板等から成る透明保護板１１と、液晶表示パネル１２を嵌め込むための開口１３ａ、及びその開口１３ａの周囲に形成された、透明保護板１１の周縁部に当接する鍔部１３ｂを有する枠体１３と、液晶表示パネル２１の反表示面の側に設置された平板状のバックライト１４と、そのバックライト１４の液晶表示パネル１２と反対側の主面に設置されたプラスチック等から成る保護部材１５と、を有している。なお、図３において、１４ａはバックライト１４の周囲に設けられたアルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る金属枠体である。

図４は、図３に示す主要部品を組み立てて構成されたＬＣＤの縦断面図である。図４に示すように、視認者側（図４で点線矢印で示す側）から、透明保護板１１、液晶表示パネル１２、枠体１３、バックライト１４、金属枠体１４ａ、保護部材１５が配置されている。枠体１３は保護部材１５に嵌め込み、ねじ止め等の手段で固定される。金属枠体１４ａは、枠体１３の鍔部１３ｂの反表示面の側の面にねじ止め等の手段で固定される。また、透明保護板１１の液晶表示パネル１２側の主面の周縁部が鍔部１３に当接しており、前記周縁部と鍔部１３は、例えば透明保護板１１の液晶表示パネル１２側の主面に貼り付けられた、高透明性接着剤転写テープ（Optically Clear Adhesive Tape：ＯＣＡ）等の両面接着テープによって接着され固定されている。

また透明保護板１１は、外部からの衝撃によって破損しにくい化学強化ガラスから成る場合もある。その１例として、フェースプレートと、リアプレートと、両プレート間に挟持された支持枠と、フェースプレートの表示面の側に距離を置いて設置された透明板状部材と、を有する画像表示装置であって、透明板状部材が化学強化処理を施した化学強化ガラスである画像表示装置が提案されている（特許文献１を参照）。

特開２００３−２２０２７号公報

しかしながら、図３、図４に示す上記従来の液晶表示装置は以下のような問題点があった。透明保護板及び枠体の鍔部との当接部を拡大して示す部分拡大横断面図である図５に示すように、透明保護板１１に外部から衝撃（図５で白抜き矢印で示す）が加わった際に、枠体１３の鍔部１３ｂとの当接部であって鍔部１３ｂの先端に対応する部位Ｓに、剪断応力が発生する。その結果、前記部位Ｓに亀裂等の破損が生じる場合があった。このような剪断応力による破損は、化学強化ガラスから成る強化された透明保護板１１においても発生することがあった。また、特許文献１に開示された画像表示装置は、透明板状部材を支持する支持枠は図３〜図５の枠体１３と同様の構成であり、上記の剪断応力による破損を有効に抑えることができないことが明らかである。

従って、本発明は上記に問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、透明保護板に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板における枠体の鍔部との当接部付近において鍔部の先端に対応する部位に生じる剪断応力を小さくすることができ、その部位に破損が生じることを有効に抑制することができる表示装置とすることである。

本発明の表示装置は、表示パネルと、その表示パネルの表示面を覆う透明保護板と、前記表示パネルを嵌め込むための開口、及びその開口の周囲に形成された、前記透明保護板の周縁部に当接する鍔部を有する枠体と、前記表示パネルの反表示面の側に設置された保護部材と、を有しており、前記鍔部は、前記透明保護板の前記周縁部に当接する側の面の先端部に前記透明保護板の前記周縁部から離間する傾斜部が形成されており、かつ外部から衝撃が加わった際に変形しやすいように、切欠部が形成されており、前記透明保護板は、前記表示パネル側の主面に形成された透明樹脂層を介して前記表示パネルに合わさっている構成である。

本発明の表示装置は、好ましくは、前記透明保護板は化学強化ガラスから成る。

本発明の表示装置は、表示パネルと、その表示パネルの表示面を覆う透明保護板と、表示パネルを嵌め込むための開口、及びその開口の周囲に形成された、透明保護板の周縁部に当接する鍔部を有する枠体と、表示パネルの反表示面の側に設置された保護部材と、を有しており、鍔部は、透明保護板の周縁部に当接する側の面の先端部に透明保護板の周縁部から離間する傾斜部が形成されており、かつ外部から衝撃が加わった際に変形しやすいように、切欠部が形成されており、透明保護板は、表示パネル側の主面に形成された透明樹脂層を介して表示パネルに合わさっていることから、透明保護板に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板が表示パネルの側に撓みやすくなる。その結果、透明保護板における枠体の鍔部との当接部付近において鍔部の先端に対応する部位に生じる剪断応力を小さくすることができる。従って、前記部位に破損が生じることを有効に抑制することができる。

本発明の表示装置は、透明保護板は化学強化ガラスから成る場合、透明保護板に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板における枠体の鍔部との当接部付近において鍔部の先端に対応する部位に破損が生じることをより有効に抑制することができる。

図１は、本発明の表示装置について実施の形態の１例を示す図であり、表示装置の横断面図である。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明の表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ），（ｂ）は枠体の平面図である。図３は、従来の液晶表示装置の１例を示す図であり、液晶表示装置の主要部品を分解して示す平面図である。図４は、図３に示す主要部品を組み立てて構成された液晶表示装置の横断面図である。図５は、透明保護板に外部から衝撃が加わった際に透明保護板に破損が生じることを説明するための部分拡大横断面図である。

以下、本発明の表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の表示装置の実施の形態における構成部材のうち、本発明の表示装置を説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る表示装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１、図２は、本発明の表示装置としての液晶表示装置（ＬＣＤ）について実施の形態の１例を示す図であり、図１はＬＣＤの横断面図である。図１に示すように、本発明のＬＣＤは、液晶表示パネル２と、その液晶表示パネル２の表示面を覆うガラス、プラスチック等から成る透明保護板１と、液晶表示パネル２を嵌め込むための開口３ａ、及びその開口３ａの周囲に形成された、透明保護板１の周縁部に当接する鍔部３ｂを有するプラスチック等から成る枠体３と、液晶表示パネル２の反表示面の側に設置されたプラスチック等から成る保護部材５と、を有している。そして、鍔部３ｂは、透明保護板１の周縁部に当接する側の面の先端部に透明保護板１の周縁部から厚み方向に離間する傾斜部３ｃが形成されており、かつ外部から衝撃が加わった際に変形しやすいように、切欠部３ｄが形成されており、透明保護板１は、液晶表示パネル２側の主面に形成された透明樹脂層を介して液晶表示パネル２に合わさっている構成である。この構成により、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板１が液晶表示パネル２の側に撓みやすくなる。即ち、透明保護板１と傾斜部３ｃとの間に、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に透明保護板１が撓むことが可能な空間を形成する。この撓み可能空間によって、透明保護板１における枠体３の鍔部３ｂとの当接部付近において鍔部３ｂの先端に対応する部位に生じる剪断応力を小さくすることができる。従って、前記部位に破損が生じることを有効に抑制することができる。

なお、図１において、４は液晶表示パネル２の反表示面の側に設置された平板状のバックライトであり、４ａはバックライト４の周囲に設けられたアルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る金属枠体である。バックライト４及び金属枠体４ａは、透過型ＬＣＤの場合は設けるが、反射型ＬＣＤの場合は設けなくてもよい。

図２に示すように、枠体３が略四角形で開口３ａも四角形の場合、傾斜部３ｃを有する鍔部３ｂが開口３ａの複数の辺部、例えば、開口３ａの左辺部及び右辺部に形成されていることが好ましい。より好ましくは、表示面の上下方向中心線または横方向中心線に関して対称的な複数の辺部に形成されていることがよい。また、図２（ａ）のように開口３ａの上辺部、左辺部、右辺部に形成されていることが好ましい。これらの場合、透明保護板１における枠体３の鍔部３ｂとの当接部が鍔部３ｂの先端に対応する部位（部位Ｓとする）が剪断応力によって破損することをより抑えることができる。即ち、開口３ａは四角形であり、開口３ａの少なくとも３つの辺部の鍔部３ｂに傾斜部３ｃが形成されていることがより好ましい。この場合、透明保護板１における枠体３の鍔部３ｂとの当接部付近において鍔部３ｂの先端に対応する部位Ｓに発生する剪断応力を、開口３ａの３つの辺部においてほぼ均一に分散させることができる。その結果、前記剪断応力をより小さく抑えることができ、前記部位Ｓに破損が生じることをより有効に抑制することができる。勿論、開口３ａの４つの辺部の鍔部３ｂに傾斜部３ｃが形成されていることがより好ましい。また、図２（ａ）のように鍔部３ｂが開口３ａの上辺部、左辺部、右辺部に形成されている場合、開口３ａの下辺部は、図４に示す従来の構成の鍔部１３ｂが形成されていてもよく、あるいは開口３ａの下辺部は、鍔部３ｂがなくてもよい。なお、枠体３及び開口３ｂは、四角形以外の多角形であってもよい。

枠体３の鍔部３ｂは、１ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の厚み、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の幅を有している。鍔部３ｂの幅が５ｍｍ未満の場合、透明保護板１の位置の固定が不安定になる傾向がある。鍔部３ｂの幅が１０ｍｍを超える場合、鍔部３ｂの幅が大きいために液晶表示パネル２の表示面が小さくなる傾向がある。

また、鍔部３ｂは、透明保護板１の周縁部に当接する側の面の先端部に透明保護板１の周縁部から厚み方向に離間する傾斜部３ｃが形成されているが、傾斜部３ｃの幅は２ｍｍ〜５ｍｍ程度であることがよい。２ｍｍ未満では、透明保護板１の部位Ｓに加わる剪断応力が大きくなりやすいために、部位Ｓが破損しやすくなる。５ｍｍを超えると、透明保護板１の位置の固定が不安定になる傾向がある。また、傾斜部３ｃの傾斜角（θとする）は１度〜３０度が好ましく、より好ましくは１度〜１０度程度がよい。θが１度未満では、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板１が液晶表示パネル２の側に撓んで、透明保護板１における枠体３の鍔部３ｂとの当接部が鍔部３ｂの先端に対応する部位Ｓに容易に拡大する。その結果、発生する剪断応力を小さく抑えにくくなる。θが１０度を超えると、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板１が液晶表示パネル２の側に大きく撓んで、透明保護板１に衝撃が加わった部位及びその周囲が破損しやすくなる。また、傾斜部３ｃは平面的な傾斜部に限らず、上方に凸状とされた曲面的な傾斜部、複数の平面部を繋いだ傾斜部であってもよい。

本発明のＬＣＤは、透明保護板１は化学強化ガラスから成ることが好ましい。この場合、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板１の部位Ｓに破損が生じることをより有効に抑制することができる。また化学強化処理は、ガラスから成る透明保護板１の全面に施されていることが好ましい。これにより、透明保護板１の全面の表層部に圧縮応力層が形成されるので、透明保護板１の耐衝撃性が高まる。化学強化処理の一般的な方法は、ガラス中のアルカリイオンをよりイオン半径の大きい他のアルカリイオンに入れ替える方法、例えば、Ｌｉ^＋をＮａ^＋に入れ替える方法、Ｎａ^＋をＫ^＋に入れ替える方法であり、イオン交換法とも呼ばれている。例えば、ガラス転移点以下の温度（３８０℃〜４５０℃程度）の溶融塩にガラスを浸漬する方法である。

また本発明のＬＣＤは、図２（ｂ）に示すように、鍔部３ｂは切欠部３ｄが形成されている。この場合、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、鍔部３ｂが表示パネルの側に変形しやすくなる。その結果、透明保護板１の部位Ｓに発生する剪断応力をより小さく抑えることができる。従って、部位Ｓに破損が生じることをより有効に抑制することができる。切欠部３ｄは、開口３ａの上辺部のように、開口３ａの１辺部に複数形成されていてもよい。その場合、複数の切欠部３ｄは、枠体３の上下方向に伸びる中心線に対して線対称的な配置になっていることが、剪断応力を辺部全体に均等に分散させるうえで好ましい。また切欠部３ｄは、開口３ａの複数の辺部に形成されていてもよい。この場合、切欠部３ｄの配置が、枠体３の上下方向に伸びる中心線または枠体３の横方向に伸びる中心線に対して線対称的な配置になっていることが、剪断応力を枠体３全体に均等に分散させるうえで好ましい。

また透明保護板１は、液晶表示パネル２側の主面にアクリル樹脂等から成る透明樹脂層が形成されている。これにより、透明保護板１に外部から衝撃が加わった際に、透明保護板１に破損が生じたとしても、その破片が液晶表示パネル２を破壊することを抑えることができる。また、透明樹脂層がアクリル樹脂から成る場合、その屈折率は１．５程度となり、液晶表示パネル２を構成するガラス基板と同程度の屈折率となるため、液晶表示パネル２と透明樹脂層との界面における光の反射を抑えることができる。

本発明のＬＣＤは以下のようにして作製される。薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）素子を含む画素電極部が多数形成されたアレイ側基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタ側基板とを互いに対向させて、それらの基板を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板間に液晶を充填、封入させることによって作製される。また、一般的に、カラーフィルタ側基板は、ＴＦＴ素子及び画素電極に対向する側の主面（主面ａとする）の全面に、画素電極との間で液晶に印加する垂直電界を形成するための共通電極(基準電極)が形成されている。この共通電極は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式のＬＣＤである場合、アレイ側基板の画素電極部に画素電極と同じ面内に形成されることによって横電界を生じさせるものである。また共通電極は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式のＬＣＤである場合、アレイ側基板の画素電極部に画素電極の上方または下方に絶縁層を挟んで形成されることによって端部電界（Fringe Field）を生じさせるものである。また、カラーフィルタ側基板の主面ａには、それぞれの画素に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが形成されており、それぞれの画素を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタの外周を囲むように形成されている。

本発明のＬＣＤは、視認者側と反対側に、液晶表示パネル２に画像を形成するための透過光を、液晶表示パネル２の裏面側から入射するバックライト４が設けられていてもよい。このバックライト４には２つの方式がある。１つの方式は、発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子が液晶表示パネル２の画面の端に配置されているエッジライト方式である。このエッジライト方式においては、液晶表示パネル２の画面の端に配置されたＬＥＤ素子からの光を導光板によって画面全体に導いて均一に分散させる。エッジライト方式は、最大６０インチ程度までの画面において良好な光学的均一性を保持することができ、５〜１０ｍｍ程度の厚さのバックライト４が実現できる。

もう１つの方式は、直下型方式であり、液晶の画素の直下に多数のＬＥＤ素子を配置し
て、ＬＥＤ素子からの光を画素に直接入射させる方式である。この直下型方式は、それが適用される液晶表示パネル２の画面サイズに制限はなく、低消費電力、良好な熱放散性を有している。また、直下型方式は、エッジライト方式に比べてバックライト装置が厚くなる傾向があるが、１０ｍｍ程度以下の厚さに抑えることもできる。なお、ＬＥＤ素子の発光の駆動方法としては、一般にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によってパルス電流をＬＥＤ素子に入力する駆動方法が用いられる。

なお、本発明の表示装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良を含んでいてもよい。

本発明の表示装置としては、ＬＣＤ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、無機
ＥＬ装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（Field Emitting Display）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）装置、ＰＤＰ（Plasma Display）装置、電子ペーパーディスプレイ装置、ＤＭＤ（Digital micro Mirror Device）、圧電セラミックディスプレイなどの表示装置を用いることができる。

本発明の表示装置は各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、ヘッドアップディスプレイ、デジタル表示式腕時計などがある。

１透明保護板
２液晶表示パネル
３枠体
３ａ開口
３ｂ鍔部
３ｃ傾斜部
４バックライト
４ａ金属枠体
５保護部材

Claims

表示パネルと、その表示パネルの表示面を覆う透明保護板と、前記表示パネルを嵌め込むための開口、及びその開口の周囲に形成された、前記透明保護板の周縁部に当接する鍔部を有する枠体と、前記表示パネルの反表示面の側に設置された保護部材と、を有しており、前記鍔部は、前記透明保護板の前記周縁部に当接する側の面の先端部に前記透明保護板の前記周縁部から離間する傾斜部が形成されており、かつ外部から衝撃が加わった際に変形しやすいように、切欠部が形成されており、前記透明保護板は、前記表示パネル側の主面に形成された透明樹脂層を介して前記表示パネルに合わさっている表示装置。
前記透明保護板は化学強化ガラスから成る請求項１に記載の表示装置。