WO2020179229A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2020179229A1
WO2020179229A1 PCT/JP2020/000972 JP2020000972W WO2020179229A1 WO 2020179229 A1 WO2020179229 A1 WO 2020179229A1 JP 2020000972 W JP2020000972 W JP 2020000972W WO 2020179229 A1 WO2020179229 A1 WO 2020179229A1
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WO
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cover member
along
display panel
display device
viscous body
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Application number
PCT/JP2020/000972
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English (en)
French (fr)
Inventor
真一郎 岡
坂本　道昭
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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Publication date
Application filed by 株式会社ジャパンディスプレイ filed Critical 株式会社ジャパンディスプレイ
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Definitions

  • the present invention relates to a technique of a display device, and relates to a technique of transmitting a tactile sensation to an input person.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-94993
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2010-506499
  • An object of the present invention is to provide a technique for improving the performance of a display device.
  • a display device includes a display panel including a first surface, a second surface opposite to the first surface, a side surface intersecting the first surface and the second surface, and the display panel.
  • a housing to be accommodated, a cover member having a third surface facing the first surface of the display panel and a fourth surface opposite to the third surface, and covering the first surface of the display panel.
  • An actuator connected to the cover member and having a function of applying vibration to the cover member, and a viscous body arranged between the first surface of the display panel and the third surface of the cover member.
  • the dynamic elastic modulus of the viscous body is 1 ⁇ 10 -3 or less of Young's modulus of the viscous body. Is.
  • a display device includes a display panel having a first surface, a second surface opposite to the first surface, a side surface intersecting with the first surface and the second surface, and the display.
  • a housing for accommodating the panel, a third surface facing the first surface of the display panel, and a cover member having a fourth surface opposite to the third surface and covering the first surface of the display panel.
  • An actuator connected to the cover member and having a function of applying vibration to the cover member, and a viscous body arranged between the first surface of the display panel and the third surface of the cover member. Have. The viscous body exhibits fluidity when the actuator is operating and does not exhibit fluidity when the actuator is stopped.
  • FIG. 3 is a plan view on the display surface side showing an example of the display device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration example around a pixel included in the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a display area of the display device shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of a first conductive layer around a transparent region shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view showing a planar positional relationship among a display panel, a viscous body, and a cover member shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view of a second conductive layer around the transparent region shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view schematically showing a region in which a plurality of detour wiring portions shown in FIG. 5 are arranged.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing a state in which the bypass wirings shown in FIGS. 7 and 8 are overlapped with each other in the B portion shown in FIG. 8.
  • FIG. 11 is an enlarged plan view showing a state in which the bypass wirings shown in FIGS. 5 and 7 are superposed at the same position as in FIG. 10.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modification example of FIG. 2.
  • the display device a liquid crystal display device including a liquid crystal layer which is an electro-optical layer will be described.
  • the technique described below can be applied to various modifications other than the liquid crystal display device.
  • the electro-optical layer is optical by applying electrical energy such as an organic light emitting element layer, an inorganic light emitting element layer, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) shutter, or an electrophoresis element layer in addition to a liquid crystal layer. Any layer may be used as long as it includes a device whose characteristics change.
  • a method of inputting a command to the display device there is a method of detecting the position of the input device by bringing an input tool such as a finger or a touch pen close to the display device.
  • an input method is referred to as “touch detection”, “touch detection function”, or “touch detection method”.
  • touch detection function there is a method of detecting a change in the capacitance of the capacitive element by using the capacitive element provided in the display device. This method is referred to as a capacitance method.
  • a display device having a touch detection function may be referred to as a touch panel.
  • the display device described in the following embodiments has a function of causing the input person to perceive the same touch (click feeling in the present application) as when the user touches the touch panel and clicks the button. ..
  • this function is referred to as a tactile function.
  • the input person perceives that the command is input by the contact of a finger or the like through the tactile function provided in the display device.
  • FIG. 1 is a plan view on the display surface side showing an example of the display device of the present embodiment.
  • the outlines of the cover member CVM, the spring SPR, and the actuator ACT housed in the housing CS1 are shown by dotted lines.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the display panel DP1 has a substrate, a polarizing plate, and the like, but the illustration is omitted in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the display panel shown in FIG. In FIG.
  • FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration example of a display function, a touch detection function, and an external force application function included in the display device shown in FIG.
  • the display device DSP1 has a display panel including a front DPf, a back DPb opposite the front DPf, and side DPs intersecting the front DPf and the back DPb.
  • the display device DSP1 has a housing CS1 in which the display panel DP1 is housed.
  • the display device DSP1 includes a back surface CVb facing the front surface DPf of the display panel DP1 and a front surface CVf on the opposite side of the back surface CVb, and has a cover member CVM covering the front surface DPf of the display panel DP1.
  • the display device DSP1 has an actuator ACT that is connected to the cover member CVM and has a function of applying an external force to the cover member CVM.
  • the display device DSP1 has a viscous body OCA arranged between the front surface DPf of the display panel DP1 and the back surface CVb of the cover member CVM.
  • the display device DSP1 has a circuit board CB1 including a circuit for driving the display panel DP1. Further, the display device DSP1 has a light source BL that irradiates light toward the display panel DP1. In the case of the example shown in FIG. 2, since the display panel DP1 is a liquid crystal display panel, the light source BL is arranged. However, when a self-luminous electro-optical layer is provided as the electro-optical layer, the light source BL is unnecessary.
  • FIG. 1 it is a container that collectively stores a plurality of parts including the display panel DP1 (see FIG. 2).
  • An opening CSh is formed in the center of the housing CS1 in a plan view.
  • Each of the display panel DP1, the cover member CVM, the viscous body OCA, the light source BL, the circuit board CB1, the actuator ACT, and the spring SPR shown in FIG. 2 is housed in the opening CSh. Further, a part of the cover member CVM is exposed from the housing CS1 in the opening CSh formed in the housing CS1.
  • the material of the housing CS1 is not particularly limited as long as it has the strength to protect the members to be housed.
  • the housing CS1 may be made of metal or resin.
  • the display panel DP1 shown in FIG. 2 is, for example, a liquid crystal display panel.
  • the display panel DP1 has a substrate 10 and a substrate 20 which are bonded so as to face each other via the liquid crystal layer LQ.
  • the substrate 10 and the substrate 20 face each other in the thickness direction of the display device DSP1.
  • the substrate 10 has a front surface 10f facing the liquid crystal layer LQ (and the substrate 20).
  • the substrate 20 has a back surface 20b facing the front surface 10f (and the liquid crystal layer LQ) of the substrate 10.
  • the substrate 10 and the substrate 20 are bonded and fixed via the sealing material SLM arranged in the peripheral area.
  • the sealing material SLM is arranged so as to surround the periphery of the liquid crystal layer LQ.
  • the liquid crystal layer LQ is sealed in the area surrounded by the sealing material SLM. Therefore, the liquid crystal layer LQ is not exposed on the side surface DPs (see FIG. 3) of the display panel DP1.
  • the display device DSP1 has an optical element OD1 and an optical element OD2.
  • the optical element OD1 is arranged between the substrate 10 and the light source BL.
  • the optical element OD2 is arranged on the display surface side of the substrate 20, that is, on the opposite side of the substrate 10 with the substrate 20 in between.
  • the optical element OD1 and the optical element OD2 each include at least a polarizing plate, and may include a retardation plate if necessary.
  • the laminated body from the optical element OD1 to the optical element OD2 constitutes the display panel DP1.
  • the optical element OD1 has a back surface DPb of the display panel DP1, and the optical element OD2 has a front surface DPf of the display panel DP1.
  • a functional film such as a protective film that protects the optical element OD2 may be formed between the optical element OD2 and the viscous body OCA shown in FIG. ..
  • the functional film covering the optical element OD2 has the front surface DPf of the display panel DP1.
  • a functional film such as a protective film that protects the optical element OD1 may be formed between the optical element OD1 and the light source BL.
  • the functional film covering the optical element OD1 has a back surface DPb of the display panel DP1.
  • the display drive circuit 30 shown in FIG. 4 is formed between the substrate 10 and the liquid crystal layer LQ.
  • An optical filter layer is formed between the substrate 20 and the liquid crystal layer LQ.
  • the optical filter layer is formed with a color filter that controls the transmittance of visible light according to the wavelength range of light, and a light-shielding film that blocks visible light.
  • the light-shielding film is formed in a grid shape in the display area, and the plurality of pixels are partitioned by the light-shielding film.
  • the display device DSP1 includes a display drive circuit 30 that drives the liquid crystal layer LQ shown in FIG. 3 to display an image, and a display control circuit 31 that controls the drive of the display drive circuit 30.
  • the display drive circuit 30 is formed on the display panel DP1
  • the display control circuit 31 is formed on the circuit board CB1.
  • the display control circuit 31 may be formed on the display panel DP1.
  • a display drive circuit 30 is formed between the substrate 10 and the liquid crystal layer LQ.
  • the display drive circuit 30 is supplied with a plurality of transistors as switching elements, a plurality of signal wirings for supplying electric signals to the plurality of transistors, and a potential necessary for forming an electric field for driving the liquid crystal layer LQ. Power wiring is included.
  • the display device DSP1 has a touch detection drive circuit 40 that drives the touch detection function, and a touch detection control circuit 41 that controls the drive of the touch detection drive circuit 40.
  • the touch detection drive circuit 40 is formed on the display panel DP1
  • the touch detection control circuit 41 is formed on the circuit board CB1.
  • the touch detection control circuit 41 may be formed on the display panel DP1.
  • the touch detection drive circuit 40 includes at least a plurality of detection electrodes for detecting the position where a finger, a touch pen, or the like is approaching, and a plurality of signal wirings for transmitting electrical signals from the plurality of detection electrodes to the touch detection control circuit 41. And are included.
  • the plurality of detection electrodes may be formed between the optical element OD2 and the substrate 20 shown in FIG. 3, for example. Further, the plurality of detection electrodes may also serve as electrodes included in the display drive circuit 30 shown in FIG. In this case, the plurality of detection electrodes are formed between the substrate 10 and the liquid crystal layer LQ shown in FIG. In addition, as a modification of FIG. 4, a plurality of detection electrodes may be formed on the cover member CVM.
  • the display device DSP1 also includes an external force application drive circuit 50 that drives the actuator ACT, and an external force application control circuit 51 that controls the drive of the external force application drive circuit 50.
  • the external force applying drive circuit 50 is formed on the actuator ACT
  • the external force applying control circuit 51 is formed on the circuit board CB1.
  • the external force application control circuit 51 may be formed on the display panel DP1.
  • the external force application control circuit 51 is electrically connected to the touch detection control circuit 41. Therefore, the actuator ACT can be driven based on the touch detection signal. For example, when an input person who inputs a command touches the cover member CVM with a finger, the actuator ACT is driven and an external force is applied to the cover member CVM.
  • the cover member CVM vibrates due to the external force applied from the actuator ACT and the elastic force of the plurality of springs SPR shown in FIG. This vibration is transmitted to the finger of the input person, and the input person recognizes this vibration as a click feeling.
  • the display device DSP1 has a display function for displaying an image and a touch detection function. Further, the display device DSP1 has a tactile function that causes the input person to recognize a click feeling at the time of touch detection.
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing directions of external force applied by the actuator and the spring shown in FIG.
  • the housing CS1 shown in FIG. 5 shows a cross section taken along line BB shown in FIG.
  • the housing CS1 shown in FIG. 5 has a sectional view of the same height as the back surface CVb of the cover member CVM shown in FIG. Therefore, in FIG. 5, only the side wall of the housing CS1 is shown.
  • FIG. 6 is a plan view showing a planar positional relationship between the display panel, the viscous body, and the cover member shown in FIG. In FIG.
  • the contour of the viscous body OCA is shown by a solid line
  • the contour of the display panel DP1 is shown by a dotted line
  • the contour of the cover member CVM is shown by a two-dot chain line.
  • the front surface CVf of the cover member CVM has a side CVs1 extending along the X direction and a side CVs2 on the opposite side of the side CVs1 and extending along the X direction. Further, the front surface CVf has sides CVs3 extending along the Y direction intersecting in the X direction (orthogonal in FIG. 5), and sides CVs4 on the opposite side of the sides CVs3 and extending along the Y direction. In the example shown in FIG. 4, the lengths of the sides CVs1 and CVs2 are shorter than the lengths of the sides CVs3 and CVs4, respectively.
  • the actuator ACT of the display device DSP1 is arranged along the sides CVs1.
  • each of the plurality of spring SPRs of the display device DSP1 is arranged along the sides CVs2.
  • Each of the actuator ACT and the plurality of spring SPRs is fixed to the side wall of the housing CS1.
  • the actuator ACT When the actuator ACT is driven by the external force application drive circuit 50 (see FIG. 4), the external force F1 schematically shown by a plurality of arrows in FIG. 5 is applied to the cover member CVM.
  • the external force F1 is a force in the direction from the side CVs1 of the cover member CVM toward the side CVs2.
  • the cover member CVM that has received the external force F1 moves in the same direction as the external force F1. Therefore, each of the plurality of spring SPRs arranged along the sides CVs2 is sandwiched between the cover member CVM and the side wall of the housing CS1 and compressed.
  • the actuator ACT is turned off to stop the source of the external force F1.
  • the elastic force F2 of the spring SPR is applied to the cover member CVM, as shown by a plurality of arrows in FIG.
  • the elastic force F2 is a force acting in the opposite direction to the external force F1.
  • the cover member CVM moves in the direction from the side CVs2 of the cover member CVM toward the side CVs1 by the elastic force F2.
  • the actuator ACT is driven again (in other words, turned on) to generate an external force F1.
  • the cover member vibrates linearly along the Y direction.
  • the frequency of the cover member CVM is defined by the period in which the external force F1 is applied. For example, the cover member CVM vibrates along the Y direction at a frequency of about 1/2 cycle per second.
  • the actuator ACT is not limited in drive principle as long as it can apply the external force F1 to the cover member CVM.
  • the actuator ACT for example, an electromagnetic actuator that operates a moving part by using the electromagnetic force of a solenoid, a piezo actuator that uses a piezo element, an actuator that uses a shape memory alloy element, and an electrostatic that uses an electrostatic attraction as a driving force.
  • An actuator or the like can be used.
  • the actuator ACT and the cover member CVM may or may not be adhered to each other.
  • the tip of the movable part of the actuator ACT is adhered to the cover member CVM and the non-movable part of the actuator ACT is adhesively fixed to the housing CS1
  • the operation of the movable part of the actuator ACT and the operation of the cover member CVM are performed. Easy to synchronize. Even if the movable portion of the actuator ACT is not adhered to the cover member CVM, if the cover member CVM moves due to the elastic force F2, the movable portion of the actuator ACT and the cover member CVM come into contact with each other.
  • the cover member CVM cannot be fixed to the housing CS1 in order to operate the cover member CVM as described above.
  • a guide rail CSg for instructing the cover member CVM is provided on the long side of the side wall of the housing CS1 (the side along the sides CVs3 and CVs4 of the cover member CVM).
  • the guide rail CSg is formed so as to extend along the Y direction, and the cover member CVM is supported by the housing CS1 in a movable state along the guide rail CSg.
  • each of the display panel DP1, the light source BL, and the circuit board CB1 shown in FIG. 2 is fixed to the housing CS1. If these parts vibrate along with the operation of the actuator ACT, it causes a failure. Therefore, when the tactile function is realized by vibrating the cover member CVM of the display device DSP1, it is necessary to suppress the vibration of the cover member CVM from being transmitted to the display panel DP1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device which is an example of examination with respect to FIG.
  • the display device DSP2 shown in FIG. 7 is a display device DSP1 shown in FIG. 2 in that the display panel DP1 and the cover member CVM do not come into contact with each other and the air layer AS1 is interposed between the display panel DP1 and the cover member CVM. Is different from.
  • the cover member CVM is supported by the housing CS1, but is not fixed.
  • the cover member CVM has an air layer AS1 that is a hollow space between the cover member CVM and the structure including the display panel DP1, the light source BL, and the circuit board CB1. Therefore, when the cover member CVM vibrates, the energy of the vibration is dispersed in the air layer AS1 and hardly transmitted to the structure including the display panel DP1.
  • the optical characteristics of the display device DSP2 deteriorate due to the presence of the air layer AS1 between the display panel DP1 and the cover member CVM.
  • the refractive index of the air layer AS1 is smaller than the refractive index of each member constituting the cover member CVM and the display panel DP1, and can be regarded as almost 1. Further, the refractive index of the air layer AS1 easily changes depending on the environmental temperature. Therefore, if the air layer AS1 intervenes in the transmission path of visible light, the optical characteristics deteriorate due to the refractive index of the air layer AS1.
  • the refractive index of the cover member CVM and the refractive index of the air layer AS1 cannot be optically matched at the interface between the cover member CVM and the air layer AS1, external light is reflected and the display quality deteriorates. There is. Further, at the interface between the display panel DP1 and the air layer AS1 or the interface between the air layer AS1 and the cover member CVM, optical matching cannot be performed, so that the visible light from the display panel DP1 is refracted and the display quality is improved. It may decrease.
  • the viscous body OCA is arranged between the front surface DPf of the display panel DP1 and the back surface CVb of the cover member CVM.
  • the viscous body OCA includes a back surface OCb bonded to the front surface DPf of the display panel DP1 and a front surface OCf bonded to the back surface CVb of the cover member CVM.
  • the front surface DPf of the display panel DP1 and the rear surface CVb of the cover member CVM are filled with the viscous body OCA, and there is no air layer AS1 shown in FIG.
  • the viscous body OCA Since the viscous body OCA is present in the visible light transmission path, it has optical characteristics of transmitting visible light.
  • the viscous body OCA has the following characteristics.
  • the viscous body OCA has a gel structure in a static state to which no external stress is applied. In a state having a gel structure (hereinafter referred to as a gel state), the viscous body OCA does not exhibit fluidity. Further, the viscous body OCA is in a sol state because the gel structure is destroyed by the external stress. In the sol state, the viscous material OCA exhibits fluidity. Further, when the stress from the outside is stopped, the gel structure of the viscous body OCA is regenerated and the fluidity is not exhibited again. As described above, the phenomenon in which the gel state and the sol state are interchanged in relation to the stress applied from the outside is called thixotropy.
  • the above-mentioned characteristics of the viscous body OCA can be expressed as follows. That is, when a periodic stress having a frequency of 1/2 cycle per second is applied to the viscous body OCA, the dynamic elastic modulus of the viscous body OCA is 1 ⁇ 10 -3 or less of the Young's modulus of the viscous body OCA.
  • the Young's modulus of the viscous body OCA when the actuator ACT shown in FIG. 2 is not operating is about 2.5 to 3 GPa (gigapascal).
  • the dynamic elastic modulus of the viscous body OCA is about 3 to 7 GPa. is there.
  • the viscous body OCA having the above characteristics is in a gel state when the actuator ACT shown in FIG. 2 is not operating, and is adhered to each of the cover member CVM and the display panel DP1. Further, when the actuator ACT shown in FIG. 2 is operated, the gel structure of the viscous body OCA is destroyed to show fluidity. Since the viscous body OCA in the sol state is adhered to each of the cover member CVM and the display panel DP1 but exhibits fluidity, the vibration of the cover member CVM is dispersed by the viscous body OCA. As a result, it is possible to prevent the vibration of the cover member CVM from being transmitted to the display panel DP1.
  • the dynamic elastic modulus of the viscous body OCA is 1 ⁇ 10 -3 or less (in other words, 1/1000 times or less) of the Young's modulus of the viscous body OCA, vibration transmission is sufficient. Can be suppressed.
  • the viscous body OCA is arranged so as to cover almost the entire front surface DPf of the display panel DP1. Strictly speaking, as shown in FIG. 6, the outer edge portion of the front surface DPf is exposed from the viscous body OCA. However, at least the effective display area of the display panel DP1 is entirely covered with the viscous body OCA. Compared with the air layer AS1 shown in FIG. 5, the viscous body OCA facilitates optical matching with the refractive index of the cover member CVM and the refractive index of the display panel DP1.
  • the refractive index of the viscous body OCA is, for example, about 1.5 to 1.75.
  • the refractive index of the cover member CVM is about 1.5 to 1.75. Therefore, in the case of the display device DSP1 shown in FIG. 2, deterioration of display quality can be suppressed as compared with the display device DSP2 shown in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the direction of an external force applied by an actuator of a display device which is a modification example of FIG.
  • the display device DSP3 shown in FIG. 8 differs from the display device DSP1 shown in FIG. 5 in that the plurality of springs SPR shown in FIG. 5 are not provided.
  • the movable portion of the actuator ACT of the display device DSP3 shown in FIG. 8 has a structure capable of reciprocal movement along the Y direction. In this case, as shown by an arrow in FIG. 8, an external force F3 that cyclically reciprocates in the Y direction is applied to the cover member CVM from the actuator ACT. In this case, as described above, the tip of the movable portion of the actuator ACT is adhesively fixed to the cover member CVM. Further, as shown in FIG. 8, in the case of the display device DSP3, a plurality of springs SPR (see FIG.
  • FIG. 9 is a plan view showing a modified example of the display device shown in FIG. Although FIG. 9 is a plan view, different hatchings are attached to each of the viscous body OCA and the fluid FL1 in order to make it easy to distinguish the plan shapes.
  • 10 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. FIG. 10 corresponds to the cross section shown in FIG.
  • the display device DSP4 shown in FIGS. 9 and 10 differs from the display device DSP1 shown in FIG. 6 in that the viscous body OCA is formed in a frame shape.
  • the fluid FL1 is arranged in the region surrounded by the frame-shaped viscous body OCA.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the display device shown in FIG. 10 corresponds to the cross section shown in FIG.
  • the display device DSP4 shown in FIGS. 9 and 10 differs from the display device DSP1 shown in FIG. 6 in that the viscous body OCA is formed in a frame shape.
  • the fluid FL1
  • the fluid FL1 is enclosed in a space surrounded by the viscous body OCA, the display panel DP1, and the cover member CVM. Further, the fluid FL1 is in contact with the viscous body OCA, the display panel DP1, and the cover member CVM.
  • the fluid FL1 is a refractive index matching oil adjusted to optically match the refractive index of the cover member CVM and the refractive index of the display panel DP1.
  • the refractive index of the fluid FL1 is adjusted so that external light is not reflected and visible light emitted from the display panel DP1 is not reflected or scattered.
  • the refractive index of the fluid FL1 is, for example, about 1.5 to 1.75.
  • the refractive index of the cover member CVM is about 1.5 to 1.75.
  • the fluid FL1 is easier to adjust the refractive index than the viscous body OCA. However, it is difficult to selectively interpose the fluid FL1 between the display panel DP1 and the cover member CVM because the fluid FL1 alone spills into the housing CS1.
  • the viscous body OCA is used as a sealing material for the fluid FL1. Since the fluid FL1 is sealed by the viscous body OCA, it does not spill around and can be held between the display panel DP1 and the cover member CVM. Further, the viscous body OCA is different from a simple adhesive, and is composed of a substance in which the gel state and the sol state are repeatedly exchanged as described above. Therefore, if the viscous body OCA is used as the sealing material, it is possible to suppress the vibration of the cover member CVM from being transmitted to the display panel DP1 via the sealing material.
  • the display device DSP4 if the entire display area of the display panel DP1 is covered with the fluid FL1, the requirement regarding the refractive index of the viscous body OCA is compared with that of the display device DSP1 shown in FIG. Small. Therefore, the degree of freedom in material selection when selecting the raw material for the viscous body OCA is increased.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a modification example of FIG.
  • the display device DSP5 shown in FIG. 11 is different from the display device DSP4 shown in FIG. 10 in that a plurality of spacer members SP1 are dispersedly arranged in the fluid FL1.
  • a plurality of spacer members SP1 dispersedly arranged in the fluid FL1 are arranged.
  • the shape of the plurality of spacer members SP1 is spherical.
  • the fluid FL1 made of matching oil exhibits fluidity, it is not suitable as a member for maintaining the distance between the cover member CVM and the display panel DP1. Therefore, in the display device DSP5, a plurality of spacer members SP1 are arranged as members that maintain the distance between the cover member CVM and the display panel DP1.
  • the spacer member is required to have strength enough to maintain the distance between the cover member CVM and the display panel DP1. Therefore, a hard material is selected.
  • the spacer member SP1 is formed in a spherical shape, even if the cover member CVM vibrates, the vibration is difficult to be transmitted to the display panel DP1.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing another modification example of FIG.
  • the display device DSP6 shown in FIG. 12 differs from the display device DSP1 shown in FIG. 2 in that the actuator ACT is attached to the back surface CVb of the cover member CVM.
  • the movable portion of the actuator ACT included in the display device DSP6 is adhesively fixed to the back surface CVb of the cover member CVM. Further, the non-movable part of the actuator ACT is fixed to the housing CS1.
  • the movable portion of the actuator ACT of the display device DSP6 shown in FIG. 12 has a structure capable of reciprocating motion along the Y direction. In this case, as shown by an arrow in FIG.
  • an external force F3 that cyclically reciprocates along the Y direction is applied to the cover member CVM from the actuator ACT. Further, as shown in FIG. 12, in the case of the display device DSP3, a plurality of springs SPR (see FIG. 5) are unnecessary. When vibration is applied only by the operation of the actuator ACT regardless of the elastic force F2 of the spring SPR (see FIG. 5), it is easy to control the vibration cycle. Further, when vibration is applied only by the operation of the actuator ACT, it is easy to stabilize the operation of the cover member CVM.
  • the present invention can be used for a display device.

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Abstract

表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルが収容される筐体と、前記表示パネルの前面を覆うカバー部材と、前記カバー部材に接続され、前記カバー部材に振動を印加する機能を備えるアクチュエータと、前記表示パネルと前記カバー部材との間に配置される粘性体と、を有する。前記粘性体は、前記表示パネルおよび前記カバー部材に接着され、毎秒１／２周期の振動数の周期的応力が粘性体に付与された時、前記粘性体の動的弾性率は、前記粘性体のヤング率の１×１０－３以下である。

Description

表示装置
　本発明は、表示装置の技術に関し、入力者に触覚を伝達する技術に関する。
　特許文献１（特開２００７－９４９９３号公報）および特許文献２（特開２０１０－５０６４９９号公報）には、タッチパネルを振動させることにより、入力者に触覚を伝達する機能を備えた表示装置が記載されている。
特開２００７－９４９９３号公報 特開２０１０－５０６４９９号公報
　入力者の指等が表示装置の一部に接触した時に、表示装置を振動させて入力者にクリック感を認識させる技術がある。表示パネルを覆うカバー部材を振動させる表示装置の場合、カバー部材の振動が表示パネルに伝わることを抑制する必要がある。ところが、表示パネルとカバー部材との間に空気層を配置すると、表示装置の光学特性が低下する原因になる。
　本発明の目的は、表示装置の性能を向上させる技術を提供することにある。
　本発明の一態様である表示装置は、第１面、前記第１面の反対側の第２面、前記第１面および前記第２面と交差する側面を備える表示パネルと、前記表示パネルが収容される筐体と、前記表示パネルの前記第１面と対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を備え、前記表示パネルの前記第１面を覆うカバー部材と、前記カバー部材に接続され、前記カバー部材に振動を印加する機能を備えるアクチュエータと、前記表示パネルの前記第１面と前記カバー部材の前記第３面との間に配置される粘性体と、を有する。前記粘性体は、毎秒１／２周期の振動数の周期的応力が前記粘性体に付与された時、前記粘性体の動的弾性率は、前記粘性体のヤング率の１×１０－３以下である。
　本発明の別の一態様である表示装置は、第１面、前記第１面の反対側の第２面、前記第１面および前記第２面と交差する側面を備える表示パネルと、前記表示パネルが収容される筐体と、前記表示パネルの第１面と対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を備え、前記表示パネルの前記第１面を覆うカバー部材と、前記カバー部材に接続され、前記カバー部材に振動を印加する機能を備えるアクチュエータと、前記表示パネルの前記第１面と前記カバー部材の前記第３面との間に配置される粘性体と、を有する。前記粘性体は、前記アクチュエータが動作している時に流動性を示し、かつ、前記アクチュエータの動作が停止している時には流動性を示さない。
一実施の形態である表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図１に示す表示装置が備える画素周辺の回路構成例を示す回路図である。 図２に示す表示装置の表示領域の拡大断面図である。 図１に示す透明領域周辺の第１導電層の拡大平面図である。 図２に示す表示パネル、粘性体、およびカバー部材の平面的な位置関係を示す平面図である。 図１に示す透明領域周辺の第２導電層の拡大平面図である。 図１に示す図１に示す透明領域周辺の第３導電層の拡大平面図である。 図５に示す複数の迂回配線部が配置される領域を模式的に示す拡大平面図である。 図８に示すＢ部において、図７および図８に示す迂回配線を重ねあわせた状態を示す拡大平面図である。 図１０と同じ位置において、図５および図７に示す迂回配線を重ねあわせた状態を示す拡大平面図である。 は、図２に対する他の変形例を示す断面図である。
　以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
　以下の実施の形態では、表示装置の例として、電気光学層である液晶層を備えた液晶表示装置を取り上げて説明する。ただし、以下で説明する技術は、液晶表示装置の他、種々の変形例に適用できる。例えば、電気光学層は、液晶層の他、有機発光素子層、無機発光素子層、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）シャッター、あるいは、電気泳動素子層など、電気的なエネルギーを印加することにより、光学特性が変化する素子を含んだ層であれば良い。
　また、表示装置に対してコマンドを入力する方法として、指やタッチペンなどの入力具を表示装置に近づけることにより、入力具の位置を検出する方法がある。本願では、このような入力方法について、「タッチ検出」、「タッチ検出機能」、あるいは「タッチ検出方法」と記載する。また、タッチ検出機能を実現するために、表示装置が備える容量素子を利用して、容量素子の静電容量の変化を検出する方式がある。この方式のことを静電容量方式と記載する。また、タッチ検出機能を備える表示装置のことを、タッチパネルと記載する場合がある。
　また、以下の実施の形態で説明する表示装置は、入力者が、タッチパネルにタッチした時に、ボタンをクリックした時と同様の感触（本願ではクリック感と記載する）を知覚させる機能を備えている。本願では、この機能のことを触覚機能と記載する。言い換えれば、入力者は、指などの接触によりコマンドが入力されたことを、表示装置が備える触覚機能を介して知覚する。
　（実施の形態１）
　＜表示装置の構成＞
　まず、表示装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態の表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。図１では、筐体ＣＳ１に収容されたカバー部材ＣＶＭ、バネＳＰＲおよびアクチュエータＡＣＴの輪郭を点線で示している。図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。後述するように、表示パネルＤＰ１は、基板や偏光板などを有しているが、図２では図示を省略している。図３は、図２に示す表示パネルの構成例を示す断面図である。図３では、基板１０と基板２０との間に配置される表示回路や光学フィルタ層の図示を省略している。図４は、図１に示す表示装置が備える表示機能、タッチ検出機能、および外力印加機能の構成例を示す回路ブロック図である。
　図２に示すように、表示装置ＤＳＰ１は、前面ＤＰｆ、前面ＤＰｆの反対側の背面ＤＰｂ、前面ＤＰｆおよび背面ＤＰｂと交差する側面ＤＰｓを備える表示パネルを有する。表示装置ＤＳＰ１は、表示パネルＤＰ１が収容される筐体ＣＳ１を有する。また、表示装置ＤＳＰ１は、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆと対向する背面ＣＶｂおよび背面ＣＶｂの反対側の前面ＣＶｆを備え、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆを覆うカバー部材ＣＶＭを有する。また、表示装置ＤＳＰ１は、カバー部材ＣＶＭに接続され、カバー部材ＣＶＭに外力を印加する機能を備えるアクチュエータＡＣＴを有する。また、表示装置ＤＳＰ１は、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆとカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂとの間に配置される粘性体ＯＣＡを有する。
　また、表示装置ＤＳＰ１は、表示パネルＤＰ１を駆動する回路を備える回路基板ＣＢ１を有する。また、表示装置ＤＳＰ１は、表示パネルＤＰ１に向かって光を照射する光源ＢＬを有する。なお、図２に示す例の場合、表示パネルＤＰ１が液晶表示パネルであるため、光源ＢＬが配置される。ただし、電気光学層として自発光型の電気光学層を備える場合には、光源ＢＬは不要である。
　図１に示すように、表示パネルＤＰ１（図２参照）を含む複数の部品を一括して収容する容器になっている。平面視において、筐体ＣＳ１の中央には、開口部ＣＳｈが形成される。図２に示す表示パネルＤＰ１、カバー部材ＣＶＭ、粘性体ＯＣＡ、光源ＢＬ、回路基板ＣＢ１、アクチュエータＡＣＴ、およびバネＳＰＲのそれぞれは、開口部ＣＳｈ内に収容されている。また、カバー部材ＣＶＭの一部分は、筐体ＣＳ１に形成された開口部ＣＳｈにおいて筐体ＣＳ１から露出している。筐体ＣＳ１は、収容される部材を保護する強度を備えていれば特に材料は限定されない。例えば、筐体ＣＳ１が金属製の場合もあり、樹脂製の場合もある。
　図２に示す表示パネルＤＰ１は、例えば、液晶表示パネルである。図３に示すように、表示パネルＤＰ１は、液晶層ＬＱを介して対向するように貼り合せられた基板１０および基板２０を有している。基板１０と基板２０とは、表示装置ＤＳＰ１の厚さ方向において互いに対向する。基板１０は、液晶層ＬＱ（および基板２０）と対向する前面１０ｆを有する。また基板２０は、基板１０の前面１０ｆ（および液晶層ＬＱ）と対向する背面２０ｂを有する。
　基板１０と基板２０は、周辺領域に配置されるシール材ＳＬＭを介して接着固定される。シール材ＳＬＭは、液晶層ＬＱの周囲を囲むように配置される。液晶層ＬＱは、シール材ＳＬＭで囲まれた領域内に密封される。このため、液晶層ＬＱは、表示パネルＤＰ１の側面ＤＰｓ（図３参照）には露出しない。
　また、表示装置ＤＳＰ１は、光学素子ＯＤ１と、光学素子ＯＤ２と、を有する。光学素子ＯＤ１は、基板１０と光源ＢＬとの間に配置される。光学素子ＯＤ２は、基板２０の表示面側、すなわち基板２０を挟んで基板１０の反対側に配置される。光学素子ＯＤ１および光学素子ＯＤ２は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。図３に示す例では、光学素子ＯＤ１から光学素子ＯＤ２までの積層体が表示パネルＤＰ１を構成する。光学素子ＯＤ１は、表示パネルＤＰ１の背面ＤＰｂを持ち、光学素子ＯＤ２は、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆを持つ。なお、図３に示す構成例に対する変形例として、例えば光学素子ＯＤ２と図２に示す粘性体ＯＣＡとの間に、光学素子ＯＤ２を保護する保護膜などの機能性膜が形成されていても良い。この場合、光学素子ＯＤ２上を覆う機能性膜は、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆを持つ。同様に、例えば光学素子ＯＤ１と光源ＢＬとの間に、光学素子ＯＤ１を保護する保護膜などの機能性膜が形成されていても良い。この場合、光学素子ＯＤ１を覆う機能性膜は、表示パネルＤＰ１の背面ＤＰｂを持つ。
　なお、図３では図示を省略したが、基板１０と液晶層ＬＱとの間には、図４に示す表示用駆動回路３０が形成されている。また、基板２０と液晶層ＬＱとの間には、光学フィルタ層が形成される。光学フィルタ層には、光の波長域に応じて可視光の透過率を制御するカラーフィルタ、および可視光を遮光する遮光膜が形成されている。遮光膜は表示領域において格子状に形成され、複数の画素は、遮光膜により区画される。
　図４に示すように、表示装置ＤＳＰ１は、図３に示す液晶層ＬＱを駆動して映像を表示する表示用駆動回路３０と、表示用駆動回路３０の駆動を制御する表示用制御回路３１と、を有する。図４に示す例では、表示用駆動回路３０は、表示パネルＤＰ１に形成され、表示用制御回路３１は、回路基板ＣＢ１に形成される。ただし、変形例として表示用制御回路３１が表示パネルＤＰ１に形成される場合もある。
　図３では図示を省略したが、基板１０と液晶層ＬＱとの間には、表示用駆動回路３０が形成される。表示用駆動回路３０には、スイッチング素子としての複数のトランジスタ、複数のトランジスタのそれぞれに電気信号を供給する複数の信号配線、液晶層ＬＱを駆動する電界を形成するために必要な電位を供給する電源配線などが含まれる。
　また、表示装置ＤＳＰ１は、タッチ検出機能を駆動するタッチ検出用駆動回路４０と、タッチ検出用駆動回路４０の駆動を制御するタッチ検出用制御回路４１と、を有する。図４に示す例では、タッチ検出用駆動回路４０は、表示パネルＤＰ１に形成され、タッチ検出用制御回路４１は、回路基板ＣＢ１に形成される。ただし、変形例としてタッチ検出用制御回路４１が表示パネルＤＰ１に形成される場合もある。
　タッチ検出用駆動回路４０には、少なくとも、指やタッチペンなどが近づいた位置を検出する複数の検出電極と、複数の検出電極からの電気信号をタッチ検出用制御回路４１に伝送する複数の信号配線と、が含まれる。複数の検出電極は、例えば図３に示す光学素子ＯＤ２と基板２０との間に形成される場合がある。また、複数の検出電極は、図４に示す表示用駆動回路３０に含まれる電極と兼ねる場合がある。この場合、複数の検出電極は、図３に示す基板１０と液晶層ＬＱとの間に形成される。また、図４に対する変形例として複数の検出電極が、カバー部材ＣＶＭに形成される場合もある。
　また、表示装置ＤＳＰ１は、アクチュエータＡＣＴを駆動する外力印加用駆動回路５０と、外力印加用駆動回路５０の駆動を制御する外力印加用制御回路５１と、を有する。図５に示す例では、外力印加用駆動回路５０は、アクチュエータＡＣＴに形成され、外力印加用制御回路５１は、回路基板ＣＢ１に形成される。ただし、変形例として外力印加用制御回路５１が表示パネルＤＰ１に形成される場合もある。
　外力印加用制御回路５１は、タッチ検出用制御回路４１と電気的に接続される。このため、タッチ検出の信号に基づいてアクチュエータＡＣＴを駆動することができる。例えば、コマンドを入力する入力者がカバー部材ＣＶＭに指をタッチすると、アクチュエータＡＣＴが駆動して、カバー部材ＣＶＭに外力が印加される。カバー部材ＣＶＭは、アクチュエータＡＣＴから印加される外力と、図１に示す複数のバネＳＰＲの弾性力により、振動する。この振動は、入力者の指に伝達され、入力者は、この振動をクリック感として認識する。
　上記の通り、表示装置ＤＳＰ１は、映像を表示する表示機能と、タッチ検出機能と、を備えている。また、表示装置ＤＳＰ１は、タッチ検出時に入力者にクリック感を認識させる触覚機能を備えている。
　＜触覚機能の詳細＞
　次に、上記した表示機能、タッチ検出機能、および触覚機能のうち、触覚機能の詳細について説明する。図５は、図１に示すアクチュエータおよびバネにより印加される外力の方向を模式的に示す説明図である。図５に示す筐体ＣＳ１は、図２に示すＢ－Ｂ線に沿った断面を示している。言い換えれば、図５に示す筐体ＣＳ１は、図２に示すカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂと同じ高さの断面図になっている。このため、図５では、筐体ＣＳ１は、側壁のみが図示されている。図６は、図２に示す表示パネル、粘性体、およびカバー部材の平面的な位置関係を示す平面図である。図６では、カバー部材ＣＶＭ側から視た平面視において、粘性体ＯＣＡの輪郭を実線で、表示パネルＤＰ１の輪郭を点線で、カバー部材ＣＶＭの輪郭を二点鎖線で示している。
　図５に示すように、カバー部材ＣＶＭの前面ＣＶｆは、Ｘ方向に沿って延びる辺ＣＶｓ１と、辺ＣＶｓ１の反対側にあり、Ｘ方向に沿って延びる辺ＣＶｓ２と、を有する。また、前面ＣＶｆは、Ｘ方向に交差（図５では直交）するＹ方向に沿って延びる辺ＣＶｓ３と、辺ＣＶｓ３の反対側にあり、Ｙ方向に沿って延びる辺ＣＶｓ４と、を有する。図４に示す例では、辺ＣＶｓ１および辺ＣＶｓ２のそれぞれの長さは、辺ＣＶｓ３および辺ＣＶｓ４のそれぞれの長さより短い。
　表示装置ＤＳＰ１のアクチュエータＡＣＴは、辺ＣＶｓ１に沿って配置される。一方、表示装置ＤＳＰ１の複数のバネＳＰＲのそれぞれは、辺ＣＶｓ２に沿って配列されている。アクチュエータＡＣＴおよび複数のバネＳＰＲのそれぞれは、筐体ＣＳ１の側壁に固定されている。
　外力印加用駆動回路５０（図４参照）にアクチュエータＡＣＴが駆動されると、図５に複数の矢印で模式的に示す外力Ｆ１がカバー部材ＣＶＭに印加される。図５に示す例では、外力Ｆ１は、カバー部材ＣＶＭの辺ＣＶｓ１から辺ＣＶｓ２に向かう方向の力である。外力Ｆ１を受けたカバー部材ＣＶＭは、外力Ｆ１と同じ方向に向かって移動する。このため、辺ＣＶｓ２に沿って配列された複数のバネＳＰＲのそれぞれは、カバー部材ＣＶＭと筐体ＣＳ１の側壁に挟まれて圧縮される。次に、アクチュエータＡＣＴを、オフ状態にして外力Ｆ１の発生源を停止する。これにより、図５に複数の矢印として示すように、バネＳＰＲの弾性力Ｆ２がカバー部材ＣＶＭに印加される。弾性力Ｆ２は、外力Ｆ１とは反対方向に作用する力である。カバー部材ＣＶＭは、弾性力Ｆ２により、カバー部材ＣＶＭの辺ＣＶｓ２から辺ＣＶｓ１に向かう方向に移動する。次に、アクチュエータＡＣＴを再び駆動する（言い換えればオン状態にする）ことにより、外力Ｆ１を発生させる。以降、カバー部材ＣＶＭに対して外力Ｆ１と弾性力Ｆ２とを交互に作用させることにより、カバー部材は、Ｙ方向に沿って直線的に振動する。カバー部材ＣＶＭの振動数は、外力Ｆ１を印加する周期により規定される。例えば、カバー部材ＣＶＭは、毎秒１／２周期程度の振動数でＹ方向に沿って振動する。
　アクチュエータＡＣＴは、カバー部材ＣＶＭに外力Ｆ１を印加できるものであれば、駆動原理は限定されない。アクチュエータＡＣＴとして、例えば、ソレノイドの電磁力を利用して可動部を動作させる電磁アクチュエータ、ピエゾ素子を利用するピエゾアクチュエータ、形状記憶合金素子を利用したアクチュエータ、静電引力を駆動力として利用する静電アクチュエータなどを用いることができる。
　アクチュエータＡＣＴとカバー部材ＣＶＭとは、接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。例えば、アクチュエータＡＣＴの可動部の先端がカバー部材ＣＶＭに接着され、アクチュエータＡＣＴの非可動部が筐体ＣＳ１に接着固定されている場合、アクチュエータＡＣＴの可動部の動作とカバー部材ＣＶＭの動作とを同期させ易い。また、アクチュエータＡＣＴの可動部がカバー部材ＣＶＭに接着されていない場合でも、カバー部材ＣＶＭが弾性力Ｆ２により移動すれば、アクチュエータＡＣＴの可動部とカバー部材ＣＶＭとは、互いに接触する。ただし、変形例として後述するように、複数のバネＳＰＲの弾性力Ｆ２を利用せず、アクチュエータＡＣＴ自身が振動する方式を適用する場合には、アクチュエータＡＣＴの可動部がカバー部材ＣＶＭに固定されている必要がある。
　カバー部材ＣＶＭを上記のように動作させるためには、カバー部材ＣＶＭを筐体ＣＳ１に固定することができない。例えば、図５に示す例では、筐体ＣＳ１の側壁の長辺（カバー部材ＣＶＭの辺ＣＶｓ３および辺ＣＶｓ４に沿った辺）には、カバー部材ＣＶＭを指示するガイドレールＣＳｇが設けられている。ガイドレールＣＳｇは、Ｙ方向に沿って延びるように形成され、カバー部材ＣＶＭは、ガイドレールＣＳｇに沿って移動可能な状態で筐体ＣＳ１に支持される。
　一方、図２に示す表示パネルＤＰ１、光源ＢＬ、および回路基板ＣＢ１のそれぞれは、筐体ＣＳ１に固定されている。これらの部品がアクチュエータＡＣＴの動作に伴って振動すると、故障の原因になる。したがって、表示装置ＤＳＰ１のカバー部材ＣＶＭを振動させることにより触覚機能を実現する場合、カバー部材ＣＶＭの振動が表示パネルＤＰ１に伝わることを抑制する必要がある。
　カバー部材ＣＶＭの振動が表示パネルＤＰ１に伝わることを抑制する方法として、図７に検討例として示す表示装置ＤＳＰ２の構成がある。図７は、図２に対する検討例である表示装置の構成例を示す断面図である。図７に示す表示装置ＤＳＰ２は、表示パネルＤＰ１とカバー部材ＣＶＭとが接触せず、かつ、表示パネルＤＰ１とカバー部材ＣＶＭとの間に空気層ＡＳ１が介在する点で図２に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。
　表示装置ＤＳＰ２の場合、カバー部材ＣＶＭは筐体ＣＳ１に支持されているが、固定されていない。また、カバー部材ＣＶＭは、表示パネルＤＰ１、光源ＢＬ、および回路基板ＣＢ１から成る構造体との間に中空空間である空気層ＡＳ１が介在する。このため、カバー部材ＣＶＭが振動した場合、その振動のエネルギーは、空気層ＡＳ１で分散され、表示パネルＤＰ１を含む構造体には、殆ど伝達されない。
　ところが、表示装置ＤＳＰ２の場合、表示パネルＤＰ１とカバー部材ＣＶＭとの間に空気層ＡＳ１が介在することにより、表示装置ＤＳＰ２の光学特性が低下する。空気層ＡＳ１の屈折率は、カバー部材ＣＶＭや表示パネルＤＰ１を構成する各部材の屈折率と比較して小さく、殆ど１と見做せる程度である。また、空気層ＡＳ１の屈折率は、環境温度により変化し易い。このため、可視光の透過経路中に空気層ＡＳ１が介在すると、空気層ＡＳ１の屈折率に起因して光学特性が低下する。例えば、カバー部材ＣＶＭと空気層ＡＳ１との界面において、カバー部材ＣＶＭの屈折率と空気層ＡＳ１の屈折率との光学的なマッチングができないことにより、外光が反射し、表示品質が低下する場合がある。また、表示パネルＤＰ１と空気層ＡＳ１との界面、あるいは、空気層ＡＳ１とカバー部材ＣＶＭとの界面において、光学的なマッチングができないことにより、表示パネルＤＰ１からの可視光が屈折して表示品質が低下する場合がある。
　そこで、図２に示すように、表示装置ＤＳＰ１の場合、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆとカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂとの間に粘性体ＯＣＡが配置される。粘性体ＯＣＡは、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆに接着される背面ＯＣｂ、およびカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂに接着される前面ＯＣｆを備える。表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆとカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂとの間は粘性体ＯＣＡで満たされ、図５に示す空気層ＡＳ１は介在しない。
　粘性体ＯＣＡは、可視光の透過経路中に介在するので、可視光を透過させる光学特性を備える。また、粘性体ＯＣＡは、以下の特性を備える。粘性体ＯＣＡは、外部からの応力が印加されない静的な状態ではゲル構造を持つ。ゲル構造を持った状態（以下ゲル状態と記載する）では、粘性体ＯＣＡは流動性を示さない。また、粘性体ＯＣＡは、外部から応力が印加されることによりゲル構造が破壊され、ゾル状態になる。ゾル状態では、粘性体ＯＣＡは流動性を示す。また、外部からの応力が停止すると、粘性体ＯＣＡのゲル構造が再生され、再び流動性を示さなくなる。上記のように、外部から印加される応力との関係において、ゲル状態とゾル状態とが入れ替わる現象はチキソトロピーと呼ばれる。
　粘性体ＯＣＡが備える上記した特性は、以下のように表現することができる。すなわち、毎秒１／２周期の振動数の周期的応力が粘性体ＯＣＡに付与された時、粘性体ＯＣＡの動的弾性率は、粘性体ＯＣＡのヤング率の１×１０－３以下である。例えば、図２に示すアクチュエータＡＣＴが動作していない時の粘性体ＯＣＡのヤング率は２．５～３ＧＰａ（ギガパスカル）程度である。一方、図２に示すアクチュエータＡＣＴが動作させて、毎秒１／２周期の振動数の周期的応力が粘性体ＯＣＡに付与された時、粘性体ＯＣＡの動的弾性率は、３～７ＧＰａ程度である。
　上記した特性を備える粘性体ＯＣＡは、図２に示すアクチュエータＡＣＴが動作していない時には、ゲル状態であり、カバー部材ＣＶＭおよび表示パネルＤＰ１のそれぞれに接着されている。また、図２に示すアクチュエータＡＣＴが動作したときには、粘性体ＯＣＡのゲル構造が破壊され、流動性を示す。ゾル状態の粘性体ＯＣＡは、カバー部材ＣＶＭおよび表示パネルＤＰ１のそれぞれに接着されてはいるが流動性を示すので、カバー部材ＣＶＭの振動は、粘性体ＯＣＡにより分散される。この結果、カバー部材ＣＶＭの振動が表示パネルＤＰ１に伝達されることを抑制できる。本願発明者の検討によれば、粘性体ＯＣＡの動的弾性率が、粘性体ＯＣＡのヤング率の１×１０－３以下（言い換えれば１／１０００倍以下）であれば、振動の伝達を十分に抑制することができる。
　図６に示すように、粘性体ＯＣＡは、表示パネルＤＰ１の前面ＤＰｆのほぼ全体を覆うように配置されている。図６に示すように、厳密には、前面ＤＰｆの外縁部分は、粘性体ＯＣＡから露出している。ただし、少なくとも表示パネルＤＰ１の有効表示領域は、全体が粘性体ＯＣＡに覆われている。粘性体ＯＣＡは、図５に示す空気層ＡＳ１と比較して、カバー部材ＣＶＭの屈折率や表示パネルＤＰ１の屈折率との光学的マッチングを行いやすい。粘性体ＯＣＡの屈折率とカバー部材ＣＶＭの屈折率の差は、粘性体ＯＣＡの屈折率と真空中での屈折率（真空中での光の速度／真空中での光の速度＝１）との差より小さい。粘性体ＯＣＡの屈折率は、例えば１．５～１．７５程度である。また、カバー部材ＣＶＭの屈折率は、１．５～１．７５程度である。このため、図２に示す表示装置ＤＳＰ１の場合、図５に示す表示装置ＤＳＰ２と比較して表示品質の低下を抑制できる。
　次に、図１～図５を用いて説明した表示装置ＤＳＰ１に対する変形例について説明する。図８は、図５に対する変形例である表示装置のアクチュエータにより印加される外力の方向を模式的に示す説明図である。
　図８に示す表示装置ＤＳＰ３は、図５に示す複数のバネＳＰＲが設けられていない点で、図５に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。図８に示す表示装置ＤＳＰ３のアクチュエータＡＣＴの可動部は、Ｙ方向に沿って往復動作が可能な構造を備える。この場合、図８に矢印を付して示すように、カバー部材ＣＶＭには、アクチュエータＡＣＴから、Ｙ方向に沿って周期的に往復動作する外力Ｆ３が印加される。この場合、上記したように、アクチュエータＡＣＴの可動部の先端は、カバー部材ＣＶＭに接着固定される。また、図８に示すように、表示装置ＤＳＰ３の場合、複数のバネＳＰＲ（図５参照）が不要である。バネＳＰＲの弾性力Ｆ２（図５参照）によらず、アクチュエータＡＣＴの動作のみで振動を付与する場合、振動の周期を制御し易い。また、アクチュエータＡＣＴの動作のみで振動を付与する場合、カバー部材ＣＶＭの動作を安定させ易い。
　図９は、図６に示す表示装置に対する変形例を示す平面図である。図９は平面図であるが、粘性体ＯＣＡおよび流体ＦＬ１のそれぞれの平面形状を識別し易くするため、それぞれに互いに異なるハッチングを付している。また、図１０は、図９に示す表示装置の断面図である。図１０は、図２に示す断面に対応する。図９および図１０に示す表示装置ＤＳＰ４は、粘性体ＯＣＡが枠状に形成されている点で図６に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。図９に示すように、枠形状の粘性体ＯＣＡに囲まれた領域内には流体ＦＬ１が配置される。図１０に示すように、流体ＦＬ１は、粘性体ＯＣＡ、表示パネルＤＰ１、およびカバー部材ＣＶＭで囲まれた空間内に封入される。また、流体ＦＬ１は、粘性体ＯＣＡ、表示パネルＤＰ１、およびカバー部材ＣＶＭに接する。
　流体ＦＬ１は、カバー部材ＣＶＭの屈折率や表示パネルＤＰ１の屈折率との光学的にマッチングさせるために調整された屈折率マッチングオイルである。流体ＦＬ１の屈折率は、外光の反射や表示パネルＤＰ１から出射される可視光の反射や散乱が生じないように屈折率が調整されている。流体ＦＬ１の屈折率は、例えば１．５～１．７５程度である。また、カバー部材ＣＶＭの屈折率は、１．５～１．７５程度である。流体ＦＬ１は、粘性体ＯＣＡと比較すると屈折率を調整し易い。しかし、流体ＦＬ１のみでは、筐体ＣＳ１内にこぼれてしまうので、表示パネルＤＰ１とカバー部材ＣＶＭとの間に流体ＦＬ１を選択的に介在させることが難しい。
　表示装置ＤＳＰ４の場合、粘性体ＯＣＡを流体ＦＬ１のシール材として利用する。流体ＦＬ１は、粘性体ＯＣＡによりシールされるので、周囲にこぼれず、表示パネルＤＰ１とカバー部材ＣＶＭとの間に保持することができる。また、粘性体ＯＣＡは、単なる接着材とは異なり、上記したようにゲル状態とゾル状態とが繰り返し入れ替わる物質から成る。したがって、粘性体ＯＣＡをシール材として利用すれば、シール材を介してカバー部材ＣＶＭの振動が表示パネルＤＰ１に伝達されることを抑制できる。
　また、表示装置ＤＳＰ４の場合、表示パネルＤＰ１の表示領域の全体が流体ＦＬ１に覆われるようになっていれば、粘性体ＯＣＡの屈折率に関する要求は図６に示す表示装置ＤＳＰ１の場合と比較して小さい。したがって、粘性体ＯＣＡの原料を選定する際の材料選択の自由度が高くなる。
　図１１は、図１０に対する変形例を示す断面図である。図１１に示す表示装置ＤＳＰ５は、流体ＦＬ１中に複数のスペーサ部材ＳＰ１が分散配置されている点で、図１０に示す表示装置ＤＳＰ４と相違する。表示装置ＤＳＰ５が有する粘性体ＯＣＡに囲まれた領域内には、流体ＦＬ１中に分散配置される複数のスペーサ部材ＳＰ１が配置される。複数のスペーサ部材ＳＰ１の形状は球状である。
　マッチングオイルからなる流体ＦＬ１は、流動性を示すので、カバー部材ＣＶＭと表示パネルＤＰ１との離間距離を維持する部材としては適していない。そこで、表示装置ＤＳＰ５では、カバー部材ＣＶＭと表示パネルＤＰ１との離間距離を維持する部材として、複数のスペーサ部材ＳＰ１が配置される。スペーサ部材には、カバー部材ＣＶＭと表示パネルＤＰ１との離間距離を維持する強度が要求される。このため、硬い材料が選択される。しかし、スペーサ部材ＳＰ１は球状に形成されているので、カバー部材ＣＶＭが振動しても、その振動は、表示パネルＤＰ１には伝達され難い。
　図１２は、図２に対する他の変形例を示す断面図である。図１２に示す表示装置ＤＳＰ６は、アクチュエータＡＣＴがカバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂに取り付けられている点で、図２に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。表示装置ＤＳＰ６が有するアクチュエータＡＣＴの可動部は、カバー部材ＣＶＭの背面ＣＶｂに接着固定されている。また、アクチュエータＡＣＴの非可動部は、筐体ＣＳ１に固定されている。図１２に示す表示装置ＤＳＰ６のアクチュエータＡＣＴの可動部は、Ｙ方向に沿って往復動作が可能な構造を備える。この場合、図１２に矢印を付して示すように、カバー部材ＣＶＭには、アクチュエータＡＣＴから、Ｙ方向に沿って周期的に往復動作する外力Ｆ３が印加される。また、図１２に示すように、表示装置ＤＳＰ３の場合、複数のバネＳＰＲ（図５参照）が不要である。バネＳＰＲの弾性力Ｆ２（図５参照）によらず、アクチュエータＡＣＴの動作のみで振動を付与する場合、振動の周期を制御し易い。また、アクチュエータＡＣＴの動作のみで振動を付与する場合、カバー部材ＣＶＭの動作を安定させ易い。
　以上、代表的な変形例について、図８～図１２を用いて説明したが、上記した複数の変形例を互いに組み合わせて適用しても良い。
　本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　本発明は、表示装置に利用可能である。
１０，２０　基板
１０ｆ，ＣＶｆ，ＤＰｆ，ＯＣｆ　前面
２０ｂ，ＣＶｂ，ＤＰｂ，ＯＣｂ　背面
３０　表示用駆動回路
３１　表示用制御回路
４０　タッチ検出用駆動回路
４１　タッチ検出用制御回路
５０　外力印加用駆動回路
５１　外力印加用制御回路
ＡＣＴ　アクチュエータ
ＡＳ１　空気層
ＢＬ　光源（バックライトユニット）
ＣＢ１　回路基板
ＣＳ１　筐体
ＣＳｇ　ガイドレール
ＣＳｈ　開口部
ＣＶＭ　カバー部材
ＣＶｓ１，ＣＶｓ２，ＣＶｓ３，ＣＶｓ４　辺
ＤＰ１　表示パネル
ＤＰｓ　側面
ＤＳＰ１，ＤＳＰ２，ＤＳＰ３，ＤＳＰ４，ＤＳＰ５，ＤＳＰ６　表示装置
Ｆ１，Ｆ３　外力
Ｆ２　弾性力
ＦＬ１　流体
ＬＱ　液晶層
ＯＣＡ　粘性体
ＯＤ１，ＯＤ２　光学素子
ＳＬＭ　シール材
ＳＰ１　スペーサ部材
ＳＰＲ　バネ

Claims (18)

  1. 　第１面、前記第１面の反対側の第２面、前記第１面および前記第２面と交差する側面を備える表示パネルと、
    　前記表示パネルが収容される筐体と、
    　前記表示パネルの前記第１面と対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を備え、前記表示パネルの前記第１面を覆うカバー部材と、
    　前記カバー部材に接続され、前記カバー部材に外力を印加する機能を備えるアクチュエータと、
    　前記表示パネルの前記第１面と前記カバー部材の前記第３面との間に配置される粘性体と、
    　を有し、
    　前記粘性体は、
    　毎秒１／２周期の振動数の周期的応力が前記粘性体に付与された時、前記粘性体の動的弾性率は、前記粘性体のヤング率の１×１０－３以下である、表示装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記表示パネルは、前記筐体内に配置され、
    　前記カバー部材は、前記筐体に支持され、かつ、固定されていない、表示装置。
  3. 　請求項２において、
    　前記粘性体は枠形状に形成され、
    　前記粘性体に囲まれた領域内には第１流体が配置され、
    　前記第１流体は、前記粘性体、前記表示パネル、および前記カバー部材で囲まれた空間内に封入され、かつ、前記粘性体、前記表示パネル、および前記カバー部材に接する、表示装置。
  4. 　請求項３において、
    　前記粘性体に囲まれた領域内には、前記第１流体に分散配置される複数のスペーサ部材が配置され、
    　前記複数のスペーサ部材のそれぞれは球状である、表示装置。
  5. 　請求項１において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  6. 　請求項５において、
    　前記表示装置は、前記カバー部材の前記第２辺に沿って配列される複数のバネを有する、表示装置。
  7. 　請求項２において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  8. 　請求項３において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  9. 　請求項４において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  10. 　第１面、前記第１面の反対側の第２面、前記第１面および前記第２面と交差する側面を備える表示パネルと、
    　前記表示パネルが収容される筐体と、
    　前記表示パネルの前記第１面と対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を備え、前記表示パネルの前記第１面を覆うカバー部材と、
    　前記カバー部材に接続され、前記カバー部材に外力を印加する機能を備えるアクチュエータと、
    　前記表示パネルの前記第１面と前記カバー部材の前記第３面との間に配置される粘性体と、
    　を有し、
    　前記粘性体は、
    　前記アクチュエータが動作している時に流動性を示し、かつ、前記アクチュエータの動作が停止している時には流動性を示さない、表示装置。
  11. 　請求項１０において、
    　前記表示パネルは、前記筐体内に配置され、
    　前記カバー部材は、前記筐体に支持され、かつ、固定されていない、表示装置。
  12. 　請求項１１において、
    　前記粘性体は枠形状に形成され、
    　前記粘性体に囲まれた領域内には第１流体が配置され、
    　前記第１流体は、前記粘性体、前記表示パネル、および前記カバー部材で囲まれた空間内に封入され、かつ、前記粘性体、前記表示パネル、および前記カバー部材に接する、表示装置。
  13. 　請求項１２において、
    　前記粘性体に囲まれた領域内には、前記第１流体に分散配置される複数のスペーサ部材が配置され、
    　前記複数のスペーサ部材のそれぞれは球状である、表示装置。
  14. 　請求項１０において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  15. 　請求項１４において、
    　前記表示装置は、前記カバー部材の前記第２辺に沿って配列される複数のバネを有する、表示装置。
  16. 　請求項１１において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  17. 　請求項１２において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
  18. 　請求項１３において、
    　前記カバー部材は、第１方向に沿って延びる第１辺、前記第１辺の反対側にあり、前記第１方向に沿って延びる第２辺、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第３辺、および前記第３辺の反対側にあり、前記第２方向に沿って延びる第４辺を備え、
    　前記アクチュエータは、前記カバー部材の前記第１辺に沿って配置され、前記第２方向に沿って前記外力を印加する、表示装置。
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