JP5459076B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関するものであり、特にタッチパネル等の入力装置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、表示素子の前面にタッチパネルなどの入力装置を備える表示装置が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の入力装置によれば、筐体の上面に外縁がタッチパネルの上基板の外方へ突出した意匠シートなどの保護部材を設けて、タッチパネルが取り付けられた際の段差をなくし、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供している。

特開２００９−２７７１２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された入力装置において、保護部材は操作面上面の段差を殆どなくすことができる程度に薄いものを用いているため、保護部材に外力が加わった場合や筐体に応力が発生した場合、保護部材が撓むなどの不具合が生じる。よって、タッチパネルと保護部材との間隔が安定して維持できないことにより、タッチパネルの検出感度が変動し、誤動作を生じるという問題が生じる。また、タッチパネルに応力が発生するために、タッチパネルが変形するという問題が生じる。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、保護部材に外力が加わった場合や筐体に応力が発生した場合であっても、タッチパネルと保護部材との間隔を安定して維持させることにより、タッチパネルの検出感度の変動が生じることによる誤動作を防止する表示装置を提供するものである。また、タッチパネルに応力が発生した場合であっても、タッチパネルが変形することを防止する表示装置を提供する。

本発明の表示装置は、表示素子と、開口部を有し表示素子を保持する筐体と、筐体と対向して筐体の前面側に配置されるタッチパネルと、タッチパネルと対向して配置され、タッチパネルを保護する保護部材と、を備えており、タッチパネルは、タッチパネルの周辺部であって、保護部材の後面に設けられた第１の接合部材により、保護部材に固定され、保護部材は、筐体の開口部の周辺部であって、保護部材の後面に設けられた第２の接合部材により、筐体の前面と固定されることを特徴とする。

本発明の構成によれば、保護部材に外力が加わった場合や、筐体に応力が発生した場合であっても、保護部材とタッチパネルとの間隔が変化しにくいため、タッチパネルにおける検出感度の変動を防止し、タッチパネルの誤動作を防止することができる。また、タッチパネルが変形することを防止することができる。

本発明に係る表示装置の分解斜視図である。 図１を組み立てた状態の表示装置をＡ-Ａ方向から見た断面図である。 本発明に係る表示装置の断面図である。 本発明に係る表示装置の断面図である。 本発明に係る表示装置の上面図である。 図５の表示装置をＢ-Ｂ方向から見た断面図である。 本発明に係る表示装置の上面図である。

以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態における表示装置の構成を説明する分解斜視図、図２は図１を組み立てた状態でＡ-Ａ方向から見た断面図である。

＜表示装置の全体構成＞
図１、図２に示すように、本発明の表示装置１００は、表示素子１と該表示素子１が透過型の素子である場合は、背面よりを照射するためのバックライト２と、表示素子１およびバックライト２を内部に配置し、開口部３ａを有する筐体３を備えている。また、表示素子１の表示面１１側であって、筐体３の前面３１側にタッチパネル４を備え、該タッチパネル４の操作者側に配置される前面４１と対向して、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、タッチパネル４の周辺部であって、保護部材５の前面５１と反対の面である後面５２に設けられた接合部材９１により、保護部材５に固定されている。また保護部材５は、筐体３の開口部３ａの周辺部であって、保護部材５の後面５２に設けられた接合部材９２により、筐体３の前面３１と固定されている。なお、接合部材９１および９２はタッチパネル４および筐体３の開口部３ａのそれぞれの略全周を取り囲むように設けられている。このとき、接合部材９１は、接合部材９２と別体で形成されており、タッチパネル４は、筐体３とは直接固定されていない。また、接合部材９２の筐体３に向かう方向の厚みは、接合部材９１と比較して厚く形成されている。また、タッチパネル４の端部であって、接合部材９１の外側には、タッチパネル４からの信号を出力する出力配線部材８１、８２を配置しており、それぞれ保護部材５側および表示素子１側の面に配置されている。

＜表示素子＞
表示素子１は、プラズマ表示パネル、液晶パネルなどを用いることができる。液晶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（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、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）。

＜バックライト＞
バックライト２は光を出射する光源（図示せず）と、光源から出射した光を伝播する導光板６等を保持するケース７によって構成されており、表示素子１を表示面１１と反対側である後面１２側より照射している。また、図には示していないが、導光板を使用せず直接表示素子を照射する構造や、光源からの光を反射手段によって表示素子側へ照射する構造であっても良い。

＜筐体＞
筐体３は、表示素子１、バックライト２等を保持する部材であり、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。筐体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１に示すように筐体３の側面３２に形成した取り付け部３３（ネジ部、取付穴等）を介して、最終製品に取り付けられる。なお、取り付け部３３は、側面３２にある例を示したが、側面３２でなくとも、背面または開口部３ａの周辺部で固定する構造であってもよい。

＜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（図示せず）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８１、８２により最終製品の制御回路へ伝達する。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として検知し、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し、信号の出力を行っている。また、タッチパネル４を構成する基板は、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および表示素子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、保護部材５をタッチパネル４の基板と同じ材料を用いて形成した場合、タッチパネル４の概ね２倍以上の厚さで保護部材５を形成することで、曲げ、撓み等に対する剛性が約８倍に向上し、タッチパネル４の変形あるいは破損を防止することができる。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もできる。

＜ＦＰＣ＞
出力配線部材８１、８２は、タッチパネル４の前面４１および後面４２の両面にそれぞれ配置され、タッチパネル４からの信号を出力している。出力配線部材８１、８２は、一般的に柔軟性に優れたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｕｒｃｕｉｔ）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。

＜接合部材＞
接合部材９１、９２は、両面テープや粘着剤あるいは、緩衝部材に両面テープや接着剤などを組み合わせたものを用いる。なお、接合部材９２は、接合部材９１の厚みより厚いものを用いており、これにより、タッチパネル４が筐体３と干渉することを防止している。

次に、保護部材５およびタッチパネル４間の所定の間隔Ｄ１と、タッチパネル４の検出感度の関係について図２を用いて説明を行う。なお、本明細書において、所定の間隔Ｄ１とは、保護部材５およびタッチパネル４間において、タッチパネル４が正常に動作する間隔であって、初期値を示している。本発明の表示装置１００は前述した通り、操作者の指などが保護部材５の前面５１に触れることにより、検知された検出位置の情報が、タッチパネル４に入力され、出力配線部材８１、８２により信号が出力される。タッチパネル４に情報が入力される際、外部より保護部材５の方向Ｃ１へ外力が加わると、保護部材５とタッチパネル４との所定の間隔Ｄ１が狭くなり、０に近い状態になる。このような場合、タッチパネル４において、検出情報が広範囲となるため、検出位置が特定できず、タッチパネル４が誤動作する場合がある。また、外部より保護部材５の方向Ｃ１へ外力が加わると、タッチパネル４が変形することにより、検出位置が特定できず、タッチパネル４が誤動作するという場合がある。

保護部材５とタッチパネル４との所定の間隔Ｄ１は、表示装置１００に応力が及ぶ際にも変化する場合がある。図３に本発明の表示装置１００が最終製品の筐体３４に取り付けられる状態を示す。図３に示すように、最終製品の筐体３４により、表示装置１００の筐体３の上面３１側に応力が発生する場合がある。前述の通り、筐体３は一般に薄板の金属あるいは樹脂等の比較的変形しやすい材料で形成される場合が多いため、表示装置１００の筐体３が最終製品の筐体３４に取り付けられる際、筐体３４側の取り付け面に図示の通り変形が生じた場合には、表示装置１００の筐体３に対し、表示装置１００の内部方向Ｃ２に応力が発生する。このため、筐体３の前面３１に、表示装置１００に対し上部方向Ｃ３に応力が発生する場合がある。また、表示装置１００に加わる熱と各部材の線膨張係数の違いなどの影響により筐体３の形状が変形し同様の応力が発生する場合がある。

本発明において、タッチパネル４は、保護部材５と所定の間隔Ｄ１を保った状態で、接合部材９１により固定されている。また、保護部材５は、筐体３の前面３１と接合部材９２により固定されている。また、タッチパネル４は、強度が高く変形しにくい保護部材５により固定される構造であり、筐体３には直接固定されていない。本構造により、タッチパネル４は、保護部材５に外力が加わった場合や、筐体３に応力が発生した場合、保護部材５自体の変形は軽微に抑えられ、接合部材９２により応力を分散させることにより、タッチパネル４へ伝達される応力を弱めることができるよって、保護部材５に応力が加わった場合や、筐体３に応力が発生した場合に保護部材５とタッチパネル４との所定の間隔Ｄ１が変化しにくく、タッチパネル４が変形することも防止することができる。

上記説明したとおり、本実施の形態において、タッチパネル４が接合部材９１により保護部材５に固定され、保護部材５が接合部材９２により筐体３に固定されている構造であるため、保護部材５に外力が加わった場合や、筐体３に応力が発生した場合であっても、保護部材５とタッチパネル４との間隔Ｄ１が変化しにくいため、タッチパネル４における検出感度の変動を防止することにより、タッチパネルの誤動作を防止することができる。また、タッチパネル４に応力が伝達しにくいため、タッチパネル４の変形を防止することができる。

図４に本実施の形態１の変形例を示す。図４に示すように、本変形例の表示装置１００は、保護部材５とタッチパネル４との間にスペーサ１０を配置している。スペーサ１０は、保護部材５のタッチパネル４と対向する後面５２に透明な樹脂材料をスクリーン印刷や透明な微粒子として塗布することにより形成される。本構造により、保護部材５とタッチパネル４間の所定の間隔Ｄ１が変化することをさらに防止することができる。なお、本変形例において、スペーサ１０は保護部材５の後面５２に形成する例を示したが、タッチパネル４の保護部材５と対向する前面４１に形成してもよい。また、スペーサ１０の高さは、タッチパネル４と保護部材５間を所定の間隔Ｄ１を維持できるよう、所定間隔Ｄ１と同等の高さで形成させてもよいが、同等よりも若干低く形成しても同様の効果を奏する。

実施の形態２.
図５に実施の形態２に係る表示装置１００の上面図、図６に図５の表示装置１００をＢ−Ｂ方向からみた断面図を示す。実施の形態1においては、筐体３の開口部３ａの周辺部において、略全周を取り囲む接合部材９２を配置して、保護部材５と筐体３を固定させたが、本実施の形態２においては、図５および図６に示すよう、出力配線基板８１、８２を配置する位置に対応して、接合部材９２の一部に開口部９３を設け、開口部９３近傍にクッションテープ９４を配置した。なお、上記の構成以外は、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２に係る表示装置の作用効果以外は、実施の形態１と同様の構成であるため、説明を省略する。

タッチパネル４の端部に配置されている出力配線部材８１、８２が接合部材９２により保護部材５あるいは筐体３へ押圧されてしまうと、出力配線部材８１、８２のタッチパネル４への接続部材近傍での自由度が制約され、強い衝撃や振動が加わった場合、出力配線部材８１、８２が断線してしまう場合がある。出力配線部材８１、８２が断線してしまうと、タッチパネル４が検知した情報が伝達されず、タッチパネル４が機能しなくなってしまう。よって、本実施の形態２においては、出力配線部材８を配置する位置に対応して、接合部材９２を設けない開口部９３を設け、接合部材９２と出力配線部材８１、８２とを接触させない構造とする。開口部９３を形成することで、筐体３と保護部材５を固定する接合部材９２を筐体３の開口部３ａの周辺部の全周に配置した場合に、接合部材９２により出力配線部材８１、８２が保護部材５あるいは筐体３へ押圧されて断線することを防止でき、タッチパネル４が機能しなくなるといった不具合を防止することができる。なお、開口部９３は接合部材９２を一部形成しない、不連続部分としたが、接合部材９２が一部薄く形成される、厚みの薄い接合部材を配置することもできる。

本実施の形態２の構成により、タッチパネル４に配置した出力配線部材８を接合部材９２により押圧されて断線等が生じることがないため、タッチパネル４が機能しなくなるといった不具合を防止することができる。

なお、接合部材９２に開口部９３を設ける構成であるため、開口部９３より、ゴミや異物が進入して、表示素子１の表示面１１に入り込み、表示不良が発生する場合がある。そこで、接合部材９２の開口部９３を設けた位置の近傍であって、タッチパネル４と筐体３の前面３１との間にクッション性を有するクッションテープ９４を配置した。これにより、表示素子１の表示面１１にゴミや異物が進入することを防止する。クッションテープ９４はタッチパネル４と筐体３との間隔よりも厚みを厚く形成することで、異物の進入を防止することができる。また、クッションテープ９４はウレタン等の緩衝部材に接着剤を配置したもので、タッチパネル４と接触してもタッチパネル４に損傷を与えないものとする。

また、クッションテープ９４は、接合部材９２の開口部９３を設けた位置に対応して形成させるが、図７の上面図に示すように、タッチパネル４の端部もしくは筐体３の端部まで延在させて配置し、クッションテープ９４を延在させるための第２の開口部９３ａを接合部材９２に設ける構造としてもよい。このように構成することで、表示素子１の表示面１１によりゴミや異物が進入することをより防止することができる。

１ 表示素子、２ バックライト、３ 筐体、４ タッチパネル ５ 保護部材、６導光板、７ フレーム、 ８１、８２ 出力配線部材、１１ 表示面、１２ 後面、３１ 前面、３２ 側面、３３ 嵌合部、 ９１、９２ 接合部材、９３ 開口部、９４ クッションテープ１００ 表示装置。

Claims (5)

1. 表示素子と、
   開口部を有し、前記表示素子を保持する筐体と、
   前記筐体と対向して前記筐体の前面側に配置されるタッチパネルと、
   前記タッチパネルと対向して配置され、前記タッチパネルを保護する保護部材と、を備え、
   前記タッチパネルは、前記タッチパネルの周辺部であって、前記保護部材の後面に設けられた第１の接合部材により、前記保護部材に固定され、
   前記保護部材は、前記筐体の開口部の周辺部であって、前記保護部材の後面に設けられた第２の接合部材により、前記筐体の前面と固定されることを特徴とする表示装置。
2. 前記第２の接合部材は、前記第１の接合部材よりも厚みが厚いことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記タッチパネルと前記保護部材間に、スペーサを配置することを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記タッチパネルの端部であって、前記第１の接合部材の外側に前記タッチパネルの信号を外部に出力する出力配線部材を、さらに備え、
   前記第２の接合部材は、前記出力配線部材を配置する位置に対応して開口部を形成し、前記開口部に前記出力配線部材を配置することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記接合部材の開口部近傍であって、前記タッチパネルと前記筐体の前面との間にクッション性を有する部材を配置したことを特徴とする請求項４記載の表示装置。

Images