JP6330288B2

JP6330288B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6330288B2
Application number: JP2013224308A
Authority: JP
Inventors: 研二有田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: US9664938B2; US20150116609A1; JP2015087468A

Description

本発明は、表示素子の前面にタッチパネルまたは／および堅牢性を備えた保護部材を有する表示装置に関する。

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または／および堅牢性を備えた保護部材を有する表示装置が広く普及されている。表示装置とタッチパネルあるいは／および保護部材との間をそれらとほぼ同等の屈折率を有する粘着材で接合（ボンディング）し、それにより各部材間の表面の反射をなくし、外光の表面反射による視認性の悪化を防止あるいは、外部からの衝撃や浸水や埃などから表示装置を保護している。

表示素子の前面にタッチパネルまたは／および保護部材を配置する場合、表示素子の周辺部を保持するフレームと表示素子の表示面との段差近傍に、粘着材の貼付け時に発生する気泡を防止するため、段差を吸収できる厚手の粘着材の使用あるいは粘着材を複数枚重ねて貼り付ける技術が提案されている（たとえば、特許文献１または特許文献２）。

特開２００９−８７０３号公報特開２００９−１１６２９７号公報

ところで、特許文献１または特許文献２に記載された表示装置を外部筐体に取り付ける際、以下の問題が考えられる。従来の表示装置について、図面を用いて説明する。図６は、従来の表示装置の断面図、図７は、図６のＡ部の要部拡大図である。図６、図７に示す通り、少なくともバックライト２０１、バックライト２０１と対向する位置に配置される表示素子２０２を保持するフロントフレーム２０７、表示素子２０２の表示面側に第１または／および第２の粘着材２１１、２１２で保持されるタッチパネル２０５、タッチパネル２０５の上面に配置された第３の粘着材２１３で保護部材２０６を保持する表示装置２００が示されている。これらの表示装置２００を側面より、外部筐体２０３にネジ２０４を介して取り付ける際、フロントフレーム２０７は、第１の変形方向２０７１に示すように表示装置２００の内部方向（フロントフレーム２０７が表示装置２００を押圧する方向）に変形する。また、その反動でフロントフレーム２０７の上面は、第２の変形方向２０７２に示すように表示装置２００から離れる方向に引っ張られることにより、第２の粘着材２１２が引き剥がれる力が働き、フロントフレーム２０７の開口部端部付近の第１の粘着材２１１、第２の粘着材２１２に気泡２０２０が発生する場合がある。また、表示面側の外部筐体２０３より筐体加重方向２０３１の力が働き、フロントフレーム２０７の開口部端部付近で表示素子２０２を押圧し、表示ムラ２０２１を誘発させることがあった。

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、表示装置を外部筐体に取り付ける際、表示素子を内部に配置するフロントフレームの開口部端部に配置した粘着材に発生する気泡や表示素子に発生する表示ムラを抑制する。

本発明の表示装置は、表示素子と、表示素子の後面側を保持する第１のフレームと、開口部を有し、第１のフレームと係合して前記表示素子を内部に配置する第２のフレームと、表示素子の前面に粘着材を介して配置され、第１のフレームに保持される透明部材と、を備え、第２のフレームの開口部端部が透明部材の外形よりも大きく形成され、透明部材が第２のフレームの開口部端部に重なることなく、開口部端部内に収納されていることを特徴とする。

本発明の表示装置によれば、表示装置を外部筐体に取り付ける際、第１のフレームと係合して表示素子を内部に配置する第２のフレームの開口部端部に配置した粘着材に発生する気泡や表示素子に発生する表示ムラを抑制する。

本発明の表示装置の分解斜視図である。図１の表示装置を組み立てた状態における、Ｉ−Ｉ断面図である。本発明の表示装置の平面図である。本発明の表示装置の変形例における断面図である。本発明の表示装置の変形例における断面図である。従来の表示装置の断面図である。図６のＡ部の要部断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は本発明の表示装置の分解斜視図、図２は図１の表示装置を組み立てた状態におけるＩ−Ｉ断面図である。

図１、図２に示すように、本発明の表示装置１００は、画像を表示する表示素子４、表示素子４を照射するバックライト８、表示素子４の表示面に配置される透明部材を備える。透明部材は、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するタッチパネル５、表示素子４またはタッチパネル５を保護する保護部材１等である。また、各部材は、バックライト８を構成する第１のフレームであるモールドフレーム６および開口部７１を備え、モールドフレーム６と係合して、各部材を保持する第２のフレームであるフロントフレーム７に保持されて構成されている。保護部材１とタッチパネル５間は、第１の粘着材２を介して貼り付けられており、タッチパネル５と表示素子４間は、第２の粘着材３を介して貼り付けられている。また、フロントフレーム７の表示面側の外周（上面）に貼り付けられた接合部材１０によりフロントフレーム７と保護部材１とが固定され、一体的に構成されている。なお、タッチパネル５、表示素子４はバックライト８を構成するモールドフレーム６および第３のフレームであるリアフレーム９で保持される。

＜表示素子＞
表示素子４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（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）。

＜バックライト＞
バックライト８は少なくとも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モールドフレーム６によって構成されており、表示素子４を照射している。本実施の形態の表示装置１００においては、表示素子４は表示面と反対側である後面側よりバックライト８によって、照射している。

＜タッチパネル＞
タッチパネル５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、出力配線部材により最終製品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５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５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しすることで、信号の入力を行っている。また、タッチパネル５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。

＜保護部材＞
保護部材１は、タッチパネル５および表示素子４への外部からの加圧や接触による損傷、変形、磨耗、汚れ等を防止するためにタッチパネル５または表示素子４の上面に配置されるもので、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１は、強度が高く変形しにくいガラスを用いている。また、厚さはタッチパネル５よりも厚いものを用い、タッチパネル５の概ね２倍以上の厚さを有すると、変形あるいは破損を避けることができる。また、保護部材１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。

＜フロントフレーム＞
フロントフレーム７は、表示素子４、バックライト８、タッチパネル５、保護部材１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。フロントフレーム７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、フロントフレーム７の側面に形成した取り付け部（ネジ部、取付穴等）を介して、外部筐体（図示せず）に取り付けられることを可能としている。

＜粘着材＞
第１または第２の粘着材２、３は、表示素子４と透明部材であるタッチパネル５または／および保護部材１とを接合するために用いられており、表示素子４と透明部材とほぼ同等の屈折率を有して各部材間を接合し、各部材間の表面の反射をなくし、外光の表面反射による視認性の悪化を防止している。また、外部からの衝撃や浸水や埃などから表示装置１００を保護している。第１、第２の粘着材２、３はシート状のもので接合させてもよく、流動性のものをＵＶまたは熱等で硬化させて接合させてもよい。

＜接合部材＞
接合部材１０は、両面テープや粘着材であり、クッション性を備えている。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。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。接合部材１０はフロントフレーム７と保護部材１の間に用いたり、表示素子４とバックライト８の間に用いたり、両方で用いたりすることも可能である。

図２に示すように、本発明の表示装置１００は、フロントフレーム７の開口部端部７２を表示素子４の表示面側に配置されるタッチパネル５の外形より大きく（タッチパネル５の外形より外側に広げて）形成させる。そして、タッチパネル５をフロントフレーム７の開口部端部７２と重なることなく、開口部７１内に収納させることにより、フロントフレーム７をタッチパネル５および表示素子４と干渉させない構造とする。なお、タッチパネル５、表示素子４は、バックライト８を構成するモールドフレーム６で保持させる。

前述したとおり、表示装置１００を外部筐体に取り付ける際、フロントフレーム７に応力が加わりフロントフレーム７の開口部端部７２に配置された第１の粘着材２、第２の粘着材３に気泡や表示素子４に表示ムラを発生させる場合があったが、本実施の形態における表示装置によれば、タッチパネル５をフロントフレーム７の開口部端部７２と重なることなく、開口部７１内に収納させる構造とした。よって、フロントフレーム７の開口部端部７２と表示素子４が干渉することが防止でき、外部筐体等に取り付けられる際に、フロントフレーム７に加わる力が、第１の粘着材２、第２の粘着材３または表示素子４に伝わりにくくなる。よって、第１の粘着剤２、第２の粘着材３に引き剥がされる力が加わりにくくなるため、従来構造と比較して、粘着材に気泡が発生することを防止できるとともに、表示素子４に発生する表示ムラを防止することができる。

さらに、従来構造ではフロントフレーム７の開口部７１の段差（空気層）を埋めるために複数（枚）配置していた粘着材を省略することができ表示装置の総厚も薄くすることができる。

また、本発明のように表示素子４の表示面にタッチパネル５または保護部材１を配置した表示装置１００を縦置きで使用する場合に保護部材１の自重によりずれる場合がある。図２に示すようにフロントフレーム７の保護部材１の側部１２に対応する位置に突出部７３を一体的に設けることにより、保護部材１の自重によるずれを規制することが可能となる。フロントフレーム突出部７３の高さについては、保護部材１と接合部材１０とを合わせた厚み方向の高さ、すなわち保護部材１の上面１１の高さよりも低く形成する。これにより（図６または７参照）外部筐体２０３を配置した場合、突出部７３の上部が外部筐体２０３と干渉することを防止する。

また、突出部７３の配置位置については、図３に示すように保護部材１の側部１２と対向する位置であって、四隅コーナー部１３の近傍の側部１２と対応する位置であるａ部（望ましくは８箇所）に配置する。保護部材１の厚みが増すなど、ａ部のみでは強度的に不足する場合はコーナー部１３近傍（ａ部）以外の位置ｂ部にも突出部７３を形成させることで、さらに強固に保護部材１がずれることを防止できる。また、フロントフレーム７に突出部７３を設けたことで、従来構造では保護部材１を貼り付ける際に、決められた位置へ貼り付けるための治具が必要であったが、フロントフレーム７の突出部７３に合わせて保護部材１を貼り付けることで、保護部材１の位置決め作業が容易となり、貼り付け治具が不要となる。また、フロントフレーム７は金属を含む材料で形成され、突出部７３は折り曲げ加工で形成してもよい。折り曲げ加工とすることで、突出部７３の成型がしやすい。

また、図４に本発明の表示装置の変形例を示す。上記の構成では、保護部材１のずれ防止目的にフロントフレーム７に突出部７３を設け、保護部材１のずれを規制していたが、図４に示すようにリアフレーム９に保護部材１の側部１２と対向する位置に突出部９１を設け、フロントフレーム７の上面側に形成した開口穴７４より、突出部９１が貫通する構成をとることにより、同様の効果を得ることができる。

図５に他の変形例を示す。図５に示すようにフロントフレーム７の上部の開口穴７４を形成し、モールドフレーム６に保護部材１の側部１２と対向する位置に突出部６１を立ち上げることにより、同様の効果を得ることができる。

１保護部材、１１上面、１２側部、１３コーナー部、
２第１の粘着材、３第２の粘着材、４表示素子、５タッチパネル、
６モールドフレーム（第１のフレーム）、７フロントフレーム（第２のフレーム）、
７１開口部、７２開口部端部、７３突出部、７４開口穴、
８バックライト、９リアフレーム、９１リアフレーム突出部、１０接合部材
１００表示装置。

Claims

表示素子と、
前記表示素子の後面側を保持する第１のフレームと、
開口部を有し、前記第１のフレームと係合して前記表示素子を内部に配置する第２のフレームと、
前記表示素子の前面に粘着材を介して配置され、前記第１のフレームに保持される透明部材と、を備え、
前記第２のフレームの開口部端部が前記透明部材の外形よりも大きく形成され、前記透明部材が前記第２のフレームの前記開口部端部に重なることなく、前記開口部端部内に収納されていることを特徴とする表示装置。
前記透明部材は、タッチパネルであって、
前記タッチパネルの前面に粘着材を介して配置される保護部材を備え、
前記第２のフレームは、前記保護部材の側部に対向して、側部と平行な方向に突出する突出部を備え、
前記突出部は、前記保護部材の上面の高さよりも低く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。
前記保護部材は矩形状であって、
前記突出部は、少なくとも前記保護部材のコーナー部近傍に配設されることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記第２のフレームが金属を含む材料で形成されており、前記突出部は、折り曲げ加工で形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
前記透明部材は、タッチパネルであって、
前記タッチパネルの前面に粘着材を介して配置される保護部材を備え、
前記第１のフレームは、前記保護部材の側部と対向する位置に突出部を形成し、
前記第２のフレームの上面側に形成した開口穴より、前記突出部を貫通させ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、タッチパネルであって、
前記タッチパネルの前面に粘着材を介して配置される保護部材、
前記表示素子を照射するバックライト、
前記バックライトを保持して、前記第１のフレームまたは前記第２のフレームと係合する第３のフレーム、を備え、
前記第３のフレームには、前記保護部材の側部と対向する位置に突出部を形成し、前記第２のフレームの上面側に形成した開口穴より、前記突出部を貫通させることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
表示素子と、
前記表示素子を保持する第１のフレームと、
開口部を有し、前記第１のフレームと係合して前記表示素子を内部に配置する第２のフレームと、
前記表示素子の前面に粘着材を介して配置され、前記第１のフレームに保持されるタッチパネルと、
前記タッチパネルの前面に粘着材を介して配置される保護部材を備え、
前記第２のフレームの開口部端部が前記タッチパネルの外形よりも大きく形成され、
前記タッチパネルが前記第２のフレームの前記開口部端部に重なることなく、前記開口部端部内に収納されていることを特徴とする表示装置。
前記保護部材は、前記第２のフレームに接合部材を介して接合されている、請求項７記載の表示装置。