JP2006163742A - タッチパネル付きの表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示パネルの画像表示面に沿ってタッチパネルが取り付けられた液晶表示装置及びその製造方法において、画像表示面の周縁にある画像非表示領域の幅を小さくとりつつ、押圧動作に伴う波紋状表示ムラの発生を防止することができるものを提供する。
【解決手段】シール材２１より内側が直接押圧されるのを防止すれば波紋状表示ムラを防止できるという新たな知見に基づき、次のように構成する。ベゼルカバー１の内縁１１ａに沿って、液晶表示パネル２との間に間隙を形成するようにテーパー部１１を設ける。すなわち、ベゼルカバー１の内縁１１ａの個所で、液晶表示パネル２の側の稜部を面取りしたような形状のテーパー部１１を設ける。寸法設計の際、テーパー部１１の根元１１ｃからシール材２１の内縁２１ａまでの距離Ｄ１＋Ｄ２は、これらの間の組立公差よりも小さく設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示パネルの表示面側に、入力操作を行うためのタッチパネルを取り付けたタッチパネル付きの表示装置、及びその製造方法に関する。

パソコンや携帯情報端末（PDA）、及び、各種の販売装置や端末機器等にタッチパネル付きの表示装置が用いられている。タッチパネルは、指やペン先等のタッチによって出力信号を生成することで、表示画面上での入力操作を可能にする。画面を見ながら入力できる利便性や、別途のキーボードやマウスを省略できるという利点を有する他、キーボード操作に習熟することなく誰でも容易に入力が可能であるため、広く用いられつつある。

タッチパネル付きの表示装置は、一般には、表示パネルの表示面に沿ってタッチパネルを取り付けたものである（特許文献１〜４）。表示パネルは、対角寸法５インチ以上のものでは、通常、表示パネルの周縁部に額縁状のフレームが結合されている。この額縁状のフレームは、一般には、断面Ｌ字状であり、表示パネルの四周端面を覆う厚み方向壁と、表示面側の縁部を覆う内向きフランジとから形成されている。表示パネルの表示面に沿ってタッチパネルが取り付けられた際には、タッチパネルの周縁部と、表示パネルの周縁部とが、額縁状のフレームの内向きフランジを介して重ね合わせられる（特には特許文献１）。したがって、タッチパネルに押圧力が加わった際に、表示モジュールの周縁部にも押圧力が部分的に伝えられる。

そこで、タッチパネル付きの表示装置に加わった衝撃による影響を緩和すべく、タッチパネルと表示パネルとの間にクッション材を配することも提案されている（特許文献２）。
特開２００３−１６２３７５ 特開２００１−５６７４８ 特開２００１−１４３５６０ 特開２０００−１０６２９７

最近、カーナビゲーション装置といったハイエンド用途にタッチパネル付き表示装置が用いられるようになっている。すなわち、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等による比較的高精細な表示を行う表示装置の表示面にタッチパネルが取り付けられて用いられるようになった。

例えば、タッチパネル付き液晶表示装置において、ユーザーがタッチパネルを強く押圧した際に、画像表示面に波紋状の模様が発生するのが観察された。これは、液晶表示パネル自体が局所的に押圧されて液晶層のギャップが局所的に不均一となったためと考えられる。そのため、この波紋状の表示ムラは、液晶表示装置の額縁領域（周縁の画像非表示領域）の幅をかなり大きくとるならば、この領域で、押圧力が吸収されるため解消されると考えられる。しかし、一方では、特にハイエンド用途において、設置スペースをなるべく小さくした上で画像表示領域を大きくとること（いわゆる挟額縁化）が求められている。

本件発明者は、上記問題点に鑑み鋭意検討を行った。その結果、画像表示面（画素領域）の外縁とシール材の内縁との間隔が２ｍｍ以下、特には１．５ｍｍ以下であっても、額縁状フレームの内縁（内向きフランジ部の先端）が、シール材の内縁（画素領域側の縁）よりも外側に位置するならば、波紋状の表示ムラの発生を防ぐことができるということを見出した。

本発明は、表示パネルの画像表示面にタッチパネルが取り付けられた表示装置及びその製造方法において、画像表示面の周縁にある画像非表示領域の幅を小さくとりつつ、押圧動作に伴う表示不良の発生を防止することができるものを提供しようとする。

本発明の液晶表示装置は、一主面を画像表示面とする表示パネルと、この表示パネルの周縁部を覆う額縁状のフレームと、前記表示パネルの画像表示面側に配置され、該表示パネルの周縁部との間に前記額縁状フレームを挟み込むタッチパネルとを備えた表示装置において、前記画像表示面を囲む、前記額縁状フレームの内縁に沿って、前記表示パネルと向き合う側を削ぎ取った形のテーパー部または薄肉部が形成され、前記テーパー部または薄肉部の根元が、前記画像表示面より外側に位置することを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、一主面を画像表示面とする表示パネルと、この表示パネルの周縁部を覆う額縁状のフレームと、前記表示パネルの画像表示面側に配置され、該表示パネルの周縁部との間に前記額縁状フレームを挟み込むタッチパネルとを備えた表示装置において、前記額縁状フレームの製造の際、前記画像表示面を囲む内縁に沿って、前記液晶表示パネルと向き合う側を削ぎ取った形のテーパー部または薄肉部を設け、寸法設計において、前記テーパー部または薄肉部の根元とシール個所の内縁との間隔を、これらの間の組立公差よりも大きい値に設定するとともに、前記額縁状フレームの内縁と前記シール個所の内縁との間隔を、前記組立公差よりも小さいかまたは実質上等しい値に設定したことを特徴とする。

画像表示面の周縁にある画像非表示領域の幅を小さくとりつつ、押圧動作に伴う表示不良の発生を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態として、液晶表示装置を例にとり説明する。

本発明の実施例について、図１〜３を用いて説明する。図１は、実施例の液晶表示装置の要部を模式的に示す積層断面斜視図であり、図２は、実施例の液晶表示装置の模式的な平面図である。また、図３には、実施例の液晶表示装置における要部の寸法構成について模式的に示す。

本実施例の液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーション装置に用いられる比較的高精細の画像表示を行うものであり、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を画素ごとに配置し、オン画素とオフ画素とを電気的に切り離し、オン画素に供給した映像信号を所定期間保持するスイッチング素子を備えたアクティブマトリクスタイプの表示装置である。

図１に示す具体例において、液晶表示装置１０はバックライトを備えており、したがって、液晶表示パネル２は、透過型または半透過型のものである。また、図２に示すように画像表示面の縦横寸法比が約１／２のワイド型であり、対角寸法が、例えば７インチである。

矩形トレイ状の樹脂フレーム４２中にバックライト機構の導光板４１が収納されてバックライトユニット４をなし、この上（表示面側）に、矩形平板状の表示パネル２が載置される。さらにこの上から、ステンレス鋼やマグネシウム合金等の金属板からなる額縁状のベゼルカバー１が被せられる。ベゼルカバー１は、各部の断面がＬ字状をなす矩形の枠組みであり、液晶表示パネル２及びバックライトユニット４の端面を囲む、厚み方向の壁１３と、この壁１３の表示面側の縁から内向きに突き出す内向きフランジ１２とからなる。ベゼルカバー１は、内向フランジ１２が液晶表示パネル２の周縁部にオーバーラップするように配置される。表示面側にさらに取り付けられるタッチパネル３は、図示の例で、ベゼルカバー１の外形寸法に略等しい矩形平板状である（図１〜２）。

液晶表示パネル２は、画素領域１０ａよりも外側の画像非表示領域１０ｃにてベゼルカバー１の内向フランジ１２とバックライトユニット４とにより表裏両面側（図では上下）から狭圧されて固定されている。また、画像非表示領域１０ｂの幅をなるべく小さくすべく、本来、画素領域１０ａの縁１０ｂに沿ってわずかに外側にベゼルカバー２の内縁１１ａが来るように設計されている。

液晶表示パネル２は、概略、次のように構成される。まず、アレイ基板２４及び対向基板２６が四周のシール材２１を介して貼り合わされ、液晶材料２５が封入され液晶セル（表示パネル本体）が組み立てられる。次いで、表示面側及び裏面側からそれぞれ偏光板２３，２４が貼り付けられ、さらに不図示の駆動回路系統が装着される。この駆動回路系統は、バックライト機構の電源回路系統とともに、ケーブル配線４６及びソケット部４５（図２）を通じて、外部の駆動・電源系統に電気的に接続される。

シール材２１の内縁２１ａに沿って、画素領域１０ａの四周を画する枠縁状の遮光膜２２が、予め、対向基板２６またはアレイ基板２４上に、金属層または黒色樹脂層のパターンとして設けられる。この枠縁状の遮光膜２２は、画素領域１０ａ周縁での光漏れを確実に防止する趣旨から、シール材２１に部分的に潜り込むように配置される。しかし、シール材２１が介在すると、一般に、絶縁基板２４または２６との間の接着信頼性が低下するおそれがあることから、潜り込む寸法Ｄ２（図３）は、比較的小さくとられている。

ベゼルカバー１と樹脂製のバックライトユニット４との接合は、位置決めジグ等により位置決めされた後、ネジ止め、またはツメ機構により行われる。このような位置決め及び接合の際、ある程度の組立位置のバラツキは避けられない。したがって、ベゼルカバー１の内縁１１ａの位置が、遮光膜２２の外縁２２ｃの位置、及びシール材２１の内縁２１ａの位置に対してある程度のバラツキが生じる。シール材２１の内縁２１ａの位置は、対向基板２６またはアレイ基板２４にシール材を塗布する際にも、塗布位置のバラツキ及びシール材の広がりの程度のブレに起因して、ある程度のバラツキが生じる。

本明細書では、このように通常の組立工程において生じる位置のバラツキの幅を、組立公差と呼ぶことにする。また、寸法や距離の語は、特にことわらない限り、画像表示面に沿った方向における寸法や距離を指すこととする。さらに、内側及び外側の語は、画像表示面に沿った方向において、液晶表示装置の中心から見た内側及び外側を意味するものとする。

実施例においては、図１及び図３に模式的に示すように、ベゼルカバー１の内縁１１ａに沿ってテーパー部１１が設けられている。テーパー部１１は、液晶表示パネル２との間に空隙を形成すべく、内縁１１ａの表示パネル側の稜線部が面取りされたような形状をなしている。すなわち、テーパー部１１は、タッチパネル３側の面（図の上面）が、テーパー部以外の内向きフランジ１２の部分と同一の平面中に位置している。また、ベゼルカバー１の内縁１１ａは、厚み方向に延びる端面であり、その液晶表示パネル２側の縁がテーパー面１１ｂ（オーバーハング状の傾斜面）との境界をなしている。

このテーパー部１１は、圧縮加工や研削等により容易に作成することができる。最も簡便な加工方法である圧縮加工を用いても、通常必要な程度の寸法範囲内であれば、タッチパネル３側への突出部の発生を問題なく回避することができる。圧縮加工は、例えば、金属の板材から画像表示面のための開口を打ち抜いた後、周縁の折り曲げ加工の前または後に、簡便かつ迅速に行うことができる。

テーパー部１１の根元１１ｃ、すなわち、テーパー面１１ｂとベゼルカバー１の非テーパー部分との境界は、テーパー部１１の幅寸法Ｄ１だけ、ベゼルカバー１の内縁１１ａよりも外側に位置する（図３）。したがって、液晶表示パネル２がベゼルカバー１を介してタッチパネル３から押圧されたとき、押圧力が直接加わる限界は、テーパー部１１の根元１１ｃにある。

一方、前述のように、本件発明者が試行錯誤の末に見出した知見によると、ベゼルカバー１を介した押圧力が加わる限界が、シール材２１の内縁２１ａよりも外側にあるならば、タッチパネルの押圧に伴う波紋状表示ムラの発生が防止される。このような位置関係にあると、液晶材料２５の層に対する押圧が避けられ、シール材２１によって押圧力が受け止められると考えられる。このような位置関係の前提には、前述したように、画素領域１０ａとシール材２１の内縁２１ａとの距離Ｄ３がかなり小さいということがあると考えられる。この距離Ｄ３は、通常２ｍｍ以下、特には１．５ｍｍ以下であり、特に挟額縁の製品にあっては例えば１．０〜１．３ｍｍに設定される。

液晶表示装置１０の寸法設計において、ベゼルカバー１の内縁１１ａと、これより外側に設定されるシール材２１の内縁２１ａとの間の距離Ｄ２が上記組立公差より小さい場合、ベゼルカバー１の内縁１１ａが、シール材２１の内縁２１ａよりも内側に位置する製品が、ある程度の割合で生じる。しかし、この場合にも、ベゼルカバー１の内縁１１ａとシール材２１の内縁２１ａとの間の設計距離Ｄ２に、テーパー部１１の設定幅寸法Ｄ１を合わせた距離Ｄ１＋Ｄ２が、寸法公差より小さいならば、テーパー部１１の根元は必ずシール材２１の内縁２１ａよりも外側に位置する。すなわち、シール材２１配置領域より内側で液晶表示パネル３に直接押圧力が加わることがない。したがって、波紋状の表示ムラが出る製品の発生が防止される。このことは後述のように多数の試作テストによって裏付けられている。

一方、図１及び図３中に示すように、実施例の寸法設計において、枠縁状の遮光膜２２の外縁２２ｃは、テーパー部１１の根元１１ｃとほぼ重なる位置に来るように設定される。したがって、ベゼルカバー１と遮光膜２２とが重なり合う寸法（重なりしろの寸法）、すなわち、ベゼルカバー１の内縁１１ａと、遮光膜２１の内縁との距離は、テーパー部１１の寸法Ｄ１にほぼ等しい。したがって、テーパー部１１の寸法Ｄ１が、ベゼルカバー１のテーパー部１１と遮光膜２２との間の寸法公差よりも大きいならば、組立工程等のバラツキによっても、ベゼルカバー１の内縁１１ａと遮光膜２２との間に、光漏れを起こす間隙が発生することがない。

実施例における寸法構成の具体例を挙げるならば、下記のとおりである。

ベゼルカバー１の板厚が約０．５〜１．０ｍｍ、例えば０．８ｍｍであり、テーパー部１１における画像表示面に沿った方向の寸法Ｄ１が約０．５ｍｍである。また、ベゼルカバー１の内縁１１ａとシール材２１の内縁２１ａとの設定距離Ｄ２が約０．３ｍｍである。したがって、テーパー部１１の根元１１ｃからシール材２１の内縁２１ａまでの設定寸法Ｄ１＋Ｄ２は、約０．８ｍｍである。なお、シール材２１の内縁２１ａから画素領域１０ａまでの設定寸法Ｄ３は約１．０〜１．５ｍｍである。

一方、本具体例において、テーパー部１１とシール材の内縁２２ａとの間の寸法公差が約０．５ｍｍであり、上記設定寸法Ｄ１＋Ｄ２の約０．８ｍｍより充分に小さい。したがって、通常の組立工程を経た製品で、ベゼルカバー１の内縁１１ａがシール材２１の内縁２１ａより内側に来る確率は、極めて小さいか、または実質上ゼロに等しい。

また、本具体例において、テーパー部１１と遮光膜２２との間の寸法公差が約０．４ｍｍである。したがって、上記の重なりしろの寸法に相当する寸法Ｄ１の約０．５ｍｍよりも充分に小さく、光漏れの発生も防止されている。

本具体例と同様の構成の液晶表示装置を多数（ｎ＝約１００）作製したところ、波紋状ムラの発生は全く見られなかった。また、周縁部での光漏れの発生も全く見られなかった。

次に、他の実施例について、図４を用いて説明する。

図４の液晶表示装置においては、テーパー部１１に代えて、薄肉部１１’が、ベゼルカバー１の内縁１１ａに沿って設けられている。薄肉部１１’は、テーパー部１１と同様、液晶表示パネル２の側を削ぎ取った形をなし、液晶表示パネル２との間に空隙を生成している。図示の例において、薄肉部１１’内における厚みは略均一であり、液晶表示パネル２の側で、内向きフランジ１２の薄肉部以外の部分との間に段部１１ｄが形成されている。薄肉部１１’の上面は、テーパー部１１の場合と同様、内向きフランジ１２の他の部分と連続した一つの平面内にある。このような薄肉部１１’を設けても、テーパー部１１を設けた場合と全く同様の効果が得られる。また、薄肉部１１’も、圧縮加工や研削加工等により比較的容易に作製することができる。

最後に、比較例について図５を用いて簡単に説明する。ベゼルカバー１の内縁１１ａ近傍に、テーパー部等が設けられず、内向きフランジ１２の全体がほぼ均一な厚みとなっている。したがって、タッチパネル３からの押圧力は、ベゼルカバー１の内縁１１ａの個所でも、直接、液晶表示パネル２に伝えられる。

寸法構成の具体例において、ベゼルカバー１の内縁１１ａからシール材２１の内縁２１ａまでの設定寸法Ｄ２は、上記実施例の具体例と同一の約０．３ｍｍであるが、この個所で寸法公差は、約０．５ｍｍである。そのため、多数の製品中には、一定の割合で、ベゼルカバー１の内縁１１ａがシール材２１の内縁２１ａより内側に位置するものが観察され、この場合、タッチパネル３を押圧した際に波紋状表示ムラの発生が観察された。なお、本比較例においても、シール材２１の内縁２１ａから画素領域１０ａまでの距離Ｄ３は、実施例の具体例と同様、約１．０〜１．５ｍｍに設定した。

上記に説明した実施例の説明中では、透過型ないし半透過型の表示装置として説明したが、反射型の場合でも全く同様である。また、ベゼルカバーが金属製であるとして説明したが、場合によっては、ポリカーボネート等のエンプラ材料を用いることができる。

なお、画素領域ないの液晶表示パネルについての説明は省略したが、マトリクス画像表示を行うものであれば、いずれであっても良い。画素領域内の遮光膜パターンは、マトリクス状、ストライブ状、またはスイッチング素子配置個所に対応したドット状である。画素ごとにアモルファスシリコンＴＦＴ、または多結晶シリコンＴＦＴが配置されるのが一般的であるが、その他のタイプのものでも良い。

また、表示装置の一例として液晶表示パネルを例にとり、押圧時の波紋状の表示不良について説明したが、これに限定されず、例えば表示パネルには有機ＥＬ表示パネル等の自発光表示パネルの表示不良対策として本発明を採用することも可能である。

実施例の液晶表示装置の要部を模式的に示す積層断面斜視図である。 実施例の液晶表示装置の模式的な平面図である。 実施例の液晶表示装置における要部の寸法構成を説明するための、関連部材のみを示す模式的な積層断面図である。 他の実施例の液晶表示装置を示す、図３に対応する模式的な積層断面図である。 比較例の液晶表示装置を示す、図３に対応する模式的な積層断面図である。

符号の説明

１ ベゼルカバー
１０ 液晶表示装置
１０ａ 画像表示面をなす画素領域
１１ ベゼルカバー１の内縁近傍のテーパー部
１１ａ ベゼルカバー１の内縁
１１ｃ テーパー部の根元
１２ ベゼルカバー１を構成する内向きフランジ
２ 液晶表示パネル
２１ シール材
２１ａ シール材の内縁
２２ 枠縁状の遮光膜
２２ｃ 遮光膜の外縁

Claims (9)

1. 一主面を画像表示面とする表示パネルと、この表示パネルの周縁部を覆う額縁状のフレームと、前記表示パネルの画像表示面側に配置され、該表示パネルの周縁部との間に前記額縁状フレームを挟み込むタッチパネルとを備えた表示装置において、
   前記画像表示面を囲む、前記額縁状フレームの内縁に沿って、前記表示パネルと向き合う側を削ぎ取った形のテーパー部または薄肉部が形成され、
   前記テーパー部または薄肉部の根元が、前記画像表示面より外側に位置することを特徴とする表示装置。
2. 前記表示パネルは、一対の絶縁基板と、これら基板間に挟持される液晶層と、前記液晶層の周囲を封止するシール材とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記シール材に沿って前記画像表示面の外縁を画する枠縁状の遮光膜が設けられ、
   前記額縁状フレームの内縁が、前記遮光膜の外縁よりも内側に位置することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 前記シール材の内縁と、前記画像表示面の外縁との間隔が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
5. 前記額縁状フレームが金属板よりなり、前記テーパー部が圧縮加工により形成されたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 一主面を画像表示面とする表示パネルと、この表示パネルの周縁部を覆う額縁状のフレームと、前記表示パネルの画像表示面側に配置され、該表示パネルの周縁部との間に前記額縁状フレームを挟み込むタッチパネルとを備えた表示装置において、
   前記額縁状フレームの製造の際、前記画像表示面を囲む内縁に沿って、前記液晶表示パネルと向き合う側を削ぎ取った形のテーパー部または薄肉部を設け、
   寸法設計において、前記テーパー部または薄肉部の根元とシール個所の内縁との間隔を、これらの間の組立公差よりも大きい値に設定するとともに、前記額縁状フレームの内縁と前記シール個所の内縁との間隔を、前記組立公差よりも小さいかまたは実質上等しい値に設定したことを特徴とする表示装置の製造方法。
7. 前記シール個所に沿って、前記画像表示面の外縁を画するように枠縁状に遮光膜が備えられ、
   寸法設計において、前記遮光膜の外縁と、これより内側に来るように設定される前記額縁状フレームの内縁との間隔を、これらの間の組立公差よりも大きい値に設定することを特徴とする請求項６記載の表示装置の製造方法。
8. 前記額縁状フレームの製造が金属板の加工により行われ、この際、前記テーパー部または薄肉部が圧縮加工により形成されることを特徴とする請求項６または７記載の表示装置の製造方法。
9. 寸法設計において、前記シール個所の内縁と、前記画像表示面の外縁との間隔が２ｍｍ以下に設定されたことを特徴とする請求項６記載の表示装置の製造方法。
   

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