JP4761736B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置、より詳しくは入力装置を備えた液晶表示装置に関する。

近年、カーナビゲーションシステム等に用いられる液晶表示装置は、データ入力機能が求められ通常、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの表示面側に設けられたタッチパネル等の入力装置と、を備えている。液晶表示パネルは、アレイ基板および対向基板をスペーサにより隙間をおいて対向配置し、これら２枚の基板間に液晶層を狭持している。これら２枚の基板の周縁部はシール材によって貼り合わされている。入力装置は対向基板の外側に設けられている。データを直接入力する際、タッチパネルの入力面を指等で押圧することにより入力する。

さらに、液晶表示装置は入力表示用窓を有し、タッチパネルおよび液晶表示パネルを覆ったケースを備えている。このケースは、ケースの裏側から延出した位置決めリブを有している（例えば、特許文献１参照）。位置決めリブは、枠状であり、液晶表示パネルの周縁から外方に４〜５ｍｍ離れている。位置決めリブにより液晶表示パネルを配設する位置決めが可能となる。このため、入力表示用窓とタッチパネルの入力面とを対向させることができる。

タッチパネルとケースとの間には第１緩衝材が介装されている。位置決めリブの側面と液晶表示パネルの側面との間には第２緩衝材が介装されている。このため、表示面方向に外部から衝撃があった場合でも、衝撃はケースを伝わり、位置決めリブで分散され、さらに第２緩衝材で緩和され液晶表示パネルに伝わる。表示面に対して垂直方向に外部から衝撃があった場合でも、衝撃は第１緩衝材で緩和され液晶表示パネルに伝わる。上記したことから、液晶表示装置は耐衝撃性を向上させている。
特開２００１−８３８８７号公報

ところで、入力面を押圧した場合、タッチパネルと重なった液晶表示パネルに応力が集中するため、液晶層の層厚が変化すること（液晶揺れ）や、アレイ基板および対向基板が接触することがある。これにより、アレイ基板および対向基板間の電気的短絡や、液晶層のギャップ不良に伴う表示不良が生じ、表示画像の見栄えが悪くなる。このため、入力面への押圧における耐応力性能の優れた液晶表示装置が求められる。

さらに、液晶表示装置がアレイ基板の外側に設けられたバックライトユニットを有し、入力面が押圧された場合は、バックライトユニットの導光板が歪んでしまい、表示画像の見栄えが悪くなる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、耐応力性能の優れた液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、光放出面を含む導光板と、前記導光板の側縁に対向配置された光源と、前記導光板および光源を覆うと共に前記光放出面と対向した領域が開口した矩形状のバックカバーと、前記光放出面の周縁部を覆い、前記導光板の側縁と対向するとともに前記バックカバーの周壁を覆い、前記バックカバーに嵌合される枠状のフロントカバーと、を有したバックライトユニットと、前記光放出面と対向して設けられたアレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと対向する上壁を有するとともに前記対向基板の周縁部およびバックカバーの周壁を覆った枠状のケースと、を備え、前記バックカバーは、前記光放出面を超えて突出するとともに前記液晶表示パネルの側縁と対向し、各辺に２つ以上設けられ、前記フロントカバーに設けられた複数の開口部をそれぞれ貫通して延び、前記ケースの上壁と対向し接触して前記上壁を支持する複数の突出部を有する。

この発明によれば、耐応力性能の優れた液晶表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、液晶表示装置は、バックライトユニット１と、液晶表示パネル２と、ケース３と、入力装置としてのタッチパネル４と、を有している。

図１および図２に示すように、バックライトユニット１は、光放出面Ｓ１を含む導光板１１、この導光板１１上に設けられたプリズムシート１３、拡散フィルム１４、光源１５、反射板１６、バックカバー１７、およびフロントカバー１８を有している。
光源１５は導光板１１の側縁に対向配置されている。反射板１６は、光放出面Ｓ１と対向した領域が開口し、導光板１１および光源１５を覆っている。

バックカバー１７は、矩形状の底壁１７ａと、この底壁の周縁部に設けられた矩形枠状の周壁１７ｂと、この周壁から突出した複数の突出部１７ｃと、が一体になって構成されている。バックカバー１７は、光放出面Ｓ１と対向した領域が開口し、導光板１１、プリズムシート１３、拡散フィルム１４、光源１５、および反射板１６を覆っている。各突出部１７ｃは、光放出面Ｓ１を超えて突出している。この実施の形態において、バックカバー１７は、周壁１７ｂの各辺に２つの突出部１７ｃを有している。これらの突出部１７ｃは、光放出面Ｓ１に垂直な方向に突出している。バックカバー１７の底壁１７ａおよび周壁１７ｂの厚みｔ１は０．２ｍｍである。

フロントカバー１８は、矩形枠状の上壁１８ａと、この上壁の周縁部に設けられた矩形枠状の周壁１８ｂと、が一体になって構成されている。フロントカバー１８は、光放出面Ｓ１の周縁部を覆い、導光板１１の側縁と対向しているとともにバックカバー１７の周壁１７ｂを覆っている。フロントカバー１８は、上壁１８ａに設けられた複数の開口部１８ｃを有している。この実施の形態において、フロントカバー１８は、上壁１８ａの各辺に２つの開口部１８ｃを有している。これらの開口部１８ｃはそれぞれ突出部１７ｃと対応している。そのため、上記複数の突出部１７ｃは開口部１８ｃをそれぞれ貫通して延びている。フロントカバー１８の上壁１８ａおよび周壁１８ｂの厚みｔ２は０．３ｍｍである。この実施の形態において、上壁１８ａは光放出面Ｓ１の周縁部と接触している。

図１および図３に示すように、液晶表示パネル２は、光放出面Ｓ１と対向して設けられたアレイ基板２０と、対向基板３０と、液晶層４０と、を備えている。
アレイ基板２０は、ガラス基板２１と、このガラス基板上に形成された複数の画素電極２２と、各画素電極を含みガラス基板上に成膜された配向膜２３と、を有している。また、アレイ基板２０は、ガラス基板２１上に形成された図示しない各種配線やスイッチング素子としての薄膜トランジスタ等を有している。

対向基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板上に形成された共通電極３２と、共通電極上に形成された配向膜３３と、を有している。画素電極２２および共通電極３２は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。配向膜２３および配向膜３３には配向処理（ラビング）が施されている。

アレイ基板２０および対向基板３０は、複数のスペーサ４１により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板２０および対向基板３０は、両基板の周縁部に配置されたシール材４２により互いに接合されている。液晶層４０は、アレイ基板２０、対向基板３０、およびシール材４２の間に挟持されている。アレイ基板２０の外面には第１偏光板５０が配置され、対向基板３０の外面には第２偏光板６０が配置されている。この実施の形態において、第１偏光板５０およびアレイ基板２０の周縁部は、それぞれフロントカバー１８の上壁１８ａと重なり、第１偏光板表面の周縁部は上壁１８ａと接触している。

図１および図４に示すように、突出部１７ｃは、液晶表示パネル２の側縁と対向している。突出部１７ｃの先端は、対向基板３０側の液晶表示パネル２の外面の水平面上とほぼ同等の位置まで延びている。ここでは、対向基板３０側の液晶表示パネル２の外面は第２偏光板６０の外面である。

図１に示すように、ケース３は、矩形枠状の上壁３ａと、この上壁の周縁部に設けられた矩形枠状の周壁３ｂと、が一体になって構成されている。ケース３は、対向基板３０（第２偏光板６０）の周縁部と、バックカバー１７の周壁１７ｂおよび突出部１７ｃと、フロントカバー１８の周壁１８ｂと、を覆っている。この実施の形態において、上壁３ａは第２偏光板６０の周縁部と接触している。ケース３の上壁３ａおよび周壁３ｂの厚みｔ３は０．２ｍｍである。

図１および図５に示すように、タッチパネル４は、抵抗感圧方式のデジタイザとして構成されている。タッチパネル４は、対向基板３０と対向しているとともにケース３上に設けられている。タッチパネル４は、対向基板３０と対向した第１基板７１、この第１基板に所定の隙間を置いて対向配置された第２基板７２と、を有している。第１基板７１は、例えばポリエステルフィルムやガラスからなる第１シート７３ａを有している。第２基板７２も、例えばポリエステルフィルムやガラスからなる第２シート７３ｂを有している。

第１シート７３ａおよび第２シート７３ｂ上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料により形成された矩形状の第１抵抗層７４ａおよび第２抵抗層７４ｂがそれぞれ配設されている。図示しないが、第１抵抗層７４ａの対向する一対の辺には、電極７５ａ、７５ｂがそれぞれ設けられている。同じく、図示しないが、第２抵抗層７４ｂの対向する一対の辺には、電極７６ａ、７６ｂがそれぞれ設けられている。

第１基板７１および第２基板７２は、第１抵抗層７４ａ、第２抵抗層７４ｂが対面するように対向配置され、第１シート７３ａおよび第２シート７３ｂの周縁部に配置されたシール材７７により互いに接合されている。第１基板７１および第２基板７２は、スペーサ７８により所定の隙間を置いて保持されている。スペーサは絶縁材料で構成されている。第１抵抗層７４ａおよび電極７５ａ、７５ｂと、第２抵抗層７４ｂおよび電極７６ａ、７６ｂと、は絶縁状態に維持されている。

タッチパネル４は、第１抵抗層７４ａおよび第２抵抗層７４ｂと重なった第２基板７２の外面に入力面Ｓ２を有している。データを入力する際は、入力面Ｓ２上を押圧することによりタッチパネル４に応力を加え、第１基板７１および第２基板７２間の隙間の幅を変化させて入力する。
ここで、上記突出部１７ｃは、タッチパネル４と対向した個所のケース３、すなわち、上壁３ａと対向し、接触している。このため、突出部１７ｃは、上壁３ａを支持しているとともにこの上壁を介してタッチパネル４を支持している。

以上のように構成された、液晶表示装置によれば、バックカバー１７は複数の突出部１７ｃを有し、上壁３ａを介してタッチパネル４を支持している。入力面Ｓ２（第２基板７２）を押圧し、タッチパネル４に加わった応力は、液晶表示パネル２に集中することはなく、ケース３に分散される他、特にバックカバー１７の複数の突出部１７ｃに分散される。

このため、タッチパネル４に加わる応力は、応力Ｆ１としてケース３およびバックカバー１７に分散されるため、液晶表示パネル２に加わる応力Ｆ２を抑制することができる。液晶揺れや、アレイ基板２０および対向基板３０の接触を抑制することができるため、アレイ基板および対向基板間の電気的短絡や、液晶層４０のギャップ不良に伴う表示不良を抑制でき、常時、良好な表示品位を保つことができる。

また、液晶表示パネル２に加わる応力Ｆ２が抑制されることから、導光板１１に加わる応力も抑制される。これにより、導光板１１の変形（歪み）を抑制でき、常時、良好な表示品位を保つことができる。上記したことから、耐応力性能の優れた液晶表示装置を得ることができる。

さらに、ケース３の上壁３ａおよび周壁３ｂと、バックカバー１７の底壁１７ａおよび周壁１７ｂと、フロントカバー１８の上壁１８ａおよび周壁１８ｂと、が上述したように薄型化された場合でも、耐応力性能の優れた液晶表示装置を得ることができる。このため、耐応力性能に優れているとともに、狭額縁化および薄型化が可能な液晶表示装置を得ることができる。

バックカバー１７は、周壁１７ｂの各辺に突出部１７ｃを有しているため、応力Ｆ１をバランスよく突出部に分散させることができ、耐応力性能の向上を図ることができる。また、突出部１７ｃはフロントカバー１８の開口部１８ｃを貫通することから、バックカバー１７とフロントカバーとを組み立てる際の位置合わせとしても使用することができる。

上述した実施の形態では、バックカバー１７は、周壁１７ｂの各辺に２つの突出部１７ｃを有しているため、各辺に１つの突出部を有している場合に比べ、さらなる耐応力性能の向上を図ることができる。また、各辺に２つの突出部１７ｃを有していることにより、突出部は、バックカバー１７とフロントカバー１８とを組み立てる際の位置合わせとして使用できる他、バックカバーとフロントカバーとの接合不良によるガタつきを抑制することができる。上記したガタつきを抑制する効果は、バックカバー１７が、周壁１７ｂの各辺に２つ以上の突出部１７ｃを有している場合に有効である。なお、フロントカバー１８は、突出部１７ｃに対応した分の開口部１８ｃを有していることは言うまでもない。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、バックカバー１７は、周壁１７ｂの各辺に少なくとも１つの突出部１７ｃを有していれば良い。突出部１７ｃの形状や突出方向は上述した実施の形態に限定されるものではない。バックカバー１７の底壁１７ａおよび周壁１７ｂの厚みが０．２ｍｍないし０．３ｍｍ、フロントカバー１８の上壁１８ａおよび周壁１８ｂの厚みが０．２ｍｍないし０．３ｍｍ、およびケース３の上壁３ａおよび周壁３ｂの厚みが０．２ｍｍないし０．３ｍｍであれば、狭額縁化および薄型化を図ることができるとともに、耐応力性能に優れた液晶表示装置を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図。 図１に示したバックカバーおよびフロントカバーを示す分解斜視図。 図１に示した液晶表示パネルを示す断面図。 図１に示した液晶表示パネル、バックカバー、およびフロントカバーを示す側面図。 図１に示したタッチパネルを示す断面図。

符号の説明

１…バックライトユニット、２…液晶表示パネル、３…ケース、３ａ…上壁、３ｂ…周壁、４…タッチパネル、１１…導光板、１５…光源、１７…バックカバー、１７ａ…底壁、１７ｂ…周壁、１７ｃ…突出部、１８…フロントカバー、１８ａ…上壁、１８ｂ…周壁、１８ｃ…開口部、２０…アレイ基板、３０…対向基板、４０…液晶層、Ｓ１…光放出面、Ｓ２…入力面、ｔ１，ｔ２，ｔ３…厚み。

Claims (2)

1. 光放出面を含む導光板と、前記導光板の側縁に対向配置された光源と、前記導光板および光源を覆うと共に前記光放出面と対向した領域が開口した矩形状のバックカバーと、前記光放出面の周縁部を覆い、前記導光板の側縁と対向するとともに前記バックカバーの周壁を覆い、前記バックカバーに嵌合される枠状のフロントカバーと、を有したバックライトユニットと、
   前記光放出面と対向して設けられたアレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルと対向する上壁を有するとともに前記対向基板の周縁部およびバックカバーの周壁を覆った枠状のケースと、
   を備え、
   前記バックカバーは、前記光放出面を超えて突出するとともに前記液晶表示パネルの側縁と対向し、各辺に２つ以上設けられ、前記フロントカバーに設けられた複数の開口部をそれぞれ貫通して延び、前記ケースの上壁と対向し接触して前記上壁を支持する複数の突出部を有する液晶表示装置。
2. 前記対向基板と対向するとともに前記ケース上に設けられ、入力面を有した入力装置をさらに備え、
   前記複数の突出部は、前記入力装置と対向した個所の前記ケース内面と対向し、前記ケースを介して前記入力装置を支持する請求項１に記載の液晶表示装置。

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