JP6295164B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルを備えた表示装置に関するものである。

従来、液晶モジュールの前面にタッチパネルが取り付けられた表示装置がある。図９に示す従来の表示装置１００は、液晶モジュール１０８の前に一定間隔でタッチパネル１０２が配置されている。タッチパネル１０２をタッチすることで、液晶モジュール１０８に表示されたボタンなどを選択することができる。

タッチパネル１０２は、カバーフィルム１０４および電極の形成された電極フィルム１０６を備える。電極フィルム１０６は２枚であり、一の電極フィルム１０６がＸ方向、他の電極フィルム１０６がＹ方向を検出するための電極が形成されている。電極フィルム１０６はカバーフィルム１０４に接着層（図示せず）で取り付けられる。

液晶モジュール１０８は、液晶パネル１１０の裏面および縁がベゼル１１２で保持され、ベゼル１１２が筐体１１４に取り付けられている。点線Ａよりもベゼル１１２側が非表示領域１１６であり、反対側が表示領域１１８である。熱膨張などを考慮して、ベゼル１１２は液晶パネル１１０の表示面を押さえつけず、空間１２０を開けて液晶パネル１１０の縁を保持している。また筐体１１４の周縁では、ブラケット１２２を介してタッチパネル１０２が取り付けられている。

液晶パネル１１０とベゼル１１２との間の空間１２０で発生したゴミが液晶パネル１１０の表示領域１１８まで移動すると、表示の見栄えを損なう。タッチパネル１０２を取り付ける前に、エアを吹き付けて掃除されているが、完全に防ぐことは難しい。

特許文献１に液晶モジュール１０８の周縁を弾性材の枠体で囲むことが開示されている。しかし、液晶モジュール１０８の周縁を囲んでしまっても、枠体の内側に液晶パネル１１０とベゼル１１２との間の空間１２０があり、ゴミが入ることを防止できない。

特開平８−２２１１９７号公報（図１）

本発明の目的は、液晶パネルなどの表示手段とタッチパネルとの間にゴミが入り込まない表示装置を提供することにある。

本発明の表示装置は、タッチパネルと、前記タッチパネルに対して所定間隔離れて配置される表示手段と、前記表示手段を保持するベゼルと、前記表示手段の表示領域とベゼルとの間において、タッチパネルと表示手段の間に設けられた異物侵入防止部材とを備える。

タッチパネルと表示手段とが一定間隔で離れて配置された空間において、異物侵入防止部材によって、ベゼルから発生するゴミが表示手段の表示領域にまで侵入することを防止する。

前記タッチパネルの一面が表示手段に対向しており、前記表示手段の表示領域とベゼルとの間において、タッチパネルの一面が表示手段に向けて突出する凸部を形成するための段差を有する。突出部によって、タッチパネルと表示手段との距離を調整する。

前記異物侵入防止部材は、タッチパネルの凸部と表示手段の間に配置される。凸部によって、タッチパネルと表示手段との距離が近づくため、侵入路が狭くなり、また異物侵入防止部材の厚みを薄くできる。

また、前記異物侵入防止部材が、ベゼルと表示手段とによって形成される空間の開口をふさぐように配置されても良い。ベゼルと表示手段とによって形成される空間の開口を直接塞ぐように異物侵入防止部材を配置するため、より確実にベゼルから発生するゴミの侵入を防止できる。

前記タッチパネルは、前記凸部を備えた支持基板を含む。タッチパネルは、支持基板によって支えられることで、十分な剛性を確保できる。

前記タッチパネルは、前記支持基板と、前記支持基板の上に積層され、電極を備えた電極フィルムと、前記電極フィルムの上に積層された樹脂製のカバーフィルムとを備える。支持基板の上に電極フィルムが積層される。

本発明は、異物侵入防止部材がベゼルよりも内方に配置されており、タッチパネルと表示手段との間にゴミが入り込むのを防止できる。凸部によってタッチパネルと表示手段との距離を近づけることにより、異物侵入防止部材の厚みを薄くでき、異物侵入を効果的に防止できる。

本発明の表示装置の図であり、（ａ）は表示装置全体の断面図であり、（ｂ）は（ａ）における異物侵入防止部材がある付近の拡大図である。 タッチパネルを筐体に取り付ける図である。 異物侵入防止部材に樹脂を使用した図であり、（ａ）は異物侵入防止部材がある付近の断面図であり、（ｂ）は樹脂を滴下した後にタッチパネルを筐体に取り付ける図である。 Ｌ字状の異物侵入防止部材を示す断面図である。 （ａ）はベゼルに異物侵入防止部材を取り付けた後にタッチパネルを筐体に取り付ける図であり、（ｂ）は支持基板の段差に異物侵入防止部材を取り付けた後にタッチパネルを筐体に取り付ける図である。 直線状の異物侵入防止部材を用いた表示装置を示す図である。 支持基板を複数の板で構成した表示装置を示す図である。 支持基板を使用しない表示装置を示す図である。 従来の表示装置を示す図である。

本発明の表示装置について図面を用いて説明する。図中のＸ方向は各部材の幅方向であり、Ｚ方向は各部材の厚み方向である。表示手段として液晶パネルを用いて説明するが、有機ＥＬなどの他の表示手段であっても良い。

実施形態１
図１に示す表示装置１０は、筐体１２、筐体１２に取り付けられた液晶モジュール１４、液晶モジュール１４の前方に取り付けられたタッチパネル１６、および液晶モジュール１４とタッチパネル１６の間に設けられた異物侵入防止部材１８を備える。

筐体１２およびブラケット３８は、液晶モジュール１４およびタッチパネル１６を保持する。筐体１２およびブラケット３８はプラスチックなどの樹脂で形成されている。液晶モジュール１４とタッチパネル１６に必要なドライバＩＣなども筐体１２内に保持される。

液晶モジュール１４は、液晶パネル２０、バックライト（図示せず）、および液晶パネル２０とバックライトを保持するベゼル２２を含む。液晶パネル２０はアレイ基板、カラーフィルター基板、アレイ基板とカラーフィルター基板の間の液晶を含む。液晶パネル２０は点線Ａより内方が表示領域２４になっており、その外方が非表示領域２６である。

ベゼル２２は、上述した液晶パネル２０とバックライトを保持して一つにまとめ、筐体１２に取り付けるものである。ベゼル２２はフロントベゼルとリアベゼルを備え、液晶パネル２０の裏面および縁を保持する。ベゼル２２の断面は液晶パネル２０の縁を保持するために液晶パネル２０の裏面側から表示面側に折れ曲がった部分を有し、液晶パネル２０との対向部分２８は、液晶パネル２０に対して空間３０を有する。液晶パネル２０の熱膨張を考慮し、液晶パネル２０を押圧して、表示を乱さないためである。

タッチパネル１６は、液晶パネル２０に対して所定間隔を有して配置される。タッチパネル１６は、支持基板３２、その支持基板３２の上に積層された電極フィルム３４、電極フィルム３４の上に積層されたカバーフィルム３６を備える。タッチパネル１６の周縁にブラケット３８を取り付け、ブラケット３８が筐体１２の周縁に取り付けられる。

支持基板３２は、ガラス、またはアクリルやポリカーボネートなどの樹脂を含む透明の板である。ガラスを使用すると、支持基板３２の強度を高めることができる。樹脂を使用すると、割れにくく、加工が容易になる。

支持基板３２の一面４０が液晶モジュール１４と対向し、他面４２に電極フィルム３４が積層されている。支持基板３２の一面４０の周縁を凹部４４にする。一面４０において凹部４４以外の部分が凸部４６になっている。凹部４４と凸部４６の境界になる段差４８は、液晶パネル２０の非表示領域２６におけるベゼル２２よりも内方に配置されるようにする。凹部４４にブラケット３８が取り付けられ、タッチパネル１６が支えられる。凸部４６が液晶パネル２０の表示領域２４および非表示領域２６の一部と対向する。

タッチパネル１６がベゼル２２に接しないように、ブラケット３８がタッチパネル１６を支えている。なお、ブラケット３８は必ずしも必要ではなく、タッチパネル１６を直接ベゼル２２上に固定してもよい。ブラケット３８とベゼル２２が液晶パネル２０よりも上方（図中Ｚ方向）に突出しており、凸部４６を形成することによって、支持基板３２と液晶パネル２０との距離を近づけることができる。特に液晶パネル２０における非表示領域２６と支持基板３２が近づくように調製することによって、異物侵入防止部材１８の厚みを薄くすることができる。支持基板３２と液晶パネル２０との間隔は５００μｍ程度である。

電極フィルム３４は透明の誘電体材料からなるフィルムに電極を形成したものである。フィルムの材料はポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレートなどの透明材料が挙げられる。厚みは２０〜２００μｍ程度が好ましい。電極フィルム３４は、極薄のガラスで形成しても良く、厚みは２０〜２００μｍ程度が好ましい。

電極フィルム３４は２枚であり、これはＸ方向の座標を検出するための電極を備えた電極フィルム３４とＹ方向の座標を検出するための電極を備えた電極フィルム３４を備えるためである。

電極は、複数の電極ユニットからなり、導電材料で形成される。例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明導電膜をパターニングして形成される。また透明導電膜を、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリルなどの極細導電炭素繊維や、銀素材等からなる極細導電繊維をバインダーとして機能するポリマー材料に分散させた複合材を用いて形成してもよい。透明導電薄膜の形成方法は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法や、ＣＶＤ法、塗工法、印刷法などを例示することができる。

透明導電膜の他、電極を非常に幅の細い金属等の導体線を用いて形成してもよい。線幅は、視認性向上の観点から１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がさらに好ましく、２μｍ以下がさらに好ましい。また透過性を確保するため開口率は十分確保する必要があり、各導体線のパターンのピッチは例えば１００μｍ〜１０００μｍ程度が好ましい。また導体線を網目状に形成することで、電気的なパスを多くなり、表面抵抗値を低くするとともに、断線リスクも低減できる。導体線の形成方法は、導電性微粒子を含むペーストを用いた印刷法や、金属薄膜をフォトリソグラフィ等でパターニングする方法などを例示できる。

電極フィルム３４の支持基板３２側が一面５０であり、反対側が他面５２である。電極フィルム３４の他面５２に電極が形成される。その他、電極フィルム３４の他面５２上の周囲部分には、電極からドライバＩＣに電気的に接続するための引き回し配線やコネクタが設けられる。

上側の電極フィルム３４の他面５２にカバーフィルム３６が積層される。カバーフィルム３６は電極を保護するものである。カバーフィルム３６はアクリル系やポリエステル系などの樹脂またはガラスなどで形成される。カバーフィルム３６の厚みは、１００〜２０００μｍ程度である。

支持基板３２とカバーフィルム３６において、少なくともいずれか一方にガラスを使用すれば、タッチパネル１６の強度を高めることができる。支持基板３２とカバーフィルム３６の両方で樹脂を使用すれば、タッチパネル１６が割れにくく、かつ温湿度変化による反りも小さくなる。

カバーフィルム３６の周縁には、液晶パネル２０の非表示領域２６、ベゼル２２、ブラケット３８などを視認されないために、黒インクなどで形成された遮蔽部（図示せず）を有する。

電極フィルム３４の一面５０に電極を形成した場合、カバーフィルム３６を省略することが可能である。

タッチパネル１６の上述した部材同士を取り付けるために各部材間に接着層を有する。接着層は、シリコーン系、エポキシ系またはアクリル系の光学透明接着剤などを使用する。接着層の厚みは、たとえば１０〜２００μｍ程度である。

異物侵入防止部材１８は、ベゼル２２やその近傍で発生したゴミが液晶パネル２０の表示領域２４に入り込まないようにするものである。異物侵入防止部材１８は、液晶パネル２０の非表示領域２６と支持基板３２の凸部４６との間をふさぐように配置される。異物侵入防止部材１８は、ベゼル２２より表示装置１０の内方にあり、液晶パネル２０の表示の邪魔にならない。液晶パネル２０の非表示領域２６は約０．５〜３ｍｍと非常に狭い。そのため、異物侵入防止部材１８の幅も非常に狭くしなければならない。タッチパネル１６に凸部４６を設け、液晶パネル２０とタッチパネル１６の距離を近づけることにより、異物侵入防止部材１８の厚みを薄くすることができ、取り付けやすくなる。

異物侵入防止部材１８は、柔軟性の多孔質部材やゴムなのどの弾性部材などで形成する。多孔質部材は、ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの材料を発泡させたものである。多孔質部材や弾性部材によって、液晶パネル２０に圧力をかけずに、液晶パネル２０とタッチパネル１６の間をふさぐことができる。液晶パネル２０の表示に影響を与えず、表示領域の前にゴミが入り込まなくなる。

表示装置１０の製造方法は、（１）液晶モジュール１４およびタッチパネル１６をそれぞれ製造する。その際に、図２のように、タッチパネル１６の凸部４６に異物侵入防止部材１８を取り付けておく。確実に隙間ができないようにするため、異物侵入防止部材１８の厚みを液晶パネル２０とタッチパネル１６の間隔よりも少し厚くしておくことが好ましい。液晶パネル２０の表示に影響を与えないようにするため、異物侵入防止部材１８は液晶パネル２０には固定しない。

なお、液晶モジュール１４に異物侵入防止部材１８を取り付けておいても良い。また、液晶モジュール１４とタッチパネル１６の両方に異物侵入防止部材１８を取り付けておいても良い。但し、いずれの場合も取り付けていない側には固定しない。

（２）液晶モジュール１４を筐体１２に取り付け、次いでタッチパネル１６もブラケット３８を介して筐体１２に取り付ける。異物侵入防止部材１８が少し押しつぶされながら液晶モジュール１４とタッチパネル１６の凸部４６の間をふさぐ。異物侵入防止部材１８は多孔質部材であるため、液晶モジュール１４に不要な圧力をかけない。

以上のように本発明はベゼル２２よりも内方に異物侵入防止部材１８が設けられており、ベゼル２２やその近傍で発生したゴミが液晶パネル２０の表示領域２４に侵入することが無い。ゴミが液晶パネル２０の表示の邪魔になることが無い。異物侵入防止部材１８の幅が非常に狭くなる恐れがあるが、凸部４６によって液晶パネル２０とタッチパネル１６の距離を近づけており、幅の狭い異物侵入防止部材１８の形成や取り付けが容易になる。

実施形態２
図３の表示装置６０に示すように、液状の樹脂を硬化させた異物侵入防止部材６２を使用することができる。樹脂は、アクリル、シリコ−ン、ウレタンなどの材料が挙げられる。ブラケット３８を介してタッチパネル１６を筐体１２に取り付ける前に、凸部４６の周縁を１周するように液体状の樹脂を滴下し、硬化させる。液晶パネル２０に不要な圧力をかけずに樹脂の異物侵入防止部材６２を形成することができる。異物侵入防止部材６２は軟質性の樹脂が好ましい。凸部２６があることによって、滴下する樹脂の量を少なくでき、幅の狭い異物侵入防止部材６２を形成しやすくなる。

異物侵入防止部材６２を凸部４６の周縁に形成する代わりに、凸部４６の周縁と対抗する液晶パネル２０の非表示領域２６に形成しても良い。凸部４６と液晶パネル２０の非表示領域２６の両方に形成しても良い。

実施形態３
図４の表示装置７０のように、ベゼル２２と液晶パネル２０によって形成される空間３０の開口をふさぐ異物侵入防止部材７２であっても良い。異物侵入防止部材７２は柔軟性の多孔質部材やゴムなのどの弾性部材などを使用する。異物侵入防止部材７２がベゼル２２の上部から液晶パネル２０の非表示領域２６まで配置され、異物侵入防止部材７２の断面がＬ字状になっている。異物侵入防止部材７２の一端が液晶パネル２０に接しており、ベゼル２２と液晶パネル２０で形成される空間３０を直接ふさいでいる。異物侵入防止部材７２によりベゼル２２で発生したゴミが空間３０から出ないようになっている。

異物侵入防止部材７２の取り付け方は以下の２つの方法がある。図５（ａ）のように、異物侵入防止部材７２をベゼル２２の上部に取り付ける。その際、異物侵入防止部材７２の一部がベゼル２２の上部から液晶パネル２０のある方向に向かって飛び出すようにする。タッチパネル１６を取り付けるとき、タッチパネル１６の凸部４６が異物侵入防止部材７２の飛び出した部分を押えて下方に向くように折り曲げ、異物侵入防止部材７２の一端が液晶パネル２０に接する。

また図５（ｂ）のように、支持基板３２の段差４８に沿うように異物侵入防止部材７２を接着剤等で取り付け、ブラケット３８を介してタッチパネル１６を筐体１２に取り付けたときに、異物侵入防止部材７２の一端が液晶パネル２０に接するようにしても良い。

図５（ａ）、（ｂ）のいずれの方法であっても、異物侵入防止部材７２は、液晶パネル２０に接するよりも少し長くしておくことが好ましい。異物侵入防止部材７２は柔軟性を有し、異物侵入防止部材７２が液晶パネル２０に接した際、異物侵入防止部材７２が変形し、液晶パネル２０に不要な圧力はかけない。

異物侵入防止部材７２の断面はＬ字状に限定されず、図６の表示装置７４ように、直線状の異物侵入防止部材７６であっても良い。

実施形態４
上記実施形態の支持基板３２は１枚の板であったが、図７の表示装置８０のように、複数の板８４、８６で形成された支持基板８２であっても良い。たとえば、一の板８４に凸部４６となる他の板８６を取り付ける。一の板８４の周縁は凹部４４になる。

凹部４４となる一の板８４がタッチパネル１６を支えるため、一の板８４をガラス、他の板８６を樹脂で形成することで、ガラス製の一の板８４によって強度を確保しつつ、樹脂製の他の板８６を容易に貼れる。凹部４４を形成するために、支持基板の周縁を削る作業の代わりに他の板８６を取り付ける作業になり、製造も容易である。

実施形態５
図８の表示装置９０のように、支持基板３２、８２を省略したタッチパネル９２を使用しても良い。カバーフィルム３６の厚みを厚くし、強度を高めることが望ましい。電極フィルム３４と液晶パネル２０の間に異物侵入防止部材９４が配置される。非表示領域２６の幅が十分広い場合に、支持基板３２、８２の凸部４６がなくても、異物侵入防止部材９４の取り付けは可能である。

実施形態６
電極フィルム３４の枚数は、電極の形状や形成方法によって変更される。たとえば、１枚の電極フィルム３４の一面５０と他面５２にＸ方向とＹ方向の電極を形成した場合、１枚の電極フィルム３４になる。または、Ｘ方向とＹ方向の電極が絶縁体を挟んだりジャンパーを利用したりして交差することにより、１枚の電極フィルム３４の一面５０または他面５２のいずれかに両電極を形成することができる。

電極フィルム３４の一面５０に電極を形成することで、カバーフィルム３６を省略することも可能である。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。各実施形態は独立的なものではなく、各実施形態を組み合わせて実施しても良い。

１０、６０、７０、７４、８０、９０：表示装置
１２：筐体
１４：液晶モジュール
１６、９２：タッチパネル
１８、６２、７２、７６、９４：異物侵入防止部材
２０：液晶パネル
２２：ベゼル
２４：表示領域
２６：非表示領域
２８：対向部分
３０：空間
３２、８２：支持基板
３４：電極フィルム
３６：カバーフィルム
３８：ブラケット
４０、５０：一面
４２、５２：他面
４４：凹部
４６：凸部
４８：段差
８４、８６：板

Claims (6)

1. タッチパネルと、
   前記タッチパネルに対して所定間隔離れて配置される表示手段と、
   前記表示手段の縁を保持し、表示装置の裏面側から表示面側に折れ曲がり、該表示装置の対向部分は表示装置に対して空間を有するベゼルと、
   前記表示手段の表示領域とベゼルの間において、タッチパネルと表示手段の間に設けられた異物侵入防止部材と、
   を備えた表示装置。
2. 前記タッチパネルの一面が表示手段に対向しており、
   前記表示手段の表示領域とベゼルの間において、タッチパネルの一面が表示手段に向けて突出する凸部を形成するための段差を有する
   請求項１の表示装置。
3. 前記異物侵入防止部材が、タッチパネルの凸部と表示手段の間に配置された請求項２の表示装置。
4. 前記異物侵入防止部材が、ベゼルと表示手段によって形成される空間の開口をふさぐように配置された請求項２の表示装置。
5. 前記タッチパネルは、前記凸部を備えた支持基板を含む請求項２から４のいずれかの表示装置。
6. 前記タッチパネルが、
   前記支持基板と、
   前記支持基板の上に積層され、電極を備えた電極フィルムと、
   前記電極フィルムの上に積層された樹脂製のカバーフィルムと、
   を備えた請求項５の表示装置。

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