JP6548363B2

JP6548363B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6548363B2
Application number: JP2014142205A
Authority: JP
Inventors: 平田　哲也; 哲也平田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: JP2016018145A

Description

本発明は、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、薄型で軽量の表示装置は、携帯電話およびパソコン用のディスプレイ、産業用途で使用される各種の装置、車載の表示器、ハンディ端末および広告表示器として様々な分野で使用されている。

一般的な表示装置は、表示パネルと表示パネルを照射するバックライトで構成されており、表示パネルはバックライトを構成する保持部材に保持される。表示パネルを保持する保持部材を備えた表示装置を温度変化の著しい環境下で使用すると、保持部材が収縮し、表示パネルを押す場合がある。これにより、表示パネルに応力が加わり、ムラが発生し、表示品位を下げたり、表示パネルが破損したりすることがある。

例えば、特許文献１には、表示装置において、バックライトユニットの筐体に設けられた表示パネルを保持する保持部を形成し応力集中を緩和することが可能な構造が開示されている。また、特許文献２には、表示装置において、表示パネルのコーナ部を受けるコーナ受け部に空隙部が形成される枠状体が表示パネルのコーナ部から離反される構造によって、表示パネルのガラスと枠状体との接触による枠状体の削れを解消することが可能な構造が開示されている。

特開２０００−２９００３号公報特開平１１−１１９６７７号公報

しかしながら、特許文献１，２に示される従来の液晶表示装置では、表示パネルを保持する保持部材が温度変化による収縮によって収縮し、表示パネルを押す力が集中するため、ムラが発生するなどの問題があった。また、保持部材の強度が不足している場合、表示パネルの移動によって保持部材が破損するという問題があった。

そこで、本発明は、温度変化に起因して保持部材が収縮し表示パネルに接触した際に、表示パネルに加わる応力を減少させるとともに、表示品位に影響を与えることなく高品位の表示を提供しながら保持部材の破損を防止可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを納める開口部と、前記開口部の内周部に設けられ前記表示パネルの側面部と対向する側面部を有する支持部とを含む筐体とを備え、前記支持部の前記側面部は、前記表示パネルの前記側面部側に突出する複数の突起部を備え、前記複数の凹凸部は、前記表示パネルの角部の周辺に配置され、前記複数の凹凸部は、前記表示パネルの辺において端子が設けられる辺に対向する辺により形成される角部の周辺のみに配置されるものである。

本発明に係る別の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを納める開口部と、前記開口部の内周部に設けられ前記表示パネルの側面部と対向する側面部より前記表示パネルの側面部に向かって突出する支持部とを含む筺体とを備え、前記支持部は、断面形状において、前記支持部の先端部側より開口するスリットを備え、前記スリットの幅は前記表示パネルの厚みより小さいものである。

本発明によれば、表示装置の支持部の側面部は、表示パネルの側面部側に突出する複数の突起部を備える。また、別の表示装置の支持部は、断面形状において、支持部の先端部側より開口するスリットを備える。したがって、温度変化に起因して保持部材である筐体が収縮し表示パネルに接触した際に、表示パネルに加わる応力を減少させるとともに、表示品位に影響を与えることなく高品位の表示を提供しながら筐体の破損を防止することができる。複数の凹凸部は、表示パネルの角部の周辺に配置されるため、温度変化に起因して筐体が収縮したときに接触しやすい表示パネルの角部に加わる応力を減少させることができる。複数の凹凸部は、表示パネルの辺において端子が設けられる辺に対向する辺により形成される角部の周辺のみに配置される。したがって、他の３つの角部の周辺の側面部に対向する支持部には凹凸部を設ける必要がないため、支持部の設計自由度が向上し、支持部の幅および形状の最適化が容易となる。

実施の形態１に係る表示装置の分解斜視図である。実施の形態１に係る表示装置の正面図である。図２のA-A断面図である。図２のa部分の拡大図である。実施の形態２に係る表示装置の正面図である。実施の形態３に係る表示装置の正面図である。実施の形態４における図３相当図である。実施の形態５における図３相当図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。各図において同一の符号を付されたものは、実質的に同様の構成要素を示す。図１は、実施の形態１に係る表示装置１００の分解斜視図である。

（表示装置の構成）
最初に、表示装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、表示装置１００は、液晶表示装置であり、表示パネル１と、バックライト２と、外郭筐体３と、回路基板４とを備えている。バックライト２は、表示パネル１の背面側に配置され、表示パネル１を背面側から照射するものである。外郭筐体３は、表示パネル１の前面側に設けられ、表示パネル１およびバックライト２を内部に配置するものである。外郭筐体３は開口部３ａを有し、開口部３ａから表示パネル１の表示面である前面が露出している。

また、表示パネル１の前面には、外部から表示パネル１に対する位置信号入力を行うためのタッチパネル（図示省略）およびタッチパネルを保護するための概ね透明の保護部材（図示省略）、表示パネル１の背面には回路基板４を保護するためのカバー（図示省略）を備えている場合もある。

（表示パネル）
次に、表示装置１００を構成する上記各部材に関し説明する。

表示パネル１は、（透過型または半透過型の）液晶表示パネルからなり、液晶の複屈折性を応用し、ガラスなどの絶縁性基板上にカラーフィルタ、遮光層および対向電極等が形成された第１の基板５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」という）画素電極等が形成された第２の基板６とを備えている。また、表示パネル１は、第１の基板５と第２の基板６との間隔を保持するためのスペーサ（図示省略）、第１の基板５と第２の基板６とを貼り合わせるためのシール材（図示省略）、第１の基板５と第２の基板６との間に狭持させる液晶（図示省略）、液晶を注入する注入口の封止材（図示省略）、液晶を配光させる配向膜（図示省略）、両基板の外側面上に配置された偏光板（図示省略）、および第２の基板６の外周部または第２の基板６の外周部に接続されたテープ状の配線材料（ＴＣＰまたはＣＯＦ等）上に配置された駆動用ＩＣ７などをさらに備えている。

（バックライト）
バックライト２は、表示パネル１を納める前面筐体２ａ、光を出射する光源２ｅ、光源２ｅから出射された光を側面から入射して前面に伝播する出射面と、出射面とは反対側の面である反出射面とを備える導光板２ｃ、導光板２ｃから出射された光の分布および広がりを制御するために導光板２ｃの出射面に配置された光学シート２ｂ、導光板２ｃの反出射面へ抜けて光を導光板２ｃへ向かわせる反射シート２ｄ、およびそれらの部材を保持する背面筐体２ｇ等を備えている。バックライト２は、表示パネル１に対して表示面（前面）とは反対側である第２の基板６側から照射している。

光源２ｅとしては、光の３原色であるＲＧＢ（Ｒｅｄ：赤、Ｇｒｅｅｎ：緑、Ｂｌｕｅ：青）の点状光源、ＲＧＢ以外の発光色のＬＥＤ、または蛍光管ランプが使用される。光源２ｅとして点状光源を使用する場合、点状光源を実装する光源基板として一般的なガラスエポキシ樹脂をベースとしたもの、またはフレキシブルなフラットケーブルを使用してもよく、また放熱性を高めるために、アルミ等の金属またはセラミックをベースとしたものを使用してもよい。

導光板２ｃは、透明なアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂、またはガラスなどで構成され、導光板２ｃの反出射面または／および出射面には、光を出射させるとともに、面内の光の強度分布および出射方向を調整するための、散乱用ドットパターンまたはプリズム形状を備えている。

さらに導光板２ｃ上には、出射光の強度分布および出射角を調整するために、光学シート２ｂが配置されている。光学シート２ｂとしては、集光を目的としたレンズシート、光の均一化を目的とした拡散シート、および視野角方向で輝度を調整する視野角調整シート等が、目的に応じて必要な枚数配置されている。

前面筐体２ａ（筐体）は、導光板２ｃの出射面からの光を出射させるための開口部２１（図２参照）を有する枠状の部材であり、開口部２１に表示パネル１が搭載されている。前面筐体２ａの側面部２３（図２参照）で囲まれた位置に表示パネルの側面部１１が対向するように位置決めされて保持されている。前面筐体２ａの材質としては、アルミニウム、ステンレスおよび鉄等の金属、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ポリカーボネート）およびＡＢＳ（ＡｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅＢｕｔａｄｉｅｎｅＳｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の樹脂材料を用いることができる。

背面筐体２ｇには、光源２ｅおよび光源基板２ｆが位置決めされるとともに保持されている。このため、背面筐体２ｇは、光源２ｅから放出される熱を伝導させるために、熱伝導性が高い金属を用いて構成されることが望ましい。特に熱伝導性が高いアルミまたはアルミ合金筐体を用いることで、効率よく光源２ｅからの熱を放熱して、バックライト２に熱がこもることを防止することができる。

前面筐体２ａおよび背面筐体２ｇは、一般にツメによる引っ掛け構造またはネジ止めによって互いに固定され、バックライト２を構成する他の部材、表示パネル１および回路基板４等を保持している。

（外郭筐体）
外郭筐体３は、表示パネル１、バックライト２、タッチパネルおよび保護部材等（図示省略）を保持する枠状の部材であり、薄板の金属または樹脂成型品等によって構成され、ツメ状の固定構造またはネジ止め等によって、バックライト２と固定される。外郭筐体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で構成してもよく、外郭筐体３の側面、正面、背面またはこれらの周辺等に、最終製品への取り付け部（ネジまたは取付穴等）を設けてもよい。

（回路基板）
回路基板４は、表示パネル１および光源２ｅを電気的入出力信号によって制御する。回路基板４は、通常、ガラスエポキシ等に銅パターンが形成されることで構成されており、回路基板４の表面に電子部品がハンダによって実装されている。回路基板４は、主に表示装置１００の裏面側（光が出射されない側）に配置されて固定されるが、表示パネル１に接続されたフィルム上の基材に配線を形成したＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｕｒｃｕｉｔ）上に電子部品を実装し、構成してもよい。

また、回路基板４を外部からの圧力または静電気から保護するために、アルミニウム、ステンレス、亜鉛めっき鋼板等の金属、またはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等のフィルム状の薄い樹脂からなる保護カバー（図示省略）を取り付けてもよい。金属製の保護カバーを使用する場合は、回路基板４または回路基板４上の電子部品との電気的接触を避けるために、回路基板４側にＰＥＴ等の樹脂製シートを貼り付けて絶縁対策を行うことが望ましい。

（タッチパネル）
タッチパネル（図示省略）は、透明な基板上に形成された透明電極による回路を介して外部（使用者）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、端部に接続された出力配線部を介して最終製品の制御回路へ伝達する。出力配線部としては、薄さと柔軟性による接続の自由度から、フィルム状の基材に配線を形成したＦＰＣが用いられるが、同等の機能および特性を有するものであれば、異なる材料および構造からなるものでもよい。

また、タッチパネルは、入力面側からの加圧または接触による損傷、変形、磨耗および汚れ等を防止するために、ガラスまたはプラスチック等の透明材料からなる保護部材（図示省略）を前面側に設けられてもよく、保護部材の表面または裏面の周辺へは、遮光または意匠上の目的に応じて印刷を付加することもできる。

次に、実施の形態１に係る表示装置１００の特徴的な構造について、図２から図４を用いて詳細に説明を行う。なお、以降の図においては、表示パネル１および前面筐体２ａ以外の部材は、図面の簡素化のために省略している。図２は、表示装置１００の正面図であり、図３は、図２のA-A断面図であり、図４は、図２のa部分の拡大図である。

図２と図３に示すように、前面筐体２ａは、開口部２１と支持部２５と庇部２２とを備え、開口部２１に表示パネル１が納められている。支持部２５は、側面部２３より表示パネル１の側面部１１に向かって突出し、支持部２５の先端部に凹凸部２６が形成されている。側面部２３は、開口部２１の内周部に渡って設けられ、表示パネル１の側面部１１と対向している。

表示パネル１の前面側を前、背面側を後としたとき、庇部２２は、側面部２３の後方において、開口部２１の内側へ突出しかつ表示パネル１の背面の周縁部に当接する前面２２ａを有している。また、庇部２２は、開口部２１の内周部に渡って設けられている。すなわち、前面筐体２ａの庇部２２の前面２２ａに表示パネル１が搭載されている。前面筐体２ａの側面部２３は、背面筐体２ｇに納められ、背面筐体２ｇの側面部２４に支持されている。

前面筐体２ａは、表示パネル１のコーナ部１２（角部）との間にクリアランスが設けられている。側面部２３の全周のうち、４つのコーナ部１２の周辺あるいは近傍、すなわち、コーナ部１２から所定距離内の位置に、表示パネル１の側面部１１側に突出する複数の凹凸部２６を先端部に備えた支持部２５が設けられている。図４に示すように、複数の突起部２６は、正面視で矩形の微細な凹凸形状に形成されており、複数の凹凸部２６の先端の凸部が表示パネル１のコーナ部１２の周辺を支持している。

従来の構造では、低温時に前面筐体２ａが収縮して表示パネル１に接触した際、前面筐体２ａからの加重が表示パネル１に加わるため、表示パネル１に応力が加わり、表示パネル１内の液晶量が変化することで、ムラなどが発生し表示品位が低下する。

これに対して実施の形態１に係る表示装置１００の構造では、図２に示すように、前面筐体２ａの支持部２５の先端部に複数の凹凸部２６を設けることで、表示パネル１の側面部１１と前面筐体２ａの支持部２５が接触した際、支持部２５に形成した凹凸部２６の凸部がばね効果によって変形し、表示パネル１に与える応力を吸収させる効果を得る。これにより、温度変化などの環境変化で、前面筐体２ａの収縮などによる形状変化によって、表示パネル１の表示品位を低下させることがなく、高品位の表示を提供することができる。

また、本構造では、表示パネル１を支持する支持部２５に複数の凹凸部２６を設けることで、表示装置１００に衝撃が加わった際、表示パネル１が前面筐体２ａと接触した際の支持部２５に加わる応力を分散でき、表示パネル１の割れおよび前面筐体２ａの破損を防ぐ効果も得られる。

以上のように、実施の形態１に係る表示装置１００では、支持部２５の先端部は、正面視で複数の凹凸部２６を備えるため、温度変化に起因して前面筐体２ａが収縮し表示パネル１に接触した際に、表示パネル１に加わる応力を減少させるとともに、表示品位に影響を与えることなく高品位の表示を提供しながら前面筐体２ａの破損を防止することができる。

複数の凹凸部２６は、表示パネル１のコーナ部１２の周辺に配置されるため、温度変化に起因して前面筐体２ａが収縮したときに接触しやすい表示パネル１のコーナ部１２に加わる応力を減少させることができる。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る表示装置１００について説明する。図５は、実施の形態２に係る表示装置１００の正面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

表示パネル１の反端子側（図５において左上）のコーナ部１２はＣＦとＴＦＴが共に支持部２５に押されるため、表示パネル１の内部の液晶が変化しやすい。このため、表示パネル１の反端子側（表示パネル１において端子が設けられる位置の反対側）のコーナ部１２は、表示パネル１に応力が加わった際、最も表示の影響が発生する。すなわち、最も表示品位が低下する。実施の形態１では、表示パネル１の４つのコーナ部１２の周辺の側面部１１に対向する側面部２３に凹凸部２６を備えた支持部２５を設けていたが、図５に示すように、前面筐体２ａにおいて、表示パネル１の反端子側のコーナ部１２の周辺の側面部１１に対向する側面部２３にのみ凹凸部２６を設けることで、同様の効果が得られる。なお、他の３つのコーナ部１２の周辺の側面部１１に対向する側面部２３には、複数の凹凸部２６は設けられておらず、正面視で矩形状の支持部２５が設けられている。

また、本形状では、他の３つのコーナ部１２の周辺の側面部１１に対向する支持部２５には凹凸部２６を設ける必要がないため、支持部２５の設計自由度が向上し、支持部２５の幅および形状の最適化が容易となる。

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る表示装置１００について説明する。図６は、実施の形態３に係る表示装置１００の正面図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態１，２では、支持部２５の先端部に形成した複数の凹凸部２６は、正面視で矩形の微細な凹凸形状とし、凹凸形状で応力の減少を図ったが、図６に示すように、凹凸形状を正面視で波形状、すなわち、正面視で曲面状にすることでも同様の効果が得られる。また、本形状では、支持部２５の削れ防止および表示パネル１に対する片当り防止の効果も得られる。なお、正面視で曲面状の複数の凹凸部２６を、実施の形態１の場合と同様に、表示パネル１の４つのコーナ部１２の周辺に設けることも可能である。また、正面視で凹凸部の先端部のみ曲面状、すなわち表示パネル１と対向する部分のみ曲面状にすることでも同様の効果が得られる。

＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４に係る表示装置１００について説明する。図７は、実施の形態４における図３相当図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１から３で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態１から３では、複数の凹凸部２６で応力の減少を図ったが、実施の形態４では、支持部２５は先端部の複数の凹凸部２６に代えて、図７に示すように、支持部２５の断面形状において支持部２５の先端部側より開口するスリット２７を設けた。より具体的には、スリット２７は、側面部２３の全周のうち、表示パネル１の４つのコーナ部１２の周辺あるいは近傍における側面部２３より表示パネル１の側面部１１に向かって突出する支持部２５が形成された庇部２２側の基端部に設けられている。支持部２５の断面形状において先端部側より開口するスリット２７を設けることで、支持部２５が前方向に変形しやすくなる。すなわち、支持部２５にバネ効果を持たせることができ、同様の効果が得られる。また、本形状では、実施の形態１と比較すると、支持部２５にスリット２７を設けることで形成できるため、支持部２５の設計自由度が向上する。なお、図７ではスリット２７を庇部２２の基端部に設けたが、支持部２５の断面形状において先端部より開口するスリット２７の位置は、適宜設計することができる。

＜実施の形態５＞
次に、実施の形態５に係る表示装置１００について説明する。図８は、実施の形態５における図３相当図である。なお、実施の形態５において、実施の形態１から４で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

実施の形態４では、支持部２５は先端部の複数の凹凸部２６に代えて、支持部２５の断面形状において支持部２５の先端部側より開口するスリット２７を設けることで応力の減少を図ったが、図８に示すように、スリット２７は幅広であってもよい。これにより、実施の形態４と同様、支持部２５にバネ効果を持たせることができ、さらに支持部２５におけるスリット２７の幅に応じて前方向に加え、後方向に変形しやすくなる。これにより、支持部２５の削れ防止および耐衝撃性の向上効果も得られる。なお、断面形状で支持部２５の先端部側より開口するスリット２７の幅は、表示パネル１の側面部１１を支持するため、表示パネル１の厚みよりも薄く形成させる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１表示パネル、２ａ前面筐体、１１側面部、１２コーナ部、２１開口部、２２庇部、２３側面部、２５支持部、２６凹凸部、２７スリット、１００表示装置。

Claims

表示パネルと、
前記表示パネルを納める開口部と、前記開口部の内周部に設けられ前記表示パネルの側面部と対向する側面部より前記表示パネルの側面部に向かって突出する支持部とを含む筺体と、
を備え、
前記支持部の先端部は、正面視で複数の凹凸部を備え、
前記複数の凹凸部は、前記表示パネルの角部の周辺に配置され、
前記複数の凹凸部は、前記表示パネルの辺において端子が設けられる辺に対向する辺により形成される角部の周辺のみに配置される、表示装置。
前記複数の凹凸部は正面視で曲面状に形成される、請求項１記載の表示装置。
表示パネルと、
前記表示パネルを納める開口部と、前記開口部の内周部に設けられ前記表示パネルの側面部と対向する側面部より前記表示パネルの側面部に向かって突出する支持部とを含む筺体と、
を備え、
前記支持部は、断面形状において、前記支持部の先端部側より開口するスリットを備え、
前記スリットの幅は前記表示パネルの厚みより小さい、表示装置。