JP2013019920A

JP2013019920A - 表示装置

Info

Publication number: JP2013019920A
Application number: JP2009256643A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Onda; 衛恩田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2013-01-31
Also published as: WO2011058686A1; US20120223908A1

Abstract

【課題】表示装置と透光性部材との間に気泡を発生させることなく、表示装置と透光性部材の一体化及び入れ替えが容易に行える表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に基づく表示装置は、表示パネルと透光性部材とを備えた表示装置であって、表示パネルと透光性部材の間に、表示パネルと透光性部材を粘着させる透明樹脂シートが配置され、表示パネルと透光性部材が熱収縮素材で形成される収縮ケースで一体化されている。また、収縮ケースが遮光性を有する。また、収縮ケースが複数で表示パネルと透光性部材を一体化する。また、透光性部材がタッチパネルである。
【選択図】図１

Description

本発明は表示パネルとタッチパネルなどの透光性部材を一体化した表示装置の構造に関する。

液晶パネルとタッチパネルが貼り合わされて一体化された液晶表示装置では、液晶パネルとタッチパネルの間に空気層（気泡）が介在すると、屈折率差による界面反射が発生し表示品質が劣化するため、液晶パネルとタッチパネルの間に空気層（気泡）を介在させない構造がとられている。

例えば、特許文献１には、図４に示すように、導電膜１０２、１０４を有する二枚の絶縁基板１０１、１０３が、上記導電膜同士を対向させ、その間に所定間隔を維持するよう枠状の外周部１０５で互いに接着固定され、その外周部１０５の内部領域が可視領域となるタッチパネルであって、液晶パネル１１２に装着するための粘着層１２１が、上記絶縁基板１０１の外周部１０５を除く可視領域の範囲内のみに配置され、当該可視領域内のみを上方から押さえて液晶パネル１１２の被装着部に装着し一体化したものであり、粘着層１２１が配置される可視領域内の部分には大きい段差がないので、気泡などが入り込み難く、高品質に装着性良く使用機器に装着できることが開示されている。

特開２００５−１１５７２９号公報

しかしながら、特許文献１の液晶表示装置のように、外周部１０５の領域を除く可視領域の範囲内のみに粘着層１２１を配置しても、粘着層１２１自体のわずかな凹凸の存在によっても気泡は発生し、可視領域内の全面にわたって気泡を発生させないようにすることは難しかった。また、発生した気泡は液晶パネルとタッチパネルの間で周辺の粘着層１２１に取り囲まれ、タッチパネルの上方から気泡を押ししごいても可視領域外に押しやることが難しかった。このように、従来の液晶表示装置では可視領域内での気泡の発生を避け難く、気泡部分では屈折率差による光の界面反射が生じ、可視領域内の視認性が劣化するという課題があった。

また、一体化された液晶表示装置において、タッチパネルや液晶パネルに不具合があった場合に、タッチパネルと液晶パネルを引き剥がして、正常なパネルと入替えを行う際には、可視領域内の全面に粘着層１２１が配置されており、タッチパネルと液晶パネルが強固に粘着されているため、タッチパネルと液晶パネルを簡単には引き剥がし難く、また、引き剥した後のタッチパネルや液晶パネルに接着剤の残渣が生じるなど生産性の課題もあった。

また、粘着層１２１の端面に生じる傾斜や欠けにより、粘着層１２１の端部で剥がれが生じたり、粘着層１２１の接着剤が経時劣化することにより粘着力が低下して、パネルの浮き上がりや新たな気泡が発生するなど信頼性の課題もあった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示品質、生産性、信頼性の優れた表示装置を提供することである。

本発明に基づく表示装置は、表示パネルと透光性部材とを備えた表示装置であって、表示パネルと透光性部材の間に、表示パネルと透光性部材を粘着させる透明樹脂シートが配置され、表示パネルと透光性部材が熱収縮素材で形成される収縮ケースで一体化されている。また、上記収縮ケースが遮光性を有してもよい。また、上記収縮ケースが複数で構成されてもよい。また、上記透光性部材がタッチパネルで構成されてもよい。

表示パネルと透光性部材との間に気泡を発生させることなく、表示品質、信頼性、生産性の優れた表示装置を提供することができる。

表示装置の断面図である。表示装置の一実施形態を説明する斜視図である。表示装置の他の実施形態を説明する斜視図である。従来の液晶表示装置の断面図である。

図１は、表示装置１０の断面図である。図１を用いて、本発明における表示装置１０の構成を説明する。

本発明の表示装置１０は、表示パネル１、透光性部材２、透明樹脂シート３、収縮ケース４から構成されている。

表示パネル１は、例えば、偏光板５、ＣＦ基板６、ＴＦＴ基板７、ＣＦ基板６とＴＦＴ基板７の間に保持される液晶層８、バックライト９等から構成される液晶パネルであり、液晶パネルの外周部を除き表示領域を備えている。

透光性部材２は、例えば、表示パネル１の表示内容に対応して、ペンまたは指での押圧操作や遮光操作により座標位置を入力するためのタッチパネルであり、上記表示領域に対応した入力部（図示せず）を備えている。以下、タッチパネルを例として説明する。

透明樹脂シート３は、例えば、高粘質ゲル素材のポリウレタン、軟質性の塩化ビニル、透明ポリイミド等のように、透明性、軟質性の良好な材質で、厚みが０．５〜５ｍｍ程度のシート状の部材であり、表示パネル１の表示領域よりも大きいサイズに成型または切り出されたものである。また、透明樹脂シート３は、接着のための接着剤は設けられておらず、透明樹脂シート３自体の軟質性によって他の部材と密着して固定されるものであり、軟質性は樹脂に配合される可塑剤の配合量によって調整することができ、密着が良好となる軟度に設定されている。

収縮ケース４の材質には、例えば、シリコンゴム、ポリオレフィン、弾性ネオプレン、フロロプラスチックカイナー、フロロプラスチックテフロン（登録商標）、ＴＦＥ等のような熱収縮素材が用いられる。熱収縮素材とは、例えば、１００℃前後で加熱することにより収縮率５０％程度に収縮する材質である。収縮ケース４は、上記熱収縮素材を表示パネル１及び透光性部材２の形状に合わせてケース状に形成したものであり、表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３を積載状態で収納できるように、これらの外形サイズよりも一回り大きい空間を内部に有している。

図２（ａ）〜（ｃ）は、表示装置の一実施形態を説明する斜視図である。図１と図２（ａ）〜（ｃ）を用いて、本発明における表示装置１０の一体化について説明する。

表示装置１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、表示パネル１の上部に表示領域を覆うように透明樹脂シート３が配置され、透明樹脂シート３を挟んで上部に透光性部材２が配置され、それぞれが積載される。なお、透光性部材２がタッチパネルの場合は、表示パネル１の表示箇所と透光性部材２の操作箇所が整合するように位置合わせされる。また、表示パネル１と透光性部材２は、収縮ケース４の内部で位置ずれが生じ難いように、例えば、表示パネル１と透光性部材２は嵌め込み部などの位置決め機構を備えているのが好ましい。

表示装置１０は、表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３を積載するとき、透明樹脂シート３に接着剤が設けられていないので、表示パネル１と透光性部材２との間に気泡が発生しても、気泡を表示領域外に容易に押しやることができるので、気泡の残留が防止される。

積載された表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３は、図２（ｂ）に示すように、収縮ケース４に挿入口４１が設けられており、挿入口４１から収縮ケース４の内部に収納される。

表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３は、収縮ケース４の内部に収納された後、収縮ケース４の熱収縮素材がヒートガン等の加熱器で熱収縮に必要な温度、例えば、１００℃で加熱され、熱収縮素材が収縮されることにより、表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３が収縮ケース４に押圧されて図２（ｃ）のように一体化される。

収縮ケース４は、表示パネル１の表示領域（透光性部材２の入力部）に対応する位置に窓４２が設けられており、一体化された表示装置１０は収縮ケース４の窓４２から表示パネル１の表示内容を確認したり、透光性部材２を操作できるようになっている。なお、窓４２は熱収縮素材を熱収縮させた後に切り欠いて設けてもよい。

本発明の表示装置１０は、表示パネル１と透光性部材２との間に、軟質性の透明樹脂シート３が配置され、表示パネル１と透光性部材２の間に透明樹脂シート３が押し挟まれて弾性変形することにより、表示パネル１や透光性部材２の表面に凹凸が存在しても透明樹脂シート３が凹凸に沿って密着していくため、表示パネル１と透光性部材２との間に気泡を発生させずに一体化させることができる。

また、積載するときに、表示パネル１と透明樹脂シート３との間、または、透光性部材２と透明樹脂シート３との間に揮発性溶剤または水分を介在させることにより、透明樹脂シート３の密着がさらに促進される。具体的には、密着面全体に霧吹きなどで水滴を均一に付着させておくことにより、熱収縮素材が収縮されて、透明樹脂シート３が表示パネル１と透光性部材２に押し挟まれて密着されるときに、密着面の間に介在する溶剤または水が密着面に残存する空気を巻き込みながら密着面の外側に排出されるため、気泡の残留がなくなり透明樹脂シート３の密着が促進される。なお、加えられた溶剤または水は熱収縮素材を加熱する際に蒸発するので、絶縁性や耐蝕性に影響する虞はない。

また、表示装置１０は、表示パネル１、透光性部材２、透明樹脂シート３がそれぞれ密着して一体化されるため、各部材は屈折率が近い材料を選択することにより、光学的な整合が取れて界面反射を減少させることができ、透光性部材２と表示パネル１の間で生じる光反射を低減させ、表示状態の視認性を改善することができる。

また、表示装置１０は、軟質性の透明樹脂シート３が表示パネル１と透光性部材２の間で緩衝層として機能することにより、外部からの力が表示パネル１に直接伝わることが防止される。例えば、透光性部材２であるタッチパネルの入力部を押した力が透明樹脂シート３に吸収され表示パネル１である液晶パネルに直接伝わらないので、液晶パネルのセルギャップが変化して表示状態に滲みが生じることがなく、タッチパネルの操作時も良好な表示状態を維持することができる。

また、表示装置１０は、表示パネル１や透光性部材２の交換が必要となった場合には、表示パネル１、透明樹脂シート３、透光性部材２を収縮ケース４から取り出すことにより、表示パネル１、透明樹脂シート３、透光性部材２に加えられていた押圧がなくなるので、表示パネル１と透光性部材２に接着剤の残渣を生じさせることなく、簡単に引き離すことができる。また、透明樹脂シート３は接着剤が設けられていないため、繰り返し再利用することができる。

また、収縮ケース４に熱収縮素材が用いられ、熱収縮素材が熱収縮された後は、表示装置１０の使用温度範囲内は、熱収縮後の形状で安定に維持されるため、収縮ケース４の内部に収納された表示パネル１と透光性部材２は、透明樹脂シート３に押し付けられたまま密着保持され、新たな気泡の発生が防止される。また、収縮ケース４が、絶縁性、防水性の機能も兼ね備えているため、表示装置１０の信頼性を向上させることができる。

本発明の表示装置１０によれば、表示パネル１や透光性部材２との間に気泡を発生させることがなく、表示品質、生産性、信頼性の優れた液晶表示装置を提供することができる。

実施例２の表示装置は、実施例１の構成において、収縮ケース４に遮光性を備えた熱収縮素材を用いたものであり、その他の構成は実施例１と同じであるため、重複する説明は省略する。

実施例２の表示装置は、黒色の熱収縮フィルムで形成した収縮ケース４が用いられており、収縮ケース４に覆われた表示装置は表示領域の周辺が収縮ケース４により遮光されるため、光漏れによる表示品位の低下を防止することができる。

さらに、収縮ケース４の挿入口４１からの光漏れを遮光するために、収縮ケース４の窓４２だけを開口部として、積載された表示パネル１、透光性部材２及び透明樹脂シート３を、窓４２から挿入してもよい。挿入口４１に面していた表示パネル１の端面からの光漏れも遮光されるので、外装ケースが無くても表示領域以外での光漏れを全て防止することができる。したがって、外装ケースを省略して表示装置を低コストで製造することができ、表示装置を軽量化することができる。

図３（ａ）〜（ｂ）は、表示装置の他の実施形態を説明する斜視図である。図３（ａ）〜（ｂ）を用いて、実施例３における表示装置２０の一体化について説明する。

実施例３の表示装置２０は、実施例１の構成において、複数の熱収縮素材で形成された収縮ケース４が組合わされて一体化されたものであり、その他の構成は実施例１と同じであるため、重複する説明は省略する。

表示装置２０では複数の熱収縮素材で形成された収縮ケース４が用いられており、例えば、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、表示装置２０の長手方向の両端部に、リング状に形成された２つの収縮ケース４が配置され一体化されている。このリング状の収縮ケース４は、例えば、一般に市販されている熱収縮チューブを輪切りにして流用できるので、部品コストを低減することができる。また、収縮ケース４の使用量が削減されて、表示装置２０を軽量化することができる。

また、表示パネル１と透明樹脂シート３と透光性部材２が積載された状態で中央部を挟持しながら、両側の端部から収縮ケース４を被せられるので、表示パネル１と透光性部材２の位置ずれが生じ難くなり、作業性を改善することができる。

また、複数の熱収縮素材で形成された収縮ケース４を段階的に熱収縮させることにより、気泡を生じさせ難く一体化させることができる。上記の例では、２箇所に配置した収縮ケース４の内、一方の収縮ケース４に用いられる熱収縮素材から熱収縮させて、表示パネル１と透明樹脂シート３と透光性部材２を、一方の端部から他方の端部に向って少しづつ密着させていき、密着面に介在する空気を一方の端部側に排除させながら、最後に他方の収縮ケース４に用いられる熱収縮素材を熱収縮させて、表示パネル１と透明樹脂シート３と透光性部材２を全面で密着させることにより、気泡を発生させることなく一体化できる。

また、実施例３の表示装置２０においても、実施例２と同様に、複数の収縮ケース４に遮光性を有する熱収縮素材を用いてもよい。特に、液晶パネルのバックライトの光源が配置される部分は光漏れが生じやすいので、一部の収縮ケース４をバックライトの部分に配置して遮光することにより、光漏れを低減することができる。また、遮光効果を高めるため、一部の収縮ケース４を端面を覆うキャップ状に形成して、表示パネル１と透明樹脂シート３と透光性部材２の端面も遮光するようにしてもよい。

また、複数の収縮ケース４が重なり合うように配置されてもよい。例えば、収縮ケース４が表示領域にかからない範囲で十字に配置したり、強く固定したい箇所に２重に配置するなどして、表示装置２０が一体化されたときの強度を高めることができる。

なお、上記の実施例１〜３において、表示パネル１としては、液晶パネル以外に、ＥＬ、ＦＥＤ、ＰＤＰ、電子ペーパーなど様々な表示パネルにも適用することができる。

また、透光性部材２としては、タッチパネル以外に、表示パネル１を保護するためのカバーガラス、表示品位を高めるためのプリズムレンズなども適用することができる。

本発明の表示装置は、タッチパネル以外にも、表示パネルを保護するためのカバーガラスやプリズムレンズなど、表示パネル上にさまざまな透光性部材を備える表示装置に幅広く適用することが可能である。

１表示パネル
２透光性部材
３透明樹脂シート
４収縮ケース
５偏光板
６ＣＦ基板
７ＴＦＴ基板
８液晶層
９バックライト
１０、２０表示装置
４１挿入口
４２窓

Claims

表示パネルと透光性部材とを備えた表示装置であって、前記表示パネルと前記透光性部材の間に、前記表示パネルと前記透光性部材を粘着させる透明樹脂シートが配置され、前記表示パネルと前記透光性部材が、熱収縮素材で形成される収縮ケースで一体化されていることを特徴とする表示装置。
前記収縮ケースが、遮光性を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記収縮ケースが、複数で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記透光性部材が、タッチパネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。