JP4516106B2 - 平面表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル等の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平面表示装置、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、指やペン先等の接触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。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おり、ベゼルカバーと呼ばれる。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る際には、タッチパネルの周縁部と、表示パネルの周縁部とが、ベゼルカバーの内向きフランジを介して重ね合わせられる（例えば特許文献１〜２を参照）。ベゼルカバーは、通常金属製であって、電磁波シールドを行うシールドケースとしての役割を果たす。

一方、液晶表示装置の外面をなすフレームに、画像表示領域を囲むように、黒色つや消し印刷を施すことが提案されている（特許文献３を参照）。これは、顔面に装着する眼鏡型の映像表示装置において、顔面と眼鏡部分との間から入り込む外光が、液晶表示装置の外面にて反射するのを抑え、映像が鮮明に見えるようにするためのものである。
特開２００６−１６３７４２公報 特開２００７−１５６４９１公報 特開平６−１４１２５９公報

上記のようなタッチパネル付きの液晶表示装置において、使用条件や見る角度によっては、画像表示面の周縁部に多少のグレアが見られ、表示性能の低下をもたらす場合があることが見出された。すなわち、外光の強い屋外で使用するか、室内照明灯が画面に映り込む位置にあり、また、斜めからのぞき込む場合に、液晶表示装置の外面ではなく、内部での反射により、画像表示面の周縁部にてグレアを感じることが知られた。

このようなグレアの原因について調べた結果、金属からなるベゼルカバーの内縁が、タッチパネル越しに光って見えるためであることが見出された。そこで、ベゼルカバーをなす金属板に予め黒色の塗装を施しておくことを試みた。その結果、上記のようなグレアの問題が解決された。

しかし、黒色の塗装をベゼルカバーの金属フレームに施した場合、塗装のためのコストがプラスされるだけでなく、次のような問題があった。黒色塗装の工程での塗装ムラが発生する他、塗装の際の微小なゴミの付着等に起因する塗膜のキズやピンホールの発生により、ベゼルカバーの歩留まり（使用可能なベゼルカバーの割合）が低下してしまう。すなわち、それだけ部材コストが上昇してしまう。また、液晶表示装置を組み立てる工程においても、作業エラー等によりベゼルカバーにキズを付けてしまうことなどの原因により、液晶表示装置の製品歩留まりに悪影響を及ぼすことがあり得る。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ベゼルカバーの表側にタッチパネルを取り付けた平面表示装置及びその製造方法において、画像表示領域の周囲でのグレア発生を防止して表示性能を向上させるとともに、製造コストを最小限に抑え製品歩留まりを向上させることができるようにするものである。

本発明の平面表示装置は、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で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平面表示装置において、前記額縁状フレームが、金属フレームと、黒色の樹脂材料を用いたアウトサート成形により前記金属フレームに一体に形成されたアウトサート成形樹脂部とからなり、このアウトサート成形樹脂部が、前記金属フレームの内縁及びその近傍を、前記タッチパネルの側から覆うことを特徴とする。

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平面表示装置の製造方法において、前記額縁状フレームを製造する工程は、非塗装の金属板に板金加工を施して金属フレームを作製する工程と、この金属フレームを金型にセットした後、黒色の樹脂を金型内に流し込むことにより、少なくとも前記金属フレームの内縁及びその近傍を、前記タッチパネルの側から覆う黒色の樹脂部を形成するアウトサート成形工程とを含むことを特徴とする。

画像表示領域の周囲でのグレア発生を防止して表示性能を向上させるとともに、製造コストを最小限に抑え製品歩留まりを向上させることができる。

本発明の実施形態になる液晶表示装置及びその製造方法について、図１乃至３を用いて説明する。図１は、一実施形態になる液晶表示装置の積層構成を模式的に示す断面斜視図であり、図２は、図１の液晶表示装置の要部をなすベゼルカバーについての、図１と同様の断面斜視図である。また、図３は、図１の液晶表示装置の分解斜視図である。

本実施形態の液晶表示装置は、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。図示の具体例において、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３は、透過型または半透過型のものである。また、図３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。

矩形トレイ状の金属ケーシング４１中に、バックライト機構のランプ４２及び導光板４３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、矩形平板状の液晶表示パネル３が載置される。さらにこの上から、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３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１Ａと、この壁１Ａの表示面側の縁から内向きに突き出す内向きフランジ１Ｂとからなる。この内向きフランジ１Ｂは、液晶表示パネル３の周縁部３１と、タッチパネル２の周縁部２１との間に挟まれる。液晶表示パネル３の周縁部３１は、画像表示領域３２を囲む、これより外の領域である。この周縁部３１において、液晶表示パネル３をなすいずれかの透明基板には、内面側に、画像表示領域３２との境界に沿って延びるベタの遮光膜３３が設けられている。すなわち、ベタの遮光膜３３の内縁よりも内側が画像表示領域３２である。一方、タッチパネル２の周縁部２１は、透明スイッチ部２２を囲む、これより外の領域であり、一種のフレーム部として、不透明の樹脂材料または金属材料からなる。

ベゼルカバー１は、金属板の板金加工により得られる、各部の断面がＬ字状の金属フレーム１１と、内向きフランジ１Ｂの箇所にて金属フレーム１１を表側から被覆する黒色のアウトサート成形樹脂部１２とからなる。このアウトサート成形樹脂部１２は、黒色顔料等により着色した樹脂コンパウンド（ベース樹脂に充填剤もしくは添加剤を混ぜたもの）を用い、アウトサート成形により、金属フレーム１１と一体になるように成形したものである。アウトサート成形とは、インサート成形と同様、金型に金属部材をセットし、樹脂材料を流し込むことで、金属部材と一体の樹脂部を設けることを言う。アウトサート成形は、金属部材よりも寸法の小さい樹脂部を設ける点においてのみ、通常のインサート成形と異なる。

図１〜２から理解されるように、黒色のアウトサート成形樹脂部１２は、その内縁部１６が金属フレーム１１の内縁１５を被覆している。すなわち、金属フレーム１１の内縁１５は、その端面が完全に黒色の樹脂により覆われている。そのため、全体の平面図において矩形状である、アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６は、金属フレーム１１の開口をなす内縁１５に嵌め込まれた形となっている。また、図示の例で、アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６は、金属フレーム１１の内縁１５よりも内側へとフランジ状に突き出している。この突き出し寸法は、例えば０．５〜４ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ、一具体例で２ｍｍである。

このように、金属フレーム１１の内縁１５、特にはその端面が黒色のアウトサート成形樹脂部１２により被覆され、さらには、金属フレーム１１の表側の面が、少なくとも内縁１５の近傍にてアウトサート成形樹脂部１２により被覆されている。そのため、金属面が、液晶表示装置１０の表示面に現れることがない。すなわち、タッチパネル２の透明スイッチ部２２を通じて、いずれの角度からのぞき込んでも、また、外光の入射角度がどのようであっても、金属フレーム１１の金属面で反射した光が画像表示性能を損なうことはない。

なお、図示の実施例では、アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６がフランジ状に突き出しているので、例えば、外光が、液晶表示パネル２の表側の透明基板（対向基板）を通じてベゼルカバー１の内向きフランジ１Ｂの下へと入り込んだとしても、金属フレーム１１の箇所にまで到達することがない。

アウトサート成形に用いる樹脂コンパウンドとしては、例えば、耐衝撃性の大きいポリカーボネート（ＰＣ）樹脂（例えば、住友ダウのIM400シリーズ）に、導電性のカーボンブラック（例えばライオン株式会社の「ケッチェンブラックEC300J」）を、５〜２０重量％（例えば１０重量％）となるように練り込んだものを挙げることができる。このような導電性の樹脂コンパウンドを用いてアウトサート成形を行うならば、電磁シールド性に多少寄与することができる。

また、このような、充填剤入りのエンジニアリングプラスチック樹脂を用いることにより、ベゼルカバー１の剛性及び靭性を向上させることができる。さらには、耐衝撃性を有するクッションの役割をある程度担わせることにより、液晶表示装置の落下や衝突時の耐衝撃性を向上させることもできる。なお、耐衝撃性がそれほど要求されない用途にあっては、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチック樹脂に代えて、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の、より安価な汎用樹脂を用いることができる。また、用途によっては、エラストマー樹脂を用いることができる。上記のようなアウトサート成形樹脂部１２を配置することにより、場合によっては、別途のシール材を用いなくとも、タッチパネル２と液晶表示パネル３との間の空間を密封させることが可能となる。

本実施形態においては、アウトサート成形樹脂部１２の外縁が、タッチパネル２の端面よりも外側へと突き出している。そして、このように突き出した領域の所定箇所から表側へと位置決めリブ１３が突き出している。位置決めリブ１３は、アウトサート成形樹脂部１２の外縁に沿って延び、タッチパネル２の端面が突き当てられて、その位置決めを行う。図３に示す例において、位置決めリブ１３は、ベゼルカバー１の隅部からは離間されるようにして、各長辺に沿って４個、各短辺に沿って２個が配列されている。

タッチパネル２は、例えば、表側から少し力を加えて押し込むと、これら位置決めリブ１３の間に挟み込まれ、この際、所定の位置に配置される。このような位置決めリブ１３により、タッチパネル２を組み付ける工程を迅速に、かつ少ない労力で行うことができるとともに、ベゼルカバー１との位置合わせ精度を向上させることができる。しかも位置決めリブ１３は、ベゼルカバー１の厚み方向の壁１Ａと同様、垂直方向に突き出しているため、アウトサート成形の際に、複雑な金型や成形工程を必要としない。すなわち、位置決めリブ１３を設けるには、上下の金型が単純に上下に開くだけで良いため、アウトサート成形の低コスト性や効率を損なうことがない。

一方、金属フレーム１１を作製するための金属板としては、電気亜鉛めっきを施した鋼板（ＳＥＣＣ）その他のめっき鋼板の他、必要に応じて、ステンレス鋼やマグネシウム合金等の金属板を用いることができる。金属フレーム１１は、金属板に、開口部及び後述の係止用穴１４を形成する打ち抜き加工と、断面Ｌ字状に折り曲げる絞り加工とを施すだけで、容易に作製することができる。

図３に示すように、具体例において、ベゼルカバー１の厚み方向の壁１Ａには、バックライトユニット４の係止用突起４４が嵌め込まれる係止用穴１４が開けられ、位置決めリブ１３に対応する位置に配置されている。図示の例で、係止用突起４４は、バックライトユニット４の金属ケーシング４１に、絞り加工等により設けられた台状の突起である。バックライトユニット４の金属ケーシング４１には、さらに、液晶表示パネル２の端面に係合する位置決タブ４５が設けられている。図示の具体例で、位置決タブ４５は、金属ケーシング４１の側壁部に、コの字状の切り込みを入れてから表側へと折り返したような形をなしている。また、位置決めタブ４５は、液晶表示パネル３におけるＦＰＣ３４が接続された長辺を除く３辺に、それぞれ２個配置されるように設けられている。ＦＰＣ３４は、液晶表示パネル３の周縁接続部に搭載された駆動ＩＣチップ３５へと駆動入力を行うためのものである。

ベゼルカバー１についての寸法構成の具体例を挙げるならば、金属フレーム１１の壁の厚みが0.3〜0.5mm、例えば0.4mmであり、アウトサート成形樹脂部１２の厚みが0.7〜1.2mm、例えば0.9mmである。位置決めリブ１３の幅はアウトサート成形樹脂部１２の厚みに等しいものとすることができ、位置決めリブ１３の突出高さは、タッチパネル２の厚みに等しい寸法、特には1.3〜1.9mm、例えば1.6mmに設定することができる。アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６の厚みは、アウトサート成形樹脂部１２の上記厚みに、金属フレーム１１の壁の上記厚みを足したものとすることができる。すなわち、例えば1.3mmとすることができる。しかし、アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６の厚み、特には、その内側部分の厚みをより小さくするならば、タッチパネル２が強く押された際に、液晶表示パネル３の画像表示部３２が押圧されるのを防止でき、表示への悪影響を防止できることが予想される（特許文献１を参照）。例えば、アウトサート成形樹脂部１２の内縁部１６の厚みについて、根元部分を除き、アウトサート成形樹脂部１２の他の部分の厚みと同一とすることができる。

上記に説明した実施例の説明においては、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、アウトサート成形に用いる樹脂材料として、黒色顔料を練り込んだものを用いたが、場合によっては黒色染料を用いても良い。黒色染料を用いる場合、アウトサート成形の後に、着色を行うことも不可能でない。

なお、液晶表示パネルについての具体的な説明は省略したが、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。液晶表示パネルに代えて、有機ＥＬ表示パネル等の自発光表示パネルその他であっても、全く同様である。

以下に、図４を用いて比較例について説明する。比較例においては、ベゼルカバー１’が、断面Ｌ字状の金属フレーム１１の全表面を覆うように、電着塗装により黒色塗膜１７が設けられている。この塗装の際、金属フレーム１１の内縁１５、特にはその端面が、黒色塗膜１７により確実に覆われるように、特別に注意が払われる。比較例の液晶表示装置は、その他の点では、図１〜３のものと全く同様である。このような比較例のベゼルカバー１’の製造コストは、本発明の実施形態に係る上記具体例の場合のベゼルカバー１に比べて、２０％高いものとなった。すなわち、アウトサート成形のみにより確実に製造する場合に比べ、明確にコスト高となるのである。比較例の場合、電着塗装の装置及びその運転のコスト、塗料のコスト、及び、ゴミ付着等に起因する塗装不良品に対する塗装のやり直し等が加算されてしまうからである。なお、塗料ミストや塗料粉末の静電吹き付け塗装を行っても、同様にコスト高となる。

本発明の一実施形態になる液晶表示装置の要部を模式的に示す積層断面図である。 図１の液晶表示装置の要部をなすベゼルカバー（シールドケース）についての模式的な断面斜視図である。 図１の液晶表示装置の分解斜視図である。 比較例の液晶表示装置のベゼルカバーを示す、図２に対応する断面斜視図である。

符号の説明

１ ベゼルカバー ２ タッチパネル ３ 液晶表示パネル
１０ 液晶表示装置 １１ 金属フレーム
１２ 黒色樹脂材料からなるアウトサート成形樹脂部 １３ 位置決めリブ
１４ 係止用穴 １５ 金属フレームの内縁
１６ アウトサート成形樹脂部の内縁部 １７ 黒色塗膜
３１ 表示パネルの周縁部 ３２ 画像表示部

Claims (4)

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で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平面表示装置において、
   前記額縁状フレームが、金属フレームと、黒色の樹脂材料を用いたアウトサート成形により前記金属フレームに一体に形成されたアウトサート成形樹脂部とからなり、このアウトサート成形樹脂部が、前記金属フレームの内縁及びその近傍を、前記タッチパネルの側から覆うことを特徴とする平面表示装置。
2. 前記アウトサート成形樹脂部の外縁が、タッチパネルの端面よりも外側へと突き出しており、前記アウトサート成形樹脂部は、その外縁に沿った箇所に、タッチパネルの端面に突き当てて位置決めを行うためのリブ状の突起を有することを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
3. 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平面表示装置の製造方法において、
   前記額縁状フレームを製造する工程は、非塗装の金属板に板金加工を施して金属フレームを作製する工程と、この金属フレームを金型にセットした後、黒色の樹脂を金型内に流し込むことにより、少なくとも前記金属フレームの内縁及びその近傍を、前記タッチパネルの側から覆う黒色の樹脂部を形成するアウトサート成形工程とを含むことを特徴とする平面表示装置の製造方法。
4. 前記アウトサート成形工程の際、黒色の樹脂部の外縁に沿った箇所に、タッチパネルの位置決めを行うためのリブ状の突起が同時に形成されることを特徴とする請求項３記載の平面表示装置の製造方法。

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