JP4149779B2 - 携帯型表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型表示装置の、ガラス基材からなるタッチパネルや液晶パネルの支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯情報端末の普及がすすみ、パソコン内部の情報を屋外で閲覧したり、ＰＤＡで電子メールのやりとりをする機会が増えている。こうしたＰＤＡの開発においては、小型薄型軽量化及び操作性の良さ、反応の速さから、入力装置としてはタッチパネルが主流となっている（例えば、特許文献１参照）。一方、こうしたＰＤＡは、携帯して使うことが前提の機器であるため、携帯中に誤って落下させたとき（以下、「携帯落下時」という。）にガラス製のタッチパネルが破損しないように、耐衝撃性の強い設計仕様が必要とされる。
【０００３】
図７及び図８に、従来の携帯情報端末のタッチパネルの取り付け構造の一例を示す。図７及び図８において、１はガラス製のタッチパネルであり、２は上シャーシであり、３はボスであり、４は下シャーシであり、５は液晶保持金属板であり、６ガラス製の液晶パネルであり、７は両面テープである。なお、矢印９は、携帯落下時に衝撃力の作用する方向を示している。図７に示すように、タッチパネル１の周縁部は、両面テープ７により上シャーシ２に固着されている。上シャーシ２は、下シャーシ４とボス３とにより固定されている。
【０００４】
さらに、タッチパネル１の下方に、１〜５ｍｍ程度離して液晶パネル６が配置されている。液晶パネル６は液晶保持金属板５に固定され、液晶保持金属板５はボス３に固定されている。また、携帯落下時に両シャーシ２、４の破損を防止するため、上シャーシ２及び下シャーシ４は、樹脂でなく、Ｍｇ合金等で形成されることもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−００７０７０（段落［００２１］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、上記従来の携帯情報端末において、タッチパネル１の変形が最も大きくなる、底面が床等に衝突する携帯落下時（以下、「底面落下時」という。）におけるタッチパネル１の変形状態を示している。図８に示すように、従来の携帯情報端末では、タッチパネル１の周縁部は上シャーシ２に固着されている一方、パネル中央部は拘束されていないので、すり鉢状に変形し、パネル中央部に最大主応力が発生し、割れが発生する。
【０００７】
さらに、タッチパネル１のたわみにより、該タッチパネル１が液晶パネル６に衝突し、タッチパネル１のほか液晶パネル６も破損するおそれもあった。この対策として、タッチパネル１のガラス厚を増加させ、ガラスの強度を高めるといったことも考えられる。しかし、ガラス厚の増加とともに重量が増加するので、軽量化が重視される携帯情報機器においては、これは好ましくない。
【０００８】
また、従来の携帯情報端末ではタッチパネルの周縁部のみが拘束されているため、表示画面が大きくなるほど、パネル中央部でのたわみ量が大きくなり、タッチパネルが割れやすくなるといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、薄いガラスを用いたタッチパネルにおいても、底面落下時に、パネル中央部の変形を抑制してパネル割れを防止することができるタッチパネル支持構造を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる携帯型表示装置は、開口部が形成された筐体面（以下、「開口筐体面」という。）を有する筐体（シャーシ）と、筐体内において開口部が形成された領域（ないし、これよりやや広い領域）に、開口筐体面と略平行（略並行）に配置されたガラス製の面状部材（パネル部材）とを備えた携帯型表示装置において、端部が筐体（ないし、開口筐体面）に固定される一方、中間部（内側部）が面状部材の筐体外方側の表面に接着された透明部材が設けられ、該透明部材が面状部材を支持していて、透明部材は、弾性を有する可とう性シート部材であり、その内部に張力が生じるように張架されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記携帯型表示装置においては、透明部材の中間部は、面状部材の筐体内方側の表面に接着されていてもよい。また、透明部材の中間部は、面状部材の筐体外方側及び筐体内方側の両表面に接着されていてもよい。
【００１２】
上記携帯型表示装置において、透明部材が面状部材の筐体内方側に位置し、かつ面状部材がタッチパネルである場合は、タッチパネルの筐体内方側に位置する透明部材は弾性を有する透明樹脂板部材であってもよい。
また、上記携帯型表示装置において、透明部材が面状部材の筐体外方側に位置し、かつ面状部材がタッチパネルである場合は、透明部材は、タッチパネルへの入力を電気信号に変換する導電層を形成する樹脂部材であってもよい。
【００１３】
上記各携帯型表示装置においては、透明部材の端部は、例えば、両面テープ、接着剤等により筐体（ないしは開口筐体面）に接着（固定）されているのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。図１において、１はガラス製のタッチパネル（面状部材）であり、２は上シャーシ（筐体）であり、６はガラス製の液晶パネルであり、８はシート状透明部材（透明シート）である。矢印９は、該携帯型表示装置の落下方向ないし衝撃力の作用する方向を示している。また、１１は緩衝材である。上記構成の携帯型表示装置において、タッチパネル１の周縁部は、緩衝材１１を介して上シャーシ２に取り付けられている。
【００１６】
なお、図１において、液晶パネル６の支持構造は、図７に示す従来の携帯型表示装置と同様であるので、図示していない。実施の形態１にかかる携帯型表示装置が従来の携帯型表示装置と異なる点は、シート状透明部材８が、その周縁部で上シャーシ２に接着材又は両面テープにより固着されるとともに、タッチパネル１の下側で張架され、タッチパネル１（とくにタッチパネル中央部）を支持していることである。
【００１７】
図２は、図１に示す携帯型表示装置において、矢印９で示す方向に作用する衝撃力に起因してタッチパネル１の中央部がたわんだ状態を示している。なお、図２において、矢印１０はシート状透明部材８に作用する張力を示している。このとき、矢印９で示す方向すなわち下方向に加わる荷重により、タッチパネル１は下方に膨出して凸形状になろうとするが、張架されたシート状透明部材８の面内には矢印１０で示すように斜め上方に向かって張力が発生する。この張力の鉛直方向成分は、矢印９で示す方向に作用する衝撃力を減殺ないし相殺し、タッチパネル１にかかる衝撃力を低下させ、該タッチパネル１の変形をくい止める。
【００１８】
なお、シート状透明部材８に代えて、弾性を有する樹脂製板状透明部材を用いてもよい。さらに、シート状透明部材８は、タッチパネル１の下面に貼付けられていてもよい。
【００１９】
例えば図７に示すような両面テープ７でタッチパネル１の周縁部を固定した従来の携帯型表示装置では、底面落下時に周縁部が拘束される結果、周縁部で衝撃力を吸収することができず、タッチパネル１の中央部のみが変位ないし変形し、タッチパネル１の中央部と周縁部との間での変位差、すなわちタッチパネル１のたわみ量が大きくなる。これに対して、実施の形態１にかかる携帯型表示装置では、タッチパネル１の周縁部が緩衝材７とシート状透明部材８とによって弾性的に拘束されるので、タッチパネル１の周縁部でも衝撃力が緩衝材７及びシート状透明部材８によって吸収される。
【００２０】
その結果、タッチパネル１の周縁部も下方に若干変位することができ、タッチパネル１の周縁部と中央部との間での変位量の差を小さくすることができる。このため、タッチパネル１の変形量を小さくすることができ、タッチパネル１の内部応力の発生を小さくすることができる。
【００２１】
（実施の形態２）
以下、図３及び図４を参照しつつ、本発明の実施の形態２にかかる携帯型表示装置を説明する。なお、図３及び図４において、図１及び図２に示す実施の形態１にかかる携帯型表示装置と共通の部材ないし構成要素には、図１及び図２と同一の参照番号が付されている。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態２にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。また、図４は、図３に示す携帯型表示装置の底面落下時におけるタッチパネル１の変形状態及び応力状態を示す図である。図３及び図４に示すように、実施の形態２にかかる携帯型表示装置も、実施の形態１にかかる携帯型表示装置と同様に、タッチパネル１と、上シャーシ２と、液晶パネル６と、可とう性を有するシート状透明部材８とを備えている。ただし、緩衝材１１は設けられていない。なお、図３又は図４において、矢印９は衝撃力の作用する方向を示し、矢印１０は張力の作用する方向を示している。
【００２３】
図３に示す実施の形態２にかかる携帯型表示装置が、図１に示す実施の形態１にかかる携帯型表示装置と異なる点は、シート状透明部材８がタッチパネル１の上面（前面）に貼り付けられていて、シート状透明部材８の周縁部を上シャーシ２に接着することによりタッチパネル１が上シャーシ２に固定されていることである。実施の形態２にかかる携帯型表示装置においても、実施の形態１にかかる携帯型表示装置と同様に、タッチパネル１に働く矢印９で示す方向の衝撃力によってタッチパネル１が下方に変位すると、タッチパネル１と上シャーシ２とに接着されたシート状透明部材８の面内に上方向の張力が働き、タッチパネル１の下方への変位が抑制される。
【００２４】
また、実施の形態２にかかる携帯型表示装置においても、タッチパネル１の周縁部が両面テープで固定されていないので、タッチパネル１の周縁部は若干下方に変位することができる。その結果、タッチパネル１の中央部と周縁部との間での変位差が小さくなり、タッチパネル１の中央部で発生する最大主応力を小さくすることができ、タッチパネル１の中央部での割れを抑制ないし防止することができる。
【００２５】
また、実施の形態２にかかる携帯型表示装置では、シート状透明部材８を、タッチパネル１の一部をなし入力を電気信号に変換する導電層形成樹脂部材を兼ねる構成とすれば、別途シート状透明部材８を貼る必要がなくなる。このため、コストを低減することができ、かつ工数を削減することができる。さらに、入力時にタッチパネル１の導電層を直接押圧することができるので、ペン入力時の感度が低下せず、円滑な入力が可能となる。
【００２６】
（実施の形態３）
以下、図５を参照しつつ、本発明の実施の形態３にかかる携帯型表示装置を説明する。なお、図５において、図１〜図４に示す実施の形態１、２にかかる携帯型表示装置と共通の部材ないし構成要素には、図１〜図４と同一の参照番号が付されている。
【００２７】
図５は、実施の形態３にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。図５に示すように、実施の形態３にかかる携帯型表示装置も、実施の形態１にかかる携帯型表示装置と同様に、タッチパネル１と、上シャーシ２と、シート状透明部材８と、緩衝材１１とを備えている。なお、図５において、矢印９は衝撃力の作用する方向を示し、矢印１０は張力の作用する方向を示している。
【００２８】
図５に示す実施の形態３にかかる携帯型表示装置が、図１〜図４に示す実施の形態１、２にかかる携帯型表示装置と異なる点は、タッチパネル１の上側及び下側にシート状透明部材８が張架され、該シート状透明部材８の周縁部が上シャーシ２に固定されていることである。なお、シート状透明部材８の端部と上シャーシ２との接着ないし固定には、例えば接着剤又は両面テープを用いればよい。
【００２９】
実施の形態３にかかる携帯型表示装置においては、少なくとも上側のシート状透明部材８はタッチパネル１の表面（上面）に接着されている。実施の形態３にかかる携帯型表示装置では、底面落下時に矢印９で示す方向に作用する衝撃力によりタッチパネル１の中央部が下方に変位しようとしても、タッチパネル１の上下でシート状透明部材８に発生する張力により、タッチパネル１の変位を抑制することができるため、実施の形態１、２にかかる携帯型表示装置よりも、タッチパネル１に対する変位抑制効果は大きくなる。
【００３０】
（実施の形態４）
以下、図６を参照しつつ、本発明の実施の形態４にかかる携帯型表示装置を説明する。なお、図６において、図１及び図２に示す実施の形態１にかかる携帯型表示装置と共通の部材ないし構成要素には、図１及び図２と同一の参照番号が付されている。
【００３１】
図６は、実施の形態４にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。図６に示すように、実施の形態４にかかる携帯型表示装置も、実施の形態１にかかる携帯型表示装置と同様に、タッチパネル１と、上シャーシ２と、液晶パネル６と、シート状透明部材８とを備えている。ただし、タッチパネル１の周縁部と上シャーシ２とは、緩衝材１１ではなく両面テープ７により結合されている。なお、図６において、矢印９は、該携帯型表示装置の落下方向ないし衝撃力の作用する方向を示している。
【００３２】
図６に示す実施の形態４にかかる携帯型表示装置が、図１及び図２に示す実施の形態１にかかる携帯型表示装置ないし図７に示す従来の携帯型表示装置と異なる点は、タッチパネル１がわずかに上方に凸状に湾曲した形状を有していることである。このため、図６に示すように、タッチパネル１に矢印９で示す方向の衝撃力が加わると、タッチパネル１の周縁部が広がろうとするが、該周縁部が両面テープ７によって拘束されているので、タッチパネル１内には矢印１２で示すように圧縮力が働く。その結果、従来の携帯型表示装置ではタッチパネル１がたわんだときにタッチパネル１の下面に発生して割れの原因となっていた面内張力を緩和することができ、タッチパネル１の割れを防止することができる。
【００３３】
前記の実施の形態１〜４では、主として携帯型表示装置におけるタッチパネル１の支持構造を説明している。しかし、タッチパネル１を保有せず、液晶パネル６が上シャーシ２の開口部に装着されている携帯型表示装置においては、液晶パネル６に対して上記支持構造を応用することにより、落下時の液晶パネル６の割れを防止することができる。
【００３４】
また、本発明にかかる携帯型表示装置のタッチパネル１の支持構造では、従来の携帯型表示装置と異なり、タッチパネル１の中央部を支持するようにしているので、パネルサイズが大きくなるほど、上記効果が顕著となる。
なお、前記の実施の形態１〜４にかかるタッチパネル支持構造を有する携帯型表示装置を実際に製作し、その落下試験（底面落下）を行ったところ、いずれも１２０ｃｍの高さの位置から落としても破損することはなかった。なお、従来例の支持構造では、一般に、９０ｃｍの高さから底面落下させると、タッチパネルが破損した。
【００３５】
【発明の効果】
タッチパネルの周縁部を拘束支持するタッチパネル支持構造を備えた従来の携帯型表示装置では、タッチパネルの中央部のたわみを抑制することができず、底面落下時に、パネル中央部の変形によるタッチパネルの割れを防止することは困難であった。この傾向は、タッチパネルの面積が大きくなり、パネル中央部とパネル周縁部との距離が大きくなるほど顕著となっていた。しかし、本発明によれば、面状部材（パネル面）を透明部材で支持することにより、透明部材に発生する張力により、パネル中央部付近のたわみも抑制できるので、パネル中央部で発生する応力を小さくすることができ、ガラスからなる面状部材（タッチパネル）の割れを防止することができる。その結果、面状部材に用いるガラスを薄くしても、パネル割れを防止することができ、ガラスの薄肉化による面状部材の軽量化、すなわち、携帯型表示装置の軽量化を図ることができる。しかも、透明部材が筐体と固着されているため、内部への水の侵入も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。
【図２】 図１に示す携帯型表示装置の立面断面図であり、該携帯型表示装置の底面落下時におけるタッチパネルの変形状態を示している。
【図３】 本発明の実施の形態２にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。
【図４】 図３に示す携帯型表示装置の立面断面図であり、該携帯型表示装置の底面落下時におけるタッチパネルの変形状態を示している。
【図５】 本発明の実施の形態３にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態４にかかる携帯型表示装置の立面断面図である。
【図７】 従来の携帯型表示装置の立面断面図である。
【図８】 図７に示す携帯型表示装置の立面断面図であり、該携帯型表示装置の底面落下時におけるタッチパネルの変形状態を示している。
【符号の説明】
１ タッチパネル、 ２ 上シャーシ、 ３ ボス、 ４ 下シャーシ、 ５液晶保持金属板、 ６ 液晶パネル、 ７ 両面テープ、 ８ シート状透明部材、 ９ 衝撃力の作用する方向を示す矢印、 １０ 張力の作用する方向を示す矢印、 １１ 緩衝材、 １２ 圧縮応力の作用する方向を示す矢印。

Claims (6)

1. 開口部が形成された筐体面を有する筐体と、
   前記筐体内において前記開口部が形成された領域に、前記筐体面と略平行に配置されたガラス製の面状部材とを備えた携帯型表示装置において、
   端部が筐体に固定される一方、中間部が前記面状部材の筐体外方側の表面に接着された透明部材が設けられ、該透明部材が前記面状部材を支持していて、
   前記透明部材は、弾性を有する可とう性シート部材であり、その内部に張力が生じるように張架されていることを特徴とする携帯型表示装置。
2. 開口部が形成された筐体面を有する筐体と、
   前記筐体内において前記開口部が形成された領域に、前記筐体面と略平行に配置されたガラス製の面状部材とを備えた携帯型表示装置において、
   端部が筐体に固定される一方、中間部が前記面状部材の筐体内方側の表面に接着された透明部材が設けられ、該透明部材が前記面状部材を支持していて、
   前記透明部材は、弾性を有する可とう性シート部材であり、その内部に張力が生じるように張架されていることを特徴とする携帯型表示装置。
3. 開口部が形成された筐体面を有する筐体と、
   前記筐体内において前記開口部が形成された領域に、前記筐体面と略平行に配置されたガラス製の面状部材とを備えた携帯型表示装置において、
   端部が筐体に固定される一方、中間部が前記面状部材の筐体外方側及び筐体内方側の両表面に接着された透明部材が設けられ、該透明部材が前記面状部材を支持していて、
   前記透明部材は、弾性を有する可とう性シート部材であり、その内部に張力が生じるように張架されていることを特徴とする携帯型表示装置。
4. 前記面状部材がタッチパネルであり、該タッチパネルの筐体内方側に位置する透明部材が弾性を有する透明樹脂板部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の携帯型表示装置。
5. 前記面状部材がタッチパネルであり、前記透明部材が前記タッチパネルへの入力を電気信号に変換する導電層を形成する樹脂部材であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型表示装置。
6. 前記透明部材の端部が、両面テープで前記筐体に接着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の携帯型表示装置。

Images